JP2019179621A - 電極ユニット製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成によって電極ユニットを製造できる電極ユニット製造装置を提供する。【解決手段】電極ユニット製造装置は、電極体６０とセパレータ４０とが互いに溶着された電極ユニット６５を製造する電極ユニット製造装置であって、セパレータ４０を保持する吸着面１１６ａが設けられた吸着部１１６、吸着部１１６を支持する搬送アーム１１１、及び、搬送アーム１１１に対する吸着部１１６の位置を移動させる移動機構１１９、を含む移載装置１１０と、搬送アーム１１１に支持されて、移載装置１１０によって電極体６０上に移載されたセパレータ４０を電極体６０に溶着するヒータ１３１を含む溶着装置１３０と、を備え、移動機構１１９は、吸着面１１６ａを押圧する荷重が吸着部１１６に加わった場合に、ヒータ１３１が吸着面１１６ａを含む平面から突出するように、搬送アーム１１１に対する吸着部１１６の相対的な位置を押圧の方向に移動させる。【選択図】図６

Description

本発明の一側面は、電極ユニット製造装置に関する。

電極板の一方の面に正極が形成され、他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極を備えるバイポーラ電池（蓄電モジュール）が知られている（特許文献１参照）。この電池は、例えば電極板の両面に正極および負極を形成し、これにセパレータを積層した電極ユニットを形成したのち、複数の電極ユニットをさらに積層して積層体を形成し、最後に積層体を外装ケースに収容することにより製造される。

特開２０１０−２８７４５１号公報

上記のような電極ユニットは、例えば、電極板上にセパレータをセットし（搬送工程）、セットされたセパレータを電極板に溶着する（溶着工程）ことによって製造され得る。しかしながら、搬送工程及び溶着工程を実行する場合には、一般に、搬送機構に関する制御と溶着機構に関する制御とが別々に行われる。そのため、製造装置が煩雑になる虞がある。

本発明の一側面は、簡易な構成によって電極ユニットを製造できる電極ユニット製造装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る電極ユニット製造装置は、電極体とセパレータとが互いに溶着された電極ユニットを製造する電極ユニット製造装置であって、セパレータを保持する保持面が設けられた保持器、保持器を支持するアーム、及び、アームに対する保持器の位置を移動させる移動機構、を含む移載装置と、アームに支持されて、移載装置によって電極体上に移載されたセパレータを電極体に溶着する加熱部を含む溶着装置と、を備え、移動機構は、保持面を押圧する荷重が保持器に加わった場合に、加熱部が保持面を含む平面から突出するように、アームに対する保持器の位置を押圧の方向に移動させる。

この電極ユニット製造装置では、電極体上にセパレータが載置される際に、セパレータ及び電極体を介して保持面を押圧する荷重が加わることによって、アームに対する保持器の位置が移動する。そして、溶着装置の加熱部が保持面を含む平面から突出することによって、加熱部がセパレータに当接し得る状態になるので、セパレータと電極体との溶着が可能となる。このように、保持面を押圧する荷重が加わることによって、加熱部を保持面に対して相対的に移動させるので、構成を簡易にすることができる。

移動機構は、アームと保持器との間に配置される弾性部材を含み、保持器に加わる荷重に応じて弾性部材が弾性変形することにより、アームに対する保持器の位置が移動してもよい。この構成では、保持器に加わる荷重を制御することによって、アームに対する保持器の位置を制御することができる。

セパレータが載置される第１の載置台と、電極体が載置される第２の載置台と、を更に含み、第２の載置台の高さは、第１の載置台の高さよりも高く構成され、アームは、少なくとも上昇及び下降することによって保持器を第１の載置台上から第２の載置台上に搬送可能であり、保持面は、保持器の下面に形成されており、保持器には、第２の載置台上でアームが下降することによって、第２の載置台から保持面を上向きに押圧する荷重が加わる。この構成では、第２の載置台上において、第１の載置台に載置されたセパレータを保持する際の高さ位置にアームを制御することによって、第２の載置台から保持面に対して上向きの荷重が加わり得る。よって、第１の載置台上と第２の載置台上とにおけるアームの高さ位置を別々に調整する必要がない。

加熱部は、上下方向から見たときに、保持面の外縁よりも内側に位置していてもよい。この構成では、保持面によってセパレータが電極体に押しつけられた状態で、電極体とセパレータとが密着した部分を溶着することができる。

電極体は、電極板と電極板の周縁に設けられた樹脂枠とを含み、加熱部は、セパレータを樹脂枠に溶着してもよい。この構成では、電極板の全面をセパレータによって覆うことができる。

保持面は、セパレータを吸着して保持する吸着パッドによって構成されてもよい。吸着パッドによってセパレータを保持するので、保持の際のセパレータの損傷を抑制できる。

セパレータは、矩形形状をなし、溶着装置は、セパレータの四隅にそれぞれ対応する４つの加熱部を含んでもよい。セパレータの四隅を電極体に溶着できるので、セパレータが捲り上がることが抑制される。

本発明の一側面によれば、簡易な構成によって電極ユニットを製造できる電極ユニット製造装置が提供され得る。

蓄電モジュールを備える蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。 図１の蓄電装置を構成する蓄電モジュールを示す概略断面図である。 図２の蓄電モジュールを構成する電極ユニットを示す平面図である。 電極ユニット製造装置を示す斜視図である。 電極ユニット製造装置の保持器を示す平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩに沿って電極ユニット製造装置を切断した断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩに沿って電極ユニット製造装置を切断した断面図である。 電極ユニット製造装置の動作を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。図面にはＸＹＺ直交座標系が示される。

本実施形態に係る電極ユニット製造装置は、電極体とセパレータとが互いに溶着された電極ユニットを製造する。該装置によって製造された電極ユニットは、蓄電モジュールの一部を構成する。そこで、電極ユニット製造装置の説明に先立って、蓄電モジュールの説明をする。図１は、蓄電モジュールを備える蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。同図に示す蓄電装置１０は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置１０は、複数（本実施形態では３つ）の蓄電モジュール１２を備えるが、単一の蓄電モジュール１２を備えてもよい。蓄電モジュール１２は例えばバイポーラ電池である。蓄電モジュール１２は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。

複数の蓄電モジュール１２は、例えば金属板等の導電板１４を介して積層され得る。積層方向Ｄ１から見て、蓄電モジュール１２及び導電板１４は例えば矩形形状を有する。各蓄電モジュール１２の詳細については後述する。導電板１４は、蓄電モジュール１２の積層方向Ｄ１（Ｚ方向）において両端に位置する蓄電モジュール１２の外側にもそれぞれ配置される。導電板１４は、隣り合う蓄電モジュール１２と電気的に接続される。これにより、複数の蓄電モジュール１２が積層方向Ｄ１に直列に接続される。積層方向Ｄ１において、一端に位置する導電板１４には正極端子２４が接続されており、他端に位置する導電板１４には負極端子２６が接続されている。正極端子２４は、接続される導電板１４と一体であってもよい。負極端子２６は、接続される導電板１４と一体であってもよい。正極端子２４及び負極端子２６は、積層方向Ｄ１に交差する方向（Ｘ方向）に延在している。これらの正極端子２４及び負極端子２６により、蓄電装置１０の充放電を実施できる。

導電板１４は、蓄電モジュール１２において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板１４の内部に設けられた複数の空隙１４ａを空気等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール１２からの熱を効率的に外部に放出できる。各空隙１４ａは例えば積層方向Ｄ１に交差する方向（Ｙ方向）に延在する。積層方向Ｄ１から見て、導電板１４は、蓄電モジュール１２よりも小さいが、蓄電モジュール１２と同じかそれより大きくてもよい。

蓄電装置１０は、交互に積層された蓄電モジュール１２及び導電板１４を積層方向Ｄ１に拘束する拘束部材１６を備え得る。拘束部材１６は、一対の拘束プレート１６Ａ，１６Ｂと、拘束プレート１６Ａ，１６Ｂ同士を連結する連結部材（ボルト１８及びナット２０）とを備える。各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂと導電板１４との間には、例えば樹脂フィルム等の絶縁フィルム２２が配置される。各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂは、例えば鉄等の金属によって構成されている。積層方向Ｄ１から見て、各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂ及び絶縁フィルム２２は例えば矩形形状を有する。絶縁フィルム２２は導電板１４よりも大きくなっており、各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂは、蓄電モジュール１２よりも大きくなっている。積層方向Ｄ１から見て、拘束プレート１６Ａの縁部には、ボルト１８の軸部を挿通させる挿通孔Ｈ１が蓄電モジュール１２よりも外側となる位置に設けられている。同様に、積層方向Ｄ１から見て、拘束プレート１６Ｂの縁部には、ボルト１８の軸部を挿通させる挿通孔Ｈ２が蓄電モジュール１２よりも外側となる位置に設けられている。積層方向Ｄ１から見て各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂが矩形形状を有している場合、挿通孔Ｈ１及び挿通孔Ｈ２は、拘束プレート１６Ａ，１６Ｂの角部に位置する。

一方の拘束プレート１６Ａは、負極端子２６に接続された導電板１４に絶縁フィルム２２を介して突き当てられ、他方の拘束プレート１６Ｂは、正極端子２４に接続された導電板１４に絶縁フィルム２２を介して突き当てられている。ボルト１８は、例えば一方の拘束プレート１６Ａ側から他方の拘束プレート１６Ｂ側に向かって挿通孔Ｈ１に通され、他方の拘束プレート１６Ｂから突出するボルト１８の先端には、ナット２０が螺合されている。これにより、絶縁フィルム２２、導電板１４及び蓄電モジュール１２が挟持されてユニット化されると共に、積層方向Ｄ１に拘束荷重が付加される。

図２は、図１の蓄電装置を構成する蓄電モジュールを示す概略断面図である。同図に示す蓄電モジュール１２は、複数のバイポーラ電極（電極）３２が積層された積層体３０を備える。バイポーラ電極３２の積層方向Ｄ１から見て積層体３０は例えば矩形形状を有する。隣り合うバイポーラ電極３２間にはセパレータ４０が配置され得る。バイポーラ電極３２は、電極板３４と、電極板３４の一方面に設けられた正極３６と、電極板３４の他方面に設けられた負極３８とを含む。積層体３０において、一のバイポーラ電極３２の正極３６は、セパレータ４０を挟んで積層方向Ｄ１に隣り合う一方のバイポーラ電極３２の負極３８と対向し、一のバイポーラ電極３２の負極３８は、セパレータ４０を挟んで積層方向Ｄ１に隣り合う他方のバイポーラ電極３２の正極３６と対向している。積層方向Ｄ１において、積層体３０の一端には、内側面に負極３８が配置された電極板３４（負極側終端電極）が配置され、積層体３０の他端には、内側面に正極３６が配置された電極板３４（正極側終端電極）が配置される。負極側終端電極の負極３８は、セパレータ４０を介して最上層のバイポーラ電極３２の正極３６と対向している。正極側終端電極の正極３６は、セパレータ４０を介して最下層のバイポーラ電極３２の負極３８と対向している。これら終端電極の電極板３４はそれぞれ隣り合う導電板１４（図１参照）に接続される。

蓄電モジュール１２は、積層方向Ｄ１に延在する積層体３０の側面３０ａにおいて電極板３４の縁部３４ａを保持する枠体５０を備える。枠体５０は、積層方向Ｄ１から見て積層体３０の周囲に設けられている。すなわち、枠体５０は、積層体３０の側面３０ａを取り囲むように構成されている。枠体５０は、電極板３４の縁部３４ａを保持する第１樹脂部（樹脂枠）５２と、積層方向Ｄ１から見て第１樹脂部５２の周囲に設けられる第２樹脂部５４とを備え得る。

枠体５０の内壁を構成する第１樹脂部５２は、各バイポーラ電極３２の電極板３４の一方面（正極３６が形成される面）から縁部３４ａにおける電極板３４の端面にわたって設けられている。積層方向Ｄ１から見て、各第１樹脂部５２は、各バイポーラ電極３２の電極板３４の縁部３４ａ全周にわたって設けられている。隣り合う第１樹脂部５２同士は、各バイポーラ電極３２の電極板３４の他方面（負極３８が形成される面）の外側に延在する面において当接している。その結果、第１樹脂部５２には、各バイポーラ電極３２の電極板３４の縁部３４ａが埋没して保持されている。各バイポーラ電極３２の電極板３４の縁部３４ａと同様に、積層体３０の両端に配置された電極板３４の縁部３４ａも第１樹脂部５２に埋没した状態で保持されている。これにより、積層方向Ｄ１に隣り合う電極板３４，３４間には、当該電極板３４，３４と第１樹脂部５２とによって気密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。当該内部空間Ｖには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液からなる電解液（不図示）が収容されている。

枠体５０の外壁を構成する第２樹脂部５４は、積層方向Ｄ１を軸方向として延在する筒状部である。第２樹脂部５４は、積層方向Ｄ１において積層体３０の全長にわたって延在する。第２樹脂部５４は、積層方向Ｄ１に延在する第１樹脂部５２の外側面を覆っている。第２樹脂部５４は、積層方向Ｄ１から見て内側において第１樹脂部５２に溶着されている。

電極板３４は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板３４の縁部３４ａは、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっており、当該未塗工領域が枠体５０の内壁を構成する第１樹脂部５２に埋没して保持される領域となっている。正極３６を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極３８を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。電極板３４の他方面における負極３８の形成領域は、電極板３４の一方面における正極３６の形成領域に対して一回り大きくなっている。

セパレータ４０は、例えばシート状に形成されている。セパレータ４０を形成する材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ４０は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されたものであってもよい。

枠体５０（第１樹脂部５２及び第２樹脂部５４）は、例えば絶縁性の樹脂を用いた射出成形によって形成されている。枠体５０を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、又は変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等が挙げられる。

続いて、電極ユニット製造装置について説明する。図３は、蓄電モジュールを構成する電極ユニットを示す平面図である。図３に示すように、電極ユニット６５は、バイポーラ電極３２及び第１樹脂部５２からなる電極体６０にセパレータ４０が溶着されることによって形成されている。図示例の電極ユニット６５では、電極体６０を構成する第１樹脂部５２とセパレータ４０とが互いに溶着されている。なお、電極ユニット６５では、電極体６０とセパレータ４０とが互いに溶着されていればよく、例えばバイポーラ電極３２とセパレータ４０とが互いに溶着されていてもよい。

図４は、電極ユニット製造装置を示す斜視図である。図５は、電極ユニット製造装置の吸着部を示す平面図である。図６及び図７は、図５のＶＩ−ＶＩに沿って電極ユニット製造装置を切断した断面図である。なお、図６は、電極ユニット製造装置において、吸着部に対して下からの荷重が加わっていない状態を示し、図７は、吸着部に対して下から荷重が加わっている状態を示している。

電極ユニット製造装置１００は、移載装置１１０と溶着装置１３０とを含む。また、本実施形態では、電極ユニット製造装置１００は、後述するように、第１の載置台１５０（図８参照）に載置されたセパレータ４０を第２の載置台１６０（図８参照）に載置された電極体６０上に移載し、電極体６０とセパレータ４０とを溶着する。そのため、電極ユニット製造装置１００は、移載装置１１０及び溶着装置１３０に加えて、第１の載置台１５０及び第２の載置台１６０をその構成に含む。

移載装置１１０は、搬送アーム１１１、吸着部（保持器）１１６、及びコイルバネ（弾性部材）１１７を含む。搬送アーム１１１は、少なくとも上昇及び下降の制御によって、吸着部１１６を第１の載置台１５０上から第２の載置台１６０上に搬送する（図８参照）。本実施形態では、搬送アーム１１１は、腕部１１２及び支持部１１３を有する。腕部１１２は、駆動機構（不図示）によって上昇及び下降可能に設けられている。また、腕部１１２は、駆動機構によって、例えば旋回等によって水平移動可能に設けられている。支持部１１３は、腕部１１２の先端に取り付けられている。図示例の支持部１１３は、吸着部１１６を支持する支持プレート１１４と、支持プレート１１４と腕部１１２とを連結する連結部１１５とを含む。支持プレート１１４は、例えば矩形板状をなしている。平面視において、支持プレート１１４の中央には、支持プレート１１４を上下方向に貫通する貫通孔１１４ａが形成されている（図６参照）。連結部１１５は、支持プレート１１４の上面に固定されている。連結部１１５は、支持プレート１１４の中央において貫通孔１１４ａに重なる位置に配置されている。図示例の連結部１１５は、例えば貫通孔１１４ａの上方に所定の空間ＳＰを形成する箱形であり、支持プレート１１４の上面から突出している。

吸着部１１６は、例えば略直方体形状をなしており、下面にセパレータを保持するための吸着面（保持面）１１６ａを有している。吸着部１１６は、例えば吸着パッドによって構成されている。すなわち、吸着面１１６ａには、吸引ポンプ（不図示）に接続された複数の吸気孔が形成されており、吸気孔から空気を吸引することで、吸着面１１６ａに吸着力が発生する。吸着部１１６には、上下方向に吸着部１１６を貫通する貫通孔１１６ｂが形成されている。本実施形態は、平面視において吸着部１１６の四隅にそれぞれ円柱状の貫通孔１１６ｂが形成されている（図５参照）。例えば、平面視において、貫通孔１１６ｂの中心位置は、電極ユニット６５におけるセパレータ４０と第１樹脂部５２とが重複した位置に対応し得る。

吸着部１１６の上面１１６ｃには、支持杆１１８が設けられている。支持杆１１８は、上下方向に延びる棒状部１１８ａと、棒状部１１８ａの上端に形成される係止部１１８ｂとを含む。棒状部１１８ａの下端は、吸着部１１６の上面１１６ｃに接合されている。係止部１１８ｂは、例えば円板状をなしており、棒状部１１８ａの径よりも大きな径を有している。また、棒状部１１８ａは、支持プレート１１４に形成された貫通孔１１４ａの径よりも小さな径を有している。係止部１１８ｂは、支持プレート１１４に形成された貫通孔１１４ａの径よりも大きな径を有している。

棒状部１１８ａは、支持プレート１１４に形成された貫通孔１１４ａを貫通している。係止部１１８ｂは、支持プレート１１４の上面側であって、貫通孔１１４ａの上方の空間ＳＰ内に配置されている。図６に示すように、無負荷状態（自然状態）では、係止部１１８ｂの下面が支持プレート１１４の上面に当接しており、支持プレート１１４によって吸着部１１６が支持されている。

コイルバネ１１７は、吸着部１１６の上面１１６ｃと支持プレート１１４との間に配置されている。図示例のコイルバネ１１７の自由長さは、吸着部１１６の上面１１６ｃから支持プレート１１４までの長さよりも長い。すなわち、コイルバネ１１７は、吸着部１１６と支持プレート１１４との間において圧縮された状態となっている。そのため、吸着部１１６は、コイルバネ１１７によって常時下向きに付勢されている。なお、コイルバネ１１７は、吸着部１１６及び支持プレート１１４に固定されていてもよい。

本実施形態では、支持杆１１８及びコイルバネ１１７によって、移動機構１１９が構成されている。この移動機構１１９では、吸着部１１６に上向きの荷重が加わった場合に、当該荷重に応じてコイルバネ１１７が圧縮（弾性変形）される。これにより、搬送アーム１１１に対する吸着部１１６の位置が上側に移動する（図７参照）。

溶着装置１３０は、電極体６０上に移載されたセパレータ４０に当接可能な複数（図示例では４つ）のヒータ（加熱部）１３１を含んでいる。ヒータ１３１は、例えばステンレス等の金属材料によって形成されており、加熱装置（不図示）によって加熱される。

ヒータ１３１は、上下方向に延在する円柱状をなしており、下端にヘッド１３１ａを有している。ヘッド１３１ａの径は、例えば先端に向かって小さくなっている。ヒータ１３１の上端は支持プレート１１４に固定されている。そのため、ヒータ１３１は、支持プレート１１４の移動に伴って移動する。ヒータ１３１の下端側は、対応する貫通孔１１６ｂ内に配置されている。そのため、上下方向から見たときに、各ヒータ１３１は、吸着面１１６ａの外縁１１６ｄよりも内側に位置することになる。ヒータ１３１のヘッド１３１ａは、無負荷状態において吸着面１１６ａよりも上方に位置しており、貫通孔１１６ｂ内に収容されている（図６参照）。一方、移動機構１１９によって吸着部１１６の位置が上側に移動した状態では、吸着面１１６ａを含む平面よりも下方にヘッド１３１ａが突出する（図７参照）。

図８は、電極ユニット製造装置の動作及び載置台の構成を説明するための図である。図８の（ａ）は、第１の載置台１５０に載置されたセパレータ４０を保持する工程を示す。図８の（ｂ）は、第１の載置台１５０から第２の載置台１６０にセパレータ４０を移送する工程を示す。図８の（ｃ）は、第２の載置台１６０上において、電極体６０とセパレータ４０とが溶着される工程を示す。

電極ユニット製造装置１００は、第１の載置台１５０に載置されたセパレータ４０を第２の載置台１６０に載置された電極体６０上に移載し、電極体６０とセパレータ４０とを溶着して、電極ユニット６５を製造する。第１の載置台１５０は、別工程によって製造されたセパレータ４０が搬送されるコンベア等であってもよい。第２の載置台１６０は、別工程によって製造された電極体６０が搬送されるコンベア等であってもよい。

以下、搬送アーム１１１が、上下方向において所定の上端位置ＨＰ１と所定の下端位置ＨＰ２との２点間を移動し、且つ、水平方向において第１の載置台１５０上と第２の載置台１６０上との２点間を移動する例について説明する。この場合、第２の載置台１６０における載置面の高さ１６０Ｈは、第１の載置台１５０における載置面の高さ１５０Ｈよりも高くなるように設定されている。

例えば、第１の載置台１５０における載置面１５０ａの高さ１５０Ｈは、搬送アーム１１１が所定の下端位置ＨＰ２まで下降した場合に、吸着面１１６ａによってセパレータ４０を吸着可能であり、且つ、吸着面１１６ａからヘッド１３１ａが突出しない高さ位置である。例えば、第１の載置台１５０における載置面の高さ１５０Ｈは、搬送アーム１１１が所定の下端位置ＨＰ２まで降下した場合における、無負荷状態のときの吸着面１１６ａの位置、又は、該位置よりもセパレータ４０の厚さ分だけ低い位置であってもよい。

また、第２の載置台１６０における載置面１６０ａの高さ１６０Ｈは、搬送アーム１１１が所定の下端位置ＨＰ２まで下降した場合に、電極体６０及びセパレータ４０を介して載置面１６０ａによって吸着部１１６に対して上向きに荷重を加えることができる位置である。この場合、吸着部１１６が搬送アーム１１１に対して相対的に上側に移動することによって、ヒータ１３１のヘッド１３１ａが吸着面１１６ａから下方に突出する。これにより、ヘッド１３１ａがセパレータ４０に当接される。例えば、載置面１６０ａの高さ１６０Ｈは、搬送アーム１１１に対する吸着部１１６の相対的な移動距離と略同じ距離だけ、高さ１５０Ｈよりも高い位置であってよい。

このような電極ユニット製造装置１００では、まず、第１の載置台１５０の載置面１５０ａにセパレータが搬送（用意）される。次いで、搬送アーム１１１が下降動作することによって、載置面１５０ａの上方に待機していた移載装置１１０が載置面１５０ａ上まで下降する（図８の（ａ）参照）。この状態で、吸着部１１６によってセパレータ４０が保持される。なお、本実施形態では、電極ユニット製造装置１００によって複数の電極ユニット６５が連続して製造されることが想定されている。この場合、ヒータ１３１が常時加熱されることによってマシンサイクルタイムが短縮され得る。第１の載置台１５０上においては、ヒータ１３１が吸着面１１６ａよりも上方に位置しているので、常時加熱されたヒータ１３１によってセパレータ４０が損傷することが抑制されている。

セパレータ４０を保持した移載装置１１０は、搬送アーム１１１が上昇動作及び旋回動作することによって、第１の載置台１５０から離間し（図８の（ｂ）参照）、第２の載置台１６０の上方に移動する。そして、搬送アーム１１１が下降動作することによって、移載装置１１０は第２の載置台１６０における載置面１６０ａ上まで下降する（図８の（ｃ）参照）。この状態では、吸着面１１６ａがセパレータ４０及び電極体６０を介して第２の載置台１６０を下向きに押圧する。これにより、セパレータ４０及び電極体６０を介して第２の載置台１６０から吸着部１１６に対して上向きの荷重が加わり、コイルバネ１１７が圧縮される。そして、溶着装置１３０におけるヒータ１３１のヘッド１３１ａが吸着面１１６ａよりも下方に突出することによって、ヘッド１３１ａがセパレータ４０に当接し、セパレータ４０と電極体６０との溶着がなされる。

このように、本実施形態では、搬送アーム１１１の移動制御によって、移載装置１１０を移動させるだけでなく、吸着部１１６（吸着面１１６ａ）に対するヒータ１３１の相対的な上下方向の位置が移動するので、装置全体での構成が簡易となっている。例えば、吸着部１１６に対するヒータ１３１の位置を上下動させるための昇降装置を必要としない。

また、第２の載置台１６０の高さ１６０Ｈが第１の載置台１５０の高さ１５０Ｈよりも高くなっているので、第１の載置台１５０上と第２の載置台１６０上とにおける搬送アーム１１１の高さ位置を別々に調整する必要がない。すなわち、第２の載置台１６０上において、第１の載置台１５０に載置されたセパレータ４０を保持する際の高さ位置（下端位置ＨＰ２）に搬送アーム１１１を制御することによって、第２の載置台１６０から吸着面１１６ａに対して上向きの荷重が加わり得る。そのため、上下方向においては、所定の上端位置ＨＰ１と所定の下端位置ＨＰ２との２点間を移動するように搬送アーム１１１を制御すればよいので、制御が容易となっている。

ヒータ１３１は、上下方向から見たときに、吸着面１１６ａの外縁１１６ｄよりも内側に位置している。この構成では、吸着面１１６ａによってセパレータ４０が電極体６０に押しつけられた状態で、電極体６０とセパレータ４０とが密着した部分を溶着することができる。

また、本実施形態では、電極体６０は、電極板３４と電極板３４の周縁に設けられた第１樹脂部５２とを含んでおり、ヒータ１３１は、セパレータ４０を枠体に溶着している。この構成では、電極板３４の全面をセパレータ４０によって覆うことができる。

また、吸着面１１６ａは、セパレータ４０を吸着して保持する吸着パッドによって構成されているので、セパレータ４０が保持される際のセパレータ４０の損傷を抑制できる。

また、溶着装置１３０は、セパレータ４０の四隅にそれぞれ対応する４つのヒータ１３１を含んでいる。そのため、セパレータ４０の四隅を電極体６０に溶着できるので、セパレータ４０が捲り上がることが抑制される。

以上、実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。

例えば、弾性部材として４つのコイルバネを用いる例を示したが、これに限定されない。弾性部材は、支持プレートと吸着部とが互いに離間する方向に付勢する機能を有すればよく、例えばゴム等であってもよい。また、弾性部材は平面視において支持プレートの四隅に配置されていなくてもよい。例えば、支持杆に重なる位置において棒状部を囲むようにコイルバネが配置されてもよい。また、弾性部材は、３つ以下又は５つ以上であってもよい。

また、第２の載置台の高さが第１の載置台よりも高い例を示したが、これに限定されない。第１の載置台と第２の載置台との高さが同じである場合には、第２の載置台上における搬送アームの下降位置を第１の載置台上における搬送アームの下降位置よりも低くなるように制御すればよい。

また、電極（バイポーラ電極）と樹脂枠とによって電極体が構成される例を示したが、樹脂枠を含まない電極のみによって電極体が構成されていてもよい。

４０…セパレータ、６０…電極体、６５…電極ユニット、１００…電極ユニット製造装置、１１６…吸着部（保持器）、１１１…搬送アーム（アーム）、１１６ａ…吸着面（保持面）、１１９…移動機構、１３０…溶着装置、１３１…ヒータ（加熱部）、１５０…第１の載置台、１６０…第２の載置台。

Claims (7)

1. 電極体とセパレータとが互いに溶着された電極ユニットを製造する電極ユニット製造装置であって、
   前記セパレータを保持する保持面が設けられた保持器、前記保持器を支持するアーム、及び、前記アームに対する前記保持器の位置を移動させる移動機構、を含む移載装置と、
   前記アームに支持されており、前記移載装置によって前記電極体上に移載された前記セパレータを前記電極体に溶着する加熱部を含む溶着装置と、を備え、
   前記移動機構は、前記保持面を押圧する荷重が前記保持器に加わった場合に、前記加熱部が前記保持面を含む平面から突出するように、前記アームに対する前記保持器の位置を前記押圧の方向に移動させる、電極ユニット製造装置。
2. 前記移動機構は、前記アームと前記保持器との間に配置される弾性部材を含み、
   前記保持器に加わる前記荷重に応じて前記弾性部材が弾性変形することにより、前記アームに対する前記保持器の位置が移動する、請求項１に記載の電極ユニット製造装置。
3. 前記セパレータが載置される第１の載置台と、前記電極体が載置される第２の載置台と、を更に含み、
   前記第２の載置台の高さは、前記第１の載置台の高さよりも高く構成され、
   前記アームは、少なくとも上昇及び下降することによって前記保持器を前記第１の載置台上から前記第２の載置台上に搬送可能であり、
   前記保持面は、前記保持器の下面に形成されており、
   前記保持器には、前記第２の載置台上で前記アームが下降することによって、前記第２の載置台から前記保持面を上向きに押圧する荷重が加わる、請求項１又は２に記載の電極ユニット製造装置。
4. 前記加熱部は、上下方向から見たときに、前記保持面の外縁よりも内側に位置している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電極ユニット製造装置。
5. 前記電極体は、電極板と電極板の周縁に設けられた樹脂枠とを含み、
   前記加熱部は、前記セパレータを前記樹脂枠に溶着する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電極ユニット製造装置。
6. 前記保持面は、前記セパレータを吸着して保持する吸着パッドによって構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電極ユニット製造装置。
7. 前記セパレータは、矩形形状をなし、
   前記溶着装置は、前記セパレータの四隅にそれぞれ対応する４つの前記加熱部を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電極ユニット製造装置。

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