JP2020035719A - Laminate manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一側面は、積層体製造装置に関する。 One aspect of the present invention relates to a laminate manufacturing apparatus.
従来、セパレータに挟み込まれた第1電極と第1電極とは極性の異なる第2電極とを交互に積層するための積層装置が知られている。特許文献1に開示される積層装置は、第1電極が載置される第1テーブルと、第2電極が載置される第2テーブルと、第1電極と第2電極とが交互に積層される積層テーブルと、を備えている。この積層装置では、第1テーブルに載置された第1電極を把持する第1把持部と、第2テーブルに載置された第2電極を把持する第2把持部とによって、積層テーブル上に第1電極と第2電極とが交互に積層される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a laminating apparatus for alternately laminating first electrodes sandwiched between separators and second electrodes having different polarities from the first electrodes has been known. The laminating apparatus disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示される装置では、積層される電極の数と同じ回数だけ第1把持部及び第2把持部による積層動作が繰り返されるため、積層動作に多大な時間が掛かり、マシンサイクルタイムを短縮することが困難である。
However, in the device disclosed in
本発明の一側面は、マシンサイクルタイムを短縮することができる積層体製造装置を提供することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to provide a laminate manufacturing apparatus capable of reducing a machine cycle time.
本発明の一側面に係る積層体製造装置は、第1電極と第2電極とが交互に積層された積層体を製造する装置であって、第1電極及び第2電極を保持する搬送アームと、搬送アームによって保持された第1電極及び第2電極が順次積層されるステージ面を有するステージと、を備え、搬送アームは、第1電極を保持する第1保持部と、第1保持部によって第1電極が保持されている状態で、保持された第1電極に第2電極が重畳されるように当該第2電極を保持する第2保持部と、保持されている第1電極及び第2電極のセットをステージ面に搬送する搬送機構と、を有する。 A stacked body manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention is an apparatus for manufacturing a stacked body in which first electrodes and second electrodes are alternately stacked, and includes a transfer arm that holds the first electrode and the second electrode. A stage having a stage surface on which the first electrode and the second electrode held by the transfer arm are sequentially stacked, wherein the transfer arm includes a first holding unit that holds the first electrode, and a first holding unit that holds the first electrode. In a state where the first electrode is held, a second holding unit that holds the second electrode such that the second electrode is superimposed on the held first electrode, and the first electrode and the second electrode that are held. A transport mechanism for transporting the set of electrodes to the stage surface.
上記積層体製造装置では、搬送アームに設けられた第1保持部によって第1電極が保持され、その後、第1電極に重畳するように第2保持部によって第2電極が保持される。搬送アームによって重畳された状態で保持された第1電極及び第2電極は、搬送機構によってステージ面に順次積層される。このように、搬送アームによって事前に第1電極と第2電極とが重畳されるので、搬送アームがステージ面に電極を積層する回数は、積層される第1電極及び第2電極の数の半分となる。したがって、第1電極をステージに積層し、その後、第2電極をステージに積層する場合に比べて、マシンサイクルタイムを短縮することができる。 In the above-described laminate manufacturing apparatus, the first electrode is held by the first holding unit provided on the transfer arm, and then the second electrode is held by the second holding unit so as to overlap the first electrode. The first electrode and the second electrode held in a superimposed state by the transfer arm are sequentially stacked on the stage surface by the transfer mechanism. As described above, since the first electrode and the second electrode are overlapped by the transfer arm in advance, the number of times that the transfer arm stacks the electrodes on the stage surface is half the number of the stacked first and second electrodes. Becomes Therefore, the machine cycle time can be reduced as compared with the case where the first electrode is stacked on the stage and then the second electrode is stacked on the stage.
第1保持部は第1電極を下側から支持する第1支持片であり、第2保持部は第2電極を下側から支持する第2支持片であってもよい。この構成によれば、第1電極と第2電極とが重畳した状態で、第1電極と第2電極とを同時に保持しやすい。 The first holding portion may be a first support piece that supports the first electrode from below, and the second holding portion may be a second support piece that supports the second electrode from below. According to this configuration, it is easy to simultaneously hold the first electrode and the second electrode in a state where the first electrode and the second electrode overlap.
第1保持部は第1電極を上側から吸着する吸着装置であり、第2保持部は第2電極を下側から支持する支持片であてもよい。この構成によれば、第1電極と第2電極とが重畳した状態で、第1電極と第2電極とを同時に保持しやすい。 The first holding unit may be a suction device that suctions the first electrode from above, and the second holding unit may be a support piece that supports the second electrode from below. According to this configuration, it is easy to simultaneously hold the first electrode and the second electrode in a state where the first electrode and the second electrode overlap.
ステージは、搬送アームによってステージ面に搬送された第1電極及び第2電極のセットをステージ面に向けて押圧する押圧部を有し、搬送アームに保持される第1電極の上方には、当該第1電極の上面に隣接し、押圧部が挿通可能な空間が設けられていてもよい。この構成では、第1電極及び第2電極が搬送アームに保持されている状態で、第1電極の上方の空間に押圧部が挿通され得る。この場合、押圧部は、搬送アームに保持された第1電極及び第2電極をステージ面に向けて押圧することができる。 The stage has a pressing portion that presses the set of the first electrode and the second electrode transferred to the stage surface by the transfer arm toward the stage surface, and the stage is provided above the first electrode held by the transfer arm. A space adjacent to the upper surface of the first electrode and through which the pressing portion can be inserted may be provided. With this configuration, the pressing portion can be inserted into the space above the first electrode in a state where the first electrode and the second electrode are held by the transfer arm. In this case, the pressing unit can press the first electrode and the second electrode held by the transfer arm toward the stage surface.
本発明の一側面によれば、マシンサイクルタイムを短縮することができる積層体製造装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a laminate manufacturing apparatus capable of reducing a machine cycle time.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements have the same reference characters allotted, and overlapping description will be omitted.
まず、一実施形態に係る積層体製造装置によって製造された積層体を含む蓄電装置について説明する。図1は、蓄電装置の内部を示す断面図である。図2は、図1のII−II線断面図である。図1及び図2において、蓄電装置1は、積層型の電極組立体を有するリチウムイオン二次電池である。
First, a power storage device including a stack manufactured by the stack manufacturing apparatus according to one embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the inside of the power storage device. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1 and 2, the
蓄電装置1は、例えば略直方体形状のケース2と、このケース2内に収容された電極組立体3とを備えている。ケース2は、例えばアルミニウム等の金属により形成されている。ケース2の内部には、図示はしないが、例えば非水系(有機溶媒系)の電解液が注液されている。ケース2上には、正極端子4及び負極端子5が互いに離間して配置されている。正極端子4は、絶縁リング6を介してケース2に固定され、負極端子5は、絶縁リング7を介してケース2に固定されている。また、電極組立体3とケース2の内側の側面及び底面との間には絶縁フィルムが配置されており、絶縁フィルムによってケース2と電極組立体3との間が絶縁されている。図1では便宜上、電極組立体3の下端とケース2の底面との間には僅かな隙間が設けられているが、実際には電極組立体3の下端が絶縁フィルムを介してケース2の内側の底面に接触している。
The
電極組立体3は、複数の正極8と複数の負極9とが袋状のセパレータ10を介して交互に積層された構造を有している。正極8は、袋状のセパレータ10に包まれている。袋状のセパレータ10に包まれた状態の正極8は、セパレータ付き正極11として構成されている。従って、電極組立体3は、複数のセパレータ付き正極11と複数の負極9とが交互に積層された構造を有している。なお、電極組立体3の両端に位置する電極は、負極9である。
The
正極8は、例えばアルミニウム箔からなる正極集電体である金属箔14と、この金属箔14の両面に形成された正極活物質層15とを有している。金属箔14は、平面視矩形状の箔本体部14aと、この箔本体部14aと一体化されたタブ14bとを有している。タブ14bは、箔本体部14aの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。そして、タブ14bは、セパレータ10を突き抜けている。複数の正極8より延びる複数のタブ14bは、集箔された状態で導電部材12に接続(溶接)され、導電部材12を介して正極端子4に接続されている。なお、図2では、便宜上タブ14bを省略している。
The
正極活物質層15は、箔本体部14aの表裏両面に形成されている。正極活物質層15は、正極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウムまたは硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも1つとリチウムとが含まれる。
The positive electrode
負極9は、例えば銅箔からなる負極集電体である金属箔16と、この金属箔16の両面に形成された負極活物質層17とを有している。金属箔16は、平面視矩形状の箔本体部16aと、この箔本体部16aと一体化されたタブ16bとを有している。タブ16bは、箔本体部16aの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。タブ16bは、導電部材13を介して負極端子5に接続されている。なお、図2では、便宜上タブ16bを省略している。
The
負極活物質層17は、箔本体部16aの表裏両面に形成されている。負極活物質層17は、負極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、SiOx(0.5≦x≦1.5)等の金属酸化物またはホウ素添加炭素等が挙げられる。
The negative electrode
セパレータ10は、平面視矩形状を呈している。セパレータ10の形成材料としては、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、或いはポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルセルロース等からなる織布または不織布等が例示される。
The
以上のように構成された蓄電装置1を製造する場合は、まずセパレータ付き正極11及び負極9を製作した後、セパレータ付き正極11と負極9とを交互に積層し、セパレータ付き正極11及び負極9を固定することで電極組立体3を得る。そして、導電部材12を介してセパレータ付き正極11のタブ14bを正極端子4に接続すると共に、導電部材13を介して負極9のタブ16bを負極端子5に接続した後、電極組立体3をケース2内に収容する。例えば、セパレータ付き正極11の製作工程では、より具体的には、活物質層を備えた帯状の電極母材の製造が行われ、その電極母材をカットすることで、正極8の製造が行われる。製造された正極8をセパレータで包むことで、セパレータ付き正極11が製造される。
In the case of manufacturing the
次に、図3を用いて、実施形態に係る積層体製造装置100について説明する。図3は、積層体製造装置100を示す概略平面図である。図3に示すように、積層体製造装置100は、正極搬送系101と、負極搬送系103と、積層装置105と、ステージ107とを備えている。積層体製造装置100では、正極搬送系101によって搬送されるセパレータ付き正極(第1電極)11と負極搬送系103によって搬送される負極(第2電極)9とが交互に積層される。すなわち、積層体製造装置100は、電極組立体3を製造するための積層体30を形成する。
Next, the laminated
正極搬送系101は、搬送装置111、ピックアンドプレース装置113及び回転テーブル115を含む。搬送装置111は、前工程によって製造されたセパレータ付き正極11を所定の搬送経路に沿って搬送する。搬送装置111は、例えばベルトコンベアであってよい。ピックアンドプレース装置113は、搬送装置111によって搬送されたセパレータ付き正極11を回転テーブル115に移動させる。回転テーブル115は、ピックアンドプレース装置113から受け取ったセパレータ付き正極11を周方向に搬送する。回転テーブル115によって所定の位置まで搬送されたセパレータ付き正極11は、積層装置105によって回収される。一例として、回転テーブル115は、所定角度の回転動作と停止とを繰り返すように間欠的に動作する。ピックアンドプレース装置113は、回転テーブル115が停止しているときにセパレータ付き正極11を回転テーブル115に移載する。また、積層装置105は、回転テーブル115が停止しているときに回転テーブル115からセパレータ付き正極11を回収する。
The positive
図4は、積層体製造装置を構成する回転テーブルおよび積層装置を説明する図である。図4の(a)は、上下方向において回転テーブル115と積層装置105とが重複する位置を示す側面図である。図4の(b)は、積層装置105を構成する保持装置155を下方から見た平面図である。図3、図4の(a)に示すように、回転テーブル115は、水平面内を回転する円盤状のテーブル本体116と、テーブル本体116上に設けられた複数の電極載置部117とを含んでいる。複数の電極載置部117は、テーブル本体116上において周方向に均等に配置されている。それぞれの電極載置部117は、XYθテーブル117aと、XYθテーブル117a上に設けられた吸着パッド117bとを含んでいる。XYθテーブル117aは、水平面内における吸着パッド117bのX方向の位置、X方向に交差(直交)するY方向の位置、及び、Z軸を回転中心とした回転位置を制御する。吸着パッド117bは、ピックアンドプレース装置113からセパレータ付き正極11を受け取る。すなわち、ピックアンドプレース装置113は吸着パッド117b上にセパレータ付き正極11を載置する。XYθテーブル117aは、吸着パッド117bがセパレータ付き正極11を受け取った後に、吸着パッド117b上のセパレータ付き正極11の位置に応じて吸着パッド117bの位置を調整する。これにより、積層装置105は、それぞれの電極載置部117から同じ条件でセパレータ付き正極11を受け取ることができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a turntable and a laminating apparatus that constitute the laminated body manufacturing apparatus. FIG. 4A is a side view showing a position where the
負極搬送系103は、正極搬送系101と同様に、搬送装置131、ピックアンドプレース装置133及び回転テーブル135を含む。搬送装置131は、前工程によって製造された負極9を所定の搬送経路に沿って搬送する。搬送装置131は、例えばベルトコンベアであってよい。ピックアンドプレース装置133は、搬送装置131によって搬送された負極9を回転テーブル135に移動させる。回転テーブル135は、ピックアンドプレース装置133から受け取った負極9を周方向に搬送する。回転テーブル135によって所定の位置まで搬送された負極9は、積層装置105によって回収される。本実施形態では、積層装置105は、回転テーブル115からセパレータ付き正極11を回収した後に、回転テーブル135から負極9を回収する。回転テーブル135の構成は、回転テーブル115と同様であるため、詳しい説明を省略する。
The negative
図3、図4の(a)に示すように、積層装置105は、水平面内を回転する円盤状の回転体(搬送機構)151と、回転体151から径方向に突出する複数の搬送アーム152とを含んでいる。複数の搬送アーム152は、例えば周方向に均等に配置されている。搬送アーム152のそれぞれは、Zテーブル(搬送機構)153と、Zテーブル153の下部に設けられた保持装置155とを含む。Zテーブル153は、保持装置155をZ方向(すなわち鉛直方向)に移動させる。
As shown in FIGS. 3 and 4A, the
保持装置155は、本体部156と、一対の第1支持片(第1保持部)157と、一対の第2支持片(第2保持部)158とを含む。本体部156は、例えば平面視略矩形状をなしている。本体部156の上面は、Zテーブル153の下面に固定されている。図4の(b)に示すように、本体部156の下面には、上向きに形成された複数(図示例では4つ)の溝156a,156b,156c,156dが形成されている。溝156a,156b,156c,156dは、平面視において周縁を画定する4つの各辺の中央から本体部156の中央に向かって延在している。
The holding
第1支持片157は、鉛直方向に延びる鉛直部157aと、鉛直部157aの先端から水平方向に延びる水平部157bとを含む。一対の第1支持片157は、例えば平面視において本体部156の中心を対称点とする点対称の位置に配置されている。第2支持片158は、鉛直方向に延びる鉛直部158aと、鉛直部158aの先端から水平方向に延びる水平部158bとを含む。一対の第2支持片158は、例えば平面視において本体部156の中心を対称点とする点対称の位置に配置されている。図示例では、Y方向の一方側に配置された第1支持片157と第2支持片158とが、溝156aを挟んで互いに対向しており、Y方向の他方側に配置された第1支持片157と第2支持片158とが、溝156cを挟んで互いに対向している。また、X方向の一方側に配置された第1支持片157と第2支持片158とは、溝156bを挟んで配置されており、X方向の他方側に配置された第1支持片157と第2支持片158とは、溝156dを挟んで配置されている。
The
第1支持片157,第2支持片158は、鉛直方向及び水平方向に駆動制御される。例えば、図4の(a)では、第1支持片157は、鉛直方向において本体部156に近い位置にあり、水平方向において内側に位置している(以下、この状態を「保持状態」という場合がある)。保持状態では、第1支持片157の水平部157bによってセパレータ付き正極11が下側から支持される。また、図4の(a)では、第2支持片158は、鉛直方向において本体部156から離れた位置にあり、水平方向において外側に位置している(以下、この状態を「解除状態」という場合がある)。第1支持片157及び第2支持片158は、それぞれ保持状態及び解除状態をとることができる。
The
図示の解除状態にある第2支持片158は、第2支持片158が内側に水平移動した後に上方に移動するすることによって、解除状態から保持状態に移行する。また、図示の保持状態にある第1支持片157は、第1支持片157が外側に水平移動した後に下方に移動するすることによって、保持状態から解除状態に移行する。平面視において、保持状態にある第1支持片157の水平部157bは、電極(図示例ではセパレータ付き正極11)が保持される位置に重複している。また、平面視において、解除状態にある第2支持片158の水平部158bは、電極が保持される位置から離間している。なお、図4の(b)では、保持される電極の位置が破線で示されている。
The
図5は、ステージを説明するための図である。図5の(a)はステージの平面図であり、図5の(b)は図5の(a)のb−b線に沿った断面図であり、図5の(c)は図5の(a)のc−c線に沿った断面図である。ステージ107は、一例として矩形板状をなすステージ本体171を含む。ステージ本体171の上面は、搬送アーム152によって保持されたセパレータ付き正極11及び負極9が順次積層されるステージ面171aとなっている。また、ステージ107は、ステージ面171aに積層されたセパレータ付き正極11及び負極9をステージ面171aに向けて押圧する一対の第1押圧片(第1押圧部)173及び一対の第2押圧片(第2押圧部)175を有している。
FIG. 5 is a diagram for explaining a stage. 5A is a plan view of the stage, FIG. 5B is a sectional view taken along line bb of FIG. 5A, and FIG. 5C is a sectional view of FIG. It is sectional drawing along the cc line of (a). The
第1押圧片173は、鉛直方向に延びる鉛直部173aと、鉛直部173aの先端から水平方向に延びる水平部173bとを含む。一対の第1押圧片173は、例えば平面視においてステージ本体171の中心を挟んで互いに対向する位置に配置されている。図示例では、第1押圧片173は、Y方向において互いに離間して配置されている。また、第2押圧片175は、鉛直方向に延びる鉛直部175aと、鉛直部175aの先端から水平方向に延びる水平部175bとを含む。一対の第2押圧片175は、例えば平面視においてステージ本体171の中心を挟んで互いに対向する位置に配置されている。図示例では、第2押圧片175は、X方向において互いに離間して配置されている。第1押圧片173及び第2押圧片175は、第1支持片157及び第2支持片158と同様に、鉛直方向及び水平方向に駆動制御される。これにより、第1押圧片173及び第2押圧片175は、積層されたセパレータ付き正極11及び負極9のセットをステージ面171aに押圧する押圧状態と、セパレータ付き正極11及び負極9のセットから離間した離間状態とをとることができる。
The first
平面視において、第1押圧片173の位置(図5の(a)参照)は、保持装置155における本体部156の溝156b,156d(図4の(b)参照)の位置に対応している。また、第2押圧片175の位置は、本体部156の溝156a、156cの位置に対応している。搬送アーム152によってセパレータ付き正極11が保持されている状態では、本体部の溝156a〜156dは、当該セパレータ付き正極11の上面に隣接した空間を形成する。離間状態において、第1押圧片173の水平部173b及び第2押圧片175の水平部175bは、この空間内に挿通可能となっている。
In plan view, the position of the first pressing piece 173 (see FIG. 5A) corresponds to the position of the
続いて、積層体製造装置における積層装置及びステージの動作について説明する。図6〜図13は、積層体製造装置による積層の工程を示す図である。図6〜図9の(a)は保持装置155の側面図であり、図6〜図9の(b)は保持装置155を上方から見た平面図である。なお、図6〜図9の(b)では、本体部156を二点鎖線で示している。図10の(a)はステージ107の側面図であり、図10の(b)はステージ107の平面図である。図11の(a)は保持装置155及びステージ107を示す側面図であり、図11の(b)は図11の(a)の平面図であり、図11の(c)は図11の(b)のc−c線に沿った断面図である。図12の(a)は保持装置155及びステージ107を示す側面図であり、図12の(b)は図12の(a)の平面図であり、図12の(c)は図12の(b)のc−c線に沿った断面図である。図13の(a)は保持装置155及びステージ107を示す側面図であり、図13の(b)は図11の(a)の平面図であり、図13の(c)は図13の(b)のc−c線に沿った断面図である。
Next, operations of the laminating apparatus and the stage in the laminated body manufacturing apparatus will be described. 6 to 13 are diagrams showing the steps of lamination by the laminate manufacturing apparatus. FIGS. 6 to 9A are side views of the holding
上述の通り、積層装置105では、複数の搬送アーム152によってセパレータ付き正極11及び負極9が順次保持される。まず、保持装置155は、第1支持片157及び第2支持片158の両方を解除状態として待機している。保持装置155が電極載置部117の上方に移動すると、Zテーブル153が動作することによって保持装置155は下方に移動する。第1支持片157の水平部157bの位置が電極載置部117に載置されたセパレータ付き正極11よりも下の位置まで移動すると、第1支持片157は保持状態となるように制御される。これにより、図6に示すように、第1支持片157によってセパレータ付き正極11が保持される。
As described above, in the stacking
続いて、積層装置105の回転体151が回転することによって、セパレータ付き正極11を保持した保持装置155は、負極搬送系103側の電極載置部(図示省略)の上方に移動する。保持装置155が電極載置部の上方に移動すると、Zテーブル153が動作することによって保持装置155は下方に移動する。図7の(a)に示すように、第2支持片158の水平部158bの位置は、電極載置部に載置された負極9よりも下の位置まで移動する。この状態では、図7の(b)に示すように、負極9と第2支持片158とが干渉し合うことがない。続いて、第2支持片158は保持状態となるように制御される。これにより、図8に示すように、第2支持片158によって負極9が保持される。第2支持片158は、第1支持片157によって保持されているセパレータ付き正極11に負極9が重畳されるように負極9を保持する。
Subsequently, as the
続いて、図9に示すように、第1支持片157が解除状態となる。この状態では、セパレータ付き正極11は、負極9を介して第2支持片158によって保持されている。続いて、積層装置105の回転体151が回転することによって、セパレータ付き正極11及び負極9のセットを保持した保持装置155は、ステージ面171aの上方に移動する。なお、第1支持片157の解除は、保持装置155がステージ面171aの上方に移動した後に実行されてもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 9, the
続いて、セパレータ付き正極11及び負極9のセットがステージ面171a上に積層される。図10に示すように、一例においては、既にステージ面171a上にセパレータ付き正極11及び負極9のセットが複数積層されている。ステージ面171a上に積層されたセパレータ付き正極11及び負極9の複数のセット(図面における積層体30)は、例えば押圧状態となっている第1押圧片173によってステージ面171aに向かって押圧されている。この場合、第2押圧片175は離間状態となっている。積層装置105のZテーブル153が下方に移動することによって、保持装置155に保持されたセパレータ付き正極11及び負極9のセットが積層体30の上に近接する。この状態では、第2押圧片175の水平部175bの高さ位置は、第1支持片157の水平部157bの高さ位置と略同じとなっている(図11の(c)参照)。
Subsequently, a set of the
続いて、第2押圧片175が押圧状態となることによって、保持装置155によって保持されたセパレータ付き正極11及び負極9のセットは、第2押圧片175によって積層体30に向かって押圧される。この場合、第2押圧片175の水平部175bは、本体部156の溝156a,156c内を移動することによって、セパレータ付き正極11及び負極9のセットの上側に移動する。
Subsequently, the set of the
続いて、第2支持片158が解除状態になるとともに、第1押圧片173が離間状態になる。すなわち、積層体30とセパレータ付き正極11及び負極9のセットとの間に位置していた第2支持片158及び第1押圧片173が引き抜かれる。これにより、図13に示すように、ステージ面171a上に積層体30が形成される。複数の保持装置155によって上記動作が繰り返されることによって、セパレータ付き正極11及び負極9のセットが順次積層される。なお、次の保持装置155がステージ面171a上に移動したときには、図13に示されるように、積層体30は第2押圧片175によって押圧されている。そのため、積層体30上に新たに積層されるセパレータ付き正極11及び負極9のセットは、第1押圧片173によって押圧されることになる。
Subsequently, the
以上説明した積層体製造装置によれば、搬送アーム152に設けられた第1押圧片173によってセパレータ付き正極11が保持され、その後、セパレータ付き正極11に重畳するように第2支持片158によって負極9が保持される。搬送アーム152によって重畳された状態で保持されたセパレータ付き正極11及び負極9は、回転体151及びZテーブル153の動作に伴ってステージ面171aに順次積層される。実施形態では、搬送アーム152によって事前にセパレータ付き正極11と負極9とが重畳される。そのため、搬送アーム152がステージ面171aに電極を積層する回数は、積層される電極の数の半分となる。したがって、セパレータ付き正極11をステージに積層し、その後、負極9をステージに積層する場合に比べて、マシンサイクルタイムを短縮することができる。
According to the laminated body manufacturing apparatus described above, the
第1支持片157はセパレータ付き正極11を下側から支持し、第2支持片158は負極9を下側から支持する。この構成によれば、セパレータ付き正極11と負極9とが重畳した状態で、セパレータ付き正極11と負極9とを同時に保持しやすい。
The
搬送アーム152に保持されるセパレータ付き正極11の上方には、当該セパレータ付き正極11の上面に隣接し、第1押圧片173の水平部173b及び第2押圧片175の水平部175bが挿通可能な空間(溝156a〜156d)が設けられている。この構成では、セパレータ付き正極11及び負極9が搬送アーム152に保持されている状態で、セパレータ付き正極11の上方の空間に水平部173b,175bが挿通され得る。この場合、水平部173b,175bは、搬送アーム152に保持されたセパレータ付き正極11及び負極9をステージ面171aに向けて上面から押圧することができる。
Above the positive electrode with
[第2実施形態]
本実施形態では、セパレータ付き正極11を保持する第1保持部の構成が第1実施形態と相違している。以下、主として第1実施形態と相違する点について説明し、同一の要素や部材については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。なお、本実施形態の装置構成は、第1実施形態の装置構成と重複するため、概略図として図3、図4等を参照することとする。
[Second embodiment]
In the present embodiment, the configuration of the first holding unit that holds the
図14の(a)は保持装置255の側面図であり、図14の(b)は保持装置255の平面図である。なお、図14の(b)では、一部の構成を二点鎖線で示している。保持装置255は、本体部256と一対の支持片(第2保持部)258とを含む。本体部256は、例えば平面視略矩形状をなしている。本体部256の上面は、第1実施形態における本体部156と同様に、Zテーブル153の下面に固定されている。図14に示すように、本体部256の下面には、上向きに形成された複数(図示例では4つ)の溝256a,256b,256c,256dが形成されている。溝256a,256b,256c,256dは、第1実施形態における溝156a,156b,156c,156dと同様の構成をなしており、ステージ107の第1押圧片173の水平部173b及び第2押圧片175の水平部175bの位置に対応している。
FIG. 14A is a side view of the holding
本体部256の下面は、吸着面(第1保持部)257を形成している。吸着面257には、吸引ポンプに接続された複数の吸気孔(不図示)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257に吸着力が発生する。これにより、一例として、本体部256は、吸着装置として機能する。なお、本体部256の下面において、溝256a〜256dが形成されている部分には、吸気孔は形成されていない。
The lower surface of the
支持片258は、第1実施形態における第2支持片158と同様の構成を備えている。すなわち、支持片258は、鉛直方向に延びる鉛直部258aと、鉛直部258aの先端から水平方向に延びる水平部258bとを含む。一対の支持片258は、例えば平面視において本体部256の中心を対称点とする点対称の位置に配置されている。
The
以下、図15〜図17をさらに参照して、保持装置255の動作について説明する。図15の(a)は保持装置255の側面図であり、図15の(b)は保持装置255の平面図である。図16の(a)は保持装置255及びステージ107を示す側面図であり、図16の(b)は図16の(a)の平面図であり、図16の(c)は図16の(b)のc−c線に沿った断面図である。図17の(a)は保持装置155及びステージ107を示す平面図であり、図17の(b)は図17の(a)のb−b線に沿った断面図である。
Hereinafter, the operation of the holding
まず、図14に示すように、保持装置255は本体部256の吸着面257によってセパレータ付き正極11を保持する。一例として、保持装置255は、正極搬送系101の電極載置部117に載置されたセパレータ付き正極11に吸着面257が当接した状態で、吸着面257によってセパレータ付き正極11を上側から吸着する。この際、支持片258は解除状態となっている。
First, as shown in FIG. 14, the holding
続いて、回転体151が回転することによって、セパレータ付き正極11を保持した保持装置255は、負極搬送系103の電極載置部(図示省略)の上方に移動する。保持装置255が電極載置部の上方に移動すると、Zテーブル153が動作することによって保持装置255は下方に移動する。図15の(a)に示すように、支持片258は保持状態となるように制御される。これにより、支持片258によって負極9が保持される。支持片258は、吸着面257によって保持されているセパレータ付き正極11に負極9が重畳されるように負極9を保持する。
Subsequently, as the
続いて、セパレータ付き正極11及び負極9のセットがステージ面171a上に積層される。図16に示すように、一例においては、既にステージ面171a上にセパレータ付き正極11及び負極9のセットが複数積層されている。ステージ面171a上に積層されたセパレータ付き正極11及び負極9の複数のセットは、例えば押圧状態となっている第1押圧片173によってステージ面171aに向かって押圧されている。Zテーブル153が下方に移動することによって、保持装置255に保持されたセパレータ付き正極11及び負極9のセットが積層体30の上に近接する。この状態では、水平部258bの高さ位置は、第1押圧片173の高さ位置と略同じとなっている。続いて、第2押圧片175が押圧状態となることによって、保持装置255によって保持されたセパレータ付き正極11及び負極9のセットは、第2押圧片175によって積層体30に向かって押圧される。
Subsequently, a set of the
続いて、図17に示すように、支持片258が解除状態になるとともに、第1押圧片173が離間状態になる。これにより、ステージ面171a上に積層体30が構成される。複数の保持装置255によって上記動作が繰り返されることによって、セパレータ付き正極11及び負極9のセットが順次積層される。なお、吸着面257によるセパレータ付き正極11の吸着動作は、支持片258によって負極9が保持された後から、第2押圧片175によってセパレータ付き正極11及び負極9のセットが積層体30に向かって押圧される前までの間の任意のタイミングで停止され得る。
Subsequently, as shown in FIG. 17, the
本実施形態では、セパレータ付き正極11が吸着面257によって上側から吸着されており、負極9が支持片258によって下側から支持されている。この構成によれば、互いに重畳した状態となっているセパレータ付き正極11及び負極9を保持しやすい。
In the present embodiment, the positive electrode with
9…負極(第2電極)、11…セパレータ付き正極(第1電極)、30…積層体、100…積層体製造装置、107…ステージ、171a…ステージ面、151…回転体(搬送機構)、152…搬送アーム、153…Zテーブル(搬送機構)、157…第1支持片(第1保持部)、158…第2支持片(第2保持部)。 9: negative electrode (second electrode), 11: positive electrode with separator (first electrode), 30: laminated body, 100: laminated body manufacturing apparatus, 107: stage, 171a: stage surface, 151: rotating body (conveyance mechanism), 152: transport arm, 153: Z table (transport mechanism), 157: first support piece (first holding section), 158: second support piece (second holding section).
Claims (4)
前記第1電極及び前記第2電極を保持する搬送アームと、
前記搬送アームによって保持された第1電極及び第2電極が順次積層されるステージ面を有するステージと、を備え、
前記搬送アームは、
前記第1電極を保持する第1保持部と、
前記第1保持部によって前記第1電極が保持されている状態で、保持された前記第1電極に前記第2電極が重畳されるように当該第2電極を保持する第2保持部と、
保持されている前記第1電極及び前記第2電極のセットを前記ステージ面に搬送する搬送機構と、を有する、積層体製造装置。 A stacked body manufacturing apparatus for manufacturing a stacked body in which a first electrode and a second electrode are alternately stacked,
A transfer arm for holding the first electrode and the second electrode;
A stage having a stage surface on which the first electrode and the second electrode held by the transfer arm are sequentially stacked,
The transfer arm,
A first holding unit that holds the first electrode;
A second holding unit that holds the second electrode such that the second electrode is superimposed on the held first electrode while the first electrode is held by the first holding unit;
A transfer mechanism for transferring the held set of the first electrode and the second electrode to the stage surface.
前記第2保持部は前記第2電極を下側から支持する第2支持片である、請求項1に記載の積層体製造装置。 The first holding portion is a first support piece that supports the first electrode from below,
The apparatus according to claim 1, wherein the second holding unit is a second support piece that supports the second electrode from below.
前記第2保持部は前記第2電極を下側から支持する支持片である、請求項1に記載の積層体製造装置。 The first holding unit is a suction device that suctions the first electrode from above,
The apparatus according to claim 1, wherein the second holding unit is a support piece that supports the second electrode from below.
前記搬送アームに保持される前記第1電極の上方には、当該第1電極の上面に隣接し、前記押圧部が挿通可能な空間が設けられている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層体製造装置。 The stage has a pressing portion that presses the set of the first electrode and the second electrode transferred to the stage surface by a transfer arm toward the stage surface,
4. The space according to claim 1, wherein a space adjacent to an upper surface of the first electrode and through which the pressing portion can be inserted is provided above the first electrode held by the transfer arm. 5. 3. The laminate manufacturing apparatus according to item 1.
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