JP6565599B2 - 電極積層装置および電極積層方法 - Google Patents

Description

本発明は、電極積層装置および電極積層方法に関する。

電極積層装置として、特許文献１〜４に記載された装置が知られている。これらは、いずれも、順次供給される電極を積層するための装置である。特許文献１に記載の装置では、連続して搬送されてくる極板を空中に放出し、落下させている。極板の落下位置が所定の位置になるようにして、集積台上に極板を集積している。特許文献２に記載の装置では、順次搬送・供給される極板を前方の受け板に当てて、下方の受け板上に載置させている。これらの装置では、極板は、ベルトコンベアによって搬送および供給されている。

特許文献３に記載の装置では、供給機構によりシート状体を供給しつつ、切断して排出し、供給機構の下方に配置された落下移動手段により、重力を利用してシート状体を落下移動させる。落下移動手段の下方には案内積層手段が配置されており、この案内積層手段により、シート状体を順次案内して積層させている。また、２つの供給機構を上下２段に並べて配置し、正極体と負極体のように異なる２種類のシート状体を交互に積層している。特許文献４に記載の装置では、コンベアによって順次搬送される陰極単板、セパレータ、陽極単板、セパレータを積層装置により繰り返し積層している。

特開平５−４１２０８号公報 特開２００９−１２３５９８号公報 特開２０１２−９１３７２号公報 特開昭６３−１６４１７５号公報

電極を高速で搬送して積層することを想定した場合、電極の移動速度も高速化する傾向にある。電極を積層させる積層部では、高速で搬送されてきた電極を何らかの手段を用いて停止させる必要がある。たとえば、電極の搬送方向（言い換えれば移動方向）に立設された停止部に電極を接触させる停止手段が考えられるが、停止部に電極が高速で当たると、いくつかの面で問題が生じ得る。たとえば、電極の損傷や、特に活物質からの粉落ち等が考えられる。

そこで、本発明者らは、電極が積層部で停止する際の衝撃を低減することを検討している。本発明は、電極が積層部で停止する際の衝撃を低減することができる電極積層装置および電極積層方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、自重によって順次供給されるシート状の電極を積層する電極積層装置であって、水平方向に延びる速度調整面を有し、上流側から移動してきた電極を速度調整面に沿って滑走させて速度調整を行う速度調整部と、速度調整部の下流側に配置され、電極を積層する積層部と、を備え、速度調整部には、速度調整面を滑走する電極の移動速度を低下させる制動部が設けられている。

この電極積層装置によれば、速度調整部には、水平方向に延びる速度調整面を滑走する電極の移動速度を低下させる制動部が設けられている。速度調整部は、積層部よりも上流側に配置されているものであるため、制動部は、積層部よりも上流側の位置で電極の移動速度を低下させることができる。このように、積層部よりも上流側の位置にて電極の移動速度を低下させることで、電極が積層部で停止する際の衝撃を低減することができる。

制動部は、速度調整面から離間した位置より、速度調整面側に気体を吹き付ける気体吹付部を備える。この場合、速度調整面を滑走する電極は、気体吹付部から気体を吹き付けられることで、速度調整面側に押圧される。これにより、電極には、吹付けられた気体との摩擦力に加え、速度調整面側へ押し付けられたことによる、速度調整面側からの摩擦力が付与される。これらの摩擦力が、電極に対する制動力として機能する。

制動部は、速度調整面を滑走する電極を速度調整面側へ吸引可能な吸引部を備える。この場合、速度調整面側へ吸引された電極が、速度調整面側に押圧される。これにより、電極には、速度調整面側へ押し付けられることにより、速度調整面側からの摩擦力が付与される。この摩擦力が、電極に対する制動力として機能する。

制動部は、速度調整面における下流側から上流側へ向かって進行波を発生する超音波発生部を備える。これにより、電極には、進行波の振動によって、下流側から上流側へ向かう力が付与される。このような力が、電極に対する制動力として機能する。

制動部は、速度調整面の上流側で発生させる制動力に比して下流側で発生させる制動力の方が大きい。これにより、電極が速度調整部へ至った時に、急激に移動速度が変化することを抑制しつつ、下流側で十分な制動力を付与することができる。

本発明の一態様は、自重によって順次供給されるシート状の電極を積層する電極積層装置であって、電極を搬送面上で搬送する搬送部と、搬送面と連続的に延びる速度調整面を有し、上流側から移動してきた電極を速度調整面に沿って滑走させて速度調整を行う速度調整部と、速度調整部の下流側に配置され、電極を積層する積層部と、を備え、速度調整部には、速度調整面を滑走する電極の移動速度を低下させる制動部が設けられている。

この電極積層装置によれば、速度調整部には、搬送面と連続的に延びる速度調整面を滑走する電極の移動速度を低下させる制動部が設けられている。速度調整部は、積層部よりも上流側に配置されているものであるため、制動部は、積層部よりも上流側の位置で電極の移動速度を低下させることができる。このように、積層部よりも上流側の位置にて電極の移動速度を低下させることで、電極が積層部で停止する際の衝撃を低減することができる。

本発明の他の態様は、自重によって順次供給されるシート状の電極を積層する電極積層方法であって、上流側から移動してきた前記電極を、水平方向に延びる速度調整面に沿って滑走させて速度調整を行う速度調整工程と、速度調整工程以降において、電極を積層する積層工程と、を備え、速度調整工程では、速度調整面を滑走する電極の移動速度を低下させる制動工程が実行される。

この電極積層方法によれば、上述の電極積層装置と同様な作用・効果が奏される。

本発明によれば、電極が積層部で停止する際の衝撃を低減することができる。

本発明の第１実施形態の電極積層装置を模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態の電極積層装置の制動部を模式的に示す図である。 比較例に係る電極積層装置を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態の電極積層装置の制動部を模式的に示す図である。 吸引部の位置関係を示す図である。 本発明の第３実施形態の電極積層装置の制動部を模式的に示す図である。 本発明の変形例に係る電極積層装置を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態の電極積層装置１について説明する。電極積層装置１は、リチウムイオン二次電池などの蓄電装置の生産ラインにて用いられる装置である。蓄電装置の生産ラインは、概略として、正極製造ライン、負極製造ライン、及び、各電極製造ラインにて製造された電極（正極及び負極）を用いてケース等と共に蓄電装置を組立てる組立ライン、より構成される。電極積層装置１は、組立ライン上に配置され、正極及び負極を積層して、電極組立体の前駆体である積層体Ｘを得るための装置である。

電極積層装置１は、蓄電装置の正極１１、セパレータ１３、および負極１２を積層する。蓄電装置の電極組立体は、正極１１と、負極１２と、正極１１と負極１２との間に配置された袋状のセパレータ１３とによって構成される。セパレータ１３内には、正極１１または負極１２の内の一方の電極が収納され得る。本実施形態では、セパレータ１３内には正極１１が収納されている。セパレータ１３内に正極１１が収納された状態で、正極１１と負極１２とがセパレータ１３を介して交互に積層される。すなわち、電極積層装置１は、シート状の電極（ワーク）である負極１２及びセパレータ付き正極１０を交互に積層する。

正極１１は、例えばアルミニウム箔からなる矩形の金属箔の両面に正極活物質層が形成されてなる。正極活物質層は、正極活物質とバインダとを含んで形成されている。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウム、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。本実施形態の正極１１は、一対の長辺と一対の短辺とを備える。長辺の一方には、正極端子との接続に用いられるタブ（突出部）１１ａが形成されている。

正極１１のタブ１１ａを除いた部分は、袋状のセパレータ１３内に収容されている。セパレータ１３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、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又は不織布等が例示される。正極１１のタブ１１ａは、略矩形のセパレータ（本体部）１３の長辺から外方向に突出している。このように、袋状のセパレータ１３に正極１１が収納されることで、セパレータ付き正極１０が構成されている。なお、本実施形態に係る電極積層装置１に用いられる袋状のセパレータ１３の左右方向の幅は、負極１２の幅と同寸とされている。また、セパレータ１３の高さは、負極１２本体の高さよりも僅かに大きくされている。セパレータ１３は、袋状に限られず、シート状のものを用いてもよい。

一方、負極１２は、例えば銅箔からなる金属箔の両面に負極活物質層が形成されてなる。負極活物質層は、負極活物質とバインダとを含んで形成されている。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、ホウ素添加炭素等が挙げられる。本実施形態の負極１２は、一対の長辺と一対の短辺とを備える。長辺の一方には、負極端子との接続に用いられるタブ（突出部）１２ａが形成されている。負極１２のタブ１２ａは、負極活物質層が形成された矩形状の本体部１２ｂの長辺から、外方向に突出している。タブ１１ａ及びタブ１２ａは、正極１１（すなわちセパレータ付き正極１０）と負極１２とを重ねた場合に互いに重ならない位置に形成されている。

バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、又はアルコキシシリル基含有樹脂であってよい。

電極積層装置１は、異なる２種類の電極であるセパレータ付き正極１０および負極１２を交互に搬送する搬送部２と、搬送部２の出口部２ｂから排出されるセパレータ付き正極１０および負極１２を滑走させる速度調整部２０と、速度調整部２０で速度調整されたセパレータ付き正極１０および負極１２を滑走させる滑走部５０と、滑走部５０で滑走するセパレータ付き正極１０および負極１２を交互に受け取り、積層領域Ａにおいて電極の積層体Ｘを形成する積層部４とを備えている。

搬送部２は、たとえばベルト２ｄを有するベルトコンベアである。搬送部２は、ベルト２ｄの搬送面２ａ上に負極１２およびセパレータ付き正極１０を交互に載せ、これらを搬送方向Ｄ１に搬送する。搬送部２における搬送方向Ｄ１は、たとえば水平方向である。なお、搬送方向Ｄ１は水平方向に限られず、水平方向に対して傾斜していてもよい。搬送部２は、タブ１２ａ，１１ａが搬送方向Ｄ１の上流側に位置するように、負極１２およびセパレータ付き正極１０を搬送する。言い換えれば、搬送部２は、タブ１２ａ，１１ａが形成されていない他方の長辺が前側となるように、負極１２およびセパレータ付き正極１０を搬送する。なお、搬送部２の上流側には、図示しない正極供給部および負極供給部が配置される。正極供給部によって、搬送面２ａ上にセパレータ付き正極１０が供給され、載置される。負極供給部によって、搬送面２ａ上に負極１２が供給され、載置される。なお、搬送部２は、負極１２およびセパレータ付き正極１０を同様に搬送可能であれば、ローラーコンベア等、他の搬送手段であってもよい。

搬送部２には、駆動部２ｃが設けられている。駆動部２ｃは、ローラを回転させることによりベルト２ｄを走行させる。駆動部２ｃは、制御部としての機能も有しており、ベルト２ｄの走行速度を変更・調整可能である。搬送面２ａの先端部は、搬送された負極１２およびセパレータ付き正極１０を交互に排出する出口部２ｂとされている。搬送部２では、搬送速度が高められており、負極１２およびセパレータ付き正極１０の高速搬送が可能になっている。出口部２ｂから排出された負極１２およびセパレータ付き正極１０は、速度調整部２０に供給される。

速度調整部２０は、搬送部２の出口部２ｂと移動方向に連続する位置に配置されている。速度調整部２０は、平面視した場合に、搬送部２の延長線上に配置されている。言い換えれば、速度調整部２０は、出口部２ｂから搬送方向Ｄ１に延びる延長線上に連続して配置されている。出口部２ｂと速度調整部２０との間には空間が設けられてよい。この空間の大きさは、搬送部２における搬送速度や積層体Ｘにおける電極の積層枚数等に基づいて設定されてよい。あるいは、出口部２ｂと速度調整部２０との間に空間が設けられていなくともよい。

速度調整部２０は、搬送部２と滑走部５０との間に配置されている。速度調整部２０の上流側の端部は搬送部２の出口部２ｂと対向し、速度調整部２０の下流側の端部は滑走部５０の上流側の端部と対向する。図２に示されるように、速度調整部２０は、水平方向に広がる矩形状の底板部２４を有している。底板部２４の表面は、正極１０および負極１２が滑走する速度調整面２４ａである。速度調整面２４ａは、水平方向に延びる面である。この速度調整面２４ａは、搬送部２の搬送面２ａと連続的に延びる面である。ここでの「連続的」とは、搬送面２ａが延びる方向と速度調整面２４ａが延びる方向が略同一であり、且つ、搬送面２ａの下流側の端部の高さ位置と、速度調整面２４ａの上流側の端部の高さ位置が略同一である状態である。高さについては、搬送面２ａよりも速度調整面２４ａが僅かに低い位置に配置されて、段差が形成されてもよい。段差の大きさは、電極に折れや曲がりや活物質の脱落等が発生しない程度であればよく、例えば１０ｍｍ以下であってよい。実施形態では、搬送面２ａと速度調整面２４ａとの間には空間が形成されているが、電極の移動に影響を及ぼさない程度の大きさの空間であるため、搬送面２ａと速度調整面２４ａとは「連続的」に延びているものとする。なお、搬送部２が傾斜している場合に、搬送部２の搬送面２ａの傾斜角と同様の傾斜角で速度調整面２４ａが傾斜してよい。ただし、速度調整面２４ａが傾斜する場合であっても、滑走部５０の傾斜角よりも小さい角度に設定される。なお、搬送面２ａが水平に延び、速度調整面２４ａの下流側が高い位置に配置されるように速度調整面２４ａが傾斜していてもよい。

速度調整部２０は、底板部２４の左右の側部に立設された互いに平行な一対の側板部２５，２５を有している。直方体状の外形をなす速度調整部２０は、速度調整面２４ａの裏側に位置する面と、出口部２ｂに最も近い面と、滑走部５０に最も近い面とが開放されている。出口部２ｂ側で解放された部分が、正極１０及び負極１２が速度調整部２０へ進入可能な進入部２０ａを構成している。滑走部５０側で解放された部分が、正極１０及び負極１２を速度調整部２０から排出可能な出口部２０ｂを構成している。一対の側板部２５，２５は、それぞれ、底板部２４に直交するように配置されている。平行な一対の側板部２５，２５は、負極１２およびセパレータ付き正極１０の幅よりも僅かに大きい間隔を有しており、負極１２およびセパレータ付き正極１０を進入部２０ａから出口部２０ｂに向けて案内する。搬送部２から排出されて積層部４に進入する負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動方向は、速度調整面２４ａが延びる方向に略等しい。

滑走部５０は、速度調整部２０の出口部２０ｂの斜め下方に配置されている。滑走部５０は、平面視した場合に、速度調整部２０の延長線上に配置されている。言い換えれば、滑走部５０は、速度調整部２０の出口部２０ｂから搬送方向Ｄ１に延びる延長線の下方に配置されている。出口部２０ｂと滑走部５０との間には、電極の移動に影響を及ぼさない程度の空間が設けられていてもよい。滑走部５０の傾斜角は、水平方向に対して４５〜８５°である。

積層部４は、滑走部５０の出口部の斜め下方に配置されている。積層部４は、平面視した場合に、滑走部５０の延長線上に配置されている。滑走部５０の出口部と積層部４との間には空間が設けられている。この空間の大きさは、滑走部５０における搬送速度や積層体Ｘにおける電極の積層枚数等に基づいて設定されている。

積層部４は、支持部９上に取り付けられている。支持部９は、積層部４を保持する保持枠９ａを有しており、この保持枠９ａ上に、積層部４が載置され、保持されている。支持部９は、出口部２ｂに対する積層部４の相対位置を変更し得るように、前後方向または上下方向にスライド移動可能な構造であってもよい。ここで言う前後方向とは、搬送方向Ｄ１を水平面に投影した方向と平行な方向である。

図１に示されるように、積層部４は、水平方向に対して傾斜して設けられた矩形状の底板部６と、底板部６の下端に立設された停止板部７と、底板部６の左右の側部に立設された互いに平行な一対の側板部８，８とを有する。底板部６の表面は、積層体Ｘが載置される載置面６ａである。直方体状の外形をなす積層部４は、載置面６ａに対向する面（すなわち積層体Ｘが取り出される面）と、停止板部７に対向する面（すなわち出口部２０ｂに最も近い面）とが開放されている。これらの開放された部分から、負極１２およびセパレータ付き正極１０が進入可能になっている。

滑走部５０から排出されて積層部４に進入する負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動方向は、滑走部５０と積層部４との位置関係や滑走部５０における移動速度によって変わるが、概ね、載置面６ａの傾斜方向よりも、水平面に対する角度が多少大きい方向である。なお、負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動方向が載置面６ａの傾斜方向に略等しくてもよい。

底板部６の下端（移動方向の一端）に立設された停止板部７は、底板部６に直交するように設けられており、載置面６ａの傾斜方向または移動方向に移動する負極１２およびセパレータ付き正極１０を停止させる。一対の側板部８，８は、それぞれ、底板部６および停止板部７に直交するように配置されている。これらの底板部６と停止板部７と側板部８，８との間に、積層体Ｘが形成される積層領域Ａが設けられている。平行な一対の側板部８，８は、負極１２およびセパレータ付き正極１０の幅よりも僅かに大きい間隔を有しており、負極１２およびセパレータ付き正極１０を積層領域Ａに向けて案内する。なお、負極１２およびセパレータ付き正極１０の案内を容易にするために、側板部８，８の上部（出口部２ｂ側に開放された部分）は、上方ほど広い間隔のテーパ状になっている。負極１２およびセパレータ付き正極１０は、側板部８，８に案内され、停止板部７に当接した状態で載置面６ａ上に積層される。したがって、積層領域Ａは、底板部６、停止板部７および側板部８，８に接する直方体状の領域である。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る電極積層装置１の制動部２１について説明する。速度調整部２０には、速度調整面２４ａを滑走する負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動速度を低下させる制動部２１が設けられている。制動部２１は、速度調整面２４ａから離間した位置より、速度調整面２４ａ側に気体を吹き付ける気体吹付部２２を備える。気体吹付部２２は、速度調整面２４ａを滑走する負極１２およびセパレータ付き正極１０に対して、気体を吹き付けることによって、吹付けた気体による摩擦力を付与することができる。また気体吹付部２２は、負極１２およびセパレータ付き正極１０に対して、非接触にて速度調整面２４ａ側へ押圧する力を付与できる。従って、押圧された負極１２およびセパレータ付き正極１０は、速度調整面２４ａ側で摩擦力を付与される。これらの摩擦力が、負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動速度を低減する制動力として機能する。

気体吹付部２２は、速度調整面２４ａから離間した位置に、速度調整面２４ａと対向して配置される。気体吹付部２２は、積層部４における負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動経路に向けて気体を吹き付けるように構成されている。気体は、特に限定されないが、空気、窒素、その他の不活性ガス等が用いられる。気体吹付部２２は、速度調整面２４ａから、少なくとも負極１２およびセパレータ付き正極１０の厚み分より大きい距離だけ離間している。本実施形態では、気体吹付部２２は、速度調整面２４ａの移動方向における略中央位置に対向するように配置されている。ただし気体吹付部２２は、速度調整面２４ａへ気体を吹き付けることで、負極１２およびセパレータ付き正極１０へ制動力を付与できる限り、どこに配置されていてもよい。例えば、気体吹付部２２は、速度調整面２４ａの上流側の領域に対向するように配置されてよく、速度調整面２４ａの下流側の領域に対向するように配置されてもよい。また、気体吹付部２２は、送風型のイオナイザ（静電気除去装置）であってもよい。積層時に電極間で発生する静電気をイオンにより中和することで、電極の貼り付きを防止する機能を持たせてもよい。また、静電気が中和されることで、空気中のホコリやゴミが電極表面に付着することを防止でき、電極間の積層ずれを防止できる。

気体吹付部２２は、速度調整面２４ａに向けられた気体吹出部２２ａを有する。気体吹付部２２は、図示しないブロワ、配管およびノズル等を有している。ノズルの先端が、気体吹出部２２ａに相当する。気体吹付部２２から気体が吹き付けられる吹付エリア２２ｂは、気体吹出部２２ａを中心とする円錐状であってもよい。また、気体吹付部２２が、幅方向（図２の紙面垂直方向）に並ぶ複数の気体吹出部２２ａ（すなわちノズル）を有することにより、吹付エリア２２ｂは幅方向に長い三角柱状であってもよい。

吹付エリア２２ｂの中心線は、たとえば速度調整面２４ａに直交している。気体吹付部２２の中心線は、速度調整面２４ａに対して角度をなしてもよい。吹付エリア２２ｂの中心線は、速度調整面２４ａの移動方向における略中央位置と交差するように設定されている。ただし吹付エリア２２ｂの中心線は、負極１２およびセパレータ付き正極１０へ制動力を付与できる限り、どのような位置に設定されていてもよい。例えば、吹付エリア２２ｂの中心線は、速度調整面２４ａの上流側の領域と交差するように配置されてよく、速度調整面２４ａの下流側の領域と交差するように配置されてもよい。気体吹付部２２における吹付エリア２２ｂの形状（すなわち吹付範囲）および吹付けの強さは、調整可能とされている。

気体吹付部２２は、吹付けを制御する制御部（不図示）と接続されていている。当該制御部は、吹付ける気体の量、吹付けのタイミングを制御する。制御部は、負極１２およびセパレータ付き正極１０が速度調整部２０を通過するタイミングで間欠的に気体の吹付けを行ってよく、通過のタイミングに関わらず運転中は常時気体を吹き付けてもよい。また、速度調整部２０よりも上流側の何れかの位置（例えば、搬送部２と速度調整部２０の間など）に負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動速度を測定する測定部を設けてよい。制御部は、測定部で測定した移動速度に基づいて、制動部２１の制動力を調整してもよい。

続いて、電極積層装置１における電極積層方法について説明する。搬送部２によって、負極１２およびセパレータ付き正極１０を順次搬送する。出口部２ｂから排出された負極１２およびセパレータ付き正極１０は、出口部２ｂと速度調整部２０との間の空間を移動する。続いて、速度調整部２０の速度調整面２４ａに負極１２またはセパレータ付き正極１０が進入する。これにより、上流側の搬送部２から移動してきた負極１２およびセパレータ付き正極１０を速度調整面２４ａに沿って滑走させて速度調整を行う速度調整工程が実行される。負極１２およびセパレータ付き正極１０は、搬送部２で付与された駆動力によって、速度調整面２４ａを滑るように移動する。

速度調整工程では、速度調整面２４ａを滑走する負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動速度を低下させる制動工程が実行される。具体的には、気体吹付部２２が速度調整面２４ａを滑走する負極１２およびセパレータ付き正極１０に対して気体を吹き付ける。気体を受けた負極１２およびセパレータ付き正極１０は、気体からの摩擦力および速度調整面２４ａからの摩擦力により、速度調整面２４ａ上を滑走しつつ、移動方向の速度を低減させられる。

速度調整工程の後、負極１２およびセパレータ付き正極１０が滑走部５０の滑走面を滑走する工程が実行される。負極１２およびセパレータ付き正極１０は、水平方向に対して傾斜する滑走面に沿って、重力によって移動する。滑走工程の後、積層部４にて負極１２およびセパレータ付き正極１０を積層する積層工程が実行される。積層工程では、速度調整部２０から積層部４へ供給されたと負極１２およびセパレータ付き正極１０が、すでに積層された負極１２およびセパレータ付き正極１０の積層体Ｘ（未完成状態の積層体）の最上面に重なる位置へ供給されると共に、停止板部７に当接し、停止させられる。これによって、負極１２およびセパレータ付き正極１０が交互に積層される。

次に、本実施形態の電極積層装置１の作用・効果について説明する。

まず、比較例に係る電極積層装置について説明する。図３に示すように、比較例に係る電極積層装置は、本実施形態のように制動部２１を有する速度調整部２０が設けられていない。負極１２およびセパレータ付き正極１０を積層させる積層部４では、高速で搬送されてきた負極１２およびセパレータ付き正極１０が停止板部７と当接することで停止する。停止板部７に負極１２およびセパレータ付き正極１０が高速で当たると、いくつかの面で問題が生じ得る。たとえば、負極１２およびセパレータ付き正極１０の損傷や粉落ち等が考えられる。

これに対し、本実施形態の電極積層装置１によれば、速度調整部２０には、速度調整面２４ａを滑走する負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動速度を低下させる制動部２１が設けられている。速度調整部２０は、積層部４よりも上流側に配置されているものであるため、制動部２１は、積層部４よりも上流側の位置で負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動速度を低下させることができる。このように、積層部４よりも上流側の位置にて負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動速度を低下させることで、電極が積層部４で停止する際の衝撃を低減することができる。

また、本実施形態の電極積層装置１において、制動部２１は、速度調整面２４ａから離間した位置より、速度調整面２４ａ側に気体を吹き付ける気体吹付部２２を備える。この場合、速度調整面２４ａを滑走する負極１２およびセパレータ付き正極１０は、気体吹付部２２から気体を吹き付けられることで、速度調整面２４ａ側に押圧される。これにより、負極１２およびセパレータ付き正極１０には、吹付けられた気体との摩擦力に加え、速度調整面２４ａ側へ押し付けられたことによる、速度調整面２４ａ側からの摩擦力が付与される。これらの摩擦力が、負極１２およびセパレータ付き正極１０に対する制動力として機能する。

（第２実施形態）
図４に示すように、第２実施形態に係る電極積層装置において、制動部１２１は、速度調整面２４ａを滑走する負極１２およびセパレータ付き正極１０を速度調整面２４ａ側へ吸引可能な吸引部３３を備える。この電極積層装置においては、底板部２４には、空気層３１を形成するための空気供給孔３２と、吸引部３３と、が形成されている。

空気供給孔３２は、底板部２４を貫通する複数の微小な貫通孔によって構成される。空気供給孔３２は、速度調整面２４ａとは反対側の端部において、図示しないブロワ、配管およびノズル等に接続されている。空気供給孔３２は、速度調整面２４ａから空気を供給することによって、速度調整面２４ａと負極１２およびセパレータ付き正極１０との表面に、薄い空気層３１を形成する。これによって、負極１２およびセパレータ付き正極１０は、速度調整面２４ａとは非接触状態で、速度調整面２４ａに沿って移動する。このように、空気供給孔３２で空気層が形成されることにより、負極１２およびセパレータ付き正極１０の吸引側の面に、吸引部３３の貫通孔の吸引痕が残ることを防止できる。ただし、空気供給孔３２は省略されてもよい。

吸引部３３は、底板部２４を貫通する複数の貫通孔によって構成される。吸引部３３は、速度調整面２４ａとは反対側の端部において、図示しないポンプ等の吸引手段と接続されている。吸引部３３は、所定の圧力で速度調整面２４ａから空気を吸引する。吸引部３３は、速度調整面２４ａのうち、負極１２およびセパレータ付き正極１０が通過する移動経路上に形成される。吸引部３３の個数や配列等は特に限定されないが、例えば図５に示すような配列で構成されていてよい。

制動部１２１では、速度調整面２４ａの上流側で発生させる制動力に比して下流側で発生させる制動力の方が大きい。すなわち、速度調整面２４ａの上流側で発生する吸引力に比して下流側で発生する吸引力の方が大きい。図５を参照して、吸引力を調整するための構成について説明する。図５（ａ）に示す構成では、上流側から下流側へ向かうに従って、一つあたりの吸引部３３の吸引力が大きくなっている。図５（ａ）に示すように、吸引部３３は、上流側と下流側とで同様のパターンで形成されている。ここでは、吸引部３３は、２列の配列で形成されている。吸引部３３のエア圧（吸引する圧力）は、上流側に比して下流側の方が大きい。例えば、吸引部３３のエア圧は、上流側から下流側の順に、０．２ＭＰａ、０．３ＭＰａ、０．４ＭＰａ、０．５ＭＰａに設定されている。ただし、具体的なエア圧については、どのような数値に設定されてもよい。

図５（ｂ）に示す構成では、上流側から下流側へ向かうに従って、吸引部３３の数が増加する。図５（ｂ）に示すように、吸引部３３は、移動方向に沿って複数段設けられており、下流側へ向かうに従って、一段毎に吸引部３３の数が一つずつ増えている。なお、一つあたりの吸引部３３の吸引力は等しい。また、図５（ｃ）に示す構成では、上流側から下流へ向かうに従って、吸引部３３の径が大きくなっている。図５（ｃ）に示すように、吸引部３３は、移動方向に沿って複数段設けられており、下流側へ向かうに従って、一段毎に吸引部３３の径が大きくなっている。

以上のように、制動部１２１は、速度調整面２４ａを滑走する負極１２およびセパレータ付き正極１０を速度調整面２４ａ側へ吸引可能な吸引部３３を備える。この場合、速度調整面２４ａ側へ吸引された負極１２およびセパレータ付き正極１０が、速度調整面２４ａ側に押圧される。これにより、負極１２およびセパレータ付き正極１０には、速度調整面２４ａ側へ押し付けられることにより、速度調整面２４ａ側からの摩擦力が付与される。この摩擦力が、負極１２およびセパレータ付き正極１０に対する制動力として機能する。

また、制動部１２１は、速度調整面２４ａの上流側で発生させる制動力に比して下流側で発生させる制動力の方が大きい。これにより、急激に移動速度が変化することを抑制しつつ、下流側で十分な制動力を付与することができる。

（第３実施形態）
図６に示すように、第３実施形態に係る電極積層装置において、制動部２２１は、速度調整面２４ａにおける下流側から上流側へ向かって進行波を発生する超音波発生部４０を備える。この電極積層装置においては、超音波発生部４０は、底板部２４の裏面側に設けられた超音波振動子４０Ａ，４０Ｂによって構成される。

超音波振動子４０Ａの先端部は、底板部２４の上流側の領域に接続されている。超音波振動子４０Ｂの先端部は、底板部２４の下流側の領域に接続されている。上流側の超音波振動子４０Ａの位相は、下流側の超音波振動子４０Ｂの位相よりも進んでいる。基準の振動子を下側の振動子４０Ｂとして上側の振動子４０Ａに位相差を加えていくと上側に進行波が発生する。例えば、上流側の超音波振動子４０Ａと下流側の超音波振動子４０Ｂとの間の位相差は、０〜９０°である。これによって、速度調整面２５ａに発生する進行波は、下流側から上流側へ向かって進行する。すなわち、進行波は、負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動方向とは反対方向へ進行する。これにより、超音波発生部４０による進行波は、負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動速度を低下させる制動部として機能する。また、当該構成を採用した場合、速度調整面２４ａに超音波振動が発生するため、放射圧が発生することで、負極１２およびセパレータ付き正極１０を実質的に非接触で搬送することが可能となる。

以上によって、制動部２２１は、速度調整面２５ａにおける下流側から上流側へ向かって進行波を発生する超音波発生部４０を備える。これにより、負極１２およびセパレータ付き正極１０には、進行波の振動によって、下流側から上流側へ向かう力が付与される。このような力が、電極に対する制動力として機能する。

また、図６（ｂ）に示すように、制動部２２１は、速度調整面２４ａの上流側で発生させる制動力に比して下流側で発生させる制動力の方を大きくしてよい。具体的には、上流側と下流側で底板部２４を分割し、上流側の底板部２４に超音波振動子４０Ａ，４０Ｂを設け、下流側の底板部２４に超音波振動子４０Ｃ，４０Ｄを設ける。また、下流側の超音波振動子４０Ｃ，４０Ｄが発生する進行波による制動力は、上流側の超音波振動子４０Ａ，４０Ｂが発生する進行波による制動力よりも大きい。これにより、負極１２およびセパレータ付き正極１０が速度調整部２０へ至った時に、急激に移動速度が変化することを抑制しつつ、下流側では十分な制動力を付与することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、図２に示す第１実施形態では、気体吹付部２２が移動方向における一カ所に配置されていた。これに代えて、移動方向における複数カ所に配置してもよい。また、下流側に配置されている気体吹付部２２の吹付力が、上流側に配置されている気体吹付部２２の吹付力に比して大きくてよい。これによって、制動部２１は、速度調整面２４ａの上流側で発生させる制動力に比して下流側で発生させる制動力が大きくなる。

また、上記実施形態では、電極積層装置が滑走部５０を備えているが、図７に示すように滑走部５０を省略してもよい。すなわち、速度調整部２０の下流側には積層部５４が設けられる。この場合、積層部５４の傾斜した載置板２６、底板２９及び側壁２８によって電極が位置決めされる。これにより、搬送部２で搬送されて、速度調整部２０にて制動部２１で制動力を付与された負極１２およびセパレータ付き正極１０は、速度調整部２０の出口部から落下する。なお、積層部５４の横側の一方に負極１２用の搬送部２及び速度調整部２０が設けられ、横側の他方にセパレータ付き正極１０用の搬送部２及び速度調整部２０が設けられている。従って、負極１２およびセパレータ付き正極１０は、両側の速度調整部２０から交互に供給され、積層部５４の載置板２６で受けられると共に、底板２９と接触して停止する。

また、上記実施形態では負極１２とセパレータ付き正極１０とを交互に積層して電極組立体の前駆体である積層体Ｘを得る装置について説明したが、本発明は、セパレータ付き正極１０のみ、または、負極１２のみの積層装置に適用されてもよい。正極製造ラインや負極製造ラインに用いられる、電極組立体ではない中間体の積層のための積層装置に本発明が適用されてもよい。すなわち、「積層部」とは、上述の実施形態に示す形態で電極を積層する機構に限定されず、バッファやマガジンなどであってもよい。

搬送部はベルトコンベアに限られない。たとえば、タイミングベルトやチェーンにより循環路上を搬送されるパレット搬送方式の搬送部でもよい。また、搬送部は、重力による滑走を利用した搬送部であってもよい。

また、上述の実施形態では、制動部として、気体吹付部、吸引部及び超音波発生部を例示したが、これらの手段の２以上を組み合わせて用いてもよい。

１…電極積層装置、２…搬送部、４…積層部、１０…セパレータ付き正極（電極）、１２…負極（電極）、２０…速度調整部、２１，１２１，２２１…制動部、２２…気体吹付部、２４ａ…速度調整面、３３…吸引部、４０…超音波発生部。

Claims (7)

1. 自重によって順次供給されるシート状の電極を積層する電極積層装置であって、
   水平方向に延びる速度調整面を有し、上流側から移動してきた前記電極を前記速度調整面に沿って滑走させて速度調整を行う速度調整部と、
   前記速度調整部の下流側に配置され、前記電極を積層する積層部と、を備え、
   前記速度調整部には、前記速度調整面を滑走する前記電極の移動速度を低下させる制動部が設けられている、電極積層装置。
2. 前記制動部は、前記速度調整面から離間した位置より、前記速度調整面側に気体を吹き付ける気体吹付部を備える、請求項１に記載の電極積層装置。
3. 前記制動部は、前記速度調整面を滑走する前記電極を前記速度調整面側へ吸引可能な吸引部を備える、請求項１又は２に記載の電極積層装置。
4. 前記制動部は、前記速度調整面における下流側から上流側へ向かって進行波を発生する超音波発生部を備える、請求項１〜３の何れか一項に記載の電極積層装置。
5. 前記制動部は、前記速度調整面の上流側で発生させる制動力に比して下流側で発生させる制動力の方が大きい、請求項１〜４の何れか一項に記載の電極積層装置。
6. 自重によって順次供給されるシート状の電極を積層する電極積層装置であって、
   前記電極を搬送面上で搬送する搬送部と、
   前記搬送面と連続的に延びる速度調整面を有し、上流側から移動してきた前記電極を前記速度調整面に沿って滑走させて速度調整を行う速度調整部と、
   前記速度調整部の下流側に配置され、前記電極を積層する積層部と、を備え、
   前記速度調整部には、前記速度調整面を滑走する前記電極の移動速度を低下させる制動部が設けられている、電極積層装置。
7. 自重によって順次供給されるシート状の電極を積層する電極積層方法であって、
   上流側から移動してきた前記電極を、水平方向に延びる速度調整面に沿って滑走させて速度調整を行う速度調整工程と、
   前記速度調整工程以降において、前記電極を積層する積層工程と、を備え、
   前記速度調整工程では、前記速度調整面を滑走する前記電極の移動速度を低下させる制動工程が実行される、電極積層方法。