JP6947022B2 - 積層体製造装置 - Google Patents

Description

本発明の一側面は、積層体製造装置に関する。

二次電池として、特許文献１に記載されたバイポーラ電池が知られている。このバイポーラ電池では、集電体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が、電解質層を介して積層されている。集電体同士の間には、絶縁性のシール部が設けられている。このシール部は、集電体の周縁部にシール層を熱融着することによって形成される。積層方向に隣接するシール部同士は、互いに接着されている。

特開２００５−１９０７１３号公報

集電体（電極板）の周縁部にシール層（樹脂部材）が接合された電極ユニットを積層して積層体を製造する場合、積層された電極ユニット同士の公差に起因して、積層体の側面に凹凸が形成されることがある。この場合、積層方向に隣接するシール層同士を互いに接着すると、積層体の側面に凹凸が残り、積層体の仕上がりの品質が低下する虞がある。

本発明の一側面は、仕上がりの品質の低下を抑制できる積層体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積層体製造装置は、矩形板状をなす電極板と、電極板の周縁を囲み、当該周縁に接合された矩形枠状の樹脂部材とを含む電極ユニットが複数積層された積層体を製造する装置であって、複数の電極ユニットが所定の基準位置に積層された状態となるように、複数の電極ユニットを位置決めするための位置決め機構と、位置決め機構によって位置決めされた電極ユニットにおける樹脂部材の外周端を加熱するヒータ装置と、を備え、ヒータ装置は、複数の電極ユニットにおける各樹脂部材の４つの外周端に対応する４つのヒータ面を有し、４つのヒータ面のそれぞれは、電極ユニットの積層方向に沿った平面形状を有し、複数の電極ユニットにおける樹脂部材の対応する外周端に当接して、外周端を加熱して平面状とし、外周端同士を面一とする。

この積層体製造装置では、位置決め機構によって複数の電極ユニットが基準位置に積層される。積層された複数の電極ユニットは略直方体形状をなす。そのため、積層された電極ユニットでは、樹脂部材の外周端によって４つの側面が形成される。積層された複数の電極ユニットにおける外周端に平面状のヒータ面が当接されることによって、外周端が平面状となる。そのため、複数の電極ユニットが積層された状態において、その側面に電極ユニットの公差に起因する凹凸が形成されていたとしても、外周端同士が面一に再形成される。したがって、積層体の仕上がり品質の低下を抑制できる。

また、位置決め機構は、積層方向に沿い、かつ互いに直交する２つの平面を有する位置決め治具を有し、複数の電極ユニットは、それぞれ隣り合う２つの外周端が２つの平面に当接された状態で位置決めされてもよい。この構成では、積層方向に沿った平面を有する位置決め治具によって、複数の電極ユニットを容易に位置決めすることができる。

また、位置決め機構は、４つのヒータ面のうちの隣り合う２つのヒータ面を含み、複数の電極ユニットは、それぞれ隣り合う２つの外周端が２つのヒータ面に当接された状態で位置決めされてもよい。ヒータ面の一部を位置決め機構として利用することによって、装置全体の構成を簡易にすることができる。

また、位置決め機構は、予め積層された複数の電極ユニットを基準位置に移載してもよい。この構成では、基準位置に位置決め用の治具等を配置する必要がない。

また、４つのヒータ面の位置を対応する複数の電極ユニットにおける樹脂部材の外周端から離間した位置と、対応する複数の電極ユニットにおける樹脂部材の外周端に当接した位置とに移動させる動作機構を更に有してもよい。この構成では、対応する外周端からヒータ面が離間している状態において、電極ユニットの位置決めが行われ、対応する外周端にヒータ面が当接した状態において外周端の加熱が行われる。

本発明の一側面によれば、仕上がりの品質の低下を抑制できる積層体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例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。 電極ユニットを示す平面図である。 一実施形態に係る積層体製造装置を模式的に示す斜視図である。 一実施形態に係る積層体製造装置を模式的に示す斜視図である。 一実施形態に係る積層体製造装置を模式的に示す平面図である。 一実施形態に係る積層体製造装置を模式的に示す平面図である。 他の実施形態に係る積層体製造装置を模式的に示す斜視図である。 さらに他の実施形態に係る積層体製造装置を模式的に示す斜視図である。

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。図面には必要に応じてＸＹＺ直交座標系が示される。

［第１実施形態］
本実施形態に係る積層体製造装置は、電池モジュールを構成する電極ユニットを製造する。まず、図１を参照して、電極モジュールを備える蓄電装置の一例について説明する。図１に示される蓄電装置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、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（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が積層方向に直列に接続される。積層方向において、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は例えば積層方向に交差する方向（Ｙ方向）に延在する。積層方向から見て、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１６Ａ１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１６Ｂ１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１６Ａ１及び挿通孔１６Ｂ１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１６Ａ１及び挿通孔１６Ｂ１に通される。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、積層方向に拘束荷重が付加される。

図２を参照して、蓄電装置を構成する蓄電モジュールについて説明する。図２に示される蓄電モジュール１２は、複数のバイポーラ電極３２が積層された積層部３０を備える。バイポーラ電極３２の積層方向から見て、積層部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。

各バイポーラ電極３２は、電極板３４と、電極板３４の第１面３４ｃに設けられた正極３６と、電極板３４の第２面３４ｄに設けられた負極３８とを含む。積層部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。

積層方向において、積層部３０の一端には、内側面（図示下側の面）に負極３８が配置された電極板３４が配置される。この電極板３４は負極側終端電極に相当する。積層方向において、積層部３０の他端には、内側面（図示上側の面）に正極３６が配置された電極板３４が配置される。この電極板３４は正極側終端電極に相当する。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、バイポーラ電極３２の積層方向に延在し、積層部３０を収容する筒状の樹脂部５０を備える。樹脂部５０は、複数の電極板３４の周縁部３４ａを保持する。樹脂部５０は、積層部３０を取り囲むように構成されている。樹脂部５０は、バイポーラ電極３２の積層方向から見て例えば矩形形状を有している。すなわち、樹脂部５０は例えば角筒状である。

樹脂部５０は、電極板３４の周縁部３４ａに接合されて、その周縁部３４ａを保持する第１シール部５２と、積層方向に交差する方向（Ｘ方向及びＹ方向）において第１シール部５２の外側に設けられた第２シール部５４とを有する。

樹脂部５０の内壁を構成する第１シール部５２は、複数のバイポーラ電極３２（すなわち積層部３０）における電極板３４の周縁部３４ａの全周にわたって設けられている。第１シール部５２は、電極板３４の周縁部３４ａに例えば溶着されており、その周縁部３４ａをシールする。すなわち、第１シール部５２は、電極板３４の周縁部３４ａに接合されている。各バイポーラ電極３２の電極板３４の周縁部３４ａは、第１シール部５２に埋没した状態で保持されている。積層部３０の両端に配置された電極板３４の周縁部３４ａも、第１シール部５２に埋没した状態で保持されている。これにより、積層方向に隣り合う電極板３４，３４間には、当該電極板３４，３４と第１シール部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。すなわち、内部空間Ｖはバイポーラ電極３２と樹脂部５０との間に形成されている。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。

第１シール部５２は、複数の枠体６０（樹脂部材）が積層方向に積層されたシール部である。各枠体６０は、電極板３４の周縁部３４ａに接合される。枠体６０は、積層方向から見て例えば矩形枠状である。電極板３４と電極板３４に接合された枠体６０とによって電極ユニット８０（図３参照）が構成されている。

樹脂部５０の外壁を構成する第２シール部５４は、バイポーラ電極３２の積層方向に延在する第１シール部５２の外周面５２ａを覆っている。第２シール部５４の内周面５４ａは、第１シール部５２の外周面５２ａに例えば溶着されており、その外周面５２ａをシールする。すなわち、第２シール部５４は、第１シール部５２の外周面５２ａに接合されている。第１シール部５２に対する第２シール部５４の溶着面（接合面）は、例えば４つの矩形平面をなす。

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の周縁部３４ａは、正極活物質及び負極活物質の塗工されない未塗工領域となっている。未塗工領域では、電極板３４が露出している。その未塗工領域が、樹脂部５０の内壁を構成する第１シール部５２に埋没して保持されている。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の第２面３４ｄにおける負極３８の形成領域は、電極板３４の第１面３４ｃにおける正極３６の形成領域に対して一回り大きくてもよい。

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は、例えば矩形形状を有する。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や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で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ４０は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。

樹脂部５０（第１シール部５２及び第２シール部５４）は、例えば絶縁性の樹脂を用いて矩形の筒状に形成されている。樹脂部５０を構成する樹脂材料としては、熱可塑性樹脂である、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、積層体製造装置について説明する。積層体製造装置は、上述の電極ユニット８０が積層された積層体９０（図２参照）を製造する。まず、電極ユニット８０の詳細について説明する。図３は電極ユニットを示す平面図である。上述の通り、電極ユニット８０は、矩形板状をなしており、電極板３４と枠体６０とによって構成されている。電極板３４は平面視において矩形形状をなしており、一対の短辺３４Ｓ１，３４Ｓ２及び一対の長辺３４Ｌ１，３４Ｌ２を有する。枠体６０は平面視において矩形枠状をなしており、一対の短辺６０Ｓ１，６０Ｓ２及び一対の長辺６０Ｌ１，６０Ｌ２を有する。枠体６０は、電極板３４の周縁部３４ａを囲み、当該周縁部３４ａに対して接合されている。枠体６０の外周端６０ｅは電極板３４の周縁３４ｅよりも外側に位置している。枠体６０の内周端６０ｂは電極板３４の周縁３４ｅよりも内側に位置している。電極ユニット８０では、枠体６０の内周端６０ｂから電極板３４の周縁３４ｅまでの領域において、枠体６０が電極板３４に接合されている。

本実施形態では、電極板３４と枠体６０との位置合わせが行われた状態で、枠体６０が電極板３４に接合されている。例えば、位置合わせは、長辺３４Ｌ１及び長辺６０Ｌ２と短辺３４Ｓ２及び短辺６０Ｓ２とを基準にして行われる。より詳しくは、治具、ガイド等によって、電極板３４の短辺３４Ｓ２と枠体６０の短辺６０Ｓ２とのＸ方向における位置決めと、電極板３４の長辺３４Ｌ２と枠体６０の長辺６０Ｌ２とのＹ方向における位置決めとがなされる。この場合、電極板３４の短辺３４Ｓ２の縁から枠体６０の短辺６０Ｓ２の縁までの距離、及び、電極板３４の長辺３４Ｌ２の縁から枠体６０の長辺６０Ｌ２の縁までの距離には、バラツキが生じ難い。反対に、電極板３４の短辺３４Ｓ１の縁から枠体６０の短辺６０Ｓ１の縁までの距離、及び、電極板３４の長辺３４Ｌ１の縁から枠体６０の長辺６０Ｌ１の縁までの距離には、バラツキが生じ易い。

図４及び図５は、積層体製造装置を模式的に示す斜視図である。図６及び図７は、積層体製造装置を模式的に示す平面図である。図４及び図６では積層体製造装置のヒータ面が電極ユニットから離間しており、図５及び図７では積層体製造装置のヒータ面が電極ユニットに当接している。

積層体製造装置１００は、位置決め機構１１０と、ヒータ装置１３０と、を含んでいる。位置決め機構１１０は、所定の基準位置に対して複数の電極ユニット８０が積層された状態となるように、複数の電極ユニット８０を位置決めする。例えば、位置決め機構１１０は、載置台１１１と、位置決め治具１１５と、押圧治具１２０とを有している。載置台１１１は、例えば矩形平板状をなしており、平面視において電極ユニット８０の面積よりも大きな面積を有している。複数の電極ユニット８０は、載置台１１１上において、セパレータ４０を介して積層された状態で位置決めされ得る。

位置決め治具１１５は、複数の電極ユニット８０を載置台１１１上の基準位置に積層する際のガイドとして機能する。例えば、位置決め治具１１５は、枠体６０の長辺６０Ｌ２及び短辺６０Ｓ２の位置決めをすることによって、電極ユニット８０を基準位置に合わせることができる。すなわち、本実施形態では、位置決め治具１１５を基準位置として、当該基準位置に対する電極ユニット８０の相対位置が揃うように電極ユニット８０が積層され得る。位置決め治具１１５は、平面視においてＬ字形状をなすガイド部１１６を有する。ガイド部１１６は、互いに直交する２つの平面１１６ａ，１１６ｂを有する。２つの平面１１６ａ，１１６ｂは載置台１１１の上面の延在方向に直交する方向に延在している。すなわち、２つの平面１１６ａ，１１６ｂは複数の電極ユニット８０の積層方向に沿っている。この場合、例えば平面１１６ａに長辺６０Ｌ２が当接し、平面１１６ｂに短辺６０Ｓ２が当接することによって、載置台１１１に積層された複数の電極ユニット８０の位置が決定される。

ガイド部１１６には、上下動可能に設けられた支持片１１８が設けられている。ガイド部１１６は、支持片１１８の上下動に伴って、載置台１１１に当接した状態と、載置台１１１から離間した状態とに切り替え可能となっている。ガイド部１１６が載置台１１１から離間した状態では、例えば、ガイド部１１６の下端の位置は、後述するヒータ装置１３０の上端よりも上方であってよい。

押圧治具１２０は、載置台１１１に積層された複数の電極ユニット８０を下向きに押圧する。本実施形態では、例えば押圧治具１２０は、直方体形状の押圧部１２１と、押圧部１２１の上面に設けられた支持片１２３とを有している。支持片１２３は上下動可能に設けられており、押圧部１２１は、支持片１２３の上下動に伴って、載置台１１１に積層された複数の電極ユニット８０を押圧した状態と、電極ユニット８０から離間した状態とに切り替え可能となっている。

ヒータ装置１３０は、積層された複数の電極ユニット８０における枠体６０の４つの外周端を加熱する。例えば、ヒータ装置１３０は、積層された複数の電極ユニット８０における隣接する枠体６０の外周端同士を融着してもよい。本実施形態のヒータ装置１３０は、載置台１１１の周囲（四方）に配置される４つのヒータ部１３１〜１３４を有する。ヒータ部１３１〜１３４は、対象に当接して対象を加熱するヒータ面１３１ａ〜１３４ａを有している。ヒータ面１３１ａ〜１３４ａは、載置台１１１の上面の延在方向に対して直交する方向に平面状に延在している。積層された状態の複数の電極ユニット８０は略直方体形状をなしている。これにより、複数の電極ユニット８０における枠体６０の外周端６０ｅによって、４つの側面８１ａ〜８１ｄが形成されている（図６参照）。４つのヒータ面１３１ａ〜１３４ａは、４つの側面８１ａ〜８１ｄにそれぞれ対応している。すなわち、ヒータ面１３１ａは側面８１ａと平行に対面しており、ヒータ面１３２ａは側面８１ｂと平行に対面しており、ヒータ面１３３ａは側面８１ｃと平行に対面しており、ヒータ面１３４ａは側面８１ｄと平行に対面している。このように、４つのヒータ面１３１ａ〜１３４ａのそれぞれは、対応する側面の延在方向に沿って平面状に延在している。さらに、互いに隣り合うヒータ面１３３ａ及びヒータ面１３４ａは、２つの平面１１６ａ，１１６ｂの延在方向に沿ってそれぞれ延在している。

また、ヒータ装置１３０は、ヒータ部１３１〜１３４の位置を移動させるためのアクチュエータ（動作機構）１３５〜１３８を含む。本実施形態では、ヒータ装置１３０は、ヒータ部１３１の位置をＹ方向に沿って進退させるアクチュエータ１３５と、ヒータ部１３２の位置をＸ方向に沿って進退させるアクチュエータ１３６と、ヒータ部１３３の位置をＹ方向に沿って進退させるアクチュエータ１３７と、ヒータ部１３４の位置をＸ方向に沿って進退させるアクチュエータ１３８と、を含む。これにより、４つのヒータ面１３１ａ〜１３４ａは、対応する側面８１ａ〜８１ｄから離間した状態と、対応する側面８１ａ〜８１ｄに当接した状態とに切換可能となっている。ヒータ面１３１ａ〜１３４ａは、対応する側面８１ａ〜８１ｄに当接した状態で当該側面８１ａ〜８１ｄを形成する枠体６０の外周端６０ｅを加熱することができる。なお、アクチュエータ１３５〜１３８は、例えば圧力シリンダ等であってよい。

続いて、積層体製造装置１００の動作について説明する。図４及び図６に示すように、本実施形態では、まず、間にセパレータ４０が配置された複数の電極ユニット８０が載置台１１１上に積層される。この工程では、位置決め治具１１５は載置台１１１に当接している。押圧治具１２０は、電極ユニット８０から離間した状態となっている。各ヒータ部１３１〜１３４は、対応する側面８１ａ〜８１ｄから離間した状態となっている。複数の電極ユニット８０は、長辺６０Ｌ２と平面１１６ａとが当接し、短辺６０Ｓ２と平面１１６ｂとが当接するように載置台１１１上に積層される。

続いて、図５及び図７に示すように、載置台１１１上に所定数の電極ユニット８０が積層されると、押圧治具１２０が下降する。積層された電極ユニット８０のうちの最上部に位置する電極ユニット８０が押圧治具１２０によって押圧される。これにより、位置決め治具１１５で位置決めされた電極ユニット８０が、積層された状態で押圧治具１２０によって固定される。続いて、位置決め治具１１５がヒータ装置１３０の上端よりも上方まで待避する。そして、アクチュエータ１３５〜１３８によって、ヒータ面１３１ａ〜１３４ａの位置が対応する側面８１ａ〜８１ｄに当接する位置に切換えられる。例えば、ヒータ面１３１ａ〜１３４ａは、平面視において、電極ユニット８０の中心位置Ｃ（電極ユニット８０の長辺方向の中心線と短辺方向の中心線との交点）に対して決められた位置まで移動する。この際、ヒータ面１３１ａ〜１３４ａは枠体６０を形成する材料の融点以上の温度まで加熱されていてよい。これにより、電極ユニット８０における枠体６０の外周端６０ｅに対して、対応するヒータ面が当接して、当該外周端６０ｅが加熱される。この加熱によって外周端６０ｅは平面状となり、積層方向に隣り合う外周端６０ｅ同士が面一に形成され得る。また、積層方向に隣接する枠体６０の外周端６０ｅ同士は融着されてもよい。なお、電極ユニット８０の中心位置Ｃは、ガイド部１１６を基準位置として定められるため、ヒータ部１３１〜１３４の位置の制御は、ガイド部１１６の位置を基準に行われてもよい。

以上説明した積層体製造装置１００では、複数の電極ユニット８０が積層された状態において、その側面に凹凸が形成されていたとしても、外周端６０ｅが加熱される過程で側面が面一に再形成され得る。したがって、積層体９０の仕上がり品質の低下を抑制できる。また、電極板３４の周縁３４ｅから枠体６０の外周端６０ｅまでの距離においてバラツキの少ない長辺６０Ｌ２及び短辺６０Ｓ２によって位置合わせが行われている。そのため、積層された複数の電極ユニット８０におけるそれぞれの中心位置が、互いにずれることが抑制される。

また、位置決め治具１１５は、積層方向に沿い、かつ互いに直交する２つの平面１１６ａ，１１６ｂを有する。この構成では、複数の電極ユニット８０を容易に位置決めすることができる。また、積層体の側面８１ａ〜８１ｄと対応するヒータ面１３１ａ〜１３４ａとがそれぞれ平行になるように、複数の電極ユニット８０が位置決めされる。そのため、各ヒータ面１３１ａ〜１３４ａは、一方向に沿って進退するという単純な動作によって、対応する側面から離間した状態と、対応する側面に当接した状態とに切換可能となっている。

なお、積層体製造装置１００によって製造された積層体９０では、複数の枠体６０が積層方向に積層されることによって、第１シール部５２が構成される。本実施形態では、第１シール部５２の外側に第２シール部５４が形成されることによって樹脂部５０が形成される。第２シール部５４は、例えば射出成形等により形成される。例えば、モールド内に、流動性を有する第２シール部５４の樹脂材料を流し込むことによって、第２シール部５４が形成され得る。第２シール部５４は、例えば筒状の樹脂部材を第１シール部５２に溶着することによって形成されてもよい。溶着では、例えば第１シール部５２と第２シール部５４との間に熱板を挟んで第１シール部５２及び第２シール部５４を加熱した後、熱板を抜いて第１シール部５２と第２シール部５４とが溶着される。あるいは、隣り合う枠体６０同士を互いに溶着することによって第２シール部５４を形成してもよい。溶着方法としては、例えば熱板溶着、熱風溶着、レーザ溶着等が挙げられる。熱板溶着では、例えば枠体６０に熱板を押し付けることによって、第２シール部５４が形成される。このようにして蓄電モジュール１２が製造され得る。本実施形態では、積層体９０を精度良く仕上げることができるので、第１シール部５２と第２シール部５４との溶着における仕上がりの品質低下も抑制できる。

［第２実施形態］
本実施形態に係る積層体製造装置では、主として位置決め機構の構成が第１実施形態の積層体製造装置と相違している。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。

図８は、積層体製造装置を模式的に示す平面図である。図８に示すように、積層体製造装置２００は、載置台１１１と、ヒータ部１３１，１３２と、アクチュエータ１３５，１３６と、ヒータ部２３３，２３４とを含んでいる。また、図面上省略されているが、積層体製造装置は、第１実施形態と同様に、押圧治具１２０を含んでいる。ヒータ部２３３、２３４は、対象に当接して対象を加熱するヒータ面２３３ａ，２３４ａを有している。本実施形態では、互いに隣り合うヒータ面２３３ａ及びヒータ面２３４ａによって、位置決め機構が構成されている。すなわち、複数の電極ユニット８０は、２つのヒータ面２３３ａ，２３４ａにその外周端が当接された状態で位置決めされる。

ヒータ面２３３ａは、載置台１１１の上面の延在方向に対して直交する方向に延在している。また、ヒータ面２３３ａは、載置台１１１上に積層された電極ユニット８０における長辺６０Ｌ２に当接するように位置している。同様に、ヒータ面２３４ａは、載置台１１１の上面の延在方向に対して直交する方向に延在している。また、ヒータ面２３４ａは、載置台１１１上に積層された電極ユニット８０における短辺６０Ｓ２に当接するように位置している。この場合、例えばヒータ面２３３ａに長辺６０Ｌ２が当接し、ヒータ面２３４ａに短辺６０Ｓ２が当接することによって、載置台１１１に積層された複数の電極ユニット８０の位置が決定される。

本実施形態では、複数の電極ユニット８０の位置が決定されると、押圧治具１２０が下降する。これにより、ヒータ面２３３ａ，２３４ａによって位置決めされた複数の電極ユニット８０が、積層された状態で押圧治具１２０によって固定される。続いて、アクチュエータ１３５，１３６によって、ヒータ面１３１ａ，１３２ａの位置が対応する側面８１ａ．８１ｂに当接する位置に切換えられる。これにより、全てのヒータ面１３１ａ，１３２ａ，２３３ａ，２３４ａが電極ユニット８０の外周端に当接し得る。これにより、積層方向に隣接する枠体６０の外周端同士が融着され得る。

以上説明した積層体製造装置２００では、位置決め治具１１５を必要としないため、第１実施形態に比し簡易な構成とすることができる。なお、ヒータ部２３３、２３４は、ヒータ部１３１，１３２と同様にアクチュエータを有してもよい。この場合、複数の電極ユニット８０を位置決めする工程において、アクチュエータによってヒータ部２３３，２３４を側面に当接する位置に制御すればよい。

［第３実施形態］
本実施形態に係る積層体製造装置では、主として位置決め機構の構成が第１実施形態の積層体製造装置と相違している。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。

図９は、積層体製造装置を模式的に示す平面図である。図９に示すように、積層体製造装置３００は、載置台１１１と、ヒータ部１３１，１３２，１３３，１３４と、位置決め機構３０５と、を含んでいる。また、図面上省略されているが、積層体製造装置３００の位置決め機構３０５は、第１実施形態と同様に、押圧治具１２０を含んでいる。

位置決め機構３０５は、位置決め治具３１６と、移載装置３１０とを含む。位置決め治具３１６は、位置決め治具１１５と同様に互いに直交する２つの平面３１６ａ，３１６ｂを有する。例えば平面３１６ａに電極ユニット８０の長辺６０Ｌ２が当接し、平面３１６ｂに電極ユニット８０の短辺６０Ｓ２が当接することによって、積層された複数の電極ユニット８０同士の位置が決定される。

移載装置３１０は、位置決め機構３０５によって位置決めされた複数の電極ユニット８０を位置決めされた状態のまま載置台１１１上に移載する機構を有する。一例として、移載装置３１０は、回動自在のロボットアーム３１１と、ロボットアーム３１１の先端に設けられたハンド３１２とを含む。移載装置３１０は、位置決め機構３０５によって位置決めされた複数の電極ユニット８０をハンド３１２上に載置し得る。また、ロボットアーム３１１の駆動によって、ハンド３１２上に載置された電極ユニット８０を載置台１１１上に移載し得る。

このような積層体製造装置３００では、基準位置となる載置台１１１の周辺に位置決め治具１１５を配置する必要がない。そのため、載置台１１１の周辺を簡易な構成にすることができる。また、位置決め治具３１６を待避させる構成を必要としない。

本実施形態では、載置台１１１上に移載された複数の電極ユニット８０の位置に応じて、４つのヒータ面１３１ａ〜１３４ａの位置を調整してもよい。例えば、移載装置３１０によって載置台１１１上に移載される電極ユニット８０の位置にバラツキが生じることが考えられる。この場合、撮像装置等によって載置台１１１上の電極ユニット８０の中心位置を取得し、取得された中心位置に対して所定の距離まで各ヒータ面を移動してもよい。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、一つのＬ字形状をなすガイド部によって電極ユニットの位置決めがなされる例を示したが、これに限定されず、ガイド部は複数であってもよい。例えば、２つのガイド部を対角に配置してもよい。

３４…電極板、３４ｅ…周縁、６０…枠体（樹脂部材）、６０ｅ…外周端、８０…電極ユニット、８１ａ〜８１ｄ…側面、９０…積層体、１００…積層体製造装置、１１０…位置決め機構、１３０…ヒータ装置、１３１ａ〜１３４ａ…ヒータ面。

Claims (5)

1. 矩形板状をなす電極板と、前記電極板の周縁を囲み、当該周縁に接合された矩形枠状の樹脂部材とを含む電極ユニットが複数積層された積層体を製造する積層体製造装置であって、
   複数の前記電極ユニットが所定の基準位置に積層された状態となるように、前記複数の電極ユニットを位置決めするための位置決め機構と、
   前記位置決め機構によって位置決めされた前記電極ユニットにおける前記樹脂部材の外周端を加熱するヒータ装置と、を備え、
   前記ヒータ装置は、前記複数の電極ユニットにおける各樹脂部材の４つの外周端に対応する４つのヒータ面を有し、
   前記４つのヒータ面のそれぞれは、前記電極ユニットの積層方向に沿った平面形状を有し、対応する前記複数の電極ユニットにおける樹脂部材の外周端に当接して、前記外周端を加熱して平面状とし、前記外周端同士を面一とする、積層体製造装置。
2. 前記位置決め機構は、前記積層方向に沿い、かつ互いに直交する２つの平面を有する位置決め治具を有し、
   前記複数の電極ユニットは、それぞれ隣り合う２つの前記外周端が前記２つの平面に当接された状態で位置決めされる、請求項１に記載の積層体製造装置。
3. 前記位置決め機構は、前記４つのヒータ面のうちの隣り合う２つの前記ヒータ面を含み、
   前記複数の電極ユニットは、それぞれ隣り合う２つの前記外周端が前記２つのヒータ面に当接された状態で位置決めされる、請求項１に記載の積層体製造装置。
4. 前記位置決め機構は、予め積層された前記複数の電極ユニットを前記基準位置に移載する、請求項１に記載の積層体製造装置。
5. 前記４つのヒータ面の位置を対応する前記複数の電極ユニットにおける樹脂部材の外周端から離間した位置と、対応する前記複数の電極ユニットにおける樹脂部材の外周端に当接した位置とに移動させる動作機構を更に有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層体製造装置。

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