JP7402188B2 - 積層型電極体の製造方法および製造装置 - Google Patents

積層型電極体の製造方法および製造装置 Download PDF

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Description

本発明は、積層型電極体の製造方法および製造装置に関する。
種々の電池、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の二次電池は、電気を駆動源とする車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末等の電気製品等に搭載される電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池は、電気自動車（ＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）等の車両の駆動用高出力電源として好ましく、今後も需要が拡大するものと期待されている。
かかる電池の一態様として、正極シートおよび負極シートが、セパレータシートを介して複数積層された積層型電極体を備えた電池が挙げられる。かかる積層型電極体は、典型的には、正極シート、負極シート、セパレータシートを個別に吸着部に吸着させて積層台まで搬送し、順次積層することにより製造される。例えば、下記特許文献１および２には、上記工程を実施するための部材を含む積層装置が開示されている。
特開２０１８－１１６８０７号公報 特開２０１５－１７６６９９号公報
ところで、近年、電池をより精度高く生産するために、該電池が備える電極体の精度を向上させることが要求されている。例えば、積層型電極体においてかかる要求を実現するためには、正極シート、負極シート、セパレータシートの位置を精度高く制御しながら積層すること等が必要であるとされる。しかしながら、従来の技術では、正極シート、負極シート、セパレータシートを個別に吸着部に吸着させて積層台まで運搬するため、積層体の態様においてそれぞれの位置を精度高く制御することは困難であった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされてものであり、その主な目的は、高精度な積層型電極体を製造することができる積層型電極体の製造方法および製造装置を提供することである。
かかる目的を実現するべく、本発明は、正極シートおよび負極シートが、セパレータシートを介して複数積層された積層型電極体の製造方法を提供する。
ここで開示される第１の製造方法は、吸着板の表面の所定の位置にセパレータシートを吸着させる、セパレータ吸着処理と、上記吸着させたセパレータシートの表面の所定の位置に、上記正負極シートのうちのいずれかからなる第１電極シートを吸着させる第１電極シート吸着処理と、上記吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび第１電極シートの相対的な位置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から取得し、該取得した位置情報が予め定められている正常位置関係を示すか否かを検査する、電極吸着位置検査処理と、上記電極吸着位置検査処理において、上記正常位置関係を示した場合に、上記吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび第１電極シートを所定の積層台に配置し、該正常位置関係を示さない場合に、該吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび第１電極シートを該積層台に配置しないようにする第１電極シート選別処理と、を包含する選択的第１電極シート配置工程（第１の２枚シート配置工程）と、上記選択的第１電極シート配置工程の上記の各処理を、上記セパレータシートおよび上記第１電極シートとは対極側の第２電極シートを対象にして行う、選択的第２電極シート配置工程（第２の２枚シート配置工程）と、を包含し、上記選択的第１電極シート配置工程と、上記選択的第２電極シート配置工程とを、予め定められた上記正負極シートの積層数に到達するまで交互に繰り返し行うことを特徴とする。
かかる構成の積層型電極体の製造方法によると、積層前の段階においてセパレータシートおよび正極シート（または、負極シート）の相対的な位置関係を確認し、該相対的な位置関係が正常であるとみなされたもののみが積層される。これにより、積層体の態様において各シートの位置が精度高く制御された積層型電極体を製造することができる。
ここで開示される第２の製造方法は、吸着板の表面の所定の位置に第１セパレータシートを吸着させる、第１セパレータ吸着処理と、上記吸着させた第１セパレータシートの表面の所定の位置に、上記正負極シートのうちのいずれかからなる第１電極シートを吸着させる第１電極シート吸着処理と、上記吸着させた第１電極シートの表面の所定の位置に、第２セパレータシートを吸着させる、第２セパレータ吸着処理と、上記吸着させた状態の第１セパレータシート、第１電極シートおよび第２セパレータシートからなる３枚シートを、所定の積層台に配置する、３枚シート配置処理と、を包含する第１電極シート配置工程と、上記吸着板の表面の所定の位置に、第１電極シートとは対極側の第２電極シートを吸着させる、第２電極シート吸着処理と、上記吸着させた状態の第２電極シートを、上記第１電極シート配置工程後に得られる積層体上に配置する、電極シート配置処理と、を包含する第２電極シート配置工程と、を包含し、上記第１電極シート配置工程と、上記第２電極シート配置工程とを、予め定められた上記正負極シートの積層数に到達するまで交互に繰り返し行うことを特徴とする。
かかる構成の積層型電極体の製造方法によると、セパレータシート、正極シート（または、負極シート）、セパレータシートの相対的な位置関係が維持された状態で、積層を実施することができる。これにより、積層体の態様において各シートの位置が精度高く制御された積層型電極体を製造することができる。
ここで開示される第３の製造方法は、吸着板の表面の所定の位置に第１セパレータシートを吸着させる、第１セパレータ吸着処理と、上記吸着させた第１セパレータシートの表面の所定の位置に、上記正負極シートのうちのいずれかからなる第１電極シートを吸着させる第１電極シート吸着処理と、上記吸着させた第１電極シートの表面の所定の位置に、第２セパレータシートを吸着させる、第２セパレータ吸着処理と、上記吸着させた第２セパレータシートの表面の所定の位置に、上記第１電極シートとは対極側の第２電極シートを吸着させる、第２電極シート吸着処理と、上記吸着させた状態の第１セパレータシート、第１電極シート、第２セパレータシートおよび第２電極シートからなる４枚シートを、所定の積層台に配置する、４枚シート配置処理、を包含する４枚シート配置工程を、予め定められた上記正負極シートの積層数に到達するまで繰り返し行うことを特徴とする。
かかる構成の積層型電極体の製造方法によると、セパレータシート、正極シート（または、負極シート）、セパレータシート、負極シート（または、正極シート）の相対的な位置関係が維持された状態で、積層を実施することができる。これにより、積層体の態様において各シートの位置が精度高く制御された積層型電極体を製造することができる。
ここで開示される積層型電極体の製造方法の好ましい一態様では、上記電極吸着位置検査処理において、上記相対的な位置情報は、上記対向方向に配置したカメラにより撮影された上記吸着板の表面画像に基づいて取得される。
カメラにより撮影された上記吸着板の表面画像によると、上記相対的な位置情報をより精度高い状態で取得することができるため、好ましい。
ここで開示される積層型電極体の製造方法の好ましい一態様では、上記第１電極シート、上記第２電極シート、および上記セパレータシートはいずれも矩形状であり、上記電極吸着位置検査処理において、上記吸着板に吸着させた状態の該セパレータシートの４つの角部と、該吸着板に吸着させた状態の該第１電極シートまたは第２電極シートの４つの角部との、相対的な位置情報を取得する。
上記第１電極シート、上記第２電極シート、および上記セパレータシートが矩形状である場合、このような位置情報の取得は有効である。
ここで開示される積層型電極体の製造方法の好ましい一態様では、上記吸着板は多孔質吸着板である。
吸着板として多孔質吸着板を用いることにより、セパレータシートに吸着痕が付きにくくなるため、好ましい。
また、本発明は、他の側面として、正極シートおよび負極シートが、セパレータシートを介して複数積層された積層型電極体を製造する製造装置を提供する。
かかる製造装置は、上記正極シート、上記負極シート、および上記セパレータシートを積層する積層台と、該積層台までシートを搬送する搬送手段であって、吸着板を有する駆動可動な吸着部を備えた搬送手段と、上記吸着板に吸着させた状態のセパレータシートと、該吸着板に吸着させた状態の正極シートまたは負極シートとの相対的な位置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から取得する検査部と、上記検査部および上記搬送手段を制御するための制御部と、を備えている。そして、上記制御部は、以下の１）～３）：
１）上記吸着板の表面の所定の位置にセパレータシートを吸着させること、上記吸着させたセパレータシートの表面の所定の位置に、上記正負極シートのうちのいずれかからなる第１電極シートを吸着させること、上記吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび第１電極シートの相対的な位置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から取得し、該取得した位置情報が予め定められている正常位置関係を示すか否かを検査すること、上記正常位置関係を示した場合に、上記吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび第１電極シートを所定の積層台に配置し、該正常位置関係を示さない場合に、該吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび第１電極シートを該積層台に配置しないようにすること、を包含する選択的第１電極シート配置プロセスと、上記選択的第１電極シート配置プロセスを、上記セパレータシートおよび上記第１電極シートとは対極側の第２電極シートを対象にして行う、選択的第２電極シート配置プロセスと、を包含し、上記選択的第１電極シート配置プロセスと、上記選択的第２電極シート配置プロセスとを、予め定められた上記正負極シートの積層数に到達するまで交互に繰り返し行うこと、
２）上記吸着板の表面の所定の位置に第１セパレータシートを吸着させること、上記吸着させた第１セパレータシートの表面の所定の位置に、上記正負極シートのうちのいずれかからなる第１電極シートを吸着させること、上記吸着させた第１電極シートの表面の所定の位置に、第２セパレータシートを吸着させること、上記吸着させた状態の第１セパレータシート、第１電極シートおよび第２セパレータシートからなる３枚シートを、所定の積層台に配置すること、を包含する第１電極シート配置プロセスと、上記吸着板の表面の所定の位置に、第１電極シートとは対極側の第２電極シートを吸着させること、上記吸着させた状態の第２電極シートを、上記第１電極シート配置プロセス後に得られる積層体上に積層すること、を包含する第２電極シート配置プロセスと、を包含し、上記第１電極シート配置プロセスと、上記第２電極シート配置プロセスとを、予め定められた上記正負極シートの積層数に到達するまで交互に繰り返し行うこと、
３）上記吸着板の表面の所定の位置に第１セパレータシートを吸着させること、上記吸着させた第１セパレータシートの表面の所定の位置に、上記正負極シートのうちのいずれかからなる第１電極シートを吸着させること、上記吸着させた第１電極シートの表面の所定の位置に、第２セパレータシートを吸着させること、上記吸着させた第２セパレータシートの表面の所定の位置に、上記第１電極シートとは対極側の第２電極シートを吸着させること、上記吸着させた状態の第１セパレータシート、第１電極シート、第２セパレータシートおよび第２電極シートからなる４枚シートを、所定の積層台に配置すること、を包含する４枚シート配置プロセスを、予め定められた上記正負極シートの積層数に到達するまで繰り返し行うこと、
のいずれかを実行するように構成されていることを特徴とする。
かかる制御部を備えた積層型電極体の製造装置によると、積層体の態様において各シートの位置が精度高く制御された積層型電極体を製造することができる。
一実施形態に係る積層型電極体製造装置の主な構成を模式的に示すブロック図である。 一実施形態に係る第１の製造方法について説明するための大まかな工程図である。 一実施形態に係る第１の製造方法ついて説明するための制御フローチャートである。 （Ａ）一実施形態に係る第１の製造方法における、吸着板に吸着させた状態のセパレータシートの表面の所定の位置に正極シートを吸着させるために、吸着前の正極シートの吸着位置情報を取得する態様を説明するための模式図であり、（Ｂ）該吸着位置情報として、該吸着前の正極シートの４つの角部の位置情報を取得する態様を模式的に示す平面図である。 （Ａ）一実施形態に係る第１の製造方法における、吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび正極シートの積層位置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から取得する態様を説明するための模式図であり、（Ｂ）該吸着板の表面の態様を模式的に示す平面図である。 一実施形態に係る第２の製造方法について説明するための制御フローチャートである。 一実施形態に係る第３の製造方法について説明するための制御フローチャートである。 一実施形態に係る積層型電極体を備えた電池の構成を模式的に示す平面図である。
以下、ここで開示される積層型電極体の製造方法および製造装置に関する好適な一実施形態について、適宜図面を参照しつつ詳細に説明する。本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、以下の実施形態は、ここで開示される技術を限定することを意図したものではない。また、本明細書にて示す図面では、同じ作用を奏する部材・部位に同じ符号を付して説明している。さらに、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、所定の数値範囲をＡ～Ｂ（Ａ、Ｂは任意の数値）と記すときは、Ａ以上Ｂ以下の意味である。したがって、Ａを上回り且つＢを下回る場合を包含する。
先ず、本実施形態に係る積層型電極体製造装置１により製造される典型的な積層型電極体８０を備えた電池１００の構成について、図８を参照しつつ簡単に説明する。なお、以下では、外装体７０としてラミネートフィルムからなる外装体を用いた場合を例にして説明するが、外装体をかかる種類に限定することを意図したものではない。外装体は、例えば六面体形状の金属製の電池ケース等であってよい。
＜電池の全体構成＞
図８は、一実施形態に係る積層型電極体８０を備えた電池１００の構成を模式的に示す平面図である。図８に示すように、電池１００は大まかにいって、積層型電極体８０と、該電極体を収容する外装体７０とを備えている。一対のラミネートフィルムの間に積層型電極体８０を配置し、ラミネートフィルムの外周縁部を溶着して図示しない溶着部を形成することにより、積層型電極体８０を収容する外装体７０が形成される。
詳しい図示は省略するが、本実施形態に係る積層型電極体８０は、矩形状の正極シート４０および負極シート５０（以下、まとめて「電極シート」ともいう）が、同じく矩形状のセパレータシート６０を介して複数積層されて形成されている。かかる電極シートは、箔状の金属部材である集電体（正極集電体４２，負極集電体５２）と、該集電体の表面（片面または両面）に形成された電極活物質層（正極活物質層４１，負極活物質層５１）とを備えている。
本実施形態に係る矩形状の電極シートにおいて、長辺方向の一方の側縁部に、電極活物質層が形成されておらず集電体が露出した活物質層非形成部分（正極活物質層非形成部分４３，負極活物質層非形成部分５３）が形成されている。そして、正極活部物質層非形成部分４３が一方の側縁部からはみ出し、かつ、負極活物質層非形成部分５３が他方の側縁部からはみ出すように各々の電極シートを重ねることによって積層型電極体８０が形成される。かかる積層型電極体の長辺方向の中央部には、電極シートの電極活物質層が重ねられたコア部が形成されている。そして、長辺方向の一方の側縁部には、正極活物質層非形成部分４３が複数層重ねられた正極端子接続部が形成され、他方の側縁部には、負極活物質層非形成部分５３が複数層重ねられた負極端子接続部が形成される。正極集電端子４４は正極集電端子接続部に接続されており、負極集電端子５４は負極集電端子接続部に接続されている。
なお、本実施形態に係る積層型電極体の製造方法により製造される積層型電極体８０を備えた電池１００は、例えば非水電解液二次電池であってもよいし、全固体電池であってもよい。非水電解液二次電池の場合、電極シートの間に絶縁性のセパレータシート６０が挿入された積層型電極体８０が用いられると共に、外装体７０の内部に非水電解液が収容される。一方、全固体電池の場合、電極シートの間に固体電解質層（セパレータシート６０に相当する）が挿入された積層型電極体８０が用いられる。なお、これらの部材（具体的には、電極シート、セパレータシート、固体電解質層、非水電解液等）としては、この種の二次電池に使用され得るものを特に制限なく使用することができる。
次に、ここで開示される第１～３の製造方法それぞれの好適な一実施形態について、積層型電極体の製造方法を具現化する積層型電極体製造装置１を交えて説明する。
図１は、一実施形態に係る積層型電極体製造装置１の主な構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、積層型電極体製造装置１は大まかにいって、積層台２と、シート収容部（正極シート収容部４,負極シート収容部６，セパレータシート収容部８）と、搬送手段１０と、検査用カメラ２０（検査部に相当する）と、制御部３０とを備えている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
＜積層台２＞
本実施形態に係る積層台２は、正極シート４０、負極シート５０、およびセパレータシート６０を積層する台である。積層台２は、平面視が矩形状であり、少なくとも正極シート４０、負極シート５０、およびセパレータシート６０を配置することができる程度の大きさを有する。積層台２の構成（例えば、構成材料等）は、ここで開示される技術を実施することができる限りにおいて特に制限されない。また、図示は省略するが、積層台２では、正極シート４０の正極活物質層非形成部分４３と、負極シート５０の負極活物質層非形成部分５３とが、逆方向に突出するように、セパレータシート６０を介して積層される。
＜シート収容部＞
本実施形態に係る積層型電極体製造装置１は、正極シート収容部４、負極シート収容部６、およびセパレータシート収容部８を備えている。正極シート収容部４には、正極シート４０が、正極活物質層非形成部分４３を同一方向に揃えた状態で複数枚積層されて収容されている。負極シート収容部６には、負極シート５０が、負極活物質層非形成部分５３を同一方向に揃えた状態で複数枚積層されて収容されている。そして、セパレータシート収容部８には、セパレータシート６０が複数枚積層されて収容されている。
＜搬送手段１０＞
本実施形態に係る搬送手段１０は、正極シート４０、負極シート５０、およびセパレータシート６０を、積層台２まで搬送する手段である。図１に示すように、本実施形態に係る搬送手段１０は、大まかにいって、アーム部１１と、該アーム部の先端に備え付けられた吸着部１２と、これらを支えるベース部１７とから構成されている。アーム部１１を操作することにより、吸着部１２を所望の位置に移動させることができる。また、アーム部１１およびベース部１７としては、かかる用途に使用し得るものを特に制限なく使用することができる。
本実施形態に係る吸着部１２は、吸着板１３と、吸着ベース１４と、吸引チューブ１５とを備えている。吸着板１３は、正極シート４０、負極シート５０、およびセパレータシート６０を吸着させる部分である。かかる吸着板の構成は、ここで開示される技術を実施することができる限りにおいて特に制限されないが、例えば多孔質体からなる吸着板（即ち、多孔質吸着板）や、人為的に孔が形成された多孔式吸着板等を用いることができる。なかでも、セパレータシート６０に吸着痕が生じることを防止するという観点から、多孔質吸着板が好ましく用いられ得る。吸着板１３は、吸着ベース１４に設置されている。
また、図１に示すように、吸着部１２の外部には吸引チューブ１５が設置されている。かかる吸引チューブの他端側は、図示しないバキュームポンプに接続されており、該バキュームポンプは後述する制御部３０によりオンオフの制御がなされている。これにより、吸着板１３におけるシートの吸着および吸着解除がコントロールされている。
さらに、図１に示すように、本実施形態に係る吸着部１２の先端には、制御用カメラ１６が備えられている。かかる制御用カメラにより、吸着させる対象物（ここでは、正極シート４０、負極シート５０、およびセパレータシート６０）の全体またはその一部を撮影する。そして、取得された画像データは、図示しない発信源から後述する制御部３０に送信され、後述する吸着部１２の位置調整等において活用される。なお、上記発信源は、制御用カメラ１６に備えられていてもよいし、該制御用カメラ以外の部分に存在していてもよい。
＜検査用カメラ２０＞
本実施形態に係る検査用カメラ２０では、吸着板１３に吸着させた状態のセパレータシート６０および正極シート４０（または、負極シート５０）の相対的な積層位置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から画像データとして取得する。カメラにより得られた画像データによると、上記相対的な積層位置情報を精度高い状態で取得することができるため、好ましい。かかる画像データは、吸着板１３の表面の全体の画像データであってもよいし、一部分の画像のデータであってもよい。
取得された画像データは、図示しない発信源から後述する制御部３０に送信され、後述する吸着板１３の表面に吸着された状態のセパレータシート６０および正極シート４０（または、負極シート５０）を積層台２に配置するか否かの検査等において活用される。なお、上記発信源は、検査用カメラ２０に備えられていてもよいし、該検査用カメラ以外の部分に存在していてもよい。
＜制御部３０＞
本実施形態に係る制御部３０は、検査用カメラ２０および搬送手段１０（制御用カメラ１６）を制御している。制御部３０は、一般的な制御部と同様、演算部（ＣＰＵ）、記憶部（メモリ）、入力部および出力部等から構成されている。記憶部には、本実施形態に係る積層型電極体の製造方法を実行するための種々のプログラムが記憶されており、演算部がかかるプログラムを読みだして実行することにより、本実施形態に係る積層型電極体の製造方法が実行される。なお、制御部３０の構成自体は、本発明を特徴づけるものではないため、詳細な説明は省略する。以下、ここで開示される第１～３の製造方法それぞれの好適な一実施形態について、制御部３０が実行する手順（図２，図３，図６，図７）を交えて詳細に説明する。
＜第１の製造方法＞
図２は、一実施形態に係る第１の製造方法ついて説明するための大まかな工程図である。図２に示すように、一実施形態に係る第１の製造方法は、大まかにいって、選択的第１電極シート配置工程（ステップＳ１）と、選択的第２電極シート配置工程（ステップＳ２）とを、予め定められた正極シート４０および負極シート５０の積層数に到達するまで交互に繰り返し行うことを特徴とする。また、図３は、図２をより具体的に説明するための制御フローチャートである。ここで、上記ステップＳ１およびステップＳ２は、図３におけるステップＳ１０からステップＳ１５を包含する工程であり得る。以下、上記第１電極シートを正極シート４０、上記第２電極シートを負極シート５０とした場合について、図３を交えて説明する。
図３に示すように、一実施形態に係る第１の製造方法では、先ず、吸着板１３の表面の所定の位置に、セパレータシート６０を吸着させる（ステップＳ１０）。そして、吸着板１３に吸着させたセパレータシート６０の表面の所定の位置に、正極シート４０を吸着させる（ステップＳ１１）。
ここで、上記ステップＳ１１では、図４の（Ａ）に示すように、制御用カメラ１６により正極シート収容部４に収容されている正極シート４０のうち最表面に存在するものの全体像を撮影する。そして、取得された画像データは図示しない発信源から発信され、制御部３０により受信される。
続いて、上記取得された画像データにおける正極シート４０の４つの角部（以下、かかる４つの角部のことを、単に「４隅」ともいう）の位置（図４の（Ｂ）を参照）と、制御部３０に予め記憶されている画像データにおける正極シート４０の４隅の位置とを照合する。ここで、上記予め記憶されている画像データにおける正極シート４０の４隅の位置とは、正極シート４０の吸着に際して吸着部１２を移動させる時に、該吸着部が適切な位置に存在する場合、当該吸着部が備える制御用カメラ１６により取得され得る画像データにおける正極シート４０の４隅の位置を示している。そして、上記取得された正極シート４０の４隅の位置と、上記予め記憶されている正極シート４０の４隅の位置との間にズレが生じている場合、かかるズレをｘ軸座標およびｙ座標の移動量として捉え、かかる移動量だけ吸着部１２を移動させる。このように、正極シート４０を吸着させる前に吸着部１２の位置を適切に調整することにより、該吸着板に吸着させたセパレータシート６０の表面の所望の位置に、正極シート４０を精度高く吸着させることが可能になる。
次に、吸着板１３に吸着させた状態のセパレータシート６０および正極シート４０の相対的な積層位置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から取得する（ステップＳ１２）。そして、上記ステップＳ１２で取得した積層位置情報が、予め定められている正常位置関係を示すか否かを検査する（ステップＳ１３）。
ここで、上記ステップＳ１２では、図５の（Ａ）に示すように、検査用カメラ２０により吸着板１３の表面に吸着させた状態のセパレータシート６０および正極シート４０の画像データを、該吸着板の表面と対向する方向から取得する。そして、取得された画像データは図示しない発信源から発信され、制御部３０により受信される。
また、上記ステップＳ１３では、図５の（Ｂ）に示すように、上記取得された画像データにおけるセパレータシート６０の４隅および正極シート４０の４隅のクリアランス（即ち、図５の（Ｂ）におけるＰ１～Ｐ４部分およびＱ１～Ｑ４部分）と、制御部３０に予め記憶されているセパレータシート６０の４隅および正極シート４０の４隅のクリアランスとを照合する。ここで、上記予め記憶されている画像データにおけるセパレータシート６０の４隅および正極シートの４隅のクリアランスとは、吸着板１３に吸着された状態のセパレータシート６０および正極シート４０が適切な位置に存在する場合に、検査用カメラ２０により取得され得る画像データにおける各々の４隅のクリアランスを示す。また、図５の（Ｂ）におけるＰ１～Ｐ４部分およびＱ１～Ｑ４部分は、各種アルゴリズムを駆使する等の方法により算出することができる。
上記取得された画像データにおける４隅のクリアランスが、上記予め記憶されている４隅のクリアランスと比較して許容誤差内である場合、吸着板１３に吸着された状態のセパレータシート６０および正極シート４０の相対的な位置関係は、正常位置関係を示すと判定される。また、上記取得された画像データにおける４隅のクリアランスが、上記予め記憶されている４隅のクリアランスと比較して許容誤差外である場合、吸着板１３に吸着された状態のセパレータシート６０および正極シート４０の相対的な位置関係は、正常位置関係を示さないと判定される。なお、上記許容誤差は、例えばセパレータシート６０の平面の大きさが３０５ｍｍ×４２５ｍｍ、正極シート４０の平面の大きさが３００ｍｍ×４２０ｍｍである場合、±０．６～±１．１ｍｍ等とすることができる（下記（ｖｉ）に記載の距離における許容誤差についても同様である）。
上記ステップＳ１３において、吸着板１３に吸着させた状態のセパレータシート６０および正極シート４０が予め定められた正常位置関係を示すと判定された場合、該吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび正極シートを、積層台２に配置する（ステップＳ１５）。
一方、上記ステップＳ１３において、吸着板１３に吸着させた状態のセパレータシート６０および正極シート４０が、予め定められた正常位置関係を示さないと判定された場合、該吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび正極シートを、積層台２に配置せずに該吸着板から除去し（ステップＳ１４）、再度ステップＳ１０に戻る。なお、吸着板１３から除去されたシートはそのまま廃棄してもよいし、コスト削減等の観点から再度積層に利用してもよい。かかる操作を、ステップＳ１５に到達するまで繰り返し行う。
そして、上記ステップＳ１５に到達した場合、正極シート４０および負極シート５０の積層数が予め定められた積層数に到達するかを確認する（ステップＳ１６）。上記積層数に到達している場合は、積層を完了し（ステップＳ１７）、該積層数に到達していない場合は、再度ステップＳ１０に戻る。なお、セパレータシート６０および正極シート４０の配置が終了した後、再度ステップＳ１０に戻る場合、今度は正極シート４０の代わりに負極シート５０を対象としてステップＳ１０からステップＳ１５までの操作を行う。これにより、セパレータシート６０および負極シート５０を配置する。かかる操作をステップＳ１７に到達するまで繰り返し行うことにより、積層体を製造することができる。
なお、一実施形態に係る第１の製造方法おいて製造される積層体の最下部（即ち、積層台２に接する部分）には、正極シート４０が直に存在するため、該積層体の最下部にさらにセパレータシート６０を配置してもよい。また、予め内部に絶縁シートが付与された外装体内に収容することを想定し、上記積層体の最上部に正極シート４０または負極シート５０をさらに配置してもよい。そして、従来公知の電池の製造方法を経て、積層型電極体８０を備えた電池１００を得ることができる。
＜第２の製造方法＞
図６は、一実施形態に係る第２の製造方法について説明するための制御フローチャートである。以下、上記第１電極シートを正極シート４０、上記第２電極シートを負極シート５０とした場合について、図６を交えて説明する。
図６に示すように、一実施形態に係る第２の製造方法は、先ず、吸着板１３の表面の所定の位置に、セパレータシート６０（第１セパレータシートに相当する）を吸着させる（ステップＳ２０）。そして、吸着板１３に吸着させたセパレータシート６０の表面の所定の位置に、正極シート４０を吸着させる（ステップＳ２１）。続いて、ステップＳ２１において吸着させた正極シート４０の表面の所定の位置に、セパレータシート６０（第２セパレータシートに相当する）を吸着させる（ステップＳ２２）。そして、吸着板１３に吸着させた状態の、第１セパレータシート、正極シート、第２セパレータシートを、積層台２に配置する（ステップＳ２３）。次に、吸着板１３の表面の所定の位置に、負極シート５０を吸着させる（ステップＳ２４）。そして、吸着板１３に吸着させた状態の負極シート５０を、ステップＳ２３において得られた積層体の上に積層する（ステップＳ２５）。
なお、上記ステップＳ２０～２２，Ｓ２４において、吸着板１３、各シートの所定の位置に所定のシートを吸着させる方法としては、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に制限されないが、例えば、上記ステップＳ１１に基づいた方法等を挙げることができる。
上記ステップＳ２５に到達した場合、正極シート４０および負極シート５０の積層数が予め定められた積層数に到達するかを確認する（ステップＳ２６）。上記積層数に到達している場合は、積層を完了し（ステップＳ２７）、該積層数に到達していない場合は、再度ステップＳ２０に戻る。かかる操作をステップＳ２７に到達するまで繰り返し行うことにより、積層体を製造することができる。上記のとおり作製した積層体は、例えば外装体内にそのまま収容してもよい。そして、従来公知の電池の製造方法を経て、積層型電極体８０を備えた電池１００を得ることができる。
＜第３の製造方法＞
図７は、一実施形態に係る第３の製造方法について説明するための制御フローチャートである。以下、上記第１電極シートを正極シート４０、上記第２電極シートを負極シート５０とした場合について、図７を交えて説明する。
図７に示すように、一実施形態に係る第３の製造方法では、先ず、吸着板１３の表面の所定の位置に、セパレータシート６０（第１セパレータシートに相当する）を吸着させる（ステップＳ３０）。そして、吸着板１３に吸着させた第１セパレータシートの表面の所定の位置に、正極シート４０を吸着させる（ステップＳ３１）。続いて、ステップＳ３１において吸着させた正極シート４０の表面の所定の位置に、セパレータシート６０（第２セパレータシートに相当する）を吸着させる（ステップＳ３２）。そして、ステップＳ３２において吸着させた第２セパレータシートの表面の所定の位置に、負極シート５０を吸着させる（ステップＳ３３）。次に、吸着板１３に吸着させた状態の第１セパレータシート、正極シート４０、第２セパレータシート、負極シート５０を、積層台２に配置する（ステップＳ３４）。
なお、上記ステップＳ３０～３３において、吸着板１３、各シートの所定の位置に所定のシートを吸着させる方法としては、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に制限されないが、例えば、上記ステップＳ１１に基づいた方法等を挙げることができる。
上記ステップＳ３４に到達した場合、正極シート４０および負極シート５０の積層数が予め定められた積層数に到達するかを確認する（ステップＳ３５）。上記積層数に到達している場合は、積層を完了し（ステップＳ３６）、該積層数に到達していない場合は、再度ステップＳ３０に戻る。かかる操作をステップＳ３６に到達するまで繰り返し行うことにより、積層体を製造することができる。
なお、一実施形態に係る第３の製造方法において製造される積層体の最下部（即ち、積層台２に接する部分）には、負極シート５０が直に存在するため、該積層体の最下部にさらにセパレータシート６０を配置してもよい。また、予め内部に絶縁シートが付与された外装体内に収容することを想定し、上記積層体の最上部に正極シート４０または負極シート５０をさらに配置してもよい。そして、従来公知の電池の製造方法を経て、積層型電極体８０を備えた電池１００を得ることができる。
＜変形例＞
以上、ここで開示される積層型電極体の製造方法の具体例（ここで開示される第１～３の製造方法それぞれの好適な一実施形態）を、積層型電極体製造装置１および図２，図３，図６，図７を参照しつつ詳細に説明したが、ここで開示される積層型電極体の製造方法の内容をかかる具体例に限定するものではない。ここで開示される積層型電極体の製造方法は、上述した具体例をその目的を変更しない限りにおいて種々変更したものが包含される。以下（ｉ）～（ｖｉ）において、変形例の一例について説明する。
（ｉ）上述した実施形態では、第１電極シートを正極シート４０、第２電極シートを負極シート５０として説明しているが、第１電極シートを負極シート５０、第２電極シートを正極シート４０とすることもできる。
（ｉｉ）上述した実施形態では、正極シート４０、負極シート５０、およびセパレータシート６０として矩形状のものを使用しているが、上記シートの中で４隅が丸形等のものがあってもよい。ただし、この場合、上記ステップＳ１１，ステップＳ１３において４隅を使用しない検査を行う必要がある。かかる４隅を使用しない検査は、それぞれ下記（ｉｖ），（ｖｉ）等において例示したものの中から適宜選択することができる。
（ｉｉｉ）上述した実施形態では、平面視が矩形状の積層台２を使用しているが、例えば平面視が丸形、台形等のものを使用することもできる。
（ｉｖ）上述した実施形態では、上記収容部に収容されている正極（負極）シートのうち最表面に存在するものの全体像を撮影し、その４隅の位置と、制御部３０に予め記憶されている画像データにおける正極（負極）シートの４隅の位置とを照合していた。しかしながら、これに限定されず、例えば各々の正極（負極）シートの所定の１隅、２隅もしくは３隅の位置を照合してもよい。また、各々の正極（負極）シートにおける所定の１辺、２辺、３辺、あるいは４辺の位置、対角線（１本または２本）の位置、対角線の交点の位置等を照合してもよい。さらに、検査の精度を向上させるという観点から、上述したような方法を２つ以上組み合わせて用いてもよい。
（ｖ）上述した実施形態（具体的には、一実施形態に係る第１の製造方法）では、検査部として検査用カメラ２０を採用しているが、該検査用カメラの代わりに、超音波を受信する機器やレーザーを受信する機器等を用いてもよい。なお、超音波を受信する機器を用いる場合、該機器の内部または外部に、対象物に対して超音波を発信する機器を具備する必要がある。また、レーザーを受信する機器を用いる場合、該機器の内部または外部に、対象物に対してレーザーを照射する機器を具備する必要がある。
（ｖｉ）上述した実施形態（具体的には、一実施形態に係る第１の製造方法）では、ステップＳ１２において、吸着板１３に吸着させた状態のセパレータシート６０の４隅および正極（負極）シートの４隅のクリアランスと、制御部３０に予め記憶されている画像データにおけるセパレータシート６０の４隅および正極（負極）シートの４隅のクリアランスとを照合していた。しかしながら、これに限定されず、例えば各々におけるセパレータシート６０および正極（負極）シートの所定の２隅もしくは３隅のクリアランスを照合してもよい。また、セパレータシート６０および正極（負極）シートの所定の２隅、３隅あるいは４隅どうしの最短距離、セパレータシート６０の４辺と正極（負極）シートの４辺（あるいは、各々の所定の１辺、２辺もしくは３辺）との間の距離、セパレータシート６０の対角線の交点と正極（負極）シートの対角線の交点との相対的な位置関係等を照合してもよい。
１ 積層型電極体製造装置
２ 積層台
４ 正極シート収容部
６ 負極シート収容部
８ セパレータシート収容部
１０ 搬送手段
１１ アーム部
１２ 吸着部
１３ 吸着板
１４ 吸着ベース
１５ 吸引チューブ
１６ 制御用カメラ
１７ ベース部
２０ 検査用カメラ
３０ 制御部
４０ 正極シート
４１ 正極活物質層
４２ 正極集電体
４３ 正極活物質層非形成部分
４４ 正極集電端子
５０ 負極シート
５１ 負極活物質層
５２ 負極集電体
５３ 負極活物質層非形成部分
５４ 負極集電端子
６０ セパレータシート
７０ 外装体
８０ 積層型電極体
１００ 電池

Claims (8)

  1. 正極シートおよび負極シートが、セパレータシートを介して複数積層された積層型電極体の製造方法であって、
    吸着板の表面の所定の位置に第１セパレータシートを吸着させる、第１セパレータ吸着処理と、
    前記吸着させた第１セパレータシートの表面の所定の位置に、前記正負極シートのうちのいずれかからなる第１電極シートを吸着させる第１電極シート吸着処理と、
    前記吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび第１電極シートの相対的な位置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から取得し、該取得した位置情報が予め定められている正常位置関係を示すか否かを検査する、電極吸着位置検査処理と、
    前記電極吸着位置検査処理において、前記正常位置関係を示した場合に、前記吸着板に吸着させた状態の第１電極シートの表面の所定の位置に、第２セパレータシートを吸着させ、
    前記正常位置関係を示さない場合に、該吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび第１電極シートを所定の積層台に配置しないようにする、第１電極シート選別処理と、を包含する選択的第２セパレータ吸着処理と、
    前記吸着させた状態の第１セパレータシート、第１電極シートおよび第２セパレータシートからなる３枚シートを、所定の積層台に配置する、３枚シート配置処理と、を包含する第１電極シート配置工程と、
    前記吸着板の表面の所定の位置に、第１電極シートとは対極側の第２電極シートを吸着させる、第２電極シート吸着処理と、
    前記吸着させた状態の第２電極シートを、前記第１電極シート配置工程後に得られる積層体上に配置する、電極シート配置処理と、を包含する第２電極シート配置工程と、を包含し、
    前記第１電極シート配置工程と、前記第２電極シート配置工程とを、予め定められた前記正負極シートの積層数に到達するまで交互に繰り返し行う、積層型電極体の製造方法。
  2. 正極シートおよび負極シートが、セパレータシートを介して複数積層された積層型電極体の製造方法であって、
    吸着板の表面の所定の位置に第１セパレータシートを吸着させる、第１セパレータ吸着処理と、
    前記吸着させた第１セパレータシートの表面の所定の位置に、前記正極シートからなる第１電極シートを吸着させる第１電極シート吸着処理と、
    前記吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび第１電極シートの相対的な位置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から取得し、該取得した位置情報が予め定められている正常位置関係を示すか否かを検査する、第１電極吸着位置検査処理と、
    前記第１電極吸着位置検査処理において、前記正常位置関係を示した場合に、前記吸着板に吸着させた第１電極シートの表面の所定の位置に、第２セパレータシートを吸着させ、
    前記正常位置関係を示さない場合に、該吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび正極シートを所定の積層台に配置しないようにする、第１電極シート選別処理と、を包含する選択的第２セパレータ吸着処理と、
    前記吸着させた第２セパレータシートの表面の所定の位置に、前記負極シートからなる第２電極シートを吸着させる、第２電極シート吸着処理と、
    前記吸着板に吸着させた状態の第２セパレータシートおよび第２電極シートの相対的な位置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から取得し、該取得した位置情報が予め定められている正常位置関係を示すか否かを検査する、第２電極吸着位置検査処理と、
    前記第２電極吸着位置検査処理において、前記正常位置関係を示した場合に、前記吸着板に吸着させた状態の第１セパレータシート、第１電極シート、第２セパレータシートおよび第２電極シートからなる４枚シートを、所定の積層台に配置し、
    該正常位置関係を示さない場合に、該吸着板に吸着させた状態の前記４枚シートを該積層台に配置しないようにする、第２電極シート選別処理と、を包含する選択的４枚シート配置処理、
    を包含する４枚シート配置工程を、予め定められた前記正負極シートの積層数に到達するまで繰り返し行う、積層型電極体の製造方法。
  3. 前記電極吸着位置検査処理において、前記相対的な位置情報は、前記対向する方向に配置したカメラにより撮影された前記吸着板の表面画像に基づいて取得される、請求項１または２に記載の積層型電極体の製造方法。
  4. 前記第１電極シート、前記第２電極シート、および前記セパレータシートはいずれも矩形状であり、
    前記電極吸着位置検査処理において、前記吸着板に吸着させた状態のセパレータシートの４つの角部と、該吸着板に吸着させた状態の第１電極シートまたは第２電極シートの４つの角部との、相対的な位置情報を取得することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の積層型電極体の製造方法。
  5. 前記吸着板は多孔質吸着板である、請求項１から４のいずれか一項に記載の積層型電極体の製造方法。
  6. 正極シートおよび負極シートが、セパレータシートを介して複数積層された積層型電極体を製造する製造装置であって、
    前記正極シート、前記負極シート、および前記セパレータシートを積層する積層台と、
    該積層台までシートを搬送する搬送手段であって、吸着板を有する駆動可動な吸着部を備えた搬送手段と、前記吸着板に吸着させる前の状態のセパレータシート、正極シートまたは負極シートの位置情報を、該吸着板の表面方向から取得する制御用カメラと、
    前記吸着板に吸着させた状態のセパレータシートと、該吸着板に吸着させた状態の正極シートまたは負極シートとの相対的な位置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から取得する検査部と、
    前記検査部、前記制御用カメラおよび前記搬送手段を制御するための制御部と、を備えており、
    ここで、前記制御部は、以下の１）から２）：
    １）前記吸着板の表面の所定の位置に第１セパレータシートを吸着させること、
    前記吸着させた第１セパレータシートの表面の所定の位置に、前記正負極シートの
    うちのいずれかからなる第１電極シートを吸着させること、
    前記吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび第１電極シートの相対的な位
    置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から取得し、該取得した位置情報が予め定め
    られている正常位置関係を示すか否かを検査すること、
    前記正常位置関係を示した場合に、前記吸着板に吸着させた状態の第１電極シートの
    表面の所定の位置に、第２セパレータシートを吸着させ、
    前記正常位置関係を示さない場合に、該吸着板に吸着させた状態のセパレータシート
    および第１電極シートを所定の積層台に配置しないようにすること、
    前記吸着させた状態の第１セパレータシート、第１電極シートおよび第２セパレータ
    シートからなる３枚シートを、所定の積層台に配置すること、
    を包含する第１電極シート配置プロセスと、
    前記吸着板の表面の所定の位置に、第１電極シートとは対極側の第２電極シートを吸
    着させること、
    前記吸着させた状態の第２電極シートを、前記第１電極シート配置プロセス後に得ら
    れる積層体上に積層すること、
    を包含する第２電極シート配置プロセスと、
    を包含し、
    前記第１電極シート配置プロセスと、前記第２電極シート配置プロセスとを、予め定
    められた前記正負極シートの積層数に到達するまで交互に繰り返し行うこと、
    ２）前記吸着板の表面の所定の位置に第１セパレータシートを吸着させること、
    前記吸着させた第１セパレータシートの表面の所定の位置に、前記正極シートからなる第１電極シートを吸着させること、
    前記吸着させた第１電極シートの表面の所定の位置に、第２セパレータシートを吸着
    させること、
    前記吸着板に吸着させた状態のセパレータシートおよび第１電極シートの相対的な位
    置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から取得し、該取得した位置情報が予め定め
    られている正常位置関係を示すか否かを検査すること、
    前記正常位置関係を示した場合に、前記吸着板に吸着させた状態の第１電極シートの
    表面の所定の位置に、第２セパレータシートを吸着させ、
    前記正常位置関係を示さない場合に、該吸着板に吸着させた状態のセパレータシート
    および第１電極シートを所定の積層台に配置しないようにすること、
    前記吸着させた第２セパレータシートの表面の所定の位置に、前記負極シートからなる第２電極シートを吸着させること、
    前記吸着板に吸着させた状態の第２セパレータシートおよび第２電極シートの相対的
    な位置情報を、該吸着板の表面に対向する方向から取得し、該取得した位置情報が予め
    定められている正常位置関係を示すか否かを検査すること、
    前記正常位置関係を示した場合に、前記吸着板に吸着させた状態の第１セパレータシ
    ート、第１電極シート、第２セパレータシートおよび第２電極シートからなる４枚シー
    トを所定の積層台に配置し、
    該正常位置関係を示さない場合に、該吸着板に吸着させた状態の前記４枚シートを該
    積層台に配置しないようにすること、
    を包含する第１電極シートおよび第２電極シート配置プロセスを、予め定められた前記
    正負極シートの積層数に到達するまで繰り返し行うこと、
    のいずれかを実行するように構成されている、積層型電極体の製造装置。
  7. 前記検査部は、前記吸着板の表面画像を撮影することができるカメラを備える、請求項６に記載の積層型電極体の製造装置。
  8. 前記吸着板は多孔質吸着板である、請求項６または７に記載の積層型電極体の製造装置。
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