JPWO2013128930A1 - 電極体を製造する装置および方法 - Google Patents

Abstract

セパレータ（１３）を挟んで負極シートおよび正極シートが積層された電極体を製造する本発明の積層装置（１）は、第１の領域（５６）にセパレータの連続体を折り重ねる第１のユニット（５０）と、第１のユニットがセパレータの連続体を折り重ねるのに同期して、第１の領域に正極シートおよび負極シートを交互に供給する第２のユニット（６０）とを有する。第１のユニットは、折り重ねる長さとほぼ等しい長さの第１の壁面（５１）および第２の壁面（５２）であって、セパレータの連続体を交互に吸着した状態で第１の領域に折り畳む第１の壁面および第２の壁面を含む。本発明により、簡易な構成で、精度よく、セパレータ、正極シートおよび負極シートを積層できる装置が提供できる。

Description

本発明は、セパレータを挟んで正極シートおよび負極シートが積層された電極体を製造する装置および方法に関するものである。

日本国特開２００２−３２９５３０号公報には、セパレータまたは固体電解質層の有効利用と、電池内部スペースの有効利用により、電池の小型化ないしは電気容量の増大を図ることを目的とするシート型電池が開示されている。このシート型電池では、複数の正極シートと複数の負極シートとは、セパレータを挟んで交互に配置されるように積層され、セパレータは、連続したシートによって形成され、相隣る正極シートと負極シートとの間を縫うようにジグザグに折り曲げられることを特徴とする。

リチウム電池などに用いられる電極体は、セパレータを挟んで複数の正極シート（正極板）および負極シート（負極板）を積層することにより製造される。このため、簡易な構成で、精度よく、セパレータ、正極シートおよび負極シートを積層できる装置が求められている。

本発明の一態様は、セパレータを挟んで正極シートおよび負極シートが積層された電極体を製造する装置である。この装置は、第１の領域にセパレータの連続体を折り重ねる第１のユニットと、第１のユニットがセパレータの連続体を折り重ねるのに同期して、第１の領域に正極シートおよび負極シートを交互に供給する第２のユニットとを有する装置である。第１のユニットは、折り重ねる長さとほぼ等しい長さの第１の壁面および第２の壁面であって、セパレータの連続体を交互に吸着した状態で第１の領域に折り畳む第１の壁面および第２の壁面を含む。

第１および第２の壁面で交互にセパレータの連続体（以降ではセパレータ）を吸着支持することにより、連続したセパレータを折り重ねるときに第１の領域の近傍における張力を維持できる。このため、セパレータを第１の領域に折り重ねる（畳む）ときにテンションが変動するのを抑制できる。したがって、連続したセパレータを用い、精度よく、セパレータ、正極シートおよび負極シートが積層された積層体（電極体）を製造できる。

第１の壁面および第２の壁面は、第１の領域の両側に配置され、第１の領域に対し相互に転倒および反転することが望ましい。壁面を転倒させるという簡単な動作で、これらの壁面を交互に第１の領域に重ねることができる。第１の壁面および第２の壁面は、第１の領域の両側に配置され、第１の領域に対し相互に転倒および起立することがさらに好ましい。壁面の可動範囲を狭くでき、セパレータの移動範囲も狭くできる。このため、コンパクトでタクトタイムの短い装置を提供しやすい。

第１のユニットは、第２の壁面が転倒したときに第１の壁面でセパレータの連続体を吸着し、セパレータの連続体を吸着した状態で第１の領域に第１の壁面を転倒させ、セパレータの連続体を解放した状態で第１の壁面を反転する第１のサブユニットと、第１の壁面が転倒したときに第２の壁面でセパレータの連続体を吸着し、セパレータの連続体を吸着した状態で第１の領域に第２の壁面を転倒させ、セパレータの連続体を解放した状態で第２の壁面を反転する第２のサブユニットとを含むことが望ましい。

第１の壁面は、転倒したときにセパレータの連続体を第２の壁面の基端に導く先端を含み、第２の壁面は、転倒したときにセパレータの連続体を第１の壁面の基端に導く先端を含むことが有効である。壁面を転倒させる動作に、他の壁面へセパレータの連続体を引き渡して吸着支持させる動作を兼ねさせることができる。第１のユニットは、第１の壁面が転倒したときにセパレータの連続体を第２の壁面に押しつける第３の壁面と、第２の壁面が転倒したときにセパレータの連続体を第１の壁面に押しつける第４の壁面とを含むことが望ましい。第１の壁面から第２の壁面、その逆に第２の壁面から第１の壁面へと、相互にセパレータの連続体を、いっそう確実に吸着支持させることができる。

この装置は、第１の壁面および第２の壁面に対し張力がある状態でセパレータの連続体を供給する供給ユニットをさらに有することが有効である。第１の領域の近傍で壁面によりセパレータは支持されるので、折り重ねられるときに、少ない張力でセパレータの歪みや撓みの発生を抑制できる。このため、セパレータの連続体にかかる張力を緩和でき、品質の高い積層体を製造できる。

また、この装置は、第１の領域に積層された積層体を第１の壁面および第２の壁面に対し後退させる位置調整ユニットをさらに有することが望ましい。多層の積層体を製造する際に、積層される位置と、壁面との関係を一定に保持できる。位置調整ユニットは、壁面を上昇させてもよく、積層体を後退（下降）させてもよい。

本発明の他の態様の１つは、セパレータを挟んで正極シートおよび負極シートが積層された電極体を製造することを有する方法であり、典型的には、積層体（電極体）の製造方法、電極体を含む電池の製造方法である。この方法は以下のステップを含む。
１．第１の領域に、折り重ねる長さとほぼ等しい長さの第１の壁面および第２の壁面を、セパレータの連続体を交互に吸着した状態で重ねて、第１の領域にセパレータの連続体を折り重ねること。
２．セパレータの連続体を折り重ねるのに同期して、第１の領域に正極シートおよび負極シートを交互に供給して積層すること。

折り重ねることは、第１の領域の両側に配置された第１の壁面および第２の壁面が第１の領域に相互に転倒および反転し、第１の領域に対し上方から供給されるセパレータの連続体を第１の領域に折り畳むことを含むことが望ましい。さらに、折り畳むことは、第１の壁面がセパレータの連続体を吸着した状態で第１の領域に転倒し、セパレータの連続体を解放した状態で反転することと、第１の壁面が転倒したときに、第２の壁面がセパレータの連続体を吸着することとを含むことが望ましい。同様に、折り畳むことは、第２の壁面がセパレータの連続体を吸着した状態で第１の領域に転倒し、セパレータの連続体を解放した状態で反転することと、第２の壁面が転倒したときに、第１の壁面がセパレータの連続体を吸着することとを含むことが望ましい。

本発明のさらに異なる他の態様の１つは、第１のユニットおよび第２のユニットを有する装置の制御方法である。この装置は、第１の領域に、折り重ねる長さとほぼ等しい長さの第１の壁面および第２の壁面を相互に転倒させて第１の領域にセパレータの連続体を折り重ねる第１のユニットと、セパレータの連続体を折り重ねるのに同期して、第１の領域に正極シートおよび負極シートを交互に供給する第２のユニットとを有する。制御方法は、以下のステップを含み、ＣＰＵおよびメモリなどのコンピュータ資源を有するコンピュータまたはコンピュータを動作させるプログラム（プログラム製品）として適当なメディア（ＣＤ−ＲＯＭなど）に記録して提供される。
・セパレータの連続体を吸着した状態で第１の領域に第１の壁面を転倒させ、セパレータの連続体を解放した状態で第１の壁面を起こすこと。
・第１の壁面が起きたときに、セパレータの連続体を吸着した状態で第１の領域に第２の壁面を転倒させ、セパレータの連続体を解放した状態で第２の壁面を起こすこと。

積層装置の概略配置を示す図。 積層装置の構成を示す図。 積層ユニットをＸ方向から示す図。 積層ユニットをＹ方向から示す図。 図５（ａ）〜（ｅ）は積層ユニットによりセルを組み立てる過程を示す図。 積層ユニットによりセルを製造する過程を示すフローチャート。

図１に正極シート、負極シートおよびセパレータを積層して電極体（セル）を製造する積層装置を示している。この積層装置１は、正極シート１１を供給する第１の供給ライン１１０と、負極シート１２を供給する第２の供給ライン１２０と、セパレータ１３を供給する第３の供給ライン１３０と、セパレータ１３を挟んで正極シート１１および負極シート１２を積層してセル（積層体）１０を生成する積層ユニット５０と、第１の供給ライン１１０から積層ユニット５０へ正極シート１１を搬送する第１の搬送ユニット６１と、第２の供給ライン１２０から積層ユニット５０へ負極シート１２を搬送する第２の搬送ユニット６２とを含む。

図２に、積層装置１のさらに詳しい構成を示している。第１の供給ライン１１０および第２の供給ライン１２０は共通した構成であり、図２には、第２の供給ライン１２０は最終のアライメントユニットのみを示し、他の構成は第１の供給ライン１１０で説明する。正極シート（電極シート）１１を供給する第１の供給ライン１１０は、連続した電極シート１１が円柱状に巻かれたロール１１１と、ロール１１１から一定の長さのシートを引き出す定寸フィーダ１１２と、一定の寸法にシートをカットするカッター１１３と、カットされた電極シート１１の向きを調整するアライメントユニット１１５と、カッター１１３からアライメントユニット１１５へ電極シート１１を搬送する搬送ユニット１１４とを有する。

アライメントユニット１１５は、電極シート１１の姿勢（向き）を検出するカメラ１１７と、電極シート１１の姿勢を制御するＸＹθテーブル１１６とを含む。ＸＹθテーブル１１６により姿勢が所定の向きになるように調整された電極シート１１が、第１の搬送ユニット６１（図２には不図示）により積層ユニット５０へ搬送される。負極シート１２においても同様であり、第２の供給ライン１２０のＸＹθテーブル１１６によりアライメントされた負極シート１２が第２の搬送ユニット６２（図２には不図示）により積層ユニット５０へ搬送される。

セパレータ１３を供給する第３の供給ライン１３０は、連続したセパレータ１３が円柱状に巻かれたロール１３１と、連続したセパレータに一定のテンション（張力）を与えるテンションローラー１３２と、連続したセパレータ１３を積層ユニット５０へ搬送する第３の搬送ユニット１３５とを含む。第３の搬送ユニット１３５は、連続したセパレータ１３の供給方向を変更する供給ローラー１３６と、供給ローラー１３６の連続したセパレータ１３の連続した方向（長手方向、Ｘ方向）の位置を変えるスライダー１３７とを含む。

積層ユニット（折り重ねユニット、電極体組立ユニット、第１のユニット）５０は、積層体を支持する積層ステージ５５と、積層ステージ５５の積層領域（第１の領域）５６の両側（第１の領域５６を挟んで対峙または対向する側）に配置された第１のウィング（第１の壁体）７１および第２のウィング（第２の壁体）７２と、第１のウィング７１をＸ方向に回転駆動する第１の駆動モーター７５と、第２のウィング７２をＸ方向に回転駆動する第２の駆動モーター７６と、積層ステージ５５のＺ方向の位置を制御する位置調整ユニット５９とを含む。積層装置１は、さらに、これらのモーターなどを制御する制御ユニット１００を有する。第１のウィング７１は、積層ステージ５５の積層領域（第１の領域）５６に面し、積層領域５６に転倒および反転する第１の壁面５１を含む。第２のウィング７２は、積層領域５６に面し、積層領域５６に転倒および反転する第２の壁面５２を含む。

第１のウィング７１は、基端５１ａを中心として積層ステージ５５の積層領域５６に対して直立した状態（起立した状態）と転倒した状態に動く（回転する）第１の壁面５１と、第１の壁面５１の先端５１ｂから積層領域５６と反対側に垂直に伸びた第３の壁面５３とを含む逆Ｌ字型の部材（ユニット）である。第２のウィング７２は、基端５２ａを中心として積層ステージ５５の積層領域５６に対して直立した状態と転倒した状態に動く（回転する）第２の壁面５２と、第２の壁面５２の先端５２ｂから積層領域５６と反対側に垂直に伸びた第４の壁面５４とを含む逆Ｌ字型の部材（ユニット）である。

第１の壁面５１および第２の壁面５２の長さ（縦方向の長さ）は、連続したセパレータ（セパレータの連続体）１３を折り重ねる（折り畳む）積層領域（第１の領域）５６の長さと等しく、第３の壁面５３および第４の壁面５４の長さ（水平方向の長さ）は、第１の壁面５１および第２の壁面５２の長さより短く、１／３〜２／３程度である。第１のウィング７１および第２のウィング７２は、これらの壁面５１〜５４をそれぞれ含むものであればよく、Ｌ字型に限らず、直方体あるいは立方体であってもよく、三角柱のような形状であってもよい。

第１のウィング７１および第２のウィング７２は、積層ステージ５５の積層領域５６のＸ方向の両側、すなわち、連続したセパレータ１３が連続する方向（連続して供給される方向）の両側に対向して配置されている。

図３に、積層ユニット５０をＸ方向から見た状態を示している。図４に、積層ユニット５０をＹ方向から見た様子を示している。積層装置１は、積層ユニット（第１のユニット）５０に対し、正極シート１１および負極シート１２を、Ｙ方向（セパレータ１３が連続して供給される方向と直交する方向）から供給するシート搬送ユニット（第２のユニット）６０を有する。シート搬送ユニット６０は、積層ユニット５０がセパレータ１３の連続体を折り重ねるのに同期して、積層領域（第１の領域）５６に正極シート１１および負極シート１２を交互に供給する。

シート搬送ユニット（第２のユニット）６０は、Ｙ方向に延びたレール６５と、レール６５をＹ方向に移動する第１の搬送ユニット６１および第２の搬送ユニット６２とを含む。第１の搬送ユニット６１は、第１の供給ライン１１０のＸＹθテーブル１１６から積層ステージ５５の上の積層領域５６に正極シート１１を搬送する。第２の搬送ユニット６２は、第２の供給ユニット１２０のＸＹθテーブル１１６から積層ステージ５５の上の積層領域５６に負極シート１２を搬送する。それぞれの搬送ユニット６１および６２は、それぞれのシート１１および１２を吸着支持する吸着ヘッド６６を含む。

リチウム電池用の電極体１０の正極シート（正極板）１１の一例は、金属酸化物（ニッケル酸リチウムなど）の正極活物質に、カーボンブラックなどの導電材と、ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョンなどの接着剤とを混合した正極活性材をアルミニウム箔などの金属箔の両面に塗着、乾燥させ、圧延したのち所定の大きさに切断したものである。負極シート（負極板）１２の一例は、非晶質炭素などの、正極活物質のリチウムイオンを吸蔵および放出する負極活性材をニッケル箔あるいは銅箔などの金属箔の両面に塗着、乾燥させ、圧延したのち所定の大きさに切断したものである。正極シート１１および負極シート１２は、リチウム電池用に限定されず、他のタイプの電池であってもよく、燃料電池用の電極体であってもよい。

図４に示す積層ユニット（第１のユニット）５０は、折り重ねる長さＬ１とほぼ等しい長さの壁面であって、セパレータ１３の連続体を交互に吸着した状態で積層領域（第１の領域）５６に重ねる第１の壁面５１および第２の壁面５２を含む。第１および第２の壁面５１および５２の幅は、セパレータ１３の幅と同じ、または若干広いことが望ましい。第１および第２の壁面５１および５２の幅は、セパレータ１３の幅より狭くてもよいが、セパレータ１３の幅全体を支持した方が、折り重ねるときの折り曲げ部分の精度を高く維持しやすい。

セパレータ１３は、上述した正極シート（正極板、正極層）１１と負極シート（負極板、負極層）１２との短絡を防止するもので、電解液を保持する機能を備えていてもよい。セパレータ１３は、例えばポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン等から構成される微多孔性膜であり、過電流が流れると、その発熱によって膜の空孔が閉塞され電流を遮断する機能をも有する。セパレータ１３は、ポリオレフィンなどの単層膜のみに限られず、ポリプロピレン層をポリエチレン層でサンドイッチした三層構造や、ポリオレフィン微多孔膜と有機不織布などを積層したものも用いることができる。なお、本明細書においてセパレータとは電極間に挟まれる膜状の物質を示している。

積層ユニット５０の第１のウィング７１は、第１の壁面５１と、第１の壁面５１に垂直な方向に延びる第３の壁面５３とを含む全体として逆Ｌ字型のユニットであり、第１の壁面５１は、セパレータ１３を吸着（吸引）するための複数の吸引孔４１を備えている。第２のウィング７２は、第２の壁面５２と、第２の壁面５２に垂直な方向に延びる第４の壁面５４とを含む、全体として逆Ｌ字型のユニットであり、第２の壁面５２は、セパレータ１３を吸着（吸引）するための複数の吸引孔４１を備えている。

積層ユニット５０は、第１のウィング７１を制御する第１のサブユニット７３と、第２のウィング７２を制御する第２のサブユニット７４とを含む。第１のサブユニット７３は、第１のウィング７１を基端５１ａを中心に旋回させて積層領域５６に転倒した状態と反転した状態（垂直方向に起立した状態）とに駆動するモーター７５と、第１の壁面５１に設けられた複数の吸引孔４１を負圧にして第１の壁面５１に吸着を与えてセパレータ１３を保持したり、負圧をブレークしてセパレータ１３を解放したりする吸着制御ユニット７７とを含む。具体的には、第１のサブユニット７３は、第２の壁面５２が転倒したときに第１の壁面５１でセパレータ１３の連続体を吸着し、セパレータ１３の連続体を吸着した状態で積層領域（第１の領域）５６に第１の壁面５１を転倒させ、セパレータ１３の連続体を解放した状態で第１の壁面５１を反転する。

第２のサブユニット７４は、第２のウィング７２を基端５２ａを中心に旋回させて積層領域５６に転倒した状態と反転した状態（起立した状態）とに駆動するモーター７６と、第２の壁面５２に設けられた複数の吸引孔４１を負圧にして第２の壁面５２に吸着を与えてセパレータ１３を保持したり、負圧をブレークしてセパレータ１３を解放したりする吸着制御ユニット７８とを含む。第２のサブユニット７４は、第１の壁面５１が転倒したときに第２の壁面５２でセパレータ１３の連続体を吸着し、セパレータ１３の連続体を吸着した状態で積層領域（第１の領域）５６に第２の壁面５２を転倒させ、セパレータ１３の連続体を解放した状態で第２の壁面５２を反転する。

それぞれの壁面５１および５２の基端５１ａおよび５２ａは、積層体（電極体）１０の断面（平面視）と同一サイズの積層領域５６のＸ方向に対峙する辺と一致するように配置される。第１の壁面５１の長さ（高さ）Ｌ１は、積層領域５６の長さ（幅）Ｌ１、すなわち、積層体１０の長さ（幅）と同じであり、第１のウィング７１が時計方向に旋回すると、第１の壁面５１が積層領域５６に重なり、第１の壁面５１に吸着されていたセパレータ１３が積層領域５６に折り畳まれて重ねられ、長さ（幅）Ｌ１の電極体１０が製造される。

このとき、第１の壁面５１の上端５１ｂは、対峙する第２の壁面５２の基端５２ａのごく近傍に到達し、第３の壁面５３は、第２の壁面５２にごく短い距離で対峙（対向、対面）する。したがって、第１のウィング７１が積層領域５６に向かって転倒すると、セパレータ１３の連続体が積層領域５６に折り畳まれるのに加えて、セパレータ１３の連続体は第１の壁面５１の上端５１ｂにより第２のウィング７２の第２の壁面５２に導かれ、第１のウィング７１の第３の壁面５３と、第２のウィング７２の第２の壁面５２とに挟まれた状態になる。この状態で、第１の壁面５１の吸引（吸着）を解除し、第２の壁面５２でセパレータ１３の連続体を吸着すると、セパレータ１３の連続体は緩むことなく、第１の壁面５１から第２の壁面５２に支持が受け継がれる。

第２のウィング７２により、セパレータ１３の連続体が積層領域５６に折り畳まれて重ねられるときも同様である。したがって、セパレータ１３の連続体は、積層領域５６に折り重ねられるときに、第１の壁面５１および第２の壁面５２に相互に吸着支持される。さらに、セパレータ１３の支持が、第１の壁面５１から第２の壁面５２に受け継がれるときは、一方の壁面５１または５２によりセパレータ１３が積層領域５６に畳まれて押圧されており、さらに、他方の壁面５１または５２と、第３の壁面または第４の壁面５３または５４とにより挟まれた状態になる。したがって、第１の壁面５１から第２の壁面５２にセパレータ１３の支持が移行するとき、または、その逆に支持が移行するときに、セパレータ１３が動いたり、支持が緩んだりすることはなく、一定のテンションおよび長さで、精度よくセパレータ１３を積層領域５６に折り重ねることができる。

このため、セパレータ１３に対してテンションを加えるテンションローラー１３２においては、セパレータ１３に対し、第１の壁面５１および第２の壁面５２に到達する際に緩みがない程度の必要最小限の張力を与えるように調整されていればよい。したがって、セパレータ１３に対する張力を比較的緩くすることができ、セパレータ１３が切れたり、折り重ねた後に縮んでしまったりするようなトラブルを未然に防止できる。また、セパレータ１３の張力が弱過ぎて、折り重ねている間に皺がよったり、ゆがんだりするトラブルも未然に防止できる。

特に、第１の壁面５１および第２の壁面５２は、セパレータ１３を折り重ねる積層領域５６と同じ長さＬ１を備え、幅も同じかまたは広い。したがって、第１の壁面５１および第２の壁面５２は、セパレータ１３を折り重ねるサイズおよび面積で、吸着支持することができ、折り畳むときに皺が発生したり、セパレータ１３がゆがんだりするトラブルを未然に防止できる。また、第１の壁面５１の先端５１ｂには第３の壁面５３が設けられ、第２の壁面５２の先端５２ｂには第４の壁面５４が設けられており、セパレータ１３を折り返す部分が第３の壁面５３および第４の壁面５４によりガイドされ、精度よく他方の壁面５１または５２に吸着される。したがって、セパレータ１３を折り返す部分、すなわち、折り重ねられたセパレータ１３の端部の精度も確保しやすい。このため、この積層装置１により、品質の高い積層体（電極体）１０を製造できる。

積層ステージ５５は最初に折り重ねられるセパレータ１３を吸着支持する吸引孔（不図示）を有する。積層ステージ５５の上でセパレータ１３が正極シート１１および負極シート１２を挟みながら折り重ねられると、積層ステージ５５は、位置調整ユニット５９として動くステッピングモーターにより、ウィング７１および７２を回転支持する支持台７９に対して徐々に降下する。したがって、第１の壁面５１および第２の壁面５２によりセパレータ１３が折り重ねられる積層領域５６の位置は、常に支持台７９の上面に一定になるように制御される。このため、第１の壁面５１および第２の壁面５２によりセパレータ１３が折り重ねられる角度や、第１の壁面５１および第２の壁面５２によりセパレータ１３が積層体１０に押しつけられる（加圧される）力も一定に保たれる。位置調整ユニット５９は、積層ステージ５５の代わりに、支持台７９の位置を制御してもよく、両者の位置を制御してもよい。

図５に、積層ユニット５０において、積層体（電極体）１０が製造される過程を示している。図５（ａ）において、第１のウィング７１が第１の壁面５１にセパレータ１３の連続体（セパレータ）を吸着した状態で、時計方向に回転して積層領域５６に対し転倒する。図５（ｂ）において、第１の壁面５１によりセパレータ１３は積層領域５６に折り畳まれ、重ねられる。それとともに、第３の壁面５３によりセパレータ１３は第２の壁面５２に対向するようにガイドされ、セパレータ１３は第２の壁面５２により吸着支持される。

その後、図５（ｃ）において、第１のウィング７１はセパレータ１３を解放した状態で反時計方向に回転（反転）し、第１の壁面５１は積層領域５６からほぼ直角な方向に起き上がる。それとともに、第１の搬送ユニット６１により正極シート１１が積層領域５６に搬入され、折り重ねられたセパレータ１３の上に正極シート１１が積み重ねられる。その後、第２のウィング７２が第２の壁面５２にセパレータ１３を吸着支持した状態で、反時計方向に回転（転倒）する。

図５（ｄ）において、第２の壁面５２によりセパレータ１３は積層領域５６に折り重ねられる。それとともに、第４の壁面５４によりセパレータ１３は第１の壁面５１に対向するようにガイドされ、セパレータ１３は第１の壁面５１により吸着支持される。その後、図５（ｅ）において、第２のウィング７２はセパレータ１３を解放した状態で時計方向に回転（反転）し、第２の壁面５２は積層領域５６から起き上がる。それとともに、第２の搬送ユニット６２により負極シート１２が積層領域５６に搬入され、折り重ねられたセパレータ１３の上に負極シート１２が積み重ねられる。この後、図５（ａ）に戻って、所定の数の正極シート１１および負極シート１２がセパレータ１３を挟んで積層されるまで、上記の工程を繰り返す。

この間、積層ステージ５５の位置は、積み重ねられるセパレータ１３、正極シート１１および負極シート１２の厚みに対応して、位置調整ユニット５９により下降される。また、セパレータ１３の供給位置は、第３の搬送ユニット１３５の供給ローラー１３６がスライダー１３７に沿ってＸ方向に移動することにより、第１の壁面５１および第２の壁面５２にほぼ沿った位置になるようにＸ方向に前後に移動する。

図６に、この積層装置１を制御ユニット１００により制御し、電池用の積層体（電極体、セル）１０を製造する過程を示している。制御ユニット１００は、ＣＰＵ、メモリなどのコンピュータ資源を備えたコントローラであり、プログラム（プログラム製品）により積層装置１を制御する。

まず、ステップ８１で、モーター７５を制御して、連続したセパレータ１３を吸着した状態で第１の壁面５１を転倒させ積層領域５６にセパレータ１３を折り重ねる。ステップ８２で、第２の壁面５２の吸着を開始し、その後、第１の壁面５１の吸着を解除する。これにより、第１の壁面５１から第２の壁面５２にセパレータ１３の支持が移行する。ステップ８３で、第１の壁面５１を反転させて、セパレータ１３を解放した状態で第１の壁面５１を起こす。ステップ８４で、第１の搬送ユニット６１により正極シート１１を積層領域５６に搬入してセパレータ１３に積み重ねる。

ステップ８５で、モーター７６を制御して、連続したセパレータ１３を吸着した状態で第２の壁面５２を転倒させ積層領域５６にセパレータ１３を折り重ねる。ステップ８６で、第１の壁面５１の吸着を開始し、その後、第２の壁面５２の吸着を解除する。これにより、第２の壁面５２から第１の壁面５１にセパレータ１３の支持が移行する。ステップ８７で、第２の壁面５２を反転させて、セパレータ１３を解放した状態で第２の壁面５２を起こす。ステップ８８で、第２の搬送ユニット６２により負極シート１２を積層領域５６に搬入してセパレータ１３に積み重ねる。

ステップ８９で、所定の量（回数）の折り重ね（積層）作業が終了するまで、ステップ８１から８８を繰り返す。以上の工程により、積層装置１では、連続したセパレータ１３を用いてセル１０が次々と製造される。

なお、上記では、積層装置１によりリチウムイオン電池用の電極体（セル）１０を製造する例を説明しているが、リチウムイオン電池に限らず、積層型の電極体を含む電池の製造に積層装置１は好適である。

Claims (12)

1. セパレータを挟んで正極シートおよび負極シートが積層された電極体を製造する装置であって、
   第１の領域にセパレータの連続体を折り重ねる第１のユニットと、
   前記第１のユニットが前記セパレータの連続体を折り重ねるのに同期して、前記第１の領域に正極シートおよび負極シートを交互に供給する第２のユニットとを有し、
   前記第１のユニットは、折り重ねる長さとほぼ等しい長さの第１の壁面および第２の壁面であって、前記セパレータの連続体を交互に吸着した状態で前記第１の領域に折り畳む第１の壁面および第２の壁面を含む、装置。
2. 請求項１において、前記第１の壁面および前記第２の壁面は、前記第１の領域の両側に配置され、前記第１の領域に対し相互に転倒および反転する、装置。
3. 請求項１または２において、前記第１の壁面および前記第２の壁面は、前記第１の領域の両側に配置され、前記第１の領域に対し相互に転倒および起立する、装置。
4. 請求項２または３において、
   前記第１のユニットは、前記第２の壁面が転倒したときに前記第１の壁面で前記セパレータの連続体を吸着し、前記セパレータの連続体を吸着した状態で前記第１の領域に前記第１の壁面を転倒させ、前記セパレータの連続体を解放した状態で前記第１の壁面を反転する第１のサブユニットと、
   前記第１の壁面が転倒したときに第２の壁面で前記セパレータの連続体を吸着し、前記セパレータの連続体を吸着した状態で前記第１の領域に前記第２の壁面を転倒させ、前記セパレータの連続体を解放した状態で前記第２の壁面を反転する第２のサブユニットとを含む、装置。
5. 請求項２ないし４のいずれかにおいて、前記第１の壁面は、転倒したときに前記セパレータの連続体を前記第２の壁面の基端に導く先端を含み、
   前記第２の壁面は、転倒したときに前記セパレータの連続体を前記第１の壁面の基端に導く先端を含む、装置。
6. 請求項２ないし５のいずれかにおいて、さらに、前記第１のユニットは、前記第１の壁面が転倒したときに前記セパレータの連続体を前記第２の壁面に押しつける第３の壁面と、前記第２の壁面が転倒したときに前記セパレータの連続体を前記第１の壁面に押しつける第４の壁面とを含む、装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかにおいて、前記第１の領域に積層された積層体を前記第１の壁面および前記第２の壁面に対し後退させる位置調整ユニットをさらに有する、装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記第１の壁面および前記第２の壁面に対し張力がある状態で前記セパレータの連続体を供給する供給ユニットをさらに有する、装置。
9. セパレータを挟んで正極シートおよび負極シートが積層された電極体を製造することを有する方法であって、
   前記電極体を製造することは、第１の領域に、折り重ねる長さとほぼ等しい長さの第１の壁面および第２の壁面を、セパレータの連続体を交互に吸着した状態で重ねて、前記第１の領域に前記セパレータの連続体を折り重ねることと、
   前記セパレータの連続体を折り重ねるのに同期して、前記第１の領域に正極シートおよび負極シートを交互に供給して積層することとを含む、方法。
10. 請求項９において、
    前記折り重ねることは、前記第１の領域の両側に配置された前記第１の壁面および前記第２の壁面が前記第１の領域に相互に転倒および反転し、前記第１の領域に対し上方から供給される前記セパレータの連続体を前記第１の領域に折り畳むことを含む、方法。
11. 請求項１０において、
    前記折り畳むことは、前記第１の壁面が前記セパレータの連続体を吸着した状態で前記第１の領域に転倒し、前記セパレータの連続体を解放した状態で反転することと、
    前記第１の壁面が転倒したときに、前記第２の壁面が前記セパレータの連続体を吸着することとを含む、方法。
12. 第１の領域に、折り重ねる長さとほぼ等しい長さの第１の壁面および第２の壁面を相互に転倒させて前記第１の領域にセパレータの連続体を折り重ねる第１のユニットと、
    前記セパレータの連続体を折り重ねるのに同期して、前記第１の領域に正極シートおよび負極シートを交互に供給する第２のユニットとを有する装置の制御方法であって、
    前記セパレータの連続体を吸着した状態で前記第１の領域に前記第１の壁面を転倒させ、前記セパレータの連続体を解放した状態で前記第１の壁面を起こすことと、
    前記第１の壁面が起きたときに、前記セパレータの連続体を吸着した状態で前記第１の領域に前記第２の壁面を転倒させ、前記セパレータの連続体を解放した状態で前記第２の壁面を起こすこととを有する、制御方法。

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