KR101516337B1 - 적층 시스템 - Google Patents

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세이지 야마우라
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나가노 오토메이션 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 콤팩트하고 생산효율이 양호한 적층 장치를 제공한다. 본 발명의 적층장치는, 복수의 적층 영역을 구비하고, 복수의 적층 영역을 복수의 작업 포지션으로 각각 단속적으로 회전 이동시키는 제 1 회전 테이블과, 복수의 작업 포지션 중의 제 1 적층 위치에 도래한 적층 영역과 중복되도록 선회하는 제 1 선회 유닛과, 복수의 작업 포지션 중의 제 2 적층 위치에 도래한 적층 영역과 중복되도록 선회하는 제 2 선회 유닛을 갖는다. 제 1 선회 유닛은, 양극 시트를 픽업하는 제 1 픽업 위치와 제 1 적층 위치의 사이를 선회하는 제 1 아암과, 제 1 아암과 연동하여, 세퍼레이터를 픽업하는 제 2 픽업 위치와 제 1 적층 위치의 사이를 선회하는 제 2 아암을 포함한다. 제 2 선회 유닛은, 음극 시트를 픽업하는 제 3 아암과, 제 3 아암과 연동하여, 세퍼레이터를 픽업하는 제 4 아암을 포함한다.

Description

적층 시스템{LAMINATION SYSTEM}
본 발명은 양극 시트, 음극 시트 및 세퍼레이터를 적층하는 시스템에 관한 것이다.
일본 특허 공개 공보 제2010-201593호에는, 이후의 공정과의 타이밍을 맞추어도 회전 테이블 주변에 설치한 작업 스테이션에 있어서의 작업 효율을 저하시키지 않는 공작물(work pieces) 반송 방법을 제공하는 것이 기재되어 있다. 상기 문헌의 공작물 반송 장치는, 그 주위에 배치되어 있는 복수의 작업 스테이션으로 공작물을 보내는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블에 상기 공작물을 투입하는 투입 수단과, 상기 회전 테이블로부터 상기 공작물을 분배하는 분배 수단과, 상기 회전 테이블 상에서 그 둘레 방향으로 나란히 있는 공작물 재치(載置) 예정 위치에 대하여, 간헐적으로 상기 공작물을 투입하도록 상기 투입 수단을 제어하는 동시에, 상기 투입된 상기 공작물의 순(順)으로 분배하도록 상기 분배 수단을 제어하는 제어 수단을 갖는다.
리튬 전지 등에 이용되는 전극체는, 세퍼레이터를 끼우고 복수의 양극 시트(양극판) 및 음극 시트(음극판)를 적층함으로써 제조된다. 이 때문에, 간단한 구성으로 정밀하고도 고속으로, 세퍼레이터, 양극 시트 및 음극 시트를 적층할 수 있는 장치가 요구되고 있다.
본 발명의 일 양태는, 복수의 적층 영역을 구비하고, 복수의 적층 영역을 복수의 작업 포지션으로 각각 단속적(斷續的)으로 회전 이동시키는 제 1 회전 테이블과, 복수의 작업 포지션 중의 제 1 적층 위치에 도래(到來)한 제 1 회전 테이블의 적층 영역과 중복되도록 선회하는 제 1 선회 유닛과, 복수의 작업 포지션 중의 제 2 적층 위치에 도래한 제 1 회전 테이블의 적층 영역과 중복되도록, 제 1 선회 유닛과 병행하여 선회하는 제 2 선회 유닛을 갖는 적층 장치이다. 제 1 선회 유닛은, 제 1 적층 위치와 제 1 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 1 아암과, 제 1 아암과 연동하여 제 1 적층 위치와 제 2 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 2 아암을 포함하며, 제 1 적층 위치에 도래한 제 1 회전 테이블의 적층 영역의 적층체에, 제 1 픽업 위치로부터 픽업한 양극 시트 및 제 2 픽업 위치로부터 픽업한 세퍼레이터를 포갠다. 제 2 선회 유닛은, 제 2 적층 위치와 제 3 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 3 아암과, 제 3 아암과 연동하여 제 2 적층 위치와 제 4 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 4 아암을 포함하며, 제 2 적층 위치에 도래한 제 1 회전 테이블의 적층 영역의 적층체에, 제 3 픽업 위치로부터 픽업한 음극 시트 및 제 4 픽업 위치로부터 픽업한 세퍼레이터를 포갠다.
상기 적층 장치는, 복수의 적층 영역을, 복수의 작업 포지션의 각각으로 단속적으로(멈추면서, 단계적으로) 회전 이동시키는 제 1 회전 테이블에 대하여, 제 1 선회 유닛 및 제 2 선회 유닛이, 각각의 아암을, 소정의 위치(장소)에 도래한 적층 영역에 중복되도록 병행하여 선회시키면서 액세스함으로써, 소정의 위치에서, 양극 또는 음극의 전극 시트와, 세퍼레이터를 적층한다. 따라서, 상기 적층 장치에 있어서는, 원운동을 하는 제 1 회전 테이블에 원운동(선회 운동)을 하는 제 1 및 제 2 선회 유닛이 일부 중복되도록 배치되고, 각각의 시트는 각도가 90도 바뀌면서 반송된다. 이 때문에, 장방형(長方形)인 경우가 많은 각각의 시트를 픽업하는 위치, 즉, 양극 시트를 픽업하는 제 1 픽업 위치, 세퍼레이터를 픽업하는 제 2 픽업 위치 및 제 4 픽업 위치, 그리고 음극 시트를 픽업하는 제 3 픽업 위치를 제 1 회전 테이블 주위의 가까운 위치에 분산하여 배치할 수 있다. 이 때문에, 각각의 픽업 위치로부터 적층 위치로 효율적으로 이동하여 적층할 수 있다. 따라서, 콤팩트하고 생산 효율이 양호한 적층 장치를 제공할 수가 있다.
적층 장치의 제 1 회전 테이블은 90도 간격으로 배치된 4개의 적층 영역을 구비하며, 제 1 적층 위치 및 제 2 적층 위치는 회전 대칭의 위치인 것이 바람직하다. 제 1 ~ 제 4 픽업 위치를 제 1 회전 테이블의 주위에 공간 효율이 양호하도록 배치할 수 있어, 간단한 구성으로 양극 시트, 세퍼레이터 및 음극 시트를 효율적으로 적층하는 장치를 제공할 수가 있다.
제 1 아암 및 제 2 아암은 직교하며, 제 1 선회 유닛은 90도 선회하여, 양극 시트 및 세퍼레이터를 90도 회전시키면서 제 1 적층 위치에서 포갠다. 제 3 아암 및 제 4 아암은 직교하며, 제 2 선회 유닛은 90도 선회하여, 음극 시트 및 세퍼레이터를 90도 회전시키면서 제 2 적층 위치에서 포갠다. 이 때문에, 제 1 픽업 위치 및 제 2 픽업 위치와, 제 3 픽업 위치 및 제 4 픽업 위치는, 제 1 회전 테이블을 끼우고 평행하게 마주하여 배치된다. 이러한 배치는, 각각의 픽업 위치로 양극 시트, 음극 시트 및 세퍼레이터를 공급하는 라인을 평행하게(병렬로) 콤팩트하게 정렬하는 데에 적합하다.
본 적층 장치는, 복수의 작업 포지션 중의 제 1 적층 위치 및 제 2 적층 위치를 제외한 반출 위치에 도래한 제 1 회전 테이블의 적층 영역과 중복되도록 회전하며, 반출 위치에 도래한 제 1 회전 테이블의 적층 영역의 적층체를 픽업하는 제 2 회전 테이블을 더 갖는 것이 바람직하다. 원운동을 하는 제 1 회전 테이블에 원운동(선회 운동)을 하는 제 1 및 제 2 선회 장치에 추가하여, 원운동을 하는 반출용의 제 2 회전 테이블을 일부 중복되도록 더욱 배치할 수 있다. 또한, 적층체의 방향을 바꾸면서 반출할 수 있기 때문에, 콤팩트하고 반출 효율도 양호한 적층 장치를 제공할 수가 있다.
상기 적층 장치는, 제 1 픽업 위치로 양극 시트를 공급하는 제 1 라인과, 제 3 픽업 위치로 음극 시트를 공급하는 제 2 라인을 구비하고 있어도 무방하다. 제 1 및 제 2 선회 유닛에 의해, 직선적으로 전극 시트를 반송하는 라인과 원운동을 하는 회전 테이블을 콤팩트하고도 효율적으로 접속할 수가 있다.
본 발명의 다른 양태 중 하나는, 적층 장치에 의해 세퍼레이터를 끼우고 복수의 양극 시트 및 음극 시트를 적층하는 공정을 갖는 전극체 및 전지의 제조 방법이다. 적층 장치는, 복수의 적층 영역을 구비하며, 복수의 적층 영역을 복수의 작업 포지션으로 각각 단속적으로 회전 이동시키는 제 1 회전 테이블과, 복수의 작업 포지션 중의 제 1 적층 위치에 도래한 제 1 회전 테이블의 적층 영역과 중복되도록 선회하는 제 1 선회 유닛으로서, 제 1 적층 위치와 제 1 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 1 아암 및 제 1 아암과 연동하여 제 1 적층 위치와 제 2 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 2 아암을 포함하는 제 1 선회 유닛과, 복수의 작업 포지션 중의 제 2 적층 위치에 도래한 제 1 회전 테이블의 적층 영역과 중복되도록 선회하는 제 2 선회 유닛으로서, 제 2 적층 위치와 제 3 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 3 아암 및 제 3 아암과 연동하여 제 2 적층 위치와 제 4 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 4 아암을 포함하는 제 2 선회 유닛을 갖는다.
본 제조 방법의 적층하는 공정에는 이하의 공정이 포함된다.
1. 제 1 선회 유닛이 제 1 적층 위치에 도래한 제 1 회전 테이블의 적층 영역의 적층체에, 제 1 픽업 위치로부터 픽업한 양극 시트 및 제 2 픽업 위치로부터 픽업한 세퍼레이터를 제 1 적층 위치에서 포개는 공정.
2. 제 1 적층 위치에서 포개는 공정과 병행하여, 제 2 선회 유닛이 제 2 적층 위치에 도래한 제 1 회전 테이블의 적층 영역의 적층체에, 제 3 픽업 위치로부터 픽업한 음극 시트 및 제 4 픽업 위치로부터 픽업한 세퍼레이터를 제 2 적층 위치에서 포개는 공정.
제 1 적층 위치에서 양극 시트에 추가하여 세퍼레이터를 적층하고, 제 2 적층 위치에서 음극 시트에 추가하여 세퍼레이터를 적층함으로써, 적층 위치를 분산시켜 적층 효율을 향상시키는 동시에, 제 1 및 제 2 적층 위치에서, 각각 세퍼레이터를 포함하여 적층함으로써 콤팩트한 적층 장치를 이용하여 효율적으로 전극체를 제조할 수가 있다.
도 1은 적층 장치의 개략적인 배치를 나타내는 도면이다.
도 2는 적층 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 적층 장치를 이용하여 셀을 제조하는 과정을 나타내는 플로우 차트이다.
도 1에 양극 시트, 음극 시트 및 세퍼레이터를 적층하여 전극체(셀)를 제조하는 적층 장치를 나타낸다. 상기 적층 장치(1)는, 4개의 셀 적층 지그부(적층 영역; 15)를 90도 피치로 회전 이동시키는 회전 테이블(제 1 회전 테이블; 11)을 구비한 셀 적층 인덱스 유닛(제 1 회전 테이블; 10)과, 셀 적층 인덱스 유닛(10)과 일부가 중복되도록 선회하는 L자형 아암(115)을 구비한 제 1 선회 유닛(110)과, 셀 적층 인덱스 유닛(10)과 일부가 중복되도록 선회하는 L자형 아암(125)을 구비한 제 2 선회 유닛(120)과, 셀 적층 인덱스 유닛(10)과 일부가 중복되도록 회전하며, 셀 인덱스 유닛(10)으로부터 셀(50)을 반출하는 회전 테이블(제 2 회전 테이블; 21)을 구비한 적층 셀 취출(取出) 인덱스 유닛(반출 유닛; 20)을 포함한다.
셀 적층 인덱스 유닛(이후에는 적층 유닛; 10)은 회전 테이블(11)을 90도 피치로 반시계방향(9)으로 단속적으로(멈추면서, 단계적으로) 선회하는 구동 유닛(18)을 포함한다. 회전 테이블(11)은, 4개의 셀 적층 지그부(15)를 포함하며, 구동 유닛(18)에 의해, 4개의 셀 적층 지그부(15)를 4회 대칭의 4개의 작업 가능 위치(작업 포지션; W1~W4)로 각각 차례대로 반시계방향(9)으로 회전 이동시킨다. 이러한 적층 장치(1)에서는, 4개의 작업 가능 위치(W1~W4)에서 동기(同期)하여, 혹은 동시에 작업을 할 수가 있다. 적층 장치(1)에 있어서는, 이들 4개의 작업 가능 위치(W1~W4) 중, 위치(W1)가 셀 적층 지그부(15)에 양극 시트(51) 및 세퍼레이터(55)를 적층하는 제 1 적층 위치(W1)이고, 위치(W1)와 2회 대칭인 위치(회전 대칭의 위치, 180도의 위치; W3)가 셀 적층 지그부(15)에 음극 시트(52) 및 세퍼레이터(55)를 적층하는 제 2 적층 위치(W3)이다. 4개의 작업 가능 위치(W1~W4) 중, 제 1 적층 위치(W1) 및 제 2 적층 위치(W3) 사이의 위치(W4)는, 세퍼레이터(55)를 끼우고 양극 시트(51) 및 음극 시트(52)가 적층된 셀(50)을 반출(언로드)하는 위치(W4)이다. 4개의 작업 가능 위치(W1~W4) 중, 제 1 적층 위치(W1), 제 2 적층 위치(W3), 반출하는 위치(W4)를 제외한 위치(W2)에서는, 작업은 이루어지지 않는다.
제 1 선회 유닛(110)은, 시계방향 및 반시계방향으로 90도 선회(정회전 및 역회전)하는 제 1 L자형 아암(115)과, 제 1 L자형 아암(115)을 구동하는 구동 유닛(119)을 포함한다. 제 1 L자형 아암(115)은, 제 1 아암(111) 및 제 2 아암(112)을 구비하고 있으며, 이들 아암(111 및 112)이 L자형(직교하도록)으로 조합되어, 전체적으로 반원을 그리듯이 90도 선회한다. 이들 아암(111 및 112)의 선단에는 흡착 유닛(30)이 부착되어 있으며, 제 1 L자형 아암(115)은, 선단의 흡착 유닛(30)이 제 1 적층 위치(W1)에 도래한 제 1 회전 테이블(11)의 셀 적층 지그부(적층 영역; 15)와 중복되도록 선회한다. 또한, 제 1 아암(111)은, 선단의 흡착 유닛(30)을, 제 1 적층 위치(W1)와 제 1 픽업 위치(P1)의 사이에서 선회시킨다. 제 2 아암(112)은, 선단의 흡착 유닛(30)을, 제 1 아암(111)과 연동하여, 제 1 적층 위치(W1)와 제 2 픽업 위치(P2)의 사이에서 선회시킨다.
제 1 픽업 위치(P1)는, 제 1 적층 위치(W1)로부터 제 1 아암(111)이 시계방향(8)으로 90도 선회한 위치이다. 제 2 픽업 위치(P2)는, 제 1 적층 위치(W1)로부터 제 2 아암(112)이 반시계방향(9)으로 90도 선회한 위치이다. 제 1 아암(111)은, 제 1 픽업 위치(P1)에서 양극 시트(51)를 픽업하여, 제 1 적층 위치(W1)에 도래한 회전 테이블(11)의 셀 적층 지그부(15) 내의 셀(50)에 양극 시트(51)를 포갠다. 제 2 아암(112)은, 제 2 픽업 위치(P2)에서 세퍼레이터(55)를 픽업하여, 제 1 적층 위치(W1)에 도래한 회전 테이블(11)의 셀 적층 지그부(15)의 셀(50)에 세퍼레이터(55)를 포갠다. 양극 시트(51) 및 세퍼레이터(55)의 포개는 순서는 반대여도 무방하다.
제 2 선회 유닛(120)은, 시계방향 및 반시계방향으로 90도 선회(정회전 및 역회전)하는 제 2 L자형 아암(125)과, 제 2 L자형 아암(125)을 구동하는 구동 유닛(129)을 포함한다. 제 2 L자형 아암(125)은, 제 3 아암(121) 및 제 4 아암(122)을 구비하고 있으며, 이들 아암(121 및 122)이 L자형(직교하도록)으로 조합되어, 전체적으로 반원을 그리듯이 90도 선회한다. 이들 아암(121 및 122)의 선단에는 흡착 유닛(30)이 부착되어 있으며, 제 2 L자형 아암(125)은, 선단의 흡착 유닛(30)이 제 2 적층 위치(W3)에 도래한 제 1 회전 테이블(11)의 셀 적층 지그부(적층 영역; 15)와 중복되도록 선회한다. 제 3 아암(121)은, 선단의 흡착 유닛(30)을, 제 2 적층 위치(W3)와 제 3 픽업 위치(P3)의 사이에서 선회시킨다. 제 4 아암(122)은, 제 3 아암(121)과 연동하여, 선단의 흡착 유닛(30)을, 제 2 적층 위치(W3)와 제 4 픽업 위치(P4)의 사이에서 선회시킨다.
제 3 픽업 위치(P3)는, 제 2 적층 위치(W3)로부터 제 3 아암(121)이 반시계방향(9)으로 90도 선회한 위치이다. 제 4 픽업 위치(P4)는, 제 2 적층 위치(W3)로부터 제 4 아암(122)이 시계방향(8)으로 90도 선회한 위치이다. 제 3 아암(121)은, 제 3 픽업 위치(P3)에서 음극 시트(52)를 픽업하여, 제 2 적층 위치(W3)에 도래한 회전 테이블(11)의 셀 적층 지그부(15)의 셀(50)에 음극 시트(52)를 포갠다. 제 4 아암(122)은, 제 4 픽업 위치(P4)에서 세퍼레이터(55)를 픽업하여, 제 2 적층 위치(W3)에 도래한 셀 적층 지그부(15)의 셀(50)에 세퍼레이터(55)를 포갠다. 음극 시트(52) 및 세퍼레이터(55)의 포개는 순서는 반대여도 무방하다.
반출 유닛(20)은, 시계방향(8)으로 회전하는 반출용 테이블(제 2 회전 테이블; 21)과, 구동 장치(29)를 포함한다. 반출용 테이블(21)은 90도 피치로, 4회 대칭의 위치에 배치된 4개의 셀 반송부(25)를 포함한다. 각각의 셀 반송부(25)는, 셀(50)을 하측으로부터 지지하는 반송 서포트(26)를 포함하며, 제 2 회전 테이블(21)은, 셀 반송부(25)가 반출 위치(W4)에 도래한 제 1 회전 테이블(11)의 셀 적층 지그부(적층 영역; 15)와 중복되도록 회전한다. 반출 위치(W4)에서는, 언로더가 셀(50)을 상하로 클램프하여 셀 적층부(15)로부터 셀 반송부(25)로 전달한다.
적층 장치(1)는, 또한, 반출 유닛(20)의 제 2 회전 테이블(21)의 반출 위치(W4)에 대하여 2회 대칭의 위치(180도의 위치; V3)에 배치된 테이프 부착 유닛(130)과, 테이프로 고정된 셀(50)을 도 1의 하측 방향(X방향)으로 반송하는 반송 컨베이어(140)를 포함한다.
적층 장치(1)는, 또한, 제 1 픽업 위치(P1)에 양극 시트(51)를 공급하는 제 1 공급 라인(150)과, 제 2 픽업 위치(P2)에 세퍼레이터(55)를 공급하는 제 3 공급 라인(170)과, 제 3 픽업 위치(P3)에 음극 시트(52)를 공급하는 제 2 공급 라인(160)과, 제 4 픽업 위치(P4)에 세퍼레이터(55)를 공급하는 제 4 공급 라인(180)을 포함한다. 이들 공급 라인(150, 160, 170 및 180)은, X방향에 직교하는 Y방향으로 뻗어 있다. 이 때문에, 적층 장치(1)는, 전체적으로 제 1 회전 테이블(11)을 포함하는 적층 유닛(10)을 중심으로 하여, Y방향으로부터 양극 시트(51), 음극 시트(52) 및 세퍼레이터(55)가 공급되며, 이들이 적층된 셀(50)이 X방향으로 분배되는 배치로 되어 있다.
상기 적층 장치(1)에 있어서는, 제 1 선회 유닛(110)은 90도 선회하여, 양극 시트(51) 및 세퍼레이터(55)를 90도 회전시키면서 제 1 적층 위치(W1)에서 포갠다. 또, 제 1 선회 유닛(110)과 제 1 회전 테이블(11)을 끼우고 대칭인 위치에 배치된 제 2 선회 유닛(120)은 90도 선회하여, 음극 시트(52) 및 세퍼레이터(55)를 90도 회전시키면서 제 2 적층 위치(W3)에서 포갠다. 따라서, 제 1 픽업 위치(P1) 및 제 2 픽업 위치(P2)와, 제 3 픽업 위치(P3) 및 제 4 픽업 위치(P4)는, 제 1 회전 테이블(11)을 끼우고 평행하게 마주하여 배치된다. 이 때문에, 제 1 픽업 위치(P1)에 양극 시트(51)를 공급하는 제 1 공급 라인(150)과, 제 2 픽업 위치(P2)에 세퍼레이터(55)를 공급하는 제 3 공급 라인(170)은 병렬(竝列)되어 Y방향으로 배치될 수 있다. 한편, 제 3 픽업 위치(P3)에 음극 시트(52)를 공급하는 제 2 공급 라인(160)과, 제 4 픽업 위치(P4)에 세퍼레이터(55)를 공급하는 제 4 공급 라인(180)은 병렬되어 Y방향으로 배치될 수 있다. 또, 제 1 공급 라인(150)과, 제 2 공급 라인(160)을 회전 테이블(11)을 끼우고 대칭으로 배치할 수 있으며, 제 3 공급 라인(170)과, 제 4 공급 라인(180)을 회전 테이블(11)을 끼우고 대칭으로 배치할 수 있다.
즉, 적층 장치(1)에 있어서는, Y방향으로부터 공급 라인(150, 160, 170 및 180)에 의해 공급되는 양극 시트(양극판; 51)와, 음극 시트(음극판; 52)와 세퍼레이터(55)가, 반원을 그리듯이 선회하는 제 1 및 제 2 선회 유닛(110 및 120)에 의해, 적층 유닛(10)에 있어서 제 1 회전 테이블(11)에 의해 회전 이동하는 복수의 셀 적층부(15)에서 적층되어 적층체(셀; 50)가 되며, 반출 유닛(20)의 제 2 회전 테이블(21)을 통해 X방향으로 반송 컨베이어(140)에 의해 반출된다. 따라서, 전체가 간단한 구성으로 콤팩트하게 정리되어, 공간 효율이 높고 또한 작업 효율이 높으며, 택트 타임(tact time)이 짧은 적층 장치(1)를 제공할 수가 있다.
또한, 반출 유닛(20)의 제 2 회전 테이블(21)이 회전하는 영역과, 제 1 및 제 2 선회 유닛(110 및 120)이 선회하는 영역과도 일부 중복되어 있지만, 반출 위치(W4)는, 언로더가 셀(50)을 상하로 클램프하여 셀 적층 지그부(셀 적층부; 15)로부터 셀 반송부(25)로 상하로 이동시킴으로써, 제 2 회전 테이블(21)과, 제 1 및 제 2 선회 유닛(110 및 120)이 선회하는 영역은 높이 방향으로 간섭이 방지되어 있다.
도 2는 적층 장치(1)를 확대하여 나타낸 것이다. 상기 적층 장치(1)에서는, 양극 시트(51) 및 음극 시트(52)는, 각각 사전에 시트 형상으로 절단되어, 스토커(stocker; 151 및 161)에 수납되어 있다. 양극 시트(51) 및 음극 시트(52)는, 롤의 상태로 공급되어, 적층 장치(1) 측에서 커트하여 시트 형상으로 하여도 무방하다. 세퍼레이터(55)는, 롤의 상태로 공급되며, 롤 형상의 세퍼레이터(171)를 각각의 공급 라인(170 및 180)의 커터(176)에 의해 커트한다.
양극 시트(51)의 일례는, 금속 산화물 등의 양극 활물질에, 카본 블랙 등의 도전재와, 폴리 4불화 에틸렌의 수성 디스퍼전(dispersion) 등의 접착제를, 중량비로, 예컨대 100:3:10의 비율로 혼합한 양극 활성재를, 양극측 집전체로서의 알루미늄 박(箔) 등의 금속 박의 양면에 도포, 건조시켜 압연(壓延)한 후에 소정의 크기로 절단한 것이다. 양극 활물질로서는, 예컨대 니켈산 리튬(LiNiO2), 망간산 리튬(LiMn2O4), 코발트산 리튬(LiCoO2) 등의 리튬 복합 산화물이나, 칼코겐(S, Se, Te)화물을 들 수 있다. 양극 시트(51)는 리튬 전지용의 것이 아니어도 무방하다.
음극 시트(52)의 일례는, 음극 활성재를, 음극측 집전체로서의 니켈 박 혹은 구리 박 등의 금속 박의 양면에 도포, 건조시켜 압연한 후에 소정의 크기로 절단한 것이다. 음극 활성재는, 예컨대 비정질 탄소, 난(難)흑연화 탄소, 이(易)흑연화 탄소, 또는 흑연 등과 같이, 양극 활물질의 리튬 이온을 흡장(吸藏) 및 방출하는 음극 활물질에, 유기물 소성체의 전구체 재료로서의 스티렌 부타디엔 고무 수지 분말의 수성 디스퍼전을, 예컨대 고형분 비 100:5로 혼합하여, 건조시킨 후에 분쇄함으로써, 탄소 입자 표면에 탄화된 스티렌 부타디엔 고무를 담지(擔持)시킨 것을 주재료로 하고, 여기에, 아크릴 수지 에멀젼 등의 결착제(結着劑)를, 예컨대 중량비 100:5로 혼합한 것이다.
세퍼레이터(55)는, 상술한 양극 시트(양극판, 양극층; 51)와 음극 시트(음극판, 음극층; 52)의 단락(短絡)을 방지하는 것으로, 전해액을 유지(保持)하는 기능을 구비하여도 무방하다. 세퍼레이터(55)는, 예컨대 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 등으로 구성되는 마이크로 다공성(microporous) 막이며, 과전류가 흐르면, 그 발열에 의해 막의 공공(空孔)이 폐색(閉塞)되어 전류를 차단하는 기능도 갖는다. 세퍼레이터(55)는, 폴리올레핀 등의 단층 막만으로 한정되지 않으며, 폴리프로필렌층을 폴리에틸렌층으로 샌드위치한 3층 구조나, 폴리올레핀 마이크로 다공막과 유기 부직포 등을 적층한 것도 이용할 수 있다.
양극 시트(51)를 양극 스토커(151)로부터 제 1 픽업 위치(P1)로 공급하는 제 1 공급 라인(150)의 구성과, 음극 시트(52)를 음극 스토커(161)로부터 제 3 픽업 위치(P3)로 공급하는 제 2 공급 라인(160)의 구성은, 배치가 대칭인 점을 제외하고 공통된다. 여기에서는, 제 1 공급 라인(150)을 대표로 하여 설명하도록 한다. 제 1 공급 라인(150)은, 2개의 양극 스토커(151)를 전환하여 사용할 수 있는 스토커 전환 유닛(152)과, 스토커(151)로부터 제 1 픽업 위치(P1)까지 양극 시트(51)를 반송하는 피더 유닛(153)을 갖는다. 피더 유닛(153)은, 양극 시트(51)를 흡인하여 옆 위치로 반송하는 복수의 흡착 헤드(154)와, 양극 시트(51)의 자세를 보정하는 보정 유닛(155)을 포함한다.
피더 유닛(153)에 있어서는, 우측단(右端)의 흡착 헤드(154)는, 스토커(151)로부터 양극 시트(51)를 픽업하여 보정 유닛(155)의 검사 위치(155a)로 반송한다. 검사 위치(155a)에서는, 카메라 등을 이용하여 픽업된 양극 시트(51)의 X방향, Y방향 및 θ방향의 위치를 확인한다. 2번째의 흡착 헤드(154)는, 검사 위치(155a)의 양극 시트(51)를 픽업하여 자세 보정 위치(155b)로 반송한다. 자세 보정 위치(155b)에서는, XYθ 테이블이 검사 위치(155a)에서 인식된 자세에 기초하여 양극 시트(51)의 X방향, Y방향 및 θ 방향의 위치를 보정한다. 3번째의 흡착 헤드(154)는, 자세 보정 위치(155b)의 양극 시트(51)를 픽업하여 재검사 위치(155c)로 반송한다. 재검사 위치(155c)에서는, 양극 시트(51)의 자세 및 시트의 상태가 확인되며, 어떠한 문제가 있으면, 양극 시트(51)는 라인으로부터 벗어나, 다음의 양극 시트(51)를 기다린다. 좌측단(左端)의 흡착 헤드(154)는, 재검사 위치(155c)의 양극 시트(51)를 픽업하여 제 1 픽업 위치(P1)로 반송한다.
피더 유닛(153)의 복수의 흡착 헤드(154)는, 동기하여 움직여도 무방하고, 비(非)동기로, 다음의 위치로 양극 시트(51)가 이동할 수 있는 상태가 되었을 때, 다음의 위치로 양극 시트(51)를 이동시켜도 무방하다. 복수의 흡착 헤드(154)를 비동기로 움직여, 다음의 위치로 피드(feed)하는 시간(이동의 택트 타임)을, 제 1 선회 유닛(110)의 적층에 필요한 시간(적층의 택트 타임)보다 짧게 설정함으로써, 피드 도중의 오류, 예컨대 시트의 검사 불량이 있는 경우라 하더라도, 적층 작업에 대한 영향을 억제할 수가 있다.
세퍼레이터(55)를 양극측의 제 2 픽업 위치(P2)에 공급하는 제 3 공급 라인(170)의 구성과, 세퍼레이터(55)를 음극측의 제 4 픽업 위치(P4)에 공급하는 제 4 공급 라인(180)의 구성은, 배치가 대칭인 점을 제외하고 공통된다. 여기에서는, 제 3 공급 라인(170)을 대표로 하여 설명한다. 제 3 공급 라인(170)은, 띠 형상의 세퍼레이터(55)가 감긴 롤(171)과, 롤(171)로부터 적당한 텐션(tension)을 가하여 세퍼레이터(55)를 인출하는 복수의 롤러(172)와, 인출된 띠 형상의 세퍼레이터(55)를 소정의 사이즈로 커트하는 커터(176)와, 커터(176)로부터 시트 형상의 세퍼레이터(55)를 제 2 픽업 위치(P2)로 반송하는 피더 유닛(175)을 포함한다. 피더 유닛(175)은, 흡착 헤드(174)를 포함하며, 커터(176)에 의해 커트된 시트 형상의 세퍼레이터(55)를 제 2 픽업 위치(P2)에 순차적으로 반송한다.
커터(176)는, 예컨대, 직방체(直方體) 형상의 드럼을 포함하는 것이다. 직방체 형상의 드럼의 각각의 둘레면은, 세퍼레이터(55)를 흡착(흡인)하는 기능을 구비하고 있으며, 드럼을 회전함으로써 롤(171)로부터 세퍼레이터(55)를 인출한다. 그 후, 둘레면의 코너에서 세퍼레이터(55)를 커트함으로써 소정 사이즈의 시트 형상의 세퍼레이터(55)를 공급할 수 있다. 이러한 커터는, 예컨대, 일본 특허 공개 공보 제2005-50583호에 기재되어 있다.
양극 시트(51) 및 세퍼레이터(55)를 각각 픽업하여 제 1 적층 위치(W1)의 셀 적층부(15)에 공급하는 제 1 선회 유닛(110)은, L자형의 인덱스(회전 테이블)이며, 제 1 아암(111)과 제 2 아암(112)이 직교하도록 구성된 L자형의 아암(115)을 포함한다. 각각의 아암(111 및 112)의 선단에는 흡착 헤드(흡인 헤드; 30)가 설치되어 있으며, 양극 시트(51) 및 세퍼레이터(55)를 흡인하여 반송할 수 있다. 제 1 아암(111)은, 선단의 헤드(30)가 제 1 픽업 위치(P1)와 제 1 적층 위치(W1)의 사이를 반복하여 이동(선회, 회전)하도록 움직인다. 제 2 아암(112)은 제 1 아암(111)과 연동하여, 그 선단의 헤드(30)가 제 1 적층 위치(W1)와 제 2 픽업 위치(P2)의 사이를 반복하여 이동(선회, 회전)하도록 움직인다.
따라서, L자형 아암(115)이 시계방향으로 90도 움직이고(정회전), 반시계방향으로 90도 움직이면(역회전), 제 1 적층 위치(W1)에 도래한 셀 적층부(15)에, 양극 시트(51)와 세퍼레이터(55)를 공급할 수 있다. 이 때문에, 제 1 적층 위치(W1)의 셀 적층부(15)의 셀(50)에 양극 시트(51)와 세퍼레이터(55)를 적층할 수가 있다. 또, 정회전 및 역회전은 반대 방향이어도 무방하고, 양극 시트(51)와 세퍼레이터(55)를 제 1 적층 위치(W1)에 공급하는 순서는 반대여도 무방하다.
음극 시트(52) 및 세퍼레이터(55)를 각각 픽업하여 제 2 적층 위치(W3)의 셀 적층부(15)에 공급하는 제 2 선회 유닛(120)은, 제 1 선회 유닛(110)과 좌우 대칭의 배치이다. 제 2 선회 유닛(120)도 L자형의 인덱스(회전 테이블)이며, 제 3 아암(121)과 제 4 아암(122)이 직교하도록 구성된 L자형의 아암(125)을 포함한다. 각각의 아암(121 및 122)의 선단에는 흡착 헤드(흡인 헤드(30))가 설치되어 있으며, 음극 시트(52) 및 세퍼레이터(55)를 흡인하여 반송할 수 있다. 제 3 아암(121)은, 선단의 헤드(30)가 제 3 픽업 위치(P3)와 제 2 적층 위치(W3)의 사이를 반복하여 회동하며, 제 4 아암(122)은 제 3 아암(121)과 연동하여, 그 선단의 헤드(30)가 제 2 적층 위치(W3)와 제 4 픽업 위치(P4)의 사이를 반복하여 회동하도록 움직인다.
따라서, L자형 아암(125)이 정회전 및 역회전하면, 제 2 적층 위치(W3)에 도래한 셀 적층부(15)에, 음극 시트(52)와 세퍼레이터(55)를 공급할 수가 있다. 이 때문에, 제 2 적층 위치(W3)의 셀 적층부(15)의 셀(50)에 음극 시트(52)와 세퍼레이터(55)를 적층할 수가 있다. 또, 정회전 및 역회전은 반대 방향이어도 무방하고, 음극 시트(52)와 세퍼레이터(55)를 제 2 적층 위치(W3)에 공급하는 순서는 반대여도 무방하다.
적층 유닛(10)은, 4방향으로 셀 적층부(셀 적층 지그부; 15)가 탑재된 회전 테이블(11)을 포함하며, 회전 테이블(11)을 반시계방향(9)으로 90도 피치로 단속적으로 회전시킴으로써, 셀 적층부(15)를 4회 대칭의 작업 포지션(W1~W4)으로 순서대로 이동시킨다. 셀 적층부(15)는, 세퍼레이터(55)를 끼우고 양극 시트(51) 및 음극 시트(52)를 차례로 적층시키는 영역(적층 영역)을 형성하는 적층대(積層臺; 16)와, 적층된 시트를 일시적으로 유지하는 클램프(스토퍼; 17)를 포함한다.
클램프(17)는, 시트의 4코너 또는 4코너에 가까운 곳을 상방으로부터 눌러 붙일 수 있도록 배치되어 있다. 클램프(17)는, 제 1 및 제 2 선회 유닛(110 및 120)에 의해 양극 시트(51), 음극 시트(52) 및 세퍼레이터(55)가 적층대(16) 위에 포개질 때, 즉, 흡착 헤드(30)가 하강할 때에는 개방하고, 흡착 헤드(30)가 상승할 때에는 폐쇄하여(눌러), 포개진 시트(51, 52 및 55)를 흡착 헤드(30)로부터 분리시키는 동시에, 셀 적층부(15)가 이동하고 있는 동안의 시트(51, 52 및 55)의 상태를 안정화시킨다.
반출 유닛(20)은, 소정의 층(횟수)만큼 세퍼레이터(55)를 끼우고 양극 시트(51) 및 음극 시트(52)가 적층된 셀(50)을, 제 4 위치(W4)로부터 픽업하여, 후처리의 유닛(130)으로 반송한다. 반출 유닛(20)은, 4방향으로 셀 반송부(25)가 탑재된 회전 테이블(21)을 포함하며, 회전 테이블(21)을 시계방향(8)으로 90도 피치로 단속적으로 회전시킴으로써, 셀 반송부(25)를 4회 대칭의 위치(V1~V4)로 순서대로 이동시킨다. 셀 적층부(10)의 회전 테이블(11)과 포개지는 위치(V1)는, 제 4 위치(W4)로부터 셀(50)을 픽업하는 위치이며, 이 위치에는, 상하로 떨어진 제 4 위치(W4)로부터 위치(V1)로 셀(50)을 상하로 끼우고 이동시키는 언로더(70)가 배치되어 있다.
위치(W4)로부터, 셀(50)이 그 상하가 언로더(70)에 의해 끼워져 상승하게 되면, 위치(V1)에서 셀 반송부(25)의 클로(반출 서포트; 26)가 폐쇄하여 셀(50)을 하측으로부터 서포트하고, 적층 유닛(10)으로부터 반출 유닛(20)으로 셀(50)이 이송된다. 셀 반송부(25)는, 위치(V1)로부터 위치(V2)를 거쳐, 위치(V1)와 반대 측(2회 대칭, 180도 대칭)의 위치(V3)까지 셀(50)을 반송한다. 위치(V3)에서는, 테이프 부착 유닛(130)이, 셀 반송부(25)의 셀(50)의 상하를 클램프하여 취출하여, 셀(50)의 주위에 테이프를 감아 고정한다.
고정된 셀(50)은, 테이프 부착 유닛(130)으로부터 X방향으로 연장된 셀 반송 컨베이어(140)에 의해 반송되어, 적층 장치(1)로부터 취출되는 상태가 된다.
도 3은, 적층 장치(1)의 움직임을, 1개의 셀 적층부(15)에 주목하여 나타낸 것이다. 본 예는, 양 측면이 세퍼레이터(55) 및 음극(52)으로 구성되는 셀(50)을 리튬 전지 등 전극체로서 제조하는 예를 나타내고 있다. 적층 장치(1)는, 메모리 및 CPU를 구비한 제어 유닛(도시 생략)에 의해 프로그램 제어된다.
셀(50)의 제조가 개시되면, 단계 81에 있어서, 셀 적층부(15)는 적층 유닛(10)의 회전 테이블(11)에 의해 제 1 작업 포지션(제 1 적층 위치; W1)으로 이동한다. 제 1 적층 위치(W1)에 있어서, 초기 처리로서, 셀 적층부(15)에는, 제 1 선회 유닛(110)에 의해 세퍼레이터(55)만이 공급된다. 다음의 타이밍(이동 주기)에서, 셀 적층부(15)는 제 2 작업 포지션(W2)으로 이동하지만, 본 적층 장치(10)에 있어서는 제 2 작업 포지션(W2)에서는 작업은 이루어지지 않는다(단계 82). 다음의 이동 주기에서, 셀 적층부(15)는 제 3 작업 포지션(제 2 적층 위치; W3)으로 이동하여, 제 2 선회 유닛(120)에 의해 음극 시트(52) 및 세퍼레이터(55)가 공급되어, 셀(50)에 음극 시트(52) 및 세퍼레이터(55)가 적층된다(단계 83).
셀 적층부(15)는, 다음의 이동 주기에서 제 4 작업 포지션(반출 위치; W4)으로 이동하여, 단계 84에 있어서 소정의 수(매수, 조합)만큼 세퍼레이터(55)를 끼우고 음극 시트(52) 및 양극 시트(51)가 적층되었는지 여부가 판단된다. 더 적층이 필요한 경우에는, 단계 85에 있어서, 제 4 작업 포지션(W4)에서는 작업이 이루어지지 않고, 다음의 이동 주기에서, 셀 적층부(15)는 제 1 작업 포지션(제 1 적층 위치; W1)으로 이동한다(단계 86). 제 1 적층 위치(W1)에서는, 제 1 선회 유닛(110)에 의해, 셀 적층부(15)에 양극 시트(51) 및 세퍼레이터(55)가 공급되어, 셀 적층부(15) 내의 셀(50)에 양극 시트(51) 및 세퍼레이터(55)가 차례로 적층된다.
상기의 공정을 반복하여, 단계 84에 있어서, 소정의 수만큼 양극 시트(51), 음극 시트(52) 및 세퍼레이터(55)가 적층된 셀(50)이 제조된 것으로 판단되면, 단계 87에 있어서, 제 4 작업 포지션(W4)으로부터 반출 유닛(20)에 의해 셀(50)이 반출된다.
이상의 공정에 의해, 적층 장치(1)에서는, 이동 주기(t1)의 간격으로, 4개의 셀(50)이 파이프 라인 식으로 제조되며, 정기적으로, 이동 주기(t1)의 간격으로 셀(50)이 차례로 제조된다. 이동 주기(t1)는, 제 1 적층 위치(W1) 및 제 2 적층 위치(W3)에 있어서, 제 1 선회 유닛(110) 및 제 2 선회 유닛(120)이, 각각, 양극 시트(51) 또는 음극 시트(52)와, 세퍼레이터(55)를 공급하는 시간(적층의 택트 타임)이 크리티컬 패스(crtical path)가 된다. 제 1 선회 유닛(110) 및 제 2 선회 유닛(120)은, L자형 아암(115 및 125)을 이용하여, 시트의 픽업과 공급(적층)을 동시에 평행하게 수행할 수 있게 되어 있다. 이 때문에, 각각의 L자형 아암(115 및 125)을 1주기 움직이는 시간, 즉 정회전 및 역회전하는 시간에, 양극 시트(51) 및 음극 시트(52)와, 세퍼레이터(55)를 공급할 수가 있다. 따라서, 양극 시트(51)와 세퍼레이터(55)를 제 1 적층 위치(W1)에서 적층하고, 음극 시트(52)와 세퍼레이터(55)를 제 2 적층 위치(W3)에서 적층하였으나, 회전 테이블(11)의 이동 주기(t1)는, L자형 아암(115 및 125)의 동작 주기와 동기(同期)가 얻어지는 시간이면 무방하며, 회전 테이블(11)을 고속으로 회전시킬 수 있어, 셀(50)의 제조 간격을 단축할 수가 있다.
또한, 상기 적층 장치(1)에 있어서는, 회전 테이블(11)의 4개의 포지션(W1~W4) 중의 제 1 적층 위치(W1)에서 양극 시트(51)와 세퍼레이터(55)를 적층하고, 병행하여, 제 2 적층 위치(W3)에서 음극 시트(52)와 세퍼레이터(55)를 적층한다. 이 때문에, 나머지 포지션(W4)을 반출 전용(專用)으로 할 수가 있다. 따라서, 적층 장치(1)의 구성을 간소화할 수 있으며, 적층 장치(1)의 배치의 자유도가 늘어난다. 예컨대, 상기 적층 장치(1)에 있어서는, 회전 테이블(11)은 최소 3개 포지션에 정지하면 되므로, 3개의 포지션을 120도 피치로 배치할 수도 있다. 그러나 제 1 및 제 2 선회 유닛(110 및 120)이 직선적으로 배치되지 않으므로, 적층 장치(1)의 공간 효율은 오히려 낮아질 가능성이 있다. 또, 제 2 포지션(W2)은, 작업은 이루어지지 않지만, 파이프 라인을 길게 하여, 주기(t1)로 제조되는 셀(50)의 수를 확보하는 버퍼가 되므로, 장점이 있다.
회전 테이블(11)의 정지 위치를 5개 포지션 이상으로 늘리고, 파이프 라인을 길게 하여 주기(t1)로 제조되는 셀(50)의 수를 더 늘릴 수도 있다. 이 경우, 실질적인 제조 효율을 향상시키기 위해서는, 회전 테이블을 크게 하는 동시에, 제 1 및 제 2 선회 유닛(110 및 120)의 수를 늘리는 것이 바람직하나, 적층 장치가 대형이 된다.
또 상기 적층 장치(1)는, 복수의 셀 적층부(적층 영역; 15)를 복수의 작업 포지션(W1~W4)으로 각각 단속적으로 회전 이동시키는 제 1 회전 테이블(11)에 대해, 제 1 선회 유닛(110) 및 제 2 선회 유닛(120)이, 각각의 L자형 아암(115 및 125)을 각각의 작업 포지션(W1 및 W3)의 적층 영역(15)에 중복되도록 선회시키면서 액세스하여, 각각의 작업 포지션(W1 및 W3)에 있어서, 양극 시트(51) 또는 음극 시트(52)와, 세퍼레이터(55)를 적층한다. 이 때문에, 상기 적층 장치(1)에 있어서는, 원운동을 하는 제 1 회전 테이블(11)에, 원운동(선회 운동)을 하는 제 1 및 제 2 선회 유닛(110 및 120)이 일부 중복되도록 배치되어, 각각의 장방형의 양극 시트(51), 음극 시트(52) 및 세퍼레이터(55)는 90도 방향을 바꾸면서 반송된다.
따라서, 양극 시트(51)를 픽업하는 제 1 픽업 위치(P1), 세퍼레이터(55)를 픽업하는 제 2 픽업 위치(P2) 및 제 4 픽업 위치(P4), 및 음극 시트(52)를 픽업하는 제 3 픽업 위치(P3)를, 제 1 회전 테이블(11) 주위의 비교적 가까운 위치에 분산하여 배치할 수가 있다. 이 때문에, 양극 시트(51), 음극 시트(52) 및 세퍼레이터(55)를, 각각의 픽업 위치(P1~P4)로부터, 회전 테이블(11) 상의 적층 영역(15)으로 효율적으로 이동시켜 적층할 수 있다. 따라서, 콤팩트하고 생산 효율이 양호한 적층 장치(1)를 제공할 수가 있다.
또한, 적층 장치(1)는, 반출 위치(W4)에 도래한 제 1 회전 테이블(11)의 적층 영역(15)과 중복되도록 회전하며, 반출 위치(W4)에 도래한 적층 영역(15)의 셀(적층체; 50)을 픽업하는 제 2 회전 테이블(21)을 포함하는 반출 유닛(20)을 갖는다. 원운동을 하는 제 1 회전 테이블(11)에 원운동을 하는 반출용의 제 2 회전 테이블(21)을 일부 중복되도록 배치함으로써, 반출 유닛(20)을 포함하여, 적층 장치(1)를 전체적으로 콤팩트하게 정리할 수 있다. 또, 제 1 및 제 2 회전 테이블(11 및 21)을 기어의 기어 열(列)을 구성하도록 회전 방향을 설정하여, 셀(50)의 방향을 바꾸면서 반출할 수 있기 때문에, 회전 테이블들의 기기의 간섭을 피하기도 용이하며, 반출 효율도 양호한 적층 장치를 제공할 수가 있다.
또, 적층 장치(1)는, 적층 작업의 중심이 되는 제 1 회전 테이블(11)의 주위에, 선회하는 반입용의 제 1 선회 유닛(110 및 120)과, 회전하는 반출용의 제 2 회전 테이블(21)이 배치되어 있다. 이러한 배치에 의해, 직선적인 배치가 되는 반입·반출 라인, 즉, 양극 시트를 공급하는 제 1 공급 라인(150), 음극 시트를 공급하는 제 2 공급 라인(160), 세퍼레이터를 공급하는 제 3 및 제 4 공급 라인(170 및 180), 나아가, 적층된 셀(50)을 반출하는 반송 컨베이어(140)와, 제 1 회전 테이블(11)이, 콤팩트한 공간에서 접속되어 있다.
또한, 상기 적층 장치(1)에서는, 직선적인 복수의 공급 라인(150~180)을 적층 유닛(10)의 회전 테이블(11)을 중심으로 하여 180도 대칭인 I자형으로 배치하고, 반송 컨베이어(140)를 이들과 직교하는 방향으로 배치하여, 전체적으로 I자형에 가까운 T자형의 공간에서 수납하는 디자인으로 되어 있다. 따라서, 공간 효율이 양호하고, 비교적 좁은 공간에도 적층 장치(1)를 배치할 수가 있다. 또, 복수의 적층 장치(1)를 병행하여 배치함으로써, 셀(50)의 제조 효율을 더욱 높일 수가 있다.
또한, 상기에서는, 적층 장치(1)에 의해 리튬 이온 전지용 전극체(셀; 50)를 제조하는 예를 설명하였으나, 리튬 이온 전지에 한정하지 않고, 적층형의 전극체를 포함하는 전지의 제조에 적층 장치(1)는 적합하다.

Claims (6)

  1. 복수의 적층 영역을 구비하고, 상기 복수의 적층 영역을, 복수의 작업 포지션 각각으로, 단속적으로 회전 이동시키는 제 1 회전 테이블과,
    상기 복수의 작업 포지션 중의 제 1 적층 위치에 도래한 상기 제 1 회전 테이블의 적층 영역과 중복되도록 선회하는 제 1 선회 유닛과,
    상기 복수의 작업 포지션 중의 제 2 적층 위치에 도래한 상기 제 1 회전 테이블의 적층 영역과 중복되도록, 상기 제 1 선회 유닛과 병행하여 선회하는 제 2 선회 유닛을 가지고,
    상기 제 1 선회 유닛은, 상기 제 1 적층 위치와 제 1 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 1 아암과, 상기 제 1 아암과 연동하여 상기 제 1 적층 위치와 제 2 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 2 아암을 포함하며, 상기 제 1 적층 위치에 도래한 상기 제 1 회전 테이블의 적층 영역의 적층체에, 상기 제 1 픽업 위치로부터 픽업한 양극 시트 및 상기 제 2 픽업 위치로부터 픽업한 세퍼레이터를 포개고,
    상기 제 2 선회 유닛은, 상기 제 2 적층 위치와 제 3 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 3 아암과, 상기 제 3 아암과 연동하여 상기 제 2 적층 위치와 제 4 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 4 아암을 포함하며, 상기 제 2 적층 위치에 도래한 상기 제 1 회전 테이블의 적층 영역의 상기 적층체에, 상기 제 3 픽업 위치로부터 픽업한 음극 시트 및 상기 제 4 픽업 위치로부터 픽업한 세퍼레이터를 포개는, 적층 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 회전 테이블은 90도 간격으로 배치된 4개의 적층 영역을 구비하고, 상기 제 1 적층 위치 및 상기 제 2 적층 위치는 회전 대칭의 위치인, 적층 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 아암 및 상기 제 2 아암은 직교하며, 상기 제 1 선회 유닛은 90도 선회하여, 양극 시트 및 세퍼레이터를 90도 회전시키면서 상기 제 1 적층 위치에서 포개고,
    상기 제 3 아암 및 상기 제 4 아암은 직교하며, 상기 제 2 선회 유닛은 90도 선회하여, 음극 시트 및 세퍼레이터를 90도 회전시키면서 상기 제 2 적층 위치에서 포개며,
    상기 제 1 픽업 위치 및 상기 제 2 픽업 위치와, 상기 제 3 픽업 위치 및 상기 제 4 픽업 위치가, 상기 제 1 회전 테이블을 끼우고 평행하게 마주하여 배치되어 있는, 적층 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 작업 포지션 중의 상기 제 1 적층 위치 및 상기 제 2 적층 위치를 제외한 반출 위치에 도래한 상기 제 1 회전 테이블의 적층 영역과 중복되도록 회전하며, 상기 반출 위치에 도래한 상기 제 1 회전 테이블의 적층 영역의 상기 적층체를 픽업하는 제 2 회전 테이블을 더 갖는, 적층 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 픽업 위치로 양극 시트를 공급하는 제 1 라인과,
    상기 제 3 픽업 위치로 음극 시트를 공급하는 제 2 라인을 더 갖는, 적층 장치.
  6. 적층 장치에 의해 세퍼레이터를 끼우고 복수의 양극 시트 및 음극 시트를 적층하는 공정을 갖는 전극체의 제조 방법으로서,
    상기 적층 장치는, 복수의 적층 영역을 구비하며, 상기 복수의 적층 영역을 복수의 작업 포지션으로 각각 단속적으로 회전 이동시키는 제 1 회전 테이블과,
    상기 복수의 작업 포지션 중의 제 1 적층 위치에 도래한 상기 제 1 회전 테이블의 적층 영역과 중복되도록 선회하는 제 1 선회 유닛과,
    상기 복수의 작업 포지션 중의 제 2 적층 위치에 도래한 상기 제 1 회전 테이블의 적층 영역과 중복되도록 선회하는 제 2 선회 유닛을 가지며,
    상기 제 1 선회 유닛은, 상기 제 1 적층 위치와 제 1 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 1 아암과,
    상기 제 1 아암과 연동하여 상기 제 1 적층 위치와 제 2 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 2 아암을 포함하며,
    상기 제 2 선회 유닛은, 상기 제 2 적층 위치와 제 3 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 3 아암과,
    상기 제 3 아암과 연동하여 상기 제 2 적층 위치와 제 4 픽업 위치의 사이를 선회하는 제 4 아암을 포함하고,
    상기 적층하는 공정은,
    상기 제 1 선회 유닛이 상기 제 1 적층 위치에 도래한 상기 제 1 회전 테이블의 적층 영역의 적층체에, 상기 제 1 픽업 위치로부터 픽업한 양극 시트 및 상기 제 2 픽업 위치로부터 픽업한 세퍼레이터를 상기 제 1 적층 위치에서 포개는 공정과,
    상기 제 1 적층 위치에서 포개는 공정과 병행하여, 상기 제 2 선회 유닛이 상기 제 2 적층 위치에 도래한 상기 제 1 회전 테이블의 적층 영역의 상기 적층체에, 상기 제 3 픽업 위치로부터 픽업한 음극 시트 및 상기 제 4 픽업 위치로부터 픽업한 세퍼레이터를 상기 제 2 적층 위치에서 포개는 공정을 포함하는, 제조 방법.
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