TWI458153B - Layers and lamination methods - Google Patents

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TWI458153B
TWI458153B TW101112291A TW101112291A TWI458153B TW I458153 B TWI458153 B TW I458153B TW 101112291 A TW101112291 A TW 101112291A TW 101112291 A TW101112291 A TW 101112291A TW I458153 B TWI458153 B TW I458153B
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Hiroshi Yuhara
Manabu Yamashita
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Nissan Motor
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Description

層積裝置及層積方法
本發明係有關為了層積含有電極及間隔件之至少一方的薄片構件之層積裝置[lamination apparatus]及層積方法[lamination method]。
近年來，環境保護運動的提升為背景，發展有電動汽車(EV)及油電混合汽車(HEV)的開發。作為此等的馬達驅動用電源，可重複充放電之鋰二次電池則受注目。
鋰二次電池單元係由複數層積介入存在浸含電解質之間隔件之單電池[unit cell]於薄片狀之正極與負極之間所加以構成，在製造工程中，重複層積[sequentially]電極(正極/負極)及間隔件。
下述之專利文獻1係揭示有防止電極及間隔件之層積時的位置偏移之薄片層積裝置。在此薄片層積裝置中，經由夾持器而按壓電極及間隔件所成之層積體的緣部於下方的同時，經由吸附盤而反覆層積電極或間隔件於層積體的上部。於經由夾持器所按壓的層積體上，經由吸附盤而層積新的薄片構件(例如，間隔件)之情況，夾持器係上昇退避至新的薄片構件上方之後，馬上下降，按壓新的薄片構件。夾持器係呈經常上昇至一定高度地加以構成。此高度係考慮伴隨層積工程的進行之層積體厚度(高度)之增加，設定為較層積體最終厚度(完成厚度)為大之一定值。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2009-206046號公報(段落「0027」)
但在上述薄片層積裝置中，在層積工程初期之層積體厚度為薄之階段，層積新的薄片構件之情況，夾持器係大大上昇。因此，經由大大上昇之夾持器而拉起新的薄片構件的緣部而有暫時相當捲縮的情況。
隨之，本發明之目的係提供於薄片構件之層積時，未使薄片構件有大變形而可層積薄片構件之層積裝置及層積方法。
本發明之第1特徵係為了層積含有電極及間隔件之至少一方的薄片構件之層積裝置，其特徵為具備：層積有前述薄片構件之平台，和按壓層積於前述平台上之前述薄片構件的層積體於下方之夾持器(保持手段)，和使前述夾持器垂直移動及水平旋轉之夾持器驅動部(保持手段用驅動手段)，和因應前述薄片構件之層積的進行，將前述平台對於前述夾持器而言相對使其下降之高度調整部(高度調節手段)，前述夾持器驅動部係於經由前述夾持器而按壓於下方之前述層積體上層積新的薄片構件之情況，使前述夾持器旋轉的同時，使其上昇至前述新的薄片構件之上方之後使其下降，從上方按壓前述新的薄片構件，前述高 度調整部係相當於含於前述層積體之前述薄片構件的層積片數的厚度分，使前述平台下降者。
本發明之第二特徵係為了層積含有電極及間隔件之至少一方的薄片構件之層積方法，其特徵為提供層積於平台上，於經由夾持器而從上方所按壓之前述薄片構件之層積體上層積新的薄片構件，使前述夾持器旋轉的同時，使其上昇至前述新的薄片構件之上方之後使其下降，從上方按壓前述新的薄片構件，相當於層積於前述平台上之前述薄片構件之層積片數厚度分，使前述平台對於前述夾持器而言相對地下降者。
以下，參照圖面同時，說明薄片層積裝置之實施形態。然而，圖面之尺寸比率係在說明的關係上有作為誇張，與實際比率不同之情況。
圖1及圖2係顯示經由本實施形態之薄片層積裝置所製造之層積型鋰離子二次電池單元[laminated lithium-ion secondary battery cell]10。
如圖1所示，單元10係具有矩形扁平形狀。從單元10之外裝材13的一端緣係導出有正極導線11及負極導線12。對於外裝材13中係收容有在內部產生有充放電反應之發電要素[power-generation element](電池要素)[battery element]：層積體[assembled laminate])15。
如圖2所示，發電要素15係由交互層積袋裝正極[packed cathode](薄片構件[sheet material])20與負極[anode](薄片構件)30加以構成。袋裝正極20係形成有正極活物質層[cathode active material layer]於薄片狀之正極集電體[cathode current collector]兩面所構成之正極22，則經由2片間隔件40所夾入而加以構成。2片間隔件40係在端緣相互結合而形成為袋狀。負極30係形成負極活物質層於薄片狀之負極集電體兩面而加以構成。然而，交互層積袋裝正極20與負極30而製造模組10的方法本身係一般的鋰離子二次電池模組之製造方法之故，省略詳細之說明。
接著，對於為了組裝[assemble]上述之發電要素15之薄片層積裝置加以說明。
如圖3所示，薄片層積裝置100係具有層積機器手臂110，正極供給部[cathode supply unit]120，負極供給部[anode supply unit]130，層積部[laminating area]140及控制部[controller]150。正極供給部120及負極供給部130係配置於將層積機器手臂110作為中央而相互對向之位置。層積部140係配置於對於連結正極供給部120及負極供給部130之軸線而言構成90度角度之位置。層積機器手臂110，正極供給部120，負極供給部130及層積部140係經由控制部150加以控制。
層積機器手臂110係交互層積袋裝正極20與負極30而形成層積體15。如圖4所示，層積機器手臂110係具有 第1機械臂111及第2機械臂112所成之L字狀的機械臂單元113，和設置於第1機械臂111的前端部之第1吸附盤[first suction hand]114，和設置於第2機械臂112的前端部之第2吸附盤115。第1機械臂111及第2機械臂112係各延設於驅動軸[drive shaft]116周圍構成90度角度之方向。機械臂單元113係經由機械臂驅動部[arm drive unit]117而回轉驅動驅動軸116而於水平進行搖動。另外，機械臂單元113係經由升降驅動驅動軸116而上下移動。第1吸附盤114係可吸附袋裝正極20而保持，另外，可解放吸附之袋裝正極20。第2吸附盤115係可吸附負極30而保持，另外，可解放吸附之負極30。
第1吸附盤114係經由機械臂單元113的搖動而往返移動在正極供給部120與層積部140之間。同樣地，第2吸附盤115係經由機械臂單元113的搖動而往返移動在層積部140與負極供給部130之間。即，經由機械臂單元113之搖動而切換第1吸附盤114則位置於正極供給部120上方，且第2吸附盤115則位置於層積部140上方之第1狀態(參照圖11)，和第1吸附盤114則位置於層積部140上方，且第2吸附盤115則位置於負極供給部130上方之第2狀態(參照圖10)。另外，第1吸附盤114係朝向正極供給部120(或層積部140)而下降，或呈從正極供給部120(或層積部140)離開地上升。同樣地，第2吸附盤115係經由機械臂單元113之升降而朝向負極供給部130(或層積部140)而下降，或呈從負極供給部130 離開地上升。
正極供給部120係供給袋裝正極20。正極供給部120係具有載置有袋裝正極20之正極供給平台121，和使正極供給平台121移動或旋轉於水平之平台驅動部122。在前工程所作成，經由吸附輸送機123所搬送之袋裝正極20係各一片載置於正極供給平台121上。正極供給平台121亦為吸附輸送機。正極供給平台121係於經由吸附輸送機123之吸附停止後，吸附袋裝正極20，將袋裝正極20運送至其略中央而經由負壓而保持。另外，對於經由第1吸附盤114之袋裝正極20的吸附時，係停止正極供給平台121的吸附。平台驅動部122係經由使正極供給平台121移動或旋轉於水平之時，改變正極供給平台121上之袋裝正極20的位置。平台驅動部122係具有3個馬達，使正極供給平台121移動或旋轉於水平(沿著與旋轉用之一的馬達垂直交叉的二方向之水平移動用之兩個馬達：參照圖4中之正極供給平台121上的箭頭)。
正極供給平台121係較吸附輸送機123寬度為窄，呈從正極供給平台121之兩端露出有袋裝正極20的兩緣地加以構成。如圖5及圖6所示，對於正極供給平台121之兩側係設置有透明的支持台124。支持台124係各支持從正極供給平台121露出之袋裝正極20的兩緣。另外，於與支持台124對應之位置，設置有夾持器(保持手段[holding means])125。支持台124與夾持器125係夾持袋裝正極20的兩緣而保持袋裝正極20。支持台124與夾 持器125係同時為可動式，當於正極供給平台121上載置袋裝正極20時，呈為了保持固定袋裝正極20之兩緣而接近於袋裝正極20。
另外，如圖4及圖5所示，對於正極供給平台121之下方係各設置有光源126之同時，對於正極供給平台121之上方係設置有相機127。光源126係各位置於透明之支持台124下方，各照射光線於袋裝正極20的兩緣。各光源126係以特定透過率以上透過間隔件40，但照射未透過正極22(加以反射或吸收)波長的光。相機127係從上方攝影袋裝正極20，傳送其畫像資料於控制部150。控制部150係依據接收之畫像資料而辨識正極供給平台121上之正極22(袋裝正極20)的位置。相機127係因從光源126加以照射而由正極22所遮斷，且將透過間隔件40的光進行受光之故，控制部150係辨識正極22的位置。也就是，依據正極22的影子而辨識正極22的位置。依據使用相機127所辨識之正極22的位置資訊，調整正極22(袋裝正極20)之水平位置。經由此調整，第1吸附盤114係可正確地拉起正確地決定位置正極22之狀態之袋裝正極20。
另一方面，負極供給部130係供給負極30。負極供給部130係具有載置有負極30之負極供給平台131，和使負極供給平台131移動或旋轉於水平之平台驅動部132。在前工程所作成，經由吸附輸送機133所搬送之負極30係各一片載置於負極供給平台131上。負極供給平台131亦 為吸附輸送機。負極供給平台131係於經由吸附輸送機133之吸附停止後，吸附負極30，將負極30運送至其略中央而經由負壓而保持。另外，對於經由第2吸附盤115之負極30的吸附時，係負極供給平台131係停止吸附。平台驅動部132係經由使負極供給平台131移動或旋轉於水平之時，改變負極供給平台131上之負極30的位置。平台驅動部132係具有3個馬達，使負極供給平台131移動或旋轉於水平(沿著與旋轉用之一的馬達垂直交叉的二方向之水平移動用之兩個馬達：參照圖4中之負極供給平台131上的箭頭)。
另外，如圖4所示，對於負極供給平台131上方係設置有光源136及相機137。光源136係照射將未透過負極30之(加以反射或吸收)波長的光。相機137係從上方攝影負極30，傳送其畫像資料於控制部150。控制部150係依據接收之畫像資料而辨識負極供給平台131上之負極30的位置。相機137係因例如，從光源136加以投光，將在負極30反射的光進行受光之故，而控制部150係可辨識負極30的位置。依據使用相機137所辨識之負極30的位置資訊，調整負極30之水平位置。經由此調整，第2吸附盤115係可正確地拉起加以正確地決定位置狀態之負極30。
層積部140係交互層積經由層積機器手臂110所搬送之袋裝正極20及負極30之場所。對於層積部140上係至特定片數層積袋裝正極20及負極30為止，留置有袋裝正 極20及負極30所成之層積體15。層積特定片數袋裝正極20及負極30而層積體15作為發電要素15完成時，層積部140係於後工程供給發電要素15。
如圖7(A)及圖7(B)所示，層積部140係具有交互層積袋裝正極20及負極30之層積平台141，和使層積平台141升降之高度調整部[level adjuster](高度調整手段[level adjusting means])142，和按壓袋裝正極20與負極30之層積體的夾持器[clampers]143，和驅動夾持器143之夾持器驅動部[clamper drive units](保持手段用驅動手段[drive means for the holding means])144。
對於層積平台141上係載置有錶面座(不圖示)，在錶面座上交互層積袋裝正極20及負極30。高度調整部142係例如由滾動螺旋及馬達加以構成，對應於袋裝正極20及負極30之層積的進行，使層積平台141下降。高度調整部142係呈實質上一定地維持袋裝正極20與負極30所成之層積體15之最上面的高度地，使層積平台141下降。
各夾持器143係由從上方按壓袋裝正極20與負極30所成之層積體15之夾頭143a，和支持夾頭143a之支持軸[support rod]143b加以構成。夾頭143a係具有台形狀側面。夾頭143a係藉由支持軸143b而靠上於下方，而層積體15之最上面係經由夾頭143a的底面加以按壓。
夾持器驅動部144係藉由支持軸143b而回轉夾頭143a同時而上升至一定的高度。並且，夾持器驅動部144 係使180度回轉後之夾頭143a下降。夾持器驅動部144係具備與從支持軸143b的側面所突出的銷(未圖示)接合，使夾頭143a回轉，且具有上升至一定高度的凸輪溝的凸輪機構(不圖示)，和為了升降支持軸143b之傳動器(不圖示)。傳動器係例如為空氣壓缸。以傳動器而使支持軸143b升降時，經由凸輪機構而將夾頭143a(及支持軸143b)回轉。另外，因夾頭143a之上升最上位置亦經由凸輪機構所規定之故，夾頭143a對於上述之一定高度以上係未上升。另外，對於夾持器驅動部144係亦設置將夾頭143a靠上於下方之彈簧(不圖示)。
在如上述所構成之薄片層積裝置100中，載置於正極供給平台121上之袋裝正極20與載置於負極供給平台131上之負極30，則經由層積機器手臂110交互所拉起而交互搬送至層積平台141上。經由交互搬送袋裝正極20及負極30於層積平台141上之時，形成袋裝正極20及負極30之層積體15。
然而，在本實施形態中，第1機械臂111及第2機械臂112係具有相互90度角度所延設，且機械臂單元113係呈90度搖動地加以構成。但第1機械臂111及第2機械臂112係呈構成90度以外之特定角度地加以延設亦可，此情況，機械臂單元113亦呈特定角度搖動地加以構成。正極供給部120，負極供給部130及層積部140的配置亦配合搖動角度而適合。
接著，參照圖8~圖19同時，對於薄片層積裝置100 之動作加以說明。
接著，參照圖8~圖13同時，對於層積機器手臂110之動作加以說明。在此，從經由層積機器手臂110而層積袋裝正極20的階段說明動作。
如圖8所示，首先，第1吸附盤114係吸附保持袋裝正極20，位置於層積平台141上方。另一方面，第2吸附盤115係位置於負極供給平台131上方。對於層積平台141上係載置有袋裝正極20及負極30所成之層積體15，而對於負極供給平台131上係載置有負極30。負極供給平台131上之負極30的水平位置係第2吸附盤115呈可在正確的吸附負極30地，依據經由相機137所取得的位置資訊而加以決定位置。具體而言，負極30的中心則位置於特定位置，負極30則作為呈成為特定之水平位置[oriented so as to be located at a predetermined horizontal position]。
接著，機械臂單元113則特定移動量下降[moved downward by a predetermined stroke length](參照圖9)。經由機械臂單元113之下降，第1吸附盤114係移動至層積平台141附近，第2吸附盤115係移動至負極供給平台131附近。並且，停止第1吸附盤114的吸附而解放袋裝正極20。其結果，於層積體15之最上部層積有袋裝正極20。另一方面，開始第2吸附盤115之吸附而吸附保持負極供給平台131上之負極30。因預先調整有負極30之水平位置之故，第2吸附盤115係可正確地吸附保持負極 30。
接著，機械臂單元113則加以上述之特定移動量上升(參照圖10)。經由機械臂單元113之上升，第1吸附盤114係移動至層積平台141上方，第2吸附盤115係移動至負極供給平台131上方。此時，第2吸附盤115係維持吸附保持負極30而上升拉起負極30。
接著，機械臂單元113則90度回轉於逆時鐘方向(參照圖11)。經由機械臂單元113之90度回轉，第1吸附盤114係移動至正極供給平台121上方，第2吸附盤115係移動至層積平台141上方。對於正極供給平台121上係載置有袋裝正極20，正極供給平台121上之袋裝正極20的水平位置係使第1吸附盤114，呈可正確地吸附袋裝正極20(正極22)地，依據經由相機127所取得之位置資訊加以決定位置。具體而言，袋裝正極20的中心則位置於特定位置，袋裝正極20則作為呈成為特定之水平位置。
接著，機械臂單元113則加以上述之特定移動量下降(參照圖12)。經由機械臂單元113之下降，第1吸附盤114係移動至正極供給平台121附近，第2吸附盤115係移動至層積平台141附近。並且，停止第2吸附盤115的吸附而解放負極30。其結果，於層積體15之最上部層積有負極30。另一方面，開始第1吸附盤114之吸附而吸附保持正極供給平台121上之袋裝正極20。因預先調整有袋裝正極20之水平位置之故，第1吸附盤114係可正確地 吸附保持袋裝正極20(正極22)。
接著，機械臂單元113則加以上述之特定移動量上升(參照圖13)。經由機械臂單元113之上升，第1吸附盤114係移動至正極供給平台121上方，第2吸附盤115係移動至層積平台141上方。此時，第1吸附盤114係維持吸附保持袋裝正極20而上升拉起袋裝正極20。
接著，機械臂單元113則90度回轉於順時鐘方向。經由機械臂單元113之90度回轉，第1吸附盤114係移動至層積平台141上方，第2吸附盤115係移動至負極供給平台131上方(參照圖8)。
經由反覆上述圖8~圖13所示之動作，於層積平台141上交互搬送袋裝正極20及負極30，交互層積於層積平台141上。經由特定片數層積袋裝正極20及負極30之時，層積體15則作為發電要素15而加以完成。
此時，第1吸附盤114係從正極供給平台121正確地拉起袋裝正極20，第2吸附盤115係從負極供給平台131正確地拉起負極30，袋裝正極20及負極30係在層積平台141上之特定位置加以解放。如根據如此之構成，僅由機械臂單元113之一定的搖動動作，可高精確度地層積袋裝正極20及負極30於層積平台141上。也就是，經由簡單構成之層積機器手臂110，可高精確度地層積袋裝正極20及負極30於層積平台141上。另外，無須將袋裝正極20及負極30之水平位置的調整機構設置於第1機械臂111及第2機械臂112之前端部，而可輕量化第1機械臂111 及第2機械臂112。經由第1機械臂111及第2機械臂112之輕量化，成為可第1機械臂111及第2機械臂112之高速驅動。隨之，可高速化袋裝正極20與負極30之層積。
接著，參照圖14~圖19同時，對於層積部140之動作加以說明。在層積部140中，每次重新層積袋裝正極20或負極30於層積平台141上，層積平台141則下降，實質上袋裝正極20與負極30所成之層積體15的最上面高度則維持一定的高度。在此，將層積袋裝正極20於層積平台141上之情況的層積部140之動作為例加以說明，層積有負極30之情況亦為同樣。
如圖14所示，對於層積平台141係藉由錶面座190而交互層積袋裝正極20及負極30(層積體15)。對於層積體15之最上部係層積有負極30，負極30之兩緣係經由夾頭143a的一端而按壓於下方。對於層積平台141之上方係位置有第1吸附盤114，第1吸附盤114係吸附保持袋裝正極20。
接著，第1吸附盤114則下降至層積平台141的附近(參照圖15)。第1吸附盤114係加以上述之特定移動量下降。經由第1吸附盤114下降之時，於層積體15的最上部層積有袋裝正極20。此時，經由袋裝正極20之兩緣，被覆夾頭143a(參照圖15之點線圈部分)。
接著，夾頭143a上升之同時進行90度回轉(參照圖16)。具體而言，經由袋裝正極20之兩緣所被覆之夾頭 143a則上升之同時進行90度回轉。經由夾頭143a之上升及90度回轉之時，夾頭143a係位置於層積體15之最上部之袋裝正極20的斜上方。在此，夾頭143a的上升量[upward stroke]△X係較1片之袋裝正極20厚度為大，實質上為一定的值。對於夾頭143a之上升時，袋裝正極20之兩緣係經由夾頭143a拉起，暫時性地捲縮之後，恢復成原來。
接著，夾頭143a更90度回轉(參照圖17)。具體而言，夾頭143a係更加地僅特定量上升同時進行90度回轉。經由夾頭143a更加地90度回轉之時，夾頭143a之另一端則位置於袋裝正極20之上方。然而，圖16~圖17所示之動作，即，夾頭143a之90度回轉及更加90度回轉係連續性地加以進行。
接著，夾頭143a則下降(參照圖18)。經由夾頭143a之下降之時，夾頭143a之另一端底面則從上方按壓袋裝正極20之兩緣。
接著，第1吸附盤114則加以上述之特定移動量上升同時，層積平台141則加以特定下降量下降(參照圖19)。具體而言，袋裝正極20之層積後之層積體15的最上面高度則呈成為與袋裝正極20之層積前之層積體15的最上面高度H實質上同一地，層積平台141則加以特定下降量下降。在此之下降量係例如袋裝正極20及負極30之厚度的平均值。然而，層積平台141之下降中，層積體15之最上面的兩緣係經由夾頭143a而按壓於下方。
如以上，如於經由夾頭143a所按壓之層積體15上，層積新的袋裝正極20(或負極30)，夾頭143a係一度退避於斜上方，之後，按壓新的袋裝正極20於下方。此時，層積平台141係呈實質上維持層積體15的最上面高度成一定地加以特定下降量下降。如實質上維持層積體15的最上面高度成一定時，即使對應於袋裝正極20及負極30之層積的進行而層積體15之厚度增加，亦可將夾頭143a之回轉上升時之上升量實質上維持較層積體15之最終厚度(發電要素15之厚度)為小的一定值。即，從層積工程之開始至終了，可將夾頭143a之上升量維持為數片之袋裝正極20(負極30)之厚度相當之一定量。隨之，與夾持器143之上升量較層積體15之最終厚度為大之情況作比較，抑制伴隨夾持器143之上升動作之經由袋裝正極20及負極30的緣部之變形。換言之，夾持器143之回轉上升時之上升量越少，對於袋裝正極20或負極30之緣部上方之彎曲變形量越減少(以少彎曲變形量，緣部則從夾持器143加以解放)。隨之，未使袋裝正極20及負極30大變形而可層積袋裝正極20及負極30。
然而，當然亦可層積體15之最上面則經常呈成為一定高度地[so as to keep the uppermost surface of the assembled laminate 15 at a constant height level consistently]控制層積平台141。層積體15之最上面則經常維持成一定的高度時，因正確地固定新層積之袋裝正極20或負極30之層積位置(層積體15之最上面)之故，可 高精確度地層積袋裝正極20及負極30。
然而，在本實施形態中，層積新的袋裝正極20之情況，夾頭143a係僅較1片的袋裝正極20之厚度為大之實質上僅一定值加以上升之同時，加以回轉而一度退避於層積體15之斜上方，更且下降按壓層積體15之最上面於下方。但夾頭143a係僅1片的袋裝正極20之厚度上升之同時進行回轉，一度退避於層積體15之斜上方之後，未下降進行回轉而按壓層積體15之最上面亦可。
另外，如根據本實施形態之層積部140，反覆層積袋裝正極20及負極30之間，實質上一定地維持層積體15之最上面高度之故，可將第1吸附盤114及第2吸附盤115之垂直方向的移動量作為一定。也就是，經由簡單構成之層積機器手臂110，可層積袋裝正極20及負極30於層積平台141上。另外，無須將第1吸附盤114及第2吸附盤115之垂直位置的補正機構設置於第1機械臂111及第2機械臂112之前端部，而可輕量化第1機械臂111及第2機械臂112。經由第1機械臂111及第2機械臂112之輕量化，成為可第1機械臂111及第2機械臂112之高速移動。隨之，可高速化袋裝正極20及負極30之層積。
然而，在本實施形態之中，層積平台141係於對於層積體15上之新的各袋裝正極20或負極30之層積，加以相當於袋裝正極20及負極30厚度之平均值之特定下降量下降。但層積平台141係於新的各袋裝正極20或負極30之層積，作為與新層積之袋裝正極20或負極30之厚度相 同下降量下降亦可。或者，層積平台141係每次特定片數(例如，各2片)層積袋裝正極20及負極30而下降亦可。
然而，在本說明書中，記載夾頭之上升量(移動量)為「實質上一定」係不只夾頭143a的上升量經常為一定之情況，而亦包含上升量僅些微變動之情況。例如，每次對於層積體15上之新的各袋裝正極20(或負極30)之層積，層積平台141則作為與新層積之袋裝正極20(或負極30)之厚度相同移動量下降之情況，夾頭143a之上升量係經常維持為一定。另一方面，層積平台141則作為相當於袋裝正極20及負極30之厚度平均值之下降量下降之情況，夾頭143a的上升量係僅相當於上述平均值與袋裝正極20之厚度的差，或上述平均值與負極30之厚度的差的量產生變動。在本說明書中，夾頭的上升量為「實質上一定」之記載係如上述，包含對應於層積平台141之下降，僅夾頭143a的上升量產生變動的情況。
接著，參照圖20(A)及圖20(B)同時，對於夾持器之變形例加以說明。
如圖20(A)及圖20(B)所示，變形例之夾持器143之夾頭143a係具有圓弧狀側面。具體而言，與新層積之袋裝正極20或負極30的背面接觸之夾頭143a的上面則作為沿著長度方向而彎曲之平順的曲面所形成。
如根據上述構成，袋裝正極20或負極30之背面與夾頭143a之上面平順地接觸，於夾頭143a之上升時，更可 抑制袋裝正極20或負極30之背面從夾頭143a的上面受到損傷。
然而，夾頭143a的上面係不僅沿著長度方向，而作為即使沿著垂質交差於長度方向之方向亦彎曲之曲面所形成為佳。
如根據上述之本實施形態，亦達成以下之效果。
(a)因退避於袋裝正極或負極之斜上方之夾持器的上升量，則較層積體之最終厚度(發電要素之厚度)為小之故，與上升量較層積體之最終厚度為大之情況作比較，未使袋裝正極或負極大變形而可層積袋裝正極或負極。
(b)夾持器之移動量實質上為一定之故，袋裝正極及負極受到的影響亦成為一定，可提供安定之發電要素。
(c)因經由高度調整部而使層積平台下降之故，無須夾持器驅動部之高度調整，可簡單化層積部之構成。
(d)因夾頭具有圓弧形狀之故(圖20(A)及圖20(B)所示之變形例)，於夾持器之上升時，更可抑止袋裝正極或負極的背面從夾持器受到損傷。
日本專利申請第2011-85790號(2011年4月7日申請)之所有內容係由參照於此者而援用於本說明書。由參照本發明之實施形態，如上述已說明過本發明，但本發明並不限定於上述之實施形態。本發明之範圍係對照申請專利範圍所決定。
例如，在上述實施形態中，交互層積夾入正極22於間隔件40所構成之袋裝正極20與負極30。但，交互層積 夾入負極於間隔件所成之袋裝負極與正極亦可。或者，交互層積將間隔件層積於正極上之間隔件/正極層積薄片，和交互層積將間隔件層積於負極上之間隔件/負極層積薄片亦可。
經由上述層積裝置所形成之二次電池單元係不限定於從外裝材之一端緣導出正極導線及負極導線之形態，例如，從外裝材之對向的兩端緣導出各正極導線及負極導線之形態亦可。
10‧‧‧鋰離子二次電池
20‧‧‧袋裝正極(間隔件-電極組裝體)
22‧‧‧正極(第1電極)
30‧‧‧負極(第2電極)
40‧‧‧間隔件
100‧‧‧薄片層積裝置(層積裝置)
110‧‧‧層積機器手臂
111，112‧‧‧機械臂部
113‧‧‧L字狀機械臂
114，115‧‧‧吸附盤(把持部)
116‧‧‧驅動軸
117‧‧‧機械臂驅動部
120‧‧‧正極供給部
121‧‧‧正極供給平台(第1平台)
122，132‧‧‧平台驅動部(調整部)
126，136‧‧‧光源
127，137‧‧‧相機(攝影部)
130‧‧‧負極供給部
131‧‧‧負極供給平台(第2平台)
140‧‧‧層積部
141‧‧‧層積平台
142‧‧‧高度調整部
143‧‧‧夾持器
144‧‧‧夾持器驅動部
圖1係顯示經由實施形態的層積裝置所製造之鋰離子二次電池單元之外觀的斜視圖。
圖2係前述鋰離子二次電池的分解斜視圖。
圖3係前述薄片層積裝置之平面圖。
圖4係前述薄片層積裝置之斜視圖。
圖5係從圖4之箭頭V方向而視，前述薄片層積裝置之正極供給部的正面圖。
圖6係前述正極供給部的平面圖。
圖7(A)係前述薄片層積裝置之層積部的斜視圖(夾持器上升時)，(B)係同斜視圖(夾持器下降時)。
圖8係前述薄片層積裝置之層積機器手臂的斜視圖(動作1)。
圖9係前述層積機器手臂的斜視圖(動作2)。
圖10係前述層積機器手臂的斜視圖(動作3)。
圖11係前述層積機器手臂的斜視圖(動作4)。
圖12係前述層積機器手臂的斜視圖(動作5)。
圖13係前述層積機器手臂的斜視圖(動作6)。
圖14係前述薄片層積裝置之層積部的正面圖(動作a)。
圖15係前述層積部的正面圖(動作b)。
圖16係前述層積部的正面圖(動作c)。
圖17係前述層積部的正面圖(動作d)。
圖18係前述層積部的正面圖(動作e)。
圖19係前述層積部的正面圖(動作f)。
圖20(A)係顯示前述夾持器之變形例的斜視圖(下降時)，(B)係同斜視圖(上升時)。
140‧‧‧層積部
141‧‧‧層積平台
142‧‧‧高度調整部
143‧‧‧夾持器
143a‧‧‧夾頭
143b‧‧‧支持軸
144‧‧‧夾持器驅動部

Claims (11)

  1. 一種層積裝置，係為了層積含有電極及間隔件之至少一方的薄片構件之層積裝置，其特徵為具備：層積有前述薄片構件之平台；按壓層積於前述平台上之前述薄片構件的層積體於下方之夾持器；使前述夾持器垂直移動及水平旋轉之夾持器驅動部；因應前述薄片構件之層積的進行，將前述平台對於前述夾持器而言相對使其下降之高度調整部；前述夾持器驅動部係於經由前述夾持器而按壓於下方之前述層積體上層積新的薄片構件之情況，使前述夾持器旋轉的同時，使其上昇至前述新的薄片構件之上方之後使其下降，從上方按壓前述新的薄片構件，前述高度調整部係相當於含於前述層積體之前述薄片構件的層積片數的厚度分，使前述平台下降者。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之層積裝置，其中，前述夾持器驅動部則以實質上一定的垂直移動量，使前述夾持器垂直移動。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之層積裝置，其中，前述高度調整部則使前述平台本身下降，使前述平台，對於前述夾持器而言相對地下降。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之層積裝置，其中，前述高度調整部係以前述層積體之最上面經常呈一定高度的方式控制前述平台。
  5. 如申請專利範圍第1項記載之層積裝置，其中，前述夾持器之上面則作為平滑之曲面加以形成。
  6. 一種層積裝置，係為了層積含有電極及間隔件之至少一方的薄片構件之層積裝置，其特徵為具備：層積有前述薄片構件之平台；按壓層積於前述平台上之前述薄片構件的層積體於下方之保持手段；使前述夾持器垂直移動及水平旋轉之保持手段用驅動手段；因應前述薄片構件之層積的進行，將前述平台對於前述夾持器而言相對使其下降之高度調整手段；前述保持手段用驅動手段係於經由前述保持手段而按壓於下方之前述層積體上層積新的薄片構件之情況，使前述保持手段旋轉的同時，使其上昇至前述新的薄片構件之上方之後使其下降，從上方按壓前述新的薄片構件，前述高度調整手段係相當於含於前述層積體之前述薄片構件的層積片數的厚度分，使前述平台下降者。
  7. 一種層積方法，係為了層積含有電極及間隔件之至少一方的薄片構件之層積方法，其特徵為：層積於平台上，於經由夾持器而從上方所按壓之前述薄片構件之層積體上層積新的薄片構件，使前述夾持器旋轉的同時，使其上昇至前述新的薄片構件之上方之後使其下降，從上方按壓前述新的薄片構件， 相當於層積於前述平台上之前述薄片構件之層積片數厚度分，使前述平台對於前述夾持器而言相對地下降者。
  8. 如申請專利範圍第7項記載之層積方法，其中，前述夾持器則以實質上一定的垂直移動量加以垂直移動。
  9. 如申請專利範圍第7項記載之層積方法，其中，以下降前述平台本身的方式，使前述平台對於前述夾持器而言相對地加以下降。
  10. 如申請專利範圍第7項記載之層積方法，其中，前述層積體的最上面係經常呈一定高度地控制前述平台。
  11. 如申請專利範圍第7項記載之層積方法，其中，前述夾持器之上面係作為平滑之曲面加以形成。
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