WO2012137904A1 - 袋詰電極の製造装置および製造方法 - Google Patents

袋詰電極の製造装置および製造方法 Download PDF

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separators
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浩 油原
岳洋 柳
山下　学
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日産自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a packaged electrode.
  • a stacked battery is formed by forming a positive electrode, a negative electrode and a separator in a sheet, and alternately stacking the positive electrode, the separator, the negative electrode and the separator in this order.
  • the positive electrode and the negative electrode may be referred to as an electrode.
  • Patent Document 1 first suction-holds the separator on each of the pedestal and the pressure plate while stopping the movement of the pedestal and pressure plate disposed opposite to each other in the vertical direction in the transport direction. .
  • the positive electrode is placed on the separator adsorbed on the lower pedestal.
  • the upper pressure plate is lowered to place the separator adsorbed on the pressure plate on the positive electrode.
  • the edges of the separators overlapping in the periphery of the positive electrode are thermally bonded to produce a packaged positive electrode in which the positive electrode is sandwiched between the bag-like separators.
  • the bagging positive electrode is conveyed in a state in which the bagging positive electrode is held between the cradle and the pressure plate, and then the bagned positive electrode is taken out from between the pedestal and the pressure plate, and the bagded positive electrode is alternately laminated with the negative electrode.
  • a battery element in which the positive electrode, the separator, the negative electrode, and the separator are alternately stacked in this order is created.
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for producing a packaged electrode capable of producing a packaged electrode at high speed and shortening the production time of a battery.
  • a pair of cylindrical rotating bodies are provided, in which the respective outer circumferential surfaces face each other and are held by rotating the separator on the outer circumferential surface and rotating;
  • the electrode is interposed between a pair of separators transported by a pair of cylindrical rotating bodies, and an electrode transporting portion that transports an electrode of a predetermined shape in a tangential direction of the cylindrical rotating bodies toward a space between cylindrical rotating bodies of And a joint portion for joining the separators in a state.
  • the pair of separators are simultaneously delivered and laminated from the rotating cylindrical rotating body to both surfaces of the electrode being transported by the electrode transport section, and the pair of separators delivered to both surfaces of the electrode are joined together
  • the electrodes are bagged by a separator by joining them by a part.
  • the cylindrical rotary body is rotated by holding the separator on each of the outer peripheral surfaces of the pair of cylindrical rotary bodies arranged so as to face each other. And conveying the electrode of a predetermined shape in the tangential direction of the cylindrical rotary body toward the space between the pair of cylindrical rotary bodies. Furthermore, in the manufacturing method, the pair of separators are simultaneously delivered from the rotating cylindrical rotating body and laminated on both surfaces of the electrode being conveyed between the pair of cylindrical rotating bodies, and the electrode And bonding the pair of separators transferred to both sides of the electrode with each other by the separator.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a lithium ion secondary battery.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the lithium ion secondary battery.
  • FIG. 3 is a plan view showing a packaged positive electrode and a negative electrode.
  • FIG. 4 is a plan view showing how a negative electrode is superimposed on a packaged positive electrode.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing an apparatus for manufacturing a packaged electrode.
  • FIG. 6 is a diagram showing an electrical configuration of a packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 7 is a side view showing an electrode conveyance unit of the packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 8 is a front view showing an electrode conveyance unit of the packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 9 is a plan view showing an electrode conveyance unit of the packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a lithium ion secondary battery.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the lithium ion secondary battery.
  • FIG. 3 is a plan view showing
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the rotary conveyance unit of the packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 11 is a first explanatory view showing a laminating step by the manufacturing apparatus of the packaged electrode.
  • FIG. 12 is a second explanatory view showing the laminating step by the packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 13 is a third explanatory view showing the laminating step by the packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 14 is a fourth explanatory view showing the laminating step by the packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 15 is a fifth explanatory view showing the laminating step by the packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 16 is a sixth explanatory view showing the laminating step by the packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 11 is a first explanatory view showing a laminating step by the manufacturing apparatus of the packaged electrode.
  • FIG. 12 is a second explanatory view showing the laminating step by the packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 13 is a third explanatory view showing
  • FIG. 17 is a seventh explanatory view showing the laminating step by the packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 18 is an eighth explanatory view showing a laminating step by the packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 19 is a chart showing the operation of the rotary conveyance unit.
  • FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing another example of a packaged electrode manufacturing apparatus.
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing still another example of a packaged electrode manufacturing apparatus.
  • the present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a packaged electrode for assembling a power generation element of a battery, which is applied to a part of a manufacturing process of the battery.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a lithium ion secondary battery
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the lithium ion secondary battery
  • FIG. 3 is a plan view of a packaged positive electrode and a negative electrode.
  • the lithium ion secondary battery 10 has a flat rectangular shape, and the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 are derived from the same end of the package 13.
  • a power generation element (battery element) 15 in which a charge / discharge reaction proceeds is accommodated.
  • the power generation element 15 is formed by alternately stacking a packaged positive electrode 20 and a negative electrode 30.
  • the rectangular positive electrode 22 is sandwiched between the rectangular separators 40 in the packaged positive electrode 20.
  • the positive electrode 22 has a positive electrode active material layer formed on both sides of a very thin sheet-like positive electrode current collector (current collector foil).
  • the two separators 40 are bonded to each other at the end portions by a bonding portion 42 and formed in a bag shape.
  • the positive electrode tab 23 of the positive electrode 22 is drawn out from the side 44A formed linearly, and an engagement portion 43 partially protruding is formed on the side 44B opposite to the side 44A.
  • the engagement portion 43 plays a role of fixing the power generation element 15 to the exterior material 13 by engaging the exterior material 13 inside the exterior material 13.
  • the positive electrode 22 has a positive electrode active material layer 24 formed on a portion other than the positive electrode tab 23.
  • the negative electrode 30 is formed in a rectangular shape, and a negative electrode active material layer 34 is formed on both sides of a very thin sheet-like negative electrode current collector (current collecting foil).
  • a negative electrode active material layer 34 is formed in a portion other than the negative electrode tab 33.
  • the negative electrode active material layer 34 is formed to be larger than the positive electrode active material layer 24 of the positive electrode 22.
  • the method of manufacturing a lithium ion secondary battery by alternately stacking the packaged positive electrodes 20 and the negative electrodes 30 is a general method of manufacturing a lithium secondary battery, and thus detailed description will be omitted.
  • the manufacturing apparatus includes a positive electrode cutting unit 100 for cutting out the positive electrode 22 from the sheet material D for the positive electrode, and an electrode transfer unit 200 for transferring the cut out positive electrode 22. Furthermore, the laminating apparatus generally controls the whole of the apparatus, the rotary conveyance unit 300 provided on the downstream side in the conveyance direction of the electrode conveyance unit 200, the welds 400 (joined parts) provided on both sides of the rotation conveyance unit 300, And a control device 500 (synchronization device) to control.
  • the direction in which the positive electrode 22 is transported is described as the transport direction X, the direction perpendicular to the surface of the positive electrode 22 as the vertical direction Z, the vertical direction Z, and the direction orthogonal to the transport direction X as the width direction Y.
  • the positive electrode cutting part 100 cuts out the positive electrode 22 (sheet member) having a predetermined shape by cutting the sheet material D for the positive electrode wound in a roll shape into a predetermined shape by punching or the like.
  • the positive electrode 22 cut out here has a rectangular shape and has a positive electrode tab 23.
  • the electrode transfer unit 200 includes a conveyor 210 and a suction transfer unit 220, as shown in FIGS.
  • the conveyor 210 conveys the positive electrode 22 cut out by the positive electrode cutting unit 100.
  • the adsorption conveyance unit 220 adsorbs the positive electrode 22 on the conveyor 210 and conveys it to the rotary conveyance unit 300 (separator conveyance unit).
  • Above the conveyor 210 an imaging camera 230 (position detection unit) and an illumination 231 are provided.
  • the conveyor 210 includes an endless suction belt 211 having air permeability, and two rotation shafts 212 which are arranged side by side in the transport direction and rotatably hold the suction belt 211. Furthermore, the conveyor 210 is provided with a negative pressure generating unit 213 disposed inside the suction belt 211.
  • a plurality of air suction holes 214 are formed in the suction belt 211. Then, by sucking the air by the negative pressure generating part 213 through the air suction hole 214, the thin positive electrode 22 which is difficult to convey can be held on the flat installation surface 215 (reference surface) on the conveyor 210 and can be conveyed. It has become.
  • the installation surface 215 of the suction belt 211 has a color tone that makes it easy to recognize the boundary with the positive electrode 22 by the imaging camera 230, and the present embodiment is white.
  • the conveyor 210 is applied as what is provided with the flat installation surface 215 which can install the positive electrode 22 in a substantially horizontal state.
  • the flat installation surface 215 which can install the positive electrode 22 in a substantially horizontal state.
  • other devices may be used provided they have a flat mounting surface.
  • the pressing unit 240 includes a clamper 242 which approaches or separates from the installation surface 215 (reference surface) on the suction belt 211 by an actuator 241 controlled by the control device 500.
  • the clamper 242 corrects the distortion of the positive electrode 22 by pressing the positive electrode 22 against the installation surface 215.
  • the positive electrode 22 cut out from the sheet material D wound in a roll shape has a curl and tends to curl.
  • the positive electrode 22, the negative electrode 30, and the separator 40 are very thin foil-like materials, and in particular, they are very easily deformed in a large battery such as an automobile battery.
  • the suction belt 211 sucks and holds the member in contact with the installation surface 215, the suction belt 211 does not usually have a suction force enough to attract a part away from the installation surface 215. Therefore, the positive electrode 22 is pressed against the mounting surface 215 by the clamper 242 to correct the deformation of the positive electrode 22.
  • the position of the positive electrode 22 can be grasped with high accuracy by the imaging camera 230, and the suction position by the suction conveyance unit 220 can also be set with high accuracy. As a result, the processing accuracy in the subsequent steps is improved.
  • the clamper 242 is formed so as to be able to press long portions along the two side edges H2 and H4 (edges) along the transport direction of the positive electrode 22 on the suction belt 211.
  • the suction position of the positive electrode 22 by the suction conveyance unit 220 can be secured between the clampers 242.
  • the clamper 242 presses the inner side of the edges of the four sides H1 to H4, that is, the center side of the cathode 22 so that the four sides H1 to H4 (edges) of the cathode 22 can be imaged by the imaging camera 230.
  • the clamper 242 is formed of a transparent member so that the pressed positive electrode 22 can be captured through the clamper 242.
  • a transparent member acrylic resin, glass, etc. are applicable, for example.
  • the material of the clamper 242 is not particularly limited, and can be appropriately set according to the frequency of the illumination 231 and the imaging characteristics of the imaging camera 230.
  • the adsorption conveyance unit 220 is provided with a movable apparatus main body 221 connected to a drive device (not shown) and a lower part of the apparatus main body 221 and is connected to a negative pressure supply source (not shown) so as to have an adsorption force.
  • the suction head 222 is provided.
  • the suction head 222 is three-dimensionally movable in the vertical direction Z, the transport direction X, and the width direction Y according to the operation of the drive device, and is further rotatable along a horizontal surface.
  • the imaging camera 230 provided above the conveyor 210 presses and holds the positive electrode 22 conveyed by the conveyor 210 by the clamper 242, and then images under the light emitted by the illumination 231.
  • the imaging camera 230 transmits, to the control device 500, a signal based on the image of the positive electrode 22 captured when the positive electrode 22 is conveyed to a predetermined position and stopped.
  • the control device 500 that has received the predetermined signal calculates positional information that is the position and the state of the positive electrode 22 from the signal, and controls the movement of the drive device of the suction conveyance unit 220 based on the result of the calculated positional information. Then, the suction conveyance unit 220 corrects the position and attitude of the positive electrode 22 appropriately, and conveys it to a gap 340 (see FIG. 5) of the rotation conveyance unit 300 described later.
  • control device 500 stops the conveyor 210 at a predetermined position, and from the image captured by the imaging camera 230, the edges of the side areas E1 to E4 corresponding to the four sides of the positive electrode 22 shown in FIG. To detect. The edge can be detected from the difference in color tone between the suction belt 211 and the positive electrode 22.
  • the control device 500 calculates the approximate straight lines L1 to L4 of the four sides from the detection result using the least squares method or the like.
  • control device 500 calculates corner portions K1 to K4 of the four corners which are the intersections of approximate straight lines L1 to L4 of four sides, calculates an average value of four corner portions K1 to K4, and calculates this as the electrode center Let it be the coordinates of point O.
  • the coordinates of the electrode center point O are represented by coordinates in the transport direction X and the width direction Y.
  • the control device 500 calculates the inclination angle ⁇ of the positive electrode 22 in the horizontal plane (reference plane) from the average value of one or both of the approximate straight lines L2 and L4 of the two side H2 and H4 along the transport direction of the positive electrode 22. Do. Thereafter, the control device 500 calculates the correction amount of the position and the inclination with respect to the normal position of the positive electrode 22 in the horizontal plane from the coordinate of the electrode center point O and the inclination angle ⁇ . Then, the control device 500 controls the drive device of the suction conveyance unit 220 (position correction unit) so as to correct the correction amount. Further, the suction transport unit 220 transports the sheet to the gap 340 of the rotary transport unit 300 while correcting the position of the positive electrode 22.
  • the position and state of the positive electrode 22 are recognized by the imaging camera 230.
  • other sensors may be used, and the position of the positive electrode 22 can also be recognized by, for example, a contact sensor that detects the tip of the positive electrode 22.
  • the positive electrode 22 is conveyed to a predetermined position of the conveyor 210, and the side of the positive electrode 22 is pressed by the clamper 242 to correct the shape of the positive electrode 22.
  • the positive electrode 22 is adsorbed and held.
  • the suction conveyance unit 220 ascends while maintaining the substantially horizontal state of the positive electrode 22.
  • the suction conveyance unit 220 appropriately corrects the position and the attitude of the positive electrode 22 according to the calculated correction amount, and conveys it to the gap 340 of the rotation conveyance unit 300.
  • an introduction support portion 250 is provided in the vicinity of the gap 340 of the rotary conveyance unit 300 so as to sandwich the upper and lower sides of the gap 340 and assists the introduction of the positive electrode 22 into the rotary conveyance unit 300.
  • the introduction support portion 250 includes a plurality of roller groups, supports the positive electrode 22 conveyed by the suction conveyance portion 220, and feeds the positive electrode 22 into the gap 340 of the rotational conveyance portion 300.
  • the introduction support portion 250 includes an upper introduction support portion 251 formed of one roller and a lower introduction support portion 252 formed of a plurality of rollers.
  • the upper introduction support portion 251 is movable in the vertical direction Z, and is lowered from the “opened state” which has been moved upward, and the positive electrode 22 is lowered between the lower introduction support portion 252 and the most downstream roller in the transport direction. Can be "closed” to hold the Furthermore, the upper introduction support portion 251 can send out the held positive electrode 22 to the gap 340 by driving to rotate.
  • the lower introduction support portion 252 rises from the "opened state” in which the upstream roller in the transport direction descends obliquely, and when the positive electrode 22 is delivered from the suction transport portion 220, becomes substantially horizontal and "closed state” It becomes “. Thereby, as shown in FIG. 14, the lower introduction support portion 252 transportably supports the positive electrode 22.
  • the roller on the most downstream side in the transport direction paired with the roller of the upper introduction support portion 251 can be driven to rotate. Therefore, by rotating the roller on the most downstream side in a state in which the positive electrode 22 is held between the upper introduction support portion 251, the held positive electrode 22 can be sent out to the gap 340.
  • the upper introduction support unit 251 is lowered to hold the tip of the positive electrode 22 between the lower introduction support unit 252 and the lower introduction support unit 252. Further, the roller of the lower introduction support portion 252 is raised to be substantially horizontal, and the lower surface of the positive electrode 22 is supported. Thereafter, the positive electrode 22 is released from the suction head 222 of the suction conveyance unit 220, and the positive electrode 22 is sequentially fed into the gap 340 of the rotation conveyance unit 300 by the rotation of the introduction support unit 250.
  • the rotary conveyance unit 300 (separator conveyance unit) is to laminate the positive electrode 22 conveyed by the suction conveyance unit 220 while cutting out the separator 40 from the sheet-like separator material S.
  • the rotary conveyance unit 300 includes a pair of upper and lower stacking drums 310 (cylindrical rotating bodies) and stacking drums 320 (cylindrical rotating bodies) formed in a cylindrical shape.
  • the rotation axis of the pair of upper and lower stacking drums 310 and 320 is orthogonal to the conveyance direction X. Furthermore, the stacking drums 310 and 320 are disposed parallel to each other such that the outer circumferential surfaces 311 face each other with a predetermined gap 340 therebetween, and have a symmetrical structure with respect to the horizontal plane.
  • an adsorption portion capable of adsorbing the separator 40 is formed on the outer peripheral surface 311 of each of the stacking drums 310 and 320. Furthermore, inside the stacking drums 310 and 320, an inner structure portion 330 provided non-rotatably is provided inside the stacking drums 310 and 320. The width (length in the rotation axis direction) of the stacking drums 310 and 320 is such that both edges of the separator material S protrude from both ends of the stacking drums 310 and 320.
  • the upper and lower stacking drums 310 and 320 are disposed with a gap 340 therebetween. Then, in the gap 340, the stacking drums 310 and 320 are configured to rotate toward the downstream side in the transport direction X. That is, the stacking drum 310 positioned on the upper side transports the separator 40 adsorbed to the outer peripheral surface 311 to the gap 340 by rotating counterclockwise on the paper surface of FIG. 10. The stacking drum 320 located on the lower side conveys the separator 40 adsorbed on the outer peripheral surface 311 to the gap 340 by rotating clockwise on the paper surface of FIG. 10. The upper and lower stacking drums 310 and 320 are driven by a drive motor (not shown) whose rotation is controlled by the control device 500.
  • a drive motor not shown
  • innumerable vent holes 312 are formed in the outer peripheral surface 311. Furthermore, on the outer peripheral surface 311, a recessed portion 313 (receiving portion) to which a separator cutter 351 (cutting blade) provided in a cutting portion 350 described later can enter is formed in a part of the circumferential direction.
  • the concave portions 313 are formed at two positions every 180 degrees of the stacking drums 310 and 320. The concave portions 313 are provided at two places in the circumferential direction because two separators 40 are cut out each time the stacking drums 310 and 320 make one rotation. However, the number of concave portions 313 in the circumferential direction can be changed according to the number of separators 40 cut out during one rotation of the stacking drums 310 and 320.
  • a feed roller portion 360 (lock mechanism) for feeding or restraining the sheet-like separator material S is provided in the vicinity of the outer peripheral surface 311 around the respective stacking drums 310 and 320. Furthermore, the cutting part 350 which cut
  • a small-sized delivery roller portion 360 formed in a cylindrical shape is provided obliquely above and obliquely below on the downstream side in the conveyance direction of the rotary conveyance unit 300.
  • a pair of delivery rollers 361 and 362 are provided obliquely upward and obliquely downward on the downstream side in the conveyance direction of the rotary conveyance unit 300.
  • the delivery rollers 361 and 362 are formed in a cylindrical shape, and are disposed with a predetermined gap.
  • the delivery roller portion 360 sandwiches one continuous separator material S conveyed from a separator roll (not shown) in a gap. Then, when the delivery roller unit 360 rotates, the separator material S is delivered to the rotary conveyance unit 300, and by stopping the delivery, the delivery is stopped and the separator material S is restrained.
  • the delivery rollers 361 and 362 are controlled by the control device 500 to deliver the separator material S to the rotary conveyance unit 300 at a predetermined timing.
  • the cutting unit 350 includes separator cutters 351 above and below the rotary conveyance unit 300.
  • the separator cutter 351 is a heat cutter which melts the separator material S adsorbed on the outer peripheral surface 311 of the stacking drums 310 and 320 and cuts it into a predetermined shape. Specifically, first, the separator 40 is adsorbed and conveyed by the outer peripheral surface 311 of the stacking drums 310 and 320. At this time, when the recessed portion 313 of the stacking drum 310, 320 moves to a position facing the separator cutter 351, the separator cutter 351 moves so as to enter the recessed portion 313 of the stacked drum 310, 320 in response to a command from the control device 500. .
  • the separator cutter 351 melts the separator 40 and cuts the separator 40 into a predetermined shape as shown in FIG. 3 (A).
  • the rear end of the separator 40 to be cut out first is the side 44B on which the engaging portion 43 is formed, and the front end of the separator 40 to be cut out next is the linear side 44A.
  • a surplus cut piece S ' is generated.
  • the cut piece adsorption unit 370 includes a cutter adsorption head 371 that exerts an adsorption force. Then, at a timing when the separator cutter 351 cuts the separator material S and then moves out of the recess 313 and retreats, the cutter suction head 371 moves so as to approach the cut portion. Thereafter, the suction head 371 for the cutter sucks and holds the surplus cut piece S ′ of the separator 40 cut out by the separator cutter 351. Then, the suction head 371 for the cutter is separated from the outer peripheral surface 311 of the stacking drum 310, 320 while the cut-off piece S 'is held by suction.
  • an inner structure portion 330 is provided inside each of the stacking drums 310 and 320.
  • the inner structure portion 330 includes a first negative pressure chamber 331 capable of adjusting the strength of negative pressure according to the process when the device is operating, and a second negative pressure chamber 332 where the negative pressure is kept substantially constant when the device is operating. And are formed non-rotationally.
  • the first negative pressure chamber 331 and the second negative pressure chamber 332 are connected to a negative pressure supply device 333 provided with a pressure control valve, and the control device 500 controls the negative pressure supply device 333 to adjust the internal pressure It is possible.
  • the first negative pressure chamber 331 and the second negative pressure chamber 332 are isolated from the outside by the inner circumferential surfaces of the stacking drums 310 and 320. Therefore, an area of negative pressure is generated non-rotationally on the outer peripheral surface 311 of the stacking drums 310 and 320 via the vent holes 312 formed in the stacking drums 310 and 320. This area does not rotate even if the stacking drums 310 and 320 rotate.
  • the first negative pressure chamber 331 is formed in a range from a position corresponding to the delivery roller portion 360 to a position corresponding to the separator cutter 351 in the rotational direction of the stacking drums 310 and 320.
  • the second negative pressure chamber 332 is formed in a range of approximately 180 degrees from the position corresponding to the separator cutter 351 to the position corresponding to the gap 340 in the rotational direction of the stacking drums 310 and 320.
  • a slip region A1 (adsorption force adjustment region) where negative pressure is adjusted and changed at a position corresponding to the first negative pressure chamber 331. It is formed. Further, on the outer peripheral surface 311, an adsorption area A2 is formed in which the negative pressure is substantially constant at a position corresponding to the second negative pressure chamber 332 and the separator material S or the cut out separator 40 is adsorbed and held.
  • the suction area A2 has a strong suction force, and can hold the separator material S or the cut out separator 40 by the suction force, and can rotate them along the rotation of the stacking drums 310 and 320.
  • the slippage area A1 can also be set to a suction force similar to that of the suction area A2, and the separator 40 can be rotated. Furthermore, while the sliding area A1 holds the separator material S not to be separated from the outer peripheral surface 311 by reducing the suction force, the separator material S does not rotate when the stacking drums 310 and 320 rotate. It can slide on the outer circumferential surface 311.
  • the range from the position corresponding to the gap 340 of the inner structural portion 330 to the position corresponding to the delivery roller portion 360 in the rotational direction of the stacking drums 310 and 320 is the first negative pressure chamber 331 and the second negative pressure chamber. None of the pressure chambers 332 are provided. Therefore, a non-adsorption area A3 which does not adsorb the separator 40 without generating a negative pressure is formed non-rotatably at a portion corresponding to this range of the outer peripheral surface 311.
  • the rotary conveyance unit 300 sucks and conveys the separator 40 while cutting it out with the stacking drums 310 and 320. Furthermore, the rotary conveyance unit 300 synchronizes the speed of rotation of the stacking drums 310 and 320 with the speed of conveyance of the positive electrode 22 by the electrode conveyance unit 200, while separating the separators 40 on both sides of the positive electrode 22 from the downstream side in the conveyance direction X. Stack sequentially. At this time, as shown in FIG. 10, the positive electrode 22 is introduced by the suction conveyance unit 220 in the tangential direction T of the cylindrical stacking drums 310 and 320.
  • the welding part 400 welds separators 40 laminated
  • the upper and lower welding machines 410 and 420 are provided with a plurality of protrusions 411 and 421 along the transport direction X on the opposing surfaces. Then, welding is possible by heating while pressing the separators 40 with each other by the opposing projections 411 and 421.
  • the welding machines 410 and 420 can move in the transport direction X and in the vertical direction Z. That is, the welding machines 410 and 420 move close to each other in the transport direction X at the same speed as the separator 40 so as to be synchronized with the separator 40 and the positive electrode 22 transported to the gap 340 and stacked. Then, the stacked separators 40 are joined together by the opposing protrusions 411 and 421 to form a joined portion 42. Thereafter, when the positive electrode 22 packaged in a bag shape by the separator 40 is transported to a predetermined position, the welding devices 410 and 420 are separated and moved to the upstream side in the transport direction.
  • the welding machines 410 and 420 move again at the same speed in the transport direction X at the same speed as the separator 40 and make them approach each other, thereby welding the other bonding site 42. After all the bonding sites 42 are bonded, the welding machines 410 and 420 are separated from each other, and the manufactured packaged positive electrode 20 is released.
  • separators 40 it is not limited to the above-mentioned structure. That is, for example, the separators 40 may be welded while being heated between a pair of rotating heating rollers, may be pressure-bonded only by pressure without heating, or may be bonded using an adhesive. .
  • the control device 500 cuts the positive electrode cutting unit 100, the imaging camera 230, the pressing unit 240, the conveyor 210, the suction conveyance unit 220, the introduction support unit 250, the delivery roller unit 360, the stacking drums 310 and 320, and The unit 350, the cut piece adsorbing unit 370, the negative pressure supply device 333 and the welding unit 400 are integrated and integrally controlled. Then, the control device 500 can operate the parts shown in FIG. 6 in synchronization. Control device 500 can also perform overall control including other devices for producing a battery.
  • the sheet material D for positive electrode wound in a roll shape is cut at the positive electrode cutting portion 100 to form the positive electrode 22.
  • the cut-out positive electrode 22 is placed on the installation surface 215 of the conveyor 210 by a suction pad, a conveyor, or the like (not shown).
  • the delivery roller portion 360 sandwiches and restrains one continuous separator material S sent from the separator roll in a gap. Therefore, as shown in FIG. 11, the tip of the separator material S is located at the top or bottom of the rotary conveyance unit 300.
  • the negative pressure of the first negative pressure chamber 331 is set low, and the separator drums 310 and 320 rotate while sliding on the inner surface of the separator material S without the separator material S being pulled out in the sliding region A1 of the outer peripheral surface 311. doing. Note that, in the present embodiment, since the two separators 40 are cut out by one rotation of the stacking drums 310 and 320, as shown by the two-dot chain line in FIG. , 320 and is transported by suction.
  • the conveyor 210 on which the positive electrodes 22 are placed is vertically aligned with the positive electrodes 22 on the installation surface 215 of the suction belt 211 in the transport direction X (the tabs are on the upstream side in the transport direction X) as shown in FIG. Transport to the line).
  • the positive electrodes 22 may be conveyed laterally (in a row in which the tabs are positioned in the width direction Y).
  • the suction belt 211 moves to a predetermined position, the movement is stopped while the positive electrode 22 is adsorbed. Then, as shown in FIG.
  • the pressing portion 240 operates to press the long portions along the two side edges H2 and H4 of the positive electrode 22 by the clamper 242 (see FIGS. 8 and 9). Thereby, deformation such as rounding of the positive electrode 22 is corrected. Then, the portion of the positive electrode 22 floating from the suction belt 211 comes close to the suction belt 211, so that the suction belt 211 sucks and the positive electrode 22 adheres densely on the installation surface 215.
  • the imaging camera 230 images the four sides H1 to H4 of the positive electrode 22, and transmits a predetermined signal to the control device 500.
  • the control device 500 calculates the coordinates of the electrode center point O and the inclination angle ⁇ from the received signal by the method described above, and calculates the correction amount of the position and inclination of the positive electrode 22 with respect to the normal position.
  • the clamper 242 presses the inner side (the center side of the positive electrode 22) than the edge of the four sides H1 to H4 of the positive electrode 22 at the time of imaging, the imaging camera 230 ensures the four sides H1 to H4. It can be imaged.
  • the clamper 242 is formed of a transparent material, the positive electrode 22 can be imaged through the clamper 242 even if the clamper 242 is included in the imaging range.
  • the suction head 222 of the suction conveyance unit 220 located above the suction belt 211 is lowered to press the suction head 222 against the upper surface of the positive electrode 22.
  • the positive electrode 22 is adsorbed by the adsorption head 222.
  • the positive electrode 22 is also attracted to the suction belt 211.
  • the positive electrode 22 can be pulled away from the suction belt 211 by the suction head 222 by setting the suction force of the suction head 222 higher than that of the suction belt 211 or temporarily stopping the suction by the suction belt 211.
  • the stacking drums 310 and 320 rotate, and the recessed portion 313 moves toward the position corresponding to the separator cutter 351.
  • the controller 500 increases the negative pressure of the first negative pressure chamber 331 to strengthen the suction force of the sliding area A1.
  • the delivery roller portion 360 is rotated to sequentially deliver the sheet S while holding the separator material S between the pair of delivery rollers 361 and 362. Thereby, the supply of the separator material S is started to the stacking drums 310 and 320 (see T1 in FIG. 19).
  • the separator material S is adsorbed to the outer peripheral surface 311 of the stacking drums 310 and 320 in the sliding area A1 and the adsorption area A2 where the negative pressure is increased, and the separator materials S are sequentially drawn out as the stacking drums 310 and 320 rotate.
  • the predetermined angle ⁇ is an angle corresponding to the length of one separator 40 to be cut out.
  • the suction conveyance unit 220 ascends while maintaining the positive electrode 22 in a substantially horizontal state, moves in the conveyance direction X, and conveys it to the gap 340 of the rotary conveyance unit 300.
  • the drive device is controlled by the control device 500 to correct the position and posture of the positive electrode 22 in the suction conveyance unit 220.
  • the suction conveyance unit 220 corrects the position and posture of the positive electrode 22 between the suction of the positive electrode 22 and the delivery thereof to the rotary conveyance unit 300. Thereby, the position of the positive electrode 22 is always maintained with high accuracy, and the accuracy of lamination in the later process is improved.
  • the positive electrode 22 conveyed by the suction conveyance unit 220 reaches the “open state” introduction support unit 250 provided in front of the gap 340 of the rotary conveyance unit 300.
  • the introduction support portion 250 lowers the upper introduction support portion 251 to sandwich the tip of the positive electrode 22 with the lower introduction support portion 252.
  • the introduction support portion 250 raises the roller of the lower introduction support portion 252 to be in a substantially horizontal state and is in a “closed state”, and supports the lower surface of the positive electrode 22.
  • the positive electrode 22 is released from the suction head 222 of the suction conveyance unit 220, and the positive electrode 22 is sequentially fed into the gap 340 of the rotation conveyance unit 300 by the rotation of the introduction support unit 250.
  • the rotation conveyance unit 300 when the stacking drums 310 and 320 rotate by the angle ⁇ from the start of rotation, the rotation of the stacking drums 310 and 320 is stopped (see T2 in FIG. 19). At this time, the separator material S is drawn onto the stacking drums 310 and 320 by an angle ⁇ corresponding to one separator 40. Furthermore, the recess 313 is positioned to face the separator cutter 351 of the cutting portion 350. Then, the separator cutter 351 is pressed against the separator material S according to a command from the control device 500, and the separator material S is cut into a predetermined shape to cut out the separator 40. Since the cut-out separator 40 is located in the suction area A2 of the stacking drums 310 and 320 shown in FIG. 11, the separator 40 is held by suction on the stacking drums 310 and 320.
  • the separator cutter 351 gets out of the recess 313 and retreats.
  • the suction head 371 for the cutter comes close to the excess cut piece S ′ according to a command of the control device 500 and sucks.
  • the suction of the suction head 371 for the cutter is stopped and the cut-off piece S 'is released, and the cut-off piece S' is sucked and recovered by the suction port 372 shown in FIG.
  • the positive electrode 22 is sequentially fed into the gap 340 of the stacking drums 310 and 320 by the rotation of the introduction support unit 250. Furthermore, the stacking drums 310 and 320 are rotated again (see T4 in FIG. 19), and the cut-out separator 40 is rotated while being sucked and is conveyed to the gap 340.
  • the negative pressure of the first negative pressure chamber 331 is reduced by the control device 500 to weaken the adsorption force of the sliding area A1, and the separator material is made by the delivery roller portion 360.
  • S be in a constrained state (see FIG. 18).
  • the stacking drums 310 and 320 rotate while sliding on the inner surface of the separator material S without the separator 40 being pulled out in the sliding region A1 of the outer peripheral surface 311.
  • the control device 500 controls the transport position (the timing of transport) and the transport speed in the rotary transport unit 300 and the suction transport unit 220 so that the separator 40 and the positive electrode 22 overlap at a preset proper position.
  • the pair of welding machines 410 and 420 move in the transport direction X while being close to each other, and only the leading ends of both edges of the separator 40 are held and held. Then, while moving the separator 40 and the positive electrode 22 in the transport direction X, welding is performed by the protrusions 411 and 421 (see T5 in FIG. 19). The separator 40 reaches the non-sucking area A3 of the stacking drums 310 and 320 when the gap 340 is passed.
  • the separator 40 is separated from the outer peripheral surface 311 of the stacking drums 310 and 320 without being subjected to the adsorption force, and is sequentially unloaded in the transport direction X with the positive electrode 22 interposed therebetween. And since the tip of the separator 40 is already joined, even if it separates from the outer peripheral surface 311 of the lamination
  • the positive electrode 22 is conveyed in the conveyance direction X in a substantially horizontal state by the introduction support portion 250 in synchronization with the stacking drums 310 and 320.
  • the separators 40 adsorbed to the outer peripheral surface 311 of the stacking drums 310 and 320 are sequentially stacked on both sides of the positive electrode 22 as the stacking drums 310 and 320 rotate.
  • the suction force of the slippage area A1 is strengthened again, and the supply of the separator material S by the delivery roller portion 360 is started (see T6 in FIG. 19).
  • the separator 40 is transported to a predetermined position in a state where the separators 40 are stacked on both surfaces of the positive electrode 22, and then the welding units 410 and 420 are separated and moved to the upstream side in the transport direction. Thereafter, as shown in FIG. 17, the welding units 410 and 420 are moved in the transport direction X again and brought close to each other, and the other bonding portions 42 are welded. After all the bonding sites 42 at both edges of the separator 40 are joined, as shown in FIG. 18, the welding machines 410 and 420 are separated from each other, and the manufactured packaged positive electrode 20 is released (FIG. 19) See T7). Thereafter, the bonding portion 42 of the side 44B of the separator 40 is also bonded by another welding machine (not shown) to form the packaged positive electrode 20.
  • the packaged positive electrode 20 can be manufactured continuously.
  • the produced packaged positive electrode 20 is conveyed to the next step, and alternately stacked with the negative electrode 30 to form the power generation element 15, and finally the lithium ion secondary battery 10 is manufactured.
  • the separator here may contain not only the separator 40 of a predetermined shape but the separator raw material S.
  • control device 500 synchronizes the transfer position (transfer timing) and transfer speed of the stacking drums 310 and 320 and the electrode transfer unit 200 so that the separator 40 and the positive electrode 22 overlap at a predetermined position.
  • transfer position transfer timing
  • transfer speed transfer speed of the stacking drums 310 and 320 and the electrode transfer unit 200
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified.
  • FIG. 20 shows a modification of the device for manufacturing a packaged electrode according to the present embodiment.
  • a pressure chamber 334 having a pressure higher than atmospheric pressure is provided inside the stacking drums 310 and 320 as the non-sucking area A4 of the stacking drums 310 and 320, and gas (fluid) is It can be set as blowing out.
  • gas (fluid) is It can be set as blowing out.
  • FIG. 21 shows the other modification in the manufacturing apparatus of the packaged electrode which concerns on this embodiment.
  • the stacking drum may have a plurality of rotary rollers 383, instead of a cylindrical shape, which can be flexibly bent and has a suction belt 380 having vents 382.
  • the cross section is not limited to a circle, and the outer peripheral surface 381 can have an arbitrary shape, and the design freedom is improved.
  • a region B in which the separator 40 and the positive electrode 22 are stacked between the pair of suction belts 380 can be set wide.
  • the separator 40 and the positive electrode 22 can be held by the suction belt 380 until the welding by the welding machine is completed, and the welding accuracy can be improved.
  • the same reference numerals are used for parts having the same functions as in this embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the packaged positive electrode 20 a configuration in which the positive electrode 22 is packaged in the separator 40 has been described.
  • the negative electrode 30 may be packed by the above-described apparatus for manufacturing a packaged electrode.
  • the said embodiment demonstrated the case where the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 were derived
  • the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 may be derived, for example, from opposite ends.
  • the negative electrode 30 and the packaged positive electrode 20 are stacked such that the positive electrode tab 23 and the negative electrode tab 33 are in opposite directions.
  • a predetermined gap 340 is provided between the pair of upper and lower stacking drums 310 and 320 in the rotary conveyance unit 300.
  • the stacking drums 310 and 320 may be in contact with each other and have no gap.
  • the positive electrode 22 is conveyed substantially horizontally in the electrode conveyance part 200, you may convey in another direction.
  • pair of stacking drums 310 and 320 may be arranged in other directions instead of vertically.
  • one continuous separator material S is cut into a predetermined shape in a state of being adsorbed to the outer peripheral surface 311 of the stacking drums 310 and 320 by the separator cutter 351.
  • the separators 40 which have been cut into a predetermined shape in advance may be supplied to the stacking drums 310 and 320 and conveyed while being adsorbed.
  • a pair of symmetrical laminated drums 310 and 320 are provided.
  • the shape of the pair of laminated drums may be asymmetric, and for example, one may be a cylindrical laminated drum and the other may be a suction belt of any shape.
  • the stacking drums 310 and 320 have an attracting force, in the configuration in which one separator 40 is stacked on one surface of the positive electrode 22 (or the negative electrode 30), even one stacking drum can sufficiently function. Demonstrate.
  • the introductory support part 250 assumed that all were formed of a roller, you may comprise it by another member, such as a flat member.
  • the cutting blade provided in the cutting unit 350 may not be a heat cutter, and may be a physically sharp cutting blade.
  • the recessed part 313 is provided as a receiving part, a receiving part does not necessarily need to be the recessed part 313. FIG.
  • the negative pressure is adjusted to adjust the sliding and the adsorption on the outer peripheral surface 311 of the separator material S.
  • the negative pressure of the first negative pressure chamber 331 may be kept substantially constant, and the supply and restraint of the separator material S may be adjusted only by the restraint force of the delivery roller portion 360.
  • the adsorption power of the sliding area A1 is lower than the adsorption power of the adsorption area A2.
  • the method of applying the adsorption force to the stacking drums 310 and 320 is not limited to the method of adsorption by negative pressure, and may be, for example, adsorption by static electricity.
  • the suction unit 370, the negative pressure supply device 333 and the welding unit 400 are synchronized by the control device 500 (synchronization device).
  • the control device 500 synchronization device
  • not all need to be electrically synchronized for example, at least a part may be mechanically linked and synchronized.
  • a joining site is not restricted to an edge and may be except an edge.
  • a pair of separators are simultaneously laminated on both sides of the electrode while being transported. Then, by joining the separators in this laminated state, the electrode is bagged by the separator. Therefore, the packaged electrode can be manufactured at high speed, and the manufacturing time of the battery can be shortened.

Abstract

　本発明の袋詰電極の製造装置は、各々の外周面（３１１）が対向して並び、セパレータ（４０）を外周面に保持して回転することで搬送する一対の円柱状回転体（３１０，３２０）と、一対の円柱状回転体の間に向かって円柱状回転体の接線方向へ所定形状の電極（２２）を搬送する電極搬送部（２００）と、一対の円柱状回転体によって搬送される一対のセパレータの間に電極を挟んだ状態でセパレータ同士を接合する接合部（４００）とを有する。そして、電極搬送部によって搬送されている状態の電極の両面へ、一対のセパレータを回転している円柱状回転体から同時に受け渡して積層し、電極の両面に受け渡された一対のセパレータ同士を接合部によって接合することで、電極をセパレータによって袋詰めする。

Description

袋詰電極の製造装置および製造方法
　本発明は、袋詰電極の製造装置および製造方法に関する。
　近年、自動車用電池、太陽電池および電子機器用電池など各種電池において、積層型の電池が使用されている。積層型電池は、正極、負極およびセパレータをシート状に形成し、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に交互に積層して構成される。なお、以下、正極および負極を、電極と称する場合がある。
　このような積層型電池の製造に用いられる装置として、様々な装置が提案されており、例えば特許文献１に記載の装置が挙げられる。
　特許文献１に記載の装置は、まず、上下に対向して配置される受け台および押え板の搬送方向への移動を停止させた状態で、受け台および押え板の各々にセパレータを吸引保持する。次に、下方の受け台に吸着されているセパレータの上に正極を載置する。その後、上方の押え板を下降させて、押え板に吸着されているセパレータを正極の上に被せる。この状態で、正極の周囲で重なるセパレータの縁同士を熱接着して、袋状となるセパレータに正極が挟まれた袋詰正極を作製する。そして、受け台と押え板の間に袋詰正極を挟んだ状態のまま搬送した後、受け台と押え板の間から袋詰正極を取り出し、この袋詰正極を負極と交互に積層する。これにより、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に交互に積層した電池要素を作成している。
特開２００７－３２９１１１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の装置は、停止した状態の受け台に吸着されているセパレータの上に正極を載置した後に、押え板を下降させて抑え板に吸着されたセパレータを正極に被せることで袋詰正極（袋詰電極）を作製している。そのため、電極に対して２枚のセパレータが異なるタイミングで重なることから、製造時間が長くなるという問題がある。
　本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、その目的は、袋詰電極を高速に作製し、電池の製造時間を短縮可能な袋詰電極の製造装置および製造方法を提供することにある。
　本発明の第一の態様に係る袋詰電極の製造装置は、各々の外周面が対向して並び、セパレータを外周面に保持して回転することで搬送する一対の円柱状回転体と、一対の円柱状回転体の間に向かって円柱状回転体の接線方向へ所定形状の電極を搬送する電極搬送部と、一対の円柱状回転体によって搬送される一対のセパレータの間に電極を挟んだ状態でセパレータ同士を接合する接合部とを有する。そして、電極搬送部によって搬送されている状態の電極の両面へ、一対のセパレータを回転している円柱状回転体から同時に受け渡して積層し、電極の両面に受け渡された一対のセパレータ同士を接合部によって接合することで、電極をセパレータによって袋詰めする。
　本発明の第二の態様に係る袋詰電極の製造方法は、各々の外周面が対向して並ぶ一対の円柱状回転体の外周面の各々にセパレータを保持して円柱状回転体を回転させて搬送する工程と、一対の円柱状回転体の間に向かって円柱状回転体の接線方向へ所定形状の電極を搬送する工程とを有する。さらに、前記製造方法は、一対の円柱状回転体の間に搬送されている状態の電極の両面へ、一対のセパレータを、回転している円柱状回転体から同時に受け渡して積層する工程と、電極の両面に受け渡された一対のセパレータ同士を接合することで、電極をセパレータによって袋詰めする工程とを有する。
図１は、リチウムイオン二次電池の外観を表した斜視図である。 図２は、リチウムイオン二次電池の分解斜視図である。 図３は、袋詰正極および負極を示す平面図である。 図４は、袋詰正極に負極を重ねた様子を示す平面図である。 図５は、袋詰電極の製造装置を示す概略斜視図である。 図６は、袋詰電極の製造装置の電気的構成を示す図である。 図７は、袋詰電極の製造装置の電極搬送部を示す側面図である。 図８は、袋詰電極の製造装置の電極搬送部を示す正面図である。 図９は、袋詰電極の製造装置の電極搬送部を示す平面図である。 図１０は、袋詰電極の製造装置の回転搬送部を示す概略断面図である。 図１１は、袋詰電極の製造装置による積層工程を示す第１の説明図である。 図１２は、袋詰電極の製造装置による積層工程を示す第２の説明図である。 図１３は、袋詰電極の製造装置による積層工程を示す第３の説明図である。 図１４は、袋詰電極の製造装置による積層工程を示す第４の説明図である。 図１５は、袋詰電極の製造装置による積層工程を示す第５の説明図である。 図１６は、袋詰電極の製造装置による積層工程を示す第６の説明図である。 図１７は、袋詰電極の製造装置による積層工程を示す第７の説明図である。 図１８は、袋詰電極の製造装置による積層工程を示す第８の説明図である。 図１９は、回転搬送部の動作を示すチャートである。 図２０は、袋詰電極の製造装置の他の例を示す概略断面図である。 図２１は、袋詰電極の製造装置の更に他の例を示す概略断面図である。
　以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
　本発明は、電池の製造工程の一部に適用される、電池の発電要素を組み立てるための袋詰電極の製造装置および製造方法に関する。本発明の一実施形態に係る袋詰電極の製造装置を説明する前に、電池の構造について説明する。
　［電池］
　まず、図１を参照して、製造装置により形成されるリチウムイオン二次電池（積層型電池）について説明する。図１はリチウムイオン二次電池の外観を表した斜視図、図２はリチウムイオン二次電池の分解斜視図、図３は袋詰正極および負極の平面図である。
　図１に示すとおり、リチウムイオン二次電池１０は、扁平な矩形形状を有しており、正極リード１１および負極リード１２が外装材１３の同一端部から導出されている。外装材１３の内部には、充放電反応が進行する発電要素（電池要素）１５が収容されている。図２に示すとおり、発電要素１５は、袋詰正極２０と、負極３０とが交互に積層されて形成される。
　袋詰正極２０は、図３（Ａ）に示すように、矩形形状の正極２２が、矩形形状のセパレータ４０により挟み込まれている。正極２２は、ごく薄いシート状の正極集電体（集電箔）の両面に正極活物質層が形成されている。２枚のセパレータ４０は、端部において接合部位４２により相互に接合されて、袋状に形成されている。セパレータ４０は、直線的に形成される辺４４Ａから正極２２の正極タブ２３が引き出され、さらに、辺４４Ａの反対の辺４４Ｂに、部分的に突出する係合部４３が形成されている。係合部４３は、外装材１３の内部で外装材１３に係合することで、発電要素１５を外装材１３に対して固定する役割を果たす。正極２２は、正極タブ２３以外の部分に正極活物質層２４が形成されている。
　負極３０は、図３（Ｂ）に示すように、矩形形状で形成され、ごく薄いシート状の負極集電体（集電箔）の両面に負極活物質層３４が形成されている。負極３０は、負極タブ３３以外の部分に負極活物質層３４が形成されている。
　袋詰正極２０に負極３０を重ねると、図４に示すようになる。図４に示すように、平面視した場合、負極活物質層３４は正極２２の正極活物質層２４よりも一回り大きく形成されている
。
　なお、袋詰正極２０と負極３０とを交互に積層してリチウムイオン二次電池を製造する方法自体は、一般的なリチウム二次電池の製造方法であるため、詳細な説明は省略する。
　［製造装置］
　次に、本発明の一実施形態に係る袋詰電極の製造装置について、図面を参照しつつ説明する。
　本製造装置は、図５および図６に示すように、正極用のシート素材Ｄから正極２２を切り出す正極切断部１００と、切り出された正極２２を搬送する電極搬送部２００とを備えている。さらに積層装置は、電極搬送部２００の搬送方向の下流側に設けられる回転搬送部３００と、回転搬送部３００の両側に設けられた溶着部４００（接合部）と、装置の全体を統括して制御する制御装置５００（同期装置）とを備えている。本実施形態では、正極２２の搬送される方向を搬送方向Ｘ、正極２２の面と垂直な方向を上下方向Ｚ、上下方向Ｚおよび搬送方向Ｘと直交する方向を幅方向Ｙとして説明する。
　正極切断部１００は、ロール状に巻回された正極用のシート素材Ｄを、打ち抜き加工等によって所定形状に切断することで、所定の形状の正極２２（シート部材）を切り出すものである。ここで切り出された正極２２は、矩形形状であって、正極タブ２３を有する。
　電極搬送部２００は、図７～図９に示すように、コンベア２１０と、吸着搬送部２２０とを備えている。コンベア２１０は、正極切断部１００にて切り出された正極２２を搬送する。吸着搬送部２２０は、コンベア２１０上の正極２２を吸着して回転搬送部３００（セパレータ搬送部）へ搬送する。コンベア２１０の上方には、撮像カメラ２３０（位置検出部）と照明２３１とが設けられている。
　コンベア２１０は、無端状に形成された通気性を有するサクションベルト２１１と、搬送方向に並んで配置されてサクションベルト２１１を回転可能に保持する２つの回転軸２１２とを備えている。さらに、コンベア２１０は、サクションベルト２１１の内部に配置される負圧発生部２１３を備えている。
　サクションベルト２１１には複数の空気吸引孔２１４が形成されている。そして、空気吸引孔２１４を介して負圧発生部２１３により空気を吸引することにより、薄くて搬送が困難な正極２２をコンベア２１０上の平坦な設置面２１５（基準面）に保持して搬送可能となっている。サクションベルト２１１の設置面２１５は、撮像カメラ２３０により正極２２との境界が認識しやすい色調となっており、本実施形態は白色となっている。
　なお、本実施形態では、正極２２を略水平状態に設置することができる平坦な設置面２１５を備えるものとして、コンベア２１０を適用している。しかし、平坦な設置面を備えるならば、その他の装置を用いてもよい。
　図５および図８に示すように、コンベア２１０の両側には、サクションベルト２１１上の正極２２の側部を押圧して保持する押圧部２４０が設けられる。押圧部２４０は、制御装置５００により制御されるアクチュエータ２４１によってサクションベルト２１１上の設置面２１５（基準面）に対して近接または離間するクランパー２４２を備えている。クランパー２４２は、正極２２を設置面２１５に押圧することで正極２２の歪みを矯正するものである。特に、ロール状に巻回されたシート素材Ｄから切り出される正極２２は、巻き癖が残って丸まりやすい。また、正極２２、負極３０およびセパレータ４０は非常に薄い箔状の素材であり、特に自動車用電池等のような大型の電池では、非常に変形しやすい。なお、サクションベルト２１１は、設置面２１５に接触している部材を吸引して保持するものであるが、通常、設置面２１５から離れている部位を引き付けるほどの吸引力は備えていない。そこで、クランパー２４２によって正極２２を設置面２１５に押し付けることで、正極２２の変形を矯正する。これにより、撮像カメラ２３０による正極２２の位置の把握を高精度に行うことができ、かつ、吸着搬送部２２０による吸着位置も高精度に設定できる。その結果、後の工程における加工精度が向上する。
　そして、図９に示すように、クランパー２４２は、サクションベルト２１１上の正極２２の搬送方向に沿う２側辺Ｈ２，Ｈ４（縁）に沿う長尺な部位を押圧可能に形成されている。これにより、クランパー２４２の間に、吸着搬送部２２０による正極２２の吸着位置を確保することができる。さらに、撮像カメラ２３０により正極２２の４側辺Ｈ１～Ｈ４（縁）を撮像できるように、クランパー２４２は、４側辺Ｈ１～Ｈ４の縁よりも内側、つまり正極２２の中央側を押圧することができる。なお、クランパー２４２は、押さえた正極２２を、クランパー２４２を透過して撮像できるように、透明な部材で形成される。透明な部材としては、例えばアクリル樹脂やガラス等を適用できる。しかし、クランパー２４２の材料は特に限定されず、照明２３１の周波数や撮像カメラ２３０の撮像特性に応じて適宜設定できる。
　吸着搬送部２２０は、駆動装置（不図示）に接続されて移動可能な装置本体２２１と、装置本体２２１の下部に設けられて負圧供給源（不図示）に接続されることで吸着力を発揮する吸着ヘッド２２２とを備えている。吸着ヘッド２２２は、駆動装置の動作にしたがって上下方向Ｚ、搬送方向Ｘおよび幅方向Ｙに三次元的に移動可能であり、さらに、水平面に沿って回転可能となっている。
　コンベア２１０の上方に設けられる撮像カメラ２３０は、コンベア２１０により搬送されてくる正極２２を、クランパー２４２により押圧して保持した後、照明２３１が照射する光の下に撮像するものである。撮像カメラ２３０は、正極２２が所定位置まで搬送されて停止した際に撮像された正極２２の画像に基づく信号を、制御装置５００に送信する。所定の信号を受け取った制御装置５００は、信号から、正極２２の位置や状態である位置情報を算出し、算出した位置情報の結果に基づいて吸着搬送部２２０の駆動装置の移動を制御する。そして、吸着搬送部２２０は、正極２２の位置や姿勢を適正に修正して、後述する回転搬送部３００の隙間３４０（図５参照）に搬送する。
　具体的には、制御装置５００は、所定位置でコンベア２１０を停止させ、撮像カメラ２３０によって撮像された画像から、図９に示す正極２２の４辺に対応する側辺エリアＥ１～Ｅ４の縁を検出する。当該縁は、サクションベルト２１１と正極２２との色調の差異から検出できる。制御装置５００は、この検出結果から、４辺の近似直線Ｌ１～Ｌ４を最小二乗法等を用いて算出する。次に、制御装置５００は、４辺の近似直線Ｌ１～Ｌ４の交点である四隅の角部Ｋ１～Ｋ４を算出し、４つの角部Ｋ１～Ｋ４の平均値を算出して、これを電極中心点Ｏの座標とする。なお、電極中心点Ｏの座標は、搬送方向Ｘおよび幅方向Ｙの座標で表される。そして、制御装置５００は、正極２２の搬送方向に沿う２側辺Ｈ２，Ｈ４の近似直線Ｌ２，Ｌ４の一方、または両方の平均値から、正極２２の水平面（基準面）における傾き角θを算出する。この後、制御装置５００は、電極中心点Ｏの座標および傾き角θから、水平面における正極２２の正規位置に対する位置および傾きの補正量を算出する。そして、制御装置５００は、この補正量を矯正するように、吸着搬送部２２０（位置補正部）の駆動装置を制御する。さらに、吸着搬送部２２０は、正極２２の位置を補正しつつ、回転搬送部３００の隙間３４０に搬送する。
　なお、本実施形態では、撮像カメラ２３０によって正極２２の位置や状態を認識している。しかし、その他のセンサも用いてもよく、例えば正極２２の先端を検知する接触センサ等によって、正極２２の位置を認識することもできる。
　吸着搬送部２２０は、コンベア２１０の所定位置に正極２２が搬送されて、クランパー２４２により正極２２の側部を押圧して正極２２の形状を矯正した状態で、垂直に下降して吸着ヘッド２２２により正極２２を吸着して保持する。そして、クランパー２４２による正極２２の拘束を開放した後、吸着搬送部２２０は、正極２２の略水平状態を維持したまま上昇する。その後、吸着搬送部２２０は、算出した補正量に応じて正極２２の位置および姿勢を適正に修正して、回転搬送部３００の隙間３４０に搬送する。
　回転搬送部３００の隙間３４０の近傍には、図１０に示すように、隙間３４０の上下を挟むように設けられ、正極２２の回転搬送部３００への導入を補助する導入支持部２５０が設けられる。導入支持部２５０は、複数のローラ群からなり、吸着搬送部２２０により搬送されてきた正極２２を支持するとともに、回転搬送部３００の隙間３４０に送り出すものである。
　導入支持部２５０は、１つのローラからなる上側導入支持部２５１と、複数のローラからなる下側導入支持部２５２とを備えている。上側導入支持部２５１は、上下方向Ｚに移動可能であり、上方へ移動した“開状態”から、下降して下側導入支持部２５２における搬送方向の最下流側のローラとの間に正極２２を挟持する“閉状態”となることができる。さらに、上側導入支持部２５１は、回転するように駆動することで、挟持した正極２２を隙間３４０に送り出すことができる。
　下側導入支持部２５２は、搬送方向の上流側のローラが斜めに下降した“開状態”から、吸着搬送部２２０から正極２２を受け渡される際に上昇して略水平となって“閉状態”となる。それにより、図１４に示すように、下側導入支持部２５２は、正極２２を搬送可能に支持する。上側導入支持部２５１のローラと対をなす搬送方向の最下流側のローラは、回転するように駆動することが可能となっている。そのため、上側導入支持部２５１との間に正極２２を挟持した状態で最下流側のローラが回転することで、挟持した正極２２を隙間３４０に送り出すことができる。
　したがって、吸着搬送部２２０により正極２２が搬送されてくると、上側導入支持部２５１を下降させて下側導入支持部２５２との間に正極２２の先端を挟持する。さらに、下側導入支持部２５２のローラを上昇させて略水平状態とし、正極２２の下面を支持する。この後、吸着搬送部２２０の吸着ヘッド２２２から正極２２を解放して、導入支持部２５０の回転によって正極２２を回転搬送部３００の隙間３４０に順次送り込む。
　回転搬送部３００（セパレータ搬送部）は、シート状のセパレータ素材Ｓからセパレータ４０を切り出しつつ、吸着搬送部２２０によって搬送される正極２２に積層するものである。回転搬送部３００は、円柱状に形成された上下一対の積層ドラム３１０（円柱状回転体）、積層ドラム３２０（円柱状回転体）を備えている。
　この上下一対の積層ドラム３１０，３２０は、回転軸が搬送方向Ｘに直交している。さらに、積層ドラム３１０，３２０は、所定の隙間３４０を空けて外周面３１１同士が対向するように互いに平行に配置され、かつ、水平面を基準に対称な構造を有する。
　各々の積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１には、セパレータ４０を吸着可能な吸着部が形成されている。さらに、積層ドラム３１０，３２０の内部には、非回転的に設けられる内側構造部３３０を有している。積層ドラム３１０，３２０の幅（回転軸方向の長さ）は、セパレータ素材Ｓの両縁が積層ドラム３１０，３２０の両端からはみ出す程度となっている。
　上下の積層ドラム３１０，３２０は、隙間３４０を空けて配置されている。そして、この隙間３４０において、積層ドラム３１０，３２０は、搬送方向Ｘの下流側へ向かって回転するようになっている。すなわち、上側に位置する積層ドラム３１０は、図１０の紙面上で左回りに回転することにより、外周面３１１に吸着したセパレータ４０を隙間３４０まで搬送する。また、下側に位置する積層ドラム３２０は、図１０の紙面上で右回りに回転することにより、外周面３１１に吸着したセパレータ４０を隙間３４０まで搬送する。なお、上側および下側の積層ドラム３１０，３２０は、制御装置５００により回転を制御される駆動モータ（不図示）により駆動される。
　積層ドラム３１０，３２０には、外周面３１１に無数の通気孔３１２が形成されている。さらに、外周面３１１には、周方向の一部に、後述する切断部３５０に設けられるセパレータカッター３５１（切断刃）が侵入可能な凹部３１３（受け部）が形成されている。凹部３１３は、積層ドラム３１０，３２０の１８０度毎の２箇所に形成される。なお、凹部３１３が周方向に２箇所設けられるのは、積層ドラム３１０，３２０が１回転する毎に２枚のセパレータ４０を切り出すためである。ただ、積層ドラム３１０，３２０の１回転の間に切り出すセパレータ４０の枚数に応じて、周方向の凹部３１３の数を変更することができる。
　そして、各々の積層ドラム３１０，３２０の周辺には、外周面３１１に近接して、シート状のセパレータ素材Ｓを供給または拘束する送出ローラ部３６０（ロック機構）が設けられている。さらに、積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１上のセパレータ素材Ｓを切断する切断部３５０が設けられている。また、図１５に示すように、切断部３５０による切断で発生する不要の切取片Ｓ’を回収するための切取片吸着部３７０が設けられている。
　具体的には、回転搬送部３００の搬送方向の下流側における斜め上方および斜め下方には、円柱状に形成された小型の送出ローラ部３６０が設けられている。
　送出ローラ部３６０では、回転搬送部３００の搬送方向の下流側における斜め上方および斜め下方に、一対の送出ローラ３６１，３６２が設けられている。この送出ローラ３６１，３６２は、円柱状に形成されており、所定の隙間を空けて配置されている。この送出ローラ部３６０は、セパレータロール（不図示）から搬送される一枚の連続したセパレータ素材Ｓを隙間に挟み込む。そして、送出ローラ部３６０が回転することでセパレータ素材Ｓを回転搬送部３００に送り出し、停止することで送り出しを停止してセパレータ素材Ｓを拘束する。送出ローラ３６１，３６２は、制御装置５００によって制御されて、所定のタイミングで回転搬送部３００にセパレータ素材Ｓを送り出すようになっている。
　切断部３５０は、回転搬送部３００の上方および下方に、それぞれセパレータカッター３５１を備えている。セパレータカッター３５１は、積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１に吸着されたセパレータ素材Ｓを溶融させて所定形状に切り出す熱カッターである。具体的には
、まず、セパレータ４０は、積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１に吸着され搬送される。この際、積層ドラム３１０，３２０の凹部３１３がセパレータカッター３５１と対向する位置まで移動すると、セパレータカッター３５１が制御装置５００の指令を受けて積層ドラム３１０，３２０の凹部３１３に侵入するように移動する。これにより、セパレータカッター３５１がセパレータ４０を溶融して、セパレータ４０を図３（Ａ）に示すような所定形状に切り出す。セパレータ素材Ｓからセパレータ４０を連続的に切り出す際には、先に切り出すセパレータ４０の後端を係合部４３が形成される辺４４Ｂとし、次に切り出すセパレータ４０の前端を直線的な辺４４Ａとする。このように、形状が一致しない２辺４４Ａ，４４Ｂを切断部３５０によって同時に切り出すことで、余剰の切取片Ｓ’が発生する。
　切取片吸着部３７０は、図１５に示すように、吸着力を発揮するカッター用吸着ヘッド３７１を備えている。そして、セパレータカッター３５１がセパレータ素材Ｓを切断した後に凹部３１３から抜け出して後退するタイミングで、カッター用吸着ヘッド３７１が切断した部位に近接するように移動する。その後、カッター用吸着ヘッド３７１が、セパレータカッター３５１により切り出されたセパレータ４０の余剰の切取片Ｓ’を吸引して保持する。そして、切取片Ｓ’を吸引保持したまま、カッター用吸着ヘッド３７１を積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１から離間させる。この後、カッター用吸着ヘッド３７１の吸引を停止して切取片Ｓ’を離し、積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１から離間した位置に別途設けられる吸い込み口３７２によって切取片Ｓ’を吸い込んで回収する。
　ここで、カッター用吸着ヘッド３７１を使用せず、吸い込み口３７２のみで切取片Ｓ’を回収しようとすると、吸い込む過程で切取片Ｓ’が外周面３１１に残るセパレータ４０やセパレータ素材Ｓに接触してしまう虞がある。しかし、カッター用吸着ヘッド３７１で一旦吸着して離間させた後に吸い込み口３７２で回収することで、切取片Ｓ’によるセパレータ４０やセパレータ素材Ｓの損傷を抑制しつつ回収できる。
　図１０に示すように、各々の積層ドラム３１０，３２０の内部には、内側構造部３３０が設けられる。内側構造部３３０には、装置の作動時に工程に応じて負圧の強度を調整可能な第１負圧室３３１と、装置の作動時に負圧が略一定に保たれる第２負圧室３３２とが非回転的に形成される。第１負圧室３３１および第２負圧室３３２は、圧力調整弁が設けられた負圧供給装置３３３に接続され、制御装置５００によって負圧供給装置３３３を制御することで内部の圧力を調整可能である。
　第１負圧室３３１および第２負圧室３３２は、積層ドラム３１０，３２０の内周面によって外部と隔絶されている。したがって、積層ドラム３１０，３２０に形成される通気孔３１２を介して、積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１に非回転的に負圧の領域を発生させる。この領域は、積層ドラム３１０，３２０が回転しても、回転することはない。第１負圧室３３１は、送出ローラ部３６０に対応する位置から、積層ドラム３１０，３２０の回転方向へ向かってセパレータカッター３５１に対応する位置までの範囲に形成される。第２負圧室３３２は、セパレータカッター３５１に対応する位置から、積層ドラム３１０，３２０の回転方向へ向かって隙間３４０に対応する位置までの略１８０度の範囲に形成される。
　したがって、図１１に示すように、積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１には、第１負圧室３３１に対応する位置で負圧が調整されて変化する滑り領域Ａ１（吸着力調整領域）が形成される。さらに、外周面３１１には、第２負圧室３３２に対応する位置で負圧が略一定でセパレータ素材Ｓまたは切り出されたセパレータ４０を吸着して保持する吸着領域Ａ２が形成される。吸着領域Ａ２は、吸引力が強く、セパレータ素材Ｓまたは切り出されたセパレータ４０を吸引力により保持して、積層ドラム３１０，３２０の回転に沿ってこれらを回転させることができる。滑り領域Ａ１もまた、吸着領域Ａ２と同程度の吸引力に設定してセパレータ４０を回転させることができる。さらに、滑り領域Ａ１は、吸引力を低下させることで、セパレータ素材Ｓを外周面３１１から離れない程度に保持しつつも、積層ドラム３１０，３２０が回転する際にセパレータ素材Ｓを回転させずに外周面３１１上で滑らせることができる。
　また、内側構造部３３０の、隙間３４０に対応する位置から、積層ドラム３１０，３２０の回転方向へ向かって送出ローラ部３６０に対応する位置までの範囲は、第１負圧室３３１および第２負圧室３３２のいずれも設けられない。そのため、外周面３１１のこの範囲に対応する部位には、負圧が発生せずにセパレータ４０を吸着しない非吸着領域Ａ３が非回転的に形成される。
　そして、回転搬送部３００は、積層ドラム３１０，３２０でセパレータ４０を切り出しつつ吸着して搬送する。さらに、回転搬送部３００は、積層ドラム３１０，３２０の回転の速度と電極搬送部２００による正極２２の搬送の速度とを同期させつつ、搬送方向Ｘの下流側から正極２２の両面にセパレータ４０を順次積層する。このとき、図１０に示すように、正極２２は、吸着搬送部２２０によって円柱形状の積層ドラム３１０，３２０の接線方向Ｔへ導入される。
　溶着部４００は、図３に示すように、正極２２の両面に積層されたセパレータ４０同士を溶着するものである。この溶着部４００は、図１０に示すように、積層ドラム３１０，３２０の回転軸方向の両端に、上下一対の溶着機４１０，４２０を備えている。
　上下の溶着機４１０，４２０は、対向する面に搬送方向Ｘに沿って複数の突起４１１，４２１が設けられている。そして、対向する突起４１１，４２１によってセパレータ４０同士を加圧しつつ加熱することで、溶着可能となっている。
　溶着機４１０，４２０は、搬送方向Ｘおよび上下方向Ｚへ移動することができる。つまり、溶着機４１０，４２０は、隙間３４０に搬送されて積層されたセパレータ４０および正極２２に同期するように、搬送方向Ｘへセパレータ４０と同速で移動しつつ互いに接近する。そして、対向する突起４１１，４２１によって、積層されたセパレータ４０同士を接合して接合部位４２を形成する。その後、セパレータ４０で袋状に包装された正極２２が所定位置まで搬送されると、溶着機４１０，４２０が離間し、搬送方向の上流側へ移動する。そして、溶着機４１０，４２０は、再び搬送方向Ｘへセパレータ４０と同速で移動させつつ近接させて、他の接合部位４２を溶着する。全ての接合部位４２が接合された後、溶着機４１０，４２０同士が離間して、作製された袋詰正極２０が開放される。
　なお、セパレータ４０同士を接合するには、上述の構造に限定されない。つまり、例えば、セパレータ４０同士を１対の回転する加熱ローラの間で加熱しつつ溶着したり、加熱せずに加圧のみで圧着したり、または接着剤を用いて接合することも可能である。
　制御装置５００は、図６に示すように、正極切断部１００、撮像カメラ２３０、押圧部２４０、コンベア２１０、吸着搬送部２２０、導入支持部２５０、送出ローラ部３６０、積層ドラム３１０，３２０、切断部３５０、切取片吸着部３７０、負圧供給装置３３３および溶着部４００の全てを統括して一体的に制御する。そして、制御装置５００は、図６の各部を同期させつつ作動させることができる。なお、制御装置５００は、電池を作成するための他の装置をも含めて、統括的に制御を行うこともできる。
　次に本製造装置を用いた製造方法について、図１１～図１９を参照しつつ説明する。
　まず、ロール状に巻回された正極用のシート素材Ｄを、正極切断部１００にて切断し、正極２２を形成する。切り出された正極２２は、不図示の吸着パッドやコンベア等によって、コンベア２１０の設置面２１５上に置かれる。また、送出ローラ部３６０はセパレータロールから送られてくる一枚の連続したセパレータ素材Ｓを隙間に挟み込んで拘束している。したがって、セパレータ素材Ｓの先端は、図１１に示すように、回転搬送部３００の最上部または最下部に位置している。そして、第１負圧室３３１は負圧が低く設定されて、外周面３１１の滑り領域Ａ１でセパレータ素材Ｓが引き出されることなく、積層ドラム３１０，３２０がセパレータ素材Ｓの内面上を滑りながら回転している。なお、本実施形態では、積層ドラム３１０，３２０の１回転で２枚のセパレータ４０を切り出すため、図１１にて２点鎖線で示すように、先に切り出されたセパレータ４０が、既に積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１上に吸着されて搬送されている。
　正極２２が置かれたコンベア２１０は、図１１に示すように、サクションベルト２１１の設置面２１５上の正極２２を、搬送方向Ｘへ一列に並んで縦並び（タブが搬送方向Ｘの上流側に位置する並び）に搬送する。この際、正極２２は、サクションベルト２１１によって吸着されるため、捲れ等の発生が抑制されている。なお、正極２２を、横並び（タブが幅方向Ｙに位置する並び）で搬送してもよい。サクションベルト２１１は、所定の位置まで移動すると、正極２２を吸着した状態のまま移動を停止する。そして、図１２に示すように、押圧部２４０が作動して、クランパー２４２によって正極２２の２側辺Ｈ２，Ｈ４に沿う長尺な部位を押圧する（図８，図９参照）。これにより、正極２２の丸まり等の変形が矯正される。そして、正極２２のサクションベルト２１１から浮いていた部分がサクションベルト２１１に近づくことで、サクションベルト２１１によって吸引されて、設置面２１５上に正極２２が密に付着することになる。
　この状態で、撮像カメラ２３０が正極２２の４側辺Ｈ１～Ｈ４を撮像し、制御装置５００に所定の信号を送信する。制御装置５００は、受信した信号から、前述した方法で電極中心点Ｏの座標と傾き角θを算出し、正極２２の正規位置に対する位置および傾きの補正量を算出する。なお、撮像の際には、クランパー２４２は正極２２の４側辺Ｈ１～Ｈ４の縁よりも内側（正極２２の中央側）を押圧するため、撮像カメラ２３０によって４側辺Ｈ１～Ｈ４を確実に撮像できる。また、クランパー２４２が透明な材料で形成されているため、撮像範囲にクランパー２４２が入っても、クランパー２４２を透過して正極２２を撮像できる。
　次に、サクションベルト２１１の上方に位置する吸着搬送部２２０の吸着ヘッド２２２を下降させて、吸着ヘッド２２２を正極２２の上面に押し付ける。これにより、正極２２は吸着ヘッド２２２に吸着される。なお、正極２２はサクションベルト２１１にも吸着されている。しかし、吸着ヘッド２２２の吸着力をサクションベルト２１１よりも高く設定するか、若しくはサクションベルト２１１による吸着を一旦停止することで、吸着ヘッド２２２によって正極２２をサクションベルト２１１から引き離すことができる。
　そして、積層ドラム３１０，３２０が回転し、セパレータカッター３５１に対応する位置へ向かって凹部３１３が移動する。その際、凹部３１３がセパレータカッター３５１の位置まで所定角度αとなったときに、制御装置５００によって第１負圧室３３１の負圧を高めて滑り領域Ａ１の吸着力を強める。さらに、送出ローラ部３６０を回転させて、一対の送出ローラ３６１，３６２の間にセパレータ素材Ｓを挟みながら、順次送り出す。これにより、積層ドラム３１０，３２０に対して、セパレータ素材Ｓの供給を開始する（図１９のＴ１を参照）。そして、負圧が高まった滑り領域Ａ１および吸着領域Ａ２において積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１にセパレータ素材Ｓが吸着され、セパレータ素材Ｓが積層ドラム３１０，３２０の回転にしたがって順次引き出される。なお、所定角度αは、切り出される１枚のセパレータ４０の長さに対応した角度である。
　この後、吸着搬送部２２０は、図１３に示すように、正極２２を略水平状態に維持したまま上昇した後、搬送方向Ｘに移動し、回転搬送部３００の隙間３４０へ搬送する。このとき、吸着搬送部２２０は、制御装置５００によって駆動装置が制御されて、正極２２の位置および姿勢を補正する。具体的には、吸着搬送部２２０は、正極２２を吸着してから回転搬送部３００へ受け渡すまでの間に、正極２２の位置および姿勢を補正する。これにより、正極２２の位置が常に高精度に保たれ、後の工程における積層の精度が向上する。
　そして、吸着搬送部２２０により搬送された正極２２は、図１４に示すように、回転搬送部３００の隙間３４０の手前に設けられる“開状態”の導入支持部２５０に到達する。そして、導入支持部２５０は、上側導入支持部２５１を下降させて下側導入支持部２５２との間に正極２２の先端を挟持する。さらに、導入支持部２５０は、下側導入支持部２５２のローラを上昇させて略水平状態として“閉状態”となり、正極２２の下面を支持する。この後、吸着搬送部２２０の吸着ヘッド２２２から正極２２を解放して、導入支持部２５０の回転によって正極２２を回転搬送部３００の隙間３４０に順次送り込む。
　また、回転搬送部３００では、回転開始から積層ドラム３１０，３２０が角度αだけ回転すると、積層ドラム３１０，３２０の回転を停止する（図１９のＴ２を参照）。このとき、セパレータ素材Ｓは、一枚分のセパレータ４０に対応する角度αだけ積層ドラム３１０，３２０上に引き出されている。さらに、凹部３１３が切断部３５０のセパレータカッター３５１に対向して位置する。そして、制御装置５００の指令によってセパレータカッター３５１をセパレータ素材Ｓに押し付けて、セパレータ素材Ｓを所定の形状に切断してセパレータ４０を切り出す。切り出されたセパレータ４０は、図１１に示す積層ドラム３１０，３２０の吸着領域Ａ２に位置しているため、積層ドラム３１０，３２０に吸着して保持される。
　そして、セパレータカッター３５１がセパレータ素材Ｓを切断した後に凹部３１３から抜け出して後退する。このセパレータカッター３５１が後退するタイミング（図１９のＴ３を参照）で、図１５に示すように、制御装置５００の指令によってカッター用吸着ヘッド３７１が余剰の切取片Ｓ’に近接し、吸引して保持した後、元の位置へ戻る。この後、カッター用吸着ヘッド３７１の吸引を停止して切取片Ｓ’を離し、図１０に示す吸い込み口３７２によって切取片Ｓ’を吸い込んで回収する。
　そして、吸着搬送部２２０の吸着ヘッド２２２から正極２２を解放した後、導入支持部２５０の回転により正極２２を積層ドラム３１０，３２０の隙間３４０に順次送り込む。さらに、積層ドラム３１０，３２０を再び回転させて（図１９のＴ４を参照）、切り出されたセパレータ４０を吸着したまま回転させ、隙間３４０に搬送する。なお、積層ドラム３１０，３２０を再び回転させる際には、制御装置５００によって第１負圧室３３１の負圧を低下させて滑り領域Ａ１の吸着力を弱め、かつ、送出ローラ部３６０によりセパレータ素材Ｓを拘束した状態とする（図１８参照）。これにより、外周面３１１の滑り領域Ａ１でセパレータ４０が引き出されることなく、積層ドラム３１０，３２０がセパレータ素材Ｓの内面上を滑りながら回転する。
　回転搬送部３００の隙間３４０にセパレータ４０の先端が到達すると、図１６に示すように、まず２枚のセパレータ４０同士が積層された後、正極２２の先端の両面にセパレータ４０が積層される。このとき、セパレータ４０および正極２２の速度が同速となる。さらに、セパレータ４０および正極２２が予め設定された適正な位置で重なるように、回転搬送部３００および吸着搬送部２２０における、搬送位置（搬送のタイミング）および搬送速度を制御装置５００によって制御する。
　次に、制御装置５００の指令により、対の溶着機４１０，４２０が近接しつつ搬送方向Ｘへ移動し、セパレータ４０の両縁の先端のみを挟み込んで挟持する。そして、セパレータ４０および正極２２の搬送方向Ｘへ移動させつつ、突起４１１，４２１によって溶着する（図１９のＴ５を参照）。セパレータ４０は、隙間３４０を過ぎると積層ドラム３１０，３２０の非吸着領域Ａ３に達する。そのため、セパレータ４０は、吸着力を受けずに積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１から離れて、正極２２を間に挟んだ状態で搬送方向Ｘへ順次搬出される。そして、セパレータ４０の先端が既に接合されているため、積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１から離れても、セパレータ４０同士が離れることはない。
　この後も、積層ドラム３１０，３２０に同期して、導入支持部２５０により、正極２２が略水平状態で搬送方向Ｘに搬送される。そして、積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１に吸着されたセパレータ４０が、積層ドラム３１０，３２０の回転にしたがって正極２２の両面に順次積層される。なお、このときには、次のセパレータ４０を切り出すために、滑り領域Ａ１の吸着力を再び強め、送出ローラ部３６０によるセパレータ素材Ｓの供給が開始されている（図１９のＴ６を参照）。
　そして、正極２２の両面にセパレータ４０が積層された状態で所定位置まで搬送した後、対の溶着機４１０，４２０を離間させて、搬送方向の上流側へ移動させる。その後、図１７に示すように、溶着機４１０，４２０を再び搬送方向Ｘへ移動させつつ近接させて、他の接合部位４２を溶着する。セパレータ４０の両縁における全ての接合部位４２が接合された後、図１８に示すように、溶着機４１０，４２０同士が離間して、作製された袋詰正極２０が開放される（図１９のＴ７を参照）。この後、図示しない他の溶着機によってセパレータ４０の辺４４Ｂの接合部位４２も接合されて、袋詰正極２０となる。
　そして、上記の工程を繰り返すことで、連続して袋詰正極２０を作製することができる。
　作製された袋詰正極２０は、次の工程へ搬送されて、負極３０と交互に積層して発電要素１５となり、最終的にリチウムイオン二次電池１０が製造される。
　本実施形態では、まず、正極２２を搬送しながら正極２２の両面へ一対のセパレータを同時に積層する。そして、この積層した状態でセパレータの縁同士を接合することで、正極２２をセパレータによって袋詰めする。そのため、袋詰正極２０を高速に作製でき、電池の製造時間を短縮できる。なお、ここでいうセパレータは、所定形状のセパレータ４０のみならず、セパレータ素材Ｓをも含み得る。
　また、制御装置５００（同期装置）は、セパレータ４０および正極２２が所定の位置で重なるように、積層ドラム３１０，３２０および電極搬送部２００の搬送位置（搬送のタイミング）および搬送速度を同期させる。これにより、正極２２およびセパレータ４０をともに移動させつつ搬送方向Ｘの下流側から順次積層するため、袋詰正極２０を高精度かつ高速に製造できる
。
　なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々改変することができる。
　図２０は、本実施形態に係る袋詰電極の製造装置の変形例を示す。図２０に示すように、積層ドラム３１０，３２０の非吸着領域Ａ４として、積層ドラム３１０，３２０の内部に大気圧よりも圧力の高い加圧室３３４を設け、通気孔３１２から気体（流体）を吹き出す構成とすることができる。このような構成とすれば、セパレータ４０を積層ドラム３１０，３２０から離間させたいタイミングで、セパレータ４０に極力負荷を与えずに離間させることができる。
　また、図２１は、本実施形態に係る袋詰電極の製造装置における他の変形例を示す。図２１に示すように、積層ドラムは、円柱形状ではなく、柔軟に屈曲可能で通気孔３８２を有するサクションベルト３８０を複数の回転ローラ３８３で保持してもよい。このような構成とすることにより、断面が円形に限定されず、外周面３８１を任意の形状とすることができ、設計自由度が向上する。特に、このような構成により、対となるサクションベルト３８０の間における、セパレータ４０および正極２２を積層する領域Ｂを広く設定することができる。これにより、溶着機による溶着が完了するまでサクションベルト３８０でセパレータ４０および正極２２を挟んで保持でき、溶着の精度を向上させることができる。なお、図２０および図２１では、本実施形態と同様の機能を有する部位については同一の符号を使用し、その説明を省略する。
　また、上記実施形態では、袋詰正極２０として、セパレータ４０に正極２２が袋詰めされた形態について説明した。しかし、上記の袋詰電極の製造装置によって袋詰めされるのは、負極３０であってもよい。
　また、上記実施形態では、図１に示すように、正極リード１１および負極リード１２が外装材１３の同一端部から導出されている場合について説明したが、これに限定されない。正極リード１１および負極リード１２が、例えばそれぞれ反対の端部から導出されてもよい。この場合、リチウムイオン二次電池１０の発電要素１５を形成する際には、正極タブ２３と負極タブ３３が相互に反対向きになるように負極３０と袋詰正極２０が積層される。
　また、本実施形態は、回転搬送部３００における上下一対の積層ドラム３１０，３２０の間に所定の隙間３４０を設けている。しかし、積層ドラム３１０，３２０が互いに接して隙間がない状態であってもよい。この場合、回転搬送部３００の一方若しくは両方が、正極２２およびセパレータ４０の厚みに応じて追従する構造を備えることが好ましい。
　また、電極搬送部２００において正極２２を略水平状態に搬送しているが、その他の方向で搬送してもよい。
　また、一対の積層ドラム３１０，３２０を上下に配置するのではなく、その他の方向に配置してもよい。
　また、本実施形態は、セパレータカッター３５１により一枚の連続したセパレータ素材Ｓを、積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１に吸着した状態で所定形状に切り出している。しかし、予め所定形状に切り出されたセパレータ４０を、積層ドラム３１０，３２０に供給して吸着しつつ搬送してもよい。
　また、本実施形態では、一対の対称形状の積層ドラム３１０，３２０が設けられる。しかし、対となる積層ドラム（セパレータ搬送部）の形状が、非対称であってもよく、例えば一方を円柱状の積層ドラムとし、他方を任意の形状のサクションベルトとしてもよい。
　また、積層ドラム３１０，３２０は吸着力を備えているため、正極２２（または負極３０）の一方面に１枚のセパレータ４０を積層するような構成では、積層ドラムが１つでも十分に機能を発揮する。
　また、導入支持部２５０は、その全てをローラからなるものとしたが、フラットな部材など、その他の部材で構成してもよい。
　また、切断部３５０に設けられる切断刃は、熱カッターでなくてもよく、物理的に鋭利な切断刃であってもよい。また、受け部として凹部３１３を設けているが、受け部は必ずしも凹部３１３でなくてもよい。
　また、積層ドラム３１０，３２０の滑り領域Ａ１において、負圧を調整することでセパレータ素材Ｓの外周面３１１での滑りと吸着を調整している。しかし、第１負圧室３３１の負圧を略一定に保ち、送出ローラ部３６０の拘束力のみで、セパレータ素材Ｓの供給と拘束を調整してもよい。なお、この際には、滑り領域Ａ１の吸着力は、吸着領域Ａ２の吸着力よりも低いことが好ましい。
　また、積層ドラム３１０，３２０（セパレータ搬送部）に吸着力を与える方法は、負圧により吸着する方法に限定されず、例えば静電気により吸着してもよい。
　また、本実施形態では、正極切断部１００、撮像カメラ２３０、押圧部２４０、コンベア２１０、吸着搬送部２２０、導入支持部２５０、送出ローラ部３６０、積層ドラム３１０，３２０、切断部３５０、切取片吸着部３７０、負圧供給装置３３３および溶着部４００を、制御装置５００（同期装置）により同期させている。しかし、必ずしも全てが電気的に同期している必要はなく、例えば、少なくとも一部を機械的にリンクして同期させてもよい。
　また、本実施形態では、セパレータ４０の縁同士を接合した接合部位４２を示したが、接合部位は縁に限られるものではなく、縁以外であってもよい。
　特願２０１１－０８５７４１号（出願日：２０１１年４月７日）および特願２０１２－０６７８１２号（出願日：２０１２年３月２３日）の全内容は、ここに援用される。
　以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形および改良が可能であることは、当業者には自明である。
　本発明の袋詰電極の製造装置および製造方法によれば、電極を搬送しながら、しかも電極の両面へ一対のセパレータを同時に積層する。そして、この積層した状態でセパレータ同士を接合することで、電極をセパレータによって袋詰めする。そのため、袋詰電極を高速に作製でき、電池の製造時間を短縮できる。
　１０　二次電池
　２０　袋詰正極
　２２　正極
　３０　負極
　４０　セパレータ
　４２　接合部位
　２００　電極搬送部
　３００　回転搬送部
　３１０，３２０　積層ドラム（円柱状回転体）
　３１１　外周面
　４００　溶着部（接合部）
　５００　制御装置（同期装置）
　Ｓ　セパレータ素材（セパレータ）

Claims (4)

  1. 　各々の外周面が対向して並び、セパレータを前記外周面に保持して回転することで搬送する一対の円柱状回転体と、
    　一対の前記円柱状回転体の間に向かって当該円柱状回転体の接線方向へ所定形状の電極を搬送する電極搬送部と、
    　一対の前記円柱状回転体によって搬送される一対の前記セパレータの間に前記電極を挟んだ状態で前記セパレータ同士を接合する接合部と、
    　を有し、
    　前記電極搬送部によって搬送されている状態の前記電極の両面へ、一対の前記セパレータを回転している前記円柱状回転体から同時に受け渡して積層し、前記電極の両面に受け渡された一対の前記セパレータ同士を前記接合部によって接合することで、前記電極を前記セパレータによって袋詰めすることを特徴とする袋詰電極の製造装置。
  2. 　前記セパレータおよび電極が所定の位置で重なるように、前記円柱状回転体および前記電極搬送部の搬送位置および搬送速度を同期させる同期装置をさらに有し、
    　前記同期装置によって、前記電極およびセパレータをともに移動させつつ搬送方向の下流側から順次積層することを特徴とする請求項１に記載の袋詰電極の製造装置。
  3. 　各々の外周面が対向して並ぶ一対の円柱状回転体の前記外周面の各々にセパレータを保持して前記円柱状回転体を回転させて搬送する工程と、
    　一対の前記円柱状回転体の間に向かって当該円柱状回転体の接線方向へ所定形状の電極を搬送する工程と、
    　一対の前記円柱状回転体の間に搬送されている状態の前記電極の両面へ、一対の前記セパレータを、回転している前記円柱状回転体から同時に受け渡して積層する工程と、
    　前記電極の両面に受け渡された一対の前記セパレータ同士を接合することで、前記電極を前記セパレータによって袋詰めする工程と、
    　を有することを特徴とする袋詰電極の製造方法。
  4. 　前記電極は、電極搬送部により、一対の前記円柱状回転体の間に向かって搬送され、
    　前記セパレータおよび電極が所定の位置で重なるように、前記円柱状回転体および前記電極搬送部の搬送位置および搬送速度を同期させて、前記電極およびセパレータをともに移動させつつ搬送方向の下流側から順次積層することを特徴とする請求項３に記載の袋詰電極の製造方法。
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