WO2012144007A1 - 二次電池の製造方法及び製造装置 - Google Patents

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negative electrode
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尋史 佐藤
誠司 山浦
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エリーパワー株式会社
長野オートメーション株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a secondary battery used in a vehicle, an electric device, or the like.
  • Secondary batteries such as lithium ion secondary batteries have a group of electrode plates formed by alternately stacking positive and negative electrode plates so that a separator is interposed between positive and negative electrode plates.
  • As one of the manufacturing apparatuses of this electrode plate group there is a manufacturing apparatus of a zigzag stack system in which a continuous body of separators is zigzag-folded, and a positive electrode plate and a negative electrode plate are inserted into each valley groove and crushed flatly ( For example, see Patent Document 1).
  • a separator formed in a sheet shape and a positive electrode plate and a negative electrode plate are stacked alternately so that a separator is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
  • the positional accuracy of a positive / negative electrode plate and a separator can be improved, and a tact time can be shortened.
  • a continuous separator is sandwiched between a pair of rollers, and the separator is zigzag folded by reciprocating the pair of rollers in the horizontal direction. Since positive and negative electrode plates are alternately placed on the separator, it is difficult to significantly reduce the tact time.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to improve the positional accuracy of the positive and negative electrodes and the separator and to reduce the tact time and to manufacture the secondary battery.
  • An object is to provide an apparatus.
  • the first aspect of the present invention that solves the above-described problems includes an electrode plate placement step of placing a predetermined number of positive electrode plates or negative electrode plates on a positive electrode plate or negative electrode plate cassette member, and the positive electrode plate or negative electrode A plate supplying step of supplying a predetermined number of the positive plates or the negative plates placed on the plate cassette member to the positive plate or negative plate transporting member for the negative plate; and a separator with a plurality of guide members A zigzag folding step of zigzag folding the separator by pressing, and the positive electrode plate and the negative electrode plate placed on the electrode plate conveying member for the positive electrode plate in each valley groove of the zigzag folded separator A laminated body forming step of forming a laminated body in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are alternately overlapped via the separator by alternately inserting the negative electrode plates placed on the electrode plate conveying member; Separation And a pressing step for pressing the laminate in the direction in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are stacked. It is in
  • the plurality of guide members are arranged in a zigzag shape in the vertical direction, and the separator or the superimposed body is arranged between one row of the guide members and the other row.
  • the zigzag folding step further includes a step, wherein the zigzag folding step is performed by intersecting the guide members in the horizontal direction between the rows.
  • the electrode plate supplying step is performed before the zigzag folding step.
  • the electrode plate mounting step is performed before the pressing step performed for manufacturing the previous secondary battery. It exists in the manufacturing method of the secondary battery of one aspect.
  • the electrode plate placing step is used for the positive electrode plate or the negative electrode plate used in the electrode plate placing step performed for manufacturing the previous secondary battery.
  • the guide member includes a plurality of guide members arranged in a zigzag shape in the vertical direction, and a separator is disposed between one row and the other row of the guide members.
  • a zigzag folding means for zigzag-folding the separator by crossing members horizontally between rows, and an electrode plate conveying member for a positive electrode plate or a negative electrode plate on which a predetermined number of the positive electrode plates or the negative electrode plates are placed
  • Electrode plate insertion means for alternately inserting the positive electrode plate and the negative electrode plate into each valley groove by moving the electrode plate conveying member for the positive electrode plate or the negative electrode plate into each valley groove of the separator.
  • a pressing means for pressing the laminated body in which the positive electrode plates and the negative electrode plates are alternately overlapped in the direction in which the respective electrode plates are laminated via the separator, and a predetermined number of the positive electrode plates or the negative electrodes Positive electrode on which the plate is placed A plurality of the positive plates or the negative plates mounted on the positive plate or the negative plate cassette member for the positive plate or the negative plate
  • An apparatus for manufacturing a secondary battery is provided with supply means for collectively supplying the transport member.
  • a plurality of guide members arranged in a zigzag shape in the vertical direction, and the negative electrode plate is disposed between one row and the other row of the guide members with two separators.
  • An electrode plate transporting member for inserting the positive electrode plate into each trough by moving the electrode transport member for a positive electrode plate into each trough of the superimposed body, and the separator And a pressing means for pressing the laminated body in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are alternately overlapped in a direction in which the electrode plates are laminated, and for a positive electrode plate on which a predetermined number of the positive electrode plates are placed
  • a cassette member mounted on the cassette member for the positive electrode plate Has been lying in the manufacturing device for a secondary battery, characterized in comprising a supply means for supplying collectively the positive electrode plate of the predetermined number of the positive electrode plate electrode plate conveying member.
  • the supply means is configured to use a predetermined number of the positive plates or the negative plates for the positive plate before the separator or the superimposed body is zigzag folded by the zigzag folding means.
  • the secondary battery manufacturing apparatus according to the seventh or eighth aspect is characterized in that the negative plate cassette member is collectively supplied to the positive plate or the negative plate transport member for the negative plate.
  • a tenth aspect of the present invention is the secondary battery according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein the supply means includes a plurality of cassette members for the positive electrode plate or the negative electrode plate. In the production equipment.
  • the supply means includes a pressing member that presses an edge of the positive electrode plate or the negative electrode plate placed on the cassette member for the positive electrode plate or the negative electrode plate.
  • a twelfth aspect of the present invention is the secondary battery manufacturing apparatus according to the eleventh aspect, wherein the pressing member presses an edge of the positive electrode plate or the negative electrode plate opposite to the lead portion. It is in.
  • the electrode plate can be supplied to the electrode plate conveying member in an extremely short time, and the tact time can be greatly shortened.
  • the electrode plate can be placed in a state of being positioned with high accuracy on each electrode plate conveying member. Thereby, the positional accuracy of the electrode plate inserted into each valley groove of the separator is increased, and as a result, the quality of the electrode plate group can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a prismatic battery in which an electrode plate group according to Embodiment 1 is accommodated.
  • 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an electrode plate group according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a manufacturing apparatus for an electrode plate group according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a configuration of a supply unit according to the first embodiment.
  • 3 is a cross-sectional view illustrating an outline of a cassette member according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing an electrode plate group using the manufacturing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing an electrode plate group using the manufacturing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing an electrode plate group using the manufacturing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing an electrode plate group using the manufacturing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an electrode plate group according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic view showing an apparatus for manufacturing an electrode plate group according to Embodiment 2.
  • a rectangular battery (secondary battery) 1 that is a lithium ion secondary battery includes a rectangular case 2, and an electrode plate group 3 is accommodated in the rectangular case 2.
  • a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are provided at predetermined positions of the rectangular case 2.
  • the square case 2 is filled with an electrolytic solution obtained by blending an organic solvent with a lithium salt.
  • the electrode plate group 3 includes zigzag-folded separators 4, and positive electrode plates 5 and negative electrode plates 6 that are alternately inserted into the valley grooves 4 a of the separators 4.
  • the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 are alternately overlapped so that the separators 4 are interposed therebetween, and the separators 4 are flatly folded.
  • the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 are provided with lead portions 5a and 6a protruding from the separator 4 to the opposite sides, and the lead portions 5a and 6a of each electrode are bundled.
  • the lead portion 5a of the positive electrode plate 5 is connected to the positive electrode terminal, and the lead portion 6a of the negative electrode plate 6 is connected to the negative electrode terminal.
  • the manufacturing apparatus 10 that manufactures the electrode plate group 3 having such a configuration includes at least zigzag folding means, electrode plate insertion means, supply means, and press means, as will be described below.
  • the zigzag folding means has a plurality of guide bars (guide members) 11 arranged in a zigzag shape in the vertical direction, and one row 12A of the guide rods 11 and the other row.
  • the separator 4 is disposed between the separators 12B, the guide bars 11 are horizontally crossed between the rows 12A and 12B as shown in FIG. 3B, and the separators 4 are zigzag folded.
  • the number of guide rods 11 is equal to or more than the number of positive and negative electrode plates 5 and 6 supplied to the separator 4.
  • the plurality of guide rods 11 are horizontally arranged in two rows 12A and 12B in a vertical direction on a base (not shown).
  • the guide rods 11 are arranged so as to be zigzag between the rows 12A and 12B, that is, zigzag in the vertical direction.
  • These guide rods 11 are supported in a cantilevered manner by vertical frames 13 and 14 provided for the rows 12A and 12B, respectively.
  • the zigzag folding means is configured such that when the separator 4 is disposed between one row 12A and the other row 12B of the guide bar 11, the guide bar 11 is crossed between the rows 12A and 12B to zigzag-fold the separator 4.
  • the drive part for carrying out is provided. This drive part is comprised by the motor etc. which rotate a ball screw and a ball screw, for example.
  • the drive part comprised with a ball screw, a motor, etc. in this way is a normal feeding means, illustration is abbreviate
  • a surface plate 15 that receives the zigzag folded separator 4 from below is movably installed on the base (not shown) of the manufacturing apparatus 10.
  • a clamp 16 that grips the starting end of the separator 4 is provided so as to be movable so as not to interfere with the surface plate 15.
  • a roll 17 around which the separator 4 is wound is provided above the surface plate 15. The roll 17 is rotatably held so as not to be loaded as much as possible in the feeding direction of the separator 4. Thereby, the tension
  • a cutter 18 for cutting the separator 4 fed from the roll 17 at a predetermined location is provided on the traveling path of the separator 4.
  • the electrode plate insertion means includes an electrode plate conveyance member 20 having a plurality of electrode plate conveyance trays 19 on which a predetermined number of positive electrode plates 5 or negative electrode plates 6 are placed. By moving each plate transport tray 19 of the plate transport member 20 into each trough 4a (see FIG. 2) of the separator 4, the positive plates 5 and the negative plates 6 are alternately inserted into each trough 4a. To do.
  • the electrode plate insertion means includes a first electrode plate conveying member (electrode plate conveying member for positive electrode plate) 20A that conveys the positive electrode plate 5 and a second electrode plate conveying member that conveys the negative electrode plate 6 ( Negative electrode plate conveying member) 20B.
  • the first electrode plate conveying member 20 ⁇ / b> A includes the same number of electrode plate conveying trays 19 as the number of positive electrode plates 5 necessary for the electrode plate group 3.
  • Each electrode plate transport tray 19 of the first electrode plate transport member 20A is horizontally disposed behind the guide bar 11 constituting one row 12A, and the rear end thereof is connected by the support frame 21A.
  • the second electrode plate transport member 20 ⁇ / b> B also includes a plurality of electrode plate transport trays 19.
  • the electrode plate transport tray 19 of the second electrode plate transport member 20B is horizontally disposed behind the guide bar 11 constituting the other row 12B, and the rear end thereof is connected by the support frame 21B.
  • Each support frame 21A, 21B is connected to a piston rod 22a of a piston / cylinder device 22 that can be expanded and contracted in the conveying direction of the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6, respectively.
  • Each piston / cylinder device 22 is installed on a carriage 23 that can reciprocate in the conveying direction of the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6.
  • Each carriage 23 is configured to be movable in the horizontal direction by a drive unit composed of a ball screw or the like. Specifically, each carriage 23 is connected to a nut 25 that is screwed into a ball screw 24 that is a feed screw that is rotatably installed on the base. The ball screw 24 is rotated by a motor (not shown). When the ball screw 24 rotates, the first and second electrode plate conveying members 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B are moved, and the electrode plate conveying trays 19 are collectively supplied into the valley grooves 4 a of the separator 4.
  • a pair of pressing members 26 that are in contact with the edge of the separator 4 are provided on both the left and right sides of the electrode plate transport tray 19 (both sides in the direction orthogonal to the moving direction of the electrode plate transport tray 19).
  • the push member 26 is configured as a pair of vertical bars that abut against the edges of the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 protruding from the left and right sides of each electrode plate transport tray 19, and is attached to each carriage 23. Yes. For this reason, when the carriage 23 is moved by the rotation of the ball screw 24, the push member 26 is also moved back and forth together with the electrode plate transport member 20.
  • each piston / cylinder device 22 contracts after each electrode plate transport tray 19 enters the valley groove 4a of the separator 4, each electrode plate transport tray 19 is retracted out of the valley groove 4a.
  • the push member 26 remains in the advanced position. Accordingly, the movement of the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 is restricted by the pressing member 26 and remains in the valley groove 4 a of the separator 4.
  • the tact time can be shortened by inserting the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 together into the valley grooves 4a of the separator 4 by the electrode plate conveying member 20 as described above.
  • the electrode plate conveying member 20 may be moved after zigzag folding of the separator 4 by the guide rod 11, but at the same time as the guide rod 11 intersects between the rows 12A and 12B to zigzag fold the separator 4. It is desirable to move it. Thereby, it becomes possible to insert the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 into each valley groove 4a of the separator 4 while zigzag-folding the separator 4, and the tact time is further shortened.
  • the supply means has a cassette member (positive plate or negative plate cassette member) 50 on which a predetermined number of positive plates 5 or negative plates 6 are placed.
  • a predetermined number of the positive electrode plates 5 or the negative electrode plates 6 placed thereon are collectively supplied to the respective electrode plate transport trays 19 of the electrode plate transport member 20.
  • 4 and 5 illustrate a cassette member (positive plate cassette member) 50 on which the positive plate 5 is mounted.
  • the cassette member 50 is provided corresponding to each of the first electrode plate conveying member 20A and the second electrode plate conveying member 20B (see FIG. 3).
  • Each cassette member 50 includes a plurality of stages of electrode plate holding portions 51 that hold the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6.
  • the electrode plate holders 51 are provided in a plurality of stages corresponding to the electrode plate transfer trays 19 of the electrode plate transfer member 20.
  • Each electrode plate holding portion 51 includes a pair of support plates 53 fixed to a support column 52, and a slit portion 54 having a predetermined width is provided between the support plates 53.
  • a guide groove 55 into which the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6 is inserted is formed in the support plate 53 along the slit portion 54.
  • the supply means includes a pressing member 56 that presses the edge of the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6 placed on the cassette member 50 toward the electrode plate conveying member 20.
  • the pressing member 56 is configured as a vertical bar that comes into contact with the edges of the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6, and is provided so as to be movable in the slit portion 54 between the pair of support plates 53. That is, the pressing member 56 is formed with a slightly narrower width than the slit portion 54, and is configured to be linearly movable by driving means such as a piston / cylinder device (not shown).
  • the cassette member 50 and the pressing member 56 are mounted on a movable table (not shown).
  • an electrode plate mounting portion for mounting the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 on the cassette member 50 with a robot arm or the like;
  • the electrode plate conveying member 20 is configured to be movable.
  • the takt time can be reduced. While aiming at further shortening, the quality of the electrode group 3 is improved.
  • the pressing means is configured as a pusher 27 that can move up and down in the vertical direction on the base, and presses and flattens the separator 4 in the stacking direction of the positive and negative electrode plates 5 and 6.
  • the pusher 27 presses the separator 4 in the stacking direction of the electrode plates 5 and 6 in a state where the movement of the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 is restricted by the pressing member 26.
  • the separator 4 is crushed and flattened with the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 sandwiched therebetween, and a flat electrode plate group 3 having a predetermined thickness is formed.
  • the separator 4 is disposed between one row 12 ⁇ / b> A and the other row 12 ⁇ / b> B of the guide rods 11 arranged in a zigzag shape, and the tip of the separator 4 is gripped by the clamp 16. .
  • the separator 4 is unwound from a roll 17 (see FIG. 3) and is stretched in the vertical direction between the rows 12A and 12B of the guide rod 11 with a relatively small tension.
  • the separator 4 is zigzag-folded, and the necessary number of valley grooves 4 a for one electrode plate group 3 are simultaneously formed in the separator 4. That is, the separator 4 is zigzag folded by pushing the separator 4 with the guide rod 11 (zigzag folding step).
  • the guide bar 11 is moved in the horizontal direction for each of the rows 12A and 12B in this way, and at the same time, the first and second electrode plate conveying members 20A and 20B and the pushing member 26 are also moved to the separator 4. Is moved horizontally. Thereby, the positive electrode plate 5 previously mounted on each electrode plate conveyance tray 19 of the first electrode plate conveyance member 20A and the negative electrode plate previously mounted on each electrode plate conveyance tray 19 of the second electrode plate conveyance member 20B. 6 are alternately inserted into the valley grooves 4a of the zigzag-folded separator 4 (laminated body forming step).
  • the guide rods 11 are extracted from the valley grooves 4a of the separator 4 (extraction process).
  • the first and second electrode plate conveying members 20A and 20B are moved away from the separator 4 while leaving the pushing member 26, and at the same time, the pusher 27 is lowered to pass the positive electrode plate 5 through the separator 4.
  • the laminate in which the negative electrode plate 6 and the negative electrode plate 6 are alternately laminated is strongly pressed toward the surface plate 15 in the laminating direction of the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 (pressing step). That is, while the laminated body is pressed in the laminating direction of the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6, the first and second electrode plate conveying members 20A and 20B are moved to the original positions (in FIG. Until it is shown). Thereby, a flat laminated body in which the positive electrode plates 5 and the negative electrode plates 6 are alternately laminated via the separator 4 is formed.
  • the separator 4 may be lightly pressed by the pusher 27 when the guide bar 11 is removed from the valley grooves 4 a of the separator 4. Thereby, with the extraction of the guide rod 11, the collapse of the bent shape of the separator 4 in a zigzag shape can be suppressed.
  • a step of pressing the laminated body and a step of returning the first and second electrode plate transport members 20A and 20B to their original positions are performed.
  • a step of removing the guide bar 11 from each valley groove 4a of the separator 4 may be performed.
  • the front end of the separator 4 is released from the clamp 16, and the rear end of the separator 4 is cut by the cutter 18 to form the electrode plate group 3. Further, the electrode group 3 is housed in the battery case 2 to form the rectangular battery 1.
  • the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate mounted on each support plate 53 of the cassette member 50 as described above is provided in each of the electrode plate transfer trays 19 of the first and second electrode plate transfer members 20A and 20B.
  • the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6 is supplied in a lump (electrode plate supplying step).
  • the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6 is provided at an electrode plate mounting portion (not shown) provided at a position away from the electrode plate conveying member 20. Are installed.
  • an electrode plate mounting portion (not shown) provided at a position away from the electrode plate conveying member 20.
  • the mounting method of the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6 to the cassette member 50 in the electrode plate mounting portion is not particularly limited.
  • the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6 stored in the electrode plate mounting portion may be sucked and held by a robot arm or the like and placed on each support plate 53 of the cassette member 50.
  • the cassette member 50 on which the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6 is placed is moved to a position close to each electrode plate conveying member 20. .
  • the rod-shaped pressing member 56 is slid toward the slit portion 54.
  • a predetermined number of positive plates 5 or negative plates 6 placed on each cassette member 50 are pushed out by the pressing member 56 and each plate transport of the first or second plate transport member 20A, 20B.
  • the tray 19 is supplied in a lump.
  • the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6 can be supplied to each electrode plate transport tray 19 in an extremely short time, and the tact time can be greatly shortened.
  • the plurality of positive plates 5 or negative plates 6 mounted on the cassette member 50 are pressed together by the rod-shaped pressing member 56 to the respective plate transport trays 19 of the plate transport member 20. Supply.
  • each positive electrode plate 5 or negative electrode plate 6 can be placed in a state of being positioned with high accuracy with respect to each electrode plate transport tray 19. Thereby, the positional accuracy of the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 inserted into each valley groove 4a of the separator 4 is increased, and as a result, the quality of the electrode plate group 3 can be improved.
  • the pressing member 56 is different from the lead portions 5 a and 6 a of the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6, particularly the lead portions 5 a and 6 a. It is preferable to press the edge on the opposite side. Thereby, deformation of the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 due to the pressing of the pressing member 56 can be suppressed, and the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 can be satisfactorily supplied to each electrode plate transport tray 19.
  • each cassette member 50 to which the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6 is supplied to the electrode plate conveying member 20 is moved again to the electrode plate mounting portion, and is used for the electrode plate group 3 to be manufactured next. 5 or the negative electrode plate 6 is mounted.
  • a predetermined number of positive plates 5 or negative plates 6 are mounted in advance on the cassette member 50. That is, the next electrode plate group 3 is subjected to the pressing step of pressing the laminated body in which the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 which are described later are alternately overlapped, which is performed to manufacture the previous electrode plate group 3.
  • the electrode plate mounting process of mounting the positive electrode plate 5 or the negative electrode plate 6 on the cassette member 50 is completed.
  • the positive and negative electrode plates 5 and 6 cannot be placed on the cassette member 50 before the next electrode plate group 3 starts to be manufactured. It is also possible. In such a case, it is preferable to provide a plurality of cassette members 50 for each electrode plate conveying member 20. That is, a plurality of cassette members 50 for the positive electrode plate and the negative electrode plate are prepared, and the positive electrode plate 5 or the negative electrode is added to the cassette member 50 different from the cassette member 50 used in the previous manufacturing process of the electrode plate group 3. It is preferable to place the plate 6. As a result, a predetermined number of positive plates 5 or negative plates 6 can be placed on the cassette member 50 before the manufacture of the electrode plate group 3 next, and the tact time can be shortened more reliably.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the electrode plate group according to the second embodiment
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a manufacturing apparatus according to the second embodiment.
  • symbol is attached
  • the electrode plate group 3 ⁇ / b> A includes a continuous overlapping body 40 that is zigzag-folded, and a positive electrode plate 5 that is inserted into each valley groove 40 a of the overlapping body 40. It is comprised as a flat laminated body.
  • the superimposed body 40 is a laminated body in which the negative electrode plate 6A is sandwiched between two separators 4A. For this reason, the positive electrode plate 5 inserted into each valley groove 40a of the superimposed body 40 faces the negative electrode plate 6A via the separator 4A.
  • the positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6A are provided with lead portions 5a and 6a protruding from the separator 4A in opposite directions (FIG. 2). reference).
  • the lead portions 5a and 6a of each pole are bundled and connected to a positive terminal and a negative terminal (not shown) of the rectangular case 2 (see FIG. 1), respectively.
  • the manufacturing apparatus 10 ⁇ / b> A for manufacturing such an electrode plate group 3 ⁇ / b> A has a configuration including a plurality of guide bars 11 arranged in a zigzag manner and the like, similar to the one in the first embodiment.
  • the overlapping body 40 is inserted between one row 12A and the other row 12B of the guide rod 11.
  • each of the first and second electrode plate conveying members 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B is configured to convey the positive electrode plate 5 into the valley groove 40 a of the superimposed body 40.
  • the manufacturing apparatus 10A according to the second embodiment has the same configuration as the manufacturing apparatus 10 according to the first embodiment.
  • a valley groove 40a into which only the positive electrode plate 5 is inserted may be formed in the superimposed body 40.
  • half the number of valley grooves 40a of the superposed body 40 is sufficient as compared with the case of the first embodiment. Therefore, the number of guide rods 11 and electrode plate transport trays 19 can be reduced to almost half, and the tact time can be further shortened.
  • the positive and negative electrode plates mounted on the cassette member are pressed by the pressing member.
  • the method is not particularly limited as long as the electrode plates can be supplied collectively to each electrode plate transport tray.
  • the positive and negative electrode plates on the cassette member may be gripped from the electrode plate transport tray side, and the electrode plates may be pulled out from the cassette member onto the electrode plate transport tray.
  • a lithium ion secondary battery is illustrated as an example of a square battery, but the present invention can also be applied to batteries other than lithium ion secondary batteries, primary batteries, and the like.
  • both rows are moved when the guide rods intersect each other.
  • the guide rods in one row are stopped and the guide rods in the other row are moved.
  • similar zigzag folding can be performed. With such a configuration, it is possible to reduce the number of drive units that move the row of guide bars, and it is possible to reduce costs. Further, the number of guide bars, electrode plate transport trays, and the like can be increased or decreased, and is not limited to the above embodiment.
  • Electrode plate group 4 Separator 4a Valley groove 5 Positive electrode plate 6 Negative electrode plate 5a, 6a Lead part 10 Manufacturing apparatus 11 Guide rod 12 Row 13, 14 Vertical frame 15 Surface plate 16 Clamp 17 Roll 18 Cutter 19 Electrode Plate conveyance tray 20 Electrode plate conveyance member 21 Support frame 22 Piston / cylinder device 22a Piston rod 23 Carriage table 24 Ball screw 25 Nut 26 Push member 27 Pusher 40 Superimposed body 40a Valley groove 50 Cassette member 51 Electrode plate holding part 52 Post 53 Support plate 54 Slit part 55 Guide groove 56 Pressing member

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Abstract

　本発明は、二次電池の製造方法及び製造装置に関する。　正負の極板間にｾﾊﾟﾚｰﾀを介在させて二次電池を製造するが、従来は、ｾﾊﾟﾚｰﾀを一対のﾛｰﾗで挟み、このﾛｰﾗを水平方向に往復させて、ｾﾊﾟﾚｰﾀをジグザグﾞ折りし、一対のﾛｰﾗが往復する都度正負の極板を交互にｾﾊﾟﾚｰﾀ上に載せていたため、ﾀｸﾄﾀｲﾑの大幅な短縮は難しいとの問題があった。　本発明は、二次電池の製造方法を、所定枚数の正極板(5)又は負極板(6)をｶｾｯﾄ部材(50)に載置する工程と、前記正極板又は前記負極板を極板搬送部材(19)に一括して供給する工程と、複数のｶﾞｲﾄﾞ部材(11)でｾﾊﾟﾚｰﾀ(4)を押して、前記ｾﾊﾟﾚｰﾀをジグザグ折りにする工程と、前記ジグザグ折りにされた前記ｾﾊﾟﾚｰﾀの各谷溝内に前記正極板と前記負極板とを交互に挿入し、積層体を形成する工程と、前記ｾﾊﾟﾚｰﾀの各谷溝内から前記ｶﾞｲﾄﾞ部材を抜去する工程と、前記積層体を積層方向に押圧する工程と、を有する方法とすること等で、上記問題の解決を図ったものである。

Description

二次電池の製造方法及び製造装置
　本発明は、車両、電気機器等に用いられる二次電池の製造方法及び製造装置に関する。
　リチウムイオン二次電池等の二次電池は、正負の極板間にセパレータが介在するように、正極板と負極板を交互に重ね合わせることによって形成される極板群を有する。この極板群の製造装置の一つとして、セパレータの連続体をジグザグ折りし、その各谷溝内に正極板と負極板とを挿入し、扁平に押し潰すジグザグスタック方式の製造装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４－２２４４９号公報
　このようなジグザグスタック方式の製造装置では、例えば、シート状に形成したセパレータと、正極板及び負極板とを、正極板と負極板との間にセパレータが介在するように交互に積み重ねる積み重ね方式の製造装置等に比べて、正負の極板及びセパレータの位置精度を高めることができ、タクトタイムを短縮することができる。しかしながら、極板群の製造においては、正負の電極及びセパレータの位置精度のさらなる向上、またタクトタイムのさらなる短縮が望まれている。
　例えば、特許文献１に記載の製造方法では、連続状のセパレータを一対のローラで挟み、この一対のローラを水平方向に往復運動させることによりセパレータをジグザグ折りし、一対のローラが一往復する都度正負の極板を交互にセパレータ上に載せるものであり、タクトタイムを大幅に短縮することは難しい。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、正負の電極及びセパレータの位置精度を向上することができると共に、タクトタイムの短縮を図ることができる二次電池の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決する本発明の第１の態様は、所定枚数の正極板又は負極板を正極板用又は負極板用カセット部材に載置する極板載置工程と、前記正極板用又は前記負極板用カセット部材に載置された所定枚数の前記正極板又は前記負極板を正極板用又は負極板用極板搬送部材に一括して供給する極板供給工程と、複数のガイド部材でセパレータを押すことにより、前記セパレータをジグザグ折りにするジグザグ折り工程と、前記ジグザグ折りにされた前記セパレータの各谷溝内に前記正極板用極板搬送部材に載置された前記正極板と前記負極板用極板搬送部材に載置された前記負極板とを交互に挿入することにより、前記セパレータを介して前記正極板と前記負極板とが交互に重なり合う積層体を形成する積層体形成工程と、前記セパレータの各谷溝内から前記ガイド部材を抜去する抜去工程と、前記積層体を前記正極板と前記負極板とが積層された方向に押圧する押圧工程と、を有することを特徴とする二次電池の製造方法にある。
　本発明の第２の態様は、所定枚数の正極板を正極板用カセット部材に載置する極板載置工程と、前記正極板用カセット部材に載置された所定枚数の前記正極板を正極板用極板搬送部材に一括して供給する極板供給工程と、複数のガイド部材で負極板を２枚のセパレータで挟んだ重畳体を押すことにより、前記重畳体をジグザグ折りにするジグザグ折り工程と、前記ジグザグ折りにされた前記重畳体の各谷溝内に前記正極板用極板搬送部材に載置された前記正極板を挿入することにより、前記セパレータを介して前記正極板と前記負極板とが交互に重なり合う積層体を形成する積層体形成工程と、前記重畳体の各谷溝内から前記ガイド部材を抜去する抜去工程と、前記積層体を前記正極板と前記負極板とが積層された方向に押圧する押圧工程と、を有することを特徴とする二次電池の製造方法にある。
　本発明の第３の態様は、前記複数のガイド部材を鉛直方向にジグザグ状に配置し、前記ガイド部材の一方の列を他方の列との間に前記セパレータ又は前記重畳体を配置するセパレータ配置工程をさらに有し、前記ジグザグ折り工程は、前記ガイド部材を列同士間で水平方向に交差させることにより行うことを特徴とする第１又は２の態様の二次電池の製造方法にある。
　本発明の第４の態様は、前記極板供給工程は、前記ジグザグ折り工程の前に行われることを特徴とする第１～３の何れか一つの態様の二次電池の製造方法にある。
　本発明の第５の態様は、前記極板載置工程は、一つ前の二次電池を製造するために行われる前記押圧工程までに行われることを特徴とする第１～４の何れか一つの態様の二次電池の製造方法にある。
　本発明の第６の態様は、前記極板載置工程は、一つ前の二次電池を製造するために行われる前記極板載置工程で用いられた前記正極板用又は前記負極板用カセット部材とは異なる前記正極板用又は前記負極板用カセット部材に前記正極板又は前記負極板を載置することを特徴とする第１～５の何れか一つの態様の二次電池の製造方法にある。
　本発明の第７の態様は、鉛直方向にジグザグ状に配列された複数のガイド部材を有し、前記ガイド部材の一方の列と他方の列との間にセパレータが配置されると、前記ガイド部材を列同士間で水平方向に交差させて前記セパレータをジグザグ折りするジグザグ折り手段と、所定枚数の前記正極板又は前記負極板が載置される正極板用又は負極板用極板搬送部材を備え、前記正極板用又は前記負極板用極板搬送部材を前記セパレータの各谷溝内に移動させることで各谷溝内に前記正極板と前記負極板とを交互に挿入する極板挿入手段と、前記セパレータを介して前記正極板と前記負極板とが交互に重なり合う積層体を各極板が積層される方向で押圧するプレス手段と、を備えると共に、所定枚数の前記正極板又は前記負極板が載置される正極板用又は負極板用カセット部材を有し、前記正極板用又は前記負極板用カセット部材に載置されている複数枚の前記正極板又は前記負極板を前記正極板用又は前記負極板用極板搬送部材に一括して供給する供給手段を備えることを特徴とする二次電池の製造装置にある。
　本発明の第８の態様は、鉛直方向にジグザグ状に配列された複数のガイド部材を有し、前記ガイド部材の一方の列と他方の列との間に、前記負極板を２枚のセパレータで挟んだ重畳体が配置されると、前記ガイド部材が列同士間で水平方向に交差して前記重畳体をジグザグ折りするジグザグ折り手段と、所定枚数の前記正極板が載置される正極板用極板搬送部材を備え、前記正極板用極板搬送部材を前記重畳体の各谷溝内に移動させることで各谷溝内に前記正極板を挿入する極板挿入手段と、前記セパレータを介して前記正極板と前記負極板とが交互に重なり合う積層体を各極板が積層される方向で押圧するプレス手段と、を備えると共に、所定枚数の前記正極板が載置される正極板用カセット部材を有し、前記正極板用カセット部材に載置された所定枚数の前記正極板を前記正極板用極板搬送部材に一括して供給する供給手段を備えることを特徴とする二次電池の製造装置にある。
　本発明の第９の態様は、前記供給手段は、前記ジグザグ折り手段によって前記セパレータ又は前記重畳体がジグザグ折りされるまでに、所定枚数の前記正極板又は前記負極板を前記正極板用又は前記負極板用カセット部材から前記正極板用又は前記負極板用極板搬送部材に一括して供給することを特徴とする第７又は８の態様の二次電池の製造装置にある。
　本発明の第１０の態様は、前記供給手段は、前記正極板用又は前記負極板用カセット部材を複数台備えていることを特徴とする第７～９の何れか一つの態様の二次電池の製造装置にある。
　本発明の第１１の態様は、前記供給手段は、前記正極板用又は前記負極板用カセット部材に載置された前記正極板又は前記負極板の縁部を押圧する押圧部材を備えることを特徴とする第７～１０の何れか一つの態様の二次電池の製造装置にある。
　本発明の第１２の態様は、前記押圧部材は、前記正極板又は前記負極板のリード部とは反対側の縁部を押圧することを特徴とする第１１の態様の二次電池の製造装置にある。
　かかる本発明では、極板搬送部材に極板を極めて短時間で供給することができ、タクトタイムを大幅に短縮することができる。
　また極板を各極板搬送部材に高精度に位置決めした状態で載置することができる。これにより、セパレータの各谷溝内に挿入される極板の位置精度が高まり、ひいては極板群の品質を向上することができる。
実施形態１に係る極板群が収容された角形電池の概略を示す斜視図である。 実施形態１に係る極板群の概略構成を示す斜視図である。 実施形態１に係る極板群の製造装置を示す概略図である。 実施形態１に係る供給手段の構成を示す概略斜視図である。 実施形態１に係るカセット部材の概略を示す断面図である。 実施形態１に係る製造装置を用いた極板群の製造方法を示す概略図である。 実施形態１に係る製造装置を用いた極板群の製造方法を示す概略図である。 実施形態１に係る製造装置を用いた極板群の製造方法を示す概略図である。 実施形態１に係る製造装置を用いた極板群の製造方法を示す概略図である。 実施形態２に係る極板群を示す概略図である。 実施形態２に係る極板群の製造装置を示す概略図である。
　以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
　（実施の形態１）
　図１及び図２に示すように、リチウムイオン二次電池である角形電池（二次電池）１は、角形ケース２を備え、この角形ケース２内には極板群３が収容されている。角形ケース２の所定箇所には、図示しない正極端子と負極端子が設けられている。また角形ケース２内には、有機溶媒にリチウム塩を配合してなる電解液が充填されている。
　極板群３は、ジグザグ折りされたセパレータ４と、このセパレータ４の各谷溝４ａ内に交互に挿入された正極板５と負極板６とを具備する。正極板５と負極板６とは、各々の間にセパレータ４が介在するように交互に重ね合わせられ、セパレータ４が扁平に畳まれた状態になっている。正極板５と負極板６とはセパレータ４から互いに反対側に突出するリード部５ａ，６ａを備え、各極のリード部５ａ，６ａはそれぞれ束ねられている。そして正極板５のリード部５ａは上記正極端子に接続され、負極板６のリード部６ａは上記負極端子に接続される。
　このような構成の極板群３を製造する製造装置１０は、以下に説明するように、ジグザグ折り手段と、極板挿入手段と、供給手段と、プレス手段とを少なくとも備えている。
　図３（ａ）に示すように、ジグザグ折り手段は、鉛直方向にジグザグ状に配列された複数のガイド棒（ガイド部材）１１を有し、このガイド棒１１の一方の列１２Ａと他方の列１２Ｂとの間にセパレータ４が配置されると、図３（ｂ）に示すようにガイド棒１１を列１２Ａ，１２Ｂ同士間で水平方向に交差させて、セパレータ４をジグザグ折りする。
　ガイド棒１１は、セパレータ４に対して供給される正負の極板５，６の枚数と同じ本数か又はそれ以上の本数設けられている。これら複数本のガイド棒１１は、図示しない基台上に垂直方向に二列１２Ａ，１２Ｂで各々水平に配列される。またガイド棒１１は、列１２Ａ，１２Ｂ間でジグザクになるように、すなわち鉛直方向においてジグザグになるように配列される。これらのガイド棒１１は、列１２Ａ，１２Ｂごとに設けられた縦フレーム１３，１４にそれぞれ片持ち状に支持されている。
　またジグザグ折り手段は、ガイド棒１１の一方の列１２Ａと他方の列１２Ｂとの間にセパレータ４が配置されると、ガイド棒１１を列１２Ａ，１２Ｂ同士間で交差させてセパレータ４をジグザグ折りするための駆動部を備える。この駆動部は、例えば、ボールネジとボールネジを回転させるモータ等により構成される。なおこのようにボールネジ、モータ等で構成される駆動部は通常の送り手段であるから図示は省略する。
　また製造装置１０の図示しない基台上には、ジグザグ折りされるセパレータ４を下方から受け止める定盤１５が移動可能に設置されている。定盤１５の近傍には、セパレータ４の始端を把持するクランプ１６が定盤１５に干渉しないように移動可能に設けられている。定盤１５の上方にはセパレータ４が巻き取られたロール１７が設けられている。ロール１７はセパレータ４の繰り出し方向になるべく負荷がかからないように回転可能に保持されている。これにより、セパレータ４のジグザグ折りされる箇所に生じる張力が低減される。またセパレータ４の走行路には、ロール１７から繰り出されたセパレータ４を所定箇所において切断するためのカッター１８が設けられている。
　極板挿入手段は、所定枚数の正極板５又は負極板６が載置される複数の極板搬送トレー１９を有する極板搬送部材２０を備える。極板搬送部材２０の各極板搬送トレー１９をセパレータ４の各谷溝４ａ（図２参照）内に移動させることで、各谷溝４ａ内に正極板５と負極板６とを交互に挿入する。本実施形態では、極板挿入手段は、正極板５を搬送する第１の極板搬送部材（正極板用極板搬送部材）２０Ａと、負極板６を搬送する第２の極板搬送部材（負極板用極板搬送部材）２０Ｂと、を備えている。第１の極板搬送部材２０Ａは、極板群３に必要な正極板５の枚数と同数個の極板搬送トレー１９を備えている。第１の極板搬送部材２０Ａの各極板搬送トレー１９は、一方の列１２Ａを構成するガイド棒１１の後方に水平に配置され、その後端が支持フレーム２１Ａによって連結されている。同様に、第２の極板搬送部材２０Ｂも、複数個の極板搬送トレー１９を備える。第２の極板搬送部材２０Ｂの極板搬送トレー１９は、他方の列１２Ｂを構成するガイド棒１１の後方に水平に配置され、その後端が支持フレーム２１Ｂによって連結されている。
　各支持フレーム２１Ａ，２１Ｂは、正極板５又は負極板６の搬送方向に伸縮可能なピストン・シリンダ装置２２のピストンロッド２２ａにそれぞれ連結されている。また各ピストン・シリンダ装置２２は、正極板５又は負極板６の搬送方向に往復移動可能な往復台２３にそれぞれ設置されている。
　各往復台２３は、ボールネジ等からなる駆動部により水平方向に移動可能に構成されている。具体的には、各往復台２３は、基台上に回転可能に設置された送りネジであるボールネジ２４に螺合するナット２５に連結されている。ボールネジ２４は図示しないモータによって回転するようになっている。ボールネジ２４が回転すると、第１及び第２の極板搬送部材２０Ａ，２０Ｂがそれぞれ移動され、各極板搬送トレー１９がセパレータ４の各谷溝４ａ内に一括して供給される。
　なお極板搬送トレー１９の左右両側（極板搬送トレー１９の移動方向とは直交する方向における両側）には、セパレータ４の縁部に当接される一対の押し部材２６が設けられている。押し部材２６は、具体的には各極板搬送トレー１９の左右両側から突出した正極板５及び負極板６の縁部に当接する一対の縦棒として構成され、各往復台２３に取り付けられている。このため、ボールネジ２４の回転により往復台２３が移動すると、押し部材２６も極板搬送部材２０と共に往復移動する。そして、各極板搬送トレー１９がセパレータ４の谷溝４ａ内へと進入した後に各ピストン・シリンダ装置２２が縮動作すると、各極板搬送トレー１９は谷溝４ａ外へと後退されるが、押し部材２６は前進した位置に留まる。これにより正極板５及び負極板６は押し部材２６によって移動が規制されて、セパレータ４の谷溝４ａ内に残留することになる。
　このように極板搬送部材２０によって正極板５及び負極板６をセパレータ４の各谷溝４ａに一括して挿入することで、タクトタイムを短縮することができる。
　なお極板搬送部材２０は、ガイド棒１１によるセパレータ４のジグザグ折りの後に移動させるようにしてもよいが、ガイド棒１１が列１２Ａ，１２Ｂ同士間で交差しセパレータ４をジグザグ折りするのと同時に移動させるのが望ましい。これにより、セパレータ４をジグザグ折りしつつ、正極板５及び負極板６をセパレータ４の各谷溝４ａ内に挿入することが可能になり、タクトタイムがより一層短縮される。
　供給手段は、図４に示すように、例えば、所定枚数の正極板５又は負極板６が載置されるカセット部材（正極板用又は負極板用カセット部材）５０を有し、カセット部材５０に載置された所定枚数の正極板５又は負極板６を極板搬送部材２０の各極板搬送トレー１９に一括して供給する。なお図４及び図５には、正極板５が搭載されたカセット部材（正極板用カセット部材）５０を例示する。
　カセット部材５０は、第１の極板搬送部材２０Ａ及び第２の極板搬送部材２０Ｂ（図３参照）のそれぞれに対応して設けられている。各カセット部材５０は、正極板５又は負極板６を保持する複数段の極板保持部５１を備える。極板保持部５１は、極板搬送部材２０の各極板搬送トレー１９に対応して複数段に設けられている。各極板保持部５１は、支柱５２に固定された一対の支持板５３で構成されており、支持板５３間には所定幅のスリット部５４が設けられている。また支持板５３には、図５に示すように、正極板５又は負極板６等が挿入されるガイド溝５５がスリット部５４に沿って形成されている。
　また供給手段は、このようなカセット部材５０に載置された正極板５又は負極板６の縁部を、極板搬送部材２０に向かって押圧する押圧部材５６を備える。押圧部材５６は、正極板５及び負極板６の縁部に当接する縦棒として構成され、一対の支持板５３間のスリット部５４内を移動可能に設けられている。すなわち押圧部材５６は、スリット部５４よりも若干狭い幅で形成されており、図示しないピストン・シリンダ装置等の駆動手段によって直線移動可能に構成されている。またカセット部材５０と押圧部材５６とは、図示しない移動台に搭載されており、後述するように、ロボットアーム等で正極板５及び負極板６をカセット部材５０に搭載する極板搭載部と、極板搬送部材２０との間を移動可能に構成されている。
　そして本発明では、このような構成の供給手段によって極板搬送部材２０の各極板搬送トレー１９に対して所定枚数の正極板５又は負極板６を一括して供給することで、タクトタイムのさらなる短縮を図ると共に、極板群３の品質の向上を図っている。
　プレス手段は、基台上で垂直方向に昇降可能なプッシャー２７として構成され、正負の極板５，６の積層方向でセパレータ４を押圧して扁平させる。プッシャー２７は、押し部材２６によって正極板５及び負極板６の移動が規制された状態で、セパレータ４をこれら極板５，６の積層方向で押圧する。これにより、セパレータ４は正極板５と負極板６とを挟んだ状態で押し潰されて扁平となり、所定厚さの扁平形状の極板群３が形成される。
　以下、このような構成の製造装置１０による極板群３の製造方法について、図６～図１０を参照して説明する。
　まずは、図６に示すように、ジグザグ状に配列されたガイド棒１１の一方の列１２Ａと他方の列１２Ｂとの間にセパレータ４が配置されて、セパレータ４の先端がクランプ１６により把持される。セパレータ４はロール１７（図３参照）から繰り出され、比較的小さい張力でガイド棒１１の列１２Ａ，１２Ｂ間に鉛直方向に張られる。
　この状態で、ガイド棒１１の列１２Ａ，１２Ｂがセパレータ４側に向かって水平に移動され、ガイド棒１１が列同士間で交差される。これにより、図７に示すように、セパレータ４がジグザグ折りされ、一つの極板群３に必要な個数の谷溝４ａがセパレータ４に同時に形成される。つまり、ガイド棒１１でセパレータ４を押すことにより、セパレータ４がジグザグ折りにされている（ジグザグ折り工程）。
　また本実施形態では、このようにガイド棒１１が列１２Ａ，１２Ｂ毎に水平方向に移動されるのと同時に、第１及び第２の極板搬送部材２０Ａ，２０Ｂ及び押し部材２６もセパレータ４に向かって水平方向に移動される。これにより、第１の極板搬送部材２０Ａの各極板搬送トレー１９に予め搭載された正極板５、及び第２の極板搬送部材２０Ｂの各極板搬送トレー１９に予め搭載された負極板６が、ジグザグ折りされたセパレータ４の各谷溝内４ａに交互に挿入される（積層体形成工程）。
　次に、セパレータ４の各谷溝４ａ内からガイド棒１１が抜き取られる（抜去工程）。その後、押し部材２６を残して第１及び第２の極板搬送部材２０Ａ，２０Ｂがセパレータ４から離れる方向に移動されるのと同時に、プッシャー２７を下降させることでセパレータ４を介して正極板５と負極板６とが交互に積層された積層体が正極板５と負極板６の積層方向で定盤１５に向かって強く押圧される（押圧工程）。すなわち、積層体が正極板５、負極板６の積層方向で押圧されながら、第１及び第２の極板搬送部材２０Ａ，２０Ｂが、元の位置（図７（ａ）中に二点鎖線で示す）まで戻される。これにより、セパレータ４を介して正極板５と負極板６とが交互に積層された扁平形状の積層体が形成される。
　なお、セパレータ４の各谷溝４ａ内からガイド棒１１を抜去する際に、プッシャー２７でセパレータ４を軽く押圧するようにしてもよい。これにより、ガイド棒１１の抜去に伴い、セパレータ４のジグザグ状に屈曲形状の崩れを抑制することができる。また、セパレータ４の各谷溝４ａ内からガイド棒１１を抜去する工程の後に、積層体の押圧工程や第１及び第２の極板搬送部材２０Ａ、２０Ｂを元の位置まで戻す工程を行っているが、第１及び第２の極板搬送部材２０Ａ、２０Ｂを元の位置まで戻す工程の後に、セパレータ４の各谷溝４ａ内からガイド棒１１を抜去する工程を行ってもよい。
　また扁平形状の積層体が形成された後は、セパレータ４の先端がクランプ１６から解放され、セパレータ４の後端がカッター１８によって切断されることによって極板群３が形成される。さらに、この極板群３が電池のケース２内に収納されることで角形電池１が形成される。
　ここで、第１及び第２の極板搬送部材２０Ａ，２０Ｂの各極板搬送トレー１９には、上述したようにカセット部材５０の各支持板５３上に搭載されている正極板５又は負極板６を押圧部材５６で押圧することで、これら正極板５又は負極板６が一括して供給されるようになっている（極板供給工程）。
　カセット部材５０の各極板保持部５１を構成する支持板５３上には、極板搬送部材２０とは離れた位置に設けられた極板搭載部（図示なし）において正極板５又は負極板６がそれぞれ搭載される。そして、極板群３の製造開始時には、カセット部材５０に所定枚数の正極板５又は負極板６が予め載置された状態となっている。なお極板搭載部におけるカセット部材５０への正極板５又は負極板６の搭載方法は、特に限定されるものではない。例えば、極板搭載部に保管されている正極板５又は負極板６をロボットアーム等で吸着保持してカセット部材５０の各支持板５３上に載置すればよい。
　極板群３の製造方法が開始されると、図８に示すように、正極板５又は負極板６が載置されたカセット部材５０が各極板搬送部材２０に近接する位置まで移動される。この状態で、図９に示すように、棒状の押圧部材５６をスリット部５４に向かってスライドさせる。これにより、各カセット部材５０に載置されている所定枚数の正極板５又は負極板６が、押圧部材５６によって押し出されて第１又は第２の極板搬送部材２０Ａ，２０Ｂの各極板搬送トレー１９に一括して供給される。
　これにより、各極板搬送トレー１９に正極板５又は負極板６を極めて短時間で供給することができ、タクトタイムを大幅に短縮することができる。また本実施形態では、カセット部材５０に搭載されている複数の正極板５又は負極板６を、棒状の押圧部材５６で押圧することで極板搬送部材２０の各極板搬送トレー１９に一括して供給している。このため、各正極板５又は負極板６を各極板搬送トレー１９に対して高精度に位置決めした状態で載置することができる。これにより、セパレータ４の各谷溝４ａ内に挿入される正極板５及び負極板６の位置精度が高まり、ひいては極板群３の品質を向上することができる。
　また正極板５及び負極板６を各極板搬送トレー１９に供給する際、押圧部材５６によって正極板５及び負極板６のリード部５ａ，６ａとは異なる縁部、特に、リード部５ａ，６ａとは反対側の縁部を押圧することが好ましい。これにより、押圧部材５６の押圧による正極板５及び負極板６の変形を抑制して、正極板５及び負極板６を各極板搬送トレー１９に良好に供給することができる。
　なお極板搬送部材２０に対して正極板５又は負極板６が供給された各カセット部材５０は、極板搭載部に再び移動され、次に製造される極板群３に使用される正極板５又は負極板６が載置される。これにより、次に極板群３の製造が開始される際には、カセット部材５０に所定枚数の正極板５又は負極板６が予め搭載された状態となる。つまり、一つの前の極板群３を製造するために行われる、後述する正極板５と負極板６とが交互に重なり合う積層体を押圧する押圧工程までに、その次の極板群３を製造するための工程として、正極板５又は負極板６をカセット部材５０に載置する極板載置工程を完了させるようにしている。例えば、極板群３が備える極板５，６の枚数が多い場合など、次の極板群３の製造開始までに、カセット部材５０への正負の極板５，６の載置が間に合わないことも考えられる。このような場合には、カセット部材５０を各極板搬送部材２０に対して複数台備えるようにすることが好ましい。すなわち、正極板用と負極板用のカセット部材５０をそれぞれ複数台準備し、一つ前の極板群３の製造工程で用いられたカセット部材５０とは異なるカセット部材５０に正極板５又は負極板６を載置することが好ましい。これにより、次に極板群３の製造開始までに、カセット部材５０に所定枚数の正極板５又は負極板６を載置することができ、タクトタイムをより確実に短縮することができる。
　（実施形態２）
　図１０は実施形態２に係る極板群の概略構成を示す斜視図であり、図１１は、実施形態２に係る製造装置を示す概略図である。なお同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
　図１０に示すように、実施形態２に係る極板群３Ａは、ジグザグ折りされた連続状の重畳体４０と、この重畳体４０の各谷溝４０ａ内に挿入された正極板５とを具備する扁平形状の積層体として構成される。重畳体４０は２枚のセパレータ４Ａで負極板６Ａを挟んでなる積層体である。このため、重畳体４０の各谷溝４０ａ内に挿入された正極板５はセパレータ４Ａを介して負極板６Ａと対峙することになる。
　なお、このような本実施形態の構成においても、実施形態１と同様に、正極板５と負極板６Ａとには互いに逆向きにセパレータ４Ａから突出するリード部５ａ，６ａが設けられる（図２参照）。そして、各極のリード部５ａ，６ａはそれぞれ束ねられて角形ケース２（図１参照）の図示しない正極端子及び負極端子にそれぞれ接続される。
　図１１に示すように、このような極板群３Ａを製造する製造装置１０Ａは、実施形態１におけるものと同様にジグザグ状に配列された複数本のガイド棒１１、その他を有する構成であるが、ガイド棒１１の一方の列１２Ａと他方の列１２Ｂとの間に、重畳体４０が挿入されるようになっている。また、第１及び第２の極板搬送部材２０Ａ，２０Ｂのそれぞれが、正極板５を重畳体４０の谷溝４０ａ内に搬送するようになっている。実施形態２に係る製造装置１０Ａは、これらの点を除き、実施形態１に係る製造装置１０と同様の構成である。
　このような実施形態２に係る製造装置１０Ａでは、重畳体４０に正極板５のみを挿入する谷溝４０ａを形成すればよい。このため、実施形態１の極板群３と同様な性能の極板群３Ａを製造する場合、重畳体４０の谷溝４０ａの数は実施形態１の場合に比べ半数で足りる。したがってガイド棒１１や極板搬送トレー１９の個数も略半数に減らすことができ、ひいてはタクトタイムをさらに短縮することができる。
　（他の実施形態）
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。
　例えば、上述の実施形態では、カセット部材から各極板搬送トレーへの正負の極板の供給方法として、カセット部材に搭載された正負の極板を押圧部材で押圧する例を説明した。しかしながら、各極板搬送トレーに一括して極板を供給することができれば、その方法は特に限定されるものではない。例えば、カセット部材上の正負の極板を極板搬送トレー側から把持して、カセット部材から極板搬送トレー上に極板を引き出すようにしてもよい。
　また例えば、上述の実施形態では角形電池の一例としてリチウムイオン二次電池を例示したが、本発明はリチウムイオン二次電池以外の電池や、一次電池等にも適用可能である。さらに上述の実施形態では、ガイド棒を列同士間で交差させる際に双方の列を移動させるものとしたが、一方の列のガイド棒を停止させて他方の列のガイド棒を移動させるようにしても同様なジグザグ折りを行うことができる。そのように構成すれば、ガイド棒の列を移動させる駆動部を少なくすることができ、コストダウンが可能になる。また、ガイド棒や極板搬送トレー等の個数は増減自在であり、上記実施形態に限定されるものではない。
　１　角形電池
　２　角形ケース
　３　極板群
　４　セパレータ
　４ａ　谷溝
　５　正極板
　６　負極板
　５ａ，６ａ　リード部
　１０　製造装置
　１１　ガイド棒
　１２　列
　１３，１４　縦フレーム
　１５　定盤
　１６　クランプ
　１７　ロール
　１８　カッター
　１９　極板搬送トレー
　２０　極板搬送部材
　２１　支持フレーム
　２２　ピストン・シリンダ装置
　２２ａ　ピストンロッド
　２３　往復台
　２４　ボールネジ
　２５　ナット
　２６　押し部材
　２７　プッシャー
　４０　重畳体
　４０ａ　谷溝
　５０　カセット部材
　５１　極板保持部
　５２　支柱
　５３　支持板
　５４　スリット部
　５５　ガイド溝
　５６　押圧部材

Claims (12)

  1. 　所定枚数の正極板又は負極板を正極板用又は負極板用カセット部材に載置する極板載置工程と、
    　前記正極板用又は前記負極板用カセット部材に載置された所定枚数の前記正極板又は前記負極板を正極板用又は負極板用極板搬送部材に一括して供給する極板供給工程と、
    　複数のガイド部材でセパレータを押すことにより、前記セパレータをジグザグ折りにするジグザグ折り工程と、
    　前記ジグザグ折りにされた前記セパレータの各谷溝内に前記正極板用極板搬送部材に載置された前記正極板と前記負極板用極板搬送部材に載置された前記負極板とを交互に挿入することにより、前記セパレータを介して前記正極板と前記負極板とが交互に重なり合う積層体を形成する積層体形成工程と、
    　前記セパレータの各谷溝内から前記ガイド部材を抜去する抜去工程と、
    　前記積層体を前記正極板と前記負極板とが積層された方向に押圧する押圧工程と、を有することを特徴とする二次電池の製造方法。
  2. 　所定枚数の正極板を正極板用カセット部材に載置する極板載置工程と、
    　前記正極板用カセット部材に載置された所定枚数の前記正極板を正極板用極板搬送部材に一括して供給する極板供給工程と、
    　複数のガイド部材で負極板を２枚のセパレータで挟んだ重畳体を押すことにより、前記重畳体をジグザグ折りにするジグザグ折り工程と、
    　前記ジグザグ折りにされた前記重畳体の各谷溝内に前記正極板用極板搬送部材に載置された前記正極板を挿入することにより、前記セパレータを介して前記正極板と前記負極板とが交互に重なり合う積層体を形成する積層体形成工程と、
    　前記重畳体の各谷溝内から前記ガイド部材を抜去する抜去工程と、
    　前記積層体を前記正極板と前記負極板とが積層された方向に押圧する押圧工程と、を有することを特徴とする二次電池の製造方法。
  3. 　前記複数のガイド部材を鉛直方向にジグザグ状に配置し、前記ガイド部材の一方の列を他方の列との間に前記セパレータ又は前記重畳体を配置するセパレータ配置工程をさらに有し、
    　前記ジグザグ折り工程は、前記ガイド部材を列同士間で水平方向に交差させることにより行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の二次電池の製造方法。
  4. 　前記極板供給工程は、前記ジグザグ折り工程の前に行われることを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の二次電池の製造方法。
  5. 　前記極板載置工程は、一つ前の二次電池を製造するために行われる前記押圧工程までに行われることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の二次電池の製造方法。
  6. 　前記極板載置工程は、一つ前の二次電池を製造するために行われる前記極板載置工程で用いられた前記正極板用又は前記負極板用カセット部材とは異なる前記正極板用又は前記負極板用カセット部材に前記正極板又は前記負極板を載置することを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の二次電池の製造方法。
  7. 　鉛直方向にジグザグ状に配列された複数のガイド部材を有し、前記ガイド部材の一方の列と他方の列との間にセパレータが配置されると、前記ガイド部材を列同士間で水平方向に交差させて前記セパレータをジグザグ折りするジグザグ折り手段と、
    　所定枚数の前記正極板又は前記負極板が載置される正極板用又は負極板用極板搬送部材を備え、前記正極板用又は前記負極板用極板搬送部材を前記セパレータの各谷溝内に移動させることで各谷溝内に前記正極板と前記負極板とを交互に挿入する極板挿入手段と、
    　前記セパレータを介して前記正極板と前記負極板とが交互に重なり合う積層体を各極板が積層される方向で押圧するプレス手段と、を備えると共に、
    　所定枚数の前記正極板又は前記負極板が載置される正極板用又は負極板用カセット部材を有し、前記正極板用又は前記負極板用カセット部材に載置されている複数枚の前記正極板又は前記負極板を前記正極板用又は前記負極板用極板搬送部材に一括して供給する供給手段を備えることを特徴とする二次電池の製造装置。
  8. 　鉛直方向にジグザグ状に配列された複数のガイド部材を有し、前記ガイド部材の一方の列と他方の列との間に、負極板を２枚のセパレータで挟んだ重畳体が配置されると、前記ガイド部材が列同士間で水平方向に交差して前記重畳体をジグザグ折りするジグザグ折り手段と、
    　所定枚数の前記正極板が載置される正極板用極板搬送部材を備え、前記正極板用極板搬送部材を前記重畳体の各谷溝内に移動させることで各谷溝内に前記正極板を挿入する極板挿入手段と、
    　前記セパレータを介して前記正極板と前記負極板とが交互に重なり合う積層体を各極板が積層される方向で押圧するプレス手段と、を備えると共に、
    　所定枚数の前記正極板が載置される正極板用カセット部材を有し、前記正極板用カセット部材に載置された所定枚数の前記正極板を前記正極板用極板搬送部材に一括して供給する供給手段を備えることを特徴とする二次電池の製造装置。
  9. 　前記供給手段は、前記ジグザグ折り手段によって前記セパレータ又は前記重畳体がジグザグ折りされるまでに、所定枚数の前記正極板又は前記負極板を前記正極板用又は前記負極板用カセット部材から前記正極板用又は前記負極板用極板搬送部材に一括して供給することを特徴とする請求項７又は８に記載の二次電池の製造装置。
  10. 　前記供給手段は、前記正極板用又は前記負極板用カセット部材を複数台備えていることを特徴とする請求項７～９の何れか一項に記載の二次電池の製造装置。
  11. 　前記供給手段は、前記正極板用又は前記負極板用カセット部材に載置された前記正極板又は前記負極板の縁部を押圧する押圧部材を備えることを特徴とする請求項７～１０の何れか一項に記載の二次電池の製造装置。
  12. 　前記押圧部材は、前記正極板又は前記負極板のリード部とは反対側の縁部を押圧することを特徴とする請求項１１に記載の二次電池の製造装置。
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