特許 5775229 極板をセパレータで挟む装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5775229

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】極板をセパレータで挟む装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20150820BHJP

   H01M 2/18 20060101ALI20150820BHJP

   B23P 21/00 20060101ALI20150820BHJP

   H01M 10/0585 20100101ALN20150820BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/04 Z

   H01M2/18 Z

   B23P21/00 301Z

   !H01M10/0585

【請求項の数】10

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-548430(P2014-548430)

(86)(22)【出願日】2013年3月27日

(86)【国際出願番号】JP2013002096

(87)【国際公開番号】WO2014080544

(87)【国際公開日】20140530

【審査請求日】2015年3月11日

(31)【優先権主張番号】特願2012-255411(P2012-255411)

(32)【優先日】2012年11月21日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】598142014

【氏名又は名称】長野オートメーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102934

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 彰

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 司

(72)【発明者】

【氏名】山浦 誠司

【審査官】 市川 篤

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２４２５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２７１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２１７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２１７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４２５０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／０４−１０／０５８７

Ｈ０１Ｍ ２／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の位置で第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯を幅方向に少なくとも部分的に貼り合せる第１の貼り合せユニットと、
前記第１のセパレータ帯を前記第１の位置へ供給する第１の搬送ユニットと、
前記第２のセパレータ帯を、前記第１の位置へ、前記第１のセパレータ帯に対し角度をなすように供給する第２の搬送ユニットと、
極板を、前記第１の位置へ、前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯の間で、それぞれに対し角度をなすように、前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯を前記第１の位置で幅方向に貼り合せるタイミングに同期して供給する第３の搬送ユニットとを有し、
前記第３の搬送ユニットは、前記極板を断続的に、前記第１の位置へ、前記第１の搬送ユニットおよび前記第２の搬送ユニットによる前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯の搬送速度よりも高速で供給するフィーダを含み、さらに、
当該装置は、前記第１の位置で前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯が貼り合された直後に前記極板の先端が前記第１の位置に到達するように、前記フィーダにより前記極板を供給する制御ユニットを有する、装置。

【請求項2】

請求項１において、前記第３の搬送ユニットへ前記極板を供給する供給コンベアを有し、
前記供給コンベアは、前記極板が上流から下流の前記第３の搬送ユニットに向かう方向に可動な状態で搭載される第１の搬送面を形成する第１のユニットと、
前記第１の搬送面の第１の縁に沿って前記極板を上流から下流に向かう方向に可動な状態でガイドする第２の搬送面を形成する第２のユニットとを含み、
前記第２の搬送面は、前記第１の搬送面に対し下方に配置された第１の領域と、
前記第１の領域と連続した第２の領域であって、前記第１の搬送面に対し上方に配置された第２の領域とを含む、装置。

【請求項3】

請求項１または２において、前記第１の位置の下流の第２の位置で、前記第１の貼り合せユニットと同期して、前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯を、前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯の少なくとも一方の縁に沿って、少なくとも部分的に貼り合せる第２の貼り合せユニットを有する、装置。

【請求項4】

請求項３において、前記第１の貼り合せユニットおよび前記第２の貼り合せユニットはロータリータイプであり、
さらに、当該装置は、
前記第２の位置の下流の第３の位置で前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯を搬送する搬送ローラーと、
前記第１の貼り合せユニット、前記第２の貼り合せユニットおよび前記搬送ローラーをドロー制御するユニットとを有する、装置。

【請求項5】

請求項４において、前記第１の貼り合せユニットは、溶着により前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯を貼り合せる溶着ユニットを含み、
当該装置は、さらに、溶着により貼り合された部分の通過を検出するセンサー群を有し、
前記ドロー制御するユニットは、前記溶着により貼り合された部分の通過によりドロー値を判断する機能を含む、装置。

【請求項6】

請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記第１の貼り合せユニットは、溶着により前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯を貼り合せる溶着ユニットを含み、
当該装置は、さらに、前記溶着により貼り合された部分を検出し、前記溶着により貼り合された部分のほぼ中央で前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯をカットするカッターを有する、装置。

【請求項7】

極板を挟んだ状態で第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯が前記極板の周囲の少なくとも一部で貼り合された部品を製造することを有する方法であって、
前記貼り合された部品を製造することは、
前記第１のセパレータ帯を第１の位置へ供給するとともに、前記第２のセパレータ帯を前記第１の位置へ前記第１のセパレータ帯に対し角度なすように供給し、前記第１の位置で前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯を幅方向に少なくとも部分的に貼り合せることと、
前記極板を、前記第１の位置へ、前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯の間で、それぞれに対し角度をなすように、前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯を前記第１の位置で幅方向に貼り合せるタイミングに同期して供給することとを含み、
前記供給することは、前記極板を断続的に、前記第１の位置へ、前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯の搬送速度よりも高速で、前記第１の位置で前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯が貼り合された直後に前記極板の先端が前記第１の位置に到達するように前記極板を供給することを含む、方法。

【請求項8】

請求項７において、前記貼り合された部品を製造することは、前記第１の位置の下流の第２の位置で、前記幅方向に少なくとも部分的に貼り合せることと同期して、前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯を、前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯の少なくとも一方の縁に沿って貼り合せることを含む、方法。

【請求項9】

請求項８において、前記幅方向に少なくとも部分的に貼り合せることは、ロータリータイプの第１の貼り合せユニットにより貼り合せることを含み、
前記少なくとも一方の縁に沿って貼り合せることは、ロータリータイプの第２の貼り合せユニットにより貼り合せることを含み、
前記貼り合された部品を製造することは、さらに、
前記第２の位置の下流の第３の位置で前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯を搬送ローラーにより搬送することと、
前記第１の貼り合せユニット、前記第２の貼り合せユニットおよび前記搬送ローラーをドロー制御することとを含む、方法。

【請求項10】

請求項７ないし９のいずれかにおいて、前記幅方向に少なくとも部分的に貼り合せることは、前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯を溶着することを含み、
前記貼り合された部品を製造することは、さらに、溶着により貼り合された部分を検出し、前記溶着により貼り合された部分のほぼ中央で前記第１のセパレータ帯および前記第２のセパレータ帯をカットすることを含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、正極シートまたは負極シートをセパレータで挟む装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

日本国特許公開２００７−２４２５０７号公報（文献１）の課題は、積層型リチウムイオン電池の大量生産技術を確立するため、単電池積層体を大量に効率よく製造する技術及び製造装置の提供、並びに大量生産が可能でコストが安く、自己放電率が低く品質のよい積層型リチウムイオン電池を提供することである。この文献１には、ベルトコンベアと三種類のロールを組合せた装置により、「電極板を挿んだ熱接着状態のセパレータ帯」を形成し、ベルトコンベアの上にある引き取り装置を備えた「切断場所」の上でこの「電極板を挿んだ熱接着状態のセパレータ帯」を切断する製造方法で製造した袋入り正極板（又は負極板）と相対する裸の負極板（又は正極板）を交互に積層することにより、大量に且自動的に積層型リチウムイオン電池の単電池積層体を製造することが記載されている。

【発明の概要】

【0003】

リチウム電池などに用いられる電極体は、セパレータを挟んで複数の正極シート（正極板）および負極シート（負極板）を積層することにより製造される。極板（電極板（電極シート）、正極板（正極シート）または負極板（負極シート））を予めセパレータにより挟んだ状態の部材、いわゆる、袋入りの極板を用いる製造方法において、袋状のセパレータ内の極板の位置精度がさらに高く、電極体の製造にさらに適した袋入りの極板を供給することが要望されている。 本発明の一態様は、第１の位置で第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯を幅方向に少なくとも部分的に貼り合せる第１の貼り合せユニットを有する装置である。この装置は、さらに、第１のセパレータ帯を第１の位置へ供給する第１の搬送ユニットと、第２のセパレータ帯を、第１の位置へ、第１のセパレータ帯に対し角度をなすように供給する第２の搬送ユニットと、極板を、第１の位置へ、第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯の間で、それぞれに対し角度をなすように、第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯を第１の位置で幅方向に貼り合せるタイミングに同期して供給する第３の搬送ユニットとを有する。

【0004】

本発明の他の態様の１つは、極板を挟んだ状態で第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯が極板の周囲の少なくとも一部で貼り合された部品を製造することを有する方法である。この方法の一例は、電極組立体を製造する方法、電極組立体を含む電池の製造方法、上記装置の制御方法である。貼り合された部品を製造することは、以下の工程を含む。
１．第１のセパレータ帯を第１の位置へ供給するとともに、第２のセパレータ帯を第１の位置へ第１のセパレータ帯に対し角度なすように供給し、第１の位置で第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯を幅方向に少なくとも部分的に貼り合せること（幅方向に貼り合せる工程）。
２．電極を、第１の位置へ、第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯の間で、それぞれに対し角度をなすように、第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯を第１の位置で幅方向に貼り合せるタイミングに同期して供給すること（極板を供給する工程）。

【0005】

袋入りの極板を製造する場合、予め袋状に成形されたセパレータに対し極板を確実に挿入する方法は、極板に対しある程度大きなサイズの袋を形成する必要がある。このため、袋状のセパレータ内における極板の位置精度を向上することが難しい。極板をセパレータに搭載したり、挟んだ状態で袋状に成形する方法は、セパレータ内の極板を避けて、セパレータのみを溶着するためにある程度の誤差を見込む必要がある。したがって、袋状の（袋化された）セパレータ内における極板の位置精度を向上することが難しい。

【0006】

上記の装置および方法においては、セパレータ同士を溶着等により貼り合せる第１の位置へ、極板を異なる角度から、セパレータ同士を貼り合せるタイミングに同期して供給する。したがって、予め袋状に成形されたセパレータに極板を挿入する必要はなく、また、極板を挟んだ状態でセパレータを貼り合せる必要がない。このため、袋状のセパレータ内における極板の位置精度を向上できる。さらに、セパレータ同士を貼り合せる第１の位置へ、極板を異なる角度からセパレータ同士を貼り合せるタイミングに同期して供給するので、袋状のセパレータ内における極板の位置精度を向上できる。

【0007】

第３の搬送ユニットは、極板を断続的に、第１の位置へ、第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯の搬送速度よりも高速で供給するフィーダを含む。第１の位置で第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯が貼り合された直後に極板の先端が第１の位置に到達するように、フィーダにより極板を供給できる。このため、セパレータ同士を貼り合せた部分と極板とのクリアランスを小さくでき、袋状のセパレータ内における極板の位置精度を向上できる。

【0008】

この装置は、第１の位置で第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯が溶着された直後に極板の先端が第１の位置に到達するように、フィーダにより極板を供給する制御ユニットを有する。また、極板を供給する工程は、極板を断続的に、第１の位置へ、第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯の搬送速度よりも高速で、第１の位置で第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯が貼り合された直後に極板の先端が前記第１の位置に到達するように極板を供給する。

【0009】

この装置は、さらに、第１の位置の下流の第２の位置で、第１の貼り合せユニットと同期して、第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯を、第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯の少なくとも一方の縁に沿って、少なくとも部分的に貼り合せる第２の貼り合せユニットとを有することが望ましい。また、貼り合された部品を製造することは、第１の位置の下流の第２の位置で、幅方向に少なくとも部分的に貼り合せることと同期して、第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯を、第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯の少なくとも一方の縁に沿って貼り合せること（縁に沿って貼り合せる工程）を含むことが望ましい。セパレータ帯を縁に沿って縦方向に貼り合せることにより極板をセパレータにより袋詰めできる。

【0010】

第１および第２の貼り合せユニットはリニアに同期して動くタイプであってもよい。また、第１の貼り合せユニットおよび第２の貼り合せユニットはロータリータイプであってもよい。これらの貼り合せユニットがロータリータイプであり、さらに、第２の位置の下流の第３の位置で第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯を搬送する搬送ローラーを有する装置は、第１の貼り合せユニット、第２の貼り合せユニットおよび搬送ローラーをドロー制御するユニットを有することが好ましい。

【0011】

第１の位置で袋状のセパレータ内における極板の位置が精度よく決まった状態で、ドロー制御された第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯に極板を挟み込んで第２の位置に搬送できる。このため、ロータリータイプの貼り合せユニットにより、セパレータ帯の縁に沿った所定の位置を精度よく貼り合せできる。

【0012】

また、貼り合された部品を製造することは、さらに、第２の位置の下流の第３の位置で第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯を搬送ローラーにより搬送することと、第１の貼り合せユニット、第２の貼り合せユニットおよび搬送ローラーをドロー制御することとを含むことが望ましい。

【0013】

貼り合せユニットは、熱圧着するユニット、セパレータ帯を機械的に変形させて貼り合せるなどの、セパレータ帯を接着剤などの他の部材を用いずに貼り合せるユニットであることが望ましい。電池の諸性能への影響を抑制できる。貼り合せユニットの典型的なものは、溶着により第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯を貼り合せる溶着ユニットである。装置は、さらに、溶着により貼り合された部分の通過を検出するセンサー群を有し、ドロー制御するユニットは、溶着部分の通過によりドロー値を判断する機能を含むことが望ましい。

【0014】

セパレータにインクジェットなどの方法によりマーキングしてもよく、マーク用の切り込みなどを入れてもよい。しかしながら、貼り合せた部分とマーキングとの位置精度を高める必要があり、切り込みなどを入れると張力により分断される可能性がある。セパレータを溶着により貼り合せた部分は、色、透光性または反射性が変わる。したがって、光学センサーにより貼り合せた部分を直に検出でき、貼り合せた部分の通過によりドロー値を制御することが可能である。

【0015】

さらに、この装置は、溶着により貼り合せた部分を検出し、溶着により貼り合せた部分のほぼ中央で第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯をカットするカッターを有することが望ましい。溶着により貼り合せると、上述したように光学センサーで貼り合せた部分を検出できる。このため、カッターの直前で貼り合せた部分を検出して、そのほぼ中央でカットすることにより、袋状のセパレータ内における極板の位置精度をさらに向上できる。

【0016】

また、製造方法等における、貼り合された部品を製造することは、さらに、溶着により貼り合された部分を検出し、溶着により貼り合された部分のほぼ中央で第１のセパレータ帯および第２のセパレータ帯をカットすることを含むことが望ましい。

【0017】

また、この装置は、第３の搬送ユニットへ極板を供給する供給コンベアを有することが望ましい。供給コンベアは、極板が上流から下流の第３の搬送ユニットに向かう方向に可動な状態で搭載される第１の搬送面を形成する第１のユニットと、第１の搬送面の第１の縁に沿って極板を上流から下流の方向に可動な状態でガイドする第２の搬送面を形成する第２のユニットとを含む。さらに、第２の搬送面は、第１の搬送面に対し下方に配置された第１の領域と、第１の領域と連続した領域であって、第１の搬送面に対し上方に配置された第２の領域とを含む。

【0018】

この供給コンベアの第２の搬送面の第１の領域は、第１の搬送面に対し下方に配置される。このため、第１の領域は第１の搬送面に載せられる極板に対して非接触である。しかしながら、第２の領域と連続した第１の領域を設けることにより、薄板状の極板であっても、極板を第２の搬送面の第２の領域に確実に当ててガイドできる。このため、薄い極板を第１の搬送面および第２の搬送面で搬送しながら所定の向きにアライメントでき、アライメントに要する時間を短縮できる。

【0019】

この供給コンベアは、第３の搬送ユニットに対して極板を供給するだけではなく、薄物を搬送する汎用の搬送装置として提供することも可能である。このタイプの搬送装置は、極板に限らず薄い板状あるいはシート状の部材、部品、商品あるいは製品を所定の位置にコンベアとして搬送するとともに、コンベアから出力される際のそれらの薄物を所定の姿勢に整える（アライメントする）ことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】袋詰め装置の概略配置を示す図。

【図2】袋詰め装置のブロック図。

【図3】図３（ａ）〜（ｄ）は極板がセパレータにより袋詰めされる過程を示す図。

【図4】袋詰め装置を制御する工程を示すフローチャート。

【図5】異なる袋詰め装置の概略配置を示す図。

【図6】図６（ａ）〜（ｄ）は異なる溶着ユニットにより溶着される過程を示す図。

【図7】異なる供給コンベアの概略構成を示す図。

【図8】異なる供給コンベアの概略構成を示すVIII−VIII断面図（図７のVIII−VIII断面）。

【図9】異なる供給コンベアの内部構成を示すIX−IX断面図（図７のIX−IX断面）。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１に極板を袋詰めする装置の概略構成を示している。この袋詰め装置１は、極板１３を第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２で挟み、セパレータを第１の貼り合せユニット１０および第２の貼り合せユニット２０により貼り合せして袋詰めにする装置である。極板１３は典型的には正極板（正極シート）であり、負極板（負極シート）であってもよい。この装置１は、第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２を第１の位置Ｐ１で貼り合せる第１の貼り合せユニット１０と、第１のセパレータ帯１１を第１の位置Ｐ１に供給する第１の搬送ユニット１１０と、第２のセパレータ帯１２を第１の位置Ｐ１に供給する第２の搬送ユニット１２０と、極板１３を第１の位置Ｐ１に供給する第３の搬送ユニット１３０と、第１の貼り合せユニット１０とを含み、その下流に配置された袋詰めユニット１４０と、第３のユニット１３０に極板１３を搬送する供給コンベア１３９とを含む。

【0022】

第１の搬送ユニット１１０は、上流側より順番に配置された、セパレータロール１１１の引き出し量を制御するテンションコントローラー１１９と、セパレータ帯１１を大気圧放電プラズマにより処理するイオナイザ１１８と、テンションセンサー１１７と、セパレータ継ぎ部１１５と、ガイドローラー１１３および１１２とを備えている。テンションコントローラー１１９は、エッジポジション制御機能付きであり、エッジ位置を検出するセンサー１１９ａと、エッジ位置制御用駆動部１１９ｂと、テンション制御用モーター１１９ｃと、テンション制御用のパウダークラッチ１１９ｄと、セパレータロール１１１の回転を制御するエアーシャフト１１９ｅとを含む。

【0023】

テンションセンサー１１７は、段差ローラータイプであり、セパレータ帯１１に対して適度なテンション（バックテンション、張力）が与えられるように複数のローラーの相対的な位置を制御する。セパレータ継ぎ部１１５には複数のセパレータ押さえシリンダ１１５ａが配置されており、セパレータ帯１１を一時的に保持してロール１１１を交換したり、継いだりすることができるようになっている。

【0024】

ガイドローラー１１３および１１２は、セパレータ帯１１の供給方向を制御するローラーである。ガイドローラー１１３は、セパレータ帯１１の供給方向を後述する極板１３の供給方向Ｘに対し直交する方向Ｙに変換し、Ｙ方向の上側から下側に向かって搬送されるように変更する。ガイドローラー１１２は、セパレータ帯１１の供給方向を供給方向Ｘに対して時計方向に角度θ（＋θ）だけ傾いた方向になるように変換する。

【0025】

第２の搬送ユニット１２０は、第１の搬送ユニット１１０と共通した構成である。第２の搬送ユニット１２０は、セパレータロール１２１の引き出し量を制御するテンションコントローラー１１９と、セパレータ帯１２を大気圧放電プラズマにより処理するイオナイザ１１８と、テンションセンサー１１７と、セパレータ継ぎ部１１５と、ガイドローラー１２３および１２２とを備えている。ガイドローラー１２３は、セパレータ帯１２の供給方向を、極板１３の供給方向Ｘに対し直交する方向Ｙで、セパレータ帯１１の供給方向と逆の、下側から上側に向かって搬送されるように変更する。ガイドローラー１２２は、セパレータ帯１２の供給方向を供給方向Ｘに対して反時計方向に角度θ（−θ）だけ傾いた方向になるように変換する。

【0026】

第３の搬送ユニット１３０は、供給コンベア１３９から供給される切断済みの極板１３を、セパレータ同士を貼り合せる第１の位置Ｐ１へ供給する。第３の搬送ユニット１３０は、第１の位置Ｐ１へ極板１３を高速で供給する極板フィーダ１３１と、極板コンベア１３９から極板フィーダ１３１へ極板１３を供給する際のバッファリング機能とアライメント調整機能とを備えたエアー浮上微傾斜テーブル（エアー浮上テーブル）１３５と、供給コンベア１３９からエアー浮上テーブル１３５へ極板１３が供給されるタイミングを制御する第１の極板エスケープシリンダ（第１のゲート）１３８と、エアー浮上テーブル１３５から極板フィーダ１３１へ極板１３が供給されるタイミングを制御する第２の極板エスケープシリンダ（第２のゲート）１３３とを含む。

【0027】

エアー浮上微傾斜テーブル１３５は、極板１３のエッジの位置を決める凸状のガイド１３５ｃに向かって微小な角度で傾斜した傾斜面１３５ｂと、この傾斜面１３５ｂの上で極板１３を浮上させて極板フィーダ１３１に向けて搬送する極板エアーブロー用のノズル１３５ａとを含む。エアー浮上微傾斜テーブル１３５では、ノズル１３５ａから傾斜面１３５ｂに沿って搬送方向（Ｘ方向）に放出された圧縮空気により、ガイド１３５ｃによりアライメントされた極板１３が浮上した状態で極板フィーダ１３１に向けていつでも放出できる状態で待機する。

【0028】

極板フィーダ１３１は、フィードローラー１３１ａと、フィードローラー１３１ａを回転駆動するサーボモーター１３１ｂと、補助ローラー１３１ｃとを含む。極板フィーダ１３１は、フィードローラー１３１ａなどが常時回転しており、第２のゲート１３３が開いてエアー浮上テーブル１３５から極板１３が送られてくると、フィードローラー１３１ａと補助ローラー１３１ｃとで極板１３を挟み、セパレータ帯１１および１２よりも早い速度で極板１３を第１の位置Ｐ１に向けて送り出す。

【0029】

第３の搬送ユニット１３０は、さらに、供給コンベア１３９の上の極板１３のエッジを検出する第１のセンサー１５１と、エアー浮上テーブル１３５の上の極板１３のエッジを検出する第２のセンサー１５２と、極板フィーダ１３１から供給された極板１３のエッジを検出する第３のセンサー１５３とを含む。これらのセンサー１５１〜１５３は、極板１３の先端または後端を光学的に検出する。センサー１５１〜１５３は、極板１３の位置を画像解析により、あるいはメカ的に検出するものであっても良い。

【0030】

袋詰めユニット１４０は、第３の搬送ユニット１３０により搬送された極板１３を、第１の搬送ユニット１１０により上方から供給された第１のセパレータ帯１１と、第２の搬送ユニット１２０により下方から供給された第２のセパレータ帯１２とにより袋詰めする。袋詰めユニット１４０は、極板１３を第１のセパレータ帯１１と第２のセパレータ帯１２とにより挟み込んでセパレータ同士を溶着により貼り合せする溶着ライン１４１と、溶着されたセパレータ同士をカットするカッティング部１４５とを含む。

【0031】

溶着ライン１４１は、最初の溶着する位置（第１の位置）Ｐ１から下流に向かって順番に、セパレータ同士を幅方向に溶着して貼り合せ、第１の溶着部分ｈ１を形成する第１の貼り合せユニット（第１の溶着ユニット、横溶着ユニット）１０と、セパレータ同士の縁（エッジ）を供給方向（Ｘ方向）に溶着して貼り合せ、第２の溶着部分ｈ２を形成する第２の貼り合せユニット（第２の溶着ユニット、縦溶着ユニット）２０と、溶着されたセパレータ帯１１および１２を極板１３を含めて搬送するフィルム送りユニット（フィルムフィーダ）３０とを含む。

【0032】

カッティング部１４５は、溶着ライン１４１の動きと下流のロータリーカッター５０の動きとを連携させる同期制御用のロータリエンコーダ４０と、溶着された第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２を第１の溶着部分ｈ１でカットするロータリーカッター５０と、カットされた袋詰め電極１５を取り出すコンベア６０とを含む。

【0033】

第１の溶着ユニット１０はロータリータイプであり、テープ状の第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２に幅方向（横方向）の溶着を施すロータリーヒーター（ヒートローラ）１６と、ロータリーヒーター１６を回転駆動するサーボモーター１７と、補助ローラー１８とを含む。ロータリーヒーター１６は、回転対称な位置に軸方向に延びた加熱領域（不図示）を備えている。

【0034】

なお、以下では、ロータリーヒーターを用いて溶着する例を説明するが、セパレータ同士を溶着する方法は加熱に限らず、超音波、レーザーなどの他の方法を用いるものであってもよい。また、セパレータ同士を貼り合せる方法（貼りつける方法、接合する方法）は、溶着に限らず、熱圧着などの溶融を伴わない方法、針なしステープラーのように機械的にセパレータ同士を変形させて貼り合せる方法などを採用してもよい。薬剤を用いてセパレータ同士を貼り合せる方法を採用することも可能であるが、薬剤としては、電池の性能に影響を与えないもの、あるいは電解液と同等のものを採用することが好ましい。

【0035】

第２の溶着ユニット２０は、第１の位置Ｐ１の下流の第２の位置Ｐ２においてテープ状の第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２の端に沿って縦方向の溶着を施すロータリーヒーター（ヒートローラ）２６と、ロータリーヒーター２６を回転駆動するサーボモーター２７と、補助ローラー２８とを含む。ロータリーヒーター２６は、周方向に延びた加熱領域（不図示）を備えている。

【0036】

フィルムフィーダ３０は、第２の位置Ｐ２の下流の第３の位置Ｐ３で第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２を同時に搬送する搬送ローラーとして機能する。フィルムフィーダ３０は、駆動ローラー３１と、駆動ローラー３１を回転駆動するサーボモーター３２と、補助ローラー３３とを含む。

【0037】

ロータリーカッター５０は、第３の位置Ｐ３の下流の第４の位置Ｐ４において第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２を、貼り合された状態で同時にカットする。ロータリーカッター５０は、回転対称な位置に軸方向に延びた歯を含むカッター５１と、カッター５１を回転駆動するサーボモーター５２と、補助ローラー５３とを含む。

【0038】

袋詰めユニット１４０は、さらに、第２の溶着ユニット２０の上流に配置された第４のセンサー１５４と、フィルムフィーダ３０の上流に配置された第５のセンサー１５５と、ロータリーカッター５０の上流に配置された第６のセンサー１５６と、取り出しコンベア６０をモニタリングする第７のセンサー１５７とを含む。第４のセンサー１５４、第５のセンサー１５５および第６のセンサー１５６は、第１の溶着ユニット１０によりセパレータ帯１１および１２に幅方向（横方向）に形成された第１の溶着部分ｈ１を光学的に検出するセンサーである。

【0039】

セパレータ帯１１および１２は、極板同士の短絡を防止するもので、電解液を保持する機能を備えてもよい。セパレータ帯１１および１２は、例えばポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン等から構成される微多孔性膜であり、過電流が流れると、その発熱によって膜の空孔が閉塞され電流を遮断する機能をも有する。セパレータは、ポリオレフィンなどの単層膜のみに限られず、ポリプロピレン層をポリエチレン層でサンドイッチした三層構造や、ポリオレフィン微多孔膜と有機不織布などを積層したものも用いることができる。

【0040】

セパレータ帯１１および１２を構成するこれらの素材は、溶着温度、たとえば１２０〜１４０℃以上に加熱されると、変色したり、不透明であったものが透光性を持つなどの変化を示す。したがって、第１の溶着部分ｈ１を、適当な光学センサーにより検出できる。このため、第１の溶着部分ｈ１が通過したことを検出することにより、セパレータ帯１１および１２の移動速度をローカルであるいはリモートで検出できる。また、第１の溶着部分ｈ１が通過したことを検出することにより、ロータリーカッター５０で第１の溶着部分ｈ１を切断するタイミングを微調整できる。

【0041】

なお、リチウム電池用の電極体を構成する極板１３の１つは正極シート（正極板）である。正極シート（正極板）は、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）などの正極活物質と、カーボンブラックなどの導電材と、ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョンなどの接着剤とを含む正極活性材を正極側集電体としてのアルミニウム箔などの金属箔の両面に塗着、乾燥させ、圧延したのち所定の大きさに切断したものである。

【0042】

極板１３の他の１つは負極シート（負極板）である。負極シート（負極板）は、負極活性材を、負極側集電体としてのニッケル箔或いは銅箔などの金属箔の両面に塗着、乾燥させ、圧延したのち所定の大きさに切断したものである。負極活性材は、非晶質炭素などの正極活物質のリチウムイオンを吸蔵および放出する負極活物質を含む。極板１３、すなわち、正極シートまたは負極シートは、リチウム電池用の電極体に限定されず、他のタイプの電池用の電極体であってもよく、燃料電池用の電極体であってもよい。

【0043】

図２は袋詰め装置１のブロック図である。袋詰め装置１は、第１の搬送ユニット１１０、第２の搬送ユニット１２０、第３の搬送ユニット１３０および袋詰めユニット１４０を構成する各装置を制御する制御ユニット２００を含む。制御ユニット２００は、ＣＰＵおよびメモリなどのコンピュータ資源を含む。制御ユニット２００は、プログラム（プログラム製品）により袋詰め装置１の各ユニットを制御する。制御ユニット２００は、極板１３を、セパレータ同士を貼り合せる第１の位置Ｐ１に適切なタイミングで極板フィーダ１３１により極板１３を送り込む極板供給制御機能（極板供給制御ユニット、供給制御ユニット）２１０と、袋詰めユニット１４０の送り量を制御するドロー制御機能（ドロー制御ユニット）２２０とを含む。

【0044】

供給制御ユニット２１０は、第３の搬送ユニット１３０を構成する機器を制御し、極板１３を、第１の位置Ｐ１へ、セパレータ帯１１および１２が貼りあわされるタイミングに同期して供給する。さらに具体的には、供給制御ユニット２１０は、第１の位置Ｐ１において第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２が溶着された直後に極板１３の先端１３ｅが第１の位置Ｐ１に到達するように、極板フィーダ１３１により極板１３をＸ方向に搬送する。

【0045】

そのため、供給制御ユニット２１０は、第３の搬送ユニット１３０のエアー浮上テーブル１３５と極板フィーダ１３１との間の第２のゲート１３３を適切な時刻ｔ１に開ける。その結果、エアー浮上テーブル１３５の上でエアー源１３４から供給されたエアーにより微小に浮上した状態でスタンバイしている極板１３が、極板フィーダ１３１に送り込まれる。極板フィーダ１３１に送り込まれた極板１３は、フィードローラー１３１ａおよび補助ローラー１３１ｃに挟み込まれた状態で加速され、Ｘ方向に搬送される。

【0046】

第１の溶着ユニット１０のロータリーヒーター１６は、１または複数の溶着領域１６ａを含む。ロータリーヒーター１６の回転速度が一定、または制御されていれば、所定の周期で第１の位置Ｐ１において溶着（横溶着）が行われる。本例のロータリーヒーター１６は回転対称な位置（１８０度の位置）に２つの溶着領域１６ａを含む。このため、ロータリーヒーター１６が半回転する度に溶着が行われ、第１および第２のセパレータ帯１１および１２が溶着され、幅方向に延びた第１の溶着部分ｈ１が形成される。

【0047】

供給制御ユニット２１０は、第２のゲート１３３が開いてから、極板１３が極板フィーダ１３１により搬送され、極板１３の先端１３ｅが第１の位置Ｐ１に到達するまでの時間Ｔが予めセットされている。供給制御ユニット２１０は、第１の溶着ユニット１０で定期的に溶着が行われるのに同期して、第１の溶着部分ｈ１が形成されるタイミング（時刻）より時間Ｔだけ前の時刻ｔ１に第２のゲート１３３を開いて、極板フィーダ１３１に極板１３を供給する。

【0048】

その結果、第１の位置Ｐ１で第１の溶着部分ｈ１が形成されるのとほとんど時間差のないタイミング（ほぼ同時または直後）で、極板１３の先端１３ｅが第１の位置Ｐ１に到達する。その後、第１の溶着ユニット１０はロータリーヒーター１６の溶着領域１６ａ以外の場所と、サブローラー１８とにより、第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２を挟みこんだ状態でＸ方向に送り出す。したがって、極板１３は、第１の溶着部分ｈ１に先端１３ｅがほぼ当たった状態で第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２に挟み込まれ、第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２とともに下流の第２の溶着ユニット２０に向けて搬送される。

【0049】

供給制御ユニット２１０は、第１の位置Ｐ１へ供給された極板１３が第１および第２のセパレータ帯１１および１２とともに搬送されている状態を第３のセンサー１５３により確認する機能を含む。供給制御ユニット２１０は、さらに、第２のゲート１３３の上流における極板１３の状態（スタンバイ状況）を第２のセンサー１５２で確認する機能と、第１のゲート１３８の上流における極板１３の状態を第１のセンサー１５１で確認する機能とを含む。

【0050】

第１の位置Ｐ１の上流では、第１の搬送ユニット１１０のガイドローラー１１２により、第１のセパレータ帯１１が、極板１３が供給されるＸ方向に対して時計方向に角度θだけ傾いて供給される。また、第２の搬送ユニット１２０のガイドローラー１２２により、第２のセパレータ帯１２が、極板１３が供給されるＸ方向に対して反時計方向に角度θだけ傾いて供給される。したがって、この袋詰め装置１においては、第２のセパレータ帯１２は、第１の位置Ｐ１へ、第１のセパレータ帯１１に対し、Ｙ方向（極板１３の供給方向と直交する方向）に角度２θをなすように供給される。さらに、極板１３は、第１の位置Ｐ１へ、第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２の間で、それぞれに対しＹ方向に角度θをなすように供給される。

【0051】

このため、袋詰め装置１において、極板１３は、第１の位置Ｐ１へ到達するまでの間、第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２と接触することなく、第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２とは独立して第１の位置Ｐ１へ搬送される。したがって、極板１３を、セパレータ帯１１および１２の搬送速度と異なる、早い速度で、セパレータ帯１１および１２が溶着される第１の位置Ｐ１へ送り込むことが可能となる。このため、セパレータ帯１１および１２が溶着された位置、すなわち、第１の溶着部分ｈ１に当たるあるいは近接する位置に、精度よく極板１３を収めることができる。このように、装置１においては、袋状になったセパレータ帯１１および１２の中における極板１３の位置精度を向上できる。

【0052】

図３（ａ）に、第１の位置Ｐ１において溶着により貼り合されたセパレータ帯１１および１２に極板１３が収納された様子を示している。第１の溶着部分ｈ１が第１の位置Ｐ１において形成された直後に、極板１３は先端１３ｅが第１の位置Ｐ１に到達するように送り込まれる。したがって、第１の溶着部分ｈ１と極板１３の先端１３ｅとの間隔Ｗｃを非常に狭くすることができ、たとえば、０．５ｍｍ以下にすることができる。第１の溶着部分ｈ１と極板１３の先端１３ｅとの間（クリアランス）を小さくすることにより、袋状になったセパレータ帯１１および１２の中における極板１３の位置精度を向上できる。たとえば、この袋詰め装置１において、第１の溶着部分ｈ１の幅（Ｘ方向の長さ）は約２．０ｍｍであり、隣り合う極板１３同士の間隔を３．０ｍｍ±０．５ｍｍに制御できる。

【0053】

ドロー制御機能２２０は、第１の溶着ユニット１０、第２の溶着ユニット２０、フィルムフィーダ３０およびロータリーカッター５０のそれぞれのサーボモーター１７、２７、３２、５２の回転（送り量）を、ぞれぞれのユニット１０、２０、３０および５０において所定のドロー値（張りの程度）が得られるようにモーションコントロールする。たとえば、ドロー制御機能２２０は、ロータリーカッター５０のサーボモーター５２およびフィルムフィーダ３０のサーボモーター３２を、フィルムフィーダ３０のセパレータ帯１１および１２の送り速度に対して、ロータリーカッター５０の送り速度が若干早くなるように相対的に制御する。

【0054】

同様に、ドロー制御機能２２０は、フィルムフィーダ３０のサーボモーター３２の速度、第２の溶着ユニット２０のサーボモーター２７の速度、第１の溶着ユニット１０のサーボモーター１７の速度を、上流の機器のセパレータ帯１１および１２の送り速度に対して下流の機器のセパレータ帯１１および１２の送り速度が大きくなるように相対的に制御する。ドロー制御機能２２０は、袋詰めユニット１４０の４つのサーボモーターのモーションコントロールをしてもよく、第１の搬送ユニット１１０のテンションコントローラー１１９のサーボモーター１１９ｃおよび第２の搬送ユニット１２０のテンションコントローラー１１９のサーボモーター１１９ｃを含めた、６つのサーボモーターのモーションコントロールをする機能を備えていてもよい。

【0055】

ドロー制御機能２２０は、それぞれのユニット２０、３０および５０におけるセパレータ帯１１および１２の通過速度を第４のセンサー１５４、第５のセンサー１５５および第６のセンサー１５６により検出する機能を含む。これらのセンサー１５４〜１５６は、セパレータ帯１１および１２の中で色が変わった第１の溶着部分ｈ１を検出する。第１の溶着部分ｈ１は、セパレータ帯１１および１２に所定のピッチ（間隔）で形成されるので、第１の溶着部分ｈ１が検出される間隔（周期）を知ることにより、各ユニット２０、３０および５０におけるセパレータ帯１１および１２の速度（速度差）が判明する。このため、ドロー制御機能２２０は、各ユニット２０、３０および５０の間のセパレータ帯１１および１２に所定のドロー値（張力）が得られるようにドロー制御することができる。

【0056】

袋詰めユニット１４０のサーボモーターをドロー制御することにより、袋詰めユニット１４０の各ユニット１０、２０、３０および５０を通過するセパレータ帯１１および１２には一定の張力が与えられる。したがって、セパレータ帯１１および１２は、極板１３を挟み込んだ状態で緩んだり撓んだり、さらには皺になったりすることなく、これらのユニット１０、２０、３０および５０の間を移動する。このため、袋状になったセパレータ帯１１および１２の内部における極板１３の位置精度を保持しながら、セパレータ帯１１および１２をロータリーカッター５０まで搬送できる。

【0057】

図３（ｂ）に、第２の位置Ｐ２において、第２の溶着ユニット２０によりセパレータ帯１１および１２が縁に沿って貼り合わされ、第２の溶着部分ｈ２が形成される様子を示している。第２の溶着ユニット２０のロータリーヒーター２６は、図２に示すように、セパレータ帯１１および１２の端（エッジ）の部分に当たる周方向に沿って設けられた溶着領域２６ａを含む。制御ユニット２００は、第２の溶着ユニット２０の上流の第４のセンサー１５４により、第１の溶着ユニット１０により形成された第１の溶着部分ｈ１を検出し、第１の溶着部分ｈ１に同期して第２の溶着ユニット２０により第２の溶着部分ｈ２を形成する溶着制御機能２１２を含む。

【0058】

第１の溶着部分ｈ１を検出することにより、第２の溶着ユニット２０のサーボモーター２７がドロー制御されて速度が可変になっている場合であっても、セパレータ帯１１および１２の所定の場所に縦方向の第２の溶着部分ｈ２を形成できる。このため、セパレータ帯１１および１２に挟まれた極板１３を精度よく第１の溶着部分ｈ１および第２の溶着部分ｈ２で囲い、セパレータ帯１１および１２を袋化する。さらに、袋状になったセパレータ帯１１および１２内の極板１３の位置精度を向上できる。セパレータから突き出る状態となる極板１３の端子部１３ａの側のセパレータ帯１１および１２の縁にも、セパレータ帯が延びた方向（縦方向）に溶着部分を形成してもよい。

【0059】

図３（ｃ）に、第４の位置Ｐ４において、ロータリーカッター５０によりセパレータ帯１１および１２が第１の溶着部分ｈ１のほぼ中心でカットされる様子を示している。制御ユニット２００は、ロータリーカッター５０の上流の第６のセンサー１５６により、第１の溶着ユニット１０により形成された第１の溶着部分ｈ１を検出し、第１の溶着部分ｈ１に同期してセパレータ帯１１および１２をカットするカッター制御機能２１４を含む。第１の溶着部分ｈ１を検出することにより、サーボモーター５２および上流のユニットのサーボモーターがドロー制御されて速度が可変になっている場合であっても、第１の溶着部分ｈ１の中央部分Ｃ１を認識し、その位置Ｃ１でセパレータ帯１１および１２をカットできる。

【0060】

このため、図３（ｄ）に示すように、袋詰め装置１により、極板１３が袋状に加工されたセパレータ帯１１および１２に挟まれた、いわゆる袋入りの極板であって、寸法精度が高く、袋状のセパレータ内における極板の位置のばらつきの少ない製品１５を提供できる。

【0061】

図４に、袋詰め装置１を制御してセパレータの袋入り極板、あるいは極板を含む袋化されたセパレータ（部品または製品）１５を製造する工程８０をフローチャートにより示している。この工程８０で製造される、極板を挟んだ状態でセパレータ帯１１およびセパレータ帯１２が極板１３の周囲の少なくとも一部で貼り合された部品１５は、他方の電極、たとえば負極シートと交互に積層することにより電池用の電極組立体を製造し、提供できる。さらに、電極組立体を電解液とともにケースに収納することにより電池、たとえばリチウム電池を製造し、提供できる。

【0062】

この工程８０では、まず、ステップ８１において、第１のセパレータ帯１１を第１の位置Ｐ１へ供給するとともに、第２のセパレータ帯１２を第１の位置Ｐ１へ第１のセパレータ帯に対し角度なすように供給し、第１の位置Ｐ１でセパレータ帯１１および１２を幅方向に少なくとも部分的に貼り合せる（幅方向に貼り合せる工程）タイミングであるか否かを判断する。具体的には、ステップ８１において、第１の溶着ユニット１０により第１の位置Ｐ１で幅方向の溶着（横溶着）が行われるタイミングを判断する。

【0063】

横溶着が行われるタイミングであれば、第１の溶着ユニット１０が横溶着を行うのと同期して、ステップ８２において、供給制御ユニット２１０が第３の搬送ユニット１３０を制御し、極板フィーダ１３１を用いて極板１３を第１の位置Ｐ１に送り込む（極板を供給する工程）。ステップ８２においては、極板１３が断続的に、第１の位置Ｐ１へ、セパレータ帯１１および１２の搬送速度よりも高速で、第１の位置Ｐ１でセパレータ帯１１および１２が貼り合された直後に極板１３の先端１３ｅが第１の位置Ｐ１に到達するように供給される。このため、極板１３は、第１の溶着ユニット１０により形成される幅方向の第１の溶着部分ｈ１に先端１３ｅがほぼ当たるようセパレータ帯１１および１２の間に挿入される。したがって、セパレータ帯１１および１２内の所定の位置に精度よく（公差が少ない状態で）収納される。

【0064】

ステップ８３において、ドロー値の調整が必要になると、ステップ８４においてドロー制御機能２２０は、袋詰めユニット１４０に属する各ユニット１０、２０、３０および５０のサーボモーターの速度を適宜制御する。ドロー制御機能２２０は、モーターの回転速度を制御してもよく、クラッチ、ギアなどを用いて各ユニットの搬送速度を制御してもよい。

【0065】

ステップ８５において、第４のセンサー１５４による第１の溶着部分ｈ１の検出結果より、第２の溶着ユニット２０の搬送速度の調整が必要であれば、ステップ８６において、溶着制御機能２１２が第２の溶着ユニット２０のサーボモーター２７の搬送速度を制御する。第２の溶着ユニット２０は、第１の溶着部分ｈ１に対して所定の位置で、セパレータ帯１１および１２の端を貼り合せ（溶着し）、第２の溶着部分ｈ２を形成する。ステップ８６において第２の溶着ユニット２０の搬送速度を制御することによりステップ８３においてドロー値の調整が必要になれば、ステップ８４においてドロー制御機能２２０が各ユニットのサーボモーターを制御する。

【0066】

ステップ８７において、第６のセンサー１５６による第１の溶着部分ｈ１の検出結果より、ロータリーカッター５０の搬送速度の調整が必要であれば、ステップ８８において、カッター制御機能２１４がロータリーカッター５０のサーボモーター５２の搬送速度を制御する。ロータリーカッター５０は、第１の溶着部分ｈ１の所定の位置でセパレータ帯１１および１２をカットし、外寸の精度および極板の位置精度の高い袋入りの極板１５を製造する。この袋入りの極板１５を用いて電極体を形成し、リチウム電池を製造できる。

【0067】

ステップ８８においてロータリーカッター５０の搬送速度を制御することによりステップ８３においてドロー値の調整が必要になれば、ステップ８４においてドロー調整機能２２０が各ユニットのサーボモーターを制御する。

【0068】

なお、上記では、袋詰め装置１によりリチウムイオン電池用の電極体（セル）を製造するために適した袋入りの極板を製造する例を説明しているが、リチウムイオン電池に限らず、積層型の電極体を含む電池の製造に、この袋詰め装置１は好適である。また、セパレータに内蔵される極板は正極板に限らず、負極板であってもよい。以降の実施形態においても同様である。

【0069】

上記の袋詰め装置１においては、袋詰めユニット１４０に溶着ライン１４１に加えてカッティング部１４５を設け、袋入りの極板１５を極板単位で分離して製品として製造している。これに対し、カッティング部１４５を省略し、正極シートまたは負極シートを袋詰めしたセパレータ帯１１および１２の連続体を、負極シートまた正極シートを挟みながら折り重ねて電極体を製造する装置を提供することも可能であり、このような電極体の製造装置も本発明に含まれる。以降の実施形態においても同様である。

【0070】

また、カッティング部１４５に続いて、セパレータに袋詰めされカッティングされた正極シートまたは負極シートを、別途供給される負極シートまたは正極シートを積層して電極体を製造する装置を提供することも可能であり、このような積層装置も本発明に含まれる。以降の実施形態においても同様である。

【0071】

図５に、異なる袋詰め装置の概略構成を示している。この袋詰め装置２は、第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２を第１の位置Ｐ１で貼り合せる第１の貼り合せユニット１０ａと、第１のセパレータ帯１１を第１の位置Ｐ１に供給する第１の搬送ユニット１１０と、第２のセパレータ帯１２を第１の位置Ｐ１に供給する第２の搬送ユニット１２０と、極板１３を第１の位置Ｐ１に供給する第３の搬送ユニット１３０と、第３のユニット１３０に極板１３を搬送する供給コンベア３００と、第１の貼り合せユニット１０ａを含み、第１の貼り合せユニット１０ａの下流に配置された袋詰めユニット２４０と、装置２を制御する制御ユニット２００とを含む。なお、上記実施形態と共通の構成については、共通の符号を付して説明を省略する。

【0072】

第３の搬送ユニット１３０は、供給コンベア３００から供給された極板１３を第１の位置Ｐ１へ高速で供給する極板フィーダ（極板送り出しローラー）１３１と、供給コンベア３００から搬出された極板１３を極板フィーダ１３１へ供給するピンチローラー２５０とを含む。

【0073】

第３の搬送ユニット１３０は、さらに、供給コンベア３００の上の極板１３のエッジを検出する第１のセンサー２５１と、極板フィーダ１３１から供給された極板１３のエッジを検出する第２のセンサー２５２とを含む。ピンチローラー２５０は、供給コンベア３００の下流側の端に重複するように配置されており、第１のセンサー２５１が極板１３を検出すると、下降して供給コンベア３００の上の極板１３に上方から接触し、極板１３を極板フィーダ１３１へ送り出す。その後、ピンチローラー２５０は上昇して第１のセンサー２５１が次の極板１３を検出するまで待機する。極板フィーダ１３１は、第２のセンサー２５２が極板１３を検出すると、第１の貼り合せユニット１０ａの動作と同期して極板１３を第１の位置Ｐ１に向けて送り出す。

【0074】

袋詰めユニット２４０は、セパレータ同士を溶着により貼り合せる溶着ライン２４１と、貼り合されたセパレータ同士をカットするカッティング部２４５とを含む。なお、セパレータ同士を貼り合せる方法は溶着に限定されず、熱圧着などの他の方法でもよいことは上述した通りである。

【0075】

溶着ライン２４１は、第１の位置Ｐ１から下流に向かって順番に、セパレータ同士を溶着する溶着ユニット７０と、溶着されたセパレータ帯１１および１２を極板１３を含めて搬送するフィルムフィーダ３０とを含む。溶着ユニット７０は、セパレータ同士を幅方向に貼り合せて第１の溶着部分ｈ１を形成する第１の溶着ユニット（横溶着ユニット）１０ａと、セパレータ同士のエッジを供給方向（Ｘ方向）に貼り合せて第２の溶着部分ｈ２を形成する第２の溶着ユニット（縦溶着ユニット）２０ａとを含む。カッティング部２４５は、溶着された第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２を第１の溶着部分ｈ１でカットするロータリーカッター５０と、カットされた袋詰め電極１５を取り出すコンベア６０とを含む。

【0076】

第１の横溶着ユニット１０ａは、第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２に幅方向（横方向）の溶着を施す第１のヒートシールヘッド（横溶着ヘッド）７１を含む。横溶着ヘッド７１は、セパレータ帯１１の上方に配置され、セパレータ帯に沿って前後さらに上下に移動する上側ヘッド７１ａと、セパレータ帯１２に対し下方に配置され、前後および上下に動く下側ヘッド７１ｂと、上側ヘッド７１ａおよび下側ヘッド７１ｂのそれぞれの幅方向に延びた加熱領域７１ｃとを含む。

【0077】

縦溶着ユニット２０ａは、第１のセパレータ帯１１および第２のセパレータ帯１２の端に沿って縦方向の溶着を施す第２のヒートシールヘッド（縦溶着ヘッド）７２を含む。縦溶着ヘッド７２も、セパレータ帯１１に対し上方に配置され、前後および上下に動く上側ヘッド７２ａと、セパレータ帯１２に対し下方に配置され、前後および上下に動く下側ヘッド７２ｂと、上側ヘッド７２ａおよび下側ヘッド７２ｂのそれぞれの搬送方向（Ｘ方向）に延びた加熱領域７２ｃとを含む。

【0078】

溶着ユニット７０は、さらに、横溶着ヘッド７１および縦溶着ヘッド７２を、搬送方向（Ｘ方向）および上下方向（Ｙ方向）に同期して駆動する駆動ユニット７３を含む。

【0079】

図６（ａ）〜（ｄ）に、本例の溶着ユニット７０によりセパレータ同士が溶着される様子を示している。この溶着ユニット７０は、横溶着ヘッド７１および縦溶着ヘッド７２が、セパレータ帯１１および１２を上下からクランプした（挟み込んだ）状態でセパレータ帯１１および１２と同期してＸ方向（前後方向）に移動することにより、横溶着および縦溶着を同期して行う。

【0080】

すなわち、図６（ａ）はクランプする前の状態（第１のヘッド位置（原位置））９１を示す。上側ヘッド７１ａおよび下側ヘッド７１ｂは、セパレータ帯１１および１２から上下に離れた位置から、Ｘ方向へ搬送されるセパレータ帯１１および１２と同期して第１の位置Ｐ１に向けてそれぞれ下降および上昇を開始する。

【0081】

図６（ｂ）はクランプした直後の状態（第２のヘッド位置）９２を示す。上側ヘッド７１ａ（７２ａ）は第１の位置Ｐ１でセパレータ帯１１および１２をクランプし、下側ヘッド７１ｂ（７２ｂ）は第２の位置Ｐ２でセパレータ帯１１および１２をクランプする。その状態でセパレータ帯１１および１２と同期してＸ方向の下流側に移動しながら横溶着および縦溶着を行う。極板１３は、クランプすると同期して第１の位置Ｐ１に供給される。したがって、第１の位置Ｐ１では第１の溶着部分ｈ１が形成されるとともに極板１３がセパレータ帯１１および１２に挿入される。第２の位置Ｐ２では第２の溶着部分ｈ２が形成される。

【0082】

図６（ｃ）は下流でアンクランプする直前の状態（第３のヘッド位置）９３を示し、図６（ｄ）はアンクランプした後、上側ヘッド７１ａおよび７２ａ、および下側ヘッド７１ｂおよび７２ｂが第１のヘッド位置９１に向かって上流に移動する状態（第４のヘッド位置）９４を示す。上側ヘッド７１ａおよび７２ａ、および下側ヘッド７１ｂおよび７２ｂは、これらの第１のヘッド位置９１から第４のヘッド位置９４の動きを繰り返すことにより、セパレータ帯１１および１２を袋状に貼り合せる。また、第３の搬送ユニット１３０が極板１３を貼り合せるタイミングと同期して供給することによりセパレータの袋内に精度よく極板１３を挿入できる。

【0083】

図７に、供給コンベア（搬送装置）３００の概略構成を抜き出して示している。図８に、供給コンベア（搬送装置）３００の概略構成を長手方向の断面図（図７のVIII−VIII断面）により示している。図９に、供給コンベア３００の内部構成を幅方向の断面図（図７のIX−IX断面）により示している。この袋詰め装置２においては、供給コンベア３００によりアライメントされた状態で極板１３を第３の搬送ユニット１３０に供給する。具体的には、ピンチローラー２５０を介して極板フィーダ１３１へ極板１３を供給する。

【0084】

供給コンベア３００は、薄板状（平板状）の極板１３が載せられ、搬送方向（Ｘ方向）に極板１３が可動な第１の搬送面３１１を形成する第１のユニット３１０と、第１の搬送面３１１に直交する第２の搬送面３２１を形成する第２のユニット３２０とを含む。第１の搬送面３１１は極板１３が搭載された状態でＸ方向に動くように極板１３をガイドする面である。第２の搬送面３２１は、第１の搬送面３１１の幅方向３０２、すなわちＸ方向に直交する左右方向（第２の方向）３０２の左縁（第１の縁）３１１ａに沿って極板１３がＸ方向に動くようにガイドする面である。

【0085】

第１のユニット３１０は、第１の縁３１１ａの側が不支持の第１のコンベアユニット４１０を含む。すなわち、第１のコンベアユニット４１０は、右方（一方）３０２ｂが支持され、左方（他方）３０２ａが開放された片持ち（片側支持）タイプである。第１のコンベアユニット４１０は、ローラーコンベア３１０ａであり、Ｘ方向に並んだ複数のローラーユニット３３０と、各ローラーユニット３３０を回転させるための駆動力を供給する駆動ユニット３５０とを含む。極板１３を載せて搬送する第１の搬送面３１１は、各ローラーユニット３３０の回転するローラー表面３４５、具体的にはローラー表面３４５と極板１３の底部１３ｂとの接触する部分を含む第１の面４１１により形成される。

【0086】

第１のコンベアユニット４１０は、搬送物（搬送対象物）、本例であれば極板１３にエアーが吹き付けられるなどの方法により駆動力を与えられるタイプ（受動式）であってもよい。本例の第１のコンベアユニット４１０は、駆動ユニット３５０を備えた能動式のコンベアユニットであり、こちらの方が搬送物の搬送速度を一定に保ちやすく、複数の極板１３の間隔や姿勢を制御しやすい。

【0087】

複数のローラーユニット３３０は、最も上流側（搬入側）３０１ａに配置された入口ローラーユニット３３０ａと、最も下流側（搬出側、第３の搬送ユニット１３０の側）３０１ｂに配置された出口ローラーユニット３３０ｂと、入口ローラーユニット３３０ａおよび出口ローラーユニット３３０ｂの間に配置された複数の中間ローラーユニット３３０ｃとを含む。

【0088】

入口ローラーユニット３３０ａおよび出口ローラーユニット３３０ｂは、それぞれの搬送方向が第１のコンベアユニット４１０全体の搬送方向を向くように配置されている。すなわち、ローラーユニット３３０ａおよび３３０ｂの回転軸３４０は、搬送方向に対して直交（左右方向３０２と一致）するように配置されている。ローラーユニット３３０ａおよび３３０ｂの搬送方向は、第１のコンベアユニット４１０全体の搬送方向と並行である。

【0089】

一方、複数の中間ローラーユニット３３０ｃのそれぞれは、搬送方向が第１のコンベアユニット４１０全体の搬送方向に対し第２のユニット３２０（第２の搬送面３２１）の方向に傾くように配置されている。具体的には、それぞれのローラーユニット３３０ｃの回転軸３４０が、第１の縁３１１ａに対し直交せず、第１のコンベアユニット４１０全体の搬送方向に傾いて配置されている。傾きは複数のローラーユニット３３０ｃで共通であってもよく、個々に角度が変わっていてもよい。ローラーユニット３３０の傾きは進行方向（Ｘ方向）に対して９０度以下、すなわち、鋭角であり、複数の中間ローラーユニット３３０ｃのそれぞれの搬送方向は第１のコンベアユニット４１０全体の搬送方向に対し第１の縁３１１ａの方向に傾いている。

【0090】

複数の中間ローラーユニット３３０ｃの傾きは同一であってもよく、入口から出口に向かって傾きが大きくなるように配置してもよく、入口から中央付近に向かって傾きが大きくなり、中央付近から出口に向かって傾きが小さくなるように配置してもよい。

【0091】

第１のコンベアユニット４１０は片持ちタイプであり、それぞれのローラーユニット３３０ａ、３３０ｂおよび３３０ｃは、両持ち（両支持）の主ローラー部３４６と、片持ち（片側支持）のサブローラー部３４７とを含む。主ローラー部３４６は、中央より第１の縁３１１ａに近い側に配置された中間支持ユニット３４３と、第１の縁３１１ａと反対側の縁３１１ｂとで支持されている。サブローラー部３４７は、中間支持ユニット３４３で主ローラー部３４６に連結され、中間支持ユニット３４３により片持ち（片側支持）されている。

【0092】

個々のローラーユニット３３０は、回転軸３４０と、回転軸３４０の周りにローラー表面３４５を形成する円筒状のローラー本体３４１と、第２の縁３１１ｂの一端（右端）３４０ｂを回転可能に支持する支持ユニット３４２と、回転軸３４０の右端３４０ｂと第１の縁３１１ａの側の他端（左端）３４０ｂとの間を回転可能に支持する中間支持ユニット３４３とを含む。

【0093】

ローラーコンベア３１０ａの駆動ユニット３５０は、非接触で塵などが発生しにくいマグネット駆動タイプである。駆動ユニット３５０は、Ｘ方向に延びた駆動磁気車３５５と、この駆動磁気車３５５を駆動ベルト３５３で繋がれた駆動プーリー３５２および従動プーリー３５４を介して回転駆動するサーボモーター３５１と、各ローラーユニット３３０の回転軸３４０の一部に設けられた従動磁気車３５６とを含む。従動磁気車３５６は、磁場を介して駆動磁気車３５５により回転駆動させる。駆動ユニット３５０および支持ユニット３４２は、ハウジング（フレーム）３８０の内部に収容されている。なお、本例の駆動ユニット３５０は、永久磁石により形成された磁気車３５５および３５６を用いた非接触型の駆動ユニットであるが、ローラーコンベア３１０ａの駆動方式はこれに限定されない。

【0094】

第１の搬送面３１１のサブローラー部３４７の不支持の側である第１の縁３１１ａに、サブローラー部３４７に対してクリアランスが最小限となるように第２の搬送面３２１が配置されている。

【0095】

第２のユニット３２０は、第２の搬送面３２１を形成するベルトコンベア（サイドコンベア）３２０ａを含む。サイドコンベア３２０ａは、コンベアベルト（サイドベルト）３６０と、サイドベルト３６０を巻き掛ける上流側３０１ａの第１のプーリー３７１および下流側３０１ｂの第２のプーリー３７２と、第１のプーリー３７１を介してベルト３６０に駆動力を供給する駆動ユニット（サーボモーター）３７０とを含む。極板１３をガイドする第２の搬送面３２１は、サイドベルト３６０のベルト表面３６０ａにより形成される。

【0096】

サイドコンベア３２０ａの第２の搬送面３２１、すなわち、サイドベルト３６０の表面３６０ａは、第１の搬送面３１１に対し下方３０３ｂに配置された第１の領域３９１と、第１の搬送面３１１に連続した面であって第１の搬送面３１１に対し上方３０３ａに配置された第２の領域３９２とを含む。

【0097】

第１の領域３９１は、搬送物である極板１３に対して非接触となる領域（非接触領域、非接触面）である。第２の領域３９２は、極板１３に対して接触可能な領域（接触領域、接触面）である。サイドコンベア３２０ａの第２の搬送面３２１と、ローラーコンベア３１０ａの第１の搬送面３１１とは、搬送方向視において横Ｔ字状に配置されており、第２の領域３９２が、第１の搬送面３１１よりも上方３０３ａで搬送方向に移動し、第１の領域３９１が、第１の搬送面３１１よりも下方３０３ｂで搬送方向に移動する。

【0098】

第２の搬送面３２１は、極板１３の搬送には直接的には寄与しない非搬送用の領域である第１の領域３９１を含む。第２の搬送面３２１に、上方の搬送面である第２の領域３９２に連続する非搬送用の領域を下方に設けることにより、薄板（薄膜）状の極板１３であっても、第２の領域３９２の下側に潜り込んだりすることがない。したがって、薄板状の搬送物であっても、その一部に第２の搬送面３２１を確実に当てて、所望の方向に移動またはガイドできる。

【0099】

第２のコンベアユニット４２０も受動式であっても能動式であってもよい。本例の第２のコンベアユニット４２０は第１のコンベアユニット４１０と同様に能動式のコンベアユニットであり、こちらの方が搬送物の搬送速度を一定に保ちやすく、複数の極板１３の間隔や姿勢を制御しやすい。

【0100】

この供給コンベア３００は、入口ローラーユニット３３０ａを介して第１の搬送面３１１に極板１３が搬入されると、Ｘ方向に対して傾いた複数の中間ローラーユニット３３０ｃが電極１３をＸ方向に搬送するとともに第２の搬送面３２１の方向に搬送（幅寄せ）する。第２の搬送面３２１は第１の搬送面３１１の下側にも伸びているので、薄板状の極板１３であっても搬送中にいずれかの部分が第２の搬送面３２１に接する。その後、第１の搬送面３１１により極板１３はさらに第２の搬送面３２１に幅寄せされる。このため、極板１３は第２の搬送面３２１、すなわち、サイドベルト３６０に一方の縁（エッジ）１３ａが全体的に接し第２の搬送面３２１を基準として姿勢が整えられる。したがって、極板１３が供給コンベア３００の出口ローラーユニット３３０ｂに到達したときは、極板１３は第２の搬送面３２１を基準にアライメント（姿勢調整）され、搬出先の第３の搬送ユニット１３０に供給される。

【0101】

この供給コンベア３００のサイドベルト３６０を支持する下流側３０１ｂの第２のプーリー３７２の径は、上流側３０１ａの第１のプーリー３７１の径よりも小さい。このため、第２のプーリー３７２を出口ローラーユニット３３０ｂのより近くに配置でき、極板１３のガイド面である第２の搬送面３２１からのリリースポイントを下流側３０１ｂにシフトできる。したがって、アライメントされた極板１３が出口ローラーユニット３３０ｂにより搬出される際、あるいは出口ローラーユニット３３０ｂの上でピックアップされる際に姿勢が変わってしまうような事態を未然に防止できる。

【0102】

このように供給コンベア３００で極板１３を搬送することにより、極板１３の位置および姿勢を、第２の搬送面３２１に沿った姿勢で下流側３０１ｂへ出力できる。したがって、供給コンベア３００により極板１３を所定の位置に搬送するとともに、極板１３を所定の姿勢に整える（アライメントする）ことができ、極板１３のアライメントに要する時間を節約できる。

【0103】

なお、第１のユニット３１０は、片持ち（片側支持）タイプのコンベアユニットに限定されず、両持ち（両側支持）タイプのコンベアユニットを含むものであってもよい。しかしながら、第１のユニット３１０の第１の縁３１１ａに対しクリアランスが最小限となるように第２の搬送面３２１を設けるためには、第１のユニット３１０は片持ちタイプであることが望ましい。

【0104】

また、第１のユニット３１０は、ローラーコンベアに限定されない。同様に、第２のユニット３２０は、ベルトコンベアに限定されない。ただし、搬送中に搬送対象物を第２の搬送面３２１の方向の寄せるにはローラーコンベアが適している。また、薄板状の搬送対象物をアライメントするには第２の搬送面３２１はＸ方向（搬送方向）に連続していることが好ましく、ベルトコンベアであることが望ましい。

【0105】

ローラーユニット３３０は、搬送する極板１３の重量等に応じて中間支持ユニット３４３を省略することも可能である。また、片持ちタイプのローラーユニット３３０は全体が進行方向に対して鋭角に傾いたローラーユニットであってもよく、主ローラー部とは別に、第１の縁３１１ａの近傍に設けられた片持ちタイプのショートローラーが進行方向に対して鋭角に傾いていてもよい。

【0106】

このように、供給コンベア３００を用いて搬送対象物を搬送する工程は、供給コンベア３００が搬送対象物（極板１３）を搬送中に搬送対象物の一方の縁を第１の搬送面３１１上で第２の搬送面３２１に接触させてアライメントすることを含む。薄い搬送対象物を搬送中にアライメントでき、アライメントに要する時間を削減することができる。

【0107】

この供給コンベア３００は、極板１３に限らず、搬送対象物を搬送するとともに所定の姿勢に整えることができる。特に、上下に連続した第２の搬送面を備えた供給コンベア３００は、薄く、シート状の搬送対象物をアライメントするのに適しており、極板１３に限らずさまざまは薄板状のものを搬送する搬送装置としても好適である。供給コンベア３００から搬送対象物をピックアップする方法の１つは、上述したように、出力側（下流側）の端にピンチローラー２５０を設けて、下流の装置、上記の例では極板フィーダ１３１へ供給することである。下流の装置は、たとえば、アライメント済みの極板１３を収納する領域や部品搬送用のストッカであってもよい。アライメントされた極板１３は、袋詰め用の装置に限らず、極板１３をセパレータ１１または１２と交互に積層して電極組立体を製造するような装置にも適用できる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】