特許 6575368 電極積層装置

(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】6575368

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】電極積層装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20190909BHJP

   H01M 10/0585 20100101ALI20190909BHJP

   H01G 13/00 20130101ALN20190909BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/04 Z

   H01M10/0585

   !H01G13/00 381

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-6844(P2016-6844)

(22)【出願日】2016年1月18日

(65)【公開番号】特開2017-130260(P2017-130260A)

(43)【公開日】2017年7月27日

【審査請求日】2018年10月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(72)【発明者】

【氏名】西原 寛恭

【審査官】 山内 達人

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５４−４４７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１４４００７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１９５３０４９９（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０５８

Ｈ０１Ｇ １３／００

Ｈ０１Ｍ ６／０２

Ｈ０１Ｍ ４／０４

Ｈ０１Ｍ １０／１２

Ｈ０１Ｍ １０／２８

Ｈ０１Ｍ １０／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下方向に延びるループ状の第１循環部材と、前記第１循環部材の外周面に取り付けられ正極を支持する複数の第１支持部とを有し、前記正極を搬送する第１搬送ユニットと、
上下方向に延びるループ状の第２循環部材と、前記第２循環部材の外周面に取り付けられ負極を支持する複数の第２支持部とを有し、前記負極を搬送する第２搬送ユニットと、
前記第１搬送ユニットと前記第２搬送ユニットとの間に配置され、前記正極と前記負極とが交互に積層される積層ユニットと、
前記第１支持部に前記正極を供給する第１供給路と、
前記第１支持部から前記正極を取り出して前記積層ユニットに導く第１取出路と、
前記第２支持部に前記負極を供給する第２供給路と、
前記第２支持部から前記負極を取り出して前記積層ユニットに導く第２取出路とを備え、
前記第１供給路及び前記第１取出路の高さ位置は異なっており、
前記第２供給路及び前記第２取出路の高さ位置は異なっていることを特徴とする電極積層装置。

【請求項2】

前記第１搬送ユニットと前記第２搬送ユニットとの間の積層位置に対して前記積層ユニットを搬入・搬出する積層ユニット搬送路を更に備え、
前記第１搬送ユニット、前記第２搬送ユニット、前記第１供給路、前記第１取出路、前記第２供給路、前記第２取出路及び前記積層ユニット搬送路は、複数ずつ有し、
前記第１供給路及び前記第２供給路と前記積層ユニット搬送路とは立体交差となっていることを特徴とする請求項１記載の電極積層装置。

【請求項3】

前記第１供給路及び前記第２供給路の高さ位置は同じであり、
前記第１取出路及び前記第２取出路の高さ位置は同じであることを特徴とする請求項１または２記載の電極積層装置。

【請求項4】

前記第１搬送ユニットは、前記第１循環部材を回転させると共に、前記第１循環部材を上下方向に移動させる第１駆動部を有し、
前記第２搬送ユニットは、前記第２循環部材を回転させると共に、前記第２循環部材を上下方向に移動させる第２駆動部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の電極積層装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電極積層装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の電極積層装置としては、例えば特許文献１に記載されている装置が知られている。特許文献１に記載の装置積層装置は、架台上に配置され、正電極、負電極及びセパレータをそれぞれ供給する３つの供給部と、各供給部から供給された正電極、負電極及びセパレータをそれぞれ挟持して搬送する３つのローラー対と、ローラー対の搬送方向下流側に配置され、正電極、負電極及びセパレータを積層する積層部とを備えている。また、電極の搬送には、例えば特許文献２に記載されているようなベルトコンベアが多用されている。特許文献２に記載の装置は、併合ベルトの進行方向に対して所定の角度をもって傾斜した傾斜ベルトを有し、併合ベルトにより搬送されたプレートは傾斜ベルトに移載され、傾斜ベルトによりプレートが収集ベルトに向けて搬送される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２５８４１８号公報

【特許文献2】特表２００１−５０１０１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、積層部に電極を搬送する搬送路では、積層部に相当する高さに電極を供給する必要があるが、例えば特許文献２に記載のように、ベルトコンベアを傾斜して配置することにより、電極の搬送路の高さ位置を変えることはできる。しかし、各ベルトコンベア間を電極が乗り移る際に、電極の位置ずれ等の不具合が発生しないようにするには、ベルトコンベアの傾斜角度を小さくする必要がある。この場合には、傾斜用ベルトコンベアが長くならざるを得ないため、傾斜用ベルトコンベアのスペースが水平方向に大きく取られてしまう。

【0005】

本発明の目的は、省スペース化を図りつつ、電極の搬送路の高さ位置を変更することができる電極積層装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様の電極積層装置は、上下方向に延びるループ状の第１循環部材と、第１循環部材の外周面に取り付けられ正極を支持する複数の第１支持部とを有し、正極を搬送する第１搬送ユニットと、上下方向に延びるループ状の第２循環部材と、第２循環部材の外周面に取り付けられ負極を支持する複数の第２支持部とを有し、負極を搬送する第２搬送ユニットと、第１搬送ユニットと第２搬送ユニットとの間に配置され、正極と負極とが交互に積層される積層ユニットと、第１支持部に正極を供給する第１供給路と、第１支持部から正極を取り出して積層ユニットに導く第１取出路と、第２支持部に負極を供給する第２供給路と、第２支持部から負極を取り出して積層ユニットに導く第２取出路とを備え、第１供給路及び第１取出路の高さ位置は異なっており、第２供給路及び第２取出路の高さ位置は異なっていることを特徴とする。

【0007】

このような電極積層装置においては、第１供給路から第１支持部に正極が供給されると、第１循環部材の回転によって正極が循環移動する。そして、正極が第１取出路に達すると、第１支持部から第１取出路に正極が取り出される。従って、第１搬送ユニットは、正極を貯えながら順次搬送することとなる。また、第２供給路から第２支持部に負極が供給されると、第２循環部材の回転によって負極が循環移動する。そして、負極が第２取出路に達すると、第２支持部から第２取出路に負極が取り出される。従って、第２搬送ユニットは、負極を貯えながら順次搬送することとなる。ここで、第１支持部に正極を供給する第１供給路の高さ位置と、第１支持部から正極を取り出す第１取出路の高さ位置とは異なっていると共に、第２支持部に負極を供給する第２供給路の高さ位置と、第２支持部から負極を取り出す第２取出路の高さ位置とは異なっているが、第１循環部材及び第２循環部材は上下方向に延びている。このため、第１搬送ユニット及び第２搬送ユニットの寸法を水平方向に大きくしなくて済む。これにより、省スペース化を図りつつ、電極の搬送路の高さ位置を変更することができる。

【0008】

第１搬送ユニットと第２搬送ユニットとの間の積層位置に対して積層ユニットを搬入・搬出する積層ユニット搬送路を更に備え、第１搬送ユニット、第２搬送ユニット、第１供給路、第１取出路、第２供給路、第２取出路及び積層ユニット搬送路は、複数ずつ有し、第１供給路及び第２供給路と積層ユニット搬送路とは立体交差となっていてもよい。上述したように、第１供給路及び第１取出路の高さ位置が異なっており、第２供給路及び第２取出路の高さ位置が異なっているので、第１搬送ユニット、第２搬送ユニット、第１供給路、第１取出路、第２供給路、第２取出路及び積層ユニット搬送路が複数ずつあっても、第１供給路及び第２供給路と積層ユニット搬送路との立体交差のレイアウトが容易になる。

【0009】

第１供給路及び第２供給路の高さ位置は同じであり、第１取出路及び第２取出路の高さ位置は同じであってもよい。この場合には、正極及び負極をそれぞれ第１搬送ユニット及び第２搬送ユニットまで同じ高さ位置で搬送することができる。また、正極及び負極を同じ高さ位置から落下させて積層ユニットに積層することができる。

【0010】

第１搬送ユニットは、第１循環部材を回転させると共に、第１循環部材を上下方向に移動させる第１駆動部を有し、第２搬送ユニットは、第２循環部材を回転させると共に、第２循環部材を上下方向に移動させる第２駆動部を有してもよい。この場合には、第１循環部材及び第２循環部材の回転動作に加え、第１循環部材または第２循環部材を上下方向に移動させることにより、第１搬送ユニットにより貯えられる正極の数を調整したり、第２搬送ユニットにより貯えられる負極の数を調整することが可能となる。これにより、第１搬送ユニットに供給される正極の欠品または第２搬送ユニットに供給される負極の欠品が生じた場合でも、電極積層工程よりも上流側の工程を停止させなくて済む。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、省スペース化を図りつつ、電極の搬送路の高さ位置を変更することができる電極積層装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る電極積層装置を適用して製造される蓄電装置の内部構成を示す断面図である。

【図2】図１のII−II線断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る電極積層装置を備えた製造設備を示す概略平面図である。

【図4】図３に示された電極積層装置の側面図である。

【図5】図４に示された正極搬送ユニット及び正極供給用コンベアの拡大断面図である。

【図6】図４に示された循環部材の下降前後の状態を示す側面図である。

【図7】図４に示された循環部材の上昇前後の状態を示す側面図である。

【図8】図４に示された電極積層装置の変形例を示す側面図である。

【図9】図４に示された正極搬送ユニットの変形例を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

【0014】

図１は、本発明の一実施形態に係る電極積層装置を適用して製造される蓄電装置の内部構成を示す断面図である。図２は、図１のII−II線断面図である。図１及び図２において、蓄電装置１は、積層型の電極組立体を有するリチウムイオン二次電池である。

【0015】

蓄電装置１は、例えば略直方体形状をなすケース２と、このケース２内に収容された電極組立体３とを備えている。ケース２は、例えばアルミニウム等の金属により形成されている。ケース２の内部には、図示はしないが、例えば非水系（有機溶媒系）の電解液が注液されている。ケース２上には、正極端子４及び負極端子５が互いに離間して配置されている。正極端子４は、絶縁リング６を介してケース２に固定され、負極端子５は、絶縁リング７を介してケース２に固定されている。また、図示はしないが、電極組立体３の側面及び底面は絶縁フィルムにより覆われており、絶縁フィルムによってケース２と電極組立体３との間が絶縁されている。図１では便宜上、電極組立体３の下端とケース２の底面との間には僅かな隙間が設けられているが、実際には電極組立体３の下端が絶縁フィルムを介してケース２の内側の底面に接触している。なお、電極組立体３とケース２との間にスペーサを配置することで、電極組立体３とケース２との間に隙間を形成してもよい。

【0016】

電極組立体３は、複数の正極８と複数の負極９とが袋状のセパレータ１０を介して交互に積層された構造を有している。正極８は、袋状のセパレータ１０に包まれている。袋状のセパレータ１０に包まれた状態の正極８は、セパレータ付き正極１１として構成されている。従って、電極組立体３は、複数のセパレータ付き正極１１と複数の負極９とが交互に積層された構造を有している。なお、電極組立体３の両端に位置する電極は、負極９である。

【0017】

正極８は、例えばアルミニウム箔からなる金属箔１４と、この金属箔１４の両面に形成された正極活物質層１５とを有している。金属箔１４は、平面視矩形状の箔本体部１４ａと、この箔本体部１４ａと一体化されたタブ１４ｂとを有している。タブ１４ｂは、箔本体部１４ａの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。そして、タブ１４ｂは、セパレータ１０を突き抜けている。タブ１４ｂは、導電部材１２を介して正極端子４に接続されている。なお、図２では、便宜上タブ１４ｂを省略している。

【0018】

正極活物質層１５は、箔本体部１４ａに形成されている。正極活物質層１５は、正極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウムまたは硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも１つとリチウムとが含まれる。

【0019】

負極９は、例えば銅箔からなる金属箔１６と、この金属箔１６の両面に形成された負極活物質層１７とを有している。金属箔１６は、平面視矩形状の箔本体部１６ａと、この箔本体部１６ａと一体化されたタブ１６ｂとを有している。タブ１６ｂは、箔本体部１６ａの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。タブ１６ｂは、導電部材１３を介して負極端子５に接続されている。なお、図２では、便宜上タブ１６ｂを省略している。

【0020】

負極活物質層１７は、箔本体部１６ａに形成されている。負極活物質層１７は、負極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物またはホウ素添加炭素等が挙げられる。

【0021】

セパレータ１０は、平面視矩形状を呈している。セパレータ１０の形成材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、或いはポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布または不織布等が例示される。

【0022】

以上のように構成された蓄電装置１を製造する場合は、まずセパレータ付き正極１１及び負極９を製作した後、セパレータ付き正極１１と負極９とを交互に積層し、セパレータ付き正極１１及び負極９を固定することで電極組立体３を得る。そして、正極８のタブ１４ｂを導電部材１２を介して正極端子４に接続すると共に、負極９のタブ１６ｂを導電部材１３を介して負極端子５に接続した後、電極組立体３をケース２内に収容する。

【0023】

図３は、本発明の一実施形態に係る電極積層装置を備えた製造設備を示す概略平面図である。本実施形態の電極積層装置２０は、セパレータ付き正極１１と負極９とを交互に積層する装置である。

【0024】

製造設備２１では、製造ラインにおいて、セパレータ付き正極１１と負極９とを積層ユニット２８（後述）に積層する工程が実施される。製造設備２１は、正極製造設備２２と、セパレータ付き正極製造装置２３と、負極製造設備２４と、２組の電極積層装置２０とを備えている。

【0025】

正極製造設備２２は、周知の製造工程により正極８を製造するため、詳述はしないが、帯状の金属箔１４の表面に活物質合剤を塗布することで正極活物質層１５を形成し、その正極活物質層１５をロールによりプレスした後、打ち抜き機を用いて、正極活物質層１５が形成された金属箔１４を所定の形状に打ち抜くことで、正極８を得る。打ち抜かれた正極８は、検査装置（検査工程）により不良品が除外された後、下流側の装置（設備）に供給される。本実施形態では、帯状の金属箔１４は、正極８の二枚分の幅を有し、一度の打ち抜きにより２枚の正極８が製造される、いわゆる二条取りを行う。正極製造設備２２により製造された正極８は、２つのベルトコンベア２５によってセパレータ付き正極製造装置２３に順次搬送される。

【0026】

セパレータ付き正極製造装置２３は、特に詳述はしないが、帯状の１対のセパレータ１０間に正極８を配置し、正極８の縁部に沿って１対のセパレータ１０同士を溶着することで、１対のセパレータ１０により正極８を包み込み、その後セパレータ１０を所定の寸法に切断することにより、セパレータ付き正極１１を製造する。

【0027】

負極製造設備２４は、特に詳述はしないが、帯状の金属箔１６の表面に形成された負極活物質層１７をロールによりプレスした後、打ち抜き機を用いて、負極活物質層１７が形成された金属箔１６を所定の形状に打ち抜くことで、負極９を得る。打ち抜かれた負極９は、検査装置（検査工程）により不良品が除外された後、下流側の装置（設備）に供給される。本実施形態では、帯状の金属箔１６は、負極９の二枚分の幅を有し、一度の打ち抜きにより２枚の負極９が製造される、いわゆる二条取りを行う。

【0028】

図４は、図３に示された電極積層装置２０の側面図である。図３及び図４において、電極積層装置２０は、正極搬送ユニット２６と、負極搬送ユニット２７と、積層ユニット２８と、正極供給用コンベア２９と、正極取出用コンベア３０と、負極供給用コンベア３１と、負極取出用コンベア３２とを備えている。正極搬送ユニット２６、負極搬送ユニット２７、正極供給用コンベア２９、正極取出用コンベア３０、負極供給用コンベア３１及び負極取出用コンベア３２は、積層ユニット２８にセパレータ付き正極１１及び負極９を搬送する電極搬送ライン３３を構成している。電極搬送ライン３３は、上記の製造ラインの一部である。セパレータ付き正極製造装置２３と負極製造設備２４との間には、２つの電極搬送ライン３３が平行に並んで配置されている。

【0029】

正極搬送ユニット２６は、セパレータ付き正極１１を一時貯留しながら順次搬送する第１搬送ユニットである。正極搬送ユニット２６は、上下方向に延びるループ状の循環部材３４（第１循環部材）と、この循環部材３４の外周面に取り付けられ、セパレータ付き正極１１を支持する複数の支持部３５（第１支持部）と、循環部材３４を駆動する駆動部３６（第１駆動部）とを有している。

【0030】

循環部材３４は、例えば無端状のベルトで構成されている。循環部材３４は、上下方向に離間して配置された２つのローラ３４ａに架け渡され、各ローラ３４ａの回転に伴って連れ回る。また、循環部材３４は、２つのローラ３４ａ及びその支持体（図示せず）と共に上下方向に移動可能である。

【0031】

支持部３５は、図５に示されるように、複数（ここでは３つ）のスリット３５ａを有する櫛形板状を呈している。なお、図３では、支持部３５を簡略化して示している。循環部材３４が回転することで、各支持部３５が循環移動する。このとき、一部の支持部３５は、循環部材３４の回転によって上下方向に移動する。

【0032】

駆動部３６は、循環部材３４を回転させると共に、循環部材３４を上下方向に移動させる。具体的には、駆動部３６は、特に図示はしないが、ローラ３４ａを回転させることで循環部材３４を回転させる搬送用モータと、昇降機構（図示せず）を介して循環部材３４を上下方向に移動させる昇降用モータとを有している。駆動部３６は、制御部３７によって制御される。制御部３７は、通常動作時には、循環部材３４を時計回りに所定速度で回転させるように駆動部３６を制御する。従って、正極供給用コンベア２９側の支持部３５は上昇し、正極取出用コンベア３０側の支持部３５は下降する。

【0033】

負極搬送ユニット２７は、負極９を一時貯留しながら順次搬送する第２搬送ユニットである。負極搬送ユニット２７は、上下方向に延びるループ状の循環部材３８（第２循環部材）と、この循環部材３８の外周面に取り付けられ、負極９を支持する複数の支持部３９（第２支持部）と、循環部材３８を駆動する駆動部４０（第２駆動部）とを有している。

【0034】

循環部材３８は、循環部材３４と同様に、例えば無端状のベルトで構成されている。循環部材３８は、上下方向に離間して配置された２つのローラ３８ａに架け渡され、各ローラ３８ａの回転に伴って連れ回る。また、循環部材３８は、２つのローラ３８ａ及びその支持体と共に上下方向に移動可能である。

【0035】

支持部３９の形状は、上記の支持部３５と同様である。循環部材３８が回転することで、各支持部３９が循環移動する。このとき、一部の支持部３９は、循環部材３８の回転によって上下方向に移動する。

【0036】

駆動部４０は、循環部材３８を回転させると共に、循環部材３８を上下方向に移動させる。具体的には、駆動部４０は、特に図示はしないが、ローラ３８ａを回転させることで循環部材３８を回転させる搬送用モータと、昇降機構（図示せず）を介して循環部材３８を上下方向に移動させる昇降用モータとを有している。駆動部４０は、制御部３７によって制御される。制御部３７は、通常動作時には、循環部材３８を反時計回りに循環部材３４と同じ速度で回転させるように駆動部４０を制御する。従って、負極供給用コンベア３１側の支持部３９は上昇し、負極取出用コンベア３２側の支持部３９は下降する。

【0037】

積層ユニット２８は、正極搬送ユニット２６と負極搬送ユニット２７との間に配置されている。積層ユニット２８には、セパレータ付き正極１１と負極９とが交互に積層される。積層ユニット２８は、セパレータ付き正極１１及び負極９を位置決めする壁部２８ａを有している。壁部２８ａは、下壁及び側壁からなっている。積層ユニット２８の積層面２８ｂは、セパレータ付き正極１１及び負極９が積層された状態において、セパレータ付き正極１１のタブ１４ｂ及び負極９のタブ１６ｂが上側に位置するように、水平方向に対して所定の角度で傾斜している。

【0038】

正極供給用コンベア２９は、セパレータ付き正極製造装置２３と正極搬送ユニット２６との間に配置されている。正極供給用コンベア２９は、セパレータ付き正極製造装置２３により製造されたセパレータ付き正極１１を正極搬送ユニット２６に向けて水平方向に搬送し、正極搬送ユニット２６の支持部３５にセパレータ付き正極１１を供給する第１供給路を構成している。

【0039】

正極供給用コンベア２９は、図５に示されるように、互いに平行に配置された複数（ここでは３つ）のベルト２９ａで構成されている。正極供給用コンベア２９は、循環部材３４の回転によって一部の支持部３５が上下方向に移動するときに、各ベルト２９ａの一端側の部分が支持部３５の各スリット３５ａを通過するように配置されている。

【0040】

正極取出用コンベア３０は、正極搬送ユニット２６の支持部３５からセパレータ付き正極１１を取り出して積層ユニット２８に導く第１取出路を構成している。正極取出用コンベア３０は、セパレータ付き正極１１を積層ユニット２８に向けて水平方向に搬送する。正極取出用コンベア３０の構造は、特に図示はしないが、正極供給用コンベア２９と同様である。

【0041】

負極供給用コンベア３１は、負極製造設備２４と負極搬送ユニット２７との間に配置されている。負極供給用コンベア３１は、負極製造設備２４により製造された負極９を負極搬送ユニット２７に向けて水平方向に搬送し、負極搬送ユニット２７の支持部３９に負極９を供給する第２供給路を構成している。負極供給用コンベア３１の構造は、特に図示はしないが、正極供給用コンベア２９と同様である。

【0042】

負極取出用コンベア３２は、負極搬送ユニット２７の支持部３９から負極９を取り出して積層ユニット２８に導く第２取出路を構成している。負極取出用コンベア３２は、負極９を積層ユニット２８に向けて水平方向に搬送する。負極取出用コンベア３２の構造は、特に図示はしないが、正極供給用コンベア２９と同様である。

【0043】

正極取出用コンベア３０の高さ位置は、正極供給用コンベア２９の高さ位置よりも高い。つまり、正極供給用コンベア２９及び正極取出用コンベア３０の高さ位置は異なっている。負極取出用コンベア３２の高さ位置は、負極供給用コンベア３１の高さ位置よりも高い。つまり、負極供給用コンベア３１及び負極取出用コンベア３２の高さ位置は異なっている。また、正極供給用コンベア２９及び負極供給用コンベア３１の高さ位置は同じである。正極取出用コンベア３０及び負極取出用コンベア３２の高さ位置は同じである。

【0044】

積層ユニット２８は、正極取出用コンベア３０と負極取出用コンベア３２との間における所定の積層位置に配置されている。２組の電極積層装置２０の各積層ユニット２８は、図３に示されるように、電極搬送ライン３３に平行な方向に対してオフセットして配置されている。

【0045】

また、電極積層装置２０は、図３に示されるように、昇降機構４１と、搬入用コンベア４２と、搬出用コンベア４３と、昇降機構４４とを備えている。これらの昇降機構４１、搬入用コンベア４２、搬出用コンベア４３及び昇降機構４４は、積層ユニット２８を搬送する積層ユニット搬送ライン４５を構成している。積層ユニット搬送ライン４５は、電極搬送ライン３３に対して垂直な方向に交差している。積層ユニット搬送ライン４５は、各積層ユニット２８の積層位置に対応する位置において平行に並んで配置されている。

【0046】

昇降機構４１は、セパレータ付き正極１１及び負極９が積層されていない空の状態の積層ユニット２８を積層位置に対応する高さまで上昇させる。搬入用コンベア４２は、空の状態の積層ユニット２８を積層位置に搬入する。搬出用コンベア４３は、積層ユニット２８の積層位置を挟んで搬入用コンベア４２と対向するように配置されている。搬出用コンベア４３は、所定数のセパレータ付き正極１１及び負極９が積層された状態（積層状態）の積層ユニット２８を積層位置から搬出する。昇降機構４４は、積層状態の積層ユニット２８を下降させる。搬入用コンベア４２及び搬出用コンベア４３は、積層ユニット２８を積層位置に対して搬入・搬出する積層ユニット搬送路を構成している。

【0047】

一方の電極搬送ライン３３の正極供給用コンベア２９と一方の積層ユニット搬送ライン４５の搬入用コンベア４２とは、立体交差となっている。正極供給用コンベア２９は、搬入用コンベア４２の下方に配置されている。他方の電極搬送ライン３３の負極供給用コンベア３１と他方の積層ユニット搬送ライン４５の搬出用コンベア４３とは、立体交差となっている。負極供給用コンベア３１は、搬出用コンベア４３の下方に配置されている。

【0048】

以上のような電極積層装置２０においては、以下の動作によってセパレータ付き正極１１及び負極９が積層される。即ち、セパレータ付き正極製造装置２３により製造されたセパレータ付き正極１１は、正極供給用コンベア２９から正極搬送ユニット２６の支持部３５に移載される。そして、支持部３５上に載置されたセパレータ付き正極１１は、循環部材３４の時計回りの回転によって一旦上昇してから下降するように循環移動する。このとき、セパレータ付き正極１１の表裏が反転する。そして、セパレータ付き正極１１が正極取出用コンベア３０に達すると、支持部３５から正極取出用コンベア３０にセパレータ付き正極１１が移載される。そして、セパレータ付き正極１１は、正極取出用コンベア３０から落下して積層ユニット２８に積層される。

【0049】

一方、負極製造設備２４により製造された負極９は、負極供給用コンベア３１から負極搬送ユニット２７の支持部３９に移載される。そして、支持部３９上に載置された負極９は、循環部材３８の反時計回りの回転によって一旦上昇してから下降するように循環移動する。このとき、負極９の表裏が反転する。そして、負極９が負極取出用コンベア３２に達すると、支持部３９から負極取出用コンベア３２に負極９が移載される。そして、負極９は、負極取出用コンベア３２から落下して積層ユニット２８に積層される。

【0050】

このような動作が順次行われることで、セパレータ付き正極１１及び負極９が積層ユニット２８に交互に積層される。その後、所定数のセパレータ付き正極１１及び負極９が積層ユニット２８に積層されると、搬出用コンベア４３によって積層状態の積層ユニット２８が積層位置から搬出され、更に昇降機構４４によって積層状態の積層ユニット２８が下降する。そして、積層状態の積層ユニット２８は、ベルトコンベア４６により所定の位置まで搬送される。

【0051】

ところで、正極製造設備２２による正極８の製造工程、負極製造設備２４による負極９の製造工程においては、例えば異物の混入等により稀に不良品が発生することがある。そのような不良品が検査工程で取り除かれると、電極積層装置２０に供給されるセパレータ付き正極１１及び負極９の欠品が生じる。

【0052】

そこで、制御部３７は、セパレータ付き正極１１及び負極９の欠品情報に基づいて、正極搬送ユニット２６において循環部材３４の回転速度を変更すると共に循環部材３４を昇降させるように駆動部３６を制御したり、負極搬送ユニット２７において循環部材３８の回転速度を変更すると共に循環部材３８を昇降させるように駆動部４０を制御する。なお、セパレータ付き正極１１及び負極９の欠品は、例えば正極供給用コンベア２９及び負極供給用コンベア３１に配置されたセンサにより検出される。

【0053】

例えば、正極供給用コンベア２９により搬送されるセパレータ付き正極１１に欠品が生じた場合、通常動作よるセパレータ付き正極１１の積層を続けると、図６（ａ）に示されるように、正極搬送ユニット２６においてセパレータ付き正極１１が載置されない支持部３５が存在することになる。この場合には、積層ユニット２８においてセパレータ付き正極１１の積層抜けが発生してしまう。

【0054】

このようにセパレータ付き正極１１に欠品が生じた場合には、制御部３７は、図６（ｂ）に示されるように、正極搬送ユニット２６において、循環部材３４の回転速度を通常動作時の半分に落とすと共に、循環部材３４の回転速度と同じ速度で循環部材３４を下降させるように、駆動部３６を制御する。すると、正極供給用コンベア２９側の支持部３５は、上昇せずに停止したままとなる。従って、セパレータ付き正極１１の欠品のために空となっている支持部３５は、次のセパレータ付き正極１１が供給されるまで待機する状態となる。一方、正極取出用コンベア３０側の支持部３５は、通常動作時と同じ移動速度で下降するため、積層ユニット２８にはセパレータ付き正極１１が積層される。従って、正極搬送ユニット２６に貯められるセパレータ付き正極１１が通常動作時よりも少なくなる。

【0055】

なお、負極供給用コンベア３１により搬送される負極９に欠品が生じた場合には、負極搬送ユニット２７は、上記と同様の動作を行う。

【0056】

また、仮に、負極供給用コンベア３１に貯留されている負極９が所定枚数より少ない状態で、負極供給用コンベア３１により搬送される負極９に欠品が生じたために、積層ユニット２８に負極９が積層されない状況となった場合には、制御部３７は、図７に示されるように、循環部材３４の回転速度を通常動作時の半分に落とすと共に、循環部材３４の回転速度と同じ速度で循環部材３４を上昇させるように、駆動部３６を制御する。すると、正極取出用コンベア３０側の支持部３５は、下降せずに停止したままとなる。従って、セパレータ付き正極１１が正極取出用コンベア３０に移載されなくなるため、セパレータ付き正極１１が積層ユニット２８に積層されることはない。一方、正極供給用コンベア２９側の支持部３５は、通常動作時と同じ移動速度で上昇するため、正極供給用コンベア２９により搬送されるセパレータ付き正極１１は支持部３５に順次載置される。従って、正極搬送ユニット２６に貯められるセパレータ付き正極１１が通常動作時よりも多くなる。

【0057】

なお、正極供給用コンベア２９に貯留されているセパレータ付き正極１１が所定枚数より少ない状態で、正極供給用コンベア２９により搬送されるセパレータ付き正極１１に欠品が生じたために、積層ユニット２８にセパレータ付き正極１１が積層されない状況となった場合には、負極搬送ユニット２７は、上記と同様の動作を行う。

【0058】

以上のように本実施形態にあっては、正極搬送ユニット２６の支持部３５にセパレータ付き正極１１を供給する正極供給用コンベア２９の高さ位置と、正極搬送ユニット２６の支持部３５からセパレータ付き正極１１を取り出して積層ユニット２８に導く正極取出用コンベア３０の高さ位置とは異なっている。負極搬送ユニット２７の支持部３９に負極９を供給する負極供給用コンベア３１の高さ位置と、負極搬送ユニット２７の支持部３９から負極９を取り出して積層ユニット２８に導く負極取出用コンベア３２の高さ位置とは異なっている。一方で、正極搬送ユニット２６の循環部材３４及び負極搬送ユニット２７の循環部材３８は、上下方向に延びている。このため、正極搬送ユニット２６及び負極搬送ユニット２７の寸法を水平方向に大きくしなくて済む。これにより、省スペース化を図りつつ、電極積層装置２０におけるセパレータ付き正極１１及び負極９の搬送路の高さ位置を変更することができる。

【0059】

また、正極供給用コンベア２９及び正極取出用コンベア３０の高さ位置が異なっており、負極供給用コンベア３１及び負極取出用コンベア３２の高さ位置が異なっているので、正極搬送ユニット２６、負極搬送ユニット２７、正極供給用コンベア２９、正極取出用コンベア３０、負極供給用コンベア３１、負極取出用コンベア３２、搬入用コンベア４２及び搬出用コンベア４３が２つずつあっても、正極供給用コンベア２９と搬入用コンベア４２との立体交差、及び負極供給用コンベア３１と搬出用コンベア４３との立体交差のレイアウトが容易になる。これにより、設備費の低コスト化を図ることができる。

【0060】

さらに、正極供給用コンベア２９及び負極供給用コンベア３１の高さ位置は同じであるので、セパレータ付き正極１１及び負極９をそれぞれ正極搬送ユニット２６及び負極搬送ユニット２７まで同じ高さ位置で搬送することができる。また、正極取出用コンベア３０及び負極取出用コンベア３２の高さ位置は同じであるので、セパレータ付き正極１１及び負極９を同じ高さ位置から落下させて積層ユニット２８に積層することができる。

【0061】

また、循環部材３４，３８の回転動作に加え、循環部材３４または循環部材３８を上下方向に移動させることにより、正極搬送ユニット２６により貯えられるセパレータ付き正極１１の数を調整したり、負極搬送ユニット２７により貯えられる負極９の数を調整することが可能となる。これにより、正極搬送ユニット２６に供給されるセパレータ付き正極１１の欠品または負極搬送ユニット２７に供給される負極９の欠品が生じた場合でも、電極積層工程よりも上流側の工程を停止させなくて済む。

【0062】

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、正極取出用コンベア３０の高さ位置が正極供給用コンベア２９の高さ位置よりも高くなっており、負極取出用コンベア３２の高さ位置が負極供給用コンベア３１の高さ位置よりも高くなっているが、特にその形態には限られない。つまり、図８に示されるように、正極供給用コンベア２９の高さ位置が正極取出用コンベア３０の高さ位置よりも高くなっており、負極供給用コンベア３１の高さ位置が負極取出用コンベア３２よりも高くなっていてもよい。この場合には、一方の搬入用コンベア４２は、一方の正極供給用コンベア２９の下方に配置され、一方の搬出用コンベア４３は、一方の負極供給用コンベア３１の下方に配置される。このとき、昇降機構４１，４４は不要である。

【0063】

また、上記実施形態では、正極供給用コンベア２９及び負極供給用コンベア３１の高さ位置は同じであるが、正極供給用コンベア２９及び負極供給用コンベア３１の高さ位置は異なっていてもよい。

【0064】

また、上記実施形態では、正極搬送ユニット２６は１つの循環部材３４を有し、負極搬送ユニット２７は１つの循環部材３８を有しているが、特にその形態には限られず、正極搬送ユニット２６は複数の循環部材を有し、負極搬送ユニット２７は複数の循環部材を有していてもよい。

【0065】

例えば図９に示されるように、正極搬送ユニット２６は、高さ位置が異なるように配置された２つの循環部材５１，５２と、循環部材５１の外周面に取り付けられた複数の支持部５３にセパレータ付き正極１１を供給する正極供給用コンベア２９と、循環部材５２の外周面に取り付けられた複数の支持部５４からセパレータ付き正極１１を取り出す正極取出用コンベア３０と、循環部材５１，５２間に配置され、支持部５３から支持部５４にセパレータ付き正極１１を移動させる中間コンベア５５とを有している。中間コンベア５５の高さ位置は、正極供給用コンベア２９の高さ位置と正極取出用コンベア３０の高さ位置との間である。このような構成とすることにより、正極搬送ユニット２６に貯められるセパレータ付き正極１１の数を増やすことができる。

【0066】

また、上記実施形態では、駆動部３６，４０は、搬送用モータ及び昇降用モータを別個に有しているが、共用としてモータを一つとしてもよい。この場合、モータの駆動力を伝える伝達機構の切替えにより、各動作状態を変更する。

【0067】

さらに、上記実施形態では、電極積層装置２０を含む電極搬送ライン３３が２つ設置されているが、電極積層装置２０を含む電極搬送ライン３３の数としては、３つ以上あってもよい。この場合、積層ユニット搬送ライン４５の数は、電極搬送ライン３３の数と同じである。

【0068】

また、上記実施形態の電極積層装置２０は、セパレータ付き正極１１及び負極９を左右両側から搬送して積層ユニット２８に積層するタイプであるが、本発明は、他のタイプの電極積層装置にも適用可能である。例えば、本発明は、電極を水平方向に搬送する搬送部と、この搬送部の下方に配置され、電極が積層される積層ユニットと、搬送部と積層ユニットとの間に配置され、搬送部により搬送された電極を積層ユニットに向けて滑走させることで積層ユニットに落下させる滑走部とを備えた電極積層装置にも適用可能である。この場合には、搬送部は、高さ位置が異なる２つのベルトコンベアからなり、これら２つのベルトコンベアの間に、循環部材及び複数の支持部を有する搬送ユニットが配置される。

【0069】

また、上記実施形態では、正極８が袋状のセパレータ１０に包まれた状態であるセパレータ付き正極１１と負極９とが交互に積層ユニット２８に積層されるが、特にその形態には限られず、正極と負極が袋状のセパレータに包まれた状態であるセパレータ付き負極とが交互に積層ユニット２８に積層されてもよい。

【0070】

さらに、上記実施形態では、蓄電装置１がリチウムイオン二次電池であるが、本発明は、特にリチウムイオン二次電池には限られず、例えばニッケル水素電池等の他の二次電池、電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンキャパシタ等の蓄電装置における電極の積層にも適用可能である。

【符号の説明】

【0071】

９…負極（電極）、１１…セパレータ付き正極（電極）、２０…電極積層装置、２６…正極搬送ユニット（第１搬送ユニット）、２７…負極搬送ユニット（第２搬送ユニット）、２８…積層ユニット、２９…正極供給用コンベア（第１供給路）、３０…正極取出用コンベア（第１取出路）、３１…負極供給用コンベア（第２供給路）、３２…負極取出用コンベア（第２取出路）、３４…循環部材（第１循環部材）、３５…支持部（第１支持部）、３６…駆動部（第１駆動部）、３８…循環部材（第２循環部材）、３９…支持部（第２支持部）、４０…駆動部（第２駆動部）、４２…搬入用コンベア（積層ユニット搬送路）、４３…搬出用コンベア（積層ユニット搬送路）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】