特許 6589511 電極積層装置および電極積層方法

(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】6589511

(24)【登録日】2019年9月27日

(45)【発行日】2019年10月16日

(54)【発明の名称】電極積層装置および電極積層方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/04 20060101AFI20191007BHJP

   H01M 10/0585 20100101ALI20191007BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20191007BHJP

   B65H 5/22 20060101ALI20191007BHJP

【ＦＩ】

   H01M4/04 Z

   H01M10/0585

   H01M10/04 Z

   B65H5/22 A

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-188577(P2015-188577)

(22)【出願日】2015年9月25日

(65)【公開番号】特開2017-62989(P2017-62989A)

(43)【公開日】2017年3月30日

【審査請求日】2018年6月8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

(74)【代理人】

【識別番号】100176245

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 亮輔

(72)【発明者】

【氏名】合田 泰之

(72)【発明者】

【氏名】西原 寛恭

(72)【発明者】

【氏名】浅井 真也

【審査官】 鈴木 雅雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１７９３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１１８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９１３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２１６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−１２６３６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ４／０４

Ｂ６５Ｈ ５／２２

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０５８５

Ｈ０１Ｇ １１／８４

Ｈ０１Ｇ １１／８６

Ｈ０１Ｇ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送面上に載置されたシート状の電極を搬送方向に搬送する搬送部であって、前記電極に形成されたタブが前記搬送方向の上流側に位置するように前記電極を搬送すると共に、前記搬送面の出口部から前記電極を排出する前記搬送部と、
前記出口部を含み前記搬送方向に延びる仮想平面の下方側に配置されて、前記出口部から排出された前記電極を受け取る受取部と、
前記仮想平面の上方側から前記下方側に向けて気体を吹き付ける気体吹付部と、
前記気体吹付部を制御し、前記出口部から排出された前記電極に対して前記気体を吹き付けることにより、前記電極を前記下方側に方向転換させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記気体吹付部の噴射の軸線上に、前記電極の前記搬送方向の下流側の部分があるときにのみ前記気体を吹き付けるように、前記気体吹付部における吹付タイミングを制御する、電極積層装置。

【請求項2】

前記気体吹付部は、前記搬送方向に直交する前記搬送面の幅方向に並ぶ複数のノズルを有し、前記複数のノズルは、前記電極の前記幅方向の中央部に前記気体を吹き付ける中央ノズルと、前記電極の前記幅方向の両端部に前記気体を吹き付ける２個の端部ノズルとを含み、
前記中央ノズルにおける前記気体の吹付けの強さは、前記端部ノズルにおける前記気体の吹付けの強さよりも弱く設定されている、請求項１に記載の電極積層装置。

【請求項3】

前記受取部は、受け取った前記電極を滑走面上で滑走させる滑走部である、請求項１または２に記載の電極積層装置。

【請求項4】

前記受取部は、受け取った前記電極を積層領域に積層する積層部である、請求項１または２に記載の電極積層装置。

【請求項5】

搬送面上に載置されたシート状の電極を搬送方向に搬送する搬送工程であって、前記電極に形成されたタブが前記搬送方向の上流側に位置するように前記電極を搬送すると共に、前記搬送面の出口部から前記電極を排出する前記搬送工程と、
前記出口部を含み前記搬送方向に延びる仮想平面の下方側に配置された受取部において、前記出口部から排出された前記電極を受け取る受取工程と、を含み、
前記搬送工程と前記受取工程との間に実施され、前記出口部から排出された前記電極に対し、仮想平面の上方側から前記下方側に向けて気体を吹き付けて前記電極を前記下方側に方向転換させる方向転換工程を更に含み、
前記方向転換工程では、前記気体の噴射の軸線上に、前記電極の前記搬送方向の下流側の部分があるときにのみ前記気体を吹き付ける、電極積層方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電極積層装置および電極積層方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電極積層装置として、特許文献１〜３に記載された装置が知られている。特許文献１に記載の装置では、連続して搬送されてくる極板を空中に放出し、落下させている。極板の落下位置が所定の位置になるように、衝突壁に衝突後、落下させ、集積台上に極板を集積している。特許文献２に記載の装置では、順次搬送・供給される極板を前方の受け板に当てて、下方の受け板上に載置させている。これらの装置では、極板は、ベルトコンベアによって搬送および供給されている。特許文献３に記載の装置では、コンベアによって順次搬送される陰極単板、セパレータ、陽極単板、セパレータを積層装置により繰り返し積層している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−４１２０８号公報

【特許文献2】特開２００９−１２３５９８号公報

【特許文献3】特開昭６３−１６４１７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電極を高速で搬送することを想定した場合、上記の方法では、高速で排出される電極を積層部にうまく案内することは難しい。また、搬送部と積層部との間に、電極を滑走させる滑走部が設けられた装置も考えられるが、電極が高速で排出されてきた場合には、搬送部から滑走部に電極が乗り移る過程で、電極が滑走部より浮いてしまう。

【0005】

本発明は、搬送部から排出された電極を次の受取部に支障なく受け渡すことができる電極積層装置および電極積層方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る電極積層装置は、搬送面上に載置されたシート状の電極を搬送方向に搬送する搬送部であって、電極に形成されたタブが搬送方向の上流側に位置するように電極を搬送すると共に、搬送面の出口部から電極を排出する搬送部と、出口部を含み搬送方向に延びる仮想平面の下方側に配置されて、出口部から排出された電極を受け取る受取部と、仮想平面の上方側から下方側に向けて気体を吹き付ける気体吹付部と、気体吹付部を制御し、出口部から排出された電極に対して気体を吹き付けることにより、電極を下方側に方向転換させる制御部と、を備え、制御部は、気体吹付部の噴射の軸線上に、電極の搬送方向の下流側の部分があるときにのみ気体を吹き付けるように、気体吹付部における吹付タイミングを制御する。

【0007】

この電極積層装置によれば、制御部によって気体吹付部が制御され、出口部から排出された電極に気体が吹き付けられて、電極が下方側に方向転換させられる。仮想平面の下方側には受取部が配置されているので、この受取部に向けて、電極を案内することができる。よって、搬送部から排出された電極を次の受取部に支障なく受け渡すことができる。電極の下流側の部分に強く気体が吹き付けられるので、電極を回転させやすく、方向転換が容易である。

【0009】

気体吹付部は、搬送方向に直交する搬送面の幅方向に並ぶ複数のノズルを有し、複数のノズルは、電極の幅方向の中央部に気体を吹き付ける中央ノズルと、電極の幅方向の両端部に気体を吹き付ける２個の端部ノズルとを含み、中央ノズルにおける気体の吹付けの強さは、端部ノズルにおける気体の吹付けの強さよりも弱く設定されている。この場合、電極の中央部が撓んで変形するようなことが防止される。

【0010】

受取部は、受け取った電極を滑走面上で滑走させる滑走部であると、搬送部から排出された電極を気体により方向転換させて、次の受取部である滑走部に支障なく受け渡すことができる。

【0011】

受取部は、受け取った電極を積層領域に積層する積層部であると、搬送部から排出された電極を気体により方向転換させて、次の受取部である積層部に支障なく受け渡すことができる。

【0012】

本発明の他の態様に係る電極積層方法は、搬送面上に載置されたシート状の電極を搬送方向に搬送する搬送工程であって、電極に形成されたタブが搬送方向の上流側に位置するように電極を搬送すると共に、搬送面の出口部から電極を排出する搬送工程と、出口部を含み搬送方向に延びる仮想平面の下方側に配置された受取部において、出口部から排出された電極を受け取る受取工程と、を含み、搬送工程と受取工程との間に実施され、出口部から排出された電極に対し、仮想平面の上方側から下方側に向けて気体を吹き付けて電極を下方側に方向転換させる方向転換工程を更に含み、方向転換工程では、気体の噴射の軸線上に、電極の搬送方向の下流側の部分があるときにのみ気体を吹き付ける。

【0013】

この電極積層方法によれば、方向転換工程において、出口部から排出された電極に気体が吹き付けられて、電極が下方側に方向転換させられる。仮想平面の下方側には受取部が配置されているので、この受取部に向けて、電極を案内することができる。よって、搬送部から排出された電極を次の受取部に支障なく受け渡すことができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、搬送部から排出された電極を次の受取部に支障なく受け渡すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態の電極積層装置を模式的に示す図である。

【図2】（ａ）〜（ｃ）は、気体の吹付けタイミングを説明するための図である。

【図3】本発明の他の実施形態の電極積層装置を模式的に示す図である。

【図4】本発明の更に他の実施形態の電極積層装置を模式的に示す図である。

【図5】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、気体吹付部の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0017】

図１を参照して、一実施形態の電極積層装置１について説明する。電極積層装置１は、リチウムイオン二次電池などの蓄電装置の生産ラインにて用いられる装置である。蓄電装置の生産ラインは、概略として、正極製造ライン、負極製造ライン、及び、各電極製造ラインにて製造された電極（正極及び負極）を用いてケース等と共に蓄電装置を組立てる組立ライン、より構成される。電極積層装置１は、組立ライン上に配置され、正極及び負極を積層して、電極組立体の前駆体である積層体Ｘを得るための装置である。

【0018】

電極積層装置１は、蓄電装置の正極１１、セパレータ１３、および負極１２を積層する。蓄電装置の電極組立体は、正極１１と、負極１２と、正極１１と負極１２との間に配置された袋状のセパレータ１３とによって構成される。セパレータ１３内には、正極１１または負極１２の内の一方の電極が収納され得る。本実施形態では、セパレータ１３内には正極１１が収納されている。セパレータ１３内に正極１１が収納された状態で、正極１１と負極１２とがセパレータ１３を介して交互に積層される。すなわち、電極積層装置１は、シート状の電極（ワーク）である負極１２及びセパレータ付き正極１０を交互に積層する。

【0019】

正極１１は、例えばアルミニウム箔からなる矩形の金属箔の両面に正極活物質層が形成されてなる。正極活物質層は、正極活物質とバインダとを含んで形成されている。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウム、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。本実施形態の正極１１は、一対の長辺と一対の短辺とを備える。長辺の一方には、正極端子との接続に用いられるタブ（突出部）１１ａが形成されている。

【0020】

正極１１のタブ１１ａを除いた部分は、袋状のセパレータ１３内に収容されている。セパレータ１３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、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又は不織布等が例示される。正極１１のタブ１１ａは、略矩形のセパレータ（本体部）１３の長辺から外方向に突出している。このように、袋状のセパレータ１３に正極１１が収納されることで、セパレータ付き正極１０が構成されている。なお、本実施形態に係る電極積層装置１に用いられる袋状のセパレータ１３の左右方向の幅は、負極１２の幅と同寸とされている。また、セパレータ１３の高さは、タブを除く負極１２の高さよりも高い。セパレータ１３は、袋状に限られず、シート状のものを用いてもよい。

【0021】

一方、負極１２は、例えば銅箔からなる金属箔の両面に負極活物質層が形成されてなる。負極活物質層は、負極活物質とバインダとを含んで形成されている。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、ホウ素添加炭素等が挙げられる。本実施形態の負極１２は、一対の長辺と一対の短辺とを備える。長辺の一方には、負極端子との接続に用いられるタブ（突出部）１２ａが形成されている。負極１２のタブ１２ａは、負極活物質層が形成された矩形状の本体部１２ｂの長辺から、外方向に突出している。タブ１１ａ及びタブ１２ａは、正極１１（すなわちセパレータ付き正極１０）と負極１２とを重ねた場合に互いに重ならない位置に形成されている。

【0022】

バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）であるが、ポリテトラフルオロエチレン及びフッ素ゴムなどの含フッ素樹脂、ポリプロピレン及びポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、ポリイミド及びポリアミドイミドなどのイミド系樹脂並びにアルコキシシリル基含有樹脂などでもよい。

【0023】

電極積層装置１は、異なる２種類の電極であるセパレータ付き正極１０および負極１２を交互に搬送する搬送部２と、搬送部２の出口部２ｂから排出されるセパレータ付き正極１０および負極１２を受け取り、交互に滑走させる滑走部（受取部）３と、滑走部３により案内されて落下したセパレータ付き正極１０および負極１２を受け取り、積層領域Ａにおいて電極の積層体Ｘを形成する積層部４とを備えている。

【0024】

搬送部２は、たとえばベルト２ｄを有するベルトコンベアである。搬送部２は、ベルト２ｄの搬送面２ａ上に負極１２およびセパレータ付き正極１０を交互に載せ、これらを搬送方向Ｄ１に搬送する。搬送部２における搬送方向Ｄ１は、たとえば水平方向である。なお、搬送方向Ｄ１は水平方向に限られず、水平方向に対して傾斜していてもよい。搬送部２は、タブ１２ａ，１１ａが搬送方向Ｄ１の上流側に位置するように、負極１２およびセパレータ付き正極１０を搬送する。言い換えれば、搬送部２は、タブ１２ａ，１１ａが形成されていない他方の長辺が前側となるように、負極１２およびセパレータ付き正極１０を搬送する。なお、搬送部２の上流側には、図示しない正極供給部および負極供給部が配置される。正極供給部によって、搬送面２ａ上にセパレータ付き正極１０が供給され、載置される。負極供給部によって、搬送面２ａ上に負極１２が供給され、載置される。

【0025】

搬送部２には、駆動部２ｃが設けられている。駆動部２ｃは、ローラを回転させることによりベルト２ｄを走行させる。駆動部２ｃは、制御部としての機能も有しており、ベルト２ｄの走行速度を変更・調整可能である。搬送面２ａの先端部は、搬送された負極１２およびセパレータ付き正極１０を交互に排出する出口部２ｂとされている。搬送部２では、搬送速度が高められており、負極１２およびセパレータ付き正極１０の高速搬送が可能になっている。

【0026】

滑走部３は、搬送部２の出口部２ｂの斜め下方に配置されている。言い換えれば、滑走部３は、出口部２ｂと積層部４との間に配置されている。滑走部３は、平面視した場合に、搬送部２の延長線上に配置されている。言い換えれば、滑走部３は、出口部２ｂから搬送方向Ｄ１に延びる延長線の下方に配置されている。より詳細には、滑走部３は、出口部２ｂを含み搬送方向Ｄ１に延びる仮想平面Ｐの下方側（一方の面側）に配置されている。搬送部２と滑走部３との間には空間Ｓが設けられている。滑走部３は、傾斜する底板部５を有しており、底板部５の表面である滑走面５ａ上で負極１２およびセパレータ付き正極１０を交互に滑走させる。滑走部３は滑走面５ａの下端部から負極１２およびセパレータ付き正極１０を排出し、これらを積層部４へ受け渡す。

【0027】

積層部４は、滑走部３の斜め下方に配置されている。積層部４は、平面視した場合に、搬送部２および滑走部３の延長線上に配置されている。言い換えれば、積層部４は、出口部２ｂから搬送方向Ｄ１に延びる延長線の下方に配置されている。滑走部３と積層部４との間には空間が設けられている。

【0028】

積層部４は、支持部９上に取り付けられている。支持部９は、積層部４を保持する保持枠９ａを有しており、この保持枠９ａ上に、積層部４が載置され、保持されている。支持部９は、出口部２ｂに対する積層部４の相対位置を変更し得るように、前後方向または上下方向にスライド移動可能な構造であってもよい。ここで言う前後方向とは、搬送方向Ｄ１を水平面に投影した方向と平行な方向である。支持部９は、たとえば、積層部４の積層領域Ａに積層されている最上層の電極（負極１２またはセパレータ付き正極１０）と出口部２ｂとの相対位置を維持するように位置調整されてもよい。

【0029】

積層部４は、水平方向に対して傾斜して設けられた矩形状の底板部６と、底板部６の下端に立設された停止板部７と、底板部６の左右の側部に立設された互いに平行な一対の側板部８，８とを有する。底板部６の表面は、積層体Ｘが載置される載置面６ａである。直方体状の外形をなす積層部４は、載置面６ａに対向する面（すなわち積層体Ｘが取り出される面）と、停止板部７に対向する面（すなわち出口部２ｂに最も近い面）とが開放されている。これらの開放された部分から、負極１２およびセパレータ付き正極１０が進入可能になっている。

【0030】

滑走部３における滑走面５ａの水平面に対する傾斜角度は、積層部４における載置面６ａの水平面に対する傾斜角度よりも大きい。なお、搬送部２、滑走部３、および積層部４の配置関係は、上記した態様に限られない。これらは、重力および搬送速度を考慮して、負極１２およびセパレータ付き正極１０を受渡し可能であれば、どのような配置関係とされてもよい。

【0031】

搬送部２の出口部２ｂの近傍には、負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動経路を挟むようにして、通過センサ１６が設けられている。通過センサ１６は、移動経路の一方側と他方側に配置された投光部および受光部によって、負極１２またはセパレータ付き正極１０の通過を検出する投受光センサである。なお、負極１２およびセパレータ付き正極１０の通過を検出するセンサは搬送部２より上流側に設けられてもよい。負極１２およびセパレータ付き正極１０の通過を検出するセンサは、出口部２ｂと積層領域Ａとの間に設けられることが好ましい。また、負極１２およびセパレータ付き正極１０の通過を検出できる機構であれば、投受光センサに限られず、他のセンサが用いられてもよい。たとえば、底板部６に光学センサ等が埋設されてもよい。

【0032】

本実施形態の電極積層装置１は、搬送部２と滑走部３との間の空間Ｓにおいて負極１２およびセパレータ付き正極１０に対してエア（気体）を吹き付けるように構成されたエア吹付部（気体吹付部）２０と、エア吹付部２０を制御する制御部２５とを備えている。

【0033】

図１および図２に示されるように、エア吹付部２０は、出口部２ｂに対向して配置され、空間Ｓにおける負極１２およびセパレータ付き正極１０の移動経路に向けてエアを吹き付けるように構成されている。エア吹付部２０は、出口部２ｂから所定の距離離間している。

【0034】

図２に示されるように、エア吹付部２０は、斜め下方に向けられたエア吹出部２０ａを有する。エア吹付部２０は、図示しないブロワ、配管およびノズル等を有している。ノズルの先端が、エア吹出部２０ａに相当する。エア吹付部２０からエアが吹き付けられる吹付エリア２０ｂは、搬送部２と滑走部３との間の空間Ｓに位置している。吹付エリア２０ｂは、エア吹出部２０ａを中心とする円錐状であってもよいが、エア吹付部２０は、幅方向（図２の紙面垂直方向）に並ぶ複数のエア吹出部２０ａ（すなわち後述するノズル）を有する方が好ましい。

【0035】

エア吹付部２０についてより詳細に説明すると、エア吹付部２０のエア吹出部２０ａは、上述した仮想平面Ｐを基準として、滑走部３とは反対側である上方側（他方の面側）に位置している。エア吹付部２０は、仮想平面Ｐの上方側から下方側に向けてエアを吹き付けるように構成されている。図２（ｂ）に示されるように、エア吹付部２０は、負極１２およびセパレータ付き正極１０の搬送方向Ｄ１における下流側の部分に対してエアを吹き付けることができる位置に設置されている。吹付エリア２０ｂの中心線は、たとえば空間Ｓを通っており、出口部２ｂおよび滑走部３のいずれにも交差していない。ここで、吹付エリア２０ｂの中心線は、エア吹付部２０における吹付けすなわち噴射の軸線（中心線）Ｌに相当する。このように設置されたエア吹付部２０により、負極１２およびセパレータ付き正極１０に対する方向転換操作（滑走部３へ向ける操作）が可能とされている。

【0036】

制御部２５は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータにより構成されている。制御部２５は、通過センサ１６から受信する電極通過信号に基づき、エア吹付部２０を制御する。制御部２５は、積層部４に積層された負極１２およびセパレータ付き正極１０の枚数をカウントしており、また、負極１２およびセパレータ付き正極１０が積層される順序（通過する順序）を記憶している。制御部２５は、通過センサ１６を負極１２またはセパレータ付き正極１０が通過したことを示す通過信号の受信タイミングと、その負極１２またはセパレータ付き正極１０がエア吹付部２０の吹付エリア２０ｂに進入するタイミングとの関係（時間差）を算出可能である。より詳細には、制御部２５は、搬送部２における搬送方向Ｄ１の速度に基づいて、出口部２ｂから排出された負極１２またはセパレータ付き正極１０の速度を算出可能である。制御部２５は、通過センサ１６から吹付エリア２０ｂまでの距離情報と、出口部２ｂから排出された負極１２またはセパレータ付き正極１０の速度情報とを用いて、通過信号の受信タイミングに基づき、負極１２またはセパレータ付き正極１０が吹付エリア２０ｂに進入するタイミングを算出する。

【0037】

図２（ｂ）に示されるように、制御部２５は、セパレータ付き正極１０（または負極１２）の搬送方向Ｄ１の下流側の部分（移動方向の前部）に対してエア吹付部２０がエアを吹き付けるように、エア吹付部２０における吹付タイミングを制御する。具体的には、噴射されるエアの軸線Ｌ上にセパレータ付き正極１０の下流側の部分があるときのみ、吹付けを行う。さらに好ましくは、当該下流側の部分が吹付エリア２０ｂにあるときのみ吹付けを行う。図２（ａ）および（ｃ）に示されるように、制御部２５は、セパレータ付き正極１０（または負極１２）の当該下流側の部分が吹付エリア２０ｂに到達するまで、および、当該下流側の部分が吹付エリア２０ｂを通過した後は、エア吹付部２０によるエアの吹付けを停止させる。このように、エア吹付部２０によるエアの吹付けは、間欠的に行われる。なお、エアの吹付けを連続的に行ってもよい。

【0038】

続いて、電極積層装置１における電極積層方法について説明する。搬送部２によって、負極１２およびセパレータ付き正極１０を順次搬送する（搬送工程）。以下、扱われる電極がセパレータ付き正極１０である場合を例に挙げて説明するが、負極１２の場合であっても同様のことが言える。出口部２ｂから排出されたセパレータ付き正極１０（図２（ａ）参照）は、空中に放出されて自重により落下し、出口部２ｂと滑走部３との間の空間を移動する。セパレータ付き正極１０は、しばらくの間、仮想平面Ｐに沿って移動する。この際、通過センサ１６がセパレータ付き正極１０の通過を検出し、通過信号を制御部２５に送信する。この通過信号が、間欠エア照射のトリガとなる。

【0039】

続いて、図２（ｂ）に示されるように、吹付エリア２０ｂにセパレータ付き正極１０がさしかかると、制御部２５はエア吹付部２０を制御し、セパレータ付き正極１０にエアを吹き付ける。エアを受けたセパレータ付き正極１０は、下方に回転することで方向転換させられる（方向転換工程）。方向転換工程では、セパレータ付き正極１０の下流側の部分に瞬間的にエアが当てられ、セパレータ付き正極１０が方向転換する。エアは、セパレータ付き正極１０が方向転換するのに必要な所定時間の間、噴射された後、停止させられる（図２（ｃ）参照）。

【0040】

セパレータ付き正極１０は、滑走部３への進入に適した姿勢・角度となり、滑走部３に受け渡される（受取工程）。セパレータ付き正極１０は滑走部３の滑走面５ａ上を滑走した後、積層部４に受け渡される。積層部４では、セパレータ付き正極１０は側板部８等に案内されて、積層領域Ａに到達し、停止板部７に当接して停止する。このように負極１２およびセパレータ付き正極１０が交互に搬送されて、積層領域Ａにおいて積層される。このように、搬送部２からの排出後、積層部４での受取りまでの間において、セパレータ付き正極１０（または負極１２）は空中を飛びながら何にも接触せず、重力を受けて移動する。この間に、セパレータ付き正極１０（または負極１２）はエア吹付けによる空気圧のみを（１回だけ）受け、方向転換する。

【0041】

この電極積層装置１によれば、制御部２５によってエア吹付部２０が制御され、出口部２ｂから排出された負極１２およびセパレータ付き正極１０にエアが吹き付けられて、負極１２およびセパレータ付き正極１０が下方側に方向転換させられる。仮想平面Ｐの下方側には受取部である滑走部３が配置されているので、この滑走部３に向けて、負極１２およびセパレータ付き正極１０を案内することができる。よって、搬送部２から排出された負極１２およびセパレータ付き正極１０は、高速に搬送された場合にも、浮き上がりを最小限に抑え、滑走部３に沿った移動を実現できる。また、高速積層を行う場合に、負極１２およびセパレータ付き正極１０の搬送速度を変更（増大させる等）しても、それに応じてエア吹付部２０による吹付けを強くすればよい。したがって、滑走部３や積層部４のレイアウトを変更する必要がない。

【0042】

出口部２ｂの近傍に障害物を設ける等の手法により負極１２およびセパレータ付き正極１０の方向を変えることも考えられるが、その場合、負極１２やセパレータ付き正極１０に損傷を与えたり、装置が大型化したりといった欠点がある。本実施形態の電極積層装置１によれば、非接触で負極１２およびセパレータ付き正極１０の方向転換を行うので、これらに損傷を与えることがなく、またエアの強弱で方向転換の大小を調整し得る。よって、あらゆる観点において有利である。

【0043】

また、制御部２５による吹付けタイミング制御によって、負極１２およびセパレータ付き正極１０の下流側の部分に強くエアが吹き付けられるので、負極１２およびセパレータ付き正極１０を回転させやすく、方向転換が容易である。

【0044】

特に、蓄電装置がリチウムイオン二次電池の場合、本実施形態は有効である。上述の特許文献に開示された技術は、鉛蓄電池を前提としている。その電極の厚みは１〜数ｍｍであるため、その電極は相応に重く、空中に放出（排出）されても、姿勢や軌道のバラツキは比較的小さい。一方で、蓄電装置がリチウムイオン二次電池の場合、電極の厚みは、数１０〜５００μｍ程度であり、鉛蓄電池の電極の厚みの１／１０程度である。この為、リチウムイオン二次電池の電極の質量は小さく（すなわち電極は軽く）、電極は、排出後の軌道や姿勢も空気抵抗などの影響を受けやすい。これに対し、本実施形態では、負極１２およびセパレータ付き正極１０を、空中で、エアにより方向制御することで、その軌道を適切に案内できる。

【0045】

他の実施形態として、図３に示されるように、滑走部３が設けられない電極積層装置１Ａとすることもできる。滑走部３が設けられない以外は電極積層装置１と同様であるが、出口部２ｂの斜め下方に積層部４が配置されており、出口部２ｂと積層部４との間の空間Ｓにエア吹付部２０の吹付エリア２０ｂが位置している。この場合、積層部４が受取部に相当し、積層部４は、搬送部２から受け取った負極１２およびセパレータ付き正極１０を積層領域Ａに交互に積層する。

【0046】

このような電極積層装置１Ａにおいても、搬送部２から排出された負極１２およびセパレータ付き正極１０をエアにより方向転換させて、次の受取部である積層部４に支障なく受け渡すことができる。滑走部３が設けられない分、滑走面５ａに対する接触による減速がなくなり、負極１２およびセパレータ付き正極１０の速度が高く維持される。よって、高速積層に適している。

【0047】

また、更に他の実施形態として、図４に示されるように、上向きの搬送方向Ｄ２とされた搬送部２Ｂを備えた電極積層装置１Ｂとすることもできる。電極積層装置１Ｂによれば、搬送部２Ｂを斜め上方に向けて負極１２およびセパレータ付き正極１０を上方に射出することで、重力を利用した減速を行うことができる。なお、図４では、搬送部２Ｂ、エア吹付部２０、および積層部４の配置関係のみを示しており、通過センサ１６および制御部２５の図示は省略されている。

【0048】

また、エア吹付部２０に関しても、各種の変形態様を採り得る。以下の変形態様は、上記した電極積層装置１，１Ａ，１Ｂを含むあらゆる電極積層装置の実施形態に適用可能である。図５（ａ）に示されるように、セパレータ付き正極１０（または負極１２）の移動方向に幅広な吹付エリア２０ｂを有するエア吹付部２０Ｃであってもよい。たとえば、負極１２のように薄い電極に適用した場合、電極を変形させる（折れ曲がらせる等する）ことなく、エアによる方向転換効果を発揮させることができる。なお、幅広であることは、照射面積が大きいことにつながるため、たとえば同じエア量で比べた場合に、単位面積当たりに加わる空気圧が低いことを意味する。

【0049】

また、図５（ｂ）に示されるように、セパレータ付き正極１０（または負極１２）の移動方向に並ぶ複数のエア吹付部２０Ｄ，２０Ｅを設けてもよい。この場合、方向転換に必要な圧力を２つに分割できるため、２段階の方向転換が可能である。

【0050】

また、図５（ｃ）に示されるように、搬送面の幅方向Ｄ３に並ぶ複数のノズルを有する態様としてもよい。この場合、複数のノズルは、電極１０，１２の幅方向Ｄ３の中央部に気体を吹き付ける中央ノズル２０Ｆと、電極１０，１２の幅方向Ｄ３の両端部に気体を吹き付ける２個の端部ノズル２０Ｇ，２０Ｈとを含み、中央ノズル２０Ｆにおけるエアの吹付けの強さは、端部ノズル２０Ｇ，２０Ｈにおけるエアの吹付けの強さよりも弱く設定されている。これによれば、電極１０，１２の中央部が撓んで変形するようなことが防止される。吹付けの強さを調整するには、図５（ａ）に示した例と同様、中央ノズル２０Ｆにおける吹付エリア２０ｂを広くすることで吹付けを弱くしてもよいし、エアの供給量を低下させてもよい。一方、端部ノズル２０Ｇ，２０Ｈにおける吹付エリア２０ｂを狭くすることで吹付けを（相対的に）強くしてもよいし、エアの供給量を増大させてもよい。

【0051】

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られない。たとえば、負極１２およびセパレータ付き正極１０の一部分にのみエアを照射する場合に限られず、これらの方向が変わるように全面に照射してもよい。ノズルの配列とそれぞれのエアの吹付けの強さは、方向転換の対象となる負極１２およびセパレータ付き正極１０の重量や速度に応じて適宜変更可能である。気体の吹き付けに強弱をつける場合、気体吹付部は複数のノズルを用いる構成に限定されず、噴射方向により風圧の異なる１つのノズルを使用してもよい。また、エアの吹き付けは、１回に限らず、複数回に分けて行ってもよい。

【0052】

また、上記実施形態では負極１２とセパレータ付き正極１０とを交互に積層して電極組立体の前駆体である積層体Ｘを得る装置について説明したが、本発明は、セパレータ付き正極１０のみ、または、負極１２のみの積層装置に適用されてもよい。すなわち、正極製造ラインや負極製造ラインに用いられる、電極組立体ではない中間体の積層のための積層装置に本発明が適用されてもよい。

【0053】

搬送部はベルトコンベアに限られない。たとえば、タイミングベルトやチェーンにより循環路上を搬送されるパレット搬送方式の搬送部でもよい。また、搬送部は、重力による滑走を利用した搬送部であってもよい。

【0054】

気体吹付部は、エアを吹き付けるエア吹付部２０である場合に限られず、窒素やその他の不活性ガス等を電極に吹き付けるものであってもよい。

【符号の説明】

【0055】

１、１Ａ、１Ｂ…電極積層装置、２…搬送部、２ａ…搬送面、２ｂ…出口部、３…滑走部（受取部）、４…積層部、１０…セパレータ付き正極（電極）、１２…負極（電極）、２０…エア吹付部（気体吹付部）、２０ｂ…吹付エリア、２５…制御部、Ａ…積層領域、Ｄ１，Ｄ２…搬送方向、Ｄ３…幅方向、Ｌ…噴射の軸線、Ｐ…仮想平面、Ｘ…積層体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】