(57)【要約】【課題】マシンサイクルタイムを短縮することができる積層体製造装置を提供する。【解決手段】積層体製造装置１００は、第１電極と第２電極とが交互に積層された積層体を製造する装置であって、第１電極及び第２電極を保持する搬送アームと、搬送アームによって保持された第１電極及び第２電極が順次積層されるステージ面を有するステージと、を備え、搬送アームは、第１電極を保持する第１保持部と、第１保持部によって第１電極が保持されている状態で、保持された第１電極に第２電極が重畳されるように当該第２電極を保持する第２保持部と、保持されている第１電極及び第２電極のセットをステージ面に搬送する搬送機構と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と第２電極とが交互に積層された積層体を製造する積層体製造装置であって、
前記第１電極及び前記第２電極を保持する搬送アームと、
前記搬送アームによって保持された第１電極及び第２電極が順次積層されるステージ面を有するステージと、を備え、
前記搬送アームは、
前記第１電極を保持する第１保持部と、
前記第１保持部によって前記第１電極が保持されている状態で、保持された前記第１電極に前記第２電極が重畳されるように当該第２電極を保持する第２保持部と、
保持されている前記第１電極及び前記第２電極のセットを前記ステージ面に搬送する搬送機構と、を有する、積層体製造装置。
【請求項２】
前記第１保持部は前記第１電極を下側から支持する第１支持片であり、
前記第２保持部は前記第２電極を下側から支持する第２支持片である、請求項１に記載の積層体製造装置。
【請求項３】
前記第１保持部は前記第１電極を上側から吸着する吸着装置であり、
前記第２保持部は前記第２電極を下側から支持する支持片である、請求項１に記載の積層体製造装置。
【請求項４】
前記ステージは、搬送アームによって前記ステージ面に搬送された前記第１電極及び前記第２電極のセットを前記ステージ面に向けて押圧する押圧部を有し、
前記搬送アームに保持される前記第１電極の上方には、当該第１電極の上面に隣接し、前記押圧部が挿通可能な空間が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、積層体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セパレータに挟み込まれた第１電極と第１電極とは極性の異なる第２電極とを交互に積層するための積層装置が知られている。特許文献１に開示される積層装置は、第１電極が載置される第１テーブルと、第２電極が載置される第２テーブルと、第１電極と第２電極とが交互に積層される積層テーブルと、を備えている。この積層装置では、第１テーブルに載置された第１電極を把持する第１把持部と、第２テーブルに載置された第２電極を把持する第２把持部とによって、積層テーブル上に第１電極と第２電極とが交互に積層される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２７１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される装置では、積層される電極の数と同じ回数だけ第１把持部及び第２把持部による積層動作が繰り返されるため、積層動作に多大な時間が掛かり、マシンサイクルタイムを短縮することが困難である。
【０００５】
本発明の一側面は、マシンサイクルタイムを短縮することができる積層体製造装置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】
本発明の一側面に係る積層体製造装置は、第１電極と第２電極とが交互に積層された積層体を製造する装置であって、第１電極及び第２電極を保持する搬送アームと、搬送アームによって保持された第１電極及び第２電極が順次積層されるステージ面を有するステージと、を備え、搬送アームは、第１電極を保持する第１保持部と、第１保持部によって第１電極が保持されている状態で、保持された第１電極に第２電極が重畳されるように当該第２電極を保持する第２保持部と、保持されている第１電極及び第２電極のセットをステージ面に搬送する搬送機構と、を有する。
【０００７】
上記積層体製造装置では、搬送アームに設けられた第１保持部によって第１電極が保持され、その後、第１電極に重畳するように第２保持部によって第２電極が保持される。搬送アームによって重畳された状態で保持された第１電極及び第２電極は、搬送機構によってステージ面に順次積層される。このように、搬送アームによって事前に第１電極と第２電極とが重畳されるので、搬送アームがステージ面に電極を積層する回数は、積層される第１電極及び第２電極の数の半分となる。したがって、第１電極をステージに積層し、その後、第２電極をステージに積層する場合に比べて、マシンサイクルタイムを短縮することができる。
【０００８】
第１保持部は第１電極を下側から支持する第１支持片であり、第２保持部は第２電極を下側から支持する第２支持片であってもよい。この構成によれば、第１電極と第２電極とが重畳した状態で、第１電極と第２電極とを同時に保持しやすい。
【０００９】
第１保持部は第１電極を上側から吸着する吸着装置であり、第２保持部は第２電極を下側から支持する支持片であてもよい。この構成によれば、第１電極と第２電極とが重畳した状態で、第１電極と第２電極とを同時に保持しやすい。
【００１０】
ステージは、搬送アームによってステージ面に搬送された第１電極及び第２電極のセットをステージ面に向けて押圧する押圧部を有し、搬送アームに保持される第１電極の上方には、当該第１電極の上面に隣接し、押圧部が挿通可能な空間が設けられていてもよい。この構成では、第１電極及び第２電極が搬送アームに保持されている状態で、第１電極の上方の空間に押圧部が挿通され得る。この場合、押圧部は、搬送アームに保持された第１電極及び第２電極をステージ面に向けて押圧することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一側面によれば、マシンサイクルタイムを短縮することができる積層体製造装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】蓄電装置の内部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】積層体製造装置を示す平面概略図である。
【図４】積層体製造装置を構成する回転テーブルおよび積層装置（保持装置）を説明する図である。
【図５】積層体製造装置を構成するステージを説明する図である。
【図６】積層体製造装置による積層の工程を示す図である。
【図７】積層体製造装置による積層の工程を示す図である。
【図８】積層体製造装置による積層の工程を示す図である。
【図９】積層体製造装置による積層の工程を示す図である。
【図１０】積層体製造装置による積層の工程を示す図である。
【図１１】積層体製造装置による積層の工程を示す図である。
【図１２】積層体製造装置による積層の工程を示す図である。
【図１３】他の形態に係る積層体製造装置による積層の工程を示す図である。
【図１４】他の形態に係る積層体製造装置による積層の工程を示す図である。
【図１５】他の形態に係る積層体製造装置による積層の工程を示す図である。
【図１６】他の形態に係る積層体製造装置による積層の工程を示す図である。
【図１７】他の形態に係る積層体製造装置による積層の工程を示す図である。
【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】
まず、一実施形態に係る積層体製造装置によって製造された積層体を含む蓄電装置について説明する。図１は、蓄電装置の内部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のケース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、電極組立体３とケース２の内側の側面及び底面との間には絶縁フィルムが配置されており、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。
【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正極集電体である金属箔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。複数の正極８より延びる複数のタブ１４ｂは、集箔された状態で導電部材１２に接続（溶接）され、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の表裏両面に形成されている。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負極集電体である金属箔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の表裏両面に形成されている。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、導電部材１２を介してセパレータ付き正極１１のタブ１４ｂを正極端子４に接続すると共に、導電部材１３を介して負極９のタブ１６ｂを負極端子５に接続した後、電極組立体３をケース２内に収容する。例えば、セパレータ付き正極１１の製作工程では、より具体的には、活物質層を備えた帯状の電極母材の製造が行われ、その電極母材をカットすることで、正極８の製造が行われる。製造された正極８をセパレータで包むことで、セパレータ付き正極１１が製造される。
【００２３】
次に、図３を用いて、実施形態に係る積層体製造装置１００について説明する。図３は、積層体製造装置１００を示す概略平面図である。図３に示すように、積層体製造装置１００は、正極搬送系１０１と、負極搬送系１０３と、積層装置１０５と、ステージ１０７とを備えている。積層体製造装置１００では、正極搬送系１０１によって搬送されるセパレータ付き正極（第１電極）１１と負極搬送系１０３によって搬送される負極（第２電極）９とが交互に積層される。すなわち、積層体製造装置１００は、電極組立体３を製造するための積層体３０を形成する。
【００２４】
正極搬送系１０１は、搬送装置１１１、ピックアンドプレース装置１１３及び回転テーブル１１５を含む。搬送装置１１１は、前工程によって製造されたセパレータ付き正極１１を所定の搬送経路に沿って搬送する。搬送装置１１１は、例えばベルトコンベアであってよい。ピックアンドプレース装置１１３は、搬送装置１１１によって搬送されたセパレータ付き正極１１を回転テーブル１１５に移動させる。回転テーブル１１５は、ピックアンドプレース装置１１３から受け取ったセパレータ付き正極１１を周方向に搬送する。回転テーブル１１５によって所定の位置まで搬送されたセパレータ付き正極１１は、積層装置１０５によって回収される。一例として、回転テーブル１１５は、所定角度の回転動作と停止とを繰り返すように間欠的に動作する。ピックアンドプレース装置１１３は、回転テーブル１１５が停止しているときにセパレータ付き正極１１を回転テーブル１１５に移載する。また、積層装置１０５は、回転テーブル１１５が停止しているときに回転テーブル１１５からセパレータ付き正極１１を回収する。
【００２５】
図４は、積層体製造装置を構成する回転テーブルおよび積層装置を説明する図である。図４の（ａ）は、上下方向において回転テーブル１１５と積層装置１０５とが重複する位置を示す側面図である。図４の（ｂ）は、積層装置１０５を構成する保持装置１５５を下方から見た平面図である。図３、図４の（ａ）に示すように、回転テーブル１１５は、水平面内を回転する円盤状のテーブル本体１１６と、テーブル本体１１６上に設けられた複数の電極載置部１１７とを含んでいる。複数の電極載置部１１７は、テーブル本体１１６上において周方向に均等に配置されている。それぞれの電極載置部１１７は、ＸＹθテーブル１１７ａと、ＸＹθテーブル１１７ａ上に設けられた吸着パッド１１７ｂとを含んでいる。ＸＹθテーブル１１７ａは、水平面内における吸着パッド１１７ｂのＸ方向の位置、Ｘ方向に交差（直交）するＹ方向の位置、及び、Ｚ軸を回転中心とした回転位置を制御する。吸着パッド１１７ｂは、ピックアンドプレース装置１１３からセパレータ付き正極１１を受け取る。すなわち、ピックアンドプレース装置１１３は吸着パッド１１７ｂ上にセパレータ付き正極１１を載置する。ＸＹθテーブル１１７ａは、吸着パッド１１７ｂがセパレータ付き正極１１を受け取った後に、吸着パッド１１７ｂ上のセパレータ付き正極１１の位置に応じて吸着パッド１１７ｂの位置を調整する。これにより、積層装置１０５は、それぞれの電極載置部１１７から同じ条件でセパレータ付き正極１１を受け取ることができる。
【００２６】
負極搬送系１０３は、正極搬送系１０１と同様に、搬送装置１３１、ピックアンドプレース装置１３３及び回転テーブル１３５を含む。搬送装置１３１は、前工程によって製造された負極９を所定の搬送経路に沿って搬送する。搬送装置１３１は、例えばベルトコンベアであってよい。ピックアンドプレース装置１３３は、搬送装置１３１によって搬送された負極９を回転テーブル１３５に移動させる。回転テーブル１３５は、ピックアンドプレース装置１３３から受け取った負極９を周方向に搬送する。回転テーブル１３５によって所定の位置まで搬送された負極９は、積層装置１０５によって回収される。本実施形態では、積層装置１０５は、回転テーブル１１５からセパレータ付き正極１１を回収した後に、回転テーブル１３５から負極９を回収する。回転テーブル１３５の構成は、回転テーブル１１５と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【００２７】
図３、図４の（ａ）に示すように、積層装置１０５は、水平面内を回転する円盤状の回転体（搬送機構）１５１と、回転体１５１から径方向に突出する複数の搬送アーム１５２とを含んでいる。複数の搬送アーム１５２は、例えば周方向に均等に配置されている。搬送アーム１５２のそれぞれは、Ｚテーブル（搬送機構）１５３と、Ｚテーブル１５３の下部に設けられた保持装置１５５とを含む。Ｚテーブル１５３は、保持装置１５５をＺ方向（すなわち鉛直方向）に移動させる。
【００２８】
保持装置１５５は、本体部１５６と、一対の第１支持片（第１保持部）１５７と、一対の第２支持片（第２保持部）１５８とを含む。本体部１５６は、例えば平面視略矩形状をなしている。本体部１５６の上面は、Ｚテーブル１５３の下面に固定されている。図４の（ｂ）に示すように、本体部１５６の下面には、上向きに形成された複数（図示例では４つ）の溝１５６ａ，１５６ｂ，１５６ｃ，１５６ｄが形成されている。溝１５６ａ，１５６ｂ，１５６ｃ，１５６ｄは、平面視において周縁を画定する４つの各辺の中央から本体部１５６の中央に向かって延在している。
【００２９】
第１支持片１５７は、鉛直方向に延びる鉛直部１５７ａと、鉛直部１５７ａの先端から水平方向に延びる水平部１５７ｂとを含む。一対の第１支持片１５７は、例えば平面視において本体部１５６の中心を対称点とする点対称の位置に配置されている。第２支持片１５８は、鉛直方向に延びる鉛直部１５８ａと、鉛直部１５８ａの先端から水平方向に延びる水平部１５８ｂとを含む。一対の第２支持片１５８は、例えば平面視において本体部１５６の中心を対称点とする点対称の位置に配置されている。図示例では、Ｙ方向の一方側に配置された第１支持片１５７と第２支持片１５８とが、溝１５６ａを挟んで互いに対向しており、Ｙ方向の他方側に配置された第１支持片１５７と第２支持片１５８とが、溝１５６ｃを挟んで互いに対向している。また、Ｘ方向の一方側に配置された第１支持片１５７と第２支持片１５８とは、溝１５６ｂを挟んで配置されており、Ｘ方向の他方側に配置された第１支持片１５７と第２支持片１５８とは、溝１５６ｄを挟んで配置されている。
【００３０】
第１支持片１５７，第２支持片１５８は、鉛直方向及び水平方向に駆動制御される。例えば、図４の（ａ）では、第１支持片１５７は、鉛直方向において本体部１５６に近い位置にあり、水平方向において内側に位置している（以下、この状態を「保持状態」という場合がある）。保持状態では、第１支持片１５７の水平部１５７ｂによってセパレータ付き正極１１が下側から支持される。また、図４の（ａ）では、第２支持片１５８は、鉛直方向において本体部１５６から離れた位置にあり、水平方向において外側に位置している（以下、この状態を「解除状態」という場合がある）。第１支持片１５７及び第２支持片１５８は、それぞれ保持状態及び解除状態をとることができる。
【００３１】
図示の解除状態にある第２支持片１５８は、第２支持片１５８が内側に水平移動した後に上方に移動するすることによって、解除状態から保持状態に移行する。また、図示の保持状態にある第１支持片１５７は、第１支持片１５７が外側に水平移動した後に下方に移動するすることによって、保持状態から解除状態に移行する。平面視において、保持状態にある第１支持片１５７の水平部１５７ｂは、電極（図示例ではセパレータ付き正極１１）が保持される位置に重複している。また、平面視において、解除状態にある第２支持片１５８の水平部１５８ｂは、電極が保持される位置から離間している。なお、図４の（ｂ）では、保持される電極の位置が破線で示されている。
【００３２】
図５は、ステージを説明するための図である。図５の（ａ）はステージの平面図であり、図５の（ｂ）は図５の（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図であり、図５の（ｃ）は図５の（ａ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。ステージ１０７は、一例として矩形板状をなすステージ本体１７１を含む。ステージ本体１７１の上面は、搬送アーム１５２によって保持されたセパレータ付き正極１１及び負極９が順次積層されるステージ面１７１ａとなっている。また、ステージ１０７は、ステージ面１７１ａに積層されたセパレータ付き正極１１及び負極９をステージ面１７１ａに向けて押圧する一対の第１押圧片（第１押圧部）１７３及び一対の第２押圧片（第２押圧部）１７５を有している。
【００３３】
第１押圧片１７３は、鉛直方向に延びる鉛直部１７３ａと、鉛直部１７３ａの先端から水平方向に延びる水平部１７３ｂとを含む。一対の第１押圧片１７３は、例えば平面視においてステージ本体１７１の中心を挟んで互いに対向する位置に配置されている。図示例では、第１押圧片１７３は、Ｙ方向において互いに離間して配置されている。また、第２押圧片１７５は、鉛直方向に延びる鉛直部１７５ａと、鉛直部１７５ａの先端から水平方向に延びる水平部１７５ｂとを含む。一対の第２押圧片１７５は、例えば平面視においてステージ本体１７１の中心を挟んで互いに対向する位置に配置されている。図示例では、第２押圧片１７５は、Ｘ方向において互いに離間して配置されている。第１押圧片１７３及び第２押圧片１７５は、第１支持片１５７及び第２支持片１５８と同様に、鉛直方向及び水平方向に駆動制御される。これにより、第１押圧片１７３及び第２押圧片１７５は、積層されたセパレータ付き正極１１及び負極９のセットをステージ面１７１ａに押圧する押圧状態と、セパレータ付き正極１１及び負極９のセットから離間した離間状態とをとることができる。
【００３４】
平面視において、第１押圧片１７３の位置（図５の（ａ）参照）は、保持装置１５５における本体部１５６の溝１５６ｂ，１５６ｄ（図４の（ｂ）参照）の位置に対応している。また、第２押圧片１７５の位置は、本体部１５６の溝１５６ａ、１５６ｃの位置に対応している。搬送アーム１５２によってセパレータ付き正極１１が保持されている状態では、本体部の溝１５６ａ〜１５６ｄは、当該セパレータ付き正極１１の上面に隣接した空間を形成する。離間状態において、第１押圧片１７３の水平部１７３ｂ及び第２押圧片１７５の水平部１７５ｂは、この空間内に挿通可能となっている。
【００３５】
続いて、積層体製造装置における積層装置及びステージの動作について説明する。図６〜図１３は、積層体製造装置による積層の工程を示す図である。図６〜図９の（ａ）は保持装置１５５の側面図であり、図６〜図９の（ｂ）は保持装置１５５を上方から見た平面図である。なお、図６〜図９の（ｂ）では、本体部１５６を二点鎖線で示している。図１０の（ａ）はステージ１０７の側面図であり、図１０の（ｂ）はステージ１０７の平面図である。図１１の（ａ）は保持装置１５５及びステージ１０７を示す側面図であり、図１１の（ｂ）は図１１の（ａ）の平面図であり、図１１の（ｃ）は図１１の（ｂ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。図１２の（ａ）は保持装置１５５及びステージ１０７を示す側面図であり、図１２の（ｂ）は図１２の（ａ）の平面図であり、図１２の（ｃ）は図１２の（ｂ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。図１３の（ａ）は保持装置１５５及びステージ１０７を示す側面図であり、図１３の（ｂ）は図１１の（ａ）の平面図であり、図１３の（ｃ）は図１３の（ｂ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。
【００３６】
上述の通り、積層装置１０５では、複数の搬送アーム１５２によってセパレータ付き正極１１及び負極９が順次保持される。まず、保持装置１５５は、第１支持片１５７及び第２支持片１５８の両方を解除状態として待機している。保持装置１５５が電極載置部１１７の上方に移動すると、Ｚテーブル１５３が動作することによって保持装置１５５は下方に移動する。第１支持片１５７の水平部１５７ｂの位置が電極載置部１１７に載置されたセパレータ付き正極１１よりも下の位置まで移動すると、第１支持片１５７は保持状態となるように制御される。これにより、図６に示すように、第１支持片１５７によってセパレータ付き正極１１が保持される。
【００３７】
続いて、積層装置１０５の回転体１５１が回転することによって、セパレータ付き正極１１を保持した保持装置１５５は、負極搬送系１０３側の電極載置部（図示省略）の上方に移動する。保持装置１５５が電極載置部の上方に移動すると、Ｚテーブル１５３が動作することによって保持装置１５５は下方に移動する。図７の（ａ）に示すように、第２支持片１５８の水平部１５８ｂの位置は、電極載置部に載置された負極９よりも下の位置まで移動する。この状態では、図７の（ｂ）に示すように、負極９と第２支持片１５８とが干渉し合うことがない。続いて、第２支持片１５８は保持状態となるように制御される。これにより、図８に示すように、第２支持片１５８によって負極９が保持される。第２支持片１５８は、第１支持片１５７によって保持されているセパレータ付き正極１１に負極９が重畳されるように負極９を保持する。
【００３８】
続いて、図９に示すように、第１支持片１５７が解除状態となる。この状態では、セパレータ付き正極１１は、負極９を介して第２支持片１５８によって保持されている。続いて、積層装置１０５の回転体１５１が回転することによって、セパレータ付き正極１１及び負極９のセットを保持した保持装置１５５は、ステージ面１７１ａの上方に移動する。なお、第１支持片１５７の解除は、保持装置１５５がステージ面１７１ａの上方に移動した後に実行されてもよい。
【００３９】
続いて、セパレータ付き正極１１及び負極９のセットがステージ面１７１ａ上に積層される。図１０に示すように、一例においては、既にステージ面１７１ａ上にセパレータ付き正極１１及び負極９のセットが複数積層されている。ステージ面１７１ａ上に積層されたセパレータ付き正極１１及び負極９の複数のセット（図面における積層体３０）は、例えば押圧状態となっている第１押圧片１７３によってステージ面１７１ａに向かって押圧されている。この場合、第２押圧片１７５は離間状態となっている。積層装置１０５のＺテーブル１５３が下方に移動することによって、保持装置１５５に保持されたセパレータ付き正極１１及び負極９のセットが積層体３０の上に近接する。この状態では、第２押圧片１７５の水平部１７５ｂの高さ位置は、第１支持片１５７の水平部１５７ｂの高さ位置と略同じとなっている（図１１の（ｃ）参照）。
【００４０】
続いて、第２押圧片１７５が押圧状態となることによって、保持装置１５５によって保持されたセパレータ付き正極１１及び負極９のセットは、第２押圧片１７５によって積層体３０に向かって押圧される。この場合、第２押圧片１７５の水平部１７５ｂは、本体部１５６の溝１５６ａ，１５６ｃ内を移動することによって、セパレータ付き正極１１及び負極９のセットの上側に移動する。
【００４１】
続いて、第２支持片１５８が解除状態になるとともに、第１押圧片１７３が離間状態になる。すなわち、積層体３０とセパレータ付き正極１１及び負極９のセットとの間に位置していた第２支持片１５８及び第１押圧片１７３が引き抜かれる。これにより、図１３に示すように、ステージ面１７１ａ上に積層体３０が形成される。複数の保持装置１５５によって上記動作が繰り返されることによって、セパレータ付き正極１１及び負極９のセットが順次積層される。なお、次の保持装置１５５がステージ面１７１ａ上に移動したときには、図１３に示されるように、積層体３０は第２押圧片１７５によって押圧されている。そのため、積層体３０上に新たに積層されるセパレータ付き正極１１及び負極９のセットは、第１押圧片１７３によって押圧されることになる。
【００４２】
以上説明した積層体製造装置によれば、搬送アーム１５２に設けられた第１押圧片１７３によってセパレータ付き正極１１が保持され、その後、セパレータ付き正極１１に重畳するように第２支持片１５８によって負極９が保持される。搬送アーム１５２によって重畳された状態で保持されたセパレータ付き正極１１及び負極９は、回転体１５１及びＺテーブル１５３の動作に伴ってステージ面１７１ａに順次積層される。実施形態では、搬送アーム１５２によって事前にセパレータ付き正極１１と負極９とが重畳される。そのため、搬送アーム１５２がステージ面１７１ａに電極を積層する回数は、積層される電極の数の半分となる。したがって、セパレータ付き正極１１をステージに積層し、その後、負極９をステージに積層する場合に比べて、マシンサイクルタイムを短縮することができる。
【００４３】
第１支持片１５７はセパレータ付き正極１１を下側から支持し、第２支持片１５８は負極９を下側から支持する。この構成によれば、セパレータ付き正極１１と負極９とが重畳した状態で、セパレータ付き正極１１と負極９とを同時に保持しやすい。
【００４４】
搬送アーム１５２に保持されるセパレータ付き正極１１の上方には、当該セパレータ付き正極１１の上面に隣接し、第１押圧片１７３の水平部１７３ｂ及び第２押圧片１７５の水平部１７５ｂが挿通可能な空間（溝１５６ａ〜１５６ｄ）が設けられている。この構成では、セパレータ付き正極１１及び負極９が搬送アーム１５２に保持されている状態で、セパレータ付き正極１１の上方の空間に水平部１７３ｂ，１７５ｂが挿通され得る。この場合、水平部１７３ｂ，１７５ｂは、搬送アーム１５２に保持されたセパレータ付き正極１１及び負極９をステージ面１７１ａに向けて上面から押圧することができる。
【００４５】
［第２実施形態］
本実施形態では、セパレータ付き正極１１を保持する第１保持部の構成が第１実施形態と相違している。以下、主として第１実施形態と相違する点について説明し、同一の要素や部材については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。なお、本実施形態の装置構成は、第１実施形態の装置構成と重複するため、概略図として図３、図４等を参照することとする。
【００４６】
図１４の（ａ）は保持装置２５５の側面図であり、図１４の（ｂ）は保持装置２５５の平面図である。なお、図１４の（ｂ）では、一部の構成を二点鎖線で示している。保持装置２５５は、本体部２５６と一対の支持片（第２保持部）２５８とを含む。本体部２５６は、例えば平面視略矩形状をなしている。本体部２５６の上面は、第１実施形態における本体部１５６と同様に、Ｚテーブル１５３の下面に固定されている。図１４に示すように、本体部２５６の下面には、上向きに形成された複数（図示例では４つ）の溝２５６ａ，２５６ｂ，２５６ｃ，２５６ｄが形成されている。溝２５６ａ，２５６ｂ，２５６ｃ，２５６ｄは、第１実施形態における溝１５６ａ，１５６ｂ，１５６ｃ，１５６ｄと同様の構成をなしており、ステージ１０７の第１押圧片１７３の水平部１７３ｂ及び第２押圧片１７５の水平部１７５ｂの位置に対応している。
【００４７】
本体部２５６の下面は、吸着面（第１保持部）２５７を形成している。吸着面２５７には、吸引ポンプに接続された複数の吸気孔（不図示）が形成されており、吸気孔から空気を吸引することで、吸着面２５７に吸着力が発生する。これにより、一例として、本体部２５６は、吸着装置として機能する。なお、本体部２５６の下面において、溝２５６ａ〜２５６ｄが形成されている部分には、吸気孔は形成されていない。
【００４８】
支持片２５８は、第１実施形態における第２支持片１５８と同様の構成を備えている。すなわち、支持片２５８は、鉛直方向に延びる鉛直部２５８ａと、鉛直部２５８ａの先端から水平方向に延びる水平部２５８ｂとを含む。一対の支持片２５８は、例えば平面視において本体部２５６の中心を対称点とする点対称の位置に配置されている。
【００４９】
以下、図１５〜図１７をさらに参照して、保持装置２５５の動作について説明する。図１５の（ａ）は保持装置２５５の側面図であり、図１５の（ｂ）は保持装置２５５の平面図である。図１６の（ａ）は保持装置２５５及びステージ１０７を示す側面図であり、図１６の（ｂ）は図１６の（ａ）の平面図であり、図１６の（ｃ）は図１６の（ｂ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。図１７の（ａ）は保持装置１５５及びステージ１０７を示す平面図であり、図１７の（ｂ）は図１７の（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。
【００５０】
まず、図１４に示すように、保持装置２５５は本体部２５６の吸着面２５７によってセパレータ付き正極１１を保持する。一例として、保持装置２５５は、正極搬送系１０１の電極載置部１１７に載置されたセパレータ付き正極１１に吸着面２５７が当接した状態で、吸着面２５７によってセパレータ付き正極１１を上側から吸着する。この際、支持片２５８は解除状態となっている。
【００５１】
続いて、回転体１５１が回転することによって、セパレータ付き正極１１を保持した保持装置２５５は、負極搬送系１０３の電極載置部（図示省略）の上方に移動する。保持装置２５５が電極載置部の上方に移動すると、Ｚテーブル１５３が動作することによって保持装置２５５は下方に移動する。図１５の（ａ）に示すように、支持片２５８は保持状態となるように制御される。これにより、支持片２５８によって負極９が保持される。支持片２５８は、吸着面２５７によって保持されているセパレータ付き正極１１に負極９が重畳されるように負極９を保持する。
【００５２】
続いて、セパレータ付き正極１１及び負極９のセットがステージ面１７１ａ上に積層される。図１６に示すように、一例においては、既にステージ面１７１ａ上にセパレータ付き正極１１及び負極９のセットが複数積層されている。ステージ面１７１ａ上に積層されたセパレータ付き正極１１及び負極９の複数のセットは、例えば押圧状態となっている第１押圧片１７３によってステージ面１７１ａに向かって押圧されている。Ｚテーブル１５３が下方に移動することによって、保持装置２５５に保持されたセパレータ付き正極１１及び負極９のセットが積層体３０の上に近接する。この状態では、水平部２５８ｂの高さ位置は、第１押圧片１７３の高さ位置と略同じとなっている。続いて、第２押圧片１７５が押圧状態となることによって、保持装置２５５によって保持されたセパレータ付き正極１１及び負極９のセットは、第２押圧片１７５によって積層体３０に向かって押圧される。
【００５３】
続いて、図１７に示すように、支持片２５８が解除状態になるとともに、第１押圧片１７３が離間状態になる。これにより、ステージ面１７１ａ上に積層体３０が構成される。複数の保持装置２５５によって上記動作が繰り返されることによって、セパレータ付き正極１１及び負極９のセットが順次積層される。なお、吸着面２５７によるセパレータ付き正極１１の吸着動作は、支持片２５８によって負極９が保持された後から、第２押圧片１７５によってセパレータ付き正極１１及び負極９のセットが積層体３０に向かって押圧される前までの間の任意のタイミングで停止され得る。
【００５４】
本実施形態では、セパレータ付き正極１１が吸着面２５７によって上側から吸着されており、負極９が支持片２５８によって下側から支持されている。この構成によれば、互いに重畳した状態となっているセパレータ付き正極１１及び負極９を保持しやすい。
【符号の説明】
【００５５】
９…負極（第２電極）、１１…セパレータ付き正極（第１電極）、３０…積層体、１００…積層体製造装置、１０７…ステージ、１７１ａ…ステージ面、１５１…回転体（搬送機構）、１５２…搬送アーム、１５３…Ｚテーブル（搬送機構）、１５７…第１支持片（第１保持部）、１５８…第２支持片（第２保持部）。
【図１】
2020035719.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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