(57)【要約】【課題】積層を並列化しつつ、装置の設置スペースを抑制した電極積層装置を提供する。【解決手段】電極積層装置１００は、正極搬送装置１０１と、負極搬送装置１０３と、正極及び負極が交互に積層される複数の積層ステージ１０５と、正極搬送装置１０１を搬送される正極を積層ステージ１０５に移載する正極移載装置１１０Ａと、負極搬送装置１０３を搬送される負極を積層ステージ１０５に移載する負極移載装置１１０Ｂと、を備え、正極８及び負極９の少なくとも一方は、セパレータ１０を含み、正極搬送装置１０１と負極搬送装置１０３とは、少なくとも一部の区間Ｋにおいて搬送方向に交差する方向から見て互いに重複するとともに、互いに平行に配置され、複数の積層ステージ１０５は、一部の区間Ｋにおいて、正極搬送装置１０１と負極搬送装置１０３との間の領域Ｒに配置されている。【選択図】図３
2020077582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極を搬送する正極搬送装置と、
負極を搬送する負極搬送装置と、
前記正極搬送装置によって搬送される正極、及び、前記負極搬送装置によって搬送される負極が交互に積層される複数の積層ステージと、
前記正極搬送装置を搬送される前記正極を前記積層ステージに移載する正極移載装置と、
前記負極搬送装置を搬送される前記負極を前記積層ステージに移載する負極移載装置と、を備え、
前記正極及び前記負極の少なくとも一方は、セパレータを含み、
前記正極搬送装置と前記負極搬送装置とは、少なくとも一部の区間において搬送方向に交差する方向から見て互いに重複するとともに、互いに平行に配置され、
前記複数の積層ステージは、前記一部の区間において、前記正極搬送装置と前記負極搬送装置との間の領域に配置されている、電極積層装置。
【請求項２】
前記正極搬送装置では、前記正極が複数条で搬送され、
前記負極搬送装置では、前記負極が複数条で搬送される、請求項１に記載の電極積層装置。
【請求項３】
前記複数の積層ステージは、前記正極搬送装置と前記負極搬送装置との間の領域において前記正極搬送装置側にオフセットされた第１積層ステージと前記負極搬送装置側にオフセットされた第２積層ステージとを含む、請求項２に記載の電極積層装置。
【請求項４】
前記正極移載装置は、前記正極搬送装置によって搬送経路を搬送中の前記正極を前記積層ステージに搬送し、
前記負極移載装置は、前記負極搬送装置によって搬送経路を搬送中の前記負極を前記積層ステージに搬送する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電極積層装置。
【請求項５】
前記正極搬送装置を搬送中の前記正極を検出する正極用トラッキングカメラと、前記負極搬送装置を搬送中の前記負極を検出する負極用トラッキングカメラと、をさらに有する、請求項４に記載の電極積層装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、電極積層装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電装置には、積層型の電極組立体を備えるものがある。積層型の電極組立体を製造する装置としては、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】
製造ラインは、各工程毎に加工装置又は検査装置を備える。各工程の処理時間は、短いことが好ましい。しかしながら、第１電極と第２電極との積層によって積層型の電極組立体を形成する積層工程において、特許文献１に開示される装置のように、ピックアンドプレース装置を用いる場合、電極の積層速度の向上が難しく、前工程又は後工程に対し、処理時間が長くなりやすい。そこで、いわゆる並列化（複数ライン化）が考えられる。並列化では、積層工程の手前で電極を搬送するラインを分岐し、ピックアンドプレース装置と、ピックアンドプレース装置に電極を供給する供給ラインと、を複数用いる。ただし、この場合、電極の供給ラインの数を増やし、ピックアンドプレース装置を複数設けることになるため、広い設置スペースが必要である。
【０００５】
本発明の一側面は、積層を並列化しつつ、装置の設置スペースを抑制した電極積層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電極積層装置は、正極を搬送する正極搬送装置と、負極を搬送する負極搬送装置と、正極搬送装置によって搬送される正極、及び、負極搬送装置によって搬送される負極が交互に積層される複数の積層ステージと、正極搬送装置を搬送される正極を積層ステージに移載する正極移載装置と、負極搬送装置を搬送される負極を積層ステージに移載する負極移載装置と、を備え、正極及び負極の少なくとも一方は、セパレータを含み、正極搬送装置と負極搬送装置とは、少なくとも一部の区間において搬送方向に交差する方向から見て互いに重複するとともに、互いに平行に配置され、複数の積層ステージは、一部の区間において、正極搬送装置と負極搬送装置との間の領域に配置されている。
【０００７】
上記電極積層装置では、複数の積層ステージを挟んで正極搬送装置と負極搬送装置とが一部の区間において搬送方向に交差する方向から見て互いに重複している。これにより、複数の積層ステージが正極搬送装置と負極搬送装置とを共有化できるため、積層ステージの数だけ正極搬送装置と負極搬送装置とを備える複数ライン化と比較し、装置の大きさを小さくすることができる。すなわち、装置の設置スペースを抑制することができる。
【０００８】
正極搬送装置では、正極が複数条で搬送されてもよく、負極搬送装置では、負極が複数条で搬送されてもよい。この構成によれば、正極及び負極の搬送速度を小さくしても電極の供給能力の低下を抑制できる。
【０００９】
複数の積層ステージは、正極搬送装置と負極搬送装置との間の領域において正極搬送装置側にオフセットされた第１積層ステージと負極搬送装置側にオフセットされた第２積層ステージとを含んでもよい。この構成によれば、複数条で電極が搬送される場合に適した正極移載装置及び負極移載装置の配置を実現できる。
【００１０】
正極移載装置は、正極搬送装置を搬送中の正極を積層ステージに搬送し、負極移載装置は、負極搬送装置を搬送中の負極を積層ステージに搬送してもよい。この構成では、ラインを搬送中の電極を移載することができるので、ラインを間欠動作させる必要がない。
【００１１】
電極積層装置は、正極搬送装置を搬送中の正極を検出する正極用トラッキングカメラと、負極搬送装置を搬送中の負極を検出する負極用トラッキングカメラと、をさらに有してもよい。この構成では、トラッキングカメラを備えることによって、ラインを搬送中の電極を容易に移載することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一側面によれば、積層を並列化しつつ、装置の設置スペースを抑制した電極積層装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】電極積層装置を示す平面概略図である。
【図４】電極積層装置の制御系統を示すブロック図である。
【図５】電極積層装置を部分的に拡大して示す概略平面図である。
【図６】他の例に係る電極積層装置を示す平面概略図である。
【図７】積層される電極の他の例を示す断面図である。
【図８】積層される電極の他の例を示す断面図である。
【図９】積層される電極の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
まず、一実施形態に係る電極積層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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。セパレータ１０は、袋状をなし、例えば、前述の形成材料よりなる二枚の矩形のシートを、外周縁で接合することで、形成されている。
【００２３】
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、負極９の製作工程では、活物質層を備えた帯状の電極母材の製造が行われ、その電極母材をダイカットすることで、負極９の製造が行われる。また、セパレータ付き正極１１の製作工程では、活物質層を備えた帯状の電極母材の製造が行われ、その電極母材をダイカットすることで、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。以下、セパレータ付き正極１１と負極９とを単に電極という場合がある。
【００２４】
次に、図３を用いて、実施形態に係る電極積層装置１００について説明する。図３は、電極積層装置１００を示す概略平面図である。図３に示すように、電極積層装置１００は、正極搬送装置１０１と、負極搬送装置１０３と、積層ステージ１０５と、正極移載装置１１０Ａと、負極移載装置１１０Ｂと、正極用トラッキングカメラ１２０Ａと、負極用トラッキングカメラ１２０Ｂと、を有している。電極積層装置１００では、正極搬送装置１０１によって搬送されるセパレータ付き正極（第１電極）１１と負極搬送装置１０３によって搬送される負極（第２電極）９とが、複数の積層ステージ１０５に交互に積層される。なお、電極積層装置１００は、正極搬送装置１０１、負極搬送装置１０３、正極移載装置１１０Ａ、負極移載装置１１０Ｂ、正極用トラッキングカメラ１２０Ａ及び負極用トラッキングカメラ１２０Ｂに接続されたコントローラ１５０を備えている（図４参照）。コントローラ１５０は、例えばＣＰＵ、メモリ等を備えるコンピュータであってよい。
【００２５】
正極搬送装置１０１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。前工程は、一例では、電極母材をダイカットして製造された正極８をセパレータで包みセパレータ付き正極１１を製造するセパレータ包装システム９１であってよい。本実施形態では、セパレータ包装システム９１は、セパレータ付き正極１１を複数条（図示例では二条）で正極搬送装置１０１に供給する。正極搬送装置１０１は、例えばベルトコンベアによって形成されている。セパレータ付き正極１１は、搬送経路を構成するベルトコンベアの搬送面１０１ａによって二条で搬送される。図示のように、正極搬送装置１０１は、セパレータ包装システム９１を起点としてＸ方向に沿って直線状に配置されている。正極搬送装置１０１では、例えばベルトコンベアにロータリエンコーダが設けられており、このロータリエンコーダによって搬送速度を取得することができる。取得された搬送速度は、例えばコントローラ１５０に送信される。
【００２６】
負極搬送装置１０３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。前工程は、一例では、電極母材をダイカットして負極９を製造するダイカットシステム９３であってよい。本実施形態では、ダイカットシステム９３は、負極９を複数条（図示例では二条）で負極搬送装置１０３に供給する。負極搬送装置１０３は、例えばベルトコンベアによって形成されている。負極９は、搬送経路を構成するベルトコンベアの搬送面１０３ａによって二条で搬送される。図示のように、負極搬送装置１０３は、ダイカットシステム９３を起点としてＸ方向に沿って直線状に配置されている。負極搬送装置１０３では、例えばベルトコンベアにロータリエンコーダが設けられており、このロータリエンコーダによって搬送速度を取得することができる。取得された搬送速度は、例えばコントローラ１５０に送信される。
【００２７】
積層ステージ１０５には、正極搬送装置１０１によって搬送されるセパレータ付き正極１１、及び、負極搬送装置１０３によって搬送される負極９が交互に積層される。本実施形態では、少なくとも２つ以上の積層ステージ１０５が配置されている。図示例では、Ｘ方向に隣り合って配置される一対の積層ステージ１０５のセットが複数（４つ）配置されている。一対の積層ステージ１０５のセットでは、例えば、一方の積層ステージ１０５と他方の積層ステージ１０５とに交互に積層体２０が形成される。すなわち、一方の積層ステージ１０５にセパレータ付き正極１１と負極９とが交互に積層され積層体２０が形成され、その後、他方の積層ステージ１０５にセパレータ付き正極１１と負極９とが交互に積層され積層体２０が形成され、この工程が繰り返される。一方の積層ステージ１０５に積層体２０が形成されると、他方の積層ステージ１０５に積層体２０が形成されている間に、一方の積層ステージ１０５の積層体２０が搬出される。積層体２０は、Ｚ方向において積層ステージ１０５の下方に設けられた搬送路によって搬出されてもよい。また、積層体２０は、Ｚ方向において積層ステージ１０５の上方に設けられた、天井走行台車などによって構成される天面搬送路によって搬出されてもよい。例えば、図３は、搬送路又は天面搬送路が矢印１４０で示されている。
【００２８】
正極用トラッキングカメラ１２０Ａは、正極搬送装置１０１によって搬送経路を搬送中の正極を検出する。例えば、正極用トラッキングカメラ１２０Ａは、正極搬送装置１０１の搬送経路に沿って複数台配置され、固定されている。正極用トラッキングカメラ１２０Ａの台数は、例えば、正極搬送装置１０１によって搬送されるセパレータ付き正極１１の列数と同数であってよい。この場合、一方の正極用トラッキングカメラ１２０Ａと他方の正極用トラッキングカメラ１２０Ａとは、互いに異なる列を搬送されるセパレータ付き正極１１を撮像する。図示例では、２台の正極用トラッキングカメラ１２０ＡがＸ方向に互いに離間した位置に配置されている。例えば、一方の正極用トラッキングカメラ１２０Ａは、正極搬送装置の基端に近い位置に配置されている。この正極用トラッキングカメラ１２０Ａは、搬送方向Ｄ１を向いて右側の列（Ｌ１）を搬送されるセパレータ付き正極１１を撮像する。また、他方の正極用トラッキングカメラ１２０Ａは、正極搬送装置１０１の中央に近い位置に配置されている。この正極用トラッキングカメラ１２０Ａは、搬送方向Ｄ１を向いて左側の列（Ｌ２）を搬送されるセパレータ付き正極１１を撮像する。なお、この正極用トラッキングカメラ１０２Ａの撮像位置では、右側の列（Ｌ１）のセパレータ付き正極１１の積層が既に終了している。正極用トラッキングカメラ１２０Ａによって撮像された画像情報は、コントローラ１５０に送信される。コントローラ１５０では、正極用トラッキングカメラ１２０Ａからの情報と、正極搬送装置１０１から入力される搬送速度の情報とに基づいて、搬送中のセパレータ付き正極１１の位置が推定される。
【００２９】
負極用トラッキングカメラ１２０Ｂは、負極搬送装置１０３によって搬送経路を搬送中の負極９を検出する。例えば、負極用トラッキングカメラ１２０Ｂは、負極搬送装置１０３の搬送経路に沿って複数台配置され、固定されている。負極用トラッキングカメラ１２０Ｂの台数は、例えば、負極搬送装置１０３によって搬送される負極９の列数と同数であってよい。この場合、一方の負極用トラッキングカメラ１２０Ｂと他方の負極用トラッキングカメラ１２０Ｂとは、互いに異なる列を搬送される負極９を撮像する。図示例では、２台の負極用トラッキングカメラ１２０ＢがＸ方向に互いに離間した位置に配置されている。例えば、一方の負極用トラッキングカメラ１２０Ｂは、負極搬送装置１０３の基端に近い位置に配置されている。この負極用トラッキングカメラ１２０Ｂは、搬送方向Ｄ２を向いて右側の列（Ｌ３）を搬送される負極９を撮像する。また、他方の負極用トラッキングカメラ１２０Ｂは、負極搬送装置１０３の中央に近い位置に配置されている。この負極用トラッキングカメラ１２０Ｂは、搬送方向Ｄ２を向いて左側の列（Ｌ４）を搬送される負極９を撮像する。なお、負極用トラッキングカメラ１２０Ｂの撮像位置では、右側の列（Ｌ３）の負極９の積層が既に終了している。負極用トラッキングカメラ１２０Ｂによって撮像された画像情報は、コントローラ１５０に送信される。コントローラ１５０では、負極用トラッキングカメラ１２０Ｂからの情報と、負極搬送装置１０３から入力される搬送速度の情報とに基づいて、搬送中の負極９の位置が推定される。
【００３０】
正極移載装置１１０Ａは、正極搬送装置１０１によって搬送経路を搬送中のセパレータ付き正極１１を積層ステージ１０５に移載する。すなわち、正極移載装置１１０Ａは、搬送中のセパレータ付き正極１１を保持したまま移動し、積層ステージ１０５上に載置する。正極移載装置１１０Ａは、一対の積層ステージ１０５のセットに対応して配置されている。図示例では、それぞれの積層ステージ１０５のセットに隣り合って正極移載装置１１０Ａが配置されている。例えば、正極移載装置１１０Ａは、積層ステージ１０５のセットに対して、セパレータ付き正極１１の搬送方向の上流側に配置されている。正極移載装置１１０Ａは、セパレータ付き正極１１を保持するためのエンドエフェクタを有するピックアンドプレース装置であり、例えば水平多関節ロボット、パラレルリンクロボット等であってよい。正極移載装置１１０Ａには、正極搬送装置１０１を搬送されるセパレータ付き正極１１の位置情報がコントローラ１５０から入力される。正極移載装置１１０Ａは、コントローラ１５０から入力される位置情報に基づいて、セパレータ付き正極１１の搬送位置を特定する。これにより、正極移載装置１１０Ａは、エンドエフェクタによってセパレータ付き正極１１を的確に保持することができる。
【００３１】
負極移載装置１１０Ｂは、負極搬送装置１０３によって搬送経路を搬送中の負極９を積層ステージ１０５に移載する。すなわち、負極移載装置１１０Ｂは、搬送中の負極９を保持したまま移動し、積層ステージ１０５上に載置する。負極移載装置１１０Ｂは、一対の積層ステージ１０５のセットに対応して配置されている。図示例では、それぞれの積層ステージ１０５のセットに隣り合って負極移載装置１１０Ｂが配置されている。例えば、負極移載装置１１０Ｂは、積層ステージ１０５のセットに対して、負極９の搬送方向の上流側に配置されている。負極移載装置１１０Ｂは、負極９を保持するためのエンドエフェクタを有するピックアンドプレース装置であり、例えば水平多関節ロボット、パラレルリンクロボット等であってよい。負極移載装置１１０Ｂには、負極搬送装置１０３を搬送される負極９の位置情報がコントローラ１５０から入力される。負極移載装置１１０Ｂは、コントローラ１５０から入力される位置情報に基づいて、負極９の搬送位置を特定する。これにより、負極移載装置１１０Ｂは、エンドエフェクタによって負極９を的確に保持することができる。
【００３２】
続いて、各装置の配置について更に説明する。正極搬送装置１０１の搬送経路と負極搬送装置１０３の搬送経路とは、少なくとも一部の区間Ｋにおいて搬送方向に交差する方向（Ｙ方向）から見て互いに重複する。また、正極搬送装置１０１の搬送経路と負極搬送装置１０３の搬送経路とは、互いに平行に配置されている。正極搬送装置１０１によるセパレータ付き正極１１の搬送方向Ｄ１と、負極搬送装置１０３による負極９の搬送方向Ｄ２とは、いずれもＸ方向に沿っており、且つ、互いに逆向きとなっている。
【００３３】
複数の積層ステージ１０５は、一部の区間Ｋにおいて、正極搬送装置１０１と負極搬送装置１０３との間の領域Ｒに配置されている。一対の積層ステージ１０５のセットは、Ｘ方向に互いに離間して配置されている。Ｘ方向において、複数の積層ステージ１０５が配置されている範囲と、正極搬送装置１０１の搬送経路と負極搬送装置１０３の搬送経路との重複する区間Ｋとは、略一致している。
【００３４】
本実施形態では、正極移載装置１１０Ａ、一対の積層ステージ１０５のセット、及び、負極移載装置１１０Ｂによって、積層ユニット１３０が構成される。積層ユニット１３０は、Ｘ軸方向に沿って４つ配置されている。ここで、搬送方向Ｄ１を向いて左側を搬送されるセパレータ付き正極１１の列、及び、搬送方向Ｄ２を向いて右側を搬送される負極９の列、を便宜上Ａ列とする。また、搬送方向Ｄ１を向いて右側を搬送されるセパレータ付き正極１１の列、及び、搬送方向Ｄ２を向いて左側を搬送される負極９の列、を便宜上Ｂ列とする。この場合、それぞれの積層ユニット１３０は、Ａ列及びＢ列のいずれか一方からセパレータ付き正極１１及び負極９を積層ステージに移載する。
【００３５】
例えば、正極搬送装置１０１の搬送方向Ｄ１における上流側に配置される２つの積層ユニット１３０は、Ｂ列を搬送されるセパレータ付き正極１１及び負極９を積層ステージ１０５に移載する。以下、この２つの積層ユニット１３０をＢ列用の積層ユニット１３０Ｂと呼ぶ場合がある。また、負極搬送装置１０３の搬送方向Ｄ２における上流側に配置される２つの積層ユニット１３０は、Ａ列を搬送されるセパレータ付き正極１１及び負極９を積層ステージ１０５に移載する。以下、この２つの積層ユニット１３０をＡ列用の積層ユニット１３０Ａと呼ぶ場合がある。
【００３６】
Ｂ列用の積層ユニット１３０Ｂでは、正極搬送装置１０１と負極搬送装置１０３との間の領域Ｒに配置された積層ステージ１０５は、Ｙ方向において中心位置Ｐ１よりも正極搬送装置１０１側にオフセットされている。図５は、電極積層装置における積層ユニットの積層ステージを含む部分を拡大して示す概略平面図である。図５に示すように、Ｂ列用の積層ユニット１３０Ｂにおいて積層ステージ１０５に積層される電極の位置（Ｐ２）は、Ｙ軸方向において、正極搬送装置１０１のＢ列のセパレータ付き正極１１の位置（Ｐ３）と負極搬送装置１０３のＢ列の負極９の位置（Ｐ４）との略中心である。換言すると、正極搬送装置１０１においてＢ列を搬送されるセパレータ付き正極１１からＢ列用の積層ユニット１３０Ｂの積層ステージ１０５までの距離Ｓ１と、負極搬送装置１０３においてＢ列を搬送される負極９からＢ列用の積層ユニット１３０Ｂの積層ステージ１０５までの距離Ｓ２とは、略同じである。また、Ｂ列用の積層ユニット１３０Ｂにおいて正極移載装置１１０Ａ及び負極移載装置１１０Ｂの位置（Ｐ２）は、Ｙ軸方向において、正極搬送装置１０１のＢ列のセパレータ付き正極１１の位置（Ｐ３）と負極搬送装置１０３のＢ列の負極９の位置（Ｐ４）との略中心である。
【００３７】
また、Ａ列用の積層ユニット１３０Ａでは、正極搬送装置１０１と負極搬送装置１０３との間の領域Ｒに配置された積層ステージ１０５は、Ｙ方向において負極搬送装置１０３側にオフセットされている。図５に示すように、Ａ列用の積層ユニット１３０Ａにおいて積層ステージ１０５に積層される電極の位置（Ｐ５）は、Ｙ軸方向において、正極搬送装置１０１のＡ列のセパレータ付き正極１１の位置（Ｐ６）と負極搬送装置のＡ列の負極９の位置（Ｐ７）との略中心である。換言すると、正極搬送装置１０１においてＡ列を搬送されるセパレータ付き正極１１からＡ列用の積層ユニット１３０Ａの積層ステージ１０５までの距離Ｓ３と、負極搬送装置１０３においてＡ列を搬送される負極９からＡ列用の積層ユニット１３０Ａの積層ステージ１０５までの距離Ｓ４とは、略同じである。また、Ａ列用の積層ユニット１３０Ａにおいて正極移載装置１１０Ａ及び負極移載装置１１０Ｂの位置（Ｐ５）は、Ｙ軸方向において、正極搬送装置１０１のＢ列のセパレータ付き正極１１の位置（Ｐ６）と負極搬送装置１０３のＢ列の負極９の位置（Ｐ７）との略中心である。
【００３８】
以上説明した電極積層装置１００では、正極搬送装置１０１によって、セパレータ付き正極１１が搬送方向Ｄ１の上流から下流に向けて搬送される。また、負極搬送装置１０３によって、負極９が搬送方向Ｄ２の上流から下流に向けて搬送される。セパレータ付き正極１１及び負極９の搬送位置は、正極用トラッキングカメラ１２０Ａ及び負極用トラッキングカメラ１２０Ｂによる画像情報、並びに、正極搬送装置１０１及び負極搬送装置１０３の速度情報に基づいてコントローラ１５０によって推定される。Ｂ列用の積層ユニット１３０Ｂでは、コントローラ１５０によって推定されたＢ列を搬送されるセパレータ付き正極１１及び負極９の位置情報に基づいて、セパレータ付き正極１１及び負極９を積層ステージ１０５に交互に積層する。同様に、Ａ列用の積層ユニット１３０Ａでは、コントローラ１５０によって推定されたＡ列を搬送されるセパレータ付き正極１１及び負極９の位置情報に基づいて、セパレータ付き正極１１及び負極９を積層ステージ１０５に交互に積層する。
【００３９】
このような電極積層装置１００では、複数の積層ステージ１０５を挟んで正極搬送装置１０１と負極搬送装置１０３とが一部の区間Ｋにおいて搬送方向Ｄ１、Ｄ２に交差する方向（図示例ではＹ方向）から見て互いに重複している。これにより、複数の積層ステージ１０５が正極搬送装置１０１と負極搬送装置１０３とを共有化できる。そのため、複数の積層ステージ１０５に応じた数の正極搬送装置１０１と負極搬送装置１０３とを配置する必要はなく、積層ステージ１０５の数に対応できるように区間Ｋを設定すればよい。よって、積層ステージの数だけ正極搬送装置と負極搬送装置とを備える複数ライン化と比較し、装置の大きさを小さくすることができる。すなわち、装置の設置スペースを抑制することができる。
【００４０】
正極搬送装置１０１では、セパレータ付き正極１１が複数条で搬送されており、負極搬送装置１０３では、負極９が複数条で搬送されている。この構成によれば、セパレータ付き正極１１及び負極９の搬送速度を小さくしても電極の供給能力の低下を抑制できる。この場合、コントローラ１５０による電極の搬送位置の予測精度を高めることができる。
【００４１】
複数の積層ステージ１０５は、正極搬送装置１０１と負極搬送装置１０３との間の領域Ｒにおいて、正極搬送装置１０１側にオフセットされたＢ列用の積層ユニット１３０Ｂの積層ステージ（第１積層ステージ）１０５と、負極搬送装置１０３側にオフセットされたＡ列用の積層ユニット１３０Ａの積層ステージ（第２積層ステージ）１０５とを含んでいる。この構成によれば、複数条で電極が搬送される場合に適した正極移載装置１１０Ａ及び負極移載装置１１０Ｂの配置を実現できる。実施形態では、Ａ列用の積層ユニット１３０Ａの正極移載装置１１０Ａ及び負極移載装置１１０Ｂは、Ａ列のセパレータ付き正極１１と負極９との中心の位置に配置され、Ｂ列用の積層ユニット１３０Ｂの正極移載装置１１０Ａ及び負極移載装置１１０Ｂは、Ｂ列のセパレータ付き正極１１と負極９との中心の位置に配置されている。仮に、正極移載装置１１０Ａは、前述の中心より位置をずらしてもよいが、その場合は、Ａ列のセパレータ付き正極１１とＡ列用の正極移載装置１１０Ａとの距離が、Ｂ列のセパレータ付き正極１１とＢ列用の正極移載装置１１０Ａとの距離と等しくなるように配置される。なお、ここでいう「Ａ列のセパレータ付き正極１１とＡ列用の正極移載装置１１０Ａとの距離」とは、正確には、Ａ列のセパレータ付き正極１１の搬送経路と正極移載装置１１０Ａの設置位置との最短距離であり、Ｂ列または負極側についても同様である。この場合、正極移載装置１１０Ａからセパレータ付き正極１１までの距離、又は、負極移載装置１１０Ｂから負極９までの距離が、Ａ列又はＢ列を問わず等しくなる。そのため、積層ステージ１０５と隣接する正極移載装置１１０Ａと負極移載装置１１０Ｂとをユニットとした場合、Ａ列用又はＢ列用を問わず、同じユニットを使用でき、共通化することができる。
【００４２】
正極移載装置１１０Ａは、正極搬送装置１０１を搬送中のセパレータ付き正極１１を積層ステージ１０５に搬送し、負極移載装置１１０Ｂは、負極搬送装置１０３を搬送中の負極９を積層ステージ１０５に搬送する。この構成では、搬送経路を搬送中の電極を移載することができるので、正極搬送装置１０１及び負極搬送装置１０３を間欠動作させる必要がない。
【００４３】
電極積層装置１００は、正極搬送装置１０１を搬送中のセパレータ付き正極１１を検出する正極用トラッキングカメラ１２０Ａと、負極搬送装置１０３を搬送中の負極９を検出する負極用トラッキングカメラ１２０Ｂと、を有している。この構成では、トラッキングカメラを備えることによって、搬送経路を搬送中の電極を容易に移載することができる。
【００４４】
［第２実施形態］
本実施形態では、正極搬送装置と負極搬送装置との搬送方向が第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。
【００４５】
図６は、電極積層装置を示す平面概略図である。電極積層装置１００は、正極搬送装置１０１と、負極搬送装置１０３と、積層ステージ１０５と、正極移載装置１１０Ａと、負極移載装置１１０Ｂと、正極用トラッキングカメラ１２０Ａと、負極用トラッキングカメラ１２０Ｂと、を有している。
【００４６】
本実施形態では、正極搬送装置１０１によるセパレータ付き正極１１の搬送方向Ｄ１と、負極搬送装置１０３による負極９の搬送方向Ｄ２とは、いずれもＸ方向に沿って同じ向きとなっている。そのため、図示例では、正極搬送装置１０１の搬送経路と負極搬送装置１０３の搬送経路とは、全区間において搬送方向Ｄ１に交差する方向（Ｙ方向）から見て互いに重複する。なお、第１実施形態と同様に、正極搬送装置１０１の搬送経路と負極搬送装置１０３の搬送経路とは、互いに平行に配置されている。
【００４７】
また、本実施形態では、搬送方向Ｄ１を向いて左側を搬送されるセパレータ付き正極１１の列、及び、負極９の列、をＡ列とし、搬送方向Ｄ２を向いて右側を搬送されるセパレータ付き正極１１の列、及び、負極９の列、をＢ列としている。
【００４８】
本実施形態では、正極搬送装置１０１の搬送経路と負極搬送装置１０３の搬送経路とが、全区間においてＹ方向から見て互いに重複しているので、Ｘ軸方向における長さをより小さくすることができる。また、正極搬送装置１０１の前工程のシステムと、負極搬送装置１０３の前工程のシステムとを近接した位置に設けることができる。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。
【００５０】
例えば、正極８がセパレータ１０で包まれたセパレータ付き正極１１と、セパレータを含まない負極９とが積層される例を示したが、これに限定されない。セパレータは、積層体において正極と負極との間に配置されるように、正極と負極との少なくとも一方に形成されていればよい。図７〜９は、積層される電極の他の例を示す断面図である。図７に示すように、セパレータ付き正極１１に代えてセパレータ付き正極２１１が積層されてもよい。この場合、負極は上記実施形態と同様に負極９であってよい。セパレータ付き正極２１１は、正極８の両面にセパレータ２１０が接着された構成を有する。また、図８に示すように、セパレータ付き正極１１及び負極９に代えてセパレータ付き正極３１１及びセパレータ付き負極３０９が積層されてもよい。セパレータ付き正極３１１は、正極８の一方面にセパレータ３１０が接着された構成を有する。また、セパレータ付き負極３０９は、負極９の一方面にセパレータ３１０が接着された構成を有する。また、図９に示すように、負極９に代えてセパレータ付き負極４０９が積層されてもよい。この場合、セパレータ付き負極４０９と正極８とが積層される。セパレータ付き負極４０９は、負極９の両面にセパレータ４１０が塗布された構成を有している。一例として、セパレータ４１０は、セラミックス粒子等の無機粒子とバインダ及び溶剤とが混合されたペーストであり、負極９に塗布された後に乾燥されている。
【符号の説明】
【００５１】
８…正極、９…負極、１０…セパレータ、１１…セパレータ付き正極、１００…電極積層装置、１０１…正極搬送装置、１０３…負極搬送装置、１０５…積層ステージ、１１０Ａ…正極移載装置、１１０Ｂ…負極移載装置、Ｋ…区間、Ｒ…領域。
【図１】
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【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】
2020077582.tif 000009
【図８】
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【図９】
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