(57)【要約】【課題】放電容量を複数の電池間で高精度に一定化する。【解決手段】積層体選択装置４は、正極および負極がセパレータを介して積層された、複数の積層体が電池缶に挿入されて成る電池の、該電池缶に挿入すべき積層体を選択する積層体選択装置であって、１つの上記電池缶に挿入する複数の積層体を、該複数の積層体の総重量が複数の上記電池缶の間で略一定となるように選択する選択手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極がセパレータを介して積層された、複数の積層体が電池缶に挿入されて成る電池の、該電池缶に挿入すべき積層体を選択する積層体選択装置であって、
１つの上記電池缶に挿入する複数の積層体を、該複数の積層体の総重量が複数の上記電池缶の間で略一定となるように選択する選択手段を備えることを特徴とする積層体選択装置。
【請求項２】
上記選択手段は、同一の製造ロットとして製造された積層体から、上記複数の積層体を選択することを特徴とする請求項１に記載の積層体選択装置。
【請求項３】
上記積層体は、該積層体の重量に応じて、積層体の重量を複数の階層に区分し、各階層に割り当てられたストッカーの複数の収容部のいずれかに保管され、
上記選択手段は、上記ストッカーの収容部に割り当てられた階層に含まれる重量の代表値の合計が上記電池缶の間で略一定となるように上記ストッカーの収容部を選択することを特徴とする請求項１または２に記載の積層体選択装置。
【請求項４】
上記電池の所望の放電容量に基づいて、総重量基準値を決定する基準値決定手段と、
上記ストッカーの収容部に割り当てられた階層に含まれる重量の代表値の合計が上記総重量基準値となるように、上記ストッカーの収容部の組み合わせを決定する組み合わせ決定手段と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の積層体選択装置。
【請求項５】
正極および負極がセパレータを介して積層された、複数の積層体が電池缶に挿入されて成る電池の、該電池缶に挿入すべき積層体を選択する積層体選択装置の制御方法であって、
１つの上記電池缶に挿入する複数の積層体を、該複数の積層体の総重量が複数の上記電池缶の間で略一定となるように選択する選択ステップを含むことを特徴とする積層体選択装置の制御方法。
【請求項６】
複数の積層体が挿入されて成る電池缶に挿入すべき積層体を選択して、組み合わせる電池製造システムであって、
積層体の重量を測定する重量測定装置と、
上記積層体を、該積層体の重量に応じて、積層体の重量を複数の階層に区分し、各階層に割り当てられたストッカーの複数の収容部のいずれかに保管する振り分け装置と、
上記ストッカーの収容部に割り当てられた階層に含まれる重量の代表値の合計が上記電池缶の間で略一定となるように上記ストッカーの収容部を選択する積層体選択装置と、
上記積層体選択装置により選択された上記ストッカーの収容部から取得された上記複数の積層体を組み合わせる積層体組装置と、を含むことを特徴とする電池製造システム。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項に記載の積層体選択装置の上記各手段としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の積層体が電池缶に挿入されて成る電池の製造工程において、電池缶に挿入すべき複数の積層体を選択する積層体選択装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、複数の積層体が電池缶に挿入されて成る二次電池は、フィルム状またはシート状の正極および負極を、フィルム状またはシート状のセパレータを介して交互に組み合わせた積層体が、複数の束にまとめられて電池缶に挿入された後、該電池缶に電解液が注液される製造プロセスによって製造される。このような二次電池では、積層体の重量のバラツキが、完成後の二次電池の性能（サイクル寿命の変動、急速充電等によるガス発生時の安全性、および放電容量等）の安定性に影響を与えることが、従来から指摘されてきた。
【０００３】
この問題点を解決する技術が、例えば、特許文献１、２に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、正極および負極をそれぞれ重量で２段階以上の群に分け、上記２段階以上の群から１つの群をそれぞれ選択する際、最小段階の群に属するもの同士および最大段階に属するもの同士が組み合わさらないようにし、組み合わせた群の正負極を用いて電極群を作製する構成が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、極板群を形成する極板の単板を複数枚採取できる大板から単板を切断する際に、各単板を大板における配置場所の異なるものを組み合わせながら集積し、集積された単板を順次取り出して他の極性の極板の単板と交互に積層して極板群を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１５４５３１号公報（１９９９年６月８日公開）
【特許文献２】特開２００２−１８４４５０号公報（２００２年６月２８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、単板単位で重量を測定し、該測定結果に基づいて電極群を作製する処理は繁雑である。
【０００８】
また、特許文献１および２に共通の問題点として、単板単位での重量管理は、電池の製造工程において、単板製造後に介入する要素に起因する電池性能の変動を防ぐことはできず、繁雑な処理に対して得られる効果（電池性能の安定性）が低い点が挙げられる。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、繁雑な処理を伴わずに、電池の放電容量を、複数の電池間で高精度に一定化する積層体選択装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明に係る積層体選択装置は、正極および負極がセパレータを介して積層された、複数の積層体が電池缶に挿入されて成る電池の、該電池缶に挿入すべき積層体を選択する積層体選択装置であって、１つの上記電池缶に挿入する複数の積層体を、該複数の積層体の総重量が複数の上記電池缶の間で略一定となるように選択する選択手段を備えることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係る積層体選択装置の制御方法は、正極および負極がセパレータを介して積層された、複数の積層体が電池缶に挿入されて成る電池の、該電池缶に挿入すべき積層体を選択する積層体選択装置の制御方法であって、１つの上記電池缶に挿入する複数の積層体を、該複数の積層体の総重量が複数の上記電池缶の間で略一定となるように選択する選択ステップを含むことを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、積層体選択装置は、積層体の重量に基づき、１つの電池缶に挿入する複数の積層体の総重量が略一定となるように、該複数の積層体を選択する。
【００１３】
これにより、複数の積層体の総重量と電池の放電容量とに強い相関性があることから、繁雑な処理を伴う放電容量測定を行わずとも、放電容量を複数の電池間で略一定化することができる。
【００１４】
また、積層体単位で重量を調節するため、単板単位での重量調節と比較して、放電容量の一定化に要する処理の繁雑さ、時間および費用を抑えることができる。また、製造工程のより下流で重量調節を行うほうが、複数の積層体の総重量の変化が少なくなるため、単板単位での重量調節と比較して放電容量を高精度に一定化することができる。
【００１５】
従って、繁雑な処理を伴わずに、放電容量を複数の電池間で高精度に一定化することができ、例えば、所望の仕様に応じて一定の放電容量を有する複数の電池の製造を容易とすることができる。
【００１６】
また、複数の積層体の総重量がそろえば、電池缶に注液すべき電解液の量のバラツキが抑えられるので、バラツキを担保する電解液量を用意する必要がなくなり、使用する電解液量を抑えることができる。これにより、電池の製造コストを削減することができる。
【００１７】
さらに、本発明に係る積層体選択装置は、上記選択手段は、同一の製造ロットとして製造された積層体から、上記複数の積層体を選択してもよい。
【００１８】
ここで、図７に示すように、複数の積層体の総重量と放電容量との相関性は、１つの破線の楕円に対応する同一の製造ロット内で特に強い傾向があることが、実験により観測されている。図７は、２つの積層体製造ロット（破線の楕円で囲まれた範囲）について、積層体の総重量と放電容量との関係を示す実験結果であり、グラフの横軸は複数の積層体の総重量を、縦軸は放電容量を示している。
【００１９】
ゆえに、上記構成によれば、積層体選択装置は、同一のロット内で製造された複数の積層体について、その総重量を一定に保つことで、当該総重量に対応する放電容量のバラツキを抑えることができる。従って、より高精度に放電容量を複数の電池間で一定化することができる。
【００２０】
さらに、本発明に係る積層体選択装置は、上記積層体は、該積層体の重量に応じて、積層体の重量を複数の階層に区分し、各階層に割り当てられたストッカーの複数の収容部のいずれかに保管され、上記選択手段は、上記ストッカーの収容部に割り当てられた階層に含まれる重量の代表値の合計が上記電池缶の間で略一定となるように上記ストッカーの収容部を選択してもよい。
【００２１】
上記構成によれば、選択手段は、選択対象の積層体が保管されている収容部に割り当てられた階層に含まれる重量の代表値の合計を複数の積層体の総重量とし、これが一定となるように、該収容部を備えるストッカーから複数の積層体を選択する。
【００２２】
これにより、積層体選択装置は、積層体ごとに重量を参照せずとも、積層体が振り分けられた収容部に対応付けられた重量に基づいて、簡易に複数の積層体の総重量を一定に保つことができる。
【００２３】
さらに、本発明に係る積層体選択装置は、上記電池の所望の放電容量に基づいて、総重量基準値を決定する基準値決定手段と、上記ストッカーの収容部に割り当てられた階層に含まれる重量の代表値の合計が上記総重量基準値となるように、上記ストッカーの収容部の組み合わせを決定する組み合わせ決定手段と、を備えていてもよい。
【００２４】
上記構成によれば、選択手段は、選択対象の積層体が保管されている収容部を、その総重量が電池の所望の放電容量に基づき決定された総重量基準値となるよう決定された積層体の組み合わせに基づき、選択する。
【００２５】
これにより、積層体選択装置は、製造すべき電池の仕様に規定された放電容量に応じて、当該電池の缶に挿入すべき複数の積層体の総重量として好ましい重量に、該複数の積層体の総重量を保つことができる。
【００２６】
従って、放電容量を、当該電池の仕様に合致させて、同一仕様の複数の電池間で一定化することができる。
【００２７】
また、本発明に係る電池製造システムは、複数の積層体が挿入されて成る電池缶に挿入すべき積層体を選択して、組み合わせる電池製造システムであって、積層体の重量を測定する重量測定装置と、上記積層体を、該積層体の重量に応じて、積層体の重量を複数の階層に区分し、各階層に割り当てられたストッカーの複数の収容部のいずれかに保管する振り分け装置と、上記ストッカーの収容部に割り当てられた階層に含まれる重量の代表値の合計が上記電池缶の間で略一定となるように上記ストッカーの収容部を選択する積層体選択装置と、上記積層体選択装置により選択された上記ストッカーの収容部から取得された上記複数の積層体を組み合わせる積層体組装置と、を含むことを特徴としている。
【００２８】
上記構成によれば、積層体は、該積層体の重量に応じて、積層体の重量を複数の階層に区分し、各階層に割り当てられたストッカーの複数の収容部のいずれかに保管される。そして、積層体選択装置は、ストッカーの収容部に割り当てられた階層に含まれる重量の代表値の合計が上記電池缶の間で略一定となるように上記ストッカーの収容部を選択する。そして、該選択された上記ストッカーの収容部から取得された複数の積層体は、積層体組装置によって組み合わせられる。
【００２９】
これにより、電池製造システムは、積層体を取得することで、１つの電池缶に挿入する複数の積層体の総重量が略一定となるように、該複数の積層体を選択して組み合わせることができる。
【００３０】
従って、該組み合わせられた積層体を電池缶に挿入することで、放電容量を複数の電池間で高精度に一定化することができる。
【００３１】
なお、上記積層体選択装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記積層体選択装置をコンピュータにて実現させる上記積層体選択装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００３２】
以上のとおり、本発明に係る積層体選択装置は、複数の積層体が挿入されて成る電池缶に挿入すべき積層体を選択する積層体選択装置であって、１つの上記電池缶に挿入する複数の積層体を、該複数の積層体の総重量が複数の上記電池缶の間で一定となるように選択する選択手段を備える構成である。
【００３３】
また、本発明に係る積層体選択装置の制御方法は、複数の積層体が挿入されて成る電池缶に挿入すべき積層体を選択する積層体選択装置の制御方法であって、１つの上記電池缶に挿入する複数の積層体を、該複数の積層体の総重量が複数の上記電池缶の間で一定となるように選択する選択ステップを含む方法である。
【００３４】
これにより、繁雑な処理を伴わずに、放電容量を複数の電池間で高精度に一定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る積層体選択装置を含む電池製造システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電池製造システムが実行する処理の全体の流れを示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は、図１に示す電池製造システムが扱う積層体の構造例を示す分解斜視図であり、（ｂ）は、上記積層体が複数挿入された電池缶の断面図である。
【図４】図１に示す電池製造システムが含む積層体保管ストッカーが備える複数の棚について、積層体の重量範囲、および該重量範囲を示す参照ラベルとの対応関係を示す対応表である。
【図５】図１に示す電池製造システムの備える積層体選択装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】複数の積層体の総重量と、該複数の積層体を挿入されて製造された電池の放電容量とを示す実験結果である。
【図７】２つの積層体製造ロットについて、積層体の総重量と放電容量との関係を示す実験結果である。
【図８】一般的な二次電池が備える積層体に含まれる電極の作製工程の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜８を参照して説明する。なお、本発明は以下の記載に限定されるものではない。
【００３７】
〔電池製造システム１００および積層体選択装置４の概要〕
本実施形態に係る電池製造システム１００（図１参照）は、積層体３００（図３参照）の重量を測定し、該測定結果に基づいて積層体３００を振り分けてストッカーに保管する。そして、複数の積層体３００を、該複数の積層体３００の総重量が一定となるように上記ストッカーから選択および取得し、該選択および取得した複数の積層体３００を組み合わせる。
【００３８】
また、本実施形態に係る積層体選択装置４は、電池製造システム１００において、重量を測定され、該測定された重量に基づいてストッカーに振り分けられ保管された積層体３００を複数選択する。このとき、積層体選択装置４は、当該複数の積層体３００の総重量が一定となるように、該複数の積層体３００を選択する。
【００３９】
ここで、図６に示すように、電池の放電容量は、電池缶３４０（図３参照）に挿入される複数の積層体３００の総重量と強い相関性があることが、実験により観測されている。図６は、複数の積層体３００の総重量と、該複数の積層体３００を挿入されて製造された電池の放電容量とを示す実験結果であり、グラフの横軸は１つの電池に挿入された複数の積層体３００の総重量を、縦軸は当該電池の放電容量を示している。
【００４０】
積層体選択装置４の上記構成は、上述の、放電容量と複数の積層体３００の総重量との相関性を利用したものであり、上記構成によって電池の放電容量の一定化を目指すものである。
【００４１】
さらに、図７に示すように、複数の積層体の総重量と放電容量との相関性は、同一のロット内で特に強い傾向がある。
【００４２】
上記傾向に基づき、積層体選択装置４は、同一のロット内で製造された複数の積層体３００について、その総重量を略一定に保つ。これにより、当該総重量に対応する放電容量のバラツキを抑えることができる。従って、より高精度に放電容量を複数の電池間で一定化することができる。
【００４３】
〔積層体３００の構造について〕
以下に、図３を参照して、本実施形態におけるリチウムイオン二次電池が備える電池缶３４０に挿入される積層体３００の構造について説明する。
【００４４】
なお、本実施形態では、例として、電池製造システム１００が製造する電池を、角形を有するリチウムイオン二次電池として各要素の説明を行っている。しかし、電池缶３４０は、積層体を複数収納するものであればよく、その形状は角形に限定されず、円筒形状であってもよい。また、以下の記載では、電池缶３４０の内部構造およびそれらが含む各要素に用いられ得る材料について、リチウムイオン二次電池において好適なものを例示するが、所望の電池の種類に応じて上記電解液中のイオンは異なり、これによって上記材料が適宜変更されるべきであることを理解されたい。
【００４５】
積層体３００は、図３（ａ）に示すように、正極３１０と負極３２０とを、セパレータ３３０を介して交互に重ね合わせたものであり、単一の積層体３００は、上記交互に重ね合わせられた正負極を１組だけ含む構成であってもよいし、複数含む構成であってもよい。図３（ａ）は、リチウムイオン二次電池における積層体３００の、正極３１０、負極３２０、およびセパレータ３３０を、分離した状態で示した分解斜視図である。同図では、説明の簡略化のため、１組の正負極を含む積層体３００を示している。
【００４６】
正極３１０は、電池缶３４０（図３（ｂ）参照）に注液される電解液と接触することにより還元反応を生じる電極板である。正極３１０は、正極集電体３１１と、正極集電体３１１を挟む２層の正極活物質層３１２とを含む。
【００４７】
正極集電体３１１は、正極活物質層３１２の集電を行う。正極集電体３１１は、上記電解液および正極活物質層３１２中の物質に対し化学的に安定である材料からなる導電性基板である。正極集電体３１１を構成する上記材料は、例えば、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、または鉄等の金属箔であってもよい。また、正極集電体３１１の形状は箔状に限定されず、フィルム状、シート状、ネット状、パンチまたはエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、または、繊維群の形成体等であってもよい。
【００４８】
正極活物質層３１２は、上記電解液中のイオンを吸蔵および放出し得る正極活物質を含む層である。上記正極活物質は、具体的には、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、および、これら金属酸化物中の遷移金属を一部他の金属元素で置換した化合物等であってもよい。正極活物質層３１２は、上記正極活物質以外に、補助材、増粘材、バインダ等を含んでいてもよい。さらに、図８に示すように、これらを上記正極活物質と混練した電極ペーストが正極集電体３１１上に塗工され、乾燥およびプレス・カットを施されることで正極３１０が形成されてもよい。図８は、一般的な二次電池が備える積層体に含まれる電極の作製工程の概略を示す図である。
【００４９】
負極３２０は、電池缶３４０に注液される電解液と接触することにより酸化反応を生じる電極板である。負極３２０は、負極集電体３２１と、負極集電体３２１を挟む２層の負極活物質層３２２とを含む。
【００５０】
負極集電体３２１は、負極活物質層３２２の集電を行う。負極集電体３２１は、上記電解液中の物質に対し安定である材料からなる導電性基板である。負極集電体３２１を構成する上記材料は、銅、ニッケル、ステンレス鋼、鉄、ニッケルメッキ層等の金属箔であってもよい。また、負極集電体３２１の形状は箔状に限定されず、フィルム状、シート状、ネット状、パンチまたはエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、または、繊維群の形成体等であってもよい。
【００５１】
負極活物質層３２２は、上記電解液中のイオンを吸蔵および放出し得る負極活物質を含む層である。上記負極活物質は、具体的には、粒子状の天然黒鉛または人造黒鉛であってもよい。正極活物質層３１２は、上記正極活物質以外に、補助材、増粘材、バインダ等を含んでいてもよい。さらに、図８に示すように、これらを上記正極活物質と混練した電極ペーストが正極集電体３１１上に塗工され、乾燥およびプレス・カットを施されることで正極３１０が形成されてもよい。
【００５２】
セパレータ３３０は、正極３１０と負極３２０とを隔離するとともに、上記電解液を保持して正極３１０および負極３２０間のイオン導電性を確保するものである。セパレータ３３０は、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはエチレン−プロピレン共重合体を含む微多孔フィルムや不織布等であってもよい。
【００５３】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す積層体３００が複数挿入された電池缶３４０の断面図である。同図では、積層体３００が４個電池缶３４０に挿入されている。なお、正負の各電極はセパレータ３３０によって電池缶３４０と隔離されている必要があるため、電池缶３４０の内面と最端の電極の表面との間にはセパレータ３３０が挿入される。
【００５４】
なお、図３（ａ）および（ｂ）では、角形電池における積層体３００の構造を示しているが、円筒形電池においては、複数の積層体３００が捲回されて電池缶に挿入されることとなる。この場合には、各積層体３００に含まれる正極３１０、負極３２０、セパレータ３３０の形状（矩形の幅および高さ）は、適宜変更される。
【００５５】
電池缶３４０は、複数の積層体３００を包含し、リチウムイオン電池の外形を成すものである。電池缶３４０は、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属板、あるいは、鉄にニッケルメッキまたはアルミメッキを施した鋼板によって形成されてもよい。
【００５６】
その他、リチウムイオン二次電池は、図示しない、注液口、封口板、正極端子、負極端子、ガス排出弁、正極タブ、負極タブ、およびガスケット等、二次電池が一般的に備えている要素を備えていてもよい。
【００５７】
〔電池製造システム１００の構成〕
図１は、本実施形態に係る積層体選択装置４を含む、電池製造システム１００の要部構成を示すブロック図である。
【００５８】
電池製造システム１００は、積層体重量測定装置（重量測定装置）１、積層体振り分け装置（振り分け装置）２、積層体保管ストッカー（ストッカー）３、積層体選択装置４、および積層体組装置５を備えて構成される。
【００５９】
積層体重量測定装置１は、積層体３００の重量を測定する。具体的には、積層体重量測定装置１は、各積層体３００について重量を測定し、該測定結果を積層体振り分け装置２に通知する。
【００６０】
積層体振り分け装置２は、積層体重量測定装置１の測定結果に基づいて、積層体３００を積層体保管ストッカー３の備える棚３１〜３８に振り分ける。振り分け処理の詳細は後述する。
【００６１】
積層体保管ストッカー３は、積層体振り分け装置２が振り分けた積層体３００を保管する。積層体保管ストッカー３は、積層体３００の重量を複数の階層に区分したときの、各階層に割り当てられた棚３１〜３８を有する。棚３１〜３８は、上記階層に対応する重量範囲の中央値等、それぞれ１の代表値を、参照ラベルとして有しており、上記参照ラベルは、後述する組み合わせ決定部４２による棚３１〜３８の組み合わせの決定に際し参照される。上記１の代表値は、例えば、当該重量範囲の中央値であってもよい。棚の個数は８個に限定されず、２以上であれば任意に設定され得るが、複数の電極規格に対応するためには、上記階層の数は多いことが好ましい。積層体保管ストッカー３は、新たな製造ロットによって製造された積層体３００が棚３１〜３８に振り分けられて保管される前に、棚３１〜３８内に残存する積層体３００を積層体保管ストッカー３の外部に移動させる等により、棚３１〜３８を空にする構成であることが好ましい。この構成により、異なる製造ロット間での積層体３００の重量のバラツキによる、リチウムイオン二次電池の放電容量のバラツキを抑えることができる。
【００６２】
図４を参照して、棚３１〜３８のそれぞれと、上記所定の重量範囲、および該重量範囲を示す参照ラベルとの対応関係の一例を示す。棚３１〜３８のそれぞれには、該棚に対応付けられた重量範囲の下限値ａおよび上限値Ａが設定されており、各棚の参照ラベルは上記重量範囲の中央値を示している。
【００６３】
ここで、積層体振り分け装置２による積層体３００の振り分けについて具体的に説明する。積層体振り分け装置２は、積層体重量測定装置１による測定結果が示す各積層体３００の重量（ｗとする）と、図４に示す棚３１〜３８のそれぞれに対応付けられた重量範囲の下限値ａおよび上限値Ａとを参照し、積層体３００を、該積層体３００の重量が属する重量範囲に対応付けられた棚、すなわち、ａ≦ｗ＜Ａを満足する棚に振り分ける。例えば、ある積層体３００の重量が２５７０ｇであるという測定結果が積層体重量測定装置１から通知されれば、積層体振り分け装置２は、ａ≦２５７０＜Ａを満足する棚３４に、当該積層体３００を振り分ける。振り分けられた積層体３００は、積層体選択装置４に選択されるまで、積層体保管ストッカー３の各棚において保管される。
【００６４】
積層体選択装置４は、積層体保管ストッカー３から、複数の積層体３００を、該複数の積層体３００の総重量が一定となるように選択および取得する。具体的には、積層体選択装置４は、電池缶３４０に挿入すべき複数の積層体３００の総重量が、リチウムイオン二次電池の所望の放電容量に基づき決定される重量である総重量基準値となるように、上記複数の積層体３００を選択する。図１に示すように、積層体選択装置４は、制御部（選択手段）４０を備えている。
【００６５】
制御部４０は、積層体選択装置４が備える各部の機能を統括し、積層体選択装置４の駆動を制御するものである。本実施形態では、特に、複数の積層体３００の選択処理を行う。制御部４０は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）等で実現され、積層体選択装置４が備える機能は、制御部４０としてのＣＰＵが、ＲＯＭ等に記憶されているプログラムを、ＲＡＭ等に読み出して実行することで実現される。制御部４０は、図１に示すとおり、機能ブロックとして、基準値決定部（基準値決定手段）４１と、組み合わせ決定部（組み合わせ決定手段）４２と、容量・重量対応関係ＤＢ４３と、を備えている。
【００６６】
基準値決定部４１は、総重量基準値を決定する。具体的には、基準値決定部４１は、リチウムイオン二次電池の放電容量と、複数の積層体３００の総重量との対応関係を示す情報を、容量・重量対応関係ＤＢ４３から取得する。そして、電池製造システム１００が製造するリチウムイオン二次電池の規格に応じた放電容量を参照し、容量・重量対応関係ＤＢ４３においてこれに対応付けられる、複数の積層体３００の総重量を、総重量基準値として決定する。
【００６７】
組み合わせ決定部４２は、複数の積層体３００の組み合わせを決定する。具体的には、組み合わせ決定部４２は、選択する複数の積層体３００の総重量が、基準値決定部４１が決定した総重量基準値となるように、該選択対象となる積層体３００を保管している棚３１〜３８の組み合わせを決定する。より具体的には、棚３１〜３８のそれぞれに対応付けられている重量範囲の上記１の代表値を参照ラベルとして参照し、上記代表値の合計が、上記総重量基準値となるように、積層体３００の取得元となる１または複数の棚を決定する。
【００６８】
上記１または複数の棚の決定方法の一例について記載する、電池缶３４０に積層体３００を４つ挿入されて成るリチウムイオン二次電池について、該リチウムイオン二次電池の規格に応じた放電容量について、総重量基準値が１０２９０ｇである場合を想定する。このとき、組み合わせ決定部４２は、棚３１〜３８について、参照ラベルの値の合計値が１０２９０となるよう、例えば、棚３１、３３、３４、３８を、積層体３００の取得元となる棚として決定する。上記取得元となる棚が決定されると、積層体選択装置４の備える、図示しないアーム等によって上記棚のそれぞれから積層体３００が取得されてもよい。
【００６９】
また、組み合わせ決定部４２は、上記代表値の合計が、総重量基準値を中央とする所定の許容範囲内に収まるように、１または複数の棚を決定してもよい。例えば、積層体３００の重量のバラツキが±５％である場合に、上記許容範囲を±２．５％に設定すれば、複数の積層体３００の総重量のバラツキを、各積層体３００のバラツキの半分に抑えることができる。上記のように所定の許容範囲を設けることにより、積層体３００の取得元である１または複数の棚を柔軟に選択することを可能としながら、放電容量について一定の品質を担保することができる。
【００７０】
容量・重量対応関係ＤＢ４３は、リチウムイオン二次電池の放電容量と、複数の積層体３００の総重量との対応関係を示す情報を格納したデータベースである。具体的には、リチウムイオン二次電池の所定の規格に応じた放電容量と、複数の積層体３００の総重量とが対応付けられて格納されている。基準値決定部４１は、この容量・重量対応関係ＤＢ４３を参照することで、ある規格のリチウムイオン二次電池を製造するに際し、当該規格の放電容量を実現する総重量基準値を決定することができる。容量・重量対応関係ＤＢ４３には、積層体３００の製造ロットごとに、所定の１の放電容量に対し、複数の積層体３００の総重量を示す１の値が対応付けられて保存されていてもよい。具体的には、同一の電極製造ロットから抽出した一部の積層体３００を用いて電池を先行して生成し、当該電池について測定した、電池缶３４０に挿入された複数の積層体３００の総重量および放電容量を互いに対応付けて容量・重量対応関係ＤＢ４３に格納しておくことが好ましい。これにより、積層体３００を用いた電池の製造において、データ取得のための上記一部の積層体３００を用いた電池を除き、当該電池の放電容量を測定することなく、積層体３００の重量測定のみによって、放電容量の一定化を高精度に行うことが可能となる。
【００７１】
積層体組装置５は、積層体選択装置４が選択および取得した複数の積層体３００を組み合わせる。具体的には、積層体組装置５は、電池の仕様に応じた数の積層体３００を重ね合わせ、所定の重しを載せた状態で、短絡等の欠陥の有無を確認する。そして、欠陥が無ければ、当該複数の積層体３００を重ね合わせた状態のままで固定する。該固定された複数の積層体３００は、電池缶３４０への挿入を行う缶挿入装置（不図示）へと搬送される。
【００７２】
〔電池製造システム１００における処理の流れ〕
図２および３を参照して、電池製造システム１００における処理の流れの一例を説明する。図２は、電池製造システム１００における、積層体３００の重量測定、振り分け、保管、選択および取得、ならびに組み合わせを含む一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【００７３】
なお、本フローチャートは、正極３１０、負極３２０およびセパレータ３３０を含む単一の積層体３００が積層体重量測定装置１に供給されることにより開始することが好ましい。また、本フローチャートに係る処理は、同一の製造ロットで製造された積層体３００について行われる。
【００７４】
まず、積層体重量測定装置１は、積層体３００の重量を測定する（Ｓ２０１）。具体的には、同一の製造ロットで製造された積層体３００について、それぞれの重量を測定する。測定結果は積層体振り分け装置２に通知される。
【００７５】
次に、積層体振り分け装置２は、重量に基づき積層体３００を振り分ける（Ｓ２０２）。具体的には、積層体振り分け装置２は、積層体重量測定装置１による測定結果が示す各積層体３００の重量ｗと、図４に例示する棚３１〜３８のそれぞれに対応付けられた重量範囲の下限値ａおよび上限値Ａとを参照し、積層体３００を、ａ≦ｗ＜Ａを満足する棚に振り分ける。
【００７６】
続いて、積層体保管ストッカー３は、積層体３００を保管する（Ｓ２０３）。具体的には、積層体保管ストッカー３は、積層体振り分け装置２の上記振り分けに応じて、棚３１〜３８に積層体３００を格納する。棚３１〜３８に格納された積層体３００は、積層体選択装置４によって選択および取得されるまで保管される。
【００７７】
次に、積層体選択装置４は、複数の積層体３００を選択および取得する（Ｓ２０４：選択ステップ）。
【００７８】
ここで、ステップＳ２０４における処理の詳細な流れについて、図５を参照して説明する。図５は、積層体選択装置４による複数の積層体３００の選択および取得に係る詳細な処理の流れを示すフローチャートである。
【００７９】
まず、基準値決定部４１は、放電容量を決定する（Ｓ５０１）。具体的には、基準値決定部４１は、電池製造システム１００の管理者等により設定された電池の規格情報を取得し、該規格に応じた放電容量を決定する。
【００８０】
次に、基準値決定部４１は、総重量基準値を決定する（Ｓ５０２）。具体的には、基準値決定部４１は、放電容量と、複数の積層体３００の総重量との対応関係を示す情報を、容量・重量対応関係ＤＢ４３から取得し、ステップＳ５０１において決定した放電容量に対応する複数の積層体３００の総重量を、総重量基準値として決定する。該決定された総重量基準値は、組み合わせ決定部４２に通知される。
【００８１】
次に、組み合わせ決定部４２は、複数の積層体３００の組み合わせを決定する（Ｓ５０３）。具体的には、組み合わせ決定部４２は、棚３１〜３８のそれぞれに対応付けられている重量範囲の代表値を示す参照ラベル（図４参照）の値の合計が、ステップＳ５０２において決定された総重量基準値となるように、積層体３００の取得元となる１または複数の棚を決定する。
【００８２】
次に、積層体選択装置４は、複数の積層体３００を取得する（Ｓ５０４）。具体的には、積層体選択装置４は、図示しないアーム等により、積層体保管ストッカー３の備える棚３１〜３８のうち、ステップＳ５０３において決定された棚のそれぞれから、積層体３００を取得する。
【００８３】
以上の処理をもって、図２に示すステップＳ２０４における処理は完了し、ステップＳ２０５へ移行する。
【００８４】
続いて、積層体組装置５は、複数の積層体３００を組み合わせる（Ｓ２０５）。具体的には、積層体組装置５は、ステップＳ２０４において積層体選択装置４が選択および取得した複数の積層体３００を、電池缶３４０に挿入される形に組み合わせる。
【００８５】
〔構成および作用効果〕
以上のように、本実施形態に係る積層体選択装置４は、重量に基づいて振り分けられた積層体３００を、複数の積層体３００の総重量が略一定となるように複数選択する構成である。
【００８６】
これにより、放電容量と複数の積層体３００の総重量と間の強い相関性があるため、放電容量を複数の電池間で高精度に一定化することができる。
【００８７】
また、複数の積層体３００の総重量を略一定とすることで、電池缶３４０に注液すべき電解液の量のバラツキが抑えられるので、バラツキを担保する電解液量を用意する必要がなくなり、使用する電解液量を抑えることができる。これにより、電池の製造コストを削減することができる。
【００８８】
また、積層体選択装置４は、同一の製造ロットとして製造された積層体３００から、複数の積層体３００を選択することで、より高精度に放電容量を複数の電池間で一定化することができる。
【００８９】
さらに、積層体選択装置４は、積層体３００の重量を複数の階層に区分したときの、各階層に割り当てられた棚３１〜３８に保管されている積層体３００について、棚３１〜３８に割り当てられた階層に含まれる重量の代表値の合計が複数の電池缶３４０の間で略一定となるように、棚３１〜３８を選択する。
【００９０】
これにより、積層体３００ごとに重量を参照せずとも、簡易に複数の積層体の総重量を一定に保つことができる。
【００９１】
また、積層体選択装置４は、所定の電池の規格に応じた放電容量に対応する複数の積層体３００の総重量を総重量基準値として決定し、複数の積層体３００の総重量が該総重量基準値となるように、積層体３００の取得元である棚の組み合わせを決定する。
【００９２】
これにより、放電容量を、当該電池の仕様に合致させて、同一仕様の複数の電池間で一定化することができる。
【００９３】
また、本実施形態に係る電池製造システム１００は、積層体３００の重量を測定し、該測定結果に基づき、積層体３００を、積層体３００の重量を複数の階層に区分したときの、各階層に割り当てられた棚３１〜３８に振り分けて保管するとともに、棚３１〜３８に割り当てられた階層に含まれる重量の代表値の合計が複数の電池缶３４０の間で略一定となるように、棚３１〜３８を選択し、該選択した棚３１〜３８から取得した複数の積層体３００を組み合わせる構成である。
【００９４】
これにより、組み合わせられた積層体３００を電池缶に挿入することで、放電容量を複数の電池間で高精度に一定化することができる。
【００９５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる態様としてそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９６】
〔ソフトウェアによる実現例〕
最後に、積層体選択装置４の各ブロック、特に制御部４０の各ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
【００９７】
後者の場合、積層体選択装置４は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである積層体選択装置４の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記積層体選択装置４に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【００９８】
上記記録媒体としては、一時的でない有形の媒体（non-transitory tangible medium）、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、あるいはＰＬＤ（Programmable logic device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の論理回路類などを用いることができる。
【００９９】
また、積層体選択装置４を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、電池の製造プロセスにおいて、複数の積層体が挿入されて成る電池缶に挿入すべき積層体を選択するための積層体選択装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１    積層体重量測定装置（重量測定装置）
２    積層体振り分け装置（振り分け装置）
３    積層体保管ストッカー（ストッカー）
４    積層体選択装置
５    積層体組装置
３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８  棚（収容部）
４０    制御部（選択手段）
４１    基準値決定部（基準値決定手段）
４２    組み合わせ決定部（組み合わせ決定手段）
１００    電池製造システム
３００    積層体
３４０    電池缶
Ｓ２０４  選択ステップ
【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】
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【図８】
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