(57)【要約】【課題】プッシャーの進行方向において電極を十分奥に押し込める電極積層装置を提供する。【解決手段】電極積層装置２０は、側壁４５を備え、セパレータ付き正極１１が積層される積層部３４と、セパレータ付き正極１１を積層部３４に向けて押し出す正極プッシャー３６とを備える。正極プッシャー３６は、セパレータ付き正極１１を押し出す押出部５２と、正極プッシャー３６の進行方向（Ｘ方向）に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向（Ｙ方向）においてセパレータ付き正極１１の位置決めを行う側部５３とを有している。セパレータ付き正極１１を押し出す時に側部５３が積層部３４に衝突することによって、正極プッシャー３６が変形する。【選択図】図６
2018092834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁を備え、電極が積層される積層部と、
前記電極を前記積層部に向けて押し出すプッシャーと、
を備え、
前記プッシャーが、前記電極を押し出す押出部と、前記プッシャーの進行方向に交差する前記電極の幅方向において前記電極の位置決めを行う側部と、を有しており、
前記電極を押し出す時に前記側部が前記積層部に衝突することによって、前記プッシャーが変形する、電極積層装置。
【請求項２】
前記側部は弾性部材を介して前記押出部に連結されており、前記側部が前記積層部の前記側壁に衝突することによって、前記押出部に対して前記側部が相対移動する、請求項１に記載の電極積層装置。
【請求項３】
前記プッシャーが複数の側部を有しており、前記複数の側部は、前記電極が押し出されるにつれて互いに近づくように移動する、請求項１又は２に記載の電極積層装置。
【請求項４】
前記側部が、前記プッシャーの進行方向に弾性を有する、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】
複数の積層部を備え、前記電極を通過させる隙間が前記複数の積層部間に設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電極積層装置。
【請求項６】
前記電極を搬送する搬送部をさらに備え、
前記搬送部は、上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環する外周面を有すると共に上下方向に移動可能な循環部材と、前記電極を支持する支持部と、を備え、
前記支持部は、前記循環部材の前記外周面に設けられ、
前記電極は、前記循環経路のうちの前記外周面が上昇する第１領域において、前記支持部に供給され、前記循環経路のうちの前記外周面が下降する第２領域において、前記積層部に向けて押し出される、請求項１〜５のいずれか一項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】
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に記載の電極積層装置は、正極板シートと負極板とを交互に積層する集積部を有する集積装置と、集積部の一方の側に配設された負極板搬送ベルトと、負極板搬送ベルトの基端側近傍に配設され、負極板搬送ベルトに負極板を供給する負極板供給装置と、負極板搬送ベルトの基端側上方に配設された正極板シート搬送ベルトとを備えている。集積部は、支持基板と、この支持基板の上面に対して垂直方向に立ち上がった第１の側板と、支持基板の上面に対して垂直方向に立ち上がると共に、第１の側板とのなす角が直角となった第２の側板とを有している。負極板供給装置から供給される負極板が負極板搬送ベルトに載置されると共に、正極板シート搬送ベルトにより供給される正極板シートが落下して負極板に重なる。そして、互いに重なった状態の負極板及び正極板シートは、負極板搬送ベルトの先端から飛び出し、集積部の第１の側板に突き当たった状態で集積部の支持基板上に積層される。
【０００３】
また、特許文献２に記載された装置では、吸着部を備えた搬送装置により、ワークを上昇・水平移動・下降の経路で搬送し、箱状をなす積層部内に積層する。積層部は、積層されたワークを載せた状態で、移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１７９３０４号公報
【特許文献２】特開２０１２−５６６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術は、搬送ベルトにより搬送される正極板及び負極板を、搬送ベルトの一端より落下及び積層させるものであり、特許文献２に記載された吸着装置を利用する場合と比較し、ワークの移動経路が短くてすむ。しかし、正極板及び負極板は、集積部の側板に高速で衝突する為、活物質層から活物質が剥離しやすい。そこで、特許文献２に記載されたような積層部に、コンベア等の搬送装置上からプッシャーを用いてワークを押し出すことが考えられる。プッシャーによる押し出しならば、プッシャーと電極との接触が維持されるため、例えば途中で電極を減速することも可能である。しかし、プッシャーによる電極の押し出しでは、電極の幅方向（押出し方向に対する直交方向）の位置決めが、課題となる。すなわち、プッシャーの進行方向における電極の後側のみにプッシャーを当てた場合、電極は幅方向に位置ずれを起こすことがある。一方で、押し出しの途中で電極が幅方向に位置ずれしないように、プッシャーの一部によって電極の幅方向における位置決めを行うことが考えられる。この場合、プッシャーと積層部との干渉により、より手前でプッシャーが停止するため、プッシャーの進行方向において電極を十分奥に押し込めない。
【０００６】
本発明の一側面は、プッシャーの進行方向において電極を十分奥に押し込める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】
【０００７】
本発明の一側面に係る電極積層装置は、側壁を備え、電極が積層される積層部と、前記電極を前記積層部に向けて押し出すプッシャーと、を備え、前記プッシャーが、前記電極を押し出す押出部と、前記プッシャーの進行方向に交差する前記電極の幅方向において前記電極の位置決めを行う側部と、を有しており、前記電極を押し出す時に前記側部が前記積層部に衝突することによって、前記プッシャーが変形する。
【０００８】
上記電極積層装置によれば、プッシャーの側部が積層部に衝突してプッシャーが変形する。プッシャーの変形により、プッシャーの進行方向において押出部が更に進行できるので、電極を十分奥に押し込める。
【０００９】
前記側部は弾性部材を介して前記押出部に連結されており、前記側部が前記積層部の前記側壁に衝突することによって、前記押出部に対して前記側部が相対移動してもよい。
【００１０】
この場合、電極を押し出している押出部は、側部と側壁との衝突に関わらず、プッシャーの進行方向に交差する電極の幅方向に実質的に移動しない。よって、押出部の移動による電極の位置ずれが実質的に生じない。
【００１１】
前記プッシャーが複数の側部を有しており、前記複数の側部は、前記電極が押し出されるにつれて互いに近づくように移動してもよい。
【００１２】
これにより、プッシャーの進行方向に交差する電極の幅方向における電極の位置決めを、電極を押し出しながら行うことができる。その結果、電極の積層速度を向上することが可能となる。
【００１３】
前記側部が、前記プッシャーの進行方向に弾性を有してもよい。
【００１４】
この場合、プッシャーの進行方向において、側部が積層部に衝突した位置から、側部が縮んだ距離だけ押出部が更に進行できる。
【００１５】
複数の積層部を備え、前記電極を通過させる隙間が前記複数の積層部間に設けられてもよい。
【００１６】
この場合、電極を積層部に向けて押し出す際に、プッシャーが積層部に衝突する可能性が高い。そのような場合であっても、プッシャーの側部が変形することによって、電極を十分奥に押し込める。
【００１７】
上記電極積層装置が、前記電極を搬送する搬送部をさらに備え、前記搬送部は、上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環する外周面を有すると共に上下方向に移動可能な循環部材と、前記電極を支持する支持部と、を備え、前記支持部は、前記循環部材の前記外周面に設けられ、前記電極は、前記循環経路のうちの前記外周面が上昇する第１領域において、前記支持部に供給され、前記循環経路のうちの前記外周面が下降する第２領域において、前記積層部に向けて押し出されてもよい。
【００１８】
この場合、循環経路のうちの外周面が上昇する第１領域において、電極が支持部に供給され、循環経路のうちの外周面が下降する第２領域において、電極が積層部に向けて押し出される。例えば、電極が一定の間隔で供給されない場合でも、循環部材を上下方向に移動させることにより、電極を複数の支持部に順に供給することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一側面によれば、プッシャーの進行方向において電極を十分奥に押し込める電極積層装置が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】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】一実施形態に係る電極積層装置を示す側面図（一部断面を含む）である。
【図４】図３に示された積層部及び積層部内において積層された電極の外観を示す斜視図である。
【図５】図３に示されたプッシャーによって電極を積層部に向けて押し出す様子を示す概略図である。
【図６】図３に示されたプッシャーの側部が積層部に衝突して変形した様子を示す概略図である。
【図７】他の実施形態に係る電極積層装置を示す側面図（一部断面を含む）である。
【図８】変形例に係るプッシャーによって電極を積層部に向けて押し出す様子を示す概略図である。
【図９】図８に示されたプッシャーの側部が積層部に衝突して変形した様子を示す概略図である。
【図１０】図５に示されたプッシャーの側部の移動経路の変形例を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。
【００２２】
図１は、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。
【００２３】
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は、上部に開口部を有するケース本体２ａと、開口部を塞ぐようにケース本体２ａに溶接により固定された蓋２ｂとからなっている。蓋２ｂ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を介して蓋２ｂに固定され、負極端子５は、絶縁リング７を介して蓋２ｂに固定されている。また、図示はしないが、例えば電極組立体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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、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。
【００２６】
正極活物質層１５は、箔本体部１４ａの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。
【００２７】
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。
【００２８】
負極活物質層１７は、箔本体部１６ａの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。
【００２９】
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。
【００３０】
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をテープ等で固定することで電極組立体３を得る。そして、予めケース２の蓋２ｂと導電部材１２，１３と正極端子４及び負極端子５とを組み立てて一体化した状態で、セパレータ付き正極１１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に接続する。そして、電極組立体３をケース本体２ａ内に収容し、ケース本体２ａと蓋２ｂとを溶接する。
【００３１】
図３は、一実施形態に係る電極積層装置を示す側面図（一部断面を含む）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。
【００３２】
電極積層装置２０は、搬送部としての正極搬送ユニット２１と、搬送部としての負極搬送ユニット２２と、正極供給用コンベア２３と、負極供給用コンベア２４と、積層ユニット２５とを備えている。正極搬送ユニット２１及び負極搬送ユニット２２は、Ｘ方向に並んで配置されている。
【００３３】
正極搬送ユニット２１は、セパレータ付き正極１１を貯めながら順次搬送するユニットである。正極搬送ユニット２１は、上下方向（Ｚ方向）に延びるループ状の循環部材２６と、この循環部材２６の外周面２６ｂに取り付けられ、セパレータ付き正極１１を支持する複数の断面Ｕ字状の支持部２７と、循環部材２６を駆動する駆動部２８とを有している。なお、Ｚ方向は、Ｘ方向に垂直な方向である。
【００３４】
循環部材２６は、例えば無端状のベルトで構成されている。循環部材２６は、上下方向に離間して配置された２つのプーリー２６ａに架け渡され、各プーリー２６ａの回転に伴って連れ回る。これにより、外周面２６ｂは、上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環する。このように循環部材２６が回転（周回）することで、各支持部２７が循環移動する。セパレータ付き正極１１は、循環経路のうちの外周面２６ｂが上昇する第１領域Ｒｐ１において、支持部２７に供給され、循環経路のうちの外周面２６ｂが下降する第２領域Ｒｐ２において、積層部３４に向けて押し出される。また、循環部材２６は、上下方向に移動可能である。
【００３５】
駆動部２８は、循環部材２６を回転させると共に、循環部材２６を上下方向に移動させる。このとき、駆動部２８は、循環部材２６を電極積層装置２０の前側（図３の紙面表側）から見て時計回り（図示矢印方向）に回転させる。従って、正極供給用コンベア２３側の支持部２７は循環部材２６に対して上昇し、積層ユニット２５側の支持部２７は循環部材２６に対して下降する。なお、電極積層装置２０の前後方向は、Ｘ方向及びＺ方向に垂直なＹ方向である。
【００３６】
負極搬送ユニット２２は、負極９を貯めながら順次搬送するユニットである。負極搬送ユニット２２は、上下方向（Ｚ方向）に延びるループ状の循環部材２９と、この循環部材２９の外周面２９ｂに取り付けられ、負極９を支持する複数の断面Ｕ字状の支持部３０と、循環部材２９を駆動する駆動部３１とを有している。
【００３７】
循環部材２９は、循環部材２６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２９は、上下方向に離間して配置された２つのプーリー２９ａに架け渡され、各プーリー２９ａの回転に伴って連れ回る。これにより、外周面２９ｂは、上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環する。このように循環部材２９が回転（周回）することで、各支持部３０が循環移動する。負極９は、循環経路のうちの外周面２９ｂが上昇する第１領域Ｒｎ１において、支持部３０に供給され、循環経路のうちの外周面２９ｂが下降する第２領域Ｒｎ２において、積層部３４に向けて押し出される。また、循環部材２９は、上下方向に移動可能である。
【００３８】
駆動部３１は、循環部材２９を回転させると共に、循環部材２９を上下方向に移動させる。このとき、駆動部３１は、循環部材２９を電極積層装置２０の前側（図３の紙面表側）から見て反時計回り（図示矢印方向）に回転させる。従って、負極供給用コンベア２４側の支持部３０は循環部材２９に対して上昇し、積層ユニット２５側の支持部３０は循環部材２９に対して下降する。
【００３９】
正極供給用コンベア２３は、セパレータ付き正極１１を正極搬送ユニット２１に向けて水平方向に搬送し、正極搬送ユニット２１の支持部２７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２３は、正極供給用コンベア２３の循環方向に沿って等間隔に設けられた複数の爪部３２を有している。爪部３２は、セパレータ付き正極１１の搬送方向後側の端部に当接する。従って、セパレータ付き正極１１は、正極搬送ユニット２１に対して一定の間隔で供給される。
【００４０】
負極供給用コンベア２４は、負極９を負極搬送ユニット２２に向けて水平方向に搬送し、負極搬送ユニット２２の支持部３０に負極９を供給する。負極供給用コンベア２４は、負極供給用コンベア２４の循環方向に沿って等間隔に設けられた複数の爪部３３を有している。爪部３３は、負極９の搬送方向後側の端部に当接する。従って、負極９は、負極搬送ユニット２２に対して一定の間隔で供給される。
【００４１】
積層ユニット２５は、正極搬送ユニット２１と負極搬送ユニット２２との間に配置されている。積層ユニット２５は、電極としてのセパレータ付き正極１１及び負極９が交互にＺ方向に積層される複数段（ここでは４段）の積層部３４と、これらの積層部３４を上下方向に移動させる駆動部３５とを有している。複数の積層部３４間には、セパレータ付き正極１１又は負極９を通過させるための隙間３４ａが設けられている。セパレータ付き正極１１は、正極搬送ユニット２１側に位置する隙間３４ａを通って積層部３４内に移送される。負極９は、負極搬送ユニット２２側に位置する隙間３４ａを通って積層部３４内に移送される。積層部３４の構成については、後で詳述する。
【００４２】
また、電極積層装置２０は、積層ユニット２５の各積層部３４を挟むように配置された正極プッシャー３６及び負極プッシャー３７を備えている。
【００４３】
正極プッシャー３６は、複数（ここでは４つ）のセパレータ付き正極１１を複数段の積層部３４に向けて同時に押し出すことができる。正極プッシャー３６は、各セパレータ付き正極１１を押し付ける１対の押付部材３８，３８（図５及び図６参照）と、各押付部材３８を積層部３４に対して進退可能に移動させる駆動部３９とを有している。１対の押付部材３８，３８は、互いに独立して駆動可能な複数の駆動部３９，３９によって同期して駆動され得る。駆動部３９は、例えばシリンダを含むが、シリンダに代えてモータ及びリンク機構を含んでもよい。正極プッシャー３６の構成については、後で詳述する。
【００４４】
負極プッシャー３７は、複数（ここでは４つ）の負極９を複数段の積層部３４に向けて同時に押し出すことができる。負極プッシャー３７は、各負極９を押し付ける１対の押付部材４０，４０と、各押付部材４０を積層部３４に対して進退可能に移動させる駆動部４１とを有している。１対の押付部材４０，４０は、互いに独立して駆動可能な複数の駆動部４１，４１によって同期して駆動され得る。駆動部４１は、例えばシリンダを含むが、シリンダに代えてモータ及びリンク機構を含んでもよい。負極プッシャー３７の構成については、後で詳述する。
【００４５】
正極搬送ユニット２１及び負極搬送ユニット２２は、セパレータ付き正極１１又は負極９が供給される間隔に同期して周期的な駆動、例えば間欠駆動を行う。また、正極搬送ユニット２１及び負極搬送ユニット２２の平常時の動作状態としては、循環動作、積層動作、復帰動作の３つの状態を含む。異常時、例えば正極供給用コンベア２３及び負極供給用コンベア２４からの電極の供給に欠品があった場合の運転状態については、ここでは説明を割愛する。
【００４６】
以下に、負極搬送ユニット２２についての動作状態を説明するが、正極搬送ユニット２１の動作も同様である。なお、この例ではわかりやすく、負極搬送ユニット２２は間欠駆動し、負極供給用コンベア２４より供給される負極９の移載を行っていない期間に、支持部３０を移動させるものとする。この期間を単位移動時間とする。また、単位移動時間に負極供給用コンベア２４側の支持部３０が移動する距離、すなわち各支持部３０間の間隔を、単位距離とする。
【００４７】
循環動作では、循環部材２９は、間欠駆動にて回転（循環）のみを行う。このとき、循環部材２９の高さは一定である。稼動直後の初期に行う動作（初期動作）は、電極積層装置２０に負極９が無い状態より、支持部３０に支持された負極９を積層部３４へ押し出すことが可能な位置まで搬送する動作である。
【００４８】
積層動作は、積層部３４に面する側で、支持部３０に支持されている負極９を積層部３４に押し出す動作である。積層部３４に面する側では、負極９を押し出し可能となるように支持部３０を停止させる。一方、負極供給用コンベア２４に面する側では、支持部３０を移動させながら、負極９を負極供給用コンベア２４から支持部３０に順次移載する。具体的には、単位移動時間内に、単位距離の１／２だけ循環部材２９の循環を行い、同時に同じ距離だけ循環部材２９を上昇させる。これにより、積層部３４に面した側では支持部３０は停止し、負極供給用コンベア２４に面した側では、支持部３０は単位距離分だけ上昇する。
【００４９】
復帰動作は、積層動作中に上昇した循環部材２９を下降させる、すなわち元の位置に復帰させると共に、負極９が支持された支持部３０を、積層可能となるように積層部３４に面する位置まで移動させる動作である。このため、単位移動時間内に循環部材２９を下降させると共に、循環部材２９の下降量に単位距離を加えた量だけ循環部材２９を循環させる。なお、循環部材２９の下降量は、積層一回あたりに同時に積層する枚数、積層に要する時間等による。本例では、積層部３４に面した側において、単位移動時間内に支持部３０を４単位距離分だけ下降させ、負極供給用コンベア２４に面した側において、単位移動時間内に支持部３０を単位距離分だけ上昇させている。このためには、循環部材２９を１．５単位移動距離だけ下降させ、且つ、循環部材２９を２．５単位移動距離だけ循環させる。
【００５０】
以上において、初期動作時（循環動作時）には、正極供給用コンベア２３から正極搬送ユニット２１の支持部２７に移載されたセパレータ付き正極１１は、循環部材２６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、循環部材２６の上部においてセパレータ付き正極１１の表裏が反転する。また、負極供給用コンベア２４から負極搬送ユニット２２の支持部３０に移載された負極９は、循環部材２９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、循環部材２９の上部において負極９の表裏が反転する。そして、セパレータ付き正極１１及び負極９が、積層ユニット２５の４段の積層部３４に対して積層可能な位置まで搬送される。
【００５１】
積層動作時には、積層部３４に面した支持部２７の高さ位置は一定となる。その状態で、正極プッシャー３６によって４つのセパレータ付き正極１１を４段の積層部３４に向けて同時に押し出すことにより、各セパレータ付き正極１１が各積層部３４に同時に積層される。セパレータ付き正極１１が積層部３４に積層され、正極プッシャー３６が元の位置に戻った後、復帰動作が行われる。復帰動作では、セパレータ付き正極１１が支持された支持部２７を、積層部３４に面した位置まで移動させる。負極９が各積層部３４に積層されるまでの動作についても同様である。
【００５２】
電極積層装置２０は、制御ユニット６０を更に備えている。制御ユニット６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等から構成されている。制御ユニット６０は、正極搬送ユニット２１の駆動部２８、負極搬送ユニット２２の駆動部３１、積層ユニット２５の駆動部３５、正極プッシャー３６の駆動部３９及び負極プッシャー３７の駆動部４１を制御する。
【００５３】
図４は、上述した積層ユニット２５の積層部３４及び積層部３４内において積層されたセパレータ付き正極１１及び負極９の外観を示す斜視図である。図４において、積層部３４は、セパレータ付き正極１１及び負極９が載置される平面視矩形状の基台４２と、この基台４２の縁部に立設され、セパレータ付き正極１１及び負極９を位置決めする位置決め側板４３とを有している。
【００５４】
位置決め側板４３は、基台４２の１つの縁部に立設され、セパレータ付き正極１１の底縁１１ａ（図５参照）及び負極９の底縁を位置決めする側壁４４と、基台４２の２つの縁部に互いに対向するように立設され、セパレータ付き正極１１の側縁１１ｂ（図５参照）及び負極９の側縁を位置決めする側壁４５，４６と、基台４２の１つの縁部に互いに離間して立設され、セパレータ付き正極１１の上縁１１ｃ（図５参照）及び負極９の上縁を位置決めする側壁４７，４８とを有している。側壁４７は側壁４５に接続される。側壁４８は側壁４６に接続される。側壁４５，４６は側壁４４に接続される。セパレータ付き正極１１の底縁１１ａは、セパレータ付き正極１１の上縁１１ｃとは反対側の縁である。セパレータ付き正極１１の上縁１１ｃにはタブ１４ｂが設けられる。負極９の底縁は、負極９の上縁とは反対側の縁である。負極９の上縁にはタブ１６ｂが設けられる。
【００５５】
図５は、上述した正極プッシャー３６によってセパレータ付き正極１１を積層部３４に向けて押し出す様子を示す概略図である。図６は、上述した正極プッシャー３６の側部５３が積層部３４に衝突して変形した様子を示す概略図である。図５及び図６において、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。正極プッシャー３６は、１対の押付部材３８，３８と、各押付部材３８に対応する駆動部３９とを有している。駆動部３９は、正極プッシャー３６の進行方向（Ｘ方向）に伸縮可能なロッド５１を介して押付部材３８に連結されている。
【００５６】
押付部材３８は、セパレータ付き正極１１を押し出す押出部５２と、正極プッシャー３６の進行方向（Ｘ方向）に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向（Ｙ方向）においてセパレータ付き正極１１の位置決めを行う側部５３とを有している。側部５３は押出部５２に接続され、正極プッシャー３６の進行方向（Ｘ方向）に延在している。セパレータ付き正極１１を押し出す時に側部５３が積層部３４の側壁４５に衝突することによって、正極プッシャー３６が変形する。押出部５２は、正極プッシャー３６の進行方向（Ｘ方向）に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向（Ｙ方向）に延在し、セパレータ付き正極１１に当接する押出面を有する。正極プッシャー３６の進行方向及び当該進行方向に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向は、いずれもセパレータ付き正極１１及び負極９の積層方向（Ｚ方向）に交差している。押出部５２は例えば非導電性の樹脂製部材である。押出部５２，５２同士は、正極プッシャー３６の進行方向に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向において、支持部２７が通過できる間隔で離間している。側部５３は、セパレータ付き正極１１を押し出す押出面を有していない。側部５３は、正極プッシャー３６の進行方向において押出部５２から積層部３４に向けて前方に突出している。側部５３，５３は、正極プッシャー３６の進行方向に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向においてセパレータ付き正極１１を挟んで互いに対向して配置される。側部５３，５３同士は、セパレータ付き正極１１が押し出される間、一定の間隔だけ離間している。当該間隔は、セパレータ付き正極１１のセパレータ１０の幅と同じである。これにより、Ｙ方向においてセパレータ付き正極１１が位置決めされる。側部５３は、正極プッシャー３６の進行方向に弾性を有する。側部５３は、例えばバネ等の弾性部材５４を介して押出部５２に連結されているが、弾性部材５４はゴム等、他の弾性部材であってもよい。側部５３が積層部３４の側壁４５に衝突することによって、押出部５２に対して側部５３が相対移動する。
【００５７】
正極プッシャー３６は、図５に示されるように、セパレータ付き正極１１が側部５３，５３間に配置された状態で、セパレータ付き正極１１を積層部３４に向けて押し出す。正極プッシャー３６の側部５３が積層部３４に衝突すると、図６に示されるように、側部５３が積層部３４に接触した状態で、正極プッシャー３６の押出部５２が積層部３４に当接するまで側部５３が変形する。押出部５２が積層部３４に当接すると、正極プッシャー３６の進行が停止する。本実施形態では、側部５３内のバネが縮むことによって、側部５３は、正極プッシャー３６の進行方向において積層部３４から離れる向き（後方）に押出部５２から突出することになる。正極プッシャー３６が後退して側部５３が積層部３４から離れると、側部５３が元の位置（図５参照）に戻る。
【００５８】
負極プッシャー３７の構成及び動作は正極プッシャー３６と同様である。負極プッシャー３７の押付部材４０は、負極９を押し出す押出部と、負極９を押し出す時に積層部３４に衝突する側部とを有している。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の電極積層装置２０は、側壁４５を備え、セパレータ付き正極１１及び負極９が積層される積層部３４と、セパレータ付き正極１１を積層部３４に向けて押し出す正極プッシャー３６とを備えている。正極プッシャー３６は、セパレータ付き正極１１を押し出す押出部５２と、正極プッシャー３６の進行方向（Ｘ方向）に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向（Ｙ方向）においてセパレータ付き正極１１の位置決めを行う側部５３とを有している。セパレータ付き正極１１を押し出す時に側部５３が積層部３４に衝突することによって、正極プッシャー３６が変形する。
【００６０】
このような電極積層装置２０によれば、正極プッシャー３６の側部５３が、積層部３４の側壁４５に衝突して、正極プッシャー３６の進行方向において後方に変形する。そのため、正極プッシャー３６の進行方向において、押出部５２が更に進行できるので、セパレータ付き正極１１を十分奥に押し込める。さらに、正極プッシャー３６が後退して側部５３が積層部３４の側壁４５から離れると、側部５３が元の位置に戻ることができる。
【００６１】
なお、側部５３と積層部３４の側壁４５との干渉のみを考えた場合、支持部２７及び正極プッシャー３６と積層部３４とを互いに上下方向（Ｚ方向）に大きくずらすことも考えられる。この場合、セパレータ付き正極１１を幅方向（Ｙ方向）に位置決めする側部５３が干渉しないように、積層部３４の側壁４５よりも上方でセパレータ付き正極１１を押し出すことも考えられる。しかし、この場合、セパレータ付き正極１１がより大きな傾斜角を持って積層部３４に投入されるため、積層不良が生じやすくなる。このため、支持部２７におけるセパレータ付き正極１１の支持面は、側壁４５の上端と同じ高さか、それよりも僅かに上方に位置した状態（側部５３が側壁４５と干渉する位置）で正極プッシャー３６は作動する。
【００６２】
正極プッシャー３６と同様に、負極プッシャー３７も負極９を押し出す押出部と、負極９を押し出す時に積層部３４に衝突する側部とを有しているので、負極プッシャー３７の進行方向において、負極９を十分奥に押し込める。
【００６３】
また、本実施形態では、正極プッシャー３６が複数の側部５３，５３を有しており、複数の側部５３，５３は、正極プッシャー３６の進行方向に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向においてセパレータ付き正極１１を挟んで互いに対向して配置される。そのため、正極プッシャー３６の進行方向に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向においてセパレータ付き正極１１の移動を規制することができる。
【００６４】
正極プッシャー３６と同様に、負極プッシャー３７の複数の側部も、負極プッシャー３７の進行方向に交差する負極９の幅方向において負極９を挟んで互いに対向して配置される。よって、負極プッシャー３７の進行方向に交差する負極９の幅方向において負極９の移動を規制することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、側部５３は弾性部材５４を介して押出部５２に連結されており、側部５３が積層部３４の側壁４５に衝突することによって、押出部５２に対して側部５３が相対移動する。この場合、セパレータ付き正極１１を押し出している押出部５２は、側部５３と側壁４５との衝突に関わらず、正極プッシャー３６の進行方向に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向に実質的に移動しない。よって、押出部５２の移動によるセパレータ付き正極１１の位置ずれが実質的に生じない。
【００６６】
正極プッシャー３６と同様に、負極プッシャー３７の側部も弾性部材を介して押出部に連結されており、側部が積層部３４の側壁４６に衝突することによって、押出部に対して側部が相対移動する。よって、押出部の移動による負極９の位置ずれが実質的に生じない。
【００６７】
また、本実施形態では、側部５３が、正極プッシャー３６の進行方向に弾性を有する。そのため、正極プッシャー３６の進行方向において、側部５３が積層部３４に衝突した位置から、側部５３が縮んだ距離（押出部５２からの側部５３の突出距離）だけ押出部５２が更に進行できる。
【００６８】
正極プッシャー３６と同様に、負極プッシャー３７の側部も負極プッシャー３７の進行方向に弾性を有するので、負極プッシャー３７の進行方向において、側部が縮んだ距離だけ押出部が更に進行できる。
【００６９】
また、本実施形態の電極積層装置２０は複数の積層部３４を備え、セパレータ付き正極１１を通過させる隙間３４ａが複数の積層部３４，３４間に設けられている。そのため、セパレータ付き正極１１を積層部３４に向けて押し出す際に、正極プッシャー３６が積層部３４に衝突する可能性が高い。そのような場合であっても、正極プッシャー３６の側部５３が変形することによって、セパレータ付き正極１１を十分奥に押し込める。同様に、負極９を通過させる隙間３４ａが複数の積層部３４，３４間に設けられていても、負極９を十分奥に押し込める。
【００７０】
また、本実施形態の電極積層装置２０は、セパレータ付き正極１１を搬送する正極搬送ユニット２１を備えている。正極搬送ユニット２１は、上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環する外周面２６ｂを有すると共に上下方向に移動可能な循環部材２６と、セパレータ付き正極１１を支持する支持部２７とを備える。支持部２７は、循環部材２６の外周面２６ｂに設けられる。セパレータ付き正極１１は、循環経路のうちの外周面２６ｂが上昇する第１領域Ｒｐ１において、支持部２７に供給され、循環経路のうちの外周面２６ｂが下降する第２領域Ｒｐ２において、積層部３４に向けて押し出される。そのため、第１領域Ｒｐ１において、セパレータ付き正極１１が支持部２７に供給され、第２領域Ｒｐ２において、セパレータ付き正極１１が積層部３４に向けて押し出される。例えば、セパレータ付き正極１１が一定の間隔で供給されない場合でも、循環部材２６を上下方向に移動させることにより、セパレータ付き正極１１を複数の支持部２７に順に供給することが可能となる。
【００７１】
負極搬送ユニット２２も正極搬送ユニット２１と同様の構成を有しているので、例えば、負極９が一定の間隔で供給されない場合でも、循環部材２９を上下方向に移動させることにより、負極９を複数の支持部３０に順に供給することが可能となる。
【００７２】
図７は、他の実施形態に係る電極積層装置を示す側面図（一部断面を含む）である。本実施形態の電極積層装置１２０は、積層ユニット２５に代えて積層ユニット１２５を備えること以外は図３の電極積層装置２０と同様の構成を備える。積層ユニット１２５は、積層部３４に代えて積層部１３４を備える。積層部１３４は、複数の基台４２と、各基台４２の縁部に接続され、セパレータ付き正極１１及び負極９を位置決めする位置決め側板１４５，１４６（側壁）とを有している。位置決め側板１４５，１４６は互いに対向して配置される。位置決め側板１４５は、正極プッシャー３６の進行方向に交差するように、正極搬送ユニット２１と基台４２との間に配置される。位置決め側板１４５には、各セパレータ付き正極１１を通過させるスリット１４５ａが形成されている。位置決め側板１４６は、負極プッシャー３７の進行方向に交差するように、負極搬送ユニット２２と基台４２との間に配置される。位置決め側板１４６には、各負極９を通過させるスリット１４６ａが形成されている。
【００７３】
電極積層装置１２０においても、正極プッシャー３６の側部５３，５３が、積層部１３４の位置決め側板１４５に衝突して変形する。そのため、正極プッシャー３６の進行方向において、押出部５２が更に進行できるので、セパレータ付き正極１１を十分奥に押し込める。さらに、正極プッシャー３６が後退して側部５３，５３が積層部３４から離れると、側部５３，５３が元の位置に戻ることができる。正極プッシャー３６と同様に、負極プッシャー３７の複数の側部は、積層部１３４の位置決め側板１４６に衝突して変形する。これにより、負極９を十分奥に押し込める。
【００７４】
図８は、変形例に係る正極プッシャー１３６によってセパレータ付き正極１１を積層部３４に向けて押し出す様子を示す概略図である。図９は、変形例に係る正極プッシャー１３６の側部１５３が積層部３４に衝突して変形した様子を示す概略図である。図８及び図９において、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。正極プッシャー１３６は、１対の押付部材１３８，１３８と、各押付部材１３８を積層部３４に対して進退可能に移動させる１つの駆動部３９とを有している。駆動部３９は、正極プッシャー１３６の進行方向（Ｘ方向）に伸縮可能なロッド５１を介して各押付部材１３８に連結されている。
【００７５】
押付部材１３８は、セパレータ付き正極１１を押し出す押出部５２と、正極プッシャー１３６の進行方向（Ｘ方向）に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向（Ｙ方向）においてセパレータ付き正極１１の位置決めを行う側部１５３とを有している。側部１５３は押出部５２に接続され、正極プッシャー１３６の進行方向（Ｘ方向）に延在している。セパレータ付き正極１１を押し出す時に側部１５３が積層部３４の側壁４５に衝突することによって、正極プッシャー１３６が変形する。押出部５２は、正極プッシャー１３６の進行方向（Ｘ方向）に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向（Ｙ方向）に延在し、セパレータ付き正極１１に当接する押出面を有する。正極プッシャー１３６の進行方向及び当該進行方向に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向は、いずれもセパレータ付き正極１１及び負極９の積層方向（Ｚ方向）に交差している。側部１５３は、セパレータ付き正極１１を押し出す押出面を有していない。側部１５３は、正極プッシャー１３６の進行方向において押出部５２から積層部３４に向けて前方に突出している。側部１５３，１５３は、正極プッシャー１３６の進行方向に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向においてセパレータ付き正極１１を挟んで互いに対向して配置される。側部１５３，１５３同士は、セパレータ付き正極１１が押し出される間、一定の間隔だけ離間している。当該間隔は、セパレータ付き正極１１のセパレータ１０の幅と同じである。これにより、Ｙ方向においてセパレータ付き正極１１が位置決めされる。側部１５３は、正極プッシャー１３６の進行方向と交差するセパレータ付き正極１１の幅方向に弾性を有する。側部１５３は、例えばゴム部材であるが、バネを含む部材であってもよい。
【００７６】
正極プッシャー１３６は、図８に示されるように、セパレータ付き正極１１が側部１５３，１５３間に配置された状態で、セパレータ付き正極１１を積層部３４に向けて押し出す。正極プッシャー１３６の側部１５３が積層部３４に衝突すると、図９に示されるように、側部１５３が積層部３４に接触した状態で、正極プッシャー１３６の押出部５２が積層部３４に当接するまで側部１５３が変形する。押出部５２が積層部３４に当接すると、正極プッシャー１３６の進行が停止する。本変形例では、側部１５３が、積層部３４に押圧されることによって、正極プッシャー１３６の進行方向と交差するセパレータ付き正極１１の幅方向に湾曲する。側部１５３は、積層部３４をガイドするガイド面１５３ａを有する先端を備えてもよい。ガイド面１５３ａは、正極プッシャー１３６の進行方向に対して、側部１５３が先細るように傾斜している。これにより、積層部３４が複数の側部１５３，１５３間に入り、側部１５３，１５３が、正極プッシャー１３６の進行方向と交差するセパレータ付き正極１１の幅方向に変形し易くなる。正極プッシャー１３６が後退して側部１５３が積層部３４から離れると、側部１５３が元の位置（図８参照）に戻る。
【００７７】
正極プッシャー１３６と同様に、負極プッシャーは、負極９を押し出す押出部と、負極９を押し出す時に積層部３４に衝突する複数の側部とを有してもよい。このような負極プッシャーを用いると、正極プッシャー１３６と同様の作用効果が得られる。また、図８及び図９において、積層部３４に代えて図７の積層部１３４が使用されてもよい。
【００７８】
図１０は、正極プッシャー３６の側部５３，５３の移動経路の変形例を示す概略平面図である。図１０に示されるように、正極プッシャー３６の側部５３，５３は、セパレータ付き正極１１が押し出されるにつれて互いに近づくように移動してもよい。一方の押付部材３８の移動経路Ｋ１が他方の押付部材３８の移動経路Ｋ２に対して傾斜している。これにより、正極プッシャー３６の進行方向に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向におけるセパレータ付き正極１１の位置決めを、セパレータ付き正極１１を押し出しながら行うことができる。その結果、セパレータ付き正極１１の積層速度を向上することが可能となる。
【００７９】
図８及び図９に示される正極プッシャー１３６についても同様に、側部１５３，１５３が、セパレータ付き正極１１が押し出されるにつれて互いに近づくように移動してもよい。また、正極プッシャー３６，１３６と同様に、負極プッシャー３７の複数の側部は、負極９が押し出されるにつれて互いに近づくように移動してもよい。これにより、負極９の積層速度を向上することが可能となる。
【００８０】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００８１】
例えば、図５及び図６に示される正極プッシャー３６では１対の押付部材３８が複数の駆動部３９，３９によって同期して駆動されているが、図８及び図９に示されるように、１つの駆動部３９によって同時に駆動されてもよい。反対に、図８及び図９に示される正極プッシャー１３６において、１対の押付部材１３８が、互いに独立して駆動可能な複数の駆動部３９，３９によって同期して駆動されてもよい。負極プッシャーについても、同様である。
【００８２】
また、上記実施形態では、正極プッシャー３６が複数の側部５３，５３を有しているが、単一の側部５３を有してもよい。同様に、正極プッシャー１３６が複数の側部１５３，１５３を有しているが、単一の側部１５３を有してもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、正極プッシャー３６の押出部５２と側部５３とが別部材であるが、押出部５２と側部５３とは、一体の部材であってもよい。例えば、ロッド５１と押出部５２との接続箇所に弾性部材を用いてもよい。この場合、押出部５２及び側部５３は、ロッド５１に対して移動する。例えば、押出部５２及び側部５３は、ロッド５１に対して正極プッシャー３６の進行方向（Ｘ方向）又は正極プッシャー３６の進行方向に交差するセパレータ付き正極１１の幅方向（Ｙ方向）にスライドする。同様に、正極プッシャー１３６の押出部５２と側部１５３とが一体の部材であってもよい。
【００８４】
さらに、上記実施形態では、電極積層装置２０は、正極搬送ユニット２１と負極搬送ユニット２２とを備え、正極搬送ユニット２１により搬送されたセパレータ付き正極１１が正極プッシャー３６によって積層部３４に向けて押し出されると共に、負極搬送ユニット２２により搬送された負極９が負極プッシャー３７によって積層部３４に向けて押し出されているが、特にその形態には限られない。本発明は、例えばＰ＆Ｐ（ピック・アンド・プレース）方式により搬送された電極をプッシャーによって積層部に向けて押し出す電極積層装置にも適用可能である。
【００８５】
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とが交互に積層部３４に積層されているが、本発明は、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部に積層される電極積層装置、シート状のセパレータを挟んで正極と負極とが交互に積層部に積層される電極積層装置、複数の正極が積層部に積層される電極積層装置、複数の負極が積層部に積層される電極積層装置等にも適用可能である。
【００８６】
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】
【００８７】
９…負極（電極）、１１…セパレータ付き正極（電極）、２０，１２０…電極積層装置、２１…正極搬送ユニット（搬送部）、２２…負極搬送ユニット（搬送部）、２６，２９…循環部材、２６ｂ，２９ｂ…外周面、２７，３０…支持部、３４，１３４…積層部、３４ａ…隙間、３６，１３６…正極プッシャー、３７…負極プッシャー、５２…押出部、５３，１５３…側部、５４…弾性部材、１４５，１４６…位置決め側板（側壁）、Ｒｐ１，Ｒｎ１…第１領域、Ｒｐ２，Ｒｎ２…第２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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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