(57)【要約】【課題】正極および負極を、セパレーターを介して貼り合わせる際に、電極の位置ずれが生じることを好適に抑制することのできる電極の製造方法を提供する。【解決手段】正極２９および負極５９を加圧して互いに押し付けた状態で、正極の第１枠治具５１０に対する固定または負極の第２枠治具５２０に対する固定を解除する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１枠治具に固定され電解液を含有した正極および第２枠治具に固定され前記電解液を含有した負極を、セパレーターを介して貼り合わせる電極の製造方法であって、
前記正極および前記負極を加圧して互いに押し付けた状態で、前記正極の前記第１枠治具に対する固定または前記負極の前記第２枠治具に対する固定を解除する、電極の製造方法。
【請求項２】
真空環境下で、前記正極および前記負極を貼り合わせる、請求項１に記載の電極の製造方法。
【請求項３】
前記正極を両面テープによって前記第１枠治具に固定し、前記負極を前記両面テープによって前記第２枠治具に固定する、請求項１または２に記載の電極の製造方法。
【請求項４】
弾性力を備える弾性部材によって、前記正極の前記第１枠治具に対する固定または前記負極の前記第２枠治具に対する固定を解除する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
【請求項５】
電解液を含有した正極を固定する第１枠治具と、
前記電解液を含有した負極を固定する第２枠治具と、
前記正極および前記負極を加圧して互いに押し付けるプレス部と、
前記プレス部によって、前記正極および負極を加圧して互いに押し付けた状態で、前記正極の前記第１枠治具に対する固定または前記負極の前記第２枠治具に対する固定を解除する解除部と、を有する電極の製造装置。
【請求項６】
前記正極を前記第１枠治具に固定するとともに、前記負極を前記第２枠治具に固定する両面テープをさらに有する、請求項５に記載の電極の製造装置。
【請求項７】
前記両面テープのうち前記第１枠治具または前記第２枠治具側における粘着力は、前記正極または前記負極側における粘着力よりも大きい、請求項６に記載の電極の製造装置。
【請求項８】
前記解除部は、弾性力を備える弾性部材である、請求項５〜７のいずれか１項に記載の電極の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護のため、二酸化炭素排出量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車やハイブリッド電気自動車の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、航続距離延長のため、積層された単セルを有する電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２３２００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の単セルを積層する際、単セルを所定の数だけ積み上げた後、積層方向の上下から加圧することで積層が行われている。一般的にこのような積層工程は、乾燥した電極を積層する際に行われる。
【０００５】
一方、電解液を含有している電極を積層する際は、電極を移動する際に電解液の自重で電極が撓んでしまう虞があるため、電極を予め枠治具に固定した状態で、工程間の輸送を行う必要がある。
【０００６】
ここで、枠治具に固定された正極および負極をセパレーターを介して貼り合わせる工程において、枠治具から電極を剥がす際に電極の面方向において剥がれやすさが異なることに起因して、正極の配置位置が負極の配置位置に対してずれる位置ずれが発生する虞がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、正極および負極を、セパレーターを介して貼り合わせる際に、電極の位置ずれが生じることを好適に抑制することのできる電極の製造方法および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】
【０００８】
上記目的を達成する本発明に係る電極の製造方法は、第１枠治具に固定され電解液を含有した正極および第２枠治具に固定され前記電解液を含有した負極を、セパレーターを介して貼り合わせる。電極の製造方法において、前記正極および前記負極を加圧して互いに押し付けた状態で、前記正極の前記第１枠治具に対する固定または前記負極の前記第２枠治具に対する固定を解除する。
【０００９】
また、上記目的を達成する本発明に係る電極の製造装置は、電解液を含有した正極を固定する第１枠治具と、前記電解液を含有した負極を固定する第２枠治具と、を有する。また、電極の製造装置は、前記正極および前記負極を加圧して互いに押し付けるプレス部を有する。また、電極の製造装置は、前記プレス部によって、前記正極および前記負極を加圧して互いに押し付けた状態で、前記正極の前記第１枠治具に対する固定または前記負極の前記第２枠治具に対する固定を解除する解除部を有する。
【発明の効果】
【００１０】
上述した電極の製造方法によれば、正極および負極を互いに押し付けた状態で、正極の第１枠治具に対する固定または負極の第２枠治具に対する固定を解除するため、電極の位置ずれが生じることを好適に抑制することができる。
【００１１】
また、上述した電極の製造装置によれば、プレス部によって、正極および負極を互いに押し付けた状態で、正極の第１枠治具に対する固定または負極の第２枠治具に対する固定を解除する解除部を有するため、電極の位置ずれが生じることを好適に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る電池を説明するための概略断面図である。
【図２】電池の用途を説明するための概略図である。
【図３】正極層または負極層を示す概略図である。
【図４】積層体を示す概略断面図である。
【図５】正極を第１枠治具に貼り付ける工程を示す図である。
【図６】負極を第２枠治具に貼り付ける工程を示す図である。
【図７】第１枠治具および第２枠治具をプレス部にセットした様子を示す図である。
【図８】正極を、セパレーターを介して、負極に押し付けた様子を示す図である。
【図９】正極を負極に押し付けた状態で、正極の第１枠治具に対する固定を解除した様子を示す図である。
【図１０】上プレスを上方に移動させた様子を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る電極の製造方法によって、正極および負極がセパレーターを介して貼り合わせされた様子を示す図である。
【図１２】比較例に係る電極の製造方法を示す図であって、第１枠治具および第２枠治具をプレス部にセットした様子を示す図である。
【図１３】比較例に係る電極の製造方法を示す図であって、上プレスによって、正極の第１枠治具に対する固定を解除したときの様子を示す図である。
【図１４】比較例に係る電極の製造方法を示す図であって、上プレスを上方に移動させた様子を示す図である。
【図１５】比較例に係る電極の製造方法によって、正極および負極がセパレーターを介して貼り合わせされた様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、図面の厚み比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１４】
図１は、実施形態に係る電池１００を説明するための概略断面図、図２は、電池１００の用途を説明するための概略図である。
【００１５】
実施形態に係る電池１００は、例えば、図２に示される車両１９８の電源として適用される。車両１９８は、例えば、電気自動車、ハイブリッド電気自動車である。電池１００は、高エネルギー密度化することが容易であるため、例えば、１回の充電あたりの走行距離を延長させることが可能である。
【００１６】
電池１００は、図１に示すように、剛性を有する材料から形成されたセルケース１２０を有する。
【００１７】
本明細書において、「剛性を有する材料から形成されたセルケース１２０」とは、セルケース１２０に外部から力が作用した場合に、セルケース１２０が容易に変形せず、内部に配置した積層体１４０を十分に保護できる程度に、セルケース１２０が剛体であることを意味する。
【００１８】
セルケース１２０は、高剛性の材料から形成されており、略矩形の底面１２２と、底面１２２を取り囲む側壁部１２４と、略矩形の上面１２６と、を有する。側壁部１２４は、不図示の締結部材によって、底面１２２および上面１２６に取り付け可能に構成されている。側壁部１２４が底面１２２および上面１２６に取り付けられた状態で、セルケース１２０は閉じた形状を構成する。セルケース１２０の内部には、積層体１４０が配置されている。
【００１９】
積層体１４０は、積層されている単セル１０、強電タブ１５０、１５２およびスペーサー１６０、１６２を有する。セルケース１２０の上面１２６は、単セル１０の積層方向Ｓに関する積層体１４０の上面１４２に相対するように位置決めされている。
【００２０】
強電タブ１５０、１５２は、例えば、略板状の銅であり、積層体１４０から電流を取り出すために使用され、最下層に位置する単セル１０および最上層に位置する単セル１０に当接している。
【００２１】
スペーサー１６０、１６２は、積層体１４０に付加される振動を吸収する機能を有する絶縁シートであり、強電タブ１５０、１５２の積層方向の外側に配置されている。つまり、スペーサー１６０、１６２は、積層体１４０の上面（一方の面）１４２および下面（他方の面）１４４に位置している。スペーサー１６０、１６２は、必要に応じ、適宜省略することも可能である。
【００２２】
また、セルケース１２０は、絶縁フィルム層１２８、強電用コネクタ１３０、１３２をさらに有する。
【００２３】
絶縁フィルム層１２８は、底面１２２および側壁部１２４の内壁に形成されている。底面１２２の絶縁フィルム層１２８上には、スペーサー１６２が位置決めされている。強電用コネクタ１３０、１３２は、側壁部１２４に気密的に取り付けられており、かつ、強電タブ１５０、１５２と電気的に接続されている。
【００２４】
次に、積層体１４０を詳述する。
【００２５】
図３は、正極層３０または負極層５０を示す概略図であって、図４は、積層体１４０を示す概略断面図である。
【００２６】
積層体１４０は、図４に示すように、単セル１０が積層方向Ｓに積層されて構成している。積層体１４０は、電気自動車用の二次電池として用いられる場合には、その大きさは積層方向から視て例えば、１０００ｍｍ×１０００ｍｍである。
【００２７】
積層体１４０において積層されている単セル１０は、互いに直列接続されている。単セル１０は、図４に示すように、正極集電体層２０と、正極層３０と、セパレーター４０と、負極層５０と、負極集電体層６０と、が順に積層されて構成している。また、単セル１０は、正極層３０および負極層５０の周辺部分をシールするシール部８０を有する。
【００２８】
正極集電体層２０および負極集電体層６０は、導電性フィラーと樹脂とを主に含む樹脂集電体から構成される。これにより、正極集電体層２０および負極集電体層６０の軽量化および内部短絡耐性の向上により、より高容量の活物質を使用することが可能となる。
【００２９】
導電性フィラーの構成材料は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、グラファイトやカーボンブラックなどのカーボン、銀、金、銅、チタンである。樹脂は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルニトリル、ポリイミド、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリロニトリル、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、これらの混合物である。
【００３０】
正極集電体層２０および負極集電体層６０は、樹脂集電体によって構成する形態に限定されず、例えば、金属や導電性高分子材料によって構成することが可能である。金属は、例えば、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、銅である。導電性高分子材料は、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアクリロニトリル、ポリオキサジアゾール、これらの混合物である。
【００３１】
必要に応じ、正極集電体層２０および負極集電体層６０の一方のみを、樹脂集電体によって構成することも可能である。
【００３２】
正極層３０は、正極集電体層２０とセパレーター４０との間に位置するシート状電極であり、図３に示すように、正極活物質粒子３２および繊維状物質３８を含んでいる。
【００３３】
正極活物質粒子３２は、その表面の少なくとも一部に被覆層３３を有する。被覆層３３は、導電助剤３５と被覆用樹脂３４とから構成されており、正極層３０の体積変化を緩和し、電極の膨脹を抑制することが可能である。
【００３４】
正極活物質粒子３２の構成材料は、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、導電性高分子などである。リチウムと遷移金属との複合酸化物は、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎＯ２およびＬｉＭｎ２Ｏ４である。遷移金属酸化物は、例えば、ＭｎＯ２およびＶ２Ｏ５である。遷移金属硫化物は、例えば、ＭｏＳ２およびＴｉＳ２である。導電性高分子は、例えば、ポリアニリン、ポリフッ化ビニリデン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレンおよびポリカルバゾールである。
【００３５】
被覆用樹脂３４は、好ましくは、ビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂であるが、必要に応じ、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネートなどを適用することも可能である。
【００３６】
導電助剤３５は、例えば、金属、グラファイトやカーボンブラックなどのカーボン、これらの混合物である。金属は、アルミニウム、ステンレス鋼、銀、金、銅、チタン、これらの合金などである。カーボンブラックは、アセチレンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラックなどである。導電助剤は、必要に応じて、２種以上併用することが可能である。なお、導電助剤３５は、電気的安定性の観点から、好ましくは、銀、金、アルミニウム、ステンレス鋼、カーボンであり、より好ましくは、カーボンである。
【００３７】
繊維状物質３８は、その少なくとも一部が正極層３０の導電通路を形成し、かつ、導電通路の周囲の正極活物質粒子３２と接している。したがって、正極活物質（正極活物質粒子３２）から発生した電子は、導電通路に速やかに到達し、正極集電体層２０までスムーズに導かれる。
【００３８】
繊維状物質３８は、例えば、ＰＡＮ系カーボン繊維、ピッチ系カーボン繊維等のカーボン繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、導電性繊維から構成される。
導電性繊維は、合成繊維の中に金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維などである。なお、電気伝導度の観点から、導電性繊維の中では、カーボン繊維が好ましい。
【００３９】
繊維状物質３８の電気伝導度は、５０ｍＳ／ｃｍ以上であることが好ましい。この場合、導電通路の抵抗が小さいため、正極集電体層２０から遠い位置に存在する正極活物質（正極活物質粒子３２）からの電子の移動がよりスムーズに行われる。電気伝導度は、ＪＩＳ  Ｒ  ７６０９（２００７）の「カーボン繊維−体積抵抗率の求め方」に準じて体積抵抗率を測定し、体積抵抗率の逆数を取ることによって求められる。
【００４０】
繊維状物質３８の平均繊維径は、好ましくは、０．１〜２０μｍ、より好ましくは、０．５〜２．０μｍである。平均繊維径は、例えば、３０μｍ角視野中に存在する任意の繊維１０本についてそれぞれ中央付近の直径を測定し、この測定を三視野について行い、合計３０本の繊維の径の平均値として得られる。
【００４１】
電極の単位体積あたりに含まれる繊維状物質３８の繊維長の合計は、好ましくは、１００００〜５０００００００ｃｍ／ｃｍ３、より好ましくは、２０００００００〜５０００００００ｃｍ／ｃｍ３、さらに好ましくは、１００００００〜１０００００００ｃｍ／ｃｍ３である。
【００４２】
繊維長の合計は、（活物質層の単位体積あたりに含まれる繊維状物質の繊維長合計）＝（（繊維状物質の平均繊維長）×（活物質層の単位面積あたりに使用した繊維状物質の重量）／（繊維状物質の比重））／（（活物質層の単位面積）×（活物質層厚さ））で表わされる式によって算出される。
【００４３】
負極層５０は、負極集電体層６０とセパレーター４０との間に位置するシート状電極であり、図３に示すように、負極活物質粒子５２および繊維状物質５８を含んでいる。
【００４４】
負極活物質粒子５２は、その表面の少なくとも一部に被覆層５３を有する。被覆層５３は、導電助剤５５と被覆用樹脂５４とから構成されており、負極層５０の体積変化を緩和し、電極の膨脹を抑制することが可能である。
【００４５】
負極活物質粒子５２の構成材料は、黒鉛、アモルファス炭素、高分子化合物焼成体、コークス類、カーボン繊維、導電性高分子、スズ、シリコン、金属合金、リチウムと遷移金属との複合酸化物などである。高分子化合物焼成体は、例えば、フェノール樹脂およびフラン樹脂を焼成し炭素化したものである。コークス類は、例えば、ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークスである。導電性高分子は、例えば、ポリアセチレン、ポリピロールである。金属合金は、例えば、リチウム−スズ合金、リチウム−シリコン合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−アルミニウム−マンガン合金である。リチウムと遷移金属との複合酸化物は、例えば、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２である。
【００４６】
被覆層５３、被覆用樹脂５４、導電助剤５５および繊維状物質５８は、正極層３０の被覆層３３、被覆用樹脂３４、導電助剤３５および繊維状物質３８と略同一の構成を有するため、その説明は省略される。なお、繊維状物質５８は、その少なくとも一部が負極層５０の導電通路を形成し、かつ、導電通路の周囲の負極活物質粒子５２と接している。
【００４７】
正極層３０および負極層５０は、上記構造により、１５０〜１５００μｍの厚さを有することが可能となっている。これにより、多くの活物質を含ませることが可能となり、高容量化およびエネルギー密度向上が図られる。なお、正極層３０の厚さおよび負極層５０の厚さは、好ましくは、２００〜９５０μｍ、さらに好ましくは２５０〜９００μｍである。
【００４８】
セパレーター４０は、正極層３０と負極層５０との間に位置する多孔性（ポーラス）の絶縁体である。セパレーター４０は、電解質が浸透することによって、イオンの透過性および電気伝導性を呈する。電解質は、例えば、ゲルポリマー系であり、電解液およびホストポリマーを有する。
【００４９】
電解液は、プロピレンカーボネートおよびエチレンカーボネートからなる有機溶媒、支持塩としてのリチウム塩（ＬｉＰＦ６）を含んでいる。有機溶媒は、その他の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、テトラヒドロフラン等のエーテル類を適用することが可能である。リチウム塩は、その他の無機酸陰イオン塩、ＬｉＣＦ３ＳＯ３等の有機酸陰イオン塩を、適用することが可能である。
【００５０】
ホストポリマーは、ＨＦＰ（ヘキサフルオロプロピレン）コポリマーを１０％含むＰＶＤＦ−ＨＦＰ（ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体）である。
ホストポリマーは、その他のリチウムイオン伝導性を持たない高分子や、イオン伝導性を有する高分子（固体高分子電解質）を適用することも可能である。その他のリチウムイオン伝導性を持たない高分子は、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレートである。イオン伝導性を有する高分子は、例えば、ポリエチレンオキシドやポリプロピレンオキシドである。
【００５１】
シール部８０は、図４に示すように、正極層３０および負極層５０の周囲をそれぞれ取り囲むように配置されている。シール部８０の形成材料は、絶縁性、シール性、電池動作温度下での耐熱性などを有するものであればよい。シール部８０は、例えば、熱可塑性樹脂からなる。具体的には、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂などが用いられ得る。なお、シール部８０は、必要に応じて、適宜省略することも可能である。
【００５２】
次に、図５〜図１１を参照して、本実施形態に係る電極の製造装置５００および製造方法について説明する。まず、本実施形態に係る電極の製造装置５００の構成について説明する。以下の説明において、正極集電体層２０に電解液スラリーを塗布したものを正極２９と称し、負極集電体層６０に電解液スラリーを塗布したものを負極５９と称する。
【００５３】
本実施形態に係る電極２９、５９の製造装置５００は、図５〜図１１に示すように、正極２９を固定する第１枠治具５１０と、負極５９を固定する第２枠治具５２０と、正極２９および負極５９を加圧して、セパレーター４０を介して、互いに押し付けるプレス部５３０と、第１枠治具５１０および第２枠治具５２０間に設けられる解除部５４０と、を有する。
【００５４】
第１枠治具５１０は、図５に示すように、中央部分に上下方向に沿って貫通孔５１１が設けられており、貫通孔５１１には、後述する上プレス５３１が挿入可能である。第１枠治具５１０は、両面テープによって、正極２９を固定することが好ましい。両面テープは、例えば、貫通孔５１１に対して放射方向外方に矩形状に配置される。両面テープのうち、第１枠治具５１０側における粘着力は、正極２９側における粘着力よりも大きいことが好ましい。また、吸引、静電気、クランプ等によって、正極２９を第１枠治具５１０に、または負極５９を第２枠治具５２０に、それぞれ固定することもできる。
【００５５】
第２枠治具５２０は、図６に示すように、中央部分に上下方向に沿って貫通孔５２１が設けられており、貫通孔５２１には、後述する下プレス５３２が挿入可能である。第２枠治具５２０は、両面テープによって、負極５９を固定する。両面テープは、例えば、貫通孔５２１に対して放射方向外方に矩形状に配置される。両面テープのうち、第２枠治具５２０側における粘着力は、負極５９側における粘着力よりも大きい。
【００５６】
プレス部５３０は、図７に示すように、上方に位置する上プレス５３１と、下方に位置する下プレス５３２と、を有する。
【００５７】
上プレス５３１は、図７に示すように、中央部分に設けられ下向きに突出する凸部５３１ａと、凸部５３１ａの外方に設けられ上下方向に延びる一対の貫通孔５３１ｂと、を有する。
【００５８】
凸部５３１ａは、第１枠治具５１０の貫通孔５１１に挿入される。貫通孔５３１ｂには、ピン部材５３３が挿入される。ピン部材５３３は、不図示のシリンダーの外力によって、上プレス５３１に対する位置が固定される。また、ピン部材５３３は、シリンダーからの外力が解除されることによって、上プレス５３１に対して相対的に移動可能となる。
【００５９】
下プレス５３２は、図７に示すように、中央部分に設けられ上向きに突出する凸部５３２ａを有する。凸部５３２ａは、第２枠治具５２０の貫通孔５２１に挿入される。
【００６０】
解除部５４０は、プレス部５３０によって正極２９および負極５９を加圧して互いに押し付けた状態で、正極２９の第１枠治具５１０に対する固定を解除する。解除部５４０は、第１枠治具５１０および第２枠治具５２０に連結される。解除部５４０は、図８に示す状態において、第１枠治具５１０および第２枠治具５２０に対して互いに離間する方向に弾性力を付与する弾性部材（例えば、ゴム、及びウレタン等）によって構成されることが好ましい。また、第１枠治具５１０および第２枠治具５２０に対して互いに離間する方向に弾性力を付与する方法としては、弾性部材の他に電磁石、エアシリンダ、及び静電反発の反発力を利用することもできる。
【００６１】
次に、図５〜図１１を参照して、本実施形態に係る電極２９、５９の製造方法について説明する。
【００６２】
電極２９、５９の製造方法は、概説すると、第１枠治具５１０に固定され電解液を含有した正極２９および第２枠治具５２０に固定され電解液を含有した負極５９を、セパレーター４０を介して貼り合わせる。以下、電極２９、５９の製造方法について詳述する。
【００６３】
まず、正極集電体層２０に電解液スラリーを塗布して正極２９を形成する。電解液スラリーの調製に使用できる電解液としては、上述した電解液を使用することができる。そして、図５に示すように、電解液を含有する正極２９を第１枠治具５１０に対して、両面テープを用いて固定する。
【００６４】
次に、負極集電体層６０に電解液スラリーを塗布して負極５９を形成する。そして、図６に示すように、電解液を含有する負極５９を第２枠治具５２０に対して、両面テープを用いて固定する。
【００６５】
次に、図７に示すように、第２枠治具５２０に固定されている負極５９の上方にセパレーター４０を配置する。そして、下プレス５３２の凸部５３２ａを第２枠治具５２０の貫通孔５２１に挿入して、第２枠治具５２０を下プレス５３２上に配置する。また、正極２９を固定した第１枠治具５１０を、解除部５４０を介して、セパレーター４０の上方に配置する。このとき、ピン部材５３３は、シリンダーによって、上プレス５３１に対する位置が固定されている。
【００６６】
次に、図８に示すように、ピン部材５３３の上プレス５３１に対する位置を固定したまま、上プレス５３１を下方に移動させる。この結果、上プレス５３１の凸部５３１ａが正極２９を下向きに押すとともに、ピン部材５３３が第１枠治具５１０を下向きに押すことによって、正極２９がセパレーター４０を介して負極５９に押し付けられる。このとき、セパレーター４０内に電解液が浸透する。
【００６７】
次に、図９に示すように、上プレス５３１の凸部５３１ａが正極２９を下向きに押して、正極２９がセパレーター４０を介して負極５９に押し付けられた状態で、シリンダーによるピン部材５３３の上プレス５３１に対する固定を解除する。すると、上プレス５３１の凸部５３１ａが正極２９を下向きに押した状態で、解除部５４０の弾性力によって、ピン部材５３３が上プレス５３１に対して上向きに移動する。この結果、両面テープによって第１枠治具５１０に固定されていた正極２９は、第１枠治具５１０に対する固定が解除される。すなわち、正極２９は、第１枠治具５１０から剥がれる。
【００６８】
よって、プレス部５３０により正極２９および負極５９を加圧して互いに押し付けた状態で、解除部５４０により正極２９の第１枠治具５１０に対する固定を解除するため、電極の位置ずれが生じることを好適に抑制することができる。
【００６９】
次に、図１０に示すように、上プレス５３１を第１枠治具５１０に対して、上向きに移動させる。以上の工程によって、図１１に示すように、位置ずれの少ない単セル１０が構成される。
【００７０】
なお、上述した貼り合わせ工程は、真空状態で行うことが好ましい。このため、正極２９、セパレーター４０、負極５９間に存在する空気を外部に抜くことができ、電子が移動しやすくなる。真空度は、例えば、−９８ｋＰａである。
【００７１】
次に、図１２〜図１５を参照して、比較例に係る電極の製造方法について説明する。
【００７２】
まず、電解液を含有する正極２９を第１枠治具５１０に対して両面テープを用いて固定し、電解液を含有する負極５９を第２枠治具５２０に対して両面テープを用いて固定する。
【００７３】
次に、図１２に示すように、第２枠治具５２０に固定されている負極５９の上方にセパレーター４０を配置する。そして、下プレス９３２の凸部９３２ａを第２枠治具５２０の貫通孔５２１に挿入して、第２枠治具５２０を下プレス９３２上に配置する。さらに、正極２９を固定した第１枠治具５１０を、セパレーター４０の上方に配置する。
【００７４】
次に、図１３に示すように、上プレス９３１を下方に移動させる。このとき、上プレス９３１の凸部９３１ａが正極２９を下向きに押す。この結果、両面テープによって第１枠治具５１０に固定されていた正極２９は、第１枠治具５１０に対する固定が解除される。すなわち、正極２９は、第１枠治具５１０から剥がれる。このとき、正極２９は、図１３に示すように、剥がれにくい方（例えば図１３の右側）に、負極５９に対して位置ずれが発生する。
【００７５】
次に、図１４に示すように、上プレス９３１を第１枠治具５１０に対して、上向きに移動させる。以上の工程によって、図１５に示すように、位置ずれの多い単セルが構成される。
【００７６】
＜実施例＞
以下、実施例により本発明の実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００７７】
まず、上述した実施形態に係る電極２９、５９の製造方法によって、正極２９を、セパレーター４０を介して、負極５９に貼り合わせた。このとき、負極５９に対する正極２９の位置ずれは０．２ｍｍであった。また、上述した比較例に係る電極の製造方法によって、正極２９を、セパレーター４０を介して、負極５９に貼り合わせた。このとき、負極５９に対する正極２９の位置ずれは３．０ｍｍであった。さらに、上述した装置等を用いることなく、正極２９を、セパレーター４０を介して、負極５９に貼り合わせた。このとき、負極５９に対する正極２９の位置ずれは、５．０ｍｍであった。
【００７８】
このように、本実施形態に係る電極２９、５９の製造方法によれば、負極５９に対する正極２９の位置ずれ量が５．０ｍｍから０．２ｍｍに低減した。また、単セル容量は、９９．５％から１００．０％に向上した。また、９６層だけ積層した積層体では、６２％から９８％に容量が向上した。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態に係る電極２９、５９の製造方法は、第１枠治具５１０に固定され電解液を含有した正極２９および第２枠治具５２０に固定され電解液を含有した負極５９を、セパレーター４０を介して貼り合わせる。本実施形態に係る電極２９、５９の製造方法では、正極２９および負極５９を加圧して互いに押し付けた状態で、正極２９の第１枠治具５１０に対する固定を解除する。この製造方法によれば、正極２９および負極５９を互いに押し付けた状態で、正極２９の第１枠治具５１０に対する固定を解除するため、電極の位置ずれが生じることを好適に抑制することができる。
【００８０】
また、真空環境下で、正極２９および負極５９を貼り合わせる。この方法によれば、正極２９、セパレーター４０、負極５９間に存在する空気を外部に抜くことができ、電子が移動しやすくなる。
【００８１】
また、正極２９を両面テープによって第１枠治具５１０に固定し、負極５９を両面テープによって第２枠治具５２０に固定する。この方法によれば、容易に正極２９を第１枠治具５１０に固定でき、負極５９を第２枠治具５２０に固定できる。
【００８２】
また、弾性力を備える弾性部材によって、正極２９の第１枠治具５１０に対する固定を解除する。このため、容易な構成によって正極２９を第１枠治具５１０から剥がすことができる。
【００８３】
また、以上説明したように、本実施形態に係る電極２９、５９の製造装置５００は、電解液を含有した正極２９を固定する第１枠治具５１０と、電解液を含有した負極５９を固定する第２枠治具５２０と、を有する。製造装置５００は、正極２９および負極５９を加圧して互いに押し付けるプレス部５３０を有する。製造装置５００は、プレス部５３０によって、正極２９および負極５９を加圧して互いに押し付けた状態で、正極２９の第１枠治具５１０に対する固定を解除する解除部５４０を有する。この装置５００によれば、正極２９および負極５９を互いに押し付けた状態で、正極２９の第１枠治具５１０に対する固定を解除する解除部５４０を有するため、電極２９、５９の位置ずれが生じることを好適に抑制することができる。
【００８４】
また、正極２９を第１枠治具５１０に固定するとともに、負極５９を第２枠治具５２０に固定する両面テープをさらに有する。この装置によれば、容易に正極２９を第１枠治具５１０に固定でき、負極５９を第２枠治具５２０に固定できる。
【００８５】
また、両面テープのうち、第１枠治具５１０または第２枠治具５２０側における粘着力は、正極２９または負極５９側における粘着力よりも大きい。このため、第１枠治具５１０から正極２９を剥がす際に、正極２９を容易に剥がすことができる。
【００８６】
また、解除部５４０は、弾性力を備える弾性部材である。このため、容易な構成によって正極２９を第１枠治具５１０から剥がすことができる。
【００８７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。
【００８８】
例えば、上述した実施形態では、両面テープによって、正極２９を第１枠治具５１０に固定し、負極５９を第２枠治具５２０に固定した。しかしながら、吸引、静電気、クランプ等によって、正極２９を第１枠治具５１０に、または負極５９を第２枠治具５２０に、それぞれ固定してもよい。
【００８９】
また、上述した実施形態では、第１枠治具５１０から正極２９を剥がす手段として弾性部材を例に挙げて説明した。しかしながら、電磁石、エアシリンダ、静電反発等の反発力を利用して、正極２９を第１枠治具５１０から剥がしてもよい。
【００９０】
また、上述した実施形態では、正極２９を第１枠治具５１０から剥がす形態について説明したが、負極５９を第２枠治具５２０から剥がす形態であってもよい。
【００９１】
また、第２枠治具５２０に固定されている負極５９の上方にセパレーター４０を配置する際に、本実施形態に係る製造装置５００を用いてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
２９    正極、
４０    セパレーター、
５９    負極、
５００    製造装置、
５１０    第１枠治具、
５２０    第２枠治具、
５４０    弾性部材。
【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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【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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