(57)【要約】【課題】積層構造電池の生産性を向上させる。【解決手段】パレット３０は、外装体で電極積層体を挟み込んだ積層構造電池が載せられる上面３１ａが連続した平坦面となる中央部３１と、中央部３１を片持ち状態に支持する外周部３２と、中央部３１と外周部３２とを連結する連結部３３と、中央部３１が外周部３２に対して片持ち状態となるように、中央部３１を外周部３２から切り離す穴部３４と、を有している。中央部３１は、電極積層体の下面全体を支持可能は大きさに設定されている。穴部３４は、電極積層体の周囲で、外装体を熱溶着するヒータの通過を許容する幅となるよう設定されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下一対のラミネートフィルムで電極積層体を挟み込んだ積層構造電池が載せられる上面が連続した平坦面となる中央部と、
上記中央部の周囲を囲み、かつ上記中央部を片持ち状態に支持する外周部と、
上記中央部と上記外周部とを連結する連結部と、
上記中央部が上記外周部に対して片持ち状態となるように、上記中央部を上記外周部から切り離す穴部と、を有し、
上記中央部は、上記電極積層体の下面全体を支持可能は大きさに設定され、
上記穴部は、上記電極積層体の周囲で、上記上下一対のラミネートフィルム同士を熱溶着するヒータの通過を許容する幅となるよう設定されていることを特徴とするパレット。
【請求項２】
上記穴部は、上記積層構造電池を押し上げる第１押し上げ部材の通過を許容する幅となるよう設定されていることを特徴とする請求項１に記載のパレット。
【請求項３】
上記連結部には、上記積層構造電池を押し上げる第２押し上げ部材の通過を許容する貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のパレット。
【請求項４】
炭素繊維強化プラスチック製であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のパレット。
【請求項５】
上面が連続した平坦面となり、電極積層体の下面全体を支持可能は大きさに設定された中央部と、
上記中央部の周囲を囲み、かつ上記中央部を片持ち状態に支持する外周部と、
上記中央部が上記外周部に対して片持ち状態となるように、上記中央部を上記外周部から切り離す穴部と、を有するパレットを用い、
金属箔が樹脂層に挟まれた積層フィルム構造を持つラミネートフィルムによって外装された電極積層体を上記パレットの上記中央部で支持した状態で、上記穴部を通過したヒータによって、上記電極積層体の周囲の上記ラミネートフィルムを熱溶着し、その後上記パレットに載せた状態で上記ラミネートフィルムによって外装され上記電極積層体を加圧し、上記ラミネートフィルムの表面から上記金属箔に至るように金属製の針を刺し込み、上記電極積層体と上記針との導通状態を検査することを特徴とするパレットを用いた検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パレット及びパレットを用いた検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、外装用フィルムによって電極積層体を外装してなる積層構造電池の導電性検査装置が開示されている。
【０００３】
この特許文献１における導電性検査装置は、積層構造電池を所定の位置で保持するステージを有しており、このステージ上に検査対象となる積層構造電池を単品で運んで導電性検査を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６４３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の導電性検査装置で積層構造電池の検査を行うにあっては、積層構造電池を１つずつ導電性検査装置のステージに運び込み、検査終了後、導電性検査装置のステージから運び出す必要がある。
【０００６】
つまり、導電性検査装置で行う積層構造電池の検査の工程は、他の作業工程から独立した工程となっている。従って、導電性検査装置は、積層構造電池の検査工程以外の各種作業工程における搬送ラインの外側に位置する装置となっている。
【０００７】
そのため、特許文献１においては、導電性検査装置による検査工程をこの検査工程以外の各種作業工程と同一の搬送ラインで実施することができない。すなわち、積層構造電池を製造するにあたっては、各種作業工程を同一の搬送ラインで実施できるようにするために更なる改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のパレットは、積層構造電池が載せられる上面が連続した平坦面となる中央部と、上記中央部の周囲を囲み、かつ上記中央部を片持ち状態に支持する外周部と、上記中央部が上記外周部に対して片持ち状態となるように、上記中央部を上記外周部から切り離す穴部と、を有している。
【０００９】
上記中央部は、上記電極積層体の下面全体を支持可能は大きさに設定され、上記穴部は、上記電極積層体の周囲でラミネートフィルム同士を熱溶着するヒータの通過を許容する幅となるよう設定されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、積層構造電池を加圧して積層構造電池の導電性を検査する際に、積層構造電池をパレットから取り出し、搬送ライン外の装置で検査する必要がなくなるので、総じて作業時間の短縮化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】積層構造電池の一例を示す斜視図。
【図２】積層構造電池の一例を示す断面図。
【図３】ラミネート接合工程の概略を模式的に示した説明図。
【図４】本発明に係るパレットの一例を示す斜視図。
【図５】第１ラミネートフィルム投入ステージにおけるパレットを示す斜視図。
【図６】電極積層体投入ステージにおけるパレットを示す斜視図。
【図７】第２ラミネートフィルム投入ステージにおけるパレットを示す斜視図。
【図８】導電性検査装置の概略を模式的に示した説明図であって、（ａ）は加圧前を示し、（ｂ）は加圧後の状態を示す。
【図９】導電性検査ステージに至る搬送ラインでのパレットの動きを模式的に示した説明図。
【図１０】ワーク持ち上げ台の一例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１及び図２は、本発明のパレット３０を用いて製造される積層構造電池１を示している。
【００１４】
積層構造電池１は、例えばリチウムイオン二次電池であり、図１に示すように、偏平な長方形の外観形状を有し、長手方向の一方の端縁に、導電性金属箔からなる正負の一対の端子２、３を備えている。
【００１５】
図２に示すように、積層構造電池１は、長方形をなす電極積層体４を電解液とともにラミネートフィルムからなる外装体５の内部に収容したものである。電極積層体４は、シート状のセパレータ１１を介して交互に積層された同じくシート状の正極１２及び負極１３からなり、例えば、２２枚の負極１３と、２１枚の正極１２と、これらの間の４２枚のセパレータ１１と、を含んでいる。なお、図２における各部の寸法やセパレータ１１等の枚数は正確なものではなく、説明のために誇張ないし省略したものとなっている。
【００１６】
正極１２は、金属箔例えばアルミニウム箔からなる正極集電体１２ａの両面に正極活物質層１２ｂをコーティングしたものである。正極活物質層１２ｂは、リチウム金属酸化物からなる正極活物質と、カーボンブラック等の導電助剤と、バインダと、を混合したものを、正極集電体１２ａの主面に塗布し、乾燥及び圧延することにより形成されている。
【００１７】
負極１３は、金属箔例えば銅箔からなる負極集電体１３ａの両面に負極活物質層１３ｂを形成したものである。負極活物質層１３ｂは、非晶質炭素や黒鉛等の負極活物質に、バインダを混合したものを、負極集電体１３ａの主面に塗布し、乾燥及び圧延させることにより形成されている。
【００１８】
負極集電体１３ａの長手方向の端縁の一部は、負極活物質層１３ｂを具備しない延長部として延びており、その先端が負極端子３に接合されている。また図２には示されていないが、同様に、正極集電体１２ａの長手方向の端縁の一部が、正極活物質層１２ｂを具備しない延長部として延びており、その先端が正極端子２に接合されている。
【００１９】
セパレータ１１は、正極１２と負極１３との間に挟み込まれ、両極間の短絡を防止すると同時に電解質を保持する機能を有している。セパレータ１１は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系合成樹脂の微多孔性膜からなり、過電流が流れると、その発熱によって層の空孔が閉塞され電流を遮断する機能を有している。
【００２０】
正極１２、負極１３及びセパレータ１１は、所定枚数積層された状態で、電極積層体４を構成している。
【００２１】
電極積層体４を電解液とともに収容する外装体５は、例えば、アルミニウム箔の内側に合成樹脂製の熱融着層を、外側に合成樹脂製の保護層をそれぞれラミネートしてなる三層構造を有するラミネートフィルムからなっている。詳述すると、外装体５は、図２の電極積層体４の下面側に配置される１枚のラミネートフィルム（第１ラミネートフィルム５ａ）と上面側に配置される他の１枚のラミネートフィルム（第２ラミネートフィルム５ｂ）との２枚構造となっている。つまり、外装体５は、上下一対のラミネートフィルム５ａ、５ｂを有し、これら２枚のラミネートフィルム５ａ、５ｂの周囲の４辺を重ね合わせ、かつ互いに熱融着した構成となっている。第１、第２ラミネートフィルム５ａ、５ｂは、金属箔が樹脂層に挟まれた積層フィルム構造を有している。
【００２２】
長方形をなす積層構造電池１の短辺側に位置する一対の端子２、３は、ラミネートフィルムを熱融着する際に、ラミネートフィルムの接合面を通して外部へ引き出されている。
【００２３】
積層構造電池１は、例えば、以下の手順で製造される。まず、積層工程において、正極１２、負極１３及びセパレータ１１を順次積層し、かつ端子２、３をスポット溶接等により取り付けて電極積層体４を構成する。
【００２４】
次に、ラミネート接合工程において、電極積層体４を外装体５となる第１ラミネートフィルム５ａと第２ラミネートフィルム５ｂとで覆い（挟み込み）、一辺を残して周囲の３辺を熱融着する。本実施例では、外装体５が電極積層体４の下面側に配置される１枚の第１ラミネートフィルム５ａと上面側に配置される１枚の第２ラミネートフィルム５ｂとの２枚構造となっている。つまり、外装体５は、ラミネート接合工程において、電極積層体４の周囲の４辺を１辺の電解液注入用の注入口を残して重ね合わせて熱溶着される。従って、外装体５は、ラミネート接合工程で、注入口が開いた袋状の構成となる。
【００２５】
次に、電解液注入工程において、開口する一辺を通して外装体５の内部に電解液を充填し、その後、開口する１辺を熱融着して外装体５を密閉状態とする。これにより積層構造電池１が完成するので、次に、適宜なレベルまで充電を行い、この状態で、一定時間、エージングを行う。このエージングの完了後、電圧検査などのために再度充電を行い、出荷される。
【００２６】
図３は、ラミネート接合工程の概略を模式的に示した説明図である。
【００２７】
図３中の２０は、図４に詳細を示すパレット３０を順次搬送するフリクションコンベアからなる直線状のパレット搬送コンベアである。
【００２８】
パレット搬送コンベア２０からなる搬送ラインに沿って、第１ラミネートフィルム投入ステージ２１、電極積層体投入ステージ２２、第２ラミネートフィルム投入ステージ２３、熱溶着ステージ２４、導電性検査ステージ２５、ワーク搬出ステージ２６が配置されている。
【００２９】
なお、パレット３０を順次搬送する搬送ラインは、フリクションコンベアに限定されるものではなく、リフト＆キャリー形式の搬送装置や、リニアコンベア（磁石で動く、スライダー独立のロボット形式）等の搬送装置を使用したものであってもよい。
【００３０】
パレット３０は、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）からなる板状の部材であり、外形が略矩形をなしている。
【００３１】
パレット３０は、中央部３１と、中央部３１を片持ち状態に支持する外周部３２と、中央部３１と外周部３２とを連結する連結部３３と、中央部３１が外周部３２に対して片持ち状態となるように形成された穴部３４と、を有している。
【００３２】
中央部３１は、矩形の平板状で、上面３１ａが連続した平坦面となっている。また、中央部３１は、電極積層体４の下面（底面）よりも大きくなるよう設定されている。つまり、中央部３１は、電極積層体４の下面全体（底面全体）を支持可能な大きさに設定されている。
【００３３】
外周部３２は、中央部３１の周囲を囲むように形成されている。外周部３２には、電極積層体４の正極端子２の先端側を支持する金属製の正極端子支持板３５と、電極積層体４の負極端子３の先端側を支持する金属性の負極端子支持板３６と、電極積層体４を積層方向に押さえるクランプアーム３７と、が取り付けられている。
【００３４】
クランプアーム３７は、搬送時に主として電極積層体４のずれを防止するものであり、電極積層体４を押さえる際には図４の状態から９０°回転して中央部３１の上方に位置することになる。クランプアーム３７は、中央部３１との間に電極積層体４を挟み込み、電極積層体４を中央部３１に押し付けるものである。なお、クランプアーム３７のシャフト３８にボールスプラインで適用すると、クランプアーム３７による電極積層体４の押さえつけがより確実となる。
【００３５】
また、外周部３２には、第１ラミネートフィルム５ａ及び第２ラミネートフィルム５ｂのパレット３０に対する位置決めを行う複数の位置決め用突起３９が設けられている。これらの位置決め用突起３９は、第１ラミネートフィルム５ａ及び第２ラミネートフィルム５ｂの外周縁に貫通形成されている位置決め用穴（図示せず）に挿入される。
【００３６】
連結部３３は、中央部３１の基端と外周部３２とを連結する。連結部３３には、矩形の貫通穴３３ａが形成されている。なお、貫通穴３３ａの形状は、矩形に限定されるものではなく、後述する第２突起部６２の通過を許容する形状であれば、適宜変更可能である。
【００３７】
穴部３４は、中央部３１の周囲に形成された全体がＣ字形状、あるいはコ字形状を呈してパレット３０を貫通する穴であり、中央部３１を外周部３２から切り離している。
【００３８】
第１ラミネートフィルム投入ステージ２１では、図５に示すように、パレット３０に第１ラミネートフィルム５ａが載せられる。
【００３９】
電極積層体投入ステージ２２では、図６に示すように、電極積層体４が第１ラミネートフィルム５ａの上からパレット３０の中央部３１に載せられる。電極積層体４の下面は、中央部３１によって全面が支持される。
【００４０】
第２ラミネートフィルム投入ステージ２３では、図７に示すように、第２ラミネートフィルム５ｂが電極積層体４の上からパレット３０に載せられる。
【００４１】
熱溶着ステージ２４では、矩形をなす第１ラミネートフィルム５ａ及び第２ラミネートフィルム５ｂの３つの辺をそれぞれ一対のヒートブロック（図示せず）により挟み込んで加圧・加熱することにより両者を熱溶着させる。このとき、一対のヒートブロックのうちヒータとしての下側のヒートブロックがパレット３０の穴部３４を通って第１ラミネートフィルム５ａに押し付けられる。つまり、パレット３０の穴部３４は、下側のヒートブロックの通過を許容する幅を有するように設定されている。
【００４２】
導電性検査ステージ２５では、図８に示す導電性検査装置５０を用いて、導電性の検査を実施する。導電性検査装置５０で実施する導電性検査は、例えば、特開２０１３−１６４３８０号公報等によって公知なものであり、第１ラミネートフィルム５ａの金属箔及び第２ラミネートフィルム５ｂの金属箔に至るように金属性の針（図示せず）を刺し込み、電極積層体４と上記針との導通状態を検査するものである。
【００４３】
本実施例では、導電性検査ステージ２５において、積層構造電池１を電極積層体４の積層方向に加圧にした状態で、導電性検査装置５０による導電性検査を実施している。
【００４４】
図８（ａ）は、積層構造電池１を電極積層体４の積層方向に加圧する前の状態を示している。図８（ｂ）は、積層構造電池１を電極積層体４の積層方向に加圧して、電極積層体４と上記針との導通状態を検査している状態を示している。上記針は、積層構造電池１を電極積層体４の積層方向に加圧する際に、積層構造電池１に刺し込まれる。
【００４５】
導電性検査装置５０は、パレット３０の上方に位置する第１ユニット５１と、パレット３０の下方に位置する第２ユニット５２と、から大略構成されている。
【００４６】
第１ユニット５１は、パレット３０の中央部３１の上面側に押し付けられる第１押し付けパッド５３と、第１押し付けパッド５３が取り付けられた第１支持部材５４と、を有している。
【００４７】
第１押し付けパッド５３は、パレット３０に載せられた第２ラミネートフィルム５ｂに押し付けることが可能となっている。第１支持部材５４は、図示外の第１エアシリンダによって上下するものである。また、第１支持部材５４には、上記針が取り付けられている。つまり、上記針は、第１支持部材５４の上下動に伴って上下する。
【００４８】
第２ユニット５２は、パレット３０の中央部３１の下面側に押し付けられる第２押し付けパッド５６と、第２押し付けパッド５６が取り付けられた第２支持部材５７と、を有している。
【００４９】
第２押し付けパッド５６は、パレット３０の中央部３１の下面（裏面）に押し付けることが可能となっている。第２支持部材５７は、第２エアシリンダ５８によって上下するものである。なお、図８における５９は、第２支持部材５７の上下動をガイドするガイド部材である。
【００５０】
つまり、第１ユニット５１と第２ユニット５２とによって、積層構造電池１を電極積層体４の積層方向に加圧することが可能となっている。
【００５１】
導電性検査装置５０による導電性検査は、電極積層体４の周囲が熱溶着された状態の積層構造電池１において、第１、第２ラミネートフィルム５ａ、５ｂの間、電極積層体４の正極１２と負極１３の間、電極積層体４の正極１２と外装体５の間、電極積層体４の負極１３と外装体５の間、の導電性を検査して、積層構造電池１の不良品を選別する。
【００５２】
導電性検査において、積層構造電池１の不良品を可能な限り見逃さないためには、積層構造電池１を積層方向に加圧することが有効である。導電性検査の実施時に、積層構造電池１を加圧することで、例えば、電極積層体４内のコンタミ、電極積層体４内のセパレータ１１の穴あき、電極積層体４内のセパレータ１１のめくれ等に起因する異常を顕在化できる。
【００５３】
また、導電性検査ステージ２５では、図９に示すように、第２ラミネートフィルム投入ステージ２３、熱溶着ステージ２４等の前のステージからパレット３０を水平に搬送することが可能となっている。
【００５４】
ワーク搬出ステージ２６では、積層構造電池１をパレット３０から搬出する。このとき、パレット３０に載せられている積層構造電池１は、図１０に示すワーク持ち上げ台６０の上昇によりパレット３０から持ち上げられる。ワーク持ち上げ台６０は、図示せぬエアシリンダ等の駆動ユニットにより上下動可能となっている。
【００５５】
ワーク持ち上げ台６０は、パレット３０の穴部３４を通過可能な第１押し上げ部材としての第１突起部６１、６１と、パレット３０の貫通穴３３ａを通過可能な第２押し上げ部材としての第２突起部６２と、を有している。換言すると、穴部３４は、第１突起部６１の通過を許容する幅となるよう設定されている。また貫通穴３３ａは、第２突起部６２の通過を許容する幅となるよう設定されている。
【００５６】
第１突起部６１は、Ｌ字形状の突起である。第２突起部６２は、直方体形状の突起である。
【００５７】
これによって、パレット３０と積層構造電池１との間に適宜な隙間を形成され、この隙間に図示せぬロボットハンドを挿入して積層構造電池１を取り出すことが可能となっている。
【００５８】
ワーク搬出ステージ２６でパレット３０から搬出された電解液注入前の積層構造電池１は、搬送ライン外に位置する所定のマガジンに格納される。
【００５９】
本実施例のパレット３０は、中央部３１の上面全体が平坦面となっている。そのため、パレット３０の中央部３１においては、積層構造電池１を載せた状態で、電極積層体４の全面を加圧することが可能となる。
【００６０】
つまり、ラミネート接合工程において、電極積層体４の周囲を熱溶着した際に載せられていたパレット３０に載せた状態で、積層構造電池１をそのまま加圧することができる。
【００６１】
すなわち、穴部３４を利用して電極積層体４の周囲を封止した後、同一のパレット３０に載せた状態で、積層構造電池１を加圧して行う導電性検査の実施が可能となる。
【００６２】
さらに言えば、積層構造電池１は、外装体５に挟み込まれた電極積層体４の周囲の３辺を熱溶着する作業と、電極積層体４の周囲の３辺が熱溶着された状態で加圧して導電性を検査する作業と、を同一ライン（同一の搬送ライン）で実施することが可能となる。
【００６３】
そのため、ラミネート接合工程で積層構造電池１を加圧して導電性を検査する際に、積層構造電池１を搬送ラインから取り出し、搬送ライン外の装置で検査する必要がなくなるので、総じて作業時間の短縮化を実現できる。つまり、積層構造電池１の生産性を総じて向上させることができる。
【００６４】
また、中央部３１が片持ち状態で連結部３３を介して外周部３２に支持されているので、中央部３１に置かれた積層構造電池１を加圧した際に中央部３１を外周部３２に対して撓ませることができる。そのため、パレット３０の中央部３１において、積層構造電池１を均等に加圧することができる。また、パレット３０の厚みにばらつきがあったとしても、中央部３１を外周部３２に対して撓ませることができるので、パレット３０の中央部３１において、積層構造電池１を均等に加圧することができる。
【００６５】
穴部３４は、パレット３０に載せられた積層構造電池１を押し上げる第１突起部６１の通過を許容する幅となるよう設定されているので、積層構造電池１をパレット３０から容易に取り出すことができる。
【００６６】
連結部３３には、積層構造電池１を押し上げる第２突起部６２の通過を許容する貫通穴３３ａが形成されている。そのため、積層構造電池１をパレット３０から持ち上げる際には、積層構造電池１の全周が第１、第２突起部６１、６２によって支持される。つまり、積層構造電池１の姿勢を崩すことなく、積層構造電池１をパレット３０から取り出すことが可能となる。
【００６７】
また、上述した実施例のパレット３０を用いることで、同一のパレット３０を用いた同一の搬送ラインで、穴部３４を通過したヒータによって、電極積層体４の周囲の外装体５を熱溶着し、その後パレット３０に載せた状態で外装体５と電極積層体４を加圧し、外装体５の表面から外装体の金属箔に至るように金属製の針を刺し込み、電極積層体４と上記針との導通状態を検査することが可能となる。
【符号の説明】
【００６８】
１…積層構造電池
４…電極積層体
５…外装体
５ａ…第１ラミネートフィルム
５ｂ…第２ラミネートフィルム
３０…パレット
３１…中央部
３１ａ…上面
３２…外周部
３３…連結部
３３ａ…貫通穴
３４…穴部
【図１】
2019046724.tif 000003
【図２】
2019046724.tif 000004
【図３】
2019046724.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019046724.tif 000007
【図６】
2019046724.tif 000008
【図７】
2019046724.tif 000009
【図８】
2019046724.tif 000010
【図９】
2019046724.tif 000011
【図１０】
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