(57)【要約】      （修正有）【課題】溶融材と耐熱材とを含み耐熱材同士を対面させた一対のセパレータを十分に接合できる電気デバイスのセパレータ接合方法を提供する。【解決手段】電気デバイス（袋詰電極）のセパレータ接合方法では、溶融材（ポリプロピレン層４１）と、ポリプロピレン層に積層しポリプロピレン層よりも溶融温度が高い耐熱材（セラミックス層４２）と、を含むセラミックセパレータ４０を用いる。正極を挟持するセラミックス層同士を対面させた一対のセラミックセパレータを互いに接合する。接合工程は、ポリプロピレン層を通して一対のセラミックセパレータのセラミックス層同士を切開して周囲の領域に移動させて粗にしつつ、当接させた熱源からの熱伝導によって、切開した部分のポリプロピレン層同士を溶融させて接合する。【選択図】図８
2015082486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の溶融材と、前記溶融材に積層し前記溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータを用い、電極を挟持する前記耐熱材同士を対面させた一対の前記セパレータを互いに接合する電気デバイスのセパレータ接合方法であって、
前記溶融材を通して一対の前記セパレータの前記耐熱材同士を切開して周囲の領域に移動させて粗にしつつ、当接させた熱源からの熱伝導によって、切開した部分の前記溶融材同士を溶融させて接合する接合工程、を有する電気デバイスのセパレータ接合方法。
【請求項２】
前記接合工程は、前記溶融材同士を接合した部分を冷却する請求項１に記載の電気デバイスのセパレータ接合方法。
【請求項３】
シート状の溶融材と、前記溶融材に積層し前記溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータを用い、電極を挟持する前記耐熱材同士を対面させた一対の前記セパレータを互いに接合する電気デバイスのセパレータ接合装置であって、
前記溶融材を通して一対の前記セパレータの前記耐熱材同士を切開する回転自在な凸状の突起部を設けた切開部と、
加熱させた前記突起部からの熱伝導によって一対の前記セパレータの前記溶融材同士を溶融して接合させる加熱部と、を有する電気デバイスのセパレータ接合装置。
【請求項４】
前記切開部は、前記突起部によって一対のセパレータのうちの一方の前記セパレータの前記溶融材から少なくとも前記耐熱材同士まで切開する請求項３に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。
【請求項５】
前記切開部は、
一の前記突起部によって一対の前記セパレータのうちの一方の前記セパレータの前記溶融材から少なくとも隣接する前記耐熱材まで切開する第１切開部材と、
他の前記突起部によって一対の前記セパレータのうちの他方の前記セパレータの前記溶融材から少なくとも隣接する前記耐熱材まで切開する第２切開部材とを備えた請求項３に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。
【請求項６】
前記突起部は、一対の前記セパレータの搬送方向に沿って回転自在とした請求項３〜５のいずれか１項に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。
【請求項７】
前記突起部は、外周面を鋸状に形成した請求項３〜６のいずれか１項に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気デバイスのセパレータ接合方法および電気デバイスのセパレータ接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リチウムイオン二次電池のような電池は、充放電が行われる発電要素を外装材によって封止して構成している。発電要素は、例えば、正極を一対のセパレータで挟持して形成した袋詰電極と、負極とを交互に複数積層して構成している。袋詰電極は、その両端を接合して正極の移動を抑制することによって、セパレータを介して隣り合う負極との短絡を防止している（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９−３２０６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のような構成では、電池の高出力化に伴い、充放電時における正極および負極での発熱量が増大した場合、セパレータの耐熱性が不十分となる虞がある。
【０００５】
そこで、セパレータを溶融材とその溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材とを積層して形成し、その耐熱材の側を発熱する電極に対面させることによって、セパレータの耐熱性を向上させる技術が要請されている。一方、一対のセパレータの耐熱材同士を対面させるように電極を挟持して積層すると、その一対のセパレータを加熱して互いに接合することが困難となる。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、溶融材とその溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材とを含んだセパレータを用い、その耐熱材同士を対面させた一対のセパレータを十分に接合することができる電気デバイスのセパレータ接合方法、およびセパレータ接合方法を具現化した電気デバイスのセパレータ接合装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明に係る電気デバイスのセパレータ接合方法は、シート状の溶融材と、溶融材に積層し溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータを用いる。このセパレータ接合方法では、電極を挟持する耐熱材同士を対面させた一対のセパレータを互いに接合する。セパレータ接合方法の接合工程では、溶融材を通して一対のセパレータの耐熱材同士を切開して周囲の領域に移動させて粗にしつつ、当接させた熱源からの熱伝導によって、切開した部分の溶融材同士を溶融させて接合する。
【０００８】
上記目的を達成する本発明に係る電気デバイスのセパレータ接合装置は、シート状の溶融材と、溶融材に積層し溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータを用いる。このセパレータ接合装置では、電極を挟持する耐熱材同士を対面させた一対のセパレータを互いに接合する。セパレータ接合装置は、切開部と加熱部とを有している。切開部は、溶融材を通して一対のセパレータの耐熱材同士を切開する回転自在な凸状の突起部を設けている。加熱部は、加熱させた突起部からの熱伝導によって一対のセパレータの溶融材同士を溶融して接合させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電気デバイスのセパレータ接合方法およびセパレータ接合装置では、一対のセパレータの耐熱材同士を切開して周囲の領域に移動させて粗にした状態で、その切開した部分の溶融材同士を熱源からの熱伝導によって溶融させて接合する。すなわち、溶融させることが困難な耐熱材同士を部分的に移動させ、溶融材同士を熱伝導による加熱によって接合する。したがって、耐熱材同士を対面させた一対のセパレータ同士を十分に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る電気デバイス（袋詰電極）を用いて構成したリチウムイオン二次電池を示す斜視図である。
【図２】図１のリチウムイオン二次電池を各構成部材に分解して示す分解斜視図である。
【図３】図１の袋詰電極の両面に負極をそれぞれ積層した状態を示す斜視図である。
【図４】図３の構成を図３中に示す４−４線に沿って示す部分断面図である。
【図５】実施形態に係る電気デバイスのセパレータ接合装置を示す斜視図である。
【図６】図５のセパレータ接合部を示す斜視図である。
【図７】図５のセパレータ接合部の要部を示す側面図である。
【図８】図５のセパレータ接合部によって一対のセラミックセパレータを接合する状態を模式的に示す部分断面図である。
【図９】実施形態の変形例に係るセパレータ接合部の第１切開部材と第２切開部材の様々な組み合わせを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面における部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。図１〜図９の全ての図において、Ｘ、Ｙ、およびＺで表す矢印を用いて、方位を示している。Ｘで表す矢印の方向は、セラミックセパレータ４０や正極２０等の搬送方向Ｘを示している。Ｙで表す矢印の方向は、セラミックセパレータ４０や正極２０等の搬送方向と交差した方向Ｙを示している。Ｚで表す矢印の方向は、セラミックセパレータ４０や正極２０等の積層方向Ｚを示している。
【００１２】
（実施形態）
セパレータ接合装置１００によって接合して形成する電気デバイスは、図１〜図４に示すように、例えばリチウムイオン二次電池１０の袋詰電極１１に相当する。リチウムイオン二次電池１０は、充放電が行われる発電要素１２を外装材５０で封止して構成している。発電要素１２は、正極２０を一対のセラミックセパレータ４０で挟持して接合した袋詰電極１１と、負極３０とを交互に積層して構成している。リチウムイオン二次電池１０が振動したり衝撃を受けたりしても、一対のセラミックセパレータ４０の両端に形成した接合部４０ｈによって正極２０の移動を抑制することによって、セラミックセパレータ４０を介して隣り合う正極２０と負極３０との短絡を防止する。接合部４０ｈは、セラミックス層４２同士を対面させた状態で、ポリプロピレン層４１同士を部分的に溶融させつつ、溶融するポリプロピレン層４１に隣接するセラミックス層４２を周囲の領域に移動させて粗にし、対面したポリプロピレン層４１同士を溶着させて形成している。
【００１３】
セパレータ接合装置１００は、図５〜図８に示している。セパレータ接合装置１００は、電気デバイス（リチウムイオン二次電池１０の袋詰電極１１）の接合において使用される。セパレータ接合装置１００は、シート状の溶融材（ポリプロピレン層４１に相当）と、ポリプロピレン層４１に積層しポリプロピレン層４１よりも溶融温度が高い溶融材（ポリプロピレン層４１に相当）を含むセラミックセパレータ４０同士を接合する。
【００１４】
セパレータ接合装置１００は、電極（正極２０または負極３０）を搬送する電極搬送部１１０、正極２０の一面に積層するセラミックセパレータ４０を搬送する第１セパレータ搬送部１２０、および正極２０の他面に積層するセラミックセパレータ４０を搬送する第２セパレータ搬送部１３０を、含んでいる。また、セパレータ接合装置１００は、一対のセラミックセパレータ４０を互いに接合するセパレータ接合部１５０、セラミックセパレータ４０同士が接合されている間、袋詰電極搬送部１７０の搬送動作に追随するセパレータ搬送追随部１６０を、含んでいる。さらに、セパレータ接合装置１００は、袋詰電極１１を搬送する袋詰電極搬送部１７０、および各構成部材の作動をそれぞれ制御する制御部１８０を、含んでいる。
【００１５】
先ず、セパレータ接合装置１００によって接合して形成する袋詰電極１１を、その袋詰電極１１を包含するリチウムイオン二次電池１０の構成に基づき、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、電気デバイス（袋詰電極１１）を用いて構成したリチウムイオン二次電池１０を示す斜視図である。図２は、図１のリチウムイオン二次電池１０を各構成部材に分解して示す分解斜視図である。図３は、図１の袋詰電極１１の両面に負極３０をそれぞれ積層した状態を示す斜視図である。図４は、図３の構成を図３中に示す４−４線に沿って示す部分断面図である。
【００１７】
正極２０は、電極に相当し、導電体である正極集電体２１の両面に正極活物質を結着して形成している。電力を取り出す正極電極端子２１ａは、正極集電体２１の一端の一部から延在して形成している。複数積層された正極２０の正極電極端子２１ａは、溶接または接着によって互いに固定している。
【００１８】
正極２０の正極集電体２１の材料には、例えば、アルミニウム製エキスパンドメタル、アルミニウム製メッシュ、アルミニウム製パンチドメタルを用いている。正極２０の正極活物質の材料には、種々の酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４のようなリチウムマンガン酸化物、二酸化マンガン、ＬｉＮｉＯ２のようなリチウムニッケル酸化物、ＬｉＣｏＯ２のようなリチウムコバルト酸化物、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物、またはリチウムを含む非晶質五酸化バナジウム）またはカルコゲン化合物（二硫化チタン、二硫化モリブテン）等を用いている。
【００１９】
負極３０は、正極２０と極性が異なる電極に相当し、導電体である負極集電体３１の両面に負極活物質３２を結着して形成している。負極電極端子３１ａは、正極２０に形成した正極電極端子２１ａと重ならないように、負極集電体３１の一端の一部から延在して形成している。負極３０の長手方向の長さは、正極２０の長手方向の長さよりも長い。負極３０の短手方向の長さは、正極２０の短手方向の長さと同様である。複数積層された負極３０の負極電極端子３１ａは、溶接または接着によって互いに固定している。
【００２０】
負極３０の負極集電体３１の材料には、例えば、銅製エキスパンドメタル、銅製メッシュ、または銅製パンチドメタルを用いている。負極３０の負極活物質３２の材料には、リチウムイオンを吸蔵して放出する炭素材料を用いている。このような炭素材料には、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、コークス、または有機前駆体（フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、またはセルロース）を不活性雰囲気中で熱処理して合成した炭素を用いている。
【００２１】
セラミックセパレータ４０は、正極２０と負極３０の間に設けられ、その正極２０と負極３０を電気的に隔離している。セラミックセパレータ４０は、正極２０と負極３０との間に電解液を保持して、イオンの伝導性を担保している。セラミックセパレータ４０は、矩形状に形成している。セラミックセパレータ４０の長手方向の長さは、負極電極端子３１ａの部分を除いた負極３０の長手方向の長さよりも長い。
【００２２】
セラミックセパレータ４０は、図４に示すように、例えば、溶融材に相当するポリプロピレン層４１に対して、耐熱材に相当するセラミックス層４２を積層して形成している。セラミックス層４２は、ポリプロピレン層４１よりも溶融温度が高い。一対のセラミックセパレータ４０は、正極２０を挟持し、セラミックス層４２同士を対面させて積層している。セラミックス層４２は、正極２０の正極活物質に当接している。
【００２３】
セラミックセパレータ４０のポリプロピレン層４１は、ポリプロピレンをシート状に形成している。ポリプロピレン層４１には、非水溶媒に電解質を溶解することによって調製した非水電解液を含浸させている。非水電解液をポリプロピレン層４１に保持するために、ポリマーを含有させている。セラミックス層４２は、例えば、無機化合物を高温で成形したセラミックスをポリプロピレン層４１に塗布して乾燥させることによって形成している。セラミックスは、シリカ、アルミナ、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物等のセラミック粒子とバインダーの結合により形成された多孔質からなる。
【００２４】
一対のセラミックセパレータ４０は、セパレータ接合装置１００の搬送方向Ｘに沿った長手方向の両端にそれぞれ形成した複数の接合部４０ｈによって、互いに接合している。接合部４０ｈは、セラミックス層４２同士を対面させた状態で、ポリプロピレン層４１同士を部分的に溶融しつつ、ポリプロピレン層４１に隣接するセラミックス層４２を周囲の領域に移動させて粗にし、対面したポリプロピレン層４１同士を溶着することによって、形成している。
【００２５】
一対のセラミックセパレータ４０によって、正極２０の両面を挟持するように積層して袋詰めし、袋詰電極１１を構成している。接合部４０ｈは、一対のセラミックセパレータ４０の長手方向に沿った両側において、例えば両端部と中央部に合計３つずつ形成している。リチウムイオン二次電池１０が振動したり衝撃を受けたりしても、セラミックセパレータ４０の長手方向の両端に形成した接合部４０ｈによって、袋詰電極１１内における正極２０の移動を抑制することができる。すなわち、セラミックセパレータ４０を介して、隣り合う正極２０と負極３０の短絡を防止できる。したがって、リチウムイオン二次電池１０は、所期の電気的特性を維持することができる。
【００２６】
外装材５０は、例えば、内部に金属板を備えたラミネートシート５１および５２から構成し、発電要素１２を両側から被覆して封止している。ラミネートシート５１および５２で発電要素１２を封止する際に、そのラミネートシート５１および５２の周囲の一部を開放して、その他の周囲を熱溶着等によって封止する。ラミネートシート５１および５２の開放している部分から電解液を注入し、セラミックセパレータ４０等に電荷液を含浸させる。ラミネートシート５１および５２の開放部から内部を減圧することによって空気を抜きつつ、その開放部も熱融着して完全に密封する。
【００２７】
外装材５０のラミネートシート５１および５２は、例えば、それぞれ３種類の材料を積層して３層構造を形成している。１層目は、熱融着性樹脂に相当し、例えばポリエチレン（ＰＥ）、アイオノマー、またはエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を用いている。１層目の材料は、負極３０に隣接させる。２層目は、金属を箔状に形成したものに相当し、例えばＡｌ箔またはＮｉ箔を用いている。３層目は、樹脂性のフィルムに相当し、例えば剛性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはナイロンを用いている。
【００２８】
次に、電気デバイス（リチウムイオン二次電池１０の袋詰電極１１に相当）のセパレータ接合方法を具現化したセパレータ接合装置１００の各構成部材（電極搬送部１１０、第１セパレータ搬送部１２０、第２セパレータ搬送部１３０、セパレータ接合部１５０、セパレータ搬送追随部１６０、袋詰電極搬送部１７０、および制御部１８０）について、図５〜図８を参照しながら順に説明する。
【００２９】
図５は、電気デバイス（袋詰電極１１）のセパレータ接合装置１００を示す斜視図である。図６は、図５のセパレータ接合部１５０を示す斜視図である。図７は、図５のセパレータ接合部１５０の要部を示す側面図である。図８は、図５のセパレータ接合部１５０によって一対のセラミックセパレータ４０を接合する状態を模式的に示す部分断面図である。図８（ａ）は、一対のセラミックセパレータ４０を接合する直前の状態を示している。図８（ｂ）は、一対のセラミックセパレータ４０を接合した直後の状態を示している。
【００３０】
電極搬送部１１０は、図５に示し、長尺状の正極用基材２０Ａから正極２０を切り出して搬送する。
【００３１】
電極搬送部１１０の電極供給ローラ１１１は、円柱形状からなり、長尺状の正極用基材２０Ａを巻き付けて保持している。搬送ローラ１１２は、細長い円柱形状からなり、電極供給ローラ１１１に巻き付けられた正極用基材２０Ａに対して一定の張力をかけた状態で搬送ベルト１１３に導く。搬送ベルト１１３は、外周面に吸引口を複数設けた無端状のベルトからなり、正極用基材２０Ａを吸引した状態で搬送方向Ｘに沿って搬送する。搬送ベルト１１３は、搬送方向Ｘと交差した方向Ｙに沿った幅が、正極用基材２０Ａの幅よりも長い。回転ローラ１１４は、搬送方向Ｘと交差した方向Ｙに沿って、搬送ベルト１１３の内周面に複数配設し、搬送ベルト１１３を回転させる。複数の回転ローラ１１４のうち、一つが動力を設けた駆動ローラであり、その他が駆動ローラに従動する従動ローラである。搬送ローラ１１２および電極供給ローラ１１１は、搬送ベルト１１３の回転に従動して回転する。
【００３２】
電極搬送部１１０の切断刃１１５および１１６は、搬送方向Ｘと交差した方向Ｙに沿って隣り合うように配設し、正極用基材２０Ａを所定の形状に切断して正極を成形する。切断刃１１５は、先端に直線状の鋭利な刃を設け、正極用基材２０Ａの一端を方向Ｙに沿って直線状に切断する。切断刃１１６は、先端に一部を屈折させ段違いに形成した鋭利な刃を設け、一端を切断された直後の正極用基材２０Ａの他端を、正極電極端子２１ａの形状に対応して切断する。受け台１１７は、正極用基材２０Ａを切断する切断刃１１５および切断刃１１６を受ける。受け台１１７は、搬送する正極用基材２０Ａを介して、切断刃１１５および切断刃１１６と対向して配設している。電極搬送部１１０は、正極用基材２０Ａから切り出した正極２０を、第１セパレータ搬送部１２０と第２セパレータ搬送部１３０との間を通過するように搬出する。
【００３３】
第１セパレータ搬送部１２０は、図５に示し、セラミックセパレータ用基材４０Ａから、正極２０の一面（積層方向Ｚに沿った図５中に示す上方）に積層するためのセラミックセパレータ４０を切り出して搬送する。
【００３４】
第１セパレータ搬送部１２０は、電極搬送部１１０よりも搬送方向Ｘの下流側であって、積層方向Ｚに沿った図５中に示す上方に配設している。第１セパレータ搬送部１２０の第１セパレータ供給ローラ１２１は、円柱形状からなり、長尺状のセラミックセパレータ用基材４０Ａを巻き付けて保持している。対向して配設した第１加圧ローラ１２２と第１ニップローラ１２３は、それぞれ細長い円柱形状からなり、第１セパレータ供給ローラ１２１に巻き付けられたセラミックセパレータ用基材４０Ａに対して一定の張力をかけた状態で第１搬送ドラム１２４に導く。第１搬送ドラム１２４は、円柱形状からなり、その外周面に吸引口を複数設けている。第１搬送ドラム１２４は、搬送方向Ｘと交差した方向Ｙに沿った幅を、セラミックセパレータ用基材４０Ａの幅よりも短くしている。すなわち、セラミックセパレータ用基材４０Ａの両端は、第１搬送ドラム１２４から方向Ｙに対して外方に突出している。このようにして、第１搬送ドラム１２４は、セパレータ接合部１５０との干渉を回避している。
【００３５】
第１セパレータ搬送部１２０の第１搬送ドラム１２４を回転させると、第１加圧ローラ１２２と第１ニップローラ１２３に加えて第１セパレータ供給ローラ１２１が従動して回転する。第１切断刃１２５は、先端に直線状の鋭利な刃を設け、搬送方向Ｘと交差した方向Ｙに沿って配設し、第１搬送ドラム１２４によって吸引されている長尺状のセラミックセパレータ用基材４０Ａを一定の幅で切断する。第１搬送ドラム１２４は、長方形状に切断されたセラミックセパレータ４０を、電極搬送部１１０から搬出された正極２０の一面の側に近接させつつ積層する。セラミックセパレータ４０は、そのセラミックス層４２の側を、正極２０の一面に対向させている。
【００３６】
第２セパレータ搬送部１３０は、図５に示し、セラミックセパレータ用基材４０Ａから、正極２０の一面に対向した他面（積層方向Ｚに沿った図５中に示す下方）に積層するためのセラミックセパレータ４０を切り出して搬送する。
【００３７】
第２セパレータ搬送部１３０は、電極搬送部１１０よりも搬送方向Ｘの下流側であって、積層方向Ｚに沿った図５中に示す下方に配設している。第２セパレータ搬送部１３０は、第１セパレータ搬送部１２０と積層方向Ｚに沿って対向して配設している。第２セパレータ搬送部１３０の第２セパレータ供給ローラ１３１は、円柱形状からなり、長尺状のセラミックセパレータ用基材４０Ａを巻き付けて保持している。対向して配設した第２加圧ローラ１３２と第２ニップローラ１３３は、それぞれ細長い円柱形状からなり、第２セパレータ供給ローラ１３１に巻き付けられたセラミックセパレータ用基材４０Ａに対して一定の張力をかけた状態で第２搬送ドラム１３４に導く。第２搬送ドラム１３４は、円柱形状からなり、その外周面に吸引口を複数設けている。第２搬送ドラム１３４は、第１搬送ドラム１２４と同様に、搬送方向Ｘと交差した方向Ｙに沿った幅を、セラミックセパレータ用基材４０Ａの幅よりも短くすることによって、セパレータ接合部１５０との干渉を回避している。
【００３８】
第２セパレータ搬送部１３０の第２搬送ドラム１３４を回転させると、第２加圧ローラ１３２と第２ニップローラ１３３に加えて第２セパレータ供給ローラ１３１が従動して回転する。第２切断刃１３５は、先端に直線状の鋭利な刃を設け、搬送方向Ｘと交差した方向Ｙに沿って配設し、第２搬送ドラム１３４によって吸引されている長尺状のセラミックセパレータ４０を一定の幅で切断する。第２搬送ドラム１３４は、長方形状に切断されたセラミックセパレータ用基材４０Ａを、電極搬送部１１０から搬出された正極２０の他面の側に近接させつつ積層する。セラミックセパレータ４０は、そのセラミックス層４２の側を、正極２０の他面に対向させている。
【００３９】
第１セパレータ搬送部１２０と第２セパレータ搬送部１３０は、第１搬送ドラム１２４と第２搬送ドラム１３４との隙間の部分において、一対のセラミックセパレータ４０によって正極２０を挟持させるように積層しつつ、搬送方向Ｘに沿って搬送する。その搬送方向Ｘに沿った下流側の両端には、それぞれセパレータ接合部１５０を配設している。
【００４０】
セパレータ接合部１５０は、図５〜図８に関連し、正極２０を挟持するように積層したセラミックセパレータ４０同士を加熱して接合する。
【００４１】
先ず、セパレータ接合部１５０の構成について、図５〜図７を参照しながら説明する。
【００４２】
セパレータ接合部１５０は、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０よりも搬送方向Ｘの下流側に配設している。セパレータ接合部１５０は、搬送方向Ｘに沿った両端に一組ずつ配設している。
【００４３】
セパレータ接合部１５０は、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０よりも搬送方向Ｘの下流側に配設している。セパレータ接合部１５０は、搬送方向Ｘに沿った両端に一組ずつ配設している。セパレータ接合部１５０は、セパレータ接合部１５０と異なり、各構成材を搬送方向Ｘと交差した方向Ｙに沿って配設している。
【００４４】
セパレータ接合部１５０の第１切開部材１５１は、本体部１５１ａおよび突起部１５１ｂを含んでいる。本体部１５１ａは、円柱形状に形成している。突起部１５１ｂは、本体部１５１ａの一端に隣接し、本体部１５１ａよりも径大であって、幅を細くして円盤状に形成している。突起部１５１ｂは、本体部１５１ａと一体成形している。第１切開部材１５１は、一対のセラミックセパレータ４０の搬送方向Ｘに沿って回転自在に配設している。第１切開部材１５１は、図６中のＰ３の矢印で表すように押圧部材１５５によって押圧され、一対のセラミックセパレータ４０のうちの一のセラミックセパレータ４０のポリプロピレン層４１を押圧する。第１切開部材１５１は、一対のセラミックセパレータ４０を切り開きつつ熱伝導に伴う加熱によって溶着させる。
【００４５】
セパレータ接合部１５０の接続部材１５２は、第１切開部材１５１と加熱器１５３を締結する。接続部材１５２は、熱伝導率が高い金属からなり、円柱形状に形成している。加熱器１５３は、加熱部に相当し、第１切開部材１５１を加熱する。加熱器１５３は、熱電対やペルチェ素子等を備え、接続部材１５２を介して第１切開部材１５１を加熱する。加熱器１５３は、その一端を接続部材１５２に締結し、一端に対向する他端に電源ケーブルを接続する。
【００４６】
第２切開部材１５４は、第１切開部材１５１と同様に、セラミックセパレータ４０を加熱して溶着する。第２切開部材１５４は、第１切開部材１５１と相似形である。第２切開部材１５４は、本体部１５４ａおよび突起部１５４ｂを含んでいる。本体部１５４ａは、円柱形状に形成している。突起部１５４ｂは、本体部１５４ａの一端に隣接し、本体部１５４ａよりも径大であって、幅を細くして円盤状に形成している。突起部１５４ｂは、本体部１５４ａと一体成形している。第１切開部材１５１は、一対のセラミックセパレータ４０の搬送方向Ｘに沿って回転自在に配設している。第２切開部材１５４は、一対のセラミックセパレータ４０を介して、第１切開部材１５１と対向している。第２切開部材１５４は、図６中のＰ４の矢印で表すように付勢部材１５６によって押圧され、第１切開部材１５１を付勢する。第２切開部材１５４は、第１切開部材１５１と同様に、一対のセラミックセパレータ４０を切り開きつつ熱伝導に伴う加熱によって溶着する。第２切開部材１５４は、内部に加熱器を内蔵している。加熱器１５３は、熱電対やペルチェ素子等を備えている。
【００４７】
第１切開部材１５１および第２切開部材１５４は、外部の熱源によって加熱してもよいし、内蔵した熱源によって加熱してもよい。また、第１切開部材１５１または第２切開部材１５４のいずれか一方のみを、加熱器によって加熱すればよい。また、第１切開部材１５１または第２切開部材１５４の全体を加熱する必要はなく、突起部１５１ｂまたは突起部１５４ｂを加熱すればよい。
【００４８】
セパレータ接合部１５０の押圧部材１５５は、第１切開部材１５１を積層方向Ｚに沿って図７中に示す下方に押圧する。押圧部材１５５は、その一端を環状に形成し、第１切開部材１５１と締結した接続部材１５２を挿通している。押圧部材１５５は、その側部を駆動支柱１５８に対して積層方向Ｚに沿って移動自在に連結している。付勢部材１５６は、その一端を環状に形成し、第２切開部材１５４の後部を挿通し回転自在に連結している。付勢部材１５６は、駆動支柱１５８に対して積層方向Ｚに沿って移動自在としている。
【００４９】
セパレータ接合部１５０の駆動ステージ１５７は、駆動支柱１５８を介し、押圧部材１５５および付勢部材１５６を積層方向Ｚに沿って移動させる。駆動ステージ１５７で発生させた駆動力は、駆動支柱１５８によって積層方向Ｚに沿った駆動力に変換して用いている。冷却器１５９は、ノズルから冷気を噴出して熱源を冷却するものである。冷却器１５９は、図６に示すように、一対のセラミックセパレータ４０を切開して加熱する第１切開部材１５１の突起部１５１ｂに近接し、かつ、搬送方向Ｘに沿った下流側に配設している。
【００５０】
次に、セパレータ接合部１５０の作用について、図８を参照しながら説明する。
【００５１】
セパレータ接合部１５０によって一対のセラミックセパレータ４０を接合する直前の状態を図８（ａ）に示す。ポリプロピレン層４１とセラミックス層４２を積層して形成したセラミックセパレータ４０は、セラミックス層４２同士を対面させている。
【００５２】
セパレータ接合部１５０によって一対のセラミックセパレータ４０を接合した直後の状態を図８（ｂ）に示す。第１切開部材１５１は、一対のセラミックセパレータ４０のうちの一方のセラミックセパレータ４０のポリプロピレン層４１を介してセラミックス層４２まで切り開きつつ熱伝導によって加熱した。その際に、押圧部材１５５は、図８（ｂ）中の矢印Ｐ１で表すように、第１切開部材１５１をセラミックセパレータ４０のポリプロピレン層４１に向かって押圧した。第２切開部材１５４は、一対のセラミックセパレータ４０のうちの他方のセラミックセパレータ４０のポリプロピレン層４１を介してセラミックス層４２まで切り開きつつ熱伝導によって加熱した。その際に、付勢部材１５６は、図８（ｂ）中の矢印Ｐ２で表すように、第２切開部材１５４を第１切開部材１５１に向かって押圧した。
【００５３】
このように作用させることによって、一対のセラミックセパレータ４０のセラミックス層４２同士を切開して周囲の領域に移動させて粗にさせたことから、その切開した部分のポリプロピレン層４１同士を熱伝導による加熱によって溶融させて接合することができた。すなわち、溶融させることが困難なセラミックス層４２同士を部分的に移動させることによって、ポリプロピレン層４１同士を接合することができた。したがって、セラミックス層４２同士を対面させた一対のセラミックセパレータ４０同士を十分に接合することができた。さらに、第１切開部材１５１と第２切開部材１５４を互いに接触させずに、一対のセラミックセパレータ４０同士を溶着することから、短冊状のワークでも開閉動作の必要が無い。
【００５４】
セパレータ搬送追随部１６０は、図５に示し、セパレータ接合部１５０がセラミックセパレータ４０同士を接合している間、袋詰電極搬送部１７０の搬送に追随してセパレータ接合部１５０等を移動させる。
【００５５】
セパレータ搬送追随部１６０は、袋詰電極搬送部１７０の積層方向Ｚに沿った図５中に示す下方であって、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０よりも搬送方向Ｘの下流側に配設している。セパレータ搬送追随部１６０のＸ軸ステージ１６１は、セパレータ接合部１５０の全ての構成部材を載置している。Ｘ軸ステージ１６１は、搬送方向Ｘの下流側と上流側との間を往復するように移動する。Ｘ軸ステージ１６１は、第１切開部材１５１および第２切開部材１５４が一対のセラミックセパレータ４０に当接して接合している間、搬送方向Ｘの下流側に沿って移動する。一方、Ｘ軸ステージ１６１は、第１切開部材１５１および第２切開部材１５４が一対のセラミックセパレータ４０の接合を完了し離間すると、搬送方向Ｘの上流側に沿って高速で移動して元の位置に戻る。
【００５６】
セパレータ搬送追随部１６０によって、セパレータ接合部１５０とを搬送方向Ｘに沿って移動させることから、一対のセラミックセパレータ４０が接合されている間、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０の動作を継続させることができる。すなわち、セパレータ搬送追随部１６０は、第１切開部材１５１と第２切開部材１５４を一定の周期で一対のセラミックセパレータ４０から離間させることによって、一対のセラミックセパレータ４０の両端をスポット溶着する場合に用いる。Ｘ軸ステージ１６１を用いることによって、第１セパレータ搬送部１２０の第１搬送ドラム１２４、および第２セパレータ搬送部１３０の第２搬送ドラム１３４の回転を止めることなく、一対のセラミックセパレータ４０の接合を完了させることができる。
【００５７】
袋詰電極搬送部１７０は、図５に示し、セパレータ接合部１５０によって形成される袋詰電極１１を搬送する。
【００５８】
袋詰電極搬送部１７０は、電極搬送部１１０と搬送方向Ｘに沿って隣り合い、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０よりも搬送方向Ｘの下流側に配設している。袋詰電極搬送部１７０の搬送ベルト１７１は、外周面に吸引口を複数設けた無端状のベルトからなり、袋詰電極１１を吸引した状態で搬送方向Ｘに沿って搬送する。搬送ベルト１７１は、搬送方向Ｘと交差した方向Ｙに沿った幅を、袋詰電極１１の幅よりも短く形成している。すなわち、袋詰電極１１の両端は、搬送ベルト１７１から方向Ｙに対して外方に突出している。このようにして、搬送ベルト１７１は、セパレータ接合部１５０との干渉を回避している。
【００５９】
袋詰電極搬送部１７０の回転ローラ１７２は、搬送方向Ｘと交差した方向Ｙに沿って、搬送ベルト１７１の内周面に複数配設し、搬送ベルト１７１を回転させる。回転ローラ１７２は、セパレータ接合部１５０との干渉を回避するため、搬送ベルト１７１から突出させていない。複数の回転ローラ１７２のうち、一つが動力を設けた駆動ローラであり、その他が駆動ローラに従動する従動ローラである。搬送ベルト１７１は、例えば、搬送方向Ｘに沿って３組配設している。
【００６０】
袋詰電極搬送部１７０の吸着パッド１７３は、搬送ベルト１７１に載置された袋詰電極１１よりも積層方向Ｚの図５中に示す上方において、袋詰電極１１と対向するように位置している。吸着パッド１７３は、板状からなり、袋詰電極１１と当接する面に吸引口を複数設けている。伸縮部材１７４は、吸着パッド１７３よりも積層方向Ｚの図５中に示す上方に位置している。伸縮部材１７４の一端は、吸着パッドを接合している。伸縮部材１７４は、エアーコンプレッサー等を動力として、積層方向Ｚに沿って伸縮自在である。
【００６１】
袋詰電極搬送部１７０のＸ軸ステージ１７５およびＸ軸補助レール１７６は、伸縮部材１７４の一端に対向した他端を移動自在に支持している。Ｘ軸ステージ１７５は、搬送方向Ｘに沿って配設し、伸縮部材１７４を搬送方向Ｘに沿って走査する。Ｘ軸補助レール１７６は、Ｘ軸ステージ１７５と並行に配設し、Ｘ軸ステージ１７５による伸縮部材１７４の走査を補助する。載置台１７７は、板状からなり、例えば３組配設された搬送ベルト１７１よりも、搬送方向Ｘに沿った下流側に配設している。載置台１７７は、袋詰電極１１を一時的に載置して保管する。
【００６２】
制御部１８０は、図５に示し、電極搬送部１１０と第１セパレータ搬送部１２０と第２セパレータ搬送部１３０とセパレータ接合部１５０とセパレータ搬送追随部１６０および袋詰電極搬送部１７０の作動をそれぞれ制御する。
【００６３】
制御部１８０のコントローラ１８１は、ＲＯＭ、ＣＰＵ、およびＲＡＭを含んでいる。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）は、セパレータ接合装置１００に係る制御プログラムを格納している。制御プログラムは、電極搬送部１１０の回転ローラ１１４と切断刃１１５および１１６、第１セパレータ搬送部１２０の第１搬送ドラム１２４と第１切断刃１２５、および第２セパレータ搬送部１３０の第２搬送ドラム１３４と第２切断刃１３５の制御に関するものを含んでいる。さらに、制御プログラムは、セパレータ接合部１５０の加熱器１５３と駆動ステージ１５７等、セパレータ搬送追随部１６０のＸ軸ステージ１６１、袋詰電極搬送部１７０の回転ローラ１７２と伸縮部材１７４等の制御に関するものを含んでいる。
【００６４】
制御部１８０のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）は、制御プログラムに基づいてセパレータ接合装置１００の各構成部材の作動を制御する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）は、制御中のセパレータ接合装置１００の各構成部材に係る様々なデータを一時的に記憶する。データは、例えば、セパレータ接合部１５０の加熱器１５３の作動のタイミングに関するものである。
【００６５】
次に、セパレータ接合装置１００の作用について説明する。
【００６６】
電極搬送部１１０は、図５に示すように、切断刃１１５および１１６によって、長尺状の正極用基材２０Ａを所定の形状に１枚ずつ切断して正極２０を成形する。電極搬送部１１０は、正極２０を第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０の間に搬出する。
【００６７】
次いで、第１セパレータ搬送部１２０は、図５に示すように、セラミックセパレータ用基材４０Ａから正極２０の一面に積層するためのセラミックセパレータ４０を切り出して搬送する。第１切断刃１２５によって、長尺状のセラミックセパレータ用基材４０Ａを長方形状に１枚ずつ切断してセラミックセパレータ４０を成形する。第１セパレータ搬送部１２０は、セラミックセパレータ４０を電極搬送部１１０から搬出された正極２０の一面の側に積層する。
【００６８】
次いで、第２セパレータ搬送部１３０は、第１セパレータ搬送部１２０の作動と並行して、図５に示すように、セラミックセパレータ用基材４０Ａから正極２０の一面に対向した他面に積層するためのセラミックセパレータ４０を切り出して搬送する。第２切断刃１３５によって、長尺状のセラミックセパレータ用基材４０Ａを長方形状に１枚ずつ切断してセラミックセパレータ４０を成形する。第２セパレータ搬送部１３０は、セラミックセパレータ４０を電極搬送部１１０から搬出された正極２０の他面の側に積層する。
【００６９】
次いで、セパレータ接合部１５０は、図８（ｂ）に示すように、正極２０を挟持するように積層したセラミックセパレータ４０同士を接合する。第１切開部材１５１は、セラミックセパレータ４０を図中の上方から切り開きつつ熱伝導によって加熱する。押圧部材１５５は、第１切開部材１５１を積層方向Ｚに沿って図中の矢印Ｐ１で表すように、セラミックセパレータ４０のポリプロピレン層４１に向かって押圧する。第２切開部材１５４は、図中の矢印Ｐ２で表すように第１切開部材１５１に向かって押圧し、セラミックセパレータ４０を図中の下方から切り開きつつ熱伝導によって加熱する。このようにして、一対のセラミックセパレータ４０は、それぞれ加熱された第１切開部材１５１と第２切開部材１５４によってセラミックス層４２まで切り開かれ、セラミックス層４２同士が接合部４０ｈから周囲の領域に移動して粗になった状態で、ポリプロピレン層４１が熱伝導によって加熱されて溶融し、ポリプロピレン層４１同士が接合する。したがって、セラミックセパレータ４０は、溶融させることが困難であるセラミックス層４２同士を対面させた状態から互いに接合させることができる。
【００７０】
その後、袋詰電極搬送部１７０は、図５に示すように、セパレータ接合部１５０によって形成された袋詰電極１１を搬送する。袋詰電極搬送部１７０は、袋詰電極１１を載置台１７７に載置して一時的に保管する。
【００７１】
上述した実施形態によれば、以下の構成によって作用効果を奏する。
【００７２】
電気デバイス（リチウムイオン二次電池１０の袋詰電極１１に相当）のセパレータ接合方法にあっては、シート状の溶融材（ポリプロピレン層４１に相当）と、ポリプロピレン層４１に積層しポリプロピレン層４１よりも溶融温度が高い耐熱材（セラミックス層４２に相当）と、を含むセパレータ（セラミックセパレータ４０に相当）を用いる。このセパレータ接合方法では、電極（正極２０または負極３０に相当）を挟持するセラミックス層４２同士を対面させた一対のセラミックセパレータ４０を互いに接合する。リチウムイオン二次電池１０の袋詰電極１１のセパレータ接合方法は、接合工程を有している。接合工程では、ポリプロピレン層４１を通して一対のセラミックセパレータ４０のセラミックス層４２同士を切開して周囲の領域に移動させて粗にしつつ、当接させた熱源からの熱伝導によって、切開した部分のポリプロピレン層４１同士を溶融させて接合する。
【００７３】
また、電気デバイス（リチウムイオン二次電池１０の袋詰電極１１に相当）のセパレータ接合装置１００にあっては、シート状の溶融材（ポリプロピレン層４１に相当）と、ポリプロピレン層４１に積層しポリプロピレン層４１よりも溶融温度が高い耐熱材（セラミックス層４２に相当）と、を含むセパレータ（セラミックセパレータ４０に相当）を用いる。このセパレータ接合装置１００では、電極（正極２０または負極３０に相当）を挟持するセラミックス層４２同士を対面させた一対のセラミックセパレータ４０を互いに接合する。セパレータ接合装置１００は、切開部と加熱部を有している。切開部は、ポリプロピレン層４１を通して一対のセラミックセパレータ４０のセラミックス層４２同士を切開する回転自在な凸状の突起部を設けている。加熱部は、加熱させた突起部からの熱伝導によって一対のセラミックセパレータ４０のポリプロピレン層４１同士を溶融して接合させる。
【００７４】
このような構成では、一対のセラミックセパレータ４０のセラミックス層４２同士を切開して周囲の領域に移動させて粗にした状態で、その切開した部分のポリプロピレン層４１同士を、加熱された第１切開部材１５１や第２切開部材１５４からの熱伝導によって溶融させて接合する。すなわち、溶融させることが困難なセラミックス層４２同士を部分的に移動させ、ポリプロピレン層４１同士を熱伝導による加熱によって接合する。したがって、セラミックス層４２同士を対面させた一対のセラミックセパレータ４０同士を十分に接合することができる。
【００７５】
電気デバイス（リチウムイオン二次電池１０の袋詰電極１１に相当）のセパレータ接合方法において、接合工程は、ポリプロピレン層４１同士を接合した部分を冷却する構成とすることができる。
【００７６】
このような構成によれば、図６に示すように、例えば第１切開部材１５１や第２切開部材１５４からの熱伝導によって加熱された切開部分を、例えば冷却器１５９によって冷却できる。すなわち、第１切開部材１５１が、一対のセラミックセパレータ４０を溶着する際にポリプロピレン層４１に付着してしまっても、そのポリプロピレン層４１を十分に冷却して離間させることができる。したがって、第１切開部材１５１がポリプロピレン層４１に付着した状態で移動することを防止でき、セラミックセパレータ４０に損傷を与えることがない。また、第２切開部材１５４が、一対のセラミックセパレータ４０を溶着する際にポリプロピレン層４１に付着してしまっても、そのポリプロピレン層４１を十分に冷却して離間させることができる。したがって、第２切開部材１５４がポリプロピレン層４１に付着した状態で移動することを防止でき、セラミックセパレータ４０に損傷を与えることがない。さらに、冷却器１５９によって、ポリプロピレン層４１およびセラミックス層４２を十分に冷却させることから、一対のセラミックセパレータ４０の接合部４０ｈの形状が歪んだり撓んだりして変形することを防止できる。特に、第１切開部材１５１や第２切開部材１５４を常時加熱しておく構成の場合に有効である。
【００７７】
電気デバイス（リチウムイオン二次電池１０の袋詰電極１１に相当）のセパレータ接合装置１００において、切開部は、第１切開部材１５１と第２切開部材１５４を備えた構成とすることができる。第１切開部材１５１は、一の突起部（突起部１５１ｂ）によって一対のセラミックセパレータ４０のうちの一方のセラミックセパレータ４０のポリプロピレン層４１から少なくとも隣接するセラミックス層４２まで切開する。第２切開部材１５４は、他の突起部（突起部１５４ｂ）によって一対のセラミックセパレータ４０のうちの他方のセラミックセパレータ４０のポリプロピレン層４１から少なくとも隣接するセラミックス層４２まで切開する。
【００７８】
このような構成によれば、一個の突起部によって一方のセパレータのポリプロピレン層４１から少なくともセラミックス層４２同士まで切開する場合と比較して、第１切開部材１５１と第２切開部材１５４の切開深さをそれぞれ浅くすることができる。したがって、一対のセラミックセパレータ４０を切開し易くすることができる。さらに、第１切開部材１５１と第２切開部材１５４の各々から熱伝導による加熱を行うことができることから、切開した部分に入力する熱量を増大させることができる。したがって、ポリプロピレン層４１同士を互いに溶着させ易くすることができる。
【００７９】
電気デバイス（リチウムイオン二次電池１０の袋詰電極１１に相当）のセパレータ接合装置１００において、突起部１５１ｂは、一対のセラミックセパレータ４０の搬送方向に沿って回転自在とした構成とすることができる。
【００８０】
例えば、第１切開部材１５１の突起部１５１ｂを、一対のセラミックセパレータ４０の搬送方向Ｘに沿って回転自在に構成している。また、第２切開部材１５４の突起部１５４ｂを、一対のセラミックセパレータ４０の搬送方向Ｘに沿って回転自在に構成している。
【００８１】
このような構成によれば、一対のセラミックセパレータ４０の搬送方向Ｘに沿った両端をシーム溶着によって連続的に接合して直線状の接合部を形成することができる。したがって、一対のセラミックセパレータ４０の両端をより強固に接合することができる。
【００８２】
さらに、このような構成によれば、例えば第１切開部材１５１は、一対のセラミックセパレータ４０両端の部分を移動しつつ溶着していくことから、ポリプロピレン層４１に付着し難い。したがって、第１切開部材１５１がポリプロピレン層４１に付着した状態で移動することを防止でき、セラミックセパレータ４０に損傷を与えることがない。
【００８３】
さらに、このような構成によれば、例えば第１切開部材１５１をセラミックセパレータ４０のポリプロピレン層４１に回転自在に当接させているだけでよい。すなわち、セパレータ搬送追随部１６０を用いることなく、第１搬送ドラム１２４および第２搬送ドラム１３４の回転を継続したままの状態で、一対のセラミックセパレータ４０を接合することができる。
【００８４】
（実施形態の変形例）
次に、セパレータ接合部の第１切開部材と第２切開部材の様々な組み合わせについて、図９を参照しながら説明する。なお、突起部を備えていない部材についても、第１切開部材または第２切開部材と記載している。
【００８５】
図９は、セパレータ接合部の第１切開部材と第２切開部材の様々な組み合わせを示す斜視図である。
【００８６】
実施形態の変形例に係るセパレータ接合装置は、第１切開部材と第２切開部材における突起部の有無等が、前述した実施形態に係るセパレータ接合装置の構成と異なる。
【００８７】
実施形態の変形例においては、前述した実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。
【００８８】
第１切開部材１５１と、突起部を備えていない第２切開部材２０１との組合せを、図９（ａ）に示す。第１切開部材１５１は、円柱形状の本体部１５１ａに隣接して円盤状の突起部１５１ｂを備えている。第２切開部材２０１は、第１切開部材１５１に対向するように、長方体形状の本体部２０１ａを備えている。このような第１切開部材１５１と第２切開部材２０１の組合せの場合、回転する第１切開部材１５１の突起部１５１ｂによって、一対のセラミックセパレータ４０を図中の上方の片面から切り開きつつ熱伝導に伴う加熱によって溶着を行う。
【００８９】
突起部を備えていない第１切開部材１９１と、第２切開部材１５４との組合せを、図９（ｂ）に示す。第１切開部材１９１は、長方体形状の本体部１９１ａを備えている。第２切開部材１５４は、第１切開部材１９１に対向するように、円柱形状の本体部１５４ａに隣接して円盤状の突起部１５４ｂを備えている。このような第１切開部材１９１と第２切開部材１５４の組合せの場合、回転する第２切開部材１５４の突起部１５４ｂによって、一対のセラミックセパレータ４０を図中の下方の片面から切り開きつつ熱伝導に伴う加熱によって溶着を行う。
【００９０】
それぞれ鋸状の突起部を備えた第１切開部材１９２と第２切開部材２０２との組合せを、図９（ｃ）に示す。第１切開部材１９２は、円盤状であって外周面に凹凸を備えて鋸状に形成した突起部１９２ｂを備えている。第２切開部材２０２は、円盤状であって外周面に凹凸を備えて鋸状に形成した突起部２０２ｂを備えている。このような第１切開部材１９２と第２切開部材２０２の組合せの場合、回転する第１切開部材１９２の突起部１９２ｂと、回転する第２切開部材２０２の突起部２０２ｂによって、一対のセラミックセパレータ４０を図中の上方および下方の両面から切り開きつつ熱伝導に伴う加熱によって溶着を行う。対向した第１切開部材１９２と第２切開部材２０２は、それぞれ回転させたときに、突起部１９２ｂの凸部と突起部２０２ｂの凸部が対面するように配置してもよい。突起部１９２ｂの凸部と突起部２０２ｂの凸部が、半ピッチずれて互い違いとなるように配置してもよい。突起部１９２ｂの凸部と突起部２０２ｂの凸部が、互いに噛み合うように近接して配置してもよい。
【００９１】
上述した実施形態の変形例によれば、以下の構成によって作用効果を奏する。
【００９２】
電気デバイス（リチウムイオン二次電池１０の袋詰電極１１に相当）のセパレータ接合装置１００において、切開部は、突起部によって一対のセラミックセパレータ４０のうちの一方のセラミックセパレータ４０のポリプロピレン層４１から少なくともセラミックス層４２同士まで切開する構成としている。
【００９３】
すなわち、電気デバイス（リチウムイオン二次電池１０の袋詰電極１１に相当）のセパレータ接合装置にあっては、例えば第１切開部材または第２切開部材のいずれか一方のみに突起部を備えた構成とすることができる。
【００９４】
このような構成によれば、一対のセラミックセパレータ４０のうち、第１切開部材と第２切開部材のいずれか一方のみに突起部を備えることから、セパレータ接合部の構成を簡便にすることができる。
【００９５】
さらに、第１切開部材１９２または第２切開部材２０２の突起部の外周面を鋸状に形成した構成とすることができる。
【００９６】
このような構成によれば、第１切開部材１９２または第２切開部材２０２を回転させて一対のセラミックセパレータ４０をスポット溶接することができる。また、スポット溶接を行う場合に、突起部１９２ｂまたは突起部２０２ｂが一対のセラミックセパレータ４０に固着することを防止できる。さらに、鋸状の部分に応力を集中させることができることから、第１切開部材１９２または第２切開部材２０２の突起部を、一対のセラミックセパレータ４０に切り込み易くすることができる。
【００９７】
そのほか、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。
【００９８】
例えば、実施形態では、一対のセラミックセパレータ４０のセラミックス層４２同士を部分的に周囲の領域に移動させて粗にすることによって、対面したポリプロピレン層４１同士を接合する構成として説明した。ここで、接合部となる部位のセラミックス層４２同士を周囲の領域に完全に移動させる必要はなく、粗になる程度に移動させればよい。すなわち、セラミックス層４２同士の一部が接合部となる部位に残留した状態で、対面したポリプロピレン層４１同士を接合することもできる。
【００９９】
また、実施形態では、リチウムイオン二次電池１０に用いる袋詰電極１１において、一対のセラミックセパレータ４０を互いに接合する構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。リチウムイオン二次電池１０に用いる袋詰電極１１以外の部材の接合にも適用することができる。
【０１００】
また、実施形態では、二次電池をリチウムイオン二次電池１０の構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。二次電池は、例えば、ポリマーリチウム電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池として構成することができる。
【０１０１】
また、実施形態では、セラミックセパレータ４０の耐熱材をセラミックス層４２の構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。耐熱材は、セラミックスに限定されることはなく、溶融材よりも溶融温度が高い部材であればよい。
【０１０２】
また、実施形態では、セラミックセパレータ４０の溶融材をポリプロピレン層４１の構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。溶融材は、ポリプロピレンに限定されることはなく、耐熱材よりも溶融温度が低い部材であればよい。
【０１０３】
また、実施形態では、セラミックセパレータ４０を、溶融材（ポリプロピレン層４１）の片面に耐熱材（セラミックス層４２）を積層させた構成として説明したが、このような構成に限定されることはない。セラミックセパレータ４０は、溶融材（ポリプロピレン層４１）の両面に耐熱材（セラミックス層４２）を積層させて構成してもよい。
【０１０４】
また、実施形態では、正極２０を一対のセラミックセパレータ４０によって袋詰めして袋詰電極１１を形成する構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。負極３０を一対のセラミックセパレータ４０によって袋詰めして袋詰電極を形成する構成としてもよい。さらに、一対のセラミックセパレータ４０を互いに接合した後に、正極２０または負極３０を挿入して袋詰電極を形成する構成としてもよい。
【０１０５】
また、実施形態では、正極２０、セラミックセパレータ４０、および袋詰電極１１を自動で搬送する構成として説明したが、このような構成に限定されることはない。正極２０、セラミックセパレータ４０、または袋詰電極１１は、人手によって搬送する構成としてもよい。
【０１０６】
また、実施形態では、第１切開部材１５１の突起部１５１ｂと第２切開部材１５４の突起部１５４ｂによって、一対のセラミックセパレータ４０を挟持しつつ押圧する構成等として説明したが、このような構成に限定されることはない。第１切開部材１５１の凸状の突起部１５１ｂと、第２切開部材１５４の凹状の窪み部によって、一対のセラミックセパレータ４０の接合部となる部分を挟み込むように挟持しつつ押圧する構成としてもよい。さらに、第１切開部材１５１の本体部１５１ａの平坦部分の一端と第２切開部材１５４の本体部１５４ａの平坦部分の一端によって、一対のセラミックセパレータ４０を挟持しつつ押圧する構成としてもよい。
【０１０７】
また、実施形態では、円盤状の第１切開部材１５１と円盤状の第２切開部材１５４を用いて、一対のセラミックセパレータ４０の両端をシーム溶着する構成として説明したが、このような構成に限定されることはない。円盤状の第１切開部材１５１と第２切開部材１５４を一定の周期で一対のセラミックセパレータ４０から離間させることによって、一対のセラミックセパレータ４０の両端をスポット溶着する構成としてもよい。このような構成の場合には、円盤状の第１切開部材１５１と第２切開部材１５４を回転させなくてもよい。ここで、セパレータ接合部１５０がセラミックセパレータ４０同士を接合している間、セパレータ搬送追随部１６０によって袋詰電極搬送部１７０の搬送動作に追随すればよい。すなわち、セパレータ搬送追随部１６０を用いることによって、第１搬送ドラム１２４および第２搬送ドラム１３４の回転を止めることなく、一対のセラミックセパレータ４０を接合することができる。
【０１０８】
また、実施形態では、円盤状の第１切開部材１５１を一対のセラミックセパレータ４０に向かって押圧する押圧部材１５５に換えて、伸縮性を備えた螺旋状のバネ部材を用いる構成としてもよい。同様に、円盤状の第２切開部材１５４を第１切開部材１５１に向かって付勢する付勢部材１５６に換えて、伸縮性を備えた螺旋状のバネ部材を用いる構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１０    リチウムイオン二次電池、
１１    袋詰電極（電気デバイス）、
１２    発電要素、
２０    正極（電極）、
２０Ａ  正極用基材、
２１    正極集電体、
２１ａ  正極電極端子、
３０    負極（電極）、
３１    負極集電体、
３１ａ  負極電極端子、
３２    負極活物質、
４０    セラミックセパレータ（セパレータ）、
４０Ａ  セラミックセパレータ用基材、
４０ｈ  接合部、
４１    ポリプロピレン層（溶融材）、
４２    セラミックス層（耐熱材）、
５０    外装材、
５１，５２  ラミネートシート、
１００  セパレータ接合装置、
１１０  電極搬送部、
１１１  電極供給ローラ、
１１２  搬送ローラ、
１１３  搬送ベルト、
１１４  回転ローラ、
１１５，１１６  切断刃、
１１７  受け台、
１２０  第１セパレータ搬送部、
１２１  第１セパレータ供給ローラ、
１２２  第１加圧ローラ、
１２３  第１ニップローラ、
１２４  第１搬送ドラム、
１２５  第１切断刃、
１３０  第２セパレータ搬送部、
１３１  第２セパレータ供給ローラ、
１３２  第２加圧ローラ、
１３３  第２ニップローラ、
１３４  第２搬送ドラム、
１３５  第２切断刃、
１５０  セパレータ接合部、
１５１，１９１，１９２  第１切開部材、
１５１ａ，１９１ａ，１９２ａ  本体部、
１５１ｂ，１９２ｂ  突起部
１５２  接続部材、
１５３  加熱器（加熱部）、
１５４，２０１，２０２  第２切開部材、
１５４ａ，２０１ａ，２０２ａ  本体部、
１５４ｂ，２０２ｂ  突起部
１５５    押圧部材、
１５６  付勢部材、
１５７  駆動ステージ、
１５８  駆動支柱、
１５９  冷却器、
１６０  セパレータ搬送追随部、
１６１  Ｘ軸ステージ、
１７０  袋詰電極搬送部、
１７１  搬送ベルト、
１７２  回転ローラ、
１７３  吸着パッド、
１７４  伸縮部材、
１７５  Ｘ軸ステージ、
１７６  Ｘ軸補助レール、
１７７  載置台、
１８０  制御部、
１８１  コントローラ、
Ｘ      搬送方向、
Ｙ      （搬送方向Ｘと交差する）方向、
Ｚ      積層方向。
【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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