(57)【要約】【課題】接合が難しい耐熱材を備えたセパレータであっても、接合して形成する電気デバイスの充放電に係る電気特性を損ねることなく、電極を挟持する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を提供する。【解決手段】電気デバイス（袋詰電極１１）のセパレータ接合方法は、シート状の溶融材（ポリプロピレン層）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）と、を含むセパレータ（セラミックセパレータ）を用い、電極（負極３０または正極２０）を挟持するセラミックセパレータを接合する方法である。セパレータ接合方法は、接合工程を有する。接合工程は、セパレータの接合領域と、異なる極性の電極（負極３０または正極２０）のうち相対的に大きな電極（例えば負極３０）の外周縁に備えた接合領域と、を接合部材によって接合する。【選択図】図７
2015197977.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セパレータを接合する電気デバイスのセパレータ接合方法であって、
前記セパレータの接合領域と、異なる極性の前記電極のうち相対的に大きな前記電極の外周縁に備えた接合領域と、を接合部材によっ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】
前記外周縁は、異なる極性の前記電極が積層方向に沿って互いに重複していない領域である請求項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】
前記接合工程は、前記耐熱材同士を対向させた前記セパレータを接合する請求項１または２に記載の電気デバイスのセパレータ接合方法。
【請求項４】
前記接合部材に、接着性を備えたシート状のテープを用いた請求項１〜３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方法。
【請求項５】
前記接合部材に、接着性を備えた液状の接着剤を用いた請求項１〜３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方法。
【請求項６】
前記接合工程は、前記接着剤に対して加温した媒体を供給して硬化を促進させる請求項５に記載の電気デバイスのセパレータ接合方法。
【請求項７】
前記接合工程は、前記セパレータの前記接合領域に前記接合部材を接合した後、前記接合部材を介して前記セパレータに前記電極を接合する請求項１〜６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方法。
【請求項８】
前記接合工程は、前記電極の両面の前記接合領域に前記接合部材を接合した後、前記接合部材を介して前記電極の両面に前記セパレータを接合する請求項１〜６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方法。
【請求項９】
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セパレータを接合する電気デバイスのセパレータ接合装置であって、
前記セパレータの接合領域と、異なる極性の前記電極のうち相対的に大きな前記電極の外周縁に備えた接合領域と、の少なくともいずれか一方に接合部材を供給する供給部と、
前記セパレータの前記接合領域と、前記電極の前記外周縁に備えた前記接合領域と、を互いに近接させつつ前記接合部材を介して接合する接合部と、を有する電気デバイスのセパレータ接合装置。
【請求項１０】
前記セパレータまたは前記電極の少なくとも一方の位置を測定する測定部を、さらに有し、
前記接合部は、前記測定部による位置の測定結果に基づき、前記接合部材を前記セパレータの前記接合領域または前記電極の前記接合領域に接合する請求項９に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。
【請求項１１】
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、を含むセパレータと、
前記セパレータによって挟持する電極と、
前記セパレータの接合領域と、異なる極性の前記電極のうち相対的に大きな前記電極の外周縁に備えた接合領域と、を接合する接合部材と、を有する電気デバイス。
【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、電気デバイスのセパレータ接合装置、および電気デバイスに関する。
【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、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セパレータを形成することによって、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、セパレータの耐熱材は溶融材と比較して溶融温度が高いことから加熱して接合することが困難である。
【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、接合が難しい耐熱材を備えたセパレータであっても、接合して形成する電気デバイスの充放電に係る電気特性を損ねることなく、電極を挟持する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。さらに、接合が難しい耐熱材を備えたセパレータを用いた場合であっても、充放電に係る電気特性を損ねることなく、電極を挟持するセパレータを十分に接合して、所期の電気特性を発揮させることができる電気デバイス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、電極を挟持するセパレータを接合する方法である。セパレータ接合方法は、接合工程を有している。接合工程は、セパレータの接合領域と、異なる極性の電極のうち相対的に大きな電極の外周縁に備えた接合領域と、を接合部材によって接合する。
【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、電極を挟持するセパレータを接合する装置である。セパレータ接合装置は、供給部と接合部を有している。供給部は、セパレータの接合領域と、異なる極性の電極のうち相対的に大きな電極の外周縁に備えた接合領域と、の少なくともいずれか一方に接合部材を供給する。接合部は、セパレータの接合領域と、電極の外周縁に備えた接合領域と、を互いに近接させつつ接合部材を介して接合する。
【０００９】
上記目的を達成する本発明に係る電気デバイスは、セパレータ、電極、および接合部材を有している。セパレータは、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。電極は、セパレータによって挟持する。接合部材は、セパレータの接合領域と、異なる極性の電極のうち相対的に大きな電極の外周縁に備えた接合領域と、を接合する。
【発明の効果】
【００１０】
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は、接合部材によって、セパレータの接合領域と、異なる極性の電極のうち相対的に大きな電極の外周縁に備えた接合領域を接合する。すなわち、セパレータを接合するために、耐熱材を加熱して溶融させる必要がない。さらに、異なる極性の電極が積層方向に沿って一部または全部が互いに重複していない外周縁に、接合領域を備えている。したがって、接合が難しい耐熱材を備えたセパレータを用いる場合であっても、電極を挟持するセパレータを十分に接合することができ、かつ、接合して形成した電気デバイスの充放電に係る電気特性を十分に維持させることができる。さらに、本発明の電気デバイスにおいては、接合が難しい耐熱材を備えたセパレータを用いた場合であっても、セパレータの接合領域と、異なる極性の電極のうち相対的に大きな電極の外周縁に備えた接合領域を接合することによって、電極を挟持するセパレータを十分に接合しつつ、所期の電気特性を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第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正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】図１の袋詰電極を各構成部材に分解して示す分解斜視図である。
【図６】第１実施形態に係る電気デバイス（袋詰電極）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を示す斜視図である。
【図７】図６のセパレータ接合装置の要部を示す斜視図である。
【図８】第２実施形態に係る電気デバイス（袋詰電極）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の要部を示す斜視図である。
【図９】第３実施形態に係る電気デバイス（袋詰電極）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の要部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明に係る第１〜第３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。例えば、図３は、各々の部材を積層しているものの、互いに密着させていない状態で図示している。図４は各々の部材の形状を誇張し、かつ、ラミネートシート６１および６２によって密封する前の状態で図示している。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、袋詰電極１１等の搬送方向Ｘを示している。Ｙで表す矢印の方向は、袋詰電極１１等の搬送方向Ｘと交差した交差方向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４１および４２と負極３０の積層方向Ｚを示している。
【００１３】
（第１実施形態）
セパレータ接合装置１００は、電気デバイス（袋詰電極１１）のセパレータ接合方法を具現化したものである。セパレータ接合装置１００は、一対のセラミックセパレータ４１および４２と電極（負極３０）をテープ５１〜５４を介して互いに接合する。
【００１４】
先ず、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（袋詰電極１１）を、図１〜図５を参照しながら説明する。ここで、袋詰電極１１は、リチウムイオン二次電池１０の構成に基づき説明する。
【００１５】
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の両面に正極２０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。図５は、図１の袋詰電極１１を各構成部材に分解して示す分解斜視図である。
【００１６】
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２２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。
【００１７】
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２２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。
【００１８】
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の長手方向の幅は、正極２０の長手方向の幅よりも長い。負極３０の短手方向の幅は、正極２０の短手方向の幅よりも長い。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。
【００１９】
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。
【００２０】
セパレータは、一対のセラミックセパレータ４１および４２から構成している。一対のセラミックセパレータ４１および４２は、正極２０と負極３０を電気的に隔離している。一対のセラミックセパレータ４１および４２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。一対のセラミックセパレータ４１および４２は、矩形状に形成している。一対のセラミックセパレータ４１および４２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。
【００２１】
一対のセラミックセパレータ４１および４２は、互いに同様の構成からなる。例えばセラミックセパレータ４１は、図４に示すように、溶融材に相当するポリプロピレン層４１ｍに対して、耐熱材に相当するセラミックス層４１ｎを積層して形成している。セラミックス層４１ｎは、ポリプロピレン層４１ｍよりも溶融温度が高い。セラミックセパレータ４１および４２は、負極３０を挟持し、セラミックス層４１ｎおよび４２ｎを対向させて積層している。セラミックス層４１ｎおよび４２ｎは、負極３０の負極活物質３２に当接している。
【００２２】
セラミックセパレータ４１のポリプロピレン層４１ｍ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４１ｍ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４１ｍ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４１ｎ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４１ｍ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。
【００２３】
テープ５１〜５４は、接合部材に相当する。テープ５１〜５４は、セラミックセパレータ４１の接合領域と負極３０の接合領域を接合する。同様に、テープ５１〜５４は、セラミックセパレータ４２の接合領域と負極３０の接合領域を接合する。接合領域は、各積層部材（セラミックセパレータ４１、負極３０、およびセラミックセパレータ４２）の外周縁の近傍の端部に相当する。テープ５１〜５４は、基材の両面に粘着力を備えた接着剤を塗布して形成している。基材には、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等を用いる。基材に塗布する接着剤は、一例として、絶縁性を備えた例えばポリフッ化ビニリデンからなる樹脂およびそのコンパウンドから構成する。テープ５１〜５４は、接着力に加えて、絶縁性を備えている。テープ５１〜５４は、基材を設けずに、接着剤のみで形成してもよい。
【００２４】
テープ５１および５２は、長尺に形成している。テープ５１および５２は、一対のセラミックセパレータ４１および４２と負極３０の間であって、それぞれ短手方向（交差方向Ｙ）に沿った両端の接合領域に接合している。テープ５２は、負極３０の負極集電体３１から突出している負極電極端子３１ａを回避している。テープ５３および５４は、一対のセラミックセパレータ４１および４２と負極３０の間であって、それぞれ長手方向（搬送方向Ｘ）に沿った両端の接合領域に接合している。テープ５３および５４は、テープ５１および５２よりも長尺に形成している。テープ５１〜５４は、互いに隙間を設けていることから、袋詰電極１１を形成した後、各種の液体を内部に注入することができる。
【００２５】
袋詰電極１１は、一対のセラミックセパレータ４１および４２によって、負極３０の両面を挟持するように積層して構成している。接合領域は、一対のセラミックセパレータ４１および４２と負極３０において、各々の長手方向（搬送方向Ｘ）に沿った両端と、各々の短手方向（交差方向Ｙ）に沿った両端に設けている。したがって、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、積層部材（セラミックセパレータ４１、負極３０、およびセラミックセパレータ４２）の四方に設けた接合領域によって、袋詰電極１１内における負極３０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４１および４２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６０は、例えば、内部に金属板を備えたラミネートシート６１および６２から構成し、発電要素１５を両側から被覆して封止している。ラミネートシート６１および６２で発電要素１５を封止する際に、そのラミネートシート６１および６２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６１および６２の開放している部分から電解液を注入し、一対のセラミックセパレータ４１および４２に電荷液を含浸させる。ラミネートシート６１および６２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６０のラミネートシート６１および６２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（袋詰電極１１）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について、図６および図７を参照しながら順に説明する。
【００２９】
図６は、電気デバイス（袋詰電極１１）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を示す斜視図である。図７は、図６のセパレータ接合装置１００の要部を示す斜視図である。
【００３０】
セパレータ接合装置１００は、例えば、電極搬送部１１０（接合部に相当、接合工程に対応）、第１セパレータ搬送部１２０（接合部に相当、接合工程に対応）、第２セパレータ搬送部１３０（接合部に相当、接合工程に対応）、接合部材供給部１４０（供給部に相当、接合工程に対応）、測定部１５０、袋詰電極搬送部１６０、および制御部１７０から構成している。以下、セパレータ接合装置１００の構成について構成部毎に順に説明する。
【００３１】
電極搬送部１１０（接合部に相当、接合工程に対応）は、図５に示し、負極３０を搬送しつつ所定の形状に切断する。
【００３２】
電極搬送部１１０は、負極３０を、セラミックセパレータ４１および４３に対して近接させつつ、テープ５１〜５４を介して、各積層部材（セラミックセパレータ４１、負極３０、セラミックセパレータ４３）が隣接した状態において互いに接合する。
【００３３】
電極搬送部１１０の電極供給ローラ１１１は、円柱形状からなり、負極３０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に巻き付けられた負極３０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、負極３０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、交差方向Ｙに沿った幅が、負極３０の幅よりも長い。回転部材１１４は、交差方向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。複数の回転部材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。
【００３４】
電極搬送部１１０の切断部材１１５および１１６は、交差方向Ｙに沿って隣り合うように配設し、負極３０を所定の形状に切断して成形する。切断部材１１５は、先端に直線状の鋭利な刃を設け、負極３０の一端を交差方向Ｙに沿って直線状に切断する。切断部材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負極３０の他端を、負極電極端子３１ａの形状に対応して切断する。受け台１１７は、負極３０を切断する切断部材１１５および切断部材１１６を受ける。受け台１１７は、搬送する負極３０を介して、切断部材１１５および切断部材１１６と対向して配設している。電極搬送部１１０は、切り出した負極３０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。
【００３５】
第１セパレータ搬送部１２０（接合部に相当、接合工程に対応）は、図５および図６に示し、負極３０の一面（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４１を搬送しつつ所定の形状に切断する。
【００３６】
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中に示す下方に配設している。
【００３７】
第１セパレータ搬送部１２０は、セラミックセパレータ４１の接合領域を、電極搬送部１１０によって搬送される負極３０の接合領域（図７中の下方の側）に対して近接させつつ、テープ５１〜５４を介して接合する。テープ５１〜５４は、接合部材供給部１４０によって、セラミックセパレータ４１の接合領域に貼り付けている。
【００３８】
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４１を巻き付けて保持している。第１セパレータ供給ローラ１２１は、セラミックセパレータ４１を、ポリプロピレン層４１ｍが内側であってセラミックス層４１ｎが外側になるように、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４１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。
【００３９】
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切断部材１２５は、先端に直線状の鋭利な刃を設け、交差方向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４１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４１を、電極搬送部１１０から搬出された負極３０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４１は、そのセラミックス層４１ｎの側を、負極３０の一面に対向させている。
【００４０】
第２セパレータ搬送部１３０（接合部に相当、接合工程に対応）は、図５および図６に示し、負極３０の一面に対向した他面（積層方向Ｚに沿った図５中に示す上方）に積層するためのセラミックセパレータ４２を搬送しつつ所定の形状に切断する。
【００４１】
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中に示す上方に配設している。
【００４２】
第２セパレータ搬送部１３０は、セラミックセパレータ４２の接合領域を、電極搬送部１１０によって搬送される負極３０の接合領域（図７中の上方の側）に対して近接させつつ、テープ５１〜５４を介して接合する。テープ５１〜５４は、接合部材供給部１４０によって、セラミックセパレータ４２の接合領域に貼り付けている。
【００４３】
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４２を巻き付けて保持している。第２セパレータ供給ローラ１３１は、セラミックセパレータ４２を、ポリプロピレン層４２ｍが内側であってセラミックス層４２ｎが外側になるように、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４２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。
【００４４】
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切断部材１３５は、先端に直線状の鋭利な刃を設け、交差方向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４２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４２を、電極搬送部１１０から搬出された負極３０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４２は、そのセラミックス層４２ｎの側を、負極３０の他面に対向させている。
【００４５】
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４１および４２によって負極３０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。
【００４６】
接合部材供給部１４０（供給部に相当、接合工程に対応）は、図６および図７に示し、セラミックセパレータ４１および４２の接合領域にテープ５１〜５４を供給する。
【００４７】
接合部材供給部１４０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の上流側であって、電極搬送部１１０の積層方向Ｚの上方および下方の側に配設している。
【００４８】
接合部材供給部１４０は、図７中下方の側に配設した第１接合部材供給ローラ１４１および第１付勢部材１４２によって、セラミックセパレータ４１の接合領域（例えば外周縁の近傍の端部）にテープ５１〜５４を供給する。同様に、接合部材供給部１４０は、図７中上方の側に配設した第２接合部材供給ローラ１４３および第２付勢部材１４４によって、セラミックセパレータ４２の接合領域（例えば外周縁の近傍の端部）にテープ５１〜５４を供給する。
【００４９】
第１接合部材供給ローラ１４１は、テープ５１〜５４を一時的に付着させた剥離紙８０を、テープ５１〜５４が外側になるように巻き付けて保持している。第１接合部材供給ローラ１４１は、円柱形状からなり、回転自在である。第１接合部材供給ローラ１４１は、その側面の両側から交差方向Ｙの外方に向かって回転軸を突出させている。ここで、剥離紙８０は、長尺に形成し、一組のテープ５１〜５４を図５等に示す配置になるように一時的に付着させている。剥離紙８０は、一組のテープ５１〜５４を、複数組付着させている。剥離紙８０に付着した隣り合う一組のテープ５１〜５４の間隔は、電極搬送部１１０によって搬送される負極３０の間隔に対応している。
【００５０】
第１付勢部材１４２は、剥離紙８０を巻き付けた第１接合部材供給ローラ１４１を、第１搬送ドラム１２４に向かって常に付勢する。第１付勢部材１４２は、一対からなり、交差方向Ｙの両側から第１接合部材供給ローラ１４１を挟持ように配設している。第１付勢部材１４２は、棒状に形成し、一端部に貫通孔を開口している。一対の第１付勢部材１４２は、一端部の貫通孔に第１接合部材供給ローラ１４１の回転軸を挿入させた状態で、他端部から第１搬送ドラム１２４に向かって付勢する。ここで、剥離紙８０を第１接合部材供給ローラ１４１から外方に引っ張るように引き出しながら、第１搬送ドラム１２４によって搬送中のセラミックセパレータ４１に対して、テープ５１〜５４を転写させる。
【００５１】
第２接合部材供給ローラ１４３は、第１接合部材供給ローラ１４１と同様の構成である。第２付勢部材１４４は、第１付勢部材１４２と同様の構成である。第２付勢部材１４４は、剥離紙８０を巻き付けた第２接合部材供給ローラ１４３を、第２搬送ドラム１３４に向かって常に付勢する。剥離紙８０を第２接合部材供給ローラ１４３から外方に引っ張るように引き出しながら、第２搬送ドラム１３４によって搬送中のセラミックセパレータ４２に対して、テープ５１〜５４を転写させる。
【００５２】
測定部１５０は、図６に示し、セラミックセパレータ４１および４２と負極３０の位置を測定する。
【００５３】
測定部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の上流側であって、電極搬送部１１０の積層方向Ｚの上方および下方の側に配設している。
【００５４】
測定部１５０は、第１カメラ１５１および第２カメラを備えている。第１カメラ１５１は、接合部材供給部１４０によってセラミックセパレータ４１の接合領域に貼り付けられたテープ５１〜５４と、負極３０の図７中下方の側をそれぞれ撮像して位置を検出する。第１セパレータ搬送部１２０は、第１カメラ１５１による各部材の位置の検出結果に基づき、セラミックセパレータ４１の搬送のタイミングを調整する。すなわち、第１セパレータ搬送部１２０は、セラミックセパレータ４１の接合領域に貼り付けられたテープ５１〜５４が、負極電極端子３１ａの基端側を除き、負極３０と重ならないように、セラミックセパレータ４１を搬送する。電極搬送部１１０は、負極３０の搬送のタイミングを変えない。
【００５５】
第２カメラ１５２は、接合部材供給部１４０によってセラミックセパレータ４２の接合領域に貼り付けられたテープ５１〜５４と、負極３０の図７中上方の側をそれぞれ撮像して位置を検出する。第２セパレータ搬送部１３０は、第２カメラ１５２による各部材の位置の検出結果に基づき、セラミックセパレータ４２の搬送のタイミングを調整する。すなわち、第２セパレータ搬送部１３０は、セラミックセパレータ４２の接合領域に貼り付けられたテープ５１〜５４が、負極電極端子３１ａの基端側を除き、負極３０と重ならないように、セラミックセパレータ４２を搬送する。電極搬送部１１０は、負極３０の搬送のタイミングを変えない。
【００５６】
測定部１５０は、カメラによる撮像以外の構成で上記の測定を行うことができる。すなわち、測定部１５０は、セラミックセパレータの接合領域に貼り付けられたテープ５１〜５４と負極３０に対して光をそれぞれ照射し、その反射光をそれぞれ受光することによって、部材の位置を検出することができる。反射光を検出し易いように、着色されたテープ５１〜５４を用いてもよい。また、測定部１５０は、セラミックセパレータの接合領域に貼り付けられたテープ５１〜５４と負極３０に対して光をそれぞれ照射し、その透過光をそれぞれ受光することによって、部材の位置を検出することができる。
【００５７】
袋詰電極搬送部１６０は、図５に示し、接合部材供給部１４０等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１６０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。
【００５９】
袋詰電極搬送部１６０の搬送ベルト１６１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１６１は、交差方向Ｙに沿った幅を、袋詰電極１１の幅よりも長く形成している。回転部材１６２は、交差方向Ｙに沿って、搬送ベルト１６１の内周面に複数配設し、搬送ベルト１６１を回転させる。複数の回転部材１６２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。
【００６０】
袋詰電極搬送部１６０の吸着パッド１６３は、搬送ベルト１６１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１６３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１６４は、吸着パッド１６３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１６４の一端は、吸着パッド１６３を接合している。伸縮部材１６４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。Ｘ軸ステージ１６５およびＸ軸補助レール１６６は、伸縮部材１６４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１６５は、搬送方向Ｘに沿って配設し、伸縮部材１６４を搬送方向Ｘに沿って走査する。Ｘ軸補助レール１６６は、Ｘ軸ステージ１６５と並行に配設し、Ｘ軸ステージ１６５による伸縮部材１６４の走査を補助する。載置台１６７は、板状からなり、例えば３組配設された搬送ベルト１６１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１６７は、袋詰電極１１を一時的に載置して保管する。
【００６１】
制御部１７０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と接合部材供給部１４０と測定部１５０および袋詰電極搬送部１６０の作動をそれぞれ制御する。
【００６２】
制御部１７０のコントローラ１７１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の回転部材１１４と切断部材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切断部材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切断部材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、接合部材供給部１４０の第１付勢部材１４２と第２付勢部材１４４、測定部１５０のＣＣＤ第１カメラ１５１、および袋詰電極搬送部１６０の回転部材１６２と伸縮部材１６４等の制御に関するものを含んでいる。
【００６３】
制御部１７０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、接合部材供給部１４０の第１付勢部材１４２の付勢力に関するものである。
【００６４】
次に、セパレータ接合装置１００の作用について説明する。
【００６５】
電極搬送部１１０は、図５に示すように、切断部材１１５および１１６によって、負極３０を所定の形状に１枚ずつ切断して成形する。電極搬送部１１０は、成形した負極３０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。
【００６６】
次いで、第１セパレータ搬送部１２０は、図５および図６に示すように、負極３０の一面に積層するセラミックセパレータ４１を切り出して搬送する。第１切断部材１２５は、セラミックセパレータ４１を長方形状に切断する。第１セパレータ搬送部１２０は、接合部材供給部１４０によって既にテープ５１〜５４が貼り付けられた状態のセラミックセパレータ４１を電極搬送部１１０から搬出された負極３０の一面の側に積層しつつ接合する。
【００６７】
同様に、第２セパレータ搬送部１３０は、図５および図６に示すように、第１セパレータ搬送部１２０の作動と並行して、負極３０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４２を切り出して搬送する。第２切断部材１３５は、セラミックセパレータ４１を長方形状に切断する。第２セパレータ搬送部１３０は、接合部材供給部１４０によって既にテープ５１〜５４が貼り付けられた状態のセラミックセパレータ４２を、電極搬送部１１０から搬出された負極３０の他面の側に積層しつつ接合する。
【００６８】
次いで、接合部材供給部１４０は、図７に示すように、第１接合部材供給ローラ１４１および第１付勢部材１４２によって、セラミックセパレータ４１の接合領域（例えば外周縁の近傍の端部）にテープ５１〜５４を供給する。剥離紙８０を第１接合部材供給ローラ１４１から外方に引っ張るように引き出しながら、第１搬送ドラム１２４によって搬送中のセラミックセパレータ４１に対して、テープ５１〜５４を転写させる。同様に、接合部材供給部１４０は、第２接合部材供給ローラ１４３および第２付勢部材１４４によって、セラミックセパレータ４２の接合領域（例えば外周縁の近傍の端部）にテープ５１〜５４を供給する。剥離紙８０を第２接合部材供給ローラ１４３から外方に引っ張るように引き出しながら、第２搬送ドラム１３４によって搬送中のセラミックセパレータ４２に対して、テープ５１〜５４を転写させる。
【００６９】
測定部１５０は、図７に示すように、セラミックセパレータ４１および４２と負極３０の位置を測定する。第１セパレータ搬送部１２０は、第１カメラ１５１による部材の測定結果に基づき、セラミックセパレータ４１の接合領域に貼り付けられたテープ５１〜５４が、負極電極端子３１ａの基端側を除き、負極３０と重ならないように、セラミックセパレータ４１の搬送のタイミングを調整する。第２セパレータ搬送部１３０は、第２カメラ１５２による部材の測定結果に基づき、セラミックセパレータ４２の接合領域に貼り付けられたテープ５１〜５４が、負極電極端子３１ａの基端側を除き、負極３０と重ならないように、セラミックセパレータ４２の搬送のタイミングを調整する。電極搬送部１１０は、負極３０の搬送のタイミングを変えない。
【００７０】
その後、袋詰電極搬送部１６０は、図５に示すように、接合部材供給部１４０等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１６０は、袋詰電極１１を載置台１６７に載置して一時的に保管する。
【００７１】
上述した第１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（袋詰電極１１）のセパレータ接合方法は、シート状の溶融材（ポリプロピレン層）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）と、を含むセパレータ（セラミックセパレータ）を用い、電極（負極３０または正極２０）を挟持するセラミックセパレータを接合する方法である。セパレータ接合方法は、接合工程を有する。接合工程は、セパレータの接合領域と、異なる極性の電極（負極３０または正極２０）のうち相対的に大きな電極（例えば負極３０）の外周縁に備えた接合領域と、を接合部材によって接合する。
【００７３】
電気デバイス（袋詰電極１１）の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）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）と、を含むセパレータ（セラミックセパレータ）を用い、電極（負極３０または正極２０）を挟持するセラミックセパレータを接合する装置である。セパレータ接合装置１００は、供給部（接合部材供給部１４０）および接合部（第１セパレータ搬送部１２０等）を有している。接合部材供給部１４０は、セラミックセパレータの接合領域と、異なる極性の電極（負極３０または正極２０）のうち相対的に大きな電極（例えば負極３０）の外周縁に備えた接合領域と、の少なくともいずれか一方に接合部材を供給する。第１セパレータ搬送部１２０等は、セラミックセパレータの接合領域と、電極（例えば負極３０）の外周縁に備えた接合領域と、を互いに近接させつつ接合部材を介して接合する。
【００７４】
このような構成によれば、接合部材によって、セラミックセパレータの接合領域と、異なる極性の電極（負極３０または正極２０）のうち相対的に大きな電極（例えば負極３０）の外周縁に備えた接合領域を接合する。すなわち、セラミックセパレータを接合するために、セラミックス層を加熱して溶融させる必要がない。さらに、異なる極性の電極（負極３０または正極２０）が積層方向Ｚに沿って一部または全部が互いに重複していない外周縁に、接合領域を備えている。したがって、接合が難しいセラミックス層を備えたセラミックセパレータを用いる場合であっても、電極（負極３０または正極２０）を挟持するセラミックセパレータを十分に接合することができ、かつ、接合して形成した電気デバイス（袋詰電極１１）の充放電に係る電気特性を十分に維持させることができる。
【００７５】
ここで、接合して形成した電気デバイス（袋詰電極１１）において、異なる極性の電極（負極３０または正極２０）が積層方向Ｚに沿って一部または全部が互いに重複していない外周縁は、充放電を行うアクティブエリアとしては必ずしも十分ではない部分である。したがって、そのような外周縁に接合領域を備えたとしても、接合して形成した電気デバイス（袋詰電極１１）の充放電に係る電気特性を十分に維持させることができる。
【００７６】
電気デバイス（袋詰電極１１）は、セパレータ（セラミックセパレータ）、電極（負極３０または正極２０）、および接合部材を有している。セラミックセパレータは、シート状の溶融材（ポリプロピレン層）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）を含んでいる。電極（負極３０または正極２０）は、セラミックセパレータによって挟持する。接合部材は、セラミックセパレータの接合領域と、異なる極性の電極（負極３０または正極２０）のうち相対的に大きな電極（例えば負極３０）の外周縁に備えた接合領域と、を接合する。
【００７７】
このような構成によれば、接合が難しい耐熱材を備えたセパレータを用いた場合であっても、セパレータの接合領域と、異なる極性の電極のうち相対的に大きな電極の外周縁に備えた接合領域を接合することによって、電極を挟持するセパレータを十分に接合している。例えば、袋詰電極１１は、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の接合領域を十分に接合していることから、負極３０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を介して隣り合う正極２０と負極３０の短絡を防止できる。さらに、異なる極性の電極（負極３０または正極２０）が積層方向Ｚに沿って一部または全部が互いに重複していない外周縁に、接合領域を備えている。したがって、電気デバイス（袋詰電極１１）や、その電気デバイス（袋詰電極１１）備えた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。
【００７８】
ここで、電気デバイス（袋詰電極１１）において、異なる極性の電極（負極３０または正極２０）が積層方向Ｚに沿って一部または全部が互いに重複していない外周縁は、充放電を行うアクティブエリアとしては必ずしも十分ではない部分である。したがって、そのような外周縁に接合領域を備えたとしても、充放電に係る電気特性を十分に維持することができる。
【００７９】
また、このような構成によれば、相対的に大きな負極３０と相対的に小さな正極２０において、積層方向Ｚに沿って正極２０が存在していない負極３０の外周縁に対して、接合部材を接合することができる。したがって、袋詰電極１１は、接合部材によって、中央部と端部（接合領域）の層厚を一定にすることができる。袋詰電極１１の中央部は、正極２０と負極３０が存在し、袋詰電極１１の端部は負極３０のみ存在する。接合部材は、硬化した後の状態において、正極２０の層厚と同様の層厚になるように規定すると望ましい。
【００８０】
外周縁は、異なる極性の電極（負極３０または正極２０）が積層方向Ｚに沿って互いに重複していない領域とした構成とすることができる。
【００８１】
このような構成によれば、充放電を行うアクティブエリアとしては必ずしも十分ではない外周縁を接合領域に用いる。すなわち、外周縁を接合領域とすることによって、接合して形成した電気デバイス（袋詰電極１１）の充放電に係る電気特性を十分に維持させることができる。
【００８２】
さらに、セパレータ接合方法およびその方法を具現化したセパレータ接合装置１００において、特にセパレータ接合方法は、耐熱材（セラミックス層）同士を対向させたセパレータ（セラミックセパレータ４１および４２）を接合する構成とすることができる。
【００８３】
このような構成によれば、充放電時に発熱する負極３０に対して、耐熱性を備えたセラミック層を両面から当接させることによって、効果的に耐熱することができる。さらに、このような構成によれば、セラミックス層が、例えば粉体のように飛散し易い粉体であっても、その粉体を隣接して積層したセラミックセパレータ４１または４２の間に閉じ込めて封止することができる。したがって、袋詰電極１１の耐熱に係る仕様を維持することができる。さらに、粉体の飛散によって周囲が汚染してしまうことを防止し、飛散する粉体の清掃に要する工数を削減することができる。
【００８４】
さらに、セパレータ接合方法およびその方法を具現化したセパレータ接合装置１００において、特にセパレータ接合方法は、接合部材に、接着性を備えたシート状のテープ５１等を用いた構成とすることができる。
【００８５】
このような構成によれば、セラミックセパレータ４１等の接合領域と電極（負極３０または正極２０）の接合領域にテープ５１等を貼り付けて、互いに接合する非常に簡便であって汎用性の高い方式を適用することができる。
【００８６】
さらに、セパレータ接合方法およびその方法を具現化したセパレータ接合装置１００において、特にセパレータ接合方法は、セパレータ（セラミックセパレータ４１等）の接合領域に接合部材（テープ５１等）を接合した後、テープ５１等を介してセラミックセパレータ４１等に電極（負極３０または正極２０）を接合する構成とすることができる。
【００８７】
このような構成によれば、テープ５１によって、セラミックセパレータ４１等の接合領域と、負極３０の接合領域を接合する非常に簡便であって汎用性の高い方式を適用することができる。特に、セラミックセパレータ４１等の柔軟性が、負極３０の柔軟性よりも高い場合、テープ５１等をセラミックセパレータ４１等に容易に貼り付けることができる。
【００８８】
さらに、セパレータ接合方法およびその方法を具現化したセパレータ接合装置１００において、特にセパレータ接合装置１００は、測定部１５０をさらに有する構成とすることができる。測定部１５０は、セパレータ（セラミックセパレータ４１および４２）または電極（負極３０または正極２０）の少なくとも一方の位置を測定する。ここで、接合部（第１セパレータ搬送部１２０等）は、測定部１５０による位置の測定結果に基づき、接合部材（テープ５１等）をセラミックセパレータ４１および４２の接合領域または負極３０の接合領域に接合する。
【００８９】
このような構成によれば、負極３０に対して高い位置決め精度によってテープ５１等を接合することができる。すなわち、負極３０は、アクティブエリア（負極集電体３１に負極活物質３２が積層された領域、負極電極端子３１ａの部分を除く）に対するテープ５１等の貼り付けの際の位置精度を高めることができる。すなわち、テープ５１等は、例えばアクティブエリアの縁に沿って精度良く貼り付けることができる。アクティブエリアは、正極２０と充放電を行う領域に相当する。したがって、電気特性を一定に維持することができる。ここで、測定部１５０は、次のような構成とすることができる。すなわち、第１カメラ１５１による測定結果に基づき、セラミックセパレータ４１の接合領域に貼り付けられたテープ５１〜５４が、負極電極端子３１ａの基端側を除き、負極３０と重ならないように、第１セパレータ搬送部１２０に対してセラミックセパレータ４１の搬送のタイミングを調整させる。同様に、第２カメラ１５２による測定結果に基づき、セラミックセパレータ４２の接合領域に貼り付けられたテープ５１〜５４が、負極電極端子３１ａの基端側を除き、負極３０と重ならないように、第２セパレータ搬送部１３０に対してセラミックセパレータ４２の搬送のタイミングを調整させる。
【００９０】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る電気デバイス（袋詰電極）のセパレータ接合方法およびその方法を具現化したセパレータ接合装置２００について、図８を参照しながら説明する。
【００９１】
第２実施形態は、接合部材に液体の接着剤７１を用いる構成が、前述した第１実施形態に係る構成と異なる。前述した第１実施形態では、接合部材に固体のテープ５１〜５４を用いていた。第２実施形態においては、前述した第１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。
【００９２】
セパレータ接合装置２００の接合部材供給部２４０について、図８を参照しながら説明する。
【００９３】
図８は、電気デバイス（袋詰電極）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２００の要部を示す斜視図である。
【００９４】
接合部材供給部２４０（供給部に相当、接合工程に対応）は、セラミックセパレータ４１および４２の接合領域に対して接着剤７１をそれぞれ供給する。
【００９５】
接合部材供給部２４０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の上流側であって、電極搬送部１１０の積層方向Ｚの上方および下方の側に配設している。接合部材供給部２４０は、図８において、電極搬送部１１０の積層方向Ｚの上方の側に配設した構成のみを図示している。
【００９６】
接合部材供給部２４０は、図８に示すように、長尺塗工ダイ２４１および短尺塗工ダイ２４２によって、セラミックセパレータ４２の接合領域（例えば外周縁の近傍の端部）に接着剤７１を塗布する。同様に、接合部材供給部２４０は、長尺塗工ダイおよび短尺塗工ダイによって、セラミックセパレータ４１の接合領域（例えば外周縁の近傍の端部）に接着剤を塗布する。
【００９７】
長尺塗工ダイ２４１は、セラミックセパレータ４２において、前述したテープ５１および５２の貼り付け位置に相当する領域に、接着剤７１を塗布する。長尺塗工ダイ２４１は、第２搬送ドラム１３４の外周面と対向し、交差方向Ｙに沿って配設している。長尺塗工ダイ２４１は、先端にテープ５１の全長に相当する出射口を備え、外部から供給を受けた接着剤７１をセラミックセパレータ４２に塗布する。接着剤７１は、一例として、絶縁性を備えた例えばポリフッ化ビニリデンからなる樹脂およびそのコンパウンドから構成する。接着剤７１は、接着力に加えて、絶縁性を備えている。長尺塗工ダイ２４１は、回転する第２搬送ドラム１３４によって搬送中のセラミックセパレータ４２に対して、テープ５１の貼り付け位置に相当する領域に接着剤７１を一時に塗布する。長尺塗工ダイ２４１は、その後、第２搬送ドラム１３４の外周面がテープ５１および５２の間の距離に相当するまで回転すると、テープ５２の貼り付け位置に相当する領域に接着剤７１を一時に塗布する。
【００９８】
短尺塗工ダイ２４２は、セラミックセパレータ４２において、前述したテープ５３および５４の貼り付け位置に相当する領域に、接着剤７１を塗布する。短尺塗工ダイ２４２は、一対から構成し、第２搬送ドラム１３４の外周面と対向し、長尺塗工ダイ２４１を挟むように交差方向Ｙに沿った両側に１つずつ配設している。短尺塗工ダイ２４２は、先端にテープ５３の幅に相当する出射口を備え、外部から供給を受けた接着剤７１をセラミックセパレータ４２に塗布する。短尺塗工ダイ２４２は、回転する第２搬送ドラム１３４によって搬送中のセラミックセパレータ４２に対して、テープ５３および５４の貼り付け位置に相当する領域に接着剤７１を連続的に塗布する。
【００９９】
温風ヒータ２４３は、セラミックセパレータ４２等に塗布された接着剤７１を、例えば乾燥する直前の状態まで短時間で硬化させる。温風ヒータ２４３は、第２搬送ドラム１３４の外周面と対向し、交差方向Ｙに沿って配設している。温風ヒータ２４３は、長尺塗工ダイ２４１および一対の短尺塗工ダイ２４２よりも第２搬送ドラム１３４の回転方向に沿った下流側であって、第２切断部材１３５よりも上流側に配設している。
【０１００】
ここで、接合部材供給部２４０は、様々な仕様の接着剤を用いることができる。すなわち、接合部材供給部２４０は、熱硬化性を備えた接着剤を用いることができる。このような場合には、第２搬送ドラム１３４および第１搬送ドラム１２４よりも搬送方向Ｘに沿った下流側に熱源を配設する。熱源は、例えば熱電対から構成する。熱源は、セラミックセパレータ４１と負極３０およびセラミックセパレータ４２が接着剤を介して積層されている状態で、その接着剤に熱を加えて硬化させる。さらに、接合部材供給部２４０は、光硬化性を備えた接着剤を用いることができる。このような場合には、第２搬送ドラム１３４および第１搬送ドラム１２４よりも搬送方向Ｘに沿った下流側に光源を配設する。光源は、例えば紫外線領域の波長の光を導出するランプをレンズで集光するように構成する。光源は、セラミックセパレータ４１と負極３０およびセラミックセパレータ４２が接着剤を介して積層されている状態で、その接着剤に光を照射して硬化させる。
【０１０１】
上述した第２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。
【０１０２】
セパレータ接合方法およびその方法を具現化したセパレータ接合装置２００において、特にセパレータ接合方法は、接合部材に、接着性を備えた液状の接着剤７１を用いている。
【０１０３】
このような構成によれば、セラミックセパレータ４２等と負極３０の接着に必要とされる接合力に対して、セラミックセパレータ４２等に塗布する接着剤７１の仕様や濃度や塗布量等を任意に選択して対応することができる。
【０１０４】
さらに、このような構成によれば、接着剤７１をセラミックセパレータ４２等に対して圧着していないことから、セラミックセパレータ４２等が歪んだり損傷したりすることを防止できる。
【０１０５】
さらに、このような構成によれば、セラミックセパレータ４２等と負極３０の接着の際の位置合わせに対して、セラミックセパレータ４２等に塗布する接着剤７１の吐出に係るタイミングを任意に調整して対応することができる。
【０１０６】
さらに、セパレータ接合方法およびその方法を具現化したセパレータ接合装置２００において、特にセパレータ接合方法は、接着剤７１に対して加温した媒体（空気）を供給して硬化を促進させる構成とすることができる。
【０１０７】
このような構成によれば、セラミックセパレータ４２等に塗布した接着剤７１を、例えば乾燥する直前の状態まで短時間で硬化させることができる。したがって、セラミックセパレータ４２等と負極３０が互いに積層された状態において、接着剤７１が乾燥する迄に要する時間を大幅に削減することができる。したがって、セラミックセパレータ４１および４２の接合に係る生産性を十分に維持することができる。
【０１０８】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る電気デバイス（袋詰電極）のセパレータ接合方法およびその方法を具現化したセパレータ接合装置３００について、図９を参照しながら説明する。
【０１０９】
第３実施形態は、テープ５１〜５４を先ず負極３０の両面の接合領域にそれぞれ貼り付ける構成が、前述した第１実施形態に係る構成と異なる。前述した第１実施形態では、テープ５１〜５４を先ずセラミックセパレータ４１および４２の接合領域に貼り付けていた。第３実施形態においては、前述した第１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。
【０１１０】
セパレータ接合装置３００の接合部材供給部３４０について、図９を参照しながら説明する。
【０１１１】
図９は、電気デバイス（袋詰電極）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３００の要部を示す斜視図である。
【０１１２】
接合部材供給部３４０（供給部に相当、接合工程に対応）は、負極３０の両面の接合領域にテープ５１〜５４をそれぞれ供給する。
【０１１３】
接合部材供給部３４０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の上流側であって、電極搬送部１１０に隣り合うように配設している。接合部材供給部３４０は、搬送方向Ｘに沿って２組隣り合う搬送ベルト１１３のうちの下流側の搬送ベルト１１３と、第１搬送ドラム１２４および第２搬送ドラム１３４の間を離間させて、その空間に設けている。
【０１１４】
接合部材供給部３４０は、第１接合部材供給ローラ１４１および第２接合部材供給ローラ１４３を、積層方向Ｚに沿って対向するように配設している。図９中の下方の側に配設した第１接合部材供給ローラ１４１および第１付勢部材１４２によって、負極３０の下方の接合領域（例えば外周縁の近傍の端部）にテープ５１〜５４を供給する。同様に、接合部材供給部３４０は、図９中の上方の側に配設した第２接合部材供給ローラ１４３および第２付勢部材１４４によって、負極３０の上方の接合領域（例えば外周縁の近傍の端部）にテープ５１〜５４を供給する。第１付勢部材１４２は、第１接合部材供給ローラ１４１を負極３０に対して付勢している。同様に、第２付勢部材１４４は、負極３０を介して第１付勢部材１４２と積層方向Ｚに沿って対向し、第２接合部材供給ローラ１４３を負極３０に対して付勢している。
【０１１５】
接合部材供給部３４０は、第１接合部材供給ローラ１４１および第１付勢部材１４２によって、負極３０の下方の接合領域（例えば外周縁の近傍の端部）にテープ５１〜５４を供給する。すなわち、剥離紙８０を第１接合部材供給ローラ１４１から外方に引っ張るように引き出しながら、搬送ベルト１１３によって搬送中の負極３０の下面に対して、テープ５１〜５４を転写させる。同様に、第２接合部材供給ローラ１４３および第２付勢部材１４４によって、負極３０の上方の接合領域（例えば外周縁の近傍の端部）にテープ５１〜５４を供給する。すなわち、剥離紙８０を第２接合部材供給ローラ１４３から外方に引っ張るように引き出しながら、搬送ベルト１１３によって搬送中の負極３０の上面に対して、テープ５１〜５４を転写させる。
【０１１６】
上述した第３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。
【０１１７】
セパレータ接合方法およびその方法を具現化したセパレータ接合装置３００において、特にセパレータ接合方法は、電極（負極３０または正極２０）の両面の接合領域に接合部材（テープ５１等）を接合した後、テープ５１等を介して負極３０の両面にセパレータ（セラミックセパレータ４１および４２）を接合する。
【０１１８】
このような構成によれば、負極３０の外周縁の外形形状等を基準にして、負極３０に対して高い位置決め精度でテープ５１等を接合することができる。したがって、負極３０は、アクティブエリア（負極集電体３１に負極活物質３２が積層された領域、負極電極端子３１ａの部分を除く）に対するテープ５１等の貼り付けの際の位置精度を高めることができる。すなわち、テープ５１等は、アクティブエリアの縁に沿って精度良く貼り付けることができる。アクティブエリアは、正極２０と充放電を行う領域に相当する。したがって、電気特性を一定に維持することができる。
【０１１９】
さらに、このような構成によれば、負極３０の機械的な強度が、セラミックセパレータ４１および４２の機械的な強度よりも強い場合、テープ５１等を負極３０に貼り付ける際の損傷を防止し易い。
【０１２０】
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。
【０１２１】
例えば、第１〜第３実施形態では、リチウムイオン二次電池１０に用いる袋詰電極において、電極を挟持するセパレータ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に用いる袋詰電極以外の部材の接合にも適用することができる。
【０１２２】
また、第１〜第３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。
【０１２３】
また、第１〜第３実施形態では、セパレータの耐熱材をセラミックス層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。
【０１２４】
また、第１〜第３実施形態では、セパレータの溶融材をポリプロピレン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。
【０１２５】
また、第１〜第３実施形態では、負極３０をセパレータによって袋詰めして袋詰電極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。正極２０をセパレータ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。
【０１２６】
また、第１〜第３実施形態では、いわゆる枚葉式によって、セラミックセパレータ４１、負極３０、およびセラミックセパレータ４２の順で、各部材を重ね合わせて積層しつつ接合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。いわゆる折返式によって、長尺のセラミックセパレータを折り返しつつ、負極３０を挟持するように積層しつつ接合する構成としてもよい。折返式では、長尺のセラミックセパレータを、負極３０の長手方向の一端に沿って折り返す構成としてもよいし、負極３０の短手方向の一端に沿って折り返す構成としてもよい。
【０１２７】
また、各々の実施形態を複合させた構成としてもよい。例えば、第３実施形態のように負極３０の両面に接合部材を接合する構成において、その接合部材を第２実施形態のように接着剤７１としてもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１０      リチウムイオン二次電池、
１１，１２  袋詰電極（電気デバイス）、
１５      発電要素、
２０      正極（電極）、
２１      正極集電体、
２１ａ    正極電極端子、
２２      正極活物質、
３０      負極（電極）、
３１      負極集電体、
３１ａ    負極電極端子、
３２      負極活物質、
４１，４２，４３，４４  セラミックセパレータ（セパレータ）、
４１ｍ，４２ｍ  ポリプロピレン層（溶融材）、
４１ｎ，４２ｎ  セラミックス層（耐熱材）、
５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８  テープ（接合部材）、
６０      外装材、
６１，６２  ラミネートシート、
７１      接着剤（接合部材）、
８０      剥離紙、
１００，２００，３００  セパレータ接合装置、
１１０    電極搬送部（接合部に相当、接合工程に対応）、
１１１    電極供給ローラ、
１１２    搬送ローラ、
１１３    搬送ベルト、
１１４    回転部材、
１１５，１１６  切断部材、
１１７    受け台、
１２０    第１セパレータ搬送部（接合部に相当、接合工程に対応）、
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切断部材、
１３０    第２セパレータ搬送部（接合部に相当、接合工程に対応）、
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切断部材、
１４０，２４０，３４０  接合部材供給部（供給部に相当、接合工程に対応）、
１４１    第１接合部材供給ローラ、
１４２    第１付勢部材、
１４３    第２接合部材供給ローラ、
１４４    第２付勢部材、
１５０    測定部、
１５１    第１カメラ、
１５２    第２カメラ、
１６０    袋詰電極搬送部、
１６１    搬送ベルト、
１６２    回転部材、
１６３    吸着パッド、
１６４    伸縮部材、
１６５    Ｘ軸ステージ、
１６６    Ｘ軸補助レール、
１６７    載置台、
１７０    制御部、
１７１    コントローラ、
２４１    長尺塗工ダイ、
２４２    短尺塗工ダイ、
２４３    温風ヒータ、
Ｘ        （袋詰電極等の）搬送方向、
Ｙ        （搬送方向Ｘと交差する）交差方向、
Ｚ        （セラミックセパレータと正極の）積層方向。
【図１】
2015197977.tif 000003
【図２】
2015197977.tif 000004
【図３】
2015197977.tif 000005
【図４】
2015197977.tif 000006
【図５】
2015197977.tif 000007
【図６】
2015197977.tif 000008
【図７】
2015197977.tif 000009
【図８】
2015197977.tif 000010
【図９】
2015197977.tif 000011