(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
袋状のセパレータに電極を収容することによりセパレータ付き電極を製造するセパレータ付き電極の製造装置であって、
前記袋状のセパレータを構成する一対の長尺シート状のセパレータ部材を、前記セパレータ部材の長手方向及び短手方向を含む基準面に沿うように前記長手方向に搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送される一対の前記セパレータ部材を前記短手方向に沿って互いに溶着して第１溶着領域を形成する第１溶着部と、
一対の前記セパレータ部材の間に前記電極を供給する供給部と、
前記第１溶着部と前記供給部との間に設けられ、前記供給部によって供給される前記電極を一対の前記セパレータ部材の間に向けてガイドするガイド部材と、を備え、
前記供給部は、前記電極を前記第１溶着領域に当接させるように前記ガイド部材を通して前記電極を落下させることにより、一対の前記セパレータ部材の間に前記電極を供給し、
前記ガイド部材は、前記基準面に沿った第１主面と、前記短手方向に交差する第２主面と、を有し、
前記基準面は、前記電極が前記ガイド部材を通るときに、前記電極の重力が前記第１主面及び前記第２主面の両方に作用するように設定される、
セパレータ付き電極の製造装置。
【請求項２】
前記電極が前記第１溶着領域に当接した後において、一対の前記セパレータ部材の前記短手方向における縁部を互いに溶着して第２溶着領域を形成する第２溶着部を備える、
請求項１に記載のセパレータ付き電極の製造装置。
【請求項３】
前記第１溶着部及び前記第２溶着部は、単一のヒータローラにより構成されている、
請求項２に記載のセパレータ付き電極の製造装置。
【請求項４】
前記電極は、上端部、下端部、及び前記上端部と前記下端部とを互いに接続する側端部を有する本体部と、前記上端部から突設されたタブと、を含み、
前記供給部は、前記側端部を前記第１溶着領域に当接させるように前記ガイド部材を通して前記電極を落下させることにより、一対の前記セパレータ部材の間に前記電極を供給する、
請求項１〜３の何れか一項に記載のセパレータ付き電極の製造装置。
【請求項５】
袋状のセパレータに電極を収容することによりセパレータ付き電極を製造するセパレータ付き電極の製造方法であって、
前記袋状のセパレータを構成する一対の長尺シート状のセパレータ部材を、前記セパレータ部材の長手方向及び短手方向を含む基準面に沿うように前記長手方向に搬送する搬送ステップと、
前記搬送ステップにおいて搬送される一対の前記セパレータ部材を前記短手方向に沿って互いに溶着して第１溶着領域を形成する溶着ステップと、
一対の前記セパレータ部材の間に前記電極を供給する供給ステップと、を備え、
前記供給ステップにおいては、前記電極を前記第１溶着領域に当接させるようにガイド部材を通して前記電極を落下させることにより、一対の前記セパレータ部材の間に前記電極を供給し、
前記ガイド部材は、前記基準面に沿った第１主面と、前記短手方向に交差する第２主面と、を有し、
前記基準面は、前記電極が前記ガイド部材を通るときに、前記電極の重力が前記第１主面及び前記第２主面の両方に作用するように設定される、
セパレータ付き電極の製造方法。
【請求項６】
前記電極は、上端部、下端部、及び前記上端部と前記下端部とを互いに接続する側端部を有する本体部と、前記上端部から突設されたタブと、を含み、
前記供給ステップにおいては、前記側端部を前記第１溶着領域に当接させるように前記ガイド部材を通して前記電極を落下させることにより、一対の前記セパレータ部材の間に前記電極を供給する、
請求項５に記載のセパレータ付き電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セパレータ付き電極の製造装置、及び、セパレータ付き電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、正極及び負極がセパレータを間に挟んで交互に積層された電極積層体を製造する電極積層装置が記載されている。この電極積層装置は、第１のセパレータシートと第２のセパレータシートとを溶着するロール対と、第１のセパレータシート及び第２のセパレータシートの間に正極を供給する正極供給装置と、を備える。ロール対は、第１のセパレータシート及び第２のセパレータシート同士を溶着させ、正極の下部を支持する溶着部を形成する。正極供給装置は、溶着部が形成されるタイミングで溶着部に向けて正極を落下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９９２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電極積層装置においては、溶着部に向けて落下された正極の下部が溶着部に支持されることで、鉛直方向の電極の位置決めが図られる。しかしながら、上記電極積層装置においては、鉛直方向以外の方向における正極の位置決めついて十分に検討されておらず、セパレータに対する電極の位置精度の向上の余地が未だ残されている。
【０００５】
そこで、本発明は、セパレータに対する電極の位置精度を向上可能なセパレータ付き電極の製造装置及びセパレータ付き電極の製造方法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】
【０００６】
本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置は、袋状のセパレータに電極を収容することによりセパレータ付き電極を製造するセパレータ付き電極の製造装置であって、袋状のセパレータを構成する一対の長尺シート状のセパレータ部材を、セパレータ部材の長手方向及び短手方向を含む基準面に沿うように長手方向に搬送する搬送部と、搬送部によって搬送される一対のセパレータ部材を短手方向に沿って互いに溶着して第１溶着領域を形成する第１溶着部と、一対のセパレータ部材の間に電極を供給する供給部と、第１溶着部と供給部との間に設けられ、供給部によって供給される電極を一対のセパレータ部材の間に向けてガイドするガイド部材と、を備え、供給部は、電極を第１溶着領域に当接させるようにガイド部材を通して電極を落下させることにより、一対のセパレータ部材の間に電極を供給し、ガイド部材は、基準面に沿った第１主面と、短手方向に交差する第２主面と、を有し、基準面は、電極がガイド部材を通るときに、第１主面及び第２主面の両方に電極が摺動するように設定される。
【０００７】
このセパレータ付き電極の製造装置においては、供給部が、電極を第１溶着領域に当接させるようにガイド部材を通して電極を落下させて一対のセパレータ部材の間に電極を供給する。このため、第１溶着領域を基準として、セパレータ部材の長手方向（搬送方向）におけるセパレータ部材に対する電極の位置決めがなされる。更に、このセパレータ付き電極の製造装置においては、ガイド部材の第１主面が、セパレータ部材の長手方向及び短手方向を含む基準面に沿っていると共に、ガイド部材の第２主面が、短手方向に交差している。この基準面は、電極がガイド部材を通るときに、第１主面及び第２主面の両方に電極が摺動するように設定されている。よって、上記のように電極を供給する際に、ガイド部材の第１主面によって、セパレータ部材の厚さ方向（搬送方向に交差する方向）における電極の動きが規制される。また、ガイド部材の第２主面によって、セパレータ部材の短手方向（搬送方向に交差する別の方向）における電極の動きが規制される。このように、このセパレータ付き電極の製造装置にあっては、複数の方向において、セパレータ部材に対する電極の位置決めがなされる。このため、セパレータに対する電極の位置精度を向上することが可能となる。
【０００８】
本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置は、電極が第１溶着領域に当接した後において、一対のセパレータ部材の短手方向における縁部を互いに溶着して第２溶着領域を形成する第２溶着部を備えてもよい。この場合、電極の他端部を第１溶着領域に確実に当接させた後に、第２溶着領域を形成してセパレータ部材の縁部を閉じることができる。このため、搬送方向における電極の位置決めの精度がより向上する。
【０００９】
本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置においては、第１溶着部及び第２溶着部は、単一のヒータローラにより構成されてもよい。この場合、部品点数を削減することができる。
【００１０】
本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置においては、電極は、上端部、下端部、及上端部と下端部とを互いに接続する側端部を有する本体部と、上端部から突設されたタブと、を含み、供給部は、側端部を第１溶着領域に当接させるようにガイド部材を通して電極を落下させることにより、一対のセパレータ部材の間に電極を供給してもよい。この場合、一連のセパレータ部材に対して複数の電極を順次供給して複数のセパレータ付き電極を製造する際に、セパレータ部材の長手方向に隣接する電極間にタブが配置されることが避けられる。したがって、セパレータ部材の長手方向に隣接する電極間においてタブの周囲に端材が生じることが避けられる。よって、セパレータ付き電極部材の歩留まりを向上させることができる。
【００１１】
本発明に係るセパレータ付き電極の製造方法は、袋状のセパレータに電極を収容することによりセパレータ付き電極を製造するセパレータ付き電極の製造方法であって、袋状のセパレータを構成する一対の長尺シート状のセパレータ部材を、セパレータ部材の長手方向及び短手方向を含む基準面に沿うように長手方向に搬送する搬送ステップと、搬送ステップにおいて搬送される一対のセパレータ部材を短手方向に沿って互いに溶着して第１溶着領域を形成する溶着ステップと、一対のセパレータ部材の間に電極を供給する供給ステップと、を備え、供給ステップにおいては、電極を第１溶着領域に当接させるようにガイド部材を通して電極を落下させることにより、一対のセパレータ部材の間に電極を供給し、ガイド部材は、基準面に沿った第１主面と、短手方向に交差する第２主面と、を有し、基準面は、電極がガイド部材を通るときに、第１主面及び第２主面の両方に電極が摺動するように設定される。
【００１２】
このセパレータ付き電極の製造方法によれば、供給ステップにおいて、電極を第１溶着領域に当接させるようにガイド部材を通して落下させ、一対のセパレータ部材の間に供給される。このため、第１溶着領域を基準として、セパレータ部材の長手方向（搬送方向）におけるセパレータ部材に対する電極の位置決めがなされる。更に、このセパレータ付き電極の製造方法においては、ガイド部材の第１主面が、セパレータ部材の長手方向及び短手方向を含む基準面に沿っていると共に、ガイド部材の第２主面が、短手方向に交差している。基準面は、電極がガイド部材を通るときに、第１主面及び第２主面の両方に電極が摺動するように設定されている。よって、上記のように電極を供給する際に、ガイド部材の第１主面によって、セパレータ部材の厚さ方向（搬送方向に交差する方向）における電極の動きが規制される。また、ガイド部材の第２主面によって、セパレータ部材の短手方向（搬送方向に交差する別の方向）における電極の動きが規制される。このように、このセパレータ付き電極の製造方法にあっては、複数の方向において、セパレータ部材に対する電極の位置決めがなされる。このため、セパレータに対する電極の位置精度を向上することが可能となる。
【００１３】
本発明に係るセパレータ付き電極の製造方法においては、電極は、上端部、下端部、及び上端部と下端部とを互いに接続する側端部を有する本体部と、上端部から突設されたタブと、を含み、供給ステップにおいては、側端部を前記第１溶着領域に当接させるようにガイド部材を通して電極を落下させることにより、一対のセパレータ部材の間に電極を供給してもよい。この場合、セパレータ付き電極の歩留まりを向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、セパレータに対する電極の位置精度を向上可能なセパレータ付き電極の製造装置及びセパレータ付き電極の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】セパレータ付き正極を備える蓄電装置の断面図である。
【図２】図１のII-II線に沿った断面図である。
【図３】セパレータ付き正極を模式的に示す図である。
【図４】実施形態に係る製造装置を示す概略図である。
【図５】図４の製造装置を説明するための斜視図である。
【図６】（ａ）は、ガイド部材を説明するための斜視図である。（ｂ）は、（ａ）におけるVIb-VIbに沿った断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、セパレータ付き電極の製造方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、セパレータ付き正極を備える蓄電装置の断面図である。図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。図１及び図２に示される蓄電装置１は、例えばリチウムイオン二次電池といった車載用の非水電解質二次電池として構成されている。
【００１８】
蓄電装置１は、例えば略直方体形状をなす中空のケース２と、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って形成されている。ケース２の内壁面上には、絶縁フィルム（図示せず）が設けられる。ケース２の内部には、例えば非水系有機溶媒系の電解液が注液されている。電極組立体３では、後述する正極１１の正極活物質層１５、負極１２の負極活物質層１８、及びセパレータ１３が多孔質をなしており、その空孔内に、電解液が含浸されている。ケース２の上面部には、正極端子５と負極端子６とが互いに離間して配置されている。正極端子５は、絶縁リング７を介してケース２に固定され、負極端子６は、絶縁リング８を介してケース２に固定されている。
【００１９】
電極組立体３は、正極（電極）１１と、負極１２と、正極１１と負極１２との間に配置された袋状のセパレータ１３とによって構成されている。セパレータ１３内には、例えば正極１１が収容される。セパレータ１３内に正極１１が収容された状態で、正極１１と負極１２とがセパレータ１３を介して交互に積層されている。つまり、電極組立体３は、袋状のセパレータ１３に正極１１を収容することにより構成されるセパレータ付き正極（セパレータ付き電極）１０を有している。
【００２０】
なお、スペース効率を向上してケース２内の空間に占める電極組立体３の体積を増加を図る観点から、一例として、電極組立体３を、セパレータ付き正極１０及び負極１２の下端（正極端子５及び負極端子６と反対側の端部）がケース２の底面に接触するように、ケース２内に収容することができる。ケース２の内面上には、絶縁部材（不図示）が配置されている。したがって、この場合には、セパレータ付き正極１０及び負極１２の下端は、絶縁部材を介してケース２の底面に当接する。ただし、セパレータ付き正極１０及び負極１２の下端とケース２の底面との間には、絶縁部材が占める空間以外に微小な隙間が形成されていてもよい。
【００２１】
図３は、セパレータ付き正極を模式的に示す図である。図１〜３に示されるように、正極１１は、例えばアルミニウム箔からなる金属箔１４と、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。正極１１の金属箔１４は、上端部１４ｃ、下端部１４ｄ、及び上端部１４ｃと下端部１４ｄとを互いに接続する側端部１４ｅ，１４ｆを有する矩形状の本体部１４ａと、正極端子５の位置に対応するように上端部１４ｃから突設された矩形状のタブ１４ｂと、を含む。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ている多孔質の層である。正極活物質層１５は、本体部１４ａの両面において、少なくとも上端部１４ｃ及び下端部１４ｄの間の中央部分に正極活物質が担持されて形成されている。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウム、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。一例として、ここでは、タブ１４ｂには、正極活物質が担持されていない。ただし、タブ１４ｂにおける本体部１４ａ側の基端部分には、活物質が担持されている場合もある。タブ１４ｂは、本体部１４ａの上端部１４ｃから上方に延び、導電部材１６を介して正極端子５に接続されている。
【００２２】
負極１２は、例えば銅箔からなる金属箔１７と、金属箔１７の両面に形成された負極活物質層１８と、を有している。負極１２の金属箔１７は、正極１１の金属箔１４と同様に、図示しない上端部、下端部、及び、側端部を有する矩形状の本体部１７ａと、負極端子６の位置に対応するように本体部１７ａの上端部から突設された矩形状のタブ１７ｂと、を含む。負極活物質層１８は、本体部１７ａの両面において、少なくとも上端部及び下端部の間の中央部分に負極活物質が担持されて形成されている。負極活物質層１８は、負極活物質とバインダとを含んで形成されている多孔質の層である。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、ホウ素添加炭素等が挙げられる。一例として、ここでは、タブ１７ｂには、負極活物質が担持されていない。ただし、タブ１７ｂにおける本体部１７ａ側の基端部分には、活物質が担持されている場合もある。タブ１７ｂは、本体部１７ａの上端部から上方に延び、導電部材１９を介して負極端子６に接続されている。
【００２３】
セパレータ１３は、内部に正極１１のみを収容している。セパレータ１３は、正極１１及び負極１２の積層方向からみて矩形状である。セパレータ１３は、袋状のセパレータ１３を構成する一対の長尺シート状のセパレータ部材を互いに溶着して袋状に形成される。具体的には、セパレータ１３は、セパレータ部材を互いに溶着して形成される溶着領域Ｗによって外縁が規定される袋状である。なお、図３においては、説明のために溶着領域Ｗに網掛けを施している。溶着領域Ｗは、溶着領域Ｗ１（第１溶着領域）、溶着領域Ｗ２（第２溶着領域）、溶着領域Ｗ３（第２溶着領域）、及び溶着領域Ｗ４（第２溶着領域）を有している。
【００２４】
一対の溶着領域Ｗ１は、それぞれ、本体部１４ａの側端部１４ｅ及び側端部１４ｆに対向すると共に、側端部１４ｅ及び側端部１４ｆに沿って延びる。溶着領域Ｗ２は、本体部１４ａの上端部１４ｃに対向すると共に上端部１４ｃに沿って延びる。溶着領域Ｗ３は、本体部１４ａの上端部１４ｃに対向する。溶着領域Ｗ２と溶着領域Ｗ３との間には、非溶着領域Ｗ３ｎが介在されている。セパレータ１３においては、非溶着領域Ｗ３ｎを介してタブ１４ｂが突出させられている。溶着領域Ｗ４は、本体部１４ａの下端部１４ｄに対向すると共に下端部１４ｄに沿って延びる。溶着領域Ｗ３及び溶着領域Ｗ４と、側端部１４ｆ側の溶着領域Ｗ１とは、互いに接続されている。
【００２５】
溶着領域Ｗ２及び溶着領域Ｗ４と、側端部１４ｅ側の溶着領域Ｗ１とは、互いに接続されていない。具体的には、溶着領域Ｗ２と、側端部１４ｅ側の溶着領域Ｗ１との間には、非溶着領域Ｗ２ｎが介在されている。溶着領域Ｗ４と、側端部１４ｅ側の溶着領域Ｗ１との間は、非溶着領域Ｗ４ｎが介在されている。つまり、セパレータ１３は、非溶着領域Ｗ２ｎ、非溶着領域Ｗ３ｎ、及び非溶着領域Ｗ４ｎにおいて閉じられていない。なお、非溶着領域Ｗ２ｎ及び非溶着領域Ｗ４ｎは、設けられていなくてもよい。つまり、溶着領域Ｗ１と、溶着領域Ｗ２及び溶着領域Ｗ４とが連続していてもよい。セパレータ（セパレータ部材）１３の形成材料としては、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、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又は不織布等が例示される。
【００２６】
続いて、蓄電装置１の製造方法の主な工程について説明する。まず、混練工程が実施される。混練工程においては、活物質層の主成分である活物質粒子と、バインダ及び導電助剤などの粒子とを混練機内の溶媒中で混練し、各粒子の分散性がよい電極合剤を製造する。バインダは、例えばポリアミドイミド、ポリイミド等の熱可塑性樹脂であってもよく、主鎖にイミド結合を有するポリマー樹脂であってもよい。溶媒は、例えばＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）、メタノール、メチルイソブチルケトン等の有機溶媒であってもよく、水であってもよい。導電助剤は例えば、アセチレンブラックやカーボンブラック、グラファイトなどの炭素系材料である。
【００２７】
次に、塗工工程が実施される。塗工工程では、ロール状に巻かれた帯状の金属箔を繰り出し、その金属箔の表面に、電極合剤を間欠的または連続的に塗布する。電極合剤が塗布された金属箔は、電極合剤の塗布の直後に乾燥炉内を通過する。これにより、電極合剤に含まれる溶媒が乾燥・除去されると共に、樹脂よりなるバインダが活物質粒子同士を結合する。これにより、活物質粒子の間に微細な間隙（空孔）を有する活物質層が形成される。
【００２８】
次いで、プレス工程が実施される。プレス工程では、帯状の金属箔の表面に形成された活物質層をロールにより所定の圧力でプレスする。これにより、活物質層が圧縮され、活物質の密度が適切な値に高められる。次いで、外観検査工程が実施される。外観検査工程にでは、活物質層の表面状態をカメラ等で確認し、良品及び不良品の判定を行う。
【００２９】
次いで、減圧乾燥工程が実施される。ここでは、活物質層が形成された帯状の金属箔を、真空乾燥炉内に収容して減圧高温化にて乾燥する。これにより、活物質層に残留するわずかな溶媒を除去する。次いで、打ち抜き工程が実施される。打ち抜き工程では、打ち抜き機を用いて、活物質層が形成された金属箔を所定の形状に打ち抜くことで、上記の正極１１及び負極１２を形成する。
【００３０】
次いで、電極収容工程が実施される。電極収容工程では、一対の長尺シート状のセパレータ部材から矩形袋状のセパレータ１３を形成しつつ、当該セパレータ１３に正極１１を収容することで、セパレータ付き正極１０を製造する。このとき、セパレータ１３に対する正極１１の位置決めが行われる（詳しくは後述）。
【００３１】
次いで、積層工程が実施される。積層工程では、セパレータ付き正極１０及び負極１２を順次積層する。次いで、組み立て工程が実施される。組み立て工程では、正極１１と負極１２とが、セパレータ１３を介して積層された積層体を一体化し、正極１１のタブ１４ｂ及び負極１２のタブ１７ｂをそれぞれ溶接する。これにより、電極組立体３を得る。そして、正極１１のタブ１４ｂ及び負極１２のタブ１７ｂに、導電部材１６及び導電部材１９をそれぞれ溶接する。
【００３２】
なお、セパレータ付き正極１０と負極１２とは、互いに略等しい形状及び大きさを有している。すなわち、負極１２の幅及び高さとセパレータ付き正極１０の幅及び高さとは、互いに略等しい。したがって、正極１１の本体部１４ａの幅及び高さは、負極１２の本体部１７ａの幅及び高さより若干小さくなっている。
【００３３】
引き続いて、図４〜７を参照して、上記の電極収容工程について詳細に説明する。図４〜７には、直交座標系Ｓが示されている。電極収容工程は、ここでは、正極（電極）１１を袋状のセパレータ１３に収容することによりセパレータ付き正極（セパレータ付き電極）１０を製造するセパレータ付き電極の製造方法である。この製造方法は、製造装置２０により実施される。つまり、製造装置２０は、袋状のセパレータ１３に正極１１を収容することによりセパレータ付き正極１０を製造するセパレータ付き電極の製造装置である。
【００３４】
製造装置２０は、互いに対向する一対の供給ローラ（供給部）２１と、互いに対向する一対のガイドローラ２２と、ヒータローラ（第１溶着部、第２溶着部）２３と、互いに対向する一対の搬送ローラ（搬送部）２４と、切断部２５と、ガイド部材２６と、を備える。供給ローラ（供給部）２１、ガイド部材２６、ガイドローラ２２、ヒータローラ２３、搬送ローラ２４、及び、切断部２５は、直交座標系ＳのＸ方向に沿って順に配列されている。供給ローラ２１、ガイドローラ２２、ヒータローラ２３、及び、搬送ローラ２４は、その回転軸が直交座標系ＳのＹ方向に沿っている。
【００３５】
ここでは、まず、セパレータ１３の元となる長尺シート状のセパレータ部材１３ａ，１３ｂが用意される。セパレータ部材１３ａ，１３ｂは、それぞれ、図示しない原反ロールから繰り出されると共に搬送ローラ２４によって、その長手方向に沿って搬送される。その際、セパレータ部材１３ａ，１３ｂは、ガイドローラ２２によりガイドされ、Ｘ方向に沿うように互いに略平行に搬送される。したがって、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向はＸ方向に沿っており、短手方向はＹ方向に沿っており、厚さ方向はＺ方向に沿っている。つまり、セパレータ部材１３ａ，１３ｂは、少なくともヒータローラ２３の後段側において、その長手方向及び短手方向を含む基準面（すなわち、Ｘ方向及びＹ方向によって張られる面）ＳＦに沿うように長手方向に搬送される。なお、基準面ＳＦは、仮想的な平面である。
【００３６】
引き続いて、製造装置２０の各部の詳細について説明する。搬送ローラ２４は、円柱状であり、ヒータローラ２３と切断部２５との間に配置されている。搬送ローラ２４は、上述したように、一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂを長手方向に沿った搬送方向に搬送する。より具体的には、搬送ローラ２４は、図示しない駆動源によって、セパレータ部材１３ａ，１３ｂを挟み込みながら矢印方向に回転することにより、セパレータ部材１３ａ，１３ｂを長手方向に沿った搬送方向に搬送する。このとき、セパレータ部材１３ａ，１３ｂは、基準面ＳＦに沿っている。
【００３７】
ヒータローラ２３は、ガイドローラ２２と搬送ローラ２４との間に配置されている。ヒータローラ２３は、セパレータ部材１３ａ，１３ｂが搬送ローラ２４によって搬送されるのに伴って回転する。ただし、ヒータローラ２３は、搬送ローラ２４とは独立した駆動源によって回転駆動されてもよい。この場合、ヒータローラ２３の回転速度は、基本的に、搬送ローラ２４によるセパレータ部材１３ａ，１３ｂの搬送速度に合わせられる。また、この場合には、ヒータローラ２３の回転数を制御することによって、その溶着位置を調整することも可能となる。
【００３８】
ヒータローラ２３は、一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂを互いに溶着して袋状のセパレータ１３を形成する。そのために、ヒータローラ２３は、搬送ローラ２４によって搬送される一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂをセパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向に沿って互いに溶着し、溶着領域Ｗ１を形成する。また、ヒータローラ２３は、一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向における縁部Ｅを互いに溶着して溶着領域Ｗ２、溶着領域Ｗ３、及び溶着領域Ｗ４を形成する。
【００３９】
ヒータローラ２３は、互いに対向する円柱状のローラ２３ａ及びローラ２３ｂを含む。ローラ２３ａの外側面には凸部Ｈが形成されている。凸部Ｈの高さは、ローラ２３ａの周方向に沿って略一定となっている。また、一例として、ローラ２３ａの内部にはヒータが設けられており、その熱が凸部Ｈに伝達可能とされている。なお、ローラ２３ｂの内部にもヒータを設け、ローラ２３ａとローラ２３ｂとの両方を加熱してもよい。一方、ここでは、ローラ２３ｂには、凹凸が設けられていない。このようなヒータローラ２３においては、熱せられたローラ２３ａの凸部Ｈの頂面とローラ２３ｂの外周面とによって一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂを挟むことにより、溶着領域Ｗ１〜溶着領域Ｗ４を形成する。したがって、凸部Ｈの形状は、溶着領域Ｗ１〜溶着領域Ｗ４の形状が図示する例のような形状となるように設定されている。
【００４０】
より具体的には、凸部Ｈは、第１凸部Ｈ１、第２凸部Ｈ２、第３凸部Ｈ３、及び第４凸部Ｈ４を含む（特に図５参照）。第１凸部Ｈ１は、溶着領域Ｗ１を形成するため、ローラ２３ａの回転軸の方向（セパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向）に沿って直線状に延びている。第２凸部Ｈ２は、溶着領域Ｗ２を形成するため、ローラ２３ａの周方向に沿って延びている。第３凸部Ｈ３は、溶着領域Ｗ３を形成するため、ローラ２３ａの周方向に沿って延びている。第４凸部Ｈ４は、溶着領域Ｗ４を形成するため、ローラ２３ａの周方向に沿って延びている。
【００４１】
ローラ２３ａの外周面には、第１凸部Ｈ１と、第２凸部Ｈ２及び第４凸部Ｈ４との間に、凸部Ｈが設けられていない平坦部Ｈ２ｎ及び平坦部Ｈ４ｎが設定されている。この平坦部Ｈ２ｎ及び平坦部Ｈ４ｎにおいては、ローラ２３ａがセパレータ部材１３ａに接触せず、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの溶着が行われない。したがって、第２凸部Ｈ２及び第４凸部Ｈ４は、第１凸部Ｈ１による溶着領域Ｗ１の形成に続いて、非溶着領域Ｗ２ｎ及び非溶着領域Ｗ４ｎを介在させつつ、セパレータ部材１３ａ，１３ｂにおける短手方向の縁部Ｅを互いに溶着して溶着領域Ｗ２及び溶着領域Ｗ４を形成する。
【００４２】
また、第２凸部Ｈ２と第３凸部Ｈ３との間には、凹部Ｈ３ｎが設けられている。第２凸部Ｈ２及び第３凸部Ｈ３は、この凹部Ｈ３ｎにおいて、セパレータ部材１３ａに接触しない。つまり、セパレータ部材１３ａ，１３ｂは、この凹部Ｈ３ｎにおいても溶着されない。この溶着されない箇所は、上述した非溶着領域Ｗ３ｎとなる。凹部Ｈ３ｎは、タブ１４ｂに対応する位置に設けられる。なお、第３凸部Ｈ３及び第４凸部Ｈ４は、平坦部Ｈ２ｎ及び平坦部Ｈ４ｎと反対側において、第１凸部Ｈ１に接続されている。つまり、溶着領域Ｗ３及び溶着領域Ｗ４の形成に続いて、再び溶着領域Ｗ１が形成される。
【００４３】
このように、製造装置２０においては、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向に沿ってセパレータ部材１３ａ，１３ｂを互いに溶着して溶着領域Ｗ１を形成する第１溶着部と、後述するように正極１１の側端部１４ｅが溶着領域Ｗ１に当接した後において、一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向における縁部Ｅを互いに溶着して溶着領域Ｗ２、溶着領域Ｗ３、及び溶着領域Ｗ４を形成する第２溶着部とが、単一のヒータローラ２３により構成されている。なお、溶着領域Ｗ１と溶着領域Ｗ２，Ｗ４とを互いに連続的に形成する場合には、溶着領域Ｗ１を形成するためのヒータローラと、溶着領域Ｗ２，Ｗ４を形成するためのヒータローラとを別々に用意すればよい。
【００４４】
供給ローラ２１は、一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂの間に正極１１を供給する。供給ローラ２１は、円柱状であり、ガイドローラ２２の上方に配置されている。供給ローラ２１は、正極１１を挟み込みながら回転することで、正極１１を搬送しつつセパレータ部材１３ａ，１３ｂ間に正極１１を供給する。供給ローラ２１による正極１１の供給は、搬送ローラ２４によるセパレータ部材１３ａ，１３ｂの搬送、及び、ヒータローラ２３による溶着領域Ｗ１の形成と同期している。
【００４５】
すなわち、供給ローラ２１は、正極１１の本体部１４ａの側端部１４ｅを溶着領域Ｗ１に当接させるようにガイド部材２６を通して正極１１を落下させることにより、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの間に正極１１（電極）を供給する。これにより、溶着領域Ｗ１を基準として、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向（搬送方向）におけるセパレータ部材１３ａ，１３ｂに対する正極１１の位置決めがなされる。
【００４６】
切断部２５は、搬送ローラ２４よりも後段側（下流側）に配置されている。切断部２５は、回転刃２５ａ及び固定刃２５ｂを含む。切断部２５は、回転刃２５ａと固定刃２５ｂとの間にセパレータ部材１３ａ，１３ｂを挟むようにしてセパレータ部材１３ａ，１３ｂを切断する。特に、切断部２５は、回転刃２５ａの回転に伴って、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの溶着領域Ｗ１においてセパレータ部材１３ａ，１３ｂを切断する。これにより、個片化されたセパレータ付き正極１０が製造される（切り出される）。なお、切断部２５は、固定刃と回転刃とを用いたものに限定されない。例えば、切断部２５は、上下の軸のまわりにそれぞれ回転する一対のロータリー刃を用いたロータリーカッターや、熱による溶断を利用するものであってもよい。
【００４７】
ここで、ガイド部材２６は、セパレータ１３に対する正極１１の位置決めを行う。ガイド部材２６は、供給ローラ２１とヒータローラ２３との間に設けられている。ガイド部材２６は、供給ローラ２１によって供給される正極１１を一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂの間に向けてガイドする。ガイド部材２６は、一例として、長方形板状の底壁部２６ｒと、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向における底壁部２６ｒの端部に立設された台形板状の側壁部２６ｐとによって、Ｌ字板状に形成されている。
【００４８】
底壁部２６ｒは、側壁部２６ｐ側に臨む第１主面ＳＦ１を含む。側壁部２６ｐは、底壁部２６ｒ側に臨む第２主面ＳＦ２を含む。第１主面ＳＦ１は、基準面ＳＦに沿った面である。第２主面ＳＦ２は、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向に交差する面である。ここでは、第２主面ＳＦ２は、基準面ＳＦに略直交している。第１主面ＳＦ１と第２主面ＳＦ２とは、互いに接続されている。第１主面ＳＦ１は、その長手方向がセパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向に沿うような長方形状である。第２主面ＳＦ２は、その長手方向がセパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向に沿うような長尺の台形状である。一例として、第２主面ＳＦ２における第１主面ＳＦ１からの高さは、供給ローラ２１からヒータローラ２３に向かうにつれて徐々に低くなっている。
【００４９】
ここで、基準面ＳＦは、正極１１がガイド部材２６を通るときに、第１主面ＳＦ１及び第２主面ＳＦ２の両方に正極１１が摺動するように設定される。具体的には、基準面ＳＦは、以下のようにして設定することができる。すなわち、基準面ＳＦは、正極１１がガイド部材２６内に位置しているときに、正極１１の重力が第１主面ＳＦ１及び第２主面ＳＦ２の両方に作用するように設定される。一例として、基準面ＳＦは、第１主面ＳＦ１が、ガイド部材２６の底壁部２６ｒにおける第１主面ＳＦ１の反対側の面よりも鉛直上側に位置するように、水平面に対して傾斜させられ、且つ、第２主面ＳＦ２が、ガイド部材２６の側壁部２６ｐにおける第２主面ＳＦ２の反対側の面よりも鉛直上側に位置するように、鉛直面に対して傾斜させられる。
【００５０】
このような基準面ＳＦにより規定される第１主面ＳＦ１及び第２主面ＳＦ２を含むガイド部材２６においては、供給ローラ２１から落下された正極１１は、ガイド部材２６におけるヒータローラ２３と反対側の端部２６ａからガイド部材２６に導入される。ガイド部材２６に導入された正極１１は、その主面１１ｓが第１主面ＳＦ１と摺動すると共に、その下端部１４ｄが第２主面ＳＦ２に摺動しながら、ガイド部材２６上を移動する。これにより、第１主面ＳＦ１によってセパレータ部材１３ａ，１３ｂの厚さ方向の正極１１の動きが規制されると共に、第２主面ＳＦ２によってセパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向の正極１１の動きが規制される。そして、正極１１は、ガイド部材２６におけるヒータローラ２３側の端部２６ｂから、一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂの間に向かって導出される。
【００５１】
引き続き、電極収容工程（セパレータ付き電極の製造方法）の一例について説明を続ける。この製造方法においては、まず、搬送ローラ２４により、セパレータ部材１３ａ，１３ｂを基準面ＳＦに沿うように、その長手方向に搬送する（搬送ステップ）。
【００５２】
続いて、図４、図５、及び図７（ａ）に示されるように、ヒータローラ２３により、搬送ステップにおいて搬送されているセパレータ部材１３ａ，１３ｂを、その短手方向に沿って溶着することにより、正極１１の位置決めの基準となる溶着領域Ｗ１を形成する（溶着ステップ）。
【００５３】
続いて、図４，図５、図６、及び図７（ｂ）に示されるように、搬送ステップにおいて搬送されるセパレータ部材１３ａ，１３ｂの間に正極１１を供給する（供給ステップ）。ここでは、溶着ステップにおける溶着領域Ｗ１の形成に同期して、供給ローラ２１により、正極１１の本体部１４ａの側端部１４ｅを溶着領域Ｗ１に当接させるように、ガイド部材２６を通して正極１１を落下させることによって、一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂの間に正極１１を供給する。
【００５４】
これにより、溶着領域Ｗ１を基準として、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向（搬送方向）におけるセパレータ部材１３ａ，１３ｂに対する正極１１の位置決めが行われる。さらに、この供給ステップにおいては、正極１１を、ガイド部材２６の第１主面ＳＦ１及び第２主面ＳＦ２の両方に摺動させる。これにより、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向及び厚さ方向における（すなわち、基準面ＳＦ内における）セパレータ部材１３ａ，１３ｂに対する正極１１の位置決めが行われる。
【００５５】
続いて、図４、図５、及び、図７（ｃ）に示されるように、供給ステップにおいてセパレータ部材１３ａ，１３ｂの間に正極１１が供給された後に、ヒータローラ２３により、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向における縁部Ｅを互いに溶着して溶着領域Ｗ２及び溶着領域Ｗ４を形成する。このとき、溶着領域Ｗ１と溶着領域Ｗ２との間、及び、溶着領域Ｗ１と溶着領域Ｗ４との間には、それぞれ、非溶着領域Ｗ２ｎ及び非溶着領域Ｗ４ｎが介在される。
【００５６】
続いて、図４、図５、及び、図７（ｄ）に示されるように、ヒータローラ２３により、溶着領域Ｗ３を形成する。このとき、溶着領域Ｗ２と溶着領域Ｗ３との間には、非溶着領域Ｗ３ｎが介在される。その後、ヒータローラ２３により、正極１１を挟んで先に形成されている溶着領域Ｗ１と反対の位置において、一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂを短手方向に沿って互いに溶着することにより、別の溶着領域Ｗ１を形成する。この別の溶着領域Ｗ１は、続けて供給される別の正極１１の本体部１４ａの側端部１４ｅが当接されることになる溶着領域Ｗ１である。これにより、一続きのセパレータ部材１３ａ，１３ｂに対して袋状のセパレータ１３が形成されると共に、正極１１がセパレータ１３に収容された状態となる。すなわち、セパレータ付き正極１０が製造される。
【００５７】
そして、切断部２５によりセパレータ部材１３ａ，１３ｂを切断する。具体的には、切断部２５により、正極１１の両側の一対の溶着領域Ｗ１においてセパレータ部材１３ａ，１３ｂを切断する。これにより、セパレータ付き正極１０が個片化される（切り出される）。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態に係る製造装置２０においては、供給ローラ２１が、正極１１の側端部１４ｅを溶着領域Ｗ１に当接させるようにガイド部材２６を通して正極１１を落下させて一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂの間に正極１１を供給する。このため、溶着領域Ｗ１を基準として、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向（搬送方向、Ｘ方向）におけるセパレータ部材１３ａ，１３ｂに対する正極１１の位置決めがなされる。
【００５９】
更に、本実施形態に係る製造装置２０においては、ガイド部材２６の第１主面ＳＦ１が、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向及び短手方向を含む基準面ＳＦに沿っていると共に、ガイド部材２６の第２主面ＳＦ２が、短手方向に交差している。この基準面ＳＦは、正極１１がガイド部材２６を通るときに、第１主面ＳＦ１及び第２主面ＳＦ２の両方に正極１１が摺動するように設定されている。よって、上記のように正極１１を供給する際に、ガイド部材２６の第１主面ＳＦ１によって、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの厚さ方向（搬送方向に交差する方向）における正極１１の動きが規制される。
【００６０】
また、ガイド部材２６の第２主面ＳＦ２によって、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向（搬送方向に交差する別の方向）における正極１１の動きが規制される。このように、この製造装置２０にあっては、複数の方向において、セパレータ部材１３ａ，１３ｂに対する正極１１の位置決めがなされる。このため、セパレータ１３に対する正極１１の位置精度を向上することが可能となる。
【００６１】
また、本実施形態に係る製造装置２０においては、ヒータローラ２３によって、正極１１の本体部１４ａの側端部１４ｅが溶着領域Ｗ１に当接した後において、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向における縁部Ｅを互いに溶着して溶着領域Ｗ２〜溶着領域Ｗ４が形成される。これにより、正極１１の側端部１４ｅを溶着領域Ｗ１に確実に当接させた後に、溶着領域Ｗ２〜溶着領域Ｗ４を形成してセパレータ部材１３ａ，１３ｂの縁部Ｅを閉じることができる。このため、搬送方向における正極１１の位置決めの精度がより向上する。
【００６２】
また、本実施形態に係る製造装置２０においては、正極１１の本体部１４ａの上端部１４ｃからタブ１４ｂが突設されており、供給ローラ２１は、タブ１４ｂが設けられていない側端部１４ｅを溶着領域Ｗ１に当接させるように、一対のセパレータ部材１３ａ，１３ｂの間に正極１１を供給する。
【００６３】
このため、一連のセパレータ部材１３ａ，１３ｂに対して複数の正極１１を順次供給して複数のセパレータ付き正極１０を製造する際に、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向に隣接する正極１１間にタブ１４ｂが配置されることが避けられる。したがって、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向に隣接する正極１１間においてタブ１４ｂの周囲に端材が生じることが避けられる。よって、セパレータ付き正極１０の歩留まりを向上させることができる。
【００６４】
一方、本実施形態に係る製造方法（電極収容工程）においては、供給ステップにおいて、正極１１の側端部１４ｅを溶着領域Ｗ１に当接させるようにガイド部材２６を通して正極１１を落下させ、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの間に正極１１を供給する。このため、溶着領域Ｗ１を基準として、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向（搬送方向）におけるセパレータ部材１３ａ，１３ｂに対する正極１１の位置決めがなされる。
【００６５】
更に、本実施形態に係る製造方法においては、ガイド部材２６の第１主面ＳＦ１が、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向及び短手方向を含む基準面ＳＦに沿っていると共に、ガイド部材２６の第２主面ＳＦ２が、短手方向に交差している。基準面ＳＦは、正極１１がガイド部材２６を通るときに、第１主面ＳＦ１及び第２主面ＳＦ２の両方に正極１１が摺動するように設定されている。よって、上記のように正極１１を供給する際に、ガイド部材２６の第１主面ＳＦ１によって、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの厚さ方向（搬送方向に交差する方向）における正極１１の動きが規制される。
【００６６】
また、ガイド部材２６の第２主面ＳＦ２によって、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの短手方向（搬送方向に交差する別の方向）における正極１１の動きが規制される。このように、本実施形態に係る製造方法にあっては、複数の方向において、セパレータ部材１３ａ，１３ｂに対する正極１１の位置決めがなされる。このため、セパレータ部材１３ａ，１３ｂに対する正極１１の位置精度を向上することが可能となる。
【００６７】
また、本実施形態に係る製造方法においては、供給ステップにおいて、供給ローラ２１により、タブ１４ｂが設けられていない側端部１４ｅを溶着領域Ｗ１に当接させるように、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの間に正極１１を供給する。このため、一連のセパレータ部材１３ａ，１３ｂに対して複数の正極１１を順次供給して複数のセパレータ付き正極１０を製造する際に、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向に隣接する正極１１間にタブ１４ｂが配置されることが避けられる。したがって、セパレータ部材１３ａ，１３ｂの長手方向に隣接する正極１１間においてタブ１４ｂの周囲に端材が生じることが避けられる。よって、セパレータ付き正極１０の歩留まりを向上させることができる。
【００６８】
なお、セパレータ１３に対する正極１１の位置精度が低い場合には、溶着領域Ｗ１〜溶着領域Ｗ４によって画成されるセパレータ１３の内部空間に対して、正極１１を十分に小さく設定する必要がある。これは、セパレータ１３に対する正極１１の位置ずれが大きい場合であっても、溶着領域Ｗ１〜溶着領域Ｗ４と正極１１とが互いに干渉することを避け、セパレータ１３に正極１１を確実に収容するためである。この点、本実施形態に係る製造装置２０及び製造方法によれば、セパレータ１３に対する正極１１の位置精度が向上されるため、セパレータ１３に対する正極１１の位置ずれが大きくなることが抑制される。このため、上記のような事情を考慮する必要がなく、正極１１を比較的大きく設定することができる。したがって、蓄電装置１の容量を向上することができる。また、正極１１を比較的大きく形成した場合であっても、正極１１がセパレータ１３の内側に確実に収容されるため、正極１１が確実に絶縁され、安全性が確保される。
【００６９】
以上の実施形態は、本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置、及びセパレータ付き電極の製造方法の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置、及びセパレータ付き電極の製造方法は、上述したものに限定されない。本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置、及びセパレータ付き電極の製造方法は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述したものを任意に変形したものとすることができる。
【００７０】
例えば、上記実施形態においては、正極１１の本体部１４ａにおけるタブ１４ｂが設けられていない下端部１４ｄを溶着領域Ｗ１に当接させるように、正極１１をセパレータ１３部材ａ，１３ｂ間に供給する場合の一例について説明した。しかしながら、正極１１を供給する際には、正極１１の本体部１４ａにおけるタブ１４ｂが設けられた上端部１４ｃ以外の任意の端部を、溶着領域Ｗ１に当接させるものとすることができる。
【００７１】
さらに、上記実施形態においては、正極１１がセパレータ１３に収容される場合について説明した。しかしながら、負極１２がセパレータ１３に収容されてもよい。すなわち、正極１１及び負極１２のうちのいずれか一方の電極がセパレータ１３に収容されてセパレータ付き電極が構成されていればよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０…セパレータ付き正極（セパレータ付き電極）、１１…正極（電極）、１３…セパレータ、１３ａ，１３ｂ…セパレータ部材、１４ａ…本体部、１４ｂ…タブ、１４ｃ…上端部、１４ｄ…下端部、１４ｅ、１４ｆ…側端部、２０…製造装置、２１…供給ローラ（供給部）、２３…ヒータローラ（第１溶着部、第２溶着部）、２４…搬送ローラ（搬送部）、２６…ガイド部材、Ｅ…縁部、ＳＦ…基準面、ＳＦ１…第１主面、ＳＦ２…第２主面、Ｗ１…溶着領域（第１溶着領域）、Ｗ２…溶着領域（第２溶着領域）、Ｗ３…溶着領域（第２溶着領域）、Ｗ４…溶着領域（第２溶着領域）。
【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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