(57)【要約】  複合材（４０）の接合方法であって、溶融材（４１）と、耐熱部材（４２Ｍ）および結合部材（４２Ｎ）を含むセラミクス層等の耐熱材（４２）と、を備えた複合材（４０）を用いて、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接合するに際し、超音波加工ホーン（１４１）によってセラミックセパレータを押圧しつつ超音波を印加し、加熱部材（１４７）によって結合部材に熱（Ｔ）を加えて、その結合部材のガラス転移点以上であって溶融材の融点未満の温度に加熱することで、融点が大きく異なる溶融材と耐熱材を含む複合材の耐熱材同士を対面させた状態で互いに接合する。
2016002059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融材と、前記溶融材よりも溶融温度が高い耐熱部材および前記耐熱部材を前記溶融材に結合させる結合部材を含む耐熱材と、を備えた複合材を用い、前記耐熱材同士を対面させた一対の前記複合材を互いに接合する方法であって、  加工部材によって前記複合材を押圧しつつ超音波を印加し、かつ、加熱部材によって前記結合部材に熱を加えることによって、耐熱部材同士を接合部から周囲の領域に移動させて対面した前記溶融材同士を接合する接合工程を有し、  前記接合工程は、前記加熱部材によって前記結合部材をガラス転移点以上であって融点未満の温度に加熱する複合材の接合方法。
【請求項２】
前記接合工程は、前記加熱部材によって前記結合部材に熱を加えながら、前記加工部材によって前記複合材に超音波を印加する請求項１に記載の複合材の接合方法。
【請求項３】
前記接合工程は、前記加工部材によって前記複合材に超音波を印加する前から、前記加熱部材によって前記結合部材に熱を加える請求項１または２に記載の複合材の接合方法。
【請求項４】
前記接合工程は、前記加工部材によって前記耐熱材同士の接合面に沿って超音波を印加する請求項１から３のいずれか１項に記載の複合材の接合方法。
【請求項５】
前記加熱部材によって前記結合部材を加熱する温度は、前記溶融材の融点未満の温度である請求項１から４のいずれか１項に記載の複合材の接合方法。
【請求項６】
溶融材と、前記溶融材よりも溶融温度が高い耐熱部材および前記耐熱部材を前記溶融材に結合させる結合部材を含む耐熱材と、を備えた複合材を用い、前記耐熱材同士を対面させた一対の前記複合材を互いに接合する装置であって、  前記複合材を押圧しつつ前記複合材に超音波を印加する加工部材と、  前記結合部材をガラス転移点以上であって融点未満の温度に加熱する加熱部材と、を有する複合材の接合装置。
【請求項７】
前記加工部材と一対の前記複合材を介して対向し、一対の前記複合材を前記加工部材の側に付勢する付勢部材をさらに有し、  前記加熱部材は、前記付勢部材を介して前記結合部材に熱を加える請求項６に記載の複合材の接合装置。
【請求項８】
前記加熱部材の温度を測定する測定部材と、  前記測定部材の測定結果に基づき前記加熱部材の温度を制御する制御部材と、をさらに有する請求項６または７に記載の複合材の接合装置。
【請求項９】
前記加工部材は、一対の前記複合材の搬送方向に沿って回転自在な円盤形状に形成し、前記溶融材を連続的に押圧しつつ超音波を印加する請求項６〜８のいずれか１項に記載の複合材の接合装置。
【請求項１０】
前記付勢部材は、一対の前記複合材の搬送方向に沿って回転自在な円盤形状に形成し、一対の前記複合材を前記加工部材の側に連続的に付勢する請求項７〜９のいずれか１項に記載の複合材の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、複合材の接合方法およびその接合方法を具現化した接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来から、融点が大きく異なる部材を積層して形成した積層材同士を、超音波を印加して加熱することによって互いに接合する接合方法がある。積層材には、例えば、ポリプロピレン（相対的に低融点の溶融材に相当）とアルミニウム箔（相対的に高融点の耐熱材に相当）を積層したものを用いている。この接合方法では、一対の複合材を、その溶融材同士を対面させた状態から互いに接合している（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２００１−４７２５７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、一対の複合材を、その耐熱材同士を対面させた状態から互いに接合する場合、耐熱材が軟化する温度まで加熱すると、その耐熱材よりも溶融温度が低い溶融材が溶断したり加工部材に付着したりする虞がある。一方、一対の複合材を、溶融材が軟化する温度まで加熱しても、その溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材が十分に軟化せずに接合できない虞がある。【０００５】  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、溶融材と耐熱材を含む一対の複合材を、その耐熱材同士を対面させた状態から互いに接合することができる複合材の接合方法およびその接合方法を具現化した複合材の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】
【０００６】  上記目的を達成する本発明に係る複合材の接合方法は、溶融材と、溶融材よりも溶融温度が高い耐熱部材および耐熱部材を溶融材に結合させる結合部材を含む耐熱材と、を備えた複合材を用い、耐熱材同士を対面させた一対の複合材を互いに接合する方法である。接合方法は、接合工程を有している。接合工程は、加工部材によって複合材を押圧しつつ超音波を印加し、かつ、加熱部材によって結合部材に熱を加えることによって、耐熱部材同士を接合部から周囲の領域に移動させて対面した溶融材同士を接合する。ここで、接合工程は、加熱部材によって結合部材をガラス転移点以上であって融点未満の温度に加熱する。【０００７】  上記目的を達成する本発明に係る複合材の接合装置は、溶融材と、溶融材よりも溶融温度が高い耐熱部材および耐熱部材を溶融材に結合させる結合部材を含む耐熱材と、を備えた複合材を用い、耐熱材同士を対面させた一対の複合材を互いに接合する装置である。接合装置は、加工部材と加熱部材を有している。加工部材は、加工部材によって複合材を押圧しつつ複合材に超音波を印加する。加熱部材は、結合部材をガラス転移点以上であって融点未満の温度に加熱する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る複合材（セラミックセパレータ）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】第１実施形態に係る複合材の接合装置を示す斜視図である。
【図６】図５の接合装置の要部を示す斜視図である。
【図７】図５の接合装置によって一対のセラミックセパレータを互いに接合する状態を模式的に示す部分断面図である。
【図８】第２実施形態に係る複合材の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】
【０００９】  以下、添付した図面を参照しながら、本発明に係る第１および第２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８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等の最終的な搬送方向Ｘを示している。Ｙで表す矢印の方向は、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４０と正極２０の積層方向Ｚを示している。
【００１０】  （第１実施形態）  接合装置１００によって接合する複合材（セラミックセパレータ４０）は、図１〜図４のうち特に図２〜図４に示している。複合材（セラミックセパレータ４０）は、例えばリチウムイオン二次電池１を構成している袋詰電極１１に用いるものである。
【００１１】  リチウムイオン二次電池１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１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の移動を抑制して、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の短絡を防止する。複合材（セラミックセパレータ４０）を用いたリチウムイオン二次電池１の詳細は、後述する。
【００１２】  接合装置１００は、図５〜７に示している。接合装置１００は、一対の複合材（セラミックセパレータ４０）を互いに接合する。
【００１３】  接合装置１００は、溶融材（ポリプロピレン層４１）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）を含むセラミックセパレータ４０同士を接合する。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、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１４０、袋詰電極１１を搬送する袋詰電極搬送部１５０、および各構成部材の作動をそれぞれ制御する制御部１６０を含んでいる。接合装置１００の詳細は、後述する。
【００１４】  先ず、接合装置１００によって互いに接合する複合材（セラミックセパレータ４０）について、その複合材（セラミックセパレータ４０）を用いたリチウムイオン二次電池１の構成に基づき、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００１５】  図１は、複合材（セラミックセパレータ４０）を用いて構成したリチウムイオン二次電池１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１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。
【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。
【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することによって、リチウム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。
【００２１】  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。すなわち、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。
【００２２】  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耐熱部材に相当するセラミックス粒子４２Ｍおよび結着部材に相当するバインダー４２Ｎがそれぞれ揮発性の溶媒に分散されてなるスラリーを、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。各々のセラミックス粒子４２Ｍは、バインダー４２Ｎによってポリプロピレン層４１に固定している。セラミックス層４２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ス粒子４２Ｍとバインダー４２Ｎによって形成された多孔質からなる。
【００２３】  一対のセラミックセパレータ４０は、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複数形成した接合部４０ｈによって、互いに接合している。接合部４０ｈにおいて、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およびバインダー４２Ｎ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いる。すなわち、接合部４０ｈにおいて、セラミックス層４２が周囲の領域に移動したことによって対面したポリプロピレン層４１同士を溶着して形成している。
【００２４】  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、たと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１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１は、所期の電気的特性を維持することができる。
【００２５】  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。
【００２６】  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。
【００２７】  次に、複合材（セラミックセパレータ４０）の接合方法を具現化した接合装置１００の構成（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１４０、袋詰電極搬送部１５０、および制御部１６０）について、図５および図６を参照しながら順に説明する。
【００２８】  図５は、接合装置１００を示す斜視図である。図６は、図５の接合装置１００の要部を示す斜視図である。
【００２９】  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。
【００３０】  電極搬送部１１０の電極供給ローラ１１１は、正極用基材２０Ａを保持するものである。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を巻き付けている。搬送ローラ１１２は、正極用基材２０Ａを搬送ベルト１１３に導くものである。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、正極用基材２０Ａを搬送するものである。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と交差した交差方向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、搬送ベルト１１３を回転させるものである。回転ローラ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。
【００３１】  電極搬送部１１０の切断刃１１５および１１６は、正極用基材２０Ａを切断して正極２０を成形するものである。切断刃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、正極用基材２０Ａを所定の形状に切断して正極２０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の一端を交差方向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を受け止めるものである。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。
【００３２】  第１セパレータ搬送部１２０は、図５および図６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（裏面の側、図５中の積層方向Ｚに沿った下方）に積層するためのセラミックセパレータ４０を切り出してセパレータ接合部１４０に搬送する。
【００３３】  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および図６中の下方に配設している。第１セパレータ供給ローラ１２１は、セラミックセパレータ用基材４０Ａを保持するものである。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を巻き付けている。第１加圧ローラ１２２と第１ニップローラ１２３は、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に導くものである。第１加圧ローラ１２２と第１ニップローラ１２３は、対向して配設し、それぞれ細長い円柱形状からなる。
【００３４】  第１搬送ドラム１２４は、セラミックセパレータ用基材４０Ａをセパレータ接合部１４０に搬送するものである。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（裏面の側、図５中の積層方向Ｚに沿った下方）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。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、長尺状のセラミックセパレータ用基材４０Ａを切断してセラミックセパレータ４０を成形するものである。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用基材４０Ａを一定の幅で切断する。
【００３５】  第２セパレータ搬送部１３０は、図５および図６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（表面の側、図５中の積層方向Ｚに沿った上方）に積層するためのセラミックセパレータ４０を切り出してセパレータ接合部１４０に搬送する。
【００３６】  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および図６中の上方に配設している。すなわち、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に沿って対面同一になるように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、第２加圧ローラ１３２、第２ニップローラ１３３、第２搬送ドラム１３４、および第２切断刃１３５は、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、第１加圧ローラ１２２、第１ニップローラ１２３、第１搬送ドラム１２４、および第１切断刃１２５と同様の構成からなる。
【００３７】  セパレータ接合部１４０は、図５および図６に示し、一対のセラミックセパレータ４０同士を接合する。
【００３８】  セパレータ接合部１４０は、接合方法における接合工程を具現化したものである。接合工程は、加工部材（超音波加工ホーン１４１）によってセラミックセパレータ４０を押圧しつつ超音波を印加し、かつ、加熱部材（ヒータ１４７）によってバインダー４２Ｎに熱Ｔを加える。このようにして、セラミックス粒子４２Ｍ同士を接合部４０ｈから周囲の領域に移動させて対面したポリプロピレン層４１同士を接合する。ここで、接合工程は、ヒータ１４７によってバインダー４２Ｎをガラス転移点以上であって融点未満の温度に加熱する。
【００３９】  セパレータ接合部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の下流側であって、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１４０において、超音波加工ホーン１４１、ブースタ１４２、振動子１４３、押圧部材１４４、および駆動ステージ１４５は、一対のセラミックセパレータ４０よりも図６中の上方に配設している。一方、アンビル１４６、ヒータ１４７、センサ１４８、およびヒータブロック１４９は、一対のセラミックセパレータ４０よりも図６中の下方に配設している。
【００４０】  セパレータ接合部１４０の超音波加工ホーン１４１は、加工部材に相当し、セラミックセパレータ４０を押圧しつつ超音波を印加してセラミックセパレータ４０を加熱するものである。超音波加工ホーン１４１は、金属からなり、長方形状の本体部１４１ａとその本体部１４１ａの隅から突出して形成した突起部１４１ｂとを一体に形成している。超音波加工ホーン１４１の突起部１４１ｂは、セラミックセパレータ４０のポリプロピレン層４１に当接する。超音波加工ホーン１４１は、積層方向Ｚと交差したセラミックス層４２同士の接合面に沿って振動することで超音波を印加して摩擦熱を発生させて加熱させる。
【００４１】  セパレータ接合部１４０のブースタ１４２は、振動子１４３から導出された超音波を増幅させつつ、超音波加工ホーン１４１に伝播させるものである。ブースタ１４２は、超音波加工ホーン１４１と振動子１４３との間に配設している。ブースタ１４２は、金属からなり、円柱形状に形成している。振動子１４３は、超音波を発生させるものである。振動子１４３は、その一端をブースタ１４２に締結している。振動子１４３は、外部から供給された電力によって、超音波の周波数に相当する振動を発生させる。押圧部材１４４は、超音波加工ホーン１４１をセラミックセパレータ４０に押圧するものである。押圧部材１４４は、その一端を環状に形成し、超音波加工ホーン１４１に接続したブースタ１４２を挿通している。駆動ステージ１４５は、押圧部材１４４をセラミックセパレータ４０に向かって接近または離間させるものである。駆動ステージ１４５は、押圧部材１４４の一端に連結している。駆動ステージ１４５には、一軸の直進ステージを用いる。
【００４２】  セパレータ接合部１４０のアンビル１４６は、付勢部材に相当し、一対のセラミックセパレータ４０を超音波加工ホーン１４１の側に付勢する。アンビル１４６は、積層方向Ｚに沿って、超音波加工ホーン１４１の突起部１４１ｂと対向して配設している。アンビル１４６は、不動であって、一対のセラミックセパレータ４０を介して超音波加工ホーン１４１から押圧されることによる反発力によって、超音波加工ホーン１４１を付勢する。アンビル１４６は、金属からなり、長方体形状に形成している。ヒータ１４７は、加熱部材に相当し、バインダー４２Ｎに熱Ｔを加えるものである。ヒータ１４７は、セラミックス層４２のバインダー４２Ｎをガラス転移点以上であって融点未満の温度に加熱する。なお、溶融材に相当するポリプロピレン層４１の溶け落ちを抑制するため、バインダー４２Ｎが加熱される温度は、溶融材の融点未満とすることが望ましい。ヒータ１４７は、ヒータブロック１４９に収容し、アンビル１４６に近接して配設している。ヒータ１４７は、例えば、電熱線や熱電対またはペルチェ素子等からなる。ヒータ１４７は、アンビル１４６を介して、バインダー４２Ｎに熱Ｔを加える。
【００４３】  セパレータ接合部１４０のセンサ１４８は、測定部材に相当し、セラミックセパレータ４０の温度を測定するものである。センサ１４８は、ヒータブロック１４９に収容し、ヒータ１４７に近接して配設している。センサ１４８は、例えば、熱電対からなる。ヒータブロック１４９は、アンビル１４６を接合し、かつ、ヒータ１４７およびセンサ１４８を収容するものである。ヒータブロック１４９は、金属からなり、内部に空間を備えた長方体形状から形成している。
【００４４】  ここで、セパレータ接合部１４０は、超音波加工ホーン１４１およびアンビル１４６が一対のセラミックセパレータ４０を挟持して接合している間、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の動作に追随するように、搬送方向Ｘの下流側に向かって移動する構成としてもよい。この場合、セパレータ接合部１４０は、一対のセラミックセパレータ４０の接合が完了すると、搬送方向Ｘの上流側に向かって高速で戻る。このように構成すれば、セパレータ接合部１４０は、第１搬送ドラム１２４および第２搬送ドラム１３４等の回転を一時的に止めることなく、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。
【００４５】  袋詰電極搬送部１５０は、図５および図６に示し、セパレータ接合部１４０によって形成される袋詰電極１１を搬送する。
【００４６】  袋詰電極搬送部１５０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。搬送ベルト１５１は、袋詰電極１１を搬送するものである。搬送ベルト１５１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１５１は、搬送方向Ｘと交差した交差方向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１５１から交差方向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１５１は、セパレータ接合部１４０との干渉を回避している。回転ローラ１５２は、搬送ベルト１５１を回転させるものである。回転ローラ１５２は、交差方向Ｙに沿って、搬送ベルト１５１の内周面に複数配設している。回転ローラ１５２は、セパレータ接合部１４０との干渉を回避するため、搬送ベルト１５１から突出させていない。複数の回転ローラ１５２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。
【００４７】  袋詰電極搬送部１５０の吸着パッド１５３は、袋詰電極１１を吸着するものである。吸着パッド１５３は、搬送ベルト１５１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１５３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１５４は、吸着パッド１５３を積層方向Ｚに沿って上下に移動させるものである。伸縮部材１５４は、その一端を吸着パッドに接合し、その他端をＸ軸ステージ１５５およびＸ軸補助レール１５６に係留させている。伸縮部材１５４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１５５およびＸ軸補助レール１５６は、吸着パッド１５３を接合した伸縮部材１５４を搬送方向Ｘに沿って移動させるものである。Ｘ軸ステージ１５５は、搬送方向Ｘに沿って配設し、伸縮部材１５４を搬送方向Ｘに沿って走査する。Ｘ軸補助レール１５６は、Ｘ軸ステージ１５５と並行に配設し、Ｘ軸ステージ１５５による伸縮部材１５４の走査を補助する。載置台１５７は、袋詰電極１１を一時的に載置して保管するものである。載置台１５７は、板状からなり、搬送ベルト１５１よりも、搬送方向Ｘに沿った下流側に配設している。
【００４８】  制御部１６０は、図５に示し、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１４０、および袋詰電極搬送部１５０の作動をそれぞれ制御する。
【００４９】  制御部１６０のコントローラ１６１は、制御部材に相当し、接合装置１００を制御する。コントローラ１６１は、ＲＯＭ、ＣＰＵ、およびＲＡＭを含んでいる。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）は、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１４０の振動子１４３と駆動ステージ１４５とヒータ１４７およびセンサ１４８、および袋詰電極搬送部１５０の回転ローラ１５２と吸着パッド１５３と伸縮部材１５４およびＸ軸ステージ１５５の制御に関するものを含んでいる。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）は、制御プログラムに基づいて接合装置１００の各構成部材の作動を制御する。ＣＰＵは、特に、センサ１４８の測定結果に基づきヒータ１４７の温度を制御する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）は、制御中の接合装置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１４０のセンサ１４８によって測定された温度である。
【００５０】  次に、接合装置１００の動作について、図５および図６に加えて図７を参照しながら説明する。
【００５１】  図７は、図５の接合装置１００によって一対のセラミックセパレータ４０を互いに接合する状態を模式的に示す部分断面図である。
【００５２】  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の間に搬送する。
【００５３】  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、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から搬送された正極２０の一面（裏面の側、図５中の積層方向Ｚに沿った下方）の側に積層する。
【００５４】  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の動作と連動し、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から搬送された正極２０の他面（表面の側、図５中の積層方向Ｚに沿った上方）の側に積層する。
【００５５】  次いで、セパレータ接合部１４０は、図５〜図７のうち特に図７に示すように、正極２０を挟持するように積層した一対のセラミックセパレータ４０同士を互いに接合する。
【００５６】  セパレータ接合部１４０によって一対のセラミックセパレータ４０の接合を開始した直後の状態を、図７（Ａ）に示している。セパレータ接合部１４０は、図７（Ａ）に示すように、ヒータ１４７によって、アンビル１４６を介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のバインダー４２Ｎに熱Ｔを加える。ヒータ１４７は、バインダー４２Ｎをガラス転移点以上であって融点未満の温度に加熱する。このようにして、バインダー４２Ｎに流動性を発現させて、セラミックス粒子４２Ｍを移動自在の状態にする。
【００５７】  さらに、セパレータ接合部１４０によって一対のセラミックセパレータ４０の接合を完了する直前の状態を、図７（Ｂ）に示している。セパレータ接合部１４０は、図７（Ｂ）に示すように、超音波加工ホーン１４１によって、一対のセラミックセパレータ４０を押圧しつつ超音波を印加する。アンビル１４６は、一対のセラミックセパレータ４０を介して超音波加工ホーン１４１から押圧されることによる反発力によって、超音波加工ホーン１４１を付勢する。超音波加工ホーン１４１は、積層方向Ｚと交差したセラミックス層４２同士の接合面に沿って超音波を印加することによって、一対のセラミックセパレータ４０を加熱する。この結果、セラミックス粒子４２Ｍが移動自在の状態になっているセラミックス層４２同士が部分的に周囲の領域に移動し、新たに対面し軟化した状態になっているポリプロピレン層４１同士を接合し、接合部４０ｈを形成する。このようにして、セパレータ接合部１４０は、融点が大きく異なるポリプロピレン層４１とセラミックス層４２を含む一対のセラミックセパレータ４０を、そのセラミックス層４２同士を対面させた状態から十分に接合することができる。
【００５８】  その後、袋詰電極搬送部１５０は、図５に示すように、セパレータ接合部１４０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１５０は、袋詰電極１１を載置台１５７に載置して一時的に保管する。
【００５９】  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。
【００６０】  複合材（セラミックセパレータ４０）の接合方法では、溶融材（ポリプロピレン層４１）と、ポリプロピレン層４１よりも溶融温度が高い耐熱部材（セラミックス粒子４２Ｍ）およびセラミックス粒子４２Ｍをポリプロピレン層４１に結合させる結合部材（バインダー４２Ｎ）を含む耐熱材（セラミックス層４２）と、を備えた複合材（セラミックセパレータ４０）を用いる。この接合方法では、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。この接合方法は、接合工程を有している。接合工程では、加工部材（超音波加工ホーン１４１）によってセラミックセパレータ４０を押圧しつつ超音波を印加し、かつ、加熱部材（ヒータ１４７）によってバインダー４２Ｎに熱Ｔを加える。このようにして、セラミックス粒子４２Ｍ同士を接合部４０ｈから周囲の領域に移動させて対面したポリプロピレン層４１同士を接合する。ここで、接合工程は、ヒータ１４７によってバインダー４２Ｎをガラス転移点以上であって融点未満の温度に加熱する。
【００６１】  複合材（セラミックセパレータ４０）の接合装置１００では、溶融材（ポリプロピレン層４１）と、ポリプロピレン層４１よりも溶融温度が高い耐熱部材（セラミックス粒子４２Ｍ）およびセラミックス粒子４２Ｍをポリプロピレン層４１に結合させる結合部材（バインダー４２Ｎ）を含む耐熱材（セラミックス層４２）と、を備えた複合材（セラミックセパレータ４０）を用いる。この接合装置１００では、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。この接合装置１００は、加工部材（超音波加工ホーン１４１）および加熱部材（ヒータ１４７）を有している。超音波加工ホーン１４１は、セラミックセパレータ４０を押圧しつつセラミックセパレータ４０に超音波を印加する。ヒータ１４７は、バインダー４２Ｎをガラス転移点以上であって融点未満の温度に加熱する。
【００６２】  このような構成によれば、セラミックセパレータ４０をポリプロピレン層４１の側から押圧しつつ超音波を印加して加熱するとともに、バインダー４２Ｎをガラス転移点以上であって融点未満の温度に加熱する。このようにセラミックセパレータ４０を加熱することによって、バインダー４２Ｎに流動性を発現させてセラミックス粒子４２Ｍの移動を促すことができる。したがって、対面したセラミックス層４２同士を部分的に周囲の領域に移動させることによって、新たに対面し軟化した状態になっているポリプロピレン層４１同士を接合することができる。すなわち、融点が異なるポリプロピレン層４１とセラミックス層４２を含む一対のセラミックセパレータ４０を、そのセラミックス層４２同士を対面させた状態から十分に接合することができる。
【００６３】  さらに、特に接合方法において、接合工程は、ヒータ１４７によってバインダー４２Ｎに熱Ｔを加えながら、超音波加工ホーン１４１によってセラミックセパレータ４０に超音波を印加する構成とすることができる。
【００６４】  このような構成によれば、セラミックス層４２のバインダー４２Ｎが流動性を発現させた状態を維持しつつセラミックス粒子４２Ｍを常に移動自在の状態にした上で、ポリプロピレン層４１の側から押圧しつつ超音波を印加してセラミックセパレータ４０を加熱することができる。したがって、対面したセラミックス層４２同士を非常にスムーズに周囲の領域に移動させることができる。
【００６５】  さらに、特に接合方法において、接合工程は、超音波加工ホーン１４１によってセラミックセパレータ４０に超音波を印加する前から、ヒータ１４７によってバインダー４２Ｎに熱Ｔを加える構成とすることができる。
【００６６】  このような構成によれば、セラミックス層４２のバインダー４２Ｎに流動性を発現させることによってセラミックス粒子４２Ｍを移動自在の状態にした上で、ポリプロピレン層４１の側から押圧しつつ超音波を印加してセラミックセパレータ４０を加熱することができる。したがって、対面したセラミックス層４２同士を非常にスムーズに周囲の領域に移動させることができる。
【００６７】  さらに、特に接合方法において、接合工程は、超音波加工ホーン１４１によってセラミックス層４２同士の接合面に沿って超音波を印加する構成とすることができる。
【００６８】  このような構成によれば、セラミックス層４２同士の接合面に沿って、セラミックス粒子４２Ｍおよびバインダー４２Ｎを振動させることができる。したがって、その超音波の振動を用いて、対面したセラミックス層４２同士を非常に効果的に周囲の領域に移動させることができる。
【００６９】  さらに、特に接合方法において、ヒータ１４７によってバインダー４２Ｎを加熱する温度は、ポリプロピレン層４１の融点未満の温度にする構成とすることができる。
【００７０】  このような構成によれば、ポリプロピレン層４１の溶け落ちを十分に抑制することができる。
【００７１】  さらに、特に接合装置１００において、超音波加工ホーン１４１と一対のセラミックセパレータ４０を介して対向し、一対のセラミックセパレータ４０を超音波加工ホーン１４１の側に付勢する付勢部材（アンビル１４６）を有する構成とすることができる。ここで、ヒータ１４７は、アンビル１４６を介してバインダー４２Ｎに熱Ｔを加える。
【００７２】  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を超音波加工ホーン１４１およびアンビル１４６によって十分に押圧しつつ、そのアンビル１４６を介して接合部４０ｈに位置するバインダー４２Ｎに対して非常に効率良く熱Ｔを加えることができる。すなわち、アンビル１４６を介した加熱によって、非常に効率良くセラミックス層４２のバインダー４２Ｎに流動性を発現させて、セラミックス粒子４２Ｍを移動自在の状態にすることができる。
【００７３】  さらに、特に接合装置１００において、測定部材（センサ１４８）および制御部材（コントローラ１６１）を有する構成とすることができる。センサ１４８は、ヒータ１４７の温度を測定する。コントローラ１６１は、センサ１４８の測定結果に基づきヒータ１４７の温度を制御する。
【００７４】  このような構成によれば、超音波加工ホーン１４１による超音波の印加に起因した温度変動の影響を考慮して、バインダー４２Ｎを加熱することができる。すなわち、センサ１４８およびコントローラ１６１によって、超音波加工ホーン１４１による超音波の印加の状態に依存することなく、バインダー４２Ｎの温度をガラス転移点以上であって融点未満に、精度良く制御することができる。
【００７５】  （第２実施形態）  第２実施形態に係る複合材（セラミックセパレータ４０）の接合方法を具現化した接合装置２００について、図８を参照しながら説明する。
【００７６】  第２実施形態に係る接合装置２００は、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する構成が、前述した第１実施形態に係る接合装置１００の構成と異なる。前述した接合装置１００は、一対のセラミックセパレータ４０の両端をスポット溶着していた。
【００７７】  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。
【００７８】  複合材（セラミックセパレータ４０）の接合方法を具現化した接合装置２００の構成および動作について、図８を参照しながら順に説明する。
【００７９】  図８は、接合装置２００の要部を示す斜視図である。
【００８０】  セパレータ接合部２４０は、一対のセラミックセパレータ４０の搬送方向Ｘに沿った両端を連続的に接合して直線状の接合部４０ｉを備えた袋詰電極１３を形成する。セパレータ接合部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の下流側であって、搬送方向Ｘに沿った両端に一組ずつ配設している。すなわち、セパレータ接合部２４０は、前述したセパレータ接合部１４０と異なり、各構成材を搬送方向Ｘと交差した交差方向Ｙに沿って配設している。セパレータ接合部２４０は、セパレータ接合部１４０と比較して、超音波加工ホーン２４１とアンビル２４６とヒータブロック２４９の構成が異なる。
【００８１】  セパレータ接合部２４０の超音波加工ホーン２４１は、超音波をセラミックセパレータ４０に印加するものである。超音波加工ホーン２４１は、金属からなり、円盤形状に形成している。超音波加工ホーン２４１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。超音波加工ホーン２４１は、押圧部材１４４によって押圧され、一対のセラミックセパレータ４０のうち片方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。超音波加工ホーン２４１は、回転しながら、セラミックセパレータ４０を押圧しつつ、積層方向Ｚと交差したセラミックス層４２同士の接合面に沿って超音波を印加して一対のセラミックセパレータ４０を加熱する。
【００８２】  セパレータ接合部２４０のアンビル２４６は、一対のセラミックセパレータ４０を超音波加工ホーン２４１の側に付勢するものである。アンビル２４６は、一対のセラミックセパレータ４０を介して、超音波加工ホーン２４１と対向している。アンビル２４６は、金属からなり、円盤形状に形成している。超音波加工ホーン２４１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。アンビル２４６は、回転しながら、超音波加工ホーン２４１を付勢する。ヒータブロック２４９は、アンビル２４６を保持しつつ、ヒータ１４７およびセンサ１４８を収容するものである。ヒータブロック２４９は、その一端を環状に形成し、アンビル２４６の後部を挿通している。ヒータブロック２４９は、その内部にヒータ１４７およびセンサ１４８を収容している。
【００８３】  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。
【００８４】  接合装置２００において、超音波加工ホーン２４１は、一対のセラミックセパレータ４０の搬送方向Ｘに沿って回転自在な円盤形状に形成し、ポリプロピレン層４１を連続的に押圧しつつ超音波を印加する。
【００８５】  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、いわゆるシーム溶着によって連続的に接合して直線状の接合部４０ｉ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。
【００８６】  さらに、このような構成によれば、超音波加工ホーン２４１は、一対のセラミックセパレータ４０両端の部分に当接しつつ回転しながら溶着することから、ポリプロピレン層４１に付着し難い。したがって、超音波加工ホーン２４１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。
【００８７】  さらに、このような構成によれば、超音波加工ホーン２４１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、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を搬送しながら接合することができる。
【００８８】  さらに、付勢部材（アンビル２４６）は、一対のセラミックセパレータ４０の搬送方向Ｘに沿って回転自在な円盤形状に形成し、一対のセラミックセパレータ４０を超音波加工ホーン２４１の側に連続的に付勢する構成とすることができる。
【００８９】  このような構成によれば、超音波加工ホーン２４１とアンビル２４６とで一対のセラミックセパレータ４０を挟持して十分に押圧することができる。したがって、超音波加工ホーン２４１だけで一対のセラミックセパレータ４０を押圧する場合と比較して、より確実にセラミックス層４２同士を部分的に周囲の領域に移動させ、接合部４０ｉを形成することができる。
【００９０】  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。
【００９１】  例えば、第１および第２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４０ｈ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４０ｈ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。
【００９２】  また、第１および第２実施形態では、リチウムイオン二次電池１を構成する袋詰電極１１において、その袋詰電極１１に用いる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１を構成する袋詰電極１１に用いる袋詰電極１１以外の複合材の接合にも適用することができる。
【００９３】  また、第１および第２実施形態では、二次電池をリチウムイオン二次電池１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。
【００９４】  また、第１および第２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。
【００９５】  また、第１および第２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。
【００９６】  また、第１および第２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。
【００９７】  また、第１および第２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。なお、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。
【００９８】  また、第１および第２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。
【００９９】  また、第１実施形態では、超音波加工ホーン１４１とアンビル１４６を用いて、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説明したが、このような構成に限定されることはない。一対のセラミックセパレータ４０の両端において、接合部を連続的に形成することによって、シーム溶着する構成としてもよい。
【０１００】  また、第１実施形態では、超音波加工ホーン１４１に対して１つのみ備えた矩形状の突起部１４１ｂとアンビル１４６によって、一対のセラミックセパレータ４０を挟持しつつ超音波を印加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。超音波加工ホーン１４１は、例えば、複数の突起部をマトリクス状に備えた構成としてもよい。また、超音波加工ホーン１４１は、例えば、先端を尖らせたり湾曲させたりした突起部を備えた構成としてもよい。
【０１０１】  また、第２実施形態では、円盤状の超音波加工ホーン２４１と円盤状のアンビル２４６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。円盤状の超音波加工ホーン２４１とアンビル２４６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、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、搬送中の一対のセラミックセパレータ４０の両端を接合することができる。
【符号の説明】
【０１０２】１        リチウムイオン二次電池、１１，１３  袋詰電極、１２      発電要素、２０      正極、２０Ａ    正極用基材、２１      正極集電体、２１ａ    正極電極端子、３０      負極、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（複合材）、４０Ａ    セラミックセパレータ用基材、４０ｈ，４０ｉ  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）、４２Ｍ    セラミックス粒子（耐熱部材）、４２Ｎ    バインダー（結合部材）、５０      外装材、５１，５２  ラミネートシート、１００，２００  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、１４０，２４０  セパレータ接合部、１４１，２４１  超音波加工ホーン（加工部材）、１４１ａ  本体部、１４１ｂ  突起部、１４２    ブースタ、１４３    振動子、１４４    押圧部材、１４５    駆動ステージ、１４６，２４６  アンビル（付勢部材）、１４７    ヒータ（加熱部材）、１４８    センサ（測定部材）、１４９，２４９  ヒータブロック、１５０    袋詰電極搬送部、１５１    搬送ベルト、１５２    回転ローラ、１５３    吸着パッド、１５４    伸縮部材、１５５    Ｘ軸ステージ、１５６    Ｘ軸補助レール、１５７    載置台、１６０    制御部、１６１    コントローラ（制御部材）、Ｔ        熱、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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【国際調査報告】
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