(57)【要約】 【課題】  塵や塗工粉の混入がほとんどないことにより製造歩留まりが高く、また製造効率も高い、積層構造電池の積層体の製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】  積層構造電池の製造装置が備える吸着装置である吸着パッドが、負極箔１および正極箔３を直接吸着せずに、必ずセパレータ２を介して吸着して搬送するよう構成する。また各吸着パッドを回転移動、往復揺動もしくは往復直動する搬送ハンドラ１３に固定することにより、セパレータ供給ステージ６、負極箔供給ステージ５、正極箔供給ステージ７および積層ステージ８の各ステージ間での吸着パッドの移動に必要な駆動装置の数を減少させて防塵処理が必要な部位の数を減らし、可能なら１箇所とする。この場合の各吸着パッドの移動経路は円周状、円弧状もしくは直線状となるので、各ステージはこの移動経路に沿って配置する。【選択図】  図２
2008282756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを挟み、負極箔と正極箔とを交互に積層してなる積層構造電池の製造方法であって、
前記セパレータ、前記負極箔、前記正極箔の各素子がそれぞれ配置される、それぞれ少なくとも１つのセパレータ供給ステージ、負極箔供給ステージ、正極箔供給ステージの各供給ステージと、
前記セパレータ、前記負極箔、前記正極箔が交互に積層されて前記積層構造電池の積層が行われる少なくとも１つの積層ステージと、
前記セパレータを直接吸着するとともに、前記負極箔および前記正極箔を直接接触することなく、前記セパレータを介して吸着保持し、そして解放する機能を有する、少なくとも１つの吸着パッドとを備えた製造装置とを用い、
前記吸着パッドが、前記セパレータと前記負極箔、および前記セパレータと前記正極箔を、それぞれ一体に吸着して搬送し、前記積層ステージにおいて解放することを繰り返すことによって、前記負極箔、前記セパレータ、および前記正極箔、前記セパレータの各素子を、この順番に繰り返し積層することを特徴とする積層構造電池の製造方法。
【請求項２】
前記吸着パッドにより、それぞれ一体に吸着された前記セパレータと前記負極箔、および前記セパレータと前記正極箔を、前記積層ステージにおいてそれぞれ交互に解放することによって、
前記負極箔、前記セパレータ、前記正極箔、前記セパレータの各素子を、それぞれこの順番に積層することを特徴とする請求項１に記載の積層構造電池の製造方法。
【請求項３】
前記セパレータ、前記負極箔、前記正極箔を前記各供給ステージにそれぞれ配置し、
前記吸着パッドが前記セパレータ供給ステージに移動して前記セパレータを吸着し、
次いで前記吸着パッドが前記負極箔供給ステージに移動して前記セパレータを解放し、
さらに前記吸着パッドが前記負極箔供給ステージにおいて前記セパレータと前記負極箔とをそれぞれ一体に吸着し、
次いで前記吸着パッドが前記積層ステージに移動して前記セパレータおよび前記負極箔をそれぞれ解放することにより、前記積層ステージにおいて前記負極箔と前記セパレータをそれぞれ積層し、
前記吸着パッドが前記セパレータ供給ステージに移動して再び前記セパレータを吸着し、
次いで前記吸着パッドが前記正極箔供給ステージに移動して前記セパレータを解放し、
さらに前記吸着パッドが前記正極箔供給ステージにおいて前記セパレータと前記正極箔とをそれぞれ一体に吸着し、
次いで前記吸着パッドが前記積層ステージに移動して前記セパレータおよび前記正極箔をそれぞれ解放することにより、前記積層ステージにおいて前記正極箔と前記セパレータをそれぞれ積層し、
前記積層ステージにおいて前記の各々の積層を繰り返すことにより、前記負極箔、前記セパレータ、前記正極箔、前記セパレータの各素子を、この順番に繰り返し積層することを特徴とする請求項２に記載の積層構造電池の製造方法。
【請求項４】
前記積層構造電池の製造装置が前記セパレータを吸着し、そして解放する機能を有する複数の吸着パッドを備えており、
前記複数の吸着パッドの中で、前記セパレータ供給ステージにおいて、前記セパレータを吸着する吸着パッドと、
前記負極箔供給ステージにおいて、前記セパレータと前記負極箔とをそれぞれ一体に吸着する吸着パッドと、
前記正極箔供給ステージにおいて、前記セパレータと前記正極箔とをそれぞれ一体に吸着する吸着パッドとが、それぞれ互いに異なる吸着パッドであることを特徴とする請求項３に記載の積層構造電池の製造方法。
【請求項５】
前記積層構造電池の製造装置は、前記負極箔および前記正極箔に直接接触することのない前記吸着パッドとともに、前記負極箔のみに直接接触し、前記負極箔を吸着する負極専用パッドを備えており、
前記積層ステージにおいて、前記負極箔、前記セパレータ、前記正極箔、前記セパレータの各素子をこの順番に繰り返し積層し、その後に最端部の前記セパレータの表面に、前記負極専用パッドによって前記負極箔を積層することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の積層構造電池の製造方法。
【請求項６】
セパレータを挟み、負極箔と正極箔とが交互に積層されてなる積層構造電池の製造装置であって、
前記製造装置は、前記セパレータ、前記負極箔、前記正極箔の各素子がそれぞれ配置される、それぞれ少なくとも１つのセパレータ供給ステージ、負極箔供給ステージ、正極箔供給ステージの各供給ステージと、
前記積層構造電池を各々構成する前記セパレータ、前記負極箔、前記正極箔の交互の積層を行う少なくとも１つの積層ステージと、
前記セパレータを吸着し、そして解放する機能を有する少なくとも１つの吸着パッドとを備えており、
前記吸着パッドは、前記セパレータを直接吸着するとともに、前記負極箔および前記正極箔に直接接触することなく、前記セパレータを介して吸着保持する機能を有しており、
前記吸着パッドが前記セパレータと前記負極箔、および前記セパレータと前記正極箔をそれぞれ一体に吸着して搬送し、前記積層ステージにおいて解放することによって、前記負極箔、前記セパレータ、および前記正極箔、前記セパレータを順に積層させることを特徴とする積層構造電池の製造装置。
【請求項７】
前記吸着パッドが、それぞれ一体に吸着した前記セパレータと前記負極箔、および前記セパレータと前記正極箔を、前記積層ステージにおいてそれぞれ交互に解放することにより、前記負極箔、前記セパレータ、前記正極箔、前記セパレータをこの順番に積層させることを特徴とする請求項６に記載の積層構造電池の製造装置。
【請求項８】
前記セパレータを吸着し、そして解放する機能を有する複数の吸着パッドを備えており、
前記複数の吸着パッドの中で、前記セパレータ供給ステージにおいて、前記セパレータを吸着する吸着パッドと、
前記負極箔供給ステージにおいて、前記セパレータと前記負極箔とをそれぞれ一体に吸着する吸着パッドと、
前記正極箔供給ステージにおいて、前記セパレータと前記正極箔とをそれぞれ一体に吸着する吸着パッドとが、それぞれ互いに異なる吸着パッドであることを特徴とする請求項７に記載の積層構造電池の製造装置。
【請求項９】
前記負極箔および前記正極箔を直接接触することのない前記吸着パッドの他に、前記負極箔のみに直接接触し、前記負極箔を吸着する負極専用パッドを備えてなることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の積層構造電池の製造装置。
【請求項１０】
前記吸着パッドおよび前記負極専用パッドが、前記セパレータを吸着するための吸引孔を有する吸着ユニットを備えることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載の積層構造電池の製造装置。
【請求項１１】
前記吸着パッドが、回転移動、往復揺動もしくは往復直動する少なくとも１つの搬送装置に接続されており、前記セパレータ供給ステージ、前記負極箔供給ステージ、前記正極箔供給ステージおよび前記積層ステージの各ステージの間を移動することを特徴とする請求項６ないし１０のいずれか１項に記載の積層構造電池の製造装置。
【請求項１２】
前記セパレータ供給ステージ、前記負極箔供給ステージ、前記正極箔供給ステージおよび前記積層ステージの各ステージがそれぞれ直線状に配置されており、前記吸着パッドが接続される１つの前記搬送装置が往復直動する機能を有することを特徴とする請求項１１に記載の積層構造電池の製造装置。
【請求項１３】
前記セパレータ供給ステージ、前記負極箔供給ステージ、前記正極箔供給ステージおよび前記積層ステージの各ステージがそれぞれ１つの円弧上に配置されており、前記吸着パッドが接続される１つの前記搬送装置が回転移動もしくは往復揺動する機能を有することを特徴とする請求項１１に記載の積層構造電池の製造装置。
【請求項１４】
前記セパレータ供給ステージ、前記負極箔供給ステージ、前記正極箔供給ステージおよび前記積層ステージの各ステージがそれぞれ１つの円周上に略等間隔に配置されており、前記吸着パッドが接続される１つの前記搬送装置が回転移動もしくは往復揺動する機能を有することを特徴とする請求項１１に記載の積層構造電池の製造装置。
【請求項１５】
１つの前記セパレータ供給ステージ、１つの前記負極箔供給ステージ、１つの前記正極箔供給ステージ、および１つの前記積層ステージの各ステージが、それぞれ円周状に略９０度間隔に配置されており、前記吸着パッドが接続される１つの前記搬送装置が回転移動もしくは往復揺動する機能を有することを特徴とする請求項１４に記載の積層構造電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層構造電池の製造方法およびその製造装置に係り、とくに積層構造電池を構成する正極箔、負極箔、セパレータの各素子の、相互の積層方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池などの高性能電池において、その大容量化のための改良が進められている。リチウムイオン二次電池は、シート状になった正極材と負極材、およびその間に絶縁性で多孔質のセパレータを挟み込んだ３層構造からなり、これらに電解質を含浸させた構成である。このうち正極材にはリチウム金属酸化物、負極材にはグラファイトなどの材料が用いられ、これらの材料をそれぞれ金属箔である集電体に塗工することにより、正極材および負極材とする構成が一般的である。またセパレータには高分子系の多孔性フィルムなどが用いられる。これらの電池の大容量化のためには、前記の正極材と負極材、およびセパレータの組み合わせを互いに何層も積み重ねて積層構造とした、いわゆる積層構造電池とすることが有利である。
【０００３】
特許文献１にはこのような積層構造を有するリチウムイオン二次電池の製造方法の例が記述されている。この積層構造電池の製造方法について図８を元に説明する。図８は特許文献１の積層構造電池を構成する積層体の断面の構造を示す説明図であり、図８において、積層構造電池を構成する負極材である負極箔８１、および正極材である正極箔８３はいずれも金属箔により形成されている。これらの金属箔による積層体は、それぞれの側面に設けられた負極タブ８１ａおよび正極タブ８３ａが、互いに逆向きとなるように交互に重ね合わされており、両者の間にはつづら折り状に折り曲げられたセパレータ８２が介在している。そして、このようにして形成された負極箔８１、正極箔８３およびセパレータ８２からなる積層体を電解液とともに電池ケースに収納して２つの電極端子を取り付け、負極タブ８１ａおよび正極タブ８３ａと各電極端子の間を配線固定することにより、リチウムイオン二次電池を製造する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９７４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上記した特許文献１における、負極箔および正極箔の間につづら折り状に折り曲げられたセパレータを介在させる構造の積層構造電池を製造する方法は以下の通りである。まず長尺のセパレータの途中に複数の折り曲げ箇所を設けるとともに、このセパレータの折り曲げ箇所に負極箔および正極箔を順次もしくは一括して挿入して、これら３者からなる積層体を作製する。このような積層体を有する積層構造電池を自動機を用いて製造する場合には、負極箔および正極箔については個々に吸着パッドまたは吸着プレートなどの吸着ユニットを備えたハンドリング装置によって直接吸着して搬送し、またセパレータに関しては自動送り装置や折り曲げ装置を使用して、これら３者を相互に積層する方法が行われている。また積層構造電池を構成する積層体の作製には、特許文献１のような長尺のセパレータを用いずに、負極箔や正極箔と同様に切り離された枚葉式のセパレータを用いる方法も実施されているが、この場合には負極箔や正極箔などの電極箔だけではなく、セパレータについても個々に吸着パッドまたは吸着プレートなどによって直接吸着して搬送し、電極箔とともに交互に積層していくことになる。
【０００６】
このような積層体の積層工程において最も注意するべき課題は、積層体内部への異物の混入である。異物が負極箔や正極箔などの電極箔とセパレータとの間に混入した場合には、その異物によってセパレータが損傷してしまう危険があり、とくに混入した異物が導電性を有する場合には、極性が異なる電極箔の間に短絡や放電が発生する可能性がある。このことは単に積層構造電池の不良を招くだけではなく、その積層構造電池を使用している電子機器に対しても重大な損害を与える可能性があるため、とくに導電性を有する異物が積層体内部に混入する可能性は積層工程から極力排除する必要がある。
【０００７】
ところが積層構造電池の電極箔は、一般に金属箔に負極材や正極材を塗工することで作製されたものであり、その側面からは、塗工された負極材や正極材による導電性の塗工粉が剥離しやすい傾向がある。吸着パッドや吸着プレートなどによるハンドリングの際に、もしこの塗工粉が剥離すると、この塗工粉が吸着パッドや吸着プレートなどに付着する可能性がある。その場合には電極箔の搬送とともにこの付着した塗工粉が周囲に飛散することにつながるため、積層構造電池の積層体の内部にこの塗工粉が混入することを防止する必要がある。
【０００８】
塗工粉の剥離は、電極箔の搬送時に吸着パッドや吸着プレートなどによって電極箔をハンドリングする際に、電極箔を直接吸着していることが主な原因であると考えられるが、特許文献１に記載の従来の電極箔の搬送工程の場合には、つづら折りに折り曲げたセパレータの間に全ての電極箔を１枚ずつ挿入する必要があるため、この電極箔の直接吸着を廃止することができなかった。このことは切り離された枚葉式のセパレータを用いる従来の積層工程の場合でも同様であり、電極箔とセパレータを吸着パッドや吸着プレートなどによって１枚ずつハンドリングして搬送し、それを順に積層していく場合には、やはり全ての電極箔の直接吸着が必要であった。
【０００９】
また別の可能性として、搬送動作を行う際に吸着パッドや吸着プレートなどの可動部から機械駆動に伴って塵が発生し、これが周囲に飛散して、積層体の内部に混入する懸念もある。これらの塗工粉や塵などの異物は、積層体の積層工程において積層装置やその周囲に念入りに施された様々な防塵対策により、従来の工程においてもその大部分は除去されていた。しかし負極箔や正極箔、セパレータの積層工程においては、これら３者を搬送する各搬送装置がそれぞれ独立して駆動装置を備えている場合が一般的であり、このため積層工程に用いられる自動機では防塵対策が必要な部位が非常に多い。このため、これら自動機からの塵の発生を完全に防ぐことはかなり困難である。
【００１０】
さらに、一般的な積層工程の自動機においては、電極箔やセパレータを搬送する駆動装置のアクチュエータ動作に揺動方式の動作が採用されている場合が多い。この場合には負極箔、正極箔およびセパレータを、積層作業を行う積層ステージまでそれぞれ搬送するための装置としては、３つの独立した回転軸を有する搬送装置が一般に用いられている。しかしこれら３つの回転軸の動きにより電極箔やセパレータが搬送されて設置される場合には、設置される各素子の位置や平行度を厳密に調整する必要があるが、一般にこれらの調整作業は容易とはいえない。そのため、積層ステージに設置される電極箔やセパレータの側面にガイド機構を設けておき、このガイド機構に合わせて各素子を設置する構成とする場合が一般的である。しかしこの場合には、ガイド機構に電極箔の側面が接触することとなるために、この側面からの塗工粉の剥離の可能性が増大することにつながる。
【００１１】
従って、本発明の第１の課題は、電極箔から剥離した塗工粉が、積層構造電池の積層工程において搬送装置が有する吸着パッドや吸着プレートなどに付着して周囲に飛散し、結果として積層体内部に混入する問題の解決を図ることである。また第２の課題は、積層工程における搬送動作の際の、吸着パッドや吸着プレートなどの可動部からの機械駆動に伴う塵の発生を抑制することであり、搬送装置が有する駆動装置を単純化することにより、その防塵対策が必要な部位の数を減少させることである。これら２つの課題への対策を講じることによって、積層構造電池の積層工程における、剥離した塗工粉や塵の発生可能性を低減させ、それによって積層構造電池の製造歩留まりを向上させることができる、積層構造電池の製造方法を提供することである。またこれらの改良に伴う、積層構造電池の積層体の作製工程における効率の向上も課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の第１の課題を解決するために、本発明では、切り離された枚葉式のセパレータと負極箔および正極箔を用いて積層構造電池のための積層を行うこととする、その上で、積層工程において製造装置が備える吸着パッドが負極箔および正極箔を直接ハンドリングすることを止め、吸着パッドが直接ハンドリングする対象はセパレータのみに限定する。これは吸着パッドが電極箔に直接接触することにより、電極箔の側面から導電性の塗工粉が剥離して、吸着パッドなどに付着して周囲に飛散することを極力防ぐためである。ここでセパレータは一般に絶縁性で多孔質の高分子体などから形成されているために、直接ハンドリングした場合の微細粉の剥離量は電極箔の場合に比べてはるかに少なく、また発生する微細粉も非導電性であるためにその混入が与える影響はより小さくなる。このことから、搬送のためのハンドリングでは、吸着パッドはセパレータのみを直接ハンドリングするようにする。
【００１３】
ここで負極箔および正極箔を搬送する際には、積層体の最端部に構成される１枚を除いて、必ずセパレータと負極箔、およびセパレータと正極箔のセットで搬送するようにする。この場合、必ず電極箔が下となり、その上に必ずセパレータが位置するように両者を配置して、この２枚を必ずセットでハンドリングし、搬送する必要がある。この際に、搬送のための吸着パッドは必ずセパレータのみを直接ハンドリングするようにし、その下に位置する電極箔には直接接触しない。吸着パッドによるハンドリングでは、吸着パッドが接触した領域の内側の空気圧を変化させることによって、ハンドリング対象物の吸着と解放を行う方法が適当である。この場合にはセパレータが多孔質であるため、吸着パッドにて覆われた領域では空気の一部がセパレータ内を透過することができるため、ハンドリングの際にはセパレータの下に配置された電極箔を含めて同時に持ち上げることができ、両者を吸着したまま搬送することも可能である。
【００１４】
積層構造電池を積層して形成する際のセパレータと電極箔の搬送は、例えば以下の方法により行うことが可能である。まず積層のための自動機の搬送領域内に４つのステージを設けておく。このうちの３つはそれそれセパレータ供給ステージ、負極箔供給ステージ、正極箔供給ステージであり、積層される素子である切り離された枚葉式の負極箔、正極箔、セパレータをそれぞれ順に供給可能なように構成する。最後の１つは積層ステージであり、ここで前記３者からなる積層体の形成を行う。各素子を吸着し、搬送し、解放することで積層作業を行う吸着パッドは、各素子を搬送してこれら４つのステージの間を移動できる自走装置に搭載する。
【００１５】
この製造装置による積積層体の作製工程は以下の手順となる。まず吸着パッドは最初にセパレータ供給ステージに移動し、そこでセパレータを１枚ハンドリングして、次いで負極箔供給ステージに移動する。そこでハンドリングしていたセパレータを一度解放して負極箔の上に配置し、次いでその下に存在する１枚の負極箔を含めた２枚の素子を吸着させて持ち上げる。セパレータが多孔質であるために、負極箔ステージではその下に位置する負極箔も含めて２枚の素子を吸着させることが可能である。その後、このセパレータと負極箔を両者が積層されたまま積層ステージに搬送してそこで両者を解放し、２枚の素子を積層する。次いで吸着パッドが１つのみの場合はその吸着パッドが、複数ある場合にはその都度それらの中で適当な吸着パッドが、再びセパレータ供給ステージに移動してセパレータを１枚ハンドリングし、今度は正極箔供給ステージに移動する。負極箔の場合と同様にセパレータおよび正極箔のセットをハンドリングし、積層ステージに搬送してそこで両者を解放して、これらの素子を積層する。この方法により、積層ステージには下から負極箔、セパレータ、正極箔、セパレータの順の積層体を形成することができる。
【００１６】
以上の工程を繰り返すことにより、積層ステージには下から順に負極箔、セパレータ、正極箔、セパレータ、・・・の繰り返しとなる積層体が作製される。これらの工程では積層ステージにて一度積層した各素子を剥離することは行わない。素子の剥離を行うと、その際に電極箔から塗工粉が剥離する危険が大きいことと、剥離の際に積層体の位置ずれが生じる可能性があるためである。積層工程の最後に負極箔を１枚だけ直接ハンドリングして、前記積層体の最上部に積み重ねることにより、積層構造電池のための積層体を作製することができる。最後の１枚の負極箔のみは単独で積み重ねを行う必要があるので、そのための専用の吸着パッドである負極専用パッドを用意して積層を行う。なお負極専用パッドは最後の１枚の負極箔の積層以外の工程には一切使用しないこととする。また積層構造電池の積層体の両端の素子が正極箔である場合には、積層工程はセパレータと正極箔の組み合わせから開始して、最後の１枚の正極箔の積層のために専用の正極パッドを用意することになる。
【００１７】
以上の記述は主として積層体の両端にともに負極箔が位置する場合について説明したものであるが、その端部に正極箔やセパレータが位置する積層体の場合であっても、同様の方法により積層体を作製することができる。また積層体の端部のうち少なくとも一方にセパレータが位置する構成の場合には、最端部の最後の１枚の電極箔の形成のために専用のパッドを用いる必要はない。また積層体の両端にともにセパレータを配置する場合には、前記説明の最初の負極箔とセパレータの積層の前に、積層ステージにセパレータを１枚配置しておけばよい。また、各素子のハンドリングや搬送において前記説明の吸着パッドと同様の効果を有するものであれば、吸着プレートなど、任意のハンドリング装置を代わりに用いることができる。
【００１８】
さらに、第２の課題である、積層構造電池の積層体の製造装置が搬送動作を行う際に、吸着パッドや吸着プレートなどの可動部から、機械駆動に伴って塵が発生することへの対策については、駆動部となるアクチュエータの数を最小の１個とすることにより、防塵対策が必要な発塵の可能性のある部位の数を極力少なくして、製造装置からの発塵を防ぐこととする。このように駆動部の数を１個とする方法としては、負極箔、正極箔、セパレータ、積層の各ステージを円弧状に等間隔で配置する方法、これら各ステージを円周上に等間隔で配置する方法、各ステージを直線上に等間隔で配置する方法などが挙げられる。
【００１９】
このうち各ステージを円弧状に等間隔で配置する場合には、吸着パッドを設けた搬送ハンドラの一端を固定して、吸着パッドを各ステージ上で振り子状に移動させる構成とすることで、電極箔やセパレータのハンドリング、搬送、および積層を行うことができる。また各ステージを円周上に等間隔で配置する場合にも、一端を固定した搬送ハンドラに吸着パッドを設けることで、同様に吸着パッドを各ステージ上で円周状に移動させることが可能である。また各ステージを直線上に等間隔で配置する場合には、一端に吸着パッドを設けた搬送ハンドラを、１列に配置した各ステージと平行に移動させることで、同様に電極箔やセパレータのハンドリング、搬送、および積層を行うことができる。
【００２０】
ここで積層体の製造装置に用いられる吸着パッドを１つのみとせず、負極箔および正極箔上にセパレータをそれぞれ搬送させるための吸着パッドと、セパレータと各電極箔とを重ねたまま積層ステージまで搬送するための吸着パッドとを分離して、複数の吸着パッドを同時に移動させることとする。これにより吸着パッドの移動工程１回あたりの積層構造電池の積層体の製造効率が向上することになる他、また各吸着パッドがハンドリングする素子の種類を固定化することができる。このことによって、各吸着パッドのハンドリング条件を吸着する素子ごとに細かく設定することが可能になる他に、各吸着パッドに付着する塵の種類を限定する効果も得られる。これらはいずれも各吸着パッドに施される防塵処理における処理の効力の向上をもたらすものであり、積層構造電池の積層体の製造時の塵の混入を防ぐために効果的である。なお、前記説明の吸着パッドと同様の効果を有するならば、吸着プレートなど、任意のハンドリング装置を代わりに用いることができる。
【００２１】
即ち、本発明は、セパレータを挟み、負極箔と正極箔とを交互に積層してなる積層構造電池の製造方法であって、前記セパレータ、前記負極箔、前記正極箔の各素子がそれぞれ配置される、それぞれ少なくとも１つのセパレータ供給ステージ、負極箔供給ステージ、正極箔供給ステージの各供給ステージと、前記セパレータ、前記負極箔、前記正極箔が交互に積層されて前記積層構造電池の積層が行われる少なくとも１つの積層ステージと、前記セパレータを直接吸着するとともに、前記負極箔および前記正極箔を直接接触することなく、前記セパレータを介して吸着保持し、そして解放する機能を有する、少なくとも１つの吸着パッドとを備えた製造装置とを用い、前記吸着パッドが、前記セパレータと前記負極箔、および前記セパレータと前記正極箔を、それぞれ一体に吸着して搬送し、前記積層ステージにおいて解放することを繰り返すことによって、前記負極箔、前記セパレータ、および前記正極箔、前記セパレータの各素子を、この順番に繰り返し積層することを特徴とする積層構造電池の製造方法である。
【００２２】
また、本発明は、前記吸着パッドにより、それぞれ一体に吸着された前記セパレータと前記負極箔、および前記セパレータと前記正極箔を、前記積層ステージにおいてそれぞれ交互に解放することによって、前記負極箔、前記セパレータ、前記正極箔、前記セパレータの各素子を、それぞれこの順番に積層することを特徴とする積層構造電池の製造方法である。
【００２３】
さらに、本発明は、前記セパレータ、前記負極箔、前記正極箔を前記各供給ステージにそれぞれ配置し、前記吸着パッドが前記セパレータ供給ステージに移動して前記セパレータを吸着し、次いで前記吸着パッドが前記負極箔供給ステージに移動して前記セパレータを解放し、さらに前記吸着パッドが前記負極箔供給ステージにおいて前記セパレータと前記負極箔とをそれぞれ一体に吸着し、次いで前記吸着パッドが前記積層ステージに移動して前記セパレータおよび前記負極箔をそれぞれ解放することにより、前記積層ステージにおいて前記負極箔と前記セパレータをそれぞれ積層し、前記吸着パッドが前記セパレータ供給ステージに移動して再び前記セパレータを吸着し、次いで前記吸着パッドが前記正極箔供給ステージに移動して前記セパレータを解放し、さらに前記吸着パッドが前記正極箔供給ステージにおいて前記セパレータと前記正極箔とをそれぞれ一体に吸着し、次いで前記吸着パッドが前記積層ステージに移動して前記セパレータおよび前記正極箔をそれぞれ解放することにより、前記積層ステージにおいて前記正極箔と前記セパレータをそれぞれ積層し、前記積層ステージにおいて前記の各々の積層を繰り返すことにより、前記負極箔、前記セパレータ、前記正極箔、前記セパレータの各素子を、この順番に繰り返し積層することを特徴とする積層構造電池の製造方法である。
【００２４】
さらに、本発明は、前記積層構造電池の製造装置が前記セパレータを吸着し、そして解放する機能を有する複数の吸着パッドを備えており、前記複数の吸着パッドの中で、前記セパレータ供給ステージにおいて、前記セパレータを吸着する吸着パッドと、前記負極箔供給ステージにおいて、前記セパレータと前記負極箔とをそれぞれ一体に吸着する吸着パッドと、前記正極箔供給ステージにおいて、前記セパレータと前記正極箔とをそれぞれ一体に吸着する吸着パッドとが、それぞれ互いに異なる吸着パッドであることを特徴とする積層構造電池の製造方法である。
【００２５】
さらに、本発明は、前記積層構造電池の製造装置は、前記負極箔および前記正極箔に直接接触することのない前記吸着パッドとともに、前記負極箔のみに直接接触し、前記負極箔を吸着する負極専用パッドを備えており、前記積層ステージにおいて、前記負極箔、前記セパレータ、前記正極箔、前記セパレータの各素子をこの順番に繰り返し積層し、その後に最端部の前記セパレータの表面に、前記負極専用パッドによって前記負極箔を積層することを特徴とする積層構造電池の製造方法である。
【００２６】
さらに、本発明は、セパレータを挟み、負極箔と正極箔とが交互に積層されてなる積層構造電池の製造装置であって、前記製造装置は、前記セパレータ、前記負極箔、前記正極箔の各素子がそれぞれ配置される、それぞれ少なくとも１つのセパレータ供給ステージ、負極箔供給ステージ、正極箔供給ステージの各供給ステージと、前記積層構造電池を各々構成する前記セパレータ、前記負極箔、前記正極箔の交互の積層を行う少なくとも１つの積層ステージと、前記セパレータを吸着し、そして解放する機能を有する少なくとも１つの吸着パッドとを備えており、前記吸着パッドは、前記セパレータを直接吸着するとともに、前記負極箔および前記正極箔に直接接触することなく、前記セパレータを介して吸着保持する機能を有しており、前記吸着パッドが前記セパレータと前記負極箔、および前記セパレータと前記正極箔をそれぞれ一体に吸着して搬送し、前記積層ステージにおいて解放することによって、前記負極箔、前記セパレータ、および前記正極箔、前記セパレータを順に積層させることを特徴とする積層構造電池の製造装置である。
【００２７】
さらに、本発明は、前記吸着パッドが、それぞれ一体に吸着した前記セパレータと前記負極箔、および前記セパレータと前記正極箔を、前記積層ステージにおいてそれぞれ交互に解放することにより、前記負極箔、前記セパレータ、前記正極箔、前記セパレータをこの順番に積層させることを特徴とする積層構造電池の製造装置である。
【００２８】
さらに、本発明は、前記セパレータを吸着し、そして解放する機能を有する複数の吸着パッドを備えており、前記複数の吸着パッドの中で、前記セパレータ供給ステージにおいて、前記セパレータを吸着する吸着パッドと、前記負極箔供給ステージにおいて、前記セパレータと前記負極箔とをそれぞれ一体に吸着する吸着パッドと、前記正極箔供給ステージにおいて、前記セパレータと前記正極箔とをそれぞれ一体に吸着する吸着パッドとが、それぞれ互いに異なる吸着パッドであることを特徴とする積層構造電池の製造装置である。
【００２９】
さらに、本発明は、前記負極箔および前記正極箔を直接接触することのない前記吸着パッドの他に、前記負極箔のみに直接接触し、前記負極箔を吸着する負極専用パッドを備えてなることを特徴とする積層構造電池の製造装置である。
【００３０】
さらに、本発明は、前記吸着パッドおよび前記負極専用パッドが、前記セパレータを吸着するための吸引孔を有する吸着ユニットを備えることを特徴とする積層構造電池の製造装置である。
【００３１】
さらに、本発明は、前記吸着パッドが、回転移動、往復揺動もしくは往復直動する少なくとも１つの搬送装置に接続されており、前記セパレータ供給ステージ、前記負極箔供給ステージ、前記正極箔供給ステージおよび前記積層ステージの各ステージの間を移動することを特徴とする積層構造電池の製造装置である。
【００３２】
さらに、本発明は、前記セパレータ供給ステージ、前記負極箔供給ステージ、前記正極箔供給ステージおよび前記積層ステージの各ステージがそれぞれ直線状に配置されており、前記吸着パッドが接続される１つの前記搬送装置が往復直動する機能を有することを特徴とする積層構造電池の製造装置である。
【００３３】
さらに、本発明は、前記セパレータ供給ステージ、前記負極箔供給ステージ、前記正極箔供給ステージおよび前記積層ステージの各ステージがそれぞれ１つの円弧上に配置されており、前記吸着パッドが接続される１つの前記搬送装置が回転移動もしくは往復揺動する機能を有することを特徴とする積層構造電池の製造装置である。
【００３４】
さらに、本発明は、前記セパレータ供給ステージ、前記負極箔供給ステージ、前記正極箔供給ステージおよび前記積層ステージの各ステージがそれぞれ１つの円周上に略等間隔に配置されており、前記吸着パッドが接続される１つの前記搬送装置が回転移動もしくは往復揺動する機能を有することを特徴とする積層構造電池の製造装置である。
【００３５】
さらに、本発明は、１つの前記セパレータ供給ステージ、１つの前記負極箔供給ステージ、１つの前記正極箔供給ステージ、および１つの前記積層ステージの各ステージが、それぞれ円周状に略９０度間隔に配置されており、前記吸着パッドが接続される１つの前記搬送装置が回転移動もしくは往復揺動する機能を有することを特徴とする積層構造電池の製造装置である。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、第１の解決手段として、積層構造電池の製造装置において、吸着装置である吸着パッドが特別な場合を除き負極箔および正極箔を直接吸着することなく、必ずセパレータを介して吸着して搬送するよう構成する。また第２の解決手段として、積層構造電池の積層工程を最小限の駆動装置で行うべく、複数の吸着パッドが回転移動、往復揺動もしくは往復直動する１つ以上の搬送ハンドラにそれぞれ接続されるよう構成して、セパレータ供給ステージ、負極箔供給ステージ、正極箔供給ステージおよび積層ステージの各ステージの間を順次移動する構成とする。ここで駆動装置を１つとする場合には、複数の吸着パッドを搬送ハンドラの端にそれぞれ取り付けて、この搬送ハンドラの他端の１箇所を軸として回転もしくは揺動駆動、または軸とせずに水平方向に直線駆動させる。これにより円周状、円弧状もしくは直線状に配置した各供給ステージの間を吸着パッドが順次移動するように構成することができ、電極箔やセパレータの各素子を順次積層して積層構造電池を製造することが可能である。
【００３７】
吸着パッドが電極箔に直接触れない構成とすることと、駆動装置の数を極力少なくすることによって、塵の発生量自体を減少させるとともに、吸着パッドへの塵や塗工粉の付着の可能性を低減させて、それにより積層構造電池の製造歩留まりの向上を図ることが可能である。また複数の吸着パッドと搬送ハンドラとを用いて、各供給ステージ間を移動してハンドリングや各素子の搬送を行う吸着パッドを工程ごとにそれぞれ固定化することにより、積層工程における塵の混入の防止効果をより高めることができる他、複数の積層工程を同時に行うことで積層構造電池の製造効率を向上させることができる。この方法によって、塵や塗工粉の混入が極力少ないことから製造歩留まりが高く、また製造効率も高い、積層構造電池の製造方法、およびその製造装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態による積層構造電池の製造方法およびその製造装置について、図面を参照しながら説明する。
【００３９】
図１は、本発明において製造される積層構造電池の積層体の例の説明図である。図１はこの積層体４を斜めから見た例の図であり、図１の下から順に負極箔１、セパレータ２および正極箔３、セパレータ２がこの順番に順次積層されている。これら３種類の素子は同一形状ではなく、負極箔１および正極箔３の１辺がそれぞれ図１の左下方向、右上方向に突出している。この突出した部分は従来技術である特許文献１における負極タブと正極タブに相当するものであり、積層構造電池の内部で電極端子の負極および正極にそれぞれ電気的に接続される領域である。一方、図１における右下方向、左上方向では逆にセパレータ２が負極箔１および正極箔３よりも突出しているが、これは負極箔１および正極箔３が積層構造電池の容器の壁面に接触することを防ぐために役立っている。なお図１においては積層体４の上下にはいずれも負極箔１が配置されているが、このような配置を実現するためには積層工程の最後に１回だけセパレータを伴わない、負極箔１のみの積層を行う必要がある。
【００４０】
図２は、本発明における積層構造電池の製造装置の例の概略図であり、図２（ａ）はその上面図、図２（ｂ）はその正面図である。図２（ａ）において、搬送ハンドラ１３は４本のアームを有する星形の構造体であり、その中心を軸として、右回りおよび左回りにそれぞれ９０度ずつ回転することができる他に、上下方向にも移動することができる。この４本のアームの先端にはそれぞれ負極吸着パッド９、正極吸着パッド１１、および２つのセパレータ吸着パッド１０ａ，１０ｂがそれぞれ等間隔に取り付けられている。２つのセパレータ吸着パッド１０ａ，１０ｂは互いに隣り合うように設けられている。また図２（ｂ）では搬送ハンドラ１３が上方に持ち上げられた状態を示しているが、この状態で搬送ハンドラ１３の９０度の回転が行われる。なお図２では負極吸着パッド９および正極吸着パッド１１を円形で、また２つのセパレータ吸着パッド１０ａ，１０ｂをそれぞれ四角形で表現しているが、実際の各吸着パッドの外形はこれらの形状に限定されない。
【００４１】
また各吸着パッドの下方には、負極箔供給ステージ５、セパレータ供給ステージ６、正極箔供給ステージ７、および積層ステージ８が、搬送ハンドラ１３を中心に９０度間隔でそれぞれ等間隔に配置されている。また負極箔供給ステージ５上には負極箔１、正極箔供給ステージ７上には正極箔３、セパレータ供給ステージ６上にはセパレータ２がそれぞれ供給されている。これらの各ステージの直上には負極吸着パッド９、正極吸着パッド１１、および２つのセパレータ吸着パッド１０ａ，１０ｂが位置しており、搬送ハンドラ１３の上下動に伴い各吸着パッドはそれぞれのステージ上に供給された各素子をハンドリングし、別のステージに搬送してそこで解放して、積層構造電池を構成する積層体４の作製を行う。なお負極吸着パッド９の近傍には負極専用パッド１２が配置されており、積層体４の製造の最後に、この負極専用パッド１２が負極箔供給ステージ５にて負極箔１を直接吸着して積層ステージ８まで搬送し、そこで積層体４の上端に負極箔１を配置する。
【００４２】
図３および図４をもとに、本発明における積層構造電池の製造装置を用いた積層体の作製方法を説明する。図３および図４に示す製造装置は、図２に示した本発明における製造装置の例と同一の装置であり、図３（ａ）および図４（ａ）はその上面図、図３（ｂ）および図４（ｂ）はその正面図を示したものである。図３（ａ）および図４（ａ）において、搬送ハンドラ１３の４本の各アームの先端に設けられた各吸着パッドの下方には、向かって下方に積層ステージ８、向かって右側に負極箔供給ステージ５、向かって左側に正極箔供給ステージ７、および向かって上方にセパレータ供給ステージ６が、それぞれ９０度間隔で配置されている。このうち図３の状態ではセパレータ供給ステージ６および負極箔供給ステージ５にはそれぞれセパレータ吸着パッド１０ａ，１０ｂが、正極箔供給ステージ７の直上には正極吸着パッド１１が、積層ステージ８の直上には負極吸着パッド９がそれぞれ位置している。
【００４３】
搬送ハンドラ１３はその中心軸を回転中心として９０度の往復揺動を行う装置であり、図３（ａ）の状態から回転の向き１４ａの方向に、図において反時計回りに回転（−９０度回転とする）した状態が図４（ａ）の状態である。この状態から搬送ハンドラ１３が回転の向き１４ｂの方向に、図において時計回りに回転（＋９０度回転とする）すると再び図３（ａ）の状態に戻る。搬送ハンドラ１３がこの往復の揺動運動を繰り返すことで、各アームの先端に設けられた各吸着パッドが電極箔およびセパレータをハンドリングして搬送、解放を繰り返し、それによって積層構造電池の積層体の作製を行うこととなる。
【００４４】
図３の状態のときには、セパレータ供給ステージ６ではセパレータ吸着パッド１０ａがセパレータ２をハンドリングしており、またもう１つのセパレータ吸着パッド１０ｂはセパレータ２を負極箔供給ステージ５に搬送し、そこで解放して負極箔１の上に重ねている。一方、正極箔供給ステージ７では正極吸着パッド１１が正極箔３とその上に重ねられたセパレータ２の双方をハンドリングしており、さらに積層ステージ８では負極吸着パッド９が負極箔１とその上に重ねられたセパレータ２を解放し、負極箔１とセパレータ２の積層を行っている。なお図３（ｂ）では搬送ハンドラ１３の回転中心の軸が下降して、各吸着パッドが各ステージに接触した状態を示しており、この状態で各吸着パッドは各素子に対する一連のハンドリングや解放を行う。この工程が完了すると、搬送ハンドラ１３の回転中心の軸は上昇し、回転の向き１４ａの方向に−９０度の回転が行われた後に下降して、図４に示す状態となる。
【００４５】
図４の状態においては、セパレータ供給ステージ６では今度はセパレータ吸着パッド１０ｂがセパレータ２をハンドリングしている。一方、セパレータ吸着パッド１０ａはセパレータ２を正極箔供給ステージ７に搬送しており、そこで解放して正極箔３の上に重ねている。一方、負極箔供給ステージ５では負極吸着パッド９が負極箔１とその上に重ねられたセパレータ２の双方をハンドリングしており、さらに積層ステージ８では正極吸着パッド１１が正極箔３とその上に重ねられたセパレータ２を解放し、正極箔３とセパレータ２の積層を行っている。なお図４（ｂ）も図３（ｂ）と同様に、搬送ハンドラ１３の回転中心の軸が下降して、各吸着パッドが各ステージに接触した状態を示しており、この状態において各吸着パッドは各素子に対する一連のハンドリングや解放を行う。この工程が完了すると、搬送ハンドラ１３の回転中心の軸は再び上昇し、回転の向き１４ｂの方向に＋９０度の回転が行われた後に再び下降して、図３に示す状態に戻る。以降は積層構造電池の積層体の製造装置において、図３と図４の状態が繰り返される。
【００４６】
また図５は、図３および図４に示した積層構造電池の積層体の製造工程における手順の例を示す図であり、図中の矢印は各吸着パッドによるステージ間の各素子の搬送を表す。図５をもとに、積層体の作製におけるセパレータ供給ステージ、負極箔供給ステージ、正極箔供給ステージおよび積層ステージにおける工程ごとの各吸着パッドの振る舞いについて説明する。図５に示すように、最初にセパレータ供給ステージに設置（５０１）されたセパレータは、セパレータ吸着パッドによってハンドリングされ（５０２）、搬送ハンドラの回転によって矢印に従って負極箔供給ステージに搬送されてそこで解放される（５１２）。負極箔供給ステージ上にはその直前に負極箔が設置されており（５１１）、この負極箔とセパレータとは重ねられたまま負極吸着パッドによりハンドリングされ（５１３）、搬送ハンドラの回転によって次に積層ステージに搬送されてそこで解放される（５２２）。これによって積層ステージ上には負極箔とセパレータの２枚の素子による積層体が形成される。
【００４７】
一方、搬送ハンドラの回転によってセパレータが運び去られたセパレータ供給ステージには、その直後に再びセパレータが設置され（５０３）、セパレータ吸着パッドによってハンドリングされる（５０４）。このときのセパレータ吸着パッドは、工程５０２においてセパレータをハンドリングした吸着パッドとは異なるものである。ハンドリングされたセパレータは搬送ハンドラの回転によって矢印に従って今度は正極箔供給ステージに搬送されてそこで解放される（５１８）。その直前に正極箔供給ステージ上に設置（５１７）された正極箔とともに、両者は重ねられたまま正極吸着パッドによりハンドリングされ（５１９）、搬送ハンドラの回転によって今度は積層ステージに搬送されてそこで解放される（５２３）。この一連の工程によって積層ステージ上には負極箔、セパレータ、正極箔およびセパレータの４枚の素子による積層体が形成されることとなる。
【００４８】
その後もセパレータ供給ステージ上では図５に示すようにセパレータの設置とセパレータ吸着パッドによるハンドリングが繰り返され（５０５〜５１０）、また負極箔供給ステージ上および正極箔供給ステージ上でも負極箔や正極箔の設置とその上へのセパレータの解放、各電極箔とセパレータのハンドリングと積層ステージまでの搬送の一連の工程が行われる（５１３〜５１６、５１９〜５２１）。これらの各工程によって積層ステージ上では下から負極箔、セパレータ、正極箔およびセパレータの順の各素子の積層が繰り返され、積層構造電池に用いられる積層体の作製が行われる。最後に負極専用パッドによって負極箔が直接ハンドリングされて一連の積層体の最上部に設置され、積層体が完成する。
【００４９】
以上示した工程の例における搬送ハンドラの回転は、９０度ずつの時計回りと反時計回りの往復揺動の繰り返しであるが、往復移動ではなく、同一方向への回転を繰り返すものとしても構わない。また搬送ハンドラの上昇と下降の際には全ての吸着パッドが各ステージに接触するものとしているが、必要な吸着パッドのみが接触するように構成しても構わない。なお搬送ハンドラの上昇と下降には、その回転駆動とは異なる駆動装置を用いてもよいし、また１つの駆動装置によって搬送ハンドラの中心軸の回転および上下動を同時に行うように構成しても構わない。いずれにしろこれらの駆動装置は各ステージからは密閉された空間に設置することが可能であり、塵の発生源となる可能性は回転および上下動を行う搬送ハンドラの１つの中心軸の周辺のみに限定される。従ってこの領域に念入りな防塵対策を施すことにより、積層構造電池の積層体の製造装置からの塵の発生と積層体への塵の混入を十分に防止することが可能である。
【００５０】
また前記の工程の例では４本のアームを持つ搬送ハンドラが１つの軸を中心として９０度の往復回転する場合について示したが、このアームは４本より多くても、また各ステージが４つより多くても構わない。さらに搬送ハンドラに設けられたアームが中心の軸に対して回転対称に設置されていない場合であっても積層体の製造装置を構成することができる。そのような場合の積層構造電池の積層体の製造方法の例について、図６および図７に基づいて説明する。
【００５１】
このうち図６は、製造装置の搬送ハンドラが１つの軸を中心に図の左右方向に回転する往復揺動を行う場合であって、しかも各アームの配置が搬送ハンドラの回転軸を中心として対称ではない場合の例を示したものである。この例の場合の搬送ハンドラに設けられたアームはその回転中心から扇形に伸びていて、その先端には電極箔やセパレータをハンドリングする各吸着パッドがそれぞれ等間隔に設けられている。図６（ａ）は搬送ハンドラが図の右方向にある場合の製造装置の上面図、図６（ｂ）は搬送ハンドラが図の左方向にある場合の上面図をそれぞれ示したものである。
【００５２】
図６（ａ）および図６（ｂ）においては５つのステージが等間隔に並べて設けられており、左から順に、セパレータ供給ステージ６ａ、正極箔供給ステージ７、積層ステージ８、負極箔供給ステージ５、セパレータ供給ステージ６ｂの各ステージである。また搬送ハンドラ１３の回転中心から扇形に伸びる４本のアームの先端に取り付けられている各吸着パッドは、各図の左側から順に、セパレータ吸着パッド１０ａ、正極吸着パッド１１、負極吸着パッド９、およびセパレータ吸着パッド１０ｂである。なお負極吸着パッド９の近傍には、積層体の作製の最後に負極箔を直接ハンドリングして積層するための負極専用パッド１２が設置されている。
【００５３】
ここで図６（ａ）の場合には搬送ハンドラ１３が図の右方向に位置しており、この場合には正極箔供給ステージ７にはセパレータ吸着パッド１０ａが、積層ステージ８には正極吸着パッド１１が、負極箔供給ステージ５には負極吸着パッド９が、セパレータ供給ステージ６ｂにはセパレータ吸着パッド１０ｂがそれぞれ位置している。図の左端のセパレータ供給ステージ６ａの位置には吸着パッドはない。正極箔供給ステージ７ではセパレータ吸着パッド１０ａがセパレータの解放を行っており、積層ステージ８では正極吸着パッド１１がセパレータと正極箔のセットを解放してこの２枚の素子の積層を行っている。また負極箔供給ステージ５では負極吸着パッド９がセパレータと負極箔のセットのハンドリングを行っており、セパレータ供給ステージ６ｂではセパレータ吸着パッド１０ｂがセパレータのハンドリングを行っている。その後搬送ハンドラ１３が揺動の向き１５ａに従って移動すると、負極吸着パッド９およびセパレータ吸着パッド１０ｂによってハンドリングされたセパレータと負極箔がそれぞれ図の左隣のステージに搬送される。
【００５４】
搬送ハンドラ１３が図６（ｂ）に示すように図の左方向に移動すると、セパレータ供給ステージ６ａにはセパレータ吸着パッド１０ａが、正極箔供給ステージ７には正極吸着パッド１１が、積層ステージ８には負極吸着パッド９が、負極箔供給ステージ５にはセパレータ吸着パッド１０ｂがそれぞれ位置することとなる。図の右端のセパレータ供給ステージ６ｂの位置には吸着パッドはない。このうちセパレータ供給ステージ６ａではセパレータ吸着パッド１０ａがセパレータのハンドリングを行っており、正極箔供給ステージ７では正極吸着パッド１１がセパレータと正極箔のセットのハンドリングを行っている。また積層ステージ８では負極吸着パッド９がセパレータと負極箔のセットを解放してこの２枚の素子の積層を行っており、負極箔供給ステージ５ではセパレータ吸着パッド１０ｂがセパレータの解放を行っている。その後搬送ハンドラ１３が揺動の向き１５ｂに従って移動すると、セパレータ吸着パッド１０ａおよび正極吸着パッド１１によってハンドリングされたセパレータと正極箔がそれぞれ図の右隣のステージに搬送されて、図６（ａ）に示す状態に再び戻る。この搬送ハンドラ１３が図６の左右方向に往復揺動を繰り返すことによって、積層ステージ８において積層構造電池の積層体の作製が行われる。
【００５５】
また図７は、積層構造電池の積層体の製造装置における、図６とは異なる場合の例であり、搬送ハンドラが図の左右方向に直線状の運動を繰り返す、往復直動を行う場合の例を示したものである。この例の場合の搬送ハンドラに設けられたアームは櫛歯状に互いに平行に伸びていて、その先端には電極箔やセパレータをハンドリングする各吸着パッドがそれぞれ等間隔に設けられている。図７（ａ）は搬送ハンドラが図の右方向にある場合の積層体の製造装置の上面図、図７（ｂ）は搬送ハンドラが図の左方向にある場合の上面図をそれぞれ示したものである。
【００５６】
図７（ａ）および図７（ｂ）においては５つのステージが等間隔に並べて設けられており、左から順に、セパレータ供給ステージ６ａ、正極箔供給ステージ７、積層ステージ８、負極箔供給ステージ５、セパレータ供給ステージ６ｂの各ステージである。また搬送ハンドラ１３において互いに平行に伸びる４本のアームの先端に取り付けられている各吸着パッドは、各図の左側から順に、セパレータ吸着パッド１０ａ、正極吸着パッド１１、負極吸着パッド９、およびセパレータ吸着パッド１０ｂである。なお負極吸着パッド９の近傍には、積層体の作製の最後に負極箔を直接ハンドリングして積層するための負極専用パッド１２が設置されている。
【００５７】
ここで図７（ａ）の場合には搬送ハンドラ１３が図の右方向に位置しており、この場合には正極箔供給ステージ７にはセパレータ吸着パッド１０ａが、積層ステージ８には正極吸着パッド１１が、負極箔供給ステージ５には負極吸着パッド９が、セパレータ供給ステージ６ｂにはセパレータ吸着パッド１０ｂがそれぞれ位置している。図の左端のセパレータ供給ステージ６ａの位置には吸着パッドはない。正極箔供給ステージ７ではセパレータ吸着パッド１０ａがセパレータの解放を行っており、積層ステージ８では正極吸着パッド１１がセパレータと正極箔のセットを解放してこの２枚の素子の積層を行っている。また負極箔供給ステージ５では負極吸着パッド９がセパレータと負極箔のセットのハンドリングを行っており、セパレータ供給ステージ６ｂではセパレータ吸着パッド１０ｂがセパレータのハンドリングを行っている。その後搬送ハンドラ１３が直動の向き１６ａに従って移動すると、負極吸着パッド９およびセパレータ吸着パッド１０ｂによってハンドリングされたセパレータと負極箔がそれぞれ図の左隣のステージに搬送される。
【００５８】
搬送ハンドラ１３が図７（ｂ）に示すように図の左方向に移動すると、セパレータ供給ステージ６ａにはセパレータ吸着パッド１０ａが、正極箔供給ステージ７には正極吸着パッド１１が、積層ステージ８には負極吸着パッド９が、負極箔供給ステージ５にはセパレータ吸着パッド１０ｂがそれぞれ位置することとなる。図の右端のセパレータ供給ステージ６ｂの位置には吸着パッドはない。このうちセパレータ供給ステージ６ａではセパレータ吸着パッド１０ａがセパレータのハンドリングを行っており、正極箔供給ステージ７では正極吸着パッド１１がセパレータと正極箔のセットのハンドリングを行っている。また積層ステージ８では負極吸着パッド９がセパレータと負極箔のセットを解放してこの２枚の素子の積層を行っており、負極箔供給ステージ５ではセパレータ吸着パッド１０ｂがセパレータの解放を行っている。その後搬送ハンドラ１３が直動の向き１６ｂに従って移動すると、セパレータ吸着パッド１０ａおよび正極吸着パッド１１によってハンドリングされたセパレータと正極箔がそれぞれ図の右隣のステージに搬送されて、図７（ａ）に示す状態に再び戻る。この搬送ハンドラ１３が図７の左右方向に往復直動を繰り返すことによって、積層ステージ８において積層構造電池の積層体の作製が行われる。
【００５９】
なお以上説明した積層構造電池の積層体の各々の製造装置の例においては、各素子のハンドリング装置として、接触した領域の内側の空気圧を変化させることでハンドリング対象物の吸着と解放を行う、吸着パッドを用いた場合を例として示している。しかし吸着パッドと同様の効果を有するものであれば、吸着プレートなど、任意のハンドリング装置を代わりに用いても構わない。
【００６０】
以上示したように、本発明の積層構造電池の製造方法、およびその製造装置によれば、例外となる端部の１枚を除いき、吸着装置である吸着パッドが負極箔および正極箔を直接吸着せずに、必ずセパレータを介して吸着して搬送するように構成することができる。これにより駆動装置の数を極力少なくして塵の発生の可能性を低減させるとともに、吸着パッドに塵や塗工粉が付着する可能性を大幅に低減させることにより、製造歩留まりが向上した積層構造電池の製造方法、およびその製造装置を提供することができる。またこの製造装置では複数の積層工程を同時に行うことができるため、製造効率の向上も図ることができる。なお、上記説明は、本発明の実施の形態に係る場合の効果について説明するためのものであって、これによって特許請求の範囲に記載の発明を限定し、あるいは請求の範囲を減縮するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明において製造される積層構造電池の積層体の例の説明図。
【図２】本発明における積層構造電池の製造装置の例の概略図。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は正面図。
【図３】図２に示した製造装置による積層構造電池の積層体の製造方法の例の説明図。図３（ａ）は製造装置の上面図、図３（ｂ）は製造装置の正面図。
【図４】図２に示した製造装置による積層構造電池の積層体の製造方法の例の説明図。図４（ａ）は製造装置の上面図、図４（ｂ）は製造装置の正面図。
【図５】図３および図４に示した積層構造電池の積層体の製造工程の手順の例を示す図。
【図６】図２とは異なる製造装置による積層構造電池の積層体の製造方法の例の説明図。図６（ａ）、図６（ｂ）はそれぞれ製造装置の上面図。
【図７】図２とは異なる製造装置による積層構造電池の積層体の製造方法の例の説明図。図７（ａ）、図７（ｂ）はそれぞれ製造装置の上面図。
【図８】従来の積層構造電池の積層体の例の説明図。
【符号の説明】
【００６２】
１，８１  負極箔
２，８２  セパレータ
３，８３  正極箔
４  積層体
５  負極箔供給ステージ
６，６ａ，６ｂ  セパレータ供給ステージ
７  正極箔供給ステージ
８  積層ステージ
９  負極吸着パッド
１０ａ，１０ｂ  セパレータ吸着パッド
１１  正極吸着パッド
１２  負極専用パッド
１３  搬送ハンドラ
１４ａ，１４ｂ  回転の向き
１５ａ，１５ｂ  揺動の向き
１６ａ，１６ｂ  直動の向き
８１ａ  負極タブ
８３ａ  正極タブ
５０１〜５２３  積層体の製造工程の各手順
【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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