(57)【要約】【課題】溶着代が少なく蓄電装置の容量を向上させることができ、溶着及び切断に要するマシンサイクルタイムを低減する。【解決手段】電極体製造装置は、帯状の第１のセパレータＳ１、第１のセパレータＳ１上に少なくとも１列に配置された複数の電極（正極１１）、及び電極上に配置された帯状の第２のセパレータＳ２を搬送可能な搬送装置１２と、搬送装置１２上を移動する第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を、電極を１個収容する袋状に溶着・切断する超音波溶着機２０とを備えている。超音波溶着機２０は、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を幅方向に溶着・切断するロータリーカッター２１を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
袋状のセパレータにタブが突出する状態で電極が収容された電極体を製造する電極体製造装置であって、
帯状の第１のセパレータ、前記第１のセパレータ上に少なくとも１列に配置された複数の電極、及び前記電極上に配置された帯状の第２のセパレータを搬送可能な搬送装置と、
前記搬送装置上を移動する前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータを、前記電極を１個収容する袋状に溶着・切断する超音波溶着機と
を備えていることを特徴とする電極体製造装置。
【請求項２】
前記超音波溶着機は、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータの移動方向と直交する方向に延びる刃部を備え、前記刃部において前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータを幅方向に溶着・切断するロータリーカッターを備えている請求項１に記載の電極体製造装置。
【請求項３】
前記超音波溶着機は、超音波ホーンが前記ロータリーカッターと協同して前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータを溶着・切断可能な上昇位置と、溶着・切断不能な待機位置とに昇降可能に設けられている請求項２に記載の電極体製造装置。
【請求項４】
前記ロータリーカッターを挟んだ位置に前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータを挟持するニップローラが設けられている請求項２又は請求項３に記載の電極体製造装置。
【請求項５】
前記電極は複数列に配置され、前記超音波溶着機は、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータを前記複数列の電極が列毎に分離されるように溶着・切断するスリットカッターを備えている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電極体製造装置。
【請求項６】
袋状のセパレータにタブが突出する状態で電極が収容された電極体を製造する電極体製造方法であって、
帯状の第１のセパレータ及び帯状の第２のセパレータに挟持された状態に配置されて前記両セパレータと共に移動する電極が前記両セパレータに対して相対移動不能に、前記両セパレータの一部を前記電極の周囲で超音波溶着した後、溶着された後の帯状の前記第１のセパレータ及び帯状の前記第２のセパレータを、前記電極を１個収容する袋状にその幅方向に順次溶着・切断することを特徴とする電極体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極体製造装置及び電極体製造方法に係り、詳しくは袋状のセパレータにタブが突出する状態で電極が収容された電極体を製造する電極体製造装置及び電極体製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。蓄電装置はケース内に電極組立体が収納されている。電極組立体は、複数枚のシート状の正極及び複数枚のシート状の負極を備え、正極及び負極の間をセパレータで絶縁した状態で正極及び負極が交互に積層された構成である。正極及び負極をセパレータで絶縁して交互に積層する場合、セパレータを袋状に形成し、正極及び負極の少なくとも一方を袋状のセパレータに収容された電極体の状態で積層する方法がある。袋状のセパレータに正極あるいは負極が収容された電極体を製造する方法として、帯状のセパレータに正極あるいは負極を挟んだ状態で、セパレータの正極あるいは負極の周囲を接合した後、帯状のセパレータを幅方向に切断して個々の袋状のセパレータに正極あるいは負極が収容され電極体に切り離す方法がある。
【０００３】
また、特許文献１には、電極組立体を製造する方法として、予めシート状のセパレータ、正極、セパレータ及び負極を積層した基本単位を製造し、その基本単位を、電極組立体を構成するのに必要な数、積層して製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。基本単位の製造は、正極が所定間隔で貼付された帯状の接着性のセパレータの上に、負極が所定間隔で貼付された帯状の接着性のセパレータを積層した状態でラミネータを通過させた後、上部金型及び下部金型を有する金型カッターを使用して、セパレータを幅方向に切断して行われる。層を成すセパレータが金型カッターで切断される際に、上部金型と下部金型との間に把持された部分がセパレータ同士の接合部（接着部）となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１５−５２８６２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
袋状のセパレータにタブが突出する状態で電極（正極又は負極）が収容された電極体を、帯状のセパレータを用いて連続的に形成する場合、２枚のセパレータに挟まれる電極の周囲を溶着してセパレータを袋状にする構成では溶着代が必要になる。溶着代の幅は、例えば２〜３ｍｍ必要となる。また、２枚のセパレータを溶着して袋状にする場合、溶着後にセパレータの切断が行われるため、溶着工程と切断工程が必要となる。
【０００６】
一方、特許文献１の方法では、２枚のセパレータを接着して袋状にする際に、セパレータの接着と切断とが同時に行われる。しかし、２枚のセパレータを接着した場合、溶着した場合と同じ強度を得るには、接着代を溶着代に比べて大きくする必要がある。溶着代あるいは接着代が大きくなると、同じ大きさの電極組立体を備えた蓄電装置の容量は小さくなる。
【０００７】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、蓄電装置の容量を向上させることができ、セパレータの溶着及び切断に要するマシンサイクルタイムを低減することができる電極体製造装置及び電極体製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する電極体製造装置は、袋状のセパレータにタブが突出する状態で電極が収容された電極体を製造する電極体製造装置であって、帯状の第１のセパレータ、前記第１のセパレータ上に少なくとも１列に配置された複数の電極、及び前記電極上に配置された帯状の第２のセパレータを搬送可能な搬送装置を備えている。また、電極体製造装置は、前記搬送装置上を移動する前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータを、前記電極を１個収容する袋状に溶着・切断する超音波溶着機を備えている。
【０００９】
この構成によれば、袋状のセパレータにタブが突出する状態で電極が収容された電極体は、正極あるいは負極としての電極が帯状の第１のセパレータ及び帯状の第２のセパレータに挟まれた状態で、両セパレータの所定箇所が超音波溶着機により溶着あるいは溶着・切断されて製造される。そのため、２枚のセパレータを接着で接合する場合に比べて、接合に必要な接合代（溶着代）を小さくすることができる。また、溶着と切断が同時に行われるため、溶着工程と切断工程を別に行う場合に比べて、セパレータの溶着及び切断に必要な面積を小さくすることができる。したがって、蓄電装置の容量を向上させることができ、溶着及び切断に要するマシンサイクルタイムを低減することができる。
【００１０】
前記超音波溶着機は、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータの移動方向と直交する方向に延びる刃部を備え、前記刃部において前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータを幅方向に溶着・切断するロータリーカッターを備えている。
【００１１】
第１のセパレータ及び第２のセパレータをその移動方向と直交する方向に溶着・切断する方法として、先端の尖った超音波ホーンを、第１のセパレータ及び第２のセパレータの移動方向と斜めに交差する方向に、両セパレータの移動速度と所定の関係を有する速度で移動させて溶着・切断を行う方法もある。しかし、両セパレータの移動方向と直交する方向に延びる刃部を備えたロータリーカッターと、刃部と平行に延びる先端部を有する超音波ホーンを用いて切断する方が、効率良く両セパレータを幅方向に沿って所定位置で溶着・切断することができる。
【００１２】
前記超音波溶着機は、超音波ホーンが前記ロータリーカッターと協同して前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータを溶着・切断可能な上昇位置と、溶着・切断不能な待機位置とに昇降可能に設けられていることが好ましい。この構成によれば、ロータリーカッターを切断位置と待機位置とに昇降可能に設ける構成に比較して、その構造が簡単になる。
【００１３】
前記ロータリーカッターを挟んだ位置に前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータを挟持するニップローラが設けられていることが好ましい。この構成によれば、ニップローラが設けられていない状態で超音波ホーンがロータリーカッターと協同して第１のセパレータ及び第２のセパレータの溶着・切断を行う場合に比べて、溶着・切断を容易に、かつ良好に行うことができる。
【００１４】
前記電極は複数列に配置され、前記超音波溶着機は、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータを前記複数列の電極が列毎に分離されるように溶着・切断するスリットカッターを備えている。この構成によれば、電極が１列に配置された状態で電極体の製造が行われる場合に比べて、電極体を効率良く製造することができる。
【００１５】
上記課題を解決する電極体製造方法は、袋状のセパレータにタブが突出する状態で電極が収容された電極体を製造する電極体製造方法であって、帯状の第１のセパレータ及び帯状の第２のセパレータに挟持された状態に配置されて前記両セパレータと共に移動する電極が前記両セパレータに対して相対移動不能に、前記両セパレータの一部を前記電極の周囲で超音波溶着した後、溶着された後の帯状の前記第１のセパレータ及び帯状の前記第２のセパレータを、前記電極を１個収容する袋状にその幅方向に順次溶着・切断する。
【００１６】
この構成によれば、セパレータにタブが突出する状態で電極が収容された電極体は、正極あるいは負極としての電極が帯状の第１のセパレータ及び帯状の第２のセパレータに挟まれた状態で、両セパレータの所定箇所が超音波溶着機により溶着あるいは溶着・切断されて製造される。そのため、２枚のセパレータを接着で接合する場合に比べて、接合に必要な接合代（溶着代）を小さくすることができる。また、溶着と切断が同時に行われるため、溶着工程と切断工程を別に行う場合に比べて、溶着及び切断に必要な面積を小さくすることができる。したがって、蓄電装置の容量を向上させることができ、セパレータの溶着及び切断に要するマシンサイクルタイムを低減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、溶着代が少なく蓄電装置の容量を向上させることができ、セパレータの溶着及び切断に要するマシンサイクルタイムを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は第１の実施形態の電極体製造装置の模式側面図、（ｂ）は（ａ）の一部省略模式平面図。
【図２】（ａ）は超音波ホーン及び駆動部の模式正面図、（ｂ）はロータリーカッターと超音波ホーンの位置関係を示す模式斜視図、（ｃ）は電極体の模式断面図。
【図３】（ａ）は超音波ホーンとスリットカッター及びローラとの位置関係を示す模式斜視図、（ｂ）はスリットカッターの正面図、（ｃ）はローラの模式斜視図。
【図４】（ａ）は超音波溶断時の超音波ホーンとロータリーカッターとの位置関係を示す模式図、（ｂ）は搬送時の超音波ホーンとロータリーカッターとの位置関係を示す模式図。
【図５】電極体の模式平面図。
【図６】第２の実施形態の電極体製造装置の一部省略模式側面図。
【図７】電極体製造装置の一部省略模式平面図。
【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ）は別の実施形態のスリットカッターの模式正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
以下、蓄電装置としての二次電池（リチウムイオン二次電池）を構成する電極体製造方法に具体化した第１の実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
【００２０】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、電極体製造装置は、帯状の第１のセパレータＳ１、第１のセパレータＳ１上に複数列（この実施形態では２列）に配置された複数の電極としての正極１１、及び正極１１上に配置された帯状の第２のセパレータＳ２を搬送可能な搬送装置１２を備えている。搬送装置１２は、第１のセパレータＳ１及び正極１１を挟んで搬送する１組のニップローラ１３ａ，１３ｂと、第１のセパレータＳ１、正極１１及び第２のセパレータＳ２を挟んで搬送する複数組のニップローラ１４ａ，１４ｂを備えたローラコンベアとで構成されている。なお、図１（ａ）においては、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２が幅方向に溶着・切断された以降の状態は、断面図で示している。また、図１（ｂ）においては、第２のセパレータＳ２の図示を省略している。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、搬送装置１２の上流側には、帯状の第１のセパレータＳ１を繰り出す第１繰出し装置１５が設けられている。第１繰出し装置１５は、帯状の第１のセパレータＳ１がロール状に巻回されたセパレータリール１６を備え、第１のセパレータＳ１を連続して送り出すように構成されている。また、第１繰出し装置１５より第１のセパレータＳ１の移動方向下流側上方には、帯状の第２のセパレータＳ２を第１繰出し装置１５と同期して繰り出す第２繰出し装置１７が設けられている。第２繰出し装置１７は、帯状の第２のセパレータＳ２がロール状に巻回されたセパレータリール１８を備え、第２のセパレータＳ２を斜め下方に連続して送り出すように構成されている。
【００２２】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、電極体製造装置は、搬送装置１２上を移動する第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を、正極１１を１個収容する袋状に溶着・切断する超音波溶着機２０を備えている。超音波溶着機２０は、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の移動方向と直交する方向に延びる刃部２１ａを備え、刃部２１ａにおいて第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を幅方向に溶着・切断するロータリーカッター２１を備えている。刃部２１ａは、ロータリーカッター２１の全長にわたって延びる状態で、対称位置に２個形成されている。刃部２１ａは、断面形状が三角形に形成されている。
【００２３】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、超音波溶着機２０は、複数列に配置された正極１１を挟んだ状態で搬送装置１２上を移動する第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を、複数列の正極１１が列毎に分離されるように溶着・切断するスリットカッター２２を備えている。スリットカッター２２は、ロータリーカッター２１より上流側で、かつ搬送装置１２の幅方向の中央に設けられている。図１（ｂ）、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、スリットカッター２２は、円盤状でかつ刃部２２ａが断面略Ｖ字状に形成されている。
【００２４】
図１（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、超音波溶着機２０は、複数列に配置された正極１１を挟んだ状態で搬送装置１２上を移動する第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を、その幅方向端部で押圧するローラ２３，２４を備えている。ローラ２３，２４は、搬送装置１２の上側で、スリットカッター２２と対応する位置に設けられ、図示しない回転軸に取り付けられてスリットカッター２２と共に回転駆動されるようになっている。
【００２５】
図３（ｃ）に示すように、ローラ２３，２４は、外周の一部に切り欠き部２３ａ，２４ａが形成されている。切り欠き部２３ａ，２４ａは、少なくとも正極１１のタブ１１ａと対応する箇所においては、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を溶着しないために形成されている。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、超音波溶着機２０は、ロータリーカッター２１と協同して第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を幅方向に溶着・切断する超音波ホーン２５を備えている。超音波ホーン２５は、ロータリーカッター２１と協同して第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を溶着・切断可能な上昇位置と、溶着・切断不能な待機位置とに駆動部２７により昇降可能に設けられている。駆動部２７は、電極体製造装置の運転中、超音波ホーン２５を間欠的に上昇位置と待機位置とに配置するようにサーボ制御で駆動される。
【００２７】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、超音波ホーン２５は、長手方向の中央上部に切り欠き部２５ａが形成されている。そのため、図２（ｂ）に示すように、ロータリーカッター２１の刃部２１ａがロータリーカッター２１の全長にわたって延びるように形成されていても、切り欠き部２５ａと対向する箇所では、超音波ホーン２５は、ロータリーカッター２１と協同して第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を溶着することはできない。即ち、切り欠き部２５ａは、ロータリーカッター２１による第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を幅方向に溶着・切断する際に、２列の正極１１の境に対応する箇所においては、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の切断は行われるが溶着は行われないようにするために形成されている。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、超音波溶着機２０は、スリットカッター２２と協同して第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を複数列の正極１１が列毎に分離されるように溶着・切断する超音波ホーン２６を備えている。超音波ホーン２６は、スリットカッター２２と協同して第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を溶着・切断可能な上昇位置と、溶着・切断不能な待機位置とに駆動部２８により昇降可能に設けられている。駆動部２８は、電極体製造装置の運転中、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２に所定間隔をおいて挟持された正極１１の列方向における隙間を挟んで所定範囲の部分が通過する期間及び電極体製造装置の停止中は超音波ホーン２６を待機位置に配置し、それ以外の期間は超音波ホーン２６を上昇位置に配置するようにサーボ制御で駆動される。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、搬送装置１２の下流側には、電極体製造装置で製造された電極体３０を搬送する搬送コンベア２９が設けられている。
次に前記のように構成された電極体製造装置の作用を説明する。
【００３０】
図１（ａ）に示すように、電極体製造装置が駆動されると、第１繰出し装置１５により搬送装置１２の上流側から帯状の第１のセパレータＳ１が連続的に繰り出される。搬送装置１２上に繰り出された第１のセパレータＳ１上には複数の正極１１が順次供給されて、第１のセパレータＳ１上に複数の正極１１が２列に所定間隔で載置された状態で第１のセパレータＳ１と共に移動する。また、第２繰出し装置１７からは帯状の第２のセパレータＳ２が第１のセパレータＳ１の供給速度と同じ速度で繰り出される。第２のセパレータＳ２は、ニップローラ１３ａ，１３ｂに挟持される位置で第１のセパレータＳ１と平行になる位置に供給され、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２は、ニップローラ１３ａ，１３ｂを通過した後、正極１１を挟持した状態で移動する。
【００３１】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、正極１１を挟持した状態で移動する第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２は、３組のニップローラ１４ａ，１４ｂのうち上流側に配置された２組のニップローラ１４ａ，１４ｂに挟持された状態でスリットカッター２２及びローラ２３，２４と対向する位置を通過する際に、超音波ホーン２６の超音波振動を受ける。その結果、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２は、幅方向の両端部がローラ２３，２４及び超音波ホーン２６の作用により溶着される。ローラ２３，２４に切り欠き部２３ａ，２４ａが存在するため、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２は、切り欠き部２３ａ，２４ａと対応する箇所では溶着されない。そのため、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２は、少なくともタブ１１ａと対応する箇所は溶着されない。この実施形態では、図５に示すように、ローラ２３，２４による溶着で形成された溶着部Ｍ１は、電極体３０を構成する袋状のセパレータＳの、タブ１１ａの突出側の辺の中央付近に形成される。
【００３２】
また、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２は、幅方向の中央部でスリットカッター２２及び超音波ホーン２６の作用により溶着・切断される。詳述すると、超音波ホーン２６は、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２に挟持された複数の正極１１の列方向に隙間を挟んで所定範囲の部分が通過する期間及び電極体製造装置の停止中は待機位置に配置され、それ以外の期間は上昇位置に配置される。超音波ホーン２６が上昇位置に配置された状態では、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２は超音波ホーン２６の超音波振動が加わる状態で、スリットカッター２２により溶着・切断される。スリットカッター２２の刃部２２ａは断面形状がＶ字状のため、超音波ホーン２６による超音波振動を受けて溶融状態にある両セパレータＳ１，Ｓ２の部分が、刃部２２ａの作用で２つに分離されて溶着・切断される。溶着と切断が同時に行われるため、溶着工程と切断工程を別に行う場合に比べて、セパレータの溶着及び切断に必要な面積を小さくすることができる。
【００３３】
第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２に挟持された複数の正極１１の列方向に隙間を挟んで所定範囲の部分が通過する期間は、超音波ホーン２６が待機位置に配置される。この状態では、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２は、超音波ホーン２６による超音波振動を受けない状態でスリットカッター２２による切断作用を受ける。その結果、図５に示すように、スリットカッター２２及び超音波ホーン２６による溶着で形成された溶着部Ｍ２は、電極体３０を構成する袋状のセパレータＳの、タブ１１ａの突出側と反対側の辺に、その両端部を除いた部分に形成される。
【００３４】
超音波ホーン２６と対向する位置を通過してスリットカッター２２及びローラ２３，２４による溶着・切断あるいは溶着作用を受けた第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２は、ロータリーカッター２１及び超音波ホーン２５との間を移動する際、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の幅方向に溶着・切断される。
【００３５】
詳述すると、超音波ホーン２５は、駆動部２７により、図４（ａ）に示す上昇位置と、図４（ｂ）に示す待機位置とに昇降移動される。一方、ロータリーカッター２１は、２個の刃部２１ａが交互に超音波ホーン２５と対向する位置に配置されるように回転される。駆動部２７は、刃部２１ａが超音波ホーン２５と対向するときに、超音波ホーン２５が上昇位置に配置された状態となるように、ロータリーカッター２１の回転と同期して超音波ホーン２５を昇降させる。
【００３６】
また、ロータリーカッター２１は、搬送装置１２の送り速度と同期して回転され、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２に挟持されて列状に配置された隣り合う正極１１の隙間と対応する部分が、超音波ホーン２５と対向する位置を通過する際に、刃部２１ａが超音波ホーン２５と対向する状態となるように駆動される。そして、ロータリーカッター２１と超音波ホーン２５との間を移動する第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２は、列方向に配列された隣り合う正極１１の隙間の部分において、幅方向に溶着・切断される。その結果、図１（ａ）及び図２（ｃ）に示すように、正極１１を挟持した第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２は、正極１１の長手方向（タブ１１ａの突出方向と直交する方向）の両端に溶着部Ｍ３が存在するように溶着・切断されて電極体３０が完成する。
【００３７】
超音波ホーン２５は中央部に切り欠き部２５ａが形成されているため、刃部２１ａと超音波ホーン２５との間に第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２が対向する状態で刃部２１ａ及び超音波ホーン２５による溶着切断作用を受けても、切り欠き部２５ａと対応する箇所では、溶着は行われず、切断のみが行われる。
【００３８】
図５に示すように、電極体３０は、袋状のセパレータＳに収容された正極１１のタブ１１ａが突出する側に溶着部Ｍ１が、タブ１１ａが突出する側と反対側に溶着部Ｍ２が、タブ１１ａの突出方向と直交する方向の両端に溶着部Ｍ３がそれぞれ形成された状態になり、袋状のセパレータＳ内に正極１１を位置決めした状態に保持する。袋状のセパレータＳのタブ１１ａの突出側と反対側の辺に形成された溶着部Ｍ２と、タブ１１ａの突出方向と直交方向に延びる２辺に形成された各溶着部Ｍ３は、袋状のセパレータＳの隅部（角部）と対応する位置まで延びずに形成される。なお、図５においては、正極１１と溶着部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３との関係を分かり易く示すため、正極１１と溶着部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３との間に隙間がある状態で示しているが、実際は正極１１が位置ずれするような隙間は存在しない。
【００３９】
図１（ａ）に示すように、スリットカッター２２及びロータリーカッター２１により溶着・切断されて形成された電極体３０は、搬送装置１２から搬送コンベア２９に受け渡されて次工程へ搬送される。そして、電極体３０は、負極と交互に積層されて電極組立体を構成する。
【００４０】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）袋状のセパレータＳにタブ１１ａが突出する状態で電極（正極１１）が収容された電極体３０を製造する電極体製造装置は、帯状の第１のセパレータＳ１、第１のセパレータＳ１上に少なくとも１列に配置された複数の電極（正極１１）、及び前記電極上に配置された帯状の第２のセパレータＳ２を搬送可能な搬送装置１２を備えている。また、電極体製造装置は、搬送装置１２上を移動する第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を、電極を１個収容する袋状に溶着・切断する超音波溶着機２０を備えている。
【００４１】
この構成によれば、袋状のセパレータＳにタブ１１ａが突出する状態で電極（正極１１）が収容された電極体３０は、電極が帯状の第１のセパレータＳ１及び帯状の第２のセパレータＳ２に挟まれた状態で、両セパレータＳ１，Ｓ２の所定箇所が超音波溶着機２０により溶着あるいは溶着・切断されて製造される。そのため、２枚の第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を接着で接合する場合に比べて、接合に必要な接合代（溶着代）を小さくすることができる。また、溶着と切断が同時に行われるため、溶着工程と切断工程を別に行う場合に比べて、両セパレータＳ１，Ｓ２の溶着及び切断に必要な面積を小さくすることができる。したがって、蓄電装置の容量を向上させることができ、溶着及び切断に要するマシンサイクルタイムを低減することができる。
【００４２】
（２）超音波溶着機２０は、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の移動方向と直交する方向に延びる刃部２１ａを備え、刃部２１ａにおいて第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を幅方向に溶着・切断するロータリーカッター２１を備えている。第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２をその移動方向と直交する方向に溶着・切断する方法として、先端の尖った超音波ホーンを、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の移動方向と斜めに交差する方向に、両セパレータＳ１，Ｓ２の移動速度と所定の関係を有する速度で移動させて溶着・切断を行う方法もある。しかし、両セパレータＳ１，Ｓ２の移動方向と直交する方向に延びる刃部２１ａを備えたロータリーカッター２１と、刃部２１ａと平行に延びる先端部を有する超音波ホーン２５を用いて切断する方が、効率良く両セパレータＳ１，Ｓ２を幅方向に沿って所定位置で溶着・切断することができる。
【００４３】
（３）超音波溶着機２０は、超音波ホーン２５がロータリーカッター２１と協同して第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を溶着・切断可能な上昇位置と、溶着・切断不能な待機位置とに昇降可能に設けられている。この構成によれば、ロータリーカッター２１を切断位置と待機位置とに昇降可能に設ける構成に比較して、その構造が簡単になる。
【００４４】
（４）ロータリーカッター２１を挟んだ位置に第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を挟持するニップローラ１４ａ，１４ｂが設けられている。この構成によれば、ニップローラ１４ａ，１４ｂが設けられていない状態で超音波ホーン２５がロータリーカッター２１と協同して第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の溶着・切断を行う場合に比べて、溶着・切断を容易に、かつ良好に行うことができる。
【００４５】
（５）電極（正極１１）は複数列に配置され、超音波溶着機２０は、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を複数列の電極（正極１１）が列毎に分離されるように溶着・切断するスリットカッター２２を備えている。この構成によれば、電極が１列に配置された状態で電極体３０の製造が行われる場合に比べて、電極体３０を効率良く製造することができる。
【００４６】
（６）電極体３０は、袋状のセパレータＳに収容された正極１１のタブ１１ａの突出側と反対側の辺に形成された溶着部Ｍ２と、タブ１１ａの突出方向と直交する方向の両端に形成された溶着部Ｍ３とは、袋状のセパレータＳの隅部（角部）と対応する位置まで延びずに形成される。そのため、溶着部Ｍ２，Ｍ３が隅部まで延びる状態に形成された場合と異なり、両溶着部Ｍ２，Ｍ３の端部が重なってその部分が大きなダマ状になることがない。その結果、電極体３０を蓄電装置のケースに挿入する際に、ダマ状部が邪魔にならずに容易に挿入することができる。
【００４７】
（７）袋状のセパレータＳ内に正極１１を位置決めした状態に保持する溶着部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、断面が略円形のダマ状に形成されるが、ダマの太さが正極１１、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の厚みの和以下に形成されている。そのため、電極体３０を負極と交互に積層して電極組立体を形成するときに、電極体３０と負極との間に無駄な隙間が生じたり、皺が寄ったりすることが防止される。
【００４８】
（８）電極体３０を負極と交互に積層する際、あるいは複数の電極体３０を一時的に保管する際、電極体３０を滑り台のようなガイド上を移動させて積層用容器や保管用容器に落下させて入れる場合、電極体３０の周囲に溶着部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が存在するため電極体３０の剛性が上がり、落下積層に有利になる。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を図６及び図７にしたがって説明する。この実施形態では、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２をその移動方向と直交する方向に溶着・切断する超音波溶着機の構成が第１の実施形態の装置と異なっている。また、電極体製造装置は、帯状の第１のセパレータＳ１及び、帯状の第２のセパレータＳ２上に複数の電極としての正極１１が複数列ではなく１列に配置され、その正極１１上に帯状の第２のセパレータＳ２が配置された状態で電極体３０が製造される点が前記実施形態と異なっている。第１の実施形態と同様の部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５０】
図６に示すように、電極体製造装置は、帯状の第１のセパレータＳ１、第１のセパレータＳ１上に１列に配置された複数の電極としての正極１１、及び正極１１上に配置された帯状の第２のセパレータＳ２を搬送可能な搬送装置として吸着コンベア３１を備えている。
【００５１】
図６及び図７に示すように、電極体製造装置は、正極１１を挟んだ状態で、吸着コンベア３１上を移動する第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を、押圧する２個の押圧ローラ３２を備えている。２個の押圧ローラ３２は、吸着コンベア３１の移動方向に正極１１の長手方向の長さより長い距離をおいた位置に設けられている。なお、図７においては、第２のセパレータＳ２及び吸着コンベア３１の図示を省略している。
【００５２】
正極１１を挟んだ状態で、吸着コンベア３１上を移動する第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を、移動方向と直交する方向に溶着・切断する超音波溶着機として、ロータリーカッター２１及びスリットカッター２２を備えない超音波溶着機３３が設けられている。
【００５３】
図６に示すように、超音波溶着機３３は、吸着コンベア３１の上側から第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を吸着コンベア３１側へ押圧する状態で、超音波振動を付与すると共に第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を切断可能な超音波ホーン３４を備えている。超音波ホーン３４は、駆動部３５により、吸着コンベア３１の上側から第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を吸着コンベア３１側へ押圧する押圧位置と、押圧不能な待機位置とに昇降可能に設けられている。また、超音波溶着機３３は、吸着コンベア３１が正極１１の長手方向の長さ移動する間に、超音波ホーン３４が第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を横断する速度で斜めに移動するように図示しない駆動装置により移動されるようになっている。駆動装置として、例えば、産業用ロボットや単軸アクチュエータを２台組み合わせた装置が使用される。
【００５４】
また、電極体製造装置は、吸着コンベア３１上を移動する第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の両端部を超音波溶着するための超音波溶着機３６，３７を備えている。超音波溶着機３６，３７は、超音波溶着機３３と異なり、一定位置で第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の溶着を行うが、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の切断は行わない。
【００５５】
図６に示すように、超音波溶着機３６，３７は、１列に配置された正極１１を挟んだ状態で吸着コンベア３１上を移動する第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を、吸着コンベア３１側へ押圧する状態で、超音波振動を付与する超音波ホーン３８，３９を備えている。超音波ホーン３８，３９は、駆動部４０，４１により、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を吸着コンベア３１側へ押圧する押圧位置と、押圧不能な待機位置とに昇降可能に設けられている。
【００５６】
この実施形態では、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２をその移動方向と直交する方向に溶着・切断する方法として、先端の尖った超音波ホーン３４を、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の移動方向と斜めに交差する方向に、両セパレータＳ１，Ｓ２の移動速度と所定の関係を有する速度で移動させて溶着・切断を行う。そのため、ロータリーカッター２１を使用する場合に比べて、超音波溶着機が小型になる。
【００５７】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  電極体３０は、電極として正極１１に代えて負極が袋状のセパレータＳに収容された構成であってもよい。
【００５８】
○  電極組立体を構成する正極及び負極の一方が袋状のセパレータＳに収容された構成に限らず、袋状のセパレータＳに収容された正極と、袋状のセパレータＳに収容された負極を交互に積層して電極組立体を構成してもよい。
【００５９】
○  溶着部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、電極を袋状のセパレータＳ内に位置決めした状態で保持可能であればよく、直線状に限らない。例えば、破線状に形成された構成や任意の長さの複数の溶着部が形成された構成であってもよい。
【００６０】
○  第１のセパレータＳ１と、正極１１のタブ１１ａと、第２のセパレータＳ２とが重なる位置を避けて溶着しなくてもよい。この場合、第１の実施形態においては、ローラ２３，２４として切り欠き部２３ａ，２４ａを有さない円盤状のものを使用することができ、特殊な形状のローラ２３，２４を形成する必要がない。
【００６１】
○  第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２をその移動方向に沿って溶着・切断するスリットカッター２２は、回転しつつ超音波ホーン２６と協同して第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を溶着・切断する構成に限らず、回転不能に固定された状態で超音波ホーン２６と協同して溶着・切断を行う構成としてもよい。
【００６２】
○  第１の実施形態において、スリットカッター２２は、溶融状態にある両セパレータＳ１，Ｓ２の部分が、刃部２２ａの作用でカットされた際に、刃部２２ａの両側に同じ形状の溶着部（ダマ）が形成されればよい。そのため、円盤状のスリットカッター２２として、刃部２２ａは曲面で先端が略Ｖ字状に形成される代わりに、例えば、図８（ａ）に示すように、平面で先端が略Ｖ字状に形成されてもよい。
【００６３】
○  第１の実施形態において円盤状のスリットカッター２２に代えて、例えば、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、先端が略Ｖ字状に形成されたヘラ状のカッター４２を固定状態で使用してもよい。
【００６４】
○  溶着部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の厚みは、正極、負極及び２枚のセパレータの厚みの和以下であればよいが、袋状のセパレータＳを構成する第１のセパレータＳ１の厚み、第２のセパレータＳ２の厚み及び袋状のセパレータＳに収容された電極の厚みの和以下が好ましい。この場合、正極及び負極を間にセパレータが存在する状態で積層した際に、溶着部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が積層に支障を来したり、正極、負極及びセパレータで構成された電極組立体をケースに収容する際に支障を来したりすることを抑制することができる。
【００６５】
○  第１の実施形態において、スリットカッター２２及び超音波ホーン２６により第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を複数列の正極１１が列毎に分離されるように溶着・切断する代わりに、第２の実施形態で使用されたような超音波溶着機３３を使用してもよい。また、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の幅方向の両端部をローラ２３，２４及び超音波ホーン２６の作用により溶着する代わりに、第２の実施形態で使用されたような超音波溶着機３６，３７を使用してもよい。
【００６６】
○  第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２は、必ずしも２枚独立した状態で供給される構成に限らない。例えば、１枚の幅広の帯状のセパレータを搬送装置１２上に供給しつつ、その幅方向の片側に電極（正極１１）を順次所定間隔で載置し、電極が載置されたセパレータの部分を順次二つ折りにする。その後、二つ折りされたセパレータの幅方向の両端の溶着と、溶着された後のセパレータを１列に配置された電極の間で、セパレータを幅方向に溶着・切断するようにしてもよい。
【００６７】
○  第１の実施形態のようにロータリーカッター２１を使用して第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２を、その移動方向と直交する方向に溶着・切断する電極体製造装置は、電極が第１のセパレータＳ１上に複数列に配置供給される構成に限らず、１列に供給されて、電極体３０が製造される構成であってもよい。
【００６８】
○  第２の実施形態のように超音波溶着機３３が第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２の移動方向に対して斜めに移動することで、第１のセパレータＳ１及び第２のセパレータＳ２をその幅方向に移動して溶着・切断する電極体製造装置の場合において、電極が第１のセパレータＳ１上に複数列に配置供給されて、電極体３０が製造される構成であってもよい。この場合、超音波溶着機３３は、各列に対応して設けられる。
【００６９】
○  蓄電装置としての二次電池は、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等の他の二次電池であってもよい。
○  蓄電装置は、二次電池に限らず、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のようなキャパシタであってもよい。
【符号の説明】
【００７０】
Ｓ…袋状のセパレータ、Ｓ１…第１のセパレータ、Ｓ２…第２のセパレータ、１１…電極としての正極、１１ａ…タブ、１２…搬送装置、１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ…ニップローラ、２０，３３，３６，３７…超音波溶着機、２１…ロータリーカッター、２１ａ，２２ａ…刃部、２２…スリットカッター、２５，２６，３４，３８，３９…超音波ホーン、３０…電極体。
【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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