JP2017135019A - 検査方法、積層型電池の製造方法、検査装置、および積層型電池の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の電極板と第２の電極板の位置ずれを効率よく検出することが可能な検査方法、該検査方法に用いるのに適した検査装置、および、該検査装置を備えた、信頼性の高い積層型電池を効率よく製造することが可能な製造装置を提供する。【解決手段】第１の電極板を表裏両面側から挟み込むように配設された第１および第２のセパレータ１１，１２の周縁部を熱溶着することにより形成された熱溶着痕１６を有する包装体１０を撮像手段２２により撮像し、包装体と熱溶着痕の位置関係から、包装体の内部の第１の電極板の位置情報を取得する工程と、包装体と、第２の電極板１５とが積層され、第２の電極板が最上層となっている積層体６ａを、上面側から撮像手段により撮像して、第２の電極板の位置情報を取得する工程を設け、得られた第１および第２の電極板の位置情報から、両者の位置ずれを調べる。【選択図】図１

Description

本発明は、積層型電池に関し、詳しくは、積層型電池の電池素子となるべき、積層構造体を構成する第１の電極板と第２の電極板がセパレータを介して積層された積層体における、第１の電極板と第２の電極板の位置ずれを検査するための検査方法、それを用いた積層型電池の製造方法、検査装置、およびそれを用いた積層型電池の製造装置に関する。

積層型電池は、例えば、活物質などの電極材料を塗工して形成した正極板と負極板をセパレータを介して交互に積層した積層構造体を電解液とともに外装体の内部に収容することにより形成されている。

そして、上述のような積層型電池を製造する場合に、電極板を積層するのに用いられる積層装置として、特許文献１には、以下に説明するような積層装置が提案されている。

この積層装置は、図８に示すように、積層されるシート部材１００を載置するパレット１０１と、パレット１０１の方向にシート部材１００を押さえる加圧部１２１と、加圧部１２１をパレット１０１に対してシート部材１００が積層される方向に近接離間させるとともに、加圧部１２１がシート部材１００から離れている状態で加圧部１２１をシート部材載置面と平行な方向に移動させる駆動部１０２とを備えている。

そして、すでにパレット１０１上に積層されているシート部材１００の上に次のシート部材１００を載せる際には、次に載せたシート部材１００がめくれない程度に、加圧部１２１をすでに積層されているシート部材面から離間させてから移動させるようにしている。

この積層装置によれば、複数枚のシート部材を積層する際に、シート部材に大きな変形を加えることなく積層することができるとされている。

また、特許文献２には、積層型電池の製造過程で用いられる検査装置が提案されている。
この検査装置は、図９に示すように、検査対象の側方に設けられた可視光照射手段２３１と、上方位置に設けられた赤外光照射手段２３２と、可視光用カメラ２３３と、赤外効用カメラ２３４と、レンズ２３６と、赤外光のみを通過し、可視光を反射するダイクロイックミラー２３７とを備えている。

そして、可視光照射手段２３１より可視光が側方から照射されると当該可視光は、少なくとも積層ステージ２１３上に積層・形成されたセパレータと電極板の積層体２０４の最上層のセパレータ２０２のエッジ部分にあたり、可視光用カメラ２３３よって当該エッジ部分が明瞭に撮像される。また、赤外光照射手段２３２より上方から赤外光が照射されると、当該赤外光はセパレータ３０２を透過してその直下層の電極板が赤外光用カメラ２３４により撮像される。

そして、この検査装置を用いることにより、電極板の上にセパレータを重ね、これらを２枚１組で組み上げることで積層効率の向上を図る場合において、都度、位置ズレの検査を確実に行うことができるとされている。

特開２０１０−２１２０１８号公報 特開２０１０−２５７８６１号公報

しかしながら、上記の特許文献１の方法では、すでに積層されているシート部材の上に次のシート部材を載せる際に、次に載せたシート部材１００がめくれない程度に、加圧部１２１をすでに積層されているシート部材面から離間させるようにしており、このときにシート部材が浮き上がるため、シート部材間に位置する所定のシート部材、すなわち、セパレータの間に位置する正極板と負極板の位置ずれを正確に認識することができないという問題点がある。

また、上記の特許文献２の方法では、セパレータのエッジ部分を上方に設置された撮像部から認識しようとしているが、複数枚積層されたセパレータの最上層のエッジ部分を見分けることが困難である。すなわち、最上層ではなく、撮像部の視野においてもっとも外側にあるエッジを認識してしまうことを確実に回避することは事実上不可能である。また、上層を積層することによって生じたより下層の位置ずれを認識することができないという問題点がある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、第１の電極板と、第２の電極板をセパレータを介して積層する工程を経て製造される積層型電池の製造工程において用いられる、第１の電極板と第２の電極板の位置ずれを効率よく検出することが可能な検査方法、該検査方法に用いるのに適した検査装置、および、該検査装置を備えた、信頼性の高い積層型電池を効率よく製造することが可能な製造装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の検査方法は、
第１の電極板を表裏両面側から挟み込むように配設された第１および第２のセパレータの周縁部の、前記第１の電極板が介在しない所定位置で前記第１および第２のセパレータが互いに熱溶着されてなる第１の電極板の包装体と、前記第１の電極板とは極性の異なる第２の電極板とを交互に積層することにより形成された積層体における、前記第１の電極板と前記第２の電極板の位置関係を検査するための検査方法であって、
（ａ）前記第１および第２のセパレータを熱溶着することにより形成された熱溶着痕を有する前記包装体を撮像手段により撮像し、前記包装体と前記熱溶着痕の位置関係から、前記包装体の内部の前記第１の電極板の位置情報を取得する工程と、
（ｂ）前記包装体と、前記第２の電極板とが積層され、前記第２の電極板が最上層となっている積層体を、上面側から撮像手段により撮像して、前記第２の電極板の位置情報を取得する工程と
を備えていることを特徴としている。

また、本発明の検査方法においては、前記包装体上に前記第２の電極板を積層する前の段階で、前記包装体の内部の前記第１の電極板と前記熱溶着痕の位置を予め実測して実測位置情報を得る工程を備え、前記（ａ）の工程において得た前記包装体と前記熱溶着痕の位置関係と、前記実測位置情報から、前記包装体の内部の前記第１の電極板の位置情報を取得するように構成されていることが好ましい。

例えば、上記包装体の下面側からバックライトを照射し、上面側から撮像装置で撮像する方法や、上面側から赤外線を当て、上面側から赤外線カメラで撮像する方法などにより、包装体の内部の第１の電極板と熱溶着痕の位置を実際に検出し、得られた実測位置情報に基づいて、前記（ａ）の工程において、包装体における熱溶着痕の位置から第１の電極板の位置情報を取得するようにした場合、精度よく第１の電極板の位置を検出することが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。

ただし、本発明においては、第１の電極板の寸法や形状、第１および第２のセパレータの寸法や形状、熱溶着位置の関係などの設計値から、包装体に形成された熱溶着痕と、包装体内部の第１の電極の位置を予め算出しておくようにすることも可能である。

また、前記撮像手段による撮像時に、視野内に撮像対象物の相対的な位置の判断基準となる位置基準マークを存在させることが好ましい。

視野内に位置基準マークが存在する状態で撮像を行うようにした場合、撮像手段の位置ずれなどの影響を受けずに、第１の電極板と第２の電極板の位置関係を精度よく検出することが可能になり有意義である。
なお、位置基準マークは、例えば、包装体や、包装体と第２の電極板の積層体が載置されるステージなど、撮像時に所定の位置に確実に位置する部材に設けることが望ましい。

また、前記撮像手段による撮像時に、撮像対象物である前記包装体または前記積層体の所定位置を押さえ部材により押さえ付けた状態で撮像を行うように構成されていることが好ましい。

撮像対象物である包装体または積層体の所定位置を押さえ部材により押さえ付けた状態で撮像を行うことにより、例えば、撮像対象物である包装体や、積層体を構成する包装体や第２の電極板などの位置にずれが生じない状態で撮像することが可能になる。

なお、押さえ部材により積層体を押さえる箇所は複数箇所であることが好ましい。
また、上述の位置基準マークは、この押さえ部材の一部に設けるようにすることも可能である。

また、前記押さえ部材として、貫通口を備えたものを用い、撮像対象物が前記包装体である場合には、前記包装体の端縁の少なくとも一部と前記熱溶着痕が前記貫通口に臨む態様で、前記押さえ部材により前記包装体を押さえ付け、また、撮像対象物が、最上層として前記第２の電極板を備えた前記積層体である場合には、前記第２の電極板の端縁の少なくとも一部が前記貫通口に臨む態様で、前記押さえ部材により前記積層体を押さえ付けた状態で撮像を行うように構成されていることが好ましい。

上記構成とすることにより、包装体や積層体の位置ずれを招くことなく、第１の電極板、第２の電極板の位置を検出するための要素を貫通口に臨ませた状態で撮像することが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。

また、本発明の積層型電池の製造方法は、第１の電極板を表裏両面側から挟み込むように配設された第１および第２のセパレータの周縁部の、前記第１の電極板が介在しない所定位置で前記第１および第２のセパレータが互いに熱溶着されてなる第１の電極板の包装体と、前記第１の電極板とは極性の異なる第２の電極板とを交互に積層する積層工程を経て製造される積層型電池の製造方法であって、前記積層工程において、上述の本発明の検査方法により、第１の電極板と前記第２の電極板の位置関係を検査する工程を備えていることを特徴としている。

本発明の積層型電池の製造方法は、上述のように構成されているので、第１の電極板と第２の電極板の位置ずれがなく、信頼性の高い積層型電池を、効率よく製造することができるようになる。

また、本発明の検査装置は、第１の電極板を表裏両面側から挟み込むように配設された第１および第２のセパレータの周縁部の、前記第１の電極板が介在しない所定位置で前記第１および第２のセパレータが互いに熱溶着されてなる第１の電極板の包装体と、前記第１の電極板とは極性の異なる第２の電極板とを交互に積層することにより形成された積層体における、前記第１の電極板と前記第２の電極板の位置関係を検査するために用いる検査装置であって、
前記熱溶着を行うことにより生じた熱溶着痕を有する前記包装体を撮像し、また、前記包装体上に前記第２の電極板が積層された積層体を上面側から撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により前記包装体を撮像して得た、前記包装体と前記熱溶着痕の位置関係から、前記包装体内の前記第１の電極板の位置を求めるとともに、前記第１の電極板の位置情報を記憶し、また、前記積層体を撮像して得た前記第２の電極板の位置情報を記憶するとともに、前記第１および第２の電極板についての前記位置情報から、前記第１の電極板と前記第２の電極板の位置関係を求める制御手段と
を具備することを特徴としている。

また、本発明の検査装置においては、前記包装体の内部の前記第１の電極板と前記熱溶着痕の位置を予め実測して実測位置情報を得る実測手段を備えていることが好ましい。

なお、上記実測手段としては、例えば、包装体の下面側からバックライトを照射し、上面側から撮像装置で撮像するようにした装置や、上面側から赤外線を当て、上面側から赤外線カメラで撮像するようにした装置などが挙げられるが、実測手段はこれらに限られるものではない。

上記構成を備えることにより、精度よく第１の電極板の位置を検出することができる。その結果、第１の電極板と第２の電極板の位置関係を精度よく検出することが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。

また、前記撮像手段による撮像時に視野内に位置し、撮像対象物である、前記包装体または前記積層体を構成する前記第２の電極板の相対的な位置の判断基準となる位置基準マークを備えていることが好ましい。

撮像時に、視野内に位置基準マークを存在させることにより、撮像手段の位置ずれなどの影響を受けずに、第１の電極板と第２の電極板の位置関係を精度よく検出することが可能になり有意義である。

また、前記撮像手段による撮像時に、撮像対象物である前記包装体または前記積層体の所定位置を押さえ付ける押さえ部材を備えていることが好ましい。

押さえ部材を備えることにより、撮像時に撮像対象物の所定位置を押さえ付けて、位置ずれが生じさせない状態で撮像を行うことが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。

また、前記押さえ部材が貫通口を備えており、前記押さえ部材により撮像対象物を押さえ付けたときに、撮像対象物が前記包装体である場合には、前記包装体の端縁の少なくとも一部と前記熱溶着痕が前記貫通口に臨み、また、撮像対象物が、最上層として前記第２の電極板を備えた前記積層体である場合には、前記第２の電極板の端縁の少なくとも一部が前記貫通口に臨むように構成されていることが好ましい。

上記構成とすることにより、内部に第１の電極板を備える包装体や第２の電極板の位置ずれを招くことなく、第１の電極板と第２の電極板の位置を検出するための要素を貫通口に臨ませた状態で撮像を行うことが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。

また、本発明の積層型電池の製造装置は、
第１の電極板を表裏両面側から挟み込むように配設された第１および第２のセパレータの周縁部の、前記第１の電極板が介在しない所定位置で前記第１および第２のセパレータが互いに熱溶着されてなる第１の電極板の包装体と、前記第１の電極板とは極性の異なる第２の電極板とを交互に積層する積層手段と、
上述の本発明の検査装置と
を備えていることを特徴としている。

本発明の検査方法は、上述のように、熱溶着痕を有する包装体を撮像手段により撮像し、包装体と前記熱溶着痕の位置関係から、包装体の内部の第１の電極板の位置情報を取得する工程と、包装体と、前記第２の電極板とが積層され、前記第２の電極板が最上層となっている積層体を撮像して、第２の電極板の位置情報を取得する工程とを備えているので、熱溶着痕を利用して、第１の電極板の位置を効率よく求めることが可能になるとともに、上述のようにして第２の電極の位置を求めることにより、第１の電極板と第２の電極板の位置を容易かつ確実に検出することが可能になる。したがって、第１の電極板と第２の電極板の位置ずれのない積層体を効率よく形成することが可能になる。

また、包装体の熱溶着痕の位置を撮像することで第１の電極板の位置を認識することができるので、セパレータのエッジ部分を上方から撮像して認識するようにした上述の特許文献２の場合のように、撮像部の視野においてもっとも外側にあるエッジを認識してしまうというようなことがなく、最上層の包装体の内部の第１の電極板の位置を確実に認識することができるため、検査の信頼性を向上させることができる。

なお、「前記包装体と、前記第２の電極板とが積層され、前記第２の電極板が最上層となっている積層体」とは、包装体と、第２の電極板とを交互に積層して、所定の積層数の積層構造体を作製する過程で、第２の電極板が最上層となっている状態の積層体、すなわち、所定の積層数を有する積層構造体の前駆体をいう。

また、本発明の積層型電池の製造方法は、上述のように、積層工程において、上述の本発明の記載の検査方法により、第１の電極板と第２の電極板の位置関係を検査するようにしているので、第１の電極板と第２の電極板の位置ずれのない、信頼性の高い積層型電池を確実に製造することが可能になる。

また、本発明の検査装置は上述のように構成されているので、上述の本発明にかかる検査方法を実施して、第１の電極板と第２の電極板の位置を容易かつ確実に検出することが可能になる。

また、本発明の積層型電池の製造装置は、上述のような構成を備えているので、第１の電極板と第２の電極板の位置ずれのない、信頼性の高い積層型電池を効率よく製造することが可能になる。

本発明の実施形態にかかる検査装置を用いて、本発明の実施形態にかかる検査方法を実施している状態を示す図であって、包装体を積層ステージに載置して、第２の撮像手段で撮像している状態を示す図である。 本発明の実施形態にかかる検査装置を用いて、本発明の実施形態にかかる検査方法を実施している状態を示す図であって、積層ステージ上の包装体の上に第２の電極板を積層した積層体を、第２の撮像手段で撮像している状態を示す図である。 本発明の実施形態において、包装体載置ステージに載置した包装体を、第１の撮像手段で撮影したときの状態を示す平面図である。 （ａ）は本発明の実施形態において、積層ステージに包装体を載置して撮影を行う場合の載置ステージに載置した包装体を、上面側から第２の撮像手段で撮影している状態を示す平面図、（ｂ）は本発明の実施形態において、積層ステージに載置された包装体の上に第２の電極板を積層して、上面側から第２の撮像手段で撮影している状態を示す平面図である。 （ａ）は第１および第２のセパレータにより第１の電極板が包装された包装体の構成を示す正面断面図、（ｂ）は平面図である。 包装体と第２の電極板を積層することにより形成される積層構造体を示す図である。 図６の積層構造体を備えた積層型電池の構造を示す図である。 従来の積層装置の構成を示す図である。 従来の他の積層装置の構成を示す図である。

以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。

［実施形態１］
図１および図２は、本発明の実施形態１にかかる検査装置６０の構成を示す図である。

図７は、積層型電池５０の構成を模式的に示す図であり、この積層型電池５０は、第１の電極板である正極板５を表裏両面側から挟み込むように配設された第１および第２のセパレータ１１，１２の周縁部の、第１の電極板５が介在しない所定位置で第１および第２のセパレータ１１，１２が互いに熱溶着されてなる第１の電極板の包装体１０と、第１の電極板５とは極性の異なる、セパレータにより包装されていない第２の電極板である負極板１５とを交互に積層することにより形成された、電池素子である積層構造体６を、電解質７とともに外装体８の内部に収容することにより形成されている。
なお、積層構造体６は、図６および図７に示すように、上側と下側に最外層セパレータ１３を備えている。

ところで、このような構造を有する積層型電池５０を製造する場合、所望の特性を確保する見地から、第１の電極板の包装体１０と第２の電極板１５を積層する工程で、包装体１０の内部の第１の電極板５と、第２の電極板１５を位置ずれなく積層することが必要になる。

この実施形態にかかる検査装置および検査方法は、このような積層型電池５０の製造工程で上述の積層体構造体６を形成する場合に、包装体１０の内部の第１の電極板５と、第２の電極板１５の位置ずれの有無や程度などを検査するために用いられるものである。
すなわち、この実施形態にかかる検査装置および検査方法は、図２に示すように、第１の電極板５が第１および第２のセパレータ１１，１２により包装された包装体１０と、第１の電極板とは極性の異なる第２の電極板である負極板１５を積層した積層体６ａ、あるいは電池素子である積層構造体６における、第１の電極板５と第２の電極板１５の位置関係を検査するために用いる検査装置である。

この実施形態において、包装体１０は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、第１の電極板５を表裏両面側から挟み込むように配設された第１および第２のセパレータ１１，１２の周縁部の、第１の電極板５が介在しない複数の所定位置、すなわち、第２のセパレータ１１，１２の周縁部の複数の位置で、第１および第２のセパレータ１１，１２を互いに熱溶着することにより形成されており、周縁部には複数の熱溶着痕１６が存在している。

なお、第１の電極板５は、タブとして機能する突出部５ａは、活物質を含む電極材料が塗工されていない未塗工部であり、その他の領域５ｂ（図５（ａ））には電極材料が塗工された塗工部とされている。
また、第２の電極板１５も、タブとして機能する、活物質を含む電極材料が塗工されていない突出部１５ａと、その他の、活物質を含む電極材料が塗工されている領域１５ｂ（図４（ｂ））を備えている。

そして、この実施形態の検査装置６０は、上述の熱溶着痕１６を有する包装体１０が載置される、バックライトを備えた包装体載置ステージ３０と、包装体載置ステージ３０上に載置された包装体１０を撮像する、可視光カメラを用いた第１の撮像手段２１と、包装体１０を撮像して得た、包装体１０と、熱溶着痕１６と、内部の第１の電極板５の位置についての情報を実測位置情報として記憶する制御手段１４を備えている。
なお、包装体載置ステージ３０と、第１の撮像手段２１と、制御手段１４が、本発明における実測位置情報を得るための実測手段を構成している。

また、この検査装置６０は、包装体１０を、第２の電極板１５と交互に積層して積層体６ａ、積層構造体６を形成するための積層ステージ３１を備えている。

さらに、検査装置６０は、包装体１０を積層ステージ３１に搬送するための搬送ヘッド４０を備えてり、第１の撮像手段２１により撮像された包装体１０が、搬送ヘッド４０により吸着され、包装体載置ステージ３０から、後述の積層ステージ３１上に搬送されるように構成されている。

そして、検査装置６０は、積層ステージ３１上に載置された、撮像対象物である包装体１０、あるいは、最上層として第２の電極板１５を備えた積層体６ａを上方から撮像するための、可視光カメラを用いた第２の撮像手段２２を備えている。

なお、包装体１０を撮像する場合、熱溶着痕１６が光を反射して、撮像しにくい場合には、第１の撮像手段２１あるいは第２の撮像手段２２として偏光レンズを備えたものを用いたり、撮像対象物である包装体１０に可視光を照射する照射手段と包装体１０の間に偏光板を配設したりすることにより、熱溶着痕を確実に撮像できるようにすることができる。
なお、この実施形態では、第１の撮像手段２１、第２の撮像手段２２として偏光レンズを備えたものを用い、また、包装体１０に可視光を照射する照射手段として偏光板を備えたものを用いている。

そして、積層ステージ３１上に載置された包装体１０を第２の撮像手段２２により上方から撮像することで、熱溶着痕１６、積層体６ａを撮像することにより得られる第２の電極板１５の位置情報と、先に得ておいた第２の電極板１５のすぐ下側の包装体１０の内部の第１の電極板５の位置情報から、制御手段１４において、第１の電極板５と第２の電極板１５の位置関係を求めることができるように構成されている。

また、検査装置６０は、第１の撮像手段２１による包装体１０の撮像時に、視野内に位置基準マーク１７ａ（図３）が存在し、第２の撮像手段２２による撮像対象物（包装体１０、積層体６ａなど）の撮像時に、視野内に位置基準マーク１７ｂ（図４）が存在するように構成されている。

なお、この実施形態では、位置基準マーク１７ａは、図３に示すように、包装体載置ステージ３０上に設けられており、位置基準マーク１７ｂは、図４（ａ），（ｂ）に示すように、積層ステージ３１上に設けられている。

また、この実施形態にかかる検査装置６０は、第２の撮像手段２２による撮像時に、撮像対象物である包装体１０、あるいは積層体６ａの所定位置を押さえ付ける押さえ部材１８を備えている。
なお、この実施形態では、撮像対象物の４つのコーナー部付近を押さえ付けることができるように、４つの押さえ部材１８を備えている。

また、押さえ部材１８は貫通口１８ａを備えており、押さえ部材１８により撮像対象物、すなわち、包装体１０あるいは積層体６ａを押さえ付けたときに、撮像対象物が包装体１０である場合には、包装体１０の端縁の少なくとも一部と熱溶着痕１６が貫通口１８ａに臨むとともに位置基準マーク１７ｂが貫通口１８ａの近傍に位置し、また、撮像対象物が、最上層として第２の電極板１５を備えた積層体６ａである場合には、第２の電極板１５の端縁の少なくとも一部が貫通口１８ａに臨むとともに位置基準マーク１７ｂが貫通口１８ａの近傍に位置するように構成されている。

なお、この実施形態では、包装体１０の寸法が、第２の電極板１５よりもわずかに大きくて、正常な積層状態の場合には、積層体６ａを構成する包装体１０の端縁が第２の電極板１５の少し外側に位置するように構成されている。

次に、この実施形態にかかる検査装置６０の動作について説明する。
（１）まず、図１および図３に示すように、包装体載置ステージ３０上に包装体１０を載置し、包装体載置ステージ３０のバックライトをオンにした状態で、上方から可視光カメラを用いた第１の撮像手段２１により包装体１０を撮像する。このとき、図３に示すように、包囲体載置ステージ３０、包装体１０、包装体１０に形成された熱溶着痕１６、および位置基準マーク１７ａが撮像される。

すなわち、バックライトからの光が包装体１０を構成する第１および第２のセパレータを透過し、第１の撮像手段２１によって、包装体１０の内部の第１の電極板５の位置が認識されるとともに、包装体１０および熱溶着痕１６に対する第１の電極板５の相対的な位置が認識される。なお、位置基準マーク１７ａも撮像されるので、第１の撮像手段の位置ずれなどの影響を取り除くことができる。

そして、包装体１０の内部の第１の電極板５の、包装体１０および熱溶着痕１６に対する位置関係などの情報が実測位置情報として制御手段１４に記憶される。

（２）それから、第１の撮像手段２１により撮像された包装体１０は、搬送ヘッド４０により搬送され、積層ステージ４０上に載置される。

（３）そして、包装体１０の４つのコーナー部を、押さえ部材１８により押さえ付け、包装体１０を積層ステージ４０上に固定した状態で、上方から第２の撮像手段２２により撮像する。
このとき、図４（ａ）に示すように、包装体１０の端縁の一部と熱溶着痕１６が貫通口１８ａに臨み、位置基準マーク１７ｂが貫通口１８ａの近傍に位置する状態で、第２の撮像手段２２による撮像が行われる。

そして、包装体１０と、熱溶着痕１６の位置関係から、包装体１０の内部の第１の電極板５の位置が求められるとともに、位置基準マーク１７ｂにより、包装体１０と積層ステージ３１の位置関係が求められ、これらの情報が制御手段１４に記憶される。

（４）次に、押さえ部材１８による拘束を解いた後、包装体１０上に、セパレータにより被覆されていない、第１の電極板５とは極性の異なる第２の電極板（この実施形態では負極板）１５を積層する。

（５）そして、包装体１０上に第２の電極板１５が積層された積層体（積層構造体６の前駆体）６ａの４つのコーナー部を、押さえ部材１８により押さえ付けることにより、積層体６ａを積層ステージ３１上に固定した状態で、上方から第２の撮像手段２２により撮像する。
このとき、図４（ｂ）に示すように、積層体６ａを構成する第２の電極板１５の端縁の一部、この実施形態では４つのコーナー部が貫通口１８ａに臨み、位置基準マーク１７ｂが貫通口１８ａの近傍に位置する状態で、第２の撮像手段２２による撮像が行われる。

なお、この実施形態では、上述のように、包装体１０の寸法の方が、第２の電極板１５より少し大きいので、正常な積層状態の場合には、第２の電極板１５の下側の積層体６ａを構成する包装体１０の端縁が第２の電極板１５の少し外側に位置することになり、包装体１０の端縁の一部が撮像されることになる。

第２の撮像手段２２で撮像することにより得られた第２の電極板１５位置情報や、第２の電極板１５と位置基準マーク１７ｂの位置関係についての情報は制御手段１４に送られる。

そして、第２の電極板１５についての位置情報と、先に得られている第１の電極板５についての位置情報から、第１の電極板５と第２の電極板１５の位置ずれの有無や、位置ずれの程度の判定が制御手段１４において行われる。

なお、たとえば位置ずれの大きさが無視できないものである場合に、その積層体６ａは廃棄される。ただし、必要に応じ、積層工程に対し、第１の電極板５と第２の電極板１５の間の位置ずれの有無や程度などを考慮した補正を加えることで、第１の電極板５と第２の電極板１５の位置ずれが生じないような措置を施すように構成することも可能である。

（６）第１の電極板５と第２の電極板１５の間に許容範囲を超える位置ずれがない場合には、押さえ部材１８による拘束を解いた後、第２の電極板１５が最上層である積層体６ａの上に次の包装体１０を積層する。
そして、包装体１０と、熱溶着痕１６の位置関係から、包装体１０の内部の第１の電極板５の位置が求められるとともに、位置基準マーク１７ｂにより、包装体１０と積層ステージ３１の位置関係が求められ、これらの情報が制御手段１４に記憶される。

（７）そして、第１の電極板５と第２の電極板１５の間に許容範囲を超える位置ずれがない場合には、さらに、第２の電極板１５と包装体１０を交互に積層する。これにより、電池素子となる積層構造体６を形成する。
なお、この実施形態では、積層構造体６は、上側と下側に最外層セパレータ１３を備えている。
そして、得られた積層構造体６を電解質７とともに外装体８の内部に収容することで、図７に示すような構造を有する積層型電池６０が得られる。

本発明の一実施形態にかかる積層体の検査装置、および、検査方法用いることにより、包装体１０の内部に収容された第１の電極板５と、第２の電極板１５が、位置ずれなく積層された、信頼性の高い積層型電池５０を効率よく製造することができる。

すなわち、本発明においては、バックライトを備えた包装体載置ステージ３０で包装体１０を撮像し、包装体１０の内部の第１の電極板５の位置を予め認識しておき、積層ステージ３１上では包装体１０の溶着痕を第２の撮像手段により認識することで、間接的にではあっても、第１の電極板５の位置を確実に認識できるようにしているので、第１と第２の電極板５，１５が位置ずれなく積層された、信頼性の高い積層型電池５０を効率よく製造することができる。

また、貫通口１８ａを備えた押さえ部材１８で抑えながら撮像するようにしているので、撮像対象物を確実に固定した状態で撮像することが可能になり、高い位置検出精度を確保することができる。

また、撮像時に、視野内に位置基準マーク１７ａ，１７ｂが存在するようにしているので、撮像手段を基準とするのではなく、設備、例えば、包装体載置ステージ３０、積層ステージ３１などの設備を基準にして、積層精度を検査することができる。すなわち、第１および第２の撮像手段２１，２２を基準とした場合に生じるような、振動や熱膨張などによる撮像手段２１，２２の位置の変化に起因する位置の測定値の変動を防止して、積層精度を検査することができる。

なお、上記実施形態では、位置基準マーク１７ｂを積層ステージ３１上などに設けたが、これに限るものではなく、例えば、押え爪１８上に位置基準マークを形成してもよい。これにより、積層数が増えた場合でも撮像対象である熱溶着痕１６と位置基準マークとの距離を一定にすることが可能となり、撮像時の焦点を合わせることが容易になる。また、押え爪１８を交換可能に構成する場合、押え爪を取り付ける、交換されない部位に位置基準マークを形成することが好ましい。

なお、上記実施形態では、包装体載置ステージ３０上に包装体１０を載置し、バックライトをオンにした状態で、上方から可視光カメラを用いた第１の撮像手段２１により包装体１０を撮像して、第１の電極板５の位置を認識するようにしているが、可視光カメラに代えて赤外線カメラを用いることも可能である。その場合には、バックライトを備えていない包装体載置ステージを用いるようにすることができる。

また、上記実施形態では、第１の撮像手段２１と第２の撮像手段２２の２台の撮像手段を用いるようにしているが、１台の撮像手段で、第１の撮像手段２１と第２の撮像手段２２の両方を兼ねるように構成することも可能である。

また、上記実施形態では、第１の電極板５の位置を第１の撮像手段により撮像して、包装体１０における第１の電極板５と、熱溶着痕１６の位置を実際に認識して第１の電極板５と熱溶着痕１６の相対的な位置についての情報、すなわち実測位置情報を得るようにした場合について説明したが、第１の電極板５と熱溶着痕１６の相対的な位置関係を、第１の電極板５の形状や寸法、第１および第２のセパレータ１１，１２の寸法や、熱溶着予定位置などの設計値から求めるように構成することも可能である。その場合、包装体載置ステージ３０と、第１の撮像手段２１などの実測手段が不要になり、設備および工程の簡略化を図ることが可能になる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることが可能である。

５ 第１の電極板（正極板）
５ａ 第１の電極板のタブとなる突出部（未塗工部）
５ｂ 第１の電極板の他の領域（塗工部）
６ 積層構造体
６ａ 積層体
７ 電解質
８ 外装体
１０ 第１の電極の第１および第２のセパレータによる包装体
１１ 第１のセパレータ
１２ 第２のセパレータ
１３ 最外層セパレータ
１４ 制御手段
１５ 第２の電極板
１５ａ 第２の電極板のタブとなる突出部（未塗工部）
１５ｂ 第２の電極板の他の領域（塗工部）
１６ 熱溶着痕
１７ａ，１７ｂ 位置基準マーク
１８ 押さえ部材
１８ａ 貫通口
２１ 第１の撮像手段
２２ 第２の撮像手段
３０ 包装体載置ステージ
３１ 積層ステージ
４０ 搬送ヘッド
５０ 積層型電池
６０ 検査装置

Claims (12)

1. 第１の電極板を表裏両面側から挟み込むように配設された第１および第２のセパレータの周縁部の、前記第１の電極板が介在しない所定位置で前記第１および第２のセパレータが互いに熱溶着されてなる第１の電極板の包装体と、前記第１の電極板とは極性の異なる第２の電極板とを交互に積層することにより形成された積層体における、前記第１の電極板と前記第２の電極板の位置関係を検査するための検査方法であって、
   （ａ）前記第１および第２のセパレータを熱溶着することにより形成された熱溶着痕を有する前記包装体を撮像手段により撮像し、前記包装体と前記熱溶着痕の位置関係から、前記包装体の内部の前記第１の電極板の位置情報を取得する工程と、
   （ｂ）前記包装体と、前記第２の電極板とが積層され、前記第２の電極板が最上層となっている積層体を、上面側から撮像手段により撮像して、前記第２の電極板の位置情報を取得する工程と
   を備えていることを特徴とする検査方法。
2. 前記包装体上に前記第２の電極板を積層する前の段階で、前記包装体の内部の前記第１の電極板と前記熱溶着痕の位置を予め実測して実測位置情報を得る工程を備え、前記（ａ）の工程において得た前記包装体と前記熱溶着痕の位置関係と、前記実測位置情報から、前記包装体の内部の前記第１の電極板の位置情報を取得するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の検査方法。
3. 前記撮像手段による撮像時に、視野内に撮像対象物である、前記包装体または前記積層体を構成する前記第２の電極板の相対的な位置の判断基準となる位置基準マークを存在させることを特徴とする請求項１または２記載の検査方法。
4. 前記撮像手段による撮像時に、撮像対象物である前記包装体または前記積層体の所定位置を押さえ部材により押さえ付けた状態で撮像を行うように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の検査方法。
5. 前記押さえ部材として、貫通口を備えたものを用い、撮像対象物が前記包装体である場合には、前記包装体の端縁の少なくとも一部と前記熱溶着痕が前記貫通口に臨む態様で、前記押さえ部材により前記包装体を押さえ付け、また、撮像対象物が、最上層として前記第２の電極板を備えた前記積層体である場合には、前記第２の電極板の端縁の少なくとも一部が前記貫通口に臨む態様で、前記押さえ部材により前記積層体を押さえ付けた状態で撮像を行うように構成されていることを特徴とする請求項４記載の検査方法。
6. 第１の電極板を表裏両面側から挟み込むように配設された第１および第２のセパレータの周縁部の、前記第１の電極板が介在しない所定位置で前記第１および第２のセパレータが互いに熱溶着されてなる第１の電極板の包装体と、前記第１の電極板とは極性の異なる第２の電極板とを交互に積層する積層工程を経て製造される積層型電池の製造方法であって、前記積層工程において、請求項１〜５のいずれかに記載の検査方法により、第１の電極板と前記第２の電極板の位置関係を検査する工程を備えていることを特徴とする積層型電池の製造方法。
7. 第１の電極板を表裏両面側から挟み込むように配設された第１および第２のセパレータの周縁部の、前記第１の電極板が介在しない所定位置で前記第１および第２のセパレータが互いに熱溶着されてなる第１の電極板の包装体と、前記第１の電極板とは極性の異なる第２の電極板とを交互に積層することにより形成された積層体における、前記第１の電極板と前記第２の電極板の位置関係を検査するために用いる検査装置であって、
   前記熱溶着を行うことにより生じた熱溶着痕を有する前記包装体を撮像し、また、前記包装体上に前記第２の電極板が積層された積層体を上面側から撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により前記包装体を撮像して得た、前記包装体と前記熱溶着痕の位置関係から、前記包装体内の前記第１の電極板の位置を求めるとともに、前記第１の電極板の位置情報を記憶し、また、前記積層体を撮像して得た前記第２の電極板の位置情報を記憶するとともに、前記第１および第２の電極板についての前記位置情報から、前記第１の電極板と前記第２の電極板の位置関係を求める制御手段と
   を具備することを特徴とする検査装置。
8. 前記包装体の内部の前記第１の電極板と前記熱溶着痕の位置を予め実測して実測位置情報を得る実測手段を備えていることを特徴とする請求項７記載の検査装置。
9. 前記撮像手段による撮像時に視野内に位置し、撮像対象物である、前記包装体または前記積層体を構成する前記第２の電極板の相対的な位置の判断基準となる位置基準マークを備えていることを特徴とする請求項７または８記載の検査装置。
10. 前記撮像手段による撮像時に、撮像対象物である前記包装体または前記積層体の所定位置を押さえ付ける押さえ部材を備えていることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の検査装置。
11. 前記押さえ部材が貫通口を備えており、前記押さえ部材により撮像対象物を押さえ付けたときに、撮像対象物が前記包装体である場合には、前記包装体の端縁の少なくとも一部と前記熱溶着痕が前記貫通口に臨み、また、撮像対象物が、最上層として前記第２の電極板を備えた前記積層体である場合には、前記第２の電極板の端縁の少なくとも一部が前記貫通口に臨むように構成されていることを特徴とする請求項１０記載の検査装置。
12. 第１の電極板を表裏両面側から挟み込むように配設された第１および第２のセパレータの周縁部の、前記第１の電極板が介在しない所定位置で前記第１および第２のセパレータが互いに熱溶着されてなる第１の電極板の包装体と、前記第１の電極板とは極性の異なる第２の電極板とを交互に積層する積層手段と、
    請求項７〜１１のいずれかに記載の検査装置と
    を備えていることを特徴とする積層型電池の製造装置。

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