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WO2012137912A1 - 積層装置および積層方法 - Google Patents

積層装置および積層方法 Download PDF

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Publication number
WO2012137912A1
WO2012137912A1 PCT/JP2012/059487 JP2012059487W WO2012137912A1 WO 2012137912 A1 WO2012137912 A1 WO 2012137912A1 JP 2012059487 W JP2012059487 W JP 2012059487W WO 2012137912 A1 WO2012137912 A1 WO 2012137912A1
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WO
WIPO (PCT)
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separator
electrode
positive electrode
unit
transport unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/059487
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩 油原
岳洋 柳
山下　学
Original Assignee
日産自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日産自動車株式会社 filed Critical 日産自動車株式会社
Priority to BR112013025847A priority Critical patent/BR112013025847A2/pt
Priority to US14/009,626 priority patent/US9425478B2/en
Priority to RU2013149557/07A priority patent/RU2539264C1/ru
Priority to MX2013011289A priority patent/MX2013011289A/es
Priority to EP12767699.7A priority patent/EP2696423B1/en
Priority to KR1020137028565A priority patent/KR101566097B1/ko
Priority to CN201280016458.5A priority patent/CN103460485B/zh
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Definitions

  • the present invention relates to a laminating apparatus and a laminating method.
  • a laminated battery is formed by forming a positive electrode, a negative electrode (hereinafter, the positive electrode and the negative electrode may be referred to as electrodes) and a separator in a sheet shape, and alternately stacking the positive electrode, the separator, the negative electrode, and the separator in this order. .
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 2007-329111
  • the bagged positive electrode is taken out from between the cradle and the holding plate, and this bagged positive electrode is laminated alternately with the negative electrode, so that the positive electrode and separator
  • the battery element is formed by alternately stacking the negative electrode and the separator in this order.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and according to the present invention, it is possible to provide a laminating apparatus and a laminating method capable of shortening the battery manufacturing time by laminating separators and electrodes at high speed. . *
  • the laminating apparatus of the present invention includes a separator transport unit that transports a separator having a predetermined shape and an electrode transport unit that transports an electrode having a predetermined shape. And this lamination apparatus conveys so that an eaves electrode and a separator may overlap in a predetermined position, and it separates the separator from a separator conveyance part one by one while delivering a separator to the electrode from the downstream of a conveyance direction, and delivers it to the electrode .
  • the separator is transported in a state where a separator having a predetermined shape is held by the separator transport unit, and the separator and the electrode are transported so as to overlap at a predetermined position by the electrode transport unit. Then, in this stacking method, both the saddle electrode and the separator are transported and moved to deliver the separator to the electrode from the downstream side in the transport direction, and the separator is sequentially detached from the separator transport section and stacked on the electrode.
  • the present invention relates to a laminating apparatus and a laminating method for assembling a power generation element of a battery, which is applied to a part of a battery battery manufacturing process. ⁇ Before describing a stacking apparatus according to an embodiment of the present invention, the structure of a battery will be described.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a lithium ion secondary battery
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the lithium ion secondary battery
  • FIG. 3 is a plan view of a negative electrode and a packaged positive electrode.
  • the lithium ion secondary battery 10 has a flat rectangular shape, and the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 are led out from the same end of the exterior material 13.
  • a power generation element (battery element) 15 in which a charge / discharge reaction proceeds is accommodated in the exterior member 13.
  • the power generation element 15 is formed by alternately stacking the packaged positive electrode 20 and the negative electrode 30.
  • the packaged positive electrode 20 has a rectangular positive electrode 22 in which a positive electrode active material layer is formed on both surfaces of a very thin sheet-shaped positive electrode current collector (current collector foil). It is sandwiched between the shape separators 40.
  • the two separators 40 are joined to each other by a joining portion 42 at an end portion, and are formed in a bag shape.
  • the positive electrode tab 23 of the positive electrode 22 is drawn from a side 44 ⁇ / b> A that is formed linearly, and an engaging portion 43 that partially protrudes is formed on a side 44 ⁇ / b> B opposite to the side 44 ⁇ / b> A.
  • the engaging portion 43 plays a role of fixing the battery element 15 to the exterior member 13 by engaging with the exterior member 13 in the exterior member 13.
  • a positive electrode active material layer 24 is formed in a portion other than the positive electrode tab 23.
  • the negative electrode 30 is formed in a rectangular shape, and a negative electrode active material layer 34 is formed on both surfaces of a very thin sheet-like negative electrode current collector (current collector foil).
  • a negative electrode active material layer 34 is formed in a portion other than the negative electrode tab 33.
  • the negative electrode active material layer 34 is formed to be slightly larger than the positive electrode active material layer 24 of the positive electrode 22 in plan view.
  • the method itself for manufacturing the lithium ion secondary battery by alternately laminating the packaged positive electrode 20 and the negative electrode 30 is a general method for manufacturing a lithium secondary battery, a detailed description is omitted.
  • the present laminating apparatus includes a positive electrode cutting unit 100 that cuts out the positive electrode 22 from the positive electrode sheet material D, an electrode transport unit 200 that transports the cut out positive electrode 22, and an electrode transport unit 200.
  • a rotation conveyance unit 300 provided on the downstream side in the conveyance direction, a welding unit 400 provided on both sides of the rotation conveyance unit 300, and a control device 500 (control unit) for controlling the entire apparatus are provided.
  • the direction in which the positive electrode 22 is conveyed will be described as a conveyance direction X
  • the direction perpendicular to the surface of the positive electrode 22 will be referred to as the vertical direction Z
  • the direction that intersects the vertical direction Z and the conveyance direction X will be described as the width direction Y.
  • the positive electrode cutting part 100 cuts out the positive electrode 22 (sheet member) having a predetermined shape by cutting the positive electrode sheet material D wound in a roll shape into a predetermined shape by punching or the like.
  • the positive electrode 22 cut out here has a rectangular shape and has a positive electrode tab 23.
  • the electrode transport unit 200 sucks and holds the positive electrode 22 on the conveyer 210 and conveys the positive electrode 22 cut out by the positive electrode cutting unit 100, and the rotary transport unit 300. And a suction conveyance unit 220 for conveyance to the (separator conveyance unit). Above the heel conveyor 210, an imaging camera 230 (position detection unit) heel and an illumination 231 are provided.
  • the conveyor 210 has an air-permeable suction belt 211 formed in an endless shape, two rotating shafts 212 that are arranged side by side in the conveyance direction and rotatably hold the suction belt 211, and are arranged inside the suction belt 211.
  • a plurality of air suction holes 214 are formed in the suction belt 211, and the negative pressure generator 213 sucks air through the air suction holes 214, so that the thin positive electrode 22 that is difficult to convey is placed on the conveyor 210. It can be conveyed while being sucked and held on a flat installation surface 215 (reference surface).
  • the installation surface 215 of the suction belt 211 has a color tone in which the boundary with the positive electrode 22 can be easily recognized by the imaging camera 230, and in this embodiment, it is white.
  • the conveyor 210 is applied as a flat installation surface 215 that can install the positive electrode 22 in a substantially horizontal state, but other devices may be used.
  • the pressing unit 240 includes a clamper 242 that approaches or separates from an installation surface 215 (reference surface) on the suction belt 211 by an actuator 241 controlled by the control device 500.
  • the clamper 242 corrects the distortion of the positive electrode 22 by pressing the positive electrode 22 against the installation surface 215.
  • the positive electrode 22 cut out from the sheet material D wound in the form of a kite roll is likely to curl with the kite curl remaining.
  • the positive electrode 22, the negative electrode 30, and the separator 40 are very thin foil-like materials, and are particularly easily deformed in a large battery such as an automobile battery.
  • the suction belt 211 sucks and holds a member in contact with the installation surface 215, but usually does not have a suction force enough to attract a part away from the installation surface 215.
  • the deformation of the positive electrode 22 is corrected by pressing the positive electrode 22 against the installation surface 215 by the heel clamper 242.
  • the position of the positive electrode 22 can be grasped with high accuracy by the imaging camera 230, the suction position by the suction transport unit 220 can be set with high precision, and the processing accuracy in the subsequent process is improved.
  • the clamper 242 presses a long portion along the two side edges H2 and H4 (edges) along the conveyance direction of the positive electrode 22 on the suction belt 211 in order to secure the adsorption position of the positive electrode 22 by the adsorption conveyance unit 220. Further, it is formed so as to be able to image the four side sides H1 to H4 (edge portions) of the positive electrode 22 by the imaging camera 230, and further to the inside (center side of the positive electrode 22) than the edge portions of the heel 4 side sides H1 to H4. Can be pressed.
  • the clamper 242 is formed of a transparent member so that the pressed positive electrode 22 can be imaged through the clamper 242.
  • acrylic resin or glass can be applied to the transparent member, but the material is not particularly limited, and can be set as appropriate according to the frequency of the illumination 231 and the imaging characteristics of the imaging camera 230.
  • the suction conveyance unit 220 is connected to a driving device (not shown) and is movable, and the suction conveyance unit 220 is provided at a lower portion of the device main body 221 and connected to a negative pressure supply source (not shown) to thereby obtain a suction force. And a suction head 222 to be exhibited.
  • the suction head 222 can move three-dimensionally in the vertical direction Z, the transport direction X, and the width direction Y according to the operation of the driving device, and can rotate along a horizontal plane.
  • the imaging camera 230 provided above the conveyor 210 is configured to capture an image under irradiation by the illumination 231 after the positive electrode 22 conveyed by the conveyor 210 is pressed and held by the clamper 242.
  • the imaging camera 230 transmits a signal based on the image of the positive electrode 22 captured when the positive electrode 22 is transported to a predetermined position and stopped to the control device 500.
  • the control device 500 calculates the position and state of the positive electrode 22 from the signal, controls the movement of the drive device of the suction conveyance unit 220 based on the calculation result, and appropriately adjusts the position and posture of the positive electrode 22. It corrects and it conveys to the clearance gap 340 (refer FIG. 5) of the rotational conveyance part 300 mentioned later.
  • the conveyor 210 is stopped at a predetermined position, and the edges of the side areas E1 to E4 corresponding to the four sides of the positive electrode 22 are detected from the image captured by the imaging camera 230.
  • the edge can be detected from the difference in color tone between the suction belt 211 and the positive electrode 22.
  • approximate straight lines L1 to L4 of the four sides are calculated using a least square method or the like.
  • corners K1 to K4 at the four corners which are intersections of the approximate straight lines L1 to L4 of the four sides are calculated, and an average value of the four corners K1 to K4 is calculated.
  • the coordinates of the heel electrode center point O are represented by the coordinates in the transport direction X and the width direction Y.
  • the inclination angle ⁇ on the horizontal plane (reference plane) of the positive electrode 22 is calculated from the average value of one or both of the approximate lines L2 and L4 of the two side edges H2 and H4 along the conveyance direction of the positive electrode 22.
  • a position and inclination correction amount with respect to the normal position of the positive electrode 22 on the horizontal plane is calculated, and the suction conveyance unit 220 (position correction unit) is corrected so as to correct the correction amount.
  • the position and orientation of the positive electrode 22 are corrected to be conveyed to the gap 340 of the rotary conveyance unit 300.
  • the position and state of the positive electrode 22 are recognized from the image acquired by the imaging camera 230, but other sensors may be used, such as a contact sensor that detects the tip of the positive electrode 22, and the like. Thus, the position of the positive electrode 22 can be recognized.
  • the suction conveyance unit 220 is vertically lowered by the suction head 222 in a state where the positive electrode 22 is conveyed to a predetermined position of the conveyor 210 and the side of the positive electrode 22 is pressed by the clamper 242 to correct the shape of the positive electrode 22.
  • the positive electrode 22 is adsorbed and held. Then, after the restraint of the positive electrode 22 by the clamper 242 is released and the positive electrode 22 is lifted while maintaining the substantially horizontal state, the position and posture of the positive electrode 22 are appropriately corrected according to the correction amount calculated, and the rotary conveyance unit It is conveyed to the gap 340 of 300.
  • an introduction support portion 250 is provided in the vicinity of the gap 340 of the rotary conveyance unit 300 so as to sandwich the upper and lower sides of the gap 340 and assist the introduction of the positive electrode 22 into the rotary conveyance unit 300.
  • the introduction support unit 250 includes a plurality of roller groups, supports the positive electrode 22 conveyed by the suction conveyance unit 220, and sends the positive electrode 22 to the gap 340 of the rotary conveyance unit 300.
  • the introduction support portion 250 includes an upper introduction support portion 251 composed of a single roller and a lower introduction support portion 252 composed of a plurality of rollers.
  • the upper introduction support portion 251 is movable in the vertical direction Z, and is moved downward from the “open state” to move the positive electrode 22 between the lower introduction support portion 252 and the roller on the most downstream side in the conveyance direction.
  • the clamped “closed state” can be achieved, and the clamped positive electrode 22 can be sent out to the gap 340 by being rotationally driven.
  • the lower introduction support portion 252 rises and becomes substantially horizontal when the positive electrode 22 is delivered from the suction conveyance portion 220 from the “open state” in which the roller on the upstream side in the conveyance direction is obliquely lowered.
  • the positive electrode 22 is supported so as to be transportable (see FIG. 14).
  • the roller on the most downstream side in the conveyance direction that forms a pair with the roller of the upper introduction support portion 251 can be driven to rotate, and rotates with the positive electrode 22 sandwiched between the upper introduction support portion 251.
  • the sandwiched positive electrode 22 can be sent out to the gap 340.
  • the upper introduction support portion 251 is lowered to sandwich the tip portion of the positive electrode 22 between the lower introduction support portion 252 and the lower introduction support portion.
  • the roller 252 is raised to a substantially horizontal state to support the lower surface of the positive electrode 22.
  • the positive electrode 22 is released from the suction head 222 of the suction conveyance unit 220, and the positive electrode 22 is sequentially fed into the gap 340 of the rotation conveyance unit 300 by the rotation of the introduction support unit 250.
  • the rotary conveyance unit 300 (separator conveyance unit) is laminated on the positive electrode 22 conveyed by the adsorption conveyance unit 220 while cutting the separator 40 from the sheet-like separator material S.
  • the rotary conveyance unit 300 includes a pair of upper and lower laminated drums 310 (first separator conveyance unit, cylindrical rotator) formed in a columnar shape, and a stacked drum 320 (second separator conveyance unit, columnar rotator). .
  • the pair of upper and lower laminated drums 310 and ridges 320 are arranged in parallel to each other so that the rotation axis is orthogonal to the conveyance direction X, the outer circumferential surfaces 311 face each other with a predetermined gap 340 therebetween, and a symmetrical structure with respect to the horizontal plane Consists of.
  • An adsorption part capable of adsorbing the separator 40 is formed on the outer peripheral surface 311 of each lamination drum 310, 320, and an inner structure part 330 provided non-rotatably is provided inside the lamination drums 310, 320.
  • the width (length in the rotation axis direction) of the stacking drum 310 and the rod 320 is such that both edge portions of the separator material S protrude from both end portions of the stacking drum 310 and the rod 320.
  • the upper and lower laminated drums 310 and ridges 320 are arranged with a gap 340 therebetween, and the gap 340 rotates in the same direction toward the downstream side in the transport direction X. That is, the stacking drum 310 located on the upper side rotates counterclockwise on the paper surface of FIG. 10 to convey the separator 40 sucked and held on the outer peripheral surface 311 to the gap 340. Further, the lower layered drum 320 is rotated clockwise on the paper surface of FIG. 10 to convey the separator 40 sucked and held on the outer peripheral surface 311 to the gap 340.
  • the upper and lower laminated drums 310 and 320 are driven by a drive motor (not shown) whose rotation is controlled by the control device 500.
  • the laminated drums 310 and ridges 320 are formed with innumerable vent holes 312 on the outer peripheral surface 311, and recessed portions into which separator cutters 351 (cutting blades) provided in a cutting portion 350 described later can enter a part of the circumferential direction. 313 (receiving part) is formed.
  • the concave portions 313 are formed at two positions of the laminated drum 310 and the flange 320 every 180 degrees.
  • the two recesses 313 are provided in the circumferential direction in order to cut out the two separators 40 each time the stacking drum 310 and the rod 320 rotate once, and the separator cut out during one rotation of the stacking drum 310 and the rod 320. According to the number of 40, the number of circumferential recesses 313 can be changed.
  • a feeding roller section 360 (lock mechanism) that supplies or restrains the sheet-like separator material S, and the outer peripheral surface 311 of the lamination drums 310 and 320.
  • a cutting part 350 for cutting the upper separator material S and a cut piece adsorbing part 370 for collecting an unnecessary cut piece S ′ (see FIG. 15) generated by cutting by the cutting part 350 are provided.
  • a small sending roller 360 formed in a cylindrical shape is provided obliquely above and obliquely downstream of the rotary conveyance unit 300 in the conveyance direction.
  • a pair of delivery rollers 361 and 362 formed in a columnar shape are disposed with a predetermined gap on the obliquely upper side and the obliquely lower side on the downstream side in the conveyance direction of the rotary conveyance unit 300.
  • the feed roller unit 360 rotates and feeds a continuous separator material S conveyed from a separator roll (not shown) to the rotary conveyance unit 300 while sandwiching the separator material S between the gaps, and stops feeding by stopping the dredging.
  • the separator material S is restrained.
  • the feed rollers 361 and the collar 362 are controlled by the control device 500 so as to feed the separator material S to the rotary conveyance unit 300 at a predetermined timing.
  • the cutting unit 350 includes separator cutters 351 above and below the rotary conveyance unit 300, respectively.
  • the separator cutter 351 is a thermal cutter that melts the separator material S adsorbed and held on the outer peripheral surface 311 of the laminated drums 310 and 320 and cuts it into a predetermined shape.
  • the separator 40 when the separator 40 is sucked and held on the outer peripheral surface 311 of the stacking drum 310 and the rod 320, and the concave portion 313 of the stacking drum 310 and the rod 320 moves to a position facing the separator cutter 351, the separator cutter 351 is controlled. In response to a command from the apparatus 500, it moves so as to enter the recess 313 of the stacking drum 310 and the rod 320, and the separator 40 is melted and cut into a predetermined shape as shown in FIG.
  • the rear end of the separator 40 cut out first is set as a side 44B where the engaging portion 43 is formed, and the front end of the separator 40 cut out next is set as a straight side 44A.
  • the cut piece adsorbing portion 370 includes a cutter adsorbing head 371 that exerts an adsorbing force, and moves close to the cut portion at the timing when the separator cutter 351 cuts out the separator material S and then retreats from the recess 313.
  • the excess cut piece S ′ of the separator 40 cut out by the separator cutter 351 is sucked and held.
  • the cutter suction head 371 is separated from the outer peripheral surface 311 of the stacking drums 310 and 320 while the cut piece S ′ is sucked and held.
  • the cut piece S ′ may come into contact with the separator 40 or the separator material S remaining on the outer peripheral surface 311 in the suction process.
  • the separator 40 and the separator material S can be recovered while suppressing damage to the cut piece S ′.
  • the inner structure 330 provided inside each of the laminated drums 310 and 320 has a first negative pressure chamber 331 capable of adjusting the strength of the negative pressure according to the process during operation of the apparatus, and negative pressure during operation of the apparatus.
  • a second negative pressure chamber 332 that is kept substantially constant is formed non-rotatably.
  • the first negative pressure chamber 331 and the second negative pressure chamber 332 are connected to a negative pressure supply device 333 provided with a pressure adjustment valve, and the internal pressure is adjusted by controlling the negative pressure supply device 333 by the control device 500. Is possible.
  • the first negative pressure chamber 331 and the second negative pressure chamber 332 are separated from the outside by the inner peripheral surfaces of the laminated drums 310 and 320, and thus, through the vent holes 312 formed in the laminated drums 310 and 320, A non-rotating negative pressure region is generated on the outer peripheral surface 311 of the stacking drum 310 and the flange 320. This area does not rotate even if the stacking drum 310 and the rod 320 are rotated.
  • the first negative pressure chamber 331 is formed in a range from a position corresponding to the feed roller unit 360 to a position corresponding to the separator cutter 351 in the rotation direction of the stacking drum 310 and the rod 320.
  • the second negative pressure chamber 332 is formed in a range of approximately 180 degrees from a position corresponding to the separator cutter 351 to a position corresponding to the gap 340 in the rotation direction of the stacking drums 310 and 320.
  • a sliding region A1 (adsorptive force adjustment region) where the negative pressure is adjusted and changed at a position corresponding to the first negative pressure chamber 331, and the second negative pressure chamber 332 are disposed. Is formed at the position corresponding to the suction area A2 for sucking and holding the separator material S or the cut-out separator 40 with a substantially constant negative pressure (see FIG. 11).
  • the suction region A2 has a strong suction force, and can hold the separator material S or the cut-out separator 40 with the suction force and rotate them by the rotation of the stacking drums 310 and 320.
  • the sliding area A1 can be set to the same suction force as that of the suction area A2 to rotate the separator 40, and the separator material S is not separated from the outer peripheral surface 311 by reducing the suction force.
  • the separator material S can be slid on the outer peripheral surface 311 without rotating when the stacking drums 310 and 320 rotate while being held to the extent.
  • the range from the position corresponding to the gap 340 of the inner structure portion 330 to the position corresponding to the feeding roller portion 360 in the rotation direction of the laminated drum 310 and the rod 320 is the first negative pressure chamber 331 and the second negative pressure chamber 331. Since none of the pressure chambers 332 is provided, a non-adsorption region A3 where no negative pressure is generated and the separator 40 is not adsorbed is formed non-rotatably at a portion corresponding to this range of the outer peripheral surface 311.
  • the rotary conveyance unit 300 sucks and holds the separator 40 while cutting it out with the lamination drums 310 and 320, conveys it, and synchronizes the rotation of the lamination drum 310 and 320 with the conveyance speed of the electrodes 22 by the electrode conveyance unit 200.
  • the separators 40 are sequentially stacked on both surfaces of the positive electrode 22 from the downstream side in the transport direction X. At this time, the electrode 22 is introduced into the tangential direction T (see FIG. 10) of the cylindrical laminated drums 310 and 320 by the suction conveyance unit 220.
  • the welding part 400 welds the both edge parts of the separator 40 laminated
  • the welding portion 400 includes a pair of upper and lower welding machines 410 and 420 at both ends in the rotation axis direction of the laminated drum 310 and the rod 320, respectively.
  • the upper and lower welding machines 410 and 420 are provided with a plurality of protrusions 411 and 412 along the conveying direction X on the opposing surfaces, and heating the separators 40 while pressurizing the separators 40 by the opposing protrusions 411 and 421. It can be welded.
  • the welding machines 410 and ridges 420 are movable in the conveying direction X and the vertical direction Z, and move at the same speed in the conveying direction X so as to be synchronized with the separator 40 and the positive electrode 22 that are conveyed and stacked in the gap 340.
  • the stacked separators 40 are joined to each other by the protrusions 411 and 421 that approach each other and face each other to form a joint 42.
  • the welding machines 410 and 420 are separated from each other, moved upstream in the transport direction, and then moved again in the transport direction X at the same speed. Then, the other joints 42 are welded in close proximity. After all the joining portions 42 are joined, the welding machine 410 and the rivet 420 are separated from each other, and the produced packaged positive electrode 2 0 is opened.
  • separators 40 it is not limited to the above-mentioned structure, for example, welding while heating between a pair of rotating heating rollers, or crimping only by pressing without heating, It is also possible to join using an adhesive.
  • the control device 500 includes a positive electrode cutting unit 100, an imaging camera 230, a pressing unit 240, a conveyor 210, a suction conveyance unit 220, an introduction support unit 250, a delivery roller unit 360, a stacking drum 310 and 320, a cutting unit. All of the part 350, the cut piece adsorbing part 370, the negative pressure supply device 333, and the welding part 400 can be integrated and controlled, and can be operated while synchronizing each of the scissors. In addition, the control apparatus 500 can also control collectively including the other apparatus for comprising a battery.
  • the positive electrode sheet material D wound in a roll shape is cut by the positive electrode cutting unit 100 to form the positive electrode 22.
  • the cut out positive electrode 22 is placed on the installation surface 215 of the conveyor 210 by a suction pad or a conveyor (not shown).
  • the feeding roller unit 360 holds a single continuous separator material S fed from the separator roll in a gap and restrains it. Therefore, the front end portion of the separator material S is located at the uppermost portion or the lowermost portion of the rotary conveyance unit 300 as shown in FIG.
  • the negative pressure is set low, and the separator drums S, 320 are slid on the inner surface of the separator material S without the separator material S being pulled out in the sliding region A1 of the outer peripheral surface 311. It is rotating.
  • the separator 40 that has been cut out already has already been stacked as shown by a two-dot chain line in FIG. 320 are adsorbed onto the outer peripheral surface 311 and conveyed.
  • the conveyor 210 on which the positive electrode 22 is placed has the positive electrode 22 on the installation surface 215 of the suction belt 211 adsorbed and held by the suction belt 211, while suppressing the occurrence of curling and the like in the conveying direction X
  • the positive electrodes 22 may be conveyed side by side (tabs are arranged in the width direction Y).
  • the pressing portion 240 is operated to press the long part along the two side edges H2 and H4 of the positive electrode 22 by the clamper 242 (see FIGS. 8 and 9). This corrects deformation such as rounding of the positive electrode 22. Then, when the portion of the positive electrode 22 that has floated from the suction belt 211 approaches the suction belt 211, it is sucked by the suction belt 211, and the positive electrode 22 adheres tightly on the installation surface 215.
  • the imaging camera 230 images the four sides H1 to H4 of the positive electrode 22 and transmits a predetermined signal to the control device 500.
  • the control device 500 calculates the coordinates of the electrode center point O and the inclination angle ⁇ from the received signal by the method described above, and calculates the correction amount of the position and inclination of the positive electrode 22 with respect to the normal position.
  • the clamper 242 presses the inner side (center side of the positive electrode 22) from the edge of the four side edges H1 to H4 of the positive electrode 22, so that the imaging camera 230 reliably secures the four side edges H1 to H4. Can be imaged.
  • the clamper 242 is formed of a transparent material, the positive electrode 22 can be imaged through the clamper 242 even if the clamper 242 enters the imaging range.
  • the suction head 222 of the suction conveyance unit 220 located above the suction belt 211 is lowered, and the suction head 222 is pressed against the upper surface of the positive electrode 22.
  • the positive electrode 22 is sucked and held by the suction head 222.
  • the positive electrode 22 is also adsorbed by the suction belt 211.
  • the adsorption head 222 By setting the adsorption force of the adsorption head 222 higher than that of the suction belt 211 or by temporarily stopping the adsorption by the suction belt 211, the adsorption head 222 The positive electrode 22 can be pulled away from the suction belt 211.
  • the control device 500 performs the first operation.
  • the negative pressure in the negative pressure chamber 331 is increased to increase the suction force of the sliding area A1, and the feed roller unit 360 is rotated to sequentially feed the separator material S between the pair of feed rollers 361 and 362. Is started (see T1 in FIG. 19).
  • the separator material S is adsorbed and held on the outer peripheral surface 311 of the lamination drums 310 and 320 in the sliding area A1 and the adsorption area A2 where the negative pressure is increased, and the separator material S is sequentially pulled out according to the rotation of the lamination drum 310 and the rod 320.
  • the predetermined angle ⁇ is an angle corresponding to the length of one separator 40 to be cut out.
  • the suction conveyance unit 220 moves up in the conveyance direction X after being lifted while maintaining the positive electrode 22 in a substantially horizontal state, and conveys it to the gap 340 of the rotary conveyance unit 300.
  • the position and orientation of the positive electrode 22 is determined based on the correction amount during the period from when the positive device 22 is adsorbed to when it is delivered to the rotary conveyance unit 300 when the driving device is controlled by the control device 500. Correct. As a result, the position of the positive electrode 22 is always maintained with high accuracy, and the accuracy of lamination in a later process is improved.
  • the introduction support unit 250 When the positive electrode 22 transported by the suction transport unit 220 reaches the introduction support unit 250 in the “open state” provided in front of the gap 340 of the rotary transport unit 300, the introduction support unit 250, as shown in FIG.
  • the upper introduction support portion 251 is lowered to sandwich the tip of the positive electrode 22 with the lower introduction support portion 252 and the roller of the lower introduction support portion 252 is raised to be in a substantially horizontal state to be in a “closed state”.
  • the lower surface of the positive electrode 22 is supported. Thereafter, the positive electrode 22 is released from the suction head 222 of the suction conveyance unit 220, and the positive electrode 22 is sequentially fed into the gap 340 of the rotary conveyance unit 300 by the rotation of the introduction support unit 250.
  • the rotation of the stacking drums 310 and 320 is stopped (see T2 in FIG. 19).
  • the separator material S is drawn on the stacking drum 310 and the ridge 320 by an angle ⁇ corresponding to the separator 40 for one sheet, and the concave portion 313 is positioned facing the separator cutter 351 of the cutting portion 350.
  • the separator cutter 351 is pressed against the separator material S according to a command from the control device 500, and the separator 40 is cut into a predetermined shape to cut out the separator 40. Since the cut-out separator 40 is located in the adsorption region A2 (see FIG. 11) of the stacking drum 310 and the rod 320, the separator 40 is sucked and held on the stacking drum 310 and the rod 320.
  • the positive electrode 22 is sequentially fed into the gap 340 between the lamination drums 310 and 320 by the rotation of the introduction support unit 250. Further, the stacking drum 310 and the rod 320 are rotated again (see T4 in FIG. 19), and the cut separator 40 is rotated while being adsorbed, and is conveyed to the gap 340.
  • the negative pressure in the first negative pressure chamber 331 is reduced by the control device 500 to weaken the suction force in the sliding area A1, and the separator material S is dripped by the eaves and the feed roller unit 360. Is constrained (see FIG. 18). As a result, the stacking drum 310 and the flange 320 rotate while sliding on the inner surface of the separator material S without the separator 40 being pulled out in the sliding region A1 of the outer peripheral surface 311.
  • the two separators 40 are first stacked, and then the separator 40 is stacked on both surfaces of the leading end of the positive electrode 22.
  • the transport positions (transport timing) of the rotary transport unit 300 and the suction transport unit 220 are set so that the separator 40 and the positive electrode 22 have the same speed, and the separator 40 and the positive electrode 22 overlap each other at an appropriate preset position.
  • the conveyance speed is controlled by the control device 500.
  • the pair of welders 410 and 420 move in the conveying direction X while approaching each other, and nip only the leading ends of both edge portions of the heel separator 4 0. Then, while the movement of the heel separator 40 and the positive electrode 22 in the conveying direction X is maintained, the projection 411 and the heel 421 are used for welding (see T5 in FIG. 19). Since the separator 40 reaches the non-adsorption region A3 of the lamination drums 310 and 320 after passing through the gap, the separator 40 is separated from the outer peripheral surface 311 of the lamination drums 310 and 320 without receiving the adsorption force, and the positive electrode 22 is interposed therebetween. The paper is sequentially carried out in the carrying direction X while being sandwiched.
  • separator 40 does not leave
  • the positive electrode 22 is transported in the transport direction X in a substantially horizontal state by the introduction support portion 250 in synchronization with the stacking drums 310 and 320, and the separator 40 adsorbed and held on the outer peripheral surface 311 of the stacking drums 310 and 320 is stacked.
  • the drums 310 and 320 are sequentially laminated on both surfaces of the positive electrode 22 as the drums 320 and 320 are rotated.
  • the suction force of the sliding area A1 is increased again, and the supply of the separator material S by the feed roller unit 360 is started (see T6 in FIG. 19).
  • the pair of welding machines 410 and 420 are separated and moved upstream in the transport direction, and then again as shown in FIG. While moving in the transport direction X, the other joints 42 are welded together.
  • the welding machines 410 and 420 are separated from each other, and the produced packaged positive electrode 20 is opened (FIG. 19). (See T7).
  • the joining portion 42 on the side 44B of the separator 40 is also joined by another welding machine (not shown) to form the packaged positive electrode 20.
  • the packaged positive electrode 20 can be produced continuously by repeating the above steps.
  • the produced packaged positive electrode 20 is transported to the next step, and alternately stacked with the negative electrode 30 to form the battery element 15, and the secondary battery 10 is finally manufactured.
  • the separator 40 and the positive electrode 22 overlap at a predetermined appropriate position in the transport of the separator 40 by the rotary transport unit 300 ⁇ (separator transport unit) and the transport of the positive electrode 22 by the electrode transport unit 200, and at the same speed.
  • the separator 40 and the positive electrode 22 are moved together by synchronizing the transport positions and transport speeds of the rotary transport unit 300 and the electrode transport unit 200 by the control device 500 (synchronizing means).
  • the separator 40 can be smoothly transferred to the positive electrode 22 and the generation of wrinkles in the separator 40 and the positive electrode 22 during stacking can be suppressed. Therefore, in the case of a large battery for a car, for example, it is particularly effective in preventing the generation of wrinkles by using a method of stacking sequentially from the front end side flaw (conveying direction X side).
  • the rotary transport unit 300 includes a stacking drum 310 and a stacking drum 320 that transport while holding different separators 40, and the electrode transport unit 200 is transported by each of the stacking drums 310 and 320. Since the positive electrode 22 is conveyed so that the positive electrode 22 overlaps between the two, the two separators 40 can be simultaneously laminated on both surfaces of the positive electrode 22, and the packaged positive electrode 20 can be manufactured at high speed.
  • the adsorbing area A2 formed on the outer peripheral surface 311 of the stack drum 310 and the rod 320 ⁇ ⁇ (columnar rotating body) that conveys the separator 40 by rotating attracts the separator 40 that adsorbs and conveys the separator 40. Since it maintains until it contacts the positive electrode 22 conveyed by the conveyance part 200, even if it speeds up lamination
  • the adsorption region A2 releases the adsorption to the separator 40 that is adsorbed and conveyed after the separator 40 comes into contact with the positive electrode 22 conveyed by the electrode conveyance unit 200, an excessive force is applied to the separator 40 during stacking.
  • the separator 40 and the positive electrode 22 can be smoothly laminated while suppressing the occurrence of wrinkles in the separator 40 without acting.
  • FIG. 20 shows a modification of the laminating apparatus according to this embodiment.
  • a pressurizing chamber 334 having a pressure higher than the atmospheric pressure is provided inside the laminating drums 310 and 320.
  • the gas (fluid) can be blown out from the vent hole 312.
  • FIG. 21 shows another modification of the laminating apparatus according to the present embodiment, but instead of a cylindrical laminating drum, a suction belt 380 that can be flexibly bent and has a ventilation hole 382 is held by a plurality of rotating rollers 383. Configured. With such a configuration, the cross section of the heel is not limited to a circle, and the outer peripheral surface 381 can be formed in an arbitrary shape, and the degree of freedom in design is improved. In particular, by setting the region B where the separator 40 and the positive electrode 22 between the pair of suction belts 380 are stacked widely, the separator 40 and the positive electrode 22 can be held by the suction belt 380 until the welding by the welding machine is completed. The accuracy of welding can be improved. In FIGS. 20 and 21, the same reference numerals are used for portions having the same functions as those of the present embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the form in which the positive electrode 22 is packed in the separator 40 as the packaged positive electrode 20 has been described.
  • the negative electrode 30 may be packaged in the stacking apparatus.
  • the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 are led out from the same end portion of the exterior member 13 as shown in FIG. 1 .
  • the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 may be led out from opposite ends, for example.
  • the negative electrode 30 and the packaged positive electrode 20 are laminated so that the positive electrode tab 23 and the negative electrode tab 33 are opposite to each other.
  • the predetermined gap 340 is provided between the pair of upper and lower stacked drums 310 and 320 of the rotary conveyance unit 300, but the stacked drum 310 and the hook 320 may be in contact with each other and there may be no gap.
  • the positive electrode 22 is conveyed in the substantially horizontal state in the electrode conveyance part 200, you may convey in the other direction.
  • pair of laminated drums 310 and 320 may be arranged in other directions instead of being arranged up and down.
  • one continuous separator 40 is cut out into a predetermined shape while being sucked and held on the outer peripheral surface 311 of the stacking drums 310 and 320 by the separator cutter 351.
  • the stacking is cut into a predetermined shape in advance.
  • the drums 310 and tubs 320 may be supplied to the stacked drums 310 and tubs 320 and conveyed while adsorbed.
  • a pair of symmetrically laminated drums 310 and 320 are provided, but the shape of the paired laminated drums (separator transport unit) may be asymmetrical. It is good also as a drum and making the other into a suction belt of arbitrary shapes.
  • the lamination drum 310 and the rod 320 have adsorption power, even in the configuration in which one separator 40 is laminated on one surface of the positive electrode 22 (or the negative electrode 30), even one lamination drum functions sufficiently. Demonstrate.
  • the introduction support part 250 is made up of rollers, but may be composed of other members such as a flat member.
  • the cutting blade provided in the cutting part 350 may not be a thermal cutter, but may be a physically sharp cutting blade.
  • the recessed part 313 is provided as a receiving part, the receiving part does not necessarily need to be the recessed part 313.
  • the negative pressure is adjusted to adjust the slip and adsorption on the outer peripheral surface 311 of the separator material S, but the negative pressure in the first negative pressure chamber 331 is substantially reduced.
  • the supply and restraint of the cocoon separator material S may be adjusted only by the restraining force of the feed roller unit 360 while maintaining the constant. In this case, it is preferable that the suction force of the sliding region A1 is lower than the suction force of the suction region A2.
  • the method of giving the adsorbing force to the stacking drum 310 and the kite 320 is not limited to the method of adsorbing by negative pressure, but may be adsorbed by eg kite.
  • the adsorption unit 370, the negative pressure supply device 333, and the welding unit 400 are synchronized by the control device 500 (synchronizing means), but not all of them need to be electrically synchronized. May be linked and synchronized.
  • the separator and the electrode are transferred to the electrode from the downstream side in the conveying direction while moving the separator and the electrode so as to overlap each other at a predetermined position, and the separator is sequentially detached from the separator conveying unit to the electrode. Since lamination is performed, high-speed lamination is possible without stopping the separator and electrode, and the battery manufacturing time can be shortened.
  • the separator and the electrode are moved so as to overlap each other at a predetermined position, the separator is transferred to the electrode from the downstream side in the conveying direction, and the vertical separator is sequentially detached from the separator conveying portion. Since it is laminated

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Abstract

　本発明は、セパレータと電極を高速で積層して電池の製造時間を短縮可能な積層装置および積層方法を提供することを目的とする。　本発明の１つは、所定形状のセパレータを保持した状態で搬送するセパレータ搬送部と、所定形状の正極を搬送する電極搬送部と、セパレータおよび正極が所定の位置で重なるように前記セパレータ搬送部および前記電極搬送部の搬送位置および搬送速度を同期させる制御装置とを有しており、正極およびセパレータをともに移動させつつ、搬送方向の下流側からセパレータを正極に受け渡しつつ、当該セパレータをセパレータ搬送部から順次離脱させて正極に積層する積層装置である。

Description

積層装置および積層方法
本発明は、積層装置および積層方法に関する。
　近年、自動車用電池、太陽電池および電子機器用電池など各種電池において、積層型の電池が使用されている。積層型電池は、正極、負極（以下、正極および負極を、電極と称する場合がある。）およびセパレータをシート状に形成し、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に交互に積層して構成される。 
　このような積層型電池の製造に用いられる装置として、様々な装置が提案されており、例えば日本国特許公開公報特開平２００７―３２９１１１号（特許文献１）に記載される。 
　特許文献１に記載の装置は、まず、上下に対向して配置される受け台および押え板の搬送方向への移動を停止させた状態で、受け台および押え板の各々にセパレータを吸引保持した後、下方の受け台に吸着されているセパレータの上に正極を載置する。次に、上方の押え板を下降させて押え板に吸着されているセパレータを正極の上に被せ、この状態で、正極の周囲で重なるセパレータの縁同士を熱接着して、袋状となるセパレータに正極が挟まれた袋詰正極を作製する。そして、受け台と押え板の間に袋詰正極を挟んだ状態のまま搬送した後、受け台と押え板の間から袋詰正極を取り出し、この袋詰正極を負極と交互に積層することで、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に交互に積層した電池要素を構成している。
　しかしながら、 特許文献１に記載の装置は、停止した状態の受け台および押え板の各々にセパレータを吸着し、 正極を挟むように受け台および押え板を近接させて袋詰正極を作製した後に、停止していた受け台および押え板を移動させることで袋詰正極を搬送しているため、製造時間が長くなる。
　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、 本発明によればセパレータと電極を高速で積層して電池の製造時間を短縮可能な積層装置および積層方法を提供することができる。　
　本発明の積層装置は、 所定形状のセパレータを保持した状態で搬送するセパレータ搬送部と所定形状の電極を搬送する電極搬送部とを有する。そして、本積層装置は、 電極およびセパレータが所定の位置で重なるように搬送し、搬送方向の下流側からセパレータを電極に受け渡しつつ、当該セパレータをセパレータ搬送部から順次離脱させて前記電極に受け渡す。
　また、 本発明の積層方法は、セパレータ搬送部により所定形状のセパレータを保持した状態で搬送し、電極搬送部により前記セパレータおよび電極が所定の位置で重なるように搬送する。そして、本積層方法は、 電極およびセパレータをともに搬送して移動させて搬送方向の下流側からセパレータを電極に受け渡しつつ、当該セパレータをセパレータ搬送部から順次離脱させて前記電極に積層する。
リチウムイオン二次電池の外観を表した斜視図である。 リチウムイオン二次電池の分解斜視図である。 負極および袋詰正極を示す平面図である。 袋詰正極に負極を重ねた様子を示す平面図である。 積層装置を示す概略斜視図である。 積層装置の電気的構成を示す図である。 積層装置の電極搬送部を示す側面図である。 積層装置の電極搬送部を示す正面図である。 積層装置の電極搬送部を示す平面図である。 積層装置の回転搬送部を示す概略断面図である。 積層装置による積層方法の工程を示す第１の説明図である。 積層装置による積層方法の工程を示す第２の説明図である。 積層装置による積層方法の工程を示す第３の説明図である。 積層装置による積層方法の工程を示す第４の説明図である。 積層装置による積層方法の工程を示す第５の説明図である。 積層装置による積層方法の工程を示す第６の説明図である。 積層装置による積層方法の工程を示す第７の説明図である。 積層装置による積層方法の工程を示す第８の説明図である。 回転搬送部の動作を示すチャートである。 積層装置の他の例を示す概略断面図である。 積層装置の更に他の例を示す概略断面図である。
　以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、 実際の比率とは異なる場合がある。
　本発明は、 電池の製造工程の一部に適用される、電池の発電要素を組み立てるための積層装置および積層方法に関する。 本発明の一実施形態に係る積層装置を説明する前に、電池の構造について説明する。
　（電池）
　まず、図１を参照して、積層装置により形成されるリチウムイオン二次電池（積層型電池）について説明する。図１はリチウムイオン二次電池の外観を表した斜視図、図２はリチウムイオン二次電池の分解斜視図、図３は負極および袋詰正極の平面図である。
　図１に示すとおり、 リチウムイオン二次電池１０は、扁平な矩形形状を有しており、正極リード１１および負極リード１２が外装材１３の同一端部から導出されている。外装材１３の内部には、充放電反応が進行する発電要素（電池要素）１５が収容されている。図２に示すとおり、発電要素１５は、袋詰正極２０と、負極３０とが交互に積層されて形成される。
　袋詰正極２０は、図３ （Ａ）に示すように、ごく薄いシート状の正極集電体（集電箔）の両面に正極活物質層が形成されてなる矩形形状の正極２２が、矩形形状のセパレータ４０により挟み込まれてなる。 ２枚のセパレータ４０は、端部において接合部４２により相互に接合されて、袋状に形成されている。セパレータ４０は、直線的に形成される辺４４Ａから正極２２の正極タブ２３が引き出され、辺４４Ａの反対の辺４４Ｂに、部分的に突出する係合部４３が形成されている。係合部４３は、部外装材１３内で外装材１３に係合することで、電池要素１５を外装材１３に対して固定する役割を果たす。正極２２は、正極タブ２３以外の部分に正極活物質層２４が形成されている。
　負極３０は、図３ （Ｂ）に示すように、矩形形状で形成され、ごく薄いシート状の負極集電体（集電箔）の両面に負極活物質層３４が形成されてなる。負極３０は、負極タブ３３以外の部分に負極活物質層３４が形成されている。
　袋詰正極２０に、負極３０を重ねると図４に示すようになる。図４に示すように、負極活物質層３４は、正極２２の正極活物質層２４よりも平面視して一回り大きく形成されている。
　なお、袋詰正極２０と負極３０とを交互に積層してリチウムイオン二次電池を製造する方法自体は、一般的なリチウム二次電池の製造方法であるため、 詳細な説明は省略する。
　（積層装置）
　次に本発明の一実施形態に係る積層装置について、 図面を参照しつつ説明する。
　本積層装置は、図５， ６に示すように、正極用のシート素材Ｄから正極２２を切り出す正極切断部１００と、切り出された正極２２を搬送する電極搬送部２００と、電極搬送部２００の搬送方向下流側に設けられる回転搬送部３００と、回転搬送部３００の両側に設けられた溶着部４００と、装置の全体を統括して制御する制御装置５００（制御部） とを備えてなる。本実施形態では、正極２２の搬送される方向を搬送方向Ｘ、正極２２の面と垂直な方向を上下方向Ｚ、上下方向Ｚおよび搬送方向Ｘと交差する方向を幅方向Ｙとして説明する。
　正極切断部１００は、ロール状に巻回された正極用のシート素材Ｄを、打ち抜き加工等によって所定形状に切断することで、所定の形状の正極２２（シート部材）を切り出すものである。 ここで切り出された正極２２は、矩形形状であって、正極タブ２３を有する。
　電極搬送部２００は、図７～９に示すように、正極切断部１００にて切り出された正極２２を搬送するコンベア２１０と、コンベア２１０上の正極２２を吸着して保持して回転搬送部３００（セパレータ搬送部）へ搬送する吸着搬送部２２０とを備えている。 コンベア２１０の上方には、撮像カメラ２３０（位置検出部） と照明２３１が設けられている。
　コンベア２１０は、無端状に形成された通気性を有するサクションベルト２１１と、搬送方向に並んで配置されてサクションベルト２１１を回転可能に保持する２つの回転軸２１２と、サクションベルト２１１の内部に配置される負圧発生部２１３とを備えている。
　サクションベルト２１１には複数の空気吸引孔２１４が形成されており、空気吸引孔２１４を介して負圧発生部２１３により空気を吸引することにより、薄くて搬送が困難な正極２２をコンベア２１０上の平坦な設置面２１５（基準面）に吸引保持して搬送可能となっている。サクションベルト２１１の設置面２１５は、撮像カメラ２３０により正極２２との境界が認識しやすい色調となっており、本実施形態は白色となっている。
　なお、本実施形態では、正極２２を略水平状態に設置可能な平坦な設置面２１５を備えるものとしてコンベア２１０を適用しているが、その他の装置を用いてもよい。
　コンベア２１０の両側部には、サクションベルト２１１上の正極２２の側部を押圧して保持する押圧部２４０が設けられる。押圧部２４０は、制御装置５００により制御されるアクチュエータ２４１によってサクションベルト２１１上の設置面２１５（基準面）に対して近接または離間するクランパー２４２を備えている。クランパー２４２は、正極２２を設置面２１５に押圧することで正極２２の歪みを矯正するものである。特に、 ロール状に巻回されたシート素材Ｄから切り出される正極２２は、 巻き癖が残って丸まりやすい。また、正極２２、負極３０およびセパレータ４０は非常に薄い箔状の素材であり、特に自動車用電池等のような大型の電池では、非常に変形しやすい。
　なお、サクションベルト２１１は、設置面２１５に接触している部材を吸引して保持するものであるが、通常、設置面２１５から離れている部位を引き付けるほどの吸引力は備えていない。そこで、 クランパー２４２によって正極２２を設置面２１５に押し付けることで、正極２２の変形を矯正する。これにより、撮像カメラ２３０による正極２２の位置の把握を高精度に行うことができ、 かつ吸着搬送部２２０による吸着位置も高精度に設定でき、 後の工程における加工精度が向上する。
　クランパー２４２は、吸着搬送部２２０による正極２２の吸着位置を確保するために、サクションベルト２１１上の正極２２の搬送方向に沿う２側辺Ｈ２，Ｈ４ （縁部）に沿う長尺な部位を押圧可能に形成されており、さらに撮像カメラ２３０により正極２２の４側辺Ｈ１～Ｈ４（縁部）を撮像できるように、 ４側辺Ｈ１～Ｈ４の縁部よりも内側（正極２２の中央側）を押圧可能となっている。なお、クランパー２４２は、押さえた正極２２をクランパー２４２を透過して撮像できるように、透明な部材で形成される。透明な部材には、例えばアクリル樹脂やガラス等を適用できるが、材料は特に限定されず、照明２３１の周波数や撮像カメラ２３０の撮像特性に応じて適宜設定できる。
　吸着搬送部２２０は、駆動装置（不図示）に接続されて移動可能な装置本体２２１と、装置本体２２１の下部に設けられて負圧供給源（不図示）に接続されることで吸着力を発揮する吸着ヘッド２２２とを備えている。吸着ヘッド２２２は、駆動装置の動作に従って上下方向Ｚ、搬送方向Ｘおよび幅方向Ｙに３次元的に移動可能であり、さらに、水平面に沿って回転可能となっている。
　コンベア２１０の上方に設けられる撮像カメラ２３０は、コンベア２１０により搬送されてくる正極２２を、クランパー２４２により押圧して保持した後、照明２３１による照射の下で撮像するものである。撮像カメラ２３０は、正極２２が所定位置まで搬送されて停止した際に撮像された正極２２の画像に基づく信号を制御装置５００に送信する。所定の信号を受け取った制御装置５００は、信号から正極２２の位置や状態を算出し、算出結果に基づいて吸着搬送部２２０の駆動装置の移動を制御し、正極２２の位置や姿勢を適正に修正して、後述する回転搬送部３００の隙間３４０（図５参照）に搬送する。
　具体的には、所定位置でコンベア２１０を停止させ、撮像カメラ２３０によって撮像された画像から、正極２２の４辺に対応する側辺エリアＥ１～Ｅ４の縁部を検出する。縁部は、サクションベルト２１１と正極２２の色調の差異から検出できる。この検出結果から、 ４辺の近似直線Ｌ１～Ｌ４を最小二乗法等を用いて算出する。次に、 ４辺の近似直線Ｌ１～Ｌ４の交点である四隅の角部Ｋ１～Ｋ４を算出し、 ４つの角部Ｋ１～Ｋ４の平均値を算出して、これを電極中心点Ｏの座標とする。 なお、 電極中心点Ｏの座標は、搬送方向Ｘおよび幅方向Ｙの座標で表される。
　そして、正極２２の搬送方向に沿う２側辺Ｈ２， Ｈ４の近似直線Ｌ２， Ｌ４の一方、または両方の平均値から、正極２２の水平面（基準面）における傾き角θを算出する。この後、 電極中心点Ｏの座標と傾き角θから、 水平面における正極２２の正規位置に対する位置および傾きの補正量を算出し、 この補正量を矯正するように、吸着搬送部２２０（位置補正部）の駆動装置を制御して正極２２の位置および姿勢を補正しつつ、回転搬送部３００の隙間３４０に搬送する。
　なお、本実施形態では、撮像カメラ２３０で取得された画像によって正極２２の位置や状態を認識しているが、その他のセンサも用いてもよく、 例えば正極２２の先端部を検知する接触センサ等によって、正極２２の位置を認識することもできる。
　吸着搬送部２２０は、コンベア２１０の所定位置に正極２２が搬送されて、クランパー２４２により正極２２の側部を押圧して正極２２の形状を矯正した状態で、垂直に下降して吸着ヘッド２２２により正極２２を吸着して保持する。そして、クランパー２４２による正極２２の拘束を開放し、正極２２の略水平状態を維持したまま上昇した後、 算出した補正量に応じて正極２２の位置および姿勢を適正に修正して、回転搬送部３００の隙間３４０に搬送する。
　回転搬送部３００の隙間３４０の近傍には、図１０に示すように、隙間３４０の上下を挟むように設けられて正極２２の回転搬送部３００への導入を補助する導入支持部２５０が設けられる。導入支持部２５０は、複数のローラ群からなり、吸着搬送部２２０により搬送されてきた正極２２を支持するとともに、回転搬送部３００の隙間３４０に送り出すものである。
　導入支持部２５０は、 １つのローラからなる上側導入支持部２５１と、複数のローラからなる下側導入支持部２５２とを備えている。上側導入支持部２５１は、上下方向Ｚに移動可能であり、上方へ移動した“開状態”から、下降して下側導入支持部２５２の搬送方向最下流側のローラとの間に正極２２を挟持する“閉状態”となることができ、かつ回転駆動することで挟持した正極２２を隙間３４０に送り出すことができる。
　下側導入支持部２５２は、搬送方向上流側のローラが斜めに下降した“開状態”から、吸着搬送部２２０から正極２２を受け渡される際に、上昇して略水平となって “閉状態”となり、正極２２を搬送可能に支持する（図１４参照）。上側導入支持部２５１のローラと対をなす搬送方向最下流側のローラは、回転駆動が可能となっており、 上側導入支持部２５１との間に正極２２を挟持した状態で回転することで、挟持した正極２２を隙間３４０に送り出すことができる。
　したがって、吸着搬送部２２０により正極２２が搬送されてくると、上側導入支持部２５１を下降させて下側導入支持部２５２との間に正極２２の先端部を挟持し、かつ下側導入支持部２５２のローラを上昇させて略水平状態とし、正極２２の下面を支持する。この後、吸着搬送部２２０の吸着ヘッド２２２から正極２２を解放して、導入支持部２５０の回転によって正極２２を回転搬送部３００の隙間３４０に順次送り込む。
　回転搬送部３００ （セパレータ搬送部）は、シート状のセパレータ素材Ｓからセパレータ４０を切り出しつつ、吸着搬送部２２０によって搬送される正極２２に積層するものである。回転搬送部３００は、円柱状に形成された上下一対の積層ドラム３１０（第１セパレータ搬送部、円柱状回転体）、積層ドラム３２０ （第２セパレータ搬送部、円柱状回転体）を備えている。
　この上下一対の積層ドラム３１０， ３２０は、回転軸が搬送方向Ｘに直交し、所定の隙間３４０を空けて外周面３１１同士が対向するように互いに平行に配置され、かつ水平面を基準に対称構造で構成される。
　各々の積層ドラム３１０， ３２０の外周面３１１には、セパレータ４０を吸着可能な吸着部が形成され、積層ドラム３１０，３２０の内部には、非回転的に設けられる内側構造部３３０が設けられる。積層ドラム３１０， ３２０の幅（回転軸方向の長さ）は、セパレータ素材Ｓの両縁部が積層ドラム３１０， ３２０の両端部からはみ出す程度となっている。
　上下の積層ドラム３１０， ３２０は、隙間３４０を空けて配置されており、この隙間３４０において、搬送方向Ｘの下流側へ向かって同方向に回転するようになっている。すなわち、上側に位置する積層ドラム３１０は、図１０の紙面上で左回りに回転することにより、外周面３１１に吸着保持したセパレータ４０を隙間３４０まで搬送する。また、下側に位置する積層ドラム３２０は、図１０の紙面上で右回りに回転することにより、外周面３１１に吸着保持したセパレータ４０を隙間３４０まで搬送する。なお、上側および下側の積層ドラム３１０，３２０は、制御装置５００により回転制御される駆動モータ（不図示）により駆動される。
　積層ドラム３１０， ３２０には、外周面３１１に無数の通気孔３１２が形成されており、周方向の一部に、後述する切断部３５０に設けられるセパレータカッター３５１（切断刃）が侵入可能な凹部３１３ （受け部）が形成されている。凹部３１３は、積層ドラム３１０， ３２０の１８０度毎の２箇所に形成される。なお、凹部３１３が周方向に２箇所設けられるのは、積層ドラム３１０， ３２０が１回転する毎に２枚のセパレータ４０を切り出すためであり、積層ドラム３１０， ３２０の１回転の間に切り出すセパレータ４０の枚数に応じて、周方向の凹部３１３の数を変更できる。
　各々の積層ドラム３１０， ３２０の周辺には、外周面３１１に近接して、シート状のセパレータ素材Ｓを供給または拘束する送出ローラ部３６０（ロック機構） と、積層ドラム３１０， ３２０の外周面３１１上のセパレータ素材Ｓを切断する切断部３５０と、切断部３５０による切断で発生する不要の切取片Ｓ’ （図１５参照）を回収するための切取片吸着部３７０とが設けられている。
　回転搬送部３００の搬送方向下流側の斜め上方および斜め下方には、 円柱状に形成された小型の送出ローラ部３６０が設けられている。
　送出ローラ部３６０は、回転搬送部３００の搬送方向下流側の斜め上方および斜め下方に、円柱状に形成された一対の送出ローラ３６１，３６２が、所定の隙間を空けて配置されている。 この送出ローラ部３６０は、セパレータロール（不図示）から搬送される一枚の連続したセパレータ素材Ｓを隙間に挟み込みつつ、回転することで回転搬送部３００に送り出し、 停止することで送り出しを停止してセパレータ素材Ｓを拘束する。送出ローラ３６１， ３６２は、制御装置５００によって制御されて、所定のタイミングで回転搬送部３００にセパレータ素材Ｓを送り出すようになっている。
　切断部３５０は、回転搬送部３００の上方および下方に、それぞれセパレータカッター３５１を備えている。セパレータカッター３５１は、積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１に吸着保持されたセパレータ素材Ｓを溶融させて所定形状に切り出す熱カッターである。
　具体的には、セパレータ４０が積層ドラム３１０， ３２０の外周面３１１に吸着保持され搬送されて、積層ドラム３１０， ３２０の凹部３１３がセパレータカッター３５１と対向する位置まで移動すると、セパレータカッター３５１が制御装置５００の指令を受けて積層ドラム３１０， ３２０の凹部３１３に侵入するように移動し、セパレータ４０を溶融して図３（Ａ）に示すような所定形状に切り出す。セパレータ素材Ｓからセパレータ４０を連続的に切り出す際には、先に切り出すセパレータ４０の後端を係合部４３が形成される辺４４Ｂとし、次に切り出すセパレータ４０の前端を直線的な辺４４Ａとして、この形状の一致しない２辺４４Ａ，４４Ｂを切断部３５０によって同時に切り出すことで、余剰の切取片Ｓ’が発生する。
　切取片吸着部３７０は、吸着力を発揮するカッター用吸着ヘッド３７１を備えており、セパレータカッター３５１がセパレータ素材Ｓを切断した後に凹部３１３から抜け出して後退するタイミングで、切断した部位に近接移動し、セパレータカッター３５１により切り出されたセパレータ４０の余剰の切取片Ｓ’を吸引して保持する。 そして、切取片Ｓ’を吸引保持したままカッター用吸着ヘッド３７１を積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１から離間させる。 この後、カッター用吸着ヘッド３７１の吸引を停止して切取片Ｓ’を離し、積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１から離間した位置に別途設けられる吸い込み口３７２によって切取片Ｓ’を吸い込んで回収する。
　すなわち、吸い込み口３７２のみで切取片Ｓ’を回収しようとすると、吸い込む過程で切取片Ｓ’が外周面３１１に残るセパレータ４０やセパレータ素材Ｓに接触してしまう虞があるが、カッター用吸着ヘッド３７１で一旦吸着して離間させた後に吸い込み口３７２で回収することで、切取片Ｓ’によるセパレータ４０やセパレータ素材Ｓの損傷を抑制しつつ回収できる。
　各々の積層ドラム３１０， ３２０の内部に設けられる内側構造部３３０には、装置の作動時に工程に応じて負圧の強度を調整可能な第１負圧室３３１と、装置の作動時に負圧が略一定に保たれる第２負圧室３３２とが非回転的に形成される。第１負圧室３３１および第２負圧室３３２は、圧力調整弁が設けられた負圧供給装置３３３に接続され、制御装置５００によって負圧供給装置３３３を制御することで内部の圧力を調整可能である。
　第１負圧室３３１および第２負圧室３３２は、積層ドラム３１０， ３２０の内周面によって外部と隔絶されており、 したがって、積層ドラム３１０，３２０に形成される通気孔３１２を介して、積層ドラム３１０， ３２０の外周面３１１に非回転的に負圧の領域を発生させる。この領域は、積層ドラム３１０， ３２０が回転しても、回転することはない。
　第１負圧室３３１は、送出ローラ部３６０に対応する位置から、積層ドラム３１０， ３２０の回転方向へ向かってセパレータカッター３５１に対応する位置までの範囲に形成される。第２負圧室３３２は、セパレータカッター３５１に対応する位置から、積層ドラム３１０，３２０の回転方向へ向かって隙間３４０に対応する位置までの略１８０度の範囲に形成される。
　したがって、積層ドラム３１０， ３２０の外周面３１１には、第１負圧室３３１に対応する位置で負圧が調整されて変化する滑り領域Ａ１（吸着力調整領域） と、 第２負圧室３３２に対応する位置で負圧が略一定でセパレータ素材Ｓまたは切り出されたセパレータ４０を吸着して保持する吸着領域Ａ２とが形成される（図１１参照）。吸着領域Ａ２は、吸引力が強く、セパレータ素材Ｓまたは切り出されたセパレータ４０を吸引力により保持して、積層ドラム３１０， ３２０の回転によりこれらを回転させることができる。
　これに対し、滑り領域Ａ１は、吸着領域Ａ２と同程度の吸引力に設定してセパレータ４０を回転させることができるとともに、吸引力を低下させることで、セパレータ素材Ｓを外周面３１１から離れない程度に保持しつつも、積層ドラム３１０，３２０が回転する際にセパレータ素材Ｓを回転させずに外周面３１１上で滑らせることができる。
　また、内側構造部３３０の、隙間３４０に対応する位置から、積層ドラム３１０， ３２０の回転方向へ向かって送出ローラ部３６０に対応する位置までの範囲は、 第１負圧室３３１および第２負圧室３３２のいずれも設けられないため、外周面３１１のこの範囲に対応する部位には、負圧が発生せずにセパレータ４０を吸着しない非吸着領域Ａ３が非回転的に形成される。
　そして、回転搬送部３００は、積層ドラム３１０， ３２０でセパレータ４０を切り出しつつ吸着保持して搬送し、積層ドラム３１０， ３２０の回転と電極搬送部２００による電極２２の搬送の速度を同期させつつ、搬送方向Ｘの下流側から正極２２の両面にセパレータ４０を順次積層する。 このとき、電極２２は、吸着搬送部２２０によって円柱形状の積層ドラム３１０，３２０の接線方向Ｔ（図１０参照）へ導入される。
　溶着部４００は、正極２２の両面に積層されたセパレータ４０の両縁部同士を溶着するものである（図３参照）。この溶着部４００は、積層ドラム３１０， ３２０の回転軸方向の両端にそれぞれに、上下一対の溶着機４１０，４２０を備えている。
　上下の溶着機４１０， ４２０は、対向する面に搬送方向Ｘに沿って複数の突起４１１、４１２が設けられており、対向する突起４１１，４２１によってセパレータ４０同士を加圧しつつ加熱することで、 溶着可能となっている。
　溶着機４１０， ４２０は、搬送方向Ｘ及び上下方向Ｚへ移動可能となっており、隙間３４０に搬送されて積層されたセパレータ４０および正極２２に同期するように搬送方向Ｘへ同速で移動しつつ互いに接近し、対向する突起４１１，４２１によって、積層されたセパレータ４０同士を接合して接合部４２を形成する。そして、セパレータ４０で袋状に包装された正極２２が所定位置まで搬送されると、溶着機４１０，４２０を離間させ、搬送方向上流側へ移動させた後、 再び搬送方向Ｘへ同速で移動させつつ近接させて、他の接合部４２を溶着する。全ての接合部４２が接合された後、溶着機４１０， ４２０同士が離間して、作製された袋詰正極２ ０が開放される。
　なお、セパレータ４０同士を接合するには、上述の構造に限定されず、例えば１対の回転する加熱ローラの間で加熱しつつ溶着したり、加熱せずに加圧のみで圧着したり、 または接着剤を用いて接合することも可能である。
　制御装置５００は、図６に示すように、正極切断部１００、撮像カメラ２３０、押圧部２４０、コンベア２１０、吸着搬送部２２０、導入支持部２５０、送出ローラ部３６０、積層ドラム３１０，３２０、切断部３５０、切取片吸着部３７０、負圧供給装置３３３および溶着部４００の全てを統括して一体的に制御し、 各々を同期させつつ作動させることができる。なお、制御装置５００は、電池を構成するための他の装置をも含めて、統括的に制御を行うこともできる。
　次に本積層装置を用いた積層方法について、図１１～図１９を参照しつつ説明する。
　まず、ロール状に巻回された正極用のシート素材Ｄを、正極切断部１００にて切断し、正極２２を形成する。切り出された正極２２は、不図示の吸着パッドやコンベア等によって、コンベア２１０の設置面２１５上に載置される。また、送出ローラ部３６０はセパレータロールから送られてくる一枚の連続したセパレータ素材Ｓを隙間に挟み込んで拘束している。したがって、セパレータ素材Ｓの先端部は、図１１に示すように、回転搬送部３００の最上部または最下部に位置している。そして、第１負圧室３３１は、負圧が低く設定されて、外周面３１１の滑り領域Ａ１でセパレータ素材Ｓが引き出されることなく、積層ドラム３１０，３２０がセパレータ素材Ｓの内面上を滑りながら回転している。なお、本実施形態では、積層ドラム３１０， ３２０の１回転で２枚のセパレータ４０を切り出すため、図１１にて２点鎖線で示すように、先に切り出されたセパレータ４０が、既に積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１上に吸着されて搬送されている。
　正極２２が載置されたコンベア２１０は、図１１に示すように、サクションベルト２１１の設置面２１５上の正極２２を、サクションベルト２１１によって吸着保持して捲れ等の発生を抑えつつ、搬送方向Ｘへ一列に並んで縦並び （タブが搬送方向Ｘの上流側に位置する並び）に搬送する。なお、正極２２を、横並び（タブが幅方向Ｙに位置する並び）で搬送してもよい。サクションベルト２１１は、所定の位置まで移動すると、正極２２を吸着保持した状態のまま移動を停止する。そして、図１２に示すように、押圧部２４０が作動して、クランパー２４２によって正極２２の２側辺Ｈ２， Ｈ４に沿う長尺な部位を押圧する（図８，９参照）。 これにより、正極２２の丸まり等の変形が矯正される。そして、正極２２のサクションベルト２１１から浮いていた部分がサクションベルト２１１に近づくことで、サクションベルト２１１によって吸引されて、設置面２１５上に正極２２が密に付着することになる。
　この状態で、撮像カメラ２３０が正極２２の４側辺Ｈ１～Ｈ４を撮像し、制御装置５００に所定の信号を送信する。制御装置５００は、受信した信号から、前述した方法で電極中心点Ｏの座標と傾き角θを算出し、正極２２の正規位置に対する位置および傾きの補正量を算出する。なお、撮像の際には、クランパー２４２は正極２２の４側辺Ｈ１～Ｈ４の縁部よりも内側（正極２２の中央側）を押圧するため、撮像カメラ２３０によって４側辺Ｈ１～Ｈ４を確実に撮像できる。また、クランパー２４２が透明な材料で形成されているため、撮像範囲にクランパー２４２が入っても、クランパー２４２を透過して正極２２を撮像できる。
　次に、サクションベルト２１１の上方に位置する吸着搬送部２２０の吸着ヘッド２２２を下降させて、吸着ヘッド２２２を正極２２の上面に押し付ける。これにより、正極２２は吸着ヘッド２２２に吸着保持される。なお、正極２２はサクションベルト２１１にも吸着されているが、吸着ヘッド２２２の吸着力をサクションベルト２１１よりも高く設定するか、若しくはサクションベルト２１１による吸着を一旦停止することで、吸着ヘッド２２２によって正極２２をサクションベルト２１１から引き離すことができる。
　そして、積層ドラム３１０， ３２０が回転し、セパレータカッター３５１に対応する位置へ向かって回転移動している凹部３１３がセパレータカッター３５１の位置まで所定角度αとなった際に、制御装置５００によって第１負圧室３３１の負圧を高めて滑り領域Ａ１の吸着力を強め、かつ送出ローラ部３６０を回転させて一対の送出ローラ３６１，３６２の間にセパレータ素材Ｓを挟みながら順次送り出し、 セパレータ素材Ｓの供給を開始する（図１９のＴ１を参照）。 これにより、負圧が高まった滑り領域Ａ１および吸着領域Ａ２において積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１にセパレータ素材Ｓが吸着保持されて、セパレータ素材Ｓが積層ドラム３１０， ３２０の回転にしたがって順次引き出されることになる。なお、所定角度αは、切り出される１枚のセパレータ４０の長さに対応した角度である。
　この後、吸着搬送部２２０は、図１３に示すように、正極２２を略水平状態に維持したまま上昇した後、搬送方向Ｘに移動し、回転搬送部３００の隙間３４０へ搬送する。このとき、吸着搬送部２２０は、制御装置５００によって駆動装置が制御されて、正極２２を吸着してから回転搬送部３００へ受け渡すまでの間に、補正量に基づいて正極２２の位置および姿勢を補正する。 これにより、正極２２の位置が常に高精度に保たれ、後の工程における積層の精度が向上する。
　吸着搬送部２２０により搬送された正極２２が、回転搬送部３００の隙間３４０の手前に設けられる“開状態”の導入支持部２５０に到達すると、導入支持部２５０は、図１４に示すように、上側導入支持部２５１を下降させて下側導入支持部２５２との間に正極２２の先端部を挟持し、かつ下側導入支持部２５２のローラを上昇させて略水平状態として“閉状態”となり、正極２２の下面を支持する。 この後、吸着搬送部２２０の吸着ヘッド２２２から正極２２を解放して、導入支持部２５０の回転によって正極２２を回転搬送部３００の隙間３４０に順次送り込む。
　また、回転搬送部３００では、回転開始から積層ドラム３１０， ３２０が角度αだけ回転すると、積層ドラム３１０， ３２０の回転を停止する（図１９のＴ２を参照）。このとき、セパレータ素材Ｓが一枚分のセパレータ４０に対応する角度αだけ積層ドラム３１０， ３２０上に引き出されており、凹部３１３が切断部３５０のセパレータカッター３５１に対向して位置する。 そして、制御装置５００の指令によってセパレータカッター３５１をセパレータ素材Ｓに押し付けて、 セパレータ素材Ｓを所定の形状に切断してセパレータ４０を切り出す。切り出されたセパレータ４０は、積層ドラム３１０， ３２０の吸着領域Ａ２ （図１１参照）に位置しているため、積層ドラム３１０， ３２０に吸着して保持される。
　そして、セパレータカッター３５１がセパレータ素材Ｓを切断した後に凹部３１３から抜け出して後退するタイミング（図１９のＴ３を参照）で、図１５に示すように、制御装置５００の指令によってカッター用吸着ヘッド３７１が余剰の切取片Ｓ’に近接し、吸引して保持した後、元の位置へ戻る。この後、カッター用吸着ヘッド３７１の吸引を停止して切取片Ｓ’を離し、吸い込み口３７２ （図１０参照）によって切取片Ｓ’を吸い込んで回収する。
　吸着搬送部２２０の吸着ヘッド２２２から正極２２を解放した後、導入支持部２５０の回転により正極２２を積層ドラム３１０，３２０の隙間３４０に順次送り込む。更に、積層ドラム３１０， ３２０を再び回転させて（図１９のＴ４を参照）、切り出されたセパレータ４０を吸着したまま回転させ、隙間３４０に搬送する。なお、積層ドラム３１０，３２０を再び回転させる際には、制御装置５００によって第１負圧室３３１の負圧を低下させて滑り領域Ａ１の吸着力を弱め、 かつ送出ローラ部３６０によりセパレータ素材Ｓを拘束した状態とする（図１８参照）。 これにより、外周面３１１の滑り領域Ａ１でセパレータ４０が引き出されることなく、積層ドラム３１０， ３２０がセパレータ素材Ｓの内面上を滑りながら回転する。
　回転搬送部３００の隙間３４０にセパレータ４０の先端部が到達すると、図１６に示すように、まず２枚のセパレータ４０同士が積層された後、正極２２の先端部の両面にセパレータ４０が積層される。このとき、セパレータ４０および正極２２が同速となり、かつセパレータ４０および正極２２が予め設定された適正な位置で重なるように、回転搬送部３００および吸着搬送部２２０の搬送位置（搬送のタイミング）及び搬送速度を制御装置５００によって制御する。
　次に、制御装置５００の指令により対の溶着機４１０， ４２０が近接しつつ搬送方向Ｘへ移動し、 セパレータ４ ０の両縁部の先端部のみを挟み込んで挟持する。 そして、 セパレータ４０および正極２２の搬送方向Ｘへの移動を保持したまま、突起４１１， ４２１によって溶着する（図１９のＴ５を参照）。セパレータ４０は、隙間を過ぎると積層ドラム３１０，３２０の非吸着領域Ａ３に達するため、セパレータ４０は吸着力を受けることなしに積層ドラム３１０， ３２０の外周面３１１から離れて、正極２２を間に挟んだ状態で搬送方向Ｘへ順次搬出される。 
　そして、 セパレータ４０の先端部が既に接合されているため、積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１から離れても、セパレータ４０同士が離れることはない。 この後も、積層ドラム３１０，３２０に同期して導入支持部２５０により正極２２が略水平状態で搬送方向Ｘに搬送され、積層ドラム３１０， ３２０の外周面３１１に吸着保持されたセパレータ４０が積層ドラム３１０， ３２０の回転に従って正極２２の両面に順次積層される。なお、 このときには、 次のセパレータ４０を切り出すために、滑り領域Ａ１の吸着力を再び強め、送出ローラ部３６０によるセパレータ素材Ｓの供給が開始されている（図１９のＴ６を参照）。
　正極２２の両面にセパレータ４０が積層された状態で所定位置まで搬送した後、 対の溶着機４１０， ４２０を離間させて、搬送方向上流側へ移動させた後、図１７に示すように、再び搬送方向Ｘへ移動させつつ近接させて、 他の接合部４２を溶着する。セパレータ４０の両縁部の全ての接合部４２が接合された後、図１８に示すように、溶着機４１０，４２０同士が離間して、作製された袋詰正極２０が開放される（図１９のＴ７を参照）。この後、図示しない他の溶着機によってセパレータ４０の辺４４Ｂの接合部４２も接合されて、袋詰正極２０となる。
　そして、上記の工程を繰り返すことで、連続して袋詰正極２０を作製することができる。
　作製された袋詰正極２０は、次の工程へ搬送されて、負極３０と交互に積層して電池要素１５となり、最終的に二次電池１０が製造される。
　本実施形態によれば、回転搬送部３００ （セパレータ搬送部）によるセパレータ４０の搬送および電極搬送部２００による正極２２の搬送において、セパレータ４０および正極２２が所定の適正な位置で重なり、かつ同速となるように、回転搬送部３００および電極搬送部２００の搬送位置および搬送速度を制御装置５００（同期手段）によって同期させて、セパレータ４０と正極２２をともに移動させている。そして、この同期させた状態で、搬送方向Ｘの下流側から順次積層し、セパレータ４０の正極２２に対して積層された部位を回転搬送部３００から順次離脱させて正極２２に受け渡しているため、セパレータ４０および正極２２を停止させずに高速な積層が可能となり、 電池の製造時間を短縮できる。さらに、回転搬送部３００および電極搬送部２００の搬送位置および搬送速度を同期させつつ、搬送方向Ｘの下流側から順次積層し、セパレータ４０の正極２２に対して積層された部位を回転搬送部３００から順次離脱させて正極２２に受け渡すため、セパレータ４０を正極２２に対して円滑に受け渡すことができ、積層の際のセパレータ４０および正極２２における皺の発生を抑制できる。したがって、 例えば、 自動車用の大型電池にあっては、前端側 （搬送方向Ｘ側） から順次積層する手法を用いることで、特に皺の発生の防止に有効である。
　また、回転搬送部３００が、異なるセパレータ４０を保持した状態で搬送する積層ドラム３１０および積層ドラム３２０を備え、電極搬送部２００が、積層ドラム３１０，３２０の各々によって搬送される２枚のセパレータ４０の間に正極２２が重なるように正極２２を搬送するため、正極２２の両面に２枚のセパレータ４０を同時に積層でき、袋詰正極２０を高速に製造できる。
　また、回転することでセパレータ４０を搬送する積層ドラム３１０， ３２０ （円柱状回転体）の外周面３１１に形成される吸着領域Ａ２が、吸着して搬送するセパレータ４０に対する吸着を、セパレータ４０が電極搬送部２００によって搬送される正極２２と接するまで維持するため、積層の高速化を図っても、 セパレータ４０に皺等が発生しない。
　また、吸着領域Ａ２が、吸着して搬送するセパレータ４０に対する吸着を、セパレータ４０が電極搬送部２００によって搬送される正極２２と接した後に解除するため、積層する際にセパレータ４０に過剰な力が作用せず、セパレータ４０の皺の発生を抑制しつつセパレータ４０と正極２２を円滑に積層できる。
　なお、 本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
　図２０は、本実施形態に係る積層装置の変形例を示すが、積層ドラム３１０， ３２０の非吸着領域Ａ４として、積層ドラム３１０， ３２０の内部に大気圧よりも圧力の高い加圧室３３４を設け、通気孔３１２から気体（流体）を吹き出す構成とすることができる。このような構成とすれば、セパレータ４０を積層ドラム３１０， ３２０から離間させたいタイミングで、セパレータ４０に極力負荷を与えずに離間させることができる。
　図２１は、本実施形態に係る積層装置の他の変形例を示すが、円柱形状の積層ドラムではなく、柔軟に屈曲可能で通気孔３８２を有するサクションベルト３８０を複数の回転ローラ３８３で保持して構成される。このような構成とすれば、 断面が円形に限定されず、外周面３８１を任意の形状とすることができ、設計自由度が向上する。特に、対となるサクションベルト３８０の間のセパレータ４０および正極２２を積層する領域Ｂを広く設定することで、溶着機による溶着が完了するまでサクションベルト３８０でセパレータ４０および正極２２を挟んで保持でき、溶着の精度を向上できる。なお、図２０および図２１では、本実施形態と同様の機能を有する部位については同一の符号を使用し、その説明を省略する。
　また、上記実施形態では、袋詰正極２０として、セパレータ４０に正極２２が袋詰めされた形態について説明したが、上記の積層装置によって袋詰めされるのは、 負極３０であってもよい。
　また、上記実施形態では、図１に示すように、正極リード１１および負極リード１２が外装材１３の同一端部から導出されている場合について説明したが、 これに限定されない。 正極リード１１および負極リード１２がたとえば反対の端部から導出されてもよい。この場合、二次電池１０の発電要素１５を形成する際には、正極タブ２３と負極タブ３３が相互に反対向きになるように負極３０と袋詰正極２０が積層される。
　本実施形態は、回転搬送部３００の上下一対の積層ドラム３１０， ３２０の間に所定の隙間３４０を設けているが、積層ドラム３１０， ３２０が互いに接して隙間がない状態であってもよい。この場合、回転搬送部３００の一方もしくは両方が、正極２２およびセパレータ４０の厚みに応じて追従する構造を備えることが好ましい。
　また、電極搬送部２００において正極２２を略水平状態に搬送しているが、その他の方向で搬送してもよい。
　また、一対の積層ドラム３１０， ３２０を上下に配置するのではなく、その他の方向に配置してもよい。
　また、本実施形態は、セパレータカッター３５１により一枚の連続したセパレータ４０を積層ドラム３１０，３２０の外周面３１１に吸着保持した状態で所定形状に切り出しているが、あらかじめ所定形状に切り出された積層ドラム３１０， ３２０を、積層ドラム３１０， ３２０に供給して吸着しつつ搬送してもよい。
　また、本実施形態では、一対の対称形状の積層ドラム３１０， ３２０が設けられるが、対となる積層ドラム（セパレータ搬送部）の形状が、非対称であってもよく、例えば一方を円柱状の積層ドラムとし、他方を任意の形状のサクションベルトとしてもよい。
　また、積層ドラム３１０， ３２０は吸着力を備えているため、正極２２（または負極３０）の一方面に１枚のセパレータ４０を積層するような構成では、積層ドラムが１つでも十分に機能を発揮する。
　また、導入支持部２５０は、その全てをローラからなるものとしたが、フラットな部材など、その他の部材で構成してもよい。
　また、切断部３５０に設けられる切断刃は、熱カッターでなくてもよく、物理的に鋭利な切断刃であってもよい。また、受け部として凹部３１３を設けているが、受け部は必ずしも凹部３１３でなくてもよい。
　また、積層ドラム３１０， ３２０の滑り領域Ａ１において、負圧を調整することでセパレータ素材Ｓの外周面３１１での滑りと吸着を調整しているが、第１負圧室３３１の負圧を略一定に保ち、送出ローラ部３６０の拘束力のみで、 セパレータ素材Ｓの供給と拘束を調整してもよい。なお、この際には、滑り領域Ａ１の吸着力は、吸着領域Ａ２の吸着力よりも低いことが好ましい。
　また、積層ドラム３１０， ３２０（セパレータ搬送部）に吸着力を与える方法は、負圧により吸着する方法に限定されず、 例えば静電気により吸着してもよい。
　また、本実施形態では、正極切断部１００、撮像カメラ２３０、押圧部２４０、コンベア２１０、吸着搬送部２２０、導入支持部２５０、送出ローラ部３６０、積層ドラム３１０，３２０、切断部３５０、切取片吸着部３７０、負圧供給装置３３３および溶着部４００を、制御装置５００ （同期手段）により同期させているが、必ずしも全てが電気的に同期している必要はなく、例えば、少なくとも一部を機械的にリンクして同期させてもよい。
　（発明の効果）
　本発明の積層装置および積層方法によれば、 セパレータおよび電極を所定の位置で重なるように移動させつつ搬送方向の下流側からセパレータを電極へ受け渡し、 セパレータをセパレータ搬送部から順次離脱させて電極に積層するため、 セパレータおよび電極を停止させずに高速な積層が可能となり、電池の製造時間を短縮できる。
　また、 本発明の積層装置および積層方法によれば、セパレータおよび電極を所定の位置で重なるように移動させつつ搬送方向の下流側からセパレータを電極へ受け渡し、 セパレータをセパレータ搬送部から順次離脱させて電極に積層するため、 セパレータを電極に対して円滑に受け渡しつつ積層でき、積層の際のセパレータおよび電極における皺の発生を抑制できる。
　（米国指定）　
　本国際特許出願は米国指定に関し、２０１１年４月７日に出願された日本国特許出願第２０１１－０８５７３３号について米国特許法第１１９条（ａ）に基づく優先権の利益を援用し、当該開示内容を引用する。

Claims (8)

  1. 　所定形状のセパレータを保持した状態で搬送するセパレータ搬送部と、
    　所定形状の電極を搬送する電極搬送部とを有し、
    　前記セパレータおよび電極が所定の位置で重なるように前記電極およびセパレータをともに移動させて搬送方向の下流側から前記セパレータを前記電極に受け渡しつつ、当該セパレータを前記セパレータ搬送部から順次離脱させて前記電極に積層する積層装置。
  2. 　前記セパレータ搬送部および前記電極搬送部の搬送位置および搬送速度を同期させる同期手段をさらに有し、
    　前記セパレータ搬送部は、 各々が異なるセパレータを保持した状態で搬送する第１セパレータ搬送部および第２セパレータ搬送部を有し、
    　前記電極搬送部は、 前記第１セパレータ搬送部および第２セパレータ搬送部の各々によって搬送される２枚のセパレータの間に前記電極が重なるように当該電極を搬送する、請求項１に記載の積層装置。
  3. 　前記セパレータ搬送部は、 所定形状のセパレータを吸着可能な吸着領域を外周面に備えるとともに回転することで吸着した前記セパレータを搬送する円柱状回転体を有し、
    　前記吸着領域は、吸着して搬送する前記セパレータに対する吸着を、当該セパレータが前記電極搬送部によって搬送される前記電極と接するまで維持する、請求項１または２に記載の積層装置。
  4. 　前記吸着領域は、吸着して搬送する前記セパレータに対する吸着を、当該セパレータが前記電極搬送部によって搬送される前記電極と接した後に解除する、請求項３に記載の積層装置。
  5. 　所定形状のセパレータを保持した状態で搬送するセパレータ搬送部および所定形状の電極を搬送する電極搬送部により前記セパレータおよび電極が所定の位置で重なるように搬送することと、
    　前記電極およびセパレータをともに移動させて搬送方向の下流側から前記セパレータを前記電極に受け渡しつつ、当該セパレータを前記セパレータ搬送部から順次離脱させて前記電極に積層することとを含む積層方法。
  6. 　前記セパレータ搬送部および前記電極搬送部の搬送位置および搬送速度を同期させて前記セパレータおよび電極を搬送することと、
    　前記セパレータ搬送部により２枚のセパレータをそれぞれ搬送しつつ、前記電極搬送部により前記２枚の前記セパレータの間に前記電極が重なるように当該電極を搬送することを含む、請求項５に記載の積層方法。
  7. 　前記セパレータ搬送部の外周面に画成される吸着領域に所定形状のセパレータを吸着し、前記セパレータ搬送部の円柱状回転体により回転することで前記セパレータを搬送し、当該セパレータが前記電極搬送部によって搬送される前記電極と接するまで前記吸着領域による吸着を維持する、請求項５または６に記載の積層方法。
  8. 　搬送される前記電極および前記吸着されたセパレータが接した後に、 前記吸着領域による吸着を解除する、請求項７に記載の積層方法。
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