JP2019029267A - セパレータ付き電極の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セパレータに対する電極の位置ずれを抑制可能なセパレータ付き電極の製造装置を提供する。【解決手段】セパレータ付き電極の製造装置２０は、長尺シート状のセパレータ部材１８ａを正極８の一方面８ａ側から供給する供給ローラ２１と、セパレータ部材１８ａを搬送経路に沿うようにガイドするガイドローラ２３と、長尺シート状のセパレータ部材１８ｂを正極８の他方面８ｂ側から供給する供給ローラ２２と、ガイドローラ２３よりも下流側に配置され、セパレータ部材１８ｂを搬送経路に沿うようにガイドするガイドローラ２４と、セパレータ部材１８ａ，１８ｂを搬送経路に沿って搬送する搬送ローラ２７と、ガイドローラ２３と対向して配置され、他方面８ｂ側から正極８に接触した状態で回転することにより、ガイドローラ２３との間において正極８をセパレータ部材１８ａに押圧しながら下流側にガイドするガイドローラ２８と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、セパレータ付き電極の製造装置に関する。

特許文献１には、２次電池の製造装置が記載されている。この製造装置は、電極板を挟み込む一対の連続セパレータのうちの下セパレータを送り出す巻出部と、下セパレータを間欠移動させる搬送コンベアと、搬送コンベア上の下セパレータに電極板を配置する移載ハンドと、一対の連続セパレータのうちの上セパレータを送り出す巻出部と、下セパレータと電極板と上セパレータとを重ね合わせるニップロールと、ニップロールから送り出された上セパレータ及び下セパレータの端部同士を加熱溶融させるヒータと、を備えている。

また、特許文献２には、極板をセパレータで挟む装置が記載されている。この装置は、第１のセパレータ帯を、第２のセパレータ帯との間に第１の溶着部分を形成する第１の溶着位置へ供給する第１の搬送ユニットと、第２のセパレータ帯を、第１の溶着位置へ供給する第２の搬送ユニットと、極板を、第１のセパレータ帯及び第２のセパレータ帯の間において第１の溶着位置へ供給する第３の搬送ユニットと、を有する。第３の搬送ユニットは、極板を第１のセパレータ帯及び第２のセパレータ帯よりも高速で供給するフィーダを含む。

特開２００９−００９９１９号公報 特開２０１３−１７８９５１号公報

袋状のセパレータに電極を収容することにより製造されるセパレータ付き電極において、セパレータに対する電極の位置精度の向上が望まれている。一方で、セパレータ及び電極の各表面状態は、それぞれの材質や製造工程に影響される。そのため、互いの間に作用する摩擦力が低い場合がある。そのような場合、電極がセパレータ上を滑り移動しやすい。このため、上記の特許文献１の製造装置のように、連続セパレータに電極板を載置させて連続セパレータを移動させると、移動速度の上昇や間欠移動によって、連続セパレータに対する電極板の位置ずれが発生しやすくなる。

また、上記の特許文献２に記載された装置では、第１のセパレータ帯及び第２のセパレータ帯の搬送方向における極板の位置精度を向上させるために、フィーダによって極板を供給している。これにより、第１の溶着位置で第１のセパレータ帯及び第２のセパレータ帯が溶着された直後に、極板の先端が第１の溶着位置に到達する。しかしながら、フィーダによって極板を空中に放出して供給するため、第１のセパレータ帯及び第２のセパレータ帯の幅方向における極板の位置ずれが発生しやすい。

本発明は、セパレータに対する電極の位置ずれを抑制可能なセパレータ付き電極の製造装置を提供することを目的とする。

本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置は、電極を搬送経路に沿って搬送しながら電極にセパレータを設けることによりセパレータ付き電極を製造するセパレータ付き電極の製造装置であって、セパレータのための長尺シート状の第１セパレータ部材を電極の第１面側から搬送経路に向けて供給する第１供給部と、第１供給部によって供給された第１セパレータ部材を搬送経路に沿うようにガイドする第１ガイドローラと、セパレータのための長尺シート状の第２セパレータ部材を電極の第１面と反対側の第２面側から搬送経路に向けて供給する第２供給部と、搬送経路において第１ガイドローラよりも下流側に配置され、第２供給部によって供給された第２セパレータ部材を搬送経路に沿うようにガイドする第２ガイドローラと、搬送経路に沿うようにガイドされた第１セパレータ部材及び第２セパレータ部材を搬送経路に沿って搬送する搬送部と、搬送経路に交差する方向に沿って第１ガイドローラと対向して配置され、第２面側から電極に接触した状態で回転することにより、第１ガイドローラとの間において電極を第１セパレータ部材に押圧しながら下流側にガイドする第３ガイドローラと、を備える。

このセパレータ付き電極の製造装置において、電極の第１面側から供給された第１セパレータ部材は、第１ガイドローラによって搬送経路に沿うようにガイドされる。また、電極の第２面側から供給された第２セパレータ部材は、第１ガイドローラよりも下流側に配置された第２ガイドローラによって搬送経路に沿うようにガイドされる。ここで、搬送経路を介した第１ガイドローラと対向する位置には、第３ガイドローラが配置されている。そして、第３ガイドローラは、電極に接触した状態で回転することにより、第１ガイドローラとの間において電極を第１セパレータ部材に押圧しながら下流側にガイドする。これにより、電極と第１セパレータ部材との位置ずれを抑制しながら後段に搬送できる。よって、セパレータに対する電極の位置ずれを抑制可能である。

本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置は、第３ガイドローラによる電極の押圧力を調整する押圧力調整機構を備えていてもよい。この場合、押圧力調整機構による押圧力の調整によって、第１ガイドローラと第３ガイドローラとの間から排出される電極の速度を調整できる。

本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置は、搬送経路に交差する方向に沿って第２ガイドローラに対向して配置され、搬送経路に沿って搬送されている第１セパレータ部材及び第２セパレータ部材を互いに溶着するヒータローラを備えていてもよい。この場合、電極及び第１セパレータ部材に対して第２セパレータ部材が合流した位置において、ヒータローラによって第１セパレータ部材及び第２セパレータ部材が互いに溶着される。すなわち、第１セパレータ部材及び第２セパレータ部材に対して電極が位置決めされた状態で、電極にセパレータを設けることができる。

本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置において、第１ガイドローラと第３ガイドローラとが電極を挟持する第１挟持位置と、第２ガイドローラとヒータローラとが電極を挟持する第２挟持位置と、の間の距離は、搬送経路に沿った方向における電極の長さよりも短い。この場合、第３ガイドローラによって電極を第１セパレータ部材に押圧した状態で、電極を第１セパレータ部材及び第２セパレータ部材の溶着箇所に搬送するため、電極の位置ずれをより抑制することができる。

本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置は、押圧力調整機構を制御する制御部を備え、制御部は、押圧力調整機構による押圧力を調整する調整処理を行うことにより、ヒータローラによって第１セパレータ部材と第２セパレータ部材とが溶着される位置に電極を到達させるタイミングを制御してもよい。この場合、制御部が押圧力を調整する調整処理を行うことにより、ヒータローラによって第１セパレータ部材及び第２セパレータ部材が溶着される位置に対する電極の相対的な位置を調整できる。

本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置は、第１ガイドローラと第３ガイドローラとの間に電極が供給されるタイミングを検出する第１検出部と、ヒータローラの溶着のタイミングを検出する第２検出部と、を備え、制御部は、第１検出部の検出結果と第２検出部の検出結果とに基づいて、調整処理を行ってもよい。この場合、ヒータローラによって第１セパレータ部材及び第２セパレータ部材が溶着される位置に対する電極の相対的な位置を確実に調整できる。

本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置において、第３ガイドローラは、電極に接触する外周面を含み、外周面は、弾性体によって構成されていてもよい。この場合、第１セパレータ部材への電極の押圧を好適に行うことができる。さらに、押圧力調整機構による押圧力の調整を採用する場合には、第１ガイドローラと第３ガイドローラとの間からの電極の排出速度を調整しやすくなる。

本発明に係るセパレータ付き電極の製造装置において、弾性体は、ゴムを含んでいてもよい。この場合、第３ガイドローラの外周面と電極の第２面との間に十分に摩擦力が作用するため、セパレータに対する電極の位置ずれを確実に抑制できる。

本発明によれば、セパレータに対する電極の位置ずれを抑制可能なセパレータ付き電極の製造装置を提供することができる。

図１は、セパレータ付き正極を備える蓄電装置の内部を示す断面図である。 図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。 図３は、セパレータ付き正極を模式的に示す図である。 図４は、本実施形態に係るセパレータ付き電極の製造装置を示す概略側面図である。 図５は、図４のV-V線に沿った断面図である。 図６は、図４に示されたセパレータ付き電極の製造装置の部分的な拡大側面図である。 図７は、ガイドローラによる押圧を説明するための側面図である。 図８は、ガイドローラによる押圧を説明するための側面図である。 図９は、ガイドローラによる押圧を説明するための側面図である。 図１０は、セパレータ付き電極の製造装置の変形例を示す概略側面図である。

以下、図面を参照してセパレータ付き電極の製造装置の一実施形態について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。また、各図において、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸により規定される直交座標系Ｓを示す場合がある。

図１は、セパレータ付き正極を備える蓄電装置の内部を示す断面図である。図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。図１及び図２に示される蓄電装置１は、例えばリチウムイオン二次電池といった非水電解質二次電池として構成されている。

蓄電装置１は、例えば略直方体形状のケース２と、このケース２内に収容された電極組立体３と、を備えている。ケース２は、例えばアルミニウム等の金属により形成されている。ケース２の内部には、図示はしないが、例えば非水系（有機溶媒系）の電解液が注液されている。ケース２上には、正極端子４及び負極端子５が互いに離間して配置されている。正極端子４は、絶縁リング６を介してケース２に固定され、負極端子５は、絶縁リング７を介してケース２に固定されている。

また、電極組立体３とケース２の内側の側面及び底面との間には絶縁フィルムＦが配置されており、当該絶縁フィルムＦによってケース２と電極組立体３との間が絶縁されている。電極組立体３の下端は、絶縁フィルムＦを介してケース２の内側の底面に接触している。電極組立体３とケース２との間にスペーサＳＰを配置することにより、電極組立体３とケース２との間に隙間が埋められている。スペーサＳＰは、一枚または複数枚のシートを備えており、当該シートの枚数は電極組立体３の厚さによって変化し得る。

電極組立体３は、複数の正極８と複数の負極９とが袋状のセパレータ１０を介して交互に積層された構造を有している。正極８には、セパレータ１０が設けられている。セパレータ１０が設けられた状態の正極８は、セパレータ付き正極１１として構成されている。従って、電極組立体３は、複数のセパレータ付き正極１１と複数の負極９とが交互に積層された構造を有している。なお、電極組立体３の両端に位置する電極は、負極９である。

図３は、セパレータ付き正極（セパレータ付き正極１１）を模式的に示す図である。図１〜３に示されるように、正極８は、例えばアルミニウム箔からなる正極集電体である金属箔１４と、この金属箔１４の両面に形成された正極活物質層１５とを有している。金属箔１４は、平面視矩形状の箔本体部１４ａと、この箔本体部１４ａと一体化されたタブ１４ｂとを有している。箔本体部１４ａは、下端部１４ｘ、下端部１４ｘの反対側の上端部１４ｙ、及び、下端部１４ｘと上端部１４ｙとを互いに接続する一対の側端部１４ｒ，１４ｐを含む。側端部１４ｒ，１４ｐは、下端部１４ｘ及び上端部１４ｙに交差する。タブ１４ｂは、正極端子４の位置に対応するように箔本体部１４ａの上端部１４ｙから突出して、セパレータ１０を突き抜けている。タブ１４ｂは、導電部材１２を介して正極端子４に接続されている。なお、図２では、便宜上タブ１４ｂを省略している。

正極活物質層１５は、箔本体部１４ａの両面に形成されている。正極活物質層１５は、正極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウムまたは硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも１つとリチウムとが含まれる。

負極９は、例えば銅箔からなる負極集電体である金属箔１６と、この金属箔１６の両面に形成された負極活物質層１７とを有している。金属箔１６は、平面視矩形状の箔本体部１６ａと、この箔本体部１６ａと一体化されたタブ１６ｂとを有している。タブ１６ｂは、箔本体部１６ａの一端部近傍の縁から突出している。タブ１６ｂは、導電部材１３を介して負極端子５に接続されている。なお、図２では、便宜上タブ１６ｂを省略している。

負極活物質層１７は、箔本体部１６ａの両面に形成されている。負極活物質層１７は、負極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物またはホウ素添加炭素等が挙げられる。

セパレータ１０は、一例として、正極８を内部に収容している。すなわち、正極８は、袋状のセパレータ１０に包まれている。セパレータ１０は、平面視矩形状を呈している。セパレータ１０は、一対の長尺シート状のセパレータ部材を互いに溶着して袋状に形成される。具体的には、セパレータ１０は、セパレータ部材を互いに溶着して形成される溶着領域Ｗ１、溶着領域Ｗ２、溶着領域Ｗ３、及び溶着領域Ｗ４によって外縁が規定される袋状である。なお、図３においては、説明のために溶着領域Ｗ１〜溶着領域Ｗ４に網掛けを施している。

溶着領域Ｗ１は、箔本体部１４ａの側端部１４ｒに対向すると共に側端部１４ｒに沿って延びる領域である。溶着領域Ｗ３は、箔本体部１４ａの側端部１４ｐに対向すると共に側端部１４ｐに沿って延びる領域である。溶着領域Ｗ２は、箔本体部１４ａの下端部１４ｘに対向すると共に下端部１４ｘに沿って延びる領域である。溶着領域Ｗ４は、箔本体部１４ａの上端部１４ｙに対向すると共に上端部１４ｙに沿って延びる領域である。溶着領域Ｗ１〜溶着領域Ｗ４は、矩形環状となるように互いに接続されている。互いに離間した複数（ここでは、２つ）の溶着領域Ｗ４間には、非溶着領域Ｗ５が介在されている。

セパレータ１０は、非溶着領域Ｗ５において閉じられていない。セパレータ１０においては、非溶着領域Ｗ５を介して、タブ１４ｂが突出している。セパレータ１０の材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、或いはポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布または不織布等が例示される。なお、セパレータ１０内で正極８のずれが生じない範囲において、溶着領域Ｗ１〜溶着領域Ｗ４が間欠的、例えばドット形状をなすように形成されてもよい。

以上のように構成された蓄電装置１を製造する場合は、まず正極８及び負極９を、各々製造する。その後、正極８を袋状のセパレータ１０で包んでなるセパレータ付き正極１１を製作する。次に、セパレータ付き正極１１と負極９とを交互に積層し、セパレータ付き正極１１及び負極９をテープ等で固定することで電極組立体３を得る。そして、セパレータ付き正極１１のタブ１４ｂを導電部材１２を介して正極端子４に接続すると共に、負極９のタブ１６ｂを導電部材１３を介して負極端子５に接続した後、電極組立体３をケース２内に収容する。

図４は、本実施形態に係るセパレータ付き電極の製造装置を示す概略側面図である。図５は、図４のV-V線に沿った断面図である。図４及び図５に示される製造装置２０は、電極（ここでは、正極８）にセパレータ１０を設けることによりセパレータ付き電極（ここでは、セパレータ付き正極１１）を製造するセパレータ付き電極の製造装置である。製造装置２０は、セパレータ１０のための長尺シート状のセパレータ部材（第１セパレータ部材）１８ａ及びセパレータ部材（第２セパレータ部材）１８ｂを互いに溶着する。ここでは、製造装置２０は、セパレータ部材１８ａ，１８ｂの溶着により、正極８が収容される袋状のセパレータ１０を形成する。

製造装置２０は、前工程の設備から供給された正極８を搬送経路（ここでは、Ｘ軸に沿った経路）に沿って搬送しながら正極８にセパレータ１０を設ける。前工程の設備としては、例えば、電極母材（不図示）の切断により正極８を製造する電極製造装置（不図示）である。正極８は、搬送コンベア４０に搬送されて製造装置２０に供給される。搬送コンベア４０は、例えば、サン付のベルトコンベアである。

搬送コンベア４０は、ローラ４１と、ローラ４１に架け渡されたベルト４２と、ベルト４２の循環方向に沿って所定ピッチで設けられたサン４３と、を有している。正極８は、ベルト４２に載置されると共に、サン４３によって搬送経路に沿った方向（Ｘ軸方向）に位置決めされた状態で製造装置２０に供給される。なお、搬送コンベア４０において、ベルト４２には、ベルト４２の幅方向に沿って対向する一対のガイド部材がさらに設けられていてもよい。その場合、正極８は、その幅方向（ここでは、Ｙ軸方向）にさらに位置決めされた状態で製造装置２０に供給される。

製造装置２０は、供給ローラ（第１供給部）２１と、供給ローラ（第２供給部）２２と、ガイドローラ（第１ガイドローラ）２３と、ガイドローラ（第２ガイドローラ）２４と、ヒータローラ２５，２６と、搬送ローラ（搬送部）２７と、を備えている。セパレータ部材１８ａは、供給ローラ２１が回転されることにより原反ロールから繰り出される。供給ローラ２１は、正極８の一方面（第１面）８ａ側（下側）から、搬送経路に向けてセパレータ部材１８ａを供給する。セパレータ部材１８ｂは、供給ローラ２２が回転されることにより原反ロールから繰り出される。供給ローラ２２は、正極８の一方面８ａと反対側の他方面（第２面）８ｂ側（上側）から、搬送経路に向けてセパレータ部材１８ｂを供給する。

ガイドローラ２３は、供給ローラ２１によって供給されたセパレータ部材１８ａを搬送経路に沿うようにガイドする。ガイドローラ２３は、正極８の一方面８ａ側に配置されている。ガイドローラ２３は、円柱状であり、搬送経路に交差する方向（ここでは、Ｙ軸方向）を回転軸として回転する。ガイドローラ２３にガイドされたセパレータ部材１８ａは、正極８の一方面８ａ側において、搬送経路に沿って搬送される。ここでは、正極８は、セパレータ部材１８ａ上に載置されて一体的に搬送される。したがって、セパレータ部材１８ａの上面は、正極８の搬送面を形成する。

ガイドローラ２４は、搬送経路においてガイドローラ２３よりも下流側に配置されている。ガイドローラ２４は、供給ローラ２２によって供給されたセパレータ部材１８ｂを搬送経路に沿うようにガイドする。ガイドローラ２４は、正極８の他方面８ｂ側に配置されている。ガイドローラ２４は、円柱状であり、搬送経路に交差する方向（ここでは、Ｙ軸方向）を回転軸として回転する。ガイドローラ２４にガイドされたセパレータ部材１８ｂは、正極８の他方面８ｂ側において、搬送経路に沿って搬送される。

セパレータ部材１８ｂは、ガイドローラ２４よりも下流側において、上述したように正極８の搬送面を提供するセパレータ部材１８ａに対して、上下方向に対向すると共に略平行な状態で搬送される。換言すれば、ガイドローラ２４よりも下流側において、正極８は、セパレータ部材１８ａとセパレータ部材１８ｂとに挟まれた状態とされる。

ヒータローラ２５は、搬送経路（搬送面）に交差する方向（ここでは、Ｚ軸方向）に沿って、セパレータ部材１８ａ，１８ｂを挟んでガイドローラ２４に対向して配置されている。ヒータローラ２５は、正極８の一方面８ａ側（下側）であってセパレータ部材１８ａの下側に配置されている。ヒータローラ２５は、円柱状であり、搬送経路に交差する方向（ここでは、Ｙ軸方向）を回転軸として回転する。

ヒータローラ２５は、搬送経路に沿って搬送されているセパレータ部材１８ａ，１８ｂを、その短手方向に沿って互いに溶着する。そのために、ヒータローラ２５は、一例として、その回転軸に沿った方向に延びる一対の凸部２５ｓを有している。一対の凸部２５ｓは、ここでは、ヒータローラ２５の径方向に沿って互いに対向して配置されている。また、ヒータローラ２５は、その内部にヒータを有している。ヒータローラ２５は、ヒータにより熱せられた凸部２５ｓの頂面がセパレータ部材１８ａに接触することにより、セパレータ部材１８ａ，１８ｂを加熱してセパレータ部材１８ａ，１８ｂを互いに溶着する。これにより、ヒータローラ２５は、上述した溶着領域Ｗ１及び溶着領域Ｗ３を形成する。

ヒータローラ２６は、搬送経路においてガイドローラ２３，２４及びヒータローラ２５よりも下流側に配置されている。ヒータローラ２６は、一対のローラ２６ａ，２６ｂを有している。ローラ２６ａ，２６ｂは、搬送経路（搬送面）に交差する方向（ここでは、Ｚ軸方向）に沿って、セパレータ部材１８ａ，１８ｂを挟んで互いに対向して配置されている。ローラ２６ａは、正極８の一方面８ａ側（下側）に配置されている。ローラ２６ａは、セパレータ部材１８ａの下側に配置されている。ローラ２６ｂは、正極８の他方面８ｂ側（上側）に配置されている。ローラ２６ｂは、セパレータ部材１８ｂの上側に配置されている。ローラ２６ａ，２６ｂは、それぞれ、円柱状であり、搬送経路に交差する方向（ここでは、Ｙ軸方向）を回転軸として回転する。

ヒータローラ２６は、搬送経路に沿って搬送されているセパレータ部材１８ａ，１８ｂを、その長手方向に沿って互いに溶着する。一例として、ヒータローラ２６は、搬送経路に沿って搬送されているセパレータ部材１８ａ，１８ｂを、その短手方向における縁部Ｅ２，Ｅ４に沿って互いに溶着する。ローラ２６ａ，２６ｂのうちの一方（ここでは、ローラ２６ａ）は、その周方向に沿って延びる一対の凸部２６ｓを有している。また、ローラ２６ａは、その内部にヒータを有している。

一対の凸部２６ｓのうちの一方は、ローラ２６ａの周方向の全体に亘って延び、円環状となっている。すなわち、この凸部２６ｓの始端と終端とは一致している。一対の凸部２６ｓのうちの他方は、ローラ２６ａの回転軸に沿って一方の凸部２６ｓから離間すると共に、当該一方の凸部２６ｓと略平行となっている。他方の凸部２６ｓは、ローラ２６ａの周方向の全体に亘っていない。すなわち、この凸部２６ｓの始端と終端とは一致しておらず、それらの間には欠落部分が設けられている。ヒータにより熱せられた一対の凸部２６ｓのそれぞれの頂面がセパレータ部材１８ａに接触することにより、セパレータ部材１８ａ，１８ｂを加熱してセパレータ部材１８ａ，１８ｂを互いに溶着する。これにより、ローラ２６ａは、上述した溶着領域Ｗ２及び溶着領域Ｗ４を形成する。他方の凸部２５ｓの欠落部分においてはセパレータ部材１８ａ，１８ｂが互いに溶着されず、非溶着領域Ｗ５が形成される。非溶着領域Ｗ５からは、正極８のタブ１４ｂが突出する。

搬送ローラ２７は、搬送経路に沿うようにガイドされたセパレータ部材１８ａ，１８ｂを搬送経路に沿って搬送する。搬送ローラ２７は、一対のローラ２７ａ，２７ｂを有している。ローラ２７ａ，２７ｂは、搬送経路（搬送面）に交差する方向（ここでは、Ｚ軸方向）に沿って、セパレータ部材１８ａ，１８ｂを挟んで互いに対向して配置されている。ローラ２７ａ，２７ｂは、それぞれ、円柱状であり、搬送経路に交差する方向（ここでは、Ｙ軸方向）を回転軸として回転する。ローラ２７ａ，２７ｂは、セパレータ部材１８ａ，１８ｂを挟み込みながら、駆動源（不図示）によって回転することにより、セパレータ部材１８ａ，１８ｂにテンションを生じさせて搬送方向に駆動する（搬送する）。

なお、ここでは、上述したガイドローラ２３，２４、ヒータローラ２５、及びヒータローラ２６（ローラ２６ａ，２６ｂ）は、セパレータ部材１８ａ，１８ｂが搬送されるのに伴って回転する従動ローラである。ただし、ガイドローラ２３，２４、ヒータローラ２５、及びヒータローラ２６（ローラ２６ａ，２６ｂ）は、独立した駆動源を有する駆動ローラであってもよい。

ここで、図６は、図４に示されたセパレータ付き電極の製造装置の部分的な拡大側面図である。図４，６に示されるように、製造装置２０は、ガイドローラ（第３ガイドローラ）２８と、押圧力調整機構２９と、検出部（第１検出部）３０と、検出部（第２検出部）３１と、コントローラ（制御部）３２と、をさらに備えている。

ガイドローラ２８は、ガイドローラ２３との間で正極８を挟持するニップローラである。ガイドローラ２８は、搬送経路（搬送面）に交差する方向（ここでは、Ｚ軸方向）に沿って、セパレータ部材１８ａを挟んでガイドローラ２３に対向して配置されている。ガイドローラ２８は、円柱状であり、搬送経路に交差する方向（ここでは、Ｙ軸方向）を回転軸として回転する。ガイドローラ２８は、セパレータ部材１８ａが搬送されるのに伴って回転する従動ローラである。ガイドローラ２８は、セパレータ部材１８ａの上側に配置されている。ガイドローラ２３，２８は、搬送経路においてガイドローラ２４及びヒータローラ２５よりも距離Ｌ１だけ上流側に配置されている。ここでは、搬送経路において、ガイドローラ２３とガイドローラ２８とが正極８を挟持する第１挟持位置Ｂ１と、ガイドローラ２４とヒータローラ２５とが正極８を挟持する第２挟持位置Ｂ２との距離Ｌ１は、搬送経路に沿った方向における正極８の長さＬ２よりも短い。ここでは、第１挟持位置Ｂ１は、搬送経路に交差する方向（ここではＺ軸方向）についてガイドローラ２３とガイドローラ２８とが対向する位置であって、典型的にはそれぞれの回転軸同士の対向位置である。また、第２挟持位置Ｂ２は、搬送経路に交差する方向（ここではＺ軸方向）についてガイドローラ２４とヒータローラ２５とが対向する位置であって、典型的にはそれぞれの回転軸同士の対向位置である。

ガイドローラ２８は、弾性体によって構成された外周面２８ｓを含む。本実施形態において、外周面２８ｓは、一例としてゴム（例えば、ウレタンゴム）を含む弾性体によって構成されている。外周面２８ｓは、ガイドローラ２３，２８間に供給された正極８に他方面８ｂ側から接触する。すなわち、外周面２８ｓは、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間に正極８が配置されていないときは、セパレータ部材１８ａに接触する。ガイドローラ２８は、正極８に接触した状態で回転することにより、ガイドローラ２３との間において正極８をセパレータ部材１８ａに押圧しながら下流側にガイドする。

押圧力調整機構２９は、ガイドローラ２８による正極８の押圧力を調整する。押圧力調整機構２９は、シリンダ２９ａと、ガイドローラ２８にシリンダ２９ａを連結する連結部２９ｂと、を有している。シリンダ２９ａは、例えば、エアシリンダである。押圧力調整機構２９は、シリンダ２９ａの圧（空気圧）の調整によって、ガイドローラ２８による押圧力を調整する。

ここで、本発明者は、ガイドローラ２３，２８間において押圧された正極８がガイドローラ２３，２８間から排出されるとき、その押圧力に応じて正極８の排出速度を調整可能であるとの知見を得た。すなわち、押圧力が大きくなるにつれて正極８の排出速度が大きくなる傾向があるのである。この作用を検討すると、正極８は、ガイドローラ２３，２８間を通過するまでは、ガイドローラ２８より荷重を受け、また、摩擦でガイドローラ２８を回転させていた。つまり、ガイドローラ２８が負荷となっていた。これに対し、ガイドローラ２３，２８間を通過すると、ガイドローラ２８による負荷が無くなり、一方で正極８の後端に、ガイドローラ２８の変位による力が作用する。これにより、正極８が僅かに押出され、排出速度の増大が起こるものと思われる。したがって、押圧力調整機構２９は、押圧力を調整することによって、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間から正極８が排出される速度を調整することになる。正極８の排出速度を調整することは、正極８を後段（ここでは、ヒータローラ２５による溶着位置）に供給するタイミングを調整することになる。さらには、正極８の溶着位置への供給のタイミングを調整することは、セパレータ１０に対する正極８の位置を制御することになる（位置ずれ抑制になる）。押圧力調整機構２９（シリンダ２９ａ）は、コントローラ３２による制御の元で正極８を押圧する押圧力を調整する。

検出部３０は、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間に正極８が供給されるタイミングを検出する。検出部３０は、搬送経路に交差する方向（ここでは、Ｚ軸方向）に沿ってガイドローラ２８よりも搬送経路から離れた位置に設置されている。検出部３０は、ガイドローラ２８の始端を介して搬送経路に臨むように配置されている。検出部３０は、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間に正極８が進入する位置（検出位置Ｐ１）における正極８の有無を検出する。より具体的には、検出部３０は、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間に正極８が供給されたか否かを検出する。検出部３１は、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間に正極８が供給された旨の検出結果をコントローラ３２に送信する。

検出部３１は、ヒータローラ２５の溶着のタイミングを検出する。検出部３１は、例えば、ロータリーエンコーダである。検出部３１は、ヒータローラ２５における凸部２５ｓの角度を検出する。検出部３１は、ヒータローラ２５によってセパレータ部材１８ａ，１８ｂが溶着されるとき（以下、単に「溶着時」という）における凸部２５ｓの位置（溶着位置Ｐ２）からの凸部２５ｓの回転角を検出する。検出部３１は、随時、検出結果をコントローラ３２に送信する。

ここでは、「溶着位置」というときは、溶着時における各部の位置を意味する。したがって、凸部２５ｓについて「溶着位置」というときは、溶着時における凸部２５ｓの位置を意味する。また、正極８について「溶着位置」というときは、溶着時に正極８が配置される設計上の位置を意味する。なお、図６〜図９においては、便宜上、溶着位置Ｐ２として、ヒータローラ２５によってセパレータ部材１８ａ，１８ｂが溶着される位置を示している。

コントローラ３２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及び入出力インターフェース等から構成されている。コントローラ３２は、押圧力調整機構２９を制御する。具体的には、コントローラ３２は、押圧力調整機構２９のシリンダ２９ａの圧を制御する。コントローラ３２は、検出部３０からの検出結果と検出部３１からの検出結果とに基づいて、ガイドローラ２８による押圧力を調整する調整処理を行う。コントローラ３２は、調整処理によって押圧力を調整することにより、結果的に溶着位置Ｐ２に正極８を到達させるタイミングを制御する。そのために、コントローラ３２は、検出部３０，３１から各検出結果を受信する。

また、コントローラ３２は、検出部３０からガイドローラ２３とガイドローラ２８との間に正極８が供給された旨の検出結果を受信したときのヒータローラ２５の凸部２５ｓの基準値を保有している。ここで、基準値とは、溶着時に正極８の先端と溶着領域Ｗ１及び溶着領域Ｗ３との間隔が所定の距離Ｌ３（図７参照）であるとき、正極８の検出位置（ここでは、検出位置Ｐ１）通過時における、凸部２５ｓの位置Ｐ０（図７及び図８参照）の溶着位置Ｐ２からの回転角である。

図７〜図９は、ガイドローラ（ガイドローラ２８）による押圧を説明するための側面図である。なお、図８及び図９においては、溶着位置Ｐ２通過直後の凸部２５ｓ及びセパレータ部材１８ａ，１８ｂ（溶着領域Ｗ１及び溶着領域Ｗ３）を破線で示している。また、コントローラ３２によって調整処理が行われた場合（押圧力調整機構２９によって押圧力が調整された場合）における、溶着位置Ｐ２通過直後の正極８を一点鎖線で示している。

図７に示されるように、凸部２５ｓの位置が溶着位置Ｐ２であるとき、正極８の先端は、溶着位置Ｐ２から距離Ｌ３だけ離れている。そして、凸部２５ｓの位置が溶着位置Ｐ２を通過すると、ガイドローラ２３，２８間において押圧された正極８がガイドローラ２３，２８間から排出される。このとき、押圧力によって正極８の排出速度が増大し、正極８の先端と溶着領域Ｗ１及び溶着領域Ｗ３との間隔が詰まるため、セパレータ部材１８ａ，１８ｂに対して正極８が位置決めされる。なお、正極８の先端は、溶着領域Ｗ１及び溶着領域Ｗ３に突き当てられてもよい。

また、図８に示されるように、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間に正極８が供給された時点において、凸部２５ｓの溶着位置Ｐ２からの回転角αが基準値（位置Ｐ０の溶着位置Ｐ２からの回転角β）よりも大きい場合には、コントローラ３２は、正極８の排出速度の増大を大きくするために押圧力を大きくすることを決定する。これにより、ガイドローラ２８は、押圧力調整機構２９により、コントローラ３２に制御された相対的に大きな押圧力Ｆ１を正極８に付与する。この結果、セパレータ部材１８ａ，１８ｂが溶着されるタイミングに合うように正極８が溶着位置Ｐ２まで搬送される。

一方、図９に示されるように、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間に正極８が供給された時点において、凸部２５ｓの溶着位置Ｐ２からの回転角αが基準値（位置Ｐ０の溶着位置Ｐ２からの回転角β）よりも小さい場合には、コントローラ３２は、正極８の排出速度の増大を小さくするために押圧力を小さくすることを決定する。これにより、ガイドローラ２８は、押圧力調整機構２９により、コントローラ３２に制御された相対的に小さい押圧力Ｆ２を正極８に付与する。この結果、セパレータ部材１８ａ，１８ｂが溶着されるタイミングに合うように正極８が溶着位置Ｐ２まで搬送される。

なお、図８及び図９は、説明の都合上、回転角を誇張して記載している。前述の如くサン４３が設けられたベルト４２により、正極８は前工程より等間隔で供給される。回転角で位置ずれが数１０度以上ある場合には、まずは、ベルト４２の位相や速度の調整で対応する方が好ましい。一方で、本実施形態は、ベルト４２の調整で対応が難しい、回転角で±数度程度、又はそれ以下の位置ずれの抑制に適する。

以上、説明したセパレータ付き電極の製造装置２０において、正極８の一方面８ａ側から供給されたセパレータ部材１８ａは、ガイドローラ２３によって搬送経路に沿うようにガイドされる。また、正極８の他方面８ｂ側から供給されたセパレータ部材１８ｂは、ガイドローラ２３よりも下流側に配置されたガイドローラ２４によって搬送経路に沿うようにガイドされる。ここで、搬送経路を介してガイドローラ２３と対向した位置には、ガイドローラ２８が配置されている。そして、ガイドローラ２８が正極８に接触した状態で回転することにより、ガイドローラ２３との間において正極８をセパレータ部材１８ａに押圧しながら下流側にガイドする。これにより、正極８とセパレータ部材１８ａとの位置ずれを抑制しながら後段に搬送できる。よって、セパレータ１０に対する正極８の位置ずれを抑制可能である。

本実施形態においては、正極８は、サン４３によって搬送経路に沿った方向に位置決めされた状態で製造装置２０に供給されるため、製造装置２０においても正極８とセパレータ部材１８ａとの位置ずれを抑制することにより、セパレータ１０に対して正極８が高精度に位置決めされた状態のセパレータ付き正極１１を得ることができる。

この製造装置２０は、ガイドローラ２８による正極８の押圧力を調整する押圧力調整機構２９を備えている。このため、押圧力調整機構２９による押圧力の調整によって、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間からの正極８の排出速度を微調整することができる。これにより、上述したように位置ずれを抑制しながらガイドローラ２３とガイドローラ２８との間から排出された後において、セパレータ１０に対する正極８の位置を微調整し、確実に位置ずれを抑制できる。

この製造装置２０は、搬送経路に交差する方向に沿ってガイドローラ２４に対向して配置され、搬送経路に沿って搬送されているセパレータ部材１８ａ，１８ｂを互いに溶着するヒータローラ２５を備えている。このため、正極８及びセパレータ部材１８ａに対してセパレータ部材１８ｂが合流した位置において、ヒータローラ２５によってセパレータ部材１８ａ，１８ｂが互いに溶着される。すなわち、セパレータ部材１８ａ，１８ｂに対して正極８が位置決めされた状態で、正極８にセパレータ１０を設けることができる。

この製造装置２０は、押圧力調整機構２９を制御するコントローラ３２を備え、コントローラ３２は、押圧力調整機構２９による押圧力を調整する調整処理を行うことにより、ヒータローラ２５によってセパレータ部材１８ａ，１８ｂが溶着される溶着位置Ｐ２に正極８を到達させるタイミングを制御する。このように、コントローラ３２が押圧力を調整する調整処理を行うことにより、ヒータローラ２５によってセパレータ部材１８ａ，１８ｂが溶着される溶着位置Ｐ２に対する正極８の相対的な位置を調整することができる。

この製造装置２０は、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間に正極８が供給されるタイミングを検出する検出部３０と、ヒータローラ２５の溶着のタイミングを検出する検出部３１と、を備え、コントローラ３２は、検出部３０の検出結果と検出部３１の検出結果とに基づいて、調整処理を行う。これにより、ヒータローラ２５によってセパレータ部材１８ａ，１８ｂが溶着される溶着位置Ｐ２に対する正極８の相対的な位置を確実に調整できる。

この製造装置２０において、ガイドローラ２８は、正極８に接触する外周面２８ｓを含み、外周面２８ｓは、弾性体によって構成されている。これにより、セパレータ部材１８ａへの正極８の押圧を好適に行うことができる。さらに、押圧力調整機構２９による押圧力の調整に際して、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間からの正極８の排出速度を調整しやすくなる。

この製造装置２０において、弾性体は、ゴムを含んでいる。これにより、外周面２８ｓと正極８の他方面８ｂとの間に十分に摩擦力が作用するため、セパレータ１０に対する正極８の位置ずれを確実に抑制することができる。

また、ガイドローラ２３とガイドローラ２８とが正極８を挟持する第１挟持位置Ｂ１と、ガイドローラ２４とヒータローラ２５とが正極８を挟持する第２挟持位置Ｂ２と、の間の距離Ｌ１は、搬送経路に沿った方向における正極８の長さＬ２よりも短い。これにより、ガイドローラ２８によって正極８をセパレータ部材１８ａに押圧した状態で、正極８をセパレータ部材１８ａ，１８ｂの溶着箇所（セパレータ１０における溶着領域Ｗ１，Ｗ３）に搬送するため、正極８の位置ずれをより抑制することができる。

また、ガイドローラ２３，２８は、セパレータ部材１８ａが搬送されるのに伴って回転する従動ローラである。このため、独立した駆動源によって回転駆動する場合と比較して、エネルギーロスを低減することができる。また、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間に正極８が配置されていないときは、ガイドローラ２８は、セパレータ部材１８ａに接触する。これにより、ガイドローラ２３，２８が共に回転するため、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間に正極８が進入する際に、正極８の姿勢が変化することを抑制できる。

以上の実施形態は、本発明に係る製造装置の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る製造装置は、上記の製造装置２０に限定されない。本発明に係る製造装置２０は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上記の製造装置２０を任意に変更したものとすることができる。

例えば、図１０に示されるように、検出部３０は、ガイドローラ２８の下流側において搬送経路に臨むように設置されていてもよい。この場合、検出部３０は、ガイドローラ２３とガイドローラ２８との間から正極８が退出する位置（検出位置Ｐ３）の正極８の有無を検出する。この場合のコントローラ３２の制御は、上述した制御の検出位置Ｐ１を検出位置Ｐ３に読み替えたものとなる。

また、上記実施形態において、コントローラ３２は、検出部３０，３１からの各検出結果に基づいて調整処理を行ったが、コントローラ３２は、溶着後の結果に基づいてガイドローラ２８による押圧力を調整する調整処理を行ってもよい。例えば、コントローラ３２は、製造されたセパレータ付き正極１１の外観検査装置からの検査結果（溶着領域Ｗ１及び溶着領域Ｗ３に対する正極８の位置ずれ）に基づいて、ガイドローラ２８による押圧力を調整する調整処理を行ってもよい。

また、ガイドローラ２８は、弾性体の弾性力のみによって正極８をセパレータ部材１８ａに押圧してもよい。ただし、弾性体は、ゴム以外によって構成されていてもよい。或いは、押圧力調整機構２９のシリンダ２９ｓによって、弾性体以外（例えば、金属）によって外周面２８ｓが構成されたガイドローラ２８が、正極８をセパレータ部材１８ａ押圧してもよい。

また、上記実施形態においては、ガイドローラ２３とガイドローラ２８とが正極８を挟持する第１挟持位置Ｂ１と、ガイドローラ２４とヒータローラ２５とが正極８を挟持する第２挟持位置Ｂ２と、の間の距離Ｌ１が、搬送経路に沿った方向における正極８の長さＬ２よりも短い場合について例示したが、ガイドローラ２３とガイドローラ２８とが正極８を挟持する第１挟持位置Ｂ１と、ガイドローラ２４とヒータローラ２５とが正極８を挟持する第２挟持位置Ｂ２と、の間の距離Ｌ１が、搬送経路に沿った方向における正極８の長さＬ２よりも長くてもよい。この場合、ガイドローラ２３，２８間からの正極８の排出速度がセパレータ部材１８ａの搬送速度よりも大きい（小さい）場合であっても、正極８が溶着位置Ｐ２に到達するまでに正極８の速度をセパレータ部材１８ａの搬送速度に収束させることができる。

セパレータ１０が設けられる電極は、正極８に限定されず、負極９であってもよい。すなわち、上記の説明における正極８は、電極と一般化して読み替え得る。

８…正極（電極）、８ａ…一方面（第１面）、８ｂ…他方面（第２面）、９…負極（電極）、１０…セパレータ、１１…セパレータ付き正極（セパレータ付き電極）、１８ａ…セパレータ部材（第１セパレータ部材），１８ｂ…セパレータ部材（第２セパレータ部材）、２０…製造装置、２１…供給ローラ（第１供給部）、２２…供給ローラ（第２供給部）、２３…ガイドローラ（第１ガイドローラ）、２４…ガイドローラ（第２ガイドローラ）、２５…ヒータローラ、２７…搬送ローラ（搬送部）、２８…ガイドローラ（第３ガイドローラ）、２８ｓ…外周面、２９…押圧力調整機構、３０…検出部（第１検出部）、３１…検出部（第２検出部）、３２…コントローラ（制御部）、Ｂ１…第１挟持位置、Ｂ２…第２挟持位置、Ｐ２…溶着位置（位置）。

Claims (8)

1. 電極を搬送経路に沿って搬送しながら前記電極にセパレータを設けることによりセパレータ付き電極を製造するセパレータ付き電極の製造装置であって、
   前記セパレータのための長尺シート状の第１セパレータ部材を前記電極の第１面側から前記搬送経路に向けて供給する第１供給部と、
   前記第１供給部によって供給された前記第１セパレータ部材を前記搬送経路に沿うようにガイドする第１ガイドローラと、
   前記セパレータのための長尺シート状の第２セパレータ部材を前記電極の前記第１面と反対側の第２面側から前記搬送経路に向けて供給する第２供給部と、
   前記搬送経路において前記第１ガイドローラよりも下流側に配置され、前記第２供給部によって供給された前記第２セパレータ部材を前記搬送経路に沿うようにガイドする第２ガイドローラと、
   前記搬送経路に沿うようにガイドされた前記第１セパレータ部材及び前記第２セパレータ部材を前記搬送経路に沿って搬送する搬送部と、
   前記搬送経路に交差する方向に沿って前記第１ガイドローラと対向して配置され、前記第２面側から前記電極に接触した状態で回転することにより、前記第１ガイドローラとの間において前記電極を前記第１セパレータ部材に押圧しながら前記下流側にガイドする第３ガイドローラと、を備える、
   セパレータ付き電極の製造装置。
2. 前記第３ガイドローラによる前記電極の押圧力を調整する押圧力調整機構を備える、
   請求項１に記載のセパレータ付き電極の製造装置。
3. 前記搬送経路に交差する方向に沿って前記第２ガイドローラに対向して配置され、前記搬送経路に沿って搬送されている前記第１セパレータ部材及び前記第２セパレータ部材を互いに溶着するヒータローラを備える、
   請求項２に記載のセパレータ付き電極の製造装置。
4. 前記第１ガイドローラと前記第３ガイドローラとが前記電極を挟持する第１挟持位置と、前記第２ガイドローラと前記ヒータローラとが前記電極を挟持する第２挟持位置と、の間の距離は、搬送経路に沿った方向における電極の長さよりも短い、請求項３に記載のセパレータ付き電極の製造装置。
5. 前記押圧力調整機構を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記押圧力調整機構による前記押圧力を調整する調整処理を行うことにより、前記ヒータローラによって前記第１セパレータ部材と前記第２セパレータ部材とが溶着される位置に前記電極を到達させるタイミングを制御する、
   請求項３又は４に記載のセパレータ付き電極の製造装置。
6. 前記第１ガイドローラと前記第３ガイドローラとの間に前記電極が供給されるタイミングを検出する第１検出部と、
   前記ヒータローラの溶着のタイミングを検出する第２検出部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果とに基づいて、前記調整処理を行う、
   請求項５に記載のセパレータ付き電極の製造装置。
7. 前記第３ガイドローラは、前記電極に接触する外周面を含み、
   前記外周面は、弾性体によって構成されている、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載のセパレータ付き電極の製造装置。
8. 前記弾性体は、ゴムを含む、
   請求項７に記載のセパレータ付き電極の製造装置。

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