JP6357776B2 - 蓄電デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、キャパシタおよび電池などの蓄電デバイスの製造方法に関するものである。
特許文献１〜３には、正極電極箔と負極電極箔とをセパレータ箔を介して交互に積層された蓄電部材を備える、キャパシタおよび電池などの蓄電デバイスが記載されている。
特許文献１に記載の蓄電部材は、正極電極箔と負極電極箔との間に折り曲げられたセパレータ箔を配置し、正極電極箔と負極電極箔とを近付けることにより製造される。特許文献２に記載の蓄電部材は、多数枚の正極電極箔の長さからなる正極素材箔と、多数枚の負極電極箔の長さからなる負極素材箔と、正極素材箔と負極素材箔との間に介在させたセパレータ箔とを重ねて配置し、巻回または九十九折りされることにより製造される。特許文献３に記載の蓄電部材は、多数枚の正極電極箔の長さからなる正極素材箔と、多数枚の負極電極箔の長さからなる負極素材箔と、正極素材箔と負極素材箔との間に介在させたセパレータ箔とを重ねて配置し、つづら折りにより製造される。
ここで、正極電極箔と負極電極箔との重なり領域が、キャパシタまたは電池の性能に影響を及ぼす。また、正極電極箔と負極電極箔とがずれて配置されると、その分、キャパシタまたは電池が大型化する。そのため、高性能化しつつ小型化するためには、正極電極箔と負極電極箔とを高精度に位置決めすることが求められる。
特許文献１に記載の蓄電部材では、それぞれの正極電極箔とそれぞれの負極電極箔とを高精度に位置決めすることは容易ではない。また、特許文献１に記載の蓄電部材において、セパレータ箔の折り目によって位置決めすることも考えられるが、セパレータ箔の剛性は低いため、これもまた容易ではない。
特許文献２に記載の蓄電部材では、巻回または九十九折りされることにより形成するため、巻回数が多ければ多いほど、性能に影響を及ぼさない部分（非蒸着部）の領域が大きくなる。従って、当該蓄電部材は、巻回数が多いほど大型化する。
特許文献３に記載の蓄電部材では、帯状の正極素材箔、セパレータ箔および負極素材箔に対して、折り曲げ位置を高精度にすることが容易ではない。そのため、当該蓄電部材は、積層数が多いほど大型化するおそれがある。
特許文献３に記載の蓄電部材では、帯状の正極素材箔、セパレータ箔および負極素材箔に対して、折り曲げ位置を高精度にすることが容易ではない。そのため、当該蓄電部材は、積層数が多いほど大型化するおそれがある。
本発明は、高性能化と小型化との両立を図ることができる蓄電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
（請求項１）本発明の一側面に係る蓄電デバイスの製造方法は、正極電極箔と負極電極箔とをセパレータ箔を介して交互に積層された蓄電部材を備える、蓄電デバイスの製造方法であって、前記蓄電部材は、前記正極電極箔の２枚分の長さからなる複数の正極素材箔のそれぞれを中央部にて折り曲げる正極折り曲げ工程と、前記負極電極箔の２枚分の長さからなる複数の負極素材箔のそれぞれを中央部にて折り曲げる負極折り曲げ工程と、前記複数の正極素材箔および前記複数の負極素材箔の一方を一体移動可能な又は固定された第一把持装置により把持させ、前記複数の正極素材箔および前記複数の負極素材箔の他方のそれぞれを独立移動可能な複数の第二把持装置のそれぞれにより把持させ、前記複数の正極素材箔と前記複数の負極素材箔との間に前記セパレータ箔を介在させた状態で、折り曲げられた各前記正極素材箔の開口側と折り曲げられた各前記負極素材箔の開口側とを向かい合わせて配置する初期配置工程と、前記複数の第二把持装置を前記第一把持装置に近づくように配列順に順次独立して移動させて、折り曲げられた各前記正極素材箔および各前記負極素材箔の一方の開口側から谷底側に向かって各前記正極素材箔および各前記負極素材箔の他方の一端部を順次挿入し、各前記素材箔の一方の谷底と各前記素材箔の他方の一端部との規制により各前記正極素材箔と各前記負極素材箔とが順次位置決めされる位置決め工程とにより製造される。
上述したように、蓄電部材は、正極電極箔２枚分の長さからなる複数の正極素材箔と、負極電極箔２枚分の長さからなる複数の負極素材箔とを用いる。そして、折り曲げられた各素材箔の一方の谷底と折り曲げられた各素材箔の他方の一端部との規制によって、各正極素材箔と各負極素材箔とが位置決めされる。ここで、正極素材箔はセパレータ箔に比べて高剛性であるため、素材箔の一方の谷底の剛性は、セパレータ箔の折り目の剛性より高い。従って、上記により、正極素材箔と負極素材箔とが高精度に位置決めされる。その結果、上記のように製造された蓄電デバイスは、高性能化と小型化との両立を図ることができる。
（請求項２）また、前記正極素材箔は、正極集電箔と前記正極集電箔の両面に配置される正極活物質層とを備え、前記負極素材箔は、負極集電箔と前記負極集電箔の両面に配置される負極活物質層とを備え、１つのユニットは、１つの前記正極素材箔と、１つの前記負極素材箔と、１つの前記正極素材箔と１つの前記負極素材箔との間に介在する１つのセパレータ箔とを備え、前記正極折り曲げ工程、前記負極折り曲げ工程、前記初期配置工程および前記位置決め工程により形成され、前記蓄電部材は、複数の前記ユニットを積層することにより製造されるようにしてもよい。
これにより、それぞれのユニットにおいて、正極素材箔と負極素材箔とは高精度に位置決めされる。そして、複数のユニットを位置決めすることで、多数層の蓄電部材が形成される。従って、高性能化および小型化の両立を図ることができる蓄電デバイスが製造される。さらに、正極素材箔および負極素材箔は、両面に活物質層を備える。そして、複数のユニットを積層することで、蓄電部材が製造される。つまり、あるユニットの端面が正極素材箔である場合に、当該ユニットに重ね合わせる別のユニットの端面が負極素材箔となるようにする。こうすることで、ユニットの重ね合わせ部分においても、蓄電機能を有する。従って、上記構成の蓄電デバイスは、正極素材箔および負極素材箔の数を少なくしつつ、蓄電性能を高くすることができる。
（請求項３）また、前記セパレータ箔は、１つの帯状に形成され、前記初期配置工程は、前記複数の正極素材箔と前記複数の負極素材箔との間に前記セパレータ箔を介在させるようにしてもよい。これにより、セパレータ箔を小さく切断する必要がなく、製造の容易化が図れる。
（請求項４）また、前記セパレータ箔は、折り目を有しない帯状に形成され、前記位置決め工程において前記複数の第二把持装置を順次移動させることにより折り曲げられるようにしてもよい。これにより、セパレータ箔に予め折り目を付ける必要がないため、製造コストを低減できる。この場合、セパレータ箔は、正極素材箔および負極素材箔によって折り曲げられる。
（請求項５）また、前記位置決め工程は、前記第一把持装置を移動させることにより、前記複数の正極素材箔および前記複数の負極素材箔の一方を前記セパレータ箔に接触させ、前記セパレータ箔の張力を調整し、続いて前記複数の第二把持装置を前記第一把持装置に近づくように配列順に順次独立して移動させるようにしてもよい。
（請求項５）また、前記位置決め工程は、前記第一把持装置を移動させることにより、前記複数の正極素材箔および前記複数の負極素材箔の一方を前記セパレータ箔に接触させ、前記セパレータ箔の張力を調整し、続いて前記複数の第二把持装置を前記第一把持装置に近づくように配列順に順次独立して移動させるようにしてもよい。
（請求項６）また、前記セパレータ箔は、折り曲げられた前記複数の正極素材箔および折り曲げられた前記複数の負極素材箔に対応するように複数の折り目を有する帯状に形成され、前記位置決め工程において前記複数の第二把持装置を順次移動させることにより前記正極素材箔と前記負極素材箔との間に介在されるようにしてもよい。これにより、セパレータ箔が正極素材箔および負極素材箔によって押し付けられる際において、セパレータ箔にかかる引張力が小さくなる。従って、セパレータ箔が破れることを確実に防止できる。
＜第一実施形態＞
（蓄電デバイスの構成）
蓄電デバイスは、キャパシタまたは電池等である。本実施形態においては、蓄電デバイスは、リチウムイオンキャパシタ１を例に挙げて、図１および図２を参照して説明する。図１および図２に示すように、リチウムイオンキャパシタ１は、蓄電部材１０と、蓄電部材１０を内包してシールする袋状のカバー２１（図１において二点差線で示す）と、カバー２１内に封入される電解液２２とを備える。なお、リチウムイオンキャパシタ１は、図示しないが、製造過程においてリチウムイオンを負極電極箔１２ａ，１２ｂにドーピングするためのドーピング部材を備える。
（蓄電デバイスの構成）
蓄電デバイスは、キャパシタまたは電池等である。本実施形態においては、蓄電デバイスは、リチウムイオンキャパシタ１を例に挙げて、図１および図２を参照して説明する。図１および図２に示すように、リチウムイオンキャパシタ１は、蓄電部材１０と、蓄電部材１０を内包してシールする袋状のカバー２１（図１において二点差線で示す）と、カバー２１内に封入される電解液２２とを備える。なお、リチウムイオンキャパシタ１は、図示しないが、製造過程においてリチウムイオンを負極電極箔１２ａ，１２ｂにドーピングするためのドーピング部材を備える。
蓄電部材１０は、複数枚の正極電極箔１１ａ，１１ｂと、複数枚の負極電極箔１２ａ，１２ｂと、複数枚のセパレータ箔１３と、正極外部端子１４ａ，１４ｂと、負極外部端子１５ａ，１５ｂとを備える。蓄電部材１０は、図２に示すように、正極電極箔１１ａ，１１ｂと負極電極箔１２ａ，１２ｂとがセパレータ箔１３を介して交互に積層される。つまり、蓄電部材１０は、正極電極箔１１ａ→セパレータ箔１３→負極電極箔１２ａ→セパレータ箔１３→正極電極箔１１ｂ→セパレータ箔１３→負極電極箔１２ｂの順に繰り返して積層される。ここで、１枚の正極電極箔１１ａ，１１ｂの長さは、図１および図２に示す蓄電部材１０の横幅に相当する。また、１枚の負極電極箔１２ａ，１２ｂの長さは、図１および図２に示す蓄電部材１０の横幅に相当する。
正極外部端子１４ａ，１４ｂは、それぞれの正極電極箔１１ａ，１１ｂの端部（図１の右上端）に一体的に設けられる。複数の正極外部端子１４ａ，１４ｂは、例えば溶接等により電気的に接続される。また、負極外部端子１５ａ，１５ｂは、それぞれの負極電極箔１２ａ，１２ｂの端部（図１の左上端）に一体的に設けられる。複数の負極外部端子１５ａ，１５ｂは、例えば溶接等により電気的に接続される。正極外部端子１４ａ，１４ｂおよび負極外部端子１５ａ，１５ｂは、外部機器と接続するための端子であり、カバー２１から突出して設けられている。
図１および図２に示すように、隣り合う２枚の正極電極箔１１ａ，１１ｂとそれらに設けられる正極外部端子１４ａ，１４ｂとは、一体的な正極素材箔３０により形成される。つまり、１枚の正極素材箔３０は、中央部にて折り曲げられることにより、一方の正極電極箔１１ａおよび一方の正極外部端子１４ａを有する面と、他方の正極電極箔１１ｂおよび他方の正極外部端子１４ｂを有する面とに区画される。つまり、１枚の正極素材箔３０の長さは、正極電極箔１１ａの２枚分の長さからなる。
正極素材箔３０は、正極集電箔３１と、正極集電箔３１の両面に設けられる正極活物質層３２，３３とを備える。従って、正極電極箔１１ａ，１１ｂのそれぞれは、正極集電箔３１とその両面に正極活物質層３２，３３とを備える。ここで、正極集電箔３１は、アルミニウムやアルミニウム合金等により形成される。正極活物質層３２，３３は、アニオン、カチオンを可逆的に担持できる炭素材料、バインダおよび導電剤等により形成される。導電剤は、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、天然黒鉛、熱膨張黒鉛炭素繊維等を用いる。バインダは、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等の含フッ素系樹脂、スチレン−ブタジエンゴム等のゴム系バインダ、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂等を用いる。
また、図１および図２に示すように、隣り合う２枚の負極電極箔１２ａ，１２ｂとそれらに設けられる負極外部端子１５ａ，１５ｂとは、一体的な負極素材箔４０により形成される。つまり、１枚の負極素材箔４０は、中央部にて折り曲げられることにより、一方の負極電極箔１２ａおよび一方の負極外部端子１５ａを有する面と、他方の負極電極箔１２ｂおよび他方の負極外部端子１５ｂを有する面とに区画される。つまり、１枚の負極素材箔４０の長さは、負極電極箔１２ａの２枚分の長さからなる。
負極素材箔４０は、負極集電箔４１と、負極集電箔４１の両面に設けられる負極活物質層４２，４３とを備える。従って、負極電極箔１２ａ，１２ｂのそれぞれは、負極集電箔４１とその両面に負極活物質層４２，４３とを備える。ここで、負極集電箔４１は、銅や銅合金、ニッケルステンレス等により形成される。負極活物質層４２，４３は、グラファイト、不定形炭素等の炭素材料、バインダおよび導電剤等により形成される。導電剤およびバインダは、正極活物質層３２，３３の導電剤およびバインダと同様のものを用いる。
図２に示すように、折り曲げられた正極素材箔３０の他方の面（１１ｂ，１４ｂ）が、折り曲げられた負極素材箔４０の内側に配置される。つまり、正極素材箔３０の他方の面（１１ｂ，１４ｂ）は、負極素材箔４０の一方の面（１２ａ，１５ａ）および他方の面（１２ｂ，１５ｂ）に対向する。また、折り曲げられた負極素材箔４０の一方の面（１２ａ，１５ａ）が、折り曲げられた正極素材箔３０の内側に配置される。つまり、負極素材箔４０の一方の面（１２ａ，１５ａ）は、正極素材箔３０の一方の面（１１ａ，１４ａ）および他方の面（１１ｂ，１４ｂ）に対向する。
ただし、正極素材箔３０と負極素材箔４０との間には、連続して形成された１つの帯状のセパレータ箔１３が介在している。セパレータ箔１３は、ビスコースレイヨンや天然セルロースの抄紙やポリエチレンやポリプロピレンなどの不織布等を用いる。セパレータ箔１３は、絶縁性があって電解液２２を浸透しやすい材料であることが必要である。
また、図２に示すように、１枚の正極素材箔３０、１枚の負極素材箔４０およびそれらの間に介在するセパレータ箔１３が、１つのユニット５０を構成する。蓄電部材１０は、複数のユニット５０を積層することにより形成される。このとき、セパレータ箔１３は、複数のユニット５０に跨って連続的につながっている。
以上より構成されるリチウムイオンキャパシタ１は、複数の正極電極箔１１ａ，１１ｂと複数の負極電極箔１２ａ，１２ｂとをセパレータ箔１３を介して積層されている。ここで、リチウムイオンキャパシタ１において各電極箔１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂにおける活物質層３２，３３，４２，４３の対向面積の大きさが大きいほど、リチウムイオンキャパシタ１は高性能となる。さらに、リチウムイオンキャパシタ１の大きさは、各電極箔１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂそれぞれの大きさ、および、電極箔１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの位置ずれの大きさに起因する。つまり、電極箔１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの位置ずれが大きいほど、リチウムイオンキャパシタ１は大型化する。ここで、リチウムイオンキャパシタ１は、高性能化と小型化の両立を図ることが求められる。本実施形態のリチウムイオンキャパシタ１は、上記構成を採用することとともに、以下に説明する蓄電部材１０の製造方法を適用することにより、高性能化と小型化の両立をなしえた。
（蓄電部材の製造方法）
次に、蓄電部材１０の製造方法について、図３および図４Ａ〜図４Ｅを参照して説明する。ここで、便宜上、図４Ａ〜図４Ｅにおいて、セパレータ箔１３は、破線にて示す。図３に示すように、正極電極箔１１ａの２枚分の長さからなる正極素材箔３０を準備して、正極素材箔３０を中央部にて折り曲げることにより、折り曲げられた正極素材箔３０が形成される（正極折り曲げ工程）。この状態における正極素材箔３０は、開口側ほど広くなるように形成される。折り曲げられた正極素材箔３０は複数枚準備される。
次に、蓄電部材１０の製造方法について、図３および図４Ａ〜図４Ｅを参照して説明する。ここで、便宜上、図４Ａ〜図４Ｅにおいて、セパレータ箔１３は、破線にて示す。図３に示すように、正極電極箔１１ａの２枚分の長さからなる正極素材箔３０を準備して、正極素材箔３０を中央部にて折り曲げることにより、折り曲げられた正極素材箔３０が形成される（正極折り曲げ工程）。この状態における正極素材箔３０は、開口側ほど広くなるように形成される。折り曲げられた正極素材箔３０は複数枚準備される。
負極電極箔１２ａの２枚分の長さからなる負極素材箔４０を準備して、負極素材箔４０を中央部にて折り曲げることにより、折り曲げられた負極素材箔４０が形成される（負極折り曲げ工程）。この状態における負極素材箔４０は、開口側ほど広くなるように形成される。折り曲げられた負極素材箔４０は複数枚準備される。
続いて、セパレータ箔１３が、上側ローラ６１，６１と下側ローラ６２，６２とにより把持されており、所定の張力となるように調整される（セパレータ箔配置工程）。本実施形態においては、セパレータ箔１３は、折り目を有しない帯状に形成されている。
続いて、図３および図４Ａに示すように、複数の正極素材箔３０の折り曲げ部が、把持装置７０により把持され、セパレータ箔１３の一方の面側に配置される。このとき、複数の正極素材箔３０の開口側が、セパレータ箔１３側を向く。複数の負極素材箔４０の折り曲げ部は、独立して動作可能な把持装置８１，８２により把持され、セパレータ箔１３の他方の面側に配置される。このとき、複数の負極素材箔４０の開口側が、セパレータ箔１３側を向く。つまり、正極素材箔３０と負極素材箔４０との間にセパレータ箔１３を介在させた状態で、折り曲げられた正極素材箔３０の開口側と折り曲げられた負極素材箔４０の開口側とを向かい合わせて配置する（初期配置工程）。
より詳細には、図４Ａに示すように、同一ユニット５０を形成する正極素材箔３０の谷底と負極素材箔４０の一端部とが対向する位置に位置する。同時に、同一ユニット５０を形成する正極素材箔３０の一端部と負極素材箔４０の谷底とが対向する位置に位置する。
続いて、把持装置７０が移動することにより、複数の正極素材箔３０が同時にセパレータ箔１３に接触し、図４Ｂに示す所定位置へ移動する。このとき、上側ローラ６１，６１および下側ローラ６２，６２が動作することにより、セパレータ箔１３の張力が調整される。ここで、把持装置７０は、複数の正極素材箔３０を一体的に把持しており、複数の正極素材箔３０の相対移動を規制する。従って、把持装置７０に把持された複数の正極素材箔３０の相対的な位置は、常に一定となる。
続いて、図４Ｃに示すように、１つの負極素材箔４０を把持する把持装置８１が、セパレータ箔１３側、すなわち正極素材箔３０に近付くように移動する。まず、１つの負極素材箔４０の開口端が、セパレータ箔１３に接触する。さらに１つの負極素材箔４０が移動するとき、当該負極素材箔４０の一端側が、セパレータ箔１３を押しつけながら、１つの正極素材箔３０の開口側から谷底側に向かって挿入される。当該負極素材箔４０は正極素材箔３０の谷底に規制されて、負極素材箔４０と正極素材箔３０とは位置決めされる（位置決め工程）。ここで、上記においては、負極素材箔４０の一端部が正極素材箔３０の谷底に規制されることとして説明したが、このことは、同時に、正極素材箔３０の一端部が負極素材箔４０の谷底に規制されることとなる。このように、それぞれの谷底とそれぞれの一端部とが規制し合うことにより、両者３０，４０が位置決めされる。つまり、１つのユニット５０が形成される。
続いて、図４Ｄに示すように、他の負極素材箔４０を把持する把持装置８２が、セパレータ箔１３側、すなわち正極素材箔３０に近付くように移動する。このときの動作は、上述したように把持装置８１を動作した場合と同様である。このようにして、もう１つのユニット５０が形成される。
続いて、図４Ｅに示すように、セパレータ箔１３を上側ローラ６１，６１および下側ローラ６２，６２から分離して、複数の正極素材箔３０、複数の負極素材箔４０およびセパレータ箔１３に対して、図４Ｅの上下方向から力を付与して押しつぶすことにより、蓄電部材１０が製造される。このとき、図４Ｅにおいて、蓄電部材１０の構成部材３０，４０，１３に対して、上下方向への相対移動を許容するが、左右方向の相対移動は規制される。
（本実施形態の効果）
上述したように、蓄電部材１０は、正極電極箔１１ａの２枚分の長さからなる正極素材箔３０と、負極電極箔１２ａの２枚分の長さからなる負極素材箔４０とを用いる。そして、折り曲げられた正極素材箔３０の谷底と折り曲げられた負極素材箔４０の一端部との規制によって、正極素材箔３０と負極素材箔４０とが位置決めされる。ここで、正極素材箔３０および負極素材箔４０はセパレータ箔１３に比べて高剛性であるため、正極素材箔３０および負極素材箔４０の谷底の剛性は、セパレータ箔１３の折り目の剛性より高い。従って、上記により、正極素材箔３０と負極素材箔４０とが高精度に位置決めされる。その結果、製造されたリチウムイオンキャパシタ１は、高性能化と小型化との両立を図ることができる。
上述したように、蓄電部材１０は、正極電極箔１１ａの２枚分の長さからなる正極素材箔３０と、負極電極箔１２ａの２枚分の長さからなる負極素材箔４０とを用いる。そして、折り曲げられた正極素材箔３０の谷底と折り曲げられた負極素材箔４０の一端部との規制によって、正極素材箔３０と負極素材箔４０とが位置決めされる。ここで、正極素材箔３０および負極素材箔４０はセパレータ箔１３に比べて高剛性であるため、正極素材箔３０および負極素材箔４０の谷底の剛性は、セパレータ箔１３の折り目の剛性より高い。従って、上記により、正極素材箔３０と負極素材箔４０とが高精度に位置決めされる。その結果、製造されたリチウムイオンキャパシタ１は、高性能化と小型化との両立を図ることができる。
さらに、それぞれのユニット５０，５０において、正極素材箔３０と負極素材箔４０とは高精度に位置決めされる。そして、複数のユニット５０，５０を位置決めすることで、多数層の蓄電部材１０が形成される。従って、高性能化および小型化の両立を図ることができるリチウムイオンキャパシタ１が製造される。さらに、正極素材箔３０および負極素材箔４０は、両面に活物質層３２，３３，４２，４３を備える。そして、複数のユニット５０，５０を積層することで、蓄電部材１０が製造される。つまり、あるユニット５０の端面が正極素材箔３０である場合に、当該ユニット５０に重ね合わせる別のユニット５０の端面が負極素材箔４０となるようにする。こうすることで、ユニット５０，５０の重ね合わせ部分においても、蓄電機能を有する。従って、上記構成のリチウムイオンキャパシタ１は、正極素材箔３０および負極素材箔４０の数を少なくしつつ、蓄電性能を高くすることができる。
特に、把持装置７０が、複数の正極素材箔３０，３０の相対移動を規制している。従って、複数の正極素材箔３０，３０同士は、高精度に位置決め可能となる。この状態で、両素材箔３０，４０を近付けることにより、各正極素材箔３０，３０と各負極素材箔４０，４０とが重ね合わさるように位置決めする。ここで、それぞれのユニット５０，５０においては、上述したように、正極素材箔３０の谷底と負極素材箔４０の一端部との規制によって、両素材箔３０，４０が高精度に位置決めされる。さらに、複数の正極素材箔３０，３０の相対移動が規制されているため、複数のユニット５０，５０は、初期状態の規制に依存することになる。つまり、複数のユニット５０，５０の位置決めが高精度にできる。従って、蓄電部材１０は、高性能化および小型化の両立を図ることができる。
また、セパレータ箔１３は、１つの帯状に形成され、初期配置工程において、複数の正極素材箔３０，３０と複数の負極素材箔４０，４０との間に介在させる。これにより、セパレータ箔１３を小さく切断する必要がなく、製造の容易化が図れる。
特に、本実施形態においては、セパレータ箔１３は、折り目を有しない帯状に形成され、位置決め工程において折り曲げられた正極素材箔３０と折り曲げられた負極素材箔４０とを相対的に近付けることにより折り曲げられる。これにより、セパレータ箔１３に予め折り目を付ける必要がないため、製造コストを低減できる。この場合、セパレータ箔１３は、正極素材箔３０および負極素材箔４０によって折り曲げられる。
＜第二実施形態＞
第一実施形態においては、図３および図４Ａに示すように、セパレータ箔１３は折り目を有しない帯状のものを用いた。第二実施形態においては、図５に示すように、セパレータ箔１３は、折り曲げられた正極素材箔３０および折り曲げられた負極素材箔４０に対応するように折り目を有する帯状に形成される。この場合、位置決め工程において、折り曲げられた正極素材箔３０と折り曲げられた負極素材箔４０とを相対的に近付けることにより正極素材箔３０と負極素材箔４０との間に介在される。これにより、セパレータ箔１３が正極素材箔３０および負極素材箔４０によって押し付けられる際において、セパレータ箔１３にかかる引張力が小さくなる。従って、セパレータ箔１３が破れることを確実に防止できる。
第一実施形態においては、図３および図４Ａに示すように、セパレータ箔１３は折り目を有しない帯状のものを用いた。第二実施形態においては、図５に示すように、セパレータ箔１３は、折り曲げられた正極素材箔３０および折り曲げられた負極素材箔４０に対応するように折り目を有する帯状に形成される。この場合、位置決め工程において、折り曲げられた正極素材箔３０と折り曲げられた負極素材箔４０とを相対的に近付けることにより正極素材箔３０と負極素材箔４０との間に介在される。これにより、セパレータ箔１３が正極素材箔３０および負極素材箔４０によって押し付けられる際において、セパレータ箔１３にかかる引張力が小さくなる。従って、セパレータ箔１３が破れることを確実に防止できる。
＜第三実施形態＞
第一実施形態においては、正極素材箔３０および負極素材箔４０は、集電箔３１，４１の両面に活物質層３２，３３，４２，４３を有することとした。この他に、集電箔３１，４１の片面のみに活物質層３２，４２を有する素材箔１３０，１４０を用いることができる。この場合の蓄電部材１０の製造方法について、図６および図７Ａ〜図７Ｄを参照して説明する。
第一実施形態においては、正極素材箔３０および負極素材箔４０は、集電箔３１，４１の両面に活物質層３２，３３，４２，４３を有することとした。この他に、集電箔３１，４１の片面のみに活物質層３２，４２を有する素材箔１３０，１４０を用いることができる。この場合の蓄電部材１０の製造方法について、図６および図７Ａ〜図７Ｄを参照して説明する。
初期配置工程において、図６および図７Ａに示すように、１つの正極素材箔１３０の谷底と２つの負極素材箔１４０の一端部とが対向するように位置決めする。また、１つの負極素材箔１４０の谷底と２つの正極素材箔１３０の一端部とが対向するように位置決めする。ここで、把持装置７０は、複数の正極素材箔１３０を把持する。一方、それぞれの負極素材箔１４０は、独立して動作可能な把持装置８１〜８４により把持される。
続いて、図７Ｂに示すように、把持装置７０が移動して、複数の正極素材箔１３０がセパレータ箔１３に接触する。続いて、図７Ｃに示すように、把持装置８１が移動して、１つの負極素材箔１４０が１つの正極素材箔１３０に近付く。そして、当該負極素材箔１４０の一端部が正極素材箔１３０の谷底に規制され、両者１３０，１４０が位置決めされる。図７Ｄに示すように、他の負極素材箔１４０も同様に位置決めされる。そして、図７Ｄの上下方向に押しつぶされることにより、蓄電部材１０が製造される。
１：リチウムイオンキャパシタ、 １０：蓄電部材、 １１ａ，１１ｂ：正極電極箔、 １２ａ，１２ｂ：負極電極箔、 １３：セパレータ箔、 １４ａ，１４ｂ：正極外部端子、 １５ａ，１５ｂ：負極外部端子、 ２１：カバー、 ２２：電解液、 ３０，１３０：正極素材箔、 ３１：正極集電箔、 ３２，３３：正極活物質層、 ４０，１４０：負極素材箔、 ４１：負極集電箔、 ４２，４３：負極活物質層、 ５０：ユニット、 ６１：上側ローラ、 ６２：下側ローラ、 ７０、８１〜８４：把持装置
Claims (6)
- 正極電極箔と負極電極箔とをセパレータ箔を介して交互に積層された蓄電部材を備える、蓄電デバイスの製造方法であって、
前記蓄電部材は、
前記正極電極箔の２枚分の長さからなる複数の正極素材箔のそれぞれを中央部にて折り曲げる正極折り曲げ工程と、
前記負極電極箔の２枚分の長さからなる複数の負極素材箔のそれぞれを中央部にて折り曲げる負極折り曲げ工程と、
前記複数の正極素材箔および前記複数の負極素材箔の一方を一体移動可能な又は固定された第一把持装置により把持させ、前記複数の正極素材箔および前記複数の負極素材箔の他方のそれぞれを独立移動可能な複数の第二把持装置のそれぞれにより把持させ、前記複数の正極素材箔と前記複数の負極素材箔との間に前記セパレータ箔を介在させ、折り曲げられた各前記正極素材箔の開口側と折り曲げられた各前記負極素材箔の開口側とを向かい合わせて配置する初期配置工程と、
前記複数の第二把持装置を前記第一把持装置に近づくように配列順に順次独立して移動させて、折り曲げられた各前記正極素材箔および各前記負極素材箔の一方の開口側から谷底側に向かって各前記正極素材箔および各前記負極素材箔の他方の一端部を順次挿入し、各前記素材箔の一方の谷底と各前記素材箔の他方の一端部との規制により各前記正極素材箔と各前記負極素材箔とが順次位置決めされる位置決め工程と、
により製造される、
蓄電デバイスの製造方法。 - 前記正極素材箔は、正極集電箔と前記正極集電箔の両面に配置される正極活物質層とを備え、
前記負極素材箔は、負極集電箔と前記負極集電箔の両面に配置される負極活物質層とを備え、
１つのユニットは、１つの前記正極素材箔と、１つの前記負極素材箔と、１つの前記正極素材箔と１つの前記負極素材箔との間に介在する１つのセパレータ箔とを備え、前記正極折り曲げ工程、前記負極折り曲げ工程、前記初期配置工程および前記位置決め工程により形成され、
前記蓄電部材は、複数の前記ユニットを積層することにより製造される、
請求項１に記載の蓄電デバイスの製造方法。 - 前記セパレータ箔は、１つの帯状に形成され、
前記初期配置工程は、前記複数の正極素材箔と前記複数の負極素材箔との間に前記セパレータ箔を介在させる、請求項１または２に記載の蓄電デバイスの製造方法。 - 前記セパレータ箔は、折り目を有しない帯状に形成され、前記位置決め工程において前記複数の第二把持装置を順次移動させることにより折り曲げられる、請求項３に記載の蓄電デバイスの製造方法。
- 前記位置決め工程は、前記第一把持装置を移動させることにより、前記複数の正極素材箔および前記複数の負極素材箔の一方を前記セパレータ箔に接触させ、前記セパレータ箔の張力を調整し、続いて前記複数の第二把持装置を前記第一把持装置に近づくように配列順に順次独立して移動させる、請求項４に記載の蓄電デバイスの製造方法。
- 前記セパレータ箔は、折り曲げられた前記複数の正極素材箔および折り曲げられた前記複数の負極素材箔に対応するように複数の折り目を有する帯状に形成され、前記位置決め工程において前記複数の第二把持装置を順次移動させることにより前記正極素材箔と前記負極素材箔との間に介在される、請求項１−５の何れか一項に記載の蓄電デバイスの製造方法。
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