TW201306351A - 位置檢測裝置及位置檢測方法 - Google Patents

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Hiroshi Yuhara
Manabu Yamashita
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Abstract

本發明之位置檢測裝置(200)係具有：按壓部(240)，其係將由被捲繞成滾輪狀的薄片素材(D)被切出且構成電池要素的薄片構件(22)，對平坦的基準面(215)進行按壓；及位置檢測部(230)，其係檢測藉由按壓部(240)而被按壓在基準面(215)的薄片構件(22)的位置。接著，將藉由位置檢測部(230)所被檢測到的薄片構件(22)的位置，在之後的工程中作為薄片構件(22)的位置資訊加以使用。

Description

位置檢測裝置及位置檢測方法
本發明係關於位置檢測裝置及位置檢測方法。
近年來，在汽車用電池、太陽電池及電子機器用電池等各種電池中使用層積型電池。層積型電池係將正極、負極及隔離件形成為薄片狀，依正極、隔離件、負極、隔離件的順序交替層積所構成。其中，以下有時將正極及負極稱為電極。
以製造如上所示之層積型電池的裝置而言，已被提出各種裝置。而以搬送電極的裝置而言，列舉有例如專利文獻1所記載之裝置。
專利文獻1所記載的裝置係具備有具有吸附功能的運送機，使電極吸附在該運送機上一面保持一面進行搬送。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平11-339841號公報
但是，電池用電極及隔離件係以非常薄的箔狀或薄膜狀所形成，以單體容易變形。因此，當以單體搬送電極或隔離件時，會有電極或隔離件變圓等而變形之虞。尤其， 電極或隔離件由被捲繞成滾輪狀的薄片素材被切出時，容易留下捲繞波形而變圓。此外，在汽車用電池等中，例如若以用紙尺寸為比喻，有B5~A4程度的大小，因此若與行動電話用電池等相比較，容易變形。而若所切出的隔離件或電極變形，會有之後的工程中的加工精度降低之虞。
本發明係鑑於如上所示之習知技術所具有的課題而研創者。而其目的在於提供一種即使隔離件或電極變形，亦可矯正該變形而以高精度檢測位置，且提升之後的工程的精度的位置檢測裝置及位置檢測方法。
本發明之第一態樣之位置檢測裝置係具有：按壓部，其係將由被捲繞成滾輪狀的薄片素材被切出且構成電池要素的薄片構件，對平坦的基準面進行按壓；及位置檢測部，其係檢測藉由前述按壓部而被按壓在前述基準面的前述薄片構件的位置。接著，將藉由前述位置檢測部所被檢測到的前述薄片構件的位置，在之後的工程中作為該薄片構件的位置資訊加以使用。
本發明之第二態樣之位置檢測方法係具有：將由被捲繞成滾輪狀的薄片素材被切出且構成電池要素的薄片構件，對平坦的基準面進行按壓的工程；及檢測被按壓在前述基準面的前述薄片構件的位置的工程。接著，將所被檢測到的前述薄片構件的位置，在之後的工程中作為該薄片構件的位置資訊加以使用。
以下參照所附圖示，說明本發明之實施形態。其中，圖示的尺寸比率係為方便說明起見而誇張顯示，會有與實際比率不同的情形。
本發明係關於適用於電池之製造工程的一部分的薄片構件的位置檢測裝置及位置檢測方法。本發明之一實施形態之位置檢測裝置係構成用以層積薄片構件的層積裝置的一部分。在說明位置檢測裝置之前，說明組裝電池之構造及電池之發電要素的層積裝置。
[電池]
首先，參照圖1，說明藉由層積裝置所形成的鋰離子二次電池(層積型電池)。圖1係顯示鋰離子二次電池的外觀的斜視圖，圖2係鋰離子二次電池的分解斜視圖，圖3係袋裝正極及負極的平面圖。
如圖1所示，鋰離子二次電池10係具有扁平的矩形形狀，正極引線11及負極引線12由外包裝材13的同一端部被導出。接著，如圖2所示，在外包裝材13的內部係收容有供充放電反應進行的發電要素(電池要素)15。發電要素15係交替層積袋裝正極20與負極30而形成。
袋裝正極20係如圖3(A)所示，藉由矩形形狀的隔離件40而被夾入矩形形狀的正極22。正極22係在非常薄的薄片狀正極集電體(集電箔)的兩面形成有正極活性物質層。2枚隔離件40係在端部藉由接合部42而相互接合而形成為袋狀。隔離件40係由直線形成的邊44A被拉 出正極22的正極突片23，此外，在邊44A的相反的邊44B形成有部分突出的扣合部43。扣合部43係在外包裝材13的內部與外包裝材13相扣合，藉此達成將發電要素15對外包裝材13進行固定的作用。正極22係在正極突片23以外的部分形成有正極活性物質層24。
負極30係如圖3(B)所示，以矩形形狀形成，在非常薄的薄片狀負極集電體(集電箔)的兩面形成有負極活性物質層34。負極30係在負極突片33以外的部分形成有負極活性物質層34。
若在袋裝正極20重疊負極30時，如圖4所示。如圖4所示，若為俯視的情形，負極活性物質層34係比正極22的正極活性物質層24大一圈地形成。
其中，交替層積袋裝正極20與負極30來製造鋰離子二次電池的方法本身係一般的鋰二次電池的製造方法，故省略詳細說明。
[層積裝置]
接著，一面參照圖示，一面說明包含本發明之一實施形態之位置檢測裝置200的層積裝置。
本層積裝置係如圖5及圖6所示，具備有：由正極用的薄片素材D切出正極22的正極切斷部100；及在檢測出所被切出的正極22的位置後進行搬送的位置檢測裝置200。此外，層積裝置係具備有：設在位置檢測裝置200的搬送方向的下游側的旋轉搬送部300；設在旋轉搬送部 300的兩側的熔接部400；及總括控制裝置全體的控制裝置500(控制部)。在本實施形態中，將正極22被搬送的方向設為搬送方向X，與正極22的面呈垂直的方向設為上下方向Z，與上下方向Z及搬送方向X呈正交的方向設為寬度方向Y來進行說明。
正極切斷部100係藉由鑽孔加工等，將被捲繞成滾輪狀的正極用薄片素材D切斷成預定形狀，藉此切出預定形狀的正極22(薄片構件)。在此所被切出的正極22為矩形形狀，具有正極突片23。
位置檢測裝置200係如圖7~9所示，具備有：運送機210、及吸附搬送部220(位置補正部)。運送機210係搬送在正極切斷部100所被切出的正極22。吸附搬送部220係吸附運送機210上的正極22而搬送至旋轉搬送部300(隔離件搬送部)。在運送機210的上方設有攝像攝影機230(位置檢測部)及照明231。
運送機210係具備有：形成為無端狀之具有透氣性的吸引帶211；及朝向搬送方向排列配置而以可旋轉的方式保持吸引帶211的2個旋轉軸212。此外，運送機210係具備有被配置在吸引帶211的內部的負壓發生部213。
在吸引帶211形成有複數個空氣吸引孔214。接著，透過空氣吸引孔214，藉由負壓發生部213來吸引空氣，藉此可將薄且不易搬送的正極22保持在運送機210上的平坦設置面215(基準面)來進行搬送。吸引帶211的設置面215係形成為藉由攝像攝影機230而容易辨識與正極 22的交界的色調，本實施形態係形成為白色。
其中，在本實施形態中係形成為具備有可將正極22設置成大致水平狀態的平坦的設置面215者，適用運送機210。但是，若具備有平坦的設置面，則亦可使用其他裝置。
如圖5及圖8所示，在運送機210的兩側設有按壓吸引帶211上的正極22的側部來進行保持的按壓部240。按壓部240係具備有藉由利用控制裝置500而受到控制的致動器241，來對吸引帶211上的設置面215(基準面)進行近接或分離的夾持具242。夾持具242係藉由將正極22按壓在設置面215來矯正正極22的變形者。尤其，由被捲繞成滾輪狀的薄片素材D所被切出的正極22係容易留下捲繞波形而變圓。此外，正極22、負極30及隔離件40係非常薄的箔狀素材，尤其在如汽車用電池等大型電池中，非常容易變形。其中，吸引帶211係吸引與設置面215相接觸的構件來進行保持者，但是通常並未具備有如拉近遠離設置面215的部位般的吸引力。因此，藉由夾持具242來將正極22推壓在設置面215，藉此矯正正極22的變形。藉此，可高精度地進行藉由攝像攝影機230所為之正極22的位置的掌握，而且亦可高精地設定藉由吸附搬送部220所致之吸附位置。結果，之後的工程中的加工精度會提升。
接著，如圖9所示，夾持具242係以可按壓的方式形成沿著吸引帶211上的正極22的搬送方向的2側邊H2、 H4(邊緣)的長型部位。藉此，可在夾持具242之間確保藉由吸附搬送部220所致之正極22的吸附位置。此外，以可藉由攝像攝影機230來攝像正極22之4側邊H1~H4(邊緣)的方式，夾持具242係可按壓比4側邊H1~H4的邊緣更為內側，亦即正極22的中央側。其中，夾持具242係以可將所被按壓的正極22透過夾持具242進行攝像的方式由透明的構件形成。以透明的構件而言，係可適用例如丙烯樹脂或玻璃等。但是，夾持具242的材料並未特別限定，可按照照明231的頻率或攝像攝影機230的攝像特性來作適當設定。
吸附搬送部220係具備有：可與驅動裝置(未圖示)相連接而移動的裝置本體221；及被設在裝置本體221的下部而與負壓供給源(未圖示)相連接，藉此發揮吸附力的吸附頭222。吸附頭222係可按照驅動裝置的動作，朝提升下方向Z、搬送方向X及寬度方向Y以三次元移動，此外，可沿著水平面進行旋轉。
被設在運送機210的上方的攝像攝影機230係將被運送機210搬送而來的正極22，藉由夾持具242進行按壓而保持之後，在照明231所照射的光之下進行攝像者。攝像攝影機230係將根據正極22被搬送至預定位置為止而在停止時所被拍攝到的正極22的畫像的訊號傳送至控制裝置500。接收到預定訊號的控制裝置500係由訊號算出作為正極22的位置或狀態的位置資訊，根據所算出的位置資訊的結果來控制吸附搬送部220的驅動裝置的移動。 接著，吸附搬送部220係適當修正正極22的位置或姿勢，且搬送至後述的旋轉搬送部300的間隙340(參照圖5)。
具體而言，控制裝置500係在預定位置使運送機210停止，由被攝像攝影機230所拍攝到的畫像，來檢測圖9所示之正極22的4邊所對應的側邊區E1~E4的邊緣。該邊緣係可由吸引帶211與正極22的色調差異來進行檢測。控制裝置500係由該檢測結果，使用最小平方法等來算出4邊的近似直線L1~L4。接著，控制裝置500係算出作為4邊之近似直線L1~L4的交點的四角隅的角部K1~K4，算出4個角部K1~K4的平均值，且將其作為電極中心點O的座標。其中，電極中心點O的座標係以搬送方向X及寬度方向Y的座標來表示。接著，控制裝置500係由沿著正極22的搬送方向的2側邊H2、H4的近似直線L2、L4的其中一方、或雙方的平均值，來算出正極22的水平面(基準面)中的傾斜角θ。之後，控制裝置500係由作為電極中心點O的座標及傾斜角θ的位置資訊，來算出相對水平面中的正極22的正規位置的位置(座標及斜率)的補正量。接著，控制裝置500係以矯正該補正量的方式來控制吸附搬送部220(位置補正部)的驅動裝置。此外，吸附搬送部220係一面補正正極22的位置，一面搬送至旋轉搬送部300的間隙340。
其中，在本實施形態中係藉由攝像攝影機230來辨識正極22的位置或狀態。但是，亦可使用其他感測器，且 亦可藉由例如感測正極22之前端的接觸感測器等，來辨識正極22的位置。
吸附搬送部220係正極22被搬送至運送機210的預定位置，在藉由夾持具242按壓正極22的側部來矯正正極22的形狀的狀態下，垂直下降而藉由吸附頭222來吸附且保持正極22。接著，在開放藉由夾持具242所為之正極22的拘束後，吸附搬送部220係在維持正極22的大致水平狀態的情況下上升。之後，吸附搬送部220係按照所算出的補正量來適當修正正極22的位置及姿勢，而搬送至旋轉搬送部300的間隙340。
在旋轉搬送部300的間隙340的近傍係如圖10所示，以包夾間隙340之上下的方式而設，設有輔助對旋轉搬送部300導入正極22的導入支持部250。導入支持部250係由複數滾筒群所構成，支持被吸附搬送部220所搬送而來的正極22，並且送出至旋轉搬送部300的間隙340。
導入支持部250係具備有：由1個滾筒所構成的上側導入支持部251、及由複數個滾筒所構成的下側導入支持部252。上側導入支持部251係可朝上下方向Z移動，可由朝上方移動的“開狀態”，形成為下降而在與下側導入支持部252中之搬送方向的最下游側的滾筒之間夾持正極22的“閉狀態”。此外，上側導入支持部251係驅動成進行旋轉，藉此可將所夾持的正極22送出至間隙340。
下側導入支持部252係由搬送方向的上游側的滾筒以斜向下降的“開狀態”，在由吸附搬送部220交接正極 22時上升而形成為大致水平而形成為“閉狀態”。藉此，如圖14所示，下側導入支持部252係以可搬送方式支持正極22。與上側導入支持部251的滾筒成配對的搬送方向的最下游側的滾筒係可驅動成進行旋轉。因此，在與上側導入支持部251之間夾持正極22的狀態下，藉由最下游側的滾筒進行旋轉，來將所夾持的正極22送出至間隙340。
因此，若被吸附搬送部220搬送來正極22時，使上側導入支持部251下降而在與下側導入支持部252之間夾持正極22的前端。此外，使下側導入支持部252的滾筒上升而形成為大致水平狀態來支持正極22的下面。之後，由吸附搬送部220的吸附頭222解放正極22，藉由導入支持部250的旋轉，將正極22依序送入至旋轉搬送部300的間隙340。
旋轉搬送部300(隔離件搬送部)係一面由薄片狀隔離件素材S切出隔離件40，一面層積在被吸附搬送部220所搬送的正極22者。旋轉搬送部300係具備有：形成為圓柱狀的上下一對層積圓筒310(第1隔離件搬送部、圓柱狀旋轉體)、及層積圓筒320(第2隔離件搬送部、圓柱狀旋轉體)。
該上下一對層積圓筒310、320係旋轉軸與搬送方向X呈正交。此外，層積圓筒310、320係隔著預定間隙340而以外周面311彼此相對向的方式彼此平行配置，而且以水平面為基準而具有對稱的構造。
在各個層積圓筒310、320的外周面311形成有可吸附隔離件40的吸附部。此外，在層積圓筒310、320的內部係具有以非旋轉的方式而設的內側構造部330。層積圓筒310、320的寬度(旋轉軸方向的長度)係形成為隔離件素材S的兩邊緣由層積圓筒310、320的兩端超出的程度。
上下的層積圓筒310、320係隔著間隙340作配置。接著，在該間隙340中，層積圓筒310、320係朝向搬送方向X的下游側旋轉。亦即，位於上側的層積圓筒310係在圖10的紙面上作逆時針旋轉，藉此將吸附在外周面311的隔離件40搬送至間隙340。此外，位於下側的層積圓筒320係在圖10的紙面上作順時針旋轉，藉此將吸附在外周面311的隔離件40搬送至間隙340。其中，上側及下側的層積圓筒310、320係藉由利用控制裝置500來控制旋轉的驅動電動機(未圖示)來進行驅動。
在層積圓筒310、320係在外周面311形成有無數個通氣孔312。此外，在外周面311係在圓周方向的一部分形成有供後述切斷部350所設之隔離件切斷器351(切斷刃)可侵入的凹部313(承受部)。凹部313係形成在層積圓筒310、320的每隔180度的2部位。其中，凹部313之所以朝向圓周方向設置在2部位係基於在每次層積圓筒310、320進行1旋轉時即切出2枚隔離件40之故。但是，可按照在層積圓筒310、320的1旋轉的期間所切出的隔離件40的枚數，來變更圓周方向的凹部313的數 量。
接著，在各個層積圓筒310、320的周邊係設有近接外周面311而供給或拘束薄片狀隔離件素材S的送出滾筒部360(鎖定機構)。此外，設有切斷層積圓筒310、320之外周面311上的隔離件素材S的切斷部350。此外，如圖15所示，設有用以回收藉由切斷部350所為之切斷所發生的不需要的切取片S’的切取片吸附部370。
具體而言，在旋轉搬送部300的搬送方向的下游側中的斜上方及斜下方係設有形成為圓柱狀的小型送出滾筒部360。
在送出滾筒部360中，係在旋轉搬送部300的搬送方向的下游側中的斜上方及斜下方設有一對送出滾筒361、362。該送出滾筒361、362係形成為圓柱狀，隔著預定間隙作配置。該送出滾筒部360係將由隔離件滾輪(未圖示)所被搬送的一枚呈連續的隔離件素材S夾入在間隙。接著，由於送出滾筒部360進行旋轉而將隔離件素材S送出至旋轉搬送部300，藉由停止來停止送出而拘束隔離件素材S。送出滾筒361、362係藉由控制裝置500來進行控制，以預定的時序對旋轉搬送部300送出隔離件素材S。
切斷部350係在旋轉搬送部300的上方及下方分別具備有隔離件切斷器351。隔離件切斷器351係使被吸附在層積圓筒310、320之外周面311的隔離件素材S熔融而切出成預定形狀的熱切斷器。具體而言，首先，隔離件40係被吸附在層積圓筒310、320的外周面311來進行搬 送。此時，若層積圓筒310、320的凹部313移動至與隔離件切斷器351相對向的位置時，隔離件切斷器351受到控制裝置500的指令而以侵入至層積圓筒310、320的凹部313的方式進行移動。藉此，隔離件切斷器351將隔離件40熔融而將隔離件40切出成如圖3(A)所示之預定形狀。當由隔離件素材S連續切出隔離件40時，將先切出的隔離件40的後端形成為供形成扣合部43的邊44B，接著將所切出的隔離件40的前端設為直線的邊44A。如上所示，藉由切斷部350將形狀不相一致的2邊44A、44B同時切出，藉此會發生剩餘的切取片S’。
切取片吸附部370係如圖15所示，具備有發揮吸附力的切斷器用吸附頭371。接著，在隔離件切斷器351切斷隔離件素材S之後由凹部313抽出而後退的時序，切斷器用吸附頭371以近接所切斷的部位的方式進行移動。之後，切斷器用吸附頭371吸引藉由隔離件切斷器351所被切出的隔離件40的剩餘的切取片S’來進行保持。接著，在保持吸引保持切取片S’的情況下，使切斷器用吸附頭371由層積圓筒310、320的外周面311分離。之後，停止切斷器用吸附頭371的吸引而使切取片S’離開，藉由另外設置在由層積圓筒310、320的外周面311分離的位置的吸入口372來吸入切取片S’而進行回收。
在此，若未使用切斷器用吸附頭371，而欲僅在吸入口372回收切取片S’時，在吸入過程中，會有切取片S’與殘留在外周面311的隔離件40或隔離件素材S相接觸 之虞。但是，在以切斷器用吸附頭371暫時吸附而使其分離之後在吸入口372進行回收，藉此可一面抑制因切取片S’所致之隔離件40或隔離件素材S的損傷一面進行回收。
如圖10所示，在各個層積圓筒310、320的內部設有內側構造部330。在內側構造部330係以非旋轉的方式形成有：在裝置作動時，可按照工程來調整負壓強度的第1負壓室331；及在裝置作動時，負壓被保持為大致一定的第2負壓室332。第1負壓室331及第2負壓室332係與設有壓力調整閥的負壓供給裝置333相連接，藉由控制裝置500來控制負壓供給裝置333，藉此可調整內部的壓力。
第1負壓室331及第2負壓室332係藉由層積圓筒310、320的內周面而與外部隔絕。因此，透過形成在層積圓筒310、320的通氣孔312，在層積圓筒310、320的外周面311以非旋轉的方式發生負壓領域。該領域係即使層積圓筒310、320旋轉，亦不會有旋轉的情形。第1負壓室331係形成在由與送出滾筒部360相對應的位置，朝向層積圓筒310、320的旋轉方向至與隔離件切斷器351相對應的位置為止的範圍。第2負壓室332係形成在由與隔離件切斷器351相對應的位置，朝向層積圓筒310、320的旋轉方向至與間隙340相對應的位置為止的大致180度的範圍。
因此，如圖11所示，在層積圓筒310、320的外周面 311係在與第1負壓室331相對應的位置，形成有負壓被調整而發生變化的滑動領域A1(吸附力調整領域)。此外，在外周面311係在與第2負壓室332相對應的位置，形成有負壓為大致一定而吸附隔離件素材S或所被切出的隔離件40來進行保持的吸附領域A2。吸附領域A2係吸引力強，藉由吸引力來保持隔離件素材S或所被切出的隔離件40，可順著層積圓筒310、320的旋轉來使該等旋轉。滑動領域A1亦另外可設定為與吸附領域A2相同程度的吸引力而使隔離件40旋轉。此外，滑動領域A1係藉由使吸引力降低，可一面將隔離件素材S保持在不會遠離外周面311的程度，一面在層積圓筒310、320旋轉時不會使隔離件素材S旋轉地在外周面311上滑動。
此外，由內側構造部330之與間隙340相對應的位置，至朝向層積圓筒310、320的旋轉方向而與送出滾筒部360相對應的位置為止的範圍，並未設置第1負壓室331及第2負壓室332的任一者。因此，在外周面311之與該範圍相對應的部位係以非旋轉的方式形成未發生負壓而不會吸附隔離件40的非吸附領域A3。
接著，旋轉搬送部300係一面在層積圓筒310、320切出隔離件40一面吸附來進行搬送。此外，旋轉搬送部300係一面使層積圓筒310、320的旋轉速度與藉由位置檢測裝置200所致之正極22的搬送速度同步，一面由搬送方向X的下游側將隔離件40依序層積在正極22的兩面。此時，如圖10所示，正極22係藉由吸附搬送部220 而被導入至圓柱形狀的層積圓筒310、320的切線方向T。
熔接部400係如圖3所示，將層積在正極22之兩面的隔離件40的兩邊緣彼此相熔接者。該熔接部400係如圖10所示，在層積圓筒310、320的旋轉軸方向的兩端具備有上下一對熔接機410、420。
上下的熔接機410、420係在相對向的面沿著搬送方向X設有複數突起411、421。接著，藉由相對向的突起411、421，將隔離件40彼此一面加壓一面加熱，藉此可進行熔接。
熔接機410、420係可朝向搬送方向X及上下方向Z移動。亦即，熔接機410、420係以與被搬送至間隙340而作層積的隔離件40及正極22同步的方式，一面與隔離件40同速朝向搬送方向X移動，一面彼此接近。接著，藉由相對向的突起411、421，將所層積的隔離件40彼此接合而形成接合部42。之後，若以隔離件40被包裝成袋狀的正極22被搬送至預定位置時，熔接機410、420會分離而朝向搬送方向的上游側移動。接著，熔接機410、420係再次一面與隔離件40同速朝向搬送方向X移動一面近接，而將其他接合部42熔接。在所有接合部42被接合後，熔接機410、420彼此會分離而使所製作的袋裝正極20呈開放。
其中，將隔離件40彼此接合時並非限定於上述構造。亦即，例如亦可將隔離件40彼此在1對作旋轉的加熱 滾筒之間進行加熱一面熔接，或未加熱而僅以加壓進行壓接，或使用接著劑來進行接合。
控制裝置500係如圖6所示，總括一體控制：正極切斷部100、攝像攝影機230、按壓部240、運送機210、吸附搬送部220、導入支持部250、送出滾筒部360、層積圓筒310、320、切斷部350、切取片吸附部370、負壓供給裝置333及熔接部400的全部。接著，控制裝置500係可一面使圖6的各部同步一面進行作動。其中，控制裝置500亦可包含供作成電池的其他裝置，來總括進行控制。
接著一面參照圖11~圖19，一面說明使用本層積裝置的層積方法。
首先，在正極切斷部100切斷被捲繞成滾輪狀的正極用薄片素材D，而形成正極22。所被切出的正極22係藉由未圖示的吸附墊或運送機等，被置放在被設於位置檢測裝置200的運送機210的設置面215上。此外，送出滾筒部360係將由隔離件滾輪被送來的一枚呈連續的隔離件素材S夾入在間隙來進行拘束。因此，隔離件素材S的前端係如圖11所示，位於旋轉搬送部300的最上部或最下部。接著，第1負壓室331係將負壓設定為較低，不會有在外周面311的滑動領域A1拉出隔離件素材S的情形，層積圓筒310、320一面在隔離件素材S的內面上滑動一面旋轉。其中，在本實施形態中，由於以層積圓筒310、320的1旋轉切出2枚隔離件40，因此如圖11中2點鏈線所示，先被切出的隔離件40已經被吸附在層積圓筒 310、320的外周面311上來進行搬送。
置放有正極22的運送機210係如圖11所示，將吸引帶211的設置面215上的正極22，朝向搬送方向X排列成一列而以縱向排列(突片位於搬送方向X的上游側的排列)進行搬送。此時，正極22係被吸引帶211所吸附，因此抑制捲縮等的發生。其中，亦可將正極22以橫向排向(突片位於寬度方向Y的排列)進行搬送。吸引帶211若移動至預定位置時，在保持吸附正極22的狀態下停止移動。接著，如圖12所示，按壓部240進行作動，藉由夾持具242來按壓沿著正極22之2側邊H2、H4的長型部位(參照圖8、圖9)。藉此，矯正正極22變圓等的變形。接著，正極22之由吸引帶211浮起的部分會接近吸引帶211，藉此被吸引帶211所吸引，正極22會緊密地附著在設置面215。
在該狀態下，攝像攝影機230拍攝正極22的4側邊H1~H4，且將預定訊號傳送至控制裝置500。控制裝置500係由所接收到的訊號，以前述方法算出電極中心點O的座標與傾斜角θ，且算出相對正極22的正規位置的位置及斜率的補正量。其中，在攝像時，夾持具242由於按壓比正極22的4側邊H1~H4的邊緣更為內側(正極22的中央側)，因此可藉由攝像攝影機230來確實地拍攝4側邊H1~H4。此外，由於夾持具242係以透明的材料形成，因此即使夾持具242進入至攝像範圍，亦可透過夾持具242來拍攝正極22。
接著，使位於吸引帶211之上方的吸附搬送部220的吸附頭222下降，而將吸附頭222推壓在正極22的上面。藉此，正極22係被吸附在吸附頭222。其中，正極22係亦被吸附在吸引帶211。但是，藉由將吸附頭222的吸附力設定為高於吸引帶211、或者暫時停止藉由吸引帶211所為之吸附，藉此可藉由吸附頭222將正極22由吸引帶211分離。
接著，層積圓筒310、320作旋轉，凹部313朝向與隔離件切斷器351相對應的位置移動。此時，凹部313至隔離件切斷器351的位置為止形成為預定角度α時，藉由控制裝置500來提高第1負壓室331的負壓而加強滑動領域A1的吸附力。此外，使送出滾筒部360旋轉，一面在一對送出滾筒361、362之間包夾隔離件素材S，一面依序送出。藉此，對層積圓筒310、320開始供給隔離件素材S(參照圖19的T1)。接著，在負壓變高的滑動領域A1及吸附領域A2中，隔離件素材S被吸附在層積圓筒310、320的外周面311，隔離件素材S隨著層積圓筒310、320的旋轉而被依序拉出。其中，預定角度α係對應所被切出的1枚隔離件40的長度的角度。
之後，吸附搬送部220係如圖13所示，在將正極22維持在大致水平狀態的情況下上升之後，朝向搬送方向X移動而搬送至旋轉搬送部300的間隙340。此時，吸附搬送部220係藉由控制裝置500來控制驅動裝置，而補正正極22的位置及姿勢。具體而言，吸附搬送部220係在吸 附正極22之後至交接至旋轉搬送部300為止的期間，亦即在正在搬送正極22的途中，補正正極22的位置及姿勢。藉此，正極22的位置恆為高精度保持，之後的工程中的層積精度會提升。
接著，藉由吸附搬送部220所被搬送的正極22係如圖14所示，到達至被設在旋轉搬送部300的間隙340的跟前的“開狀態”的導入支持部250。接著，導入支持部250係使上側導入支持部251下降而在與下側導入支持部252之間夾持正極22的前端。此外，導入支持部250係使下側導入支持部252的滾筒上升而形成為大致水平狀態而成為“閉狀態”，支持正極22的下面。之後，由吸附搬送部220的吸附頭222將正極22解放，藉由導入支持部250的旋轉，將正極22依序送入至旋轉搬送部300的間隙340。
此外，在旋轉搬送部300，若從旋轉開始，層積圓筒310、320僅旋轉角度α時，即停止層積圓筒310、320的旋轉(參照圖19的T2)。此時，隔離件素材S係以與一枚份的隔離件40相對應的角度α被拉出至層積圓筒310、320上。此外，凹部313與切斷部350的隔離件切斷器351相對向而位置。接著，藉由控制裝置500的指令，將隔離件切斷器351推壓至隔離件素材S，將隔離件素材S切斷成預定形狀而切出隔離件40。所被切出的隔離件40係位於圖11所示之層積圓筒310、320的吸附領域A2，因此吸附在層積圓筒310、320來進行保持。
接著，隔離件切斷器351在切斷隔離件素材S之後，由凹部313抽出而後退。以該隔離件切斷器351後退的時序(參照圖19的T3)，如圖15所示，藉由控制裝置500的指令，切斷器用吸附頭371近接剩餘的切取片S’，進行吸引而保持之後，恢復至原本的位置。之後，停止切斷器用吸附頭371的吸引而將切取片S’分離，藉由圖10所示之吸入口372吸入切取片S’來進行回收。
接著，在由吸附搬送部220的吸附頭222解放正極22之後，藉由導入支持部250的旋轉，將正極22依序送入層積圓筒310、320的間隙340。此外，使層積圓筒310、320再次旋轉(參照圖19的T4)，在吸附所被切出的隔離件40的情況下直接進行旋轉而搬送至間隙340。其中，在使層積圓筒310、320再次旋轉時，係藉由控制裝置500來使第1負壓室331的負壓降低而減弱滑動領域A1的吸附力，而且藉由送出滾筒部360而形成為拘束隔離件素材S的狀態(參照圖18)。藉此，不會有隔離件40在外周面311的滑動領域A1被拉出的情形，層積圓筒310、320一面在隔離件素材S的內面上滑動一面進行旋轉。
若隔離件40的前端到達至旋轉搬送部300的間隙340時，如圖16所示，首先在層積2枚隔離件40彼此之後，在正極22的前端的兩面層積隔離件40。此時，隔離件40及正極22的速度係成為同速。此外，以隔離件40及正極22在預先設定的適當位置相重疊的方式，藉由控 制裝置500來控制旋轉搬送部300及吸附搬送部220中的搬送位置(搬送時序)及搬送速度。
接著，藉由控制裝置500的指令，成對的熔接機410、420一面近接一面朝向搬送方向X移動，僅包夾隔離件40的兩邊緣的前端來進行夾持。接著，一面使其朝向隔離件40及正極22的搬送方向X移動，一面藉由突起411、421來進行熔接(參照圖19的T5)。隔離件40係若通過間隙340時即到達至層積圓筒310、320的非吸附領域A3。因此，隔離件40並未受到吸附力而遠離層積圓筒310、320的外周面311，在將正極22夾在其間的狀態下朝向搬送方向X依序搬出。接著，由於隔離件40的前端已經相接合，因此即使遠離層積圓筒310、320的外周面311，亦不會有隔離件40彼此相分離的情形。
之後亦與層積圓筒310、320同步，藉由導入支持部250而將正極22在大致水平狀態下朝向搬送方向X被搬送。接著，被吸附在層積圓筒310、320之外周面311的隔離件40係按照層積圓筒310、320的旋轉而依序層積在正極22的兩面。其中，此時為了切出接下來的隔離件40，再次加強滑動領域A1的吸附力，而開始藉由送出滾筒部360所為之隔離件素材S的供給(參照圖19的T6)。
接著，在正極22的兩面層積隔離件40的狀態下搬送至預定位置之後，使成對的熔接機410、420分離，而朝向搬送方向的上游側移動。之後，如圖17所示，一面使熔接機410、420再次朝向搬送方向X移動一面近接，來 熔接其他接合部42。在接合隔離件40之兩邊緣中的所有接合部42之後，如圖18所示，熔接機410、420彼此分離而在正極22的兩面層積有隔離件40的狀態下呈開放(參照圖19的T7)。之後，藉由未圖示的其他熔接機，亦接合隔離件40的邊44B的接合部42而形成為袋裝正極20。
其中，反覆上述工程，可連續製作袋裝正極20。
所製作的袋裝正極20係被搬送至下一個工程，與負極30交替層積而成為發電要素15，最終製造鋰離子二次電池10。
藉由本實施形態，在藉由按壓部240而將正極22(薄片構件)按壓在平坦的設置面215(基準面)的狀態下，藉由攝像攝影機230(位置檢測部)來檢測正極22的位置。因此，可在矯正好正極22的變形的狀態下，高精度地檢測正極22的位置。因此，可將所被檢測到的正極22的位置，作為例如之後進行搬送的工程或與其他薄片構件(隔離件40或負極30)相層積的工程所需的位置資訊加以使用，而使之後的工程的精度提升。
此外，具備有根據被攝像攝影機230(位置檢測部)所檢測到的正極22的位置，來補正正極22的位置(電極中心點O的座標及傾斜角θ)的吸附搬送部220(位置補正部)。因此，可將正極22的位置修正為適當的位置。
此外，按壓部240係具有與正極22直接接觸而對設置面215進行按壓的夾持具242。因此，可將正極22對 設置面215確實地推壓來矯正正極22的變形。
此外，按壓部240係按壓由正極22的4側邊H1~H4(邊緣)分離預定距離的位置。因此，可藉由攝像攝影機230來拍攝正極22的邊緣，而可正確檢測正極22的位置。
此外，夾持具242係藉由透明的材料所形成。因此，即使夾持具242進入至攝像攝影機230的攝像範圍，亦可透過夾持具242來檢測正極22的位置。
此外，設置面215被設在吸引帶211而具備有吸附力。因此，藉由將正極22推壓在設置面215，正極22會被吸附在設置面215，作用推壓力與吸引力之二者，而可更加確實地矯正正極22的變形。藉此，可高精度地進行藉由攝像攝影機230所為之正極22的位置的掌握。此外，亦可高精度地設定藉由吸附搬送部220(位置補正部)所致之吸附位置。結果，之後的工程中的加工精度會提升。
其中，本發明可作各種改變，而非限定於上述實施形態。
例如，在上述實施形態中，以袋裝正極20而言，針對在隔離件40袋裝正極22的形態加以說明。但是，藉由上述層積裝置來作袋裝的，可為負極30，此時，位置檢測裝置200係適用於負極30。
此外，在本實施形態中，位置檢測裝置200係將正極22搬送至用以與隔離件40相層積的旋轉搬送部300，惟搬送目的地並非限定於此。因此，亦可將與位置檢測裝置 200同樣的構成，並非為電極，而是使用在供隔離件40的位置檢測及搬送之用。
此外，在上述實施形態中，係如圖1所示，針對正極引線11及負極引線12由外包裝材13的同一端部被導出的情形加以說明，但是並非限定於此。正極引線11及負極引線12亦可由例如各自相反的端部被導出。此時，在形成鋰離子二次電池10的發電要素15時，以正極突片23與負極突片33相互成為反方向的方式層積負極30與袋裝正極20。
此外，在位置檢測裝置200中，係將正極22以大致水平狀態進行搬送，但是亦可以其他方向進行搬送。
此外，導入支持部250係將其全部形成為由滾筒所成者，但是亦可為以平坦的構件等其他構件來構成。
此外，在本實施形態中係藉由控制裝置500(同步裝置)，使正極切斷部100、攝像攝影機230、按壓部240、運送機210、吸附搬送部220、導入支持部250、送出滾筒部360、層積圓筒310、320、切斷部350、切取片吸附部370、負壓供給裝置333及熔接部400同步。但是，並不一定全部都必須作電性同步，亦可使例如至少一部分作機械式連結來進行同步。
此外，在本實施形態中，按壓部240的夾持具242係與正極22直接接觸。但是，例如亦可夾持具隔著間隙近接正極22，藉由從夾持具所吹出的氣體來進行按壓。若如上所示，由於夾持具不會直接接觸正極22，因此可抑 制正極22損傷。
此外，在本實施形態中係針對在藉由吸附搬送部220正在搬送正極22的途中補正正極22的位置的形態加以說明。但是，使用所檢測到的位置資訊來補正正極22的位置的工程、或位置補正部的構成並非限定於此情形。例如，除了正在搬送正極22的途中以外，亦可在吸引正極22而上舉時、將正極22下降時、或將正極22的吸附解放後，補正正極22的位置。在吸引正極22而上舉時，係可藉由調整吸附搬送部220的位置或姿勢、或調整運送機210的位置或姿勢，來補正正極22的位置。在將正極22降下時，可藉由調整吸附搬送部220的位置或姿勢、或調整導入支持部250的位置或姿勢，來補正正極22的位置。在解放正極22的吸附之後，可藉由調整導入支持部250的位置或姿勢，來補正正極22的位置。
日本專利特願2011-085731號(申請日：2011年4月7日)及日本專利特願2012-067805號(申請日：2012年3月23日)的所有內容係被沿用於此。
以上按照實施例來說明本發明之內容，惟本發明並非限定於該等記載，可為各種變形及改良乃為該所屬領域熟習該項技術者清楚自明。
[產業上可利用性]
藉由本發明之位置檢測裝置及位置檢測方法，在將薄片構件按壓在平坦的基準面的狀態下，檢測薄片構件的位 置，將其在之後的工程中作為薄片構件的位置資訊加以使用。因此，可在矯正好薄片構件的變形的狀態下，以高精度檢測薄片構件的位置，例如在之後進行搬送的工程或與其他薄片構件相層積的工程中，工程的精度會提升。
10‧‧‧鋰離子二次電池
11‧‧‧正極引線
12‧‧‧負極引線
13‧‧‧外包裝材
15‧‧‧發電要素(電池要素)
20‧‧‧袋裝正極
22‧‧‧正極(薄片構件)
23‧‧‧正極突片
24‧‧‧正極活性物質層
30‧‧‧負極
33‧‧‧負極突片
34‧‧‧負極活性物質層
40‧‧‧隔離件
42‧‧‧接合部
43‧‧‧扣合部
44A、44B‧‧‧邊
100‧‧‧正極切斷部
200‧‧‧位置檢測裝置
210‧‧‧運送機
211‧‧‧吸引帶
212‧‧‧旋轉軸
213‧‧‧負壓發生部
214‧‧‧空氣吸引孔
215‧‧‧設置面(基準面)
220‧‧‧吸附搬送部(位置補正部)
221‧‧‧裝置本體
222‧‧‧吸附頭
230‧‧‧攝像攝影機(位置檢測部)
231‧‧‧照明
240‧‧‧按壓部
241‧‧‧致動器
242‧‧‧夾持具
250‧‧‧導入支持部
251‧‧‧上側導入支持部
252‧‧‧下側導入支持部
300‧‧‧旋轉搬送部
310、320‧‧‧層積圓筒
311‧‧‧外周面
312‧‧‧通氣孔
313‧‧‧凹部
330‧‧‧內側構造部
331‧‧‧第1負壓室
332‧‧‧第2負壓室
333‧‧‧負壓供給裝置
340‧‧‧間隙
350‧‧‧切斷部
351‧‧‧隔離件切斷器
360‧‧‧送出滾筒部
361、362‧‧‧送出滾筒
370‧‧‧切取片吸附部
371‧‧‧切斷器用吸附頭
372‧‧‧吸入口
400‧‧‧熔接部
410、420‧‧‧熔接機
411、421‧‧‧突起
500‧‧‧控制裝置
A1‧‧‧滑動領域
A2‧‧‧吸附領域
A3‧‧‧非吸附領域
D‧‧‧薄片素材
E1~E4‧‧‧側邊區
H1~H4‧‧‧側邊(邊緣)
K1~K4‧‧‧角部
L1~L4‧‧‧近似直線
S‧‧‧隔離件素材
S’‧‧‧切取片
圖1係顯示鋰離子二次電池的外觀的斜視圖。
圖2係鋰離子二次電池的分解斜視圖。
圖3係顯示袋裝正極及負極的平面圖。
圖4係顯示在袋裝正極重疊負極的樣子的平面圖。
圖5係顯示層積裝置的概略斜視圖。
圖6係顯示層積裝置的電氣構成的圖。
圖7係顯示被設在層積裝置的位置檢測裝置的側面圖。
圖8係顯示被設在層積裝置的位置檢測裝置的正面圖。
圖9係顯示被設在層積裝置的位置檢測裝置的平面圖。
圖10係顯示被設在層積裝置的旋轉搬送部的概略剖面圖。
圖11係顯示藉由包含位置檢測裝置的層積裝置所為之層積工程的第1說明圖。
圖12係顯示藉由包含位置檢測裝置的層積裝置所為之層積工程的第2說明圖。
圖13係顯示藉由包含位置檢測裝置的層積裝置所為之層積工程的第3說明圖。
圖14係顯示藉由包含位置檢測裝置的層積裝置所為之層積工程的第4說明圖。
圖15係顯示藉由包含位置檢測裝置的層積裝置所為之層積工程的第5說明圖。
圖16係顯示藉由包含位置檢測裝置的層積裝置所為之層積工程的第6說明圖。
圖17係顯示藉由包含位置檢測裝置的層積裝置所為之層積工程的第7說明圖。
圖18係顯示藉由包含位置檢測裝置的層積裝置所為之層積工程的第8說明圖。
圖19係顯示被設在層積裝置的旋轉搬送部的動作的圖表。
22‧‧‧正極(薄片構件)
100‧‧‧正極切斷部
200‧‧‧位置檢測裝置
210‧‧‧運送機
215‧‧‧設置面(基準面)
220‧‧‧吸附搬送部(位置補正部)
230‧‧‧攝像攝影機(位置檢測部)
231‧‧‧照明
240‧‧‧按壓部
250‧‧‧導入支持部
300‧‧‧旋轉搬送部
310、320‧‧‧層積圓筒
340‧‧‧間隙
350‧‧‧切斷部
360‧‧‧送出滾筒部
370‧‧‧切取片吸附部
372‧‧‧吸入口
400‧‧‧熔接部
D‧‧‧薄片素材
S‧‧‧隔離件素材

Claims (12)

  1. 一種位置檢測裝置，其特徵為：具有：按壓部，其係將由被捲繞成滾輪狀的薄片素材被切出且構成電池要素的薄片構件，對平坦的基準面進行按壓；及位置檢測部，其係檢測藉由前述按壓部而被按壓在前述基準面的前述薄片構件的位置，且將藉由前述位置檢測部所被檢測到的前述薄片構件的位置，在之後的工程中作為該薄片構件的位置資訊加以使用。
  2. 如申請專利範圍第1項之位置檢測裝置，其中，另外具有位置補正部，其係將藉由前述位置檢測部所被檢測到的前述薄片構件的位置作為該薄片構件的位置資訊加以使用，來補正該薄片構件的位置。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之位置檢測裝置，其中，前述按壓部係具有與前述薄片構件直接接觸而對前述基準面進行按壓的夾持具。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之位置檢測裝置，其中，前述按壓部係按壓離前述薄片構件的邊緣分離預定距離的位置。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之位置檢測裝置，其中，前述按壓部係藉由透明的材料所形成。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之位置檢測裝置，其中，前述基準面係具有吸附力。
  7. 一種位置檢測方法，其特徵為：具有：將由被捲繞成滾輪狀的薄片素材被切出且構成電池要素的薄片構件，對平坦的基準面進行按壓的工程；及檢測被按壓在前述基準面的前述薄片構件的位置的工程，且將所被檢測到的前述薄片構件的位置，在之後的工程中作為該薄片構件的位置資訊加以使用。
  8. 如申請專利範圍第7項之位置檢測方法，其中，另外具有將所被檢測到的前述薄片構件的位置作為該薄片構件的位置資訊加以使用，來補正該薄片構件的位置的工程。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項之位置檢測方法，其中，在將前述薄片構件對前述基準面進行按壓的工程中，將前述薄片構件藉由按壓部直接接觸來進行按壓。
  10. 如申請專利範圍第7項至第9項中任一項之位置檢測方法，其中，在將前述薄片構件對前述基準面進行按壓的工程中，藉由按壓部來按壓離前述薄片構件的邊緣分離預定距離的位置。
  11. 如申請專利範圍第7項至第10項中任一項之位置檢測方法，其中，在將前述薄片構件對前述基準面進行按壓的工程中，藉由由透明的材料所形成的按壓部來按壓前述薄片構件。
  12. 如申請專利範圍第7項至第11項中任一項之位置檢測方法，其中，在將前述薄片構件對前述基準面進行 按壓的工程中，藉由按壓部，將前述薄片構件對具有吸附力的基準面進行按壓。
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