TW201310751A - 層積裝置及層積方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種層積裝置及層積方法，其中，第1把持部(114)往返移動在第1平台(121)與層積平台(141)之間的另一方面，第2把持部(115)往返移動在層積平台(141)與第2平台(131)之間，對於將在第1平台(121)上調整水平方向之位置之間隔件-電極組裝體(20)，由第1把持部(114)所把持時，第2把持部(115)係在層積平台(141)上解放第2電極(30)，對於第1把持部(114)則在層積平台上(141)解放間隔件-電極組裝體(20)時，係將在第2平台(131)上調整水平方向之位置之第2電極(30)，由第2把持部(115)所把持。

Description

層積裝置及層積方法
本發明係有關層積裝置及層積方法。
近年來，環境保護運動的提升為背景，發展有電動汽車(EV)及油電混合汽車(HEV)的開發。作為此等的馬達驅動用電源，可重複充放電之鋰離子二次電池則受注目。
鋰離子二次電池係由複數層積介入存在浸含電解質之間隔件之單電池於薄片狀之正極與負極之間所加以構成，在製造工程中，重複層積電極(正極/負極)及間隔件。
作為關連此等之技術，從縮短鋰離子二次電池之製造時間的觀點，提案有下述專利文獻1所示之製造裝置。專利文獻1所示之製造裝置係具有搬送以間隔件所包裝之陽極板(以下，稱作陽極包裝體)之第1輸送機，搬送陰極板之第2輸送機，搬送陽極包裝體與陰極板之層積體的第3輸送機，及使2個吸付裝置搖動之搖動裝置。2個吸付裝置之中一方的吸付裝置係搖動在第1輸送機與第3輸送機之間，吸付保持第1輸送機上之陽極包裝體而在第3輸送機上解放。另一方的吸付裝置係搖動在第2輸送機與第3輸送機之間，吸付保持第2輸送機上之陰極板而在第3輸送機上解放。如根據如此之構成，2個吸付裝置則經由 將陽極包裝體及陰極板，在第3輸送機上交互地解放之時，可效率佳地層積陽極包裝體與陰極板於第3輸送機上。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平04-101366號公報
在上述之製造裝置中，吸付裝置則直接吸付保持經由第1及第2輸送機而搬送各1片之陽極包裝體與陰極板之故，吸付裝置在吸付保持陽極包裝體與陰極板時之位置精確度為不高。無法以高位置精確度吸付保持陽極包裝體與陰極板之情況，無法高精確度地層積陽極包裝體與陰極板，而二次電池的品質則下降。因此，在上述之製造裝置中，於第3輸送機上配置位置決定用之保持具，將陽極包裝體及陰極板***於保持具的內部而進行層積。如經由吸付裝置而***陽極包裝體及陰極板於保持具的內部，陽極包裝體及陰極板之側面則擋接於保持具的內壁而決定位置陽極包裝體及陰極板，而陽極包裝體及陰極板之層積精確度則提昇。
但包裝陽極板之間隔件係為柔軟而容易彎曲。隨之， ***陽極包裝體於保持具的內部，陽極包裝體之側面則擋接於保持具的內壁之情況，有著彎曲間隔件的端部，陽極包裝體無法正確決定位置之問題。陽極包裝體無法正確決定位置之情況，無法得到充分之層積精確度。
本發明係為了解決上述問題所作為之構成。隨之，本發明之目的係提供可效率佳且高精確度地層積夾入有第1電極於間隔件所成之間隔件-電極組裝體與和第1電極極性不同之第2電極的層積裝置及層積方法。
本發明之第一形態係為了交互地層積夾入有第1電極於間隔件所成之間隔件-電極組裝體與和前述第1電極極性不同之第2電極的層積裝置。前述層積裝置係具有第1平台，第2平台，層積平台，第1調整部，第2調整部，第1把持部，及第2把持部。對於前述第1平台係載置有前述間隔件-電極組裝體。對於前述第2平台係載置有前述第2電極。對於前述層積平台係交互層積前述間隔件-電極組裝體與前述第2電極。前述第1調整部係調整前述第1平台之水平方向的位置，而調整前述第1平台上之前述間隔件-電極組裝體的位置。前述第2調整部係調整前述第2平台之水平方向的位置，而調整前述第2平台上之前述第2電極的位置。前述第1把持部係把持前述間隔 件-電極組裝體，再解放。前述第2把持部係把持前述第2電極，再解放。前述第1把持部則往返移動在前述第1平台與前述層積平台之間的另一方面，前述第2把持部則往返移動在前述層積平台與前述第2平台之間。對於前述第1把持部則在把持在前述第1平台上調整位置之前述間隔件-電極組裝體時，前述第2把持部係在前述層積平台上解放前述第2電極。對於前述第1把持部在前述層積平台上解放前述間隔件-電極組裝體時，前述第2把持部則在把持在前述第2平台上調整位置之前述第2電極。
本發明之第二形態係為了交互地層積夾入有第1電極於間隔件所成之間隔件-電極組裝體與和前述第1電極極性不同之第2電極的層積方法。前述層積方法係往返移動在載置有前述間隔件-電極組裝體之第1平台，和交互層積前述間隔件-電極組裝體與前述第2電極之層積平台之間於第1把持部。另一方面，前述層積方法係往返移動在前述層積平台與載置有前述第2電極之第2平台之間於第2把持部。對於使經由調整前述第1平台之水平方向的位置而在該第1平台上調整位置之前述間隔件-電極組裝體，把持於前述第1把持部時，於前述第2把持部在前述層積平台上使前述第2電極解放。對於於前述第1把持部在前述層積平台上使前述間隔件-電極組裝體解放時，使經由調整前述第2平台之水平方向的位置而在該第2平台上 調整位置之前述第2電極，把持於前述第2把持部。
以下，參照附加的圖面加以說明本發明之實施形態。另外，圖面之尺寸比率係在說明的關係上有作為誇張，與實際比率不同之情況。
首先，參照圖1及圖2，對於經由薄片層積裝置所形成之鋰離子二次電池(層積型電池)加以說明。圖1係顯示鋰離子二次電池之外觀的斜視圖，圖2係鋰離子二次電池的分解斜視圖。
如圖1所示，鋰離子二次電池10係具有扁平之矩形形狀，從外裝材13之同一端部導引出正極導線11及負極導線12。對於外裝材13之內部係收容有進行有充放電反應之發電要素(電池要素)15。如圖2所示，發電要素15係交互層積袋裝正極20與負極30。
袋裝正極20係如圖3(A)所示，形成正極活物質層21於薄片狀之正極集電體兩面所成之正極22，則經由間隔件40所夾入而成。2片之間隔件40係在端部經由接合部41加以相互接合，形成為袋狀。在正極22中，於正極集電體的突片部分23以外的部分形成有正極活物質層21，突片部分23係從袋狀之間隔件40所導引出。
負極30係如圖3(B)所示，於薄片狀之負極集電體 兩面形成負極活物質層31所成。在負極30中，於負極集電體的突片部分33以外的部分形成有負極活物質層31。
於袋裝正極20重疊負極30，成為如圖4所示。如圖4所示，負極活物質層31係較正極22的正極活物質層21的，平面視大一圈的加以形成。然而，交互層積袋裝正極20與負極30而製造鋰離子二次電池的方法本身係一般的鋰離子二次電池之製造方法之故，省略詳細之說明。
接著，對於為了組裝上述之發電要素15之薄片層積裝置加以說明。
圖5係顯示薄片層積裝置之概略平面圖，圖6係顯示薄片層積裝置之斜視圖，圖7係於圖6箭頭方向所視之正極供給部的正面圖，圖8係正極供給部之平面圖。
如圖5及圖6所示，薄片層積裝置100係具有層積機器手臂110，正極供給部120，負極供給部130，層積部140，及控制部150。正極供給部120及負極供給部130係將層積機器手臂110作為中心而配置於相互對向之位置，層積部140係位置於與正極供給部120及負極供給部130構成90度角度之位置。層積機器手臂110，正極供給部120，負極供給部130及層積部140係經由控制部150加以控制。
層積機器手臂110係交互層積袋裝正極20與負極30而形成發電要素(層積體)15。層積機器手臂110係具有 第1及第2機械臂部111，112所成之L字狀的機械臂113，和各設置於第1及第2機械臂部111，112之前端部的第1及第2吸付盤114，115。第1及第2機械臂部111，112係延設於將驅動軸116作為基準相互構成90度之角度的方向。L字狀機械臂113係根據經由機械臂驅動部117而驅動驅動軸116，而90度搖動於水平方向。另外，L字狀機械臂113係經由驅動驅動軸116而進行升降。第1吸付盤114係吸付保持袋裝正極20，再使其脫離。第2吸付盤115係吸付保持負極30，再使其脫離。
經由L字狀機械臂113進行90度搖動之時，第1吸付盤114係往返移動在正極供給部120與層積部140之間，第2吸付盤115係往返移動在層積部140與負極供給部130之間。換言之，切換第1吸付盤114及第2吸付盤115為各位置於正極供給部120及層積部140之上方的第1狀態時，和各位置於層積部140及負極供給部130之上方的第2狀態。另外，經由L字狀機械臂113升降之時，第1吸付盤114係對於正極供給部120或層積部140而言進行接近隔離，而第2吸付盤115係對於負極供給部130或層積部140而言進行接近隔離。
正極供給部120係供給袋裝正極20。正極供給部120係具有載置有袋裝正極20之正極供給平台121，和使正極供給平台121在水平面內移動或旋轉之平台驅動部122。 正極供給平台121係各1片接受在前工程所做成，經由吸付輸送機123所搬送之袋裝正極20所搬送，再進行載置。正極供給平台121亦為吸付輸送機，吸付開放來自吸付輸送機123之負壓的袋裝正極20，運至略中央經由負壓而固定。對於吸付袋裝正極20於第1吸付盤114時，正極供給平台121係開放吸付。平台驅動部122係經由使正極供給平台121在水平面內移動或旋轉之時，調節正極供給平台121上之袋裝正極20的位置。平台驅動部122係具有3個馬達，使正極供給平台121在水平面內移動或旋轉。
正極供給平台121係較吸付輸送機123寬度為窄，呈露出有袋裝正極20的端部地加以構成。在圖5及圖6中，雖省略圖示，但如圖7及圖8所示，對於正極供給平台121之兩側係設置有透明之支持台124。支持台124係支持從正極供給平台121露出之袋裝正極20的端部。另外，於與支持台124對應之位置，設置有夾持器125。夾持器125係與支持台124同時夾持袋裝正極20之端部而固定。支持台124與夾持器125係同時為可動式，當於正極供給平台121上載置袋裝正極20時，呈支持及固定袋裝正極20之端部地接近於袋裝正極20。
另外，對於正極供給平台121之下方係配置有光源126，對於上方係配置有相機127。光源126係設置於透明之支持台124下方，照射光線於袋裝正極20的端部。光 源126係以特定之透過率以上透過間隔件40，照射未透過正極22(加以反射或吸收)波長的光。相機127係攝影袋裝正極20，辨識正極供給平台121上之正極22(袋裝正極20)的位置。相機127係從光源126加以投光而由正極22所遮斷同時，亦將透過間隔件40的光進行受光，辨識正極22的位置。也就是，依據正極22的影子而辨識正極22的位置。依據經由相機127所辨識之正極22的位置資訊，調整正極22(袋裝正極20)之水平位置。經由此調整，第1吸付盤114係可每次拾取正確地決定位置正極22之位置之袋裝正極20。
返回至圖5及圖6，負極供給部130係供給負極30。負極供給部130係具有載置有負極30之負極供給平台131，和使負極供給平台131在水平面內移動或旋轉之平台驅動部132。負極供給平台131係各1片接受在前工程所做成，經由吸付輸送機133所搬送之負極30所搬送，再進行載置。負極供給平台131亦為吸付輸送機，吸付開放來自吸付輸送機133之負壓的負極30，運至略中央經由負壓而固定。對於吸付負極30於第2吸付盤115時，負極供給平台131係開放吸付。平台驅動部132係經由使負極供給平台131在水平面內移動或旋轉之時，調節負極供給平台131上之負極30的位置。平台驅動部132係具有3個馬達，使負極供給平台131在水平面內移動或旋轉。
另外，對於負極供給平台131上方係配置有光源136及相機137。光源136係將未透過負極30之(加以反射或吸收)波長的光，照射至負極30。相機137係攝影負極30，辨識負極供給平台131上之負極30的位置。相機137係例如，從光源136加以投射，將在負極30反射的光進行受光，辨識負極30的位置。依據經由相機137所辨識之負極30的位置資訊，調整負極30之水平位置。由此調整，第2吸付盤115係可每次拾取正確地加以決定位置之負極30。
層積部140係交互層積經由層積機器手臂110所搬送之袋裝正極20及負極30的場所，至層積特定片數袋裝正極20及負極30為止，保持袋裝正極20與負極30之層積體。層積特定片數袋裝正極20及負極30而完成發電要素15時，層積部140係於後工程供給發電要素15。
圖9係層積部之斜視圖。層積部140係具有交互層積袋裝正極20及負極30之層積平台141，和升降層積平台141之調整部142，和按壓袋裝正極20與負極30之層積體的夾持器143，和驅動夾持器143之夾持器驅動部144。
對於層積平台141上係載置有錶面座(不圖示)，在錶面座上交互層積袋裝正極20及負極30。高度調整部142係例如由滾動螺旋及馬達加以構成，對應於袋裝正極20及負極30之層積的進行，使層積平台141下降。高度 調整部142係呈略一定地維持袋裝正極20與負極30之層積體最上面的高度地，使層積平台141下降。
夾持器143係由從上部按壓袋裝正極20與負極30之層積體之夾頭143a，和支持夾頭143a之支持軸143b加以構成。夾頭143a之橫斷面係具有台形形狀。夾頭143a係藉由支持軸143b而靠上於下方，經由底面而按壓層積體的最上面。
夾持器驅動部144係藉由支持軸143b而回轉夾頭143a同時而上升至一定的高度。並且，夾持器驅動部144係使180度回轉後之夾頭143a下降。夾持器驅動部144係具有具備與支持軸143b側面的突出銷(不圖示)接合而使夾頭143a回轉同時，為了使其一定量上升的之凸輪溝的凸輪機構(不圖示)，和為了升降支持軸143b之傳動器(不圖示)。傳動器係例如為空氣壓缸。另外，對於夾持器驅動部144係具備為了將夾頭143a靠上於下方之彈簧(不圖示)。
在如以上所構成之薄片層積裝置100中，載置於正極供給平台121及負極供給平台131上之袋裝正極20及負極30則經由層積機器手臂110加以拾取，交互搬送至層積平台141上。經由交互搬送袋裝正極20及負極30於層積平台141上之時，形成袋裝正極20及負極30之層積體。
然而，在本實施形態中，第1及第2機械臂部111， 112係延設於相互構成90度角度之方向，L字狀機械臂113係呈90度搖動地加以構成。但第1及第2機械臂部111，112係可呈構成90度以外的特定角度地加以延設。此情況，L字狀機械臂113亦呈特定角度搖動地加以構成，正極供給部120，負極供給部130，及層積部140的配置亦配合搖動角度而加以調整。
接著，參照圖10~圖23，對於本實施形態之薄片層積裝置100之動作加以說明。
首先，對於層積機器手臂110的動作加以說明。圖10~圖15係為了說明經由層積機器手臂110之袋裝正極20及負極30的層積動作的圖。然而，在以下中，說明來自經由層積機器手臂110而層積袋裝正極20的階段的動作。
如圖10所示，在經由層積機器手臂110而層積袋裝正極20的階段中，層積機器手臂110之第1吸付盤114係在吸付保持袋裝正極20之狀態，位置於層積平台141之上方。另一方面，層積機器手臂110之第2吸付盤115係位置於負極供給平台131之上方。對於層積平台141上係層積有袋裝正極20及負極30。對於負極供給平台131上係載置有負極30。負極供給平台131上之負極30的水平位置係第2吸付盤115呈可在正確的位置吸付保持負極30地，依據經由相機137所取得的位置資訊而加以調整。具體而言，負極30之水平位置係負極30的中心點位置於 特定的位置，負極30呈成為一定的姿勢地加以調整。
接著，L字狀機械臂113則僅下降特定之移動量(參照圖11)。經由L字狀機械臂113下降之時，第1及第2吸付盤114，115係各移動至層積平台141及負極供給平台131的附近。並且，開放第1吸付盤114的負壓，脫離經由第1吸付盤114所吸付保持之袋裝正極20。其結果，於層積體之最上部層積有袋裝正極20。另一方面，對於第2吸付盤115之底面係產生有負壓，第2吸付盤115係吸付保持負極供給平台131上之負極30。因預先調整有負極供給平台131上之負極30的水平位置之故，第2吸付盤115係可在正確的位置吸付保持負極30。
接著，L字狀機械臂113則僅上升上述移動量(參照圖12)。經由L字狀機械臂113上升之時，第1及第2吸付盤114，115係各移動至層積平台141及負極供給平台131的上方。此時，第2吸付盤115係維持吸付保持負極30而上升，從負極供給平台131拾取負極30。
接著，L字狀機械臂113則逆時鐘方向進行90度回轉(參照圖13)。經由L字狀機械臂113進行90度回轉之時，第1及第2吸付盤114，115係各移動至正極供給平台121及層積平台141的上方。第2吸付盤115係吸付保持負極30。另外，對於正極供給平台121上係載置有袋裝正極20。正極供給平台121上之袋裝正極20的水平位 置係第1吸付盤114呈可在正確的位置吸付保持袋裝正極20(正極22)地，依據經由相機127所取得的位置資訊而加以調整。具體而言，袋裝正極20之水平位置係正極22的中心點位置於特定的位置，正極22呈成為一定的姿勢地加以調整。
接著，L字狀機械臂113則僅下降上述移動量(參照圖14)。經由L字狀機械臂113下降之時，第1及第2吸付盤114，115係各移動至正極供給平台121及層積平台141的附近。並且，開放第2吸付盤115的負壓，脫離經由第2吸付盤115所吸付保持之負極30。其結果，於層積體之最上部層積有負極30。另一方面，對於第1吸付盤114之底面係產生有負壓，第1吸付盤114係吸付保持正極供給平台121上之袋裝正極20。因預先調整有正極供給平台121上之袋裝正極20的水平位置之故，第1吸付盤114係可在正確的位置吸付保持袋裝正極20(正極22)。
接著，L字狀機械臂113則僅上升上述移動量(參照圖15)。經由L字狀機械臂113上升之時，第1及第2吸付盤114，115係各移動至正極供給平台121及層積平台141的上方。此時，第1吸付盤114係維持吸付保持袋裝正極20而上升，從正極供給平台121拾取袋裝正極20。
並且，L字狀機械臂113則於順時鐘方向90度回轉。經由L字狀機械臂113則90度回轉之時，第1及第2 吸付盤114，115係各移動至層積平台141及負極供給平台131的上方(參照圖10)。
經由反覆上述之動作之時，於層積平台141上，交互搬送袋裝正極20及負極30，在層積平台141上，交互層積袋裝正極20及負極30。經由特定片數層積袋裝正極20及負極30之時，形成作為發電要素15之層積體。
此時，第1及第2吸付盤114，115係拾取在正極供給平台121及負極供給平台131上調整位置之袋裝正極20及負極30，在層積平台141上之決定的位置使其脫離。如根據如此的構成，僅由層積機器手臂110之L字狀機械臂113之一定的搖動動作，可高精確度地層積袋裝正極20及負極30於層積平台141上。也就是，經由簡單構成之層積機器手臂110，可高精確度地層積袋裝正極20及負極30於層積平台141上。另外，無需設置為了調整袋裝正極20及負極30之水平方向位置之機構於第1及第2機械臂部111，112之前端部，而可輕量化第1及第2機械臂部111，112。經由第1及第2機械臂部111，112輕量化之時，成為可以高速使第1及第2機械臂部111，112移動者。隨之，可高速化袋裝正極20與負極30之層積。
圖16係顯示於層積平台上層積袋裝正極時之層積機器手臂之各部動作之一例的時間圖。圖16(A)係顯示第1吸付盤114之負壓產生動作之開啟/關閉之時間圖，圖 16(B)係顯示第2吸付盤115之負壓產生動作之開啟/關閉之時間圖。圖16(C)係顯示L字狀機械臂113之垂直方向之移動速度的時間圖。
如上述，在層積袋裝正極20於層積平台141上之階段中，吸付保持袋裝正極20之第1吸付盤114則從位置於層積平台141上方之狀態(參照圖10)，L字狀機械臂113僅特定的移動量下降(參照圖11)。
如圖16(C)所示，L字狀機械臂113係例如以一定的速度V下降。如L字狀機械臂113僅特定的移動量下降而停止時，如圖16(A)所示，第1吸付盤114之負壓產生動作則從開啟切換為停止，開放第1吸付盤114之負壓。經由開放負壓之時，從第1吸付盤114，袋裝正極20則加以脫離。
在另一方面，如圖16(B)所示，第2吸付盤115之負壓產生動作則從關閉切換為開啟，於第2吸付盤115之底面產生有負壓。如於第2吸付盤115之底面產生有負壓，負極供給平台131上之負極30則吸付於第2吸付盤115。之後，在第2吸付盤115吸付保持負極30之狀態，L字狀機械臂113則以速度V，僅特定的移動量上升(參照圖12)。
在本實施形態中，將第1吸付盤114開始開放負壓至L字狀機械臂113開始上升之前的期間T1(參照圖16(A ))之第1吸付盤114的動作，定義為解放袋裝正極20之動作。另外，將第2吸付盤115開始產生負壓至L字狀機械臂113開始上升之前的期間T2(參照圖16(B))之第2吸付盤115的動作，定義為把持負極30之動作。
同樣地，在層積負極30於層積平台141上之階段(參照圖13~圖15)中，將第2吸付盤115開始開放負壓至L字狀機械臂113開始上升之前的期間之第2吸付盤115的動作，定義為解放負極30之動作。另一方面，拾取正極供給平台121上之袋裝正極20時，將第1吸付盤114開始產生負壓至L字狀機械臂113開始上升之前的期間之第1吸付盤114的動作，定義為把持袋裝正極20之動作。
然而，將第1吸付盤114把持袋裝正極20至解放之第1吸付盤114的動作，定義為搬送袋裝正極20之動作。另外，將第2吸付盤115把持負極30至解放之第2吸付盤115的動作，定義為搬送負極30之動作。
如圖16所示，第1吸付盤114解放袋裝正極20之動作(對應於時間T1)，與第2吸付盤115把持負極30之動作(對應於時間T2)係時間上有重複。同樣地，第1吸付盤114把持袋裝正極20之動作，與第2吸付盤115解放負極30之動作係時間上有重複。
然而，在圖16中，第1吸付盤114之負壓產生動作則從開啟切換為關閉之時點，和第2吸付盤115之負壓產 生動作則從關閉切換為開啟之時點係略一致。但第1吸付盤114之負壓產生動作則從開啟切換為關閉之時點，和第2吸付盤115之負壓產生動作則從關閉切換為開啟之時點係亦可為未一致。
例如，如圖17所示，第1吸付盤114之負壓產生動作則從開啟切換為關閉之後，第2吸付盤115之負壓產生動作則從關閉切換為開啟亦可。即使如此之情況，第1吸付盤114解放袋裝正極20之動作，與第2吸付盤115把持負極30之動作係亦時間上有部分重複。
接著，參照圖18~圖23，對於層積部140之動作加以說明。在層積部140中，每次重新層積袋裝正極20或負極30於層積平台141上，層積平台141則下降，略一定地維持袋裝正極20與負極30之層積體的最上面高度。然而，在以下中，對於經由第1吸付盤114，層積袋裝正極20於層積平台141上時之層積部140之動作加以說明。
圖18係顯示層積袋裝正極之前的層積平台及夾持器之狀態的模式圖。對於層積平台141係藉由錶面座190而交互層積袋裝正極20及負極30。對於袋裝正極20與負極30之層積體的最上部係層積有負極30，負極30之緣部係經由夾頭143a之一端的底面所按壓。對於層積平台141之上方係位置有層積機器手臂110之第1吸付盤114，第1吸付盤114係吸付保持袋裝正極20。
接著，第1吸付盤114則下降至層積平台141的附近(參照圖19)。第1吸付盤114係在吸付保持袋裝正極20之狀態，僅特定的移動量下降。經由第1吸付盤114下降之時，於層積體的最上部層積有袋裝正極20。此時，經由袋裝正極20之緣部，被覆夾頭143a(參照以圖19的虛線圍住之部分)。
接著，夾頭143a上升之同時進行90度回轉(參照圖20)。具體而言，經由袋裝正極20之緣部所被覆之夾頭143a則上升之同時進行90度回轉。經由夾頭143a則上升之同時進行90度回轉之時，夾頭143a係成為呈位置於最上部之袋裝正極20的斜上方。在此，夾頭143a的上升量△X係較1片之袋裝正極20厚度為大之略一定的值。夾頭143a上升時，經由夾頭143a而舉起袋裝正極20的緣部。根據經由夾頭143a加以舉起之時，袋裝正極20的緣部係暫時捲縮，在回復成原來。
接著，夾頭143a更加地90度回轉(參照圖21)。具體而言，夾頭143a係更加地僅特定量上升同時進行90度回轉。經由夾頭143a更加地90度回轉之時，夾頭143a之相反側的端部則成為呈位置於袋裝正極20之上方。然而，如圖20及圖21所示，夾頭143a則90度回轉，更加地進行90度回轉之動作係連續性地加以進行。
接著，夾頭143a則下降(參照圖22)。經由夾頭 143a下降之時，夾頭143a之另一端的底面則成為呈從上部按壓袋裝正極20之緣部。
並且，第1吸付盤114上升之同時，層積平台141則下降(參照圖23)。第1吸付盤114則僅上述移動量上升之同時，層積平台141係僅特定的下降量下降。具體而言，袋裝正極20之層積後之層積體的最上面高度則呈成為與袋裝正極20之層積前之層積體的最上面高度H略同一地，層積平台141僅特定的下降量下降。在此，下降量係例如袋裝正極20及負極30之厚度的平均值。
如以上，如於經由夾頭143a所按壓之層積體的上部層積新的袋裝正極20(或負極30)，夾頭143a係一度退壁於斜上方，之後，按壓新的袋裝正極20。此時，層積平台141係呈略一定地維持層積體的最上面高度地，僅特定的下降量下降。如層積平台141下降而略一定地維持層積體之最上面高度時，對應於袋裝正極20及負極30之層積的進行而層積體厚度即使增加，亦可將夾頭143a的上升量維持為較層積體之最終的厚度為小之略一定的值。例如，從層積工程之最初至最後，可將夾頭143a之上升量維持成袋裝正極20之數片分的厚度。隨之，與夾持器之上升量較層積體之最終的厚度為大之情況作比較，伴隨夾持器143之上升動作之袋裝正極20及負極30的緣部之捲縮程度則減低。即，未對於袋裝正極20及負極30加上大的 變形而可層積袋裝正極20及負極30者。
另外，如根據本實施形態之層積部140，反覆層積袋裝正極20及負極30之間，略一定地維持層積體之最上面高度之故，可將第1及第2吸付盤114，115之垂直方向的移動量(衝程)作為一定。也就是，經由簡單構成之層積機器手臂110，可層積袋裝正極20及負極30於層積平台141上。另外，無需設置為了補正第1及第2吸付盤114，115之垂直方向的位置之機構於第1及第2機械臂部111，112之前端部，而可輕量化第1及第2機械臂部111，112。經由第1及第2機械臂部111，112輕量化之時，成為可以高速使第1及第2機械臂部111，112移動者。隨之，可高速化袋裝正極20與負極30之層積。
然而，在本實施形態中，層積平台141係每次層積新的袋裝正極20或負極30於層積體上，僅相當於袋裝正極20及負極30之厚度平均值之下降量下降。但與本實施形態不同，層積平台141係每次層積新的袋裝正極20或負極30於層積體上，僅與新的加以層積之袋裝正極20或負極30之厚度相同量下降亦可。或者，層積平台141係每次特定片數(例如，各2片)層積袋裝正極20及負極30而下降亦可。
然而，在本說明書中，夾頭的上升量(移動量)為「略一定」之記載係不只退避於袋裝正極20或負極30之斜 上方之夾頭143a之上升量經常為一定之情況，亦包含僅上升量產生變動之情況。例如，每次層積新的袋裝正極20(或負極30)於層積體上，僅與新的加以層積之袋裝正極20(或負極30)之厚度相同量，層積平台141下降之情況，經常一定地維持夾頭143a的上升量。另一方面，層積平台141則僅相當於袋裝正極20及負極30之厚度平均值之下降量下降之情況，夾頭143a的上升量係僅相當於上述平均值與袋裝正極20之厚度的差，及上述平均值與負極30之厚度的差的量產生變動。在本說明書中，夾頭的上升量(移動量)為「略一定」之記載係對應於層積平台141之下降動作，包含如上述僅夾頭143a的上升量產生變動的情況。
接著，參照圖24，對於夾持器之變形例加以說明。
圖24係顯示夾持器之變形例的斜視圖。如圖24所示，有關變形例之夾持器143係具有橫斷面圓弧狀之夾頭143a。具體而言，與袋裝正極20及負極30之底面各接觸之夾頭143a的上面則沿著長度方向而形成為圓弧狀。
如根據如此構成，袋裝正極20或負極30之底面與夾頭143a的上面之接觸成為滑順，可控制於夾頭143a的上升時，夾頭143a的上面對於袋裝正極20或負極30的底面所帶來的損傷。
然而，理想係夾頭143a的上面係不只長度方向而沿 著垂直交叉於長度方向之方向亦形成為圓弧狀。
如以上，所說明之本實施形態係可得到以下的效果。
(a)於經由第1及第2吸付盤加以吸付保持之前，各調整袋裝正極及負極之位置之故，第1及第2吸付盤係可以高位置精確度各吸付保持袋裝正極及負極者。隨之，可效率佳且高精確度地層積袋裝正極及負極者。另外，在正極供給平台及負極供給平台側，調整袋裝正極及負極之水平位置之故，可簡單化層積機器手臂之構成，且可輕量化第1及第2機械臂部。經由輕量化第1及第2機械臂部之時，成為可使第1及第2機械臂部高速地動作。由此，可高速化袋裝正極及負極的層積。另外，因無需在層積平台上將袋裝正極及負極的側面擋接於位置決定構件(例如，保持具)而進行袋裝正極及負極之位置決定之故，擋接於位置決定構件之間隔件的端部未有彎曲的情況。隨之，可形成高品質之二次電池。
(b)因可將層積機器手臂之2個機械臂部延設於任意的角度之故，對應於適用薄片層積裝置之空間，可實現多樣的配置。
(c)經由相機而攝影袋裝正極及負極，確認袋裝正極及負極之位置之故，可使用畫像處理而容易地調整袋裝正極及負極之水平位置。
(d)因調整袋裝正極內部之正極的位置之故，成為 可配合正極與負極之位置者。隨之，與配合袋裝正極與負極之位置之情況作比較，鋰離子二次電池的性能則提昇。
(e)層積於層積平台上之袋裝正極及負極之層積體的最上面之垂直方向位置則呈略一定地加以維持地，層積平台下降之故，可將第1及第2吸付盤之垂直方向的移動量維持成一定。隨之，可簡單化層積機器手臂之構成。另外，無需於第1及第2機械臂部之前端部設置補正高度之機構，而可輕量化第1及第2機械臂部。由此，可高速化袋裝正極及負極的層積。
(f)因經由夾持器而按壓袋裝正極及負極之層積體之故，可防止層積時之袋裝正極及負極之位置偏移。隨之，可高精確度地層積袋裝正極及負極。
以上，對於本發明之實施形態已做過說明，但此等實施形態係不過是為了容易理解本發明所記載之單一例示，本發明並未限定於該實施形態者。本發明之技術範圍係不限於在上述實施形態等揭示之具體的技術事項，而亦包含可從此容易引導之各種變形，變更，代替技術等構成。
例如，在上述之實施形態中，舉例說明過交互層積夾入正極於間隔件所成之袋裝正極與負極的情況。但，交互層積夾入負極於間隔件所成之袋裝負極與正極亦可。
另外，經由本發明之層積裝置所形成之二次電池，亦不限定為從外裝材之同一的端部導出正極導線及負極導線 之形態的構成，例如，亦可為從外裝材之兩端各導出正極導線及負極導線之形態的二次電池。
本申請係主張依據提出申請於2011年4月7日之日本國特許願第2011-085788號，及提出申請於2012年3月23日之日本國特許願第2012-067848號之優先權，此等申請的全內容則援用於此。
[產業上之可利用性]
如根據本發明，於經由第1及第2把持部而加以把持之前，因調整間隔件-電極組裝體及第2電極之位置之故，第1及第2把持部係可以高位置精確度各把持間隔件-電極組裝體及第2電極。隨之，可效率佳且高精確度地層積間隔件-電極組裝體及第2電極。
10‧‧‧鋰離子二次電池
20‧‧‧袋裝正極(間隔件-電極組裝體)
22‧‧‧正極(第1電極)
30‧‧‧負極(第2電極)
40‧‧‧間隔件
100‧‧‧薄片層積裝置(層積裝置)
110‧‧‧層積機器手臂
111，112‧‧‧機械臂部
113‧‧‧L字狀機械臂
114，115‧‧‧吸付盤(把持部)
116‧‧‧驅動軸
117‧‧‧機械臂驅動部
120‧‧‧正極供給部
121‧‧‧正極供給平台(第1平台)
122，132‧‧‧平台驅動部(調整部)
126，136‧‧‧光源
127，137‧‧‧相機(攝影部)
130‧‧‧負極供給部
131‧‧‧負極供給平台(第2平台)
140‧‧‧層積部
141‧‧‧層積平台
142‧‧‧高度調整部
143‧‧‧夾持器
144‧‧‧夾持器驅動部
圖1係顯示鋰離子二次電池的外觀之斜視圖。
圖2係鋰離子二次電池的分解斜視圖。
圖3係袋裝正極及負極之平面圖。
圖4係顯示於袋裝正極重疊負極之樣子的平面圖。
圖5係顯示薄片層積裝置之概略平面圖。
圖6係顯示薄片層積裝置之斜視圖。
圖7係於圖6箭頭方向所視之正極供給部的正面圖。
圖8係正極供給部之平面圖。
圖9係層積部之斜視圖。
圖10係為了說明層積機器手臂之動作的圖。
圖11係於圖10後續的圖。
圖12係於圖11後續的圖。
圖13係於圖12後續的圖。
圖14係於圖13後續的圖。
圖15係於圖14後續的圖。
圖16係顯示於層積平台上層積袋裝正極時之層積機器手臂之各部動作之一例的時間圖。
圖17係顯示於層積平台上層積袋裝正極時之層積機器手臂之各部動作之另一例的時間圖。
圖18係為了說明層積部之動作的圖。
圖19係於圖18後續的圖。
圖20係於圖19後續的圖。
圖21係於圖20後續的圖。
圖22係於圖21後續的圖。
圖23係於圖22後續的圖。
圖24係顯示夾持器之變形例的斜視圖。
111、112‧‧‧機械臂部
113‧‧‧L字狀機械臂
116‧‧‧驅動軸
110‧‧‧層積機器手臂
100‧‧‧薄片層積裝置(層積裝置)
127、137‧‧‧相機(攝影部)
117‧‧‧機械臂驅動部
121‧‧‧正極供給平台(第1平台)
120‧‧‧正極供給部
20‧‧‧袋裝正極(間隔件-電極組裝體)
122、132‧‧‧平台驅動部(調整部)
126、136‧‧‧光源
143‧‧‧夾持器
140‧‧‧層積部
141‧‧‧層積平台
142‧‧‧高度調整部
114、115‧‧‧吸付盤(把持部)
130‧‧‧負極供給部
131‧‧‧負極供給平台(第2平台)
30‧‧‧負極(第2電極)

Claims (12)

  1. 一種層積裝置，係為了交互地層積夾入有第1電極於間隔件所成之間隔件-電極組裝體與和前述第1電極極性不同之第2電極的層積裝置，其特徵為具有：載置有前述間隔件-電極組裝體之第1平台；載置有前述第2電極之第2平台；交互層積前述間隔件-電極組裝體與前述第2電極之層積平台；調整前述第1平台之水平方向的位置，調整前述第1平台上之前述間隔件-電極組裝體的位置之第1調整部；調整前述第2平台之水平方向的位置，調整前述第2平台上之前述第2電極的位置之第2調整部；把持前述間隔件-電極組裝體，再解放之第1把持部及和把持前述第2電極，再解放之第2把持部；前述第1把持部往返移動在前述第1平台與前述層積平台之間，另一方面，前述第2把持部往返移動在前述層積平台與前述第2平台之間，於將在前述第1平台上調整位置之前述間隔件-電極組裝體，由前述第1把持部予以把持時，前述第2把持部係在前述層積平台上解放前述第2電極，對於前述第1把持部在前述層積平台上解放前述間隔件-電極組裝體時，係將在前述第2平台上調整位置之前述第2電極，由前述第2把持部予以把持。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之層積裝置，其中，前 述第1及第2把持部係呈將同一回轉軸為基準相互構成特定角度地加以配置，各設置於前述特定角度搖動之第1及第2機械臂部的前端，前述第1及第2平台係於前述回轉軸的周圍，與前述層積平台拉開前述特定角度的間隔而各加以配置。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項記載之層積裝置，其中，更具有拍攝載置於前述第1平台上之前述間隔件-電極組裝體，辨識前述第1平台上之前述間隔件-電極組裝體的位置之第1攝影部；及拍攝載置於前述第2平台上之前述第2電極，辨識前述第2平台上之前述第2電極的位置之第2攝影部；前述第1及第2調整部係依據經由前述第1及第2攝影部所辨識之位置的資訊，各調整前述間隔件-電極組裝體及前述第2電極之位置。
  4. 如申請專利範圍第3項記載之層積裝置，其中，前述第1攝影部係辨識前述間隔件-電極組裝體內部之前述第1電極之位置，前述第1調整部係調整前述間隔件-電極組裝體內部之前述第1電極之位置。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項任一項記載之層積裝置，其中，更具有層積於前述層積平台上之前述間隔件-電極組裝體與前述第2電極之層積體之最上面的垂直方向位置係呈加以維持於一定範圍內地，對應於前述間隔件-電極組裝體及前述第2電極之層積的進行，使前述層 積平台下降之高度調整部。
  6. 如申請專利範圍第5項記載之層積裝置，其中，更具有從上部按壓層積於前述層積平台之前述層積體的夾持器。
  7. 一種層積方法，係為了交互地層積夾入有第1電極於間隔件所成之間隔件-電極組裝體與和前述第1電極極性不同之第2電極的層積方法，其特徵為在載置有前述間隔件-電極組裝體之第1平台，和交互層積前述間隔件-電極組裝體與前述第2電極之層積平台之間，使第1把持部往返移動，另一方面，在前述層積平台與載置有前述第2電極之第2平台之間，使第2把持部往返移動，於使經由調整前述第1平台之水平方向之位置而在該第1平台上調整位置之前述間隔件-電極組裝體，由前述第1把持部予以把持時，於前述第2把持部，在前述層積平台上使前述第2電極解放，對於於前述第1把持部，在前述層積平台上使前述間隔件-電極組裝體解放時，使經由調整前述第2平台之水平方向之位置而在該第2平台上調整位置之前述第2電極，由前述第2把持部予以把持。
  8. 如申請專利範圍第7項記載之層積方法，其中，前述第1及第2把持部係呈將同一回轉軸為基準相互構成特定角度地加以配置，各設置於前述特定角度搖動之第1及第2機械臂部的前端，前述第1及第2平台係於前述回轉軸的周圍，與前述 層積平台拉開前述特定角度的間隔而各加以配置。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項記載之層積方法，其中，將載置於前述第1平台上之前述間隔件-電極組裝體，經由第1攝影部而攝影，藉以辨識前述第1平台上之前述間隔件-電極組裝體之位置，而將載置於前述第2平台上之前述第2電極，經由第2攝影部而攝影，藉以辨識前述第2平台上之前述第2電極之位置，依據前述所辨識之位置的資訊，各調整前述間隔件-電極組裝體及前述第2電極之位置。
  10. 如申請專利範圍第9項記載之層積方法，其中，經由前述第1攝影部而辨識前述間隔件-電極組裝體內部之前述第1電極之位置，調整前述間隔件-電極組裝體內部之前述第1電極之位置。
  11. 如申請專利範圍第7項至第10項任一項記載之層積方法，其中，層積於前述層積平台上之前述間隔件-電極組裝體與前述第2電極之層積體之最上面的垂直方向位置係呈加以維持於一定範圍內地，對應於前述間隔件-電極組裝體及前述第2電極之層積的進行，使前述層積平台下降。
  12. 如申請專利範圍第11項記載之層積方法，其中，藉由夾持器從上部按壓層積於前述層積平台之前述層積體者。
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