JP2020092016A - 蓄電装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パレットのメンテナンス性を向上できる蓄電装置の製造装置を提供する。【解決手段】二次電池の製造装置３０は、電極組立体１２が載置された状態で搬送されるパレット４０を備える。パレット４０は、板状の台座部４１と、台座部４１に重ねて配置されるとともに上面４２ａに電極組立体１２が載置されるステンレス製の上板部４２と、台座部４１に設けられ、上板部４２とともに電極組立体１２を積層方向に挟持するクランプ４３とを有する。二次電池の製造装置３０は、パレット４０及び電極組立体１２を加圧する第１及び第２加圧部６１，６２と、電極組立体１２の積層方向への寸法を測定する測定装置５０とを備える。測定装置５０は、第１センサ５１が検出した第１加圧部６１の上面６３ａの位置と、第２センサ５２が検出した上板部４２の上面４２ａの位置とに基づいて電極組立体１２の寸法を算出する。上板部４２は、台座部４１に対し着脱可能である。【選択図】図６

Description

本発明は、電極組立体が載置され、電極組立体とともに搬送されるパレットと、電極組立体及びパレットを加圧する一対の加圧部と、電極組立体の積層方向への寸法を測定する測定装置とを備える蓄電装置の製造装置に関する。

従来から、ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、電動機などへの供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などが搭載されている。二次電池には、複数枚のシート状の正極電極及び負極電極がセパレータを介して積層された電極組立体と、電極組立体を収容するケースと、正極電極及び負極電極の積層方向における電極組立体の端面とケースの内面との間に介在する充填部材とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。充填部材は、電極組立体の積層方向の端面とケース本体の内面との間に隙間が生じることを抑制するための部材である。充填部材は、例えば、複数枚の充填シートが電極組立体の積層方向の端面に積層されることによって形成される。

このような二次電池の製造方法は、複数枚の正極電極及び負極電極をセパレータを介して積層して電極組立体を形成する第１積層工程を備える。第１積層工程にて製造された電極組立体は、パレットに載置される。電極組立体の搬送は、電極組立体が載置されたパレットを搬送することによって行われる。

例えば、特許文献２に開示のシート積層装置に用いられるパレットは、積層体（電極組立体）が載置される台座部と、台座部に設けられ、台座部とともに積層体を挟持するクランプとを備える。クランプによって積層体を積層方向に挟持することにより、積層体の搬送中にシート（電極）が積層ずれすることを抑制できる。

ところで、電極組立体の積層方向の寸法は、電極が有する活物質層の厚みのばらつきによって電極組立体毎に異なることが知られている。このため、電極組立体の積層方向への寸法に応じて、電極組立体に積層する充填シートの枚数を変更し、積層方向における充填部材の厚みを調整する必要がある。

よって、二次電池の製造方法は、第１積層工程後に電極組立体の積層方向への寸法を測定する測定工程と、測定工程にて測定した電極組立体の寸法に応じて充填シートの枚数を決定し、電極組立体の積層方向の端面に充填シートを積層する第２積層工程とを備える。測定工程において、電極の湾曲等によって、正極電極とセパレータが密接していない場合や、負極電極とセパレータとが密接していない場合、電極組立体の積層方向への寸法を正確に測定できない。このため、測定工程では、電極組立体の積層方向の両側に配置された一対の加圧部によって、パレットとパレットに載置された電極組立体を積層方向に加圧することで、正極電極とセパレータ、及び負極電極とセパレータとを密接させた状態で測定を行う。

電極組立体の積層方向への寸法を測定するための具体的な測定方法としては、例えば、一対の加圧部のうち、電極組立体側に位置する一方の加圧部の上面の位置と、パレットの台座部の上面の位置とを検出し、各位置の差分から一方の加圧部の厚みを減算する方法がある。

特開２０１５−１９１７２５号公報 特開２００９−２０６０４６号公報

上述の測定方法では、パレットの台座部の上面の位置を用いて電極組立体の積層方向への寸法を算出するため、台座部の上面には高い平面度が要求される。台座部の上面が破損すると台座部の上面の位置を正確に検出できなくなるため、電極組立体の寸法の測定が困難になる。よって、パレットの交換が必要になる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、パレットのメンテナンス性を向上できる蓄電装置の製造装置を提供することにある。

上記問題点を解決するための蓄電装置の製造装置は、複数枚の正極電極及び負極電極がセパレータを介して積層された電極組立体が載置され、前記電極組立体とともに搬送されるパレットと、前記パレット、及び前記パレットに載置された前記電極組立体を、前記正極電極及び前記負極電極の積層方向の両側から加圧する一対の加圧部と、前記一対の加圧部によって加圧された状態の前記電極組立体の積層方向への寸法を測定する測定装置と、を備え、前記パレットは、板状の台座部と、前記台座部に重ねて配置されるとともに上面に前記電極組立体が載置されるステンレス製又はセラミック製の上板部と、前記台座部に設けられ、前記上板部とともに前記電極組立体を前記積層方向に挟持するクランプとを有し、前記測定装置は、前記一対の加圧部のうち、前記電極組立体側に位置する一方の加圧部の検出面の位置を検出する第１センサと、前記パレットの上板部の上面の位置を検出する第２センサとを備え、前記第１センサ及び前記第２センサの検出結果に基づいて前記電極組立体の積層方向への寸法を算出し、前記上板部は、前記台座部に対し着脱可能であることを要旨とする。

これによれば、パレットの上板部の上面は、測定装置の第２センサによって位置が検出され、電極組立体の積層方向への寸法の測定に用いられる。上板部は、台座部に対して着脱可能である。また、上板部とともに電極組立体を挟持するクランプは、台座部に設けられている。このため、上板部の上面が損傷して電極組立体の寸法の測定が困難になり、上板部の交換が必要になった場合であっても、上板部のみを交換すればよく、台座部及びクランプの交換は不要である。つまり、パレット全体の交換が不要である。よって、パレットのメンテナンス性が向上する。

また、上記蓄電装置の製造装置について、前記上板部は、ボルトによって前記台座部に取り付けられているのが好ましい。
これによれば、ボルトを螺脱するだけで台座部から上板部を取り外すことができるため、上板部の交換作業が容易になる。

本発明によれば、パレットのメンテナンス性を向上できる。

二次電池の分解斜視図。 二次電池の断面図。 パレットの分解斜視図。 パレットの斜視図。 加圧装置及びパレットの斜視図。 測定工程の断面図。 測定工程の平面図。

以下、蓄電装置の製造装置を二次電池の製造装置に具体化した一実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。
まず、本実施形態の二次電池の製造装置によって製造される二次電池１０について説明する。

図１及び図２に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、直方体状のケース１１と、ケース１１に収容された電極組立体１２とを備える。ケース１１は、有底四角筒状のケース本体１３と、ケース本体１３の開口部１３ａを閉塞する長方形の蓋１４とを有する。ケース本体１３は、長方形状の底壁１３ｂと、底壁１３ｂの一対の長側縁部から立設された一対の長側壁１３ｃと、底壁１３ｂの一対の短側縁部から立設された一対の短側壁１３ｄとを有する。よって、二次電池１０は、その外観が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池１０は、リチウムイオン二次電池である。

図２に示すように、電極組立体１２は、複数枚の電極収納セパレータ２１と、複数枚の負極電極２２とを備える。電極組立体１２は、電極収納セパレータ２１と負極電極２２とを交互に積層した層状構造を有する。電極収納セパレータ２１は、正極電極２３と、正極電極２３を収容するセパレータとしての袋状セパレータ２４とを備える。正極電極２３及び負極電極２２は、袋状セパレータ２４を構成するセパレータ部材２４ａ，２４ｂを介して積層されている。

負極電極２２及び正極電極２３はそれぞれ、矩形シート状の集電体２５ａと、集電体２５ａの両面に存在する活物質層２５ｂと、集電体２５ａの一対の長縁部のうちの一方の長縁部の一部から突出したタブ２６とを有する。タブ２６は、活物質層２５ｂが存在せず、集電体２５ａそのもので構成されている。負極電極２２の長手方向の寸法は、正極電極２３の長手方向の寸法よりも大きく、負極電極２２の短手方向の寸法は、正極電極２３の短手方向の寸法よりも大きい。つまり、負極電極２２の外形は、正極電極２３の外形よりも一回り大きい。

袋状セパレータ２４は、互いに対峙する２枚の矩形シート状のセパレータ部材２４ａ，２４ｂによって構成されている。各セパレータ部材２４ａ，２４ｂは、絶縁性を有する樹脂製（例えばポリエチレン製）である。２枚のセパレータ部材２４ａ，２４ｂの外形は、同形状かつ同サイズである。各セパレータ部材２４ａ，２４ｂの長手方向の寸法は、正極電極２３の長手方向の寸法よりも大きく、各セパレータ部材２４ａ，２４ｂの短手方向の寸法は、正極電極２３の短手方向の寸法よりも大きい。つまり、各セパレータ部材２４ａ，２４ｂの外形は、正極電極２３の外形よりも一回り大きい。

各セパレータ部材２４ａ，２４ｂは、正極電極２３を挟んだ状態で正極電極２３の各縁部よりも外側にはみ出したはみ出し部２４１を各縁部に有する。袋状セパレータ２４は、２枚のセパレータ部材２４ａ，２４ｂのはみ出し部２４１同士を溶着して形成される。正極のタブ２６の先端部は、袋状セパレータ２４の外部に突出する。袋状セパレータ２４の長手方向の寸法は、負極電極２２の長手方向の寸法と等しく、袋状セパレータ２４の短手方向の寸法は、負極電極２２の短手方向の寸法と等しい。袋状セパレータ２４は、各縁部が負極電極２２の各縁部に沿うように負極電極２２に積層される。

電極組立体１２は、正極のタブ２６が積層方向の一端側に寄せ集められて積層された正極のタブ群１５と、負極のタブ２６が積層方向の一端側に寄せ集められて積層された負極のタブ群１５とを有する。電極組立体１２において、正極及び負極のタブ群１５が存在する端面をタブ側端面１２ａとし、タブ側端面１２ａとは反対側の端面を底側端面１２ｂとする。タブ側端面１２ａは、電極収納セパレータ２１における正極電極２３のタブ２６が突出する一方の長縁部と、負極電極２２におけるタブ２６が突出する一方の長縁部とが積層されて構成されている。タブ側端面１２ａは、蓋１４の内面と向かい合う面である。底側端面１２ｂは、電極収納セパレータ２１の他方の長縁部と、負極電極２２の他方の長縁部とが積層されて構成されている。底側端面１２ｂは、ケース本体１３の底壁１３ｂの内面と向かい合う面である。

また、電極組立体１２において、積層方向の一端に位置する端面を第１端面１２ｃとし、積層方向の他端に位置する端面を第２端面１２ｄとする。第１端面１２ｃは、積層方向の一端に位置する負極電極２２によって構成され、第２端面１２ｄは、積層方向の他端に位置する負極電極２２によって構成されている。第１端面１２ｃは、ケース本体１３の一方の長側壁１３ｃの内面と向かい合う面であり、第２端面１２ｄは、ケース本体１３の他方の長側壁１３ｃの内面と向かい合う面である。また、電極組立体１２において、タブ側端面１２ａ及び底側端面１２ｂと直交するとともに、積層方向に沿う一方の端面を第３端面１２ｅとし、タブ側端面１２ａ及び底側端面１２ｂと直交するとともに積層方向に沿う他方の端面を第４端面１２ｆとする。第３端面１２ｅは、電極収納セパレータ２１の一方の短縁部と、負極電極２２の一方の短縁部とが積層されて構成されている。第３端面１２ｅは、ケース本体１３の一方の短側壁１３ｄの内面と向かい合う面である。第４端面１２ｆは、電極収納セパレータ２１の他方の短縁部と、負極電極２２の他方の短縁部とが積層されて構成されている。第４端面１２ｆは、ケース本体１３の他方の短側壁１３ｄの内面と向かい合う面である。

ところで、電極組立体１２の積層方向への寸法は、ケース本体１３の長側壁１３ｃの内面同士の距離よりも僅かに小さいのが好ましい。電極組立体１２の積層方向への寸法がケース本体１３の長側壁１３ｃの内面同士の距離よりも大きい場合、電極組立体１２をケース本体１３に収容できない。一方、電極組立体１２の積層方向への寸法がケース本体１３の長側壁１３ｃの内面同士の距離よりも小さい場合、電極組立体１２がケース本体１３に収容された状態において、電極組立体１２の第１端面１２ｃとケース本体１３の一方の長側壁１３ｃの内面との間や、電極組立体１２の第２端面１２ｄとケース本体１３の他方の長側壁１３ｃの内面との間に隙間が生じる。このような隙間があると、ケース本体１３内で電極組立体１２が積層方向に移動してしまうため好ましくない。このため、製造される全ての電極組立体１２について、積層方向への寸法がケース本体１３の長側壁１３ｃの内面同士の距離よりも僅かに小さくなるように形成されるのが好ましい。しかしながら、例えば、負極電極２２及び正極電極２３の活物質層２５ｂの厚みのばらつきにより、電極組立体１２の積層方向への寸法は電極組立体１２毎に異なる。

図１及び図２に示すように、二次電池１０は、複数枚の充填シート１７が積層された充填シート束Ｗを備える。充填シート束Ｗは、電極組立体１２の積層方向への寸法がケース本体１３の長側壁１３ｃの内面同士の距離よりも小さい場合に生じる電極組立体１２とケース本体１３の内面との隙間を充填するために用いられる。充填シート束Ｗの厚みは、電極組立体１２の積層方向への寸法に基づいて設定され、充填シート束Ｗを構成する充填シート１７の枚数は、設定された充填シート束Ｗの厚みを充填シート１７の１枚当たりの厚みによって除算することにより設定される。本実施形態の充填シート束Ｗは、４枚の充填シート１７によって構成されている。

充填シート束Ｗは、電極組立体１２の第２端面１２ｄと、ケース本体１３の他方の長側壁１３ｃの内面との間に位置する。充填シート１７の積層方向は、電極収納セパレータ２１及び負極電極２２の積層方向と一致する。各充填シート１７は、長方形である。各充填シート１７の長手方向の寸法は、負極電極２２及び袋状セパレータ２４それぞれの長手方向の寸法と同じである。よって、各充填シート１７の長手方向の寸法は、正極電極２３の長手方向の寸法よりも大きい。また、各充填シート１７の短手方向は、負極電極２２及び袋状セパレータ２４それぞれの短手方向の寸法と同じである。よって、充填シート１７の短手方向の寸法は、正極電極２３の短手方向の寸法よりも大きい。また、充填シート１７は、各縁部が負極電極２２及び袋状セパレータ２４の各縁部に沿うように配置される。よって、充填シート１７の各縁部は、正極電極２３の各縁部よりも外側に位置する。充填シート１７は、袋状セパレータ２４と同様、樹脂製である。充填シート束Ｗ及び電極組立体１２は、図示しないテープによって一体化される。

二次電池１０は、電極組立体１２を覆う絶縁シート２７（図１では図示せず）を備える。絶縁シート２７は、電極組立体１２の底側端面１２ｂとケース本体１３の底壁１３ｂの内面との間、及び電極組立体１２の第１端面１２ｃとケース本体１３の一方の長側壁１３ｃの内面との間に位置する。また、絶縁シート２７は、電極組立体１２の第３端面１２ｅ及び第４端面１２ｆと、ケース本体１３の各短側壁１３ｄの内面との間に位置する。絶縁シート２７は、電極組立体１２とケース本体１３とを絶縁する。絶縁シート２７は、充填シート束Ｗと、ケース本体１３の他方の長側壁１３ｃの内面との間に位置する。ケース本体１３の底壁１３ｂと蓋１４とが向かい合う方向において、絶縁シート２７の先端は、電極組立体１２のタブ側端面１２ａと蓋１４の内面との間に位置する。

二次電池１０は、電極組立体１２から電気を取り出すための正極及び負極の端子構造１８を備える。各端子構造１８は、タブ群１５と接合された板状の導電部材１８ａと、導電部材１８ａから突出する棒状の電極端子１８ｂとを有する。各電極端子１８ｂは、蓋１４を貫通してケース１１の外部に突出し、ケース１１の内外を繋ぐ。各電極端子１８ｂには、二次電池１０同士を電気的に接続する図示しない外部装置としてのバスバーが固定可能である。各端子構造１８は、電極組立体１２とバスバーとを電気的に接続している。二次電池１０は、蓋１４と各端子構造１８の電極端子１８ｂとを絶縁するための絶縁リング１９を備える。

次に、二次電池１０の製造方法について説明する。
二次電池１０の製造方法は、複数枚の電極収納セパレータ２１と複数枚の負極電極２２とを交互に積層し、電極組立体１２を製造する第１積層工程を備える。第１積層工程において製造された電極組立体１２は、パレット４０に載置される。二次電池１０の製造工程において、電極組立体１２の搬送は、電極組立体１２が載置されたパレット４０を図示しない搬送装置によって搬送することで行われる。パレット４０は、二次電池の製造装置３０の一部である。

二次電池１０の製造方法は、測定装置５０によって、電極組立体１２の積層方向への寸法を測定する測定工程を備える。測定工程において、電極収納セパレータ２１及び負極電極２２の湾曲等により、電極収納セパレータ２１と負極電極２２とが密接していない場合や、電極収納セパレータ２１において正極電極２３とセパレータ部材２４ａ，２４ｂとが密接していない場合、電極組立体１２の積層方向への寸法を正確に測定することができない。このため、測定工程では、加圧装置６０によって、パレット４０及びパレット４０に載置された電極組立体１２を積層方向の両側から加圧した状態で測定を行う。この場合、電極収納セパレータ２１と負極電極２２とを密接させるとともに、電極収納セパレータ２１において正極電極２３とセパレータ部材２４ａ，２４ｂとを密接させた状態で、電極組立体１２の積層方向への寸法を測定できる。測定装置５０及び加圧装置６０は、二次電池の製造装置３０の一部である。

二次電池１０の製造方法は、測定工程で測定された電極組立体１２の積層方向への寸法に応じて充填シート１７の枚数を決定し、決定した枚数の充填シート１７を電極組立体１２の積層方向の端面に積層することで、電極組立体１２に充填シート束Ｗを配置する第２積層工程を備える。また、二次電池１０の製造方法は、電極組立体１２及び充填シート束Ｗをテープによって一体化する一体化工程を備える。

次に、パレット４０について図３及び図４を参照して説明する。
図３及び図４に示すように、パレット４０は、矩形板状の台座部４１と、台座部４１の上面４１ａに重ねて配置された矩形板状の上板部４２とを備える。

台座部４１の材質及び厚みは、図５に示す加圧装置６０からの加圧力に耐えられる材質及び厚みに設定される。本実施形態の台座部４１は、鋼板である。台座部４１の長手方向及び短手方向の寸法は、積層方向から見た電極組立体１２の長手方向及び短手方向の寸法よりも大きい。

台座部４１は、一対の短縁部のうちの一方の短縁部に、他方の短縁部に向けて凹む第１凹部４１ｂを有するとともに、他方の短縁部に、一方の短縁部に向けて凹む第１凹部４１ｂを有する。各第１凹部４１ｂは、短手方向に沿う底部４１１と、底部４１１と台座部の短縁部とを繋ぐ一対の接続部４１２とを有する。台座部４１の長手方向における２つの第１凹部４１ｂの底部４１１の距離は、積層方向から見た電極組立体１２の長手方向の寸法よりも短い。また、各第１凹部４１ｂにおける一方の接続部４１２と他方の接続部４１２との距離は、積層方向から見た電極組立体１２の短手方向の寸法よりも短い。

台座部４１は、板厚方向に貫通する４つの第１取付孔４１ｃを備える。４つの第１取付孔４１ｃのうち、２つの第１取付孔４１ｃは、台座部４１の短手方向において一方の第１凹部４１ｂを挟む位置に配置され、他の２つの第１取付孔４１ｃは、台座部４１の短手方向において他方の第１凹部４１ｂを挟む位置に配置される。各第１取付孔４１ｃは、台座部４１の下面側が拡径した形状である。

上板部４２の材質及び厚みは、加圧装置６０からの加圧力に耐えられる材質及び厚みに設定される。本実施形態の上板部４２は、ステンレス（ＳＵＳ３０３）板である。上板部４２の長手方向の寸法は、積層方向から見た電極組立体１２の長手方向の寸法よりも長く、上板部４２の短手方向の寸法は、積層方向から見た電極組立体１２の短手方向の寸法とほぼ同じである。上板部４２の上面４２ａは、電極組立体１２が載置される面である。上板部４２は、上面４２ａの凹凸が電極組立体１２の積層方向への寸法の測定に求められる精度よりも十分小さくなるように加工される。

上板部４２は、一対の短縁部のうちの一方の短縁部に、他方の短縁部に向けて凹む第２凹部４２ｂを有するとともに、他方の短縁部に、一方の短縁部に向けて凹む第２凹部４２ｂを有する。各第２凹部４２ｂは、短手方向に沿う底部４２１と、底部４２１と台座部の短縁部とを繋ぐ一対の接続部４２２とを有する。上板部４２の長手方向における２つの第２凹部４２ｂの底部４１１の距離は、台座部４１の長手方向における２つの第１凹部４１ｂの底部４１１の距離と等しい。また、各第２凹部４２ｂにおける一方の接続部４２２と他方の接続部４２２との距離は、各第１凹部４１ｂにおける一方の接続部４１２と他方の接続部４１２との距離と等しい。

上板部４２は、下面に形成された４つの第２取付孔４２ｃを備える。４つの第２取付孔４２ｃのうち、２つの第２取付孔４２ｃは、上板部４２の短手方向において一方の第２凹部４２ｂを挟む位置に配置され、他の２つの第２取付孔４２ｃは、上板部４２の短手方向において他方の第２凹部４２ｂを挟む位置に配置される。各第２取付孔４２ｃは、内周面に雌ねじを有する。

上板部４２は、台座部４１の上面４１ａと上板部４２の下面とが対向するように重ねられた状態で、台座部４１に対し着脱可能に取り付けられている。本実施形態では、台座部４１の第１取付孔４１ｃに挿通されたボルトＢが上板部４２の第２取付孔４２ｃに螺合されることで、上板部４２は台座部４１に取り付けられている。なお、ボルトＢは、軸部が第１取付孔４１ｃに挿通されるだけでなく頭部も第１取付孔４１ｃに収容され、台座部４１の下面から突出しないようになっている。

図４に示すように、上板部４２が台座部４１の上側に重ねられた状態において、上板部４２の第２凹部４２ｂの底部４２１及び接続部４２２は、台座部４１の第１凹部４１ｂの底部４１１及び接続部４１２と面一である。

パレット４０は、台座部４１の上面４１ａに設けられ、上板部４２の上面４２ａとともに電極組立体１２を積層方向に挟持する４つのクランプ４３を備える。４つのクランプ４３のうち、２つのクランプ４３は、台座部４１の長手方向の一端側に配置されるとともに、第１凹部４１ｂを台座部４１の短手方向に挟むように位置する。他の２つのクランプ４３は、台座部４１の長手方向の他端側に配置されるとともに、第１凹部４１ｂを台座部４１の短手方向に挟むように位置している。上板部４２は、台座部４１の短手方向に並ぶクランプ４３の間に配置される。

各クランプ４３は、台座部４１の上面４１ａから突出する突出部４４と、各突出部４４の先端に取り付けられた爪部４５とを備える。各突出部４４は、回転軸４４ａと、回転軸４４ａを中心に爪部４５を回動させる図示しない駆動部とを有する。各爪部４５は、駆動部により、パレット４０の平面視において、上板部４２と重なる挟持位置（図４参照）と、上板部４２と重ならない非挟持位置（図３参照）とで移動可能である。

電極組立体１２は、積層方向の一端面が上板部４２の上面４２ａと対向するようにパレット４０上に配置される。また、電極組立体１２は、積層方向から見た電極組立体１２の長手方向及び短手方向が台座部４１及び上板部４２の長手方向及び短手方向と一致するようにパレット４０上に配置される。各爪部４５が挟持位置にあるとき、電極組立体１２の四隅の部分は、爪部４５と上板部４２の上面４２ａとによって積層方向に挟持される。一方、各爪部４５が非挟持位置にあるとき、電極組立体１２は、爪部４５と上板部４２の上面４２ａとによって挟持されない。各爪部４５は、電極組立体１２がパレット４０に載置される前は非挟持位置にあり、電極組立体１２がパレット４０に載置された後、挟持位置に移動する。

図４に示すように、電極組立体１２がパレット４０に載置された状態において、上板部４２の長手方向の両端部は、電極組立体１２よりも外側まではみ出している。上板部４２の上面４２ａにおける電極組立体１２からはみ出した部分は、測定工程において電極組立体１２の積層方向への寸法を測定する際に用いられる部分である。

次に、加圧装置６０について図５〜図７を参照して説明する。
図５及び図６に示すように、加圧装置６０は、上下方向に対をなす加圧部としての第１加圧部６１と第２加圧部６２とを備える。

第１加圧部６１は、第２加圧部６２よりも上側に配置される。第１加圧部６１は、矩形板状の第１加圧プレート６３と、第１加圧プレート６３の検出面としての上面６３ａに固定された矩形板状のカバー６４とを備える。本実施形態の第１加圧プレート６３はアルミナ製であり、カバー６４はステンレス製である。図７に示すように、第１加圧プレート６３及びカバー６４の長手方向の寸法は、積層方向から見た電極組立体１２の長手方向の寸法よりも僅かに大きく、上板部４２の長手方向の寸法よりも小さい。第１加圧プレート６３及びカバー６４の短手方向の寸法は、積層方向から見た電極組立体１２の短手方向の寸法よりも僅かに大きい。第１加圧プレート６３の下面６３ｂは、電極組立体１２と対向する面であり、第１加圧プレート６３の上面６３ａは、測定工程において電極組立体１２の積層方向への寸法を測定する際に用いられる面である。

第１加圧プレート６３は、一対の長縁部のうちの一方の長縁部に、他方の長縁部に向けて凹む２つの溝６３ｃを有する。また、第１加圧プレート６３は、一対の長縁部のうちの他方の長縁部に、一方の長縁部に向けて凹む２つの溝６３ｃを有する。第１加圧プレート６３の同じ長縁部に存在する２つの溝６３ｃはそれぞれ、第１加圧プレート６３の長手方向に並び、２つの溝６３ｃの間隔は、挟持位置に位置する２つの爪部４５の台座部４１の長手方向への間隔と等しい。

カバー６４は、板状の第１カバー部６４１と板状の第２カバー部６４２とが上下方向に重ねられて構成された２層構造である。上下方向において、第１カバー部６４１は、第１加圧プレート６３と第２カバー部６４２との間に配置されるとともに、第１カバー部６４１の下面は第１加圧プレート６３の上面６３ａに固定されている。カバー６４は、第１カバー部６４１及び第２カバー部６４２を上下方向に貫通する４つの貫通孔６４ａを有する。４つの貫通孔６４ａは、カバー６４の四隅の各部分に位置する。

第２カバー部６４２は、下面から上面に向けて凹む収容部６４ｂと、収容部６４ｂの底面と第２カバー部６４２の上面とを連通させる連通孔６４ｃとを有する。カバー６４の平面視において、収容部６４ｂ及び連通孔６４ｃは円形状であり、収容部６４ｂの径は、連通孔６４ｃの径よりも大きい。

第１加圧部６１は、円柱状の軸部６６と、軸部６６の先端に接続された円柱状の頭部６７とを有する揺動部６５を備える。頭部６７の径は、軸部６６の径よりも大きい。頭部６７の上端部６７ａは平面状であり、頭部６７の下端部６７ｂは湾曲した形状である。頭部６７は、カバー６４の収容部６４ｂに収容され、軸部６６は、カバー６４の連通孔６４ｃに挿通されている。上下方向における頭部６７の寸法は、上下方向における収容部６４ｂの寸法よりも小さい。また、軸部６６の径は、連通孔６４ｃの径よりも小さい。

第１加圧部６１に対し上向きの力が作用していない状態では、収容部６４ｂの底面６４ｓと頭部６７の上端部６７ａとが接触し、頭部６７の下端部６７ｂと第１カバー部６４１の上面との間に隙間が形成される。第１加圧部６１に対し上向きの力が作用した状態では、収容部６４ｂの底面６４ｓと頭部６７の上端部６７ａとの間に隙間が形成され、頭部６７の下端部６７ｂと第１カバー部６４１の上面とは接触する。このとき、第１加圧プレート６３及びカバー６４は揺動可能である。

第２加圧部６２は、支持板６８と、支持板６８の上面に固定された第２加圧プレート６９と、支持板６８に接続され、支持板６８及び第２加圧プレート６９を上下方向に移動させるモータ７０とを備える。第２加圧プレート６９は、アルミナ製である。第２加圧プレート６９の上面６９ａは、パレット４０が載置される面であり、パレット４０の台座部４１の下面と対向する。

次に、測定装置５０について図５〜図７を参照して説明する。
図５及び図７に示すように、測定装置５０は、第１加圧プレート６３の上面６３ａの位置を検出するための４つの第１センサ５１と、パレット４０の上板部４２の上面４２ａの位置を検出するための３つの第２センサ５２とを備える。図６に示すように、各第１センサ５１は、カバー６４の各貫通孔６４ａに挿通されることによって、第１加圧プレート６３の上面６３ａの四隅に接触可能である。各第２センサ５２は、パレット４０の上板部４２の上面４２ａの四隅のうちの３つに接触可能である。

測定装置５０は、各第１センサ５１及び各第２センサ５２に接続された算出部５３を備える。算出部５３は、各第１センサ５１が検出した第１加圧プレート６３の上面６３ａの位置と、各第２センサ５２が検出したパレット４０の上板部４２の上面４２ａの位置とに基づいて、電極組立体１２の積層方向への寸法を算出する。

次に、測定工程について詳述する。
まず、測定の準備段階として、厚みが既知（例えば、厚みＸ）である金属製のダミーワークを用意し、パレット４０及びパレット４０に載置されたダミーワークを第１加圧プレート６３と第２加圧プレート６９とによって挟持する。このとき、ダミーワークの厚み方向と第１加圧プレート６３及び第２加圧プレート６９による挟持の方向とを一致させる。次に、第１センサ５１を第１加圧プレート６３の上面６３ａに接触させて、第１加圧プレート６３の上面６３ａの位置を検出するとともに、第２センサ５２をパレット４０の上板部４２の上面４２ａに接触させて、上板部４２の上面４２ａの位置を検出する。そして、第１加圧プレート６３と第２加圧プレート６９とによって厚みＸのダミーワークを挟持したときのパレット４０の上板部４２の上面４２ａから第１加圧プレート６３の上面６３ａまでの距離を算出部５３に記憶させる。

次に、第１加圧部６１の第１加圧プレート６３の下面６３ｂと、第２加圧部６２の第２加圧プレート６９の上面６９ａとの間隔を広げ、パレット４０及びダミーワークを除去する。また、図５に示すように、測定装置５０の各第１センサ５１を第１加圧プレート６３の上面６３ａに接触しない位置に移動させるとともに、各第２センサ５２を上下方向において第１センサ５１と同じ高さまで移動させる。

次に、第１積層工程にて製造された電極組立体１２が載置されたパレット４０が、図示しない搬送装置によって、測定工程が行われる位置まで搬送される。つまり、パレット４０、及びパレット４０に載置された電極組立体１２が、第１加圧部６１と第２加圧部６２との間に配置される。パレット４０は、第２加圧プレート６９の上面６９ａに載置され、電極組立体１２におけるパレット４０とは反対側の端面は、第１加圧部６１の第１加圧プレート６３の下面６３ｂと対向する。

次に、第２加圧部６２が備えるモータ７０によって、支持板６８及び第２加圧プレート６９を上昇させる。これにより、電極組立体１２及びパレット４０は、第１加圧部６１の第１加圧プレート６３と第２加圧部６２の第２加圧プレート６９とによって、積層方向の両側から挟まれて加圧される。このとき、パレット４０の各爪部４５は、第１加圧プレート６３の各溝６３ｃに入り込むため、パレット４０と第１加圧プレート６３とは干渉しない。電極組立体１２が積層方向に加圧されることにより、電極収納セパレータ２１と負極電極２２とは密接し、電極収納セパレータ２１において正極電極２３とセパレータ部材２４ａ，２４ｂとは密接する。

本実施形態では、第１加圧部６１及び第２加圧部６２によって電極組立体１２及びパレット４０を加圧した状態において、第１加圧部６１の第１加圧プレート６３には、電極組立体１２及びパレット４０を介して上向きの力が作用する。このため、揺動部６５の頭部６７の下端部６７ｂと第１カバー部６４１の上面とが接触する一方で、収容部６４ｂの底面６４ｓと頭部６７の上端部６７ａとの間に隙間が形成される。

ここで、電極組立体１２を構成する負極電極２２及び正極電極２３において、活物質層２５ｂの厚みが負極電極２２及び正極電極２３の面方向でばらついていると、電極組立体１２の積層方向の端面は、積層方向と直交する面に対して傾くことがある。この場合、揺動部６５の頭部６７は、電極組立体１２の積層方向の端面の傾きに応じて揺動する。すると、第１加圧プレート６３及びカバー６４も一体に揺動し、第１加圧プレート６３の下面６３ｂは、電極組立体１２の積層方向の端面の傾きに倣う。これにより、電極組立体１２に作用する面圧のばらつきが小さい状態で、電極組立体１２を加圧できる。

そして、第１加圧部６１及び第２加圧部６２による電極組立体１２及びパレット４０への加圧を続けた状態で、測定装置５０によって電極組立体１２の積層方向への寸法を測定する。具体的には、各第１センサ５１をカバー６４の各貫通孔６４ａに挿通し、第１加圧プレート６３の上面６３ａに接触させ、第１加圧プレート６３の上面６３ａの位置を検出する。また、各第２センサ５２をパレット４０の上板部４２の上面４２ａに接触させ、上板部４２の上面４２ａの位置を検出する。そして、算出部５３は、検出された第１加圧プレート６３の上面６３ａの位置と、上板部４２の上面４２ａの位置とに基づいて、電極組立体１２の積層方向への寸法を算出する。

具体的には、測定対象の電極組立体１２の積層方向への寸法が、ダミーワークの厚みＸと同じ場合、パレット４０の上板部４２の上面４２ａから第１加圧プレート６３の上面６３ａまでの距離は、算出部５３が記憶した距離と同じ距離になる。このとき、算出部５３は、測定対象の電極組立体１２の積層方向の寸法としてＸを出力する。

測定対象の電極組立体１２の積層方向への寸法が、ダミーワークの厚みＸよりも大きい場合、パレット４０の上板部４２の上面４２ａから第１加圧プレート６３の上面６３ａまでの距離は、算出部５３が記憶した距離よりも長くなる。このとき、算出部５３は、厚みＸのダミーワークを挟持したときのパレット４０の上板部４２の上面４２ａから第１加圧プレート６３の上面６３ａまでの距離と、測定時のパレット４０の上板部４２の上面４２ａから第１加圧プレート６３の上面６３ａまでの距離との差分αを算出する。そして、算出部５３は、ダミーワークの厚みＸに対し、算出した差分αを加算することにより、測定対象の電極組立体１２の積層方向への寸法としてＸ＋αを出力する。

測定対象の電極組立体１２の積層方向への寸法が、ダミーワークの厚みＸよりも小さい場合、パレット４０の上板部４２の上面４２ａから第１加圧プレート６３の上面６３ａまでの距離は、算出部５３が記憶した距離よりも短くなる。このとき、算出部５３は、厚みＸのダミーワークを挟持したときのパレット４０の上板部４２の上面４２ａから第１加圧プレート６３の上面６３ａまでの距離と、測定時のパレット４０の上板部４２の上面４２ａから第１加圧プレート６３の上面６３ａまでの距離との差分αを算出する。そして、算出部５３は、ダミーワークの厚みＸから、算出した差分αを減算することにより、測定対象の電極組立体１２の積層方向への寸法としてＸ−αを出力する。

本実施形態の算出部５３は、３つの第２センサ５２が接触した上板部４２の上面４２ａの３点の座標から、上板部４２の上面４２ａの傾きを算出する。そして、算出部５３は、傾きが算出された上面４２ａを用いて、上面４２ａから各第１センサ５１が接触した第１加圧プレート６３の上面６３ａの各座標までの距離を算出する。つまり、算出部５３は、上面４２ａの傾きを考慮して、パレット４０の上板部４２の上面４２ａから第１加圧プレート６３の上面６３ａまでの距離を算出する。よって、上板部４２の上面４２ａが高い平面度であれば、上板部４２は台座部４１の上面４１ａに対して多少傾いて取り付けられていても測定結果には影響しない。

なお、本実施形態では、測定工程後に電極組立体１２の加圧を続けた状態で、負極電極２２及び負極電極２３間の短絡の有無を検査する。詳しくは、正極及び負極のタブ群１５それぞれに図示しない測定子を当てて高圧を印加し、正極のタブ群１５及び負極のタブ群１５間の抵抗を測定する。このとき、第１加圧プレート６３及び第２加圧プレート６９は、アルミナ製であり絶縁性を有するため、正極及び負極のタブ群１５への高圧の印加を妨げることがない。そして、測定された抵抗が閾値よりも高い場合、負極電極２２と正極電極２３とは短絡していないと判定され、測定された抵抗が閾値以下の場合、負極電極２２と正極電極２３とは短絡していると判定される。なお、負極電極２２と正極電極２３とが短絡していると判定された電極組立体１２については製造ラインから除去される。

その後、電極組立体１２は、パレット４０に載置された状態で第２積層工程が行われる位置まで搬送され、第２積層工程及び一体化工程が行われる。図示しないが、第２積層工程では、測定工程にて測定された電極組立体１２の積層方向への寸法から決定された枚数の充填シート１７が、電極組立体１２の積層方向の端面に積層される。これにより、電極組立体１２の積層方向の端面に充填シート束Ｗが配置される。一体化工程では、図示しない帯状のテープにより、電極組立体１２及び充填シート束Ｗが一体化される。本実施形態では、テープの中央部は、電極組立体１２の第３端面１２ｅ及び第４端面１２ｆに貼着される。また、テープの一端部は、電極組立体１２の積層方向の両端面のうち、パレット４０側の端面に貼着され、テープの他端部は、充填シート束Ｗにおける電極組立体１２とは反対側の面に貼着される。なお、パレット４０に第１凹部４１ｂ及び第２凹部４２ｂが設けられることにより、電極組立体１２の積層方向の両端面のうち、パレット４０側の端面にテープを貼着できるようになっている。一体化工程後、パレット４０の各爪部４５は非挟持位置に移動し、一体化された電極組立体１２及び充填シート束Ｗは、次の工程に搬送される。

本実施形態の作用について説明する。
パレット４０の上板部４２の上面４２ａは、測定装置５０の第２センサ５２によって位置が検出され、電極組立体１２の積層方向への寸法の測定に用いられる。上板部４２は、パレット４０の台座部４１に対して着脱可能である。また、上板部４２の上面４２ａとともに電極組立体１２を挟持するクランプ４３は、台座部４１に設けられている。

ところで、上板部４２の上面４２ａが意図せず損傷することがある。そして、第２センサ５２が上板部４２の上面４２ａにおける損傷した部分に接触する場合、上板部４２の上面４２ａの位置を正確に検出できず、電極組立体１２の積層方向への寸法も正確に測定できなくなる。よって、上板部４２の交換が必要となる。具体的には、ボルトＢを螺脱して台座部４１から損傷した上板部４２を取り外し、新しい上板部４２を台座部４１に取り付けることによって、上板部４２の交換が行われる。

このように電極組立体１２の積層方向への寸法の測定に用いられる部分である上板部４２は、電極組立体１２の寸法の測定に用いられない部分である台座部４１に対して着脱可能である。よって、上板部４２が損傷した際には、上板部４２のみを交換すればよく、台座部４１及びクランプ４３の交換は不要である。つまり、パレット４０全体の交換が不要である。その結果、パレット４０のメンテナンス性が向上する。

本実施形態の効果について説明する。
（１）パレット４０の上板部４２の上面４２ａは、測定装置５０の第２センサ５２によって位置が検出され、電極組立体１２の積層方向への寸法の測定に用いられる。上板部４２は、台座部４１に対して着脱可能である。また、上板部４２の上面４２ａとともに電極組立体１２を挟持するクランプ４３は、台座部４１に設けられている。このため、上板部４２の上面４２ａが損傷して電極組立体１２の寸法の測定が困難になり、上板部４２の交換が必要になった場合であっても、上板部４２のみを交換すればよく、台座部４１及びクランプ４３の交換は不要である。つまり、パレット４０全体の交換が不要である。よって、パレット４０のメンテナンス性が向上する。

また、上板部４２は、ステンレス製である。このため、アルミニウムのような柔らかい金属製によって上板部４２を形成し、加工する場合と比較して、加工時に発生する金属屑の量を低減できる。よって、金属屑が異物として電極組立体１２に付着することを抑制できる。その一方で、ステンレスはアルミニウム等と比較して加工し難い。このため、クランプ４３を上板部４２に形成すると加工のコストが増大してしまうが、本実施形態では、クランプ４３は鋼製の台座部４１に形成されるため、加工コストの増大も回避できる。

（２）上板部４２は、ボルトＢによって台座部４１に取り付けられている。このため、ボルトＢを螺脱するだけで台座部４１から上板部４２を取り外すことができるため、上板部４２の交換作業が容易になる。

（３）パレット４０において、電極組立体１２の積層方向への寸法の測定に用いられる上板部４２はステンレスによって形成され、電極組立体１２の積層方向への寸法の測定に用いられない台座部４１は、ステンレスよりも安価な鋼によって形成される。よって、パレット４０全体をステンレスによって形成する場合と比較して、パレット４０の材料のコストを低減できる。

（４）パレット４０において、電極組立体１２の積層方向への寸法の測定に用いられない台座部４１には、高い平面度が要求されない。よって、パレット４０の上面全体が高い平面度となるように加工する場合と比較して、パレット４０の加工のコストを低減できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 上板部４２は、セラミック製（例えば、アルミナ製）であってもよい。

○ 台座部４１に対する上板部４２の取り付け方法は、ボルトＢに限定されない。例えば、台座部４１の上面４１ａに、平面視で上板部４２に沿う形状の凹部を形成し、凹部の内側に接着剤を塗布した後、凹部に上板部４２を収容することによって、台座部４１に上板部４２を取り付けてもよい。この場合、凹部に塗布される接着剤の量は、凹部の内側で上板部４２が移動せず、かつ上板部４２を台座部４１から取り外し可能な量に設定される。

○ 台座部４１において第１凹部４１ｂを省略するとともに、上板部４２において第２凹部４２ｂを省略してもよい。
○ 上板部４２の形状は適宜変更してもよい。例えば、上板部４２は、長手方向の寸法が電極組立体１２の長手方向の寸法と等しく、短手方向の寸法が電極組立体１２の短手方向の寸法よりも長い矩形板状であってもよい。この場合、電極組立体１２がパレット４０に載置された状態において、上板部４２の短手方向の両端部が電極組立体１２よりも外側まではみ出す。第２センサ５２は、このはみ出した部分に接触して、上板部４２の上面４２ａの位置を検出する。

○ 第１加圧部６１において、カバー６４及び揺動部６５を省略してもよい。
○ 第１センサ５１の数は、第１加圧部６１の第１加圧プレート６３の上面６３ａの位置を検出可能であれば変更してもよい。

○ 第２センサ５２の数は、パレット４０の上板部４２の上面４２ａの位置を検出可能であれば変更してもよい。
○ 電極組立体１２の積層方向への寸法を測定する方法は、下記の方法に変更してもよい。

例えば、算出部５３が、第１センサ５１が検出した第１加圧プレート６３の上面６３ａの位置と、第２センサ５２が検出したパレット４０の上板部４２の上面４２ａの位置との差分を算出し、算出した差分から第１加圧プレート６３の厚みを減算することで、電極組立体１２の積層方向への寸法を算出してもよい。なお、第１加圧プレート６３の厚みとは、第１加圧プレート６３の上面６３ａと下面６３ｂとの最短距離であり、第１加圧プレート６３の厚みは、予め測定され、算出部５３に記憶されている。

○ 測定工程後に行われる負極電極２２及び正極電極２３間の短絡検査を省略してもよい。この場合、第１加圧プレート６３及び第２加圧プレート６９は、ステンレス製でもよい。

○ 電極組立体１２は、電極収納セパレータ２１と負極電極２２とを積層した構造に限定されない。電極組立体１２は、正極電極と負極電極との間にセパレータを介在させた状態で積層した構造であってもよい。この場合、正極電極と負極電極との短絡を回避するため、セパレータの長手方向及び短手方向の寸法を、負極電極の長手方向及び短手方向の寸法と同じ、又は負極電極の長手方向及び短手方向の寸法よりも大きくする。

○ 袋状セパレータ２４の長手方向及び短手方向の寸法は、負極電極２２の長手方向の寸法及び短手方向の寸法よりも大きくてもよい。
○ 正極電極２３において、活物質層２５ｂは集電体２５ａの片面に存在してもよい。同様に、負極電極２２において、活物質層２５ｂは集電体２５ａの片面に存在してもよい。

○ 充填部材は、複数枚の充填シート１７が積層された充填シート束Ｗに限定されない。充填部材は、例えば、電極組立体１２の積層方向への寸法に基づいて設定された厚みを有する１枚の板状部材であってもよい。

○ 充填シート１７の長手方向及び短手方向の寸法は、負極電極２２の長手方向及び短手方向の寸法より大きくてもよい。また、充填シート１７の長手方向及び短手方向の寸法は、正極電極２３の長手方向及び短手方向の寸法よりも大きければ、負極電極２２の長手方向及び短手方向の寸法より小さくてもよい。ただし、充填シート１７が負極電極２２よりも大きい場合、充填シート１７の各縁部が負極電極２２の各縁部よりも外側に位置するため、電極組立体１２及び充填シート束Ｗをケース１１に収容し難くなる。このため、充填シート１７の長手方向及び短手方向の寸法は、負極電極２２の長手方向及び短手方向の寸法と同じ、又は負極電極２２の長手方向及び短手方向の寸法よりも小さいのが好ましい。

○ 二次電池１０は、リチウムイオン二次電池でもよいし、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。

○ 蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。

１０…蓄電装置としての二次電池、１２…電極組立体、２２…負極電極、２３…正極電極、２４…セパレータとしての袋状セパレータ、３０…蓄電装置の製造装置としての二次電池の製造装置、４０…パレット、４１…台座部、４２…上板部、４２ａ…上面、４３…クランプ、５０…測定装置、５１…第１センサ、５２…第２センサ、６１…加圧部としての第１加圧部、６２…加圧部としての第２加圧部、６３ａ…検出面としての上面、Ｂ…ボルト。

Claims (2)

1. 複数枚の正極電極及び負極電極がセパレータを介して積層された電極組立体が載置され、前記電極組立体とともに搬送されるパレットと、
   前記パレット、及び前記パレットに載置された前記電極組立体を、前記正極電極及び前記負極電極の積層方向の両側から加圧する一対の加圧部と、
   前記一対の加圧部によって加圧された状態の前記電極組立体の積層方向への寸法を測定する測定装置と、
   を備え、
   前記パレットは、板状の台座部と、前記台座部に重ねて配置されるとともに上面に前記電極組立体が載置されるステンレス製又はセラミック製の上板部と、前記台座部に設けられ、前記上板部とともに前記電極組立体を前記積層方向に挟持するクランプとを有し、
   前記測定装置は、前記一対の加圧部のうち、前記電極組立体側に位置する一方の加圧部の検出面の位置を検出する第１センサと、前記パレットの上板部の上面の位置を検出する第２センサとを備え、前記第１センサ及び前記第２センサの検出結果に基づいて前記電極組立体の積層方向への寸法を算出し、
   前記上板部は、前記台座部に対し着脱可能であることを特徴とする蓄電装置の製造装置。
2. 前記上板部は、ボルトによって前記台座部に取り付けられている請求項１に記載の蓄電装置の製造装置。