WO2012137906A1 - セパレータ溶着装置、およびセパレータの溶着方法 - Google Patents

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岳洋 柳
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Definitions

  • the present invention relates to a separator welding apparatus and a separator welding method.
  • a packaged electrode in which an electrode is packaged between a pair of separators is known (see Patent Document 1).
  • a positive electrode is disposed between separators during bagging, the separator is pressed by a pressing member, and the outer periphery of the separator is thermally welded by a welding member.
  • An object of the present invention is to reduce the cycle time required to weld a pair of separators, improve the efficiency of separator welding work, and thus contribute to the efficiency of manufacturing the entire battery, and a separator welding device, It is in providing the welding method of a separator.
  • a separator welding apparatus for achieving the above object is a welding apparatus for welding a pair of separators.
  • the joining portion of the welding apparatus has a joining head that is relatively close to and away from the pair of separators.
  • the joining head includes a joining tip that joins the separators and a presser that holds the separator. Are attached.
  • the pressing portion is attached to the bonding head so as to freely advance and retract between a forward position exceeding the tip of the bonding tip and a retracted position retracted from the forward position.
  • a biasing member that biases a biasing force that moves the pressing portion toward the forward movement position is provided between the joining head and the pressing portion.
  • the pressing portion comes into contact with the separator and retreats from the advance position to the retract position, and the tip of the joining tip is brought into contact with the separator. Contact and join.
  • the joining head is separated from the separator from a state in which the tip of the joining chip is in contact with the separator, the joining chip keeps the separator pressed. The tip of is separated from the separator.
  • the pressing portion moves forward from the retracted position to the advanced position by the urging force of the urging member and separates from the separator.
  • the separator welding method for achieving the above object is a welding method for welding a pair of separators.
  • a joining head including a joining tip that joins the pair of separators and a pressing part that presses the pair of separators is brought relatively close to the separator, and the pressing part is used to After pressing the separator, the pair of separators are joined together by the joining tip.
  • the bonding head is moved away from the separator and the bonding chip is moved away from the pair of separators, the pressing of the separator by the pressing portion is released.
  • FIG. 1A is a plan view showing an example of a packaged electrode
  • FIG. 1B is a perspective view schematically showing a state in which electrodes and a pair of separators are sequentially stacked from the front end side in the carrying direction.
  • 2 (A) and 2 (B) are enlarged plan views showing a portion 2 surrounded by a two-dot chain line in FIG. 1, for explaining the position of the “front end” that joins a pair of separators. It is explanatory drawing used.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing a main part of a device for manufacturing a packaged electrode to which a separator welding device is applied.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a control system of the device for manufacturing a packaged electrode.
  • FIG. 5A is a plan view showing the first joint portion
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line 5B-5B in FIG. 5A
  • FIG. 5C is FIG.
  • FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line 5C-5C, and shows a state during the first joining operation for joining the front ends of the side edges of the separator.
  • 6A is a plan view showing the second bonding portion
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line 6B-6B in FIG. 6A.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state during the second and subsequent joining operations in which the side edges of the separator are joined by the first joining portion.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing the shape of the pressing portion in the first joint portion.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing a state before the joining head approaches the workpiece, and FIG. 9B shows a state where the joining head approaches the workpiece and the pressing portion is in contact with the workpiece. It is sectional drawing shown.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view showing a state in which the pressing portion comes into contact with the workpiece and retracts from the advanced position to the retracted position, and the tip of the joining tip comes into contact with the workpiece, and FIG. 10B shows the state shown in FIG.
  • FIG. 11A to FIG. 11H are diagrams schematically showing the reciprocating operation of the pressing portion in the first joint portion.
  • FIG. 12A to FIG. 12G are diagrams schematically showing the first joining operation at the first joining portion.
  • FIG. 13 is a graph schematically showing changes in the conveyance speed of the workpiece conveyed by the cylindrical rotating body and the speed of the first joint that reciprocates a plurality of times.
  • FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 3 shows the conveyance direction which conveys the electrode 40 and a pair of separator 30 when manufacturing the packaging electrode 20.
  • FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 3 the right side in the drawing is the downstream side in the transport direction and is referred to as “front” in each member, and the left side in the drawing is the upstream side in the transport direction. It is called “after”.
  • the edge of the separator located in the direction intersecting the transport direction is referred to as “side edge”, and the edge of the separator located in the transport direction is referred to as “front edge” or “rear edge”.
  • a laminated body in which the electrode 40 is sandwiched between a pair of separators 30 and before the joining of the separators 30 is completed is also referred to as “work W”.
  • the packaged electrode 20 is formed by packaging a positive electrode or a negative electrode 40 in a bag shape with a pair of separators 30.
  • the positive electrode is the packaged electrode 20.
  • the electrode 40 includes a main body 41 in which an active material is applied to both surfaces of a metal foil, and a tab 42 that is formed from a part of the metal foil and is electrically connected to other members.
  • the separator 30 is a thin film made of a resin material, and has a size slightly larger than the main body 41 of the electrode 40. Only the main body 41 of the electrode 40 is sandwiched between the pair of separators 30 so that the tab 42 of the electrode 40 faces the outside.
  • Side edges 31 of the paired separators 30 are joined to each other. Moreover, at least one edge of the front edge 32 or the rear edge 33 of the paired separators 30 is joined. In the example shown in FIG. 1A, the rear edges 33 of a pair of stacked separators 30 are joined.
  • the junction point 50 at the side edge 31 is, for example, 5 points, and the junction point 50 at the rear edge 33 is, for example, 4 points.
  • the “front end 51” for joining the separators 30 can be freely set from the viewpoint of suppressing the so-called opening of the stacked separators 30.
  • a position aligned with the main body 41 of the electrode 40 (FIG. 2A), a literal corner of the separator 30 (FIG. 2B), or a position aligned with the active material coating line may be used. .
  • the manufacturing apparatus 100 of the packaged electrode 20 to which the separator welding device is applied includes a transport unit 200 that sequentially stacks from the front end 51 side in the transport direction while transporting the electrode 40 and the pair of separators 30.
  • a first joint 300 that joins the side edges 31 of the pair of separators 30;
  • a second joint 400 that joins at least one of the front edges 32 and the rear edges 33 of the pair of separators 30; have.
  • the side edges 31 of the pair of separators 30 that are sequentially overlapped while being transported by the transport unit 200 are sequentially joined by the first joining unit 300 from the front end 51 side in the transport direction, and the transport by the transport unit 200 is stopped.
  • At least one edge of the front edge 32 and the rear edge 33 of the pair of separators 30 is joined by the second joint portion 400.
  • the second joint portion 400 joins the rear edges 33 of the pair of separators 30 to each other. Details will be described below.
  • the conveyance unit 200 includes a pair of cylindrical drums 210 and 220 that hold a pair of separators 30, an electrode carry-in unit 230 disposed on the upstream side of the pair of lamination drums 210 and 220, and a pair of And a plurality of downstream-side transport units 241 and 242 disposed on the downstream side of the stacking drums 210 and 220.
  • a nip portion 215 for sandwiching the workpiece W is formed between the pair of laminated drums 210 and 220.
  • the gap size of the nip portion 215 is appropriately adjusted according to the thickness of the workpiece W.
  • the electrode carry-in part 230 feeds the electrode 40 formed in a predetermined shape into the nip part 215 along the tangential direction.
  • a plurality of downstream-side transport units 241 and 242 are provided to transport the stacked electrodes 40 and the pair of separators 30.
  • two downstream transport sections 241 and 242 are provided, and the second joint section 400 is disposed between the downstream transport sections 241 and 242.
  • the electrode carrying-in unit 230 includes, for example, an adsorption device 231 that can adsorb and convey the electrode 40, a support roller 232 that supports the electrode 40 conveyed by the adsorption device 231, and the electrode 40 tangentially to the nip portion 215. And a pair of carry-in rollers 233 for feeding along.
  • the adsorbing device 231 descends vertically to adsorb the electrode 40, moves up while maintaining the substantially horizontal state of the electrode 40, and then moves downstream in the transport direction.
  • Each of the carry-in rollers 233 is provided so as to be close to and away from the electrode 40 conveyed by the suction device 231, and feeds the electrode 40 into the nip portion 215 along the tangential direction by sandwiching and rotating the electrode 40.
  • the position of the electrode 40 that is attracted by the suction device 231 may be shifted in the transport direction or may be shifted obliquely with respect to the transport direction.
  • a position shift of the electrode 40 to be adsorbed and conveyed is detected in advance by a sensor camera.
  • the adsorption device 231 moves after adsorbing the electrode 40 while correcting the posture of the electrode 40 to an appropriate posture. Thereby, the electrode 40 is conveyed to the nip portion 215 in a proper posture state.
  • the pair of laminated drums 210 and 220 are arranged in pairs in the vertical direction, and each has a cylindrical shape.
  • the pair of laminated drums 210 and 220 are arranged in such a manner that the rotating shafts face each other in parallel with a predetermined gap therebetween while being orthogonal to the transport direction.
  • Each of the peripheral surfaces of the lamination drums 210 and 220 is a holding surface 211 or 221 that holds the separator 30.
  • the stacking drums 210 and 220 convey the separator 30 formed in a predetermined shape while holding it on the peripheral surface.
  • the width in the rotation axis direction on the holding surfaces 211 and 221 of the laminated drums 210 and 220 is narrower than the width of the separator 30.
  • the transport unit 200 transports each of the pair of separators 30 in a state where the side edges 31 protrude beyond the holding surfaces 211 and 221.
  • the means for holding the separator 30 on the holding surfaces 211 and 221 of the lamination drums 210 and 220 is not particularly limited, and suction adsorption or electrostatic adsorption can be applied.
  • the holding surfaces 211 and 221 have a plurality of air suction holes. The separator 30 is held on the holding surfaces 211 and 221 by sucking air from these air suction holes.
  • the pair of laminated drums 210 and 220 rotate in the same direction toward the front in the conveying direction at the nip portion 215. That is, the upper laminated drum 210 rotates the counterclockwise direction in FIG. 3 to convey the separator 30 attached to the holding surface 211 toward the nip portion 215.
  • the lower stacking drum 220 rotates in the clockwise direction to convey the separator 30 attached to the holding surface 221 toward the nip portion 215.
  • the pair of laminated drums 210 and 220 are synchronously rotated by a laminated drum drive motor 501 connected to a rotating shaft.
  • the control unit 500 controls the rotation of the laminated drum drive motor 501.
  • the electrode carry-in unit 230 conveys the electrode 40 in a substantially horizontal state in synchronization with the rotation of the lamination drums 210 and 220 and feeds it into the nip unit 215 along the tangential direction.
  • the pair of laminated drums 210 and 220 feeds the separator 30 attached to the holding surfaces 211 and 221 to the nip portion 215 according to the rotation.
  • the conveyance part 200 can be laminated
  • the separator 30 is formed by cutting out from a continuous separator member 34 that is sequentially fed from a separator roll (not shown).
  • Timing rollers 212 and 222 that sandwich the separator member 34 between the stacking drums 210 and 220 are disposed on the pair of stacking drums 210 and 220, respectively.
  • the controller 500 controls the operation of the timing rollers 212 and 222 and controls the timing at which the separator member 34 is sent to the stacking drums 210 and 220.
  • An upper separator cutter 213 is provided above the upper lamination drum 210, and a lower separator cutter 223 is provided below the lower lamination drum 220.
  • the separator member 34 is attached to the holding surfaces 211 and 221 of the stacking drums 210 and 220 and conveyed.
  • the separator cutters 213 and 223 By operating the separator cutters 213 and 223 at the timing when the separator member 34 is conveyed to a predetermined position, the separator 30 having a predetermined shape is cut out from the separator member 34.
  • the two downstream transport units 241 and 242 are, for example, a first conveyor 241 that places and transports the workpiece W fed from the nip 215 of the stacking drums 210 and 220, and a downstream side of the first conveyor 241. And a second conveyor 242 for placing and transporting the workpiece W on which the joining of the side edges 31 of the separator 30 has been completed.
  • a second joint 400 is disposed between the first conveyor 241 and the second conveyor 242. After the rear edges 33 of the pair of separators 30 are joined to each other by the second joining portion 400, the second conveyor 242 transports the manufactured packed electrode 20 toward the stage where the next process is performed.
  • the first and second conveyors 241 and 242 can be constituted by suction conveyors, for example.
  • the widths of the first and second conveyors 241 and 242 are narrower than the width of the separator 30 so that they do not interfere with the reciprocating operation of the first joint 300 described later (FIG. 6A). See).
  • the first and second conveyors 241 and 242 are rotationally driven in synchronism with the conveyance of the workpiece W by conveyor drive motors 502 and 503 connected to rollers.
  • the control unit 500 controls the rotation of the conveyor drive motors 502 and 503.
  • the conveyor is used as the some downstream conveyance parts 241,242, you may use other conveying apparatuses, such as a suction hand.
  • a pair of first joining portions 300 are provided on the upper and lower sides facing each other across the conveyance path for conveying the stacked electrode 40 and the pair of separators 30, that is, the conveyance path for the workpiece W (FIG. 5B). 5 (C)).
  • a pair of second joining portions 400 are also provided on the upper and lower sides facing each other across the conveyance path of the workpiece W. (See FIG. 6B). Since it joins from each of both surfaces of the separator 30 which makes a pair, compared with the case where it joins from only one side, a uniform joining state can be created. Further, when applying the separator 30 having a different material, in particular, a thermal property, adjustment for optimizing the joining conditions is facilitated.
  • first and second joint portions 300 and 400 means for joining edges of the pair of separators 30 that are overlapped is not particularly limited, and any means of heat welding, pressure bonding, adhesion, or welding is applied. be able to. In this embodiment, joining is performed by heat welding. This is because the resin separators 30 can be easily joined together.
  • the first joining portion 300 has a joining head 301 that is relatively close to and away from the workpiece W. Bonding chips 302 and 303 for bonding the separators 30 to each other and a pressing portion 304 for pressing the workpiece W are attached to the bonding head 301.
  • the pressing portion 304 is attached to the joining head 301 so as to be movable back and forth between a forward position (FIG. 9A) beyond the tips of the joining tips 302 and 303 and a retracted position (FIG. 10A) retreating from the forward position. It is attached. Between the joining head 301 and the pressing portion 304, a clamp spring 305 is provided as a biasing member that biases the pressing portion 304 with a biasing force that moves the pressing portion 304 toward the forward movement position.
  • the pressing portion 304 comes into contact with the workpiece W and retreats from the advance position to the retract position, and the joining tip 302 is moved. , 303 are brought into contact with and joined to the workpiece W (see FIGS. 9A and 9B and FIG. 10A).
  • the bonding tip 304 remains pressed against the workpiece W.
  • the tips of 302 and 303 are separated from the workpiece W (FIGS. 10A and 10B).
  • the holding portion 304 moves forward from the retracted position to the advanced position by the urging force of the clamp spring 305 and separates from the workpiece W.
  • the first joint portion 300 has a rear position on the rear side in the conveyance direction of the workpiece W (a position indicated by reference numeral P1 in FIG. 11A) and a front position on the front side in the conveyance direction of the workpiece W (FIG. 11 ( It moves so as to reciprocate between C) and the position indicated by the reference symbol P2. Further, the first joint portion 300 includes a gripping position (a position indicated by reference numeral P3 in FIG. 12B) for gripping the workpiece W by the pressing portion 304 and a release position for releasing the gripping of the workpiece W by the pressing portion 304. It moves up and down between (the position indicated by the symbol P4 in FIG. 12A).
  • the first joint portion 300 is driven to reciprocate between the rear position P1 and the front position P2 by a reciprocating drive mechanism 504 including a ball screw, a motor, and the like.
  • the first joint 300 is driven in the vertical direction between the gripping position and the release position by a first vertical driving mechanism 505 including a ball screw, a motor, and the like.
  • the controller 500 performs operation control of the reciprocating drive mechanism 504 and the first vertical drive mechanism 505, respectively.
  • the joining chips 302 and 303 generate heat when power is supplied from the first power supply device 507 (see FIG. 4).
  • the control unit 500 controls the first power supply device and adjusts the energization amount and energization time to the bonding chips 302 and 303 to adjust the temperature of the bonding chips 302 and 303.
  • the first joining portion 300 is a first joining tip 302 that joins the side edges 31 of the pair of separators 30, and the pair of separators 30 that are located downstream of the first joining tips 302 in the transport direction. And at least one (1 in the illustrated example) second joining chip 303 that joins the side edges 31 of each other.
  • the side edges 31 of the separator 30 are joined to each other at the two joining chips 302 and 303.
  • the separator 30 after being joined forms a plurality (five points in the illustrated example) of joining points 50 along the side edge 31.
  • the front ends 51 at the side edges 31 of the pair of separators 30 that are sequentially overlapped while being transported by the transport unit 200 are upstream before being transported to the second joining chip 303 on the downstream side.
  • Bonding is performed by the first bonding chip 302 on the side (see FIG. 5C).
  • the second joining chip 303 on the downstream side performs an idle driving operation.
  • the side edges 31 of the pair of separators 30 transported by the transport unit 200 are connected to the first joining chip 302 and They are joined by both of the second joining chips 303 (see FIG. 7). A total of three bonding operations are repeated to form five bonding points 50.
  • the pressing portion 304 functions as a clamp member that moves together with the joint portion while sandwiching the pair of separators 30 therebetween.
  • the pair of separators 30 can be transported by moving the joining portion with the pair of separators 30 sandwiched between the pressing portions 304 that function as clamp members.
  • the pressing portion 304 preferably has a tapered portion 310 that widens toward the upstream side in the transport direction of the separator 30 (see FIG. 8). This is because it can be prevented that the transported electrode 40 and the tip of the separator 30 collide with the pressing portion 304 to cause a transport failure.
  • the radius of curvature r1 of the tapered portion 310 of the pressing portion 304 is smaller than the radius of curvature R1 of the circumferential surfaces of the laminated drums 210 and 220, and the curvature of the tapered portion 310 is larger than the curvature of the circumferential surfaces of the laminated drums 210 and 220. .
  • symbol O in FIG. 8 has shown the straight line which connects the center of a pair of lamination
  • the pressing portion 304 has a heat radiating portion 320. This is to prevent the active material and the like in the electrode 40 from being adversely affected by the heat accumulated in the pressing portion 304 accompanying the bonding.
  • the heat radiating part 320 can be constituted by using, for example, a material having a good thermal conductivity as a forming material of the pressing part 304, or can be constituted by a radiating fin 321 connected to the pressing part 304 as shown.
  • a material having a good thermal conductivity such as aluminum
  • the heat dissipation efficiency of the holding portion 304 can be easily increased.
  • the heat radiating fins 321 as the heat radiating part 320, the heat radiation efficiency of the pressing part 304 can be further enhanced.
  • a space 322 for heat release is formed around the heat radiating portion 320. This is because the efficiency of heat dissipation of the pressing portion 304 can be increased by causing the air flow to be generated by the movement of the first joint portion 300 and diffusing the heat dissipated from the heat dissipation portion 320.
  • the pressing portion 304 is a wall member 324 that is disposed so as to surround each of the first and second joining tips 302 and 303, and includes a release member 323 that faces the joining tips 302 and 303 outward. It is preferable to form from 324 (see FIG. 5A). This is because by arranging the wall member 324 in a U-shape, heat can be easily released while maintaining the original function of the pressing portion 304 for pressing the separator 30, and the heat dissipation of the pressing portion 304 can be secured.
  • the second bonding unit 400 similarly to the first bonding unit 300, the second bonding unit 400 includes a bonding head 401, a bonding chip 402, a pressing unit 404, a clamp spring 405 as an urging member, have. Also in the second bonding portion 400, when the bonding head 401 approaches relatively to the workpiece W, the pressing portion 404 comes in contact with the workpiece W and moves backward from the forward movement position to the backward movement position, and the tip of the bonding tip 402 is moved. Contact the workpiece W.
  • the bonding head 401 moves away from the workpiece W from the state where the tip of the bonding tip 402 is in contact with the workpiece W, so that the pressing portion 404 keeps pressing the workpiece W while the bonding tip 402 is pressed.
  • the tip is separated from the workpiece W, and the pressing portion 404 is moved forward from the retracted position to the advanced position by the urging force of the urging member 405 and separated from the workpiece W.
  • the second joining portion 400 does not reciprocate in the workpiece W conveyance direction, and moves up and down between a gripping position where the pressing portion 404 grips the workpiece W and a release position where the pressing portion 304 releases the workpiece W. It just moves.
  • the second joint 400 is driven up and down between a gripping position and a release position by a second vertical drive mechanism 506 provided with a ball screw, a motor, or the like.
  • the control unit 500 controls the operation of the second vertical drive mechanism 506. Further, the bonding chip 402 generates heat when power is supplied from the second power supply device 508 (see FIG. 4).
  • the control unit 500 controls the second power supply device, adjusts the energization amount and energization time to the bonding chip 402, and adjusts the temperature of the bonding chip 402.
  • the second bonding portion 400 includes a plurality (four in the illustrated example) of bonding chips 402. In these four joining chips 402, the rear edges 33 of the separator 30 are joined together. As shown in FIG. 1A, the separator 30 after being joined forms a plurality (four in the illustrated example) of joining points 50 along the rear edge 33.
  • the manufacturing apparatus 100 for the packaged electrode 20 includes a control unit 500 that controls each unit.
  • the control unit 500 is mainly configured by a CPU 510, a memory storing a control program, an operation panel, and the like.
  • the CPU 510 receives signals from various sensors that detect the transport position and orientation of the separator 30 and the electrode 40. From the CPU 51, signals for controlling these operations are output to the laminated drum drive motor 501, the timing rollers 212 and 222, and the conveyor drive motors 502 and 503 in the transport unit 200. From the CPU, a signal for controlling these operations is output to the reciprocating drive mechanism 504, the first vertical drive mechanism 505, and the first power supply device 507 in the first joint portion 300. Further, the CPU outputs a signal for controlling these operations to the second vertical drive mechanism 506 and the second power supply device 508 in the second joint portion 400.
  • FIG. 11A to 11H schematically show the reciprocating motion of the pressing portion 304 in the first joint portion 300.
  • FIG. 12A to 12G schematically show the first joining operation in the first joining section 300.
  • the first joint 300 reciprocates between the rear position P1 and the front position P2 (FIGS. 11A and 11C), and moves up and down between the gripping position P3 and the release position P4 (FIG. 12 ( A) (B)).
  • the solid line arrow indicates the forward movement of the first joint part 300
  • the broken line arrow indicates the backward movement of the first joint part 300.
  • the first joining unit 300 moves forward in synchronization with the movement of the separator 30 by the transport unit 200.
  • FIGS. 11B to 11H the first joint portion 300 is shown as gripping and transporting the separator 30.
  • FIG. 12 shows a state in which the first joint 300 is moving forward in synchronization with the conveyance of the separator 30.
  • the electrode 40 and the pair of separators 30 are conveyed by the conveying unit 200, they are sequentially stacked from the front end 51 side in the conveying direction.
  • the electrode 40 is transported forward in a substantially horizontal state by the electrode carry-in section 230 in the transport section 200 in synchronization with the rotation of the stacking drums 210 and 220, and is tangential to the nip section 215 of the stacking drums 210 and 220. Feed along.
  • the separators 30 cut into a predetermined shape by the stacking drums 210 and 220 in the transport unit 200 are attached to the holding surfaces 211 and 221 of the stacking drums 210 and 220 and transported toward the nip unit 215 according to the rotation.
  • the upper and lower first joints 300 are normally open in the vertical direction and are located at the release position P4 (FIG. 12A).
  • the first joining portion 300 is closed when the separator 30 is conveyed, and grips the front end portion of the side edge 31 of the separator 30 (FIGS. 11A and 11B).
  • the first joining portion 300 reaches the gripping position P3 before the separator 30 passes through the first joining tip 302 on the upstream side and reaches the second joining tip 303 on the downstream side. Is gripped (FIGS. 12A and 12B).
  • the first joint portion 300 moves forward to the front position P2 while synchronizing the rotation of the lamination drums 210 and 220 while holding the separator 30 (FIG. 11C). While the first joining portion 300 moves from the rear position P1 to the front position P2, the side edges 31 of the pair of separators 30 are joined by the upstream first joining tip 302 (FIG. 12C). 12 (D)).
  • the second joining chip 303 on the downstream side performs a blanking operation (FIGS. 12C and 12D).
  • the upper and lower first joining portions 300 are opened and returned to the release position P4 to release the grip of the separator 30 (FIGS. 12E and 12F).
  • the 1st junction part 300 moves back to back position P1 (Drawing 11 (D) and Drawing 12 (G)).
  • the first joining portion 300 closes again and reaches the gripping position P3, grips the side edge 31 of the separator 30, and moves forward to the front position P2 in synchronization with the rotation of the stacking drums 210 and 220 (FIG. 11). (E)). While the 1st junction part 300 moves from back position P1 to front position P2, side edges 31 of a pair of separators 30 are joined by both the 1st joining tip 302 and the 2nd joining chip 303.
  • the upper and lower first joining parts 300 are opened and returned to the release position P4 to release the grip of the separator 30.
  • the 1st junction part 300 moves back to back position P1 (Drawing 11 (F)).
  • the first joining portion 300 closes again and reaches the gripping position P3, grips the side edge 31 of the separator 30, and moves forward to the front position P2 in synchronization with the rotation of the stacking drums 210 and 220 (FIG. 11). (G)). While the 1st junction part 300 moves from back position P1 to front position P2, side edges 31 of a pair of separators 30 are joined by both the 1st joining tip 302 and the 2nd joining chip 303.
  • the upper and lower first joining parts 300 are opened and returned to the release position P4 to release the grip of the separator 30.
  • the 1st junction part 300 moves back to back position P1 (Drawing 11 (H)).
  • the first joint portion 300 repeats the joint operation three times in total to form five joint points 50.
  • the first joining portion 300 joins the side edge 31 of the separator 30 a plurality of times from the front end 51 side in the transport direction, so that the side edge 31 of the separator 30 can be joined over a wide range.
  • the work W sent out from the nip portion 215 of the stacking drums 210 and 220 is placed on the first conveyor 241 and conveyed.
  • the front of the workpiece W is placed on the second conveyor 242.
  • the workpiece W is conveyed by the second conveyor 242 and the rear edges 33 of the pair of separators 30 reach the position of the bonding chip 402 of the second bonding portion 400, the conveyance of the workpiece W by the second conveyor 242 is temporarily stopped. To do.
  • the second joining portion 400 In a state where the conveyance of the pair of separators 30 is stopped, the second joining portion 400 is closed and reaches the gripping position, and grips the rear edge 33 of the separator 30. While the conveyance of the pair of separators 30 is stopped, the rear edges 33 of the pair of separators 30 are joined together by the four joining tips 402.
  • the second bonding portion 400 performs a bonding operation only once, and simultaneously forms four bonding points 50 in the illustrated example.
  • the upper and lower second joining portions 400 are opened and returned to the release position, and the gripping of the separator 30 is released. Thereby, the joining of the separators 30 to the workpiece W is completed, and the packaged electrode 20 in which the side edges 31 and the rear end edges of the pair of separators 30 are joined is manufactured.
  • the second conveyor 242 is driven again, and conveys the manufactured packaged electrode 20 toward the stage where the next process is performed.
  • the positive electrode packing electrode 20 and the negative electrode electrode 40 of the counter electrode and the positive electrode packing electrode 20 are alternately stacked to manufacture a battery cell.
  • FIG. 13 schematically shows changes in the conveyance speed of the workpiece W conveyed by the lamination drums 210 and 220 and the speed of the first joint 300 that reciprocates a plurality of times.
  • the speed is positive when moving forward in the transport direction.
  • the workpiece W passing through the nip portion 215 is conveyed at a speed V1 by the rotation of the stacking drums 210 and 220.
  • the first joint 300 reciprocates between the rear position P1 and the front position P2 by the reciprocating drive mechanism 504.
  • the time t1 in the figure indicates the time during which the first joint portion 300 is waiting at the rear position P1 in order to take the timing of the transfer of the workpiece W
  • the time t2 is the time when the first joint portion 300 moves forward. It shows the time of acceleration for the first time.
  • Time t3 indicates the time during which the first joint 300 is moved so that the relative speed difference with the conveyance speed of the workpiece W approaches zero
  • time t4 indicates that the first joint 300 moves backward. Shows the time you are slowing down.
  • the first joining portion 300 joins the side edges 31 of the stacked separators 30 while moving together with the workpiece W. Moreover, the 1st junction part 300 has performed joining several times (this embodiment 3 times) from the front end 51 side of a conveyance direction, moving while moving. If the workpiece W and the first joint portion 300 are not moved at substantially the same speed, the workpiece W is wrinkled or poorly joined.
  • the first joint 300 that joins the side edges 31 of the pair of separators 30 is moved so that the relative speed difference from the conveyance speed of the workpiece W approaches zero.
  • the joining to be performed is repeated a plurality of times from the front end 51 side in the transport direction. Since the separator 30 is sequentially welded a plurality of times from the front end 51 side while transporting the separator 30, the process time can be shortened while preventing the separator 30 from opening. In addition, good bonding can be performed without causing wrinkles in the workpiece W.
  • the moving speed of the first bonding portion 300 becomes constant. It is difficult to align the acceleration of the separator 30 and the first joint 300 itself, and it is easier to adjust the joining timing than when joining the separator 30 and the first joint 300 while accelerating them. Because it becomes.
  • the side edges 31 of the pair of separators 30 that are sequentially overlapped while being conveyed are sequentially joined by the first joining portion 300. Thereby, so-called opening of the pair of separators 30 can be prevented. Further, when the pair of separators 30 are stacked on the electrode 40, the separators 30 are not turned or wrinkled, and the joining operation for joining the side edges 31 of the pair of separators 30 is facilitated.
  • the pair of separators 30 move together with the first joint portion 300 while being sandwiched between the pressing portions 304 as clamp members. Since it can join, fixing the position of the separator 30 with the holding
  • the transport unit 200, the first joint unit 300, and the second joint unit 400 have the above-described configuration
  • the control unit 500 further includes the transport unit 200 and the first joint unit 300.
  • the bonding head 301 including bonding chips 302 and 303 for bonding a pair of separators 30 and a pressing portion 304 for pressing the work W in which the electrode 40 is sandwiched between the pair of separators 30 is relative to the work W.
  • the pair of separators 30 are bonded to each other by the bonding tips 302 and 303.
  • the clamping of the workpiece W by the pressing portion 304 is released.
  • the work W is pressed by the pressing portion 304 and bonded by the bonding chips 302 and 303 by one action of bringing the bonding head 301 relatively close to the work W in one process. Therefore, cycle time can be reduced. In this way, the cycle time required to pack the electrode 40 between the pair of separators 30 is shortened, and the manufacturing efficiency of the packed electrode 20 is improved, thereby contributing to the efficiency of manufacturing the entire battery. It becomes possible to do. Further, since the bonding by the bonding tips 302 and 303 is performed after the pressing portion 304 presses the work W, the bonding can be performed with high accuracy. Further, after joining, the pressing portion 304 holds the work W until the joining chips 302 and 303 are separated from the work W.
  • the separator welding apparatus applied to the manufacturing apparatus 100 for the packaged electrode 20
  • the separator by the pressing unit 304 can be brought into one step by bringing the joining head 301 relatively close to the separator 30 in one process. Since 30 presses and bonding by the bonding chips 302 and 303 can be performed, cycle time can be reduced.
  • the cycle time required for welding the pair of separators 30 can be shortened to improve the efficiency of separator welding work, thereby contributing to the efficiency of manufacturing the entire battery. Further, since the bonding is performed by the bonding chips 302 and 303 after the pressing portion 304 presses the separator 30, the bonding can be performed with high accuracy. Further, after bonding, the pressing portion 304 holds the separator 30 until the bonding chips 302 and 303 are separated from the separator 30. For this reason, when the front-end
  • the pressing portion 304 has a tapered portion 310 that widens toward the upstream side in the transport direction of the separator 30. Accordingly, it is possible to prevent the conveyance electrode from being caused by the leading end of the electrode 40 or the separator 30 being conveyed colliding with the pressing portion 304.
  • a pair of first joints 300 are provided facing each other across a transport path for transporting the stacked electrodes 40 and the pair of separators 30, that is, a transport path for the workpiece W, and the pair of second joints 400 are They are provided facing each other across the conveyance path of the workpiece W. According to this, since it joins from each of both surfaces of the separator 30 which makes a pair, compared with the case where it joins from only one side, a uniform joining state can be created. Further, when applying the separator 30 having a different material, in particular, a thermal property, adjustment for optimizing the joining conditions is facilitated.
  • the holding part 304 has a heat radiating part 320. Thereby, it is possible to prevent the active material and the like in the electrode 40 from being adversely affected by the heat accumulated in the pressing portion 304 with the joining.
  • the heat radiating part 320 can be constituted by using, for example, a material having a good thermal conductivity as a forming material of the pressing part 304, or can be constituted by a radiating fin 321 connected to the pressing part 304 as shown.
  • the heat release efficiency of the pressing portion 304 can be easily increased only by forming the pressing portion 304 from a material with good thermal conductivity. Further, by using the heat radiation fins 321 as the heat radiation part 320, the heat radiation efficiency of the pressing part 304 can be further enhanced.
  • a space 322 for heat release is formed around the heat radiating section 320.
  • the air flow is generated by the movement of the first joint portion 300, and the heat dissipated from the heat radiating portion 320 is diffused, so that the heat dissipation efficiency of the pressing portion 304 can be increased.
  • the pressing portion 304 is a wall member 324 arranged so as to surround each of the first and second joining tips 302 and 303, and a wall provided with an opening 323 that faces the joining tips 302 and 303 outward. A member or 324 is formed.
  • this embodiment has the following features.
  • the electrodes 40 and the pair of separators 30 are sequentially stacked from the front end 51 side in the transport direction, and the side edges 31 of the pair of separators 30 are sequentially joined from the front end 51 side in the transport direction.
  • the rear edges 33 of the pair of separators 30 are joined together in a state where the conveyance of the pair of separators 30 is stopped.
  • the side edges 31 of the pair of separators 30 that are sequentially overlapped while being transported are sequentially joined by the first joining portion 300 from the front end 51 side in the transport direction, so-called opening of the pair of separators 30 is performed. Can be prevented.
  • the separators 30 are stacked on the electrode 40, the separators 30 are not turned or wrinkled, and the joining operation for joining the side edges 31 of the pair of separators 30 becomes easy.
  • the separators 30 are joined not only on the two sides facing each other in a plan view but also on the other sides. Become.
  • the separators 30 are not turned or wrinkled, and the troublesome work of correcting the turning or wrinkles does not occur. In this way, when the pair of separators 30 are stacked on the electrode 40 or after that, the separator 30 is prevented from being turned or wrinkled, thereby improving the production efficiency of the packaged electrode 20, and the battery. It becomes possible to contribute to the efficiency improvement of the whole manufacture.
  • the packaged electrode 20 has a configuration in which the electrode 40 is sandwiched between a pair of separators 30, and the electrode 40 and the pair of separators 30 must be transported synchronously and transported for timing. And the conveyance stop is repeated. By using the conveyance stop time for taking such a timing, the rear edges 33 of the pair of separators 30 are joined in a state where the conveyance by the conveyance unit 200 is stopped within the defined conveyance tact limit. Can do. Therefore, it is possible to join the rear edge 33 of the separator 30 in addition to the side edge 31 of the separator 30 without reducing the speed of packing the electrode 40 into the pair of separators 30.
  • the second joint 400 is disposed between the downstream transport units 241 and 242 (between the first conveyor 241 and the second conveyor 242), and the electrode 40 and the pair of separators 30 after being stacked are disposed.
  • the rear edges 33 of the separators 30 are joined to each other in the course of the transport path. According to this, the rear edge 33 of the separator 30, which is a portion overlapping the stacking drums 210 and 220, can be joined without reducing the speed at which the electrodes 40 are packed in the pair of separators 30.
  • Each of the pair of separators 30 is conveyed in a state where the side edges 31 protrude beyond the holding surfaces 211 and 221, respectively.
  • the first joining portion 300 interferes with the stacking drums 210 and 220 at a portion where the pair of separators 30 are separated from the holding surfaces 211 and 221 of the stacking drums 210 and 220, that is, at a side portion of the nip portion 215. It can arrange without.
  • a joining operation for sequentially joining the side edges 31 of the pair of separators 30 from the front end 51 side in the transport direction can be performed.
  • the front end 51 in the transport direction in which the pair of separators 30 are superposed is joined as soon as they are separated from the stacking drums 210 and 220.
  • the rear end sides of the pair of separators 30 are conveyed while being sandwiched between the stacking drums 210 and 220.
  • Each of the pair of separators 30 is held on the surface of each of a pair of cylindrical rotating bodies, that is, the stacking drums 210 and 220, and is conveyed toward the electrode 40. According to this, since the pair of separators 30 is conveyed while being held on the arc surface, it is possible to easily overlap the side edges 31 sequentially while conveying the pair of separators 30.
  • a pair of first joint portions 300 are provided facing each other across a transport path for transporting the stacked electrodes 40 and the pair of separators 30.
  • the pair of second joint portions 400 are also provided facing each other across the transport for transporting the stacked electrodes 40 and the pair of separators 30.
  • the front ends 51 at the side edges 31 of the pair of separators 30 are overlapped sequentially from the front end 51 side in the transport direction while transporting the electrode 40 and the pair of separators 30, and the transport direction of the two joining chips 302 and 303.
  • the first joining chip 302 on the upstream side is joined.
  • the front ends 51 at the side edges 31 of the pair of separators 30 that are sequentially overlapped while being transported are joined by the first joining chip 302 on the upstream side of the first joining part 300, and thus the pair of separators 30. So-called mouth opening can be prevented.
  • the separators 30 are stacked on the electrode 40, the separators 30 are not turned or wrinkled, and the joining operation for joining the side edges 31 of the pair of separators 30 becomes easy. In this way, when the pair of separators 30 are stacked on the electrode 40, the separator 30 is prevented from being turned or wrinkled, and the production of the packaged electrode 20 is made efficient. It becomes possible to contribute to efficiency improvement.
  • the side edges 31 of the pair of separators 30 to be conveyed are joined together by a plurality of joining chips 302 and 303. According to this, since the side edges 31 of the pair of separators 30 are bonded to each other by the plurality of bonding chips 302 and 303, the bonding time can be shortened, and the manufacturing speed can be increased.
  • joining is performed a plurality of times from the front end 51 side in the transport direction while moving the joint portion that joins the side edges 31 of the pair of separators 30 so that the relative speed difference from the transport speed of the workpiece W approaches zero. Repeatedly.
  • the process time can be shortened while preventing the separator 30 from opening.
  • good bonding can be performed without causing wrinkles in the separator 30.
  • Joining is performed when the moving speed of the first joint 300 becomes constant. It is difficult to align the acceleration of the separator 30 and the first joint 300 itself. For this reason, compared with the case where it joins while accelerating both the separator 30 and the 1st junction part 300, adjustment of the timing of joining etc. becomes easy, As a result, it can join accurately.
  • the pair of laminated drums 210 and 220 are arranged up and down, they may be arranged in other directions.
  • the electrode 40 is conveyed along a tangential direction between the lamination drums 210 and 220 (a direction orthogonal to a straight line connecting the centers of the pair of lamination drums 210 and 220).
  • the electrode 40 may be conveyed in the vertical direction from above or below.
  • one continuous separator member 34 is attached to the peripheral surfaces of the stacking drums 210 and 220 by the separator cutters 213 and 223, the separator 30 is cut into a predetermined shape. You may affix on 210 and 220, and may convey.
  • the present invention is not limited to this case, and the pressing portion 304 may not be integrated with the bonding head 301.
  • this invention is not limited to this case, As a technique which welds a pair of separator It can be applied to and incorporated in various devices.
  • the embodiment of the present invention it is possible to perform the pressing of the separator by the pressing portion and the bonding by the bonding chip by one action of moving the bonding head relatively close to the separator within one process.
  • cycle time can be reduced.
  • the cycle time required to weld the pair of separators can be shortened to improve the efficiency of the separator welding operation, thereby contributing to the efficiency of manufacturing the entire battery.
  • tip is performed after a holding
  • the pressing part holds the separator until the joining tip is separated from the separator.
  • the separator welding apparatus and the separator welding method according to the embodiment of the present invention are industrially applicable.

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Abstract

　セパレータ溶着装置を適用してなる袋詰電極２０の製造装置１００は、一対のセパレータ３０同士を接合する接合チップ３０２、３０３と、一対のセパレータを押さえる押さえ部３０４とを備える接合ヘッド３０１を有している。接合ヘッド３０１をセパレータに対して相対的に接近させ、押さえ部３０４によってセパレータを押さえた後に、接合チップ３０１によって一対のセパレータ同士を接合する。一方、接合ヘッド３０１をセパレータに対して相対的に離反させ、接合チップを一対のセパレータから離反させた後に、押さえ部３０４によるセパレータの押さえを解除する。

Description

セパレータ溶着装置、およびセパレータの溶着方法
　本発明は、セパレータ溶着装置、およびセパレータの溶着方法に関するものである。
　一対のセパレータの間に電極を袋詰してなる袋詰電極が知られている（特許文献１を参照）。
　特許文献１に記載の技術にあっては、袋詰の際、セパレータ間に正極を配置して、セパレータを押さえ部材で押さえてから、セパレータの外周を溶着部材で熱溶着している。
特開２００７－３２９１１１号公報
　特許文献１に記載の技術にあっては、セパレータの押さえと、熱溶着とがそれぞれ別の工程によって実行されるので、サイクルタイムが大きくなってしまうという問題がある。
　本発明の目的は、一対のセパレータを溶着するのに要するサイクルタイムを短縮して、セパレータ溶着作業の効率化を図り、もって、電池全体の製造の効率化に寄与し得る、セパレータ溶着装置、およびセパレータの溶着方法を提供することにある。
　上記目的を達成するための本発明の一態様に係わるセパレータ溶着装置は、一対のセパレータを溶着する溶着装置である。この溶着装置の接合部は、前記一対のセパレータに対して相対的に接近及び離反自在な接合ヘッドを有し、前記接合ヘッドには、前記セパレータ同士を接合する接合チップと、前記セパレータを押さえる押さえ部とが取り付けられている。前記押さえ部は、前記接合チップの先端を越える前進位置と前記前進位置から退避する後退位置との間で進退自在に前記接合ヘッドに取り付けられている。前記接合ヘッドと前記押さえ部との間には、前記押さえ部を前記前進位置に向けて移動させる付勢力を前記押さえ部に付勢する付勢部材を設けている。そして、前記接合ヘッドが前記セパレータに対して相対的に接近することによって、前記押さえ部が前記セパレータに接触して前記前進位置から前記後退位置まで後退し、前記接合チップの前記先端が前記セパレータに接触して接合する。一方、前記接合チップの前記先端が前記セパレータに接触した状態から前記接合ヘッドが前記セパレータに対して相対的に離反することによって、前記押さえ部が前記セパレータを押さえたままの状態で、前記接合チップの前記先端が前記セパレータから離反する。前記押さえ部は、前記付勢部材の付勢力によって前記後退位置から前記前進位置まで前進して前記セパレータから離反する。
　上記目的を達成するための本発明の一態様に係わるセパレータの溶着方法は、一対のセパレータを溶着する溶着方法である。この溶着方法にあっては、前記一対のセパレータ同士を接合する接合チップと、前記一対のセパレータを押さえる押さえ部とを備える接合ヘッドを前記セパレータに対して相対的に接近させ、前記押さえ部によって前記セパレータを押さえた後に、前記接合チップによって前記一対のセパレータ同士を接合している。一方、前記接合ヘッドを前記セパレータに対して相対的に離反させ、前記接合チップを前記一対のセパレータから離反させた後に、前記押さえ部による前記セパレータの押さえを解除している。
図１（Ａ）は、袋詰電極の一例を示す平面図、図１（Ｂ）は、電極および一対のセパレータを搬送しながら搬送方向の前端側から順次重ねる様子を模式的に示す斜視図である。 図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、図１に２点鎖線によって囲まれた部位２を拡大して示す平面図であり、一対のセパレータ同士を接合する「前端」の位置の説明に使用する説明図である。 図３は、セパレータ溶着装置を適用してなる袋詰電極の製造装置の要部を示す構成図である。 図４は、袋詰電極の製造装置の制御系を示すブロック図である。 図５（Ａ）は、第１の接合部を示す平面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の５Ｂ－５Ｂ線に沿う断面図、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）の５Ｃ－５Ｃ線に沿う断面図であり、セパレータの側方縁同士における前端を接合する１回目の接合動作時の状態を示す図である。 図６（Ａ）は、第２の接合部を示す平面図、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の６Ｂ－６Ｂ線に沿う断面図である。 図７は、第１の接合部によって、セパレータの側方縁同士を接合する２回目以降の接合動作時の状態を示す断面図である。 図８は、第１の接合部における押さえ部の形状を拡大して示す断面図である。 図９（Ａ）は、接合ヘッドがワークに対して接近する前の状態を示す断面図、図９（Ｂ）は、接合ヘッドがワークに対して接近して押さえ部がワークに接触した状態を示す断面図である。 図１０（Ａ）は、押さえ部がワークに接触して前進位置から後退位置まで後退し、接合チップの先端がワークに接触した状態を示す断面図、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の状態から接合ヘッドがワークに対して離反することによって、押さえ部がワークを押さえたままの状態で、接合チップの先端がワークから離反した状態を示す断面図である。 図１１（Ａ）～図１１（Ｈ）は、第１の接合部における押さえ部の往復動作を模式的に示す図である。 図１２（Ａ）～図１２（Ｇ）は、第１の接合部における１回目の接合動作を模式的に示す図である。 図１３は、円柱回転体によって搬送されるワークの搬送速度と、複数回にわたって往復する第１の接合部の速度の変化を模式的に示すグラフである。
　以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる。
　なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図３に示される矢印ａｒｒは、袋詰電極２０を製造するときに電極４０および一対のセパレータ３０を搬送する搬送方向を示している。図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図３において図中右側が搬送方向の下流側であり、各部材における「前」といい、図中左側が搬送方向の上流側であり、各部材における「後」という。また、搬送方向と交差する方向に位置するセパレータの縁を「側方縁」といい、搬送方向に位置するセパレータの縁を「前方縁」「後方縁」という。一対のセパレータ３０の間に電極４０が挟まれた積層体であって、セパレータ３０同士の接合が終了する前の積層体を「ワークＷ」ともいう。
　図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、袋詰電極２０は、正極または負極の電極４０を一対のセパレータ３０によって袋状に包装している。本実施形態にあっては、正極を袋詰電極２０としている。電極４０は、金属箔の両面に活物質を塗布した本体部４１と、金属箔の一部から形成され他の部材と電気的に接続するタブ４２と、を備えている。セパレータ３０は、樹脂材料からなる薄膜であり、電極４０の本体部４１よりもやや大きい大きさを有している。電極４０の本体部４１のみを一対のセパレータ３０によって挟み込み、電極４０のタブ４２を外部に臨ませている。重ねられた一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合している。また、重ねられた一対のセパレータ３０の前方縁３２または後方縁３３の少なくとも一方の縁同士を接合している。図１（Ａ）に示す例では、重ねられた一対のセパレータ３０の後方縁３３同士を接合している。側方縁３１での接合点５０は例えば５点、後方縁３３での接合点５０は例えば４点である。
　図２（Ａ）、図２（Ｂ）を参照して、本明細書において、セパレータ３０同士を接合する「前端５１」の位置について説明する。セパレータ３０同士を接合する「前端５１」は、重ね合わされたセパレータ３０のいわゆる口開きを抑え得る観点から自由に設定することができる。例えば、電極４０の本体部４１に揃う位置（図２（Ａ））や、文字どおりのセパレータ３０の角部（図２（Ｂ））のほか、活物質の塗布ラインに揃う位置であってもよい。
　図３に示すように、セパレータ溶着装置を適用してなる袋詰電極２０の製造装置１００は、電極４０および一対のセパレータ３０を搬送しながら搬送方向の前端５１側から順次重ねる搬送部２００と、一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合する第１の接合部３００と、一対のセパレータ３０の前方縁３２また後方縁３３の少なくとも一方の縁同士を接合する第２の接合部４００と、を有している。そして、搬送部２００によって搬送されながら順次重なる一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を搬送方向の前端５１側から第１の接合部３００によって順次接合し、搬送部２００による搬送を停止した状態で一対のセパレータ３０の前方縁３２また後方縁３３の少なくとも一方の縁同士を第２の接合部４００によって接合している。図示例では、第２の接合部４００は、一対のセパレータ３０の後方縁３３同士を接合している。以下、詳述する。
　搬送部２００は、一対のセパレータ３０のそれぞれを保持する一対の円柱回転体である積層ドラム２１０、２２０と、一対の積層ドラム２１０、２２０の上流側に配置された電極搬入部２３０と、一対の積層ドラム２１０、２２０の下流側に配置された複数個の下流側搬送部２４１、２４２と、を含んでいる。一対の積層ドラム２１０、２２０の間に、ワークＷを挟持するニップ部２１５を形成している。ニップ部２１５の隙間寸法は、ワークＷの厚さによって適宜調整される。電極搬入部２３０は、所定形状に形成された電極４０をニップ部２１５に接線方向に沿って送り込む。下流側搬送部２４１、２４２は、重ねられた電極４０および一対のセパレータ３０を搬送するために複数設けられている。図示例では２個の下流側搬送部２４１、２４２を設けて、下流側搬送部２４１、２４２同士の間に第２の接合部４００を配置してある。
　電極搬入部２３０は、例えば、電極４０を吸着して搬送自在な吸着装置２３１と、吸着装置２３１によって搬送されてきた電極４０を支持する支持ローラ２３２と、電極４０をニップ部２１５に接線方向に沿って送り込む一対の搬入ローラ２３３とを有している。吸着装置２３１は、垂直に下降して電極４０を吸着し、電極４０の略水平状態を維持したまま上昇した後、搬送方向の下流側に移動する。搬入ローラ２３３のそれぞれは、吸着装置２３１によって搬送された電極４０に対して接近及び離反自在に設けられ、電極４０を挟み込んで回転することによって電極４０をニップ部２１５に接線方向に沿って送り込む。なお、吸着装置２３１によって吸着する電極４０の位置が、搬送方向にずれていたり、搬送方向に対して斜めにずれていたりする場合がある。電極搬入部２３０では、吸着装置２３１によって電極４０を吸着する前に、これから吸着搬送しようとする電極４０の位置ずれをセンサカメラによって予め検出している。吸着装置２３１は、電極４０を吸着した後、電極４０の姿勢を適正な姿勢に修正しながら移動する。これによって、電極４０を、適正な姿勢の状態において、ニップ部２１５に搬送する。
　一対の積層ドラム２１０、２２０は、上下方向に対をなして配置され、それぞれが円柱形状を有している。一対の積層ドラム２１０、２２０は、搬送方向に直交しながら、所定の隙間を隔てて、回転軸が互いに平行に対向する態様で配置されている。積層ドラム２１０、２２０の周面のそれぞれが、セパレータ３０を保持する保持面２１１、２２１となっている。積層ドラム２１０、２２０は、所定形状に形成されたセパレータ３０を周面上に保持しながら搬送する。積層ドラム２１０、２２０の保持面２１１、２２１における回転軸方向の幅は、セパレータ３０の幅よりも狭い。搬送部２００は、一対のセパレータ３０のそれぞれを、側方縁３１のそれぞれが保持面２１１、２２１を超えてはみ出た状態で搬送する。
　積層ドラム２１０、２２０の保持面２１１、２２１にセパレータ３０を保持する手段については特に限定されないが、吸引吸着あるいは静電吸着などを適用することができる。例えば、吸引吸着式にあっては、保持面２１１、２２１は、複数の空気吸引孔を有している。これら空気吸引孔から空気を吸引することによって、セパレータ３０を保持面２１１、２２１に保持する。
　一対の積層ドラム２１０、２２０は、ニップ部２１５において搬送方向の前方に向けて同方向に回転する。すなわち、上側の積層ドラム２１０は、図３において反時計回り方向に回転することによって、保持面２１１に貼り付けられたセパレータ３０をニップ部２１５に向けて搬送する。下側の積層ドラム２２０は、時計回り方向に回転することによって、保持面２２１に貼り付けられたセパレータ３０をニップ部２１５に向けて搬送する。一対の積層ドラム２１０、２２０は、回転軸に接続された積層ドラム用駆動モータ５０１によって、同期して回転駆動される。制御部５００が、積層ドラム用駆動モータ５０１の回転制御を行う。
　電極搬入部２３０が、積層ドラム２１０、２２０の回転と同期して、電極４０を略水平状態に搬送してニップ部２１５に接線方向に沿って送り込む。一方、一対の積層ドラム２１０、２２０が、保持面２１１、２２１に貼り付けたセパレータ３０を回転にしたがってニップ部２１５に送り込む。これにより、搬送部２００は、電極４０および一対のセパレータ３０を搬送しながら搬送方向の前端５１側から順次重ねて積層することができる。
　セパレータ３０は、図示しないセパレータロールから順次繰り出されてくる連続したセパレータ部材３４から切り出して形成している。一対の積層ドラム２１０、２２０のそれぞれには、セパレータ部材３４を積層ドラム２１０、２２０との間で挟持するタイミングローラ２１２、２２２が配置されている。制御部５００が、タイミングローラ２１２、２２２の作動を制御し、セパレータ部材３４を積層ドラム２１０、２２０に送り出すタイミングの制御を行う。上側の積層ドラム２１０の上方に上側のセパレータカッター２１３を設け、下側の積層ドラム２２０の下方に下側のセパレータカッター２２３を設けている。タイミングローラ２１２、２２２がセパレータ部材３４を積層ドラム２１０、２２０に送り出すと、セパレータ部材３４が積層ドラム２１０、２２０の保持面２１１、２２１に貼り付いて搬送される。セパレータ部材３４が所定位置まで搬送されたタイミングでセパレータカッター２１３、２２３を作動させることによって、セパレータ部材３４から所定形状のセパレータ３０が切り出される。
　２個の下流側搬送部２４１、２４２は、例えば、積層ドラム２１０、２２０のニップ部２１５から送り出されるワークＷを載置して搬送する第１のコンベア２４１と、第１のコンベア２４１の下流側に配置されセパレータ３０の側方縁３１同士の接合が終了したワークＷを載置して搬送する第２のコンベア２４２から構成される。第１のコンベア２４１と第２のコンベア２４２との間に第２の接合部４００が配置されている。一対のセパレータ３０の後方縁３３同士を第２の接合部４００によって接合した後においては、第２のコンベア２４２は、製造された袋詰電極２０を、次工程の処理を行うステージに向けて搬送する。第１と第２のコンベア２４１、２４２は、例えば吸着コンベアから構成することができる。第１と第２のコンベア２４１、２４２の幅は、セパレータ３０の幅よりも狭い寸法を有し、後述する第１の接合部３００の往復動作と干渉しないようにしている（図６（Ａ）を参照）。第１と第２のコンベア２４１、２４２は、ローラに接続されたコンベア用駆動モータ５０２、５０３によって、ワークＷの搬送に同期して回転駆動される。制御部５００が、コンベア用駆動モータ５０２、５０３の回転制御を行う。なお、複数の下流側搬送部２４１、２４２としてコンベアを使用しているが、吸着ハンドなど他の搬送装置を使用してもよい。
　第１の接合部３００は、重ねられた電極４０および一対のセパレータ３０を搬送する搬送路、つまりワークＷの搬送路を挟んで向かい合って、上下に一対設けてある（図５（Ｂ）、図５（Ｃ）を参照）。第２の接合部４００も、ワークＷの搬送路を挟んで向かい合って、上下に一対設けてある。（図６（Ｂ）を参照）。対をなすセパレータ３０の両面のそれぞれから接合することになるので、片面のみから接合する場合に比べて、均一な接合状態を作り出すことができる。また、セパレータ３０の材質、特に、熱的な性質が異なるセパレータ３０を適用する場合に、接合条件の最適化のための調整が容易となる。
　第１と第２の接合部３００、４００において、重ねられた一対のセパレータ３０の縁同士を接合する手段については特に限定されず、熱溶着、圧着、接着または溶接のいずれかの手段を適用することができる。本実施形態にあっては、接合は、熱溶着により行っている。樹脂製のセパレータ３０同士を簡単に接合することができるからである。
　図５および図７に示すように、第１の接合部３００は、ワークＷに対して相対的に接近及び離反自在な接合ヘッド３０１を有している。接合ヘッド３０１には、セパレータ３０同士を接合する接合チップ３０２、３０３と、ワークＷを押さえる押さえ部３０４とが取り付けられている。押さえ部３０４は、接合チップ３０２、３０３の先端を越える前進位置（図９（Ａ））と、前進位置から後退する後退位置（図１０（Ａ））との間で進退自在に接合ヘッド３０１に取り付けられている。接合ヘッド３０１と押さえ部３０４との間には、押さえ部３０４を前進位置に向けて移動させる付勢力を押さえ部３０４に付勢する付勢部材としてのクランプバネ３０５を設けている。
　かかる構成の第１の接合部３００は、接合ヘッド３０１がワークＷに対して相対的に接近することによって、押さえ部３０４がワークＷに接触して前進位置から後退位置まで後退し、接合チップ３０２、３０３の先端がワークＷに接触して接合する（図９（Ａ）（Ｂ）、図１０（Ａ）を参照）。
　一方、接合チップ３０２、３０３の先端がワークＷに接触した状態から接合ヘッド３０１がワークＷに対して相対的に離反することによって、押さえ部３０４がワークＷを押さえたままの状態で、接合チップ３０２、３０３の先端がワークＷから離反する（図１０（Ａ）、図１０（Ｂ））。押さえ部３０４は、クランプバネ３０５の付勢力によって後退位置から前進位置まで前進してワークＷから離反する。
　第１の接合部３００は、ワークＷの搬送方向の後方側の後方位置（図１１（Ａ）に符号Ｐ１によって示される位置）と、ワークＷの搬送方向の前方側の前方位置（図１１（Ｃ）に符号Ｐ２によって示される位置）との間を往復するように移動する。また、第１の接合部３００は、押さえ部３０４によってワークＷを把持する把持位置（図１２（Ｂ）に符号Ｐ３によって示される位置）と、押さえ部３０４によるワークＷの把持を解除する解除位置（図１２（Ａ）に符号Ｐ４によって示される位置）との間を上下方向に移動する。
　第１の接合部３００は、ボールネジやモータなどを備える往復駆動機構５０４によって、後方位置Ｐ１と前方位置Ｐ２との間を往復するように駆動される。また、第１の接合部３００は、ボールネジやモータなどを備える第１の上下駆動機構５０５によって、把持位置と解除位置との間を上下方向に駆動される。制御部５００が、往復駆動機構５０４および第１の上下駆動機構５０５の作動制御をそれぞれ行う。また、接合チップ３０２、３０３は、第１の電力供給装置５０７（図４を参照）から電力が供給されて発熱する。制御部５００が、第１の電力供給装置の制御を行い、接合チップ３０２、３０３への通電量や通電時間などを調整して、接合チップ３０２、３０３の温度を調整する。
　第１の接合部３００は、一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合する第１の接合チップ３０２と、第１の接合チップ３０２よりも搬送方向の下流側に位置して一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合する少なくとも１つ（図示例では１個）の第２の接合チップ３０３と、備えている。これら２個の接合チップ３０２、３０３においてセパレータ３０の側方縁３１同士を接合する。接合されたあとのセパレータ３０は、図１（Ａ）に示すように、側方縁３１に沿って複数（図示例では５点）の接合点５０を形成している。
　１回目の接合については、搬送部２００によって搬送されながら順次重なる一対のセパレータ３０の側方縁３１同士における前端５１を、下流側の第２の接合チップ３０３にまで搬送されてくる前に、上流側の第１の接合チップ３０２によって接合している（図５（Ｃ）を参照）。下流側の第２の接合チップ３０３は空打ち動作をしている。１回目の接合において前端５１の接合が終わった後の、２回目および３回目の接合については、搬送部２００によって搬送される一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を、第１接合チップ３０２および第２接合チップ３０３の両方によって接合している（図７を参照）。合計３回の接合動作を繰り返し、５点の接合点５０を形成している。
　押さえ部３０４は、一対のセパレータ３０を挟みつつ接合部とともに移動するクランプ部材として機能する。クランプ部材として機能する押さえ部３０４によって一対のセパレータ３０を挟んで接合部を移動させることによって、一対のセパレータ３０を搬送することができる。
　押さえ部３０４は、セパレータ３０の搬送方向の上流側に向かって広がるテーパー部分３１０を有していることが好ましい（図８を参照）。搬送されてくる電極４０やセパレータ３０の先端が押さえ部３０４に衝突して搬送不良が生じることを防止できるからである。押さえ部３０４のテーパー部分３１０における曲率半径ｒ１は積層ドラム２１０、２２０の周面における曲率半径Ｒ１よりも小さく、テーパー部分３１０の曲率を積層ドラム２１０、２２０の周面における曲率よりも大きくしてある。
　なお、図８中符号Ｏは、一対の積層ドラム２１０、２２０の中心を結ぶ直線を示している。この線上にニップ部２１５を設定するのが好ましい。
　押さえ部３０４は、放熱部３２０を有していることが好ましい。接合に伴って押さえ部３０４に蓄積される熱によって、電極４０における活物質などが悪影響を受けることを防止するためである。
　放熱部３２０は、例えば、押さえ部３０４の形成材料として良熱伝導率材料を用いることによって構成したり、図示するように押さえ部３０４に接続した放熱フィン３２１によって構成したりすることができる。押さえ部３０４を良熱伝導率材料、例えば、アルミなどの材料から形成するだけで、押さえ部３０４の放熱の効率を簡単に高めることができる。放熱部３２０として放熱フィン３２１を用いることによって、押さえ部３０４の放熱の効率を一層高めることができる。
　押さえ部３０４において、放熱部３２０の周囲に熱逃がし用の空間３２２が形成されていることが好ましい。第１の接合部３００が移動することによって空気の流れを生じさせ、放熱部３２０から放熱した熱の拡散を図ることによって、押さえ部３０４の放熱の効率を高めることができるからである。
　押さえ部３０４は、第１と第２の接合チップ３０２、３０３のそれぞれを囲むように配置された壁部材３２４であって、接合チップ３０２、３０３を外方に臨ませる開放口３２３を備える壁部材３２４から形成することが好ましい（図５（Ａ）を参照）。壁部材３２４をコの字型に配置することによって、セパレータ３０を押さえ付けるという押さえ部３０４本来の機能を維持したまま、熱を逃がし易くして押さえ部３０４の放熱性を確保できるからである。
　図６を参照して、第２の接合部４００は、第１の接合部３００と同様に、接合ヘッド４０１と、接合チップ４０２と、押さえ部４０４と、付勢部材としてのクランプバネ４０５と、を有している。第２の接合部４００も、接合ヘッド４０１がワークＷに対して相対的に接近することによって、押さえ部４０４がワークＷに接触して前進位置から後退位置まで後退し、接合チップ４０２の先端がワークＷに接触する。一方、接合チップ４０２の先端がワークＷに接触した状態から接合ヘッド４０１がワークＷに対して相対的に離反することによって、押さえ部４０４がワークＷを押さえたままの状態で、接合チップ４０２の先端がワークＷから離反し、押さえ部４０４が付勢部材４０５の付勢力によって後退位置から前進位置まで前進してワークＷから離反する。
　第２の接合部４００は、ワークＷの搬送方向には往復せず、押さえ部４０４によってワークＷを把持する把持位置と、押さえ部３０４によるワークＷの把持を解除する解除位置との間を上下動するだけである。
　第２の接合部４００は、ボールネジやモータなどを備える第２の上下駆動機構５０６によって、把持位置と解除位置との間を上下駆動される。制御部５００が、第２の上下駆動機構５０６の作動制御をそれぞれ行う。また、接合チップ４０２は、第２の電力供給装置５０８（図４を参照）から電力が供給されて発熱する。制御部５００が、第２の電力供給装置の制御を行い、接合チップ４０２への通電量や通電時間などを調整して、接合チップ４０２の温度を調整する。
　第２の接合部４００は、複数（図示例では４個）の接合チップ４０２を備えている。これら４個の接合チップ４０２においてセパレータ３０の後方縁３３同士は接合される。接合されたあとのセパレータ３０は、図１（Ａ）に示すように、後方縁３３に沿って複数（図示例では４点）の接合点５０を形成している。
　図４に示すように、袋詰電極２０の製造装置１００は、各部の制御を司る制御部５００を有している。制御部５００は、ＣＰＵ５１０、制御プログラムなどを記憶したメモリ、操作パネルなどを主体に構成されている。ＣＰＵ５１０には、セパレータ３０や電極４０の搬送位置や姿勢などを検出する各種センサからの信号が入力される。ＣＰＵ５１からは、搬送部２００における積層ドラム用駆動モータ５０１、タイミングローラ２１２、２２２、およびコンベア用駆動モータ５０２、５０３にこれらの作動を制御する信号が出力される。ＣＰＵからは、第１の接合部３００における往復駆動機構５０４、第１の上下駆動機構５０５、および第１の電力供給装置５０７にこれらの作動を制御する信号が出力される。また、ＣＰＵからは、第２の接合部４００における第２の上下駆動機構５０６、および第２の電力供給装置５０８にこれらの作動を制御する信号が出力される。
　図１１および図１２を参照しながら、袋詰電極２０の製造装置１００の作用を説明する。
　図１１（Ａ）～（Ｈ）には、第１の接合部３００における押さえ部３０４の往復動作が模式的に示されている。図１２（Ａ）～（Ｇ）には、第１の接合部３００における１回目の接合動作が模式的に示されている。
　第１の接合部３００は、後方位置Ｐ１と前方位置Ｐ２との間を往復し（図１１（Ａ）（Ｃ））、把持位置Ｐ３と解除位置Ｐ４との間を上下動する（図１２（Ａ）（Ｂ））。図１１において実線矢印は、第１の接合部３００の前進動作を示し、破線矢印は、第１の接合部３００の後退動作を示している。第１の接合部３００は、搬送部２００によるセパレータ３０の移動に同期して、前進する。理解の容易のため、図１１（Ｂ）～（Ｈ）では、第１の接合部３００がセパレータ３０を把持して搬送するように示されている。一方、図１２においては、第１の接合部３００がセパレータ３０の搬送に同期して前進している状態を示している。
　まず、図３に示すように、搬送部２００によって電極４０および一対のセパレータ３０を搬送しながら、搬送方向の前端５１側から順次重ねる。このとき、搬送部２００における電極搬入部２３０によって、積層ドラム２１０、２２０の回転に同期して、電極４０を略水平状態で前方に搬送し、積層ドラム２１０、２２０のニップ部２１５に接線方向に沿って送り込む。また、搬送部２００における積層ドラム２１０、２２０によって、所定形状に切り出されたセパレータ３０を積層ドラム２１０、２２０の保持面２１１、２２１に貼り付け、回転にしたがってニップ部２１５に向けて搬送する。
　上下の第１の接合部３００は、通常時では上下方向に開いており、解除位置Ｐ４に位置する（図１２（Ａ））。第１の接合部３００は、セパレータ３０が搬送されてくると閉じられ、セパレータ３０の側方縁３１の先端部分を把持する（図１１（Ａ）、図１１（Ｂ））。第１の接合部３００は、セパレータ３０が上流側の第１の接合チップ３０２を通過し、下流側の第２の接合チップ３０３に達する前に、把持位置Ｐ３に達し、押さえ部３０４によってセパレータ３０を把持する（図１２（Ａ）、図１２（Ｂ））。
　第１の接合部３００は、セパレータ３０を把持したまま、積層ドラム２１０、２２０の回転と同期しながら前方位置Ｐ２まで前方に移動する（図１１（Ｃ））。第１の接合部３００が後方位置Ｐ１から前方位置Ｐ２まで移動しながら、上流側の第１の接合チップ３０２によって一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合する（図１２（Ｃ）、図１２（Ｄ））。下流側の第２の接合チップ３０３は空打ち動作をする（図１２（Ｃ）、図１２（Ｄ））。
　１回目の接合が終わると、上下の第１の接合部３００は、開いて解除位置Ｐ４に戻り、セパレータ３０の把持を解除する（図１２（Ｅ）、図１２（Ｆ））。第１の接合部３００は、後方位置Ｐ１まで後方に移動する（図１１（Ｄ）、図１２（Ｇ））。
　第１の接合部３００は、再び閉じて把持位置Ｐ３に達し、セパレータ３０の側方縁３１を把持し、積層ドラム２１０、２２０の回転と同期しながら前方位置Ｐ２まで前方に移動する（図１１（Ｅ））。第１の接合部３００が後方位置Ｐ１から前方位置Ｐ２まで移動しながら、第１接合チップ３０２および第２接合チップ３０３の両方によって一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合する。
　２回目の接合が終わると、上下の第１の接合部３００は、開いて解除位置Ｐ４に戻り、セパレータ３０の把持を解除する。第１の接合部３００は、後方位置Ｐ１まで後方に移動する（図１１（Ｆ））。
　第１の接合部３００は、再び閉じて把持位置Ｐ３に達し、セパレータ３０の側方縁３１を把持し、積層ドラム２１０、２２０の回転と同期しながら前方位置Ｐ２まで前方に移動する（図１１（Ｇ））。第１の接合部３００が後方位置Ｐ１から前方位置Ｐ２まで移動しながら、第１接合チップ３０２および第２接合チップ３０３の両方によって一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合する。
　３回目の接合が終わると、上下の第１の接合部３００は、開いて解除位置Ｐ４に戻り、セパレータ３０の把持を解除する。第１の接合部３００は、後方位置Ｐ１まで後方に移動する（図１１（Ｈ））。このように第１の接合部３００は合計３回の接合動作を繰り返し、５点の接合点５０を形成する。第１の接合部３００がセパレータ３０の側方縁３１を搬送方向の前端５１側から複数回にわたって接合することにより、セパレータ３０の側方縁３１を広範囲にわたって接合することができる。
　積層ドラム２１０、２２０のニップ部２１５から送り出されたワークＷは、第１のコンベア２４１上に載置されて搬送される。第１の接合部３００による接合動作が終了したときには、ワークＷの前方は、第２のコンベア２４２に載置されている。第２のコンベア２４２によってワークＷを搬送し、一対のセパレータ３０の後方縁３３が第２の接合部４００の接合チップ４０２の位置に達すると、第２のコンベア２４２によるワークＷの搬送を一旦停止する。
　一対のセパレータ３０の搬送を停止した状態で、第２の接合部４００は、閉じて把持位置に達し、セパレータ３０の後方縁３３を把持する。一対のセパレータ３０の搬送を停止したまま、４個の接合チップ４０２によって一対のセパレータ３０の後方縁３３同士を接合する。第２の接合部４００は、１回だけ接合動作を行い、図示例では４点の接合点５０を同時に形成する。
　後方縁３３の接合が終わると、上下の第２の接合部４００は、開いて解除位置に戻り、セパレータ３０の把持を解除する。これにより、ワークＷに対するセパレータ３０同士の接合が終了し、一対のセパレータ３０の側方縁３１同士および後端縁同士を接合した袋詰電極２０が製造される。第２のコンベア２４２は、再び駆動され、製造された袋詰電極２０を、次工程の処理を行うステージに向けて搬送する。
　その後、図示しない後の工程において、正極の袋詰電極２０と、それと対極の負極の電極４０、正極の袋詰電極２０とを交互に積層することによって、電池セルを製造する。
　図１３には、積層ドラム２１０、２２０によって搬送されるワークＷの搬送速度と、複数回にわたって往復する第１の接合部３００の速度の変化が模式的に示されている。図１３において、速度は、搬送方向の前方に向けて移動するときをプラスとしている。
　ニップ部２１５を通過するワークＷは、積層ドラム２１０、２２０の回転によって、速度Ｖ１で搬送されている。一方、第１の接合部３００は、往復駆動機構５０４によって後方位置Ｐ１と前方位置Ｐ２との間を往復する。図中の時間ｔ１は、第１の接合部３００がワークＷの搬送とのタイミングを取るために後方位置Ｐ１に待機している時間を示し、時間ｔ２は、第１の接合部３００が往動を始めて加速している時間を示している。また、時間ｔ３は、ワークＷの搬送速度との相対速度差がゼロに近づくように第１の接合部３００を移動させている時間を示し、時間ｔ４は、第１の接合部３００が復動するために減速している時間を示している。
　第１の接合部３００は、ワークＷとともに移動している途中において、重ね合わされたセパレータ３０の側方縁３１同士を接合している。また、第１の接合部３００は、移動しながらの接合を搬送方向の前端５１側から複数回（本実施形態では３回）繰り返して行っている。ワークＷと第１の接合部３００とがほぼ同じ速度で移動していないと、ワークＷにシワがよったり、接合不良が生じたりしてしまう。
　そこで、本実施形態にあっては、一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合する第１の接合部３００を、ワークＷの搬送速度との相対速度差がゼロに近づくように移動させながら行う接合を搬送方向の前端５１側から複数回繰り返して行っている。セパレータ３０を搬送しながら、順次、前端５１側から複数回溶着するので、セパレータ３０の口開きを防止しつつ、工程時間を短縮することができる。また、ワークＷにシワを生じさせることなく、良好な接合を行うことができる。
　また、第１の接合部３００の移動速度が一定になったときに接合を行うことが好ましい。セパレータ３０および第１の接合部３００の加速度を揃えること自体が困難であり、セパレータ３０および第１の接合部３００をともに加速させながら接合を行う場合に比べて、接合のタイミングの調整などが容易になるからである。
　また、搬送されながら順次重なる一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を第１の接合部３００によって順次接合している。これによって、一対のセパレータ３０のいわゆる口開きを防止することができる。また、一対のセパレータ３０を電極４０に重ねていくときにセパレータ３０のめくれやシワが生じることがなく、一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合する接合作業が容易となる。
　また、一対のセパレータ３０をクランプ部材としての押さえ部３０４によって挟みつつ第１の接合部３００とともに移動することが好ましい。押さえ部３０４によってセパレータ３０の位置を固定しつつ接合できるので、精度良く接合することができる。
　本実施形態にあっては、搬送部２００、第１の接合部３００、および第２の接合部４００が上述した構成を有し、さらに制御部５００が、搬送部２００、第１の接合部３００、および第２の接合部４００の作動を制御することによって、次に述べるような種々の操作を実現している。
　すなわち、一対のセパレータ３０同士を接合する接合チップ３０２、３０３と、一対のセパレータ３０の間に電極４０が挟まれたワークＷを押さえる押さえ部３０４とを備える接合ヘッド３０１をワークＷに対して相対的に接近させる。押さえ部３０４によってワークＷを押さえた後に、接合チップ３０２、３０３によって一対のセパレータ３０同士を接合する。そして、接合ヘッド３０１をワークＷに対して相対的に離反させ、接合チップ３０２、３０３を一対のセパレータ３０から離反させた後に、押さえ部３０４によるワークＷのクランプを解除している。
　これによれば、一つの工程内で、接合ヘッド３０１をワークＷに対して相対的に接近させるというワンアクションによって、押さえ部３０４によるワークＷの押さえと、接合チップ３０２、３０３による接合とを行うことができるので、サイクルタイムを低減することができる。このように、一対のセパレータ３０の間に電極４０を袋詰するのに要するサイクルタイムを短縮して、袋詰電極２０の製造の効率化を図り、もって、電池全体の製造の効率化に寄与することが可能となる。また、押さえ部３０４がワークＷを押さえてから、接合チップ３０２、３０３による接合を行っているので、精度よく接合を行うことができる。さらに、接合後は、接合チップ３０２、３０３がワークＷから離れるまで、押さえ部３０４がワークＷを押さえている。このため、接合チップ３０２、３０３の先端が接合点５０から離れるときに、接合したセパレータ３０同士を引き剥がしてしまう虞がない。なお、第１の接合部３００について説明したが、第２の接合部４００についても同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。袋詰電極２０の製造装置１００に適用してなるセパレータ溶着装置についてみれば、一つの工程内で、接合ヘッド３０１をセパレータ３０に対して相対的に接近させるというワンアクションによって、押さえ部３０４によるセパレータ３０の押さえと、接合チップ３０２、３０３による接合とを行うことができるので、サイクルタイムを低減することができる。このように、一対のセパレータ３０を溶着するのに要するサイクルタイムを短縮して、セパレータ溶着作業の効率化を図り、もって、電池全体の製造の効率化に寄与することが可能となる。また、押さえ部３０４がセパレータ３０を押さえてから、接合チップ３０２、３０３による接合を行っているので、精度よく接合を行うことができる。さらに、接合後は、接合チップ３０２、３０３がセパレータ３０から離れるまで、押さえ部３０４がセパレータ３０を押さえている。このため、接合チップ３０２、３０３の先端が接合点５０から離れるときに、接合したセパレータ３０同士を引き剥がしてしまう虞がない。
　押さえ部３０４は、セパレータ３０の搬送方向の上流側に向かって広がるテーパー部分３１０を有している。これによって、搬送されてくる電極４０やセパレータ３０の先端が押さえ部３０４に衝突して搬送不良が生じることを防止できる。
　一対の第１の接合部３００が、重ねられた電極４０および一対のセパレータ３０を搬送する搬送路、つまりワークＷの搬送路を挟んで向かい合って設けられ、一対の第２の接合部４００が、ワークＷの搬送路を挟んで向かい合って設けられている。これによれば、対をなすセパレータ３０の両面のそれぞれから接合することになるので、片面のみから接合する場合に比べて、均一な接合状態を作り出すことができる。また、セパレータ３０の材質、特に、熱的な性質が異なるセパレータ３０を適用する場合に、接合条件の最適化のための調整が容易となる。
　接合には、熱溶着を適用している。これによって、樹脂製のセパレータ３０同士を簡単に接合することができる。
　押さえ部３０４は、放熱部３２０を有している。これによって、接合に伴って押さえ部３０４に蓄積される熱によって、電極４０における活物質などが悪影響を受けることを防止できる。
　放熱部３２０は、例えば、押さえ部３０４の形成材料として良熱伝導率材料を用いることによって構成したり、図示するように押さえ部３０４に接続した放熱フィン３２１によって構成したりすることができる。押さえ部３０４を良熱伝導率材料から形成するだけで、押さえ部３０４の放熱の効率を簡単に高めることができる。また、放熱部３２０として放熱フィン３２１を用いることによって、押さえ部３０４の放熱の効率を一層高めることができる。
　放熱部３２０の周囲に熱逃がし用の空間３２２が形成されている。これによって、第１の接合部３００が移動することによって空気の流れを生じさせ、放熱部３２０から放熱した熱の拡散を図ることによって、押さえ部３０４の放熱の効率を高めることができる。
　押さえ部３０４は、第１と第２の接合チップ３０２、３０３のそれぞれを囲むように配置された壁部材か３２４であって、接合チップ３０２、３０３を外方に臨ませる開放口３２３を備える壁部材か３２４から形成されている。壁部材か３２４をコの字型に配置することによって、セパレータ３０を押さえ付けるという押さえ部３０４本来の機能を維持したまま、熱を逃がし易くして押さえ部３０４の放熱性を確保できる。
　上述した他にも、本実施形態は以下のような特徴を有している。
　すなわち、電極４０および一対のセパレータ３０を搬送しながら搬送方向の前端５１側から順次重ねつつ、一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を搬送方向の前端５１側から順次接合して電極４０を袋詰し、次いで、一対のセパレータ３０の搬送を停止した状態で、一対のセパレータ３０の後方縁３３同士を接合している。
　これによれば、搬送されながら順次重なる一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を搬送方向の前端５１側から第１の接合部３００によって順次接合することから、一対のセパレータ３０のいわゆる口開きを防止することができる。一対のセパレータ３０を電極４０に重ねていくときにセパレータ３０のめくれやシワが生じることがなく、一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合する接合作業が容易となる。また、一対のセパレータ３０の後方縁３３同士を第２の接合部４００によって接合することから、平面視で見て互いに向かい合う２辺のみならず、他の辺においてもセパレータ３０同士を接合した状態となる。一対のセパレータ３０を電極４０に重ねた後においてもセパレータ３０のめくれやシワが生じることがなく、めくれやシワを修正する煩雑な作業が生じない。このように、一対のセパレータ３０を電極４０に重ねていくときや、その後においてもセパレータ３０のめくれやシワが生じることを防止して、袋詰電極２０の製造の効率化を図り、もって、電池全体の製造の効率化に寄与することが可能となる。
　ところで、種々の加工工程、組立工程、あるいは検査工程などの多数の工程を経て製品を量産する場合、搬送タクトが定められ、各工程における処理時間を同じにした上で、それぞれの工程において処理したワークを、次工程に移動させている。定められた搬送タクトの制限内において、複数の処理を行うことによって工程の数を減らし、製造の効率化を図ることも、量産化技術にとっては重要な課題となっている。
　一対のセパレータ３０の後方縁３３同士の接合を別の工程に行うことも可能であるが、この場合には、工程の数が増えて、トータルの製造時間が長くなってしまう虞があり、製造の効率化の要請に応えることができない。また、袋詰電極２０は、一対のセパレータ３０の間に電極４０を挟みこんだ形態を有し、電極４０および一対のセパレータ３０を同期して搬送しなければならず、タイミングをとるために搬送および搬送停止が繰り返されている。このようなタイミングをとるための搬送停止時間を利用することによって、定められた搬送タクトの制限内において、搬送部２００による搬送を停止した状態で一対のセパレータ３０の後方縁３３同士を接合することができる。したがって、電極４０を一対のセパレータ３０内に袋詰する速度を落とすことなく、セパレータ３０の側方縁３１に加えて、セパレータ３０の後方縁３３をも接合することが可能となる。
　下流側搬送部２４１、２４２同士の間（第１のコンベア２４１と第２のコンベア２４２との間）に第２の接合部４００を配置し、重ねられた後の電極４０および一対のセパレータ３０を搬送する経路の途中において、セパレータ３０の後方縁３３同士を接合している。これによれば、電極４０を一対のセパレータ３０内に袋詰する速度を落とすことなく、積層ドラム２１０、２２０に重なっていた部分であるセパレータ３０の後方縁３３を接合することができる。
　一対のセパレータ３０のそれぞれを、側方縁３１のそれぞれが保持面２１１、２２１を超えてはみ出た状態で搬送している。これによれば、一対のセパレータ３０が積層ドラム２１０、２２０の保持面２１１、２２１から離れる部位つまりニップ部２１５の側方部位に、第１の接合部３００を、積層ドラム２１０、２２０に干渉することなく配置することができる。一対のセパレータ３０が重ね合わされて保持面２１１、２２１から離れた直後に、一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を搬送方向の前端５１側から順次接合する接合作業を、行うことができる。これにより、一対のセパレータ３０が重ね合わされた搬送方向の前端５１は、積層ドラム２１０、２２０から離れるとすぐに接合される。一対のセパレータ３０の前端５１が接合されるときには、一対のセパレータ３０の後端側は積層ドラム２１０、２２０によって挟持されたまま搬送されている。このため、一対のセパレータ３０にシワが生じたり、積層ずれが生じたりすることを抑えて、一対のセパレータ３０を接合することができる。したがって、セパレータ３０のいわゆる口開きをより効果的に防止することができる。
　一対のセパレータ３０のそれぞれを一対の円柱回転体つまり積層ドラム２１０、２２０のそれぞれの表面上に保持して電極４０に向けて搬送している。これによれば、一対のセパレータ３０を円弧面上に保持して搬送するので、一対のセパレータ３０を搬送しながら側方縁３１同士を順次重ね合わせることが簡単にできる。
　一対の第１の接合部３００が、重ねられた電極４０および一対のセパレータ３０を搬送する搬送路を挟んで向かい合って設けられている。また、一対の第２の接合部４００も、重ねられた電極４０および一対のセパレータ３０を搬送する搬送を挟んで向かい合って設けられている。これによれば、対をなすセパレータ３０の両面のそれぞれから接合することになるので、片面のみから接合する場合に比べて、均一な接合状態を作り出すことができる。また、セパレータ３０の材質、特に、熱的な性質が異なるセパレータ３０を適用する場合に、接合条件の最適化のための調整が容易となる。
　また、電極４０および一対のセパレータ３０を搬送しながら搬送方向の前端５１側から順次重ねつつ、一対のセパレータ３０の側方縁３１同士における前端５１を、２つの接合チップ３０２、３０３のうち搬送方向の下流側の第２の接合チップ３０３にまで搬送されてくる前に、上流側の第１の接合チップ３０２によって接合している。
　これによれば、搬送されながら順次重なる一対のセパレータ３０の側方縁３１同士における前端５１を第１の接合部３００における上流側の第１の接合チップ３０２によって接合することから、一対のセパレータ３０のいわゆる口開きを防止することができる。一対のセパレータ３０を電極４０に重ねていくときにセパレータ３０のめくれやシワが生じることがなく、一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合する接合作業が容易となる。このように、一対のセパレータ３０を電極４０に重ねていくときにセパレータ３０のめくれやシワが生じることを防止して、袋詰電極２０の製造の効率化を図り、もって、電池全体の製造の効率化に寄与することが可能となる。
　前端５１の接合が終わった後は、搬送される一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を、複数の接合チップ３０２、３０３によって接合している。これによれば、複数の接合チップ３０２、３０３によって一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合することから、接合時間を短縮することができ、製造の高速化を図ることができる。
　前端５１の接合のときに、上流側の第１の接合チップ３０２のみを作動させて接合するようにしてもよい。これによれば、前端５１の接合のときに、下流側の第２の接合チップ３０３を作動させなくてよく、下流側の第２の接合チップ３０３の空打ちを回避することができる。
　また、一対のセパレータ３０の側方縁３１同士を接合する接合部を、ワークＷの搬送速度との相対速度差がゼロに近づくように移動させながら行う接合を搬送方向の前端５１側から複数回繰り返して行っている。
　これによれば、セパレータ３０を搬送しながら、順次、前端５１側から複数回溶着するので、セパレータ３０の口開きを防止しつつ、工程時間を短縮することができる。また、セパレータ３０にシワを生じさせることなく、良好な接合を行うことができる。
　第１の接合部３００の移動速度が一定になったときに接合を行っている。セパレータ３０および第１の接合部３００の加速度を揃えること自体が困難である。このため、セパレータ３０および第１の接合部３００をともに加速させながら接合を行う場合に比べて、接合のタイミングの調整などが容易になり、その結果、精度良く接合することができる。
　（変形例）
　第２の接合部４００によってセパレータ３０の後方縁３３を接合する形態を示したが、前方縁３２、あるいは前後両方の縁３２、３３を、第２の接合部４００によって接合してもよい。
　一対の積層ドラム２１０、２２０を上下に配置したが、その他の方向に配置してもよい。電極４０は積層ドラム２１０、２２０の間の接線方向（一対の積層ドラム２１０、２２０の中心を結ぶ直線に直交する方向）に沿って搬送される。例えば、積層ドラム２１０、２２０を左右に配置した場合には、上方または下方から垂直方向に電極４０を搬送すればよい。
　セパレータカッター２１３、２２３により一枚の連続したセパレータ部材３４を積層ドラム２１０、２２０の周面に貼り付けた状態で所定形状に切り出すものとしたが、予め所定形状に切り出されたセパレータ３０を積層ドラム２１０、２２０に貼り付けて搬送してもよい。
　押さえ部３０４を接合ヘッド３０１に取り付けた形態について説明したが、この場合に限定されるものではなく、押さえ部３０４が接合ヘッド３０１と一体になっていなくてもよい。
　さらに、本発明のセパレータ溶着装置を、袋詰電極２０の製造装置１００に適用した実施形態について説明したが、本発明は、この場合に限定されるものではなく、一対のセパレータを溶着する技術として種々の装置に適用したり組み込んだりすることができる。
　以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
　日本国特許願第２０１１－０８５７４８号（出願日：２０１１年４月７日）及び日本国特許願第２０１２－６７８２３号（出願日：２０１２年３月２３日）の全内容は、ここに援用される。
　本発明の実施形態によれば、一つの工程内で、接合ヘッドをセパレータに対して相対的に接近移動させるというワンアクションによって、押さえ部によるセパレータの押さえと、接合チップによる接合とを行うことができるので、サイクルタイムを低減することができる。このように、一対のセパレータを溶着するのに要するサイクルタイムを短縮して、セパレータ溶着作業の効率化を図り、もって、電池全体の製造の効率化に寄与することが可能となる。また、押さえ部がセパレータを押さえてから、接合チップによる接合を行っているので、精度よく接合を行うことができる。さらに、接合後は、接合チップがセパレータから離れるまで、押さえ部がセパレータを押さえている。このため、接合チップの先端が接合点から離れるときに、接合したセパレータ同士を引き剥がしてしまう虞がない。よって、本発明の実施形態に係るセパレータ溶着装置、およびセパレータの溶着方法は、産業上利用可能である。
２０ 袋詰電極
３０ セパレータ
３１ 側方縁
３２ 前方縁
３３ 後方縁
３４ 前方縁
４０ 電極
５０ 接合点
５１ 前端
１００ セパレータ溶着装置を適用してなる製造装置
２００ 搬送部
２１０、２２０ 積層ドラム、円柱回転体
２１１、２２１ 保持面
２１５ ニップ部
２３０ 電極搬入部
２４１、２４２ 下流側搬送部
３００ 第１の接合部、接合部
３０１ 接合ヘッド
３０２ 第１の接合チップ、上流側の接合チップ
３０３ 第２の接合チップ、下流側の接合チップ
３０４ 押さえ部
３０５ クランプバネ、付勢部材
３１０ テーパー部分
３２０ 放熱部
３２１ 放熱フィン
３２２ 熱逃がし用の空間
３２３ 開放口
３２４ 壁部材
４００ 第２の接合部、接合部
５００ 制御部
Ｗ ワーク

Claims (9)

  1. 　一対のセパレータを溶着する溶着装置であって、
    　前記一対のセパレータに対して相対的に接近及び離反自在な接合ヘッドと、
    　前記接合ヘッドに取り付けられ前記セパレータ同士を接合する接合チップと、
    　前記接合チップの先端を越える前進位置と前記前進位置から退避する後退位置との間で進退自在な、前記セパレータを押さえる押さえ部と、
    　前記接合ヘッドと前記押さえ部との間に設けられ、前記押さえ部を前記前進位置に向けて移動させる付勢力を前記押さえ部に付勢する付勢部材と、を有する接合部を含み、
    　前記接合ヘッドが前記セパレータに対して相対的に接近することによって、前記押さえ部が前記セパレータに接触して前記前進位置から前記後退位置まで後退し、前記接合チップの前記先端が前記セパレータに接触して接合するとともに、
    　前記接合チップの前記先端が前記セパレータに接触した状態から前記接合ヘッドが前記セパレータに対して相対的に離反することによって、前記押さえ部が前記セパレータを押さえたままの状態で、前記接合チップの前記先端が前記セパレータから離反し、前記押さえ部が前記付勢部材の付勢力によって前記後退位置から前記前進位置まで前進して前記セパレータから離反する、セパレータ溶着装置。
  2. 　前記押さえ部は、前記セパレータの搬送方向の上流側に向かって広がるテーパー部分を有する、請求項１に記載のセパレータ溶着装置。
  3. 　一対の前記接合部が、前記一対のセパレータを搬送する搬送路を挟んで向かい合って設けられている、請求項１または請求項２に記載のセパレータ溶着装置。
  4. 　前記接合することは、熱溶着することである、請求項１～請求項３の何れか１つに記載のセパレータ溶着装置。
  5. 　前記押さえ部は、放熱部を有している、請求項１～請求項４の何れか１つに記載のセパレータ溶着装置。
  6. 　前記放熱部は、良熱伝導率材料から形成され、または放熱フィンから構成されている、請求項５に記載のセパレータ溶着装置。
  7. 　前記放熱部の周囲に熱逃がし用の空間が形成されている、請求項５または請求項６に記載のセパレータ溶着装置。
  8. 　前記押さえ部は、前記接合チップを囲むように配置された壁部材であって、前記接合チップを外方に臨ませる開放口を備える前記壁部材から形成されている、請求項１～請求項７の何れか１つに記載のセパレータ溶着装置。
  9. 　一対のセパレータを溶着する溶着方法であって、
    　前記一対のセパレータ同士を接合する接合チップと、前記一対のセパレータを押さえる押さえ部とを備える接合ヘッドを前記セパレータに対して相対的に接近させ、前記押さえ部によって前記セパレータを押さえた後に、前記接合チップによって前記一対のセパレータ同士を接合し、
    　前記接合ヘッドを前記セパレータに対して相対的に離反させ、前記接合チップを前記一対のセパレータから離反させた後に、前記押さえ部による前記セパレータの押さえを解除する、セパレータの溶着方法。
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