JP3471764B2

JP3471764B2 - リチウム電池素子の製造方法

Info

Publication number: JP3471764B2
Application number: JP2001039474A
Authority: JP
Inventors: 智光阿部
Original assignee: 東北日本電気株式会社
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2003-12-02
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: JP2002246069A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リチウム電池素
子の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リチウム電池素子は、ほぼ同一の帯板状
に延在して形成された正極シートと負極シートをセパレ
ータを挟んで重ね合わせ、これら正極シートと負極シー
トとセパレータを延在方向に丸めることにより断面が長
円をなす円筒状に構成された電極積層体を偏平形状に成
形することによって製造されている。従来のリチウム電
池素子の製造方法は以下のとおりである。工程１）前記断面が長円状に構成された電極積層体をア
ルミ板に複数個形成された成形凹部に置く。工程２）複数個の電極積層体がセットされた前記アルミ
板をビニール袋に入れ、前記ビニール袋内で前記電極積
層体が前記アルミ板から外れないように、前記ビニール
袋の開口部から、空気を吸い出し、その後、前記ビニー
ル袋の開口部を熱溶着で塞ぐ。なお、前記電極積層体を前記ビニール袋に入れるのは、
前記電極積層体が次に述べる工程３の加熱、加圧時に、
上型に付着するのを防止するためである。工程３）電極積層体が入ったビニール袋をプレス装置の
下型の表面に置く。前記プレス装置の上下型は平らにな
っており、内部にヒーターと熱電対を備えており、５０
゜Ｃ〜１２０゜Ｃで一定温度に加熱されている。前記プ
レス装置は加圧時に、上下型の間の寸法が一定の寸法に
なると、それ以上加圧できないように、ストッパを備え
ている。工程４）前記プレス装置で、前記電極積層体が入ったビ
ニール袋を一定時間、加熱しながら加圧することで前記
電極積層体を偏平な形状に成形する。工程５）前記プレス装置とは別のプレス装置の下型の表
面に前記電極積層体が入ったビニール袋を置く。このプ
レス装置の上下型は、表面が平らで型の内部は、冷却用
のエアーが通っており、前記工程３で形成された電極積
層体を一定時間加圧することにより、前記電極積層体を
４０゜Ｃ以下に冷却し、形成した形状が元の円筒状に戻
らないようにしている。工程６）前記ビニール袋を破いて、偏平に成形された電
極積層体を取り出す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の製造
方法では、前記ビニール袋への電極積層体のセット、空
気の吸い出し、袋を破いての取り出し等の作業に時間が
かかり、製造コストが高くなるという問題がある。この
発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもの
で、製造時間を短縮して製造コストを低減することがで
きるリチウム電池素子の製造方法を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の製造方法は、帯状に形成された正極シー
トと負極シートをセパレータを挟んで重ね合わせ、これ
ら正極シートと負極シートとセパレータとを延在方向に
丸めることにより断面が長円状に構成された電極積層体
を、偏平形状に成形するリチウム電池素子の製造方法に
おいて、加圧面を有する上型と、載置面を有する下型と
を有し、前記上型と下型を加熱した状態で互いに接離す
る上下方向に移動させるように構成された加熱加圧装置
と、上方に開放状の成形凹部が複数形成され前記載置面
の上に載置される成形型と、前記成形型を前記下型の外
方に搬送する第１搬送装置とを設け、前記加熱加圧装置
により、前記載置面に載置された前記成形型の各成形凹
部に収容された前記電極積層体を前記上型と下型によっ
て加熱しつつ加圧して前記電極積層体を偏平形状に成形
し、前記第１搬送装置による前記成形型の搬送の前に、
前記電極積層体を偏平形状に成形した前記上型と下型の
間隔を僅かに離間させた状態で、前記成形型の部分に上
下方向と直交する方向の力を前記第１搬送装置により加
えることで、前記上型の加圧面へ付着した前記電極積層
体を該加圧面から切り離すようにしたことを特徴とす
る。

【０００５】本発明によれば、前記載置面に載置された
前記成形型の各成形凹部に収容された前記電極積層体
を、前記上型と下型によって加熱しつつ加圧して前記電
極積層体を偏平形状に成形する。そして、前記第１搬送
装置による前記成形型の搬送の前に、前記電極積層体を
偏平形状に成形した前記上型と下型の間隔を僅かに離間
させた状態で、前記成形型の部分に上下方向と直交する
方向の力を前記第１搬送装置により加えることで、前記
上型の加圧面へ付着した前記電極積層体を該加圧面から
切り離すことが行なわれる。したがって、前記上型に付
着した前記電極積層体は前記上型との付着が確実に解除
され前記成形型に収容される。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、この発明によるリチウム電
池素子の製造方法の実施の形態について図面に基づき説
明する。図１は、本発明の第１の実施の形態が適用され
た製造装置の構成を示す斜視図、図２は電極積層体の製
造手順を示す説明図、図３は成形型の斜視図である。ま
ず、図２を参照してリチウム電池素子の製造手順の概略
について説明する。図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
帯状に形成された正極シート５１と負極シート５２とを
セパレータ５３を挟んで重ね合わせる。次いで、図２
（Ｃ１）、（Ｃ２）に示すように、これら正極シート５
１と負極シート５２とセパレータ５３とを延在方向に丸
めることにより断面が長円状をなす電極積層体５４を構
成する。そして、図２（Ｃ３）に示すように、前記電極
積層体５４を偏平形状に成形することで電極積層体５５
（リチウム電池素子）を得る。本発明のリチウム電池素
子の製造方法は、上述した工程のうち、電極積層体５４
を偏平形状に成形する工程に係るものである。

【０００７】図１に示すように、第１の実施の形態が適
用されたリチウム電池素子の製造装置１は、基台１０２
と、供給装置２と、予備加熱装置３と、加熱加圧装置４
と、冷却加圧装置５と、トランスファー４０（第１搬送
装置）と、成形型６０と、スタートスイッチ１０と、不
図示の制御機構とを備えて構成されている。

【０００８】図３に示すように、成形型６０は、金属板
６１、アルミ板６２、複数個の成形凹部６３から構成さ
れている。前記金属板６１は矩形板状を呈している。前
記アルミ板６２は、前記金属板６１の上面に固着されて
おり、厚さを有し、前記金属板６１よりも小さな矩形板
状に形成されている。前記各成形凹部６３は、平面視矩
形状を呈し前記アルミ板６２に厚さ方向に貫通して、縦
横に等しい間隔をおいて並べて設けられている。すなわ
ち、前記各成形凹部６３は、前記アルミ板６２の上面に
上方に開放されて形成され前記アルミ板６２が前記金属
板６１の上面に固着されることで、前記各成形凹部６３
の底部は前記金属板６１によって閉塞されている。前記
各成形凹部６３は、前記電極積層体５４が１つずつ収容
されるように構成されるとともに、前記電極積層体５４
が前記成形凹部６３に収容された状態で前記電極積層体
５４の部分が前記アルミ板６２の上面６２０２から上方
に突出した状態となるように構成されている。また、前
記各成形凹部６３の深さ方向の寸法は、偏平形状に成形
された前記電極積層体５５の厚さ方向の寸法よりも小と
なるように構成されている。

【０００９】図１に示すように、前記基台１０２は、矩
形板状の上板１０４を備え、上板１０４上には、前記供
給装置２と、予備加熱装置３と、加熱加圧装置４と、冷
却加圧装置５と、スタートスイッチ１０とが設けられ、
前記上板１０４の下方には、前記トランスファー４０が
配設されている。

【００１０】前記供給装置２は、前記供給装置２にセッ
トされた前記成形型６０を検知する不図示の成形型検出
センサと、前記成形型６０を前記予備加熱装置３に供給
する空圧シリンダ１１とを備えている。

【００１１】前記予備加熱装置３は、不図示の成形型検
出センサと、上型１２と、下型１３と、ヒーター１４
と、熱電対１５と、温調器１６、空圧シリンダ１７と、
シリンダ保持部材１８とを備えている。前記上型１２と
下型１３は互いに接離する上下方向に移動可能に構成さ
れている。不図示の成形型検出センサは、前記下型１３
の上にセットされた前記成形型６０を検知するように前
記上板１０４上に設けられている。前記ヒータ１４と熱
電対１５は、前記上型１２に内蔵して設けられるととも
に、前記下型１３にも内蔵して設けられている。前記温
調器１６は、前記基台１０２に設けられ、前記各熱電対
１５で検出される温度に基づいて前記各ヒータ１４を制
御するものであり、前記上型１２、下型１３の表面温度
を４０゜Ｃ〜１００゜Ｃの範囲で一定の値になるよう制
御するように構成されている。前記空圧シリンダ１７
は、前記上型１２を下型１３に対して上下方向に移動さ
せるものである。前記シリンダ保持部材１８は、前記上
板１０４上に設けられ前記空圧シリンダ１７を保持する
ように構成されている。

【００１２】前記加熱加圧装置５は、上型２０と、下型
２１と、油圧シリンダ２２と、ヒーター２３と、熱電対
２４と、温調器２５と、ストッパブロック２６と、中間
センサ２７と、シリンダ保持部材２８とを備えている。
前記上型２０は加圧面を有し、前記下型２１は、載置面
を有している。これら前記上型２０と下型２１は、平面
視矩形状を呈し、互いに接離する上下方向に移動可能に
構成されている。前記ヒータ２３と熱電対２４は、前記
上型２０に内蔵して設けられるとともに、前記下型２１
にも内蔵して設けられている。前記温調器２５は、前記
基台１０２に設けられ、前記各熱電対２４で検出される
温度に基づいて前記各ヒータ２３を制御するものであ
り、前記上型２０、下型２１の表面温度を４０゜Ｃ〜１
００゜Ｃの範囲で一定の値になるよう制御するように構
成されている。

【００１３】前記油圧シリンダ２２は、前記上型２０を
下型２１に対して上下方向に移動させるものである。前
記ストッパブロック２６は、前記上型２０の対角線上の
２箇所に当接するように前記上板１０４上に設けられ、
前記上型２０と下型２１の間隔が所定の設定寸法となっ
たときに、前記上型２０に当接することでこれらが前記
設定寸法以上接近しないように、構成されている。前記
中間センサ２７は、前記上板１０４上に設けられ、前記
上型２０が前記下型２１に対して僅かに離間する位置ま
で上昇されたことを検出するように構成されている。前
記シリンダ保持部材２８は、前記上板１０４上に設けら
れ前記油圧シリンダ２２を保持するように構成されてい
る。

【００１４】前記冷却加圧装置５は、上型３０と、下型
３１と、油圧シリンダ３２と、ストッパブロック３３
と、中間センサ３４と、空圧シリンダ３５（第２搬送装
置）とを備えている。前記上型３０は加圧面を有し、前
記下型３１は、載置面を有している。これら前記上型３
０と下型３１は、平面視矩形状を呈し、互いに接離する
上下方向に移動可能に構成されている。前記上型３０と
下型３１には、不図示の空気流通路が形成されており、
不図示の圧縮空気供給源から供給される圧縮空気が前記
空気流通路を介して前記上型３０と下型３１の間に吹出
すことで前記下型３１の上に位置している前記成形型６
０に収容された各電極積層体６５を冷却するように構成
されている。

【００１５】前記油圧シリンダ３２は、前記上型３０を
下型３１に対して上下方向に移動させるものであり、前
記シリンダ保持部材２８に保持されている。前記ストッ
パブロック３３は、前記上型３０の対角線上の２箇所に
当接するように前記上板１０４上に設けられ、前記上型
３０と下型３１の間隔が所定の設定寸法となったとき
に、前記上型３０に当接することでこれらが前記設定寸
法以上接近しないように構成されている。前記中間セン
サ３４は、前記上板１０４上に設けられ、前記上型３０
が前記下型３１に対して僅かに離間する位置まで上昇さ
れたことを検出するように構成されている。前記空圧シ
リンダ３５は、前記上板１０４上に設けられ、前記下型
３１の上にある前記成形型６０の部分に上下方向と直交
する方向の力を加えて前記成形型６０を前記下型３１の
外方、すなわち排出位置６に向けて移動させるように構
成されている。

【００１６】前記予備加熱装置３、前記加熱加圧装置
４、前記冷却加熱装置５は、直線上に配列されている。
前記トランスファー４０は、トランスファー本体４００
２と、第１保持部材４００８と、第２保持部材４０１２
と、空圧シリンダ４１、４２とを備えて構成されてい
る。前記トランスファー本体４００２は、前記予備加熱
装置３、加熱加圧装置４、冷却加熱装置５の下方に配設
されている。前記トランスファー本体４００２は、前記
予備加熱装置３、加熱加圧装置４、冷却加熱装置５の配
列方向に沿って延在し間隔をおいて並べられた２本の横
柱４００４と、これらを連結する連結部材４００６とか
ら構成されている。前記第１保持部材４００８は、下端
が前記各横柱４００４に取着され、上端が前記成形型６
０の金属板６１の四隅近傍の部分を保持するように設け
られた４本の支柱４０１０から構成されている。前記第
２保持部材４０１２も同様に、下端が前記各横柱４００
４に取着され、上端が前記成形型６０の金属板６１の四
隅近傍の部分を保持するように設けられた４本の支柱４
０１０から構成されている。

【００１７】前記空圧シリンダ４１は、前記トランスフ
ァー本体４００２を例えば１ｍｍ上下方向に移動させる
ように前記基台１０２に設けられている。前記空圧シリ
ンダ４２は、前記トランスファー本体４００２を水平方
向に往復移動させるように前記基台１０２に設けられて
いる。すなわち、前記空圧シリンダ４２は、前記第１保
持部材４００８に保持された前記成形型６０を前記予備
加熱装置３の位置から前記加熱加圧装置４の位置まで移
動させると同時に、前記第２保持部材４０１２に保持さ
れた前記成形型６０を前記加熱加圧装置４の位置から前
記冷却加圧装置５の位置まで移動させるように構成され
ている。また、前記空圧シリンダ４２は、前記トランス
ファー本体４００２を前記移動と逆方向に移動するよう
に構成されている。

【００１８】前記不図示の制御機構は、前記各成形型検
出センサの検出結果に基づいて前記各空圧シリンダ１
１、１７、３５、４１、４２と前記各油圧シリンダ２
２、３２との制御を行なうように構成されており、これ
ら空圧シリンダと油圧シリンダの動作時間を制御するた
めのタイマーを備えている。これらタイマーには予め設
定時間が設定されている。前記スタートスイッチ１０は、前記制御機構に前記製造
装置の動作の開始を指示する信号を入力するように構成
されている。

【００１９】次に、図４、図５のフローチャートを参照
して、第１の実施の形態が適用された製造装置１の動作
について説明する。まず、前記製造装置１の電源を投入
し、前記予備加熱装置３、加熱加圧装置４の上型と下型
のヒータを動作させて調温器で設定された温度まで昇温
させておく（ステップ１０）。前記電極積層体５４を前
記成形型６０にセットし（ステップ１２）、前記電極積
層体５４がセットされた成形型６０を供給装置２にセッ
トし（ステップ１４）、前記スタートスイッチ１０を押
下すると、製造装置１の自動運転がスタートする（ステ
ップ１６）。

【００２０】前記供給装置２の前記成形型検出センサが
前記成形型６０を検出することにより、前記供給装置２
の空圧シリンダ１１が前記成形型６０を押して前記予備
加熱装置３の下型１３の載置面上にセットし（ステップ
１８）、前記空圧シリンダ１１は元の位置に復帰する
（ステップ２０）。次いで、前記空圧シリンダ１７を作
動させて前記上型１２を下降させ前記電極積層体５４の
上方に位置させ、上型１２の加圧面が電極積層体５４の
上面から数ｍｍ離れた位置に停止する（ステップ２
２）。前記予備加熱装置３のタイマーをスタートさせる
（ステップ２４）。前記タイマーに設定されていた設定
時間を超えると、前記空圧シリンダ１７を作動させ前記
上型１２を上昇させる（ステップ２６）。これにより、
前記成形型６０にセットされた前記各電極積層体５４は
前記上型１２と下型１３によって一定時間、一定温度で
加熱される。これにより予備加熱工程が終了する。

【００２１】前記トランスファー４０の空圧シリンダ４
１を作動させ前記成形型６０を前記第１保持部材４００
８によって保持し前記下型１３の上から１ｍｍ上昇させ
る（ステップ２８）。次いで、前記トランスファー４０
の空圧シリンダ４２を作動させ前記成形型６０を前記下
型１３の上から前記加熱加圧装置４の下型２１の載置面
の上方に移動させ（ステップ３０）、前記空圧シリンダ
４１を作動させ前記成形型６０を１ｍｍ下降させ前記下
型２１の載置面の上に載置する（ステップ３２）。次い
で、前記トランスファー４０の空圧シリンダ４２を作動
させて前記トランスファー本体４００２を元の位置に戻
す（ステップ３４）。

【００２２】前記加熱加圧装置４の成形型検出センサに
よって前記下型２１の載置面に移動された前記成形型６
０が検出されると、前記油圧シリンダ２２を作動させ、
前記上型２２を下降させることで前記成形型６０に収容
された電極積層体５４の加熱加圧を開始し（ステップ３
６）、前記加熱加圧装置４のタイマーをスタートさせる
（ステップ３８）。前記タイマーに設定されていた設定
時間を超えると、前記油圧シリンダ２２を作動させ前記
上型２０の上昇を開始する（ステップ４０）。この際、
前記上型２０が前記ストッパブロック２３に当接するた
め、前記電極積層体５４は前記上型２０の加圧面と、前
記成形型６０の成形凹部６３の底部との間で一定時間、
一定温度で加熱されるとともに、一定圧力で加圧され
る。これにより、前記電極積層体５４は、偏平形状に成
形された電極積層体５５となる。これにより加熱加圧工程が終了する。

【００２３】前記中間センサ２４が前記上型２０を検出
したら、前記油圧シリンダ２２の油圧バルブを切り替
え、油の流れをストップし、前記上型２０の上昇を停止
させる（ステップ４２）。これにより、前記上型２０
は、前記下型２１から僅かに離間した（例えば２ｍｍか
ら３ｍｍ程度）中間停止位置で停止される。前記電極積
層体５５が前記上型２０の加圧面に付着した場合、前記
上型２０に付着した電極積層体５５は、前記中間停止位
置で前記成形型６０の成形凹部６３に厚み方向で例えば
約半分の部分が残っている。次に、前記トランスファー４０の空圧シリンダ４１を作
動させ、前記成形型６０を前記第２保持部材４０１２に
保持させた状態で１ｍｍ上昇させる（ステップ４４）。
この状態で、前記電極積層体５５の部分は、前記成形型
６０の成形凹部６３に残っている。

【００２４】そして、空圧シリンダ４２を作動させ、前
記第２保持部材４０１２に保持された成形型６０を水平
方向に沿って前記冷却加圧装置５の下型３１の載置面に
搬送させる（ステップ４６）。ここで、前記第２保持部
材４０１２によって前記成形型６０が前記冷却加圧装置
５の下型３１の載置面に搬送される前に、前記成形型６
０には、前記上型２０の移動する上下方向と直交する方
向の力が前記第２保持部材４０１２によって加えられる
ため、前記上型２０の加圧面に付着している前記電極積
層体５５は前記成形型６０の成形凹部６３の部分（側
面）からせん断方向の力を受けて前記加圧面との付着が
切り離され、前記成形凹部６３内に収容される。この
後、前記第２保持部材４０１２によって前記成形型６０
が前記冷却加圧装置５の下型３１の載置面に搬送され
る。次いで、前記トランスファー４０の空圧シリンダ４
１を作動させ、前記成形型６０を前記第２保持部材４０
１２に保持させた状態で１ｍｍ下降させて前記下型３１
の載置面の上に載置する（ステップ４８）。次いで、前
記トランスファー４０の空圧シリンダ４２を作動させて
前記トランスファー本体４００２を元の位置に戻す（ス
テップ５０）。

【００２５】次に、前記冷却加圧装置５の成形型検出セ
ンサによって前記下型３１の載置面に移動された前記成
形型６０が検出されると、前記油圧シリンダ３２を作動
させ、前記上型３０を下降させることで前記成形型６０
に収容された電極積層体５５の冷却加圧を開始し（ステ
ップ５２）、前記冷却加圧装置５のタイマーをスタート
させる（ステップ５４）。前記タイマーに設定されてい
た設定時間を超えると、前記油圧シリンダ３２を作動さ
せ前記上型３０の上昇を開始する（ステップ５６）。こ
の際、前記上型３０が前記ストッパブロック３３に当接
するため、一定の圧力が前記電極積層体５５に加わるこ
とになる。これにより、前記電極積層体５５は前記上型
３０の加圧面と、前記成形型６０の成形凹部６３の底部
との間で一定時間、前記上型３０から吹出される圧縮空
気によって冷却されるとともに、一定圧力で加圧され
る。これにより、前記電極積層体５５は加熱加圧工程の
前の状態に戻ること無く、確実に偏平形状となるように
成形される。これにより冷却加圧工程が終了する。

【００２６】前記中間センサ３４が前記上型３０を検出
したら、前記油圧シリンダ３２の油圧バルブを切り替
え、油の流れをストップし、前記上型３０の上昇を停止
させる（ステップ５８）。これにより、前記上型３０
は、前記下型３１から僅かに離間した（例えば１ｍｍか
ら２ｍｍ程度）中間停止位置で停止される。前記電極積
層体５５が前記上型３０の加圧面に付着した場合、前記
上型３０に付着した電極積層体５５は、前記中間停止位
置で前記成形型６０の成形凹部６３に厚み方向で約半分
の部分が残っている。

【００２７】次に、前記空圧シリンダ３５を作動させ、
前記成形型６０を水平方向に沿って前記冷却加圧装置５
の下型３１の載置面の上から前記排出位置６に搬送させ
る（ステップ６０）。ここで、前記空圧シリンダ３５に
よって前記成形型６０が前記排出位置６に搬送される前
に、前記成形型６０には、前記上型３０の移動する上下
方向と直交する方向の力が前記空圧シリンダ３５によっ
て加えられるため、前記上型３０の加圧面に付着してい
る前記電極積層体５５は前記成形型６０の成形凹部６３
の部分（側面）からせん断方向の力を受けて前記加圧面
との付着が切り離され、前記成形凹部６３内に収容され
る。この後、前記空圧シリンダ３５によって前記成形型
６０が前記排出位置６に搬送される。これにより冷却加圧工程が終了する。前記排出位置６に
押し出された前記成形型６０に収容された前記各電極積
層体５５は、前記排出位置６で取り出される。ここで空
になった前記成形型６０は、作業者により、前記基台１
０２の上板１０４上を滑らせて前記供給装置２の手前ま
で送られ、加工前の電極積層体５４がセットされ、前記
供給装置２に供給される。

【００２８】以上詳述した第１の実施の形態によれば、
前記電極積層体５４を偏平成形する際に、前記上型に対
する前記電極積層体５４の付着を防止するためのビニー
ル袋が不要となるため、作業時間を大幅に短縮すること
ができ、製造コストを削減することができる。

【００２９】また、従来は、前記加熱加圧装置の加工数
を確保するために前記加熱加圧装置を大型とせざるを得
ず、このため、前記加熱加圧装置と、偏平成形する前の
電極積層体５４を製造するための装置とを別々の場所に
設置しなくてはならなかった。このため、前記電極積層
体を装置間で搬送する必要があり、無駄な搬送時間がか
かっていた。しかしながら、本実施の形態の製造方法に
よれば、前記予備加熱装置３によって予備加熱を行なう
ようにしたので、従来に比較して前記加熱加圧装置４に
よる前記電極積層体５４に対する加熱加圧時間を短縮す
ることができる。このため、単位時間当たりの加工数を
増やすことができるので、従来に比較して前記加熱加圧
装置４が同時に加熱加圧する前記電極積層体の数を減ら
すことができる。すなわち、１枚の成形型に載せる前記
電極積層体の数量を減らすことができるため、前記製造
装置１を小型化することが可能となる。したがって、前
記製造装置１は、例えば従来の加熱加圧装置や冷却加圧
装置の１台分と同じスペースを占有するだけで済むた
め、この製造装置１と、偏平成形する前の電極積層体５
４を製造するための装置とを１つのラインで連結するこ
とができ、無駄な搬送処理をなくすことができ、搬送用
の作業者を削減して製造コストを削減することができ
る。また、本実施の形態では、前記製造装置１に前記加
熱加圧装置４と冷却加圧装置５の双方を設けたので、両
者を独立して設けていた場合に比較して例えば作業者を
２名から１名に減らして製造コストを削減することがで
きる。

【００３０】次に、第２の実施の形態が適用された製造
装置１Ａについて説明する。図６は、本発明の第２の実
施の形態が適用された製造装置の構成を示す斜視図であ
る。図６に示すように、第２の実施の形態が第１の実施
の形態と異なる点は、供給装置２Ａを前記基台１０２の
上板１０４上に設けるとともに、第１、第２予備加熱装
置３ａ、３ｂを設け、前記成形型６０に収容されている
前記電極積層体５４を２度予備加熱するように構成した
ことである。

【００３１】供給装置２Ａは空圧シリンダ９を備え、前
記空圧シリンダ９によって前記成形型６０を前記第１予
備加熱装置３ａにセットするように構成されている。第
１予備加熱装置３ａは、不図示の成形型検出センサと、
空圧シリンダ１１と、上型１２ａと、下型１３ａと、ヒ
ーター１４ａと、熱電対１５ａと、温調器１６ａ、空圧
シリンダ１７ａと、シリンダ保持部材１８ａとを備えて
いる。前記上型１２ａと下型１３ａは互いに接離する上
下方向に移動可能に構成されている。

【００３２】不図示の成形型検出センサは、前記下型１
３ａの上にセットされた前記成形型６０を検知するよう
に前記上板１０４上に設けられている。前記ヒータ１４
ａと熱電対１５ａは、前記上型１２ａに内蔵して設けら
れるとともに、前記下型１３ａにも内蔵して設けられて
いる。前記温調器１６ａは、前記基台１０２に設けら
れ、前記各熱電対１５ａで検出される温度に基づいて前
記各ヒータ１４を制御するものであり、前記上型１２
ａ、下型１３ａの表面温度を４０゜Ｃ〜１００゜Ｃの範
囲で一定の値になるよう制御するように構成されてい
る。前記空圧シリンダ１７ａは、前記上型１２ａを下型
１３ａに対して上下方向に移動させるものである。前記
シリンダ保持部材１８ａは、前記上板１０４上に設けら
れ前記空圧シリンダ１７ａを保持するように構成されて
いる。

【００３３】前記第２予備加熱装置３ｂは、前記予備加
熱装置３ａに隣接して設けられている。前記第２予備加
熱装置３ｂは、不図示の成形型検出センサと、上型１２
ｂと、下型１３ｂと、ヒーター１４ｂと、熱電対１５ｂ
と、温調器１６ｂ、空圧シリンダ１７ｂと、シリンダ保
持部材１８ｂとを備えている。前記上型１２ｂと下型１
３ｂは互いに接離する上下方向に移動可能に構成されて
いる。

【００３４】不図示の成形型検出センサは、前記下型１
３ｂの上にセットされた前記成形型６０を検知するよう
に前記上板１０４上に設けられている。前記ヒータ１４
ｂと熱電対１５ｂは、前記上型１２ｂに内蔵して設けら
れるとともに、前記下型１３ｂにも内蔵して設けられて
いる。前記温調器１６ｂは、前記基台１０２に設けら
れ、前記各熱電対１５ｂで検出される温度に基づいて前
記各ヒータ１４ｂを制御するものであり、前記上型１２
ｂ、下型１３ｂの表面温度を４０゜Ｃ〜１００゜Ｃの範
囲で一定の値になるよう制御するように構成されてい
る。前記空圧シリンダ１７ｂは、前記上型１２ｂを下型
１３ｂに対して上下方向に移動させるものである。前記
シリンダ保持部材１８ｂは、前記上板１０４上に設けら
れ前記空圧シリンダ１７ｂを保持するように構成されて
いる。

【００３５】次に動作について説明する。前記電極積層
体５４がセットされた成形型６０を供給装置２Ａにセッ
トし、前記スタートスイッチ１０を押下すると、前記供
給装置２の成形型検出センサーが成形型６０を検出し、
前記空圧シリンダ９で前記予備加熱装置３ａの下型１３
ａ上にセットする。前記予備加熱装置３ａの成形型検出
センサーが成形型６０を検出すると、空圧シリンダ９は
元の位置に戻り、前記空圧シリンダ１４ａが下降し、前
記上型１２ａの下面が、前記電極積層体５４の上面から
数ｍｍ離れた位置に停止し、予備加熱を開始する。第１
の実施の形態と同様に一定時間、一定温度で加熱される
と、前記空圧シリンダ１４ａにより前記上型１２ａが上
昇し予備加熱装置３ａによる予備加熱が終了する。

【００３６】次いで、前記空圧シリンダ１１により前記
成形型６０を前記第２予備加熱装置３ｂの下型１３ｂ上
にセットする。前記予備加熱装置３ｂの成形型検出セン
サーが成形型６０を検出すると、空圧シリンダ１１は元
の位置に戻り、前記空圧シリンダ１４ｂが下降し、前記
上型１２ｂの下面が、前記電極積層体５４の上面から数
ｍｍ離れた位置に停止し、予備加熱を開始する。前記第
１予備加熱装置３ａと同様に一定時間、一定温度で加熱
されると、前記空圧シリンダ１４ｂにより前記上型１２
ｂが上昇し予備加熱装置３ｂによる予備加熱が終了す
る。この後の動作は第１の実施の形態と同様である。

【００３７】第２の実施の形態によれば、第１の実施の
形態の効果に加えて、予備加熱が２度されることによ
り、第１の実施の形態の場合に比較して更に長い時間、
前記各電極積層体５４を加熱することができるので、前
記加熱加圧装置４における加熱加圧の時間をより短くす
ることができ、電極積層体５４の１個当たりの製造時間
を短縮することができる効果がある。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、この発明のリチウム電池
素子の製造方法によれば、前記第１搬送装置による前記
成形型の搬送の前に、前記電極積層体を偏平形状に成形
した前記上型と下型の間隔を僅かに離間させた状態で、
前記成形型の部分に上下方向と直交する方向の力を前記
第１搬送装置により加えることで、前記上型の加圧面へ
付着した前記電極積層体を該加圧面から切り離すことが
行なわれる。したがって、前記上型に付着した前記電極
積層体は前記上型との付着が確実に解除され前記成形型
に収容されるため、前記上型に対する前記電極積層体の
付着を防止するためのビニール袋が不要となり、作業時
間を大幅に短縮することができ、製造コストを削減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態が適用された製造装
置の構成を示す斜視図である。

【図２】電極積層体の製造手順を示す説明図である。

【図３】成形型の斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態が適用された製造装
置の動作フローチャートである。

【図５】図４に続くフローチャートである。

【図６】本発明の第２の実施の形態が適用された製造装
置の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１、１Ａ……リチウム電池素子の製造装置、２、２Ａ…
…供給装置、３、３ａ、３ｂ……予備加熱装置、４……
加熱加圧装置、５……冷却加熱装置、４０……トランス
ファー、６０……成形型、６３……成形凹部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】帯状に形成された正極シートと負極シー
トをセパレータを挟んで重ね合わせ、これら正極シート
と負極シートとセパレータとを延在方向に丸めることに
より断面が長円状に構成された電極積層体を、偏平形状
に成形するリチウム電池素子の製造方法において、加圧面を有する上型と、載置面を有する下型とを有し、
前記上型と下型を加熱した状態で互いに接離する上下方
向に移動させるように構成された加熱加圧装置と、上方に開放状の成形凹部が複数形成され前記載置面の上
に載置される成形型と、前記成形型を前記下型の外方に搬送する第１搬送装置と
を設け、前記加熱加圧装置により、前記載置面に載置された前記
成形型の各成形凹部に収容された前記電極積層体を前記
上型と下型によって加熱しつつ加圧して前記電極積層体
を偏平形状に成形し、前記第１搬送装置による前記成形型の搬送の前に、前記
電極積層体を偏平形状に成形した前記上型と下型の間隔
を僅かに離間させた状態で、前記成形型の部分に上下方
向と直交する方向の力を前記第１搬送装置により加える
ことで、前記上型の加圧面へ付着した前記電極積層体を
該加圧面から切り離すようにした、ことを特徴とするリチウム電池素子の製造方法。
【請求項２】前記加熱加圧装置の上型と下型を僅かに
離間させた際、前記上型の加圧面に付着した前記電極積
層体の一部を前記成形凹部内に位置させることを特徴と
する請求項１記載のリチウム電池素子の製造方法。
【請求項３】前記成形凹部の深さ方向の寸法が偏平形
状に成形された前記電極積層体の厚さ方向の寸法よりも
小となることを特徴とする請求項１記載のリチウム電池
素子の製造方法。
【請求項４】加圧面を有する上型と、載置面を有する
下型とを有し、前記上型と下型を互いに接離する上下方
向に移動させるように構成された冷却加圧装置と、前記
電極積層体を収容し前記冷却加圧装置の下型の上に載置
された成形型を前記下型の外方に搬送するように構成さ
れた第２搬送装置とを設け、前記冷却加圧装置により、
前記下型の載置面に載置された前記成形型に収容された
前記電極積層体を前記上型と下型によって加圧するとと
もに冷却することを特徴とする請求項１記載のリチウム
電池素子の製造方法。
【請求項５】前記第２搬送装置による前記成形型の搬
送の前に、前記冷却加圧装置の上型と下型の間隔を僅か
に離間させた状態で、前記上型の加圧面に付着した前記
電極積層体を該加圧面から切り離すことを特徴とする請
求項４記載のリチウム電池素子の製造方法。
【請求項６】前記冷却加圧装置の上型と下型を僅かに
離間させた際、前記上型の加圧面に付着した前記電極積
層体の一部が前記成形凹部内に位置させることを特徴と
する請求項５記載のリチウム電池素子の製造方法。
【請求項７】前記成形型は、前記成形凹部の深さ方向
の寸法が前記電極積層体が前記冷却加圧装置で加圧され
た後の厚さ方向の寸法よりも小となることを特徴とする
請求項５記載のリチウム電池素子の製造方法。
【請求項８】前記冷却加圧装置による前記電極積層体
の冷却は前記電極積層体に圧縮空気を吹き付けることに
よって行なわれることを特徴とする請求項４記載のリチ
ウム電池素子の製造方法。
【請求項９】前記成形型の成形凹部に収容された前記
電極積層体を予備加熱する予備加熱装置を設け、前記予
備加熱装置によって加熱された前記電極積層体を前記成
形型とともに前記加熱加圧装置に搬送することを特徴と
する請求項１記載のリチウム電池素子の製造方法。
【請求項１０】前記成形型の成形凹部に前記電極積層
体が収容された状態で前記電極積層体を加熱する第１予
備加熱装置と、前記第１予備加熱装置によって加熱され
た前記電極積層体をさらに加熱する第２予備加熱装置と
を設け、前記第２予備加熱装置によって加熱された前記
電極積層体を前記成形型とともに前記加熱加圧装置に搬
送することを特徴とする請求項１記載のリチウム電池素
子の製造方法。
【請求項１１】前記成形型の成形凹部は平面視矩形状
を呈していることを特徴とする請求項１記載のリチウム
電池素子の製造方法。