JP6933153B2 - 蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明の一側面は、蓄電モジュールの製造方法に関する。

例えば特許文献１には、ロボットの吸着ハンドによりワーク（セパレータ、正極又は負極）を吸引して保持し、ワークを搬送して載置領域に載置することによって、電極積層体を製造する方法が開示されている。

特開２００９−２０６０４６号公報

ワークが、電極板の外縁部に設けられた樹脂部を有する樹脂付電極である場合、例えば樹脂部を電極板に溶着する時の熱の影響により、樹脂付電極に反りが生じる場合がある。この場合、上述の方法では、ワークを載置領域に載置する際に、ワークの位置ずれを抑制することができない。

本発明の一側面は、樹脂付電極の位置ずれを抑制可能な蓄電モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、電極板、前記電極板の一方面に設けられた正極、及び前記電極板の他方面に設けられた負極を含むバイポーラ電極と、前記バイポーラ電極の外縁部に設けられた樹脂部と、を有するシート状の樹脂付電極が積層された蓄電モジュールの製造方法であって、前記樹脂付電極が載置された第１平面と、前記第１平面と前記樹脂付電極を介して対向するハンドの第２平面とにより前記樹脂付電極を挟持する工程と、挟持された状態の前記樹脂付電極の外縁の位置を検出する工程と、検出された前記位置に基づき、前記ハンドにより前記樹脂付電極を搬送装置の載置領域に搬送して載置する工程と、載置された前記樹脂付電極を前記載置領域に固定する工程と、固定された前記樹脂付電極を前記搬送装置によって搬送する工程と、を含む。

この蓄電モジュールの製造方法は、樹脂付電極を第１平面とハンドの第２平面とにより挟持する工程を有している。このため、樹脂付電極に反りが生じていても、反りを矯正し、樹脂付電極の外縁の位置を適切に検出することができる。したがって、ハンドにより樹脂付電極を搬送装置の載置領域に適切に搬送して載置することができるので、載置領域における樹脂付電極の位置ずれを抑制することができる。また、載置された樹脂付電極は載置領域に固定されるので、載置後における位置ずれも抑制することができる。さらに、樹脂付電極は、固定された状態で搬送装置によって搬送される。よって、搬送後における位置ずれも抑制することができる。

前記固定する工程では、前記第１平面と前記第２平面との対向方向から見て矩形状を呈する前記樹脂付電極の対角線上の角部に位置する一対の固定部によって前記樹脂付電極を固定し、前記一対の固定部のそれぞれは、前記樹脂付電極の隣り合う一対の辺において前記樹脂付電極を固定してもよい。この場合、一対の固定部によって、樹脂付電極の４辺において樹脂付電極を同時に固定することができる。よって、樹脂付電極の４辺における樹脂付電極の反りを同時に矯正することができる。

上記蓄電モジュールの製造方法は、前記搬送装置によって前記樹脂付電極を搬送した後、前記樹脂付電極の固定を解除して前記樹脂付電極を前記載置領域から積層領域に搬送して積層する工程を更に含んでもよい。この場合、搬送後における位置ずれが抑制されているので、樹脂付電極を積層領域に積層する際の積層ずれも抑制することができる。

本発明の一側面によれば、樹脂付電極の位置ずれを抑制可能な蓄電モジュールの製造方法が提供され得る。

図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。 図２は、図１の蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。 図３（ａ）は、樹脂付電極を正極側から見た平面図であり、図３（ｂ）は、樹脂付電極を負極側から見た平面図である。 図４は、蓄電モジュールの製造方法の一部を示すフローチャートである。 図５は、図４に続く蓄電モジュールの製造方法の一部を示すフローチャートである。 図６は、蓄電モジュールの製造装置を示す概略平面図である。 図７は、図６の蓄電モジュールの製造装置を示す側面図である。 図８は、樹脂付電極を挟持する工程を示す側面図である。 図９は、図８に示される平面部及び樹脂付電極を平面部側から見た平面図である。 図１０は、固定部により樹脂付電極が固定される前の状態を示す側面図である。 図１１は、固定部により樹脂付電極が固定された状態を示す側面図である。 図１２は、樹脂付電極の保持が解除された状態を示す側面図である。 図１３は、変形例に係る平面部及び樹脂付電極を平面部側から見た平面図である。 図１４は、変形例に係る固定部により樹脂付電極が固定された状態を示す平面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。図１に示される蓄電装置１は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置１は、複数の蓄電モジュール４を積層してなる蓄電モジュール積層体２と、蓄電モジュール積層体２に対して積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材３とを備えて構成されている。

蓄電モジュール積層体２は、複数（本実施形態では３体）の蓄電モジュール４と、複数（本実施形態では４枚）の導電板５とによって構成されている。蓄電モジュール４は、例えば後述するバイポーラ電極１４を備えたバイポーラ電池であり、積層方向から見て矩形状をなしている。蓄電モジュール４は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池である。この二次電池は、全固体電池であってもよい。さらに、蓄電モジュール４は、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。

積層方向に隣り合う蓄電モジュール４，４同士は、導電板５を介して電気的に接続されている。導電板５は、積層方向に隣り合う蓄電モジュール４，４間と、積層端に位置する蓄電モジュール４の外側と、にそれぞれ配置されている。積層端に位置する蓄電モジュール４の外側に配置された一方の導電板５には、正極端子６が接続されている。積層端に位置する蓄電モジュール４の外側に配置された他方の導電板５には、負極端子７が接続されている。正極端子６及び負極端子７は、例えば導電板５の縁部から積層方向に交差する方向に引き出されている。正極端子６及び負極端子７により、蓄電装置１の充放電が実施される。

各導電板５の内部には、空気等の冷媒を流通させる複数の流路５ａが設けられている。各流路５ａは、例えば積層方向と、正極端子６及び負極端子７の引き出し方向とにそれぞれ直交する方向に互いに平行に延在している。これらの流路５ａに冷媒を流通させることで、導電板５は、蓄電モジュール４，４同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、蓄電モジュール４で発生した熱を放熱する放熱板としての機能を併せ持つ。なお、図１の例では、積層方向から見た導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積よりも小さいが、放熱性の向上の観点から、導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積と同じであってもよく、蓄電モジュール４の面積よりも大きくてもよい。

拘束部材３は、蓄電モジュール積層体２を積層方向に挟む一対のエンドプレート８，８と、エンドプレート８，８同士を締結する締結ボルト９及びナット１０とによって構成されている。エンドプレート８は、積層方向から見た蓄電モジュール４及び導電板５の面積よりも一回り大きい面積を有する矩形の金属板である。エンドプレート８の内側面（蓄電モジュール積層体２側の面）には、電気絶縁性を有するフィルムＦが設けられている。フィルムＦにより、エンドプレート８と導電板５との間が絶縁されている。

エンドプレート８の縁部には、蓄電モジュール積層体２よりも外側となる位置に挿通孔８ａが設けられている。締結ボルト９は、一方のエンドプレート８の挿通孔８ａから他方のエンドプレート８の挿通孔８ａに向かって通され、他方のエンドプレート８の挿通孔８ａから突出した締結ボルト９の先端部分には、ナット１０が螺合されている。これにより、蓄電モジュール４及び導電板５がエンドプレート８，８によって挟持されて蓄電モジュール積層体２としてユニット化されると共に、蓄電モジュール積層体２に対して積層方向に拘束荷重が付加される。

次に、蓄電モジュール４の構成について更に詳細に説明する。図２は、蓄電モジュール４の内部構成を示す概略断面図である。同図に示すように、蓄電モジュール４は、電極積層体１１と、電極積層体１１を封止する樹脂製の封止体１２とを備えている。

電極積層体１１は、セパレータ１３を介して複数のバイポーラ電極１４が積層されてなる。この例では、電極積層体１１の積層方向Ｄは蓄電モジュール積層体２の積層方向と一致している。電極積層体１１は、積層方向Ｄに延びる側面１１ａを有している。バイポーラ電極１４は、電極板１５、電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６、電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。正極１６は、正極活物質が塗工されてなる正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が塗工されてなる負極活物質層である。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の正極１６は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄに隣り合う一方のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の負極１７は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄに隣り合う他方のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。

電極積層体１１において、積層方向Ｄの一端には負極終端電極１８が配置され、積層方向Ｄの他端には正極終端電極１９が配置されている。負極終端電極１８は、電極板１５、及び電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。負極終端電極１８の負極１７は、セパレータ１３を介して積層方向Ｄの一端のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａには、蓄電モジュール４に隣接する一方の導電板５が接触している。正極終端電極１９は、電極板１５、及び電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６を含んでいる。正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂには、蓄電モジュール４に隣接する他方の導電板５が接触している。正極終端電極１９の正極１６は、セパレータ１３を介して積層方向Ｄの他端のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。

電極板１５は、金属製であり、例えばニッケル又はニッケルメッキ鋼板からなる。電極板１５は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板１５の外縁部１５ｃ（バイポーラ電極１４の外縁部）は、矩形枠状をなし、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。正極１６を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極１７を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。本実施形態では、電極板１５の他方面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、電極板１５の一方面１５ａにおける正極１６の形成領域に対して一回り大きくなっている。

セパレータ１３は、例えばシート状に形成されている。セパレータ１３としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。セパレータ１３は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ１３は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。

封止体１２は、例えば絶縁性の樹脂によって矩形の筒状に形成されている。封止体１２を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、又は変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）などが挙げられる。封止体１２は、積層方向Ｄに延びる電極積層体１１の側面１１ａにおいて電極板１５の外縁部１５ｃを保持すると共に、側面１１ａを取り囲むように構成されている。

封止体１２は、外縁部１５ｃに設けられた第１樹脂部２１（樹脂部）と、側面１１ａに沿って第１樹脂部２１を外側から包囲する第２樹脂部２２とを有している。第１樹脂部２１は、積層方向Ｄから見て、矩形枠状をなし、例えば超音波又は熱により、外縁部１５ｃの全周にわたって連続的に溶着されている。第１樹脂部２１は、電極板１５の一方面１５ａ側の外縁部１５ｃに設けられている。第１樹脂部２１は所定の厚さ（積層方向Ｄの長さ）を有するフィルムである。電極板１５の端面は、第１樹脂部２１から露出している。第１樹脂部２１は、積層方向Ｄから見て、正極１６及び負極１７から離間して設けられている。

第１樹脂部２１は、積層方向Ｄに隣り合う電極板１５の外縁部１５ｃ同士の間に位置している第１部分２１ａと、電極板１５から外側に張り出している第２部分２１ｂと、を有している。第１部分２１ａは、第１樹脂部２１の内周側の部分である。バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９における外縁部１５ｃに設けられた第１樹脂部２１では、第１部分２１ａの内側に第１樹脂部２１の他の部分よりも薄い（積層方向Ｄの長さが短い）段差部２１ｃが設けられている。段差部２１ｃにはセパレータ１３が配置され、積層方向Ｄから見て、段差部２１ｃとセパレータ１３とは重なっている。セパレータ１３は、セパレータ１３の外縁に沿って並ぶ数箇所において、例えば溶着により段差部２１ｃに固定されている。負極終端電極１８の外縁部１５ｃに設けられた第１樹脂部２１には、セパレータ１３が配置されないので、段差部２１ｃが設けられていない。本実施形態では、段差部２１ｃの高さ（積層方向Ｄの長さ）は、セパレータ１３の厚さと同等であるが、同等でなくてもよい。第２部分２１ｂの一部は、第２樹脂部２２に埋没している。積層方向Ｄで隣り合う第１樹脂部２１，２１同士は、互いに離間している。

第２樹脂部２２は、電極積層体１１及び第１樹脂部２１の外側に設けられ、蓄電モジュール４の外壁（筐体）を構成している。第２樹脂部２２は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１の全長にわたって延在している。第２樹脂部２２は、積層方向Ｄを軸方向として延在する筒状部である。第２樹脂部２２は、積層方向Ｄに延在する第１樹脂部２１の外側面を覆っている。第２樹脂部２２は、例えば、射出成形時の熱によって第１樹脂部２１の外表面に溶着されている。

第２樹脂部２２は、積層方向Ｄに隣り合うバイポーラ電極１４，１４の間、積層方向Ｄに隣り合う負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び積層方向Ｄに隣り合う正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間をそれぞれ封止している。これにより、積層方向Ｄで隣り合うバイポーラ電極１４，１４の間、積層方向Ｄに隣り合う負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び積層方向Ｄに隣り合う正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間には、それぞれ気密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。この内部空間Ｖには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液からなる電解液（不図示）が収容されている。電解液は、セパレータ１３、正極１６及び負極１７内に含浸されている。電解液は強アルカリ性なので、封止体１２は、耐強アルカリ性を有する樹脂材料により構成されている。

蓄電モジュール４では、シート状の樹脂付電極３１，３２，３３がセパレータ１３を介して積層されている。樹脂付電極３１は、バイポーラ電極１４と第１樹脂部２１とを有している。樹脂付電極３２は、負極終端電極１８と第１樹脂部２１とを有している。樹脂付電極３３は、正極終端電極１９と第１樹脂部２１とを有している。蓄電モジュール４では、樹脂付電極３３と、複数の樹脂付電極３１と、樹脂付電極３２と、がこの順に積層されている。蓄電モジュール４では、各樹脂付電極３１〜３３の厚さ方向は積層方向Ｄと一致している。

図３（ａ）は、樹脂付電極３１を正極１６側から見た平面図であり、図３（ｂ）は、樹脂付電極３１を負極１７側から見た平面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、樹脂付電極３１の外縁３１ａは、樹脂付電極３１の厚さ方向から見て、例えば矩形状を呈している。なお、矩形状は、完全な矩形状に限らず、略矩形状であってもよく、例えば、角部が丸められた形状、角部が面取りされた形状、辺に凹凸が設けられた形状であってもよい。樹脂付電極３１は、外縁３１ａとして４つの辺３１ｂを有している。樹脂付電極３１の外縁３１ａは、樹脂付電極３１の厚み方向から見て、第１樹脂部２１の外周端である。図示を省略するが、樹脂付電極３２，３３（図２参照）の外縁は、樹脂付電極３１の厚さ方向から見て、樹脂付電極３１の外縁３１ａと同形状を呈している。

続いて、上述した蓄電モジュール４の製造方法について説明する。図４及び図５は、蓄電モジュールの製造方法を示すフローチャートである。図４に示されるように、蓄電モジュール４の製造方法は、樹脂付電極３１を準備する工程（ステップＳ１）と、樹脂付電極３１を平面４０ａ（第１平面、図６参照）上に載置する工程（ステップＳ２）と、樹脂付電極３１を挟持する工程（ステップＳ３）と、樹脂付電極３１の外縁３１ａの位置を検出する工程（ステップＳ４）と、樹脂付電極３１を搬送して載置する工程（ステップＳ５）と、載置された樹脂付電極３１を固定する工程（ステップＳ６）と、固定された樹脂付電極３１を搬送してセパレータ１３（図２参照）を載置する工程（ステップＳ７）と、樹脂付電極３１及びセパレータ１３を搬送してセパレータ１３を溶着する工程（ステップＳ８）と、を含み得る。さらに、図５に示されるように、蓄電モジュール４の製造方法は、樹脂付電極３１及びセパレータ１３を搬送して第１樹脂部２１に開口を形成する工程（ステップＳ９）と、樹脂付電極３１及びセパレータ１３を搬送して検査する工程（ステップＳ１０）と、樹脂付電極３１及びセパレータ１３を搬送する工程（ステップＳ１１）と、樹脂付電極３１の固定を解除して樹脂付電極３１を積層する工程（ステップＳ１２）と、第２樹脂部２２（図２参照）を形成する工程（ステップＳ１３）と、電解液を注入する工程（ステップＳ１４）と、を含み得る。

樹脂付電極３１〜３３を準備する工程（ステップＳ１）では、まず、複数のバイポーラ電極１４と、負極終端電極１８と、正極終端電極１９と、を準備する。続いて、各電極板１５の一方面１５ａの外縁部１５ｃに第１樹脂部２１を、例えば溶着により設ける。これにより、樹脂付電極３１〜３３が形成される。

次に、蓄電モジュール４の製造装置１００を用いて行われる工程（ステップＳ２〜Ｓ１２）について、図６〜図１２を参照して説明する。ここでは、例として樹脂付電極３１を用いた場合について説明するが、樹脂付電極３１と同様に、樹脂付電極３２，３３を用いて各工程（ステップＳ２〜Ｓ１２）を行うことができる。

図６は、蓄電モジュール４の製造装置１００を示す概略平面図であり、図７は、図６の製造装置１００を示す側面図である。図６及び図７に示されるように、製造装置１００は、定盤４０と、ロボットＲ１と、搬送装置１２０と、積層治具６０と、ロボットＲ２とを備え得る。

定盤４０は、例えばＳＵＳ等の剛性の高い金属により構成されている。樹脂付電極３１の厚さ方向（例えば鉛直方向）から見て、定盤４０は、樹脂付電極３１よりも大きい。定盤４０の上面である平面４０ａは、例えば矩形状を呈している。樹脂付電極３１の厚さ方向から見て、樹脂付電極３１は平面４０ａの外縁の内側に位置している。

ロボットＲ１は、例えばスカラロボットである。ロボットＲ１は、樹脂付電極３１を把持するハンド４１と、ハンド４１を操作するアーム１１０と、アーム１１０が取り付けられる取り付け台１１６とを備える。アーム１１０は、ハンド４１に接続され鉛直方向に延在するシャフト１１１と、シャフト１１１に接続され水平方向に延在する第１アーム部１１２と、鉛直方向に延在する回転軸部１１３を介して第１アーム部１１２に接続され水平方向に延在する第２アーム部１１４とを備える。シャフト１１１が鉛直方向に昇降することによって、ハンド４１を鉛直方向に昇降させることができる。第２アーム部１１４は、鉛直方向に延在する回転軸部１１５を介して取り付け台１１６に接続される。アーム１１０が３次元的に動くことによって、ロボットＲ１は、樹脂付電極３１を定盤４０から搬送装置１２０まで搬送することができる。

搬送装置１２０は、ハンド４１から受け取った樹脂付電極３１を搬送する搬送部１２１を備える。搬送部１２１は、例えば水平方向に延在する無端ベルト１２１ａ（循環部材）と、一対のプーリー１２１ｂと、無端ベルト１２１ａに取り付けられた複数（本例では７つ）のパレット５０とを有する。無端ベルト１２１ａは、例えばサーボモータ等の駆動装置によって、一対のプーリー１２１ｂの周りを循環する。これにより、パレット５０も搬送される。搬送装置１２０は、いわゆる高精度搬送装置である。複数のパレット５０は、無端ベルト１２１ａ上において、搬送部１２１の搬送方向に配列されている。各パレット５０は、樹脂付電極３１を支持しており、無端ベルト１２１ａに取り付け可能である。樹脂付電極３１は、ハンド４１によって、搬送部１２１の搬送方向において最も上流に位置するパレット５０まで搬送される。

各パレット５０は、樹脂付電極３１を支持するための支持部５１と、樹脂付電極３１を支持部５１に押し付けて固定するための固定部５２とを備える。樹脂付電極３１の厚さ方向から見て、支持部５１は、例えば矩形状を呈する平板部材である。固定部５２は、例えばクランパであり、樹脂付電極３１の上面を押さえつける爪部５３を有している。樹脂付電極３１の厚さ方向から見て、矩形状を呈する樹脂付電極３１の対角線上に位置する一対の爪部５３のそれぞれは、樹脂付電極３１の隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂにおいて樹脂付電極３１を固定することができる。これにより、樹脂付電極３１の４辺において樹脂付電極３１を同時に固定することができる。さらに、樹脂付電極３１の厚さ方向から見て、樹脂付電極３１のもう１つの対角線上に位置する一対の爪部５３のそれぞれは、樹脂付電極３１の隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂにおいて樹脂付電極３１を固定することができる。これにより、樹脂付電極３１の４つの角部において樹脂付電極３１を固定することができる。各爪部５３は、各対角線上において移動可能である。爪部５３が対角線上において内側に移動して、樹脂付電極３１の隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂに重なると、樹脂付電極３１を固定することができる。搬送部１２１において最も上流に位置するパレット５０では、樹脂付電極３１の固定が行われる。一方、爪部５３が対角線上において外側に移動して樹脂付電極３１の隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂの外側に位置すると、樹脂付電極３１の固定を解除することができる。搬送部１２１において最も下流に位置するパレット５０では、樹脂付電極３１の固定の解除が行われる。本実施形態では、樹脂付電極３１の厚さ方向から見て、各爪部５３は、樹脂付電極３１の角部から各辺３１ｂ，３１ｂに沿って延在する２つの延在部分を有し、Ｌ字状を呈している。この場合、２つの延在部分を長くしても爪部５３が樹脂付電極３１の活物質層（正極１６）に重ならない。

各パレット５０の縁部には、一対のノッチ５４が形成されている。ノッチ５４には、無端ベルト１２１ａに取り付けられた固定部材５５が嵌合可能である。固定部材５５は、ノッチ５４に嵌合する位置と嵌合しない位置との間で無端ベルト１２１ａに対して移動可能である。ノッチ５４に固定部材５５が嵌合している状態では、パレット５０は無端ベルト１２１ａに固定される。固定部材５５がノッチ５４と嵌合していない状態では、パレット５０は無端ベルト１２１ａに固定されない。この場合、パレット５０を無端ベルト１２１ａから取り外すことができる。

搬送装置１２０は、搬送部１２１の下流端から排出される空のパレット５０を受け取る昇降台１２７と、昇降台１２７から排出されるパレット５０を受け取り搬送する搬送部１２３（図７参照）と、搬送部１２３から排出されるパレット５０を受け取り、搬送部１２１の上流端に供給する昇降台１２５とを備える。昇降台１２７は、例えば鉛直方向において上から下にパレット５０を移動させる。搬送部１２３は、無端ベルト１２３ａと、一対のプーリー１２３ｂとを有する。無端ベルト１２３ａは、駆動装置によって一対のプーリー１２３ｂの周りを循環する。搬送部１２３は搬送部１２１の下方に配置される。昇降台１２５は、例えば鉛直方向において下から上にパレット５０を移動させる。このようにして、パレット５０は、搬送部１２１、昇降台１２７、搬送部１２３及び昇降台１２５の間を循環する。これにより、パレット５０を再利用できる。

積層治具６０は、搬送部１２１の最も下流に位置するパレット５０から受け取った樹脂付電極３１を積層するための治具である。積層治具６０の上面６０ａには積層領域６０ｂが形成されている。積層領域６０ｂは、例えば矩形状を呈している。

ロボットＲ２は、例えばスカラロボットである。ロボットＲ２は、樹脂付電極３１を把持するハンド６１と、ハンド６１を操作するアーム１３０と、アーム１３０が取り付けられる取り付け台１３６とを備える。アーム１３０は、ハンド６１に接続され鉛直方向に延在するシャフト１３１と、シャフト１３１に接続され水平方向に延在する第１アーム部１３２と、鉛直方向に延在する回転軸部１３３を介して第１アーム部１３２に接続され水平方向に延在する第２アーム部１３４とを備える。シャフト１３１が鉛直方向に昇降することによって、ハンド６１を鉛直方向に昇降させることができる。第２アーム部１３４は、鉛直方向に延在する回転軸部１３５を介して取り付け台１３６に接続される。アーム１３０が３次元的に動くことによって、ロボットＲ２は、樹脂付電極３１を搬送装置１２０から積層治具６０の積層領域６０ｂまで搬送することができる。ロボットＲ２は、搬送部１２１の最も下流に位置するパレット５０上の樹脂付電極３１を把持して、積層治具６０の積層領域６０ｂまで搬送する。ロボットＲ２は、ロボットＲ１と同様の構成を備えてもよいし、ロボットＲ１とは異なる構成を備えてもよい。

樹脂付電極３１〜３３を準備する工程（ステップＳ１）の後、樹脂付電極３１を平面４０ａ上に載置する工程（ステップＳ２）が行われる。その後、樹脂付電極３１を挟持する工程（ステップＳ３）が行われる。図８は、樹脂付電極３１を挟持する工程を示す側面図である。図８に示されるように、ロボットＲ１のハンド４１は、例えばロボットハンドであり、平面部４２と、支持部４３と、吸着部４４と、を有している。

平面部４２は、例えば平板部材であり、平面４０ａと樹脂付電極３１を介して対向する平面４２ａ（第２平面）を有している。平面４２ａは、平面４０ａとにより樹脂付電極３１を挟持する。これにより、樹脂付電極３１の反りが矯正される。平面４２ａは、樹脂付電極３１の中央部から外縁３１ａの少なくとも一部までの領域を、平面４０ａとにより挟持する。平面４０ａと平面４２ａとの対向方向Ａは、樹脂付電極３１の厚さ方向と一致している。

支持部４３は、平面部４２を支持している。吸着部４４は、例えば平面部４２に設けられた複数の吸着パッド４５と、各吸着パッド４５に吸着力を発生させる減圧ポンプ（不図示）と、を有している。減圧ポンプを動作させることにより、吸着パッド４５が樹脂付電極３１を吸着する。これにより、吸着部４４は、樹脂付電極３１を平面４２ａに吸着させる。

図９は、図８に示される平面部４２及び樹脂付電極３１を平面部側から見た平面図である。図９に示されるように、平面４２ａは、樹脂付電極３１よりも一回り大きな平面の外縁部が、複数箇所において切り欠かれたような形状を呈している。平面４２ａは、樹脂付電極３１の外縁３１ａの少なくとも一部と重なり、平面４０ａ（図８参照）とにより外縁３１ａの少なくとも一部を挟持する領域４２ｂを有している。本実施形態では、平面４２ａは、矩形状の樹脂付電極３１の各辺３１ｂに対して領域４２ｂを有しているが、矩形状の樹脂付電極３１の隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂのそれぞれに対して領域４２ｂを有してもよい。これにより、樹脂付電極３１における隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂそれぞれの少なくとも一部を含む領域が挟持される。以下、「樹脂付電極３１における隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂ」を単に「一対の辺３１ｂ，３１ｂ」とも言う。

平面部４２には、露出部４２ｃと、露出部４２ｄと、が設けられている。露出部４２ｃは、樹脂付電極３１の隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂのうち一方における二点Ｐ１，Ｐ２と、他方における一点Ｐ３と、を露出させる。露出部４２ｄは、樹脂付電極３１の４つの角部及び爪部５３を露出させる。

図８に示されるように、製造装置１００は、カメラ４６と、制御部４７と、を備えている。製造装置１００は、複数（本実施形態では、点Ｐ１〜Ｐ３に対応して３つ）のカメラ４６を備えているが、１つのカメラ４６を備えてもよい。制御部４７は、ハンド４１及びカメラ４６と通信可能に接続されている。制御部４７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、主記憶装置であるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）、並びに通信を行うための通信モジュール等を備えるコンピュータとして構成される。

カメラ４６は、平面４０ａと平面４２ａとにより挟持された状態の樹脂付電極３１の外縁３１ａを撮像し、撮像した画像を制御部４７に送信する。制御部４７は、カメラ４６から受信した画像に基づき、外縁３１ａの位置を検出する。このようにカメラ４６及び制御部４７は、外縁３１ａの位置を検出する検出部として機能している。カメラ４６は、例えばハンド４１に固定されている。この場合、カメラ４６がハンド４１と共に移動するので、カメラ４６とハンド４１との相対的な位置関係を一定に保つことができる。したがって、この検出部によれば、外縁３１ａの位置をハンド４１に対する相対的な位置として容易に検出することができる。なお、カメラ４６はハンド４１とは別に固定されていてもよい。ハンド４１は撮像時は毎回同じ位置に移動するため、この場合でも撮像時のカメラ４６とハンド４１との相対的な位置関係を一定に保つことができる。

本実施形態では、カメラ４６は、外縁３１ａの位置として、図９に示される露出部４２ｃにより露出された点Ｐ１〜Ｐ３を撮像する。制御部４７は、点Ｐ１〜Ｐ３の位置を検出し、検出された点Ｐ１〜Ｐ３の位置に基づきハンド４１を制御する。具体的には、例えば、制御部４７は、点Ｐ１及び点Ｐ２を接続する直線として、樹脂付電極３１の隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂのうち一方の辺３１ｂの位置を検出する。更に、点Ｐ３を通ると共に、一方の辺３１ｂに直交する直線として他方の辺３１ｂの位置を検出する。これにより、制御部４７は、点Ｐ１〜Ｐ３の位置に基づき、一対の辺３１ｂ，３１ｂの位置を検出することができる。ステップＳ４では、上述のようにして、樹脂付電極３１の外縁３１ａの位置を検出する。

図１０〜図１２は、樹脂付電極３１を搬送して載置する工程を示す側面図である。図１０は、固定部５２により樹脂付電極３１が固定される前の状態を示す側面図である。図１１は、固定部５２により樹脂付電極３１が固定された状態を示す側面図である。図１２は、ハンド４１による樹脂付電極３１の保持が解除された状態を示す側面図である。図１０〜図１２では、カメラ４６（図８参照）の図示が省略されている。図１０〜図１２に示されるように、パレット５０の支持部５１の上面５１ａには、樹脂付電極３１が載置される載置領域５１ｂが設定されている。載置領域５１ｂの外縁は、樹脂付電極３１の外縁３１ａと同形状を呈している。

図１０に示されるように、制御部４７は、上述のようにして検出した一対の辺３１ｂ，３１ｂの位置に基づき、樹脂付電極３１の厚さ方向から見て、一対の辺３１ｂ，３１ｂが、載置領域５１ｂにおける対応する一対の辺と一致するように、ハンド４１により樹脂付電極３１を載置領域５１ｂに搬送する。制御部４７は、例えば、一対の辺３１ｂ，３１ｂが、載置領域５１ｂにおける対応する一対の辺と一致するような外縁３１ａの位置を、ハンド４１に対する相対的な位置として予め記憶している。そして、この位置と、検出された外縁３１ａの位置とのずれを補正するように、ハンド４１を制御する。

ハンド４１は、吸着部４４により樹脂付電極３１を平面４２ａに吸着して搬送する。ハンド４１は、吸着により平面４２ａに保持された樹脂付電極３１を、平面４２ａと上面５１ａとにより挟持する。ステップＳ５では、このようにして、樹脂付電極３１を搬送して載置する。

図１１に示されるように、ハンド４１が樹脂付電極３１を平面４２ａと上面５１ａとにより挟持すると、爪部５３が、平面４２ａに吸着された樹脂付電極３１の上面を押さえつける。爪部５３は、樹脂付電極３１の厚み方向から見て樹脂付電極３１の対角線上において内側に移動することによって、樹脂付電極３１の上面を押さえつける。これにより、載置領域５１ｂにおける樹脂付電極３１は、平面４２ａと上面５１ａとにより挟持され、かつ、爪部５３により押さえつけられた状態となる。

続いて、図１２に示されるように、ハンド４１は、吸着部４４による樹脂付電極３１の吸着を解除することにより、樹脂付電極３１の保持を解除し、上方に移動する。これにより、平面４２ａと上面５１ａとによる樹脂付電極３１の挟持が解除される。載置領域５１ｂにおける樹脂付電極３１は、爪部５３の押さえつけにより、載置領域５１ｂに固定された状態に保たれる。ステップＳ６では、このようにして、載置された樹脂付電極３１を固定する。

ステップＳ７では、図６及び図７に示されるように、搬送装置１２０の搬送部１２１によって、パレット５０に固定された樹脂付電極３１を第１位置Ｐ１１から第２位置Ｐ１２まで搬送する。第１位置Ｐ１１は、樹脂付電極３１がパレット５０に固定される位置である。第１位置Ｐ１１では、上述のように樹脂付電極３１の対角線上において爪部５３を内側に移動することによって、樹脂付電極３１を固定する。第１位置Ｐ１１は、搬送部１２１において最も上流の位置である。第２位置Ｐ１２では、例えばロボットハンド等を用いてセパレータ１３を樹脂付電極３１上に載置する。セパレータ１３は、図２に示されるように、第１樹脂部２１の段差部２１ｃに載置される。セパレータ１３は樹脂付電極３１よりも小さいので、爪部５３と干渉しない。

ステップＳ８では、図６及び図７に示されるように、搬送装置１２０の搬送部１２１によって、樹脂付電極３１及びセパレータ１３を第２位置Ｐ１２から第３位置Ｐ１３まで搬送する。第３位置Ｐ１３では、セパレータ１３を樹脂付電極３１に溶着する。セパレータ１３は、例えばセパレータ１３の外縁に沿って並ぶ複数箇所において、第１樹脂部２１の段差部２１ｃに溶着される。

ステップＳ９では、図６及び図７に示されるように、搬送装置１２０の搬送部１２１によって、樹脂付電極３１及びセパレータ１３を第３位置Ｐ１３から第４位置Ｐ１４まで搬送する。第４位置Ｐ１４では、電解液を注入するための開口を第１樹脂部２１に形成する。開口は、樹脂付電極３１の厚み方向に直交する方向に延在し、枠状の第１樹脂部２１の内周から外周まで貫通する溝部であってもよい。溝部は、例えば第１樹脂部２１の一部を押し潰すことによって形成され得る。なお、第１樹脂部２１の一部を押し潰す代わりに、レーザーを用いて第１樹脂部２１の一部を昇華させることによって開口を形成してもよい。

ステップＳ１０では、図６及び図７に示されるように、搬送装置１２０の搬送部１２１によって、樹脂付電極３１及びセパレータ１３を第４位置Ｐ１４から第５位置Ｐ１５まで搬送する。第５位置Ｐ１５では、樹脂付電極３１及びセパレータ１３の検査を行う。例えば、セパレータ１３の溶着が適切に行われているか否かを検査する。

ステップＳ１１では、図６及び図７に示されるように、搬送装置１２０の搬送部１２１によって、樹脂付電極３１及びセパレータ１３を第５位置Ｐ１５から第６位置Ｐ１６まで搬送する。第６位置Ｐ１６では、ロボットＲ２のハンド６１により樹脂付電極３１を把持する。第６位置Ｐ１６は、搬送部１２１において最も下流の位置である。

ステップＳ１２では、図６及び図７に示されるように、樹脂付電極３１の固定を解除する。具体的には、樹脂付電極３１の厚み方向から見て、樹脂付電極３１の対角線上において、樹脂付電極３１の隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂの外側まで爪部５３を移動することによって、樹脂付電極３１の固定を解除する。その後、ロボットＲ２のハンド６１により樹脂付電極３１を搬送装置１２０の載置領域５１ｂから積層治具６０の積層領域６０ｂまで搬送して、樹脂付電極３１を積層領域６０ｂに積層する。ロボットＲ２のハンド６１は、樹脂付電極３１の外縁３１ａの位置を検出する機能を有していなくてもよい。すなわち、ハンド６１にカメラ４６と同様のカメラを取り付ける必要はない。これは、樹脂付電極３１がパレット５０に固定されるステップＳ６から、樹脂付電極３１がハンド６１により把持されるステップＳ１１まで、樹脂付電極３１はパレット５０に固定されているので、載置領域５１ｂにおける樹脂付電極３１の位置ずれが抑制されているからである。

一方、ハンド６１により樹脂付電極３１がパレット５０から取り除かれた後、固定部材５５が移動してノッチ５４との嵌合が解除される。その後、空のパレット５０は、搬送装置１２０の搬送部１２１によって、第６位置Ｐ１６から昇降台１２７まで搬送される。その後、図７に示されるように、空のパレット５０は、昇降台１２７、搬送部１２３及び昇降台１２５によって搬送部１２１の第１位置Ｐ１１まで搬送される。第１位置Ｐ１１に空のパレット５０が搬送された後、固定部材５５が移動してノッチ５４と嵌合する。これにより、空のパレット５０が搬送部１２１に固定される。各パレット５０は、単一の樹脂付電極３１が固定された状態で、搬送及び停止を繰り返して順次第１位置Ｐ１１から第６位置Ｐ１６まで搬送される。搬送の際に樹脂付電極３１がパレット５０に固定されたままなので、樹脂付電極３１の位置ずれが抑制される。

以上の工程（ステップＳ２〜Ｓ１２）を繰り返すことにより、樹脂付電極３１〜３３が所定の順序で積層される。樹脂付電極３２上にはセパレータ１３が載置されないので、樹脂付電極３２についてのステップＳ７〜Ｓ１０は省略される。これにより、図２の電極積層体１１が形成される。続いて、第２樹脂部２２を形成する工程（ステップＳ１３）では、射出成形の金型（不図示）内に電極積層体１１を配置した後、金型内に溶融樹脂を射出することにより、第１樹脂部２１を包囲するように第２樹脂部２２を形成する。これにより、電極積層体１１の側面１１ａに封止体１２が形成されると共に、バイポーラ電極１４，１４間には内部空間Ｖが形成される。電解液を注入する工程（ステップＳ１４）では、内部空間Ｖに電解液を注入する。その後、電解液を注入するための開口は例えば安全弁等によって封止されるので、内部空間Ｖは密封される。以上により、蓄電モジュール４が得られる。

図１に示される蓄電装置１は、得られた蓄電モジュール４と導電板５とを積層して蓄電モジュール積層体２を形成する工程、及び拘束部材３によって蓄電モジュール積層体２を拘束する工程等を経て得られる。

以上説明したように、蓄電モジュール４の製造方法は、樹脂付電極３１〜３３を平面４０ａとハンド４１の平面４２ａとにより挟持する工程を有している。このため、例えば、樹脂付電極３１を準備する工程で行われる溶着時の熱の影響により、樹脂付電極３１に反りが生じていても、反りを矯正し、樹脂付電極３１の外縁３１ａの位置を適切に検出することができる。したがって、ハンド４１により樹脂付電極３１を搬送装置１２０の載置領域５１ｂに適切に搬送して載置することができるので、載置領域５１ｂにおける樹脂付電極３１の位置ずれを抑制することができる。また、載置された樹脂付電極３１は載置領域５１ｂに固定されるので、載置後における位置ずれも抑制することができる。さらに、樹脂付電極３１は、固定された状態で搬送装置１２０によって搬送される。よって、搬送後における位置ずれも抑制することができる。搬送装置１２０により樹脂付電極３１を搬送する際の位置精度は、ハンド４１により樹脂付電極３１を載置領域５１ｂに載置する際の位置精度よりも小さい。一方、搬送装置１２０を用いずにロボットハンドによって樹脂付電極３１を第１位置Ｐ１１から第６位置Ｐ１６まで順次搬送する場合、固定部５２による樹脂付電極３１の固定を解除してから樹脂付電極３１を搬送し、再び固定部５２により樹脂付電極３１を固定する必要がある。その場合、樹脂付電極３１の固定を解除すると、樹脂付電極３１の反りの反力によって樹脂付電極３１の位置が大きくずれてしまう。そのため、ロボットハンドで樹脂付電極３１を搬送する度に樹脂付電極３１の位置を調整する必要がある。これに対して上述の蓄電モジュール４の製造方法では、最初に載置領域５１ｂに樹脂付電極３１を固定した後、再度樹脂付電極３１の位置を調整する必要がない。よって、蓄電モジュール４の製造に要する時間を短縮できる。また、１台のハンド４１を用意するだけで済むので、ロボットハンドの台数も削減できる。

樹脂付電極３１を固定する工程では、平面４０ａと平面４２ａとの対向方向Ａから見て矩形状を呈する樹脂付電極３１の対角線上の角部に位置する一対の爪部５３によって樹脂付電極３１を固定し、一対の爪部５３のそれぞれは、樹脂付電極３１の隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂにおいて樹脂付電極３１を固定してもよい。この場合、一対の爪部５３によって、樹脂付電極３１の４辺において樹脂付電極３１を同時に固定することができる。よって、樹脂付電極３１の４辺における樹脂付電極３１の反りを同時に矯正することができる。

搬送装置１２０によって樹脂付電極３１を搬送した後、樹脂付電極３１の固定を解除して樹脂付電極３１を載置領域５１ｂから積層領域６０ｂに搬送して積層する場合、搬送後における位置ずれが抑制されている。よって、樹脂付電極３１を積層領域６０ｂに積層する際の積層ずれも抑制することができる。

樹脂付電極３２，３３についても上述した樹脂付電極３１の作用効果と同様の作用効果が得られる。

本発明は上述した実施形態に限らず、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、搬送部１２１がパレット５０を第１位置Ｐ１１から第６位置Ｐ１６まで搬送したが、第２位置Ｐ１２〜第５位置Ｐ１５における処理のうち一つ以上を省略してもよいし、各処理の順序を入れ替えてもよいし、別の処理を行う位置を追加してもよい。

また、上記実施形態では、無端ベルト１２１ａと、プーリー１２１ｂと、ノッチ５４が形成されたパレット５０とを備える搬送装置１２０を用いて、樹脂付電極３１を搬送し、高精度に位置決めしているが、表面に電磁石が配置された搬送架台と、電磁石に対向するリニアモータを有するパレットとを備える搬送装置を用いて、樹脂付電極３１を搬送し、高精度に位置決めしてもよい。

図１３は、変形例に係る平面部及び樹脂付電極を平面部側から見た平面図である。図１３に示されるように、変形例に係る平面部４２Ａは、平面４２ａが隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂの一部のみに対して領域４２ｂを有している点と、露出部４２ｄ（図９参照）の代わりに露出部４２ｅが設けられている点とで、上述の平面部４２（図９参照）と異なっている。

平面部４２Ａでは、平面４２ａは、樹脂付電極３１の中央部から一対の辺３１ｂ，３１ｂそれぞれの少なくとも一部までの領域を平面４０ａとにより挟持する。他の一対の辺３１ｂ，３１ｂは挟持されない。この場合でも、挟持された一対の辺３１ｂ，３１ｂについては、反りを矯正した状態で位置を検出することができる。平面部４２には、点Ｐ１〜Ｐ３に対応して３つの露出部４２ｅが設けられている。露出部４２ｅは、断面略円形の貫通孔であり、平面部４２を樹脂付電極３１の厚さ方向に貫通している。

吸着部４４は、吸着パッド４５を有する代わりに、平面部４２を対向方向Ａに貫通する複数の貫通孔を通じて減圧ポンプにより樹脂付電極３１を平面４２ａに吸着させる構成であってもよい。また、ハンド４１は、吸着部４４の代わりに平面部４２に設けられたクランパを有し、クランパにより樹脂付電極３１を機械的に保持する構成であってもよい。更に、ハンド４１は、吸着部４４の代わりに平面部４２に設けられた電磁石を有し、電磁石により樹脂付電極３１を磁気的に保持する構成であってもよい。

図１４は、変形例に係る固定部により樹脂付電極が固定された状態を示す平面図である。図１４に示されるように、変形例に係る固定部５２ａは、樹脂付電極３１の厚み方向から見て、Ｌ字状を呈する爪部５３（図６参照）の代わりに矩形状を呈する爪部５３ａを有する点で、上述の固定部５２（図６参照）と異なっている。爪部５３と同様に、各爪部５３ａは、樹脂付電極３１の隣り合う一対の辺３１ｂ，３１ｂを固定できる。

４…蓄電モジュール、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…一方面、１５ｂ…他方面、１５ｃ…外縁部、１６…正極、１７…負極、２１…第１樹脂部（樹脂部）、３１…樹脂付電極、３１ａ…外縁、３１ｂ…辺、４０ａ…平面（第１平面）、４１…ハンド、４２ａ…平面（第２平面）、４２ｃ…露出部、４２ｄ…露出部、４４…吸着部、４６…カメラ、４７…制御部、５０…パレット、５１ｂ…載置領域、５２，５２ａ…固定部、５３…爪部、６０ｂ…積層領域、１００…製造装置、１２０…搬送装置、Ａ…対向方向、Ｐ１〜Ｐ３…位置。

Claims (3)

1. 電極板、前記電極板の一方面に設けられた正極、及び前記電極板の他方面に設けられた負極を含むバイポーラ電極と、前記バイポーラ電極の外縁部に設けられた樹脂部と、を有するシート状の樹脂付電極が積層された蓄電モジュールの製造方法であって、
   前記樹脂付電極が載置された第１平面と、前記第１平面と前記樹脂付電極を介して対向するハンドの第２平面とにより、前記樹脂付電極の反りを矯正するように前記樹脂付電極を挟持する工程と、
   反りが矯正された状態の前記樹脂付電極の外縁の位置を検出する工程と、
   検出された前記位置に基づき、前記樹脂付電極の厚さ方向から見て、前記樹脂付電極の外縁が搬送装置の載置領域の外縁と一致するように、前記ハンドにより前記樹脂付電極を前記載置領域に搬送して載置する工程と、
   載置された前記樹脂付電極が前記第２平面と前記載置領域とにより挟持された状態で、前記樹脂付電極を前記載置領域に固定する工程と、
   固定された前記樹脂付電極を前記搬送装置によって搬送する工程と、
   を含む蓄電モジュールの製造方法。
2. 前記固定する工程では、前記樹脂付電極の厚さ方向から見て矩形状を呈する前記樹脂付電極の対角線上の角部に位置する一対の固定部によって前記樹脂付電極を固定し、
   前記一対の固定部のそれぞれは、前記樹脂付電極の隣り合う一対の辺において前記樹脂付電極を固定する、請求項１に記載の蓄電モジュールの製造方法。
3. 前記搬送装置によって前記樹脂付電極を搬送した後、前記樹脂付電極の固定を解除して前記樹脂付電極を前記載置領域から積層領域に搬送して積層する工程を更に含む、請求項１又は２に記載の蓄電モジュールの製造方法。

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