层叠装置和方法
【专利摘要】本发明提供一种层叠装置，该层叠装置具有：拾取单元，其包括多个吸附单元，该多个吸附单元依次通过沿第1方向等间隔地配置的第1位置、第2位置、第3位置和第4位置，该第1方向是沿着圆周的方向；驱动单元，其用于使多个吸附单元的各吸附单元依次移动到第1位置、第2位置、第3位置和第4位置并使该多个吸附单元的各吸附单元在这些位置进行上下移动的动作。驱动单元使吸附单元在第1位置、第2位置和第3位置以分别拾取第1电极片材、隔膜和第2电极片材的方式上下移动，并且使吸附单元在第4位置以层叠隔膜的方式上下移动，在第4位置以层叠第2电极片材的方式上下移动，在第2位置以拾取隔膜的方式上下移动，在第4位置以层叠隔膜的方式上下移动，进一步，在第4位置以层叠第1电极片材的方式上下移动。
【专利说明】
层叠装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对具有正极片材、负极片材和隔膜的层叠体进行制造的装置以及使用该装置的方法。
【背景技术】
[0002]在日本特许公开2008-282756号公报文献I中记载有提供一种由于几乎不会混入灰尘、涂敷粉末而提闻制造成品率并且制造效率也较闻的层置构造电池的层置体的制造方法以及制造装置。在该文献I的层叠构造电池的制造装置中，作为吸附装置的吸盘构成为并不直接吸附负极箔和正极箔而是必定隔着隔膜地吸附负极箔和正极箔并对它们进行输送。另外，通过将各吸盘固定于能进行旋转移动、往复摆动或往复直线运动的输送装卸器(日文> K 7 )，来减少为了驱动吸盘在隔膜供给台、负极箔供给台、正极箔供给台和层叠台各台之间移动所需要的驱动装置的数量，使需要防尘处理的部位的数量减少，可能的话减少到一处。在该情况下，各吸盘的移动路径为圆周状、圆弧状或直线状，因此各台沿着该移动路径配置。
【发明内容】
[0003]用于锂电池等的电极体(层叠体)是通过使多个正极板(正极片材、正极箔)和多个负极板(负极片材、负极箔)以隔着隔膜的方式层叠来进行制造的。因此，寻求能够分别对隔膜、正极片材和负极片材单独拾取并且能够高精度地层叠正极板、负极板和隔膜的装置。在日本特许公开2008-282756号公报的制造装置中，吸盘不直接吸附负极箔和正极箔，而是必定隔着隔膜地吸附负极箔和正极箔。因此，无法对使用透气性较小的隔膜的电极体进行制造。
[0004]本发明的一技术方案是一种层叠装置，该层叠装置具有:拾取单元，其包括多个吸附单元，该多个吸附单元依次通过沿第I方向等间隔地配置的第I位置、第2位置、第3位置和第4位置，该第I方向是沿着圆周的方向?’第I供给单元，其用于向第I位置供给第I电极片材；第2供给单元，其用于向第2位置供给片状的隔膜；第3供给单元，其用于向第3位置供给第2电极片材；排出单元，其用于自第4位置排出层叠体，该层叠体是第I电极片材和第2电极片材以隔着隔膜的方式交替层叠而成的；驱动单元，其用于使多个吸附单元的各吸附单元依次移动到第I位置、第2位置、第3位置和第4位置并使该多个吸附单元的各吸附单元在这些位置进行上下移动的动作。驱动单元使吸附单元进行包括以下动作的上下移动的动作。
[0005]第I动作，其使到达第I位置、第2位置和第3位置的吸附单元以分别拾取第I电极片材、隔膜和第2电极片材的方式上下移动，并且使到达第4位置的吸附单元以层叠隔膜的方式上下移动。
[0006]第2动作，其使到达第4位置的吸附单元以层叠第2电极片材的方式上下移动。
[0007]第3动作，其使到达第2位置的吸附单元以拾取隔膜的方式上下移动，并且使到达第4位置的吸附单元以层叠隔膜的方式上下移动。
[0008]第4动作，其使到达第4位置的吸附单元以层叠第I电极片材的方式上下移动。
[0009]在该层叠装置中，能够利用不同的吸附单元输送隔膜、第I电极片材和第2电极片材，并将第2电极片材、隔膜、第I电极片材和隔膜依次层叠在第4位置。因而，能够对使用透气性较小的隔膜的层叠体进行制造。而且，拾取单元仅沿第I方向旋转即可，没有必要反转。另外，在第I动作和第3动作中，通过在第4位置处层叠隔膜并且在第2位置处拾取隔膜，能够反复且连续地继续进行使第I电极片材和第2电极片材以隔着隔膜的方式层叠的动作。因此，能够使用结构简单的层叠装置较高速地制造层叠体。
[0010]第I位置、第2位置、第3位置和第4位置能够以90度的角度间隔配置，能够将拾取单元的吸附单元设在四周。第I位置、第2位置、第3位置和第4位置也可以以45度的角度间隔或者45度以下的角度间隔配置。
[0011]本发明的另一技术方案是一种方法，该方法包括这样的工序、即:利用层叠装置使第I电极片材和第2电极片材以隔着片状的隔膜的方式进行层叠的层叠工序。该方法可以是层叠装置的控制方法，也可以是层叠体、即电极组装体的制造方法，还可以是包括电极组装体的电池、例如锂电池等二次电池、燃料电池等电池的制造方法。
[0012]层叠装置具有多个吸附单元，该多个吸附单元依次通过沿第I方向等间隔地配置的多个位置、即欲被供给第I电极片材的第I位置、欲被供给片状的隔膜的第2位置、欲被供给第2电极片材的第3位置以及供第I电极片材和第2电极片材以隔着隔膜的方式层叠的第4位置，该第I方向是沿着圆周的方向。本方法的层叠工序包括以下的工序。
[0013]1.使到达第I位置、第2位置和第3位置的吸附单元以分别拾取第I电极片材、隔膜和第2电极片材的方式上下移动并且使到达第4位置的吸附单元以层叠隔膜的方式上下移动的工序。
[0014]2.使多个吸附单元沿第I方向旋转，使到达第4位置的吸附单元以层叠第2电极片材的方式上下移动的工序。
[0015]3.使多个吸附单元沿第I方向旋转，使到达第2位置的吸附单元以拾取隔膜的方式上下移动并且使到达第4位置的吸附单元以层叠隔膜的方式上下移动的工序。
[0016]4.使多个吸附单元沿第I方向旋转，使到达第4位置的吸附单元以层叠第I电极片材的方式上下移动的工序。
[0017]期望的是，驱动单元包括--第I驱动单元，其用于驱动拾取单元旋转；第2驱动单元，其用于使拾取单元上下移动；第3驱动单元，其用于使各吸附单元上下移动。期望的是，层叠装置还具有控制单元，该控制单元在利用第2驱动单元使拾取单元上下移动的同时，利用第3驱动单元在第I动作、第2动作、第3动作和第4动作中使各吸附单元上下移动。
[0018]另外，在方法中，期望的是，上述第I步骤?第4步骤的各步骤包括:借助拾取单元使多个吸附单元同时地上下移动的工序；与该同时地上下移动的工序同步地使进行拾取和层叠的吸附单元分别独立地上下移动的工序。
[0019]在各动作和工序中，在欲使吸附单元下降直到该吸附单元能拾取或能层叠隔膜、第I电极片材和第2电极片材为止时，同时驱动第2驱动单元和第3驱动单元，由此能够缩短吸附单元上下移动的时间。另外，对于没有必要下降至能拾取或能层叠的位置的吸附单元，即使利用第2驱动单元使拾取单元下降，也能够通过不驱动第3驱动单元来应对。
[0020]此外，优选层叠装置还具有:第I旋转台，其用于向第I位置供给第I电极片材；第2旋转台，其用于向第2位置供给隔膜；第3旋转台，其用于向第3位置供给第2电极片材；第4旋转台，其用于自第4位置输出层叠体。通过借助旋转台能够将电极片材和隔膜顺利地供给到各位置，需要进行对准(日文:7 9 O >卜)的电极片材和隔膜能够在旋转台上调准。
[0021]本发明的方法包括层叠装置的控制方法。该控制方法能够存储在具有CPU和存储器等计算机资源的计算机中、或者该控制方法能够作为使计算机动作的程序(程序产品)而存储在适当的媒体(CD-ROM等)中而进行提供。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是表示层叠装置的概略结构的俯视图。
[0023]图2是表示进行层叠的过程的图。
[0024]图3是表示拾取单元上升后的状态(图3的(a))和下降后的状态(图3的(b))的图。
[0025]图4是表示层叠装置的处理的流程图。
【具体实施方式】
[0026]图1中利用俯视图表示用于制造锂离子电池用的电极体(层叠体)的层叠装置的一例的概略结构。该层叠装置I通过将正极片材61、负极片材62和片状的隔膜65层叠来制造层叠体(电极组装体、单电池)60。
[0027]层叠装置I具有底板2和设置在底板2的大致中央的拾取单元(装卸器、分度装卸器)50。拾取单元50包括以90度的角度间隔配置在四周的吸附单元(吸头、吸盘)HA、HB、HC、HD,上述吸附单元HA?HD分别依次通过第I位置P1、第2位置P2、第3位置P3和第4位置P4并在规定定时拾取正极片材61、隔膜65和负极片材62中的任一者。
[0028]第I位置P1、第2位置P2、第3位置P3和第4位置P4沿着单点划线所示的假想圆周Cl以等间隔、在本例中以90度的角度间隔配置，拾取单元50以多个吸附单元HA?HD绕逆时针依次通过第I位置Pl?第4位置P4的方式进行旋转。
[0029]层叠装置I具有:第I供给单元100，其用于向底板2的第I位置Pl供给第I电极片材(正极片材、正极板)61 ;第2供给单元200，其用于向第2位置P2供给片状的隔膜(隔膜)65 ;第2供给单元300，其用于向第3位置P3供给第2电极片材(负极片材、负极板)62 ;排出单兀400,其用于自第4位置P4输出由正极片材61、隔膜65和负极片材62层叠而成的层叠体60。上述第I供给单元100、第2供给单元200、第3供给单元300和排出单元400沿逆时针方向依次以90度的间隔配置。
[0030]第I供给单元100包括第I旋转台10和用于向第I旋转台10供给正极片材61的正极片材供给单元110。第I旋转台10以180度为单位(180度的角度间隔)旋转，在接收位置Pll与第I位置Pl之间动作。第I旋转台10用于将由正极片材供给单元110供给到接收位置Pll的正极片材61输送到第I位置P1。第I旋转台10包括:两个托盘13，其配置在中心对称(日文:2回対称)的位置(180度的位置)；驱动单元12，其用于驱动第I旋转台10沿逆时针方向旋转；照相机14，其用于确认在接收位置Pll处供给到托盘13的正极片材61的姿势(方位)；ΧΥΘ台15，其用于在第I位置Pl移动托盘13，以调整正极片材61的对准。第I旋转台10的旋转方向也可以为顺时针方向。以下的各旋转台也是同样的。
[0031]正极片材供给单元110具有送料器105，该送料器105用于自收纳有多个正极片材61的收纳盒120将正极片材61逐片取出而供给到接收位置Pll处的托盘13。作为送料器105的一例，包括用于吸附并输送正极片材61的臂102以及用于驱动臂102的致动器103。
[0032]第2供给单元200包括第2旋转台20和用于向第2旋转台20供给隔膜65的隔膜供给单元210。第2旋转台20旋转180度，将自隔膜供给单元210供给到接收位置Ρ12的隔膜65输送到第2位置Ρ2。第2旋转台20包括配置在中心对称的位置(180度的位置)的两个托盘23以及用于驱动第2旋转台20沿逆时针方向旋转的驱动装置22。
[0033]隔膜供给单元210包括:卷状的隔膜211 ;刀具212，其用于自卷状的隔膜211拉出规定长度的隔膜并将该隔膜211切割成规定尺寸的片状；送料器205，其用于将切割出的隔膜65逐片供给到接收位置Ρ12处的托盘23。作为送料器205的一例，包括用于吸附并输送隔膜65的臂202以及用于驱动臂202的致动器203。
[0034]第3供给单元300包括第3旋转台30和用于向第3旋转台30供给负极片材62的负极片材供给单元310。第3旋转台30旋转180度，将自负极片材供给单元310供给到接收位置Ρ13的负极片材62输送到第3位置Ρ3。对于第3旋转台30和负极片材供给单元310的结构，除了被输送对象为来自收纳有多个负极片材62的收纳盒320的负极片材62以夕卜，其他的结构分别与第I旋转台10和正极片材供给单元110相同。因此，标注相同的附图标记并省略说明。
[0035]排出单元400包括第4旋转台40和用于自第4旋转台40捆束层叠体60并将该捆束的层叠体60收纳于储料器的卸载单元410。第4旋转台40旋转180度，将在第4位置Ρ4层叠的层叠体60输送到卸载位置Ρ14。第4旋转台40包括:两个托盘43，其配置在中心对称的位置(180度的位置)；驱动装置42，其用于驱动第4旋转台40旋转；保持件(止动件)45，其用于临时保持层叠在各托盘43上的层叠体60 (正极片材61、负极片材62和隔膜65);工作缸46，其用于在卸载位置Ρ14顶起层叠体60并将该层叠体60交接给卸载单元410。作为保持件45的一例，具有用于自上方按压层叠体60的四角或靠近四角的部位的爪。
[0036]卸载单元410包括:包装单元420，其用于对卸载下来的层叠体60进行包装；送料器405，其用于自卸载位置Ρ14向包装单元420输送层叠体60。作为送料器405的一例，包括用于自下方支承由工作缸46顶起的层叠体60并对该层叠体60进行输送的臂402以及用于驱动臂402的致动器403。包装单元420用于利用适当的材料、例如与隔膜相同的材料卷绕层叠体60的周围来对该层叠体60进行包装，之后将层叠体60收纳于收纳盒等输送用的容器。
[0037]用于支承吸头HA?HD的拾取单元50包括以90度的角度间隔向四周延伸的4根臂51a、51b、51c、51d。吸头HA、HB、HC、HD分别安装于各臂51a?51d的顶端部，与拾取单元50( S卩、臂51a?51d) —同沿逆时针方向回转。吸头HA、HB、HC、HD构成为、吸头内部利用未图示的真空泵而成为负压，用于吸附并保持片状的构件，并且能够通过使吸头内部成为大气压或者对吸头内部加压来释放(放出)被吸引保持(吸附保持)的片状的构件。
[0038]层叠装置I包括用于使吸头HA、HB、HC、HD沿逆时针方向回转并使吸头HA、HB、HC、HD上下移动的驱动单元57。驱动单元57包括--第I驱动单元55，其用于驱动与臂51a?51d成为一体的拾取单元50沿逆时针方向旋转；第2驱动单元56，其用于驱动拾取单元50一体地在上下方向上移动高度Wl ;独立工作缸(第3驱动单元)52a、52b、52c、52d，其以使各吸头HA、HB、HC、HD相对于各臂51a?51d在上下方向上移动高度W2的方式支承各吸头HA、HB、HC、HD。第I驱动单元55的一例为电动机等旋转驱动用致动器。第2驱动单元56的一例为气缸等线性驱动型致动器。
[0039]层叠装置I还包括用于对拾取单元50的各吸头HA?HD、独立工作缸52a?52d、单元驱动装置55以及单元工作缸56等进行控制的控制单元500。
[0040]控制单元500包括:第I功能(功能单元)501，其利用第I驱动单元55使拾取单元50沿逆时针方向旋转，并使各吸头HA?HD在各第I位置Pl?第4位置P4的位置处暂时停止；第2功能(功能单元)502，其利用第2驱动单元56使拾取单元50上下移动；第3功能(功能单元)503，其利用独立工作缸52a?52d使各吸附单元HA?HD独立地上下移动；动作控制单元505，其根据上述的功能、利用驱动单元57反复进行以下的各动作。
[0041]第I动作:使到达第I位置P1、第2位置P2和第3位置P3的吸附单元、例如吸附单元HA?HC以分别拾取正极片材61、隔膜65和负极片材62的方式上下移动，并且使到达第4位置P4的吸附单元HD以层叠隔膜65的方式上下移动。
[0042]第2动作:使到达第4位置P4的吸附单元HC以层叠负极片材62的方式上下移动。
[0043]第3动作:使到达第2位置P2的吸附单元HD以拾取隔膜65的方式上下移动，并且使到达第4位置P4的吸附单元HB以层叠隔膜65的方式上下移动。
[0044]第4动作:使到达第4位置P4的吸附单元HA以层叠第I电极片材的方式上下移动。
[0045]第2功能502以在吸头HA?HD到达第I位置Pl?第4位置P4中的任一位置时吸头HA?HD位于最低高度(日文:最下 > ? )的方式控制第2驱动单元56。第2功能502也可以在将利用第I驱动单元55使拾取单元50旋转的期间也算在内的期间使拾取单元50上下移动，也可以在拾取单元50在各位置暂时停止的期间使拾取单元50上下移动。
[0046]第3功能503使在上述的各动作中进行拾取或者在第4位置P4进行层叠的吸头HA?HD分别独立地上下移动。第3功能503也可以在将利用第I驱动单元55使拾取单元50旋转的期间也算在内的期间使吸头HA?HD分别独立地上下移动，也可以在拾取单元50在各位置暂时停止的期间使吸头HA?HD分别独立地上下移动。第3功能503通过与第2功能502协调或同步地使吸头HA?HD分别独立地上下移动，能够缩短为了使吸头HA?HD上下移动所需要的时间。
[0047]正极片材61的一例为构成锂电池用的层叠体60的正极片材(正极板、正极层)61，其是通过这样得到的、即:将正极活性材料涂敷于铝箔等金属箔的两面、使其干燥，并在轧制后将其切割成规定大小。负极片材62的一例是通过这样得到的、即:将负极活性材料涂敷于镍箔或铜箔等金属箔的两面、使其干燥，并在轧制后将其切割成规定大小。正极片材61或负极片材62并不限定于锂电池用，也可以用于其他类型的电池，还可以用于燃料电池用的电极体。
[0048]隔膜65的一例用于防止上述的正极片材61与负极片材62之间发生短路，也可以具有保持电解液的功能。隔膜65是由例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃等构成的微多孔性膜，还具有这样的功能:在过电流流动时，膜的空孔因过电流放热而闭塞，从而阻断电流。隔膜65并不仅限定于聚烯烃等的单层膜，也可以使用由聚乙烯层夹持聚丙烯层的三层构造、将聚烯烃微多孔膜和有机无纺布等层叠而成的构造。
[0049]图2更详细地图示了在层叠装置I中一边使拾取单元50沿逆时针方向旋转一边在第4位置P4处制造层叠体60时的动作。在图2中，参照第I位置Pl与吸头HA在逆时针方向上所成的角度Θ说明利用层叠装置I制造层叠体60的过程。图2中的上侧的COME栏表示各吸头HA?HD到达的状态，图2中的下侧的DOWN栏表示各吸头HA?HD在到达后进行的动作。
[0050]第I动作(状态SI)
[0051]在角度Θ为零、即吸头HA位于第I位置Pl的状态SI下，利用第2驱动单元(单元工作缸)56和独立工作缸52a?52d使吸头HA?HD全部下降(第I动作的DOWN，其中，在附图中下降的吸头利用双重圆表示)，并进行吸附和放出。在第I位置Pl处，吸头HA吸附正极片材61，在第2位置P2处，吸头HB吸附隔膜65，在第3位置P3处，吸头HC吸附负极片材62。在第4位置P4处，吸头HD所吸附的隔膜65被放出，并在之前层叠的电极和隔膜65上进一步层叠隔膜65，来制造层叠体60。
[0052]第2动作(状态S2)
[0053]在第I动作中使吸头HA?HD上升之后，若利用第I驱动单元55使拾取单元50沿逆时针方向回转90度，则吸头HA自第I位置Pl到达第2位置P2(状态S2、第2动作的COME)。角度Θ变为90度。在第2动作中，利用独立工作缸52c仅使到达第4位置P4的吸头HC下降(第2动作的DOWN)。吸头HC所吸附的负极片材(第2电极片材)62被放出，层叠在隔膜65上。
[0054]图3图示了拾取单元50上下(升降)的状态。图3的(a)、(b)将拾取单元50进行第2动作时的状态提取出来进行了图示。在图3的(a)中，拾取单元的臂51a、51c在上升了的状态下旋转。观察吸头HC，可以看出在第4位置P4吸头HC与层叠的层叠体60之间确保有距离W0，从而能够防止吸头HC与层叠体60发生干涉。
[0055]图3的(b)表示吸头HA和HC下降了的状态。利用第2驱动单元56使吸头HA、HC与拾取单元50 —起下降距离Wl。与此同时，利用独立工作缸52c仅使吸头HC再下降距离W2。因而，吸头HC下降了距离Wl与距离W2之和的距离W0。通过在利用第2驱动单元56使拾取单元50整体下降的同时，利用独立工作缸52c使吸头HC单独下降，能够在短时间内使吸头HC位于规定高度。另外，通过不使另一独立工作缸52a进行动作，从而即使拾取单元50整体下降，也能够防止吸头HA在该情况下下降到第2位置P2处的托盘23。
[0056]第3功能503也可以具有这样的功能:根据在第4位置P4处层叠的层叠体60的厚度，控制独立工作缸52a?52d的升降距离W2。在第2驱动单元56的升降距离Wl保持恒定的状态下，能够结合在第4位置P4处层叠(制造)的层叠体60的高度控制各吸头HA?HD的下降距离。第3功能503还可以具有这样的功能:在其他的位置Pl?P3处，单独控制或调整独立工作缸52a?52d的升降距离W2，使各吸头HA?HD到达托盘13或托盘23。也可以利用光学传感器等检测并自动调整各吸头HA?HD的吸附所需要的或者适合吸附的下降距离。也可以在第4位置P4处的托盘43安装升降装置，在托盘43侧控制层叠体60的最上部的相对高度。能够将独立工作缸52a?52d的升降距离W2保持恒定。
[0057]第3动作(状态S3)
[0058]返回到图2，在第2动作中，吸头HC上升，利用第I驱动单元55使拾取单元50沿逆时针方向再回转90度，则吸头HA自第2位置P2到达第3位置P3(状态S3、第3动作的COME)。吸头HA自第I位置Pl移动的角度Θ为180度。在第3动作中，利用独立工作缸52b、52d使到达第4位置P4的吸头HB和到达第2位置P2的吸头HD下降(第3动作的DOWN)。吸头HB所吸附的隔膜65被放出而在层叠体60的电极上层叠隔膜65。同时，吸头HD在第2位置P2处吸附隔膜65。
[0059]第4动作(状态S4)
[0060]在第3动作中，吸头HB、HD上升，利用第I驱动单元55使拾取单元50沿逆时针方向再回转90度，则吸头HA自第3位置P3到达第4位置P4(状态S4、第4动作的COME)。吸头HA自第I位置Pl移动的角度Θ为270度。在第4动作中，利用独立工作缸52a仅使到达第4位置P4的吸头HA下降(第4动作的DOWN)。吸头HA所吸附的正极片材61被放出，在隔膜65上层叠正极片材61。
[0061]在第4动作中，吸头HA上升，利用第I驱动单元55使拾取单元50沿逆时针方向再回转90度，则返回到上述的第I动作。在第I动作中，在第3动作中拾取的隔膜65在第4位置P4处层叠在正极片材61上。像这样，通过使拾取单元50沿逆时针方向继续旋转，反复进行规定次数的第I动作?第4动作，从而在第4位置P4处负极片材62、隔膜65、正极片材61和隔膜65反复层叠规定次数，从而制造层叠体(电极组装体)60。
[0062]另外，在层叠体60的制造开始时以及制造结束时，在层叠电极片材之前先层叠隔膜65，或者最后层叠隔膜65，或者最后层叠负极片材62这样的情况下，能够增加如下步骤:自第2位置P2吸附隔膜65并将隔膜65输送到第4位置P4的步骤，或者自第3位置P3吸附负极片材62并将负极片材62输送到第4位置P4的步骤。
[0063]图4图示了包括工序80的方法，工序80是利用层叠装置I使正极片材61和负极片材62以隔着片状的隔膜65的方式层叠的工序。该方法可以是层叠装置I的控制方法，也可以是制造层叠体(电极组装体)60的方法。能够通过将电极组装体60与电解液一起收纳于壳体内，来制造并提供电池、例如锂电池。
[0064]在步骤81中，在利用第I功能501使拾取单元50旋转规定角度、在本例中为90度时，第2功能502利用第2驱动单元56使拾取单元50下降。在步骤82中，若动作控制单元505判断为吸头HA?HD的位置处于第I动作的位置，则在步骤83中，第3功能503利用全部的独立工作缸52a?52d使吸头HA?HD下降。吸头(吸附单元)HA在第I位置Pl处拾取正极片材61，吸头(吸附单元)HB在第2位置P2处拾取隔膜65，吸头(吸附单元)HC在第3位置P3处拾取负极片材62。吸头HD在第4位置P4处放出隔膜65，进行层叠体60的层叠(制造)。
[0065]在步骤83中，正极片材61、隔膜65和负极片材62分别在第I位置P1、第2位置P2和第3位置P3被拾取并被消耗。因而，第I供给单元100、第2供给单元200和第3供给单元300在进行了第I动作后的接下来的定时分别使第I旋转台10、第2旋转台20和第3旋转台30旋转半周。由此，以能够在第I位置Pl拾取正极片材61、在第2位置P2拾取隔膜65、在第3位置P3拾取负极片材62的状态做好准备。
[0066]在步骤84中，若动作控制单元505判断为吸头HA?HD的位置处于第2动作的位置，则在步骤85中，第3功能503利用独立工作缸52c使吸头HC下降，将保持于吸头HC的负极片材62层叠于第4位置P4。
[0067]在步骤86中，若动作控制单元505判断为吸头HA?HD的位置处于第3动作的位置，则在步骤87中，第3功能503利用独立工作缸52b、52d使吸头HB、HD下降，将保持于吸头HB的隔膜65在第4位置P4处进行层叠，在第2位置P2处吸头HD拾取隔膜65。
[0068]在步骤87中，在第2位置P2处隔膜65被消耗。因而，在进行了第3动作的接下来的定时，第2供给单元200使第2旋转台20旋转半周，以能够在第2位置P2拾取隔膜65的状态做好准备。
[0069]在步骤88中，若动作控制单元505判断为吸头HA?HD的位置处于第4动作的位置，则在步骤89中，第3功能503利用独立工作缸52a使吸头HA下降，将保持于吸头HA的正极片材61在第4位置P4处进行层叠。
[0070]在步骤90中，若动作控制单元505判断为层叠体60的状态为在第4位置P4重新开始层叠体60的层叠的状态，则在步骤91中，第3功能503使独立工作缸52a?50d中的适当的独立工作缸运转。例如，若最初在第4位置P4层叠隔膜65，则在步骤91中，利用任一吸头吸附隔膜65并将隔膜65配置在第4位置P4。
[0071 ] 在步骤92中，若判断为在第4位置P4处正极片材61、隔膜65和负极片材62层叠了规定次数(片数)而制造出层叠体60，则进行最终处理。例如，若在最后在第4位置P4处层叠隔膜65，则在步骤92中，利用任一吸头将隔膜65层叠在第4位置P4。排出单元400在接下来的定时使第4旋转台40旋转半周，将第4位置P4处的层叠体60移动到卸载位置P14处。在第4位置P4准备下一个托盘，开始下一个层叠体60的制造。
[0072]进行上述的任一处理，在下降了的吸头HA?HD上升到原来的高度时，在步骤93中，第I功能501利用第I驱动单元55使拾取单元50沿逆时针方向旋转90度。通过反复进行上述的处理，能够一个接一个地在第4位置P4处制造层叠体60。每当在第4位置P4制造出层叠体60时，排出单元400便将该制造出的层叠体60排出，以能够在第4位置P4制造下一个层叠体60。
[0073]另外，在上述的层叠装置I中，第I位置P1、第2位置P2、第3位置P3和第4位置P4以90度的角度间隔设置，但也能够使上述的位置以45度的角度间隔设置，或者以30度的角度间隔设置，或者以间隔更小角度的方式设置，也能够以同时进行的方式制造多个层叠体60。
[0074]另外，在上述的层叠装置I中，使拾取单元50沿逆时针方向旋转，但也可以沿顺时针方向旋转，也可以将第I位置Pl?第4位置P4沿顺时针方向配置。旋转台的旋转方向也可以为相反方向。另外，在上述中，以利用层叠装置I制造锂离子电池用电极体(层叠体)60为例进行了说明，但并不限定于锂离子电池，层叠装置I能够良好地应用于包括层叠型的电极体的电池的制造。
【权利要求】
1.一种层叠装置，其中， 该层叠装置具有: 拾取单元，其包括多个吸附单元，该多个吸附单元依次通过沿第I方向等间隔地配置的第I位置、第2位置、第3位置和第4位置，该第I方向是沿着圆周的方向， 第I供给单元，其用于向上述第I位置供给第I电极片材； 第2供给单元，其用于向上述第2位置供给片状的隔膜； 第3供给单元，其用于向上述第3位置供给第2电极片材； 排出单元，其用于自上述第4位置排出层叠体，该层叠体是第I电极片材和第2电极片材以隔着隔膜的方式交替层叠而成的； 驱动单元，其用于使上述多个吸附单元的各吸附单元依次移动到上述第I位置、上述第2位置、上述第3位置和上述第4位置并使该多个吸附单元的各吸附单元在这些位置进行上下移动的动作， 上述上下移动的动作包括: 第I动作，其使到达上述第I位置、上述第2位置和上述第3位置的吸附单元以分别拾取第I电极片材、隔膜和第2电极片材的方式上下移动，并且使到达上述第4位置的吸附单元以层叠隔膜的方式上下移动； 第2动作，其使到达上述第4位置的吸附单元以层叠第2电极片材的方式上下移动；第3动作，其使到达上述第2位置的吸附单元以拾取隔膜的方式上下移动，并且使到达上述第4位置的吸附单元以层叠隔膜的方式上下移动； 第4动作，其使到达上述第4位置的吸附单元以层叠第I电极片材的方式上下移动。
2.根据权利要求1所述的层叠装置，其中， 上述驱动单元包括: 第I驱动单元，其用于驱动上述拾取单元旋转； 第2驱动单元，其用于使上述拾取单元上下移动； 第3驱动单元，其用于使各上述吸附单元上下移动。
3.根据权利要求2所述的层叠装置，其中， 该层叠装置具有控制单元，该控制单元在利用上述第2驱动单元使上述拾取单元上下移动的同时，利用上述第3驱动单元在上述第I动作、上述第2动作、上述第3动作和上述第4动作中使各上述吸附单元上下移动。
4.根据权利要求1?3中的任意一项所述的层叠装置，其中， 上述第I供给单元包括用于向上述第I位置供给第I电极片材的第I旋转台， 上述第2供给单元包括用于向上述第2位置供给隔膜的第2旋转台， 上述第3供给单元包括用于向上述第3位置供给第2电极片材的第3旋转台， 上述排出单元包括用于自上述第4位置输出层叠体的第4旋转台。
5.根据权利要求1?4中的任意一项所述的层叠装置，其中， 上述第I位置、上述第2位置、上述第3位置和上述第4位置以90度的角度间隔配置，上述拾取单元在四周具有吸附单元。
6.一种方法，该方法包括这样的工序、即:利用层叠装置使第I电极片材和第2电极片材以隔着片状的隔膜的方式进行层叠的层叠工序，其中， 上述层叠装置具有多个吸附单元，该多个吸附单元依次通过沿第I方向等间隔地配置的多个位置、即欲被供给第I电极片材的第I位置、欲被供给片状的隔膜的第2位置、欲被供给第2电极片材的第3位置以及供第I电极片材和第2电极片材以隔着隔膜的方式层叠的第4位置，该第I方向是沿着圆周的方向， 上述层叠工序包括如下工序: 使到达上述第I位置、上述第2位置和上述第3位置的吸附单元以分别拾取第I电极片材、隔膜和第2电极片材的方式上下移动并且使到达上述第4位置的吸附单元以层叠隔膜的方式上下移动的工序； 使上述多个吸附单元沿上述第I方向旋转，使到达上述第4位置的吸附单元以层叠第2电极片材的方式上下移动的工序； 使上述多个吸附单元沿上述第I方向旋转，使到达上述第2位置的吸附单元以拾取隔膜的方式上下移动并且使到达上述第4位置的吸附单元以层叠隔膜的方式上下移动的工序; 使上述多个吸附单元沿上述第I方向旋转，使到达上述第4位置的吸附单元以层叠第I电极片材的方式上下移动的工序。
7.根据权利要求6所述的方法，其中， 各上述上下移动的工序包括: 借助包括上述多个吸附单元的拾取单元使上述多个吸附单元同时地上下移动的工序; 与上述同时地上下移动的工序同步地使进行拾取和层叠的吸附单元分别独立地上下移动的工序。
【文档编号】H01M10/04GK104185921SQ201380016341
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年3月29日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】山浦诚司, 宫崎司 申请人:长野自动机械株式会社