JP2010092758A - モジュール電池の分解方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
モジュールを効率良く、容易に開封する方法を提供する。
【解決手段】
二次電池の単位セル１１が複数個積層され、かつ接続された構成を有するラミネート型電池１２と前記ラミネート型電池１２を収容する外装ケース１５とを含むモジュール１を、プレス機に固定し、さらに前記プレス機の可動部に取り付けられた型抜き刃２により前記外装ケース１５の一方の面の外縁に沿って切断するモジュールの分解方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、二次電池の単位セルが複数個積層され、かつ接続されたラミネート型電池とラミネート型電池を収容する外装とを含むモジュール電池において、モジュール電池の外装ケースを型抜き刃により切断開封し、モジュール電池を分解する方法に関する。

自動車産業界においては、環境問題に対応すべく、動力源を完全に電池のみにした電気自動車と内燃機関エンジンと電池との両方を動力源とするハイブリッド（電気）自動車の開発が加速され、実用化の段階に至っている。また、近年、世界的なガソリン価格の高騰で燃費効率に優れた電気自動車やハイブリッド（電気）自動車の開発に拍車がかかっている。

電気自動車やハイブリッド自動車に使用される電池は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池が使われているが、モーターを駆動するには高い電圧や容量が必要な為、公称１．２〜３Ｖの単位セルを複数個直列や並列に繋ぎ合わせた構成電池をプラスチックやアルミニウム、鉄製のケースに収容してモジュール電池にした後、更にこのモジュール電池を電気的に直列や並列に繋ぎ合せて電気自動車用やハイブリッド（電気）自動車用のパック電池としている。

電気自動車用もしくはハイブリッド（自動車）用パック電池の外形形状寸法は、搭載する自動車の車種により搭載する場所や空間の寸法に合わせる必用があるため、色々な形状になるが、一般的に単位セルが接続されて構成されたモジュール電池は、自動車メーカー毎若しくは自動車の年式により異なるが、同じ年式では各社それぞれ自社の中では共通したモジュールを使う場合が多い。

一方、耐用年数の過ぎた自動車は将来的には廃車されるが、限りある地球の資源を有効に使うには、自動車に使われている電池についてもリサイクル使用されることが必要であり、できれば新しい電気自動車やハイブリッド（電気）の電池の主要材料としてリサイクル使用されることが望ましい。

特に電池の正極及び負極には、ニッケル水素電池では正極にニッケルを主成分とした金属が、負極には希土類元素を主成分とした水素吸蔵合金などが使用されており、またリチウムイオン電池では正極には、コバルト酸リチウムやマンガン酸リチウムが負極にはカーボンなどが使用されている。これらの原材料は、地球上でも偏在しており、政治的や経済的な動きで大きく供給量や価格が変動する要素を含んでいる。これらのことを考えても電池の主原料としてリサイクル使用することが望ましい。

自動車用やハイブリッド自動車用電池パックは、一般的に車の廃車時に自動車から取り出され放電された後、パックはマニュアルで分解されて、パックを構成していた部材は各材料に分別リサイクルされる。

しかしながら、ハイブリッド自動車として現在大規模に使われているニッケル水素電池のモジュール電池は、モジュール電池のまま溶解され、フェロニッケルとして製鉄材料の一部としてリサイクルされており、電気の正極または負極として再利用されていないのが現状である。
また、特許文献１のように、ノート型パソコンや携帯電話などの小型の二次電池のリサイクル方法として、電池のケースの上蓋と下蓋とを一度に押し抜き、拡開する方法が記載されている。

特開２００８−１３０３４５号公報

本発明は、各社で開発されている電気自動車やハイブリッド（電気）自動車に使われる電池の正極および負極の原料が再利用できるようモジュール電池を開封し、単位セルも分解して正極および負極を分別回収できるよう、モジュール電池を効率よく容易に開封する方法を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するため、二次電池の単位セルが複数積層され、かつ接続された構成を有するラミネート型電池と前記ラミネート型電池を収容する外装ケースとを含むモジュール電池を分解する方法であって、前記モジュール電池をプレス機の固定部に固定し、前記プレス機の可動部に取り付けられた型抜き刃により前記外装ケースの一方の面を、その外縁に沿って切断開封することにある。
また、本発明は、前記切断開封用の型抜き刃が、ノコギリ状の歯を有することにある。
さらに、本発明は、前記固定が、モジュール電池の側面及び底面と密着する受け型により固定されることにある。

本発明の効果として、請求項１によれば、切断開封用の型抜き刃（トムソン型）をモジュール電池の外装ケース上部の対応する位置に取り付けたプレスが下降することにより、外装ケースの上部を一瞬にして切断・開封することができる。

このように、型抜き刃によりモジュール電池の外装ケース上面を切断し、取り除くことで、モジュール内部に収容されている二次電池が複数積層され、かつ接続された構成を有するラミネート型電池を容易に取り出すことができる。

また、請求項２によれば、型抜き刃がノコギリ状の歯を有しているので、外装ケース上面を、容易に切断することができる。

また、請求項３によれば、モジュール電池の底面及び側面と密着する受け型を使用して固定することにより、正確に効率よく切断することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、本実施例のモジュール電池１は、図２に示す二次電池の単位セル１１が複数積層され、かつ接続されたラミネート型電池１２を外装ケース１５の内部に収納し、外装ケース１５の下ケース１３と上蓋１４が缶詰のようにまき締めされた構成になっている。本実施例の下ケース１３と上蓋１４の材質は、アルミニウムであるが、鉄板等でもありうる。

（プレスへの金型の設定）
図１では、図示されていないプレス機の可動部分に型抜き刃２が取り付けられており、またモジュール電池１の底面及び側面を密着保持するための下受け型３がプレス機の固定側に取り付けられている。型抜き刃２は、モジュール電池１の上蓋１４の外縁に沿うように構成されている。図１のように、上蓋１４と下ケース１３とがまき締めされている場合、まき締め部１６の内側に隣接する上蓋の部分が、上蓋１４の外縁にあたる。ノコギリ状の歯を有している型抜き刃２は、プレスの下降に伴い、外装ケースの上蓋１４を上面から切断開封する。このとき、内部のラミネート型電池の単位セル１１又はその外装フィルム（図示省略）を損傷しない位置まで加工して停止するようにプレスの下死点が設定してある。

（モジュールの開封）
下受け型３の中に外装ケース１５の上蓋１４が上面になるように、かつ外装ケース１５の底面及び側面が下受け型３の底面及び側面の内壁にそれぞれ密着するようにモジュール電池１を載置する。その後、プレスの下降を行い、型抜き刃２が外装ケースの蓋１４を切断開封する下死点までプレスを下降させる。切断開封後、型抜き刃２の取り付けられたプレスの可動部は上昇する。モジュール電池１の構成物である蓋１４は切断され、二次電池からなるラミネート型電池１２と外装ケースの下ケース１３と共に下受け型３の内面に残る。
下受け型３から蓋１４が切断開封されたモジュール電池１を取り出し、下ケース１３から内部のラミネート型二次電池からなる構成電池１２を取り出す事ができる。その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。

本発明に係るモジュール電池の分解方法に使用する型抜き刃、下受け型、及びモジュールの関係を示す斜視図である。 モジュール電池開封後の外装ケースの蓋と、外装ケースの下ケースと、外装ケースに収容された二次電池の単位セルが複数個積層され、かつ接続されたラミネート型電池との関係を示す斜視図である。

符号の説明

１ モジュール電池
２ 型抜き刃
３ 下受け型
１１ ラミネート型の二次電池の単位セル
１２ ラミネート型電池
１３ 外装ケースの下ケース
１４ 外装ケースの蓋
１５ 外装ケース
１６ まき締め部

Claims (3)

1. 二次電池の単位セルが複数積層され、かつ接続された構成を有するラミネート型電池と前記ラミネート型電池を収容する外装ケースとを含むモジュール電池を分解する方法であって、前記モジュール電池をプレス機の固定部に固定し、前記プレス機の可動部に取り付けられた型抜き刃により前記外装ケースの一方の面を、その外縁に沿って切断することを特徴とするモジュール電池の分解方法。
2. 前記型抜き刃が、ノコギリ状の歯を有することを特徴とする請求項１に記載のモジュール電池の分解方法。
3. 前記固定部が、前記モジュールの側面及び底面と密着する受け型であることを特徴とする請求項１または２に記載のモジュール電池の分解方法。

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