JP2015198024A - Method for manufacturing cell stack - Google Patents

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Yasunari Takauchi
康成 高内
友敬 刑部
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友敬 刑部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing cell stack, capable of more simply manufacturing a cell stack including a cell holder adhering to a battery cell.SOLUTION: A method for manufacturing a cell stack including a plurality of battery cells stacked therein includes the steps of: preparing a resin-made cell holder in a thermally expanded state, the cell holder including one or more housing spaces formed therein for housing each battery cell; housing the battery cells in each housing space; and cooling the cell holder to be shrunk, the cell holder housing the battery cells therein.

Description

本発明は、複数の電池セルが積層されたセルスタックの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a cell stack in which a plurality of battery cells are stacked.

従来から、複数の電池セルを積層して構成されるセルスタックが知られている。セルスタックでは、複数の電池セルを積層した状態で保持するための複数の保持枠114が用いられていた。図6は、従来のセルスタック110の一例を示す図である。図6に示すように、従来のセルスタック110は、電池セル112間に配置される略平板状の保持枠114や、エンドプレート116、保持枠114および電池セル112等の積層体を積層状態で拘束する拘束バンド120等から構成されていた。   Conventionally, a cell stack configured by stacking a plurality of battery cells is known. In the cell stack, a plurality of holding frames 114 for holding a plurality of battery cells in a stacked state are used. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a conventional cell stack 110. As shown in FIG. 6, the conventional cell stack 110 includes a substantially flat holding frame 114 disposed between the battery cells 112 and a stacked body of the end plate 116, the holding frame 114, and the battery cells 112 in a stacked state. It was composed of a restraining band 120 or the like for restraining.

特開2011−222490号公報JP 2011-222490 A

しかし、こうした従来のセルスタック110では、電池セル112の数に合わせて多数の保持枠114を用意する必要があり、部品点数の増加を招いていた。また、多数の保持枠114および電池セル112は、全て、完全に分離した別部品であるため、積層するにあたっての作業工数の増加等の問題を招いていた。また、全てが分離した別部品であるため、組み付け時の誤差により、電池セル同士のズレが生じやすかった。   However, in such a conventional cell stack 110, it is necessary to prepare a large number of holding frames 114 in accordance with the number of battery cells 112, resulting in an increase in the number of parts. In addition, since the large number of holding frames 114 and battery cells 112 are all completely separate parts, there has been a problem such as an increase in work man-hours for stacking. Moreover, since all are separate parts, the battery cells are likely to be misaligned due to errors during assembly.

特許文献1には、電池セル間に介在される面圧部材と、隣り合う面圧部材を連結する連結部材とを一体に備えた電池ホルダが開示されている。かかる電池ホルダによれば、部品点数を大幅に低減できる。   Patent Document 1 discloses a battery holder that integrally includes a surface pressure member interposed between battery cells and a connecting member that connects adjacent surface pressure members. According to such a battery holder, the number of parts can be greatly reduced.

しかし、特許文献1では、電池ホルダの組み付けを容易にするために、面圧部材の間隙を、電池セルの厚みより大きくしている。その結果、組み付け後の面圧部材と電池セルとの間には、間隙が生じており、当該間隙から粉塵等の異物が混入する恐れがあった。もちろん、特許文献1には、この間隙を無くすために、連結部材を弾性変形可能に構成し、電池ホルダに積層方向の圧縮力を加えた際には、面圧部材間の間隙が狭まり、面圧部材と電池セルとを密着するようにするといった工夫はされている。しかし、面圧部材と電池セルとの間隙を無くすために特別な部品や工程が必要となるため、非常に手間であった。   However, in Patent Document 1, in order to facilitate the assembly of the battery holder, the gap between the surface pressure members is made larger than the thickness of the battery cell. As a result, there is a gap between the surface pressure member and the battery cell after assembly, and foreign matter such as dust may be mixed from the gap. Of course, in Patent Document 1, in order to eliminate this gap, the connecting member is configured to be elastically deformable, and when a compressive force in the stacking direction is applied to the battery holder, the gap between the surface pressure members becomes narrower, A device has been devised such that the pressure member and the battery cell are brought into close contact with each other. However, since special parts and processes are required to eliminate the gap between the surface pressure member and the battery cell, it is very troublesome.

そこで、本発明では、セルホルダが電池セルに密着したセルスタックをより簡易に製造できるセルスタックの製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a cell stack that can more easily manufacture a cell stack in which a cell holder is in close contact with a battery cell.

本発明のセルスタックの製造方法は、複数の電池セルが積層されたセルスタックの製造方法であって、各電池セルを収容する収容空間が1以上形成された樹脂製のセルホルダであって、熱により膨張した状態のセルホルダを用意するステップと、各収容空間に前記電池セルを収容するステップと、前記電池セルを収容したセルホルダを冷却して収縮させるステップと、を備えることを特徴とする。   The cell stack manufacturing method of the present invention is a cell stack manufacturing method in which a plurality of battery cells are stacked, and is a resin cell holder in which at least one storage space for storing each battery cell is formed, The step of preparing the cell holder in an expanded state, the step of storing the battery cell in each storage space, and the step of cooling and contracting the cell holder storing the battery cell are provided.

好適な態様では、前記セルホルダの収容空間は、熱膨張時には前記電池セルよりも大きく、冷却により収縮した際には前記電池セルと同じか僅かに小さくなるように設計されており、前記収容空間を形成する壁面は、冷却時に、収容されている電池セルに密着する。他の好適な態様では、前記熱により膨張した状態のセルホルダとして、樹脂成形直後のセルホルダを用意する。   In a preferred aspect, the storage space of the cell holder is designed to be larger than the battery cell during thermal expansion and to be the same as or slightly smaller than the battery cell when contracted by cooling. The wall surface to be formed is in close contact with the accommodated battery cell during cooling. In another preferred embodiment, a cell holder immediately after resin molding is prepared as the cell holder expanded by the heat.

本発明によれば、熱膨張したセルホルダに電池セルを挿入し、その後、セルホルダを収縮させているため、セルホルダが電池セルに密着したセルスタックをより簡易に製造できる。   According to the present invention, since the battery cell is inserted into the thermally expanded cell holder and then the cell holder is contracted, a cell stack in which the cell holder is in close contact with the battery cell can be more easily manufactured.

本発明の実施形態で製造されるセルスタックの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the cell stack manufactured by embodiment of this invention. セルスタックの製造の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of manufacture of a cell stack. (a)は加熱時のセルスタックの概略横断面図であり、(b)は冷却時のセルスタックの概略横断面図である。(A) is a schematic cross-sectional view of the cell stack during heating, and (b) is a schematic cross-sectional view of the cell stack during cooling. (a)は、電池セルの内圧が正常な場合のセルスタックの概略縦断面図であり、(b)は電池セルの内圧が上昇した場合のセルスタックの概略縦断面図である。(A) is a schematic longitudinal cross-sectional view of a cell stack when the internal pressure of a battery cell is normal, (b) is a schematic longitudinal cross-sectional view of a cell stack when the internal pressure of a battery cell rises. (a)は、電池セルの内圧が正常な場合の従来のセルスタックの概略縦断面図であり、(b)は電池セルの内圧がやや上昇した場合の従来のセルスタックの概略縦断面図であり、(c)は電池セルの内圧がさらに上昇した場合の従来のセルスタックの概略縦断面図である。(A) is a schematic longitudinal cross-sectional view of the conventional cell stack when the internal pressure of the battery cell is normal, and (b) is a schematic vertical cross-sectional view of the conventional cell stack when the internal pressure of the battery cell is slightly increased. (C) is a schematic longitudinal cross-sectional view of the conventional cell stack when the internal pressure of a battery cell further rises. 従来のセルスタックの斜視図である。It is a perspective view of the conventional cell stack.

以下、本発明の実施形態であるセルスタック10の製造方法について図面を参照して説明する。はじめに、本実施形態で製造するセルスタック10について図1を参照して簡単に説明する。図1は、本実施形態におけるセルスタック10の分解斜視図である。   Hereinafter, the manufacturing method of the cell stack 10 which is embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. First, the cell stack 10 manufactured in the present embodiment will be briefly described with reference to FIG. FIG. 1 is an exploded perspective view of a cell stack 10 in the present embodiment.

セルスタック10は、複数の電池セル12を厚み方向に積層したもので、例えば、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーや、モータのみで走行する電気自動車等の電動車両の電源等に用いられる。   The cell stack 10 is formed by stacking a plurality of battery cells 12 in the thickness direction, and is used, for example, as a power source for an electric vehicle such as a hybrid car that runs with both an engine and a motor or an electric vehicle that runs with only a motor. .

セルスタック10は、複数の電池セル12と、当該電池セル12を保持するセルホルダ14を備える。電池セル12は、略平板状であり、その広い面(以下、この面を「正面または背面」という)同士が正対するように、厚み方向に積層される。この電池セル12としては、例えば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池等が用いられる。各電池セル12は、電気絶縁性樹脂の外装ケースによってその外周面を被覆された扁平状直方体である。各電池セル12の上面からは、正極端子および負極端子からなる二つの端子部18が突出している。積層された電池セル12は、端子部18間を接続するバスバー(図示せず)によって直列に接続される。   The cell stack 10 includes a plurality of battery cells 12 and a cell holder 14 that holds the battery cells 12. The battery cell 12 has a substantially flat plate shape and is stacked in the thickness direction so that its wide surfaces (hereinafter, this surface is referred to as “front surface or back surface”) face each other. As the battery cell 12, for example, a nickel hydrogen secondary battery, a lithium ion secondary battery, an organic radical battery, or the like is used. Each battery cell 12 is a flat rectangular parallelepiped whose outer peripheral surface is covered with an outer case of an electrically insulating resin. From the upper surface of each battery cell 12, the two terminal parts 18 which consist of a positive electrode terminal and a negative electrode terminal protrude. The stacked battery cells 12 are connected in series by a bus bar (not shown) connecting the terminal portions 18.

セルホルダ14は、こうした複数の電池セル12を積層しつつ、電池セル12間を絶縁した状態で保持する部材である。本実施形態で用いるセルホルダ14は、絶縁性を備えた熱可塑性樹脂からなり、射出成形等の周知の技術で製造される。また、セルホルダ14は、図1に示す通り、電池セル12が収容される収容空間20が複数形成された略箱状となっている。図1では、見やすさのために収容空間20を三つのみとしているが、収容空間20の個数は、特に限定されず、一つでもいいし、より多数でもよい。ただし、電池セル12の組み付けを容易にするためには、収容空間20の個数は、電池セル12の個数と同じであることが望ましい。   The cell holder 14 is a member that holds the battery cells 12 in an insulated state while laminating the plurality of battery cells 12. The cell holder 14 used in the present embodiment is made of an insulating thermoplastic resin and is manufactured by a known technique such as injection molding. As shown in FIG. 1, the cell holder 14 has a substantially box shape in which a plurality of accommodation spaces 20 in which the battery cells 12 are accommodated are formed. In FIG. 1, only three accommodation spaces 20 are provided for ease of viewing, but the number of the accommodation spaces 20 is not particularly limited, and may be one or more. However, in order to facilitate the assembly of the battery cells 12, the number of the accommodation spaces 20 is desirably the same as the number of the battery cells 12.

セルホルダ14の上面は、電池セル12の挿入を受け入れるために完全開口しており、その余の面には、電池セル12を覆う壁が形成されている。収容空間20の積層方向両側には、電池セル12間に介在する仕切板22が形成されている。図1では、この仕切板22を、略矩形の凸部が形成されただけの単純な形態としているが、実際には、この仕切板22の表面および裏面には、冷却用空気の通路となる溝が複数形成されている。   The upper surface of the cell holder 14 is completely open to accept insertion of the battery cell 12, and a wall that covers the battery cell 12 is formed on the other surface. On both sides of the accommodation space 20 in the stacking direction, partition plates 22 interposed between the battery cells 12 are formed. In FIG. 1, the partition plate 22 has a simple form in which a substantially rectangular convex portion is formed, but actually, the partition plate 22 has a cooling air passage on the front surface and the back surface. A plurality of grooves are formed.

セルホルダ14は、その収容空間20の横断面形状が、加熱により軟化膨張した際には、電池セル12よりも大きく、冷却により硬化縮小した際には、電池セル12と同等または電池セル12より僅かに大きくなるように設計されている。   The cell holder 14 has a cross-sectional shape of the accommodation space 20 that is larger than the battery cell 12 when softened and expanded by heating, and is equal to or slightly more than the battery cell 12 when cured and reduced by cooling. It is designed to be large.

次に、こうしたセルスタック10の製造の流れについて図2を参照して説明する。図2は、セルスタック10の製造の流れを示すフローチャートである。セルスタック10を製造する際には、まず、セルホルダ14用の金型に材料である熱可塑性樹脂を射出する(S10)。   Next, a flow of manufacturing the cell stack 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a flow of manufacturing the cell stack 10. When manufacturing the cell stack 10, first, a thermoplastic resin as a material is injected into a mold for the cell holder 14 (S10).

続いて、射出された熱可塑性樹脂を、規定の取り出し温度になるまで、型ごと冷却する(S12)。この取り出し温度は、通常の射出成形時に適用される取り出し温度と同じであり、熱可塑性樹脂が、その形状を維持できる程度の温度であるものの、完全硬化する前の温度である。取り出し温度は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上であることが望ましく、熱可塑性樹脂の種類にもよるが、例えば、50℃〜60℃程度とすることができる。   Subsequently, the injected thermoplastic resin is cooled together with the mold until the specified take-out temperature is reached (S12). This take-out temperature is the same as the take-out temperature applied during normal injection molding, and is a temperature before the thermoplastic resin is completely cured, although it is a temperature at which the thermoplastic resin can maintain its shape. The take-out temperature is desirably equal to or higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin, and may be, for example, about 50 ° C. to 60 ° C., depending on the type of thermoplastic resin.

規定の取り出し温度まで冷却できれば、金型を開いて、セルホルダ14を取り出す(S14)。この時点で、セルホルダ14は、成形熱により軟化しており、その収容空間20は、熱膨張により電池セル12よりも大きくなっている。この状態において、セルホルダ14の各収容空間20に、電池セル12を挿入する(S16)。図3(a)は、この時点でのセルスタック10の概略横断面図である。図3(a)に示す通り、型から取り出した時点において、セルホルダ14の収容部は、熱膨張により電池セル12よりも一回り大きくなっている。したがって、容易に、各電池セル12を収容空間20に挿入することが可能となる。   If it can be cooled to the specified removal temperature, the mold is opened and the cell holder 14 is removed (S14). At this time, the cell holder 14 is softened by molding heat, and the accommodation space 20 is larger than the battery cell 12 due to thermal expansion. In this state, the battery cell 12 is inserted into each accommodation space 20 of the cell holder 14 (S16). FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the cell stack 10 at this time. As shown in FIG. 3A, when the battery holder 14 is taken out of the mold, the accommodating portion of the cell holder 14 is slightly larger than the battery cell 12 due to thermal expansion. Therefore, each battery cell 12 can be easily inserted into the accommodation space 20.

続いて、この状態で、セルホルダ14を常温まで冷却し、セルホルダ14を完全に硬化させる(S18)。この冷却の過程で、セルホルダ14は、徐々に収縮していく。そして、最終的には、図3(b)に示すように、電池セル12に密着し、電池セル12の外形に沿った形状で硬化する。完全冷却できれば、セルスタック10の製造が完了となる。なお、必要に応じて、セルスタック10の両端にエンドプレートを配置したり、セルスタック10に拘束バンド等を取り付けて積層方向の圧縮力を付加し、各電池スタックに拘束荷重をかけたりしてもよい。   Subsequently, in this state, the cell holder 14 is cooled to room temperature, and the cell holder 14 is completely cured (S18). During this cooling process, the cell holder 14 gradually contracts. Finally, as shown in FIG. 3B, the battery cell 12 is in close contact with the battery cell 12 and cured in a shape along the outer shape of the battery cell 12. If complete cooling is possible, the manufacture of the cell stack 10 is completed. If necessary, end plates are arranged at both ends of the cell stack 10, or a restraining band or the like is attached to the cell stack 10 to apply a compressive force in the stacking direction, and a restraining load is applied to each battery stack. Also good.

以上のような手順で形成されたセルスタック10は、逆さまにしても電池セル12が落下しないほど、セルホルダ14と電池セル12が隙間なく密着している。そのため、セルホルダ14と電池セル12の隙間から粉塵等の異物が混入することが効果的に防止される。   In the cell stack 10 formed in the above procedure, the cell holder 14 and the battery cell 12 are in close contact with each other so that the battery cell 12 does not fall even if it is turned upside down. Therefore, it is possible to effectively prevent foreign matters such as dust from entering through the gap between the cell holder 14 and the battery cell 12.

また、本実施形態のセルホルダ14は、電池セル12の形状に合わせて縮小硬化していくため、電池セル12の公差を容易に吸収できる。すなわち、電池セル12は、本来、設計通りの寸法で製造されることが望ましいが、実際には、公差内での誤差が生じている。この公差内での誤差を吸収するために、従来のセルスタック110は、図6に示すような構成となっていた。この従来のセルスタック110では、電池セル112間に配置される保持枠114を、全て別体として構成している。その結果、電池セル112の厚み等にばらつきがあっても容易に問題なく電池セル112間に保持枠114を配置できる。しかし、こうした従来の構成では、部品点数が多くなり、電池セル112の保持枠114への組み付け作業が非常に煩雑となっていた。また、保持枠114が全て別体であるため、保持枠114間での積層方向に直交する面方向の位置ズレが生じやすく、ひいては、電池セル112間の積層方向に直交する面方向の位置ズレも生じやすかった。   Moreover, since the cell holder 14 of this embodiment is reduced and hardened according to the shape of the battery cell 12, the tolerance of the battery cell 12 can be easily absorbed. That is, it is desirable that the battery cell 12 is originally manufactured with a dimension as designed, but in reality, an error within a tolerance occurs. In order to absorb the error within the tolerance, the conventional cell stack 110 has a configuration as shown in FIG. In this conventional cell stack 110, the holding frames 114 arranged between the battery cells 112 are all configured separately. As a result, the holding frame 114 can be easily disposed between the battery cells 112 without any problem even if the thickness of the battery cells 112 varies. However, in such a conventional configuration, the number of parts is increased, and the work of assembling the battery cell 112 to the holding frame 114 is very complicated. Further, since all the holding frames 114 are separate, positional deviations in the plane direction perpendicular to the stacking direction between the holding frames 114 are likely to occur, and as a result, positional deviations in the plane direction perpendicular to the stacking direction between the battery cells 112 are caused. It was easy to occur.

こうした電池セル112間の位置ずれを防止するためには、全ての保持枠114が連結され、その位置関係が固定されたセルホルダを用いることが有効である。しかし、保持枠114の位置関係を固定すると、今度は、電池セル112の公差を吸収できないという問題が生じる。   In order to prevent such positional deviation between the battery cells 112, it is effective to use a cell holder in which all the holding frames 114 are connected and the positional relationship is fixed. However, if the positional relationship of the holding frame 114 is fixed, there arises a problem that the tolerance of the battery cell 112 cannot be absorbed this time.

本実施形態では、電池セル12間に配置される仕切板22が互いに連結されているセルホルダ14を用いているため、電池セル12間の位置ずれを効果的に防止できる。また、本実施形態のセルホルダ14は、電池セル12の形状に合わせて縮小硬化していくため、電池セル12の公差を容易に吸収できる。   In this embodiment, since the cell holder 14 in which the partition plates 22 arranged between the battery cells 12 are connected to each other is used, it is possible to effectively prevent the positional deviation between the battery cells 12. Moreover, since the cell holder 14 of this embodiment is reduced and hardened according to the shape of the battery cell 12, the tolerance of the battery cell 12 can be easily absorbed.

また、電池セル12を挿入空間に挿入する前に、複数の電池セル12を整列した状態で一体的に扱えるようにしておけば、複数の電池セル12を、複数の挿入空間に、一括で挿入することも可能となる。その結果、電池セル12の組み付けに要する手間を従来の技術に比べて、大幅に低減できる。すなわち、従来のセルスタック110(図6参照)では、保持枠114が全て別体として構成されていたため、電池セル112と保持枠114を一つずつ順番に積層していく必要があり、その作業工数が多かった。一方、本実施形態では、仕切板22が全て連結されており、電池セル12が挿入される複数の挿入空間が事前に形成されている。そのため、1回の挿入作業で、複数の電池セル12を複数の挿入空間に挿入することが可能であり、組み付け作業の工数を大幅に低減できる。また、本実施形態では、複数の仕切板22が連結されて一体化されているため、従来のセルスタック110に比して部品点数を大幅に低減することができる。   In addition, if a plurality of battery cells 12 can be handled in an integrated state before inserting the battery cells 12 into the insertion space, the plurality of battery cells 12 can be inserted into the plurality of insertion spaces at once. It is also possible to do. As a result, the labor required for assembling the battery cell 12 can be greatly reduced as compared with the conventional technique. That is, in the conventional cell stack 110 (see FIG. 6), since the holding frames 114 are all configured separately, it is necessary to stack the battery cells 112 and the holding frames 114 one by one in order. There were many man-hours. On the other hand, in this embodiment, all the partition plates 22 are connected, and a plurality of insertion spaces into which the battery cells 12 are inserted are formed in advance. Therefore, it is possible to insert a plurality of battery cells 12 into a plurality of insertion spaces in one insertion operation, and the number of assembling operations can be greatly reduced. Moreover, in this embodiment, since the some partition plate 22 is connected and integrated, the number of parts can be reduced significantly compared with the conventional cell stack 110. FIG.

また、本実施形態では、セルホルダ14が、全ての電池セル12と隙間なく密着しているため、電池セル12の内圧が上昇した際の電池セル12の破裂を効果的に抑制できる。これについて図4、図5を参照して説明する。図4は、本実施形態のセルスタック10の概略縦断面図であり、(a)は、電池セル12の内圧が正常な場合を、(b)は、電池セル12の内圧が上昇した場合を示している。また、図5は、従来のセルスタック110の概略縦断面図であり、(a)は、電池セル112の内圧が正常な場合を、(b)は、電池セル112の内圧がやや上昇した場合を、(c)は、電池セル112の内圧がさらに上昇した場合を示している。   Further, in the present embodiment, since the cell holder 14 is in close contact with all the battery cells 12 without gaps, it is possible to effectively suppress the rupture of the battery cell 12 when the internal pressure of the battery cell 12 increases. This will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of the cell stack 10 of the present embodiment, where (a) shows a case where the internal pressure of the battery cell 12 is normal, and (b) shows a case where the internal pressure of the battery cell 12 has increased. Show. 5 is a schematic longitudinal sectional view of a conventional cell stack 110, where (a) shows a case where the internal pressure of the battery cell 112 is normal, and (b) shows a case where the internal pressure of the battery cell 112 slightly increases. (C) shows a case where the internal pressure of the battery cell 112 is further increased.

一般に二次電池である電池セル12は、内部温度が上昇した場合等に、ガスが発生することにより内圧が上昇し、膨張する場合がある。この電池セル12の膨張量が過大になると電池セル12の破裂等の問題を招く。従来のセルスタック110では、こうした電池セルの膨張が生じやすいという問題があった。   Generally, the battery cell 12 which is a secondary battery may expand due to an increase in internal pressure due to the generation of gas when the internal temperature rises. If the expansion amount of the battery cell 12 is excessive, problems such as rupture of the battery cell 12 are caused. The conventional cell stack 110 has a problem that the battery cells are likely to expand.

すなわち、図5(a)に示すように、従来のセルスタック110では、電池セル112間に保持枠114が介在している。各保持枠114が、電池セル112に密着するように、セルスタック110には、拘束バンド120等により、積層方向の圧縮力が加えられている。しかし、こうした機械的な力だけでは、電池セル112と保持枠114との隙間を完全に排除することは難しく、電池セル112と保持枠114との間には、微小な隙間が生じていた。   That is, as shown in FIG. 5A, in the conventional cell stack 110, the holding frame 114 is interposed between the battery cells 112. A compressive force in the stacking direction is applied to the cell stack 110 by a restraining band 120 or the like so that each holding frame 114 is in close contact with the battery cell 112. However, it is difficult to completely eliminate the gap between the battery cell 112 and the holding frame 114 only with such a mechanical force, and a minute gap is generated between the battery cell 112 and the holding frame 114.

図5(b)に示すように、電池セル112の内圧が上昇して電池セル112が膨張しようとしたとき、この隙間の範囲では、電池セル112の膨張を阻害するものは何もないため、電池セル112は、容易に膨張変形してしまう。   As shown in FIG. 5 (b), when the internal pressure of the battery cell 112 rises and the battery cell 112 tries to expand, there is nothing that hinders the expansion of the battery cell 112 in the range of this gap. The battery cell 112 easily expands and deforms.

さらに電池セル112の内圧が上昇して電池セル112がより膨張すると、図5(c)に示すように、電池セル112の両サイドの保持枠114は、電池セル12から膨張圧力を受けることになる。このとき、保持枠114と隣接する電池セル112との間に隙間が無ければ、保持枠114は、電池セル112の膨張を阻害するべく反力を発揮する。しかし、保持枠114と隣接する電池セル112との間に隙間が生じていると、膨張圧力を受けた保持枠114は、当該隙間を小さくする方向に移動し、電池セル112の膨張がさらに進行することになる。   When the internal pressure of the battery cell 112 further increases and the battery cell 112 expands further, the holding frames 114 on both sides of the battery cell 112 receive the expansion pressure from the battery cell 12 as shown in FIG. Become. At this time, if there is no gap between the holding frame 114 and the adjacent battery cell 112, the holding frame 114 exhibits a reaction force to inhibit the expansion of the battery cell 112. However, if there is a gap between the holding frame 114 and the adjacent battery cell 112, the holding frame 114 that has received the expansion pressure moves in a direction to reduce the gap, and the expansion of the battery cell 112 further proceeds. Will do.

このように、各電池セル112と保持枠114との間に微小でも間隙が生じていると、一つの電池セル112の膨張が、比較的容易に進んでしまい、電池セル112が容易に膨張し、場合によっては破裂してしまう。   As described above, if even a small gap is generated between each battery cell 112 and the holding frame 114, the expansion of one battery cell 112 proceeds relatively easily, and the battery cell 112 easily expands. In some cases, it will burst.

一方、本実施形態の製造方法によれば、既述した通り、電池セル12とセルホルダ14とが完全に密着している。そのため、図4に示す通り、電池セル12の内圧が上昇して膨張しようとしても、電池セル12の膨張は仕切板22により阻害される。その結果、電池セル12の変形量を従来技術に比べて大幅に抑えることができ、ひいては、電池セル12の破裂も効果的に防止できる。   On the other hand, according to the manufacturing method of this embodiment, as described above, the battery cell 12 and the cell holder 14 are completely in close contact with each other. Therefore, as shown in FIG. 4, even if the internal pressure of the battery cell 12 rises and tries to expand, the expansion of the battery cell 12 is inhibited by the partition plate 22. As a result, the deformation amount of the battery cell 12 can be greatly suppressed as compared with the prior art, and as a result, the battery cell 12 can be effectively prevented from bursting.

なお、本実施形態では、セルホルダ14の成形直後に電池セル12を挿入しているが、セルホルダ14の挿入空間が電池セル12より大きいサイズに熱膨張したタイミングであれば、他のタイミングで電池セル12を挿入してもよい。例えば、射出成形後、完全冷却されて、完全硬化された後のセルホルダ14を、膨張軟化する温度まで加熱してから電池セル12を挿入するようにしてもよい。かかる構成とすれば、セルホルダ14の製造現場と、電池セル12の挿入現場とを離すことができる。   In the present embodiment, the battery cell 12 is inserted immediately after the cell holder 14 is molded. However, if the insertion space of the cell holder 14 is thermally expanded to a size larger than that of the battery cell 12, the battery cell is at another timing. 12 may be inserted. For example, the battery cell 12 may be inserted after the cell holder 14 that has been completely cooled and completely cured after injection molding is heated to a temperature at which it expands and softens. With this configuration, the manufacturing site of the cell holder 14 and the insertion site of the battery cell 12 can be separated.

また、本実施形態では、セルホルダ14の収容空間20の個数を、電池セル12の個数分としたが、収容空間20の個数は、1以上であれば、特に限定されない。収容空間20が単一のセルホルダ14を用いる場合には、電池セル12の個数分、セルホルダ14を用意し、拘束バンド等で、複数のセルホルダ14を連結すればいい。この場合であっても、本実施形態と同様に加熱膨張したセルホルダ14に電池セル12を挿入した後、当該セルホルダ14を冷却収縮させれば、各電池セル12は、対応するセルホルダ14に密着する。その結果、セルホルダ14と電池セル12の隙間への異物混入が防止されたり、電池セル12の公差を吸収できたりといった効果が得られる。   In the present embodiment, the number of the accommodation spaces 20 of the cell holder 14 is the number of the battery cells 12, but the number of the accommodation spaces 20 is not particularly limited as long as it is 1 or more. When the storage space 20 uses a single cell holder 14, cell holders 14 are prepared for the number of battery cells 12, and a plurality of cell holders 14 may be connected by a restraining band or the like. Even in this case, after inserting the battery cell 12 into the cell holder 14 that has been heated and expanded in the same manner as in the present embodiment, if the cell holder 14 is cooled and contracted, each battery cell 12 comes into close contact with the corresponding cell holder 14. . As a result, it is possible to obtain effects such as preventing foreign matter from entering the gap between the cell holder 14 and the battery cell 12 and absorbing the tolerance of the battery cell 12.

また、本実施形態では、セルホルダ14を、電池セル12の五面を完全に覆う箱形状としているが、セルスタック10に求められる能力に応じて、適宜、異なる形状としてもよい。例えば、セルホルダ14の側面に通気用の孔等を形成してもよい。   Moreover, in this embodiment, although the cell holder 14 is made into the box shape which completely covers the five surfaces of the battery cell 12, it is good also as a different shape suitably according to the capability calculated | required by the cell stack 10. FIG. For example, a vent hole or the like may be formed on the side surface of the cell holder 14.

10,110 セルスタック、12,112 電池セル、14 セルホルダ、18 端子部、20 収容空間、22 仕切板、114 保持枠、116 エンドプレート、120 拘束バンド。   10, 110 cell stack, 12, 112 battery cell, 14 cell holder, 18 terminal part, 20 accommodating space, 22 partition plate, 114 holding frame, 116 end plate, 120 restraining band.

Claims (3)

複数の電池セルが積層されたセルスタックの製造方法であって、
各電池セルを収容する収容空間が1以上形成された樹脂製のセルホルダであって、熱により膨張した状態のセルホルダを用意するステップと、
各収容空間に前記電池セルを収容するステップと、
前記電池セルを収容したセルホルダを冷却して収縮させるステップと、
を備えることを特徴とするセルスタックの製造方法。
A method of manufacturing a cell stack in which a plurality of battery cells are stacked,
A step of preparing a cell holder made of resin in which one or more accommodation spaces for accommodating each battery cell are formed, the cell holder being expanded by heat;
Accommodating the battery cell in each accommodation space;
Cooling and shrinking the cell holder containing the battery cells;
A cell stack manufacturing method comprising:
請求項1に記載のセルスタックの製造方法であって、
前記セルホルダの収容空間は、熱膨張時には前記電池セルよりも大きく、冷却により収縮した際には前記電池セルと同じか僅かに小さくなるように設計されており、
前記収容空間を形成する壁面は、冷却時に、収容されている電池セルに密着する、
ことを特徴とするセルスタックの製造方法。
A method of manufacturing a cell stack according to claim 1,
The storage space of the cell holder is larger than the battery cell at the time of thermal expansion, and is designed to be the same or slightly smaller than the battery cell when contracted by cooling,
The wall surface forming the accommodation space is in close contact with the accommodated battery cell during cooling.
A method of manufacturing a cell stack.
請求項1または2に記載のセルスタックの製造方法であって、
前記熱により膨張した状態のセルホルダとして、樹脂成形直後のセルホルダを用意する、ことを特徴とするセルスタックの製造方法。
A method for manufacturing a cell stack according to claim 1 or 2,
A method of manufacturing a cell stack, comprising preparing a cell holder immediately after resin molding as a cell holder in a state of being expanded by heat.
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