JP2017004845A - 蓄電装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】タブと導電部材との接合の際に、タブの先端側が折れ曲がることを抑制することができる蓄電装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】二次電池の製造方法は、電極組立体を形成し、かつタブ35を積層する電極組立工程と、導電部材51の固定片52を蓋部材15に組付ける固定工程と、電極組立工程及び固定工程の後に行われ、蓋部材15に固定された導電部材51の接続片53とタブ35とを接合する接合工程と、を含む。そして、接合工程を行う前に、接続片53上に複数のタブ35を載せるとともに、接続片53から立ち上がった状態の固定片52に対し、複数のタブ35の先端側を沿わせた状態に保持しつつ、接続片53とタブ35との接合箇所を露出させた状態とする。
【選択図】図7

Description

本発明は、タブ群と電極端子とを電気的に接続し、かつ蓋部材に対し絶縁された状態で固定された導電部材を備える蓄電装置の製造方法に関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。一般に、二次電池は、電極組立体を収容するケースを備え、そのケース内に電極組立体が収容されている。そして、二次電池からの電力の取り出しは、電極組立体の正極電極及び負極電極に、導電部材を介して接続された電極端子を通して行われている。
電極組立体には、例えば、複数の正極電極と複数の負極電極との間にセパレータを介在させた状態で積層した積層型の電極組立体や、帯状の正極電極と帯状の負極電極との間に帯状のセパレータを介在させた状態で捲回した捲回型の電極組立体がある。
図10に示すように、例えば、特許文献1の二次電池80において、ケース88内に収容された電極組立体89は、正極電極81及び負極電極82を有する。正極電極81は正極タブ(図示せず)を有し、負極電極82は負極タブ82aを有する。図示しないが、複数枚の正極タブは重ねてタブ群とした状態で正極導電部材と電気的に接続され、その正極導電部材には正極の電極端子が接続されている。また、複数枚の負極タブ82aは重ねてタブ群とした状態で負極導電部材83と電気的に接続され、その負極導電部材83に負極の電極端子84が電気的に接続されている。そして、各導電部材に接続された各電極端子84は、ケースの蓋(蓋部材)を貫通した状態で、その蓋に固定されている。
負極タブ82aのタブ群と負極導電部材83とは、溶接部90によって接合され、溶接部90で全ての負極タブ82aと負極導電部材83とが導通している。図示しないが、正極側も同様に、正極タブのタブ群と正極導電部材とは、溶接部によって接合され、溶接部で全ての正極タブと正極導電部材とが導通している。そして、特許文献1では、タブ群と導電部材とを溶接用電極棒で挟み込み、一対の溶接用電極棒間に溶接に係る電力を付与することで、各タブ同士を溶接するとともに、タブ群と導電部材とを溶接して溶接部90を形成している。
特開2014−67532号公報
ところで、特許文献1に開示の二次電池80において、溶接部90は、各タブの電極組立体からの突出方向の途中に設けられており、溶接部90よりも先端側は、自由端部となっている。このため、二次電池80の製造のために、各極のタブと導電部材とを溶接(接合)する際、自由端部となり得る各タブの先端側が、折れ曲がって損傷を受けたり、溶接の行われる箇所に折り重なって溶接の妨げになる虞がある。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、タブと導電部材との接合の際に、タブの先端側が折れ曲がることを抑制することができる蓄電装置の製造方法を提供することにある。
上記問題点を解決するための蓄電装置の製造方法は、一辺から突出した形状のタブを有する電極が、異なる極性の電極同士で互いに絶縁された状態で積層された電極組立体と、前記電極組立体における前記電極の一辺を集めたタブ側端面から突出し、前記タブが積層されて構成されたタブ群と、前記電極組立体及び前記タブ群を収容するケース部材と、前記ケース部材の開口部を閉塞する蓋部材と、前記タブ群に対向した前記蓋部材に固定され、前記電極組立体と電気を授受する電極端子と、前記タブ群と前記電極端子とを電気的に接続し、かつ前記蓋部材に対し絶縁された状態で組付けられた導電部材と、を備える蓄電装置の製造方法であって、前記導電部材は、前記蓋部材を外面から見て前記蓋部材に重なる位置にある固定片と、前記固定片に交差し、かつ前記電極組立体に向けて突出し、前記タブ群が接合された接続片と、を含み、前記異なる極性の電極を互いに絶縁した状態で積層して前記電極組立体を形成し、かつ前記タブを積層する電極組立工程と、前記導電部材の前記固定片を前記蓋部材に組付ける固定工程と、前記電極組立工程及び前記固定工程の後に行われ、前記蓋部材に組付けられた前記導電部材の前記接続片と複数の前記タブとを接合する接合工程と、を含み、前記接合工程を行う前に、前記接続片上に複数の前記タブを載せるとともに、前記接続片から立ち上がった状態の前記固定片に対し、複数の前記タブの先端側を沿わせた状態に保持しつつ、前記接続片と複数の前記タブとの接合箇所を露出させた状態とすることを要旨とする。
これによれば、導電部材の接続片に複数のタブを載せると、接続片から立ち上がった状態の固定片には複数のタブの先端側が沿い、それらタブの先端側に立ち上がり部が形成され、複数のタブが導電部材に沿うL字状になる。そして、L字状となった複数のタブの立ち上がり部を固定片に沿わせた状態で保持するようにした。このため、接合工程の最中に、複数のタブにおける立ち上がり部が折れ曲がることが抑制され、折れ曲がりによってタブが損傷を受けることを抑制することができるとともに、複数のタブと導電部材との接合箇所に、タブの立ち上がり部が折り重なることを抑制することができる。
また、蓄電装置の製造方法について、前記接合工程は、抵抗溶接によって行ってもよい。
これによれば、抵抗溶接は、複数のタブと接続片とを一対の溶接用電極棒で挟み込み、溶接用電極棒に電流を流して行う。このとき、立ち上がり部を保持することにより、溶接用電極棒を接触させる位置に、立ち上がり部が折り重なることが抑制される。よって、溶接用電極棒の間に、予め設定された枚数以上のタブが挟まれることを回避でき、予め設定された枚数用に設定された電流によって抵抗溶接を行うことができる。
また、蓄電装置の製造方法について、前記接合工程の後に、前記接続片において複数の前記タブを載せた面が、前記固定片に近付くように前記接続片の先端側を折り曲げて、前記接続片に折り曲げ部を形成してもよい。
これによれば、接続片の先端側を折り曲げて折り曲げ部を形成することで、複数のタブにおける導電部材との接合部より先端側を、折り曲げ部によって電極組立体側から覆うことができる。このため、複数のタブにおいて、接合部より先端側が自由端となっていても、タブがケースや電極組立体に接触してしまうことを抑制することができる。
本発明によれば、タブと導電部材との接合の際に、タブの先端側が折れ曲がることを抑制することができる。
実施形態の二次電池を示す分解斜視図。 実施形態の二次電池の外観を示す斜視図。 電極組立体の構成要素を示す分解斜視図。 タブ群と導電部材と補助端子と外部端子との接合を示す部分断面図。 タブ群と導電部材との接合状態を示す部分断面図。 (a)は蓋部材に補助端子、及び外部端子を一体化した状態を示す斜視図、(b)は蓋部材に導電部材を一体化した状態を示す斜視図。 蓋端子組付体を支持台に支持させ、抵抗溶接を行う状態を示す部分側断面図。 治具を示す分解斜視図。 接続片を折り曲げた状態を示す部分側断面図。 背景技術を示す図。
以下、蓄電装置を二次電池に具体化した二次電池の製造方法の一実施形態を図1〜図9にしたがって説明する。
図1又は図2に示すように、蓄電装置としての二次電池10はケース11を備え、ケース11には電極組立体12と、正極及び負極のタブ群36とが収容されている。ケース11は、四角箱状で、かつ電極組立体12及び各タブ群36を収容したケース部材14と、このケース部材14の開口部14aを閉塞する矩形平板状の蓋部材15とを有している。なお、本実施形態の二次電池10はリチウムイオン電池である。電極組立体12には、電極組立体12との間で電気を授受する電極端子としての正極端子16と負極端子17が電気的に接続されている。
図3に示すように、電極組立体12は、シート状の複数の正極電極21とシート状の複数の負極電極31とを備え、正極電極21と負極電極31は異なる極性の電極である。正極電極21は、正極金属箔(本実施形態ではアルミニウム箔)22と、その両面に正極活物質を塗布して構成された正極活物質層23とを有する。負極電極31は、負極金属箔(本実施形態では銅箔)32と、その両面に負極活物質を塗布して構成された負極活物質層33とを有する。そして、電極組立体12は、複数の正極電極21と複数の負極電極31の間にこれらを絶縁するセパレータ24を介在させて層状とした積層型である。
正極電極21は、正極金属箔22の一辺22aに沿って正極活物質が塗布されていない正極未塗工部22bを有している。正極電極21は、一辺22aの一部から突出した形状のタブ25を有する。負極電極31は、負極金属箔32の一辺32aに沿って負極活物質が塗布されていない負極未塗工部32bを有している。負極電極31は、一辺32aの一部から突出した形状のタブ35を有する。
図1に示すように、複数の正極のタブ25及び複数の負極のタブ35は、正極電極21及び負極電極31が積層された状態で、正極のタブ25と負極のタブ35とが重ならない位置にそれぞれ設けられている。電極組立体12は、正極電極21の一辺22a、負極電極31の一辺32a、及びセパレータ24の一辺を寄せ集めて形成されたタブ側端面12bを有する。電極組立体12を構成する各正極電極21は、それぞれのタブ25が積層方向Lに沿って列状に配置されるように積層される。同様に、電極組立体12を構成する各負極電極31は、それぞれのタブ35が積層方向Lに沿って列状に配置されるように積層される。
二次電池10は、タブ側端面12bから突出した状態の正極のタブ群36を有し、このタブ群36は、全ての正極のタブ25を電極組立体12における積層方向Lの一端側に寄せ集め、積層して構成されている。また、二次電池10は、タブ側端面12bから突出した状態の負極のタブ群36を有し、このタブ群36は、全ての負極のタブ35を電極組立体12における積層方向Lの一端側に寄せ集め、積層して構成されている。そして、二次電池10では、ケース11に収容された各タブ群36、及び電極組立体12のタブ側端面12bに対し、蓋部材15の内面が対向している。なお、電極組立体12において、タブ側端面12bに沿い、かつ正極のタブ25(タブ群36)と負極のタブ35(タブ群36)が並ぶ方向を並設方向Xとする。また、蓋部材15の内面と、電極組立体12のタブ側端面12bとを最短距離で結ぶ方向を対向方向Zとする。
正極のタブ群36には、電極組立体12と正極端子16とを電気的に接続するための正極の導電部材51が接合されている。また、負極のタブ群36には、電極組立体12と負極端子17とを電気的に接続するための負極の導電部材51が接合されている。
次に、正極のタブ群36と導電部材51、及び負極のタブ群36と導電部材51の接合構造について、図5を用いて詳しく説明する。なお、図5では、負極のタブ群36と導電部材51の接合構造を図示しているが、この接合構造は正極のタブ群36と導電部材51の接合構造と同一構造であるため、正極のタブ群36と導電部材51の接合構造は省略する。以下の説明では、負極を正極と読みかえれば、正極のタブ群36と正極の導電部材51の接合構造の説明となる。
図5に示すように、負極のタブ群36において、電極組立体12の積層方向Lの一端に位置するタブ35を第1タブ351と記載する。また、負極のタブ群36において、電極組立体12の積層方向Lの他端に位置するタブ35を第2タブ352と記載する。この場合、負極のタブ群36においては、第1タブ351に第2タブ352が接近するように、積層方向の一端側にタブ35が寄せ集められている。これにより、積層段階で独立していた各タブ35は、第1タブ351側に集約されて負極のタブ群36となっている。そして、負極のタブ群36と導電部材51とは、第2タブ352に導電部材51が当接した状態で抵抗溶接を行い、接合部としての導通部Wを形成することで接合されるとともに、電気的に接続されている(導通している)。
本実施形態において、各タブ35は同じ大きさに形成されている。このため、電極組立体12の積層方向Lにおいて、第1タブ351からの離間距離が長いタブ35ほど、負極のタブ群36として集約されるタブ35の長さが短い。このため、全てのタブ35を導通させるための導通部Wは、第2タブ352における他のタブ35との重合領域に合わせて設けられている。また、負極のタブ群36において、タブ側端面12bからのタブ35の突出方向に沿った導通部Wよりも先端側では、全てのタブ35が自由端部となっており、導電部材51に対して非接合状態となっている。
負極のタブ群36は、積層方向一端側から積層方向他端側に向けて曲げられた第1の曲げ部36aを備える。また、負極のタブ群36は、第1の曲げ部36aから電極組立体12の積層方向Lに沿って突出する延出部36bを備える。そして、この延出部36bに上記導通部Wが設けられている。さらに、負極のタブ群36は、延出部36bより先端側に、突出方向に対して湾曲する第2の曲げ部36cを備える。第2の曲げ部36cは、導通部Wより先端側で、負極のタブ群36が蓋部材15に向かうように、積層方向Lの一端側に向けて折り返して形成されている。
導電部材51は、対向方向Zにおいて、延出部36bと蓋部材15との間に介在する固定片52と、固定片52に交差し、かつ固定片52から離れるように電極組立体12に向けて突出した形状であり、かつタブ群36と接合された接続片53とを有する。接続片53における蓋部材15寄りの基端側の部位は、第2の曲げ部36cに対し積層方向Lの他端側に位置し、接続片53における電極組立体12寄りの先端側の部位は、対向方向Zにおいて、延出部36bとタブ側端面12bとの間に介在する。
図4又は図6(b)に示すように、導電部材51が有する固定片52は矩形板状である。そして、導電部材51は、後述の内側絶縁カバー55を介して蓋部材15の内面に固定され、蓋部材15に組付けられている。よって、固定片52は、蓋部材15を外面から見て蓋部材15に重なる位置にある。
また、導電部材51は、固定片52の長辺の延びる方向に沿った一端部に挿通孔52aを有し、この挿通孔52aには後述の補助端子61が挿通可能である。また、導電部材51は、固定片52の長辺の延びる方向の他端部に接続片53を有し、接続片53は、固定片52の一方の長側縁から、固定片52から離れる方向へ矩形状に突出している。なお、固定片52の短辺に沿う長さは、蓋部材15の短辺に沿う長さより短い。固定片52において、内側絶縁カバー55を介して蓋部材15の内面に対峙する面を第1面52bとし、この第1面52bと平行で、かつ電極組立体12のタブ側端面12bと対峙する面を第2面52cとする。
接続片53は、矩形板状である。接続片53において、最も面積の大きい矩形状の二つの面のうち、固定片52の第1面52bに連続する一方の面を外面53cとし、固定片52の第2面52cに連続する他方の面を内面53dとする。また、接続片53において、外面53c及び内面53dに沿い、かつ固定片52からの突出方向に直交する方向を幅方向とする。
図5に示すように、接続片53は、固定片52から離れる方向の先端側(電極組立体12寄りの部位)に折り曲げ部58を備え、この折り曲げ部58は、タブ群36における延出部36bを電極組立体12側から覆っている。折り曲げ部58は、蓋部材15を外面から見た場合に、その蓋部材15及び固定片52に重なり、かつ蓋部材15に対し平行な状態にある。よって、接続片53における折り曲げ部58での外面53c及び内面53dは、固定片52の第1面52b及び第2面52cに平行である。
そして、タブ群36は、その第2タブ352が接続片53における折り曲げ部58での内面53dに接触した状態で接合され、折り曲げ部58は、導通部Wよりも先端側に位置する延出部36bも電極組立体12側から覆っている。よって、導電部材51は、並設方向Xに沿って見た場合、コ字状であり、そのコの字の内側にタブ群36における第1の曲げ部36aより先端側、すなわち延出部36b及び第2の曲げ部36cより先端側が入り込んでいる。
折り曲げ部58は、接続片53の先端側の部位を折り曲げて形成されている。折り曲げ部58を形成する前、接続片53の折り曲げ箇所には、内面53dから外面53cに向けて凹む溝53aが存在する。溝53aは、接続片53の幅方向全体に存在し、かつ幅方向に沿って直線状である。そして、溝53aから接続片53を折り曲げることで、接続片53の長辺の延びる方向の先端側に板状の折り曲げ部58が形成可能である。
次に、二次電池10が備える内側絶縁カバー55について説明する。
図1に示すように、二次電池10は、ケース11内に内側絶縁カバー55を備え、内側絶縁カバー55は、負極の導電部材51及び正極の導電部材51と、蓋部材15との間に介在している。内側絶縁カバー55は、長辺の延びる方向の両端部に貫通孔56を有している。
二次電池10は、蓋部材15に固定された正極端子16及び負極端子17を有する。正極端子16及び負極端子17は、それぞれ上述の内側絶縁カバー55、及び後述の外側絶縁部材57を介して蓋部材15に固定された補助端子61を有する。正極の補助端子61はアルミニウム製であり、負極の補助端子61は銅製である。補助端子61は、角柱状の台座部61aを有するとともに、台座部61aの一面から突出する状態の第1かしめ部61bと、台座部61aの他面から突出する状態の第2かしめ部61cを有する。
二次電池10において、補助端子61は、外側絶縁部材57によって蓋部材15から絶縁されている。この外側絶縁部材57は筒状であり、軸方向一端側に台座支持部57aを有し、この台座支持部57aに、台座部61aが嵌合する形状の補助端子凹部57bを有する。また、外側絶縁部材57は、台座支持部57aより小径で、かつ蓋部材15の端子挿通孔15bに挿通される円筒状の軸部57cを有する。
次に、正極端子16及び負極端子17の構造を説明する。なお、図4には負極端子17の構造を図示しているが、正極端子16の構造は負極端子17と同じであるため、その図示を省略する。なお、負極端子17の説明において、負極を正極と読み替えれば正極端子16の説明になる。
図4に示すように、外側絶縁部材57は、台座支持部57aが蓋部材15の外面に配置されるとともに、軸部57cが蓋部材15の端子挿通孔15bに嵌入されている。また、軸部57cは、内側絶縁カバー55の貫通孔56に挿通されている。
補助端子61の台座部61aが補助端子凹部57bに嵌め込まれた状態で、第1かしめ部61bが、外側絶縁部材57の軸部57c、及び導電部材51の挿通孔52aを貫通した状態で、導電部材51にかしめられることにより、補助端子61が蓋部材15に固定されている。補助端子61は、第1かしめ部61bと導電部材51とのかしめによる接続を介して電極組立体12の負極電極31と電気的に接続されるとともに、外側絶縁部材57及び内側絶縁カバー55を介して蓋部材15を挟持し、蓋部材15に対して絶縁された状態で固着されている。
蓋部材15は、長辺の延びる方向の両端側で、かつ端子挿通孔15bより外側に回り止め部15aを備える。回り止め部15aは、蓋部材15の金属板をプレス加工によって外方に四角形状に突出させた凸部である。そして、各回り止め部15aには、略有蓋四角筒形状の端子絶縁材59を介して外部端子66が配置されている。外部端子66は金属製である。この外部端子66は、四角箱状であり、かつ内部に端子絶縁材59を介して回り止め部15aが嵌入される基部66aと、この基部66aから突設された極柱部66bとを有し、極柱部66bの外周面に雄ねじ部66cを有する。そして、端子絶縁材59により、外部端子66と蓋部材15との間が絶縁されている。
二次電池10は、矩形平板状の接続導体54を有している。接続導体54は長辺の延びる方向の一端にかしめ部挿通孔54aを有し、長辺の延びる方向の他端に極柱部挿通孔54bを有している。そして、接続導体54は、極柱部挿通孔54bに外部端子66の極柱部66bが蓋部材15側から挿入されるとともに、かしめ部挿通孔54aに補助端子61の第2かしめ部61cが蓋部材15側から挿入されている。第2かしめ部61cは、接続導体54より外側でかしめられている。よって、接続導体54は、補助端子61には接続固定されるが、外部端子66は、極柱部66bが極柱部挿通孔54bに挿通されているだけとなる。また、接続導体54は外部端子66の基部66aに接触し、導通している。
二次電池10では、正極の外部端子66は、接続導体54、補助端子61、及び導電部材51を介して、正極電極21の正極のタブ群36と電気的に接続されている。よって、正極端子16は、導電部材51の長辺の延びる方向の一端部で電気的に接続され、正極のタブ群36は、導電部材51の長辺の延びる方向の他端部で電気的に接続されている。このため、正極端子16は、導電部材51を介して電極組立体12と電気を授受できる。
負極の外部端子66は、接続導体54、補助端子61、及び導電部材51を介して、負極電極31のタブ群36と電気的に接続されている。よって、負極端子17は、導電部材51の長辺の延びる方向の一端部で電気的に接続され、負極のタブ群36は、導電部材51の長辺の延びる方向の他端部で電気的に接続されている。このため、負極端子17は、導電部材51を介して電極組立体12と電気を授受できる。
次に、二次電池10の製造方法を作用とともに説明する。
まず、二次電池10の製造方法に使用される治具40について説明する。
図8に示すように、治具40は絶縁性を有し、本実施形態では合成樹脂製である。治具40は、第1治具41と第2治具44とで構成されている。第1治具41は、矩形板状の第1取付板部42と、この第1取付板部42の一対の長側縁のうち、一方の長側縁から突出した形状の第1挟持用板部43とを有する。第1取付板部42は、長辺の延びる方向の両側に第1挿通孔42aを備える。第1治具41は、第1取付板部42の短辺から見た側面視がL字状である。
また、第2治具44は、矩形板状の第2取付板部45と、この第2取付板部45の一対の長側縁のうち、一方の長側縁から突出した形状の第2挟持用板部46とを有する。第2取付板部45は、長辺の延びる方向の両側に第2挿通孔45aを備える。第2治具44は、第2取付板部45の短辺から見た側面視がL字状である。
第1治具41及び第2治具44において、各取付板部42,45の長辺での寸法は同じであり、この長辺の寸法は、並設方向Xに沿って両極のタブ群36の外側面同士を最短距離で結んだ直線の長さより若干長い。また、第1挟持用板部43において、第1取付板部42からの突出方向への寸法は、第2挟持用板部46における第2取付板部45からの突出方向への寸法より長い。第1治具41の第1挿通孔42aと、第1取付板部42の第2挿通孔45aには、雄ねじ47が挿通可能であり、この雄ねじ47にはナット48が螺合可能である。
さて、二次電池10の製造方法では、まず、電極組立工程が行われる。この電極組立工程では、正極電極21と負極電極31を、セパレータ24を挟んで積層し、電極組立体12を形成するとともに、各極の複数のタブ25,35を積層する。
次に、蓋部材15に導電部材51を組付ける固定工程が行われる。この固定工程では、蓋部材15の各端子挿通孔15bに外側絶縁部材57の軸部57cを嵌入するとともに、軸部57cを内側絶縁カバー55の貫通孔56に挿入した後、外側絶縁部材57に補助端子61の第1かしめ部61b側を挿入するとともに、補助端子凹部57bに台座部61aを収容する。そして、導電部材51を内側絶縁カバー55の外側に配置し、補助端子61の第1かしめ部61bを導電部材51の挿通孔52aを貫通させた後、補助端子61の第1かしめ部61bをかしめ、補助端子61を蓋部材15に固定する。このとき、第1かしめ部61bのかしめにより、各導電部材51が内側絶縁カバー55によって蓋部材15から絶縁された状態で、蓋部材15の内面に固定される。また、外側絶縁部材57によって、補助端子61と蓋部材15とが絶縁される。
次に、回り止め部15aに端子絶縁材59を被せるとともに、外部端子66における基部66aの内側に回り止め部15aを配置する。次に、補助端子61の第2かしめ部61cを接続導体54のかしめ部挿通孔54aに挿通するとともに、その接続導体54の極柱部挿通孔54bに外部端子66の極柱部66bを挿通する。
そして、図6(a)に示すように、第2かしめ部61cのかしめにより、補助端子61と外部端子66とが接続導体54によって接続される。このとき、外部端子66は、端子絶縁材59により蓋部材15から絶縁されるとともに、回り止め部15aによって回り止めされる。
図6(b)に示すように、蓋部材15に各導電部材51、各補助端子61及び各外部端子66が固定された状態では、接続片53は、蓋部材15の内面に対し、直交する状態で固定片52から突出している。よって、固定工程が行われた後、接続片53を水平状態に支持すると、接続片53から固定片52が立ち上がった状態になる。よって、蓋部材15を短辺から見た側面視では、導電部材51はL字状である。そして、蓋部材15に対し、内側絶縁カバー55と、接続導体54と、補助端子61と、外部端子66とが一体に組み付けられて蓋端子組付体18が構成される。
次に、図7に示すように、蓋端子組付体18において、接続片53の外面53cを支持台63に支持させ、固定片52と一体の蓋部材15が接続片53から立ち上がる状態にする。次に、図7の2点鎖線に示すように、電極組立体12を蓋端子組付体18の上方から蓋端子組付体18に向けて下方へ移動させる。このとき、各極のタブ25,35において、導通部Wを形成すべき位置が接続片53に重なるように、電極組立体12を移動させる。すると、各極のタブ25,35は、一部が接続片53の内面53dに載せられるとともに、その載せられた部分よりも各タブ25,35の先端側は、固定片52の第2面52cによって、接続片53上に位置した部分から立ち上がる状態(L字状)に折れ曲がる。その結果、各極のタブ25,35の先端側には、固定片52及び蓋部材15に沿う状態に立ち上がり部37が形成される。
次に、治具40を用いて、各極のタブ25,35の全てをそれぞれ挟持する。まず、第1治具41の第1挟持用板部43を、各極のタブ25,35の立ち上がり部37に接触させるとともに、第2治具44の第2挟持用板部46を、蓋部材15の外面に接触させる。次いで、第1治具41の第1挿通孔42aと、第2治具44の第2挿通孔45aに雄ねじ47を挿通し、その雄ねじ47にナット48を螺合して、第1治具41と第2治具44を一体に組付ける。
すると、蓋端子組付体18の蓋部材15に治具40が組付けられるとともに、第1治具41の第1挟持用板部43と、第2治具44の第2挟持用板部46との間に、蓋部材15と、内側絶縁カバー55と、導電部材51の固定片52と、各極のタブ25,35の立ち上がり部37が挟持される。その結果、各極のタブ25,35の立ち上がり部37が第1挟持用板部43に支えられ、固定片52に沿う状態に保持されるとともに、導通部Wとなる部位が接続片53上に露出する。
そして、治具40で立ち上がり部37を保持した状態で、各極の全てのタブ25,35と接続片53とを接合する接合工程を行う。接合工程では、一対の溶接用電極棒62で各極毎にタブ25,35と接続片53を挟み込み、一対の溶接用電極棒60間に溶接に係る電力を付与することで、正極のタブ25同士及び負極のタブ35同士を溶接するとともに、各極のタブ25,35と接続片53とを溶接し、導通部Wを形成する。よって、接続片53から立ち上がった状態の固定片52に対し、立ち上がり部37を沿わせた状態に保持しつつ、接続片53と各極のタブ25,35との接合箇所を露出させた状態とする工程は、電極組立工程及び固定工程の後で、かつ接合工程の前に行われる。そして、接合工程の完了後、治具40が蓋部材15から取り外される。
次に、図9に示すように、各導電部材51の接続片53を溝53aから折り曲げる。このとき、接続片53の先端側及び各極の全てのタブ25,35が、蓋部材15に固定された固定片52の第2面52cに近付くように溝53aを谷折りとなるように折り曲げる。すなわち、接続片53において、タブ25,35を載せた面が固定片52に近付くように、接続片53における溝53aより先端側を折り曲げる。すると、タブ25,35における導通部Wよりも先端側が、接続片53によって電極組立体12側から覆われる。同時に、各極のタブ25,35では、接続片53の折り曲げに伴い、導通部Wより先端側が折り曲げられ、各極のタブ25,35の先端側に第2の曲げ部36cが形成されるとともに、折り曲げ部58で覆われた延出部36bが形成される。このとき、延出部36bでは、導通部Wよりも先端側が折り曲げ部58により覆われる。
その後、各極のタブ25,35を根本側で折り曲げて第1の曲げ部36aが形成されると、タブ群36が形成され、第1の曲げ部36aと第2の曲げ部36cの間に延出部36bが位置するとともに、折り曲げ部58によって、導通部Wよりも先端側を含んで延出部36bが電極組立体12側から覆われる。その後、電極組立体12をケース部材14に挿入した後、蓋部材15を電極組立体12の開口端に接合すると、ケース11が形成されるとともに、二次電池10が形成される。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)二次電池10の製造方法において、接合工程を行う前、各極のタブ25,35の立ち上がり部37を固定片52に沿う状態に治具40で保持した。このため、その後に行われる各極のタブ25,35と接続片53との溶接の際、各極のタブ25,35の立ち上がり部37が折れ曲がることを抑制することができる。このため、各極のタブ25,35が折れ曲がりによって損傷を受けることを抑制できる。また、各極のタブ25,35において溶接用電極棒62が接触する部分に、タブ25,35の立ち上がり部37が折り重なることが抑制される。その結果として、溶接用電極棒62による抵抗溶接が予め設定されていた溶接枚数で行われ、溶接不良が生じることが抑制できる。
(2)治具40は絶縁性を有する。このため、溶接用電極棒62を用いた抵抗溶接中、溶接用電極棒62から流れる電流が治具40に流れず、溶接箇所に電流を集中させ、抵抗溶接を効率良く行うことができる。
(3)治具40は、第1治具41と第2治具44を含み、第1治具41の第1取付板部42に第1挿通孔42aを形成するとともに、第2治具44の第2取付板部45に第2挿通孔45aを形成した。そして、第1挿通孔42aと第2挿通孔45aに雄ねじ47を挿通し、その雄ねじ47にナット48を螺合することで、治具40で蓋部材15を挟持して、その治具40を蓋部材15に取り付けることができる。よって、治具40を手で蓋部材15に押さえ付けなくても、各極のタブ25,35の立ち上がり部37の折れ曲がりを抑制することができる。
(4)接合工程の後、接続片53の先端側を折り曲げ、各極のタブ25,35における導通部W付近を折り曲げ部58によって電極組立体12側から覆っている。このため、タブ群36において、導通部Wより先端側が自由端となっていたり、各タブ25,35が並設方向に沿ってずれていても、タブ25,35がケース11や電極組立体12に接触してしまうことを抑制することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 導電部材51と電極端子との接続は、補助端子61、外部端子66及び接続導体54を介した接続でなくてもよい。
例えば、導電部材51に対し、電極端子が直接接続されていてもよい。この場合、導電部材51に対し、電極端子を接合した後、電極端子を蓋部材15に形成した端子挿通孔15bに挿通するとともに、蓋部材15から突出した電極端子の雄ねじ部にナットを螺合して電極端子を蓋部材15に固定し、蓋端子組付体18を構成する。このように構成した場合、導電部材51は電極端子に接合され、その電極端子が蓋部材15に固定されていることから、導電部材51は、電極端子を介して蓋部材15に組付けられている。
その後、蓋部材15から突出した導電部材51の接続片53に各極のタブ25,35を接合する。この接合工程の前に、治具40を用いて、各極のタブ25,35の立ち上がり部37を保持してもよい。
○ 実施形態では、蓋部材15から導電部材51を見た場合、固定片52が接続片53に重なり、かつ並設方向Xに沿って見た場合、コ字状となるようにしたが、導電部材51の形状はこれに限らない。例えば、導電部材51を並設方向Xに沿って見た場合、コ字状であっても、蓋部材15から見て、固定片52に折り曲げ部58の基端側の一部が重なり、先端側が固定片52に重ならないように斜めに突出する状態であってもよい。
○ 実施形態では、固定片52に対し接続片53の折り曲げ部58が平行となるように、接続片53の外面53c及び内面53dに対し、折り曲げ部58での外面53c及び内面53dが直交するように、折り曲げ部58を形成したが、これに限らない。接続片53の外面53c及び内面53dに対し、折り曲げ部58での外面53c及び内面53dが直角以外の角度で交差するように、折り曲げ部58を形成してもよい。
○ 実施形態において、接続片53における折り曲げ部58の曲げ箇所となる溝53aは省略してもよい。
○ 蓋部材15が絶縁材料製であれば、導電部材51の固定片52は、蓋部材15に対する直接の固定によって組付けられていてもよく、この場合、内側絶縁カバー55は不要となる。
○ 蓋部材15を外面から見た平面視において、固定片52は、蓋部材15を挟んで正極端子16及び負極端子17と対峙する位置になくてもよい。
○ 実施形態では、接合工程を行う前、導電部材51の上方から電極組立体12及びタブ25,35を下方へ移動させて、タブ25,35を固定片52の第2面52cに沿わせて立ち上がり部37を形成したが、これに限らない。導電部材51の側方からタブ25,35及び電極組立体12を固定片52に向けてスライド移動させ、タブ25,35の先端側を固定片52の第2面52cに当接させることで折り曲げて立ち上がり部37を形成してもよい。
○ 実施形態では、治具40を用いて、立ち上がり部37が固定片52に沿う状態に保持するようにしたが、治具40を用いずに立ち上がり部37を保持してもよい。例えば、立ち上がり部37が固定片52に沿う状態に手で保持してもよいし、クリップで立ち上がり部37と固定片52を同時に挟持して保持してもよい。
○ 導電部材51とタブ25,35との接合は、抵抗溶接でなく、超音波溶接で行ってもよい。
○ 導電部材51において、固定片52を並設方向Xに長い矩形状とし、接続片53を固定片52の長辺の延びる方向の他端側から延設したが、これに限らず、導電部材51における固定片52の形状、及び接続片53が延設された位置は適宜変更してもよい。例えば、固定片52を正方形状とし、接続片53を固定片52の一辺から延設してもよい。
○ 導電部材51において、接続片53は折り曲げられていなくてもよい。
○ 正極電極21は、片面に正極活物質層23を有していてもよい。同様に、負極電極31は、片面に負極活物質層33を有していてもよい。
○ セパレータ24は、正極電極21又は負極電極31を収容する袋状であってもよい。
○ ケース11において、正極端子16及び負極端子17が固定される壁部は、ケース部材14の側壁や底壁であってもよい。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等の他の二次電池であってもよい。
○ 蓄電装置は、二次電池10に限らず、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のようなキャパシタであってもよい。
10…蓄電装置としての二次電池、12…電極組立体、12b…タブ側端面、14…ケース部材、14a…開口部、15…蓋部材、16…電極端子としての正極端子、17…電極端子としての負極端子、21…電極としての正極電極、22a,32a…一辺、25,35…タブ、31…電極としての負極電極、36…タブ群、51…導電部材、52…固定片、53…接続片、58…折り曲げ部。

Claims (4)

  1. 一辺から突出した形状のタブを有する電極が、異なる極性の電極同士で互いに絶縁された状態で積層された電極組立体と、
    前記電極組立体における前記電極の一辺を集めたタブ側端面から突出し、前記タブが積層されて構成されたタブ群と、
    前記電極組立体及び前記タブ群を収容するケース部材と、
    前記ケース部材の開口部を閉塞する蓋部材と、
    前記タブ群に対向した前記蓋部材に固定され、前記電極組立体と電気を授受する電極端子と、
    前記タブ群と前記電極端子とを電気的に接続し、かつ前記蓋部材に対し絶縁された状態で組付けられた導電部材と、を備える蓄電装置の製造方法であって、
    前記導電部材は、前記蓋部材を外面から見て前記蓋部材に重なる位置にある固定片と、
    前記固定片に交差し、かつ前記電極組立体に向けて突出し、前記タブ群が接合された接続片と、を含み、
    前記異なる極性の電極を互いに絶縁した状態で積層して前記電極組立体を形成し、かつ前記タブを積層する電極組立工程と、
    前記導電部材の前記固定片を前記蓋部材に組付ける固定工程と、
    前記電極組立工程及び前記固定工程の後に行われ、前記蓋部材に組付けられた前記導電部材の前記接続片と複数の前記タブとを接合する接合工程と、を含み、
    前記接合工程を行う前に、前記接続片上に複数の前記タブを載せるとともに、前記接続片から立ち上がった状態の前記固定片に対し、複数の前記タブの先端側を沿わせた状態に保持しつつ、前記接続片と複数の前記タブとの接合箇所を露出させた状態とすることを特徴とする蓄電装置の製造方法。
  2. 前記接合工程は、抵抗溶接によって行う請求項1に記載の蓄電装置の製造方法。
  3. 前記接合工程の後に、前記接続片において複数の前記タブを載せた面が、前記固定片に近付くように前記接続片の先端側を折り曲げて、前記接続片に折り曲げ部を形成する請求項2に記載の蓄電装置の製造方法。
  4. 前記蓄電装置は二次電池である請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の蓄電装置の製造方法。
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