JP2017027736A - Battery module and manufacturing method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,複数の電池セルがホルダに組み付けられた電池モジュールおよび電池モジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to a battery module in which a plurality of battery cells are assembled to a holder, and a method for manufacturing the battery module.
従来から,ホルダに複数の電池セルを組み付け,電池モジュールとして高出力化や高容量化を図る技術が知られている。電池モジュールを開示した技術文献としては,例えば特許文献1がある。特許文献1には,ホルダに円筒形の複数の貫通孔が設けられ,各貫通孔の内周面に複数の突起部が設けられ,突起部間に接着剤が充填された状態で,当該ホルダの各貫通孔に円筒形の電池セルを挿入することで,複数の電池セルをホルダに固定する技術が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for increasing the output and capacity of a battery module by attaching a plurality of battery cells to a holder is known. As a technical document disclosing a battery module, for example, there is
電池セルとホルダとの接着固定では,高い密閉性が必要とされ,電池セルとホルダとの隙間に接着剤の未充填箇所が無いことが望まれる。そのため,流動性が高く,電池セルとホルダとの隙間を充填し易い,低粘度の接着剤の使用が考えられる。しかしながら,低粘度の接着剤は,未充填箇所は生じ難いが,搬送振動等に起因して,接着剤が貫通孔から流出し易い。接着剤の流出は,電極部等の接着剤の付着禁止箇所への付着による不良品を発生させる可能性がある。一方,高粘度の接着剤は,流動性が悪く未充填箇所が生じ易い。また,高粘度の接着剤は,電池セルの挿入時に貫通孔の開口部で削ぎ落とされる接着剤の量が多い傾向にあり,接着剤の充填量の不足も未充填箇所が生じる一因となり得る。 In the adhesive fixing between the battery cell and the holder, high hermeticity is required, and it is desired that there is no unfilled portion of the adhesive in the gap between the battery cell and the holder. Therefore, it is conceivable to use a low-viscosity adhesive that has high fluidity and can easily fill the gap between the battery cell and the holder. However, in the low-viscosity adhesive, unfilled portions are unlikely to occur, but the adhesive tends to flow out of the through hole due to conveyance vibration or the like. The outflow of the adhesive may cause a defective product due to the adhesion of the adhesive to the adhesion prohibited portion such as the electrode portion. On the other hand, a high-viscosity adhesive has poor fluidity and tends to cause unfilled portions. In addition, high-viscosity adhesives tend to have a large amount of adhesive scraped off at the opening of the through-hole when the battery cell is inserted, and an insufficient amount of adhesive can cause unfilled parts. .
また,前述した特許文献1に開示されている技術では,貫通孔内の突起部がホルダの一方の面から他方の面にかけて,ホルダの厚さ方向の全域に設けられている。そのため,例えばチクソ性を有する接着剤を使用した場合は,他方の面付近でも接着剤が流動して粘度が下がり,接着剤が流出し易い。
Further, in the technique disclosed in
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,ホルダの貫通孔に電池セルを挿入して固定する電池モジュールであって,電池セルとホルダとの密閉性を保ち,接着剤の貫通孔からの流出を低減する技術を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, the subject is a battery module in which the battery cell is inserted and fixed in the through hole of the holder, and the technology that maintains the sealing property between the battery cell and the holder and reduces the outflow of the adhesive from the through hole. Is to provide.
この課題の解決を目的としてなされた電池モジュールは,ホルダと,電池セルと,前記ホルダを第1の方向に貫通する貫通孔と,前記貫通孔の前記第1の方向の一方の側の開口部である第1開口部と,前記貫通孔の前記第1の方向の他方の側の開口部である第2開口部と,チクソ性を有し,前記電池セルを前記ホルダに固定する接着剤と,を備え,前記貫通孔の内周面には,前記第1開口部から前記第2開口部に向けて存在する領域である第1領域に,突起部が有り,前記第1領域から前記第2開口部に向けて存在する領域である第2領域に,周方向にかけて前記突起部がなく,前記電池セルは,前記貫通孔の内周面に,前記第1領域から前記第2領域に跨って位置し,前記接着剤は,前記貫通孔の内周面の前記突起部と前記電池セルとの間を充填する,
ことを特徴としている。
The battery module made for the purpose of solving this problem includes a holder, a battery cell, a through-hole penetrating the holder in a first direction, and an opening on one side of the through-hole in the first direction. A first opening that is, a second opening that is an opening on the other side of the through hole in the first direction, an adhesive having thixotropy and fixing the battery cell to the holder; , And there is a protrusion on the inner peripheral surface of the through-hole in the first region, which is a region existing from the first opening toward the second opening, and from the first region to the first 2 The second region, which is the region existing toward the opening, has no protrusion in the circumferential direction, and the battery cell extends from the first region to the second region on the inner peripheral surface of the through hole. The adhesive is located between the protrusion on the inner peripheral surface of the through hole and the battery cell. To fill,
It is characterized by that.
本明細書に開示される電池モジュールは,貫通孔の内周面の第1開口部側に位置する第1領域に突起部がある。そのため,チクソ性を有する接着剤が付着された電池セルを,第1開口部側から貫通孔に挿入することで,接着剤が突起部に接触し,接着剤に多方向から外力を付与できる。これにより,接着剤が撹拌され,チクソ性を有する接着剤の粘度が一時的に下がり,接着剤の流動性が確保される。その結果として,接着剤が電池セルとホルダとの隙間に侵入し易くなり,高い密閉性が得られる。また,貫通孔の内周面の第2開口部側に位置する第2領域には周方向にかけて突起部がなく,接着剤が貫通孔の内周面の第2開口部側まで挿入されると,接着剤は撹拌されなくなる。接着剤は,チクソ性を有することから,撹拌されないと,時間経過に伴って粘度が回復する。そのため,接着剤が貫通孔から流出し難くなり,その結果として,不良品の発生を低減できる。 The battery module disclosed in this specification has a protrusion in a first region located on the first opening side of the inner peripheral surface of the through hole. Therefore, by inserting the battery cell to which the adhesive having thixotropy is inserted into the through-hole from the first opening side, the adhesive contacts the protrusion, and external force can be applied to the adhesive from multiple directions. Thereby, the adhesive is stirred, the viscosity of the adhesive having thixotropy is temporarily lowered, and the fluidity of the adhesive is ensured. As a result, the adhesive easily enters the gap between the battery cell and the holder, and high sealing performance is obtained. Further, the second region located on the second opening side of the inner peripheral surface of the through hole has no protrusion in the circumferential direction, and the adhesive is inserted to the second opening side of the inner peripheral surface of the through hole. , The adhesive will not be stirred. Since the adhesive has thixotropy, the viscosity recovers over time if not stirred. Therefore, it is difficult for the adhesive to flow out of the through hole, and as a result, the occurrence of defective products can be reduced.
また,前記貫通孔は,前記第1開口部の直径が前記第2開口部の直径よりも大きく,前記第2開口部は,前記貫通孔の径方向において前記突起部よりも内側に位置するとよい。例えば,前記貫通孔は,前記第1開口部の直径が前記第2開口部の直径よりも大きいテーパ形状であるとよい。 The through hole may have a diameter of the first opening larger than a diameter of the second opening, and the second opening may be located inside the protrusion in a radial direction of the through hole. . For example, the through hole may have a tapered shape in which the diameter of the first opening is larger than the diameter of the second opening.
本明細書に開示される電池モジュールの貫通孔は,第1開口部の直径が第2開口部の直径よりも大きい形状であり,さらに第1開口部よりも小径の第2開口部が,貫通孔の径方向において突起部よりも内側に位置する。すなわち,突起部が,貫通孔の最小径である第2開口部よりも貫通孔の中心軸側に位置していない。このことから,電池セルと突起部との隙間を確保でき,貫通孔内での接着剤の流動性をより確保できる。また,第2開口部付近で電池セルとホルダとの間隔が狭くなることから,接着剤が貫通孔からより流出し難くなる。 The through hole of the battery module disclosed in the present specification has a shape in which the diameter of the first opening is larger than the diameter of the second opening, and the second opening having a smaller diameter than the first opening penetrates the through hole. It is located inside the protrusion in the radial direction of the hole. That is, the protrusion is not positioned on the center axis side of the through hole from the second opening which is the minimum diameter of the through hole. From this, the clearance gap between a battery cell and a projection part can be ensured, and the fluidity | liquidity of the adhesive agent in a through-hole can be ensured more. Moreover, since the space | interval of a battery cell and a holder becomes narrow near 2nd opening part, an adhesive agent becomes difficult to flow out from a through-hole more.
また,前記突起部は,前記貫通孔の周方向に,等間隔で複数有るとよい。また,前記貫通孔は,前記ホルダに複数有り,各貫通孔の内周面に1つの電池セルが位置するとよい。また,前記電池セルは,円筒形であるとよい。 Moreover, it is preferable that there are a plurality of the protrusions at equal intervals in the circumferential direction of the through hole. Moreover, the said through-hole has two or more in the said holder, and it is good for one battery cell to be located in the internal peripheral surface of each through-hole. The battery cell may be cylindrical.
また,本明細書に開示される電池モジュールの製造方法では,前記電池セルの側面に前記接着剤を配置し,前記電池セルを,前記貫通孔の前記第1開口部の側から,前記接着剤の少なくとも一部が前記ホルダの前記貫通孔に収容されるように,前記貫通孔に挿入する,ことを特徴としている。 Further, in the battery module manufacturing method disclosed in the present specification, the adhesive is disposed on a side surface of the battery cell, and the battery cell is connected to the adhesive from the side of the first opening of the through hole. It inserts in the said through-hole so that at least one part may be accommodated in the said through-hole of the said holder, It is characterized by the above-mentioned.
本明細書に開示される電池モジュールの製造方法では,チクソ性を有する接着剤を側面に配置した電池セルを,貫通孔の第1開口部の側から,すなわち突起部が形成されている側から,貫通孔に挿入することで,挿入の際に接着剤が突起部と接触する。これにより,接着剤が撹拌され,接着剤の粘度が下がり,接着剤の流動性が確保される。その結果として,電池セルとホルダとの隙間に接着剤が侵入する量が増え,高い密閉性が得られる。また,貫通孔の内周面の第2領域には周方向にかけて突起部がなく,接着剤は撹拌されないことから,接着剤の粘度が回復する。そのため,接着剤が貫通孔の第2開口部と電池セルとの隙間から流出し難くなり,不良品の発生を低減できる。 In the battery module manufacturing method disclosed in the present specification, the battery cell in which the thixotropic adhesive is arranged on the side surface is connected from the side of the first opening of the through hole, that is, from the side where the protrusion is formed. , By inserting into the through hole, the adhesive comes into contact with the protrusion during insertion. Thereby, an adhesive agent is stirred, the viscosity of an adhesive agent falls and the fluidity | liquidity of an adhesive agent is ensured. As a result, the amount of the adhesive entering the gap between the battery cell and the holder increases, and high sealing performance is obtained. In addition, the second region of the inner peripheral surface of the through hole has no protrusion in the circumferential direction, and the adhesive is not stirred, so that the viscosity of the adhesive is recovered. Therefore, it becomes difficult for the adhesive to flow out from the gap between the second opening of the through hole and the battery cell, and the occurrence of defective products can be reduced.
また,本明細書に開示される電池モジュールの製造方法では,前記電池セルに振動を与えながら前記貫通孔に挿入するとよい。電池セルに振動を意図的に与えながら電池セルを貫通孔に挿入することで,電池セルに振動を意図的に与えない場合と比較して,接着剤がより撹拌され,接着剤の流動性がより確保される。そのため,より高い密閉性が得られる。 Moreover, in the manufacturing method of the battery module disclosed in this specification, the battery module may be inserted into the through-hole while applying vibration to the battery cell. By inserting the battery cell into the through-hole while intentionally applying vibration to the battery cell, the adhesive is more agitated and the fluidity of the adhesive is reduced compared to the case where vibration is not intentionally applied to the battery cell. More secure. Therefore, higher sealing performance can be obtained.
また,本明細書に開示される電池モジュールの製造方法では,前記第1の方向への往復運動あるいは前記貫通孔の中心軸を基準とする回転運動との少なくとも一方によって,前記電池セルに振動を与えるとよい。 Further, in the battery module manufacturing method disclosed in this specification, the battery cell is vibrated by at least one of the reciprocating motion in the first direction or the rotational motion with respect to the central axis of the through hole. Give it.
また,本明細書に開示される電池モジュールの製造方法では,前記接着剤の前記第1の方向の先端が前記貫通孔の前記突起部に接触した後,前記電池セルの挿入量が目標挿入量に達する前に振動の付与を停止し,その後,前記電池セルに振動を与えずに目標侵入量まで前記電池セルを挿入するとよい。 Further, in the battery module manufacturing method disclosed in the present specification, after the tip of the adhesive in the first direction contacts the protrusion of the through hole, the insertion amount of the battery cell is the target insertion amount. It is preferable to stop applying the vibration before reaching the value, and then insert the battery cell up to the target penetration amount without applying vibration to the battery cell.
本発明によれば,ホルダの貫通孔に電池セルを挿入して固定する電池モジュールであって,電池セルとホルダとの密閉性を保ち,接着剤の貫通孔からの流出を低減する技術が実現される。 According to the present invention, a battery module in which a battery cell is inserted and fixed in a through hole of a holder, and a technique for maintaining the sealing property between the battery cell and the holder and reducing the outflow of the adhesive from the through hole is realized. Is done.
以下,本発明にかかる電池モジュールを具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお,以下の形態では,ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される電池モジュールに本発明を適用する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a battery module according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiment, the present invention is applied to a battery module mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle.
[電池モジュールの構成]
図1に,本形態に係る電池モジュール100の上面視の斜視図を示す。図2に,本形態に係る電池モジュール100の下面視の斜視図を示す。本形態の電池モジュール100は,複数の電池セル10と,電池セル10を保持するホルダ20とを備える。
[Configuration of battery module]
FIG. 1 is a perspective view of the
電池セル10は,円筒型のリチウムイオン二次電池である。具体的には,例えば,18650型のリチウムイオン二次電池である。電池セル10は,正極の電極板(不図示)と電気的に接続する正極端子12と,負極の電極板(不図示)と電気的に接続する負極端子13と,外殻となる円筒缶14とを備える。電池セル10は,さらに円筒缶14の内部に,正極および負極の各電極板によって構成された電極体と,リチウム塩を含む電解液とを収容している。これらにより,電池セル10は,充電および放電を行うことができる。
The
ホルダ20は,複数の電池セル10を固定するための部材である。ホルダ20には,電池セル10を保持する貫通穴30が複数形成されている。貫通穴30は,ホルダ20の上面21から下面22まで貫通する貫通孔である。貫通穴30は,電池セル10の形状に合わせた略円筒形である。貫通穴30は,貫通孔の一例である。貫通穴30の形状の詳細は後述する。ホルダ20は,例えば,アルミニウム,アルミニウム合金,めっき鋼板,ステンレス鋼板等の金属材によって構成される。
The
電池モジュール100において,複数の電池セル10は,それぞれ軸方向の負極端子13側の端部が,ホルダ20の各貫通穴30内にそれぞれ配置される。すなわち,1つの貫通穴30に1つの電池セル10が配置される。各電池セル10は,負極端子13がホルダ20の下面22と軸方向において同じ位置あるいは下面22よりも僅かに突出する位置まで挿入される。そして,電池セル10は,ホルダ20の上面21から各電池セル10の軸方向の正極端子12が突出している。
In the
貫通穴30は,ホルダ20において,千鳥格子状に配置されている。具体的には,複数の貫通穴30は,ホルダ20に,左右方向に等ピッチで並べられることにより複数の列をなすとともに,その貫通穴30の複数の列が,上下方向に並ぶように配置されている。また,等ピッチで並ぶ貫通穴30の各列は,上下に隣接する他の列に対して,左右方向に上述のピッチの半分だけずらして設けられる。
The through holes 30 are arranged in a staggered pattern in the
図3に,電池セル10が貫通穴30に挿入された状態のホルダ20の断面を示す。図4は,電池セル10が貫通穴30に挿入される前のホルダ20の断面を示す。図5は,ホルダ20の貫通穴30の上面視の拡大図である。なお,図3中,電池セル10の断面の詳細は省略している。
FIG. 3 shows a cross section of the
貫通穴30は,前述したように,ホルダ20の上面21と下面22とに開口する貫通孔であり,厚みTのホルダ20をその厚さ方向(図3および図4のX方向)に貫通している。図3および図4には,貫通穴30について,ホルダ20の上面21側の開口部である上面開口部31,ホルダ20の下面22側の開口部である下面開口部32,内周面35,をそれぞれ示している。
As described above, the through
また,貫通穴30は,図4に示すように,上面開口部31の直径RUが下面開口部32の直径RLよりも大きいテーパ形状に形成されている。すなわち,貫通穴30は,ホルダ20の上面21から下面22に向けて開口幅が狭くなっており,貫通穴30の内周面35が,貫通穴30の中心軸Sに対して傾斜している。つまり,下面開口部32付近で電池セル10とホルダ20との間隔が狭くなることから,接着剤50が貫通穴30の下面開口部32から流出し難い。
Further, as shown in FIG. 4, the through
さらに,貫通穴30は,内周面35のホルダ20の上面21側に,より具体的にはホルダ20の厚みTの中間Cから上面開口部31までの領域である上領域35U内に,複数の突起部40が形成されている。突起部40は,内周面35の上領域35U内に形成されていることから,下面開口部32には達しておらず,ホルダ20を厚さ方向に連続しない。つまり,内周面35のホルダ20の下面22側に,より具体的にはホルダ20の厚みTの中間Cから下面開口部32までの領域である下領域35L内には,貫通穴30の周方向にかけて突起部40が形成されておらず,内周面35の下領域35Lは凹凸が殆ど無い平滑面である。なお,上領域35Uおよび下領域35Lとの境界は,厚みTを2分する中間Cである必要は無く,上面開口部31から下面開口部32までの間にあればよい。すなわち,上領域35Uは,上面開口部31から下面開口部32に向けて存在する領域であり,下領域35Lは,上領域35Uから下面開口部32に向けて存在する領域である。上領域35Uは第1領域の一例であり,下領域35Lは第2領域の一例である。
Further, a plurality of through
また,突起部40は,図5に示すようにホルダ20の上面から見て矩形であり,図4に示すように突起部40の頂部41は,貫通穴30の中心軸Sと平行である。すなわち,突起部40は,図4に示すようにホルダ20の断面からみて直角三角形のフィン形状である。なお,突起部40は,貫通穴30の径方向(図3のY方向)に突起していればよく,その形状はフィン形状に限らない。突起部40は,例えば,図6に示すように半球状であってもよいし,図7に示すように角錐状であってもよい。なお,図6および図7のうち,(B)は貫通穴30の上面視の拡大図,(A)は(B)中のA−A断面である。
Further, the
また,突起部40は,図4に示すように,貫通穴30の径方向において,貫通穴30の中心軸Sに最も近い頂部41が,貫通穴30の下面開口部32よりも外側にある。すなわち,貫通穴30の下面開口部32からホルダ20の厚さ方向に仮想線Lを引いた場合に,仮想線Lと突起部40の頂部41との間に隙間42がある。そのため,図3に示すように,貫通穴30に電池セル10が挿入された状態でも,電池セル10と突起部40との間には隙間42(図4参照)が確保され,当該隙間42を介して接着剤50が流動し易い。
Further, as shown in FIG. 4, in the radial direction of the through
また,突起部40は,図4に示すように,径方向の高さHが,上面開口部31に近いほど高い。そのため,突起部40の径方向の高さHは,ホルダ20の厚さ方向に一定ではなく,ホルダ20の厚さ方向の上面開口部31に最も近い場所が最も高い。
Further, as shown in FIG. 4, the
また,突起部40は,図4に示すように,貫通穴30の周方向に,等間隔で複数形成されている。突起部40を等間隔で配置することで,後述する接着剤50をむらなく撹拌できる。なお,本形態では,突起部40は,貫通穴30の1周を8等分する間隔で8箇所に設けられるが,8箇所に限らず,7箇所以下であっても9箇所以上(図8参照)であってもよい。
Further, as shown in FIG. 4, a plurality of
電池セル10と,貫通穴30の内周面35ないし突起部40と,の間を充填し,電池セル10をホルダ20に固定するための接着剤50には,チクソ性(チキソ性,チクソトロピー性)を有する接着剤を用いる。チクソ性とは,通常は高粘度の状態であり,撹拌されることで粘度が低下し,撹拌されなければ時間経過に伴って粘度が上昇し,高粘度の状態に戻る性質である。本形態の接着剤50としては,例えば,2液型エポキシ樹脂系の接着剤であって,チクソ性付与材として,炭化ケイ素粒子を用い,調合粘度が10〜100Pa・sであり,チクソ係数が2〜20のものが適用可能である。この他,2液型ウレタン樹脂系の接着剤であってもよく,湿度硬化型シリコーン樹脂の接着剤であってもよい。また,チクソ性付与材としては,フッ素系樹脂粉末を用いてもよい。
The adhesive 50 for filling the space between the
[電池モジュールの製造方法]
続いて,電池モジュール100の製造方法について説明する。具体的には,電池モジュール100の製造方法中の,電池セル10を,ホルダ20の貫通穴30に組み付ける組付工程について説明する。
[Battery Module Manufacturing Method]
Then, the manufacturing method of the
組付工程では,図9に示すように,アーム61と,制御部62と,電源64とを備える組付装置60を用いる。そして,先ず,組付装置60のアーム61に電池セル10を把持させる。電池セル10の負極端子13側の端部の側面,すなわちホルダ20の貫通穴30内に配置される部位には,あらかじめ接着剤50が付着されている。アーム61は,接着剤50と接触しないよう,電池セル10の正極端子12側の端部を把持する。なお,チキソ性を有する接着剤50は,このアーム61に把持されている段階では撹拌されていない状態であり,撹拌されていない状態では高粘度であることから,液だれの問題はほぼ生じない。
In the assembling process, as shown in FIG. 9, an assembling
アーム61は,図9中の上下方向,左右方向,奥行き方向,の3方向に移動可能である。そのため,アーム61は,制御部62からの制御信号に基づいて,電池セル10を貫通穴30に合わせて適切な位置に配置することができる。
The
また,アーム61は,積層圧電素子を内蔵する振動機構63を備えている。組付装置60は,電池セル10をアーム61によって把持した後,パルス電圧を電源64を介して振動機構63に印加することで,振動機構63に微小な上下方向の往復運動,すなわち上下振動を発生させる。この微小な上下振動がアーム61に伝達され,その結果として,アーム61に把持される電池セル10が,移動幅が微小な上下運動をすることになる。
The
組付工程では,組付装置60によって,接着剤50が付着された電池セル10を上下振動させながら,ホルダ20の貫通穴30に挿入する。より具体的には,電池セル10の負極端子13側の端部を,ホルダ20の上面21側から貫通穴30に挿入する。
In the assembling process, the assembling
図10に,組付装置60による電池セル10の組付けの状態遷移を示す。組付装置60は,先ず,電池セル10の位置をホルダ20の貫通穴30の上面開口部31に合わせる。そして,組付装置60は,電池セル10を貫通穴30に向かって移動させる。これにより,電池セル10の負極端子13が貫通穴30内に挿入され,さらに図10(1)に示すように,電池セル10の負極端子13側の端部が貫通穴30内に挿入される。このとき,電池セル10の側面に付着された接着剤50が,貫通穴30に形成された突起部40に接触する。
In FIG. 10, the state transition of the assembly | attachment of the
接着剤50が突起部40に接触し,さらに電池セル10が下面開口部32に向けて移動することで,接着剤50が撹拌される。これにより,接着剤50のせん断が促される。その結果として,接着剤50の粘度が低下し始め,接着剤50の流動性が向上し,図10(2)に示すように,接着剤50が電池セル10と突起部40との隙間42にも流れ始める。特に本形態では,組付装置60が電池セル10に対して上下振動を与えながら挿入していることから,突起部40による接着剤50の撹拌が促進され,接着剤50の流動性が向上し易い。そのため,電池セル10と突起部40ないし内周面35との隙間42の,接着剤50による充填性が高い。
The adhesive 50 comes into contact with the
その後,電池セル10が挿入されるに連れて接着剤50が撹拌され続け,図10(3)に示すように,流動性が向上した接着剤50によって隙間42が上下方向および貫通穴30の径方向に徐々に充填される。なお,一旦,侵入動作を停止し,上下振動を継続させて接着剤50の流動性を向上させ,接着剤50による隙間42の充填を促した後,侵入動作を再開させてもよい。
Thereafter, as the
その後,組付装置60は,図10(4)に示すように,電池セル10の負極端子13が貫通穴30の厚さ方向の中間Cを通過した後,下面開口部32に達するまでの間に,振動機構63による上下振動を停止する。すなわち,振動機構63へのパルス電圧の印加を停止する。電池セル10の挿入動作は継続する。上下振動を停止することで,隙間42に充填された接着剤50は撹拌され難くなり,粘度が回復し始める。そのため,接着剤50が貫通穴30の下面開口部32から流出し難くなる。
Thereafter, as shown in FIG. 10 (4), the assembling
その後,組付装置60は,電池セル10の侵入量が目標侵入量となるまで,上下振動を停止したまま電池セル10の挿入を継続し,図10(5)に示すように,電池セル10の負極端子13をホルダ20の下面22から僅かに突出させた状態,すなわち電池セル10が貫通穴30の内周面35の上領域35Uから下領域35Lに跨って配置された状態で,電池セル10の挿入動作を停止する。その後,接着剤50の粘度の回復を待つことで,組付工程が完了する。電池セル10の挿入動作も停止することで,接着剤50が撹拌されなくなり,接着剤50の粘度の回復が促進される。この段階では,粘度が高い状態の接着剤50で隙間42が充填されているため,余剰となった接着剤50は電池セル10から剥離し,上面開口部31の周辺に堆積し,より密閉性を向上させる。
Thereafter, the assembling
以上詳細に説明したように電池モジュール100は,貫通穴30の内周面35の上面開口部31側の上領域35Uに突起部40がある。そのため,チクソ性を有する接着剤50が付着された電池セル10を,上面開口部31側から貫通穴30に挿入することで,接着剤50が突起部40に接触し,接着剤50に多方向から外力を付与できる。これにより,接着剤50が撹拌され,チクソ性を有する接着剤50の粘度が一時的に下がり,接着剤50の流動性が確保される。その結果として,接着剤50が電池セル10とホルダ20との隙間に侵入し易くなり,高い密閉性が得られる。また,電池モジュール100は,貫通穴30の内周面35の下面開口部32側の下領域35Lに突起部40がない。そのため,接着剤50が貫通穴30の内周面35の下面開口部32側まで挿入されると,接着剤50は撹拌されなくなる。接着剤50は,チクソ性を有することから,撹拌されないと,時間経過に伴って粘度が回復する。そのため,接着剤50が貫通穴30から流出し難くなり,その結果として,不良品の発生を低減できる。
As described in detail above, the
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,電池セル10を構成する二次電池は,リチウムイオン電池に限るものではない。すなわち,一般的な二次電池であれば適用可能であり,例えばニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池でも本発明を適用できる。
Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, the secondary battery constituting the
また,本実施の形態の電池セル10は,円筒型の二次電池であったが,円筒型に限るものではない。例えば,角型であってもよく,その場合は,貫通穴30の形状も電池セルに合わせて矩形となる。この場合であっても,実施の形態と同様に,ホルダ20の上面21から,上面開口部31付近に突起部40が形成された貫通穴30に,チクソ性を有する接着剤50が側面に付着された電池セル10を挿入することで,実施の形態と同様の効果が得られる。
Moreover, although the
また,本実施の形態の貫通穴30は,上面開口部31の直径RUが下面開口部32の直径RLよりも大きいテーパ形状(円錐形状)に形成されているが,上面開口部31の直径RUが下面開口部32の直径RLよりも大きい形状はテーパ形状に限らない。例えば,直径が異なる2つの円筒形の穴が組み合わされ,断面が階段状となる形状であってもよい。
Further, the through
また,貫通穴30は,上面開口部31の直径RUと下面開口部32の直径RLとが等しい円筒形であってもよい。この場合であっても,実施の形態と同様に,ホルダ20の上面21から,上面開口部31付近に突起部40が形成された貫通穴30に,チクソ性を有する接着剤50が側面に付着された電池セル10を挿入することで,実施の形態と同様の効果が得られる。ただし,本実施の形態のように貫通穴30の上面開口部31の直径RUが下面開口部32の直径RLよりも大きい方が,下面開口部32付近で電池セル10との間隔が狭くなることから,接着剤50が貫通穴30からより流出し難くなる。
Further, the through
また,本実施の形態の突起部40は,貫通穴30の径方向において,貫通穴30の中心軸Sに最も近い頂部41が,貫通穴30の下面開口部32よりも外側にあるが,貫通穴30の下面開口部32よりも内側にあってもよい。この場合であっても,実施の形態と同様に,ホルダ20の上面21から,上面開口部31付近に突起部40が形成された貫通穴30に,チクソ性を有する接着剤50が側面に付着された電池セル10を挿入することで,実施の形態と同様の効果が得られる。ただし,本実施の形態のように仮想線Lが突起部40と交わらない構成であった方が,電池セル10と突起部40との隙間42を確保でき,貫通穴30内での接着剤50の流動性をより確保できる。
Further, the
また,本実施の形態の突起部40は,ホルダ20の厚さ方向において,内周面35の上領域35Uの全域にわたって設けられているが,全域である必要は無く,上領域35U内に設けられていればよい。例えば,突起部40は,貫通穴30の上端である上面開口部31から離れた位置にあってもよい。つまり,電池セル10が貫通穴30に挿入された際に,接着剤50が撹拌されて未充填が抑制される位置であればよい。また,下領域35Lについても,厳密な平滑面である必要は無く,接着剤50が撹拌され難く,接着剤50の流出が抑制できる構成であればよい。
In addition, the
また,本実施の形態の組付工程では,挿入前半において,振動機構63によって上下振動を発生させた状態で,電池セル10を貫通穴30に挿入しているが,振動の付与は無くてもよい。すなわち,振動の付与が無くても,電池セル10を貫通穴30に挿入する際,接着剤50と突起部40との接触によって撹拌されることから,少なからず接着剤50の粘度が低下して電池セル10と貫通穴30の内周面35との隙間を充填できる。なお,振動を付与する方が接着剤50を継続的に撹拌でき,接着剤50の粘度の低下を促進できるため,隙間の充填効果がより得られる。
Further, in the assembly process of the present embodiment, in the first half of insertion, the
また,本実施の形態の組付工程では,振動機構63によって上下振動を発生させているが,付与する振動は上下振動に限るものではない。例えば,電池セル10が円筒型であれば,回転運動を発生させる振動機構によって,貫通穴30の中心軸Sを基準に電池セル10を回転させながら,電池セル10をホルダ20の貫通穴30に挿入してもよい。また,上下振動と回転運動との両方を組み合わせてもよい。
In the assembling process of the present embodiment, the vertical vibration is generated by the
また,本実施の形態の組付工程では,挿入後半において,振動機構63による上下振動を停止させた状態で,電池セル10を貫通穴30に挿入しているが,挿入途中の上下振動の停止は必須ではない。すなわち,目標侵入量まで振動を与え続けても,貫通穴30の下面開口部32側には突起部40が形成されておらず,接着剤50が撹拌され難いことから,接着剤50の高粘度化が進み,接着剤50が貫通穴30から流出し難くなる。なお,挿入途中で振動を停止させる方が接着剤50の粘度の回復を促進できるため,接着剤50の流出の防止効果がより得られる。
Further, in the assembly process of the present embodiment, in the latter half of the insertion, the
また,本実施の形態の組付工程では,電池セル10の負極端子13が貫通穴30の厚さ方向の中間Cを通過した後,下面開口部32に達するまでの間に,振動機構63による上下振動を停止しているが,上下振動を停止させるタイミングは,これに限るものではない。すなわち,接着剤50を突起部40に接触させた後,電池セル10の挿入量が目標挿入量に達する前であればよく,例えば,接着剤50の下側の先端が貫通穴30の厚さ方向の中間Cを通過する前でもよい。ただし,突起部40と接触している位置では上下振動を継続し,接着剤の流動性を高める方が,未充填箇所を低減する上で好ましい。
In the assembling process of the present embodiment, the
10 電池セル
20 ホルダ
30 貫通穴
31 上面開口部
32 下面開口部
35 内周面
40 突起部
50 接着剤
60 組付装置
63 振動機構
100 電池モジュール
DESCRIPTION OF
Claims (10)
電池セルと,
前記ホルダを第1の方向に貫通する貫通孔と,
前記貫通孔の前記第1の方向の一方の側の開口部である第1開口部と,
前記貫通孔の前記第1の方向の他方の側の開口部である第2開口部と,
チクソ性を有し,前記電池セルを前記ホルダに固定する接着剤と,
を備え,
前記貫通孔の内周面には,
前記第1開口部から前記第2開口部に向けて存在する領域である第1領域に,突起部が有り,
前記第1領域から前記第2開口部に向けて存在する領域である第2領域に,周方向にかけて前記突起部がなく,
前記電池セルは,
前記貫通孔の内周面に,前記第1領域から前記第2領域に跨って位置し,
前記接着剤は,
前記貫通孔の内周面の前記突起部と前記電池セルとの間を充填する,
ことを特徴とする電池モジュール。 A holder,
A battery cell;
A through hole penetrating the holder in a first direction;
A first opening that is an opening on one side of the through hole in the first direction;
A second opening that is an opening on the other side of the through hole in the first direction;
An adhesive having thixotropy and fixing the battery cell to the holder;
With
On the inner peripheral surface of the through hole,
There is a protrusion in the first region, which is a region existing from the first opening toward the second opening,
In the second region, which is a region existing from the first region toward the second opening, there is no protrusion in the circumferential direction,
The battery cell is
Located on the inner peripheral surface of the through hole from the first region to the second region,
The adhesive is
Filling between the protrusion and the battery cell on the inner peripheral surface of the through-hole,
A battery module.
前記貫通孔は,前記第1開口部の直径が前記第2開口部の直径よりも大きく,
前記第2開口部は,前記貫通孔の径方向において前記突起部よりも内側に位置する,
ことを特徴とする電池モジュール。 The battery module according to claim 1,
The through hole has a diameter of the first opening larger than that of the second opening,
The second opening is located inside the protrusion in the radial direction of the through hole;
A battery module.
前記貫通孔は,前記第1開口部の直径が前記第2開口部の直径よりも大きいテーパ形状であることを特徴とする電池モジュール。 The battery module according to claim 2,
The battery module, wherein the through hole has a tapered shape in which a diameter of the first opening is larger than a diameter of the second opening.
前記突起部は,前記貫通孔の周方向に,等間隔で複数有ることを特徴とする電池モジュール。 A battery module according to any one of claims 1 to 3,
The battery module according to claim 1, wherein a plurality of the protrusions are provided at equal intervals in a circumferential direction of the through hole.
前記貫通孔は,前記ホルダに複数有り,各貫通孔の内周面に1つの電池セルが位置することを特徴とする電池モジュール。 A battery module according to any one of claims 1 to 4, wherein
There are a plurality of the through holes in the holder, and one battery cell is located on the inner peripheral surface of each through hole.
前記電池セルは,円筒形であることを特徴とする電池モジュール。 A battery module according to any one of claims 1 to 5,
The battery module is characterized in that the battery cell has a cylindrical shape.
前記電池セルの側面に前記接着剤を配置し,
前記電池セルを,前記貫通孔の前記第1開口部の側から,前記接着剤の少なくとも一部が前記ホルダの前記貫通孔に収容されるように,前記貫通孔に挿入する,
ことを特徴とする電池モジュールの製造方法。 In the manufacturing method of the battery module as described in any one of Claims 1-6,
Placing the adhesive on the side of the battery cell;
The battery cell is inserted into the through hole from the side of the first opening of the through hole so that at least a part of the adhesive is accommodated in the through hole of the holder.
A method for manufacturing a battery module.
前記電池セルに振動を与えながら前記貫通孔に挿入することを特徴とする電池モジュールの製造方法。 In the manufacturing method of the battery module according to claim 7,
A method for producing a battery module, wherein the battery cell is inserted into the through-hole while vibrating.
前記第1の方向への往復運動あるいは前記貫通孔の中心軸を基準とする回転運動との少なくとも一方によって,前記電池セルに振動を与えることを特徴とする電池モジュールの製造方法。 In the manufacturing method of the battery module according to claim 8,
A method of manufacturing a battery module, wherein the battery cell is vibrated by at least one of a reciprocating motion in the first direction or a rotational motion with respect to a central axis of the through hole.
前記接着剤の前記第1の方向の先端が前記貫通孔の前記突起部に接触した後,前記電池セルの挿入量が目標挿入量に達する前に振動の付与を停止し,その後,前記電池セルに振動を与えずに目標侵入量まで前記電池セルを挿入することを特徴とする電池モジュールの製造方法。 In the manufacturing method of the battery module according to claim 8 or 9,
After the tip of the adhesive in the first direction comes into contact with the protrusion of the through hole, the application of vibration is stopped before the insertion amount of the battery cell reaches the target insertion amount, and then the battery cell A battery module manufacturing method, wherein the battery cell is inserted up to a target penetration amount without applying vibration to the battery.
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