JP2017117633A - Method of manufacturing battery pack - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a battery pack capable of applying an appropriate constraining load to a unit cell, while making the length of the battery pack constant.SOLUTION: A method of manufacturing a battery pack includes a step of laminating a plurality of unit cells 10 having an electrode body 20, and a case body 31 for housing the electrode body 20, and a spacer 51 interposed between adjoining unit cells 10, and a step of applying a load in the lamination direction of the unit cells 10 to a laminate obtained by the step of laminating the plurality of unit cells 10 and spacers 51. In the plan view from the lamination direction of the unit cells 10, the case body 31 includes a first region 110 facing the reaction part of the electrode body 20, and a second region 116 not facing the reaction part of the electrode body 20. During the step of applying a load to the laminate, the case body 31 deforms to become short in the lamination direction of the unit cells 10 in at least a part of the second region 116, and comes into contact with the electrode body 20 in the first region 110.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

この発明は、組電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an assembled battery.

従来の組電池に関して、たとえば、特開2014−157747号公報(特許文献1)には、各単電池に付与される面圧を適正に維持することを目的とした、組電池および電池モジュールが開示されている。   Regarding a conventional assembled battery, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-157747 (Patent Document 1) discloses an assembled battery and a battery module for the purpose of appropriately maintaining the surface pressure applied to each single battery. Has been.

特許文献1に開示された組電池は、互いに電気的に接続された状態で所定方向に配列され、かつ、その配列方向に荷重が加えられた状態で拘束される充放電可能な複数の単電池と、単電池の容器側壁に接触する接触面を有し、配列された複数の単電池間の間隙の少なくとも1箇所に配置される緩衝板とを備える。緩衝板の接触面には、単電池の変形を許容する変形部と、単電池の変形を許容しない非変形部とが形成されている。   The assembled battery disclosed in Patent Document 1 is a plurality of chargeable / dischargeable cells that are arranged in a predetermined direction while being electrically connected to each other, and are restrained in a state where a load is applied in the arrangement direction. And a shock-absorbing plate that has a contact surface that contacts the container side wall of the unit cell and is disposed in at least one of the gaps between the plurality of arranged unit cells. On the contact surface of the buffer plate, a deformable portion that allows the deformation of the unit cell and a non-deformed portion that does not permit the deformation of the unit cell are formed.

特開2014−157747号公報JP 2014-157747 A 国際公開第2011/158313号International Publication No. 2011/158313 特開2015−125859号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-125859

上述の特許文献1に開示されるように、複数の単電池をスペーサを介して積層し、得られた積層体に対して単電池の積層方向に沿った荷重を加えて得られる組電池が知られている。   As disclosed in Patent Document 1 described above, an assembled battery obtained by stacking a plurality of unit cells via a spacer and applying a load along the stacking direction of the unit cells to the obtained stack is known. It has been.

このような組電池の製造においては、単電池の厚みのばらつきに起因して、単電池の積層方向における組電池の長さ(以下、単に「組電池の長さ」ともいう)にばらつきが生じる。組電池の長さを一定にする場合、単電池の厚みが小さい場合を基準にして、単電池に必要下限荷重が加わるように、組電池の長さを設定する。しかしながら、そのように設定された組電池の長さを単電池の厚みが大きい場合に適用して組電池を製造すると、単電池に過大な拘束荷重が加わる懸念がある。   In the manufacture of such an assembled battery, the length of the assembled battery in the stacking direction of the single cells (hereinafter, also simply referred to as “the length of the assembled battery”) varies due to the variation in the thickness of the single cells. . When the length of the assembled battery is made constant, the length of the assembled battery is set so that the necessary lower limit load is applied to the single battery with reference to the case where the thickness of the single battery is small. However, when the assembled battery is manufactured by applying the length of the assembled battery set in such a manner to the case where the thickness of the single battery is large, there is a concern that an excessive restraining load is applied to the single battery.

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、組電池の長さを一定にしつつ、単電池に適切な拘束荷重を加えることが可能な組電池の製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and to provide a method of manufacturing an assembled battery that can apply an appropriate restraining load to a single cell while keeping the length of the assembled battery constant. is there.

この発明に従った組電池の製造方法は、電極体、および、電極体を収容するケース体を有する複数の単電池と、互いに隣り合う単電池間に配置されるスペーサとを積層する工程と、複数の単電池とスペーサとを積層する工程により得られた積層体に対して、単電池の積層方向に荷重を加える工程とを備える。ケース体は、単電池の積層方向から見た平面視において、電極体の反応部と対向する第1領域と、電極体の反応部と対向しない第2領域とを含む。積層体に対して荷重を加える工程時、ケース体は、第2領域の少なくとも一部において単電池の積層方向に短くなるように変形し、かつ、第1領域において電極体と接触する。   A method of manufacturing an assembled battery according to the present invention includes a step of laminating a plurality of unit cells having an electrode body and a case body that accommodates the electrode body, and a spacer disposed between adjacent unit cells, A step of applying a load in the stacking direction of the single cells to the stack obtained by the step of stacking the plurality of single cells and the spacer. The case body includes a first region facing the reaction part of the electrode body and a second region not facing the reaction part of the electrode body in a plan view as viewed from the stacking direction of the unit cells. During the step of applying a load to the stacked body, the case body is deformed so as to be shorter in the stacking direction of the unit cells in at least a part of the second region, and contacts the electrode body in the first region.

このように構成された組電池の製造方法によれば、単電池の厚みが大きい場合であっても、積層体に対して荷重を加える工程時、ケース体が、電極体の反応部と対向しない第2領域の少なくとも一部において変形することにより、単電池の反応部に過大な拘束荷重が加わることを抑制できる。一方、積層体に対して荷重を加える工程時、ケース体が、電極体の反応部と対向する第1領域において電極体と接触することにより、単電池の反応部に必要な拘束荷重を加えることができる。したがって、本発明によれば、組電池の長さを一定にしつつ、単電池に適切な拘束荷重を加えることができる。   According to the assembled battery manufacturing method thus configured, even when the unit cell is thick, the case body does not face the reaction part of the electrode body during the step of applying a load to the stacked body. By deforming at least part of the second region, it is possible to suppress an excessive restraining load from being applied to the reaction part of the unit cell. On the other hand, during the step of applying a load to the laminated body, the case body contacts the electrode body in the first region facing the reaction section of the electrode body, thereby applying a necessary restraining load to the reaction section of the unit cell. Can do. Therefore, according to the present invention, an appropriate restraining load can be applied to the unit cell while keeping the length of the assembled battery constant.

以上に説明したように、この発明に従えば、組電池の長さを一定にしつつ、単電池に適切な拘束荷重を加えることが可能な組電池の製造方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing an assembled battery that can apply an appropriate restraining load to a single cell while keeping the length of the assembled battery constant.

この発明の実施の形態における組電池の製造方法を用いて製造される組電池を示す側面図である。It is a side view which shows the assembled battery manufactured using the manufacturing method of the assembled battery in embodiment of this invention. 図1中の組電池を構成する単電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the single battery which comprises the assembled battery in FIG. 図2中の単電池内に収容される電極体を示す分解組み立て図である。FIG. 3 is an exploded view showing an electrode body housed in a single battery in FIG. 2. 図2中の単電池内に収容される電極体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the electrode body accommodated in the single battery in FIG. この発明の実施の形態における組電池の製造方法の工程を示す側面図である。It is a side view which shows the process of the manufacturing method of the assembled battery in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における組電池の製造方法の工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of the manufacturing method of the assembled battery in embodiment of this invention. ケース体の第1領域および第2領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st area | region and 2nd area | region of a case body. ケース体の第1領域および第2領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st area | region and 2nd area | region of a case body. ケース体の第1領域および第2領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st area | region and 2nd area | region of a case body. この発明の実施の形態における組電池の製造方法において用いられるスペーサを示す図である。It is a figure which shows the spacer used in the manufacturing method of the assembled battery in embodiment of this invention. 図10中のXI−XI線上に沿ったスペーサを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the spacer along the XI-XI line | wire in FIG. 比較例における組電池の製造方法の工程を示す側面図である。It is a side view which shows the process of the manufacturing method of the assembled battery in a comparative example. 比較例における組電池の製造方法の工程を示す側面図である。It is a side view which shows the process of the manufacturing method of the assembled battery in a comparative example. スタック長の変動量と、拘束荷重との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the variation | change_quantity of stack length, and a restraint load. この発明の実施の形態における組電池の製造方法において、電極体の保持力を調整する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of adjusting the retention strength of an electrode body in the manufacturing method of the assembled battery in embodiment of this invention. ケース体の変形量(ストローク)と、電極体に発生する荷重との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the deformation amount (stroke) of a case body, and the load which generate | occur | produces in an electrode body. ケース体の拘束面を正面から見た正面図である。It is the front view which looked at the restraint surface of a case body from the front.

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.

図1は、この発明の実施の形態における組電池の製造方法を用いて製造される組電池を示す側面図である。図2は、図1中の組電池を構成する単電池を示す断面図である。図1および図2を参照して、まず、本実施の形態における組電池の製造方法を用いて製造される組電池100の構造について説明する。   FIG. 1 is a side view showing an assembled battery manufactured by using the assembled battery manufacturing method according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a unit cell constituting the assembled battery in FIG. With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the assembled battery 100 manufactured using the manufacturing method of the assembled battery in this Embodiment is demonstrated first.

組電池100は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能なバッテリから電力供給されるモータとを動力源とするハイブリッド自動車や、電気自動車などに搭載される。   The assembled battery 100 is mounted on a hybrid vehicle, an electric vehicle, or the like that uses an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine and a motor supplied with power from a chargeable / dischargeable battery.

組電池100は、複数の単電池10と、複数のスペーサ51と、エンドプレート41およびエンドプレート42とを有する。単電池10は、代表的な例として、リチウムイオン電池から構成されている。   The assembled battery 100 includes a plurality of single cells 10, a plurality of spacers 51, an end plate 41 and an end plate 42. The cell 10 is comprised from the lithium ion battery as a typical example.

複数の単電池10は、スペーサ51を介して、矢印102に示す方向に積層されている(以下、矢印102に示す方向を「単電池10の積層方向」ともいう)。単電池10は、略直方体の薄板形状を有する。   The plurality of unit cells 10 are stacked in the direction indicated by the arrow 102 via the spacer 51 (hereinafter, the direction indicated by the arrow 102 is also referred to as “the stacking direction of the unit cells 10”). The unit cell 10 has a substantially rectangular parallelepiped thin plate shape.

単電池10は、正極端子34および負極端子35を有する。正極端子34および負極端子35は、複数の単電池10間で互いに電気的に直列に接続されている。   The unit cell 10 has a positive electrode terminal 34 and a negative electrode terminal 35. The positive electrode terminal 34 and the negative electrode terminal 35 are electrically connected in series between the plurality of single cells 10.

積層された複数の単電池10の両側には、それぞれ、エンドプレート41およびエンドプレート42が配置されている。エンドプレート41およびエンドプレート42は、図示しない結合部材によって互いに結合されている。このような構成により、複数の単電池10は、単電池10の積層方向に沿った拘束荷重を受けた状態で一体に保持されている。   An end plate 41 and an end plate 42 are respectively disposed on both sides of the plurality of unit cells 10 stacked. The end plate 41 and the end plate 42 are coupled to each other by a coupling member (not shown). With such a configuration, the plurality of unit cells 10 are integrally held in a state of receiving a restraining load along the stacking direction of the unit cells 10.

図3は、図2中の単電池内に収容される電極体を示す分解組み立て図である。図4は、図2中の単電池内に収容される電極体を示す斜視図である。図2から図4を参照して、単電池10は、電極体20と、ケース体31と、集電端子36および集電端子37とを有する。   FIG. 3 is an exploded view showing an electrode body housed in the unit cell in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing an electrode body housed in the unit cell in FIG. With reference to FIG. 2 to FIG. 4, the cell 10 includes an electrode body 20, a case body 31, a current collecting terminal 36 and a current collecting terminal 37.

ケース体31は、単電池10の外観をなす。ケース体31は、アルミニウム等の金属から形成されている。ケース体31は、拘束面31aを有する。拘束面31aは、単電池10の外観をなす複数の側面のうちで最も大きい面積を有する。拘束面31aは、矩形形状を有する。複数の単電池10は、互いに隣り合う単電池10間で拘束面31a同士が向い合わせとなるように積層されている。   The case body 31 makes an appearance of the unit cell 10. The case body 31 is made of a metal such as aluminum. The case body 31 has a constraining surface 31a. The constraining surface 31a has the largest area among a plurality of side surfaces forming the appearance of the unit cell 10. The restraining surface 31a has a rectangular shape. The plurality of unit cells 10 are stacked so that the constraining surfaces 31a face each other between the unit cells 10 adjacent to each other.

本実施の形態では、ケース体31が、本体部32および蓋部33が組み合わさって構成されている。本体部32は、一方向に開口された略直方体の筐体形状を有する。蓋部33は、本体部32の開口部を塞ぐように設けられている。蓋部33には、正極端子34および負極端子35が取り付けられている。   In the present embodiment, the case body 31 is configured by combining the main body portion 32 and the lid portion 33. The main body 32 has a substantially rectangular parallelepiped housing shape opened in one direction. The lid 33 is provided so as to close the opening of the main body 32. A positive electrode terminal 34 and a negative electrode terminal 35 are attached to the lid portion 33.

電極体20は、電解液とともにケース体31に収容されている。電極体20は、正極シート21と、セパレータ29を介して正極シート21と重ね合わされた負極シート26とから構成されている。   The electrode body 20 is accommodated in the case body 31 together with the electrolytic solution. The electrode body 20 includes a positive electrode sheet 21 and a negative electrode sheet 26 that is superimposed on the positive electrode sheet 21 with a separator 29 interposed therebetween.

正極シート21は、略矩形形状を有するアルミニウム箔から形成されている。正極シート21の両面には、正極活物質を含有するペースト22が塗布されている。正極シート21の長手方向に延びる一方の周縁には、ペースト22が塗布されていないペースト未塗布部23が、帯状に延びて形成されている。   The positive electrode sheet 21 is formed from an aluminum foil having a substantially rectangular shape. A paste 22 containing a positive electrode active material is applied to both surfaces of the positive electrode sheet 21. On one peripheral edge extending in the longitudinal direction of the positive electrode sheet 21, a paste non-applied portion 23 not applied with the paste 22 is formed extending in a band shape.

負極シート26は、正極シート21と同一形状を有する銅箔から形成されている。負極シート26の両面には、負極活物質を含有するペースト27が塗布されている。負極シート26の長手方向に延びる一方の周縁には、ペースト27が塗布されていないペースト未塗布部28が、帯状に延びて形成されている。   The negative electrode sheet 26 is formed from a copper foil having the same shape as the positive electrode sheet 21. A paste 27 containing a negative electrode active material is applied to both surfaces of the negative electrode sheet 26. On one peripheral edge extending in the longitudinal direction of the negative electrode sheet 26, a paste non-applied portion 28 to which the paste 27 is not applied is formed extending in a band shape.

セパレータ29は、短手方向の長さが正極シート21および負極シート26よりも小さく形成された略矩形形状を有する。セパレータ29としては、たとえば、多孔質のポリプロピレン樹脂シートを使用することができる。   The separator 29 has a substantially rectangular shape that is shorter than the positive electrode sheet 21 and the negative electrode sheet 26 in the short direction. As the separator 29, for example, a porous polypropylene resin sheet can be used.

正極シート21、負極シート26および2枚のセパレータ29が、セパレータ29、負極シート26、セパレータ29、正極シート21の順に重ね合わされている。このとき、正極シート21にペースト22が塗布された領域と、負極シート26にペースト27が塗布された領域とが、セパレータ29を介して向かい合う。正極シート21のペースト未塗布部23が、セパレータ29の長手方向に延びる一方の端辺から露出し、負極シート26のペースト未塗布部28が、セパレータ29の長手方向に延びる他方の端辺から露出する。   The positive electrode sheet 21, the negative electrode sheet 26, and the two separators 29 are superposed in the order of the separator 29, the negative electrode sheet 26, the separator 29, and the positive electrode sheet 21. At this time, the region where the paste 22 is applied to the positive electrode sheet 21 and the region where the paste 27 is applied to the negative electrode sheet 26 face each other via the separator 29. The paste uncoated portion 23 of the positive electrode sheet 21 is exposed from one end side extending in the longitudinal direction of the separator 29, and the paste uncoated portion 28 of the negative electrode sheet 26 is exposed from the other end side extending in the longitudinal direction of the separator 29. To do.

電極体20は、巻回タイプであり、正極シート21、負極シート26および2枚のセパレータ29からなる積層体が、図4中に示す仮想上の中心軸101を中心に巻回されることによって形成されている。積層体は、中心軸101に直交する平面で切断した場合の断面形状が、トラック形状(長方形と、2つの半円とを組み合わせた形状)となるように巻回されている。このように構成された電極体20は、中心軸101を挟んだ両側で平面状に延在する一対の側面20aを有する。   The electrode body 20 is a winding type, and a laminated body composed of a positive electrode sheet 21, a negative electrode sheet 26, and two separators 29 is wound around a virtual central axis 101 shown in FIG. Is formed. The laminate is wound so that a cross-sectional shape when cut along a plane orthogonal to the central axis 101 is a track shape (a shape in which a rectangle and two semicircles are combined). The electrode body 20 configured as described above has a pair of side surfaces 20a extending in a planar shape on both sides of the central axis 101.

各シートが巻回された積層体の状態において、正極シート21のペースト未塗布部23が多層に重なった位置は、集電端子36を介して正極端子34に接続され、負極シート26のペースト未塗布部28が多層に重なった位置は、集電端子37を介して負極端子35に接続されている。   In the state of the laminated body in which each sheet is wound, the position where the paste non-applied portions 23 of the positive electrode sheet 21 overlap each other is connected to the positive electrode terminal 34 via the current collecting terminal 36, and the paste of the negative electrode sheet 26 is not pasted. The position where the coating part 28 overlaps in multiple layers is connected to the negative electrode terminal 35 via the current collecting terminal 37.

図5は、この発明の実施の形態における組電池の製造方法の工程を示す側面図である。図6は、この発明の実施の形態における組電池の製造方法の工程を示す断面図である。続いて、この発明の実施の形態における組電池の製造方法について説明する。   FIG. 5 is a side view showing the steps of the assembled battery manufacturing method according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the steps of the assembled battery manufacturing method according to the embodiment of the present invention. Then, the manufacturing method of the assembled battery in embodiment of this invention is demonstrated.

図5および図6を参照して、本実施の形態における組電池の製造方法は、複数の単電池10と、互いに隣り合う単電池10間に配置されるスペーサ51とを積層する工程と、その積層工程により得られた積層体12に対して、単電池10の積層方向に荷重を加える工程とを有する。積層体12に対して荷重を加える工程時、ケース体31が、第2領域116の少なくとも一部において単電池10の積層方向に短くなるように変形し、かつ、第1領域110において電極体20と接触する。   Referring to FIGS. 5 and 6, the method for manufacturing the assembled battery in the present embodiment includes a step of laminating a plurality of unit cells 10 and spacers 51 arranged between unit cells 10 adjacent to each other, A step of applying a load in the stacking direction of the single cells 10 to the stacked body 12 obtained by the stacking step. During the step of applying a load to the stacked body 12, the case body 31 is deformed so as to be shorter in the stacking direction of the unit cells 10 in at least a part of the second region 116, and the electrode body 20 is formed in the first region 110. Contact with.

図7から図9は、ケース体の第1領域および第2領域を説明するための図である。図7中には、ケース体31の拘束面31aの平面視が示され、図8中には、電極体20の正面図および側面図が示され、図9中には、図8中のIX−IX線上に沿った電極体20の断面図が示されている。   7 to 9 are diagrams for explaining the first region and the second region of the case body. 7 shows a plan view of the constraining surface 31a of the case body 31, FIG. 8 shows a front view and a side view of the electrode body 20, and FIG. 9 shows an IX in FIG. A cross-sectional view of the electrode body 20 along the line -IX is shown.

図7から図9を参照して、ケース体31は、単電池10の積層方向から見た平面視において、電極体20の反応部と対向する第1領域110と、電極体20の反応部と対向しない第2領域116とを有する。第1領域110および第2領域116は、ケース体31の拘束面31aに規定されている。   7 to 9, the case body 31 includes a first region 110 facing the reaction portion of the electrode body 20 and the reaction portion of the electrode body 20 in a plan view viewed from the stacking direction of the unit cells 10. And a second region 116 that does not face each other. The first region 110 and the second region 116 are defined on the restraining surface 31 a of the case body 31.

より具体的に説明すると、電極体20の反応部とは、図9中に示す電極体20の断面において、正極活物質を含有するペースト22と、負極活物質を含有するペースト27とが、正極シート21および負極シート26の積層方向に渡って重なり合う部分である。   More specifically, the reaction part of the electrode body 20 means that the paste 22 containing the positive electrode active material and the paste 27 containing the negative electrode active material in the cross section of the electrode body 20 shown in FIG. This is a portion that overlaps in the stacking direction of the sheet 21 and the negative electrode sheet 26.

拘束面31aを平面視した場合に、第1領域110は、矩形形状を有する。第1領域110は、矩形形状を有する拘束面31aの中央部に規定されている。図7および図9中に示すように、第1領域110の横方向の1辺の範囲は、電極体20の反応部の幅112によって定められる。図7および図8中に示すように、第1領域110の縦方向の1辺の範囲は、電極体20の反応部のうちの側面20aに対応する長さ114(電極体存在部)によって定められる。   When the constraining surface 31a is viewed in plan, the first region 110 has a rectangular shape. The first region 110 is defined at the center of the constraining surface 31a having a rectangular shape. As shown in FIGS. 7 and 9, the range of one side in the horizontal direction of the first region 110 is determined by the width 112 of the reaction portion of the electrode body 20. As shown in FIGS. 7 and 8, the range of one side in the vertical direction of the first region 110 is determined by the length 114 (electrode body existence portion) corresponding to the side surface 20 a of the reaction portion of the electrode body 20. It is done.

第2領域116は、第1領域110の周縁に沿って帯状に延びる額縁形状を有する。第2領域116は、矩形形状を有する拘束面31aの周縁部に規定されている。   The second region 116 has a frame shape extending in a strip shape along the periphery of the first region 110. The second region 116 is defined on the peripheral edge of the constraining surface 31a having a rectangular shape.

図10は、この発明の実施の形態における組電池の製造方法において用いられるスペーサを示す図である。図11は、図10中のXI−XI線上に沿ったスペーサを示す断面図である。   FIG. 10 is a diagram showing spacers used in the method for manufacturing an assembled battery in the embodiment of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the spacer along the line XI-XI in FIG.

図5から図11を参照して、スペーサ51は、全体として、単電池10の積層方向が厚み方向となる略直方体の薄板形状を有する。スペーサ51は、表面51aを有する。スペーサ51は、表面51aが単電池10(ケース体31)の拘束面31aと向かい合わせとなるように、互いに隣り合う単電池10間に配置されている。表面51aは、拘束面31aに対応する形状である矩形形状を有する。   Referring to FIGS. 5 to 11, the spacer 51 has a substantially rectangular parallelepiped thin plate shape in which the stacking direction of the unit cells 10 is the thickness direction as a whole. The spacer 51 has a surface 51a. The spacer 51 is disposed between the adjacent unit cells 10 such that the surface 51a faces the constraining surface 31a of the unit cell 10 (case body 31). The surface 51a has a rectangular shape corresponding to the constraining surface 31a.

スペーサ51には、凹部52が形成されている。凹部52は、表面51aからスペーサ51の厚み方向に凹むように形成されている。表面51aを正面から見た場合に、凹部52は、第1領域110に対応する形状である矩形形状を有する。凹部52は、矩形形状を有する表面51aの中央部に形成されている。   A recess 52 is formed in the spacer 51. The recess 52 is formed so as to be recessed from the surface 51 a in the thickness direction of the spacer 51. When the front surface 51 a is viewed from the front, the recess 52 has a rectangular shape corresponding to the first region 110. The recessed part 52 is formed in the center part of the surface 51a which has a rectangular shape.

スペーサ51は、突出部53を有する。突出部53は、凹部52の底面から突出するように設けられ、その突出する先端に表面51aを形成している。突出部53は、凹部52の周縁に沿って帯状に延びる額縁形状を有する。   The spacer 51 has a protrusion 53. The protruding portion 53 is provided so as to protrude from the bottom surface of the recess 52, and a surface 51a is formed at the protruding tip. The protrusion 53 has a frame shape extending in a band shape along the periphery of the recess 52.

このように構成されたスペーサ51を互いに隣り合う単電池10間に介挿することにより、積層体12に対して拘束荷重を加える工程時、突出部53に当接するケース体31の第2領域116の部分が、単電池10の積層方向において凹形状に塑性変形する。また、ケース体31の第1領域110は、電極体20と接触しながら、電極体20に対して図6中の面圧分布141に示すような拘束荷重を加える。   By inserting the spacer 51 configured in this manner between the adjacent unit cells 10, the second region 116 of the case body 31 that contacts the protruding portion 53 during the step of applying a restraining load to the stacked body 12. This part is plastically deformed into a concave shape in the stacking direction of the unit cells 10. Further, the first region 110 of the case body 31 applies a restraining load as shown in the surface pressure distribution 141 in FIG. 6 to the electrode body 20 while being in contact with the electrode body 20.

続いて、この発明の実施の形態における組電体の製造方法によって奏される作用効果について、比較例を交えながら説明する。   Then, the effect produced by the manufacturing method of the assembled body in the embodiment of the present invention will be described with reference to a comparative example.

図12および図13は、比較例における組電池の製造方法の工程を示す側面図である。図12および図13を参照して、本比較例では、互いに隣り合う単電池10間に、略直方体の薄板形状を有するスペーサ56を配置する。スペーサ56には、スペーサ51における凹部52が形成されていない。   12 and 13 are side views showing the steps of the method for manufacturing the assembled battery in the comparative example. With reference to FIG. 12 and FIG. 13, in the present comparative example, a spacer 56 having a substantially rectangular parallelepiped thin plate shape is disposed between adjacent unit cells 10. The spacer 56 is not formed with the recess 52 in the spacer 51.

単電池10には、製造上の公差により、厚みが小さいものと大きいものとが存在する。厚みが大きい単電池10が用いられた場合(図12の上図)と、厚みが小さい単電池10が用いられた場合(図12の下図)とにおいて、一定の拘束荷重を加えると、単電池10の積層方向における組電池100の長さ(単電池10のスタック長)にばらつき121が生じる。   The unit cell 10 has a small thickness and a large thickness due to manufacturing tolerances. When a certain restraining load is applied in the case where the unit cell 10 having a large thickness is used (the upper diagram in FIG. 12) and in the case where the unit cell 10 having a small thickness is used (the lower diagram in FIG. 12), The variation 121 occurs in the length of the battery pack 100 in the stacking direction of 10 (the stack length of the unit cells 10).

一方、単電池10(電極体20)には、拘束荷重の上限値が、電池性能を維持することができる上限荷重として定められ、拘束荷重の下限値が、ケース体31に対する電極体20の必要保持力を発生させることができる下限荷重として定められている。図13中に示すように、スタック長を一定(変動小)にする場合、厚みが小さい単電池10が用いられた場合において上記の下限荷重が発生するまで、スタック長を短くする。しかしながら、厚みが大きい単電池10が用いられた場合において、そのスタック長となるまで荷重を加えると、単電池10に過大な拘束荷重が加わることとなり、単電池10の性能が十分に発揮されないおそれがある。   On the other hand, for the unit cell 10 (electrode body 20), the upper limit value of the restraint load is determined as the upper limit load capable of maintaining the battery performance, and the lower limit value of the restraint load is necessary for the electrode body 20 with respect to the case body 31. It is defined as a lower limit load that can generate a holding force. As shown in FIG. 13, when the stack length is constant (small fluctuation), the stack length is shortened until the lower limit load is generated when the unit cell 10 having a small thickness is used. However, when the unit cell 10 having a large thickness is used, if a load is applied until the stack length is reached, an excessive restraining load is applied to the unit cell 10 and the performance of the unit cell 10 may not be sufficiently exhibited. There is.

図14は、スタック長の変動量と、拘束荷重との関係を示すグラフである。図14を参照して、図12および図13中の比較例におけるスタック長の変動量と、拘束荷重との関係が、曲線136によって示され、本実施の形態における組電池の製造方法におけるスタック長の変動量と、拘束荷重との関係が、曲線131によって示されている。グラフ中、拘束荷重Aが、予め定められた拘束荷重の下限値であり、拘束荷重Cが、予め定められた拘束荷重の上限値である。   FIG. 14 is a graph showing the relationship between the stack length variation and the restraint load. Referring to FIG. 14, the relationship between the stack length variation and the restraint load in the comparative example in FIGS. 12 and 13 is indicated by a curve 136, and the stack length in the method for manufacturing the assembled battery in the present embodiment is shown. The relationship between the fluctuation amount and the constraint load is shown by a curve 131. In the graph, the constraint load A is a predetermined lower limit value of the constraint load, and the constraint load C is an upper limit value of the predetermined constraint load.

図12および図13中の比較例では、厚みが大きい単電池10が用いられた場合において、設定されたスタック長変動量132が得られまで荷重を上昇させると、拘束荷重Cよりも大きい拘束荷重Dが単電池10に加わる。   In the comparative example in FIGS. 12 and 13, when the unit cell 10 having a large thickness is used, if the load is increased until the set stack length fluctuation amount 132 is obtained, the restraint load larger than the restraint load C is obtained. D is added to the cell 10.

図5、図6および図14を参照して、これに対して、本実施の形態における組電池の製造方法では、積層体12に対して荷重を加える工程時、ケース体31が、第2領域116の少なくとも一部において単電池10の積層方向に短くなるように変形し、かつ、第1領域110において電極体20と接触する。   Referring to FIGS. 5, 6, and 14, on the other hand, in the assembled battery manufacturing method according to the present embodiment, case body 31 has the second region during the step of applying a load to laminated body 12. At least part of 116 is deformed so as to be shorter in the stacking direction of the unit cells 10, and contacts the electrode body 20 in the first region 110.

このような構成によれば、電極体20の反応部に対して積極的に荷重を加えていた比較例と比べて、スタック長の変動量に対する拘束荷重の立ち上がり(単位変動量当たりの発生荷重)が抑えられるとともに、第2領域116において押圧されたケース体31が、電極体20の反応部に対して間接的に荷重を加える。これにより、ケース体31内で電極体20の保持に必要な下限荷重を単電池10に加えることができる。また、単電池10の厚みが大きい場合であって、厚みが小さい単電池10が用いられた場合を基準に設定されたスタック長変動量132が得られるまで荷重を上昇させても、電極体20の反応部に過大な拘束荷重が加わることを抑制できる(図14中において、拘束荷重B<拘束荷重C(上限値))。   According to such a configuration, compared to the comparative example in which a load is positively applied to the reaction part of the electrode body 20, the rise of the restraint load with respect to the stack length variation (generated load per unit variation) The case body 31 pressed in the second region 116 indirectly applies a load to the reaction part of the electrode body 20. Thereby, the lower limit load required for holding the electrode body 20 in the case body 31 can be applied to the unit cell 10. Further, even when the load is increased until the stack length variation 132 set based on the case where the unit cell 10 having a small thickness and the unit cell 10 having a small thickness is used is obtained, the electrode body 20 It is possible to suppress an excessive restraint load from being applied to the reaction part (constraint load B <constraint load C (upper limit value) in FIG. 14).

なお、本実施の形態では、巻回タイプの電極体20について説明したが、これに限られず、電極体は、正極シート、セパレータおよび負極シートを繰り返し積層した積層タイプであってもよい。この場合、ケース体31の第1領域110の縦方向および横方向の1辺は、電極体20の反応部の幅によって規定される。   In addition, in this Embodiment, although the winding type electrode body 20 was demonstrated, it is not restricted to this, The laminated body which repeated the positive electrode sheet, the separator, and the negative electrode sheet may be sufficient. In this case, one side in the vertical direction and the horizontal direction of the first region 110 of the case body 31 is defined by the width of the reaction portion of the electrode body 20.

続いて、本実施の形態における組電池の製造方法において、電極体20の保持力を調整する方法について説明する。   Next, a method for adjusting the holding force of the electrode body 20 in the method for manufacturing an assembled battery in the present embodiment will be described.

図15は、この発明の実施の形態における組電池の製造方法において、電極体の保持力を調整する工程を示す断面図である。図16は、ケース体の変形量(ストローク)と、電極体に発生する荷重との関係を示すグラフである。   FIG. 15 is a cross-sectional view showing a step of adjusting the holding force of the electrode body in the method for manufacturing an assembled battery according to the embodiment of the present invention. FIG. 16 is a graph showing the relationship between the deformation amount (stroke) of the case body and the load generated on the electrode body.

図15および図16を参照して、電極体20の保持力は、電極体20に作用する面圧、ケース体31および電極体20の接触面積および摩擦係数に比例する。図16中に示すように、電極体20に発生する荷重は、ケース体31の板厚が大きいほど大きくなるため、ケース体31の板厚を増大させると、電極体20に作用する面圧分布142は大きくなる。   Referring to FIGS. 15 and 16, the holding force of electrode body 20 is proportional to the surface pressure acting on electrode body 20, the contact area of case body 31 and electrode body 20, and the coefficient of friction. As shown in FIG. 16, the load generated on the electrode body 20 increases as the plate thickness of the case body 31 increases. Therefore, when the plate thickness of the case body 31 is increased, the surface pressure distribution acting on the electrode body 20 is increased. 142 becomes larger.

したがって、ケース体31の板厚を変化させることによって、電極体20の保持力を調整することができる。   Therefore, the holding force of the electrode body 20 can be adjusted by changing the plate thickness of the case body 31.

図17は、ケース体の拘束面を正面から見た正面図である。電極体20に作用する平均面圧を増大させる方法としては、ケース体31の材質として、引っ張り強度が高い材料を選択する方法や、図17中に示すように、第1領域110の周長を増大させる方法がある。これらの場合、面圧分布が変化すると同時に、ケース体31の変形量が変化し、ケース体31および電極体20間の摩擦力(摩擦係数)の調整が可能となる。   FIG. 17 is a front view of the restraining surface of the case body as viewed from the front. As a method of increasing the average surface pressure acting on the electrode body 20, as a material of the case body 31, a method of selecting a material having high tensile strength, or as shown in FIG. There are ways to increase it. In these cases, the surface pressure distribution changes, and at the same time, the deformation amount of the case body 31 changes, and the frictional force (friction coefficient) between the case body 31 and the electrode body 20 can be adjusted.

以上に説明した、この発明の実施の形態における組電池の製造方法によれば、組電池100の長さを一定にしつつ、単電池10に適切な拘束荷重を加えることができる。   According to the method for manufacturing an assembled battery in the embodiment of the present invention described above, it is possible to apply an appropriate restraining load to the unit cell 10 while keeping the length of the assembled battery 100 constant.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明は、主に、複数の単電池を積層して得られる組電池の製造に利用される。   The present invention is mainly used for manufacturing an assembled battery obtained by stacking a plurality of unit cells.

100 組電池、10 単電池、12 積層体、20 電極体、20a 側面、21 正極シート、22,27 ペースト、23,28 未塗布部、26 負極シート、29 セパレータ、31 ケース体、31a 拘束面、32 本体部、33 蓋部、34 正極端子、35 負極端子、36,37 集電端子、41,42 エンドプレート、51,56 スペーサ、51a 表面、52 凹部、53 突出部、101 中心軸、110 第1領域、112 幅、114 長さ、116 第2領域、121 ばらつき、131,136 曲線、132 スタック長変動量、141,142 面圧分布。   100 assembled battery, 10 unit cell, 12 laminate, 20 electrode body, 20a side surface, 21 positive electrode sheet, 22, 27 paste, 23, 28 uncoated part, 26 negative electrode sheet, 29 separator, 31 case body, 31a restraint surface, 32 Main body part, 33 Lid part, 34 Positive electrode terminal, 35 Negative electrode terminal, 36, 37 Current collecting terminal, 41, 42 End plate, 51, 56 Spacer, 51a Surface, 52 Recessed part, 53 Protruding part, 101 Central axis, 110 1st 1 region, 112 width, 114 length, 116 2nd region, 121 variation, 131, 136 curve, 132 stack length variation, 141, 142 contact pressure distribution.

Claims (1)

電極体、および、前記電極体を収容するケース体を有する複数の単電池と、互いに隣り合う前記単電池間に配置されるスペーサとを積層する工程と、
前記複数の単電池とスペーサとを積層する工程により得られた積層体に対して、前記単電池の積層方向に荷重を加える工程とを備え、
前記ケース体は、前記単電池の積層方向から見た平面視において、前記電極体の反応部と対向する第1領域と、前記電極体の反応部と対向しない第2領域とを含み、
前記積層体に対して荷重を加える工程時、前記ケース体は、前記第2領域の少なくとも一部において前記単電池の積層方向に短くなるように変形し、かつ、前記第1領域において前記電極体と接触する、組電池の製造方法。
Laminating a plurality of unit cells having an electrode body and a case body that accommodates the electrode body, and a spacer disposed between the unit cells adjacent to each other;
A step of applying a load in the stacking direction of the unit cells, with respect to the stack obtained by the step of stacking the plurality of unit cells and the spacer,
The case body includes a first region facing the reaction part of the electrode body and a second region not facing the reaction part of the electrode body in a plan view as viewed from the stacking direction of the unit cells,
In the step of applying a load to the stacked body, the case body is deformed so as to be short in the stacking direction of the unit cells in at least a part of the second region, and the electrode body in the first region. A method for producing an assembled battery in contact with
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