JP2017139097A - Method of manufacturing power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a power storage device.
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。この種の二次電池は、電極組立体がケース本体内に収容され、ケース本体の開口部を蓋体で閉塞することによりケース本体の気密性が保たれている。 A vehicle such as an EV (Electric Vehicle) or a PHV (Plug in Hybrid Vehicle) is equipped with a secondary battery such as a lithium ion battery as a power storage device that stores power supplied to an electric motor serving as a prime mover. In this type of secondary battery, the electrode assembly is housed in the case body, and the airtightness of the case body is maintained by closing the opening of the case body with a lid.
特許文献1に記載の二次電池は、有底四角筒状のケース本体と、四角板状の蓋体とを備えている。ケース本体、及び、蓋体はともに金属製である。ケース本体は、矩形平板状の底壁と、底壁の周縁から立設された四角筒状の周壁とを備えている。蓋体は、ケース本体における周壁の立設方向の先端面(以下、単に先端面と記載する)に重ね合わされ、ケース本体に溶接されている。
The secondary battery described in
ケース本体と蓋体との溶接は、ケース本体の先端面に蓋体を載置し、ケース本体と蓋体との継目にレーザを照射することで行われる。この際、蓋体をケース本体の先端面に密着させたり、蓋体の位置ずれを抑止することを目的として、一般には、押さえ治具により蓋体を上から押圧して、蓋体をケース本体に押し付ける。 The case body and the lid are welded by placing the lid on the front end surface of the case body and irradiating a laser at the joint between the case body and the lid. At this time, for the purpose of bringing the lid into close contact with the front end surface of the case body or suppressing the displacement of the lid body, the lid body is generally pressed from above with a holding jig, and the lid body is moved to the case body. Press on.
ところで、レーザ照射によって溶融した金属が押さえ治具の外形に倣って凝固したり、押さえ治具を蓋体から離間させるときに押さえ治具に付着した金属が押さえ治具に引っ張られたりすると、バリが発生するおそれがある。 By the way, if the metal melted by laser irradiation solidifies following the outer shape of the holding jig, or if the metal adhering to the holding jig is pulled by the holding jig when the holding jig is separated from the lid, May occur.
本発明の目的は、バリの発生を抑止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。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a power storage device that can suppress the occurrence of burrs.
上記課題を解決する蓄電装置の製造方法は、底壁の周縁から周壁が立設された有底筒状のケース本体に、前記ケース本体の開口部を閉塞する蓋体を溶接した電池ケースと、前記電池ケースに収容された電極組立体とを備えた蓄電装置の製造方法であって、前記ケース本体の前記周壁の立設方向の先端面に前記蓋体を載置し、前記周壁の内面から外面に向かって、前記周壁の厚みの半分以上、かつ、前記周壁の厚みから溶け込み長を差し引いた値未満の寸法の領域に対向する前記蓋体の部位を押さえ部位とすると、押さえ治具によって前記押さえ部位を前記ケース本体に向けて押圧しながら前記ケース本体と前記蓋体との継目にレーザを照射する。 A manufacturing method of a power storage device that solves the above problems is a battery case in which a lid that closes an opening of the case body is welded to a bottomed cylindrical case body in which a peripheral wall is erected from the periphery of the bottom wall; A method of manufacturing a power storage device including an electrode assembly housed in the battery case, wherein the lid is placed on a front end surface of the case body in a standing direction of the peripheral wall, and the inner surface of the peripheral wall is To the outer surface, when the portion of the lid body facing the region having a dimension less than half the thickness of the peripheral wall and less than the value obtained by subtracting the melting length from the thickness of the peripheral wall is a pressing portion, A laser is applied to the joint between the case body and the lid while pressing the holding portion toward the case body.
レーザはケース本体の外部からケース本体と蓋体との継目に照射されるため、ケース本体、及び、蓋体は、周壁の外面から内面に向かう方向に溶融していく。溶け込み長は、溶接時に溶融する部分における周壁の厚み方向に沿う寸法であり、周壁の厚みの半分未満の寸法である。周壁の厚みから溶け込み長を差し引くことで、溶接時に溶融しない蓋体の部位を把握することができる。また、蓋体をケース本体の先端面に密着させたり、蓋体の位置ずれを抑止するためには、周壁の先端面に対向する蓋体の部位のうち、周壁の厚みの半分以上の範囲を押圧することを要する。そして、これらの条件を満たす押さえ部位を押さえ治具によって押圧することで、溶融した金属が押さえ治具に付着することを抑止することができる。したがって、押さえ治具に溶融した金属が付着することによるバリの発生を抑止することができる。 Since the laser is emitted from the outside of the case body to the joint between the case body and the lid, the case body and the lid are melted in a direction from the outer surface of the peripheral wall toward the inner surface. The penetration length is a dimension along the thickness direction of the peripheral wall in the portion that melts during welding, and is a dimension that is less than half the thickness of the peripheral wall. By subtracting the penetration length from the thickness of the peripheral wall, it is possible to grasp the portion of the lid that does not melt during welding. In addition, in order to bring the lid into close contact with the front end surface of the case main body and to prevent the positional displacement of the lid body, the range of more than half of the thickness of the peripheral wall is selected from the portion of the lid body facing the front end surface of the peripheral wall. It needs to be pressed. And it can suppress that the molten metal adheres to a pressing jig by pressing the pressing site | part which satisfy | fills these conditions with a pressing jig. Therefore, generation | occurrence | production of the burr | flash by the molten metal adhering to a holding jig can be suppressed.
本発明によれば、バリの発生を抑止することができる。 According to the present invention, the generation of burrs can be suppressed.
以下、蓄電装置の製造方法の一実施形態について説明する。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、電池ケース11と、電池ケース11に収容された電極組立体12とを備える。電極組立体12は、正極電極と、負極電極とが、両者の間を絶縁した状態で積層されて構成されている。二次電池10は角型電池であり、リチウムイオン電池である。
Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a power storage device will be described.
As shown in FIG. 1, a
電池ケース11は、有底四角筒状のケース本体13と、ケース本体13の開口部を閉塞する蓋体14とを備える。ケース本体13は、矩形平板状の底壁20と、底壁20の周縁から立設された周壁21を備える。周壁21は、底壁20の長辺から立設された一対の長側壁22と、底壁20の短辺から立設された一対の短側壁23とを備える。本実施形態では、長側壁22と短側壁23との厚みは同一である。
The
蓋体14は、矩形板状であり、蓋体14の長手方向の寸法L1は、一対の短側壁23の外面同士を最短距離で結ぶ直線の長さと同一であり、蓋体14の短手方向の寸法W1は、一対の長側壁22の外面同士を最短距離で結ぶ直線の長さと同一である。蓋体14は、ケース本体13の開口部を閉塞するように周壁21の立設方向の先端面24に重ね合わされている。ケース本体13と蓋体14とは、溶接されている。なお、ケース本体13、及び、蓋体14は金属製であり、例えば、アルミニウム製である。
The
蓋体14は、孔16を2箇所に備えている。孔16内には、円筒状の絶縁リング17が嵌められ、端子15は絶縁リング17を貫通して電池ケース11内から電池ケース11外に突出している。
The
次に、本実施形態の二次電池10の製造方法、及び、作用について説明する。
図1、及び、図2に示すように二次電池10を製造する際には、電極組立体12が収容されたケース本体13の各側壁22,23の先端面24に蓋体14を載置する。そして、図示しないアクチュエータによって蓋体14に接離可能な押さえ治具31を蓋体14の上方から外面14aに押し付け、蓋体14をケース本体13に向けて押圧する。この状態で、ケース本体13と蓋体14との継目に向けてレーザ照射ヘッド32からレーザを照射する。レーザが照射されると、ケース本体13と蓋体14において、レーザの照射位置の周囲の部分が溶融していく。レーザは、ケース本体13の外部から照射されるため、ケース本体13、及び、蓋体14は、それぞれレーザ照射方向に沿った外面から内面に向かう方向に溶融していく。ケース本体13、及び、蓋体14において、溶接時に溶融する部分を溶融部33とする。以下の説明において、各側壁22,23の厚み方向に沿う溶融部33の寸法を溶け込み長(溶け込み深さ)Mとする。溶け込み長Mは、各側壁22,23の厚みTの半分(T/2)未満である。
Next, the manufacturing method and operation of the
When manufacturing the
押さえ治具31は、直方体状であり、蓋体14の外面14aに接触する接触面34を備える。また、押さえ治具31は、接触面34から接触面34の反対面に向けて延びる貫通孔35を2箇所に備える。貫通孔35同士の中心間距離は、蓋体14の孔16同士の中心間距離と同一である。貫通孔35の直径は、絶縁リング17の外径よりも僅かに大きい。押さえ治具31は、蓋体14の熱が効率良く伝導する金属製であることが好ましく、例えば、銅製である。
The
ここで、蓋体14は、ケース本体13の先端面24に対向する部位に、押さえ治具31の接触面34が接触する押さえ部位36を備える。押さえ部位36は、ケース本体13の各側壁22,23に設定された領域A1に対向する部位である。
Here, the
図3に示すように、領域A1において、各側壁22,23の厚み方向に沿う内面からの寸法は、各側壁22,23の厚みTの半分以上で、かつ、各側壁22,23の厚みTから溶け込み長Mを差し引いた値未満である。領域A1において、各側壁22,23の厚み方向に沿う寸法の最小値は各側壁22,23の厚みの半分であり、図3にドットで示した領域での寸法となる。領域A1において、各側壁22,23の厚み方向に沿う寸法の最大値は、図3にドットで示した領域に加えて、斜線で示した領域での寸法となる。押さえ部位36は、蓋体14の領域A1に対向する部位であるため、領域A1と同一範囲の領域となる。
As shown in FIG. 3, in the area A1, the dimension from the inner surface along the thickness direction of each
押さえ治具31によって蓋体14をケース本体13の先端面24に密着させたり、蓋体14の位置ずれを抑止するためには、少なくとも各側壁22,23の厚みTの半分の領域に対向する部位に接触面34を接触させて押圧を行うことを要する。なお、「厚みTの半分以上」は、実験やシミュレーション結果に基づいて導出された値である。
In order to bring the
一方で、先端面24に対向する蓋体14の部位の全体に接触面34を接触させると、溶融部33が蓋体14の外面14aに至るまで溶融した場合、溶融した金属が押さえ治具31に付着するおそれがある。このため、溶融した金属が押さえ治具31に付着しないように、溶け込み長Mに基づき、接触面34を各側壁22,23の外面から後退させる必要があり、この後退させる量を押さえ部位36の上限値に設定している。
On the other hand, when the
各側壁22,23の内面から外面に向かって、各側壁22,23の厚みTから溶け込み長Mを差し引いた値未満の寸法の領域に対向する蓋体14の部位は、溶接時に、溶融しない部位であり、蓋体14の外面14aに至るまで蓋体14が溶融することがない。なお、溶け込み長Mは、レーザの出力や、ケース本体13及び蓋体14の材料、レーザの照射角度などから求めることができる。
The portion of the
上記した押さえ部位36を押圧するため、接触面34の長手方向の寸法L2は、以下の(1)式を満たすように定められている。
L1−T≦L2<L1−2M…(1)
詳細にいえば、接触面34の長手方向の寸法L2は、蓋体14の長手方向の寸法L1から長側壁22の厚みTを差し引いた寸法(L1−T)以上で、かつ、蓋体14の長手方向の寸法L1から溶け込み長Mの2倍の寸法を差し引いた寸法(L1−2M)未満である。
In order to press the
L1-T ≦ L2 <L1-2M (1)
Specifically, the dimension L2 in the longitudinal direction of the
上記した押さえ部位36を押圧するため、接触面34の短手方向の寸法W2は、以下の(2)式を満たすように定められている。
W1−T≦W2<W1−2M…(2)
詳細にいえば、接触面34の短手方向の寸法W2は、蓋体14の短手方向の寸法W1から短側壁23の厚みTを差し引いた寸法(W1−T)以上で、かつ、蓋体14の短手方向の寸法W1から溶け込み長Mの2倍の寸法を差し引いた寸法(W1−2M)未満である。
In order to press the
W1-T ≦ W2 <W1-2M (2)
Specifically, the dimension W2 in the short direction of the
押さえ治具31によって蓋体14をケース本体13に向けて押圧する際には、接触面34の長手方向と蓋体14の長手方向とを一致させ、接触面34の短手方向と蓋体14の短手方向とを一致させる。また、接触面34の長手方向及び短手方向の中心位置と、蓋体14の長手方向及び短手方向の中心位置とを一致させる。そして、接触面34を蓋体14の外面14aに接触させて、蓋体14をケース本体13に向けて押圧する。接触面34は、押さえ部位36に接触し、押さえ部位36よりも蓋体14の周縁側の領域には接触しない。
When the
したがって、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)押さえ治具31は、蓋体14の押さえ部位36に接触面34が接触した状態で蓋体14をケース本体13に向けて押圧する。押さえ部位36は、蓋体14をケース本体13の先端面24に密着させたり、蓋体14の位置ずれを抑止することができる範囲が下限として定められ、溶接時に溶融した金属が押さえ治具31に付着しない範囲が上限として定められた部位である。このため、押さえ治具31の接触面34を押さえ部位36に接触させて蓋体14の押圧を行うことで、溶融した金属が押さえ治具31に付着することによるバリの発生を抑止することができる。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The holding
(2)押さえ治具31は金属製であるため、蓋体14の熱が押さえ治具31に伝導しやすい。このため、溶接時に上昇した蓋体14の温度が放熱されやすい。
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
(2) Since the holding
In addition, you may change embodiment as follows.
○押さえ治具は、接触面34以外の形状は実施形態と異なっていてもよい。例えば、図4に示すように、押さえ治具51は、上面が蓋体14の厚み方向の面と同じ大きさになるように大型化しつつ、接触面34は実施形態と同じ大きさとし、接触面34の周囲をテーパ状(図中実線)、又は、段状(図中二点鎖線)にした形状であってもよい。この場合、押さえ治具51の体積、及び、表面積を実施形態の押さえ治具31に比べて大きくすることができ、溶接時に上昇した蓋体14の温度が放熱されやすい。
The shape of the holding jig other than the
○押さえ治具31は、金属製に限られず、セラミック製や木製であってもよい。
○ケース本体13の形状は、有底四角筒状に限られず、底壁から側壁が立設している形状であれば、どのような形状であってもよい。なお、蓋体の形状は、ケース本体13の形状に合わせて変更する。
The holding
The shape of the
○蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池10以外の蓄電装置でもよい。
○長側壁22と短側壁23の厚みは異なっていてもよい。
The power storage device may be a power storage device other than the
The thickness of the
M…溶け込み長、A1…領域、10…二次電池、11…電池ケース、12…電極組立体、13…ケース本体、14…蓋体、20…底壁、21…周壁、22…長側壁、23…短側壁、24…先端面、31…押さえ治具。 M: Melting length, A1 region, 10 ... Secondary battery, 11 ... Battery case, 12 ... Electrode assembly, 13 ... Case body, 14 ... Lid body, 20 ... Bottom wall, 21 ... Peripheral wall, 22 ... Long side wall, 23 ... Short side wall, 24 ... tip surface, 31 ... pressing jig.
Claims (1)
前記ケース本体の前記周壁の立設方向の先端面に前記蓋体を載置し、
前記周壁の内面から外面に向かって、前記周壁の厚みの半分以上、かつ、前記周壁の厚みから溶け込み長を差し引いた値未満の寸法の領域に対向する前記蓋体の部位を押さえ部位とすると、押さえ治具によって前記押さえ部位を前記ケース本体に向けて押圧しながら前記ケース本体と前記蓋体との継目にレーザを照射する蓄電装置の製造方法。 A battery case in which a cover body that closes an opening of the case body is welded to a bottomed cylindrical case body having a peripheral wall standing from the periphery of the bottom wall, and an electrode assembly housed in the battery case. A method of manufacturing a power storage device comprising:
Placing the lid on the distal end surface of the peripheral wall of the case body in the standing direction;
From the inner surface of the peripheral wall toward the outer surface, when the portion of the lid facing the region having a dimension less than half the thickness of the peripheral wall and less than the value obtained by subtracting the melting length from the thickness of the peripheral wall, A method for manufacturing a power storage device, wherein a laser is irradiated to a joint between the case main body and the lid body while pressing the pressing portion toward the case main body with a pressing jig.
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