JP2018181795A - 組電池の製造装置及び組電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極タブを所定位置に精度良く位置決めした状態に保持する。【解決手段】電極タブ１１３を備える単電池と、電極タブ１１３を保持する第１スペーサ１２１と、を積層してなる電池群１００Ｇを有する組電池の製造装置７００は、基準治具７２０と、基準治具７２０に対する相対的な移動が可能で、かつ第１スペーサ１２１と係合可能な係合治具７３０と、第１スペーサ１２１が基準面７２１に押し当てられるように係合治具７３０を付勢するスプリング７５０と、基準治具７２０に第１スペーサ１２１が押し当てられた状態で組電池の搬送が可能な搬送台７１０と、を有し、第１スペーサ１２１を基準治具７２０に押し当てることで、電極タブ１１３の所定位置への位置決めがなさせている。【選択図】図８

Description

本発明は、組電池の製造装置及び組電池の製造方法に関する。

組電池は、発電要素を含み扁平に形成した電池本体及び電池本体から導出した電極タブを備える単電池と、電極タブを保持するスペーサと、を積層した構成となっている。また、組電池は、複数の電極タブを電気的に接続するバスバを有している。

例えば、特許文献１においては、バスバを電極タブに接合するにあたって、各々の単電池の電極タブをバスバの屈曲部に挿入した状態でレーザ溶接することが開示されている。

ここで、バスバと電極タブとの溶接に要求される溶接品質を確保するためには、溶接時におけるバスバと電極タブとの間の隙間を所定の範囲の中に収める必要がある。

つまり、安定的な溶接品質を得るためには、電極タブの位置を揃えること重要である。

特表２０１２−５１５４１８号公報

しかしながら、特許文献１においては、電極タブの位置を精度良く位置決めした状態に保持することに関して具体的な検討がなされておらず、更なる改善の余地がある。

本発明は、発電要素を含む扁平な電池本体及び該電池本体から導出した電極タブを備える単電池と、上記電極タブを保持するスペーサと、を積層してなる電池群を有する組電池の製造に関するものである。

組電池は、基準治具と、上記基準治具に対する相対的な移動が可能で、かつ上記スペーサと係合可能な係合治具と、上記スペーサが上記基準治具の基準面に押し当てられるように上記係合治具を付勢する弾性部材と、上記基準治具に対して上記スペーサが押し当てられた状態で上記組電池の搬送が可能な搬送台と、を用いて製造され、上記スペーサを上記基準治具に押し当てることで、上記電極タブの所定位置への位置決めがなされる。

本発明によれば、単電池の電極タブは、搬送台上において、基準治具、係合治具及び弾性部材によって位置決めされた状態で保持されるので、電池群に対する部品の組み付け作業が容易となり、総じて組電池の製造が容易となる。

組電池の概略を模式的に示した分解斜視図。 積層体の概略を模式的に示した分解斜視図。 バスバユニットの分解斜視図。 単電池及びスペーサの斜視図。 単電池の電極タブにバスバを接合した状態を模式的に示した説明図。 単電池の電極タブにバスバを接合した状態を示す断面図。 組電池の製造装置を構成する搬送台を模式的に示した説明図。 第１実施例における組電池の製造装置の概略構成を模式的に示した説明図。 第１実施例における組電池の製造装置の概略構成を模式的に示した説明図。 第１実施例における組電池の製造装置の要部を拡大して示した説明図。 第１スペーサが基準治具の基準面に押し当てられた状態を模式的に示した説明図。 第１スペーサが基準治具の基準面に押し当てられた状態を模式的に示した説明図。 バスバを電極タブに溶接する状態を模式的に示した説明図。 第２実施例における組電池の製造装置の概略構成を模式的に示した説明図。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図中におけるＸ軸は、後述する単電池１１０の積層方向と交差し、かつ、単電池１１０の長手方向に沿った方向（長手方向Ｘ）を示している。各図中におけるＹ軸は、単電池１１０の積層方向と交差し、かつ、単電池１１０の短手方向に沿った方向（短手方向Ｙ）を示している。各図中におけるＺ軸は、単電池１１０の積層方向Ｚを示している。

まず、図１〜図６を用いて、組電池１００について説明する。図１は、組電池１００の概略を模式的に示した分解斜視図である。図２は、積層体１００Ｓの概略を模式的に示した分解斜視図である。図３は、バスバユニット１３０の分解斜視図である。図４は、単電池１１０及びスペーサ１２０の斜視図である。図５は、単電池１１０の電極タブ１１３にバスバ１３１を接合した状態を模式的に示した説明図である。図６は、単電池１１０の電極タブ１１３にバスバ１３１を接合した状態を示す断面図である。

組電池１００は、扁平な単電池１１０を厚み方向に複数枚積層した電池群１００Ｇを含む積層体１００Ｓを有している。組電池１００はさらに、積層体１００Ｓの前面側に取り付けられる保護カバー１４０と、単電池１１０の積層方向に沿ってそれぞれの単電池１１０を加圧した状態において積層体１００Ｓを収容する筐体１５０と、を有している。

図２に示すように、積層体１００Ｓは、電池群１００Ｇと、電池群１００Ｇの前面側に取り付けられ複数個のバスバ１３１を一体的に保持するバスバユニット１３０と、を有している。保護カバー１４０は、バスバユニット１３０を被覆して保護している。

図３に示すように、バスバユニット１３０は、複数個のバスバ１３１と、複数個のバスバ１３１が取り付けられる格子状のバスバホルダ１３２と、を有している。複数のバスバ１３１のうち、アノード側の終端には、アノード側ターミナル１３３が取り付けられ、カソード側の終端にはカソード側ターミナル１３４を取り付けられている。

電池群１００Ｇは、電気的に並列接続した３つの単電池１１０からなる第１セルサブアッシ１００Ｍ（後述の図７を参照）と、電気的に並列接続した別の３つの単電池１１０からなる第２セルサブアッシ１００Ｎ（後述の図７を参照）と、をバスバ１３１によって直列に接続することで構成される。

第１セルサブアッシ１００Ｍ及び第２セルサブアッシ１００Ｎは、単電池１１０の電極タブ１１３の先端部１１３ｄの屈折方向を除いて同一の構成となっている。具体的には、第２セルサブアッシ１００Ｎは、第１セルサブアッシ１００Ｍに含まれる単電池１１０の天地を逆転させたものである。但し、第２セルサブアッシ１００Ｎの電極タブ１１３の先端部１１３ｄの屈折方向は、第１セルサブアッシ１００Ｍの電極タブ１１３の先端部１１３ｄの屈折方向と同一になるように積層方向Ｚの下方の側に揃えている。各々の単電池１１０には、一対のスペーサ１２０（第１スペーサ１２１及び第２スペーサ１２２）が取り付けられている。換言すると、単電池１１０は、一対のスペーサ１２０に保持されている。

単電池１１０は、例えば、扁平なリチウムイオン二次電池に相当する。単電池１１０は、図４〜図６に示すように、発電要素１１１を一対のラミネートフィルム１１２によって封止した電池本体１１０Ｈと、発電要素１１１に電気的に接続され電池本体１１０Ｈから外部に導出された薄板状の電極タブ１１３と、を備えている。

発電要素１１１は、正極と負極をセパレータで挟持したものを複数枚積層して構成されている。発電要素１１１は、外部から電力の供給を受けて充電した上で、外部の電気デバイスに対して放電しつつ電力を供給する。

一対のラミネートフィルム１１２は、発電要素１１１を積層方向Ｚの両側から被覆して、その四辺を封止している。一対のラミネートフィルム１１２は、図４に示すように、短手方向Ｙに沿った一端部１１２ａの間から外部に向かって、アノード側電極タブ１１３Ａ及びカソード側電極タブ１１３Ｋを導出させている。

ラミネートフィルム１１２は、図４に示すように、短手方向Ｙに沿った一端部１１２ａの両端に一対の連結穴１１２ｅを有している。一端部側の連結穴１１２ｅには、第１スペーサ１２１の連結ピン１２１ｉが挿入される。

ラミネートフィルム１１２は、短手方向Ｙに沿った他端部１１２ｂの両端に一対の連結穴１１２ｅを有している。他端部側の連結穴１１２ｅは、第２スペーサ１２２の連結ピン１２２ｉが挿入される。

ラミネートフィルム１１２は、長手方向Ｘに沿った両端部１１２ｃ、１１２ｄが、積層方向Ｚの上方に向かって折り曲げられている。

電極タブ１１３は、図４に示すように、アノード側電極タブ１１３Ａ及びカソード側電極タブ１１３Ｋから構成され、それぞれ一対のラミネートフィルム１１２の一端部１１２ａの間から互いに離間した状態で外部に突出している。

電極タブ１１３は、図６に示すように、電池本体１１０Ｈと隣接する基端部１１３ｃから先端部１１３ｄにかけてＬ字状に形成されている。電極タブ１１３の先端部１１３ｄは、バスバ１３１と対向している。先端部１１３ｄは、平面状に形成されている。

各々の電極タブ１１３の先端部１１３ｄは、複数枚積層した単電池１１０において、図６に示すように、積層方向Ｚの下方に揃えて屈折させている。ここで、組電池１００は、電気的に並列接続した３つの単電池１１０（第１セルサブアッシ１００Ｍ）と、電気的に並列接続した別の３つの単電池１１０（第２セルサブアッシ１００Ｎ）を、直列に接続している。したがって、３つの単電池１１０毎に、その単電池１１０の天地を入れ替えて、単電池１１０のアノード側電極タブ１１３Ａとカソード側電極タブ１１３Ｋの位置を、積層方向Ｚに沿って千鳥状に配置している。

但し、３つの単電池１１０毎の天地を単純に入れ替えただけでは、電極タブ１１３の先端部１１３ｄの位置が積層方向Ｚでばらついてしまうため、全ての単電池１１０の電極タブ１１３の先端部１１３ｄの位置が揃うように適宜調整して屈折させる。

一対のスペーサ１２０（第１スペーサ１２１及び第２スペーサ１２２）は、図５及び図６に示すように、積層した単電池１１０の間に配置される。第１スペーサ１２１は、図４に示すように、単電池１１０の電極タブ１１３を突出させたラミネートフィルム１１２の一端部１１２ａに沿って配置される。第２スペーサ１２２は、図４に示すように、ラミネートフィルム１１２の他端部１１２ｂに沿って配置される。第２スペーサ１２２は、第１スペーサ１２１の形状を簡略した構成となっている。各々の単電池１１０は、一対のスペーサ１２０（第１スペーサ１２１及び第２スペーサ１２２）を取り付けた上で、積層方向Ｚに沿って複数枚積層する。一対のスペーサ１２０（第１スペーサ１２１及び第２スペーサ１２２）は、絶縁性を備えた強化プラスチックスからなる。

第１スペーサ１２１は、扁平な直方体形状の一対の載置部１２１Ｍ及び１２１Ｎと、載置部１２１Ｍ及び１２１Ｎを連結する細長い板状の支持部１２１Ｐと、を備えている。

載置部１２１Ｍ及び１２１Ｎの上面１２１ａは、積層方向Ｚで隣接する他の第１スペーサ１２１の載置部１２１Ｍ及び１２１Ｎの下面１２１ｂに接する。

ロケート穴１２１ｅには、積層方向Ｚに沿って複数の単電池１１０同士を連結するボルトが挿入される。

載置部１２１Ｍの外側側面１２１ｗ（側面１２１ｗ）及び載置部１２１Ｎの外側側面１２１ｗ（側面１２１ｗ）には、凹部１２１ｆが形成されている。換言すると、第１スペーサ１２１の両側の側面１２１ｗには、図４に示すように、断面Ｃ字形状の凹部１２１ｆが形成されている。凹部１２１ｆは、後述する組電池１００の製造装置７００の係合治具７３０に設けられる凸部７３１と係合する。

凹部１２１ｆは、図４に示すように、前面側に位置する平面状の第１面１２１ｓと、背面側に設けられる平面状の第２面１２１ｔと、第１面１２１ｓ及び第２面１２１ｔを連結する平面状の連結面１２１ｕと、を有している。本実施例では、第１面１２１ｓ及び第２面１２１ｔが互い平行となるよう形成されている。また、連結面１２１ｕは、第１面１２１ｓ及び第２面１２１ｔに対して直交するよう形成されている。

また、載置部１２１Ｍ及び１２１Ｎは、前面側に平面状の先端面１２１ｖを有している。先端面１２１ｖは、上面１２１ａ、下面１２１ｂに対して直交しており、Ｙ軸及びＺ軸を含む平面と平行となっている。

支持部１２１Ｐは、積層方向Ｚに沿った厚み（肉厚）が、載置部１２１Ｍ及び１２１Ｎよりも薄くなるよう形成されている。

支持部１２１Ｐは、バスバ１３１と共に電極タブ１１３の先端部１１３ｄを挟持して、先端部１１３ｄとバスバ１３１とが互いに十分に接触するようにしている。

支持部１２１Ｐは、平面状の第１支持面１２１ｇと、平面状の第２支持面１２１ｈと、平面状の第３支持面１２１ｊと、を備えている。第１支持面１２１ｇは、第２支持面１２１ｈよりも積層方向Ｚで高くなるよう形成され、かつ単電池１１０側に位置している。第１支持面１２１ｇは、第２支持面１２１ｈよりも上方側（上面１２１ａ側）に位置している。第１支持面１２１ｇは、載置部１２１Ｍ及び１２１Ｎの上面１２１ａよりも、積層方向Ｚで低くなるよう形成されている。

第１支持面１２１ｇは、第２支持面１２１ｈと、載置部１２１Ｍ及び１２１Ｎの上面１２１ａと、平行となるよう形成されている。

第１支持面１２１ｇは、電極タブ１１３を突出させたラミネートフィルム１１２の一端部１１２ａを支持している。第１支持面１２１ｇは、その両端に上方に突出した連結ピン１２１ｉを有している。

第３支持面１２１ｊは、バスバ１３１とともに電極タブ１１３の先端部１１３ｄを挟持する。

第２スペーサ１２２は、図４に示すように、第１スペーサ１２１の形状を簡略した構成からなる。すなわち、第２スペーサ１２２は、扁平な直方体形状の一対の載置部１２２Ｍ及び１２２Ｎと、載置部１２２Ｍ及び１２２Ｎを連結する細長い板状の支持部１２２Ｐと、を備えている。

載置部１２２Ｍ及び１２２Ｎの上面１２２ａは、積層方向Ｚで隣接する他の第２スペーサ１２２の載置部１２２Ｍ及び１２２Ｎの下面１２２ｂに接する。

ロケート穴１２２ｅには、積層方向Ｚに沿って複数の単電池１１０同士を連結するボルトが挿入される。

支持部１２２Ｐは、積層方向Ｚに沿った厚み（肉厚）が、載置部１２２Ｍ及び１２２Ｎよりも薄くなるよう形成されている。

支持部１２２Ｐは、平面状の支持面１２２ｋ、を備えている。支持面１２２ｋは、載置部１２２Ｍ及び１２２Ｎの上面１２２ａよりも、積層方向Ｚで低くなるよう形成されている。

支持面１２２ｋは、載置部１２２Ｍ及び１２２Ｎの上面１２２ａと、平行となるよう形成されている。

支持面１２２ｋは、ラミネートフィルム１１２の他端部１１２ｂを支持している。支持面１２２ｋは、その両端に上方に突出した連結ピン１２２ｉを有している。

バスバユニット１３０は、図２及び図３に示すように、バスバ１３１を一体的に複数備えている。バスバ１３１は、導電性を備えた金属からなり、異なる単電池１１０の電極タブ１１３の先端部１１３ｄ同士を電気的に接続する。バスバ１３１は、平板状を呈し、積層方向Ｚに沿って起立している。

バスバ１３１は、アノード側電極タブ１１３Ａが溶接されるアノード側バスバ１３１Ａと、カソード側電極タブ１１３Ｋと溶接するカソード側バスバ１３１Ｋを、接合している。

アノード側バスバ１３１Ａは、アノード側電極タブ１１３Ａと同種の金属材料（例えばアルミニウム）からなる。カソード側バスバ１３１Ｋは、カソード側電極タブ１１３Ｋと同種の金属材料（例えば銅）からなる。アノード側バスバ１３１Ａとカソード側バスバ１３１Ｋは、例えば、超音波接合によって接合される。

バスバホルダ１３２は、絶縁性を備えた樹脂からなり、枠状に形成している。

図２及び図３に示すアノード側ターミナル１３３は、電池群１００Ｇのアノード側の終端に相当する。

アノード側ターミナル１３３は、導電性を備えた金属板からなっている。アノード側ターミナル１３３は、平板状の中央部１３３ａと、長手方向Ｘで中央部１３３ａの両側に位置する平板状の一端部１３３ｂ及び平板状の他端部１３３ｃとを有している。一端部１３３ｂ及び他端部１３３ｃは、中央部１３３ａに対して直交している。

アノード側ターミナル１３３は、一端部１３３ｂと他端部１３３ｃが中央部１３３ａからそれぞれ逆方向に折り曲げられた形になっている。

一端部１３３ｂは、アノード側バスバ１３１Ａにレーザ接合される。他端部１３３ｃは、その中央に開口した穴１３３ｄ（ネジ溝を含む）に、外部の入出力端子が接続される。

図２及び図３に示すカソード側ターミナル１３４は、電池群１００Ｇのカソード側の終端に相当する。

カソード側ターミナル１３４は、導電性を備えた金属板からなっている。カソード側ターミナル１３４は、平板状の中央部１３４ａと、長手方向Ｘで中央部１３４ａの両側に位置する平板状の一端部１３４ｂ及び平板状の他端部１３４ｃとを有している。一端部１３４ｂ及び他端部１３４ｃは、中央部１３４ａに対して直交している。

カソード側ターミナル１３４は、一端部１３４ｂと他端部１３４ｃが中央部１３４ａからそれぞれ逆方向に折り曲げられた形になっている。

一端部１３４ｂは、カソード側バスバ１３１Ｋにレーザ接合される。他端部１３４ｃは、その中央に開口した穴１３４ｄ（ネジ溝を含む）に、外部の入出力端子が接続される。

保護カバー１４０は、矩形板状の部材であり、図１及び図２に示すように、矩形状の穴からなる第１開口部１４０ａ及び矩形状の穴からなる第２開口部１４０ｂを有している。

第１開口部１４０ａは、バスバユニット１３０に備えられたアノード側ターミナル１３３に対応する位置に形成されている。第１開口部１４０ａからは、アノード側ターミナル１３３の他端部１３３ｃを臨むことが可能となっている。

第２開口部１４０ｂは、バスバユニット１３０に備えられたカソード側ターミナル１３４に対応する位置に形成されている。第２開口部１４０ｂからは、カソード側ターミナル１３４の他端部１３４ｃを臨むことが可能となっている。

つまり、保護カバー１４０は、アノード側ターミナル１３３及びカソード側ターミナル１３４を外部に臨ませて、各々の単電池１１０の発電要素１１１に充放電をさせることが可能な形状となっている。

また、保護カバー１４０の上端と下端は、バスバユニット側に折り曲げられており、バスバユニット１３０に嵌合させることが可能となっている。

保護カバー１４０は、絶縁性を備えたプラスチックスからなり、バスバ１３１同士が短絡したり、バスバ１３１が外部の部材に接触して短絡したり漏電したりすることを防止するものである。

筐体１５０は、図１に示すように、上部加圧板１５１、下部加圧板１５２及び一対の側板１５３を有している。

上部加圧板１５１及び下部加圧板１５２により、電池群１００Ｇに備えられた各々の単電池１１０の発電要素１１１を挟持しつつ加圧することによって、発電要素１１１に適正な面圧が与えられる。

上部加圧板１５１は、矩形板状を呈し、積層方向Ｚに沿って下方に突出した加圧面１５１ａを、中央に備えている。加圧面１５１ａによって、各々の単電池１１０の発電要素１１１を下方に押圧する。上部加圧板１５１は、４隅に長手方向Ｘに沿って延びる保持部１５１ｂを備えている。保持部１５１ｂは、第１スペーサ１２１の載置部１２１Ｍ及び１２１Ｎ、または第２スペーサ１２２の載置部１２２Ｍ及び１２２Ｎを被覆する。保持部１５１ｂの中央には、第１スペーサ１２１のロケート穴１２１ｅまたは第２スペーサ１２２のロケート穴１２２ｅと積層方向Ｚに沿って連通するロケート穴１５１ｃが貫通形成されている。ロケート穴１５１ｃには、組電池１００同士を連結するボルトが挿入される。

上部加圧板１５１は、図１に示すように、４隅に切欠き部１５１ｄを有している。上部加圧板１５１が切欠き部１５１ｄを有するため、後述する組電池１００の製造装置７００を構成する係合治具７３０の凸部７３１を、上部加圧板１５１に近接する複数の第１スペーサ１２１の凹部１２１ｆに対して係合させることができる。

下部加圧板１５２は、図１に示すように、上部加圧板１５１と略同一の構成となっている。下部加圧板１５２は、電池群１００Ｇの積層方向Ｚに沿った下方に配置される。下部加圧板１５２は、積層方向Ｚに沿って上方に突出した加圧面１５２ａによって、各々の単電池１１０の発電要素１１１を上方に押圧する。

下部加圧板１５２は、４隅に長手方向Ｘに沿って延びる保持部１５２ｂを備えている。保持部１５２ｂは、第１スペーサ１２１の載置部１２１Ｍ及び１２１Ｎ、または第２スペーサ１２２の載置部１２２Ｍ及び１２２Ｎを被覆する。保持部１５２ｂの中央には、第１スペーサ１２１のロケート穴１２１ｅまたは第２スペーサ１２２のロケート穴１２２ｅと積層方向Ｚに沿って連通するロケート穴１５２ｃが貫通形成されている。ロケート穴１５２ｃには、組電池１００同士を連結するボルトが挿入される。

下部加圧板１５２は、図１に示すように、４隅に切欠き部１５２ｄを有している。下部加圧板１５２が切欠き部１５２ｄを有するため、後述する組電池１００の製造装置７００を構成する係合治具７３０の凸部７３１を、下部加圧板１５２に近接する複数の第１スペーサ１２１の凹部１２１ｆに対して係合させることができる。

一対の側板１５３は、矩形の金属板であり、上部加圧板１５１及び下部加圧板１５２が互いに離間しないように、上部加圧板１５１及び下部加圧板１５２の相対位置を固定する。

一対の側板１５３は、上部加圧板１５１及び下部加圧板１５２に対して電池群１００Ｇの短手方向Ｙの両側から溶接によって接合される。

つぎに、組電池１００の製造装置７００及び製造方法を、図７〜図１３を参照しつつ説明する。

図７は、組電池１００の製造装置７００を構成する搬送台７１０を模式的に示した説明図である。図８及び図９は、第１実施例における組電池１００の製造装置７００の概略構成を模式的に示した説明図である。図１０は、第１実施例における組電池１００の製造装置７００の要部を拡大して示した説明図である。図１１及び図１２は、第１スペーサ１２１が基準治具の基準面に押し当てられた状態を模式的に示した説明図である。図１３は、バスバ１３１を電極タブ１１３に溶接する状態を模式的に示した説明図である。

組電池１００の製造装置７００は、図８及び図９に示すように、組電池１００を構成する部材を搬送可能な搬送台７１０と、第１スペーサ１２１の先端面１２１ｖが押し当てられる基準面７２１を備えた左右一対の基準治具７２０と、第１スペーサ１２１の凹部１２１ｆと係合可能な左右一対の係合治具７３０と、基準治具７２０に対する係合治具７３０の相対的な移動をガイドする左右一対のガイド機構７４０と、係合治具７３０を常時付勢する弾性部材としての複数のスプリング７５０と、スプリング７５０の付勢力に抗して係合治具７３０を移動させることが可能なアクチュエータ７６０と、を有している。

搬送台７１０は、図７〜図９に示すように、平板状を呈し、水平面に沿って配置される。搬送台７１０には、位置決め用のロケートピン７１１が設けられている。ロケートピン７１１は、搬送台７１０の上面７１０ａに、所定の間隔を隔てて４本起立している。

各ロケートピン７１１の互いの間隔は、例えば、上部加圧板１５１の４隅に備えられたロケート穴１５２ｃの互いの間隔に対応している。つまり、各ロケートピン７１１の互いの間隔は、例えば、上部加圧板１５１の４隅に備えられたロケート穴１５２ｃの互いの間隔と同様の間隔となっている。

ロケートピン７１１は、各部材のロケート穴１２１ｅ、１２２ｅ、１５１ｃ、１５２ｃに対して所定のクリアランスを有するように形成されている。

そして、組電池１００の構成部品を積層する積層工程では、図７に示すように、下部加圧板１５２、第１セルサブアッシ１００Ｍ、第２セルサブアッシ１００Ｎ、及び上部加圧板１５１が、例えばロボットアーム等の部材積層機構（図示せず）を用いて、搬送台７１０上で順次積層される。

積層工程では、最初に、４本のロケートピン７１１が４隅のロケート穴１５２ｃにそれぞれ挿入された状態となるように下部加圧板１５２を搬送台７１０上に配置する。

次に、第１セルサブアッシ１００Ｍを、積層方向Ｚに沿って降下させつつ、下部加圧板１５２に積層する。このとき、４本のロケートピン７１１が４隅のロケート穴１２１ｅ、１２２ｅにそれぞれ挿入された状態となっている。

その後、第２セルサブアッシ１００Ｎと第１セルサブアッシ１００Ｍを交互に所定組ずつ（例えば３組ずつ）積層する。このとき、４本のロケートピン７１１が４隅のロケート穴１２１ｅ、１２２ｅにそれぞれ挿入された状態となっている。

そして、４本のロケートピン７１１が４隅のロケート穴１５１ｃにそれぞれ挿入された状態となるように上部加圧板１５１を第１セルサブアッシ１００Ｍに積層する。

基準治具７２０は、図８〜１０に示すように、直方体形状を呈し、搬送台７１０の上面７１０ａに固定されている。

基準治具７２０は、第１スペーサ１２１と対向する基準面７２１と、後述する係合治具７３０の第２辺部７３０Ｂと対向する基準治具側壁面７２２と、を有している。この基準治具側壁面７２２は、基準面７２１に対して直交している。

基準面７２１には、係合治具７３０が係合した第１スペーサ１２１の先端面１２１ｖが押し当てられる。

係合治具７３０は、図８〜１０に示すように、先端が第１スペーサ１２１の凹部１２１ｆと係合可能な第１辺部７３０Ａと、第１辺部７３０Ａと所定角度をなす第２辺部７３０Ｂと、を備え、全体が略Ｌ字形状を呈している。本実施例において、第２辺部７３０Ｂは、第１辺部７３０Ａに対して直交している。係合治具７３０は、基準治具７２０に対する相対的な移動が可能となっている。

第１辺部７３０Ａは、先端に第１スペーサ１２１の凹部１２１ｆと係合可能な凸部７３１が形成されている。また、第１辺部７３０Ａは、基準治具７２０の基準面７２１と対向する壁面７３２を有している。第１辺部７３０Ａは、図１１に示すように、第１スペーサ１２１の先端面１２１ｖが基準治具７２０の基準面７２１に押し当てられた状態において、壁面７３２が基準面７２１に対して所定のクリアランスを有するように形成されている。

ガイド機構７４０は、図９及び図１０に示すように、係合治具７３０の第２辺部７３０Ｂの側壁面７３３に取り付けられたガイドレール７４１と、基準治具７２０の基準治具側壁面７２２に取り付けられたガイドブロック７４２と、を有している。

ガイドブロック７４２は、ガイドレール７４１と係合し、ガイドレール７４１に沿って移動可能となっている。

また、係合治具７３０は、Ｌ字状を呈しているので、長手方向Ｘに沿った係合治具７３０の進退移動を、長手方向Ｘに沿った配置されたガイドレール７４１に沿ってガイドすることができる。

そのため、基準治具７２０と、基準治具７２０に対して相対移動可能な係合治具７３０とを狭いスペースに配置することができ、製造装置７００の小型化を図ることができる。

なお、ガイド機構７４０は、ガイドレール７４１を基準治具７２０側に取り付け、ガイドブロック７４２を係合治具７３０側に取り付けるよう構成してもよい。

スプリング７５０は、図８〜図１０に示すように、いわゆるコイルスプリングであり、一端が係合治具７３０の第１辺部７３０Ａに固定され、他端が基準治具７２０に固定されている。スプリング７５０は、基準治具７２０に形成された穴に収容される。スプリング７５０は、第１スペーサ１２１が基準治具７２０の基準面７２１に押し当てられるように係合治具７３０に付勢力を常時作用させている。つまり、係合治具７３０は、スプリング７５０の付勢力により、第１辺部７３０Ａが基準治具７２０に近づく方向に常時付勢されている。換言すれば、係合治具７３０は、スプリング７５０の付勢力により、長手方向Ｘに沿って基準治具７２０の基準面７２１側に常時付勢されている。

アクチュエータ７６０は、例えばエアシリンダや電動シリンダ等によって構成さ、図８及び図９に示すように、搬送台７１０から離れて配置される。アクチュエータ７６０は、スプリング７５０の付勢力に抗して、係合治具７３０を移動させることが可能となっている。詳述すると、アクチュエータ７６０は、スプリング７５０の付勢力に抗して、係合治具７３０の壁面７３２が基準治具７２０の基準面７２１から遠ざかるように係合治具７３０を移動させることが可能となっている。

なお、アクチュエータ７６０が駆動しなければ、第１スペーサ１２１は、スプリング７５０の付勢力を受けた係合治具７３０で基準治具７２０に押し当てられた状態となる。従って、仮に、組電池１００の製造時に、動力が遮断されたとしても、第１スペーサ１２１は、スプリング７５０に付勢力により、基準治具７２０に押し付けられた状態で保持される。つまり、仮に、組電池１００の製造時に、動力が遮断されたとしても、第１スペーサ１２１が基準治具７２０に押し当てられることで、第１スペーサ１２１に保持された電極タブ１１３は、所定位置に位置決めされた状態で保持される。

上述したように、ロケートピン７１１は、ロケート穴１２１ｅ、１２２ｅ、１５１ｃ、１５２ｃに対して、所定のクリアランスを有するように形成されている。そのため、積層工程が終了した後に、積層方向Ｚに積層される複数の単電池１１０およびスペーサ１２０は、ＸＹ平面において位置のばらつきが生じ得る。

しかしながら、組電池１００の製造装置７００においては、図１１及び図１２に示すように、係合治具７３０の凸部７３１を第１スペーサ１２１の凹部１２１ｆに係合させることで、スプリング７５０に付勢力により第１スペーサ１２１の先端面１２１ｖが基準治具７２０の基準面７２１に押し当てられる。

これによって、積層方向Ｚに沿う第１スペーサ１２１の先端面１２１ｖは、図１２に示すように、ＹＺ平面において同一平面となる。この結果、第１スペーサ１２１に保持された電極タブ１１３のバスバ１３１に対する接合部位を積層方向Ｚに沿って揃えることができる。

なお、このとき、第１スペーサ１２１のロケート穴１２１ｅは、搬送台７１０のロケートピン７１１に挿通されているため、第１スペーサ１２１が移動する範囲は、ロケート穴１２１ｅとロケートピン７１１との間のクリアランス以下である。この構成によれば、ロケート穴１２１ｅ及びロケートピン７１１によって予めラフな位置決めが行われ、係合治具７３０によって精密な位置決めが行われることになる。

また、第１スペーサ１２１がスプリング７５０によって基準治具７２０に押し付けられるので、電極タブ１１３は、バスバ１３１に対する接合部位を積層方向Ｚに沿って揃えた状態で、所定位置に保持される。

つまり、電極タブ１１３は、搬送台７１０上において、基準治具７２０、係合治具７３０及びスプリング７５０によって所定位置に位置決めされた状態で保持されるので、電池群１００Ｇに対する各種部品の組み付け作業が容易となり、総じて組電池１００の製造が容易となる。

なお、積層工程では、第１セルサブアッシ１００Ｍや第２セルサブアッシ１００Ｎを積層する際に、アクチュエータ７６０により係合治具７３０をスプリング７５０の付勢力に抗する方向に移動させることで、係合治具７３０の凸部７３１と第１スペーサ１２１の凹部１２１ｆとの干渉を回避する。

また、スプリング７５０で付勢力された係合治具７３０で第１スペーサ１２１を基準治具７２０の基準面７２１に押し当てることが、電極タブ１１３を所定位置に位置決めされた状態に保持する位置決め工程となる。位置決め工程は、搬送台７１０上に第１セルサブアッシ１００Ｍや第２セルサブアッシ１００Ｎ等が積層された状態で実施される。

搬送台７１０上に積層された下部加圧板１５２、第１セルサブアッシ１００Ｍ、第２セルサブアッシ１００Ｎ、及び上部加圧板１５１は、電極タブ１１３が所定位置に位置決めされた状態で保持され、この状態でバスバユニット１３０のバスバ１３１を電極タブ１１３に接合するバスバ接合工程である溶接工程へと移動可能となっている。

つまり、積層工程及び位置決め工程から溶接工程へと至る間の搬送工程において、第１スペーサ１２１は、搬送台７１０上で基準治具７２０に押し付けられ、電極タブ１１３は搬送台７１０上で所定位置に位置決めされた状態に保持されている。

バスバ１３１は、図１３に示すように、溶接工程において、例えばＹＡＧレーザ等を用いた溶接ユニット７７０を用いて電極タブ１１３に溶接される。図１３に示す溶接工程では、長手方向Ｘから溶接ユニット７７０による溶接が実施される。

なお、バスバ１３１を電極タブ１１３に接合する際、電極タブ１１３は所定位置に位置決めされた状態で保持されているので、バスバ１３１と電極タブ１１３との接合品質を向上させることができる。

次に、本発明の第２実施例における組電池１００の製造装置８００について、図１４を用いて説明する。なお、上述した第１実施例における組電池１００の製造装置７００と同一の構成の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１４は、第２実施例における組電池１００の製造装置８００の概略構成を模式的に示した説明図である。

第２実施例における組電池１００の製造装置８００は、上述した製造装置７００と略同一構成となっているが、係合治具７３０が、積層方向Ｚで複数個の係合治具片８０１に分割された構成となっている。換言すると、この第２実施例の製造装置８００においては、係合治具７３０が同一形状の係合治具片８０１を積層方向Ｚに積み重ねて構成されている。各係合治具片８０１は、第１辺部７３０Ａ、第２辺部７３０Ｂ、凸部７３１、壁面７３２及び側壁面７３３を有している。

係合治具７３０が複数の係合治具片８０１から構成される場合には、係合治具片８０１毎に、ガイド機構７４０を介して基準治具７２０に取り付けられる。つまり、係合治具７３０が複数の係合治具片８０１から構成される場合には、係合治具片８０１と同じ数のガイド機構７４０が必要となる。

また、係合治具７３０が複数の係合治具片８０１から構成される場合には、係合治具片８０１毎に、第１辺部７３０Ａがスプリング７５０によって基準治具７２０に近づく方向に常時付勢される。換言すれば、各係合治具片８０１は、スプリング７５０の付勢力により、長手方向Ｘに沿って基準治具７２０の基準面７２１側に常時付勢されている。つまり、係合治具７３０が複数の係合治具片８０１から構成される場合には、係合治具７３０は、係合治具片８０１と同じ数のスプリング７５０によって付勢せれている。

そして、係合治具７３０が複数の係合治具片８０１から構成される場合には、係合治具片８０１毎にアクチュエータ７６０の力を作用させることが可能となっており、係合治具片８０１毎に移動させることが可能となっている。

このような第２実施例の製造装置８００においても、上述した第１実施例の製造装置７００と略同様の作用効果を得ることができる。

また、第２実施例の製造装置８００においては、第１スペーサ１２１の載置部１２１Ｍ及び載置部１２１Ｎの寸法精度にばらつきがあっても、第１スペーサ１２１の先端面１２１ｖを精度良く基準治具７２０の基準面７２１に押し当てることができる。

詳述すると、第２実施例の製造装置８００は、第１スペーサ１２１において、凹部１２１ｆの第１面１２１ｓと、先端面１２１ｖとの距離（厚み）にばらつきがあるような場合でも、係合治具片８０１毎に、第１スペーサ１２１の先端面１２１ｖを基準治具７２０の基準面７２１に押し当てることができる。そのため、第２実施例の製造装置８００は、第１スペーサ１２１に保持された電極タブ１１３を一層精度良く所定位置に位置決めし、保持することができる。

換言すれば、第２実施例の製造装置８００は、第１スペーサ１２１のうち基準治具７２０と係合治具７３０とによって挟み込まれる部分の寸法精度や、係合治具７３０のうち第１スペーサ１２１と係合して基準治具７２０との間に第１スペーサ１２１を挟み込む部分（凸部７３１）の寸法精度にばらつきがあっても、第１スペーサ１２１に保持された電極タブ１１３を一層精度良く所定位置に位置決めし、保持することができる。

１００…組電池
１００Ｇ…電池群
１２１…第１スペーサ
１２１ｆ…凹部
１２１ｖ…先端面
１２１ｗ…外側側面
１３０…バスバユニット
１５１…上部加圧板
１５２…下部加圧板
７００…製造装置
７１０…搬送台
７１１…ロケートピン
７２０…基準治具
７２１…基準面
７２２…基準側端面
７３０…係合治具
７３０Ａ…第１辺部
７３０Ｂ…第２辺部
７３１…凸部
７３２…壁面
７３３…側壁面
７４０…ガイド機構
７５０…スプリング
７６０…アクチュエータ
７７０…溶接ユニット

Claims (8)

1. 発電要素を含む扁平な電池本体及び該電池本体から導出した電極タブを備える単電池と、上記電極タブを保持するスペーサと、を積層してなる電池群を有する組電池の製造装置において、
   上記スペーサが押し当てられる基準面を備えた基準治具と、
   上記基準治具に対する相対的な移動が可能で、かつ上記スペーサと係合可能な係合治具と、
   上記スペーサが上記基準治具の基準面に押し当てられるように上記係合治具を付勢する弾性部材と、
   上記基準治具に上記スペーサが押し当てられた状態で上記組電池の搬送が可能な搬送台と、を有し、
   上記スペーサを上記基準治具に押し当てることで、上記電極タブの所定位置への位置決めがなされることを特徴とする組電池の製造装置。
2. 上記電極タブに接合されて複数の上記電極タブを電気的に接続するバスバを有し、
   上記バスバを上記電極タブに接合する前に、上記基準治具に上記スペーサが押し当てられた状態に保持することを特徴とする請求項１に記載の組電池の製造装置。
3. 上記弾性部材の付勢力に抗して上記スペーサを上記基準面から離間させる方向に上記係合治具を移動させることが可能なアクチュエータを有することを特徴とする請求項１または２に記載の組電池の製造装置。
4. 上記係合治具は、上記単電池と上記スペーサとが積み重ねられる方向で、複数個に分割されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の組電池の製造装置。
5. 上記基準治具と上記係合治具との間には、上記基準治具に対する上記係合治具の相対的な移動をガイドするガイド機構が設けられ、
   上記ガイド機構は、上記基準治具もしくは上記係合治具の一方に取り付けられたガイドレールと、上記基準治具と上記係合治具のうち上記ガイドレールが設けられていない側に取り付けられ、上記ガイドレールと係合して上記ガイドレールに沿って移動可能なガイドブロックと、を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の組電池の製造装置。
6. 上記係合治具は、上記スペーサと係合可能な第１辺部と、上記第１辺部と所定角度をなす第２辺部と、を備え、
   上記第２辺部の側壁面と、該第２辺部の側壁面と対向する上記基準治具の側壁面との間に上記ガイド機構が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の組電池の製造装置。
7. 発電要素を含む扁平な電池本体及び該電池本体から導出した電極タブを備える単電池と、上記電極タブを保持するスペーサと、を積層してなる電池群を有する組電池の製造方法であって、
   上記単電池及び上記スペーサを搬送台上に積層した状態で、上記スペーサと係合する係合治具に弾性部材の付勢力を作用させて上記スペーサを基準治具の基準面に押し当て、上記スペーサに保持された上記電極タブを所定位置に位置決めされた状態に保持する位置決め工程と、
   上記電極タブの所定位置への位置決めされた状態で、上記搬送台で上記組電池を次工程に搬送可能な搬送工程と、を有することを特徴とする組電池の製造方法。
8. 上記組電池は、上記電極タブに接合されて複数の上記電極タブを電気的に接続するバスバを有するものであって、
   上記位置決め工程は、上記バスバを上記電極タブに接合する前に実施され、
   上記位置決め工程後のバスバ接合工程で、上記バスバを上記電極タブに接合することを特徴とする請求項７に記載の組電池の製造方法。

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