JP2019160741A - Manufacturing method of laminated battery module - Google Patents
Manufacturing method of laminated battery module Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019160741A JP2019160741A JP2018049625A JP2018049625A JP2019160741A JP 2019160741 A JP2019160741 A JP 2019160741A JP 2018049625 A JP2018049625 A JP 2018049625A JP 2018049625 A JP2018049625 A JP 2018049625A JP 2019160741 A JP2019160741 A JP 2019160741A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery cell
- conductive member
- heat conducting
- layer
- heat conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 12
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 45
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 30
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 22
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 6
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 description 6
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 6
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 6
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 4
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229920006038 crystalline resin Polymers 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018130 Li 2 S-P 2 S 5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018133 Li 2 S-SiS 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910009178 Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229920006127 amorphous resin Polymers 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003836 solid-state method Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数のラミネート型電池セルが所定の方向に配列され電気的に接続されているラミネート型電池モジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a laminated battery module in which a plurality of laminated battery cells are arranged in a predetermined direction and are electrically connected.
電池の一形態として、ラミネートフィルム外装体に電極体が収容されて構成されているラミネート型電池セルが知られている。複数のラミネート型電池セルが電気的に接続されたラミネート型電池モジュールは、車両搭載用の高出力電源等として汎用されている。例えば特許文献1には、配列方向に並べられ直列接続されている複数のラミネート型電池セルと、上記配列方向に隣り合ったラミネート型電池セルの間に配置されている熱伝導部材と、を有するラミネート型電池モジュールが開示されている。 As one form of battery, a laminate type battery cell is known in which an electrode body is accommodated in a laminate film outer package. A laminate type battery module in which a plurality of laminate type battery cells are electrically connected is widely used as a high output power source for mounting on a vehicle. For example, Patent Document 1 includes a plurality of laminated battery cells arranged in series in the arrangement direction and connected in series, and a heat conducting member arranged between the laminated battery cells adjacent in the arrangement direction. A laminated battery module is disclosed.
一般に、ラミネートフィルム外装体は表面が平滑で、摩擦が小さい。このため、ラミネート型電池セルを組み合わせて、上記のようなラミネート型電池モジュールを製造しようとすると、熱伝導部材に対するラミネート型電池セルの位置がずれ易く、組み立てが難しい。言い換えれば、ラミネート型電池モジュールは組立性が悪い。組立性を向上するためには、例えば、接着テープなどを使用して熱伝導部材にラミネート型電池セルを固定することが考えられる。しかし、かかる方法では接着テープの分だけモジュールの重量や体積が増加する課題がある。このため、ラミネート型電池モジュールの製造にあたっては、重量や体積の増加を回避しつつ組立性を向上する新たな技術が求められていた。 In general, a laminate film outer package has a smooth surface and low friction. For this reason, when it is going to manufacture the above laminated battery modules combining a laminated battery cell, the position of the laminated battery cell with respect to a heat conductive member tends to shift | deviate, and an assembly is difficult. In other words, the laminate type battery module has poor assemblability. In order to improve the assemblability, for example, it is conceivable to fix the laminated battery cell to the heat conducting member using an adhesive tape or the like. However, in this method, there is a problem that the weight and volume of the module increase by the amount of the adhesive tape. For this reason, in manufacturing a laminate type battery module, a new technique for improving assembly while avoiding an increase in weight and volume has been demanded.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、重量や体積の増加を回避しつつ組立性を向上することのできるラミネート型電池モジュールの製造方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of this situation, The objective is to provide the manufacturing method of the laminate type battery module which can improve assembly property, avoiding the increase in a weight and volume.
本発明によって、配列方向に配列され電気的に接続されている複数のラミネート型電池セルと、上記配列方向において上記ラミネート型電池セルと隣り合うように配置されている熱伝導部材と、を有するラミネート型電池モジュールの製造方法が提供される。かかる製造方法は、上記ラミネート型電池セルの上記熱伝導部材と接する部分、および、上記熱伝導部材の上記ラミネート型電池セルと接する部分、のうちの少なくとも一方に親水化処理を施した後、上記ラミネート型電池セルと上記熱伝導部材とを重ね合わせた状態で加熱しながら押圧して、上記ラミネート型電池セルと上記熱伝導部材とを接合することを包含する。 According to the present invention, a laminate having a plurality of laminate-type battery cells arranged in the arrangement direction and electrically connected, and a heat conductive member arranged adjacent to the laminate-type battery cell in the arrangement direction. A method for manufacturing a battery module is provided. The manufacturing method includes the step of hydrophilizing at least one of the portion of the laminated battery cell that contacts the heat conductive member and the portion of the heat conductive member that contacts the laminated battery cell, It includes pressing the laminated battery cell and the heat conducting member while heating the laminated battery cell and the heat conducting member to join the laminated battery cell and the heat conducting member.
上記製造方法では、ラミネート型電池セルと熱伝導部材とを相互に接合して、物理的に一体化する。このことにより、熱伝導部材に対してラミネート型電池セルの位置が固定され、ラミネート型電池セルの位置がずれ難くなる。また、上記製造方法では、熱伝導部材をラミネート型電池セルに固定するための部材(例えば接着テープ)が不要となる。したがって、モジュールの重量や体積の増加を回避しつつ、組立性を向上することができる。 In the above manufacturing method, the laminated battery cell and the heat conducting member are bonded to each other and physically integrated. As a result, the position of the laminate type battery cell is fixed with respect to the heat conducting member, and the position of the laminate type battery cell is difficult to shift. Moreover, in the said manufacturing method, the member (for example, adhesive tape) for fixing a heat conductive member to a laminate-type battery cell becomes unnecessary. Therefore, it is possible to improve assembly while avoiding an increase in the weight and volume of the module.
以下、適宜図面を参照しながら、ここに開示される製造方法の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここに開示される製造方法は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。各図における寸法関係(長さ、幅、厚み等)は、必ずしも実際の寸法関係を反映するものではない。
また、本明細書において範囲を示す「A〜B(ただし、A,Bは任意の値。)」の表記は、A以上B以下を意味するものとする。
Hereinafter, a suitable embodiment of a manufacturing method indicated here is described, referring to drawings suitably. Note that matters other than matters specifically mentioned in the present specification and necessary for implementation can be grasped as design matters of those skilled in the art based on the prior art in this field. The manufacturing method disclosed here can be implemented based on the contents disclosed in the present specification and common general technical knowledge in the field.
Moreover, in the following drawings, the same code | symbol is attached | subjected to the member and site | part which show | plays the same effect | action, and the overlapping description may be abbreviate | omitted or simplified. The dimensional relationship (length, width, thickness, etc.) in each drawing does not necessarily reflect the actual dimensional relationship.
In addition, the notation “A to B (where A and B are arbitrary values)” indicating a range in the present specification means A or more and B or less.
ここでは、まずラミネート型電池モジュールの構成について説明し、次いで一実施形態に係るラミネート型電池モジュールの製造方法について説明する。 Here, the configuration of the laminate type battery module will be described first, and then the method for manufacturing the laminate type battery module according to one embodiment will be described.
<ラミネート型電池モジュール>
図1は、一実施形態に係るラミネート型電池モジュール(以下、単に「モジュール」ということがある。)100の外形を模式的に示す側面図である。図2は、ラミネート型電池セル1のラミネートフィルム外装体10と、熱伝導部材40との界面を模式的に示す要部断面図である。なお、図2では電極体20の構造についての図示を省略している。また、図1,2において、符号Xは、ラミネート型電池セル1の配列方向を示している。
<Laminated battery module>
FIG. 1 is a side view schematically showing the outer shape of a laminated battery module (hereinafter, simply referred to as “module”) 100 according to an embodiment. FIG. 2 is a main part cross-sectional view schematically showing an interface between the laminate film
モジュール100は、複数のラミネート型電池セル(以下、単に「電池セル」ということがある。)1と、複数の熱伝導部材40と、一対のエンドプレート50A、50Bと、複数の拘束バンド52と、を備えている。
なお、本明細書において、「ラミネート型電池セル」とは、ラミネートフィルムを外装体として利用し、その内部に電極体を収容した構成の電池全般をいう。ラミネート型電池セルは、例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の蓄電池(二次電池)であってもよく、電気二重層キャパシタ等の蓄電素子であってもよい。
The
In the present specification, the “laminated battery cell” refers to all batteries having a configuration in which a laminate film is used as an exterior body and an electrode body is accommodated therein. The laminated battery cell may be, for example, a storage battery (secondary battery) such as a lithium ion secondary battery or a nickel metal hydride battery, or may be a storage element such as an electric double layer capacitor.
複数の電池セル1は、ここでは同一形状を有している。複数の電池セル1は、平板状である。複数の電池セル1は、それぞれ一対の平坦な幅広面を有しており、当該幅広面が熱伝導部材40と対向するように、配列方向X(図1の左右方向)に沿って並べられている。配列方向Xの偶数番目の電池セル1は、配列方向Xの奇数番目の電池セル1に対して180°回転させた状態で配置されている。なお、モジュール100を構成する電池セル1は、ここでは5個であるが、これには限定されない。モジュール100を構成する電池セル1の数は、典型的には10個以上、例えば10〜100個程度であってもよい。
Here, the plurality of battery cells 1 have the same shape. The plurality of battery cells 1 have a flat plate shape. Each of the plurality of battery cells 1 has a pair of flat wide surfaces, and is arranged along the arrangement direction X (the left-right direction in FIG. 1) so that the wide surfaces face the
各電池セル1の外面には、正極端子1aと負極端子1bとが突出している。正極端子1aと負極端子1bとは、ラミネートフィルム外装体10の内部から外部に延びている。ここでは、配列方向Xに隣り合う電池セル1の正極端子1aと負極端子1bとが電気的に接続されている。このことにより、複数の電池セル1は直列に接続されている。
A
電池セル1の構成は従来と同様でよく、特に限定されない。電池セル1は、ここでは全固体電池である。電池セル1は、ラミネートフィルム外装体10と、ラミネートフィルム外装体10の内部に収容されている電極体20と、を備えている。ラミネートフィルム外装体10は袋状であり、電極体20を収容する収容空間の周縁が熱溶着(ヒートシール)されることにより封止されている。
The configuration of the battery cell 1 may be the same as the conventional one, and is not particularly limited. The battery cell 1 is an all-solid battery here. The battery cell 1 includes a laminate film
ラミネートフィルム外装体10は、電極体20を収容する絶縁性の容器である。ラミネートフィルム外装体10の構成は従来公知と同様でよく、特に限定されない。ラミネートフィルム外装体10は、典型的には多層構造を有するラミネートフィルムで構成されている。本実施形態のラミネートフィルム外装体10は3層構造であり、電極体20に近い側から、シーラント層11と、ガスバリア層12と、保護層(外層)13と、がこの順に積層されて構成されている。
The laminate film
シーラント層11は、熱溶着を可能にするための層である。シーラント層11は、ラミネートフィルム外装体10の最内層、すなわち、電極体20に最も近い側に位置している。シーラント層11は、例えば、熱可塑性樹脂で構成されている。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル;等の結晶性樹脂や、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等の非結晶性樹脂が挙げられる。なかでも、ここに開示される技術の効果をより高いレベルで発揮する観点から、結晶性樹脂、特にはポリオレフィンが好ましい。
The
ガスバリア層12は、電池セル1の内外で、湿気や空気あるいは電池セル1の内部で発生したガスの出入りを遮断する層である。ガスバリア層12は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属材料で構成されている。なかでも、コストや軽量化の観点から、アルミニウムが好ましい。ガスバリア層12は、例えば、アルミニウム箔やアルミニウム蒸着層であってもよい。
The
保護層13は、ラミネートフィルム外装体10の耐久性を向上するための層である。保護層13は、ガスバリア層12よりも外表面側に位置している。保護層13は、ラミネートフィルム外装体10の最外層であってもよい。保護層13は、例えば、PET等のポリエステル、ポリアミド(ナイロン)等で構成されている。
The
なお、本実施形態では、一例として、ラミネートフィルム外装体10が、シーラント層11とガスバリア層12と保護層13とで構成される3層構造である場合について説明した。ただし、ラミネートフィルム外装体10の多層構造は、4層以上、例えば4〜10層であってもよい。一例として、上記した層と層との間に、両層を相互に接着するための接着層を備えていてもよい。接着層は、例えばポリアミド(ナイロン)等の樹脂で構成されていてもよい。また、他の一例として、保護層13の上に、例えば最外層として、さらに印刷層、難燃層、表面保護層等を備えていてもよい。
In the present embodiment, as an example, the case where the laminate film
電極体20は、図示しない正極と負極と固体電解質層とを備えている。固体電解質層は、配列方向Xにおいて、正極と負極との間に介在されている。電極体20の構成は従来公知と同様でよく、特に限定されない。電極体20は、典型的には、矩形状の正極と矩形状の負極とが固体電解質層を介して配列方向Xに積み重ねられている積層型の電極体(積層電極体)である。ただし、電極体20は、帯状の正極と帯状の負極とが固体電解質層を介して積み重ねられ、長手方向に捲回されてなる捲回型の電極体(捲回電極体)であってもよい。また、電極体20は、例えば正極および/または負極の表面に、さらに絶縁層などの層を備えていてもよい。
The
正極は、正極集電体と当該正極集電体に固着された正極活物質層とを備えていてもよい。正極集電体は、導電性の良好な金属、例えばアルミニウムからなる導電性部材である。正極活物質層は、少なくとも電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な正極活物質を含んでいる。正極活物質は、例えばリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物等のリチウム遷移金属複合酸化物である。正極活物質層は、さらに他の成分、例えば後述する固体電解質材料や、導電材、バインダ等を含んでいてもよい。 The positive electrode may include a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer fixed to the positive electrode current collector. The positive electrode current collector is a conductive member made of a metal having good conductivity, such as aluminum. The positive electrode active material layer includes at least a positive electrode active material capable of reversibly occluding and releasing charge carriers. The positive electrode active material is a lithium transition metal composite oxide such as lithium nickel cobalt manganese composite oxide. The positive electrode active material layer may further contain other components such as a solid electrolyte material, a conductive material, and a binder described later.
負極は、負極集電体と当該負極集電体に固着された負極活物質層とを備えていてもよい。負極集電体は、導電性の良好な金属、例えば銅からなる導電性部材である。負極活物質層は、少なくとも電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な負極活物質を含んでいる。負極活物質は、例えば黒鉛等の炭素材料である。負極活物質層は、さらに他の成分、例えば後述する固体電解質材料や、バインダ、増粘剤等を含んでいてもよい。 The negative electrode may include a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer fixed to the negative electrode current collector. The negative electrode current collector is a conductive member made of a metal having good conductivity, such as copper. The negative electrode active material layer includes at least a negative electrode active material capable of reversibly occluding and releasing charge carriers. The negative electrode active material is a carbon material such as graphite. The negative electrode active material layer may further contain other components, for example, a solid electrolyte material described later, a binder, a thickener, and the like.
固体電解質層は、イオン伝導性を有する固体電解質材料を含んでいる。固体電解質材料は、結晶質であっても非晶質(ガラス質)であってもよい。電池セル1がリチウムイオン二次電池である場合、固体電解質層は、Liイオン伝導性を有する固体電解質材料を含んでいる。Liイオン伝導性を有する固体電解質材料としては、例えば、Li2S−P2S5系、Li2S−SiS2系等の硫化物系固体電解質、La0.51Li0.34TiO2.94、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3等の酸化物系固体電解質、等が挙げられる。 The solid electrolyte layer includes a solid electrolyte material having ion conductivity. The solid electrolyte material may be crystalline or amorphous (glassy). When the battery cell 1 is a lithium ion secondary battery, the solid electrolyte layer contains a solid electrolyte material having Li ion conductivity. Examples of the solid electrolyte material having Li ion conductivity include sulfide-based solid electrolytes such as Li 2 S—P 2 S 5 and Li 2 S—SiS 2 , La 0.51 Li 0.34 TiO 2. 94 , Li 1.3 Al 0.3 Ti 1.7 (PO 4 ) 3 and other oxide-based solid electrolytes.
なお、本実施形態では、一例として、電池セル1が全固体電池である場合について説明した。ただし、電池セル1は、例えば液状の電解質(電解液)を有する液系の二次電池であってもよい。その場合、電極体20は、正極と負極とがセパレータなどの絶縁部材を介して対向された構成であってもよい。また、ラミネートフィルム外装体10の内部には、電極体20に加えて電解液が収容されていてもよい。電解液は、例えば、カーボネート類やエステル類等の非水溶媒と、電荷担体を生成するリチウム塩等の支持塩とを含んでいてもよい。
In addition, in this embodiment, the case where the battery cell 1 was an all-solid-state battery was demonstrated as an example. However, the battery cell 1 may be a liquid secondary battery having a liquid electrolyte (electrolytic solution), for example. In that case, the
熱伝導部材40は、電池セル1を適正な温度で使用するために、電池セル1を冷却および/または加熱するための部材である。熱伝導部材40は、例えば充放電時に電池セル1の内部で発生した熱を放散させるための放熱板として機能する。複数の熱伝導部材40は、ここでは同一形状を有している。複数の熱伝導部材40は、平板状である。複数の熱伝導部材40は、それぞれ一対の平坦な幅広面を有しており、当該幅広面が電池セル1またはエンドプレート50A、50Bと対向するように配置されている。言い換えれば、複数の熱伝導部材40は、配列方向Xにおいて、複数の電池セル1の間、および、電池セル1とエンドプレート50A、50Bとの間、にそれぞれ配置されている。熱伝導部材40の構成は従来公知と同様でよく、特に限定されない。熱伝導部材40は、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等の樹脂材料や、熱伝導性の良い金属材料で構成されている。熱伝導部材40は、例えば、電池セル1と対向する面に、冷却用流体(典型的には空気)の流路として利用可能な複数の溝部分を有していてもよい。
The
一対のエンドプレート50A、50Bは、配列方向X(図1の左右方向)において、モジュール100の両端に配置されている。エンドプレート50A、50Bは、複数の電池セル1と複数の熱伝導部材40とを配列方向Xに挟み込んでいる。複数の拘束バンド52は、複数のビス54によって、エンドプレート50A、50Bに固定されている。複数の拘束バンド52は、それぞれ、配列方向Xに規定の拘束圧が加わるように取り付けられている。このことにより、複数の電池セル1と複数の熱伝導部材40とに対して配列方向Xから荷重が加えられ、モジュール100として一体的に保持されている。なお、本実施形態では、エンドプレート50A、50Bと、複数の拘束バンド52と、複数のビス54とで、複数の電池セル1が拘束されている。ただし、拘束機構はこれに限定されるものではない。
The pair of
図2に示すように、本実施形態のモジュール100では、電池セル1の熱伝導部材40と接する部分、ここではラミネートフィルム外装体10の最外層である保護層13の表面に、親水部13aが設けられている。そして、電池セル1と熱伝導部材40とが、親水部13aを介して接合されている。このことにより、電池セル1と熱伝導部材40とが物理的に一体化されている。言い換えれば、電池セル1と熱伝導部材40とが接合体となっている。なお、本明細書において「接合」とは、上下を反転させたときに落下しない程度の一体性を有することをいう。
以下、このようなモジュール100の製造方法について説明する。
As shown in FIG. 2, in the
Hereinafter, a method for manufacturing such a
<ラミネート型電池モジュールの製造方法>
ここに開示される製造方法は、電池セル1の熱伝導部材40と接する部分、および、熱伝導部材40の電池セル1と接する部分、のうちの少なくとも一方に親水化処理を施した後、電池セル1と熱伝導部材40とを重ね合わせた状態で加熱しながら押圧して、電池セル1と熱伝導部材40とを接合することを特徴とする。このこと以外は、従来の一般的な構築プロセスを適宜採用し得る。本実施形態の製造方法は、以下の3つの工程:(1)電池セル1と熱伝導部材40とを用意する用意工程;(2)電池セル1の表面を親水化処理する親水化処理工程;(3)電池セル1と熱伝導部材40とを加熱しながら押圧する加熱押圧工程;を包含する。なお、これら工程に加えて、任意の段階で他の工程を含むことは妨げられない。以下、各工程について順に説明する。
<Method for producing laminated battery module>
In the manufacturing method disclosed herein, the battery cell 1 is subjected to a hydrophilization treatment on at least one of a portion in contact with the heat
(1)用意工程では、電池セル1と熱伝導部材40とを用意する。電池セル1は、ラミネートフィルム外装体10の内部に電極体20を収容した後、電極体20を収容した収容空間の周縁を熱溶着(ヒートシール)して封止することによって、作製することができる。ラミネートフィルム外装体10は、例えば、市販品を購入することで用意することができる。電極体20は、例えば、次の工程:正極活物質と固体電解質材料と溶媒とを含んだ正極スラリーを正極集電箔上に塗工し、乾燥して、正極を作製する工程;負極活物質と固体電解質材料と溶媒とを含んだ負極スラリーを負極集電箔上に塗工し、乾燥して、負極を作製する工程;上記作製した正極および/または負極、あるいはキャリアシートの表面に、固体電解質材料を含んだ固体電解質層を成形する工程;上記正極と上記負極とを、上記固体電解質層を介在させた状態で積層し、積層方向から押圧プレスする工程;を包含する製造方法によって、作製することができる。
(1) In the preparation step, the battery cell 1 and the
(2)親水化処理工程では、電池セル1の熱伝導部材40と接する側の表面、具体的にはラミネートフィルム外装体10の保護層13の表面を親水化処理する。なお、本明細書において「親水化処理」とは、保護層13の表面を改質して、親水性を高める処理全般をいう。すなわち、当該処理を施すことによって、処理前よりも保護層13の親水性が高められる処理をいう。親水化処理は、例えば、水酸基やカルボキシル基のような酸素(O)を含む酸素含有基を保護層13の表面に導入する化学的処理である。なお、保護層13の親水性は、例えば、水の静止接触角(濡れ性)によって把握し得る。
(2) In the hydrophilization treatment step, the surface of the battery cell 1 on the side in contact with the
本工程において、親水化処理を施す領域(範囲)は、後述する加熱押圧工程で熱伝導部材40と接する領域を含むように設定する。親水化処理を施す領域は、熱伝導部材40の幅広面の表面積以上に設定するとよい。ただし、熱伝導部材40の幅広面の表面積よりも小さく設定してもよい。平面視において、親水化処理は、例えば、保護層13の全面に施してもよいし、熱伝導部材40の幅広面の表面積と同じサイズで施してもよい。親水化処理は、保護層13の表面に連続的に施してもよく、ドット状、縞状のように不連続に施してもよい。
In this step, the region (range) to be subjected to the hydrophilic treatment is set so as to include a region in contact with the
親水化処理の方法は従来公知と同様でよく、特に限定されない。親水化処理は、例えば、酸素ガス(O2)、オゾン(O3)、酸化物イオン(O2−)、酸素ラジカル、酸素プラズマ等の酸素を含む化学種を保護層13の表面に供給することを含む処理である。親水化処理の具体例として、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、オゾン処理等が挙げられる。なかでもコロナ放電処理が簡便で好ましい。
The method of hydrophilic treatment may be the same as that conventionally known and is not particularly limited. In the hydrophilization treatment, for example, oxygen species (O 2 ), ozone (O 3 ), oxide ions (O 2− ), oxygen radicals, oxygen plasma, and other chemical species including oxygen are supplied to the surface of the
コロナ放電処理は、例えば、スパークギャップ方式、真空管方式、ソリッドステート方式等の一般的なコロナ放電処理装置を用いて行うことができる。コロナ放電処理装置の一例では、放電電極と、接地された対極誘電体ロールとの間に電圧を印加して、コロナ放電を生じさせる。コロナ放電処理の条件は、保護層13の表面に所望の親水性が付与されるように適宜調整すればよく、特に限定されない。一例として、コロナ放電密度を、概ね5〜50W/m2/minに設定するとよく、例えば10±5W/m2/minとし得る。また、処理時間は、生産性やコストの観点から、概ね10分以内、典型的には5分以内、例えば0.1秒〜1分とし得る。
以上のようにして、電池セル1の表面、ここではラミネートフィルム外装体10の保護層13の表面に親水化処理を施して、親水部13aを形成することができる。
The corona discharge treatment can be performed using, for example, a general corona discharge treatment apparatus such as a spark gap method, a vacuum tube method, or a solid state method. In an example of the corona discharge treatment apparatus, a voltage is applied between the discharge electrode and the grounded counter electrode dielectric roll to generate corona discharge. The conditions for the corona discharge treatment may be appropriately adjusted so that desired hydrophilicity is imparted to the surface of the
As described above, the
(3)加熱押圧工程では、まず、電池セル1のラミネートフィルム外装体10を熱伝導部材40と対向させて、ラミネートフィルム外装体10と熱伝導部材40とを重ね合わせる。このとき、ラミネートフィルム外装体10の親水部13aが、熱伝導部材40と接触するように配置する。次に、電池セル1と熱伝導部材40とを加熱しつつ、電池セル1と熱伝導部材40とを重ね合わせた方向(図2のX方向と同じ。)から押圧する。加熱や押圧の条件は、電池セル1と熱伝導部材40とが相互に接合されるように適宜調整すればよく、特に限定されない。一例として、加熱温度は、概ね40℃以上、典型的には40〜80℃、例えば60±10℃とし得る。また、押圧時の圧力(プレス圧)は、概ね5MPa以上、典型的には10〜100MPa、例えば30±10MPaとし得る。
以上のようにして、電池セル1と熱伝導部材40とを接合して、これらが物理的に一体化された接合体を得ることができる。なお、接合体は、電池セル1の片側の幅広面のみに親水化処理を施して、1つの熱伝導部材40が接合された形態であってもよく、電池セル1の両側の幅広面にそれぞれ親水化処理を施して、2つの熱伝導部材40が接合された形態であってもよい。
(3) In the heating and pressing step, first, the laminate
As described above, the battery cell 1 and the
そして、典型的には上記(1)〜(3)の工程を複数回繰り返して上記接合体を複数個作成した後、これらを配列方向Xからエンドプレート50A、50Bで挟み込み、複数の拘束バンド52と複数のビス54とを用いて拘束する。以上のようにして、配列方向Xに配列された複数のラミネート型電池セル1と、配列方向Xにおいてラミネート型電池セル1と隣り合う位置に配置されている熱伝導部材40と、を有するモジュール100を作製することができる。
Then, typically, after the steps (1) to (3) are repeated a plurality of times to produce a plurality of the joined bodies, they are sandwiched between the
このように、上記製造方法では、保護層13に親水部13aを形成した後、当該親水部13aを介して電池セル1と熱伝導部材40とを接合し、物理的に一体化する。このことにより、熱伝導部材40を電池セル1に固定するための接着テープや接着剤などが不要となる。したがって、モジュール100の重量や体積の増加を回避しつつ、組立性を向上することができる。その結果、モジュール100の生産性を高めて、生産コストを低減することができる。また、モジュール100を軽量化あるいは省スペース化して、単位重量あたり、あるいは単位体積あたりの電池特性(例えば電池容量)を向上することができる。さらには、モジュール100の状態において、外部から振動や衝撃等が加えられた場合にも電池セル1と熱伝導部材40との位置ずれを抑制して、高い耐久性を実現することができる。
Thus, in the said manufacturing method, after forming the
モジュール100は、各種用途に利用可能であるが、例えば車両に搭載されるモーター用の動力源(駆動用電源)として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、典型的には自動車、例えばプラグインハイブリッド自動車(PHV)、ハイブリッド自動車(HV)、電気自動車(EV)等が挙げられる。
The
以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail, the said embodiment is only an illustration and what changed and modified the above-mentioned specific example is included in the invention disclosed here.
例えば、上記した実施形態では、(2)親水化処理工程において、電池セル1の熱伝導部材40と接する側の表面、具体的にはラミネートフィルム外装体10の保護層13の表面に親水化処理を施すようにしていた。しかし、これには限定されない。ここに開示される技術において、親水化処理は、電池セル1の熱伝導部材40と接する部分、および、熱伝導部材40の電池セル1と接する部分、のうちの少なくとも一方に施せばよい。例えば、熱伝導部材40の電池セル1と接する部分に親水化処理を施してもよい。
For example, in the above-described embodiment, (2) in the hydrophilization treatment step, the surface of the battery cell 1 on the side in contact with the heat
1 ラミネート型電池セル(電池セル)
10 ラミネートフィルム外装体
13 保護層
13a 親水部
40 熱伝導部材
100 ラミネート型電池モジュール(モジュール)
1 Laminated battery cell (battery cell)
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ラミネート型電池セルの前記熱伝導部材と接する部分、および、前記熱伝導部材の前記ラミネート型電池セルと接する部分、のうちの少なくとも一方に親水化処理を施した後、前記ラミネート型電池セルと前記熱伝導部材とを重ね合わせた状態で加熱しながら押圧して、前記ラミネート型電池セルと前記熱伝導部材とを接合することを包含する、
ラミネート型電池モジュールの製造方法。 A laminate-type battery module comprising: a plurality of laminate-type battery cells arranged in an arrangement direction and electrically connected; and a heat conductive member arranged adjacent to the laminate-type battery cell in the arrangement direction. A manufacturing method comprising:
After applying a hydrophilic treatment to at least one of a portion of the laminate type battery cell that contacts the heat conductive member and a portion of the heat conductive member that contacts the laminate type battery cell, Including pressing the heat conductive member in a state where the heat conductive member is overlaid and joining the laminated battery cell and the heat conductive member.
A method for manufacturing a laminate-type battery module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018049625A JP6997949B2 (en) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Manufacturing method of laminated battery module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018049625A JP6997949B2 (en) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Manufacturing method of laminated battery module |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019160741A true JP2019160741A (en) | 2019-09-19 |
JP6997949B2 JP6997949B2 (en) | 2022-02-04 |
Family
ID=67994916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018049625A Active JP6997949B2 (en) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Manufacturing method of laminated battery module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6997949B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022168640A (en) * | 2021-04-26 | 2022-11-08 | トヨタ自動車株式会社 | Battery case and method for manufacturing the same |
JP2023522661A (en) * | 2020-09-04 | 2023-05-31 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | BATTERY PACK ASSEMBLY SYSTEM AND BATTERY PACK ASSEMBLY METHOD USING THE SAME |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008047371A (en) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Toshiba Corp | Battery pack and charge and discharge method of battery pack |
JP2015207362A (en) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | 株式会社デンソー | Manufacturing method for power storage device |
-
2018
- 2018-03-16 JP JP2018049625A patent/JP6997949B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008047371A (en) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Toshiba Corp | Battery pack and charge and discharge method of battery pack |
JP2015207362A (en) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | 株式会社デンソー | Manufacturing method for power storage device |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2023522661A (en) * | 2020-09-04 | 2023-05-31 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | BATTERY PACK ASSEMBLY SYSTEM AND BATTERY PACK ASSEMBLY METHOD USING THE SAME |
JP7399403B2 (en) | 2020-09-04 | 2023-12-18 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery pack assembly system and battery pack assembly method using the same |
JP2022168640A (en) * | 2021-04-26 | 2022-11-08 | トヨタ自動車株式会社 | Battery case and method for manufacturing the same |
JP7472848B2 (en) | 2021-04-26 | 2024-04-23 | トヨタ自動車株式会社 | Battery case and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6997949B2 (en) | 2022-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5541514B2 (en) | Multilayer secondary battery | |
TWI699925B (en) | Battery | |
JP2019530176A (en) | Method for manufacturing electrode unit for battery cell and electrode unit | |
JP2003229117A (en) | Flat shape battery and battery pack using the same | |
JP2007188746A (en) | Bipolar battery, battery pack, and vehicle mounting their batteries | |
JPWO2011145609A1 (en) | Bipolar secondary battery | |
KR20160134331A (en) | Pouch type secondary battery and method for fabricating the same | |
CN114204096A (en) | Secondary battery | |
JP6997949B2 (en) | Manufacturing method of laminated battery module | |
JP2007122881A (en) | Bipolar battery, battery pack, and vehicle mounting those batteries | |
JP7011779B2 (en) | Manufacturing method of laminated battery | |
JP4513125B2 (en) | Electrochemical device and manufacturing method thereof | |
CN114696042B (en) | Battery module and method for manufacturing same | |
JP6997950B2 (en) | Manufacturing method of laminated battery module | |
JP6666096B2 (en) | Power storage device | |
JP5664068B2 (en) | Multilayer battery and method of manufacturing multilayer battery | |
JP2022110002A (en) | Power storage device, power storage device assembly, and moving body | |
CN114914587A (en) | Battery pack | |
JP7304369B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP2019129070A (en) | Manufacturing method of bipolar battery and the bipolar battery | |
JP7245212B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP7208213B2 (en) | laminated battery | |
JP7010904B2 (en) | Manufacturing method of power storage element | |
JP2022122116A (en) | Electrode body and power storage element | |
KR20180080837A (en) | Battery Cell Comprising Surface-treated Current Collector by Laser Irradiation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200617 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210421 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210527 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210721 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211118 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211201 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6997949 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |