JP2020047502A - 蓄電装置の製造装置及び蓄電装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】絶縁カバーの装着性を向上すること。【解決手段】製造装置50は装着用治具51を用いて絶縁カバー35を導電部材28に装着する。絶縁カバー35は、タブ群27とケース部材13との間に介在するタブ絶縁部36と、蓋部材14と電極接合部28aの間に介在する第1板部37と、端子接合部と電極組立体12との間に介在する第2板部38と、を有する。導電部材28に装着される前の絶縁カバー35において、第1板部37の先端部37cは、突出方向先端側ほど第2板部38から離間する形状である。装着用治具51は、第2板部38が載置される載置部52と、載置部52と対向して位置するガイド部53と、を有する。ガイド部53は、載置部52側に、積層方向Xの一端53aから他端53bに向けて載置部52に近づく形状のガイド面53sを有する。【選択図】図6
Description
本発明は、タブ群とケース部材とを絶縁する絶縁カバーを備える蓄電装置の製造装置及び蓄電装置の製造方法に関する。
従来から、EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などが搭載されている。
二次電池は、正極及び負極の電極が絶縁された状態で積層された電極組立体と、電極組立体を収容するケースとを備える。電極組立体は、電極の一辺の一部から突出したタブを同じ極性同士で寄せ集めたタブ群を有する。ケースは、有底筒状のケース部材と、ケース部材の開口部を閉塞する蓋部材とを有する。二次電池は、電極組立体と電気を授受する電極端子を備える。なお、電極端子は、蓋部材に固定されている。二次電池は、電極端子と電極組立体のタブ群とを接続する導電部材を備えている。
上記のような二次電池の製造方法の一つに、蓋部材に電極端子を固定するとともに、電極端子とタブ群に導電部材を接合し、電極組立体、蓋部材、電極端子、導電部材、及びタブ群を組立部材として一体化した後、組立部材に絶縁カバーを装着する方法がある(例えば特許文献1参照)。特許文献1において、二次電池が備える絶縁カバーは、蓋部材と導電部材との間を絶縁する第1絶縁部と、電極端子と電極組立体との間を絶縁する第2絶縁部とを備える。そして、上記絶縁カバーは、組立部材の製造後に組立部材に装着される。絶縁カバーを組立部材に装着するには、電極組立体の積層方向一端側から他端側に向けて絶縁カバーを移動させ、第1絶縁部を蓋部材と導電部材との間に差し込むとともに、第2絶縁部を電極端子と電極組立体の端面との間に差し込む。
ところで、第1絶縁部の先端が導電部材と蓋部材との間の隙間に差し込みにくく、絶縁カバーの装着が行いにくい。
本発明の目的は、絶縁カバーの装着性を向上できる蓄電装置の製造装置及び蓄電装置の製造方法を提供することにある。
本発明の目的は、絶縁カバーの装着性を向上できる蓄電装置の製造装置及び蓄電装置の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決する製造装置は、正極と負極の電極が絶縁された状態で積層され、かつ各極の前記電極から突出したタブが同じ極性同士で積層されたタブ群を有する電極組立体と、前記電極組立体を収容するケース部材、及び前記ケース部材の開口部を閉塞する蓋部材を有するケースと、前記蓋部材に固定され、前記電極組立体と電気を授受する各極の電極端子と、前記蓋部材の内面と、前記タブ群が存在する前記電極組立体のタブ側端面との間に配置され、同じ極性の前記タブ群と接合された電極接合部を有するとともに、同じ極性の前記電極端子と接合された端子接合部を備える各極の導電部材と、前記タブ群と前記ケース部材とを絶縁する絶縁カバーと、を備える蓄電装置を、装着用治具を用いて前記絶縁カバーを前記導電部材に装着することにより製造する製造装置であって、前記絶縁カバーは、前記電極組立体における前記電極の積層方向一端側において前記タブ群と前記ケース部材との間に介在する板状のタブ絶縁部と、前記積層方向に沿って前記タブ絶縁部から突出し、前記蓋部材と前記電極接合部の間に介在する第1板部と、前記第1板部よりも前記電極組立体寄りに位置し、前記積層方向に沿って前記タブ絶縁部から突出し、前記端子接合部と前記電極組立体との間に介在する第2板部と、を有し、第2板部と、を有し、前記導電部材に対して前記絶縁カバーが装着される前の状態において、前記第1板部の前記タブ絶縁部からの突出方向における先端部は、前記タブ絶縁部からの突出方向先端側ほど前記第2板部から離間する形状であり、前記装着用治具は、前記積層方向において前記電極組立体と隣接するとともに前記第2板部が載置される載置部と、前記積層方向において前記蓋部材と隣接するとともに前記載置部と対向して位置するガイド部と、を有し、前記ガイド部は、前記載置部側に、前記積層方向の一端から他端に向けて前記載置部に近づく形状のガイド面を有し、前記ガイド面には前記第1板部の前記先端部が接触することを特徴とする。
また、上記課題を解決する製造方法は、正極と負極の電極が絶縁された状態で積層され、かつ各極の前記電極から突出したタブが同じ極性同士で積層されたタブ群を有する電極組立体と、前記電極組立体を収容するケース部材、及び前記ケース部材の開口部を閉塞する蓋部材を有するケースと、前記蓋部材に固定され、前記電極組立体と電気を授受する各極の電極端子と、前記蓋部材の内面と、前記タブ群が存在する前記電極組立体のタブ側端面との間に配置され、同じ極性の前記タブ群と接合された電極接合部を有するとともに、同じ極性の前記電極端子と接合された端子接合部を備える各極の導電部材と、前記タブ群と前記ケース部材とを絶縁する絶縁カバーと、を備える蓄電装置を、装着用治具を用いて前記絶縁カバーを前記導電部材に装着することにより製造する製造方法であって、前記絶縁カバーは、前記電極組立体における前記電極の積層方向一端側において前記タブ群と前記ケース部材との間に介在する板状のタブ絶縁部と、前記積層方向に沿って前記タブ絶縁部から突出し、前記蓋部材と前記電極接合部の間に介在する第1板部と、前記第1板部よりも前記電極組立体寄りに位置し、前記積層方向に沿って前記タブ絶縁部から突出し、前記端子接合部と前記電極組立体との間に介在する第2板部と、を有し、前記導電部材に対して前記絶縁カバーが装着される前の状態において、前記第1板部の前記タブ絶縁部からの突出方向における先端部は、前記タブ絶縁部からの突出方向先端側ほど前記第2板部から離間する形状であり、前記装着用治具は、前記積層方向において前記電極組立体と隣接するとともに前記第2板部が載置される載置部と、前記積層方向において前記蓋部材と隣接するとともに前記載置部と対向して位置するガイド部と、を有し、前記ガイド部は、前記載置部側に、前記積層方向の一端から他端に向けて前記載置部に近づく形状のガイド面を有し、前記第2板部を前記載置部に載置させ、前記絶縁カバーを前記積層方向他端側に移動させて前記ガイド面に前記第1板部の前記先端部を接触させることにより、前記第1板部の前記先端部を前記第2板部に接近させるとともに前記絶縁カバーを前記導電部材に装着することを特徴とする。
上記の各構成によれば、絶縁カバーのタブ絶縁部からの突出方向先端側の第1板部の先端部が突出方向先端側ほど第2板部から離間する形状である場合、絶縁カバーを積層方向一端側から他端側に移動させる際に、ガイド部のガイド面によって第1板部の先端部を載置部側に位置する電極組立体に近付く方向へ変形するようにガイドできる。したがって、第1板部を、電極接合部と蓋部材との間に入り込ませることができ、絶縁カバーの装着性を向上できる。
蓄電装置の製造装置について、前記ガイド部の前記積層方向の他端と前記蓋部材とが接触することが好ましい。
上記構成によれば、積層方向においてガイド部と蓋部材との間に間隙がない状態で絶縁カバーの移動を行うことができる。絶縁カバーを導電部材に装着する際には、第1板部の先端部のうち、積層方向一端側の部分がガイド部に沿いながら、積層方向他端側の部分が蓋部材に沿って移動することとなる。したがって、第1板部の先端部の電極組立体に近付く方向への変形をより維持できるため、電極接合部と蓋部材との間に第1板部をさらに入り込ませやすくなり、絶縁カバーの装着性をさらに向上できる。
上記構成によれば、積層方向においてガイド部と蓋部材との間に間隙がない状態で絶縁カバーの移動を行うことができる。絶縁カバーを導電部材に装着する際には、第1板部の先端部のうち、積層方向一端側の部分がガイド部に沿いながら、積層方向他端側の部分が蓋部材に沿って移動することとなる。したがって、第1板部の先端部の電極組立体に近付く方向への変形をより維持できるため、電極接合部と蓋部材との間に第1板部をさらに入り込ませやすくなり、絶縁カバーの装着性をさらに向上できる。
蓄電装置の製造装置について、前記ガイド部は前記積層方向に沿って進退可能であることが好ましい。
蓄電装置の製造においては、蓋部材に電極端子を固定するとともに、電極端子とタブ群に導電部材を接合し、電極組立体、蓋部材、電極端子、導電部材、及びタブ群を組立部材として一体化する。そして、この一体化された電極組立体がケース部材の開口部からケース部材の内部に収容される。こうした電極組立体のケース部材の内部への収容後に、導電部材への絶縁カバーの装着を行う場合がある。この場合、仮に蓋部材やケース部材にガイド部が近接した状態となっていると、電極組立体のケース部材の内部への収容の際に、電極組立体がガイド部に当接して電極組立体の変形が生じるおそれがある。
蓄電装置の製造においては、蓋部材に電極端子を固定するとともに、電極端子とタブ群に導電部材を接合し、電極組立体、蓋部材、電極端子、導電部材、及びタブ群を組立部材として一体化する。そして、この一体化された電極組立体がケース部材の開口部からケース部材の内部に収容される。こうした電極組立体のケース部材の内部への収容後に、導電部材への絶縁カバーの装着を行う場合がある。この場合、仮に蓋部材やケース部材にガイド部が近接した状態となっていると、電極組立体のケース部材の内部への収容の際に、電極組立体がガイド部に当接して電極組立体の変形が生じるおそれがある。
上記構成によれば、電極組立体のケース部材の内部への収容の際に、ガイド部を積層方向一端側に移動させることにより、電極組立体のケース部材の内部への収容の際に、電極組立体がガイド部に当接することが抑制される。また、電極組立体のケース部材の内部への収容後には、ガイド部を積層方向他端側に移動させることにより、ガイド部の積層方向の他端と蓋部材とを接触させることができる。そして、こうして接触させた状態で導電部材への絶縁カバーの装着を行うことができる。
この発明によれば、絶縁カバーの装着性を向上できる。
以下、蓄電装置の製造装置及び製造方法を二次電池の製造装置及び製造方法に具体化した一実施形態について図1〜図6を用いて説明する。
図1又は図2に示すように、蓄電装置としての二次電池10はケース11を備え、ケース11には電極組立体12が収容されている。ケース11は、電極組立体12を収容する四角箱状のケース部材13と、このケース部材13の開口部13aを閉塞する矩形平板状の蓋部材14とを有している。なお、本実施形態の二次電池10はリチウムイオン電池である。蓋部材14は、ケース部材13の開口部13aの周縁に支持される矩形平板状の天板14aと、天板14aからケース部材13に向けて突出する矩形状の嵌合部14bとを有する。嵌合部14bは、ケース部材13の開口部13aに嵌合される。そして、天板14aの周縁とケース部材13における開口部13aの周縁とが溶接されてケース部材13と蓋部材14が一体化されている。
図1又は図2に示すように、蓄電装置としての二次電池10はケース11を備え、ケース11には電極組立体12が収容されている。ケース11は、電極組立体12を収容する四角箱状のケース部材13と、このケース部材13の開口部13aを閉塞する矩形平板状の蓋部材14とを有している。なお、本実施形態の二次電池10はリチウムイオン電池である。蓋部材14は、ケース部材13の開口部13aの周縁に支持される矩形平板状の天板14aと、天板14aからケース部材13に向けて突出する矩形状の嵌合部14bとを有する。嵌合部14bは、ケース部材13の開口部13aに嵌合される。そして、天板14aの周縁とケース部材13における開口部13aの周縁とが溶接されてケース部材13と蓋部材14が一体化されている。
図2に示すように、電極組立体12は、シート状の複数の正極電極21とシート状の複数の負極電極22とを備え、正極電極21と負極電極22とは異なる極性の電極である。正極電極21は、アルミニウム箔等からなる正極金属箔と、その正極金属箔の両面に存在する正極活物質層とを有する。負極電極22は、銅箔等からなる負極金属箔と、その負極金属箔の両面に存在する負極活物質層とを有する。そして、電極組立体12においては、複数の正極電極21と複数の負極電極22の間にこれらを絶縁するセパレータ23が介在されている。正極電極21、負極電極22、及びセパレータ23が積層されることにより、電極組立体12は積層型となっている。正極電極21と負極電極22が積層された方向を電極組立体12の積層方向(以下、単に積層方向Xという)とする。
図2又は図3に示すように、正極電極21は、正極電極21の一辺21aの一部から突出した形状の正極のタブ25を有する。負極電極22は、負極電極22の一辺22aの一部から突出した形状の負極のタブ26を有する。複数の正極のタブ25と複数の負極のタブ26とは、正極電極21及び負極電極22が積層された状態で、正極のタブ25と負極のタブ26とが重ならない位置にそれぞれ設けられている。
電極組立体12は、タブ側端面12aを備える。タブ側端面12aは、正極電極21の一辺21a、負極電極22の一辺22a、及びセパレータ23の一辺を寄せ集めて形成されている。各正極電極21は、それぞれの正極のタブ25が積層方向Xに沿って列状に配置されるように積層される。同様に、各負極電極22は、それぞれの負極のタブ26が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。
図1に示すように、電極組立体12のタブ側端面12aからは、全ての正極のタブ25を積層方向Xに積層して構成された正極のタブ群27が突出している。また、電極組立体12のタブ側端面12aからは、全ての負極のタブ26を積層して構成された負極のタブ群27が突出している。各極のタブ群27は、積層方向Xの一端側に各タブ25,26の先端が位置するように折り曲げられている。そして、電極組立体12は、絶縁フィルムFによって覆われている。
図3に示すように、正極のタブ群27には、電極組立体12と、後述の正極端子構造15とを電気的に接続するための導電部材28が接合されている。また、負極のタブ群27には、電極組立体12と、後述の負極端子構造16とを電気的に接続するための導電部材28が接合されている。各導電部材28は、蓋部材14の内面14iと、タブ群27が存在する電極組立体12のタブ側端面12aとの間に配置されている。
図3又は図4に示すように、正極及び負極の導電部材28は、蓋部材14の長手方向へ長手が延びるクランク状である。また、正極及び負極の導電部材28の短手は積層方向Xへ延びる。正極及び負極の導電部材28は、同じ極性のタブ群27と接合された平板状の電極接合部28aを長手方向一端側に備える。また、正極及び負極の導電部材28は、同じ極性の電極端子29と接続される平板状の端子接合部28bを長手方向他端側に備えるとともに、電極接合部28aと端子接合部28bを接続する接続部28cを備える。接続部28cにより、端子接合部28bは、電極接合部28aよりも電極組立体12寄りに位置している。導電部材28の短手方向に沿った電極接合部28a、端子接合部28b、及び接続部28cの寸法はいずれも同じである。
次に、正極端子構造15及び負極端子構造16を説明する。なお、正極端子構造15と負極端子構造16は基本的に同じ構成であるため、共通の部材については、同じ部材番号を使用して説明する。
図1又は図3に示すように、正極端子構造15及び負極端子構造16は、それぞれ蓋部材14に固定された電極端子29を備える。電極端子29は、各極性において導電部材28の端子接合部28bと電気的に接続され、電極組立体12と電気を授受する。電極端子29は、蓋部材14より外側に突出している。正極端子構造15及び負極端子構造16は、蓋部材14の外側で電極端子29と電気的に接続された端子接合部材30を備える。また、正極端子構造15及び負極端子構造16は、蓋部材14の外側で、端子接合部材30と電気的に接続された外部接続端子31を備える。正極端子構造15及び負極端子構造16は、端子接合部材30及び外部接続端子31を蓋部材14から絶縁する外側絶縁部材32を蓋部材14の外面14tに備える。
図2及び図4に示すように、正極端子構造15及び負極端子構造16は、ケース11の内側で電極端子29及び端子接合部28bを蓋部材14から絶縁する絶縁部材としての内側絶縁部材33を備える。内側絶縁部材33は矩形板状である。また、内側絶縁部材33は、電極組立体12のタブ側端面12aから蓋部材14に向けて凹む収容凹部34を備える。収容凹部34は、内側絶縁部材33の四側面のうち、電極接合部28a寄りの側面にて開口している。そして、収容凹部34に端子接合部28bのほぼ全体が収容され、内側絶縁部材33におけるタブ側端面12a寄りの端面33aと、端子接合部28bにおけるタブ側端面12a寄りの端面とが面一になっている。また、端子接合部28bの一部、接続部28c、及び電極接合部28aが内側絶縁部材33における端子接合部28b寄りの側面から突出している。
次に、ケース11内に設けられた樹脂製の絶縁カバー35について説明する。
図1及び図2に示すように、絶縁カバー35は、正極及び負極の導電部材28に対し、積層方向Xの一端側から装着されている。絶縁カバー35は、矩形板状のタブ絶縁部36を備える。タブ絶縁部36は、積層方向Xの一端側に位置する両極のタブ群27の先端側を積層方向Xの外側から覆っている。タブ絶縁部36は、積層方向Xの一端側において、両極のタブ群27の先端側とケース部材13との間に介在する。よって、絶縁カバー35は、積層方向Xの一端側において両極のタブ群27の先端側とケース部材13とを絶縁する。
図1及び図2に示すように、絶縁カバー35は、正極及び負極の導電部材28に対し、積層方向Xの一端側から装着されている。絶縁カバー35は、矩形板状のタブ絶縁部36を備える。タブ絶縁部36は、積層方向Xの一端側に位置する両極のタブ群27の先端側を積層方向Xの外側から覆っている。タブ絶縁部36は、積層方向Xの一端側において、両極のタブ群27の先端側とケース部材13との間に介在する。よって、絶縁カバー35は、積層方向Xの一端側において両極のタブ群27の先端側とケース部材13とを絶縁する。
絶縁カバー35は、蓋部材14の長手方向に延びるタブ絶縁部36の一対の長縁部のうち、蓋部材14寄りの長縁部から積層方向Xに沿ってタブ絶縁部36から突出した板状の第1板部37を備える。第1板部37は、両極の導電部材28の電極接合部28aと蓋部材14の内面14iとの間に介在し、両者を絶縁する。絶縁カバー35の第1板部37は、両極の電極接合部28aに支持されている。
図1に示すように、第1板部37は、タブ絶縁部36からの突出方向における先端側に先端部37cを備えている。先端部37cは、タブ絶縁部36からの突出方向において、タブ絶縁部36側の端部である第1端部37dと、第1端部37dとは反対側の端部である第2端部37eと、を備えている。第1端部37dは積層方向Xにおける第1板部37の中間位置よりも他端側に位置し、第2端部37eは積層方向Xにおける第1板部37の他端に位置する。正極及び負極の導電部材28に対して絶縁カバー35が装着される前の状態においては、タブ絶縁部36の短手方向で第2端部37eがタブ絶縁部36から離間した位置となるように、第1板部37の先端部37cが傾斜している。なお、先端部37cは、第1板部37におけるタブ絶縁部36との接続部分と先端部37cとの間の部分の延びる面に対して上方に傾斜するように、予め形成されている。上方に傾斜する角度は、タブ絶縁部36に沿った方向における第2板部38から第1端部37dまでの長さと第2板部38から第2端部37eまでの長さとの差が、後述する係止爪40の第2板部38の第1面38aから第1板部37に向けて突出する方向の長さを超えない角度に設定され、例えば5度である。
図2に示すように、正極及び負極の導電部材28に対して絶縁カバー35が装着された状態では、蓋部材14の内面14iへの接触により、第1板部37の先端部37cの傾斜がなくなり、先端部37cを含む第1板部37の短手方向の全体が積層方向Xに沿った形状となる。そして、先端部37cを含む第1板部37の全体において、一方端面である第1面37aが蓋部材14の内面14iに対向し、第1面37aの裏面である第2面37bが導電部材28の電極接合部28aに対向する。
図1に示すように、絶縁カバー35は、蓋部材14の長手方向に延びるタブ絶縁部36の一対の長縁部のうち、電極組立体12寄りの他方の長縁部の両端部から積層方向Xに沿ってタブ絶縁部36から突出した一対の第2板部38を備える。各第2板部38は、第1板部37よりも電極組立体12寄りに位置する。図3に示すように、一方の第2板部38は、正極端子構造15における端子接合部28bと、電極組立体12のタブ側端面12aとの間に介在し、端子接合部28bの一部を電極組立体12側から覆う。他方の第2板部38は、負極端子構造16における端子接合部28bと、電極組立体12のタブ側端面12aとの間に介在し、端子接合部28bの一部を電極組立体12側から覆う。そして、正極及び負極の導電部材28に対して絶縁カバー35が装着される前の状態においては、第1板部37の先端部37cは、タブ絶縁部36からの突出方向先端側ほど第2板部38から離間するように上り傾斜した形状となっている。
図2に示すように、第2板部38は、蓋部材14側の面であって端子接合部28bに対向する平坦面である第1面38aと、第1面38aと平行な電極組立体12側の面である第2面38bと、を備える。なお、第1板部37及び第2板部38の突出方向(積層方向X)への長さは、ケース部材13の短手方向に対向する内面間の距離Kによって決まる。これは、距離Kよりも第1板部37及び第2板部38が長くなると、絶縁カバー35をケース部材13内に収容できないためである。
絶縁カバー35は、各第2板部38におけるタブ絶縁部36からの突出端に係止爪40を備える。係止爪40は、各第2板部38の第1面38aから第1板部37に向けて突出する。各係止爪40は、第2板部38におけるタブ絶縁部36からの突出端からタブ絶縁部36に向かうに従い第1板部37(蓋部材14)に近付くように上り傾斜する傾斜面40aを備える。
図3に示すように、一方の係止爪40は、正極の導電部材28の端子接合部28bを絶縁した内側絶縁部材33において、積層方向Xの他端に位置した側面に係止している。他方の係止爪40は、負極の導電部材28の端子接合部28bを絶縁した内側絶縁部材33において、積層方向Xの他端に位置した側面に係止している。各内側絶縁部材33に対する係止爪40の係止により、絶縁カバー35が積層方向Xの一端側に移動することが規制されている。
次に、二次電池10の製造装置50について説明する。
図5に示すように、二次電池10の製造装置50は、絶縁カバー35を導電部材28に対して装着させるための装着用治具51を備えている。装着用治具51は、絶縁カバー35の第2板部38が載置される平坦な載置面52aを有する載置部52と、載置部52と対向して位置するガイド部53を備えている。載置面52aは、載置部52の上面に位置する。ガイド部53は、積層方向Xの一端53a側に向かうにつれてガイド部53の図5における上下方向の厚みが徐々に薄くなるように傾斜するテーパ状となっている。ガイド部53は、載置部52側にガイド面53sを有する。ガイド部53は、積層方向Xの一端53aと他端53bとの間に、ガイド部53の載置部52側の端面53eとの境界部53dを有する。ガイド面53sは、ガイド部53の積層方向Xの一端53aから境界部53dに向けて載置部52に近づくように下り傾斜した傾斜面状である。なお、上記一端53aがガイド面53sの積層方向Xの一端に相当し、境界部53dがガイド面53sの積層方向Xの他端に相当する。そして、端面53eは、積層方向Xの境界部53dと他端53bとの間で平坦に延びる。端面53eは載置部52の載置面52aと対向している。装着用治具51において、載置部52の載置面52aとガイド部53の端面53eとの間の距離を距離L2とする。絶縁カバー35において、第1板部37のうちでタブ絶縁部36との接続部分と先端部37cとの間の部分における第1面37aと第2板部38の第2面38bとの距離である距離L1(図2)と同程度の大きさとなるように、距離L2の大きさが設定されている。
図5に示すように、二次電池10の製造装置50は、絶縁カバー35を導電部材28に対して装着させるための装着用治具51を備えている。装着用治具51は、絶縁カバー35の第2板部38が載置される平坦な載置面52aを有する載置部52と、載置部52と対向して位置するガイド部53を備えている。載置面52aは、載置部52の上面に位置する。ガイド部53は、積層方向Xの一端53a側に向かうにつれてガイド部53の図5における上下方向の厚みが徐々に薄くなるように傾斜するテーパ状となっている。ガイド部53は、載置部52側にガイド面53sを有する。ガイド部53は、積層方向Xの一端53aと他端53bとの間に、ガイド部53の載置部52側の端面53eとの境界部53dを有する。ガイド面53sは、ガイド部53の積層方向Xの一端53aから境界部53dに向けて載置部52に近づくように下り傾斜した傾斜面状である。なお、上記一端53aがガイド面53sの積層方向Xの一端に相当し、境界部53dがガイド面53sの積層方向Xの他端に相当する。そして、端面53eは、積層方向Xの境界部53dと他端53bとの間で平坦に延びる。端面53eは載置部52の載置面52aと対向している。装着用治具51において、載置部52の載置面52aとガイド部53の端面53eとの間の距離を距離L2とする。絶縁カバー35において、第1板部37のうちでタブ絶縁部36との接続部分と先端部37cとの間の部分における第1面37aと第2板部38の第2面38bとの距離である距離L1(図2)と同程度の大きさとなるように、距離L2の大きさが設定されている。
積層方向Xの他端側の載置部52の端部52bとガイド部53との間に側壁部54が立設している。側壁部54は、積層方向Xと直交する方向のうちで載置面52aが延びる方向(図5の紙面に対して直交する方向)において、載置部52及びガイド部53の両端部にのみ位置しており、載置部52及びガイド部53の中央部分には位置していない。上記積層方向Xと直交する方向のうちで載置面52aが延びる方向において、側壁部54で挟まれた部分の距離L3(図示略)は、絶縁カバー35の長手方向における全体の大きさL4(図4)より大きい大きさに設定されている。そして、積層方向Xの他端側においては、載置部52、ガイド部53、及び側壁部54で囲まれて開口部55が区画形成されている。
装着用治具51は積層方向Xに進退可能となっている。図5に示すように、積層方向Xの一端側に装着用治具51を移動させると、載置部52の端部52bがケース部材13から離間するとともに、ガイド部53の他端53bが蓋部材14から離間する。図6(a)に示すように、積層方向Xの他端側に装着用治具51を移動させると、載置部52の端部52bがケース部材13に接触するとともに、ガイド部53の他端53bが蓋部材14に接触するようになる。これにより、載置部52とケース部材13との間に間隙が形成されなくなるとともに、ガイド部53と蓋部材14との間に間隙が形成されなくなる。なお、載置部52の端部52bがケース部材13に接触した状態では、載置部52の載置面52aがケース部材13の開口端面と内側絶縁部材33との間に位置している。ガイド部53の他端53bが蓋部材14に接触した状態では、ガイド部53の端面53eが蓋部材14の内面14iと電極接合部28aとの間に位置している。
また、図6(a)に示すように、装着用治具51は、載置部52の載置面52aに載置された絶縁カバー35を押圧する押圧治具56を備えている。この押圧治具56によってタブ絶縁部36が積層方向Xの一端側から押圧されることにより、絶縁カバー35は載置部52の載置面52aに沿って移動する。
次に、装着用治具51を用いて絶縁カバー35を導電部材28に装着して二次電池10を製造する製造方法について、本実施形態の作用と合わせて説明する。
図1及び図5に示すように、絶縁カバー35の導電部材28への装着に際して、まず電極端子29、端子接合部材30、外部接続端子31、外側絶縁部材32、及び内側絶縁部材33が蓋部材14に組付けられることにより、正極端子構造15及び負極端子構造16が形成される。そして、これら正極端子構造15及び負極端子構造16が蓋部材14と一体となって蓋端子組立体20が形成される。そして、正極の導電部材28の電極接合部28aに対し、電極組立体12の正極のタブ群27が溶接によって接合され、負極の導電部材28の電極接合部28aに対し、負極のタブ群27が溶接によって接合される。すると、蓋端子組立体20と電極組立体12が一体化される。
図1及び図5に示すように、絶縁カバー35の導電部材28への装着に際して、まず電極端子29、端子接合部材30、外部接続端子31、外側絶縁部材32、及び内側絶縁部材33が蓋部材14に組付けられることにより、正極端子構造15及び負極端子構造16が形成される。そして、これら正極端子構造15及び負極端子構造16が蓋部材14と一体となって蓋端子組立体20が形成される。そして、正極の導電部材28の電極接合部28aに対し、電極組立体12の正極のタブ群27が溶接によって接合され、負極の導電部材28の電極接合部28aに対し、負極のタブ群27が溶接によって接合される。すると、蓋端子組立体20と電極組立体12が一体化される。
そして、図5に示すように、積層方向Xの一端側に装着用治具51を移動させた状態で、蓋端子組立体20と一体化された電極組立体12をケース部材13の開口部13aからケース部材13内に挿入する。このとき、載置部52の端部52bがケース部材13から離間しているとともに、ガイド部53の他端53bが蓋部材14から離間している。そして、蓋部材14は、把持機構(図示略)によって、ケース部材13の開口部13aから離間した位置で把持される。これにより、導電部材28がケース部材13の外部に露出した状態にされる。
ケース部材13への電極組立体12の挿入後、図6(a)に示すように、積層方向Xの他端側に装着用治具51を移動させる。これにより、積層方向Xにおいて、ケース部材13を介して電極組立体12と載置部52とが隣接するとともに、載置部52の端部52bがケース部材13に接触するようになる。積層方向Xにおいて、蓋部材14とガイド部53とが隣接するとともに、ガイド部53の他端53bが蓋部材14に接触するようになる。そして、絶縁カバー35の第2板部38を装着用治具51の載置部52の載置面52aに載置させることにより、蓋端子組立体20の蓋部材14と電極接合部28aとの間の部分と絶縁カバー35の第1板部37とが積層方向Xで対向するようになる。そして、載置部52の載置面52aに載置された絶縁カバー35を押圧治具56によって蓋端子組立体20に向けて積層方向Xに沿って押圧することにより、絶縁カバー35を蓋端子組立体20に向けて移動させる。
図6(b)に示すように、絶縁カバー35を積層方向Xの他端側に移動させると、第1板部37の先端部37cにおける第2端部37eがガイド部53のガイド面53sに当接する。そして、ガイド部53のガイド面53sに対する第2端部37eの当接箇所が積層方向Xの他端側に移動し、第2端部37eが第2板部38へと接近しながら、絶縁カバー35の積層方向Xの他端側への移動が継続される。第2端部37eがガイド部53の境界部53dにまで至ると、先端部37cがガイド部53の端面53eに沿いながら絶縁カバー35が移動するようになる。これにより、第1板部37の先端部37cの傾斜がなくなり、積層方向Xにおける第1板部37の全体が、積層方向Xに沿って第2板部38と平行となる。
さらに絶縁カバー35の移動が進むと、第1板部37の先端部37cの当接箇所がガイド部53の端面53eから蓋部材14の内面14iに移る。このとき、蓋部材14の天板14aとガイド部53との間には間隙がないため、ガイド部53から蓋部材14へと第1板部37の先端部37cの当接箇所が移る際に、第1板部37の先端部37cが傾斜状態に戻りにくい。
そして、蓋部材14と電極接合部28aとの間に第1板部37を差し込む。その後、絶縁カバー35を積層方向Xの他端側に移動させると、両方の電極接合部28aに第1板部37が支持される。第1板部37が電極接合部28aに支持された状態で、押圧治具56により、絶縁カバー35を積層方向Xの他端側に向けてさらに移動させる。そして、各係止爪40の傾斜面40aが、内側絶縁部材33における積層方向Xの一端縁に摺接しながら通過し、その後、係止爪40が各極性の内側絶縁部材33における積層方向Xの他端の側面に係止する。すると、絶縁カバー35が積層方向一端側に移動することが規制され、蓋端子組立体20から絶縁カバー35が抜け出ることが規制される。その結果、絶縁カバー35の第1板部37が、電極接合部28aと蓋部材14との間に介在した状態となる。
そして、蓋部材14の嵌合部14bがケース部材13の開口部13aに嵌合される。天板14aの周縁とケース部材13における開口部13aの周縁とが溶接されて、二次電池10が組み立てられる。
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)絶縁カバー35を導電部材28に装着するため、絶縁カバー35を積層方向X一端側から他端側に移動させる際に、ガイド部53のガイド面53sによって第1板部37の先端部37cを電極組立体12に近付く方向へ変形するようにガイドできる。したがって、第1板部37を、電極接合部28aと蓋部材14との間に入り込ませることができ、絶縁カバー35の装着性を向上できる。
(1)絶縁カバー35を導電部材28に装着するため、絶縁カバー35を積層方向X一端側から他端側に移動させる際に、ガイド部53のガイド面53sによって第1板部37の先端部37cを電極組立体12に近付く方向へ変形するようにガイドできる。したがって、第1板部37を、電極接合部28aと蓋部材14との間に入り込ませることができ、絶縁カバー35の装着性を向上できる。
(2)ガイド部53と蓋部材14とが接触するため、積層方向Xにおいてガイド部53と蓋部材14との間に間隙がない状態で絶縁カバー35の移動を行うことができる。絶縁カバー35を導電部材28に装着する際には、第1板部37の先端部37cのうち、積層方向X一端側の部分がガイド部53に沿いながら、積層方向X他端側の部分が蓋部材14に沿って移動することとなる。したがって、第1板部37の先端部37cの電極組立体12に近付く方向への変形をより維持できるため、電極接合部28aと蓋部材14との間に第1板部37をさらに入り込ませやすくなり、絶縁カバー35の装着性をさらに向上できる。
(3)電極組立体12のケース部材13の内部への収容の際に、ガイド部53を積層方向X一端側に移動させることにより、電極組立体12がガイド部53に当接することが抑制される。また、電極組立体12のケース部材13の内部への収容後には、ガイド部53を積層方向X他端側に移動させることにより、ガイド部53の積層方向Xの他端53bと蓋部材14とを接触させることができる。そして、こうして接触させた状態で導電部材28への絶縁カバー35の装着を行うことができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 装着用治具51の側壁部54を省略し、載置部52とガイド部53とが別体であってもよい。
○ガイド部53のみが積層方向Xに進退可能であってもよい。また、載置部52及びガイド部53の両方とも積層方向Xに進退しない構成であってもよい。
○ガイド部53のみが積層方向Xに進退可能であってもよい。また、載置部52及びガイド部53の両方とも積層方向Xに進退しない構成であってもよい。
○ 導電部材28への絶縁カバー35の装着を、電極組立体12をケース部材13内に挿入する前に行ってもよい。
○ ケース部材13と載置部52との隣接は、積層方向Xにおいてケース部材13と載置部52とが接触しない状態を含み、ケース部材13と載置部52とが接触しない状態で、載置部52に絶縁カバー35を載置させて、導電部材28への絶縁カバー35の装着を行ってもよい。
○ ケース部材13と載置部52との隣接は、積層方向Xにおいてケース部材13と載置部52とが接触しない状態を含み、ケース部材13と載置部52とが接触しない状態で、載置部52に絶縁カバー35を載置させて、導電部材28への絶縁カバー35の装着を行ってもよい。
○ 蓋部材14とガイド部53との隣接は、積層方向Xにおいて蓋部材14とガイド部53とが接触しない状態を含み、蓋部材14とガイド部53とが接触しない状態で、載置部52に絶縁カバー35を載置させて、導電部材28への絶縁カバー35の装着を行ってもよい。この形態では、絶縁カバー35を積層方向X他端側に移動させて第1板部37の当接箇所がガイド部53から蓋部材14に移る際に、蓋部材14とガイド部53との間で第1板部37の先端部37cの傾斜が戻らないように、蓋部材14とガイド部53との間隙を積層方向Xにおける先端部37cの寸法より小さくする。
○ ガイド部53の載置部52側の全体をガイド面53sとしてもよい。
○ ガイド部53のガイド面53sは円弧面であってもよい。
○ 第1板部37のうち、先端部37cを含んだタブ絶縁部36からの突出方向の全体を、タブ絶縁部36からの突出方向先端側ほど第2板部38から離間する形状としてもよい。
○ ガイド部53のガイド面53sは円弧面であってもよい。
○ 第1板部37のうち、先端部37cを含んだタブ絶縁部36からの突出方向の全体を、タブ絶縁部36からの突出方向先端側ほど第2板部38から離間する形状としてもよい。
○ 絶縁カバー35は、製造誤差によって第1板部37の先端部37cがタブ絶縁部36からの突出方向先端側ほど第2板部38から離間する形状となったものでもよい。
○ 二次電池10は、電極組立体12の積層方向Xの一端側に配置される絶縁カバー35だけでなく、電極組立体12の積層方向Xの他端側に配置される絶縁カバーを備えていてもよい。
○ 二次電池10は、電極組立体12の積層方向Xの一端側に配置される絶縁カバー35だけでなく、電極組立体12の積層方向Xの他端側に配置される絶縁カバーを備えていてもよい。
○ 正極電極21及び負極電極22は、金属箔の片面のみに活物質層を有する構造でもよい。
○ 二次電池10のケース11は、蓋部材14が円形状等である四角箱状以外の形状であってもよい。
○ 二次電池10のケース11は、蓋部材14が円形状等である四角箱状以外の形状であってもよい。
○ 蓄電装置は、二次電池でなく、キャパシタ等の他の蓄電装置に適用してもよい。
○ 二次電池は、リチウムイオン電池であったが、これに限らず、他の二次電池であってもよい。
○ 二次電池は、リチウムイオン電池であったが、これに限らず、他の二次電池であってもよい。
10…二次電池、11…ケース、12…電極組立体、13…ケース部材、13a…開口部、14…蓋部材、14i…内面、25,26…タブ、27…タブ群、28…導電部材、28a…電極接合部、28b…端子接合部、29…電極端子、35…絶縁カバー、36…タブ絶縁部、37…第1板部、37c…先端部、38…第2板部、50…製造装置、51…装着用治具、52…載置部、53…ガイド部、53s…ガイド面。
Claims (4)
- 正極と負極の電極が絶縁された状態で積層され、かつ各極の前記電極から突出したタブが同じ極性同士で積層されたタブ群を有する電極組立体と、
前記電極組立体を収容するケース部材、及び前記ケース部材の開口部を閉塞する蓋部材を有するケースと、
前記蓋部材に固定され、前記電極組立体と電気を授受する各極の電極端子と、
前記蓋部材の内面と、前記タブ群が存在する前記電極組立体のタブ側端面との間に配置され、同じ極性の前記タブ群と接合された電極接合部を有するとともに、同じ極性の前記電極端子と接合された端子接合部を備える各極の導電部材と、
前記タブ群と前記ケース部材とを絶縁する絶縁カバーと、
を備える蓄電装置を、装着用治具を用いて前記絶縁カバーを前記導電部材に装着することにより製造する製造装置であって、
前記絶縁カバーは、前記電極組立体における前記電極の積層方向一端側において前記タブ群と前記ケース部材との間に介在する板状のタブ絶縁部と、
前記積層方向に沿って前記タブ絶縁部から突出し、前記蓋部材と前記電極接合部の間に介在する第1板部と、
前記第1板部よりも前記電極組立体寄りに位置し、前記積層方向に沿って前記タブ絶縁部から突出し、前記端子接合部と前記電極組立体との間に介在する第2板部と、を有し、
前記導電部材に対して前記絶縁カバーが装着される前の状態において、前記第1板部の前記タブ絶縁部からの突出方向における先端部は、前記タブ絶縁部からの突出方向先端側ほど前記第2板部から離間する形状であり、
前記装着用治具は、前記積層方向において前記電極組立体と隣接するとともに前記第2板部が載置される載置部と、前記積層方向において前記蓋部材と隣接するとともに前記載置部と対向して位置するガイド部と、を有し、
前記ガイド部は、前記載置部側に、前記積層方向の一端から他端に向けて前記載置部に近づく形状のガイド面を有し、
前記ガイド面には前記第1板部の前記先端部が接触することを特徴とする蓄電装置の製造装置。 - 前記ガイド部の前記積層方向の他端と前記蓋部材とが接触する請求項1に記載の蓄電装置の製造装置。
- 前記ガイド部は前記積層方向に沿って進退可能である請求項2に記載の蓄電装置の製造装置。
- 正極と負極の電極が絶縁された状態で積層され、かつ各極の前記電極から突出したタブが同じ極性同士で積層されたタブ群を有する電極組立体と、
前記電極組立体を収容するケース部材、及び前記ケース部材の開口部を閉塞する蓋部材を有するケースと、
前記蓋部材に固定され、前記電極組立体と電気を授受する各極の電極端子と、
前記蓋部材の内面と、前記タブ群が存在する前記電極組立体のタブ側端面との間に配置され、同じ極性の前記タブ群と接合された電極接合部を有するとともに、同じ極性の前記電極端子と接合された端子接合部を備える各極の導電部材と、
前記タブ群と前記ケース部材とを絶縁する絶縁カバーと、を備える蓄電装置を、装着用治具を用いて前記絶縁カバーを前記導電部材に装着することにより製造する製造方法であって、
前記絶縁カバーは、前記電極組立体における前記電極の積層方向一端側において前記タブ群と前記ケース部材との間に介在する板状のタブ絶縁部と、
前記積層方向に沿って前記タブ絶縁部から突出し、前記蓋部材と前記電極接合部の間に介在する第1板部と、
前記第1板部よりも前記電極組立体寄りに位置し、前記積層方向に沿って前記タブ絶縁部から突出し、前記端子接合部と前記電極組立体との間に介在する第2板部と、を有し、
前記導電部材に対して前記絶縁カバーが装着される前の状態において、前記第1板部の前記タブ絶縁部からの突出方向における先端部は、前記タブ絶縁部からの突出方向先端側ほど前記第2板部から離間する形状であり、
前記装着用治具は、前記積層方向において前記電極組立体と隣接するとともに前記第2板部が載置される載置部と、前記積層方向において前記蓋部材と隣接するとともに前記載置部と対向して位置するガイド部と、を有し、
前記ガイド部は、前記載置部側に、前記積層方向の一端から他端に向けて前記載置部に近づく形状のガイド面を有し、
前記第2板部を前記載置部に載置させ、前記絶縁カバーを前記積層方向他端側に移動させて前記ガイド面に前記第1板部の前記先端部を接触させることにより、前記第1板部の前記先端部を前記第2板部に接近させるとともに前記絶縁カバーを前記導電部材に装着することを特徴とする蓄電装置の製造方法。
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