JP2020107412A - Electrode unit manufacturing method and electrode unit preparation body - Google Patents
Electrode unit manufacturing method and electrode unit preparation body Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020107412A JP2020107412A JP2018242535A JP2018242535A JP2020107412A JP 2020107412 A JP2020107412 A JP 2020107412A JP 2018242535 A JP2018242535 A JP 2018242535A JP 2018242535 A JP2018242535 A JP 2018242535A JP 2020107412 A JP2020107412 A JP 2020107412A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- perforations
- resin film
- end side
- electrode unit
- 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.)
- Pending
Links
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
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
本発明の一側面は、電極ユニット製造方法および電極ユニット準備体に関する。 One aspect of the present invention relates to an electrode unit manufacturing method and an electrode unit preparation body.
二次電池として、特許文献1に記載されたバイポーラ電池が知られている。このバイポーラ電池では、集電体の一方の面に正極が形成され、他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極が、電解質層を介して積層されている。集電体同士の間には、絶縁性のシール層が設けられている。 As a secondary battery, the bipolar battery described in Patent Document 1 is known. In this bipolar battery, a bipolar electrode having a positive electrode formed on one surface of a current collector and a negative electrode formed on the other surface is laminated via an electrolyte layer. An insulating seal layer is provided between the current collectors.
特許文献1に開示されるようなバイポーラ電池を製造する場合、例えば、電極板(集電体)の縁部にシール層となる枠体が取り付けられた電極ユニットを予め製造しておくことが考えられる。電極ユニットを製造する場合において、枠体を電極板の縁部に取り付けるには、枠体を電極板に重ねた状態で、枠体と集電体とを互いに接合する必要がある。しかしながら、枠体は、一般に歪みやすく、取り扱いが容易ではない。そのため、枠体と電極板との接合作業には多大な時間と労力を要する場合があり、生産性の低下を招く虞がある。 When manufacturing a bipolar battery as disclosed in Patent Document 1, for example, it is considered that an electrode unit in which a frame body serving as a seal layer is attached to an edge portion of an electrode plate (current collector) is manufactured in advance. To be When manufacturing the electrode unit, in order to attach the frame body to the edge portion of the electrode plate, it is necessary to join the frame body and the current collector to each other in a state where the frame body is superposed on the electrode plate. However, the frame body is generally easily distorted and is not easy to handle. Therefore, a great deal of time and labor may be required for the work of joining the frame body and the electrode plate, which may lead to a decrease in productivity.
本発明の一側面は、生産性の低下を抑制できる電極ユニット製造方法を提供することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to provide an electrode unit manufacturing method capable of suppressing a decrease in productivity.
本発明の一側面に係る電極ユニット製造方法は、電極板と、電極板の縁部を囲み当該縁部に接合された枠体と、を含む電極ユニットを製造する電極ユニット製造方法であって、枠体の母材である樹脂フィルムに枠体の内縁に沿った矩形のミシン目を形成する工程と、電極板の縁部と樹脂フィルムにおけるミシン目の外側とを互いに接合する工程と、電極板に接合された樹脂フィルムにおけるミシン目で囲まれた内側部分を、矩形を形成する長辺及び短辺のいずれかに沿った方向の一端側から他端側に向かって樹脂フィルムから除去する工程と、を含み、ミシン目を形成する工程では、一端側におけるミシン目の切り離しに必要な力が他端側におけるミシン目の切り離しに必要な力よりも小さくなるように、ミシン目を形成する。 An electrode unit manufacturing method according to one aspect of the present invention is an electrode unit manufacturing method for manufacturing an electrode unit including an electrode plate and a frame body surrounding the edge of the electrode plate and joined to the edge, A step of forming a rectangular perforation along the inner edge of the frame in the resin film which is the base material of the frame, a step of joining the edge portion of the electrode plate and the outside of the perforation in the resin film to each other, and the electrode plate A step of removing an inner portion surrounded by perforations in the resin film bonded to the resin film from one end side to the other end side in the direction along one of the long side and the short side forming the rectangle; In the step of forming the perforations, the perforations are formed such that the force required for separating the perforations on the one end side is smaller than the force required for separating the perforations on the other end side.
上記の電極ユニット製造方法では、枠状をなす樹脂フィルム(すなわち枠体)を電極板の縁部に接合した電極ユニットが製造され得る。本方法においては、枠状に加工される前の樹脂フィルムが電極板に接合され、その後、ミシン目の内側部分が除去される。ミシン目が形成された樹脂フィルムでは、除去される前の内側部分によって枠体の剛性が保持されている。そのため、比較的容易に樹脂フィルムを取り扱うことができるので、電極ユニットの生産性の低下が抑制される。このような方法では、ミシン目の切り離しに必要な力が大き過ぎると、ミシン目を適切に切り離すことができない虞がある。一方、ミシン目の切り離しに必要な力が小さ過ぎると、意図しない状況でミシン目が切断されてしまい、枠体の剛性が保持できない虞がある。本方法では、一端側から他端側に向かってミシン目の内側部分を除去することを前提としている。そして、一端側におけるミシン目の切り離しに必要な力が他端側に比べて小さくなるようにミシン目を形成している。これにより、樹脂フィルムから内側部分を容易に切り離すことができる。また、他端側では、ミシン目の切り離しに必要な力が大きくなっているので、意図せずに内側部分が切り離されることが抑制される。 In the above electrode unit manufacturing method, an electrode unit in which a frame-shaped resin film (that is, a frame body) is joined to the edge portion of the electrode plate can be manufactured. In this method, the resin film before being processed into a frame shape is joined to the electrode plate, and then the inner portion of the perforation is removed. In the resin film in which the perforations are formed, the rigidity of the frame body is maintained by the inner portion before being removed. Therefore, since the resin film can be handled relatively easily, the productivity of the electrode unit is prevented from being lowered. In such a method, if the force required to separate the perforations is too large, the perforations may not be properly separated. On the other hand, if the force required to separate the perforations is too small, the perforations may be cut in an unintended situation, and the rigidity of the frame body may not be maintained. In this method, it is premised that the inner portion of the perforation is removed from one end side toward the other end side. The perforations are formed so that the force required for separating the perforations on the one end side is smaller than that on the other end side. Thereby, the inner portion can be easily separated from the resin film. Further, on the other end side, since the force required for separating the perforations is large, it is possible to prevent the inner part from being unintentionally separated.
また、除去する工程では、一端側から他端側に相対的に移動するサクションローラによってミシン目で囲まれた内側部分を樹脂フィルムから除去してもよい。この構成では、サクションローラによってミシン目の内側部分を巻き取るようにして、樹脂フィルムから当該内側部分を除去することができる。 Further, in the removing step, the inner portion surrounded by the perforations by the suction roller that relatively moves from one end side to the other end side may be removed from the resin film. With this configuration, the inner portion can be removed from the resin film by winding the inner portion of the perforation with the suction roller.
また、ミシン目は、樹脂フィルムが切断された切断部分と、隣り合う切断部分同士の間に一定の長さで形成される接続部分とを有し、ミシン目を形成する工程では、一端側から他端側に向かって切断部分の長さが徐々に小さくなるようにミシン目を形成してもよい。ミシン目の切断部分の長さを変更することによって、ミシン目の切り離しに必要な力を容易に制御することができる。 Further, the perforation has a cut portion obtained by cutting the resin film and a connection portion formed with a constant length between adjacent cut portions, and in the step of forming the perforation, from one end side Perforations may be formed such that the length of the cut portion gradually decreases toward the other end side. By changing the length of the cut portion of the perforation, the force required for cutting the perforation can be easily controlled.
本発明の一側面に係る電極ユニット準備体は、電極板と、電極板の縁部を囲み、当該縁部に接合された枠体とを含む電極ユニットを得るための電極ユニット準備体であって、電極板と、電極板の縁部に接合された枠体の母材である樹脂フィルムと、を含み、樹脂フィルムは、枠体の内縁に沿った矩形のミシン目を有し、ミシン目は、矩形を形成する長辺及び短辺のいずれかに沿った方向の一端側におけるミシン目の切り離しに必要な力が他端側におけるミシン目の切り離しに必要な力よりも小さくなるように形成されている。 An electrode unit preparation according to one aspect of the present invention is an electrode unit preparation for obtaining an electrode unit that includes an electrode plate and a frame body that surrounds an edge of the electrode plate and is joined to the edge. An electrode plate, and a resin film that is a base material of the frame body joined to the edge of the electrode plate, the resin film has a rectangular perforation along the inner edge of the frame, the perforation is , The force required for separating perforations at one end in the direction along one of the long sides and the short sides forming a rectangle is smaller than the force required for separating perforations at the other end. ing.
本発明の一側面によれば、生産性の低下を抑制できる電極ユニット製造方法が提供され得る。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide an electrode unit manufacturing method capable of suppressing a decrease in productivity.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。図面には必要に応じてXYZ直交座標系が示される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and duplicate description is omitted. In the drawings, an XYZ rectangular coordinate system is shown as needed.
本実施形態に係る電極ユニット製造方法は、電池モジュールを構成する電極ユニットを製造する方法である。まず、図1を参照して、電極モジュールを備える蓄電装置の一例について説明する。図1は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。図1に示される蓄電装置1は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置1は、積層された複数の蓄電モジュール4を含むモジュール積層体2と、モジュール積層体2に対してモジュール積層体2の積層方向に拘束荷重を負荷する拘束部材3とを備えている。
The electrode unit manufacturing method according to the present embodiment is a method of manufacturing an electrode unit that constitutes a battery module. First, an example of a power storage device including an electrode module will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a power storage device. Power storage device 1 shown in FIG. 1 is used as a battery in various vehicles such as forklifts, hybrid vehicles, electric vehicles, and the like. The power storage device 1 includes a
モジュール積層体2は、複数(ここでは3つ)の蓄電モジュール4と、複数(ここでは4つ)の導電板5とを含む。蓄電モジュール4は、バイポーラ電池であり、積層方向から見て矩形状をなしている。蓄電モジュール4は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池、又は電気二重層キャパシタである。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
The
積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール4同士は、導電板5を介して電気的に接続されている。導電板5は、積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール4間と、積層端に位置する蓄電モジュール4の外側とにそれぞれ配置されている。積層端に位置する蓄電モジュール4の外側に配置された一方の導電板5には、正極端子6が接続されている。積層端に位置する蓄電モジュール4の外側に配置された他方の導電板5には、負極端子7が接続されている。正極端子6及び負極端子7は、例えば導電板5の縁部から積層方向に交差する方向に引き出されている。正極端子6及び負極端子7により、蓄電装置1の充放電が実施される。
The
導電板5の内部には、空気等の冷媒を流通させる複数の流路5aが設けられている。流路5aは、例えば積層方向と、正極端子6及び負極端子7の引き出し方向と、にそれぞれ交差(直交)する方向に沿って延在している。導電板5は、蓄電モジュール4同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、これらの流路5aに冷媒を流通させることにより、蓄電モジュール4で発生した熱を放熱する放熱板としての機能を併せ持っている。なお、図1の例では、積層方向から見た導電板5の面積は、蓄電モジュール4の面積よりも小さくなっているが、放熱性の向上の観点から、導電板5の面積は、蓄電モジュール4の面積と同じであってもよく、蓄電モジュール4の面積よりも大きくなっていてもよい。
Inside the
拘束部材3は、モジュール積層体2を積層方向に挟む一対のエンドプレート8と、エンドプレート8同士を締結する締結ボルト9及びナット10とによって構成されている。エンドプレート8は、積層方向から見た蓄電モジュール4及び導電板5の面積よりも一回り大きい面積を有する矩形の金属板である。エンドプレート8におけるモジュール積層体2側の面には、電気絶縁性を有するフィルムFが設けられている。フィルムFにより、エンドプレート8と導電板5との間が絶縁されている。
The restraint member 3 includes a pair of
エンドプレート8の縁部には、モジュール積層体2よりも外側となる位置に挿通孔8aが設けられている。締結ボルト9は、一方のエンドプレート8の挿通孔8aから他方のエンドプレート8の挿通孔8aに向かって通され、他方のエンドプレート8の挿通孔8aから突出した締結ボルト9の先端部分には、ナット10が螺合されている。これにより、蓄電モジュール4及び導電板5がエンドプレート8によって挟持されてモジュール積層体2としてユニット化されると共に、モジュール積層体2に対して積層方向に拘束荷重が付加される。
An
次に、蓄電モジュール4の構成について詳細に説明する。図2は、図1に示された蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。図2に示されるように、蓄電モジュール4は、電極積層体11と、電極積層体11を封止する樹脂製の封止体12とを備えている。電極積層体11は、セパレータ13を介して蓄電モジュール4の積層方向D1に沿って積層された複数の電極によって構成されている。これらの電極は、複数のバイポーラ電極14の積層体と、負極終端電極18と、正極終端電極19とを含む。
Next, the configuration of the
バイポーラ電極14は、一方面15a及び一方面15aの反対側の他方面15bを含む電極板15と、一方面15aに設けられた正極16と、他方面15bに設けられた負極17とを有している。正極16は、正極活物質が電極板15に塗工されることにより形成される正極活物質層である。負極17は、負極活物質が電極板15に塗工されることにより形成される負極活物質層である。電極積層体11において、一のバイポーラ電極14の正極16は、セパレータ13を挟んで積層方向D1の一方に隣り合う別のバイポーラ電極14の負極17と対向している。電極積層体11において、一のバイポーラ電極14の負極17は、セパレータ13を挟んで積層方向D1の他方に隣り合う別のバイポーラ電極14の正極16と対向している。
The
負極終端電極18は、電極板15と、電極板15の他方面15bに設けられた負極17とを有している。負極終端電極18は、他方面15bが電極積層体11における積層方向D1の中央側を向くように、積層方向D1の一端に配置されている。負極終端電極18の電極板15の一方面15aは、電極積層体11の積層方向における一方の外側面を構成し、蓄電モジュール4に隣接する一方の導電板5(図1参照)と電気的に接続されている。負極終端電極18の電極板15の他方面15bに設けられた負極17は、セパレータ13を介して、積層方向D1の一端のバイポーラ電極14の正極16と対向している。
The negative
正極終端電極19は、電極板15と、電極板15の一方面15aに設けられた正極16とを有している。正極終端電極19は、一方面15aが電極積層体11における積層方向D1の中央側を向くように、積層方向D1の他端に配置されている。正極終端電極19の一方面15aに設けられた正極16は、セパレータ13を介して、積層方向D1の他端のバイポーラ電極14の負極17と対向している。正極終端電極19の電極板15の他方面15bは、電極積層体11の積層方向における他方の外側面を構成し、蓄電モジュール4に隣接する他方の導電板5(図1参照)と電気的に接続されている。
The positive
電極板15は、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。一例として、電極板15は、ニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板15の縁部15cは、矩形枠状をなし、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。正極16を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極17を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。本実施形態では、電極板15の他方面15bにおける負極17の形成領域は、電極板15の一方面15aにおける正極16の形成領域に対して一回り大きくなっている。
The
セパレータ13は、例えばシート状に形成されている。セパレータ13としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。セパレータ13は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ13は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。
The
封止体12は、例えば絶縁性の樹脂によって、全体として矩形の筒状に形成されている。封止体12は、電極板15の縁部15cを包囲するように電極積層体11の側面11aに設けられている。封止体12は、側面11aにおいて縁部15cを保持している。封止体12は、電極板15の縁部15cに接合された複数の第1封止部21(枠体)と、側面11aに沿って第1封止部21を外側から包囲し、第1封止部21のそれぞれに接合された第2封止部22とを有している。第1封止部21及び第2封止部22は、例えば、耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂である。第1封止部21及び第2封止部22の構成材料としては、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)、変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)などが挙げられる。
The sealing
第1封止部21は、電極板15の一方面15aにおいて縁部15cの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向D1から見て矩形枠状をなしている。本実施形態では、バイポーラ電極14の電極板15のみならず、負極終端電極18の電極板15及び正極終端電極19の電極板15に対しても第1封止部21が設けられている。負極終端電極18では、電極板15の一方面15aの縁部15cに第1封止部21が設けられ、正極終端電極19では、電極板15の一方面15a及び他方面15bの双方の縁部15cに第1封止部21が設けられている。
The
第1封止部21は、例えば超音波又は熱によって電極板15の一方面15aに溶着され、気密に接合されている。第1封止部21は、例えば積層方向D1に所定の厚さを有するフィルムである。第1封止部21の内側は、積層方向D1に互いに隣り合う電極板15の縁部15c同士の間に位置している。第1封止部21の外側は、電極板15の縁よりも外側に張り出しており、その先端部分は、第2封止部22に埋設されている。積層方向D1に沿って互いに隣り合う第1封止部21同士は、互いに離間していてもよく、接していてもよい。また、第1封止部21の外縁部分同士は、例えば熱板溶着などによって互いに接合していてもよい。
The
電極板15と第1封止部21とが重なる領域は、電極板15と第1封止部21との接合領域Kとなっている。接合領域Kにおいて、電極板15の表面は、粗面化されている。粗面化された領域は、接合領域Kのみでもよいが、本実施形態では電極板15の全面が粗面化されている。粗面化は、例えば電解メッキによる複数の突起の形成により実現し得る。複数の突起が形成されることにより、電極板15と第1封止部21との接合界面では、溶融状態の樹脂が粗面化により形成された複数の突起間に入り込み、アンカー効果が発揮される。これにより、電極板15と第1封止部21との間に接合強度を向上させることができる。粗面化の際に形成される突起は、例えば基端側から先端側に向かって先太りとなる形状を有している。これにより、隣り合う突起の間の断面形状がアンダーカット形状となり、アンカー効果を高めることが可能となる。
An area where the
第2封止部22は、電極積層体11及び第1封止部21の外側に設けられ、蓄電モジュール4の外壁(筐体)を構成している。第2封止部22は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向D1に沿って電極積層体11の全長にわたって延在している。第2封止部22は、積層方向D1を軸方向として延在する矩形の枠状を呈している。第2封止部22は、例えば射出成形時の熱によって第1封止部21の外表面に溶着されている。
The
第1封止部21及び第2封止部22は、隣り合う電極の間に内部空間Vを形成すると共に内部空間Vを封止する。より具体的には、第2封止部22は、第1封止部21と共に、積層方向D1に沿って互いに隣り合うバイポーラ電極14の間、積層方向D1に沿って互いに隣り合う負極終端電極18とバイポーラ電極14との間、及び積層方向D1に沿って互いに隣り合う正極終端電極19とバイポーラ電極14との間をそれぞれ封止している。これにより、隣り合うバイポーラ電極14の間、負極終端電極18とバイポーラ電極14との間、及び正極終端電極19とバイポーラ電極14との間には、それぞれ気密に仕切られた内部空間Vが形成されている。この内部空間Vには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液を含む電解液(不図示)が収容されている。電解液は、セパレータ13、正極16、及び負極17内に含浸されている。封止体12の側面には、内部空間Vに注液口を注入するための注液口が設けられている。
The
次に、上述した蓄電装置の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the above-described power storage device will be described.
図3は、蓄電装置の製造工程の一例を示すフローチャートである。図3に示されるように、蓄電装置の製造工程は、電極ユニット製造工程(S01)と、積層工程(S02)と、封止体形成工程(S03)と、注入工程(S04)と、組立工程(S05)とを含んでいる。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of a manufacturing process of a power storage device. As shown in FIG. 3, the manufacturing process of the power storage device includes an electrode unit manufacturing process (S01), a laminating process (S02), a sealing body forming process (S03), an injection process (S04), and an assembling process. (S05) is included.
電極ユニット製造工程S01では、後述する電極ユニット製造方法によって電極ユニット30が製造される。電極ユニット30は、バイポーラ電極14と、バイポーラ電極14の縁部15cに接合された矩形枠状の第1封止部21とを含む。
In the electrode unit manufacturing step S01, the
積層工程S02では、セパレータ13を介して電極ユニット30を積層し、積層体を得る。また、電極ユニット30の積層体の積層端に負極終端電極18及び正極終端電極19を更に積層することにより、電極積層体11を得る。積層にあたり、負極終端電極18、及び正極終端電極19のそれぞれの電極板15の縁部15cには、矩形枠状の第1封止部21が溶着等によって接合されている。
In the laminating step S02, the
封止体形成工程S03では、例えば射出成形によって電極積層体11に対して第2封止部22を形成し、封止体12を形成する。具体的には、積層工程S02で得られた電極積層体11を金型内に配置し、流動性を有する樹脂材料を金型内に流し込むことによって、電極積層体11の側面に第2封止部22を形成する。第2封止部22によって電極積層体11の第1封止部21同士が接合され、封止体12が得られる。このとき、封止体12の側面に、内部空間Vに電解液を注入するための注液口が形成される。
In the sealing body forming step S03, the
注入工程S04では、電極積層体11の内部空間Vのそれぞれに電解液の注入を行う。ここでは、封止体12の側面に設けられた注液口を介して内部空間Vへの電解液の注入を実施する。電解液の注入後、注液口をシール材等によって封止し、蓄電モジュール4を得る。なお、シール材に変えて、注液口に圧力調整弁等を設けてもよい。
In the injection step S04, the electrolytic solution is injected into each of the internal spaces V of the
組立工程S05では、まず、導電板5を介して複数の蓄電モジュール4を積層する。このとき、積層方向の一方側に配置する導電板5には正極端子6を予め接続し、他方側に配置する導電板5には負極端子7を予め接続しておくことが好適である。次に、電気絶縁性を有するフィルムFを介して蓄電モジュール4の積層方向の両端に一対のエンドプレート8,8を配置する。そして、エンドプレート8の挿通孔8aに締結ボルト9を挿通させると共に、エンドプレート8から突出した締結ボルト9の先端にナット10を螺合する。これにより、複数の蓄電モジュール4をユニット化し、蓄電装置1を得る。
In the assembly step S05, first, the plurality of
続いて、電極ユニット製造工程S01による電極ユニット製造方法について詳細に説明する。まず、電極ユニット製造方法によって製造される電極ユニット30の詳細について説明する。図4は電極ユニットを示す平面図である。図5は、電極ユニットを示す断面図である。なお、図4では、正極16及び負極17の図示を省略している。電極ユニット30は、平面視において矩形状をなしており、バイポーラ電極14と第1封止部21とによって構成されている。第1封止部21は、矩形枠状をなしている。第1封止部21は、電極板15の縁部15cを囲み、当該縁部15cに対して接合されている。第1封止部21の内縁25sは電極板15の周縁15dよりも内側に位置している。第1封止部21は、電極板15の周縁15dよりも外側の位置で外周が折り返されることによって、部分的に2層になっている。すなわち、第1封止部21は、バイポーラ電極14に接合された第1層25と、第1層25側に折り返されて積層された第2層27と、を含んでいる。第2層27は、第1層25におけるバイポーラ電極14との接合面の反対側の面25aに設けられる。第1層25の内周端(すなわち第1封止部21の内縁25s)は、第2層27の内縁27sよりも内側に位置している。第1層25における内縁25sを含む内周縁部25bには、除去工程S15の後にセパレータ13が接合され得る。すなわち、第2層27は、積層される電極ユニット30間にセパレータ13を配置するためのスペーサ層として機能する。電極ユニット30では、第1封止部21の内縁25sから電極板15の周縁15dまでの領域において、第1封止部21と電極板15との接合領域が形成されている。
Next, the electrode unit manufacturing method in the electrode unit manufacturing step S01 will be described in detail. First, the details of the
図6は、電極ユニット製造工程の一例を示すフローチャートである。図7は、電極ユニット製造工程を模式的に示す図である。図6及び図7に示されるように、電極ユニット製造工程S01は、フィルム加工工程S11と、配置工程S12と、接合工程S13と、スペーサ形成工程S14と、除去工程S15とを含んでいる。一例として、第1封止部21の母材である樹脂フィルムが搬送方向D2に沿って搬送されながら各工程を移行する例について説明する。図示例では、原反ロール119から繰り出される帯状の樹脂フィルム120が第1封止部21の母材として示されている。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the electrode unit manufacturing process. FIG. 7 is a diagram schematically showing an electrode unit manufacturing process. As shown in FIGS. 6 and 7, the electrode unit manufacturing step S01 includes a film processing step S11, an arrangement step S12, a joining step S13, a spacer forming step S14, and a removing step S15. As an example, an example will be described in which the resin film, which is the base material of the
フィルム加工工程S11では、原反ロール119から繰り出される樹脂フィルム120を個片に切断するとともに、個片になった樹脂フィルム121の内側にミシン目125を形成する。一例として、フィルム加工工程S11は、樹脂フィルム121を個片にする打抜き用の刃とミシン目加工用の刃とが設けられた加工装置によって実施され得る。
In the film processing step S11, the
図8は、ミシン目が形成された個片の樹脂フィルムを示す平面図である。図8では、バイポーラ電極14の接合が予定される位置が破線によって示されている。フィルム加工工程S11を経て個片化された樹脂フィルム121は、四隅に矩形状の切欠き状部が形成されている。この樹脂フィルム121は、矩形枠状をなす第1層25と、第1層25の各辺に連続した第2層27と、第1層25の内側にミシン目125によって接続された内側部分124とを有する。図面上、第1層25と第2層27との境界を二点鎖線で示している。この二点鎖線は、スペーサ形成工程S14における折り線127である。
FIG. 8 is a plan view showing an individual resin film on which perforations are formed. In FIG. 8, the positions where the
ミシン目125は、樹脂フィルム121を切断し易くするために形成された加工部分である。ミシン目125は、第1封止部21の内縁27sに沿って形成される。図8の例では、平面視において矩形形状をなすミシン目125が形成されている。ミシン目125は、切断部分125a及び接続部分125bを有する。切断部分125aは、厚さ方向に樹脂フィルム121が完全に切断されている部分である。接続部分125bは、ミシン目125よりも外側の部分とミシン目125によって囲まれた内側部分124とが連続している部分である。ミシン目125よりも外側の部分は、第1封止部21になる部分である。本実施形態では、樹脂フィルム121の厚さは、例えば100〜200μm程度であってよい。ミシン目125は、バイポーラ電極14の接合が予定される位置の内側に形成される。樹脂フィルム121にミシン目125が形成されることによって、以降の工程において刃物等を使用することなく、内側部分124を樹脂フィルム121から分離することができる。
The
ミシン目125は、矩形を形成する長辺及び短辺のいずれかに沿った方向の一端側におけるミシン目125の切り離しに必要な力が他端側におけるミシン目125の切り離しに必要な力よりも小さくなるように形成されている。実施形態では、長辺方向に沿った方向を搬送方向D2として、搬送方向D2の下流側(一端側)におけるミシン目125の切り離しに必要な力が、搬送方向の上流側(他端側)におけるミシン目125の切り離しに必要な力よりも小さくなるように、ミシン目125が形成されている。図示されるミシン目125では、ピッチPに関わらず接続部分125bのサイズが一定となっている。すなわち、接続部分125bは、隣り合う切断部分125a同士の間に、ミシン目125の延在方向に一定の長さで形成されている。この場合、ミシン目125の切り離しに必要な力は、ミシン目125のピッチPに依存する。すなわち、ピッチPが小さければ、接続部分125bが密に形成されることになり、切り離しに必要な力は大きくなる。一方、ピッチPが大きければ、接続部分125bが疎に形成されることになり、切り離しに必要な力は小さくなる。ピッチPが小さい場合、切断部分125aの長さは小さくなり、ピッチPが大きい場合、切断部分125aの長さは大きくなる。
In the
フィルム加工工程S11では、搬送方向に沿ったミシン目125のピッチPが下流側から上流側に向かって徐々に小さくなるように樹脂フィルム121を加工する。すなわち、搬送方向に沿ったミシン目125では、下流側から上流側に向かって切断部分125aの長さが徐々に小さくなっている。また、下流側における短辺方向に沿ったミシン目125のピッチPは、長手方向の最下流のミシン目125のピッチPと等しくなっている。上流側における短辺方向に沿ったミシン目125のピッチPは、長手方向の最上流のミシン目125のピッチPと等しくなっている。なお、上流側における短辺方向に沿ったミシン目125のピッチPは、長手方向の最下流のミシン目125のピッチPと等しくなっていてもよい。
In the film processing step S11, the
続く配置工程S12では、搬送方向に搬送される樹脂フィルム121をバイポーラ電極14上に配置する。この配置工程S12では、図8に破線で示される位置にバイポーラ電極14が重なるように、バイポーラ電極14上に樹脂フィルム121が配置される。
In the subsequent arrangement step S12, the
接合工程S13では、バイポーラ電極14と樹脂フィルム121とが重なり合った状態で、バイポーラ電極14の縁部15cと樹脂フィルム121におけるミシン目125よりも外側の領域とが接合される。第1封止部21とバイポーラ電極14とを接合する方法としては、例えば超音波又は熱による溶着が挙げられる。なお、負極終端電極18及び正極終端電極19にも、同様に第1封止部21を接合する。
In the joining step S13, the
本実施形態では、バイポーラ電極14と樹脂フィルム121とが接合されることによって、電極ユニット準備体129が形成される。すなわち、電極ユニット準備体129は、バイポーラ電極14と、バイポーラ電極14の縁部15cに接合された樹脂フィルム121と、を含んでおり、樹脂フィルム121には、ミシン目125が形成されている。なお、「電極ユニット準備体」とは、電極ユニットに加工される前の状態であることを意味する。
In the present embodiment, the electrode
図9は、スペーサ形成工程を説明するための図であり、スペーサ形成工程を経たバイポーラ電極14及び樹脂フィルム121を示す平面図である。スペーサ形成工程S14では、樹脂フィルム121の第2層27が折り線127の位置で折り返されることによって、第2層27が第1層25上に積層される。図9に示すように、折り線127に沿って折り返された4つの第2層27は、矩形枠状を形成している。
FIG. 9 is a diagram for explaining the spacer forming step, and is a plan view showing the
除去工程S15では、樹脂フィルム121におけるミシン目125で囲まれた内側部分124が電極ユニット準備体129から除去される。除去工程S15では、矩形状をなすミシン目125の長辺及び短辺のいずれかに沿った方向において、ミシン目125を切り離す力が小さく設計された一方側から他方側に向かってミシン目125の内側部分124を除去する。本実施形態では、搬送方向D2の下流側におけるミシン目125が切り離されやすく形成されている。そのため、搬送方向D2の下流側から上流側に向かってミシン目125の内側部分124を切り取る。
In the removing step S15, the
例えば、除去工程S15では、下流側から上流側に相対的に移動するサクションローラ130によって、ミシン目125で囲まれた内側部分124を電極ユニット準備体129から除去する。サクションローラ130は、そのローラ面に複数の吸気孔を有しており、搬送されるワークを吸引する。本実施形態では、図7に示すように、電極ユニット準備体129が搬送方向D2に搬送されているため、サクションローラ130の位置は固定されていてよい。回転するサクションローラ130が、ミシン目125で囲まれた内側部分124を吸引しながら巻き取ることによって、ミシン目125が破断する。これにより、ミシン目125で囲まれた内側部分124が樹脂フィルム121から分離される。分離された内側部分124は、例えば廃棄される。樹脂フィルム121から内側部分124が分離されることによって、第1封止部21とバイポーラ電極14とが接合された電極ユニット30(図4参照)が製造される。
For example, in the removing step S15, the
以上説明した電極ユニット製造方法では、枠状をなす樹脂フィルム(すなわち第1封止部21)をバイポーラ電極14の縁部15cに接合した電極ユニット30が製造され得る。本方法においては、枠状に加工される前の樹脂フィルム121がバイポーラ電極14に接合され、その後、ミシン目125の内側部分124が除去される。ミシン目125が形成された樹脂フィルム121では、除去される前の内側部分124によって第1封止部21の剛性が保持されている。そのため、比較的容易に樹脂フィルム121を取り扱うことができる。したがって、電極ユニット30の生産性の低下が抑制される。
In the electrode unit manufacturing method described above, the
均等なピッチで形成されたミシン目に沿って切り取りを行う場合、切り取りの中盤及び終盤に比べて切り取りの開始時に最も大きな力が必要である。この場合、ミシン目の切り離しに必要な力が大き過ぎると、ミシン目が適切に切断されない虞がある。一方、ミシン目の切り離しに必要な力が小さ過ぎると、意図しない状況でミシン目が切断されてしまい、第1封止部21の剛性が保持できなくなる虞がある。本方法では、搬送方向の下流側から上流側に向かってミシン目125の内側部分124を除去する。そして、下流側におけるミシン目125の切り離しに必要な力が上流側に比べて小さくなるようにミシン目125を形成している。そのため、ミシン目125に沿って樹脂フィルム121から内側部分124を容易に切り離すことができる。さらに、上流側では、ミシン目125の切り離しに必要な力が大きくなっているので、意図せずに内側部分124が切り離されることが抑制される。
When cutting along perforations formed with a uniform pitch, the greatest force is required at the start of cutting as compared to the middle and end stages of cutting. In this case, if the force required to separate the perforations is too large, the perforations may not be cut properly. On the other hand, if the force required to separate the perforations is too small, the perforations may be cut in an unintended situation, and the rigidity of the
なお、仮にフィルム加工工程S11を経ずに接合工程S13及び除去工程S15を行う場合には、内側部分124を刃物等によって切り取る必要がある。この場合、刃物等によってバイポーラ電極14が損傷することが考えられる。本実施形態では、フィルム加工工程S11でミシン目125が形成されているため、刃物等を使用することなく内側部分124を除去することができる。
If the joining step S13 and the removing step S15 are performed without passing through the film processing step S11, the
また、除去工程S15では、下流側から上流側に相対的に移動するサクションローラ130によって内側部分124を樹脂フィルム121から除去している。この構成では、サクションローラ130によってミシン目125の内側部分124を巻き取るようにして、樹脂フィルム121から内側部分124を除去することができる。
In addition, in the removing step S15, the
また、フィルム加工工程S11では、搬送方向の下流側から上流側に向かってピッチが徐々に小さくなるようにミシン目125を形成している。このように、ミシン目125のピッチを変更することによって、ミシン目125の切り離しに必要な力を容易に制御することができる。
Further, in the film processing step S11, the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments.
例えば、ミシン目125の長辺方向に沿った方向を樹脂フィルムの搬送方向D2とした例を示したが、樹脂フィルムの搬送方向はこれに限定されない。例えば、ミシン目125の短辺方向に沿った方向を樹脂フィルムの搬送方向としてもよい。
For example, although an example in which the direction along the long side of the
また、接続部分125bの長さが一定に形成されている例を示したが、これに限定されない。ミシン目の切断に必要な力は、接続部分の長さにも依存している。そのため、接続部分の長さを変化させることによって、ミシン目の切断に必要な力を制御してもよい。
Further, although the example in which the connecting
14…バイポーラ電極、15…電極板、15c…縁部、21…第1封止部(枠体)、30…電極ユニット、121…樹脂フィルム、125…ミシン目、125a…切断部分、125b…接続部分。 14... Bipolar electrode, 15... Electrode plate, 15c... Edge part, 21... 1st sealing part (frame body), 30... Electrode unit, 121... Resin film, 125... Perforation, 125a... Cutting part, 125b... Connection part.
Claims (5)
前記枠体の母材である樹脂フィルムに前記枠体の内縁に沿った矩形のミシン目を形成する工程と、
前記電極板の縁部と前記樹脂フィルムにおける前記ミシン目の外側とを互いに接合する工程と、
前記電極板に接合された前記樹脂フィルムにおける前記ミシン目で囲まれた内側部分を、前記矩形を形成する長辺及び短辺のいずれかに沿った方向の一端側から他端側に向かって前記樹脂フィルムから除去する工程と、を含み、
前記ミシン目を形成する工程では、前記一端側におけるミシン目の切り離しに必要な力が前記他端側におけるミシン目の切り離しに必要な力よりも小さくなるように、前記ミシン目を形成する、電極ユニット製造方法。 An electrode unit manufacturing method for manufacturing an electrode unit including an electrode plate and a frame body that surrounds an edge portion of the electrode plate and is joined to the edge portion,
A step of forming a rectangular perforation along the inner edge of the frame in the resin film that is the base material of the frame,
A step of joining the edge portion of the electrode plate and the outside of the perforations in the resin film to each other;
The inner portion surrounded by the perforations in the resin film joined to the electrode plate, from the one end side in the direction along one of the long side and the short side forming the rectangle toward the other end side. Including a step of removing from the resin film,
In the step of forming the perforations, the perforations are formed such that the force required for separating the perforations on the one end side is smaller than the force required for separating the perforations on the other end side. Unit manufacturing method.
前記ミシン目を形成する工程では、前記一端側から前記他端側に向かって前記切断部分の長さが徐々に小さくなるように前記ミシン目を形成する、請求項1又は2に記載の電極ユニット製造方法。 The perforation has a cut portion in which the resin film is cut, and a connection portion formed with a constant length between adjacent cut portions,
3. The electrode unit according to claim 1, wherein in the step of forming the perforations, the perforations are formed so that the length of the cut portion gradually decreases from the one end side toward the other end side. Production method.
前記電極板と、
前記電極板の縁部に接合された前記枠体の母材である樹脂フィルムと、を含み、
前記樹脂フィルムは、前記枠体の内縁に沿った矩形のミシン目を有し、
前記ミシン目は、前記矩形を形成する長辺及び短辺のいずれかに沿った方向の一端側におけるミシン目の切り離しに必要な力が他端側におけるミシン目の切り離しに必要な力よりも小さくなるように形成されている、電極ユニット準備体。 An electrode unit and an electrode unit preparation body for enclosing an edge portion of the electrode plate and obtaining an electrode unit including a frame joined to the edge portion,
The electrode plate,
A resin film which is a base material of the frame joined to an edge portion of the electrode plate,
The resin film has a rectangular perforation along the inner edge of the frame,
In the perforation, the force required to separate the perforations on one end side in the direction along the long side or the short side forming the rectangle is smaller than the force required to separate the perforations on the other end side. An electrode unit preparatory body that is formed so as to be.
前記ミシン目は、前記一端側から前記他端側に向かって前記切断部分の長さが徐々に小さくなるように形成されている、請求項4に記載の電極ユニット準備体。 The perforation has a cut portion in which the resin film is cut, and a connection portion formed with a constant length between the adjacent cut portions,
The electrode unit preparation body according to claim 4, wherein the perforation is formed such that the length of the cut portion gradually decreases from the one end side toward the other end side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018242535A JP2020107412A (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Electrode unit manufacturing method and electrode unit preparation body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018242535A JP2020107412A (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Electrode unit manufacturing method and electrode unit preparation body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020107412A true JP2020107412A (en) | 2020-07-09 |
Family
ID=71449342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018242535A Pending JP2020107412A (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Electrode unit manufacturing method and electrode unit preparation body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020107412A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022173004A1 (en) * | 2021-02-10 | 2022-08-18 | Apb株式会社 | Manufacturing method and manufacturing device for lithium ion battery members |
-
2018
- 2018-12-26 JP JP2018242535A patent/JP2020107412A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022173004A1 (en) * | 2021-02-10 | 2022-08-18 | Apb株式会社 | Manufacturing method and manufacturing device for lithium ion battery members |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2018055858A1 (en) | Electricity storage device and method for manufacturing electricity storage device | |
JP6586969B2 (en) | Power storage module | |
JP2018120818A (en) | Power storge module and manufacturing method thereof | |
JP7088410B2 (en) | Power storage module | |
WO2018123503A1 (en) | Electricity storage module, and method for manufacturing electricity storage module | |
JP4603857B2 (en) | Lithium ion secondary battery and manufacturing method thereof | |
KR20140088343A (en) | Electrode Assembly Having Separators Attached to Each Other and Battery Cell Comprising the Same | |
JP7123687B2 (en) | BIPOLAR BATTERY AND METHOD OF MANUFACTURING BIPOLAR BATTERY | |
JP2020107412A (en) | Electrode unit manufacturing method and electrode unit preparation body | |
JP2020024820A (en) | Power storage module and manufacturing method of power storage module | |
JP7074614B2 (en) | Power storage module | |
JP7035811B2 (en) | Resin frame manufacturing method, power storage module manufacturing method, resin frame, and power storage module | |
JP2020087870A (en) | Manufacturing method of power storage module | |
JP2020095909A (en) | Manufacturing method of power storage module and power storage module | |
JP7155955B2 (en) | Method for manufacturing power storage module | |
JP2020146841A (en) | Manufacturing apparatus of power storage module and manufacturing method of power storage module | |
JP6927077B2 (en) | Manufacturing method of power storage device | |
JP7172904B2 (en) | Storage module and method for manufacturing storage module | |
JP2020135934A (en) | Manufacturing method of power storage module | |
JP2019129070A (en) | Manufacturing method of bipolar battery and the bipolar battery | |
CN111279535B (en) | Method for manufacturing power storage module, and power storage module | |
JP7172696B2 (en) | Electrode unit and power storage module | |
JP7388287B2 (en) | Electrode unit manufacturing method | |
JP7103055B2 (en) | Power storage module and manufacturing method of power storage module | |
JP2020173932A (en) | Power storage module |