JP2024047140A - 蓄電モジュールの製造方法および貼付ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】製造コストの増加を抑制可能な蓄電モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】電極積層体と、電極積層体の側面に配置されたシール部材とを有する積層部材10を準備する工程と、シート状の補強部材20を積層部材におけるシール部材の側面に固定する工程と、電極積層体の積層方向から見て積層部材の主面と重複する位置に配置された接着剤塗工治具30を、積層部材における側面および主面の境界に沿って移動させて、主面上に接着剤層25を形成する工程と、積層方向から見て積層部材の主面と重複する位置に配置された折り曲げ治具40を、境界に沿って移動させて、補強部材を、積層部材の主面側に折り曲げる工程と、積層方向から見て主面と重複する位置に配置された圧着治具50を、境界に沿って移動させることにより、折り曲げられた補強部材を、接着剤層を介して、主面に接着する工程と、を有する、蓄電モジュールの製造方法である。【選択図】図2
Description
本開示は、蓄電モジュールの製造方法および貼付ユニットに関する。
二次電池等の蓄電モジュールにおいて、積層部材の側面を、金属層を有する補強部材で覆うことが知られている。例えば、特許文献1には、枠状のスペーサを有する積層体と、スペーサの第1外側面を覆うように配置され、かつ、金属層を有する補強部材と、を備えた蓄電モジュールが開示されている。
特許文献1に記載されているように、積層部材の側面を、金属層を有する補強部材で覆うことにより、水分の侵入による電池性能の劣化を抑制できる。このような補強部材を、積層部材の側面に配置する際、例えば、ラミネート成形法を採用することが想定される。ラミネート成形法を採用する場合、通常、積層部材のサイズに適合した成形型が必要になる。積層部材のサイズを大型化すると、成形型も大型化するため、製造コストが増加する。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、製造コストの増加を抑制可能な蓄電モジュールの製造方法を提供することを主目的とする。
[1]
積層部材を準備する準備工程と、上記積層部材の側面に、金属層を有する補強部材を配置する配置工程と、を有する蓄電モジュールの製造方法であって、上記積層部材は、電極積層体と、上記電極積層体の側面に配置されたシール部材と、を有し、上記配置工程は、シート状の上記補強部材を、上記積層部材における上記シール部材の側面に固定する固定工程と、上記固定工程後に、上記電極積層体の積層方向から見て上記積層部材の主面と重複する位置に配置された接着剤塗工治具を、上記積層部材における上記側面および上記主面の境界に沿って移動させることにより、上記主面上に接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、上記接着剤層形成工程後に、上記積層方向から見て上記積層部材の主面と重複する位置に配置された折り曲げ治具を、上記境界に沿って移動させることにより、上記補強部材を、上記積層部材の上記主面側に折り曲げる折り曲げ工程と、上記折り曲げ工程後に、上記積層方向から見て上記主面と重複する位置に配置された圧着治具を、上記境界に沿って移動させることにより、上記折り曲げられた上記補強部材を、上記接着剤層を介して、上記主面に接着する接着工程と、を有する、蓄電モジュールの製造方法。
積層部材を準備する準備工程と、上記積層部材の側面に、金属層を有する補強部材を配置する配置工程と、を有する蓄電モジュールの製造方法であって、上記積層部材は、電極積層体と、上記電極積層体の側面に配置されたシール部材と、を有し、上記配置工程は、シート状の上記補強部材を、上記積層部材における上記シール部材の側面に固定する固定工程と、上記固定工程後に、上記電極積層体の積層方向から見て上記積層部材の主面と重複する位置に配置された接着剤塗工治具を、上記積層部材における上記側面および上記主面の境界に沿って移動させることにより、上記主面上に接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、上記接着剤層形成工程後に、上記積層方向から見て上記積層部材の主面と重複する位置に配置された折り曲げ治具を、上記境界に沿って移動させることにより、上記補強部材を、上記積層部材の上記主面側に折り曲げる折り曲げ工程と、上記折り曲げ工程後に、上記積層方向から見て上記主面と重複する位置に配置された圧着治具を、上記境界に沿って移動させることにより、上記折り曲げられた上記補強部材を、上記接着剤層を介して、上記主面に接着する接着工程と、を有する、蓄電モジュールの製造方法。
[2]
上記折り曲げ治具は、先端部と、後端部と、上記先端部および上記後端部の間に配置され、上記補強部材を折り曲げるための第1面を有し、上記折り曲げ治具を高さ方向から見て、上記先端部および上記後端部を結ぶ方向をD1方向とし、上記D1方向に直交する方向をD2方向とし、上記第1面における上記先端部側の端部をαとし、上記第1面における上記後端部側の端部をβとした場合に、上記端部βは、上記D2方向において上記端部αより突出しており、上記折り曲げ工程において、上記折り曲げ治具を、上記D1方向と平行に移動させる、[1]に記載の蓄電モジュールの製造方法。
上記折り曲げ治具は、先端部と、後端部と、上記先端部および上記後端部の間に配置され、上記補強部材を折り曲げるための第1面を有し、上記折り曲げ治具を高さ方向から見て、上記先端部および上記後端部を結ぶ方向をD1方向とし、上記D1方向に直交する方向をD2方向とし、上記第1面における上記先端部側の端部をαとし、上記第1面における上記後端部側の端部をβとした場合に、上記端部βは、上記D2方向において上記端部αより突出しており、上記折り曲げ工程において、上記折り曲げ治具を、上記D1方向と平行に移動させる、[1]に記載の蓄電モジュールの製造方法。
[3]
上記圧着治具は、ローラーを有する、[1]または[2]に記載の蓄電モジュールの製造方法。
上記圧着治具は、ローラーを有する、[1]または[2]に記載の蓄電モジュールの製造方法。
[4]
上記接着剤塗工治具、上記折り曲げ治具および上記圧着治具は、一体であり、上記接着剤層形成工程、上記折り曲げ工程および上記接着工程を連続的に行う、[1]から[3]までのいずれかに記載の蓄電モジュールの製造方法。
上記接着剤塗工治具、上記折り曲げ治具および上記圧着治具は、一体であり、上記接着剤層形成工程、上記折り曲げ工程および上記接着工程を連続的に行う、[1]から[3]までのいずれかに記載の蓄電モジュールの製造方法。
[5]
[1]から[4]までのいずれかに記載された蓄電モジュールの製造方法に用いられる貼付ユニットであって、上記接着剤供給治具と、上記折り曲げ治具と、上記圧着治具と、上記接着剤塗工治具、上記折り曲げ治具および上記圧着治具に連結された本体部材と、を有する貼付ユニット。
[1]から[4]までのいずれかに記載された蓄電モジュールの製造方法に用いられる貼付ユニットであって、上記接着剤供給治具と、上記折り曲げ治具と、上記圧着治具と、上記接着剤塗工治具、上記折り曲げ治具および上記圧着治具に連結された本体部材と、を有する貼付ユニット。
本開示においては、製造コストの増加を抑制可能な蓄電モジュールの製造方法を提供できるという効果を奏する。
以下、本開示における実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。以下に示す各図は、模式的に示したものであり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。また、本明細書において、ある部材に対して他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」または「下に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上または直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方または下方に、別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含む。
A.蓄電モジュールの製造方法
図1は、本開示における蓄電モジュールの製造方法を例示する概略断面図である。まず、図1(a)に示すように、積層部材10を準備する(準備工程)。積層部材10は、電極積層体5と、電極積層体5の側面に配置されたシール部材6と、を有する。次に、図1(b)~(f)に示すように、積層部材10の側面に、金属層21を有する補強部材20を配置する(配置工程)。
図1は、本開示における蓄電モジュールの製造方法を例示する概略断面図である。まず、図1(a)に示すように、積層部材10を準備する(準備工程)。積層部材10は、電極積層体5と、電極積層体5の側面に配置されたシール部材6と、を有する。次に、図1(b)~(f)に示すように、積層部材10の側面に、金属層21を有する補強部材20を配置する(配置工程)。
具体的には、図1(b)に示すように、シート状の補強部材20を、接着剤層25を介して、積層部材10におけるシール部材6の側面(外側の側面)に固定する(固定工程)。次に、図1(c)および図2に示すように、補強部材20がシール部材6の側面に固定された状態で、接着剤塗工治具30を、DX方向に移動させることにより、積層部材10の主面S1上に、接着剤層25を形成する(接着剤層形成工程)。接着剤塗工治具30は、積層方向DLから見て積層部材10の主面S1と重複する位置に配置されている。また、接着剤塗工治具30は、DX方向(積層部材10における側面および主面の境界に沿う方向)に移動する。
次に、図1(d)および図2に示すように、折り曲げ治具40を、DX方向に移動させることにより、補強部材20を、積層部材10の主面S1側に折り曲げる(折り曲げ工程)。折り曲げ治具40は、積層方向DLから見て積層部材10の主面S1と重複する位置に配置されている。
次に、図1(e)および図2に示すように、圧着治具50を、DX方向に移動させることにより、折り曲げられた補強部材20を、接着剤層25を介して、積層部材10の主面S1に接着する(接着工程)。圧着治具50は、積層方向DLから見て積層部材10の主面S1と重複する位置に配置されている。これにより、図1(f)に示すように、蓄電モジュール100が得られる。
本開示によれば、接着剤塗工治具、折り曲げ治具および圧着治具を用いて、積層部材の側面に補強部材を配置することで、製造コストの増加を抑制できる。上述したように、積層部材の側面を、金属層を有する補強部材で覆うことにより、水分の侵入による電池性能の劣化を抑制できる。このような補強部材を、積層部材の側面に配置する際、例えば、ラミネート成形法を採用することが想定される。ラミネート成形法を採用する場合、通常、積層部材のサイズに適合した成形型が必要になる。積層部材のサイズを大型化すると、成形型も大型化するため、製造コストが増加する。これに対して、本開示においては、接着剤塗工治具、折り曲げ治具および圧着治具を用いるため、成形型を用いる必要がなく、例えば積層部材のサイズが大型化した場合であっても、製造コストの増加を抑制できる。
1.準備工程
本開示における準備工程は、積層部材を準備する工程である。図3(a)は本開示における積層部材を例示する概略平面図であり、図3(b)は図3(a)のA-A断面図である。図3(a)、(b)に示すように、積層部材10は、電極積層体5と、電極積層体5の側面に配置されたシール部材6と、を有する。
本開示における準備工程は、積層部材を準備する工程である。図3(a)は本開示における積層部材を例示する概略平面図であり、図3(b)は図3(a)のA-A断面図である。図3(a)、(b)に示すように、積層部材10は、電極積層体5と、電極積層体5の側面に配置されたシール部材6と、を有する。
(1)電極積層体
図3(b)に示すように、電極積層体5は、発電単位U1を有する。発電単位U1は、正極層2と、負極層3と、正極層2および負極層3の間に配置されたセパレータ4とを有する。また、発電単位U1における正極層2および負極層3は、それぞれ、隣接する集電体1によって集電されている。
図3(b)に示すように、電極積層体5は、発電単位U1を有する。発電単位U1は、正極層2と、負極層3と、正極層2および負極層3の間に配置されたセパレータ4とを有する。また、発電単位U1における正極層2および負極層3は、それぞれ、隣接する集電体1によって集電されている。
図3(b)に示すように、電極積層体5は、積層方向DLに積層された、複数の発電単位(U1、U2およびU3)を備えていてもよい。また、図3(b)における複数の発電単位(U1~U3)は、互いに、直接接続されているが、これに限定されない。すなわち、複数の発電単位は、互いに、並列接続されていてもよい。
図3(b)における複数の発電単位(U1~U3)は、互いに電解液が流通しないように、それぞれ独立している。例えば、発電単位U1および発電単位U2は、集電体1およびシール部材6によって区画され、互いに独立している。
図3(b)に示すように、1つの発電単位は、2つのバイポーラ電極を用いて構成されていてもよい。図3(b)において、電極積層体5は、積層方向DLにおいて、バイポーラ電極BP1およびバイポーラ電極BP2を有する。隣り合うバイポーラ電極BP1およびバイポーラ電極BP2の間に、セパレータ4が配置されている。発電単位U2は、バイポーラ電極BP2における正極層2bと、バイポーラ電極BP1における負極層3aと、正極層2bおよび負極層3aの間に配置されたセパレータ4と、から構成されている。
正極層は、少なくとも正極活物質を含有し、導電材およびバインダの少なくとも一方をさらに含有していてもよい。負極層は、少なくとも負極活物質を含有し、導電材およびバインダの少なくとも一方をさらに含有していてもよい。正極活物質、負極活物質、導電材およびバインダについては、公知の材料を採用することができる。
(2)シール部材
図3(a)、(b)に示すように、積層部材10は、電極積層体5と、電極積層体5の側面に配置されたシール部材6と、を有する。積層部材10を積層方向DLから見た場合に、シール部材6は、電極積層体5の外縁の少なくとも一部に配置されていればよいが、電極積層体5の外縁全周に配置されていることが好ましい。図3(a)では、シール部材6が、電極積層体5の外縁全周に配置されている。また、図3(a)に示すように、シール部材6の平面視形状(積層方向から見た形状)は、例えば、枠状である。また、シール部材6は、例えば樹脂部材である。樹脂部材を構成する樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂が挙げられる。
図3(a)、(b)に示すように、積層部材10は、電極積層体5と、電極積層体5の側面に配置されたシール部材6と、を有する。積層部材10を積層方向DLから見た場合に、シール部材6は、電極積層体5の外縁の少なくとも一部に配置されていればよいが、電極積層体5の外縁全周に配置されていることが好ましい。図3(a)では、シール部材6が、電極積層体5の外縁全周に配置されている。また、図3(a)に示すように、シール部材6の平面視形状(積層方向から見た形状)は、例えば、枠状である。また、シール部材6は、例えば樹脂部材である。樹脂部材を構成する樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂が挙げられる。
(3)積層部材
本開示における積層部材の平面視形状は、特に限定されないが、例えば、正方形、長方形等の四角形が挙げられる。また、本開示においては、積層部材の側面に補強部材を配置する際に、従来のラミネート成形法のように成形型を用いる必要がない。そのため、積層部材のサイズが大きい場合であっても、製造コストの増加を抑制できる。
本開示における積層部材の平面視形状は、特に限定されないが、例えば、正方形、長方形等の四角形が挙げられる。また、本開示においては、積層部材の側面に補強部材を配置する際に、従来のラミネート成形法のように成形型を用いる必要がない。そのため、積層部材のサイズが大きい場合であっても、製造コストの増加を抑制できる。
積層部材の平面視形状における1辺の長さは、例えば30cm以上であり、50cm以上であってもよく、100cm以上であってもよい。一方、上記1辺の長さは、例えば200cm以下である。また、積層部材の平面視形状が長方形である場合、短辺の長さが、上記範囲にあることが好ましい。また、長方形において、短辺に対する長辺の長さ(アスペクト比)は、1.0より大きく、1.2以上であってもよい。一方、上記アスペクト比は、例えば、3.0以下である。
本開示における積層部材の作製方法は、特に限定されない。図4は、本開示における積層部材の作製方法を例示する概略断面図である。まず、図4(a)に示すように、集電体1aの一方の面上に正極層2aを形成し、集電体1aの他方の面上に負極層3aを形成する。これにより、バイポーラ電極BP1を得る。次に、図4(b)に示すように、バイポーラ電極BP1の外縁全周を覆うように、枠状の第1シール部材61を配置する。第1シール部材61は、例えば、一対のシール部材61xおよびシール部材61yを用いて形成される。
具体的には、枠状のシール部材61xを、バイポーラ電極BP1の一方の面側に配置し、枠状のシール部材61yを、バイポーラ電極BP1の他方の面側に配置し、その後、シール部材61xおよびシール部材61yを溶着(例えば熱溶着)することで、第1シール部材61が形成される。また、上記と同様の操作を行い、第1シール部材61を有するバイポーラ電極を、複数作製する。
次に、図4(c)に示すように、バイポーラ電極BP1と、バイポーラ電極BP2との間に、セパレータ4と、枠状の第2シール部材(スペーサ部材)62とを配置する。次に、図4(d)に示すように、バイポーラ電極BP1における正極層2a上に、セパレータ層4、負極層3および集電体1を有する負極部材ANを配置し、バイポーラ電極BP2における負極層3b上に、セパレータ層4、正極層2および集電体1を有する正極部材CAを配置する。その後、積層方向DLにおいて隣り合う、第1シール部材61および第2シール部材62を溶着することで、シール部材6を形成する。これにより、積層部材10が得られる。なお、特に図示しないが、シール部材6の外側の側面に、例えば、射出成形等の方法により、さらなるシール部材を配置してもよい。
2.配置工程
本開示における配置工程は、上記積層部材の側面に、金属層を有する補強部材を配置する工程である。また、配置工程は、後述する、固定工程、接着剤層形成工程、折り曲げ工程および接着工程を有する。
本開示における配置工程は、上記積層部材の側面に、金属層を有する補強部材を配置する工程である。また、配置工程は、後述する、固定工程、接着剤層形成工程、折り曲げ工程および接着工程を有する。
(1)固定工程
本開示における固定工程は、シート状の上記補強部材を、上記積層部材における上記シール部材の側面に固定する工程である。
本開示における固定工程は、シート状の上記補強部材を、上記積層部材における上記シール部材の側面に固定する工程である。
図1(b)に示すように、補強部材20は、金属層21を少なくとも有する。補強部材20は、金属層21の一方の面(シール部材の側面と対向する面)に、内側樹脂層を有していてもよく、有していなくてもよい。また、補強部材20は、金属層21の他方の面(シール部材の側面と対向する面とは反対側の面)に、外側樹脂層を有していてもよく、有していなくてもよい。
金属層21の材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼が挙げられる。内側樹脂層の材料としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のオレフィン系樹脂が挙げられる。内側樹脂層の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ナイロンが挙げられる。
金属層の厚さは、例えば30μm以上60μm以下である。内側樹脂層の厚さは、例えば40μm以上100μm以下である。外側樹脂層の厚さは、例えば20μm以上60μm以下である。補強部材の厚さは、例えば80μm以上、250μm以下である。
固定工程では、シート状の補強部材を、積層部材におけるシール部材の側面に固定する。補強部材と、シール部材の側面とを固定する固定方法の一例としては、図1(b)に示すように、補強部材20における金属層21と、シール部材6の側面との間に、接着剤層25を形成する方法が挙げられる。接着剤層の詳細については後述する。また、固定方法の他の例としては、例えばクランプを用いる方法が挙げられる。
補強部材と、シール部材の側面とは、直接接触するように配置されていてもよく、他の層(例えば接着層)を介して配置されていてもよい。また、図3(a)に示すように、積層部材10の平面視形状は四角形であり、この四角形は、辺s1と、辺s1に対向する辺s2と、辺s1および辺s2を結ぶ辺s3と、辺s3に対向する辺s4と、を有する。図3(a)において、辺s1および辺s2は長辺であり、辺s3および辺s4は短辺である。
このように、積層部材10の平面視形状を構成する1つの辺を基準とした場合、補強部材は、1つの辺の全体に配置されていてもよく、1つの辺の一部に配置されていてもよい。例えば、図3(a)では、辺s1の全体において、シート状の補強部材を、シール部材の側面に配置してもよい。一方、辺s1の一部において、シート状の補強部材を、シール部材の側面に配置してもよい。辺s2、辺s3および辺s4についても、辺s1と同様である。
(2)接着剤層形成工程
本開示における接着剤層形成工程は、上記固定工程後に、上記電極積層体の積層方向から見て上記積層部材の主面と重複する位置に配置された接着剤塗工治具を、上記積層部材における上記側面および上記主面の境界に沿って移動させることにより、上記主面上に接着剤層を形成する工程である。
本開示における接着剤層形成工程は、上記固定工程後に、上記電極積層体の積層方向から見て上記積層部材の主面と重複する位置に配置された接着剤塗工治具を、上記積層部材における上記側面および上記主面の境界に沿って移動させることにより、上記主面上に接着剤層を形成する工程である。
具体的には、図2に示すように、補強部材20がシール部材6の側面(外側の側面)に固定された状態で、接着剤塗工治具30を、DX方向に移動させることにより、積層部材10の主面S1上に、接着剤層25を形成する。
接着剤塗工治具は、積層部材の主面に対して、接着剤を塗工できる治具であれば、特に限定されない。接着剤塗工治具の典型例としては、スリットノズルである。接着剤塗工治具として、公知の塗工装置を採用することができる。また、接着剤は、特に限定されず、公知の接着剤を採用できる。接着剤の典型例としては、ホットメルト型接着剤(熱可塑性接着剤)が挙げられる。接着剤の他の例としては、一液硬化型接着剤、二液硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化接着剤が挙げられる。接着剤層の厚さは、特に限定されないが、例えば10μm以上100μm以下である。
(3)折り曲げ工程
本開示における折り曲げ工程は、上記接着剤層形成工程後に、上記積層方向から見て上記積層部材の主面と重複する位置に配置された折り曲げ治具を、上記境界に沿って移動させることにより、上記補強部材を、上記積層部材の上記主面側に折り曲げる工程である。
本開示における折り曲げ工程は、上記接着剤層形成工程後に、上記積層方向から見て上記積層部材の主面と重複する位置に配置された折り曲げ治具を、上記境界に沿って移動させることにより、上記補強部材を、上記積層部材の上記主面側に折り曲げる工程である。
具体的には、図2に示すように、補強部材20がシール部材6の側面に固定された状態で、折り曲げ治具40を、DX方向に移動させることにより、補強部材20を、積層部材10の主面S1側に折り曲げる。
図5(a)は本開示における折り曲げ治具を例示する概略斜視図であり、図5(b)は図5(a)における折り曲げ治具を高さ方向D3から見た概略平面図であり、図5(c)は図5(a)における折り曲げ治具を幅方向D2から見た概略側面図である。図5(a)~(c)に示すように、折り曲げ治具40は、先端部41と、後端部42と、先端部41および後端部42の間に配置され、補強部材を折り曲げるための第1面43と、を有する。
図5(b)に示すように、折り曲げ治具40を高さ方向D3から見て、先端部41および後端部42を結ぶ方向をD1方向とし、D1方向に直交する方向をD2方向とし、第1面43における先端部41側の端部をαとし、第1面43における後端部42側の端部をβとする。また、図5(b)に示すように、第1面43の延在方向をDA方向とする。折り曲げ工程では、折り曲げ治具40を、D1方向と平行に移動させることが好ましい。平行とは、2つのなす角度が0°以上30°以下であることをいう。
図5(b)に示すように、折り曲げ治具40を高さ方向D3から見た場合に、端部βは、D2方向において端部αより突出していることが好ましい。補強部材を折り曲げる際に、皺が発生することを抑制できるからである。この場合、DA方向と、D1方向とのなす角(鋭角側)は、特に限定されないが、例えば5°以上45°以下であり、10°以上30°以下であってもよい。
図5(c)に示すように、折り曲げ治具40を幅方向D2から見て、第1面43における先端部41側の端部をγとし、第1面43における後端部42側の端部をδとする。端部δは、D3方向において、端部γより突出していることが好ましい。補強部材を折り曲げる際に、皺が発生することを抑制できるからである。この場合、DA方向と、D1方向とのなす角(鋭角側)は、特に限定されないが、例えば5°以上45°以下であり、10°以上30°以下であってもよい。
図2に示すように、折り曲げ治具40は、電極積層体の積層方向DLから見て、積層部材10の主面S1と重複する位置に配置される。積層部材10を折り曲げる際、折り曲げ治具40は、積層部材10におけるシール部材と接触していてもよく、接触していなくてもよい。
図2では、補強部材20を、積層部材10の主面S1側に折り曲げる処理(第1折り曲げ処理)を行っているが、図1(d)に示すように、折り曲げ治具40´を用いて、補強部材20を、積層部材10の主面S2側に折り曲げる処理(第2折り曲げ処理)を行ってもよい。第1折り曲げ処理および第2折り曲げ処理は、同じタイミングで行ってもよく、異なるタイミングで行ってもよい。
(4)接着工程
本開示における接着工程は、上記折り曲げ工程後に、上記積層方向から見て上記主面と重複する位置に配置された圧着治具を、上記境界に沿って移動させることにより、上記折り曲げられた上記補強部材を、上記接着剤層を介して、上記主面に接着する接着工程である。
本開示における接着工程は、上記折り曲げ工程後に、上記積層方向から見て上記主面と重複する位置に配置された圧着治具を、上記境界に沿って移動させることにより、上記折り曲げられた上記補強部材を、上記接着剤層を介して、上記主面に接着する接着工程である。
具体的には、図2に示すように、圧着治具50をDX方向に移動させることにより、折り曲げ工程によって折り曲げられた補強部材20を、接着剤層(図示せず)を介して、積層部材10の主面S1に接着する。
圧着治具は、折り曲げられた補強部材に対して、面接触可能な治具であれば特に限定されない。圧着治具の典型例としては、ローラーが挙げられる。また、圧着治具の他の例として、複数の軸体と、上記複数の軸体を覆うベルト体とを有するキャタピラ型の治具が挙げられる。圧着治具は、加熱機能を有していてもよく、有していなくてもよい。
接着工程では、複数の圧着治具を連続的に用いてもよい。例えば、1番目の圧着治具により、補強部材およびシール部材を全体的に接着し、2番目の圧着治具により、カシメ加工のために、補強部材の端部を局所的に接着(圧着)してもよい。
図2では、折り曲げられた補強部材20を、積層部材10の主面S1に接着する処理(第1接着処理)を行っているが、図1(e)に示すように、圧着治具50´を用いて、折り曲げられた補強部材20を、積層部材10の主面S2に接着する処理(第2接着処理)を行ってもよい。第1接着処理および第2接着処理は、同じタイミングで行ってもよく、異なるタイミングで行ってもよい。
本開示においては、圧着治具と、上述した、接着剤塗工治具および折り曲げ治具と、が一体であり、接着剤層形成工程、折り曲げ工程および接着工程を連続的に行うことが好ましい。接着剤塗工治具により塗工された接着剤層が硬化する前、および、折り曲げ治具により折り曲げられた補強部材のスプリングバックが生じる前に、圧着治具による接着が行うことができ、補強部材の密着性不足が生じたり、補強部材に皺が発生したりすることを抑制できるからである。
3.蓄電モジュール
図6は、本開示における蓄電モジュールを例示する概略平面図である。図6に示す蓄電モジュール100は、積層部材10と、積層部材10の外縁(辺s1、辺s2、辺s3および辺s4から構成される外縁)を覆う補強部材20と、を有する。図6では、積層部材10の外縁全周が補強部材20で覆われているが、積層部材10の外縁全周の一部のみが補強部材20で覆われていてもよい。
図6は、本開示における蓄電モジュールを例示する概略平面図である。図6に示す蓄電モジュール100は、積層部材10と、積層部材10の外縁(辺s1、辺s2、辺s3および辺s4から構成される外縁)を覆う補強部材20と、を有する。図6では、積層部材10の外縁全周が補強部材20で覆われているが、積層部材10の外縁全周の一部のみが補強部材20で覆われていてもよい。
図6に示すように、蓄電モジュール100を積層方向DLから見て、補強部材20は、積層部材10の全体を覆っていないことが好ましい。すなわち、積層部材10の一部は、補強部材20から露出していることが好ましい。また、図6における補強部材20は、積層方向DLから見て、シール部材6の全体を覆っていないが(シール部材6の一部が補強部材20から露出しているが)、シール部材6の全体を覆っていてもよい。補強部材20は、積層方向DLから見て、シール部材6の全体を覆い、さらに、電極積層体5の一部を覆っていてもよい。
図6において、例えば、積層部材10の辺s1に補強部材20を配置し、その後、積層部材10の辺s3に補強部材20を配置した場合、辺s1および辺s3の角部において、2枚の補強部材20が重複するように配置されていてもよい。
本開示における蓄電モジュールの具体例としては、二次電池(例えばリチウムイオン二次電池)、電気二重層キャパシタが挙げられる。また、蓄電モジュールの用途としては、例えば、ハイブリッド車(HEV)、プラグインハイブリッド車(PHEV)、電気自動車(BEV)、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。特に、ハイブリッド車(HEV)、プラグインハイブリッド車(PHEV)または電気自動車(BEV)の駆動用電源に用いられることが好ましい。また、本開示における蓄電モジュールは、車両以外の移動体(例えば、鉄道、船舶、航空機)の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。
B.貼付ユニット
本開示における貼付ユニットは、上述した蓄電モジュールの製造方法に用いられる貼付ユニットであって、上記接着剤塗工治具と、上記折り曲げ治具と、上記圧着治具と、上記接着剤塗工治具、上記折り曲げ治具および上記圧着治具に連結された本体部材と、を有する。
本開示における貼付ユニットは、上述した蓄電モジュールの製造方法に用いられる貼付ユニットであって、上記接着剤塗工治具と、上記折り曲げ治具と、上記圧着治具と、上記接着剤塗工治具、上記折り曲げ治具および上記圧着治具に連結された本体部材と、を有する。
図7に示す貼付ユニット200は、接着剤塗工治具30と、折り曲げ治具40と、圧着治具50と、接着剤塗工治具30、折り曲げ治具40および圧着治具50に連結された本体部材60と、を有する。接着剤塗工治具30は、アーム部材61により、本体部材60と連結されている。また、折り曲げ治具40は、アーム部材62により、本体部材60と連結されている。また、圧着治具50は、アーム部材63により、本体部材60と連結されている。
本開示によれば、接着剤塗工治具、折り曲げ治具および圧着治具を一体で備えるため、上述した蓄電モジュールの製造方法における作業性が向上する。
本開示における貼付ユニットは、接着剤塗工治具と、折り曲げ治具と、圧着治具と、接着剤塗工治具、折り曲げ治具および圧着治具に連結された本体部材と、を有する。本開示における、接着剤塗工治具、折り曲げ治具および圧着治具については、上記「A.蓄電モジュールの製造方法」に記載した内容と同様である。
本開示における本体部材は、接着剤塗工治具と連結されている。本体部材および接着剤塗工治具は、例えば、本体部材から延在する2つのアーム部材が、貼付ユニットの進行方向(DX方向)に直交する方向において、それぞれ、接着剤塗工治具と連結されていてもよい。
本開示における本体部材は、折り曲げ治具と連結されている。本体部材および折り曲げ治具は、例えば、本体部材から延在する2つのアーム部材が、貼付ユニットの進行方向(DX方向)に直交する方向において、それぞれ、折り曲げ治具と連結されていてもよい。
本開示における本体部材は、圧着治具と連結されている。本体部材および折り曲げ治具は、例えば、本体部材から延在する2つのアーム部材が、貼付ユニットの進行方向(DX方向)に直交する方向において、それぞれ、圧着治具と連結されていてもよい。例えば、圧着治具がローラーを有する場合、ローラーの回転を阻害しないように、アーム部材が圧着治具と連結される。
アーム部材(接着剤塗工治具、折り曲げ治具または圧着治具と連結するためのアーム部材)は、フローティング機構を有していてもよい。フローティング機構とは、弾性体または圧縮エアを用いて、治具を一定圧力でワーク(積層部材)に押し付ける機構をいう。
貼付ユニットにおける、接着剤塗工治具、折り曲げ治具および圧着治具は、通常、所定の距離を設けて配置される。例えば、接着剤塗工治具により塗工された接着剤層が硬化する前、および、折り曲げ治具により折り曲げられた補強部材のスプリングバックが生じる前に、圧着治具による圧着が行えるように、接着剤塗工治具、折り曲げ治具および圧着治具が、互いに離れて配置されていることが好ましい。貼付ユニットの進行方向(DX方向)において、接着剤塗工治具および折り曲げ治具の距離、ならびに、折り曲げ治具および圧着治具の間の距離は、特に限定されないが、それぞれ、例えば1cm以上10cm以下である。
貼付ユニットは、接着剤塗工治具として、積層部材の第1主面上に配置される第1接着剤塗工治具(例えば図1(c)における接着剤塗工治具30)と、積層部材の第2主面上に配置される第2接着剤塗工治具(例えば図1(c)における接着剤塗工治具30´)とを有し、折り曲げ治具として、積層部材の第1主面上に配置される第1折り曲げ治具(例えば図1(d)における折り曲げ治具40)と、積層部材の第2主面上に配置される第2折り曲げ治具(例えば図1(d)における折り曲げ治具40´)とを有し、圧着治具として、積層部材の第1主面上に配置される第1圧着治具(例えば図1(e)における圧着治具50)と、積層部材の第2主面上に配置される第2圧着治具(例えば図1(e)における圧着治具50´)と、を有していてもよい。
貼付ユニットは、DX方向に進行するための駆動装置を有していてもよく、DX方向に進行する駆動装置に搭載されて用いられてもよい。
本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。
1…集電体
2…正極層
3…負極層
4…セパレータ
5…電極積層体
6…シール部材
10…積層部材
20…補強部材
30…接着剤塗工治具
40…折り曲げ治具
50…圧着治具
100…蓄電モジュール
200…貼付ユニット
2…正極層
3…負極層
4…セパレータ
5…電極積層体
6…シール部材
10…積層部材
20…補強部材
30…接着剤塗工治具
40…折り曲げ治具
50…圧着治具
100…蓄電モジュール
200…貼付ユニット
Claims (5)
- 積層部材を準備する準備工程と、
前記積層部材の側面に、金属層を有する補強部材を配置する配置工程と、を有する蓄電モジュールの製造方法であって、
前記積層部材は、電極積層体と、前記電極積層体の側面に配置されたシール部材と、を有し、
前記配置工程は、
シート状の前記補強部材を、前記積層部材における前記シール部材の側面に固定する固定工程と、
前記固定工程後に、前記電極積層体の積層方向から見て前記積層部材の主面と重複する位置に配置された接着剤塗工治具を、前記積層部材における前記側面および前記主面の境界に沿って移動させることにより、前記主面上に接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層形成工程後に、前記積層方向から見て前記積層部材の主面と重複する位置に配置された折り曲げ治具を、上記境界に沿って移動させることにより、前記補強部材を、前記積層部材の前記主面側に折り曲げる折り曲げ工程と、
前記折り曲げ工程後に、前記積層方向から見て前記主面と重複する位置に配置された圧着治具を、上記境界に沿って移動させることにより、前記折り曲げられた前記補強部材を、前記接着剤層を介して、前記主面に接着する接着工程と、
を有する、蓄電モジュールの製造方法。 - 前記折り曲げ治具は、先端部と、後端部と、前記先端部および前記後端部の間に配置され、前記補強部材を折り曲げるための第1面を有し、
前記折り曲げ治具を高さ方向から見て、前記先端部および前記後端部を結ぶ方向をD1方向とし、前記D1方向に直交する方向をD2方向とし、前記第1面における前記先端部側の端部をαとし、前記第1面における前記後端部側の端部をβとした場合に、前記端部βは、前記D2方向において前記端部αより突出しており、
前記折り曲げ工程において、前記折り曲げ治具を、前記D1方向と平行に移動させる、請求項1に記載の蓄電モジュールの製造方法。 - 前記圧着治具は、ローラーを有する、請求項1に記載の蓄電モジュールの製造方法。
- 前記接着剤塗工治具、前記折り曲げ治具および前記圧着治具は、一体であり、
前記接着剤層形成工程、前記折り曲げ工程および前記接着工程を連続的に行う、請求項1に記載の蓄電モジュールの製造方法。 - 請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載された蓄電モジュールの製造方法に用いられる貼付ユニットであって、
前記接着剤塗工治具と、前記折り曲げ治具と、前記圧着治具と、前記接着剤塗工治具、前記折り曲げ治具および前記圧着治具に連結された本体部材と、を有する貼付ユニット。
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