JP4239780B2 - 組電池とその製造方法 - Google Patents
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Description
各単電池から突出された電極タブを隣接する単電池の電極タブと接合するための接続部材を、前記第1フレームに設けられた載置部に載置する工程と、前記第1フレーム上に弾性体からなる枠状体である第2フレームを載置して前記第1フレームと第2フレームとで前記各単電池および接続部材を弾性的に挟持して仮保持する工程と、前記第1フレームと第2フレームとにより仮保持された前記接続部材を前記電極タブに接合し前記単電池を接続する工程と、を有し、前記単電池を弾性的に挟持した前記第1フレームと第2フレームを複数積層して積層体を形成することを特徴とする。
図1は単電池を示す斜視図である。本実施形態で使用される単電池Bは、図1に示すように、矩形状の扁平な二次電池であり、正極板、負極板およびセパレータを順に積層した発電要素(不図示)を外装材1の内部に複数有している。この発電要素は、たとえばリチウムイオン二次電池である。
図2は本実施形態に係る組電池の概略斜視図、図3は単電池をフレームに設ける状態を示す概略斜視図、図4は図3の要部拡大斜視図、図5は第1フレームと第2フレームを重ねた状態の接続部材周辺の断面図である。
(1)第2フレームF2を防振ゴムなどの弾性材により構成し、単電池自体を弾性的に保持している。
(2)電極タブTと超音波溶接される接続部材30を溶接時にフレキシブルに支持している。
(3)接続部材30は、第2フレームF2に設けられた仮保持部17において弾性的に支持されている。
(4)前記位置決め部13も第2フレームF2と一体に弾性体により形成し、防振性の高いものとし、前記振動の伝達を極力回避している。
(5)接続部材30自体の形態も改良し、接続部材30自体も防振性の高いものとしている。
式(1)を溝部24の深さdで解くと、
d≧h−h2/500 … (2)
上記(1)(2)式が成立する範囲内で単電池を加圧する実験を行った。その結果、単電池の加圧代と、その面圧範囲を示すと、図8に示すようになる。
組電池10を製造するには、まず、第1フレームF1および第2フレームF2あるいは単電池Bなどを予め成形し準備する。なお、第1フレームF1は、射出成形などにより容易に加工でき、第2フレームF2は、射出圧縮、インジェクションプレス、プレス成形などにより加工可能である。
組立ての順序は、まず、剛性のある第1フレームF1に4つの単電池Bを面方向に載置する。4つの単電池BのタブTは、切欠凹所16に突出する。
各単電池Bから突出された電極タブTaを隣接する単電池Bの電極タブTbと接合する接続部材30を、第1フレームF1に設けられた台状部17bに設置する。
第1フレームF1上に弾性体からなる第2フレームF2を載置し、位置決め部13により各単電池Bを弾性的に保持する。この場合、第2フレームF2を第1フレームF1に多少加圧し、台状部17b上の接続部材30を第2フレームF2の凹部17aに嵌合させ、仮保持し、位置決めする。
第1フレームF1と第2フレームF2とにより仮保持された接続部材30を電極タブTa,Tbに接合し、前記単電池Bを直列に接続する。各単電池Bの電極タブTa,Tbは、フレームF上に位置しており、この上に接続部材30が載置され、しかも第2フレームF2により仮保持されているので、超音波溶接装置の冶具により接続部材30と単電池Bの電極タブTaやTbを挟み、超音波振動を加え超音波溶接する。ただし、超音波溶接装置の冶具により溶接可能な範囲だけ第1フレームF1と第2フレームF2を積層しても良い。
このようにして第1フレームF1と第2フレームF2に4つの単電池Bが合体された電池ユニットを、前記第1工程〜第4工程を複数回繰り返し、電池ユニットを複数形成する。そして、単電池が直列接続されるように、各フレームF1,F2のワッシャWa,Wbを通しボルト19に通しつつ積み重ね、複数層の電池ユニットの積層体を形成する。この通しボルト19は、保持手段18の下端側のヒートシンクH2に立設されているので、電池ユニットは、下端側のヒートシンクH2の上面に載置され、次々と積層されることになる。
電池ユニットが24枚積層されると、この上に上端ヒートシンクH1を載置し、保持手段18により締め付ける。この締め付けは、通しボルト19にナット20を螺合することにより行う。この締め付けにより、上下端のヒートシンクH1,H2を介して各単電池Bには所定の面圧が加えられることになるが、この面圧は、溝部24による面圧調整用突起23の変形により調整されたものである。
11…電圧検出線、
12…サーミスタ、
13…位置決め部、
15…周縁部、
17…仮保持部、
18…保持手段、
22…面圧調整部、
23…面圧調整用突起、
24…溝部、
30…接続部材、
F1…第1フレーム、
F2…第2フレーム、
B…単電池、
Ta、Tb…電極タブ。
Claims (8)
- 剛性のある板材である第1フレームに複数の扁平型単電池を載置する工程と、
各単電池から突出された電極タブを隣接する単電池の電極タブと接合するための接続部材を、前記第1フレームに設けられた載置部に載置する工程と、
前記第1フレーム上に弾性体からなる枠状体である第2フレームを載置して前記第1フレームと第2フレームとで前記各単電池および接続部材を弾性的に挟持して仮保持する工程と、
前記第1フレームと第2フレームとにより仮保持された前記接続部材を前記電極タブに接合し前記単電池を接続する工程と、を有し、
前記単電池を弾性的に挟持した前記第1フレームと第2フレームを複数積層して積層体を形成する組電池の製造方法。 - 複数の扁平型単電池が載置される剛性のある板材である第1フレームと、
各単電池から突出された電極タブを隣接する単電池の電極タブと相互に接合し前記単電池を接続する接続部材と、
前記第1フレーム上に載置された複数の単電池を当該第1フレームとで挟持して保持する弾性体からなる枠状体である第2フレームと、
前記単電池を弾性的に挟持した前記第1フレームと第2フレームを複数積層して積層体を形成し、当該積層体中の複数の単電池を接続したことを特徴とする組電池。 - 前記第2フレームは、前記各単電池を位置決めする位置決め部を有することを特徴とする請求項2に記載の組電池。
- 前記第1フレームと第2フレームは、前記接続部材を両フレームで挟持して弾性的に仮保持する仮保持部を有する請求項2または3に記載の組電池。
- 前記接続部材は、前記仮保持部で保持された状態で前記電極タブと接合されることを特徴とする請求項4に記載の組電池。
- 前記第1フレームは、合成樹脂により形成され、電圧検出線およびサーミスタがモールドされている請求項2〜5のいずれかに記載の組電池。
- 前記積層体を積層方向両側から加圧して前記積層体上の前記単電池に面圧を付与すると共に該積層体を保持する保持手段を備え、前記第2フレームの前記第1フレームとの当接面に、該第2フレームと一体の突起が設けられ、前記第1フレームの前記突部に対応する位置に前記突起の潰れ代を調整する溝部が設けられることによって前記面圧が所定の面圧に調整されていることを特徴とする請求項2-〜6のいずれかに記載の組電池。
- 前記接合は、超音波溶接により行なわれたものであることを特徴とする請求項5に記載の組電池。
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