JP5002984B2 - Manufacturing method and manufacturing apparatus of assembled battery - Google Patents
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Description
本発明は、組電池の製造方法および製造装置に関する。特に、本発明は、隣接する扁平型電池から導出される複数の電極タブを相互に接合してなる組電池の製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a battery pack. In particular, the present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a battery assembly formed by joining a plurality of electrode tabs derived from the adjacent flat batteries to each other.
電気自動車およびハイブリッド電気自動車のモータ駆動用電源として、リチウムイオン電池およびニッケル水素電池などの二次電池の開発が盛んである。 Secondary batteries such as lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries are actively developed as power sources for driving motors of electric vehicles and hybrid electric vehicles.
モータ駆動用電源としては、正極板および負極板を積層した発電要素をラミネートフィルムなどの外装部材内に封止した扁平形状の単電池を、複数積層するとともに電気的に接続して構成される組電池が用いられている。このような組電池では、隣接する複数の単電池の外装部材から導出される電極タブが、超音波接合法によって相互に接合されている(たとえば、特許文献1)。 As a motor drive power source, a set of a plurality of flat unit cells in which a power generation element in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are laminated is sealed in an exterior member such as a laminate film is laminated and electrically connected. A battery is used. In such an assembled battery, electrode tabs derived from the exterior members of a plurality of adjacent unit cells are joined to each other by an ultrasonic joining method (for example, Patent Document 1).
組電池を車両に搭載する場合、モータ駆動時の振動によって相互に接合された電極タブの接合部に疲労破壊が生じるおそれがある。組電池の性能保証および信頼性確保の見地から、相互に接合された電極タブの接合部の強度の管理は不可欠である。しかしながら、超音波接合法によって接合された電極タブの振動に対する疲労破壊強度は未知数である。
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、電極タブの振動に対する疲労破壊強度が増強された組電池の製造方法および製造装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing an assembled battery having enhanced fatigue fracture strength against vibration of electrode tabs.
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following means.
本発明の組電池の製造方法は、扁平型電池から導出される複数の板状の電極タブを相互に接合してなる組電池の製造方法であって、重ね合わされた一組の電極タブに超音波振動を加えることによって当該電極タブを超音波接合する第1接合段階と、前記第1接合段階において超音波接合された電極タブを塑性変形させることによって当該電極タブをカシメ接合する第2接合段階と、を有し、前記第1接合段階において超音波接合される前記電極タブの超音波接合領域は、未接合領域を取り囲むように形成され、前記第2接合段階は、前記超音波接合領域に取り囲まれた未接合領域をカシメ接合することを特徴とする。 The method of the battery pack manufacturing the present invention is a manufacturing method of an assembled battery formed by joining to each other a plurality of plate-shaped electrode tabs derived from flat battery, super into a pair of electrode tabs superimposed A first joining step for ultrasonically joining the electrode tabs by applying ultrasonic vibration; and a second joining step for caulking and joining the electrode tabs by plastic deformation of the electrode tabs ultrasonically joined in the first joining step. If, have a, ultrasonic bonding area of the electrode tabs are ultrasonically bonded in the first bonding step is formed so as to surround the unbonded region, the second bonding step, the ultrasonic bonding region It is characterized by caulking and joining the unjoined region surrounded .
本発明の組電池の製造装置は、扁平型電池から導出される複数の板状の電極タブを相互に接合してなる組電池の製造装置であって、重ね合わされた一組の電極タブに超音波振動を加えることによって当該電極タブを超音波接合する超音波接合部と、前記超音波接合部によって超音波接合された電極タブを塑性変形させることによって当該電極タブをカシメ接合するカシメ接合部と、を有し、前記超音波接合部により超音波接合される前記電極タブの超音波接合領域は、未接合領域を取り囲むように形成され、前記カシメ接合部は、前記超音波接合領域に取り囲まれた未接合領域をカシメ接合することを特徴とする。 Manufacturing of the assembled battery of the present invention is directed to an apparatus for producing a battery assembly formed by joining to each other a plurality of plate-shaped electrode tabs derived from flat battery, super into a pair of electrode tabs superimposed and ultrasonic bonding unit for ultrasonic bonding the electrode tabs by adding ultrasonic vibration, and a crimped portion for caulking joining the electrode tabs by plastically deforming the electrode tabs are ultrasonically bonded by the ultrasonic bonding portion , have a, the ultrasonic bonding area of the electrode tabs are ultrasonically bonded by the ultrasonic bonding portion is formed so as to surround the unbonded region, the crimped portion is surrounded by the ultrasonic bonding region Further, it is characterized in that the unjoined region is crimped .
本発明の組電池の製造方法および製造装置によれば、重ね合わせられた一組の電極タブが、複数の接合法を併用して接合される。したがって、電極タブの振動に対する疲労破壊強度を増強することができる。 According to the method and apparatus for manufacturing an assembled battery of the present invention, a set of superimposed electrode tabs are bonded together using a plurality of bonding methods. Therefore, the fatigue fracture strength against the vibration of the electrode tab can be enhanced.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、図中、同様の部材には同一の符号を用いた。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol was used for the same member in the figure.
図1は、本発明の一実施の形態における組電池の製造装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示されるとおり、本実施の形態における組電池の製造装置100は、超音波接合部200およびカシメ接合部300を備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an assembled battery manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the assembled
図2は、本実施の形態における超音波接合部を示す斜視図である。本実施の形態の超音波接合部200は、重ね合わされた一組の電極タブに超音波振動を加えることによって当該電極タブを超音波接合するものである。図2に示されるとおり、超音波接合部200は、超音波振動で往復直線運動されつつ電極タブを加圧するホーン210と、ホーン210によって加圧される電極タブを支持するアンビル220と、を有する。本実施の形態において、ホーン210およびアンビル220の電極タブを挟み込む各面は矩形であって、それぞれ中心部に円筒形の凹部211,221を有する。
FIG. 2 is a perspective view showing the ultrasonic bonding portion in the present embodiment. The
図3は、本実施の形態におけるカシメ接合部を示す斜視図である。本実施の形態のカシメ接合部300は、超音波接合された電極タブを塑性変形させることによって当該電極タブをカシメ接合するものである。図3に示されるとおり、カシメ接合部300は、電極タブに押し込まれる第1の金型であるポンチ310と、ポンチ310と対向して配置され、当該電極タブを支持する第2の金型であるダイ320と、を有する。本実施の形態において、ポンチ310の型面より突出する凸部311の周縁、および、凸部311と係合するように設けられたダイ320の凹部321の周縁には、電極タブの板厚に対応する凹段差部312,322がそれぞれ設けられている。また、凹部321の底面には、円環形状の逃げ溝323が形成されている。
FIG. 3 is a perspective view showing a caulking joint portion in the present embodiment. The crimping
以上のとおり構成される本実施の形態における製造装置100では、重ね合わされた板状の電極タブが超音波接合法によって接合された後、カシメ接合法によってさらに接合される。以下、図4〜図7を参照して、本実施の形態における電極タブの接合方法について述べる。
In
図4は、本実施の形態における組電池の製造処理を示すフローチャートであり、図5は、本実施の形態における電極タブの超音波接合処理を説明するための断面図である。 FIG. 4 is a flowchart showing the manufacturing process of the assembled battery in the present embodiment, and FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the ultrasonic bonding process of the electrode tab in the present embodiment.
まず、図4および図5(A)に示されるとおり、超音波接合部200のアンビル220上に、重ね合わされた一組の電極タブ400a,400b(以下、総称して電極タブ400と称する)が載置される(ステップS101)。
First, as shown in FIGS. 4 and 5A, a set of
次に、アンビル220上に載置された電極タブ400上にホーン210が押し当てられ、電極タブ400が超音波接合される(ステップS102)。より具体的には、図5(B)に示されるとおり、超音波接合部200は、重ね合わされた一組の電極タブ400を、ホーン210およびアンビル220で挟み込み、所定の加圧力を与えながら、ホーン210を超音波振動により往復直線運動させて、電極タブ400を接合する。したがって、2枚の電極タブ400の接触面が擦られることにより、酸化膜といった不純物が除去され、電極タブ400の綺麗な面同士が相互に接触させられ、発生する摩擦熱により電極タブ400が固相接合される。
Next, the
上述したとおり、本実施の形態におけるホーン210およびアンビル220は、電極タブ400を挟み込む各面に円筒形の凹部211,221を有する。このような構成では、超音波接合時に、円筒形の凹部211,221の下方に位置する電極タブ400の領域は加圧されないため超音波接合されない。その結果、超音波接合された電極タブ400は、超音波接合による矩形の超音波接合領域410中央に、円形の未接合領域420を残すことができる。
As described above, the
図6は、本実施の形態における超音波接合後の電極タブと、一般的な超音波接合法によって接合された電極タブを示す図である。図6(A)に示されるとおり、本実施の形態の超音波接合法によって接合される電極タブ400の超音波接合領域410は、中央に円形の未接合領域420を取り囲むように矩形状に形成される。円形の未接合領域420は、後続するカシメ接合処理においてカシメ接合される。なお、電極タブ400の未接合領域420の板厚は、超音波接合された超音波接合領域410の板厚よりも厚い。このような構成にすると、後述するカシメ接合に対する電極タブ400の強度が確保され、カシメ接合時に電極タブ400が破損することが防止される。
FIG. 6 is a diagram showing an electrode tab after ultrasonic bonding and an electrode tab bonded by a general ultrasonic bonding method in the present embodiment. As shown in FIG. 6A, the
なお、電流密度を確保する見地から、本実施の形態では、図6(B)に示されるような超音波接合のみで電極タブが接合される場合よりも、超音波接合領域の矩形状の寸法を大きくとることが望ましい。より具体的には、本実施の形態の電極タブ400における超音波接合領域410の寸法L1は、一般的な電極タブの超音波接合領域の寸法L2よりも大きい。
From the viewpoint of securing the current density, in this embodiment, the rectangular dimension of the ultrasonic bonding region is larger than that in the case where the electrode tab is bonded only by ultrasonic bonding as shown in FIG. It is desirable to take a large value. More specifically, the size L 1 of the
図7は、本実施の形態における電極タブのカシメ接合処理を説明するための断面図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the caulking joining process of the electrode tab in the present embodiment.
図4および図7(A)に示されるとおり、超音波接合法によって超音波接合された一組の電極タブ400が移動されて、カシメ接合部300のダイ320上に載置される(ステップS103)。
As shown in FIG. 4 and FIG. 7A, the set of
そして、図7(B)に示されるとおり、ダイ320上に載置された電極タブ400にポンチ310の凸部311が押し込まれ、電極タブ400がカシメ接合される(ステップS104)。上述したとおり、本実施の形態では、カシメ接合部300は、上記の超音波接合領域410に取り囲まれた円形の未接合領域420をカシメ接合する。なお、円形の未接合領域420は、矩形状の超音波接合領域410の中央部に位置されることが望ましい。
7B, the
また、本実施の形態において、凹部321の底面には、円環形状の逃げ溝323が形成されている。このような構成にすると、ポンチ310が電極タブ400に押し込まれる場合、下側の電極タブ400bの一部が、凹部321下方の逃げ溝323に逃げる向きに塑性変形することにともなって、上側の電極タブ400aは、下側の電極タブ400bに向かって突出するとともに、面方向に逃げる向きに膨出するように塑性変形する。その結果、電極タブ400aと電極タブ400bは、相互に凹凸係合する。したがって、電極タブ400は、相互に離脱不能に固定されることができる。
In the present embodiment, an
さらに、上述したとおり、本実施の形態において、ポンチ310の型面313より突出する凸部311の周縁、および、凸部311と係合するように設けられたダイ320の凹部321の周縁には、電極タブの板厚に対応する凹段差部312,322がそれぞれ設けられている。超音波接合された電極タブ400は、超音波接合領域410と超音波接合領域410よりも板厚が厚い未接合領域420とを有しており、凹段差部312,322の深さは、超音波接合領域410と未接合領域420との板厚の差に対応している。より具体的には、凹段差部312,322の深さd1,d2は、超音波接合領域410と未接合領域420の板厚差d3,d4とそれぞれ一致している。
Furthermore, as described above, in the present embodiment, the peripheral edge of the
このような構成にすると、カシメ接合時の電極タブ400の引き込みが抑制され、カシメ接合による超音波接合領域410の強度劣化が防止される。また、ステップS103に示す電極タブ移動処理において、電極タブ400を凹段差部312,322に沿って配置することにより、カシメ接合対象の電極タブ400の位置決めが容易となる。
With such a configuration, the pull-in of the
最後に、カシメ接合された電極タブ400がカシメ接合部300から取り出されて、処理が終了される(ステップS105)。
Finally, the crimped and joined
なお、本実施の形態では、超音波接合において、中央に円形の未接合領域を取り囲むように電極タブを超音波接合し、当該円形の未接合領域をカシメ接合により接合した。しかしながら、超音波接合によって残される未接合領域は円形に限定されず、超音波接合領域に取り囲まれるように形成されていればよい。このような構成にすると、接合領域(接合打点)の面積を小さくすることができる。 In this embodiment, in ultrasonic bonding, the electrode tab is ultrasonically bonded so as to surround a circular unbonded region at the center, and the circular unbonded region is bonded by caulking bonding. However, the unjoined region left by the ultrasonic joining is not limited to a circle, and may be formed so as to be surrounded by the ultrasonic joining region. With such a configuration, the area of the bonding region (bonding spot) can be reduced.
さらに、本実施の形態では、超音波接合領域が未接合領域を取り囲むように形成され、当該未接合領域がカシメ接合法によりカシメ接合された。しかしながら、カシメ接合部は、未接合領域のみならず、超音波接合領域と少なくとも部分的に重複する領域をカシメ接合することもできる。言い換えれば、超音波接合法による接合打点に対して、カシメ接合打点が重ね打ちされることができる。 Furthermore, in the present embodiment, the ultrasonic bonding region is formed so as to surround the non-bonded region, and the non-bonded region is crimped by a caulking bonding method. However, the caulking joint can be caulked and joined not only to the unjoined area but also to an area that at least partially overlaps the ultrasonic joining area. In other words, the caulking joining point can be overprinted with respect to the joining point by the ultrasonic bonding method.
以上のとおり、本実施の形態における組電池の製造装置および製造方法について述べた。次に、本実施の形態の組電池の製造方法で製造された組電池について説明する。 As described above, the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the assembled battery in the present embodiment have been described. Next, the assembled battery manufactured by the assembled battery manufacturing method of the present embodiment will be described.
図8は、本発明の一実施の形態における組電池を示す斜視図である。なお、本実施の形態において、厚さ方向に複数積層されて組電池を構成する扁平型電池は、たとえば、リチウムイオン電池である。 FIG. 8 is a perspective view showing an assembled battery according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the flat battery that constitutes the assembled battery by being stacked in the thickness direction is, for example, a lithium ion battery.
図8に示されるとおり、本実施の形態の組電池500では、隣接する扁平型電池600から導出される板状の電極タブ400が、超音波接合法と、カシメ接合法とによって相互に接合されている。より具体的には、第1の単電池610の正極タブ400aは、第2の単電池620の負極タブ400bと、超音波接合およびカシメ接合によって接合されている。同様に、第2の単電池620の正極タブ400aは、第3の単電池630の負極タブ400bと、そして、第3の単電池630の正極タブ400aは、第4の単電池640の負極タブ400bと、超音波接合法およびカシメ接合法によって接合されている。
As shown in FIG. 8, in the assembled
また、図7(B)に示される電極タブの断面図のとおり、隣接する扁平型の単電池600から導出される一組の電極タブ400では、上側の電極タブ400aが下側の電極タブ400bに向かって突出しつつ、面方向に膨出している。その結果、上側の電極タブ400aと下側の電極タブ400bとは、相互に凹凸係合している。また、下側の電極タブ400bは、上側の電極タブ400aの膨出を許容する環状の逃げ部を有する。すなわち、本実施の形態の組電池500では、一の電極タブ400aが他の電極タブ400bと離脱不能にカシメ接合されている。さらに、このカシメ接合された領域430を取り囲む矩形領域は、超音波接合により固相接合されている超音波接合領域420である。
In addition, as shown in the cross-sectional view of the electrode tab shown in FIG. 7B, in the pair of
なお、本実施の形態において、相互に接合される電極タブ400の形状は、図8に示される形状に限定されず、図9に示されるような、種々の形状をとることができる。図9は、本実施の形態における電極タブの他の形状を示す単電池の斜視図である。図9に示されるとおり、単電池600の電極タブ400は、凹部を有するように形成され、あるいは、本実施の形態の電極タブよりも幅が小さくなるように形成される。このような構成にすると、単電池600を積層しつつ、隣接する電極タブ400を接合する場合、接合済みの他の電極タブ400が接合対象の電極タブ400の上部に位置することにより、処理対象ではない電極タブ400を塑性変形させつつ、接合対象の電極タブの接合処理を実施しなければならない状況が回避される。
In the present embodiment, the shape of the
次に、本実施の形態における組電池500の作用効果について、一般的な組電池と比較して説明する。図10は、本実施の形態における組電池の作用効果を説明するための図である。図10(A)は、本実施の形態における組電池の接合処理を示す図であり、図10(B)は、一般的な組電池の接合処理を示す図である。
Next, the effect of the assembled
図10(B)に示されるとおり、一般的な組電池では、十分な疲労破壊強度を確保するために、一組の電極タブに対して超音波接合領域が2箇所形成されている。一方、図10(A)に示されるとおり、本実施の形態における組電池500では、一組の電極タブ400に対して、超音波接合領域420が1箇所のみ形成され、さらに、超音波接合領域420に取り囲まれる領域がカシメ接合されている。したがって、一般的な組電池と比較して、本実施の形態における組電池500は、電極タブ400の長さを短くすることができる。
As shown in FIG. 10B, in a general assembled battery, two ultrasonic bonding regions are formed on one set of electrode tabs in order to ensure sufficient fatigue fracture strength. On the other hand, as shown in FIG. 10A, in the assembled
図11は、本実施の形態の組電池より構成される電池パックと、一般的な電池パックを示す図である。本実施の形態の電池パック700は、単電池600が厚さ方向に複数積層されてなる組電池500が、5組収容されて構成されている。電池パック700において、各組電池500は相互に電気的に接続されている。図11に示されるとおり、本実施の形態の組電池500によれば、電池パック700の体積を縮小することができ、電池パック700の体積エネルギ密度を大きくすることができる。より具体的には、本実施の形態の電池パック700の寸法L3は、一般的な電池パックの寸法L4よりも小さく形成され、その結果として、本実施の形態の電池パック700の体積を一般的な電池パックよりも小さくすることができる。なお、電池パック700自体も、複数の単電池から構成される組電池に含まれる。
FIG. 11 is a diagram showing a battery pack composed of the assembled battery of the present embodiment and a general battery pack. The
以上のとおり、説明された本実施の形態は、以下の効果を奏する。 As described above, the described embodiment has the following effects.
本実施の形態の製造装置は、重ね合わされた一組の電極タブを超音波接合法によって接合する超音波接合部と、超音波接合法によって接合された電極タブをカシメ接合法によってさらに接合するカシメ接合部と、を有する。したがって、接合された電極タブにかかる負荷が超音波接合領域とカシメ接合領域とに分担されて、負荷を低減することができる。その結果、電極タブの振動に対する疲労破壊強度を増強することができる。 The manufacturing apparatus according to the present embodiment includes an ultrasonic bonding unit that bonds a pair of superimposed electrode tabs by an ultrasonic bonding method, and a crimping method that further bonds the electrode tabs bonded by an ultrasonic bonding method by a caulking bonding method. And a joint portion. Therefore, the load applied to the bonded electrode tab is shared between the ultrasonic bonding region and the crimping bonding region, and the load can be reduced. As a result, the fatigue fracture strength against the vibration of the electrode tab can be enhanced.
カシメ接合部は、超音波接合法によって超音波接合された電極タブの超音波接合領域と少なくとも部分的に重複する領域をカシメ接合する。したがって、接合領域の面積を省略することができ、その結果、電極タブの面積を小さくすることができる。 The caulking joining portion caulks and joins an area at least partially overlapping with the ultrasonic joining area of the electrode tab ultrasonically joined by the ultrasonic joining method. Therefore, the area of the bonding region can be omitted, and as a result, the area of the electrode tab can be reduced.
超音波接合法によって超音波接合される電極タブの超音波接合領域は、中央に円形の未接合領域を取り囲むように矩形状に形成され、カシメ接合部は、矩形状の超音波接合領域に取り囲まれた円形の未接合領域をカシメ接合する。したがって、接合領域の面積を省略するとともに、カシメ接合によって電極タブが破損することが防止される。さらに、市販のカシメ加工機を用いて、容易に電極タブを接合することができる。 The ultrasonic bonding area of the electrode tab to be ultrasonically bonded by the ultrasonic bonding method is formed in a rectangular shape so as to surround the circular unbonded area at the center, and the crimped bonding portion is surrounded by the rectangular ultrasonic bonding area. The circular unbonded area thus formed is crimped. Therefore, the area of the joining region is omitted and the electrode tab is prevented from being damaged by caulking joining. Furthermore, it is possible to easily join the electrode tabs using a commercially available crimping machine.
カシメ接合部は、ポンチおよびダイからなる一対の金型を有し、ポンチの型面より突出する凸部の周縁、および、当該凸部と係合するように設けられたダイの凹部の周縁には、電極タブの板厚に対応する凹段差部がそれぞれ設けられている。したがって、カシメ接合時の電極タブの引き込みが防止される。その結果、カシメ接合時の超音波接合領域の強度劣化が抑制されるとともに、カシメ接合時に電極タブを容易に位置決めすることができる。 The caulking joint portion has a pair of molds including a punch and a die, and is provided on the peripheral edge of the convex portion protruding from the punch mold surface and the peripheral edge of the concave portion of the die provided to engage with the convex portion. Are each provided with a concave step corresponding to the plate thickness of the electrode tab. Therefore, the pull-in of the electrode tab at the time of caulking is prevented. As a result, strength deterioration of the ultrasonic bonding region during caulking bonding is suppressed, and the electrode tab can be easily positioned during caulking bonding.
凹段差部の深さは、超音波接合領域と未接合領域との板厚の差に対応している。したがって、カシメ接合時の電極タブの引き込みがより防止される。 The depth of the concave step portion corresponds to the difference in plate thickness between the ultrasonic bonding region and the non-bonding region. Therefore, the pull-in of the electrode tab at the time of caulking joining is further prevented.
本実施の形態の製造方法は、重ね合わされた一組の電極タブを超音波接合法によって接合する第1接合段階と、超音波接合法によって接合された電極タブをカシメ接合法によってさらに接合する第2接合段階と、を有する。したがって、接合された電極タブにかかる負荷が超音波接合領域とカシメ接合領域とに分担されて、負荷を低減することができる。その結果、電極タブの振動に対する疲労破壊強度を増強することができる。 The manufacturing method of the present embodiment includes a first joining step of joining a pair of electrode tabs that are overlapped by an ultrasonic joining method, and a step of further joining the electrode tabs joined by an ultrasonic joining method by a caulking joining method. Two joining stages. Therefore, the load applied to the bonded electrode tab is shared between the ultrasonic bonding region and the crimping bonding region, and the load can be reduced. As a result, the fatigue fracture strength against the vibration of the electrode tab can be enhanced.
本実施の形態の組電池は、隣接する扁平型電池から導出される板状の電極タブが、超音波接合法と、カシメ接合法とによって相互に接合されている。したがって、電極タブの振動に対する疲労破壊強度が増強され、組電池の性能が保証されるとともに信頼性が確保される。さらに、本実施の形態の組電池によれば、組電池および電池パックの体積を縮小することができ、電池パックの体積エネルギ密度を大きくすることができる。 In the assembled battery of the present embodiment, plate-like electrode tabs derived from adjacent flat batteries are joined to each other by an ultrasonic joining method and a caulking joining method. Therefore, the fatigue fracture strength against the vibration of the electrode tab is enhanced, the performance of the assembled battery is ensured and the reliability is ensured. Furthermore, according to the assembled battery of the present embodiment, the volume of the assembled battery and the battery pack can be reduced, and the volume energy density of the battery pack can be increased.
扁平型電池は、リチウムイオン電池である。したがって、高出力な組電池を提供することができる。 The flat battery is a lithium ion battery. Therefore, a high output assembled battery can be provided.
効果として、電極タブ同士の電気的な接触抵抗を、超音波接合部によって十分に下げつつ、電極タブ同士の機械的な接合強度を、カシメ接合部の追加によって十分に確保することができる。 As an effect, the mechanical contact strength between the electrode tabs can be sufficiently secured by the addition of the caulking joint while the electrical contact resistance between the electrode tabs is sufficiently lowered by the ultrasonic joint.
以上のとおり、本発明の一実施の形態において、本発明の組電池の製造方法および製造装置、ならびにこの製造方法で製造された組電池について説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、省略することができることはいうまでもない。 As described above, in the embodiment of the present invention, the method and apparatus for manufacturing the assembled battery of the present invention and the assembled battery manufactured by this manufacturing method have been described. However, it goes without saying that the present invention can be appropriately added, modified, and omitted by those skilled in the art within the scope of the technical idea.
たとえば、本発明の一実施の形態では、超音波接合法とカシメ接合法を併用して、電極タブを接合した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、曲げ接合およびフランジ接合などの接合法を利用することができる。また、3つ以上の接合方法を組み合わせて電極タブを接合することもできる。 For example, in one embodiment of the present invention, the electrode tab is bonded by using both the ultrasonic bonding method and the caulking bonding method. However, the present invention is not limited to this, and bonding methods such as bending bonding and flange bonding can be used. In addition, the electrode tab can be joined by combining three or more joining methods.
100 接合装置、
200 超音波接合部、
300 カシメ接合部、
400 電極タブ、
500 組電池、
600 単電池、
700 電池パック。
100 joining device,
200 Ultrasonic joint,
300 caulking joint,
400 electrode tabs,
500 battery packs,
600 cells,
700 battery pack.
Claims (10)
重ね合わされた一組の電極タブに超音波振動を加えることによって当該電極タブを超音波接合する第1接合段階と、
前記第1接合段階において超音波接合された電極タブを塑性変形させることによって当該電極タブをカシメ接合する第2接合段階と、を有し、
前記第1接合段階において超音波接合される前記電極タブの超音波接合領域は、未接合領域を取り囲むように形成され、
前記第2接合段階は、前記超音波接合領域に取り囲まれた未接合領域をカシメ接合することを特徴とする組電池の製造方法。 A method for producing an assembled battery in which a plurality of plate-like electrode tabs derived from a flat battery are joined to each other,
A first bonding step of ultrasonically bonding the electrode tabs by applying ultrasonic vibrations to the set of electrode tabs superimposed;
Have a, a second bonding step of staked the electrode tabs by plastically deforming the electrode tabs are ultrasonically bonded in the first bonding step,
The ultrasonic bonding region of the electrode tab to be ultrasonically bonded in the first bonding step is formed so as to surround the unbonded region,
In the second bonding step, the unbonded region surrounded by the ultrasonic bonding region is caulked and bonded .
前記第2接合段階は、前記矩形状の超音波接合領域に取り囲まれた円形の未接合領域をカシメ接合することを特徴とする請求項1に記載の組電池の製造方法。 The ultrasonic bonding region is formed in a rectangular shape so as to surround a circular unbonded region in the center,
2. The method of manufacturing an assembled battery according to claim 1 , wherein the second joining step includes caulking joining of a circular unjoined region surrounded by the rectangular ultrasonic joining region.
前記金型において、型面より突出する凸部の周縁、および、当該凸部と係合するように設けられた凹部の周縁には、前記電極タブの板厚に対応する凹段差部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の組電池の製造方法。 The second bonding step includes a step of caulking and bonding the electrode tab using a pair of molds,
In the mold, a concave step portion corresponding to the plate thickness of the electrode tab is provided on the peripheral edge of the convex portion protruding from the mold surface and the peripheral edge of the concave portion provided to engage with the convex portion. The method for producing an assembled battery according to claim 1, wherein the battery pack is manufactured.
前記凹段差部の深さは、前記超音波接合領域と未接合領域との板厚の差に対応していることを特徴とする請求項3に記載の組電池の製造方法。 The ultrasonically bonded electrode tab has an ultrasonic bonding region and an unbonded region having a plate thickness larger than the ultrasonic bonding region,
The depth of the said recessed level | step-difference part respond | corresponds to the difference of the plate | board thickness of the said ultrasonic joining area | region and a non-joining area | region, The manufacturing method of the assembled battery of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
重ね合わされた一組の電極タブに超音波振動を加えることによって当該電極タブを超音波接合する超音波接合部と、
前記超音波接合部によって超音波接合された電極タブを塑性変形させることによって当該電極タブをカシメ接合するカシメ接合部と、を有し、
前記超音波接合部により超音波接合される前記電極タブの超音波接合領域は、未接合領域を取り囲むように形成され、
前記カシメ接合部は、前記超音波接合領域に取り囲まれた未接合領域をカシメ接合することを特徴とする組電池の製造装置。 A battery assembly manufacturing apparatus in which a plurality of plate-like electrode tabs derived from a flat battery are joined to each other,
An ultrasonic bonding part that ultrasonically bonds the electrode tabs by applying ultrasonic vibrations to the set of superimposed electrode tabs;
Have a, a crimped portion for caulking joining the electrode tabs by causing the plastic deformation of the electrode tabs are ultrasonically bonded by ultrasonic bonding unit,
The ultrasonic bonding region of the electrode tab to be ultrasonically bonded by the ultrasonic bonding portion is formed so as to surround the unbonded region,
The assembled battery manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the crimping joint caulks and joins an unjoined region surrounded by the ultrasonic joining region .
前記カシメ接合部は、前記矩形状の超音波接合領域に取り囲まれた円形の未接合領域をカシメ接合することを特徴とする請求項6に記載の組電池の製造装置。The assembled battery manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the caulking joining portion caulks and joins a circular unjoined region surrounded by the rectangular ultrasonic joining region.
前記金型において、型面より突出する凸部の周縁、および、当該凸部と係合するように設けられた凹部の周縁には、前記電極タブの板厚に対応する凹段差部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項6または7に記載の組電池の製造装置。In the mold, a concave step portion corresponding to the plate thickness of the electrode tab is provided on the peripheral edge of the convex portion protruding from the mold surface and the peripheral edge of the concave portion provided to engage with the convex portion. The assembled battery manufacturing apparatus according to claim 6 or 7, wherein the apparatus is manufactured.
前記凹段差部の深さは、前記超音波接合領域と未接合領域との板厚の差に対応していることを特徴とする請求項8に記載の組電池の製造装置。The depth of the said recessed level | step-difference part respond | corresponds to the difference of the plate | board thickness of the said ultrasonic joining area | region and a non-joining area | region, The manufacturing apparatus of the assembled battery of Claim 8 characterized by the above-mentioned.
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