JP6380219B2 - 組電池の製造方法および組電池 - Google Patents

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本発明は,組電池の製造方法および組電池に関する。さらに詳細には,ホルダに複数の単電池を固定してなる組電池の製造方法,および,その方法により製造された組電池に関する。
電池は,高出力化や高容量化などのため,単電池を複数,組み合わせた組電池として用いられることがある。例えば,特許文献1には,複数の単電池と,単電池を収容する保持穴が複数,形成されたモジュールケースとを有する移動体搭載用バッテリ装置が開示されている。また,各保持穴には,単電池の軸方向の端部を挿入後,接着剤が注入されている。保持穴内に注入された接着剤は,保持穴とその内部に挿入されている単電池との間の隙間を充填する。そして,充填された接着剤により,単電池を保持穴内に固定している。
特開2000−306564号公報
しかしながら,上記の従来技術では,保持穴に接着剤を注入する際に,注入された接着剤が保持穴と単電池との間の隙間に収まらず,保持穴の外部にあふれてしまうおそれがあった。
すなわち,接着剤は,保持穴と保持穴の内部の単電池との間の隙間に注入される。ところが,保持穴と単電池との隙間は,保持穴の内部の単電池が片寄っている箇所では小さなものとなる。そして,その単電池の片寄りによって小さくなっている隙間に接着剤が注入された場合には,注入された接着剤のうち,隙間に入り込むことができなかった分が,保持穴の外部にあふれてしまうことがあった。これにより,接着剤が,保持穴と単電池との隙間に適切に充填されないことがあった。
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは,単電池をホルダの保持穴に固定するための接着剤が,単電池が挿入されたホルダの保持穴の内部に適切に充填された組電池の製造方法および組電池を提供することである。
この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様における組電池の製造方法は,複数の単電池と,複数の単電池がそれぞれ挿入された複数の保持穴が形成されているホルダと,単電池の外面のうちの保持穴の内壁と対面している保持外面と内壁との間の充填空間に充填されている接着剤とを有する組電池の製造方法であって,複数の単電池を,ホルダの複数の保持穴にそれぞれ挿入する挿入工程と,単電池が挿入された保持穴内部の充填空間に接着剤を充填する充填工程とを有し,挿入工程では,ホルダとして,保持穴が,ホルダの第1面と第1面の裏面である第2面とに開口する貫通孔であるとともに,内壁に,第1面側の開口である第1開口部から,第1開口部と第2面側の開口である第2開口部との間の中間位置まで延びる溝部が形成されており,溝部が,中間位置に近い部分ほど,幅が狭いものを用い,充填工程では,ホルダの第1面を第2面よりも重力方向の上側に向けつつ,保持穴の溝部の部分に接着剤を注入することを特徴とする組電池の製造方法である。
本発明に係る組電池の製造方法では,保持穴の溝部の部分に接着剤を注入する。このため,保持穴内における単電池の片寄りが生じたとしても,充填空間内における溝部の部分の空間を確実に確保することができる。このため,その溝部の部分に確実に接着剤を注入することができる。これにより,注入された接着剤が充填空間の外部にあふれてしまうことを抑制し,接着剤によって充填空間が適切に充填された組電池を製造することができる。さらに,溝部に注入された接着剤は,充填空間内に,溝部に近い箇所から遠い箇所に向けて進入する。その進入速度は,第1開口部に近い重力方向の上側ほど遅い傾向にある。このため,充填空間における第1開口部に近い箇所については,注入された接着剤が進入するまでに要する時間が長い。そして,溝部が中間位置に近い部分ほど幅が狭いものであることにより,充填空間における第1開口部に近い箇所について,溝部からの距離を近くすることができる。これにより,接着剤の充填空間への充填を,短時間で行うことができる。
また本発明の他の態様における組電池の製造方法は,複数の単電池と,複数の単電池がそれぞれ挿入された複数の保持穴が形成されているホルダと,単電池の外面のうちの保持穴の内壁と対面している保持外面と内壁との間の充填空間に充填されている接着剤とを有する組電池の製造方法であって,複数の単電池を,ホルダの複数の保持穴にそれぞれ挿入する挿入工程と,単電池が挿入された保持穴内部の充填空間に接着剤を充填する充填工程とを有し,挿入工程では,ホルダとして,保持穴が,ホルダの第1面と第1面の裏面である第2面とに開口する貫通孔であるとともに,内壁に,第1面側の開口である第1開口部から,第1開口部と第2面側の開口である第2開口部との間の中間位置まで延びる溝部が形成されており,溝部が,中間位置に近い部分ほど,深さが浅いものを用い,充填工程では,ホルダの第1面を第2面よりも重力方向の上側に向けつつ,保持穴の溝部の部分に接着剤を注入することを特徴とする組電池の製造方法である。溝部の深さを中間位置に近い部分ほど浅くすることにより,第1開口部の溝部における部分を大きくすることができる。これにより,接着剤を,より確実に溝部の内部に注入することができる。すなわち,接着剤が充填空間の外部にあふれてしまうことを,より確実に抑制することができる。
また本発明の他の態様における組電池の製造方法は,複数の単電池と,複数の単電池がそれぞれ挿入された複数の保持穴が形成されているホルダと,単電池の外面のうちの保持穴の内壁と対面している保持外面と内壁との間の充填空間に充填されている接着剤とを有する組電池の製造方法であって,複数の単電池を,ホルダの複数の保持穴にそれぞれ挿入する挿入工程と,単電池が挿入された保持穴内部の充填空間に接着剤を充填する充填工程とを有し,挿入工程では,ホルダとして,保持穴が,ホルダの第1面と第1面の裏面である第2面とに開口する貫通孔であるとともに,内壁に,第1面側の開口である第1開口部から,第1開口部と第2面側の開口である第2開口部との間の中間位置まで延びる溝部が形成されており,溝部が,中間位置に近い部分ほど,幅が狭く,かつ,深さが浅いものを用い,充填工程では,ホルダの第1面を第2面よりも重力方向の上側に向けつつ,保持穴の溝部の部分に接着剤を注入することを特徴とする組電池の製造方法である。
また上記に記載の組電池の製造方法において,挿入工程では,ホルダとして,保持穴が,溝部が2つ形成されているとともに,2つの溝部が内壁における互いに対面する位置に形成されているものを用いることが好ましい。2つの溝部を内壁における対面する位置に形成しておくことにより,溝部から充填空間を完全に充填するまで進入する接着剤の進入距離を,短くすることができる。よって,接着剤の充填空間への充填を,短時間で行うことができるからである。
また上記に記載の組電池の製造方法において,充填工程では,注入する接着剤の体積の合計が,保持穴における中間位置よりも第2開口部側の内壁を第1面まで延長させた仮想内壁と溝部における内壁とにより囲われる空間の体積の合計よりも小さいことが好ましい。注入した接着剤が確実に溝部の内部に収まるため,接着剤の充填空間からのあふれを確実に抑制することができるからである。
また上記に記載の組電池の製造方法において,充填工程では,溝部に接着剤を注入する注入ノズルとして,注入ノズルの接着剤を吐出する吐出口が,保持穴の軸方向を投影方向としたときに,保持穴における中間位置よりも第2開口部側の内壁と第1開口部の溝部における部分とにより囲われる領域内に収まる形状および大きさのものを用いることが好ましい。接着剤を,確実に溝部の内部に注入することができるからである。
また本発明の他の態様における組電池は,複数の単電池と,複数の単電池がそれぞれ挿入された複数の保持穴が形成されているホルダと,単電池の外面のうちの保持穴の内壁と対面している保持外面と内壁との間の充填空間に充填されている接着剤とを有する組電池であって,保持穴は,ホルダの第1面と第1面の裏面である第2面とに開口する貫通孔であるとともに,内壁に,第1面側の開口である第1開口部から,第1開口部と第2面側の開口である第2開口部との間の中間位置まで延びる溝部が形成されており,溝部は,中間位置に近い部分ほど,幅が狭いものであることを特徴とする組電池である。
また本発明の他の態様における組電池は,複数の単電池と,複数の単電池がそれぞれ挿入された複数の保持穴が形成されているホルダと,単電池の外面のうちの保持穴の内壁と対面している保持外面と内壁との間の充填空間に充填されている接着剤とを有する組電池であって,保持穴は,ホルダの第1面と第1面の裏面である第2面とに開口する貫通孔であるとともに,内壁に,第1面側の開口である第1開口部から,第1開口部と第2面側の開口である第2開口部との間の中間位置まで延びる溝部が形成されており,溝部は,中間位置に近い部分ほど,深さが浅いものであることを特徴とする組電池である。
また本発明の他の態様における組電池は,複数の単電池と,複数の単電池がそれぞれ挿入された複数の保持穴が形成されているホルダと,単電池の外面のうちの保持穴の内壁と対面している保持外面と内壁との間の充填空間に充填されている接着剤とを有する組電池であって,保持穴は,ホルダの第1面と第1面の裏面である第2面とに開口する貫通孔であるとともに,内壁に,第1面側の開口である第1開口部から,第1開口部と第2面側の開口である第2開口部との間の中間位置まで延びる溝部が形成されており,溝部は,中間位置に近い部分ほど,幅が狭く,かつ,深さが浅いものであることを特徴とする組電池である。
また上記に記載の組電池において,保持穴は,溝部が2つ形成されているとともに,2つの溝部が内壁における互いに対面する位置に形成されているものであってもよい。
また上記に記載の組電池において,保持穴の充填空間に充填されている接着剤の体積の合計が,保持穴における中間位置よりも第2開口部側の内壁を第1面まで延長させた仮想内壁と溝部における内壁とにより囲われる空間の体積の合計よりも小さいこととしてもよい。
本発明によれば,単電池をホルダの保持穴に固定するための接着剤が,単電池が挿入されたホルダの保持穴の内部に適切に充填された組電池の製造方法および組電池が提供されている。
参考形態,実施形態に係る組電池の斜視図である。 参考形態,実施形態に係る組電池の平面図である。 ホルダにおける保持穴の拡大図である。 参考形態に係る組電池の保持穴の箇所における断面図(図3のX−X断面図)である。 溝部の内部の空間の体積を説明するための平面図である。 溝部の内部の空間の体積を説明するための断面図である。 挿入工程後の断面図である。 充填工程を説明するための図である。 注入ノズルの吐出口について説明するための図である。 保持穴内における単電池の片寄りを示す図である。 第1の形態に係る組電池の保持穴の箇所における断面図である。 第1の形態に係る溝部の形状を説明するための斜視図である。
以下,本発明を具体化した最良の形態について,図面を参照しつつ詳細に説明する。
参考形態
図1に,本形態に係る組電池1の斜視図を示す。組電池1は,図1に示すように,複数
の単電池10とホルダ20とを有している。
本形態の単電池10は,円筒型のリチウムイオン二次電池である。具体的には,例えば,18650型のリチウムイオン二次電池である。また,単電池10は,内部に正負の電極板により構成された電極体と,リチウム塩を含む電解液とを有している。これにより,単電池10は,充電および放電を行うことができるものである。
ホルダ20は,複数の単電池10を固定することにより,組電池1を構成するための部材である。このため,ホルダ20には,単電池10の一部を挿入するための保持穴30が複数形成されている。保持穴30は,ホルダ20の第1面21から第2面22まで貫通する貫通孔である。また,ホルダ20には,組電池1をその搭載機器などに固定するための固定穴23が設けられている。ホルダ20は,例えばアルミニウムなどにより構成することができる。
組電池1において,複数の単電池10は,図1に示すように,軸方向の一端部である挿入端部11が,ホルダ20の複数の保持穴30にそれぞれ挿入されている。なお,後に詳述するように,単電池10の挿入端部11は,ホルダ20の保持穴30内に,接着により固定されている。
図2は,組電池1の平面図である。図2に示すように,複数の保持穴30は,ホルダ20において,千鳥格子状に配置されている。具体的には,複数の保持穴30は,ホルダ20に,左右方向に等ピッチPで並べられることにより複数の列をなすとともに,その保持穴30の複数の列が,上下方向に並ぶように配置されている。また,図2に示すように,等ピッチPで並ぶ保持穴30の各列は,上下に隣接する他の列に対して,左右方向にピッチPの半分だけずらして設けられている。また,保持穴30の各列は,上下方向に,各列における保持穴30のピッチPに√(3)/2を乗じた間隔で配置されている。
言い換えれば,複数の保持穴30は,ホルダ20に,いずれも互いに隣接する3つの保持穴30について,その3つの保持穴30の中心を頂点とする三角形がすべて,正三角形となるように配置されている。これにより,複数の保持穴30は,最も密に並ぶように設けられている。
図3には,ホルダ20における保持穴30の拡大図を示している。図3に示すように,保持穴30には,溝部40が形成されている。本形態において,溝部40は,各保持穴30についてそれぞれ,2つ形成されている。さらに,本形態では,各保持穴30における2つの溝部40は,保持穴30における互いに対面する位置に形成されている。また,図3には,溝部40の深さDと,幅Wとを示している。なお,本形態の溝部40は,図3に示すように,深さが深い位置ほど,幅が狭くなる形状のものである。
また,図2に示すように,各保持穴30における2つの溝部40は,溝部40の深さ方向が,保持穴30が等ピッチPで並ぶ図2における左右方向に対して傾斜角30°となるように設けられている。これにより,各保持穴30の溝部40がいずれも,他の保持穴30および他の保持穴30の溝部40に重なることがないようにされている。すなわち,本形態のホルダ20は,複数の保持穴30および各保持穴30の溝部40が重なることがないように形成されているとともに,複数の保持穴30が密に並ぶように設けられているものである。
図4は,組電池1の保持穴30の箇所における断面図である。なお,図4は,図3におけるX−X断面図である。図4に示すように,単電池10は,正極端子12と負極端子13とを有し,正極端子12を下向きに,負極端子13を上向きにした状態で保持穴30内に固定されている。
保持穴30に挿入されている単電池10の挿入端部11は,図4に示すように,負極端子13側の端部である。このため,本形態の組電池1において,単電池10は,ホルダ20の第1面21の側には出っ張っていない。また,単電池10の挿入端部11よりも正極端子12の側の部分は,ホルダ20の第2面22の側に突出している。
また,前述したように,保持穴30は,ホルダ20の第1面21と第2面22とに開口する貫通孔であり,図4に示すように,厚みTのホルダ20を貫通している。図4には,保持穴30について,ホルダ20の第1面21側の開口である第1開口部31,第2面22側の開口である第2開口部32,内壁35を示している。
さらに,図4には,溝部40について,第1開口部31のうちの溝部40の部分である溝開口部41,内壁35のうちの溝部40の部分である溝内壁45を示している。また,溝部40は,図4に示すように,溝開口部41から,保持穴30の第1開口部31と第2開口部32との間の中間位置25まで形成されている。
つまり,溝部40は,ホルダ20をその厚みTの方向に貫通していないものである。そして,図4には,溝部40の長さLを示している。また,図4には,溝部40の深さDについても示している。本形態の溝部40は,保持穴30の軸方向について,深さDが一定のものである。なお,本形態の溝部40は,保持穴30の軸方向について,幅Wについても一定のものである。
さらに,図4に示すように,保持穴30の直径d1は,単電池10の直径d2よりも大きなものである。このため,保持穴30の内壁35と,単電池10の側面15のうちの挿入端部11における部分である挿入側面16との間には,充填空間Sが存在している。単電池10の挿入側面16は,単電池10の外面のうち,保持穴30の内壁35と対面している外面である。
そして,充填空間Sには,図4に示すように,接着剤50が充填されている。接着剤50は,液状で充填空間Sに注入された後,固化したものである。単電池10は,充填空間Sに充填されている接着剤50が固化していることにより,挿入端部11が保持穴30の内部に挿入された状態で固定されている。
また,本形態では,保持穴30内の充填空間Sに充填されている接着剤50の体積の合計は,その保持穴30における2つの溝部40の体積の合計よりも小さいものである。溝部40の体積は,図5および図6にドットハッチングにより示す保持穴30内の空間Aの体積である。
すなわち,溝部40の体積は,図5および図6に示すように,仮想内壁36と溝内壁45とに囲われている空間Aの体積である。なお,仮想内壁36は,図6に示すように,保持穴30における中間位置25よりも第2開口部32側の内壁35を,保持穴30の軸方向に,第1面21まで延長させた仮想の面である。
次に,本形態に係る組電池1の製造方法について説明する。本形態では,組電池1を次の手順で製造する。
1.挿入工程
2.充填工程
まず,「1.挿入工程」では,ホルダ20の保持穴30に,単電池10の挿入端部11を挿入する。単電池10およびホルダ20はそれぞれ,予め製造されたものを用意しておけばよい。用意されているホルダ20は,予め保持穴30および溝部40がすでに形成されているものである。また,単電池10は,ホルダ20の第1面21または第2面22のいずれの面の側から保持穴30に挿入してもよい。図7は,挿入工程後の断面図である。図7に示すように,接着剤50は,まだ充填空間Sに充填されていない。
次に,「2.充填工程」を行う。本工程では,充填空間Sの内部に接着剤50を充填する。本形態では,図8に示すように,単電池10が挿入されたホルダ20を,その第1面21を上側に向けた状態で,液状の接着剤50を,注入ノズル90により,保持穴30の溝部40の部分に注入する。なお,本形態では,注入する液状の接着剤50として,粘度が1〜500mPa・sの範囲内である,低粘度のものを用いている。
さらに,本形態では注入ノズル90として,接着剤50を吐出する吐出口91が,溝部40の溝開口部41の大きさよりも小さなものを用いている。具体的には,図9に示すように,注入ノズル90として,保持穴30の軸方向を投影方向としたときに,吐出口91が,溝部40の溝開口部41の内側の領域B内に収まる形状および大きさのものを用いている。領域Bは,保持穴30の軸方向を投影方向としたときに,保持穴30の中間位置25よりも第2開口部32側の内壁35と,溝開口部41とにより囲われる領域である。
また,本形態では,保持穴30についてそれぞれ2つ形成されている溝部40に同時に,接着剤50を注入する。つまり,図8に示す溝部40に,注入ノズル90によって接着剤50を注入するとともに,図8には示していない溝部40にも同時に,同様の注入ノズル90によって接着剤50を注入する。
このため,本形態では,1つの溝部40について接着剤50を注入する注入ノズル90より吐出される接着剤50の体積は,充填空間Sを充填後の接着剤50の体積の半分となるようにされている。つまり,本形態では,予め定めた注入量の接着剤50を,2つの注入ノズル90により注入することで,接着剤50の注入に要する時間が短縮されている。
そして,注入ノズル90の吐出口91より溝部40に注入された液状の接着剤50は,注入箇所である溝部40より,充填空間Sにおける溝部40以外の部分に進入する。つまり,注入された液状の接着剤50は,充填空間S内における溝部40に近い箇所から遠い箇所に向けて,単電池10の挿入側面16および保持穴30の内壁35に沿って進入することで,充填空間Sを充填する。
また,本形態では,前述したように,2つの溝部40が,保持穴30における互いに対面する位置に形成されている。つまり,本形態では,注入された接着剤50は,2つの溝部40からそれぞれ,単電池10の挿入側面16および保持穴30の内壁35に沿って他方の溝部40へ向けて進入する。このため,溝部40に近い箇所から充填空間Sを完全に充填するまで進入する接着剤50の進入距離は,短くて済む。つまり,本形態では,2つの溝部40が保持穴30における互いに対面する位置に形成されていることにより,注入した接着剤50による充填空間Sの充填を,短時間で済ませることができる。
また,保持穴30に形成されている溝部40は,前述したように,溝開口部41から中間位置25まで形成されたものであり,ホルダ20の第1面21から第2面22まで貫通していない。このため,保持穴30の第2開口部32の付近において,保持穴30の内壁35と単電池10の挿入側面16との隙間は,全周にわたって狭いものである。これにより,溝部40に注入された接着剤50が,充填空間Sを充填した後,第2開口部32から充填空間Sの外部に垂れ落ちにくいようにされている。
また,本形態では,溝部40の溝開口部41がホルダ20の第1面21の側に形成されていることにより,接着剤50の注入を,ホルダ20の第1面21の側より行う。そして,本形態では,前述したように,単電池10は,ホルダ20の第1面21の側には出っ張っていない。このため,接着剤50を注入するための注入ノズル90を,溝部40の溝開口部41に適切に近づけることができる。溝部40の溝開口部41に注入ノズル90を近づける際に,干渉するものがないからである。これにより,注入ノズル90により,接着剤50を,溝部40の内部に確実に注入することができる。
また,例えば,図10に示すように,保持穴30内に挿入された単電池10が,二点鎖線で示す保持穴30の中央よりも,溝部40の側へ片寄っていた場合にも,本形態では,充填空間S内における溝部40の部分の空間がなくなってしまうことがない。よって,接着剤50を注入する空間を確実に確保することができる。このため,注入ノズル90により,溝部40の部分に確実に接着剤50を注入することができる。これにより,注入された接着剤50が充填空間Sの外部にあふれてしまうことを抑制し,接着剤50により,充填空間Sを適切に充填することができる。
また,本形態では,前述したように,保持穴30内の充填空間Sに充填されている接着剤50の体積の合計が,その保持穴30における2つの溝部40の体積の合計よりも小さいものとされている。このため,各注入ノズル90により各溝部40の内部に注入される接着剤50の体積は,溝部40の体積よりも小さいものである。つまり,各溝部40に注入される接着剤50の量は,その溝部40の内部の空間A(図5および図6)に確実に収まる程度の量である。
このため,例えば,図10に示すように,保持穴30内に挿入された単電池10が,保持穴30の中心よりも溝部40の方へ片寄っていた場合にも,注入ノズル90より注入された接着剤50が,充填空間Sの外部にあふれてしまうことはない。さらに,注入された接着剤50が充填空間Sの外部にあふれてしまうことがないため,充填空間Sは,接着剤50によって適切に充填される。これにより,充填空間Sに充填される接着剤50の量が不足してしまうことがなく,単電池10を適切に保持穴30に固定することができる。
そして,注入された接着剤50は,充填空間Sに充填した後,固化する。固化した接着剤50により,単電池10の挿入側面16と保持穴30の内壁35とが接合される。すなわち,接着剤50が固化することにより,単電池10が,ホルダ20の保持穴30に固定される。これにより,組電池1が製造される。
以上詳細に説明したように,本形態に係る組電池1では,ホルダ20の単電池10を挿入する保持穴30に溝部40が形成されている。溝部40は,保持穴30のホルダ20における第1面21側の開口である第1開口部31から,中間位置25まで延びるものである。そして,接着剤50を充填する充填工程では,ホルダ20の第1面21を重力方向の上側に向けつつ,保持穴30の溝部40の部分に接着剤50を注入する。注入された接着剤50は,注入箇所である溝部40から充填空間Sにおける溝部40から遠い箇所に向けて進入することにより,充填空間S内を充填する。これにより,単電池をホルダの保持穴に固定するための接着剤が,単電池が挿入されたホルダの保持穴の内部に適切に充填された組電池の製造方法および組電池が実現されている。
実施形態
次に,実施形態について説明する。本形態においても,組電池の構成は,上記の参考形態のものと同様である。すなわち,本形態に係る組電池についても,複数の単電池を,接着剤により,ホルダの保持穴に固定してなるものである。また,本形態においても,ホルダとして,保持穴に溝部が形成されているものを用いる。
さらに,本形態の組電池についても,単電池をホルダの保持穴に挿入する挿入工程と,保持穴の溝部の部分より接着剤を注入することにより接着剤を充填する充填工程とにより製造する。ただし。本形態では,ホルダの保持穴に形成されている溝部の形状が,参考形態のものと異なる。よって以下,本形態の溝部について具体的に説明する。
図11に,本形態に係る組電池2のホルダ120の保持穴130の箇所における断面図を示す。本形態においても,単電池10については同様のものである。また,本形態の組電池2においても,ホルダ120に複数形成されている保持穴130の配置などは参考形態と同様である。さらに,本形態に係る保持穴130についても,平面から見たときのホルダ120の第1面121における形状は,図3に示す参考形態に係る保持穴30と同様である。そして,図11についても,図3におけるX−X断面図に相当する。
図11に示すように,本形態においても,単電池10は,正極端子12を下向きに,負極端子13を上向きにした状態で保持穴130内に固定されている。単電池10は,その挿入端部11が,保持穴130に挿入されている。
また,保持穴130についても,ホルダ120の第1面121と第2面122とに開口する貫通孔であり,図11に示すように,厚みTのホルダ120を貫通している。図11には,保持穴130について,ホルダ120の第1面121側の開口である第1開口部131,第2面122側の開口である第2開口部132,保持穴130の内壁135を示している。
さらに,図11には,溝部140について,第1開口部131のうちの溝部140の部分である溝開口部141,内壁135のうちの溝部140の部分である溝内壁145を示している。また,溝部140は,図11に示すように,溝開口部141から,保持穴130の第1開口部131と第2開口部132との間の中間位置125まで形成されている。また,図11には,溝部140の長さLを示している。
そして,本形態の溝部140は,図11に示すように,保持穴130の軸方向について,深さが異なるものである。本形態の溝部140は,図12の斜視図にも示すように,溝開口部141における深さD1が,中間位置125における深さD2よりも深くされている。すなわち,本形態の溝部140は,中間位置125に近い部分ほど,深さが浅いものである。
また,図12に示すように,本形態の溝部140は,保持穴130の軸方向について,幅が異なるものである。本形態の溝部140は,図12に示すように,溝開口部141における幅W1が,中間位置125における幅W2よりも広くされている。すなわち,本形態の溝部140は,中間位置125に近い部分ほど,幅が狭いものである。
なお,図11に示すように,本形態においても,保持穴130は,直径d1が,単電池10の直径d2よりも大きなものである。このため,保持穴130の内壁135と,単電池10の挿入側面16との間には,充填空間Sが存在している。
充填空間Sには,図11に示すように,接着剤50が充填されている。接着剤50は,液状で充填空間Sに注入された後,固化したものである。単電池10は,充填空間Sに充填されている接着剤50が固化していることにより,挿入端部11が保持穴130の内部に挿入された状態で固定されている。
また,本形態においても,保持穴130内の充填空間Sに充填されている接着剤50の体積の合計は,その保持穴130における2つの溝部140の体積の合計よりも小さいものである。本形態においても,溝部140の体積は,参考形態と同様,保持穴130における中間位置125よりも第2開口部132側の内壁135を,保持穴130の軸方向に,第1面121まで延長させた仮想の面と,溝内壁145とに囲われている空間の体積である。
そして,本形態においても,参考形態と同様の「1.挿入工程」および「2.充填工程」により組電池2を製造することができる。これにより,単電池10が挿入された保持穴130の内部の充填空間Sを,参考形態と同様に,接着剤50によって適切に充填することができる。
ここで,溝部140の内部に注入された接着剤50が充填空間Sにおける溝部140から遠い箇所へと進入する進入速度は,図12に矢印で示すように,第1開口部131に近い箇所よりも第2開口部132に近い箇所の方が速いものである。第2開口部132に近い箇所ほど,重力方向の下側にあるからである。さらに,注入された接着剤50は,重力方向の下側である溝部140内における中間位置125に近い箇所から溜まることとなる。このため,接着剤50の充填空間Sへの進入は,溝部140内における中間位置125に近い箇所ほど早期に生じるからである。
そして,本形態では,前述したように,溝部140の幅が,中間位置125に近い部分ほど狭くなるようにされている。つまり,充填空間Sにおける第2開口部132に近い箇所は,溝部140からの距離が,参考形態よりも遠くなるようにされている。これに対し,充填空間Sにおける第1開口部131に近い箇所では,参考形態よりも,溝部140からの距離が近くなるようにされている。
すなわち,本形態では,充填空間Sにおける注入された接着剤50が進入するまでに要する時間が長い,第1開口部131に近い箇所について,溝部140からの距離が近くなるようにされている。なお,接着剤50の進入が生じやすい充填空間Sにおける第2開口部132に近い箇所では,溝部140からの距離が遠くても,短時間で接着剤50が進入することとなる。よって,本形態では,充填空間Sの充填を,参考形態よりも短時間で行うことができる。
また,本形態では,溝部140の幅が,中間位置125に近い部分ほど狭くなるようにされているとともに,溝部140の深さについても,中間位置125に近い部分ほど浅くなるようにされている。これにより,本形態の溝部140は,中間位置125に近い部分ほど,保持穴130の軸方向に対して直角に交わる面内における断面積が小さくなる形状とされている。
これにより,本形態の溝部140は,溝開口部141が大きくされている。具体的には,保持穴130の軸方向を投影方向としたときに,保持穴130の中間位置125よりも第2開口部132側の内壁135と,溝開口部141とにより囲われる領域が大きくされている。溝部140の体積を一定としたとき,溝部140の中間位置125に近い部分の断面積を小さくした分,溝部140の溝開口部141における断面積については大きくなるからである。
そして,吐出口91に対して溝開口部141が大きくなることにより,注入ノズル90によって,より確実に溝部140の内部に接着剤50を注入することができる。つまり,充填工程において,充填空間Sから接着剤50があふれてしまうことを,より確実に抑制することができる。また,注入ノズル90の位置決めを高精度に行うことなく,接着剤50を,注入ノズル90によって確実に溝部140の内部に注入することもできる。
あるいは,本形態では,充填工程において,溝部140に接着剤50を注入する注入ノズル90として,その吐出口91が大きなものを用いることができる。吐出口91が大きな注入ノズル90を用いた場合には,接着剤50の溝部140への注入を,短時間で行うことができる。
なお,本形態では,溝部140の形状について,中間位置125に近い部分ほど幅を狭くするとともに,中間位置125に近い部分ほど深さを浅くしている。しかし,溝部140の形状は,上記の幅および深さについて,少なくともいずれか一方のみを満たす形状としてもよい。すなわち,溝部140の形状は,幅については中間位置125に近い部分ほど狭くするとともに,深さについては保持穴130の軸方向において一定としてもよい。あるいは,溝部140の形状は,深さについては中間位置125に近い部分ほど浅くするとともに,幅については保持穴130の軸方向において一定としてもよい。
以上詳細に説明したように,本実施の形態に係る組電池2においても,ホルダ120の単電池10を挿入する保持穴130に溝部140が形成されている。溝部140は,中間位置125に近い部分ほど,幅が狭いものである。これにより,溝部140に注入された接着剤50を,短時間で充填空間Sに充填させることができる。さらに,溝部140は,中間位置125に近い部分ほど深さが浅いものである。これにより,接着剤50が充填空間Sの外部にあふれてしまうことを,より確実に抑制することができる。また本実施の形態においても,単電池をホルダの保持穴に固定するための接着剤が,単電池が挿入されたホルダの保持穴の内部に適切に充填された組電池の製造方法および組電池が実現されている。
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,上記の実施形態では,各保持穴にそれぞれ2つの溝部が形成された例について説明している。しかし,例えば,溝部は,各保持穴について1つだけ形成されていてもよい。あるいは,溝部は,各保持穴について3つ以上,形成されていてもよい。
また例えば,上記の実施形態では,保持穴内の充填空間に充填されている接着剤の体積の合計は,その保持穴における溝部の体積の合計よりも小さいものとして説明している。しかし,保持穴内の充填空間に充填されている接着剤の体積の合計は,その保持穴における溝部の体積の合計よりも大きくてもよい。この場合には,充填工程において,溝部への接着剤の注入を,複数回に分割して行えばよい。すなわち,溝部の体積以下の体積の接着剤の注入を複数回,行うとともに,2回目以降の注入を,先回に注入された溝部内の接着剤が充填空間に進入した後に行うこととすればよい。
また例えば,ホルダの保持穴に挿入する単電池の位置は,端部に限らず,中央であってもよい。また例えば,本発明は,当然,リチウムイオン二次電池以外の電池にも適用可能である。また例えば,組電池における単電池の数等は,組電池の仕様等により異なるものとすればよい。
1,2 組電池
10 単電池
11 挿入端部
16 挿入側面
20,120 ホルダ
21,121 第1面
22,122 第2面
25,125 中間位置
30,130 保持穴
31,131 第1開口部
32,132 第2開口部
35,135 内壁
40,140 溝部
41,141 溝開口部
45,145 溝内壁
90 注入ノズル
91 吐出口
D,D1,D2 深さ
L 長さ
S 充填空間
W,W1,W2 幅

Claims (11)

  1. 複数の単電池と,
    複数の前記単電池がそれぞれ挿入された複数の保持穴が形成されているホルダと,
    前記単電池の外面のうちの前記保持穴の内壁と対面している保持外面と前記内壁との間の充填空間に充填されている接着剤とを有する組電池の製造方法において,
    複数の前記単電池を,前記ホルダの前記複数の保持穴にそれぞれ挿入する挿入工程と,
    前記単電池が挿入された前記保持穴内部の前記充填空間に前記接着剤を充填する充填工程とを有し,
    前記挿入工程では,
    前記ホルダとして,前記保持穴が,
    前記ホルダの第1面と前記第1面の裏面である第2面とに開口する貫通孔であるとともに,
    前記内壁に,前記第1面側の開口である第1開口部から,前記第1開口部と前記第2面側の開口である第2開口部との間の中間位置まで延びる溝部が形成されており,
    前記溝部が,前記中間位置に近い部分ほど,幅が狭いものを用い,
    前記充填工程では,
    前記ホルダの前記第1面を前記第2面よりも重力方向の上側に向けつつ,前記保持穴の前記溝部の部分に前記接着剤を注入することを特徴とする組電池の製造方法。
  2. 複数の単電池と,
    複数の前記単電池がそれぞれ挿入された複数の保持穴が形成されているホルダと,
    前記単電池の外面のうちの前記保持穴の内壁と対面している保持外面と前記内壁との間の充填空間に充填されている接着剤とを有する組電池の製造方法において,
    複数の前記単電池を,前記ホルダの前記複数の保持穴にそれぞれ挿入する挿入工程と,
    前記単電池が挿入された前記保持穴内部の前記充填空間に前記接着剤を充填する充填工程とを有し,
    前記挿入工程では,
    前記ホルダとして,前記保持穴が,
    前記ホルダの第1面と前記第1面の裏面である第2面とに開口する貫通孔であるとともに,
    前記内壁に,前記第1面側の開口である第1開口部から,前記第1開口部と前記第2面側の開口である第2開口部との間の中間位置まで延びる溝部が形成されており,
    前記溝部が,前記中間位置に近い部分ほど,深さが浅いものを用い,
    前記充填工程では,
    前記ホルダの前記第1面を前記第2面よりも重力方向の上側に向けつつ,前記保持穴の前記溝部の部分に前記接着剤を注入することを特徴とする組電池の製造方法。
  3. 複数の単電池と,
    複数の前記単電池がそれぞれ挿入された複数の保持穴が形成されているホルダと,
    前記単電池の外面のうちの前記保持穴の内壁と対面している保持外面と前記内壁との間の充填空間に充填されている接着剤とを有する組電池の製造方法において,
    複数の前記単電池を,前記ホルダの前記複数の保持穴にそれぞれ挿入する挿入工程と,
    前記単電池が挿入された前記保持穴内部の前記充填空間に前記接着剤を充填する充填工程とを有し,
    前記挿入工程では,
    前記ホルダとして,前記保持穴が,
    前記ホルダの第1面と前記第1面の裏面である第2面とに開口する貫通孔であるとともに,
    前記内壁に,前記第1面側の開口である第1開口部から,前記第1開口部と前記第2面側の開口である第2開口部との間の中間位置まで延びる溝部が形成されており,
    前記溝部が,前記中間位置に近い部分ほど,幅が狭く,かつ,深さが浅いものを用い,
    前記充填工程では,
    前記ホルダの前記第1面を前記第2面よりも重力方向の上側に向けつつ,前記保持穴の前記溝部の部分に前記接着剤を注入することを特徴とする組電池の製造方法。
  4. 請求項1から請求項3までのいずれかに記載の組電池の製造方法において,
    前記挿入工程では,
    前記ホルダとして,前記保持穴が,
    前記溝部が2つ形成されているとともに,
    2つの前記溝部が前記内壁における互いに対面する位置に形成されているものを用いることを特徴とする組電池の製造方法。
  5. 請求項1から請求項4までのいずれかに記載の組電池の製造方法において,
    前記充填工程では,
    注入する前記接着剤の体積の合計が,前記保持穴における前記中間位置よりも前記第2開口部側の前記内壁を前記第1面まで延長させた仮想内壁と前記溝部における前記内壁とにより囲われる空間の体積の合計よりも小さいことを特徴とする組電池の製造方法。
  6. 請求項1から請求項5までのいずれかに記載の組電池の製造方法において,
    前記充填工程では,
    前記溝部に前記接着剤を注入する注入ノズルとして,前記注入ノズルの前記接着剤を吐出する吐出口が,前記保持穴の軸方向を投影方向としたときに,前記保持穴における前記中間位置よりも前記第2開口部側の前記内壁と前記第1開口部の前記溝部における部分とにより囲われる領域内に収まる形状および大きさのものを用いることを特徴とする組電池の製造方法。
  7. 複数の単電池と,
    複数の前記単電池がそれぞれ挿入された複数の保持穴が形成されているホルダと,
    前記単電池の外面のうちの前記保持穴の内壁と対面している保持外面と前記内壁との間の充填空間に充填されている接着剤とを有する組電池において,
    前記保持穴は,
    前記ホルダの第1面と前記第1面の裏面である第2面とに開口する貫通孔であるとともに,
    前記内壁に,前記第1面側の開口である第1開口部から,前記第1開口部と前記第2面側の開口である第2開口部との間の中間位置まで延びる溝部が形成されており,
    前記溝部は,前記中間位置に近い部分ほど,幅が狭いものであることを特徴とする組電池。
  8. 複数の単電池と,
    複数の前記単電池がそれぞれ挿入された複数の保持穴が形成されているホルダと,
    前記単電池の外面のうちの前記保持穴の内壁と対面している保持外面と前記内壁との間の充填空間に充填されている接着剤とを有する組電池において,
    前記保持穴は,
    前記ホルダの第1面と前記第1面の裏面である第2面とに開口する貫通孔であるとともに,
    前記内壁に,前記第1面側の開口である第1開口部から,前記第1開口部と前記第2面側の開口である第2開口部との間の中間位置まで延びる溝部が形成されており,
    前記溝部は,前記中間位置に近い部分ほど,深さが浅いものであることを特徴とする組電池。
  9. 複数の単電池と,
    複数の前記単電池がそれぞれ挿入された複数の保持穴が形成されているホルダと,
    前記単電池の外面のうちの前記保持穴の内壁と対面している保持外面と前記内壁との間の充填空間に充填されている接着剤とを有する組電池において,
    前記保持穴は,
    前記ホルダの第1面と前記第1面の裏面である第2面とに開口する貫通孔であるとともに,
    前記内壁に,前記第1面側の開口である第1開口部から,前記第1開口部と前記第2面側の開口である第2開口部との間の中間位置まで延びる溝部が形成されており,
    前記溝部は,前記中間位置に近い部分ほど,幅が狭く,かつ,深さが浅いものであることを特徴とする組電池。
  10. 請求項7から請求項9までのいずれかに記載の組電池において,
    前記保持穴は,
    前記溝部が2つ形成されているとともに,
    2つの前記溝部が前記内壁における互いに対面する位置に形成されているものであることを特徴とする組電池。
  11. 請求項7から請求項10までのいずれかに記載の組電池において,
    前記保持穴の前記充填空間に充填されている前記接着剤の体積の合計が,前記保持穴における前記中間位置よりも前記第2開口部側の前記内壁を前記第1面まで延長させた仮想内壁と前記溝部における前記内壁とにより囲われる空間の体積の合計よりも小さいことを特徴とする組電池。
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