JP6911668B2 - Power storage module manufacturing method and manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電モジュールの製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a power storage module.
単位積層体を積層してなる蓄電モジュールの製造方法として、例えば、特許文献1には、正極をセパレータで包んだ袋ユニットと負極とを単位積層体とし、これらをハンド装置が交互に把持して積層することにより電極積層体を製造する方法が開示されている。この製造方法では、一対のセパレータロールから連続的に繰り出されるセパレータシート同士が張り合わされ、貼り合わされた部分を底部とするセパレータシートの谷間に正極が落下される。その後、正極の外縁に沿ってセパレータシート同士が溶着されることにより、袋ユニットが連続的に形成される。 As a method for manufacturing a power storage module obtained by laminating unit laminates, for example, in Patent Document 1, a bag unit in which a positive electrode is wrapped with a separator and a negative electrode are formed as a unit laminate, and hand devices alternately grip the unit laminates. A method for producing an electrode laminate by laminating is disclosed. In this manufacturing method, the separator sheets that are continuously fed out from the pair of separator rolls are stuck together, and the positive electrode is dropped into the valley of the separator sheets whose bottom is the bonded portion. After that, the separator sheets are welded to each other along the outer edge of the positive electrode, so that the bag unit is continuously formed.
上述の蓄電モジュールの製造方法では、例えば、基準面又は画像認識技術を用いて各単位積層体の端面の位置を揃える手法により、単位積層体同士が互いにずれて積層される積層ずれを抑制している。しかしながら、例えば溶着時の熱の影響により、単位積層体に反りが生じる場合がある。この場合、上述の手法では、積層ずれを抑制することができない。 In the above-mentioned manufacturing method of the power storage module, for example, by using a reference plane or an image recognition technique to align the positions of the end faces of the unit laminates, it is possible to suppress the stacking deviation in which the unit laminates are displaced from each other and laminated. There is. However, for example, the unit laminate may be warped due to the influence of heat during welding. In this case, the above-mentioned method cannot suppress the stacking deviation.
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、単位積層体の積層ずれを抑制可能な蓄電モジュールの製造方法及び製造装置を提供する。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a method and an apparatus for manufacturing a power storage module capable of suppressing stacking deviation of a unit laminate.
本発明に係る蓄電モジュールの製造方法は、電極板、電極板の一方面に設けられた正極、及び電極板の他方面に設けられた負極を含むバイポーラ電極と、バイポーラ電極の外縁部に設けられた樹脂部と、を有するシート状の単位積層体を積層してなる蓄電モジュールの製造方法であって、単位積層体が載置された第1平面と、第1平面と単位積層体を介して対向するハンドの第2平面とにより単位積層体を挟持する工程と、挟持された状態の単位積層体の外縁の位置を検出する工程と、検出された位置に基づき、ハンドにより単位積層体を積層領域に搬送して積層する工程と、積層された単位積層体を積層領域に固定する工程と、を含む。 The method for manufacturing a power storage module according to the present invention is provided on a bipolar electrode including an electrode plate, a positive electrode provided on one surface of the electrode plate, and a negative electrode provided on the other surface of the electrode plate, and an outer edge portion of the bipolar electrode. It is a method of manufacturing a power storage module obtained by laminating a sheet-shaped unit laminate having a resin portion, via a first plane on which the unit laminate is placed, and the first plane and the unit laminate. A step of sandwiching the unit laminate by the second planes of the opposing hands, a step of detecting the position of the outer edge of the unit laminate in the sandwiched state, and a step of laminating the unit laminate by the hand based on the detected position. It includes a step of transporting to a region and laminating, and a step of fixing the laminated unit laminate to the laminating region.
この蓄電モジュールの製造方法は、単位積層体を第1平面とハンドの第2平面とにより挟持する工程を有している。このため、単位積層体に反りが生じていても、反りを矯正し、単位積層体の外縁の位置を適切に検出することができる。したがって、ハンドにより単位積層体を積層領域に適切に搬送して積層することができるので、積層ずれを抑制することができる。そして、積層された単位積層体は積層領域に固定されるので、単位積層体の積層後における積層ずれも抑制することができる。 The method for manufacturing the power storage module includes a step of sandwiching the unit laminate between the first plane and the second plane of the hand. Therefore, even if the unit laminated body is warped, the warp can be corrected and the position of the outer edge of the unit laminated body can be appropriately detected. Therefore, since the unit laminated body can be appropriately conveyed to the laminated region by the hand and laminated, it is possible to suppress the stacking deviation. Since the laminated unit laminates are fixed to the laminated region, it is possible to suppress the stacking deviation after the unit laminates are laminated.
挟持する工程では、第1平面と第2平面との対向方向から見て矩形状を呈する単位積層体の隣り合う一対の辺それぞれの少なくとも一部を含む領域を挟持し、検出する工程では、位置として、一対の辺の位置を検出してもよい。この場合、単位積層体が矩形状を呈しているので、単位積層体における隣り合う一対の辺を含む領域を挟持し、一対の辺の位置を適切に検出することにより、単位積層体を積層領域に適切に搬送して積層することができる。 In the step of sandwiching, in the step of sandwiching and detecting a region including at least a part of each of a pair of adjacent sides of the unit laminate having a rectangular shape when viewed from the opposite direction of the first plane and the second plane, the position As a result, the positions of a pair of sides may be detected. In this case, since the unit laminated body has a rectangular shape, the unit laminated body is formed into a laminated region by sandwiching a region including a pair of adjacent sides in the unit laminated body and appropriately detecting the position of the pair of sides. Can be properly transported and laminated.
検出する工程では、一対の辺のうち一方における二点の位置と、一対の辺のうち他方における一点の位置と、を検出することにより、一対の辺の位置を検出してもよい。この場合、一対の辺のうち一方における二点の位置を検出するので、当該二点を接続する直線として、一方の辺の位置を検出することができる。また、他方における一点の位置を検出するので、当該一点を通ると共に、一方の辺に直交する直線として他方の辺の位置を検出することができる。 In the step of detecting, the position of the pair of sides may be detected by detecting the position of two points on one of the pair of sides and the position of one point on the other side of the pair of sides. In this case, since the positions of two points on one of the pair of sides are detected, the position of one side can be detected as a straight line connecting the two points. Further, since the position of one point on the other side is detected, the position of the other side can be detected as a straight line passing through the one point and orthogonal to one side.
積層する工程では、第2平面に単位積層体を吸着させて搬送してもよい。この場合、第2平面に対する単位積層体の位置をずらさずに、単位積層体を搬送することができる。 In the step of laminating, the unit laminated body may be adsorbed on the second plane and conveyed. In this case, the unit laminated body can be conveyed without shifting the position of the unit laminated body with respect to the second plane.
本発明に係る蓄電モジュールの製造装置は、電極板、電極板の一方面に設けられた正極、及び電極板の他方面に設けられた負極を含むバイポーラ電極と、バイポーラ電極の外縁部に設けられた樹脂部と、を有するシート状の単位積層体を積層してなる蓄電モジュールの製造装置であって、単位積層体が載置された第1平面と単位積層体を介して対向し、第1平面とにより単位積層体を挟持する第2平面を有するハンドと、挟持された状態の単位積層体の外縁の位置を検出する検出部と、単位積層体が積層される積層領域が設定されると共に、単位積層体を積層領域に固定する固定部を有する積層冶具と、位置に基づき、ハンドを制御し、単位積層体を積層領域に搬送して積層する制御部と、を備える。 The power storage module manufacturing apparatus according to the present invention is provided on a bipolar electrode including an electrode plate, a positive electrode provided on one surface of the electrode plate, and a negative electrode provided on the other surface of the electrode plate, and an outer edge portion of the bipolar electrode. It is a manufacturing apparatus of a power storage module formed by laminating a sheet-shaped unit laminate having a resin portion, and faces the first plane on which the unit laminate is placed via the unit laminate, and is the first. A hand having a second plane that sandwiches the unit laminate by the plane, a detection unit that detects the position of the outer edge of the unit laminate in the sandwiched state, and a lamination region in which the unit laminate is laminated are set. , A laminating jig having a fixing portion for fixing the unit laminated body to the laminating region, and a control unit for controlling the hand based on the position and transporting the unit laminating body to the laminating region for laminating.
この蓄電モジュールの製造装置では、ハンドが第1平面とにより単位積層体を挟持する第2平面を有している。このため、単位積層体に反りが生じていても、反りを矯正し、単位積層体の外縁の位置を検出部により適切に検出することができる。したがって、制御部は、ハンドを制御して、単位積層体を積層領域に適切に搬送して積層させることができるので、積層ずれを抑制することができる。そして、積層冶具は、積層された単位積層体を積層位置に固定する固定部を有しているので、単位積層体の積層後における積層ずれも抑制することができる。 In this power storage module manufacturing apparatus, the hand has a second plane that sandwiches the unit laminate with the first plane. Therefore, even if the unit laminated body is warped, the warp can be corrected and the position of the outer edge of the unit laminated body can be appropriately detected by the detection unit. Therefore, the control unit can control the hand to appropriately convey the unit laminated body to the laminated region and laminate the unit, so that the stacking deviation can be suppressed. Since the laminated jig has a fixing portion for fixing the laminated unit laminates at the laminated position, it is possible to suppress the stacking deviation after the unit laminates are laminated.
単位積層体は、第1平面と第2平面との対向方向から見て矩形状を呈し、第2平面は、単位積層体の隣り合う一対の辺それぞれの少なくとも一部を含む領域を第1平面とにより挟持し、検出部は、位置として、一対の辺の位置を検出してもよい。この場合、単位積層体が矩形状を呈しているので、単位積層体における隣り合う一対の辺を含む領域を挟持し、一対の辺の位置を適切に検出することにより、単位積層体を積層領域に適切に搬送して積層することができる。 The unit laminate has a rectangular shape when viewed from the opposite direction of the first plane and the second plane, and the second plane includes a region including at least a part of each of a pair of adjacent sides of the unit laminate. The detection unit may detect the position of a pair of sides as a position. In this case, since the unit laminated body has a rectangular shape, the unit laminated body is formed into a laminated region by sandwiching a region including a pair of adjacent sides in the unit laminated body and appropriately detecting the position of the pair of sides. Can be properly transported and laminated.
ハンドには、一対の辺の一方における二点と、一対の辺の他方における一点とを露出させる第1露出部が設けられ、検出部は、第1露出部を通じて二点の位置及び一点の位置を検出することにより、一対の辺の位置を検出してもよい。この場合、一対の辺のうち一方における二点の位置を検出することができるので、当該二点を接続する線として一方の辺の位置を検出することができる。また、他方における一点の位置を検出することができるので、当該一点を通ると共に、一方の辺に直交する線として他方の辺の位置を検出することができる。 The hand is provided with a first exposed portion that exposes two points on one of the pair of sides and one point on the other of the pair of sides, and the detection portion is located at two points and one point through the first exposed portion. The position of a pair of sides may be detected by detecting. In this case, since the positions of two points on one of the pair of sides can be detected, the position of one side can be detected as a line connecting the two points. Further, since the position of one point on the other side can be detected, the position of the other side can be detected as a line that passes through the one point and is orthogonal to one side.
ハンドは、単位積層体を第2平面に吸着させる吸着部を有していてもよい。この場合、第2平面に対する単位積層体の位置をずらさずに、単位積層体を搬送することができる。 The hand may have a suction portion that sucks the unit laminate onto the second plane. In this case, the unit laminated body can be conveyed without shifting the position of the unit laminated body with respect to the second plane.
固定部は、単位積層体を押さえつける爪部を有し、ハンドには、爪部を露出させる第2露出部が設けられていてもよい。この場合、固定部は、爪部をハンドと干渉させることなく、爪部により単位積層体を固定することができる。 The fixed portion has a claw portion that presses the unit laminate, and the hand may be provided with a second exposed portion that exposes the claw portion. In this case, the fixing portion can fix the unit laminate by the claw portion without causing the claw portion to interfere with the hand.
本発明によれば、積層ずれを抑制可能な蓄電モジュールの製造方法及び製造装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method and an apparatus for manufacturing a power storage module capable of suppressing stacking deviation.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals will be used for the same elements or elements having the same function, and duplicate description will be omitted.
図1は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。同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、複数の蓄電モジュール4を積層してなる蓄電モジュール積層体2と、蓄電モジュール積層体2に対して積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材3とを備えて構成されている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a power storage device. The power storage device 1 shown in the same 1 is used as a battery for various vehicles such as forklifts, hybrid vehicles, and electric vehicles. The power storage device 1 includes a power
蓄電モジュール積層体2は、複数(本実施形態では3体)の蓄電モジュール4と、複数(本実施形態では4枚)の導電板5とによって構成されている。蓄電モジュール4は、例えば後述するバイポーラ電極14を備えた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 power
積層方向に隣り合う蓄電モジュール4,4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、積層方向に隣り合う蓄電モジュール4,4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
各導電板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。各流路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直交する方向に互いに平行に延在している。これらの流路5aに冷媒を流通させることで、導電板5は、蓄電モジュール4,4同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、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つ。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の面積よりも小さいが、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てもよい。
Inside each
拘束部材3は、蓄電モジュール積層体2を積層方向に挟む一対のエンドプレート8,8と、エンドプレート8,8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の内側面(蓄電モジュール積層体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 is composed of a pair of end plates 8 and 8 that sandwich the power
エンドプレート8の縁部には、蓄電モジュール積層体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8,8によって挟持されて蓄電モジュール積層体2としてユニット化されると共に、蓄電モジュール積層体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の構成について更に詳細に説明する。図2は、蓄電モジュール4の内部構成を示す概略断面図である。同図に示すように、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。
Next, the configuration of the
電極積層体11は、セパレータ13を介して複数のバイポーラ電極14が積層されてなる。この例では、電極積層体11の積層方向Dは蓄電モジュール積層体2の積層方向と一致している。電極積層体11は、積層方向Dに延びる側面11aを有している。バイポーラ電極14は、電極板15、電極板15の一方面15aに設けられた正極16、電極板15の他方面15bに設けられた負極17を含んでいる。正極16は、正極活物質が塗工されてなる正極活物質層である。負極17は、負極活物質が塗工されてな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Dに隣り合う一方のバイポーラ電極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Dに隣り合う他方のバイポーラ電極14の正極16と対向している。
The
電極積層体11において、積層方向Dの一端には負極終端電極18が配置され、積層方向Dの他端には正極終端電極19が配置されている。負極終端電極18は、電極板15、及び電極板15の他方面15bに設けられた負極17を含んでいる。負極終端電極18の負極17は、セパレータ13を介して積層方向Dの一端のバイポーラ電極14の正極16と対向している。負極終端電極18の電極板15の一方面15aには、蓄電モジュール4に隣接する一方の導電板5が接触している。正極終端電極19は、電極板15、及び電極板15の一方面15aに設けられた正極16を含んでいる。正極終端電極19の電極板15の他方面15bには、蓄電モジュール4に隣接する他方の導電板5が接触している。正極終端電極19の正極16は、セパレータ13を介して積層方向Dの他端のバイポーラ電極14の負極17と対向している。
In the
電極板15は、金属製であり、例えばニッケル又はニッケルメッキ鋼板からなる。電極板15は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板15の外縁部15c(バイポーラ電極14の外縁部)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、ポリエチレンテレフタレート(PET)、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矩形の筒状に形成されている。封止体12を構成する樹脂材料としては、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)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)などが挙げられる。封止体12は、積層方向Dに延びる電極積層体11の側面11aにおいて電極板15の外縁部15cを保持すると共に、側面11aを取り囲むように構成されている。
The sealing
封止体12は、外縁部15cに設けられた第1樹脂部21(樹脂部)と、側面11aに沿って第1樹脂部21を外側から包囲する第2樹脂部22とを有している。第1樹脂部21は、積層方向Dから見て、矩形枠状をなし、例えば超音波又は熱により、外縁部15cの全周にわたって連続的に溶着されている。第1樹脂部21は、電極板15の一方面15a側の外縁部15cに設けられている。第1樹脂部21は所定の厚さ(積層方向Dの長さ)を有するフィルムである。電極板15の端面は、第1樹脂部21から露出している。第1樹脂部21は、積層方向Dから見て、正極16及び負極17から離間して設けられている。
The sealing
第1樹脂部21は、積層方向Dに隣り合う電極板15の外縁部15c同士の間に位置している第1部分21aと、電極板15から外側に張り出している第2部分21bと、を有している。第1部分21aは、第1樹脂部21の内周側の部分である。バイポーラ電極14及び正極終端電極19における外縁部15cに設けられた第1樹脂部21では、第1部分21aの内側に第1樹脂部21の他の部分よりも薄い(積層方向Dの長さが短い)段差部21cが設けられている。段差部21cにはセパレータ13が配置され、積層方向Dから見て、段差部21cとセパレータ13とは重なっている。セパレータ13は、セパレータ13の外縁に沿って並ぶ数箇所において、例えば溶着により段差部21cに固定されている。負極終端電極18の外縁部15cに設けられた第1樹脂部21には、セパレータ13が配置されないので、段差部21cが設けられていない。本実施形態では、段差部21cの高さ(積層方向Dの長さ)は、セパレータ13の厚さと同等であるが、同等でなくてもよい。第2部分21bの一部は、第2樹脂部22に埋没している。積層方向Dで隣り合う第1樹脂部21,21同士は、互いに離間している。
The
第2樹脂部22は、電極積層体11及び第1樹脂部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樹脂部22は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Dにおいて電極積層体11の全長にわたって延在している。第2樹脂部22は、積層方向Dを軸方向として延在する筒状部である。第2樹脂部22は、積層方向Dに延在する第1樹脂部21の外側面を覆っている。第2樹脂部22は、例えば、射出成形時の熱によって第1樹脂部21の外表面に溶着されている。
The
第2樹脂部22は、積層方向Dに隣り合うバイポーラ電極14,14の間、積層方向D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D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、積層方向Dで隣り合うバイポーラ電極14,14の間、積層方向D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Dに隣り合う正極終端電極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水溶液からなる電解液(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。電解液は強アルカリ性なので、封止体12は、耐強アルカリ性を有する樹脂材料により構成されている。
The
蓄電モジュール4は、シート状の単位積層体31,32,33を積層してなる。単位積層体31は、バイポーラ電極14と、第1樹脂部21と、セパレータ13と、を有している。単位積層体32は、負極終端電極18と、第1樹脂部21と、を有している。単位積層体33は、正極終端電極19と、第1樹脂部21と、セパレータ13と、を有している。蓄電モジュール4は、具体的には、単位積層体33と、複数の単位積層体31と、単位積層体32と、をこの順に積層してなる。蓄電モジュール4では、各単位積層体31〜33の厚さ方向は積層方向Dと一致している。
The
図3(a)は、単位積層体31をセパレータ側から見た平面図であり、図3(b)は、単位積層体31を負極側から見た平面図である。図3(a)及び図3(b)に示されるように、単位積層体31の外縁31aは、単位積層体31の厚さ方向から見て、矩形状を呈している。なお、矩形状は、完全な矩形状に限らず、略矩形状であってもよく、例えば、角部が丸められた形状、角部が面取りされた形状、辺に凹凸が設けられた形状であってもよい。単位積層体31は、外縁31aとして4つの辺31bを有している。図示を省略するが、単位積層体32,33(図2参照)の外縁は、単位積層体31の厚さ方向から見て、単位積層体31の外縁31aと同形状を呈している。
FIG. 3A is a plan view of the unit laminated
続いて、上述した蓄電モジュール4の製造方法について説明する。図4は、蓄電モジュールの製造方法を示すフローチャートである。図4に示されるように、蓄電モジュール4の製造方法は、単位積層体31〜33を準備する工程(ステップS1)と、単位積層体31〜33を積層する工程(ステップS2〜S6)と、第2樹脂部22を形成する工程(ステップS7)と、電解液を注入する工程(ステップS8)と、を含んでいる。
Subsequently, the manufacturing method of the
単位積層体31〜33を準備する工程(ステップS1)では、まず、複数のバイポーラ電極14と、負極終端電極18と、正極終端電極19と、を準備する。続いて、各電極板15の一方面15a側の外縁部15cに第1樹脂部21を、例えば溶着により設ける。これにより、単位積層体32が形成される。続いて、バイポーラ電極14及び正極終端電極19に設けられた第1樹脂部21の段差部21cに、セパレータ13を配置し、セパレータ13の外縁に沿って並ぶ複数箇所において、セパレータ13を例えば溶着により段差部21cに固定する。これにより、単位積層体31,33が形成される。
In the step of preparing the unit laminates 31 to 33 (step S1), first, a plurality of
次に、蓄電モジュール4の製造装置100を用いて単位積層体31〜33を積層する工程(ステップS2〜S6)について、図5〜図9を参照して説明する。ここでは、例として単位積層体31を積層する場合について説明するが、単位積層体32,33も単位積層体31と同様に積層することができる。この工程は、単位積層体31を定盤40の平面40a(第1平面)上に載置する工程(ステップS2)と、単位積層体31を挟持する工程(ステップS3)と、単位積層体31の外縁31aの位置を検出する工程(ステップS4)と、単位積層体31を搬送して積層する工程(ステップS5)と、積層された単位積層体31を固定する工程(ステップS6)と、を含んでいる。
Next, the steps (steps S2 to S6) of laminating the unit laminated
図5は、単位積層体を挟持する工程を示す側面図である。定盤40は、例えばSUS等の剛性の高い金属により構成されている。単位積層体31の厚さ方向から見て、定盤40は、単位積層体31よりも大きい。平面40aは、例えば矩形状を呈している。単位積層体31の厚さ方向から見て、単位積層体31は平面40aの外縁の内側に位置している。製造装置100は、単位積層体31を搬送するハンド41を備えている。ハンド41は、例えばロボットハンドであり、平面部42と、支持部43と、吸着部44と、を有している。
FIG. 5 is a side view showing a process of sandwiching the unit laminate. The
平面部42は、例えば平板部材であり、平面40aと単位積層体31を介して対向する平面42a(第2平面)を有している。平面42aは、平面40aとにより単位積層体31を挟持する。これにより、単位積層体31の反りが矯正される。平面42aは、単位積層体31の中央部から外縁31aの少なくとも一部までの領域を、平面40aとにより挟持する。平面40aと平面42aとの対向方向Aは、単位積層体31の厚さ方向と一致している。
The
支持部43は、平面部42を支持している。吸着部44は、例えば平面部42に設けられた複数の吸着パッド45と、各吸着パッド45に吸着力を発生させる減圧ポンプ(不図示)と、を有している。減圧ポンプを動作させることにより、吸着パッド45が単位積層体31を吸着する。これにより、吸着部44は、単位積層体31を平面42aに吸着させる。
The
図6は、図5に示される平面部及び単位積層体を平面部側から見た平面図である。図6に示されるように、平面42aは、単位積層体31よりも一回り大きな平面の外縁部が、複数箇所において切り欠かれたような形状を呈している。平面42aは、単位積層体31の外縁31aの少なくとも一部と重なり、平面40a(図5参照)とにより外縁31aの少なくとも一部を挟持する領域42bを有している。本実施形態では、平面42aは、矩形状の単位積層体31の各辺31bに対して領域42bを有しているが、矩形状の単位積層体31の隣り合う一対の辺31b,31bのそれぞれに対して領域42bを有してもよい。これにより、単位積層体31における隣り合う一対の辺31b,31bそれぞれの少なくとも一部を含む領域が挟持される。以下、「単位積層体31における隣り合う一対の辺31b,31b」を単に「一対の辺31b,31b」とも言う。
FIG. 6 is a plan view of the plane portion and the unit laminate shown in FIG. 5 as viewed from the plane portion side. As shown in FIG. 6, the
平面部42には、露出部42c(第1露出部)と、露出部42d(第2露出部)と、が設けられている。露出部42cは、単位積層体31の隣り合う一対の辺31b,31bのうち一方における二点P1,P2と、他方における一点P3と、を露出させる。露出部42dは、単位積層体31の4つの角部を露出させる。
The
図5に示されるように、製造装置100は、カメラ46と、制御部47と、を備えている。製造装置100は、複数(本実施形態では、点P1〜P3に対応して3つ)のカメラ46を備えているが、1つのカメラ46を備えてもよい。制御部47は、ハンド41及びカメラ46と通信可能に接続されている。制御部47は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、主記憶装置であるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)、並びに通信を行うための通信モジュール等を備えるコンピュータとして構成される。
As shown in FIG. 5, the
カメラ46は、平面40aと平面42aとにより挟持された状態の単位積層体31の外縁31aを撮像し、撮像した画像を制御部47に送信する。制御部47は、カメラ46から受信した画像に基づき、外縁31aの位置を検出する。このようにカメラ46及び制御部47は、外縁31aの位置を検出する検出部として機能している。カメラ46は、例えばハンド41に固定されている。この場合、カメラ46がハンド41と共に移動するので、カメラ46とハンド41との相対的な位置関係を一定に保つことができる。したがって、この検出部によれば、外縁31aの位置をハンド41に対する相対的な位置として容易に検出することができる。なお、カメラ46はハンド41とは別に固定されていてもよい。ハンド41は撮像時は毎回同じ位置に移動するため、この場合でも撮像時のカメラ46とハンド41との相対的な位置関係を一定に保つことができる。
The
本実施形態では、カメラ46は、外縁31aの位置として、図6に示される露出部42cにより露出された点P1〜P3を撮像する。制御部47は、点P1〜P3の位置を検出し、検出された点P1〜P3の位置に基づきハンド41を制御する。具体的には、例えば、制御部47は、点P1及び点P2を接続する直線として、単位積層体31の隣り合う一対の辺31b,31bのうち一方の辺31bの位置を検出する。更に、点P3を通ると共に、一方の辺31bに直交する直線として他方の辺31bの位置を検出する。これにより、制御部47は、点P1〜P3の位置に基づき、一対の辺31b,31bの位置を検出することができる。
In the present embodiment, the
図7〜図9は、単位積層体を搬送して積層する工程を示す側面図である。図7は、固定部により単位積層体が固定される前の状態を示す側面図である。図8は、固定部により単位積層体が固定された状態を示す側面図である。図9は、ハンドによる単位積層体の保持が解除された状態を示す側面図である。図7〜図9では、カメラ46(図5参照)の図示が省略されている。図7〜図9に示されるように、製造装置100は、積層冶具50を備えている。積層冶具50は、底部51を有している。底部51は、例えば矩形状を呈する平板部材である。底部51の上面51aには、単位積層体31が積層される積層領域51bが設定されている。積層領域51bの外縁は、単位積層体31の外縁31aと同形状を呈している。
7 to 9 are side views showing a process of transporting and laminating the unit laminates. FIG. 7 is a side view showing a state before the unit laminate is fixed by the fixing portion. FIG. 8 is a side view showing a state in which the unit laminate is fixed by the fixing portion. FIG. 9 is a side view showing a state in which the holding of the unit laminated body by the hand is released. In FIGS. 7 to 9, the camera 46 (see FIG. 5) is not shown. As shown in FIGS. 7 to 9, the
図7に示されるように、制御部47は、上述のようにして検出した一対の辺31b,31bの位置に基づき、単位積層体31の厚さ方向から見て、一対の辺31b,31bが、積層領域51bにおける対応する一対の辺と一致するように、ハンド41により単位積層体31を積層領域51bに搬送する。制御部47は、例えば、一対の辺31b,31bが、積層領域51bにおける対応する一対の辺と一致するような外縁31aの位置を、ハンド41に対する相対的な位置として予め記憶している。そして、この位置と、検出された外縁31aの位置とのずれを補正するように、ハンド41を制御する。
As shown in FIG. 7, the
ハンド41は、吸着部44により単位積層体31を平面42aに吸着して搬送する。ハンド41は、吸着により平面42aに保持された単位積層体31を、平面42aと上面51aとにより挟持する。積層領域51b上に既に単位積層体31が積層されていた場合、ハンド41は、平面42aに保持された単位積層体31を、既に積層されていた単位積層体31と共に、平面42aと上面51aとにより挟持する。
The
積層冶具50は、単位積層体31を積層領域51bに固定する固定部52を有している。固定部52は、単位積層体31の上面を押さえつける爪部53を有している。固定部52は、例えば単位積層体31の各角部に対応する4つの爪部53を有している。上述の露出部42dは、各角部に配置された爪部53を露出させる。
The
図8に示されるように、ハンド41が上述のように単位積層体31を、平面42aと上面51aとにより挟持すると、爪部53が、平面42aに吸着された単位積層体31の上面を押さえつける。積層領域51b上に既に単位積層体31が積層されていた場合、爪部53は、積層領域51b上に既に積層されていた単位積層体31の押さえつけを一旦解除した後、平面42aに吸着された単位積層体31の上面を押さえつける。これにより、積層領域51bにおける単位積層体31の全ては、平面42aと上面51aとにより挟持され、かつ、爪部53により押さえつけられた状態となる。
As shown in FIG. 8, when the
続いて、図9に示されるように、ハンド41は、吸着部44による単位積層体31の吸着を解除することにより、単位積層体31の保持を解除し、上方に移動する。これにより、平面42aと上面51aとによる単位積層体31の挟持が解除される。積層領域51bにおける単位積層体31は、爪部53の押さえつけにより、積層領域51bに固定された状態に保たれる。
Subsequently, as shown in FIG. 9, the
以上の工程(ステップS2〜S6)を繰り返すことにより、単位積層体31〜33が所定の順序で積層される。これにより、電極積層体11が形成される。続いて、第2樹脂部22を形成する工程(ステップS7)では、射出成形の金型(不図示)内に電極積層体11を配置した後、金型内に溶融樹脂を射出することにより、第1樹脂部21を包囲するように第2樹脂部22を形成する。これにより、電極積層体11の側面11aに封止体12が形成されると共に、バイポーラ電極14,14間には内部空間Vが形成される。電解液を注入する工程(ステップS8)では、内部空間Vに電解液を注入する。以上により、蓄電モジュール4が得られる。
By repeating the above steps (steps S2 to S6), the unit laminated
図1に示される蓄電装置1は、得られた蓄電モジュール4と導電板5とを積層して蓄電モジュール積層体2を形成する工程、及び拘束部材3によって蓄電モジュール積層体2を拘束する工程等を経て得られる。
The power storage device 1 shown in FIG. 1 includes a step of laminating the obtained
以上説明したように、蓄電モジュール4の製造方法は、単位積層体31〜33を平面40aと平面42aとにより挟持する工程を有している。このため、例えば、単位積層体31を準備する工程で行われる溶着時の熱の影響により、単位積層体31に反りが生じていても、反りを矯正し、単位積層体31の外縁31aの位置を適切に検出することができる。したがって、ハンド41により単位積層体31を積層領域51bに適切に搬送して積層することができるので、積層ずれを抑制することができる。そして、積層された単位積層体31は積層領域51bに固定されるので、単位積層体31の積層後における積層ずれも抑制することができる。
As described above, the method for manufacturing the
挟持する工程では、単位積層体31における隣り合う一対の辺31b,31bそれぞれの少なくとも一部を含む領域が挟持され、検出する工程では、一対の辺31b,31bの位置が検出される。単位積層体31は、対向方向Aから見て矩形状を呈しているので、一対の辺31b,31bの位置を適切に検出することにより、単位積層体31を積層領域51bに適切に搬送して積層することができる。
In the sandwiching step, a region including at least a part of each of the pair of
検出する工程では、点P1〜P3の位置が検出されるので、効率的に一対の辺31b,31bの位置を検出することができる。具体的には、一方の辺31bにおける点P1,P2の位置を検出するので、これらの点P1,P2を接続する直線として、一方の辺31bの位置を検出することができる。また、他方の辺31bにおける点P3の位置を検出するので、この点P3を通ると共に、一方の辺31bに直交する直線として他方の辺31bの位置を検出することができる。
In the detection step, since the positions of the points P1 to P3 are detected, the positions of the pair of
積層する工程では、平面42aに単位積層体31を吸着させて搬送するので、平面42aに対する単位積層体31の位置をずらさずに、単位積層体31を搬送することができる。また、例えばクランパにより単位積層体31を保持する場合に比べて、単位積層体31の損傷を抑制することができる。
In the step of laminating, since the unit laminated
製造装置100では、ハンド41が平面40aとにより単位積層体31を挟持する平面42aを有している。このため、単位積層体31に反りが生じていても、反りを矯正し、単位積層体31の外縁31aの位置を適切に検出することができる。そして、この位置に基づき、制御部47がハンド41を制御して、単位積層体31を積層領域51bに適切に搬送して積層させることができるので、積層ずれを抑制することができる。また、積層冶具50は、積層された単位積層体31を積層領域51bに固定する固定部52を有しているので、単位積層体31の積層後における積層ずれも抑制することができる。
In the
平面42aは、単位積層体31における隣り合う一対の辺31b,31bそれぞれの少なくとも一部を含む領域を平面40aとにより挟持する。カメラ46は、一対の辺31b,31bを撮像し、制御部47が撮像された画像に基づき、一対の辺31b,31bの位置を検出する。単位積層体31は、対向方向Aから見て矩形状を呈しているので、一対の辺31b,31bの位置を適切に検出することにより、単位積層体31を積層領域51bに適切に搬送して積層することができる。
The
ハンド41には、点P1〜P3を露出させる露出部42cが設けられ、カメラ46は、露出部42cを通じて点P1〜P3を撮像する。制御部47は、点P1,P2を接続する直線として、一方の辺31bの位置を検出することができる。また、制御部47は、点P3を通ると共に、一方の辺31bに直交する直線として他方の辺31bを検出することができる。
The
ハンド41は、単位積層体31を平面42aに吸着させる吸着部44を有している。このため、平面42aに対する単位積層体31の位置をずらさずに、単位積層体31を搬送することができる。また、例えばハンド41がクランパを有し、クランパにより単位積層体31を保持する場合に比べて、単位積層体31の損傷を抑制することができる。
The
固定部52は、単位積層体31を押さえつける爪部53を有し、ハンド41には、爪部53を露出させる露出部42dが設けられている。このため、固定部52は、爪部53とハンド41とを干渉させることなく、単位積層体31を固定することができる。したがって、ハンド41が単位積層体31を積層冶具50に受け渡す際、平面42aと上面51aとにより単位積層体31の挟持した状態で、爪部53により単位積層体31を押さえつけることができる。これにより、単位積層体31の位置をずらすことなく、単位積層体31がハンド41から積層冶具50に受け渡される。
The fixed
本発明は上述した実施形態に限らず、様々な変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.
図10は、変形例に係る平面部及び単位積層体を平面部側から見た平面図である。図10に示されるように、変形例に係る平面部42Aは、平面42aが隣り合う一対の辺31b,31bの一部のみに対して領域42bを有している点と、露出部42d(図6参照)の代わりに露出部42eが設けられている点とで、上述の平面部42(図6参照)と異なっている。
FIG. 10 is a plan view of the plane portion and the unit laminate according to the modified example as viewed from the plane portion side. As shown in FIG. 10, the
平面部42Aでは、平面42aは、単位積層体31の中央部から一対の辺31b,31bそれぞれの少なくとも一部までの領域を平面40aとにより挟持する。他の一対の辺31b,31bは挟持されない。この場合でも、挟持された一対の辺31b,31bについては、反りを矯正した状態で位置を検出することができる。平面部42には、点P1〜P3に対応して3つの露出部42eが設けられている。露出部42eは、断面略円形の貫通孔であり、平面部42を単位積層体31の厚さ方向に貫通している。
In the
吸着部44は、吸着パッド45を有する代わりに、平面部42を対向方向Aに貫通する複数の貫通孔を通じて減圧ポンプにより単位積層体31を平面42aに吸着させる構成であってもよい。また、ハンド41は、吸着部44の代わりに平面部42に設けられたクランパを有し、クランパにより単位積層体31を機械的に保持する構成であってもよい。更に、ハンド41は、吸着部44の代わりに平面部42に設けられた電磁石を有し、電磁石により単位積層体31を磁気的に保持する構成であってもよい。電磁石により単位積層体31が保持され易いように、単位積層体31は、セパレータ13ではなく、負極17が平面部42側を向くように配置されてもよい。
Instead of having the
4…蓄電モジュール、14…バイポーラ電極、15…電極板、15a…一方面、15b…他方面、15c…外縁部、16…正極、17…負極、21…第1樹脂部(樹脂部)、31…単位積層体、31a…外縁、31b…辺、40a…平面、41…ハンド、42a…平面、42c…露出部(第1露出部)、42d…露出部(第2露出部)、44…吸着部、46…カメラ、47…制御部、50…積層冶具、51b…積層領域、52…固定部、53…爪部、100…製造装置、A…対向方向、P1〜P3…位置。 4 ... Power storage module, 14 ... Bipolar electrode, 15 ... Electrode plate, 15a ... One side, 15b ... The other side, 15c ... Outer edge, 16 ... Positive electrode, 17 ... Negative, 21 ... First resin part (resin part), 31 ... Unit laminate, 31a ... Outer edge, 31b ... Side, 40a ... Flat surface, 41 ... Hand, 42a ... Flat surface, 42c ... Exposed part (first exposed part), 42d ... Exposed part (second exposed part), 44 ... Adsorption Unit, 46 ... Camera, 47 ... Control unit, 50 ... Laminated jig, 51b ... Laminated area, 52 ... Fixed part, 53 ... Claw part, 100 ... Manufacturing equipment, A ... Opposite direction, P1 to P3 ... Position.
Claims (9)
前記単位積層体が載置された第1平面と、前記第1平面と前記単位積層体を介して対向するハンドの第2平面とにより前記単位積層体を挟持する工程と、
挟持された状態の前記単位積層体の外縁の位置を検出する工程と、
検出された前記位置に基づき、前記ハンドにより前記単位積層体を積層領域に搬送して積層する工程と、
積層された前記単位積層体を前記積層領域に固定する工程と、を含む蓄電モジュールの製造方法。 A sheet having an electrode plate, a positive electrode provided on one surface of the electrode plate, a bipolar electrode including a negative electrode provided on the other surface of the electrode plate, and a resin portion provided on an outer edge portion of the bipolar electrode. It is a method of manufacturing a power storage module in which shaped unit laminates are laminated.
A step of sandwiching the unit laminate by a first plane on which the unit laminate is placed and a second plane of the hand facing the first plane and the hand via the unit laminate.
The step of detecting the position of the outer edge of the unit laminate in the sandwiched state, and
Based on the detected position, the step of transporting the unit laminate to the lamination region by the hand and laminating it.
A method for manufacturing a power storage module, which comprises a step of fixing the laminated unit laminate to the laminated region.
前記検出する工程では、前記位置として、前記一対の辺の位置を検出する、請求項1に記載の蓄電モジュールの製造方法。 In the sandwiching step, a region including at least a part of each of a pair of adjacent sides of the unit laminate having a rectangular shape when viewed from the opposite direction of the first plane and the second plane is sandwiched.
The method for manufacturing a power storage module according to claim 1, wherein in the detection step, the positions of the pair of sides are detected as the positions.
前記単位積層体が載置された第1平面と前記単位積層体を介して対向し、前記第1平面とにより前記単位積層体を挟持する第2平面を有するハンドと、
挟持された状態の前記単位積層体の外縁の位置を検出する検出部と、
前記単位積層体が積層される積層領域が設定されると共に、前記単位積層体を前記積層領域に固定する固定部を有する積層冶具と、
前記位置に基づき、前記ハンドを制御し、前記単位積層体を前記積層領域に搬送して積層する制御部と、を備える、蓄電モジュールの製造装置。 A sheet having an electrode plate, a positive electrode provided on one surface of the electrode plate, a bipolar electrode including a negative electrode provided on the other surface of the electrode plate, and a resin portion provided on an outer edge portion of the bipolar electrode. It is a manufacturing device for a power storage module, which is made by laminating a unit laminate of the shape.
A hand having a first plane on which the unit laminate is placed and a second plane that faces the unit laminate via the unit laminate and sandwiches the unit laminate by the first plane.
A detection unit that detects the position of the outer edge of the unit laminate in a sandwiched state, and
A laminated jig having a laminated region in which the unit laminated body is laminated and a fixing portion for fixing the unit laminated body to the laminated region is set.
A device for manufacturing a power storage module, comprising a control unit that controls the hand based on the position and conveys the unit laminated body to the laminated region for laminating.
前記第2平面は、前記単位積層体の隣り合う一対の辺それぞれの少なくとも一部を含む領域を前記第1平面とにより挟持し、
前記検出部は、前記位置として、前記一対の辺の位置を検出する、請求項5に記載の蓄電モジュールの製造装置。 The unit laminate has a rectangular shape when viewed from the opposite direction of the first plane and the second plane.
The second plane sandwiches a region including at least a part of each of a pair of adjacent sides of the unit laminate with the first plane.
The device for manufacturing a power storage module according to claim 5, wherein the detection unit detects the position of the pair of sides as the position.
前記検出部は、前記第1露出部を通じて前記二点の位置及び前記一点の位置を検出することにより、前記一対の辺の位置を検出する、請求項6に記載の蓄電モジュールの製造装置。 The hand is provided with a first exposed portion that exposes two points on one of the pair of sides and one point on the other of the pair of sides.
The device for manufacturing a power storage module according to claim 6, wherein the detection unit detects the positions of the pair of sides by detecting the positions of the two points and the positions of the one point through the first exposed portion.
前記ハンドには、前記爪部を露出させる第2露出部が設けられている、請求項5〜8のいずれか一項に記載の蓄電モジュールの製造装置。 The fixing portion has a claw portion that presses the unit laminate.
The device for manufacturing a power storage module according to any one of claims 5 to 8, wherein the hand is provided with a second exposed portion for exposing the claw portion.
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