KR20180049166A - 조전지의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

전극 탭 및 버스 바를 적합하게 접합할 수 있는 조전지의 제조 방법을 제공한다. 버스 바(131)를 전극 탭(113)에 접합하기 전에, 단전지(110) 및 제1 스페이서(121)를 적층한 상태에서 제1 스페이서를 일방향으로 이동시킴으로써, 제1 스페이서의 이동 방향으로, 전극 탭의 버스 바에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정을 행하는 전극 탭 위치 결정 공정과, 전극 탭의 접합 부위를 소정의 위치로 위치 결정한 상태에서, 전극 탭에 버스 바를 접합하는 접합 공정을 갖는다.

Description

조전지의 제조 방법 및 제조 장치
본 발명은 조전지의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
조전지는, 발전 요소를 포함하고 편평하게 형성한 전지 본체 및 전지 본체로부터 도출한 전극 탭을 구비하는 단전지와 전극 탭을 지지하는 스페이서를 복수 적층하여 이루어진다. 또한, 조전지는, 복수의 전극 탭을 전기적으로 접속하는 버스 바를 갖는다.
이러한 조전지의 제조 공정에 있어서, 버스 바를 전극 탭에 접합하는 공정이 있다. 이와 관련하여, 예를 들어 하기의 특허문헌 1에는, 각각의 단전지의 전극 탭을 버스 바의 굴곡부에 삽입한 상태에서, 레이저 용접을 행하는 방법이 개시되어 있다.
일본 특허 공표 제2012-515418호 공보
특허문헌 1에 기재된 접합 방법에 있어서, 전지 셀의 두께의 변동 등에 의해, 굴곡부에 대한 전극 탭의 적층 방향의 위치가 어긋날 가능성이 있다. 이와 같이 굴곡부에 대한 전극 탭의 적층 방향의 위치가 어긋난 경우, 전극 탭의 선단과 버스 바의 간극이 변화하여, 접합 품질이 저하될 우려가 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 전극 탭 및 버스 바를 적합하게 접합할 수 있는 조전지의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하는 본 발명에 관한 조전지의 제조 방법은, 발전 요소를 포함하고 편평하게 형성한 전지 본체 및 상기 전지 본체로부터 도출한 전극 탭을 구비하는 단전지와 상기 전극 탭을 지지하는 스페이서를 적층하여 이루어지는 전지군과, 상기 전극 탭에 접합되어 복수의 상기 전극 탭을 전기적으로 접속하는 버스 바를 갖는 조전지의 제조 방법이다. 상기 버스 바를 상기 전극 탭에 접합하기 전에, 상기 단전지 및 상기 스페이서를 적층한 상태에서 상기 스페이서를 일방향으로 이동시킴으로써, 상기 스페이서의 이동 방향으로, 상기 전극 탭의 상기 버스 바에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정을 행하는 전극 탭 위치 결정 공정을 갖는다. 또한, 상기 전극 탭의 상기 접합 부위를 소정의 위치로 위치 결정한 상태에서, 상기 전극 탭에 상기 버스 바를 접합하는 접합 공정을 갖는다.
또한, 상기 목적을 달성하는 본 발명에 관한 조전지의 제조 장치는, 발전 요소를 포함하고 편평하게 형성한 전지 본체 및 상기 전지 본체로부터 도출한 전극 탭을 구비하는 단전지와 상기 전극 탭을 지지하는 스페이서를 적층하여 이루어지는 전지군과, 상기 전극 탭에 접합되어 복수의 상기 전극 탭을 전기적으로 접속하는 버스 바를 갖는 조전지의 제조 장치이다. 조전지의 제조 장치는, 상기 단전지 및 상기 스페이서를 적층한 상태에서 상기 스페이서를 일방향으로 이동시킴으로써, 상기 스페이서의 이동 방향으로, 상기 전극 탭의 상기 버스 바에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정을 행하는 이동 수단을 갖는다. 또한, 조전지의 제조 장치는, 상기 전극 탭의 상기 접합 부위를 소정의 위치로 위치 결정한 상태에서, 상기 전극 탭에 상기 버스 바를 접합하는 접합 수단을 갖는다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 조전지를 도시하는 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시되는 조전지로부터 상부 가압판과 하부 가압판 및 좌우의 측판을 분해하여 보호 커버를 설치한 상태의 적층체 전체를 노출시킨 상태를 도시하는 사시도이다.
도 3은, 도 2에 도시되는 적층체로부터 보호 커버를 분해하고, 또한 적층체를 전지군과 버스 바 유닛으로 분해하여 도시하는 사시도이다.
도 4는, 도 3에 도시되는 버스 바 유닛을 분해하여 도시하는 사시도이다.
도 5는, 제1 셀 서브 어셈블리(3조마다 병렬 접속하는 단전지)의 애노드측 전극 탭과 제2 셀 서브 어셈블리(3조마다 병렬 접속하는 단전지)의 캐소드측 전극 탭을 버스 바에 의해 접합하는 상태를 모식적으로 분해하여 도시하는 사시도이다.
도 6의 (A)는, 단전지에 한 쌍의 스페이서(제1 스페이서 및 제2 스페이서)를 설치한 상태를 도시하는 사시도이고, 도 6의 (B)는, 단전지에 한 쌍의 스페이서(제1 스페이서 및 제2 스페이서)를 설치하기 전의 상태를 도시하는 사시도이다.
도 7은, 한 쌍의 스페이서(제1 스페이서 및 제2 스페이서)를 도시하는 사시도이다.
도 8의 (A)는, 적층한 단전지의 전극 탭에 버스 바를 접합한 상태의 주요부를 단면으로 도시하는 사시도이고, 도 8의 (B)는, 도 8의 (A)를 측방으로부터 도시하는 측면도이다.
도 9는, 본 발명의 실시 형태에 관한 조전지의 제조 방법을 도시하는 도면이며, 조전지를 구성하는 부재를 적재대에 대하여 순서대로 적층한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 10은, 적재대에 기준 지그를 배치하고, 제1 스페이서의 오목부에 걸림 결합 지그의 볼록부를 걸림 결합한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 11은, 도 10의 상태를 도시하는 상면도이다.
도 12의 (A)는, 도 11의 A부에 있어서의 걸림 결합 지그를 이동시키기 전의 모습을 도시하는 도면이고, 도 12의 (B)는, 걸림 결합 지그를 이동시키기 전의 모습을 도시하는 모식도이다.
도 13의 (A)는, 도 11의 A부에 있어서의 걸림 결합 지그를 이동시킨 후의 모습을 도시하는 도면이고, 도 13의 (B)는, 걸림 결합 지그를 이동시킨 후의 모습을 도시하는 모식도이다.
도 14는, 도 13에 이어서, 조전지의 구성 부재를 상방으로부터 압박한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 15는, 도 14에 이어서, 측판을 상부 가압판 및 하부 가압판에 대하여 레이저 용접한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 16은, 도 15에 이어서, 전지군에 버스 바 유닛을 설치한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 17은, 전지군에 버스 바 유닛을 설치한 상태의 주요부를 도시하는 단면도이다.
도 18은, 도 16에 이어서, 맞닿음 지그에 의해 버스 바를 전지 본체측으로 이동시킨 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 19는, 맞닿음 지그가 버스 바를 전지 본체측으로 이동시켜, 버스 바에 의해 전극 탭의 선단부를 제1 스페이서의 지지부에 맞닿게 한 상태의 주요부를 도시하는 단면도이다.
도 20은, 도 18 및 도 19에 이어서, 버스 바 유닛의 버스 바를 단전지의 전극 탭에 대하여 레이저 용접한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 21은, 적층한 단전지의 전극 탭에 버스 바를 레이저 접합한 상태의 주요부를 단면으로 도시하는 측면도이다.
도 22는, 도 20 및 도 21에 이어서, 애노드측 터미널 및 캐소드측 터미널을 애노드측 버스 바 및 캐소드측 버스 바에 대하여 레이저 용접한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 23은, 도 22에 이어서, 버스 바 유닛에 보호 커버를 설치한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하여, 중복되는 설명을 생략한다. 도면에 있어서의 각 부재의 크기나 비율은, 설명의 편의상 과장되어 실제의 크기나 비율과는 상이한 경우가 있다. 도면 중에 있어서, X, Y 및 Z로 표시하는 화살표를 사용하여, 방위를 나타내고 있다. X에 의해 표시하는 화살표의 방향은, 단전지(110)의 적층 방향과 교차하고, 또한 단전지(110)의 긴 변 방향을 따른 방향을 나타내고 있다. Y에 의해 표시하는 화살표의 방향은, 단전지(110)의 적층 방향과 교차하고, 또한 단전지(110)의 짧은 변 방향을 따른 방향을 나타내고 있다. Z에 의해 표시하는 화살표의 방향은, 단전지(110)의 적층 방향을 나타내고 있다.
우선, 본 발명의 실시 형태에 관한 조전지(100)를 도 1 내지 도 8을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태에 관한 조전지(100)를 도시하는 사시도이다. 도 2는, 도 1에 도시되는 조전지(100)로부터 상부 가압판(151)과 하부 가압판(152) 및 좌우의 측판(153)을 분해하여 보호 커버(140)를 설치한 상태의 적층체(100S) 전체를 노출시킨 상태를 도시하는 사시도이다. 도 3은, 도 2에 도시되는 적층체(100S)로부터 보호 커버(140)를 분해하고, 또한 적층체(100S)를 전지군(100G)과 버스 바 유닛(130)으로 분해하여 도시하는 사시도이다. 도 4는, 도 3에 도시되는 버스 바 유닛(130)을 분해하여 도시하는 사시도이다. 도 5는, 제1 셀 서브 어셈블리(100M)(3조마다 병렬 접속하는 단전지(110))의 애노드측 전극 탭(113A)과 제2 셀 서브 어셈블리(100N)(3조마다 병렬 접속하는 단전지(110))의 캐소드측 전극 탭(113K)을 버스 바(131)에 의해 접합하는 상태를 모식적으로 분해하여 도시하는 사시도이다. 도 6의 (A)는, 단전지(110)에 한 쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))를 설치한 상태를 도시하는 사시도이고, 도 6의 (B)는, 단전지(110)에 한 쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))를 설치하기 전의 상태를 도시하는 사시도이다. 도 7은, 한 쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))를 도시하는 사시도이다. 도 8의 (A)는, 적층한 단전지(110)의 전극 탭(113)에 버스 바(131)를 접합한 상태의 주요부를 단면으로 도시하는 사시도이고, 도 8의 (B)는, 도 8의 (A)를 측방으로부터 도시하는 측면도이다.
또한, 도 1에 도시되는 상태에 있어서, 왼쪽 앞측을 조전지(100) 전체 및 각 구성 부품의 「전방면측」이라고 하고, 오른쪽 안측을 조전지(100) 전체 및 각 구성 부품의 「배면측」이라고 하고, 오른쪽 앞측 및 왼쪽 안측을 조전지(100) 전체 및 각 구성 부품의 좌우의 「측방측」이라고 한다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 조전지(100)는, 편평 형상을 갖는 단전지(110)를 두께 방향으로 복수매 적층한 전지군(100G)을 포함하는 적층체(100S)를 갖는다. 조전지(100)는, 추가로 적층체(100S)의 전방면측에 설치되는 보호 커버(140)와, 단전지(110)의 적층 방향을 따라 각각의 단전지(110)를 가압한 상태에 있어서 적층체(100S)를 수용하는 하우징(150)을 갖는다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 적층체(100S)는, 전지군(100G)과, 전지군(100G)의 전방면측에 설치되고 복수개의 버스 바(131)를 일체적으로 보유 지지하는 버스 바 유닛(130)을 갖는다. 보호 커버(140)는, 버스 바 유닛(130)을 피복하여 보호한다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 버스 바 유닛(130)은, 복수개의 버스 바(131)와, 복수개의 버스 바(131)를 매트릭스형으로 일체적으로 설치하는 버스 바 홀더(132)를 갖는다. 복수의 버스 바(131) 중, 애노드측의 종단에는 애노드측 터미널(133)을 설치하고, 캐소드측의 종단에는 캐소드측 터미널(134)을 설치하고 있다. 이하, 조전지(100)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 전지군(100G)은, 전기적으로 병렬 접속된 3개의 단전지(110)로 이루어지는 제1 셀 서브 어셈블리(100M)와, 전기적으로 병렬 접속된 다른 3개의 단전지(110)로 이루어지는 제2 셀 서브 어셈블리(100N)를 버스 바(131)에 의해 직렬로 접속하여 구성한다.
제1 셀 서브 어셈블리(100M) 및 제2 셀 서브 어셈블리(100N)는, 단전지(110)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 굴절 방향을 제외하고 동일한 구성이다. 구체적으로는, 제2 셀 서브 어셈블리(100N)는, 제1 셀 서브 어셈블리(100M)에 포함되는 단전지(110)의 천지를 역전시킨 것이다. 단, 제2 셀 서브 어셈블리(100N)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 굴절 방향은, 제1 셀 서브 어셈블리(100M)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 굴절 방향과, 동일하게 되도록 적층 방향 Z의 하방측으로 정렬되어 있다. 각각의 단전지(110)는, 한 쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))를 설치하고 있다.
단전지(110)는, 예를 들어 편평한 리튬 이온 이차 전지에 상당한다. 단전지(110)는, 도 6 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 발전 요소(111)를 한 쌍의 라미네이트 필름(112)에 의해 밀봉한 전지 본체(110H)와, 발전 요소(111)에 전기적으로 접속되고 전지 본체(110H)로부터 외부로 도출된 박판형의 전극 탭(113)을 구비하고 있다.
발전 요소(111)는, 정극과 부극을 세퍼레이터 사이에 협지한 것을 복수매 적층하여 구성하고 있다. 발전 요소(111)는, 외부로부터 전력의 공급을 받아 충전한 후에, 외부의 전기 디바이스에 대하여 방전하면서 전력을 공급한다.
라미네이트 필름(112)은, 절연성을 구비한 시트에 의해 금속박의 양측을 덮어 구성되어 있다. 한 쌍의 라미네이트 필름(112)은, 발전 요소(111)를 적층 방향 Z를 따른 양측으로부터 피복하여, 그의 4변을 밀봉하고 있다. 한 쌍의 라미네이트 필름(112)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 짧은 변 방향 Y를 따른 일단부(112a)의 사이로부터 외부를 향하여, 애노드측 전극 탭(113A) 및 캐소드측 전극 탭(113K)을 도출시키고 있다.
라미네이트 필름(112)은, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 짧은 변 방향 Y를 따른 일단부(112a)의 양단에 각각 구비한 한 쌍의 연결 구멍(112e)에, 제1 스페이서(121)의 한 쌍의 연결 핀(121i)을 각각 삽입 관통시키고 있다. 한편, 라미네이트 필름(112)은, 짧은 변 방향 Y를 따른 타단부(112b)의 양단에 각각 구비한 한 쌍의 연결 구멍(112e)에, 제2 스페이서(122)의 한 쌍의 연결 핀(122i)을 각각 삽입 관통시키고 있다. 라미네이트 필름(112)은, 긴 변 방향 X를 따른 양단부(112c, 112d)를, 적층 방향 Z의 상방을 향하여 절곡하여 형성하고 있다. 라미네이트 필름(112)은, 긴 변 방향 X를 따른 양단부(112c 및 112d)를, 적층 방향 Z의 하방을 향하여 절곡하여 형성해도 된다.
전극 탭(113)은, 도 6 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 애노드측 전극 탭(113A) 및 캐소드측 전극 탭(113K)으로 구성하고, 각각 한 쌍의 라미네이트 필름(112)의 일단부(112a)의 사이로부터 서로 이격된 상태에 있어서 외부를 향하여 연장되어 있다. 애노드측 전극 탭(113A)은, 발전 요소(111) 중의 애노드측의 구성 부재의 특성에 맞추어, 알루미늄으로 이루어진다. 캐소드측 전극 탭(113K)은, 발전 요소(111) 중의 캐소드측의 구성 부재의 특성에 맞추어, 구리로 이루어진다.
전극 탭(113)은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 전지 본체(110H)와 인접하는 기단부(113c)로부터 선단부(113d)에 걸쳐 L자형으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 전극 탭(113)은, 그 기단부(113c)로부터 긴 변 방향 X의 한쪽을 따라 연장되어 있다. 한편, 전극 탭(113)의 선단부(113d)는, 적층 방향 Z의 하방을 따라 굴절되어 형성되어 있다. 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 형상은, L자 형상에 한정되지 않는다. 전극 탭(113)의 선단부(113d)는, 버스 바(131)와 대면하도록 면형으로 형성되어 있다. 전극 탭(113)은, 선단부(113d)를 더 연장시켜, 그 연장 부분을 기단부(113c)를 따라 전지 본체(110H)측으로 접도록 하여, U자 형상으로 형성해도 된다. 한편, 전극 탭(113)의 기단부(113c)는, 물결형으로 형성하거나 만곡 형상으로 형성하거나 해도 된다.
각각의 전극 탭(113)의 선단부(113d)는, 복수매 적층한 단전지(110)에 있어서, 도 5 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 적층 방향 Z의 하방으로 정렬시켜 굴절시키고 있다. 여기서, 조전지(100)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 전기적으로 병렬 접속된 3개의 단전지(110)(제1 셀 서브 어셈블리(100M))와, 전기적으로 병렬 접속된 다른 3개의 단전지(110)(제2 셀 서브 어셈블리(100N))를, 직렬로 접속하고 있다. 따라서, 3개의 단전지(110)마다, 그 단전지(110)의 천지를 교체하여, 단전지(110)의 애노드측 전극 탭(113A)과 캐소드측 전극 탭(113K)의 위치를, 적층 방향 Z를 따라 교차시키도록 하고 있다.
단, 3개의 단전지(110)별 천지를 단순하게 교체하기만 해서는, 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 위치가 적층 방향 Z를 따른 상하 방향으로 변동되어 버리기 때문에, 모든 단전지(110)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 위치가 정렬되도록 조정하여 굴절시키고 있다.
도 5의 하방에 도시한 제1 셀 서브 어셈블리(100M)는, 도면 중의 우측에 애노드측 전극 탭(113A)을 배치하고, 도면 중의 좌측에 캐소드측 전극 탭(113K)을 배치하고 있다. 한편, 도 5의 상방에 도시한 제2 셀 서브 어셈블리(100N)는, 도면 중의 우측에 캐소드측 전극 탭(113K)을 배치하고, 도면 중의 좌측에 애노드측 전극 탭(113A)을 배치하고 있다.
이와 같이, 애노드측 전극 탭(113A)과 캐소드측 전극 탭(113K)의 배치가 상이해도, 단전지(110)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)는 적층 방향 Z를 따른 하방으로 굴절되어 있다. 또한, 각각의 전극 탭(113)의 선단부(113d)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 적층체(100S)의 동일면 측에 배치되어 있다. 제1 셀 서브 어셈블리(100M) 및 제2 셀 서브 어셈블리(100N)의 상면에 위치하는 단전지(110)에는, 상방에 적층하는 적층 부재와 접착하는 양면 테이프(160)를 첩부하고 있다.
한 쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))는, 도 5 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 적층한 단전지(110)의 사이에 배치되어 있다. 제1 스페이서(121)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 단전지(110)의 전극 탭(113)을 돌출시킨 라미네이트 필름(112)의 일단부(112a)를 따라 배치되어 있다. 제2 스페이서(122)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 라미네이트 필름(112)의 타단부(112b)를 따라 배치되어 있다. 제2 스페이서(122)는, 제1 스페이서(121)의 형상을 간략화한 구성으로 이루어진다. 각각의 단전지(110)는, 한 쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))를 설치한 후에, 적층 방향 Z를 따라 복수매 적층한다. 한 쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))는, 절연성을 구비한 강화 플라스틱으로 이루어진다. 이하, 제1 스페이서(121)의 구성에 대하여 설명한 후에, 제2 스페이서(122)의 구성에 대하여 제1 스페이서(121)의 구성과 비교하면서 설명한다.
제1 스페이서(121)는, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 짧은 변 방향 Y를 따라 긴 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 제1 스페이서(121)는, 그 긴 변 방향(짧은 변 방향 Y)의 양단에 적재부(121M 및 121N)를 구비하고 있다.
제1 스페이서(121)는, 도 8의 (B)에 도시하는 바와 같이, 단전지(110)에 설치한 상태에서 적층하였을 때, 하나의 제1 스페이서(121)의 적재부(121M 및 121N)의 상면(121a)과, 당해 하나의 제1 스페이서(121)의 상방에 배치된 다른 제1 스페이서(121)의 적재부(121M 및 121N)의 하면(121b)이 맞닿는다.
제1 스페이서(121)는, 도 7 및 도 8의 (B)에 도시하는 바와 같이, 복수매 적층하는 단전지(110)의 상대적인 위치 결정을 행하기 위해, 하나의 제1 스페이서(121)의 상면(121a)에 구비된 위치 결정 핀(121c)과, 다른 제1 스페이서(121)의 하면(121b)에 개구되고 위치 결정 핀(121c)의 위치에 대응한 위치 결정 구멍(121d)을 끼워 맞춤시킨다.
제1 스페이서(121)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 적층 방향 Z를 따라 연결되는 복수의 조전지(100)끼리를 연결하는 볼트를 삽입 관통하기 위해 로케이트 구멍(121e)을, 적층 방향 Z를 따라 적재부(121M 및 121N)에 각각 개구하고 있다.
제1 스페이서(121)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 적재부(121M)의 짧은 변 방향 Y를 따른 외측의 측면과, 적재부(121N)의 짧은 변 방향 Y를 따른 외측의 측면에, 적층 방향 Z를 따라 오목형으로 절결하여 형성한 오목부(121f)를 갖는다. 오목부(121f)는, 후술하는 조전지(100)의 제조 방법에 있어서, 걸림 결합 지그(730)에 형성되는 볼록부(731)와 걸림 결합한다.
오목부(121f)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 전방면측에 위치하는 제1 면(121s)과, 배면측에 형성되는 제2 면(121t)과, 제1 면(121s) 및 제2 면(121t)을 연결하는 연결면(121u)을 갖는다.
제1 스페이서(121)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 전방면측(전극 탭(113)이 버스 바(131)를 향하는 선단측)이며 적층 방향 Z를 따라 연장되는 연장면(121v)을 갖는다.
제1 스페이서(121)는, 도 6의 (B) 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 적재부(121M 및 121N)의 사이의 영역을 적층 방향 Z의 상측으로부터 절결한 것 같이 형성하고 있다. 당해 절결한 부분은, 제1 스페이서(121)의 긴 변 방향(단전지(110)의 짧은 변 방향 Y)을 따라 제1 지지면(121g) 및 제2 지지면(121h)을 구비하고 있다. 제1 지지면(121g)은, 제2 지지면(121h)보다 적층 방향 Z를 따라 높게 형성하고, 또한 단전지(110)측에 위치하고 있다.
제1 스페이서(121)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 지지면(121g)에 의해, 전극 탭(113)을 돌출시킨 라미네이트 필름(112)의 일단부(112a)를 적재하여 지지하고 있다. 제1 스페이서(121)는, 제1 지지면(121g)의 양단으로부터 상방으로 돌출된 한 쌍의 연결 핀(121i)을 구비하고 있다.
제1 스페이서(121)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 전극 탭(113)에 버스 바(131)와 반대측으로부터 맞닿아 단전지(110)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 지지하는 지지부(121j)를, 제2 지지면(121h)과 인접하고, 적층 방향 Z를 따른 측면에 구비하고 있다. 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)는, 버스 바(131)와 함께 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 끼움 지지하여, 선단부(113d)와 버스 바(131)가 서로 충분히 맞닿도록 하고 있다.
제2 스페이서(122)는, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 제1 스페이서(121)의 형상을 간략화한 구성으로 이루어진다. 제2 스페이서(122)는, 제1 스페이서(121)의 일부를 단전지(110)의 짧은 변 방향 Y를 따라 삭제한 구성에 상당한다. 구체적으로는, 제2 스페이서(122)는, 제1 스페이서(121)의 제2 지지면(121h) 및 제1 지지면(121g)을 지지면(122k)으로 치환하여 구성하고 있다. 구체적으로, 제2 스페이서(122)는, 제1 스페이서(121)와 마찬가지로, 적재부(122M 및 122N)를 구비하고 있다. 제2 스페이서(122)는, 적재부(122M 및 122N)의 사이의 영역을 적층 방향 Z의 상측으로부터 절결한 부분에, 지지면(122k)을 구비하고 있다. 지지면(122k)은, 라미네이트 필름(112)의 타단부(112b)를 적재하여 지지하고 있다. 제2 스페이서(122)는, 제1 스페이서(121)와 마찬가지로, 위치 결정 핀(122c), 위치 결정 구멍, 로케이트 구멍(122e) 및 연결 핀(122i)을 구비하고 있다.
버스 바 유닛(130)은, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 버스 바(131)를 일체적으로 복수 구비하고 있다. 버스 바(131)는, 도전성을 구비한 금속으로 이루어지고, 상이한 단전지(110)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)끼리를 전기적으로 접속한다. 버스 바(131)는, 평판형으로 형성되고, 적층 방향 Z를 따라 기립되어 있다.
버스 바(131)는, 하나의 단전지(110)의 애노드측 전극 탭(113A)과 레이저 용접하는 애노드측 버스 바(131A)와, 적층 방향 Z를 따라 인접하는 다른 단전지(110)의 캐소드측 전극 탭(113K)과 레이저 용접하는 캐소드측 버스 바(131K)를, 접합하여 일체적으로 구성하고 있다.
애노드측 버스 바(131A)와 캐소드측 버스 바(131K)는, 도 4 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 동일한 형상으로 이루어지고, 각각 L자형으로 형성되어 있다. 애노드측 버스 바(131A)와 캐소드측 버스 바(131K)는, 천지를 반전시켜 중첩시키고 있다. 구체적으로는, 버스 바(131)는, 애노드측 버스 바(131A)의 적층 방향 Z를 따른 일단부의 굴절된 굴절부(131L)와, 캐소드측 버스 바(131K)의 적층 방향 Z를 따른 일단부의 굴절된 굴절부(131L)를 접합하여 일체화되어 있다. 애노드측 버스 바(131A)와 캐소드측 버스 바(131K)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 짧은 변 방향 Y의 일단으로부터 긴 변 방향 X를 따라 측부(131c)를 구비하고 있다. 측부(131c)는, 버스 바 홀더(132)에 접합된다.
애노드측 버스 바(131A)는, 애노드측 전극 탭(113A)과 마찬가지로, 알루미늄으로 이루어진다. 캐소드측 버스 바(131K)는, 캐소드측 전극 탭(113K)과 마찬가지로, 구리로 이루어진다. 상이한 금속으로 이루어지는 애노드측 버스 바(131A)와 캐소드측 버스 바(131K)는, 초음파 접합에 의해 서로 접합되어 있다.
버스 바(131)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 조전지(100)가 예를 들어 3개의 단전지(110)를 병렬 접속한 것을 복수조에 걸쳐 직렬 접속하여 구성된 것인 경우, 애노드측 버스 바(131A)의 부분을, 적층 방향 Z를 따라 서로 인접하고 있는 3개의 단전지(110)의 애노드측 전극 탭(113A)에 대하여 레이저 용접한다. 마찬가지로, 버스 바(131)는, 캐소드측 버스 바(131K)의 부분을, 적층 방향 Z를 따라 서로 인접하고 있는 3개의 단전지(110)의 캐소드측 전극 탭(113K)에 대하여 레이저 용접한다.
단, 매트릭스형으로 배치한 버스 바(131) 중, 도 3 및 도 4의 도면 중 우측 상단에 위치하는 버스 바(131)는, 21개의 단전지(110)(3 병렬 7 직렬)의 애노드측의 종단에 상당하고, 애노드측 버스 바(131A)만으로 구성되어 있다. 이 애노드측 버스 바(131A)는, 전지군(100G)의 최상부의 3개의 단전지(110)의 애노드측 전극 탭(113A)에 대하여 레이저 접합된다. 마찬가지로, 매트릭스형으로 배치한 버스 바(131) 중, 도 3 및 도 4의 도면 중 좌측 하단에 위치하는 버스 바(131)는, 21개의 단전지(110)(3 병렬 7 직렬)의 캐소드측의 종단에 상당하고, 캐소드측 버스 바(131K)만으로 구성되어 있다. 이 캐소드측 버스 바(131K)는, 전지군(100G)의 최하부의 3개의 단전지(110)의 캐소드측 전극 탭(113K)에 대하여 레이저 접합된다.
버스 바 홀더(132)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 복수의 버스 바(131)를, 복수매 적층한 각각의 단전지(110)의 전극 탭(113)에 대면하도록 매트릭스형으로 일체적으로 보유 지지하고 있다. 버스 바 홀더(132)는, 절연성을 구비한 수지로 이루어지고, 프레임형으로 형성되어 있다.
버스 바 홀더(132)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 단전지(110)의 전극 탭(113)을 지지하고 있는 쪽의 제1 스페이서(121)의 긴 변 방향의 양측에 위치하도록, 적층 방향 Z를 따라 기립한 한 쌍의 지주부(132a)를 각각 구비하고 있다. 한 쌍의 지주부(132a)는, 제1 스페이서(121)의 적재부(121M 및 121N)의 측면에 끼워맞춘다. 한 쌍의 지주부(132a)는, 적층 방향 Z를 따라 시인한 경우에 L자형이며, 적층 방향 Z를 따라 연장된 판형으로 형성되어 있다. 버스 바 홀더(132)는, 제1 스페이서(121)의 긴 변 방향의 중앙 부근에 위치하도록, 적층 방향 Z를 따라 기립한 한 쌍의 보조 지주부(132b)를 이격시켜 구비하고 있다. 한 쌍의 보조 지주부(132b)는, 적층 방향 Z를 따라 연장된 판형으로 형성되어 있다.
버스 바 홀더(132)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 적층 방향 Z를 따라 인접하는 버스 바(131)의 사이에 각각 돌출되는 절연부(132c)를 구비하고 있다. 절연부(132c)는, 짧은 변 방향 Y를 따라 연장된 판형으로 형성되어 있다. 각각의 절연부(132c)는, 지주부(132a)와 보조 지주부(132b)의 사이에 수평으로 구비되어 있다. 절연부(132c)는, 적층 방향 Z를 따라 인접하는 단전지(110)의 버스 바(131)의 사이를 절연함으로써 방전을 방지한다.
버스 바 홀더(132)는, 각각 독립적으로 형성한 지주부(132a)와 보조 지주부(132b) 및 절연부(132c)를 서로 접합하여 구성해도 되고, 지주부(132a)와 보조 지주부(132b) 및 절연부(132c)를 일체적으로 성형하여 구성해도 된다.
애노드측 터미널(133)은, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 셀 서브 어셈블리(100M)와 제2 셀 서브 어셈블리(100N)를 교대로 적층하여 구성한 전지군(100G)의 애노드측의 종단에 상당한다.
애노드측 터미널(133)은, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 매트릭스형으로 배치한 버스 바(131) 중, 도면 중 우측 상단에 위치하는 애노드측 버스 바(131A)에 접합된다. 애노드측 터미널(133)은, 도전성을 구비한 금속판으로 이루어지고, 짧은 변 방향 Y를 따라 시인한 경우, 중앙부(133a)를 기준으로 하여, 일단부(133b)와 타단부(133c)를 적층 방향 Z를 따라 상이한 방향으로 굴절시킨 형상으로 이루어진다. 일단부(133b)는, 애노드측 버스 바(131A)에 레이저 접합된다. 타단부(133c)는, 그 중앙에 개구된 구멍(133d)(나사 홈을 포함함)에, 외부의 입출력 단자를 접속시킨다.
캐소드측 터미널(134)은, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 셀 서브 어셈블리(100M)와 제2 셀 서브 어셈블리(100N)를 교대로 적층하여 구성한 전지군(100G)의 캐소드측의 종단에 상당한다. 캐소드측 터미널(134)은, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 매트릭스형으로 배치한 버스 바(131) 중, 도면 중 좌측 하단에 위치하는 캐소드측 버스 바(131K)에 접합된다. 캐소드측 터미널(134)은, 애노드측 터미널(133)과 마찬가지의 구성으로 이루어진다.
보호 커버(140)는, 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 버스 바 유닛(130)을 피복함으로써, 버스 바(131)끼리 단락되거나, 버스 바(131)가 외부의 부재에 접촉하여 단락되거나 누전되거나 하는 것을 방지한다. 또한, 보호 커버(140)는, 애노드측 터미널(133) 및 캐소드측 터미널(134)을 외부에 면하게 하여, 각각의 단전지(110)의 발전 요소(111)에 충방전을 시킨다. 보호 커버(140)는, 절연성을 구비한 플라스틱으로 이루어진다.
보호 커버(140)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 평판형으로 형성되고, 적층 방향 Z를 따라 기립되어 있다. 보호 커버(140)는, 그 측면(140a)의 상단(140b)과 하단(140c)을 긴 변 방향 X를 따라 굴절시킨 형상으로 이루어지고, 버스 바 유닛(130)에 끼워 맞춤시킨다.
보호 커버(140)의 측면(140a)은, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 버스 바 유닛(130)에 구비된 애노드측 터미널(133)에 대응하는 위치에, 당해 애노드측 터미널(133)보다 약간 큰 직사각 형상의 구멍으로 이루어지는 제1 개구(140d)를 구비하고 있다. 마찬가지로, 보호 커버(140)의 측면(140a)은, 버스 바 유닛(130)에 구비된 캐소드측 터미널(134)에 대응하는 위치에, 당해 캐소드측 터미널(134)보다 약간 큰 직사각 형상의 구멍으로 이루어지는 제2 개구(140e)를 구비하고 있다.
하우징(150)은, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 전지군(100G)을 적층 방향을 따라 가압한 상태에 있어서 수용하고 있다. 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 의해, 전지군(100G)에 구비된 각각의 단전지(110)의 발전 요소(111)를 끼움 지지하면서 가압함으로써, 발전 요소(111)에 적정한 면압을 제공한다.
상부 가압판(151)은, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 전지군(100G)의 적층 방향 Z를 따른 상방에 배치되어 있다. 상부 가압판(151)은, 적층 방향 Z를 따라 하방으로 돌출된 가압면(151a)을, 중앙에 구비하고 있다. 가압면(151a)에 의해, 각각의 단전지(110)의 발전 요소(111)를 하방에 압박한다. 상부 가압판(151)은, 짧은 변 방향 Y를 따른 양측으로부터, 긴 변 방향 X를 따라 연장된 보유 지지부(151b)를 구비하고 있다. 보유 지지부(151b)는, 제1 스페이서(121)의 적재부(121M 및 121N), 또는 제2 스페이서(122)의 적재부(122M 및 122N)를 피복한다. 보유 지지부(151b)의 중앙에는, 제1 스페이서(121)의 위치 결정 구멍(121d) 또는 제2 스페이서(122)의 위치 결정 구멍(122d)과 적층 방향 Z를 따라 연통되는 로케이트 구멍(151c)이 개구되어 있다. 로케이트 구멍(151c)은, 조전지(100)끼리를 연결하는 볼트를 삽입 관통한다. 상부 가압판(151)은, 충분한 두께를 구비한 금속판으로 이루어진다.
상부 가압판(151)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 로케이트 구멍(151c)의 Y 방향의 외측에 절결부(151d)를 갖는다. 이와 같이 상부 가압판(151)이 절결부(151d)를 갖기 때문에, 후술하는 조전지(100)의 제조 방법의 전극 탭 위치 결정 공정에 있어서, 걸림 결합 지그(730)의 볼록부(731)를, 복수의 제1 스페이서(121)의 오목부(121f)에 걸림 결합할 수 있다.
하부 가압판(152)은, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 상부 가압판(151)과 동일한 구성으로 이루어지고, 상부 가압판(151)의 천지를 역전시키고 있다. 하부 가압판(152)은, 전지군(100G)의 적층 방향 Z를 따른 하방에 배치되어 있다. 하부 가압판(152)은, 적층 방향 Z를 따라 상방으로 돌출된 가압면(151a)에 의해, 각각의 단전지(110)의 발전 요소(111)를 상방으로 압박한다.
하부 가압판(152)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 로케이트 구멍(152c)의 Y 방향의 외측에 절결부(152d)를 갖는다. 이와 같이 하부 가압판(152)이 절결부(152d)를 갖기 때문에, 후술하는 조전지(100)의 제조 방법의 전극 탭 위치 결정 공정에 있어서, 걸림 결합 지그(730)의 볼록부(731)를, 복수의 제1 스페이서(121)의 오목부(121f)에 걸림 결합할 수 있다.
한 쌍의 측판(153)은, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 전지군(100G)을 적층 방향 Z의 상하로부터 끼움 지지하면서 가압하고 있는 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)이 서로 이격되지 않도록, 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)의 상대 위치를 고정한다. 측판(153)은, 직사각 형상의 금속판으로 이루어지고, 적층 방향 Z를 따라 기립되어 있다. 한 쌍의 측판(153)은, 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 대하여 전지군(100G)의 짧은 변 방향 Y의 양측으로부터 레이저 용접에 의해 접합된다. 각각의 측판(153)은, 상부 가압판(151)과 맞닿아 있는 상단(153a)의 부분에 대하여, 긴 변 방향 X를 따라, 심 용접 또는 스폿 용접이 이루어진다. 마찬가지로, 각각의 측판(153)은, 하부 가압판(152)과 맞닿아 있는 하단(153b)의 부분에 대하여, 긴 변 방향 X를 따라, 심 용접 또는 스폿 용접이 이루어진다. 한 쌍의 측판(153)은, 전지군(100G)의 짧은 변 방향 Y의 양측을 피복하여 보호한다.
다음으로, 조전지(100)의 제조 방법 및 제조 장치(700)를, 도 9 내지 도 23을 참조하면서 설명한다.
조전지(100)의 제조 방법은, 조전지(100)를 구성하는 부재를 적층하는 적층 공정(도 9)을 갖는다. 조전지(100)의 제조 방법은, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정을 행하는 전극 탭 위치 결정 공정(도 10 내지 도 13, 도 16 내지 도 19)을 갖는다. 전극 탭 위치 결정 공정은, 단전지(110) 및 제1 스페이서(121)를 적층한 상태에서 제1 스페이서(121)를 일방향으로 이동시키는 스페이서 위치 정렬 공정(도 10 내지 도 13)을 갖는다. 또한, 전극 탭 위치 결정 공정은, 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시켜, 버스 바(131)에 의해 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 제1 스페이서(121)에 맞닿게 하는 맞닿음 공정(도 16 내지 도 19)을 갖는다. 또한, 조전지(100)의 제조 방법은, 조전지(100)의 전지군(100G)을 가압하는 가압 공정(도 14)과, 측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 접합하는 제1 접합 공정(도 15)을 갖는다. 또한, 조전지(100)의 제조 방법은, 버스 바(131)를 단전지(110)의 전극 탭(113)에 접합하고, 또한 터미널을 버스 바(131)에 접합하는 제2 접합 공정(도 20 내지 도 22)을 구비하고 있다. 또한, 조전지(100)의 제조 방법은, 보호 커버(140)를 버스 바(131)에 대하여 설치하는 실장 공정(도 23)을 구비하고 있다.
또한, 조전지(100)의 제조 장치(700)는, 도 9 내지 도 11에 도시하는 바와 같이, 조전지(100)를 구성하는 부재를 적재하는 적재대(710)와, 제1 스페이서(121)의 연장면(121v)이 맞닿게 되는 기준면(721)을 구비하는 기준 지그(720)를 갖는다. 또한, 조전지(100)의 제조 장치(700)는, 도 10 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 제1 스페이서(121)의 오목부(121f)에 걸림 결합 가능한 걸림 결합 지그(730)와, 걸림 결합 지그(730)를 이동시키는 이동 수단(740)과, 가압 공정에 사용하는 가압 지그(750)를 갖는다. 또한, 조전지(100)의 제조 장치(700)는, 도 15 내지 도 21에 도시하는 바와 같이, 제1 접합 공정에 사용하는 누름판(760)과, 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시키는 맞닿음 지그(780)와, 레이저 용접에 사용하는 레이저 발진기(접합 수단)(770)를 갖는다. 이하, 조전지(100)의 제조 방법의 각 공정 및 각 공정에 있어서 사용되는 제조 장치(700)의 각 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
우선, 조전지(100)를 구성하는 부재를 적층하는 적층 공정에 대하여 도 9를 참조하면서 설명한다.
도 9는, 본 실시 형태에 관한 조전지(100)의 제조 방법을 도시하는 도면이며, 조전지(100)를 구성하는 부재를 적재대(710)에 대하여 순서대로 적층한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
적층 공정에 사용하는 적재대(710)는, 판형으로 형성되고, 수평면을 따라 설치되어 있다. 적재대(710)는, 순서대로 적층하는 하부 가압판(152), 제1 셀 서브 어셈블리(100M), 제2 셀 서브 어셈블리(100N), 및 상부 가압판(151)의 긴 변 방향 X 및 짧은 변 방향 Y를 따른 상대적인 위치를 맞추는 위치 결정용 로케이트 핀(711)을 구비하고 있다. 로케이트 핀(711)은, 적재대(710)의 상면(710a)에, 소정의 간격을 두고 4개 기립되어 있다. 4개의 로케이트 핀(711)의 서로의 간격은, 예를 들어 상부 가압판(151)의 네 구석에 구비된 로케이트 구멍(152c)의 서로의 간격에 대응하고 있다. 로봇 아암, 핸드 리프터 및 진공 흡착 타입의 콜릿 등을 사용하여, 조전지(100)를 구성하는 부재를 적층한다.
로케이트 핀(711)은, 스페이서(120)의 로케이트 구멍(121e, 122e), 상부 가압판(151)의 로케이트 구멍(151c), 및 하부 가압판(152)의 로케이트 구멍(152c)에 대하여, 소정의 클리어런스를 형성하도록 구성한다.
적층 공정에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 로봇 아암에 의해, 하부 가압판(152)을, 그 네 코너에 형성한 로케이트 구멍(152c)이 로케이트 핀(711)에 삽입된 상태에 있어서, 적층 방향 Z를 따라 강하시키면서, 적재대(710)의 상면(710a)에 적재한다. 이어서, 로봇 아암에 의해, 제1 셀 서브 어셈블리(100M)를, 그 구성 부재의 제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122)에 구비한 로케이트 구멍(121e, 122e)이 로케이트 핀(711)에 삽입된 상태에 있어서, 적층 방향 Z를 따라 강하시키면서, 하부 가압판(152)에 적층한다. 마찬가지로, 로봇 아암에 의해, 제2 셀 서브 어셈블리(100N)와 제1 셀 서브 어셈블리(100M)를, 교대로 3조씩 적층한다. 제1 셀 서브 어셈블리(100M) 및 제2 셀 서브 어셈블리(100N)의 상면에는, 상방에 적층하는 적층 부재와 접착하는 양면 테이프(160)를 첩부하고 있다. 그 후, 로봇 아암에 의해, 상부 가압판(151)을, 그 네 코너에 형성한 로케이트 구멍(151c)이 로케이트 핀(711)에 삽입된 상태에 있어서, 적층 방향 Z를 따라 강하시키면서, 제1 셀 서브 어셈블리(100M)에 적층한다.
상술한 바와 같이, 로케이트 핀(711)은, 로케이트 구멍(121e, 122e, 151c, 152c)에 대하여, 소정의 클리어런스를 형성하도록 구성하고 있다. 이 때문에, 적층 공정이 종료된 후에, 적층 방향 Z로 적층되는 복수의 단전지(110) 및 스페이서(120)는, XY 평면에 있어서 위치의 변동이 발생할 수 있다. 이하, 이 XY 평면에 있어서의 위치의 변동을 없애 전극 탭(113)의 위치 결정을 행하는 전극 탭 위치 결정 공정 중 스페이서 위치 정렬 공정에 대하여, 도 10 내지 도 13을 참조하면서 설명한다.
도 10은, 적재대(710)에 기준 지그(720)를 배치하고, 제1 스페이서(121)의 오목부(121f)에 걸림 결합 지그(730)의 볼록부(731)를 걸림 결합한 상태를 도시하는 사시도이다. 도 11은, 도 10의 상태를 도시하는 상면도이다. 도 12의 (A)는, 도 11의 A부에 있어서의 걸림 결합 지그(730)를 이동시키기 전의 모습을 도시하는 도면이고, 도 12의 (B)는, 걸림 결합 지그(730)를 이동시키기 전의 모습을 도시하는 모식도이다. 도 13의 (A)는, 도 11의 A부에 있어서의 걸림 결합 지그(730)를 이동시킨 후의 모습을 도시하는 도면이고, 도 13의 (B)는, 걸림 결합 지그(730)를 이동시킨 후의 모습을 도시하는 모식도이다.
기준 지그(720)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 적재대(710)에 고정되어 배치된다. 기준 지그(720)의 적재대(710)에 대한 고정 방법은 특별히 한정되지 않는다. 기준 지그(720)는, 도 10 내지 도 12에 도시하는 바와 같이, 걸림 결합 지그(730)가 이동하여, 제1 스페이서(121)의 연장면(121v)이 맞닿는 기준면(721)을 갖는다.
걸림 결합 지그(730)는, 기준 지그(720)에 X 방향을 따라 인접하도록 배치된다. 걸림 결합 지그(730)는, 이동 수단(740)에 의해 XY 방향으로 이동한다. 이동 수단(740)은, 단전지(110) 및 제1 스페이서(121)를 적층한 상태에서 제1 스페이서(121)를 X 방향 마이너스측으로 이동시킴으로써, 제1 스페이서(121)의 이동 방향으로, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정을 행한다. 이동 수단(740)으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 에어 실린더나 전동 실린더 등을 사용할 수 있다. 걸림 결합 지그(730)는, 상술한 바와 같이, 제1 스페이서(121)의 오목부(121f)에 걸림 결합 가능한 볼록부(731)를 갖는다.
걸림 결합 지그(730)의 기준 지그(720)에 인접하는 면(732)은, 도 13의 (A)에 도시하는 바와 같이, 제1 스페이서(121)의 연장면(121v)이 기준 지그(720)의 기준면(721)에 맞닿은 상태에 있어서, 기준 지그(720)에 대하여 소정의 클리어런스를 형성하여 배치된다. 이와 같이 면(732)을 형성함으로써, 제1 스페이서(121)를 이동시켰을 때, 제1 스페이서(121)의 연장면(121v)이 기준 지그(720)의 기준면(721)에 맞닿는다.
스페이서 위치 정렬 공정에서는, 우선, 도 12의 (A)에 도시하는 바와 같이, 이동 수단(740)에 의해, 걸림 결합 지그(730)의 볼록부(731)를, 제1 스페이서(121)의 오목부(121f)에 걸림 결합한다. 구체적으로는, 걸림 결합 지그(730)는, 이동 수단(740)에 의해 도 12의 (A)에 있어서의 Y 방향 좌향으로 이동한다(도 12의 (A) 화살표 참조). 이때, 도 12의 (B)에 도시하는 바와 같이, 제1 스페이서(121)는, 적층 방향 Z를 따라, X 방향으로 위치의 변동이 있다.
다음으로, 도 12의 (B) 화살표로 나타내는 바와 같이, 이동 수단(740)에 의해, 걸림 결합 지그(730)를 X 방향 좌향으로 이동시킨다. 이때, 제1 스페이서(121)의 로케이트 구멍(121e)은, 적재대(710)의 로케이트 핀(711)에 삽입 관통되어 있기 때문에, 제1 스페이서(121)가 이동하는 범위는, 로케이트 구멍(121e)과 로케이트 핀(711)의 사이의 클리어런스 이하이다. 이 구성에 따르면, 로케이트 구멍(121e) 및 로케이트 핀(711)에 의해 미리 러프한 위치 결정이 행해지고, 걸림 결합 지그(730)에 의해 정밀한 위치 결정이 행해진다. 이 때문에, 전극 탭 위치 결정 공정에 소비하는 시간을 저감할 수 있다.
상기한 바와 같이, 걸림 결합 지그(730)를 이동시킴으로써, 걸림 결합 지그(730)의 볼록부(731)는, 오목부(121f)의 제1 면(121s)에 맞닿은 상태에서, 제1 스페이서(121)를 기준 지그(720)의 기준면(721)을 향하여 이동시킨다. 이 결과, 도 13의 (A), (B)에 도시하는 바와 같이, 제1 스페이서(121)의 연장면(121v)은, 기준 지그(720)의 기준면(721)에 맞닿는다. 이에 의해, 적층 방향을 따르는 제1 스페이서(121)의 연장면(121v)은, 도 13의 (B)에 도시하는 바와 같이, YZ 평면에 있어서 동일 평면이 된다. 이 결과, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위를 적층 방향 Z를 따라 정렬시킬 수 있다.
조전지(100)의 전지군(100G)을 가압하는 가압 공정에 대하여 도 14를 참조하면서 설명한다.
도 14는, 도 13에 이어서, 조전지(100)의 구성 부재를 상방으로부터 압박하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
가압 공정에 사용하는 가압 지그(750)는, 판형으로 형성되고 수평면을 따라 설치한 가압부(751)와, 원기둥 형상으로 형성되고 가압부(751)의 상면에 기립시켜 접합된 지지부(752)를 구비하고 있다. 지지부(752)는, 적층 방향 Z를 따라 구동하는 전동 스테이지나 유압 실린더를 연결하고 있다. 가압부(751)는, 지지부(752)를 통하여, 적층 방향 Z를 따라 하방 및 상방으로 이동한다. 가압부(751)는, 맞닿은 적층 부재를 가압한다.
가압 공정에서는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 가압 지그(750)의 가압부(751)는, 지지부(752)에 연결한 전동 스테이지가 구동함으로써, 상부 가압판(151)에 맞닿으면서 적층 방향 Z의 하방을 따라 강하한다. 하방을 따라 압박된 상부 가압판(151)과, 적재대(710)에 적재된 하부 가압판(152)에 의해, 전지군(100G)을 끼움 지지하면서 가압한다. 전지군(100G)에 구비된 각각의 단전지(110)의 발전 요소(111)는, 적정한 면압이 제공된다. 가압 공정은, 다음의 제1 접합 공정이 완료될 때까지 계속된다.
측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 접합하는 제1 접합 공정에 대하여 도 15를 참조하면서 설명한다.
도 15는, 도 14에 이어서, 측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 대하여 레이저 용접한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
제1 접합 공정에 사용하는 누름판(760)은, 측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 대하여 각각 압박하여, 측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 각각 밀착시킨다. 누름판(760)은, 금속으로 이루어지고, 긴 판 형상으로 형성되어 있다. 누름판(760)은, 본체(761)에 긴 변 방향을 따라 직선형의 슬릿(762)을 개구하고 있다. 누름판(760)은, 적층 방향 Z를 따라, 그 짧은 변 방향을 기립시키고 있다. 누름판(760)은, 본체(761)에 의해 측판(153)을 압박하면서, 슬릿(762)에 의해 용접용 레이저광(L1)을 통과시킨다.
레이저 발진기(770)는, 측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 접합하는 광원이다. 레이저 발진기(770)는, 예를 들어 YAG(이트륨ㆍ알루미늄ㆍ가넷) 레이저로 구성한다. 레이저 발진기(770)로부터 도출한 레이저광(L1)은, 예를 들어 광 파이버나 미러에 의해 광로를 조정하고, 집광 렌즈에 의해 집광된 상태에 있어서, 측판(153)의 상단(153a)과 하단(153b)에 대하여 조사된다. 레이저 발진기(770)로부터 도출한 레이저광(L1)은, 예를 들어 하프 미러에 의해 분기시켜, 측판(153)의 상단(153a) 및 하단(153b)에 대하여 동시에 조사되는 구성으로 해도 된다.
제1 접합 공정에서는, 도 15에 도시하는 바와 같이, 레이저 발진기(770)가, 누름판(760)에 의해 압박된 측판(153)의 상단(153a)에 대하여, 누름판(760)의 슬릿(762)을 통하여 레이저광(L1)을 수평으로 주사하고, 측판(153)과 상부 가압판(151)을 복수 개소에 걸쳐 심 용접하여 접합한다. 마찬가지로, 레이저 발진기(770)는, 누름판(760)에 의해 압박된 측판(153)의 하단(153b)에 대하여, 누름판(760)의 슬릿(762)을 통하여 레이저광(L1)을 수평으로 주사하고, 측판(153)과 하부 가압판(152)을 복수 개소에 걸쳐 심 용접하여 접합한다.
전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 위치 결정을 행하는 전극 탭 위치 결정 공정 중 맞닿음 공정에 대하여, 도 16 내지 도 19를 참조하면서 설명한다.
도 16은, 도 15에 이어서, 전지군(100G)에 버스 바 유닛(130)을 설치한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 17은, 전지군(100G)에 버스 바 유닛(130)을 설치한 상태의 주요부를 도시하는 단면도이다. 도 18은, 도 16에 이어서, 맞닿음 지그(780)에 의해, 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시킨 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 19는, 맞닿음 지그(780)가 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시켜, 버스 바(131)에 의해 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)에 맞닿게 한 상태의 주요부를 도시하는 단면도이다.
맞닿음 공정에 있어서 사용하는 맞닿음 지그(780)는, 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시켜, 버스 바(131)에 의해 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)에 맞닿게 한다. 또한, 맞닿음 지그(780)는, 도 20에 도시하는 바와 같이, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위를 둘러싸도록 버스 바(131)를 밀어, 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시킨다.
맞닿음 지그(780)는, 도 17, 도 19 내지 도 21에 도시하는 바와 같이, 본체부(781)와, Y 방향을 따라 직선형으로 개구되는 제1 개구부(782)와, Z 방향을 따라 직선형으로 개구되는 제2 개구부(783)와, 버스 바(131)를 압박하는 압박면(784)을 갖는다.
제1 개구부(782)는, 레이저광(L1) 및 버스 바(131)의 굴절부(131L)를 통과시키기 위해 형성되어 있다(도 21 참조). 또한, 제2 개구부(783)는, 버스 바 홀더(132)의 보조 지주부(132b)를 통과시키기 위해 형성되어 있다(도 4 참조).
압박면(784)은, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위를 둘러싸도록 형성되어 있다. 이 때문에, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 Y 방향을 따르는 전체 길이로 적합하게 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시킬 수 있다.
또한, 압박면(784)은, 버스 바 홀더(132)에 설치되어 있는 버스 바(131) 모두를 압박 가능하게 형성되어 있다. 따라서, 버스 바 홀더(132)에 설치되어 있는 버스 바(131)를 균일하게 전지 본체(110H)측으로 이동시킬 수 있기 때문에, 작업이 용이하게 된다.
맞닿음 공정에서는, 우선, 도 15 내지 도 16에 도시하는 바와 같이, 적재대(710)가, 도면 중의 반시계 방향으로 90°회전하여, 전지군(100G)의 전극 탭(113)과 레이저 발진기(770)를 대면시킨다. 그리고, 각각의 버스 바(131)가 일체적으로 보유 지지된 버스 바 홀더(132)를, 로봇 아암(도시하지 않음)에 의해, 전지군(100G)의 대응하는 전극 탭(113)에 맞닿게 한다.
이때, 도 17에 도시하는 바와 같이, 각각의 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 X 방향의 위치는, Z 방향에 걸쳐 상대적으로 어긋나 있는 경우가 있다. 도 17에 도시하고 있는 6개의 전극 탭(113) 중, 위에서 3번째 및 6번째 전극 탭(113)은, 그 선단부(113d3, 113d6)가, 대응하는 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)에 맞닿아 있다. 한편, 도 17에 도시하고 있는 6개의 전극 탭(113) 중, 위에서 1번째, 2번째, 4번째 및 5번째 전극 탭(113)은, 그 선단부(113d1, 113d2, 113d4, 113d5)가, 대응하는 각각의 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)로부터 이격되어 있다. 또한, 상술한 전극 탭(113)의 선단부(113d)와 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)의 관계는 일례이며, 다른 조합도 있을 수 있다. 또한, 제1 스페이서(121)는, 상술한 스페이서 위치 정렬 공정에 있어서 위치 정렬이 행해져 있기 때문에, 도 17에 도시하는 바와 같이, X 방향의 위치가 Z 방향에 걸쳐 일치하고 있다.
버스 바 홀더(132)를 전극 탭(113)에 맞닿게 한 후, 도 18 및 도 19에 도시하는 바와 같이, 맞닿음 지그(780)에 의해 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측(도 19의 X 방향 우향)으로 이동시킨다. 이 결과, 버스 바(131)에 의해, 각각의 전극 탭(113)의 선단부(113d)를, 대응하는 각각의 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)에 맞닿게 한다. 도 19에 도시하고 있는 6개의 전극 탭(113) 중 위에서 1번째, 2번째, 4번째 및 5번째 전극 탭(113)은, 전지 본체(110H)측으로 이동할 때, 그 기단부(113c)가 약간 만곡된다.
이 맞닿음 공정에 의해, 도 19에 도시하는 바와 같이, 모든 전극 탭(113)의 선단부(113d)가, 대응하는 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)에 맞닿게 되어, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정을 행할 수 있다.
버스 바(131)를 단전지(110)의 전극 탭(113)에 접합하고, 또한 터미널을 버스 바(131)에 접합하는 제2 접합 공정에 대하여 도 20 내지 도 22를 참조하면서 설명한다.
도 20은, 도 18 및 도 19에 이어서, 버스 바 유닛(130)의 버스 바(131)를 단전지(110)의 전극 탭(113)에 대하여 레이저 용접한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 21은, 적층한 단전지(110)의 전극 탭(113)에 버스 바(131)를 레이저 접합한 상태의 주요부를 단면으로 도시하는 측면도이다. 도 22는, 도 20 및 도 21에 이어서, 애노드측 터미널(133) 및 캐소드측 터미널(134)을 애노드측 버스 바(131A) 및 캐소드측 버스 바(131K)에 대하여 레이저 용접한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
제2 접합 공정에서는, 도 20 및 도 21에 도시하는 바와 같이, 레이저 발진기(770)가, 제1 개구부(782)를 통하여, 버스 바(131)에 레이저광(L1)을 조사하여, 버스 바(131)와 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 심 용접 또는 스폿 용접하여 접합한다. 이때, 도 21에 도시하는 바와 같이, 전극 탭(113)의 접합 부위를 제외한 영역에 있어서 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)와 버스 바(131)의 사이에 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 끼워 넣은 상태로 되어 있다. 이 때문에, 버스 바(131)와 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 사이의 간극을 최대한 없애 레이저 접합할 수 있어, 접합 품질이 향상된다. 또한, 도 21에 도시하는 바와 같이, 전극 탭(113)의 선단부(113d)는, X 방향의 위치가 Z 방향에 걸쳐 위치하고 있다. 즉, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정이 행해져 있기 때문에, 접합 품질이 향상된다. 그 후, 맞닿음 지그(780)를 분해하고, 도 22에 도시하는 바와 같이, 애노드측 터미널(133)을, 매트릭스형으로 배치한 버스 바(131) 중, 애노드측의 종단에 상당하는 애노드측 버스 바(131A)(도 4 중 우측 상단)에 접합한다. 마찬가지로, 캐소드측 터미널(134)을, 매트릭스형으로 배치한 버스 바(131) 중, 캐소드측의 종단에 상당하는 캐소드측 버스 바(131K)(도 4 중 좌측 하단)에 접합한다.
보호 커버(140)를 버스 바(131)에 대하여 설치하는 실장 공정에 대하여 도 23을 참조하면서 설명한다.
도 23은, 도 22에 이어서, 보호 커버(140)를 버스 바 유닛(130)에 설치한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
실장 공정에서는, 로봇 아암을 사용하여, 보호 커버(140)의 상단(140b)과 하단(140c)을 버스 바 유닛(130)에 끼워 맞춤시키면서, 보호 커버(140)를 버스 바 유닛(130)에 설치한다. 보호 커버(140)의 상단(140b)과 하단(140c)은, 버스 바 유닛(130)에 대하여 접착제에 의해 접합해도 된다. 보호 커버(140)는, 제1 개구(140d)로부터 애노드측 터미널(133)을 외부에 면하게 하고, 또한 제2 개구(140e)로부터 캐소드측 터미널(134)을 외부에 면하게 한다. 보호 커버(140)에 의해 버스 바 유닛(130)을 피복하여, 버스 바(131)끼리 단락되거나, 버스 바(131)가 외부의 부재에 접촉하여 단락되거나 누전되거나 하는 것을 방지한다. 제조가 완료된 조전지(100)는, 적재대(710)로부터 꺼내어, 전지 성능 등을 검사하는 검사 공정으로 반출한다.
도 9 내지 도 23을 참조하면서 설명한 조전지(100)의 제조 방법은, 공정 전반을 컨트롤러에 의해 제어하는 자동기, 공정의 일부를 작업자가 담당하는 반자동기, 또는 공정 전반을 작업자가 담당하는 매뉴얼기의 어느 형태에 의해 구현화해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 조전지(100)의 제조 방법은, 전지군(100G)과 버스 바(131)를 갖는 조전지(100)의 제조 방법이다. 조전지(100)의 제조 방법은, 버스 바(131)를 전극 탭(113)에 접합하기 전에, 단전지(110) 및 제1 스페이서(121)를 적층한 상태에서 제1 스페이서(121)를 일방향으로 이동시킴으로써, 제1 스페이서(121)의 이동 방향으로, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정을 행하는 전극 탭 위치 결정 공정을 갖는다. 또한, 조전지(100)의 제조 방법은, 전극 탭(113)의 접합 부위를 소정의 위치로 위치 결정한 상태에서, 전극 탭(113)에 버스 바(131)를 접합하는 접합 공정을 갖는다. 이 제조 방법에 따르면, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 위치 결정이 행해진 상태에서, 전극 탭(113)에 버스 바(131)를 접합한다. 이 때문에, 레이저 발진기(770)의 배치 위치로부터 전극 탭(113)까지의 거리를 적층 방향 Z를 따라 고정밀도로 정렬시킬 수 있다. 따라서, 레이저 용접할 때, 전극 탭(113) 및 버스 바(131)를 적합하게 접합할 수 있다.
또한, 전극 탭(113)의 선단부(113d)는, 단전지(110)의 적층 방향 Z를 따라 굴절된다. 전극 탭 위치 결정 공정에 있어서, 제1 스페이서(121)를 단전지(110)의 면 방향이며 단전지(110)로부터 이격되는 방향(X 방향 마이너스측)으로, 제1 스페이서(121)를 이동시킨다. 이 제조 방법에 따르면, 제1 스페이서(121)를 단전지(110)로부터 이격되는 방향으로 이동시키기 때문에, 용이하게 전극 탭(113)의 위치 결정을 행할 수 있다.
또한, 전극 탭 위치 결정 공정에 있어서, 제1 스페이서(121)를 이동시킨 후에, 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시켜, 버스 바(131)에 의해 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)에 맞닿게 한다. 또한, 접합 공정에 있어서, 전극 탭(113)의 접합 부위를 제외한 영역에 있어서 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)와 버스 바(131)의 사이에 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 끼워 넣은 상태에서, 전극 탭(113)의 접합 부위에 버스 바(131)를 레이저 접합한다. 이 때문에, 모든 전극 탭(113)의 선단부(113d)가, 대응하는 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)에 맞닿게 되어, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정을 보다 적합하게 행할 수 있다. 또한, 버스 바(131)와 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 사이의 간극을 최대한 없애 레이저 접합할 수 있어, 접합 품질이 향상된다.
또한, 전극 탭 위치 결정 공정에 있어서, 접합 부위를 둘러싸도록 버스 바(131)를 밀어, 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시킨다. 이 때문에, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 Y 방향을 따르는 전체 길이로 적합하게 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시킬 수 있다.
또한, 제1 스페이서(121)를 이동시킬 때, 제1 스페이서(121)를, 기준이 되는 기준면(721)에 맞닿게 함으로써, 전극 탭(113)의 위치 결정을 행한다. 이 제조 방법에 따르면, 제1 스페이서(121)를 기준면(721)에 맞닿게 함으로써, 전극 탭(113)의 위치 결정을 행할 수 있기 때문에, 용이하게 전극 탭(113)의 위치 결정을 행할 수 있다. 따라서, 제조 방법이 용이하게 된다.
또한, 제1 스페이서(121)에 형성되는 오목부(121f)에, 걸림 결합 지그(730)에 형성되는 볼록부(731)를 걸림 결합한 상태에서, 걸림 결합 지그(730)를 이동시킴으로써 제1 스페이서(121)를 이동시킨다. 이 제조 방법에 따르면, 용이하게 각각의 연장면(121v)을 동일 평면으로 할 수 있다.
또한, 제1 스페이서(121)를 이동시키기 전에, 적층 방향 Z를 따르는 로케이트 구멍(121e)을 구비하는 제1 스페이서(121)를, 적층 방향으로 신장되는 로케이트 핀(711)을 구비하는 적재대(710)에 대하여, 로케이트 핀(711)이 로케이트 구멍(121e)에 삽입 관통되도록 적층한다. 그리고, 제1 스페이서(121)가 이동하는 범위는, 로케이트 구멍(121e)과 로케이트 핀(711)의 사이의 클리어런스 이하이다. 이 제조 방법에 따르면, 로케이트 구멍(121e) 및 로케이트 핀(711)에 의해 미리 러프한 위치 결정이 행해지고, 걸림 결합 지그(730)에 의해 정밀한 위치 결정이 행해진다. 이 때문에, 전극 탭 위치 결정 공정에 소비하는 시간을 저감할 수 있다.
또한, 이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 조전지(100)의 제조 장치(700)는, 전지군(100G)과 버스 바(131)를 갖는 조전지(100)의 제조 장치(700)이다. 조전지(100)의 제조 장치(700)는, 단전지(110) 및 제1 스페이서(121)를 적층한 상태에서 제1 스페이서(121)를 일방향으로 이동시킴으로써, 제1 스페이서(121)의 이동 방향으로, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정을 행하는 이동 수단(740)을 갖는다. 또한, 조전지(100)의 제조 장치(700)는, 전극 탭(113)의 접합 부위를 소정의 위치로 위치 결정한 상태에서, 전극 탭(113)에 버스 바(131)를 접합하는 레이저 발진기(770)를 갖는다. 이 제조 장치(700)에 따르면, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 위치 결정이 행해진 상태에서, 전극 탭(113)에 버스 바(131)를 접합한다. 이 때문에, 레이저 발진기(770)의 배치 위치로부터 전극 탭(113)까지의 거리를 적층 방향 Z를 따라 고정밀도로 정렬시킬 수 있다. 따라서, 레이저 용접할 때, 전극 탭(113) 및 버스 바(131)를 적합하게 접합할 수 있다.
또한, 전극 탭(113)의 선단부(113d)는, 단전지(110)의 적층 방향 Z를 따라 굴절된다. 이동 수단(740)은, 제1 스페이서(121)를 단전지(110)의 면 방향이며 단전지(110)로부터 이격되는 방향(X 방향 마이너스측)으로, 제1 스페이서(121)를 이동시킨다. 이 제조 장치(700)에 따르면, 제1 스페이서(121)를 단전지(110)로부터 이격되는 방향으로 이동시키기 때문에, 용이하게 전극 탭(113)의 위치 결정을 행할 수 있다.
또한, 제조 장치(700)는, 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시켜, 버스 바(131)에 의해 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)에 맞닿게 하는 맞닿음 지그(780)를 더 갖는다. 이 때문에, 모든 전극 탭(113)의 선단부(113d)가, 대응하는 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)에 맞닿게 되어, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정을 보다 적합하게 행할 수 있다.
또한, 맞닿음 지그(780)는, 접합 부위를 둘러싸도록 버스 바(131)를 밀어, 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시킨다. 이 때문에, 전극 탭(113)의 버스 바(131)에 대한 접합 부위의 Y 방향을 따르는 전체 길이로 적합하게 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시킬 수 있다.
또한, 제조 장치(700)는, 각각의 제1 스페이서(121)가 맞닿게 됨으로써 각각의 전극 탭(113)의 위치 결정을 행하는 기준면(721)을 구비하는 기준 지그(720)를 더 갖는다. 이 제조 장치(700)에 따르면, 제1 스페이서(121)를 기준면(721)에 맞닿게 함으로써, 전극 탭(113)의 위치 결정을 행할 수 있기 때문에, 용이하게 전극 탭(113)의 위치 결정을 행할 수 있다. 따라서, 제조 방법이 용이하게 된다.
또한, 제조 장치(700)는, 스페이서(120)에 형성되는 오목부(121f)에 걸림 결합 가능한 볼록부(731)를 구비하는 걸림 결합 지그(730)를 더 갖는다. 이 제조 장치(700)에 따르면, 용이하게 각각의 연장면(121v)을 동일 평면으로 할 수 있다.
또한, 제조 장치(700)는, 제1 스페이서(121)에 적층 방향 Z를 따라 형성되는 로케이트 구멍(121e)에 삽입 관통하는 로케이트 핀(711)을 구비하는 적재대(710)를 더 갖는다. 그리고, 스페이서(120)가 이동하는 범위는, 로케이트 구멍(121e)과 로케이트 핀(711)의 사이의 클리어런스 이하이다. 이 제조 장치(700)에 따르면, 로케이트 구멍(121e) 및 로케이트 핀(711)에 의해 미리 러프한 위치 결정이 행해지고, 걸림 결합 지그(730)에 의해 정밀한 위치 결정이 행해진다. 이 때문에, 전극 탭 위치 결정 공정에 소비하는 시간을 저감할 수 있다.
그 밖에, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 구성에 기초하여 여러 가지 개변이 가능하며, 그것들에 대해서도 본 발명의 범주이다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 걸림 결합 지그(730)의 볼록부(731)를, 제1 스페이서(121)의 오목부(121f)에 걸림 결합한 상태에서, 걸림 결합 지그(730)를 이동시킴으로써 제1 스페이서(121)를 이동시켰다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 걸림 결합 지그에 오목부가 형성되고, 제1 스페이서에 볼록부가 형성되어 그것들이 서로 걸림 결합되어도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 제1 스페이서(121)는, 걸림 결합 지그(730) 및 이동 수단(740)에 의해 이동되었다. 그러나, 제1 스페이서(121)는 핸드 로봇에 파지되어 이동되어도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 제1 스페이서(121)의 연장면(121v)을, 기준 지그(720)의 기준면(721)에 맞닿게 함으로써, 각각의 연장면(121v)을 동일 평면으로 하였다. 그러나, 기준 지그(720)가 설치되지 않고, 걸림 결합 지그(730) 및 이동 수단(740)에 의해, 각각의 연장면(121v)을 동일 평면으로 해도 된다. 이때, 레이저 발진기(770)는, 레이저광의 초점이 적절한 개소가 되도록, 적절하게 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 맞닿음 지그(780)는 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시켜, 전극 탭(113)의 선단부(113d)가 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)에 맞닿은 상태에서, 버스 바(131)를 전극 탭(113)의 선단부(113d)에 접합하였다. 그러나, 맞닿음 지그(780)는 버스 바(131)를 전지 본체(110H)측으로 이동시켜, 전극 탭(113)의 선단부(113d)가 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)에 맞닿게 한다. 그리고, 전극 탭(113)의 선단부(113d)가 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)에 맞닿도록 소성 변형시킨 후에, 맞닿음 지그(780)를 분해하고, 버스 바(131)를 전극 탭(113)의 선단부(113d)에 접합해도 된다.
100: 조전지
100G: 전지군
110: 단전지
110H: 전지 본체
111: 발전 요소
113: 전극 탭
113d: 전극 탭의 선단부
120: 한 쌍의 스페이서
121: 제1 스페이서
121e: 로케이트 구멍
121f: 오목부
121v: 연장면
122: 제2 스페이서
131: 버스 바
700: 조전지의 제조 장치
710: 적재대
711: 로케이트 핀
720: 기준 지그
721: 기준면
730: 걸림 결합 지그
731: 볼록부
740: 이동 수단
770: 레이저 발진기(접합 수단)
780: 맞닿음 지그

Claims (14)

  1. 발전 요소를 포함하고 편평하게 형성한 전지 본체 및 상기 전지 본체로부터 도출한 전극 탭을 구비하는 단전지와 상기 전극 탭을 지지하는 스페이서를 적층하여 이루어지는 전지군과, 상기 전극 탭에 접합되어 복수의 상기 전극 탭을 전기적으로 접속하는 버스 바를 갖는 조전지의 제조 방법이며,
    상기 버스 바를 상기 전극 탭에 접합하기 전에, 상기 단전지 및 상기 스페이서를 적층한 상태에서 상기 스페이서를 일방향으로 이동시킴으로써, 상기 스페이서의 이동 방향으로, 상기 전극 탭의 상기 버스 바에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정을 행하는 전극 탭 위치 결정 공정과,
    상기 전극 탭의 상기 접합 부위를 상기 소정의 위치로 위치 결정한 상태에서, 상기 전극 탭에 상기 버스 바를 접합하는 접합 공정을 갖는, 조전지의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전극 탭의 선단부는, 상기 단전지의 적층 방향을 따라 굴절되고,
    상기 전극 탭 위치 결정 공정에 있어서, 상기 스페이서를 상기 단전지의 면 방향이며 상기 단전지로부터 이격되는 방향으로, 상기 스페이서를 이동시키는, 조전지의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전극 탭 위치 결정 공정에 있어서,
    상기 스페이서를 이동시킨 후에, 상기 버스 바를 상기 전지 본체측으로 이동시켜, 상기 버스 바에 의해 상기 전극 탭의 상기 선단부를 상기 스페이서에 맞닿게 하고,
    상기 접합 공정에 있어서,
    상기 전극 탭의 상기 접합 부위를 제외한 영역에 있어서 상기 스페이서와 상기 버스 바의 사이에 상기 전극 탭을 끼워 넣은 상태에서, 상기 전극 탭의 상기 접합 부위에 상기 버스 바를 레이저 접합하는, 조전지의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전극 탭 위치 결정 공정에 있어서,
    상기 접합 부위를 둘러싸도록 상기 버스 바를 밀어, 상기 버스 바를 상기 전지 본체측으로 이동시키는, 조전지의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서를 이동시킬 때,
    상기 스페이서를, 기준이 되는 기준면에 맞닿게 함으로써 상기 전극 탭의 위치 결정을 행하는, 조전지의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서에 형성되는 오목부에, 걸림 결합 지그에 형성되는 볼록부를 걸림 결합한 상태에서, 상기 걸림 결합 지그를 이동시킴으로써 상기 스페이서를 이동시키는, 조전지의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서를 이동시키기 전에,
    상기 단전지의 적층 방향을 따르는 로케이트 구멍을 구비하는 상기 스페이서를, 상기 적층 방향으로 신장되는 로케이트 핀을 구비하는 적재대에 대하여, 상기 로케이트 핀을 상기 로케이트 구멍에 삽입 관통시키도록 적층하고,
    상기 스페이서가 이동하는 범위는, 상기 로케이트 구멍과 상기 로케이트 핀의 사이의 클리어런스 이하인, 조전지의 제조 방법.
  8. 발전 요소를 포함하고 편평하게 형성한 전지 본체 및 상기 전지 본체로부터 도출한 전극 탭을 구비하는 단전지와 상기 전극 탭을 지지하는 스페이서를 적층하여 이루어지는 전지군과, 상기 전극 탭에 접합되어 복수의 상기 전극 탭을 전기적으로 접속하는 버스 바를 갖는 조전지의 제조 장치이며,
    상기 단전지 및 상기 스페이서를 적층한 상태에서 상기 스페이서를 일방향으로 이동시킴으로써, 상기 스페이서의 이동 방향으로, 상기 전극 탭의 상기 버스 바에 대한 접합 부위의 소정의 위치로 위치 결정을 행하는 이동 수단과,
    상기 전극 탭의 상기 접합 부위를 소정의 위치로 위치 결정한 상태에서, 상기 전극 탭에 상기 버스 바를 접합하는 접합 수단을 갖는, 조전지의 제조 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전극 탭의 선단부는, 상기 단전지의 적층 방향을 따라 굴절되고,
    상기 이동 수단은, 상기 스페이서를 상기 단전지의 면 방향이며 상기 단전지로부터 이격되는 방향으로, 상기 스페이서를 이동시키는, 조전지의 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 버스 바를 상기 전지 본체측으로 이동시켜, 상기 버스 바에 의해 상기 전극 탭의 상기 선단부를 상기 스페이서에 맞닿게 하는 맞닿음 지그를 더 갖는, 조전지의 제조 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 맞닿음 지그는, 상기 접합 부위를 둘러싸도록 상기 버스 바를 밀어, 상기 버스 바를 상기 전지 본체측으로 이동시키는, 조전지의 제조 장치.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 상기 스페이서가 맞닿게 됨으로써 각각의 상기 전극 탭의 위치 결정을 행하는 기준면을 구비하는 기준 지그를 더 갖는, 조전지의 제조 장치.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서에 형성되는 오목부에 걸림 결합 가능한 볼록부를 구비하는 걸림 결합 지그를 더 갖는, 조전지의 제조 장치.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서에 상기 단전지의 적층 방향을 따라 형성되는 로케이트 구멍에 삽입 관통하는 로케이트 핀을 구비하는 적재대를 더 갖고,
    상기 스페이서가 이동하는 범위는, 상기 로케이트 구멍과 상기 로케이트 핀 사이의 클리어런스 이하인, 조전지의 제조 장치.
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