WO2013100077A1 - 電池連結方法および電池連結装置 - Google Patents

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pressing
support member
battery
pressing portion
heating
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PCT/JP2012/083935
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信一郎 北川
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日産自動車株式会社
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    • Y10T29/53439—Means to assemble or disassemble including provision to utilize thermal expansion of work

Definitions

  • the present invention relates to a battery connection method and a battery connection device for connecting a support member that supports the battery cell to the battery cell.
  • battery cells used in various types of batteries such as automobile batteries, solar batteries, and electronic equipment batteries have sealed electrode groups as battery elements with exterior members made of a flexible deformable laminate sheet.
  • the battery cell has led out the electrode terminal from the exterior member (for example, refer patent document 1).
  • a frame member support member
  • Each battery cell is supported by overlapping and connecting each frame member connected to a plurality of battery cells.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a battery connection method and a battery connection device that can suppress damage to a support member when connecting the support member that supports the battery cell to the battery cell.
  • the purpose is to provide.
  • the battery connection method of the present invention is a battery connection method for connecting a support member that supports the battery cell to a battery cell including an electrode group, and includes a heating step, a pressing step, a heating portion separation step, and a holding portion separation. And a process.
  • the heating step the protrusion formed on the support member is passed through the hole formed in the battery cell, and the protrusion is pressed from the tip side by the heating unit that performs heating to form the thermally deformed portion.
  • the thermal deformation portion has a size that cannot be pulled out from the hole portion so that at least a part of the tip end side of the protrusion portion protrudes from the hole portion.
  • the support member is pressed by the pressing portion that is close to the support member from the side where the heating unit is disposed with respect to the support member.
  • the heating unit separation step the heating unit is separated from the thermal deformation unit after the pressing step.
  • the pressing portion separation step the pressing portion is separated from the support member after the heating portion separation step.
  • the supporting member when the heating unit is separated from the heat deforming unit, the supporting member is pressed by the pressing unit, and therefore, the supporting member does not lift up, and an undesirable force hardly acts on the supporting member. Thus, breakage of the support member such as the thermally deformable portion can be suppressed.
  • FIG. 7 is an arrow view taken along line 7-7 in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 in FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of connecting a spacer to a battery by the battery connecting device according to the embodiment.
  • battery module 1 includes a case 20 including one or a plurality (four in this embodiment) of battery cells 10 (10A to 10D) connected in series or in parallel.
  • the unit 30 and an insulating cover 34 having electrical insulation are accommodated.
  • the battery module 1 can be used alone.
  • a plurality of battery modules 1 are further serialized and / or paralleled to form an assembled battery corresponding to a desired current, voltage, and capacity. can do.
  • the case 20 includes a lower case 22 having a substantially rectangular box shape and an upper case 24 forming a lid.
  • the edge of the upper case 24 is wound around the edge of the peripheral wall of the lower case 22 by caulking.
  • the lower case 22 and the upper case 24 are formed from a relatively thin steel plate or aluminum plate.
  • the lower case 22 and the upper case 24 have a through hole 26.
  • the through holes 26 are disposed at four corners, and are used to insert through bolts (not shown) that stack a plurality of battery modules 1 and hold them as assembled batteries.
  • Reference numerals 31 and 32 are output terminals arranged so as to protrude from the opening on the front surface of the lower case 22.
  • the cell unit 30 includes a stacked body 33 in which a plurality of battery cells 10 are electrically connected and stacked, and a plurality of spacers 40 and 90 (support members) that support the battery.
  • the spacers 40 and 90 can be made of an electrically insulating resin material.
  • the spacer 40 is disposed on the front side of the stacked body 33, and the spacer 90 is disposed on the back side of the stacked body 33.
  • the battery cell 10 is, for example, a lithium ion secondary battery, and the laminated electrode body 50 is accommodated in the exterior member 11 together with the electrolytic solution.
  • the battery cell 10 has a positive electrode tab 14 (electrode tab) and a negative electrode tab 15 (electrode tab) led out from the exterior member 11 to the outside.
  • the laminated electrode body 50 is an electrode group formed by sequentially laminating a positive electrode 51, a negative electrode 52, and a separator 53.
  • the positive electrode 51 has a positive electrode active material layer made of a lithium-transition metal composite oxide such as LiMn 2 O 4 .
  • the negative electrode 52 has a negative electrode active material layer made of, for example, carbon and a lithium-transition metal composite oxide.
  • the separator 53 is made of, for example, porous PE (polyethylene) having air permeability that can permeate the electrolyte.
  • the exterior member 11 is a sheet such as a polymer-metal composite laminate film in which a metal (including an alloy) such as aluminum, stainless steel, nickel, or copper is covered with an insulator such as a polypropylene film from the viewpoint of weight reduction and thermal conductivity. Made of material.
  • the exterior member 11 has a main body portion 12 that covers the laminated electrode body 50 and an outer peripheral portion 13 that extends to the periphery of the main body portion 12, and a part or all of the outer peripheral portion 13 is joined by thermal fusion. Yes.
  • Two holes 16 through which projections 43 and 93 (see FIG. 6) formed in the spacers 40 and 90 pass are formed on two sides of the exterior member 11 connected to the spacers 40 and 90.
  • the spacer 40 has through holes 41 at both ends in the longitudinal direction X, as shown in FIG.
  • the through hole 41 is aligned with the through hole 26 on the front side of the lower case 22 and the upper case 24 and is used for inserting a through bolt.
  • the spacer 40 is formed with two thermally deformable portions 42 that are thermally deformed by being pressed while heating the protrusions 43 penetrating the hole 16 of the exterior member 11 so as to be aligned in the longitudinal direction X of the spacer 40. (See FIGS. 8 and 14).
  • the thermally deformable portion 42 is thermally deformed to a size that cannot be pulled out from the hole 16 of the exterior member 11, and connects the battery cell 10 and the spacer 40.
  • the spacer 90 has through holes 91 at both ends in the longitudinal direction X.
  • the through hole 91 is aligned with the through hole 26 on the back side of the lower case 22 and the upper case 24 and is used for inserting a through bolt.
  • the spacer 90 is formed with two thermally deformable portions 92 that are thermally deformed by pressing while protruding the protrusions 93 that penetrate the hole 16 of the exterior member 11 so as to be aligned in the longitudinal direction X of the spacer 90. (See FIGS. 8 and 14).
  • the thermally deformable portion 92 is thermally deformed to a size that cannot be pulled out from the hole 16 of the exterior member 11, and connects the battery cell 10 and the spacer 90.
  • the positive electrode tab 14 and the negative electrode tab 15 are members that draw current from the laminated electrode body 50 and extend to one side of the battery cell 10.
  • the positive electrode tabs 14A and 14B of the first battery cell 10A and the second battery cell 10B are joined to the bus bar 60 electrically connected to the external output positive electrode terminal 31 by ultrasonic welding or the like.
  • the negative electrode tabs 15A and 15B of the first battery cell 10A and the second battery cell 10B together with the positive electrode tabs 14C and 14D of the third battery cell 10C and the fourth battery cell 10D, It is joined to the bus bar 80 electrically connected by ultrasonic welding or the like.
  • the negative electrode tabs 15C and 15D of the third battery cell 10C and the fourth battery cell 10D are joined to the bus bar 70 electrically connected to the external output negative electrode terminal 32 by ultrasonic welding or the like.
  • the electrode tabs 14A to 14D and 15A to 15D of the battery cells 10A to 10D are connected to the external output positive terminal 31, the external output negative terminal 32, and the voltage detection terminal 37 via the bus bars 60, 70, 80.
  • the battery cells 10A to 10D form a 2-parallel 2-series connection configuration as shown in FIG.
  • the voltage detection terminal 37 is a terminal used for detecting the voltage of the battery cells 10A to 10D constituting the battery module 1. Specifically, for the voltages of the first battery cell 10A and the second battery cell 10B, by using the external output positive electrode terminal 31 and the voltage detection terminal 37, by measuring the voltage between these terminals, Can be detected. Further, the voltages of the third battery cell 10C and the fourth battery cell 10D are detected by measuring the voltage between these terminals using the external output negative electrode terminal 32 and the voltage detection terminal 37. Can do.
  • the battery connecting device 100 is a device that connects the spacers 40 and 90 that support the battery cell 10 to the battery cell 10.
  • the battery connecting device 100 includes a pallet 110 on which the spacer 40 and the battery cell 10 are placed, and a conveying means 140 that holds and conveys the pallet 110. Furthermore, the battery coupling device 100 operates in conjunction with the heating unit 120 that thermally deforms a part of the spacers 40 and 90, the pressing unit 130 that contacts and presses the spacers 40 and 90, and the heating unit 120 and the pressing unit 130.
  • the pressing mechanism 150 is configured to include a cooling unit 160 and a control unit 170.
  • the pallet 110 includes a flat plate-like holding portion 113 that holds the spacers 40 and 90 and the battery cell 10, a spacer fixing pin 111 that is inserted into the through holes 41 and 91 of the spacers 40 and 90 and fixes the spacers 40 and 90,
  • the battery holding part 112 holding the side end of the battery cell 10 is provided.
  • the conveying means 140 has a pallet holding part 142 that can move along a guide rail 141 that extends substantially horizontally and on which the pallet 110 can be placed.
  • the configuration of the transport unit 140 is not limited as long as the pallet 110 can be transported, and may be, for example, a conveyor.
  • the pressing mechanism 150 includes a pressing unit 151 that is a driving source, a support beam 152 that is raised and lowered by the pressing unit 151, a heating unit support unit 153 that is connected to the support beam 152 and supports the heating unit 120, and a support beam 152. And a pressing portion support portion 154 that is connected and supports the pressing portion 130.
  • the pressing means 151 is constituted by a hydraulic cylinder or the like.
  • the drive source is not limited to a hydraulic cylinder, and may be an air cylinder or a motor, for example.
  • the support beam 152 is connected to the pressing means 151 and can be moved up and down, and is formed to extend substantially horizontally to a position corresponding to the two spacers 40 and 90.
  • the heating unit support portions 153 are provided at two locations corresponding to the two projections 43 of the spacer 40 and at two locations corresponding to the two projections 93 of the spacer 90. Each heating portion support portion 153 is formed to extend downward from the support beam 152. The heating part 120 is fixed to the lower end of each heating part support part 153.
  • the pressing portion support portions 154 are provided at two locations corresponding to the spacers 40 and 90, respectively.
  • Each pressing portion support portion 154 includes two spring mechanisms 156 including springs 155 that are elastic bodies.
  • a pressing portion 130 is fixed to the lower end of the spring mechanism 156.
  • the spring mechanism 156 has a slide bar 157 that can slide inside a through hole formed in the support beam 152.
  • a pressing portion 130 is fixed to the lower end of the sliding rod 157.
  • the spring mechanism 156 urges the pressing portion 130 that can move forward and backward with respect to the support beam 152 by the spring 155 downward.
  • the holding unit 130 can be positioned below the heating unit 120 with the spring 155 extended, and can be positioned above the heating unit 120 with the spring 155 contracted.
  • the heating part 120 has a recess 121 formed on the lower surface, and is pressed from the tip side of the protrusions 43, 93 while heating and melting or softening the protrusions 43, 93 of the spacers 40, 90. , 93 is thermally deformed to a size that cannot be pulled out from the hole 16 so that it protrudes from the inner periphery of the hole 16 on the side where the protrusions 43, 93 of the spacers 40, 90 protrude. .
  • the pressing part 130 has a first pressing part 131, a second pressing part 132, and a third pressing part 133, as shown in FIGS.
  • the first pressing part 131 presses the center side in the longitudinal direction X of the spacers 40 and 90 against the protrusions 43 and 93 (the thermally deformed parts 42 and 92 after deformation) of the spacers 40 and 90.
  • the second pressing portion 132 extends from the first pressing portion 131 and reaches the outer portion in the longitudinal direction X of the spacers 40 and 90 with respect to the protrusions 43 and 93 (the thermally deformed portions 42 and 92 after deformation). ing.
  • the third pressing portion 133 extends from the second pressing portion 132 in the orthogonal direction Y orthogonal to the longitudinal direction X of the spacers 40, 90, and exceeds the deformed heat deforming portions 42, 92, the heat deforming portions 42, It reaches the outermost ends 42A and 92A in the orthogonal direction of 92 (see FIG. 14).
  • the cooling unit 160 has a nozzle 161 that can discharge a cooling gas.
  • the cooling gas is air in the present embodiment, but is not limited to air, and for example, a rare gas or the like may be used.
  • control unit 170 comprehensively controls the transport unit 140, the heating unit 120, the pressing mechanism 150, and the cooling unit 160.
  • the control unit 170 is composed mainly of a CPU and a memory, and a program for controlling the operation is stored in the memory.
  • the spacers 40 and 90 are placed on the pallet 110 so that the spacer fixing pins 111 of the pallet 110 pass through the through holes 41 and 91 of the spacers 40 and 90, respectively.
  • the battery cell 10 is placed on the pallet 110 while the protrusions 43 and 93 of the spacers 40 and 90 are passed through the hole 16 of the battery cell 10.
  • the pallet 110 is transported by the transport means 140 until the protrusions 43 and 93 of the spacers 40 and 90 are positioned directly below the heating unit 120.
  • the conveying unit 140 is stopped and the pressing unit 151 is operated to lower the support beam 152.
  • the pressing portion 130 When the support beam 152 is lowered, as shown in FIG. 10, the pressing portion 130 first comes into contact with the spacers 40 and 90 to suppress inadvertent movement of the spacers 40 and 90 (pressing step S ⁇ b> 11).
  • the spring 155 of the spring mechanism 156 When the support beam 152 is further lowered, as shown in FIG. 11, the spring 155 of the spring mechanism 156 is contracted, and the heating unit 120 presses the projections 43 and 93 from the tip side of the projections 43 and 93.
  • the heating unit 120 is heated to a temperature at which the spacers 40 and 90 are melted or softened. Therefore, the pressed projections 43 and 93 are thermally deformed along the shape of the recess 121 of the heating unit 120 (heating process). S12).
  • the cooling unit 160 is operated to blow cooling air to the heating unit 120, and the thermally deformed portion is cooled and solidified to form the thermally deformed unit 42 (cooling step S13).
  • the thermally deformable portion 42 is thermally deformed to a size that cannot be pulled out from the hole portion 16 of the exterior member 11, and connects the battery cell 10 and the spacers 40 and 90.
  • the pressing portion 130 does not completely cover the periphery of the heating portion 120 because a gap is formed between the first pressing portion 131 and the third pressing portion 133, so that it is quickly cooled. It is possible.
  • the pressing portion 130 presses the center side in the longitudinal direction X of the spacers 40, 90 against the thermally deformable portions 42, 92 by the first pressing portion 131, and the outer portion is the first portion. Since it presses by the 2 press part 132, both sides can be pressed on both sides of the heat deformation parts 42 and 92, and damage to the heat deformation parts 42 and 92 etc. can be suppressed more. Further, the third pressing portion 133 extends from the second pressing portion 132 in the orthogonal direction Y orthogonal to the longitudinal direction X of the spacers 40 and 90, and exceeds the thermal deformation portions 42 and 92.
  • the procedure for connecting the spacers 40 and 90 to the battery cell 10 includes the pressing step S11, the heating step S12, the heating portion separation step S14, and the pressing portion separation step S15.
  • the heating step S12 the protrusions 43 and 93 formed on the spacers 40 and 90 are passed through the hole 16 formed in the battery cell 10, and the protrusions 43 and 93 are pressed by the heating unit 120 from the tip side to form holes.
  • Thermally deformable portions 42 and 92 having a size that cannot be pulled out from the portion 16 are formed.
  • the spacers 40, 90 are pressed by the pressing portions 130 that are close to the spacers 40, 90 from the side where the heating unit 120 is disposed with respect to the spacers 40, 90.
  • the heating unit separation step S14 the heating unit 120 is separated from the thermal deformation units 42 and 92 after the pressing step S11.
  • the pressing portion separation step S15 the pressing portion 130 is separated from the spacers 40 and 90 after the heating portion separation step S14. Therefore, when the heating unit 120 is raised, the spacers 40 and 90 are not lifted by the pressing unit 130, and it is difficult for an undesirable force to act on the spacers 40 and 90, and the spacers 40 and 90 are welded to the heating unit 120.
  • the heat-deformed parts 42 and 92 in the state can be easily peeled off from the heating part 120. Therefore, when the heating unit 120 is separated from the thermal deformation units 42 and 92, it is possible to prevent the thermal deformation units 42 and 92 from being damaged.
  • the heating unit 120 and the pressing unit 130 are operated in conjunction by the same pressing mechanism 150, the configuration becomes easy, and space saving and cost reduction can be achieved.
  • the pressing portion 130 includes a first pressing portion 131 that presses the center side in the longitudinal direction X of the spacers 40 and 90 against the thermally deformable portions 42 and 92 of the spacers 40 and 90, and a first pressing portion 131. And a second pressing portion 132 that extends to reach the outer side in the longitudinal direction X of the spacers 40 and 90 with respect to the thermal deformation portions 42 and 92. Then, the spacers 40 and 90 are pressed by the first pressing portion 131 and the second pressing portion 132.
  • both sides of the longitudinal direction X can be pressed across the heat-deformed portions 42 and 92, and an undesirable force is less likely to act on the spacers 40 and 90, and damage to the heat-deformed portions 42 and 92 and the like can be suppressed.
  • the pressing portion 130 extends from the second pressing portion 132 in the orthogonal direction Y orthogonal to the longitudinal direction X of the spacers 40 and 90, exceeds the thermal deformation portions 42 and 92, and extends in the orthogonal direction of the thermal deformation portions 42 and 92.
  • a third pressing portion 133 that reaches the outer ends 42A and 92A is further provided.
  • the spacers 40 and 90 are pressed by the first pressing portion 131, the second pressing portion 132, and the third pressing portion 133. For this reason, it becomes difficult for an undesired force to act on the heat-deformed portions 42 and 92, and the heat-deformed portions 42 and 92 that are welded to the heating portion 120 can be more easily peeled off. , 92 etc. can be more reliably suppressed.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate.
  • the structure of the pressing portion is not limited as long as the spacers 40 and 90 can be pressed. May be. Or you may provide the holding
  • the cylindrical portion 181 is held by the spring 182 so as to be able to move forward and backward. And in order to raise the cooling capacity in cooling process S13, the several hole part 183 is formed in the cylinder part 181. As shown in FIG. As described above, if the entire periphery of the heating unit 120 is covered, the floating of the spacers 40 and 90 can be more reliably suppressed, and damage to the thermal deformation units 42 and 92 and the like can be more reliably suppressed.
  • the pressing unit 30 does not need to be in direct contact with the spacers 40 and 90, and may be configured to press through the battery cell 10, for example.
  • pressing process S11 is performed before heating process S12
  • the structure which performs heating process S12 before pressing process S11 may be sufficient.
  • the cooling step S13 is not necessarily provided.

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Abstract

【課題】電池セルに当該電池セルを支持する支持部材を連結する際に、支持部材の破損を抑制できる電池連結方法および電池連結装置を提供する。 【解決手段】電極群を備える電池セル１０にスペーサ４０，９０を連結する電池連結方法である。この方法では、スペーサに形成される突起部４３，９３を電池セルに形成される孔部１６に貫通させ、加熱を行う加熱部１２０によって突起部を先端側から押圧して孔部から引き抜き不能な大きさの熱変形部４２，９２を形成する加熱工程（Ｓ１２）と、スペーサに対して加熱部が配置される側からスペーサに近接する押さえ部１３０によってスペーサを押圧する押さえ工程（Ｓ１１）と、押さえ工程Ｓ１１よりも後に、熱変形部から加熱部を離間させる加熱部離間工程（Ｓ１４）と、加熱部離間工程Ｓ１４よりも後に、押さえ部をスペーサから離間させる押さえ部離間工程（Ｓ１５）と、を有する。

Description

電池連結方法および電池連結装置
　本発明は、電池セルに当該電池セルを支持する支持部材を連結する電池連結方法および電池連結装置に関する。
　近年、自動車用電池、太陽電池および電子機器用電池など各種電池において使用される電池セルは、柔軟に変形可能なラミネートシートからなる外装部材によって、電池要素である電極群を封止している。電池セルは、外装部材から電極端子を外部に導出している（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の電池セルは、電極リードが引き出されている部位にフレーム部材（支持部材）が連結されている。複数の電池セルに連結された各フレーム部材を重ねて接続することによって、各電池セルを支持している。
特開平２００７―７３５１０号公報
　ラミネートシートのような柔軟に変形可能な外装部材を有する電池セルに支持部材を固定する方法として、支持部材に高温のコテを押し付けて熱で変形させることによって、支持部材を外装部材と固定する方法が想定される。
　しかしながら、支持部材を熱で変形させた後にコテを熱変形部から引き剥がすときには、コテに対して熱変形部が溶着された状態となっている。このため、支持部材が浮き上がり、支持部材に望ましくない力が作用し、熱変形部等の支持部材の部位に破損が生じる可能性がある。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、電池セルに当該電池セルを支持する支持部材を連結する際に、支持部材の破損を抑制できる電池連結方法および電池連結装置を提供することを目的とする。
　本発明の電池連結方法は、電極群を備える電池セルに当該電池セルを支持する支持部材を連結する電池連結方法であって、加熱工程と、押さえ工程と、加熱部離間工程と、押さえ部離間工程と、を有している。加熱工程では、支持部材に形成される突起部を電池セルに形成される孔部に貫通させ、加熱を行う加熱部によって突起部を先端側から押圧して熱変形部を形成する。熱変形部は、前記突起部の先端側の少なくとも一部が前記孔部からはみ出るように孔部から引き抜き不能な大きさを有する。押さえ工程では、支持部材に対して加熱部が配置される側から支持部材に近接する押さえ部によって、支持部材を押圧する。加熱部離間工程では、押さえ工程よりも後に、熱変形部から加熱部を離間させる。押さえ部離間工程では、加熱部離間工程よりも後に、押さえ部を支持部材から離間させる。
　本発明の電池連結方法によれば、熱変形部から加熱部を離間させる際に、押さえ部によって支持部材を押圧しているため、支持部材が浮き上がらず、支持部材に望ましくない力が作用し難くなり、熱変形部等の支持部材の破損を抑制できる。
電池モジュールを示す斜視図である。 電池モジュールのケースの内部のセルユニットを示す斜視図である。 扁平型電池を示す分解斜視図である。 電池モジュールの内部構成を示す分解斜視図である。 電池モジュールを構成する複数の電池セルの電気的な接続構成を示す図である。 実施形態に係る電池連結装置を示す正面図である。 図６の７－７線に沿う矢視図である。 図６の８－８線に沿う断面図である。 実施形態に係る電池連結装置によってスペーサを電池に連結する方法を示すフローチャートである。 押さえ部によってスペーサを押圧した際を示す平面図である。 加熱部によって突起部を押圧して熱変形させた際を示す平面図である。 加熱部をスペーサから離間させた際を示す平面図である。 押さえ部をスペーサから離間させた際を示す平面図である。 熱変形部が形成された後の電池を示す平面図である。 実施形態に係る電池連結装置の変形例を示す正面図である。
　以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる。
　図１および図２を参照して、電池モジュール１は、ケース２０の内部に、直列または並列に接続した１または複数（本実施形態では４つ）の電池セル１０（１０Ａ～１０Ｄ）を含むセルユニット３０と、電気絶縁性を備えた絶縁カバー３４とを収納している。電池モジュール１は、単独で使用することが可能であるが、例えば、複数の電池モジュール１を更に直列化および／または並列化することによって、所望の電流、電圧、容量に対応した組電池を形成することができる。
　ケース２０は、略矩形の箱形状をなすロアケース２２と、蓋体をなすアッパーケース２４とを有する。アッパーケース２４の縁部は、カシメ加工によって、ロアケース２２の周壁の縁部に巻き締められている。ロアケース２２およびアッパーケース２４は、比較的薄肉の鋼板またはアルミ板から形成している。ロアケース２２およびアッパーケース２４は貫通孔２６を有する。貫通孔２６は、隅部の４箇所に配置されており、電池モジュール１同士を複数積み重ねて組み電池として保持する通しボルト（図示せず）を挿通するために使用される。符号３１、３２は、ロアケース２２の前面の開口部から突出するように配置された出力端子である。
　セルユニット３０は、複数の電池セル１０が電気的に接続されて積層された積層体３３と、電池を支持する複数のスペーサ４０，９０（支持部材）とを有する。スペーサ４０，９０は、電気絶縁性の樹脂材料を用いることができる。スペーサ４０は積層体３３の前面側に配置され、スペーサ９０は積層体３３の背面側に配置される。
　電池セル１０は、図３に示すように、例えば、リチウムイオン二次電池であり、積層電極体５０が外装部材１１内に電解液とともに収納されている。電池セル１０は、外装部材１１から外部に導出される正極タブ１４（電極タブ）および負極タブ１５（電極タブ）を有する。
　積層電極体５０は、正極５１、負極５２およびセパレータ５３を順に積層して形成される電極群である。正極５１は、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のリチウム－遷移金属複合酸化物からなる正極活物質層を有する。負極５２は、例えば、カーボンおよびリチウム－遷移金属複合酸化物からなる負極活物質層を有する。セパレータ５３は、例えば、電解質を浸透し得る通気性を有するポーラス状のＰＥ（ポリエチレン）から形成される。
　外装部材１１は、軽量化および熱伝導性の観点から、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）をポリプロピレンフィルム等の絶縁体で被覆した高分子－金属複合ラミネートフィルムなどのシート材からなる。外装部材１１は、積層電極体５０を覆う本体部１２と、本体部１２の周縁に伸びる外周部１３とを有しており、外周部１３の一部または全部が、熱融着によって接合されている。外装部材１１のスペーサ４０，９０と連結される２辺には、スペーサ４０，９０に形成される突起部４３，９３（図６参照）が貫通する２つの孔部１６が形成されている。
　スペーサ４０は、図４に示すように、長手方向Ｘの両端部に貫通孔４１を有する。貫通孔４１は、ロアケース２２およびアッパーケース２４の前面側の貫通孔２６と位置合せされて、通しボルトを挿通するために使用される。スペーサ４０は、スペーサ４０の長手方向Ｘに並ぶように、外装部材１１の孔部１６を貫通した突起部４３を加熱しつつ押圧して熱変形させた２つの熱変形部４２が形成されている（図８、図１４を参照）。熱変形部４２は、外装部材１１の孔部１６から引き抜き不能な大きさに熱変形されており、電池セル１０とスペーサ４０とを連結している。
　また、スペーサ９０は、長手方向Ｘの両端部に貫通孔９１を有する。貫通孔９１は、ロアケース２２およびアッパーケース２４の背面側の貫通孔２６と位置合せされて、通しボルトを挿通するために使用される。スペーサ９０は、スペーサ９０の長手方向Ｘに並ぶように、外装部材１１の孔部１６を貫通した突起部９３を加熱しつつ押圧して熱変形させた２つの熱変形部９２が形成されている（図８、図１４を参照）。熱変形部９２は、外装部材１１の孔部１６から引き抜き不能な大きさに熱変形されており、電池セル１０とスペーサ９０とを連結している。
　正極タブ１４および負極タブ１５は、積層電極体５０から電流を引き出す部材であり、電池セル１０の一方側に延長している。
　図４に示すように、第１の電池セル１０Ａおよび第２の電池セル１０Ｂの正極タブ１４Ａ，１４Ｂは、外部出力正極端子３１と電気的に接続されているバスバー６０と超音波溶接等によって接合されている。一方、第１の電池セル１０Ａおよび第２の電池セル１０Ｂの負極タブ１５Ａ，１５Ｂは、第３の電池セル１０Ｃおよび第４の電池セル１０Ｄの正極タブ１４Ｃ，１４Ｄとともに、電圧検出用端子３７と電気的に接続されているバスバー８０と超音波溶接等によって接合されている。また、第３の電池セル１０Ｃおよび第４の電池セル１０Ｄの負極タブ１５Ｃ，１５Ｄは、外部出力負極端子３２と電気的に接続されているバスバー７０と超音波溶接等によって接合されている。
　このように電池セル１０Ａ～１０Ｄの各電極タブ１４Ａ～１４Ｄ，１５Ａ～１５Ｄが、バスバー６０，７０，８０を介して、外部出力正極端子３１、外部出力負極端子３２、および電圧検出用端子３７にそれぞれ接続されることによって、これら電池セル１０Ａ～１０Ｄは、図５に示すように、２並列２直列の接続構成を形成している。
　電圧検出用端子３７は、電池モジュール１を構成する電池セル１０Ａ～１０Ｄの電圧を検出するために用いられる端子である。具体的には、第１の電池セル１０Ａおよび第２の電池セル１０Ｂの電圧については、外部出力正極端子３１と電圧検出用端子３７とを用い、これらの端子間の電圧を測定することによって、検出することができる。また、第３の電池セル１０Ｃおよび第４の電池セル１０Ｄの電圧については、外部出力負極端子３２と電圧検出用端子３７とを用い、これらの端子間の電圧を測定することによって、検出することができる。
　次に、本実施形態に係る電池連結装置１００について説明する。
　電池連結装置１００は、電池セル１０に対して、電池セル１０を支持するスペーサ４０，９０を連結する装置である。
　電池連結装置１００は、図６～８に示すように、スペーサ４０および電池セル１０を載置するパレット１１０と、パレット１１０を保持して搬送する搬送手段１４０とを有している。さらに、電池連結装置１００は、スペーサ４０，９０の一部を熱変形させる加熱部１２０と、スペーサ４０，９０に接して押圧する押さえ部１３０と、加熱部１２０および押さえ部１３０を連動して作動させる押圧機構１５０と、冷却部１６０と、制御部１７０とを備えている。
　パレット１１０は、スペーサ４０，９０および電池セル１０を保持する平板状の保持部１１３と、スペーサ４０，９０の貫通孔４１，９１に挿通してスペーサ４０，９０を固定するスペーサ固定ピン１１１と、電池セル１０の側端を保持する電池保持部１１２とを備える。
　搬送手段１４０は、図６，７に示すように、略水平に延びるガイドレール１４１に沿って移動可能であって、パレット１１０を載置可能なパレット保持部１４２を有している。なお、搬送手段１４０は、パレット１１０を搬送できるのであれば構成は限定されず、例えばコンベア等であってもよい。
　押圧機構１５０は、駆動源である押圧手段１５１と、押圧手段１５１によって昇降する支持梁１５２と、支持梁１５２に接続されて加熱部１２０を支持する加熱部用支持部１５３と、支持梁１５２に接続されて押さえ部１３０を支持する押さえ部用支持部１５４とを有する。
　押圧手段１５１は、油圧シリンダー等によって構成される。なお、駆動源は油圧シリンダーに限定されず、例えばエアーシリンダーやモータ等であってもよい。
　支持梁１５２は、押圧手段１５１に接続されて昇降可能であり、２つのスペーサ４０，９０に対応する位置へ略水平に延びるように形成されている。
　加熱部用支持部１５３は、スペーサ４０の２つの突起部４３に対応する２箇所と、スペーサ９０の２つの突起部９３に対応する２箇所とに設けられる。各々の加熱部用支持部１５３は、支持梁１５２から下方へ延びて形成されている。各々の加熱部用支持部１５３の下端に、加熱部１２０が固定されている。
　押さえ部用支持部１５４は、スペーサ４０，９０の各々に対応する２箇所に設けられる。各々の押さえ部用支持部１５４は、弾性体であるばね１５５を備えた２つのばね機構１５６を備えている。ばね機構１５６の下端に押さえ部１３０が固定されている。
　ばね機構１５６は、支持梁１５２に形成される貫通孔の内部を摺動可能な摺動棒１５７を有する。摺動棒１５７の下端に押さえ部１３０が固定されている。ばね機構１５６は、支持梁１５２に対して進退動可能な押さえ部１３０を、ばね１５５によって下方へ向かって付勢している。押さえ部１３０は、ばね１５５が伸びた状態で加熱部１２０よりも下方に位置し、ばね１５５が縮んだ状態で加熱部１２０よりも上方に位置することができる。
　加熱部１２０は、下面に凹部１２１が形成されており、スペーサ４０，９０の突起部４３，９３を加熱して溶融または軟化させつつ突起部４３，９３の先端側から押圧して、突起部４３，９３の先端側の少なくとも一部を、スペーサ４０，９０の突起部４３，９３が突出する側において、孔部１６の内周からはみ出るように孔部１６から引き抜き不能な大きさに熱変形させる。
　押さえ部１３０は、図７，８に示すように、第１の押圧部１３１、第２の押圧部１３２および第３の押圧部１３３を有している。第１の押圧部１３１は、スペーサ４０，９０の突起部４３，９３（変形後の熱変形部４２，９２）に対してスペーサ４０，９０の長手方向Ｘの中央側を押圧する。第２の押圧部１３２は、第１の押圧部１３１から延びて突起部４３，９３（変形後の熱変形部４２，９２）に対してスペーサ４０，９０の長手方向Ｘの外側の部位まで達している。第３の押圧部１３３は、第２の押圧部１３２からスペーサ４０，９０の長手方向Ｘと直交する直交方向Ｙへ延びて、変形後の熱変形部４２，９２を超えて熱変形部４２，９２の直交方向最外端４２Ａ，９２Ａに達する（図１４を参照）。
　冷却部１６０は、図７に示すように、冷却用の気体を吐出可能なノズル１６１を有している。冷却用の気体は、本実施形態では空気であるが、空気に限定されず、例えば希ガス等を用いてもよい。
　制御部１７０は、図６に示すように、搬送手段１４０、加熱部１２０、押圧機構１５０および冷却部１６０を統括的に制御する。制御部１７０は、ＣＰＵおよびメモリを主体として構成され、動作を制御するプログラムがメモリに記憶されている。
　次に、本実施形態に係る電池連結装置１００によって電池セル１０にスペーサ４０，９０を連結する方法を、図９に示すフローチャートに沿って説明する。
　まず、図６～９に示すように、パレット１１０のスペーサ固定ピン１１１がスペーサ４０，９０の貫通孔４１，９１を貫通するようにパレット１１０にスペーサ４０，９０を載置する。次に、スペーサ４０，９０の突起部４３，９３を電池セル１０の孔部１６に貫通させつつ、電池セル１０をパレット１１０上に載置する。
　次に、加熱部１２０の直下にスペーサ４０，９０の突起部４３，９３が位置するまで、パレット１１０を搬送手段１４０によって搬送する。加熱部１２０の直下にスペーサ４０，９０の突起部４３，９３が位置すると、搬送手段１４０を停止させ、押圧手段１５１を作動させて支持梁１５２を下降させる。
　支持梁１５２が下降すると、図１０に示すように、まず押さえ部１３０がスペーサ４０，９０に接し、スペーサ４０，９０の不用意な動きを抑制する（押さえ工程Ｓ１１）。さらに支持梁１５２が下降すると、図１１に示すように、ばね機構１５６のばね１５５が縮み、加熱部１２０が突起部４３，９３を突起部４３，９３の先端側から押圧する。加熱部１２０は、スペーサ４０，９０が溶融または軟化する温度に加熱されており、したがって、押圧された突起部４３，９３は、加熱部１２０の凹部１２１の形状に沿って熱変形する（加熱工程Ｓ１２）。この後、冷却部１６０を作動させて冷却用の空気を加熱部１２０に吹き付け、熱変形した部位を冷却して固化させ、熱変形部４２を形成する（冷却工程Ｓ１３）。熱変形部４２は、外装部材１１の孔部１６から引き抜き不能な大きさに熱変形され、電池セル１０とスペーサ４０，９０とを連結する。冷却工程Ｓ１３では、押さえ部１３０が、第１の押圧部１３１と第３押圧部１３３との間に隙間が形成されることで加熱部１２０の周囲を完全に覆っていないため、迅速に冷却させることが可能である。
　次に、図１２に示すように、押圧手段１５１によって支持梁１５２を上昇させると、収縮していたばね１５５が伸びることで押さえ部１３０によるスペーサ４０，９０の押さえが維持された状態で、加熱部１２０が熱変形部４２から離間する（加熱部離間工程Ｓ１４）。このため、加熱部１２０を上昇させる際に、スペーサ４０，９０が浮き上がらず、スペーサ４０，９０に望ましくない力が作用し難くなり、加熱部１２０に対して溶着された状態の熱変形部４２，９２を加熱部１２０から容易に剥がすことができる。このため、スペーサ４０，９０の熱変形部４２，９２等の部位に破損が生じることを抑制することができる。しかも、図１４に示すように、押さえ部１３０は、熱変形部４２，９２に対してスペーサ４０，９０の長手方向Ｘの中央側を第１の押圧部１３１によって押圧し、外側の部位を第２の押圧部１３２によって押圧するため、熱変形部４２，９２を挟んで両側を押圧でき、熱変形部４２，９２等の破損をより抑制できる。また、第３の押圧部１３３が、第２の押圧部１３２からスペーサ４０，９０の長手方向Ｘと直交する直交方向Ｙへ延びて、熱変形部４２，９２を超えて熱変形部４２，９２の直交方向最外端４２Ａ，９２Ａに達しているため、熱変形部４２，９２に望ましくない力がより作用し難くなる。このため、加熱部１２０に対して溶着された状態の熱変形部４２，９２をより容易に剥がすことができ、熱変形部４２，９２等の破損をより確実に抑制できる。
　そして、図１３に示すように、押圧手段１５１によってさらに支持梁１５２を上昇させると、押さえ部１３０がスペーサ４０，９０から離間する（押さえ部離間工程Ｓ１５）。この後、パレット１１０を搬送手段１４０によって次の工程へ搬送する。
　以上のように、本実施形態によれば、電池セル１０にスペーサ４０，９０を連結する手順に、押さえ工程Ｓ１１、加熱工程Ｓ１２、加熱部離間工程Ｓ１４および押さえ部離間工程Ｓ１５を有する。加熱工程Ｓ１２では、スペーサ４０，９０に形成される突起部４３，９３を電池セル１０に形成される孔部１６に貫通させ、突起部４３，９３を先端側から加熱部１２０によって押圧して孔部１６から引き抜き不能な大きさの熱変形部４２，９２を形成する。押さえ工程Ｓ１１では、スペーサ４０，９０に対して加熱部１２０が配置される側からスペーサ４０，９０に近接する押さえ部１３０によって、スペーサ４０，９０を押圧する。加熱部離間工程Ｓ１４では、押さえ工程Ｓ１１よりも後に、熱変形部４２，９２から加熱部１２０を離間させる。押さえ部離間工程Ｓ１５では、加熱部離間工程Ｓ１４よりも後に、押さえ部１３０をスペーサ４０，９０から離間させる。このため、加熱部１２０を上昇させる際に、スペーサ４０，９０が押さえ部１３０によって押さえられて浮き上がらず、スペーサ４０，９０に望ましくない力が作用し難くなり、加熱部１２０に対して溶着された状態の熱変形部４２，９２を加熱部１２０から容易に剥がすことができる。したがって、加熱部１２０を熱変形部４２，９２から離間させる際に、熱変形部４２，９２等に破損が生じることを抑制できる。
　また、加熱部１２０および押さえ部１３０を、同一の押圧機構１５０によって連動して作動させるため、構成が容易となり、省スペース化および低コスト化を図ることができる。
　また、押さえ部１３０は、スペーサ４０，９０の熱変形部４２，９２に対してスペーサ４０，９０の長手方向Ｘの中央側を押圧する第１の押圧部１３１と、第１の押圧部１３１から延びて熱変形部４２，９２に対してスペーサ４０，９０の長手方向Ｘの外側の部位まで達する第２の押圧部１３２とを有している。そして、第１の押圧部１３１および第２の押圧部１３２によって、スペーサ４０，９０を押圧する。このため、熱変形部４２，９２を挟んで長手方向Ｘの両側を押圧でき、スペーサ４０，９０に望ましくない力がより作用し難くなり、熱変形部４２，９２等の破損を抑制できる。
　また、押さえ部１３０は、第２の押圧部１３２からスペーサ４０，９０の長手方向Ｘと直交する直交方向Ｙへ延び、熱変形部４２，９２を超えて熱変形部４２，９２の直交方向最外端４２Ａ，９２Ａに達する第３の押圧部１３３をさらに備えている。そして、第１の押圧部１３１、第２の押圧部１３２および第３の押圧部１３３によってスペーサ４０，９０を押圧している。このため、熱変形部４２，９２に望ましくない力がより作用し難くなり、加熱部１２０に対して溶着された状態の熱変形部４２，９２をより容易に剥がすことができ、熱変形部４２，９２等の破損をより確実に抑制できる。
　（改変例）
　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜改変することができる。例えば、押さえ部は、スペーサ４０，９０を押さえることができれば構成は限定されず、例えば本実施形態における３つの第１～第３の押圧部１３１，１３２，１３３の１つまたは２つによって構成されてもよい。または、図１５に示す変形例のように、加熱部１２０の周囲を覆う筒部１８１を有する押さえ部１８０を設けてもよい。筒部１８１は、ばね１８２によって支持梁１５２に進退動可能に保持される。そして、冷却工程Ｓ１３における冷却能力を高めるために、筒部１８１に複数の孔部１８３を形成している。このように、加熱部１２０の周囲の全体を覆うようにすれば、スペーサ４０，９０の浮き上がりをより確実に抑えることができ、熱変形部４２，９２等の破損をより確実に抑制できる。
　また、押さえ部３０は、スペーサ４０，９０を押圧することが可能であれば、スペーサ４０，９０に直接的に接する必要はなく、例えば電池セル１０を介して押圧する構成であってもよい。
　また、本実施形態では、加熱工程Ｓ１２の前に押さえ工程Ｓ１１を行っているが、押さえ工程Ｓ１１の前に加熱工程Ｓ１２を行う構成であってもよい。また、冷却工程Ｓ１３は、必ずしも設けられなくてもよい。
　本出願は、２０１１年１２月２９日に出願された日本特許出願番号２０１１－２９０３５６号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。
　　１０（１０Ａ～１０Ｄ）　　電池セル、
　　１６　　孔部、
　　４０　　スペーサ（支持部材）、
　　４２　　熱変形部、
　　４２Ａ　直交方向最外端、
　　４３　　突起部、
　　５０　　積層電極体（電極群）、
　　９０　　スペーサ（支持部材）、
　　９２　　熱変形部、
　　９２Ａ　直交方向最外端、
　　９３　　突起部、
　　１２０　加熱部、
　　１３０，１８０　　押さえ部、
　　１３１　第１の押圧部、
　　１３２　第２の押圧部、
　　１３３　第３の押圧部、
　　１５０　押圧機構、
　　Ｓ１１　押さえ工程、
　　Ｓ１２　加熱工程、
　　Ｓ１４　加熱部離間工程、
　　Ｓ１５　押さえ部離間工程、
　　Ｘ　　　長手方向、
　　Ｙ　　　直交方向。

Claims (7)

  1. 　電極群を備える電池セルに当該電池セルを支持する支持部材を連結する電池連結方法であって、
    　前記支持部材に形成される突起部を前記電池セルに形成される孔部に貫通させ、加熱を行う加熱部によって前記突起部を先端側から押圧して前記突起部の先端側の少なくとも一部が前記孔部からはみ出るように前記孔部から引き抜き不能な大きさの熱変形部を形成する加熱工程と、
    　前記支持部材に対して前記加熱部が配置される側から前記支持部材に近接する押さえ部によって、前記支持部材を押圧する押さえ工程と、
    　前記押さえ工程よりも後に、前記熱変形部から前記加熱部を離間させる加熱部離間工程と、
    　前記加熱部離間工程よりも後に、前記押さえ部を前記支持部材から離間させる押さえ部離間工程と、を有する電池連結方法。
  2. 　前記加熱部および押さえ部を、同一の押圧機構によって連動して作動させる、請求項１に記載の電池連結方法。
  3. 　前記押さえ部は、前記支持部材の熱変形部に対して前記支持部材の長手方向の中央側を押圧する第１の押圧部と、前記第１の押圧部から延びて前記熱変形部に対して前記支持部材の長手方向の外側の部位まで達する第２の押圧部と、を備え、当該第１の押圧部および第２の押圧部によって前記支持部材を押圧する請求項１または請求項２に記載の電池連結方法。
  4. 　前記押さえ部は、前記第２の押圧部から前記支持部材の長手方向と直交する直交方向へ延び、前記熱変形部を超えて当該熱変形部の直交方向最外端に達する第３の押圧部をさらに備え、前記第１の押圧部、第２の押圧部および第３の押圧部によって前記支持部材を押圧する請求項３に記載の電池連結方法。
  5. 　電極群を備える電池セルに当該電池セルを支持する支持部材を連結する電池連結装置であって、
    　前記電池セルに形成される孔部に貫通させる前記支持部材に形成される突起部を、当該突起部の先端側から押圧して前記突起部の先端側の少なくとも一部が前記孔部からはみ出るように前記孔部から引き抜き不能な大きさの熱変形部を形成する加熱部と、
    　前記支持部材に対して前記加熱部が配置される側から前記支持部材に近接して押圧する押さえ部と、
    　前記加熱部および押さえ部を連動して作動させ、前記押さえ部によって前記支持部材を押圧した状態で前記加熱部を離間させる押圧機構と、を有する電池連結装置。
  6. 　前記押さえ部は、前記支持部材の熱変形部に対して前記支持部材の長手方向の中央側を押圧する第１の押圧部と、前記第１の押圧部から延びて前記熱変形部に対して前記支持部材の長手方向の外側の部位まで達する第２の押圧部と、を有する請求項５に記載の電池連結装置。
  7. 　前記押さえ部は、前記第２の押圧部から前記支持部材の長手方向と直交する直交方向へ延び、前記熱変形部を超えて当該熱変形部の直交方向最外端に達する第３の押圧部をさらに有する請求項６に記載の電池連結装置。
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