WO2016021286A1 - 熱交換器一体型の高電圧組電池およびその製造方法 - Google Patents

熱交換器一体型の高電圧組電池およびその製造方法 Download PDF

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WO2016021286A1
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positive electrode
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battery power
battery
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壽 塚本
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Ｃｏｎｎｅｘｘ Ｓｙｓｔｅｍｓ 株式会社
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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Definitions

  • the present invention relates to an assembled battery formed by combining a plurality of single-cell secondary batteries and a method for manufacturing the same.
  • Patent Document 1 discloses a battery stack formed by stacking a plurality of battery cells, and a heat-bonded state that is arranged on one surface of the battery stack and that causes a refrigerant to flow therein to exchange heat with the battery stack.
  • a cooling pipe, a resin member covering the cooling pipe, and a covering case for enclosing a surface excluding one surface of the battery stack, and the periphery of the battery stack may be sealed with the covering case and the resin member.
  • a possible power supply is described.
  • Patent Document 2 when a strip-shaped electrode is used in a rectangular battery, since the electrode itself is small and has a large number, the peripheral portion is also large, so that dendrites are more likely to occur and the charge / discharge cycle characteristics of the battery may be deteriorated.
  • the area of each negative electrode in a battery composed of a plurality of opposed positive electrodes, a lithium negative electrode, and an organic electrolyte inserted alternately in a rectangular battery case is larger than the area of the corresponding positive electrode. It is described that the peripheral edge of the negative electrode is always outside the peripheral edge of the opposing positive electrode.
  • Patent Document 3 according to the prismatic lithium secondary battery described in Patent Document 2, since the areas of the negative electrode and the positive electrode are different, there is a problem in the strength of the edge portion when they are combined to form a battery. The problem appears prominently when multiple layers of batteries are stacked, and as a solution, a non-ion permeable resin portion may be formed on the outer peripheral edge of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer. Are listed.
  • a high voltage assembled battery is formed by connecting a plurality of the single cells to form a high voltage assembled battery. Since it was manufactured by three processes of attaching the heat exchanger to the battery, the number of parts was large and the manufacturing process was complicated.
  • a strip-shaped electrode is used instead of a wound type or a folded type electrode configuration as in the conventional cell.
  • a stacked electrode configuration is desirable.
  • the step of laminating the separator and the strip-shaped electrode while accurately positioning them is slow, and the cell cost is very high, which is one of the reasons why cells using strip-shaped electrodes are not popularized.
  • the power supply device described in Patent Document 1 has a problem that the number of parts is increased by that because the outer shape of the rectangular battery cell is formed and an outer can around the unit cell is necessary.
  • the power supply device described in Patent Literature 1 is a member that electrically connects adjacent positive and negative electrode terminals of each rectangular battery cell between electrode terminals of adjacent rectangular battery cells called a bus bar. It is necessary to concatenate. Therefore, the bus bar must be connected while being held at a predetermined position, which causes a problem that the assembly process is complicated.
  • the prismatic lithium secondary battery described in Patent Document 2 has a problem that the edge portion described in Patent Document 3 has insufficient strength, and the edge portion is damaged when the positive electrode and the negative electrode are laminated in multiple layers.
  • the prismatic lithium secondary battery described in Patent Document 2 needs to make the vertical and horizontal dimensions of the negative electrode of the strip electrode larger than that of the positive electrode. Therefore, since it is necessary to stack while calculating a reference position at the time of stacking using, for example, an image processing system, there is a problem that the assembly process takes a long time.
  • An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems of the prior art, reduce the number of parts, and simplify and shorten both the pre-assembly process and the assembly process. And providing a manufacturing method thereof.
  • another object of the present invention is to provide a heat exchanger integrated high-voltage assembled battery and a method for manufacturing the same, in which the edge portion is not damaged when the positive electrode and the negative electrode are laminated in multiple layers. There is.
  • the present inventor has conducted extensive research and, as a result, combined a high-voltage assembled battery in which a plurality of single cells and a heat exchanger are integrated in order to easily form an assembled battery group.
  • the present inventors have found that the heat exchanger integrated high-voltage assembled battery is configured by a simple manufacturing process.
  • a plurality of battery power generation elements each configured by stacking a positive electrode, a negative electrode, and a separator are respectively stored in a plurality of battery power generation element storage portions of the battery case, and after connecting these battery power generation elements to the bus bar, It has been found that a heat exchanger integrated high-voltage assembled battery can be configured by a simple manufacturing process in which a battery case is sealed with a cover plate incorporating the exchanger.
  • the present inventor has found out a design and a manufacturing process capable of assembling a single cell with high heat exhaust performance at high speed by an electrode configuration in which strip electrodes are laminated. That is, it is possible to prevent damage to the edge portion of the active material layer due to contact with a jig or device during high-speed lamination by providing a projection on the electrode and denting the active material layer inward from the projection of the electrode,
  • a resin tape can be reinforced by sticking a resin tape as a resin part on the electrode protrusion, and a high-speed lamination process can be realized using the reinforced protrusion.
  • the present inventors have found that it is possible to have two roles of a contact preventing spacer in the stacking direction and that the separator can be fixed to the electrode using, for example, a double-sided tape as the resin component.
  • the first aspect of the present invention provides a plurality of battery power generation elements in which terminal portions of positive and negative strip electrodes are directly exposed, and a plurality of batteries each having a recess for storing the plurality of battery power generation elements.
  • a battery in which power generation element storage portions are formed at intervals, and a plurality of bus bars for electrically connecting adjacent terminal portions of a plurality of battery power generation elements respectively stored in the plurality of battery power generation element storage portions A battery case incorporated between the power generation element storage parts, and a sealing member for liquid-tightly sealing the plurality of battery power generation elements attached to the battery case and respectively stored in the battery power generation element storage parts
  • a heat exchanger integrated high-voltage assembled battery having a cover plate and a heat exchanger for heating and cooling a plurality of battery power generation elements embedded in the battery case or the cover plate is provided. .
  • each of the plurality of battery power generation elements includes a first side, a second side extending from one end point of the first side, and a third side extending from the other end point of the first side.
  • a positive electrode having a polygonal sheet-like positive electrode plate, a fourth side that is alternately laminated with the positive electrode and that extends from one end point of the fourth side, and a sixth side that extends from the other end point of the fourth side
  • a negative electrode having a polygonal sheet-like negative electrode plate, and a polygonal sheet-like separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and the positive electrode plate is formed in a portion including the second side.
  • the positive electrode further includes a positive electrode active material layer formed on at least one side of the positive electrode central portion facing the negative electrode, and the negative electrode plate is formed in a portion including the fifth side.
  • a negative electrode terminal portion a third peripheral portion formed adjacent to the inner side in the fourth side direction than the negative electrode terminal portion, a fourth peripheral portion formed in a portion including the sixth side, and a third peripheral portion
  • a third protrusion having a negative electrode central portion formed between the first peripheral portion and the fourth peripheral portion, wherein one end portion in the fifth side direction of the third peripheral portion extends in the fifth side direction outside the fourth side
  • one end of the fourth peripheral portion in the sixth side direction has a fourth protrusion extending outside the fourth side in the sixth side direction
  • the negative electrode further includes a negative electrode center.
  • the negative electrode is further provided on each of the first fixing member provided on both surfaces of the third peripheral portion including the third protrusion, and on both surfaces of the fourth peripheral portion including the fourth protrusion.
  • the separator is fixed to both surfaces of the negative electrode using the first and second fixing members, and the thickness of the first fixing member and the second fixing member is the negative electrode active material layer It is preferable that the thickness is equal to or less than the thickness of.
  • the positive electrode further includes a first separation member provided on each surface of the first peripheral portion including the first protrusion, and a second separation member provided on both surfaces of the second peripheral portion including the second protrusion. , And the thickness of the first spacing member and the second spacing member is preferably equal to or less than the thickness of the positive electrode active material layer.
  • the first and second spacing members are first and second resin single-sided tapes
  • the first and second fixing members are first and second resin double-sided tapes
  • the first resin single-sided tape and second resin single-sided tape The thickness of the tape is preferably 20 to 90 ⁇ m
  • the thickness of the first resin double-sided tape and the second resin double-sided tape is preferably 20 to 90 ⁇ m.
  • the width of the positive electrode in the second side direction between the first protrusion and the second protrusion is preferably narrower than the width of the negative electrode in the fifth side between the third protrusion and the fourth protrusion.
  • a plurality of battery power generation elements in which terminal portions of positive and negative strip electrodes are directly exposed, and a plurality of battery power generations formed at intervals in a battery case and having recesses.
  • a plurality of battery power generation elements that are respectively stored in the element storage portions and that are respectively stored in the plurality of battery power generation element storage portions are assembled between adjacent battery power generation element storage portions of the battery case.
  • the sealing member provided on the cover plate is liquid-tightly sealed to the plurality of battery power generation elements respectively stored in the plurality of battery power generation element storage portions. Then, the present invention provides a method for producing a heat exchanger integrated high-voltage assembled battery in which the heat exchanger is embedded in the battery case or the cover plate.
  • the positive electrode terminal strip-like region formed at one end in the width direction of the positive electrode terminal is formed adjacent to the inner side in the width direction of the positive electrode terminal strip.
  • a positive electrode having a first belt-like region, a second belt-like region formed at the other end in the width direction thereof, and a positive electrode central belt-like region formed between the first belt-like region and the second belt-like region.
  • a positive electrode active material layer continuum is formed on both sides of the positive electrode central belt-like region of the hoop in the longitudinal direction of the positive electrode hoop, and a first resin single-sided tape continuum is pasted on both surfaces of the first belt-like region in the longitudinal direction of the positive electrode hoop.
  • the second resin single-sided tape continuum is attached to both surfaces of the second belt-like region in the longitudinal direction of the positive electrode hoop to form a positive electrode continuum, and from the positive electrode continuum, the first side and one end point of the first side The second side extending from the other end of the first side The second side is at the outer end of the positive electrode hoop in the width direction of the positive electrode hoop, and the third side is the outer end of the second hoop region in the width direction of the positive electrode hoop.
  • a polygonal planar positive electrode having first and second protrusions extending in the second side and third side directions at intersections of the first and second belt-like regions on the first side A negative electrode terminal band region formed at one end in the width direction of the negative electrode terminal, and a third band region formed adjacent to the inner side in the width direction of the negative electrode terminal region than the negative electrode terminal band region
  • a negative electrode central band-like region of a negative electrode hoop having a fourth belt-like region formed at the other end in the width direction of the own belt, and a negative electrode central belt-like region formed between the third belt-like region and the fourth belt-like region
  • a negative electrode active material layer continuous body is formed on each side of the negative electrode hoop in the longitudinal direction of the negative electrode hoop, A first resin double-sided tape continuous body is pasted on both sides of the negative electrode hoop on both sides of the region, and a second resin double-sided tape continuous body is pasted on both sides of the fourth belt-like region in the longitudinal direction of the negative electrode hoop
  • a polygonal planar negative electrode composite is punched, a first reference plane extending in the stacking direction, a second reference plane extending in the stacking direction and orthogonal to the first reference plane, and parallel to or extending the second reference plane
  • a stacking jig having an upper third reference surface, the first and fourth projecting portions are simultaneously brought into contact with the first and second reference surfaces, and the second and third projecting portions are further in contact with the third reference surface.
  • the battery power generation element is preferably formed by alternately laminating the positive electrode and the negative electrode composite while simultaneously contacting the surface.
  • the positive electrode and the negative electrode composite are aligned during or after the positive electrode and negative electrode composites are stacked.
  • the number of parts can be reduced, and both the pre-assembly process and the assembly process can be made simple and short.
  • the edge portion is damaged when the positive electrode and the negative electrode are laminated in multiple layers.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view from the front showing a state in which a cover plate is removed from a battery case of a high voltage assembled battery of the heat exchanger integrated type of the present invention
  • FIG. 1B is a partially enlarged view of part A in FIG. 1A
  • FIG. 1C is a partial enlarged cross-sectional view of a portion B in FIG. 1A. It is a perspective view which shows the state which removed the cover plate from the battery case of the heat exchanger integrated high voltage assembled battery shown to FIG. 1A.
  • 3A is a plan view showing a positive electrode of a battery power generation element constituting the high voltage assembled battery integrated with a heat exchanger shown in FIG. 1A
  • FIG. 3B is a perspective view of the positive electrode
  • FIG. 1A is a plan view showing a positive electrode of a battery power generation element constituting the high voltage assembled battery integrated with a heat exchanger shown in FIG. 1A
  • FIG. 3B is a perspective view of the positive electrode
  • FIG. 3D is a plan view showing the negative electrode of the power generation element
  • FIG. 3D is a perspective view of the negative electrode
  • FIG. 3E is a plan view showing the negative electrode to which the separator is fixed
  • FIG. 3F is a perspective view of the negative electrode
  • FIG. 3G is a plan view showing the battery power generation element
  • FIG. 3H is a perspective view of the battery power generation element.
  • 4A is a plan view showing a jig for forming the battery power generation element shown in FIG. 3G
  • FIG. 4B is a partially enlarged plan view of part C of FIG. 4A
  • FIG. 4C is a part of D part of FIG. 4A. It is a partial enlarged plan view.
  • FIG. 7A shows a step of attaching the first and second resin single-sided tape continuous bodies to both surfaces of the positive electrode hoop and the first and second resin double surfaces on both surfaces of the negative electrode hoop, respectively, in the procedure of the manufacturing method shown in FIG.
  • FIG. 7B is a perspective view schematically showing a process of fixing the separator continuous body to both surfaces of the negative electrode composite.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing a step of punching out the negative electrode composite from the negative electrode composite continuous body in the procedure of the manufacturing method shown in FIG. 5.
  • 9A to 9C are perspective views showing steps of forming the battery power generation element using the stacking jig shown in FIG. 4 in the procedure of the manufacturing method shown in FIG. It is a perspective view which shows typically the process of storing a battery power generation element in the battery power generation element storage part of a battery case in the procedure of the manufacturing method shown in FIG.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view from the front showing a state in which a cover plate is removed from a battery case of a high voltage assembled battery of the heat exchanger integrated type of the present invention
  • FIG. 1B is a partially enlarged view of part A in FIG. 1A
  • 1C is a partially enlarged cross-sectional view of a portion B in FIG. 1A
  • FIG. 2 is a state in which a cover plate is removed from the battery case of the heat exchanger integrated high-voltage assembled battery shown in FIG. 1A.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view from the front showing a state in which a cover plate is removed from a battery case of a high voltage assembled battery of the heat exchanger integrated type of the present invention
  • FIG. 1B is a partially enlarged view of part A in FIG. 1A
  • 1C is a partially enlarged cross-sectional view of a portion B in FIG. 1A
  • FIG. 2 is a state in which a cover plate is removed from the battery
  • the high-voltage assembled battery 10 of the present invention includes a plurality of battery power generation elements 20, a battery case 30 for storing them, and a lid plate 40 attached to the battery case 30. And a heat exchanger 46 for heating and cooling the plurality of battery power generation elements 20.
  • the number of the battery power generation elements 20 stored in the battery case 30 is described as four, but the present invention is not limited to this.
  • the battery power generation element 20 is a laminated body composed of positive and negative strip electrodes, and since there are no cases covering the entire outside thereof, the terminal portions of the electrodes, the side surfaces of the electrodes, and the lamination direction of the laminated body The separator surfaces at both ends are directly exposed.
  • the battery case 30 has four battery power generation element storage portions having recesses, that is, first to fourth battery power generation element storage portions 32a to 32d formed at intervals on the upper surface 30a.
  • the battery power generation element 20 is stored.
  • the battery power generation element 20 is already stored in the recesses of the first to second battery power generation element storage portions 32a to 32b, but the third to fourth battery power generation element storage portions 32c to 32c to The state where it is not yet stored in each recess of 32d is shown.
  • the first battery power generation element storage portion 32a of the battery case 30 has a first electrode terminal storage portion 34a at one end thereof and a fifth electrode terminal storage portion 34e at the other end thereof.
  • the second to fourth battery power generation element storage portions 32b to 32d of the battery case 30 have second to fourth electrode terminal storage portions 34b to 34d at one end thereof, and the other end portion. It has sixth to eighth electrode terminal storages 34f to 34h.
  • the first bus bar storage portion 36a is formed between the first electrode terminal storage portion 34a and the second electrode terminal storage portion 34b, and the first bus bar (not shown) is incorporated therein.
  • a second bus bar storage portion 36b is formed between the third electrode terminal storage portion 34c and the fourth electrode terminal storage portion 34d, and a second bus bar (not shown) is incorporated therein.
  • a third bus bar storage portion 36c is formed between the sixth electrode terminal storage portion 34f and the seventh electrode terminal storage portion 34g, and a third bus bar (not shown) is incorporated.
  • the directly exposed positive electrode terminal portion of the battery power generation element 20 stored in the first battery power generation element storage portion 32a is provided at one end portion of the first bus bar extending to the first electrode terminal storage portion 34a.
  • the other end of the first bus bar that is electrically connected and extends to the second electrode terminal storage part 34b is directly exposed to the negative electrode terminal of the battery power generation element 20 stored in the second battery power generation element storage part 32b.
  • the parts are electrically connected.
  • the directly exposed positive electrode terminal portion of the battery power generation element 20 stored in the third battery power generation element storage portion 32c is electrically connected to one end of the second bus bar extending to the third electrode terminal storage portion 34c.
  • Connected to the other end of the second bus bar extending to the fourth electrode terminal storage part 34d, and the negatively exposed terminal part of the battery power generation element 20 stored in the fourth battery power generation element storage part 32d. Are electrically connected.
  • the directly exposed positive electrode terminal portion of the battery power generation element 20 stored in the second battery power generation element storage portion 32b is electrically connected to one end portion of the third bus bar extending to the sixth electrode terminal storage portion 34f.
  • the negative electrode terminal portion of the battery power generation element 20 stored in the third battery power generation element storage section 32c is directly exposed at the other end of the third bus bar extending to the seventh electrode terminal storage section 34g. Electrically connected.
  • the method of electrically connecting the terminal portions of the electrodes to the respective end portions of the first to third bus bars is, for example, spot welding or ultrasonic vibration welding.
  • the material of the battery case 30 is not particularly limited, and is, for example, a synthetic resin such as polypropylene or polycarbonate.
  • the material of the first to third bus bars is not particularly limited, and is, for example, a conductive material such as aluminum or nickel. It is a metal.
  • the battery case 30 is formed by injection molding in a state where the first to third bus bars are disposed at the predetermined positions, for example.
  • the polarities of the terminal portions of the battery power generation elements 20 that are electrically connected to the respective ends of the first to third bus bars are not limited to the above, and if the four battery power generation elements 20 can be connected in series, the above is A reverse polarity may be used. Further, the positions where the first to third bus bar storage portions 36a to 36c are formed are not limited to the above, and if the four battery power generation elements 20 can be connected in series, the positions are symmetrical with respect to the above, that is, the first bus bars.
  • the storage part 36a is between the fifth electrode terminal storage part 34e and the sixth electrode terminal storage part 34f
  • the second bus bar storage part 36b is between the seventh electrode terminal storage part 34g and the eighth electrode terminal storage part 34h
  • the 3 busbar storage part 36c may be located between the second electrode terminal storage part 34b and the third electrode terminal storage part 34c.
  • the lid plate 40 has a shape and a size that can be fitted to the recesses at positions corresponding to the recesses of the first to fourth battery power generation element storage portions 32a to 32d of the battery case 30 on the lower surface 40a.
  • the first to fourth convex portions 42a to 42d are formed at intervals.
  • an O-ring groove 42f is formed on each of the side surfaces 42e of the first to fourth convex portions 42a to 42d, and a sealing member 44 such as an O-ring is attached to the O-ring groove 42f.
  • the cover plate 40 is attached to the battery case 30 by fitting the first to fourth convex portions 42a to 42d into the respective concave portions of the first to fourth battery power generation element storage portions 32a to 32d of the battery case 30,
  • the sealing member 44 is pressed between the O-ring groove 42f of each side surface 42e and the side surface 32e of each concave portion.
  • the upper surface 30a of the battery case 30 and the lower surface 40a of the cover plate 40 may be fixed by bolts and nuts (not shown) or may be fixed by an adhesive (not shown), for example.
  • the position where the O-ring groove 42f is formed is not limited to the above. If the sealing members 44 can be pressed, the O-ring groove 42f is surrounded by the lower surface 40a of the cover plate 40 so as to surround the first to fourth convex portions 42a to 42d. A ring groove may be formed. Further, as the sealing member 44, a resin gasket, packing, or the like may be used. In these cases, the upper surface 30a of the battery case 30 and the lower surface 40a of the cover plate 40 may be fixed by, for example, bolts and nuts (not shown), may be fixed by other fixing tools (not shown), or resin It may be fixed by metal bonding.
  • the heat exchanger 46 is a cylindrical cooling pipe through which a liquefied refrigerant that is a coolant flows, and a cooling mechanism (not shown) for circulating the refrigerant is connected to both ends of the side surface 40b of the cover plate 40.
  • the heat exchanger 46 is embedded in the cover plate 40 in a state of meandering so as to fold back a plurality of times, for example, 7 times, thereby forming the heat exchanger integrated high voltage assembled battery 10.
  • the material of the cover plate 40 is not particularly limited, and is, for example, a metal such as aluminum, or a synthetic resin such as polypropylene or polycarbonate, and the material of the heat exchanger 46 is not particularly limited, for example, aluminum or copper Such as metal.
  • the lid plate 40 is formed, for example, by casting or injection molding in a state where the heat exchanger 46 is disposed at the predetermined position.
  • the heat exchanger 46 may be embedded in a position that does not contact the four battery power generation elements 20 inside the battery case 30 nor the first to third bus bars.
  • the battery case 30 is formed, for example, by injection molding in a state where the first to third bus bars and the heat exchanger 46 are arranged at the predetermined positions.
  • FIG. 3A is a plan view showing a positive electrode of a battery power generation element constituting the high voltage assembled battery integrated with a heat exchanger shown in FIG. 1A
  • FIG. 3B is a perspective view of the positive electrode
  • FIG. 3D is a plan view showing the negative electrode of the power generation element
  • FIG. 3D is a perspective view of the negative electrode
  • FIG. 3E is a plan view showing the negative electrode to which the separator is fixed
  • FIG. 3F is a perspective view of the negative electrode.
  • FIG. 3G is a plan view showing the battery power generation element
  • FIG. 3H is a perspective view of the battery power generation element.
  • the battery power generation element 20 includes a positive electrode 50, negative electrodes 60 alternately stacked with the positive electrodes 50, and a separator 72 disposed between the positive electrodes 50 and the negative electrodes 60.
  • the positive electrode 50 includes a rectangular sheet-like positive electrode plate 52, a positive electrode active material layer 54, a first resin single-sided tape 56a, and a second resin single-sided tape 56b.
  • the positive electrode plate 52 has a positive terminal portion 52a formed at one end in the long side direction, and a short side from one long side to the other long side adjacent to the inner side in the long side direction than the positive terminal portion 52a.
  • a first rectangular portion 52b formed in parallel with the first rectangular portion, a second rectangular portion 52c formed in parallel with the short side from one long side to the other long side at the other end portion in the long side direction, and the first rectangular shape
  • a positive electrode central portion 52d formed between the portion 52b and the second rectangular portion 52c.
  • the shape of the positive electrode 50 and the positive electrode plate 52 seen from the stacking direction is not limited to a rectangle but may be a polygon.
  • the first side of the present invention corresponds to the long side
  • the second side corresponds to a side included in one end of the long side direction
  • the third side corresponds to the other end in the long side direction.
  • the second side may be adjacent to the first side at one end of the first side
  • the third side may be adjacent to the first side at the other end of the first side. May be.
  • first rectangular portion 52b and the second rectangular portion 52c is not limited to a rectangle, and may be a polygon, or the vertex of the polygon may be rounded.
  • first peripheral portion of the present invention corresponds to the first rectangular portion 52b
  • second peripheral portion corresponds to the second rectangular portion 52c.
  • At least one end portion of the first rectangular portion 52b extends in the short side direction outside the long side, and at least one end portion of the second rectangular portion 52c is the first protrusion.
  • a second protrusion 58b extending in the short side direction outside the long side on the same side as the portion 58a.
  • the positive electrode active material layers 54 are respectively formed only on both surfaces of the positive electrode central portion 52d excluding the positive electrode terminal portion 52a, the first rectangular portion 52b, and the second rectangular portion 52c of the positive electrode plate 52.
  • the positive electrode central portion 52d may be formed with the positive electrode active material layer 54 on both surfaces, or the positive electrode active material layer only on the surface facing the negative electrode 60. 54 may be formed.
  • the first resin single-sided tape 56a is attached to both surfaces of the first rectangular portion 52b including the first protrusion 58a of the positive electrode plate 52, and the second protrusion 58b includes the second protrusion 58b.
  • a second resin single-sided tape 56b may be attached to both surfaces of the rectangular portion 52c.
  • the first resin single-sided tape 56a and the second resin single-sided tape 56b have two roles of a reinforcing member for the protruding portion and a spacer for preventing contact between the protruding portions in the stacking direction, that is, a separating member.
  • the first resin single-sided tape 56a and the second resin single-sided tape 56b may be other separation members as long as they can play the above two roles, and include the first rectangular portion 52b including the first protrusion 58a of the positive electrode plate 52.
  • the spacing member may be formed by directly applying an adhesive to both surfaces of the second rectangular portion 52c including the second protrusions 58b.
  • the material of the positive electrode plate 52 is not particularly limited.
  • a conductive metal such as aluminum, an aluminum alloy, SUS, or titanium can be used, but aluminum is particularly preferable.
  • the material of the positive electrode active material layer 54 is not particularly limited, and for example, lithium-manganese composite oxide, lithium-nickel composite oxide, lithium-cobalt composite oxide, lithium-iron composite oxide, lithium-nickel-cobalt.
  • the material of the resin layer of the first resin single-sided tape 56a and the second resin single-sided tape 56b is not particularly limited as long as it is a stretchable resin.
  • a polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET)
  • an acrylic resin Preferably selected from the group consisting of polyamide resins, polycarbonate resins, polystyrene resins, and mixtures thereof.
  • the material of the adhesive layer is particularly limited as long as it can be securely adhered to the positive electrode plate 52. However, it is preferably one selected from the group consisting of an acrylic adhesive, a rubber adhesive, a vinyl ether adhesive, a urethane adhesive, a silicone adhesive, and a mixture thereof.
  • the negative electrode 60 includes a rectangular sheet-like negative electrode plate 62, a negative electrode active material layer 64, a first resin double-sided tape 66a, and a second resin double-sided tape 66b.
  • the negative electrode plate 62 includes a negative electrode terminal portion 62a formed at one end portion in the long side direction, and a short side from one long side to the other long side adjacent to the inner side in the long side direction than the negative electrode terminal portion 62a.
  • a third rectangular portion 62b formed in parallel with the second rectangular portion, a fourth rectangular portion 62c formed in parallel with the short side from one long side to the other long side at the other end in the long side direction, and a third rectangular shape
  • a negative electrode central portion 62d formed between the portion 62b and the fourth rectangular portion 62c.
  • the shape of the negative electrode 60 and the negative electrode plate 62 seen from the stacking direction is not limited to a rectangle but may be a polygon.
  • the fourth side of the present invention corresponds to the long side
  • the fifth side corresponds to a side included in one end of the long side direction
  • the sixth side corresponds to the other end in the long side direction.
  • the fifth side may be adjacent to the fourth side at one end point of the fourth side
  • the sixth side is adjacent to the fourth side at the other end point of the fourth side. May be.
  • the shape of the third rectangular portion 62b and the fourth rectangular portion 62c is not limited to a rectangle, but may be a polygon, or the vertex of the polygon may be rounded.
  • the third peripheral portion of the present invention corresponds to the third rectangular portion 62b, and the fourth peripheral portion corresponds to the fourth rectangular portion 62c.
  • the third rectangular portion 62b extends in the short side direction outside the long side
  • at least one end portion of the fourth rectangular portion 62c is the third protrusion.
  • a fourth protrusion 68b extending in the short side direction outside the long side on the same side as the portion 68a.
  • Negative electrode active material layers 64 are respectively formed only on both surfaces of the negative electrode central portion 62d excluding the negative electrode terminal portion 62a, the third rectangular portion 62b, and the fourth rectangular portion 62c of the negative electrode plate 62.
  • the negative electrode central portion 62d may have the negative electrode active material layer 64 formed on both surfaces, or the negative electrode active material layer only on the surface facing the positive electrode 50. 64 may be formed.
  • the first resin double-faced tape 66a is attached to both surfaces of the third rectangular portion 62b including the third protrusion 68a of the negative electrode plate 62, and the fourth protrusion 68b includes the fourth protrusion 68b.
  • a second resin double-sided tape 66b may be attached to both sides of the rectangular portion 62c.
  • the first resin double-sided tape 66a and the second resin double-sided tape 66b have a third role of a separator fixing member in addition to the role of a reinforcing member for the protrusion and a spacer for preventing contact between the protrusions in the stacking direction. have.
  • the first resin double-sided tape 66a and the second resin double-sided tape 66b may be other fixing members as long as they can play the above three roles, and the third rectangular portion 62b including the third protrusion 68a of the negative electrode plate 62.
  • the fixing member may be formed by directly applying an adhesive to both surfaces of the first rectangular portion 62c including the fourth protrusion portion 68b.
  • the material of the negative electrode plate 62 is not particularly limited.
  • conductive metals such as copper, nickel, silver, and SUS can be used, but SUS and nickel are particularly preferable.
  • the material of the negative electrode active material layer 64 is not particularly limited, and is selected from, for example, carbon materials such as natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, coke and mesophase pitch carbon fiber, graphite, and hard carbon which is amorphous carbon.
  • the main material is at least one kind.
  • the material of the resin layer of the first resin double-sided tape 66a and the second resin double-sided tape 66b is not particularly limited as long as it is a stretchable resin.
  • a polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET), an acrylic resin
  • PET polyethylene terephthalate
  • acrylic resin It is preferably one selected from the group consisting of polyamide-based resins, polycarbonate-based resins, polystyrene-based resins, and mixtures thereof, and the material of the adhesive layer can be reliably bonded to the positive electrode plate 52,
  • it is preferably one selected from the group consisting of acrylic adhesives, rubber adhesives, vinyl ether adhesives, urethane adhesives, silicone adhesives, and mixtures thereof.
  • the negative electrode composite 70 includes a negative electrode 60 and a separator 72.
  • the separator 72 has a rectangular sheet shape. If necessary, the first resin double-sided tape 66a and the second resin are used. The double-sided tape 66b may be used to fix the negative electrode active material layer 64 on both sides of the negative electrode 60.
  • the separator 72 has the same width W3 as the width W2 of the negative electrode 60, and the same length L3 as the length L2 obtained by adding both tape widths to the interval from the first resin double-sided tape 66a to the second resin double-sided tape 66b.
  • a fifth protrusion 72a having the same position and shape as the third protrusion 68a, and a sixth protrusion 72b having the same position and shape as the fourth protrusion 68b, Have
  • the shape of the separator 72 as viewed from the stacking direction is not limited to a rectangle, but the third rectangular portion 62b including the third protrusion 68a and the fourth rectangular portion 62c including the fourth protrusion 68b of the negative electrode plate 62 and the negative electrode center. Any polygon having the same shape and dimensions as the shape and dimensions of the portion 62d may be used.
  • the material of the separator 72 is not particularly limited as long as it is an insulating porous body, fiber or the like.
  • Examples of the material of the porous sheet such as a polyolefin microporous separator include polyethylene (PE) and polypropylene (PP ), PP / PE / PP three-layer structure, polyimide, etc.
  • As the material of the nonwoven fabric separator for example, polyolefin such as cotton, rayon, acetate, nylon, polyester, polypropylene, polyethylene, polyimide, aramid, etc. Can be used.
  • the electrolytic solution absorbed and held in the separator 72 is not particularly limited as long as it is the same as the electrolytic solution contained in the polymer gel electrolyte.
  • LiClO 4 LiClO 4 , LiAsF 6, etc.
  • the electrolyte was dissolved in a solvent using at least one of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate, diethyl carbonate (DEC) and the like.
  • EC ethylene carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • the battery power generation element 20 includes a positive electrode 50 and a negative electrode composite 70, and the first protrusion 58a and the sixth protrusion 72b overlap with each other, and the second protrusion 58b overlaps.
  • the fifth protrusions 72a are stacked at a relative position such that they overlap.
  • the thickness of the first resin single-sided tape 56a and the second resin single-sided tape 56b is not particularly limited, but is preferably the same as or thinner than the thickness of the positive electrode active material layer 54. This is because, when the positive electrode 50 and the negative electrode 60 are sequentially laminated via the separator 72, the positive electrode 50 and the negative electrode 60 can be brought into close contact via the separator 72 in order to stably obtain good battery characteristics. This is because the battery characteristics may become unstable or deteriorate when the thickness of the first resin single-sided tape 56a and the second resin single-sided tape 56b exceeds the thickness of the positive electrode active material layer 54. .
  • the thickness of the first resin single-sided tape 56a and the second resin single-sided tape 56b is more preferably 20 to 90 ⁇ m.
  • the thickness of the first resin single-sided tape 56a and the second resin single-sided tape 56b is more than 90 ⁇ m, a gap is formed between the positive electrode active material layer 54 and the separator 72 during lamination, and the battery capacity is reduced. There is a fear.
  • the 1st resin single-sided tape 56a and the 2nd resin single-sided tape 56b is less than 20 micrometers
  • the 1st rectangular part 52b, the 2nd rectangular part 52c, the 1st projection part 58a, and the 2nd projection part 58b It functions as an insulating spacer, but there is a possibility that the strength is insufficient as a reinforcing material when the first protrusion 58a and the second protrusion 58b come into contact with other components.
  • the thicknesses of the first resin double-sided tape 66a and the second resin double-sided tape 66b are not particularly limited, but are preferably the same as or thinner than the thickness of the negative electrode active material layer 64. This is to obtain stable and good battery characteristics as described above, and the thickness of the first resin double-sided tape 66a and the second resin double-sided tape 66b exceeds the thickness of the negative electrode active material layer 64. The battery characteristics may become unstable or deteriorate.
  • the thickness of the first resin double-sided tape 66a and the second resin double-sided tape 66b is more preferably 20 to 90 ⁇ m.
  • the thickness of the first resin double-sided tape 66a and the second resin double-sided tape 66b is more than 90 ⁇ m, a gap is formed between the negative electrode active material layer 64 and the separator 72 during lamination, and the battery capacity is reduced. There is a fear.
  • the thickness of the first resin double-sided tape 66a and the second resin double-sided tape 66b is less than 20 ⁇ m, the third rectangular portion 62b, the fourth rectangular portion 62c, the third protruding portion 68a, and the fourth protruding portion 68b.
  • the strength may be insufficient as a reinforcing material when the third protrusions 68a and the fourth protrusions 68b come into contact with other components.
  • the length L1 obtained by adding both tape widths to the interval from the first resin single-sided tape 56a to the second resin single-sided tape 56b is not particularly limited, but prevents the precipitation of dendritic crystals (dendrites).
  • the length L2 obtained by adding both tape widths to the interval from the first resin double-sided tape 66a to the second resin double-sided tape 66b is the same as the length L2 obtained by adding both tape widths to the interval from the first resin double-sided tape 66a to the second resin double-sided tape 66b.
  • the width W1 in the short side direction of the positive electrode 50 between the first protrusion 58a and the second protrusion 58b is not particularly limited, but in order to prevent the precipitation of dendritic crystals (dendrites), the third width W1 is not limited. It is preferable that the width W2 in the short side direction of the negative electrode 60 between the protrusion 68a and the fourth protrusion 68b is narrower. Dendritic crystals are deposited on the negative electrode when charging and discharging are repeated, and if this extends to the positive electrode, an internal short circuit occurs, which is a safety problem.
  • the width and length of the negative electrode active material layer 64 are made larger than the width and length of the positive electrode active material layer 54 so that the positive electrode active material layer 54 does not protrude from the negative electrode active material layer 64 when viewed from the stacking direction. It is necessary to do so.
  • the stacking order of the positive electrode 50 and the negative electrode composite 70 is not particularly limited as long as it is alternate, but the negative electrode composite 70 is used in the stacking direction by using one more negative electrode composite 70 than the positive electrode 50. It is preferable to arrange on both sides.
  • FIG. 4A is a plan view showing a jig for forming the battery power generation element shown in FIG. 3G
  • FIG. 4B is a partially enlarged plan view of the BC portion of FIG. 4A
  • FIG. 4C is a view of the D portion of FIG. 4A. It is a partial enlarged plan view.
  • the stacking jig 80 includes a bottom plate 82, a side wall 84, a protrusion 86, and a notch 88.
  • the bottom plate 82 contacts one separator 72 of the negative electrode composite 70, and the side wall 84 is orthogonal to the bottom plate 82, and is divided into a first side wall 84 a and a second side wall 84 b by a notch 88.
  • the protrusion 86 is provided on the first side wall 84a, and the notch 88 extends in a direction perpendicular to the side wall 84, and divides not only the side wall 84 but also the bottom plate 82.
  • the protrusion 86 has a first reference surface 80a extending in the stacking direction, and the first side wall 84a has a second reference surface 80b extending in the stacking direction and orthogonal to the first reference surface 80a, and the second side wall 84b.
  • the first projecting portion 58a and the sixth projecting portion 72b are simultaneously brought into contact with the first reference surface 80a and the second reference surface 80b, and further the second projecting portion 58b and the fifth projecting portion 72a.
  • the battery power generation element 20 can be formed by laminating the positive electrode 50 and the negative electrode composite body 70 at high speed while simultaneously contacting the third reference surface 80c.
  • the notches 88 are formed on both sides of the battery power generation element 20 in the short side direction, the tip of the gripping part is inserted into each, and a protrusion is inserted from both sides under the battery power generation element 20.
  • the high-voltage assembled battery of the present invention has an effect that the number of parts can be reduced, and the pre-assembly process and the assembly process can be both simple and short.
  • the high voltage assembled battery of the present invention also has an effect that the edge portion is not damaged when the positive electrode and the negative electrode are laminated in multiple layers.
  • the high voltage assembled battery of the present invention is basically configured as described above.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of a method of manufacturing the heat exchanger integrated high voltage assembled battery shown in FIG. 1A
  • FIG. 6 is a method of manufacturing the heat exchanger integrated high voltage assembled battery shown in FIG. It is a top view which shows typically the high-speed lamination machine which performs a part of procedure of.
  • the method for manufacturing a high-voltage assembled battery of the present invention includes steps S10 to S36, and the high-speed stacking machine 100 of FIG. 5 is an example of an apparatus that executes the manufacturing processes of steps S14 and S26 to S36 therein.
  • the process from the step S10 to the step S32 until the battery power generation element 20 taken out from the stacking jig 80 is wrapped with an insulator is a preferred example of the method for manufacturing the battery power generation element 20, and is not limited thereto.
  • FIG. 7A shows a step of attaching the first and second resin single-sided tape continuous bodies to both surfaces of the positive electrode hoop and the first and second resin double surfaces on both surfaces of the negative electrode hoop, respectively, in the procedure of the manufacturing method shown in FIG.
  • FIG. 7B is a perspective view schematically showing a step of fixing the separator continuum to both surfaces of the negative electrode continuum in common.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing a step of punching out the negative electrode composite from the negative electrode composite continuous body in the procedure of the manufacturing method shown in FIG. 5, and FIGS. 9A to 9C are manufacturing methods shown in FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view showing, in the order of steps, a step of forming a battery power generation element using the stacking jig shown in FIG. 4 in the procedure of FIG. 4, and FIG. 10 shows a battery in the procedure of the manufacturing method shown in FIG. It is a perspective view which shows typically the process of storing a power generation element in the battery power generation element storage part of a battery case.
  • the positive electrode terminal strip-like region 152a formed at one end in the width direction of the own terminal is formed adjacent to the inner side in the width direction of the positive electrode terminal strip-like region 152a.
  • the positive electrode active material layer continuums 154 are respectively formed in the longitudinal direction of the positive electrode hoop 152 on both surfaces of the positive electrode central strip region 152d of the positive electrode hoop 152 having the above.
  • step S12 as shown in FIG. 7A, the first resin single-sided tape continuous body 156a is pasted on both surfaces of the first belt-like region 152b of the positive electrode hoop 152 in the longitudinal direction of the positive electrode hoop 152, respectively.
  • the second resin single-sided tape continuous body 156b is attached to both surfaces of the 152c in the longitudinal direction of the positive electrode hoop 152, and the positive electrode continuous body 150 is manufactured.
  • the first resin single-sided tape continuous body 156a and the second resin single-sided tape continuous body 156b are continuously supplied from a resin single-sided tape roll 156r.
  • a substantially rectangular planar positive electrode 50 is punched out from the positive electrode continuum 150.
  • the position and shape have two long sides parallel to the width direction of the positive electrode hoop 152 and two short sides parallel to the longitudinal direction, and one short side is the positive electrode hoop 152 of the belt-like region 152a for the positive electrode terminal portion. And the other short side is at the outer end in the width direction of the positive electrode hoop 152 of the second strip region 152c, and the first strip region 152b and the second strip region 152c on at least one of the long sides.
  • the first projecting portion 58a and the second projecting portion 58b that extend outward in the short side direction respectively.
  • the shape of the positive electrode 50 viewed from the stacking direction is not limited to a rectangle, and may be a polygon.
  • the first side of the present invention corresponds to the long side and may not be parallel to the width direction of the positive electrode hoop 152, and the second side and the third side are on the one short side and the other short side, respectively. They correspond to each other and may not be parallel to the longitudinal direction of the positive electrode hoop 152.
  • the second side may be adjacent to the first side at one end of the first side, and the third side may be adjacent to the first side at the other end of the first side. May be.
  • the positive electrode continuum 150 is supplied from the left side as indicated by an arrow E, and the positive electrode 50 is punched out by the electrode punching unit 102.
  • step S20 the negative electrode terminal strip-like region 162a formed at one end in the width direction of the negative electrode terminal is formed adjacent to the inner side in the width direction of the negative electrode terminal strip-like region 162a.
  • the negative electrode active material layer continuum 164 is formed in the longitudinal direction of the negative electrode hoop 162 on both surfaces of the negative electrode central strip region 162d of the negative electrode hoop 162.
  • step S22 as shown in FIG. 7A, the first resin double-sided tape continuous body 166a is pasted on both surfaces of the third belt-like region 162b of the negative electrode hoop 162 in the longitudinal direction of the negative electrode hoop 162, respectively.
  • the second resin double-sided tape continuous body 166b is attached to both sides of the 162c in the longitudinal direction of the negative electrode hoop 162, and the negative electrode continuous body 160 is manufactured.
  • the first resin double-sided tape continuous body 166a and the second resin double-sided tape continuous body 166b are continuously supplied from a resin double-sided tape roll 166r.
  • step S24 as shown in FIG. 7B, the first resin double-sided tape continuous body 166a and the second resin double-sided tape continuous body 166b are used to separate the separators in the longitudinal direction of the negative electrode hoop 162 on both surfaces of the negative electrode continuous body 160, respectively.
  • the negative electrode composite continuous body 170 is manufactured by fixing the continuous body 172.
  • the separator continuous body 172 is continuously supplied from the separator roll 172r.
  • the width of the separator continuous body 172 is the same as the length obtained by adding both tape widths to the distance from the first resin double-sided tape continuous body 166a to the second resin double-sided tape continuous body 166b attached to both surfaces of the negative electrode hoop 162, respectively. It is.
  • step S26 the substantially rectangular planar negative electrode composite 70 is punched out from the negative electrode composite continuous body 170.
  • the position and shape have two long sides parallel to the width direction of the negative electrode hoop 162 and two short sides parallel to the longitudinal direction, and one short side is the negative electrode hoop 162 of the belt-like region 162a for the negative electrode terminal portion. And the other short side is at the outer end in the width direction of the negative electrode hoop 162 of the fourth strip region 162c, and the third strip region 162b and the fourth strip region 162c on at least one of the long sides.
  • Each of which has a fifth protrusion 72a and a sixth protrusion 72b extending outward in the short side direction.
  • the shape of the negative electrode composite 70 viewed from the stacking direction is not limited to a rectangle, and may be a polygon.
  • the fourth side of the present invention corresponds to the long side and may not be parallel to the width direction of the negative electrode hoop 162, and the fifth side and the sixth side are on the one short side and the other short side, respectively. They correspond to each other and may not be parallel to the longitudinal direction of the negative electrode hoop 162.
  • the fifth side may be adjacent to the fourth side at one end point of the fourth side, and the sixth side is adjacent to the fourth side at the other end point of the fourth side. May be.
  • the negative electrode composite continuous body 170 is supplied from the left side as indicated by the arrow F, and the negative electrode composite body 70 is punched out by the electrode punching unit 102.
  • step S30 using the stacking jig 80 having the first reference surface 80a, the second reference surface 80b, and the third reference surface 80c, as shown in FIG.
  • the sixth protrusion 72b is in contact with the first reference surface 80a and the second reference surface 80b at the same time
  • the fifth protrusion 72a is in contact with the third reference surface 80c at the same time
  • the negative electrode composite 70 is moved at high speed. Reprinted with.
  • the first protrusion 58a is simultaneously brought into contact with the first reference surface 80a and the second reference surface 80b, and the second protrusion 58b is
  • the positive electrode 50 is stacked at a high speed while simultaneously contacting the three reference planes 80c.
  • the sixth protrusion 72b is simultaneously brought into contact with the first reference surface 80a and the second reference surface 80b, and the fifth protrusion 72a is further connected to the third reference surface 80b.
  • the negative electrode composite 70 is laminated at a high speed while simultaneously contacting the surface 80c.
  • the battery power generating element 20 is formed by repeating the lamination of the positive electrode 50 and the negative electrode composite 70 a predetermined number of times.
  • the laminating jig 80 is supplied from the left side of the conveyance path as indicated by the arrow G, and the punched positive electrode 50 and the negative electrode composite 70 are alternately stacked using the pick and place unit 104. Laminate on the jig 80.
  • step S32 the battery power generation element 20 is taken out from the stacking jig 80, wrapped with an insulator if necessary, and then the first formed on the upper surface 30a of the battery case 30 as shown in FIG. Stored in the recesses of the fourth battery power generation element storage sections 32a to 32d.
  • the battery case 30 is supplied from the lower side as indicated by an arrow H, and the positive electrode 50 and the negative electrode composite 70 that are alternately stacked using the alignment, bundling, and case storage unit 106, After the laminating jig 80 is vibrated and aligned, the laminated body, that is, the battery power generation element 20 is gripped, and is bound and fixed with an insulating tape while being held. Next, the bundled battery power generation element 20 is attached to the battery case 30. Store. Also, the empty stacking jig 80 is removed from the transport path, and the battery case 30 is transferred to the transport path.
  • the positive electrode 50 and the negative electrode composite 70 are aligned with each other during or after the positive electrode 50 and the negative electrode composite 70 are stacked.
  • step S34 the directly exposed positive electrode terminal portion 52a and negative electrode terminal portion 62a of the four battery power generation elements 20 respectively stored in the first to fourth battery power generation element storage portions 32a to 32d are attached to the battery case 30. It is electrically connected to the incorporated first to third bus bars (not shown).
  • terminal welding is performed by the terminal welding unit 108.
  • step S36 by attaching the cover plate 40 to the battery case 30, the sealing member 44 provided on the cover plate 40 is stored in the first to fourth battery power generation element storage portions 32a to 32d, respectively.
  • Battery power generation elements 20 are liquid-tightly sealed. Since the heat exchanger 46 is embedded inside the battery case 30 or the cover plate 40, the heat exchanger integrated high voltage assembled battery of the present invention can be obtained by executing this step.
  • the lid plate 40 is supplied from the upper side as indicated by the arrow I, and after the lid plate 40 is mounted by the lid plate mounting unit 110, the obtained high voltage assembled battery 10 is indicated by the arrow J. As shown, it is discharged from the right side of the transport path.
  • the high voltage assembled battery manufactured as described above is completed through manufacturing steps of injection (electrolyte injection), activation (initial charge), and plugging (electrolyte injection port sealing).
  • injection electrospray injection
  • activation activation
  • plugging electrospray injection port sealing
  • the high voltage assembled battery of the present invention has an effect that the number of parts can be reduced and the pre-assembly process and the assembly process can be both simple and short.
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Abstract

　本発明は、部品点数を少なくし、組み立ての前工程および組立工程を共にシンプルかつ短時間にすることができる熱交換器一体型の高電圧組電池およびその製造方法の提供を目的とする。本発明の組電池１０は、複数の電池発電要素２０と、電池ケース３０と、蓋板４０と、熱交換器４６と、を有する。電池発電要素２０は、正と負の短冊状電極で構成される積層体であり、各電極の端子部が直接露出したものである。電池ケース３０は、その上面３０ａに、凹部を有する第１～第４電池発電要素格納部３２ａ～３２ｄが間隔を開けて形成され、その各凹部には、電池発電要素２０が格納される。また、電池ケース３０の第１～第３バスバー格納部３６ａ～３６ｃには、直接露出した電極の端子部を電気的に接続するための第１～第３バスバーが組み込まれる。蓋板４０は、電池発電要素２０を液密封止するための封止部材４４を備える。熱交換器４６は、蓋板４０の内部に埋設される。

Description

熱交換器一体型の高電圧組電池およびその製造方法
　本発明は、単セルの二次電池を複数個組み合わせてできる組電池およびその製造方法に関するものである。
　従来から、大容量の二次電池を構成するために複数個の単セルを直列もしくは並列または直並列に接続することで構成される組電池が知られている。また、近年、電気自動車やハイブリッド自動車の普及に伴い、これら組電池の重要性が再認識されている。一方、多くの場合、これら組電池の使用に際して組電池が発生する熱を取り除いたり、極低温で組電池を加熱昇温したりする目的で、熱交換器が組み合わされているのが一般的である。
　特許文献１には、複数の電池セルを積層してなる電池積層体と、電池積層体の一面に熱結合状態に配置され、内部に冷媒を流すことで該電池積層体と熱交換を行うための冷却パイプと、冷却パイフを被覆する樹脂部材と、電池積層体の一面を除く面を囲むための被覆ケースと、を備え、電池積層体の周囲を被覆ケースと樹脂部材とで密閉することができる電源装置が記載されている。
　また、特許文献２には、角形電池で短冊状電極を用いる場合、電極自体が小さくて数も多いため周縁部も多いので、よりデンドライトが発生しやすく電池の充放電サイクル特性が低下する恐れがあること、およびこの解決策として、角形の電池ケースに交互に挿入された、相対する複数枚の正極とリチウム負極と有機電解質とからなる電池において各々の負極の面積は、相対する正極の面積より大であり、負極の周縁部が相対する正極の周縁部より必ず外側にあるようにすることが記載されている。
　さらに、特許文献３には、特許文献２に記載の角形リチウム二次電池によると、負極と正極との面積が異なるため、それらを組み合わせて電池にした際に、エッジ部分の強度に問題があり、その問題は、電池を何層も積層した場合に顕著に現れること、およびその解決策として、正極活物質層または負極活物質層の外周縁部に非イオン透過性樹脂部を形成することが記載されている。
ＷＯ２０１２／１３３７０７号公報 特開平３－１５２８８１号公報 特開２０１０－９２６９６号公報
　従来のリチウムイオン電池は、単セル（３．６Ｖ）を形成する単セル工程の次に、この単セルを複数個接続して高電圧組電池を形成する組電池工程を経て、この高電圧組電池に熱交換器を装着する工程の３つの工程によって製造されていたので、部品点数が多く製造工程も複雑であった。
　一方、従来のリチウムイオン電池のセルの電極間で発生する反応熱を効率良く排熱するためには、従来のセルのような巻回式やつづれ折れ式の電極構成ではなく、短冊状電極を積層した電極構成が望ましい。しかしながら、セパレータと短冊状電極とを正確に位置決めしながら積層する工程は、速度が遅くてセルコストが非常に高価になるので、短冊状電極を用いたセルが普及しない一因となっていた。
　即ち、特許文献１に記載の電源装置は、角形電池セルの外形を構成し、素電池の周囲にある外装缶が必要なので、その分部品点数が多いという問題があった。それに加えて特許文献１に記載の電源装置は、各角形電池セルの隣接する正負の電極端子を、バスバーと呼ばれる隣接する角形電池セルの電極端子間を電気的に接続する部材で１つ１つ連結する必要がある。従って、バスバーを所定の位置に保持しながら連結させなければならないので、組立工程が複雑化するという問題もあった。
　また、特許文献２に記載の角形リチウム二次電池は、特許文献３に記載のエッジ部分の強度が不足し、正極と負極を多層に積層した場合にエッジ部分が損傷するという問題があった。それに加えて特許文献２に記載の角形リチウム二次電池は、短冊状電極の負極の縦横の寸法を正極よりも大きくする必要がある。従って、積層時に基準となる位置を例えば画像処理システムを用いて算出しながら積層しなければならないので、組立工程が長時間化するという問題もあった。
　さらに、特許文献３に記載の角形リチウム二次電池は、正極活物質層または負極活物質層の外周縁部に非イオン透過性樹脂部を形成する必要がある。従って、正極フープまたは負極フープに例えば間隔を開けて長方形の正極活物質層または負極活物質層を形成した後、その外周縁部に非イオン透過性樹脂部を形成しなければならないので、組み立ての前工程が複雑化し、しかも、その形成位置を例えば画像処理システムを用いて算出しながら正極または負極を打ち抜かなければならないので、組立工程が長時間化するという問題があった。
　本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、部品点数を少なくし、組み立ての前工程および組立工程を共にシンプルかつ短時間にすることができる熱交換器一体型の高電圧組電池およびその製造方法を提供することにある。
　また、本発明の他の目的は、上記目的に加え、正極と負極を多層に積層した場合にエッジ部分が損傷する恐れがない熱交換器一体型の高電圧組電池およびその製造方法を提供することにある。
　本発明者は、上記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、簡便に組電池群を構成するために、複数の単セルと熱交換器が一体となった高電圧組電池を組み合わせること、さらにこの熱交換器一体型の高電圧組電池をシンプルな製造工程で構成することを知見した。即ち、正極と負極とセパレータを積層してそれぞれ構成される複数の電池発電要素を、電池ケースの複数の電池発電要素格納部にそれぞれ格納し、これらの電池発電要素をバスバーに接続した後、熱交換器が組み込まれた蓋板で電池ケースを封止するというシンプルな製造工程で、熱交換器一体型の高電圧組電池を構成できることを知見した。
　また、本発明者は、短冊状電極を積層した電極構成によって排熱性能を高めた単セルを高速で組み立てることができる設計と製造工程を知見した。即ち、電極に突起部を設け、活物質層を電極の突起部よりも内側に凹ませることによって、高速積層中の治具や装置との接触による活物質層のエッジ部分の損傷を防止できること、電極の突起部に樹脂部品として例えば樹脂テープを貼り付けることによって補強し、補強された突起部を用いて高速な積層工程を実現できること、この樹脂部品に、突起部の補強材および突起部同士の積層方向の接触防止用スペーサという２つの役割を持たせられること、この樹脂部品として例えば両面テープを用いて電極にセパレータを固定できることを知見し、本発明に至ったものである。
　即ち、本発明の第１の態様は、正と負の短冊状電極の端子部がそれぞれ直接露出した複数の電池発電要素と、複数の電池発電要素をそれぞれ格納するための凹部を有する複数の電池発電要素格納部が間隔を開けて形成され、かつ複数の電池発電要素格納部にそれぞれ格納された複数の電池発電要素の隣接する端子部を電気的に接続するための複数のバスバーが隣接する電池発電要素格納部の間に組み込まれた電池ケースと、電池ケースに装着され、かつ複数の電池発電要素格納部にそれぞれ格納された複数の電池発電要素を液密封止するための封止部材を備える蓋板と、電池ケースまたは蓋板の内部に埋設される、複数の電池発電要素を加熱冷却するための熱交換器と、を有する熱交換器一体型の高電圧組電池を提供するものである。
　ここで、上記においては、複数の電池発電要素のそれぞれは、第１辺と、第１辺の一方の端点から延びる第２辺と、第１辺の他方の端点から延びる第３辺と、を有する多角形シート状の正極板を有する正極、正極と交互に積層されかつ第４辺と、第４辺の一方の端点から延びる第５辺と、第４辺の他方の端点から延びる第６辺と、を有する多角形シート状の負極板を有する負極、および正極と負極との間に配置される多角形シート状のセパレータを有し、正極板は、第２辺を含む部分に形成される正極端子部と、正極端子部よりも第１辺方向の内側に隣接して形成される第１周辺部と、第３辺を含む部分に形成される第２周辺部と、第１周辺部および第２周辺部の間に形成される正極中央部から成り、第１周辺部の第２辺方向の一方の端部が第１辺の外側に第２辺方向に延びた第１突起部と、第２周辺部の第３辺方向の一方の端部が第１辺の外側に第３辺方向に延びた第２突起部と、を有し、正極は、さらに、正極中央部の両側または片側の少なくとも負極に対向する面にそれぞれ形成された正極活物質層を備え、負極板は、第５辺を含む部分に形成される負極端子部と、負極端子部よりも第４辺方向の内側に隣接して形成される第３周辺部と、第６辺を含む部分に形成される第４周辺部と、第３周辺部および第４周辺部の間に形成される負極中央部から成り、第３周辺部の第５辺方向の一方の端部が第４辺の外側に第５辺方向に延びた第３突起部と、第４周辺部の第６辺方向の一方の端部が第４辺の外側に第６辺方向に延びた第４突起部と、を有し、負極は、さらに、負極中央部の両側または片側の少なくとも正極に対向する面にそれぞれ形成された負極活物質層を備え、セパレータは、負極板の第３突起部を含む第３周辺部と第４突起部を含む第４周辺部と負極中央部とから成る形状と同じ形状を有するのが好ましい。
　ここで、上記においては、負極は、さらに、第３突起部を含む第３周辺部の両面にそれぞれ備えられた第１固定部材と、第４突起部を含む第４周辺部の両面にそれぞれ備えられた第２固定部材と、を備え、セパレータは、第１および第２固定部材を用いて負極の両面にそれぞれ固定され、第１固定部材および第２固定部材の厚さは、負極活物質層の厚さと同じかまたはそれよりも薄いのが好ましい。
　正極は、さらに、第１突起部を含む第１周辺部の両面にそれぞれ備えられた第１離間部材と、第２突起部を含む第２周辺部の両面にそれぞれ備えられた第２離間部材と、を備え、第１離間部材および第２離間部材の厚さは、正極活物質層の厚さと同じかまたはそれよりも薄いのが好ましい。
　第１および第２離間部材は、第１および第２樹脂片面テープであり、第１および第２固定部材は、第１および第２樹脂両面テープであり、第１樹脂片面テープおよび第２樹脂片面テープの厚さは、２０～９０μｍであり、第１樹脂両面テープおよび第２樹脂両面テープの厚さは、２０～９０μｍであるのが好ましい。
　第１突起部と第２突起部の間の正極の第２辺方向の幅は、第３突起部と第４突起部の間の負極の第５辺方向の幅よりも狭いのが好ましい。
　また、本発明の第２の態様は、正と負の短冊状電極の端子部がそれぞれ直接露出した複数の電池発電要素を、電池ケースに間隔を開けて形成されかつ凹部を有する複数の電池発電要素格納部にそれぞれ格納し、複数の電池発電要素格納部にそれぞれ格納された複数の電池発電要素の隣接する端子部を、電池ケースの隣接する電池発電要素格納部の間に組み込まれた複数のバスバーに電気的に接続し、蓋板を電池ケースに装着することによって、蓋板に備えられた封止部材が複数の電池発電要素格納部にそれぞれ格納された複数の電池発電要素を液密封止し、熱交換器を電池ケースまたは蓋板の内部に埋設する熱交換器一体型の高電圧組電池の製造方法を提供するものである。
　ここで、上記においては、さらに、自身の幅方向の一方の端部に形成される正極端子部用帯状領域と、正極端子部用帯状領域よりも自身の幅方向の内側に隣接して形成される第１帯状領域と、自身の幅方向の他方の端部に形成される第２帯状領域と、第１帯状領域および第２帯状領域の間に形成される正極中央帯状領域と、を有する正極フープの正極中央帯状領域の両面に正極フープの長手方向にそれぞれ正極活物質層連続体を形成し、第１帯状領域の両面に正極フープの長手方向にそれぞれ第１樹脂片面テープ連続体を貼り付け、第２帯状領域の両面に正極フープの長手方向にそれぞれ第２樹脂片面テープ連続体を貼り付けて正極連続体を形成し、正極連続体から、第１辺と、第１辺の一方の端点から延びる第２辺と、第１辺の他方の端点から延びる第３辺と、を有し、第２辺が正極端子部用帯状領域の正極フープの幅方向の外側端にあり、第３辺が第２帯状領域の正極フープの幅方向の外側端にあり、第１辺上の第１および第２帯状領域との交差部がそれぞれ第２辺および第３辺方向に外側に延びた第１および第２突起部を有する多角形の平面形状の正極を打ち抜き、自身の幅方向の一方の端部に形成される負極端子部用帯状領域と、負極端子部用帯状領域よりも自身の幅方向の内側に隣接して形成される第３帯状領域と、自身の幅方向の他方の端部に形成される第４帯状領域と、第３帯状領域および第４帯状領域の間に形成される負極中央帯状領域と、を有する負極フープの負極中央帯状領域の両面に負極フープの長手方向にそれぞれ負極活物質層連続体を形成し、第３帯状領域の両面に負極フープの長手方向にそれぞれ第１樹脂両面テープ連続体を貼り付け、第４帯状領域の両面に負極フープの長手方向にそれぞれ第２樹脂両面テープ連続体を貼り付けて負極連続体を形成し、負極フープの両面にそれぞれ貼り付けられた第１樹脂両面テープ連続体から第２樹脂両面テープ連続体までの間隔に両方のテープ幅を加えた幅を有するセパレータ連続体を、第１および第２樹脂両面テープ連続体を用いて負極連続体の両面に負極フープの長手方向にそれぞれ固定して負極複合連続体を形成し、負極複合連続体から、第４辺と、第４辺の一方の端点から延びる第５辺と、第４辺の他方の端点から延びる第６辺と、を有し、第５辺が負極端子部用帯状領域の負極フープの幅方向の外側端にあり、第６辺が第４帯状領域の負極フープの幅方向の外側端にあり、第４辺上の第３および第４帯状領域との交差部がそれぞれ第５辺および第６辺方向に外側に延びた第３および第４突起部を有する多角形の平面形状の負極複合体を打ち抜き、積層方向に延びる第１基準面と、積層方向に延びかつ第１基準面と直交する第２基準面と、第２基準面と平行なまたはその延長上の第３基準面と、を有する積層治具を使用し、第１および第４突起部を第１および第２基準面に同時に当接させ、さらに第２および第３突起部を第３基準面に同時に当接させながら、正極と負極複合体とを交互に積層することによって、電池発電要素を形成するのが好ましい。
　ここで、上記においては、正極と負極複合体とを積層する間または積層した後に、それぞれに微振動を加えて整列させるのが好ましい。
　本発明によれば、部品点数を少なくし、組み立ての前工程および組立工程が共にシンプルかつ短時間にすることができる。
　また、本発明によれば、これに加え、正極と負極を多層に積層した場合にエッジ部分が損傷する恐れがない。
図１Ａは、本発明の熱交換器一体型の高電圧組電池の電池ケースから蓋板を取り外した状態を示す正面方向からの断面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ部の部分拡大断面図であり、図１Ｃは、図１ＡのＢ部の部分拡大断面図である。 図１Ａに示す熱交換器一体型の高電圧組電池の電池ケースから蓋板を取り外した状態を示す斜視図である。 図３Ａは、図１Ａに示す熱交換器一体型の高電圧組電池を構成する電池発電要素の正極を示す平面図であり、図３Ｂは、その正極の斜視図であり、図３Ｃは、電池発電要素の負極を示す平面図であり、図３Ｄは、その負極の斜視図であり、図３Ｅは、セパレータが固定された負極を示す平面図であり、図３Ｆは、その負極の斜視図であり、図３Ｇは、電池発電要素を示す平面図であり、図３Ｈは、その電池発電要素の斜視図である。 図４Ａは、図３Ｇに示す電池発電要素を形成する治具を示す平面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＣ部の部分拡大平面図であり、図４Ｃは、図４ＡのＤ部の部分拡大平面図である。 図１Ａに示す熱交換器一体型の高電圧組電池の製造方法の手順を示すフローチャートである。 図５に示す熱交換器一体型の高電圧組電池の製造方法の手順の一部を実行する高速積層マシンを模式的に示す平面図である。 図７Ａは、図５に示す製造方法の手順の中の、正極フープの両面にそれぞれ第１および第２樹脂片面テープ連続体を貼り付ける工程ならびに負極フープの両面にそれぞれ第１および第２樹脂両面テープ連続体を貼り付ける工程を共通に模式的に示す斜視図であり、図７Ｂは、セパレータ連続体を負極複合体の両面に固定する工程を模式的に示す斜視図である。 図５に示す製造方法の手順の中の、負極複合連続体から負極複合体を打ち抜く工程を模式的に示す斜視図である。 図９Ａ～図９Ｃは、図５に示す製造方法の手順の中の、図４に示す積層治具を使用して電池発電要素を形成する工程を工程順に示す斜視図である。 図５に示す製造方法の手順の中の、電池発電要素を電池ケースの電池発電要素格納部に格納する工程を模式的に示す斜視図である。
　以下に、本発明に係る高電圧組電池を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。図１Ａは、本発明の熱交換器一体型の高電圧組電池の電池ケースから蓋板を取り外した状態を示す正面方向からの断面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ部の部分拡大断面図であり、図１Ｃは、図１ＡのＢ部の部分拡大断面図であり、図２は、図１Ａに示す熱交換器一体型の高電圧組電池の電池ケースから蓋板を取り外した状態を示す斜視図である。
　図１Ａおよび図２に示すように、本発明の高電圧組電池１０は、複数の電池発電要素２０と、それらを格納するための電池ケース３０と、その電池ケース３０に装着される蓋板４０と、複数の電池発電要素２０を加熱冷却するための熱交換器４６と、を有する。なお、本好適実施形態では、電池ケース３０に格納される電池発電要素２０の個数を４つとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
　電池発電要素２０は、正と負の短冊状電極で構成される積層体であり、その外側全体を覆うケース類がないため、各電極の端子部、各電極の側面および積層体の積層方向の両端にあるセパレータの表面が直接露出したものである。
　電池ケース３０は、その上面３０ａに、凹部を有する４つの電池発電要素格納部、即ち、第１～第４電池発電要素格納部３２ａ～３２ｄが間隔を開けて形成され、その各凹部には、電池発電要素２０が格納される。図１Ａおよび図２は、電池発電要素２０が、第１～第２電池発電要素格納部３２ａ～３２ｂの各凹部には既に格納されているが、第３～第４電池発電要素格納部３２ｃ～３２ｄの各凹部にはまだ格納されていない状態を示す。
　また、電池ケース３０の第１電池発電要素格納部３２ａは、その一方の端部に第１電極端子格納部３４ａを有し、その他方の端部に第５電極端子格納部３４ｅを有する。同様に、電池ケース３０の第２～第４電池発電要素格納部３２ｂ～３２ｄは、その一方の端部に第２～第４電極端子格納部３４ｂ～３４ｄを有し、その他方の端部に第６～第８電極端子格納部３４ｆ～３４ｈを有する。
　電池ケース３０の第１～第４電池発電要素格納部３２ａ～３２ｄにそれぞれ格納された４つの電池発電要素２０を、例えば直列に接続して１２．８Ｖの高電圧組電池を構成する場合には、まず、第１電極端子格納部３４ａと第２電極端子格納部３４ｂとの間に第１バスバー格納部３６ａが形成され、その中に第１バスバー（図示せず）が組み込まれる。次に、第３電極端子格納部３４ｃと第４電極端子格納部３４ｄとの間に第２バスバー格納部３６ｂが形成され、その中に第２バスバー（図示せず）が組み込まれる。さらに、第６電極端子格納部３４ｆと第７電極端子格納部３４ｇとの間に第３バスバー格納部３６ｃが形成され、第３バスバー（図示せず）が組み込まれる。
　そして、まず、第１電極端子格納部３４ａまで延びた第１バスバーの一方の端部には、第１電池発電要素格納部３２ａに格納された電池発電要素２０の直接露出した正極の端子部が電気的に接続され、第２電極端子格納部３４ｂまで延びた第１バスバーの他方の端部には、第２電池発電要素格納部３２ｂに格納された電池発電要素２０の直接露出した負極の端子部が電気的に接続される。
　次に、第３電極端子格納部３４ｃまで延びた第２バスバーの一方の端部には、第３電池発電要素格納部３２ｃに格納された電池発電要素２０の直接露出した正極の端子部が電気的に接続され、第４電極端子格納部３４ｄまで延びた第２バスバーの他方の端部には、第４電池発電要素格納部３２ｄに格納された電池発電要素２０の直接露出した負極の端子部が電気的に接続される。
　さらに、第６電極端子格納部３４ｆまで延びた第３バスバーの一方の端部には、第２電池発電要素格納部３２ｂに格納された電池発電要素２０の直接露出した正極の端子部が電気的に接続され、第７電極端子格納部３４ｇまで延びた第３バスバーの他方の端部には、第３電池発電要素格納部３２ｃに格納された電池発電要素２０の直接露出した負極の端子部が電気的に接続される。
　第１～第３バスバーの各端部に電極の端子部を電気的に接続する方法は、例えばスポット溶接や超音波振動溶着などである。
　電池ケース３０の材料は、特に制限的ではなく、例えば、ポリプロピレンやポリカーボネートなどの合成樹脂であり、第１～第３バスバーの材料は、特に制限的ではなく、例えば、アルミニウムやニッケルなどの導電性金属である。また、電池ケース３０は、例えば第１～第３バスバーを上記所定の位置に配置した状態で射出成型によって形成される。
　なお、第１～第３バスバーの各端部に電気的に接続される電池発電要素２０の端子部の極性は、上記に限定されず、４つの電池発電要素２０を直列に接続できれば上記とは逆の極性でも良い。また、第１～第３バスバー格納部３６ａ～３６ｃが形成される位置は、上記に限定されず、４つの電池発電要素２０を直列に接続できれば上記とは線対称の位置、即ち、第１バスバー格納部３６ａが第５電極端子格納部３４ｅと第６電極端子格納部３４ｆとの間、第２バスバー格納部３６ｂが第７電極端子格納部３４ｇと第８電極端子格納部３４ｈとの間、第３バスバー格納部３６ｃが第２電極端子格納部３４ｂと第３電極端子格納部３４ｃとの間の位置でも良い。
　蓋板４０は、その下面４０ａに、電池ケース３０の第１～第４電池発電要素格納部３２ａ～３２ｄの各凹部にそれぞれ対応する位置に、その各凹部と嵌合可能な形状とサイズの第１～第４凸部４２ａ～４２ｄが間隔を開けて形成される。また、第１～第４凸部４２ａ～４２ｄの側面４２ｅには、それぞれＯリング溝４２ｆが形成され、そのＯリング溝４２ｆには、例えばＯリングのような封止部材４４が装着される。
　蓋板４０は、第１～第４凸部４２ａ～４２ｄを電池ケース３０の第１～第４電池発電要素格納部３２ａ～３２ｄの各凹部に嵌合させることによって電池ケース３０に装着され、各封止部材４４が各側面４２ｅのＯリング溝４２ｆと各凹部の側面３２ｅとの間で押圧され、その結果、各凹部にそれぞれ格納された４つの電池発電要素２０が、各封止部材４４によって液密封止される。
　電池ケース３０の上面３０ａと蓋板４０の下面４０ａは、例えば図示しないボルトとナットによって固定されても良いし、図示しない接着剤によって固定されても良い。
　なお、Ｏリング溝４２ｆが形成される位置は、上記に限定されず、各封止部材４４を押圧できれば蓋板４０の下面４０ａに第１～第４凸部４２ａ～４２ｄをそれぞれ取り囲むようにＯリング溝が形成されても良い。また、封止部材４４として、樹脂ガスケット、パッキンなどを使用しても良い。これらの場合には、電池ケース３０の上面３０ａと蓋板４０の下面４０ａは、例えば図示しないボルトとナットによって固定されても良いし、図示しない他の固定具によって固定されても良いし、樹脂金属接合によって固定されても良い。
　熱交換器４６は、冷却液である液化された冷媒が流れる円筒形の冷却パイプであり、蓋板４０の側面４０ｂにあるその両端には、冷媒を循環させるための図示しない冷却機構が接続される。また、熱交換器４６は、複数回、例えば７回折り返すように蛇行した状態で蓋板４０の内部に埋設されることによって、熱交換器一体型の高電圧組電池１０を形成している。
　蓋板４０の材料は、特に制限的ではなく、例えば、アルミニウムなどの金属、またはポリプロピレンやポリカーボネートなどの合成樹脂であり、熱交換器４６の材料は、特に制限的ではなく、例えば、アルミニウムや銅などの金属である。また、蓋板４０は、例えば熱交換器４６を上記所定の位置に配置した状態で鋳造、または射出成型によって形成される。
　なお、熱交換器４６は、電池ケース３０の内部の４つの電池発電要素２０にも第１～第３バスバーにも接触しない位置に埋設されても良い。その場合には、電池ケース３０は、例えば第１～第３バスバーと熱交換器４６をそれぞれ上記所定の位置に配置した状態で射出成型によって形成される。
　次に、電池発電要素２０について詳細に説明する。ただし、以下に記載する電池発電要素２０は、その好ましい一例であり、これに限定されるものではない。図３Ａは、図１Ａに示す熱交換器一体型の高電圧組電池を構成する電池発電要素の正極を示す平面図であり、図３Ｂは、その正極の斜視図であり、図３Ｃは、電池発電要素の負極を示す平面図であり、図３Ｄは、その負極の斜視図であり、図３Ｅは、セパレータが固定された負極を示す平面図であり、図３Ｆは、その負極の斜視図であり、図３Ｇは、電池発電要素を示す平面図であり、図３Ｈは、その電池発電要素の斜視図である。
　電池発電要素２０は、正極５０、正極５０と交互に積層される負極６０、および正極５０と負極６０との間に配置されるセパレータ７２を有する。
　図３Ａおよび図３Ｂに示すように、正極５０は、長方形シート状の正極板５２と、正極活物質層５４と、第１樹脂片面テープ５６ａと、第２樹脂片面テープ５６ｂと、を有し、正極板５２は、長辺方向の一方の端部に形成される正極端子部５２ａと、正極端子部５２ａよりも長辺方向の内側に隣接して一方の長辺から他方の長辺まで短辺と平行に形成される第１矩形部５２ｂと、長辺方向の他方の端部に一方の長辺から他方の長辺まで短辺と平行に形成される第２矩形部５２ｃと、第１矩形部５２ｂおよび第２矩形部５２ｃの間に形成される正極中央部５２ｄと、から成る。
　なお、積層方向から見た正極５０および正極板５２の形状は、長方形に限らず、多角形でも良い。本発明の第１辺は、上記長辺に対応し、第２辺は、上記長辺方向の一方の端部に含まれる辺に対応し、第３辺は、上記長辺方向の他方の端部に含まれる辺に対応する。また、上記第２辺は、上記第１辺の一方の端点で上記第１辺に隣接しても良く、上記第３辺は、上記第１辺の他方の端点で上記第１辺に隣接しても良い。
　さらに、第１矩形部５２ｂおよび第２矩形部５２ｃの形状は、矩形に限らず、多角形でも良いし、その多角形の頂点が丸くなっていても良い。また、本発明の第１周辺部は、第１矩形部５２ｂに対応し、第２周辺部は、第２矩形部５２ｃに対応する。
　正極板５２は、第１矩形部５２ｂの少なくとも一方の端部が長辺の外側に短辺方向に延びた第１突起部５８ａと、第２矩形部５２ｃの少なくとも一方の端部が第１突起部５８ａと同じ側の長辺の外側に短辺方向に延びた第２突起部５８ｂと、を有する。
　正極板５２の正極端子部５２ａと第１矩形部５２ｂと第２矩形部５２ｃを除く正極中央部５２ｄの両面だけには、それぞれ正極活物質層５４が形成される。なお、積層方向の最も外側に正極５０が配置される場合、その正極中央部５２ｄは、両面に正極活物質層５４が形成されても良いし、負極６０に対向する面だけに正極活物質層５４が形成されても良い。また、必要な場合には、正極板５２の第１突起部５８ａを含む第１矩形部５２ｂの両面には、それぞれ第１樹脂片面テープ５６ａが貼り付けられ、第２突起部５８ｂを含む第２矩形部５２ｃの両面には、それぞれ第２樹脂片面テープ５６ｂが貼り付けられても良い。第１樹脂片面テープ５６ａおよび第２樹脂片面テープ５６ｂは、突起部の補強材および突起部同士の積層方向の接触防止用スペーサ、即ち離間部材という２つの役割を持っている。
　なお、第１樹脂片面テープ５６ａおよび第２樹脂片面テープ５６ｂは、上記２つの役割を果たすことができれば、他の離間部材でも良く、正極板５２の第１突起部５８ａを含む第１矩形部５２ｂの両面および第２突起部５８ｂを含む第２矩形部５２ｃの両面に直接接着剤を塗布し、離間部材を形成しても良い。
　正極板５２の材料は、特に制限的ではなく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳ、チタンなどの導電性金属を用いることができるが、アルミニウムが特に好ましい。正極活物質層５４の材料は、特に制限的ではなく、例えば、リチウム－マンガン複合酸化物、リチウム－ニッケル複合酸化物、リチウム－コバルト複合酸化物、リチウム－鉄複合酸化物、リチウム－ニッケル－コバルト複合酸化物、リチウム－マンガン－コバルト複合酸化物、リチウム－ニッケル－マンガン－コバルト複合酸化物、リチウム－金属リン酸化合物、リチウム－マンガンリン酸化物、リチウム－ニッケルリン酸化物、リチウム－コバルトリン酸化物、リチウム－鉄リン酸化物、およびリチウム－遷移金属硫酸化合物などが例示される。
　第１樹脂片面テープ５６ａおよび第２樹脂片面テープ５６ｂの樹脂層の材料は、伸縮可能な樹脂であれば、特に制限的ではなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される１種であるのが好ましく、粘着層の材料は、正極板５２に確実に接着できれば、特に制限的ではないが、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルエーテル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤、およびそれらの混合物からなる群から選択される１種であるのが好ましい。
　図３Ｃおよび図３Ｄに示すように、負極６０は、長方形シート状の負極板６２と、負極活物質層６４と、第１樹脂両面テープ６６ａと、第２樹脂両面テープ６６ｂと、を有し、負極板６２は、長辺方向の一方の端部に形成される負極端子部６２ａと、負極端子部６２ａよりも長辺方向の内側に隣接して一方の長辺から他方の長辺まで短辺と平行に形成される第３矩形部６２ｂと、長辺方向の他方の端部に一方の長辺から他方の長辺まで短辺と平行に形成される第４矩形部６２ｃと、第３矩形部６２ｂおよび第４矩形部６２ｃの間に形成される負極中央部６２ｄと、から成る。
　なお、積層方向から見た負極６０および負極板６２の形状は、長方形に限らず、多角形であれば良い。本発明の第４辺は、上記長辺に対応し、第５辺は、上記長辺方向の一方の端部に含まれる辺に対応し、第６辺は、上記長辺方向の他方の端部に含まれる辺に対応する。また、上記第５辺は、上記第４辺の一方の端点で上記第４辺に隣接しても良く、上記第６辺は、上記第４辺の他方の端点で上記第４辺に隣接しても良い。
　さらに、第３矩形部６２ｂおよび第４矩形部６２ｃの形状は、矩形に限らず、多角形でも良いし、その多角形の頂点が丸くなっていても良い。また、本発明の第３周辺部は、第３矩形部６２ｂに対応し、第４周辺部は、第４矩形部６２ｃに対応する。
　負極板６２は、第３矩形部６２ｂの少なくとも一方の端部が長辺の外側に短辺方向に延びた第３突起部６８ａと、第４矩形部６２ｃの少なくとも一方の端部が第３突起部６８ａと同じ側の長辺の外側に短辺方向に延びた第４突起部６８ｂと、を有する。
　負極板６２の負極端子部６２ａと第３矩形部６２ｂと第４矩形部６２ｃを除く負極中央部６２ｄの両面だけには、それぞれ負極活物質層６４が形成される。なお、積層方向の最も外側に負極６０が配置される場合、その負極中央部６２ｄは、両面に負極活物質層６４が形成されても良いし、正極５０に対向する面だけに負極活物質層６４が形成されても良い。また、必要な場合には、負極板６２の第３突起部６８ａを含む第３矩形部６２ｂの両面には、それぞれ第１樹脂両面テープ６６ａが貼り付けられ、第４突起部６８ｂを含む第４矩形部６２ｃの両面には、それぞれ第２樹脂両面テープ６６ｂが貼り付けられても良い。第１樹脂両面テープ６６ａおよび第２樹脂両面テープ６６ｂは、突起部の補強材および突起部同士の積層方向の接触防止用スペーサという２つの役割に加えて、セパレータの固定部材という３つ目の役割を持っている。
　なお、第１樹脂両面テープ６６ａおよび第２樹脂両面テープ６６ｂは、上記３つの役割を果たすことができれば、他の固定部材でも良く、負極板６２の第３突起部６８ａを含む第３矩形部６２ｂの両面および第４突起部６８ｂを含む第４矩形部６２ｃの両面に直接接着剤を塗布し、固定部材を形成しても良い。
　負極板６２の材料は、特に制限的ではなく、例えば、銅、ニッケル、銀、ＳＵＳなどの導電性金属を用いることができるが、ＳＵＳおよびニッケルなどが特に好ましい。負極活物質層６４の材料は、特に制限的ではなく、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、アモルファスカーボン、コークスおよびメソフェーズピッチ系炭素繊維、グラファイト、非晶質炭素であるハードカーボンなどの炭素材料から選ばれてなる少なくとも１種を主材料とするものである。
　第１樹脂両面テープ６６ａおよび第２樹脂両面テープ６６ｂの樹脂層の材料は、伸縮可能な樹脂であれば、特に制限的ではなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される１種であるのが好ましく、粘着層の材料は、セパレータ７２を正極板５２に確実に接着できれば、特に制限的ではないが、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルエーテル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤、およびそれらの混合物からなる群から選択される１種であるのが好ましい。
　図３Ｅおよび図３Ｆに示すように、負極複合体７０は、負極６０とセパレータ７２から成り、セパレータ７２は、長方形シート状であり、必要な場合には、第１樹脂両面テープ６６ａと第２樹脂両面テープ６６ｂを用いて、負極活物質層６４を覆うように負極６０の両面にそれぞれ固定されても良い。また、セパレータ７２は、負極６０の幅Ｗ２と同じ幅Ｗ３と、第１樹脂両面テープ６６ａから第２樹脂両面テープ６６ｂまでの間隔に両方のテープ幅を加えた長さＬ２と同じ長さＬ３と、を有し、さらに、負極６０に対する積層方向において、第３突起部６８ａと同じ位置と形状の第５突起部７２ａと、第４突起部６８ｂと同じ位置と形状の第６突起部７２ｂと、を有する。
　なお、積層方向から見たセパレータ７２の形状は、長方形に限らず、負極板６２の第３突起部６８ａを含む第３矩形部６２ｂと第４突起部６８ｂを含む第４矩形部６２ｃと負極中央部６２ｄとから成る形状、寸法と同じ形状、寸法を有する多角形であれば良い。
　セパレータ７２の材料は、絶縁性の多孔体、繊維などであれば、特に制限的ではなく、ポリオレフィン系微多孔質セパレータなどの多孔性シートの材質としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰの３層構造をした構造、ポリイミドなどを、不織布セパレータの材質としては、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリイミド、アラミドなどを用いることができる。また、セパレータ７２に吸収保持される電解液は、高分子ゲル電解質に含まれる電解液と同様のものであれば、特に制限的ではなく、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６などの少なくとも１種類を用いた電解質を、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）などの少なくとも１種類を用いた溶媒に溶解させたものである。
　図３Ｇおよび図３Ｈに示すように、電池発電要素２０は、正極５０と負極複合体７０から成り、両者を、第１突起部５８ａと第６突起部７２ｂが重なると同時に第２突起部５８ｂと第５突起部７２ａが重なるような相対位置で積層したものである。
　本発明では、第１樹脂片面テープ５６ａおよび第２樹脂片面テープ５６ｂの厚さは、特に制限的ではないが、正極活物質層５４の厚さと同じかまたはそれよりも薄いのが好ましい。これは、正極５０と負極６０とをセパレータ７２を介して順次積層した場合に、安定して良好な電池特性を得るためには、正極５０と負極６０とをセパレータ７２を介して密着させることが重要だからであり、第１樹脂片面テープ５６ａおよび第２樹脂片面テープ５６ｂの厚さが、正極活物質層５４の厚さ超の場合には、電池特性が不安定化するまたは悪化する恐れがある。
　さらに、第１樹脂片面テープ５６ａおよび第２樹脂片面テープ５６ｂの厚さは、２０～９０μｍであるのがより好ましい。ここで、第１樹脂片面テープ５６ａおよび第２樹脂片面テープ５６ｂの厚さが、９０μｍ超の場合には、積層時に正極活物質層５４とセパレータ７２との間に隙間ができ、電池容量を低下させる恐れがある。一方、第１樹脂片面テープ５６ａおよび第２樹脂片面テープ５６ｂの厚さが、２０μｍ未満の場合には、第１矩形部５２ｂ、第２矩形部５２ｃ、第１突起部５８ａおよび第２突起部５８ｂの絶縁用スペーサとしては機能するが、第１突起部５８ａおよび第２突起部５８ｂが他の部品と接触した時の補強材としては強度不足になる恐れがある。
　また、第１樹脂両面テープ６６ａおよび第２樹脂両面テープ６６ｂの厚さは、特に制限的ではないが、負極活物質層６４の厚さと同じかまたはそれよりも薄いのが好ましい。これは、上述のように、安定して良好な電池特性を得るためであり、第１樹脂両面テープ６６ａおよび第２樹脂両面テープ６６ｂの厚さが、負極活物質層６４の厚さ超の場合には、電池特性が不安定化するまたは悪化する恐れがある。
　さらに、第１樹脂両面テープ６６ａおよび第２樹脂両面テープ６６ｂの厚さは、２０～９０μｍであるのがより好ましい。ここで、第１樹脂両面テープ６６ａおよび第２樹脂両面テープ６６ｂの厚さが、９０μｍ超の場合には、積層時に負極活物質層６４とセパレータ７２との間に隙間ができ、電池容量を低下させる恐れがある。一方、第１樹脂両面テープ６６ａおよび第２樹脂両面テープ６６ｂの厚さが、２０μｍ未満の場合には、第３矩形部６２ｂ、第４矩形部６２ｃ、第３突起部６８ａおよび第４突起部６８ｂの絶縁用スペーサとしては機能するが、第３突起部６８ａおよび第４突起部６８ｂが他の部品と接触した時の補強材としては強度不足になる恐れがある。
　本発明では、第１樹脂片面テープ５６ａから第２樹脂片面テープ５６ｂまでの間隔に両方のテープ幅を加えた長さＬ１は、特に制限的ではないが、樹枝状結晶（デンドライト）の析出を防ぐと共に、積層後の正極５０と負極複合体７０を整列しやすくするために、第１樹脂両面テープ６６ａから第２樹脂両面テープ６６ｂまでの間隔に両方のテープ幅を加えた長さＬ２と同じであるのが好ましい。
　本発明では、第１突起部５８ａと第２突起部５８ｂの間の正極５０の短辺方向の幅Ｗ１は、特に制限的ではないが、樹枝状結晶（デンドライト）の析出を防ぐために、第３突起部６８ａと第４突起部６８ｂの間の負極６０の短辺方向の幅Ｗ２よりも狭いのが好ましい。樹枝状結晶は、充放電を繰り返した時に負極上に析出し、これが正極に伸びると内部短絡が生じて安全上の問題となる。この防止策として、負極活物質層６４の幅および長さを正極活物質層５４の幅および長さよりも大きくし、積層方向から見て正極活物質層５４が負極活物質層６４からはみ出さないようにする必要がある。
　なお、正極５０と負極複合体７０の積層順序は、交互であれば、特に制限的ではないが、正極５０よりも１つ多い負極複合体７０を使用して、負極複合体７０を積層方向の両側に配置するのが好ましい。
　次に、積層治具８０について詳細に説明する。図４Ａは、図３Ｇに示す電池発電要素を形成する治具を示す平面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＢＣ部の部分拡大平面図であり、図４Ｃは、図４ＡのＤ部の部分拡大平面図である。
　図４Ａに示すように、積層治具８０は、底板８２と、側壁８４と、突起部８６と、切り欠き部８８と、を有する。底板８２は、負極複合体７０の一方のセパレータ７２に接触し、側壁８４は、底板８２と直交し、切り欠き部８８によって第１側壁８４ａと第２側壁８４ｂに分断される。突起部８６は、第１側壁８４ａに設けられ、切り欠き部８８は、側壁８４と直交する方向に延び、側壁８４だけでなく底板８２も分断している。
　突起部８６は、積層方向に延びる第１基準面８０ａを有し、第１側壁８４ａは、積層方向に延びかつ第１基準面８０ａと直交する第２基準面８０ｂを有し、第２側壁８４ｂは、第２基準面８０ｂと平行なまたはその延長上の第３基準面８０ｃを有する。
　積層治具８０を使用すれば、第１突起部５８ａおよび第６突起部７２ｂを第１基準面８０ａおよび第２基準面８０ｂに同時に当接させ、さらに第２突起部５８ｂおよび第５突起部７２ａを第３基準面８０ｃに同時に当接させながら、正極５０と負極複合体７０とを高速で積層することによって、電池発電要素２０を形成することができる。また、切り欠き部８８が電池発電要素２０の短辺方向の両側に形成されているので、それぞれに把持部の先端を挿入し、電池発電要素２０の下に両側から突起を差し込み、その突起を用いて電池発電要素２０を上から軽く挟むことによって、電池発電要素２０を容易に把持して別の場所に移動することができる。
　本発明の高電圧組電池は、部品点数を少なくし、組み立ての前工程および組立工程が共にシンプルかつ短時間にすることができるという効果がある。また、本発明の高電圧組電池は、これに加え、正極と負極を多層に積層した場合にエッジ部分が損傷する恐れがないという効果もある。
　本発明の高電圧組電池は、基本的に以上のように構成される。
　次に、本発明の高電圧組電池の製造方法について説明する。
　図５は、図１Ａに示す熱交換器一体型の高電圧組電池の製造方法の手順を示すフローチャートであり、図６は、図５に示す熱交換器一体型の高電圧組電池の製造方法の手順の一部を実行する高速積層マシンを模式的に示す平面図である。本発明の高電圧組電池の製造方法は、ステップＳ１０～Ｓ３６で構成され、図５の高速積層マシン１００は、その中のステップＳ１４、Ｓ２６～Ｓ３６の製造工程を実行する装置の一例である。ただし、ステップＳ１０からＳ３２の積層治具８０から取り出した電池発電要素２０を絶縁体で包むまでの工程は、電池発電要素２０の製造方法の好ましい一例であり、これに限定されるものではない。
　図７Ａは、図５に示す製造方法の手順の中の、正極フープの両面にそれぞれ第１および第２樹脂片面テープ連続体を貼り付ける工程ならびに負極フープの両面にそれぞれ第１および第２樹脂両面テープ連続体を貼り付ける工程を共通に模式的に示す斜視図であり、図７Ｂは、セパレータ連続体を負極連続体の両面に固定する工程を模式的に示す斜視図である。
　図８は、図５に示す製造方法の手順の中の、負極複合連続体から負極複合体を打ち抜く工程を模式的に示す斜視図であり、図９Ａ～図９Ｃは、図５に示す製造方法の手順の中の、図４に示す積層治具を使用して電池発電要素を形成する工程を工程順に示す斜視図であり、図１０は、図５に示す製造方法の手順の中の、電池発電要素を電池ケースの電池発電要素格納部に収格納する工程を模式的に示す斜視図である。
　まず、ステップＳ１０において、自身の幅方向の一方の端部に形成される正極端子部用帯状領域１５２ａと、正極端子部用帯状領域１５２ａよりも自身の幅方向の内側に隣接して形成される第１帯状領域１５２ｂと、自身の幅方向の他方の端部に形成される第２帯状領域１５２ｃと、第１帯状領域１５２ｂおよび第２帯状領域１５２ｃの間に形成される正極中央帯状領域１５２ｄと、を有する正極フープ１５２の正極中央帯状領域１５２ｄの両面に正極フープ１５２の長手方向にそれぞれ正極活物質層連続体１５４を形成する。
　次に、ステップＳ１２において、図７Ａに示すように、正極フープ１５２の第１帯状領域１５２ｂの両面に正極フープ１５２の長手方向にそれぞれ第１樹脂片面テープ連続体１５６ａを貼り付け、第２帯状領域１５２ｃの両面に正極フープ１５２の長手方向にそれぞれ第２樹脂片面テープ連続体１５６ｂを貼り付けて、正極連続体１５０を製作する。第１樹脂片面テープ連続体１５６ａと第２樹脂片面テープ連続体１５６ｂは、樹脂片面テープロール１５６ｒから連続的に供給される。
　次に、ステップＳ１４において、正極連続体１５０から略長方形の平面形状の正極５０を打ち抜く。その位置と形状は、正極フープ１５２の幅方向に平行な２つの長辺と長手方向に平行な２つの短辺とを有し、一方の短辺が正極端子部用帯状領域１５２ａの正極フープ１５２の幅方向の外側端にあり、他方の短辺が第２帯状領域１５２ｃの正極フープ１５２の幅方向の外側端にあり、少なくとも一方の長辺上の第１帯状領域１５２ｂおよび第２帯状領域１５２ｃとの交差部がそれぞれ短辺方向に外側に延びた第１突起部５８ａおよび第２突起部５８ｂを有する。
　なお、積層方向から見た正極５０の形状は、長方形に限らず、多角形でも良い。本発明の第１辺は、上記長辺に対応し、正極フープ１５２の幅方向に平行でなくても良く、第２辺および第３辺は、上記一方の短辺および上記他方の短辺にそれぞれ対応し、正極フープ１５２の長手方向に平行でなくても良い。また、上記第２辺は、上記第１辺の一方の端点で上記第１辺に隣接しても良く、上記第３辺は、上記第１辺の他方の端点で上記第１辺に隣接しても良い。
　なお、高速積層マシン１００では、正極連続体１５０が矢印Ｅで示すように左側から供給され、電極打ち抜きユニット１０２によって正極５０が打ち抜かれる。
　次に、ステップＳ２０において、自身の幅方向の一方の端部に形成される負極端子部用帯状領域１６２ａと、負極端子部用帯状領域１６２ａよりも自身の幅方向の内側に隣接して形成される第３帯状領域１６２ｂと、自身の幅方向の他方の端部に形成される第４帯状領域１６２ｃと、第３帯状領域１６２ｂおよび第４帯状領域１６２ｃの間に形成される負極中央帯状領域１６２ｄと、を有する負極フープ１６２の負極中央帯状領域１６２ｄの両面に負極フープ１６２の長手方向にそれぞれ負極活物質層連続体１６４を形成する。
　次に、ステップＳ２２において、図７Ａに示すように、負極フープ１６２の第３帯状領域１６２ｂの両面に負極フープ１６２の長手方向にそれぞれ第１樹脂両面テープ連続体１６６ａを貼り付け、第４帯状領域１６２ｃの両面に負極フープ１６２の長手方向にそれぞれ第２樹脂両面テープ連続体１６６ｂを貼り付けて、負極連続体１６０を製作する。第１樹脂両面テープ連続体１６６ａと第２樹脂両面テープ連続体１６６ｂは、樹脂両面テープロール１６６ｒから連続的に供給される。
　次に、ステップＳ２４において、図７Ｂに示すように、第１樹脂両面テープ連続体１６６ａおよび第２樹脂両面テープ連続体１６６ｂを用いて負極連続体１６０の両面に負極フープ１６２の長手方向にそれぞれセパレータ連続体１７２を固定して、負極複合連続体１７０を製作する。セパレータ連続体１７２は、セパレータロール１７２ｒから連続的に供給される。
　セパレータ連続体１７２の幅は、負極フープ１６２の両面にそれぞれ貼り付けられた第１樹脂両面テープ連続体１６６ａから第２樹脂両面テープ連続体１６６ｂまでの間隔に両方のテープ幅を加えた長さと同じである。
　次に、ステップＳ２６において、図８に示すように、負極複合連続体１７０から略長方形の平面形状の負極複合体７０を打ち抜く。その位置と形状は、負極フープ１６２の幅方向に平行な２つの長辺と長手方向に平行な２つの短辺とを有し、一方の短辺が負極端子部用帯状領域１６２ａの負極フープ１６２の幅方向の外側端にあり、他方の短辺が第４帯状領域１６２ｃの負極フープ１６２の幅方向の外側端にあり、少なくとも一方の長辺上の第３帯状領域１６２ｂおよび第４帯状領域１６２ｃとの交差部がそれぞれ短辺方向に外側に延びた第５突起部７２ａおよび第６突起部７２ｂを有する。
　なお、積層方向から見た負極複合体７０の形状は、長方形に限らず、多角形でも良い。本発明の第４辺は、上記長辺に対応し、負極フープ１６２の幅方向に平行でなくても良く、第５辺および第６辺は、上記一方の短辺および上記他方の短辺にそれぞれ対応し、負極フープ１６２の長手方向に平行でなくても良い。また、上記第５辺は、上記第４辺の一方の端点で上記第４辺に隣接しても良く、上記第６辺は、上記第４辺の他方の端点で上記第４辺に隣接しても良い。
　なお、高速積層マシン１００では、負極複合連続体１７０が矢印Ｆで示すように左側から供給され、電極打ち抜きユニット１０２によって負極複合体７０が打ち抜かれる。
　次に、ステップＳ３０において、第１基準面８０ａと第２基準面８０ｂと第３基準面８０ｃを有する積層治具８０を使用し、図９Ａに示すように、積層治具８０の底板８２の上に、第６突起部７２ｂを第１基準面８０ａおよび第２基準面８０ｂに同時に当接させ、さらに第５突起部７２ａを第３基準面８０ｃに同時に当接させながら、負極複合体７０を高速で移載する。
　次に、図９Ｂに示すように、その負極複合体７０の上に、第１突起部５８ａを第１基準面８０ａおよび第２基準面８０ｂに同時に当接させ、さらに第２突起部５８ｂを第３基準面８０ｃに同時に当接させながら、正極５０を高速で積層する。
　次に、図９Ｃに示すように、その正極５０の上に、第６突起部７２ｂを第１基準面８０ａおよび第２基準面８０ｂに同時に当接させ、さらに第５突起部７２ａを第３基準面８０ｃに同時に当接させながら、負極複合体７０を高速で積層する。この正極５０と負極複合体７０の積層を予め決められた回数繰り返すことによって、電池発電要素２０を形成する。
　なお、高速積層マシン１００では、積層治具８０が矢印Ｇで示すように搬送路の左側から供給され、ピックアンドプレースユニット１０４を用いて、打ち抜かれた正極５０と負極複合体７０を交互に積層治具８０に積層する。
　次に、ステップＳ３２において、積層治具８０から電池発電要素２０を取り出し、必要な場合には絶縁体で包んだ後、図１０に示すように、電池ケース３０の上面３０ａに形成された第１～第４電池発電要素格納部３２ａ～３２ｄの凹部に格納する。
　なお、高速積層マシン１００では、電池ケース３０が矢印Ｈで示すように下側から供給され、整列、結束、ケース格納ユニット１０６を用いて、交互に積層された正極５０と負極複合体７０を、積層治具８０を振動させて整列させた後、この積層体、即ち電池発電要素２０を把持し、持ち替えながら絶縁テープで結束固定し、次に、結束済みの電池発電要素２０を電池ケース３０に格納する。また、空になった積層治具８０が搬送路から取り除かれ、その搬送路に電池ケース３０が移載される。
　本発明では、正極５０と負極複合体７０とを積層する間または積層した後に、それぞれに微振動を加えて整列させるのが好ましい。
　次に、ステップＳ３４において、第１～第４電池発電要素格納部３２ａ～３２ｄにそれぞれ格納された４つの電池発電要素２０の直接露出した正極端子部５２ａと負極端子部６２ａを、電池ケース３０に組み込まれた第１～第３バスバー（図示せず）に電気的に接続する。なお、高速積層マシン１００では、端子溶接ユニット１０８によって端子溶接が実行される。
　次に、ステップＳ３６において、蓋板４０を電池ケース３０に装着することによって、蓋板４０に備えられた封止部材４４が第１～第４電池発電要素格納部３２ａ～３２ｄにそれぞれ格納された４つの電池発電要素２０を液密封止する。電池ケース３０または蓋板４０の内部には、熱交換器４６が埋設されているので、このステップを実行することによって本発明の熱交換器一体型の高電圧組電池が得られる。
　なお、高速積層マシン１００では、蓋板４０が矢印Ｉで示すように上側から供給され、蓋板装着ユニット１１０によって蓋板４０が装着された後、得られた高電圧組電池１０が矢印Ｊで示すように搬送路の右側から排出される。
　以上のようにして製作された高電圧組電池は、この後、注液（電解液注入）、活性化（初期充電）、栓締め（電解液注入口封止）の各製造工程を経て完成されるが、これらの製造工程は従来と同様であるので説明を省略する。
　本発明の高電圧組電池の製造方法は、基本的に以上のように構成される。
　以上、本発明の高電圧組電池について、その製造方法を含めて詳細に説明したが、本発明は上記記載に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしても良いのはもちろんである。
　本発明の高電圧組電池は、部品点数を少なくし、組み立ての前工程および組立工程が共にシンプルかつ短時間にすることができるという効果がある。また、本発明の高電圧組電池は、これに加え、正極と負極を多層に積層した場合にエッジ部分が損傷する恐れがないという効果もあるので、産業上有用である。
　１０　高電圧組電池
　２０　電池発電要素
　３０　電池ケース
　３０ａ　上面
　３２ａ～３２ｄ　第１～第４電池発電要素格納部
　３２ｅ　側面
　３４ａ～３４ｈ　第１～第８電極端子格納部
　３６ａ～３６ｃ　第１～第３バスバー格納部
　４０　蓋板
　４０ａ　下面
　４０ｂ　側面
　４２ａ～４２ｄ　第１～第４凸部
　４２ｅ　側面
　４２ｆ　Ｏリング溝
　４４　封止部材
　４６　熱交換器
　５０　正極
　５２　正極板
　５２ａ　正極端子部
　５２ｂ　第１矩形部
　５２ｃ　第２矩形部
　５２ｄ　正極中央部
　５４　正極活物質層
　５６ａ　第１樹脂片面テープ
　５６ｂ　第２樹脂片面テープ
　５８ａ　第１突起部
　５８ｂ　第２突起部
　６０　負極
　６２　負極板
　６２ａ　負極端子部
　６２ｂ　第３矩形部
　６２ｃ　第４矩形部
　６２ｄ　負極中央部
　６４　負極活物質層
　６６ａ　第１樹脂両面テープ
　６６ｂ　第２樹脂両面テープ
　６８ａ　第３突起部
　６８ｂ　第４突起部
　７０　負極複合体
　７２　セパレータ
　７２ａ　第５突起部
　７２ｂ　第６突起部
　８０　積層治具
　８０ａ～８０ｃ　第１～第３基準面
　８２　底板
　８４　側壁
　８４ａ　第１側壁
　８４ｂ　第２側壁
　８６　突起部
　８８　切り欠き部
　１００　高速積層マシン
　１０２　電極打ち抜きユニット
　１０４　ピックアンドプレースユニット
　１０６　整列、結束、ケース格納ユニット
　１０８　端子溶接ユニット
　１１０　蓋板装着ユニット
　１５０　正極連続体
　１５２　正極フープ
　１５２ａ　正極端子部用帯状領域
　１５２ｂ　第１帯状領域
　１５２ｃ　第２帯状領域
　１５２ｄ　正極中央帯状領域
　１５４　正極活物質層連続体
　１５６ａ　第１樹脂片面テープ連続体
　１５６ｂ　第２樹脂片面テープ連続体
　１５６ｒ　樹脂片面テープロール
　１６０　負極連続体
　１６２　負極フープ
　１６２ａ　負極端子部用帯状領域
　１６２ｂ　第３帯状領域
　１６２ｃ　第４帯状領域
　１６２ｄ　負極中央帯状領域
　１６４　負極活物質層連続体
　１６６ａ　第１樹脂両面テープ連続体
　１６６ｂ　第２樹脂両面テープ連続体
　１６６ｒ　樹脂両面テープロール
　１７０　負極複合連続体
　１７２　セパレータ連続体
　１７２ｒ　セパレータロール

Claims (9)

  1. 　正と負の短冊状電極の端子部がそれぞれ直接露出した複数の電池発電要素と、
    　前記複数の電池発電要素をそれぞれ格納するための凹部を有する複数の電池発電要素格納部が間隔を開けて形成され、かつ前記複数の電池発電要素格納部にそれぞれ格納された前記複数の電池発電要素の隣接する端子部を電気的に接続するための複数のバスバーが隣接する電池発電要素格納部の間に組み込まれた電池ケースと、
    　前記電池ケースに装着され、かつ前記複数の電池発電要素格納部にそれぞれ格納された前記複数の電池発電要素を液密封止するための封止部材を備える蓋板と、
    　前記電池ケースまたは前記蓋板の内部に埋設される、前記複数の電池発電要素を加熱冷却するための熱交換器と、を有する熱交換器一体型の高電圧組電池。
  2. 　前記複数の電池発電要素のそれぞれは、第１辺と、前記第１辺の一方の端点から延びる第２辺と、前記第１辺の他方の端点から延びる第３辺と、を有する多角形シート状の正極板を有する正極、前記正極と交互に積層されかつ第４辺と、前記第４辺の一方の端点から延びる第５辺と、前記第４辺の他方の端点から延びる第６辺と、を有する多角形シート状の負極板を有する負極、および前記正極と前記負極との間に配置される多角形シート状のセパレータを有し、
    　前記正極板は、前記第２辺を含む部分に形成される正極端子部と、前記正極端子部よりも前記第１辺方向の内側に隣接して形成される第１周辺部と、前記第３辺を含む部分に形成される第２周辺部と、前記第１周辺部および前記第２周辺部の間に形成される正極中央部から成り、前記第１周辺部の前記第２辺方向の一方の端部が前記第１辺の外側に前記第２辺方向に延びた第１突起部と、前記第２周辺部の前記第３辺方向の一方の端部が前記第１辺の外側に前記第３辺方向に延びた第２突起部と、を有し、
    　前記正極は、さらに、前記正極中央部の両側または片側の少なくとも前記負極に対向する面にそれぞれ形成された正極活物質層を備え、
    　前記負極板は、前記第５辺を含む部分に形成される負極端子部と、前記負極端子部よりも前記第４辺方向の内側に隣接して形成される第３周辺部と、前記第６辺を含む部分に形成される第４周辺部と、前記第３周辺部および前記第４周辺部の間に形成される負極中央部から成り、前記第３周辺部の前記第５辺方向の一方の端部が前記第４辺の外側に前記第５辺方向に延びた第３突起部と、前記第４周辺部の前記第６辺方向の一方の端部が前記第４辺の外側に前記第６辺方向に延びた第４突起部と、を有し、
    　前記負極は、さらに、前記負極中央部の両側または片側の少なくとも前記正極に対向する面にそれぞれ形成された負極活物質層を備え、
    　前記セパレータは、前記負極板の前記第３突起部を含む第３周辺部と前記第４突起部を含む第４周辺部と前記負極中央部とから成る形状と同じ形状を有する請求項１に記載の熱交換器一体型の高電圧組電池。
  3. 　前記負極は、さらに、前記第３突起部を含む第３周辺部の両面にそれぞれ備えられた第１固定部材と、前記第４突起部を含む第４周辺部の両面にそれぞれ備えられた第２固定部材と、を備え、
    　前記セパレータは、前記第１および前記第２固定部材を用いて前記負極の両面にそれぞれ固定され、
    　前記第１固定部材および前記第２固定部材の厚さは、前記負極活物質層の厚さと同じかまたはそれよりも薄い請求項２に記載の熱交換器一体型の高電圧組電池。
  4. 　前記正極は、さらに、前記第１突起部を含む第１周辺部の両面にそれぞれ備えられた第１離間部材と、前記第２突起部を含む第２周辺部の両面にそれぞれ備えられた第２離間部材と、を備え、
    　前記第１離間部材および前記第２離間部材の厚さは、前記正極活物質層の厚さと同じかまたはそれよりも薄い請求項３に記載の熱交換器一体型の高電圧組電池。
  5. 　前記第１および前記第２離間部材は、前記第１および前記第２樹脂片面テープであり、前記第１および前記第２固定部材は、前記第１および前記第２樹脂両面テープであり、
    　前記第１樹脂片面テープおよび前記第２樹脂片面テープの厚さは、２０～９０μｍであり、前記第１樹脂両面テープおよび前記第２樹脂両面テープの厚さは、２０～９０μｍである請求項４に記載の熱交換器一体型の高電圧組電池。
  6. 　前記第１突起部と前記第２突起部の間の前記正極の前記第２辺方向の幅は、前記第３突起部と前記第４突起部の間の前記負極の前記第５辺方向の幅よりも狭い請求項２～５のいずれかに記載の熱交換器一体型の高電圧組電池。
  7. 　正と負の短冊状電極の端子部がそれぞれ直接露出した複数の電池発電要素を、電池ケースに間隔を開けて形成されかつ凹部を有する複数の電池発電要素格納部にそれぞれ格納し、
    　前記複数の電池発電要素格納部にそれぞれ格納された前記複数の電池発電要素の隣接する端子部を、前記電池ケースの隣接する電池発電要素格納部の間に組み込まれた複数のバスバーに電気的に接続し、
    　蓋板を前記電池ケースに装着することによって、前記蓋板に備えられた封止部材が前記複数の電池発電要素格納部にそれぞれ格納された前記複数の電池発電要素を液密封止し、
    　熱交換器を前記電池ケースまたは前記蓋板の内部に埋設する熱交換器一体型の高電圧組電池の製造方法。
  8. 　さらに、自身の幅方向の一方の端部に形成される正極端子部用帯状領域と、前記正極端子部用帯状領域よりも自身の幅方向の内側に隣接して形成される第１帯状領域と、自身の幅方向の他方の端部に形成される第２帯状領域と、前記第１帯状領域および前記第２帯状領域の間に形成される正極中央帯状領域と、を有する正極フープの前記正極中央帯状領域の両面に前記正極フープの長手方向にそれぞれ正極活物質層連続体を形成し、
    　前記第１帯状領域の両面に前記正極フープの長手方向にそれぞれ第１樹脂片面テープ連続体を貼り付け、
    　前記第２帯状領域の両面に前記正極フープの長手方向にそれぞれ第２樹脂片面テープ連続体を貼り付けて正極連続体を形成し、
    　前記正極連続体から、第１辺と、前記第１辺の一方の端点から延びる第２辺と、前記第１辺の他方の端点から延びる第３辺と、を有し、前記第２辺が前記正極端子部用帯状領域の前記正極フープの幅方向の外側端にあり、前記第３辺が前記第２帯状領域の前記正極フープの幅方向の外側端にあり、前記第１辺上の前記第１および前記第２帯状領域との交差部がそれぞれ前記第２辺および前記第３辺方向に外側に延びた第１および第２突起部を有する多角形の平面形状の正極を打ち抜き、
    　自身の幅方向の一方の端部に形成される負極端子部用帯状領域と、前記負極端子部用帯状領域よりも自身の幅方向の内側に隣接して形成される第３帯状領域と、自身の幅方向の他方の端部に形成される第４帯状領域と、前記第３帯状領域および前記第４帯状領域の間に形成される負極中央帯状領域と、を有する負極フープの前記負極中央帯状領域の両面に前記負極フープの長手方向にそれぞれ負極活物質層連続体を形成し、
    　前記第３帯状領域の両面に前記負極フープの長手方向にそれぞれ第１樹脂両面テープ連続体を貼り付け、
    　前記第４帯状領域の両面に前記負極フープの長手方向にそれぞれ第２樹脂両面テープ連続体を貼り付けて負極連続体を形成し、
    　前記負極フープの両面にそれぞれ貼り付けられた前記第１樹脂両面テープ連続体から前記第２樹脂両面テープ連続体までの間隔に両方のテープ幅を加えた幅を有するセパレータ連続体を、前記第１および前記第２樹脂両面テープ連続体を用いて前記負極連続体の両面に前記負極フープの長手方向にそれぞれ固定して負極複合連続体を形成し、
    　前記負極複合連続体から、第４辺と、前記第４辺の一方の端点から延びる第５辺と、前記第４辺の他方の端点から延びる第６辺と、を有し、前記第５辺が前記負極端子部用帯状領域の前記負極フープの幅方向の外側端にあり、前記第６辺が前記第４帯状領域の前記負極フープの幅方向の外側端にあり、前記第４辺上の前記第３および前記第４帯状領域との交差部がそれぞれ前記第５辺および前記第６辺方向に外側に延びた第３および第４突起部を有する多角形の平面形状の負極複合体を打ち抜き、
    　積層方向に延びる第１基準面と、積層方向に延びかつ前記第１基準面と直交する第２基準面と、前記第２基準面と平行なまたはその延長上の第３基準面と、を有する積層治具を使用し、前記第１および前記第４突起部を前記第１および前記第２基準面に同時に当接させ、さらに前記第２および前記第３突起部を前記第３基準面に同時に当接させながら、前記正極と前記負極複合体とを交互に積層することによって、前記電池発電要素を形成する請求項７に記載の熱交換器一体型の高電圧組電池の製造方法。
  9. 　前記正極と前記負極複合体とを積層する間または積層した後に、それぞれに微振動を加えて整列させる請求項８に記載の熱交換器一体型の高電圧組電池の製造方法。
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