JP2013145649A - Method for manufacturing electric device pack or electric device module and electric device pack or electric device module manufactured thereby - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は組み電気デバイス又は電気デバイスモジュールの製造方法及び当該製造方法によって製造される組み電気デバイス又は電気デバイスモジュールに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an assembled electric device or an electric device module and an assembled electric device or electric device module manufactured by the manufacturing method.
ラミネート型電池では、電極（正極及び負極）とセパレータとを積層して構成される扁平状の発電要素が、二枚の可撓性のラミネートフィルムを外装材として被覆されている。このため、経年的なラミネートフィルムの伸びや発電要素の膨れなどにより、発電要素内の電極間距離がばらつく。このばらつきにより電池の面内で充放電反応が均一に進まず、電池の劣化を招く。そこで、複数のラミネート型電池を積層して電池モジュールを構成する場合に、積層方向の最外層に一対の加圧板を設け、この一対の加圧板に機械的な力を及ぼすことによって、複数のラミネート型電池の全体を積層方向に加圧するものがある（特許文献１参照）。 In a laminate type battery, a flat power generating element formed by laminating electrodes (a positive electrode and a negative electrode) and a separator is covered with two flexible laminate films as an exterior material. For this reason, the distance between the electrodes in the power generation element varies due to the growth of the laminate film over time and the swelling of the power generation element. Due to this variation, the charge / discharge reaction does not proceed uniformly within the surface of the battery, leading to deterioration of the battery. Therefore, when a battery module is configured by stacking a plurality of laminate-type batteries, a plurality of laminates are provided by providing a pair of pressure plates on the outermost layer in the stacking direction and applying a mechanical force to the pair of pressure plates. There is a battery that pressurizes the whole type battery in the stacking direction (see Patent Document 1).
ところで、上記特許文献１の技術は、ラミネートフィルムの外側から加圧板などの剛材で加圧する方法である。このため、ラミネート型電池の外装体の表面に凹凸が生じて電池に面内方向に厚さがばらつく場合に、電池の厚さが厚い箇所ほど剛材からの大きな圧力が加わり、この反対に電池の厚さが薄い箇所ほど小さな圧力しか加わらない。このように、外装材が金属よりも相対的にやわらかく外装材の表面が変形しやすいラミネートフィルムを有する電池などの電気デバイスでは面内を均一に加圧することは難しい。
By the way, the technique of the said
そこで本発明は、電気デバイスの面内を均一に加圧し得る組み電気デバイスの製造方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the assembly electric device which can pressurize the surface of an electric device uniformly.
本発明の組み電気デバイスの製造方法では、第１収納工程、充填工程、封止工程、第２収納工程、加圧工程を含んでいる。すなわち、電極と電解質とを積層して構成される扁平状の発電要素を有し、扁平状のフィルムを前記発電要素の外装材とする電気デバイスをモジュールケース内に複数積層して収納する第１収納工程と、この第１収納工程の後に前記モジュールケース内に流動体を充填する充填工程と、この充填工程の後に前記モジュールケース内を前記流動体で密閉状態に封止する封止工程と、この内部に流動体の封止されたモジュールケースを組み電気デバイスケース内に複数積層して収納する第２収納工程と、この第２収納工程の後に前記モジュールケースの積層方向の最外層から前記積層されたモジュールケースの全体を加圧する加圧工程とを含んでいる。 The manufacturing method of the assembled electrical device of the present invention includes a first storing step, a filling step, a sealing step, a second storing step, and a pressurizing step. That is, a first power generation element having a flat power generation element configured by laminating an electrode and an electrolyte, and storing a plurality of electrical devices having a flat film as an exterior material of the power generation element in a module case. A storing step, a filling step of filling the module case with a fluid after the first storing step, and a sealing step of sealing the inside of the module case with the fluid after the filling step; A module housing case in which a fluid is sealed is assembled therein and a plurality of layers are housed in an electrical device case, and after the second housing step, the stacking is performed from the outermost layer in the stacking direction of the module case. And a pressurizing step for pressurizing the entire module case.
本発明によれば、積層されたモジュールケースの全体を加圧する力は各モジュールケース内部の流動体に圧力として伝わり、この流動体の圧力が均等に各電気デバイスの面を加圧する。流動体は、あらゆる方向に圧力を伝達し得る性質を有するので、各電気デバイスが面内方向に厚さがばらつく場合であっても、各電気デバイスに均一な圧力を加えることができる。モジュールケース内の各電気デバイスが均一に加圧されると、各電気デバイスの電極間距離が一定となり、電気デバイスの充放電反応が均一に進み、電気デバイスが劣化することを防止できる。 According to the present invention, the force for pressurizing the entire stacked module case is transmitted as a pressure to the fluid inside each module case, and the pressure of this fluid uniformly presses the surface of each electric device. Since the fluid has a property of transmitting pressure in all directions, even when the thickness of each electric device varies in the in-plane direction, a uniform pressure can be applied to each electric device. When each electric device in the module case is uniformly pressed, the distance between the electrodes of each electric device becomes constant, and the charge / discharge reaction of the electric device can be progressed uniformly to prevent the electric device from deteriorating.
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張している箇所があり、その箇所においては実際の比率と異なっている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the dimension ratio of drawing has the location exaggerated on account of description, and the location differs from the actual ratio.
（第１実施形態）
本実施形態のリチウムイオン二次電池１について先に概説する。図１はリチウムイオン二次電池１の概略斜視図、図２は発電要素２の分解斜視図である。
(First embodiment)
The lithium ion
図１に示すように、リチウムイオン二次電池１は、実際に充放電反応が進行する略四角扁平状の発電要素２が、電池外装材であるラミネートフィルム１４（扁平状のフィルム）の内部に封止された構造を有する。詳しくは、高分子−金属複合ラミネートフィルムを電池外装材として用いて、その周縁部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを熱融着にて接合することにより、発電要素２を収納し密封した構成を有している。ここで高分子−金属複合ラミネートフィルムとしては、金属フィルムを高分子フィルム（樹脂フィルム）でサンドイッチした三層構造のものが一般的である。
As shown in FIG. 1, in a lithium ion
こうした積層型の電池１は、缶型電池と区分けするために「ラミネート型電池」といわれる。缶型電池は堅い円筒状の金属製外枠の中に２つの各電極が巻き込んで収納されているものである。一方、ラミネート型電池とは、略四角扁平状の発電要素２を被覆したラミネートフィルム１４の周縁部を熱融着にて接合することにより、発電要素を密封したものをいう。以下では、リチウムイオン二次電池１を、「ラミネート型電池」という。あるいは単に「電池」ともいう。
Such a stacked
図２に示したように、発電要素２は、負極４、セパレータ１２、正極８をこの順に積層した構成を有している。ここで、負極４は四角薄板状の負極集電体５の両面に負極活物質層６、６を配置したものである。同様に正極８は四角薄板状の正極集電体９の両面に正極活物質層１０、１０を配置したものである。セパレータ１２は主に多孔質の熱可塑性樹脂から形成されている。セパレータ１２が電解液を保持することで、セパレータ１２と一体に電解質層が形成されている。言い換えると、２つの電極間のＬｉイオン（イオン）の移動媒体としての機能を有する電解質層が、液体電解質と樹脂を含む微多孔膜のセパレータ１２とで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
これにより、隣接する負極４、セパレータ１２（電解液を含む）及び正極８は、一つの単電池層１３（単電池）を構成する。単電池層１３では、電子とイオンが２つの電極間を移動して電池の充放電反応（電気化学反応）を行う。従って、本実施形態のラミネート型電池１は、単電池層１３を積層することで、電気的に並列接続された構成を有するともいえる。また、単電池層１３の外周には、隣接する負極集電体５と正極集電体９との間を絶縁するためのシール部（絶縁層）を設けてもよい。発電要素２の両最外層に位置する最外層負極集電体５には、いずれも片面のみ（図２で最上段の負極集電体５には下面のみ、最下段の負極集電体５には上面のみ）に負極活物質層６を配置している。なお、図２とは負極及び正極の配置を逆にすることで、発電要素２の両最外層に最外層正極集電体が位置するようにし、該最外層正極集電体の片側のみに正極活物質層を配置するようにしてもよい。
Thereby, the adjacent
負極集電体５及び正極集電体９には、各電極（負極及び正極）から出入りする電子を外部に取り出す負極タブ１５及び正極タブ１６の２つの強電タブを取り付け、ラミネートフィルム１４の周縁部に挟まれるようにラミネートフィルム１４の外部に導出させている。発電要素２は全体として四辺を有する四角扁平状に形成されているので、四辺のうちの一辺のみより２つの強電タブ１５、１６をまとめて外部に導出させている（図１参照）。強電タブ１５、１６には、必要に応じて正極端子リード（図示せず）及び負極端子リード（図示せず）を介して、各電極の負極集電体５及び正極集電体９に超音波溶接や抵抗溶接により取り付けてもよい。なお、図２において各負極タブ１５同士を、また各正極タブ１６同士を電気的に接続することはいうまでもない。これで電池１の概説を終える。
The negative
次に、ラミネート型電池１の従来の製造方法の概略を述べる。まず、電極（４、８）とセパレータ１２との積層ズレが生じないように発電要素２の四隅をテープで束ねる。この束ねた発電要素２を２枚のラミネートフィルム１４の間に挟んで水平におき、発電要素２を被覆したラミネートフィルム１４の４つの周縁部のうち強電タブ１５、１６を導出させていない一辺を残して熱融着により２枚のラミネートフィルム１４を接合する。接合していない一辺を鉛直方向上方にして電池１の全体を立てた状態で真空チャンバ内に入れ、接合していない一辺より電解液を注入しつつ真空チャンバ内を大気圧より低い減圧状態に保ち、電解液を電極活物質層（６、１０）の空孔とセパレータ１２の空孔とに十分に浸透させる。十分に電解液を浸透させた後には、ラミネート型電池１内を真空引きしつつ残った一辺を熱融着により仮止めする。
Next, an outline of a conventional manufacturing method of the
さて、ラミネート型電池では、電極（正極及び負極）とセパレータとを積層して構成される扁平状の発電要素が、二枚の可撓性のラミネートフィルムを外装材として被覆されている。このため、経年的なラミネートフィルム１４の伸びや発電要素２の膨れなどにより、発電要素２内の電極間距離がばらつく。この電極間距離のばらつきにより電池の面内で充放電反応が均一に進まず、電池の劣化を招く。そこで、複数のラミネート型電池を積層して電池モジュールを構成する場合に、積層方向の最外層に一対の加圧板を設け、この一対の加圧板に機械的な力を及ぼすことによって、複数のラミネート型電池の全体を積層方向に加圧する従来の電池モジュールの製造方法がある。
Now, in a laminated battery, a flat power generating element formed by laminating electrodes (positive electrode and negative electrode) and a separator is covered with two flexible laminate films as an exterior material. For this reason, the distance between the electrodes in the
しかしながら、従来の電池モジュールの製造方法は、ラミネートフィルムの外側から加圧板などの剛材で加圧する方法である。このため、ラミネート型電池の外装体の表面に凹凸が生じて電池に面内方向に厚さがばらつく場合に、電池の厚さが厚い箇所ほど剛材からの大きな圧力が加わり、この反対に電池の厚さが薄い箇所ほど小さな圧力しか加わらない。外装材が金属よりも相対的にやわらかく外装材の表面が変形しやすいラミネートフィルムを有する電池などの電気デバイスでは面内を均一に加圧することは難しい。 However, the conventional battery module manufacturing method is a method of applying pressure with a rigid material such as a pressure plate from the outside of the laminate film. For this reason, when unevenness is generated on the surface of the exterior body of the laminate type battery and the thickness of the battery varies in the in-plane direction, the larger the battery thickness, the greater the pressure from the rigid material is applied. The smaller the thickness, the less pressure is applied. In an electric device such as a battery having a laminate film in which the exterior material is relatively softer than metal and the surface of the exterior material is easily deformed, it is difficult to pressurize the surface uniformly.
そこで本発明の第１実施形態の組み電池５１（組み電気デバイス）の製造方法では、電極（４、８）と電解質（１２）とを積層して構成される扁平状の発電要素２を有し、ラミネートフィルム１４（扁平状のフィルム）を発電要素２の外装材とする電池１（電気デバイス）をモジュールケース２２内に４つ（複数）積層して収納する第１収納工程（＃２０１）と、この第１収納工程（＃２０１）の後にモジュールケース２２内にオイル（流動体）を充填する充填工程（＃２０２）と、この充填工程（＃２０２）の後にモジュールケース２２内をオイルで密閉状態に封止する封止工程（＃２０３）と、この内部にオイルの封止されたモジュールケース２２を組み電気デバイスケース３２内に複数積層して収納する第２収納工程（＃２０４）と、この第２収納工程（＃２０４）の後にモジュールケース２２の積層方向の最外層から前記積層されたモジュールケース２２の全体を加圧する加圧工程（＃２０５）とを含むものとする。以下、詳述する。
Therefore, the method for manufacturing the assembled battery 51 (assembled electric device) according to the first embodiment of the present invention includes the flat
図３Ａは第１収納工程（＃２０１）を、図３Ｂは充填工程（＃２０２）を、図３Ｃは封止工程（＃２０３）を説明するための電池モジュール２１の概略構成図である。
3A is a schematic configuration diagram of the
電池モジュール２１（電気デバイスモジュール）はモジュールケース（以下単に「ケース」ともいう。）２２を有する。アルミニウム等の金属製のモジュールケース２２は、その開口端２３ａを有しこの開口端２３ａから４つの電池１を収納し得るロアケース２３と、このロアケース２３の開口端２３ａを被覆する蓋状のアッパーケース４１とで構成されている。ロアケース２３は、その開口端２３ａを鉛直上方にしたとき、さらに鉛直下方の底壁２５、この底壁２５に接続される左右の側壁２６、２７、紙面手前の側壁である前壁２８（図４参照）、紙面奥の側壁である後壁２９から構成されている。ロアケース２３の内部がどうなっているかを明確にするため、図３Ａ〜図３Ｃでは紙面手前の側壁である前壁２８を取り去った状態を示している。
The battery module 21 (electric device module) has a module case (hereinafter also simply referred to as “case”) 22. A
まず、第１収納工程（＃２０１）での作業を説明する。上記電池１を４つ用意し、図３Ａに示したようにロアケース２３の開口端２３ａからロアケース２３の内部に４つの電池１を鉛直方向に積層して収納する。
First, the work in the first storing step (# 201) will be described. Four
そして、図示しないが、積層した４つの電池１を各強電タブ１５、１６を用いて直並列接続することで所定電圧を有する電池モジュール２１を構成する。例えば、図５に示したように２つの電池１、１を並列に接続したものを直列に接続する。ここで、図５は電池モジュール２１の電気回路図で、電気モジュール２１からは正極端子３５及び負極端子３６をケース２２の外部に取り出す。
And although not shown in figure, the
ケース２２の外部からケース２２内部のオイルに圧力を伝達し、オイルに伝達された圧力によって各電池１を外部から加圧する目的は、発電要素２内の電極間距離を一定に保持させることにある。発電要素２を含む電池１は、図３Ａに示したように面方向でみて発電要素２の正極（８）と負極（４）が対向している中央側部Ａとそれ以外の周縁部Ｂとからなるので、電極（４、８）の存在する部分、つまり各電池１の中央側部Ａを主に加圧する必要がある。そのためには、鉛直方向（積層方向）に隣接する２つの電池１、１の間で中央側部Ａが互いに対向していることが必要である。
The purpose of transmitting pressure from the outside of the
しかしながら、モジュールケース２２の内部にオイルを封止した状態では、各電池１はオイル中に浮かんでいる。この場合、上記正極、負極の２つの端子３５、３６に各電池１の強電タブ１５、１６がリード線等を介して接続される。従って、各電池１の外装体であるラミネートフィルム１４のうち強電タブ１５、１６を取り出している側の周縁部１４ｂ（図１参照）はロアケース２３に対して固定されているといえる。一方、各電池１の外装体であるラミネートフィルム１４の残り３つの周縁部１４ａ、１４ｃ、１４ｄは浮かんだ状態となる。
However, in a state where the oil is sealed inside the
このため、複数の電池モジュール２１を含んだ組み電池５１を車両に搭載した場合に、車両に生じる振動の影響を受けて、ラミネートフィルム１４と接合している強電タブ１５、１６に応力が発生する。そこで、図３Ａに示したように、積層した各電池１の間の周縁部Ｂにリテーナ３７を配置し、これによってラミネートフィルム１４と接合している強電タブ１５、１６に作用する応力を抑制する。
For this reason, when the assembled
リテーナ３７によって、隣接する２つの電池１、１の間に隙間３８が生じるようにする。隣接する２つの電池１、１の間に隙間３８を生じさせる理由は、図３Ｃで後述するようにロアケース２３内にオイルを満たしアッパーケース４１で蓋をしてケース２２の内部にオイルを密封したとき、この隙間３８にオイルを導くためである。
The
さらに、最上段の電池１の上、最下段の電池１の下にもロアケース２３にアッパーケース４１で蓋をしたとき、最上段の電池１とアッパーケース４１との間、最下段の電池１とロアケース２３の底壁２５との間にも隙間３９、４０が生じるようにする。最上段の電池１の上、最下段の電池１の下にも隙間３９、４０を生じさせる理由は、図３Ｃで後述するようにロアケース２３内にオイルを満たしアッパーケース４１で蓋をしてケース２２の内部にオイルを密封したとき、この隙間３９、４０にオイルを導くためである。
Furthermore, when the
上記リテーナ３７ついては、図４を参照してさらに説明する。図４は最下段の電池１を収納した状態のロアケース２３をある高さで水平方向に切断した断面を上からみた平面図である。図４に示したように最下段の電池１の強電タブ１５、１６が、リード線等を介して右壁２６に設けられている正極、負極の端子３５、３６に接続されている。このとき、電池１の積層ずれが生じ易いのは強電タブ１５、１６を取り出している周縁部１４ｂと反対側の周縁部１４ｃの側である。そこで、例えば、ロアケース２３の底壁２５の上にかつロアケース２３の左壁２７と平行に棒状のリテーナ３７を配置し、リテーナ３７の一端３７ａをロアケース２３の後壁２９に、リテーナ３７の他端３７ｂをロアケース２３の前壁２８に当接させる。この場合に、棒状のリテーナ３７の断面をは正方形または長方形としてしてあり、リテーナ３７の鉛直方向の上下の面に接着剤を塗布しておく。これによって、リテーナ３７の下面はロアケース２３の底壁２５に固定される。
The
次に、このリテーナ３７の上に最下段の電池１を乗せ、最下段の電池１のうち下面側の周縁部Ｂ及びこの周縁部Ｂに隣接する中央側部Ａをリテーナ３７の上面と当接させる。これによって、リテーナ３７の上面と、最下段の電池１のうち下面側の周縁部Ｂ及びこの周縁部Ｂに隣接する中央側部Ａとが接着剤によって固定される。この状態で上記のように最下段の電池１の強電タブ１５、１６をリード線等を介して右壁２６に設けられている正極、負極の端子３５、３６に接続する。
Next, the
次に、この最下段の電池１の上にかつロアケース２３の左壁２７と平行に２段目のリテーナ３７を配置し、２段目のリテーナ３７の一端３７ａをロアケース２３の後壁２９に、リテーナ３７の他端３７ｂをロアケース２３の前壁２８に当接させる。この場合に、２段目のリテーナ３７の鉛直方向の上下の面にも接着剤を塗布しておくことで、２段目のリテーナ３７の下面と、最下段の電池１のうち上面側の周縁部Ｂ及びこの周縁部Ｂに隣接する中央側部Ａとが接着剤によって固定される。
Next, a second-
次に、２段目のリテーナ３７の上に２段目の電池１を乗せ、２段目の電池１のうち下面側の周縁部Ｂ及びこの周縁部Ｂに隣接する中央側部Ａを２段目のリテーナ３７の上面と当接させる。これによって、２段目のリテーナ３７の上面と、２段目の電池１のうち下面側の周縁部Ｂ及びこの周縁部Ｂに隣接する中央側部Ａとが接着剤によって固定される。この状態で２段目の電池１の強電タブ１５、１６をリード線等を介して右壁２６に設けられている正極、負極の端子３５、３６に接続する。
Next, the second-
後は上記を繰り返して、ロアケース２３の内部に５つのリテーナ３７を配置する。
Thereafter, the above is repeated, and five
このように隣接する２つの電池の間、ロアケース底壁２５と最下段の電池との間、アッパーケース４１と最上段の電池との間に各リテーナ３７を配置することで、各電池１の積層ずれを防止すると共に、電池１の上下の面をオイルと直接接触させることができる。
Thus, by arranging the
次に、充填工程（＃２０２）での作業を説明する。上記のようにして、強電タブ１５、１６の正極、負極の端子３５、３６への接続及びリテーナ３７の配置を完了した後には、図３Ｂに示したようにロアケース２３内に流動体としてのオイルを充填する。
Next, the work in the filling step (# 202) will be described. After the connection of the
オイルは最上段のリテーナ３７の上面３７ａがかぶるまで、つまりオイル液面がリテーナ３７の上面３７ａより鉛直上方となるまで充填（供給）する。そして、ケース２２の内部をオイルで満たし、アッパーケース４１をロアケース２３に固定してケース２２の内部を密封状態としたとき、アッパーケース４１の下面４５と最上段の電池１の上面１ａとの間の隙間３９にオイルが満たされる（図３Ｃ参照）。これによって、最上段の電池１の上面１ａの全体がオイルと直接に接触する。
The oil is charged (supplied) until the
隣接する２つの電池１、１の間に形成されている隙間３８にもオイルが満たされるのであり、これによって、隣接する２つの電池１、１の上面１ａ、下面１ｂの全体がオイルと直接に接触する。同様に、ロアケース２３の底壁２５と最下段の電池１の下面１ｂとの間の隙間４０にもオイルが満たされ、これによって、最下段の電池１の下面１ｂの全体がオイルと直接に接触する。
The
次に、封止工程（＃２０３）での作業を説明する。図３Ｃに示したようにアッパーケース４１をロアケース２３に鉛直方向上方から装着して固定し、モジュールケース２２の内部がオイルで満たされた状態かつ密閉状態を保ち得るようにする。例えば、アッパーケース４１の周縁にフランジ部４３を設けると共に、このフランジ部４２に対応して、ロアケース２３の上方開口端に段付きフランジ部３３を設けておき、フランジ部４２をこの段付きフランジ部３３に嵌合させる。
Next, the work in the sealing step (# 203) will be described. As shown in FIG. 3C, the
詳細には、アッパーケース４１のフランジ部４３は、蓋部４２から鉛直方向上方に延びる第１延設部４３ａ、この第１延設部４３ａから水平方向外側に延びる第２延設部４３ｂから構成されている。一方、ロアケース２３の段付きフランジ部３３は、側壁から水平方向外側に延びる第１延設部３３ａ、この第１部延設部３３ａから鉛直方向上方に延びる第２延設部３３ｂ、この第２延設部３３ｂから水平方向外側に延びる第３延設部３３ｃから構成されている。そして、アッパーケース４１の第１延設部４３ａをロアケース２３の第２延設部３３ｂに嵌合し、その嵌合した部位を溶接したり接着剤を塗布したりすることによって、モジュールケース２２の内部がオイルで満たされた状態かつ密閉状態を保ち得るようにする。
Specifically, the
ここで、正極、負極の２つの端子３５、３６はロアケース２３の右壁２６の外周に設けられている（図４参照）。各電池１の強電タブ１５、１６をこの２つの端子３５、３６に接続するためのリード線等の電気部品は右壁２６を貫通する。このため、当該電気部品が右壁２６を貫通する部分には、当該電気部品と金属製であるロアケース右壁２６とが短絡することを防止するための公知の絶縁処理（図示しない）を施している。また、当該電気部品がロアケース右壁２６を貫通してもモジュールケース２２の内部の油密を保持する公知の機構（図示しない）を施してもいる。これで、封止工程（＃２０３）での作業を終了する。
Here, the positive and
オイルは、あらゆる方向に圧力を伝達し得る性質を有するので、後述するようにケース２２の外部からケース２２を鉛直方向（積層方向）の内側に圧迫したとき、ケース２２の内部に収納されている各電池１に均等に圧力を作用させることができる。
Since oil has the property of transmitting pressure in all directions, it is stored inside the
ケース２２の内部に充填するオイルは、さらに絶縁性を有する絶縁油であることが好ましい。絶縁性を有するオイルであれば、ラミネートフィルム１４の内部にオイルが侵入したときでも、電極間の短絡を防止できる。オイルの具体例として例えばシリコン油を挙げることができる。
The oil filled in the
また、図７で後述するように、最上段の電池モジュール２１に鉛直方向上方より圧迫する力を加えたとき、この力がケース２２のフランジ部４３、３３に加わったのでは、効率よく各電池モジュール２１内のオイルに力を伝達することができない。そこで、アッパーケース４１に蓋部４２より鉛直上方に突出する凸部４４を設けて、この凸部４４に外部からの力が加わるようにする。
Further, as will be described later with reference to FIG. 7, when a force is applied to the
図６は第２収納工程（＃２０４）を、図７は加圧工程（＃２０５）を説明するための組み電池３１の概略構成図、図８は組み電池ケース５２の分解斜視図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the assembled battery 31 for explaining the second storing step (# 204), FIG. 7 is an explanatory diagram of the assembled
組み電池５１（組み電気デバイス）は組み電池ケース５２（組み電気デバイスケース）を有する。アルミニウム等の金属製の組み電池ケース５２は、その開口端を有しこの開口端から複数の電池モジュール２１を収納し得るロアケース５３と、このロアケース５３の開口端を被覆する蓋状のアッパーケース７１とで構成されている。ロアケース５３は、その開口端を鉛直上方にしたとき、さらに鉛直下方の底壁５５、この底壁５５に接続される左右の側壁５６、５７、紙面手前の側壁である前壁５８、紙面奥の側壁である後壁５９から構成されている。ロアケース５３の内部がどうなっているかを明確にするため、図６、図７では前壁５８（図８参照）を取り去った状態を示している。なお、図７の電池モジュール２１は、図６の電池モジュール２１を簡略化して記載している。組み電池ケース５２は、例えば電気自動車、ハイブリッド車両のような車両の車体９１（図７参照）に公知の固定装置（図示しない）を用いて固定される。ここで、「電池モジュール」とは、組み電池（全体）に対する一部として働く、独立の充放電機能をもったユニットのことをいう。
The assembled battery 51 (assembled electric device) has an assembled battery case 52 (assembled electric device case). An assembled
まず、第２収納工程（＃２０４）での作業を説明する。上記の電池モジュール２１を複数用意し、図６に示したようにロアケース５３の内部に全ての電池モジュール２１を鉛直方向に積層して収納する。すなわち、第１の電池モジュールの上に第２の電池モジュールを重ねたとき、第２の電池モジュールのロアケース２３側壁（２６〜２９）の外周と、第１の電池モジュールのアッパーケース４１の第１延設部４３ａとの間に水平方向に多少動き得る隙間を設けている。このため、積み重ねる側のロアケース２３を積み重ねられる側のアッパーケース４１の第１延設部４３ａの内側に嵌め込むことで、積み重ねる側のロアケース２３の底面２５ｃを、積み重ねられる側のアッパーケース４１の凸部４４と当接させることができる。この作業を繰り返して、電池モジュール２１を鉛直方向に積層する。隣接する２つの電池モジュール２１、２１の間で、積み重ねる側のロアケース２３の底面２５ｃと、積み重ねられる側のアッパーケース４１の凸部４４とを当接させるのは、隣接する２つの電池モジュール２１、２１間に力を効率よく伝えるためである。なお、図６は、積層される３つの電池モジュール２１のみを示しているが、実際には鉛直上方に電池モジュール２１がさらに積層されることになる（図７参照）。
First, the work in the second storage step (# 204) will be described. A plurality of the
積み重ねる側のロアケース２３は積み重ねられる側のアッパーケース４１の第１延設部４３ａ（フランジ部４３）に阻止されて水平方向に動き得ない。これによって、各電池モジュール２１が組み電池ケース５２の内部で水平方向にずれること（電池モジュール２１の積層ずれ）を防止している。
The
そして、積層した複数の電池モジュール２１を、正極、負極の２つの各端子３５、３６（図８参照）を用いて直列接続、並列接続またはこれらを組み合わせた直並列接続することで所定電圧を有する組み電池５１を構成する。組み電池５１の正負２つの外部端子６５、６６は、例えばロアケース５３の右壁５６の外周に設けられている（図８参照）。各電池モジュール２１の正極、負極の端子３５、３６をこの正負の外部端子６５、６６に接続するための一対のリード線（図示しない）はロアケース右壁５６を貫通する。このため、一対のリード線の他端に各電池モジュール２１の正極・負極の端子３５、３６を接続し、リベットで固定する。なお、一対のリード線がロアケース右壁５６を貫通する部分には、一対のリード線と金属製であるロアケース右壁５６とが短絡することを防止するための公知の絶縁処理（図示しない）を施している。図８では２つの外部端子６５、６６をロアケース右壁５６のほぼ中央に設けているが、２つの外部端子６５、６６を設ける位置はこれに限られない。
The plurality of stacked
次に、加圧工程（＃２０５）での作業を説明する。上記のようにロアケース５３に複数の電池モジュール２１を積層し、正極・負極の端子３５、３６への接続を完了した後には、図７に示したようにアッパーケース７１をロアケース５３に鉛直方向の上方から装着する。そして、加圧機構８１を用い、最上段の電池モジュール２１に鉛直方向上方より圧迫する力を加えることにより、アッパーケース７１から内部に積層されている複数の電池モジュール２１の全体に力が加わるようにする。この場合、鉛直方向上方より圧迫する力が電池モジュール２１のフランジ部４３、３３に加わったのでは、効率よく電池モジュール２１内に封止されているオイルに力を伝達することができない。そこで、電池ケース５２のうちのアッパーケース７１に蓋部７２より鉛直下方に突出する凸部７４を設け、この凸部７４を最上段の電池モジュール２１のアッパーケース４１の凸部４４に当接させている。アッパーケース７１の蓋部７２と、最上段の電池モジュール２１のフランジ部４３との間には上下方向（鉛直方向）の隙間が設けられ、アッパーケース７１に加わる力が最上段の電池モジュール２１のフランジ部４３に直接伝達されることはない。
Next, the work in the pressurizing step (# 205) will be described. After the plurality of
また、図８にも示したように、アッパーケース７１の周縁にフランジ部７３を設けると共に、このフランジ部７３に対応してロアケース５３の上方開口端にもフランジ部６３を設け、２つのフランジ部７３、６３を対向させる。詳細には、図７に示したようにロワケース５３のフランジ部６３は、４つの側壁（５６〜５９）から水平方向外側に延びる延設部から構成されている。一方、アッパーケース７１のフランジ部７３は、蓋部７２から鉛直方向上方に延びる第１延設部７３ａと、この第１延設部７３ａから水平方向外側に延びる第２延設部７３ｂとから構成されている。これら対向する２つのフランジ部７３、６３には、フランジ部７３、６３の周方向に等間隔でこれら２つのフランジ部７３、６３を貫通する貫通孔８３、８２を４つ設けている（図８参照）。なお、貫通孔８３、８２の個数は４つに限定されるものでない。
Further, as shown in FIG. 8, a
上記の加圧機構８１は、例えば各一対の貫通孔８３、８２に挿通されるボルト８４、ナット８５及びシム８６で構成し、２つのフランジ部７３、６３の間隔がシム８６の厚さとなるまでボルト８４をナット８５に対して締め付ける。
The
この締め付けによって、アッパーケース７１からロアケース５３の内部に積層されている電池モジュール２１の全体に対し鉛直下方に向けて圧迫する力が加わる。このように一方から力を加えたとき、他方つまりロアケース５３の底壁５５には反力が生じ、この反力がロアケース５３の底壁５５からロアケース５３の内部に積層されている電池モジュール２１の全体に対し鉛直上方に向けて加わる。このようにして、電池モジュール２１の積層方向の最外層から少なくとも二枚の剛材（アッパーケース７１及びロアケース５３の底壁５５）でケース５２内部の電池モジュール２１の全体を加圧すると、この力は各電池モジュール２１内部のオイルに伝達される。オイルは、あらゆる方向に圧力を伝達し得る性質を有するので、電池モジュール２１の内部の各電池１に外部から均一な圧力を加えることができる。
By this tightening, a force is applied that presses the
ここでは、各モジュールケース２２の内部に封止しているオイルの圧力を大気圧より一定圧だけ高い圧力としたいので、この大気圧より一定圧だけ高い圧力を、以下「規定圧」とする。加圧機構８１によってケース５２内部の電池モジュール２１の全体に加わる力は、シム８６の厚さによって定まる。例えば、シム８６の厚さが相対的に薄い場合のほうが、シム８６の厚さが相対的に厚い場合よりケース５２内部の電池モジュール２１の全体に加わる力が相対的に大きくなる。従って、シム８６の厚さを調整することによって、規定圧を管理できる。なお、組み電池ケース５２については、モジュールケース２２と異なり、組み電池ケース５２の内部を密閉状態に保つ必要はない。これで組み電池５１の製造を終了する。
Here, since the pressure of the oil sealed inside each
流動体としてオイルを挙げたが、オイルに限定されるものでない。例えば、オイルに代えて不凍液を用いることで、組み電池５１を使用する環境温度が零下になっても利用できる。これによって、組み電池５１とそれを含む製品の使用できる地域と季節が広がる。
Although oil was mentioned as a fluid, it is not limited to oil. For example, by using antifreeze instead of oil, it can be used even when the environmental temperature at which the assembled
ここで、第１実施形態の作用効果を説明する。 Here, the function and effect of the first embodiment will be described.
第１実施形態の組み電池５１（組み電気デバイス）の製造方法では、電極（４、８）と電解質（１２）とを積層して構成される扁平状の発電要素２を有し、ラミネートフィルム１４（扁平状のフィルム）を発電要素２の外装材とする電池１（電気デバイス）をモジュールケース２２内に複数積層して収納する第１収納工程（＃２０１）と、この第１収納工程の後にモジュールケース２２内にオイル（流動体）を充填する充填工程（＃２０２）と、この充填工程（＃２０２）の後にモジュールケース２２内をオイルで密閉状態に封止する封止工程（＃２０３）と、この内部にオイルの封止されたモジュールケース２２を組み電気デバイスケース５２内に複数積層して収納する第２収納工程（＃２０４）と、この第２収納工程の後にモジュールケース２２の積層方向の最外層から積層されたモジュールケース２２の全体を加圧する加圧工程（＃２０５）とを含んでいる。あるいは第１実施形態の組み電池５１（組み電気デバイス）の製造方法により製造される組み電池５１（組み電気デバイス）では、電極（４、８）と電解質（１２）とを積層して構成される扁平状の発電要素２を有し、ラミネートフィルム１４（扁平状のフィルム）を発電要素の外装材とする電池１（電気デバイス）と、開口端２３ａを有するロアケース２３及びこのロアケース２３の開口端２３ａを被覆するアッパーケース４１で構成されるモジュールケース２２を備え、このモジュールケース２２のうちのロアケース２３に電池１を複数積層して格納し、この複数の各電池１の外周にオイル（流動体）を充填した後にモジュールケース２２のうちのアッパーケース４１でロアケース２３の開口端２３ａを被覆して密封した電池モジュール２１（電気デバイスモジュール）と、開口端を有するロアーケース５３及びこのロアケース５３の開口端を被覆するアッパーケース７１で構成される組み電池ケース５２（組み電気デバイスケース）を備え、この組み電池ケース５２のうちのロアケース５３に電池モジュール２１を複数積層して格納した後に組み電池ケース５２のうちのアッパーケース７１でロアケース５３の開口端を被覆し、この格納している電池モジュール２１の全体を加圧機構８１を用いて加圧した電池モジュール２１とを含んでいる。第１実施形態によれば、積層されたモジュールケース２２の全体を加圧する力は各モジュールケース２２内部のオイルに圧力として伝わり、このオイルの圧力が均等に各電池１の面を加圧する。オイルは、あらゆる方向に圧力を伝達し得る性質を有するので、各電池１が面内方向に厚さがばらつく場合であっても、各電池１に均一な圧力を加えることができる。モジュールケース２２の内部の各電池１が均一に加圧されると、各電池１内の発電要素２の電極間距離が一定となり、電池１の充放電反応が均一に進み、電池１が劣化することを防止できる。
In the manufacturing method of the assembled battery 51 (assembled electric device) according to the first embodiment, the flat
第１実施形態の組み電池５１の製造方法によれば、モジュールケース２２が、開口端２３ａを有しこの開口端２３ａから複数の電池１を収納し得るロアケース２３と、このロアケース２３の開口端２３ａを被覆するアッパーケース４１とで構成される場合に、第１収納工程（＃２０１）において、隣接する２つの電池１、１の間、最上段の電池１とアッパーケース４１との間及び最下段の電池１とロアケース２３の底壁２５との間に隙間３８〜４０を設けるので（図３Ａ参照）、発電要素２を被覆するラミネートフィルム１４（外装体）の表面に凹凸が生じることによって面内方向に厚さがばらついている電池１を含む場合であっても、ケース２２の内部に収納されている各電池１に均等に圧力を作用させることができる。
According to the method for manufacturing the assembled
発電要素２内の電極間距離を一定に保つため圧力が加わる必要がある箇所は、正極８と負極４が対向している中央側部Ａである。第１実施形態の組み電池５１の製造方法によれば、電池１が、面方向でみて正極８と負極４が対向している中央側部Ａとそれ以外の周縁部Ｂとからなる場合に、中央側部Ａがオイル（流動体）と接しているので（図３Ｃ参照）、電極（４、８）が確実に加圧される状態を実現できる。
The place where the pressure needs to be applied in order to keep the distance between the electrodes in the
第１実施形態の組み電池５１の製造方法によれば、流動体は絶縁性を有するオイルであるので、電池１の外装材としてのラミネートフィルム１４がほころびてオイルがラミネートフィルム１４で被覆された内部に侵入したときでも、電極間が短絡することを防止できる。
According to the manufacturing method of the assembled
第１実施形態の組み電池５１の製造方法によれば、電池１が、ラミネートフィルム１４（扁平状のフィルム）で発電要素２を被覆し、このラミネートフィルム１４の周縁部を熱融着により接合すると共に、周縁部１４ｂ（周縁部の一部）より正負の強電タブ１５、１６を近接して取り出している場合に、第１収納工程（＃２０１）においてこの正負の強電タブ１５、１６をモジュールケース２２に設けた正極、負極の端子３５、３６に接続する一方で、周縁部１４ｃ（正負の強電タブ１５、１６を取り出している周縁部と反対側の周縁部）をロアケース２３（モジュールケース）に固定するので、ラミネートフィルム１４と接合している強電タブ１５、１６に作用する応力を抑制することができる。
According to the method for manufacturing the assembled
（第２実施形態）
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄは第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法を説明するための電池モジュール２１の概略構成図、図１０は同じくモジュールケース２２の分解斜視図、図１１は同じく電池モジュール２１全体の概略構成図である。
(Second Embodiment)
9A, 9B, 9C, and 9D are schematic configuration diagrams of the
第１実施形態の組み電池５１の製造方法は各モジュールケース２２内にオイルを満たし、組み電池ケース５２のうちのアッパーケース７１から複数の電池モジュール２１の全体を機械的に圧迫（加圧）することによって各モジュールケース２２の内部のオイルに圧力を伝達する構成であった。一方、第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法はモジュールケース２２の内部を加圧したオイルで満たすものである。従って、第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法により製造した電池モジュールを用いて組み電池５１を構成したとき、組み電池ケース５２のうちのアッパーケース７１から複数の電池モジュール２１の全体を機械的に加圧することはしない。ただし、モジュールケース２２の内部を加圧したオイルで満たす以外の電池モジュール２１の他の構成は第１実施形態の電池モジュール２１の構成と同様である。すなわち、第２実施形態の電池モジュール２１（電気デバイスモジュール）は図１０にも示したようにモジュールケース２２を有している。そして、アルミニウム等の金属製のモジュールケース２２は、開口端２３ａを有しこの開口端２３ａから複数の電池１を収納し得るロアケース２３と、このロアケース２３の開口端２３ａを被覆するアッパーケース４１とで構成されている。ここで、モジュールケース２２内のオイル圧力は第１実施形態と同じ規定圧である。
In the manufacturing method of the assembled
このため、第２実施形態では、図１０にも示したようにオイル充填用のオイル供給管１０１（流動体供給管）の一方の開口端をモジュールケース２２のうちのロアケース２３の右壁２６に取り付けている。また、オイル供給管１０１にオイル供給管１０１を開閉する手動のストップバルブ１０２（開閉手段）を介装している。
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 10, one open end of the oil supply pipe 101 (fluid supply pipe) for oil filling is connected to the
さらに、第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法では、第１実施形態の組み電池５１の製造方法と相違して図１１にも示したようにオイル供給手段１１１（流動体供給手段）、接離手段１０３を備える。オイル供給手段１１１は、オイルタンク１１２、オイルポンプ１１３、オイル供給管１１４から構成されている。オイルタンク１１２はオイルを貯留するものである。オイルポンプ１１３はオイルタンク１１２内のオイルをオイル供給管１１４に圧送するものである。オイル供給圧を知るためオイル供給管１１４に圧力センサ１１５を設けている。
Further, in the method of manufacturing the
上記の接離手段１０３は、オイルカップラー（配管継手）のメス１０４とオス１０５とから構成されている。すなわち、オイルカプラーのメス１０４はオイル供給管１０１の他方の開口端に付属させている。一方、オイルタンク１１２からのオイルがオイルポンプ１１３によって圧送されるオイル供給管１１４の開口端にはオイルカプラーのオス１０５を付属させている。オイルカプラーのメス１０４及びオス１０５は、両者が接続されていないときに各オイル供給管１０１、１１４の開口端からオイルが外部に流れ出ないように開口端を閉じている。両者を接続したときには各開口端を開いて２つのオイル供給管１０１、１１４を連通する。
The contact / separation means 103 includes an oil coupler (piping joint)
第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法では、電池１をロアケース２３内に複数積層して収納する第１収納工程（＃２１１）と、この第１収納工程の後にアッパーケース４１でロアケース２３を被覆してモジュールケース２２内を密閉状態に封止する第１封止工程（＃２１２）と、この第１封止工程（＃２１２）の後にストップバルブ１０２を開状態としてオイル供給手段１１１を作動させてモジュールケース２２内にオイルを供給するオイル供給工程（＃２１３）と、モジュールケース２２内に供給されたオイルの圧力が規定圧となるまで加圧する加圧工程（＃２１４）と、オイルの圧力が規定圧となったとき、ストップバルブ１０２を全閉状態としてモジュールケース２２を密閉状態に封止する第２封止工程（＃２１５）と、この第２封止工程（＃２１５）の後にオイル供給管１０１の他方の開口端とオイル供給手段１１１とを接離手段１０３を用いて切離す切離し工程（＃２１６）とを含んでいる。以下、詳述する。
In the manufacturing method of the
図９Ａは第１収納工程（＃２１１）を、図９Ｂは第１封止工程（＃２１２）を、図９Ｃはオイル供給工程（＃２１３）、加圧工程（＃２１４）及び第２封止工程（＃２１５）を説明するための電池モジュール２１の概略構成図である。図９Ｄは完成した電池モジュール２１の概略構成図である。図９Ａ〜図９Ｄにおいて、第１実施形態の図３Ａ〜図３Ｃと同一部分には同一番号を付している。
9A shows the first storing step (# 211), FIG. 9B shows the first sealing step (# 212), and FIG. 9C shows the oil supply step (# 213), the pressurizing step (# 214), and the second sealing step. It is a schematic block diagram of the
まず、第１収納工程（＃２１１）での作業を説明する。図９Ａに示したようにロアケースの開口端２３ａからロアケース２３の内部に第１実施形態と同じに４つの電池１を鉛直方向に積層して収納する。
First, the work in the first storing step (# 211) will be described. As shown in FIG. 9A, the four
そして、積層した４つの電池１を各強電タブ１５、１６を用いて第１実施形態と同様に直並列接続することで（図４、図５参照）、所定電圧を有する電池モジュール２１を構成する。
And the
また、積層した各電池１の間の周縁部Ｂに棒状のリテーナ３７を配置し、これによってラミネートフィルム１４と接合している強電タブ１５、１６に作用する応力を抑制する。また、リテーナ３７によって隣接する２つの電池１、１の間に隙間３８が生じるようにする。さらに、最上段の電池１の上、最下段の電池１の下にも各電池１の周縁部Ｂから中央側部Ａに少しかかるリテーナ３７をそれぞれ配置する。これによって、ロアケース２３にアッパーケース４１で蓋をしたとき、最上段の電池１とアッパーケース４１との間、最下段の電池１とロアケース２３の底壁２５との間にも隙間３９、４０が生じるようにする（図９Ｂ参照）。このように、電池モジュール２１の内部の構成は第１実施形態の電池モジュール２１と変わらない。
Moreover, the rod-shaped
次に、第１封止工程（＃２１２）での作業を説明する。第１収納工程（＃２１１）でモジュールケース２２の内部に４つの電池１を積層し、強電タブ１５、１６の接続を完了した後には、アッパーケース４１のフランジ部４３をロアケース２３の段付きのフランジ部３３に嵌合する。そして、図９Ｂに示したようにその嵌合した部位を溶接したり接着剤を塗布したりすることによって、モジュールケース２２の内部が密閉状態を保ち得るようにする（密閉状態に封止する）。このように、第１封止工程（＃２１２）での作業は第１実施形態の封止工程（＃２０３）での作業と変わらない。
Next, the work in the first sealing step (# 212) will be described. After the four
次に、オイル供給工程（流動体供給工程）（＃２１３）及び加圧工程（＃２１４）での各作業を説明する。 Next, each operation in the oil supply process (fluid supply process) (# 213) and the pressurization process (# 214) will be described.
まず、図９Ｃに示したようにストップバルブ１０２を全開状態とし、オイルカプラーのメス１０４及びオス１０５をカップリング（接続）し、オイルポンプ１１３を作動させ、オイルタンク１１２内のオイルをモジュールケース２２の内部に供給する。
First, as shown in FIG. 9C, the
ケース２２の内部に侵入するオイルは、まずロアケース２３の底壁２５と最下段の電池１の下面１ｂとの間の隙間４０を満たす。これによって、最下段の電池１の下面１ｂの全体がオイルと直接に接触する。次に、オイルは隣接する２つの電池１、１の間の隙間３８を満たす。これによって、隣接する２つの電池１、１の上面１ａ、下面１ｂの全体がオイルと直接に接触する。最後にアッパーケース４１の下面４５と最上段の電池１の上面１ａとの間の隙間３９をオイルが満たす。これによって、最上段の電池１の上面１ａの全体がオイルと直接に接触する。
The oil entering the inside of the
このようにしてモジュールケース２２の内部にオイルが行き渡った後には、圧力センサ１１５により検出される圧力指示値が大気圧より上昇してゆく。圧力指示値が大気圧より上昇するのを待つことが加圧工程（＃２１４）での作業である。
After the oil has spread throughout the
次に、第２封止工程（＃２１５）での作業を説明する。図９Ｃにおいて目視によりセンサ１１５の圧力指示値が規定圧まで上昇したタイミングでストップバルブ１０２を全閉状態とし、オイルポンプ１１２の作動を停止する。これによって規定圧のオイルがモジュールケース２２内に封止される。
Next, the work in the second sealing step (# 215) will be described. In FIG. 9C, the
次に、切離し工程（＃２１６）での作業を説明する。切離し工程での作業を終了したとき、図１１に示した状態と同じになるので、切離し工程（＃２１６）での作業は図示していない。すなわち、オイルカプラーのメス１０４及びオス１０５の接続を外すことが切離し工程（＃２１６）での作業である。
Next, the work in the separation step (# 216) will be described. When the work in the separation process is completed, the state is the same as that shown in FIG. 11, and therefore the work in the separation process (# 216) is not shown. That is, disconnecting the
この切離し工程（＃２１６）での作業を終了したとき、電池モジュール２１の内部は、図９Ｄに示したように規定圧まで加圧されたオイルで封止されている。
When the work in the separation step (# 216) is completed, the inside of the
オイル供給管１０１のモジュールケース２２への取り付け位置は、図１０、図１１に示した位置に限られない。モジュールケース２２の内部に規定圧のオイルを封入する方法もこれに限られない。これで電池モジュール２１の製造を終了する。
The attachment position of the
ここで、第２実施形態の作用効果を説明する。 Here, the effect of 2nd Embodiment is demonstrated.
第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法では、電極（４、８）と電解質（１２）とを積層して構成される扁平状の発電要素２を有し、ラミネートフィルム１４（扁平状のフィルム）を発電要素２の外装材とする電池１と、開口端２３ａを有しこの開口端２３ａから複数の電池１を収納し得るロアケース２３と、このロアケース２３の開口端２３ａを被覆するアッパーケース４１とで構成されるモジュールケース２２と、このモジュールケース２２に一方が開口するオイル供給管１０１（流動体供給管）と、このオイル供給管１０１を開閉するストップバルブ１０２（開閉手段）と、オイル供給管１０１の他方の開口端を介してモジュールケース２２内にオイル（流動体）を供給するオイル供給手段１１１（流動体供給手段）と、このオイル供給手段１１１とオイル供給管１０１とを接離する接離手段１０３とを備え、電池１をロアケース内２３に複数積層して収納する第１収納工程（＃２１１）と、この第１収納工程（＃２１１）の後にアッパーケース４１でロアケース２３を被覆してモジュールケース２２内を密閉状態に封止する第１封止工程（＃２１２）と、この第１封止工程（＃２１２）の後にストップバルブ１０２を開状態としてオイル供給手段１１１を作動させてモジュールケース２２内にオイルを供給するオイル供給工程（流動体供給工程）（＃２１３）と、モジュールケース２２内に供給されたオイルの圧力が規定圧となるまで加圧する加圧工程（＃２１４）と、オイルの圧力が規定圧となったとき、ストップバルブ１０２を全閉状態としてモジュールケース２２を密閉状態に封止する第２封止工程（＃２１５）と、この第２封止工程（＃２１５）の後にオイル供給管１０１の他方の開口端とオイル供給手段１１１とを接離手段１０３を用いて切離す切離し工程（＃２１６）とを含んでいる。あるいは第２実施形態の電池モジュール２１により製造される電池モジュール２１では、電極（４、８）と電解質（１２）とを積層して構成される扁平状の発電要素２を有し、ラミネートフィルム１４（扁平状のフィルム）を発電要素２の外装材とする電池１と、開口端２３ａを有するロアケース２３及びこのロアケース２３の開口端２３ａを被覆するアッパーケース４１で構成されるモジュールケース２２を備え、ロアケース２３に電池１を複数積層して格納した後にアッパーケース４１でロアケース２３の開口端２３ａを被覆し、この格納している各電池１の外周にオイルを充填し、大気圧より加圧された状態で密閉している。オイルは、あらゆる方向に圧力を伝達し得る性質を有するので、モジュールケース２２の内部に収納されている各電池１が面内方向に厚さがばらつく場合であっても、各電池１に均一な圧力を加えることができる。このため、第２実施形態によれば、モジュールケース２２の内部に封止された規定圧のオイルや大気圧より加圧された状態でのオイルが均等な圧力で各電池１の面を加圧する。モジュールケース２２の内部の各電池１がオイルによって均一に加圧されると、各電池１の発電要素２の内部で電極間距離が一定となり、電池１の充放電反応が均一に進み、電池１が劣化することを防止できる。
In the manufacturing method of the
第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法によれば、モジュールケース２２が、開口端２３ａを有しこの開口端２３ａから複数の電池１を収納し得るロアケース２３と、このロアケース２３の開口端２３ａを被覆するアッパーケース４１とで構成される場合に、第１収納工程（＃２１１）において、隣接する２つの電池１、１の間、最上段の電池１とアッパーケース４１との間及び最下段の電池１とロアケース２３の底壁２５との間に隙間３８〜４０を設けるので、発電要素２を被覆するラミネートフィルム１４（外装体）の表面に凹凸が生じることによって面内方向に厚さがばらついている電池１を含む場合であっても、ケース２２の内部に収納されている各電池１に均等に圧力を作用させることができる。
According to the method of manufacturing the
発電要素２内の電極間距離を一定に保つため圧力が加わる必要がある箇所は、正極８と負極４が対向している中央側部Ａである。第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法によれば、電池１が、第１実施形態と同じに面方向でみて正極８と負極４が対向している中央側部Ａとそれ以外の周縁部Ｂとからなる場合に、中央側部Ａがオイルと接しているので、電極（８、４）が確実に加圧される状態を実現できる。
The place where the pressure needs to be applied in order to keep the distance between the electrodes in the
第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法によれば、絶縁性を有するオイル（絶縁油）であるので、外装材（１４）がほころびてオイルが外装材（１４）で被覆された内部に侵入したときでも、電池１の電極間が短絡することを防止できる。
According to the manufacturing method of the
第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法によれば、電池１が、ラミネートフィルム１４（扁平状のフィルム）で発電要素２を被覆し、このラミネートフィルム１４の周縁部を熱融着により接合すると共に、この周縁部１４ｂ（周縁部の一部）より正負の強電タブ１５、１６を近接して取り出している場合に、第１収納工程（＃２１１）においてこの正負の強電タブ１５、１６をモジュールケース２２に設けた正極、負極の端子３５、３６に接続する一方で、周縁部１４ｃ（正負の強電タブ１５、１６を取り出している周縁部１４ｂと反対側の周縁部）をロアケース２３（モジュールケース）に固定するので、ラミネートフィルム１４と接合している強電タブ１５、１６に作用する応力を抑制することができる。
According to the method for manufacturing the
第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法によれば、開閉手段はストップバルブ１０２であるので、開閉手段を容易に実現できる。
According to the method for manufacturing the
（第３実施形態）
図１２、図１３は第３実施形態の電池モジュール２１の製造方法を説明するための電池モジュール２１の概略構成図、図１４は同じくモジュールケース２２の分解斜視図、図１５は同じく電池モジュール２１全体の概略構成図である。図１４、図１５において、第２実施形態の図１０、図１１と同一部分には同一番号を付している。
(Third embodiment)
12 and 13 are schematic configuration diagrams of the
第３実施形態の電池モジュール２１の製造方法では、図１４に示したように、モジュールケース２２のうちアッパーケース４１の蓋部４２にガス抜き用のパージ管１３１の一方の開口端を取り付け、パージ管１３１にパージ管１３１を開閉する手動のパージバルブ１３２を付属させている。また、図１５に示したように、オイルポンプ１１２の下流に、オイル供給圧を規定圧に維持する圧力調整バルブ１３４を設けている。圧力調整バルブ１３４は、オイルポンプ１１２からのオイル供給圧が規定圧以上になるとリターン通路１３５を開いてオイルをタンク１１２に戻すことにより、オイル供給圧を規定圧に維持するものである。パージ管１３１のモジュールケース２２のうちのアッパーケース４１への取り付け位置は、図１４、図１５に示した位置に限られない。なお、電池モジュール２１を積層して組み電池を構成する場合を後述するが、当該電池モジュール２１を積層する際には、これらパージ管１３１、パージバルブ１３２が積層の邪魔になるような印象を与えるかもしれない。しかしながら、図１２〜図１５に示すパージ管１３１、パージバルブ１３２はイメージを示すものでしかない。実際にはこれら部品（１３１、１３２）が積層の邪魔にならないようにパージ管１３１、パージバルブ１３３の仕様（例えばパージ管１３１には可撓性のあるものを採用する等）やパージ管１３１の取り付け位置を考慮している。
In the manufacturing method of the
第３実施形態の電池モジュール２１の製造方法は、第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法を前提として、パージ工程（＃２２１）を追加するものである。ここで、パージ工程（＃２２１）は、モジュールケース２２のうちアッパーケース４１に一方が開口するパージ管１３１と、このパージ管１３１を開閉するパージバルブ１３２とを有し、このパージバルブ１３２を開閉することで、モジュールケース２２の内部に残留するガス（特に空気）をパージ管１３１を介しパージ管１３１の他方の開口端から排除する工程である。このパージ工程は加圧工程（＃２１４）と第２封止工程（＃２１５）の間に含ませる。以下詳述する。
The manufacturing method of the
図１２はパージ工程（＃２２１）を説明するための電池モジュール２１の概略構成図である。図１３は完成した電池モジュール２１の概略構成図である。図１２、図１３において、第２実施形態の図９Ｃ、図９Ｄと同一部分には同一番号を付している。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of the
パージ工程（＃２２１）の前の加圧工程（＃２１４）で、ストップバルブ１０２は全開状態に、パージバルブ１３２は全閉状態に保持している。この状態でセンサ１１５の圧力指示値が大気圧より上昇するのを待つ。そして、目視によりセンサ１１５の圧力指示値が規定圧となったことを確認する。センサ１１５の圧力指示値が規定圧となったとき、パージ工程（＃２２１）での作業に移る。このとき、図１２においてケース２２の内部にガス（特に空気）が残存する可能性がある。圧縮性を有するガスがケース２２の内部に残存すると、ケース２２の内部を規定圧に実質的に維持できない。
In the pressurization step (# 214) before the purge step (# 221), the
ケース２２の内部に残存するガス（特に空気）は浮力で鉛直上方に向かい、アッパーケース４１の下面４５に沿って貯まる。パージ管１３１の一方の開口端はこの下面４５に開口している（図１３参照）。そこで、センサ１１５の圧力指示値が規定圧を指していることを確認した後に、パージバルブ１３２を徐々に開く。これによってアッパーケース４１の下面４５に沿って貯まっているガスをその周囲のオイルと共にパージ管１３１の他方の開口端に導いて、モジュールケース２２の外部に排出する。この排出によってセンサ１１５の圧力指示値が規定値より低下する。パージ管１３１の他方の開口端より排出されてくるガスの混じったオイルはオイルパン１３３で受ける。ガスと共に一定量のオイルがオイルパン１３３に排出された後にはパージバルブ１３２を全閉状態に戻し、センサ１１５の圧力指示値が規定値に上昇するのを待つ。そして、センサ１１５の圧力指示値が規定圧を指していることを確認した後に、パージバルブ１３２を徐々に開く。これによってアッパーケース４１の下面４５に沿って貯まっているガスをオイルと共にパージ管１３１の他方の開口端に導いてモジュールケース２２の外部に排出する。この排出によってセンサ１１５の圧力指示値が規定値より低下する。パージ管１３１の他方の開口端より排出されてくるガスの混じったオイルはオイルパン１３３で受ける。ガスと共に一定量のオイルがオイルパン１３３に排出された後にはパージバルブ１３２を全閉状態に戻し、センサ１１５の圧力指示値が規定値に上昇するのを待つ。このような操作を数度繰り返せば、ケース２２の内部に残存するガスをケース２２の外部に排出することができる。これでパージ工程（＃２２１）での作業を終了する。
Gas (especially air) remaining inside the
次に、パージ工程（＃２２１）の後に行う第２封止工程（＃２１５）及び切離し工程（＃２１６）での作業は第２実施形態と同じである。すなわち、パージ工程（＃２２１）での上記の操作を数度繰り返した後にセンサ１１５の圧力指示値が規定値に上昇したとき、ストップバルブ１０２を全閉状態とし、オイルポンプ１１３の作動を停止する。これによって規定圧のオイルがケース２２内に封入される。次に、オイルカプラーのメス１０４及びオス１０５の接続を外す。
Next, the operations in the second sealing step (# 215) and the separation step (# 216) performed after the purge step (# 221) are the same as those in the second embodiment. That is, when the pressure indication value of the
この切離し工程（＃２１６）での作業を終了したとき、電池モジュール２１の内部は、図１３に示したように規定圧のオイルで封止され、かつオイル中に含まれていたるガスも取り去られている。これで電池モジュール２１の製造を終了する。
When the work in the disconnecting step (# 216) is finished, the inside of the
このように第３実施形態の電池モジュール２１の製造方法によれば、流動体がオイルである場合に、アッパーケース４１（モジュールケース２２）に一方が開口するパージ管１３１と、このパージ管１３１を開閉するパージバルブ１３２とを有し、このパージバルブ１３２を開閉することで、モジュールケース２２の内部に残留するガスをパージ管１３１を介しパージ管１３１の他方の開口端から排除するパージ工程を加圧工程（＃２１４）と第２封止工程（＃２１５）の間に含むので、モジュールケース２２内部を全てオイルとすることができ、規定圧を実質的に維持できる。
As described above, according to the method for manufacturing the
（第４実施形態）
図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃ、図１６Ｄは第４実施形態の電池モジュール２１の製造方法を説明するための電池モジュール２１の概略構成図、 図１７は同じくモジュールケース２２の分解斜視図、図１８は同じく電池モジュール２１全体の概略構成図である。図１６Ａ〜図１６Ｄ、図１７、図１８において第２実施形態の図９Ａ〜図９Ｄ、図１０、図１１と同一部分には同一番号を付している。
(Fourth embodiment)
16A, FIG. 16B, FIG. 16C, and FIG. 16D are schematic configuration diagrams of the
第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法は流動体としてオイルを採用するものであった。流動体としては、液体以外にもガスを用いることができる。そこで、第４実施形態の電池モジュール２１の製造方法では流動体として乾燥空気（以下単に「ガス」という。）を採用する。乾燥空気に代えて窒素やアルゴンといった不活性ガスを用いてもかまわない。すなわち、第４実施形態の電池モジュール２１の製造方法はモジュールケース２２内を加圧したガスで満たすものである。従って、第４実施形態の電池モジュール２１の製造方法により製造した電池モジュール２１を用いて組み電池５１を構成したとき、第２実施形態と同様に組み電池ケース５２のうちのアッパーケース７１から複数の電池モジュール２１の全体を機械的に加圧することはしない。ただし、オイルに代えてガスを用いる以外の他の構成は第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法と同様である。すなわち、電池モジュール２１は図１７にも示したようにモジュールケース２２を有している。そして、アルミニウム等の金属製のモジュールケース２２は、開口端２３ａを有しこの開口端２３ａから複数の電池１を収納し得るロアケース２３と、このロアケース２３の開口端２３ａを被覆するアッパーケース４１とで構成されている。ここで、モジュールケース２２内のガス圧力は第１実施形態と同じ規定圧である。
The manufacturing method of the
このため、第４実施形態では、図１７にも示したようにガス充填用のガス供給管１４１（流動体供給管）の一方の開口端をモジュールケース２２のうちのロアケース２３の右壁２６に取り付けている。また、ガス供給管１４１にガス供給管１４１を開閉する手動のストップバルブ１４２（開閉手段）を介装している。
For this reason, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 17, one open end of the gas supply pipe 141 (fluid supply pipe) for gas filling is connected to the
さらに、第４実施形態の電池モジュール２１の製造方法では、図１８にも示したようにガス供給手段１５１（流動体供給手段）、接離手段１４３を備える。ガス供給手段１５１は、ガスタンク１５２、ガスポンプ１５３、ガス供給管１５４から構成されている。ガスタンク１５２はガスを貯留するものである。ガスポンプ１５３はガスタンク１５２内のガスをガス供給管１５４に圧送するものである。ガス供給圧を知るためガス供給管１５４に圧力センサ１５５を設けている。
Furthermore, the method for manufacturing the
上記の接離手段１４３は、ガスカップラー（配管継手）のメス１４４とオス１４５とから構成されている。すなわち、ガスカプラーのメス１４４はガス供給管１４１の他方の開口端に付属させている。一方、ガスタンク１５２からのガスがガスポンプ１５３によって圧送されるガス供給管１５４の開口端にはガスカプラーのオス１４５を付属させている。ガスカプラーのメス１４４及びオス１４５は、両者が接続されていないときには各ガス供給管１４１、１５４の開口端から加圧ガスが外部に流れ出ないように開口端を閉じている。両者を接続したときには各開口端を開いて２つのガス供給管１４１、１５４を連通する。
The contact / separation means 143 includes a gas coupler (piping joint)
第４実施形態の電池モジュール２１の製造方法では、電池１をロアケース２３内に複数積層して収納する第１収納工程（＃２３１）と、この第１収納工程の後にアッパーケース４１でロアケース２３を被覆してモジュールケース２２内を密閉状態に封止する第１封止工程（＃２３２）と、この第１封止工程（＃２３２）の後にストップバルブ１４２を開状態としてガス供給手段１５１を作動させてモジュールケース内にガスを供給するガス供給工程（＃２３３）と、モジュールケース２２内に供給されたガスの圧力が規定圧となるまで加圧する加圧工程（＃２３４）と、ガスの圧力が規定圧となったとき、ストップバルブ１４２を全閉状態としてモジュールケース２２を密閉状態に封止する第２封止工程（＃２３５）と、この第２封止工程（＃２３５）の後に、ガス供給管１４１の他方の開口端とガス供給手段１５１とを接離手段１４３を用いて切離す切離し工程（＃２３６）とを含んでいる。
In the manufacturing method of the
図１６Ａは第１収納工程（＃２３１）を、図１６Ｂは第１封止工程（＃２３２）を図１６Ｃはガス供給工程（＃２３３）、加圧工程（＃２３４）及び第２封止工程（＃２３５）を説明するための第４実施形態の電池モジュールの概略構成図である。第４実施形態の電池モジュール２１の製造方法では、第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法において「オイル」とあるところを「ガス」で読み替えれば足りる。このため、図１６Ａ〜図１６Ｄを用いての第１収納工程（＃２３１）、第１封止工程（＃２３２）、ガス供給工程（＃２３３）、加圧工程（＃２３４）、第２封止工程（＃２３５）切離し工程（＃２３６）の各工程の説明は省略する。上記各工程での作業を終了したとき、電池モジュール２１の内部は、図１６Ｄに示したように規定圧のガスで封止されている。
16A shows the first storing step (# 231), FIG. 16B shows the first sealing step (# 232), and FIG. 16C shows the gas supply step (# 233), the pressurizing step (# 234), and the second sealing step. It is a schematic block diagram of the battery module of 4th Embodiment for demonstrating (# 235). In the method for manufacturing the
第４実施形態の電池モジュール２１の製造方法は第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法におけるオイルに代えてガス（乾燥空気、不活性ガス）を採用するものであり、第４実施形態の電池モジュール２１の製造方法によっても、第２実施形態と同様の作用効果を奏する。
The
（第５実施形態）
図１９は第５実施形態の組み電池５１（組み電気デバイス）の製造方法を説明するための組み電池５１の概略構成図、図２０は同じく組み電池ケース５２の分解斜視図である。図１９、図２０において第１実施形態の図７、図８と同一部分には同一番号を付している。
(Fifth embodiment)
FIG. 19 is a schematic configuration diagram of the assembled
第５実施形態の組み電池５１の製造方法は、第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法によって製造された電池モジュール２１を用いるものである。なお、第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法によって製造された電池モジュール２１に代えて、第３、第４の実施形態の電池モジュール２１の製造方法によって製造された電池モジュール２１を用いてもかまわない。
The method for manufacturing the assembled
組み電池５１は組み電池ケース５２を有する。アルミニウム等の金属製の組み電池ケース５２は、図２０に示したようにその開口端を有しこの開口端から複数の電池モジュール２１を収納し得るロアケース５３と、このロアケース５３の開口端を被覆する蓋状のアッパーケース７１とで構成されている。ロアケース５３は、その開口端を鉛直上方にしたとき、さらに鉛直下方の底壁５５、この底壁５５に接続される左右の側壁５６、５７、紙面手前の側壁である前壁５８、紙面奥の側壁である後壁５９から構成されている。ロアケース５３の内部がどうなっているかを明確にするため、図１９では前壁５８を取り去った状態を示している。なお、図１９の各電池モジュール２１は、モジュールケース２２の内部に規定圧のオイルが封止されている電池モジュール２１（図９Ｄ参照）を簡略化して記載している。
The assembled
また、図１９にも示したように、アッパーケース７１の周縁にフランジ部７３を設けると共に、このフランジ部７３に対応して、ロアケース５３の上方開口端にもフランジ部６３を設けておき、２つのフランジ部７３、６３を対向させる。詳細には、図１９に示したようにロワケース５３のフランジ部６３は、４つの側壁（５６〜５９）から水平方向外側に延びる延設部から構成されている。一方、アッパーケース７１のフランジ部７３は、蓋部７２から鉛直方向上方に延びる第１延設部７３ａと、この第１延設部７３ａから水平方向外側に延びる第２延設部７３ｂとから構成されている。これら対向する一対のフランジ部７３、６３には、フランジ部７３、６３の周方向に等間隔でこれら一対のフランジ部７３、６３を貫通する貫通孔１２３、１２２を４つ設けておく（図２０参照）。なお、貫通孔１２３、１２２の個数は４つに限定されるものでない。
Further, as shown in FIG. 19, a
さらに、組み電池ケース５２には締結機構１２１を有する。締結機構１２１は、上記一対の貫通孔１２３、１２２に挿通されるボルト１２４、ナット１２５及びワッシャ１２６で構成している。
Further, the assembled
第５実施形態の組み電池５１の製造方法では、内部に規定圧のオイル（流動体）の封止されたモジュールケース２２を組み電池ケース５２のうちのロアケース５３の内部に複数積層して収納する第２収納工程（＃２４１）と、この第２収納工程（＃２４１）の後に組み電池ケース５２のうちのアッパーケース７１をこのロアケース５３に装着し両者（５３、７１）を締結機構１２１を用いて締結する締結工程（＃２４２）とを含んでいる。以下詳述する。
In the method of manufacturing the assembled
図１９は第２収納工程（＃２４１）及び締結工程（＃２４２）を説明するための組み電池３１の概略構成図である。まず、第２収納工程（＃２４１）での作業を説明する。上記図９Ｄに示す完成した電池モジュール２１を複数用意し、図１９に示したようにアッパーケース７１をロアケース５３に鉛直方向上方から装着する。すなわち、第１の電池モジュールの上に第２の電池モジュールを重ねたとき、第２の電池モジュールのロアケース２３側壁（２６〜２９）の外周と、第１の電池モジュールのアッパーケース４１の第１延設部４３ａとの間に水平方向に多少動き得る隙間を設けている。このため、積み重ねる側のロアケース２３を積み重ねられる側のアッパーケース４１の第１延設部４３ａの内側に嵌め込むことで、積み重ねる側のロアケース２３の底面２５ｃを、積み重ねられる側のアッパーケース４１の凸部４４と当接させることができる。この作業を繰り返して、電池モジュール２１を鉛直方向に積層する。隣接する２つの電池モジュール２１、２１の間で、積み重ねる側のロアケース２３の底面２５ｃと、積み重ねられる側のアッパーケース４１の凸部４４とを当接させるのは、隣接する２つの電池モジュール２１、２１間に力を効率よく伝えるためである。
FIG. 19 is a schematic configuration diagram of the assembled battery 31 for explaining the second storing step (# 241) and the fastening step (# 242). First, the work in the second storage step (# 241) will be described. A plurality of completed
積み重ねる側のロアケース２３は積み重ねられる側のアッパーケース４１の第１延設部４３ａ（フランジ部４３）に阻止されて水平方向に動き得ない。これによって、各電池モジュール２１が組み電池ケース５２の内部で水平方向にずれること（電池モジュール２１の積層ずれ）を防止している。
The
そして、積層した複数の電池モジュール２１を、正極、負極の２つの各端子３５、３６（図２０参照）を用いて直列接続、並列接続またはこれらを組み合わせた直並列接続することで所定電圧を有する組み電池５１を構成する。組み電池５１の正負２つの外部端子６５、６６は、例えばロアケースの右壁５６の外周に設けられている（図２０参照）。各電池モジュール２１の正極、負極の端子３５、３６をこの正負の外部端子６５、６６に接続するための一対のリード線（図示しない）はロアケース右壁５６を貫通する。このため、一対のリード線の他端に各電池モジュール２１の正極・負極の端子３５、３６を接続し、リベットで固定する。なお、一対のリード線がロアケース右壁５６を貫通する部分には、一対のリード線と金属製であるロアケース右壁５６とが短絡することを防止するための公知の絶縁処理（図示しない）を施している。図２０では２つの外部端子６５、６６をロアケース右壁５６のほぼ中央に設けているが、２つの外部端子６５、６６を設ける位置はこれに限られない。
Then, a plurality of stacked
なお、第２実施形態の電池モジュールの製造方法により製造される電池モジュール２１には、オイル供給管１０１、ストップバルブ１０２、オイルカプラーのメス１０４が付属している。従って、当該電池モジュール２１を積層する際には、これら部品（１０１、１０２、１０４）が積層の邪魔にならないようにする。例えば、積層した電池モジュール２１と組み電池ケース５２のうちのロアケース５３の側壁（５５〜５９）との間に形成される空間にこれら部品（１０１、１０２、１０４）が収まるようにする。このため、オイル供給管１０１の材質としては可撓性を有することが好ましい。ストップバルブ１０２やオイルカプラー（配管継手）のメス１０４はコンパクトであるものが好ましい。
The
また、第３実施形態の電池モジュールの製造方法により製造される電池モジュール２１には、パージ管１３１、パージバルブ１３２が付属している。従って、当該電池モジュール２１を積層する際には、これら部品（１３１、１３２）が積層の邪魔にならないようにする。例えば、積層した電池モジュール２１と組み電池ケース５２のうちのロアケース５３の側壁（５５〜５９）との間に形成される空間にこれら部品（１３１、１３２）が収まるようにする。このため、パージ管１３１の材質としては可撓性を有することが好ましい。パージバルブ１３２はコンパクトであるものが好ましい。
Further, a
同様に、第４実施形態の電池モジュールの製造方法により製造される電池モジュール２１には、ガス供給管１４１、ストップバルブ１４２、ガスカプラーのメス１４４が付属している。従って、当該電池モジュール２１を積層する際には、これら部品（１４１、１４２、１４４）が積層の邪魔にならないようにする。例えば、積層した電池モジュール２１と組み電池ケース５２のうちのロアケース５３の側壁（５５〜５９）との間に形成される空間にこれら部品（１４１、１４２、１４４）が収まるようにする。このため、ガス供給管１４１の材質としては可撓性を有することが好ましい。ストップバルブ１４２やガスカプラー（配管継手）のメス１４４はコンパクトであるものが好ましい。
Similarly, a
次に、締結工程（＃２４２）での作業を説明する。図１９に示したようにボルト１２４を一対の貫通孔１２３、１２２に挿通した後、ボルト１２４をナット１２５に対して締め付ける。
Next, the work in the fastening process (# 242) will be described. As shown in FIG. 19, after the
第２実施形態の電池モジュール２１の製造方法によって製造された電池モジュール２１から組み電池５１を構成する場合には、当該電池モジュール２１のケース内に規定圧のオイルを封止しているので、第１実施形態の組み電池５０の製造方法のように加圧機構８１を設けることは不要である。これで組み電池５１の製造を終了する。
When the assembled
上記第１から第４までの実施形態の効果を確かめるため、４つの実施形態に対応する４つの実施例１〜４と比較例１を作製した。 In order to confirm the effects of the first to fourth embodiments, four Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 corresponding to the four embodiments were produced.
（実施例１）
＜電極の作製＞
正極極活物質であるＬｉＭｎ2Ｏ4、導電助剤であるケッチェンブラック及びバインダであるビニリデンフロライド(ＰＶＤＦ)を、組成比が質量比で８６：６：８となるように混合し、スラリー粘度調整溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いて、負極スラリーを調製した。
Example 1
<Production of electrode>
A positive electrode active material, LiMn 2 O 4 , a conductive additive, ketjen black, and a binder, vinylidene fluoride (PVDF), are mixed so that the composition ratio is 86: 6: 8 by mass, and slurry A negative electrode slurry was prepared using N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a viscosity adjusting solvent.
次に、集電体として、アルミニウム箔（集電箔厚さ：２０μｍ）を準備した。ここで、上記調製した正極スラリーを、ドクターブレードを用いてアルミニウム箔の片面に塗布し、真空乾燥、プレスし、正極を完成させた。 Next, an aluminum foil (current collector foil thickness: 20 μm) was prepared as a current collector. Here, the prepared positive electrode slurry was applied to one side of an aluminum foil using a doctor blade, vacuum dried, and pressed to complete a positive electrode.
次に、負極活物質であるグラファイト、導電助剤であるケッチェンブラック及びバインダであるＰＶＤＦを、組成比が質量比で９７：２：１となるように混合し、スラリー粘度調整溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いて、負極スラリーを調製した。 Next, graphite as a negative electrode active material, ketjen black as a conductive additive, and PVDF as a binder are mixed so that the composition ratio is 97: 2: 1 by mass ratio, and N− A negative electrode slurry was prepared using methyl-2-pyrrolidone (NMP).
次に、集電体として、銅箔（集電箔厚さ：２０μｍ）を準備した。ここで、上記調製した負極スラリーを、ドクターブレードを用いて銅箔の片面に塗布し、真空乾燥、プレスし、負極を完成させた。 Next, a copper foil (current collector foil thickness: 20 μm) was prepared as a current collector. Here, the prepared negative electrode slurry was applied to one side of a copper foil using a doctor blade, vacuum-dried, and pressed to complete a negative electrode.
＜電池の作製＞
上記作製した正極・負極を打ち抜き、７０℃の真空オーブン中で８時間乾燥を行った。次いで、セパレータとしてのポリエチレン製多孔質フィルムを正極・セパレータ・負極の順に積層した。再度、得られた積層体をアルミラミネートフィルムの外装体に入れ、再度７０℃で乾燥後、電解液を注液し、真空封止することにより、電池１を作製した。
<Production of battery>
The produced positive electrode / negative electrode was punched out and dried in a vacuum oven at 70 ° C. for 8 hours. Next, a polyethylene porous film as a separator was laminated in the order of positive electrode, separator, and negative electrode. The obtained laminate was again put in an aluminum laminate film outer package, dried again at 70 ° C., poured with an electrolytic solution, and vacuum-sealed to prepare a
＜電池モジュールの作製＞
上記作製した４つの電池１をモジュールケース２２のうちのロアケース２３の内部に積層し、各電池１の強電タブ１５、１６をロアケース２３に設けられた正極、負極端子２６、２７に接続する（図５参照）。ロアケース２３に設けられた正極、負極端子２６、２７はロアケース２３と絶縁処理されている。次に、モジュールケース２２のうちのロワーケース２３の内部にオイルを充填し、その上からモジュールケース２２のうちのアッパーケース４１をのせフランジ部３３、４３を溶接することで電池モジュール２１を作製した。
<Production of battery module>
The four
＜組み電池の作製＞
上記作製した電池モジュール２１を複数、金属製の組電池ケース３２のうちのロアケース５３の内部に積層して収納する。モジュールケース２２から外部に出ている正極・負極端子３５、３６は組み電池ケース３２のうちのロアケース５３に設けられたリード線に接続し、リベットで固定する。次に、ロアケース５３に鉛直上方から組電池ケース３２のうちのアッパーケース７１を置き、加圧機構８１を用いて各モジュールケース２２内に封止されているオイルが規定圧になるまでアッパーケース７１をロアケース５３に向けて加圧した。これによって、各モジュールケース２２内に封止されているオイルが規定圧に維持された組み電池５１が作製された。
<Production of assembled battery>
A plurality of the
（実施例２）
モジュールケース２２のうちのロアケース２３にはオイル供給管１０１、ストップバルブ１０２、オイルカップラーのうちのメス１０４を付属させている。また、オイルタンク１１２、オイルポンプ１１３、オイル供給管１１４、圧力センサ１１５から構成されるオイル供給手段１１１を用意しておく。オイル供給管１１４にはオイルカップラーのうちのオス１０５を付属させておく。
(Example 2)
A
＜電池モジュールの作製＞
実施例１と同様の方法で作製した電池１をモジュールケース２２のうちのロアケース２３の内部に２２内に積層し、各電池１の強電タブ１５、１６をロアケース２３に設けられた正極、負極端子２６、２７に接続する。ロアケース２３に設けられた正極、負極端子２６、２７はロアケース２３と絶縁処理されている。次に、ロワーケース２３の内部にオイルを充填し、その上からモジュールケース２２のうちのアッパーケース４１をのせフランジ部３３、４３を溶接する。次に、オイルカプラーのメス１０４とオス１０５を接続し、ストップバルブ１０２を開いた状態でモジュールケース２２内のオイル圧（センサ１１５の圧力指示値）が規定圧となるまでオイル供給手段１１１を用いて加圧する。モジュールケース２２内のオイル圧が規定圧となれば、ストップバルブ１０２を全閉状態とする（図９Ｃ参照）。その後、オイルカプラーのメス１０４とオス１０５の接続を外す。これによって、モジュールケース２２内のオイルが規定圧の状態に維持された電池モジュール２１が作製された。
<Production of battery module>
The
＜組み電池の作製＞
上記作製した電池モジュール２１を複数、金属製の組電池ケース５２のうちのロアケース５３の内部に積層して収納する。モジュールケース２２のうちのロアケース２３から外部に出ている正極・負極端子３５、３６は組み電池ケース５２のうちのロアケース５３に設けられたリード線に接続し、リベットで固定する。次に、ロアケース５３に鉛直上方から組電池ケース５２のうちのアッパーケース７１を置き、締結機構１２１を用いてアッパーケース７１に固定する。実施例１と異なり、アッパーケース７１をロアケース５３に向けて加圧することはしない。これによって、各モジュールケース２２内に封止されているオイルが規定圧に維持された組み電池５１が作製された。
<Production of assembled battery>
A plurality of the
（実施例３）
モジュールケース２２のうちのロアケース２３にはオイル供給管１０１、ストップバルブ１０２、オイルカップラーのうちのメス１０４を付属させている。さらに、モジュールケース２２のうちのアッパーケース４１にはパージ管１３１、パージバルブ１３２を付属させている。また、オイルタンク１１２、オイルポンプ１１３、オイル供給管１１４、圧力センサ１１５、調整バルブ１３４、リターン通路１３５から構成されるオイル供給手段１１１を用意しておく。オイル供給管１１４にはオイルカップラーのうちのオス１０５を付属させておく。
(Example 3)
A
＜電池モジュールの作製＞
実施例１と同様の方法で作製した電池１をモジュールケース２２のうちのロアケース２３の内部に積層し、各電池１の強電タブ１５、１６をロアケース２３に設けられた正極、負極端子２６、２７に接続する。ロアケース２３に設けられた正極、負極端子２６、２７はロアケース２３と絶縁処理されている。次に、ロワーケース２３の内部にオイルを充填し、その上からモジュールケース２２のうちのアッパーケース４１をのせフランジ部３３、４３を溶接する。次に、パージバルブ１３２を全閉状態とし、オイルカプラーのメス１０４とオス１０５を接続し、ストップバルブ１０２を開いた状態でモジュールケース２２内のオイル圧（センサ１１５の圧力指示値）が規定圧となったか否かを確認する。
確認できたときにはパージバルブ１３２を少し開いて、モジュールケース２２内のガスをオイルと共に一定量排出し、再びパージバルブ１３２を全閉状態とし、モジュールケース２２内のオイル圧が規定圧となったか否かを確認する。確認できたときにはパージバルブ１３２を少し開いて、モジュールケース２２内のガスをオイルと共に一定量排出し、再びパージバルブ１３２を全閉状態とし、モジュールケース２２内のオイル圧が規定圧となったか否かを確認する。この作業を数度繰り返した後にモジュールケース２２内のオイル圧が規定圧となったことを確認してストップバルブ１０２を全閉状態とする。その後、オイルカプラーのメス１０４とオス１０５の接続を外す。これによって、モジュールケース２２内のオイルが規定圧の状態に維持された電池モジュール２１が作製された。
<Production of battery module>
The
When it is confirmed, the
＜組み電池の作製＞
上記作製した電池モジュールを複数、金属製の組電池ケース５２のうちのロアケース５３の内部に積層して収納する。モジュールケース２２のうちのロアケース２３から外部に出ている正極・負極端子３５、３６は組み電池ケース５２のうちのロアケース５３に設けられたリード線に接続し、リベットで固定する。次に、ロアケース５３に鉛直上方から組電池ケース５２のうちのアッパーケース７１を置き、締結機構１２１を用いてアッパーケース７４に固定する。実施例１と異なり、アッパーケース７１をロアケース５３に向けて加圧することはしない。これによって、各モジュールケース２２内に封止されているオイルが規定圧に維持された組み電池が作製された。
<Production of assembled battery>
A plurality of the battery modules produced as described above are stacked and housed inside the
（実施例４）
モジュールケース２２のうちのロアケース２３にはガス供給管１４１、ストップバルブ１４２、ガスカップラーのうちのメス１４４を付属させている。また、ガスタンク１５２、ガスポンプ１５３、ガス供給管１５４、圧力センサ１５５から構成されるガス供給手段１５１を用意しておく。ガス供給管１４１にはガスカップラーのうちのオス１４５を付属させておく。
Example 4
The
＜電池モジュールの作製＞
実施例１と同様の方法で作製した電池１をモジュールケース２２のうちのロアケース２３の内部に２２内に積層し、各電池１の強電タブ１５、１６をロアケース２３に設けられた正極、負極端子２６、２７に接続する。ロアケース２３に設けられた正極、負極端子２６、２７はロアケース２３と絶縁処理されている。次に、ロワーケース２３の上からモジュールケース２２のうちのアッパーケース４１をのせフランジ部３３、４３を溶接する。次に、ガスカプラーのメス１４４とオス１４５を接続し、ストップバルブ１４２を開いた状態でガス（乾燥空気）をモジュールケース２２の内部に供給し、モジュールケース２２内のガス圧（センサ１５５の圧力指示値）が規定圧となるまでガス供給手段１５１を用いて加圧する。モジュールケース２２内のガス圧が規定圧となれば、ストップバルブ１４２を全閉状態とする。その後、ガスカプラーのメス１４４とオス１４５の接続を外す。
これによって、モジュールケース２２内のガスが規定圧の状態に維持された電池モジュール２１が作製された。
<Production of battery module>
The
Thereby, the
＜組み電池の作製＞
上記作製した電池モジュール２１を複数、金属製の組電池ケース５２のうちのロアケース５３の内部に積層して収納する。モジュールケース２２のうちのロアケース２３から外部に出ている正極・負極端子３５、３６は組み電池ケース５２のうちのロアケース５３に設けられたリード線に接続し、リベットで固定する。次に、ロアケース５３に鉛直上方から組電池ケース５２のうちのアッパーケース７１を置き、締結機構１２１を用いてアッパーケース７１に固定する。実施例１と異なり、アッパーケース７１をロアケース５３に向けて加圧することはしない。これによって、各モジュールケース２２内に封止されているガスが規定圧に維持された組み電池５１が作製された。
<Production of assembled battery>
A plurality of the
（比較例１）
＜電池モジュールの作製＞
実施例１と同様の方法で作製した電池１をモジュールケース２２のうちのロアケース２３の内部に２２内に積層し、各電池１の強電タブ１５、１６をロアケース２３に設けられた正極、負極端子２６、２７に接続する。ロアケース２３に設けられた正極、負極端子２６、２７はロアケース２３と絶縁処理されている。次に、ロワーケース２３の内部にオイルを充填し、その上からモジュールケース２２のうちのアッパーケース４１をのせフランジ部３３、４３を溶接する。これによって、モジュールケース２２内に大気圧のオイルが充填された電池モジュール２１が作製された。
(Comparative Example 1)
<Production of battery module>
The
＜組み電池の作製＞
上記作製した電池モジュール２１を複数、金属製の組電池ケース５２のうちのロアケース５３の内部に積層して収納する。モジュールケース２２のうちのロアケース２３から外部に出ている正極・負極端子３５、３６は組み電池ケース５２のうちのロアケース５３に設けられたリード線に接続し、リベットで固定する。次に、ロアケース５３に鉛直上方から組電池ケース５２のうちのアッパーケース７１を置き、締結機構１２１を用いてアッパーケース７１に固定する。実施例１と異なり、アッパーケース７１をロアケース５３に向けて加圧することはしない。これによって、各モジュールケース２２内に大気圧のオイルが充填された組み電池５１が作製された。
<Production of assembled battery>
A plurality of the
このようにして作製した４つの実施例１〜４と比較例１を用いて実験したところ、４つの実施例のほうが比較例１より発電要素２の電極間距離を一定に保つことができることが分かった。
As a result of experiments using the four Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 produced in this way, it was found that the distance between the electrodes of the
実施形態では、電気デバイスとして、ラミネートフィルムを外装材とするリチウムイオン二次電池を例示したが、これに限られない。他のタイプの二次電池、さらには一次電池にも適用できる。また、電池だけでなく電気二重層キャパシタのような電気化学キャパシタにも適用できる。 In the embodiment, a lithium ion secondary battery using a laminate film as an exterior material is illustrated as an electric device, but the present invention is not limited thereto. It can be applied to other types of secondary batteries and even primary batteries. Further, it can be applied not only to batteries but also to electrochemical capacitors such as electric double layer capacitors.
１ 電池（電気デバイス）
２ 発電要素
４、８ 電極
１２ セパレータ（電解質）
１４ ラミネートフィルム（扁平状のフィルム）
２１ 電池モジュール（電気デバイスモジュール）
２２ モジュールケース
２３ ロアケース
２３ａ 開口端
２５ 底壁
２６ 右壁
２７ 左壁
３７ リテーナ
３８〜４０ 隙間
４１ アッパーケース
５１ 組み電池
５２ 組み電池ケース（電気デバイスケース）
５３ ロアケース
７１ アッパーケース
８１ 加圧機構
１０１ オイル供給管（流動体供給管）
１０２ ストップバルブ（開閉手段）
１０３ 接離手段
１１１ オイル供給手段（流動体供給手段）
１３１ パージ管
１３２ パージバルブ
＃２０１ 第１収納工程
＃２０２ 充填工程
＃２０３ 封止工程
＃２０４ 第２収納工程
＃２０５ 加圧工程
＃２１１ 第１収納工程
＃２１２ 第１封止工程
＃２１３ オイル供給工程（流動体供給工程）
＃２１４ 加圧工程
＃２１５ 第２封止工程
＃２１６ 切離し工程
＃２２１ パージ工程
＃２３１ 第１収納工程
＃２３２ 第１封止工程
＃２３３ ガス供給工程（流動体供給工程）
＃２３４ 加圧工程
＃２３５ 第２封止工程
＃２３６ 切離し工程
1 Batteries (electric devices)
2
14 Laminate film (flat film)
21 Battery module (electric device module)
22
53
102 Stop valve (opening / closing means)
103 Contact and separation means 111 Oil supply means (fluid supply means)
131
# 214
# 234 Pressurization process # 235 Second sealing process # 236 Separation process
Claims (16)
この第１収納工程の後に前記モジュールケース内に流動体を充填する充填工程と、
この流動体の充填後に前記モジュールケース内を前記流動体で密閉状態に封止する封止工程と、
この内部に流動体の封止されたモジュールケースを組み電気デバイスケース内に複数積層して収納する第２収納工程と、
この第２収納工程の後に前記モジュールケースの積層方向の最外層から前記積層されたモジュールケースの全体を加圧する加圧工程と
を含むことを特徴とする組み電気デバイスの製造方法。 A first storing step of storing a plurality of electric devices having a flat power generation element configured by laminating an electrode and an electrolyte and using a flat film as an exterior material of the power generation element in a module case When,
A filling step of filling the module case with a fluid after the first storage step;
A sealing step of sealing the inside of the module case in a sealed state with the fluid after filling with the fluid;
A second storage step in which a module case sealed with a fluid is assembled inside and stored in a plurality of electrical device cases;
And a pressing step of pressing the whole of the stacked module cases from the outermost layer in the stacking direction of the module cases after the second storing step.
開口端を有しこの開口端から複数の前記電気デバイスを収納し得るロアケースと、このロアケースの開口端を被覆するアッパーケースとで構成されるモジュールケースと、
このモジュールケースに一方が開口する流動体供給管と、
この流動体供給管を開閉する開閉手段と、
前記流動体供給管の他方の開口端を介して前記モジュールケース内に流動体を供給する流動体供給手段と、
この流動体供給手段と前記流動体供給管とを接離する接離手段と
を備え、
前記電気デバイスを前記ロアケース内に複数積層して収納する第１収納工程と、
この第１収納工程の後に前記アッパーケースで前記ロアケースを被覆してモジュールケース内を密閉状態に封止する第１封止工程と、
この第１封止工程の後に前記開閉手段を開状態として前記流動体供給手段を作動させて前記モジュールケース内に流動体を供給する流動体供給工程と、
前記モジュールケース内に供給された流動体の圧力が規定圧となるまで加圧する加圧工程と、
前記流動体の圧力が規定圧となったとき、前記開閉手段を全閉状態として前記モジュールケースを密閉状態に封止する第２封止工程と、
この第２封止工程の後に前記流動体供給管の他方の開口端と前記流動体供給手段とを前記接離手段を用いて切離す切離し工程と
を含むことを特徴とする電気デバイスモジュールの製造方法。 An electric device having a flat power generation element configured by laminating an electrode and an electrolyte, and using the flat film as an exterior material of the power generation element;
A module case composed of a lower case having an open end and capable of accommodating a plurality of the electric devices from the open end, and an upper case covering the open end of the lower case;
A fluid supply pipe having one opening in the module case;
Opening and closing means for opening and closing the fluid supply pipe;
Fluid supply means for supplying a fluid into the module case via the other opening end of the fluid supply pipe;
Contact / separation means for contacting / separating the fluid supply means and the fluid supply pipe,
A first storing step of storing a plurality of the electric devices in the lower case;
A first sealing step of covering the lower case with the upper case and sealing the inside of the module case in a sealed state after the first storing step;
A fluid supply step of supplying the fluid into the module case by operating the fluid supply means with the opening / closing means open after the first sealing step;
A pressurizing step of pressurizing the fluid supplied into the module case until the pressure of the fluid reaches a specified pressure;
A second sealing step of sealing the module case in a sealed state with the opening / closing means in a fully closed state when the pressure of the fluid becomes a specified pressure;
A step of separating the other opening end of the fluid supply pipe and the fluid supply means by using the contact / separation means after the second sealing step. Method.
このパージ管を開閉するパージバルブと
を有し、
このパージバルブを開閉することで、前記モジュールケースの内部に残留するガスを前記パージ管を介しパージ管の他方の開口端から排除するパージ工程を前記加圧工程と前記第２封止工程の間に含むことを特徴とする請求項７、９〜１３のいずれか一つに記載の電気デバイスモジュールの製造方法。 When the fluid is a liquid, a purge pipe having one opening in the module case;
A purge valve for opening and closing the purge pipe,
By opening and closing the purge valve, a purge process for removing the gas remaining in the module case from the other opening end of the purge pipe through the purge pipe is performed between the pressurizing process and the second sealing process. The method for manufacturing an electric device module according to claim 7, wherein the method is included.
開口端を有するロアケース及びこのロアケースの開口端を被覆するアッパーケースで構成されるモジュールケースを備え、このモジュールケースのうちのロアケースに前記電気デバイスを複数積層して格納し、この複数の各電気デバイスの外周に流動体を充填した後にモジュールケースのうちのアッパーケースでロアケースの開口端を被覆して密封した電気デバイスモジュールと、
開口端を有するロアーケース及びこのロアケースの開口端を被覆するアッパーケースで構成される組み電気デバイスケースを備え、この組み電気デバイスケースのうちのロアケースに前記電気デバイスモジュールを複数積層して格納した後に組み電気デバイスケースのうちのアッパーケースでロアケースの開口端を被覆し、この格納している電気デバイスモジュールの全体を加圧機構を用いて加圧した電気デバイスモジュールと
を含むことを特徴とする組み電気デバイス。 An electric device having a flat power generation element configured by laminating an electrode and an electrolyte, and using the flat film as an exterior material of the power generation element;
A module case comprising a lower case having an open end and an upper case covering the open end of the lower case, wherein a plurality of the electric devices are stacked and stored in the lower case of the module case, and each of the plurality of electric devices An electric device module in which the outer end of the module case is filled with a fluid and then the upper case of the module case covers and seals the open end of the lower case, and
An assembled electric device case composed of a lower case having an open end and an upper case covering the open end of the lower case, and after storing a plurality of the electric device modules in the lower case of the assembled electric device case And an electric device module that covers the open end of the lower case with an upper case of the electric device case, and pressurizes the entire electric device module stored by using a pressurizing mechanism. Electrical devices.
開口端を有するロアケース及びこのロアケースの開口端を被覆するアッパーケースで構成されるモジュールケースを備え、前記ロアケースに前記電気デバイスを複数積層して格納した後に前記アッパーケースでロアケースの開口端を被覆し、この格納している各電気デバイスの外周に流動体を充填し、大気圧より加圧された状態で密閉することを特徴とする電気デバイスモジュール。 An electric device having a flat power generation element configured by laminating an electrode and an electrolyte, and using the flat film as an exterior material of the power generation element;
A module case comprising a lower case having an open end and an upper case covering the open end of the lower case, and a plurality of the electrical devices stacked and stored in the lower case, and the upper case covering the open end of the lower case The electrical device module is characterized in that the outer periphery of each electrical device stored therein is filled with a fluid and sealed in a state of being pressurized from atmospheric pressure.
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