JP2020135934A - Manufacturing method of power storage module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一側面は、蓄電モジュールの製造方法に関する。 One aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a power storage module.
特許文献1には、蓄電モジュールが記載されている。この蓄電モジュールは、積層された複数枚のバイポーラ電極を備える。バイポーラ電極は、電極板と、電極板の一方の面上に設けられた正極活物質層と、電極板の他方の面上に設けられた負極活物質層とを有する。また、この蓄電モジュールは、バイポーラ電極の電極板の周縁部を被覆する封止体を備えている。封止体は、電池内部の電解液等が外部に漏液しないように封止するために設けられている。 Patent Document 1 describes a power storage module. This power storage module includes a plurality of stacked bipolar electrodes. The bipolar electrode has an electrode plate, a positive electrode active material layer provided on one surface of the electrode plate, and a negative electrode active material layer provided on the other surface of the electrode plate. Further, this power storage module includes a sealing body that covers the peripheral edge of the electrode plate of the bipolar electrode. The sealing body is provided to seal the electrolytic solution inside the battery so as not to leak to the outside.
上述のような蓄電モジュールを製造する場合、予め、バイポーラ電極の周縁にシート状の封止体を溶着した電極ユニットを製造することが考えられる。この場合、シート状の封止体を折り返すことにより、封止体の厚さを確保することができる。一例として、例えば、ベルトシーラ等のシーラを用いることによって、シート状の封止体をバイポーラ電極に溶着することが考えられる。しかしがら、シーラは、封止体に圧力を加えた状態で該封止体をバイポーラ電極に溶着する。この場合、封止体の周縁において、該周縁が外側に延びた延伸部分が形成される虞がある。このような延伸部分が形成されると、封止体が折り返された際に延伸部分において封止体の厚さが大きくなり、電極ユニットの品質の低下を招く虞がある。 When manufacturing the power storage module as described above, it is conceivable to manufacture an electrode unit in which a sheet-shaped sealant is welded to the periphery of the bipolar electrode in advance. In this case, the thickness of the sealing body can be secured by folding back the sheet-shaped sealing body. As an example, it is conceivable to weld the sheet-shaped sealant to the bipolar electrode by using a sealer such as a belt sealer. However, the sealer welds the sealant to the bipolar electrode while applying pressure to the sealant. In this case, there is a possibility that a stretched portion having the peripheral edge extending outward is formed on the peripheral edge of the sealed body. If such a stretched portion is formed, the thickness of the sealed body increases in the stretched portion when the sealed body is folded back, which may lead to deterioration in the quality of the electrode unit.
本発明の一側面は、蓄電モジュールの製造の精度を向上させることができる蓄電モジュールの製造方法を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention is to provide a method for manufacturing a power storage module capable of improving the manufacturing accuracy of the power storage module.
本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、矩形をなす電極の縁部に封止体が形成された複数の電極ユニットが積層された蓄電モジュールの製造方法であって、封止体は、枠形状を形成するように配置された複数のシート体であり、矩形をなす電極の辺上にシート体を配置する工程と、電極の辺上に配置されたシート体をシーラによって電極に溶着する工程と、電極に溶着されたシート体において、溶着前のシート体の外縁よりも外側の位置まで延伸された延伸部分をカットする工程と、カットする工程の後に、シート体の外縁を内側に折り返す工程と、を備える。 The method for manufacturing a power storage module according to one aspect of the present invention is a method for manufacturing a power storage module in which a plurality of electrode units having a sealing body formed on the edge of a rectangular electrode are laminated. , It is a plurality of sheet bodies arranged so as to form a frame shape, and the process of arranging the sheet body on the side of the electrode forming a rectangle and the sheet body arranged on the side of the electrode are welded to the electrode by a sealer. After the step of cutting the stretched portion of the sheet body welded to the electrode, which is stretched to a position outside the outer edge of the sheet body before welding, and the step of cutting, the outer edge of the sheet body is turned inward. It is provided with a folding process.
上記の方法では、矩形をなす電極の辺上に配置されたシート体が電極の縁部に溶着される。そして、このシート体が折り返されることによって、電極の縁部に封止体が設けられた電極ユニットが製造される。シート体が電極の縁部に溶着される工程では、シーラの影響によってシート体に延伸部分が形成されることが考えられる。しかしながら、上記の方法は、シート体が電極に溶着された後に延伸部分をカットする工程を含んでいる。そして、延伸部分がカットされた後にシート体が折り返されることにより、シート体によって封止体が形成される。すなわち、シーラによって延伸部分が形成されたとしても、電極ユニットを構成する封止体は延伸部分を含まない。そのため、電極ユニットの品質の低下が抑制される。したがって、蓄電モジュールの製造の精度を向上させることができる。 In the above method, the sheet body arranged on the side of the rectangular electrode is welded to the edge of the electrode. Then, by folding back the sheet body, an electrode unit having a sealing body provided at the edge of the electrode is manufactured. In the step of welding the sheet body to the edge of the electrode, it is conceivable that a stretched portion is formed on the sheet body due to the influence of the sealer. However, the above method includes a step of cutting the stretched portion after the sheet body is welded to the electrode. Then, the sheet body is folded back after the stretched portion is cut, so that the sheet body forms a sealed body. That is, even if the stretched portion is formed by the sealer, the sealing body constituting the electrode unit does not include the stretched portion. Therefore, the deterioration of the quality of the electrode unit is suppressed. Therefore, the accuracy of manufacturing the power storage module can be improved.
また、溶着する工程では、シーラとしてベルトシーラを用いてもよい。ベルトシーラを用いることにより、電極及びシート体を搬送しながらシート体を電極に溶着することができる。そのため、電極ユニットの生産性を向上することができる。 Further, in the welding step, a belt sealer may be used as the sealer. By using the belt sealer, the sheet body can be welded to the electrode while transporting the electrode and the sheet body. Therefore, the productivity of the electrode unit can be improved.
本発明の一側面によれば、蓄電モジュールの製造の精度を向上させることができる蓄電モジュールの製造方法が提供され得る。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a power storage module capable of improving the accuracy of manufacturing the power storage module.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and duplicate description is omitted.
[第1実施形態]
図1を参照して、蓄電モジュールを備える蓄電装置の一例について説明する。図1は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。図1に示される蓄電装置1は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置1は、積層された複数の蓄電モジュール4を含むモジュール積層体2と、モジュール積層体2に対してモジュール積層体2の積層方向に拘束荷重を負荷する拘束部材3とを備えている。
[First Embodiment]
An example of a power storage device including a power storage module will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a power storage device. The power storage device 1 shown in FIG. 1 is used as a battery for various vehicles such as forklifts, hybrid vehicles, and electric vehicles. The power storage device 1 includes a
モジュール積層体2は、複数(ここでは3つ)の蓄電モジュール4と、複数(ここでは4つ)の導電板5とを含む。蓄電モジュール4は、バイポーラ電池であり、積層方向から見て矩形状をなしている。蓄電モジュール4は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池、又は電気二重層キャパシタである。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
The
積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール4同士は、導電板5を介して電気的に接続されている。導電板5は、積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール4間と、積層端に位置する蓄電モジュール4の外側とにそれぞれ配置されている。積層端に位置する蓄電モジュール4の外側に配置された一方の導電板5には、正極端子6が接続されている。積層端に位置する蓄電モジュール4の外側に配置された他方の導電板5には、負極端子7が接続されている。正極端子6及び負極端子7は、例えば導電板5の縁部から積層方向に交差する方向に引き出されている。正極端子6及び負極端子7により、蓄電装置1の充放電が実施される。
The
なお、積層端に位置する蓄電モジュール4の積層方向の外側には、導電板5が配置されていなくてもよい。この場合、蓄電モジュール4が、蓄電装置1における蓄電モジュール4と導電板5との積層体の最外層(スタック最外層)となっていてよい。蓄電モジュール4がスタック最外層を構成する場合、正極端子6は、積層端に位置する一方の蓄電モジュール4に接続され、負極端子7は、積層端に位置する他方の蓄電モジュール4に接続されることとなる。
The
導電板5の内部には、空気等の冷媒を流通させる複数の流路5aが設けられている。流路5aは、例えば積層方向と、正極端子6及び負極端子7の引き出し方向と、にそれぞれ交差(直交)する方向に沿って延在している。導電板5は、蓄電モジュール4同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、これらの流路5aに冷媒を流通させることにより、蓄電モジュール4で発生した熱を放熱する放熱板としての機能を併せ持っている。なお、図1の例では、積層方向から見た導電板5の面積は、蓄電モジュール4の面積よりも小さくなっているが、放熱性の向上の観点から、導電板5の面積は、蓄電モジュール4の面積と同じであってもよく、蓄電モジュール4の面積よりも大きくなっていてもよい。
Inside the
拘束部材3は、モジュール積層体2を積層方向に挟む一対のエンドプレート8と、エンドプレート8同士を締結する締結ボルト9及びナット10とによって構成されている。エンドプレート8は、積層方向から見た蓄電モジュール4及び導電板5の面積よりも一回り大きい面積を有する矩形の金属板である。エンドプレート8におけるモジュール積層体2側の面には、電気絶縁性を有するフィルムFが設けられている。フィルムFにより、エンドプレート8と導電板5との間が絶縁されている。なお、蓄電モジュール4がスタック最外層を構成する場合には、フィルムFにより、エンドプレート8と蓄電モジュール4との間が絶縁されることとなる。
The restraint member 3 is composed of a pair of
エンドプレート8の縁部には、モジュール積層体2よりも外側となる位置に挿通孔8aが設けられている。締結ボルト9は、一方のエンドプレート8の挿通孔8aから他方のエンドプレート8の挿通孔8aに向かって通され、他方のエンドプレート8の挿通孔8aから突出した締結ボルト9の先端部分には、ナット10が螺合されている。これにより、蓄電モジュール4及び導電板5がエンドプレート8によって挟持されてモジュール積層体2としてユニット化されると共に、モジュール積層体2に対して積層方向に拘束荷重が付加される。
An
次に、蓄電モジュール4の構成について詳細に説明する。図2は、図1に示された蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。図2に示されるように、蓄電モジュール4は、電極積層体11と、電極積層体11を封止する樹脂製の封止体12とを備えている。電極積層体11は、セパレータ13を介して蓄電モジュール4の積層方向D1に沿って積層された複数の電極によって構成されている。これらの電極は、複数のバイポーラ電極14の積層体と、負極終端電極18と、正極終端電極19とを含む。
Next, the configuration of the
バイポーラ電極14は、一方面15a及び一方面15aの反対側の他方面15bを含む電極板15と、一方面15aに設けられた正極16と、他方面15bに設けられた負極17とを有している。正極16は、正極活物質が電極板15に塗工されることにより形成される正極活物質層である。負極17は、負極活物質が電極板15に塗工されることにより形成される負極活物質層である。電極積層体11において、一のバイポーラ電極14の正極16は、セパレータ13を挟んで積層方向D1の一方に隣り合う別のバイポーラ電極14の負極17と対向している。電極積層体11において、一のバイポーラ電極14の負極17は、セパレータ13を挟んで積層方向D1の他方に隣り合う別のバイポーラ電極14の正極16と対向している。
The
負極終端電極18は、電極板15と、電極板15の他方面15bに設けられた負極17とを有している。負極終端電極18は、他方面15bが電極積層体11における積層方向D1の中央側を向くように、積層方向D1の一端に配置されている。負極終端電極18の電極板15の一方面15aは、電極積層体11の積層方向における一方の外側面を構成し、蓄電モジュール4に隣接する一方の導電板5(図1参照)と電気的に接続されている。負極終端電極18の電極板15の他方面15bに設けられた負極17は、セパレータ13を介して、積層方向D1の一端のバイポーラ電極14の正極16と対向している。
The negative
正極終端電極19は、電極板15と、電極板15の一方面15aに設けられた正極16とを有している。正極終端電極19は、一方面15aが電極積層体11における積層方向D1の中央側を向くように、積層方向D1の他端に配置されている。正極終端電極19の一方面15aに設けられた正極16は、セパレータ13を介して、積層方向D1の他端のバイポーラ電極14の負極17と対向している。正極終端電極19の電極板15の他方面15bは、電極積層体11の積層方向における他方の外側面を構成し、蓄電モジュール4に隣接する他方の導電板5(図1参照)と電気的に接続されている。
The positive
電極板15は、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。一例として、電極板15は、ニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板15の縁部15cは、矩形枠状をなし、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。正極16を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極17を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。本実施形態では、電極板15の他方面15bにおける負極17の形成領域は、電極板15の一方面15aにおける正極16の形成領域に対して一回り大きくなっている。
The
セパレータ13は、例えばシート状に形成されている。セパレータ13としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。セパレータ13は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ13は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。
The
封止体12は、例えば絶縁性の樹脂によって、全体として矩形の筒状に形成されている。封止体12は、電極板15の縁部15cを包囲するように電極積層体11の側面11aに設けられている。封止体12は、側面11aにおいて縁部15cを保持している。封止体12は、電極板15の縁部15cに接合された複数の第1封止部21と、側面11aに沿って第1封止部21を外側から包囲し、第1封止部21のそれぞれに接合された第2封止部22とを有している。第1封止部21及び第2封止部22は、例えば、耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂である。第1封止部21及び第2封止部22の構成材料としては、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)などが挙げられる。
The sealing
第1封止部21は、電極板15の一方面15aにおいて縁部15cの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向D1から見て矩形枠状をなしている。後述のように、第1封止部21は、矩形枠状をなすように配置された4つのシート体121によって形成されている。本実施形態では、バイポーラ電極14の電極板15のみならず、負極終端電極18の電極板15及び正極終端電極19の電極板15に対しても第1封止部21が設けられている。負極終端電極18では、電極板15の一方面15aの縁部15cに第1封止部21が設けられ、正極終端電極19では、電極板15の一方面15a及び他方面15bの双方の縁部15cに第1封止部21が設けられている。
The
第1封止部21は、電極板15の一方面15aに溶着され、気密に接合されている。第1封止部21は、例えば積層方向D1に所定の厚さを有するフィルムである。第1封止部21の内側は、積層方向D1に互いに隣り合う電極板15の縁部15c同士の間に位置している。第1封止部21の外側は、電極板15の縁よりも外側に張り出しており、その先端部分は、第2封止部22に埋設されている。積層方向D1に沿って互いに隣り合う第1封止部21同士は、互いに離間していてもよく、接していてもよい。また、第1封止部21の外縁部分同士は、例えば熱板溶着などによって互いに接合していてもよい。
The
電極板15と第1封止部21とが重なる領域は、電極板15と第1封止部21との接合領域Kとなっている。接合領域Kにおいて、電極板15の表面は、粗面化されている。粗面化された領域は、接合領域Kのみでもよいが、本実施形態では電極板15の全面が粗面化されている。粗面化は、例えば電解メッキによる複数の突起の形成により実現し得る。複数の突起が形成されることにより、電極板15と第1封止部21との接合界面では、溶融状態の樹脂が粗面化により形成された複数の突起間に入り込み、アンカー効果が発揮される。これにより、電極板15と第1封止部21との間に接合強度を向上させることができる。粗面化の際に形成される突起は、例えば基端側から先端側に向かって先太りとなる形状を有している。これにより、隣り合う突起の間の断面形状がアンダーカット形状となり、アンカー効果を高めることが可能となる。
The region where the
第2封止部22は、電極積層体11及び第1封止部21の外側に設けられ、蓄電モジュール4の外壁(筐体)を構成している。第2封止部22は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向D1に沿って電極積層体11の全長にわたって延在している。第2封止部22は、積層方向D1を軸方向として延在する矩形の枠状を呈している。第2封止部22は、例えば射出成形時の熱によって第1封止部21の外表面に溶着されている。
The
第1封止部21及び第2封止部22は、隣り合う電極の間に内部空間Vを形成すると共に内部空間Vを封止する。より具体的には、第2封止部22は、第1封止部21と共に、積層方向D1に沿って互いに隣り合うバイポーラ電極14の間、積層方向D1に沿って互いに隣り合う負極終端電極18とバイポーラ電極14との間、及び積層方向D1に沿って互いに隣り合う正極終端電極19とバイポーラ電極14との間をそれぞれ封止している。これにより、隣り合うバイポーラ電極14の間、負極終端電極18とバイポーラ電極14との間、及び正極終端電極19とバイポーラ電極14との間には、それぞれ気密に仕切られた内部空間Vが形成されている。この内部空間Vには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液を含む電解液(不図示)が収容されている。電解液は、セパレータ13、正極16、及び負極17内に含浸されている。封止体12の側面には、内部空間Vに電解液を注入するための注液口が設けられている。
The
次に、上述した蓄電装置1の製造工程について説明する。蓄電装置1を製造する工程は、少なくとも電極ユニット30を製造する工程、及び、蓄電モジュール4を製造する工程を含む。図3は、蓄電装置1の製造工程の一例を示すフローチャートである。図3に示されるように、蓄電装置1の製造工程は、電極ユニット製造工程(S01)と、積層工程(S02)と、封止体形成工程(S03)と、注入工程(S04)と、組立工程(S05)とを含んでいる。
Next, the manufacturing process of the power storage device 1 described above will be described. The step of manufacturing the power storage device 1 includes at least a step of manufacturing the
電極ユニット製造工程S01では、後述する電極ユニット製造方法によって電極ユニット30が製造される。電極ユニット30は、バイポーラ電極14と、バイポーラ電極14の縁部15cに接合された矩形枠状の第1封止部21とを含む。
In the electrode unit manufacturing step S01, the
積層工程S02では、セパレータ13を介して電極ユニット30を積層し、積層体を得る。また、電極ユニット30の積層体の積層端に負極終端電極18及び正極終端電極19を更に積層することにより、電極積層体11を得る。積層にあたり、負極終端電極18、及び正極終端電極19のそれぞれの電極板15の縁部15cには、矩形枠状の第1封止部21が溶着等によって接合されている。
In the laminating step S02, the
封止体形成工程S03では、例えば射出成形によって電極積層体11に対して第2封止部22を形成し、封止体12を形成する。具体的には、積層工程S02で得られた電極積層体11を金型内に配置し、流動性を有する樹脂材料を金型内に流し込むことによって、電極積層体11の側面に第2封止部22を形成する。第2封止部22によって電極積層体11の第1封止部21同士が接合され、封止体12が得られる。このとき、封止体12の側面に、内部空間Vに電解液を注入するための注液口が形成される。
In the sealing body forming step S03, for example, a
注入工程S04では、電極積層体11の内部空間Vのそれぞれに電解液の注入を行う。ここでは、封止体12の側面に設けられた注液口を介して内部空間Vへの電解液の注入を実施する。電解液の注入後、注液口をシール材等によって封止し、蓄電モジュール4を得る。なお、シール材に変えて、注液口に圧力調整弁等を設けてもよい。
In the injection step S04, the electrolytic solution is injected into each of the internal spaces V of the
組立工程S05では、まず、導電板5を介して複数の蓄電モジュール4を積層する。このとき、積層方向の一方側に配置する導電板5には正極端子6を予め接続し、他方側に配置する導電板5には負極端子7を予め接続しておくことが好適である。次に、電気絶縁性を有するフィルムFを介して蓄電モジュール4の積層方向の両端に一対のエンドプレート8,8を配置する。そして、エンドプレート8の挿通孔8aに締結ボルト9を挿通させると共に、エンドプレート8から突出した締結ボルト9の先端にナット10を螺合する。これにより、複数の蓄電モジュール4をユニット化し、蓄電装置1を得る。
In the assembly step S05, first, a plurality of
続いて、電極ユニット30の構成について説明する。図4は電極ユニットを説明するための平面図であり、バイポーラ電極14の各辺とシート体121との対応関係を示す。図5は、電極ユニットを説明するための平面図であり、バイポーラ電極14に接合されたシート体が展開されている状態を示す。図6は、電極ユニットを示す平面図である。図7は、電極ユニットを示す断面図である。なお、図4〜図6では、正極16及び負極17の図示を省略している。
Subsequently, the configuration of the
本実施形態における電極ユニット30は、バイポーラ電極14と、バイポーラ電極14の縁部15cに接合される第1封止部(封止体)21とによって構成されている。一例の第1封止部21は、矩形状をなす4つのシート体121によって構成されている。この4つのシート体121は、バイポーラ電極14が形成する矩形の各辺に対応している。すなわち、4つのシート体121は、バイポーラ電極14の長辺に対応する2つのシート体121Lと、バイポーラ電極14の短辺に対応する2つのシート体121Sとによって構成されている。
The
シート体121Lは、バイポーラ電極14の長辺の方向に沿った長辺と、バイポーラ電極14の短辺の方向に沿った短辺とを有する矩形状をなしている。シート体121Lは、第1部分122Lと第2部分123Lとを含む。第1部分122Lは、バイポーラ電極14の縁部15cに接合される部分を含む。第2部分123Lは、第1部分122Lに向かって折り返される部分である。図示例では、第1部分122Lと第2部分123Lとの境界が二点鎖線によって示されている。第2部分123Lは、この二点鎖線(折り線121a)に沿って第1部分122L側に折り返される。
The
図示例では、シート体121Lの折り線121aがシート体121Lの長辺に平行に形成されている。そのため、第1部分122L及び第2部分123Lは、いずれも矩形状をなしている。バイポーラ電極14における対応する辺に沿った方向に交差する方向(幅方向)において、第1部分122Lの長さは第2部分123Lの長さよりも大きい。すなわち、第1部分122Lの短辺の長さL1は、第2部分123Lの短辺の長さL2よりも大きい。また、バイポーラ電極14における対応する辺に沿った方向において、シート体121Lの長さはバイポーラ電極14の長さよりも小さい。すなわち、シート体121Lの長辺の長さL3は、バイポーラ電極14の長辺の長さよりも小さい。
In the illustrated example, the
シート体121Sは、バイポーラ電極14の短辺の方向に沿った長辺と、バイポーラ電極14の長辺の方向に沿った短辺とを有する矩形状をなしている。シート体121Sは、第1部分122Sと第2部分123Sとを含む。第1部分122Sは、バイポーラ電極14の縁部15cに接合される部分を含む。第2部分123Sは、第1部分122Sに向かって折り返される部分である。図示例では、第1部分122Sと第2部分123Sとの境界が二点鎖線によって示されている。第2部分123Sは、この二点鎖線(折り線121a)に沿って第1部分122S側に折り返される。
The
図示例では、シート体121Sの折り線121aがシート体121Sの長辺に平行に形成されている。そのため、第1部分122S及び第2部分123Sは、いずれも矩形状をなしている。対応する辺に沿った方向に交差する方向(幅方向)において、第1部分122Sの長さは第2部分123Sの長さよりも大きい。すなわち、第1部分122Sの長辺方向に沿った長さL4は、第2部分123Sの長辺方向に沿った長さL5よりも大きい。また、バイポーラ電極14における対応する辺に沿った方向において、シート体121Sの長さはバイポーラ電極14の長さよりも大きい。すなわち、シート体121Sの長辺の長さL6は、バイポーラ電極14の短辺の長さよりも大きい。
In the illustrated example, the
なお、本実施形態では、シート体121Lの第1部分122Lの幅方向の長さL1と、シート体121Sの第1部分122Sの幅方向の長さL4とが同じとなっている。また、シート体121Lの第2部分123Lの幅方向の長さL2と、シート体121Sの第2部分123Sの幅方向の長さL5とが同じとなっている。
In the present embodiment, the length L1 of the
上述の4つのシート体121は、バイポーラ電極14におけるそれぞれの対応する辺の縁部15cに接合されている。図5に示すように、本実施形態では、バイポーラ電極14の長辺の縁部15cに沿ってシート体121Lの第1部分122Lの一部が接合される。シート体121Lの第2部分123Lは、バイポーラ電極14と重複しない。すなわち、二点鎖線で示される第1部分122Lと第2部分123Lとの境界(折り線121a)は、バイポーラ電極14の外側に位置している。
The four
また、バイポーラ電極14の短辺の縁部15cに沿ってシート体121Sの第1部分122Sの一部が接合される。シート体121Sの第2部分123Sは、バイポーラ電極14と重複しない。すなわち、二点鎖線で示される第1部分122Sと第2部分123Sとの境界(折り線121a)は、バイポーラ電極14の外側に位置している。
Further, a part of the
バイポーラ電極14における隣り合う辺に対応するシート体121Lとシート体121Sとは、第1部分122Lの端部と第1部分122Sの端部とが互いに重複した重複部125を形成する。図示例では、シート体121Sの第1部分122Sの端部がシート体121Lの第1部分122Lの端部に重ねられている。バイポーラ電極14の長辺方向における重複部125の長さは、バイポーラ電極14の短辺方向における重複部125の長さよりも小さい。一例として、バイポーラ電極14の長辺方向における重複部125の長さは、シート体121Sの第1部分122Sの幅方向の長さL4からシート体121Sの第2部分123Sの幅方向の長さL5の長さを差し引いた長さに等しくてよい。また、バイポーラ電極14の短辺方向における重複部125の長さは、シート体121Lの第1部分122Lの幅方向の長さL1と同じであってよい。
The
図6、図7に示すように、電極ユニット30では、シート体121Sの第2部分123Sが重複部125を避けて第1部分122Sに向かって折り返されている。折り返された第2部分123Sは、重複部125に接していてもよいし、重複部125から離間していてもよい。また、シート体121Lの第2部分123Lは、重複部125にさらに重複するように、第1部分122Lに向かって折り返されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the
4つのシート体121によって構成される第1封止部21は、平面視において矩形枠状をなしている。第1封止部21は、電極板15の縁部15cを囲み、当該縁部15cに対して接合されている。第1封止部21の内縁25sは電極板15の周縁15dよりも内側に位置している。第1封止部21は、電極板15の周縁15dよりも外側の位置でシート体121が折り返されることによって、部分的に2層になっている。すなわち、第1封止部21は、バイポーラ電極14に接合された第1部分122L,122Sによって形成される第1層25と、第1層25側に折り返されて積層された第2部分123L,123Sによって形成される第2層27と、を含んでいる。第2層27は、第1層25におけるバイポーラ電極14との接合面の反対側の面25aに設けられる。第1層25の内周端(すなわち第1封止部21の内縁25s)は、第2層27の内縁27sよりも内側に位置している。第1層25における内縁25sを含む内周縁部25bには、セパレータ13が接合され得る。すなわち、第2層27は、積層される電極ユニット30間にセパレータ13を配置するためのスペーサ層として機能する。電極ユニット30では、第1封止部21の内縁25sから電極板15の周縁15dまでの領域において、第1封止部21と電極板15との接合領域が形成されている。
The
続いて、電極ユニット製造工程S01による電極ユニット製造方法について説明する。図8は、電極ユニット製造工程の一例を示すフローチャートである。本実施形態における電極ユニット製造工程S01は、配置工程S11、接合工程S12、カット工程S13及び折り返し工程S14を含む。 Subsequently, the electrode unit manufacturing method according to the electrode unit manufacturing step S01 will be described. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the electrode unit manufacturing process. The electrode unit manufacturing step S01 in the present embodiment includes a placement step S11, a joining step S12, a cutting step S13, and a folding step S14.
配置工程S11では、矩形をなすバイポーラ電極14の各辺に対応する4つのシート体121を対応する各辺上に配置する。この工程では、隣り合う辺に対応するシート体121同士における互いの第1部分122S,122Lの端部同士を重複させて、重複部125を形成する。
In the arrangement step S11, four
接合工程S12では、矩形をなすバイポーラ電極14の各辺上に配置された4つのシート体121をバイポーラ電極14の縁部15cに接合する。シート体121とバイポーラ電極14とを接合する方法としては、シーラを用いた熱による溶着が挙げられる。一例として、接合工程S12では、シーラとしてベルトシーラを用いる。例えば、ベルトシーラは、各辺上にシート体121が配置されたバイポーラ電極14を長辺方向に搬送しながら、バイポーラ電極14とシート体121Lとを溶着する。また、ベルトシーラは、各辺上にシート体121が配置されたバイポーラ電極14を短辺方向に搬送しながら、バイポーラ電極14とシート体121Sとを溶着する。
In the joining step S12, four
図9は、バイポーラ電極14に4つのシート体121が溶着された様子を示す。ベルトシーラを用いてバイポーラ電極14とシート体121との溶着を行った場合、溶着前のシート体121の外縁よりも外側の位置まで延伸された延伸部分128L,128Sが形成されることがある。ベルトシーラは、バイポーラ電極14及びシート体121が搬送されている状態で、シート体121をバイポーラ電極14の縁部15cに向けて押圧しながら加熱する。そのため、延伸部分128L,128Sはバイポーラ電極14の縁部15cに沿って形成され得る。また、延伸部分128L,128Sは、ベルトシーラの搬送方向の上流側に向かって形成され易い。
FIG. 9 shows a state in which four
カット工程S13では、シート体121に形成された延伸部分128L,128Sをカットする。図9の例では、例えば、シート体121Lにおける第2部分123Lの外端の位置で、バイポーラ電極14の長辺方向に沿って延伸部分128Lをカットする。また、シート体121Sにおける第2部分123Sの外端の位置で、バイポーラ電極14の短辺方向に沿って延伸部分128Sをカットする。これにより、接合工程S12で形成された延伸部分128L,128Sがシート体121から除去される。
In the cutting step S13, the stretched
折り返し工程S14では、接合されたシート体121のうちのバイポーラ電極14に接合される部分を含む第1部分122L,122Sに向かって、第2部分123L,123Sを折り返す。この工程では、重複部125を避けて第2部分123L,123Sを第1部分122L,122Sに折り返す。この場合、対応する辺の方向に交差する幅方向において、第2部分123L,123Sの縁部(すなわち内縁27s)が第1部分122L,122Sの縁部(すなわち内縁25s)よりもシート体121の内側に位置するように第2部分を折り返す。シート体121の第2層27が折り線121aの位置で折り返されることによって、第2層27が第1層25上に積層される。
In the folding step S14, the
以上説明したように、矩形をなすバイポーラ電極14の各辺上に配置された4つのシート体121がバイポーラ電極14の縁部15cに溶着され、このシート体121が折り返されることによって、バイポーラ電極14の縁部15cに第1封止部21が形成された電極ユニット30が製造される。4つのシート体121がバイポーラ電極14の縁部15cに溶着される接合工程S12では、ベルトシーラの影響によってシート体121に延伸部分128L,128Sが形成されることが考えられる(図9参照)。
As described above, the four
図10は、比較例における電極ユニットを示す平面図である。図10に示す電極ユニットでは、延伸部分128L,128Sが削除されることなく、シート体が折り返されている。この場合、シート体121Lの第2部分123Lに形成された延伸部分128Lは、シート体121Sの第1部分122Sに部分的に重複している。また、シート体121Sの第2部分123Sに形成された延伸部分128Sは、シート体121Lの折り返された第2部分123Lに部分的に重複している。この場合、延伸部分128L,128Sにおける第1封止部21の厚さが、他の部分に比べて大きくなってしまう可能性がある。
FIG. 10 is a plan view showing an electrode unit in a comparative example. In the electrode unit shown in FIG. 10, the sheet body is folded back without removing the stretched
上記実施形態では、シート体121がバイポーラ電極14に溶着された後に、カット工程S13において延伸部分128L,128Sがカットされる。そして、延伸部分128L,128Sがカットされた後にシート体が121折り返されることにより、シート体121によって第1封止部21が形成される。すなわち、シーラによって延伸部分128L,128Sが形成されたとしても、電極ユニット30を構成する第1封止部21は延伸部分128L,128Sを含まない。そのため、電極ユニット30の品質の低下が抑制される。したがって、蓄電モジュール4の製造の精度を向上させることができる。
In the above embodiment, after the
また、上記実施形態では、接合工程S12において、シーラとしてベルトシーラを用いている。このように、ベルトシーラを用いることにより、バイポーラ電極14及びシート体121を搬送しながらシート体121をバイポーラ電極14に溶着することができる。そのため、電極ユニット30の生産性を向上することができる。なお、ベルトシーラに代えて、シーラとして例えばインパルスシーラ等を用いてもよい。
Further, in the above embodiment, the belt sealer is used as the sealer in the joining step S12. In this way, by using the belt sealer, the
以上、本発明の一実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、以下のように、第1実施形態のシート体と異なる形状を有するシート体によって第1封止部21が形成されてもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, as described below, the
[第2実施形態]
図11は、他の例に係る電極ユニットを説明するための平面図であり、バイポーラ電極14とシート体421との対応関係を示す。図12は、第2実施形態に係る電極ユニットを説明するための平面図であり、バイポーラ電極14に接合されたシート体421が展開されている状態を示す。図13は、第2実施形態に係る電極ユニット430を示す平面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 11 is a plan view for explaining an electrode unit according to another example, and shows a correspondence relationship between the
4つのシート体421は、バイポーラ電極14の長辺に対応する2つのシート体421Lと、短辺に対応する2つのシート体421Sとによって構成されている。シート体421Lは、第1部分422Lと第2部分423Lとを含む。第1部分422Lは、バイポーラ電極14の縁部15cに接合される部分を含む。第2部分423Lは、第1部分422Lに向かって折り返される部分である。図示例では、第1部分422Lと第2部分423Lとの境界が二点鎖線によって示されている。第2部分423Lは、この二点鎖線(折り線421a)に沿って第1部分422L側に折り返される。
The four
シート体421Lは、2つの台形の下底に相当する辺同士が互いに接続された六角形状をなしている。図示例では、2つの台形同士の境界が一点鎖線で示されている。シート体421Lの2つの台形部分は、いずれも下底と脚とのなす内角θ41,θ42が45°である等脚台形となっている。
The
第1部分422Lは、シート体421Lの一方の台形部分を完全に包含するとともに、他方の台形部分の一部を含む。すなわち、第1部分422Lは、2つの台形の下底に相当する辺同士が互いに接続された六角形状をなしている。第2部分423Lは、シート体421Lの他方の台形部分の一部であり、台形状をなしている。対応する辺の方向に交差する幅方向において、第1部分422Lの長さは第2部分423Lの長さよりも大きい。すなわち、バイポーラ電極14の短辺に沿った方向において、第1部分422LのL41は、第2部分423Lの長さL42よりも大きい。
The
シート体421Sは、第1部分422Sと第2部分423Sとを含む。第1部分422Sは、バイポーラ電極14の縁部15cに接合される部分を含む。第2部分423Sは、第1部分422Sに向かって折り返される部分である。図示例では、第1部分422Sと第2部分423Sとの境界が二点鎖線によって示されている。第2部分423Sは、この二点鎖線(折り線421a)に沿って第1部分422S側に折り返される。
The
シート体421Sは、2つの台形の下底に相当する辺同士が互いに接続された六角形状をなしている。図示例では、2つの台形同士の境界が一点鎖線で示されている。シート体421Sの2つの台形部分は、いずれも下底と脚とのなす内角θ43,θ44が45°である等脚台形となっている。
The
第1部分422Sは、シート体421Sの一方の台形部分を完全に包含するとともに、他方の台形部分の一部を含む。すなわち、第1部分422Sは、2つの台形の下底に相当する辺同士が互いに接続された六角形状をなしている。第2部分423Sは、シート体421Sの他方の台形部分の一部であり、台形状をなしている。対応する辺の方向に交差する幅方向において、第1部分422Sの長さは第2部分423Sの長さよりも大きい。すなわち、バイポーラ電極14の長辺に沿った方向において、第1部分422Sの長さL43は、第2部分423Sの長さL44よりも大きい。
The
本実施形態では、シート体421Lの第1部分422Lの幅方向の長さL41と、シート体421Sの第1部分422Sの幅方向の長さL43とが同じとなっている。また、シート体421Lの第2部分423Lの幅方向の長さL42と、シート体421Sの第2部分423Sの幅方向の長さL44とが同じとなっている。
In the present embodiment, the length L41 of the
図12に示すように、本実施形態では、バイポーラ電極14の長辺の縁部15cに沿ってシート体421Lの第1部分422Lの一部が接合される。シート体421Lの第2部分423Lは、バイポーラ電極14と重複しない。すなわち、二点鎖線で示される第1部分422Lと第2部分423Lとの境界(折り線421a)は、バイポーラ電極14の外側に位置している。
As shown in FIG. 12, in the present embodiment, a part of the
また、バイポーラ電極14の短辺の縁部15cに沿ってシート体421Sの第1部分422Sの一部が接合される。シート体421Sの第2部分423Sは、バイポーラ電極14と重複しない。すなわち、二点鎖線で示される第1部分422Sと第2部分423Sとの境界(折り線421a)は、バイポーラ電極14の外側に位置している。
Further, a part of the
シート体421Lとシート体421Sとは、第1部分422Lの端部と第1部分422Sの端部とが互いに重複した重複部425を形成する。図示例では、シート体421Sの第1部分422Sの端部がシート体421Lの第1部分422Lの端部に重ねられている。隣り合うシート体421同士は、第2部分423Lの脚と第2部分423Sの脚とが直線上に配置されるように、互いに重ねられている。重複部425は、シート体421Lの第1部分422Lにおける内側の台形の脚とシート体421Sの第1部分422Sにおける内側の台形の脚とを含む四角形状をなしている。図12において、重複部425は、実線及び破線によって囲まれた領域として示されている。
The
図13に示すように、電極ユニット430では、シート体421Sの第2部分423Sが重複部425を避けて第1部分422Sに向かって折り返されている。同様に、シート体421Lの第2部分423Lが重複部425を避けて第1部分422Lに向かって折り返されている。折り返された第2部分423S及び第2部分423Lは、理想的には重複部425に接していてよいが、重複部425から離間していてもよい。例えば、図示例では、折り返された第2部分423Lの脚は、重複部425の輪郭の一部である第1部分422Sの内側の台形の脚から離間していてもよい。
As shown in FIG. 13, in the
4つのシート体421によって構成される第1封止部21は、平面視において矩形枠状をなしている。第1封止部21は、電極板15の縁部15cを囲み、当該縁部15cに対して接合されている。第1封止部21の内縁25sは電極板15の周縁15dよりも内側に位置している。第1封止部21は、シート体421の折り線421aが折り返されることによって、部分的に2層になっている。すなわち、第1封止部21は、バイポーラ電極14に接合された第1部分422L,422Sによって形成される第1層25と、第1層25側に折り返されて積層された第2部分423L,423Sによって形成される第2層27と、を含んでいる。第1層25における内縁25sを含む内周縁部25bには、セパレータ13が接合され得る。
The
続いて、電極ユニット製造工程S01による電極ユニット製造方法について説明する。第2実施形態においても、電極ユニット30を製造する工程は、配置工程S11、接合工程S12、カット工程S13及び折り返し工程S14を含む。なお、フローチャートは第1実施形態と同様であるため、図8を参照する。
Subsequently, the electrode unit manufacturing method according to the electrode unit manufacturing step S01 will be described. Also in the second embodiment, the step of manufacturing the
図14は、バイポーラ電極14の各辺に対応する4つのシート体を説明する平面図である。図15は、バイポーラ電極14の対応する各辺に配置された4つのシート体がバイポーラ電極14に接合された状態を説明する平面図である。第2実施形態における配置工程S11では、4つのシート体429が用意される。シート体429は、後述するカット工程S13を経ることによって、シート体421に加工される。シート体429は、シート体421Lに対応するシート体429Lと、シート体421Sに対応するシート体429Sとを有する。シート体429S,429Lは、等脚台形状をなしている。下底と脚とのなす内角θ45は45°である。長辺方向におけるシート体429Sの長さは、長辺方向におけるシート体421Sの第1部分の長さと第2部分の長さとの和に等しい。また、短辺方向におけるシート体429Lの長さは、短辺方向におけるシート体421Lの第1部分の長さと第2部分の長さとの和に等しい。配置工程S11では、矩形をなすバイポーラ電極14の各辺に対応する4つのシート体429を対応する各辺上に配置する。また、配置工程S11では、隣り合う辺に対応するシート体429同士における互いの端部同士を重複させる。重複した部分は、カット工程S13を経て、重複部425となる。
FIG. 14 is a plan view illustrating four sheet bodies corresponding to each side of the
接合工程S12では、矩形をなすバイポーラ電極14の各辺上に配置された4つのシート体429をバイポーラ電極14の縁部15cに接合する。シート体429とバイポーラ電極14とを接合する方法としては、第1実施形態と同様にベルトシーラを用いた熱による溶着が挙げられる。ベルトシーラを用いてバイポーラ電極14とシート体429との溶着を行った場合、図15に示すように、搬送方向の上流側において、溶着前のシート体429の外縁よりも外側の位置まで延伸された延伸部分428L,428Sが形成されることがある。
In the joining step S12, four sheet bodies 429 arranged on each side of the rectangular
カット工程S13では、シート体429に形成された延伸部分428L,428Sと共にシート体429の一部をカットする。すなわち、カット工程S13では、4枚のシート体429S,429Lをバイポーラ電極14に接合した後に、各シート体429の脚に直交する方向に沿って隣り合うシート体429S,429Lを切断する。図15の例では、二点鎖線で示される位置が切断される。これにより、シート体429S,429Lを、シート体421S,421Lと同様の形状に加工する。この際、接合工程S12で形成された延伸部分428L,428Sがシート体429から除去される。
In the cutting step S13, a part of the sheet body 429 is cut together with the stretched
折り返し工程S14では、第1部分422L,422Sに向かって、第2部分423L,423Sを折り返す。この工程では、重複部425を避けて第2部分423L,423Sを第1部分422L,422Sに折り返す。この場合、対応する辺の方向に交差する幅方向において、第2部分423L,423Sの縁部(すなわち内縁27s)が第1部分422L,422Sの縁部(すなわち内縁25s)よりもシート体421の内側に位置するように第2部分を折り返す。これにより、シート体421の第1部分422L,422Sによって第1層25が形成され、第2部分423L,423Sによって第2層27が形成される。
In the folding step S14, the
14…バイポーラ電極、15c…縁部、21…第1封止部(封止体)、30…電極ユニット、121,121L,121S…シート体、122L,122S…第1部分、123L,123S…第2部分、128L,128S…延伸部分。
14 ... Bipolar electrode, 15c ... Edge, 21 ... First sealing part (sealing body), 30 ... Electrode unit, 121, 121L, 121S ... Sheet body, 122L, 122S ... First part, 123L, 123S ... First 2 parts, 128L, 128S ... Stretched parts.
Claims (2)
前記封止体は、枠形状を形成するように配置された複数のシート体であり、
該製造方法は、
矩形をなす前記電極の辺上に前記シート体を配置する工程と、
前記電極の辺上に配置された前記シート体をシーラによって前記電極に溶着する工程と、
前記電極に溶着された前記シート体において、溶着前の前記シート体の外縁よりも外側の位置まで延伸された延伸部分をカットする工程と、
前記カットする工程の後に、前記シート体の外縁を内側に折り返す工程と、を備える、蓄電モジュールの製造方法。 It is a method of manufacturing a power storage module in which a plurality of electrode units having a sealing body formed on the edge of a rectangular electrode are laminated.
The sealing body is a plurality of sheet bodies arranged so as to form a frame shape.
The manufacturing method is
The step of arranging the sheet body on the side of the electrode forming a rectangle, and
A step of welding the sheet body arranged on the side of the electrode to the electrode by a sealer, and
A step of cutting a stretched portion of the sheet body welded to the electrode, which is stretched to a position outside the outer edge of the sheet body before welding.
A method for manufacturing a power storage module, comprising a step of folding back the outer edge of the sheet body inward after the step of cutting.
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2019
- 2019-02-13 JP JP2019023395A patent/JP2020135934A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114678640A (en) * | 2022-05-09 | 2022-06-28 | 苏州威达智电子科技有限公司 | Sealing device is pasted to casing |
CN114678640B (en) * | 2022-05-09 | 2023-11-24 | 苏州威达智科技股份有限公司 | Sealing device is pasted to casing |
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