JP6187351B2 - 電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は電池セルと当該電池セルを保持するホルダとを含む電池モジュールと、当該電池モジュールを製造する方法に関する。

電池モジュールにおける電池セルはホルダに接着されるのが一般的である。例えば、特許文献１に紹介されている電池モジュールは、複数の電池セルをホルダに一体に接着してなるものである。この種の電池モジュールは組電池とも呼ばれ、例えば車両用のバッテリ等の種々の用途に供されている。

特許文献１に紹介されている電池モジュールにおいて、ホルダには孔状をなす電池保持部が設けられており、電池セルはこの電池保持部に挿入される。そして、ホルダにおける電池保持部の内周面と電池セルの外周面との間に接着剤を注入し、この接着剤を固化することにより接着剤層を形成している。しかし、電池保持部の内周面と電池セルの外周面との間に接着剤を注入する方法（所謂ポッティング法）によると、接着剤を注入・固化するのに時間がかかり、作業効率に劣る。

当該作業効率を向上させるためには、例えば接着剤を電池セルの外周面に塗布し、接着剤が塗布された状態の電池セルを電池保持部に挿入する方法が考えられる。

ところで、電池セルをホルダに安定して保持するためには、ホルダに設けた電池保持部の内周面と電池セルの外周面との隙間はあまり大きくしないのが良いと考えられる。この場合には、狭い隙間に接着剤を満たす必要がある。しかし接着剤は比較的粘度が高いため電池保持部の内周面との摩擦抵抗が比較的大きく、均一に塗り広げ難い。このため、電池保持部の内周面と電池セルの外周面との狭い隙間に接着剤を均一に行き渡らせるのは容易ではなかった。そして、電池保持部の内周面と電池セルの外周面との隙間に接着剤が行き渡らず、接着剤層の内部に空気が巻き込まれると、接着剤と相手材（つまり電池保持部の内周面および／または電池セルの外周面）との接着面積が低下したり、接着剤自体の強度低下が生じたりする可能性があった。このため、接着強度を向上させ難く、電池セルをホルダに安定して接着一体化し難い問題があった。

特開２０１３−８６５５号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ホルダの電池保持部と電池セルとの間に充分に接着剤が充填された電池モジュール、および、当該電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の電池モジュールの製造方法は、
孔状をなす電池保持部を持つホルダの前記電池保持部に電池セルを挿入するとともに、前記ホルダにおける前記電池保持部の内周面と前記電池セルの外周面との間に接着剤を介在させる挿入工程と、前記電池保持部の内周面と前記電池セルの外周面とを接着剤で固着するセル固着工程を備え、
前記挿入工程において、前記接着剤からなり、前記電池セルの軸方向の少なくとも一部の領域において前記電池セルの周方向全周にわたって前記電池保持部の内周面と前記電池セルの外周面との間に介在する接着剤層を形成し、
前記接着剤層は、前記電池保持部の内周面に接するホルダ側接着剤層と、前記電池セルの外周面に接するセル側接着剤層と、を持つ層構造をなし、
前記ホルダ側接着剤層を構成する前記接着剤および前記セル側接着剤層を構成する前記接着剤として、異なる種類の接着剤を用いる方法である。

本発明の電池モジュールの製造方法は、以下の（１）〜（４）の何れかを備えるのが好ましく、複数を備えるのがより好ましい。
（１）前記異なる種類の接着剤は、高粘度接着剤と、前記高粘度接着剤よりも低粘度の低粘度接着剤である。
（２）前記挿入工程において、一方の前記接着剤を前記電池保持部の内周面に塗布するとともに、他方の前記接着剤を前記電池セルの外周面に塗布して、前記電池セルを前記電池保持部に挿入する。
（３）前記挿入工程において、前記電池保持部の内周面に前記低粘度接着剤を塗布し、前記電池セルの外周面に前記高粘度接着剤を塗布する。
（４）前記高粘度接着剤は、前記低粘度接着剤に比べて厚肉に塗布する。

上記課題を解決する本発明の電池モジュールは、
孔状をなす電池保持部を持つホルダと、前記電池保持部に挿入される電池セルと、前記ホルダにおける前記電池保持部の内周面と前記電池セルの外周面とを固着する接着層と、を備え、
前記接着層は、前記電池保持部の内周面に接するホルダ側部と、前記電池セルの外周面に接するセル側部と、を持つ層構造をなし、前記電池セルの軸方向の少なくとも一部の領域において前記電池セルの周方向全周にわたって前記電池保持部の内周面と前記電池セルの外周面との間に介在し、
前記ホルダ側部と前記セル側部とは組成が異なるものである。

本発明の電池モジュールは、以下の（５）を備えるのが好ましく、（５）および（６）を備えるのがより好ましい。
（５）前記セル側部と前記ホルダ側部との一方は、前記軸方向における前記接着剤層の一端側において他方を覆う。
（６）前記セル側部と前記ホルダ側部との一方からなり、前記軸方向における前記接着剤層の前記一端側で他方を覆う被覆層の肉厚は、前記一端側に向けて厚くなっている。

本発明の電池モジュールの製造方法によると、ホルダの電池保持部と電池セルとの間に接着剤を充分に充填できる。また、本発明の電池モジュールは、接着剤を材料とする接着層がホルダの電池保持部と電池セルとの間に充分に充填されたものである。

実施例１の電池モジュールを模式的に表す斜視図である。 実施例１の電池モジュールを模式的に表す分解斜視図である。 実施例１の電池モジュールを図１中Ｘ−Ｘ位置で切断した様子を模式的に表す断面図である。 実施例１の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。 実施例２の電池モジュールを図１中Ｘ−Ｘ位置と同位置で切断した様子を模式的に表す断面図である。 実施例２の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。

以下、具体例を挙げて本発明の電池モジュールおよびその製造方法を説明する。以下、必要に応じて、本発明の電池モジュールの製造方法を単に本発明の製造方法と略する。

（実施例１）
図１は実施例１の電池モジュールを模式的に表す斜視図である。図２は、図１に示す実施例１の電池モジュールの分解斜視図である。図３は、実施例１の電池モジュールを図１中Ｘ−Ｘ位置で切断した様子を模式的に表す断面図である。図４は実施例１の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。以下、実施例において、上、下、左、右、前、後とは図１に示す上、下、左、右、前、後を指す。実施例において、電池セルの軸方向Ｙとは図１に示す上下方向を指す。なお、電池セル以外の部材における軸方向Ｙとは、図１に示す組み付け状態において軸方向Ｙに一致する方向を指す。

＜電池モジュールの製造方法＞
実施例１の電池モジュールの製造方法は、実施例１の電池モジュールを製造する方法である。後述するように、実施例１の電池モジュールは、電池セル１、接着層３およびホルダ５を持つ（図１および図２参照）。各電池セル１は、ホルダ５に設けられた貫通孔状の電池保持部５０に挿入される。接着層３は、後述する接着剤が固化してなる層であり、電池保持部５０の内周面５１と、電池セル１の外周面１１と、の間に介在し、両者を固着する。実施例１の電池モジュールの製造方法は、挿入工程とセル固着工程とを備える。

（挿入工程）
先ず、電池セル１の外周面１１と電池保持部５０の内周面５１とに、それぞれ別々の接着剤を塗布した。一方の接着剤は他方の接着剤に比べて高粘度であった。高粘度である方の接着剤を高粘度接着剤と呼び、低粘度である方の接着剤を低粘度接着剤と呼ぶ。

図４中の左側の部分に示すように、電池セル１における軸方向Ｙの一部の領域において、電池セル１の外周面１１の全周にわたって高粘度接着剤を塗布した。この操作によって電池セル１の外周面１１にセル側接着剤層４１を形成した。また、電池保持部５０における軸方向Ｙの一部の領域において、電池保持部５０の内周面５１の全周にわたって低粘度接着剤を塗布した。この操作によって電池保持部５０の内周面５１にホルダ側接着剤層４５を形成した。

高粘度接着剤の塗布厚さは０．３〜２．０ｍｍ程度であった。一方、低粘度接着剤の塗布厚さは０．０５〜０．３ｍｍ程度であった。したがって、高粘度接着剤の塗布厚さは低粘度接着剤の塗布厚さよりも厚かった。高粘度接着剤の塗布厚さは、電池モジュールにおける電池セル１の外周面１１と電池保持部５０の内周面５１との距離よりも大きかった。なお、ここでいう低粘度接着剤の塗布厚さおよび高粘度接着剤の塗布厚さとは、各々の塗布厚さの平均値を指し、電池セル１の外周面１１と電池保持部５０の内周面５１との距離とは、当該距離の平均値を指す。

次いで、高粘度接着剤からなるセル側接着剤層４１を有する電池セル１を、低粘度接着剤からなるホルダ側接着剤層４５を有する電池保持部５０に挿入した。具体的には、図４中の左側の部分に示すように、固定したホルダ５に対して電池セル１を軸方向Ｙに沿って移動させることで、電池セル１を電池保持部５０に挿入した。このとき電池セル１は図１中下側から上側に向けてホルダ５に対して相対移動した。

上述したように、電池セル１の外周面１１にはセル側接着剤層４１が設けられ、電池保持部５０の内周面５１にはホルダ側接着剤層４５が設けられている。また、セル側接着剤層４１の厚さ（つまり高粘度接着剤の塗布厚さ）は、電池モジュールにおける電池セル１の外周面１１と電池保持部５０の内周面５１との距離よりも大きい。換言すると、電池セル１を電池保持部５０に挿入する前の段階において、セル側接着剤層４１の厚さは、電池保持部５０の内周面５１と電池セル１の外周面１１とで区画される空間（接着空間２０と呼ぶ）の厚さ、すなわち、略筒状をなす接着空間２０の外径と内径との差よりも、大きい。当然乍ら、セル側接着剤層４１の厚さとホルダ側接着剤層４５の厚さとの和もまた、接着空間２０の厚さよりも大きい。このため、図４中の中央の部分に示すように、電池セル１を電池保持部５０に挿入する際には、セル側接着剤層４１とホルダ側接着剤層４５とが圧接する。高粘度接着剤からなるセル側接着剤層４１の粘度は、低粘度接着剤からなるホルダ側接着剤層４５の粘度よりも高く、セル側接着剤層４１はホルダ側接着剤層４５に比べて変形し難い。したがって、このときホルダ側接着剤層４５はセル側接着剤層４１に押圧されて大きく変形し、接着空間２０に充填される。

換言すると、図４の中央の部分に示すように、電池セル１を電池保持部５０に挿入する際には、セル側接着剤層４１とホルダ側接着剤層４５とが圧接し、セル側接着剤層４１とホルダ側接着剤層４５との境界面において、低粘度のホルダ側接着剤層４５が高粘度のセル側接着剤層４１に対して変形する。このためホルダ側接着剤層４５は、電池保持部５０の内周面５１とセル側接着剤層４１の表面（外周面）との間に充填される充填材として機能し、セル側接着剤層４１はホルダ側接着剤層４５を塗り広げるための押圧材として機能する。さらにホルダ側接着剤層４５はセル側接着剤層４１に対する潤滑剤としても機能し、セル側接着剤層４１は充填材としても機能する。このためセル側接着剤層４１とホルダ側接着剤層４５とからなる接着剤層４は、電池保持部５０と電池セル１との間に設けられた接着空間２０に隙間なく充填される。

基本的には、セル側接着剤層４１の変形量は、挿入後端側（図１における下側）から挿入先端側（図１における上側）に向けて徐々に大きくなる。セル側接着剤層４１における挿入先端側の部分は、挿入後端側の部分に比べて、ホルダ側接着剤層４５による反力をより大きく受けるためである。このセル側接着剤層４１の変形量の差は、セル側接着剤層４１とホルダ側接着層４５との粘度の差が小さくなる程、顕著である。一方、セル側接着剤層４１とホルダ側接着層４５との粘度の差が大きければ、セル側接着剤層４１の変形量の差は小さく、セル側接着剤層４１の肉厚は、挿入後端側から挿入先端に至るまで略一定となる。実施例１の電池モジュールの製造方法においては、セル側接着剤層４１とホルダ側部４５との粘度の差が大きい。このため、上記したセル側接着剤層４１の変形量の差は小さく、セル側接着剤層４１の肉厚は略一定であるとともに、ホルダ側接着剤層４５の肉厚もまた略一定である。

（セル固着工程）
上記した挿入工程後、電池保持部５０に電池セル１が挿入され、接着空間２０の軸方向の一部に接着剤が充填されてなる電池セル１、ホルダ５および接着剤層４の複合体を静置し、流体状の接着剤層４を固体状の接着層３に状態変化させることで、電池セル１とホルダ５と接着層３とを有する実施例１の電池モジュールを得た。

＜電池モジュール＞
実施例１の電池モジュールは、実施例１の電池モジュールの製造方法で得られたものである。図１および図２に示すように、実施例１の電池モジュールは、電池セル１、接着層３、ホルダ５、セパレータ９０、および、バスバー９１で構成されている。

実施例１の電池モジュールは１６個の電池セル１を持つ。各電池セル１は、略同形の円筒形セルであり、軸方向Ｙの両端にそれぞれ端子１９（正極端子、負極端子）を持つ。ホルダ５は略板状をなし、１６個の電池保持部５０を持つ。各電池保持部５０は貫通孔状をなし、各電池保持部５０の内径は各電池セル１の外径よりもやや大きい。各電池保持部５０にはそれぞれ対応する電池セル１が挿入される。実施例１の電池モジュールにおいて、各電池セル１は、４本一組として二つのバスバー９１によって直列に接続される。バスバー９１と電池セル１との間には、図略の導電材層が設けられている。導電材層はバスバー９１と電池セル１の端子１９とを電気的に接続するための層である。導電材層の形状は特に限定されず、タブ溶接やワイヤーボンディング、ろう付け等の方法の既知の方法で形成できる。

バスバー９１と電池セル１との間には、局所的に、セパレータ９０が介在している。セパレータ９０は、電池セル１とバスバー９１との電気的接続を部分的に遮断することで、短絡を防ぎつつ、バスバー９１によって電池セル１を接続するための部材である。セパレータ９０は絶縁材で構成すれば良く、本実施例では絶縁樹脂製である。

接着層３は、後述する接着剤が固化してなる層であり、ホルダ５に設けられている電池保持部５０の内周面５１と、電池セル１の外周面１１と、の間に介在し、電池保持部５０の内周面５１および電池セル１の外周面１１に固着している。図３に示すように、接着層３は異なる種類の接着剤からなるホルダ側部３５とセル側部３１とを持ち、実施例１においては二層構造をなす。接着層３は、電池セル１の軸方向Ｙ（図１中上下方向）の一部の領域に設けられている。接着層３が設けられている電池セル１の領域を固着領域Ｚと呼ぶ。接着層３は固着領域Ｚにおいて、電池セル１の周方向全周にわたって電池保持部５０の内周面５１と電池セル１の外周面１１との間に介在している。このため接着層３は、実施例１においては図２に示すように略筒状をなす。

接着層３は径方向内側（内周側）に位置するセル側部３１と、径方向外側（外周側）に位置するホルダ側部３５との二層構造をなす。セル側部３１は、固着領域Ｚにおいて、電池セル１の周方向全周にわたって電池セル１の外周面１１に接し、電池セル１の外周面１１に固着している。ホルダ側部３５は、固着領域Ｚにおいて、電池セル１の周方向全周にわたって電池保持部５０の内周面５１に接し、電池保持部５０の内周面５１に固着している。また、セル側部３１とホルダ側部３５とは境界面において固着し一体化されている。より具体的には、セル側部３１およびホルダ側部３５はそれぞれ略筒状をなし、セル側部３１の内周面は電池セル１の外周面１１に接し、セル側部３１の外周面とホルダ側部３５の内周面とは互いに接し、ホルダ側部３５の外周面は電池保持部５０の内周面５１に接している。つまり、接着層３は、固着領域Ｚにおいて、電池セル１の外周面１１と電池保持部５０の内周面５１との間に行き渡り、隙間なく充填されている。

上述したように、実施例１の電池モジュールの製造方法においては、セル側部３１となるセル側接着剤層４１が高粘度接着剤からなり、ホルダ側部３５となるホルダ側接着剤層４５が低粘度接着剤からなる。このため、実施例１の電池モジュールにおいては、図３に示すように、軸方向Ｙにおける接着層３の一端側（挿入先端側と呼ぶ）において、ホルダ側部３５はセル側部３１を覆っている。したがって、実施例１の電池モジュールにおいて、ホルダ側部３５は被覆層である。なお、被覆層は、軸方向Ｙにおける接着層３の他端側（挿入後端側）にも形成される場合がある。

実施例１の電池モジュールにおける接着層３は、低粘度接着剤からなり層状をなすホルダ側部３５と、高粘度接着剤からなり層状をなすセル側部３１と、の二層で構成されている。ホルダ側部３５の肉厚は、挿入後端側から挿入先端側に至る軸方向Ｙの略全領域において、略一定である。そして、挿入先端側の最先端部分ではホルダ側部３５がセル側部３１の先端部分を覆っている。但し、低粘度接着剤の量が少なめの場合、つまり、ホルダ側接着剤層４５の層厚や軸方向長さが比較的少ない場合には、セル側層３１の先端部分がホルダ側部３５に覆われず露出する場合もあり得る。また、セル側部３１の肉厚も、挿入後端側から挿入先端側に至るまで略一定である。そして、挿入後端側の最後端部分では、セル側部３１がホルダ側部３５の後端部分を覆っている。ホルダ側部３５のうち、接着層３の挿入先端に存在してセル側層３１の先端部を覆う部分を、先端側被覆部３９ａと呼ぶ。また、セル側層３１のうち、接着層３の挿入後端に存在してホルダ側部３５の後端部を覆う部分を、後端側被覆部３９ｂと呼ぶ。

実施例１の製造方法においては、電池セル１を電池保持部５０に挿入する前に、電池セル１の外周面１１と電池保持部５０の内周面５１とにそれぞれ接着剤を塗布して、セル側接着剤層４１およびホルダ側接着剤層４５を形成したが、セル側接着剤層４１およびホルダ側接着剤層４５は挿入工程の何れかの段階で形成されれば良く、実施例の方法に限定されるものではない。また、実施例１の製造方法においては、塗布作業性を考慮して、高粘度接着剤を電池セル１の外周面１１に塗布するとともに低粘度接着剤を電池保持部５０の内周面５１に塗布したが、低粘度接着剤を電池セル１の外周面１１に塗布しかつ高粘度接着剤を電池保持部５０の内周面５１に塗布しても良い。また、実施例１においては、セル側接着剤層４１を構成する接着剤およびホルダ側接着剤層４５を構成する接着剤として、粘度の異なる二種の接着剤を用いたが、本発明の製造方法においては異なる二種の接着剤を用いれば良く、接着剤の粘度は特に限定されない。例えば後述する実施例２のように、粘度が略同じであり組成の異なる二種の接着剤を用いても良い。ここでいう異なる二種の接着剤とは、接着剤を構成する主原料自体が異なる二種の接着剤、各々の接着剤を構成する材料は同じであるがその組成比が異なる二種の接着剤、材料も組成比も同じであるが硬化剤の配合比が異なる二液硬化型の接着剤、二液硬化型の接着剤であって一方の接着剤として主剤を他方の接着剤として硬化剤を用いるもの、等を含む概念である。

ところで、本発明の電池モジュールの製造方法においては、接着剤の種類は特に限定されない。したがって接着剤は、要求される接着強度や電池モジュールの使用環境に応じて適宜選択すれば良い。本発明における接着剤とは、流体状から固体状に状態変化可能であり、流体状から固体状に状態変化する際に少なくとも電池セル１の外周面１１と電池保持部５０の内周面５１とに固着可能な組成物を指す。例えば接着剤は、挿入工程つまり電池保持部５０に電池セル１を挿入している時点においては流体状であれば良い。そして、セル固着工程つまり電池保持部５０に電池セル１が挿入された後には、化学反応や溶媒の気化等によって硬化することで、流体状から固体状に状態変化し、電池保持部５０の内周面５１および電池セル１の外周面１１に固着できれば良い。ここでいう流体状とは流動可能である状態を指し、液状、ゲル状、ゾル状、スラリー状等を含む概念である。

接着剤として、具体的には、反応系接着剤、溶剤系接着剤、エマルジョン系接着剤、ホットメルト系接着剤、合成ゴム系接着剤等が挙げられる。

反応系接着剤は、反応前には流体状をなしていた接着剤が化学反応等により固体状に状態変化するものである。反応系接着剤は一液型と二液型とに大別される。一液型の反応系接着剤は、外部の環境因子により化学反応し、固化して、接着（または固着）機能を発揮する。例えば、エポキシ系一液型接着剤は硬化剤を含む。エポキシ系一液型接着剤を加熱すると、硬化剤の硬化反応が開始され、接着剤が固化する。シリコン系一液型接着剤は、空気中の水分と反応する。ＵＶ硬化型一液型接着剤は紫外線を照射されることで反応開始する。嫌気性一液型接着剤は、空気を遮断すると反応開始する。

二液型の反応系接着剤は、流体状の主剤と硬化剤とを混ぜることで、重合反応や架橋反応等が生じて固化する。主剤は一般にモノマー或いはオリゴマーのものが多い。具体的な反応系接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤やシアノアクリレート系接着剤を挙げることができる。反応可能な主剤と硬化剤との組み合わせとしては、エポキシ樹脂系接着剤におけるビスフェノールＡ（ＢＰＡ：主剤）とアミン（硬化剤）との組み合わせを例示できる。

溶剤系接着剤は、接着剤の主成分である高分子固形分が有機溶媒に溶解したものである。具体例としては、クロロプレン系接着剤、ポリ酢酸ビニル溶剤系接着剤等が挙げられる。

エマルジョン系接着剤は、接着剤の主成分である高分子微粒子が分散媒中に分散した懸濁液状のものである。具体例としては、酢酸ビニルエマルジョン接着剤、合成ゴムラテックス接着剤等が挙げられる。

ホットメルト系接着剤は、熱可塑性のポリマーを主成分とし、加熱することで流体状となり、冷却することで流体状から固体状に状態変化する接着剤であり、化学反応を伴うものもある。具体例としては、エチレンー酢酸ビニル系接着剤、ポリアミド系接着剤等が挙げられる。

本発明の製造方法においては、接着剤として異なる二種の接着剤を用いる。一方の接着剤を第１接着剤、他方の接着剤を第２接着剤と呼ぶ。この二種の接着剤としては、どのようなものを組み合わせても良い。例えば、上記した反応系接着剤、溶剤系接着剤、エマルジョン系接着剤、ホットメルト系接着剤からなる群から適宜選択した二種の接着剤を組み合わせて用いても良い。

また、例えば接着剤として二液硬化型の反応系接着剤を用いる場合には、第１接着剤として主剤を選択し、第２接着剤として当該主材と反応する硬化剤を選択しても良い。この場合、主剤および硬化剤は反応前および反応初期には全体として流体状であり、互いに反応することで固化（硬化）する。なお、この場合、第１接着剤と第２接着剤との接触箇所で反応が生じるため、第１接着剤および第２接着剤の全体が迅速に反応するように、ラジカル反応等の連鎖的に進行する反応機構によって固化する接着剤を選択するのが好ましい。具体的にはアクリル樹脂系接着剤等を挙げることができる。

また、第１接着剤および第２接着剤として、主剤と硬化剤との両方を含むものを二種組み合わせて用いても良い。この場合、第１接着剤および第２接着剤の各々で別々の反応が生じるが、反応初期においては第１接着剤および第２接着剤は流体状であり、反応後期においては第１接着剤および第２接着剤は固体状に状態変化する点では同じである。

また、第２接着剤として、プライマー等の接着補助剤を選択することもできる。接着補助剤は一般的に、塗布した相手材、つまり、電池セル１の外周面１１または電池保持部５０の内周面５１と、第１接着剤との間に層を形成する。そして、電池セル１の外周面１１または電池保持部５０の内周面５１と反応することで、当該外周面１１または内周面５１を改質する。第２接着剤として接着補助剤を選択する場合、第１接着剤として主剤および硬化剤の両方を含む接着剤を選択すれば良い。接着補助剤を塗布した電池セル１の外周面１１または電池保持部５０の内周面５１には接着補助剤からなる層（所謂プライマー層）が形成されて改質され、このプライマー層に第１接着剤からなる層が固着するため、接着強度が向上する。また、この場合にも、反応初期においては第１接着剤および第２接着剤は流体状であり、反応後期においては第１接着剤および第２接着剤は固体状に状態変化する点では同じである。

その他、第１接着剤として、主剤および硬化剤の両方を含む接着剤を選択する場合、第２接着剤として、主剤を選択することもできるし、硬化剤を選択することもできる。第１接着剤として主剤および硬化剤の両方を含む接着剤を選択し、第２接着剤として主剤を選択する場合、第２接着剤の主剤は第１接着剤の硬化剤と反応すれば良く、第１接着剤の主剤と同じものであっても良いし異なるものであっても良い。同様に、第１接着剤として主剤および硬化剤の両方を含む接着剤を選択し、第２接着剤として硬化剤を選択する場合、第２接着剤の硬化剤は第１接着剤の主剤と反応すれば良く、第１接着剤の硬化剤と同じものであっても良いし異なるものであっても良い。

接着剤の粘度は種々の方法によって調整できる。例えば、接着剤に含まれるオリゴマー、ポリマー等の樹脂構成成分の分子量を適宜設定することにより、粘度調整することもできる。一般に、低分子量の樹脂構成成分は高分子量の樹脂構成成分に比べて粘度が低いとされている。或いは、接着剤に各種のフィラーを配合することで接着剤の粘度を調整することもできる。さらには、フィラーの種類や量を適宜設定することによって接着剤の粘度に調整することも可能である。フィラーの種類や粒径等にもよるが、小径のフィラーを用いる場合であれば、一般には、フィラーの配合量が多い程、接着剤の粘度が高まるとされている。接着剤が溶剤系接着剤やエマルジョン系接着剤であれば、溶媒や分散媒の配合割合（つまり接着剤の固形分濃度）を適宜調整することによって、接着剤の粘度を調整することもできる。固形分濃度が高い程、接着剤の粘度が高まる。さらに、主剤と硬化剤との混合比や主剤および／または硬化剤の種類を適宜変更することによっても、接着剤の粘度を調整し得る。

（評価試験）
上述した実施例１の製造方法を用い、第１接着剤と第２接着剤との組み合わせを変えて、接着剤の充填の程度および接着力を評価した。試験１〜試験６の結果を後述する表１に示す。

（試験１）
試験１では、第１接着剤および第２接着剤としてエポキシ系の二液型反応系接着剤を用いた。第１接着剤および第２接着剤として、それぞれ、主材と硬化剤との両方を含むものを用いた。なお、第１接着剤および第２接着剤は、主剤として同じ種類のエポキシ樹脂を含むため、相溶する。第１接着剤の粘度は７００Ｐａ・ｓであり、第２接着剤の粘度は１００Ｐａ・ｓであった。高粘度接着剤たる第１接着剤を電池セル１の外周面１１に塗布し、低粘度接着剤たる第２接着剤を電池保持部５０の内周面５１に塗布して、実施例１の製造方法と同様に、電池セル１を電池保持部５０に挿入した。このときの挿入速度は３０ｍｍ／秒であった。なお、電池セル１の外径は１８ｍｍであり、電池保持部５０の内径は１８．４ｍｍであり、接着空間２０の厚さは１５ｍｍであった。

試験１の製造方法で得られた電池モジュールにおいては、接着層３は、接着空間２０の全体に隙間なく存在した（充填の評価○）。また、ホルダ５を固定した状態で電池セル１を軸方向の一方に引き抜くことにより、この電池モジュールにおける接着層３の接着力を評価した。その結果、接着層３の接着力も充分であった。具体的には、接着層３の接着力は、接着空間２０に第１接着剤または第２接着剤が隙間なく充填された場合と同等の接着力であった（接着力の評価○）。

（試験２）
試験２の製造方法は、第２接着剤以外は試験１と同じである。

試験２では、第２接着剤として、第１接着剤に含まれる主剤を用いた。第１接着剤の粘度は試験１と同様に７００Ｐａ・ｓであり、第２接着剤の粘度は１００Ｐａ・ｓであった。また、挿入速度は試験１と同じ３０ｍｍ／秒であった。

試験２の製造方法で得られた電池モジュールにおいても、充填の評価は○であり、接着力の評価も○であった。

（試験３）
試験３の製造方法は、第２接着剤以外は試験１と同じである。

試験３では、第２接着剤として、エポキシ系の二液型反応系接着剤を用いた。第２接着剤の粘度は０．２Ｐａ・ｓであった。第１接着剤の粘度は試験１、２と同様に７００Ｐａ・ｓであった。また、挿入速度は試験１、２と同様に３０ｍｍ／秒であった。

試験３の製造方法で得られた電池モジュールにおいては、充填の評価は△であり、接着力の評価も△であった。具体的には、試験３の製造方法で得られた電池モジュールにおいては、接着層３の一部に空隙がみられた。また、接着層３の接着力は接着空間２０に第１接着剤または第２接着剤が隙間なく充填された場合の接着力の５０％未満であった。

（試験４）
試験４の製造方法は、第２接着剤および挿入速度以外は試験１と同じである。

試験４では、第２接着剤として、試験３で用いたものと同じエポキシ系の二液型反応系接着剤を用いた。つまり、第１接着剤の粘度は試験１〜３と同様に７００Ｐａ・ｓであり、第２接着剤の粘度は試験３と同様に０．２Ｐａ・ｓであった。また、挿入速度は試験１〜３よりも遅い０．５ｍｍ／秒であった。

試験４の製造方法で得られた電池モジュールにおいては、充填の評価は○であり、接着力の評価も○であった。

（試験５）
試験５の製造方法は、第１接着剤以外は試験１と同じである。

試験５では、第１接着剤としてとしてエポキシ系の二液型反応系接着剤を用いた。第２接着剤は、試験１で用いたものと同じである。第１接着剤の粘度は１００Ｐａ・ｓであり、第２接着剤の粘度は試験１と同様に１００Ｐａ・ｓであった。挿入速度は試験１〜３と同じ３０ｍｍ／秒であった。

試験５の製造方法で得られた電池モジュールにおいては、充填の評価は○であり、接着力の評価も○であった。

（試験６）
試験６の製造方法は、第１接着剤および第２接着剤以外は試験１と同じである。

試験６では、第１接着剤および第２接着剤としてアクリル系の二液型反応系接着剤を用いた。第１接着剤は主剤であり、第２接着剤は主剤たる第１接着剤と反応する硬化剤である。第１接着剤の粘度は３０Ｐａ・ｓであり、第２接着剤の粘度もまた３０Ｐａ・ｓであった。挿入速度は試験１〜３および５と同じ３０ｍｍ／秒であった。

試験６の製造方法で得られた電池モジュールにおいては、充填の評価は○であり、接着力の評価も○であった。

試験１〜６の結果から、異なる二種の接着剤として粘度の異なるものを用いた場合にも、同じ粘度のものを用いた場合にも、充填の程度は充分であり、かつ、充分な接着力が得られることがわかる。なお、試験３では第２接着剤として粘度の非常に低いものを用いたことで、充填の程度および接着力が低下した。これは、挿入工程において高粘度の第１接着剤層に押圧されることで、軸方向の一部において低粘度の第２接着剤が枯渇し、第１接着剤および第２接着剤の二層構造が壊れたためと考えられる。しかし、試験４に示すように、挿入速度を遅くして挿入荷重を低減すれば、接着剤を接着空間に充分に充填でき、かつ充分な接着力が得られる。つまり、本発明の電池モジュールの製造方法においては接着剤の粘度は特に限定されず、接着剤の粘度が過小であると考えられる場合にも、挿入工程における挿入速度を調整する等で挿入荷重を適宜設定すれば対応可能であるといえる。挿入荷重の調整方法としては、その他、接着空間２０の厚みを広くする等が挙げられる。

（実施例２）
図５は実施例２の電池モジュールを図１中Ｘ−Ｘ位置と同位置で切断した様子を模式的に表す断面図である。図６は実施例２の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。

＜電池モジュールの製造方法＞
（挿入工程）
先ず、電池セル１の外周面１１と電池保持部５０の内周面５１とにそれぞれ別々の接着剤を塗布した。実施例２の製造方法において、二つの接着剤の粘度は略同じであった。一方の接着剤を第１接着剤と呼び他方の接着剤を第２接着剤と呼ぶ。電池セル１における軸方向Ｙの一部の領域において、第１接着剤を電池セル１の外周面１１の全周にわたって塗布した。この操作によって電池セル１の外周面１１にセル側接着剤層４１を形成した。また、電池保持部５０における軸方向Ｙの一部の領域において、電池保持部５０の内周面５１の全周にわたって第２接着剤を塗布した。この操作によって電池保持部５０の内周面５１にホルダ側接着剤層４５を形成した。なお、第１接着剤の塗布厚さと第２接着剤の塗布厚さとの和は、接着空間２０の厚さよりも大きかった。

次いで、第１接着剤からなるセル側接着剤層４１を有する電池セル１を、第２接着剤からなるホルダ側接着剤層４５を有する電池保持部５０に挿入した。したがって、このとき、図６中の中央の部分に示すように、セル側接着剤層４１とホルダ側接着剤層４５とが圧接した。実施例２の製造方法においては、第１接着剤の粘度と第２接着剤の粘度とは略同じであった。つまり、セル側接着剤層４１とホルダ側部３５との変形し易さは同程度であった。したがって、このときホルダ側接着剤層４５がセル側接着剤層４１に押圧されて変形するとともに、セル側接着剤層４１がホルダ側接着剤層４５に押圧されて変形し、ホルダ側接着剤層４５とセル側接着剤層４１とは互いに塗り広げられつつ接着空間２０に充填された。

より具体的には、セル側接着剤層４１の変形量は、挿入後端側から挿入先端側に向けて徐々に大きくなる。そして、このセル側接着剤層４１の変形量の差は、セル側接着剤層４１とホルダ側接着層４５との粘度の差が小さくなる程、顕著である。実施例２においては、両者の粘度は略同じであり、粘度差は殆ど無い。したがって、セル側接着剤層４１は、挿入後端側から挿入先端側に向けて徐々に肉厚が薄くなる先細り形状をなし、セル側接着剤層４１が固化してなるセル側部３１もまた、挿入後端側から挿入先端側に向けて徐々に肉厚が薄くなる先細り形状をなす。そして、ホルダ側接着剤層４５は、セル側接着剤層４１に押圧されて、セル側接着剤層４１の表面（外周面）と電池保持部５０の内周面５１との間に充填される。このためホルダ側接着剤層４５は、セル側接着剤層４１に対して略相補的な形状つまり、挿入先端側から挿入後端側に向けて徐々に肉厚が薄くなる先細り形状をなす。同様に、ホルダ側部３５は挿入先端側から挿入後端側に向けて徐々に肉厚が薄くなる先細り形状をなす。

さらに換言すると、図６の中央の部分に示すように、電池セル１を電池保持部５０に挿入する際には、セル側接着剤層４１とホルダ側接着剤層４５とが圧接し、境界面において互いに滑りつつ、同程度に変形する。このためホルダ側接着剤層４５は、電池保持部５０の内周面５１とセル側接着剤層４１の表面（外周面）との間に充填される充填材として機能し、セル側接着剤層４１はホルダ側接着剤層４５を塗り広げるための押圧材として機能する。また、セル側接着剤層４１は、電池セル１の外周面１１とホルダ側接着剤層４５の表面（内周面）との間に充填される充填材としても機能し、ホルダ側接着剤層４５はセル側接着剤層４１を塗り広げるための押圧材としても機能する。さらにホルダ側接着剤層４５はセル側接着剤層４１に対する潤滑剤としても機能し、かつ、セル側接着剤層４１はホルダ側接着剤層４５に対する潤滑剤としても機能する。

このため実施例２の製造方法においても、セル側接着剤層４１とホルダ側接着剤層４５とからなる接着剤層４は、電池保持部５０と電池セル１との間に設けられた接着空間２０に隙間なく充填される。

＜電池モジュール＞
実施例２の電池モジュールは、実施例２の電池モジュールの製造方法で得られたものである。実施例２の電池モジュールは、接着層３の２つの接着剤層４１、４５の粘度が略同じであること以外は実施例１の電池モジュールと同じものである。図５に示すように、実施例２の電池モジュールにおける接着層３は、実施例１の電池モジュールにおける接着層３と同様に、ホルダ側部３５とセル側部３１とを持つ二層構造をなす。接着層３は、電池セル１の軸方向Ｙの一部の領域つまり固着領域Ｚに設けられている。接着層３は、固着領域Ｚにおいて、電池セル１の周方向全周にわたって電池保持部５０の内周面５１と電池セル１の外周面１１との間に介在している。接着層３はセル側部３１とホルダ側部３５との二層構造をなす。セル側部３１は、実施例１と同様に、固着領域Ｚにおいて電池セル１の周方向全周にわたって電池セル１の外周面１１に接し、当該外周面１１に固着している。ホルダ側部３５もまた、実施例１と同様に、固着領域Ｚにおいて、電池セル１の周方向全周にわたって電池保持部５０の内周面５１に接し、当該内周面５１に固着している。さらにセル側部３１およびホルダ側部３５は境界面において固着し一体化されている。セル側部３１における境界面つまりセル側部３１の外周面と、ホルダ側部３５における境界面つまりホルダ側部３５の内周面とは、互いに相補的な傾斜面状をなす。接着層３は、固着領域Ｚにおいて、接着領域に隙間なく充填されている。セル側部３１の厚さとホルダ側部３５の厚さとは略同じである。

図５に示すように、軸方向Ｙにおける接着層３の挿入先端側において、ホルダ側部３５はセル側部３１を覆っている。したがって、実施例２の電池モジュールにおいても、ホルダ側部３５は被覆層である。また、接着層３の挿入後端側においては、セル側部３１がホルダ側部３５を覆っている。したがって、実施例２の電池モジュールにおいては、セル側部３１もまた被覆層である。

本発明の電池モジュールの用途は特に限定されず、様々な装置や備品等に配設できる。具体例としては、車両用に搭載する組電池を挙げることができる。

１：電池セル １１：電池セルの外周面 Ｙ：電池セルの軸方向
３：接着層 ３１：セル側部 ３５：ホルダ側部
４：接着剤層 ４１：セル側接着剤層 ４５：ホルダ側接着剤層
５：ホルダ ５０：電池保持部 ５１：電池保持部の内周面

Claims (7)

1. 孔状をなす電池保持部を持つホルダの前記電池保持部に電池セルを挿入するとともに、前記ホルダにおける前記電池保持部の内周面と前記電池セルの外周面との間に接着剤を介在させる挿入工程と、前記電池保持部の内周面と前記電池セルの外周面とを接着剤で固着するセル固着工程を備え、
   前記挿入工程において、前記接着剤からなり、前記電池セルの軸方向の少なくとも一部の領域において前記電池セルの周方向全周にわたって前記電池保持部の内周面と前記電池セルの外周面との間に介在する接着剤層を形成し、
   前記接着剤層は、前記電池保持部の内周面に接するホルダ側接着剤層と、前記電池セルの外周面に接するセル側接着剤層と、を持つ層構造をなし、
   前記ホルダ側接着剤層を構成する前記接着剤および前記セル側接着剤層を構成する前記接着剤として、異なる種類の接着剤を用い、
   前記挿入工程において、一方の前記接着剤を前記電池保持部の内周面に塗布するとともに、他方の前記接着剤を前記電池セルの外周面に塗布して、前記電池セルを前記電池保持部に挿入する、電池モジュールの製造方法。
2. 前記異なる種類の接着剤は、高粘度接着剤と、前記高粘度接着剤よりも低粘度の低粘度接着剤である請求項１に記載の電池モジュールの製造方法。
3. 前記挿入工程において、前記電池保持部の内周面に前記低粘度接着剤を塗布し、前記電池セルの外周面に前記高粘度接着剤を塗布する請求項２に記載の電池モジュールの製造方法。
4. 前記高粘度接着剤は、前記低粘度接着剤に比べて厚肉に塗布する請求項２又は３に記載の電池モジュールの製造方法。
5. 孔状をなす電池保持部を持つホルダと、前記電池保持部に挿入される電池セルと、前記ホルダにおける前記電池保持部の内周面と前記電池セルの外周面とを固着する接着層と、を備え、
   前記接着層は、前記電池保持部の内周面に接するホルダ側部と、前記電池セルの外周面に接するセル側部と、を持つ層構造をなし、前記電池セルの軸方向の少なくとも一部の領域において前記電池セルの周方向全周にわたって前記電池保持部の内周面と前記電池セルの外周面との間に介在し、
   前記ホルダ側部と前記セル側部とは組成が異なる、電池モジュール。
6. 前記セル側部と前記ホルダ側部との一方は、前記軸方向における前記接着層の一端側において他方を覆う、請求項５に記載の電池モジュール。
7. 前記セル側部と前記ホルダ側部との一方からなり、前記軸方向における前記接着層の前記一端側で他方を覆う被覆層の肉厚は、前記一端側に向けて厚くなっている請求項６に記載の電池モジュール。

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