JP7088072B2

JP7088072B2 - Battery module manufacturing method

Info

Publication number: JP7088072B2
Application number: JP2019026865A
Authority: JP
Inventors: 健一郎中嶋; 泰正小熊
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2022-06-21
Anticipated expiration: 2039-02-18
Also published as: JP2020136037A

Description

本開示は、電池モジュールの製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method of manufacturing a battery module.

電池積層体の両端をエンドプレートで固定した電池モジュールが知られている。この様な電池モジュール、特に車載用の電池モジュール等では、振動・衝撃等による電池積層体同士の位置ズレ防止、電池積層体の寿命・出力性能確保等の観点から、電池積層体に、両端から拘束圧力をかけている。 A battery module in which both ends of a battery laminate are fixed by end plates is known. In such battery modules, especially in-vehicle battery modules, the battery laminates are attached to the battery laminates from both ends from the viewpoints of preventing positional deviation between the battery laminates due to vibration, impact, etc., and ensuring the life and output performance of the battery laminates. Restraint pressure is applied.

このような電池モジュールとしては、例えば特許文献１に開示されている電池モジュールを挙げることができる。 Examples of such a battery module include the battery module disclosed in Patent Document 1.

特許文献１は、一対のエンドプレート及びエンドプレート間に配置されている複数の燃料電池、並びにこれらを取り囲み、複数の燃料電池に対して圧縮力を加える圧縮バンドを備える電池モジュールを開示している。同文献は、電池モジュールを圧縮するための圧縮手段に十分な伸縮性と弾性がある場合、圧縮手段を電池モジュールの周囲に適合させる目的でそれを引き延ばすことができることを開示している。 Patent Document 1 discloses a pair of end plates and a plurality of fuel cells arranged between the end plates, and a battery module including a compression band surrounding the fuel cells and applying a compressive force to the plurality of fuel cells. .. The document discloses that if the compression means for compressing the battery module has sufficient elasticity and elasticity, it can be stretched for the purpose of adapting the compression means around the battery module.

また、電池モジュールの製造前に、電池積層体を構成する構成単位セルに対して充放電を行う場合があることが、特許文献２及び３に開示されている。 Further, it is disclosed in Patent Documents 2 and 3 that the constituent unit cells constituting the battery laminate may be charged and discharged before the battery module is manufactured.

特許文献２は、構成単位セルを、その充電率が使用時における充電率の中間となるように調整し、構成単位セルを組み付けて電池積層体とした後に、電池積層体を構成する少なくとも２つの構成単位セルを放電して、その充電率が使用時における充電率の最小値以上の値まで一括放電することを含む方法を開示している。同文献によれば、この様な方法により、電池モジュールを構成する各構成単位セルの電圧ばらつきを、安全に抑制した組電池を製造することができる。 Patent Document 2 adjusts the constituent unit cells so that the charge rate is in the middle of the charge rate at the time of use, and after assembling the constituent unit cells to form a battery laminate, at least two constituent unit cells constitute the battery laminate. A method including discharging a constituent unit cell and discharging the charge rate to a value equal to or higher than the minimum value of the charge rate at the time of use is disclosed. According to the document, by such a method, it is possible to manufacture an assembled battery in which the voltage variation of each constituent unit cell constituting the battery module is safely suppressed.

また、特許文献３は、電池モジュールを組立てる前に、構成単位セルを充電して、使用時における充電率の最大充電率と最小充電率との中間値に調整した後に、構成単位セルに対して試験を行うことを開示している。同文献において、検査に合格した構成単位セルを放電し、放電することによって重ね合わせる側面が平面に復帰した構成単位セルを、電池モジュールの組立てに用いることが開示されている。 Further, in Patent Document 3, before assembling the battery module, the constituent unit cell is charged, adjusted to an intermediate value between the maximum charge rate and the minimum charge rate at the time of use, and then the constituent unit cell is used. It discloses that the test will be conducted. In the same document, it is disclosed that a structural unit cell that has passed the inspection is discharged, and the structural unit cell whose side surfaces are returned to a flat surface by discharging is used for assembling a battery module.

特表２０１１－５０８３８３号公報Japanese Patent Publication No. 2011-508383 特許第５２９９４３４号公報Japanese Patent No. 5299434 特開２００６－３２４１６３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-324163

電池積層体が一対のエンドプレートを介して拘束バンドによって拘束された構成を有している電池モジュールが知られている。 A battery module having a configuration in which a battery laminate is constrained by a restraint band via a pair of end plates is known.

このような電池モジュールを組立てる方法としては、例えば、拘束バンドが十分な弾性を有している場合には、拘束バンドと一対のエンドプレートとを結束させ、拘束バンドを伸長させることによって一対のエンドプレート間の間隔を広げ、その間に電池積層体を配置する方法が考えられる。 As a method of assembling such a battery module, for example, when the restraint band has sufficient elasticity, the restraint band and the pair of end plates are bound together, and the restraint band is extended to extend the pair of ends. A method of widening the space between the plates and arranging the battery laminate between them can be considered.

しかしながら、電池モジュールには、例えば全固体電池積層体を有する電池モジュールのように、電池積層体を大きい力で拘束することが求められているものがある。そのような電池モジュールを製造する場合、上記の方法では、一対のエンドプレート間の間隔を広げ、その間に電池積層体を配置する際に、非常に大きい力で拘束バンドを伸長させる必要があり、製造効率が悪い。 However, some battery modules, such as a battery module having an all-solid-state battery laminate, are required to restrain the battery laminate with a large force. When manufacturing such a battery module, the above method requires a very large force to extend the restraint band when the spacing between the pair of end plates is widened and the battery laminate is placed between them. Manufacturing efficiency is poor.

したがって、より効率の良い電池モジュールの製造方法が求められている。 Therefore, there is a demand for a more efficient method for manufacturing a battery module.

本開示は、効率的に電池モジュールを製造する方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present disclosure to provide a method for efficiently manufacturing a battery module.

本開示者は、以下の手段により上記課題を達成することができることを見出した：
複数の構成単位セルが互いに積層されている電池積層体、
前記電池積層体を、前記構成単位セルの積層方向に挟んで対向している一対のエンドプレート、及び
前記積層方向に一対の前記エンドプレートを結束し、かつ一対の前記エンドプレートを介して前記電池積層体を拘束している拘束バンド
を有している、
電池モジュールの製造方法であって、以下の（Ａ）～（Ｄ）を含む、電池モジュールの製造方法：
（Ａ）前記構成単位セルの初期充電後に、前記構成単位セルの開回路電圧が、前記電池積層体の使用時における前記構成単位セルの開回路電圧の最小値以下になるまで前記構成単位セルを放電すること、
（Ｂ）前記拘束バンドにより結束されている一対の前記エンドプレート間の間隔を一時的に広げること、
（Ｃ）前記工程（Ａ）及び前記工程（Ｂ）の後に、一時的に広げられている一対の前記エンドプレート間に、前記電池積層体を配置すること、及び
（Ｄ）前記工程（Ｃ）の後に、一対の前記エンドプレート間の間隔を狭めることによって、前記拘束バンドによって前記電池積層体を拘束すること、
を有する、電池モジュールの製造方法。 The Discloser has found that the above task can be achieved by the following means:
A battery laminate in which multiple building blocks are stacked on top of each other,
A pair of end plates facing each other with the battery laminate sandwiched in the stacking direction of the structural unit cells, and the pair of end plates bound in the stacking direction, and the battery via the pair of end plates. Has a constraint band that constrains the laminate,
A method for manufacturing a battery module, which comprises the following (A) to (D):
(A) After the initial charge of the structural unit cell, the structural unit cell is operated until the open circuit voltage of the structural unit cell becomes equal to or less than the minimum value of the open circuit voltage of the structural unit cell when the battery laminate is used. To discharge,
(B) Temporarily widening the distance between the pair of end plates bound by the restraint band.
(C) After the step (A) and the step (B), the battery laminate is arranged between the pair of the end plates temporarily expanded, and (D) the step (C). After that, the battery laminate is constrained by the restraint band by narrowing the spacing between the pair of end plates.
A method of manufacturing a battery module.

本開示によれば、効率的に電池モジュールを製造する方法を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a method for efficiently manufacturing a battery module.

図１は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法のフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart of a battery module manufacturing method according to one embodiment of the present disclosure. 図２は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法と、本開示の実施形態とは異なる形態における電池モジュールの製造方法とを対比している模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram comparing a method for manufacturing a battery module according to one embodiment of the present disclosure and a method for manufacturing a battery module in a form different from the embodiment of the present disclosure. 図３は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法の工程Ａを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing step A of a method for manufacturing a battery module according to one embodiment of the present disclosure. 図４は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法の工程Ｂを示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing step B of a method for manufacturing a battery module according to one embodiment of the present disclosure. 図５は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法の工程Ｃを示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing step C of a method for manufacturing a battery module according to one embodiment of the present disclosure. 図６は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法の工程Ｄを示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing step D of a method for manufacturing a battery module according to one embodiment of the present disclosure. 図７は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法により製造される、電池モジュールの一例を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a battery module manufactured by the method for manufacturing a battery module according to one embodiment of the present disclosure.

以下、本開示の実施の形態について詳述する。なお、本開示は、以下の実施の形態に限定されるのではなく、開示の本旨の範囲内で種々変形して実施できる。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail. It should be noted that the present disclosure is not limited to the following embodiments, but can be variously modified and implemented within the scope of the main purpose of the disclosure.

《電池モジュールの製造方法》
電池モジュールを製造する本開示の製造方法は、以下の工程（Ａ）～（Ｄ）を含む：
（Ａ）構成単位セルの初期充電後に、構成単位セルの開回路電圧が、電池積層体の使用時における構成単位セルの開回路電圧の最小値以下になるまで構成単位セルを放電すること、
（Ｂ）拘束バンドにより結束されている一対のエンドプレート間の間隔を一時的に広げること、
（Ｃ）工程（Ａ）及び工程（Ｂ）の後に、一時的に広げられている一対のエンドプレート間に、電池積層体を配置すること、及び
（Ｄ）工程（Ｃ）の後に、一対のエンドプレート間の間隔を狭めることによって、拘束バンドによって電池積層体を拘束すること。 << Manufacturing method of battery module >>
The manufacturing method of the present disclosure for manufacturing a battery module includes the following steps (A) to (D):
(A) After the initial charge of the constituent unit cell, the constituent unit cell is discharged until the open circuit voltage of the constituent unit cell becomes equal to or less than the minimum value of the open circuit voltage of the constituent unit cell when the battery laminate is used.
(B) Temporarily widen the distance between the pair of end plates bound by the restraint band.
(C) After the steps (A) and (B), the battery laminate is placed between the pair of temporarily unfolded end plates, and (D) after the step (C), a pair. Restraining the battery laminate with a restraint band by narrowing the spacing between the end plates.

図１は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法のフローチャートである。 FIG. 1 is a flowchart of a battery module manufacturing method according to one embodiment of the present disclosure.

図１に示すフローチャートでは、工程１～７をこの順に実施している。まず、工程１として、構成単位セルを製造し、その後、工程２として、構成単位セルの初期充電を行う。そして、工程３（工程Ａ）として、初期充電後の構成単位セルを、構成単位セルの開回路電圧が電池積層体の使用時における構成単位セルの開回路電圧の最小値以下になるまで放電する。この放電は、初期充電後に他の操作をせずに行ってもよいが、例えば必要に応じて初期充電後の構成単位セルに対して行う構成単位セルの性能の検査、例えば短絡試験等を行った後に行うことができる。そして、工程４として、複数の構成単位セルを互いに積層して、電池積層体を組立てる。そして、工程５（工程Ｂ）として、拘束バンドにより拘束されているエンドプレートを用意して、拘束バンドにより拘束されているエンドプレート間の拡張を行う。そして、工程６（工程Ｃ）として、工程Ｂにおいて拡張したエンドプレート間に、電池積層体を配置する。最後に、工程７（工程Ｄ）として、一対のエンドプレート間の間隔を狭めることによって、拘束バンドによって電池積層体を拘束して、電池モジュールを完成させる。 In the flowchart shown in FIG. 1, steps 1 to 7 are carried out in this order. First, as step 1, a constituent unit cell is manufactured, and then, as step 2, initial charging of the constituent unit cell is performed. Then, as step 3 (step A), the constituent unit cell after the initial charge is discharged until the open circuit voltage of the constituent unit cell becomes equal to or less than the minimum value of the open circuit voltage of the constituent unit cell when the battery laminate is used. .. This discharge may be performed without performing other operations after the initial charge, but for example, an inspection of the performance of the constituent unit cell performed on the constituent unit cell after the initial charge, for example, a short-circuit test, etc., is performed. Can be done afterwards. Then, as step 4, a plurality of structural unit cells are laminated with each other to assemble a battery laminate. Then, as step 5 (step B), an end plate restrained by the restraint band is prepared, and expansion between the end plates restrained by the restraint band is performed. Then, as step 6 (step C), the battery laminate is arranged between the end plates expanded in step B. Finally, as step 7 (step D), the battery stack is constrained by the restraint band by narrowing the distance between the pair of end plates to complete the battery module.

なお、本開示の製造方法は、工程１～７をこの順に行う方法に限定されない。例えば、工程３（工程Ａ）における放電は、工程４、すなわち電池積層体の組立てを行う工程の後に行うことができる。また、工程３（工程Ａ）及び工程５（工程Ｂ）の先後関係は、工程３（工程Ａ）の後に工程５（工程Ｂ）を実施する形態に限定されず、この２つの工程は、互いに独立して行うことができる。すなわち、この２つの工程を同時に行ってよく、又は先後関係を逆にして行ってもよい。 The manufacturing method of the present disclosure is not limited to the method of performing steps 1 to 7 in this order. For example, the discharge in step 3 (step A) can be performed after step 4, that is, the step of assembling the battery laminate. Further, the relationship between the process 3 (process A) and the process 5 (process B) is not limited to the embodiment in which the process 5 (process B) is performed after the process 3 (process A), and the two processes are mutually exclusive. It can be done independently. That is, these two steps may be performed at the same time, or the pre-post relationship may be reversed.

更に、工程１、工程２、及び工程４は、本開示の製造方法において必須の工程ではなく、これらの工程を別途先に行った電池積層体等を用いて、本開示の製造方法を行うことができる。 Further, Step 1, Step 2, and Step 4 are not essential steps in the manufacturing method of the present disclosure, but the manufacturing method of the present disclosure is performed using a battery laminate or the like in which these steps are separately performed earlier. Can be done.

原理によって限定されるものではないが、本開示の製造方法によって、効率的に電池モジュールを製造することができる原理は、以下のとおりである。 Although not limited by the principle, the principle that the battery module can be efficiently manufactured by the manufacturing method of the present disclosure is as follows.

電池モジュールを製造する方法として、例えば一対のエンドプレート同士を拘束バンドによって互いに結束した後に、一対のエンドプレートに荷重を掛けて互いに引き離す方向に引っ張ることによりその間隔を広げ、その間に電池積層体を配置することが考えられる。 As a method of manufacturing a battery module, for example, after binding a pair of end plates to each other with a restraint band, a load is applied to the pair of end plates and the distance is widened by pulling them apart from each other, and a battery laminate is placed between them. It is conceivable to place it.

このような製造方法を採用した場合、一対のエンドプレート間に電池積層体を配置するために必要なエンドプレート間の間隔が大きいほど、エンドプレートに掛ける荷重が増加するため、製造効率が低下する。また、エンドプレートに掛ける荷重が増加した場合、そのような荷重に耐えうる強度をエンドプレートに与えるためには、エンドプレートを大型化する必要があり、完成した電池モジュールの体積エネルギー効率が低下すると考えられる。 When such a manufacturing method is adopted, the larger the distance between the end plates required for arranging the battery laminate between the pair of end plates, the larger the load applied to the end plates, and the lower the manufacturing efficiency. .. In addition, when the load applied to the end plate increases, it is necessary to increase the size of the end plate in order to give the end plate the strength to withstand such a load, and the volume energy efficiency of the completed battery module decreases. Conceivable.

他方、電池モジュールを製造する方法において、電池積層体を電池モジュールに組立てる前に、電池積層体を構成している構成単位セルに対して初期充電を行い、活性化させる必要がある。 On the other hand, in the method of manufacturing a battery module, it is necessary to perform initial charge to activate the constituent unit cells constituting the battery laminate before assembling the battery laminate into the battery module.

また、完成した電池モジュールの性能を担保するために、電池積層体を電池モジュールに組立てる前に、電池積層体を構成する構成単位セルの性能、例えば短絡の有無、充放電容量、及び内部抵抗値等を検査する場合がある。このような検査は、初期充電を含めて構成単位セルの充放電を伴って行われる。 Further, in order to ensure the performance of the completed battery module, before assembling the battery laminate into the battery module, the performance of the constituent unit cells constituting the battery laminate, for example, the presence / absence of a short circuit, the charge / discharge capacity, and the internal resistance value. Etc. may be inspected. Such an inspection is performed with charging / discharging of the constituent unit cells including initial charging.

しかしながら、構成単位セルを初期充電し、及び／又は検査のために構成単位セルを充放電した場合、構成単位セル中の負極活物質層が膨張することにより、構成単位セルの厚さが増大し、したがって、電池積層体の厚さが増大する。 However, when the constituent unit cell is initially charged and / or the constituent unit cell is charged and discharged for inspection, the thickness of the constituent unit cell increases due to the expansion of the negative electrode active material layer in the constituent unit cell. Therefore, the thickness of the battery laminate increases.

そのため、上記製造方法では、構成単位セルを初期充電し、及び／又は検査のために構成単位セルを充放電したことによって増大した電池積層体の厚さの分だけ、一対のエンドプレート間に電池積層体を配置するために必要なエンドプレート間の間隔を大きくする必要があり、これが、上記製造方法の製造効率を低下させる一因となっている。 Therefore, in the above manufacturing method, the battery between the pair of end plates is increased by the thickness of the battery laminate increased by initial charging the constituent unit cell and / or charging / discharging the constituent unit cell for inspection. It is necessary to increase the distance between the end plates required for arranging the laminate, which is one of the factors that reduce the manufacturing efficiency of the above manufacturing method.

本開示者らは、構成単位セルの初期充電、及び／又は検査のための構成単位セルの充放電の後の構成単位セルの厚さの増大を低減させることで、上記製造方法の製造効率を向上させることを見出した。 The present disclosers reduce the increase in the thickness of the constituent unit cell after the initial charge of the constituent unit cell and / or the charging / discharging of the constituent unit cell for inspection, thereby improving the manufacturing efficiency of the above-mentioned manufacturing method. Found to improve.

すなわち、本開示の製造方法では、構成単位セルの初期充電後に、構成単位セルの開回路電圧が、電池積層体の使用時における構成単位セルの開回路電圧の最小値以下になるまで構成単位セルを放電した状態で、電池積層体を電池モジュールに組立てる。そのため、一対のエンドプレート間に電池積層体を配置する際における、電池積層体の厚さを低減することができる。これにより、効率的に電池モジュールを製造することができる。 That is, in the manufacturing method of the present disclosure, after the initial charge of the constituent unit cell, the constituent unit cell is until the open circuit voltage of the constituent unit cell becomes equal to or less than the minimum value of the open circuit voltage of the constituent unit cell when the battery laminate is used. Assemble the battery laminate into the battery module with the battery discharged. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the battery laminate when arranging the battery laminate between the pair of end plates. As a result, the battery module can be efficiently manufactured.

なお、ここでは、電池積層体の使用時における構成単位セルの開回路電圧の最小値以下になるまで構成単位セルを放電させるために、必ずしも開回路電圧を測定する必要はなく、例えば経験的に、又は閉回路電圧を測定して、そのような状態になるようにして放電を行うことができる。 Here, it is not always necessary to measure the open circuit voltage in order to discharge the constituent unit cell until it becomes equal to or less than the minimum value of the open circuit voltage of the constituent unit cell when the battery laminate is used. For example, empirically. , Or the closed circuit voltage can be measured and discharged in such a state.

図２は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法と、本開示の実施形態とは異なる電池モジュールの製造方法とを対比している模式図である。図２の（ａ）は、本開示の製造方法の工程Ｃの具体的な形態の一例を示しており、図２の（ｂ）は、本開示の実施形態とは異なる電池モジュールの製造方法において、一対のエンドプレート間の間隔を広げ、その間に電池積層体を配置する工程の一例を示している。 FIG. 2 is a schematic diagram comparing a method of manufacturing a battery module according to one embodiment of the present disclosure and a method of manufacturing a battery module different from the embodiment of the present disclosure. FIG. 2A shows an example of a specific embodiment of the process C of the manufacturing method of the present disclosure, and FIG. 2B shows a battery module manufacturing method different from the embodiment of the present disclosure. , An example of a step of widening the space between a pair of end plates and arranging a battery laminate between them is shown.

図２（ａ）と（ｂ）とを比較すると、本開示の製造方法の工程Ｃにおいて一対のエンドプレート２００間に配置する電池積層体１００は、事前に行われる工程Ａによって、本開示の実施形態とは異なる製造方法において一対のエンドプレート２００間に配置する電池積層体１００よりも厚さが小さい。そのため、本開示の製造方法の工程Ｃでは、電池積層体１００を配置するのに必要な一対のエンドプレート２００間の間隔が、本開示の実施形態とは異なる製造方法において必要な間隔よりも長さｄだけ小さい。そのため、本開示の製造方法の工程Ｃにおいてエンドプレート間の距離を広げるために必要な荷重は、本開示の実施形態とは異なる製造方法において必要な荷重よりも小さい。したがって、本開示の製造方法は、一対のエンドプレート間に電池積層体を配置する際における、電池積層体の厚さを低減することができ、効率的に電池モジュールを製造することができる。 Comparing FIGS. 2 (a) and 2 (b), the battery laminate 100 arranged between the pair of end plates 200 in step C of the manufacturing method of the present disclosure is carried out by the step A performed in advance. The thickness is smaller than that of the battery laminate 100 arranged between the pair of end plates 200 in a manufacturing method different from the form. Therefore, in step C of the manufacturing method of the present disclosure, the distance between the pair of end plates 200 required for arranging the battery laminate 100 is longer than the distance required in the manufacturing method different from the embodiment of the present disclosure. Only d is small. Therefore, the load required to increase the distance between the end plates in step C of the manufacturing method of the present disclosure is smaller than the load required in the manufacturing method different from the embodiment of the present disclosure. Therefore, the manufacturing method of the present disclosure can reduce the thickness of the battery laminate when arranging the battery laminate between the pair of end plates, and can efficiently manufacture the battery module.

〈工程Ａ〉
工程Ａは、構成単位セルの初期充電後に、構成単位セルの開回路電圧が、電池積層体の使用時における構成単位セルの開回路電圧の最小値以下になるまで構成単位セルを放電する工程である。 <Process A>
Step A is a step of discharging the constituent unit cells until the open circuit voltage of the constituent unit cells becomes equal to or less than the minimum value of the open circuit voltage of the constituent unit cells when the battery laminate is used after the initial charge of the constituent unit cells. be.

ここで、初期充電とは、構成単位セルを製造した後に、構成単位セルに対して行う最初の充電である。初期充電では、例えば電池積層体の使用時における構成単位セルの開回路電圧の最大値又はそれ以上の電圧まで充電してもよい。 Here, the initial charge is the first charge performed on the constituent unit cell after the constituent unit cell is manufactured. In the initial charge, for example, the battery may be charged to the maximum value of the open circuit voltage of the constituent unit cell or higher when the battery laminate is used.

構成単位セルの放電は、電池積層体の使用時における構成単位セルの開回路電圧の最小値以下になるまで行う。 The constituent unit cell is discharged until it becomes equal to or less than the minimum value of the open circuit voltage of the constituent unit cell when the battery laminate is used.

ここで、電池積層体の使用時における構成単位セルの開回路電圧の最大値及び最小値は、構成単位セルを含む電池積層体の材料及び構成等、並びに電池積層体の用途等に応じて、適宜定めることができる。 Here, the maximum and minimum values of the open circuit voltage of the constituent unit cells when the battery laminate is used are determined according to the material and configuration of the battery laminate including the constituent unit cells, the use of the battery laminate, and the like. It can be determined as appropriate.

工程Ａは、構成単位セルに対して行ってもよいが、各構成単位セルを互いに積層して電池積層体を形成した後に、まとめて行ってもよい。したがって、工程Ａの前又は後に、複数の構成単位セルを互いに積層して電池積層体を形成することができる。 The step A may be performed on the constituent unit cells, but may be performed collectively after the constituent unit cells are laminated with each other to form a battery laminate. Therefore, before or after the step A, a plurality of structural unit cells can be laminated with each other to form a battery laminate.

構成単位セルの初期充電と放電との間には、構成単位セルに対して、その性能を確認するための、充放電を伴う各種の検査等を行ってもよいが、検査を行わなくてもよい。 Between the initial charge and discharge of the constituent unit cell, various inspections involving charging and discharging may be performed on the constituent unit cell to confirm its performance, but the inspection may not be performed. good.

図３は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法の工程Ａを示す模式図である。図３に示す工程では、まず、製造された構成単位セルに対して初期充電を行い、その後、構成単位セルを放電している。なお、図３に示す工程では、構成単位セルの放電後に、複数の構成単位セルを互いに積層して電池積層体を形成しているが、電池積層体を形成することは、工程Ａに含まれない。 FIG. 3 is a schematic diagram showing step A of a method for manufacturing a battery module according to one embodiment of the present disclosure. In the step shown in FIG. 3, first, the manufactured constituent unit cells are initially charged, and then the constituent unit cells are discharged. In the step shown in FIG. 3, after the constituent unit cells are discharged, a plurality of constituent unit cells are laminated with each other to form a battery laminate, but forming the battery laminate is included in the step A. do not have.

〈工程Ｂ〉
工程Ｂは、拘束バンドにより結束されている一対のエンドプレート間の間隔を一時的に広げる工程である。一対のエンドプレート間の間隔を広げる方法は特に限定されないが、例えば、一対のエンドプレートを互いに反対方向に引っ張ることによって行うことができる。 <Process B>
Step B is a step of temporarily widening the distance between the pair of end plates bound by the restraint band. The method of widening the distance between the pair of end plates is not particularly limited, but can be performed, for example, by pulling the pair of end plates in opposite directions.

一対のエンドプレート間の間隔を広げる方法は、例えば、エンドプレートに一時的に冶具を固定して、冶具を引っ張ることにより行うことができる。このような方法で一対のエンドプレート間の間隔を広げる場合、大きい力でエンドプレートを引っ張りやすく、間隔を広げやすい。 The method of widening the distance between the pair of end plates can be performed, for example, by temporarily fixing the jig to the end plates and pulling the jig. When the distance between the pair of end plates is widened by such a method, it is easy to pull the end plates with a large force and it is easy to widen the distance.

図４は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法の工程Ｂを示す模式図である。図４に示す工程では、弾性を有する拘束バンド３００により結束されている一対のエンドプレート２００を、互いに白い矢印で示す方向に、すなわち一対のエンドプレートを互いに反対方向に引っ張ることにより、その間隔を広げている。 FIG. 4 is a schematic diagram showing step B of a method for manufacturing a battery module according to one embodiment of the present disclosure. In the step shown in FIG. 4, the pair of end plates 200 bound by the elastic restraint band 300 are pulled in the direction indicated by the white arrow, that is, the pair of end plates are pulled in the opposite directions to reduce the distance between the pair of end plates 200. I'm spreading.

〈工程Ｃ〉
工程Ｃは、工程Ａ及び工程Ｂの後に、一時的に広げられている一対のエンドプレート間に、電池積層体を配置する工程である。 <Process C>
Step C is a step of arranging the battery laminate between the pair of end plates that are temporarily expanded after the steps A and B.

工程Ｃにおいて、電池積層体は、一対のエンドプレートが、電池積層体を、電池積層体を構成している構成単位セルの積層方向に挟んで対向するようにして、一対のエンドプレート間に配置される。 In step C, the battery laminate is arranged between the pair of end plates so that the pair of end plates face each other with the battery laminate sandwiched in the stacking direction of the constituent unit cells constituting the battery laminate. Will be done.

図５は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法の工程Ｃを示す模式図である。 FIG. 5 is a schematic diagram showing step C of a method for manufacturing a battery module according to one embodiment of the present disclosure.

図５に示す工程では、電池積層体１００を、一時的に広げられている一対のエンドプレート２００間に配置する。ここで、一対のエンドプレート２００は、電池積層体１００を構成している構成単位セル１０の積層方向に電池積層体１００を挟んで対向している。 In the step shown in FIG. 5, the battery laminate 100 is arranged between the pair of temporarily expanded end plates 200. Here, the pair of end plates 200 face each other with the battery laminate 100 interposed therebetween in the stacking direction of the structural unit cells 10 constituting the battery laminate 100.

〈工程Ｄ〉
工程Ｄは、工程Ｃの後に、一対のエンドプレート間の間隔を狭めることによって、拘束バンドによって電池積層体を拘束する工程である。 <Process D>
Step D is a step of restraining the battery laminate by the restraint band by narrowing the distance between the pair of end plates after the step C.

工程Ｄにおいて、一対のエンドプレート間の間隔を狭める方法は特に限定されないが、例えば、一対のエンドプレートを結束している拘束バンドが弾性を有する場合には、一時的に広げられている一対のエンドプレートに加えられていた応力を開放することにより、拘束バンドが元の形状に復元しようとする力を利用して、一対のエンドプレート間の間隔を狭めることができる。 In step D, the method of narrowing the distance between the pair of end plates is not particularly limited, but for example, when the restraint band binding the pair of end plates has elasticity, the pair temporarily expanded. By releasing the stress applied to the end plates, the force that the restraint band tries to restore to its original shape can be used to narrow the distance between the pair of end plates.

図６は、本開示の一つの実施形態に従う電池モジュールの製造方法の工程Ｄを示す模式図である。 FIG. 6 is a schematic diagram showing step D of a method for manufacturing a battery module according to one embodiment of the present disclosure.

図６に示す工程では、白い矢印で示す方向に加えていた応力を開放することにより、弾性を有する拘束バンド３００が元の形状に復元しようとする力によって、一時的に広げられていた一対のエンドプレート２００間の間隔を狭めている。 In the process shown in FIG. 6, a pair of elastic restraint bands 300 are temporarily expanded by a force that tries to restore the original shape by releasing the stress applied in the direction indicated by the white arrow. The spacing between the end plates 200 is narrowed.

《電池モジュール》
本開示の製造方法によって製造される電池モジュールは、複数の構成単位セルが互いに積層されている電池積層体、電池積層体を、構成単位セルの積層方向に挟んで対向している一対のエンドプレート、及び積層方向に一対のエンドプレートを結束し、かつ一対のエンドプレートを介して電池積層体を拘束している拘束バンドを有している。《Battery module》
The battery module manufactured by the manufacturing method of the present disclosure includes a battery laminate in which a plurality of constituent unit cells are laminated to each other, and a pair of end plates facing each other with the battery laminate sandwiched in the stacking direction of the constituent unit cells. , And a restraint band that binds the pair of end plates in the stacking direction and restrains the battery laminate via the pair of end plates.

図７は、本開示の製造方法において製造される電池モジュールの一例を示す模式図である。 FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a battery module manufactured by the manufacturing method of the present disclosure.

図７において、電池モジュールは、電池積層体１００、電池積層体１００を、電池積層体１００の積層方向に挟んで対向している一対のエンドプレート２００、及び積層方向に一対のエンドプレート２００を拘束している拘束バンド３００を有している。 In FIG. 7, the battery module restrains the battery laminate 100, the pair of end plates 200 facing each other with the battery laminate 100 sandwiched in the stacking direction, and the pair of end plates 200 in the stacking direction. It has a restraining band 300 that is used.

なお、図７は、本開示の製造方法によって製造される電池モジュールの構成等を限定する趣旨ではない。 Note that FIG. 7 is not intended to limit the configuration of the battery module manufactured by the manufacturing method of the present disclosure.

〈電池積層体〉
電池積層体は、複数の構成単位セルが互いに積層されている。 <Battery laminate>
In the battery laminate, a plurality of constituent unit cells are laminated with each other.

電池積層体が構成単位セルを複数個有している場合には、各構成単位セル同士は、電池積層体内部において直列又は並列で電気的に接続されていてよい。 When the battery laminate has a plurality of constituent unit cells, the constituent unit cells may be electrically connected in series or in parallel inside the battery laminate.

また、電池積層体は、２以上の構成単位セルを有する場合、モノポーラ型の電池積層体であってもよく、バイポーラ型の電池積層体であってもよい。 Further, when the battery laminate has two or more constituent unit cells, it may be a monopolar type battery laminate or a bipolar type battery laminate.

電池積層体がモノポーラ型の電池積層体である場合、積層方向に隣接する２つの構成単位セルは、正極集電体層又は負極集電体層を共有するモノポーラ型の構成であってよい。 When the battery laminate is a monopolar type battery laminate, the two structural unit cells adjacent to each other in the stacking direction may have a monopolar type configuration sharing a positive electrode current collector layer or a negative electrode current collector layer.

電池積層体がバイポーラ型の電池積層体である場合、積層方向に隣接する２つの構成単位セルは、正極及び負極集電体層の両方として用いられる正極／負極集電体層を共有するバイポーラ型の構成であってよい。 When the battery laminate is a bipolar type battery laminate, the two constituent unit cells adjacent to each other in the stacking direction share a positive electrode / negative electrode current collector layer used as both a positive electrode and a negative electrode current collector layer. It may be the configuration of.

なお、電池積層体は、外装体に封入されていてよい。外装体としては、電池積層体同士を積層方向に積層することができる形状を有している限り、電池積層体を封入するために使用される任意の外装体であってよい。 The battery laminate may be enclosed in the exterior body. The exterior body may be any exterior body used for enclosing the battery laminate as long as it has a shape capable of laminating the battery laminates in the stacking direction.

（構成単位セル）
構成単位セルは、全固体電池、又は液系電池のいずれであってもよい。構成単位セルが全固体電池の場合、構成単位セルは、正極集電体、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体がこの順に積層されている構成を有していることができる。構成単位セルが全固体電池の場合、構成単位セルが有するこれらの層は、全固体電池において一般的に用いられるものを用いることができる。 (Constituent unit cell)
The constituent unit cell may be either an all-solid-state battery or a liquid-based battery. When the constituent unit cell is an all-solid-state battery, the constituent unit cell has a configuration in which a positive electrode current collector, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector are laminated in this order. Can be. When the constituent unit cell is an all-solid-state battery, those layers generally used in the all-solid-state battery can be used as these layers included in the constituent unit cell.

〈エンドプレート〉
一対のエンドプレートは、電池積層体を、電池積層体の積層方向に挟んで対向している。 <end plate>
The pair of end plates face each other with the battery laminate sandwiched in the stacking direction of the battery laminate.

エンドプレートは、エンドプレートの外側から電池積層体を拘束する拘束バンドから加えられる圧力を、電池積層体に伝えることができる部材である。 The end plate is a member capable of transmitting the pressure applied from the restraint band that restrains the battery laminate from the outside of the end plate to the battery laminate.

エンドプレートの材料は、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等の金属、又は炭素繊維強化プラスチック、若しくはガラス繊維強化プラスチック等の繊維強化プラスチック等を挙げることができる。 The material of the end plate is not particularly limited, and examples thereof include metals such as stainless steel, carbon fiber reinforced plastics, and fiber reinforced plastics such as glass fiber reinforced plastics.

エンドプレートの形状は、エンドプレートの外側から電池積層体を拘束する拘束バンドから加えられる圧力を、電池積層体に伝えることができる任意の形状であってよい。また、一対のエンドプレートのうち少なくとも一つは、一対のエンドプレート同士を引き離す方向に引っ張るための冶具を一時的に固定するための冶具固定部を有していてよい。 The shape of the end plate may be any shape capable of transmitting the pressure applied from the restraint band that restrains the battery laminate from the outside of the end plate to the battery laminate. Further, at least one of the pair of end plates may have a jig fixing portion for temporarily fixing a jig for pulling the pair of end plates in a direction of pulling them apart from each other.

〈拘束バンド〉
拘束バンドは、電池積層体の積層方向に一対のエンドプレートを結束し、かつ一対のエンドプレートを介して電池積層体を拘束している。
拘束バンドは、一対のエンドプレートを介して電池積層体を加圧状態で拘束できる、任意の形状を有していてよい。例えば、拘束バンドは、帯状であってよい。 <Restriction band>
The restraint band binds a pair of end plates in the stacking direction of the battery laminate, and restrains the battery laminate via the pair of end plates.
The restraint band may have any shape capable of restraining the battery laminate under pressure via the pair of end plates. For example, the restraint band may be band-shaped.

拘束バンドの材料としては、例えば、ステンレス鋼等の金属、又は炭素繊維強化プラスチック、若しくはガラス繊維強化プラスチック等の繊維強化プラスチック等を挙げることができる。 Examples of the material of the restraint band include metals such as stainless steel, carbon fiber reinforced plastics, and fiber reinforced plastics such as glass fiber reinforced plastics.

また、本開示の製造方法の工程（Ｂ）において、１対のエンドプレートの幅を広げる観点から、拘束バンドは弾性を有することが好ましい。 Further, in the step (B) of the manufacturing method of the present disclosure, it is preferable that the restraint band has elasticity from the viewpoint of widening the width of the pair of end plates.

１０構成単位セル
１００電池積層体
２００エンドプレート
３００拘束バンド 10 Constituent unit Cell 100 Battery laminate 200 End plate 300 Restraint band

Claims

複数の構成単位セルが互いに積層されている電池積層体、
前記電池積層体を、前記構成単位セルの積層方向に挟んで対向している一対のエンドプレート、及び
前記積層方向に一対の前記エンドプレートを結束し、かつ一対の前記エンドプレートを介して前記電池積層体を拘束している拘束バンド
を有している、
電池モジュールの製造方法であって、以下の（Ａ）～（Ｄ）を含む、電池モジュールの製造方法：
（Ａ）前記構成単位セルの初期充電後に、前記構成単位セルの開回路電圧が、前記電池積層体の使用時における前記構成単位セルの開回路電圧の最小値以下になるまで前記構成単位セルを放電すること、
（Ｂ）前記拘束バンドにより結束されている一対の前記エンドプレート間の間隔を一時的に広げること、
（Ｃ）前記工程（Ａ）及び前記工程（Ｂ）の後に、一時的に広げられている一対の前記エンドプレート間に、前記電池積層体を配置すること、及び
（Ｄ）前記工程（Ｃ）の後に、一対の前記エンドプレート間の間隔を狭めることによって、前記拘束バンドによって前記電池積層体を拘束すること、
を有する、電池モジュールの製造方法。 A battery laminate in which multiple building blocks are stacked on top of each other,
A pair of end plates facing each other with the battery laminate sandwiched in the stacking direction of the structural unit cells, and the pair of end plates bound in the stacking direction, and the battery via the pair of end plates. Has a constraint band that constrains the laminate,
A method for manufacturing a battery module, which comprises the following (A) to (D):
(A) After the initial charge of the structural unit cell, the structural unit cell is operated until the open circuit voltage of the structural unit cell becomes equal to or less than the minimum value of the open circuit voltage of the structural unit cell when the battery laminate is used. To discharge,
(B) Temporarily widening the distance between the pair of end plates bound by the restraint band.
(C) After the step (A) and the step (B), the battery laminate is arranged between the pair of the end plates temporarily expanded, and (D) the step (C). After that, the battery laminate is constrained by the restraint band by narrowing the spacing between the pair of end plates.
A method of manufacturing a battery module.