JP7348119B2 - 溶接方法及び電池モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
第1電池10の構成について説明する。第1電池10は、第1電池本体11と、第1電池本体11から横方向(X方向)に延びている第1正極タブ12と、同じく第1電池本体11から横方向(X方向)に延びている第1負極タブ13とを備えている。図1及び図2では第1負極タブ13が仮想線(二点鎖線)で示されている。第1正極タブ12と第1負極タブ13は、図面の奥行き方向(Y方向)に間隔をあけて並んで配置されている。
第1正極タブ12の構成について説明する。第1正極タブ12は、第1外装体15に収容されている第1発電要素16の正極(不図示)に電気的に接続されている。第1正極タブ12は、例えばアルミニウム系金属(第1金属の一例)から板状に構成されている。第1正極タブ12は、複数の箇所で屈曲している。第1正極タブ12は、基端部31と、中間部32と、先端部33(第1部材の一例)とを備えている。基端部31は、第1電池本体11から横方向(X方向)に延びている。中間部32は、基端部31から先端部33に向けて斜め下方に延びている。先端部33は、中間部32の先端から横方向(X方向)に延びている。
第1電池10の第1負極タブ13の構成は、後述する第2電池20の第2負極タブ23の構成と同様の構成である。よって、詳細な説明は省略する。
第2電池20の構成について説明する。第2電池20は、第2電池本体21と、第2電池本体21から横方向(X方向)に延びている第2負極タブ23と、同じく第2電池本体21から横方向(X方向)に延びている第2正極タブ22とを備えている。図1及び図2では第2正極タブ22が仮想線(二点鎖線)で示されている。第2負極タブ23と第2正極タブ22は、図面の奥行き方向(Y方向)に間隔をあけて並んで配置されている。
第2負極タブ23の構成について説明する。第2負極タブ23は、第2外装体25に収容されている第2発電要素26の負極(不図示)に電気的に接続されている。第2負極タブ23は、例えば銅系金属(第2金属の一例)から板状に構成されている。第2負極タブ23を構成する銅系金属の融点(例えば、約1084℃)は、上述した第1正極タブ12を構成するアルミニウム系金属の融点(例えば、約660℃)よりも高い。第2負極タブ23は、複数の箇所で屈曲している。第2負極タブ23は、基端部41と、中間部42と、延在部43(第2部材の一例)と、屈曲部44と、先端部45(第3部材の一例、溶接部材の一例)とを備えている。
第2電池20の第2正極タブ22の構成は、上述した第2電池20の第1正極タブ12の構成と同様の構成である。よって、詳細な説明は省略する。
溶接装置100の構成について説明する。溶接装置100は、一対の電極(第1電極50と第2電極60)を備えている。第1電極50と第2電極60は、向かい合った状態で縦方向(Z方向)に間隔をあけて配置されている。第1電極50と第2電極60は、溶接電源(不図示)に接続されている。第1電極50の先端51と第2電極60の先端61との間には、第1正極タブ12と第2負極タブ23が配置されている。第1正極タブ12の先端部33と、第2負極タブ23の延在部43と、第2負極タブ23の先端部45とが、縦方向(Z方向)に積層された状態で第1電極50の先端51と第2電極60の先端61との間に配置されている。第1電極50の先端51は、第2負極タブ23の延在部43に接触する。第2電極60の先端61は、第2負極タブ23の先端部45に接触する。
次に、第1正極タブ12と第2負極タブ23を溶接する溶接方法について説明する。図1及び図2に示すように、溶接方法は、第1電極50の先端51と第2電極60の先端61との間に第1正極タブ12と第2負極タブ23が配置されている状態で第1電極50から第2電極60を流すことにより第1正極タブ12と第2負極タブ23を抵抗スポット溶接する溶接工程を備えている。一対の電極(第1電極50、第2電極60)間に電流を流すことにより、一対の電極間に配置されている第1正極タブ12の先端部33と、第2負極タブ23の延在部43と、第2負極タブ23の先端部45とを溶融させて接合する。
以上、第1実施例の溶接方法及び電池モジュールの製造方法について説明した。上記の説明から明らかなように、溶接方法は、第1電極50と第2電極60の間に電流を流すことにより第1正極タブ12の先端部33と、第2負極タブ23の延在部43と、第2負極タブ23の先端部45とを抵抗溶接する溶接工程を備えている。溶接工程は、第1電極50と第2電極60によって第2負極タブ23の延在部43と先端部45を第1正極タブ12の先端部33側に加圧する加圧工程を備えている。加圧工程では、第1電極50の先端51と第2電極60の先端61との距離Lが、第2負極タブ23の延在部43の厚さt43と先端部45の厚さt45との合計(t43+t45)よりも長い状態が維持される。
第2実施例では、図3に示すように、第2電池20の第2負極タブ23が、屈曲部44と先端部45を備えていない。第2実施例では、第1正極タブ12の先端部33の表面332に対向部材85(第3部材の他の一例、溶接部材の他の一例)が重ねられている。対向部材85は、延在部43と横方向(X方向)に平行に延びている。対向部材85は、第2負極タブ23と別体で構成されている。対向部材85は、例えば銅系金属から板状に構成されている。対向部材85は、第1正極タブ12の先端部33を介して第2負極タブ23の延在部43と対向している。
第3実施例では、図4に示すように、第2負極タブ23の延在部43の裏面431(即ち、延在部43の第1正極タブ12側と反対側の面)が支持部材70により支持されている。支持部材70の上面が第2負極タブ23の延在部43の裏面431に当接している。支持部材70は、略円筒状に構成されている。支持部材70は、第1電極50の周囲に配置されている。支持部材70は、第1電極50を囲むように第1電極50の周囲を一巡している。
第4実施例では、図5に示すように、吸熱部材72が略円筒状に構成されている。吸熱部材72は、第2電極60の周囲に配置されている。吸熱部材72は、第2電極60を囲むように第2電極60の周囲を一巡している。この構成によれば、高温になり易い第2電極60の周囲で第1正極タブ12の熱を吸熱するので、第1正極タブ12の熱を素早く吸熱することができる。
(1)第1正極タブ12及び第2負極タブ23のそれぞれを構成する金属は特に限定されない。また、対向部材85を構成する金属は特に限定されない。第1正極タブ12は、例えば錫系金属から構成されていてもよい。第2負極タブ23及び対向部材85は、例えばニッケル系金属(第3金属の一例)から構成されていてもよい。第2負極タブ23及び対向部材85を構成する銅系金属の融点(例えば、約1084℃)又はニッケル系金属の融点(例えば、約1455℃)は、第1正極タブ12を構成するアルミニウム系金属の融点(例えば、約660℃)又は錫系金属の融点(例えば、約232℃)よりも高い。変形例では、第2負極タブ23と対向部材85が、異なる金属(例えば、銅系金属とニッケル系金属)から構成されていてもよい。また、第2負極タブ23の延在部43と先端部45が異なる金属(例えば、銅系金属とニッケル系金属)から構成されていてもよい。
Claims (11)
- 第1部材と、前記第1部材の一方面に重ねられている第2部材と、前記第1部材の他方面に重ねられている第3部材と、を溶接する溶接方法であって、
前記第1部材は、第1金属から構成されており、
前記第2部材は、前記第1金属の融点よりも高い融点を有する第2金属から構成されており、
前記第3部材は、前記第1金属の融点よりも高い融点を有する第3金属又は前記第2金属から構成されており、
前記第1部材と前記第2部材と前記第3部材が一対の電極間に配置されている状態で前記一対の電極間に電流を流すことにより前記第1部材と前記第2部材と前記第3部材を抵抗溶接する溶接工程を備えており、
前記溶接工程は、前記一対の電極の一方の電極の先端と他方の電極の先端とによって前記第2部材と前記第3部材を前記第1部材側に加圧した状態で前記第1部材と前記第2部材と前記第3部材を抵抗溶接する加圧工程を備えており、
前記加圧工程では、前記一方の電極の先端が前記第2部材の前記第1部材と反対側の面に当接し、前記他方の電極の先端が前記第3部材の前記第1部材と反対側の面に当接した状態で、かつ、前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との間の距離が、前記第2部材の厚さと前記第3部材の厚さとの合計よりも長い状態が維持された状態で、前記第1部材と前記第2部材と前記第3部材が抵抗溶接される、溶接方法。 - 請求項1に記載の溶接方法であって、
前記第3部材は、前記第2部材から屈曲して前記第2部材と平行に延びる前記第2金属の部材から構成されている、溶接方法。 - 請求項1又は2に記載の溶接方法であって、
前記第1部材が第1電池の電極タブの一部であり、
前記第2部材が前記第1電池の前記電極タブに接続される第2電池の電極タブの一部である、溶接方法。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の溶接方法であって、
前記第2部材の前記第1部材側と反対側の面が支持部材によって支持されている、溶接方法。 - 請求項4に記載の溶接方法であって、
前記支持部材は、前記一対の電極のうち前記第2部材を加圧する電極の周囲に配置されている、溶接方法。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の溶接方法であって、
前記第1部材の熱が吸熱部材によって吸熱される、溶接方法。 - 請求項6に記載の溶接方法であって、
前記吸熱部材は、前記第1金属の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する金属から構成されている、溶接方法。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の溶接方法であって、
前記第1金属がアルミニウム系金属であり、
前記第2金属が銅系金属である、溶接方法。 - 第1電極タブを備える第1電池と、前記第1電極タブに接続される第2電極タブを備える第2電池と、を備える電池モジュールの製造方法であって、
前記第1電極タブと、前記第1電極タブの一方面に重ねられている前記第2電極タブと、前記第1電極タブの他方面に重ねられている溶接部材と、を溶接する溶接工程を備えており、
前記第1電極タブは、第1金属から構成されており、
前記第2電極タブは、前記第1金属の融点よりも高い融点を有する第2金属から構成されており、
前記溶接部材は、前記第1金属の融点よりも高い融点を有する第3金属又は前記第2金属から構成されており、
前記溶接工程では、前記第1電極タブと前記第2電極タブと前記溶接部材が一対の電極間に配置されている状態で前記一対の電極間に電流を流すことにより前記第1電極タブと前記第2電極タブと前記溶接部材を抵抗溶接し、
前記溶接工程は、前記一対の電極の一方の電極の先端と他方の電極の先端とによって前記第2電極タブと前記溶接部材を前記第1電極タブ側に加圧した状態で前記第1電極タブと前記第2電極タブと前記溶接部材を抵抗溶接する加圧工程を備えており、
前記加圧工程では、前記一方の電極の先端が前記第2電極タブの前記第1電極タブと反対側の面に当接し、前記他方の電極の先端が前記溶接部材の前記第1電極タブと反対側の面に当接した状態で、かつ、前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との間の距離が、前記第2電極タブの厚さと前記溶接部材の厚さとの合計よりも長い状態が維持された状態で、前記第1電極タブと前記第2電極タブと前記溶接部材が抵抗溶接される、製造方法。 - 請求項9に記載の製造方法であって、
前記溶接部材は、前記第2電極タブから屈曲して前記第2電極タブと平行に延びる前記第2金属の部材から構成されている、製造方法。 - 請求項9又は10に記載の製造方法であって、
前記第2電極タブが前記溶接部材を備えている、製造方法。
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