KR20180067674A

KR20180067674A - 조전지의 조립 방법 및 조전지

Info

Publication number: KR20180067674A
Application number: KR1020187014050A
Authority: KR
Inventors: 마나부 후쿠오카; 마사유키 나카이; 마사히로 나카모토; 유이 스즈키
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2018-06-20
Also published as: JP6782246B2; KR102110060B1; EP3367460A1; CN108352470A; EP3367460A4; EP3367460B1; US20180287111A1; CN108352470B; US11050107B2; JPWO2017068705A1; WO2017068705A1

Abstract

충격에 대한 신뢰성을 보다 향상시킨 조전지의 조립 방법 및 조전지를 제공한다. 해결 수단은, 단전지를 두께 방향으로 복수매 적층하여 이루어지는 조전지에 있어서, 상기 단전지의 적층 방향에 있어서의 양측으로부터 상기 단전지군을 덮는 1쌍의 제1 커버 부재와, 상기 적층 방향과 교차하는 방향에 있어서의 양측으로부터 상기 전지군을 덮는 1쌍의 제2 커버 부재를 구비하고, 상기 1쌍의 제2 커버 부재는, 상기 전지군을 상기 1쌍의 제1 커버 부재에 의해 상기 적층 방향으로 가압한 상태에 있어서 상기 1쌍의 제1 커버 부재와 접합하여 이루어지는 것이다.

Description

조전지의 조립 방법 및 조전지

본 발명은 조전지의 조립 방법 및 조전지에 관한 것이다.

자동차 업계에서는 근년, 환경 보호나 연비 등의 관점에서 이차 전지나 연료 전지의 개발이 주로 행해지고 있다. 이차 전지는 전지 하나하나의 출력이 그다지 크지 않기 때문에, 자동차의 항속을 가능하게 하기 위하여, 원하는 수 적층하여 조전지로 만든다. 조전지에 관한 종래의 기술로서, 특허문헌 1에는 조전지를 구성하는 단전지를 수용한 셀 서브 어셈블리를 복수 구비한 전지 모듈이 2개의 띠 형상 부재에 의해 측방 외방으로부터 가압되고 있다.

일본 특허 공표 제2012-515418호 공보

특허문헌 1의 조전지의 특히 적층 방향과 직교하는 방향으로 외력이 작용한 경우, 띠 형상 부재는 전지 모듈을 구성하는 셀 서브 어셈블리의 이동을 억제하게 된다. 그러나, 상기 띠 형상 부재는 셀 서브 어셈블리의 치수에 비하여 작아, 셀 서브 어셈블리의 이동을 억제하기에는 충분하다고는 할 수 없다. 셀 서브 어셈블리가 초기 상태로부터 이동하여, 셀 서브 어셈블리의 평면 방향에 있어서의 위치가 어긋난 경우, 전지 성능에 영향을 미칠 가능성이 있다.

본 발명은 충격에 대한 신뢰성을 보다 향상시킨 조전지의 조립 방법 및 조전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 발전 요소를 포함하고 편평하게 형성한 전지 본체와, 전지 본체로부터 외부로 도출된 전극 탭을 구비한 단전지를, 두께 방향으로 복수매 적층하여 이루어지는 전지군을 갖는 조전지의 조립 방법이다. 상기 방법은, 단전지를 복수 적층하여 전지군을 형성하고, 단전지의 적층 방향에 있어서의 전지군의 양단 외방에 1쌍의 제1 커버 부재를 배치하고, 적층 방향과 교차하며, 또한 전극 탭이 연장되는 방향과 교차하는 방향에 있어서 전지군의 양단 외방에 1쌍의 제2 커버 부재를 배치하고, 적층 방향에 있어서의 양측으로부터 1쌍의 제1 커버 부재를 사용하여 전지군에 가압력을 부여한 상태에서 1쌍의 제1 커버 부재와 1쌍의 제2 커버 부재를 용접한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 발전 요소를 포함하고 편평하게 형성한 전지 본체와, 전지 본체로부터 외부로 도출된 전극 탭을 구비한 단전지를, 두께 방향으로 복수매 적층하여 이루어지는 전지군과, 단전지의 적층 방향에 있어서의 양측으로부터 전지군을 덮는 1쌍의 제1 커버 부재와, 적층 방향과 교차하며, 또한 전극 탭이 연장되는 방향과 교차하는 방향에 있어서의 양측으로부터 전지군을 덮는 1쌍의 제2 커버 부재를 구비한다. 1쌍의 제2 커버 부재는, 전지군을 1쌍의 제1 커버 부재에 의해 상기 적층 방향으로 가압한 상태에 있어서 1쌍의 제1 커버 부재와 접합하여 이루어진다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 조전지를 도시하는 사시도이다.
도 2의 (A), 도 2의 (B)는 도 1의 조전지를 도시하는 평면도, 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시되는 조전지로부터 상부 가압판과 하부 가압판 및 좌우의 측판을 분해하여 보호 커버를 설치한 상태의 적층체 전체를 노출시킨 상태를 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시되는 적층체로부터 보호 커버를 제거하며, 또한 적층체를 전지군과 버스바 유닛으로 분해하여 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시되는 버스바 유닛을 분해하여 도시하는 사시도이다.
도 6은 제1 셀 서브 어셈블리(3조마다 병렬 접속하는 단전지)의 애노드측 전극 탭과 제2 셀 서브 어셈블리(3조마다 병렬 접속하는 단전지)의 캐소드측 전극 탭을 버스바에 의해 접합하는 상태를 모식적으로 분해하여 도시하는 사시도이다.
도 7의 (A)는 단전지에 1쌍의 스페이서(제1 스페이서 및 제2 스페이서)를 설치한 상태를 도시하는 사시도, 도 7의 (B)는 단전지로부터 1쌍의 스페이서(제1 스페이서 및 제2 스페이서)를 제거한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 8은 1쌍의 스페이서(제1 스페이서 및 제2 스페이서)를 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 2의 (A)의 9-9 선을 따르는 단면도이다.
도 10의 (A)는 적층된 단전지의 전극 탭에 버스바를 접합한 상태의 주요부를 단면으로 도시하는 사시도, 도 10의 (B)는 도 10의 (A)를 측방으로부터 도시하는 측면도이다.
도 11은 제1 실시 형태에 관한 조전지의 제조 방법을 도시하는 도면이며, 조전지를 구성하는 부재를 적재대에 대하여 순서대로 적층하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 12는 도 11에 이어, 조전지의 구성 부재를 상방으로부터 압박하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 13은 도 12에 이어, 측판을 상부 가압판 및 하부 가압판에 대하여 레이저 용접하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 14는 도 13에 이어, 전지군에 버스바 유닛의 일부의 부재를 설치하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 15는 도 14에 이어, 버스바 유닛의 버스바를 단전지의 전극 탭에 대하여 레이저 용접하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 16은 적층한 단전지의 전극 탭에 버스바를 레이저 접합하고 있는 상태의 주요부를 단면으로 도시하는 측면도이다.
도 17은 도 15 및 도 16에 이어, 애노드측 터미널 및 캐소드측 터미널을 애노드측 버스바 및 캐소드측 버스바에 대하여 레이저 용접하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 18은 도 17에 이어, 버스바 유닛에 보호 커버를 설치하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 19는 제2 실시 형태에 관한 조전지를 도시하는 평면도이다.
도 20은 제2 실시 형태에 관한 조전지로부터 상부 가압판, 하부 가압판, 좌우의 측판 및 탄성 부재를 분해하여 보호 커버를 설치한 상태의 적층체 전체를 노출시킨 상태를 도시하는 사시도이다.
도 21의 (A)는 도 19의 21-21 선을 따르는 단면도, 도 21의 (B), 도 21의 (C)는 도 21의 (A)의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 22의 (A), 도 22의 (B)는 도 21의 (A)의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 23은 도 19의 23-23 선을 따르는 단면도이다.
도 24의 (A), 도 24의 (B)는 제3 실시 형태에 관한 조전지를 도시하는 평면도, 측면도, 도 24의 (C)는 도 24의 (A)의 24C-24C 선을 따라, 요철 형상의 걸림 결합에 대하여 도시하는 부분 단면도, 도 24의 (D)는 도 24의 (B)의 24D-24D 선을 따라, 요철 형상의 걸림 결합에 대하여 도시하는 부분 단면도이다.
도 25의 (A), 도 25의 (B)는 도 9의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 26의 (A)는 도 25의 (B)의 A 부분을 도시하는 부분 확대도, 도 26의 (B)는 도 26의 (A)의 변형예를 도시하는 부분 확대도, 도 26의 (C)는 도 9의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 27의 (A), 도 27의 (B)는 도 2의 (B)의 변형예를 도시하는 측면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다. 도면에 있어서의 각 부재의 크기나 비율은, 설명의 사정상 과장되어 실제의 크기나 비율과는 상이한 경우가 있다. 도면 중에 있어서, X, Y 및 Z로 나타내는 화살표를 사용하여, 방위를 나타내고 있다. X에 의해 나타내는 화살표의 방향은, 단전지(110)의 적층 방향과 교차하며, 또한 단전지(110)의 긴 변 방향을 따른 방향을 나타내고 있다. Y에 의해 나타내는 화살표의 방향은, 단전지(110)의 적층 방향과 교차하며, 또한 단전지(110)의 짧은 변 방향을 따른 방향을 나타내고 있다. Z에 의해 나타내는 화살표의 방향은, 단전지(110)의 적층 방향을 나타내고 있다.

(제1 실시 형태)

먼저, 제1 실시 형태의 조전지(100)를 도 1 내지 도 10을 참조하면서 설명한다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 조전지(100)를 도시하는 사시도이다. 도 2의 (A), 도 2의 (B)는 도 1의 조전지를 도시하는 평면도, 측면도이다. 도 3은, 도 1에 도시되는 조전지(100)로부터 상부 가압판(151)과 하부 가압판(152) 및 좌우의 측판(153)을 분해하여 보호 커버(140)를 설치한 상태의 적층체(100S) 전체를 노출시킨 상태를 도시하는 사시도이다. 도 4는, 도 2에 도시되는 적층체(100S)로부터 보호 커버(140)를 제거하며, 또한 적층체(100S)를 전지군(100G)과 버스바 유닛(130)으로 분해하여 도시하는 사시도이다.

도 5는 도 3에 도시되는 버스바 유닛(130)을 분해하여 도시하는 사시도이다. 도 6은 제1 셀 서브 어셈블리(100M)(3조마다 병렬 접속하는 단전지(110))의 애노드측 전극 탭(113A)과 제2 셀 서브 어셈블리(100N)(3조마다 병렬 접속하는 단전지(110))의 캐소드측 전극 탭(113K)을 버스바(131)에 의해 접합하는 상태를 모식적으로 분해하여 도시하는 사시도이다.

도 7의 (A)는 단전지(110)에 1쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))를 설치한 상태를 도시하는 사시도, 도 7의 (B)는 단전지(110)로부터 1쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))를 제거한 상태를 도시하는 사시도이다. 도 8은 1쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))를 도시하는 사시도이다. 도 9는 도 2의 (A)의 9-9 선을 따르는 단면도이다.

도 10의 (A)는 적층된 단전지(110)의 전극 탭(113)에 버스바(131)를 접합한 상태의 주요부를 단면으로 도시하는 사시도, 도 10의 (B)는 도 10의 (A)를 측방으로부터 도시하는 측면도이다.

또한, 도 1에 도시되는 상태에 있어서, 왼쪽 전방측을 조전지(100) 전체 및 각 구성 부품의 「전방면측」이라고 하며, 오른쪽 안측을 조전지(100) 전체 및 각 구성 부품의 「배면측」이라고 하며, 오른쪽 전방측 및 왼쪽 안측을 조전지(100) 전체 및 각 구성 부품의 좌우의 「측방측」이라고 한다.

도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 조전지(100)는 편평 형상을 갖는 단전지(110)를 두께 방향으로 복수매 적층한 전지군(100G)을 포함하는 적층체(100S)를 갖는다. 조전지(100)는 적층체(100S)의 전방면측에 설치되는 보호 커버(140)와, 단전지(110)의 적층 방향을 따라 각각의 단전지(110)를 가압한 상태에 있어서 적층체(100S)를 수용하는 하우징(150)을 더 갖는다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 적층체(100S)는 전지군(100G)과, 전지군(100G)의 전방면측에 설치되고 복수개의 버스바(131)를 일체적으로 보유 지지하는 버스바 유닛(130)을 갖는다. 보호 커버(140)는 버스바 유닛(130)을 피복하여 보호한다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 버스바 유닛(130)은 복수개의 버스바(131)와, 복수개의 버스바(131)를 매트릭스형으로 일체적으로 설치하는 버스바 홀더(132)를 갖는다. 복수의 버스바(131) 중 애노드측의 종단에는 애노드측 터미널(133)을 설치하고, 캐소드측의 종단에는 캐소드측 터미널(134)을 설치하고 있다.

제1 실시 형태의 조전지(100)는, 개략적으로 설명하면, 발전 요소(111)를 포함하고 편평하게 형성한 전지 본체(110H)와, 전지 본체(110H)로부터 외부로 도출된 전극 탭(113)을 구비한 단전지(110)를, 두께 방향으로 복수매 적층하여 이루어지는 전지군(100G)과, 단전지(110)의 적층 방향 Z에 있어서의 양측으로부터 전지군(100G)을 덮는 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(142)(1쌍의 제1 커버 부재에 상당)과, 적층 방향 Z와 교차하며, 또한 전극 탭(113)이 연장되는 긴 변 방향 X와 교차하는 짧은 변 방향 Y에 있어서의 양측으로부터 전지군(100G)을 덮는 1쌍의 측판(153)(1쌍의 제2 커버 부재에 상당)을 갖는다. 측판(153)은 전지군(100G)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 의해 적층 방향 Z로 가압한 상태에 있어서 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)과 접합하여 이루어진다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 전지군(100G)은 전기적으로 병렬 접속한 3개의 단전지(110)를 포함하는 제1 셀 서브 어셈블리(100M)와, 전기적으로 병렬 접속한 별도의 3개의 단전지(110)를 포함하는 제2 셀 서브 어셈블리(100N)를 버스바(131)에 의해 직렬로 접속하여 구성하고 있다.

제1 셀 서브 어셈블리(100M) 및 제2 셀 서브 어셈블리(100N)는, 단전지(110)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 굴절 방향을 제외하고 동일한 구성이다. 구체적으로는, 제2 셀 서브 어셈블리(100N)는, 제1 셀 서브 어셈블리(100M)에 포함되는 단전지(110)의 상하를 역전시킨 것이다. 단, 제2 셀 서브 어셈블리(100N)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 굴절 방향은, 제1 셀 서브 어셈블리(100M)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 굴절 방향과, 동일해지도록 적층 방향 Z의 하방의 측으로 정렬되어 있다. 각각의 단전지(110)는, 1쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))를 설치하고 있다.

단전지(110)는, 예를 들어 편평한 리튬 이온 이차 전지에 상당한다. 단전지(110)는, 도 10의 (A), 도 10의 (B) 등에 도시하는 바와 같이, 발전 요소(111)를 1쌍의 라미네이트 필름(112)에 의해 밀봉한 전지 본체(110H)와, 발전 요소(111)에 전기적으로 접속되고 전지 본체(110H)로부터 외부로 도출된 박판형의 전극 탭(113)을 구비하고 있다.

발전 요소(111)는 정극과 부극을 세퍼레이터로 끼움 지지한 것을 복수매 적층하여 구성하고 있다. 발전 요소(111)는 외부로부터 전력의 공급을 받아 충전한 후, 외부의 전기 디바이스에 대하여 방전하면서 전력을 공급한다.

라미네이트 필름(112)은, 절연성을 구비한 시트에 의해 금속박의 양측을 덮어 구성하고 있다. 1쌍의 라미네이트 필름(112)은, 발전 요소(111)를 적층 방향 Z를 따른 양측으로부터 피복하고, 그의 4변을 밀봉하고 있다. 1쌍의 라미네이트 필름(112)은, 도 7의 (A) 및 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이, 짧은 변 방향 Y를 따른 일단부(112a) 사이로부터 외부를 향하여, 애노드측 전극 탭(113A) 및 캐소드측 전극 탭(113K)을 도출시키고 있다.

라미네이트 필름(112)은, 도 7의 (A), 도 7의 (B) 및 도 8에 도시하는 바와 같이 짧은 변 방향 Y를 따른 일단부(112a)의 양단에 각각 구비한 1쌍의 연결 구멍(112e)에, 제1 스페이서(121)의 1쌍의 연결 핀(121i)을 각각 삽입 관통시키고 있다. 한편, 라미네이트 필름(112)은, 짧은 변 방향 Y를 따른 타단부(112b)의 양단에 각각 구비한 1쌍의 연결 구멍(112e)에, 1쌍의 연결 핀(122i)을 각각 삽입 관통시키고 있다. 라미네이트 필름(112)은, 긴 변 방향 X를 따른 양단부(112c 및 112d)를, 적층 방향 Z의 상방을 향하여 절곡하여 형성하고 있다.

전극 탭(113)은, 도 7의 (A) 및 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이 애노드측 전극 탭(113A) 및 캐소드측 전극 탭(113K)으로 구성하고, 각각 1쌍의 라미네이트 필름(112)의 일단부(112a) 사이로부터 서로 이격한 상태에 있어서 외부를 향하여 연장되어 있다. 애노드측 전극 탭(113A)은, 발전 요소(111) 중의 애노드측의 구성 부재의 특성에 맞게, 알루미늄을 포함한다. 캐소드측 전극 탭(113K)은, 발전 요소(111) 중의 캐소드측의 구성 부재의 특성에 맞게, 구리를 포함한다.

전극 탭(113)은, 도 10의 (B)에 도시하는 바와 같이, 전지 본체(110H)와 인접하는 기단부(113c)로부터 선단부(113d)에 걸쳐 L자 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 전극 탭(113)은, 그 기단부(113c)로부터 긴 변 방향 X의 한쪽을 따라 연장되어 있다. 한편, 전극 탭(113)의 선단부(113d)는, 적층 방향 Z의 하방을 따라 굴절하여 형성하고 있다. 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 형상은, L자 형상에 한정되지 않는다. 전극 탭(113)의 선단부(113d)는, 버스바(131)와 대면하도록 면상으로 형성되어 있다. 전극 탭(113)은, 선단부(113d)를 더 연장시켜, 그 연장 부분을 기단부(113c)를 따라 전지 본체(110H)측으로 접듯이 하여, U자형 형상으로 형성해도 된다. 한편, 전극 탭(113)의 기단부(113c)는, 파상으로 형성하거나 만곡 형상으로 형성하거나 해도 된다.

각각의 전극 탭(113)의 선단부(113d)는, 복수매 적층한 단전지(110)에 있어서, 도 10의 (A) 및 도 10의 (B)에 도시하는 바와 같이, 적층 방향 Z의 하방으로 정렬시켜 굴절시키고 있다. 여기서, 조전지(100)는, 도 6에 도시하는 바와 같이 전기적으로 병렬 접속한 3개의 단전지(110)(제1 셀 서브 어셈블리(100M))와, 전기적으로 병렬 접속한 별도의 3개의 단전지(110)(제2 셀 서브 어셈블리(100N))를, 직렬로 접속하고 있다. 따라서, 3개의 단전지(110)마다, 그 단전지(110)의 상하를 뒤바꿔, 단전지(110)의 애노드측 전극 탭(113A)과 캐소드측 전극 탭(113K)의 위치를, 적층 방향 Z를 따라 교차시키도록 하고 있다.

단, 3개의 단전지(110)마다의 상하를 단순히 뒤바꾸기만 해서는, 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 위치가 적층 방향 Z를 따른 상하 방향으로 변동되어 버리기 때문에, 모든 단전지(110)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)의 위치가 정렬되도록 조정하여 굴절시키고 있다.

도 6의 하방에 도시한 제1 셀 서브 어셈블리(100M)는, 도면 중의 우측에 애노드측 전극 탭(113A)을 배치하고, 도면 중의 좌측에 캐소드측 전극 탭(113K)을 배치되어 있다. 한편, 도 6의 상방에 도시한 제2 셀 서브 어셈블리(100N)는, 도면 중의 우측에 캐소드측 전극 탭(113K)을 배치하고, 도면 중의 좌측에 애노드측 전극 탭(113A)을 배치되어 있다.

이와 같이, 애노드측 전극 탭(113A)과 캐소드측 전극 탭(113K)의 배치가 상이해도, 단전지(110)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)는 적층 방향 Z를 따른 하방으로 굴절되어 있다. 또한, 각각의 전극 탭(113)의 선단부(113d)는, 도 10의 (B)에 도시하는 바와 같이 적층체(100S)의 동일면의 측에 배치되어 있다. 제1 셀 서브 어셈블리(100M) 및 제2 셀 서브 어셈블리(100N)의 상면에 위치하는 단전지(110)에는, 상방에 적층하는 적층 부재와 접착하는 양면 테이프(160)를 부착하고 있다.

1쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))는, 도 10의 (B)에 도시하는 바와 같이, 적층된 단전지(110) 사이에 배치되어 있다. 제1 스페이서(121)는, 도 7의 (A), 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이, 편평한 단전지(110)의 연장되는 평면 방향 XY에 있어서의 일단부(112a)를 따라 배치되어 있다. 제2 스페이서(122)는, 도 7의 (A), 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이, 편평한 단전지(110)의 연장되는 평면 방향 XY이며 단전지(110)에 있어서 일단부(112a)와는 반대측의 타단부(112b)를 따라 배치되어 있다. 제2 스페이서(122)는, 제1 스페이서(121)의 형상을 간략화시킨 구성으로 이루어진다. 각각의 단전지(110)는, 1쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))를 설치한 후, 적층 방향 Z를 따라 복수매 적층한다. 1쌍의 스페이서(120)(제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122))는, 절연성을 구비한 강화 플라스틱을 포함한다. 이하, 제1 스페이서(121)의 구성에 대하여 설명한 후에, 제2 스페이서(122)의 구성에 대하여 제1 스페이서(121)의 구성과 비교하면서 설명한다.

제1 스페이서(121)는, 도 7의 (A), 도 7의 (B) 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 짧은 변 방향 Y를 따라 긴 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 제1 스페이서(121)는, 그 긴 변 방향(짧은 변 방향 Y)의 양단에 적재부(121M 및 121N)를 구비하고 있다.

제1 스페이서(121)는, 도 10의 (B)에 도시하는 바와 같이 단전지(110)에 설치한 상태로 적층했을 때, 하나의 제1 스페이서(121)의 적재부(121M 및 121N)의 상면(121a)과, 상기 하나의 제1 스페이서(121)의 상방에 배치된 다른 제1 스페이서(121)의 적재부(121M 및 121N)의 하면(121b)이 맞닿는다.

제1 스페이서(121)는, 도 8 및 도 10의 (B)에 도시하는 바와 같이, 복수매 적층하는 단전지(110)의 상대적인 위치 결정을 행하기 위하여, 하나의 제1 스페이서(121)의 상면(121a)에 구비된 위치 결정 핀(121c)과, 다른 제1 스페이서(121)의 하면(121b)에 개구하고 위치 결정 핀(121c)의 위치에 대응한 위치 결정 구멍(121d)을 끼워 맞춘다.

제1 스페이서(121)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 적층 방향 Z를 따라 연결하는 복수의 조전지(100)끼리를 연결하는 볼트를 삽입 관통하기 위하여 로케이트 구멍(121e)을, 적층 방향 Z를 따라 적재부(121M 및 121N)에 각각 개구하고 있다.

제1 스페이서(121)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 적재부(121M 및 121N) 사이의 영역을 적층 방향 Z의 상측으로부터 절결되도록 형성하고 있다. 상기 절결된 부분은, 제1 스페이서(121)의 긴 변 방향(단전지(110)의 짧은 변 방향 Y)을 따라 제1 지지면(121g) 및 제2 지지면(121h)을 구비하고 있다. 제1 지지면(121g)은, 제2 지지면(121h)보다도 적층 방향 Z를 따라 높이 형성하며, 또한 단전지(110)측에 위치하고 있다.

제1 스페이서(121)는, 도 7의 (A) 및 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이, 제1 지지면(121g)에 의해, 전극 탭(113)을 돌출시킨 라미네이트 필름(112)의 일단부(112a)를 적재하여 지지하고 있다. 제1 스페이서(121)는, 제1 지지면(121g)의 양단으로부터 상방으로 돌출된 1쌍의 연결 핀(121i)을 구비하고 있다.

제1 스페이서(121)는, 도 8 및 도 10의 (B)에 도시하는 바와 같이, 전극 탭(113)에 버스바(131)와 반대측으로부터 맞닿아 단전지(110)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 지지하는 지지부(121j)를, 제2 지지면(121h)과 인접하고, 적층 방향 Z를 따른 측면에 구비하고 있다. 제1 스페이서(121)의 지지부(121j)는, 버스바(131)와 함께 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 끼움 지지하여, 선단부(113d)와 버스바(131)가 서로 충분히 맞닿도록 하고 있다.

제2 스페이서(122)는, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이 제1 스페이서(121)의 형상을 간략화시킨 구성으로 이루어진다. 제2 스페이서(122)는, 제1 스페이서(121)의 일부를 단전지(110)의 짧은 변 방향 Y를 따라 삭제한 구성에 상당한다. 구체적으로는, 제2 스페이서(122)는, 제1 스페이서(121)의 제2 지지면(121h) 및 제1 지지면(121g)을 지지면(122k)으로 치환하여 구성하고 있다. 구체적으로, 제2 스페이서(122)는, 제1 스페이서(121)와 마찬가지로, 적재부(122M 및 122N)를 구비하고 있다. 제2 스페이서(122)는, 적재부(122M 및 122N) 사이의 영역을 적층 방향 Z의 상측으로부터 절결한 부분에, 지지면(122k)을 구비하고 있다. 지지면(122k)은, 라미네이트 필름(112)의 타단부(112b)를 적재하여 지지하고 있다. 제2 스페이서(122)는, 제1 스페이서(121)와 마찬가지로, 위치 결정 핀(122c), 위치 결정 구멍, 로케이트 구멍(122e) 및 연결 핀(122i)을 구비하고 있다.

버스바 유닛(130)은, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 버스바(131)를 일체적으로 복수 구비하고 있다. 버스바(131)는, 도전성을 구비한 금속을 포함하고, 상이한 단전지(110)의 전극 탭(113)의 선단부(113d)끼리를 전기적으로 접속한다. 버스바(131)는, 평판형으로 형성되고, 적층 방향 Z를 따라 기립되어 있다.

버스바(131)는, 하나의 단전지(110)의 애노드측 전극 탭(113A)과 레이저 용접하는 애노드측 버스바(131A)와, 적층 방향 Z를 따라 인접하는 다른 단전지(110)의 캐소드측 전극 탭(113K)과 레이저 용접하는 캐소드측 버스바(131K)를, 접합하여 일체적으로 구성하고 있다.

애노드측 버스바(131A)와 캐소드측 버스바(131K)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 동일한 형상으로 이루어지고, 각각 L자 형상으로 형성되어 있다. 애노드측 버스바(131A)와 캐소드측 버스바(131K)는, 상하를 반전시켜 중첩하고 있다. 구체적으로는, 버스바(131)는, 애노드측 버스바(131A)의 적층 방향 Z를 따른 일단부의 굴절된 부분과, 캐소드측 버스바(131K)의 적층 방향 Z를 따른 일단부의 굴절된 부분을 접합하여, 일체화하고 있다. 애노드측 버스바(131A)와 캐소드측 버스바(131K)는, 도 5에 도시하는 바와 같이 짧은 변 방향 Y의 일단부로부터 긴 변 방향 X를 따라 측부(131c)를 구비하고 있다. 측부(131c)는 버스바 홀더(132)에 접합한다.

애노드측 버스바(131A)는, 애노드측 전극 탭(113A)과 마찬가지로, 알루미늄을 포함한다. 캐소드측 버스바(131K)는, 캐소드측 전극 탭(113K)과 마찬가지로, 구리를 포함한다. 상이한 금속을 포함하는 애노드측 버스바(131A)와 캐소드측 버스바(131K)는, 초음파 접합에 의해 서로 접합되어 있다.

버스바(131)는, 도 6에 도시하는 바와 같이 조전지(100)가 예를 들어 3개의 단전지(110)를 병렬 접속한 것을 복수조에 걸쳐 직렬 접속하여 구성된 것인 경우, 애노드측 버스바(131A)의 부분을, 적층 방향 Z를 따라 서로 인접하고 있는 3개의 단전지(110)의 애노드측 전극 탭(113A)에 대하여 레이저 용접한다. 마찬가지로, 버스바(131)는, 캐소드측 버스바(131K)의 부분을, 적층 방향 Z를 따라 서로 인접하고 있는 3개의 단전지(110)의 캐소드측 전극 탭(113K)에 대하여 레이저 용접한다.

단, 매트릭스형으로 배치한 버스바(131) 중 도 4 및 도 5의 도면 중 우측 상방에 위치하는 버스바(131)는, 21개의 단전지(110)(3병렬 7직렬)의 애노드측의 종단에 상당하고, 애노드측 버스바(131A)만으로 구성하고 있다. 이 애노드측 버스바(131A)는, 전지군(100G)의 최상부의 3개의 단전지(110)의 애노드측 전극 탭(113A)에 대하여 레이저 접합한다. 마찬가지로, 매트릭스형으로 배치한 버스바(131) 중 도 4 및 도 5의 도면 중 좌측 하단에 위치하는 버스바(131)는, 21개의 단전지(110)(3병렬 7직렬)의 캐소드측의 종단에 상당하고, 캐소드측 버스바(131K)만으로 구성하고 있다. 이 캐소드측 버스바(131K)는, 전지군(100G)의 최하부의 3개의 단전지(110)의 캐소드측 전극 탭(113K)에 대하여 레이저 접합한다.

버스바 홀더(132)는, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이 복수의 버스바(131)를, 복수매 적층한 각각의 단전지(110)의 전극 탭(113)에 대면하도록 매트릭스형으로 일체적으로 보유 지지하고 있다. 버스바 홀더(132)는, 절연성을 구비한 수지를 포함하고, 프레임 형상으로 형성되어 있다.

버스바 홀더(132)는, 도 5에 도시하는 바와 같이 단전지(110)의 전극 탭(113)을 지지하고 있는 쪽의 제1 스페이서(121)의 긴 변 방향의 양측에 위치하도록, 적층 방향 Z를 따라 기립한 1쌍의 지주부(132a)를 각각 구비하고 있다. 1쌍의 지주부(132a)는, 제1 스페이서(121)의 적재부(121M 및 121N)의 측면에 끼워맞춘다. 1쌍의 지주부(132a)는, 적층 방향 Z를 따라 시인한 경우에 L자상이며, 적층 방향 Z를 따라 연장된 판형으로 형성되어 있다. 버스바 홀더(132)는, 제1 스페이서(121)의 긴 변 방향의 중앙 부근에 위치하도록, 적층 방향 Z를 따라 기립한 1쌍의 보조 지주부(132b)를 이격시켜 구비하고 있다. 1쌍의 보조 지주부(132b)는, 적층 방향 Z를 따라 연장된 판형으로 형성되어 있다.

버스바 홀더(132)는, 도 5에 도시하는 바와 같이 적층 방향 Z를 따라 인접하는 버스바(131) 사이에 각각 돌출되는 절연부(132c)를 구비하고 있다. 절연부(132c)는, 짧은 변 방향 Y를 따라 연장된 판형으로 형성되어 있다. 각각의 절연부(132c)는, 지주부(132a)와 보조 지주부(132b) 사이에 수평으로 구비되어 있다. 절연부(132c)는, 적층 방향 Z를 따라 인접하는 단전지(110)의 버스바(131) 사이를 절연함으로써 방전을 방지한다.

버스바 홀더(132)는, 각각 독립적으로 형성한 지주부(132a)와 보조 지주부(132b) 및 절연부(132c)를 서로 접합하여 구성해도 되고, 지주부(132a)와 보조 지주부(132b) 및 절연부(132c)를 일체적으로 성형하여 구성해도 된다.

애노드측 터미널(133)은, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이 제1 셀 서브 어셈블리(100M)와 제2 셀 서브 어셈블리(100N)를 교대로 적층하여 구성한 전지군(100G)의 애노드측의 종단에 상당한다.

애노드측 터미널(133)은, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이 매트릭스형으로 배치한 버스바(131) 중 도면 중 우측 상방에 위치하는 애노드측 버스바(131A)에 접합한다. 애노드측 터미널(133)은, 도전성을 구비한 금속판을 포함하고, 짧은 변 방향 Y를 따라 시인한 경우, 중앙부(133a)를 기준으로 하여, 일단부(133b)와 타단부(133c)를 적층 방향 Z를 따라 상이한 방향으로 굴절시킨 형상으로 이루어진다. 일단부(133b)는, 애노드측 버스바(131A)에 레이저 등에 의해 접합된다. 타단부(133c)는, 그 중앙에 개구된 구멍(133d)(나사 홈을 포함한다)에, 외부의 입출력 단자를 접속시킨다.

캐소드측 터미널(134)은, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이 제1 셀 서브 어셈블리(100M)와 제2 셀 서브 어셈블리(100N)를 교대로 적층하여 구성한 전지군(100G)의 캐소드측의 종단에 상당한다. 캐소드측 터미널(134)은, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이 매트릭스형으로 배치한 버스바(131) 중 도면 중 좌측 하단에 위치하는 캐소드측 버스바(131K)에 접합한다. 캐소드측 터미널(134)은, 애노드측 터미널(133)과 마찬가지의 구성으로 이루어진다.

보호 커버(140)는, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이 버스바 유닛(130)을 피복함으로써, 버스바(131)끼리 단락하거나, 버스바(131)가 외부의 부재에 접촉하여 단락되거나 누전되거나 하는 것을 방지한다. 또한, 보호 커버(140)는, 애노드측 터미널(133) 및 캐소드측 터미널(134)을 외부에 면하게 하여, 각각의 단전지(110)의 발전 요소(111)에 충방전을 시킨다. 보호 커버(140)는, 절연성을 구비한 플라스틱을 포함한다.

보호 커버(140)는, 도 4에 도시하는 바와 같이 평판형으로 형성하고, 적층 방향 Z를 따라 기립하여 배치되어 있다. 보호 커버(140)는, 그 측면(140a)의 상단(140b)과 하단(140c)을 긴 변 방향 X를 따라 굴절된 형상으로 이루어지고, 버스바 유닛(130)에 끼워 맞추어진다.

보호 커버(140)의 측면(140a)은, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이 버스바 유닛(130)에 구비된 애노드측 터미널(133)에 대응하는 위치에, 상기 애노드측 터미널(133)보다도 약간 큰 직사각 형상의 구멍으로 이루어지는 제1 개구(140d)를 구비하고 있다. 마찬가지로, 보호 커버(140)의 측면(140a)은 버스바 유닛(130)에 구비된 캐소드측 터미널(134)에 대응하는 위치에, 상기 캐소드측 터미널(134)보다도 약간 큰 직사각 형상의 구멍으로 이루어지는 제2 개구(140e)를 구비하고 있다.

하우징(150)은, 도 1, 도 2의 (B) 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 전지군(100G)을 적층 방향을 따라 가압한 상태에 있어서 수용하고 있다. 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)은, 전지군(100G)에 구비된 각각의 단전지(110)의 발전 요소(111)를 끼움 지지하면서 가압함으로써, 발전 요소(111)에 적정한 면압을 부여한다. 다른 표현으로 하면, 조전지(100)에 있어서의 전지군(100G)의 높이는, 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 의해, 단전지(110)를 무부하 상태로 전지군(100G)과 동일한 수만큼 적층했을 때의 높이보다도 높이가 낮아지도록 구성하고 있다.

상부 가압판(151)은, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 전지군(100G)의 적층 방향 Z를 따른 상방에 배치되어 있다. 상부 가압판(151)은, 적층 방향 Z를 따라 하방으로 돌출된 가압면(151a)을, 중앙에 구비하고 있다. 가압면(151a)에 의해, 각각의 단전지(110)의 발전 요소(111)를 하방으로 압박한다. 상부 가압판(151)은, 짧은 변 방향 Y를 따른 양측으로부터, 긴 변 방향 X를 따라 연장된 보유 지지부(151b)를 구비하고 있다. 보유 지지부(151b)는, 제1 스페이서(121)의 적재부(121M 및 121N) 또는 제2 스페이서(122)의 적재부(122M 및 122N)를 피복한다. 보유 지지부(151b)의 중앙에는, 제1 스페이서(121)의 위치 결정 구멍(121d) 또는 제2 스페이서(122)의 위치 결정 구멍(122d)과 적층 방향 Z를 따라 연통되는 로케이트 구멍(151c)이 개구되어 있다. 로케이트 구멍(151c)에는 조전지(100)끼리를 연결하는 볼트를 삽입 관통한다. 상부 가압판(151)은, 충분한 두께를 구비한 금속판으로 이루어진다. 상부 가압판(151)은, 도 3 및 도 9에 도시하는 바와 같이 측판(153)과의 접합부로서 적층 방향 Z와 교차하는 짧은 변 방향 Y에 있어서의 양단을 절곡한 절곡부(151d)를 더 갖고 있다.

하부 가압판(152)은, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이 상부 가압판(151)과 동일한 구성을 포함하고, 상부 가압판(151)의 상하가 역전된 상태로 배치되어 있다. 하부 가압판(152)은, 전지군(100G)의 적층 방향 Z를 따른 하방에 배치되어 있다. 하부 가압판(152)은, 적층 방향 Z를 따라 상방으로 돌출된 가압면(152a)에 의해, 각각의 단전지(110)의 발전 요소(111)를 상방으로 압박한다. 하부 가압판(152)은, 또한, 도 3 및 도 9에 도시하는 바와 같이 측판(153)과의 접합부로서 적층 방향 Z에 교차하는 짧은 변 방향 Y에 있어서의 양단을 절곡한 절곡부(152d)를 갖고 있다.

1쌍의 측판(153)은, 도 1, 도 3 및 도 9에 도시하는 바와 같이 전지군(100G)을 적층 방향 Z의 상하로부터 끼움 지지하면서 가압하고 있는 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)이 서로 이격되지 않도록, 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)의 상대 위치를 고정한다. 측판(153)은, 직사각 형상의 금속판을 포함하고, 적층 방향 Z를 따라 기립되어 있다. 1쌍의 측판(153)은, 도 9에 도시하는 바와 같이 상부 가압판(151)의 절곡부(151d) 및 하부 가압판(152)의 절곡부(152d)보다도 외방에 배치되어 있다. 1쌍의 측판(153)은, 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 대하여 전지군(100G)의 짧은 변 방향 Y의 양측으로부터 레이저 용접에 의해 접합된다. 각각의 측판(153)은, 도 2의 (B)에 도시하는 바와 같이, 상부 가압판(151)과 맞닿아 있는 상단(153a)의 부분에 대하여, 긴 변 방향 X를 따라, 심 용접 등으로 선형의 용접부(153c)(접합부에 상당)가 1개소 형성되어 있다. 마찬가지로, 각각의 측판(153)은, 하부 가압판(152)과 맞닿아 있는 하단(153b)의 부분에 대하여, 긴 변 방향 X를 따라, 심 용접 등으로 선형의 용접부(153d)(접합부에 상당)가 1개소 형성되어 있다. 1쌍의 측판(153)은 전지군(100G)의 짧은 변 방향 Y의 양측을 피복하여 보호한다.

이어서, 조전지(100)의 제조 방법을 도 11 내지 도 18을 참조하면서 설명한다.

조전지(100)의 제조 방법(제조 공정)은, 조전지(100)를 구성하는 부재를 적층하는 적층 공정(도 11), 조전지(100)의 전지군(100G)을 가압하는 가압 공정(도 12), 측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 접합하는 제1 접합 공정(도 13), 버스바(131)를 단전지(110)의 전극 탭(113)에 접합하며, 또한 터미널을 버스바(131)에 접합하는 제2 접합 공정(도 14 내지 도 17) 및 보호 커버(140)를 버스바(131)에 대하여 설치하는 실장 공정(도 18)을 구비하고 있다.

먼저, 조전지(100)를 구성하는 부재를 적층하는 적층 공정에 대하여 도 11을 참조하면서 설명한다.

도 11은 제1 실시 형태에 관한 조전지(100)의 제조 방법을 도시하는 도면이며, 조전지(100)를 구성하는 부재를 적재대(201)에 대하여 순서대로 적층하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.

적층 공정에 사용하는 적재대(701)는, 판형으로 형성하고, 수평면을 따라 설치하고 있다. 적재대(701)는, 순서대로 적층하는 하부 가압판(152), 제1 셀 서브 어셈블리(100M), 제2 셀 서브 어셈블리(100N) 및 상부 가압판(151)의 긴 변 방향 X 및 짧은 변 방향 Y를 따른 상대적인 위치를 맞추는 위치 결정용의 로케이트 핀(702)을 구비하고 있다. 로케이트 핀(702)은, 적재대(701)의 상면(701a)에, 소정의 간격을 두고 4개 기립되어 있다. 4개의 로케이트 핀(702)의 서로의 간격은, 예를 들어 상부 가압판(151)의 4코너에 구비된 로케이트 구멍(152c)의 서로의 간격에 대응하고 있다. 로봇 아암, 핸드 리프터 및 진공 흡착 타입의 콜릿 등을 사용하여, 조전지(100)를 구성하는 부재를 적층한다.

적층 공정에서는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 로봇 아암에 의해, 하부 가압판(152)을, 그 네 코너에 형성한 로케이트 구멍(152c)이 로케이트 핀(702)에 삽입된 상태에 있어서, 적층 방향 Z를 따라 강하시키면서, 적재대(701)의 상면(701a)에 적재한다. 이어서, 로봇 아암에 의해, 제1 셀 서브 어셈블리(100M)를, 그 구성 부재의 제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122)에 구비한 로케이트 구멍이 로케이트 핀(702)에 삽입된 상태에 있어서, 적층 방향 Z를 따라 강하시키면서, 하부 가압판(152)에 적층한다. 마찬가지로, 로봇 아암에 의해 제2 셀 서브 어셈블리(100N)와 제1 셀 서브 어셈블리(100M)를, 교대로 3조씩 적층한다. 제1 셀 서브 어셈블리(100M) 및 제2 셀 서브 어셈블리(100N)의 상면에는, 상방에 적층하는 적층 부재와 접착하는 양면 테이프(160)가 부착되어 있다. 그 후, 로봇 아암에 의해, 상부 가압판(151)을, 그 네 코너에 형성한 로케이트 구멍(151c)이 로케이트 핀(702)에 삽입된 상태에 있어서, 적층 방향 Z를 따라 강하시키면서, 제1 셀 서브 어셈블리(100M)에 적층한다. 이에 의해, 전지군(100G)이 형성됨과 함께, 적층 방향 Z에 있어서 전지군(100G)의 양측에 상부 가압판(151)과 하부 가압판(152)이 배치된다.

이어서, 조전지(100)의 전지군(100G)을 가압하는 가압 공정에 대하여 도 12를 참조하면서 설명한다.

도 12는 도 11에 이어, 조전지(100)의 구성 부재를 상방으로부터 압박하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.

가압 공정에 사용하는 가압 지그(703)는, 판형으로 형성되고 수평면을 따라 설치된 가압부(703a)와, 원기둥 형상으로 형성되고 가압부(703a)의 상면에 기립시켜 접합된 지지부(703b)를 구비하고 있다. 지지부(703b)는, 적층 방향 Z를 따라 구동하는 전동 스테이지나 유압 실린더를 연결하고 있다. 가압부(703a)는, 지지부(703b)를 통하여, 적층 방향 Z를 따라 하방 및 상방으로 이동한다. 가압부(703a)는 맞닿은 적층 부재를 가압한다.

가압 공정에서는, 도 12에 도시하는 바와 같이 가압 지그(703)의 가압부(703a)는, 지지부(703b)에 연결된 전동 스테이지가 구동함으로써, 상부 가압판(151)에 맞닿으면서 적층 방향 Z의 하방을 따라 강하한다. 하방을 따라 압박된 상부 가압판(151)과, 적재대(701)에 적재된 하부 가압판(152)에 의해, 전지군(100G)을 끼움 지지하면서 가압한다. 전지군(100G)에 구비된 각각의 단전지(110)의 발전 요소(111)에는 적정한 면압이 부여된다. 가압 공정은, 다음 제1 접합 공정이 완료될 때까지 계속된다.

이어서, 측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 접합하는 제1 접합 공정에 대하여 도 13을 참조하면서 설명한다.

도 13은, 도 12에 이어, 측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 대하여 레이저 용접하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.

제1 접합 공정에 사용하는 누름판(704)은, 측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 대하여 각각 압박하여, 측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 각각 밀착시킨다. 누름판(704)은 금속을 포함하고, 긴 판 형상으로 형성되어 있다. 누름판(704)은, 본체(704a)에 긴 변 방향을 따라 직선형의 슬릿(704b)을 개구하고 있다. 누름판(704)은, 적층 방향 Z를 따라, 그 짧은 변 방향을 기립시키고 있다. 누름판(704)은, 본체(704a)에 의해 측판(153)을 압박하면서, 슬릿(704b)에 의해 용접용의 레이저 광 L1을 통과시킨다.

레이저 발진기(705)는, 측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 접합하는 광원이다. 레이저 발진기(705)는, 예를 들어 YAG(이트륨·알루미늄·가닛) 레이저로 구성한다. 레이저 발진기(705)로부터 도출된 레이저 광 L1은, 예를 들어 광 파이버나 미러에 의해 광로를 조정하고, 집광 렌즈에 의해 집광된 상태에 있어서, 측판(153)의 상단(153a)와 하단(153b)에 대하여 조사한다. 레이저 발진기(705)로부터 도출된 레이저 광 L1은, 예를 들어 하프 미러에 의해 분기시켜, 측판(153)의 상단(153a) 및 하단(153b)에 대하여 동시에 조사하는 구성으로 해도 된다.

제1 접합 공정에서는, 도 13에 도시하는 바와 같이 레이저 발진기(705)가, 누름판(704)에 의해 압박된 측판(153)의 상단(153a)에 대하여, 누름판(704)의 슬릿(704b)을 통하여 레이저 광 L1을 수평으로 주사하여, 측판(153)과 상부 가압판(151)을 복수 개소에 걸쳐 심 용접하여 접합한다. 마찬가지로, 레이저 발진기(705)는, 누름판(704)에 의해 압박된 측판(153)의 하단(153b)에 대하여, 누름판(704)의 슬릿(704b)을 통하여 레이저 광 L1을 수평으로 주사하여, 측판(153)과 하부 가압판(152)을 복수 개소에 걸쳐 심 용접하여 접합한다.

이에 의해, 적층 방향 Z에 있어서의 양측으로부터 상부 가압판(151)과 하부 가압판(152)을 사용하여 전지군(100G)에 가압력을 부여한 상태에서, 상부 가압판(151), 하부 가압판(152) 및 측판(153)이 용접된다. 또한, 제1 접합 공정에 의해 제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122)의 전지군(100G)에 있어서의 위치가 고정된다.

이어서, 버스바(131)를 단전지(110)의 전극 탭(113)에 접합하며, 또한 터미널을 버스바(131)에 접합하는 제2 접합 공정에 대하여 도 14 내지 도 17을 참조하면서 설명한다.

도 14는 도 13에 이어, 전지군(100G)에 버스바 유닛(130)의 일부의 부재를 설치하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 15는 도 14에 이어, 버스바 유닛(130)의 버스바(131)를 단전지(110)의 전극 탭(113)에 대하여 레이저 용접하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 16은 적층된 단전지(110)의 전극 탭(113)에 버스바(131)를 레이저 접합하고 있는 상태의 주요부를 단면으로 도시하는 측면도이다. 도 17은, 도 15 및 도 16에 이어, 애노드측 터미널(133) 및 캐소드측 터미널(134)을 애노드측 버스바(131A) 및 캐소드측 버스바(131K)에 대하여 레이저 용접하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.

제2 접합 공정에서는, 도 14 내지 도 15에 도시하는 바와 같이 적재대(701)가, 도면 중 반시계 방향으로 90° 회전하고, 전지군(100G)의 전극 탭(113)과 레이저 발진기(705)를 대면시킨다. 또한, 각각의 버스바(131)가 일체적으로 보유 지지된 버스바 홀더(132)를, 로봇 아암에 의해 전지군(100G)의 대응하는 전극 탭(113)에 맞닿게 하면서 계속하여 압박한다. 또한, 도 15 및 도 16에 도시하는 바와 같이 레이저 발진기(705)는 버스바(131)에 레이저 광 L1을 조사하여, 버스바(131)와 전극 탭(113)의 선단부(113d)를 심 용접 또는 스폿 용접하여 접합한다. 그 후, 도 17에 도시하는 바와 같이 애노드측 터미널(133)을, 매트릭스형으로 배치한 버스바(131) 중 애노드측의 종단에 상당하는 애노드측 버스바(131A)(도 5 중 우측 상방)에 접합한다. 마찬가지로, 캐소드측 터미널(134)을, 매트릭스형으로 배치한 버스바(131) 중, 캐소드측의 종단에 상당하는 캐소드측 버스바(131K)(도 5 중 좌측 하단)에 접합한다.

이어서, 보호 커버(140)를 버스바(131)에 대하여 설치하는 실장 공정에 대하여 도 18을 참조하면서 설명한다.

도 18은, 도 17에 이어, 보호 커버(140)를 버스바 유닛(130)에 설치하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.

실장 공정에서는, 로봇 아암을 사용하여, 보호 커버(140)의 상단(140b)과 하단(140c)을 버스바 유닛(130)에 끼워 맞추면서, 보호 커버(140)를 버스바 유닛(130)에 설치한다. 보호 커버(140)의 상단(140b)과 하단(140c)은, 버스바 유닛(130)에 대하여 접착제에 의해 접합해도 된다. 보호 커버(140)는, 제1 개구(140d)로부터 애노드측 터미널(133)을 외부에 면하게 하며, 또한 제2 개구(140e)로부터 캐소드측 터미널(134)을 외부에 면하게 한다. 보호 커버(140)에 의해 버스바 유닛(130)을 피복하여, 버스바(131)끼리 단락하거나, 버스바(131)가 외부의 부재에 접촉하여 단락되거나 누전되거나 하는 것을 방지한다. 제조가 완료된 조전지(100)는, 적재대(701)로부터 제거하고, 전지 성능 등을 검사하는 검사 공정으로 반출한다.

도 11 내지 도 18을 참조하면서 설명한 조전지(100)의 제조 방법은, 공정 전반을 컨트롤러에 의해 제어하는 자동기, 공정의 일부를 작업자가 담당하는 반자동기 또는 공정 전반을 작업자가 담당하는 매뉴얼기의 어느 형태에 의해 구현화해도 된다.

상술한 제1 실시 형태에 관한 조전지(100) 및 그 조전지(100)의 조립 방법에 의하면, 이하의 작용 효과를 발휘한다.

제1 실시 형태에서는, 적층 공정에 있어서 전지군(100G)의 적층 방향 Z에 있어서의 양단 외방에 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)을 배치되어 있다. 그리고, 가압 공정에 있어서 상부 가압판(151)과 하부 가압판(152)에 의해 전지군(100G)을 가압한다. 그리고, 제1 접합 공정에 있어서 상부 가압판(151)과 하부 가압판(152)을 사용하여 전지군(100G)의 적층 방향 Z로 가압한 상태에서 측판(153)을 상부 가압판(151) 및 하부 가압판(152)에 접합, 즉 용접하고 있다. 상기 접합에 의해, 상부 가압판(151), 하부 가압판(152) 및 측판(153)은, 단전지(110)를 무부하 상태에서 전지군(100G)과 동일 수 적층했을 때의 높이보다도 높이가 낮은 상태로 접합된다. 이에 의해, 측판(153)에는 용접부(153c, 153d)가 형성된다.

이렇게 구성함으로써, 상기 용접 후에 있어서도 전지군(100G)은 상부 가압판(151)과 하부 가압판(152)에 의해 가압력이 부여된 상태가 유지된다. 그로 인해, 적층 방향 Z와 직교하는 방향으로부터 충격이 입력된 경우에도 제1 셀 서브 어셈블리(100M)나 제2 셀 서브 어셈블리(100N)에 작용하는 마찰력을 보다 강력하게 할 수 있어, 충격에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 접합 공정 후에는 버스바(131)를 전극 탭(113)에 용접하는 제2 접합 공정을 행하고 있다. 본 실시 형태에서는 상부 가압판(151)과 하부 가압판(152)에 의해 전지군(100G)을 가압하고 있다. 그로 인해, 상부 가압판(151)과 하부 가압판(152)을 측판(153)에 접합하는 제1 접합 공정을 행한 후에 버스바(131)를 전극 탭(113)에 접합함으로써, 완성 상태와 동일한 상태에서 버스바(131)를 전극 탭(113)에 접합할 수 있다. 따라서, 버스바(131)와 전극 탭(113)의 접합을 견고하게 고정할 수 있다.

또한, 상부 가압판(151)과 측판(153)의 용접부(153c)와, 하부 가압판(152)과 측판(153)의 용접부(153d)는, 예시적으로 선형으로 형성한 1개소의 용접부에 의해 구성할 수 있다.

또한, 적층 공정 시에는 인접하는 단전지(110)의 사이이며, 단전지(110)가 연장되는 일단부(112a)에는 제1 스페이서(121)가 배치되고, 타단부(112b)에는 제2 스페이서(122)가 배치된다. 그리고, 제1 접합 공정에서 상부 가압판(151), 하부 가압판(152) 및 측판(153)이 용접됨으로써, 제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122)의 전지군(100G)에 있어서의 위치가 고정된다. 이렇게 구성함으로써, 충격이 입력되었을 때에 단전지(110)뿐만 아니라 제1 스페이서(121) 및 제2 스페이서(122)에 대해서도 하우징(150)의 내부에서 이동하지 않도록 고정할 수 있다.

(제2 실시 형태)

다음에 제2 실시 형태에 관한 조전지 및 그 조립 방법에 대하여 설명한다. 도 19는 제2 실시 형태에 관한 조전지를 도시하는 사시도, 도 20은 제2 실시 형태에 관한 조전지로부터 상부 가압판, 하부 가압판, 좌우의 측판 및 탄성 부재를 분해하여 보호 커버를 설치한 상태의 적층체 전체를 노출시킨 상태를 도시하는 사시도이다.

제1 실시 형태에서는 적층체(100S)의 외방에 하우징(150)을 배치하여 덮는 실시 형태에 대하여 설명했다. 그러나, 제2 실시 형태에 관한 조전지(200)는, 도 20을 참조하여 개략적으로 설명하면, 제1 실시 형태와 비교하여, 조전지(200)의 하우징(150)이 구멍부(251e)를 구비한 상부 가압판(251)의 구성이 제1 실시 형태의 상부 가압판(151)과 상이하고, 또한, 적층체(100S) 사이에 적층 방향에 있어서의 어느 위치에 배치되는 탄성 부재(270) 및 적층 방향에 있어서의 어느 위치에 배치되는 중간 부재(280)의 구성을 추가하고 있다. 기타는 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

도 21의 (A)는 도 19의 21-21 선을 따르는 단면도, 도 21의 (B), 도 21의 (C)는 도 21의 (A)의 변형예를 도시하는 단면도, 도 22의 (A), 도 22의 (B)는 도 21의 (A)의 변형예를 도시하는 단면도이다.

탄성 부재(270)는, 조전지(200)를 사용하고 있을 때의 예를 들어 적층 방향 Z에 있어서의 전지의 충방전 등에 의한 전지군(100G)의 두께의 변화를 흡수하거나 하기 위하여 사용된다. 탄성 부재(270)는, 상부 가압판(251) 및 하부 가압판(152)에서 가압력을 발생시킨 상태로 측판(153)에 용접함으로써 적층 방향 Z에 있어서의 탄발력 또는 탄성력을 발생시킨다. 탄성 부재(270)는, 도 21의 (A) 등에 도시하는 바와 같이, 단면에서 본 경우에 단부가 평탄하고 중앙에 걸쳐 곡선형으로 형성된 비교적 스프링 상수가 높은 탄성 부재(271, 272)를 갖도록 구성하고 있다.

탄성 부재(271)와 탄성 부재(272)는, 도 21의 (A)에 도시하는 바와 같이 적층 방향 Z를 따르며, 또한 곡면의 방향을 반전시킨 상태로 배치되어 있다. 탄성 부재(271)는, 곡면이 되는 형상이 인접하는 상부 가압판(251)과 접촉 개소 a1에서 접촉하고 있다. 접촉 개소 a1은, 탄성 부재(271)를 적층 방향 Z로부터 평면으로 보았을 때의 외주보다도 내방에 위치하고, 접촉 개소 a1에 있어서 상부 가압판(251)과 탄성 부재(271)가 접합되어 있다. 탄성 부재(272)는, 탄성 부재(271)와 마찬가지로, 곡면이 되는 형상이 인접하는 중간 부재(280)와 접촉 개소 a1에 있어서 접촉하고 있다. 접촉 개소 a1은, 탄성 부재(272)를 적층 방향 Z로부터 평면으로 보았을 때의 외주보다도 내방에 위치하고, 접촉 개소 a1에 있어서 중간 부재(280)와 탄성 부재(272)가 접합되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 접촉 개소 a1은 탄성 부재(271, 272)의 대략 중앙에 위치한다. 상기 탄발력은 접촉 개소 a1에서 특히 커진다.

탄성 부재(271)는, 도 21의 (A)에 도시하는 바와 같이 탄성 부재(272)와 탄성 부재(271)의 외주 부근인 접촉 개소 b1에서 접촉하여, 접합되어 있다. 접촉 개소 a1은 접촉 개소 b1보다도 내방에 위치하고 있다. 탄성 부재(271, 272)는 예를 들어 판 스프링이라고 불리는 경우도 있고, 재료는 예시적으로 압연강을 들 수 있다. 그러나, 조전지(200)의 적층 방향 Z에 있어서의 충방전 반응 등에 의한 두께의 변화를 흡수할 수 있으면, 이것에 한정되지 않는다.

도 21의 (A)에서는 탄성 부재(270)는, 전지군(100G)의 적층 방향에 있어서의 상단에 배치되어 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 조전지(200)의 적층 방향 Z에 있어서의 전지군(100G)의 두께의 변화를 흡수할 수 있으면, 도 21의 (B)에 도시하는 바와 같이 전지군(100G)의 양단이 아닌 위치, 예를 들어 적층 방향 Z에 있어서의 중앙 등에 배치해도 된다. 또한, 탄성 부재(270)는, 도 21의 (C)에 도시하는 바와 같이 전지군(100G)의 적층 방향 Z에 있어서의 상단 및 하단에 배치해도 된다. 또한, 탄성 부재(270)의 형상은, 도 21의 (A) 내지 도 21의 (C)에 한정되지 않는다.

상기 이외에도 예를 들어 도 22의 (A)에 도시하는 바와 같이 외주에 있어서의 평탄부로부터 어느 측으로 볼록해지는 형상을 예를 들어 3개 설치한 탄성 부재(273)와, 탄성 부재(273)를 대칭으로 반전시켜 배치한 탄성 부재(274)를 갖는 탄성 부재(270a)에 의해 구성할 수도 있다. 또한, 도 21의 (A)에 있어서 탄성 부재(270)는, 2개의 탄성 부재(271, 272)에 의해 구성했지만, 전지군(100G)의 적층 방향 Z에 있어서의 두께의 변화를 흡수할 수 있으면 개수는 이것에 한정되지 않는다. 상기 이외에도 예를 들어, 도 22의 (B)에 도시하는 바와 같이 탄성 부재를 하나의 탄성 부재(271)만에 의해서 구성해도 된다.

중간 부재(280)는, 탄성 부재(270)가 전지군(100G)에 직접 접합되는 것을 방지하기 위하여 배치된다. 중간 부재(280)는, 도 21의 (A), 도 21의 (B)에 도시하는 바와 같이, 탄성 부재(270)와 인접하는 단전지(110) 사이 또는 적층 방향 Z에 있어서 탄성 부재(270)와는 반대측의 단부에 배치된다. 중간 부재(280)는, 예를 들어 평탄한 형상이며 금속에 의해 구성되어 있다. 그러나, 탄성 부재(270)와 단전지(110)를 직접 접합시키지 않고, 전지의 사용에 견딜 수 있으면, 그 밖의 재료로 구성해도 되고, 형상도 평탄에 한정되지 않는다.

상부 가압판(251)은, 도 20 및 도 23 등에 도시하는 바와 같이 조전지(200)를 파지하여 반송할 때의 구멍부(251e)를 갖는다. 구멍부(251e)는, 도 23에 도시하는 바와 같이, 상부 가압판(251)의 예를 들어 4코너에 설비측의 클램프 부재(706)가 하우징의 내부로 진입할 수 있도록 구성하고 있다. 조전지(200)를 클램프하는 클램프 부재(706)는, 예를 들어 도 23에 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 파지하는 개소의 선단이 L자상의 형상을 갖고 있는 경우 등이 있다. 구멍부(251e)를 상기한 바와 같이 구성함으로써, 설비측의 클램프 부재(706)는 구멍부(251e)의 구멍부로 진입하여, L자 형상의 평탄 부분을 상부 가압판(251)의 내벽에 걸어 상부 가압판(251)을 들어 올릴 수 있다.

또한, 상기에서는 클램프 부재(706)가 L자상인 점에 대하여 설명했지만, 구멍부(251e)로 진입하여 상부 가압판(251) 또는 상부 가압판(251)을 포함하는 조전지(200)를 들어 올릴 수 있으면, 클램프 부재의 형상은 상기 이외여도 좋다.

제2 실시 형태에 관한 조전지의 조립 방법에 대해서는 적층 공정 시에, 도 20에 도시하는 바와 같이 하부 가압판(152), 제1 셀 서브 어셈블리(100M), 제2 셀 서브 어셈블리(100N), 상부 가압판(251) 외에도 탄성 부재(270)와 중간 부재(280)를 적층 방향 Z를 따라 배치한다. 탄성 부재(270)를 중간 부재(280)에 인접하여 배치했을 때에는 접촉 개소 a1에서 탄성 부재(272)와 중간 부재(280)를 용접한다. 그리고, 제1 접합 공정 시에 탄성 부재(271)를 인접하는 상부 가압판(251)에 용접한다. 그 밖에는 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

또한, 탄성 부재(270)를 구성하는 탄성 부재(271, 272)는 적층 공정보다도 전에 미리 접합해도 된다. 또한, 제1 접합 공정에 있어서 탄성 부재(271, 272)를, 인접하는 상부 가압판(251) 및 중간 부재(280)에 용접하기 전에 용접해도 된다.

다음에 제2 실시 형태에 관한 조전지(200) 및 그 조립 방법에 관한 작용 효과에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태에서는 도 21의 (A) 내지 도 21의 (C)에 도시하는 바와 같이 적층 방향 Z에 있어서의 어느 위치에 탄성 부재(270)를 배치하도록 구성하고 있다. 탄성 부재(270)는 상부 가압판(251) 및 하부 가압판(152)을 측판(153)에 용접 접합함으로써 적층 방향 Z로 탄발력을 발생시킨다. 이렇게 구성함으로써, 조전지(200)를 사용하고 있을 때에 전지군(100G)의 두께가 변화한 경우에도 적층 방향 Z에 있어서의 높이를 적절하게 조절할 수 있다. 그로 인해, 실사용 시에 있어서 전지군(100G)의 두께가 변화한 경우에도 충격 입력에 대하여 제1 셀 서브 어셈블리(100M)나 제2 셀 서브 어셈블리(100N)가 이동하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 탄성 부재(270)와 인접하는 부재가 접합되는 접촉 개소 a1은 탄성 부재(270)를 적층 방향 Z로부터 평면으로 보았을 때의 외주보다도 내측, 본 실시 형태에서는 대략 중앙 부근에 설치하고 있다. 곡면 형상으로 구성한 대략 중앙부는 외주에 비하여 가압력이 높고, 그곳으로부터 외방으로 이격될수록 가압력이 약해진다. 탄성 부재(270)를 상기한 바와 같이 구성하고 있으면, 조전지(200)를 사용하고 있을 때에 발생하는 가스는 탄성 부재(270)에 있어서 가압력이 비교적 약한 장소로 이동한다. 조전지(200)의 대략 중앙 부근은 전기 화학 반응이 활발히 행하여지는 장소이기 때문에, 상기한 바와 같이 구성함으로써 전지의 성능 열화를 억제할 수 있다.

또한, 탄성 부재(270)는 복수의 탄성 부재(271, 272)를 구비하고, 탄성 부재(271, 272)는 인접하는 상부 가압판(251) 및 중간 부재(280)와 접합된 접촉 개소 a1보다도 평면으로 보았을 때의 외방에 위치하는 접촉 개소 b1에서 접합되어 있다. 이렇게 구성함으로써, 탄성 부재(271, 272)에 복원력이 발생해도 복원력은 적층 방향 Z뿐만 아니라, 적층 방향 Z와 직교하는 방향인, 탄성 부재(271, 272)의 외방으로도 분산된다. 그로 인해, 상부 가압판(251) 및 하부 가압판(252)에 과도하게 복원력이 가해지는 것을 방지하여, 상부 가압판(251) 및 하부 가압판(152)의 변형을 억제할 수 있다.

또한, 상부 가압판(251)은, 조전지(200)를 파지하는 클램프 부재(706)가 진입하는 구멍부(251e)를 갖도록 구성하고 있다. 그로 인해, 조전지(200)의 외측면에 클램프 형상에 의해 걸리는 후크와 같은 형상을 별도 설치할 필요가 없어, 조전지(200)의 소형화에 기여할 수 있다.

(제3 실시 형태)

도 24의 (A), 도 24의 (B)는 제3 실시 형태에 관한 조전지를 도시하는 평면도, 측면도, 도 24의 (C)는 도 24의 (A)의 24C-24C 선을 따라, 요철 형상의 걸림 결합에 대하여 도시하는 부분 단면도, 도 24의 (D)는 도 24의 (B)의 24D-24D 선을 따라, 요철 형상의 걸림 결합에 대하여 도시하는 부분 단면도이다.

제3 실시 형태에 관한 조전지(300)에 대하여 도 24의 (A) 내지 도 24의 (D)를 참조하여 개략적으로 설명하면, 전지군(100G)을 구성하고, 위치 정렬을 행하는 걸림 결합부(321k)를 구비한 제3 스페이서(321) 및 걸림 결합부(322k)를 구비한 제4 스페이서(322)와, 하우징(150)을 구성하고, 위치 정렬의 기능을 구비한 걸림 결합부(351f, 351g)를 구비한 상부 가압판(351)과, 위치 정렬의 기능을 구비한 걸림 결합부(352f, 352g)를 구비한 하부 가압판(352)과, 위치 정렬의 기능을 구비한 걸림 결합부(353c)를 구비한 측판(353)이, 제1 실시 형태의 구성과 상이하다. 그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

도 24의 (A) 및 도 24의 (C)에 도시하는 바와 같이, 걸림 결합부(321k)는 적층 공정에 있어서 인접하는 상부 가압판(351) 및 하부 가압판(352)의 위치 정렬을 행하기 위하여 설치되고, 볼록 형상으로 형성되어 있다. 걸림 결합부(321k)는, 짧은 변 방향 Y에 있어서의 제3 스페이서(321)의 대략 중앙에 배치되어 있다. 걸림 결합부(322k)는 제3 스페이서(321)와 마찬가지로 상부 가압판(351) 및 하부 가압판(352)의 위치 정렬을 행하기 위하여 제4 스페이서(322)에 설치되고, 볼록 형상으로 형성되어 있다. 제3 스페이서(321)는 걸림 결합부(321k)를 제외하고 제1 실시 형태의 제1 스페이서(121)와 마찬가지이다. 또한, 제4 스페이서(322)는, 걸림 결합부(322k)를 제외하고 제1 실시 형태의 제2 스페이서(122)와 마찬가지이다.

상부 가압판(351)의 걸림 결합부(351f)는, 제3 스페이서(321)의 걸림 결합부(321k) 및 제4 스페이서(322)의 걸림 결합부(322k)와 걸림 결합하고, 오목 형상으로 형성되어 있다. 마찬가지로, 하부 가압판(352)의 걸림 결합부(352f)는, 제3 스페이서(321)의 걸림 결합부(321k) 및 제4 스페이서(322)의 걸림 결합부(322k)와 걸림 결합하고, 오목 형상으로 형성되어 있다. 제3 스페이서(321) 및 제4 스페이서(322)는 인접하는 단전지(110)에 설치된다. 그로 인해, 제3 스페이서(321)의 걸림 결합부(321k)를 걸림 결합부(351f, 352f)에 걸림 결합시키고, 제4 스페이서(322)의 걸림 결합부(322k)를 걸림 결합부(351f, 352k)에 걸림 결합시킴으로써 전지군(100g)에 대한 상부 가압판(351) 및 하부 가압판(352)의 위치 결정이 행하여진다.

또한, 상부 가압판(351)의 걸림 결합부(351g)는, 도 24의 (D)에 도시하는 바와 같이 측판(353)과의 위치 정렬을 행하기 위하여 설치되고, 볼록 형상으로 형성되어 있다. 마찬가지로, 하부 가압판(352)의 걸림 결합부(352g)는 측판(353)과의 위치 정렬을 행하기 위하여 설치되고, 볼록 형상으로 형성되어 있다. 이것에 대응하여, 측판(353)의 걸림 결합부(353c)는, 상부 가압판(351)의 걸림 결합부(351g) 및 하부 가압판(352)의 걸림 결합부(352g)와의 위치 정렬을 행하기 위하여 설치되고, 오목 형상으로 형성되어 있다. 이렇게 걸림 결합부(351g, 352g, 353c)를 구성함으로써, 상부 가압판(351) 및 하부 가압판(352)에 대한 측판(353)의 위치 결정이 행하여진다.

걸림 결합부(353c)는 직사각 형상의 측판(353)의 네 코너에 설치되어 있다. 또한, 걸림 결합부(321k, 322k, 351f, 351g, 352f, 352g, 353c)는, 도 24의 (A), 도 24의 (B)에 도시하는 바와 같이 복수 개소 설치된다.

이어서, 제3 실시 형태에 관한 조전지(300)의 작용 효과에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는 도 24의 (C)에 도시하는 바와 같이, 상부 가압판(351) 및 하부 가압판(352)에 인접하는 제3 스페이서(321)에 볼록 형상의 걸림 결합부(321k)를 설치하고, 제4 스페이서(322)에 볼록 형상의 걸림 결합부(322k)를 설치하고 있다. 또한, 상부 가압판(351)에는 오목 형상의 걸림 결합부(351f)를 설치하고, 하부 가압판(352)에는 오목 형상의 걸림 결합부(352f)를 설치하고 있다. 이렇게 구성함으로써, 상부 가압판(351)과 제3 스페이서(321) 및 제4 스페이서(322)의 위치 정렬을 쉽게 하여, 하부 가압판(352)과 제3 스페이서(321) 및 제4 스페이서(322)의 위치 정렬을 용이하게 할 수 있다. 또한, 걸림 결합부(321k, 322k, 351f, 352f)는 적층 방향 Z와 평행하기 때문에, 적층 방향 Z로 가압해도 요철 형상은 파손되지 않아, 위치 결정 기능을 담보할 수 있다.

또한, 도 24의 (D)에 도시하는 바와 같이, 상부 가압판(351)에는 측판(353)과의 위치 정렬을 행하는 볼록 형상의 걸림 결합부(351g)를 설치하고, 하부 가압판(352)에는 측판(353)과의 위치 정렬을 행하는 볼록 형상의 걸림 결합부(352g)를 설치하고 있다. 또한, 측판(353)에는, 상부 가압판(351)의 걸림 결합부(351g) 및 하부 가압판(352)의 걸림 결합부(352g)와 걸림 결합하는 걸림 결합부(353c)를 설치하고 있다. 그로 인해, 상부 가압판(351)과 측판(353) 및 하부 가압판(352)과 측판(353)의 위치 정렬도 용이하게 할 수 있다. 또한, 적층 방향 Z로 가압력을 부여한 상태에서 위치 정렬을 행하면, 걸림 결합부(351g, 352g)에는 가압력이 가해지지 않기 때문에, 걸림 결합부(351g, 352g)의 파손도 방지할 수 있다.

또한, 걸림 결합부(321k, 322k, 351f, 351g, 352f, 352g)는 복수 설치할 수 있고, 이에 의해 각 부재의 위치 정렬의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태에만 한정되지 않고, 특허 청구 범위에 있어서 다양한 변경이 가능하다. 도 25의 (A), 도 25의 (B)는 도 9의 변형예를 도시하는 단면도이다. 도 26의 (A)는 도 25의 (B)의 A 부분을 도시하는 부분 확대도, 도 26의 (B)는 도 26의 (A)의 변형예를 도시하는 부분 확대도, 도 26의 (C)는 도 9의 변형예를 도시하는 단면도이다. 도 27의 (A), 도 27의 (B)는 도 2의 (B)의 변형예를 도시하는 측면도이다.

제1 실시 형태에서는 도 9에 도시하는 바와 같이 상부 가압판(151)의 절곡부(151d) 및 하부 가압판(152)의 절곡부(152d)보다도 외방에 측판(153)을 배치하여 접합하는 실시 형태에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 상기 이외에도 도 25의 (A)에 도시하는 바와 같이, 측판(153)을 상부 가압판(151)의 절곡부(151d) 및 하부 가압판(152)의 절곡부(152d)보다도 내방에 배치하고, 상부 가압판(151), 하부 가압판(152) 및 측판(153)을 용접해도 된다.

또한, 도 9에 있어서 상부 가압판(151)의 절곡부(151d) 및 하부 가압판(152)의 절곡부(152d)는, 적층 방향 Z에 있어서의 내방으로 절곡되는 실시 형태에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 상기 이외에도 도 25의 (B)에 도시하는 바와 같이, 상부 가압판(151h)의 절곡부(151e) 및 하부 가압판(152h)의 절곡부(152e)는 적층 방향 Z에 있어서의 외방으로 절곡하도록 구성해도 된다. 그리고, 절곡부(151e) 및 절곡부(152e)보다도 짧은 변 방향 Y에 있어서의 외방에 측판(153)을 배치하고 양자를 용접해도 된다.

또한, 도 25의 (B), 도 26의 (A)에서는 상부 가압판(151h)의 절곡부(151e)의 단부와 측판(153)의 단부(153e)는 단부가 일치하는 상태에서 용접을 행하도록 구성하고 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 상기 이외에도 도 26의 (B)에 도시하는 바와 같이, 상부 가압판(151h)의 절곡부(151e)의 단부가 측판(153)의 단부(153e)보다도 돌출된 상태에서 용접을 행해도 되고, 절곡부(151e)와 단부(153e)의 위치 관계가 역전되어 있어도 된다.

또한, 도 9, 도 26의 (A), 도 26의 (B)에서는 상부 가압판 및 하부 가압판의 단부가 절곡되어 절곡부가 형성되는 실시 형태에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 상기 이외에도 도 26의 (C)에 도시하는 바와 같이 측판(153i)의 단부(153j)가 절곡되어 절곡부가 형성되고, 상부 가압판(151i) 및 하부 가압판(152i)과 용접되어도 된다. 또한, 도 25의 (A), 도 25의 (B), 도 26의 (C)에 있어서의 이점쇄선의 화살표는 본 실시 형태에 있어서의 용접 위치를 예시로서 도시하고 있다.

또한, 도 2의 (B)에서는 측판(153)에 상부 가압판(151)과의 선형의 용접부(153c)를 1개소 형성하고, 하부 가압판(152)과의 선형의 용접부(153d)를 1개소 형성하는 실시 형태에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 상기 이외에도 도 27의 (A)에 도시하는 바와 같이, 상부 가압판과의 선형의 용접부(153n) 및 하부 가압판(152)의 선형의 용접부(153p)를 각각 복수 개소 형성해도 된다. 또한, 용접부는 도 27의 (B)에 도시하는 바와 같이 선형이 아니고 스폿형의 용접부(153q, 153r)를 측판(153)에 각각 설치하도록 구성해도 된다.

100, 200, 300: 조전지
100G: 전지군
110: 단전지
112a: 일단부
112b: 타단부
113: 전극 탭
121: 제1 스페이서
321: 제3 스페이서
122: 제2 스페이서
322: 제4 스페이서
321k, 322k: 걸림 결합부
131: 버스바
150: 하우징
151, 151h, 151i, 251, 351: 상부 가압판
151d, 151e: 절곡부
351f: 걸림 결합부
351g: (다른) 걸림 결합부
251e: 클램프부
152, 152h, 152i, 352: 하부 가압판
152d, 152e: 절곡부
352f: 걸림 결합부
352g: (다른) 걸림 결합부
153, 153i, 353: 측판
153c, 153d, 153n, 153p, 153q, 153r: 용접부
353c: (다른) 걸림 결합부
270, 270a, 271, 272, 273, 274: 탄성 부재
280: 중간 부재
a1: 접촉 개소(접합부)
b1: 접촉 개소(다른 접합부)
X: 긴 변 방향
Y: 짧은 변 방향
Z: 적층 방향

Claims

발전 요소를 포함하고 편평하게 형성한 전지 본체와, 상기 전지 본체로부터 도출된 전극 탭을 구비한 단전지를, 두께 방향으로 복수매 적층하여 이루어지는 전지군을 갖는 조전지의 조립 방법이며,
상기 단전지를 복수 적층하여 전지군을 형성하고,
상기 단전지의 적층 방향에 있어서의 상기 전지군의 양단 외방에 1쌍의 제1 커버 부재를 배치하고,
상기 적층 방향과 교차하며, 또한 상기 전극 탭이 연장되는 방향과 교차하는 방향에 있어서 상기 전지군의 양단 외방에 1쌍의 제2 커버 부재를 배치하고,
상기 적층 방향에 있어서의 양측으로부터 상기 1쌍의 제1 커버 부재를 사용하여 상기 전지군에 가압력을 부여한 상태에서 상기 1쌍의 제1 커버 부재와 상기 1쌍의 제2 커버 부재를 용접하는, 조전지의 조립 방법.
제1항에 있어서, 상기 1쌍의 제1 커버 부재와 상기 1쌍의 제2 커버 부재를 용접한 후이며, 상기 전지군을 구성하는 상기 단전지를 전기적으로 접속하는 버스 바를 상기 전극 탭에 용접하는, 조전지의 조립 방법.
제1항에 있어서, 상기 1쌍의 제1 커버 부재와 상기 1쌍의 제2 커버 부재의 용접은, 스폿형 또는 선형으로 행하여지는, 조전지의 조립 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1쌍의 제1 커버 부재와 상기 1쌍의 제2 커버 부재를 용접하기 전에, 상기 전지군에 있어서 상기 단전지가 편평하게 연장되는 방향에 있어서의 단부이며 상기 적층 방향에 있어서 인접하는 상기 단전지 사이에는 스페이서를 배치하고,
상기 1쌍의 제1 커버 부재에 의해 상기 전지군에 가압력을 부여한 상태에서 상기 1쌍의 제1 커버 부재와 상기 1쌍의 제2 커버 부재를 용접함으로써 상기 스페이서의 상기 전지군에 있어서의 위치를 고정하는, 조전지의 조립 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층 방향에 있어서의 어느 위치에 탄성 부재를 배치하고, 상기 제1 커버 부재와 상기 제2 커버 부재를 용접함으로써 상기 적층 방향을 따라 상기 탄성 부재에 의한 탄발력을 발생시키는, 조전지의 조립 방법.
제5항에 있어서, 상기 탄성 부재에는 판 스프링을 사용하고,
상기 제1 커버 부재와 상기 제2 커버 부재를 용접함으로써, 상기 판 스프링을 상기 적층 방향으로부터 평면으로 보았을 때의 외주보다도 내방에 있어서 상기 탄발력을 발생시키는, 조전지의 조립 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 탄성 부재에는 복수의 판 스프링을 준비하고 상기 판 스프링을 인접하여 배치하고,
인접하는 상기 판 스프링을, 상기 적층 방향으로부터 평면으로 보았을 때에 상기 탄발력이 발생하는 개소보다도 외방에 있어서 서로 접합하는, 조전지의 조립 방법.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성 부재는, 상기 1쌍의 제1 커버 부재에 있어서의 한쪽의 제1 커버 부재와 상기 단전지 사이에 배치하고,
상기 한쪽의 제1 커버 부재에 설치된 구멍부에 클램프 부재를 진입시켜 상기 한쪽의 제1 커버 부재를 파지하는, 조전지의 조립 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전지군의 상기 적층 방향에 있어서의 적어도 한쪽의 단부에 인접하는 상기 단전지와 연결되는 다른 스페이서를 배치하고,
상기 다른 스페이서 및 상기 다른 스페이서와 인접하는 상기 1쌍의 제1 커버 부재의 적어도 한쪽의 제1 커버 부재를 서로 걸림 결합시켜, 상기 전지군에 대한 상기 한쪽의 제1 커버 부재의 위치 결정을 행하는, 조전지의 조립 방법.
제9항에 있어서, 상기 1쌍의 제2 커버 부재의 적어도 한쪽의 제2 커버 부재와, 상기 1쌍의 제1 커버 부재를 서로 걸림 결합시켜, 상기 1쌍의 제1 커버 부재에 대한 상기 한쪽의 제2 커버 부재의 위치 결정을 행하는, 조전지의 조립 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 전지군에 대한 상기 한쪽의 제1 커버 부재의 위치 결정 및/또는 상기 1쌍의 제1 커버 부재에 대한 상기 한쪽의 제2 커버 부재의 위치 결정은, 복수 개소에 있어서 행하여지는, 조전지의 조립 방법.
발전 요소를 포함하고 편평하게 형성한 전지 본체와, 상기 전지 본체로부터 도출된 전극 탭을 구비한 단전지를, 두께 방향으로 복수매 적층하여 이루어지는 전지군과,
상기 단전지의 적층 방향에 있어서의 양측으로부터 상기 전지군을 덮는 1쌍의 제1 커버 부재와,
상기 적층 방향과 교차하며, 또한 상기 전극 탭이 연장되는 방향과 교차하는 방향에 있어서의 양측으로부터 상기 전지군을 덮는 1쌍의 제2 커버 부재를 구비하고,
상기 1쌍의 제2 커버 부재는, 상기 전지군을 상기 1쌍의 제1 커버 부재에 의해 상기 적층 방향으로 가압한 상태에 있어서 상기 1쌍의 제1 커버 부재와 접합하여 이루어지는, 조전지.
제12항에 있어서, 상기 1쌍의 제1 커버 부재 및 상기 1쌍의 제2 커버 부재에는, 상기 1쌍의 제1 커버 부재와 상기 1쌍의 제2 커버 부재의 접합 개소를 스폿형 또는 선형으로 형성하여 이루어지는, 조전지.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 전지군은, 상기 단전지가 편평하게 연장되는 방향에 있어서의 단부이며 상기 적층 방향에 있어서 인접하는 상기 단전지 사이에 배치된 스페이서를 더 갖는, 조전지.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층 방향에 있어서의 어느 위치에, 상기 적층 방향을 따라 탄발력을 발생시키는 탄성 부재를 배치하여 이루어지는, 조전지.
제15항에 있어서, 상기 탄성 부재는 판 스프링을 갖고,
상기 탄발력은, 상기 판 스프링을 상기 적층 방향으로부터 평면으로 보았을 때의 외주보다도 내방에 있어서 발생하는, 조전지.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 탄성 부재는 판 스프링을 복수 인접하여 구비함과 함께,
복수의 상기 판 스프링은, 상기 판 스프링을 상기 적층 방향으로부터 평면으로 보았을 때에 있어서 상기 탄발력이 발생하는 개소보다도 외방에 있어서 서로 접합하여 이루어지는, 조전지.
제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성 부재는, 상기 1쌍의 제1 커버 부재에 있어서의 한쪽의 제1 커버 부재와 상기 단전지 사이에 배치되고,
상기 한쪽의 제1 커버 부재는, 상기 한쪽의 제1 커버 부재를 상기 적층 방향으로부터 평면으로 보았을 때의 상기 탄발력이 발생하는 개소보다도 외방에 있어서, 상기 한쪽의 제1 커버 부재를 파지하는 클램프 부재가 상기 한쪽의 제1 커버 부재를 기준으로 하여 외부로부터 내부로 진입하는 구멍부를 갖는, 조전지.
제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전지군의 상기 적층 방향에 있어서의 적어도 한쪽의 단부에는 인접하는 상기 단전지와 연결되는 다른 스페이서가 배치되고,
상기 다른 스페이서 및 상기 다른 스페이서와 인접하는 상기 1쌍의 제1 커버 부재의 적어도 한쪽의 제1 커버 부재는, 서로 걸림 결합하여 상기 전지군에 대한 상기 한쪽의 제1 커버 부재의 위치 결정을 행하는 걸림 결합부를 각각 갖는, 조전지.
제19항에 있어서, 상기 1쌍의 제2 커버 부재의 적어도 한쪽과, 상기 1쌍의 제1 커버 부재는, 서로 걸림 결합하여 상기 1쌍의 제1 커버 부재에 대한 상기 한쪽의 제2 커버 부재의 위치 결정을 행하는 다른 걸림 결합부를 각각 갖는, 조전지.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 걸림 결합부 및/또는 상기 다른 걸림 결합부는, 복수 설치되는, 조전지.