JP7782532B2 - Battery pack manufacturing method - Google Patents
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Description
本開示は、電池パックの製造方法に関する。 This disclosure relates to a method for manufacturing a battery pack.
複数の単電池が電池ケースに収容され、接着剤（充填剤）により単電池が電池ケースに固定化された電池パック、および、電池パックの製造方法が知られている。 A battery pack in which multiple cells are housed in a battery case and fixed to the battery case with an adhesive (filler) is known, as well as a method for manufacturing the battery pack.
例えば、特許文献１には、ケース内面と素電池外側面とを反応性ホットメルトにより接着して素電池を固定した、電池パックが開示されている。また、特許文献２には、複数の電池が配列された電池積層電池と、電池積層電池を収容するケースと、電池積層電池およびケースの隙間に充填される熱伝導性接着剤で構成される熱伝導層と、を備えた電池パックが開示されている。また、電池パックの製造方法に直接関係していないが、特許文献３には、モータを構成するコイルを樹脂でモールドして一体的に封止する樹脂の充填方法であって、コイルに電流を印加してコイルを発熱させながら樹脂を充填する、樹脂の充填方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a battery pack in which the inner surface of the case and the outer surface of the battery cells are bonded together with a reactive hot melt to secure the battery cells. Patent Document 2 discloses a battery pack comprising a battery stack in which multiple batteries are arranged, a case for housing the battery stack, and a thermally conductive layer made of a thermally conductive adhesive that fills the gaps between the battery stack and the case. Furthermore, although not directly related to battery pack manufacturing methods, Patent Document 3 discloses a resin filling method in which the coils that make up a motor are molded with resin and integrally sealed, in which resin is filled while applying current to the coils to heat them.
電池パックの製造において、単電池を収容した電池ケースに接着剤（充填剤）を充填し、硬化した接着剤により単電池を電池ケースに固定化することが想定される。ここで、接着剤が主剤および硬化剤を含有する、いわゆる２液硬化型の接着剤である場合、硬化を促進するため接着剤を加熱することが想定される。一方、接着剤の加熱により単電池における電極層が加熱されると、電池性能が低下する恐れがある。 In the manufacture of battery packs, a battery case housing cells is filled with adhesive (filler), and the cells are fixed to the battery case with the hardened adhesive. If the adhesive is a two-component curing adhesive containing a base agent and a curing agent, the adhesive is heated to promote curing. However, heating the adhesive may heat the electrode layers of the cells, potentially resulting in a decrease in battery performance.
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、単電池の加熱を抑制しつつ、接着剤を効率的に硬化できる、電池パックの製造方法を提供することを主目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its primary objective is to provide a method for manufacturing a battery pack that can efficiently harden the adhesive while suppressing heating of the cells.
［１］
電池パックの製造方法であって、厚さ方向に積層された複数の単電池と、隣り合う上記単電池の間に配置された中間部材と、を有する積層電池を準備する、準備工程と、上記積層電池を電池ケースに収容する、収容工程と、上記積層電池を収容した上記電池ケースに、主剤および硬化剤を含有する接着剤を注入する、注入工程と、上記中間部材の内部に熱風を導入することにより、上記注入された接着剤を加熱する、加熱工程と、を有し、上記中間部材は、第１開口および第２開口と、上記第１開口と上記第２開口とを連通し、かつ、上記中間部材の内部を通る管と、を有し、上記中間部材を上記厚さ方向から平面視した場合、上記管は、上記中間部材の外縁部を通る外側管部と、上記外側管部よりも内側を通る内側管部と、を有し、上記加熱工程は、上記熱風を、上記第１開口から導入し、上記外側管部および上記内側管部をこの順に通過させる経路を少なくとも経て、上記第２開口から排出する、第１熱風処理を有する、電池パックの製造方法。
[1]
a heating step of introducing hot air into the intermediate member; a first hot air treatment step of introducing the hot air from the first opening, passing through at least a path that passes through the outer edge of the intermediate member and an inner path that passes inside the outer path; and a second hot air treatment step of introducing the hot air from the first opening, passing through at least a path that passes through the outer path and the inner path in this order.
［２］
上記加熱工程は、上記熱風を、上記第２開口から導入し、上記外側管部および上記内側管部をこの順に通過させる経路を少なくとも経て、上記第１開口から排出する、第２熱風処理を有し、上記加熱工程において、上記第１熱風処理および上記第２熱風処理を交互に行う、［１］に記載の電池パックの製造方法。
[2]
The manufacturing method of a battery pack described in [1], wherein the heating step includes a second hot air treatment in which the hot air is introduced from the second opening, passes through at least a path that passes the outer pipe portion and the inner pipe portion in this order, and is then discharged from the first opening, and the first hot air treatment and the second hot air treatment are alternately performed in the heating step.
［３］
上記中間部材を上記厚さ方向から平面視した場合、上記中間部材は、第１辺、第２辺、第３辺および第４辺を有し、上記外側管部は、上記第１辺に沿って延在する第１外側管部と、上記第２辺に沿って延在する第２外側管部と、上記第３辺に沿って延在する第３外側管部と、上記第４辺に沿って延在する第４外側管部と、を有し、上記第１熱風処理において、上記熱風は、上記第１外側管部、上記第２外側管部、上記第３外側管部、上記第４外側管部および上記内側管部の順に通過して、上記第２開口から排出される、［１］または［２］に記載の電池パックの製造方法。
[3]
[1] or [2], wherein, when the intermediate member is viewed in a plane from the thickness direction, the intermediate member has a first side, a second side, a third side, and a fourth side, and the outer pipe portion has a first outer pipe portion extending along the first side, a second outer pipe portion extending along the second side, a third outer pipe portion extending along the third side, and a fourth outer pipe portion extending along the fourth side, and in the first hot air treatment, the hot air passes through the first outer pipe portion, the second outer pipe portion, the third outer pipe portion, the fourth outer pipe portion, and the inner pipe portion in this order, and is discharged from the second opening.
［４］
上記中間部材を上記厚さ方向から平面視した場合、上記中間部材は、第１辺、第２辺、第３辺および第４辺を有し、上記外側管部は、上記第１辺に沿って延在する第１外側管部と、上記第２辺に沿って延在する第２外側管部と、上記第３辺に沿って延在する第３外側管部と、上記第４辺に沿って延在する第４外側管部と、を有し、上記第１熱風処理において、上記熱風は、上記第１外側管部、上記第２外側管部、上記内側管部、上記第４外側管部および上記第３外側管部の順に通過して、上記第２開口から排出される、［１］または［２］に記載の電池パックの製造方法。
[4]
[1] or [2], wherein, when the intermediate member is viewed in a plane from the thickness direction, the intermediate member has a first side, a second side, a third side, and a fourth side, and the outer pipe portion has a first outer pipe portion extending along the first side, a second outer pipe portion extending along the second side, a third outer pipe portion extending along the third side, and a fourth outer pipe portion extending along the fourth side, and in the first hot air treatment, the hot air passes through the first outer pipe portion, the second outer pipe portion, the inner pipe portion, the fourth outer pipe portion, and the third outer pipe portion in that order, and is then discharged from the second opening.
［５］
上記単電池は、集電体と、上記厚さ方向において上記集電体の少なくとも一方の面上に配置された電極層と、を有する電極を有し、上記厚さ方向において、上記電極層は上記内側管部と重複する、［１］から［４］までのいずれかに記載の電池パックの製造方法。
[5]
[4] The method for manufacturing a battery pack according to any one of [1] to [4], wherein the single battery has an electrode having a current collector and an electrode layer arranged on at least one surface of the current collector in the thickness direction, and the electrode layer overlaps with the inner tube portion in the thickness direction.
本開示においては、単電池の加熱を抑制しつつ、接着剤を効率的に硬化できるという効果を奏する。 This disclosure has the effect of efficiently curing the adhesive while suppressing heating of the cell.
以下、本開示における電池パックの製造方法について、詳細に説明する。以下に示す各図は、模式的に示したものであり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。また、適宜、各部のハッチングを省略する場合がある。また、本明細書において、ある部材に対して他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」または「下に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上または直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方または下方に、別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含む。 The manufacturing method of the battery pack according to the present disclosure will be described in detail below. The figures shown below are schematic, and the size and shape of each part are appropriately exaggerated to facilitate understanding. Hatching of each part may be omitted where appropriate. Furthermore, in this specification, when describing the arrangement of another member relative to a certain member, the terms "above" or "below" simply refer to both the case where the other member is arranged directly above or below the certain member, so as to be in contact with the certain member, and the case where the other member is arranged above or below the certain member via another member, unless otherwise specified.
図１は、本開示における電池パックの製造方法を例示する概略図である。図１（ａ）は、準備工程で準備する積層電池の概略側面図である。図１（ｂ）は、収容工程を厚さ方向から見た概略平面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ－Ａ断面図である。また、図１（ｄ）は注入工程および加熱工程を厚さ方向から見た概略平面図であり、図１（ｅ）は図１（ｄ）のＡ－Ａ断面図である。なお、図１（ｃ）および（ｅ）に示すような断面図においては、通常、後述する中間部材における管の断面も観察されるが、理解を容易とするため管は示していない。また、図２は、本開示における中間部材を例示するが概略斜視図であり、図３は、本開示における中間部材を例示する概略平面図である。 Figure 1 is a schematic diagram illustrating a manufacturing method for a battery pack according to the present disclosure. Figure 1(a) is a schematic side view of a stacked battery prepared in the preparation process. Figure 1(b) is a schematic plan view of the accommodation process as viewed from the thickness direction, and Figure 1(c) is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 1(b). Figure 1(d) is a schematic plan view of the injection process and heating process as viewed from the thickness direction, and Figure 1(e) is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 1(d). Note that in cross-sectional views such as those shown in Figures 1(c) and (e), the cross section of the tube in the intermediate member (described below) is usually also observed, but the tube is not shown for ease of understanding. Figure 2 is a schematic perspective view illustrating an intermediate member according to the present disclosure, and Figure 3 is a schematic plan view illustrating an intermediate member according to the present disclosure.
図１（ａ）に示すように、本開示における電池パックの製造方法においては、まず、厚さ方向ＤＴに積層された複数の単電池１０と、隣り合う単電池１０の間に配置された中間部材２０と、を有する積層電池１００を準備する（準備工程）。図２および図３に示すように、中間部材２０は、第１開口２１および第２開口２２と、第１開口２１および第２開口２２とを連通し、かつ、中間部材２０の内部を通る管２３と、を有している。また、中間部材２０を厚さ方向ＤＴから平面視した場合、管２３は、中間部材２０の外縁部を通る外側管部２３Ａ（２３Ａ１～２３Ａ４）と、外側管部２３Ａよりも内側を通る内側管部２３Ｂと、を有している。次に、図１（ｂ）および（ｃ）に示すように、積層電池１００を電池ケース２００に収容する（収容工程）。そして、図１（ｄ）および（ｅ）に示すように、積層電池１００を収容した電池ケース２００に、主剤および硬化剤を含有する接着剤Ｆを注入し（注入工程）、中間部材２０の内部に熱風を導入することにより、注入された接着剤Ｆを加熱する（加熱工程）。また、加熱工程は、上記熱風を、第１開口２１から導入し、外側管部２３Ａおよび内側管部２３Ｂをこの順に通過させる経路を少なくとも経て、第２開口２２から排出する、第１熱風処理を有している。 As shown in FIG. 1A , in the manufacturing method of a battery pack according to the present disclosure, first, a stacked battery 100 is prepared (preparation step) including a plurality of cells 10 stacked in the thickness direction DT and an intermediate member 20 disposed between adjacent cells 10. As shown in FIGS. 2 and 3 , the intermediate member 20 has a first opening 21, a second opening 22, and a tube 23 that communicates with the first opening 21 and the second opening 22 and passes through the interior of the intermediate member 20. When the intermediate member 20 is viewed from above in the thickness direction DT , the tube 23 has outer tube portions 23A (23A1 to 23A4) that pass through the outer edge of the intermediate member 20 and an inner tube portion 23B that passes further inward than the outer tube portion 23A. Next, as shown in FIGS. 1B and 1C , the stacked battery 100 is housed in a battery case 200 (housing step). 1(d) and 1(e), an adhesive F containing a base agent and a curing agent is injected into the battery case 200 housing the stacked battery 100 (injection step), and hot air is introduced into the interior of the intermediate member 20 to heat the injected adhesive F (heating step). The heating step also includes a first hot air treatment in which the hot air is introduced through the first opening 21, passes through at least the outer pipe portion 23A and the inner pipe portion 23B in this order, and is then discharged from the second opening 22.
本開示によれば、加熱工程において熱風を、第１開口から導入し、かつ、外側管部および内側管部をこの順に通過させる経路を少なくとも経て、第２開口から排出する。そのため、外縁部を通る外側管部を熱風が通過することで、中間部材の外周と接する接着剤を加熱でき効果的に接着剤を硬化できる。また、外側管部よりも内側に位置する内側管部では、外側管部を通過した、冷却された熱風が通過するため、単電池の内側が加熱されることを抑制できる。 According to the present disclosure, during the heating process, hot air is introduced through the first opening and discharged through the second opening after passing through at least the outer pipe portion and the inner pipe portion in that order. Therefore, by passing the hot air through the outer pipe portion along the outer edge, the adhesive in contact with the outer periphery of the intermediate member can be heated, effectively hardening the adhesive. Furthermore, the cooled hot air that has passed through the outer pipe portion passes through the inner pipe portion, which is located more inward than the outer pipe portion, preventing the inside of the cell from being heated.
１．準備工程
本開示における準備工程は、厚さ方向に積層された複数の単電池と、隣り合う上記単電池の間に配置された中間部材と、を有する積層電池を準備する工程である。
1. Preparation Step The preparation step in the present disclosure is a step of preparing a stacked battery having a plurality of unit cells stacked in the thickness direction and intermediate members disposed between adjacent unit cells.
（１）単電池
図４は、本開示における単電池を例示する概略断面図である。図４に示すように、単電池１０は、通常、電極Ｅを有する。電極Ｅは、集電体１と、厚さ方向ＤＴにおいて集電体１の少なくとも一方の面上に配置された電極層（正極活物質層２または負極活物質層３）と、を有する。図４に示すように、単電池１０は、電極Ｅとして、集電体１の一方の面上に配置された正極活物質層２と、厚さ方向において集電体１の他方の面上に配置された負極活物質層３と、を有するバイポーラ電極ＢＰを有していてもよい。なお、本開示における単電池は、バイポーラ電極を有していなくてもよい。
(1) Unit Cell FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a unit cell according to the present disclosure. As shown in FIG. 4, a unit cell 10 typically includes an electrode E. The electrode E includes a current collector 1 and an electrode layer (positive electrode active material layer 2 or negative electrode active material layer 3) disposed on at least one surface of the current collector 1 in the thickness direction DT . As shown in FIG. 4, the unit cell 10 may include, as the electrode E, a bipolar electrode BP including a positive electrode active material layer 2 disposed on one surface of the current collector 1 and a negative electrode active material layer 3 disposed on the other surface of the current collector 1 in the thickness direction. Note that the unit cell according to the present disclosure does not necessarily have to include a bipolar electrode.
図４に示す単電池１０は、電極Ｅとして、バイポーラ電極ＢＰ１、バイポーラ電極ＢＰ２、正極側端部電極ＣＡ、および、負極側端部電極ＡＮを有する。バイポーラ電極ＢＰ１およびバイポーラ電極ＢＰ２については、上記のとおりである。正極側端部電極ＣＡは、集電体１と、集電体１の一方の面上に配置された正極活物質層２と、を有する。負極側端部電極ＡＮは、集電体１と、集電体１の一方の面上に配置された負極活物質層層３と、を有する。なお、特に図示しないが、単電池は、通常、ラミネートフィルムなどの外装体により封止されている。 The unit cell 10 shown in Figure 4 has bipolar electrodes BP1 , BP2 , a positive electrode end electrode CA, and a negative electrode end electrode AN as electrodes E. Bipolar electrodes BP1 and BP2 are as described above. The positive electrode end electrode CA has a current collector 1 and a positive electrode active material layer 2 disposed on one surface of the current collector 1. The negative electrode end electrode AN has a current collector 1 and a negative electrode active material layer 3 disposed on one surface of the current collector 1. Although not specifically shown, the unit cell is usually sealed with an exterior body such as a laminate film.
また、図４に示すように、通常、単電池１０は、発電単位Ｕ（Ｕ１～Ｕ３）を備える。発電単位Ｕは、正極活物質層２と、負極活物質層３と、正極活物質層２および負極活物質層３の間に配置されたセパレータ（電解質層）４と、を有する。図４に示す発電単位Ｕは、シール部材５およびカバー部材６により封止されており、発電単位Ｕの内部には電解液７が充填されている。その結果、正極活物質層２、負極活物質層３およびセパレータ４には、それぞれ、電解液が含浸される。また、本開示における単電池は、発電単位を１つ有していてもよく、２つ以上有していてもよい。なお、単電池において、セパレータは固体電解質層であってもよく、単電池は電解液を有していなくてもよい。 As shown in FIG. 4, a cell 10 typically includes power generation units U (U1-U3). Each power generation unit U includes a positive electrode active material layer 2, a negative electrode active material layer 3, and a separator (electrolyte layer) 4 disposed between the positive electrode active material layer 2 and the negative electrode active material layer 3. The power generation unit U shown in FIG. 4 is sealed with a seal member 5 and a cover member 6, and the interior of the power generation unit U is filled with an electrolyte 7. As a result, the positive electrode active material layer 2, the negative electrode active material layer 3, and the separator 4 are each impregnated with the electrolyte. A cell according to the present disclosure may include one power generation unit, or two or more. In addition, the separator in the cell may be a solid electrolyte layer, and the cell may not include an electrolyte.
集電体（正極集電体および負極集電体）、電極層（正極活物質層および負極活物質層）およびセパレータについては、従来公知の部材とすることができる。 The current collectors (positive electrode current collector and negative electrode current collector), electrode layers (positive electrode active material layer and negative electrode active material layer), and separator can be conventionally known materials.
単電池は、電解質として固体電解質を含有する全固体電池であってもよく、電解質として液系電解質（電解液）を含有する液系電池であってもよい。単電池は典型的にはリチウムイオン電池である。 The unit cell may be an all-solid-state battery containing a solid electrolyte as the electrolyte, or a liquid-based battery containing a liquid electrolyte (electrolytic solution) as the electrolyte. The unit cell is typically a lithium-ion battery.
単電池の平面視形状（厚さ方向から見た形状）としては、例えば、正方形、長方形等の四角形が挙げられる。単電池の平面視形状を構成する各辺の長さは、例えば３０ｃｍ以上であり、６０ｃｍ以上であってもよく、１００ｃｍ以上であってもよい。一方、上記各辺の長さは、例えば２００ｃｍ以下である。 The planar shape of the unit cell (shape viewed from the thickness direction) can be, for example, a quadrilateral such as a square or a rectangle. The length of each side constituting the planar shape of the unit cell is, for example, 30 cm or more, or may be 60 cm or more, or 100 cm or more. On the other hand, the length of each side is, for example, 200 cm or less.
（２）中間部材
中間部材は、厚さ方向に積層された複数の上記単電池の間に配置される。また、中間部材は、第１開口および第２開口と、第１開口と第２開口とを連通し、かつ、中間部材の内部を通る管と、を有している。
(2) Intermediate member The intermediate member is disposed between the plurality of unit cells stacked in the thickness direction, and has a first opening, a second opening, and a pipe that communicates with the first opening and the second opening and passes through the interior of the intermediate member.
図２は、本開示における中間部材を例示する概略斜視図であり、図３は、中間部材を厚さ方向から平面視した概略平面図である。なお、図２において管は示していない。図２に示すように、中間部材は、通常、頂面２０ａと、厚さ方向ＤＴにおいて頂面２０ａに対向する底面２０ｂと、頂面２０ａおよび底面２０ｂを連結する、４つの側面（第１側面２０ｃ、第２側面２０ｄ、第３側面２０ｅおよび第４側面２０ｆ）と、を有する。 Fig. 2 is a schematic perspective view illustrating an intermediate member according to the present disclosure, and Fig. 3 is a schematic plan view of the intermediate member as viewed from the thickness direction. Note that tubes are not shown in Fig. 2. As shown in Fig. 2, the intermediate member typically has a top surface 20a, a bottom surface 20b facing the top surface 20a in the thickness direction DT , and four side surfaces (a first side surface 20c, a second side surface 20d, a third side surface 20e, and a fourth side surface 20f) connecting the top surface 20a and the bottom surface 20b.
また、図２および図３に示すように、中間部材２０を厚さ方向ＤＴから平面視した場合、中間部材２０は長手方向ＤＬおよび短手方向ＤＳに延在していることが好ましい。また、図３に示すように、厚さ方向から中間部材を平面視した場合、中間部材は、第１辺Ｓ１、第２辺Ｓ２、第３辺Ｓ３辺および第４辺Ｓ４を有することが好ましい。第１辺Ｓ１および第３辺Ｓ３は互いに対向する辺であり、第２辺Ｓ２および第４辺Ｓ４は互いに対向する辺である。 2 and 3, when the intermediate member 20 is viewed in a plane from the thickness direction DT , it is preferable that the intermediate member 20 extends in the longitudinal direction DL and the lateral direction DS . When the intermediate member is viewed in a plane from the thickness direction as shown in Fig. 3, it is preferable that the intermediate member has a first side S1, a second side S2, a third side S3, and a fourth side S4. The first side S1 and the third side S3 are opposite sides, and the second side S2 and the fourth side S4 are opposite sides.
中間部材の平面視形状（厚さ方向から見た形状）としては、例えば、正方形、長方形等の四角形が挙げられる。 Examples of the planar shape of the intermediate member (shape viewed from the thickness direction) include a quadrilateral such as a square or rectangle.
第１開口および第２開口は、中間部材の内部および外部を接続する。通常、第１開口および第２開口は、中間部材の側面に配置される。第１開口および第２開口は同一の面（同一の側面）に配置されていてもよく、異なる面（異なる側面）に配置されていてもよい。また、第１開口および第２開口は、それぞれ、熱風を送風する機器と接続する接続部を有していてもよい。 The first opening and the second opening connect the inside and outside of the intermediate member. Typically, the first opening and the second opening are arranged on the side surfaces of the intermediate member. The first opening and the second opening may be arranged on the same surface (the same side surface) or on different surfaces (different side surfaces). Furthermore, the first opening and the second opening may each have a connection portion for connecting to a device that blows hot air.
図３（ａ）から（ｃ）に示すように、管２３は、第１開口２１と第２開口２２とを連通し、中間部材２０の内部を通る。また、管２３は、後述する熱風の流路として機能する。また、図３（ａ）から（ｃ）に示すように、中間部材２０を厚さ方向ＤＴから平面視した場合、管２３は、中間部材２０の外縁部を通る外側管部２３Ａと、外側管部２３Ａよりも内側を通る内側管部２３Ｂと、を有する。 3( a) to 3(c), the pipe 23 connects the first opening 21 and the second opening 22 and passes through the interior of the intermediate member 20. The pipe 23 also functions as a flow path for hot air, which will be described later. When the intermediate member 20 is viewed from above in the thickness direction DT , as shown in FIGS. 3(a) to 3(c), the pipe 23 has an outer pipe portion 23A that passes through the outer edge of the intermediate member 20 and an inner pipe portion 23B that passes more inward than the outer pipe portion 23A.
ここで、中間部材の外縁部とは、中間部材の平面形状における外縁を少なくとも含む部分をいう。外縁部は、中間部材の平面形状を構成する辺から、例えば３ｃｍ以内の領域であり、１ｃｍ以内の領域であってもよい。 Here, the outer edge of the intermediate part refers to a portion that includes at least the outer edge of the planar shape of the intermediate part. The outer edge is, for example, an area within 3 cm, or may be an area within 1 cm, from a side that constitutes the planar shape of the intermediate part.
外側管部は、管において中間部材の外縁部を通る部分である。図３（ａ）から（ｃ）に示すように、中間部材が上述した第１辺Ｓ１から第４辺Ｓ４を有する場合、外側管部は、第１辺Ｓ１に沿って延在する第１外側管部２３Ａ１と、第２辺Ｓ２に沿って延在する第２外側管部２３Ａ２と、第３辺Ｓ３に沿って延在する第３外側管部２３Ａ３と、第４辺Ｓ４に沿って延在する第４外側管部２３Ａ４と、を有することが好ましい。図３（ａ）および（ｂ）に示す中間部材は、第１外側管部２３Ａ１から第４外側管部２３Ａ４を、それぞれ、１箇所ずつ有している。また、図３（ｃ）に示す中間部材は、第１外側管部２３Ａ１、第３外側管部２３Ａ３および第４外側管部２３Ａ４をそれぞれ１箇所ずつ有し、第２外側管部２３Ａ２を２箇所有している。このように、中間部材は、第１外側管部から第４外側管部について、それぞれ、１箇所ずつ有していてもよく、複数箇所有してもよい。 The outer pipe portion is the portion of the pipe that passes through the outer edge of the intermediate member. As shown in Figures 3(a) to 3(c), when the intermediate member has the first side S1 to fourth side S4 described above, the outer pipe portion preferably includes a first outer pipe portion 23A1 extending along the first side S1, a second outer pipe portion 23A2 extending along the second side S2, a third outer pipe portion 23A3 extending along the third side S3, and a fourth outer pipe portion 23A4 extending along the fourth side S4. The intermediate members shown in Figures 3(a) and 3(b) each include one of the first outer pipe portion 23A1 to fourth outer pipe portion 23A4. The intermediate member shown in Figure 3(c) includes one each of the first outer pipe portion 23A1, third outer pipe portion 23A3, and fourth outer pipe portion 23A4, and two second outer pipe portions 23A2. In this way, the first to fourth outer pipe sections may each have one intermediate member or multiple intermediate members.
図３（ａ）に示すように、外側管部は、第１外側管部２３Ａ１から第４外側管部２３Ａ４が連続した１つの部分であってもよい。一方、図３（ｂ）および（ｃ）に示すように、外側管部は、後述する内側管部により分断された複数の部分であってもよい。また、外側管部は、図３（ａ）に示すように第１開口および第２開口のいずれかのみと接続されていてもよく、図３（ｂ）および（ｃ）に示すように第１開口および第２開口の両方と接続していてもよい。 As shown in Figure 3(a), the outer pipe portion may be a single continuous portion from the first outer pipe portion 23A1 to the fourth outer pipe portion 23A4. On the other hand, as shown in Figures 3(b) and 3(c), the outer pipe portion may be multiple portions separated by inner pipe portions, which will be described later. Furthermore, the outer pipe portion may be connected to only either the first opening or the second opening, as shown in Figure 3(a), or may be connected to both the first opening and the second opening, as shown in Figures 3(b) and 3(c).
内側管部は、上記外側管部よりも内側を通る。内側管部は外側管部よりも内側を通っているのであれば、上記中間部材の外縁部を通っていてもよく、外縁部を通っていなくてもよい。また、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、内側管部は連続した１つの部分であってもよい。一方、図３（ｃ）に示すように、内側管部は、上記外側管部により分断された複数の部分であってもよい。 The inner pipe portion passes inside the outer pipe portion. As long as the inner pipe portion passes inside the outer pipe portion, it may or may not pass through the outer edge of the intermediate member. Also, as shown in Figures 3(a) and 3(b), the inner pipe portion may be a single continuous part. On the other hand, as shown in Figure 3(c), the inner pipe portion may be multiple parts separated by the outer pipe portion.
厚さ方向から見た中間部材の面積は、単電池の面積と同じであってもよく、小さくてもよい。後者の場合、厚さ方向から見た中間部材の外縁が、単電池における電極層の外縁よりも外側にあることが好ましい。 The area of the intermediate member as viewed in the thickness direction may be the same as or smaller than the area of the cell. In the latter case, it is preferable that the outer edge of the intermediate member as viewed in the thickness direction be located outside the outer edge of the electrode layer in the cell.
中間部材は、単一の部材であってもよく、複数の部材から構成された部材であってもよい。後者の場合、中間部材は、例えば、厚さ方向に積層された３つの部材により構成されていてもよい。中間部材の材料は特に限定されないが、例えば、アルミ、銅、鉄およびＳＵＳ等の金属が挙げられる。 The intermediate member may be a single member, or may be a member composed of multiple members. In the latter case, the intermediate member may be composed of, for example, three members stacked in the thickness direction. There are no particular restrictions on the material of the intermediate member, but examples include metals such as aluminum, copper, iron, and SUS.
中間部材は、電池パックにおいては、上記単電池を冷却する冷却部材として機能することもできる。例えば、上記管に、空気などの冷媒を導入することで、充放電により発熱した単電池を冷却することができる。 In a battery pack, the intermediate member can also function as a cooling member that cools the cells. For example, by introducing a refrigerant such as air into the tube, it is possible to cool the cells that generate heat during charging and discharging.
（３）積層電池
積層電池において、上記単電池の数は、２以上であり、３以上であってもよく、５以上であってもよく、１０以上であってもよい。一方、上記単電池の数は、例えば、５０以下である。また、積層電池において、上記中間部材の数は、１であってもよく、２以上であってもよい。なお、単電池の数をＮ（Ｎ≧２）とした場合、中間部材の数は、Ｎ－１である。
(3) Stacked Battery In the stacked battery, the number of the unit cells is 2 or more, may be 3 or more, may be 5 or more, or may be 10 or more. Meanwhile, the number of the unit cells is, for example, 50 or less. In addition, in the stacked battery, the number of the intermediate members may be 1 or may be 2 or more. Note that when the number of unit cells is N (N≧2), the number of intermediate members is N−1.
２．収容工程
本開示における収容工程は、上記積層電池を電池ケースに収容する工程である。
2. Accommodation Step The accommodation step in the present disclosure is a step of accommodating the stacked battery in a battery case.
図１（ｂ）に示すように、収容工程においては、通常、積層電池１００は、電池ケース２００の内面（後述する電池ケースの壁部）との間に隙間を設けて収容される。また、図１（ｂ）に示すように、収容工程においては、電池ケース２００に、積層電池１００とともに、電池の各種制御を行う制御機器３００を収容してもよい。制御機器は、例えば、積層電池を外部機器と電気的に接続する機能、後述する中間部材に熱風を送風（導入）する機能、を有していてもよい。 As shown in FIG. 1(b), in the accommodation step, the stacked battery 100 is typically accommodated with a gap between it and the inner surface of the battery case 200 (the wall of the battery case, described below). Also, as shown in FIG. 1(b), in the accommodation step, a control device 300 that performs various controls of the battery may be accommodated in the battery case 200 along with the stacked battery 100. The control device may have, for example, a function to electrically connect the stacked battery to external devices and a function to blow (introduce) hot air into the intermediate member, described below.
図５は電池ケースを例示する概略断面図である。図５に示すように、電池ケース２００の断面形状は、通常、底部２０１、壁部２０２およびフランジ部２０３を有する凹形状である。また、電池ケースの中とは、厚さ方向ＤＴにおいて、フランジ部２０３よりも底部２０１側の空間と捉えることができる。電池ケースの材料は特に限定されず、従来公知の材料とすることができる。 Fig. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a battery case. As shown in Fig. 5, the cross-sectional shape of a battery case 200 is typically a concave shape having a bottom 201, a wall 202, and a flange 203. The inside of the battery case can be considered to be the space on the bottom 201 side of the flange 203 in the thickness direction DT . The material of the battery case is not particularly limited, and any conventionally known material can be used.
３．注入工程
本開示における注入工程は、積層電池を収容した上記電池ケースに、接着剤を注入する工程である。注入工程は、後述する加熱工程と並行して行ってもよく、加熱工程の前に単独で行ってもよいが、前者が好ましい。
3. Injection Step The injection step in the present disclosure is a step of injecting an adhesive into the battery case containing the laminated battery. The injection step may be performed in parallel with the heating step described below, or may be performed independently before the heating step, but the former is preferred.
注入工程は、電池ケースの内部に所定量の接着剤が注入されるまで継続される。注入工程において注入される接着剤の量は、積層電池におけるすべての単電池が接着剤と接する量であることが好ましい。また、図１（ｄ）に示すように、接着剤は、積層電池の外周を囲むように注入されることが好ましい。 The injection process continues until a predetermined amount of adhesive has been injected into the battery case. The amount of adhesive injected in the injection process is preferably an amount that allows all of the cells in the battery stack to come into contact with the adhesive. Furthermore, as shown in Figure 1(d), it is preferable that the adhesive be injected so as to surround the outer periphery of the battery stack.
本開示における接着剤は、主剤および硬化剤を含有する、いわゆる２液硬化型の接着剤である。接着剤の種類は特に限定されないが、例えば、エポキシ系接着剤およびウレタン系接着剤を挙げることができる。なお、接着剤は、２液（主剤および硬化剤）が混合されている状態で、ノズルから吐出されることが好ましい。 The adhesive in this disclosure is a so-called two-component curing adhesive containing a base agent and a curing agent. There are no particular limitations on the type of adhesive, but examples include epoxy-based adhesives and urethane-based adhesives. It is preferable that the adhesive be ejected from the nozzle in a mixed state of two components (base agent and curing agent).
図１（ｅ）に示すように、接着剤は、接着剤容器（不図示）と接続され、かつ、電池ケース２００よりも上部（フランジ部よりも上部）に配置されたノズル４００から、電池ケース２００と積層電池１００との隙間に向けて吐出される。図１（ｄ）に示すように、ノズル４００を隙間に沿って走査させながら接着剤を注入することが好ましい。 As shown in Figure 1(e), the adhesive is dispensed toward the gap between the battery case 200 and the stacked battery 100 from a nozzle 400 that is connected to an adhesive container (not shown) and positioned above the battery case 200 (above the flange portion). As shown in Figure 1(d), it is preferable to inject the adhesive while scanning the nozzle 400 along the gap.
注入される接着剤（ノズルから吐出される接着剤）の温度は、例えば、１５℃以上、２５℃以下である。また、接着剤の注入速度は、例えば、５ｃｃ／ｓｅｃ以上、２０ｃｃ／ｓｅｃ以下である。 The temperature of the injected adhesive (adhesive ejected from the nozzle) is, for example, 15°C or higher and 25°C or lower. The injection rate of the adhesive is, for example, 5 cc/sec or higher and 20 cc/sec or lower.
４．加熱工程
本開示における加熱工程は、上記中間部材の内部に熱風を導入することにより、上記注入された接着剤を加熱する工程である。また、加熱工程は、所定の第１熱風処理を有する。
4. Heating Step The heating step in the present disclosure is a step of heating the injected adhesive by introducing hot air into the intermediate member. The heating step also includes a predetermined first hot air treatment.
（１）第１熱風処理
第１熱風処理は、熱風を、上記第１開口から導入し、上記外側管部および上記内側管部をこの順に通過させる経路を少なくとも経て、上記第２開口から排出する処理である。
(1) First Hot Air Treatment The first hot air treatment is a treatment in which hot air is introduced through the first opening, passes through at least the outer pipe portion and the inner pipe portion in this order, and is then discharged from the second opening.
第１熱風処理では、熱風が中間部材の外縁を通る外側管部を通過することで、中間部材の外縁と接する接着剤を加熱することができる。また、外側管部を通過することで冷却された熱風が内側管部を通過することで、中間部材の中央部分が加熱されることを抑制できる。そのため、単電池の中央部分に配置された電極層が加熱されることを抑制することができる。 In the first hot air treatment, hot air passes through the outer pipe section that passes along the outer edge of the intermediate member, thereby heating the adhesive in contact with the outer edge of the intermediate member. Furthermore, the hot air that has been cooled by passing through the outer pipe section passes through the inner pipe section, thereby preventing the central portion of the intermediate member from being heated. Therefore, heating of the electrode layer located in the central portion of the cell can be prevented.
第１開口から導入された熱風は、外側管部および内側管部をこの順に通過させる経路を少なくとも経て、第２開口から排出する。例えば、中間部材２０が、上述した第１辺Ｓ１から第４辺Ｓ４および、第１外側管部２３Ａ１から第４外側管部２３Ａ４を有する場合、図３（ａ）に示すように、熱風は、第１外側管部２３Ａ１、第２外側管部２３Ａ２、第３外側管部２３Ａ３、第４外側管部２３Ａ４および内側管部２３Ｂの順に通過して、第２開口２２から排出されてもよい。また、図３（ｂ）に示すように、熱風は、第１外側管部２３Ａ１、第２外側管部２３Ａ２、内側管部２３Ｂ、第４外側管部２３Ａ４および第３外側管部２３Ａ３の順に通過して、第２開口２２から排出されてもよい。また、図３（ｃ）に示すように、熱風は、第１外側管部２３Ａ１、第２外側管部２３Ａ２、内側管部２３Ｂ、第４外側管部２３Ａ４、内側管部２３Ｂ、第２外側管部２３Ａ２および第３外側管部２３Ａ３の順に通過して、第２開口２２から排出されてもよい。 The hot air introduced through the first opening passes through at least a path that passes through the outer pipe portion and the inner pipe portion in this order, and is then discharged through the second opening. For example, if the intermediate member 20 has the first side S1 to the fourth side S4 and the first outer pipe portion 23A1 to the fourth outer pipe portion 23A4, as shown in FIG. 3(a), the hot air may pass through the first outer pipe portion 23A1, the second outer pipe portion 23A2, the third outer pipe portion 23A3, the fourth outer pipe portion 23A4, and the inner pipe portion 23B in this order, and then be discharged through the second opening 22. Alternatively, as shown in FIG. 3(b), the hot air may pass through the first outer pipe portion 23A1, the second outer pipe portion 23A2, the inner pipe portion 23B, the fourth outer pipe portion 23A4, and the third outer pipe portion 23A3 in this order, and then be discharged through the second opening 22. Furthermore, as shown in FIG. 3(c), the hot air may pass through the first outer pipe section 23A1, the second outer pipe section 23A2, the inner pipe section 23B, the fourth outer pipe section 23A4, the inner pipe section 23B, the second outer pipe section 23A2, and the third outer pipe section 23A3 in that order, before being discharged from the second opening 22.
熱風の温度は特に限定されない。熱風の温度は、例えば、８０℃以上、１５０℃以下である。また、熱風を導入する速度については、中間部材のサイズに応じて適宜調整することができるが、例えば、１ｍ／秒以上、３ｍ／秒以下である。 The temperature of the hot air is not particularly limited. For example, the temperature of the hot air is 80°C or higher and 150°C or lower. The speed at which the hot air is introduced can be adjusted appropriately depending on the size of the intermediate part, but is, for example, 1 m/sec or higher and 3 m/sec or lower.
（２）第２熱風処理
また、加熱工程は、熱風を、上記第２開口から導入し、上記外側管部および上記内側管部をこの順に通過させる経路を少なくとも経て、上記第１開口から排出する、第２熱風処理を有していてもよい。加熱工程が第２熱風処理を有する場合、上記第１熱風処理および上記第２熱風処理は交互に行われる。
(2) Second Hot Air Treatment The heating step may also include a second hot air treatment in which hot air is introduced from the second opening, passes through at least the outer pipe portion and the inner pipe portion in this order, and is then discharged from the first opening. When the heating step includes the second hot air treatment, the first hot air treatment and the second hot air treatment are performed alternately.
例えば、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、第１開口および第２開口それぞれが外側管部と接続されている場合、上記第１熱風処理において、第２開口と接続された第３外側管部２３Ａ３には冷却された熱風が通過する。そのため、第１熱風処理のみを行った場合には、中間部材の外周において加熱ムラが生じる恐れがある。一方、第２熱風処理を行うことで、加熱ムラを抑制することができる。 For example, as shown in Figures 3(b) and 3(c), if the first opening and the second opening are each connected to an outer pipe portion, cooled hot air passes through the third outer pipe portion 23A3 connected to the second opening during the first hot air treatment. Therefore, if only the first hot air treatment is performed, uneven heating may occur around the outer periphery of the intermediate part. On the other hand, uneven heating can be suppressed by performing the second hot air treatment.
第２熱風処理については、第２開口から熱風を導入すること以外は、上記第１熱風処理の内容を適用することができる。つまり、第２熱風処理において熱風が通る経路は、第１熱風処理において熱風が通る経路とは反対である。 For the second hot air treatment, the details of the first hot air treatment described above can be applied, except that hot air is introduced through the second opening. In other words, the path taken by the hot air in the second hot air treatment is opposite to the path taken by the hot air in the first hot air treatment.
５．電池パック
電池パックは、上記接着剤で充填された電池ケースを封止するフタを有していてもよい。つまり、本開示における電池パックでは、上記充填工程および上記加熱工程の後に、電池ケースをフタで封止する、封止工程を有していてもよい。
5. Battery Pack The battery pack may have a lid that seals the battery case filled with the adhesive. That is, the battery pack according to the present disclosure may have a sealing step of sealing the battery case with a lid after the filling step and the heating step.
本開示における電池パックの用途は特に限定されないが、例えば、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。特に、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車または電気自動車の駆動用電源に用いられることが好ましい。また、本開示における電池パックは、車両以外の移動体（例えば、鉄道、船舶、航空機）の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。 The uses of the battery packs in this disclosure are not particularly limited, but examples include power sources for vehicles such as hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), electric vehicles (BEVs), gasoline-powered vehicles, and diesel-powered vehicles. They are particularly preferably used as driving power sources for hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, or electric vehicles. Furthermore, the battery packs in this disclosure may also be used as power sources for mobile objects other than vehicles (e.g., trains, ships, and aircraft), and may also be used as power sources for electrical appliances such as information processing devices.
なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。 Note that this disclosure is not limited to the above-described embodiments. The above-described embodiments are merely examples, and any configuration that is substantially identical to the technical concept described in the claims of this disclosure and that provides similar effects is within the technical scope of this disclosure.
１ …集電体
２ …正極活物質層
３ …負極活物質層
４ …セパレータ
Ｅ …電極
１０ …単電池
２０ …中間部材
１００ …積層電池
２００ …電池ケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 current collector 2 positive electrode active material layer 3 negative electrode active material layer 4 separator E electrode 10 single cell 20 intermediate member 100 stacked battery 200 battery case
Claims (5)
厚さ方向に積層された複数の単電池と、隣り合う前記単電池の間に配置された中間部材と、を有する積層電池を準備する、準備工程と、
前記積層電池を電池ケースに収容する、収容工程と、
前記積層電池を収容した前記電池ケースに、主剤および硬化剤を含有する接着剤を注入する、注入工程と、
前記中間部材の内部に熱風を導入することにより、前記注入された接着剤を加熱する、加熱工程と、を有し、
前記中間部材は、第１開口および第２開口と、前記第１開口と前記第２開口とを連通し、かつ、前記中間部材の内部を通る管と、を有し、
前記中間部材を前記厚さ方向から平面視した場合、前記管は、前記中間部材の外縁部を通る外側管部と、前記外側管部よりも内側を通る内側管部と、を有し、
前記加熱工程は、前記熱風を、前記第１開口から導入し、前記外側管部および前記内側管部をこの順に通過させる経路を少なくとも経て、前記第２開口から排出する、第１熱風処理を有する、電池パックの製造方法。 A method for manufacturing a battery pack, comprising:
a preparation step of preparing a stacked battery including a plurality of unit cells stacked in a thickness direction and an intermediate member disposed between adjacent unit cells;
a housing step of housing the stacked battery in a battery case;
an injection step of injecting an adhesive containing a base agent and a curing agent into the battery case housing the laminated battery;
a heating step of heating the injected adhesive by introducing hot air into the intermediate member,
the intermediate member has a first opening and a second opening, and a tube that communicates between the first opening and the second opening and passes through the interior of the intermediate member;
When the intermediate member is viewed in a plan view from the thickness direction, the pipe has an outer pipe portion passing through an outer edge portion of the intermediate member and an inner pipe portion passing inside the outer pipe portion,
The method for manufacturing a battery pack includes a first hot air treatment, in which the heating process introduces the hot air from the first opening, passes it through at least the outer pipe portion and the inner pipe portion in this order, and then discharges it from the second opening.
前記加熱工程において、前記第１熱風処理および前記第２熱風処理を交互に行う、請求項１に記載の電池パックの製造方法。 the heating step includes a second hot air treatment in which the hot air is introduced from the second opening, passes through at least the outer pipe portion and the inner pipe portion in this order, and is then discharged from the first opening;
The method for manufacturing a battery pack according to claim 1 , wherein the first hot air treatment and the second hot air treatment are alternately performed in the heating step.
前記中間部材は、第１辺、第２辺、第３辺および第４辺を有し、
前記外側管部は、前記第１辺に沿って延在する第１外側管部と、前記第２辺に沿って延在する第２外側管部と、前記第３辺に沿って延在する第３外側管部と、前記第４辺に沿って延在する第４外側管部と、を有し、
前記第１熱風処理において、前記熱風は、前記第１外側管部、前記第２外側管部、前記第３外側管部、前記第４外側管部および前記内側管部の順に通過して、前記第２開口から排出される、請求項１に記載の電池パックの製造方法。 When the intermediate member is viewed in plan view from the thickness direction,
the intermediate member has a first side, a second side, a third side, and a fourth side;
the outer pipe portion includes a first outer pipe portion extending along the first side, a second outer pipe portion extending along the second side, a third outer pipe portion extending along the third side, and a fourth outer pipe portion extending along the fourth side,
2. The method for manufacturing a battery pack according to claim 1, wherein in the first hot air treatment, the hot air passes through the first outer pipe portion, the second outer pipe portion, the third outer pipe portion, the fourth outer pipe portion, and the inner pipe portion in that order, and is then discharged from the second opening.
前記中間部材は、第１辺、第２辺、第３辺および第４辺を有し、
前記外側管部は、前記第１辺に沿って延在する第１外側管部と、前記第２辺に沿って延在する第２外側管部と、前記第３辺に沿って延在する第３外側管部と、前記第４辺に沿って延在する第４外側管部と、を有し、
前記第１熱風処理において、前記熱風は、前記第１外側管部、前記第２外側管部、前記内側管部、前記第４外側管部および前記第３外側管部の順に通過して、前記第２開口から排出される、請求項１に記載の電池パックの製造方法。 When the intermediate member is viewed in plan view from the thickness direction,
the intermediate member has a first side, a second side, a third side, and a fourth side;
the outer pipe portion includes a first outer pipe portion extending along the first side, a second outer pipe portion extending along the second side, a third outer pipe portion extending along the third side, and a fourth outer pipe portion extending along the fourth side,
2. The method for manufacturing a battery pack according to claim 1, wherein in the first hot air treatment, the hot air passes through the first outer pipe portion, the second outer pipe portion, the inner pipe portion, the fourth outer pipe portion, and the third outer pipe portion in that order, and is then discharged from the second opening.
前記厚さ方向において、前記電極層は前記内側管部と重複する、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の電池パックの製造方法。 The unit cell has an electrode including a current collector and an electrode layer disposed on at least one surface of the current collector in the thickness direction,
The method for manufacturing a battery pack according to claim 1 , wherein the electrode layer overlaps the inner tubular portion in the thickness direction.
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