JP6534656B2 - Power storage module and method of manufacturing power storage module - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to a storage module and a method of manufacturing the storage module.
近年、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオンキャパシタなどの蓄電池を用いた蓄電モジュールが開発されている。このような蓄電モジュールは、例えば、蓄電池が直列又は並列に接続された蓄電体を有し、高電圧や大容量の状態で充放電することができるため、電源装置として様々な用途に用いられている。 In recent years, a storage module using a storage battery such as a lithium ion secondary battery, a nickel hydrogen battery, an electric double layer capacitor, or a lithium ion capacitor has been developed. Such a storage module has, for example, a storage battery in which storage batteries are connected in series or in parallel, and can be charged and discharged in a high voltage or large capacity state, and thus used for various applications as a power supply device There is.
従来、複数の蓄電池の端子を接続する方法として、端子を直接接続する方法や、バスバーなどを介して端子を接続する方法などがある。さらに、2つのセルの端子を直接接続する場合には、端子を重ねて溶接により接続する方法があり、その一つにレーザー溶接法がある。このようなレーザー溶接を行う場合、重ねた端子全てを貫通したレーザー光がセル又はモジュールの他の部材に照射されると、セルもしくは他の部材が破損するおそれがある。そこで、例えば、重ねた端子の内のレーザー照射とは反対側の端子をレーザー光が貫通しないように溶接方法が提案されている。 Conventionally, as a method of connecting the terminals of a plurality of storage batteries, there are a method of directly connecting the terminals, a method of connecting the terminals via a bus bar, and the like. Furthermore, in the case of directly connecting the terminals of two cells, there is a method in which the terminals are overlapped and connected by welding, one of which is the laser welding method. In the case of performing such laser welding, when the laser light passing through all the stacked terminals is irradiated to the other members of the cell or module, the cells or the other members may be damaged. Therefore, for example, a welding method has been proposed so that the laser light does not penetrate through the terminal on the opposite side to the laser irradiation in the stacked terminals.
しかしながら、端子同士の直接接続及びバスバーを介した接続のいずれにおいても、蓄電モジュールに、例えば車載時のような振動が長時間与えられると、振動によっては端子とセルの位相がずれ、端子もしくはセル内部が疲労破損するおそれがある。特に、バスバーなどの重量物が端子に固定されている場合、端子もしくはセル内部への応力が大きくなり、疲労破損の可能性が高まる。 However, in any of the direct connection between the terminals and the connection through the bus bar, if vibration is applied to the storage module for a long time, for example, as when mounted on a car, the phases of the terminals and the cells are shifted depending on the vibration. There is a risk of fatigue failure inside. In particular, when a heavy material such as a bus bar is fixed to the terminal, the stress on the inside of the terminal or the cell becomes large, and the possibility of fatigue failure increases.
また、レーザー光を照射する場合、蓄電池の端子のよう薄板において、キーホールを形成するような高エネルギー密度のレーザー光の到達深度を端子の厚み内で制御することは困難である。そして、近年の蓄電モジュールにおいて端子は薄くなる傾向にあり、端子が薄くなるに従いレーザー照射の制御は困難さが増してしまう。 Moreover, when irradiating a laser beam, it is difficult to control the arrival depth of the laser beam of a high energy density which forms a keyhole in a thin plate like a terminal of a storage battery within the thickness of a terminal. And in a recent storage module, the terminal tends to be thinner, and as the terminal becomes thinner, control of laser irradiation becomes more difficult.
加えて、端子に照射されるレーザー光のエネルギーが大きくなるほど溶接金属により形成される端子間の接触面積が大きくなり、端子の接続はより高強度かつ低抵抗に形成される。しかし、端子の接続を振動に耐えうる強度及び蓄電池の性能に影響しない溶接抵抗を得ようとすると、レーザー光がレーザー照射とは反対側の端子を貫通してしまう危険性が増大してしまう。 In addition, as the energy of the laser beam irradiated to the terminals increases, the contact area between the terminals formed by the weld metal increases, and the connection of the terminals is formed to have higher strength and lower resistance. However, if it is attempted to obtain welding strength that does not affect the strength of the connection and the performance of the storage battery, the risk of the laser beam penetrating the terminal on the opposite side to the laser irradiation increases.
また、レーザー光がセルまたは他の部材に照射されないように重ねた端子におけるレーザー照射と反対側の面とセルや他の部材との間にレーザー光を吸収する治具(以下「下受け治具」と呼称する。)を挿入する方法が考えられる。しかし、この場合、下受け治具を挿入するスペースを確保するため、モジュールのサイズが大きくなってしまう。 In addition, a jig for absorbing the laser beam between the cell and the other member on the opposite side of the laser irradiation in the terminal overlapped so that the laser beam is not irradiated to the cell or the other member (hereinafter referred to as “lower support jig Can be considered.). However, in this case, the size of the module is increased in order to secure a space for inserting the lower receiving jig.
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、端子の溶接部が高強度且つ低抵抗で且つ小型の蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供することを目的とする。 The technology disclosed herein has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a storage module with high strength, low resistance, and a small size at a welded portion of a terminal and a method for manufacturing the storage module.
本願の開示する蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法は、一つの態様において、電気を蓄える蓄電部材、及び、前記蓄電部材から突出する正極端子及び負極端子を有する複数の蓄電セルを備える。そして、前記蓄電セルは積層されており、異なる前記蓄電セルの前記正極端子と前記負極端子とが前記蓄電セルの積層方向に対して垂直側に向けて積層され、積層方向の一端に前記蓄電部材に固定された固定部材が配置され、前記固定部材と、前記正極端子及び前記負極端子、隣り合う前記蓄電セルの前記正極端子同士もしくは前記負極端子同士とが溶接されることで前記蓄電セル同士が直列又は並列に接続されている。 A storage module disclosed in the present application and a method of manufacturing the storage module include, in one aspect, a storage member for storing electricity, and a plurality of storage cells each having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal protruding from the storage member. The storage cells are stacked, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of different storage cells are stacked vertically to the stacking direction of the storage cells, and the storage member is placed at one end in the stacking direction. The storage cells are arranged by welding a fixing member fixed to each other and welding the fixing member, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, and the positive electrode terminals or the negative electrode terminals of the adjacent storage cells. It is connected in series or in parallel.
本願の開示する蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法の一つの態様によれば、サイズを小さく抑えつつ、端子の溶接部を高強度且つ低抵抗にすることができるという効果を奏する。 According to one aspect of the storage module disclosed in the present application and the method of manufacturing the storage module, it is possible to achieve high strength and low resistance at the welded portion of the terminal while keeping the size small.
以下に、本願の開示する蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法が限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of a storage module disclosed in the present application and a method of manufacturing the storage module will be described in detail based on the drawings. Note that the storage module disclosed in the present application and the method for manufacturing the storage module are not limited by the following embodiments.
図1は、実施例1に係る蓄電モジュールの斜視図である。図2は、実施例1に係る蓄電モジュールの側面図である。図1に示す蓄電モジュール1は、複数枚の蓄電セル2と、エンドプレート31と、エンドプレート32と、ブラケット4とを有する。蓄電モジュール1は、例えば、リチウムイオンキャパシタモジュールである。さらに、蓄電モジュール1は、セル同士の間にセル端子固定部材100を有する。また、リチウムイオンキャパシタモジュールの他にも、リチウムイオン電池モジュールや電気二重層キャパシタモジュールなどであってもよい。
FIG. 1 is a perspective view of a storage module according to a first embodiment. FIG. 2 is a side view of the storage module according to the first embodiment. The
セル端子固定部材100は、金属板101、絶縁部材102及びセル固定部材103を有する。金属板101は、例えば、アルミニウム、鉄又は銅を主成分とする金属単体又は合金である。
The cell
金属板101は、後述するようにレーザー溶接時にレーザー光がその内部でとどまるように制御し易い厚みを有し、且つ、蓄電モジュール1が重くならないような厚みを有する。例えば、金属板101の厚みは、0.3mm以上5mm以下の範囲が好ましく、より好ましくは0.3mm以上3mm以下の範囲である。
The
また、絶縁部材102は、例えば、合成樹脂である。また、セル固定部材103は、アルミニウム、鉄又は銅を主成分とする金属単体又は合金、もしくは、合成樹脂である。ここで合成樹脂は、尿素樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、フッ素樹脂、などであり変性種であっても良い。また、これら単種または複合したポリマーアロイであっても良い。また、用途によっては、エンジニアリングプラスチックと呼ばれる強度や耐熱性に優れた合成樹脂、例えば変性ポリフェニレンエーテル樹脂とスチレン樹脂もしくはポリプロピレンとのアロイを用いても良い。本発明では一例として、絶縁部材102にポリウレタンを用い、セル固定部材103にアルミニウム合金A5052を用いた。
The
セル端子固定部材100は、インサート成形などにより、金属板101及びセル固定部材103が絶縁部材102に固着した部材として構成される。このセル端子固定部材100が、「固定部材」の一例である。インサート成形の他にも、各部品を個別に作り、はめ合わせや接着、ねじ締結などにより固定してもよい。
The cell
そして、蓄電モジュール1は、正極と負極とを積層した電極積層体をラミネート材の容器内に封止した複数の蓄電セル2を有する。蓄電モジュール1は、各蓄電セル2の平面に例えば、両面テープを張り付けた状態でセル固定部材103を挟んで平面同士が重ね合わされ蓄電セル2がセル固定部材103に固定される。ただし、ここでは両面テープを用いて固定したが、蓄電セル2をセル固定部材103に固定させられれば他の方法でもよく、例えば接着剤などを用いてもよい。これにより、蓄電セル2はセル固定部材103に対して動かなくなる。なお、本実施形態の蓄電モジュール1は、例えば、12枚の蓄電セル2を搭載した蓄電モジュールを一例として示したが、12枚に限定されるものではなく、何枚であっても良い。
And the
図3は、片側端子形状の蓄電セルの正面図である。蓄電セル2は、例えば、リチウムイオンキャパシタセルである。蓄電セル2は、図示せぬ電極積層体を収容する容器23、正極端子21及び負極端子22を有する。電極積層体は、図示せぬ正極、負極およびセパレータを積層して構成し、発電要素を1単位とし、複数単位の発電要素を積層する。リチウムイオンキャパシタの他にも、リチウムイオン電池や電気二重層キャパシタなどであってもよい。
FIG. 3 is a front view of a single-sided terminal-shaped storage cell. The
正極は、例えば、リチウムイオンを可逆的に担持可能な材料から成る正極電極を正極集電体上に形成した構造を有する。正極集電体は、正極電極を支持しながら、集電を行うための部材であって、例えば、アルミニウム等の導電性金属板を用いて形成される。正極集電体は、平面視矩形状に形成され、その四辺の内の一辺からタブを突出する構造である。正極集電体のタブは、正極端子21に接続される。
The positive electrode has, for example, a structure in which a positive electrode made of a material capable of supporting lithium ions reversibly is formed on a positive electrode current collector. The positive electrode current collector is a member for collecting current while supporting the positive electrode, and is formed using, for example, a conductive metal plate such as aluminum. The positive electrode current collector is formed in a rectangular shape in a plan view, and has a structure in which a tab protrudes from one of the four sides. The tab of the positive electrode current collector is connected to the
負極は、例えば、リチウムイオンを可逆的に担持可能な材料から成る負極電極を負極集電体上に形成した構造を有する。負極集電体は、負極電極を支持しながら、集電を行うための部材であって、例えば、銅等の導電性金属板を用いて形成される。負極集電体は、平面視矩形状に形成され、その四辺の内の一辺からタブを突出する構造である。負極集電体のタブは、例えば、負極端子22に接続される。
The negative electrode has, for example, a structure in which a negative electrode made of a material capable of reversibly supporting lithium ions is formed on a negative electrode current collector. The negative electrode current collector is a member for collecting current while supporting the negative electrode, and is formed using, for example, a conductive metal plate such as copper. The negative electrode current collector is formed in a rectangular shape in a plan view, and has a structure in which a tab protrudes from one of the four sides. The tab of the negative electrode current collector is connected to, for example, the
容器23は、例えば、アルミ箔を樹脂フィルムでラミネートしたアルミラミネートフィルム材の矩形形状のソフト容器である。更に、容器23は、例えば、リチウムイオンを含む有機電解液とともに電極積層体を密封した構造である。容器23は、電極積層体および有機電解液を密封しているため、容器23の面部は中央付近に電極積層体の形状が隆起した形状となる。その容器23の隆起した面部をセル主面と称する場合がある。なお、アルミラミネートフィルム材の層構成としては、蓄電セル2の内側の層から外側の層へ、PP(Polypropylene)層、PPa(ポリフタルアミド)層、AL(アルミニウム)層、ナイロン層、PET(PolyEthyleneTerephthalate)層の順である。また、アルミラミネートフィルム材の層構成としては、例えば、PPa(ポリフタルアミド)層、AL(アルミニウム)層、ナイロン層、PET(PolyEthyleneTerephthalate)層の順にしても良い。この電極積層体を収容した容器23が、「蓄電部材」の一例である。
The
さらに、蓄電セル2は、電極積層体が容器23内に収容された場合、矩形形状の四辺の内、一辺から正極端子21よび負極端子22が突出した構造となる。このような形状の蓄電セル2は、片側端子形状と呼称する。
Furthermore, when the electrode stack is accommodated in the
正極端子21は、例えば、アルミ材で構成される。負極端子22は、例えば、銅材で構成される。積層された蓄電セル2は、正極端子21と負極端子22が接続されることにより直列接続される。正極端子21及び負極端子22は、例えば、厚み0.3mm程度、幅68mm程度を有する。
The
図4は、実施例1に係る蓄電セルの接続を説明するための模式図である。図4に示すように、正極端子21及び負極端子22は、それぞれ接続する蓄電セル2に向かってほぼ直角に屈曲される。
FIG. 4 is a schematic view for explaining connection of the storage cell according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, the
そして、正極端子21が容器23に近い側になるように屈曲した正極端子21及び負極端子22を重ね合わせる。以下では、正極端子21及び負極端子22から容器23に向かう方向を下とし、逆に、容器23から正極端子21及び負極端子22に向かう方向を上として説明する。すなわち、正極端子21を下にして、負極端子22が上になるように正極端子21と負極端子22とが重ねられる。さらに、正極端子21は、下の面が金属板101に接触するように屈曲される。
Then, the
ここで、図4では、絶縁部材102は蓄電セル2の容器23に接触しているが、絶縁部材102は、金属板101とセル固定部材103との間で絶縁を行えばよく、蓄電セル2の容器23やその他の部材に接触していなくてもよい。
Here, although the insulating
そして、正極端子21、負極端子22及び金属板101は、重なった状態で、例えば、上から治具(以下、「上押さえ治具」と呼称する。)で押さえられ、それぞれが圧着するように押圧される。押圧の値は、正極端子21と負極端子22が密着するための値であれば良く、厳密に精度よくそれぞれの部品を加工することができれば軽く抑える程度の力、例えば数百gf程度の力で抑えればよい。また、一般的な加工法によれば必ず加工公差が生じる為、例えば1kgf〜10kgf程度の力で押圧することにより正極端子21と負極端子22を密着させることができる。
Then, the
この状態で、図5に示すように上側から負極端子22に向けてレーザー光200が照射される。レーザー光200は、負極端子22及び正極端子21を貫通し、金属板101の内部まで達するように制御される。図5は、レーザー光の照射状態を説明するための図である。
In this state, as shown in FIG. 5, the
ここで、上述したように金属板101は、正極端子21及び負極端子22に比べて厚みがあり、その内部で止まり貫通しないようにレーザー光200を制御することは容易である。そこで、レーザー溶接時には、レーザー光200は、到達深度が金属板101の厚み内となるように制御される。照射されたレーザー光200は、金属板101の内部で吸収され、金属板を貫通せず内部で止まる。到達深度は溶接後のそれぞれの部品を断面観察することで、実質的に金属の溶融がどの深度まで生じているかを評価することで分かる。断面観察は、光学顕微鏡やSEM(走査型電子顕微鏡)などによって観察することができる。
Here, as described above, the
このように、レーザー光200が金属板101を貫通しないことによって、金属が溶け落ちない。そのため、正極端子21と容器23との間に溶融金属を受けるための下受け治具を挿入するためのスペースを特に設けなくてもよくなる。そのうえ、下受け治具を使用しないことで、蓄電モジュール1の全体のサイズを小さく抑えることができ、さらに、下受け治具の清掃などの処理も省略でき、製造工程を単純化することができる。
As described above, when the
また、金属の溶け落ちがなくなるため、アンダーフィルが改善され、正極端子21と負極端子22との接続強度が向上する。
In addition, since the melting of the metal is eliminated, the underfill is improved, and the connection strength between the
また、レーザー溶接における溶接部を、正極端子21、負極端子22及び金属板101の3層構造とすることで、高エネルギーのレーザー光200を照射しても、正極端子21及び負極端子22を貫通したレーザー光200が金属板101内で止まる。このように、高エネルギーでの溶接が可能なため、正極端子21と負極端子22との間の接触面積が増え、高強度且つ低抵抗な溶接部を形成できる。
Further, by forming the welding portion in laser welding into a three-layer structure of the
さらに、溶接された正極端子21及び負極端子22は、金属板101、絶縁部材102及びセル固定部材103を介して、容器23に固定される。これにより、蓄電モジュール1が振動した場合、正極端子21及び負極端子22と容器23との位相が一致する。これにより、正極端子21及び負極端子22と容器23との位相ずれが抑えられ、位相ずれによる正極端子21、負極端子22又は容器23への繰り返し応力が軽減されるので、耐振動性を向上させることができる。
Further, the welded
図1及び2に戻って説明を続ける。積層された各蓄電セル2は、以上に説明したレーザー溶接により直列接続される。
Returning to FIGS. 1 and 2, the description will be continued. The stacked
ブラケット4は、積層された蓄電セル2における容器23の正極端子21及び負極端子22が配置された辺に直交する2辺それぞれを押さえるように2つ配置される。さらに、エンドプレート31及び32は、ブラケット4に固定され、蓄電セル2を積層方向から挟持し圧力を掛けつつ蓄電セル2を保持する。
Two
次に、図6を参照して、本実施例に係る蓄電モジュール1の製造工程を説明する。図6は、実施例1に係る蓄電モジュールの製造工程のフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 6, the manufacturing process of the
作業者は、インサート成形などにより、金属板101、絶縁部材102及びセル固定部材103が固定され、セル端子固定部材100を生成させる(ステップS1)。
The worker fixes the
次に、作業者は、セル固定部材103を容器23に固定する(ステップS2)。これにより、セル端子固定部材100が蓄電セル2に固定させる。
Next, the worker fixes the
次に、作業者は、蓄電セル2を積層し、さらに、容器23側から正極端子21、負極端子22と重なり、且つ、正極端子21が金属板101と接触するように、正極端子21及び負極端子22を屈曲させる(ステップS3)。
Next, the worker stacks the
次に、作業者は、積層した蓄電セル2にエンドプレート31及び32、並びに、ブラケット4を取り付け、エンドプレート31及び32、並びに、ブラケット4により蓄電セル2を保持させる(ステップS4)。
Next, the worker attaches the
次に、作業者は、上押さえ治具により、絶縁部材102と反対方向から負極端子22を押圧する(ステップS5)。これにより、屈曲させた負極端子22、正極端子21及び金属板101が、絶縁部材102の方向に向かって押圧される。
Next, the worker presses the
次に、作業者は、レーザー光が金属板101内で止まるように制御して負極端子22に向けてレーザー光を照射し、負極端子22、正極端子21を溶接する(ステップS6)。
Next, the operator controls the laser beam to stop within the
以上に説明したように、本実施例に係る蓄電モジュールは、セル端子固定部材により蓄電セルの容器と端子とが固定される。これにより、蓄電モジュールに振動が加えられても、端子と容器との位相が一致し、端子又はセル内部への繰り返し応力が軽減される。すなわち、耐振動性を向上させることができる。特に容器がラミネートの場合に、本実施例に係る蓄電モジュール1は、耐振動性の向上に対して大きく寄与することができる。
As described above, in the storage module according to the present embodiment, the container of the storage cell and the terminal are fixed by the cell terminal fixing member. Thereby, even if vibration is applied to the storage module, the phases of the terminal and the container coincide with each other, and the repeated stress to the inside of the terminal or the cell is reduced. That is, vibration resistance can be improved. In particular, when the container is a laminate, the
さらに、溶接部を端子2枚とセル端子固定部材に設けた金属板による3層構造にすることができ、高エネルギーのレーザー光を照射しても、レーザー光を金属板内で止めることができる。そのため、高エネルギーでの溶接を行うことができ、端子間の接触面積が増え、高強度且つ低抵抗な溶接部を形成することができる。 Furthermore, the welded portion can have a three-layer structure of two terminals and a metal plate provided on the cell terminal fixing member, and even when high energy laser light is irradiated, the laser light can be stopped in the metal plate. . Therefore, welding can be performed with high energy, the contact area between the terminals can be increased, and a welded portion with high strength and low resistance can be formed.
さらに、金属の溶け落ちが発生しないため、容器やその他の部材に対する溶融金属の付着のおそれが無くなり、付着を防ぐための下受け治具を端子と容器との間に配置しなくてもよい。このように、下受け治具のスペースを設けないことにより、蓄電モジュールを小型化することができる。 Furthermore, since the melting of the metal does not occur, there is no possibility that the molten metal adheres to the container or other members, and it is not necessary to arrange the lower receiving jig between the terminal and the container in order to prevent the adhesion. Thus, the storage module can be miniaturized by not providing a space for the lower receiving jig.
例えば、図7は、蓄電モジュールの体積比較の図である。図7の比較例と記された行は、下受け治具を用いて製造した蓄電モジュールの体積を表している。また、実施例と記された行は、本実施例に係る製造方法を用いて製造された蓄電モジュール1の体積を表している。さらに、変化率と記された行は、比較例の体積に対して実施例の体積がどのくらい変化したかを表している。さらに、片側端子形状と両側端子形状という2つの項目があるが、ここでは、片側天使形状の蓄電セル2の場合について説明し、両側端子形状の蓄電セルの場合については、後で説明する。
For example, FIG. 7 is a diagram of volume comparison of power storage modules. The row indicated as the comparative example in FIG. 7 represents the volume of the storage module manufactured using the lower receiving jig. Moreover, the line described as an Example represents the volume of the
図7は以下の条件を用いて計測した場合である。すなわち、蓄電セル2は、実施例及び比較例ともに、セル厚みが10mmであり、セル幅が100mmであり、セル高さが100mmであるとする。さらに、比較例の場合、端子高さが15mmである。また、実施例の場合、端子高さが5mmであり、セル固定部材103の厚みが0.3mmである。
FIG. 7 shows the case of measurement using the following conditions. That is, it is assumed that the
片側端子形状の蓄電セル2を用いた蓄電モジュール1を下受け治具を用いて製造した場合、蓄電モジュール1の体積は1185ccになる。これに対して、片側端子形状の蓄電セル2を用いた蓄電モジュール1を本実施例に係る製造方法を用いて製造した場合、蓄電モジュール1の体積は1082ccとなる。そして、その体積の変化率は−8.7%となる。このように、本実施例に係る製造方法を用いて蓄電モジュール1を製造する方が、下受け治具を用いて製造する場合に比べて、体積を小さくすることができ、小型化できることが分かる。
When the
(変形例)
次に、変形例について説明する。実施例1では、矩形形状をした容器23の一辺に正極端子21及び負極端子22が設けられた片側端子形状の蓄電セル2を用いて説明したが、正極端子21及び負極端子22の位置はこれに限らない。(Modification)
Next, a modification is described. The first embodiment has been described using the
図8は、両側端子形状の蓄電セルの正面図である。本変形例の蓄電モジュール1は、図8のように矩形形状をした容器23の一辺に正極端子21が設けられその辺と対向する辺に負極端子22が設けられた蓄電セル2を用いる。このような蓄電セル2は、両側端子形状と呼称する。
FIG. 8 is a front view of a storage cell in the shape of both side terminals. The
両側端子形状の蓄電セル2であっても、実施例1と同様に、セル固定部材103に容器23が固定され、正極端子21及び負極端子22が、金属板101とともに溶接され、固定されることで、容器23と正極端子21及び負極端子22とが固定される。
Even in the case of the
ただし、両側端子形状の蓄電セル2の場合、対向する辺に正極端子21と負極端子22とが設けられているので、それぞれの辺の側で溶接が行われる。この場合、セル端子固定部材100は、セル固定部材103の両端に絶縁部材102及び金属板101を有していてもよい。また、セル固定部材103の一端に絶縁部材102及び金属板101を有するセル端子固定部材100を向かい合う各辺の側で1つずつ用いてもよい。
However, in the case of the
そして、両側端子形状の蓄電セル2を用いた蓄電モジュール1であっても、実施例1と同様の効果を有する。
And even if it is the
例えば、図7に示すように、両側端子形状の蓄電セル2を用いた蓄電モジュール1を下受け治具を用いて製造した場合、蓄電モジュール1の体積は1339ccになる。これに対して、両側端子形状の蓄電セル2を用いた蓄電モジュール1を本実施例に係る製造方法を用いて製造した場合、蓄電モジュール1の体積は1133ccとなる。そして、その体積の変化率は−15.4%となる。このように、本変形例の場合でも、下受け治具を用いて製造する場合に比べて、体積を小さくすることができ、小型化できることが分かる。
For example, as shown in FIG. 7, when the
図9は、実施例2に係る蓄電セルの接続を説明するための模式図である。実施例1では、蓄電セル2の容器23でセル固定部材103を挟むように配置されていたが、これに限らず、セル固定部材103が容器23に固定されており、金属板101が正極端子21及び負極端子22に溶接され固定されていればよい。
FIG. 9 is a schematic view for explaining connection of the storage cell according to the second embodiment. In Example 1, the
そこで、本実施例では、蓄電セル2に対するセル端子固定部材100の配置を実施例1と異ならせた構成について説明する。
Therefore, in the present embodiment, a configuration will be described in which the arrangement of the cell
本実施例に係る蓄電モジュール1では、蓄電セル2の容器23の表面同士が粘着テープや接着剤などで固定されている。
In the
そして、セル固定部材103は、固定された2つの蓄電セル2の一方の容器23の反対側の面に固定される。
Then, the
絶縁部材102は、容器23が接着されたセル固定部材103の面上に配置され、セル固定部材103に固定される。
The insulating
金属板101は、絶縁部材102のセル固定部材103と反対側の面に配置され、絶縁部材102に固定される。
The
セル固定部材103に接着されている容器23から正極端子21が、金属板101の絶縁部材102と反対側の面まで延びる。また、セル固定部材103に接着されていない方の容器23から負極端子22が、正極端子21の金属板101と反対側の表面に重なるように、金属板101の位置まで延びる。
The
重ねられた正極端子21、負極端子22及び金属板101は、金属板101内で止まるように制御されたレーザー光が負極端子22側から照射され、溶接される。これにより、正極端子21及び負極端子22は、金属板101に固定される。
A laser beam controlled so as to stop inside the
そして、図9に示すような状態であっても、正極端子21及び負極端子22は、金属板101、絶縁部材102及びセル固定部材103を介して、セル固定部材103に接着されている容器23と固定されている。さらに、正極端子21及び負極端子22は、セル固定部材103に固定されている容器23を介して、もう一方の容器23とも固定されている。
And, even in the state as shown in FIG. 9, the
以上に説明したように、本実施例に係る蓄電モジュールにおいても、蓄電モジュールに振動が与えられた場合にも、各端子と容器との位相のずれが発生せず、端子又はセル内部への繰り返し応力が軽減される。すなわち、耐振動性を向上させることができる。 As described above, also in the storage module according to the present embodiment, even when vibration is applied to the storage module, no phase shift between the terminals and the container occurs, and repetition into the terminals or cells is made. Stress is relieved. That is, vibration resistance can be improved.
また、レーザー溶接に関しては、実施例1と同様であり、高強度且つ低抵抗な溶接部が生成でき、さらに蓄電モジュールの小型化を図ることができる。 Further, laser welding is the same as that of the first embodiment, and a welded portion with high strength and low resistance can be generated, and further, the storage module can be miniaturized.
図10は、実施例3に係る蓄電セルの接続を説明するための模式図である。本実施例は、蓄電セル2に対するセル端子固定部材100の配置が、実施例1及び実施例2以外の構成である。
FIG. 10 is a schematic view for explaining connection of the storage cell according to the third embodiment. In the present embodiment, the arrangement of the cell
本実施例に係る蓄電モジュール1では、2つの蓄電セル2の容器23がセル固定部材103の1つの面に、それぞれの正極端子21と負極端子22とが向き合うように搭載され、固定される。
In the
絶縁部材102は、セル固定部材103の容器23が搭載された面上の、2つの容器23の間に固定される。
The insulating
金属板101は、絶縁部材102のセル固定部材103と反対側の面に配置され、絶縁部材102に固定される。
The
向かい合う容器23の一方から正極端子21が、金属板101の絶縁部材102と反対側の面まで延びる。また、他方の容器23から負極端子22が、正極端子21の金属板101と反対側の表面に重なるように、金属板101の位置まで延びる。
The
重ねられた正極端子21、負極端子22及び金属板101は、金属板101内で止まるように制御されたレーザー光が負極端子22側から照射され、溶接される。これにより、正極端子21及び負極端子22は、金属板101に固定される。
A laser beam controlled so as to stop inside the
そして、図10に示すような状態であっても、正極端子21及び負極端子22は、金属板101、絶縁部材102及びセル固定部材103を介して容器23と固定されている。
Even in the state shown in FIG. 10, the
以上に説明したように、本実施例に係る蓄電モジュールにおいても、蓄電モジュールに振動が与えられた場合にも、各端子と容器との位相のずれが発生せず、端子又はセル内部への繰り返し応力が軽減される。すなわち、耐振動性を向上させることができる。 As described above, also in the storage module according to the present embodiment, even when vibration is applied to the storage module, no phase shift between the terminals and the container occurs, and repetition into the terminals or cells is made. Stress is relieved. That is, vibration resistance can be improved.
また、レーザー溶接に関しては、実施例1と同様であり、高強度且つ低抵抗な溶接部が生成でき、さらに蓄電モジュールの小型化を図ることができる。 Further, laser welding is the same as that of the first embodiment, and a welded portion with high strength and low resistance can be generated, and further, the storage module can be miniaturized.
また、以上の説明では、主にレーザー溶接によって正極端子21と負極端子22と金属板101とが溶接される構造について記述したが、レーザー溶接の他に、抵抗溶接などの方法によってもそれぞれの部品が溶接されてもよい。
Moreover, in the above description, the structure in which the
また、以上の説明では、正極端子21と負極端子22とが異なる材質で構成されている場合で説明したが、正極端子と負極端子とは同じ材質で構成されていてもよい。
Moreover, although the case where the
また、以上の説明では、主に正極端子21と負極端子22が溶接され直列接続される場合について説明したが、隣り合う蓄電セル2の正極端子21同士、または負極端子22同士を溶接し、並列に接続する場合でも本発明の効果は同様に発現する。
In the above description, mainly the case where
1 蓄電モジュール
2 蓄電セル
4 ブラケット
21 正極端子
22 負極端子
23 容器
31,32 エンドプレート
100 セル端子固定部材
101 金属板
102 絶縁部材
103 セル固定部材DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記蓄電セルは積層されており、
異なる前記蓄電セルの前記正極端子と前記負極端子とが前記蓄電セルの積層方向に対して垂直側に向けて積層され、積層方向の一端に前記蓄電部材に固定された固定部材が配置され、前記固定部材と、前記正極端子及び前記負極端子、隣り合う前記蓄電セルの前記正極端子同士もしくは前記負極端子同士とが溶接されることで前記蓄電セル同士が直列又は並列に接続されている
ことを特徴とする蓄電モジュール。 A storage member for storing electricity; and a plurality of storage cells each having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal protruding from the storage member;
The storage cells are stacked,
The positive electrode terminal and the negative electrode terminal of different storage cells are stacked vertically to the stacking direction of the storage cells, and a fixing member fixed to the storage member is disposed at one end in the stacking direction, The storage cells are connected in series or in parallel by welding a fixing member, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, and the positive electrode terminals or the negative electrode terminals of the adjacent storage cells. Storage module to be.
前記金属板は、積層された前記正極端子及び前記負極端子の前記積層方向の前記一端に接触しており、
前記セル固定部材は、前記蓄電部材と固定されており、
前記絶縁部材は、前記金属板と前記セル固定部材との間に配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の蓄電モジュール。 The fixing member includes a metal plate, an insulating member, and a cell fixing member.
The metal plate is in contact with the stacked positive electrode terminal and the one end in the stacking direction of the negative electrode terminal,
The cell fixing member is fixed to the electric storage member,
The storage module according to claim 1, wherein the insulating member is disposed between the metal plate and the cell fixing member.
前記蓄電セルを積層し、
異なる前記蓄電セルの前記正極端子と前記負極端子とを前記蓄電セルの積層方向に対して垂直側に向けて積層し、
積層方向の一端に前記蓄電部材に固定された固定部材を配置し、
前記固定部材と、前記正極端子及び前記負極端子、又は、隣り合う前記蓄電セルの正極端子同士もしくは負極端子同士とを溶接して前記蓄電セル同士が直列又は並列に接続する
ことを特徴とする蓄電モジュールの製造方法。 What is claimed is: 1. A method of manufacturing a storage module comprising: a storage member for storing electricity; and a plurality of storage cells having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal protruding from the storage member,
Stacking the storage cells,
Laminating the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the different storage cells in a direction perpendicular to the stacking direction of the storage cells ;
A fixing member fixed to the electricity storage member is disposed at one end in the stacking direction,
The storage cells are connected in series or in parallel by welding the fixing member, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, or the positive electrode terminals or the negative electrode terminals of the adjacent storage cells. Module manufacturing method.
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