(57)【要約】【課題】電池セルの導通を抑制できる電池モジュールの製造方法を提供すること。【解決手段】電池モジュールの製造において、粘着面７９ｂに剥離シート７９ｃが貼着された状態で搬送されるシート材料７９に対し、異物検出装置９３によって非接触で導電性異物Ｚの検査を行う。シート材料７９の粘着面７９ｂに導電性異物Ｚが検出された状況が絶縁シート２枚分連続した場合に、レーザ照射装置９５による導電性異物Ｚの除去を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルに並設され、前記電池セルで発生した熱を放熱する伝熱プレートと、
前記電池セルの並設方向における前記電池セルと前記伝熱プレートとの間に設けられ、かつ前記電池セル及び前記伝熱プレートに貼着されるべく両面に粘着面を有する絶縁シートと、を有する電池モジュールの製造方法であって、
前記絶縁シートを形成し得るシート材料であって、粘着面に剥離シートが貼着された状態で搬送される前記シート材料に対し、非接触で導電性異物の検査を行い、
前記シート材料の前記粘着面に前記導電性異物が検出された状況が前記絶縁シートの２枚分連続した場合に双方の前記導電性異物の除去を行うことを特徴とする電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記導電性異物の除去を行う際は、該導電性異物の除去によって生じる異物の吸引を行う請求項１に記載の電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記シート材料は長尺帯状である請求項１又は請求項２に記載の電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電池セルを並設した電池モジュールにおいては、電池セルと、電池セルが発する熱を放熱する伝熱プレートとを並設して、伝熱プレートによって放熱を行っている（例えば、特許文献１参照）。また、伝熱プレートは、両面に粘着面を有する絶縁シートによって電池セルに貼着されるとともに、絶縁シートによって電池セルと伝熱プレートとが絶縁されている。
【０００３】
電池モジュールの製造は、例えば、両方の粘着面に剥離シートが貼着された長尺帯状のシート材料を裁断し、枚葉状となったシート材料から剥離シートを剥離して絶縁シートとする。そして、絶縁シートによって電池セルと伝熱プレートを接合するとともに、電池セルを複数並設することで製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２３０８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、シート材料の粘着面に導電性異物が存在している場合がある。シート材料は粘着面に貼着された剥離シートを有する構造であるため、導電性異物を検出できたとしても除去は困難である。そして、粘着面に導電性異物が存在したままシート材料から絶縁シートが製造され、そのまま電池セルと伝熱プレートの接合に用いられてしまう場合がある。導電性異物の存在した絶縁シートが、１枚の伝熱プレートの両面に貼着された場合には、導電性異物が各絶縁シートを突き破り、各導電性異物を介して、伝熱プレートを挟んで隣り合う電池セル同士が導通してしまう虞がある。
【０００６】
本発明の目的は、電池セルの導通を抑制できる電池モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するための電池モジュールの製造方法は、並設された複数の電池セルと、前記複数の電池セルに並設され、前記電池セルで発生した熱を放熱する伝熱プレートと、前記電池セルの並設方向における前記電池セルと前記伝熱プレートとの間に設けられ、かつ前記電池セル及び前記伝熱プレートに貼着されるべく両面に粘着面を有する絶縁シートと、を有する電池モジュールの製造方法であって、前記絶縁シートを形成し得るシート材料であって、粘着面に剥離シートが貼着された状態で搬送される前記シート材料に対し、非接触で導電性異物の検査を行い、前記シート材料の前記粘着面に前記導電性異物が検出された状況が前記絶縁シートの２枚分連続した場合に双方の前記導電性異物の除去を行うことを要旨とする。
【０００８】
これによれば、シート材料から剥離シートを除去して絶縁シートとなる。また、シート材料から連続して製造された２枚分の絶縁シートが、１枚の伝熱プレートの両面に貼着される場合がある。しかし、シート材料の粘着面に導電性異物が検出された状況が絶縁シート２枚分連続した場合には双方の導電性異物の除去を行う。このため、１枚の伝熱プレートの両面に貼着された絶縁シートに導電性異物が存在してしまうことを抑制でき、１枚の伝熱プレートを挟んだ電池セル同士が導電性異物によって導通することを抑制できる。
【０００９】
また、電池モジュールの製造方法について、前記導電性異物の除去を行う際は、該導電性異物の除去によって生じる異物の吸引を行ってもよい。
これによれば、導電性異物を除去する際に生じた異物を吸引することができ、異物が電池セルや絶縁シートに付着することを抑制できる。
【００１０】
また、電池モジュールの製造方法について、前記シート材料は長尺帯状であってもよい。
これによれば、長尺帯状のシート材料を送り出して搬送していく最中に導電性異物の検査を行い、導電性異物が検出された場合には、導電性異物の除去をシート材料の搬送中に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電池セルの導通を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電池モジュールを示す斜視図。
【図２】電池モジュールを示す分解斜視図。
【図３】電池モジュールを示す断面図。
【図４】絶縁シートの製造装置を模式的に示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、電池モジュールの製造方法を具体化した一実施形態について図１〜図４を用いて説明する。
図１又は図２に示すように、電池モジュール１０は、電池ホルダ２０に保持された電池セル３０が厚み方向（一方向）に複数並設されて構成されている。電池セル３０は、四角箱状のケース３１に電極組立体３２、及び図示しない電解液が収容されて構成されている。ケース３１は、有底四角箱状のケース本体３３と、当該ケース本体３３に電極組立体３２を挿入する開口部を閉塞する平板状の蓋体３４とからなる。ケース本体３３と蓋体３４は、何れも金属製（例えば、ステンレスやアルミニウム）である。また、電池セル３０は、ケース本体３３が有底四角箱状であり、蓋体３４が矩形平板状であることから、その外観が角型をなす角型電池である。また、この実施形態の電池セル３０は、リチウムイオン電池である。
【００１４】
ケース本体３３は、矩形状の底板３３ａと、底板３３ａの短側縁から立設された一対の短側壁３３ｂと、底板３３ａの長側縁から立設された一対の長側壁３３ｃを備える。電極組立体３２は、詳細に図示しないが、シート状の正極電極、シート状の負極電極、及び正極電極と負極電極を絶縁するシート状のセパレータを有する。そして、電極組立体３２は、複数の正極電極と複数の負極電極とが間にセパレータを介在させた状態で層状に重ねた積層構造とされている。また、電極組立体３２には、正極端子３５と負極端子３６が電気的に接続されている。これらの正極端子３５と負極端子３６の各一部分は、蓋体３４からケース３１外に露出している。また、正極端子３５及び負極端子３６には、ケース３１から絶縁するためのリング状の絶縁リング３１ａがそれぞれ取り付けられている。
【００１５】
図２に示すように、電池ホルダ２０は、Ｕ字枠状をなすホルダ本体２１と、ホルダ本体２１の外面の４隅から突出する直方体状の脚部２２とを有している。ホルダ本体２１は、電池セル３０のケース３１の底板３３ａと、一対の短側壁３３ｂと、蓋体３４の両短側壁３３ｂ側を取り囲む状態で電池セル３０と一体化されている。このため、電池ホルダ２０に一体化された電池セル３０は、一対の長側壁３３ｃが、ホルダ本体２１から外部に露出している。各脚部２２には、ボルトＢ１（図１参照）が挿通される挿通孔２２ａが脚部２２の長手方向に貫通して設けられている。
【００１６】
電池モジュール１０の並設方向の両端にはエンドプレート５３が設けられている。エンドプレート５３は、矩形平板状をなす基部５４と、基部５４の四隅から突出する矩形平板状の突出部５５とを備える。突出部５５には、ボルトＢ１が挿通される挿通孔５５ａが突出部５５の厚み方向に貫通して設けられている。
【００１７】
そして、図１に示すように、電池モジュール１０は、一方のエンドプレート５３の挿通孔５５ａに挿通されたボルトＢ１が、各電池ホルダ２０の挿通孔２２ａに挿通されるとともに、他方のエンドプレート５３の挿通孔５５ａに挿通され、ボルトＢ１にナットＮが螺合されることで一体に組み付けられている。よって、全ての電池セル３０は、両エンドプレート５３によって並設方向から挟持され、拘束されている。電池モジュール１０では、複数の電池セル３０は、長側壁３３ｃが一方向に並ぶ状態で並設されている。
【００１８】
図３に示すように、電池モジュール１０において、並設方向に隣り合う電池セル３０の長側壁３３ｃ同士の間には伝熱プレート７１が介装されている。また、エンドプレート５３と、そのエンドプレート５３に隣り合う電池セル３０の長側壁３３ｃの間にも伝熱プレート７１が介装されている。
【００１９】
図２に示すように、伝熱プレート７１は、矩形平板状の放熱板７２を備える。この放熱板７２は、電池セル３０の長側壁３３ｃ及び蓋体３４の長側縁の全面を覆う大きさである。また、伝熱プレート７１は、放熱板７２の一対の短側縁のうちの一方から放熱板７２の厚み方向に延びる矩形平板状の伝熱板７３を備え、放熱板７２と伝熱板７３とから平面視Ｌ字型となっている。
【００２０】
絶縁シート８０は矩形シート状であり、基材８０ａ両面に粘着面８０ｂを有する。また、基材８０ａ及び粘着面８０ｂは非導電性材料で形成され、絶縁シート８０は絶縁性を有する。絶縁シート８０は、放熱板７２のほぼ全面を覆う大きさである。
【００２１】
そして、図３に示すように、一対の電池セル３０の間に介装された放熱板７２の両面には、各絶縁シート８０の一方の粘着面８０ｂが貼着されている。各絶縁シート８０の他方の粘着面８０ｂは、電池セル３０におけるケース本体３３の長側壁３３ｃ、及び蓋体３４の長側縁に貼着されている。よって、放熱板７２は、電池セル３０におけるケース本体３３の長側壁３３ｃ、及び蓋体３４の長側縁を覆っており、放熱板７２と電池セル３０とは絶縁シート８０を介して熱的に結合されているとともに、放熱板７２と電池セル３０とは絶縁されている。そして、電池セル３０が発する熱の放熱を伝熱プレート７１によって行っている。
【００２２】
また、伝熱プレート７１の伝熱板７３は、電池セル３０の一方の短側壁３３ｂ側に配置された状態で、電池ホルダ２０の外面側に配置されている。したがって、電池モジュール１０において、並設方向に延びる一側面には全ての伝熱プレート７１の伝熱板７３が配設され、電池モジュール１０外に露出している。
【００２３】
次に、絶縁シート８０の製造方法について説明する。
図４に示すように、絶縁シート８０の製造装置９０は、シャフト９１を備え、シャフト９１はモータＭによって回転可能である。モータＭには、制御装置９４が信号接続されている。制御装置９４には、モータＭの回転角度に関する信号が入力される。シャフト９１には、ロール状に捲回された長尺帯状のシート材料７９が支持されている。シート材料７９は、長尺帯状の基材７９ａと、基材７９ａ両面の粘着面７９ｂとを有する。シート材料７９の短手方向への寸法は、放熱板７２の短手方向への寸法と同じである。
【００２４】
シート材料７９が裁断されて絶縁シート８０が形成される。絶縁シート８０の基材８０ａは、シート材料７９の基材７９ａから形成され、絶縁シート８０の粘着面８０ｂは、シート材料７９の粘着面７９ｂから形成される。また、シート材料７９の各粘着面７９ｂには剥離シート７９ｃが貼着されている。そして、シャフト９１の回転とともに、シート材料７９が送り出され、シート材料７９は水平に搬送される。
【００２５】
製造装置９０は、送り出されたシート材料７９の粘着面７９ｂに存在する導電性異物Ｚを検出するための異物検出装置９３を備える。異物検出装置９３は、異物検出装置９３から離れて上方に配置されている。異物検出装置９３は、シート材料７９に非接触な状態で、剥離シート７９ｃで覆われた粘着面７９ｂについてシート材料７９の短手方向全体に亘って検査を行い、粘着面７９ｂに存在する導電性異物Ｚを検出可能である。
【００２６】
異物検出装置９３としては、例えば磁気センサによって導電性異物Ｚの磁気成分を検出することで、導電性異物Ｚを検出するものが採用されるが、シート材料７９に対し非接触で導電性異物Ｚを検出できれば、異物検出装置９３は如何なるものであってもよい。
【００２７】
異物検出装置９３には制御装置９４が信号接続されている。異物検出装置９３によって導電性異物Ｚが検出された場合、異物検出装置９３は検出信号を制御装置９４に出力する。なお、異物検出装置９３が検出信号を出力する導電性異物Ｚのサイズは、シート材料７９が絶縁シート８０となったときに、その絶縁シート８０の厚みを貫通してしまうサイズである。つまり、異物検出装置９３が検出信号を出力する導電性異物Ｚのサイズは、絶縁シート８０の厚みよりも大きいサイズである。その一方で、絶縁シート８０の厚みよりも小さいサイズの導電性異物Ｚが検出された場合、異物検出装置９３は検出信号を出力しない。
【００２８】
また、上記のように制御装置９４には、モータＭの回転角度が入力されるが、モータＭの回転角度はシート材料７９の送り出し量に対応している。したがって、制御装置９４は、モータＭの回転角度から、シート材料７９について何個分の電池セル３０に相当するシート材料７９が送り出されたかを把握可能である。例えば、シート材料７９の先端から１個の電池セル３０分だけ送り出したときのモータＭの回転角度を把握しておくことで、モータＭの回転角度からシート材料７９の送り出し量が把握できる。
【００２９】
製造装置９０は、シート材料７９に存在する導電性異物Ｚを焼失させるレーザ照射装置９５を備える。レーザ照射装置９５は、シート材料７９の搬送方向における異物検出装置９３より下流側に配設されている。レーザ照射装置９５には制御装置９４が信号接続されている。
【００３０】
本実施形態では、２個の電池セル３０に相当するシート材料７９の領域Ｒにおいて、１個の電池セル３０に相当する領域Ｒａそれぞれに導電性異物Ｚが検出される場合がある。この場合は、シート材料７９の粘着面７９ｂに導電性異物Ｚが検出された状況が、絶縁シート８０の２枚分連続したこととなる。詳細には、シート材料７９の領域Ｒが異物検出装置９３を通過していく間において、異物検出装置９３による導電性異物Ｚの検出が各領域Ｒａで行われ、制御装置９４には、２つの領域Ｒａに対応して連続して検出信号が入力される。
【００３１】
すると、制御装置９４はレーザ照射装置９５を制御し、各領域Ｒａの導電性異物Ｚに向けてレーザを照射させる。その結果、双方の領域Ｒａの導電性異物Ｚが焼失し、シート材料７９から除去される。このとき、シート材料７９には極小の孔が形成される。しかし、シート材料７９から製造される絶縁シート８０は、例えば、孔径３０ｍｍの孔であれば、その孔を介して伝熱プレート７１と電池セル３０が導通することは無いため、レーザ照射によってシート材料７９に孔が形成されても問題ない。
【００３２】
製造装置９０は、シート材料７９の搬送方向におけるレーザ照射装置９５より下流側に吸引装置９９を備える。吸引装置９９は、レーザ照射によって導電性異物Ｚを焼失させた際に生じた異物を吸引し、シート材料７９から除去する。
【００３３】
製造装置９０は、シート材料７９を短手方向全体に亘って裁断する裁断装置９６を備える。裁断装置９６は、シート材料７９の搬送方向においてレーザ照射装置９５より下流側に配設されている。製造装置９０は、シート材料７９の搬送方向における裁断装置９６より上流側に剥離部材９２を備える。剥離部材９２は、シート材料７９が裁断装置９６によって裁断される前に、下側の粘着面７９ｂに貼着された剥離シート７９ｃを剥離する。
【００３４】
製造装置９０は、シート材料７９を電池セル３０の一方の長側壁３３ｃに貼着するための貼着ローラ９８を備える。貼着ローラ９８は、シート材料７９の搬送方向において裁断装置９６より下流側に配設されている。貼着ローラ９８は、図示しない支持装置により回転可能に支持されている。貼着ローラ９８は、電池セル３０の一方の長側壁３３ｃ上に載せられたシート材料７９を長側壁３３ｃに向けて押し付ける。
【００３５】
そして、シート材料７９が電池セル３０に向けて送り出され、貼着ローラ９８によってシート材料７９が電池セル３０に貼着された後、裁断装置９６によってシート材料７９が裁断される。すると、シート材料７９が枚葉状となり、電池セル３０に貼着された状態となる。電池セル３０に対するシート材料７９の貼着、及び裁断が連続して行われ、電池セル３０の１個１個に枚葉状のシート材料７９が１枚ずつ貼着されていく。
【００３６】
その後、枚葉状のシート材料７９から剥離シート７９ｃを剥離し、絶縁シート８０とするとともに、絶縁シート８０を伝熱プレート７１の放熱板７２の一方の面に貼着する。また、放熱板７２の他方の面に、別の電池セル３０の絶縁シート８０が貼着される。このとき、シート材料７９から２枚連続して製造された絶縁シート８０が、１枚の伝熱プレート７１の両面に貼着される。また、別の電池セル３０において、伝熱プレート７１が接合されていない長側壁３３ｃには別工程において絶縁シート８０が貼着される。そして、電池セル３０と伝熱プレート７１とを絶縁シート８０で接合する作業を繰り返すことにより、複数の電池セル３０が並設されるとともに、並設方向に隣り合う電池セル３０の間に伝熱プレート７１と絶縁シート８０が介装された状態となる。
【００３７】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）シート材料７９に対する導電性異物Ｚの検査を行い、２個分の電池セル３０に相当する領域Ｒにおいて、１個分の電池セル３０に相当する領域Ｒａそれぞれに導電性異物Ｚが検出された場合は、双方の導電性異物Ｚをレーザによって焼失させる。このため、シート材料７９から連続して製造される２枚の絶縁シート８０それぞれに導電性異物Ｚが存在することが無くなる。よって、電池モジュール１０の製造の際、連続して製造された２枚の絶縁シート８０が、１枚の伝熱プレート７１の両面に貼着されても、それら絶縁シート８０に導電性異物Ｚが存在することを抑制できる。よって、伝熱プレート７１を挟む電池セル３０同士が導電性異物Ｚ及び伝熱プレート７１を介して導通することを抑制できる。
【００３８】
（２）例えば、シート材料７９に導電性異物Ｚが検出された場合、導電性異物Ｚが存在する部位だけを裁断して取り除く方法がある。しかし、この方法では、導電性異物Ｚが存在する部位を裁断する作業、裁断した部位を取り除く作業等が必要となり、シート材料７９の搬送を停止させる必要がある。しかし、本実施形態では、導電性異物Ｚをレーザで焼失させており、導電性異物Ｚの除去のためにシート材料７９の搬送を停止させる必要がなく、絶縁シート８０の製造及び貼着を搬送中（インライン）に行うことができる。
【００３９】
（３）２個分の電池セル３０に相当するシート材料７９の領域Ｒにおいて、１個分の電池セル３０に相当する領域Ｒａそれぞれに導電性異物Ｚが検出された場合は、導電性異物Ｚをレーザで焼失させる。すなわち、２個分の電池セル３０に相当する領域Ｒにおいて、片方の電池セル３０に相当する領域Ｒａだけに導電性異物Ｚが検出された場合は、導電性異物Ｚの除去は行わない。これは、伝熱プレート７１の両面に貼着された絶縁シート８０のうち、片方の絶縁シート８０に導電性異物Ｚが存在しても電池セル３０同士の導通は生じないからである。よって、絶縁シート８０が損傷することを減らし、絶縁シート８０による絶縁機能の低下もない。
【００４０】
（４）レーザ照射装置９５によって導電性異物Ｚが焼失されても、シート材料７９に形成されるのは、絶縁機能を損なわない極小の孔である。このため、絶縁シート８０に孔が形成されても、伝熱プレート７１と電池セル３０とが導通することはない。
【００４１】
（５）電池モジュール１０において、伝熱プレート７１の両面に貼着された絶縁シート８０に導電性異物Ｚが存在していた場合、導電性異物Ｚを除去するには、伝熱プレート７１及び電池セル３０から絶縁シート８０を剥がす必要がある。しかし、絶縁シート８０を剥がすために電池セル３０が変形する虞があるため、好ましくなく、導電性異物Ｚが存在する場合は電池モジュール１０を製品として使用できない。また、伝熱プレート７１の両面に導電性異物Ｚが存在すると、その導電性異物Ｚが絶縁シート８０を突き破り、導電性異物Ｚ及び伝熱プレート７１を介して電池セル３０同士が導通すると、導通部によって電気的な回路が形成されてしまい、電池モジュール１０の容量が低下して好ましくない。よって、電池モジュール１０が製造された時点で、１枚の伝熱プレート７１の両面に貼着された絶縁シート８０に導電性異物Ｚが存在することは避けたい。本実施形態では、電池セル３０に絶縁シート８０を貼着する段階、すなわち電池モジュール１０が完成する前段階で導電性異物Ｚを焼失させることで、電池モジュール１０に導電性異物Ｚが混在することを回避して、電池モジュール１０の廃棄、容量の低下を未然に防ぐことが可能になる。
【００４２】
（６）導電性異物Ｚは、レーザ照射装置９５から照射されたレーザによって焼失される。このため、微小な導電性異物Ｚであっても好適に焼失させ、しかも、シート材料７９に形成される跡を極小にできる。
【００４３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  吸引装置９９は無くてもよい。
○  導電性異物Ｚを除去する方法は、レーザによって焼失させる以外の方法でもよく、例えば、電子ビームを導電性異物Ｚに照射して除去してもよい。
【００４４】
○  シート材料７９を枚葉状に切断しておき、枚葉状のシート材料７９を電池セル３０に対する貼着を行う場所へ搬送する。そして、搬送される枚葉状のシート材料７９に対する導電性異物Ｚの検査を行い、搬送方向に連続する２枚の枚葉状のシート材料７９に導電性異物Ｚが検出された場合に、それら２枚のシート材料７９から導電性異物Ｚを除去するようにしてもよい。
【００４５】
○  実施形態では、シート材料７９の一方（上側）の粘着面７９ｂに導電性異物Ｚが存在する場合で説明したが、両方の粘着面７９ｂに導電性異物Ｚが存在する場合、又は、シート材料７９の他方（下側）の粘着面７９ｂに導電性異物Ｚが存在する場合であっても、導電性異物Ｚの検査、除去が行われる。
【００４６】
○  ２個分の電池セル３０に相当するシート材料７９の領域Ｒの把握は、送り出されたシート材料７９の長さを直接測定して把握するようにしてもよい。
○  実施形態では、製造装置９０で枚葉状のシート材料７９を製造した際、枚葉状のシート材料７９を電池セル３０に貼着するようにしたが、伝熱プレート７１に貼着するようにしてもよい。
【００４７】
○  上記実施形態の電池セルはリチウムイオン電池であったが、この他、ニッケル水素電池や電気二重層キャパシタなどであってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００４８】
（１）前記導電性異物にレーザを照射して該導電性異物を除去する。
（２）前記電池セルは二次電池である。  
【符号の説明】
【００４９】
Ｚ…導電性異物、１０…電池モジュール、３０…電池セル、７１…伝熱プレート、７９…シート材料、７９ｂ…粘着面、７９ｃ…剥離シート、８０…絶縁シート、８０ｂ…粘着面。
【図１】
2018120790.tif 000003
【図２】
2018120790.tif 000004
【図３】
2018120790.tif 000005
【図４】
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