(57)【要約】【課題】複数個の電池を組み合わせてなる組電池の製造過程中の冷却工程にて各電池を確実に冷却できる，組電池の製造方法を提供すること。【解決手段】複数個の単電池２と，各単電池２を冷却する冷却部材とを組み合わせてなる組電池の製造方法であって，高温エージング後で自己放電検査前の段階での電池２であってその表面の一部である冷却面に熱伝導材４が配置されているものにおける熱伝導材４を，冷却部材とは別の奪熱部材１３に接触させつつ電池２を冷却する冷却工程と，冷却工程後の電池２を自己放電検査に供する検査工程と，検査工程後の電池２を，熱伝導材４を残したまま，熱伝導材４が冷却部材に接触するように組電池に組み込む組み込み工程とを行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の電池と，各前記電池を冷却する冷却部材とを組み合わせてなる組電池の製造方法であって，
高温エージング後で自己放電検査前の段階での前記電池であってその表面の一部である冷却面に伸縮性のある熱伝導材が配置されているものにおける前記熱伝導材を，前記冷却部材とは別の奪熱部材に接触させつつ前記電池を冷却する冷却工程と，
前記冷却工程後の前記電池を自己放電検査に供する検査工程と，
前記検査工程後の前記電池を，前記熱伝導材を残したまま，前記熱伝導材が前記冷却部材に接触するように組電池に組み込む組み込み工程とを有することを特徴とする組電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，複数個の電池を組み合わせてなる組電池の製造方法に関する。さらに詳細には，組電池への組込み前の電池について冷却工程を行うとともに，各電池をその使用段階で冷却する冷却部材が組電池内に組み込まれる，組電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，リチウムイオン二次電池その他の電池の製造過程では，組立後の電池を活性化する活性化処理を行っている。活性化処理には，初期充電まで行った電池を高温域（例えば５５〜７０℃程度）で一定時間保持する高温エージング工程と，その後に電池を常温域（例えば１５〜２５℃程度）に戻して自己放電検査を行う検査工程とが含まれる（例えば特許文献１）。ここで高温エージング工程後には電池の温度を降下させることになる。これをより短時間で行うためには，自然放冷に頼るよりも奪熱部材に接触させる強制冷却の方が有利である。
【０００３】
そのための奪熱部材として，特許文献２の図１０に記載されているものを用いることが考えられる。同図には，「冷却プレート１１」上に「熱伝導シート１０ａ」を設置したものが描かれている（同図の「（ａ）」）。そして，「熱伝導シート１０ａ」を介して「バッテリモジュール９」を「冷却プレート１１」に押し付けることで「バッテリモジュール９」を冷却する様子が描かれている（同図の「（ｂ）」）。「熱伝導シート１０ａ」はシリコン樹脂シートなどの伸縮性を有するものであるため，接合面の密着が図られる（同文献の［００３２］）。このため高い冷却効率を期待できる。特に，「バッテリモジュール９」が複数の「バッテリセル９ａ」の集合体（同文献の［００３０］，図３）であることから，「熱伝導シート１０ａ」の伸縮性は接合面の確実な密着のために有益である。各「バッテリセル９ａ」の接合面の高さにはある程度のばらつきが不可避だからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2015-090806号公報
【特許文献２】特開2015-153743号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら前記した従来の技術には，次のような問題点があった。前述の特許文献２の図１０の奪熱部材を電池の組立後の活性化処理に利用すると，その「熱伝導シート１０ａ」付き「冷却プレート１１」は何度も反復使用されることとなる。そうすると，「熱伝導シート１０ａ」がクリープ変形してその伸縮性が失われてしまう。「熱伝導シート１０ａ」がこのように疲弊した状況ではもはや，接合面の確実な密着ができず，高い冷却効率を期待することができない。特に，複数の「バッテリセル９ａ」の集合体である「バッテリモジュール９」を冷却対象とする場合には，冷却の程度が「バッテリセル９ａ」ごとにばらついてしまう。かといって１回ごとに「熱伝導シート１０ａ」を交換していたのでは無駄が大きい。
【０００６】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，複数個の電池を組み合わせてなる組電池の製造過程中の冷却工程にて各電池を確実に冷却できる，組電池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】
本発明の一態様における組電池の製造方法は，複数個の電池と，各電池を冷却する冷却部材とを組み合わせてなる組電池を製造する方法であって，高温エージング後で自己放電検査前の段階での電池であってその表面の一部である冷却面に伸縮性のある熱伝導材が配置されているものにおける熱伝導材を，冷却部材とは別の奪熱部材に接触させつつ電池を冷却する冷却工程と，冷却工程後の電池を自己放電検査に供する検査工程と，検査工程後の電池を，熱伝導材を残したまま，熱伝導材が冷却部材に接触するように組電池に組み込む組み込み工程とを有している。
【０００８】
上記態様における組電池の製造方法では，冷却工程にて，熱伝導材の伸縮性により，電池から奪熱部材への良好な排熱性が得られる。このため冷却工程が短時間で済む。そして熱伝導材は電池の冷却面に配置された状態のまま組電池に組み込まれるので，多数回にわたり反復使用されることはない。このため熱伝導材にクリープ変形が生じて排熱性が損なわれることがない。
【発明の効果】
【０００９】
本構成によれば，複数個の電池を組み合わせてなる組電池の製造過程中の冷却工程にて各電池を確実に冷却できる，組電池の製造方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】組電池の一例を示す斜視図である。
【図２】単電池の外観を示す斜視図である。
【図３】活性化処理時のアセンブリを示す模式図である。
【図４】冷却工程時の状況を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，例えば図１に示されるような組電池１の製造過程に本発明を適用したものである。図１の組電池１は，多数の単電池２を一方向に配列し，両端に端部板１２を配置したものである。組電池１の各単電池２は，角形平板状の外形を有している。組電池１においては，各単電池２の厚み方向と，組電池１の配列方向とが平行となっている。また，両端の端部板１２同士が，締結ロッド１５により締結されている。これにより組電池１は一体化されている。また，各単電池２は厚み方向に圧迫されている。
【００１２】
図１の組電池１では，各単電池２は冷却盤３の上で列状に配列されている。冷却盤３と各単電池２との間には，熱伝導材４が配置されている。図２に，単電池２の斜視図を示す。図１では省略されているが単電池２の上面には正負の端子５，６が突出して設けられている。単電池２の表面の一部である底面上には，前述の熱伝導材４が配置されている。なお，単電池２の電池種としては主としてリチウムイオン二次電池を想定しているが，本発明はそれに限定されるものではない。
【００１３】
本形態の製造方法では図１のような組電池１を，次の手順で製造する。このうちの「３．」および「４．」が，組立後の単電池２の活性化処理である。ただし本明細書の説明上，その後の「５．」および「６．」も活性化処理に含めることとする。
１．単電池２の組立
２．単電池２への熱伝導材４の配置
３．初充電
４．高温エージング
５．冷却
６．検査
７．組電池１への組み込み
【００１４】
まず「１．」の組立であるがこれは，単電池２の外装ケースに発電要素と電解液とを封入することである。この工程は公知（例えば特許文献１の［００１０］〜［００１４］）であり，本発明としての特徴点は別段ない。組立をしただけの状態での単電池２には，熱伝導材４が配置されていない。
【００１５】
次に「２．」の熱伝導材４の配置を行う。熱伝導材４は，伸縮性と良好な熱伝導性とを兼ね備えた部材である。単電池２から外部への排熱を良好に行うために設けられるものである。このような材料としては，「放熱シート」と称されるものが各メーカーから供給されており，利用できる。このようなものとして例えば，３Ｍ社製の「ハイパーソフト放熱シート」を挙げることができる。同社サイトによればこれは，低硬度アクリル樹脂を主成分としており，熱伝導率は２．０〜３．５［Ｗ／ｍ・Ｋ］，アスカーＣ硬度が１５〜３８である。この工程では，上記のような放熱シートを，単電池２の底面の大きさに合わせてカットし，貼り付ける。あるいは，固化することにより上記のような性状となるペースト状の材質のものを単電池２の底面に塗布し，固化させてもよい。図２に外観を示した単電池２は，本工程後の段階のものである。
【００１６】
続いて，「３．」の初充電とその後の「４．」の高温エージングとを行う。これらの工程については，公知の方法（例えば特許文献１の［００１５］，［００１６］）で行えばよい。このうち高温エージングについては，処理のハンドリングの便宜のため，図３に示すように複数個の単電池２を適当な拘束具７で拘束したアセンブリ８の状態で実施する。なお，高温エージングの前の初充電もアセンブリ８の状態で実施することとしてもよい。
【００１７】
高温エージング後には，「５．」の冷却を行う。「６．」の検査を常温で実施するためである。冷却は，アセンブリ８の状態のまま，各単電池２の底面の熱伝導材４を図４に示すように奪熱部材１３に押し付けつつ行う。すなわち単電池２においてはその底面が冷却面である。奪熱部材１３には，冷媒液Ｆ（水等）が通されている。このため，高温エージング後の単電池２を短時間で常温に降温させることができる。なお奪熱部材１３は，生産過程で使用するものであり，組電池１に組み込まれるものではない。すなわち前述の冷却盤３とは別のものである。また，奪熱部材１３の表面上に熱伝導材４と同様の部材を配置しておく必要はない。
【００１８】
ここで熱伝導材４が重要な役割を果たす。アセンブリ８の状態では，各単電池２の底面の高さが厳密に均一とは限らないからである。このため，熱伝導材４なしで冷却を行った場合，単電池２によっては奪熱部材１３とあまり接触しないため冷却が不十分となることがある。伸縮性かつ良熱伝導性の熱伝導材４があることで，すべての単電池２が十分に冷却されるのである。
【００１９】
その後，「６．」の検査を行う。すなわち，単電池２を自己放電させ，その状況により単電池２の良否を判定する。これも具体的手法は公知のもの（例えば特許文献１の［００１７］〜［００２３］）でよい。この検査は，アセンブリ８の状態のままで行ってもよいし，アセンブリ８を解体して個々の単電池２の状態で行ってもよい。
【００２０】
そして，「７．」の組み込みを行う。すなわち，「６．」の検査で良品と判定された単電池２のみを集めて，図１に示したような組電池１とするのである。その際，単電池２から熱伝導材４を剥ぎ取ることなく，そのまま残す。このため組電池１としての使用過程においても，単電池２から冷却盤３への排熱が，熱伝導材４を介して効率よく行われる。また，組電池１を車両や家電製品等の機器に搭載した状態では，機器から冷却盤３に冷媒液を通すことができる。
【００２１】
なお，この組み込みを，スタッキングとパッキングとに分けて行うことがある。スタッキングとは，多数の単電池２を積み重ねて拘束することであり，図１の組電池１のうち冷却盤３を除いた状態のものを得ることに相当する。パッキングとは，スタッキングしたものをパック容器に収納して電池パックとすることである。パック容器の底面部分に，冷却盤３もしくはそれに相当するものが配置されている。
【００２２】
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば，組み立てた単電池２に，冷却工程に至るよりも前に熱伝導材４を配置することとしている。そしてこの熱伝導材４を，冷却工程で排熱に使用するのみならず，そのまま組電池１に組み込み使用段階でも排熱に使用することとしている。このことにより次のような利点がある。
【００２３】
まず，冷却工程でも使用段階でも単電池２の高さ方向位置のばらつきに関わらず，すべての単電池２にて良好な排熱性が得られる。特に，冷却工程で良好な排熱性が得られることにより，活性化処理の要処理時間が短くて済む。なお，初充電工程も単電池２を冷却しつつ行うことができ，その場合にも熱伝導材４による良好な排熱性の効果が得られる。その一方で，熱伝導材４自体は，冷却工程を含む活性化処理を１回経験するだけで組電池１に組み込まれてしまう。このため，組電池１に組み込まれる以前において熱伝導材４が圧縮とその開放とを反復する回数は高々数回程度である。したがって，組電池１への組み込みの時点で熱伝導材４にクリープ変形が発生していることはない。よって，使用段階での排熱性も十分に得られる。
【００２４】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，図１に示した端部板１２や締結ロッド１５の形状や組み合わせは任意である。組電池１の一体性を維持できるいかなるものであってもよい。また，熱伝導材４として使用できる具体的なものは，例示したものに限らず他メーカーによる相当品でもよい。また，熱伝導材４の伸縮性は，少なくともその厚み方向に対してあれば十分である。また，活性化処理の段階でのアセンブリ８は，組み付け後の組電池１とは別のものとしたが，それに限らない。アセンブリ８に含まれる単電池２の検査結果がすべて良であった場合にそのまま冷却盤３を付加して組電池１とできるようにしてもよい。
【００２５】
また，図１では単電池２同士が密着しているように見えるが，それに限られない。単電池２同士の間に通風経路が存在するものであってもよい。また，活性化処理の段階でアセンブリ８を組むことは必須ではない。個々の単電池２のままで活性化処理を行う場合であっても本発明の効果はある程度得られる。また，単電池２に熱伝導材４を配置する時期は，冷却工程より前であればいつでもよい。また，奪熱部材１３の表面上にも熱伝導材４と同様の部材を配置することを妨げない。また，冷却盤３や奪熱部材１３は，冷媒液を利用するものに限らず，ペルティエ素子等の熱電効果による冷却を行うものであってもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１    組電池
２    単電池
３    冷却盤
４    熱伝導材
１３  奪熱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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