(57)【要約】【課題】ケースの底壁と電極組立体との間に絶縁部材を配置することに起因する工数の増加を抑制すること。【解決手段】二次電池のケースには電極組立体が収容されている。ケースはケース本体１３と蓋体とにより構成されている。ケース本体１３はインパクトプレス工程によって製造される。インパクトプレス工程では、雌型５２内にケース材料としてのスラグと絶縁部材材料とを充填した状態で、雌型５２内に雄型５１が挿入されることにより、スラグが衝撃的に押圧される。そして、スラグが塑性変形することにより、底壁１３ｂの内面に沿って絶縁部材４０ｂが配置されたケース本体１３が製造される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極組立体が収容されたケースを備える蓄電装置の製造方法であって、
雌型内にケース材料と絶縁部材材料とを充填した状態で前記雌型内に雄型を挿入して、前記ケース材料を衝撃的に押圧して前記ケース材料を塑性変形させることにより、開口部と対向する底壁の内面に沿って絶縁部材が配置された前記ケースを製造するインパクトプレス工程を含むことを特徴とする蓄電装置の製造方法。
【請求項２】
前記インパクトプレス工程後、前記ケースの前記底壁に立設する側壁に前記ケースの内部に突出する凸部を形成する形成工程をさらに含む請求項１に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項３】
前記蓄電装置は二次電池である請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蓄電装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。この種の二次電池は、例えば特許文献１に開示されるように、ケース内に電極組立体が収容されている。そして、ケースと電極組立体との短絡を抑制するために、ケースの底壁と電極組立体との間に絶縁部材が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３５０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の二次電池の製造に際して、ケースの底壁の内面に絶縁部材を配置した後に、ケース内に電極組立体を収容するようにすると、工数の増加が懸念される。従来の二次電池の製造方法ではこの点で改善の余地があった。
【０００５】
この発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、ケースの底壁と電極組立体との間に絶縁部材を配置することに起因する工数の増加を抑制することのできる蓄電装置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】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する蓄電装置の製造方法は、電極組立体が収容されたケースを備える蓄電装置の製造方法である。そして、雌型内にケース材料と絶縁部材材料とを充填した状態で雌型内に雄型を挿入して、ケース材料を衝撃的に押圧してケース材料を塑性変形させることにより、開口部と対向する底壁の内面に沿って絶縁部材が配置されたケースを製造するインパクトプレス工程を含む。
【０００７】
上記構成によれば、インパクトプレス工程によって、ケースの製造と絶縁部材のケースの底壁の内面への配設とを同時に行うことができる。したがって、ケースの底壁と電極組立体との間に絶縁部材を配置することに起因する工数の増加を抑制することができる。
【０００８】
蓄電装置の製造方法としては、例えば、インパクトプレス工程後に、ケースの底壁に立設する側壁にケースの内部に突出する凸部を形成する形成工程をさらに含むことが好ましい。
【０００９】
上記構成によれば、ケースの側壁の凸部によって絶縁部材のずれを抑制することができる。
上記蓄電装置において、前記蓄電装置の好適な例としては、二次電池を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ケースの底壁と電極組立体との間に絶縁部材を配置することに起因する工数の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態における二次電池の外観を示す斜視図。
【図２】電極組立体の構成要素を示す分解斜視図。
【図３】二次電池の断面図。
【図４】雌型内にケース材料と絶縁部材材料とを充填した状態で雌型内に雄型を挿入する状態を示す断面図。
【図５】雌型内に雄型を挿入した状態を示す断面図。
【図６】雌型及び雄型を取り除いた状態のケース本体を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０には、ケース１１に電極組立体１２が収容されている。ケース１１は、矩形筒状のケース本体１３と、ケース本体１３の開口部１３ａを閉塞する矩形平板状の蓋体１４とからなる。ケース本体１３は、開口部１３ａと対向する底壁１３ｂと、底壁に立設する側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆとを有する。ケース本体１３と蓋体１４は、いずれも金属製（例えば、ステンレス製やアルミニウム製）である。また、本実施形態の二次電池１０は、その外郭が角型のケース１１からなる角型電池である。そして、本実施形態の二次電池１０は、リチウムイオン電池である。
【００１３】
電極組立体１２には、電極組立体１２との間で電気を授受する正極端子１５と負極端子１６が電気的に接続されている。そして、これら正極端子１５及び負極端子１６は、蓋体１４からケース１１の外部に露出されている。また、正極端子１５及び負極端子１６には、ケース１１から絶縁するためのリング状の絶縁部材１４ａ，１４ｂがそれぞれ取り付けられている。
【００１４】
図２に示すように、電極組立体１２は、正極電極２１と負極電極２５とを備える。正極電極２１は、正極金属箔２２と、その両面に正極活物質を塗工してなる正極活物質層２３とを有する。正極金属箔２２は、例えばアルミニウム箔である。負極電極２５は、負極金属箔２６と、その両面に負極活物質を塗工してなる負極活物質層２７とを有する。負極金属箔２６は、例えば銅箔である。そして、電極組立体１２は、正極電極２１と負極電極２５との間にこれらを絶縁するセパレータ２９を介在させて層状をなす積層構造とされている。電極組立体１２は、複数の正極電極２１と複数の負極電極２５とを積層して構成される。
【００１５】
正極電極２１の縁部の一部には、正極金属箔２２からなる正極タブ２４が突出するように延在している。負極電極２５の縁部の一部には、負極金属箔２６からなる負極タブ２８が突出するように延在している。そして、正極タブ２４及び負極タブ２８は、正極電極２１及び負極電極２５が積層された状態で、正極タブ２４と負極タブ２８とが重ならない位置にそれぞれ設けられている。
【００１６】
電極組立体１２を構成する各正極電極２１は、それぞれの正極タブ２４が列状に配置されるように積層される。同様に、電極組立体１２を構成する各負極電極２５は、それぞれの負極タブ２８が列状に配置されるように積層される。そして、各正極タブ２４は、電極組立体１２における積層方向の一端から他端までの範囲で集められた状態で正極端子１５と接続されている。また、各負極タブ２８も同様に、電極組立体１２における積層方向の一端から他端までの範囲で集められた状態で負極端子１６と接続されている。
【００１７】
図３に示すように、ケース本体１３の底壁１３ｂと電極組立体１２との間には、底壁１３ｂの内面に沿うように絶縁部材４０ｂが配置されている。また、ケース本体１３の側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆと電極組立体１２との間には、側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆの内面に沿うように絶縁部材４０ｃが配置されている。なお、図３では、絶縁部材４０ｃが側壁１３ｃの内面と側壁１３ｅの内面とに沿うように配置されているが、絶縁部材４０ｃは、この他の側壁１３ｄ，１３ｆの内面にも同様に沿うように配置されている。また、絶縁部材４０ｂ，４０ｃは樹脂製である。また、ケース本体１３の側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆは、底壁１３ｂ付近の部分にケース本体１３の内部に突出する凸部１３ｇを有する。なお、図３では、凸部１３ｇが側壁１３ｃと側壁１３ｅとに形成されているが、凸部１３ｇは、この他の側壁１３ｄ，１３ｆにも同様に形成されている。また、凸部１３ｇは、側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆに連続的に形成される。
【００１８】
次に、二次電池１０の製造方法について、ケース本体１３の製造方法を中心に図４〜図６を参照して説明する。ケース本体１３は、インパクトプレス工程を行うことによって製造される。
【００１９】
図４に示すように、インパクトプレス工程に際しては、まずインパクトプレス用の雄型５１と雌型５２とが用意される。雌型５２はその内部に矩形柱状の開口部５２ａが形成されている。雄型５１は、矩形柱状であり、雌型５２の開口部５２ａ内に挿入可能なように開口部５２ａよりも一回り小さく形成されている。そして、雌型５２の開口部５２ａ内に、ケース材料としてのスラグ５３と絶縁部材材料４０とを充填する。詳しくは、雌型５２の開口部５２ａ内にスラグ５３を充填し、充填したスラグ５３の上面にペレット状の絶縁部材材料４０を配置する。なお、スラグ５３の充填量は、ケース本体１３の製造に要する量に設定されている。スラグ５３の充填量は、絶縁部材４０ｂの製造に要する量に設定されている。
【００２０】
図５に示すように、雌型５２の開口部５２ａ内に雄型５１が挿入され、雄型５１によってスラグ５３が衝撃的に押圧される。これにより、スラグ５３が雄型５１の外周に沿うように塑性変形し、ケース本体１３が形成される。また、このスラグ５３の塑性変形と併せて、絶縁部材材料４０も、スラグ５３と雄型５１との間で雄型５１の外周に沿って変形する。これにより、ケース本体１３の底壁１３ｂに沿って絶縁部材４０ｂが形成される。
【００２１】
図６に示すように、インパクトプレス工程後、ケース本体１３から雄型５１及び雌型５２を取り除いてから、ケース本体１３の側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆに凸部１３ｇを形成する形成工程が行われる。凸部１３ｇは、ケース本体１３の底壁１３ｂの内面に沿って絶縁部材４０ｂが配置された状態で、ケース本体１３の側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆに形成される。また、この凸部１３ｇの形成は、ケース本体１３の外部から凸部を有する工具を用いて側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆを叩く等により行われる。
【００２２】
こうしてインパクトプレス工程及び形成工程を終えた後、ケース本体１３の内部に電極組立体１２及び絶縁部材４０ｃが挿入され、蓋体１４によってケース本体１３の開口部１３ａが閉塞される。
【００２３】
以下、本実施形態の二次電池１０の製造方法の作用を説明する。
ケース本体１３の底壁１３ｂと電極組立体１２との間に絶縁部材４０ｂを配置させる方法としては、例えばケース本体１３の製造後にケース本体１３の底壁１３ｂに沿って絶縁部材４０ｂを配置させる方法が考えられる。しかしながら、こうした方法では、ケース本体１３の製造工程とは別に、ケース本体１３に絶縁部材４０ｂを挿入する工程が必要となるため、その分だけ工数の増加が懸念される。
【００２４】
本実施形態では、インパクトプレス工程によって、ケース本体１３の製造と絶縁部材４０ｂのケース本体１３の底壁１３ｂの内面への配設とが同時に行われている。このため、ケース本体１３の製造後にケース本体１３の内部に絶縁部材４０ｂを配置させる工程が不要となる。
【００２５】
また、ケース本体１３の側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆに凸部１３ｇが形成されている。このため、二次電池１０の搭載姿勢等に起因して、ケース本体１３の底壁１３ｂの内面から絶縁部材４０ｂが離間するようにずれが生じるおそれのあるときに、そのずれが凸部１３ｇによって食い止められる。すなわち、絶縁部材４０ｂは、ケース本体１３の底壁１３ｂと側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆの凸部１３ｇとの間で嵌合された状態となる。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態によれば以下に示す効果を得ることができる。
（１）インパクトプレス工程によって、ケース本体１３の製造と絶縁部材４０ｂのケース本体１３の底壁１３ｂの内面への配設とを同時に行うことができる。したがって、ケース本体１３の底壁１３ｂと電極組立体１２との間に絶縁部材４０ｂを配置することに起因する工数の増加を抑制することができる。
【００２７】
（２）ケース本体１３の側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆの凸部１３ｇによって絶縁部材４０ｂのずれを抑制することができる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
【００２８】
○  インパクトプレス工程において、絶縁部材４０ｂの他、絶縁部材４０ｃも形成するようにしても良い。具体的には、インパクトプレス工程に際して、スラグ５３の上面に配置する絶縁部材材料４０の量を、絶縁部材４０ｂ及び絶縁部材４０ｃの製造に必要な量に設定する。これにより、インパクトプレス工程において、ケース本体１３の製造と併せて、絶縁部材材料４０が雄型５１の外周に沿って変形して絶縁部材４０ｂ及び絶縁部材４０ｃが形成される。すなわち、この形態での絶縁部材４０ｂと絶縁部材４０ｃとは一体の部材として形成される。こうした形態によれば、ケース本体１３の底壁１３ｂと電極組立体１２との間への絶縁部材４０ｂの配置に起因する工数の増加と、ケース本体１３の側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆと電極組立体１２との間への絶縁部材４０ｃの配置に起因する工数の増加とを抑制することができる。
【００２９】
○  凸部１３ｇを、ケース本体１３の側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆに間欠的に形成しても良い。また、凸部１３ｇを、ケース本体１３の側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆのうち、一部の側壁にのみ形成しても良い。例えば、ケース本体１３の側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆのうち、対向する２つの側壁にのみ凸部１３ｇを形成すれば、凸部１３ｇによって絶縁部材４０ｂのずれを抑制することができる。
【００３０】
○  ケース本体１３の側壁１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆへの凸部１３ｇの形成を省略しても良い。こうした形態によれば、上記実施形態で得ることのできる効果（１）と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
○  二次電池１０は、リチウムイオン二次電池であったが、これに限らず、他の二次電池であってもよい。要するに、正極活物質層と負極活物質層との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
【００３２】
○  ケース１１の形状を、円筒型等に変更してもよい。例えば、ケース１１が円筒型である場合には、ケース本体１３の製造に用いる雄型５１として円柱状のものを採用し、雌型５２として円柱状の開口部５２ａを有するものを採用する。
【００３３】
○  二次電池１０は、積層型に限らず、帯状の正極電極と帯状の負極電極を捲回して層状に積層した捲回型の二次電池でもよい。
○  本発明を、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０…二次電池、１１…ケース、１２…電極組立体、１３…ケース本体、１３ａ…開口部、１３ｂ…底壁、１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ…側壁、１３ｇ…凸部、１４…蓋体、４０…絶縁部材材料、４０ｂ，４０ｃ…絶縁部材、５１…雄型、５２…雌型、５３…スラグ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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