(57)【要約】      （修正有）【課題】二次電池を位置決めすることなく二次電池を取り出すことができる二次電池の拘束装置を提供する。【解決手段】拘束装置は、上方向に突出する突出部５１が形成され、上下方向に移動可能な治具５０を具備し、スペーサ２０には、二次電池Ｗと接触する押圧面２１が形成されるとともに、スペーサ２０を前後方向に貫通するスリット２２が押圧面２１を除く部分に形成され、拘束装置は、二次電池Ｗの拘束を解除した後で、治具５０を上方向に移動させ、突出部５１によって、積層方向一端部に位置する二次電池Ｗから積層方向他端部に位置する二次電池Ｗまでを押圧するとともに、突出部５１をスペーサ２０のスリット２２に進入させることにより、二次電池Ｗをスペーサ２０に対して相対的に移動させる。【選択図】図６
2013206689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に積層される二次電池をスペーサで区切り、前記二次電池を拘束する二次電池の拘束装置であって、
積層方向に対して直交する方向に突出する突出部が形成され、積層方向に対して直交する方向に移動可能な治具、
を具備し、
前記スペーサには、
前記二次電池と接触する押圧面が形成されるとともに、前記スペーサを積層方向に貫通するスリットが前記押圧面を除く部分に形成され、
前記二次電池の拘束装置は、
前記二次電池の拘束を解除した後で、前記治具を積層方向に対して直交する方向に移動させ、前記突出部によって、積層方向一端部に位置する前記二次電池から積層方向他端部に位置する前記二次電池までを押圧するとともに、前記突出部を前記スペーサのスリットに進入させることにより、前記二次電池を前記スペーサに対して相対的に移動させる、
二次電池の拘束装置。
【請求項２】
拘束時に前記二次電池に荷重をかけるプレートには、
前記治具の突出部が進入可能な形状のスリットが、前記スペーサの押圧面に対応する部分を除く部分に形成される、
請求項１に記載の二次電池の拘束装置。
【請求項３】
水平方向に積層される二次電池をスペーサで区切り、前記二次電池を拘束する二次電池の拘束方法であって、
前記スペーサとして、前記二次電池と接触する押圧面が形成されるとともに、前記スペーサを積層方向に貫通するスリットが前記押圧面を除く部分に形成されるスペーサを用い、
前記二次電池の拘束を解除した後で、積層方向に対して直交する方向に治具を移動させ、積層方向に対して直交する方向に突出する前記治具の突出部によって、積層方向一端部に位置する前記二次電池から積層方向他端部に位置する前記二次電池までを押圧するとともに、前記突出部を前記スペーサのスリットに進入させることにより、前記二次電池を前記スペーサに対して相対的に移動させる、
二次電池の拘束方法。
【請求項４】
拘束時に前記二次電池に荷重をかけるプレートには、
前記治具の突出部が進入可能な形状のスリットが、前記スペーサの押圧面に対応する部分を除く部分に形成される、
請求項３に記載の二次電池の拘束方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平方向に積層される二次電池をスペーサで区切り、二次電池を拘束する二次電池の拘束装置および二次電池の拘束方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、二次電池の初期充電工程は、正極および負極に均一な被膜を形成するために、水平方向に二次電池およびスペーサを交互に積層し、二次電池に対して積層方向へ一定の荷重をかけて拘束した状態で行われる。
【０００３】
このような二次電池を拘束するための技術としては、特許文献１に記載される充放電装置等がある。
特許文献１に記載される充放電装置は、スペーサが配置されるパレットに二次電池を載置して、拘束治具によって二次電池を押圧することで、二次電池を拘束する。
【０００４】
初期充電工程等が終了した後で、二次電池は拘束が解除されて取り出される。特許文献１には、このような二次電池の取り出しを行うための具体的な手段が開示されていないが、図９に示すような形状の治具が用いられることが想定される。
図９に示すように、治具には、積層方向に沿って等間隔のピッチで上方向に突出する複数の突起部が形成される。治具は、二次電池の下方から上方向に二次電池を押圧することで、二次電池だけを押し上げる。
【０００５】
ここで、二次電池は、拘束時に電極体が圧縮される都合上、拘束後の厚み寸法（積層方向一端側の二次電池から積層方向他端側の二次電池までの長さ寸法）がばらついてしまう。
従って、従来技術においては、二次電池を取り出す前に、治具に対する二次電池の位置決めをしなければ、治具によって二次電池を取り出すことができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１４０８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、二次電池を位置決めすることなく二次電池を取り出すことができる二次電池の拘束装置および二次電池の拘束方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る二次電池の拘束装置は、水平方向に積層される二次電池をスペーサで区切り、前記二次電池を拘束する二次電池の拘束装置であって、積層方向に対して直交する方向に突出する突出部が形成され、積層方向に対して直交する方向に移動可能な治具、を具備し、前記スペーサには、前記二次電池と接触する押圧面が形成されるとともに、前記スペーサを積層方向に貫通するスリットが前記押圧面を除く部分に形成され、前記二次電池の拘束装置は、前記二次電池の拘束を解除した後で、前記治具を積層方向に対して直交する方向に移動させ、前記突出部によって、積層方向一端部に位置する前記二次電池から積層方向他端部に位置する前記二次電池までを押圧するとともに、前記突出部を前記スペーサのスリットに進入させることにより、前記二次電池を前記スペーサに対して相対的に移動させる、ものである。
【０００９】
本発明に係る二次電池の拘束装置は、拘束時に前記二次電池に荷重をかけるプレートには、前記治具の突出部が進入可能な形状のスリットが、前記スペーサの押圧面に対応する部分を除く部分に形成される、ものである。
【００１０】
本発明に係る二次電池の拘束方法は、水平方向に積層される二次電池をスペーサで区切り、前記二次電池を拘束する二次電池の拘束方法であって、前記スペーサとして、前記二次電池と接触する押圧面が形成されるとともに、前記スペーサを積層方向に貫通するスリットが前記押圧面を除く部分に形成されるスペーサを用い、前記二次電池の拘束を解除した後で、積層方向に対して直交する方向に治具を移動させ、積層方向に対して直交する方向に突出する前記治具の突出部によって、積層方向一端部に位置する前記二次電池から積層方向他端部に位置する前記二次電池までを押圧するとともに、前記突出部を前記スペーサのスリットに進入させることにより、前記二次電池を前記スペーサに対して相対的に移動させる、ものである。
【００１１】
本発明に係る二次電池の拘束方法は、拘束時に前記二次電池に荷重をかけるプレートには、前記治具の突出部が進入可能な形状のスリットが、前記スペーサの押圧面に対応する部分を除く部分に形成される、ものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、二次電池を位置決めすることなく二次電池を取り出すことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】二次電池の拘束装置の側面図。
【図２】フレームの正面図。（ａ）二次電池を載置している部分を示す図。（ｂ）スペーサを載置している部分を示す図。
【図３】スペーサの形状を示す図。（ａ）正面図。（ｂ）側面図。（ｃ）平面図。
【図４】二次電池が拘束される状態を示す側面図。（ａ）拘束前の図。（ｂ）拘束時の図。
【図５】二次電池の拘束を解除した状態を示す側面図。
【図６】二次電池を取り出すときのフレームの正面図。（ａ）二次電池を載置している部分を示す図。（ｂ）スペーサを載置している部分を示す図。
【図７】二次電池を取り出すときの状態を示す側面図。
【図８】拘束後の厚み寸法が小さい二次電池を取り出す状態を示す図。（ａ）取り出す前の状態を示す図。（ｂ）取り出すときの状態を示す図。
【図９】従来の二次電池を取り出すための治具を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本実施形態の二次電池Ｗの拘束装置１（以下、「拘束装置１」と表記する）および二次電池Ｗの拘束方法（以下、「拘束方法」と表記する）について説明する。
【００１５】
まず、二次電池Ｗについて説明する。
図１および図２（ａ）に示すように、二次電池Ｗは、正極、負極、およびセパレータを積層して捲回することで構成される電極体を電池容器内に収容し、電解液を注液した後に電池容器を密閉した角型の密閉型電池である。
【００１６】
電池容器を密閉した後で、二次電池Ｗに対して初期充電工程が行われる。
初期充電工程は、正極および負極に均一な被膜を形成させるため、二次電池Ｗに対して積層方向へ一定の荷重をかけて拘束した状態で行われる（図４参照）。
【００１７】
本実施形態の二次電池Ｗは、組電池を構成する二次電池（セル）として用いられる。
組電池は、複数の二次電池Ｗを厚み方向に積層するとともに、隣接する二次電池Ｗをスペーサで区切り、二次電池Ｗおよびスペーサに対して積層方向へ一定の荷重をかけた状態で、拘束金具によって拘束することで構成される。
【００１８】
すなわち、本実施形態の二次電池Ｗは、拘束された状態で使用される。このため、組電池を製造する前に行われる検査工程（二次電池Ｗ単体の検査、例えば、電圧の測定等）は、二次電池Ｗが拘束された状態で行われる。
【００１９】
つまり、本実施形態の二次電池Ｗは、初期充電工程および検査工程等が行われている間拘束され、その後、拘束が解除される。
このような場合において、拘束装置１は、前記拘束方法を用いて二次電池Ｗを拘束する。
【００２０】
なお、本実施形態の二次電池Ｗは、リチウムイオン二次電池であるものとするが、これに限定されるものでなく、例えば、ニッケル水素二次電池等であっても構わない。
【００２１】
次に、本実施形態の拘束装置１の構成について説明する。
【００２２】
なお、以下では、説明の便宜上、図１における紙面の上下方向を基準として「拘束装置１の上下方向」を規定する。また、図１における紙面の右方向を前方向として「拘束装置１の前後方向」を規定する。そして、図１における紙面の奥側に向かう方向を左方向として「拘束装置１の左右方向」を規定する。
【００２３】
図１および図２に示すように、拘束装置１は、フレーム１０、スペーサ２０、プレート３０、ネジ４０、および治具５０等を具備する。
【００２４】
フレーム１０は、底プレート１１、後側プレート１２、前側プレート１３、およびサイドプレート１４を備える。
【００２５】
底プレート１１は、拘束装置１の前端部から後端部まで、前後方向に沿って延出する部材である。底プレート１１は、左右方向に所定の隙間を開けた状態で、拘束装置１の左右両端部に配置される。
右側の底プレート１１（図２に示す紙面左側の底プレート１１）は、正面視において略Ｌ字状に形成される。左側の底プレート１１は、拘束装置１の左右中心を基準として、右側の底プレート１１に対して左右対称に配置される。
【００２６】
後側プレート１２は、底プレート１１の後端部に取り付けられる略板状部材である。後側プレート１２の前側面には、後端部に位置するスペーサ２０が当接する。
【００２７】
前側プレート１３は、底プレート１１の前端部に取り付けられる略板状部材である。前側プレート１３には、前後方向に貫通する貫通孔が形成される。前記貫通孔には、ネジ４０と螺合する雌ネジが形成される。
【００２８】
サイドプレート１４は、前後両端部が左右の前後プレート１２・１３の上下中途部に取り付けられる。
【００２９】
なお、拘束装置１の側面図（図１、図４、図５、図７、および図８）においては、二次電池Ｗおよびスペーサ２０を見やすくするために、底プレート１１の一部（底プレート１１の端部より上方向に突出する部分）およびサイドプレート１４の表記を省略している。
【００３０】
このようなフレーム１０には、厚み方向を前後方向として二次電池Ｗが載置される。
つまり、本実施形態では、前後方向が積層方向である。
【００３１】
スペーサ２０は、フレーム１０に対して相対的に前後方向に移動可能となるように、サイドプレート１４に支持される。
本実施形態のスペーサとしては、図３に示すように、略板状部材に押圧面２１およびスリット２２を形成したスペーサ２０が用いられる。
【００３２】
押圧面２１は、スペーサ２０の左右中央部より前後方向に所定の寸法だけ突出する部分に形成される面である。従って、二次電池Ｗを拘束したとき、押圧面２１は二次電池Ｗと接触する（図２（ａ）に二点鎖線で示す押圧面２１参照）。つまり、二次電池Ｗは、押圧面２１と接触する部分が押圧される。
このような押圧面２１の範囲は、二次電池Ｗの形状等に応じて決定される。
【００３３】
スリット２２は、スペーサ２０の下端部より所定の長さだけ上方向に切り欠いたような形状に形成される。スリット２２は、スペーサ２０を前後方向に貫通する。
スリット２２は、押圧面２１の左方および右方にそれぞれ形成される。つまり、スリット２２は、押圧面２１を除く部分に形成される。
【００３４】
このようなスペーサ２０は、図１に示すように、前後方向に所定のピッチを空けてフレーム１０内に複数配置される。前後のスペーサ２０の間には、二次電池Ｗが配置される。つまり、スペーサ２０は、水平方向に積層される二次電池Ｗを区切るものである。
【００３５】
プレート３０は、拘束時に二次電池Ｗに荷重をかけるものである（図４参照）。プレート３０は、前側プレート１３の後方に配置される略板状部材である。プレート３０は、ネジ４０によって前方向に移動して、前端部に位置するスペーサ２０を押圧する。
【００３６】
このようなプレート３０には、スペーサ２０の左右のスリット２２と略同一形状の左右のスリットが形成される（図３参照）。プレート３０のスリットは、上端部の高さ位置がスペーサ２０のスリット２２の上端部の高さ位置と同じ高さ位置となる。プレート３０のスリットは、正面視においてスペーサ２０のスリットと重なる位置に形成される。
すなわち、プレート３０のスリットは、スペーサ２０の押圧面２１に対応する部分（前端部に位置するスペーサ２０の押圧面２１と接触する部分）を除く部分に形成される。
本実施形態のプレート３０のスリットは、プレート３０を前後方向に貫通する。
【００３７】
ネジ４０は、プレート３０を支持してプレート３０の押圧位置を固定するものである。ネジ４０は、前端部がナットランナーと連結される。ネジ４０は、ナットランナーによって回転されることにより、その回転方向に応じて、プレート３０に対して近接離間する。
【００３８】
治具５０は、二次電池Ｗを取り出すためのものである。図１および図２に示すように、治具５０は、フレーム１０の下方に配置される。治具５０は、正面視において左右の底プレート１１の間に配置される。
治具５０は、左右方向の長さ寸法がスペーサ２０のスリット２２の左右方向の間隔と略同一の長さの略板状部材に、突出部５１を形成することで構成される。
【００３９】
突出部５１は、治具５０の左右両端部より上方向（積層方向に対して直交する方向）に突出する。突出部５１は、治具５０の前端部から後端部まで、前後方向に長く延出する。左右の突出部５１は、スペーサ２０の左右のスリット２２の下方に位置する。
突出部５１の突出寸法には、スリット２２の上下方向の深さ寸法よりもやや長い寸法が設定されている。
【００４０】
このような治具５０は、シリンダによってフレーム１０に対して相対的に上下方向に移動可能に構成される。従って、治具５０は、上方向に移動することで、フレーム１０に進入する。
【００４１】
次に、拘束方法が用いられて行われる拘束装置１の動作について説明する。
【００４２】
まず、図１に示すように、拘束装置１は、二次電池Ｗ（初期充電工程を行う前の二次電池Ｗ）をフレーム１０にセットする。これにより、図４（ａ）に示すように、フレーム１０には、二次電池Ｗおよびスペーサ２０が前後方向に交互に積層される。
【００４３】
二次電池Ｗをセットした後で、図４（ｂ）に示すように、拘束装置１は、ネジ４０を回転させてプレート３０を後方向に移動させ、二次電池Ｗおよびスペーサ２０をプレート３０によって押圧する。すなわち、拘束装置１は、二次電池Ｗに対して積層方向へ一定の荷重をかける。このように荷重をかけた状態を保持することで、拘束装置１は、二次電池Ｗを拘束する。
【００４４】
拘束された二次電池Ｗに対して、初期充電工程が行われる。このとき、拘束装置１は、二次電池Ｗの拘束を継続して行う。これにより、二次電池Ｗの電極には、均一な皮膜が形成される。
【００４５】
そして、初期充電工程が行われた二次電池Ｗに対して、検査工程が行われる。このとき、拘束装置１は、二次電池Ｗの拘束を継続して行う。
【００４６】
検査工程が完了した後で、図５に示すように、拘束装置１は、ネジ４０を回転させて前方向に移動させ、拘束を解除する。そして、拘束装置１は、治具５０をフレーム１０に対して相対的に上方向に移動させ、治具５０をフレーム１０にセットする。
このとき、治具５０の突出部５１は、図６に示すように、左右の底プレート１１の隙間よりフレーム１０に進入する。
【００４７】
これにより、二次電池Ｗは、下面の左右両側が、治具５０の突出部５１によって押圧される。従って、二次電池Ｗは、治具５０をセットすることでフレーム１０より上方向に押し出される（図２（ａ）参照）。
【００４８】
前述のように、治具５０の突出部５１は、スペーサ２０の左右のスリット２２の下方に位置している（図２（ｂ）参照）。
従って、図６（ｂ）に示すように、治具５０の突出部５１は、フレーム１０に進入したときに、スペーサ２０の左右のスリット２２に進入する。拘束装置１は、治具５０をフレーム１０にセットするとき、突出部５１がスリット２２の上端部に当接するまで、治具５０を上方向に移動させる。
このため、スペーサ２０は、治具５０によって上方向に押し出されることはなく、その高さ位置が変動しない。
【００４９】
ここで、治具５０の前後方向の長さ寸法は、拘束を解除して二次電池Ｗを取り出すときに、積層方向一端部に位置する二次電池Ｗから積層方向他端部に位置する二次電池Ｗまでを確実に押し出すことができる程度に長い寸法が設定されている。
【００５０】
従って、図７に示すように、治具５０をセットしたときには、二次電池Ｗだけがフレーム１０から浮き上がった状態となる。
このような二次電池Ｗは、左右側面がスペーサ２０の左右側面よりも上側に位置する。
【００５１】
従って、拘束装置１は、スペーサ２０より突出している部分をゴム等のクランプ部によってクランプすることで、二次電池Ｗだけをフレーム１０から取り出すことができる。
【００５２】
フレーム１０から取り出された二次電池Ｗは、検査結果が不合格であった二次電池Ｗを除いて組電池の製造ラインに搬送される。
【００５３】
このように、拘束装置１および拘束方法は、二次電池Ｗの拘束を解除した後で、治具５０を上方向に移動させ、突出部５１によって、積層方向一端部に位置する二次電池Ｗから積層方向他端部に位置する二次電池Ｗまでを押圧するとともに、突出部５１をスペーサ２０のスリット２２に進入させる。
これにより、拘束装置１および拘束方法は、二次電池Ｗをスペーサ２０に対して相対的に移動させる。
【００５４】
これによれば、拘束装置１および拘束方法は、二次電池Ｗを位置決めすることなく二次電池Ｗを取り出すことができる。また、図９に示すような複雑な形状の治具を用いる必要がなくなる。
従って、二次電池Ｗを取り出すための治具５０に要するコストを低減できる。
【００５５】
なお、スペーサのスリットは、押圧面を除く部分に形成されればよく（押圧面を貫通しなければよく）、その形状が本実施形態に限定されるものでない。
また、治具の突出部は、スペーサのスリットに進入可能な形状であるとともに、スペーサの押圧面に対応する部分を除く部分に形成されればよく、その形状が本実施形態に限定されるものでない。
【００５６】
ここで、二次電池Ｗは、拘束時に電極体が圧縮される。また、拘束装置１は、二次電池Ｗに対して一定の荷重がかかるように、二次電池Ｗを押圧する。従って、図５および図８（ａ）に示すように、二次電池Ｗの拘束後の厚み寸法（積層方向一端側の二次電池Ｗから積層方向他端側の二次電池Ｗまでの長さ寸法）は、異なる二次電池Ｗを拘束するたびにばらついてしまう。
すなわち、拘束後のプレート３０の位置は、二次電池Ｗによって異なる位置となってしまう。
【００５７】
仮に、図８（ａ）に示すように、拘束後の厚み寸法が小さく、プレート３０が比較的後側まで移動した場合、治具５０の突出部５１の前端部は、プレート３０の下方に位置することとなる。
つまり、治具５０は、突出部５１がフレーム１０に進入するときに、プレート３０を上方向に押圧しようとする。
【００５８】
そこで、本実施形態では、プレート３０にスペーサ２０のスリット２２と略同一形状のスリットを形成し、スペーサ２０の場合と同様に、治具５０の突出部５１を前記スリットに進入させている。
従って、図８（ｂ）に示すように、プレート３０は、治具５０によって上方向に押し出されることはなく、その高さ位置が変動しない。
【００５９】
これによれば、拘束装置１および拘束方法は、二次電池Ｗの拘束後の厚み寸法が小さい場合でも、治具５０による二次電池Ｗの取り出し動作にプレート３０が干渉することを防止できる。
【００６０】
このように、プレート３０には、治具５０の突出部５１が進入可能な形状のスリットが、スペーサ２０の押圧面２１に対応する部分を除く部分に形成される。
【００６１】
なお、プレートのスリットは、必ずしもプレートを前後方向に貫通する必要はない。すなわち、二次電池を取り出すときに、常に治具の前端部がプレートの前端部よりも後側に位置するような場合には、プレートのスリットは、プレートの前端部からプレートの前後中途部までの間に形成されていればよい。
【符号の説明】
【００６２】
１      拘束装置
２０    スペーサ
２１    押圧面
２２    スリット
５０    治具
５１    突出部
Ｗ      二次電池
【図１】
2013206689.tif 000003
【図２】
2013206689.tif 000004
【図３】
2013206689.tif 000005
【図４】
2013206689.tif 000006
【図５】
2013206689.tif 000007
【図６】
2013206689.tif 000008
【図７】
2013206689.tif 000009
【図８】
2013206689.tif 000010
【図９】
2013206689.tif 000011