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WO2006090511A1 - 電気デバイス集合体の製造方法 - Google Patents

電気デバイス集合体の製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2006090511A1
WO2006090511A1 PCT/JP2005/020260 JP2005020260W WO2006090511A1 WO 2006090511 A1 WO2006090511 A1 WO 2006090511A1 JP 2005020260 W JP2005020260 W JP 2005020260W WO 2006090511 A1 WO2006090511 A1 WO 2006090511A1
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WO
WIPO (PCT)
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electrode tabs
welding
manufacturing
electrode
bus bar
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/020260
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takeshi Kanai
Naoji Warishita
Original Assignee
Nec Corporation
Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nec Corporation, Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha filed Critical Nec Corporation
Priority to JP2007504627A priority Critical patent/JP5197001B2/ja
Publication of WO2006090511A1 publication Critical patent/WO2006090511A1/ja

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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an electrical device assembly in which a plurality of electrical devices (for example, batteries and capacitors) having electrical device elements that store and output electrical energy are assembled.
  • the present invention relates to a method of manufacturing an electric device assembly in which electrode tabs drawn out from the electric device caps are connected by welding.
  • the assembled battery 150 is a collection of a plurality of battery cells 120 (only two are shown in FIG. 1), and the electrode tabs 125a and 125b drawn from each battery cell 120 are electrically connected to each other! Speak.
  • the electrode tabs 125a and 125bi are all metallic materials, and the thickness thereof is relatively thin, for example, about 50 m to 300 m.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-338275 discloses that the electrode tabs 125a and 125b are bonded to each other using, for example, ultrasonic welding or laser welding in the above-described configuration. This document also discloses that the electrode tab and the bus bar are electrically connected.
  • the bus bar is a long plate-shaped member made of a conductive metal material.
  • One method of using the bus bar is to electrically connect the electrode tabs of the battery cells arranged away from each other, for example. To connect to.
  • the posture as shown in FIG. 1, that is, the electrode tabs 125a, 125b are in the horizontal direction.
  • the following problems may occur. That is, for example, when a laser is irradiated from the upper surface side to the electrode tab 125a, there is a possibility that the molten member may be pulled out vertically depending on the irradiation intensity of the laser. When the member is detached, the joint strength at the joint between the electrode tabs is lowered, and the reliability of the electrical connection is also lowered.
  • the electrode tabs 125a and 125b also have a thin member force, it is considered that such a problem of member removal is relatively likely to occur.
  • the above problems are not limited to batteries, and when manufacturing an electrical device assembly that requires electrode tabs to be joined together. It is a problem that can occur in common. In other words, for example, even in an electrical device that contains an electrical device element such as a capacitor inside, the above-described problems may occur when the electrode tabs drawn out from the electrical device are joined together. .
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and the purpose of the present invention is to cause electrode tab members to come off when the electrode tabs drawn from the electrical device are welded together. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an electric device assembly that can perform electrical connection between nug electrode tabs with high reliability.
  • the method of manufacturing an electrical device assembly of the present invention includes connecting the electrode tabs drawn from each electrical device, so that the plurality of electrical devices are connected in series and Z or A method of manufacturing an electrical device assembly electrically connected in parallel, in which the electrode tabs that are connected to each other are partially overlapped with each other, and the tips of the overlapped electrode tabs are! / The position is such that the displacement is directed vertically upward, and the electrode tabs are partially melted and welded together from the tip side of the electrode tabs.
  • each electrode tab melts in a direction from the upper side to the lower side of the overlapping portion of the electrode tabs.
  • the problem of missing members is less likely to occur.
  • Various welding methods can be used.
  • the tip of the electrode tab may be irradiated with an energy beam to melt the electrode tab.
  • the present invention is not limited to welding between electrode tabs, and electrode tabs that are further overlapped with a bus bar may be welded together. That is, the step of partially superimposing the electrode tabs includes superimposing a bus bar made of a conductive material in close contact with one surface of the overlapping portion of the electrode tabs, In the step of welding the tabs, the electrode tabs and the bus bar are joined by irradiating each electrode tab and the bus bar (or only one of these members) with an energy beam. May be included. In this case, the welding may be performed in a state where the overlapping portion between the electrode tabs is pressed through a bus bar.
  • the step of partially overlapping the electrode tabs may include overlapping the electrode tabs with the tips of the electrode tabs aligned.
  • the electrode tabs are welded together by welding from the distal end side of the electrode tabs in a posture extending in the vertical direction.
  • the electrode tabs can be electrically connected with high reliability.
  • FIG. 1 is a plan view showing an example of a configuration of a conventional assembled battery.
  • FIG. 2 is a plan view showing a configuration of an assembled battery which is an embodiment of the electric device assembly manufactured by the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the battery cell of FIG. 2 in a single state.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an electrical connection portion between electrode tabs.
  • FIG. 5 is a partially enlarged view showing an enlarged electrical connection between electrode tabs.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an assembled battery manufactured by the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the battery cell of FIG. 2 in a single state.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the electrical connection between the electrode tabs.
  • the battery cell 20 alone has an exterior film 24 that forms a sealed space inside, and a predetermined electromotive force (eg, 3.6 V) is contained in the sealed space.
  • a predetermined electromotive force eg, 3.6 V
  • the exterior film 24 has a structure in which two films are laminated, and a sealing portion 23 in which the films are heat-sealed is formed on the entire outer periphery of the exterior film 24.
  • the exterior film 24 has a rectangular outline shape, and a positive electrode tab 25a and a negative electrode tab 25b are drawn out from two sides on the short side. Note that the electrode tabs 25a and 25b are not particularly limited in the lead-out position. In addition to the form shown in FIG. 3, one side force is also drawn from the positive and negative electrode tabs. There may be.
  • the battery element 22 a plurality of sheet-like positive electrodes whose surfaces are coated with a positive electrode active material and sheet-like negative electrodes whose surfaces are coated with a negative electrode active material are laminated via a separator. It is a thing.
  • the thickness of the battery element 22 is, for example, about several tens of millimeters for several millimeters of force.
  • the exterior film 24 is not particularly limited, but, for example, an inner surface layer having heat sealability, an intermediate layer made of a metal foil film, and an outer surface layer functioning as a protective layer are sequentially stacked. It may have a three-layer structure.
  • the inner surface layer may be made of a thermoplastic resin excellent in electric field liquid resistance and heat sealing properties, such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), polyamide, ionomer, and the like.
  • PET polyethylene terephthalate
  • polyamide polyamide
  • ionomer ionomer
  • the outer surface layer may be made of a thermoplastic resin having excellent insulating properties, such as polyamide-based resin or polyester-based resin.
  • Each of the electrode tabs 25a and 25b is a sheet-like member having a thickness of 50 ⁇ m to 300 ⁇ m, for example, and has flexibility.
  • the material of the electrode tab 25a for the positive electrode is, for example, aluminum or aluminum alloy.
  • the material of the electrode tab 25b for the negative electrode is, for example, copper or an alloy.
  • the battery cells 20 are electrically connected so as to be connected in series. That is, a plurality of battery cells 20 are stacked in a state where the electrode tab 25a of one battery cell 20 and the electrode tab 25b of the other battery cell 20 adjacent to each other face each other.
  • the number of battery cells 20 is not particularly limited, but may be 12, for example.
  • the electromotive force of one battery cell 20 is 3.6V, and when 12 of these are assembled, the final output is about 43V. In this way, when the output is about 50V, even if the operator accidentally touches the electrode tab or the like when handling the assembled battery, the influence on the human body is relatively small. In the end, the output that can be obtained is 50V or less.
  • a plate-like bus bar 31 made of a conductive material (metal material) is further arranged at the electrical connection portion between the electrode tabs 25a and 25b.
  • the bus bar 31 is in close contact with the overlapping portion 26 of the electrode tabs 25a and 25b as shown in FIG. 5, so that the bus bar 31 itself is also energized.
  • the bus bar 31 can be used as various powers, for example, as a terminal for voltage extraction.
  • a bus bar 31 is disposed for each electrical connection between the electrode tabs as in the present embodiment.
  • a predetermined electric circuit can be connected to each of the bus bars 31, and the voltage for each battery cell 20 can be detected.
  • each bus bar 31 can be provided with a fuse. If a fuse is provided for each bus bar 31, in other words, for each battery cell 20, even if one battery cell 20 malfunctions, only the fuse corresponding to that battery cell 20 is blown. The entire circuit Body damage is avoided.
  • bus bar 31 As another method of using the bus bar 31, as shown by a broken line in FIG. 4, when another battery cell group is arranged adjacent to the X direction in the drawing, a longer bus bar 31 is used. It is also possible to connect the electrode tabs of one battery cell group and the electrode tabs of the other battery cell group to each other.
  • the nose bar 31 has through holes 31a formed at both ends thereof. Such a through hole 31a can be used to fix the bus bar 31 to another member. Further, when a predetermined electric circuit is connected to the bus bar 31 as described above, the connection member forming one end of the electric circuit and the bus bar 31 are fastened together using the through hole 3 la. An electrical connection between the bus bar and the electrical circuit can also be made.
  • the electrode tabs 25a and 25b arranged in a state of being opposed to each other are partially overlapped so that the respective tips are directed vertically upward. In this state, the overlapping portion 26 between the electrode tabs extends in the vertical direction.
  • the electrode tabs 25a, 25b and the bus bar 31 are maintained in close contact with each other by sandwiching the electrode tabs 25a, 25b and the bus bar 31 from both sides with a pressing jig (not shown).
  • the nose bar 31 is a plate-like member, so that it is uniform with respect to the overlapping portion 26 of the electrode tab. Is applied.
  • the uniform pressure applied to the overlapping portion 26 means that the electrode tabs 25a and 25b are stably held.
  • the vertical upward force is also irradiated with an energy beam toward the tip ends of the electrode tabs 25a and 25b and the end face of the bus bar 31.
  • the electrode tabs 25a and 25b and the bus bar 31 are melted from the distal end side (the upper side in the drawing), and the members are joined together to perform welding.
  • the energy beam for example, a laser beam or an electron beam can be used. Also, as shown in FIG. 5, the tips of the electrode tabs 25a and 25b are in the same plane. If welding is performed in a state in which the electrode tabs are aligned, substantially the same amount of energy beam is irradiated to the electrode tabs 25a and 25b. If the tip positions of the electrode tabs 25a and 25b are not aligned, the amount of energy beam applied to the electrode tabs 25a and 25b may vary, and as a result, the amount of members to be melted may vary. . This can cause poor welding. Therefore, in order to improve the reliability of welding, it is preferable to align the tips of the electrode tabs as described above. From this point of view, welding may be performed by aligning the tips of the electrode tabs 25a and 25b and the end surface of the upper side of the bus bar 31.
  • each member of the electrode tabs 25a, 25b and the bus bar 31 is melted in the direction from the upper side to the lower side of the overlapping portion 26.
  • the problem of missing members during welding does not occur.
  • in the method of welding by irradiating the energy tabs on the electrode tabs 125a and 125b stacked in the horizontal direction for example, if the irradiation intensity of the energy beam is too strong, a large amount of parts are melted. As a result, there was a risk that the member would come off.
  • the force used to weld the electrode tabs 25a, 25b and the bus bar 31 can also be applied to the case where the electrode tabs 25a, 25b are simply welded together. It is also possible to weld three or more electrode tabs.
  • the main feature of the manufacturing method of the present embodiment is that the electrode tabs 25a and 25b have their tips facing directly above the lead. In other words, the overlapping portion 26 extends in the vertical direction. It is to perform welding in such a posture. Therefore, naturally, for example, after the electrode tabs are superposed in a horizontal posture, welding can be performed in the above posture.
  • the member is melted from the front end side of the electrode tabs 25a, 25b, etc. As long as it can be used, it is not limited to driving the energy beam vertically downward as shown in FIG.
  • the electrode tabs 25a and 25b are not limited to those using an energy beam as long as the tip side force is also melted.
  • an ultrasonic wave is used.
  • Other welding methods may be used.
  • the electrical connection between the battery cells 20 is not limited to a series connection, and may be a parallel connection or a combination of parallel and series.
  • the present invention provides electrode tabs drawn from electrical device elements such as capacitors. It can utilize suitably also for joining.
  • the electric device element may be an electric double layer capacitor or an electrolytic capacitor.
  • the member that accommodates the battery element 22 is not limited to the exterior film 24, and may be a rigid member such as a can.
  • the battery element 22 has a positive electrode and a negative electrode in the form of a band via a separator. It may be a wound type that is thinned by laminating and winding it and then compressing it into a flat shape.
  • the battery element 22 may be, for example, a lithium ion secondary battery, a nickel metal hydride battery, a nickel-powered battery, a lithium metal secondary Z secondary battery, or a lithium polymer battery.

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Abstract

　電池セルから引き出された電極タブ同士を溶接する際に電極タブの部材抜けが起こりにくく、電極タブ同士の電気的接続を高い信頼性で行うことができる、組電池の製造方法を提供する。組電池を構成する電池セル（２０）は、外装フィルムの封止部から引き出された正極用及び負極用の電極タブ（２５ａ、２５ｂ）を有している。各電極タブ（２５ａ、２５ｂ）は、それぞれの先端が鉛直上方を向くようにして部分的に重ね合わせられる。次いで、電極タブ（２５ａ、２５ｂ）同士を重ね合わせた状態で、電極タブの先端側から上記各電極タブを部分的に溶融させて電極タブ同士を溶接する。

Description

明 細 書
電気デバイス集合体の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、電気的エネルギーを貯留及び出力する電気デバイス要素を有する電気 デバイス (例えば、電池やキャパシタ）が複数集合した電気デバイス集合体を製造す る方法に関する。特に、各電気デバイスカゝら引き出された電極タブ同士が溶接によつ て接続されている電気デバイス集合体の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 近年、例えば電気自動車の駆動電源として、複数の電池セルを直列及び Z又は並 列に相互接続した組電池の開発が進められている。このような組電池の構成につい て、図 1を参照して簡単に説明する。組電池 150は、複数の電池セル 120 (図 1では 2つのみを図示）を集合させたものであり、各電池セル 120から引き出された電極タブ 125a, 125b同士力電気的に接続されて!ヽる。なお、電極タブ 125a、 125biま!ヽず れも金属材料であって、その厚さは例えば 50 m〜300 m程度の比較的薄いもの である。
[0003] 特開 2003— 338275号公報〖こは、上記のような構成において、例えば超音波溶 接やレーザー溶接を利用して電極タブ 125a、 125b同士を接合することが開示され ている。同文献にはまた、電極タブとバスバーとを電気的に接続することも開示され ている。なお、バスバーとは、導電性の金属材料からなる長尺な板状部材であり、そ の利用方法の 1つとしては、例えば互いに離れて配置された電池セルのそれぞれの 電極タブ同士を電気的に接続することなどが挙げられる。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら、上記特開 2003— 338275号公報〖こは、レーザー溶接等を利用して 電極タブ同士を接合することについては記載されているものの溶接工程の詳細につ いては虫れられてない。
[0005] 例えば、図 1に示したような姿勢、すなわち、電極タブ 125a、 125bが水平方向に 延在するような姿勢でレーザー溶接等を行うとすれば、次のような不具合が生じること もある。すなわち、例えば図示上面側から電極タブ 125aに向けてレーザーを照射し た際、レーザーの照射強度によっては溶融した部材が鉛直下方に抜けてしまう可能 性があった。部材の抜けが発生すると、電極タブ同士の接合部の接合強度が低下す ると共に、電気的接続の信頼性も低下する。特に、前述の通り、電極タブ 125a、 125 bは 、ずれも薄 ヽ部材力 なるものであるため、こうした部材抜けの問題が比較的発 現しやすいと考えられる。
[0006] 以上、電池として機能する電池セル 120を例に挙げて説明した力 上記のような問 題は電池に限らず、電極タブ同士を接合する必要がある電気デバイス集合体を製造 する際に共通して生じうる問題である。つまり、例えば、内部にキャパシタなどの電気 デバイス要素を収容した電気デバイスであっても、該電気デバイスカゝら引き出された 電極タブ同士を接合する際に上記のような問題は生じうることとなる。
[0007] 本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気デバ イスから引き出された電極タブ同士を溶接接合する際に電極タブの部材抜けが起こ りにくぐ電極タブ同士の電気的接続を高い信頼性で行うことができる、電気デバイス 集合体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
[0008] 上記目的を達成するため、本発明の電気デバイス集合体の製造方法は、各電気デ バイスカゝら引き出された電極タブ同士を接続することで、複数の前記電気デバイスが 直列及び Z又は並列に電気的接続された電気デバイス集合体を製造する方法であ つて、互いに接続される前記電極タブ同士を部分的に重ね合わせる工程と、重ね合 わせられた前記電極タブの先端が!/、ずれも鉛直上方を向く姿勢で、前記電極タブの 先端側から、前記各電極タブを部分的に溶融させて前記電極タブ同士を溶接するェ 程とを有する。
[0009] このような本発明の製造方法によれば、各電極タブは、電極タブ同士の重ね合せ 部の上部側から下部側に向力う方向に溶融していくものであるため、電極タブ同士を 水平姿勢に重ねて溶接を行う従来の方法と比較して、部材の抜けの問題が生じにく い。 [0010] 溶接の方法としては種々利用可能であるが、例えば、前記電極タブの各先端に対 してエネルギービームを照射して前記電極タブを溶融させるものであってもよい。
[0011] また、本発明は電極タブ同士の溶接に限らず、電極タブ同士にさらにバスバーを重 ねたものを一括して溶接するものであってもよい。すなわち、前記電極タブ同士を部 分的に重ね合わせる工程は、前記電極タブ同士の重ね合せ部の一方の面に、導電 性材料カゝらなるバスバーを密着させて重ね合せることを含み、前記電極タブ同士を 溶接する工程は、前記各電極タブと前記バスバーとに対して (あるいはこれらの部材 のうち一方のみに対して）エネルギービームを照射して、前記電極タブと前記バスバ 一とを接合することを含むものであってもよい。この場合、バスバーを介して前記電極 タブ同士の前記重ね合せ部を押圧した状態で前記溶接を行うようにしてもょ 、。
[0012] また、前記電極タブ同士を部分的に重ね合わせる工程は、前記電極タブの各先端 を揃えた状態で、前記電極タブ同士を重ね合わせることを含むものであってもよ 、。 発明の効果
[0013] 上述したように本発明によれば、鉛直方向に延在する姿勢となっている電極タブの 先端側から溶接を行って電極タブ同士を接合するものであるため、電極タブ同士を 溶接接合する際に電極タブの部材抜けが起こりにくぐしたがって電極タブ同士の電 気的接続を高い信頼性で行うことができるものとなる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]従来の組電池の構成の一例を示す平面図である。
[図 2]本発明の製造方法によって製造される電気デバイス集合体の一態様である組 電池の構成を示す平面図である。
[図 3]図 2の電池セルを単体の状態で示す斜視図である。
[図 4]電極タブ同士の電気的接続部を示す斜視図である。
[図 5]電極タブ同士の電気的接続部を拡大して示す部分拡大図である。
符号の説明
[0015] 20 電池セル
22 電池要素 24 外装フィルム
25a, 25b 電極タブ
26 重ね合せ部
31 バスバー
31a 貫通穴
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図 2は、本発明の 製造方法によって製造される組電池の構成を示す図である。図 3は、図 2の電池セル を単体の状態で示す斜視図である。図 4は、電極タブ同士の電気的接続部を示す斜 視図である。
[0017] 図 3に示すように、電池セル 20単体は、内部に密閉空間を形成する外装フィルム 2 4を有しており、該密閉空間内には、所定の起電力（例えば 3. 6V)を出力する薄型 の電池要素 22 (電気デバイス要素）が電解液と共に収容されている。外装フィルム 2 4は、詳細には、 2枚のフィルムを張り合わせた構造となっており、外装フィルム 24の 外周部にはフィルム同士を熱シールした封止部 23が全周にわたって形成されている 。外装フィルム 24は長方形の輪郭形状を有しており、短辺側の 2辺から、正極用の電 極タブ 25a及び負極用の電極タブ 25bが引き出されている。なお、電極タブ 25a、 25 bの引き出し位置は特に限定されるものではなぐ図 3に示すような形態の他にも、 1 つの辺力も正極用及び負極用の電極タブが引き出されているものであってもよい。
[0018] 電池要素 22は、表面に正極活物質が塗布されたシート状の正電極と、同じく表面 に負極活物質が塗布されたシート状の負電極とがセパレータを介して複数枚積層さ れたものである。電池要素 22の厚みは例えば数 mm力も十数 mm程度である。
[0019] 外装フィルム 24としては特に限定されるものではな 、が、例えば、熱シール性を備 えた内面層と、金属箔膜からなる中間層と、保護層として機能する外面層とが順に積 層された 3層構造のものであってもよい。内面層は、例えばポリエチレン、ポリプロピレ ン、ポリエチレンテレフタラート (PET)、ポリアミド、アイオノマー等の耐電界液性及び 熱シール性に優れた熱可塑性榭脂からなるものであってもよい。中間層は、例えば アルミ箔又は SUS箔膜など、可撓性を有し強度にも優れたものを利用すればよ!ヽ。 外面層は、ポリアミド系榭脂又はポリエステル系榭脂など、絶縁性に優れた熱可塑性 榭脂からなるものであってもよ 、。
[0020] 電極タブ 25a、 25bはいずれも、厚みが例えば 50 μ m〜300 μ mのシート状の部 材であり、可撓性を有している。正極用の電極タブ 25aの材質は、例えばアルミ-ゥ ム又はアルミニウム合金等である。負極用の電極タブ 25bの材質は、例えば銅又は 合金等である。
[0021] 図 2に示すように、本実施形態の組電池 50においては、各電池セル 20が直列接 続をなすようにして電気的に接続されている。すなわち、一方の電池セル 20の電極 タブ 25aと、それに隣接する他方の電池セル 20の電極タブ 25bとが対向する状態で 、複数の電池セル 20が積層されている。なお、電池セル 20の個数は特に限定される ものではないが、例えば 12個であってもよい。
[0022] 前述の通り、 1つの電池セル 20の起電力は 3. 6Vであり、これを 12個集合させると 、最終的に得られる出力は 43V程度となる。このように、出力が 50V程度の場合、組 電池の取扱い時に、作業者が誤って電極タブ等に触れてしまったとしても人体に及 ぼす影響は比較的小さいため、本実施形態のように最終的に得られる出力を 50V以 下とすることは安全性の観点力も好ま 、。
[0023] 図 4に示すように、電極タブ 25a、 25b同士の電気的接続部には、さらに、導電性材 料 (金属材料)からなる板状のバスバー 31が配置されている。バスバー 31は、組電 池 50の完成状態では、図 5に示すように電極タブ 25a、 25bの重ね合せ部 26に密着 し、これによりバスバー 31自体も通電状態となっている。
[0024] なお、バスバー 31の利用方法としては種々考えられる力 例えば、電圧取出しの用 の端子として利用することができる。電圧取出し用の端子として利用する場合、本実 施形態のように、電極タブ同士の電気的接続部ごとにバスバー 31が配置されている ことが好ましい。このような構成とすることで、例えば、バスバー 31のそれぞれに所定 の電気回路を接続し、各電池セル 20ごとの電圧を検出することができる。あるいは、 各バスバー 31にヒューズを設けることもできる。各バスバー 31ごと、換言すれば各電 池セル 20ごとにヒューズを設ける構成とすれば、仮に 1つの電池セル 20に異常が発 生したとしても、その電池セル 20に対応するヒューズのみが切れることにより、回路全 体の損傷が回避される。
[0025] バスバー 31の利用方法としては、その他にも、図 4の破線にて示すように、図示 X 方向に隣接して、他の電池セル群が配置されているような場合、より長いバスバーを 利用して、一方の電池セル群の電極タブと他方の電池セル群の電極タブとを相互に 接続することも可能である。
[0026] ノ スバー 31は、その両端部に貫通穴 31aが形成されている。このような貫通穴 31a は、バスバー 31を他の部材に固定するために利用することができる。また、上記のよ うにバスバー 31に所定の電気回路を接続する場合にあっては、貫通穴 3 laを利用し て、電気回路の一端をなす接続部材とバスバー 31とを共締めすることで、バスバーと 電気回路との電気的接続を行うこともできる。
[0027] 次に、各電極タブ 25a、 25b同士を電気的に接続する方法について説明する。な お、組電池を製造するにあたっての他の工程 (例えば電池セル 20同士を重ね合わ せる工程等）は従来公知の方法で実施可能であるため、その説明は省略する。
[0028] まず、図 4に示すように、互いに対向した状態に配置された電極タブ 25a、 25bを、 各先端がいずれも鉛直上方に向くようにして部分的に重ね合せる。この状態では、電 極タブ同士の重ね合せ部 26が鉛直方向に延在することとなる。そして、不図示の押 さえ治具により、電極タブ 25a、 25b及びバスバー 31を両側から挟み込むことで、電 極タブ 25a、 25b及びバスバー 31を、互いに密着した状態に維持する。
[0029] このようにバスバー 31を介在させた状態で電極タブ 25a、 25bを挟持する構成の場 合、ノ スバー 31が板状部材であることから、電極タブの重ね合せ部 26に対して均一 な加圧力が付与される。重ね合せ部 26に均一な加圧力が付与されているということ は、電極タブ 25a、 25bの挟持が安定して行われることを意味する。
[0030] 次いで、電極タブ 25a、 25bの各先端及びバスバー 31の端面に向けて、鉛直上方 力もエネルギービームを照射する。これにより、電極タブ 25a、 25b及びバスバー 31 がそれぞれ先端側（図示上部側)より溶融し、各部材同士が互いに一体ィ匕することで 溶接が行われる。
[0031] なお、エネルギービームとしては、例えばレーザービーム又は電子ビーム等を利用 することができる。また、図 5に示すように、電極タブ 25a、 25bの各先端が同一面内 に揃えられた状態で溶接を行うようにすれば、各電極タブ 25a、 25bに対してほぼ同 量のエネルギービームが照射されることとなる。両電極タブ 25a、 25bの先端の位置 が揃っていない場合、各電極タブ 25a、 25bに照射されるエネルギービームの量に バラツキが生じ、その結果、溶融する部材の量にバラツキが生じるおそれもある。これ は溶接不良の原因となりうるものであり、したがって、溶接の信頼性を向上させるため には上記のように電極タブの先端同士を揃えることが好ましい。また、こうした観点か ら、電極タブ 25a、 25bの各先端とバスバー 31の上部側の端面とを揃えて溶接を行う ようにしてもよい。
[0032] 本実施形態の製造方法によれば、電極タブ 25a、 25b及びバスバー 31の各部材は 、重ね合せ部 26の上部側から下部側に向力う方向に溶融していくものであるため、 図 1を参照して説明したような、溶接時の部材抜けの問題は発生しない。図 1のように 水平方向に重ね合わせた電極タブ 125a、 125bに対してエネルギービームを照射し て溶接する方法では、例えばエネルギービームの照射強度が強すぎると、大量の部 材が溶融し、その結果、部材が抜けてしまうおそれがあった。これに対し、本実施形 態のように、重ね合せ部 26の上部側から下部側に向力う方向に溶融するものであれ ば、仮にエネルギービームの照射強度が強すぎたとしても、重ね合せ部 26に形成さ れる溶接部が鉛直下方に向力つて大きくなるだけで済むため、部材が抜けることはな い。これは、逆に言えば、比較的高い照射強度でエネルギービームを照射したとして も問題が生じないことを意味している。したがって本実施形態の製造方法によれば、 エネルギービームの照射強度の調整が容易化する。
[0033] なお、本実施形態では、電極タブ 25a、 25bとバスバー 31とを溶接するものであつ た力 本発明は単に電極タブ 25a、 25b同士を溶接する場合にも適用可能であるし、 あるいは 3枚以上の電極タブを溶接することも可能である。
[0034] 本実施形態の製造方法の主たる特徴は、電極タブ 25a、 25bの先端がいずれも鉛 直上方を向く姿勢で、別な言い方をすれば重ね合せ部 26が鉛直方向に延在するよ うな姿勢で溶接を行うことにある。したがって、当然ながら、例えば電極タブ同士を水 平姿勢で重ね合わせた後、上記のような姿勢として溶接を行うことも可能である。
[0035] また、本発明の方法においては、電極タブ 25a、 25b等の先端側から部材を溶融さ せるものであれば、図 4に描かれているようにエネルギービームを鉛直下方に打ち込 むことに限定されるものではない。
[0036] また、電極タブ同士を溶接する方法としては、電極タブ 25a、 25bを先端側力も溶 融させていくものであれば、エネルギービームを利用するものに限らず例えば超音波 を利用したものなど、他の溶接方法であってもよい。また、電池セル 20同士の電気的 接続も直列接続に限らず、並列接続又は並列と直列との組合せの接続であってもよ い。
[0037] なお、以上、電池セル 20及びそれが集合した組電池 50を例に挙げて説明した力 本発明は、電池の他にも、キャパシタなどの電気デバイス要素から引き出された電極 タブ同士を接合するのにも好適に利用することができる。具体的には、電気デバイス 要素は、電気二重層キャパシタ又は電解コンデンサ等であってもよい。
[0038] また、図 3において電池要素 22を収容する部材は外装フィルム 24に限らず、例え ば缶などの剛性のある部材であってもよい。また、電池要素 22は、上述したような、セ パレータを介して正電極と負電極とが積層された積層型の他にも、 Vヽずれも帯状の 正電極及び負電極をセパレータを介して積層し、これを捲回した後に扁平状に圧縮 することで薄型とした捲回型のものであってもよ 、。電池要素 22の種類としては例え ば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケル力ドニゥム電池、リチウムメ タルー次 Z二次電池、又はリチウムポリマー電池等であってもよ 、。

Claims

請求の範囲
[1] 各電気デバイスから引き出された電極タブ同士を接続することで、複数の前記電気 デバイスが直列及び,又は並列に電気的接続された電気デバイス集合体を製造す る方法であって、
互いに接続される前記電極タブ同士を部分的に重ね合わせる工程と、 重ね合わせられた前記電極タブの先端がいずれも鉛直上方を向く姿勢で、前記電 極タブの先端側から、前記各電極タブを部分的に溶融させて前記電極タブ同士を溶 接する工程とを有する電気デバイス集合体の製造方法。
[2] 前記電極タブ同士を溶接する工程は、前記電極タブの各先端に対してエネルギー ビームを照射することを含む、請求項 1に記載の電気デバイス集合体の製造方法。
[3] 前記電極タブ同士を部分的に重ね合わせる工程は、前記電極タブ同士を重ね合 わせた重ね合せ部の一方の面に、さらに、導電性材料力もなるバスバーを密着させ て重ね合わせることを含み、
前記電極タブ同士を溶接する工程は、前記各電極タブと前記バスバーの少なくとも 一方に対してエネルギービームを照射して、前記電極タブと前記バスバーとを接合 する、請求項 1又は 2に記載の電気デバイス集合体の製造方法。
[4] 前記電極タブ同士を溶接する工程は、前記バスバーを介して前記電極タブ同士の 前記重ね合せ部を押圧した状態で前記溶接を行うことを含む、請求項 3に記載の電 気デバイス集合体の製造方法。
[5] 前記電極タブ同士を部分的に重ね合わせる工程は、前記電極タブの各先端を揃 えた状態で、前記電極タブ同士を重ね合わせることを含む、請求項 1から 4のいずれ 力 1項に記載の電気デバイス集合体の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012148100A3 (ko) * 2011-04-26 2012-12-20 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 버스 바 및 이를 포함하는 전지모듈
KR101271565B1 (ko) * 2010-08-25 2014-03-04 주식회사 엘지화학 전지모듈 및 전지셀의 셀 단자들의 연결 방법
CN104115309A (zh) * 2012-05-08 2014-10-22 株式会社Lg化学 电极引线和具有电极引线的二次电池
US20140370366A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 Denso Corporation Structure of battery unit
CN104241585A (zh) * 2013-06-18 2014-12-24 株式会社电装 电池单元的改进结构

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017158268A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 三洋電機株式会社 電源システム
KR102324264B1 (ko) 2018-12-21 2021-11-08 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 리드를 버스바에 밀착시키는 가압 지그 장치 및 이를 포함하는 배터리 모듈 제조 시스템
CN112002868B (zh) * 2020-09-08 2021-07-20 宁德新能源科技有限公司 一种电化学装置及电子装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5545539A (en) * 1978-09-27 1980-03-31 Hitachi Ltd Welding method of edge joint
JPS62234680A (ja) * 1986-04-02 1987-10-14 Kobe Steel Ltd 厚板の立向姿勢電子ビ−ム溶接方法
JPH08250103A (ja) * 1995-03-13 1996-09-27 Nippondenso Co Ltd 角形電池の製造方法
JP2003331816A (ja) * 2002-05-08 2003-11-21 Nissan Motor Co Ltd シート状二次電池の電極接続構造、および該電極接続構造を具備する二次電池
JP2004071179A (ja) * 2002-08-01 2004-03-04 Nissan Motor Co Ltd ラミネート外装電池、組電池および組電池モジュール

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6238781A (ja) * 1985-08-13 1987-02-19 Mitsubishi Electric Corp 高密度熱源ビ−ム接合方法
JPH1050556A (ja) * 1996-08-05 1998-02-20 Okamura Kenkyusho:Kk 電気二重層コンデンサ
JP3578303B2 (ja) * 1997-03-12 2004-10-20 トヨタ自動車株式会社 密閉型角形電池の電極の製造方法
JP4186525B2 (ja) * 2002-06-28 2008-11-26 日産自動車株式会社 組電池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5545539A (en) * 1978-09-27 1980-03-31 Hitachi Ltd Welding method of edge joint
JPS62234680A (ja) * 1986-04-02 1987-10-14 Kobe Steel Ltd 厚板の立向姿勢電子ビ−ム溶接方法
JPH08250103A (ja) * 1995-03-13 1996-09-27 Nippondenso Co Ltd 角形電池の製造方法
JP2003331816A (ja) * 2002-05-08 2003-11-21 Nissan Motor Co Ltd シート状二次電池の電極接続構造、および該電極接続構造を具備する二次電池
JP2004071179A (ja) * 2002-08-01 2004-03-04 Nissan Motor Co Ltd ラミネート外装電池、組電池および組電池モジュール

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9005799B2 (en) 2010-08-25 2015-04-14 Lg Chem, Ltd. Battery module and methods for bonding cell terminals of battery cells together
KR101271565B1 (ko) * 2010-08-25 2014-03-04 주식회사 엘지화학 전지모듈 및 전지셀의 셀 단자들의 연결 방법
US20130330595A1 (en) * 2011-04-26 2013-12-12 Lg Chem, Ltd Bus bar having novel structure and battery module including the same
CN103460448A (zh) * 2011-04-26 2013-12-18 株式会社Lg化学 具有新颖结构的汇流条和包括该汇流条的电池模块
JP2014514715A (ja) * 2011-04-26 2014-06-19 エルジー ケム． エルティーディ． 新規な構造のバスバー及びこれを備えた電池モジュール
JP2016048685A (ja) * 2011-04-26 2016-04-07 エルジー ケム． エルティーディ． 新規な構造のバスバー及びこれを備えた電池モジュール
US9136521B2 (en) 2011-04-26 2015-09-15 Lg Chem, Ltd. Bus bar having novel structure and battery module including the same
WO2012148100A3 (ko) * 2011-04-26 2012-12-20 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 버스 바 및 이를 포함하는 전지모듈
JP2015513205A (ja) * 2012-05-08 2015-04-30 エルジー・ケム・リミテッド 電極リード及びそれを含む二次電池
US9269960B2 (en) 2012-05-08 2016-02-23 Lg Chem, Ltd. Electrode lead and secondary battery having the same
CN104115309A (zh) * 2012-05-08 2014-10-22 株式会社Lg化学 电极引线和具有电极引线的二次电池
JP2015002140A (ja) * 2013-06-18 2015-01-05 株式会社デンソー 電池ユニット
JP2015002141A (ja) * 2013-06-18 2015-01-05 株式会社デンソー 電池ユニット
CN104241691A (zh) * 2013-06-18 2014-12-24 株式会社电装 电池部件的改进结构
CN104241585A (zh) * 2013-06-18 2014-12-24 株式会社电装 电池单元的改进结构
US20140370366A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 Denso Corporation Structure of battery unit

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JP5197001B2 (ja) 2013-05-15

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