特許 6394448 電池モジュールおよびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6394448

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】電池モジュールおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20180913BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 G

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-52454(P2015-52454)

(22)【出願日】2015年3月16日

(65)【公開番号】特開2016-173903(P2016-173903A)

(43)【公開日】2016年9月29日

【審査請求日】2017年4月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】特許業務法人 共立

(72)【発明者】

【氏名】草場 幸助

【審査官】 藤原 敬士

(56)【参考文献】

【文献】 特許第６０７９５８９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１３−００８６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３０６５６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

孔状をなす電池保持部を持つホルダと電池セルとを準備する準備工程と、前記電池セルの外周面に接着層を形成する接着層形成工程と、前記ホルダの前記電池保持部に前記電池セルを挿入する挿入工程と、を有し、
前記接着層形成工程において、
前記電池セルの外周面の一部の領域である第１領域に、変形可能な多孔層を設け、かつ、
前記第１領域に対して前記電池セルの挿入方向の後側に隣接する第２領域に、接着剤で構成される接着剤層を設けることで、前記多孔層と前記接着剤とを含む接着層を形成する、電池モジュールの製造方法。

【請求項2】

前記接着層形成工程において、
前記電池セルの外周面における軸方向の少なくとも一部の領域において、前記電池セルの外周面の全周にわたって前記接着層を設ける、請求項１に記載の電池モジュールの製造方法。

【請求項3】

前記多孔層は、弾性変形可能である、請求項１または請求項２に記載の電池モジュールの製造方法。

【請求項4】

前記接着層形成工程において、前記多孔層と前記接着剤層とを接触させる、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電池モジュールの製造方法。

【請求項5】

前記接着層形成工程において、前記多孔層に、前記接着剤層を構成する接着剤よりも粘度の低い低粘度接着剤を含浸させる、請求項１〜請求項４の何れか一項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】

本発明は電池セルと当該電池セルを保持するホルダとを含む電池モジュール、および当該電池モジュールを製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電池モジュールにおける電池セルはホルダに接着されるのが一般的である。例えば、特許文献１に紹介されている電池モジュールは、複数の電池セルをホルダに一体に接着してなるものである。この種の電池モジュールは組電池とも呼ばれ、例えば車両用のバッテリ等の種々の用途に供されている。

【0003】

特許文献１に紹介されている電池モジュールにおいて、ホルダには孔状をなす電池保持部が設けられており、電池セルはこの電池保持部に挿入される。そして、この種の電池モジュールを製造する際には、ホルダにおける電池保持部の内周面と電池セルの外周面との隙間に接着剤を注入し、この接着材を固化することにより接着部を形成している。しかし、電池保持部の内周面と電池セルの外周面との間に接着剤を注入する方法（所謂ポッティング法）によると、接着剤を注入および固化するのに時間がかかり、作業効率に劣る。

【0004】

当該作業効率を向上させるために、例えば接着剤を電池セルの外周面に塗布し、接着剤が塗布された状態の電池セルをホルダの電池保持部に挿入する方法が考えられる。

【0005】

ところで、電池セルをホルダに安定して保持するためには、ホルダに設けた電池保持部の内周面と電池セルの外周面との隙間をあまり大きくしないのが良いと考えられる。

【0006】

この場合には、狭い隙間に接着剤を満たす必要がある。しかし接着剤は比較的粘度が高いため、電池保持部の内周面と接着剤との摩擦抵抗は比較的大きく、接着剤を均一に塗り広げるのは困難である。このため、電池保持部の内周面と電池セルの外周面との狭い隙間に接着剤を均一に行き渡らせるのは容易ではなかった。そして、電池保持部の内周面と電池セルの外周面との隙間に接着剤が行き渡らず、接着層の内部に空気が巻き込まれると、固化した接着剤（つまり接着部）と相手材（つまり電池保持部の内周面および／または電池セルの外周面）との接着面積が低下したり、接着部自体の強度低下が生じたりする可能性があった。このため、接着部と相手材との接着強度を向上させ難く、電池セルをホルダに安定して接着一体化し難い問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１３−８６５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ホルダの電池保持部と電池セルとの間に充分に接着部が充填された電池モジュール、および当該電池モジュールを製造するための方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決する本発明の第１の電池モジュールの製造方法は、
孔状をなす電池保持部を持つホルダと電池セルとを準備する準備工程と、前記電池セルの外周面に接着層を形成する接着層形成工程と、前記ホルダの前記電池保持部に前記電池セルを挿入する挿入工程と、を有し、
前記接着層形成工程において、変形可能な多孔層を前記電池セルの外周面に設け、かつ、前記多孔層に接着剤を含浸させることで、前記多孔層と前記接着剤とを含む接着層を形成する、方法である。

【0010】

また、上記課題を解決する本発明の第２の電池モジュールの製造方法は、
孔状をなす電池保持部を持つホルダと電池セルとを準備する準備工程と、前記電池セルの外周面に接着層を形成する接着層形成工程と、前記ホルダの前記電池保持部に前記電池セルを挿入する挿入工程と、を有し、
前記接着層形成工程において、
前記電池セルの外周面の一部の領域である第１領域に、変形可能な多孔層を設け、かつ、
前記第１領域に対して前記電池セルの挿入方向の後側に隣接する第２領域に、接着剤で構成される接着剤層を設け、前記多孔層と前記接着剤とを含む接着層を形成する、方法である。

【0011】

また、上記課題を解決する本発明の電池モジュールは、
孔状をなす電池保持部を持つホルダと、前記ホルダの前記電池保持部に挿入されている電池セルと、前記ホルダと前記電池セルとの間に介在している接着部と、を有し、
前記接着部は、多孔層と、前記多孔層の少なくとも一部に含浸されている接着剤と、を有するものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明の第１または第２の電池モジュールの製造方法によると、ホルダの電池保持部と電池セルとの間に接着剤を充分に充填できる。本発明の電池モジュールは、ホルダの電池保持部と電池セルとの間に接着剤が充分に充填されたものである。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例１の電池モジュールを模式的に表す斜視図である。

【図2】実施例１の電池モジュールを模式的に表す分解斜視図である。

【図3】実施例１の電池モジュールを図１中Ｘ−Ｘ位置で切断した様子を模式的に表す断面図である。

【図4】実施例１の製造方法における接着層形成工程を模式的に表す説明図である。

【図5】実施例１の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。

【図6】実施例２の製造方法における接着層形成工程を模式的に表す説明図である。

【図7】実施例２の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。

【図8】実施例３の製造方法における接着層形成工程を模式的に表す説明図である。

【図9】実施例３の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、具体例を挙げて本発明の電池モジュールの製造方法を説明する。以下、必要に応じて、各実施例の電池モジュールの製造方法を単に各実施例の製造方法と略する。

【0015】

なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「ｘ〜ｙ」は、下限ｘおよび上限ｙをその範囲に含む。そして、これらの上限値および下限値、ならびに実施形態中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで数値範囲を構成し得る。さらに数値範囲内から任意に選択した数値を上限、下限の数値とすることができる。

【0016】

（実施例１）
実施例１は本発明の第１の電池モジュールの製造方法に関する。図１は実施例１の電池モジュールを模式的に表す斜視図である。図２は、図１に示す実施例１の電池モジュールの分解斜視図である。図３は、実施例１の電池モジュールを図１中Ｘ−Ｘ位置で切断した様子を模式的に表す断面図である。図４は、実施例１の製造方法における接着層形成工程を模式的に表す説明図である。図５は実施例１の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。

【0017】

以下、実施例において、上、下、左、右、前、後とは図１に示す上、下、左、右、前、後を指す。実施例において、電池セルの軸方向Ｙとは図１に示す上下方向を指す。なお、電池セル以外の部材における軸方向Ｙとは、図１に示す組み付け状態において軸方向Ｙに一致する方向を指す。さらに、以下、電池セルの挿入方向とは、軸方向Ｙに一致する方向を指す。

【0018】

＜電池モジュールの製造方法＞
実施例１の電池モジュールの製造方法は、電池セル１、接着部４２およびホルダ５を持つ電池モジュール（図１および図２参照）を製造する方法である。

【0019】

各電池セル１は、ホルダ５に設けられた貫通孔状の電池保持部５０に挿入される。接着部４２は、後述するように、多孔層４０と固化した接着剤とを含む層であり、電池保持部５０の内周面５１と、電池セル１の外周面１１と、の間に介在し、両者を固着する。実施例１の電池モジュールの製造方法は、準備工程、接着層形成工程および挿入工程を備える。

【0020】

（準備工程）
準備工程においては、上述した電池セル１およびホルダ５を準備した。電池セル１は略円柱状をなし、ホルダ５の電池保持部５０は電池セル１の外径よりもやや大径の貫通孔状をなす。電池セル１は、図１および図３に示す組み付け状態において、ホルダ５における電池保持部５０の内部に配置される部分と、その他の部分、つまり電池保持部５０の外部に配置される部分とを有する。したがって、電池セル１の外周面１１は、組み付け状態において、ホルダ５の電池保持部５０の内周面５１に対面する領域（固着領域Ｚと呼ぶ）と、その他の領域と、を有する。固着領域Ｚは、電池セル１の外周面１１における軸方向Ｙの一部の領域からなる。固着領域Ｚは電池セル１の周方向の全周にわたって連続的に形成される。電池保持部５０の内周面５１と電池セル１の外周面１１との隙間を、接着空間２０と呼ぶ。

【0021】

（接着層形成工程）
図４に示すように、実施例１の製造方法における接着層形成工程では、先ず、電池セル１の外周面１１に筒状の多孔層４０を設ける。実施例１においては、多孔層４０は、スポンジ製のテープの裏面にテープ用の接着剤層（図略）が積層されたスポンジテープが電池セル１の外周面１１に巻回されてなる。なお、多孔層４０のテープつまりスポンジ部分は、連泡型の発泡ウレタン樹脂製であり、弾性変形可能である。

【0022】

次いで、上記した多孔層４０に流体状の接着剤を含浸させる。多孔層４０に接着剤を含浸させる方法は特に限定せず、接着剤の種類や多孔層４０の細孔径等に応じて既知の方法を適宜選択すれば良い。例えば、接着剤が低粘度である場合つまり接着剤の流動性が比較的高い場合や、多孔層４０の細孔径が大きい場合には、多孔層４０に接着剤を塗布するだけで多孔層４０に接着剤を含浸させ得る。また、例えば接着剤が比較的高粘度である場合つまり接着剤の流動性が比較的低い場合や、多孔層４０の細孔径が比較的小さい場合には、電池セル１に多孔層４０を設け当該多孔層４０の表面に接着剤を塗布したものを、真空室等の減圧雰囲気下におくことで、多孔層４０に接着剤を含浸させることもできる。多孔層４０に接着剤を含浸させる方法は、これに限らず、種々の方法を用い得る。多孔層４０に接着剤を含浸させることで、電池セル１の外周面１１に、多孔層４０と接着剤とで構成される接着層４を形成し得る。
この工程によって、多孔層４０に接着剤が含浸した接着層４を形成した。その後、放置して接着層４を固化させ接着部４２とすることで、実施例１の電池モジュールを得た。

【0023】

挿入前の状態における接着層４の外径は、ホルダ５における電池保持部５０の孔径よりも大きい。つまり、このとき接着層４の厚さは、組み付け状態における電池セル１の外周面１１と電池保持部５０の内周面５１との距離よりも大きい。さらに換言すると、図５中左側部分に示すように、挿入工程前の段階においてホルダ５の電池保持部５０と電池セル１とを軸合わせして配置したとき（以下、必要に応じて軸合せ時と呼ぶ）に、筒状をなす接着層４の外周面４１は電池保持部５０の内周面５１よりも径方向外側に位置する。また、略筒状をなす接着層４の内径は、電池保持部５０の孔径よりも小さい。つまり、筒状をなす接着層４の内周面は電池セル１の外周面１１と一致するため、軸合せ時には、接着層４の内周面は電池保持部５０の内周面５１よりも径方向内側に位置する。

【0024】

実施例１の製造方法において、多孔層４０の厚さは１．０〜２．０ｍｍ程度であり、接着層４の厚さは０．４〜１．０ｍｍ程度であった。また、接着空間２０の幅は０．１〜０．４ｍｍ程度であった。接着層４の厚さと接着空間２０の幅との差は０〜０．４ｍｍ程度であった。なお、ここでいう多孔層４０の厚さおよび接着層４の厚さとは、各層の厚さの平均値を指し、接着空間２０の幅とは、電池セル１の外周面１１と電池保持部５０の内周面５１との距離の平均値を指す。

【0025】

（挿入工程）
上述した接着層形成工程後に、接着層４を形成した電池セル１を、ホルダ５の電池保持部５０に対して軸合わせして、電池セル１を電池保持部５０に挿入した。具体的には、図５中の左側の部分に示すように、固定したホルダ５に対して電池セル１を軸方向Ｙに沿って移動させることで、図５中の中央の部分に示すように電池セル１を電池保持部５０に挿入した。このとき電池セル１は図１中下側から上側に向けてホルダ５に対して相対移動した。

【0026】

上述したように、電池セル１の外周面１１には接着層４が設けられている。また、接着層４の厚さは、接着空間２０の幅よりも大きい。このため、図５中の中央部分に示すように、電池セル１を電池保持部５０に挿入する際には、接着層４が電池保持部５０の挿入端面５２および内周面５１に圧接し、圧縮されつつ接着空間２０に入り込む。

【0027】

上記したように、接着層４には多数の細孔を有する多孔層４０が含まれ、この多孔層４０は変形可能である。このため、挿入工程においては、接着層４における多孔層４０は変形しつつ接着空間２０に向けて押圧される。多孔層４０はそれ自身で形状維持できるため、図５中の中央部分に示すように、多少の圧縮変形を伴いながらも、全体としては接着空間２０に入り込む。

【0028】

またこのとき、多孔層４０の変形に伴い、多孔層４０の細孔に入り込んでいた接着剤の一部は多孔層４０の外部に漏出し、多孔層４０の表面つまり接着層４の表面に移動する。接着剤は、流体であり、多孔層４０および電池保持部５０よりも変形し易いため、多孔層４０に対する潤滑剤として機能する。他方、多孔層４０は形状維持能があるため、多孔層４０は接着剤を塗り広げるための押圧材として機能する。このため、挿入工程においては、多孔層４０が接着空間２０に入り込み、それに伴って多孔層４０に保持されていた接着剤もまた接着空間２０に入り込み、接着空間２０内で接着剤が電池保持部５０の内周面５１に塗り広げられるとともに、接着剤の潤滑作用によって多孔層４０がさらに挿入方向の先側に進む。このようにして、接着層４は接着空間２０に隙間なく充填される。

【0029】

（セル固着工程）
上記した挿入工程後、電池保持部５０に電池セル１が挿入され、かつ、接着空間２０に接着層４が充填されてなる、電池セル１、ホルダ５、および接着層４の複合体を静置し、流体状の接着剤を硬化させ固体状に状態変化させることで、接着部４２と電池セル１とホルダ５とを有する実施例１の電池モジュールを得た。
なお、挿入工程後の多孔層４０の軸方向長さは固着領域Ｚの軸方向長さと略同じであり、電池モジュールにおける接着部４２の軸方向長さもまた固着領域Ｚの軸方向長さと略同じであった。

【0030】

実施例１の製造方法においては、接着層４を多孔層４０と接着剤との２要素で構成し、上記したように挿入工程において、多孔層４０と接着剤とを相互的に作用させたことで、ホルダ５の電池保持部５０と電池セル１との間に充分に接着層４が充填されてなる電池モジュールを容易に製造できる。

【0031】

換言すると、実施例１の製造方法で得られた電池モジュールにおいては、多孔層４０と接着剤とで構成された接着層４が、ホルダ５の電池保持部５０と電池セル１との間に充填され、接着層４が固化してなる接着部４２の接着強度に優れる。

【0032】

本発明の製造方法においては、上記したように、多孔層４０は変形可能であり、接着剤は多孔層４０よりも流動性が高く多孔層４０よりも変形し易ければ良い。換言すると、多孔層４０は変形可能な固体であり、接着剤は流体である。さらに言うと、固体である多孔層４０は変形しても壊れず、流体である接着剤は流動性があり相手形状に沿う。本発明の製造方法では、このような多孔層４０と接着剤とを組み合わせることによって、ホルダ５の電池保持部５０と電池セル１との間に充分に接着層４が充填されてなる電池モジュールを容易に製造できる。

【0033】

実施例１の製造方法における接着層形成工程では、多孔層４０は電池セル１における外周面１１の全周にわたって設けたが、本発明の製造方法における接着層形成工程では、多孔層４０は電池セル１の外周面１１における全周に設けなくても良い。例えば多孔層４０には、軸方向Ｙに延びるスリットを１つ以上設けても良い。この場合、多孔層４０の変形量が充分に大きく、かつ、スリット幅が充分に細ければ、挿入工程において多孔層４０が変形する際にスリットが閉じる。接着剤は多孔層４０に追従してスリットに満たされるので、接着層４は実質的に電池セル１の外周面１１全周に設けられる。

【0034】

接着層形成工程において、接着剤は多孔層４０の全体に含浸するのが好ましいが、接着層形成工程においては多孔層４０には部分的に接着剤の含浸されていない部分があっても良い。つまり、挿入工程において多孔層４０の変形に伴って接着剤が移動することで、多孔層４０の変形量によっては、接着層形成工程において接着剤が含浸されていなかった多孔層４０の部分にも、挿入工程において接着剤が行き渡るためである。なお、接着層４の接着性を考慮すると、接着層４に接着剤が多く含まれているのが好ましく、接着層形成工程において接着剤は多孔層４０の表面を濡らす程度に多孔層４０に含浸されるのが好ましい。

【0035】

実施例１の製造方法における多孔層４０は弾性変形可能であったが、本発明の製造方法においては、多孔層４０は変形可能であれば良く、塑性変形しても良い。多孔層４０が弾性変形可能であれば、挿入工程において電池保持部５０の内周面５１および／またはホルダ５の挿入端面５２に圧接して弾性変形した多孔層４０が、自身の弾性によって接着空間２０に充ちる。また、変形時に多孔層４０から漏出した接着剤は、多孔層４０が弾性により元の形状に戻る際に、多孔層４０に再度吸収される。したがってこの場合には、接着空間２０には接着剤を充分に保持した多孔層４０つまり接着層４が充填される。また、接着剤が多孔層４０に再度吸収されることで、電池セル１の軸方向Ｙの端部における接着剤の漏出を抑制できる。このため、接着剤のロスを抑制できるとともに、電池セル１における軸方向Ｙの端部つまり電池セル１の端子部付近に、漏出した接着剤による絶縁部が形成されることを抑制できる。

【0036】

端子部に当接しない限り多孔層４０は導電性であっても良いが、当然乍ら、多孔層４０は絶縁性であるのが好ましい。絶縁性の多孔層４０の材料としては、例えば、樹脂、ゴム、エラストマ、グラスファイバー等が例示できる。これらの材料を、例えばスポンジ状、不織布状、織布状、ネット状、コイル状および／またはブラシ状等の立体形状にしたものを多孔層４０として使用すれば良い。多孔層４０における細孔の数や形状、気孔率等は特に限定しないが、接着剤を含浸させることを考慮すると、多孔層４０は連泡型であるのが好ましい。連泡型の多孔層４０とは、連続気泡型の細孔を有する多孔層４０を指し、より具体的には、多孔層４０における少なくとも一部の細孔が互いに連通して貫通孔を形成するものを指す。これに対して独泡型の多孔層４０とは、独立気泡型の細孔を有する多孔層４０を指し、より具体的には、多孔層４０における細孔が互いに独立し連通していないものを指す。
第１の電池モジュールの製造方法で用いる多孔層４０は連泡型のものである必要があり、第２の電池モジュールの製造方法で用いる多孔層４０は連泡型であっても独泡型であっても良いが、連泡型であるのが好ましい。また、接着剤を含浸させることを考慮すると、多孔層４０における細孔の平均細孔径は１００μｍ以上であるのが好ましく、１０００μｍ以上であるのがより好ましい。なお、平均細孔径は窒素ガス吸着法によって測定可能である。

【0037】

接着剤は如何なるものであっても良く、その材料や粘度等は特に限定しないが、固化前の状態における多孔層４０に対する接触角が小さいのが良い。具体的には、当該接触角は３０°以下であるのが好ましく、１５°以下であるのがより好ましい。
以下、参考までに実施例１の電池モジュールを説明する。

【0038】

＜電池モジュール＞
実施例１の電池モジュールは、実施例１の電池モジュールの製造方法で得られたものである。図１および図２に示すように、実施例１の電池モジュールは、電池セル１、接着部４２、ホルダ５、セパレータ９０、および、バスバー９１で構成されている。

【0039】

実施例１の電池モジュールは１６個の電池セル１を持つ。各電池セル１は、略同形の円筒形セルであり、軸方向Ｙの両端にそれぞれ端子１９（正極端子、負極端子）を持つ。ホルダ５は略板状をなし、１６個の電池保持部５０を持つ。各電池保持部５０は貫通孔状をなし、各電池保持部５０の内径は各電池セル１の外径よりもやや大きい。各電池保持部５０にはそれぞれ対応する電池セル１が挿入される。実施例１の電池モジュールにおいて、各電池セル１は、４本一組としてバスバー９１によって直列に接続される。バスバー９１と電池セル１との間には、図略の導電材層が設けられている。導電材層はバスバー９１と電池セル１の端子１９とを電気的に接続するための層である。導電材層の形状は特に限定されず、タブ溶接やワイヤーボンディング、ろう付け等の方法の既知の方法で形成できる。

【0040】

バスバー９１と電池セル１との間には、局所的に、セパレータ９０が介在している。セパレータ９０は、電池セル１とバスバー９１との電気的接続を部分的に遮断することで、短絡を防ぎつつ、バスバー９１によって電池セル１を接続するための部材である。セパレータ９０は絶縁材で構成すれば良く、本実施例では絶縁樹脂製である。

【0041】

接着部４２は、硬化した接着剤と多孔層４０とで構成される層であり、ホルダ５に設けられている電池保持部５０の内周面５１と、電池セル１の外周面１１と、の間に介在し、電池保持部５０の内周面５１および電池セル１の外周面１１に固着している。図３に示すように、接着部４２は、多孔層４０と、多孔層４０に含浸されている接着剤とで構成された二相構造をなす。換言すると、接着部４２は多孔層４０からなるマトリックスに接着剤が分散されてなる。接着部４２は、電池セル１の固着領域Ｚの全体に設けられている。接着部４２は固着領域Ｚにおいて、電池セル１の周方向全周にわたって電池保持部５０の内周面５１と電池セル１の外周面１１との間に介在している。このため接着部４２は、実施例１においては図２に示すように略筒状をなす。接着部４２の内周面は電池セル１の外周面１１に接し、接着部４２の外周面４１は電池保持部５０の内周面５１に接している。つまり、接着部４２は、固着領域Ｚにおいて、電池セル１の外周面１１と電池保持部５０の内周面５１との間に行き渡り、周方向の全周および軸方向の全長にわたって隙間なく充填されている。

【0042】

実施例１の製造方法によると、上述したように、挿入工程において接着層４の略全体が接着空間２０に入り込む。したがって、図３に示すように、実施例１の製造方法で得られた実施例１の電池モジュールにおいては、電池保持部５０における挿入方向の後側端面に漏れ出るまたは残存する接着部４２は非常に少ない。これは、挿入工程において、それ自体で形状を維持できる多孔層４０が挿入方向の先側にあり、この多孔層４０が接着剤を接着空間２０に引き込むためである。また、多孔層４０は細孔に接着剤を保持するため、電池セル１における挿入方向の先側端面に漏れ出る接着部４２もまた非常に少ない。このため、実施例１の電池モジュールにおいては、電池セル１や電池保持部５０の接着剤による汚染が抑制される。

【0043】

（実施例２）
実施例２は本発明の第２の電池モジュールの製造方法に関する。実施例２の製造方法は、接着層形成工程以外は実施例１の製造方法と概略同じである。実施例２の電池モジュールは、接着層以外は実施例１の電池モジュールと概略同じである。したがって、実施例２の製造方法における準備工程およびセル固着工程は実施例１の製造方法と概略同じである。よって、実施例２では接着層形成工程および挿入工程のみを説明する。図６は実施例２の製造方法における接着層形成工程を模式的に表す説明図である。図７は実施例２の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。

【0044】

（接着層形成工程）
実施例２の製造方法における接着層形成工程では、電池セル１の外周面１１に実施例１よりも軸方向長さの短い多孔層４０を形成し、この多孔層４０に実施例１と同じ接着剤を含浸させた。電池セル１の外周面１１において多孔層４０を形成した領域を第１領域Ｉと呼ぶ。第１領域Ｉは、電池セル１の外周面１１において挿入方向の先側に位置する領域である。

【0045】

また、電池セル１の外周面１１において、第１領域Ｉに対して挿入方向の後側に隣接する第２領域ＩＩに、多孔層４０に含浸させた接着剤よりも高粘度の接着剤を塗布し、接着剤層を設けた。「高粘度の接着剤」は「挿入工程においても形状維持され易いためにホルダと電池セルとの相対位置を維持し得る接着剤」、或いは、「低粘度の接着剤に比べて流動性の低い接着剤」と言い換える事もできる。また、「低粘度の接着剤」は「挿入工程において潤滑剤として機能し得る接着剤」、或いは、「高粘度の接着剤に比べて流動性の高い接着剤」と言い換える事もできる。以下、必要に応じて、接着剤層を構成する接着剤を高粘度接着剤と呼び、多孔層４０に含浸させた接着剤を低粘度接着剤と呼ぶ。多孔層４０および多孔層４０に含浸された接着剤からなる層を先側部４５と呼び、高粘度接着剤からなる層を後側部４６と呼ぶ。つまり、実施例２の製造方法においては、先側部４５と後側部４６とで接着層４が構成される。なお、実施例２の製造方法における後側部４６は、本発明の製造方法における接着剤層に相当する。

【0046】

先側部４５は、その軸方向長さ以外は、実施例１の製造方法における接着層４と概略同じである。先側部４５の厚さと後側部４６の厚さとは略同じであり、これらの厚さは実施例１における接着層４の厚さと略同じである。後側部４６における挿入方向先側端面４７は、先側部４５における挿入方向後側端面４８に接触している。先側部４５および後側部４６は、何れも、電池セル１の外周面１１の全周にわたって設けられている。

【0047】

図７中の左側部分に示すように、軸合せ時において、筒状をなす先側部４５の外周面および後側部４６の外周面は電池保持部５０の内周面５１よりも径方向外側に位置する。実施例２の製造方法においても、多孔層４０の厚さは１．０〜２．０ｍｍ程度であり、接着層４の厚さは０．４〜１．０ｍｍ程度であった。また、接着空間２０の幅は０．１〜０．４ｍｍ程度であった。接着層４の厚さと接着空間２０の幅との差は０〜０．４ｍｍ程度であった。

【0048】

（挿入工程）
上述した接着層形成工程後に、接着層４を形成した電池セル１をホルダ５の電池保持部５０に対して軸合わせし、電池セル１を電池保持部５０に挿入した。電池セル１の外周面１１に設けられた接着層４の厚さは接着空間２０の幅よりも大きい。このため、実施例２の製造方法においても、電池セル１を電池保持部５０に挿入する際には、接着層４が電池保持部５０の挿入端面５２、および、電池保持部５０の内周面５１に圧接する。接着層４における挿入方向の先側部分を構成する先側部４５は、実施例１における接着層４と同様に、変形可能な多孔層４０と、多孔層４０よりも流動性が高く多孔層４０よりも変形し易い接着剤とを含む。このため先側部４５は、実施例１における接着層４と同様に、多孔層４０と接着剤との相互的な作用によって、接着空間２０に隙間なく入り込む。他方、先側部４５に隣接する後側部４６は、多孔層４０を含まないものの、先側部４５に引き込まれて接着空間２０に入り込む。後側部４６を構成する接着剤は、先側部４５を構成する低粘度接着剤よりも粘度の高い高粘度接着剤であるため、後側部４６は先側部４５における多孔層４０と同様に、低粘度接着剤の潤滑作用によって接着空間２０に滑り込むとともに、低粘度接着剤を電池保持部５０の内周面５１に塗り広げる。このため、後側部４６もまた先側部４５と同様に接着空間２０に隙間なく充填される。したがって、挿入工程においては、接着空間２０には接着層４が周方向の全周および軸方向の全長にわたって隙間なく充填される。

【0049】

つまり、実施例２の製造方法によっても、ホルダ５の電池保持部５０と電池セル１との間に充分に接着層４が充填されてなる電池モジュールを容易に製造できる。

【0050】

なお、実施例２の製造方法の接着層形成工程では、先側部４５の軸方向長さと後側部４６の軸方向長さとが略同じであったが、先側部５の形状が充分に維持できれば、先側部４５の軸方向長さと後側部４６の軸方向長さとの比に特に制限はない。
後側部４６に用いる高粘度接着剤は、挿入工程において低粘度接着剤よりも粘度が高ければ良く、接着層形成工程前、および、挿入工程後の粘度は特に問わない。

【0051】

実施例２においては後側部４６が高粘度接着剤を含み先側部４５が低粘度接着剤を含むが、後側部４６を構成する接着剤と先側部４５を構成する接着剤とは同じものであっても良い。また、先側部４５を構成する接着剤が高粘度接着剤であり後側部４６を構成する接着剤が低粘度接着剤であっても良い。何れの場合にも、先側部４５は多孔層４０と接着剤との相互作用によって接着空間２０に入り込み、先側部４５に接触する後側部４６もまた先側部４５によって接着空間２０に引き込まれるため、接着空間２０には周方向の全周および軸方向の全長にわたって、接着層４が隙間なく充填される。

【0052】

なお、先側部４５と後側部４６とは接着層形成工程において互いに接触するように設けるのが好ましいが、例えば、先側部４５と後側部４６とは接着層形成工程においては僅かに離間していても良い。この場合、挿入工程において変形し、挿入方向の後側に膨出した先側部４５が後側部４６に接触すれば、同様に後側部４６は先側部４５に引き込まれて接着空間２０に入り込む。

【0053】

ところで、本発明における接着剤とは、流体状から固体状に状態変化可能であり、流体状から固体状に状態変化する際に少なくとも電池セル１の外周面１１と電池保持部５０の内周面５１とに固着可能な組成物を指す。例えば接着剤は、挿入工程つまり電池保持部５０に電池セル１を挿入している時点においては流体状であれば良い。そして、接着剤は、セル固着工程つまり電池保持部５０に電池セル１が挿入された後には、化学反応や溶媒の気化等によって硬化することで、流体状から固体状に状態変化し、電池保持部５０の内周面５１および電池セル１の外周面１１に固着できれば良い。ここでいう流体状とは流動可能である状態を指し、液状、ゲル状、ゾル状、スラリー状等を含む概念である。接着剤として、具体的には、反応系接着剤、溶剤系接着剤、エマルジョン系接着剤、ホットメルト系接着剤、合成ゴム系接着剤等が挙げられる。

【0054】

高粘度接着剤は低粘度接着剤よりも粘度が高ければ良く、高粘度接着剤と低粘度接着剤とは異なる材料で構成されていても良いし、同じ材料で構成されていても良い。接着剤の粘度は種々の方法によって調整できる。例えば、接着剤に含まれるオリゴマー、ポリマー等の樹脂構成成分の分子量を適宜設定することにより、粘度調整することもできる。一般に、低分子量の樹脂構成成分は高分子量の樹脂構成成分に比べて粘度が低いとされている。或いは、接着剤に各種のフィラーを配合することで接着剤の粘度を調整することもできる。さらには、フィラーの種類や量を適宜設定することによって接着剤の粘度を調整することも可能である。フィラーの種類や粒径等にもよるが、小径のフィラーを用いる場合であれば、一般には、フィラーの配合量が多い程、接着剤の粘度が高まるとされている。接着剤が溶剤系接着剤やエマルジョン系接着剤であれば、溶媒や分散媒の配合割合（つまり接着剤の固形分濃度）を適宜調整することによって、接着剤の粘度を調整することもできる。固形分濃度が高い程、接着剤の粘度が高まる。さらに、主剤と硬化剤との混合比や主剤および／または硬化剤の種類を適宜変更することによっても、接着剤の粘度を調整し得る。

【0055】

実施例２の製造方法で得られた実施例２の電池モジュールは、接着部４２以外は実施例１の電池モジュールと概略同じであり、先側部４５にのみ多孔層４０が存在し、後側部４６に多孔層４０が存在しない点で実施例１の電池モジュールと大きく相違する。

【0056】

（実施例３）
実施例３は本発明の第２の電池モジュールの製造方法に関する。実施例３の製造方法もまた、接着層形成工程以外は実施例１の製造方法と概略同じであり、実施例３の電池モジュールは、接着部以外は実施例１の電池モジュールと概略同じである。したがって、実施例２と同様に、実施例３では接着層形成工程および挿入工程のみを説明する。図８は実施例３の製造方法における接着層形成工程を模式的に表す説明図である。図９は実施例３の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。

【0057】

（接着層形成工程）
図８に示すように、実施例３の製造方法における接着層形成工程では、電池セル１の外周面１１における第１領域Ｉに実施例２よりもさらに軸方向長さの短い多孔層４０を形成し、この多孔層４０には接着剤を含浸させなかった。第２領域ＩＩには実施例２と同じ高粘度接着剤を塗布し、接着剤層を設けた。つまり、実施例３においては、先側部４５に接着剤が含まれず、先側部４５の軸方向長さＬ１が実施例２に比べて短く、後側部４６の軸方向長さＬ２が実施例２に比べて長い。先側部４５の軸方向長さＬ１と後側部４６の軸方向長さＬ２との和、つまり、接着層４の軸方向長さは実施例２と同じである。また、接着層４の厚さもまた実施例２と同じである。後側部４６における挿入方向先側端面４７は、先側部４５における挿入方向後側端面４８に接触している。先側部４５および後側部４６は、何れも、電池セル１の外周面１１の全周にわたって設けられている。

【0058】

図９中の左側部分に示すように、軸合せ時において、筒状をなす先側部４５の外周面および後側部４６の外周面は電池保持部５０の内周面５１よりも径方向外側に位置する。実施例３の製造方法においても、多孔層４０の厚さは１．０〜２．０ｍｍ程度であり、接着層４の厚さは０．４〜１．０ｍｍ程度であった。また、接着空間２０の幅は０．１〜０．４ｍｍ程度であった。接着層４の厚さと接着空間２０の幅との差は０〜０．４ｍｍ程度であった。

【0059】

（挿入工程）
上述した接着層形成工程工程後に、接着層４を形成した電池セル１をホルダ５の電池保持部５０に対して軸合わせし、電池セル１を電池保持部５０に挿入した。電池セル１の外周面１１に設けられた接着層４の厚さは接着空間２０の幅よりも大きいため、図９中の中央部分に示すように、実施例３の製造方法においても、電池セル１を電池保持部５０に挿入する際には、接着層４が電池保持部５０の挿入端面５２、および、電池保持部５０の内周面５１に圧接する。

【0060】

接着層４のうち先側部４５は、変形可能な多孔層４０のみからなる。このため先側部４５は、接着剤による潤滑作用はないものの、多孔層４０自身の形状維持力によって、接着空間２０に隙間なく入り込む。他方、先側部４５に隣接する後側部４６は、多孔層４０を含まないものの、実施例２と同様に、先側部４５に引き込まれて接着空間２０に入り込む。後側部４６は接着剤で構成されているため、後側部４６は自身の潤滑作用によって接着空間２０に滑り込むとともに、電池保持部５０の内周面５１に塗り広げられる。後側部４６における挿入方向先側端面４７は先側部４５に当接しているため、後側部４６は先側部４５に接着されていると言い換える事もできる。このため、後側部４６は主として先側部４５に引き込まれることで接着空間２０に隙間なく充填される。したがって、実施例３の製造方法においても、挿入工程において接着空間２０には周方向の全周および軸方向の全長にわたって接着層４が隙間なく充填される。

【0061】

つまり、実施例３の製造方法によっても、ホルダ５の電池保持部５０と電池セル１との間に充分に接着部４２が充填されてなる電池モジュールを容易に製造できる。

【0062】

なお、実施例３の製造方法の接着層形成工程では、後側部４６の軸方向長さＬ２を先側部４５の軸方向長さＬ１よりも長くした。しかし、本発明の製造方法においては、後側部４６の軸方向長さＬ２と先側部４５の軸方向長さＬ１との比は特に限定されない。例えば、電池モジュールに要求される接着強度によっては、後側部４６の軸方向長さＬ２を先側部４５の軸方向長さＬ１よりも短くしても良い。

【0063】

参考までに、実施例３においては、後側部４６の軸方向長さＬ２を先側部４５の軸方向長さＬ１よりも長くすることで、接着層４に占める接着剤の割合を大きくし、接着層４の接着強度を高めている。接着強度の観点からは、後側部４６の軸方向長さＬ２を先側部４５の軸方向長さＬ１よりも長くするのが好ましい。より具体的には、後側部４６の軸方向長さＬ２は、先側部４５の軸方向長さＬ１の２倍以上であるのが好ましく、３倍以上であるのがより好ましい。

【0064】

実施例３の製造方法で用いた多孔層４０には、接着剤が含浸しなくても良い。このため、実施例３の製造方法では、多孔層４０として独泡型のものを用いる事もできる。なお、この場合にも、先側部４５における後側部４６との境界部分には、後側部４６を構成する接着剤が付着する。したがって、先側部４５のなかで当該境界部分に開口する細孔には、接着剤が含浸される。したがって、この場合にも先側部４５の少なくとも一部には接着剤が含浸されると言える。なお、挿入工程において先側部４５によって後側部４６を信頼性高く引き込むためには、接着剤層形成工程において先側部４５が後側部４６に接着性高く接着されるのが好ましい。したがって、先側部４５における後側部４６との境界部分は表面積が大きいのが好ましく、先側部４５は連泡型の多孔層４０で構成されるのが好ましい。なお、先側部４５を連泡型の多孔層４０で構成する場合、接着剤の粘度や先側部４５と後側部４６との軸方向長さの比率等によっては、挿入工程時に先側部４５の全体に接着剤が含浸される場合もある。

【0065】

実施例３の製造方法で得られた実施例３の電池モジュールは、接着部４２以外は実施例２の電池モジュールと概略同じであり、先側部４５に接着剤が略存在しない点で実施例２の電池モジュールと大きく相違する。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明の電池モジュールの用途は特に限定されず、様々な装置や備品等に配設できる。具体例としては、車両用に搭載する組電池を挙げることができる。

【0067】

（備考１）
本発明は、上記し且つ図面に示した実施形態にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。また、実施形態に示した各構成要素は、それぞれ任意に抽出し組み合わせて実施できる。

【0068】

（備考２）
本発明の電池モジュールの製造方法は、以下のように表現できる。
（１）孔状をなす電池保持部５０を持つホルダ５と電池セル１とを準備する準備工程と、前記電池セル１の外周面１１に接着層４を形成する接着層形成工程と、前記ホルダ５の前記電池保持部５０に前記電池セル１を挿入する挿入工程と、を有し、
前記接着層形成工程において、変形可能な多孔層４０を前記電池セル１の外周面１１に設け、かつ、前記多孔層４０に接着剤を含浸させることで、前記多孔層と前記接着剤とを含む接着層を形成する、電池モジュールの製造方法。
（２）孔状をなす電池保持部５０を持つホルダ５と電池セル１とを準備する準備工程と、前記電池セル１の外周面１１に接着層４を形成する接着層形成工程と、前記ホルダ５の前記電池保持部５０に前記電池セル１を挿入する挿入工程と、を有し、
前記接着層形成工程において、
前記電池セル１の外周面１１の一部の領域である第１領域Ｉに、変形可能な多孔層４０を設け、かつ、
前記第１領域Ｉに対して前記電池セル１の挿入方向の後側に隣接する第２領域ＩＩに、接着剤で構成される接着剤層を設けることで、前記多孔層と前記接着剤とを含む接着層を形成する、電池モジュールの製造方法。
（３）前記接着層形成工程において、
前記電池セル１の外周面１１における軸方向Ｙの少なくとも一部の領域において、前記電池セル１の外周面１１の全周にわたって前記接着層４を設ける、（１）または（２）に記載の電池モジュールの製造方法。
（４）前記多孔層４０は、弾性変形可能である、（１）〜（３）の何れか一項に記載の電池モジュールの製造方法。
（５）前記接着層形成工程において、前記多孔層４０と前記接着剤層とを接触させる、（２）〜（４）の何れか一項に記載の電池モジュールの製造方法。
（６）前記接着層形成工程において、前記多孔層４０に、前記接着剤層を構成する接着剤よりも粘度の低い低粘度接着剤を含浸させる、（２）〜（５）の何れか一項に記載の電池モジュールの製造方法。
（７）孔状をなす電池保持部５０を持つホルダ５と、前記ホルダ５の前記電池保持部５０に挿入されている電池セル１と、前記ホルダ５と前記電池セル１との間に介在している接着部４２と、を有し、
前記接着部４２は、多孔層４０と、前記多孔層４０の少なくとも一部に含浸されている接着剤と、を有する、電池モジュール。

【符号の説明】

【0069】

１：電池セル ４：接着層
５：ホルダ １１：電池セルの外周面
４０：多孔層 ４２：接着部
４５：先側部 ４６：接着剤層、後側部
５０：ホルダの電池保持部 Ｉ：第１領域
ＩＩ：第２領域 Ｙ：軸方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】