特許 7317760 電池の製造方法および電池

(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】

(24)【登録日】2023-07-21

(45)【発行日】2023-07-31

(54)【発明の名称】電池の製造方法および電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/262 20210101AFI20230724BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20230724BHJP

【ＦＩ】

H01M50/262 S

H01M50/262 P

H01M50/262 Z

H01M50/289

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020063384

(22)【出願日】2020-03-31

(65)【公開番号】P2021163601

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2022-04-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】308013436

【氏名又は名称】小島プレス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106150

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100082175

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 守

(74)【代理人】

【識別番号】100113011

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 秀和

(72)【発明者】

【氏名】藤原 伸得

(72)【発明者】

【氏名】江川 太一

(72)【発明者】

【氏名】刑部 友敬

【審査官】儀同 孝信

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０５０１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５０１３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２１４５７０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００６－３３９０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５３５１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／２４４４１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１６－５１６２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１７９９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セルアレイおよびケースを備える電池の製造方法であって、
前記セルアレイは、一定方向に配列された複数の単セルを含み、
前記ケースは、前記単セルの配列方向を長手方向とする一対の区画部材と、前記長手方向の第１端部に設けられる第１エンド部材と、を備え、
前記製造方法は、
前記区画部材と、前記第１エンド部材とで囲まれる空間に、前記セルアレイと、前記セルアレイを隔てて前記第１エンド部材と向かい合う第２エンド部材と、を配置するステップと、
前記第２エンド部材の外部から前記セルアレイを圧縮する方向に、前記セルアレイを拘束する荷重を加えながら、前記区画部材のそれぞれと、前記第２エンド部材とを、前記長手方向の第２端部において接合するステップと、
を備え、
前記区画部材と前記第２エンド部材の接合ステップが、
前記第２エンド部材の側面の中央部に前記荷重を加えるステップと、
前記第２エンド部材のエッジ部を、当該エッジ部と向かい合う前記区画部材のそれぞれの表面に溶接するステップと、
を備えることを特徴とする電池の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の電池の製造方法であって、
前記ケースは、前記区画部材の間を連結する連結部材を更に備え、
前記製造方法は、前記ケースのフレーム部材を準備するステップを更に備え、
前記フレーム部材の準備ステップにおいて、前記区画部材および前記連結部材が、一枚の板材のプレス加工により一体成型される
ことを特徴とする電池の製造方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載の電池の製造方法であって、
前記長手方向に直交する前記ケースの深さ方向において、前記第２エンド部材の長さは、前記第２エンド部材と向かい合う前記区画部材の長さ以下である
ことを特徴とする電池の製造方法。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の電池の製造方法であって、
前記第２エンド部材は、前記セルアレイの側面と向かい合う外側面を有するトレー状部材と、前記トレー状部材の内側面を支持する支持部材と、を備え、
前記支持部材は、前記内側面に接触する接触部と、前記接触部と平行に設けられた平行部と、前記接触部と前記平行部の間を連結する連結部と、を備え、
前記接触部および前記平行部は、前記区画部材が向かい合う方向に延びており、
前記区画部材と前記第２エンド部材の接合ステップにおいて、前記荷重が前記平行部に加えられる
ことを特徴とする電池の製造方法。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の電池の製造方法であって、
前記第２エンド部材は、前記セルアレイの側面と向かい合う外側面を有するトレー状部材と、前記トレー状部材の内側面を支持する支持部材と、を備え、
前記支持部材は、前記内側面に接触する接触部と、前記接触部と平行に延びる平行部と、前記接触部と前記平行部の間を連結する連結部と、を備え、
前記接触部および前記平行部は、前記区画部材が向かい合う方向に延びており、
前記製造方法は、前記第２エンド部材を準備するステップを更に備え、
前記第２エンド部材の準備ステップにおいて、前記平行部のエッジ部が、当該エッジ部と向かい合う前記内側面にそれぞれ溶接され、
前記区画部材と前記第２エンド部材の接合ステップにおいて、前記トレー状部材のエッジ部が、当該エッジ部と向かい合う前記区画部材のそれぞれの表面に溶接され、
前記トレー状部材の前記長手方向と平行な方向において、前記区画部材との接合箇所が、前記支持部材との接合箇所と一致しない
ことを特徴とする電池の製造方法。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の電池の製造方法であって、
前記ケースのフレーム部材を準備するステップと、
前記第１エンド部材を準備するステップと、
前記ケースを準備するステップと、
を備え、
前記ケースの準備ステップが、
前記フレーム部材の端部に前記第１エンド部材を配置するステップと、
前記区画部材と、前記第１エンド部材とを接合するステップと、
を備えることを特徴とする電池の製造方法。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の電池の製造方法であって、
前記第１エンド部材と前記第２エンド部材は、同一部材から構成され、
前記製造方法は、前記第１エンド部材および前記第２エンド部材を準備するステップを更に備える
ことを特徴とする電池の製造方法。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の製造方法により製造された電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池の製造方法および電池に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１９－０７５２２６号公報は、トレー状の収容部と、セルアレイと、を備える電池の製造方法を開示する。この従来の方法では、セルアレイが準備される。セルアレイは、一定方向に配列された複数の単セルを含んでいる。これらの単セルの配列方向の両端には、エンド部材が設けられている。エンド部材には、セルアレイを拘束するための治具（拘束治具）が着脱可能に取り付けられている。

【0003】

この従来の方法では、また、収容部の長手方向の一端に、スペーサが配置される。スペーサは、収容部に収容された後のセルアレイの拘束荷重を調整するために用いられる。スペーサが配置された収容部の一端には、治具（挟持スペーサ）が取り付けられる。挟持スペーサは、収容部内でスペーサが倒れるのを抑えるために用いられる。

【0004】

従来の方法では、挟持スペーサによって収容部の一端にスペーサを押し付けている間に、拘束治具によって拘束されたセルアレイが収容部に挿入される。その後、エンド部材から拘束治具が取り外され、更には、収容部から挟持スペーサが取り外される。以上のステップを経ることで、セルアレイが拘束された状態で収容部に収容される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－０７５２２６号公報

【文献】国際公開第２０１９／０３１１６９号

【文献】特開２０１７－０２１９６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、スペーサが利用される従来の方法には次の問題がある。第１に、電池の製造のたびに所望のサイズを有するスペーサを準備しなければならない。そのため、製造工程が煩雑化し易く、電池の生産性が低下するおそれがある。第２に、挟持スペーサの厚みに相当するスペースを収容部に確保しなければならない。そのため、電池のサイズの増大が避けられない。

【0007】

電池のサイズが増大する問題は、拘束治具の厚みに相当するスペースの確保によっても生じうる。更に、従来の方法は、拘束治具を用いたセルアレイの収容部への挿入の際、収容後のセルアレイの拘束荷重よりも大きな荷重が一時的にセルアレイに加えられる。必要以上の荷重の印加は、最終製品の歩留まりや信頼性の低下に繋がるおそれがある。

【0008】

本発明の目的は、電池の生産性を高めることが可能な技術を提供することにある。本発明の別の目的は、電池のサイズの増大を抑えることが可能な技術を提供することにある。本発明のまた別の目的は、最終製品の歩留まりや信頼性の低下を抑えることが可能な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１の発明は、セルアレイおよびケースを備える電池の製造方法であり、次の特徴を有する。
前記セルアレイは、一定方向に配列された複数の単セルを含む。
前記ケースは、前記単セルの配列方向を長手方向とする一対の区画部材と、前記長手方向の第１端部に設けられる第１エンド部材と、を備える。
前記製造方法は、
前記区画部材と、前記第１エンド部材とで囲まれる空間に、前記セルアレイと、前記セルアレイを隔てて前記第１エンド部材と向かい合う第２エンド部材と、を配置するステップと、
前記第２エンド部材の外部から前記セルアレイを圧縮する方向に、前記セルアレイを拘束する荷重を加えながら、前記区画部材のそれぞれと、前記第２エンド部材とを、前記長手方向の第２端部において接合するステップと、
を備える。
前記区画部材と前記第２エンド部材の接合ステップは、
前記第２エンド部材の側面の中央部に前記荷重を加えるステップと、
前記第２エンド部材のエッジ部を、当該エッジ部と向かい合う前記区画部材のそれぞれの表面に溶接するステップと、
を備える。

【0010】

第２の発明は、第１の発明において更に次の特徴を有する。
前記ケースは、前記区画部材の間を連結する連結部材を更に備える。
前記製造方法は、前記ケースのフレーム部材を準備するステップを更に備える。
前記フレーム部材の準備ステップにおいて、前記区画部材および前記連結部材が、一枚の板材のプレス加工により一体成型される。

【0011】

第３の発明は、第１または２の発明において更に次の特徴を有する。
前記長手方向に直交する前記ケースの深さ方向において、前記第２エンド部材の長さは、前記第２エンド部材と向かい合う前記区画部材の長さ以下である。

【0013】

第４の発明は、第１～３のいずれか１つの発明において更に次の特徴を有する。
前記第２エンド部材は、トレー状部材と、支持部材と、を備える。前記トレー状部材は、前記セルアレイの側面と向かい合う外側面を有する。前記支持部材は、前記トレー状部材の内側面を支持する。
前記支持部材は、接触部と、平行部と、連結部と、を備える。前記接触部は、前記内側面に接触する。前記平行部は、前記接触部と平行に延びる。前記連結部は、前記接触部と前記平行部の間を連結する。前記接触部および前記平行部は、前記区画部材が向かい合う方向に延びている。
前記区画部材と前記第２エンド部材の接合ステップにおいて、前記荷重が前記平行部に加えられる。

【0014】

第５の発明は、第１～４のいずれか１つの発明において更に次の特徴を有する。
前記第２エンド部材は、トレー状部材と、支持部材と、を備える。前記トレー状部材は、前記セルアレイの側面と向かい合う外側面を有する。前記支持部材は、前記トレー状部材の内側面を支持する。
前記支持部材は、接触部と、平行部と、連結部と、を備える。前記接触部は、前記内側面に接触する。前記平行部は、前記接触部と平行に設けられる。前記連結部は、前記接触部と前記平行部の間を連結する。前記接触部および前記平行部は、前記区画部材が向かい合う方向に延びている。
前記製造方法は、前記第２エンド部材を準備するステップを更に備える。
前記第２エンド部材の準備ステップにおいて、前記平行部のエッジ部が、当該エッジ部と向かい合う前記内側面にそれぞれ溶接される。
前記区画部材と前記第２エンド部材の接合ステップにおいて、前記トレー状部材のエッジ部が、当該エッジ部と向かい合う前記区画部材のそれぞれの表面に溶接される。
前記トレー状部材の前記長手方向と平行な方向において、前記区画部材との接合箇所が、前記支持部材との接合箇所と一致しない。

【0015】

第６の発明は、第１～５のいずれか１つの発明において更に次の特徴を有する。
前記製造方法は、
前記ケースのフレーム部材を準備するステップと、
前記第１エンド部材を準備するステップと、
前記ケースを準備するステップと、
備える。
前記ケースの準備ステップは、
前記フレーム部材の端部に前記第１エンド部材を配置するステップと、
前記区画部材と、前記第１エンド部材とを接合するステップと、
を備える。

【0016】

第７の発明は、第１～６のいずれか１つの発明において更に次の特徴を有する。
前記第１エンド部材と前記第２エンド部材は、同一部材から構成される。
前記製造方法は、前記第１エンド部材および前記第２エンド部材を準備するステップを更に備える。

【0017】

第８の発明は、第１～７のいずれか１つの発明により製造された電池である。

【発明の効果】

【0018】

第１の発明によれば、セルアレイを拘束する荷重を加えながら、ケースと第２エンド部材の接合が行われる。そのため、従来の電池において必須とされていたスペーサに頼ることなく、最終製品におけるセルアレイの拘束荷重を容易に実現することが可能となる。したがって、電池の生産性を高めることが可能となる。

【0019】

第１の発明によれば、また、セルアレイの配列方向のサイズの管理が簡素化されることも期待される。したがって、最終製品の歩留まりや信頼性の低下を抑えることが可能となる。更に、製造コストを削減することも可能となる。

【0020】

第１の発明によれば、また、スペーサを使用することなく電池を製造することが可能となる。したがって、最終製品のサイズの増大を抑えることが可能となり、また、最終製品のコストを低減することも可能となる。

【0021】

第１の発明によれば、また、第２エンド部材の側面の中央部に荷重が加えられている間に、この第２エンド部材のエッジ部が、このエッジ部と向かい合う側板のそれぞれの表面に溶接される。したがって、セルアレイに加えられる荷重を所定荷重に保ちながら、第２エンド部材のエッジ部を区画部材の表面に接合することが可能となる。

【0022】

第２の発明によれば、フレーム部材の準備ステップにおいて、区画部材および連結部材が、一枚の板材のプレス加工により一体成型される。そのため、製造コストを削減することが可能となる。また、ダイキャストでケースを準備する場合に比べてケースの厚みの増大を抑えることも可能となる。したがって、最終製品のサイズの増大を抑えることが可能となる。

【0023】

第３の発明によれば、ケースの深さ方向における区画部材の長さ以下の長さを有する第２エンド部材と、区画部材との接合ステップにおいて、第２エンド部材のエッジ部が、このエッジ部と向かい合う区画部材のそれぞれの表面に溶接される。そのため、第２エンド部材のエッジ部を、区画部材の表面に確実に接合することが可能となる。

【0024】

第４の発明によれば、区画部材と第２エンド部材の接合ステップにおいて、支持部材の平行部に荷重が加えられる。ここで、支持部材は、平行部に加えて、接触部と連結部とを備えている。そのため、区画部材と第２エンド部材の接合ステップにおいて平行部に加えられた荷重は、連結部および接触部を介してトレー状部材にも作用する。また、ここで、接触部および平行部は、区画部材が向かい合う方向に延びている。そのため、トレー状部材に作用する荷重は、この方向に分散する。これにより、セルアレイの側面の水平方向に均一な圧力が加わる。従って、区画部材と第２エンド部材の接合を安定化して、最終製品の歩留まりや信頼性の低下を抑えることが可能となる。

【0025】

第５の発明によれば、区画部材と第２エンド部材の接合ステップにおけるトレー状部材の区画部材との接合箇所を、第２エンド部材の準備ステップにおいて形成されるトレー状部材の支持部材との接合箇所と異なる位置に形成することが可能となる。そのため、トレー状部材の区画部材との接合強度を確保することが可能となる。

【0026】

第６の発明によれば、ケースを簡易に準備することが可能となる。したがって、低コストで最終製品を製造することが可能となる。

【0027】

第７の発明によれば、第１および第２エンド部材を同時に準備することが可能となる。したがって、これらのエンド部材を異なる部材を用いて別々に準備する場合に比べて、製造コストおよび最終製品のコストを低減することが可能となる。

【0028】

第８の発明によれば、信頼性が高く小型化された電池が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本実施の形態に係る電池の製造方法の流れを説明するフローチャートである。

【図2】ステップＳ１の第１の例を示す図である。

【図3】ステップＳ１の第２の例を示す図である。

【図4】ステップＳ２の第１の例を示す図である。

【図5】ステップＳ２の第２の例を示す図である。

【図6】ステップＳ３の一例を示す図である。

【図7】ステップＳ４の一例を示す図である。

【図8】ケースと第２エンド部材の接合箇所の一例を示す図である。

【図9】仕切り板を備えるケースに適用されるステップＳ４の一例を示す図である。

【図10】ステップＳ１における構成部材の準備方法の流れを説明するフローチャートである。

【図11】ステップＳ１２の一例を示す図である。

【図12】トレー状部材と支持部材の接合箇所の一例を示す図である。

【図13】図１２で説明した接合箇所と、図８で説明した接合箇所との位置関係を説明する図である。

【図14】フレーム部材と第１エンド部材の接合箇所の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明の実施の形態に係る電池の製造方法と、この製造方法により製造される電池と、について、図面を参照しながら説明する。この製造方法により製造される電池は、車両などの移動体に好適に適用される。

【0031】

１．電池の製造方法
１－１．製造方法の流れ
図１は、本実施の形態に係る電池の製造方法の流れを説明するフローチャートである。図１に示されるように、本実施の形態に係る製造方法は、電池の主要な構成部材を準備するステップ（Ｓ１）と、セルアレイをケースの収容空間に配置するステップ（Ｓ２）と、第２エンド部材を収容空間に配置するステップ（Ｓ３）と、セルアレイに荷重を加えながら、ケースと第２エンド部材を接合するステップ（Ｓ４）と、を備えている。以下、ステップＳ１～Ｓ４について説明する。

【0032】

１－２．各ステップの説明
１－２－１．ステップＳ１
ステップＳ１では、電池の主要な構成部材が準備される。図２は、ステップＳ１の第１の例を示す図である。この第１の例では、ケース１と、第２エンド部材２と、複数の単セル３とが、構成部材として準備される。なお、図２には、複数の単セル３のうちの１つのみが示される。

【0033】

ケース１は、底板１１と、一対の側板１２および１３と、第１エンド部材１４と、を備えている。ケース１の長手方向（Ｘ軸の方向）の一端は開口している。ケース１の深さ方向（Ｚ軸の方向）の一端も開口している。底板１１は、側板１２と１３の間を連結する「連結部材」である。底板１１の中央部には、ケース１の長手方向に沿って長方形状のスリットが形成されている。スリットは、複数の単セル３を冷却する目的で形成される。第１エンド部材１４は、ケース１の長手方向の端部（第１端部）に設けられている。第１エンド部材１４は、側板１２および１３と繋がっている。第１エンド部材１４は、更に、底板１１と繋がっていてもよい。

【0034】

第２エンド部材２は、第１エンド部材１４と組み合わせられることによって電池の一部を構成する。最終製品において、第２エンド部材２は、第１エンド部材１４と共にセルアレイを挟み込んで拘束する。セルアレイは、ケース１の長手方向に沿って並べられた複数の集合体である。第２エンド部材２の構成の詳細については後述される。

【0035】

複数の単セル３のそれぞれは、樹脂製のフレームと、いわゆる膜電極接合体と、から構成される。このような単セル３の構成については公知である。そのため、単セル３の構成の説明については省略される。

【0036】

図３は、ステップＳ１の第２の例を示す図である。この第２の例では、第２エンド部材２ａおよび２ｂが構成部材として準備される。第２の例では、また、複数の単セル３ａと、複数の単セル３ｂと、が構成部材として準備される。なお、図３には、複数の単セル３ａと、複数の単セル３ｂのうちの１組のみが示される。第２の例では、更に、仕切り板１５および１６が構成部材として準備される。第２エンド部材２ａおよび２ｂは、同一部材である。同一部材であるとは、使用材料や形状が共通することを意味する。単セル３ａおよび３ｂも同一部材である。仕切り板１５および１６も同一部材である。

【0037】

第２の例において、ケース１は、底板１１と、一対の側板１２および１３と、第１エンド部材１４ａおよび１４ｂと、仕切り板１５および１６と、を備えている。仕切り板１５は、第１エンド部材１４ａに繋がっている。第１エンド部材１４ａは、側板１２に繋がっている。仕切り板１６は、第１エンド部材１４ｂに繋がっている。第１エンド部材１４ｂは、側板１３に繋がっている。第１エンド部材１４ａおよび１４ｂは、更に、底板１１と繋がっていてもよい。

【0038】

仕切り板１５は、側板１２と組み合わせられることでケース１の収容空間を区画する。仕切り板１６は、側板１３と組み合わせられることでケース１の別の収容空間を区画する。これらの収容空間は、ケース１の幅方向（Ｙ軸の方向）に形成される。このように、側板１２、１３、仕切り板１５および１６は、それらの組み合わせに応じて、ケース１の「区画部材」を構成する。なお、第２の例において、仕切り板１５および１６の一方が省略されてもよい。この場合は、省略された仕切り板の機能を、残された仕切り板に付与すればよい。

【0039】

１－２－２．ステップＳ２
ステップＳ２では、セルアレイがケースの収容空間に配置される。図４は、ステップＳ２の第１の例を示す図である。この第１の例では、複数の単セル３それぞれが、ケース１の収容空間４に独立して並べられる。収容空間４は、少なくとも側板１２および１３と、第１エンド部材１４と、により囲まれる空間である。収容空間４は、実際には、底板１１と、側板１２および１３と、第１エンド部材１４と、により囲まれる空間である。

【0040】

個々の単セル３の収容空間４への挿入方向は、ケース１の長手方向からでもよいし（(i)の方向）、ケース１の深さ方向からでもよい（(ii)の方向）。収容空間４に並べられた複数の単セル３は、セルアレイを構成する。複数の単セル３の総数は、ケース１の長手方向における収容空間４のサイズと、個々の単セル３の厚さ方向のサイズと、に応じて適宜変更される。

【0041】

図５は、ステップＳ２の第２の例を示す図である。この第２の例では、ケース１（収容空間４）の外部において、セルアレイ５が組み立てられる。セルアレイ５の収容空間４への挿入は、セルアレイ５の配列方向をケース１の長手方向に揃えて行われる。セルアレイ５の挿入方向は、ケース１の長手方向からでもよいし（(i)の方向）、ケース１の深さ方向からでもよい（(ii)の方向）。

【0042】

１－２－３．ステップＳ３
ステップＳ３では、第２エンド部材が収容空間に配置される。図６は、ステップＳ３の一例を示す図である。この例では、セルアレイ５を隔てて第１エンド部材１４と向かい合うように第２エンド部材２が配置される。第２エンド部材２の収容空間４への挿入方向は、ケース１の長手方向からでもよいし（(i)の方向）、ケース１の深さ方向からでもよい（(ii)の方向）。

【0043】

ステップＳ３は、ステップＳ２の一環として行われてもよい。具体的に、図４で説明した第１の例において、セルアレイ５の配列方向における末端に位置する単セル３に第２エンド部材２を装着して一体化し、収容空間４にこれを配置してもよい。この場合は、ステップＳ３が実質的にステップＳ２に組み込まれる。また、図５で説明した第２の例において、セルアレイ５の配列方向の末端に第２エンド部材２を装着して一体化し、収容空間４にこれを配置してもよい。

【0044】

１－２－４．ステップＳ４
ステップＳ４では、セルアレイに荷重を加えながら、ケースと第２エンド部材が接合される。図７は、ステップＳ４の一例を示す図である。図７に示す例では、第２エンド部材２の側面の中央部に加圧治具６が押し当てられる。ケース１の長手方向の移動は、固定治具（不図示）によって規制されている。そのため、加圧治具６をケース１の長手方向に沿って移動させると、セルアレイ５がこの方向（すなわち、配列方向）に圧縮される（図７上段）。

【0045】

加圧治具６によりセルアレイ５に加えられる荷重Ｆは、荷重センサ（不図示）によって計測される。加圧治具６の移動は、計測荷重が所定荷重以上となるまで継続される。所定荷重は、最終製品におけるセルアレイ５の拘束荷重に応じて事前に設定されている。

【0046】

計測荷重が所定荷重以上となると、加圧治具６の移動が停止される。加圧治具６の移動が停止されると、ケース１の長手方向の端部（第２端部）で第２エンド部材２が停止する。計測荷重が所定荷重に保たれるように、計測荷重に応じて加圧治具６の停止位置（つまり、第２エンド部材２の停止位置）が微調整されてもよい。図７に示す例では、計測荷重を所定荷重に保ちながら、ケース１と第２エンド部材２の接合が行われる（図７下段）。この接合は、接合治具７を用いて行われる。接合治具７による接合は、アーク溶接、レーザ溶接などのいわゆる「融接」を利用して行われる。

【0047】

図８は、ケース１と第２エンド部材２の接合箇所の一例を示す図である。図８に示されるように、接合箇所７１は、第２エンド部材２のエッジ部と向かい合う側板１２および１３の表面に、このエッジ部に沿って帯状に形成される。ケース１の深さ方向における第２エンド部材２の長さは、側板１２または１３のそれよりも短い。そのため、接合箇所７１は必ず、第２エンド部材２のエッジ部と向かい合う側板１２および１３の表面に形成される。接合箇所７１の形状は特に限定されず、ドット状でもよい。接合箇所７１の数も特に限定されず、側板１２および１３の表面に、接合箇所７１が１つずつ形成されていてもよい。

【0048】

側板１２および１３の表面に接合箇所７１が形成されると、第２エンド部材２は停止位置で接合される。また、接合箇所７１が形成されると、第１エンド部材１４と、第２エンド部材２とによって、セルアレイ５が拘束される。このときのセルアレイ５の拘束荷重は、所定荷重と等しい。

【0049】

また、接合箇所７１が形成されると、ケース１の幅方向において側板１２および１３に作用する力に対抗することが可能となり、側板１２および１３の変形が抑えられる。なお、接合箇所７１は、第２エンド部材２のエッジ部と向かい合う底板１１の表面に形成されていてもよい。底板１１の表面に接合箇所７１が形成されると、ケース１の深さ方向において底板１１に作用する力に対抗することが可能となる。

【0050】

図９は、図３で説明した仕切り板１５および１６を備えるケース１に適用されるステップＳ４の一例を示す図である。図９に示す例では、ケース１と第２エンド部材２ａの接合と、ケース１と第２エンド部材２ｂの接合とが、独立して行われる。具体的に、図７で説明した一連の接合が、第２エンド部材２ａ、２ｂの順に行われる。図９に示す例では、第２エンド部材２ａが、側板１２および仕切り板１５と接合される。第２エンド部材２ｂは、側板１３および仕切り板１６と接合される。

【0051】

仕切り板１５および１６を備えるケース１に適用されるステップＳ４の別の例では、セルアレイ５ａと５ｂの両方を圧縮しながら、ケース１と、第２エンド部材２ａおよび２ｂとの接合が同時に行われる。この例では、セルアレイ５ａおよび５ｂをそれぞれ圧縮するために、２基の加圧治具６が使用される。

【0052】

１－３．ステップＳ１の詳細な説明
図１０は、ステップＳ１における構成部材の準備方法の流れを説明するフローチャートである。図１０に示されるように、ステップＳ１における準備方法は、フレーム部材を準備するステップ（Ｓ１１）と、第１および第２エンド部材を準備するステップ（Ｓ１２）と、フレーム部材と第１エンド部材を接合するステップ（Ｓ１３）と、をサブステップとして備えている。ステップＳ１１とＳ１２の順序が逆転していてもよい。以下、ステップＳ１１～Ｓ１３を説明する。

【0053】

１－３－１．ステップＳ１１
ステップＳ１１では、フレーム部材が準備される。フレーム部材は、一枚の金属板材の加工により一体成型される。金属板材の加工には、プレス加工（例えば、絞り成形、曲げ成形）と、型抜き加工と、穴抜き加工と、が含まれる。プレス加工が行われると、断面が略Ｕ字型の収容形状を有する部材が得られる。この部材の底板に対して型抜き加工が行われると、底板１１のスリットに相当する面積の金属板材が打ち抜かれる。穴抜き加工が行われると、各種のネジ孔が金属板材に形成される。一連の加工が行われると、底板１１と、側板１２および１３と、を備えるフレーム部材が準備される。

【0054】

図３で説明した仕切り板１５および１６を備えるケース１が準備される場合、ステップＳ１１では、フレーム部材に加えて、これらの仕切り板が準備される。これらの仕切り板も、金属板材の加工により成型される。

【0055】

１－３－２．ステップＳ１２
ステップＳ１２では、第１および第２エンド部材が準備される。第１および第２エンド部材は、同一部材である。そのため、ステップＳ１２の段階では、どちらのエンド部材として使用するかは決まっていない。ただし、以下では、第２エンド部材を準備すると仮定して説明する。図１１は、ステップＳ１２の一例を示す図である。図１１に示される例では、まず、トレー状部材２１と、支持部材２２とが準備される（図１１上段）。

【0056】

トレー状部材２１は、フレーム部材同様、金属板材の加工により成型される。トレー状部材２１は、外側面２１ａと、内側面２１ｂとを備えている。外側面２１ａは、最終製品においてセルアレイ５の側面に向かい合う面である。内側面２１ｂは、支持部材２２によって支持される面である。

【0057】

支持部材２２も、金属板材の加工により成型される。支持部材２２は、接触部２２ａと、平行部２２ｂと、連結部２２ｃと、を備えている。接触部２２ａは、支持部材２２がトレー状部材２１と組み合わされたときに、内側面２１ｂに接触する部位である。平行部２２ｂは、接触部２２ａと平行に延びる部位である。平行部２２ｂは、ステップＳ４において、加圧治具６が押し当てられる部位でもある。連結部２２ｃは、接触部２２ａと平行部２２ｂを連結する部位である。接触部２２ａの数は２つであり、平行部２２ｂの数は３つであり、連結部２２ｃの数は４つである。

【0058】

図１１に示されるように、支持部材２２は、断面が略Ｗ字型の形状を有している。平行部２２ｂおよび連結部２２ｃの外周部は、支持部材２２がトレー状部材２１と組み合わされたときに、内側面２１ｂに接触する。このように、支持部材２２は、接触部２２ａ、平行部２２ｂおよび連結部２２ｃがそれぞれ内側面２１ｂを支持する。

【0059】

図１１に示される例では、続いて、トレー状部材２１と支持部材２２の接合が行われる（図１１下段）。この接合は、接合治具７を用いて行われる。接合治具７による接合は、アーク溶接、レーザ溶接などのいわゆる「融接」を利用して行われる。

【0060】

図１２は、トレー状部材２１と支持部材２２の接合箇所の一例を示す図である。図１２に示されるように、接合箇所７２は、平行部２２ｂのエッジ部が向かい合う内側面２１ｂに、このエッジ部に沿って帯状に形成される。接合箇所７２の形状は特に限定されず、ドット状でもよい。接合箇所７２の数も特に限定されない。

【0061】

ここで、図１３を参照して、図１２で説明した接合箇所７２と、図８で説明した接合箇所７１との位置関係を説明する。図１３は、接合箇所７１および７２の位置の例を示す断面図である。図１３に示されるように、支持部材２２の奥行き方向（Ｘ軸の方向）の長さは、トレー状部材２１の高さ方向（Ｘ軸の方向）のそれよりも短い。そのため、接合箇所７２は必ず、平行部２２ｂのエッジ部と向かい合う内側面２１ｂに形成される。一方、図８で説明したように、接合箇所７１は、第２エンド部材２のエッジ部に沿って形成される。したがって、Ｘ軸の方向において、接合箇所７２は接合箇所７１よりもセルアレイ５に近い側に位置することになる。

【0062】

１－３－３．ステップＳ１３
ステップＳ１３では、フレーム部材と第１エンド部材とが接合される。ステップＳ１３では、まず、第１エンド部材がフレーム部材の長手方向の端部（第１端部）に配置される。続いて、フレーム部材と第１エンド部材の接合が行われる。この接合は、接合治具７を用いて行われる。接合治具７による接合は、アーク溶接、レーザ溶接などのいわゆる「融接」を利用して行われる。

【0063】

図１４は、フレーム部材と第１エンド部材１４の接合箇所の一例を示す図である。図１４に示されるように、接合箇所７３は、第１エンド部材１４のエッジ部と向かい合う側板１２および１３の表面に、このエッジ部に沿って帯状に形成される。フレーム部材の深さ方向における第１エンド部材１４の長さは、側板１２または１３のそれよりも短い。そのため、接合箇所７３は必ず、第１エンド部材１４のエッジ部と向かい合う側板１２および１３の表面に形成される。接合箇所７３の形状および数が特に特定されないことは、図８で説明した接合箇所７１と同じである。

【0064】

ステップＳ１３の別の例では、第１エンド部材１４がフレーム部材にネジ留めされる。ステップＳ１３のまた別の例では、第１エンド部材１４がフレーム部材に摩擦撹拌接合により接合される。ステップＳ１３の更に別の例では、第１エンド部材１４がフレーム部材に接着剤を用いて接合される。

【0065】

図３で説明した仕切り板１５および１６を備えるケース１が準備される場合、ステップＳ１３では、フレーム部材および仕切り板１５と、第１エンド部材１４ａとが接合される。また、フレーム部材および仕切り板１６と、第１エンド部材１４ｂとが接合される。

【0066】

ステップＳ１１～１３の一連のステップを経ることで、ケース１が準備される。

【0067】

１－４．効果
本実施の形態に係る製造方法によれば、ステップＳ４において、セルアレイ５に所定荷重を加えながら、ケース１と第２エンド部材２の接合が行われる。そのため、従来の電池において必須とされていたスペーサに頼ることなく、最終製品におけるセルアレイ５の拘束荷重を容易に実現することが可能となる。したがって、電池の生産性を高めることが可能となる。

【0068】

また、本実施の形態に係る製造方法によれば、ステップＳ４におけるセルアレイ５の配列方向のサイズの管理が簡素化されることも期待される。したがって、最終製品の歩留まりや信頼性の低下を抑えることが可能となる。更に、製造コストを削減することも可能となる。

【0069】

また、本実施の形態に係る製造方法によれば、スペーサを使用することなく電池を製造することが可能となる。したがって、最終製品のサイズの増大を抑えることが可能となり、また、最終製品のコストを低減することも可能となる。

【0070】

また、本実施の形態に係る製造方法によれば、ステップＳ４において、第２エンド部材２のエッジ部と向かい合う側板１２および１３の表面に、このエッジ部に沿って接合箇所７１が形成される。そのため、ケース１の幅方向において側板１２および１３に作用する力に対抗することが可能となり、側板１２および１３の変形が抑えられた最終製品を得ることが可能となる。

【0071】

また、本実施の形態に係る製造方法によれば、ステップＳ１１において、ケース１のフレーム部材が１枚の金属板材のプレス加工により一体成型される。そのため、製造コストを削減することが可能となる。また、ダイキャストでケース１を準備する場合に比べてケース１の厚みの増大を抑えることも可能となる。したがって、最終製品のサイズの増大を抑えることが可能となる。

【0072】

また、本実施の形態に係る製造方法によれば、ステップＳ４において、第２エンド部材２のエッジ部が、このエッジ部と向かい合う側板１２および１３のそれぞれの表面に溶接される。そして、フレーム部材の深さ方向における第１エンド部材１４の長さは、側板１２または１３のそれよりも短い。したがって、第２エンド部材のエッジ部を、これらの側板の表面に確実に接合することが可能となる。

【0073】

また、本実施の形態に係る製造方法によれば、ステップＳ１２において、第２エンド部材２が準備される。そのため、ステップＳ４において加圧治具６から加えられる荷重を側板１２および１３が向かい合う方向に分散して、セルアレイ５の側面の水平方向に均一な圧力を加えることが可能となる。従って、ケース１と第２エンド部材２の接合を安定化して、最終製品の歩留まりや信頼性の低下を抑えることが可能となる。

【0074】

また、本実施の形態に係る製造方法によれば、ステップＳ４において、ステップＳ１３において形成された接合箇所７２と異なる位置に接合箇所７１を形成することが可能となる。したがって、ケース１と第２エンド部材２の接合強度を確保することが可能となる。

【0075】

また、本実施の形態に係る製造方法によれば、第１エンド部材１４および第２エンド部材２が同一のステップＳ１２において準備される。そのため、これらのエンド部材を別々に準備する場合に比べて、製造コストおよび最終製品のコストを低減することが可能となる。

【0076】

また、本実施の形態に係る製造方法によれば、ケース１のフレーム部材と第１エンド部材１４の接合が行われる。この接合自体は容易であることから、ケースを簡易に準備することが可能となる。したがって、低コストで最終製品を製造することが可能となる。

【符号の説明】

【0077】

１ ケース
１１ 底板
１２，１３ 側板
１４，１４ａ，１４ｂ 第１エンド部材
１５，１６ 仕切り板
２，２ａ，２ｂ 第２エンド部材
２１ トレー状部材
２１ａ 外側面
２１ｂ 内側面
２１ｃ エッジ部
２２ 支持部材
２２ａ 接触部
２２ｂ 平行部
２２ｃ 連結部
３，３ａ，３ｂ 単セル
４ 収容空間
５，５ａ，５ｂ セルアレイ
６ 加圧治具
７ 接合治具
７１，７２，７３ 接合箇所

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】