(57)【要約】【課題】電解液の漏れを抑制可能な蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】蓄電モジュール４は、積層方向Ｄに沿って積層された複数の電極Ｅを含む電極積層体１１と、電極板１５の縁部１５ｃに溶着され、隣り合う電極Ｅ，Ｅの間に内部空間Ｖを形成すると共に内部空間Ｖを封止する封止体１２と、内部空間Ｖに収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、を備える。封止体１２は、縁部１５ｃに結合された複数の第１封止部２１と、複数の第１封止部２１を外側から包囲するように複数の第１封止部２１に結合された第２封止部２２と、第２封止部２２に設けられたゲート痕と、を含む。ゲート痕は、負極終端電極１８よりも正極終端電極１９の近くに設けられている。【選択図】図２
2020087587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に沿って積層された複数の電極を含む積層体と、
前記電極の縁部に溶着され、隣り合う前記電極の間に内部空間を形成すると共に前記内部空間を封止する封止体と、
前記内部空間に収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、を備え、
前記複数の電極は、
複数のバイポーラ電極と、
前記積層体の前記第１方向の一端に配置された負極終端電極と、
前記積層体の前記第１方向の他端に配置された正極終端電極と、を含み、
前記封止体は、
前記複数の電極の縁部に結合された複数の第１封止部と、
前記複数の第１封止部を外側から包囲するように前記複数の第１封止部に結合された第２封止部と、
前記第２封止部に設けられたゲート痕と、を含み、
前記ゲート痕は、前記負極終端電極よりも前記正極終端電極の近くに設けられている、蓄電モジュール。
【請求項２】
前記第１方向から見て、前記ゲート痕は前記積層体の外側に設けられている、請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記ゲート痕は、前記第１方向において前記積層体から離間している、請求項１又は２に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
前記電極は、電極板を含み、
前記電極板は、粗面化されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
前記負極終端電極に対して前記第１方向の外側に配置された金属板を更に備え、
前記第１封止部と前記負極終端電極と前記金属板とによって、余剰空間が形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
【請求項６】
第１方向に沿って積層された複数の電極を含む積層体であって、前記複数の電極は、複数のバイポーラ電極と、前記積層体の前記第１方向の一端に配置された負極終端電極と、前記積層体の前記第１方向の他端に配置された正極終端電極と、を含む、積層体と、
前記電極の縁部に溶着され、隣り合う前記電極の間に内部空間を形成すると共に前記内部空間を封止する封止体と、
前記内部空間に収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、を備える蓄電モジュールの製造方法であって、
前記複数の電極の縁部に複数の第１封止部が溶着された前記積層体を型の内部に配置する工程と、
前記型の内部に樹脂を注入して前記複数の第１封止部の外側に第２封止部を形成する工程と、を含み、
前記形成する工程において、前記負極終端電極よりも前記正極終端電極の近くから樹脂を注入する、蓄電モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記配置する工程において、前記負極終端電極が前記積層体の鉛直方向の下端となると共に、前記正極終端電極が前記積層体の鉛直方向の上端となるように前記積層体を配置し、
前記形成する工程において、前記積層体の鉛直方向の上側から樹脂を注入する、請求項６に記載の蓄電モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記負極終端電極が前記積層体の鉛直方向の上端となると共に、前記正極終端電極が前記積層体の鉛直方向の下端となるように、前記封止体が形成された前記積層体を反転する工程を更に含む、請求項６又は７に記載の蓄電モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の蓄電モジュールとして、電極板の一方の面に正極が形成され、他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極を備えるバイポーラ電池が知られている。例えば、特許文献１に開示されたバイポーラ電池は、複数のバイポーラ電極が積層された電極積層体と、電極積層体の側面に設けられたポリプロピレン製のセルケーシング（封止体）と、を備えている。バイポーラ電極の縁部には、ポリプロピレン層が設けられており、バイポーラ電極とセルケーシングとは、ポリプロピレン層を介して一体成形により強固に固着されている。これにより、電解液を封止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３５７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような蓄電モジュールでは、電極積層体における積層方向の一端に、内面に負極が形成された電極板からなる負極終端電極が配置されている。この負極終端電極の電極板についても封止体によって封止されているが、電解液がアルカリ溶液からなる場合、いわゆるアルカリクリープ現象により、電解液が負極終端電極の電極板上を伝わり、封止体と当該電極板との間を通って当該電極板の外面側に滲み出ることがある。
【０００５】
本発明の一側面は、上記課題の解決のためになされたものであり、電解液の漏れを抑制可能な蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る蓄電モジュールは、第１方向に沿って積層された複数の電極を含む積層体と、電極の縁部に溶着され、隣り合う電極の間に内部空間を形成すると共に内部空間を封止する封止体と、内部空間に収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、を備え、複数の電極は、複数のバイポーラ電極と、積層体の第１方向の一端に配置された負極終端電極と、積層体の第１方向の他端に配置された正極終端電極と、を含み、封止体は、複数の電極の縁部に結合された複数の第１封止部と、複数の第１封止部を外側から包囲するように複数の第１封止部に結合された第２封止部と、第２封止部に設けられたゲート痕と、を含み、ゲート痕は、負極終端電極よりも正極終端電極の近くに設けられている。
【０００７】
この蓄電モジュールでは、第２封止部を形成する際に、ゲートから注入された高温の樹脂により、電極の縁部に溶着された第１封止部が溶融される。第１封止部が過度に溶融されると、電極の縁部と第１封止部との間の結合状態が悪化する場合がある。そのような場合であっても、ゲート痕が負極終端電極よりも正極終端電極の近くに設けられているので、樹脂が負極終端電極に達するまでに、樹脂の温度が下がる。これにより、負極終端電極の縁部に溶着された第１封止部の過度な溶融が抑制される。したがって、負極終端電極の縁部と第１封止部との間の結合状態が悪化し難い。この結果、アルカリクリープ現象による電解液の漏れを抑制することができる。
【０００８】
この蓄電モジュールでは、第１方向から見て、ゲート痕は積層体の外側に設けられていてもよい。この場合、第１封止部の過度な溶融が更に抑制される。したがって、電解液の漏れを更に抑制することができる。
【０００９】
この蓄電モジュールでは、ゲート痕は、第１方向において積層体から離間していてもよい。この場合、負極終端電極の縁部に溶着された第１封止部の過度な溶融が更に抑制される。したがって、電解液の漏れを更に抑制することができる。
【００１０】
この蓄電モジュールでは、電極は、電極板を含み、電極板は、粗面化されていてもよい。この場合、電極板と第１封止部との間の結合強度を向上させることができる。これにより、アルカリクリープ現象による電解液の漏れを更に抑制することができる。
【００１１】
この蓄電モジュールでは、負極終端電極に対して第１方向の外側に配置された金属板を更に備え、第１封止部と負極終端電極と金属板とによって、余剰空間が形成されていてもよい。この場合、電解液の移動経路上に余剰空間が形成される。これにより、電解液が滲み出す起点となる負極終端電極の電極板と第１封止部との間の隙間に、外部の空気中に含まれる水分が入り込むことを抑制できる。その結果、アルカリクリープ現象の加速条件となる外部の湿度の影響を抑制でき、電解液の漏れを更に抑制することができる。
【００１２】
本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、第１方向に沿って積層された複数の電極を含む積層体であって、複数の電極は、複数のバイポーラ電極と、積層体の第１方向の一端に配置された負極終端電極と、積層体の第１方向の他端に配置された正極終端電極と、を含む、積層体と、電極の縁部に溶着され、隣り合う電極の間に内部空間を形成すると共に内部空間を封止する封止体と、内部空間に収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、を備える蓄電モジュールの製造方法であって、複数の電極の縁部に複数の第１封止部が溶着された積層体を型の内部に配置する工程と、型の内部に樹脂を注入して複数の第１封止部の外側に第２封止部を形成する工程と、を含み、形成する工程において、負極終端電極よりも正極終端電極の近くから樹脂を注入する。
【００１３】
この蓄電モジュールの製造方法では、第２封止部を形成する工程において、ゲートから注入された高温の樹脂により、電極の縁部に溶着された第１封止部が溶融される。第１封止部が過度に溶融されると、電極の縁部と第１封止部との間の結合状態が悪化する場合がある。そのような場合であっても、第２封止部を形成する工程において、負極終端電極よりも正極終端電極の近くから樹脂を注入するので、樹脂が負極終端電極に達するまでに、樹脂の温度が下がる。これにより、負極終端電極の縁部に溶着された第１封止部の過度な溶融が抑制される。したがって、負極終端電極の縁部と第１封止部との間の結合状態が悪化することが抑制される。この結果、アルカリクリープ現象による電解液の漏れを抑制することができる。
【００１４】
この蓄電モジュールの製造方法では、配置する工程において、負極終端電極が積層体の鉛直方向の下端となると共に、正極終端電極が積層体の鉛直方向の上端となるように積層体を配置し、形成する工程において、積層体の鉛直方向の上側から樹脂を注入してもよい。この場合、樹脂が重力によって型の内部に容易に行き渡る。
【００１５】
この蓄電モジュールの製造方法は、負極終端電極が積層体の鉛直方向の上端となると共に、正極終端電極が積層体の鉛直方向の下端となるように、封止体が形成された積層を反転する工程を更に含んでもよい。この場合、蓄電モジュールから電解液の垂れ落ちることを抑制可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一側面によれば、電解液の漏れを抑制可能な蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る蓄電モジュールを備えた蓄電装置を示す概略断面図である。
【図２】図１に示された蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。
【図３】図２の蓄電モジュールの一部を示す拡大断面図である。
【図４】粗化面の様子を示す模式図である。
【図５】図２に示された蓄電モジュールの斜視図である。
【図６】図５に示された蓄電モジュールの部分的な平面図である。
【図７】図６に示されたVII−VII線に沿った断面図である。
【図８】一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法について説明するための断面図である。
【図９】比較例に係る蓄電モジュールの一部を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。
【００１９】
図１は、一実施形態に係る蓄電モジュールを備えた蓄電装置を示す概略断面図である。図１に示される蓄電装置１は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置１は、互いに複数の蓄電モジュール４を積層してなる蓄電モジュール積層体２と、蓄電モジュール積層体２に対して積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材３とを備えている。
【００２０】
蓄電モジュール積層体２は、複数（本実施形態では３体）の蓄電モジュール４と、複数（本実施形態では４枚）の導電板５とによって構成されている。蓄電モジュール４は、例えば後述するバイポーラ電極１４を備えたバイポーラ電池であり、積層方向から見て矩形状をなしている。蓄電モジュール４は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池、又は電気二重層キャパシタである。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
【００２１】
積層方向に隣り合う蓄電モジュール４，４同士は、導電板５を介して電気的に接続されている。導電板５は、積層方向に隣り合う蓄電モジュール４，４間と、積層端に位置する蓄電モジュール４の外側と、にそれぞれ配置されている。積層端に位置する蓄電モジュール４の外側に配置された一方の導電板５には、正極端子６が接続されている。積層端に位置する蓄電モジュール４の外側に配置された他方の導電板５には、負極端子７が接続されている。正極端子６及び負極端子７は、例えば導電板５の縁部から積層方向に交差する方向に引き出されている。正極端子６及び負極端子７により、蓄電装置１の充放電が実施される。
【００２２】
各導電板５の内部には、空気等の冷媒を流通させる複数の流路５ａが設けられている。各流路５ａは、例えば積層方向と、正極端子６及び負極端子７の引き出し方向とにそれぞれ交差（直交）する方向に互いに平行に延在している。これらの流路５ａに冷媒を流通させることで、導電板５は、蓄電モジュール４同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、蓄電モジュール４で発生した熱を放熱する放熱板としての機能を併せ持つ。なお、図１の例では、積層方向から見た導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積よりも小さいが、放熱性の向上の観点から、導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積と同じであってもよく、蓄電モジュール４の面積よりも大きくてもよい。
【００２３】
拘束部材３は、蓄電モジュール積層体２を積層方向に挟む一対のエンドプレート８と、エンドプレート８同士を締結する締結ボルト９及びナット１０とによって構成されている。エンドプレート８は、積層方向から見た蓄電モジュール４及び導電板５の面積よりも一回り大きい面積を有する矩形の金属板である。エンドプレート８の内側面（蓄電モジュール積層体２側の面）には、電気絶縁性を有するフィルムＦが設けられている。フィルムＦにより、エンドプレート８と導電板５との間が絶縁されている。
【００２４】
エンドプレート８の縁部には、蓄電モジュール積層体２よりも外側となる位置に挿通孔８ａが設けられている。締結ボルト９は、一方のエンドプレート８の挿通孔８ａから他方のエンドプレート８の挿通孔８ａに向かって通され、他方のエンドプレート８の挿通孔８ａから突出した締結ボルト９の先端部分には、ナット１０が螺合されている。これにより、蓄電モジュール４及び導電板５がエンドプレート８によって挟持されて蓄電モジュール積層体２としてユニット化されると共に、蓄電モジュール積層体２に対して積層方向に拘束荷重が付加される。
【００２５】
次に、蓄電モジュール４の構成について更に詳細に説明する。図２は、図１に示された蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。図３は、図２の蓄電モジュールの一部を示す拡大断面図である。図２及び図３に示されるにように、蓄電モジュール４は、電極積層体１１と、電極積層体１１を封止する樹脂製の封止体１２と、金属板２０とを備えている。
【００２６】
電極積層体１１は、セパレータ１３を介して積層方向Ｄ（第１方向）に積層された複数の電極Ｅを含む。複数の電極Ｅは、複数のバイポーラ電極１４と、負極終端電極１８と、正極終端電極１９とを含む。この例では、電極積層体１１の積層方向Ｄは蓄電モジュール積層体２の積層方向と一致している。
【００２７】
バイポーラ電極１４は、電極板１５、電極板１５の一方の面１５ａに設けられた正極１６、電極板１５の他方の面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。正極１６は、正極活物質が塗工されてなる正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が塗工されてなる負極活物質層である。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の正極１６は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄに隣り合う一方のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の負極１７は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄに隣り合う他方のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。
【００２８】
負極終端電極１８は、電極板１５と、電極板１５の他方の面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。負極終端電極１８は、他方の面１５ｂが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの一端に配置されている。負極終端電極１８の電極板１５の一方の面１５ａは、電極積層体１１の積層方向Ｄにおける一方の外側面を構成し、蓄電モジュール４に隣接する一方の導電板５（図１参照）と電気的に接続されている。負極終端電極１８の電極板１５の他方の面１５ｂに設けられた負極１７は、セパレータ１３を介して積層方向Ｄの一端のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。
【００２９】
正極終端電極１９は、電極板１５と、電極板１５の一方の面１５ａに設けられた正極１６とを有している。正極終端電極１９は、一方の面１５ａが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの他端に配置されている。正極終端電極１９の一方の面１５ａに設けられた正極１６は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄの他端のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。正極終端電極１９の電極板１５の他方の面１５ｂは、電極積層体１１の積層方向Ｄにおける他方の外側面を構成し、蓄電モジュール４に隣接する他方の導電板５（図１参照）と電気的に接続されている。
【００３０】
金属板２０は、負極終端電極１８に対して積層方向Ｄの外側に配置されている。金属板２０は、負極終端電極１８の電極板１５と積層方向Ｄにおいて隣り合うように、電極積層体１１上に積層されている。金属板２０は、負極終端電極１８の電極板１５の一方の面１５ａに対向する他方の面２０ｂと、他方の面２０ｂの反対側の一方の面２０ａとを有している。金属板２０の一方の面２０ａ及び他方の面２０ｂには、正極活物質及び負極活物質が塗工されておらず、一方の面２０ａ及び他方の面２０ｂの全面が未塗工領域となっている。すなわち、本実施形態において、金属板２０は正極１６及び負極１７のいずれも設けられていない未塗工電極板である。
【００３１】
金属板２０は、負極終端電極１８側に窪むと共に負極終端電極１８の電極板１５に接触する矩形状の接触部Ｃを有する。より具体的に、接触部Ｃにおいて、金属板２０の他方の面２０ｂは、負極終端電極１８の電極板１５の一方の面１５ａに接触し、金属板２０の一方の面２０ａは導電板５（図１参照）に接触している。これにより、負極終端電極１８は、金属板２０を介して導電板５と電気的に接続されている。金属板２０は、電極板１５と同様に、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。
【００３２】
バイポーラ電極１４、負極終端電極１８及び正極終端電極１９を形成する電極板１５は、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。一例として、電極板１５は、ニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板１５の縁部１５ｃは、矩形枠状をなし、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。正極１６を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極１７を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。本実施形態では、電極板１５の他方の面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、電極板１５の一方の面１５ａにおける正極１６の形成領域に対して一回り大きくなっている。
【００３３】
セパレータ１３は、電極板１５，１５間の短絡を防止する部材である。セパレータ１３は、例えばシート状に形成されている。セパレータ１３としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。セパレータ１３は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ１３は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。
【００３４】
封止体１２は、例えば絶縁性の樹脂によって、全体として矩形の筒状に形成されている。封止体１２は、電極板１５の縁部１５ｃに溶着されている。封止体１２は、積層方向Ｄに隣り合う電極Ｅ，Ｅの間に内部空間Ｖを形成すると共に内部空間Ｖを封止する。封止体１２は、電極板１５の縁部１５ｃを包囲するように電極積層体１１の側面１１ａに設けられている。封止体１２は、側面１１ａにおいて縁部１５ｃを保持している。
【００３５】
封止体１２は、複数の電極板１５の縁部１５ｃに結合された複数の第１封止部２１と、側面１１ａに沿って第１封止部２１を外側から包囲するように、複数の第１封止部２１に結合された第２封止部２２とを含んでいる。第１封止部２１及び第２封止部２２は、例えば、耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂である。第１封止部２１及び第２封止部２２の構成材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等が挙げられる。特に、第１封止部２１は、ＰＰ、ＰＥ等の比較的柔らかい材料により構成されてもよい。この場合、第１封止部２１の熱収縮により、電極板１５が反ることが抑制される。特に、第２封止部２２は、変性ＰＰＥにＰＰ等を混ぜ合わせた比較的硬い材料により構成されてもよい。この場合、封止体１２の筐体としての強度が向上する。
【００３６】
第１封止部２１は、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８及び正極終端電極１９を形成する電極板１５の縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向Ｄから見て矩形の環状をなしている。バイポーラ電極１４及び負極終端電極１８では、第１封止部２１は電極板１５の一方の面１５ａの縁部１５ｃに設けられている。正極終端電極１９では、第１封止部２１は電極板１５の一方の面１５ａ及び他方の面１５ｂの両方の縁部１５ｃに設けられている。
【００３７】
第１封止部２１は、例えば超音波又は熱によって電極板１５の縁部１５ｃに溶着され、気密に接合されている。第１封止部２１は、例えば積層方向Ｄに所定の厚さを有するフィルムである。第１封止部２１の内側は、積層方向Ｄに互いに隣り合う電極板１５の縁部１５ｃ，１５ｃの間に位置している。第１封止部２１の外側は、電極板１５の縁よりも外側に張り出しており、その先端部分は、第２封止部２２に埋設されている。積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う第１封止部２１，２１は、互いに離間していてもよく、接していてもよい。
【００３８】
電極板１５と第１封止部２１とが重なる領域は、電極板１５と第１封止部２１との結合領域Ｋとなっている。結合領域Ｋにおいて、電極板１５は粗面化されている。すなわち、結合領域Ｋにおける電極板１５の表面は、粗面化された粗化面Ｒ（図４参照）となっている。粗化面Ｒは、結合領域Ｋのみでもよいが、本実施形態では、電極板１５の一方の面１５ａ及び他方の面１５ｂの全体（縁部１５ｃから中央部にわたる全面）が、粗化面Ｒとなっている。
【００３９】
金属板２０の一方の面２０ａにおける縁部２０ｃには、それぞれ第１封止部２１が結合されている。金属板２０の一方の面２０ａにおける縁部２０ｃと第１封止部２１とが重なる領域は、金属板２０と第１封止部２１との結合領域Ｋとなっている。結合領域Ｋにおいて、金属板２０は粗面化されている。すなわち、結合領域Ｋにおける金属板２０の表面は、電極板１５と同様に、粗化面Ｒとなっている（図４参照）。粗化面Ｒは、結合領域Ｋのみでもよいが、本実施形態では金属板２０の一方の面２０ａ及び他方の面２０ｂの全体（縁部２０ｃから中央部にわたる全面）が、粗化面Ｒとなっている。
【００４０】
図４は、粗化面の様子を示す模式図である。図４に示されるように、粗化面Ｒには、複数の突起Ｐが形成されている。突起Ｐは、例えば電解メッキにより形成される。電極板１５と第１封止部２１との結合界面では、溶融状態の樹脂が粗面化により形成された複数の突起Ｐ，Ｐ間に入り込み、アンカー効果が発揮される。これにより、電極板１５と第１封止部２１との間の結合強度を向上させることができる。粗面化の際に形成される突起Ｐは、例えば電極板１５の表面に形成された凸部を基端として基端側から先端に向かって先太りとなる形状を有している。これにより、隣り合う突起Ｐ，Ｐの間の断面形状がアンダーカット形状となり、アンカー効果を高めることが可能となる。
【００４１】
図２及び図３に示されるように、第２封止部２２は、電極積層体１１及び第１封止部２１の外側に設けられ、蓄電モジュール４の外壁（筐体）を構成している。第２封止部２２は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Ｄに沿って電極積層体１１の全長にわたって延在している。第２封止部２２は、積層方向Ｄを軸方向として延在する矩形の筒状（環状、枠状）を呈している。第２封止部２２は、例えば射出成形時の熱によって第１封止部２１の外表面に溶着されている。
【００４２】
第１封止部２１及び第２封止部２２は、隣り合う電極Ｅ，Ｅの間に内部空間Ｖを形成すると共に内部空間Ｖを封止する。より具体的には、第２封止部２２は、第１封止部２１と共に、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合うバイポーラ電極１４，１４の間、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間をそれぞれ封止している。これにより、隣り合うバイポーラ電極１４，１４の間、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間には、それぞれ気密に仕切られた内部空間Ｖが形成される。
【００４３】
蓄電モジュール４は、この内部空間Ｖに収容された電解液（不図示）を備えている。電解液は、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液を含む。電解液は、セパレータ１３、正極１６、及び負極１７内に含浸されている。
【００４４】
蓄電モジュール４では、第１封止部２１と負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０とによって、電解液が収容されていない余剰空間ＶＡが形成されている。積層方向Ｄから見て、余剰空間ＶＡは接触部Ｃの周囲を囲むように形成されている。また、積層方向Ｄに沿った断面において、余剰空間ＶＡは、第１封止部２１側から接触部Ｃ側へ向かうにつれて高さ（積層方向Ｄに沿った寸法）が小さくなる略三角形状をなしている。余剰空間ＶＡの内部は減圧されており、その内圧は大気圧より低くなっている。また、余剰空間ＶＡの内圧は、電解液が収容された内部空間Ｖの内圧よりも低くなっている。本実施形態では、内部ガスが発生しない状態において内部空間Ｖの内圧は大気圧程度である。
【００４５】
蓄電モジュール４では、一対の第１封止部２１，２１と金属板２０と第２封止部２２とによって、電解液が収容されていない余剰空間ＶＢが形成されている。余剰空間ＶＢは、余剰空間ＶＡよりも積層方向Ｄの外側に位置している。積層方向Ｄから見て、余剰空間ＶＢは、金属板２０の縁部２０ｃの外側を囲むように形成されている。積層方向Ｄに沿った断面において見て、余剰空間ＶＢは略矩形状をなしている。
【００４６】
図５は、図２に示された蓄電モジュールの斜視図である。図５は、正極終端電極１９側から見た蓄電モジュール４の斜視図である。図５に示されるように、蓄電モジュール４は、複数（ここでは４つ）のベース部材２７と、複数（ここではベース部材２７の数と同数）の圧力調整弁２８とをさらに備えている。ベース部材２７は、圧力調整弁２８と一体化されてもよいし、第２封止部２２と一体化されてもよい。
【００４７】
封止体１２には、複数の圧力調整弁２８がそれぞれ取り付けられる複数（ここでは４つ）の取付凹部２４が形成されている。取付凹部２４は、第２封止部２２に形成されている。ベース部材２７及び圧力調整弁２８は、取付凹部２４のそれぞれに設けられている。
【００４８】
封止体１２には、複数（ここでは２４個）の内部空間Ｖとそれぞれ連通された複数（ここでは２４個）の連通孔（不図示）が形成されている。一例において、４つの取付凹部２４のそれぞれに６つの連通孔が形成されている。各連通孔は、内部空間Ｖに電解液を注入するための注液口として機能すると共に、電解液が注入された後は、圧力調整弁２８の接続口として機能する。連通孔の開口端は取付凹部２４内に位置している。連通孔は、封止体１２を貫通して設けられている。
【００４９】
図６は、図５に示された蓄電モジュールの部分的な平面図である。図６は、積層方向Ｄに沿って正極終端電極１９側から見た蓄電モジュール４の一部を示す。図７は、図６に示されたVII−VII線に沿った断面図である。
【００５０】
図６及び図７に示されるように、封止体１２は、第２封止部２２に設けられたゲート痕４０を含む。本実施形態では、封止体１２は複数のゲート痕４０を含む。複数のゲート痕４０は、積層方向Ｄに交差する第２封止部２２の表面２２ｓにおいて、環状の第２封止部２２に沿って配列される。各ゲート痕４０は、負極終端電極１８（図２参照）よりも正極終端電極１９の近くに設けられている。各ゲート痕４０は、積層方向Ｄから見て、電極積層体１１の外側に設けられている。各ゲート痕４０は、積層方向Ｄから見て、電極積層体１１から離間して設けられている。各ゲート痕４０は、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１から離間している。
【００５１】
各ゲート痕４０は、射出成形により形成される。各ゲート痕４０は、例えば、積層方向Ｄから見て矩形の環状の第２封止部２２における４つの角部と、２つの隣り合う角部同士の間に設けられる。各ゲート痕４０の外形は、積層方向Ｄから見て例えば円形状である。
【００５２】
第２封止部２２の表面２２ｓには、複数の穴部４１が形成されており、各ゲート痕４０は各穴部４１内に配置される。穴部４１は、例えば積層方向Ｄに窪んだ断面円形の穴である。ゲート痕４０は、例えば積層方向Ｄに突出する円錐状の突起である。ゲート痕４０の高さＤ１は、穴部４１の深さＤ２以下に設定され得る。ゲート痕４０の高さＤ１は例えば０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。
【００５３】
次に、蓄電モジュール４の製造方法について説明する。図８は、一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法について説明するための断面図である。一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法は、型Ｍの内部に電極積層体１１を配置する工程と、型Ｍの内部に樹脂を注入して、複数の第１封止部２１の外側に第２封止部２２を形成する工程と、電極積層体１１を反転する工程と、を含む。
【００５４】
電極積層体１１を配置する工程では、負極終端電極１８が電極積層体１１の鉛直方向（重力方向）の下端となると共に、正極終端電極１９が電極積層体１１の鉛直方向の上端となるように、電極積層体１１が配置される。本実施形態では、電極積層体１１は、積層方向Ｄが鉛直方向と一致するように配置される。電極積層体１１における複数の電極板１５の縁部１５ｃには、予め複数の第１封止部２１が溶着されている。
【００５５】
更にこの工程では、金属板２０が電極積層体１１と共に型Ｍの内部に配置される。金属板２０は、負極終端電極１８と隣り合うように電極積層体１１上に積層された状態で、型Ｍの内部に配置される。金属板２０の縁部２０ｃには、予め第１封止部２１が溶着されている。
【００５６】
型Ｍは、複数のゲートＧを有する。ゲート痕４０は、ゲートＧに対応して形成される。型Ｍは例えば金型である。型Ｍ内の空隙Ｍｈの形状は、第２封止部２２の形状と対応している。各ゲートＧの形状は、例えば積層方向Ｄに延在する円柱状である。型Ｍ内におけるゲートＧの開口端の周囲には、例えば円環状の突起Ｍｐが設けられている。突起Ｍｐによって、第２封止部２２に穴部４１が形成される。
【００５７】
第２封止部２２を形成する工程は、電極積層体１１を配置する工程後に行われる。第２封止部２２を形成する工程では、型Ｍの内部に樹脂が注入され、射出成形により複数の第１封止部２１の外側に第２封止部２２が形成される。この結果、封止体１２が形成される。樹脂は、複数のゲートＧから型Ｍの内部に流し込まれる。第２封止部２２は、射出成形時の熱によって第１封止部２１の外表面に溶着される。ゲートＧは、電極積層体１１の鉛直方向の上側に設けられている。したがって、この工程では、電極積層体１１の鉛直方向の上側から樹脂を注入する。よって、負極終端電極１８よりも正極終端電極１９の近くから樹脂が注入される。
【００５８】
電極積層体１１を反転する工程は、第２封止部２２を形成する工程後に行われる。この工程では、負極終端電極１８が電極積層体１１の鉛直方向の上端となると共に、正極終端電極１９が電極積層体１１の鉛直方向の下端となるように、封止体１２が形成された電極積層体１１が反転される。
【００５９】
以上説明したように、蓄電モジュール４では、第２封止部２２を形成する際に、ゲートＧから注入された高温の樹脂により、電極板１５の縁部１５ｃに溶着された第１封止部２１が溶融される。第１封止部２１が過度に溶融されると、縁部１５ｃと第１封止部２１との間の結合状態が悪化する場合がある。これは、第１封止部２１の溶融量が大きくなると、第１封止部２１の熱収縮量が大きくなる結果、縁部１５ｃと第１封止部２１との間に隙間が発生するためと考えられる。
【００６０】
本実施形態では、ゲート痕４０が負極終端電極１８よりも正極終端電極１９の近くに設けられている。つまり、第２封止部２２を形成する工程において、負極終端電極１８よりも正極終端電極１９の近くから樹脂が注入される。したがって、樹脂が負極終端電極１８に達するまでに、樹脂の温度が下がる。これにより、負極終端電極１８の電極板１５の縁部１５ｃに溶着された第１封止部２１の過度な溶融が抑制される。したがって、負極終端電極１８の電極板１５の縁部１５ｃと第１封止部２１との間の結合状態が悪化し難い。この結果、アルカリクリープ現象による電解液の漏れを抑制することができる。
【００６１】
蓄電モジュール４では、積層方向Ｄから見て、ゲート痕４０は電極積層体１１の外側に設けられている。このため、第１封止部２１の過度な溶融が更に抑制される。したがって、電解液の漏れを更に抑制することができる。
【００６２】
蓄電モジュール４では、ゲート痕４０は、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１から離間している。このため、第１封止部２１の過度な溶融が更に抑制される。したがって、電解液の漏れを更に抑制することができる。
【００６３】
蓄電モジュール４では、電極板１５の一方の面１５ａ及び他方の面１５ｂの全体（縁部１５ｃから中央部にわたる全面）が粗面化されている。このため、電極板１５と第１封止部２１との間の結合強度を向上させることができる。これにより、アルカリクリープ現象による電解液の漏れを更に抑制することができる。
【００６４】
図９は、比較例に係る蓄電モジュールの一部を示す拡大断面図である。図９に示されるように、比較例に係る蓄電モジュール１００は、金属板２０を備えていない点で蓄電モジュール４（図２参照）と相違している。蓄電モジュール１００では、いわゆるアルカリクリープ現象により、内部空間Ｖに存在する電解液が負極終端電極１８の電極板１５の表面を伝わり、結合領域における電極板１５と第１封止体１２１Ａとの間の隙間を通って電極板１５の一方の面１５ａ側に滲み出ることがある。図９には、アルカリクリープ現象における電解液Ｌの移動経路を矢印Ａで示されている。このアルカリクリープ現象は、電気化学的な要因及び流体現象などにより、蓄電モジュール１００の充電時及び放電時並びに無負荷時において生じ得る。アルカリクリープ現象は、負極電位、水分、及び電解液Ｌの通り道がそれぞれ存在することにより生じ、時間の経過とともに進行する。
【００６５】
これに対し、本実施形態に係る蓄電モジュール４は、図２及び図３に示されるように、負極終端電極１８に対して積層方向Ｄの外側に配置された金属板２０を更に備える。これにより、蓄電モジュール４では、第１封止部２１と負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０とによって、余剰空間ＶＡが形成されている。また、一対の第１封止部２１，２１と金属板２０と第２封止部２２とによって、余剰空間ＶＢが形成されている。余剰空間ＶＡ及び余剰空間ＶＢは、いずれもアルカリクリープ現象による電解液の移動経路上に位置している。このため、電解液が滲み出す起点となる負極終端電極１８の電極板１５と第１封止部２１との間の隙間に、外部の空気中に含まれる水分が入り込むことを抑制できる。したがって、アルカリクリープ現象の加速条件となる外部の湿度の影響が抑制されるので、電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制することができる。
【００６６】
蓄電モジュール４の製造方法では、上述のように、第２封止部２２を形成する工程において、負極終端電極１８よりも正極終端電極１９の近くから樹脂が注入される。したがって、樹脂が負極終端電極１８に達するまでに、樹脂の温度が下がる。これにより、負極終端電極１８の電極板１５の縁部１５ｃに溶着された第１封止部２１の過度な溶融が抑制される。したがって、負極終端電極１８の電極板１５の縁部１５ｃと第１封止部２１との間の結合状態が悪化し難い。この結果、アルカリクリープ現象による電解液の漏れを抑制することができる。
【００６７】
電極積層体１１を型Ｍの内部に配置する工程において、負極終端電極１８が電極積層体１１の鉛直方向の下端となると共に、正極終端電極１９が電極積層体１１の鉛直方向の上端となるように電極積層体１１を配置し、第２封止部２２を形成する工程において、電極積層体１１の鉛直方向の上側から樹脂を注入するので、樹脂が重力によって型Ｍの内部に容易に行き渡る。
【００６８】
蓄電モジュール４は、通常、負極終端電極１８が電極積層体１１の鉛直方向の上端となると共に、正極終端電極１９が電極積層体１１の鉛直方向の下端となるような配置で用いられる。このような配置によれば、仮にアルカリクリープ現象により蓄電モジュール４から電解液が漏れ出た場合にも、電解液が蓄電モジュール４の上面にとどまり、蓄電モジュール４から垂れ落ちることが抑制される。蓄電モジュール４の製造方法は、負極終端電極１８が電極積層体１１の鉛直方向の上端となると共に、正極終端電極１９が電極積層体１１の鉛直方向の下端となるように、電極積層体１１を反転する工程を含む。したがって、蓄電モジュール４から電解液が垂れ落ちることを抑制可能となる。また、蓄電モジュール４の製造方法が、電極積層体１１を反転する工程を含むことにより、製造された蓄電モジュール４をそのまま蓄電装置１の製造工程に送ることができる。
【００６９】
本発明は上記実施形態に限定されない。
【００７０】
上記実施形態では、電極板１５は、ニッケルからなる金属箔であったが、アルミ箔又は銅箔等であってもよい。電極板１５は、圧延板又は圧延箔であってもよい。
【００７１】
蓄電モジュール４の製造方法では、反転する工程を含まなくてもよい。蓄電モジュール４を製造した後に、蓄電モジュール４を反転してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
４…蓄電モジュール、１１…電極積層体、１２…封止体、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ｃ…縁部、１８…負極終端電極、１９…正極終端電極、２０…金属板、２１…第１封止部、２２…第２封止部、４０…ゲート痕、Ｅ…電極、Ｍ…型、Ｖ…内部空間、ＶＡ…余剰空間、ＶＢ…余剰空間。
【図１】
2020087587.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020087587.tif 000007
【図６】
2020087587.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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