(57)【要約】【課題】封止体の成形不良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、電極積層体１１と、電極積層体１１の側面を囲むように設けられ、内部空間Ｖを封止する封止体１２と、を備え、封止体１２は、隣り合うバイポーラ電極１４間に配置された枠状の第１封止部２１と、第１封止部２１の側面を囲む第２封止部２２とを有し、第１封止部２１は、バイポーラ電極１４の外縁部に結合された第１層２７と、第１封止部２１が外縁側の複数の部位で折り返されることにより第１層２７に対して積層された複数の第２層２９と、を有し、積層方向Ｄから見て、互いに隣り合う第２層２９の間には、第１封止部２１の外縁から第２層２９の折返部の先端まで延びる隙間Ｓがそれぞれ形成され、隙間Ｓのうちの一の隙間Ｓ’は、内部空間Ｖに収容される電解液の注液口５０を構成している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを介して積層された複数のバイポーラ電極を有する電極積層体と、
前記電極積層体の側面を囲むように設けられ、前記電極積層体の積層方向において隣り合う前記バイポーラ電極間に内部空間を形成すると共に当該内部空間を封止する封止体と、を備え、
前記封止体は、隣り合う前記バイポーラ電極間に配置された枠状の第１封止部と、前記第１封止部の側面を囲むと共に前記第１封止部同士を結合する第２封止部とを有し、
前記第１封止部は、前記バイポーラ電極の外縁部に結合された第１層と、前記第１封止部が外縁側の複数の部位で折り返されることにより前記第１層に対して積層された複数の第２層と、を有し、
前記積層方向から見て、互いに隣り合う前記第２層の間には、前記第１封止部の外縁から前記第２層の折返部の先端まで延びる隙間がそれぞれ形成され、
前記隙間のうちの一の隙間は、前記内部空間に収容される電解液の注液口を構成している、蓄電モジュール。
【請求項２】
前記積層方向に交差する方向において、前記注液口を構成する前記隙間の寸法は、他の前記隙間の寸法より大きくなっている、請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記積層方向から見て、少なくとも互いに隣り合う前記封止部の前記隙間はずれた状態となっている、請求項１又は２に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層し、電極積層体を形成する積層工程と、
前記電極積層体の側面を囲む様に封止体を形成し、前記電極積層体の積層方向において隣り合う前記バイポーラ電極間に内部空間を形成すると共に当該内部空間を封止する封止工程と、
前記内部空間のそれぞれに電解液を注入する注入工程と、を備え、
前記積層工程は、
枠状の第１封止部を前記バイポーラ電極の外縁部に結合する結合工程と、
前記第１封止部の外縁側を複数の部位で折り返すことにより、枠状の第１層と、前記第１層に対して積層された複数の第２層とを前記第１封止部に形成する折返工程と、を含み、
前記折返工程では、前記積層方向から見て、互いに隣り合う前記第２層の間に、前記第１封止部の外縁から前記第２層の折返部の先端まで延びる隙間をそれぞれ形成し、
前記注入工程では、前記隙間のうちの一の隙間を前記電解液の注液口として用いる、蓄電モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記積層工程は、シート状の母材から、前記第１封止部を形成する第１封止部形成工程を更に含み、
前記第１封止部形成工程では、前記第１封止部の展開形状において、一の前記第２層が連続する前記第１層の外縁に沿った方向における前記一の第２層の寸法を、当該一の第２層に対向する他の第２層の寸法より小さく形成する、請求項４に記載の蓄電モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記積層工程において、前記積層方向から見て、少なくとも互いに隣り合う前記第１封止部の前記隙間がずれるように積層する、請求項４又は５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】
特許文献１には、バイポーラ電池が記載されている。このバイポーラ電池は、積層された複数枚のバイポーラ電極を含む電池要素を備える。バイポーラ電極は、集電体と、集電体の片方の面上に設けられた正極層と、集電体の他方の面上に設けられた負極層と、を有する。また、このバイポーラ電池は、電池要素の外部を被覆する封止体を備えている。封止体は、電池内部の電解液等が外部に漏液しないように電池要素を気密に維持するために設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−００５１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなバイポーラ電池では、封止体が、バイポーラ電極の外縁部に設けられた第１封止部と、第１封止部の側面を囲むと共に封止部同士を結合する第２封止部とを含んで構成される場合がある。この第１封止部を形成する方法として、例えば、シート状の母材からの切り出しが考えられる。この場合、母材から切り出された枠状の部分は第１封止部として使用される一方で、枠状の部分に囲まれた中心部分は廃棄される。特に、第１封止部の厚さが厚くなるにつれて、廃棄部分も厚くなり、廃棄量が増加する。
【０００５】
本発明者は、第１封止部の厚さを保ちつつ母材の廃棄量を低減するために、シート状の母材から枠状の樹脂シートを切り出した後に、樹脂シートを折り返して第１封止部を形成する方法を検討している。しかしながら、バイポーラ電極の外縁部の複数の部位で樹脂シートを折り返すと、折り返された部分同士の間に隙間が形成され、第２封止部を形成する際に、第２封止部の材料が当該隙間に流入する可能性がある。その結果、封止体の成形不良が発生する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、封止体の成形不良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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る蓄電モジュールは、セパレータを介して積層された複数のバイポーラ電極を有する電極積層体と、電極積層体の側面を囲むように設けられ、電極積層体の積層方向において隣り合うバイポーラ電極間に内部空間を形成すると共に当該内部空間を封止する封止体と、を備え、封止体は、隣り合うバイポーラ電極間に配置された枠状の第１封止部と、第１封止部の側面を囲むと共に第１封止部同士を結合する第２封止部とを有し、第１封止部は、バイポーラ電極の外縁部に結合された第１層と、第１封止部が外縁側の複数の部位で折り返されることにより第１層に対して積層された複数の第２層と、を有し、積層方向から見て、互いに隣り合う第２層の間には、第１封止部の外縁から第２層の折返部の先端まで延びる隙間がそれぞれ形成され、隙間のうちの一の隙間は、内部空間に収容される電解液の注液口を構成している。
【０００８】
この蓄電モジュールでは、積層方向から見て、互いに隣り合う第２層の間には、第１封止部の外縁から第２層の折返部の先端まで延びる隙間がそれぞれ形成され、隙間のうちの一の隙間は、内部空間に収容される電解液の注液口を構成している。このように、一の隙間が注液口を構成していることにより、第１封止部の側面を囲む第２封止部を形成する際に、第２封止部の材料が流入する可能性のある隙間を減らすことができる。したがって、封止体の成形不良を抑制することができる。
【０００９】
積層方向に交差する方向において、注液口を構成する隙間の寸法は、他の隙間の寸法より大きくなっていてもよい。この構成によれば、注液口からの注液を容易に行うことができる。
【００１０】
積層方向から見て、少なくとも互いに隣り合う第１封止部の隙間及び開口はずれた状態となっていてもよい。この構成によれば、隙間及び開口が積層方向に重なることにより、積層方向における電極積層体の寸法に部分的なばらつきが発生することを抑制できる。
【００１１】
本発明の一形態に係る蓄電モジュールの製造方法は、セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層し、電極積層体を形成する積層工程と、電極積層体の側面を囲む様に封止体を形成し、電極積層体の積層方向において隣り合うバイポーラ電極間に内部空間を形成すると共に当該内部空間を封止する封止工程と、内部空間のそれぞれに電解液を注入する注入工程と、を備え、積層工程は、枠状の第１封止部をバイポーラ電極の外縁部に結合する結合工程と、第１封止部の外縁側を複数の部位で折り返すことにより、枠状の第１層と、第１層に対して積層された複数の第２層とを第１封止部に形成する折返工程と、を含み、折返工程では、積層方向から見て、互いに隣り合う第２層の間に、第１封止部の外縁から第２層の折返部の先端まで延びる隙間をそれぞれ形成し、注入工程では、隙間のうちの一の隙間を電解液の注液口として用いる。
【００１２】
この蓄電モジュールの製造方法の積層工程は、第１封止部の外縁側を複数の部位で折り返すことにより、枠状の第１層と、第１層に対して積層された複数の第２層とを第１封止部に形成する折返工程と含み、折返工程では、積層方向から見て、互いに隣り合う第２層の間に、第１封止部の外縁から第２層の折返部の先端まで延びる隙間をそれぞれ形成し、注入工程では、隙間のうちの一の隙間を電解液の注液口として用いる。このように、一の隙間を注液口として用いることにより、第１封止部の側面を囲む第２封止部を形成する際に、第２封止部の材料が流入する可能性のある隙間を減らすことができる。したがって、封止体の成形不良を抑制することができる。
【００１３】
積層工程は、シート状の母材から、第１封止部を形成する第１封止部形成工程を更に含み、第１封止部形成工程では、第１封止部の展開形状において、一の第２層が連続する第１層の外縁に沿った方向における一の第２層の寸法を、当該一の第２層に対向する他の第２層の寸法より小さく形成してもよい。この構成によれば、積層方向に交差する方向において、複数の隙間のうち一の隙間の寸法が他の隙間の寸法より大きくなる。したがって、より大きな寸法を有する一の隙間を介して電解液を注入することにより、注液を容易に行うことができる。
【００１４】
積層工程において、積層方向から見て、少なくとも互いに隣り合う第１封止部の隙間がずれるように積層してもよい。この構成によれば、隙間が積層方向に重なることにより、積層方向における電極積層体の寸法に部分的なばらつきが発生することを抑制できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、封止体の成形不良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る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る蓄電モジュールを備えて構成される蓄電装置を示す概略断面図である。
【図２】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】蓄電モジュールの全体形状を示す斜視図である。
【図４】封止体に設けられた注入口の構成を示す概略図である。
【図５】（a）はバイポーラ電極及び一次封止体を示す断面図であり、（ｂ）はバイポーラ電極及び一次封止体を示す平面図である。
【図６】蓄電モジュールの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図７】積層工程の一例を示すフローチャートである。
【図８】展開状態の第１封止部を示す平面図である。
【図９】一般的な蓄電モジュールの第１封止部を示す平面図である。
【図１０】変形例に係る蓄電モジュールの第１封止部を示す平面図である。
【図１１】他の変形例に係る蓄電モジュールの第１封止部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１は、蓄電装置の一実施形態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、積層された複数の蓄電モジュール４を含むモジュール積層体２と、モジュール積層体２に対してモジュール積層体２の積層方向に拘束荷重を負荷する拘束部材３とを備えている。
【００１９】
モジュール積層体２は、複数（ここでは３つ）の蓄電モジュール４と、複数（ここでは４つ）の導電板５とを含む。蓄電モジュール４は、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。
【００２０】
積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール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、積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール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。
【００２１】
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。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）する方向に沿って延在している。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、これらの流路５aに冷媒を流通させることにより、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っている。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の面積よりも小さくなっているが、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なっていてもよい。
【００２２】
拘束部材３は、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におけるモジュール積層体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。
【００２３】
エンドプレート８の縁部には、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モジュール積層体２としてユニット化されると共に、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。
【００２４】
次に、蓄電モジュール４の構成について詳細に説明する。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２に示されるように、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とを備えている。電極積層体１１は、セパレータ１３を介して蓄電モジュール４の積層方向Ｄに沿って積層された複数の電極によって構成されている。これらの電極は、複数のバイポーラ電極１４の積層体と、負極終端電極１８と、正極終端電極１９とを含む。
【００２５】
バイポーラ電極１４は、一方面１５ａ及び一方面１５ａの反対側の他方面１５ｂを含む電極板１５と、一方面１５ａに設けられた正極１６と、他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。正極１６は、正極活物質が電極板１５に塗工されることにより形成される正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が電極板１５に塗工されることにより形成され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の一方に隣り合う別のバイポーラ電極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の他方に隣り合う別のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。
【００２６】
負極終端電極１８は、電極板１５と、電極板１５の他方面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の一方面１５ａは、電極積層体１１の積層方向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。
【００２７】
正極終端電極１９は、電極板１５と、電極板１５の一方面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の他方面１５ｂは、電極積層体１１の積層方向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。
【００２８】
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の他方面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、電極板１５の一方面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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。封止体１２は、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を外側から包囲し、第１封止部２１のそれぞれに結合された第２封止部２２とを有している。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）などが挙げられる。
【００３１】
第１封止部２１は、電極板１５の一方面１５ａにおいて縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向Ｄから見て矩形枠状をなしている。本実施形態では、バイポーラ電極１４の電極板１５のみならず、負極終端電極１８の電極板１５及び正極終端電極１９の電極板１５に対しても第１封止部２１が設けられている。負極終端電極１８では、電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃに第１封止部２１が設けられ、正極終端電極１９では、電極板１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂの双方の縁部１５ｃに第１封止部２１が設けられている。
【００３２】
第１封止部２１は、例えば超音波又は熱によって電極板１５の一方面１５ａ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同士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同士は、互いに離間していてもよく、接していてもよい。また、第１封止部２１の外縁部分同士は、例えば熱板溶着などによって互いに結合していてもよい。
【００３３】
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の表面は、粗面化されている。粗面化された領域は、結合領域Ｋのみでもよいが、本実施形態では電極板１５の全面が粗面化されている。粗面化は、例えば電解メッキによる複数の突起の形成により実現し得る。複数の突起が形成されることにより、電極板１５と第１封止部２１との接合界面では、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との間に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は、例えば基端側から先端側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。
【００３４】
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。
【００３５】
第１封止部２１及び第２封止部２２は、隣り合う電極の間に内部空間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が形成されている。この内部空間Ｖには、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（不図示）が収容されている。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。
【００３６】
図３に示されるように、蓄電モジュール４の封止体１２は、積層方向Ｄに沿って延在する側面１２ａを有している。側面１２ａには、内部空間Ｖに電解液を注入するための注液口５０が設けられている。注液口５０は、電解液の注入後には、シール材等によって封止される。注液口５０は、積層方向Ｄに交差（直交）する方向において、側面１２ａの一端側に位置している。
【００３７】
図４に示されるように、注液口５０は、第１封止部２１に設けられた第１開口５０ａと、第２封止部２２に設けられた第２開口５０ｂとによって構成されている。第１開口５０ａは、内部空間Ｖ（図２参照）のそれぞれに連通するように第１封止部２１に複数設けられている。第２開口５０ｂは、複数の第１開口５０ａと連通するように第２封止部２２に単一に設けられている。本実施形態では、第１開口５０ａの形状は矩形である。また、第２開口５０ｂの形状は、矩形となっている。
【００３８】
次に、図５を参照して、第１封止部２１について更に詳細に説明する。図５（ａ）はバイポーラ電極１４及び第１封止部２１を示す断面図であり、図５（ｂ）はバイポーラ電極１４及び第１封止部２１を示す平面図である。図５（ａ）に示されるように、第１封止部２１は、バイポーラ電極１４の外縁部（すなわち、電極板１５の縁部１５ｃ）に結合された第１層２７と、第１層２７に対して積層された複数の第２層２９とを有している。それぞれの第２層２９は、第１封止部２１が外縁側の複数の部位で折り返されることによって第１層２７に積層されており、第１封止部２１の外縁側において、第１層２７と複数の第２層２９とは互いに連続している。第１層２７の外縁２７ｒと、第２層２９の外縁２９ｒとは一致している。一方、第１層２７の内縁２７ｓと、第２層２９の内縁２９ｓとは互いにずれており、第２層２９の内縁２９ｓは第１層２７の内縁２７ｓより外側に位置している。これにより、第１封止部２１に対してセパレータ１３が配置される段差部２１ｔが形成されている。
【００３９】
図５（ｂ）に示されるように、第２層２９のそれぞれは、第１封止部２１の外縁の一辺に沿って延びている。本実施形態では、第１封止部２１は、４つの第２層２９Ａ〜２９Ｄを有している。第２層２９Ａ及び第２層２９Ｂは、第１封止部２１の長辺に沿って延びており、第２層２９Ｃ及び第２層２９Ｄは、第１封止部２１の短辺に沿って延びている。積層方向Ｄからみて、互いに隣り合う第２層２９の間には、隙間Ｓがそれぞれ形成されている。それぞれの隙間Ｓは、第１封止部２１の外縁から第２層２９の折り返し部の先端まで延びている。換言すると、それぞれの隙間Ｓは、第２層２９の外縁２９ｒから第２層２９の内縁２９ｓまで延びている。複数の隙間Ｓのうちの一の隙間Ｓ’は、内部空間Ｖに収容される電解液の注液口５０を構成している。本実施形態では、第２層２９Ａと第２層２９Ｄとの間の隙間Ｓ’が注液口５０を構成している。積層方向Ｄに交差する方向において、第２層２９Ａと第２層２９Ｄとの間の隙間Ｓ’（すなわち注液口５０を構成する隙間Ｓ’）の寸法は、他の隙間Ｓの寸法より大きくなっている。一例として、注液口５０を構成する隙間Ｓ’の寸法は１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度であり、他の隙間Ｓの寸法は、０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。このような第２層２９を有する第１封止部２１が結合されたバイポーラ電極１４が積層されることにより、内部空間Ｖに連通する第１開口５０ａが形成されている。
【００４０】
次に、図６〜図８を参照して、上述した蓄電モジュール４の製造方法について説明する。
【００４１】
図６は、蓄電モジュールの製造工程の一例を示すフローチャートである。図６に示されるように、蓄電モジュール４の製造工程は、積層工程（Ｓ０１）と、封止体形成工程（Ｓ０２）と、注入工程（Ｓ０３）と、組立工程（Ｓ０４）とを含んでいる。
【００４２】
積層工程Ｓ０１では、セパレータ１３を介してバイポーラ電極１４を積層し、積層体を得る。また、バイポーラ電極１４の積層体の積層端に負極終端電極１８及び正極終端電極１９を更に積層することにより、電極積層体１１を得る。積層にあたり、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９のそれぞれの電極板１５の縁部１５ｃには、矩形枠状の第１封止部２１を溶着等によって結合しておくことが好適である。
【００４３】
ここで、積層工程Ｓ０１について詳細に説明する。図７は、積層工程の一例を示すフローチャートである。図７に示されるように、積層工程Ｓ０１では、まず、シート状の母材から、折り返される前の展開された状態の第１封止部２１を形成する（第１封止部形成工程Ｓ１１）。第１封止部２１は、例えば、ロール状の原反から母材を巻き出しつつ、回転刃等を用いて連続的に切り出すことによって形成され得る。
【００４４】
図８は、展開された状態の第１封止部を示す平面図である。図８に示されるように、展開状態の第１封止部２１では、第１層２７は矩形枠状である。第２層２９のそれぞれは、第１層２７の外縁２７ｒの一辺に連続し、矩形の帯状を呈している。第１層２７と第２層２９との境界には、例えば、後述の折返工程Ｓ１３（図７参照）を容易にするためのハーフカットが施されていてもよい。第１封止部形成工程Ｓ１１では、第１封止部２１の展開状態において、一の第２層２９が連続する第１層２７の外縁２７ｒ（すなわち、第１層２７と第２層２９との折目）に沿った方向における当該一の第２層２９の寸法を、当該一の第２層２９に対向する他の第２層２９の寸法より小さく形成する。本実施形態では、第１封止部２１の長辺に沿った第２層２９Ａの寸法Ｌ２９Ａを、第２層２９Ａに対向する第２層２９Ｂの寸法Ｌ２９Ｂより小さく形成している。
【００４５】
次に、図７に示されるように、枠状の第１封止部２１をバイポーラ電極１４の外縁部に結合する（結合工程Ｓ１２）。より具体的には、展開状態の第１封止部２１の第１層２７を、バイポーラ電極１４の電極板１５の縁部１５ｃに結合する。このとき、第１封止部２１は、電極板１５の一方面１５ａに結合される。第１封止部２１と電極板１５とを結合する方法としては、例えば超音波または熱による溶着が挙げられる。なお、負極終端電極１８及び正極終端電極１９にも、同様に第１封止部２１を結合する。
【００４６】
次に、第１封止部２１の外縁側（すなわち、展開状態の第１封止部２１の第２層２９）を複数の部位で折り返すことにより、枠状の第１層２７と、第１層２７に対して積層された複数の第２層２９とを第１封止部２１に形成する（折返工程Ｓ１３）。展開状態の第１封止部２１の複数の第２層２９を折り返すことにより、積層方向Ｄから見て、互いに隣り合う第２層２９の間に、第１封止部２１の外縁から第２層２９の折り返し部の先端まで延びる隙間Ｓ（図５参照）が形成された状態となる。本実施形態では、第１封止部形成工程Ｓ１１において、第２層２９Ａの寸法Ｌ２９Ａを、第２層２９Ｂの寸法Ｌ２９Ｂより小さく形成しているので、第２層２９Ａと第２層２９Ｄとの間には相対的に大きな隙間Ｓ’が形成される。
【００４７】
次に、セパレータを介して、第１封止部２１が結合されたバイポーラ電極１４を複数積層すると共に、第１封止部２１が結合された負極終端電極１８、及び第１封止部２１が結合された正極終端電極１９を積層する（工程Ｓ１４）。この工程により、注液口５０を構成する第１開口５０ａが形成される。本実施形態では、一の第１封止部２１の第２層２９Ａと第２層２９Ｄとの間に形成された隙間Ｓ’に対して、当該一の第１封止部２１に隣り合う他の第１封止部２１とが積層されることにより、第１開口５０ａが形成される。
【００４８】
図６に戻り、封止体形成工程Ｓ０２では、例えば射出成形によって電極積層体１１に対して第２封止部２２を形成し、封止体１２を形成する。具体的には、積層工程Ｓ０１で得られた電極積層体１１を金型内に設置し、流動性を有する第２封止部２２の樹脂材料を金型内に流し込むことによって、電極積層体１１の側面に第２封止部２２を形成する。第２封止部２２によって電極積層体１１の第１封止部２１同士を結合し、封止体１２を得る。このとき、例えば金型等を用いて、第１開口５０ａに対応する位置に第２開口５０ｂを形成し、注液口５０を構成する。電極積層体１１に形成された第１開口５０ａ以外（すなわち、第１封止部２１の第２層２９Ａと第２層２９Ｄとの間に形成された隙間Ｓ’以外）の隙間は、第２封止部２２によって封止された状態となる。
【００４９】
注入工程Ｓ０３では、電極積層体１１の内部空間Ｖのそれぞれに電解液の注入を行う。ここでは、封止体１２の側面１２ａに設けられた注液口５０の第１開口５０ａを介して内部空間Ｖへの電解液の注入を実施する。すなわち、注入工程Ｓ０３では、第１封止部２１の第２層２９Ａと第２層２９Ｄとの間に形成された隙間Ｓ’を電解液の注液口として用いる。電解液の注入後、注液口５０をシール材等によって封止し、蓄電モジュール４を得る。なお、シール材に代えて、注液口５０に圧力調整弁等を設けてもよい。
【００５０】
組立工程Ｓ０４では、まず、導電板５を介して複数の蓄電モジュール４を積層する。このとき、積層方向の一方側に配置する導電板５には正極端子６を予め接続し、他方側に配置する導電板５には負極端子７を予め接続しておくことが好適である。次に、電気絶縁性を有するフィルムＦを介して蓄電モジュール４の積層方向の両端に一対のエンドプレート８，８を配置する。そして、エンドプレート８の挿通孔８ａに締結ボルト９を挿通させると共に、エンドプレート８から突出した締結ボルト９の先端にナット１０を螺合する。これにより、複数の蓄電モジュール４をユニット化し、蓄電装置１を得る。
【００５１】
以上説明したように、蓄電モジュール４では、積層方向Ｄから見て、互いに隣り合う第２層２９の間には、第１封止部２１の外縁から第２層２９の折返部の先端まで延びる隙間Ｓがそれぞれ形成され、隙間Ｓのうちの一の隙間Ｓは、内部空間Ｖに収容される電解液の注液口５０を構成している。第１封止部２１が折り返しによって形成された複数の第２層２９を有する場合、互いに隣り合う第２層２９の間には隙間Ｓが形成される。このような隙間Ｓが形成されていると、第２封止部２２を形成する際に、第２封止部２２の材料が隙間に流入し、封止体１２の成型不良の原因となる可能性がある。しかしながら、このような隙間Ｓを完全になくすことは困難である。また、図９に示されるように、一般的な蓄電モジュールの第１封止部２１’では、複数の第２層２９の何れかに注液口５０を構成する隙間Ｓ’を別途設ける必要がある。これに対し、蓄電モジュール４のように、一の隙間Ｓ’が注液口５０を構成していることにより、第１封止部２１の側面を囲む第２封止部２２を形成する際に、第２封止部の材料が流入する可能性のある隙間Ｓを減らすことができる。したがって、封止体１２の成形不良を抑制することができる。
【００５２】
また、積層方向Ｄに交差する方向において、注液口５０を構成する隙間Ｓ’の寸法は、他の隙間Ｓの寸法より大きくなっている。これにより、注液口５０からの注液を容易に行うことができる。
【００５３】
また、蓄電モジュール４の製造方法の積層工程Ｓ０１は、第１封止部２１の外縁側を複数の部位で折り返すことにより、枠状の第１層２７と、第１層２７に対して積層された複数の第２層２９とを第１封止部２１に形成する折返工程Ｓ１３と含み、折返工程Ｓ１３では、積層方向Ｄから見て、互いに隣り合う第２層２９の間に、第１封止部２１の外縁から第２層２９の折返部の先端まで延びる隙間Ｓをそれぞれ形成し、注入工程Ｓ０３では、隙間Ｓのうちの一の隙間Ｓ’を電解液の注液口５０として用いる。このように、一の隙間Ｓ’を注液口５０として用いることにより、第１封止部２１の側面を囲む第２封止部２２を形成する際に、第２封止部２２の材料が流入する可能性のある隙間Ｓを減らすことができる。したがって、封止体１２の成形不良を抑制することができる。
【００５４】
また、積層工程Ｓ０１は、シート状の母材から、第１封止部２１を形成する第１封止部形成工程Ｓ１１を更に含み、第１封止部形成工程Ｓ１１では、第１封止部２１の展開形状において、一の第２層２９が連続する第１層２７の外縁２７ｒに沿った方向における一の第２層２９（第２層２９Ａ）の寸法を、当該一の第２層２９（第２層２９Ｂ）に対向する他の第２層の寸法より小さく形成する。これにより、積層方向Ｄに交差する方向において、複数の隙間Ｓのうちの一の隙間Ｓ’の寸法が他の隙間Ｓの寸法より大きくなる。したがって、より大きな寸法を有する一の隙間Ｓ’を介して電解液を注入することにより、注液を容易に行うことができる。
【００５５】
次に、図１０を参照して、変形例に係る蓄電モジュールの第１封止部について説明する。図１０に示されるように、変形例に係る蓄電モジュールの第１封止部１２１は、蓄電モジュール４の第１封止部２１と同様に、バイポーラ電極１４の外縁部（すなわち、電極板１５の縁部１５ｃ）に結合された第１層２７と、第１層２７に対して積層された複数の第２層２９とを有している。それぞれの第２層２９は、第１封止部１２１が外縁側の複数の部位で折り返されることによって第１層２７に積層されており、第１封止部１２１の外縁側において、第１層２７と複数の第２層２９とは互いに連続している。第２層２９のそれぞれは、第１封止部１２１の外縁の一辺に沿って延びている。第１封止部２１は、４つの第２層２９Ａ〜２９Ｄを有しており、積層方向Ｄから見て、互いに隣り合う第２層２９の間には、隙間Ｓがそれぞれ形成されている。
【００５６】
第１封止部１２１が第１封止部２１と相違する点は、積層方向Ｄからみて、少なくとも互いに隣り合う第１封止部１２１の隙間Ｓ，Ｓ’がずれた状態となっている点である。積層方向Ｄから見て、第１封止部１２１における隙間Ｓの配置が点対称でない形状となるように構成されている。第１封止部１２１では、第２層２９Ａと第２層２９Ｃとの間の隙間Ｓ、及び、第２層２９Ｂと第２層２９Ｃとの間の隙間Ｓは、第１封止部１２１の長辺に沿って延びている。第２層２９Ｂと第２層２９Ｄとの間の隙間Ｓは、第１封止部１２１の短辺に沿って延びている。
【００５７】
変形例に係る蓄電モジュールの製造方法では、積層工程Ｓ０１において、積層方向Ｄから見て、少なくとも互いに隣り合う第１封止部１２１の隙間Ｓ，Ｓ’がずれるように積層する。具体的には、例えば、１８０°回転させた第１封止部付きバイポーラ電極と、回転させていない第１封止部付きバイポーラ電極とを交互に積層することで、互いに隣り合う第１封止部１２１の隙間Ｓ，Ｓ’がずれた状態とすることができる。これにより、隙間Ｓ，Ｓ’が積層方向Ｄに重なることによって積層方向Ｄにおける電極積層体１１の寸法に部分的なばらつきが発生することを抑制できる。
【００５８】
なお、上記の説明では、積層方向Ｄから見て、第１封止部１２１における隙間Ｓの配置が点対称でない例について説明したが、第１封止部１２１における隙間Ｓの配置は、任意の軸に対して線対称ではい形状となるように構成されていてもよい。
【００５９】
次に、図１１を参照して、他の変形例に係る蓄電モジュールの第１封止部について説明する。図１１に示されるように、他の変形例に係る蓄電モジュールの第１封止部２２１は、蓄電モジュール４の第１封止部２１と同様に、バイポーラ電極１４の外縁部（すなわち、電極板１５の縁部１５ｃ）に結合された第１層２７と、第１層２７に対して積層された複数の第２層２９とを有している。それぞれの第２層２９は、第１封止部２２１が外縁側の複数の部位で折り返されることによって第１層２７に積層されており、第１封止部２２１の外縁側において、第１層２７と複数の第２層２９とは互いに連続している。第２層２９のそれぞれは、第１封止部１２１の外縁の一辺に沿って延びている。第１封止部２１は、４つの第２層２９Ａ〜２９Ｄを有しており、積層方向Ｄから見て、互いに隣り合う第２層２９の間には、隙間Ｓがそれぞれ形成されている。
【００６０】
第１封止部２２１は、第１封止部２２１の短辺に沿った第２層２９Ｄの寸法Ｌ２９Ｄが、第２層２９Ｄに対向する第２層２９Ｃの寸法Ｌ２９Ｃより小さい点で第１封止部２１と相違する。これにより、第１開口５０ａを構成する隙間Ｓ’は、第１封止部２２１の短辺側に形成されている。この構成においても、一の隙間Ｓ’が注液口５０を構成していることにより、第１封止部２２１の側面を囲む第２封止部２２を形成する際に、第２封止部の材料が流入する可能性のある隙間Ｓを減らすことができる。したがって、蓄電モジュール４と同様に、封止体１２の成形不良を抑制することができる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、上記の実施形態では、蓄電モジュールの封止体１２が１種類の第１封止部のみを含む例について説明したが、封止体１２は、複数種類の第１封止部を含んでいてもよい。例えば、封止体１２は、図５（ｂ）に示される第１封止部２１と図１１に示される第１封止部２２１との２種類の第１封止部を含んでいてもよい。この場合、第１封止部２１が結合されたバイポーラ電極１４と、第１封止部２２１が結合されたバイポーラ電極１４とを交互に積層することによって、互いに隣り合う第１封止部の隙間Ｓ，Ｓ’がずれた状態としてもよい。
【００６２】
また、上記の実施形態では、積層方向Ｄに交差する方向において、注液口５０を構成する隙間Ｓ’の寸法が他の隙間Ｓの寸法より大きい例について説明したが、注液口５０を構成する隙間Ｓ’の寸法は、必ずしも他の隙間Ｓの寸法より大きくなくてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
４…蓄電モジュール、１１…電極積層体、１２…封止体、１３…セパレータ、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、２１…封止部、２２…封止部、２７…第１層、２９…第２層、５０…注液口、Ｄ…積層方向、Ｓ，Ｓ’…隙間、Ｓ０１…積層工程、Ｓ０２…封止体形成工程、Ｓ０３…注入工程、Ｓ０４…組立工程、Ｓ１１…第１封止部形成工程、Ｓ１２…結合工程、Ｓ１３…折返工程、Ｖ…内部空間。
【図１】
2020071951.tif 000003
【図２】
2020071951.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2020071951.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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