(57)【要約】【課題】バイポーラ電極間の封止不良を抑制できる蓄電モジュール及びバイポーラ電極の製造方法を提供する。【解決手段】蓄電モジュール４は、複数のバイポーラ電極１４が積層された電極積層体１１と、電極積層体１１の側面１１ａを囲むように設けられ、バイポーラ電極１４間を封止する封止体１２と、を備え、封止体１２は、各バイポーラ電極１４における電極板１５の縁部１５ｃに結合された枠状の第１封止部２１と、各第１封止部２１を包囲するように各第１封止部２１に結合された枠状の第２封止部２２と、を有し、第１封止部２１における電極板１５との結合面２１ａと反対側の反対面２１ｂには、第１封止部２１と電極板１５との結合領域Ｋに対応して第１封止部２１よりも高い剛性を有する高剛性部材３１Ａが結合されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバイポーラ電極が積層された電極積層体と、
前記電極積層体の側面を囲むように設けられ、前記バイポーラ電極間を封止する封止体と、を備え、
前記封止体は、
前記各バイポーラ電極における電極板の縁部に結合された枠状の第１封止部と、
前記各第１封止部を包囲するように前記各第１封止部に結合された枠状の第２封止部と、を有し、
前記第１封止部における前記電極板との結合面と反対側の反対面には、前記第１封止部と前記電極板との結合領域に対応して前記第１封止部よりも高い剛性を有する高剛性部材が結合されている蓄電モジュール。
【請求項２】
前記高剛性部材は、前記反対面において前記結合領域の全体に対応して結合されている請求項１記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記高剛性部材は、前記反対面の全体に結合されている請求項１又は２記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
前記高剛性部材は、前記電極板と同一の材料からなる金属によって構成されている請求項１〜３のいずれか一項記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
前記高剛性部材は、前記第１封止部と結合する領域において粗面化されている請求項４記載の蓄電モジュール。
【請求項６】
前記高剛性部材は、前記第１封止部の構成材料よりも融点が高い高融点樹脂によって構成されている請求項１〜３のいずれか一項記載の蓄電モジュール。
【請求項７】
バイポーラ電極の電極板の縁部に熱プレスによって枠状の第１封止部を結合する結合工程を備え、
前記結合工程において、
前記第１封止部における前記電極板との結合面と反対側の反対面に、前記第１封止部と前記電極板との結合領域に対応して前記第１封止部よりも高い剛性を有する高剛性部材を配置し、
前記電極板と前記第１封止部と前記高剛性部材とを加熱部材及び加圧部材で挟み込むことによって前記電極板に前記第１封止部を結合するバイポーラ電極の製造方法。
【請求項８】
前記高剛性部材を前記反対面において前記結合領域の全体に対応して配置する請求項７記載のバイポーラ電極の製造方法。
【請求項９】
前記高剛性部材を前記反対面の全体に配置する請求項７又は８記載のバイポーラ電極の製造方法。
【請求項１０】
前記高剛性部材は、前記電極板と同一の材料からなる金属によって構成されている請求項７〜９のいずれか一項記載のバイポーラ電極の製造方法。
【請求項１１】
前記高剛性部材は、前記第１封止部と結合する領域において粗面化されている請求項１０記載のバイポーラ電極の製造方法。
【請求項１２】
前記結合工程において、前記電極板への前記第１封止部の結合と、前記高剛性部材への前記第１封止部の結合とを同時に実施する請求項１０又は１１記載のバイポーラ電極の製造方法。
【請求項１３】
前記高剛性部材は、前記第１封止部の構成材料よりも融点が高い高融点樹脂によって構成されている請求項７〜９のいずれか一項記載のバイポーラ電極の製造方法。
【請求項１４】
前記結合工程において、前記高剛性部材への前記第１封止部の結合を行った後、前記電極板への前記第１封止部の結合を実施する請求項１３記載のバイポーラ電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電モジュール及びバイポーラ電極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、電極板の一方面に正極が形成され、他方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（特許文献１参照）。バイポーラ電池は、セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層してなる積層体を備えている。積層体の側面には、積層方向に隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体が設けられており、バイポーラ電極間に形成された内部空間に電解液が収容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０４３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した蓄電モジュールの製造工程では、例えば各バイポーラ電極の電極板の縁部に予め枠状の第１封止部を設ける。そして、バイポーラ電極の積層後に射出成型等によって各第１封止部を包囲するように第２封止部を形成し、当該第２封止部によってバイポーラ電極間の第１封止部同士を結合することで封止体を形成する。
【０００５】
ここで、電極板の縁部への第１封止部の結合には、例えば熱プレスが用いられる。熱プレスでは、電極板上に枠状の第１封止部を配置した状態でヒータと加圧部材とによって電極板及び第１封止部を挟み込み、電極板に対して第１封止部を結合させる。しかしながら、この熱プレスにおいては、部位によって結合後の第１封止部の厚さにばらつきが生じ得る。かかる厚さのばらつきは、矩形の電極板の長辺及び短辺での第１封止部の結合を順に実施する場合には、電極板の角部に相当する位置で特に生じ易くなる。第１封止部の厚さにばらつきが生じると、バイポーラ電極の積層体において厚さのばらつきが積層方向に蓄積されてしまうため、第２封止部の形成時に第１封止部同士の結合に欠陥が生じ、バイポーラ電極間の封止不良が生じてしまうことが考えられる。
【０００６】
本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、バイポーラ電極間の封止不良を抑制できる蓄電モジュール及びバイポーラ電極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】
本開示の一側面に係る蓄電モジュールは、複数のバイポーラ電極が積層された電極積層体と、電極積層体の側面を囲むように設けられ、バイポーラ電極間を封止する封止体と、を備え、封止体は、各バイポーラ電極における電極板の縁部に結合された枠状の第１封止部と、各第１封止部を包囲するように各第１封止部に結合された枠状の第２封止部と、を有し、第１封止部における電極板との結合面と反対側の反対面には、第１封止部と電極板との結合領域に対応して第１封止部よりも高い剛性を有する高剛性部材が結合されている。
【０００８】
この蓄電モジュールでは、第１封止部と電極板との結合領域に対応して第１封止部に高剛性部材が結合されている。この高剛性部材によって第１封止部が補強されるため、例えば熱プレスによって電極板の縁部に第１封止部を結合した際の第１封止部の厚さのばらつきが緩和される。第１封止部の厚さのばらつきが緩和されることで、バイポーラ電極が積層された電極積層体において厚さのばらつきの蓄積を少なくすることが可能となるため、第２封止部の形成時に第１封止部同士の結合に欠陥が生じることを抑制できる。したがって、この蓄電モジュールでは、バイポーラ電極間の封止不良の発生を抑制できる。
【０００９】
また、高剛性部材は、反対面において結合領域の全体に対応して結合されていてもよい。この場合、高剛性部材によって第１封止部が一層補強される。
【００１０】
また、高剛性部材は、反対面の全体に結合されていてもよい。この場合、高剛性部材によって第１封止部が一層補強される。
【００１１】
また、高剛性部材は、電極板と同一の材料からなる金属によって構成されていてもよい。高剛性部材をバイポーラ電極の電極板と同じ材料で構成することで、部品の共通化が図られ、蓄電モジュールの低コスト化を実現できる。
【００１２】
また、高剛性部材は、第１封止部と結合する領域において粗面化されていてもよい。この場合、高剛性部材と第１封止部との結合強度を十分に高めることができる。
【００１３】
また、高剛性部材は、第１封止部の構成材料よりも融点が高い高融点樹脂によって構成されていてもよい。この場合、高剛性部材の配置に起因する電極積層体内での短絡の発生を回避できる。
【００１４】
本開示の一側面に係るバイポーラ電極の製造方法は、バイポーラ電極の電極板の縁部に熱プレスによって枠状の第１封止部を結合する結合工程を備え、結合工程において、第１封止部における電極板との結合面と反対側の反対面に、第１封止部と電極板との結合領域に対応して第１封止部よりも高い剛性を有する高剛性部材を配置し、電極板と第１封止部と高剛性部材とを加熱部材及び加圧部材で挟み込むことによって電極板に第１封止部を結合する。
【００１５】
このバイポーラ電極の製造方法では、第１封止部と電極板との結合領域に対応して第１封止部に高剛性部材を結合する。この高剛性部材によって第１封止部が補強されるため、例えば熱プレスによって電極板の縁部に第１封止部を結合した際の第１封止部の厚さのばらつきが緩和される。第１封止部の厚さのばらつきが緩和されることで、バイポーラ電極を積層した電極積層体において厚さのばらつきの蓄積を少なくすることが可能となるため、第２封止部の形成時に第１封止部同士の結合に欠陥が生じることを抑制できる。したがって、このバイポーラ電極の製造方法では、バイポーラ電極間の封止不良の発生を抑制できる。
【００１６】
また、高剛性部材を反対面において結合領域の全体に対応して配置してもよい。この場合、高剛性部材によって第１封止部が一層補強される。
【００１７】
また、高剛性部材を反対面の全体に配置してもよい。この場合、高剛性部材によって第１封止部が一層補強される。
【００１８】
また、高剛性部材は、電極板と同一の材料からなる金属によって構成されていてもよい。高剛性部材をバイポーラ電極の電極板と同じ材料で構成することで、部品の共通化が図られ、蓄電モジュールの低コスト化を実現できる。
【００１９】
また、高剛性部材は、第１封止部と結合する領域において粗面化されていてもよい。この場合、高剛性部材と第１封止部との結合強度を十分に高めることができる。
【００２０】
また、結合工程において、電極板への第１封止部の結合と、高剛性部材への第１封止部の結合とを同時に実施してもよい。高剛性部材が金属である場合、電極板、第１封止部、及び高剛性部材の結合を同時に実施することで、工程の簡素化が図られる。
【００２１】
また、高剛性部材は、第１封止部の構成材料よりも融点が高い高融点樹脂によって構成されていてもよい。この場合、高剛性部材の配置に起因する電極積層体内での短絡の発生を回避できる。
【００２２】
また、結合工程において、高剛性部材への第１封止部の結合を行った後、電極板への第１封止部の結合を実施してもよい。高剛性部材が高融点樹脂である場合、上記の手順によって電極板、第１封止部、及び高剛性部材の結合を好適に実施できる。
【発明の効果】
【００２３】
本開示によれば、バイポーラ電極間の封止不良を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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】図１に示し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】熱プレスによる電極板への第１封止部の結合の様子を示す概略図である。
【図４】電極板への結合後の第１封止部の厚さのばらつきの検証結果を示す図である。
【図５】本実施形態に係るバイポーラ電極の構成を示す概略断面図である。
【図６】図５に示したバイポーラ電極の製造工程の一例を示す図である。
【図７】変形例に係るバイポーラ電極の構成を示す概略断面図である。
【図８】図７に示したバイポーラ電極の製造工程の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係る蓄電モジュール及びバイポーラ電極の製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
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付加する拘束部材３とを備えている。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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３は、図２の要部拡大断面図である。図２及び３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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
封止体１２は、例えば絶縁性の樹脂によって、全体として矩形の枠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。
【００３９】
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から見て矩形の枠状をなしている。第１封止部２１は、例えば熱によって電極板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、例えば電極板１５の厚さの分だけ互いに離間した状態となっている。本実施形態では、負極終端電極１８を構成する電極板１５及び正極終端電極１９を構成する電極板１５に対しても同様の第１封止部２１が設けられている。なお、正極終端電極１９の電極板１５の縁部１５ｃにおける他方面１５ｂにも矩形枠状の第１封止部２１が結合していてもよい。この場合、当該第１封止部２１も第２封止部２２によって他の第１封止部２１と結合される。また、当該第１封止部２１の外縁部分は、熱板溶着などによって他の第１封止部２１の外縁部分と結合されていてもよい。
【００４０】
電極板１５の一方面１５ａにおける縁部１５ｃ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のみに対応して設けられていてもよいが、本実施形態では、電極板１５の一方面１５ａの全体が粗面化されている。なお、電極板１５の他方面１５ｂの全体が更に粗面化されていてもよい。
【００４１】
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。一方面１５ａに複数の突起が形成されることにより、一方面１５ａにおける第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。
【００４２】
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型によって形成され、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、各第１封止部２１を包囲し、例えば射出成型時の熱によって各第１封止部２１の外縁部分に溶着されている。
【００４３】
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。
【００４４】
続いて、バイポーラ電極１４の構成について更に詳細に説明する。
【００４５】
上述したように、本実施形態では、バイポーラ電極１４における矩形の電極板１５の一方面１５ａにおいて、矩形の枠状の第１封止部２１が電極板１５の縁部１５ｃに溶着されている。電極板１５と第１封止部２１との溶着には、例えば熱プレスが用いられる。熱プレスでは、電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃ上に枠状の第１封止部２１を配置し、例えば図３に示すように、ヒータ（加熱部材）２５と加圧部材２６とによって電極板１５及び第１封止部２１を挟み込む。これにより、電極板１５に対して第１封止部２１が溶着する。
【００４６】
しかしながら、この熱プレスにおいては、部位によって結合後の第１封止部２１の厚さにばらつきが生じ得る。例えば熱プレスの際、軟化した第１封止部２１が加圧部材２６の縁などで盛り上がり、電極板１５に結合した後の盛り上がり部分Ｒの厚さが他の部位よりも大きくなってしまうことがある。また、矩形（長方形）の電極板１５の長辺及び短辺での第１封止部２１の熱プレスを順に実施する場合、電極板１５の角部に相当する位置では、熱プレスの影響が重なることが考えられる。
【００４７】
図４は、電極板への結合後の第１封止部の厚さのばらつきの検証結果を示す図である。同図の例では、熱プレスによる電極板１１５への第１封止部１２１の結合を複数回実施し、結合後の第１封止部１２１の部位毎の厚さを調べたものである。ここでは、厚さ１５５μｍのフィルム状の第１封止部１２１を用意し、電極板１１５の長辺方向の熱プレスを先に実施した後、電極板１１５の短辺方向の熱プレスを実施し、第１封止部１２１の全辺を電極板１１５の全辺に対して溶着した。図４の例では、第１封止部１２１のうち、電極板１１５の縁よりも外側の部位（図４における部位Ａ）については、熱プレスの影響を受けないため、結合前の厚さと同じ１５５μｍであった。
【００４８】
一方、第１封止部１２１のうち、電極板１１５との結合領域となる部位（図４における部位Ｂ）では、１９５μｍ〜２００μｍの範囲で電極板１１５と第１封止部１２１との合計の厚さにばらつきが生じていた。また、第１封止部１２１のうち、長辺方向の熱プレス及び短辺方向の熱プレスの影響が重なる角部（図４における部位Ｃ）では、１９０μｍ〜１９５μｍの範囲で電極板１１５と第１封止部１２１との合計の厚さにばらつきが生じていた。さらに、第１封止部１２１の角部のうち、短辺方向の熱プレス領域の内縁側のラインが長辺方向の熱プレス領域と重なる部位（図４における部位Ｄ）では、加圧部材の縁での第１封止部１２１の盛り上がりの影響が見られ、２１０μｍ〜２２０μｍの範囲で電極板１１５と第１封止部１２１との合計の厚さにばらつきが生じていた。このように、第１封止部の厚さにばらつきが生じると、バイポーラ電極の積層体において厚さのばらつきが積層方向に蓄積されてしまうため、第２封止部の形成時に第１封止部同士の結合に欠陥が生じ、バイポーラ電極間の封止不良が生じてしまうことが考えられる。
【００４９】
これに対し、蓄電モジュール４に用いられるバイポーラ電極１４では、図５に示すように、第１封止部２１と電極板１５との結合領域Ｋに対応して第１封止部２１よりも高い剛性を有する高剛性部材３１Ａが結合されている。ここでの剛性は、材料のヤング率と厚さとによって定まる物性値である。本実施形態では、高剛性部材３１Ａは、電極板１５と同一の材料からなる金属、すなわち、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板によって構成されている。
【００５０】
また、本実施形態では、高剛性部材３１Ａは、第１封止部２１と同形の矩形枠状をなしている。高剛性部材３１Ａは、第１封止部２１における電極板１５との結合面２１ａと反対側の反対面２１ｂの全面に設けられており、高剛性部材３１Ａの内縁及び外縁は、第１封止部２１の内縁及び外縁と揃った状態となっている。高剛性部材３１Ａの厚さは、高剛性部材３１Ａの剛性が第１封止部２１よりも高くなる範囲であれば特に制限はなく、第１封止部２１の厚さと等しくてもよく、第１封止部２１の厚さよりも大きくてもよく、第１封止部２１の厚さよりも小さくてもよい。
【００５１】
さらに、本実施形態では、高剛性部材３１Ａは、第１封止部２１との結合面３１ａにおいて粗面化されている。粗面化された領域は、第１封止部２１と結合する領域のみに設けられていてもよいが、本実施形態では、高剛性部材３１Ａの結合面３１ａの全体が粗面化されている。粗面化は、電極板１５の粗面化と同様に、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。これにより、高剛性部材３１Ａ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。なお、高剛性部材３１Ａにおいて、結合面３１ａの反対側の反対面３１ｂが粗面化されていてもよい。
【００５２】
バイポーラ電極１４の作製にあたっては、バイポーラ電極１４の電極板１５の縁部１５ｃに熱プレスによって枠状の第１封止部２１を結合する結合工程を実施する。結合工程では、電極板１５、第１封止部２１、及び高剛性部材３１Ａをそれぞれ用意する。電極板１５には、予め正極１６及び負極１７が形成されている。次に、図６（ａ）に示すように、電極板１５の一方面１５ａ上に第１封止部２１を配置し、第１封止部２１の反対面２１ｂ上に高剛性部材３１Ａを配置する。そして、図６（ｂ）に示すように、電極板１５の縁部１５ｃ、第１封止部２１、及び高剛性部材３１Ａをヒータ２５及び加圧部材２６で挟み込み、熱プレスを実施する。これにより、電極板１５への第１封止部２１の溶着と、高剛性部材３１Ａへの第１封止部２１の溶着とを同時に実施する。熱プレスは、例えば電極板１５の長辺方向について先に実施した後、電極板１５の短辺方向について実施してもよい。この順序は反対であってもよい。
【００５３】
以上説明したように、蓄電モジュール４では、第１封止部２１と電極板１５との結合領域Ｋに対応して第１封止部２１に高剛性部材３１Ａが結合されている。この高剛性部材３１Ａによって第１封止部２１が補強されるため、例えば熱プレスによって電極板１５の縁部１５ｃに第１封止部２１を結合した際の第１封止部２１の厚さのばらつきが緩和される。第１封止部２１の厚さのばらつきが緩和されることで、バイポーラ電極１４が積層された電極積層体１１において厚さのばらつきの蓄積を少なくすることが可能となるため、第２封止部２２の形成時に第１封止部２１同士の結合に欠陥が生じることを抑制できる。したがって、この蓄電モジュール４では、バイポーラ電極１４間の封止不良の発生を抑制できる。また、高剛性部材３１Ａの結合により、バイポーラ電極１４の反りの発生も抑制することが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態では、高剛性部材３１Ａが第１封止部２１の反対面２１ｂの全体に結合されている。これにより、高剛性部材３１Ａによって第１封止部２１が一層補強され、第１封止部２１の厚さのばらつきの一層の緩和、及びバイポーラ電極１４の反りの発生の一層抑制が図られる。
【００５５】
また、本実施形態では、高剛性部材３１Ａが電極板１５と同一の材料からなる金属によって構成されている。高剛性部材３１Ａをバイポーラ電極１４の電極板１５と同じ材料で構成することで、部品の共通化が図られ、蓄電モジュール４の低コスト化を実現できる。
【００５６】
また、本実施形態では、金属で構成される高剛性部材３１Ａの結合面３１ａが、第１封止部２１と結合する領域において粗面化されている。これにより、熱プレスの際に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。したがって、高剛性部材３１Ａと第１封止部２１との結合強度を十分に高めることができる。
【００５７】
また、本実施形態では、バイポーラ電極１４を作製する際の結合工程において、電極板１５への第１封止部２１の結合と、高剛性部材３１Ａへの第１封止部２１の結合とを同時に実施してもよい。高剛性部材３１Ａが金属である場合、電極板１５、第１封止部２１、及び高剛性部材３１Ａの結合を同時に実施することで、工程の簡素化が図られる。
【００５８】
本開示は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、金属によって構成された高剛性部材３１Ａを例示したが、高剛性部材は、第１封止部２１よりも剛性が高い部材であればよく、樹脂などの他の材料によって構成されていてもよい。図７に示す例では、高剛性部材３１Ｂは、第１封止部２１の構成材料よりも融点が高い高融点樹脂によって、第１封止部２１と同形の矩形枠状に構成されている。高融点樹脂としては、第１封止部２１の構成材料よりも融点が高いという条件のほか、耐アルカリ性を有していることが好適である。このような樹脂材料としては、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が挙げられる。第１封止部２１としてポリプロピレン（ＰＰ）を用いる場合、ポリプロピレン（ＰＰ）の融点は約１５０℃であるのに対し、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の融点は約２９０℃である。高融点樹脂によって高剛性部材３１Ｂを構成する場合、高剛性部材３１Ｂの配置に起因する電極積層体１１内での短絡の発生を回避できる。
【００５９】
高融点樹脂によって高剛性部材３１Ｂを構成する場合、結合工程では、図８（ａ）に示すように、まず、第１封止部２１と高剛性部材３１Ｂとを重ね合わせ、第１封止部２１と高剛性部材３１Ｂとをヒータ２５及び加圧部材２６で挟み込むことで、高剛性部材３１Ｂへの第１封止部２１の溶着を実施する。次に、図８（ｂ）に示すように、第１封止部２１と高剛性部材３１Ｂとの溶着体を電極板１５の一方面１５ａ上に配置する。そして、電極板１５の縁部１５ｃ、第１封止部２１、及び高剛性部材３１Ｂをヒータ２５及び加圧部材２６で挟み込み、熱プレスを実施する。これにより、電極板１５への第１封止部２１の溶着がなされ、第１封止部２１付きのバイポーラ電極１４が得られる。高融点樹脂によって高剛性部材３１Ｂを構成する場合、第１封止部２１と高剛性部材３１Ｂとの溶着と、電極板１５と第１封止部２１との溶着とを別々に実施することで、バイポーラ電極１４の作製を好適に実施できる。
【００６０】
負極終端電極１８を構成する電極板１５に結合する第１封止部２１、及び正極終端電極１９を構成する電極板１５に結合する第１封止部２１についても、上述した高剛性部材３１Ａ或いは高剛性部材３１Ｂを結合してもよい。図２の例では、正極終端電極１９を構成する電極板１５の第１封止部２１には高剛性部材３１Ａが結合されている一方、負極終端電極１８を構成する電極板１５の第１封止部２１には高剛性部材３１Ａが結合されていない状態となっている。
【００６１】
負極終端電極１８を構成する電極板１５の第１封止部２１に高剛性部材３１Ａ或いは高剛性部材３１Ａを結合する場合には、高剛性部材３１Ａ，３１Ｂの静摩擦係数を考慮することが好ましい。高剛性部材３１Ａ，３１Ｂの静摩擦係数が不足すると、例えば射出成型によって第２封止部２２を形成する際に成形型での電極積層体１１の押さえが不十分となり、樹脂の射出圧によって電極積層体１１が変形してしまうことが考えられる。したがって、例えば高剛性部材３１Ａ，３１Ｂの静摩擦係数が第１封止部２１の静摩擦係数と同等以上である場合には、負極終端電極１８を構成する電極板１５の第１封止部２１に高剛性部材３１Ａ，３１Ｂを結合し得る。
【００６２】
また、上記実施形態では、高剛性部材３１Ａ，３１Ｂが第１封止部２１の反対面２１ｂの全体にわたって結合しているが、高剛性部材３１Ａ，３１Ｂは、結合領域Ｋに対応していれば必ずしも反対面２１ｂの全体にわたって結合されていなくてもよい。この場合、高剛性部材３１Ａ，３１Ｂは、反対面２１ｂにおいて結合領域Ｋの全体に対応して結合されていてもよく、結合領域Ｋの一部のみに対応して結合されていてもよい。
【００６３】
さらに、上記実施形態では、高剛性部材３１Ａ，３１Ｂの内縁及び外縁が第１封止部２１の内縁及び外縁と揃った状態となっているが、このような構成に限られるものではない。例えば高剛性部材３１Ａ，３１Ｂの外縁は、第１封止部２１の外縁よりも外側（第２封止部２２側）に張り出していてもよい。金属で構成された高剛性部材３１Ａの場合、高剛性部材３１Ａの内縁は、短絡防止の観点から第１封止部２１の内縁よりも張り出さないことが好適である。一方、高融点樹脂で構成された高剛性部材３１Ｂの場合、高剛性部材３１Ｂの内縁は、第１封止部２１の内縁よりも張り出していてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
４…蓄電モジュール、１１…電極積層体、１１ａ…側面、１２…封止体、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ｃ…縁部、２１…第１封止部、２１ａ…結合面、２１ｂ…反対面、２２…第２封止部、２５…ヒータ（加熱部材）、２６…加圧部材、３１Ａ，３１Ｂ…高剛性部材、Ｋ…結合領域。
【図１】
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【図２】
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【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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