(57)【要約】【課題】段差部を有する樹脂部を集電板の縁部に溶着する場合であっても安定して溶着を行うことができる蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールの製造装置を提供する。【解決手段】少なくとも一方の面に凹凸が形成されている電極板３４と、電極板３４の縁部３４ａに溶着された第１樹脂部５２とを備える蓄電モジュール１２を製造する。まず、第１樹脂部５２が電極板３４の縁部３４ａとアンビル７１との間に配置されるように、アンビル７１上に第１樹脂部５２及び電極板３４を載置する（載置工程Ｓ２）。次に、ホーン７５を電極板３４の縁部３４ａに押し付けた状態で、ホーン７５からのエネルギーを第１樹脂部５２に付与することによって、電極板３４の縁部３４ａに第１樹脂部５２を溶着する（溶着工程Ｓ３）。載置工程Ｓ２及び溶着工程Ｓ３では、第１樹脂部５２の段差部５３がアンビル７１の段差部７１ｓと嵌合している。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の面に凹凸が形成されている集電板と、前記集電板の縁部に溶着された樹脂部とを備える蓄電モジュールの製造方法であって、
前記樹脂部が前記集電板の前記縁部と載置部との間に配置されるように、前記載置部上に前記樹脂部及び前記集電板を載置する載置工程と、
エネルギー付与部を前記集電板の前記縁部に押し付けた状態で、前記エネルギー付与部からのエネルギーを前記樹脂部に付与することによって、前記集電板の前記縁部に前記樹脂部を溶着する溶着工程と、
を含み、
前記樹脂部は段差部を有しており、前記載置部は、前記樹脂部の段差部に嵌合する段差部を有しており、
前記載置工程及び前記溶着工程では、前記樹脂部の前記段差部が前記載置部の前記段差部と嵌合している、蓄電モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記エネルギーは超音波振動であり、前記溶着工程では、超音波溶着装置が用いられる、請求項１に記載の蓄電モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記エネルギーは熱であり、前記溶着工程では、熱溶着装置が用いられる、請求項１に記載の蓄電モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記エネルギー付与部がローラ状である、請求項２又は３に記載の蓄電モジュールの製造方法。
【請求項５】
少なくとも一方の面に凹凸が形成されている集電板と、前記集電板の縁部に溶着された樹脂部とを備える蓄電モジュールの製造装置であって、
前記樹脂部及び前記集電板を載置するための載置部と、
超音波振動を発生させる超音波発生部と、
前記集電板の前記縁部に押し付けられた状態で、前記超音波発生部によって発生した前記超音波振動を前記樹脂部に伝達するホーンと、
を備え、
前記樹脂部は段差部を有しており、前記載置部は、前記樹脂部の段差部に嵌合する段差部を有している、蓄電モジュールの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シート状の集電体の少なくとも一方の面に活物質が塗工された電極を積層させてなる積層体を有する二次電池が知られている。例えば、特許文献１には、プラスチックのケーシングフレームに保持された状態でバイポーラ電池プレートが積み重ねられてなるバイポーラ電池アセンブリが記載されている。このバイポーラ電池アセンブリでは、ケーシングフレームとバイポーラ電池プレートとが超音波溶着によって互いに溶着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１７−５０８２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、集電板の縁部に溶着される樹脂部は、集電板とは反対側の表面において、例えばセパレータを載置するための段差部を有している場合がある。このような段差部は、例えば内径の異なる２つの樹脂枠の内周端によって形成される。この場合、超音波溶着によって集電板の縁部に樹脂部を溶着する際に、まず、アンビル上に集電板が載置され、集電板の縁部上に樹脂部が載置される。すなわち、段差部を有する樹脂部が最も上に位置する。その後、ホーンを樹脂部の段差部に押し付けた状態で超音波溶着が行われる。よって、ホーンの先端形状を、樹脂部の段差部に嵌合する段差形状にする必要がある。しかしながら、ホーンの先端を樹脂部の段差部に押し付ける際に、位置ずれによってホーンの段差形状と樹脂部の段差部とが適切に嵌合しないおそれがある。この場合、安定して溶着を行うことができない。例えば熱溶着等の他の溶着方法を用いる場合であっても、段差部を有する樹脂部を集電板の縁部に溶着する際に同様の問題が生じ得る。
【０００５】
本発明の一側面は、段差部を有する樹脂部を集電板の縁部に溶着する場合であっても安定して溶着を行うことができる蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールの製造装置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】
【０００６】
本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、少なくとも一方の面に凹凸が形成されている集電板と、前記集電板の縁部に溶着された樹脂部とを備える蓄電モジュールの製造方法であって、前記樹脂部が前記集電板の前記縁部と載置部との間に配置されるように、前記載置部上に前記樹脂部及び前記集電板を載置する載置工程と、エネルギー付与部を前記集電板の前記縁部に押し付けた状態で、前記エネルギー付与部からのエネルギーを前記樹脂部に付与することによって、前記集電板の前記縁部に前記樹脂部を溶着する溶着工程と、を含み、前記樹脂部は段差部を有しており、前記載置部は、前記樹脂部の段差部に嵌合する段差部を有しており、前記載置工程及び前記溶着工程では、前記樹脂部の前記段差部が前記載置部の前記段差部と嵌合している。
【０００７】
この蓄電モジュールの製造方法では、載置工程及び溶着工程において、樹脂部の段差部が載置部の段差部と嵌合している。これにより、エネルギー付与部を樹脂部の段差部に押し付けた状態で溶着を行う必要がなく、エネルギー付与部を集電板の縁部に押し付けた状態で溶着を行うことができる。そのため、樹脂部、集電板及びエネルギー付与部が安定した状態で溶着を行うことができる。よって、段差部を有する樹脂部を集電板の縁部に溶着する場合であっても安定して溶着を行うことができる。
【０００８】
前記エネルギーは超音波振動であり、前記溶着工程では、超音波溶着装置が用いられてもよい。前記エネルギーは熱であり、前記溶着工程では、熱溶着装置が用いられてもよい。
【０００９】
前記エネルギー付与部がローラ状であってもよい。この場合、集電板の縁部にローラ状のエネルギー付与部を押し付けた状態で溶着を行うことができる。これに対して、樹脂部の段差部にローラ状のエネルギー付与部を押し付けた状態で溶着を行うと、位置ずれによりローラ状のエネルギー付与部が段差部に乗り上げるおそれがある。また、集電板の厚み方向から見て樹脂部が例えば矩形形状を有する枠体である場合、矩形形状の１つの辺に沿ってローラ状のエネルギー付与部を回転させると、矩形形状の角部において当該角部を構成するもう一つの辺の段差部にローラ状のエネルギー付与部が衝突するおそれがある。
【００１０】
本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造装置は、少なくとも一方の面に凹凸が形成されている集電板と、前記集電板の縁部に溶着された樹脂部とを備える蓄電モジュールの製造装置であって、前記樹脂部及び前記集電板を載置するための載置部と、超音波振動を発生させる超音波発生部と、前記集電板の前記縁部に押し付けられた状態で、前記超音波発生部によって発生した前記超音波振動を前記樹脂部に伝達するホーンと、を備え、前記樹脂部は段差部を有しており、前記載置部は、前記樹脂部の段差部に嵌合する段差部を有している。
【００１１】
この蓄電モジュールの製造装置では、樹脂部及び集電板を載置部上に載置する際に樹脂部の段差部を載置部の段差部に嵌合させることができる。これにより、ホーンを樹脂部の段差部に押し付けた状態で溶着を行う必要がなく、ホーンを集電板の縁部に押し付けた状態で溶着を行うことができる。そのため、樹脂部、集電板及びホーンが安定した状態で溶着を行うことができる。よって、段差部を有する樹脂部を集電板の縁部に溶着する場合であっても安定して溶着を行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一側面によれば、段差部を有する樹脂部を集電板の縁部に溶着する場合であっても安定して溶着を行うことができる蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールの製造装置が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る蓄電モジュールを備える蓄電装置を示す概略断面図である。
【図２】図１の蓄電装置を構成する蓄電モジュールを示す概略断面図である。
【図３】一実施形態に係る蓄電モジュールの製造装置の概略構成を示す図である。
【図４】図３の製造装置の一部を示す図である。
【図５】一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法のフローチャートである。
【図６】一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法の溶着工程を示す断面図である。
【図７】溶着工程を説明するための図である。
【図８】変形例に係る蓄電モジュールの製造装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、一実施形態の蓄電モジュールの製造方法について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面には、必要に応じてＸＹＺ直交座標系が示される。
【００１５】
図１は、蓄電モジュールを備える蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。同図に示す蓄電装置１０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１０は、複数（本実施形態では３つ）の蓄電モジュール１２を備えるが、単一の蓄電モジュール１２を備えていてもよい。蓄電モジュール１２は例えばバイポーラ電池である。蓄電モジュール１２は、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン二次電池などの二次電池であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素電池を例示する。
【００１６】
複数の蓄電モジュール１２は、例えば金属板等の導電板１４を介して積層され得る。積層方向Ｄ１から見て、蓄電モジュール１２及び導電板１４は例えば矩形形状を有する。各蓄電モジュール１２の詳細については後述する。導電板１４は、蓄電モジュール１２の積層方向Ｄ１（Ｚ方向）において両端に位置する蓄電モジュール１２の外側にもそれぞれ配置される。導電板１４は、隣り合う蓄電モジュール１２と電気的に接続される。これにより、複数の蓄電モジュール１２が積層方向Ｄ１に直列に接続される。積層方向Ｄ１において、一端に位置する導電板１４には取出部２４が接続されており、他端に位置する導電板１４には取出部２６が接続されている。取出部２４は、接続される導電板１４と一体であってもよい。取出部２６は、接続される導電板１４と一体であってもよい。取出部２４及び取出部２６は、積層方向Ｄ１に交差する方向（Ｘ方向）に延在している。これらの取出部２４及び取出部２６により、蓄電装置１０の充放電を実施できる。
【００１７】
導電板１４は、蓄電モジュール１２において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板１４の内部に設けられた複数の空隙１４ａを空気等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール１２からの熱を効率的に外部に放出できる。各空隙１４ａは例えば積層方向Ｄ１に交差する方向（Ｙ方向）に延在する。積層方向Ｄ１から見て、導電板１４は、蓄電モジュール１２よりも小さいが、蓄電モジュール１２と同じかそれより大きくてもよい。
【００１８】
蓄電装置１０は、交互に積層された蓄電モジュール１２及び導電板１４を積層方向Ｄ１に拘束する拘束部材１６を備え得る。拘束部材１６は、一対の拘束プレート１６Ａ,１６Ｂと、拘束プレート１６Ａ，１６Ｂ同士を連結する連結部材（ボルト１８及びナット２０）と、を備える。各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂと導電板１４との間には、例えば樹脂フィルム等の絶縁フィルム２２が配置される。各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂは、例えば鉄等の金属によって構成されている。積層方向Ｄ１から見て、各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂ及び絶縁フィルム２２は例えば矩形形状を有する。絶縁フィルム２２は導電板１４よりも大きくなっており、各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂは、蓄電モジュール１２よりも大きくなっている。積層方向Ｄ１から見て、拘束プレート１６Ａの縁部には、ボルト１８の軸部を挿通させる挿通孔Ｈ１が蓄電モジュール１２よりも外側となる位置に設けられている。同様に、積層方向Ｄ１から見て、拘束プレート１６Ｂの縁部には、ボルト１８の軸部を挿通させる挿通孔Ｈ２が蓄電モジュール１２よりも外側となる位置に設けられている。積層方向Ｄ１から見て拘束プレート１６Ａ，１６Ｂが矩形形状を有している場合、挿通孔Ｈ１及び挿通孔Ｈ２は、拘束プレート１６Ａ，１６Ｂの角部に位置する。
【００１９】
一方の拘束プレート１６Ａは、取出部２６に接続された導電板１４に絶縁フィルム２２を介して突き当てられ、他方の拘束プレート１６Ｂは、取出部２４に接続された導電板１４に絶縁フィルム２２を介して突き当てられている。ボルト１８は、例えば一方の拘束プレート１６Ａ側から他方の拘束プレート１６Ｂ側に向かって挿通孔Ｈ１に通され、他方の拘束プレート１６Ｂから突出するボルト１８の先端には、ナット２０が螺合されている。これにより、絶縁フィルム２２、導電板１４及び蓄電モジュール１２が挟持されてユニット化されると共に、積層方向Ｄ１に拘束荷重が付加される。
【００２０】
図２は、図１の蓄電装置を構成する蓄電モジュールを示す概略断面図である。同図に示す蓄電モジュール１２は、複数のバイポーラ電極３２が積層された積層体３０を備える。バイポーラ電極３２の積層方向Ｄ１から見て積層体３０は例えば矩形形状を有する。隣り合うバイポーラ電極３２間にはセパレータ４０が配置され得る。
【００２１】
バイポーラ電極３２は、電極板３４（集電板）と、電極板３４の第１面３４ｂに設けられた正極３６と、電極板３４の第２面３４ｃに設けられた負極３８とを含む。積層体３０において、一のバイポーラ電極３２の正極３６は、セパレータ４０を挟んで積層方向Ｄ１に隣り合う一方のバイポーラ電極３２の負極３８と対向し、一のバイポーラ電極３２の負極３８は、セパレータ４０を挟んで積層方向Ｄ１に隣り合う他方のバイポーラ電極３２の正極３６と対向している。積層方向Ｄ１において、積層体３０の一端には、内側面に負極３８が配置された電極板３４（負極側終端電極）が配置され、積層体３０の他端には、内側面に正極３６が配置された電極板３４（正極側終端電極）が配置される。負極側終端電極の負極３８は、セパレータ４０を介して最上層のバイポーラ電極３２の正極３６と対向している。正極側終端電極の正極３６は、セパレータ４０を介して最下層のバイポーラ電極３２の負極３８と対向している。これら終端電極の電極板３４はそれぞれ隣り合う導電板１４（図１参照）に接続される。
【００２２】
蓄電モジュール１２は、積層方向Ｄ１に延在する積層体３０の側面３０ａにおいて電極板３４の縁部３４ａを保持する枠体５０を備える。枠体５０は、積層体３０の側面３０ａを取り囲むように構成されている。枠体５０は、電極板３４の縁部３４ａを保持する第１樹脂部５２と、積層方向Ｄ１から見て第１樹脂部５２の周囲に設けられる第２樹脂部５４とを備え得る。
【００２３】
枠体５０の内壁を構成する第１樹脂部５２は、各バイポーラ電極３２の電極板３４の第１面３４ｂ（正極３６が形成される面）から縁部３４ａにおける電極板３４の端面３４ｅにわたって設けられている。積層方向Ｄ１から見て、各第１樹脂部５２は、各バイポーラ電極３２の電極板３４の縁部３４ａ全周にわたって設けられている。隣り合う第１樹脂部５２同士は、各バイポーラ電極３２の電極板３４の第２面３４ｃ（負極３８が形成される面）の外側に延在する面において当接している。その結果、各バイポーラ電極３２の電極板３４と同様に、積層体３０の両側に配置された電極板３４の縁部３４ａも第１樹脂部５２に埋没した状態で保持されている。これにより、積層方向Ｄ１に隣り合う電極板３４，３４間には、当該電極板３４，３４と第１樹脂部５２とによって気密に仕切られた複数の内部空間Ｖが形成されている。当該内部空間Ｖには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液からなる電解液（不図示）が収容されている。
【００２４】
第１樹脂部５２は、例えばセパレータ４０を載置するための段差部５３を有している。段差部５３は、電極板３４とは反対側の表面に形成されている。第１樹脂部５２は、電極板３４の縁部３４ａに溶着された第１枠体５２Ａと、第１枠体５２Ａ上に配置された第２枠体５２Ｂとを備える。段差部５３は、第１枠体５２Ａの内周端５２Ａｅと第２枠体５２Ｂの内周端５２Ｂｅとが積層方向Ｄ１から見て互いに異なる位置にあることによって形成される。積層方向Ｄ１から見て、第１枠体５２Ａの内周端５２Ａｅは、第２枠体５２Ｂの内周端５２Ｂｅよりも内側に位置している。積層方向Ｄ１から見て、第２枠体５２Ｂの内周端５２Ｂｅは、第１枠体５２Ａの内周端５２Ａｅと電極板３４の端面３４ｅとの間に位置している。セパレータ４０の端部は第１枠体５２Ａ上に載置される。第１枠体５２Ａ及び第１枠体５２Ａは、互いに別体であってもよいし、一体化された部材であってもよい。
【００２５】
枠体５０の外壁を構成する第２樹脂部５４は、積層方向Ｄ１を軸方向として延在する筒状部である。第２樹脂部５４は、積層方向Ｄ１において積層体３０の全長にわたって延在する。第２樹脂部５４は、積層方向Ｄ１に延在する第１樹脂部５２の外側面５２ｓを覆っている。第２樹脂部５４は、積層方向Ｄ１から見て内側において第１樹脂部５２に溶着されている。第２樹脂部５４は、例えば、射出成形時の熱によって第１樹脂部５２の外側面５２ｓに溶着されている。
【００２６】
第１樹脂部５２及び第２樹脂部５４は、例えば、アルカリ耐性を有する絶縁性の樹脂によって矩形の筒状に形成されている。第１樹脂部５２及び第２樹脂部５４を構成する樹脂材料としては、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）、又は変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等が挙げられる。
【００２７】
電極板３４は、金属製であり、例えばニッケル又は鋼板の表面にニッケルメッキを施した板からなる。電極板３４は、例えばニッケルからなる矩形の金属板であるが、金属箔であってもよい。電極板３４の縁部３４ａは、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おり、当該未塗工領域が枠体５０の内壁を構成する第１樹脂部５２に埋没して保持される領域となっている。正極３６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３８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。電極板３４の第２面３４ｃにおける負極３８の形成領域は、電極板３４の第１面３４ｂにおける正極３６の形成領域に対して一回り大きくなっている。電極板３４の少なくとも一方の面（第１面３４ｂ又は第２面３４ｃ）には、凹凸が形成されている。凹凸は縁部３４ａにおける電極板３４の表面に形成される。本実施形態では、第１面３４ｂ及び第２面３４ｃの両方が電界メッキ処理されることにより、第１面３４ｂ及び第２面３４ｃの両方に凹凸が形成されている。電界メッキ処理される範囲は、第１面３４ｂ及び第２面３４ｃの全てであってもよいし、第１面３４ｂ及び第２面３４ｃの一部（第１面３４ｂ及び第２面３４ｃのうち縁部３４ａにおける部分）であってもよい。
【００２８】
セパレータ４０は、例えばシート状に形成されている。セパレータ４０を形成する材料としては、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、ポリプロピレン等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ４０は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されたものであってもよい。
【００２９】
次に、上述した蓄電モジュール１２の製造方法で用いられる蓄電モジュール１２の製造装置７０（以下、単に「製造装置」とも称する。）について説明する。製造装置７０は、蓄電モジュール１２を製造するための装置（超音波溶着装置）であり、超音波によって第１樹脂部５２と電極板３４の縁部３４ａとを溶着させるための装置である。
【００３０】
図３は、一実施形態に係る蓄電モジュールの製造装置の概略構成を示す図である。図４は、図３の製造装置の一部を示す図である。図３に示されるように、製造装置７０は、アンビル７１（載置部）と、超音波発生部７２と、ホーン７５（エネルギー付与部）と、駆動部７４と、コントローラ８０と、を備えている。アンビル７１は、ホーン７５の先端と対向して配置されている。以下では、アンビル７１とホーン７５の対向方向を上下方向とする。図４は、上下方向から見たアンビル７１及びホーン７５を示す。
【００３１】
アンビル７１は、超音波溶着の対象が載置される載置面７１ａを有している。溶着対象は、例えば電極板３４及び第１樹脂部５２である（図６参照）。載置面７１ａは、例えばＳＵＳ等の剛性の高い金属により構成されているが、融点の高い樹脂により構成されてもよい。アンビル７１は例えば板状部材である。アンビル７１は、その厚み方向から見て例えば矩形形状を有する。アンビル７１は、第１樹脂部５２の段差部５３に嵌合する段差部７１ｓを有している。段差部７１ｓは、アンビル７１の載置面７１ａの縁部に全周にわたって形成されている（図４参照）。段差部７１ｓは、板状部材であるアンビル７１の厚みが外側に向かうに連れて段階的に小さくなることによって形成される。載置面７１ａのうち段差部７１ｓの内側部分は平坦である。
【００３２】
超音波発生部７２は、例えば、ピエゾ素子からなる超音波振動子により超音波振動を発生させる。超音波発生部７２は、例えば、上下方向の振動を発生させる。超音波発生部７２は、ブースターにより振幅の調整を行った後、超音波振動をホーン７５に入力する。
【００３３】
ホーン７５は、超音波発生部７２に連結され、超音波発生部７２において発生した超音波振動を溶着対象である電極板３４及び第１樹脂部５２に伝達する。ホーン７５は、例えば、アルミニウム又はチタンのような金属材料により形成されている。本実施形態において、ホーン７５は軸７５ａの周りに回転するローラ状のホーンである。軸７５ａは、上下方向に直交する方向（以下、第１水平方向ともいう）に延在する。ホーン７５は、平板状の押圧部材であってもよい。
【００３４】
駆動部７４は、例えば、エアシリンダ及びモータを含み、ホーン７５は、エアシリンダのピストンに上下動自在に取り付けられ、モータの回転軸に回転自在に取り付けられている。駆動部７４は、ホーン７５を溶着対象に向けて下方に駆動することで、所定の荷重で電極板３４の縁部３４ａにホーン７５を押し付ける。また、駆動部７４は、ホーン７５を軸７５ａの周りに回転させることによって、上下方向及び第１水平方向の両方に直交する方向（以下、第２水平方向ともいう）にホーン７５を移動させる。ホーン７５は、電極板３４の縁部３４ａを押圧しながら、電極板３４の縁部３４ａ（アンビル７１の段差部７１ｓ）に沿って移動可能である。
【００３５】
コントローラ（制御部）８０は、超音波発生部７２及び駆動部７４を制御する。コントローラ８０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）及び入出力インターフェース等から構成される。ＲＯＭには、各種プログラム又はデータが格納されている。本実施形態のコントローラ８０は、例えば、電極板３４の縁部３４ａをホーン７５によって押圧した状態で、ホーン７５を介して第１樹脂部５２に超音波振動を付与するように、超音波発生部７２及び駆動部７４を制御する。
【００３６】
図５は、一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法のフローチャートである。本実施形態の蓄電モジュール１２の製造方法は、上述の製造装置７０を用いて行われ得る。図５に示されるように、本実施形態の蓄電モジュール１２の製造方法は、凹凸形成工程Ｓ１と、載置工程Ｓ２と、溶着工程Ｓ３と、積層工程Ｓ４と、封止工程Ｓ５と、を含んでもよい。
【００３７】
凹凸形成工程Ｓ１では、電極板３４の第１面３４ｂ及び第２面３４ｃに凹凸を形成する。凹凸は、縁部３４ａにおいて第１樹脂部５２が溶着される表面（第１面３４ｂ及び第２面３４ｃ）に形成される。凹凸は、第１面３４ｂと第２面３４ｃとを繋ぐ電極板３４の端面３４ｅに形成されてもよい。凹凸は、例えば電界メッキ処理により形成される。凹凸の大きさは特に限定されないが、電極板３４の厚みが０．１μｍ〜１０００μｍであれば、凹凸の大きさは、０．１μｍ〜３０μｍに設定され得る。その後、電極板３４の第１面３４ｂに正極活物質層が形成され、第２面３４ｃに負極活物質層が形成される。これにより、バイポーラ電極３２が得られる。
【００３８】
凹凸形成工程Ｓ１の後、載置工程Ｓ２が行われる。載置工程Ｓ２では、図６に示されるように、第１樹脂部５２が電極板３４の縁部３４ａとアンビル７１との間に配置されるように、アンビル７１上に第１樹脂部５２及び電極板３４を載置する。図６は、上下方向及び第１水平方向を含む平面における断面図である。予め第１樹脂部５２を電極板３４の縁部３４ａに取り付けた後、第１樹脂部５２及び電極板３４をアンビル７１上に載置してもよいし、アンビル７１上に第１樹脂部５２を載置した後、第１樹脂部５２上に電極板３４を載置してもよい。載置工程Ｓ２において、第１樹脂部５２の段差部５３は、アンビル７１の段差部７１ｓと嵌合している。第１樹脂部５２の段差部５３は、電極板３４の厚み方向において、電極板３４の縁部３４ａとアンビル７１との間に位置する。第１樹脂部５２の段差部５３（第２枠体５２Ｂの内周端５２Ｂｅ）は、電極板３４の厚み方向から見て、電極板３４の端面３４ｅと第１枠体５２Ａの内周端５２Ａｅとの間に位置する。図６に示されるように、アンビル７１の端面７１ｅは、第１樹脂部５２の外側面５２ｓと同じかそれよりも外側に位置してもよい。この場合、第１樹脂部５２が下方に折れ曲がることを抑制することができる。ただし、アンビル７１の端面７１ｅは、第１樹脂部５２の外側面５２ｓよりも内側に位置してもよいし、電極板３４の端面３４ｅと同じかそれよりも外側に位置してもよい。
【００３９】
載置工程Ｓ２の後、溶着工程Ｓ３が行われる。溶着工程Ｓ３は、上述の製造装置７０を用いて行われ得る。溶着工程Ｓ３では、図６に示されるように、ホーン７５を電極板３４の縁部３４ａに押し付けた状態で、ホーン７５からの超音波振動を第１樹脂部５２に付与することによって、電極板３４の縁部３４ａに第１樹脂部５２を溶着する。溶着工程Ｓ３において、第１樹脂部５２の段差部５３は、アンビル７１の段差部７１ｓと嵌合している。ホーン７５の幅（軸７５ａに沿った長さ）は、電極板３４の縁部３４ａの幅と同じである。溶着工程Ｓ３では、電極板３４の縁部３４ａをホーン７５によって押圧した状態で、ホーン７５及び電極板３４を介して第１樹脂部５２に超音波振動を付与する。まず、超音波発生部７２によって超音波振動を発生させて、ホーン７５を振動させる。続いて、駆動部７４によって電極板３４の縁部３４ａに向けてホーン７５を下方に移動させ、所定の荷重で電極板３４の縁部３４ａにホーン７５を押し付ける。ホーン７５は、超音波発生部７２において発生した超音波振動の振動エネルギーを、電極板３４を介して第１樹脂部５２に与える。第１樹脂部５２と電極板３４との境界面では、摩擦による熱（摩擦熱）が発生し、第１樹脂部５２の温度が上昇する。この結果、第１樹脂部５２が溶融する。また、電極板３４の縁部３４ａにホーン７５を押し付けた状態でホーン７５を軸７５ａの周りに回転させて、ホーン７５を第２水平方向に移動させる。ホーン７５が移動して第１樹脂部５２の温度が低下すると、第１樹脂部５２は溶融状態（液体）から凝固状態（固体）に変化し、第１樹脂部５２が縁部３４ａに溶着される。その結果、第１樹脂部５２と電極板３４との界面（電極板３４の端面３４ｅと第１枠体５２Ａの内周端５２Ａｅとの間の領域）が溶着面となる。
【００４０】
電極板３４の第１面３４ｂが粗面化されている場合について、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を参照して詳細に説明する。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、電極板３４の第１面３４ｂが粗面化されることにより、複数の突起３４ｄが形成される。突起３４ｄ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てもよい。なお、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は模式図であって、突起３４ｄの形状及び密度等は特に限定されない。図７（Ａ）には、超音波溶着前の第１樹脂部５２及び電極板３４が示されている。図７（Ｂ）には、超音波溶着後の第１樹脂部５２及び電極板３４が示されている。超音波振動によって溶融した第１樹脂部５２は、突起３４ｄ間の凹部内に入り込み、アンカー効果が発揮される。第１樹脂部５２が電極板３４の第２面３４ｃに溶着され、第２面３４ｃが粗面化されている場合についても同様に、電極板３４の第２面３４ｃと第１樹脂部５２との間でアンカー効果が発揮される。
【００４１】
溶着工程Ｓ３の後、積層工程Ｓ４が行われる。積層工程Ｓ３では、電極板３４の縁部３４ａに第１樹脂部５２が溶着されたユニットを積層する。セパレータ４０が第１樹脂部５２の段差部５３上に載置されるように、電極板３４とセパレータ４０とが交互に積層される。
【００４２】
積層工程Ｓ４の後、封止工程Ｓ５が行われる。封止工程Ｓ５では、複数の第１樹脂部５２の外側面５２ｓを覆う第２樹脂部５４を射出成形により形成する（図２参照）。射出成形時には、熱により第２樹脂部５４だけでなく第１樹脂部５２も溶融する。溶融した第１樹脂部５２は、重力により下方に移動して、隣り合う第１樹脂部５２間の空間を充填し得る。その結果、図２に示されるように、凝固した隣り合う第１樹脂部５２同士が互いに溶着されてもよい。続いて、第１樹脂部５２及び第２樹脂部５４に設けられた注液口から内部空間Ｖに電解液が注入される。その後、例えば圧力調整弁等によって注液口が封止される。このようにして、図２に示される蓄電モジュール１２が製造される。
【００４３】
以上説明したように、上記実施形態の蓄電モジュール１２の製造方法によれば、載置工程Ｓ２及び溶着工程Ｓ３において、第１樹脂部５２の段差部５３がアンビル７１の段差部７１ｓと嵌合している。これにより、ホーン７５を第１樹脂部５２の段差部５３に押し付けた状態で溶着を行う必要がなく、ホーン７５を電極板３４の縁部３４ａに押し付けた状態で溶着を行うことができる。そのため、第１樹脂部５２、電極板３４及びホーン７５が安定した状態で溶着を行うことができる。よって、段差部５３を有する第１樹脂部５２を電極板３４の縁部３４ａに溶着する場合であっても安定して溶着を行うことができる。また、電極板３４の厚みが一定であると、ホーン７５と溶着面（電極板３４と第１樹脂部５２との界面）との間の距離が一定となる。このため、溶着面内において溶着条件を一定にできる。さらに、電極板３４の厚みが第１樹脂部５２の厚みより小さいと、ホーン７５と溶着面との間の距離を小さくできる。このため、より小さいエネルギーで溶着を行うことができる。
【００４４】
また、ホーン７５はローラ状であってもよい。この場合、電極板３４の縁部３４ａにローラ状のホーン７５を押し付けた状態で溶着を行うことができる。さらに、ローラ状のホーン７５を用いると、生産性が向上する。これに対して、第１樹脂部の段差部にローラ状のホーンを押し付けた状態で溶着を行うと、位置ずれによりローラ状のホーンが段差部に乗り上げるおそれがある。また、電極板の厚み方向から見て第１樹脂部が例えば矩形形状を有する枠体である場合、矩形形状の１つの辺に沿ってローラ状のホーンを回転させると、矩形形状の角部において当該角部を構成するもう一つの辺の段差部にローラ状のホーンが衝突するおそれがある。上記実施形態の蓄電モジュール１２の製造方法では、ホーン７５を電極板３４の縁部３４ａに押し付けた状態で溶着が行われるので、これらの事象を回避できる。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００４６】
上記実施形態では、蓄電モジュール１２の製造装置７０として超音波溶着装置を用いて電極板３４と第１樹脂部５２とを溶着する例を挙げて説明したが、超音波溶着装置の代わりに熱溶着装置を用いてもよい。以下、蓄電モジュール１２の製造装置１７０として熱溶着装置について説明する。製造装置１７０は、熱によって第１樹脂部５２と電極板３４の縁部３４ａとを溶着させるための装置である。
【００４７】
図８は、変形例に係る蓄電モジュールの製造装置の概略構成を示す図である。図８に示されるように、製造装置１７０は、載置台１７１（載置部）と、熱発生部１７２と、加熱体１７５（エネルギー付与部）と、駆動部１７４と、コントローラ１８０と、を備えている。載置台１７１は、加熱体１７５の先端と対向して配置されている。以下では、載置台１７１と加熱体１７５の対向方向を上下方向とする。
【００４８】
載置台１７１は上述のアンビル７１と同様の構成を備える。載置台１７１は、熱溶着の対象が載置される載置面１７１ａを有している。溶着対象は、例えば電極板３４及び第１樹脂部５２である。載置面１７１ａは、例えばＳＵＳ等の剛性の高い金属により構成されている。載置台１７１は例えば金属製の板状部材である。載置台１７１は、第１樹脂部５２の段差部５３に嵌合する段差部１７１ｓを有している。段差部１７１ｓは、載置台１７１の載置面１７１ａの縁部に全周にわたって形成されている。段差部１７１ｓは、板状部材である載置台１７１の厚みが外側に向かうに連れて段階的に小さくなることによって形成される。載置面１７１ａのうち段差部１７１ｓの内側部分は平坦である。
【００４９】
熱発生部１７２は、熱を発生させる。熱発生部１７２は、例えば、ヒータである。加熱体１７５は、熱発生部１７２に連結され、熱発生部１７２において発生した熱を溶着対象である電極板３４及び第１樹脂部５２に伝熱する。加熱体１７５は、例えば、熱伝導性の良好な金属材料により形成されている。駆動部１７４は、例えば、エアシリンダであり、加熱体１７５はエアシリンダのピストンに上下動自在に取り付けられている。駆動部１７４は、加熱体１７５を溶着対象に向けて下方に駆動することで、所定の荷重で電極板３４の縁部３４ａに加熱体１７５を押し付ける。本変形例において加熱体１７５は平板状の押圧部材であるが、加熱体１７５は、上述のホーン７５と同様に、軸の周りに回転するローラ状の加熱体であってもよい。
【００５０】
コントローラ（制御部）１８０は、熱発生部１７２及び駆動部１７４を制御する。コントローラ１８０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）及び入出力インターフェース等から構成される。ＲＯＭには、各種プログラム又はデータが格納されている。本実施形態のコントローラ１８０は、例えば、電極板３４の縁部３４ａを加熱体１７５によって押圧した状態で、加熱体１７５を介して第１樹脂部５２に熱を付与するように、熱発生部１７２及び駆動部１７４を制御する。
【００５１】
変形例の蓄電モジュール１２の製造方法は、上述の製造装置１７０を用いて行われ得る。当該製造方法も、上記実施形態と同様に、凹凸形成工程Ｓ１と、載置工程Ｓ２と、溶着工程Ｓ３と、積層工程Ｓ４と、封止工程Ｓ５と、を含んでもよい。各工程については、載置工程Ｓ２及び溶着工程Ｓ３を除き、上記実施形態と同様である。ここでは、上記実施形態とは異なる載置工程Ｓ２及び溶着工程Ｓ３についてのみ説明し、他の工程について説明を省略する。
【００５２】
載置工程Ｓ２では、第１樹脂部５２が電極板３４の縁部３４ａと載置台１７１との間に配置されるように、載置台１７１上に第１樹脂部５２及び電極板３４を載置する。第１樹脂部５２の段差部５３は、載置台１７１の段差部１７１ｓと嵌合している。第１樹脂部５２の段差部５３は、電極板３４の厚み方向において、電極板３４の縁部３４ａと載置台１７１との間に位置する。
【００５３】
溶着工程Ｓ３では、加熱体１７５を電極板３４の縁部３４ａに押し付けた状態で、加熱体１７５からの熱を第１樹脂部５２に付与することによって、電極板３４の縁部３４ａに第１樹脂部５２を溶着する。第１樹脂部５２の段差部５３は、載置台１７１の段差部１７１ｓと嵌合している。溶着工程Ｓ３では、電極板３４の縁部３４ａを加熱体１７５によって押圧した状態で、加熱体１７５及び電極板３４を介して第１樹脂部５２に熱を付与する。まず、熱発生部１７２によって熱を発生させて、加熱体１７５にその熱を伝える。続いて、駆動部７４によって電極板３４の縁部３４ａに向けて加熱体１７５を下方に移動させ、所定の荷重で電極板３４の縁部３４ａに加熱体１７５を押し付ける。加熱体１７５は、熱発生部１７２において発生した熱エネルギーを、電極板３４を介して第１樹脂部５２に与える。これにより、第１樹脂部５２の温度が上昇するので、第１樹脂部５２が溶融する。その後、駆動部７４によって加熱体１７５を上方に移動させる。第１樹脂部５２の温度が低下する結果、第１樹脂部５２は溶融状態（液体）から凝固状態（固体）に変化し、第１樹脂部５２が縁部３４ａに溶着される。
【００５４】
変形例の蓄電モジュール１２の製造方法によれば、載置工程Ｓ２及び溶着工程Ｓ３において、第１樹脂部５２の段差部５３が載置台１７１の段差部１７１ｓと嵌合している。これにより、加熱体１７５を第１樹脂部５２の段差部５３に押し付けた状態で溶着を行う必要がなく、加熱体１７５を電極板３４の縁部３４ａに押し付けた状態で溶着を行うことができる。そのため、第１樹脂部５２、電極板３４及び加熱体１７５が安定した状態で溶着を行うことができる。よって、段差部５３を有する第１樹脂部５２を電極板３４の縁部３４ａに溶着する場合であっても安定して溶着を行うことができる。
【００５５】
また、超音波溶着装置又は熱溶着装置の代わりにレーザ溶着装置を用いてもよい。この場合、レーザによって第１樹脂部５２が電極板３４の縁部３４ａに溶着される。レーザ溶着装置は、熱発生部１７２に代えてレーザ発生部を備え、加熱体１７５に代えてレーザ透過部材（エネルギー付与部）を備えること以外は熱溶着装置である製造装置１７０と同様の構成を備える。レーザ溶着は、レーザ透過部材を電極板３４の縁部３４ａに押し付けた状態で、レーザ発生部からのレーザを、レーザ透過部材を介して電極板３４と第１樹脂部５２との界面近傍に照射することによって行われる。載置工程Ｓ２及び溶着工程Ｓ３において、第１樹脂部５２の段差部５３は載置台１７１の段差部１７１ｓと嵌合している。レーザ溶着装置を用いて蓄電モジュール１２を製造する場合であっても、上記実施形態又は変形例と同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
また、上記実施形態又は変形例では、電極板３４の第１面３４ｂ及び第２面３４ｃの両方に凹凸を形成した例を挙げて説明したが、第１面３４ｂのみに凹凸が形成されてもよい。この場合、各第１樹脂部５２は、電極板３４の第１面３４ｂに溶着される。同様に、第２面３４ｃのみに凹凸が形成されてもよい。この場合、各第１樹脂部５２は、電極板３４の第２面３４ｃに溶着される。
【００５７】
上記実施形態又は変形例では、蓄電モジュール１２の製造方法が凹凸形成工程Ｓ１を含む例を挙げて説明したが、蓄電モジュール１２の製造方法は、凹凸形成工程Ｓ１に代えて、凹凸形成工程Ｓ１によって形成される大きさと同等の凹凸が形成された電極板３４を準備する準備工程を含んでもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１２…蓄電モジュール、３４…電極板（集電板）、３４ａ…縁部、３４ｂ…第１面、３４ｃ…第２面、５２…第１樹脂部（樹脂部）、５３…段差部、７１…アンビル（載置部）、７１ｓ，１７１ｓ…段差部、７２…超音波発生部、７０，１７０…製造装置、７５…ホーン（エネルギー付与部）、１７１…載置台（載置部）、１７５…加熱体（エネルギー付与部）。
【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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