(57)【要約】【課題】ガスの流路の閉塞を抑制することができる電池モジュール及び電池モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】バイポーラ電池２は、モジュール本体１１と、モジュール本体１１に取り付けられた安全弁１２とを備える。モジュール本体１１は、複数のバイポーラ電極１３が積層された電極積層体１５と、電極積層体１５を取り囲むように配置され、電極積層体１５に設けられた内部空間Ｖとそれぞれ連通された連通孔２６を有する枠体１６とを有する。安全弁１２は、連通孔２６とそれぞれ連通された連通孔３７を有する。モジュール本体１１には、モジュール本体１１と安全弁１２とを接合すると共に内部空間Ｖからのガスがそれぞれ流れる流路２８を形成する接合用突起２７が設けられている。流路２８内には金属カラー５０が設けられている。【選択図】図６
2019185924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極が積層された電極積層体と、前記電極積層体を取り囲むように配置され、前記電極積層体に設けられた複数の内部空間とそれぞれ連通された複数の第１連通孔を有する枠体とを有するモジュール本体と、
前記モジュール本体に取り付けられ、前記複数の第１連通孔とそれぞれ連通された複数の第２連通孔を有する安全弁と、
を備え、
前記モジュール本体及び前記安全弁の少なくとも一方には、前記モジュール本体と前記安全弁とを接合すると共に前記複数の内部空間からのガスがそれぞれ流れる複数の流路を形成する接合用突起が設けられており、
前記複数の流路のうち少なくとも１つの流路内に金属部材が設けられている、電池モジュール。
【請求項２】
前記接合用突起は、前記モジュール本体及び前記安全弁にそれぞれ設けられ、
前記モジュール本体の前記接合用突起と前記安全弁の前記接合用突起とが接合されており、
前記金属部材は、前記モジュール本体の前記接合用突起により形成される前記少なくとも１つの流路内に設けられた第１金属部材であり、
前記安全弁の前記接合用突起により形成される前記少なくとも１つの流路内に第２金属部材が設けられている、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記第１金属部材及び前記第２金属部材のうちの一方が、前記第１金属部材及び前記第２金属部材のうちの他方を位置決めする位置決め用突起を有する、請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記位置決め用突起には、前記第１金属部材及び前記第２金属部材のうちの他方が嵌合する凹部が設けられている、請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項５】
複数の電極が積層された電極積層体と、前記電極積層体を取り囲むように配置され、前記電極積層体に設けられた複数の内部空間とそれぞれ連通された複数の第１連通孔を有する枠体とを有するモジュール本体と、
前記モジュール本体に取り付けられ、前記複数の第１連通孔とそれぞれ連通された複数の第２連通孔を有する安全弁とを備えた電池モジュールの製造方法であって、
前記モジュール本体及び前記安全弁を用意する工程と、
前記モジュール本体と前記安全弁とを接合する工程と、
を含み、
前記用意する工程では、前記モジュール本体及び前記安全弁の少なくとも一方には、前記モジュール本体と前記安全弁とを接合すると共に前記複数の内部空間からのガスがそれぞれ流れる複数の流路を形成する接合用突起が設けられており、前記複数の流路のうち少なくとも１つの流路内に金属部材が設けられており、前記接合用突起の先端は、前記接合用突起の突出方向において前記金属部材の先端よりも突出しており、
前記接合する工程では、熱板により前記接合用突起の前記先端を溶融させながら前記熱板に前記金属部材の前記先端を突き当てた後、前記接合用突起を溶融させた状態で、前記モジュール本体と前記安全弁とを押し付けて接合する、電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記用意する工程では、前記接合用突起が、前記モジュール本体及び前記安全弁にそれぞれ設けられ、前記金属部材は、前記モジュール本体の前記接合用突起により形成される前記少なくとも１つの流路内に設けられた第１金属部材であり、前記安全弁の前記接合用突起により形成される前記少なくとも１つの流路内に第２金属部材が設けられており、前記第１金属部材及び前記第２金属部材のうちの一方が、前記第１金属部材及び前記第２金属部材のうちの他方を位置決めする位置決め用突起を有しており、
前記接合する工程では、前記位置決め用突起により前記第１金属部材と前記第２金属部材とが互いに位置決めされるまで前記モジュール本体と前記安全弁とを押し付けて、前記モジュール本体の前記接合用突起と前記安全弁の前記接合用突起とを接合する、請求項５に記載の電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記位置決め用突起には、前記第１金属部材及び前記第２金属部材のうちの他方が嵌合する凹部が設けられている、請求項６に記載の電池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、電池モジュール及び電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電池モジュールとしては、例えば特許文献１に記載されているような薄型電池が知られている。特許文献１に記載の薄型電池は、正極、負極及び集電体を有するバイポーラ電極と、セパレータ及び電解液を含む電解質層と、集電体の一方の主面に正極を取り囲むように配置された第１シール部と、集電体の他方の主面に負極を取り囲むように配置された第２シール部と、第２シール部を貫通するチューブとを備えている。チューブの一端は、セパレータ、集電体及び第２シール部で画成された内部空間に臨み、チューブの他端は、第２シール部の外部空間に臨んでいる。電池内部に発生したガスは、チューブを介して電池外部へ排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８７４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術においては、チューブは、内部空間の圧力が上昇すると、内部空間のガスを排出する安全弁として機能する。そのような安全弁を備えた電池モジュールでは、複数の電極が積層された電極積層体と電極積層体の周囲に配置された枠体とを有するモジュール本体に安全弁を取り付ける際、モジュール本体と安全弁との接合部に突起を設け、その突起を溶融させた状態でモジュール本体と安全弁とを押し付けて接合するという工法がある。この場合には、突起の溶融時に発生するバリによりガスの流路を閉塞させないようにする必要がある。
【０００５】
本発明の一側面は、ガスの流路の閉塞を抑制することができる電池モジュール及び電池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】
【０００６】
本発明の一側面に係る電池モジュールは、複数の電極が積層された電極積層体と、前記電極積層体を取り囲むように配置され、前記電極積層体に設けられた複数の内部空間とそれぞれ連通された複数の第１連通孔を有する枠体とを有するモジュール本体と、前記モジュール本体に取り付けられ、前記複数の第１連通孔とそれぞれ連通された複数の第２連通孔を有する安全弁と、を備え、前記モジュール本体及び前記安全弁の少なくとも一方には、前記モジュール本体と前記安全弁とを接合すると共に前記複数の内部空間からのガスがそれぞれ流れる複数の流路を形成する接合用突起が設けられており、前記複数の流路のうち少なくとも１つの流路内に金属部材が設けられている。
【０００７】
このような電池モジュールを製造する際には、接合用突起を溶融させた状態で、モジュール本体と安全弁とを押し付けて接合する。このとき、流路内に設けられた金属部材によって、溶融した接合用突起が流路内に流入することが抑制される。そのため、接合用突起にバリが発生することが抑制される。したがって、バリによるガスの流路の閉塞を抑制することができる。
【０００８】
前記接合用突起は、前記モジュール本体及び前記安全弁にそれぞれ設けられ、前記モジュール本体の前記接合用突起と前記安全弁の前記接合用突起とが接合されており、前記金属部材は、前記モジュール本体の前記接合用突起により形成される前記少なくとも１つの流路内に設けられた第１金属部材であり、前記安全弁の前記接合用突起により形成される前記少なくとも１つの流路内に第２金属部材が設けられてもよい。この場合、モジュール本体の接合用突起にバリが発生すること、及び、安全弁の接合用突起にバリが発生することが共に抑制される。したがって、バリによるガスの流路の閉塞をより効果的に抑制することができる。
【０００９】
前記第１金属部材及び前記第２金属部材のうちの一方が、前記第１金属部材及び前記第２金属部材のうちの他方を位置決めする位置決め用突起を有してもよい。この場合、モジュール本体と安全弁とを押し付けて接合する際に、第１金属部材と第２金属部材とが位置決め用突起によって位置決めされるまでモジュール本体と安全弁とを押し付けることにより、モジュール本体又は安全弁の押し込み量が規制される。よって、モジュール本体と安全弁との押し付け過ぎが防止されるので、流路側に逃げるバリの張り出し量の増大が抑えられる。
【００１０】
前記位置決め用突起には、前記第１金属部材及び前記第２金属部材のうちの他方が嵌合する凹部が設けられてもよい。この場合、位置決め用突起に設けられた凹部によって第１金属部材と第２金属部材とが嵌合するので、第１金属部材と第２金属部材との間の位置ずれを抑制できる。
【００１１】
本発明の一側面に係る電池モジュールの製造方法は、複数の電極が積層された電極積層体と、前記電極積層体を取り囲むように配置され、前記電極積層体に設けられた複数の内部空間とそれぞれ連通された複数の第１連通孔を有する枠体とを有するモジュール本体と、前記モジュール本体に取り付けられ、前記複数の第１連通孔とそれぞれ連通された複数の第２連通孔を有する安全弁とを備えた電池モジュールの製造方法であって、前記モジュール本体及び前記安全弁を用意する工程と、前記モジュール本体と前記安全弁とを接合する工程と、を含み、前記用意する工程では、前記モジュール本体及び前記安全弁の少なくとも一方には、前記モジュール本体と前記安全弁とを接合すると共に前記複数の内部空間からのガスがそれぞれ流れる複数の流路を形成する接合用突起が設けられており、前記複数の流路のうち少なくとも１つの流路内に金属部材が設けられており、前記接合用突起の先端は、前記接合用突起の突出方向において前記金属部材の先端よりも突出しており、前記接合する工程では、熱板により前記接合用突起の前記先端を溶融させながら前記熱板に前記金属部材の前記先端を突き当てた後、前記接合用突起を溶融させた状態で、前記モジュール本体と前記安全弁とを押し付けて接合する。
【００１２】
上記電池モジュールの製造方法によれば、熱板により接合用突起の先端を溶融させながら熱板に金属部材の先端を突き当てた後、接合用突起を溶融させた状態で、モジュール本体と安全弁とを押し付けて接合する。このとき、流路内に設けられた金属部材によって、溶融した接合用突起が流路内に流入することが抑制される。そのため、接合用突起にバリが発生することが抑制される。したがって、バリによるガスの流路の閉塞を抑制することができる。さらに、熱板に金属部材の先端が突き当たるまで接合用突起の先端を溶融させるので、接合用突起の溶融量を規定することができる。
【００１３】
前記用意する工程では、前記接合用突起が、前記モジュール本体及び前記安全弁にそれぞれ設けられ、前記金属部材は、前記モジュール本体の前記接合用突起により形成される前記少なくとも１つの流路内に設けられた第１金属部材であり、前記安全弁の前記接合用突起により形成される前記少なくとも１つの流路内に第２金属部材が設けられており、前記第１金属部材及び前記第２金属部材のうちの一方が、前記第１金属部材及び前記第２金属部材のうちの他方を位置決めする位置決め用突起を有しており、前記接合する工程では、前記位置決め用突起により前記第１金属部材と前記第２金属部材とが互いに位置決めされるまで前記モジュール本体と前記安全弁とを押し付けて、前記モジュール本体の前記接合用突起と前記安全弁の前記接合用突起とを接合してもよい。この場合、モジュール本体の接合用突起にバリが発生すること、及び、安全弁の接合用突起にバリが発生することが共に抑制される。したがって、バリによるガスの流路の閉塞をより効果的に抑制することができる。さらに、モジュール本体と安全弁とを押し付けて接合する際に、第１金属部材と第２金属部材とが位置決め用突起によって位置決めされるまでモジュール本体と安全弁とを押し付けることにより、モジュール本体又は安全弁の押し込み量が規制される。よって、モジュール本体と安全弁との押し付け過ぎが防止されるので、流路側に逃げるバリの張り出し量の増大が抑えられる。
【００１４】
前記位置決め用突起には、前記第１金属部材及び前記第２金属部材のうちの他方が嵌合する凹部が設けられてもよい。この場合、モジュール本体と安全弁とを押し付けて接合する際に、位置決め用突起に設けられた凹部によって、第１金属部材と第２金属部材との間の位置ずれを抑制できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一側面によれば、ガスの流路の閉塞を抑制することができる電池モジュール及び電池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】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る電池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】電池モジュールの概略断面図である。
【図３】電池モジュールの概略斜視図である。
【図４】電池モジュールの一部を示す分解斜視図（一部断面を含む）である。
【図５】接合前の安全弁の接合用突起を示す斜視図である。
【図６】モジュール本体の接合用突起と安全弁の接合用突起とを接合する方法を示す断面図である。
【図７】第１変形例に係るモジュール本体の金属カラーを用いた場合に、モジュール本体と安全弁とを接合する方法を示す断面図である。
【図８】第２変形例に係るモジュール本体の金属カラー及び安全弁の金属カラーを備える電池モジュールの一部を示す断面図である。
【図９】第２変形例に係るモジュール本体の金属カラー及び安全弁の金属カラーを示す平面図である。
【図１０】第３及び第４変形例に係る安全弁の金属カラーを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る電池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において、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、電気自動車等の車両のバッテリとして使用される。蓄電装置１は、複数（ここでは３つ）の電池モジュールとしてのバイポーラ電池２を備えている。バイポーラ電池２は、例えばニッケル水素二次電池である。
【００１９】
複数のバイポーラ電池２は、金属製の導電板３を介して積層されている。導電板３は、積層方向（Ｚ軸方向）の両端に位置するバイポーラ電池２の外側にも配置されている。バイポーラ電池２及び導電板３は、例えば積層方向から見て矩形状（平面視矩形状）を呈している。導電板３は、隣り合うバイポーラ電池２と電気的に接続されている。これにより、複数のバイポーラ電池２が積層方向に直列接続されている。
【００２０】
積層方向の一端（ここでは下端）に位置する導電板３には、正極端子４が接続されている。積層方向の他端（ここでは上端）に位置する導電板３には、負極端子５が接続されている。正極端子４及び負極端子５は、積層方向に垂直な方向（Ｘ軸方向）に延在している。このような正極端子４及び負極端子５を設けることにより、蓄電装置１の充放電を実施することができる。
【００２１】
導電板３は、バイポーラ電池２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３には、積層方向と正極端子４及び負極端子５の延在方向とに垂直な方向（Ｙ軸方向）に延在した複数の空隙３ａが設けられている。これらの空隙３ａを空気等の冷媒が通過することにより、バイポーラ電池２からの熱を効率的に外部に放出することができる。
【００２２】
また、蓄電装置１は、バイポーラ電池２及び導電板３を積層方向に拘束する拘束ユニット６を備えている。拘束ユニット６は、バイポーラ電池２及び導電板３を積層方向に挟む１対の拘束プレート７と、これらの拘束プレート７同士を締結する複数組のボルト８及びナット９とを有している。
【００２３】
拘束プレート７は、鉄等の金属で形成されている。各拘束プレート７と導電板３との間には、樹脂フィルム等の絶縁フィルム１０がそれぞれ配置されている。拘束プレート７及び絶縁フィルム１０は、例えば平面視矩形状を呈している。ボルト８の軸部８ａが各拘束プレート７に設けられた挿通孔７ａを挿通した状態で、軸部８ａの先端部にナット９が螺合することで、バイポーラ電池２、導電板３及び絶縁フィルム１０に積層方向の拘束荷重が付与される。
【００２４】
図２は、バイポーラ電池２の概略断面図である。図３は、バイポーラ電池２の概略斜視図である。図２及び図３において、バイポーラ電池２は、複数のセル（例えば２４セル）が積層された構造（複数セル構造）を有している。バイポーラ電池２は、モジュール本体１１と、このモジュール本体１１の一側面に取り付けられた複数（ここでは４つ）の安全弁１２とを備えている。
【００２５】
モジュール本体１１は、複数のバイポーラ電極１３がセパレータ１４を介して積層されてなる電極積層体１５と、この電極積層体１５を取り囲むように配置された枠体１６とを備えている。
【００２６】
バイポーラ電極１３及びセパレータ１４は、例えば平面視矩形状を呈している。セパレータ１４は、積層方向に隣り合うバイポーラ電極１３の間に配置されている。バイポーラ電極１３は、集電体であるニッケル箔１７と、このニッケル箔１７の上面１７ａ（一方面）に形成された正極１８と、ニッケル箔１７の下面１７ｂ（他方面）に形成された負極１９とを有している。
【００２７】
バイポーラ電極１３の正極１８は、セパレータ１４を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極１３の負極１９と対向している。バイポーラ電極１３の負極１９は、セパレータ１４を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極１３の正極１８と対向している。
【００２８】
電極積層体１５の最下層には、正極側終端電極２０が配置されている。正極側終端電極２０は、ニッケル箔１７と、このニッケル箔１７の上面１７ａに形成された正極１８とを有している。電極積層体１５の最上層には、負極側終端電極２１が配置されている。負極側終端電極２１は、ニッケル箔１７と、このニッケル箔１７の下面１７ｂに形成された負極１９とを有している。正極側終端電極２０の正極１８は、セパレータ１４を挟んで最下層のバイポーラ電極１３の負極１９と対向している。負極側終端電極２１の負極１９は、セパレータ１４を挟んで最上層のバイポーラ電極１３の正極１８と対向している。正極側終端電極２０及び負極側終端電極２１のニッケル箔１７は、積層方向に隣り合う導電板３（図１参照）に接続されている。
【００２９】
正極１８は、ニッケル箔１７の一方面に正極活物質を塗工することにより形成されている。正極活物質としては、例えばコバルト（Ｃｏ）酸化物コートが施された水酸化ニッケルが用いられる。負極１９は、ニッケル箔１７の他方面に負極活物質を塗工することにより形成されている。負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が用いられる。ニッケル箔１７の縁部１７ｃ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いる。
【００３０】
セパレータ１４は、正極１８と負極１９との間に配置され、正極１８と負極１９とを隔離する。セパレータ１４は、積層方向から見てニッケル箔１７よりも小さく且つ正極１８及び負極１９よりも大きい。セパレータ１４は、例えばシート状に形成されている。セパレータ１４は、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、もしくはＰＥ、ＰＰ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはメチルセルロース等からなる不織布または織布等で形成されている。また、セパレータ１４は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されていてもよい。なお、セパレータ１４の形状としては、特にシート状に限られず、袋状であってもよい。
【００３１】
枠体１６は、電極積層体１５の周囲に配置され、各ニッケル箔１７の縁部１７ｃをそれぞれ保持する複数の一次シール部２２と、これらの一次シール部２２の周囲に配置された二次シール部２３とを有している。
【００３２】
各一次シール部２２は、積層方向に沿ってニッケル箔１７毎に配置されている。一次シール部２２は、枠状に形成されている。一次シール部２２は、ニッケル箔１７の縁部１７ｃに熱溶着により接合されている。
【００３３】
積層方向に隣り合うニッケル箔１７間には、ニッケル箔１７、正極１８、負極１９及び一次シール部２２によって画成された内部空間Ｖが設けられている。従って、電極積層体１５には、複数の内部空間Ｖが設けられている。セパレータ１４内を含む内部空間Ｖには、アルカリ性の電解液が注入されている。アルカリ性の電解液としては、例えば水酸化カリウム水溶液等を含むアルカリ溶液が用いられている。一次シール部２２は、内部空間Ｖを封止する。バイポーラ電池２の各セルは、２つのニッケル箔１７、正極１８、負極１９、セパレータ１４及び一次シール部２２により構成され、内部空間Ｖを有している。
【００３４】
二次シール部２３は、角筒状を有している。二次シール部２３は、内部空間Ｖを更に封止する。二次シール部２３は、各一次シール部２２に接合されている。二次シール部２３は、例えば射出成形等により形成されている。
【００３５】
一次シール部２２及び二次シール部２３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）または変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等の樹脂で形成されている。
【００３６】
枠体１６を構成する一の壁部１６ａには、安全弁１２が取り付けられる複数（ここでは４つ）の安全弁取付領域２４が設けられている。一次シール部２２の各安全弁取付領域２４には、図４に示されるように、複数（ここでは６つ）の連通孔２５（第１連通孔）がそれぞれ設けられている。連通孔２５は、各安全弁取付領域２４において２列３段（Ｙ軸方向に２列、Ｚ軸方向に３段）に配列されている。従って、連通孔２５は、壁部１６ａにおいて８列３段に配列されている。各連通孔２５は、異なるセルの内部空間Ｖとそれぞれ連通されている。
【００３７】
二次シール部２３の各安全弁取付領域２４には、図４に示されるように、各連通孔２５と連通された複数（ここでは６つ）の連通孔２６（第１連通孔）がそれぞれ設けられている。連通孔２６は、一次シール部２２側から二次シール部２３の外側面に向かって徐々に幅広となるようにテーパ状に形成されている。連通孔２６は、各安全弁取付領域２４において２列３段に配列されている。
【００３８】
連通孔２５，２６は、内部空間Ｖに電解液を注入するための注液孔として機能する。また、連通孔２５，２６は、電解液が注入された後は、内部空間Ｖで発生したガスが流れる流路となる。
【００３９】
二次シール部２３の各安全弁取付領域２４の外側面には、略枠状の接合用突起２７がそれぞれ設けられている。接合用突起２７は、モジュール本体１１と安全弁１２とを接合すると共に、各内部空間Ｖからのガスがそれぞれ流れる複数（ここでは６つ）の流路２８を連通孔２６と協働して形成する。従って、流路２８は、各安全弁取付領域２４において２列３段に配列されている。流路２８は、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った断面で矩形状を呈している。一方の列の流路２８は、他方の列の流路２８に対して積層方向（Ｚ軸方向）にずれている。
【００４０】
接合用突起２７は、一方の列の流路２８を形成する枠部２９と、他方の列の流路２８を形成する枠部３０とを有している。枠部２９，３０は同じ形状を有しており、Ｚ軸方向において互いにずれている。枠部２９，３０間にはＺ軸方向に延在する隙間が形成されている。
【００４１】
各流路２８内には、金属カラー５０（第１金属部材）が設けられている。金属カラー５０は、例えば筒状の金属板であり、流路２８を形成する接合用突起２７に取り囲まれるように配置される。金属カラー５０の軸線はＸ軸方向に沿っている。金属カラー５０は、流路２８と同様に、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った断面で矩形形状を呈している。金属カラー５０の厚みは例えば１ｍｍ以下である。金属カラー５０は、連通孔２６のテーパ状内面に支持されている。金属カラー５０の外側面は流路２８の内面と間隔を経て対向している。金属カラー５０の材料は、例えば線膨張係数が小さく、耐アルカリ性の高い材料であり、例えばステンレス鋼、ニッケルメッキされた鉄等である。
【００４２】
安全弁１２は、図４に示されるように、ケース３３と、複数（ここでは６つ）の弁体３４と、カバー３５とを有している。ケース３３は、例えばＰＰ、ＰＰＳまたは変性ＰＰＥ等の樹脂で形成されている。ケース３３は、底面を含む底壁部３６を有している。底壁部３６には、底面からカバー３５側に向けて貫通した複数（ここでは６つ）の連通孔３７（第２連通孔）が設けられている。これらの連通孔３７は、モジュール本体１１の各連通孔２６とそれぞれ連通されている。連通孔３７は、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った断面で円形状を呈している（図５参照）。
【００４３】
ケース３３の底面には、略枠状の接合用突起３８がそれぞれ設けられている（図５参照）。接合用突起３８は、モジュール本体１１と安全弁１２とを接合すると共に、各内部空間Ｖからのガスがそれぞれ流れる複数（ここでは６つ）の流路３９を形成する。接合用突起３８は、モジュール本体１１の接合用突起２７と接合される。接合用突起３８は、接合用突起２７に対応する形状及び寸法を有している。従って、流路３９は、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った断面で矩形状を呈している。一方の列の流路３９は、他方の列の流路３９に対してＺ軸方向にずれている。
【００４４】
接合用突起３８は、図５に示されるように、一方の列の流路３９を形成する枠部４０と、他方の列の流路３９を形成する枠部４１とを有している。枠部４０，４１は同じ形状を有しており、Ｚ軸方向において互いにずれている。枠部４０，４１間にはＺ軸方向に延在する隙間が形成されている。なお、図５は、安全弁１２の斜視図である。
【００４５】
各流路３９内には、金属カラー６０（第２金属部材）が設けられている。金属カラー６０は、例えば筒状の金属板であり、流路３９を形成する接合用突起３８に取り囲まれるように配置される。金属カラー６０の軸線はＸ軸方向に沿っている。金属カラー６０は、流路３９と同様に、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った断面で矩形形状を呈している。金属カラー６０の厚みは例えば１ｍｍ以下である。金属カラー６０は、接合用突起３８及び底壁部３６によって支持されている。金属カラー６０の外側面は接合用突起３８と当接している。金属カラー６０の材料としては、金属カラー５０の材料と同じ材料が使用され得る。
【００４６】
また、ケース３３は、図４に示されるように、弁体３４を収容する複数（ここでは６つ）の収容凹部４４ａを形成する内壁部４４を有している。内壁部４４は、底壁部３６と一体化されている。収容凹部４４ａは、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った断面で円形状を呈している。収容凹部４４ａは、連通孔３７と連通可能となっている。
【００４７】
弁体３４は、連通孔３７を塞ぐように収容凹部４４ａに収容されている。弁体３４は、ゴム等の弾性体で形成された円柱状部材である。弁体３４は、連通孔３７を開閉させる。弁体３４の外側面と内壁部４４の内壁面との間には、隙間Ｇが設けられている（図６参照）。
【００４８】
カバー３５は、ケース３３の開口を塞ぐ板状部材である。カバー３５は、例えばＰＰ、ＰＰＳまたは変性ＰＰＥ等の樹脂で形成されている。カバー３５は、ケース３３の開口端面に熱溶着により接合されている。カバー３５は、複数の弁体３４をケース３３の底壁部３６に押し付ける押圧部材としても機能する。ケース３３の内壁部４４とカバー３５との間には、収容凹部４４ａと連通した収容空間Ｓが設けられている。また、カバー３５には、複数（ここでは２つ）の排気口４５が設けられている。排気口４５は、収容空間Ｓと連通されている。
【００４９】
このような安全弁１２において、ケース３３の連通孔３７は、二次シール部２３の連通孔２６及び一次シール部２２の連通孔２５を通してモジュール本体１１の内部空間Ｖと連通されている。内部空間Ｖの圧力が設定圧よりも低いときは、連通孔３７が弁体３４によって塞がれた閉弁状態に維持される。内部空間Ｖの圧力が上昇して設定圧以上になると、弁体３４が底壁部３６から離間するように弾性変形し、連通孔３７の閉塞が解除された開弁状態となる。その結果、内部空間Ｖからのガスが弁体３４の外側面と内壁部４４の内壁面との隙間及び収容空間Ｓを通って排気口４５から排出されるようになる（図６参照）。
【００５０】
以上説明したように、バイポーラ電池２では、モジュール本体１１の流路２８内に金属カラー５０が設けられ、安全弁１２の流路３９内に金属カラー６０が設けられている。このようなバイポーラ電池２を製造する際には、接合用突起２７，３８を溶融させた状態で、モジュール本体１１と安全弁１２とを押し付けて接合する。このとき、流路２８，３９内に設けられた金属カラー５０，６０によって、溶融した接合用突起２７，３８が流路２８，３９内に流入することが抑制される。そのため、接合用突起２７，３８にバリが発生することが抑制される。したがって、バリによるガスの流路２８，３９の閉塞を抑制することができる。
【００５１】
上述のバイポーラ電池２は、例えば図６に示されるように以下のように製造される。まずモジュール本体１１と安全弁１２とを用意する工程を実施する。この工程では、図６（ａ）に示されるように、モジュール本体１１の接合用突起２７により形成される流路２８内に金属カラー５０が設けられており、安全弁１２の接合用突起３８により形成される流路３９内に金属カラー６０が設けられている。接合用突起２７の先端２７ａは、接合用突起２７の突出方向において金属カラー５０の先端５０ａよりも突出している。接合用突起２７の突出方向において、接合用突起２７の先端２７ａと金属カラー５０の先端５０ａとの差は例えば０．１〜５．０ｍｍである。接合用突起３８の先端３８ａは、接合用突起３８の突出方向において金属カラー６０の先端６０ａよりも突出している。接合用突起３８の突出方向において、接合用突起３８の先端３８ａと金属カラー６０の先端６０ａとの差は例えば０．１〜５．０ｍｍである。
【００５２】
そのようなモジュール本体１１及び安全弁１２を用意した後、熱溶着の一つである熱板溶着によってモジュール本体１１と安全弁１２とを接合する工程を実施する。具体的には、まず図６（ａ）に示されるように、接合用突起２７，３８同士が対向するようにモジュール本体１１及び安全弁１２を配置すると共に、モジュール本体１１と安全弁１２との間に熱板４６を配置した状態で、熱板４６により接合用突起２７，３８の先端２７ａ，３８ａを溶融させる。続いて、図６（ｂ）に示されるように、熱板４６により接合用突起２７，３８の先端２７ａ，３８ａを溶融させながら熱板４６に金属カラー５０，６０の先端５０ａ，６０ａを突き当てる。これにより、接合用突起２７の先端２７ａは、接合用突起２７の突出方向において金属カラー５０の先端５０ａと同じ位置になる。同様に、接合用突起３８の先端３８ａは、接合用突起３８の突出方向において金属カラー６０の先端６０ａと同じ位置になる。その後、図６（ｃ）に示されるように、接合用突起２７，３８が溶融している間に、モジュール本体１１の接合用突起２７と安全弁１２の接合用突起３８とを押し付けることにより、接合用突起２７，３８同士が溶着される。これにより、接合用突起２７，３８同士が接合される。接合後において、金属カラー６０の先端６０ａは接合用突起２７内に埋設されている。また、金属カラー６０の先端６０ａは金属カラー５０を取り囲むように配置されるので、金属カラー５０，６０は互いに部分的に重なるように配置される。
【００５３】
このようなバイポーラ電池２の製造方法によれば、接合時に、流路２８，３９内に設けられた金属カラー５０，６０によって、溶融した接合用突起２７，３８が流路２８，３９内に流入することが抑制される。そのため、接合用突起２７，３８にバリが発生することが抑制される。したがって、バリによるガスの流路２８，３９の閉塞を抑制することができる。さらに、熱板４６に金属カラー５０，６０の先端５０ａ，６０ａが突き当たるまで接合用突起２７，３８の先端２７ａ，３８ａを溶融させるので、接合用突起２７，３８の溶融量を規定することができる。例えば、モジュール本体１１を用意する工程において、接合用突起２７の先端２７ａと金属カラー５０の先端５０ａとの差によって、接合用突起２７の溶融量が決定される。同様に、安全弁１２を用意する工程において、接合用突起３８の先端３８ａと金属カラー６０の先端６０ａとの差によって、接合用突起３８の溶融量が決定される。
【００５４】
図７は、第１変形例に係るモジュール本体１１の金属カラー１５０を用いた場合に、モジュール本体１１と安全弁１２とを接合する方法を示す断面図である。この場合、バイポーラ電池２は、例えば以下のように製造される。まずモジュール本体１１と安全弁１２とを用意する工程を実施する。この工程では、図７（ａ）に示されるように、モジュール本体１１の接合用突起２７により形成される流路２８内に金属カラー１５０が設けられており、安全弁１２の接合用突起３８により形成される流路３９内に金属カラー６０が設けられている。接合用突起２７の先端２７ａは、接合用突起２７の突出方向において金属カラー１５０の先端１５０ａよりも突出している。金属カラー１５０は、金属カラー本体１５１と、位置決め用突起１５２とを有する。金属カラー本体１５１は、上記実施形態の金属カラー５０と同じ構成を有する。位置決め用突起１５２は、金属カラー本体１５１の外側面から外側に突出している。位置決め用突起１５２は、金属カラー本体１５１の外側面と流路３９の内面との隙間を塞ぐようなフランジ形状を有している。
【００５５】
そのようなモジュール本体１１及び安全弁１２を用意した後、熱溶着の一つである熱板溶着によってモジュール本体１１と安全弁１２とを接合する工程を実施する。具体的には、まず図７（ａ）に示されるように、接合用突起２７，３８同士が対向するようにモジュール本体１１及び安全弁１２を配置すると共に、モジュール本体１１と安全弁１２との間に熱板４６を配置した状態で、熱板４６により接合用突起２７，３８の先端２７ａ，３８ａを溶融させる。続いて、図７（ｂ）に示されるように、熱板４６により接合用突起２７，３８の先端２７ａ，３８ａを溶融させながら熱板４６に金属カラー１５０，６０の先端１５０ａ，６０ａを突き当てる。これにより、接合用突起２７の先端２７ａは、接合用突起２７の突出方向において金属カラー１５０の先端１５０ａと同じ位置になる。その後、図７（ｃ）に示されるように、接合用突起２７，３８が溶融している間に、金属カラー６０の先端６０ａが位置決め用突起１５２に突き当たるまでモジュール本体１１の接合用突起２７と安全弁１２の接合用突起３８とを押し付けることにより、接合用突起２７，３８同士が溶着される。これにより、接合用突起２７，３８同士が接合される。接合後において、金属カラー６０の先端６０ａは位置決め用突起１５２に当接している。また、金属カラー６０の先端６０ａは金属カラー１５０を取り囲むように配置されるので、金属カラー１５０，６０は互いに部分的に重なるように配置される。
【００５６】
図７に示される第１変形例においては、モジュール本体１１と安全弁１２とを押し付けて接合する際に、金属カラー１５０と金属カラー６０とが位置決め用突起１５２によって位置決めされるまでモジュール本体１１と安全弁１２とを押し付けることにより、モジュール本体１１又は安全弁１２の押し込み量が規制される。よって、モジュール本体１１と安全弁１２との押し付け過ぎが防止されるので、流路２８，３９側に逃げるバリの張り出し量の増大が抑えられる。
【００５７】
図８は、第２変形例に係るモジュール本体１１の金属カラー２５０及び安全弁１２の金属カラー１６０を備える電池モジュールの一部を示す断面図である。図９は、金属カラー２５０及び金属カラー１６０を示す平面図である。金属カラー２５０は、位置決め用突起１５２に凹部１５２ａが設けられていること以外は金属カラー１５０と同じ構成を備える。凹部１５２ａは、位置決め用突起１５２の側面に形成されている。図９（ａ）に示されるように、位置決め用突起１５２は、金属カラー２５０の先端１５０ａ側から見たときに矩形リング形状を呈している。この矩形リング形状の１つの対角線上の２つの角部にそれぞれ例えば円形状の凹部１５２ａが設けられている。凹部１５２ａは、矩形リング形状の４つの角部に設けられてもよい。金属カラー１６０は、先端６０ａに凸部１６２が設けられていること以外は金属カラー６０と同じ構成を備える。凸部１６２は、凹部１５２ａに嵌合する。図９（ｂ）に示されるように、金属カラー１６０は、先端６０ａ側から見たときに矩形リング形状を呈している。この矩形リング形状の対角線上の２つの角部にそれぞれ例えば円形状の凸部１６２が設けられている。
【００５８】
図８及び図９に示される第２変形例においては、位置決め用突起１５２に設けられた凹部１５２ａ及び凸部１６２によって金属カラー２５０，１６０が互いに嵌合するので、金属カラー２５０，１６０間の位置ずれを抑制できる。
【００５９】
凹部１５２ａは、凹部１５２ａの開口面から底面に向かって断面積が小さくなる順テーパー形状を有してもよい。この場合、金属カラー１６０の凸部１６２を凹部１５２ａ内に挿入し易くなるので、短時間で凸部１６２を凹部１５２ａに嵌合させることができる。
【００６０】
図１０は、第３及び第４変形例に係る安全弁１２の金属カラー２６０，３６０を示す平面図である。図１０（ａ）に示されるように、第３変形例に係る金属カラー２６０は、接合用突起３８の突出方向に垂直な方向に切った断面でＵ字状を呈している。接合用突起３８は、接合用突起３８の突出方向に垂直な方向に切った断面で長方形状を呈している。長方形状の２つの短辺のそれぞれに金属カラー２６０が配置されている。これにより、各金属カラー２６０が、長方形状の２つの角部を覆うように配置される。金属カラー２６０によって、溶融した接合用突起３８が流路３９内に流入することが抑制される。
【００６１】
図１０（ｂ）に示されるように、第４変形例に係る金属カラー３６０は、連通孔３７内に配置される。金属カラー３６０は、接合用突起３８の突出方向に垂直な方向に切った断面でリング状を呈している。金属カラー３６０の先端は、連通孔３７の開口面（接合用突起３８の底面）よりも突出している。金属カラー３６０によって、溶融した接合用突起３８が流路３９（流路３９のうち連通孔３７に隣接する部分）内に流入することが抑制される。
【００６２】
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。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、モジュール本体１１に接合用突起２７が設けられていると共に、安全弁１２に接合用突起３８が設けられているが、特にその形態には限られず、モジュール本体１１及び安全弁１２の何れか一方のみに接合用突起が設けられていてもよい。
【００６４】
上記実施形態では、モジュール本体１１の流路２８内に金属カラー５０，１５０，２５０が設けられていると共に、安全弁１２の流路３９内に金属カラー６０，１６０，２６０，３６０が設けられているが、特にその形態には限られず、モジュール本体１１及び安全弁１２の何れか一方のみに金属カラーが設けられていてもよい。
【００６５】
上記実施形態では、複数の流路２８内に金属カラー５０，１５０，２５０が設けられているが、複数の流路２８のうちの少なくとも１つの流路２８内に金属カラー５０，１５０，２５０が設けられてもよい。同様に、上記実施形態では、複数の流路３９内に金属カラー６０，１６０，２６０，３６０が設けられているが、複数の流路３９のうちの少なくとも１つの流路３９内に金属カラー６０，１６０，２６０，３６０が設けられてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、金属部材として、断面形状が矩形リング状、Ｕ字状、円形リング状の金属カラーを用いたが、金属部材の形状はそれらに限定されない。
【００６７】
上記実施形態では、電池モジュールとしてのバイポーラ電池２はニッケル水素二次電池であるが、本発明は、特にニッケル水素二次電池には限られず、リチウムイオン二次電池等にも適用可能である。また、本発明は、バイポーラ電池２以外にも、複数の電極が積層された電極積層体と電極積層体を取り囲むように配置された枠体とを有するモジュール本体を備えた電池モジュールであれば適用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
２…バイポーラ電池（電池モジュール）、１１…モジュール本体、１２…安全弁、１３…バイポーラ電極（電極）、１５…電極積層体、１６…枠体、２５，２６…連通孔（第１連通孔）、２７…接合用突起、２７ａ，３８ａ…先端、２８…流路、３７…連通孔（第２連通孔）、３８…接合用突起、３９…流路、５０，１５０，２５０…金属カラー（第１金属部材）、６０，１６０，２６０，３６０…金属カラー（第２金属部材）、５０ａ，６０ａ，１５０ａ…先端、１５２…位置決め用突起、１５２ａ…凹部、Ｖ…内部空間。
【図１】
2019185924.tif 000003
【図２】
2019185924.tif 000004
【図３】
2019185924.tif 000005
【図４】
2019185924.tif 000006
【図５】
2019185924.tif 000007
【図６】
2019185924.tif 000008
【図７】
2019185924.tif 000009
【図８】
2019185924.tif 000010
【図９】
2019185924.tif 000011
【図１０】
2019185924.tif 000012