CN109891651B - 蓄电装置和蓄电装置的制造方法 - Google Patents

蓄电装置和蓄电装置的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109891651B
CN109891651B CN201780062803.1A CN201780062803A CN109891651B CN 109891651 B CN109891651 B CN 109891651B CN 201780062803 A CN201780062803 A CN 201780062803A CN 109891651 B CN109891651 B CN 109891651B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resin member
bipolar electrodes
current collector
bipolar
electrode layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780062803.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109891651A (zh
Inventor
奥田真也
远藤谕史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Publication of CN109891651A publication Critical patent/CN109891651A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109891651B publication Critical patent/CN109891651B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H01G11/12—Stacked hybrid or EDL capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H01G11/76—Terminals, e.g. extensions of current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/80—Gaskets; Sealings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/82—Fixing or assembling a capacitive element in a housing, e.g. mounting electrodes, current collectors or terminals in containers or encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H01M10/0418—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes with bipolar electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0486—Frames for plates or membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/30—Nickel accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/586—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries inside the batteries, e.g. incorrect connections of electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/593—Spacers; Insulating plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/029—Bipolar electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

蓄电装置具备：多个双极电极，其是层叠的多个双极电极，多个双极电极各自具有集电体、正极层以及负极层，集电体具有第1面以及与第1面相反的一侧的第2面，正极层设置于第1面，负极层设置于第2面；第1树脂构件，其在集电体的外周部的至少一部分中设置于第1面和第2面中的至少一个面上；以及第2树脂构件，其设置于第1树脂构件上，经由第1树脂构件支撑集电体的外周部。在多个双极电极的层叠方向上相邻的双极电极各自的第1树脂构件彼此由熔接部连接。

Description

蓄电装置和蓄电装置的制造方法
技术领域
本发明的一个方面涉及蓄电装置和蓄电装置的制造方法。
背景技术
已知一种双极电池，其具备在集电体的一个面形成有正极、在另一个面形成有负极的双极电极。在双极电池中，多个双极电极隔着电解质层以串联的方式层叠。
例如在专利文献1公开的双极电池中，聚丙烯层覆盖在使用了镍等金属的双极板(集电体)的周边。聚丙烯层和用于支撑多个集电体的聚丙烯制的单元外壳通过一体成型而被固定。在将聚丙烯层和单元外壳一体成型时，将被聚丙烯层包覆的双极板配置于模具内，使聚丙烯流入模具内来进行注射成型(嵌入成型法)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2005-135764号公报
发明内容
发明要解决的问题
当将多个双极板层叠而配置于模具内来进行注射成型时，有时会由于流入到模具内的聚丙烯的压力导致相邻的多个双极板间发生位置偏移。
本发明的一个方面的目的在于提供抑制了相邻的双极电极间的位置偏移的蓄电装置和蓄电装置的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的一个方面的蓄电装置具备：多个双极电极，其是层叠的多个双极电极，上述多个双极电极各自具有集电体、正极层以及负极层，上述集电体具有第1面以及与上述第1面相反的一侧的第2面，上述正极层设置于上述第1面，上述负极层设置于上述第2面；第1树脂构件，其在上述集电体的外周部的至少一部分中设置于上述第1面和上述第2面中的至少一个面上；以及第2树脂构件，其设置于上述第1树脂构件上，经由上述第1树脂构件支撑上述集电体的上述外周部，在上述多个双极电极的层叠方向上相邻的双极电极各自的上述第1树脂构件彼此由熔接部连接。
在上述蓄电装置中，在多个双极电极的层叠方向上相邻的双极电极各自的第1树脂构件彼此由熔接部连接。因此，在形成第2树脂构件时，即使对双极电极施加压力，也能抑制相邻的双极电极间的位置偏移。
也可以是，上述第2树脂构件覆盖上述第1树脂构件的外侧。
也可以是，上述熔接部设置于上述第1树脂构件的外侧的端面上，在上述多个双极电极的层叠方向上从一端的双极电极延伸到另一端的双极电极。
也可以是，上述熔接部为筒状，配置为包围上述集电体的上述外周部的整周。
也可以是，在从上述多个双极电极的层叠方向观看时，上述熔接部配置于具有矩形形状的上述集电体的各边。
在这种情况下，与熔接部配置于集电体的各顶点的情况相比，抑制相邻的双极电极间的位置偏移的效果大。
在本发明的一个方面的蓄电装置的制造方法中，上述蓄电装置具备层叠的多个双极电极，上述多个双极电极各自具有集电体、正极层以及负极层，上述集电体具有第1面以及与上述第1面相反的一侧的第2面，上述正极层设置于上述第1面，上述负极层设置于上述第2面，上述蓄电装置的制造方法包括如下工序：在上述多个双极电极各自的上述集电体的外周部的至少一部分中，在上述第1面和上述第2面中的至少一个面上设置第1树脂构件的工序；将上述多个双极电极层叠的工序；将在上述多个双极电极的层叠方向上相邻的双极电极各自的上述第1树脂构件彼此熔接的工序；以及通过注射成型形成第2树脂构件的工序，该第2树脂构件覆盖相互熔接后的上述第1树脂构件的外侧，经由上述第1树脂构件支撑上述集电体的上述外周部。
发明效果
根据本发明的一个方面，能提供抑制了相邻的双极电极间的位置偏移的蓄电装置和蓄电装置的制造方法。
附图说明
图1是示意性地示出实施方式的蓄电装置的截面图。
图2是示意性地示出实施方式的蓄电装置的一部分的分解立体图。
图3是第1树脂构件、第2树脂构件和熔接部的放大截面图。
图4是沿着图1的IV-IV线的蓄电装置的截面图。
图5是具有变形例的熔接部的蓄电装置的截面图。
图6是变形例的第1树脂构件、第2树脂构件和熔接部的放大截面图。
图7是示出实施方式的蓄电装置的制造方法的一个工序的截面图。
图8是示出实施方式的蓄电装置的制造方法的一个工序的截面图。
图9是示出实施方式的蓄电装置的制造方法的一个工序的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。在附图的说明中，对相同或者等同的要素使用相同的附图标记，省略重复的说明。在附图中，根据需要示出XYZ正交坐标系。
图1是示意性地示出实施方式的蓄电装置的截面图。图2是示意性地示出实施方式的蓄电装置的一部分的分解立体图。图1所示的蓄电装置10例如可以是镍氢二次电池、锂离子二次电池等二次电池，也可以是双电层电容器。蓄电装置10能搭载于例如叉车、混合动力汽车、电动汽车等车辆。
蓄电装置10具备多个双极电极12。多个双极电极12隔着隔离物14以串联的方式层叠。多个双极电极12各自具有：集电体16，其具有第1面16a以及与第1面16a相反的一侧的第2面16b；设置于第1面16a的正极层18；以及设置于第2面16b的负极层20。正极层18和负极层20沿着与多个双极电极12的层叠方向(以下，也称为Z轴方向)交叉的平面(例如XY平面)延伸。
隔离物14可以为片状，也可以为袋状。隔离物14例如为多孔膜或者无纺布。隔离物14能使电解液透过。隔离物14的材料能举出例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚酰亚胺、芳纶纤维等聚酰胺系等。也可以使用由偏氟乙烯树脂化合物进行了强化的隔离物14。电解液能使用例如氢氧化钾水溶液等碱溶液。
集电体16可以是例如镍箔等金属箔，也可以是例如导电性树脂膜等导电性树脂构件。集电体16的厚度例如为0.1～1000μm。正极层18包含正极活性物质。在蓄电装置10为镍氢二次电池的情况下，正极活性物质例如为氢氧化镍(Ni(OH)2)的颗粒。在蓄电装置10为锂离子二次电池的情况下，正极活性物质例如为复合氧化物、金属锂、硫等。负极层20包含负极活性物质。在蓄电装置10为镍氢二次电池的情况下，负极活性物质例如为储氢合金的颗粒。在蓄电装置10为锂离子二次电池的情况下，负极活性物质为例如石墨、高取向性石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳等碳、锂、钠等碱金属、金属化合物、SiOx(0.5≤x≤1.5)等金属氧化物、硼添加碳等。
多个双极电极12和多个隔离物14也可以在Z轴方向上被电极112和电极212夹着。电极112和电极212是位于Z轴方向上最外侧的电极。电极112具备集电体116和设置于集电体116的隔离物14侧的面的正极层18。电极212具备集电体116和设置于集电体116的隔离物14侧的面的负极层20。集电体116除了在Z轴方向上比集电体16厚以外具有与集电体16相同的构成。
蓄电装置10具备树脂构件28(第1树脂构件)和绝缘壳体30(第2树脂构件)。树脂构件28设置于集电体16的外周部161(参照后述的图3)。在Z轴方向上相邻的树脂构件28彼此由熔接部128连接。绝缘壳体30是经由树脂构件28支撑多个双极电极12的树脂壳体。绝缘壳体30的材料可以与树脂构件28的材料相同，也可以不同。绝缘壳体30例如是聚对苯撑苯并二恶唑(Zylon(注册商标))制的壳体。绝缘壳体30也可以支撑电极112和电极212。绝缘壳体30也可以是能收纳多个双极电极12和多个隔离物14的筒状构件。在绝缘壳体30内收纳有电解液。后面参照图3～图5再次对树脂构件28、绝缘壳体30和熔接部128进行详细说明。
蓄电装置10也可以具备正极板40和负极板50。正极板40和负极板50在Z轴方向上夹持多个双极电极12和多个隔离物14。正极板40和负极板50也可以夹持电极112、电极212和绝缘壳体30。电极112配置于正极板40与隔离物14之间。电极212配置于负极板50与隔离物14之间。正极板40连接有正极端子42。负极板50连接有负极端子52。能利用正极端子42和负极端子52进行蓄电装置10的充放电。
在正极板40和负极板50中设置有用于使在Z轴方向上延伸的螺栓B贯通的贯通孔。贯通孔在从Z轴方向观看时配置在绝缘壳体30的外侧。螺栓B能在与正极板40和负极板50绝缘的状态下从正极板40向负极板50插通。在螺栓B的顶端螺合有螺帽N。由此，正极板40和负极板50能对多个双极电极12、多个隔离物14、电极112、电极212和绝缘壳体30进行约束。其结果是，绝缘壳体30内能被密封。
图3是树脂构件28、绝缘壳体30和熔接部128的放大截面图。树脂构件28设置于集电体16的外周部161的至少一部分。树脂构件28也可以沿整个外周部161而设置为环状。树脂构件28设置于集电体16的第1面16a和第2面16b中的至少一个面上。在图3所示的例子中，树脂构件28设置于集电体16的第1面16a和第2面16b这两个面上。树脂构件28具有：与集电体16的第1面16a接触的接触面28a；以及与集电体16的第2面16b接触的接触面28b。树脂构件28也可以设置于集电体16的端面16c上，在这种情况下，树脂构件28还具有与集电体16的端面16c接触的接触面28c。端面16c是将第1面16a和第2面16b相连的面。接触面28c是将接触面28a和接触面28b相连的面。树脂构件28在从与集电体16的外周方向(在图3所示的部分中为Y轴方向)正交的方向观看时，具有截面U字形状，从而覆盖集电体16的外周部161。
树脂构件28的材料的例子为聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)66、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT树脂)等。通过使用这些材料，能使树脂构件28具有绝缘性。
绝缘壳体30设置于树脂构件28上。绝缘壳体30经由树脂构件28支撑集电体16的外周部161。在图3所示的例子中，树脂构件28与集电体16的外周部161一起埋设于绝缘壳体30内。绝缘壳体30具有：位于在Z轴方向上相邻的树脂构件28之间的第1部分301；以及覆盖树脂构件28的外侧的第2部分302。第1部分301和第2部分302在Z轴方向上交替配置。
熔接部128将在Z轴方向上相邻的双极电极12各自的树脂构件28彼此固定。熔接部128设置于在从Z轴方向观看时位于树脂构件28的外侧的端面28e上。熔接部128在Z轴方向上从一端的双极电极12延伸到另一端的双极电极12。熔接部128例如可以通过对树脂构件28的端面28e照射超声波、激光等而形成，例如也可以使用热板等对树脂构件28的端面28e进行加热而形成。熔接部128的材料与树脂构件28的材料相同。
图4是沿着图1的IV-IV线的蓄电装置的截面图。在图4所示的例子中，在从Z轴方向观看时，熔接部128配置为包围集电体16的外周部161的整周。在这种情况下，熔接部128为筒状。或者，也可以如图5所示，在从Z轴方向观看时，熔接部128配置在例如具有矩形形状的集电体16的各边。在这种情况下，多个熔接部128相互分离配置。各熔接部128为棒状。熔接部128配置在集电体16的各边的例如中心。熔接部128也可以配置在例如具有矩形形状的集电体16的各顶点。
在以上说明的蓄电装置10中，在Z轴方向上相邻的双极电极12各自的树脂构件28彼此由熔接部128连接。因此，在通过例如注射成型(嵌入成型)来形成绝缘壳体30时，例如即使由绝缘壳体30的材料的流体对双极电极12施加了横向(XY平面内的方向)的压力，也能抑制相邻的双极电极12间的位置偏移。如果双极电极12的层叠数多或者双极电极12的厚度薄，则相邻的双极电极间的位置偏移通常容易变大。但是，即使在这种情况下，在上述蓄电装置10中也能抑制相邻的双极电极12间的位置偏移。通过抑制相邻的双极电极间的位置偏移，能抑制相邻的双极电极彼此的接触引起的短路、双极电极的尺寸不合格以及绝缘壳体30内的内部空间的位置偏移等。
如图5所示，在从Z轴方向观看时，如果熔接部128配置于具有矩形形状的集电体16的各边，则与熔接部128配置于集电体16的各顶点的情况相比，抑制相邻的双极电极12间的位置偏移的效果大。这是由于与集电体16的各顶点相比，通常各边施加到双极电极12的压力大，位置偏移量大的缘故。
在以上说明的例子中，相邻的第1树脂构件(树脂构件28)彼此经由绝缘壳体30分离设置，但是第1树脂构件也可以设置为彼此接触。图6是这种变形例的第1树脂构件(树脂构件29)、第2树脂构件(绝缘壳体31)和熔接部129的放大截面图。在图6所示的例子中，Z轴方向上相邻的双极电极12各自的树脂构件29彼此是接触的。具体地说，树脂构件29在与接触集电体16的第1面16a的接触面29a相反的一侧具有接触面29c，在与接触集电体16的第2面16b的接触面29b相反的一侧具有接触面29d。树脂构件29的接触面29c与下方(Z轴负方向的)的树脂构件29的接触面29d是接触的。树脂构件29的接触面29d与上方(Z轴正方向)的树脂构件29的接触面29c是接触的。在从Z轴方向观看时，隔离物14位于树脂构件29的内侧。在图6所示的例子中，在Z轴方向上，树脂构件29的接触面29c位于设置有该树脂构件29的集电体16的下方的隔离物14的中央。树脂构件29的接触面29d位于设置有该树脂构件29的集电体16的上方的隔离物14的中央。绝缘壳体31被设为与树脂构件29的形状匹配的形状，与绝缘壳体30(图3)相比不同之处在于不具有位于在Z轴方向上相邻的树脂构件29之间的部分。
树脂构件29的厚度比正极层18的厚度和负极层20的厚度都要大。在集电体16的第1面16a和第2面16b这两个面上设置有树脂构件29的情况下，树脂构件29中的设置于集电体16的第1面16a上的部分的厚度(Z轴方向的长度)比负极层20的厚度大。树脂构件29中的设置于集电体16的第2面16b上的部分的厚度比正极层18的厚度大。
如以上说明的那样，树脂构件29的厚度也可以比正极层18的厚度和负极层20的厚度都要大。由此，能确保在多个双极电极12的层叠方向(Z轴方向)上相邻的双极电极12的集电体16上设置的正极层18与负极层20的间隔。
在Z轴方向上相邻的双极电极12各自的树脂构件29也可以是彼此接触的。由此，能利用树脂构件29的厚度来决定集电体16彼此的间隔。
熔接部129将在Z轴方向上相邻的双极电极12各自的树脂构件29彼此固定。熔接部129设置于在从Z轴方向观看时位于树脂构件29的外侧的端面29e上。端面29e将接触面29c与接触面29d相连。熔接部129在Z轴方向上从一端的双极电极12延伸到另一端的双极电极12。熔接部129能通过与熔接部128同样的方法形成。熔接部129也可以与图4或者图5所示的熔接部128同样地配置。熔接部129的材料的例子与熔接部128的材料的例子相同。
接下来，使用图7～图9说明蓄电装置10的制造方法的一个例子。图7～图9是示出实施方式的蓄电装置的制造方法的一个工序的截面图。在此，对第1树脂构件、第2树脂构件和熔接部是前面说明的图6所示的树脂构件29、绝缘壳体31和熔接部129的情况进行说明。
(准备工序)
首先，如图7所示，准备多个双极电极12和多个隔离物14。多个双极电极12各自具有集电体16、正极层18以及负极层20。
(设置第1树脂构件的工序)
接下来，如图7所示，将树脂构件29设置于集电体16的外周部161(参照图6)。树脂构件29可以沿整个外周部161而设置于集电体16的第1面16a和第2面16b的两个面上。例如，通过注射成型来形成树脂构件29，使得树脂构件29覆盖集电体16的外周部161。由此，集电体16和树脂构件29被熔接。
(层叠工序)
接下来，如图8所示，隔着隔离物14将多个双极电极12以串联的方式层叠。在该层叠工序中，在多个双极电极12的层叠方向上相邻的双极电极12各自的树脂构件29是彼此接触的。隔离物14设置为在从多个双极电极12的层叠方向(Z轴方向)观看时位于树脂构件29的内侧。
(熔接工序)
接下来，如图8所示，利用熔接部129将在多个双极电极12的层叠方向上相邻的双极电极12各自的树脂构件29彼此连接。即，将相邻的树脂构件29彼此熔接。例如，通过对树脂构件29的端面29e(参照图6)进行加热来形成熔接部129。由此，将相邻的树脂构件29彼此固定。或者，例如通过对树脂构件29的端面29e照射超声波、激光等来形成熔接部129。
(设置第2树脂构件的工序)
接下来，如图9所示，在由熔接部129相互连接后的树脂构件29上设置绝缘壳体31。例如通过使用了模具M的注射成型来形成绝缘壳体31。首先，将由熔接部129相互连接后的多个双极电极12配置在模具M内。然后，对模具M内供应绝缘壳体31的材料的流体，并将该材料固化。由此，树脂构件29及熔接部129与绝缘壳体31被熔接。绝缘壳体31经由树脂构件29支撑集电体16的外周部。
然后，如前面参照图1说明的那样，利用正极板40和负极板50夹持多个双极电极12、多个隔离物14、电极112、电极212和绝缘壳体31。进而，使用螺栓B和螺帽N对正极板40和负极板50施加约束力。由此，制造蓄电装置10。
此外，在第1树脂构件、第2树脂构件和熔接部为图3所示的树脂构件28、绝缘壳体30和熔接部128的情况下，也能用与上述的制造方法同样的方法来制造蓄电装置10。
根据上述的蓄电装置的制造方法，在集电体16的外周部161的至少一部分中，将树脂构件29设置于第1面16a和第2面16b中的至少一个面上后，将多个双极电极12层叠。由此，在将多个双极电极12层叠时，能将设置于各个双极电极12的集电体16的树脂构件29用于集电体彼此的相对定位。
另外，在多个双极电极12的层叠方向上相邻的双极电极12各自的树脂构件29彼此由熔接部129连接。因此，在通过例如注射成型来形成绝缘壳体31时，例如即使由绝缘壳体31的材料的流体对双极电极12施加了横向的压力，也能抑制相邻的双极电极12间的位置偏移。
在设置树脂构件29(第1树脂构件)的工序中，也可以将树脂构件29设置在第1面16a和第2面16b这两个面上。在层叠工序中，也可以是，多个双极电极12隔着隔离物14被层叠，在多个双极电极12的层叠方向上相邻的双极电极12各自的树脂构件29是彼此接触的，在从多个双极电极12的层叠方向观看时，隔离物14位于树脂构件29的内侧。在这种情况下，由于在层叠方向上相邻的双极电极12各自的树脂构件29是彼此接触的，因此能利用树脂构件29的厚度来决定集电体16彼此的间隔。另外，由于在从层叠方向观看时，隔离物14位于树脂构件29的内侧，因此也能利用树脂构件29来进行隔离物14的定位。
以上说明了本发明的一个实施方式，但是本发明不限于上述实施方式。
例如也可以是，在从多个双极电极12的层叠方向观看时，集电体16具有例如多边形或者圆形等形状。
也可以是，在从多个双极电极12的层叠方向观看时，熔接部128或者熔接部129配置于集电体16的外周部161的至少一部分。
熔接部128也可以不是配置于树脂构件28的端面28e，而是配置于在Z轴方向上相邻的树脂构件28间。同样，熔接部129也可以不是配置于树脂构件29的端面29e，而是配置于在Z轴方向上相邻的树脂构件29间。
附图标记说明
10：蓄电装置，12：双极电极，14：隔离物，16：集电体，16a：第1面，16b：第2面，18：正极层，20：负极层，28、29：树脂构件(第1树脂构件)，30、31：绝缘壳体(第2树脂构件)，128、129：熔接部，161：外周部。

Claims (4)

1.一种蓄电装置，其特征在于，具备：
多个双极电极，其是层叠的多个双极电极，上述多个双极电极各自具有集电体、正极层以及负极层，上述集电体具有第1面以及与上述第1面相反的一侧的第2面，上述正极层设置于上述第1面，上述负极层设置于上述第2面；
第1树脂构件，其在上述集电体的外周部的至少一部分中设置于上述第1面和上述第2面中的至少一个面上；以及
第2树脂构件，其设置于上述第1树脂构件上，经由上述第1树脂构件支撑上述集电体的上述外周部，
在上述多个双极电极的层叠方向上相邻的双极电极各自的上述第1树脂构件彼此由与上述第1树脂构件的材料为相同材料的熔接部连接，
上述第2树脂构件覆盖上述第1树脂构件的外侧，
在层叠方向上相邻的上述第1树脂构件彼此接触，
上述熔接部在从层叠方向观看时设置于上述第1树脂构件的外侧的端面上，从配置于上述双极电极的层叠体的一端的上述双极电极延伸到上述双极电极的层叠体的另一端的上述双极电极，
上述第2树脂构件与上述第1树脂构件及上述熔接部被熔接，
上述第2树脂构件在从配置于上述双极电极的层叠体的一端的上述双极电极至上述双极电极的层叠体的另一端的上述双极电极的范围被熔接到上述熔接部。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，
上述熔接部为筒状，配置为包围上述集电体的上述外周部的整周。
3.根据权利要求1所述的蓄电装置，
在从上述多个双极电极的层叠方向观看时，上述熔接部配置于具有矩形形状的上述集电体的各边。
4.一种蓄电装置的制造方法，上述蓄电装置具备层叠的多个双极电极，上述多个双极电极各自具有集电体、正极层以及负极层，上述集电体具有第1面以及与上述第1面相反的一侧的第2面，上述正极层设置于上述第1面，上述负极层设置于上述第2面，
上述蓄电装置的制造方法的特征在于，包括如下工序：
在形成具有包含正极活性物质的上述正极层和包含负极活性物质的上述负极层的上述多个双极电极之后，在上述多个双极电极各自的上述集电体的外周部的至少一部分中，在上述第1面和上述第2面中的至少一个面上设置第1树脂构件的工序；
将上述多个双极电极层叠的工序；
将在上述多个双极电极的层叠方向上相邻的双极电极各自的上述第1树脂构件彼此熔接的工序；以及
通过注射成型形成第2树脂构件的工序，该第2树脂构件覆盖相互熔接后的上述第1树脂构件的外侧，经由上述第1树脂构件支撑上述集电体的上述外周部，
在将上述第1树脂构件彼此熔接的工序中，通过对上述第1树脂构件的端面进行加热而在从层叠方向观看时在上述第1树脂构件的外侧的端面上形成从层叠方向上的上述双极电极的层叠体的一端延伸到上述双极电极的层叠体的另一端的熔接部，在层叠方向上相邻的上述第1树脂构件彼此接触，
在通过注射成型形成上述第2树脂构件的工序中，在将由上述熔接部将在层叠方向上相邻的上述第1树脂构件彼此相互连接后的上述多个双极电极配置在模具内的状态下，供应上述第2树脂构件的流体，由此，使上述第2树脂构件与上述第1树脂构件及上述熔接部熔接，使上述第2树脂构件在从配置于上述双极电极的层叠体的一端的上述双极电极至上述双极电极的层叠体的另一端的上述双极电极的范围熔接到上述熔接部。
CN201780062803.1A 2016-10-17 2017-09-21 蓄电装置和蓄电装置的制造方法 Active CN109891651B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-203570 2016-10-17
JP2016203570A JP6705358B2 (ja) 2016-10-17 2016-10-17 蓄電装置の製造方法
PCT/JP2017/034103 WO2018074135A1 (ja) 2016-10-17 2017-09-21 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109891651A CN109891651A (zh) 2019-06-14
CN109891651B true CN109891651B (zh) 2022-12-13

Family

ID=62019357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780062803.1A Active CN109891651B (zh) 2016-10-17 2017-09-21 蓄电装置和蓄电装置的制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11735743B2 (zh)
JP (1) JP6705358B2 (zh)
CN (1) CN109891651B (zh)
DE (1) DE112017005247B4 (zh)
WO (1) WO2018074135A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6860091B2 (ja) * 2018-01-30 2021-04-14 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法
JP6899347B2 (ja) * 2018-03-09 2021-07-07 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP7102911B2 (ja) * 2018-04-27 2022-07-20 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュールの製造方法
JP7188062B2 (ja) * 2018-12-25 2022-12-13 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュールの製造装置及び製造方法
WO2023218864A1 (ja) * 2022-05-11 2023-11-16 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
DE102022112678B3 (de) 2022-05-20 2023-08-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Isolierung bei Zellstapeln

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4275130A (en) * 1979-09-27 1981-06-23 California Institute Of Technology Bipolar battery construction
JPH01195673A (ja) * 1988-01-29 1989-08-07 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 電池
US5098801A (en) * 1990-09-12 1992-03-24 General Motors Corporation Bipolar battery and assembly method
CA2118866A1 (en) 1993-06-21 1994-12-22 Clarence A. Meadows Bipolar battery housing and method
US5428501A (en) * 1993-08-13 1995-06-27 Marine Mechanical Corporation Packaging structure and method for solid electrolyte capacitors
JP3070474B2 (ja) * 1996-03-28 2000-07-31 日本電気株式会社 電気二重層コンデンサ及びその製造方法
JP4122647B2 (ja) * 1999-09-09 2008-07-23 株式会社明電舎 電気二重層キャパシタ及びその製造方法
JP2001155973A (ja) 1999-11-30 2001-06-08 Meidensha Corp 電気二重層キャパシタ
WO2003015194A1 (en) * 2001-08-06 2003-02-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Angular enclosed battery
WO2004051767A1 (en) * 2002-11-29 2004-06-17 Nilar International Ab A bipolar battery and a method for manufacturing a bipolar battery
JP4570863B2 (ja) 2003-10-30 2010-10-27 川崎重工業株式会社 バイポーラプレート方式の積層電池
JP4370902B2 (ja) * 2003-12-24 2009-11-25 日産自動車株式会社 バイポーラ電池およびその製造方法。
EP1841001B1 (en) 2004-12-10 2018-09-05 Nissan Motor Co., Ltd. Bipolar battery
WO2006105188A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Firefly Energy Inc. Modular bipolar battery
GB0509753D0 (en) * 2005-04-27 2005-06-22 Atraverda Ltd Electrode and manufacturing methods
JP2007087743A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Dainippon Printing Co Ltd インモールドラベルおよびそれを用いた蓄電池用包装容器
WO2008114738A1 (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Gs Yuasa Corporation 鉛蓄電池および組電池
JP5458605B2 (ja) * 2009-03-05 2014-04-02 日産自動車株式会社 双極型二次電池
US8852785B2 (en) * 2009-03-05 2014-10-07 Nissan Motor Co., Ltd. Bipolar secondary battery and method for producing the same
JP2011023191A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Nissan Motor Co Ltd 双極型二次電池
WO2011092938A1 (ja) * 2010-01-29 2011-08-04 日産自動車株式会社 双極型リチウムイオン二次電池用集電体
KR101209461B1 (ko) * 2010-02-01 2012-12-07 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전지셀 접합체 및 이를 포함하는 전지팩
US9373869B2 (en) * 2011-05-27 2016-06-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Bipolar all-solid-state battery
US9941546B2 (en) * 2011-09-09 2018-04-10 East Penn Manufacturing Co., Inc. Bipolar battery and plate
US9685677B2 (en) * 2011-10-24 2017-06-20 Advanced Battery Concepts, LLC Bipolar battery assembly
BR122020019743B1 (pt) * 2011-10-24 2022-12-06 Advanced Battery Concepts, LLC Bateria bipolar

Also Published As

Publication number Publication date
CN109891651A (zh) 2019-06-14
US11735743B2 (en) 2023-08-22
JP2018067381A (ja) 2018-04-26
DE112017005247B4 (de) 2023-05-11
US20190260034A1 (en) 2019-08-22
DE112017005247T5 (de) 2019-07-11
WO2018074135A1 (ja) 2018-04-26
JP6705358B2 (ja) 2020-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109891651B (zh) 蓄电装置和蓄电装置的制造方法
JP6780345B2 (ja) 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
JP6586969B2 (ja) 蓄電モジュール
US9299964B2 (en) Energy storage element
KR20130113301A (ko) 계단 구조의 전지셀
JP6838640B2 (ja) 蓄電装置
EP2683010B1 (en) Secondary battery comprising two electrode assemblies
JP2009087613A (ja) 角型電池
CN110770956A (zh) 电化学电池单元的堆叠式棱柱形架构
JP2015082386A (ja) 蓄電池
KR20210041503A (ko) 전기 화학 셀
JP2018049793A (ja) 蓄電装置
US20140255761A1 (en) Battery cell, manufacturing method thereof, and battery module including the same
JP5692359B2 (ja) 蓄電装置および蓄電装置の製造方法
KR101918412B1 (ko) 적층 전지
WO2018123502A1 (ja) 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法
JP2013232374A (ja) 蓄電装置
JP2018018666A (ja) 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
JP2019061892A (ja) 蓄電素子
JP2018067382A (ja) 蓄電装置
CN107591555B (zh) 二次电池
US20220247023A1 (en) Power storage device
JP2019061881A (ja) 蓄電素子
JP2019079614A (ja) 蓄電モジュール、及び、蓄電モジュールの製造方法
JP2018049794A (ja) 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant