CN110114927A - 蓄电模块 - Google Patents

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Abstract

一种蓄电模块,具备筒状的树脂部,树脂部在多个双极电极的层叠方向上延伸并收容多个双极电极。树脂部具有:筒状的第1密封部,其接合到电极板的周缘部;以及筒状的第2密封部,其在与层叠方向交叉的方向上设置在第1密封部的外侧。隔离物设置为隔离物的外周端位于第1密封部的外周端与第1密封部的内周端之间。

Description

蓄电模块
技术领域
本发明涉及蓄电模块。
背景技术
作为二次电池,已知专利文献1所记载的双极电池。在该双极电池中,在集电体的一个面形成有正极并在另一个面形成有负极的双极电极隔着电解质层而层叠。在集电体彼此之间设置有树脂制的密封部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2006-86049号公报
发明内容
发明要解决的问题
电解质层中包含的隔离物能使电解液透过,而另一方面,其配置在相邻的集电体(电极板)之间,防止它们短路。在隔离物与树脂制的密封部之间,在与层叠方向交叉的方向上可能会存在间隙。当存在该间隙时,在电极板因某些因素而发生了变形的情况下,有通过间隙而发生相邻的电极板的短路之虞。这种电极板的变形可能在使密封部成型时以及在电池的使用中产生了内压变动时这两种情况下发生。
本发明的目的在于提供能够防止相邻的电极板的短路的蓄电模块。
用于解决问题的方案
本发明的一个方面是一种蓄电模块,由多个双极电极隔着隔离物层叠而成,多个双极电极分别包含:电极板;正极,其设置在电极板的第1面;以及负极,其设置在电极板的第2面,在蓄电模块中,具备筒状的树脂部,树脂部在多个双极电极的层叠方向上延伸并收容多个双极电极,树脂部具有:筒状的第1密封部,其接合到电极板的周缘部;以及筒状的第2密封部,其在与层叠方向交叉的方向上设置在第1密封部的外侧,隔离物设置为隔离物的外周端位于第1密封部的外周端与第1密封部的内周端之间。
根据该蓄电模块,能通过第1密封部来密封电极板的周缘部。能通过设置在第1密封部的外侧的第2密封部来密封第1密封部的外周面。通过树脂部中的双重密封结构,存在于相邻的电极板之间的空间的气体和电解液无法向该空间的外部移动。在相邻的电极板之间配置有隔离物。隔离物的外周端位于第1密封部的外周端与第1密封部的内周端之间,因此,隔离物始终存在于比第1密封部的内周端靠内侧的区域。换句话说,在与层叠方向交叉的方向上,隔离物与第1密封部交叠。因此,在相邻的电极板之间始终存在隔离物。根据该构成,不存在相邻的电极板直接相面对的区域,能够防止这些电极板的短路。
也可以是,第1密封部具有在层叠方向上层叠框体而成的结构,框体与电极板的周缘部抵接并且在层叠方向上具有比隔离物的厚度大的厚度,在框体形成有用于配置隔离物的外周端的台阶部。在这种情况下,由于在框体的台阶部配置有隔离物,因此,能够容易地实现隔离物交叠的上述构成。另外,降低了隔离物对框体的层叠方向上的厚度带来的影响。
也可以是,框体包含:内周部,其配置在电极板的第1面和第2面中的任意一面侧并接合到该任意一面;以及外周部,其连续地设置在内周部的外侧并与在层叠方向上相邻的其它框体抵接,在内周部与外周部之间形成有台阶部。在这种情况下,仅需要在电极板的第1面和第2面中的任意一面接合框体即可,因此,抑制了用于将框体接合到电极板的处理成本(例如电极板的表面处理成本等)。另外,能够确保层叠方向上的外周部的厚度(即高度),因此,容易形成用于配置隔离物的台阶部。
也可以是,框体包含:第1框体,其配置在电极板的第1面侧并接合到第1面;以及第2框体,其配置在电极板的第2面侧并接合到第2面,在第1框体和第2框体中的任意一方形成有台阶部。在这种情况下,由于电极板被第1框体和第2框体夹着,因此,能容易地进行第1框体和第2框体相对于电极板的接合工序。例如,在从电极板的第1面和第2面的两侧进行冲压成形的情况下,容易进行加工。
也可以是,框体包含:第1框体,其配置在电极板的第1面侧并接合到第1面;以及第2框体,其配置在电极板的第2面侧并接合到第2面,在第1框体和第2框体中的任意一方与电极板之间形成有台阶部。在这种情况下,由于电极板被第1框体和第2框体夹着,因此,能容易地进行第1框体和第2框体相对于电极板的接合工序。例如,在从电极板的第1面和第2面的两侧进行冲压成形的情况下,容易进行加工。
本发明的另一方面是一种蓄电模块,由多个双极电极隔着隔离物层叠而成,多个双极电极分别包含:电极板;正极,其设置在电极板的第1面;以及负极,其设置在电极板的第2面,在蓄电模块中,具备筒状的树脂部,树脂部在多个双极电极的层叠方向上延伸并收容多个双极电极,树脂部具有:筒状的第1密封部,其接合到电极板的周缘部;以及筒状的第2密封部,其在与层叠方向交叉的方向上设置在第1密封部的外侧,隔离物设置为:隔离物的外周端位于与第1密封部的外周端相同或比该外周端靠内侧的位置,并且位于比第1密封部的内周端靠外侧的位置。
根据该蓄电模块,能通过第1密封部来密封电极板的周缘部。能通过设置在第1密封部的外侧的第2密封部来密封第1密封部的外周面。通过树脂部中的双重密封结构,存在于相邻的电极板之间的空间的气体和电解液无法向该空间的外部移动。在相邻的电极板之间配置有隔离物。隔离物的外周端位于与第1密封部的外周端相同或比该外周端靠内侧的位置,并且位于比第1密封部的内周端靠外侧的位置,因此,隔离物始终存在于比第1密封部的内周端靠内侧的区域。换句话说,在与层叠方向交叉的方向上,隔离物与第1密封部交叠。因此,在相邻的电极板之间始终存在隔离物。根据该构成,不存在相邻的电极板直接相面对的区域,能够防止这些电极板的短路。
也可以是,第1密封部具有在层叠方向上层叠框体而成的结构,框体接合到电极板的周缘部,隔离物具有含隔离物的外周端并且位于比第1密封部的内周端靠外侧的位置的周缘部,隔离物的周缘部的至少一部分介于框体与电极板的周缘部之间,并与电极板的周缘部抵接。在这种情况下,在设置有第1密封部的区域中,隔离物也介于框体与电极板之间并与电极板抵接,因此,能够更可靠地防止电极板的短路。
也可以是,隔离物的周缘部的至少一部分接合到框体和电极板的周缘部中的至少一方。在这种情况下,隔离物被1次密封部可靠地保持。
也可以是,第2密封部接合到第1密封部的外周面。即使是在第1密封部形成有气体等能通过的路径的情况下,也会由第2密封部来进行进一步的密封,气密性和液密性得以提高。
发明效果
根据本发明的一些方面,能够防止相邻的电极板的短路。
附图说明
图1是示出具备蓄电模块的蓄电装置的实施方式的概略截面图。
图2是示出构成图1的蓄电装置的蓄电模块的概略截面图。
图3的(a)是示出第1实施方式的树脂部的周边结构的截面图,图3的(b)是示出第1实施方式的双极电池层叠之前的状态的截面图。
图4是沿着图2的IV-IV线的截面图,是与图3的(a)所示的第1实施方式对应的图。
图5的(a)是示出第2实施方式的树脂部的周边结构的截面图,图5的(b)是示出第2实施方式的双极电池层叠之前的状态的截面图。
图6的(a)是示出第3实施方式的树脂部的周边结构的截面图,图6的(b)是示出第3实施方式的双极电池层叠之前的状态的截面图。
图7是示出参考实施方式中的树脂部的周边结构的截面图。
图8是示出另一实施方式的蓄电模块的概略截面图。
图9的(a)是示出第4实施方式的树脂部的周边结构的截面图,图9的(b)是示出第4实施方式的双极电池层叠之前的状态的截面图。
图10的(a)是示出第5实施方式的树脂部的周边结构的截面图,图10的(b)是示出第5实施方式的双极电池层叠之前的状态的截面图。
图11的(a)是示出第6实施方式的树脂部的周边结构的截面图,图11的(b)是示出第6实施方式的双极电池层叠之前的状态的截面图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的实施方式。此外,在附图的说明中,对于相同要素标注相同的附图标记,省略重复的说明。在附图中示出XYZ正交坐标系。
参照图1来说明蓄电装置的实施方式。图1所示的蓄电装置10例如用作叉车、混合动力汽车、电动汽车等各种车辆的电池。蓄电装置10具备多个(在本实施方式中为3个)蓄电模块12,但也可以具备单个蓄电模块12。蓄电模块12是双极电池。蓄电模块12例如是镍氢二次电池、锂离子二次电池等二次电池,但也可以是双电层电容器。在以下的说明中,例示出镍氢二次电池。
多个蓄电模块12例如能隔着金属板等导电板14而层叠。从层叠方向来看,蓄电模块12和导电板14例如具有矩形形状。各蓄电模块12的详细情况后述。导电板14也分别配置在蓄电模块12的层叠方向(Z方向)上位于两端的蓄电模块12的外侧。导电板14与相邻的蓄电模块12电连接。从而,多个蓄电模块12在层叠方向上串联连接。在层叠方向上,在位于一端的导电板14连接有正极端子24,在位于另一端的导电板14连接有负极端子26。正极端子24也可以与所连接的导电板14是一体的。负极端子26也可以与所连接的导电板14是一体的。正极端子24和负极端子26在与层叠方向交叉的方向(X方向)上延伸。能够通过这些正极端子24和负极端子26来实施蓄电装置10的充放电。
导电板14也能作为用于释放蓄电模块12中产生的热的散热板发挥功能。通过使空气等制冷剂通过设置在导电板14的内部的多个空隙14a,从而能够高效地向外部释放来自蓄电模块12的热。各空隙14a例如在与层叠方向交叉的方向(Y方向)上延伸。从层叠方向来看,导电板14比蓄电模块12小,但也可以与蓄电模块12相同或比蓄电模块12大。
蓄电装置10能具备约束构件16,约束构件16在层叠方向上对交替层叠的蓄电模块12和导电板14进行约束。约束构件16具备:一对约束板16A、16B;以及连结构件(螺栓18和螺母20),其将约束板16A、16B彼此连结。在各约束板16A、16B与导电板14之间例如配置有树脂膜等绝缘膜22。各约束板16A、16B例如由铁等金属构成。从层叠方向来看,各约束板16A、16B和绝缘膜22例如具有矩形形状。绝缘膜22比导电板14大,各约束板16A、16B比蓄电模块12大。从层叠方向来看,在约束板16A的缘部,供螺栓18的轴部插通的插通孔16A1设置在比蓄电模块12靠外侧的位置。同样地,从层叠方向来看,在约束板16B的缘部,供螺栓18的轴部插通的插通孔16B1设置在比蓄电模块12靠外侧的位置。在各约束板16A、16B从层叠方向来看具有矩形形状的情况下,插通孔16A1和插通孔16B1位于约束板16A、16B的角部。
一方约束板16A隔着绝缘膜22抵靠于连接到负极端子26的导电板14,另一方约束板16B隔着绝缘膜22抵靠于连接到正极端子24的导电板14。螺栓18例如从一方约束板16A侧朝向另一方约束板16B侧穿过插通孔16A1和插通孔16B1。在从另一方约束板16B突出的螺栓18的前端螺合有螺母20。从而,绝缘膜22、导电板14以及蓄电模块12被夹持而被单元化,并且在层叠方向上被附加约束载荷。
参照图2来说明构成蓄电装置的蓄电模块。图2所示的蓄电模块12具备层叠有多个双极电极32的层叠体30。从双极电极32的层叠方向来看,层叠体30例如具有矩形形状。能在相邻的双极电极32间配置隔离物40。
各双极电极32包含:电极板34;正极36,其设置在电极板34的第1面34c;以及负极38,其设置在电极板34的第2面34d。在层叠体30中,一个双极电极32的正极36隔着隔离物40与在层叠方向上相邻的一方双极电极32的负极38相对,一个双极电极32的负极38隔着隔离物40与在层叠方向上相邻的另一方双极电极32的正极36相对。
在层叠方向上,在层叠体30的一端配置有在内侧面(图示下侧的面)配置有负极38的电极板34。该电极板34相当于负极侧终端电极。在层叠方向上,在层叠体30的另一端配置有在内侧面(图示上侧的面)配置有正极36的电极板34。该电极板34相当于正极侧终端电极。负极侧终端电极的负极38隔着隔离物40与最上层的双极电极32的正极36相对。正极侧终端电极的正极36隔着隔离物40与最下层的双极电极32的负极38相对。这些终端电极的电极板34分别连接到相邻的导电板14(参照图1)。
蓄电模块12具备筒状的树脂部50,树脂部50在双极电极32的层叠方向上延伸,并收容层叠体30。树脂部50保持多个电极板34的周缘部34a。树脂部50构成为包围层叠体30。从双极电极32的层叠方向来看,树脂部50例如具有矩形形状。即,树脂部50例如是方筒状。
树脂部50具有:第1密封部52,其接合到电极板34的周缘部34a并保持该周缘部34a;以及第2密封部54,其在与层叠方向交叉的方向(X方向和Y方向)上设置在第1密封部52的外侧。
构成树脂部50的内壁的第1密封部52沿着多个双极电极32(即层叠体30)中的电极板34的周缘部34a的整周设置。第1密封部52例如熔接于电极板34的周缘部34a并密封该周缘部34a。即,第1密封部52接合到电极板34的周缘部34a。各双极电极32的电极板34的周缘部34a以埋没于第1密封部52的状态被保持。配置在层叠体30的两端的电极板34的周缘部34a也以埋没于第1密封部52的状态被保持。从而,在层叠方向上相邻的电极板34、34之间形成有被该电极板34、34和第1密封部52气密地分隔开的内部空间。在该内部空间例如收容有包括氢氧化钾水溶液等碱溶液的电解液(未图示)。
构成树脂部50的外壁的第2密封部54将在双极电极32的层叠方向上延伸的第1密封部52的外周面52a覆盖。第2密封部54的内周面54a例如熔接于第1密封部52的外周面52a并密封该外周面52a。即,第2密封部54接合到第1密封部52的外周面52a。第2密封部54的相对于第1密封部52的熔接面(接合面)例如构成4个矩形平面。
电极板34例如是包括镍的矩形的金属箔。电极板34的周缘部34a是未被涂敷正极活性物质和负极活性物质的未涂敷区域。在未涂敷区域,电极板34是露出的。该未涂敷区域埋没于构成树脂部50的内壁的第1密封部52而被保持。作为构成正极36的正极活性物质,例如能够举出氢氧化镍。作为构成负极38的负极活性物质,例如能够举出储氢合金。电极板34的第2面34d中的负极38的形成区域也可以比电极板34的第1面34c中的正极36的形成区域大一圈。
隔离物40例如形成为片状。隔离物40例如具有矩形形状。作为形成隔离物40的材料,例示了包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃系树脂的多孔质膜、包括聚丙烯等的纺织布或无纺布等。另外,隔离物40也可以是用偏氟乙烯树脂化合物等进行了强化的材料。此外,隔离物40不限于片状,也可以使用袋状的。
树脂部50(第1密封部52和第2密封部54)例如通过使用了绝缘性的树脂的注塑成型而形成为矩形的筒状。作为构成树脂部50的树脂材料,例如能够举出聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)或改性聚苯醚(改性PPE)等。
参照图3的(a)、图3的(b)以及图4,说明第1实施方式的树脂部50以及双极电极32和隔离物40的结构。如图3的(a)和图4所示,从层叠方向来看,隔离物40的周缘部40a与设置有第1密封部52的区域重叠。换句话说,在与层叠方向垂直的平面(XY平面)上,当隔离物40和第1密封部52向层叠方向进行了投影的情况下,它们的投影图像重叠(即交叠)。隔离物40到达了设置有第1密封部52的区域。隔离物40的外周端40d位于第1密封部52的外周端52d与内周端52c之间。此外,在图4中,隔离物40以一部分断裂的方式示出,以便容易理解第1密封部52的构成。
在电极板34的第1密封部52附近的区域中,也在相邻的2个电极板34之间设置有隔离物40,因此,相邻的电极板34的未涂敷区域不是直接相面对的。在相邻的2个电极板34中的一方的未涂敷区域与另一方的未涂敷区域之间始终存在隔离物40。以与第1密封部52重叠的方式设置的隔离物40防止相邻的2个电极板34(特别是未涂敷区域)接触而发生短路。可以是,在隔离物40的整周上,外周端40d位于第1密封部52的外周端52d与内周端52c之间。也可以是,在隔离物40的周向上的一部分中,外周端40d位于第1密封部52的外周端52d与内周端52c之间。在隔离物40的周向上,隔离物40以越大的范围与第1密封部52重叠,则越能更可靠地防止短路的发生。
参照图3的(a)和图3的(b)更详细地说明上述结构,第1密封部52具有在层叠方向上层叠多个框体60而成的结构。框体60在层叠方向上具有比隔离物40的厚度大的厚度。更详细地说,框体60在层叠方向上具有比电极板34的厚度和隔离物40的厚度之和大的厚度。框体60与电极板34的周缘部34a抵接,并且与在层叠方向上相邻的其它框体60抵接。通过使框体60与其它框体60抵接,从而,框体60规定了在层叠方向上相邻的电极板34、34之间形成的内部空间的高度。换句话说,框体60规定了蓄电模块12中的1个单体(cell)的高度。
此外,此处所说的隔离物40的“厚度”是指蓄电模块12中的隔离物40的厚度。蓄电模块12中的隔离物40的厚度能比组装蓄电模块12之前的隔离物40的厚度小。即,隔离物40能由于被正极36和负极38夹着而被压缩。隔离物40的“厚度”是指压缩后的厚度。
框体60包含:内周部61,其配置在电极板34的第1面34c侧并与第1面34c抵接;以及外周部62,其连续地设置在内周部61的外侧。内周部61和外周部62分别与电极板34的形状对应,例如具有矩形形状。内周部61例如熔接于电极板34的第1面34c。即,内周部61接合到电极板34的第1面34c。内周部61的内周端61c(参照图3的(b))相当于第1密封部52的内周端52c。外周部62的厚度比内周部61的厚度大,而为框体60的厚度。外周部62的外周面62d相当于第1密封部52的外周端52d(即外周面52a)。外周部62的层叠方向上的第1端面62a与相邻的外周部62的层叠方向上的第2端面62b抵接。
在层叠方向的厚度不同的内周部61与外周部62之间形成有将它们连接起来的矩形环状的台阶部68。层叠方向上的台阶部68的高度比隔离物40的厚度大。在台阶部68配置有包含隔离物40的外周端40d的周缘部40a。即,形成在框体60的台阶部68面向框体60的内方,提供了用于将隔离物40的外周端40d配置在第1密封部52内的空间。在内周部61的表面61a(参照图3的(b)。与接合到第1面34c的面相反的面)例如抵接有隔离物40的周缘部40a。隔离物40收于框体60的高度的范围内。在周缘部40a与隔开负极38的厚度而与隔离物40相邻的其它电极板34之间能形成微小的间隙。
如上所述,在蓄电模块12中,隔离物40能在设置有正极36和负极38的区域中在层叠方向上被压缩。另一方面,隔离物40在与未涂敷区域相面对的区域以及配置在第1密封部52的内部的区域中未受到层叠方向的按压力,在层叠方向上未被压缩。换句话说,隔离物40在与未涂敷区域相面对的区域以及配置在第1密封部52的内部的区域中在层叠方向上具有游隙(能自由移动)。根据该构成,能够将隔离物40的压缩部抑制为最小限度,能够使隔离物40的压缩反作用力最小化。其结果是,能够减小约束构件16上的约束载荷。另外,不会出现不小心压扁隔离物40的空隙的情况,因此,能取得较大的内部空间。其结果是,能够抑制内压上升。
此外,隔离物40的周缘部40a只要是在与层叠方向交叉的方向(X方向和Y方向)上配置在第1密封部52的宽度的范围内即可,隔离物40的大小与电极板34的大小之间的大小关系可以是任意关系。从层叠方向来看,隔离物40可以大于电极板34,也可以小于电极板34。也可以是,从层叠方向来看,隔离物40具有与电极板34同等的大小。
接下来,说明蓄电模块12的制造方法。首先,在电极板34的第1面34c形成正极36,在电极板34的第2面34d形成负极38,得到双极电极32。接下来,在双极电极32的电极板34的周缘部34a接合框体60。此时,可以通过从双极电极32的上下面进行热压从而将框体60熔接到周缘部34a。然后,隔着隔离物40将接合有框体60的多个双极电极32层叠(参照图3的(b)),得到层叠体30。
此外,在通过热压将框体60熔接到周缘部34a时,也可以使用热压用的模具使框体60成型。例如,框体60的表面61a、第1端面62a或台阶部68也可以通过热压用的模具来形成。热压用的模具例如可以是树脂制成的。作为热压用的模具,可以使用包括PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚合物)等氟树脂制成的模具。在这种情况下,能够防止异物混入框体60。
接下来,例如通过注塑成型来形成第2密封部54(参照图3的(a))。例如通过将具有流动性的第2密封部54的树脂材料灌注到模具内,从而能形成第2密封部54。
此外,在本实施方式中,是在层叠工序前形成作为树脂部50的一部分的第1密封部52,在层叠工序后形成作为树脂部50的剩余部分的第2密封部54,但也可以是在层叠工序后形成作为树脂部50的一部分的第1密封部52。
接下来,经由注液口等向树脂部50内注入电解液。在注入电解液之后,密封注液口,从而制造出蓄电模块12。然后,如图1所示,隔着导电板14层叠多个蓄电模块12。在位于层叠方向的两端的导电板14分别预先连接有正极端子24和负极端子26。然后,在层叠方向的两端隔着绝缘膜22分别配置一对约束板16A、16B,使用螺栓18和螺母20将约束板16A、16B彼此连结。这样一来,就制造出图1所示的蓄电装置10。
根据应用了上述的第1实施方式的蓄电模块12,能通过第1密封部52来密封电极板34的周缘部34a。能通过设置在第1密封部52的外侧的第2密封部54来密封第1密封部52的外周面52a。通过树脂部50中的双重密封结构,存在于相邻的电极板34之间的空间的气体和电解液无法向该空间的外部移动。在相邻的电极板34之间配置有隔离物40。隔离物40的外周端40d位于第1密封部52的外周端52d与第1密封部52的内周端52c之间,因此,隔离物40始终存在于比第1密封部52的内周端52c靠内侧的区域。换句话说,在与层叠方向交叉的方向上,隔离物40与第1密封部52交叠。因此,在相邻的电极板34之间始终存在隔离物40。根据该构成,不存在相邻的电极板34直接相面对的区域,即使是在电极板34发生了变形的情况下,也能够防止这些电极板34的短路。电极板34的变形可能在使第1密封部52成型时以及在蓄电装置10的使用中产生了内压变动时这两种情况下发生。不论是在哪种情况下,都能够通过隔离物40与第1密封部52的配置关系来防止电极板34的短路。
在图7所示那样的参考实施方式的蓄电模块112中,在隔离物40与树脂部150之间,在与层叠方向交叉的方向上可能会存在间隙G。即,在包含第1密封部152和第2密封部154的树脂部150中的第1密封部152与隔离物40的外周端40d之间可能会存在间隙G。在电极板34因某些因素而发生了变形的情况下,有通过该间隙G而发生相邻的电极板34的短路之虞。对此,根据本实施方式的蓄电模块12,能够可靠地防止电极板34的短路。
由于在构成树脂部50的框体60的台阶部68配置有隔离物40,因此,能够容易地实现隔离物40交叠的上述构成。另外,降低了隔离物40对框体60的层叠方向上的厚度带来的影响。
根据仅设置在电极板34的单侧的框体60,仅需要在电极板34的第1面34c接合框体60即可,因此,抑制了用于将框体60接合到电极板34的处理成本(例如电极板34的表面处理成本等)。另外,能够确保层叠方向上的外周部62的厚度(即高度),因此,容易形成用于配置隔离物40的台阶部68。
参照图5的(a)和图5的(b),说明第2实施方式的树脂部50A以及双极电极32和隔离物40的结构。第2实施方式的蓄电模块12A与第1实施方式的蓄电模块12的不同点在于,具备框体60A来取代框体60,框体60A包含:第1框体63,其配置在电极板34的第1面34c侧;以及第2框体64,其配置在电极板34的第2面34d侧。第1密封部52A具有在层叠方向上层叠多个框体60A而成的结构。第1框体63熔接(接合)于电极板34的第1面34c。第2框体64熔接(接合)于电极板34的第2面34d。第1框体63和第2框体64分别突出到电极板34的周缘部34a的外侧,其突出的部分彼此被熔接。第1框体63的层叠方向上的第1端面63a与相邻的其它框体60A的第2框体64的层叠方向上的第2端面64b抵接。框体60A规定了在层叠方向上相邻的电极板34、34之间形成的内部空间的高度。
第1框体63具有与第1实施方式的框体60同样的构成。在第1框体63形成有台阶部68A。在台阶部68A配置有包含隔离物40的外周端40d的周缘部40a。即,形成在第1框体63的台阶部68A面向框体60A的内方,提供了用于将隔离物40的外周端40d配置在第1密封部52A内的空间。隔离物40的外周端40d位于第1密封部52A的外周端52d与内周端52c之间。在第1框体63的表面63c例如抵接有隔离物40的周缘部40a。隔离物40收于框体60A的高度的范围内。在周缘部40a与和隔离物40相邻的第2框体64之间能形成微小的间隙。
根据蓄电模块12A,与蓄电模块12同样,也能够防止电极板34的短路。另外,由于电极板34被第1框体63和第2框体64夹着,因此,能容易地进行第1框体63和第2框体64相对于电极板34的接合工序。例如,在从电极板34的第1面34c和第2面34d的两侧进行冲压成形的情况下,容易进行加工。
参照图6的(a)和图6的(b),说明第3实施方式的树脂部50B以及双极电极32和隔离物40的结构。第3实施方式的蓄电模块12B与第1实施方式的蓄电模块12的不同点在于,具备框体60B来取代框体60,框体60B包含:第1框体65,其配置在电极板34的第1面34c侧;以及第2框体66,其配置在电极板34的第2面34d侧。第1密封部52B具有在层叠方向上层叠多个框体60B而成的结构。第1框体65熔接(接合)于电极板34的第1面34c。第2框体66熔接(接合)于电极板34的第2面34d。第1框体65和第2框体66分别突出到电极板34的周缘部34a的外侧,其突出的部分彼此被熔接。第1框体65的层叠方向上的第1端面65a与相邻的其它框体60B的第2框体66的层叠方向上的第2端面66b抵接。框体60B规定了在层叠方向上相邻的电极板34、34之间形成的内部空间的高度。
在第1框体65与电极板34之间形成有台阶部68B。即,台阶部68B是第1框体65的内周端,将第1端面65a与电极板34的第1面34c连接起来。在与层叠方向交叉的方向(X方向和Y方向)上,第1框体65的大小与第2框体66的大小也可以不同。可以是第2框体66大于第1框体65。即,可以是,第2框体66的内周端与第1框体65的内周端(即台阶部68B)相比配置在内侧。在台阶部68B配置有包含隔离物40的外周端40d的周缘部40a。即,形成在框体60B的台阶部68B面向框体60B的内方,提供了用于将隔离物40的外周端40d配置在第1密封部52B内的空间。隔离物40的外周端40d位于第1密封部52B的外周端52d与内周端52c之间。隔离物40收于框体60B的高度的范围内。在周缘部40a与和隔离物40相邻的电极板34及第2框体66之间能分别形成微小的间隙。
根据蓄电模块12B,与蓄电模块12同样,也能够防止电极板34的短路。另外,由于电极板34被第1框体65和第2框体66夹着,因此,能容易地进行第1框体65和第2框体66相对于电极板34的接合工序。例如,在从电极板34的第1面34c和第2面34d的两侧进行冲压成形的情况下,容易进行加工。另外,也能够设为在树脂部50B(第1密封部52B)设置有芯材的构成。
参照图8、图9的(a)以及图9的(b),说明第4实施方式的树脂部50C以及双极电极32和隔离物40的结构。在第4实施方式的蓄电模块12C中,第1密封部52C具有在层叠方向上层叠多个框体70而成的结构。在蓄电模块12C中,与上述的第1~第3实施方式不同,在作为膜的框体70中没有形成用于配置隔离物40的外周端40d的台阶部。
如图9的(b)所示,框体70例如仅设置在电极板34的第1面34c侧。在电极板34的第1面34c设置有正极36,但为了提高正极36与电极板34的接合性,能对电极板34的第1面34c实施表面处理。框体70容易与实施了表面处理的第1面34c接合。在框体70的第1端面70a上配置有隔离物40的周缘部40a。更详细地说,隔离物40的周缘部40a的第2面40f侧与框体70的第1端面70a抵接。框体70的第1端面70a与双极电极32的正极36相比在层叠方向上突出,因此,隔离物40呈弯折的形状。如图9的(a)所示,隔离物40包含:平坦的电极抵接部40b,其与双极电极32抵接;以及2个弯折部40c,其形成在周缘部40a与电极抵接部40b之间。隔离物40的电极抵接部40b的第2面40f侧与正极36抵接。在2个弯折部40c之间,隔离物40相对于与层叠方向垂直的平面(XY平面)是倾斜的。
如图9的(a)和图9的(b)所示,隔离物40的外周端40d可以与框体70的外周面70d是齐平的。框体70的内周面70c相当于第1密封部52C的内周端52c。外周面70d的外周面70d相当于第1密封部52C的外周端52d(即外周面52a)。隔离物40的外周端40d位于与第1密封部52C的外周端52d相同或该比外周端52d靠内侧的位置,并且位于比第1密封部52C的内周端52c靠外侧的位置。
在蓄电模块12C的制造方法中,也可以如图9的(b)所示,例如双极电极32、框体70以及隔离物40被一体化。也可以是,具有双极电极32、框体70以及隔离物40的组装体(组件;assembly)在层叠方向上层叠。通过从双极电极32的上下面进行热压,从而,外周面70d熔接到周缘部34a。也可以是在设置有隔离物40的状态下进行热压。在这种情况下,隔离物40的周缘部40a的第2面40f侧熔接(接合)于框体70的第1端面70a。可以是周缘部40a整体熔接于框体70,也可以仅是周缘部40a的一部分熔接于框体70。
期望的是,隔离物40接合到框体70和电极板34的周缘部34a中的任意一方。也可以是隔离物40接合到框体70和电极板34的周缘部34a这两者。也可以是在利用热压进行的框体70的接合工序之后装配隔离物40。也可以是通过粘接等将隔离物40接合到框体70和电极板34的周缘部34a中的至少一方。
如图9的(a)所示,在层叠方向上层叠有具有双极电极32、框体70以及隔离物40的组装体(组件)的状态下,隔离物40的周缘部40a介于框体70与在层叠方向上相邻的电极板34的周缘部34a及其它框体70之间。更详细地说,隔离物40的周缘部40a的第1面40e侧与在层叠方向上相邻的电极板34的周缘部34a的第2面34d侧以及其它框体70的第2端面70b(参照图9的(b))抵接。也可以是,隔离物40与在层叠方向上相邻的电极板34的周缘部34a和/或其它框体70接合。
这样,通过使整个隔离物40熔融来装配框体70,从而,隔离物40被第1密封部52C更可靠地保持。其结果是,能够更可靠地防止电极板34的短路。即,隔离物40抑制由于正极36与负极38的接触而导致的自放电。
根据应用了上述的第4实施方式的蓄电模块12C,能通过第1密封部52C来密封电极板34的周缘部34a。能通过设置在第1密封部52C的外侧的第2密封部54来密封第1密封部52C的外周面52a。通过树脂部50C中的双重密封结构,存在于相邻的电极板34之间的空间的气体和电解液无法向该空间的外部移动。在相邻的电极板34之间配置有隔离物40。隔离物40的外周端40d位于与第1密封部52C的外周端52d相同或比该外周端52d靠内侧的位置,并且位于比第1密封部52C的内周端52c靠外侧的位置,因此,隔离物40始终存在于比第1密封部52C的内周端52c靠内侧的区域。换句话说,在与层叠方向交叉的方向上,隔离物40与第1密封部52C交叠。因此,在相邻的电极板34之间始终存在隔离物40。根据该构成,不存在相邻的电极板34直接相面对的区域,即使是在电极板34发生了变形的情况下,也能够防止这些电极板34的短路。
隔离物40的周缘部的至少一部分介于框体70与电极板34的周缘部34a之间,并与电极板34的周缘部34a抵接。在这种情况下,在设置有第1密封部52C的区域中,隔离物40也介于框体70与电极板34之间,并与电极板34抵接,因此,能够更可靠地防止电极板34的短路。
第2密封部54接合到第1密封部52C的外周面52a。即使是在第1密封部52C形成有气体等能通过的路径的情况下,也会由第2密封部54来进行进一步的密封,气密性和液密性得以提高。
参照图10的(a)和图10的(b),说明第5实施方式的树脂部50D以及双极电极32和隔离物40的结构。第5实施方式的蓄电模块12D与第4实施方式的蓄电模块12C的不同点在于,在具有双极电极32、框体70以及隔离物40的组装体(组件)中,隔离物40装配在电极板34的第2面34d侧。第1密封部52D具有在层叠方向上层叠多个框体70而成的结构。隔离物40的周缘部40a的第1面40e侧与电极板34的周缘部34a的第2面34d侧以及框体70的第2端面70b抵接。在蓄电模块12D的制造方法中,也可以是在设置有隔离物40的状态下进行热压。也可以是在利用热压进行的框体70的接合工序之后装配隔离物40。也可以将隔离物40与电极板34的周缘部34a和/或框体70接合。图10的(a)所示的蓄电模块12D的层叠结构与图9的(a)所示的蓄电模块12C的层叠结构是同样的。根据蓄电模块12D,与蓄电模块12C同样,也能够防止电极板34的短路。
参照图11的(a)和图11的(b),说明第6实施方式的树脂部50E以及双极电极32和隔离物40的结构。第6实施方式的蓄电模块12E与第4实施方式的蓄电模块12C的不同点在于,具备框体70E来取代框体70,框体70E包含:第1框体71,其配置在电极板34的第1面34c侧;以及第2框体72,其配置在电极板34的第2面34d侧。第1密封部52E具有在层叠方向上层叠多个框体70E而成的结构。隔离物40的周缘部40a的第2面40f侧与第1框体71的第1端面71a抵接,隔离物40的周缘部40a的第1面40e侧与在层叠方向上相邻的其它第2框体72的第2端面72b抵接。隔离物40也可以整体上是平坦的,不具有弯折部。在蓄电模块12E的制造方法中,也可以是在设置有隔离物40的状态下进行热压。也可以是在利用热压进行的框体70的接合工序之后装配隔离物40。也可以是在框体70的接合工序中将隔离物40与第1框体71的第1端面71a接合。也可以是将隔离物40与相邻的其它框体70的第2框体72接合。根据蓄电模块12E,与蓄电模块12C同样,也能够防止电极板34的短路。
以上说明了本发明的实施方式,但本发明不限于上述实施方式。例如,在第1实施方式中,内周部61也可以配置在电极板34的第2面34d侧并与第2面34d抵接。在第2实施方式中,也可以是在第2框体64形成有台阶部。在第3实施方式中,也可以是在第2框体66与电极板34之间形成有台阶部。
在上述的第1~第3实施方式中,也可以不设置台阶部68、68A、68B。
在上述的第4~第6实施方式中,隔离物40也可以是未接合到框体70和电极板34的周缘部34a中的任何一方。即使是仅将隔离物40夹在中间,也能得到上述的防止短路的效果。
在上述的第4~第6实施方式中,电极板34的外周端也可以与框体70、70E的外周面70d是齐平的。在这种情况下,虽然电极板34的外周端露出到第1密封部的外周面52a,但第2密封部54能接合到电极板34的外周端。电极板34的外周端可以位于第1密封部内的任意部分。电极板34的外周端和隔离物40的外周端40d也可以在与层叠方向垂直的方向(XY方向)上位于相同的位置。在这种情况下,电极板34与隔离物40的尺寸相同,因此,容易层叠。
在具有双极电极、框体以及隔离物的1个组装体(组件)中,隔离物也可以介于电极板与框体之间。
附图标记说明
12、12A、12B、12C、12D、12E 蓄电模块
32 双极电极
34 电极板
34a 周缘部
34c 第1面
34d 第2面
36 正极
38 负极
40 隔离物
40d 外周端
50、50A、50B、50C、50D、50E 树脂部
52、52A、52B、52C、52D、52E 第1密封部
52a 外周面
52c 内周端
52d 外周端
54 第2密封部
60、60A、60B 框体
61 内周部
62 外周部
63 第1框体
64 第2框体
65 第1框体
66 第2框体
68、68A、68B 台阶部
70、70E 框体
71 第1框体
72 第2框体。

Claims (9)

1.一种蓄电模块,由多个双极电极隔着隔离物层叠而成,上述多个双极电极分别包含:电极板;正极,其设置在上述电极板的第1面;以及负极,其设置在上述电极板的第2面,
上述蓄电模块的特征在于,
具备筒状的树脂部,上述树脂部在上述多个双极电极的层叠方向上延伸并收容上述多个双极电极,
上述树脂部具有:筒状的第1密封部,其接合到上述电极板的周缘部;以及筒状的第2密封部,其在与上述层叠方向交叉的方向上设置在上述第1密封部的外侧,
上述隔离物设置为上述隔离物的外周端位于上述第1密封部的外周端与上述第1密封部的内周端之间。
2.根据权利要求1所述的蓄电模块,
上述第1密封部具有在上述层叠方向上层叠框体而成的结构,上述框体与上述电极板的上述周缘部抵接,并且在上述层叠方向上具有比上述隔离物的厚度大的厚度,
在上述框体形成有用于配置上述隔离物的上述外周端的台阶部。
3.根据权利要求2所述的蓄电模块,
上述框体包含:
内周部,其配置在上述电极板的上述第1面和上述第2面中的任意一面侧并接合到该任意一面;以及
外周部,其连续地设置在上述内周部的外侧,并与在上述层叠方向上相邻的其它上述框体抵接,
在上述内周部与上述外周部之间形成有上述台阶部。
4.根据权利要求2所述的蓄电模块,
上述框体包含:
第1框体,其配置在上述电极板的上述第1面侧并接合到上述第1面;以及
第2框体,其配置在上述电极板的上述第2面侧并接合到上述第2面,
在上述第1框体和上述第2框体中的任意一方形成有上述台阶部。
5.根据权利要求2所述的蓄电模块,
上述框体包含:
第1框体,其配置在上述电极板的上述第1面侧并接合到上述第1面;以及
第2框体,其配置在上述电极板的上述第2面侧并接合到上述第2面,
在上述第1框体和上述第2框体中的任意一方与上述电极板之间形成有上述台阶部。
6.一种蓄电模块,由多个双极电极隔着隔离物层叠而成,上述多个双极电极分别包含:电极板;正极,其设置在上述电极板的第1面;以及负极,其设置在上述电极板的第2面,
上述蓄电模块的特征在于,
具备筒状的树脂部,上述树脂部在上述多个双极电极的层叠方向上延伸并收容上述多个双极电极,
上述树脂部具有:筒状的第1密封部,其接合到上述电极板的周缘部;以及筒状的第2密封部,其在与上述层叠方向交叉的方向上设置在上述第1密封部的外侧,
上述隔离物设置为:上述隔离物的外周端位于与上述第1密封部的外周端相同或比该外周端靠内侧的位置,并且位于比上述第1密封部的内周端靠外侧的位置。
7.根据权利要求6所述的蓄电模块,
上述第1密封部具有在上述层叠方向上层叠框体而成的结构,上述框体接合到上述电极板的上述周缘部,
上述隔离物具有包含上述隔离物的上述外周端并且位于比上述第1密封部的上述内周端靠外侧的位置的周缘部,
上述隔离物的上述周缘部的至少一部分介于上述框体与上述电极板的上述周缘部之间,并与上述电极板的上述周缘部抵接。
8.根据权利要求7所述的蓄电模块,
上述隔离物的上述周缘部的至少一部分接合到上述框体和上述电极板的上述周缘部中的至少一方。
9.根据权利要求6~8中的任意一项所述的蓄电模块,
上述第2密封部接合到上述第1密封部的外周面。
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