CN112740466B - 蓄电模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种蓄电模块,具备:电极层叠体,其构成为包含层叠有多个双极电极的层叠体、位于双极电极的层叠方向上的层叠体的外侧的一对终端电极、以及构成层叠体和一对终端电极的多个金属板;以及密封体,其以包围电极层叠体的侧面的方式设置。密封体具有与多个金属板各自的周缘部结合的多个第1密封部、以及将第1密封部彼此结合的第2密封部。在电极层叠体的从层叠方向观看时与第1密封部重叠的位置,配置有对电极层叠体的层叠方向的厚度进行调整的厚度调整构件。

Description

蓄电模块及其制造方法
技术领域
本公开涉及蓄电模块及其制造方法。
背景技术
作为现有的蓄电模块,已知具备在金属板的一个面形成有正极、在金属板的另一面形成有负极的双极电极的双极电池(例如参照专利文献1)。双极电池具备隔着隔离物(separator)将多个双极电极层叠而成的电极层叠体。在电极层叠体的侧面设置有将在层叠方向上相互相邻的双极电极之间密封的密封体,在形成于双极电极之间的内部空间收纳有电解液。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2011-204386号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述的蓄电模块中,例如是通过在双极电极的金属板各自的缘部形成第1密封部、并且利用以注射模塑成型等形成的第2密封部将第1密封部彼此结合来形成密封体。在形成该第2密封部时,包含第1密封部的电极层叠体的层叠方向的厚度的管理变得重要。若电极层叠体的层叠方向的厚度偏离标准,则有可能造成第2密封部的成型缺陷,导致蓄电模块的密封不良。
本公开是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供一种能抑制密封不良的发生的蓄电模块及其制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的一方面的蓄电模块具备:电极层叠体,其构成为包含层叠有多个双极电极的层叠体、位于双极电极的层叠方向上的层叠体的外侧的一对终端电极、以及构成层叠体和一对终端电极的多个金属板;以及密封体,其以包围电极层叠体的侧面的方式设置。密封体具有与多个金属板各自的缘部结合的多个第1密封部、以及将第1密封部彼此结合的第2密封部。在电极层叠体的从层叠方向观看时与第1密封部重叠的位置,配置有对电极层叠体的层叠方向的厚度进行调整的厚度调整构件。
在该蓄电模块中,配置有对电极层叠体的层叠方向的厚度进行调整的厚度调整构件。通过利用该厚度调整构件来调整包含第1密封部的电极层叠体的层叠方向的厚度,从而在形成第2密封部时,能将包含第1密封部的电极层叠体的层叠方向的厚度容易地控制在标准内。而且,在从层叠方向观看时与第1密封部重叠的位置配置有厚度调整构件,从而在配置厚度调整构件后,也能维持包含第1密封部的电极层叠体整体的形状。由此,能抑制第2密封部的成型缺陷的发生,能抑制电极层叠体的密封不良的发生。另外,由于在从层叠方向观看时与第1密封部重叠的位置配置有厚度调整构件,从而在从层叠方向观看时能使厚度调整构件和第1密封部成为同一形状。其结果是,在通过冲裁加工来形成厚度调整构件和第1密封部的情况下,能将厚度调整构件和第1密封部的冲裁模共用化。
厚度调整构件可以由与第1密封部相同的材料构成,并且是与第1密封部分体地构成的。由此,能将厚度调整构件的材料与第1密封部的材料共用化,因此能实现蓄电模块的构成的简化。另外,厚度调整构件也可以由第1密封部本身构成。
一对终端电极中的一方终端电极可以是负极终端电极,一对终端电极中的另一方终端电极可以是正极终端电极,厚度调整构件可以在层叠方向上配置在层叠体与负极终端电极之间、以及层叠体与正极终端电极之间中的至少一方。
厚度调整构件可以配置在层叠体与负极终端电极之间,并且是配置于负极终端电极的金属板中的层叠方向的内侧面的缘部。厚度调整构件也可以配置在层叠体与正极终端电极之间,并且是配置于与正极终端电极的金属板中的层叠方向的内侧面的缘部结合的第1密封部。在这种情况下,厚度调整构件被相互相邻的第1密封部夹着,因此能抑制第1密封部与厚度调整构件之间的位置偏移的发生。
厚度调整构件可以在层叠方向上配置在层叠体与负极终端电极之间、以及层叠体与正极终端电极之间这两者。在这种情况下,能在将负极终端电极和正极终端电极层叠于双极电极的层叠体之际配置厚度调整构件,因此向电极层叠体配置厚度调整构件变得容易。而且,能通过配置在层叠体与负极终端电极之间的厚度调整构件与配置在层叠体与正极终端电极之间的厚度调整构件的组合,来细微地调整电极层叠体的层叠方向的厚度。
配置在层叠体与负极终端电极之间的厚度调整构件的厚度与配置在层叠体与正极终端电极之间的厚度调整构件的厚度可以相互相同。在这种情况下,能兼顾电极层叠体的层叠方向的厚度的细微的调整和蓄电模块的构成的简化。而且,在这种情况下,能使偏靠电极层叠体的负极终端电极的内部空间与偏靠电极层叠体的正极终端电极的内部空间变得均等。其结果是,能将电极层叠体中的各电极之间的内部空间的变化抑制为最小限度,能减小各电极之间的充电率(SOC:StateOfCharge)的差别。
厚度调整构件可以在层叠方向上配置在层叠体与负极终端电极之间、以及层叠体与正极终端电极之间中的任意一方。在这种情况下,不仅能避免部件数量的增加,还能调整电极层叠体的层叠方向的厚度。
电极层叠体可以还包含在层叠方向上位于一对终端电极中的一方终端电极的外侧的最外侧金属板,层叠体可以还包含沿着层叠方向与双极电极交替地层叠的隔离物。第1密封部可以与金属板和最外侧金属板各自的缘部结合,第2密封部可以覆盖多个第1密封部的侧面。厚度调整构件可以位于一对终端电极中的一方终端电极与最外侧金属板之间,并且可以对电极层叠体的层叠方向的厚度进行调整。在这种情况下,厚度调整构件位于一对终端电极中的一方终端电极与最外侧金属板之间,并且是位于在层叠方向上与第1密封部重叠的部位。因而,在制造上述蓄电模块时,能在第2密封部的形成前将厚度调整构件配置于上述部位。由此,能在第2密封部的形成前将电极层叠体与厚度调整构件的沿着层叠方向的合计厚度调整为事先定好的标准厚度。因此,在形成第2密封部时,能抑制第2密封部的形成不良的发生。因而,能提供可抑制密封不良的发生的蓄电模块。
一对终端电极中的一方终端电极可以是负极终端电极,厚度调整构件可以与最外侧金属板、以及与负极终端电极的金属板结合的第1密封部接触,厚度调整构件可以与负极终端电极间隔开。在这种情况下,负极终端电极由最外侧金属板保护而不受外部环境的影响,因此能抑制负极终端电极的劣化。而且,由于厚度调整构件与负极终端电极间隔开,从而由厚度调整构件起到的功能不易受到负极终端电极的影响。
一对终端电极中的一方终端电极是可以负极终端电极,厚度调整构件可以与负极终端电极及最外侧金属板接触。
一对终端电极中的一方终端电极可以是正极终端电极,厚度调整构件可以与正极终端电极及最外侧金属板接触。在这种情况下,正极终端电极由最外侧金属板保护而不受外部环境的影响,因此能抑制正极终端电极的劣化。而且,厚度调整构件被正极终端电极和最外侧金属板牢固地固定。
电极层叠体可以还包含在层叠方向上位于一对终端电极中的另一方终端电极的外侧的别的最外侧金属板,在一对终端电极中的另一方终端电极与别的最外侧金属板之间的、在层叠方向上与第1密封部重叠的部位,可以存在对电极层叠体的层叠方向的厚度进行调整的别的厚度调整构件。在这种情况下,能在第2密封部的形成前将电极层叠体与各厚度调整构件的沿着层叠方向的合计厚度精度良好地调整为标准厚度。
在由电极层叠体和密封体划定的内部空间可以收纳有碱性电解液,可以由负极终端电极、与负极终端电极的金属板结合的第1密封部、最外侧金属板以及厚度调整构件形成剩余空间。收纳于内部空间的碱性电解液由于所谓的碱蠕变现象,有可能经由第1密封部与负极终端电极的金属板的间隙向蓄电模块的外部流出。对此,由于电极层叠体包含在层叠方向上位于终端电极的外侧的最外侧金属板,因而会形成上述剩余空间。因此,能抑制流出的碱性电解液向蓄电模块外泄漏。而且,还能抑制外部的空气中所包含的水分从负极终端电极与第1密封部的上述间隙的进入。由此,能抑制由上述水分导致的碱蠕变现象的加速。因而,能良好地抑制碱性电解液向蓄电模块的外部的流出。
在别的最外侧金属板的缘部可以结合有第1密封部,第2密封部可以将与双极电极的金属板结合的第1密封部、与最外侧金属板结合的第1密封部、以及与别的最外侧金属板结合的第1密封部结合。在这种情况下,能将包含双极电极的电极层叠体、最外侧金属板以及别的最外侧金属板牢固地一体化。
从一对终端电极中的一方终端电极到最外侧金属板的缘部的沿着层叠方向的距离可以与从一对终端电极中的另一方终端电极到别的最外侧金属板的缘部的沿着层叠方向的距离不同。
最外侧金属板可以具有与一对终端电极中的一方终端电极接触的第1接触部,别的最外侧金属板可以具有与一对终端电极中的另一方终端电极接触的第2接触部,当从层叠方向观看时,第1接触部的面积可以与第2接触部的面积不同。
一对终端电极中的另一方终端电极可以是负极终端电极,电极层叠体可以还包含在层叠方向上位于负极终端电极的外侧的别的最外侧金属板,在由电极层叠体和密封体划定的内部空间可以收纳有碱性电解液,可以由负极终端电极、与负极终端电极的金属板结合的第1密封部、以及别的最外侧金属板形成第1剩余空间。另外,在这种情况下也如上述那样,能良好地抑制伴随着碱蠕变现象的碱性电解液向蓄电模块的外部的流出。而且,由于第1剩余空间不是使用厚度调整构件形成的,因此,能严密地规定第1剩余空间的形状和体积,并且能确保第1剩余空间的气密性。
可以由负极终端电极、与负极终端电极的金属板结合的第1密封部、与在层叠方向上与负极终端电极相邻的双极电极的金属板结合的第1密封部、以及第2密封部形成第2剩余空间。在这种情况下,能更良好地抑制伴随着上述碱蠕变现象的碱性电解液向蓄电模块的外部的流出。
厚度调整构件可以具有沿着层叠方向层叠的多个层状构件。在这种情况下,通过变更厚度调整构件所包含的层状构件的数量,能容易地调整厚度调整构件的厚度。因而,能容易地准备与各蓄电模块相应的厚度调整构件。
厚度调整构件和多个第1密封部可以分别包含表现出耐碱性的热塑性树脂。在这种情况下,在形成第2密封部时,能使第1密封部与第2密封部良好地结合。
本发明的另一方面的蓄电模块的制造方法具备如下工序:通过将结合有第1密封部的双极电极、以及隔离物沿着层叠方向交替地层叠来形成层叠体;测定沿着层叠方向的层叠体的厚度;算出层叠体的厚度与沿着层叠方向的层叠体的标准厚度的差值;将具有与差值相应的厚度的厚度调整构件在层叠方向上重叠于第1密封部;将结合有别的第1密封部的最外侧金属板经由厚度调整构件重叠于层叠体;以及形成将第1密封部、厚度调整构件以及别的第1密封部结合的第2密封部。
在该蓄电模块的制造方法中,在第2密封部的形成前,具有与沿着层叠方向的层叠体的尺寸与层叠体的标准厚度的差值相应的厚度的厚度调整构件被重叠于第1密封部。由此,在第2密封部的形成工序前,能将层叠体所包含的第1密封部、厚度调整构件以及最外侧金属板的沿着层叠方向的合计厚度调整为事先定好的标准厚度。因此,在形成第2密封部时,能抑制第2密封部的形成不良的发生。因而,根据上述制造方法,能抑制蓄电模块的密封不良的发生。
厚度调整构件的厚度可以相当于将层叠体的厚度加上沿着层叠方向的最外侧金属板的厚度而得到的合计值与将沿着层叠方向的层叠体的标准厚度加上沿着层叠方向的最外侧金属板的标准厚度而得到的合计标准值的差值。在这种情况下,能精度良好地将上述合计厚度调整到上述合计标准值的范围内。
形成层叠体的工序与测定层叠体的厚度的工序可以被同时实施。在这种情况下,能缩短蓄电模块的制造所需的时间。
发明效果
根据该蓄电模块及其制造方法,能抑制密封不良的发生。
附图说明
图1是示出具备第1实施方式的蓄电模块的蓄电装置的概略截面图。
图2是示出图1所示的蓄电模块的内部构成的概略截面图。
图3是示出图2所示的蓄电模块的一部分的放大截面图。
图4是示出第1实施方式的第1变形例的蓄电模块的内部构成的概略截面图。
图5是示出第1实施方式的第2变形例的蓄电模块的内部构成的概略截面图。
图6是示出第2实施方式的蓄电模块的内部构成的概略截面图。
图7是图6的主要部分放大图。
图8是用于说明图6所示的蓄电模块的制造方法的流程图。
图9是示出第2实施方式的第1变形例的蓄电模块的内部构成的概略截面图。
图10是示出第2实施方式的第2变形例的蓄电模块的内部构成的概略截面图。
图11是示出第2实施方式的第3变形例的蓄电模块的内部构成的概略截面图。
图12是示出第2实施方式的第4变形例的蓄电模块的内部构成的概略截面图。
具体实施方式
[第1实施方式]
图1是示出具备第1实施方式的蓄电模块4的蓄电装置1的概略截面图。图1所示的蓄电装置1例如被用作叉车、混合动力汽车、或者电动汽车等各种车辆的电池。蓄电装置1具备:包含层叠的多个蓄电模块4的模块层叠体2、以及对模块层叠体2在模块层叠体2的层叠方向上附加约束载荷的约束构件3。
模块层叠体2包含多个(在本实施方式中为3个)蓄电模块4和多个(在本实施方式中为4个)导电结构体5。蓄电模块4是双极电池,当从层叠方向观看时呈大致矩形形状。蓄电模块4例如是镍氢二次电池、锂离子二次电池等二次电池、或者双电层电容器等。在以下的说明中,例示镍氢二次电池作为蓄电模块4。
在层叠方向上相互相邻的蓄电模块4彼此经由导电结构体5被电连接。导电结构体5分别配置于在层叠方向上相互相邻的蓄电模块4之间、以及位于层叠端的蓄电模块4的外侧。在位于层叠端的蓄电模块4的外侧配置的一个导电结构体5连接着正极端子6。在位于层叠端的蓄电模块4的外侧配置的另一个导电结构体5连接着负极端子7。正极端子6和负极端子7例如从导电结构体5的缘部向与层叠方向交叉的方向引出。通过正极端子6和负极端子7来实施蓄电装置1的充放电。在蓄电装置1中,可以在层叠方向D的一端和另一端分别配置蓄电模块4。即,蓄电装置1中的蓄电模块4与导电结构体5的层叠体的最外层(即堆叠最外层)可以是蓄电模块4。在这种情况下,对构成堆叠(stack)最外层的蓄电模块4连接负极端子7或正极端子6。
在导电结构体5的内部设置有使空气等制冷剂流通的多个流路5a。流路5a例如沿着与层叠方向和正极端子6及负极端子7的引出方向分别交叉(在一个例子中为正交)的方向延伸。导电结构体5具有将相互相邻的蓄电模块4彼此电连接的作为连接构件的功能,并且具有通过使冷却用流体在这些流路5a中流通而将来自蓄电模块4的热进行散热的作为散热板的功能。在图1的例子中,从层叠方向观看时的导电结构体5的面积比蓄电模块4的面积小。但是,从提高散热性的观点出发,导电结构体5的面积可以与蓄电模块4的面积相同,也可以比蓄电模块4的面积大。
约束构件3包括:在层叠方向上夹着模块层叠体2的一对端板8、以及将端板8彼此紧固的紧固螺栓9及螺母10。端板8是具有比从层叠方向观看时的蓄电模块4和导电结构体5的面积大一圈的面积的大致矩形的金属板。在端板8的偏靠模块层叠体2的面,设置有具有电绝缘性的膜F。端板8与导电结构体5之间被膜F绝缘。
在端板8的缘部的比模块层叠体2靠外侧的位置设置有插通孔8a。紧固螺栓9从一个端板8的插通孔8a向另一个端板8的插通孔8a穿过。从另一个端板8的插通孔8a突出的紧固螺栓9的顶端部分螺合有螺母10。由此,蓄电模块4和导电结构体5被端板8夹持,而被单元化为模块层叠体2。另外,单元化后的模块层叠体2在层叠方向上被附加约束力。
接着,对蓄电模块4的构成进行详细说明。图2是示出蓄电模块4的内部构成的概略截面图。如图2所示,蓄电模块4具备电极层叠体11、以及将电极层叠体11密封的树脂制的密封体12。电极层叠体11包括隔着隔离物13并沿着蓄电模块4的层叠方向D层叠的多个电极。电极层叠体11包含:多个双极电极14的层叠体S、配置于层叠体S的层叠方向D的外侧的一方的负极终端电极18、以及配置于层叠体S的层叠方向D的外侧的另一方的正极终端电极19。
双极电极14具有包含一个面15a及与一个面15a相反的一侧的另一面15b的金属板15、设置于一个面15a的正极16、以及设置于另一面15b的负极17。正极16是通过对金属板15涂敷正极活性物质而形成的正极活性物质层。负极17是通过对金属板15涂敷负极活性物质而形成的负极活性物质层。在电极层叠体11中,一个双极电极14的正极16隔着隔离物13与在层叠方向D的一方相邻的别的双极电极14的负极17相对。在电极层叠体11中,一个双极电极14的负极17隔着隔离物13与在层叠方向D的另一方相邻的别的双极电极14的正极16相对。
负极终端电极18具有金属板15、以及设置于金属板15的另一面15b的负极17。负极终端电极18以另一面15b朝向电极层叠体11中的层叠方向D的内侧(即中央侧)的方式配置于层叠方向D的一端。负极终端电极18的金属板15的一个面15a构成电极层叠体11的层叠方向D上的一个外侧面,并电连接至与蓄电模块4相邻的一个导电结构体5(参照图1)。设置于负极终端电极18的金属板15的另一面15b的负极17隔着隔离物13与层叠方向D的一端的双极电极14的正极16相对。
正极终端电极19具有金属板15、以及设置于金属板15的一个面15a的正极16。正极终端电极19以一个面15a朝向电极层叠体11中的层叠方向D的内侧的方式配置于层叠方向D的另一端。设置于正极终端电极19的一个面15a的正极16隔着隔离物13与层叠方向D的另一端的双极电极14的负极17相对。正极终端电极19的金属板15的另一面15b构成电极层叠体11的层叠方向D的另一个外侧面,并电连接至与蓄电模块4相邻的另一个导电结构体5。
金属板15例如由镍或镀镍钢板等金属构成。作为一个例子,金属板15是包括镍的大致矩形的金属箔。金属板15的周缘部15c呈大致矩形框状,是未涂敷有正极活性物质和负极活性物质的未涂敷区域。作为构成正极16的正极活性物质,例如可举出氢氧化镍。作为构成负极17的负极活性物质,例如可举出储氢合金。在本实施方式中,金属板15的另一面15b中的负极17的形成区域比金属板15的一个面15a中的正极16的形成区域大一圈。
隔离物13例如形成为片状。隔离物13例如是包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃系树脂的多孔质膜。隔离物13也可以是包括聚丙烯、甲基纤维素等的织布或无纺布等。隔离物13也可以是由偏二氟乙烯(vinylidene fluoride)树脂化合物进行了加强的隔离物。隔离物13不限于片状,也可以是袋状。
密封体12例如由绝缘性树脂在整体上形成为矩形的筒状。密封体12以包围金属板15的周缘部15c的方式设置于电极层叠体11的侧面11a。密封体12在侧面11a保持着周缘部15c。密封体12具有与金属板15的周缘部15c结合的多个第1密封部21、以及沿着侧面11a将第1密封部21从外侧包围并将第1密封部21彼此结合的第2密封部22。第1密封部21和第2密封部22例如分别是具有耐碱性的绝缘性树脂。作为第1密封部21和第2密封部22各自的构成材料,例如可举出聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、或者改性聚苯醚(改性PPE)等。
第1密封部21在金属板15中在周缘部15c的整周上连续地设置,从层叠方向D观看时呈矩形框状。第1密封部21例如是在层叠方向D上具有预定的厚度的膜。第1密封部21的内缘部分在从层叠方向D观看时分别设置于双极电极14的金属板15的一个面15a中的周缘部15c、负极终端电极18的金属板15的一个面15a中的周缘部15c、以及正极终端电极19的金属板15的一个面15a和另一面15b中的周缘部15c。
第1密封部21的内缘部分例如通过超声波或热而熔接到金属板15的周缘部15c并与其气密地结合。第1密封部21的外缘部分从层叠方向D观看时比金属板15的外缘向外侧伸出,并被保持于第2密封部22。沿着层叠方向D相互相邻的第1密封部21彼此既可以是相互间隔开的,也可以是相互接触的。
金属板15中的一个面15a的周缘部15c与第1密封部21重叠的区域、以及正极终端电极19的金属板15中的另一面15b的周缘部15c与第1密封部21重叠的区域成为金属板15与第1密封部21的结合区域K。在结合区域K中,各金属板15的表面被粗面化。在本实施方式中,金属板15中的一个面15a的整体、以及正极终端电极19的金属板15中的另一面15b的整体是被粗面化的。但是,既可以是仅各金属板15中的一个面15a的结合区域K被粗面化,也可以是仅正极终端电极19的金属板15中的另一面15b的结合区域K被粗面化。
粗面化例如可以通过利用电解镀敷形成多个突起来实现。例如,在将金属板15的一个面15a粗面化的情况下,在金属板15的一个面15a与第1密封部21的接合界面,多个突起形成于一个面15a,从而熔融状态的树脂进入多个突起之间。由此,会发挥锚定效果,因此能提高金属板15与第1密封部21之间的结合强度。粗面化时形成的突起具有例如从基端去往顶端而变粗的形状。由此,相邻的突起之间的截面形状成为底切(undercut)形状,能提高锚定效果。
第2密封部22设置于电极层叠体11和第1密封部21的外侧,构成蓄电模块4的外壁(即箱体)。第2密封部22例如通过树脂的注射模塑成型来形成,沿着层叠方向D在电极层叠体11的整个长度上延伸。第2密封部22呈以层叠方向D为轴向而延伸的矩形的筒状(即环状)。第2密封部22例如通过注射模塑成型时的热而熔接到第1密封部21的外表面。
第1密封部21和第2密封部22在相互相邻的电极之间形成内部空间V并且将内部空间V密封。更具体来说,第2密封部22与第1密封部21一起将沿着层叠方向D相互相邻的双极电极14之间、沿着层叠方向D相互相邻的负极终端电极18与双极电极14之间、以及沿着层叠方向D相互相邻的正极终端电极19与双极电极14之间分别密封。由此,在相互相邻的双极电极14之间、负极终端电极18与双极电极14之间、以及正极终端电极19与双极电极14之间分别形成有被气密地分隔开的内部空间V。在该内部空间V例如收纳有包含氢氧化钾水溶液等碱性溶液的电解液(未图示)。电解液浸入到隔离物13、正极16以及负极17内。
在蓄电模块4的电极层叠体11的从层叠方向D观看时与第1密封部21重叠的位置处配置有厚度调整构件30。厚度调整构件30对该厚度调整构件30的层叠方向D的厚度进行调整,从而调整电极层叠体11的层叠方向D的厚度T。在本实施方式中,“电极层叠体11的厚度”是指包含电极层叠体11、以及与电极层叠体11结合的全部第1密封部21在内的整体的层叠方向D的厚度。厚度调整构件30是在层叠方向D上具有预定的厚度的膜,在层叠方向D上被分割为多个。具体来说,厚度调整构件30被一分为二为厚度调整构件30A和厚度调整构件30B。
在本实施方式中,厚度调整构件30A和30B具有相互相同的构成。具体来说,厚度调整构件30A和30B在从层叠方向D观看时分别具有与第1密封部21的形状相同的形状(即矩形框状)。从层叠方向D观看时,厚度调整构件30A的外缘和内缘各自与第1密封部21的外缘和内缘分别重叠。同样地,从层叠方向D观看时,厚度调整构件30B的外缘和内缘各自与第1密封部21的外缘和内缘分别重叠。厚度调整构件30A和30B分别具有相互相同的厚度。
厚度调整构件30A和30B分别由相互相同的材料构成。具体来说,厚度调整构件30A和30B例如分别由具有耐碱性的绝缘性树脂、即与第1密封部21相同的材料构成。作为厚度调整构件30A和30B各自的构成材料,例如可举出聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、或者改性聚苯醚(改性PPE)等。
在电极层叠体11中,厚度调整构件30A和30B分别在层叠方向D上配置于相互不同的位置。厚度调整构件30A在层叠方向D上偏靠电极层叠体11的负极终端电极18配置。在本实施方式中,厚度调整构件30A配置在层叠方向D上的层叠体S与负极终端电极18之间,并且是配置于负极终端电极18的金属板15中的另一面15b(内侧面)的周缘部15c。更具体来说,厚度调整构件30A在层叠方向D上配置在以下两者之间:负极终端电极18的金属板15中的另一面15b的周缘部15c;以及在与负极终端电极18相邻的双极电极14的金属板15中的一个面15a的周缘部15c设置的第1密封部21(以下称为“第1密封部21A”)。
另一方面,厚度调整构件30B在层叠方向D上偏靠电极层叠体11的正极终端电极19配置。在本实施方式中,厚度调整构件30B配置在层叠方向D上的层叠体S与正极终端电极19之间,并且是配置于与正极终端电极19的金属板15的一个面15a(内侧面)的周缘部15c结合的第1密封部21(以下称为“第1密封部21B”)上。更具体来说,厚度调整构件30B在层叠方向D上配置在与正极终端电极19相邻的双极电极14的金属板15中的另一面15b的周缘部15c与第1密封部21B之间。
接着,参照图3更详细地说明上述的厚度调整构件30的构成。图3是示出蓄电模块4的厚度调整构件30A附近的放大图。在本实施方式中,如上所述,厚度调整构件30A和30B具有相互相同的构成。因而,在以下的说明中,以厚度调整构件30A和30B为代表详细说明厚度调整构件30A的构成。但是,对厚度调整构件30B的构成也与厚度调整构件30A同样地进行说明。
如图3所示,厚度调整构件30A包括一个面30a、以及与一个面30a相反的一侧的另一面30b。一个面30a在层叠方向D上与负极终端电极18的金属板15的另一面15b相对,另一面30b在层叠方向D上与第1密封部21A相对。在本实施方式中,一个面30a是与负极终端电极18的金属板15的另一面15b接触的,另一面30b是与第1密封部21A的层叠方向D的一个面接触的。一个面30a未与负极终端电极18的金属板15的另一面15b结合,另一面30b未与第1密封部21A的该一个面结合。因而,厚度调整构件30A未与第1密封部21A一体化,而是与第1密封部21A分体的。
厚度调整构件30A具有层叠方向D上的厚度(即,一个面30a与另一面30b的距离)Ta。厚度调整构件30B也具有与厚度调整构件30A同样的厚度Ta。厚度Ta根据配置厚度调整构件30A和30B前的电极层叠体11的厚度来设定。具体来说,在后述的二次成型工序之前的测定工序中,根据将各电极层叠而成的整个层叠体的厚度(即,配置厚度调整构件30A和30B前的电极层叠体11的厚度)的测定值与电极层叠体11的厚度的标准值的差值来设定厚度Ta。具体来说,厚度Ta被设定成使得厚度调整构件30A和30B各自的厚度Ta的合计值(即厚度Ta的2倍的值)与该差值相等。
例如,在电极层叠体11的厚度的标准值是9mm、配置厚度调整构件30A和30B前的电极层叠体11的厚度的测定值是8.9mm的情况下,标准值与测定值的差值是0.1mm。在这种情况下,若将厚度Ta设定为0.05mm,则厚度调整构件30A和30B各自的厚度Ta的合计成为0.1mm,与该差值相等。因而,通过将分别具有该厚度Ta的厚度调整构件30A和30B配置于电极层叠体11,能使配置了厚度调整构件30A和30B之后的电极层叠体11的厚度T接近作为标准值的9mm。
接下来,对蓄电模块4的制造方法的一个例子进行说明。蓄电模块4的制造方法具备一次成型工序、测定工序、层叠工序、二次成型工序以及注入工序。在一次成型工序中,准备预定数量的双极电极14、负极终端电极18以及正极终端电极19,并在各自的金属板15的周缘部15c的一个面15a熔接第1密封部21。而且,在正极终端电极19的金属板15的周缘部15c的另一面15b也熔接第1密封部21。
在测定工序中,逐一测定各双极电极14的厚度、负极终端电极18的厚度以及正极终端电极19的厚度。在此,双极电极14的厚度是指包含双极电极14和熔接到双极电极14的金属板15中的一个面15a的第1密封部21在内的整体的厚度。负极终端电极18的厚度是指包含负极终端电极18和熔接到负极终端电极18的金属板15中的一个面15a的第1密封部21在内的整体的厚度。正极终端电极19的厚度是指包含正极终端电极19和分别熔接到正极终端电极19的金属板15中的一个面15a及另一面15b的第1密封部21在内的整体的厚度。
然后,根据测定工序中的各电极的厚度的测定结果,算出将各电极层叠而成的整个层叠体的厚度。该层叠体的厚度相当于在下一个层叠工序中形成的电极层叠体11的厚度。并且,计算所算出的层叠体的厚度与电极层叠体11的厚度的标准值的差值。之后,根据该差值来设定厚度调整构件30A和30B各自的厚度Ta。具体来说,将厚度Ta设定成与该差值的一半的值相等。并且,准备分别具有这样设定的厚度Ta的厚度调整构件30A和30B。
在层叠工序中,隔着隔离物13将各双极电极14沿着层叠方向D层叠。之后,将在测定工序中准备好的厚度调整构件30A配置在负极终端电极18的金属板15中的另一面15b的周缘部15c。而且,将在测定工序中准备好的厚度调整构件30B配置在熔接到正极终端电极19的金属板15中的一个面15a的周缘部15c的第1密封部21B。之后,将配置有厚度调整构件30A的负极终端电极18层叠于将双极电极14层叠而成的层叠体S的层叠方向D的外侧的一方,将配置有厚度调整构件30B的正极终端电极19层叠于层叠体S的层叠方向D的外侧的另一方。由此,形成配置有厚度调整构件30A和30B的电极层叠体11。
在二次成型工序中,在注射模塑成型的模具(未图示)内配置在层叠工序中形成的电极层叠体11。之后,将熔融树脂注射到模具内,从而以包围电极层叠体11和熔接到电极层叠体11的第1密封部21的方式形成第2密封部22。由此,在电极层叠体11的侧面11a形成密封体12。在注入工序中,在二次成型工序后,对双极电极14之间的内部空间V注入电解液。由此,得到蓄电模块4。
接下来,对蓄电模块4的作用效果进行说明。如上所述,在本实施方式的蓄电模块4中,配置有对电极层叠体11的厚度T进行调整的厚度调整构件30A和30B。通过利用这些厚度调整构件30A和30B来调整电极层叠体11的厚度T,从而在形成第2密封部22时,能将电极层叠体11的厚度T容易地控制在标准内。而且,在从层叠方向D观看时与第1密封部21重叠的位置配置有厚度调整构件30A和30B,从而在配置厚度调整构件30A和30B后也能维持包含第1密封部21的电极层叠体11整体的形状。由此,能抑制第2密封部22的成型缺陷的发生,能抑制电极层叠体11的密封不良的发生。另外,由于在从层叠方向D观看时与第1密封部21重叠的位置配置有厚度调整构件30A和30B,从而在从层叠方向D观看时能使厚度调整构件30A和30B以及第1密封部21成为同一形状。其结果是,在通过冲裁(punching)加工来形成厚度调整构件30A和30B以及第1密封部21的情况下,能将厚度调整构件30A和30B以及第1密封部21的冲裁模共用化。
在蓄电模块4中,厚度调整构件30A和30B分别由与第1密封部21相同的材料构成。由此,能将厚度调整构件30A和30B各自的材料与第1密封部21的材料共用化,因此能实现蓄电模块4的构成的简化。
在蓄电模块4中,厚度调整构件30A和30B在层叠方向D上分别配置在层叠体S与负极终端电极18之间、以及层叠体S与正极终端电极19之间这两者。在这种情况下,能在将负极终端电极18和正极终端电极19层叠于双极电极14的层叠体S之际分别配置厚度调整构件30A和30B,因此,向电极层叠体11配置厚度调整构件30A和30B变得容易。在本实施方式中,厚度调整构件30A的厚度和个数分别等于厚度调整构件30B的厚度和个数。不过,也能通过分别调整配置在层叠体S与负极终端电极18之间的厚度调整构件30A的厚度和个数、以及配置在层叠体S与正极终端电极19之间的厚度调整构件30B的厚度和个数,来细微地调整电极层叠体11的厚度T。
在蓄电模块4中,配置在层叠体S与负极终端电极18之间的厚度调整构件30A被配置于负极终端电极18的金属板15中的另一面15b的周缘部15c。配置在层叠体S与正极终端电极19之间的厚度调整构件30B被配置于与正极终端电极19的金属板15中的一个面15a的周缘部15c结合的第1密封部21B。在这种情况下,厚度调整构件30A和30B分别被相互相邻的第1密封部21夹着,因此能抑制厚度调整构件30A和30B中的每一厚度调整构件与第1密封部21之间的位置偏移的发生。
在蓄电模块4中,配置在层叠体S与负极终端电极18之间的厚度调整构件30A的厚度Ta与配置在层叠体S与正极终端电极19之间的厚度调整构件30B的厚度Ta相互相同。在这种情况下,能兼具电极层叠体11的厚度T的细微的调整和蓄电模块4的构成的简化。而且,能使偏靠电极层叠体11的负极终端电极18的内部空间与偏靠电极层叠体11的正极终端电极19的内部空间变得均等。其结果是,能将电极层叠体11中的各电极之间的内部空间的变化抑制为最小限度,能减小各电极之间的充电率(SOC:State Of Charge)的差别。
以上,对本发明的第1实施方式进行了说明,但本发明不限于第1实施方式,能进行各种变更。例如,也可以采用图4和图5所示的各种变形方式。
图4是示出上述第1实施方式的第1变形例的蓄电模块4A的内部构成的概略截面图。本变形例与上述第1实施方式的不同点是厚度调整构件的构成。即,在上述第1实施方式中,厚度调整构件30在层叠方向D上被分割为厚度调整构件30A和30B,但在本变形例中,厚度调整构件30C在层叠方向D上未被分割,而是一体的(即是1张膜)。在这种情况下,厚度调整构件30C被配置在层叠体S与负极终端电极18之间、以及层叠体S与正极终端电极19之间中的任意一方。
在本变形例中,厚度调整构件30C配置在层叠体S与正极终端电极19之间。具体来说,厚度调整构件30C配置在与正极终端电极19的金属板15中的一个面15a(内侧面)的周缘部15c结合的第1密封部21B。更具体来说,厚度调整构件30C在层叠方向D上配置在与正极终端电极19相邻的双极电极14的金属板15的另一面15b的周缘部15c与第1密封部21B之间。
厚度调整构件30C除了该厚度调整构件30C的厚度Tb与厚度调整构件30A和30B各自的厚度Ta不同这一点之外,是与厚度调整构件30A和30B分别相同的构成。厚度调整构件30C的厚度Tb大于厚度调整构件30A和30B各自的厚度Ta,等于厚度调整构件30A和30B各自的厚度Ta的合计值。因而,在上述的测定工序中,厚度Tb被设定成与将各电极层叠而成的整个层叠体的厚度的测定值与电极层叠体11A的厚度的标准值的差值相等。
在本变形例中,厚度调整构件30C仅配置在层叠体S与正极终端电极19之间,因此与厚度调整构件配置在层叠体S与负极终端电极18之间以及配置在层叠体S与正极终端电极19之间这两者的情况相比,不仅能避免部件数量的增加,还能调整电极层叠体11A的厚度T。而且,是在与正极终端电极19的金属板15中的一个面15a的周缘部15c结合的第1密封部21B配置有厚度调整构件30C。在这种情况下,厚度调整构件30C被相互相邻的第1密封部21夹着,因此能抑制第1密封部21与厚度调整构件30C之间的位置偏移的发生。
在本变形例中,例示出厚度调整构件30C仅配置于层叠体S与正极终端电极19之间的情况,但厚度调整构件30C也可以仅配置于层叠体S与负极终端电极18之间。在这种情况下,厚度调整构件30C例如被配置在负极终端电极18的金属板15中的另一面15b(内侧面)的周缘部15c。具体来说,厚度调整构件30C在层叠方向D上配置在以下两者之间:负极终端电极18的金属板15中的周缘部15c的另一面15b;以及与同负极终端电极18相邻的双极电极14的金属板15中的一个面15a的周缘部15c结合的第1密封部21A。在这样厚度调整构件30C仅配置在层叠体S与负极终端电极18之间的情况下,也会起到与厚度调整构件30C仅配置在层叠体S与正极终端电极19之间的情况同样的效果。
图5是示出上述第1实施方式的第2变形例的蓄电模块4B的内部构成的概略截面图。本变形例与上述第1实施方式的不同点是电极层叠体的构成。即,在本变形例中,在电极层叠体11B中,在负极终端电极18的层叠方向D的外侧还层叠有最外侧金属板40。最外侧金属板40由与双极电极14的金属板15的材料相同的材料构成。在最外侧金属板40的一个面40a和另一面40b均未涂敷正极活性物质和负极活性物质,一个面40a和另一面40b的整个面成为未涂敷区域。在本变形例中,一个面40a构成电极层叠体11B的层叠方向D上的一个外侧面。
最外侧金属板40的另一面40b的周缘部40c例如通过超声波或热而熔接到设置于负极终端电极18的金属板15的周缘部15c的第1密封部21并与其气密地结合。与双极电极14和负极终端电极18同样,在最外侧金属板40的一个面40a的周缘部40c设置有第1密封部21(以下,称为“第1密封部21C”)。当从层叠方向D观看时,第1密封部21C的内缘部分与最外侧金属板40的一个面40a的周缘部40c重叠,例如通过超声波或热而熔接到该周缘部40c并与其气密地结合。最外侧金属板40的中央部40d由于通过约束构件3约束模块层叠体2之际对层叠方向D的内侧赋予的约束力而以向负极终端电极18凹陷的状态与负极终端电极18的金属板15的一个面15a接触。通过该接触,负极终端电极18的金属板15与同蓄电模块4B相邻的导电结构体5经由最外侧金属板40被电连接。
在最外侧金属板40的周缘部40c中,一个面40a与第1密封部21C重叠的区域、以及另一面40b与设置于负极终端电极18的金属板15的周缘部15c的第1密封部21重叠的区域成为最外侧金属板40与第1密封部21的结合区域K。在电极层叠体11B中,在最外侧金属板40与负极终端电极18之间形成有不收纳电解液的剩余空间VA。剩余空间VA被负极终端电极18的金属板15的一个面15a、最外侧金属板40的另一面40b、以及与负极终端电极18的金属板15中的一个面15a的周缘部15c结合的第1密封部21包围。
收纳于内部空间V的碱性电解液由于所谓的碱蠕变现象而有可能经过负极终端电极18的金属板15与结合到该金属板15的第1密封部21之间向蓄电模块4B的外部渗出。因此,在本变形例中,通过相对于负极终端电极18的金属板15在层叠方向D的外侧配置最外侧金属板40,从而在碱性电解液的移动路径上形成有剩余空间VA。通过形成该剩余空间VA,能抑制外部的空气中所包含的水分进入成为碱性电解液渗出的起点的、负极终端电极18的金属板15与结合到该金属板15的第1密封部21之间的间隙。其结果是,能抑制成为碱蠕变现象的加速条件的外部湿度的影响,能抑制碱性电解液向蓄电模块4B的外部的渗出。
本发明除此以外还能进行各种变形。例如,也可以将上述的第1实施方式及其各变形例根据所需的目的和效果相互组合。另外,能适宜地变更厚度调整构件的构成和配置方式。例如,厚度调整构件可以在从层叠方向D观看时形状与第1密封部21不同,也可以由与第1密封部21不同的材料构成。层叠体S与负极终端电极18之间的厚度调整构件也可以配置在与负极终端电极18的金属板15中的一个面15a(即外侧面)的周缘部15c结合的第1密封部21。层叠体S与正极终端电极19之间的厚度调整构件也可以配置在与正极终端电极19的金属板15中的另一面15b(即外侧面)的周缘部15c结合的第1密封部21。
另外,在上述的第1实施方式中,厚度调整构件30A和30B具有相互相同的构成。但是,厚度调整构件30A和30B也可以具有相互不同的构成。例如,厚度调整构件30A和30B既可以由相互不同的材料构成,也可以具有相互不同的形状。例如,厚度调整构件30A和30B既可以具有相互不同的厚度,也可以在从层叠方向观看时具有相互不同的形状。在上述的第1实施方式的测定工序中,是逐一测定各双极电极14的厚度、负极终端电极18的厚度以及正极终端电极19的厚度。但是,也可以在将各双极电极14、负极终端电极18以及正极终端电极19实际上进行了层叠的状态下一次性地测定其厚度。
[第2实施方式]
接着,参照图6对第2实施方式的蓄电模块400进行说明。第2实施方式在以下两个方面与第1实施方式不同:在正极终端电极19的层叠方向D的外侧和负极终端电极18的层叠方向D的外侧分别配置有最外侧金属板(导电板)40及50;以及厚度调整构件30在层叠方向D上位于负极终端电极18与最外侧金属板50之间。在以下的第2实施方式中,适宜地省略与上述第1实施方式重复之处的说明。因而,以下主要说明与上述第1实施方式的不同之处。
图6是示出第2实施方式的蓄电模块400的内部构成的概略截面图。如图6所示,蓄电模块400具备电极层叠体11、位于电极层叠体11的厚度调整构件30、以及将电极层叠体11与厚度调整构件30一体化的密封体12。虽未图示,但在蓄电模块400内收纳有电解液(详细内容后述)。
电极层叠体11具有:层叠体S,其包含沿着层叠方向D交替地层叠的双极电极14和隔离物13;负极终端电极18,其在层叠方向D上位于层叠体S的一端;以及正极终端电极19,其在层叠方向D上位于层叠体S的另一端。即,在层叠方向D上的层叠体S的外侧,存在一对终端电极。在图6中,层叠体S包含位于虚线所示的区域内的双极电极14和隔离物13。另外,电极层叠体11还具有在层叠方向D上位于正极终端电极19的外侧的最外侧金属板40、以及在层叠方向D上位于负极终端电极18的外侧的最外侧金属板50。
层叠体S所包含的双极电极14和隔离物13沿着层叠方向D相互层叠,例如俯视(即,从层叠方向D观看)时呈矩形形状。隔离物13配置在相邻的双极电极14之间。双极电极14具有包含一个面15a及与一个面15a相反的一侧的另一面15b的金属板15、设置于一个面15a的正极16、以及设置于另一面15b的负极17。
金属板15是在与层叠方向D交叉或正交的水平方向上延伸的呈板状的导电体(集电体),表现出挠性。因此,水平方向也可称为金属板15的延伸方向。金属板15例如是镍箔、被实施了镀敷处理的钢板、或者被实施了镀敷处理的不锈钢钢板。作为钢板,例如可举出JIS G 3141:2005所规定的冷轧钢板(SPCC等)。作为不锈钢钢板,例如可举出JIS G 4305:2015所规定的SUS304、SUS316、SUS316L等。金属板15的厚度例如是0.1μm以上1000μm以下。在金属板15是镍箔的情况下,也可以对该镍箔实施镀敷处理。
接着,对上述的最外侧金属板40及50的构成进行说明。最外侧金属板40是为了抑制电极层叠体11的劣化而设置的板状构件,表现出导电性和挠性。在最外侧金属板40的一个面40a和另一面40b均未涂敷正极活性物质和负极活性物质。因此,一个面40a和另一面40b的整个面成为未涂敷区域。即,最外侧金属板40是未形成有活性物质层的未涂敷箔。一个面40a是在层叠方向D上与导电结构体5相对的面。另一面40b是在层叠方向D上位于与一个面40a相反的一侧并与电极层叠体11相对的面。在本实施方式中,最外侧金属板40在层叠方向D上位于正极终端电极19的外侧。因此,另一面40b与正极终端电极19相对。最外侧金属板40沿着层叠方向D与其它电极一起被层叠。由此,正极终端电极19沿着层叠方向D配置到最外侧金属板40与双极电极14之间。换言之,在蓄电模块400中,在正极终端电极19的更外侧设置最外侧金属板40。
最外侧金属板40具有与导电结构体5接触的中央部41、以及俯视时包围中央部41的矩形环状的周缘部42。中央部41与周缘部42相互连续。最外侧金属板40的中央部41由于经由导电结构体5对电极层叠体11赋予的约束构件3的约束力而向电极层叠体11的中心凹陷,并被按压到正极终端电极19。由此,中央部41成为与正极终端电极19接触的接触部,最外侧金属板40能作为蓄电模块400中的正极端子发挥功能。另一方面,周缘部42是与正极终端电极19间隔开的部分。周缘部42的一部分42a是由密封体12和厚度调整构件30保持的部分,在层叠方向D上位于比中央部41靠电极层叠体11的外侧的位置。周缘部42的另一部分42b是将上述一部分42a和中央部41相连的部分,在水平方向上位于比密封体12偏靠最外侧金属板40的中心的位置。
最外侧金属板50是具备与最外侧金属板40同样功能的未涂敷箔。最外侧金属板50的一个面50a是在层叠方向D上与导电结构体5相对的面。另一面50b是在层叠方向D上位于与一个面50a相反的一侧并与电极层叠体11相对的面。在本实施方式中,最外侧金属板50在层叠方向D上位于负极终端电极18的外侧。因此,另一面50b与负极终端电极18相对。最外侧金属板50沿着层叠方向D与其它电极一起被层叠。由此,负极终端电极18沿着层叠方向D配置到最外侧金属板50与双极电极14之间。换言之,在蓄电模块400中,在负极终端电极18的更外侧设置最外侧金属板50。
最外侧金属板50具有与导电结构体5接触的中央部51、以及俯视时包围中央部51的周缘部52。中央部51与周缘部52相互连续。最外侧金属板50的中央部51与最外侧金属板40同样地向电极层叠体11的中心凹陷,并被按压到负极终端电极18。由此,中央部51成为与负极终端电极18接触的接触部,最外侧金属板50能作为蓄电模块400中的负极端子发挥功能。周缘部52的一部分52a是由密封体12保持的部分,在层叠方向D上位于比中央部51靠电极层叠体11的外侧的位置。周缘部52的另一部分52b是将上述一部分52a与中央部51相连的部分。
最外侧金属板40及50与金属板15同样地例如分别是镍箔、被实施了镀敷处理的钢板、或被实施了镀敷处理的不锈钢钢板。从耐蚀性的观点出发,最外侧金属板40及50例如分别可以是镍箔或被实施了镀敷处理的不锈钢钢板。另外,从成本的观点出发,最外侧金属板40及50分别可以是被实施了镀敷处理的SUS316或316L。在这种情况下,在最外侧金属板40及50例如分别形成作为表面保护层发挥功能的镀镍层(未图示)。镀镍层的厚度例如是1μm以上10μm以下。镀镍层既可以具有单层结构,也可以具有多层结构。例如,镀镍层可以具有基底镀镍层和主镀镍层。以下,沿着层叠方向D的最外侧金属板40的厚度T11(参照后述的图7)不是仅指最外侧金属板40的厚度,而是指将后述的第1密封部21也包含在内的整体的厚度。即,最外侧金属板40的厚度T11是指包含变形前的最外侧金属板40、以及与该最外侧金属板40结合的第1密封部21在内的整体的厚度。因而,最外侧金属板40本身的厚度例如是0.1μm以上1000μm以下,但最外侧金属板40的厚度T11不限于上述范围。最外侧金属板50的厚度是与最外侧金属板40的厚度T11同样地定义。
密封体12以包围金属板15的周缘部15c、最外侧金属板40的周缘部42的一部分42a、最外侧金属板50的周缘部52的一部分52a以及厚度调整构件30的方式设置。密封体12例如由绝缘性树脂形成,在整体上呈矩形筒状。绝缘性树脂例如是表现出耐碱性的热塑性树脂。这种热塑性树脂例如是PP、聚苯硫醚(PPS)、或者改性聚苯醚(改性PPE)等。密封体12具有与金属板15的周缘部15c、最外侧金属板40的一部分42a以及最外侧金属板50的一部分52a结合的多个第1密封部21、以及配置于第1密封部21的周围的第2密封部22。
第1密封部21是与双极电极14、负极终端电极18、正极终端电极19以及最外侧金属板40及50各自的缘部结合的树脂构件。具体来说,第1密封部21是与双极电极14、负极终端电极18以及正极终端电极19所包含的金属板15的周缘部15c、最外侧金属板40的周缘部42、以及最外侧金属板50的周缘部52分别结合的矩形形状的框体。第1密封部21在对应的周缘部15c或周缘部42及52的整周上连续地设置。因此,第1密封部21从层叠方向D观看时呈矩形框状。第1密封部21例如是在层叠方向D上具有预定的厚度的树脂膜。第1密封部21既可以通过对树脂片进行冲裁加工来形成,也可以将多个树脂片按框状配置来形成,还可以通过使用模具的注射模塑成型来形成。在本实施方式中,第1密封部21通过对树脂片进行冲裁加工来形成。第1密封部21的厚度例如是50μm以上250μm以下。
俯视时的第1密封部21的内侧部分例如通过超声波或热而熔接到各周缘部15c或周缘部42及52。在本实施方式中,上述内侧部分熔接到双极电极14中的周缘部15c的一个面15a、负极终端电极18中的周缘部15c的一个面15a、正极终端电极19中的周缘部15c的一个面15a、最外侧金属板40中的周缘部42的一个面40a、以及最外侧金属板50中的周缘部52的一个面50a。各金属板15分别与第1密封部21相互气密地结合。同样地,最外侧金属板40及50分别与第1密封部21相互气密地结合。
俯视时的第1密封部21的外侧部分在水平方向上位于比金属板15靠外侧的位置。该外侧部分中的至少一部分由第2密封部22保持。沿着层叠方向D相互相邻的第1密封部21彼此既可以是相互间隔开,也可以是相互接触。在相邻的第1密封部21彼此相互接触的情况下,该第1密封部21彼此也可以是液密和气密地熔接。
以下,将在层叠方向D上金属板15或最外侧金属板40与第1密封部21结合的区域设为结合区域K。在金属板15和最外侧金属板40之中的每一金属板中,至少结合区域K所包含的表面是被粗面化的。在本实施方式中,双极电极14和负极终端电极18所包含的金属板15的一个面15a的整体、正极终端电极19所包含的金属板15的整体、以及最外侧金属板40的一个面40a的整体分别被粗面化。
第2密封部22是构成蓄电模块400的外壁(即箱体)的构件,覆盖各第1密封部21的外表面(至少侧面)。第2密封部22例如通过树脂的注射模塑成型来形成,沿着层叠方向D在电极层叠体11的整个长度上延伸。而且,第2密封部22在层叠方向D上超过电极层叠体11,延伸到与最外侧金属板40结合的第1密封部21。第2密封部22呈以层叠方向D为轴向而延伸的矩形的筒状(即环状)。第2密封部22例如通过注射模塑成型时的热而熔接到第1密封部21的外表面。由此,第2密封部22将各第1密封部21结合。
第1密封部21和第2密封部22在电极层叠体11内形成内部空间V并且将内部空间V密封。具体来说,第2密封部22与第1密封部21一起将沿着层叠方向D相互相邻的双极电极14之间、沿着层叠方向D相互相邻的负极终端电极18与双极电极14之间、以及沿着层叠方向D相互相邻的正极终端电极19与双极电极14之间分别密封。由此,由电极层叠体11和密封体12形成内部空间V。更具体来说,在相互相邻的双极电极14之间、负极终端电极18与双极电极14之间、以及正极终端电极19与双极电极14之间分别形成被气密地分隔开的内部空间V。在该内部空间V例如收纳有水溶液系的电解液(作为具体例子,为氢氧化钾水溶液、氢氧化锂水溶液或它们的混合液等碱性电解液)。该电解液经由设置于第1密封部21的连通孔(未图示)收纳到内部空间V。电解液能浸入隔离物13、正极16以及负极17内。上述连通孔在注入电解液之后例如由压力调整阀等堵塞。此外,在言及“内部空间的体积”的情况下,是指包含隔离物13的空隙在内的体积。
在此,最外侧金属板50的周缘部52还熔接于与负极终端电极18结合的第1密封部21。因此,由负极终端电极18(具体来说,是负极终端电极18的金属板15)、与负极终端电极18结合的第1密封部21、以及最外侧金属板50形成剩余空间EV1(第1剩余空间)。换言之,由于与负极终端电极18结合的第1密封部21还与最外侧金属板50结合,从而形成剩余空间EV1。该剩余空间EV1由于最外侧金属板50的中央部51向负极终端电极18凹陷而被限制得窄。
剩余空间EV1以包围最外侧金属板50的周围的方式形成。当从沿着层叠方向D的截面观看时,剩余空间EV1呈随着从第1密封部21去往中央部51而高度(即,沿着层叠方向D的尺寸)变小的大致三角形状。在本实施方式中,为了确保剩余空间EV1的气密性,最外侧金属板50的另一面50b熔接到与负极终端电极18结合的第1密封部21。而且,蓄电模块400具有未收容有电解液的其它剩余空间EV2(第2剩余空间)。剩余空间EV2是由负极终端电极18(具体来说,是负极终端电极18的金属板15)、与负极终端电极18结合的第1密封部21、与双极电极14结合的第1密封部21、以及第2密封部22形成的。剩余空间EV2以包围负极终端电极18的金属板15的边缘的方式形成。当从沿着层叠方向D的截面观看时,剩余空间EV2呈大致矩形框状。
接下来,对厚度调整构件30的构成进行说明。厚度调整构件30是用于对电极层叠体11的层叠方向D的厚度进行调整的树脂构件。在本实施方式中,厚度调整构件30位于正极终端电极19与最外侧金属板40之间,并且是位于在层叠方向D上与第1密封部21重叠的部位。更具体来说,厚度调整构件30位于正极终端电极19及与正极终端电极19结合的第1密封部21、和最外侧金属板40的周缘部42的一部42a及与最外侧金属板40结合的第1密封部21之间。而且,厚度调整构件30是与正极终端电极19、最外侧金属板40的上述一部分42a、以及与最外侧金属板40结合的第1密封部21接触的。厚度调整构件30也可以熔接到正极终端电极19的金属板15和最外侧金属板40中的至少任意一者。
厚度调整构件30例如俯视时呈矩形框状。在本实施方式中,俯视时的厚度调整构件30的形状与俯视时的第1密封部21的形状相同或实质相同。而且,在本实施方式中,厚度调整构件30配置成在层叠方向D上与第1密封部21重合。具体来说,厚度调整构件30的外缘与第1密封部21的外缘相互对齐,厚度调整构件30的内缘与第1密封部21的内缘相互对齐。厚度调整构件30与密封体12同样地由绝缘性树脂构成。绝缘性树脂例如是表现出耐碱性的热塑性树脂。这种热塑性树脂例如是PP、PPS、或者改性PPE等。构成厚度调整构件30的树脂与构成密封体12的树脂既可以相互相同,也可以相互不同。在本实施方式中,厚度调整构件30由与第1密封部21相同的材料构成。厚度调整构件30与第1密封部21同样地既可以通过对树脂片进行冲裁加工来形成,也可以通过使用模具的注射模塑成型来形成。在本实施方式中,厚度调整构件30通过对树脂片进行冲裁加工来形成。在这种情况下,可以将用于形成厚度调整构件30的模具与用于形成第1密封部21的模具共用化。由此,俯视时的厚度调整构件30的形状与俯视时的第1密封部21的形状良好地一致。而且,能减少模具的数量,因此还能实现降低成本。
在此,参照图7对厚度调整构件30的详细构成进行说明。图7是图6的主要部分放大图。如图7所示,厚度调整构件30具有一个面30a和在层叠方向D上位于与一个面30a相反的一侧的另一面30b。一个面30a是与正极终端电极19接触的。另一面30b是与最外侧金属板40的周缘部42的一部42a、以及与最外侧金属板40结合的第1密封部21接触的。一个面30a未与最外侧金属板40结合。厚度调整构件30的内侧部分与正极终端电极19及最外侧金属板40接触,厚度调整构件30的外侧部分与同最外侧金属板40结合的第1密封部21接触。该外侧部分也可以与同正极终端电极19结合的第1密封部21接触。在本实施方式中,厚度调整构件30是与第1密封部21分体的。即,厚度调整构件30与第1密封部21未被一体化。但是,厚度调整构件30与第1密封部21也可以相互接合。
沿着层叠方向D的厚度调整构件30的厚度Ta(即,沿着层叠方向D的一个面30a与另一面30b的距离)根据沿着层叠方向D的层叠体SA的厚度TA(参照图6)来设定。在此,层叠体SA是指将最外侧金属板40及50层叠前的电极层叠体11、即层叠有负极终端电极18和正极终端电极19的层叠体S。例如,根据层叠体SA的厚度TA的测定值与层叠体SA的厚度的标准值(即标准厚度)的差值来设定厚度Ta。层叠体SA的标准厚度例如为从层叠体SA的理想厚度起包含约±0.2mm(或约±0.1mm)的误差的范围内,是被事先定好的。例如,在层叠体SA的标准厚度是9mm,配置厚度调整构件30前的层叠体SA的厚度TA的实测值是8.9mm的情况下,标准厚度与实测值的差值是0.1mm。在这种情况下,通过使用厚度为0.1mm的厚度调整构件30,能消除上述差值。层叠体SA的厚度TA不是仅指层叠后的隔离物13和双极电极14的合计厚度,而是指将与双极电极14结合的第1密封部21也包含在内的整体的厚度。这样,通过配置与层叠体SA的厚度TA和层叠体SA的标准厚度的差值对应的厚度调整构件30,能调整包含最外侧金属板40及50的电极层叠体11的厚度T。
厚度调整构件30的厚度Ta可以相当于将层叠体SA的厚度TA加上最外侧金属板40的厚度T11而得到的合计值与将层叠体SA的标准厚度加上最外侧金属板40的标准厚度而得到的合计标准值的差值。在上述合计值中,层叠体SA的厚度TA和最外侧金属板40的厚度T11分别是实测值。沿着层叠方向D的最外侧金属板40的标准厚度与最外侧金属板40的厚度T11的定义同样地是指包含最外侧金属板40、以及与该最外侧金属板40结合的第1密封部21在内的整体的标准厚度。最外侧金属板40的标准厚度例如是从最外侧金属板40的理想厚度起包含约±50μm为止的误差的范围内。例如,在层叠体SA与最外侧金属板40的合计标准值是10mm,而层叠体SA的厚度TA与最外侧金属板40的厚度T11的合计值是9.8mm的情况下,上述合计标准值与上述合计值的差值是0.2mm。在这种情况下,通过使用厚度为0.2mm的厚度调整构件30,能消除上述差值。或者,例如通过使用厚度为0.15mm的厚度调整构件30,能减小上述差值。
层叠体SA的厚度TA与最外侧金属板40的厚度T11有时会存在差别。为了应对该差别,厚度调整构件30可以具有沿着层叠方向D层叠的多个层状构件。在这种情况下,通过调整该层状构件的数量,能多阶段地变更厚度调整构件30的厚度。层状构件的厚度例如是10μm以上150μm以下。在这种情况下,能良好地抑制层状构件的破损,并且能良好地应对上述差别。层状构件的厚度既可以相互相同,也可以相互不同。在层状构件的厚度相互不同的情况下,通过层状构件的组合,能更多阶段地变更厚度调整构件30的厚度。
在本实施方式中,在层叠方向D上层叠体SA与最外侧金属板40及50重叠。因此,厚度调整构件30的厚度Ta可以相当于将最外侧金属板40的厚度T11和最外侧金属板50的厚度加上层叠体SA的厚度TA而得到的合计值与将层叠体SA的标准厚度加上最外侧金属板40及50的标准厚度而得到的合计标准值的差值。沿着层叠方向D的最外侧金属板50的标准厚度是与最外侧金属板40的厚度T11的定义同样的。最外侧金属板50的标准厚度例如是从最外侧金属板50的理想厚度起包含约±50μm为止的误差的范围内。
在本实施方式中,层叠体SA比层叠体SA的标准厚度短。由此,通过使用厚度调整构件30,能可靠地将蓄电模块400的厚度设定到预定范围内。
接着,参照图8对本实施方式的蓄电模块400的制造方法进行说明。图8是用于说明蓄电模块400的制造方法的流程图。
如图8所示,对双极电极14、负极终端电极18、正极终端电极19以及最外侧金属板40及50成型第1密封部21(工序S1)。在工序S1中,首先,准备双极电极14、负极终端电极18、正极终端电极19以及最外侧金属板40及50。接下来,在双极电极14、负极终端电极18以及正极终端电极19所包含的金属板15的一个面15a、最外侧金属板40的一个面40a、以及最外侧金属板50的一个面50a熔接第1密封部21。由此,双极电极14、负极终端电极18、正极终端电极19以及最外侧金属板40及50会分别结合有第1密封部21。
接着,形成层叠体SA(工序S2)。在工序S2中,首先,将结合有第1密封部21的双极电极14和隔离物13沿着层叠方向D交替地层叠,从而形成层叠体S。接下来,在层叠方向D上的层叠体S的一端配置负极终端电极18,并且在层叠方向D上的层叠体S的另一端配置正极终端电极19。由此,形成层叠体SA。
而且,测定沿着层叠方向D的层叠体SA的厚度TA(工序S3)。在本实施方式中,工序S2和S3被同时实施。因此,在层叠体SA的形成过程中,测定层叠体SA的厚度TA。在工序S3中,在层叠体SA的形成过程中,既可以始终测定厚度TA,也可以间歇地测定厚度TA。
接着,算出所测定的层叠体SA的厚度TA与沿着层叠方向D的层叠体SA的标准厚度的差值(工序S4)。在工序S4中,例如,测定层叠体SA的厚度TA的装置将该厚度TA与保存于存储器等的上述标准厚度进行比较。由此,算出上述差值。
接着,将具有与上述差值相应的厚度的厚度调整构件30在层叠方向D上重叠于第1密封部21(工序S5)。在工序S5中,在与正极终端电极19结合的第1密封部21上配置厚度调整构件30。由此,实现上述差值的减小或消除。
接着,将结合有第1密封部21的最外侧金属板40经由厚度调整构件30重叠于正极终端电极19(工序S6)。在工序S6中,将与最外侧金属板40结合的第1密封部21配置在厚度调整构件30上。由此,厚度调整构件30位于与正极终端电极19结合的第1密封部21和与最外侧金属板40结合的第1密封部21之间。而且,在工序S6中,将结合有第1密封部21的最外侧金属板50重叠于负极终端电极18。最外侧金属板50被配置在层叠方向上的负极终端电极18的外侧。由此,形成电极层叠体11。
接着,形成将各第1密封部21与厚度调整构件30结合的第2密封部22(工序S7)。在工序S7中,例如使用模具将树脂注射模塑成型到各第1密封部21的外周面和厚度调整构件30的外周面。然后,通过冷却等使该树脂固化,从而形成第2密封部22。由此,形成具有第1密封部21和第2密封部22的密封体12。此时,既可以是最外侧金属板40熔接到厚度调整构件30,也可以是最外侧金属板50熔接到与负极终端电极18结合的第1密封部21。虽未图示,但在工序S7后,将电解液注入到各内部空间V内。经由以上的工序制造出蓄电模块400。
通过以上说明的本实施方式的制造方法制造的蓄电模块400具备对层叠方向D上的蓄电模块400的厚度进行调整的厚度调整构件30。该厚度调整构件30位于正极终端电极19与最外侧金属板40之间,并且是位于在层叠方向D上与第1密封部21重叠的部位。在此,厚度调整构件30的厚度Ta根据所测定的层叠体SA的厚度TA与沿着层叠方向D的层叠体SA的标准厚度的差值来设定。因而,在制造蓄电模块400时,厚度调整构件30在第2密封部22的形成前被配置于上述部位。由此,在第2密封部22的形成前,能将电极层叠体11与厚度调整构件30的沿着层叠方向D的合计厚度调整为事先定好的标准厚度。因此,在形成第2密封部22时,能抑制第2密封部22的形成不良的发生。因而,能提供可抑制密封不良的发生的蓄电模块400。
而且,在本实施方式中,厚度调整构件30配置于层叠体SA的外侧。在这种情况下,能将层叠体SA中的各双极电极14彼此的间隔设定为恒定或大致恒定。由此,能减小各双极电极14中的充电率(SOC:State Of Charge)的差别。
在本实施方式中,厚度调整构件30是与正极终端电极19和最外侧金属板40接触的。在这种情况下,正极终端电极19由最外侧金属板40保护而不受外部环境的影响,因此能抑制正极终端电极19的劣化。由此,能抑制由正极终端电极19的破损造成的电解液的漏出。而且,厚度调整构件30被正极终端电极19和最外侧金属板40牢固地固定。正极终端电极19的劣化例如可举出正极终端电极19的腐蚀(例如生锈)。例如在由于镀敷层的缺陷而露出的金属板15发生正极终端电极19的腐蚀。正极终端电极19的破损例如可举出伴随着上述腐蚀的加剧的贯通孔的形成等。
在本实施方式中,电极层叠体11具有位于层叠方向D上的负极终端电极18的外侧的最外侧金属板50。在这种情况下,负极终端电极18由最外侧金属板50保护而不受外部环境的影响,因此能抑制负极终端电极18的劣化。由此,能抑制由负极终端电极18的破损造成的电解液的漏出。负极终端电极18的劣化和破损是与正极终端电极19的劣化和破损同样的。
在由电极层叠体11和密封体12划定的内部空间V收纳碱性电解液,由负极终端电极18、与负极终端电极18结合的第1密封部21、以及最外侧金属板50形成剩余空间EV1。在此,在本实施方式中,厚度调整构件30在层叠方向D上位于正极终端电极19与最外侧金属板40之间,另一方面,不位于负极终端电极18与最外侧金属板50之间。由此,在使用厚度调整构件30的情况下,也能严密地规定层叠方向D上的剩余空间EV1的形状和体积。由此,能精度良好地规定剩余空间EV1所包含的水蒸气量。因而,能良好地规定在后述的发生了碱蠕变现象的情况下的电解液的漏出量。而且,由于在负极终端电极18与最外侧金属板50之间不存在厚度调整构件30,从而能确保剩余空间EV1的气密性。而且,在本实施方式中,由负极终端电极18、与负极终端电极18结合的第1密封部21、与在层叠方向D上同负极终端电极18相邻的双极电极14结合的第1密封部21、以及第2密封部22形成剩余空间EV2。
在蓄电模块400中,由于所谓的碱蠕变现象,电解液有时会在负极终端电极18的金属板15上传播,并经过第1密封部21与负极终端电极18之间的间隙,从而渗出到金属板15的一个面15a上。该碱蠕变现象由于电化学因素和流体现象等而有可能在蓄电装置的充电时、放电时以及无负荷时中发生。碱蠕变现象由于分别存在负极电位、水分以及电解液的通道而发生。
在蓄电模块400中发生了碱蠕变现象的情况下所设想的电解液的移动路径例如包含负极终端电极18与结合到同负极终端电极18相邻的双极电极14的第1密封部21的间隙、剩余空间EV2、负极终端电极18的金属板15与结合到负极终端电极18的第1密封部21的间隙、剩余空间EV1、以及结合到最外侧金属板50的第1密封部21与最外侧金属板50的间隙。即,上述剩余空间EV1和EV2双方均设置于由碱蠕变现象造成的电解液的移动路径上。
在本实施方式中,在内部空间V收纳有碱性电解液。该碱性电解液有可能由于所谓的碱蠕变现象而经由负极终端电极18与第1密封部21的间隙向蓄电模块400的外部流出。对此,本实施方式的蓄电模块400在上述的电解液的移动路径上具有未收纳有电解液的剩余空间EV1和EV2。这样,由于在电解液的移动路径上设置剩余空间EV1和EV2,从而能良好地抑制空气中的水分从成为电解液渗出的起点的负极终端电极18与第1密封部21的间隙进入模块内。由此,成为碱蠕变现象的加速条件的外部的湿度的影响得到抑制。因而,电解液向蓄电模块400的外部的渗出得到抑制,因此,蓄电模块400的可靠性得到提高。
在本实施方式中也可以是,厚度调整构件30具有沿着层叠方向D层叠的多个层状构件。在这种情况下,通过变更厚度调整构件30所包含的层状构件的数量,能容易地调整厚度调整构件30的厚度Ta。因而,能容易地准备与各蓄电模块400相应的厚度调整构件30。
在本实施方式中也可以是,厚度调整构件30由与第1密封部21相同的材料构成。在这种情况下,能降低蓄电模块400的成本。
在本实施方式中也可以是,厚度调整构件30和多个第1密封部21分别包含表现出耐碱性的热塑性树脂。在这种情况下,在形成第2密封部22时,能将第1密封部21及厚度调整构件30与第2密封部22良好地结合。
在本实施方式中也可以是,厚度调整构件30的厚度Ta相当于将层叠体SA的厚度TA加上最外侧金属板40的厚度T11而得到的合计值与将沿着层叠方向D的层叠体SA的标准厚度加上沿着层叠方向D的最外侧金属板40的标准厚度而得到的合计标准值的差值。在这种情况下,能精度良好地将上述合计厚度调整到上述合计标准值的范围内。在本实施方式中也可以是,厚度调整构件30的厚度Ta相当于将最外侧金属板40的厚度T11和最外侧金属板50的厚度加上层叠体SA的厚度TA而得到的合计值与将沿着层叠方向D的层叠体SA的标准厚度加上沿着层叠方向D的最外侧金属板40及50的标准厚度而得到的合计标准值的差值。在这种情况下,能进一步精度良好地将上述合计厚度调整到上述合计标准值的范围内。
在本实施方式中,形成层叠体SA的工序S2与测定层叠体SA的厚度TA的工序S3被同时实施。因此,能缩短蓄电模块400的制造所需的时间。
以下,参照图9~图12对上述第2实施方式的各变形例进行说明。在以下的各变形例中,省略与上述第2实施方式重复之处的说明。因而,以下主要说明与上述第2实施方式的不同之处。
图9是示出上述第2实施方式的第1变形例的蓄电模块400A的内部构成的概略截面图。图9所示的蓄电模块400A具备在层叠方向D上位于负极终端电极18的外侧的厚度调整构件30A。另一方面,蓄电模块400A与上述第2实施方式的蓄电模块400不同,其不具备在层叠方向D上位于正极终端电极19的外侧的厚度调整构件30和最外侧金属板40。而且,蓄电模块400A所包含的正极终端电极19结合有2个第1密封部21。具体来说,相互不同的第1密封部21分别与正极终端电极19所包含的金属板15的一个面15a和另一面15b结合。
厚度调整构件30A具备与上述第2实施方式的厚度调整构件30同样的构成。厚度调整构件30A在层叠方向D上位于负极终端电极18与最外侧金属板50之间的位置,并且在层叠方向D上与第1密封部21重叠。厚度调整构件30A是与同负极终端电极18结合的第1密封部21、以及最外侧金属板50接触的。厚度调整构件30A与负极终端电极18相互间隔开。厚度调整构件30A也可以具有多个层状构件。
在以上说明的蓄电模块400A中,通过使用厚度调整构件30A,从而在形成第2密封部22时也能抑制第2密封部22的形成不良的发生。而且,厚度调整构件30A被负极终端电极18和最外侧金属板50牢固地固定。
在蓄电模块400A中,厚度调整构件30A是与最外侧金属板50、以及与负极终端电极18结合的第1密封部21接触的,厚度调整构件30A与负极终端电极18相互间隔开。这样,由于厚度调整构件30A与负极终端电极18间隔开,从而由厚度调整构件30A起到的功能不易受到负极终端电极18的影响。
图10是示出上述第2实施方式的第2变形例的蓄电模块400B的内部构成的概略截面图。图10所示的蓄电模块400B与上述第2实施方式的蓄电模块400不同,其不具备与负极终端电极18接触的最外侧金属板50。在这种蓄电模块400B中,通过使用厚度调整构件30,也会起到与上述第2实施方式同样的作用效果。而且,在蓄电模块400B中,由于不使用最外侧金属板50,从而能简化蓄电模块400B的制造方法。
图11是示出上述第2实施方式的第3变形例的蓄电模块400C的内部构成的概略截面图。图11所示的蓄电模块400C具备厚度调整构件30及30A双方。因此,在蓄电模块400C中,在层叠方向D上的电极层叠体11的一端部,存在厚度调整构件30,并且在层叠方向D上的电极层叠体11的另一端部,存在厚度调整构件30A。而且,厚度调整构件30被正极终端电极19和最外侧金属板40夹持,厚度调整构件30A被负极终端电极18和最外侧金属板50夹持。
在蓄电模块400C中,在负极终端电极18的金属板15的周缘部15c与最外侧金属板40的周缘部42的一部42a之间,存在与负极终端电极18结合的第1密封部21、以及厚度调整构件30A。由此,从正极终端电极19到最外侧金属板40的一部分42a的沿着层叠方向D的距离能与从负极终端电极18到最外侧金属板50的一部分52a的沿着层叠方向D的距离不同。例如,从正极终端电极19到最外侧金属板40的一部分42a的上述距离比从负极终端电极18到最外侧金属板50的一部分52a的上述距离短。在这种情况下,正极终端电极19凹陷的距离比负极终端电极18凹陷的距离短,因此能缩窄最外侧金属板40的周缘部42中的另一部分42b的区域。而且,在俯视时,能使最外侧金属板40的中央部41(第2接触部)的面积大于最外侧金属板50的中央部51(第1接触部)的面积。
在以上说明的蓄电模块400C中,也会起到与上述第2实施方式同样的作用效果。而且,能在第2密封部22的形成前将电极层叠体11与厚度调整构件30及30A的沿着层叠方向D的合计厚度精度良好地调整为标准厚度。
图12是示出上述第2实施方式的第4变形例的蓄电模块400D的内部构成的概略截面图。在图12所示的蓄电模块400D中,构成第1密封部21的膜的外缘部分被向内侧折回,从而形成有第1密封部21。并且,厚度调整构件30由与最外侧金属板40结合的第1密封部21本身构成,厚度调整构件30A由与最外侧金属板50结合的第1密封部21本身构成。与最外侧金属板40结合的第1密封部21在层叠方向D上夹着最外侧金属板40的周缘部42,并与周缘部42的一个面40a和另一面40b分别接触。与另一面40b接触的第1密封部21还与正极终端电极19的金属板15的另一面15b接触。与最外侧金属板50结合的第1密封部21在层叠方向D上夹着最外侧金属板50的周缘部52,并与周缘部52的一个面50a和另一面50b分别接触。与另一面50b接触的第1密封部21还与负极终端电极18的金属板15的一个面15a接触。
在蓄电模块400D中,作为与最外侧金属板40及50结合的第1密封部21,准备有相互厚度不同的多种第1密封部21。并且,在将最外侧金属板40及50层叠之际,以使电极层叠体11的厚度T成为标准厚度的方式选择与最外侧金属板40及50结合的第1密封部21的厚度。由此,能将电极层叠体11的厚度T调整为事先定好的标准厚度。通过这种方式,也会起到与上述第2实施方式同样的效果。此外,在蓄电模块400D中,也可以是仅厚度调整构件30由与最外侧金属板40结合的第1密封部21本身构成,还可以是仅厚度调整构件30A由与最外侧金属板50结合的第1密封部21本身构成。另外,厚度调整构件30A也可以不是由与最外侧金属板50结合的第1密封部21构成,而是由与负极终端电极18的金属板15的另一面15b结合的第1密封部21本身构成。
本发明的蓄电模块及其制造方法不限于上述第2实施方式及其各变形例,除此以外还能进行各种变形。例如,在上述第2实施方式及其各变形例中,各金属板中的一个面被粗面化,但不限于此。例如,也可以是该一个面中的仅结合区域所包含的部位被粗面化。还可以是最外侧金属板的一个面中的、仅结合区域所包含的部位被粗面化。在上述第2实施方式、其第2变形例以及第3变形例中,也可以是仅正极终端电极所包含的金属板的一个面被粗面化,还可以是该一个面中的仅结合区域所包含的部位被粗面化。
在上述第2实施方式及其各变形例中,金属板和最外侧金属板各自在俯视时呈大致矩形形状,但不限于此。金属板和最外侧金属板各自在俯视时也可以是多边形状,也可以是圆形形状,还可以是椭圆形形状。同样地,另外,端板、隔离物、密封体(具体来说,是第1密封部和第2密封部)以及厚度调整构件各自在俯视时也可以不呈大致矩形框状。
在上述第2实施方式及其各变形例中,厚度调整构件配置成在层叠方向上与第1密封部重合,但不限于此。因此,厚度调整构件的外缘与第1密封部的外缘也可以不对齐。此时,厚度调整构件的外缘也可以位于比第1密封部的外缘偏靠电极层叠体的中心的位置。也可以仅厚度调整构件的外缘与第1密封部的外缘的一部分对齐。同样地,厚度调整构件的内缘与第1密封部的内缘也可以不对齐。此时,厚度调整构件的内缘可以位于比第1密封部的内缘偏靠电极层叠体的中心的位置,也可以位于比第1密封部的内缘偏靠外缘的位置。也可以仅厚度调整构件的内缘与第1密封部的内缘的一部分对齐。
在上述第2实施方式及其各变形例中也可以是,在层叠方向上相邻的第1密封部接触的情况下,在第2密封部的形成前,将第1密封部彼此暂时结合。例如,相邻的第1密封部彼此可以被熔接。在这种情况下,能抑制第2密封部向第1密封部彼此之间的侵入。另外,也可以将在层叠方向上相邻的第1密封部与厚度调整构件暂时结合。
在上述第2实施方式及其各变形例中,层叠体的厚度的测定是与层叠体的形成同时实施,但不限于此。层叠体的厚度的测定也可以在层叠体的形成工序后实施。层叠体的厚度可以通过将层叠体所包含的各构成物的厚度进行合计来测定。例如,可以在层叠体的形成工序前测定各双极电极、各隔离物、正极终端电极以及负极终端电极的厚度。
在上述第2实施方式中,在各最外侧金属板没有凹陷的情况下,从层叠方向的一侧观看时的一个最外侧金属板的形状及表面与从层叠方向的另一侧观看时的另一个最外侧金属板的形状及表面相互大致相同。因此,可能会产生仅通过从外部观察各最外侧金属板而难以判别蓄电模块的正负的问题。为了将该问题防患于未然,可以使得从层叠方向的一侧观看时的密封体的形状与从层叠方向的另一侧观看时的密封体的形状相互不同。例如,可以仅对从层叠方向的一侧观看时的密封体的内周侧设置切口部、突起等。由此,能容易地判别蓄电模块的正负。在此,在对密封体设置突起等结构体的情况下,例如在制造蓄电装置时,会有该结构体与导电结构体等发生干扰之虞。从防止这种干扰的观点出发,也可以在密封体设置切口部。在对密封体设置上述切口部的情况下,从抑制由上述碱蠕变现象造成的经由该切口部的电解液漏出的观点出发,可以将切口部在层叠方向上设置于负极终端电极附近。上述切口部等也可以设置于上述变形例的密封体。
在上述第2实施方式及其第1、第3变形例中,蓄电模块具有2个剩余空间,但不限于此。蓄电模块只要在发生了碱蠕变现象时的电解液的移动路径上具有至少1个剩余空间即可。
在上述第2实施方式及其第1、第3变形例中,蓄电模块也可以具有例如疏水件或者吸液构件等。疏水件例如设置于金属板和最外侧金属板中不被用于熔接的区域。由此,电解液难以在金属板上传播。吸液构件例如设置于与负极终端电极相邻的最外侧金属板的一个面上,并且以包围导电结构体的方式设置。由此,空气中的水分难以进入蓄电模块的内部空间。疏水件例如是氟系树脂材料、氟橡胶、或者具有氟系/甲基系官能团的聚合物等的膜状形成物。吸液构件例如是呈片状的无纺布等。从提高吸水性的观点出发,吸液构件也可以被实施等离子体处理。
在上述第2实施方式及其第2、第3变形例中,厚度调整构件与正极终端电极接触,但不限于此。厚度调整构件与正极终端电极也可以相互间隔开。例如,可以在厚度调整构件与正极终端电极之间设置与正极终端电极的金属板结合的第1密封部。
在上述第2实施方式的第3变形例中,厚度调整构件30及30A既可以分别具有相互相同的构成,也可以分别具有相互不同的构成。厚度调整构件30及30A也可以分别具有相互不同的厚度。
附图标记说明
4、4A、4B、400、400A、400B、400C、400D…蓄电模块;11、11A、11B…电极层叠体;11a…侧面;12…密封体;14…双极电极;15…金属板;15a…一个面(内侧面);15b…另一面(内侧面);15c…周缘部;18…负极终端电极;19…正极终端电极;21、21A、21B、21C…第1密封部;22…第2密封部;30、30A、30B、30C…厚度调整构件;40…最外侧金属板;41…中央部(第2接触部);50…最外侧金属板;51…中央部(第1接触部);D…层叠方向;EV1…剩余空间(第1剩余空间);EV2…剩余空间(第2剩余空间);S、SA…层叠体;T、TA、Ta、Tb、T11…厚度;V…内部空间;VA…剩余空间。

Claims (19)

1.一种蓄电模块,其特征在于,具备:
电极层叠体,其构成为包含层叠有多个双极电极的层叠体、位于上述双极电极的层叠方向上的上述层叠体的外侧的一对终端电极、以及构成上述层叠体和上述一对终端电极的多个金属板;以及
密封体,其以包围上述电极层叠体的侧面的方式设置,
上述密封体具有与上述多个金属板各自的缘部结合的多个第1密封部、以及将上述第1密封部彼此结合的第2密封部,
在上述电极层叠体的从上述层叠方向观看时与上述第1密封部重叠的位置,配置有对上述电极层叠体的上述层叠方向的厚度进行调整的厚度调整构件,
上述电极层叠体还包含在上述层叠方向上位于上述一对终端电极中的一方终端电极的外侧的最外侧金属板,
上述层叠体还包含沿着上述层叠方向与上述双极电极交替地层叠的隔离物,
上述第1密封部是与上述金属板和上述最外侧金属板各自的缘部结合的,
上述第2密封部覆盖上述多个第1密封部的侧面,
上述厚度调整构件位于上述一对终端电极中的上述一方终端电极与上述最外侧金属板之间,对上述电极层叠体的上述层叠方向的厚度进行调整,
上述厚度调整构件的厚度相当于将上述层叠体的上述厚度加上沿着上述层叠方向的上述最外侧金属板的厚度而得到的合计值与将沿着上述层叠方向的上述层叠体的标准厚度加上沿着上述层叠方向的上述最外侧金属板的标准厚度而得到的合计标准值的差值。
2.根据权利要求1所述的蓄电模块,其中,
上述厚度调整构件由与上述第1密封部相同的材料构成,并且是与上述第1密封部分体地构成的。
3.根据权利要求1所述的蓄电模块,其中,
上述多个第1密封部中的与上述最外侧金属板结合的上述第1密封部的厚度不同于其它上述第1密封部的厚度,
与上述最外侧金属板结合的上述第1密封部构成为上述厚度调整构件。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的蓄电模块,其中,
上述一对终端电极中的一方终端电极是负极终端电极,
上述一对终端电极中的另一方终端电极是正极终端电极,
上述厚度调整构件在上述层叠方向上配置在上述层叠体与上述负极终端电极之间、以及上述层叠体与上述正极终端电极之间中的至少一方。
5.根据权利要求4所述的蓄电模块,其中,
上述厚度调整构件配置在上述层叠体与上述负极终端电极之间,并且是配置于上述负极终端电极的上述金属板中的上述层叠方向的内侧面的缘部。
6.根据权利要求4所述的蓄电模块,其中,
上述厚度调整构件配置在上述层叠体与上述正极终端电极之间,并且是配置于与上述正极终端电极的上述金属板中的上述层叠方向的内侧面的缘部结合的上述第1密封部。
7.根据权利要求4所述的蓄电模块,其中,
上述厚度调整构件在上述层叠方向上配置在上述层叠体与上述负极终端电极之间、以及上述层叠体与上述正极终端电极之间这两者。
8.根据权利要求7所述的蓄电模块,其中,
配置在上述层叠体与上述负极终端电极之间的上述厚度调整构件的厚度与配置在上述层叠体与上述正极终端电极之间的上述厚度调整构件的厚度相互相同。
9.根据权利要求1所述的蓄电模块,其中,
上述一对终端电极中的上述一方终端电极是负极终端电极,
上述厚度调整构件是与上述最外侧金属板、以及与上述负极终端电极的上述金属板结合的上述第1密封部接触的,
上述厚度调整构件是与上述负极终端电极间隔开的。
10.根据权利要求1所述的蓄电模块,其中,
上述一对终端电极中的上述一方终端电极是负极终端电极,
上述厚度调整构件与上述负极终端电极及上述最外侧金属板接触。
11.根据权利要求1所述的蓄电模块,其中,
上述一对终端电极中的上述一方终端电极是正极终端电极,
上述厚度调整构件与上述正极终端电极及上述最外侧金属板接触。
12.根据权利要求1所述的蓄电模块,其中,
上述电极层叠体还包含在上述层叠方向上位于上述一对终端电极中的另一方终端电极的外侧的别的最外侧金属板,
在上述一对终端电极中的上述另一方终端电极与上述别的最外侧金属板之间的、在上述层叠方向上与上述第1密封部重叠的部位,存在对上述电极层叠体的上述层叠方向的厚度进行调整的别的厚度调整构件。
13.根据权利要求1所述的蓄电模块,其中,
上述一对终端电极中的另一方终端电极是负极终端电极,
上述电极层叠体还包含在上述层叠方向上位于上述负极终端电极的外侧的别的最外侧金属板,
在由上述电极层叠体和上述密封体划定的内部空间收纳有碱性电解液,
由上述负极终端电极、与上述负极终端电极的上述金属板结合的上述第1密封部、以及上述别的最外侧金属板形成第1剩余空间。
14.根据权利要求12或13所述的蓄电模块,其中,
从上述一对终端电极中的上述一方终端电极到上述最外侧金属板的上述缘部的沿着上述层叠方向的距离与从上述一对终端电极中的上述另一方终端电极到上述别的最外侧金属板的上述缘部的沿着上述层叠方向的距离不同。
15.根据权利要求12或13所述的蓄电模块,其中,
上述最外侧金属板具有与上述一对终端电极中的上述一方终端电极接触的第1接触部,
上述别的最外侧金属板具有与上述一对终端电极中的上述另一方终端电极接触的第2接触部,
当从上述层叠方向观看时,上述第1接触部的面积与上述第2接触部的面积不同。
16.根据权利要求1所述的蓄电模块,其中,
上述厚度调整构件具有沿着上述层叠方向层叠的多个层状构件。
17.根据权利要求1所述的蓄电模块,其中,
上述厚度调整构件和上述多个第1密封部分别包含表现出耐碱性的热塑性树脂。
18.一种蓄电模块的制造方法,其特征在于,具备如下工序:
通过将结合有第1密封部的双极电极、以及隔离物沿着层叠方向交替地层叠来形成层叠体;
测定沿着上述层叠方向的上述层叠体的厚度;
算出上述层叠体的上述厚度与沿着上述层叠方向的上述层叠体的标准厚度的差值;
将具有与上述差值相应的厚度的厚度调整构件在上述层叠方向上重叠于上述第1密封部;
将结合有别的第1密封部的最外侧金属板经由上述厚度调整构件重叠于上述层叠体;以及
形成将上述第1密封部、上述厚度调整构件以及上述别的第1密封部结合的第2密封部,
上述厚度调整构件的厚度相当于将上述层叠体的上述厚度加上沿着上述层叠方向的上述最外侧金属板的厚度而得到的合计值与将沿着上述层叠方向的上述层叠体的标准厚度加上沿着上述层叠方向的上述最外侧金属板的标准厚度而得到的合计标准值的差值。
19.根据权利要求18所述的蓄电模块的制造方法,其中,
形成上述层叠体的工序与测定上述层叠体的厚度的工序被同时实施。
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