CN113632190A - 蓄电模块 - Google Patents
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Abstract
在蓄电模块(4)中,电极层叠体(11)的侧面(11a)具有在层叠方向(D)上相邻的第1密封部(21)彼此熔接而成的熔接层(30)。密封体(12)具有:侧面(开口壁)(12A),其设置有与内部空间(V)连通的贯通孔(R);以及侧面(非开口壁)(12B~12D),其未设置贯通孔(R)。在从层叠方向(D)观看时,开口壁处的熔接层(30)的宽度(W1)小于非开口壁处的熔接层(30)的宽度(W2)。
Description
技术领域
本公开涉及蓄电模块。
背景技术
作为现有的蓄电模块,已知一种双极电池,上述双极电池具备在电极板的一个面形成有正极、在电极板的另一个面形成有负极的双极电极(参照专利文献1)。双极电池具备隔着隔离物将多个双极电极层叠而成的层叠体。在层叠体的侧面设置有将在层叠方向上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
为了在如上述专利文献1那样的双极电池中收纳电解液,需要在密封体形成用于将电解液注入到电池内部的注入口。但是,当在以将相邻的双极电极之间密封的方式形成密封体后在密封体形成注入口的情况下,制造工序有可能会复杂化。另外,若注入口的形成位置偏离于设计,则密封体的密封性能有可能会下降。
本公开是为了解决上述问题而完成的,目的在于提供能够充分确保密封体的密封性能而不会使制造工序复杂化的蓄电模块。
用于解决问题的方案
本公开的一个方面的蓄电模块具备:电极层叠体,其具有在第1方向上层叠的多个电极;隔离物,其收纳于包含电解质并且在电极层叠体中相邻的电极之间形成的内部空间;以及密封体,其设置在电极层叠体的外周部并密封内部空间,在上述蓄电模块中,多个电极包含双极电极,上述双极电极在集电体的一个面具有正极活性物质层并且在该集电体的另一个面具有负极活性物质层,密封体包含第1密封部和第2密封部,第1密封部接合到多个电极各自的集电体的缘部,并且具有与该集电体的缘部相比向外侧突出的突出部分,第2密封部以覆盖第1密封部的外周的方式设置于电极层叠体的在第1方向上延伸的侧面,密封体具有在第1方向上相邻的第1密封部的突出部分彼此相互熔接而成的熔接层,并且具有:开口壁,其设置有将内部空间与密封体的外部连通的连通孔;以及非开口壁,其未设置连通孔,在从第1方向观看时,开口壁处的熔接层的宽度小于非开口壁处的熔接层的宽度。
在该蓄电模块中,在从第1方向观看的情况下,设置有将内部空间与密封体的外部连通的贯通孔的开口壁处的熔接层的宽度小于未设置连通孔的非开口壁处的熔接层的宽度。贯通孔例如能通过如下方式形成:将作为孔形成构件的板件插入到设置于第1密封部的贯通孔,在该状态下形成第2密封部后,将板件从密封体中拉出。在这种情况下,能够通过板件的插入来规定贯通孔的位置,因此,能够防止贯通孔的形成位置偏离于设计。另外,由于开口壁处的熔接层的宽度小,从而,在对第1密封部的突出部分彼此事先进行熔接时,能够抑制第1密封部的熔融部分成为毛刺而附着于板件。因此,在该蓄电模块中,不必取下第1密封部的突出部分彼此的事先熔接时所使用的板件就能实施第2密封部的形成,能够避免制造工序的复杂化。另一方面,在非开口壁处充分确保了熔接层的宽度,因此,能够保证密封体的密封性能。
本公开的一个方面的蓄电模块具备:电极层叠体,其具有在第1方向上层叠的多个电极;隔离物,其收纳于包含电解质并且在电极层叠体中相邻的电极之间形成的内部空间;以及密封体,其设置在电极层叠体的外周部并密封内部空间,在上述蓄电模块中,多个电极包含双极电极,上述双极电极在集电体的一个面具有正极活性物质层并且在该集电体的另一个面具有负极活性物质层,密封体包含第1密封部和第2密封部,第1密封部接合到多个电极各自的集电体的缘部,并且具有与该集电体的缘部相比向外侧突出的突出部分,第2密封部以覆盖第1密封部的外周的方式设置于电极层叠体的在第1方向上延伸的侧面,密封体具有在第1方向上相邻的第1密封部的突出部分彼此相互熔接而成的熔接层,并且具有:开口壁,其设置有将内部空间与密封体的外部连通的连通孔;以及非开口壁,其未设置连通孔,熔接层设置于非开口壁,而未设置于开口壁。
在该蓄电模块中,在未设置将内部空间与密封体的外部连通的连通孔的非开口壁设置有熔接层,在设置有连通孔的开口壁未设置熔接层。贯通孔例如能通过如下方式形成:将作为孔形成构件的板件插入到设置于第1密封部的贯通孔,在该状态下形成第2密封部后,将板件从密封体中拉出。在这种情况下,能够通过板件的插入来规定贯通孔的位置,因此,能够防止贯通孔的形成位置偏离于设计。另外,由于在开口壁不设置熔接层,从而,在对第1密封部的突出部分彼此事先进行熔接时,能够抑制第1密封部的熔融部分成为毛刺而附着于板件。因此,在该蓄电模块中,不必取下第1密封部的突出部分彼此的事先熔接时所使用的板件就能实施第2密封部的形成,能够避免制造工序的复杂化。另一方面,由于在非开口壁设置有熔接层,能够保证密封体的密封性能。
也可以是,在开口壁设置有:开口区域,其配置有贯通孔;以及非开口区域,其未配置贯通孔,在从第1方向观看时,非开口区域中的熔接层的宽度大于开口区域中的熔接层的宽度。在这种情况下,当在形成第2密封部时向模具内配置电极层叠体之际,通过使电极层叠体在非开口区域中抵靠于定位块等,能在模具内精度良好地定位电极层叠体。从而,能实现第2密封部的尺寸精度的提高。另外,通过在非开口区域中使第1密封部充分熔接,无需改变树脂材料就能够使非开口区域中的第1密封部的面内方向的刚性与开口区域中的第1密封部的面内方向的刚性相比充分提高。
发明效果
根据本公开,能够充分确保密封体的密封性能而不会使制造工序复杂化。
附图说明
图1是示出具备本实施方式的蓄电模块而构成的蓄电装置的概略截面图。
图2是示出蓄电模块的内部构成的概略截面图。
图3是示出蓄电模块的外部构成的立体图。
图4是示出配置有压力调整阀的侧面侧的蓄电模块的内部构成的主要部分的放大截面图。
图5的(a)是示出未配置有压力调整阀的侧面侧的蓄电模块的内部构成的主要部分的放大截面图,(b)是示出与非开口区域对应的部位的蓄电模块的内部构成的主要部分的放大截面图。
图6是示出用于确保与非开口区域对应的部位的第1密封部的面内方向的刚性的构成例的概略性俯视图。
图7是示出蓄电模块的制造工序的流程图。
图8是示出第1密封部的事先熔接的样子的概略性截面图。
图9是示出电极层叠体向模具内的定位的样子的概略图。
图10是示出蓄电模块的内部构成的变形例的概略截面图。
图11是示出熔接层的变形例的概略性俯视图。
图12是示出熔接层的另一变形例的概略性俯视图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本公开的一个方面的蓄电模块的优选的实施方式。
图1是示出蓄电装置的一个实施方式的概略截面图。图1所示的蓄电装置1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1具备:模块层叠体2,其包含层叠的多个蓄电模块4;以及约束构件3,其对模块层叠体2在模块层叠体2的层叠方向(第1方向)D上附加约束载荷。
模块层叠体2包含多个(在此为3个)蓄电模块4和多个(在此为4个)导电板5。导电板5由铝或铁等导电性好的金属材料或者导电性树脂形成。蓄电模块4为双极电池,在从层叠方向D观看时呈矩形状。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是双电层电容器。在以下的说明中,例示出镍氢二次电池。
在层叠方向D上相互相邻的蓄电模块4彼此经由导电板5电连接。导电板5分别配置于在层叠方向D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。在配置于位于层叠端的蓄电模块4的外侧的一方导电板5连接有正极端子6。在配置于位于层叠端的蓄电模块4的外侧的另一方导电板5连接有负极端子7。正极端子6和负极端子7例如从导电板5的缘部向与层叠方向D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。此外,在蓄电装置1中,也可以在层叠方向D的一端和另一端配置有蓄电模块4。即,模块层叠体2中的蓄电模块4与导电板5的层叠体的最外层(堆叠体最外层)也可以是蓄电模块4。在这种情况下,针对堆叠体最外层的蓄电模块4设置正极端子6和负极端子7。
在导电板5设置有使冷却水或冷却风等冷却用流体流通的多个流路5a。流路5a例如沿着与层叠方向D以及正极端子6和负极端子7的引出方向分别交叉(正交)的方向延伸。导电板5除了具有将蓄电模块4彼此电连接的作为连接构件的功能之外,还兼具通过使冷却用流体在这些流路5a中流通而对在蓄电模块4产生的热进行散热的作为散热板的功能。此外,在图1的例子中,从层叠方向D观看时的导电板5的面积小于蓄电模块4的面积,但从提高散热性的观点出发,导电板5的面积可以与蓄电模块4的面积相同,也可以大于蓄电模块4的面积。
约束构件3由在层叠方向D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和螺母10构成。端板8是具有比从层叠方向D观看时的蓄电模块4和导电板5的面积大一圈的面积的矩形的板状构件。端板8例如由能耐受约束载荷的高刚性的金属材料或树脂材料形成。在由金属材料形成端板8的情况下,在端板8的模块层叠体2侧的面设置具有电绝缘性的绝缘构件F。绝缘构件F例如由形成为膜状或板状的绝缘性树脂构成。通过配置这样的绝缘构件F,端板8与导电板5之间被绝缘。此外,在堆叠体最外层为蓄电模块4的情况下,在约束构件3与蓄电模块4之间配置绝缘构件F。
在端板8的缘部,在比模块层叠体2靠外侧的位置设置有插通孔8a。紧固螺栓9从一方端板8的插通孔8a朝向另一方端板8的插通孔8a穿过,在从另一方端板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。从而,蓄电模块4和导电板5被端板8夹持而作为模块层叠体2被单元化,并且模块层叠体2在层叠方向D上被附加约束载荷。
接下来,详细说明蓄电模块4的构成。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。如图2所示,蓄电模块4具备电极层叠体11以及密封电极层叠体11的树脂制的密封体12。电极层叠体11由隔着隔离物13沿着蓄电模块4的层叠方向D层叠的多个电极构成。这些电极包含:多个双极电极14的层叠体;负极终端电极18;以及正极终端电极19。
双极电极14具备包含朝向层叠方向D的一侧的第1面15a以及朝向与层叠方向D的一侧相反的一侧的第2面15b的电极板(集电体)15。在作为电极板15的一个面的第1面15a设置有正极16,在作为电极板15的另一个面的第2面15b设置有负极17。正极16包含设置在电极板15的第1面15a的正极活性物质层。负极17包含设置在电极板15的第2面15b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具有电极板15以及包含设置在电极板15的一个面的负极活性物质层的负极17。在本实施方式中,在负极终端电极18的电极板15的第1面15a未形成活性物质层,在第2面15b设置有包含负极活性物质层的负极17。负极终端电极18以设置在电极板15的一个面的负极17隔着隔离物13与在层叠方向D上相邻的双极电极14的正极16相对的方式配置于电极层叠体11的层叠方向D的一端。在负极终端电极18的电极板15中未设置活性物质层的第1面15a构成电极层叠体11的层叠方向D上的一方外部端子面,电连接到与蓄电模块4相邻的一方导电板5(参照图1)。
正极终端电极19具有电极板15以及包含设置在电极板15的一个面的正极活性物质层的正极16。在本实施方式中,在正极终端电极19的电极板15的第1面15a设置有包含正极活性物质层的正极16,在第2面15b未形成活性物质层。正极终端电极19以设置在电极板15的一个面的正极16隔着隔离物13与在层叠方向D上相邻的双极电极14的负极17相对的方式配置于电极层叠体11的层叠方向D的另一端。在正极终端电极19的电极板15中未设置活性物质层的第2面15b构成电极层叠体11的层叠方向D上的另一方外部端子面,电连接到与蓄电模块4相邻的另一方导电板5(参照图1)。
作为电极板15,例如能够使用镍箔、镀镍钢箔、不锈钢箔等金属箔或金属板。在本实施方式中,作为一例,电极板15使用包括镍的矩形的金属箔。在电极板15的缘部15c设置有不形成正极活性物质和负极活性物质的矩形框状的未涂敷区域。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,电极板15的第2面15b中的负极17的形成区域比电极板15的第1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。作为隔离物13,可例示包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃系树脂的多孔膜;包括聚丙烯、甲基纤维素等的纺织布或无纺布等。隔离物13也可以是由偏氟乙烯树脂化合物进行了加强的隔离物。
密封体12是防止因电解液的泄露而引起的液体短路并且防止相邻的双极电极14彼此接触而短路的构件。作为碱电池中的密封体12,例如使用具有耐碱性的绝缘性的树脂。密封体12将在层叠方向D上层叠的各电极板15的缘部15c覆盖,还作为保持电极层叠体11的壳体发挥功能。密封体12在侧面11a保持缘部15c。密封体12具有第1密封部21,第1密封部21以包围形成在电极板15的中央的活性物质层(正极活性物质层和负极活性物质层)的方式沿着电极板15的缘部15c设置。另外,密封体12具有第2密封部22,第2密封部22沿着电极层叠体11的侧面11a从外侧包围第1密封部21,并接合到每一个第1密封部21。作为第1密封部21和第2密封部22的构成材料,例如可举出聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、改性聚苯醚(改性PPE)等。
第1密封部21在矩形的电极板15的第1面15a中在缘部15c的未涂敷区域的整周上连续地设置,从层叠方向D观看时呈矩形框状。在本实施方式中,不仅针对双极电极14的电极板15设置有第1密封部21,还针对负极终端电极18的电极板15和正极终端电极19的电极板15设置有第1密封部21。在负极终端电极18中,在电极板15的第1面15a的缘部15c设置有第1密封部21,在正极终端电极19中,在电极板15的第1面15a和第2面15b这两者的缘部15c设置有第1密封部21。
第1密封部21例如通过热熔接或超声波熔接而气密地接合(熔接)到电极板15的第1面15a。第1密封部21例如是在层叠方向D上具有预定厚度的膜。在第1密封部21中,与电极板15的缘部15c接合的内侧部分位于在层叠方向D上相互相邻的电极板15的缘部15c彼此之间。在第1密封部21中,未与电极板15的缘部15c接合的外侧部分成为与电极板15的边缘相比向外侧伸出的突出部分。该突出部分是与第2密封部22接合的。在层叠方向D上相邻的第1密封部21的突出部分彼此例如通过热板熔接等相互接合(熔接)。
电极板15与第1密封部21重叠的区域成为电极板15与第1密封部21的接合区域。在接合区域中,电极板15的表面被粗面化。被粗面化的区域也可以仅是接合区域,但在本实施方式中是电极板15的整个面被粗面化。粗面化例如能通过电解镀敷形成多个突起来实现。通过形成多个突起,从而在电极板15与第1密封部21的接合界面处,熔融状态的树脂进入到通过粗面化而形成的多个突起之间,发挥锚定效果。由此,能够提高电极板15与第1密封部21之间的接合强度。粗面化时形成的突起例如是以形成在电极板15的表面的凸部为基端的悬垂形状的微小突起。通过形成这种微小突起,能提高锚定效果。
第2密封部22设置在电极层叠体11和第1密封部21的外侧。第2密封部22例如是通过在将设置有第1密封部21的电极层叠体11作为嵌件配置在模具内的状态下的树脂的注射模塑成型而形成的,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。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的外缘部分。
第1密封部21和第2密封部22在相邻的电极之间形成内部空间V并且密封内部空间V。更具体来说,第2密封部22与第1密封部21一起分别将沿着层叠方向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之间密封。从而,在相邻的双极电极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之间分别形成有气密地分隔开的内部空间V。在该内部空间V,例如收纳有氢氧化钾水溶液等碱溶液或者将电解液保持在聚合物中的凝胶状电解质等。电解液或凝胶状电解质等电解质浸渍在隔离物13、正极16以及负极17内。
图3是示出蓄电模块的外部构成的立体图。如该图所示,蓄电模块4的蓄电模块4的外壁部分由密封体12构成。密封体12具有与电极层叠体11的侧面11a(参照图2)对应的4个侧面12A~12D。侧面12A~12D均是沿着电极层叠体11的层叠方向D延伸的面。在图3的例子中,从层叠方向D观看蓄电模块4的情况下的形状为长方形状。侧面12A、12B是从层叠方向D观看时的短边侧的面,侧面12C、12D是从层叠方向D观看时的长边侧的面。
在侧面12A~12D中的侧面12A,以预定间隔设置有多个(在此为4个)压力调整阀28。压力调整阀28是通过将内部空间V内的气体向蓄电模块4的外部放出来调整内部空间V的压力的阀。在设置有压力调整阀28的侧面12A侧,如图4所示,压力调整阀28以及与内部空间V连通的贯通孔R设置于密封体12。即,密封体12的侧面12A由设置有贯通孔R的开口壁构成,密封体12的侧面12B~12D由未设置贯通孔R的非开口壁构成。此外,在图4中省略了压力调整阀28。
贯通孔R例如由设置在第1密封部21的贯通孔Ra以及与贯通孔Ra对应地设置在第2密封部22的贯通孔Rb构成。贯通孔R例如通过如下方式形成:在第2密封部22注射模塑成型时将作为孔形成构件的板件(plate)35(参照图8)预先插入到设置于电极层叠体11的第1密封部21的贯通孔Ra,在第2密封部22成型后将板件35从密封体12中拉出。贯通孔R在蓄电模块4的制造工序中还作为用于向内部空间V注入电解液的注入口发挥功能。注入电解液后,贯通孔R被密封。在本实施方式中,在侧面12A交替设置有配置贯通孔R(配置压力调整阀28)的开口区域31以及不配置贯通孔R(不配置压力调整阀28)的非开口区域32(参照图3)。
密封体12具有熔接层30,熔接层30是在层叠方向D上相邻的第1密封部21彼此通过热板熔接等熔接而成的。从层叠方向D观看的情况下的熔接层30的宽度W在设置有贯通孔R的侧面12A侧与未设置贯通孔R的侧面12B~12D侧相互不同。具体来说,在本实施方式中,如图4所示,第1密封部21具有载置隔离物13的台阶部29。该台阶部29在蓄电模块4的制造工序中例如是通过将第1密封部21的外缘部分向内缘侧翻折而形成的。在此,熔接层30的宽度W是通过热板熔接而在第1密封部21的外缘侧(第2密封部22侧)形成的熔融凝固部分的长度。在进行热板熔接的情况下,第1密封部21的外缘部分从电极板15的边缘的伸出长度因树脂材料的熔化而减少。因此,熔接层30的宽度W是在进行热板熔接直至第1密封部21的外缘部分的伸出长度从初始值变为固定尺寸之后的从第1密封部21的外缘起的熔融凝固部分的长度。
在本实施方式中,侧面12A侧的熔接层30的宽度W1(参照图4)小于侧面12B~12D侧的熔接层30的宽度W2(参照图5的(a))。在宽度W2为0.5mm~1.0mm的情况下,宽度W1例如被设定为0.2mm以下。宽度W1、W2能够根据热板熔接时的熔接温度或熔接时间等条件来调整。此外,熔接层30也可以是仅设置于由非开口壁构成的侧面12B~12D侧、而未设置于由开口壁构成的侧面A侧的状态。即,也可以不对侧面12A侧的第1密封部21的边缘实施热板熔接,熔接层30的宽度W1为0mm。
也可以是,在侧面12A侧的第1密封部21的边缘,与不配置贯通孔R的非开口区域32对应的部位的面内方向的刚性高于与配置贯通孔R的开口区域31对应的部位的面内方向的刚性。在本实施方式中,是通过调整熔接层30的宽度W来调整面内方向的刚性。更具体来说,在本实施方式中,与非开口区域32对应的部分的熔接层30的宽度W3(参照图5的(b))大于与开口区域31对应的熔接层30的宽度(即宽度W1)。熔接层30的宽度W3可以与侧面12B~12D的熔接层30的宽度相等,也可以是宽度W1与宽度W2之间的值。
在通过调整熔接层30的宽度W来调整面内方向的刚性的情况下,需要第1密封部21的熔化余量。例如可以如图6的(a)所示,在热板熔接前的第1密封部21中,在与非开口区域32对应的位置设置突出部分33作为熔化余量。从而,能够使突出部分33的树脂牢固地进入到在层叠方向D上相邻的第1密封部21之间。因此,能够充分确保与非开口区域32对应的部位的刚性。
另外,也可以代替设置突出部分33的构成,例如如图6的(b)所示,在热板熔接后的第1密封部21中,在与非开口区域32对应的位置设置通过热板熔接而形成的凹陷部34。在凹陷部34中熔化比其它部位更多的树脂,从而,与图6的(a)的情况同样地,能够使树脂牢固地进入到在层叠方向D上相邻的第1密封部21之间。因此,能够充分确保与非开口区域32对应的部分的刚性。
接下来,说明上述的蓄电模块4的制造工序。图7是示出蓄电模块的制造工序的流程图。如该图所示,该制造工序构成为包含:层叠工序(步骤S01)、熔接层形成工序(步骤S02)、第2密封部形成工序(步骤S03)以及注入工序(步骤S04)。
在层叠工序中,隔着隔离物13将双极电极14层叠,得到层叠体。另外,在双极电极14的层叠体的两个层叠端分别隔着隔离物13进一步层叠负极终端电极18和正极终端电极19,从而得到电极层叠体11。在层叠时,在双极电极14、负极终端电极18以及正极终端电极19各自的电极板15的缘部15c,通过熔接等预先接合矩形框状的第1密封部21。另外,在第1密封部21中,在成为侧面12A侧的边提前设置从内缘到外缘的凹部,在该凹部中提前配置板件35(参照图8)。凹部的深度例如与第1密封部21的翻折部分的厚度(台阶部29的上段部分的厚度)为相同程度。板件35例如由金属制的板件构成。配置的板件35的数量与电极层叠体11中形成的内部空间V的数量相同。
在熔接层形成工序中,如图8所示,在电极层叠体11的侧面11a,通过热板36将在层叠方向D上相邻的第1密封部21的外缘部分彼此熔接。在图8中,示出了与侧面12A对应的面的熔接,但利用热板36进行的熔接是针对每一个与侧面12A~12D侧对应的面实施的。此时,通过调整利用热板36进行的熔接温度以及利用热板36进行的熔接时间,使侧面12A侧的熔接层30的宽度W1小于侧面12B~12D侧的熔接层30的宽度W2(参照图4和图5的(a))。另外,使与非开口区域32对应的部位的熔接层30的宽度W3大于与开口区域31对应的部位的熔接层30的宽度(即宽度W1)(参照图4和图5的(b))。
在第2密封部形成工序中,例如使用注射模塑成型机形成第2密封部22。在此,在将作为孔形成构件的板件35配置于第1密封部21的贯通孔Ra内的状态下,将在第1密封部21形成有熔接层30的电极层叠体11配置到注射模塑成型用的模具41内。在向模具41内配置电极层叠体11时,例如如图9所示,使用配置在模具41内的定位块42进行电极层叠体11的定位。在这种情况下,用推动器43将电极层叠体11推入到模具41内,使成为侧面12A侧的第1密封部21的边缘和成为侧面12B侧的第1密封部21的边缘分别抵靠于定位块42。在成为侧面12A侧的第1密封部21的边缘,仅使与非开口区域32对应的部位抵靠于定位块42。也可以在树脂的注射模塑前将定位块42和推动器43从模具41内拆除。
定位后,从模具41的浇口(未图示)向模具41内的空隙灌注树脂材料,在第1密封部21的周围形成第2密封部22。在第2密封部22形成后,从电极层叠体11拆除板件35。从而,在侧面12A侧形成具有贯通孔R的密封体12。作为板件35的拆除方法,可举出拉出、加热、超声波振动等。
在注入工序中,通过密封体12的贯通孔R向内部空间V进行电解液的注入。注入后,在贯通孔R装配压力调整阀28,从而密封内部空间V,得到蓄电模块4。
如以上说明的那样,在该蓄电模块4中,设置有与内部空间V连通的贯通孔R的侧面(开口壁)12A侧的熔接层30的宽度W1小于其它侧面(非开口壁)12B~12D侧的熔接层30的宽度W2。贯通孔R例如能通过如下方式形成:将作为孔形成构件的板件35插入到设置于第1密封部的贯通孔Ra,在该状态下形成第2密封部22后,将板件35从密封体12拉出。在这种情况下,能够通过板件35的插入来规定贯通孔R的位置,因此,能够防止贯通孔R的形成位置偏离于设计。另外,由于侧面12A侧的熔接层30的宽度W1小,从而,在对第1密封部21的突出部分彼此事先进行熔接时,能够抑制第1密封部21的熔融部分成为毛刺而附着于板件35。因此,在该蓄电模块4中,不必取下第1密封部21的突出部分彼此的事先熔接所使用的板件35就能实施第2密封部22的形成,能够避免制造工序的复杂化。另一方面,在侧面12B~12D侧充分确保了熔接层30的宽度W2,因此,能够充分确保密封体12的密封性能。
另外,在作为开口壁的侧面12A侧不设置熔接层30的情况下,在对第1密封部的突出部分彼此事先进行熔接时,能够更可靠地抑制第1密封部21的熔融部分成为毛刺而附着于板件35。
另外,在蓄电模块4中,在侧面12A设置有:开口区域31,其配置有贯通孔R;以及非开口区域32,其未配置贯通孔R,在从层叠方向D观看时,非开口区域32中的熔接层30的宽度W3大于开口区域31中的熔接层30的宽度W1。在这种情况下,能够使非开口区域32中的第1密封部21的面内方向的刚性与开口区域31中的第1密封部21的面内方向的刚性相比充分提高。在电极层叠体11向模具41内的定位块42抵靠时,若第1密封部21的边缘的面内方向的刚性不足,则可以想到第1密封部21的边缘会发生变形,无法充分得到定位块42的定位精度。相对于此,在蓄电模块4中,通过提高非开口区域32中的刚性,仅使该部位抵靠于定位块42,而能在模具41内精度良好地定位电极层叠体11。从而,能实现第2密封部22的尺寸精度的提高。另外,通过在非开口区域32中使第1密封部21的边缘充分熔化,无需改变树脂材料就能够使非开口区域32中的第1密封部21的面内方向的刚性与开口区域31中的第1密封部21的面内方向的刚性相比充分提高。
本公开不限于上述实施方式。例如蓄电模块4的内部构成不限于图2所示的构成。图10是示出蓄电模块的内部构成的变形例的概略截面图。在图10的例子中,在每个双极电极14中,与电极板15的第1面15a侧的缘部15c接合的框状的第1密封部21的外缘侧是向内侧翻折的。从而,在第1密封部21的内缘侧形成有用于载置隔离物13的缘部的台阶部23。台阶部23也可以是通过使构成台阶下段的膜叠合到构成台阶上段的膜来形成。
另外,在图10的例子中,在负极终端电极18和正极终端电极19的层叠方向的外侧分别层叠有终端导电体20。终端导电体20是两面均不设置正极活性物质和负极活性物质的所谓的未涂敷导电构件。终端导电体20与同它相对的负极终端电极18或正极终端电极19的外部端子面接触,相互电连接。终端导电体20能够使用与双极电极14的电极板15相同的构件,例如由包括镍的矩形的金属箔或实施了镀镍的钢箔或不锈钢箔等构成。终端导电体20的整个表面或者表面的一部分也可以是被粗面化的。
与双极电极14的电极板15同样地,在终端导电体20的缘部20c分别接合有框状的第1密封部21A。第1密封部21A在外缘侧向内侧翻折,在终端导电体20的缘部20c处接合到第1面20a和第2面20b中的每一个面。与负极终端电极18侧的终端导电体20的第2面20b接合的第1密封部21A还接合到负极终端电极18的电极板15的第1面15a。构成第1密封部21A的膜的厚度也可以与构成第1密封部21的膜的厚度不同。在这种情况下,终端导电体20与第1密封部21A的接合体还作为对包含第1密封部21、21A在内的电极层叠体11的层叠方向D的厚度进行调整的构件发挥功能。
第1密封部21、21A的外缘部分彼此通过熔接层30相互接合。在该变形例中,如图11所示,熔接层30仅设置于由非开口壁构成的侧面12B~12D侧。即,在侧面12A侧的第1密封部21的边缘,熔接层30的宽度W1为0mm。由于不实施侧面12A侧的熔接层30的形成,从而能够避免第1密封部21的熔融部分成为毛刺而附着于板件35(参照图8)。
在不实施侧面12A侧的熔接层30的形成的情况下,在层叠工序中,以与不形成熔接层30的侧面12A侧对应的边为基准,将第1密封部21已被预先接合到电极板15的双极电极14、第1密封部21已被预先接合到电极板15的负极终端电极18、第1密封部21已被预先接合到电极板15的正极终端电极19、以及已预先接合有第1密封部21A的终端导电体20层叠。在侧面12A侧形成熔接层30的情况下,若附着于板件35的毛刺多,则需要在实施第2密封部形成工序前除去毛刺。但是,通过以与不形成熔接层30的侧面12A侧对应的边为基准,将双极电极14、负极终端电极18、正极终端电极19以及终端导电体20层叠,能够保证成为开口壁的侧面12A侧的层叠精度,因此,不需要形成侧面12A侧的熔接层30,不需要除去附着于板件35的毛刺。
另外,熔接层30的形成不限于通过热板熔接,也可以通过超声波熔接或红外线熔接等来实施。在超声波熔接的情况下,将超声波焊头(horn)压靠于在层叠方向D上相邻的第1密封部21、21A的外缘部分,从超声波焊头向第1密封部21、21A的外缘部分附加几十kHz程度的超声波。通过超声波的附加,第1密封部21、21A的外缘部分由于摩擦热而熔融、凝固,从而能够形成熔接层30。在热板熔接中,在停止加热后,为了防止第1密封部21、21A的粘附,需要待机至热板和第1密封部21、21A充分冷却。另一方面,在超声波熔接中,在停止超声波的附加之后进行自然冷却,但通过使第1密封部21、21A的热从超声波焊头等释放,与热板熔接相比能够迅速地进行冷却。因此,能实现熔接层形成工序所需要的时间的缩短化。另外,与热板熔接相比,还能减少附着于板件35的毛刺。
在红外线熔接的情况下,通过从与电极层叠体11的侧面11a分开配置的红外线加热器向层叠的第1密封部21、21A照射红外线,能够在第1密封部21、21A形成熔接层30。在该手法中,通过控制红外线的波长,能够仅选择性地加热第1密封部21、21A的树脂,能够在短时间内质量良好地将第1密封部21彼此以及第1密封部21、21A彼此熔接而形成熔接层30。
此外,在上述实施方式中,使从密封体12的外侧面去往内侧(电极层叠体11侧)的方向的熔接层30的厚度在非开口壁与开口壁之间不同,但也可以是使从层叠方向D观看的情况下的侧面12A~侧面12D的面内方向的熔接层30的延伸宽度在非开口壁与开口壁之间不同的方式。例如也可以如图12所示,在作为非开口壁的侧面12B~12D侧,沿着侧面12B~侧面12D的面内方向连续地设置熔接层30,在作为开口壁的侧面12A侧,沿着侧面A的面内方向以恒定的间隔而部分地设置熔接层30。在这种情况下,与沿着侧面12A、12C的面内方向的熔接层30的面内方向的宽度L1以及沿着侧面12B的面内方向的熔接层30的面内方向的宽度L2相比,沿着侧面12A的面内方向的熔接层30的宽度(L3a~L3e的总宽度)较小。在这种方式中,也会起到与上述实施方式同样的作用效果。
附图标记说明
4…蓄电模块,11…电极层叠体,11a…侧面,12…密封体,12A…侧面(开口壁),12B~12D…侧面(非开口壁),14…双极电极,15…电极板(金属板),15a…第1面,15b…第2面,15c…缘部,21、21A…第1密封部,22…第2密封部,30…熔接层,31…开口区域,32…非开口区域,D…层叠方向(第1方向),R…贯通孔,V…内部空间,W(W1~W3)…熔接层的宽度。
Claims (3)
1.一种蓄电模块,具备:电极层叠体,其具有在第1方向上层叠的多个电极;隔离物,其收纳于包含电解质并且在上述电极层叠体中相邻的上述电极之间形成的内部空间;以及密封体,其设置在上述电极层叠体的外周部并密封上述内部空间,
上述蓄电模块的特征在于,
上述多个电极包含双极电极,上述双极电极在集电体的一个面具有正极活性物质层并且在该集电体的另一个面具有负极活性物质层,
上述密封体包含第1密封部和第2密封部,
上述第1密封部接合到上述多个电极各自的集电体的缘部,并且具有与该集电体的缘部相比向外侧突出的突出部分,
上述第2密封部以覆盖上述第1密封部的外周的方式设置于上述电极层叠体的在上述第1方向上延伸的侧面,
上述密封体具有在上述第1方向上相邻的上述第1密封部的上述突出部分彼此相互熔接而成的熔接层,并且具有:开口壁,其设置有将上述内部空间与上述密封体的外部连通的连通孔;以及非开口壁,其未设置上述连通孔,
在从上述第1方向观看时,上述开口壁处的上述熔接层的宽度小于上述非开口壁处的上述熔接层的宽度。
2.一种蓄电模块,具备:电极层叠体,其具有在第1方向上层叠的多个电极;隔离物,其收纳于包含电解质并且在上述电极层叠体中相邻的上述电极之间形成的内部空间;以及密封体,其设置在上述电极层叠体的外周部并密封上述内部空间,
上述蓄电模块的特征在于,
上述多个电极包含双极电极,上述双极电极在集电体的一个面具有正极活性物质层并且在该集电体的另一个面具有负极活性物质层,
上述密封体包含第1密封部和第2密封部,
上述第1密封部接合到上述多个电极各自的集电体的缘部,并且具有与该集电体的缘部相比向外侧突出的突出部分,
上述第2密封部以覆盖上述第1密封部的外周的方式设置于上述电极层叠体的在上述第1方向上延伸的侧面,
上述密封体具有在上述第1方向上相邻的上述第1密封部的上述突出部分彼此相互熔接而成的熔接层,并且具有:开口壁,其设置有将上述内部空间与上述密封体的外部连通的连通孔;以及非开口壁,其未设置上述连通孔,
上述熔接层设置于上述非开口壁,而未设置于上述开口壁。
3.根据权利要求1所述的蓄电模块,其中,
在上述开口壁设置有:开口区域,其配置有上述连通孔;以及非开口区域,其未配置上述连通孔,
在从上述第1方向观看时,上述非开口区域中的上述熔接层的宽度大于上述开口区域中的上述熔接层的宽度。
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