JP2018106962A - 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents
蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018106962A JP2018106962A JP2016253059A JP2016253059A JP2018106962A JP 2018106962 A JP2018106962 A JP 2018106962A JP 2016253059 A JP2016253059 A JP 2016253059A JP 2016253059 A JP2016253059 A JP 2016253059A JP 2018106962 A JP2018106962 A JP 2018106962A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- electrode
- storage module
- power storage
- resin
- 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.)
- Pending
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 95
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 95
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 63
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 7
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 6
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 abstract description 24
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 17
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 17
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 5
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 4
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920013636 polyphenyl ether polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 229910000652 nickel hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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
- 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
- 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
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
【課題】電極板の皺や反りの発生を抑制できる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】蓄電モジュール12は、一方面34a側に正極36が形成され、他方面34b側に負極38が形成された電極板34からなるバイポーラ電極32を有する。蓄電モジュール12は、セパレータ40を介してバイポーラ電極32を積層してなる積層体30と、バイポーラ電極32の積層によって形成された積層体30の側面30aにおいて電極板34の縁部35を保持する枠体50と、を備える。枠体50は、少なくとも電極板34の縁部35同士の間に配置された第1部分52と、積層体30の側面30aに沿って第1部分52を外側から取り囲む第2部分54と、を有する。第1部分52は、電極板34の縁部35に結合された樹脂部62と、樹脂部62の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する芯材部64とを含む。
【選択図】図3
【解決手段】蓄電モジュール12は、一方面34a側に正極36が形成され、他方面34b側に負極38が形成された電極板34からなるバイポーラ電極32を有する。蓄電モジュール12は、セパレータ40を介してバイポーラ電極32を積層してなる積層体30と、バイポーラ電極32の積層によって形成された積層体30の側面30aにおいて電極板34の縁部35を保持する枠体50と、を備える。枠体50は、少なくとも電極板34の縁部35同士の間に配置された第1部分52と、積層体30の側面30aに沿って第1部分52を外側から取り囲む第2部分54と、を有する。第1部分52は、電極板34の縁部35に結合された樹脂部62と、樹脂部62の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する芯材部64とを含む。
【選択図】図3
Description
本発明は、蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法に関する。
従来の蓄電モジュールとして、電極板の一方面に正極が形成され、他方面に負極が形成されたバイポーラ電極を備えるバイポーラ電池が知られている(特許文献1参照)。バイポーラ電池は、セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層してなる積層体を備えている。積層体には、樹脂からなるシール用の枠体が設けられ、バイポーラ電極の積層によって形成される側面において電極板の縁部が保持されるようになっている。
上述したような蓄電モジュールの製造方法として、例えば、枠体の一部を各電極板の縁部上に予め形成しておき、当該一部が電極板の縁部同士の間に位置するようにバイポーラ電極を積層した後に、当該一部を外側から取り囲むように枠体の残部を形成する方法が考えられる。しかしながら、かかる場合、枠体の一部を電極板の縁部に溶着する際に当該一部が熱収縮することによって、電極板に皺や反りが発生することが懸念される。電極板の皺や反りは、隣り合う電極板間の短絡を誘発するおそれがある。
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、電極板の皺や反りの発生を抑制できる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一側面に係る蓄電モジュールは、一方面側に正極が形成され、他方面側に負極が形成された電極板からなるバイポーラ電極を有する蓄電モジュールであって、セパレータを介してバイポーラ電極を積層してなる積層体と、バイポーラ電極の積層によって形成された積層体の側面において電極板の縁部を保持する枠体と、を備え、枠体は、少なくとも電極板の縁部同士の間に配置された第1部分と、積層体の側面に沿って第1部分を外側から取り囲む第2部分と、を有し、第1部分は、電極板の縁部に結合された樹脂部と、樹脂部の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する芯材部と、を含む。
この蓄電モジュールでは、枠体のうち、少なくとも電極板の縁部同士の間に配置された第1部分が、電極板の縁部に結合された樹脂部に加えて、樹脂部の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する芯材部を含んでいる。これにより、第1部分の全体が樹脂からなる場合と比べて溶着時における第1部分の熱収縮量を低減でき、電極板の皺や反りの発生を抑制できる。
芯材部の剛性は、樹脂部の剛性よりも大きくてもよい。この場合、芯材部の剛性によって電極板の反りの発生を一層抑制できる。
芯材部は、不織布により構成されていてもよい。この場合、不織布により構成された芯材部によって電極板の皺や反りの発生を抑制できる。
芯材部は、金属により構成されていてもよい。この場合、金属により構成された芯材部によって電極板の皺や反りの発生を抑制できる。
芯材部は、電極板と平行にかつ層状に形成されていてもよい。この場合、電極板の皺や反りの発生をより一層抑制できる。
芯材部は、樹脂部によって挟み込まれるように設けられていてもよい。この場合、電極板の皺や反りの発生をより一層抑制できる。
芯材部は、樹脂部上に設けられていてもよい。この場合、電極板の皺や反りの発生をより一層抑制できる。
樹脂部及び芯材部は、電極板の一方面側及び他方面側のそれぞれに設けられていてもよい。この場合、電極板の一方面側及び他方面側のそれぞれにおいて第1部分の熱収縮量を低減でき、電極板の皺や反りの発生をより一層抑制できる。
芯材部は、金属により構成され、電極板との間で樹脂部を挟み込むように設けられており、電極板における樹脂部との結合面、及び芯材部における樹脂部との結合面は、粗化面となっていてもよい。この場合、電極板と樹脂部との結合面での熱収縮による反りと、芯材部と樹脂部との結合面での反りとを相殺させることができ、電極板の皺や反りの発生をより一層抑制できる。
本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、一方面側に正極が形成され、他方面側に負極が形成された電極板からなるバイポーラ電極の積層体と、バイポーラ電極の積層によって形成された積層体の側面において電極板の縁部を保持する枠体と、を有する蓄電モジュールの製造方法であって、枠体の第1部分を電極板の縁部上に形成する一次成形工程と、第1部分が電極板の縁部同士の間に配置されるようにバイポーラ電極を積層することにより、積層体を得る積層工程と、枠体のうち、積層体の側面に沿って第1部分を外側から取り囲む第2部分を形成する二次成形工程と、を備え、一次成形工程では、樹脂部と、樹脂部の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する芯材部とを含む第1部分を、樹脂部において電極板の縁部に溶着する。
この蓄電モジュールの製造方法においては、一次成形工程では、樹脂部と、樹脂部の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する芯材部とを含む第1部分を、樹脂部において電極板の縁部に溶着する。これにより、第1部分の全体が樹脂からなる場合と比べて溶着時における第1部分の熱収縮量を低減でき、電極板の皺や反りの発生を抑制できる。
本発明によれば、電極板の皺や反りの発生を抑制できる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供できる。
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面にはXYZ直交座標系が示されている。
図1に示される蓄電装置10は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置10は、複数(本実施形態では3つ)の蓄電モジュール12を備えているが、単一の蓄電モジュール12を備えていてもよい。蓄電モジュール12は例えばバイポーラ電池である。蓄電モジュール12は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
複数の蓄電モジュール12は、例えば金属板等の導電板14を介して積層されている。積層方向から見て、蓄電モジュール12及び導電板14は例えば矩形状をなしている。蓄電モジュール12の詳細については後述する。導電板14は、蓄電モジュール12の積層方向(Z方向)において両端に位置する蓄電モジュール12の外側にもそれぞれ配置されている。導電板14は、隣り合う蓄電モジュール12と電気的に接続されている。これにより、複数の蓄電モジュール12が積層方向に直列に接続されている。
積層方向において、一端に位置する導電板14には正極端子24が接続されており、他端に位置する導電板14には負極端子26が接続されている。正極端子24は、接続される導電板14と一体であってもよい。負極端子26は、接続される導電板14と一体であってもよい。正極端子24及び負極端子26は、積層方向に交差する方向(X方向)に延在している。これらの正極端子24及び負極端子26により、蓄電装置10の充放電を実施できる。
導電板14は、蓄電モジュール12において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板14の内部に設けられた複数の空隙14aを空気等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール12からの熱を効率的に外部に放出できる。各空隙14aは例えば積層方向に交差する方向(Y方向)に延在している。積層方向から見て、導電板14は、蓄電モジュール12よりも小さいが、蓄電モジュール12と同じかそれより大きくてもよい。
蓄電装置10は、交互に積層された蓄電モジュール12及び導電板14を積層方向に拘束する拘束部材16を備えている。拘束部材16は、一対の拘束プレート17,17と、拘束プレート17,17同士を連結する連結部材(ボルト18及びナット20)とにより構成されている。各拘束プレート17と導電板14との間には、例えば樹脂フィルム等の絶縁フィルム22が配置されている。各拘束プレート17は、例えば鉄等の金属により構成されている。
積層方向から見て、各拘束プレート17及び絶縁フィルム22は例えば矩形状をなしている。絶縁フィルム22は導電板14よりも大きくなっており、各拘束プレート17は、蓄電モジュール12よりも大きくなっている。各拘束プレート17の縁部には、ボルト18の軸部を挿通させる挿通孔17aが蓄電モジュール12よりも外側となる位置に設けられている。各拘束プレート17が矩形状をなしている場合、挿通孔17aは拘束プレート17の角部に位置する。
一方の拘束プレート17は、正極端子24に接続された導電板14に絶縁フィルム22を介して突き当てられ、他方の拘束プレート17は、負極端子26に接続された導電板14に絶縁フィルム22を介して突き当てられている。ボルト18は、例えば他方の拘束プレート17側から一方の拘束プレート17側に向かって挿通孔17aに通されており、一方の拘束プレート17から突出するボルト18の先端には、ナット20が螺合されている。これにより、絶縁フィルム22、導電板14及び蓄電モジュール12が挟持されてユニット化されると共に、積層方向に拘束荷重が付加されている。
図2に示されるように、蓄電モジュール12は、バイポーラ電極32の積層体30と、積層体30を保持する枠体50とを備えている。積層体30は、セパレータ40を介して複数のバイポーラ電極32を積層することによって構成されている。バイポーラ電極32の積層方向は、蓄電モジュール12の積層方向と一致している。バイポーラ電極32は、一方面34a側に正極36が形成され、かつ他方面34b側に負極38が形成された電極板34からなる電極である。積層体30において、一のバイポーラ電極32の正極36は、セパレータ40を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極32の負極38と対向し、一のバイポーラ電極32の負極38は、セパレータ40を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極32の正極36と対向している。
積層方向において、積層体30の一端には、内側面に負極38が配置された電極板34(負極側終端電極)が配置され、他端には、内側面に正極36が配置された電極板34(正極側終端電極)が配置されている。負極側終端電極の負極38は、セパレータ40を介して最上層のバイポーラ電極32の正極36と対向している。正極側終端電極の正極36は、セパレータ40を介して最下層のバイポーラ電極32の負極38と対向している。これら終端電極の電極板34のそれぞれは、隣り合う導電板14(図1参照)に接続されている。
電極板34は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板34の縁部35は、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。正極36を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極38を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。電極板34の他方面34bにおける負極38の形成領域は、電極板34の一方面34aにおける正極36の形成領域に対して一回り大きくなっている。
セパレータ40は、例えばシート状に形成されている。セパレータ40を形成する材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ40は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ40は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。
枠体50は、例えば矩形の筒状をなしており、バイポーラ電極32の積層によって形成された積層体30の側面30aにおいて電極板34の縁部35を保持している。枠体50は、各電極板34の縁部35をそれぞれ保持する複数の第1部分52と、それら第1部分52の全体を側面30aに沿って外側から取り囲む第2部分54とを有している。
第1部分52は、電極板34の縁部35に、電極板34の一方面34a側と他方面34b側とにわたるように設けられている。第1部分52は、電極板34の縁部35の全周にわたって設けられている。その結果、第1部分52には、バイポーラ電極32の電極板34の縁部35が埋没して保持されている。バイポーラ電極32の電極板34の縁部35と同様に、積層体30の両端に配置された電極板34の縁部35も第1部分52に埋没して保持されている。
積層方向に隣り合う第1部分52同士は、対向面において接触している。第2部分54は、積層方向に並んだ複数の第1部分52の全体を側面30aに沿って外側から取り囲んでシールしている。これにより、隣り合う電極板34,34間には、当該電極板34,34と枠体50とによって気密に仕切られた内部空間が形成されている。当該内部空間には、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液からなる電解液(不図示)が収容されている。
次に、図3を参照しつつ、上述した第1部分52の構成について更に詳細に説明する。
第1部分52は、電極板34の縁部35に結合された第1樹脂部62を有している。第1樹脂部62は、電極板34の一方面34a側と他方面34b側とにわたって設けられ、電極板34の一方面34a、他方面34b及び端面34cに結合されている。つまり、電極板34の縁部35は第1樹脂部62に埋没して保持されている。第1樹脂部62の内側の一部は、電極板34の縁部35同士の間に位置し、外側の一部は、電極板34から外側に張り出している。第1樹脂部62において積層方向に対向する第1表面62a及び第2表面62bのそれぞれは、電極板34と平行な平坦面となっている。
第1部分52は、第1樹脂部62の第1表面62a上及び第2表面62b上にわたってそれぞれ設けられた芯材部64,64を更に有している。各芯材部64は、電極板34と平行に層状に形成されている。芯材部64,64は、例えば互いに同一の厚さを有している。
また、第1部分52は、芯材部64,64上にわたってそれぞれ設けられた第2樹脂部66,66を更に有している。各第2樹脂部66は、電極板34と平行にかつ層状に形成されている。電極板34に対して一方面34a側に配置された第2樹脂部66の厚さは、例えば他方面34b側に配置された第2樹脂部66の厚さよりも薄くなっている。
このように、本実施形態では、第1樹脂部62、芯材部64及び第2樹脂部66が電極板34の一方面34a側及び他方面34b側のそれぞれに設けられている。また、各芯材部64は、第1樹脂部62と第2樹脂部66とによって積層方向に挟み込まれている。
第1部分52の第1樹脂部62及び第2樹脂部66、並びに第2部分54は、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等の絶縁性を有する樹脂により形成されている。第2樹脂部66は、例えば第1樹脂部62と同一の樹脂材料により形成されているが、第1樹脂部62と異なる樹脂材料により形成されていてもよい。第2部分54も、例えば第1樹脂部62と同一の樹脂材料により形成されているが、第1樹脂部62と異なる樹脂材料により形成されていてもよい。
芯材部64は、第1樹脂部62の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有し、かつ第1樹脂部62の剛性よりも大きい剛性を有するように形成されている。芯材部64を構成する材料としては、例えば不織布、金属、セラミック又は樹脂等が挙げられる。芯材部64を構成する不織布としては、PA(ポリアミド)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等からなるものが例示され、不織布に樹脂を含浸させたものを用いてもよい。芯材部64を構成する金属としては、ニッケル等が例示され、電極板34と同一の材料を用いてもよい。例えば、芯材部64がPAからなる不織布により構成され、第1樹脂部62が変性PPEにより構成されている場合、芯材部64の熱膨張係数は−5×10−6〜−1×10−4(1/K)となり、第1樹脂部62の熱膨張係数1.5×10−4〜2.1×10−4(1/K)よりも小さくなる。
続いて、上述した蓄電モジュール12の製造方法について説明する。まず、第1部分52を電極板34の縁部35上に形成する(一次成形工程)。一次成形工程では、第1樹脂部62と芯材部64とを含む第1部分52を予め用意しておき、第1樹脂部62を溶融及び凝固させることにより、第1部分52を第1樹脂部62において電極板34の縁部35に溶着する。続いて、第1部分52が電極板34の縁部35同士の間に配置されるように複数のバイポーラ電極32を積層することにより、積層体30を得る(積層工程)。続いて、射出成形により、積層体30の側面30aに沿って第1部分52を外側から取り囲む第2部分54を形成する(二次成形工程)。続いて、枠体50内に形成された内部空間に注液口(不図示)から電解液を注入した後に当該注液口を封止することによって、蓄電モジュール12が得られる。
以上説明したように、蓄電モジュール12では、枠体50のうち、少なくとも電極板34の縁部35同士の間に配置された第1部分52が、電極板34の縁部35に結合された第1樹脂部62に加えて、第1樹脂部62の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する芯材部64を含んでいる。これにより、第1部分52の全体が樹脂からなる場合と比べて溶着時における第1部分52の熱収縮量を低減でき、電極板34の皺や反りの発生を抑制できる。
また、蓄電モジュール12では、芯材部64の剛性が第1樹脂部62の剛性よりも大きくなっているため、芯材部64の剛性によって電極板34の反りの発生を一層抑制できる。
また、蓄電モジュール12では、芯材部64が不織布又は金属により構成されていてもよく、この場合、不織布又は金属により構成された芯材部64によって電極板34の皺や反りの発生を抑制できる。
また、蓄電モジュール12では、芯材部64が電極板34と平行にかつ層状に形成されているため、電極板34の皺や反りの発生をより一層抑制できる。
また、蓄電モジュール12では、芯材部64が第1樹脂部62と第2樹脂部66とによって挟み込まれるように設けられているため、電極板34の皺や反りの発生をより一層抑制できる。
また、蓄電モジュール12では、第1樹脂部62及び芯材部64が電極板34の一方面34a側及び他方面34b側のそれぞれに設けられている。これにより、電極板34の一方面34a側及び他方面34b側のそれぞれにおいて第1部分52の熱収縮量を低減でき、電極板34の皺や反りの発生をより一層抑制できる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、図4に示される第1変形例のように、第2樹脂部66が設けられなくてもよい。第1変形例では、第1樹脂部62上の各芯材部64が積層方向において最も外側に位置している。電極板34に対して一方面34a側に配置された芯材部64の厚さは、他方面34b側に配置された芯材部64の厚さよりも薄くなっている。このような第1変形例によっても、上記実施形態と同様に、第1部分52の熱収縮量を低減でき、電極板34の皺や反りの発生を抑制できる。なお、第1変形例のように芯材部64が積層方向において最も外側に設けられる場合、芯材部64が絶縁性を有する材料により構成されていると、電極板34同士の短絡の発生を抑制できる。
また、図5(a)に示される第2変形例のように、芯材部64が第1樹脂部62A内に埋設されてもよい。第2変形例では、芯材部64が第1樹脂部62Aによって積層方向に挟み込まれている。このような第2変形例によっても、上記実施形態と同様に、第1部分52の熱収縮量を低減でき、電極板34の皺や反りの発生を抑制できる。
また、図5(b)に示される第3変形例のように、第1樹脂部62、芯材部64及び第2樹脂部66が電極板34の一方面34a側のみに設けられてもよい。第3変形例では、第1樹脂部62Bが電極板34の一方面34a及び端面34cのみに結合されている。このような第3変形例によっても、上記実施形態と同様に、第1部分52の熱収縮量を低減でき、電極板34の皺や反りの発生を抑制できる。
また、図6に示される第4変形例のように第1部分52が構成されてもよい。第4変形例における第1部分52の層構成は第1変形例のものと同一である。第4変形例では、各芯材部64は金属により構成されている。電極板34における第1樹脂部62との結合面34d,34d、及び芯材部64における第1樹脂部62との結合面64aは、粗化面となっている。これらの粗化面には、溶着時に樹脂との結合を促進するための凹凸が形成されている。これらの粗化面は、例えば電解メッキ処理により形成できる。
このような第4変形例によっても、上記実施形態と同様に、第1部分52の熱収縮量を低減でき、電極板34の皺や反りの発生を抑制できる。更に、電極板34と第1樹脂部62との結合面34dでの熱収縮による反りと、芯材部64と第1樹脂部62との結合面64aでの反りとを相殺させることができ、電極板34の皺や反りの発生をより一層抑制できる。なお、第4変形例においても、第3変形例のように、第1樹脂部62及び芯材部64が電極板34の一方面34a側のみに設けられてもよい。この場合でも、電極板34と第1樹脂部62との結合面34dでの熱収縮による反りと、芯材部64と第1樹脂部62との結合面64aでの反りとを相殺させることができる。
上記実施形態では、第1部分52の外側の一部が電極板34から外側に張り出していたが、第1部分52は少なくとも電極板34の縁部35同士の間に配置されていればよく、例えば第1部分52の全体が電極板34の縁部35同士の間に配置されていてもよい。
12…蓄電モジュール、30…積層体、30a…側面、32…バイポーラ電極、34…電極板、34a…一方面、34b…他方面、34d…結合面、35…縁部、36…正極、38…負極、40…セパレータ、50…枠体、52…第1部分、54…第2部分、62,62A,62B…第1樹脂部、64…芯材部、64a…結合面、66…第2樹脂部。
Claims (10)
- 一方面側に正極が形成され、他方面側に負極が形成された電極板からなるバイポーラ電極を有する蓄電モジュールであって、
セパレータを介して前記バイポーラ電極を積層してなる積層体と、
前記バイポーラ電極の積層によって形成された前記積層体の側面において前記電極板の縁部を保持する枠体と、を備え、
前記枠体は、少なくとも前記電極板の縁部同士の間に配置された第1部分と、前記積層体の前記側面に沿って前記第1部分を外側から取り囲む第2部分と、を有し、
前記第1部分は、前記電極板の縁部に結合された樹脂部と、前記樹脂部の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する芯材部と、を含む、蓄電モジュール。 - 前記芯材部の剛性は、前記樹脂部の剛性よりも大きい、請求項1に記載の蓄電モジュール。
- 前記芯材部は、不織布により構成されている、請求項1又は2に記載の蓄電モジュール。
- 前記芯材部は、金属により構成されている、請求項1又は2に記載の蓄電モジュール。
- 前記芯材部は、前記電極板と平行にかつ層状に形成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記芯材部は、前記樹脂部によって挟み込まれるように設けられている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記芯材部は、前記樹脂部上に設けられている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記樹脂部及び前記芯材部は、前記電極板の前記一方面側及び前記他方面側のそれぞれに設けられている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記芯材部は、金属により構成され、前記電極板との間で前記樹脂部を挟み込むように設けられており、
前記電極板における前記樹脂部との結合面、及び前記芯材部における前記樹脂部との結合面は、粗化面となっている、請求項1又は2に記載の蓄電モジュール。 - 一方面側に正極が形成され、他方面側に負極が形成された電極板からなるバイポーラ電極の積層体と、前記バイポーラ電極の積層によって形成された前記積層体の側面において前記電極板の縁部を保持する枠体と、を有する蓄電モジュールの製造方法であって、
前記枠体の第1部分を前記電極板の縁部上に形成する一次成形工程と、
前記第1部分が前記電極板の縁部同士の間に配置されるように前記バイポーラ電極を積層することにより、前記積層体を得る積層工程と、
前記枠体のうち、前記積層体の前記側面に沿って前記第1部分を外側から取り囲む第2部分を形成する二次成形工程と、を備え、
前記一次成形工程では、樹脂部と、前記樹脂部の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する芯材部とを含む前記第1部分を、前記樹脂部において前記電極板の縁部に溶着する、蓄電モジュールの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016253059A JP2018106962A (ja) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 |
| PCT/JP2017/044019 WO2018123503A1 (ja) | 2016-12-27 | 2017-12-07 | 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016253059A JP2018106962A (ja) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018106962A true JP2018106962A (ja) | 2018-07-05 |
Family
ID=62707540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016253059A Pending JP2018106962A (ja) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018106962A (ja) |
| WO (1) | WO2018123503A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020030952A (ja) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール |
| JP2020198190A (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュールの製造方法、及び、蓄電モジュール |
| JP2021174632A (ja) * | 2020-04-22 | 2021-11-01 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111630680B (zh) * | 2018-01-30 | 2023-01-06 | 株式会社丰田自动织机 | 蓄电模块及蓄电模块的制造方法 |
| WO2020039763A1 (ja) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 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 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI77543C (fi) * | 1985-12-19 | 1989-03-10 | Neste Oy | Ackumulator. |
| JP4042613B2 (ja) * | 2003-04-14 | 2008-02-06 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池 |
| JP4956777B2 (ja) * | 2005-10-24 | 2012-06-20 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池、組電池及びそれらの電池を搭載した車両 |
| JP5266618B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2013-08-21 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池 |
| JP5493265B2 (ja) * | 2007-12-03 | 2014-05-14 | 日産自動車株式会社 | 電池、組電池およびそれを搭載した車両 |
| JP6050066B2 (ja) * | 2012-09-14 | 2016-12-21 | Nok株式会社 | 双極型二次電池及びその製造方法 |
-
2016
- 2016-12-27 JP JP2016253059A patent/JP2018106962A/ja active Pending
-
2017
- 2017-12-07 WO PCT/JP2017/044019 patent/WO2018123503A1/ja not_active Ceased
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020030952A (ja) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール |
| JP7100538B2 (ja) | 2018-08-22 | 2022-07-13 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール |
| JP2020198190A (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュールの製造方法、及び、蓄電モジュール |
| JP7243460B2 (ja) | 2019-05-31 | 2023-03-22 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュールの製造方法、及び、蓄電モジュール |
| JP2021174632A (ja) * | 2020-04-22 | 2021-11-01 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール |
| JP7409212B2 (ja) | 2020-04-22 | 2024-01-09 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018123503A1 (ja) | 2018-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109792070B (zh) | 蓄电装置和蓄电装置的制造方法 | |
| JP5541514B2 (ja) | 積層型二次電池 | |
| JP6897124B2 (ja) | 蓄電モジュール | |
| JP2018120818A (ja) | 蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュール | |
| WO2018123503A1 (ja) | 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 | |
| WO2018150723A1 (ja) | 蓄電モジュール | |
| JP2018133323A (ja) | 蓄電装置 | |
| WO2018150700A1 (ja) | 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 | |
| WO2018123502A1 (ja) | 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 | |
| CN111201657B (zh) | 蓄电模块 | |
| JP2019012653A (ja) | 蓄電装置およびその製造方法 | |
| JP2018106967A (ja) | 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法 | |
| JP6959514B2 (ja) | 蓄電モジュール、蓄電モジュールの製造方法、及び、蓄電装置の製造方法 | |
| JP2018049801A (ja) | 蓄電装置 | |
| JP7164459B2 (ja) | 蓄電モジュール | |
| JP7123687B2 (ja) | バイポーラ電池及びバイポーラ電池の製造方法 | |
| JP7103055B2 (ja) | 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 | |
| JP6683089B2 (ja) | 蓄電装置 | |
| JP2018106963A (ja) | 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 | |
| JP2018073508A (ja) | 蓄電装置、及び蓄電装置の製造方法 | |
| JP2019129070A (ja) | バイポーラ電池の製造方法及びバイポーラ電池 | |
| JP2019009078A (ja) | 蓄電装置の製造方法及び蓄電装置 | |
| JP2019079677A (ja) | 蓄電モジュール | |
| JP7152948B2 (ja) | 蓄電装置 | |
| JP2018142459A (ja) | 蓄電装置 |