JP2019009078A - Manufacturing method of power storage device and power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電装置の製造方法及び蓄電装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a power storage device and a power storage device.
従来の蓄電装置として、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封止体が設けられ、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。 As a conventional power storage device, a bipolar battery including a bipolar electrode in which a positive electrode is formed on one surface of an electrode plate and a negative electrode is formed on the other surface is known (see Patent Document 1). The bipolar battery is provided with a laminate formed by laminating a plurality of bipolar electrodes via a separator. The laminated body is provided with a sealing body made of a resin, and the edge of the electrode plate is held on the side surface formed by the lamination of the bipolar electrodes.
上述したような蓄電装置の製造方法として、例えば、封止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包囲するように封止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、封止体の一部を電極板の縁部に溶着する際に、当該一部と電極板との間の熱膨張係数の差に起因して、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。 As a method for manufacturing the power storage device as described above, for example, a part of the sealing body is formed in advance on the edge of each electrode plate, and the part is positioned between the edges of the electrode plates. A method of forming the remaining part of the sealing body so as to surround the part from the outside after the bipolar electrode is laminated on the substrate is conceivable. However, in such a case, when a part of the sealing body is welded to the edge of the electrode plate, the electrode plate is wrinkled or warped due to a difference in thermal expansion coefficient between the part and the electrode plate. There are concerns about the occurrence. The wrinkles and warpage of the electrode plates may induce a short circuit between adjacent electrode plates.
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装置の製造方法及び蓄電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a power storage device and a power storage device that can suppress wrinkles and warpage of an electrode plate.
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、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、バイポーラ電極の縁部を包囲するように積層体の側面に設けられた封止体と、を備える蓄電装置の製造方法であって、電極板の縁部上に封止体の第1部分を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、積層体を形成する積層工程と、封止体のうち、積層体の側面に沿って第1部分を外側から包囲する第2部分を形成する二次成形工程と、を含み、一次成形工程では、第1樹脂部材と、過去に第1樹脂部材の溶融温度に至るまでの加熱が一度もなされていない不織布とを電極板の縁部上にこの順に重ねた状態で、第1樹脂部材を溶融及び凝固させることにより、電極板の縁部に結合された樹脂部と、樹脂部に結合された不織布部とを含む第1部分を電極板の縁部上に形成する。 A method for manufacturing a power storage device according to one aspect of the present invention includes a bipolar electrode laminate including an electrode plate having a positive electrode formed on one side and a negative electrode formed on the other side, and an edge of the bipolar electrode. And a sealing body provided on the side surface of the laminate, and a first forming step of forming a first portion of the sealing body on the edge of the electrode plate, Laminating the bipolar electrode so that one part is disposed between the edges of the electrode plates, thereby forming a laminated body, and the first part along the side surface of the laminated body of the sealing body A second molding step for forming a second portion surrounding the outer side of the first resin member. In the primary molding step, the first resin member and the heating up to the melting temperature of the first resin member have been performed in the past. In the state where the non-woven fabric is laminated on the edge of the electrode plate in this order, the first tree By melting and solidifying the member, and a resin portion which is coupled to the edge of the electrode plate is formed on the first portion of the electrode plate edge on which includes a nonwoven fabric portion joined to the resin portion.
この蓄電装置の製造方法では、一次成形工程において、第1樹脂部材と不織布とを電極板の縁部上にこの順に重ねた状態で、第1樹脂部材を溶融及び凝固させることにより、樹脂部と不織布部とを含む第1部分を電極板の縁部上に形成する。これにより、不織布の熱膨張係数は樹脂部の熱膨張係数よりも小さいため、第1部分の全体が樹脂からなる場合と比べて第1部分の熱膨張係数を低減でき、第1部分と電極板との間の熱膨張係数の差を低減できる。特に、この蓄電装置の製造方法では、一次成形工程において、過去に第1樹脂部材の溶融温度に至るまでの加熱が一度もなされていない不織布を用いている。これにより、不織布の熱膨張係数は初回の加熱時に最も小さくなるため、第1部分の熱膨張係数を効果的に低減でき、第1部分と電極板との間の熱膨張係数の差を効果的に低減できる。よって、この蓄電装置の製造方法によれば、電極板の皺や反りの発生を抑制できる。 In this power storage device manufacturing method, in the primary molding step, the first resin member and the non-woven fabric are stacked on the edge of the electrode plate in this order, and the first resin member is melted and solidified. A first portion including a nonwoven fabric portion is formed on the edge of the electrode plate. Thereby, since the thermal expansion coefficient of a nonwoven fabric is smaller than the thermal expansion coefficient of a resin part, compared with the case where the whole 1st part consists of resin, the thermal expansion coefficient of a 1st part can be reduced, and a 1st part and an electrode plate The difference in the thermal expansion coefficient can be reduced. In particular, in this method for manufacturing a power storage device, in the primary molding step, a nonwoven fabric that has never been heated up to the melting temperature of the first resin member in the past is used. Thereby, since the thermal expansion coefficient of a nonwoven fabric becomes the smallest at the time of the first heating, the thermal expansion coefficient of a 1st part can be reduced effectively, and the difference of the thermal expansion coefficient between a 1st part and an electrode plate is effective. Can be reduced. Therefore, according to the method for manufacturing the power storage device, generation of wrinkles and warpage of the electrode plate can be suppressed.
また、一次成形工程では、第2樹脂部材を不織布上に更に重ねた状態で、第1樹脂部材及び第2樹脂部材を溶融及び凝固させてもよい。この場合、電極板の皺や反りの発生を一層抑制できる。 In the primary molding step, the first resin member and the second resin member may be melted and solidified in a state where the second resin member is further stacked on the nonwoven fabric. In this case, wrinkles and warpage of the electrode plate can be further suppressed.
また、一次成形工程では、第2樹脂部材によって不織布における第2樹脂部材側の表面の全体を覆った状態で、第1樹脂部材及び第2樹脂部材を溶融及び凝固させることにより、樹脂部内に不織布部が配置された第1部分を電極板の縁部上に形成してもよい。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。 In the primary molding step, the first resin member and the second resin member are melted and solidified in a state where the entire surface of the nonwoven fabric on the second resin member side is covered with the second resin member, so that the nonwoven fabric is formed in the resin portion. The first portion where the portion is disposed may be formed on the edge of the electrode plate. In this case, generation | occurrence | production of the wrinkles and curvature of an electrode plate can be suppressed further.
また、一次成形工程では、樹脂部上に不織布部が配置された第1部分を電極板の縁部上に形成してもよい。この場合、電極板の皺や反りの発生を一層抑制できる。 Moreover, you may form the 1st part by which a nonwoven fabric part is arrange | positioned on the resin part on the edge part of an electrode plate at a primary shaping | molding process. In this case, wrinkles and warpage of the electrode plate can be further suppressed.
また、一次成形工程では、電極板に垂直な方向から見て、樹脂部及び不織布部の外縁が互いに一致した第1部分を電極板の縁部上に形成してもよい。この場合、二次成形工程において第2部分を積層体の側面に沿って良好に形成でき、第2部分による封止性を向上できる。 In the primary molding step, a first portion in which the outer edges of the resin portion and the nonwoven fabric portion coincide with each other when viewed from the direction perpendicular to the electrode plate may be formed on the edge portion of the electrode plate. In this case, the second part can be formed well along the side surface of the laminate in the secondary molding step, and the sealing performance by the second part can be improved.
本発明の一側面に係る蓄電装置は、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装置であって、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、バイポーラ電極の縁部を包囲するように積層体の側面に設けられた封止体と、を備え、封止体は、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、側面に沿って第1部分を外側から包囲する第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、樹脂部に結合された不織布部と、を含み、不織布部は、樹脂部の溶融温度に至るまでの加熱が一度だけなされた熱履歴を有する。 A power storage device according to one aspect of the present invention is a power storage device having a bipolar electrode made of an electrode plate having a positive electrode formed on one side and a negative electrode formed on the other side, wherein the bipolar electrode is connected via a separator. A laminated body formed by stacking and a sealing body provided on a side surface of the laminated body so as to surround the edge of the bipolar electrode, and the sealing body is disposed at least between the edges of the electrode plate And a second portion surrounding the first portion from the outside along the side surface, the first portion being coupled to the edge portion of the electrode plate and the resin portion The nonwoven fabric portion has a thermal history in which heating up to the melting temperature of the resin portion is performed only once.
この蓄電装置では、封止体のうち、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、樹脂部に結合された不織布部を含んでいる。これにより、不織布の熱膨張係数は樹脂部の熱膨張係数よりも小さいため、第1部分の全体が樹脂からなる場合と比べて第1部分の熱膨張係数を低減でき、第1部分と電極板との間の熱膨張係数の差を低減できる。特に、この蓄電装置では、不織布部が、樹脂部の溶融温度に至るまで一度だけ加熱された熱履歴を有している。これにより、不織布の熱膨張係数は初回の加熱時に最も小さくなるため、第1部分の熱膨張係数を効果的に低減でき、第1部分と電極板との間の熱膨張係数の差を効果的に低減できる。よって、この蓄電装置によれば、電極板の皺や反りの発生を抑制できる。 In this power storage device, in the sealing body, the first portion disposed between the edges of the electrode plates is a nonwoven fabric bonded to the resin portion in addition to the resin portion bonded to the edge portion of the electrode plate. Contains parts. Thereby, since the thermal expansion coefficient of a nonwoven fabric is smaller than the thermal expansion coefficient of a resin part, compared with the case where the whole 1st part consists of resin, the thermal expansion coefficient of a 1st part can be reduced, and a 1st part and an electrode plate The difference in the thermal expansion coefficient can be reduced. In particular, in this power storage device, the nonwoven fabric portion has a heat history that is heated only once until the melting temperature of the resin portion is reached. Thereby, since the thermal expansion coefficient of a nonwoven fabric becomes the smallest at the time of the first heating, the thermal expansion coefficient of a 1st part can be reduced effectively, and the difference of the thermal expansion coefficient between a 1st part and an electrode plate is effective. Can be reduced. Therefore, according to this power storage device, wrinkles and warpage of the electrode plate can be suppressed.
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装置の製造方法及び蓄電装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method and electrical storage apparatus of an electrical storage apparatus which can suppress generation | occurrence | production of the wrinkles and curvature of an electrode plate can be provided.
以下、本発明の一実施形態について、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用い、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are used for the same or corresponding elements, and duplicate descriptions are omitted.
図1は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。同図に示す蓄電装置1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1は、複数の蓄電モジュール4を積層してなる蓄電モジュール積層体2と、蓄電モジュール積層体2に対して積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材3とを備えて構成されている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a power storage device. The
蓄電モジュール積層体2は、複数(本実施形態では3体)の蓄電モジュール4と、蓄電モジュール4,4間に配置された複数の導電板5とによって構成されている。蓄電モジュール4は、例えば後述するバイポーラ電極14を備えたバイポーラ電池であり、積層方向から見て矩形状をなしている。蓄電モジュール4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、或いは電気二重層キャパシタである。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
The power
積層方向に隣り合う蓄電モジュール4,4同士は、導電板5を介して電気的に接続されている。導電板5は、積層端に位置する蓄電モジュール4の外側にもそれぞれ配置されている。積層端に位置する蓄電モジュール4の外側に配置された一方の導電板5には、正極端子6が接続されている。積層端に位置する蓄電モジュール4の外側に配置された他方の導電板5には、負極端子7が接続されている。正極端子6及び負極端子7は、例えば導電板5の縁部から積層方向に交差する方向に引き出されている。正極端子6及び負極端子7により、蓄電装置1の充放電が実施される。
The
各導電板5の内部には、空気等の冷媒を流通させる複数の流路5aが設けられている。各流路5aは、例えば積層方向と、正極端子6及び負極端子7の引き出し方向とにそれぞれ直交する方向に互いに平行に延在している。これらの流路5aに冷媒を流通させることで、導電板5は、蓄電モジュール4,4同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、蓄電モジュール4で発生した熱を放熱する放熱板としての機能を併せ持つ。なお、図1の例では、積層方向から見た導電板5の面積は、蓄電モジュール4の面積よりも小さいが、放熱性の向上の観点から、導電板5の面積は、蓄電モジュール4の面積と同じであってもよく、蓄電モジュール4の面積よりも大きくてもよい。
Inside each
拘束部材3は、蓄電モジュール積層体2を積層方向に挟む一対のエンドプレート8,8と、エンドプレート8,8同士を締結する締結ボルト9及びナット10とによって構成されている。エンドプレート8は、積層方向から見た蓄電モジュール4及び導電板5の面積よりも一回り大きい面積を有する矩形の金属板である。エンドプレート8の内側面(蓄電モジュール積層体2側の面)には、電気絶縁性を有するフィルムFが設けられている。フィルムFにより、エンドプレート8と導電板5との間が絶縁されている。
The restraining member 3 includes a pair of
エンドプレート8の縁部には、蓄電モジュール積層体2よりも外側となる位置に挿通孔8aが設けられている。締結ボルト9は、一方のエンドプレート8の挿通孔8aから他方のエンドプレート8の挿通孔8aに向かって通され、他方のエンドプレート8の挿通孔8aから突出した締結ボルト9の先端部分には、ナット10が螺合されている。これにより、蓄電モジュール4及び導電板5がエンドプレート8,8によって挟持されて蓄電モジュール積層体2としてユニット化されると共に、蓄電モジュール積層体2に対して積層方向に拘束荷重が付加される。
An
次に、蓄電モジュール4の構成について更に詳細に説明する。図2は、蓄電モジュール4の内部構成を示す概略断面図である。同図に示すように、蓄電モジュール4は、電極積層体11と、電極積層体11を封止する封止体12とを備えて構成されている。
Next, the configuration of the
電極積層体11は、セパレータ13を介して複数のバイポーラ電極14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14は、一方面15a上に正極16が形成され、かつ他方面15b上に負極17が形成された電極板15からなる電極である。電極積層体11において、一のバイポーラ電極14の正極16は、セパレータ13を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極14の負極17と対向している。電極積層体11において、一のバイポーラ電極14の負極17は、セパレータ13を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極14の正極16と対向している。
The
電極積層体11の積層端の一方には、負極終端電極18が配置され、電極積層体11の積層端の他方には、正極終端電極19が配置されている。負極終端電極18は、内面(積層方向の中心側の面)上に負極17が形成された電極板15であり、正極終端電極19は、内面(積層方向の中心側の面)上に正極16が形成された電極板15である。負極終端電極18の負極17は、セパレータ13を介して積層端の一方のバイポーラ電極14の正極16と対向している。正極終端電極19の正極16は、セパレータ13を介して積層端の他方のバイポーラ電極14の負極17と対向している。負極終端電極18の電極板15及び正極終端電極19の電極板15は、蓄電モジュール4に隣接する導電板5(図1参照)に対して電気的に接続される。
A negative
電極板15は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板15の縁部(バイポーラ電極14の縁部)15c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16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17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。本実施形態では、電極板15の他方面15bにおける負極17の形成領域は、電極板15の一方面15aにおける正極16の形成領域に対して一回り大きくなっている。
The
セパレータ13は、例えばシート状に形成されている。セパレータ13を構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。セパレータ13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13は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。
The
封止体12は、例えば矩形の筒状に形成され、バイポーラ電極14の積層によって形成された電極積層体11の側面11aを包囲するように構成されている。封止体12は、各バイポーラ電極14の電極板15の縁部15cに沿って設けられた第1部分21と、それら第1部分21の全体を外側から包囲するように設けられた第2部分22とによって構成されている。
The sealing
第1部分21は、電極板15の一方面15a側の縁部15c(未塗工領域)において、電極板15の全ての辺にわたって連続的に設けられている。第1部分21は、後述するように、溶着によって当該縁部15cに結合されている。第1部分21の内側の一部は、積層方向に隣り合うバイポーラ電極14,14の電極板15の縁部15c同士の間に位置しており、外側の一部は、電極板15から外側に張り出している。第1部分21は、当該外側の一部において第2部分22に埋没している。
The
第2部分22は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、電極積層体11における積層方向の全長にわたって延在している。第2部分22は、例えば射出成型時の熱によって第1部分21の外表面に溶着されており、積層方向に隣り合うバイポーラ電極14,14間を封止している。これにより、積層方向に隣り合うバイポーラ電極14,14間には、内部空間Vが形成されている。この内部空間V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。
The
続いて、上述した第1部分21の構成について更に詳細に説明する。図3は、図2の一部を拡大して示す概略断面図である。同図に示すように、第1部分21は、電極板15の縁部15cに結合された樹脂部31と、樹脂部31に結合された不織布部32とを有して構成されている。この例では、樹脂部31は、互いの間に不織布部32を挟み込むように設けられた第1樹脂部33及び第2樹脂部34を含んで構成されている。
Subsequently, the configuration of the
第1樹脂部33、不織布部32及び第2樹脂部34は、それぞれ層状に形成され、電極板15の縁部15c上にこの順に積層されている。第1樹脂部33は電極板15の縁部15cに溶着されており、不織布部32、第1樹脂部33及び第2樹脂部34は溶着によって互いに結合されている。
The
より詳細には、第1樹脂部33は、電極板15側の第1表面33aにおいて電極板15の縁部15cに結合されており、不織布部32は、第1樹脂部33の電極板15とは反対側の第2表面33bに結合されている。第2樹脂部34は、第1樹脂部33の第2表面33bと、不織布部32の電極板15とは反対側の表面32aとに結合されている。積層方向に垂直な方向に沿っての不織布部32の幅は第1樹脂部33の幅よりも狭くなっている一方で、第2樹脂部34の幅は不織布部32の幅よりも広くなっており、不織布部32の外面の全体が第1樹脂部33及び第2樹脂部34によって覆われている。図3の例では、積層方向(電極板15に垂直な方向)から見て、第1樹脂部33及び第2樹脂部34の内縁同士及び外縁同士はそれぞれ一致している。
More specifically, the
第1部分21の第1樹脂部33及び第2樹脂部34、並びに第2部分22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構成されている。第2樹脂部34は、例えば第1樹脂部33と同一の樹脂材料により構成されているが、第1樹脂部33と異なる樹脂材料により構成されていてもよい。第2部分22についても、例えば第1樹脂部33及び第2樹脂部34と同一の樹脂材料により構成されているが、第1樹脂部33及び/又は第2樹脂部34と異なる樹脂材料により構成されていてもよい。
The
不織布部32は、例えば樹脂製の繊維同士が融着、接着、交絡等により結合されてなる不織布によって構成されている。不織布部32は、例えばポリアミド(PA)からなる繊維によって構成されているが、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリオレフィン等からなる繊維によって構成されていてもよい。不織布部32は、後述するように、樹脂部31の溶融温度に至るまでの加熱が一度だけなされた熱履歴を有している。
The
続いて、上述した蓄電装置1の製造方法について説明する。本実施形態に係る蓄電装置1の製造方法は、一次成形工程と、積層工程と、二次成形工程とを含んで構成されている。一次成形工程では、所定数のバイポーラ電極14を用意し、各バイポーラ電極14における電極板15の縁部15cに沿って第1部分21を形成する。
Then, the manufacturing method of the
この一次成形工程では、まず、図4(a)に示すように、第1樹脂部材43と、不織布42と、第2樹脂部材44とを電極板15の縁部15c上にこの順に重ねた状態とする。この状態では、第2樹脂部材44によって不織布42における第2樹脂部材44側の表面42aの全体が覆われている。そして、この状態で、電極板15、不織布42、第1樹脂部材43及び第2樹脂部材44を積層方向に熱プレスすることによって所定の溶着温度に至るまで加熱し、第1樹脂部材43及び第2樹脂部材44を溶融及び凝固させる。これにより、不織布42、第1樹脂部材43及び第2樹脂部材44が、それぞれ、上述した不織布部32、第1樹脂部33及び第2樹脂部34となり、樹脂部31内に不織布部32が配置された第1部分21が電極板15の縁部15c上に形成される。
In the primary molding step, first, as shown in FIG. 4A, the
ここで、上記溶着温度は、第1樹脂部材43の溶融温度及び第2樹脂部材44の溶融温度の双方よりも高い温度に設定されている。この溶着温度は、樹脂部31の溶融温度よりも高くなっている。溶着温度は、例えば200℃程度に設定されている。不織布42の溶融温度は当該溶着温度よりも高くなっており、一次成形工程中に不織布42は溶融しない。
Here, the welding temperature is set to a temperature higher than both the melting temperature of the
また、一次成形工程では、過去に樹脂部31の溶融温度に至るまでの加熱が一度もなされていない不織布42を用いている。すなわち、一次成形工程では、過去に樹脂部31の溶融温度に至るまでの加熱が一度もなされていない不織布42が第1樹脂部材43と第2樹脂部材44との間に挟み込まれた状態で、不織布42、第1樹脂部材43及び第2樹脂部材44を上記溶着温度に至るまで加熱する。その結果、蓄電装置1において、不織布部32は、樹脂部31の溶融温度に至るまでの加熱が一度だけなされた熱履歴を有することとなる。
Further, in the primary molding step, the
積層工程では、図4(b)に示すように、第1部分21が電極板15の縁部15c同士の間に配置されるように、セパレータ13を介してバイポーラ電極14を積層することにより、電極積層体11を形成する。二次成形工程では、射出成形の金型(不図示)内に電極積層体11を配置した後、金型内に溶融樹脂を射出することにより、第1部分21を包囲するように第2部分22を形成する。これにより、電極積層体11の側面11aに封止体12が形成される。
In the laminating step, as shown in FIG. 4B, by laminating the
二次成形工程の後、バイポーラ電極14,14間の内部空間Vに電解液を注入する工程、蓄電モジュール4と導電板5とを積層して蓄電モジュール積層体2を形成する工程、及び拘束部材3によって蓄電モジュール積層体2を拘束する工程等を経て、図1に示した蓄電装置1が得られる。
After the secondary forming step, a step of injecting an electrolytic solution into the internal space V between the
続いて、蓄電装置1の製造方法の作用効果を説明する。
Then, the effect of the manufacturing method of the
この蓄電装置1の製造方法では、一次成形工程において、第1樹脂部材43と不織布42とを電極板15の縁部15c上にこの順に重ねた状態で、第1樹脂部材43を溶融及び凝固させることにより、樹脂部31と不織布部32とを含む第1部分21を電極板15の縁部15c上に形成する。これにより、不織布42の熱膨張係数は樹脂部31の熱膨張係数よりも小さいため、第1部分21の全体が樹脂からなる場合と比べて第1部分21の熱膨張係数を低減でき、第1部分21と電極板15との間の熱膨張係数の差を低減できる。
In the method for manufacturing the
特に、この蓄電装置1の製造方法では、一次成形工程において、過去に樹脂部31の溶融温度に至るまでの加熱が一度もなされていない不織布42を用いている。これにより、不織布42の熱膨張係数は初回の加熱時に最も小さくなるため、第1部分21の熱膨張係数を効果的に低減でき、第1部分21と電極板15との間の熱膨張係数の差を効果的に低減できる。よって、この蓄電装置1の製造方法によれば、電極板15の皺や反りの発生を抑制できる。
In particular, in the method for manufacturing the
図5は、加熱回数による不織布の伸び量の変化の一例を示すグラフである。同図には、25℃において長さ23mmのポリアミド系の不織布の温度を25℃と200℃との間で繰り返し連続的に変化させた場合の当該不織布の長さの測定結果が示されている。符号S1は、初めて当該不織布を加熱した場合の伸び量を示しており、符号S2は、それ以降の当該不織布の長さの変化を示している。 FIG. 5 is a graph showing an example of a change in the amount of elongation of the nonwoven fabric depending on the number of heating times. In the same figure, the measurement result of the length of the nonwoven fabric when the temperature of the polyamide-based nonwoven fabric having a length of 23 mm at 25 ° C. is continuously changed between 25 ° C. and 200 ° C. is shown. . Symbol S1 indicates the amount of elongation when the nonwoven fabric is heated for the first time, and symbol S2 indicates the change in the length of the nonwoven fabric thereafter.
図5に示されるように、当該不織布は、初回の昇温時には、125℃程度までの範囲において収縮量が約100μm程度となるまで緩やかに収縮した後、125℃を超えた範囲において収縮量が約530μm程度となるまで急激に収縮している。一方、当該不織布は、その状態からの降温時には、125℃程度までの範囲において収縮量が約340μm程度となるまで緩やかに膨張した後、125℃を下回る範囲においては殆ど変形していない。二回目以降の加熱時には、初回の降温時と同様に当該不織布の長さが変化している。 As shown in FIG. 5, at the time of the first temperature increase, the nonwoven fabric gradually contracts until the shrinkage amount is about 100 μm in the range up to about 125 ° C., and then the shrinkage amount exceeds 125 ° C. It contracts rapidly until it reaches about 530 μm. On the other hand, when the temperature is lowered from that state, the nonwoven fabric expands gently until the shrinkage reaches about 340 μm in the range up to about 125 ° C., and hardly deforms in the range below 125 ° C. During the second and subsequent heating, the length of the nonwoven fabric changes as in the first temperature drop.
このように、当該不織布では、初回の加熱時の収縮量が最も大きくなっている。すなわち、初回の加熱時の熱膨張係数(線膨張係数)が最も小さくなっている。不織布の熱膨張係数が初回の加熱時に最も小さくなるのは、加熱前の不織布が熱ひずみを有しており、初回の加熱時に当該熱ひずみが解放されるためである。なお、初回の加熱時における不織布の熱膨張係数は、不織布の材質や製造方法、繊維の形状等によって変化する。 Thus, in the said nonwoven fabric, the shrinkage amount at the time of the first heating is the largest. That is, the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) during the first heating is the smallest. The reason why the thermal expansion coefficient of the nonwoven fabric is the smallest during the first heating is that the nonwoven fabric before heating has thermal strain, and the thermal strain is released during the first heating. In addition, the thermal expansion coefficient of the nonwoven fabric at the time of the first heating changes with the material of a nonwoven fabric, a manufacturing method, the shape of a fiber, etc.
また、この蓄電装置1の製造方法では、一次成形工程において、第2樹脂部材44を不織布42上に更に重ねた状態で、第1樹脂部材43及び第2樹脂部材44を溶融及び凝固させる。これにより、電極板15の皺や反りの発生を一層抑制できる。
In the method for manufacturing the
また、この蓄電装置1の製造方法では、一次成形工程において、第2樹脂部材44によって不織布42における第2樹脂部材44側の表面42aの全体を覆った状態で、第1樹脂部材43及び第2樹脂部材44を溶融及び凝固させることにより、樹脂部31内に不織布部32が配置された第1部分21を電極板15の縁部15c上に形成する。これにより、電極板15の皺や反りの発生をより一層抑制できる。更に、不織布部32が樹脂部31から露出しておらず、電解液に対する耐性を不織布部32に持たせる必要がないため、材料選択の自由度を向上できる。
In the method for manufacturing the
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6に示す変形例のように、樹脂部31が第1樹脂部33のみを含んで構成されてもよい。この変形例では、積層方向から見て、樹脂部31及び不織布部32の外縁が互いに一致している。この変形例の蓄電装置1は、上記実施形態の蓄電装置1の製造方法と同様の工程により製造される。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, as in the modification shown in FIG. 6, the
このような変形例によっても、上記実施形態と同様に、第1部分21の熱膨張係数を低減でき、電極板15の皺や反りの発生を抑制できる。また、変形例に係る蓄電装置1の製造方法では、一次成形工程において、樹脂部31上に不織布部32が配置された第1部分21を電極板15の縁部15c上に形成するため、電極板15の皺や反りの発生を一層抑制できる。また、変形例に係る蓄電装置1の製造方法では、一次成形工程において、積層方向から見て、樹脂部31及び不織布部32の外縁が互いに一致した第1部分21を電極板15の縁部15c上に形成するため、二次成形工程において第2部分22を電極積層体11の側面11aに沿って良好に形成でき、第2部分22による封止性を向上できる。
Also by such a modification, the thermal expansion coefficient of the
また、上記実施形態では、電極板15の一方面15a側のみに第1部分21が形成されていたが、第1部分21は、一方面15a側及び他方面15b側の双方に形成されていてもよく、例えば電極板15の縁部15cが第1部分21に埋没するように形成されていてもよい。或いは、第1部分21は、他方面15b側のみに形成されていてもよい。また、上記実施形態では、第1部分21の外側の一部が電極板15から外側に張り出していたが、第1部分21は少なくとも電極板15の縁部15c同士の間に配置されていればよく、例えば第1部分21の全体が電極板15の縁部15c同士の間に配置されていてもよい。また、上記実施形態において、不織布部32が樹脂部31から露出していてもよいし、上記変形例において、不織布部32の外縁が樹脂部31の外縁よりも内側に位置していてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
1…蓄電装置、11…電極積層体、11a…側面、12…封止体、13…セパレータ、14…バイポーラ電極、15…電極板、15a…一方面、15b…他方面、15c…縁部、21…第1部分、22…第2部分、31…樹脂部、32…不織布部、33…第1樹脂部、34…第2樹脂部、42…不織布、43…第1樹脂部材、44…第2樹脂部材。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記バイポーラ電極の縁部を包囲するように前記積層体の側面に設けられた封止体と、を備える蓄電装置の製造方法であって、
前記電極板の縁部上に前記封止体の第1部分を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、前記積層体を形成する積層工程と、
前記封止体のうち、前記積層体の前記側面に沿って前記第1部分を外側から包囲する第2部分を形成する二次成形工程と、を含み、
前記一次成形工程では、第1樹脂部材と、過去に前記第1樹脂部材の溶融温度に至るまでの加熱が一度もなされていない不織布とを前記電極板の縁部上にこの順に重ねた状態で、前記第1樹脂部材を溶融及び凝固させることにより、前記電極板の縁部に結合された樹脂部と、前記樹脂部に結合された不織布部とを含む前記第1部分を前記電極板の縁部上に形成する、蓄電装置の製造方法。 A bipolar electrode laminate comprising an electrode plate having a positive electrode formed on one side and a negative electrode formed on the other side;
And a sealing body provided on a side surface of the multilayer body so as to surround an edge of the bipolar electrode,
A primary forming step of forming a first portion of the sealing body on an edge of the electrode plate;
A lamination step of forming the laminate by laminating the bipolar electrode such that the first portion is disposed between edges of the electrode plate;
A secondary molding step of forming a second portion that surrounds the first portion from the outside along the side surface of the laminated body of the sealing body, and
In the primary molding step, the first resin member and a non-woven fabric that has never been heated up to the melting temperature of the first resin member are stacked in this order on the edge of the electrode plate. The first portion including the resin portion coupled to the edge portion of the electrode plate and the non-woven fabric portion coupled to the resin portion by melting and solidifying the first resin member is attached to the edge of the electrode plate. A method for manufacturing a power storage device formed on a part.
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縁部を包囲するように前記積層体の側面に設けられた封止体と、を備え、
前記封止体は、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、前記側面に沿って前記第1部分を外側から包囲する第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、前記樹脂部に結合された不織布部と、を含み、
前記不織布部は、前記樹脂部の溶融温度に至るまでの加熱が一度だけなされた熱履歴を有する、蓄電装置。 A power storage device having a bipolar electrode made of an electrode plate having a positive electrode formed on one side and a negative electrode formed on the other side,
A laminate formed by laminating the bipolar electrode via a separator;
A sealing body provided on a side surface of the laminated body so as to surround an edge of the bipolar electrode,
The sealing body has at least a first portion disposed between edges of the electrode plates, and a second portion surrounding the first portion from the outside along the side surface,
The first portion includes a resin portion coupled to an edge portion of the electrode plate, and a nonwoven fabric portion coupled to the resin portion,
The said nonwoven fabric part is an electrical storage apparatus which has the heat history by which the heating to the melting temperature of the said resin part was made only once.
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JP2020135932A (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-31 | 株式会社豊田自動織機 | Power storage module |
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- 2017-06-28 JP JP2017126347A patent/JP2019009078A/en active Pending
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