JP2019096391A - 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1実施形態に係る蓄電モジュールを備える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を備えるが、単一の蓄電モジュール12を備えてもよい。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。
まず、積層体30と、積層体30を構成する各電極板34の縁部34aに設けられ、電極板34の端部34bから張り出す張出部分52bをそれぞれ有する複数の第1樹脂部52と、を準備する。例えば、セパレータ40を介してバイポーラ電極32を積層して積層体30を得る。本実施形態では、準備工程前に、各バイポーラ電極32の電極板34の縁部34aに第1樹脂部52が例えば射出成形等により形成されている。準備工程により、図2に示される構成のうち第2樹脂部54を除いた構成が得られる。
次に、型枠内に樹脂材料を流通させる射出成形によって、第2樹脂部54を形成する。その結果、図2及び図3に示されるように、第1樹脂部52及び第2樹脂部54を有する枠体50が形成される。第2樹脂部形成工程においては、第2樹脂部54の一部が、上述したような拡張部54bとして形成される。
次に、ベース部材70を積層体30の側面に接合する。上述した通り、例えば、ベース部材70の側面71と第1側面52d及び第2側面54cとの接触部分の一部または全部を溶着する。具体的には、第1側面52dに形成された第1開口52aがベース部材70の側面71に設けられた開口端73a〜78aと接続するように、ベース部材70の側面71を第1側面52d及び第2側面54cに接合する。側面71と第1側面52d及び第2側面54cとの溶着は、例えば熱板溶着、レーザ透過溶着、及び超音波溶着等により行われる。これにより、開口50aに対してベース部材70が固定される。
次に、ベース部材70に設けられた複数の第1連通孔73〜78を介して、複数の内部空間V(本実施形態では、当該ベース部材70が接続された開口50aに連通した6つの内部空間V)の各々に電解液を注入する。第1連通孔73〜78毎に液量を管理しながら注液を行うことにより、内部空間V毎の液量を管理することができる。また、電解液の注入前に、蓄電モジュール12内の各内部空間Vが確実にシールされていることを検査するために、複数の第1連通孔73〜78を介して、各内部空間Vに対する真空引き(空気を抜き取る作業)が実施されてもよい。これにより、電解液の注液の前に、各内部空間Vの気密性を検査することができる。なお、ベース部材70を介した電解液の注入は、専用の治具等を用いて行われてもよい。
次に、ケース部材80と、複数の弁体90と、カバー部材100とからなるユニットである圧力調整弁サブモジュールSM(図8参照)を準備する。圧力調整弁サブモジュールSMは、ケース部材80の内側に設けられた各筒状部89に弁体90を収容した後に、カバー部材100をケース部材80に組み付けることにより形成される。
次に、準備工程で準備された圧力調整弁サブモジュールSMを検査する。これにより、圧力調整弁60としての機能が正常に発揮されるか否かを事前に確認できる。具体的には、ケース部材80に設けられた各第2連通孔83〜88の開口端83a〜88aから各第2連通孔83〜88内に空気を送り込むことにより、圧力調整弁サブモジュールSMの動作を検査する。より具体的には、圧力調整弁サブモジュールSMに含まれる複数の弁体90の開弁圧が正常であるか否かが検査される。各開口端83a〜88aから各第2連通孔83〜88内に空気を送り込む操作は、例えば専用の治具等を用いて行われてもよい。検査工程では、弁体90による開口端83b〜88bの閉塞が解除されるときの圧力値が第2連通孔83〜88毎に確認される。そして、当該圧力値と予め設定された圧力値とが比較される。例えば当該圧力値と予め設定された圧力値との誤差が許容誤差以下であれば、弁体90の開弁圧は正常であると判定される。一方、上記誤差が許容誤差よりも大きい場合には、弁体90の開弁圧は異常であると判定される。上記検査により、全ての第2連通孔83〜88に対して弁体90の開弁圧が正常であると判定された場合には、検査された圧力調整弁サブモジュールSMは正常と判定される。一方、少なくとも一つの第2連通孔83〜88に対して弁体90の開弁圧が異常であると判定された場合には、検査された圧力調整弁サブモジュールSMは異常と判定される。
次に、複数の第1連通孔73〜78と複数の第2連通孔83〜88とが互いに連通するように、ベース部材70と検査工程において正常と判定された検査済みの圧力調整弁サブモジュールSMのケース部材80とを接合する。上述した通り、当該接合は、ベース部材70の側面72に設けられた第1接合用突起部72A,72Bとケース部材80の側面81に設けられた第2接合用突起部81A,81Bとの熱板溶着により行われる。
図10及び図11を参照して、第2実施形態に係る蓄電モジュール12Aについて説明する。図10は、蓄電モジュール12Aの要部(圧力調整弁60が接続される部分)を示す斜視図である。図11は、蓄電モジュール12の要部を示す断面図(図6と同様の断面を含む断面図)である。図10及び図11に示されるように、蓄電モジュール12Aは、拡張部110が第2樹脂部54Aとは異なる部材によって形成されている点において、蓄電モジュール12と主に相違している。なお、本実施形態では一例として、複数の第1樹脂部52の張出部分52bの端面のうち、ベース部材70の側面71に接続される第1側面52dを構成する端面は、他の端面よりも積層方向D1から見て外側に突出している(図12参照)。ただし、ベース部材70の側面71に接続される第1側面52dを構成する端面は、第1実施形態と同様に、他の端面と面一に連続していてもよい。
まず、第1実施形態と同様に、積層体30及び複数の第1樹脂部52を準備する。
次に、型枠内に樹脂材料を流通させる射出成形によって、第2樹脂部54Aを形成する。第2樹脂部形成工程においては、拡張部110が設けられる予定の外側面52cは、型枠によって押さえ込まれる。すなわち、射出成形において、拡張部110が設けられる予定の部分には、樹脂材料は入り込まない。これにより、図12に示されるように、積層体30の最外層に位置する第1樹脂部52の張出部分52bの外側面52cのうち、拡張部110が設けられる予定の部分を避けるようにして、第2樹脂部54Aが形成される。
次に、積層体30の最外層に位置する第1樹脂部52の張出部分52bの積層方向D1における外側面52cに、拡張部110を形成する。例えば、拡張部110は、拡張部110のうち当該外側面52cに対向する面と当該外側面52cとが溶着されることにより、当該外側面52cに取り付けられる。これにより、図13に示されるように、第1側面52dの積層方向D1における両端部において、拡張部110の第2側面110aが、第1側面52dと面一になるように形成される。
次に、第1実施形態と同様に、ベース部材70を積層体30の側面に接合する。具体的には、第1側面52dに形成された第1開口52aがベース部材70の側面71に設けられた開口端73a〜78aと接続するように、ベース部材70の側面71を第1側面52d及び第2側面110aに接合する。側面71と第1側面52d及び第2側面110aとの溶着は、例えば熱板溶着、レーザ透過溶着、及び超音波溶着等により行われる。これにより、開口50aに対してベース部材70が固定される。
図14及び図15を参照して、第3実施形態に係る蓄電モジュール12Bについて説明する。図14は、蓄電モジュール12Bの要部(圧力調整弁60が接続される部分)を示す斜視図である。図15は、蓄電モジュール12Bの要部を示す断面図(図6と同様の断面を含む断面図)である。図14及び図15に示されるように、蓄電モジュール12Bは、拡張部120の積層方向D1における外側面120bの少なくとも一部が第2樹脂部54Bに覆われている点において、蓄電モジュール12Aと主に相違している。
まず、第1実施形態と同様に、積層体30及び複数の第1樹脂部52を準備する。
次に、積層体30の最外層に位置する第1樹脂部52の張出部分52bの積層方向D1における外側面52cに、拡張部120を形成する。例えば、拡張部120は、拡張部120のうち当該外側面52cに対向する面と当該外側面52cとが溶着されることにより、当該外側面52cに取り付けられる。これにより、図16に示されるように、第1側面52dの積層方向D1における両端部において、拡張部120の第2側面120aが、第1側面52dと面一になるように形成される。
次に、型枠内に樹脂材料を流通させる射出成形によって、第2樹脂部54Bを形成する。第2樹脂部形成工程においては、拡張部120の外側面120bの少なくとも一部(本実施形態では、外側面120bの周縁部のうち第2側面120a側の縁部の一部を除いた部分)が第2樹脂部54Bに覆われるように、第2樹脂部54Bが形成される。なお、上述したように、射出成形時において、拡張部120の外側面120bの中央部分及び第2側面120a側の縁部は、型枠によって押さえ込まれる。これにより、凹部54d(図14参照)が形成される。
次に、第1実施形態と同様に、ベース部材70を積層体30の側面に接合する。具体的には、第1側面52dに形成された第1開口52aがベース部材70の側面71に設けられた開口端73a〜78aと接続するように、ベース部材70の側面71を第1側面52d及び第2側面120aに接合する。側面71と第1側面52d及び第2側面120aとの溶着は、例えば熱板溶着、レーザ透過溶着、及び超音波溶着等により行われる。これにより、開口50aに対してベース部材70が固定される。
Claims (7)
- 電極板、前記電極板の一方面に設けられた正極、及び前記電極板の他方面に設けられた負極をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層されてなる積層体と、
各前記電極板の縁部に設けられ、前記電極板の端部から張り出す張出部分をそれぞれ有する複数の第1樹脂部と、
前記積層体の最外層に位置する前記第1樹脂部の前記張出部分の積層方向における外側面に設けられ、複数の前記第1樹脂部の前記張出部分の端面により構成された第1側面と前記積層方向に連続する第2側面を有する拡張部と、
前記第1側面及び前記第2側面に接合される接合面を有する圧力調整弁と、
を備え、
前記第1樹脂部には、前記積層方向に隣り合う前記バイポーラ電極間の内部空間と連通した連通路が形成されており、
前記第1側面には、前記連通路の端部である開口が形成されており、
前記接合面には、前記第1側面に形成された前記開口に対応する開口が設けられている、
蓄電モジュール。 - 前記積層方向から見て前記第1樹脂部の周囲に形成された第2樹脂部を更に備え、
前記拡張部は、前記第2樹脂部の一部によって形成されている、
請求項1に記載の蓄電モジュール。 - 前記積層方向から見て前記第1樹脂部の周囲に形成された第2樹脂部を更に備え、
前記拡張部は、前記第2樹脂部とは異なる部材によって形成されている、
請求項1に記載の蓄電モジュール。 - 前記拡張部の前記積層方向における外側面の少なくとも一部は、前記第2樹脂部に覆われている、
請求項3に記載の蓄電モジュール。 - 電極板、前記電極板の一方面に設けられた正極、及び前記電極板の他方面に設けられた負極をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層されてなる積層体と、各前記電極板の縁部に設けられ、前記電極板の端部から張り出す張出部分をそれぞれ有する複数の第1樹脂部と、を準備する工程と、
型枠内に樹脂材料を流通させる射出成形によって、前記積層体の積層方向から見て前記第1樹脂部の周囲に第2樹脂部を形成する工程と、
前記積層体の側面に圧力調整弁を接合する工程と、
を含み、
前記第2樹脂部は、前記積層体の最外層に位置する前記第1樹脂部の前記張出部分の前記積層方向における外側面に設けられた拡張部を有し、
前記拡張部は、複数の前記第1樹脂部の前記張出部分の端面により構成された第1側面と前記積層方向に連続する第2側面を有し、
前記第1樹脂部には、前記積層方向に隣り合う前記バイポーラ電極間の内部空間と連通した連通路が形成されており、
前記第1側面には、前記連通路の端部である開口が形成されており、
前記圧力調整弁の接合面には、前記第1側面に形成された前記開口に対応する開口が設けられており、
前記圧力調整弁を接合する工程においては、前記第1側面に形成された開口が前記接合面に設けられた開口と接続するように、前記接合面を前記第1側面及び前記第2側面に接合する、
蓄電モジュールの製造方法。 - 電極板、前記電極板の一方面に設けられた正極、及び前記電極板の他方面に設けられた負極をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層されてなる積層体と、各前記電極板の縁部に設けられ、前記電極板の端部から張り出す張出部分をそれぞれ有する複数の第1樹脂部と、を準備する工程と、
型枠内に樹脂材料を流通させる射出成形によって、前記積層体の積層方向から見て前記第1樹脂部の周囲に第2樹脂部を形成する工程と、
前記積層体の最外層に位置する前記第1樹脂部の前記張出部分の前記積層方向における外側面に、複数の前記第1樹脂部の前記張出部分の端面により構成された第1側面と前記積層方向に連続する第2側面を有する拡張部を形成する工程と、
前記積層体の側面に圧力調整弁を接合する工程と、
を含み、
前記第1樹脂部には、前記積層方向に隣り合う前記バイポーラ電極間の内部空間と連通した連通路が形成されており、
前記第1側面には、前記連通路の端部である開口が形成されており、
前記圧力調整弁の接合面には、前記第1側面に形成された前記開口に対応する開口が設けられており、
前記第2樹脂部を形成する工程においては、前記拡張部が設けられる予定の前記外側面を前記型枠によって押さえ込み、
前記圧力調整弁を接合する工程においては、前記第1側面に形成された開口が前記接合面に設けられた開口と接続するように、前記接合面を前記第1側面及び前記第2側面に接合する、
蓄電モジュールの製造方法。 - 電極板、前記電極板の一方面に設けられた正極、及び前記電極板の他方面に設けられた負極をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層されてなる積層体と、各前記電極板の縁部に設けられ、前記電極板の端部から張り出す張出部分をそれぞれ有する複数の第1樹脂部と、を準備する工程と、
前記積層体の最外層に位置する前記第1樹脂部の前記張出部分の積層方向における外側面に、複数の前記第1樹脂部の前記張出部分の端面により構成された第1側面と前記積層方向に連続する第2側面を有する拡張部を形成する工程と、
型枠内に樹脂材料を流通させる射出成形によって、前記拡張部の前記積層方向における外側面の少なくとも一部が第2樹脂部に覆われるように、前記積層方向から見て前記第1樹脂部の周囲に前記第2樹脂部を形成する工程と、
前記積層体の側面に圧力調整弁を接合する工程と、
を含み、
前記第1樹脂部には、前記積層方向に隣り合う前記バイポーラ電極間の内部空間と連通した連通路が形成されており、
前記第1側面には、前記連通路の端部である開口が形成されており、
前記圧力調整弁の接合面には、前記第1側面に形成された前記開口に対応する開口が設けられており、
前記圧力調整弁を接合する工程においては、前記第1側面に形成された開口が前記接合面に設けられた開口と接続するように、前記接合面を前記第1側面及び前記第2側面に接合する、
蓄電モジュールの製造方法。
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