JP2019160481A - 蓄電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】内圧の上昇時においても終端電極の過大な変形を抑制できる蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置１は、蓄電モジュール４と、蓄電モジュール４を挟持する一対の導電板５と、を備える。蓄電モジュール４は、複数のバイポーラ電極１４、負極終端電極１８及び正極終端電極１９が積層された電極積層体１１と、電極積層体１１を封止する封止体１２と、を有する。負極終端電極１８及び正極終端電極１９は、電極積層体１１の積層端に配置され、電極板１５と、電極板１５における電極積層体１１の内側を向く面に設けられた負極１７及び正極１６とを含む。封止体１２は、負極終端電極１８及び正極終端電極１９の縁部１５ｃに設けられた第一樹脂部２１を有する。導電板５は、電極積層体１１の積層方向Ｄにおいて負極終端電極１８及び正極終端電極１９と対向すると共に、積層方向Ｄから見て第一樹脂部２１と重なるように配置されている。【選択図】図２

Description

本発明の一側面は、蓄電装置に関する。
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有する、いわゆるバイポーラ型の蓄電モジュールを備えるものが知られている（特許文献１参照）。かかる蓄電モジュールは、複数のバイポーラ電極を積層してなる電極積層体を備えている。電極積層体の周囲には、積層方向で隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体が設けられている。封止体によってバイポーラ電極間に形成された内部空間には電解液が収容されている。
特開２０１１−２０４３８６号公報
上述した蓄電モジュールでは、使用条件等によりバイポーラ電極間の内部空間の内圧が上昇する場合がある。内圧が上昇した場合に、電極積層体の積層端に位置する電極（以下、終端電極と称す）が積層方向に沿って電極積層体の外側に大きく変形することが考えられる。
終端電極に過大な変形が生じると、封止体にかかる応力が増し、封止体が破断したり、封止体と終端電極との間に隙間が生じたりするおそれがある。封止体の破断や封止体と終端電極との間の隙間の形成は、電極積層体の外部への電解液の漏出の原因となり得る。
本発明の一側面は、上記課題の解決のためになされたものであり、内圧の上昇時においても終端電極の過大な変形を抑制できる蓄電装置を提供する。
本発明の一側面に係る蓄電装置は、蓄電モジュールと、蓄電モジュールを挟持する一対の導電板と、を備え、蓄電モジュールは、複数のバイポーラ電極及び一対の終端電極が積層された電極積層体と、電極積層体を封止する封止体と、を有し、終端電極は、電極積層体の積層端に配置され、電極板と、電極板における電極積層体の内側を向く面に設けられた活物質層と、を含み、封止体は、終端電極の縁部に設けられた樹脂部を有し、導電板は、電極積層体の積層方向において終端電極と対向すると共に、積層方向から見て樹脂部と重なるように配置されている。
この蓄電装置では、導電板が樹脂部と重なるように配置されている。したがって、蓄電モジュールの内圧が上昇した場合であっても、終端電極の過大な変形を導電板によって抑制できる。
導電板は、積層方向から見て終端電極の縁部の全周にわたって樹脂部と重なるように配置されていてもよい。この場合、終端電極の過大な変形を導電板によって更に抑制することができる。
電極積層体の縁部の積層方向における長さは、電極積層体の中央部の積層方向における長さよりも短くてもよい。この場合、終端電極の電極板における電極積層体の外側を向く面に樹脂部が設けられていたとしても、導電板を終端電極に接触させることができる。
導電板は、樹脂部に接触していてもよい。この場合、終端電極の過大な変形を導電板によって更に抑制することができる。
本発明の一側面によれば、内圧の上昇時においても終端電極の過大な変形を抑制できる。
蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。 蓄電モジュールの一実施形態を示す概略断面図である。 参考例に係る蓄電装置における蓄電モジュールの内圧上昇時の負極終端電極の様子を示す要部拡大断面図である。 参考例に係る蓄電装置における蓄電モジュールの内圧上昇時の正極終端電極の様子を示す要部拡大断面図である。
以下、添付図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
［蓄電装置の構成］
図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。同図に示される蓄電装置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。
蓄電モジュール積層体２は、例えば、複数（本実施形態では３体）の蓄電モジュール４と、複数（本実施形態では４枚）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である。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、又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。
蓄電モジュール積層体２において、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、積層方向に隣り合う蓄電モジュール４，４間と、積層端に位置する蓄電モジュール４の外側とにそれぞれ配置されている。各蓄電モジュール４は、一対の導電板５によって挟持されていると言える。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。
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。積層方向から見た導電板５の面積は、例えば、蓄電モジュール４の面積よりも小さい。
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が設けられており、エンドプレート８と導電板５との間が電気的に絶縁されている。
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。
［蓄電モジュールの構成］
次に、蓄電モジュール４の構成について説明する。図２は、蓄電モジュールの一実施形態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を封止する樹脂製の封止体１２とを有している。
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、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９が積層されることによって構成されている。本実施形態では、電極積層体１１の積層方向Ｄと蓄電モジュール積層体２の積層方向とが一致している。電極積層体１１は、積層方向Ｄに延びる側面１１ａを有している。バイポーラ電極１４は、電極板１５と、電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６と、電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７とを含んでいる。正極１６は、正極活物質が塗工されてなる正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が塗工されてなる負極活物質層である。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Ｄ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Ｄ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。
負極終端電極１８は、電極積層体１１の一方の積層端に配置されている。負極終端電極１８は、電極板１５と、電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７とを含んでいる。負極終端電極１８における電極板１５の一方面１５ａは、電極積層体１１の外側を向く面（外面）であり、他方面１５ｂは、電極積層体１１の内側を向く面（内面）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は、電極積層体１１の他方の積層端に配置されている。正極終端電極１９は、電極板１５と、電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６とを含んでいる。正極終端電極１９における電極板１５の一方面１５ａは、電極積層体１１の内側を向く面（内面）であり、他方面１５ｂは、電極積層体１１の外側を向く面（外面）である。正極終端電極１９の正極１６は、セパレータ１３を介してバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。
電極板１５は、例えばニッケルからなる金属箔、或いはニッケルメッキ鋼板からなり、矩形状である。電極板１５の縁部１５ｃは、一方面１５ａ及び他方面１５ｂのいずれにも、正極活物質及び負極活物質が設けられていない領域（未塗工領域）となっている。電極板１５の縁部１５ｃに囲まれた中央部１５ｄは、一方面１５ａ及び他方面１５ｂの少なくとも一方に、正極活物質又は負極活物質の少なくとも一方が設けられた領域（塗工領域）となっている。中央部１５ｄは、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９の電極部を構成している。
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。したがって、バイポーラ電極１４の中央部１５ｄの大きさは、電極板１５の他方面１５ｂにおける負極１７の形成領域の大きさとなっている。
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。
封止体１２は、電極積層体１１において積層方向Ｄで隣り合うバイポーラ電極１４，１４間と、積層方向Ｄで隣り合う負極終端電極１８及びバイポーラ電極１４間と、積層方向Ｄで隣り合う正極終端電極１９及びバイポーラ電極１４間とを封止している。封止体１２は、例えば絶縁性の樹脂によって矩形の筒状に形成されている。封止体１２は、積層方向Ｄに延びる電極積層体１１の側面１１ａにおいて電極板１５の縁部１５ｃを保持すると共に、側面１１ａを取り囲むように構成されている。
封止体１２は、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９の各電極板１５の縁部１５ｃに設けられた第一樹脂部２１と、第一樹脂部２１の全体を外側から包囲するように設けられた第二樹脂部２２とによって構成されている。第一樹脂部２１は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、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。第一樹脂部２１は、例えば超音波又は熱を用いた溶着により、縁部１５ｃに対して強固に結合している。第一樹脂部２１は、電極積層体１１を封止するほか、積層方向Ｄに隣り合う各電極板１５，１５間のスペーサとして機能する。
第一樹脂部２１は、積層方向Ｄから見て、電極板１５の縁部１５ｃに重なった第一部分２１ａと、電極板１５の縁よりも外側に張り出した第二部分２１ｂとを有している。第二部分２１ｂの積層方向Ｄにおける長さは、第一部分２１ａの積層方向Ｄにおける長さよりも長い。このため、第一樹脂部２１は、第一部分２１ａと第二部分２１ｂとの間に段差面２１ｃを有している。段差面２１ｃは、電極板１５の端面（つまり側面１１ａの一部）の全体を覆っている。第一樹脂部２１は、積層方向Ｄに直交する方向において、正極１６及び負極１７から離間して設けられている。
第一樹脂部２１と電極板１５との結合にあたって、電極板１５における第一樹脂部２１との結合面は、複数の微細突起が設けられた粗化メッキ面となっている。本実施形態では、正極１６が設けられている電極板１５の一方面１５ａの全面が粗化メッキ面となっている。微細突起は、例えば電極板１５に対する電解メッキによって形成された突起状の析出金属（付与物を含む）である。粗化メッキ面においては、第一樹脂部２１を構成する樹脂材料が微細突起間の隙間に入り込むことでアンカー効果が生じ、電極板１５と第一樹脂部２１との間の結合強度及び液密性の向上が図られる。
第二樹脂部２２は、第一樹脂部２１を外側から取り囲み、蓄電モジュール４の外壁（筐体）を構成している。第二樹脂部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Ｄの全長にわたって延在している。第二樹脂部２２は、側面部分２２ａと、一対の張出部分２２ｂと、を有している。側面部分２２ａは、電極積層体１１の側面１１ａに沿って設けられ、積層方向Ｄに並ぶ複数の第一樹脂部２１同士を互いに結合している。張出部分２２ｂは、側面部分２２ａの積層方向Ｄの端部２２ｃから、第一樹脂部２１の第二部分２１ｂの積層方向Ｄの端面上に張り出している。張出部分２２ｂは、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。第二樹脂部２２は、例えば射出成型時の熱により、第一樹脂部２１の外表面に溶着されている。
第一樹脂部２１を構成する樹脂、及び第二樹脂部２２を構成する樹脂は、互いに相溶性を有する樹脂であり、例えば互いに同じ樹脂である。第一樹脂部２１及び二次封止体を構成する樹脂としては、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）、又は変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）などが挙げられる。
電極板１５，１５間には、積層方向Ｄにおける第一樹脂部２１，２１の間隔によって規定される内部空間Ｖが形成されている。当該内部空間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Ｅが収容されている。電解液Ｅは、セパレータ１３、正極１６及び負極１７内に含浸されている。封止体１２には、各内部空間Ｖに連通する複数の連通孔（不図示）が設けられている。この連通孔は、各内部空間Ｖに電解液Ｅを注入するための注液口として機能すると共に、電解液Ｅが注入された後は、圧力調整弁（不図示）の接続口として機能する。
続いて、導電板５と蓄電モジュール４との位置関係について説明する。上述のように、蓄電モジュール４は、一対の導電板５によって挟持されている。一方の導電板５は、積層方向Ｄにおいて負極終端電極１８の一方面１５ａと対向すると共に、積層方向Ｄから見て、負極終端電極１８の縁部１５ｃに設けられた第一樹脂部２１（以下、負極終端電極１８の第一樹脂部２１）と重なるように配置されている。具体的には、一方の導電板５の外縁部が、積層方向Ｄから見て、負極終端電極１８の第一樹脂部２１における第一部分２１ａの内縁部と重なっている。一方の導電板５は、積層方向Ｄから見て、負極終端電極１８の縁部１５ｃの全周にわたって、負極終端電極１８の第一樹脂部２１と重なるように配置されている。
他方の導電板５は、積層方向Ｄにおいて正極終端電極１９の他方面１５ｂと対向すると共に、積層方向Ｄから見て、正極終端電極１９の縁部１５ｃに設けられた第一樹脂部２１（以下、正極終端電極１９の第一樹脂部２１）と重なるように配置されている。具体的には、他方の導電板５の外縁部が、積層方向Ｄから見て、正極終端電極１９の第一樹脂部２１における第一部分２１ａの内縁部と重なっている。一方の導電板５は、積層方向Ｄから見て、正極終端電極１９の縁部１５ｃの全周にわたって、正極終端電極１９の第一樹脂部２１と重なるように配置されている。
蓄電モジュール４では、電極積層体１１は、縁部１１ｂよりも中央部１１ｃにおいて積層方向Ｄに膨らんだ形状となっている。すなわち、電極積層体１１の縁部１１ｂの積層方向Ｄにおける長さＬ１は、電極積層体１１の中央部１１ｃの積層方向Ｄにおける長さＬ２よりも短い。これにより、負極終端電極１８の一方面１５ａ側の中央部１５ｄは、蓄電モジュール４と積層方向Ｄにおいて隣り合う一方の導電板５と接触している。正極終端電極１９の他方面１５ｂ側の中央部１５ｄは、蓄電モジュール４と積層方向Ｄにおいて隣り合う他方の導電板５と接触している。
電極積層体１１の縁部１１ｂは、各電極板１５の縁部１５ｃを含んでいる。電極積層体１１の中央部１１ｃは、各電極板１５の中央部１５ｄを含み、電極積層体１１の電極部を構成している。長さＬ１が長さＬ２よりも短くなるような電極積層体１１の形状は、第一樹脂部２１、電極板１５、正極１６、負極１７、及びセパレータ１３の厚さ（積層方向Ｄにおける長さ）を調整することにより得られる。具体的には、第一樹脂部２１の第二部分２１ｂの厚さが、電極板１５、正極１６、負極１７、及びセパレータ１３の厚さの和よりも小さくなるように調整すればよい。
負極終端電極１８の縁部１５ｃに対する中央部１５ｄの膨らみ量（負極終端電極１８の一方面１５ａ側の縁部１５ｃと一方面１５ａ側の中央部１５ｄとの積層方向Ｄにおける離間距離）は、負極終端電極１８の第一樹脂部２１における第一部分２１ａの厚さ（積層方向Ｄにおける長さ）以上であり、例えば、０．２ｍｍである。これにより、第一部分２１ａに引っ掛かることなく、負極終端電極１８の中央部１５ｄを一方の導電板５と接触させることができる。このように、蓄電モジュール４の電極積層体１１では、電極板１５がわずかに変形した状態で積層されている。電極板１５の変形量は、電極積層体１１の中間層から積層端に向かうにつれて大きくなる。本実施形態では、一方の導電板５は、第一部分２１ａにも接触している。一対の導電板５は、第二樹脂部２２には接触していない。
正極終端電極１９の縁部１５ｃに対する中央部１５ｄの膨らみ量（正極終端電極１９の他方面１５ｂ側の縁部１５ｃと他方面１５ｂ側の中央部１５ｄとの積層方向Ｄにおける離間距離）は、例えば、負極終端電極１８の縁部１５ｃに対する中央部１５ｄの膨らみ量と同等である。
図３は、参考例に係る蓄電装置における蓄電モジュールの内圧上昇時の負極終端電極の様子を示す要部拡大断面図である。図４は、参考例に係る蓄電装置における蓄電モジュールの内圧上昇時の正極終端電極の様子を示す要部拡大断面図である。参考例に係る蓄電装置１００では、実施形態に係る蓄電装置１とは異なり、一対の導電板１０５が、積層方向Ｄで対向する負極終端電極１８及び正極終端電極１９の縁部１５ｃに設けられた第一樹脂部２１（以下、一対の終端電極の第一樹脂部２１）と、積層方向Ｄから見て重ならないように配置されている。一対の導電板１０５は、積層方向Ｄから見て、実施形態の導電板５よりも一回り小さく、積層方向Ｄに直交する方向において、第一樹脂部２１から離間している。一対の導電板１０５は、積層方向Ｄから見て、例えば電極積層体１１の中央部１１ｃと同等の大きさである。一対の導電板１０５は、電極積層体１１の中央部１１ｃを挟持するように配置されている。一対の導電板１０５は、電極積層体１１の中央部１１ｃに接触している。
蓄電装置１００において、使用条件等により蓄電モジュール４の電極板１５，１５間の内部空間Ｖの内圧が上昇した場合、電極積層体１１の中間層では、積層方向Ｄに隣り合う内部空間Ｖの内圧による荷重がキャンセルされる。また、内部空間Ｖ自体もわずかな空間であるため、バイポーラ電極１４の変形は比較的生じ難い。
一方、電極積層体１１の積層端に位置する負極終端電極１８及び正極終端電極１９では、中間層とは異なり、内部空間Ｖの内圧による荷重はキャンセルされない。このため、図３及び図４に示すように、内圧が上昇した場合に、負極終端電極１８及び正極終端電極１９が積層方向Ｄに沿って電極積層体１１の外側に過大に変形することが考えられる。負極終端電極１８及び正極終端電極１９に過大な変形が生じると、第一樹脂部２１に過大な応力がかかり、第一樹脂部２１が破断したり、第一樹脂部２１と負極終端電極１８及び正極終端電極１９との間に隙間が生じたりするおそれがある。特に、第一樹脂部２１は、第二樹脂部２２の張出部分２２ｂに覆われた部分と、張出部分２２ｂに覆われていない部分との境界部で破断し易い。第一樹脂部２１の破断や第一樹脂部２１と負極終端電極１８及び正極終端電極１９との間の隙間の形成は、電極積層体１１の外部への電解液Ｅの漏出の原因となり得る。
これに対し、蓄電装置１では、一対の導電板５が、積層方向Ｄから見て、一対の終端電極の第一樹脂部２１と重なるように配置されている。したがって、蓄電モジュール４の内圧が上昇した場合であっても、負極終端電極１８及び正極終端電極１９の過大な変形を導電板５によって抑制できる。これによって、第一樹脂部２１の破断や第一樹脂部２１と負極終端電極１８及び正極終端電極１９との間の隙間の形成を抑制でき、電極積層体１１の外部への電解液Ｅの漏出を防止できる。
一対の導電板５は、積層方向Ｄから見て負極終端電極１８及び正極終端電極１９の縁部１５ｃの全周にわたって第一樹脂部２１と重なるように配置されている。これにより、負極終端電極１８及び正極終端電極１９の過大な変形を一対の導電板５によって更に抑制することができる。
電極積層体１１の縁部１１ｂの積層方向Ｄにおける長さＬ１は、電極積層体１１の中央部１１ｃの積層方向Ｄにおける長さＬ２よりも短い。これにより、第一樹脂部２１が負極終端電極１８の一方面１５ａ側の縁部１５ｃに設けられていても、一方の導電板５を負極終端電極１８の一方面１５ａ側の中央部１５ｄに接触させることができる。本実施形態では、第一樹脂部２１が正極終端電極１９においても、一方面１５ａに設けられているが、仮に他方面１５ｂに設けられていても、長さＬ１は長さＬ２よりも短いので、他方の導電板５を正極終端電極１９に接触させ易い。
一方の導電板５は、第一樹脂部２１に接触している。このため、負極終端電極１８の過大な変形を一方の導電板５によって更に抑制することができる。
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、実施形態に係る蓄電装置１は、複数の蓄電モジュール４と、複数の導電板５とを備えているが、蓄電装置１は、少なくとも一つの蓄電モジュール４と、一対の導電板５とを備えていればよい。
一対の導電板５のいずれか一方が、積層方向Ｄにおいて対向する終端電極の第一樹脂部２１と、積層方向Ｄから見て、重なるように配置されていればよい。すなわち、一対の導電板５の残りの一方が、積層方向Ｄにおいて対向する終端電極の第一樹脂部２１と、積層方向Ｄから見て、重なっていなくてもよい。
上記実施形態では、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９の全てに同じ形状の第一樹脂部２１が設けられている。このため、一対の導電板５は、積層方向Ｄにおいて対向する終端電極の第一樹脂部２１以外の第一樹脂部２１とも、積層方向Ｄから見て重なっているが、重なっていなくてもよい。すなわち、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９の全てに同じ形状の第一樹脂部２１が設けられていなくてもよい。
１…蓄電装置、４…蓄電モジュール、５…導電板、１１…電極積層体、１１ｂ…縁部、１１ｃ…中央部、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、１６…正極、１７…負極、１８…負極終端電極、１９…正極終端電極、２１…第一樹脂部。

Claims (4)

  1. 蓄電モジュールと、前記蓄電モジュールを挟持する一対の導電板と、を備え、
    前記蓄電モジュールは、複数のバイポーラ電極及び一対の終端電極が積層された電極積層体と、前記電極積層体を封止する封止体と、を有し、
    前記終端電極は、前記電極積層体の積層端に配置され、電極板と、前記電極板における前記電極積層体の内側を向く面に設けられた活物質層と、を含み、
    前記封止体は、前記終端電極の縁部に設けられた樹脂部を有し、
    前記導電板は、前記電極積層体の積層方向において前記終端電極と対向すると共に、前記積層方向から見て前記樹脂部と重なるように配置されている、蓄電装置。
  2. 前記導電板は、前記積層方向から見て前記終端電極の縁部の全周にわたって前記樹脂部と重なるように配置されている、請求項１に記載の蓄電装置。
  3. 前記電極積層体の縁部の前記積層方向における長さは、前記電極積層体の中央部の前記積層方向における長さよりも短い、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
  4. 前記導電板は、前記樹脂部に接触している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020030958A (ja) * 2018-08-22 2020-02-27 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュール、蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
JP2021118071A (ja) * 2020-01-24 2021-08-10 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP2021118075A (ja) * 2020-01-24 2021-08-10 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP7366769B2 (ja) 2020-01-24 2023-10-23 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP7420566B2 (ja) 2020-01-24 2024-01-23 株式会社豊田自動織機 蓄電装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005259379A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ電池
WO2006062204A1 (ja) * 2004-12-10 2006-06-15 Nissan Motor Co., Ltd. バイポーラ電池
JP2007026723A (ja) * 2005-07-12 2007-02-01 Okamura Corp 照明装置
JP2013232374A (ja) * 2012-05-01 2013-11-14 Toyota Industries Corp 蓄電装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE519958C2 (sv) * 2001-09-20 2003-04-29 Nilar Europ Ab Ett bipolärt batteri och en biplåtsammansättning
JP4736580B2 (ja) * 2005-07-12 2011-07-27 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
JP4462245B2 (ja) * 2006-07-19 2010-05-12 トヨタ自動車株式会社 ２次電池、積層２次電池および組電池
JP5061753B2 (ja) * 2007-06-29 2012-10-31 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
JP2009117105A (ja) * 2007-11-05 2009-05-28 Toyota Motor Corp 電池ユニット
JP6579694B2 (ja) * 2015-06-30 2019-09-25 日産自動車株式会社 二次電池
JP6659254B2 (ja) * 2015-06-30 2020-03-04 日産自動車株式会社 二次電池およびその製造方法
JP2017191869A (ja) * 2016-04-14 2017-10-19 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサの実装構造
CN107305939B (zh) * 2016-04-25 2021-12-03 松下知识产权经营株式会社 电池
JP6705358B2 (ja) * 2016-10-17 2020-06-03 株式会社豊田自動織機 蓄電装置の製造方法
JP6586969B2 (ja) * 2016-12-20 2019-10-09 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュール

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005259379A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ電池
WO2006062204A1 (ja) * 2004-12-10 2006-06-15 Nissan Motor Co., Ltd. バイポーラ電池
JP2007026723A (ja) * 2005-07-12 2007-02-01 Okamura Corp 照明装置
JP2013232374A (ja) * 2012-05-01 2013-11-14 Toyota Industries Corp 蓄電装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020030958A (ja) * 2018-08-22 2020-02-27 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュール、蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
JP7067362B2 (ja) 2018-08-22 2022-05-16 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュール、蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
JP2021118071A (ja) * 2020-01-24 2021-08-10 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP2021118075A (ja) * 2020-01-24 2021-08-10 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP7276174B2 (ja) 2020-01-24 2023-05-18 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP7299849B2 (ja) 2020-01-24 2023-06-28 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP7366769B2 (ja) 2020-01-24 2023-10-23 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP7420566B2 (ja) 2020-01-24 2024-01-23 株式会社豊田自動織機 蓄電装置

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