JP2019185945A - Power storage module - Google Patents
Power storage module Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019185945A JP2019185945A JP2018073182A JP2018073182A JP2019185945A JP 2019185945 A JP2019185945 A JP 2019185945A JP 2018073182 A JP2018073182 A JP 2018073182A JP 2018073182 A JP2018073182 A JP 2018073182A JP 2019185945 A JP2019185945 A JP 2019185945A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- negative electrode
- storage module
- power storage
- water repellent
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
- 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
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
-
- 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
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
Description
本発明は、蓄電モジュールに関する。 The present invention relates to a power storage module.
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。積層体の側面には、積層方向に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おり、バイポーラ電極間に形成された内部空間に電解液が収容されている。 As a conventional power storage module, 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. A sealing body that seals between bipolar electrodes adjacent to each other in the stacking direction is provided on a side surface of the stacked body, and an electrolytic solution is accommodated in an internal space formed between the bipolar electrodes.
上述したような蓄電モジュールでは、積層体における積層方向の一端に、内面に負極が形成された電極板からなる負極終端電極が配置されている。この負極終端電極の電極板の縁部についても封止体によって封止されているが、電解液がアルカリ溶液からなる場合、いわゆるアルカリクリープ現象により、電解液が負極終端電極の電極板の表面を伝わり、封止体と当該電極板との間を通って当該電極板の外面側に滲み出ることがある。電解液が外面側に漏れ出て拡散すると、例えば負極終端電極に隣接して配置された導電板の腐食や、負極終端電極と拘束部材との短絡などが生じるおそれがあり、信頼性の観点から好ましくない。 In the power storage module as described above, a negative electrode termination electrode composed of an electrode plate having a negative electrode formed on the inner surface is disposed at one end in the stacking direction of the stacked body. The edge of the electrode plate of the negative electrode termination electrode is also sealed with a sealing body. However, when the electrolyte solution is made of an alkaline solution, the electrolyte solution covers the surface of the electrode plate of the negative electrode termination electrode due to a so-called alkali creep phenomenon. It may be transmitted to the outer surface side of the electrode plate through the sealing body and the electrode plate. If the electrolyte leaks to the outer surface side and diffuses, for example, corrosion of the conductive plate disposed adjacent to the negative electrode termination electrode or a short circuit between the negative electrode termination electrode and the restraining member may occur. It is not preferable.
そこで、本発明は、信頼性の向上が図られた蓄電モジュールを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power storage module with improved reliability.
本発明の一側面に係る蓄電モジュールは、セパレータを介して積層された複数の電極を含む積層体と、積層体の側面に設けられ、積層体の積層方向に隣り合う電極間を封止する封止体と、を備え、積層方向に隣り合う電極間に形成された内部空間には、アルカリ溶液からなる電解液が収容されており、電極は、複数のバイポーラ電極と負極終端電極とを含み、バイポーラ電極は、電極板と、電極板の第1面に設けられた正極と、電極板の第1面の反対側の第2面に設けられた負極と、を含み、負極終端電極は、内面に負極が形成された電極板を含み、積層方向における積層体の一端に配置されており、負極終端電極の電極板の縁部の表面に、撥水材が設けられている。 An electricity storage module according to one aspect of the present invention includes a laminated body including a plurality of electrodes laminated via separators, and a seal provided between the electrodes adjacent to each other in the lamination direction of the laminated body. An internal space formed between electrodes adjacent to each other in the stacking direction contains an electrolyte solution made of an alkaline solution, and the electrode includes a plurality of bipolar electrodes and a negative electrode termination electrode, The bipolar electrode includes an electrode plate, a positive electrode provided on the first surface of the electrode plate, and a negative electrode provided on the second surface opposite to the first surface of the electrode plate. The electrode plate on which the negative electrode is formed is disposed at one end of the laminate in the stacking direction, and a water repellent material is provided on the surface of the edge of the electrode plate of the negative electrode termination electrode.
この蓄電モジュールでは、負極終端電極の電極板の縁部の表面(すなわち、アルカリクリープ現象による電解液の移動経路に含まれる領域)に、撥水材が設けられている。これにより、負極終端電極の電極板と当該電極板に隣接する電極板との間の内部空間からの、アルカリクリープ現象による電解液の漏液が抑制される。その結果、漏出した電解液による短絡等の二次被害の発生を抑制し、信頼性を向上させることができる。 In this power storage module, a water repellent material is provided on the surface of the edge of the electrode plate of the negative electrode termination electrode (that is, the region included in the electrolyte movement path due to the alkali creep phenomenon). Thereby, the leakage of the electrolyte solution due to the alkali creep phenomenon from the internal space between the electrode plate of the negative electrode termination electrode and the electrode plate adjacent to the electrode plate is suppressed. As a result, occurrence of secondary damage such as a short circuit due to the leaked electrolyte can be suppressed, and reliability can be improved.
撥水材は、負極終端電極の電極板の端部に設けられた第1部分を有していてもよい。この場合、第1部分によって、負極終端電極の電極板の端部におけるアルカリクリープ現象による電解液の這い上がりを抑制することができる。これにより、アルカリクリープ現象による電解液の漏液を的確に抑制することができる。 The water repellent material may have a first portion provided at the end of the electrode plate of the negative electrode termination electrode. In this case, the first portion can prevent the electrolyte from creeping up due to the alkali creep phenomenon at the end of the electrode plate of the negative electrode termination electrode. Thereby, the leakage of the electrolyte solution due to the alkali creep phenomenon can be accurately suppressed.
撥水材は、第1部分と連続して負極終端電極の電極板の内面に設けられた第2部分を有していてもよい。この場合、第1部分に加えて第2部分が更に設けられていることにより、負極終端電極の電極板の内面及び端部におけるアルカリクリープ現象による電解液の這い上がりをより一層抑制することができる。 The water repellent material may have a second portion provided on the inner surface of the electrode plate of the negative electrode termination electrode continuously with the first portion. In this case, by further providing the second portion in addition to the first portion, it is possible to further suppress the electrolyte creeping up due to the alkali creep phenomenon at the inner surface and the end portion of the electrode plate of the negative electrode termination electrode. .
封止体は、負極終端電極の電極板の外面の縁部に接合された被接合部を有しており、撥水材は、積層方向から見て、被接合部の内側端部と連続するように外面に設けられた第3部分を有していてもよい。この場合、第3部分によって、アルカリクリープ現象による電解液の外部への漏液を抑制することができる。さらに、第3部分によれば、外部から内部空間への水分の侵入を抑制することもできる。これにより、被接合部と負極終端電極の電極板との接合部付近におけるアルカリの濃度勾配の発生が抑制される結果、アルカリクリープの駆動力を抑制でき、電解液の漏液をより一層抑制することができる。 The sealing body has a bonded portion bonded to the outer edge of the electrode plate of the negative electrode termination electrode, and the water repellent material is continuous with the inner end portion of the bonded portion when viewed from the stacking direction. As such, it may have a third portion provided on the outer surface. In this case, the third portion can suppress leakage of the electrolytic solution to the outside due to the alkali creep phenomenon. Furthermore, according to the 3rd part, the penetration | invasion of the water | moisture content from the exterior to internal space can also be suppressed. As a result, the generation of an alkali concentration gradient in the vicinity of the bonded portion between the bonded portion and the electrode plate of the negative electrode termination electrode is suppressed. As a result, the driving force of alkali creep can be suppressed, and the leakage of the electrolytic solution can be further suppressed. be able to.
負極終端電極の表面のうち少なくとも撥水材が設けられる部分は、複数の微細な突起が設けられた粗面であってもよい。この場合、Cassie−Baxter理論等に基づき、撥水材を平坦面に設ける場合と比較して、撥水材の撥水効果(撥水性)を向上させることができる。これにより、アルカリクリープ現象による電解液の這い上がりをより一層効果的に抑制することができる。 Of the surface of the negative electrode termination electrode, at least a portion where the water repellent material is provided may be a rough surface provided with a plurality of fine protrusions. In this case, based on the Cassie-Baxter theory or the like, the water repellent effect (water repellency) of the water repellent material can be improved as compared with the case where the water repellent material is provided on a flat surface. Thereby, the creeping of the electrolyte solution due to the alkali creep phenomenon can be further effectively suppressed.
負極終端電極の表面のうち少なくとも撥水材が設けられる部分は、平坦面であってもよい。この場合、撥水材を平坦面(すなわち、極めて凹凸の少ない表面)に設けることにより、撥水材を均一且つ安定した膜状に形成することができる。これにより、撥水材にピンホール等が生じ難くなる。その結果、アルカリクリープ現象による電解液の這い上がりを安定的に抑制することができる。 Of the surface of the negative electrode termination electrode, at least a portion where the water repellent material is provided may be a flat surface. In this case, the water repellent material can be formed in a uniform and stable film shape by providing the water repellent material on a flat surface (that is, a surface with very little unevenness). This makes it difficult for pinholes or the like to occur in the water repellent material. As a result, it is possible to stably suppress the electrolyte creeping up due to the alkali creep phenomenon.
撥水材は、フッ素系樹脂材料によって形成されていてもよい。この場合、撥水性及び耐アルカリ性の両方に優れたフッ素系樹脂材料で撥水材を形成することにより、アルカリクリープ現象による電解液の漏液をより一層効果的に抑制することができる。 The water repellent material may be formed of a fluorine resin material. In this case, by forming the water repellent material with a fluororesin material excellent in both water repellency and alkali resistance, it is possible to more effectively suppress the leakage of the electrolyte due to the alkali creep phenomenon.
本発明の一側面によれば、信頼性の向上が図られた蓄電モジュールを提供することができる。 According to one embodiment of the present invention, a power storage module with improved reliability 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、本実施形態の蓄電モジュールを含む蓄電装置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 a power storage device including the power storage module of the present embodiment. The power storage device 1 shown in FIG. 1 is used as a battery for various vehicles such as forklifts, hybrid vehicles, and electric vehicles. The power storage device 1 includes a power
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(積層体)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を介して複数の電極(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)を積層することによって構成されている。この例では、電極積層体11の積層方向Dは蓄電モジュール積層体2の積層方向と一致している。バイポーラ電極14は、第1面15aに正極16が形成され、かつ第1面15aの反対側の第2面15b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。
The
電極積層体11において、積層方向Dの一端には負極終端電極18が配置され、積層方向Dの他端には正極終端電極19が配置されている。負極終端電極18は、内面(積層方向Dの中心側の面)15dに負極17が形成された電極板15を含んでいる。正極終端電極19は、内面(積層方向Dの中心側の面)15fに正極16が形成された電極板15を含んでいる。負極終端電極18の負極17は、セパレータ13を介して積層方向Dの一端のバイポーラ電極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を介して積層方向Dの他端のバイポーラ電極14の負極17と対向している。負極終端電極18の電極板15の外面15eには、蓄電モジュール4に隣接する一方の導電板5が接触している。正極終端電極19の電極板15の外面15gには、蓄電モジュール4に隣接する他方の導電板5が接触している。
In the
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。或いは、電極板15は、ニッケルめっき鋼板であってもよい。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の第2面15bにおける負極17の形成領域は、電極板15の第1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などが例示される。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を構成する樹脂材料としては、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。封止体12は、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を取り囲むように構成されている。
The sealing
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封止部21と、第1封止部21の全体を外側から包囲するように設けられた第2封止部22とによって構成されている。第1封止部21は、電極板15の第1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封止部21は、溶着によって当該縁部15cに結合されている。第1封止部21の内側の一部は、積層方向D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封止部21は、当該外側の一部において第2封止部22に埋没している。
The sealing
第2封止部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2封止部22は、例えば射出成型時の熱によって第1封止部21の外表面に溶着されており、積層方向D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D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。電解液は、セパレータ13、正極16及び負極17内に含浸されている。
The
同様に、負極終端電極18及び正極終端電極19の電極板15の縁部15cにも第1封止部21が設けられており、負極終端電極18及び正極終端電極19とバイポーラ電極14との間は第2封止部22によって封止されている。すなわち、封止体12は、第1封止部21の1つとして、負極終端電極18の電極板15の外面15eの縁部15cに接合された被接合部21Aを有している。以上により、負極終端電極18及び正極終端電極19とバイポーラ電極14との間に内部空間Vが形成されており、この内部空間Vに電解液が収容されている。
Similarly, the
図3は、電極板15と第1封止部21との接合界面を示す概略断面図である。図3に示されるように、電極板15の表面は粗面化されている。ここでは、各バイポーラ電極14において、図2に示される第1面15a、第2面15b及び端面を含む電極板15の表面全体が粗面化されている。電極板15の表面は、例えば、電解メッキ処理で複数の微細な突起15pが形成されることにより粗面化されている。同様に、負極終端電極18についても、内面15d、外面15e及び端面を含む電極板15の表面全体が粗面化されており、正極終端電極19についても、内面15f、外面15g及び端面を含む電極板15の表面全体が粗面化されている。このように電極板15が粗面化されている場合、電極板15と第1封止部21との接合界面では、溶融状態の第1封止部21が粗面化により形成された凹部内に入り込み、アンカー効果が発揮される。これにより、電極板15と第1封止部21との結合力を向上させることができる。少なくとも、第1面15a(負極終端電極18については外面15e)における縁部15cが粗面化されていれば、結合力向上の効果が得られる。突起15pは、例えば、基端側から先端側に向かって先太りとなる形状を有している。この場合、互いに隣接する突起15pの間の断面形状はアンダーカット形状となり、アンカー効果が生じ易い。なお、図3は模式図であって、突起15pの形状及び密度等は特に限定されない。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a bonding interface between the
蓄電装置1は、通常、積層方向Dが鉛直方向に略一致し、蓄電モジュール4の一端(負極終端電極18側)が上側となる向き(すなわち図1に示される向き)で使用される。このような使用状態においても、蓄電モジュール4では、いわゆるアルカリクリープ現象により、電解液Lが負極終端電極18の電極板15の表面を伝わり、被接合部21Aと電極板15との間の隙間を通って、電極板15の外面15e側に滲み出ることがある。図4においては、アルカリクリープ現象における電解液Lの移動経路が、矢印Aで示されている。アルカリクリープ現象は、電気化学的な要因と流体現象等により、蓄電装置1の充電時及び放電時並びに無負荷時において生じ得る。アルカリクリープ現象は、負極電位、水分、及び電解液Lの通り道がそれぞれ存在することにより生じる。
The power storage device 1 is normally used in a direction in which the stacking direction D substantially coincides with the vertical direction and one end (the negative
蓄電モジュール4では、負極終端電極18の電極板15の縁部15cの表面(すなわち、アルカリクリープ現象による電解液Lの移動経路に含まれる領域)に、撥水材31が設けられている。撥水材31は、一例として膜状に形成されている。例えば、撥水材31は、フッ素系樹脂材料(例えば、株式会社ハーベス製「OS−90HF」)、フッ素ゴム、フッ素系・メチル系の官能基を有したポリマー等を塗布することにより形成され得る。
In the
図4に示されるように、撥水材31は、第1部分31A、第2部分31B及び第3部分31Cを有している。第1部分31Aは、負極終端電極18の電極板15の端部15hに設けられている。第2部分31Bは、第1部分31Aと連続して負極終端電極18の電極板15の内面15dに設けられている。第3部分31Cは、積層方向Dから見て、被接合部21Aの内側端部21aと連続するように、負極終端電極18の電極板15の外面15eに設けられている。第1部分31A、第2部分31B及び第3部分31Cのいずれも、積層方向Dから見て、負極終端電極18の電極板15の縁部15cに沿って矩形枠状に形成されている。第2部分31B及び第3部分31Cの積層方向Dに直交する方向における幅は、例えば3mm程度である。また、上述した通り、本実施形態では、負極終端電極18の電極板15の表面(端部15h、内面15d及び外面15e)は粗面化されているため、第1部分31A、第2部分31B及び第3部分31Cが設けられる部分は、複数の微細な突起15pが設けられた粗面となっている。
As shown in FIG. 4, 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。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。まず、一次成形工程では、所定数のバイポーラ電極14、並びに一対の負極終端電極18及び正極終端電極19を用意し、各電極板15の縁部15cに沿って第1封止部21を溶着する。続いて、負極終端電極18の電極板15の表面(端部15h、内面15d及び外面15e)にフッ素系樹脂材料を塗布することにより、撥水材31(第1部分31A、第2部分31B及び第3部分31C)を形成する。なお、撥水材31の形成工程は、第1封止部21の形成工程よりも前に行われてもよい。
Then, the manufacturing method of the electrical storage apparatus 1 mentioned above is demonstrated. The manufacturing method of the electrical storage device 1 includes a primary molding process, a stacking process, and a secondary molding process. First, in the primary forming step, a predetermined number of bipolar electrodes 14, a pair of negative
積層工程では、第1封止部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、負極終端電極18及び正極終端電極19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封止部21を包囲するように第2封止部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, the bipolar electrode 14, the negative
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 bipolar electrodes 14, 14, a step of stacking the
続いて、蓄電モジュール4の作用効果を説明する。
Then, the effect of the
上述したように、蓄電モジュール4では、負極終端電極18の電極板15の縁部15cの表面(すなわち、アルカリクリープ現象による電解液Lの移動経路に含まれる領域)に、撥水材31が設けられている。本実施形態では一例として、電極板15の端部15h、内面15d及び外面15eに、第1部分31A、第2部分31B及び第3部分31Cが設けられている。これにより、負極終端電極18の電極板15と当該電極板15に隣接する電極板15との間の内部空間Vからの、アルカリクリープ現象による電解液Lの漏液が抑制される。その結果、漏出した電解液Lによる短絡等の二次被害の発生を抑制し、信頼性を向上させることができる。
As described above, in the
具体的には、第1部分31Aによって、負極終端電極18の電極板15の端部hにおけるアルカリクリープ現象による電解液Lの這い上がりを抑制することができる。これにより、アルカリクリープ現象による電解液Lの漏液を的確に抑制することができる。
Specifically, the
また、第1部分31Aに加えて第2部分31Bが更に設けられていることにより、負極終端電極18の電極板15の内面15d及び端部15hにおけるアルカリクリープ現象による電解液Lの這い上がりをより一層抑制することができる。
Further, the
また、第3部分31Cによって、アルカリクリープ現象による電解液Lの外部への漏液をさらに抑制することができる。具体的には、被接合部21Aと負極終端電極18の電極板15との溶着部の隙間を通って外部に流出しようとする電解液Lを、第3部分31Cによって堰き止めることができる。さらに、第3部分31Cによれば、外部から内部空間Vへの水分の侵入を抑制することもできる。これにより、被接合部21Aと負極終端電極18の電極板15との溶着部付近におけるアルカリの濃度勾配の発生が抑制される結果、アルカリクリープの駆動力を抑制でき、電解液Lの漏液をより一層抑制することができる。
Further, the
また、負極終端電極18の表面のうち少なくとも撥水材31が設けられる部分(本実施形態では、端部15h、内面15d及び外面15e)は、複数の微細な突起15pが設けられた粗面である。このため、Cassie−Baxter理論等に基づき、撥水材31を平坦面に設ける場合と比較して、撥水材31の撥水性を向上させることができる。ここで、Cassie−Baxter理論は、凹凸構造(ここでは複数の突起15pにより形成された凹凸構造)が液滴に対して十分に小さい場合、素材(ここでは撥水材31を構成するフッ素系樹脂材料)に固有の接触角θに対して、実接触角φが以下のような関係になることを示す理論である。
θ>90°の場合、φ>θ
θ<90°の場合、φ<θ
In addition, at least a portion of the surface of the negative
When θ> 90 °, φ> θ
When θ <90 °, φ <θ
ここで、フッ素系樹脂材料の接触角θは通常90°よりも大きい(例えば120°である)。従って、撥水材31が上述したような粗面に設けられることにより、素材本来の接触角θよりも大きい実接触角φが得られるため、撥水材31の撥水性を高めることができる。その結果、撥水材31の主鎖(ポリマー)、及び、撥水材31と内面15dとの接合界面等へのアルカリ溶液(電解液L)のアクセスを抑制することができ、撥水材31の耐アルカリ性を向上させることができる。これにより、アルカリクリープ現象による電解液Lの這い上がりをより一層効果的に抑制することができる。
Here, the contact angle θ of the fluororesin material is usually larger than 90 ° (for example, 120 °). Therefore, by providing the
また、撥水材31は、フッ素系樹脂材料によって形成されている。撥水性及び耐アルカリ性の両方に優れたフッ素系樹脂材料で撥水材31を形成することにより、アルカリクリープ現象による電解液Lの漏液をより一層効果的に抑制することができる。
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、上記実施形態では、撥水材31は第1部分31A、第2部分31B及び第3部分31Cの全てを含んでいたが、撥水材31は、第1部分31A、第2部分31B及び第3部分31Cの少なくとも一つを含んでいればよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、撥水材31は、粗面に設けられていたが、平坦面に設けられてもよい。すなわち、負極終端電極18の表面のうち少なくとも撥水材31が設けられる部分は、平坦面とされてもよい。撥水材31を平坦面(すなわち、極めて凹凸の少ない表面)に設けることにより、撥水材31を均一且つ安定した膜状に形成することができる。これにより、撥水材31にピンホール等が生じ難くなる。その結果、アルカリクリープ現象による電解液Lの這い上がりを安定的に抑制することができる。例えば、撥水材31が上述した第2部分31bを含む場合、負極終端電極18の表面のうち、外面15eのみに対して上述した粗面化処理がされてもよい。このように片面(外面15e)のみに粗面化処理を行うことにより、第2部分31bが設けられる内面15dを平坦面(すなわち、上記粗面化処理がされていない面)とすることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、電極板15の第1面15a側のみに第1封止部21が形成されていたが、第1封止部21は、第1面15a側及び第2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封止部21に埋没するように形成されていてもよい。或いは、第1封止部21は、第2面15b側のみに形成されていてもよい。例えば、被接合部21Aが負極終端電極18の電極板15の外面15eに形成されていない場合には、積層方向Dにおける一端において内側に張り出した封止体12の第2封止部22の一部が、上述した被接合部として外面15eに接合されていてもよい。また、上記実施形態では、第1封止部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封止部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封止部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。
Moreover, in the said embodiment, although the
1…蓄電装置、4…蓄電モジュール、11…電極積層体(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…第1面、15b…第2面、15c…縁部、15d…内面、15e…外面、15h…端部、15p…突起、16…正極、17…負極、18…負極終端電極、21A…被接合部、21a…内側端部、31…撥水材、31A…第1部分、31B…第2部分、31C…第3部分、D…積層方向、V…内部空間。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power storage device, 4 ... Power storage module, 11 ... Electrode laminated body (laminated body), 11a ... Side surface, 12 ... Sealing body, 13 ... Separator, 14 ... Bipolar electrode, 15 ... Electrode plate, 15a ... 1st surface, 15b ... second surface, 15c ... edge, 15d ... inner surface, 15e ... outer surface, 15h ... end, 15p ... projection, 16 ... positive electrode, 17 ... negative electrode, 18 ... negative electrode termination electrode, 21A ... joined part, 21a ... Inner end, 31 ... water repellent material, 31A ... first part, 31B ... second part, 31C ... third part, D ... stacking direction, V ... inner space.
Claims (7)
前記積層体の側面に設けられ、前記積層体の積層方向に隣り合う前記電極間を封止する封止体と、
を備え、
前記積層方向に隣り合う前記電極間に形成された内部空間には、アルカリ溶液からなる電解液が収容されており、
前記電極は、複数のバイポーラ電極と負極終端電極とを含み、
前記バイポーラ電極は、電極板と、前記電極板の第1面に設けられた正極と、前記電極板の前記第1面の反対側の第2面に設けられた負極と、を含み、
前記負極終端電極は、内面に前記負極が形成された電極板を含み、前記積層方向における前記積層体の一端に配置されており、
前記負極終端電極の前記電極板の縁部の表面に、撥水材が設けられている、
蓄電モジュール。 A laminate including a plurality of electrodes laminated via a separator;
A sealing body that is provided on a side surface of the stacked body and seals between the electrodes adjacent to each other in the stacking direction of the stacked body;
With
In the internal space formed between the electrodes adjacent in the stacking direction, an electrolytic solution made of an alkaline solution is accommodated,
The electrode includes a plurality of bipolar electrodes and a negative electrode termination electrode,
The bipolar electrode includes an electrode plate, a positive electrode provided on a first surface of the electrode plate, and a negative electrode provided on a second surface opposite to the first surface of the electrode plate,
The negative electrode termination electrode includes an electrode plate having the negative electrode formed on the inner surface, and is disposed at one end of the laminate in the stacking direction,
A water repellent material is provided on the surface of the edge of the electrode plate of the negative electrode termination electrode.
Power storage module.
請求項1に記載の蓄電モジュール。 The water repellent material has a first portion provided at an end portion of the electrode plate of the negative electrode termination electrode.
The power storage module according to claim 1.
請求項2に記載の蓄電モジュール。 The water repellent material has a second portion provided on the inner surface of the electrode plate of the negative electrode termination electrode continuously with the first portion,
The power storage module according to claim 2.
前記撥水材は、前記積層方向から見て、前記被接合部の内側端部と連続するように前記外面に設けられた第3部分を有する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 The sealing body has a bonded portion bonded to an outer edge of the electrode plate of the negative electrode termination electrode,
The water repellent material has a third portion provided on the outer surface so as to be continuous with the inner end portion of the bonded portion when viewed from the stacking direction.
The electrical storage module as described in any one of Claims 1-3.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 Of the surface of the negative electrode termination electrode, at least a portion where the water repellent material is provided is a rough surface provided with a plurality of fine protrusions.
The electrical storage module as described in any one of Claims 1-4.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 Of the surface of the negative electrode termination electrode, at least a portion where the water repellent material is provided is a flat surface.
The electrical storage module as described in any one of Claims 1-4.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 The water repellent material is formed of a fluorine resin material,
The electrical storage module as described in any one of Claims 1-6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018073182A JP6986481B2 (en) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Power storage module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018073182A JP6986481B2 (en) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Power storage module |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019185945A true JP2019185945A (en) | 2019-10-24 |
JP6986481B2 JP6986481B2 (en) | 2021-12-22 |
Family
ID=68341668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018073182A Active JP6986481B2 (en) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Power storage module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6986481B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023093497A1 (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-01 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Storage and transportation device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02177268A (en) * | 1988-09-01 | 1990-07-10 | Furukawa Battery Co Ltd:The | Manufacture of plate for bipolar battery |
US5618641A (en) * | 1993-12-03 | 1997-04-08 | Bipolar Power Corporation | Bipolar battery construction |
JP2005503655A (en) * | 2001-09-19 | 2005-02-03 | ナイラー ヨーロッパ アーベー | Bipolar battery, bipolar battery manufacturing method, and biplate laminate |
US20050260493A1 (en) * | 2002-11-29 | 2005-11-24 | Lars Frederiksson | Bipolar battery and a method for manufacturing a bipolar battery |
JP2016048651A (en) * | 2014-08-28 | 2016-04-07 | セイコーエプソン株式会社 | Electrode body and secondary battery |
JP2017173044A (en) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | キヤノンマシナリー株式会社 | Dispensation nozzle and manufacturing method of dispensation nozzle |
JP2018028983A (en) * | 2016-08-16 | 2018-02-22 | トヨタ自動車株式会社 | Bipolar battery |
JP2018049743A (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | 株式会社豊田自動織機 | Power storage device |
-
2018
- 2018-04-05 JP JP2018073182A patent/JP6986481B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02177268A (en) * | 1988-09-01 | 1990-07-10 | Furukawa Battery Co Ltd:The | Manufacture of plate for bipolar battery |
US5618641A (en) * | 1993-12-03 | 1997-04-08 | Bipolar Power Corporation | Bipolar battery construction |
JP2005503655A (en) * | 2001-09-19 | 2005-02-03 | ナイラー ヨーロッパ アーベー | Bipolar battery, bipolar battery manufacturing method, and biplate laminate |
US20050260493A1 (en) * | 2002-11-29 | 2005-11-24 | Lars Frederiksson | Bipolar battery and a method for manufacturing a bipolar battery |
JP2016048651A (en) * | 2014-08-28 | 2016-04-07 | セイコーエプソン株式会社 | Electrode body and secondary battery |
JP2017173044A (en) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | キヤノンマシナリー株式会社 | Dispensation nozzle and manufacturing method of dispensation nozzle |
JP2018028983A (en) * | 2016-08-16 | 2018-02-22 | トヨタ自動車株式会社 | Bipolar battery |
JP2018049743A (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | 株式会社豊田自動織機 | Power storage device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023093497A1 (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-01 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Storage and transportation device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6986481B2 (en) | 2021-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20130004041A (en) | Rechargeable battery | |
JP2019185947A (en) | Power storage module | |
CN111201657B (en) | Power storage module | |
JP2019129031A (en) | Power storage module | |
CN112585799B (en) | Power storage module and method for manufacturing power storage module | |
CN111194499B (en) | Power storage module | |
US11811015B2 (en) | Power storage module | |
JP6986481B2 (en) | Power storage module | |
JP2021015771A (en) | Power storage device | |
JP6785728B2 (en) | Power storage device | |
JP2020030959A (en) | Power storage module, power storage device, and manufacturing method for power storage module | |
JP2020030952A (en) | Power storage module | |
KR20090076278A (en) | Secondary battery with excellent sealability | |
JP2019121450A (en) | Power-storage module and manufacturing method thereof | |
JP6926509B2 (en) | Power storage device | |
JP6924673B2 (en) | Power storage module | |
JP2019079677A (en) | Power storage module | |
JP2020030954A (en) | Power storage module and manufacturing method therefor | |
JP2020030982A (en) | Power storage module | |
JP2020030950A (en) | Power storage module | |
JP2020030951A (en) | Power storage module | |
JP2020030984A (en) | Power storage module | |
JP2019079613A (en) | Power storage module | |
JP6942079B2 (en) | Power storage module | |
JP7056472B2 (en) | Power storage module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200806 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210818 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210824 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210921 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211116 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211129 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6986481 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |