JP2019185947A - 蓄電モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の向上が図られた蓄電モジュールを提供する。【解決手段】蓄電モジュール４は、複数の電極を含む電極積層体１１と金属板５０と第１封止部２１とを備える。電極は、バイポーラ電極１４と負極終端電極１８とを含む。負極終端電極１８は、電極板１５と第２面１５ｂに設けられた負極１７とを含み、バイポーラ電極１４と金属板５０との間に配置される。第１封止部２１は、負極終端電極１８の第１面１５ａに溶着された第１樹脂部２１Ａを含む。金属板５０は、負極終端電極１８の第１面１５ａに対向する第３面５０ａと第３面５０ａと反対の第４面５０ｂとを含み、第３面５０ａにおいて第１樹脂部２１Ａに溶着される。第２面１５ｂの第１封止部２１に対向する領域Ａ４、及び、第３面５０ａの第１樹脂部２１Ａに溶着される領域から内側に延びる領域Ａ５の少なくとも一方には撥水材６０が設けられる。【選択図】図３

Description

本発明は、蓄電モジュールに関する。

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。

特開２０１１−２０４３８６号公報

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。

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。

本発明に係る蓄電モジュールは、第１方向に沿って積層された複数の電極を含む積層体と、第１方向における積層体の一端に設けられた金属板と、電極の縁部に溶着され、隣り合う電極の間に内部空間を形成すると共に内部空間を封止するための第１封止部と、内部空間に収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、を備え、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、第１面及び第１面の反対側の第２面を含む電極板と、第１面に設けられた正極と、第２面に設けられた負極と、を含み、負極終端電極は、電極板と第２面に設けられた負極とを含み、第２面が積層体の内側になるように、第１方向の積層体の一端においてバイポーラ電極と金属板との間に配置されており、第１封止部は、負極終端電極の第１面に溶着された第１樹脂部を含み、金属板は、負極終端電極の第１面に対向する第３面と第３面と反対の第４面とを含み、第３面の周縁部において第１樹脂部に溶着されており、第１面及び第３面の第１樹脂部に溶着される領域は、粗面化されており、負極終端電極の第２面の第１封止部に対向する領域、及び、第３面の第１樹脂部に溶着される領域から第３面の内側に延びる領域の少なくとも一方には、撥水材が設けられている。

この蓄電モジュールにおいては、積層体の電極の間には、第１封止部によって電解液を収容する内部空間が形成されている。また、積層体の一端には、複数の電極のうち、電極板の第２面が積層体の内側になるように負極終端電極が配置されている。負極終端電極における積層体の外側に臨む第１面には、第１封止部としての第１樹脂部が溶着されている。一方、積層体の一端には、金属板が設けられている。これにより、負極終端電極は、電極のうちのバイポーラ電極とこの金属板と間に配置されることになる。すなわち、負極終端電極のさらに外側に金属板が設けられることになる。そして、金属板は、負極終端電極の第１面に対向する第３面の周縁部において、負極終端電極の第１面に溶着された第１樹脂部に溶着されている。さらに、負極終端電極の第２面の第１封止部に対向する領域、及び、第３面の第１樹脂部に溶着される領域から第３面の内側に延びる領域の少なくとも一方には、撥水材が設けられている。

このような構成とすることにより、次のような効果が得られる。すなわち、第１の効果として、第１樹脂部と比較して剛性の高い金属板が負極終端電極の第１面上の第１樹脂部に溶着されることにより、第１樹脂部と負極終端電極の第１面とが引きはがされるように第１樹脂部が変形することが抑制される。また、第２の効果として、負極終端電極の外側にさらに金属板が設けられることにより、電極間の内部空間への外部からの水分の侵入が抑制される。さらに、第３の効果として、負極終端電極から外部に通じる経路上において、負極終端電極の第１面と第１樹脂部との溶着箇所、及び、金属板の第３面と第１樹脂部の溶着箇所の少なくとも２段階のシールが形成される。

第１の効果によって、第１樹脂部と負極終端電極の第１面との間において、アルカリクリープによる電解液の漏液の経路となり得る隙間が生じることが抑制される。また、第２の効果によって、アルカリクリープの加速条件となる外部の湿度の影響が抑制される。また、第３の効果によって、多段階のシールにより漏液速度が低減される。さらに、第４の効果として、負極終端電極の第２面の第１封止部に対向する領域に撥水材を設けた場合には、内部空間からの電解液の漏液を抑制でき、金属板の第３面の第１樹脂部に溶着される領域から第３面の内側に延びる領域に撥水材を設けた場合には、金属板と負極終端電極との間に形成される余剰空間から外部への漏液、及び、外部から余剰空間への水分の侵入が抑制される。この蓄電モジュールによれば、これらの効果が複合的に得られる結果、アルカリクリープによる漏液が確実に抑制され、信頼性が向上される。

本発明に係る蓄電モジュールにおいては、第４面の周縁部から第１樹脂部にわたって延在して配置され、第４面及び第１樹脂部に溶着された第２樹脂部をさらに備え、第４面の第２樹脂部が溶着される領域は、粗面化されていてもよい。この場合、負極終端電極から外部に通じる経路上において、金属板の第４面と第２樹脂部の溶着箇所としてシールがさらに形成される。この結果、さらに多段階（３段階）のシールにより漏液速度が確実に低減され、アルカリクリープによる漏液がより確実に抑制される。

本発明に係る蓄電モジュールにおいては、第４面の第２樹脂部が溶着される領域から第４面の内側に延びる領域には、撥水材が設けられていてもよい。この場合、外部から余剰空間への水分の侵入が確実に抑制される。

本発明に係る蓄電モジュールにおいては、複数の第１封止部及び第２樹脂部を外側から包囲するように第１封止部及び第２樹脂部に接合された第２封止部をさらに備え、第２封止部は、第１方向からみて金属板及び第２樹脂部に重複する重複部を含むと共に、重複部において第２樹脂部に溶着されていてもよい。この場合、第２封止部によって内部空間が確実に封止される。また、第２封止部の重複部によって第２樹脂部の変形が抑制される結果、第２樹脂部と第４面との間に隙間が生じることが抑制される。これにより、アルカリクリープによる漏液がより確実に抑制される。

本発明に係る蓄電モジュールにおいては、金属板は、第１樹脂部に溶着された環状の被溶着部と、被溶着部の内側において被溶着部よりも負極終端電極の第１面側に位置して第１面に接触された被接触部と、を含んでもよい。この場合、金属板と負極終端電極との間に形成される余剰空間が制限される。これにより、当該余剰空間の湿度の影響が抑制される。

本発明に係る蓄電モジュールにおいては、金属板は、電極板であってもよい。この場合、電極板と別途に金属板を用意する必要がない。これにより、低コストにて上記の構成を実現可能である。

本発明によれば、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。

蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。 図１に示された蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。 図２の部分拡大図である。 比較例に係る蓄電モジュールの一部拡大断面図である。

以下、図面を参照して蓄電モジュールの一実施形態について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。図１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、積層された複数の蓄電モジュール４を含むモジュール積層体２と、モジュール積層体２に対してその積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材３とを備えている。

モジュール積層体２は、複数（ここでは３つ）の蓄電モジュール４と、複数（ここでは４つ）の導電板５と、を含む。蓄電モジュール４は、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、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。

積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール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、積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール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。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。

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。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、にそれぞれ交差（直交）する方向に沿って延在している。導電板５は、蓄電モジュール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、これらの流路５ａに冷媒を流通させることにより、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。

拘束部材３は、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と、エンドプレート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（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。

エンドプレート８の縁部には、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によって挟持されてモジュール積層体２としてユニット化されると共に、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。

次に、蓄電モジュール４の構成について詳細に説明する。図２は、図１に示された蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。図３は、図２の部分拡大図である。図２，３に示されるように、蓄電モジュール４は、電極積層体（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、を備えている。電極積層体１１は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄ（第１方向）に沿って積層された複数の電極（複数のバイポーラ電極１４、単一の負極終端電極（電極）１８、及び、単一の正極終端電極１９）を含む。ここでは、電極積層体１１の積層方向Ｄはモジュール積層体２の積層方向と一致している。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、第１面１５ａ及び第１面１５ａの反対側の第２面１５ｂを含む電極板１５、第１面１５ａに設けられた正極１６、第２面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。正極１６は、正極活物質が電極板１５に塗工されることにより形成される正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が電極板１５に塗工されることにより形成され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に隣り合う別のバイポーラ電極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に隣り合うさらに別のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。

負極終端電極１８は、電極板１５、及び電極板１５の第２面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。負極終端電極１８は、その第２面１５ｂが電極積層体１１の内側（積層方向Ｄについての中心側）になるように、積層方向Ｄの一端に配置されている。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は、電極板１５、及び電極板１５の第１面１５ａに設けられた正極１６を含んでいる。正極終端電極１９は、その第１面１５ａが電極積層体１１の内側になるように、積層方向Ｄの他端に配置されている。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の第１面１５ａは、電極積層体１１の外側に臨む面である。負極終端電極１８の第１面１５ａには、後述する金属板５０を介して、導電板５が電気的に接続されている。また、正極終端電極１９の電極板１５の第２面１５ｂには、蓄電モジュール４に隣接する別の導電板５が接触している。拘束部材３からの拘束荷重は、導電板５を介して負極終端電極１８及び正極終端電極１９から電極積層体１１に付加される。すなわち、導電板５は、積層方向Ｄに沿って電極積層体１１に拘束荷重を付加する拘束部材でもある。

電極板１５は、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。一例として、電極板１５は、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、負極終端電極１８、及び、正極終端電極１９の縁部）１５ｃは、矩形枠状をなし、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。

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、例えば絶縁性の樹脂によって、全体として矩形の筒状に形成されている。封止体１２は、縁部１５ｃを包囲するように電極積層体１１の側面１１ａに設けられている。封止体１２は、側面１１ａにおいて縁部１５ｃを保持している。封止体１２は、縁部１５ｃに溶着された複数の第１封止部２１と、側面１１ａに沿って第１封止部２１を外側から包囲するように第１封止部２１に接合された単一の第２封止部２２と、を有している。

第１封止部２１は、積層方向Ｄから見て、矩形環状をなし、縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられている。第１封止部２１は、電極板１５の第１面１５ａに溶着されて気密に接合されている。第１封止部２１は、例えば超音波又は熱によって溶着されている。第１封止部２１は所定の厚さ（積層方向Ｄの長さ）を有するフィルムである。電極板１５の端面は、第１封止部２１から露出している。第１封止部２１の内側の一部は、積層方向Ｄに互いに隣り合う電極板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に埋設されている。積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う第１封止部２１同士は、互いに離間している。第１封止部２１は、負極終端電極１８の第１面１５ａに溶着された第１樹脂部２１Ａを含む。ここでは、第１封止部２１のうちの１つが第１樹脂部２１Ａである。

第２封止部２２は、電極積層体１１及び第１封止部２１の外側に設けられ、蓄電モジュール４の外壁（筐体）を構成している。第２封止部２２は、例えば樹脂の射出成型によって形成され、積層方向Ｄに沿って電極積層体１１の全長にわたって延在している。第２封止部２２は、積層方向Ｄを軸方向として延在する筒状（環状）を呈している。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（接合）されている。

第２封止部２２は、第１封止部２１と共に、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合うバイポーラ電極１４の間、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間をそれぞれ封止している。これにより、バイポーラ電極１４の間、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び、正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間には、それぞれ気密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。すなわち、第１封止部２１及び第２封止部２２は、隣り合う電極の間に内部空間Ｖを形成すると共に内部空間Ｖを封止するためのものである。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を含む電解液（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。

ここで、蓄電モジュール４は、金属板５０と第２樹脂部５１とを備える。金属板５０は、積層方向Ｄにおける電極積層体１１の一端（負極終端電極１８側の端部）に設けられている。金属板５０は、負極終端電極１８の第１面１５ａに対向する第３面５０ａと、第３面５０ａの反対側の第４面５０ｂと、を含む。金属板５０の第４面５０ｂは、導電板５に接触している。金属板５０は、積層方向Ｄに沿って電極と共に積層されている。これにより、負極終端電極１８は、積層方向Ｄに沿って金属板５０とバイポーラ電極１４との間に配置されることになる。換言すれば、蓄電モジュール４においては、負極終端電極１８のさらに外側に金属板５０が設けられることになる。

金属板５０は、第１樹脂部２１Ａに溶着されると共に負極終端電極１８の第１面１５ａに接触している。より具体的には、金属板５０は、第１樹脂部２１Ａ及び第１面１５ａ上に配置されて第１樹脂部２１Ａに溶着された矩形環状の被溶着部５２と、被溶着部５２の内側において被溶着部５２よりも負極終端電極１８の第１面１５ａ側に位置して（窪んで）第１面１５ａに接触された矩形状の被接触部５３と、を含む。被溶着部５２と被接触部５３とは互いに連続している。金属板５０と負極終端電極１８との間（第３面５０ａと第１面１５ａとの間）には、第１樹脂部２１Ａの厚さ（積層方向Ｄに沿った長さ）に相当する余剰空間ＶＡが形成され得るが、金属板５０が被接触部５３において負極終端電極１８側に窪んでいることから、この余剰空間ＶＡが狭く制限されている。なお、金属板５０は、任意の金属により構成することができるが、一例として電極板１５と同一のものとすることができる。すなわち、一例として金属板５０は電極板１５である。この場合、金属板５０は、活物質層が形成されていない金属箔（未塗工箔）である。

第２樹脂部５１は、積層方向Ｄからみて第１樹脂部２１Ａと略同一の形状を呈している。すなわち、第２樹脂部５１は、矩形環状であり、また、所定の厚さを有するフィルムである。第２樹脂部５１は、金属板５０の第４面５０ｂの周縁部から第１樹脂部２１Ａにわたって延在して配置されている。第２樹脂部５１は、第４面５０ｂ及び第１樹脂部２１Ａに溶着されている。第２封止部２２は、複数の第１封止部２１及びこの第２樹脂部５１を外側から包囲するように第１封止部２１及び第２樹脂部５１に接合されている。第２封止部２２は、積層方向Ｄからみて金属板５０及び第２樹脂部５１に重複する重複部２２Ａを含むと共に、重複部２２Ａにおいて第２樹脂部５１に溶着されている。

第１封止部２１（第１樹脂部２１Ａ）、第２封止部２２、及び、第２樹脂部５１は、例えば、絶縁性の樹脂であって、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）等から構成され得る。

なお、第１面１５ａ、第３面５０ａ、及び、第４面５０ｂには、第１樹脂部２１Ａ又は第２樹脂部５１に溶着される領域が形成される。具体的には、積層方向Ｄからみたとき、第１面１５ａにおける第１樹脂部２１Ａに重複する領域Ａ１、及び、第３面５０ａにおける第１樹脂部２１Ａに重複する領域Ａ２は、第１樹脂部２１Ａに溶着される領域である。また、積層方向Ｄからみて、第４面５０ｂにおける第２樹脂部５１に重複する領域Ａ３は、第２樹脂部５１に溶着される領域である。領域Ａ１〜Ａ３は、矩形環状である。少なくともこれらの領域Ａ１〜Ａ３は、粗面化されている。ここでは、第１面１５ａ、第３面５０ａ、及び、第４面５０ｂの全体が粗面化されている。

第１面１５ａ、第３面５０ａ、及び、第４面５０ｂは、例えば、電解メッキ処理で複数の突起が形成されることにより粗面化されている。これにより、第１面１５ａ、第３面５０ａ、及び、第４面５０ｂにおける第１樹脂部２１Ａ又は第２樹脂部５１との接合界面では、溶融状態の第１樹脂部２１Ａ又は第２樹脂部５１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、互いの結合力を向上させることができる。粗面化の際に形成される突起は、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。これにより、互いに隣接する突起の間の断面形状がアンダーカット形状となり、アンカー効果が生じ易い。

ここで、蓄電モジュール４は、撥水材６０をさらに有している。撥水材６０は、第１面１５ａ、第２面１５ｂ、第３面５０ａ、及び、第４面５０ｂにおいて溶着に供されていない領域に設けることができる。ここでは、撥水材６０は、負極終端電極１８の第２面１５ｂの第１封止部２１に対向する領域Ａ４、第３面５０ａの第１樹脂部２１Ａに溶着される領域Ａ２から第３面５０ａの内側に延びる領域Ａ５、及び、第４面５０ｂの第２樹脂部５１が溶着される領域Ａ３から第４面５０ｂの内側に延びる領域Ａ６に設けられている。ただし、撥水材６０は、これらの領域Ａ４〜Ａ６のうちの少なくとも１つに設けられていればよい。領域Ａ４は、負極終端電極１８に隣接するバイポーラ電極１４に溶着された第１封止部２１に対向している。領域Ａ５は、余剰空間ＶＡに臨む領域である。領域Ａ６は、蓄電モジュール４の外側に臨む領域である。

撥水材６０は、一例として膜状に形成されている。撥水材６０は、フッ素系の樹脂材料（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。

また、蓄電モジュール４は、吸液部材３１をさらに有している。吸液部材３１は、金属板５０の第４面５０ｂ上に設けられている。吸液部材３１は、例えば不織布によってシート状に形成されている。この不織布を構成する材料としては、ポリオレフィンなどが例示される。不織布には、吸水性を向上するために、プラズマ処理が施されていてもよい。吸液部材３１の厚さ（積層方向Ｄに沿っての長さ）は、例えば数百μｍ程度である。吸液部材３１は、例えば積層方向Ｄから見て矩形環状をなしており、導電板５を包囲している。

引き続いて、蓄電装置１の製造方法の一例について説明する。この方法では、まず、上記の蓄電モジュール４を製造する。蓄電モジュール４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、注入工程と、を備える。一次成形工程では、所定数のバイポーラ電極１４と負極終端電極１８及び正極終端電極１９を用意し、それぞれの電極板１５の縁部１５ｃの第１面１５ａに第１封止部２１を溶着する。また、金属板５０を用意し、その第４面５０ｂに第２樹脂部５１を溶着する。

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。また、第１樹脂部２１Ａ上に第２樹脂部５１が配置されるように、金属板５０を電極積層体１１の一端に配置する。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及び金属板５０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及び第２樹脂部５１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。注入工程では、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。これにより、蓄電モジュール４が得られる。

続いて、蓄電モジュール４の作用・効果について説明する。図４は、比較例に係る蓄電モジュールの一部拡大断面図である。図４に示される例では、金属板５０が設けられていない。このため、例えば、内圧の上昇に伴って負極終端電極１８の電極板１５に荷重が付加されると、当該電極板１５に溶着された第１樹脂部２１Ａが変形するおそれがある。この場合、第１樹脂部２１Ａと電極板１５との間に隙間が生じ、当該隙間を介して電解液Ｌの漏液が生じるおそれがある。

蓄電モジュールでは、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上を伝わり、第１樹脂部２１Ａと電極板１５との間の隙間を通って電極板１５の第１面１５ａ側に滲み出ることがある。図４には、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。この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。

これに対して、蓄電モジュール４においては、電極積層体１１の電極の間には、第１封止部２１によって電解液を収容する内部空間Ｖが形成されている。また、電極積層体１１の一端には、複数の電極のうち、電極板１５の第２面１５ｂが電極積層体１１の内側になるように負極終端電極１８が配置されている。負極終端電極１８における電極積層体１１の外側に臨む第１面１５ａには、第１封止部２１としての第１樹脂部２１Ａが溶着されている。一方、電極積層体１１の一端には、金属板５０が設けられている。これにより、負極終端電極１８は、電極のうちのバイポーラ電極１４とこの金属板５０と間に配置されることになる。すなわち、負極終端電極１８のさらに外側に金属板５０が設けられることになる。そして、金属板５０は、負極終端電極１８の第１面１５ａに対向する第３面５０ａの周縁部において、負極終端電極１８の第１面１５ａに溶着された第１樹脂部２１Ａに溶着されている。

このような構成とすることにより、次のような効果が得られる。すなわち、第１の効果として、第１樹脂部２１Ａと比較して剛性の高い金属板５０が負極終端電極１８の第１面１５ａ上の第１樹脂部２１Ａに溶着されることにより、第１樹脂部２１ａと負極終端電極１８の第１面１５ａとが引きはがされるように第１樹脂部２１Ａが変形することが抑制される。また、第２の効果として、負極終端電極１８の外側にさらに金属板５０が設けられることにより、内部空間Ｖへの外部からの水分の侵入が抑制される。さらに、第３の効果として、負極終端電極１８から外部に通じる経路上において、負極終端電極１８の第１面１５ａと第１樹脂部２１Ａとの溶着箇所、及び、金属板５０の第３面５０ａと第１樹脂部２１Ａの溶着箇所の少なくとも２段階のシールが形成される。

第１の効果によって、第１樹脂部２１Ａと負極終端電極１８の第１面１５ａとの間において、アルカリクリープによる電解液の漏液の経路となり得る隙間が生じることが抑制される。また、第２の効果によって、アルカリクリープの加速条件となる外部の湿度の影響が抑制される。さらに、第３の効果によって、多段階のシールにより漏液速度が低減される。この蓄電モジュール４によれば、これらの効果が複合的に得られる結果、アルカリクリープによる漏液が確実に抑制され、信頼性が向上される。

また、蓄電モジュール４は、金属板５０の第４面５０ｂの周縁部から第１樹脂部２１Ａにわたって延在して配置され、第４面５０ｂ及び第１樹脂部２１Ａに溶着された第２樹脂部５１をさらに備えている。そして、第４面５０ｂの第２樹脂部５１が溶着される領域Ａ３は、粗面化されている。このため、負極終端電極１８から外部に通じる経路上において、金属板５０の第４面５０ｂと第２樹脂部５１の溶着箇所（領域Ａ３）としてシールがさらに形成される。この結果、さらに多段階（３段階）のシールにより漏液速度が確実に低減され、アルカリクリープによる漏液がより確実に抑制される。

また、蓄電モジュール４は、複数の第１封止部２１及び第２樹脂部５１を外側から包囲するように第１封止部２１及び第２樹脂部５１に接合された第２封止部２２をさらに備える。第２封止部２２は、積層方向Ｄからみて金属板５０及び第２樹脂部５１に重複する重複部２２Ａを含むと共に、重複部２２Ａにおいて第２樹脂部５１に溶着されている。このため、第２封止部２２によって内部空間Ｖが確実に封止される。また、第２封止部２２の重複部２２Ａによって第２樹脂部５１の変形が抑制される結果、第２樹脂部５１と第４面５０ｂとの間に隙間が生じることが抑制される。これにより、アルカリクリープによる漏液がより確実に抑制される。

また、蓄電モジュール４においては、金属板５０は、第１樹脂部２１Ａに溶着された環状の被溶着部５２と、被溶着部５２の内側において被溶着部５２よりも負極終端電極１８の第１面１５ａ側に位置して第１面１５ａに接触された被接触部５３と、を含む。このため、金属板５０と負極終端電極１８との間に形成される余剰空間ＶＡが制限される。これにより、当該余剰空間ＶＡの湿度の影響が抑制される。

また、蓄電モジュール４においては、金属板５０は電極板１５である。このため、電極板１５と別途に金属板５０を用意する必要がない。これにより、低コストにて上記の構成を実現可能である。

また、蓄電モジュール４においては、負極終端電極１８の第２面１５ｂの第１封止部２１に対向する領域Ａ４、及び、第３面５０ａの第１樹脂部２１Ａに溶着される領域Ａ２から第３面５０ａの内側に延びる領域Ａ５には、撥水材６０が設けられている。領域Ａ４に撥水材６０を設けることにより、内部空間Ｖからの電解液の漏液を抑制できる。また、領域Ａ５に撥水材６０を設けることにより、余剰空間ＶＡから外部への漏液、及び、外部から余剰空間ＶＡへの水分の侵入が抑制される。

さらに、蓄電モジュール４においては、第４面５０ｂの第２樹脂部５１が溶着される領域Ａ３から第４面５０ｂの内側に延びる領域Ａ６には、撥水材６０が設けられている。これにより、外部から余剰空間ＶＡへの水分の侵入が確実に抑制される。

以上の実施形態は、本発明に係る蓄電モジュールの一実施形態について説明したものである。したがって、本発明に係る蓄電モジュールは、上述した蓄電モジュール４に限定されず、任意に変更することができる。

例えば、蓄電モジュール４においては、撥水材６０に代えてシール材を設けることができる。すなわち、領域Ａ４，Ａ５，Ａ６の少なくとも１つには、シール材を設けることができる。シール材は、例えば、液状シール剤の硬化物である。この場合、シール材の形成が容易である。なお、液状シール剤は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂材料、ブローンアスファルトを主成分とする接着剤(アスファルトピッチ)等である。アスファルトピッチは、例えば、ブローンアスファルトとポリブテンをトルエンで溶いたものである。具体的には、シール材は、領域Ａ４，Ａ５，Ａ６の少なくとも１つに対して液状シール剤を塗布し、当該液状シール材を硬化させることによって形成され得る。撥水材６０に代えてシール材を設けた場合にも、撥水材６０に係る上記効果と同様の効果を奏することができる。

さらには、蓄電モジュール４においては、撥水材６０とシール材との両方を設けることができる。すなわち、領域Ａ４，Ａ５，Ａ６のうちの一部に撥水材６０を設けると共に、残部にシール材を設けてもよい。このように、蓄電モジュール４においては、各領域に求められる特性や、各領域の状態に応じて、撥水材６０とシール材とを使い分けることができる。

４…蓄電モジュール、１１…電極積層体（積層体）、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…第１面、１５ｂ…第２面、１７…負極、１８…負極終端電極、２１…第１封止部、２１Ａ…第１樹脂部、２２…第２封止部、２２Ａ…重複部、５０…金属板、５０ａ…第３面、５０ｂ…第４面、５１…第２樹脂部、５２…被溶着部、５３…被接触部、６０…撥水材、Ａ１〜Ａ６…領域。

Claims (6)

1. 第１方向に沿って積層された複数の電極を含む積層体と、
   前記第１方向における前記積層体の一端に設けられた金属板と、
   前記電極の縁部に溶着され、隣り合う前記電極の間に内部空間を形成すると共に前記内部空間を封止するための第１封止部と、
   前記内部空間に収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、
   を備え、
   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、第１面及び前記第１面の反対側の第２面を含む電極板と、前記第１面に設けられた正極と、前記第２面に設けられた負極と、を含み、
   前記負極終端電極は、前記電極板と前記第２面に設けられた負極とを含み、前記第２面が前記積層体の内側になるように、前記第１方向の前記積層体の前記一端において前記バイポーラ電極と前記金属板との間に配置されており、
   前記第１封止部は、前記負極終端電極の前記第１面に溶着された第１樹脂部を含み、
   前記金属板は、前記負極終端電極の前記第１面に対向する第３面と前記第３面と反対の第４面とを含み、前記第３面の周縁部において前記第１樹脂部に溶着されており、
   前記第１面及び前記第３面の前記第１樹脂部に溶着される領域は、粗面化されており、
   前記負極終端電極の前記第２面の前記第１封止部に対向する領域、及び、前記第３面の前記第１樹脂部に溶着される領域から前記第３面の内側に延びる領域の少なくとも一方には、撥水材が設けられている、
   蓄電モジュール。
2. 前記第４面の周縁部から前記第１樹脂部にわたって延在して配置され、前記第４面及び前記第１樹脂部に溶着された第２樹脂部をさらに備え、
   前記第４面の前記第２樹脂部が溶着される領域は、粗面化されている、
   請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 前記第４面の前記第２樹脂部が溶着される領域から前記第４面の内側に延びる領域には、撥水材が設けられている、
   請求項２に記載の蓄電モジュール。
4. 複数の前記第１封止部及び前記第２樹脂部を外側から包囲するように前記第１封止部及び前記第２樹脂部に接合された第２封止部をさらに備え、
   前記第２封止部は、前記第１方向からみて前記金属板及び前記第２樹脂部に重複する重複部を含むと共に、前記重複部において前記第２樹脂部に溶着されている、
   請求項２又は３に記載の蓄電モジュール。
5. 前記金属板は、前記第１樹脂部に溶着された環状の被溶着部と、前記被溶着部の内側において前記被溶着部よりも前記負極終端電極の前記第１面側に位置して前記第１面に接触された被接触部と、を含む、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
6. 前記金属板は、前記電極板である、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。

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