JP2020021604A - 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内部空間に連通された連通孔の変形を抑制できる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】蓄電モジュール４は、積層方向Ｄに積層された複数の電極Ｅを含む電極積層体１１と、隣り合う複数の電極Ｅ間に設けられた内部空間Ｖと連通された連通孔２５が形成された樹脂製のシール部材１２とを備える。複数の電極Ｅは、バイポーラ電極１４を含む。シール部材１２は、複数のゲート痕４０を有している。積層方向Ｄから見て、隣り合う複数のゲート痕４０の中間点４０Ｍは、連通孔２５と重ならないように位置している。【選択図】図６

Description

本発明の一側面は、蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法に関する。

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

上述したような電池では、電解液を内部空間に注入するための注液口が封止体に形成される。電解液を注入した後、注液口は封止されて内部空間は密閉される。電池の使用に伴って内部空間にガスが発生すると、内部空間の圧力が上昇する。この場合、内部空間に連通された注液口の内面に圧力が集中し易い。積層方向において注液口の内面に圧力が掛かると、注液口が変形して、封止体が破断するおそれがある。

本発明の一側面は、内部空間に連通された連通孔の変形を抑制できる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る蓄電モジュールは、第１方向に積層された複数の電極を含む電極積層体と、隣り合う前記複数の電極間に設けられた内部空間と連通された連通孔が形成された樹脂製のシール部材と、を備え、前記複数の電極は、バイポーラ電極を含み、前記シール部材は、複数のゲート痕を有しており、前記第１方向から見て、隣り合う前記複数のゲート痕の中間点が前記連通孔と重ならないように位置している。

この蓄電モジュールでは、シール部材を形成する際に、隣り合う複数のゲートから流入した樹脂材料同士が、隣り合う複数のゲートの中間点において衝突する。そのため、得られたシール部材では、隣り合う複数のゲート痕の中間点に脆弱部（ウェルド部）が形成される場合がある。そのような場合であっても、第１方向から見て、隣り合う複数のゲート痕の中間点が連通孔と重ならないように位置しているので、シール部材のうち第１方向において連通孔よりも外側に位置する部分に脆弱部が形成されない。したがって、内部空間の圧力上昇によって、第１方向において連通孔の内面に圧力が掛かっても、連通孔の変形が抑制される。

前記シール部材には、複数の前記連通孔が形成されており、前記第１方向から見て、前記中間点が、前記複数の連通孔の間に位置してもよい。この場合、第１方向から見て中間点が複数の連通孔と重ならないように中間点を配置できる。

前記シール部材は、穴部が形成された表面を有し、前記ゲート痕が前記穴部内に配置されてもよい。この場合、突起状のゲート痕がシール部材の表面のうち穴部が形成されていない領域から突出することを抑制できる。

前記第１方向から見て、前記穴部が前記連通孔と重ならないように位置してもよい。この場合、シール部材のうち第１方向において連通孔よりも外側に位置する部分に穴部が形成されないので、当該部分の厚みを大きくできる。よって、連通孔の変形が更に抑制される。

本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、第１方向に積層された複数の電極を含む電極積層体であり、前記複数の電極がバイポーラ電極を含む、前記電極積層体と、隣り合う前記複数の電極間に設けられた内部空間と連通された連通孔が形成された樹脂製のシール部材とを備える蓄電モジュールの製造方法であって、複数のゲートを有する型内に前記電極積層体を配置する工程と、前記複数のゲートから樹脂材料を前記型内に流し込むことによって、射出成形により前記シール部材を形成する工程と、を含み、前記シール部材を形成する工程では、前記第１方向から見て、隣り合う前記複数のゲートの中間点が前記連通孔と重ならないように位置している。

この蓄電モジュールの製造方法では、隣り合う複数のゲートから流入した樹脂材料同士が、隣り合う複数のゲートの中間点において衝突する。そのため、得られるシール部材では、当該中間点に脆弱部（ウェルド部）が形成される場合がある。そのような場合であっても、第１方向から見て、隣り合う複数のゲートの中間点が連通孔と重ならないように位置しているので、シール部材のうち第１方向において連通孔よりも外側に位置する部分に脆弱部が形成されない。したがって、内部空間の圧力上昇によって、第１方向において連通孔の内面に圧力が掛かっても、連通孔の変形が抑制される。

本発明の一側面によれば、内部空間に連通された連通孔の変形を抑制できる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法が提供され得る。

一実施形態に係る蓄電モジュールを備えた蓄電装置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に示された蓄電モジュールの斜視図である。 図３に示された蓄電モジュールの部分的な分解斜視図である。 図３に示された蓄電モジュールの部分的な断面図である。 図３に示された蓄電モジュールの部分的な平面図である。 図６に示されたＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法において電極積層体を配置する工程における型の部分的な平面図である。 図８に示されたＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法においてシール部材を形成する工程におけるシール部材及び電極積層体の部分的な平面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。

図１は、一実施形態に係る蓄電モジュールを備えた蓄電装置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、互いに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とを備えている。

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、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。

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交差（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。

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（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。

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。

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、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。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を取り囲む樹脂製のシール部材１２とを備えている。電極積層体１１とシール部材１２との間は封止（シール）される。

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）に積層された複数の電極Ｅを含む。複数の電極Ｅは、複数のバイポーラ電極１４と、負極終端電極１８と、正極終端電極１９とを含む。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、電極板１５、電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６、電極板１５の他方面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。

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、電極板１５、及び電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７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。負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａ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は、電極板１５、及び電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６を含んでいる。正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂ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。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。

電極板１５は、金属製であり、例えばニッケル又はニッケルメッキ鋼板からなる。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の周縁部１５ｃ（バイポーラ電極１４の周縁部）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。

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、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。

シール部材１２は、例えば絶縁性の樹脂によって矩形の枠状に形成されている。シール部材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。シール部材１２は、電極積層体１１を取り囲み、複数の電極板１５の周縁部１５ｃを保持するように構成されている。

シール部材１２は、周縁部１５ｃに設けられた一次シール２１と、一次シール２１の周囲に設けられた二次シール２２とを有している。一次シール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。一次シール２１は、積層方向Ｄから見て、矩形枠状をなし、例えば超音波又は熱により、周縁部１５ｃの全周にわたって連続的に溶着されている。一次シール２１は、電極板１５の他方面１５ｂ側の周縁部１５ｃに設けられている。一次シール２１は、周縁部１５ｃを埋設した状態で、周縁部１５ｃに設けられ、電極板１５の端面を覆っている。一次シール２１は、積層方向Ｄから見て、正極１６及び負極１７から離間して設けられている。積層方向Ｄで隣り合う一次シール２１同士は、互いに当接している。

一次シール２１は、第１部分２１ａと第２部分２１ｂとを有している。第１部分２１ａは、他方面１５ｂ上に設けられ、積層方向Ｄから見て電極板１５と重なっている。第２部分２１ｂは、第１部分２１ａと一体的に形成され、積層方向Ｄから見て電極板１５の外側に設けられている。第１部分２１ａの厚さは、第２部分２１ｂの厚さよりも薄く、負極１７の厚さと同等であるが、同等以上であってもよい。第１部分２１ａと第２部分２１ｂとの間には、積層方向Ｄに延在する段差面２１ｃが形成されている。

第１部分２１ａの上面には、セパレータ１３の外縁部が配置されている。積層方向Ｄから見て、第１部分２１ａとセパレータ１３の外縁部とは互いに重なっている。セパレータ１３の外縁部は、セパレータ１３の外縁に沿って並ぶ複数箇所において、例えば溶着により第１部分２１ａの上面に固定されている。セパレータ１３の外縁は、段差面２１ｃに当接していてもよいし、段差面２１ｃから離間していてもよい。本実施形態では、段差面２１ｃの高さ（積層方向Ｄの長さ）は、セパレータ１３の厚さと正極１６の厚さとの和と同等であるが、同等以上であってもよい。

二次シール２２は、電極積層体１１及び一次シール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。二次シール２２は、例えば、後述するように樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１の全長にわたって延在している。二次シール２２は、積層方向Ｄを軸方向として延在する筒状部である。二次シール２２は、積層方向Ｄに延在する一次シール２１の外側面を覆っている。二次シール２２は、一次シール２１の外側面に接合され、一次シール２１の外側面をシールしている。二次シール２２は、例えば、射出成形時の熱によって一次シール２１の外側面に溶着されている。二次シール２２は、熱板溶着によって一次シール２１の外側面に溶着されていてもよい。一次シール２１を構成する樹脂材料と二次シール２２を構成する樹脂材料とは互いに相溶可能である。一次シール２１は例えばＰＰからなり、二次シール２２は例えば変性ＰＰＥからなる。

電極積層体１１内には複数の内部空間Ｖが設けられている。各内部空間Ｖは、隣り合う複数の電極Ｅ間に設けられる。内部空間Ｖは、積層方向Ｄで隣り合う電極板１５の間において、当該電極板１５とシール部材１２とにより気密及び水密に仕切られた空間である。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水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。電解液は強アルカリ性なので、シール部材１２は、耐強アルカリ性を有する樹脂材料により構成されている。

図３は、図２に示された蓄電モジュールの斜視図である。図４は、図３に示された蓄電モジュールの部分的な分解斜視図である。図５は、図３に示された蓄電モジュールの部分的な断面図である。図３〜図５に示されるように、蓄電モジュール４は、複数（ここでは４つ）のベース部材２７と、複数（ここではベース部材２７の数と同数）の圧力調整弁２８とをさらに備えている。ベース部材２７は、圧力調整弁２８と一体化されてもよいし、二次シール２２と一体化されてもよい。

シール部材１２には、複数の圧力調整弁２８がそれぞれ取り付けられる複数（ここでは４つ）の取付凹部２４が形成されている。取付凹部２４は、二次シール２２に形成されている。ベース部材２７及び圧力調整弁２８は、取付凹部２４のそれぞれに設けられている。

シール部材１２には、複数（ここでは２４個）の内部空間Ｖとそれぞれ連通された複数（ここでは２４個）の連通孔２５が形成されている。一例において、４つの取付凹部２４のそれぞれに６つの連通孔２５が形成されている。各連通孔２５は、内部空間Ｖに電解液を注入するための注液口として機能すると共に、電解液が注入された後は、圧力調整弁２８の接続口として機能する。すなわち、連通孔２５は圧力調整弁２８によって封止される。連通孔２５の開口端は取付凹部２４内に位置している。連通孔２５は、シール部材１２を貫通して設けられている。連通孔２５の断面は例えば矩形状を呈する。

ベース部材２７のそれぞれの内部には、複数（ここでは６つ）の連通孔２９が形成されている。ベース部材２７は、連通孔２９のそれぞれが、連通孔２５を介して内部空間Ｖに連通するように、取付凹部２４内に設けられている。さらに、圧力調整弁２８は、連通孔２９（及び内部空間Ｖ）を封止するようにベース部材２７のそれぞれに設けられている。

ベース部材２７は、シール部材１２から圧力調整弁２８に向かう方向における一端面である基端面２７ａと、他端面である先端面２７ｂと、を含む。連通孔２９は、基端面２７ａから先端面２７ｂまで貫通して設けられている。ベース部材２７の先端面２７ｂには、接合用突起部３０が突設されている。

圧力調整弁２８は、ケース３１と、複数（ここでは６つ）の弁体３２と、カバー３３とを有している。ケース３１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）等の樹脂で（例えば射出成形により）形成されている。ケース３１は、図５に示されるように、ベース部材２７に接合される底面３４ａを含む底壁部３４を有している。

ケース３１の底壁部３４には、底面３４ａからケース３１の開口３１ａに向けて貫通した複数（ここでは６つ）の連通孔３５が設けられている。これらの連通孔３５は、ベース部材２７の連通孔２９とそれぞれ連通されている。連通孔３５は、断面円形状を呈している。ケース３１の底面３４ａには、各連通孔３５を仕切るように形成された２つの接合用突起部３６が突設されている。接合用突起部３６は、接合用突起部３０に対応する形状及び寸法を有している。

また、ケース３１は、図４及び図５に示されるように、弁体３２を収容する複数（ここでは６つ）の収容凹部３７ａを形成する内壁部３７を有している。内壁部３７は、底壁部３４と一体化されている。収容凹部３７ａは、断面円形状を呈している。収容凹部３７ａは、連通孔３５と連通可能となっている。弁体３２は、連通孔３５を塞ぐように収容凹部３７ａに収容されている。弁体３２は、ゴム等の弾性体で形成された円柱状部材である。弁体３２は、連通孔３５を開閉させる。弁体３２の側面と収容凹部３７ａの内側面との間には、隙間ＧＰが設けられている。

カバー３３は、ケース３１の開口３１ａを塞ぐ板状部材である。カバー３３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）等の樹脂で形成されている。カバー３３は、ケース３１の開口端面に溶着により接合されている。カバー３３は、複数の弁体３２をケース３１の底壁部３４に押し付ける押圧部材としても機能する。ケース３１の内壁部３７とカバー３３との間には、収容凹部３７ａと連通した収容空間Ｓが設けられている。また、カバー３３には、複数（ここでは２つ）の排気口３８が設けられている。排気口３８は、収容空間Ｓと連通されている。圧力調整弁２８は、ベース部材２７に接合されている。具体的には、ベース部材２７の接合用突起部３０とケース３１の接合用突起部３６とが位置合わせされた状態で、接合用突起部３０と接合用突起部３６とが互いに溶着されている。

このような圧力調整弁２８において、ケース３１の連通孔３５は、連通孔２９及び連通孔２５を通して内部空間Ｖと連通されている。このため、内部空間Ｖの圧力が設定圧よりも低いときは、連通孔３５が弁体３２によって塞がれた閉弁状態に維持される（内部空間Ｖが封止されている）。一方、内部空間Ｖの圧力が上昇して設定圧以上になると、弁体３２がケース３１の底壁部３４から離間するように弾性変形し、連通孔３５の閉塞が解除された開弁状態となる。その結果、内部空間Ｖ内のガスが弁体３２の側面と収容凹部３７ａの内側面との隙間ＧＰを通って収容空間Ｓに逃げるようになる。

図６は、図３に示された蓄電モジュールの部分的な平面図である。図６は、積層方向Ｄから見た蓄電モジュール４の一部を示す。図７は、図６に示されたＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。

図６及び図７に示されるように、シール部材１２は、射出成形により形成された複数のゲート痕４０を有する。各ゲート痕４０は、二次シール２２に設けられる。複数のゲート痕４０は、積層方向Ｄに交差するシール部材１２の表面１２ｓにおいて、枠状のシール部材１２に沿って配列される。各ゲート痕４０は、例えば、積層方向Ｄから見て矩形状のシール部材１２の４つの角部と、２つの隣り合う角部同士の間に設けられる。積層方向Ｄから見て、隣り合う複数のゲート痕４０の中間点４０Ｍは、連通孔２５と重ならないように位置している。すなわち、積層方向Ｄから見て、隣り合う複数のゲート痕４０の中間点４０Ｍは、連通孔２５からずれて位置している。各ゲート痕４０の外形は、積層方向Ｄから見て例えば円形状である。中間点４０Ｍは、隣り合う複数のゲート痕４０の中心同士を結ぶ線分の中間点である。本実施形態では、積層方向Ｄから見て、中間点４０Ｍが、複数の連通孔２５の間（すなわち連通孔２５が設けられていない領域）に位置している。中間点４０Ｍは、例えばシール部材１２のうちベース部材２７及び圧力調整弁２８が取り付けられる領域同士の間に位置している。

シール部材１２の表面１２ｓには、複数の穴部４１が形成されており、各ゲート痕４０は各穴部４１内に配置される。穴部４１は、例えば積層方向Ｄに窪んだ断面円形の穴である。積層方向Ｄから見て、穴部４１は、連通孔２５と重ならないように位置している。ゲート痕４０は、例えば積層方向Ｄに突出する円錐状の突起である。ゲート痕４０の高さＤ１は、穴部４１の深さＤ２以下に設定され得る。ゲート痕４０の高さＤ１は例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍである。

以上説明したように、蓄電モジュール４では、積層方向Ｄから見て、隣り合う複数のゲート痕４０の中間点４０Ｍが、連通孔２５と重ならないように位置している。シール部材１２を形成する際に、後述のように、隣り合う複数のゲートＧから流入した樹脂材料（二次シール２２を構成する樹脂材料）同士が、隣り合う複数のゲートＧの中間点ＧＭにおいて衝突する（図８〜図１０参照）。そのため、得られたシール部材１２では、隣り合う複数のゲート痕４０の中間点４０Ｍに脆弱部（ウェルド部）が形成される場合がある。そのような場合であっても、積層方向Ｄから見て、隣り合う複数のゲート痕４０の中間点４０Ｍが連通孔２５と重ならないように位置しているので、シール部材１２のうち積層方向Ｄにおいて連通孔２５よりも外側に位置する部分に脆弱部が形成されない。したがって、内部空間Ｖの圧力上昇によって、積層方向Ｄにおいて連通孔２５の内面に圧力が掛かっても、連通孔２５の変形が抑制される。よって、シール部材１２のうち積層方向Ｄにおいて連通孔２５よりも外側に位置する部分の変形も抑制される。したがって、二次シール２２と一次シール２１との接合面の縁Ｐ（図７参照）において二次シール２２が一次シール２１から剥離することを抑制できる。

二次シール２２と一次シール２１との接合面（縁Ｐを含む面）では、二次シール２２を射出成形により形成する際に、溶融した二次シール２２の樹脂材料の熱によって、二次シール２２の樹脂材料と一次シール２１の樹脂材料とが溶融して相溶する。その結果、二次シール２２と一次シール２１とが溶着される。溶融した二次シール２２の樹脂材料の温度が高いと、相溶状態が良好になるので、二次シール２２と一次シール２１との接合面の接合強度が高くなる。溶融した二次シール２２の樹脂材料は、ゲートＧ（ゲート痕４０に対応）から中間点ＧＭ（中間点４０Ｍに対応）に向かって流れる際に徐々に冷却される（図８〜図１０参照）。そのため、溶融した二次シール２２の樹脂材料の温度は、ゲートＧから中間点ＧＭに向かうに連れて低くなる。よって、積層方向Ｄから見て、中間点４０Ｍに最も近い二次シール２２と一次シール２１との接合面の接合強度は、ゲート痕４０に最も近い二次シール２２と一次シール２１との接合面の接合強度よりも小さくなる。したがって、通常、中間点４０Ｍ近傍では、ゲート痕４０近傍に比べて二次シール２２が一次シール２１から剥離し易い。しかしながら、上記蓄電モジュール４では、中間点４０Ｍ近傍における剥離を抑制できる。

また、積層方向Ｄから見て、隣り合う複数のゲート痕４０の中間点４０Ｍは、複数の連通孔２５の間に位置している。そのため、積層方向Ｄから見て中間点４０Ｍが複数の連通孔２５と重ならないように中間点４０Ｍを配置できる。

ゲート痕４０は穴部４１内に配置されている。よって、突起状のゲート痕４０がシール部材１２の表面１２ｓのうち穴部４１が形成されていない領域から突出することを抑制できる。

穴部４１は、積層方向Ｄから見て、連通孔２５と重ならないように位置している。よって、シール部材１２のうち積層方向Ｄにおいて連通孔２５よりも外側に位置する部分に穴部４１が形成されないので、当該部分の厚みを大きくできる。よって、連通孔２５の変形が更に抑制される。

次に、蓄電モジュール４の製造方法について説明する。図８は、一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法において電極積層体を配置する工程における型の部分的な平面図である。図８は、積層方向Ｄから見た型Ｍの一部を示す。図９は、図８に示されたＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。図１０は、一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法においてシール部材を形成する工程におけるシール部材及び電極積層体の部分的な平面図である。図１０は、積層方向Ｄから見たシール部材１２及び電極積層体１１の一部を示す。

まず、図８及び図９に示されるように、複数のゲートＧを有する型Ｍ内に電極積層体１１を配置する。型Ｍは例えば金型である。電極積層体１１には予め一次シール２１が設けられている。型Ｍ内の空隙Ｍｈの形状は、二次シール２２の形状と対応している。各ゲートＧの形状は、例えば積層方向Ｄに延在する円柱状である。型Ｍ内におけるゲートＧの開口端の周囲には、例えば円環状の突起Ｍｐが設けられている。突起Ｍｐによって、二次シール２２に穴部４１が形成される。

次に、図１０に示されるように、複数のゲートＧから樹脂材料を型Ｍ内に流し込むことによって、射出成形によりシール部材１２を形成する。ここで、積層方向Ｄから見て、隣り合う複数のゲートＧの中間点ＧＭは、連通孔２５と重ならないように位置している。各ゲートＧから型Ｍの空隙Ｍｈ内に流入した樹脂材料は方向Ａに沿って移動する。樹脂材料の移動速度は通常同じであるので、隣り合う複数のゲートＧから流入した樹脂材料同士は、隣り合う複数のゲートＧの中間点ＧＭにおいて衝突する。よって、中間点ＧＭを含む接合面Ｗは、各ゲートＧから流入した樹脂材料の到達端となる。接合面Ｗにおいて樹脂材料同士が接合されることによって、二次シール２２が形成される。その結果、シール部材１２が形成される。シール部材１２に形成される連通孔２５は、例えば金属部材（入れ子）を用いて二次シール２２を形成することによって製造できる。

続いて、連通孔２５を通じて電解液を内部空間Ｖに注入し、ベース部材２７及び圧力調整弁２８によって連通孔２５を封止することによって、蓄電モジュール４が製造される。

上記蓄電モジュール４の製造方法では、隣り合う複数のゲートＧから流入した樹脂材料同士が、隣り合う複数のゲートＧの中間点ＧＭを含む接合面Ｗにおいて接合される。ゲートＧから流入した樹脂材料の温度は、ゲートＧから離れるに連れて徐々に低下する。そのため、接合面Ｗにおける樹脂材料の温度は最も小さくなる。これにより、得られるシール部材１２では、中間点ＧＭに脆弱部（ウェルド部）が形成される場合がある。そのような場合であっても、積層方向Ｄから見て、隣り合う複数のゲートＧの中間点ＧＭが連通孔２５と重ならないように位置しているので、シール部材１２のうち積層方向Ｄにおいて連通孔２５よりも外側に位置する部分に脆弱部が形成されない。したがって、内部空間Ｖの圧力上昇によって、積層方向Ｄにおいて連通孔２５の内面に圧力が掛かっても、連通孔２５の変形が抑制される。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、蓄電モジュール４は、単一の圧力調整弁２８を備えてもよい。その場合、積層方向Ｄから見て、隣り合う複数のゲート痕４０の中間点４０Ｍは、連通孔２５と重ならないように位置しているが、複数の連通孔２５間に位置しなくてもよい。

また、ゲート痕４０は、穴部４１内に配置されなくてもよい。この場合、ゲート痕４０は、シール部材１２の表面１２ｓから突出し得る。

また、シール部材１２において、一次シール２１と二次シール２２とが一体化されてもよい。

４…蓄電モジュール、１１…電極積層体、１２…シール部材、１２ｓ…表面、１４…バイポーラ電極、２５…連通孔、４０…ゲート痕、４０Ｍ…中間点、４１…穴部、Ｅ…電極、Ｇ…ゲート、ＧＭ…中間点、Ｍ…型、Ｖ…内部空間。

Claims (5)

1. 第１方向に積層された複数の電極を含む電極積層体と、
   隣り合う前記複数の電極間に設けられた内部空間と連通された連通孔が形成された樹脂製のシール部材と、
   を備え、
   前記複数の電極は、バイポーラ電極を含み、
   前記シール部材は、複数のゲート痕を有しており、
   前記第１方向から見て、隣り合う前記複数のゲート痕の中間点が前記連通孔と重ならないように位置している、蓄電モジュール。
2. 前記シール部材には、複数の前記連通孔が形成されており、
   前記第１方向から見て、前記中間点が、前記複数の連通孔の間に位置している、請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 前記シール部材は、穴部が形成された表面を有し、
   前記ゲート痕が前記穴部内に配置される、請求項１又は２に記載の蓄電モジュール。
4. 前記第１方向から見て、前記穴部が前記連通孔と重ならないように位置している、請求項３に記載の蓄電モジュール。
5. 第１方向に積層された複数の電極を含む電極積層体であり、前記複数の電極がバイポーラ電極を含む、前記電極積層体と、隣り合う前記複数の電極間に設けられた内部空間と連通された連通孔が形成された樹脂製のシール部材とを備える蓄電モジュールの製造方法であって、
   複数のゲートを有する型内に前記電極積層体を配置する工程と、
   前記複数のゲートから樹脂材料を前記型内に流し込むことによって、射出成形により前記シール部材を形成する工程と、
   を含み、
   前記シール部材を形成する工程では、前記第１方向から見て、隣り合う前記複数のゲートの中間点が前記連通孔と重ならないように位置している、蓄電モジュールの製造方法。

Images