JP2020024871A - 蓄電モジュール、及び、電極ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】コストの増大を避けつつ短絡を防止可能な蓄電モジュールを提供する。【解決手段】蓄電モジュール４では、電極ユニット１２は、電極板１５を有するバイポーラ電極１４と、隣接するバイポーラ電極１４の間に設けられた第１樹脂部２１と、隣接するバイポーラ電極１４の間に配置されたセパレータ１３と、を有している。電極板１５の第１面１５ａは、正極１６が形成された第１領域１５ｅと、第１領域１５ｅの外側において粗面化された第２領域１５ｆと、を含んでいる。電極板１５の第２面１５ｂは、負極１７が形成された第３領域１５ｇと、第３領域１５ｇの外側において粗面化された第４領域１５ｈと、を含んでいる。第１樹脂部２１は、第２領域１５ｆと重なるように配置され、第２領域１５ｆに溶着されている。セパレータ１３は、第３領域１５ｇから第１樹脂部２１及び第４領域１５ｈと重なるように延在し、第４領域１５ｈに溶着されている。【選択図】図３

Description

本発明は、蓄電モジュール、及び、電極ユニットに関する。

特許文献１には、バイポーラプレート方式の積層電池が記載されている。このバイポーラプレート方式の積層電池は、マイナス側集電板とプラス側集電板とセルケーシングとによって画定される空間が複数のバイポーラプレートによって仕切られて画定される複数の単電池によって構成されている。１つのバイポーラプレートの両側には、正極及び負極が配置されている。また、正極と負極との間には、セパレータが介装されている。

特許第４５７０８６３号

上記の積層電池にあっては、バイポーラプレートは、正極及び負極よりも外側に延びてセルケーシングに挟持されている。一方、セパレータは、バイポーラプレートよりも小さく構成されており、セルケーシングにおけるバイポーラプレートの挟持部分に至っていない。

したがって、上記の積層電池にあっては、積層方向からみたときにセパレータから露出するバイポーラプレートの一部分において短絡が生じるおそれがある。これに対して、短絡の防止のために、セパレータを拡大して、セルケーシングにより挟持する構成とすることが考えられる。しかしながら、この場合には、セパレータを挟持するための２つの部品によって１つのセルケーシングを構成する必要がある。このため、部品点数の増加によりコストが増大する。

そこで、本発明は、コストの増大を避けつつ短絡を防止可能な蓄電モジュール、及び、電極ユニットを提供することを目的とする。

本発明の蓄電モジュールは、第１方向に沿って積層された複数の電極ユニットを備え、電極ユニットは、第１方向に交差する第１面、及び第１面と反対側の第２面を含む電極板と、第１面上に形成された第１活物質層と、第２面上に形成された第２活物質層と、を有するバイポーラ電極と、第１方向に沿って隣接するバイポーラ電極の間に空間を形成すると共に空間を封止するための第１樹脂部と、第１方向に沿って隣接するバイポーラ電極の間に配置されたセパレータと、を有し、第１面は、第１活物質層が形成された第１領域と、第１領域の外側において第１活物質層から露出すると共に粗面化された第２領域と、を含み、第２面は、第２活物質層が形成された第３領域と、第３領域の外側において第２活物質層から露出すると共に粗面化された第４領域と、を含み、第１樹脂部は、第１方向から見て、第２領域と重なるように配置され、第２領域に溶着されており、セパレータは、第１方向から見て、第３領域から第１樹脂部及び第４領域と重なるように延在し、第４領域に溶着されている。

この蓄電モジュールにおいては、電極板の第１面は、第１活物質層が形成された第１領域と、第１領域の外側において第１活物質層から露出すると共に粗面化された第２領域と、を含んでいる。また、電極板の第２面は、第２活物質層が形成された第３領域と、第３領域の外側において第２活物質層から露出すると共に粗面化された第４領域と、を含んでいる。そして、第１樹脂部は、第１方向から見て、第２領域と重なるように配置され、第２領域に溶着されている。一方、セパレータは、第１方向から見て、第３領域から第１樹脂部及び第４領域と重なるように延在している。これにより、第１方向に沿って互いに隣接するバイポーラ電極は、セパレータ及び第１樹脂部によって隔離されているため、バイポーラ電極の間の短絡を防止することができる。また、セパレータは、第４領域に溶着されているため、例えばセパレータを挟持するための部品が必要とされない。これにより、部品点数の増加によるコストの増大を避けることができる。

本発明の蓄電モジュールにおいては、第１活物質層は、正極活物質層であって、第２活物質層は、負極活物質層であって、第１面及び第２面は、粗面化されており、第１面の粗化量は、第２面の粗化量よりも大きくてもよい。例えば、ニッケル水素二次電池といった蓄電装置においては、正極活物質層は、負極活物質層に比べて電極板に接合されにくい場合がある。このため、正極活物質層である第１活物質層が形成される第１面の粗化量を相対的に大きくすることによって、接合強度を向上することが有効である。さらに、この場合には、空間の封止を担う第１樹脂部を、相対的に粗化量が大きな第１面に溶着することとなるため、より確実な封止が提供される。

本発明の蓄電モジュールは、第１樹脂部を外側から包囲するように第１樹脂部に溶着され、第１樹脂部と共に空間を封止するための第２樹脂部を更に備え、セパレータの材料は、第１樹脂部及び第２樹脂部の材料と相溶性を有していてもよい。この場合、外側から第１樹脂部を包囲するように第２樹脂部を設けることにより、空間を確実に封止できる。一方で、このように第２樹脂部を設ける場合には、セパレータの大きさによっては、第１樹脂部と第２樹脂部との間にセパレータが介在し、第１樹脂部と第２樹脂部との溶着に影響を及ぼすおそれがある。これに対して、ここでは、セパレータが第１樹脂部及び第２樹脂部の材料と相溶性を有する材料からなる。したがって、仮に、第１樹脂部と第２樹脂部との間にセパレータが介在しても、セパレータが第１樹脂部と第２樹脂部との溶着に及ぼす影響を低減できる。つまり、この場合には、第１樹脂部と第２樹脂部との溶着に及ぼす影響を考慮することなく、セパレータの大きさを設定できる。すなわち、この場合にはセパレータの大きさの設計自由度が向上する。

本発明の蓄電モジュールにおいては、第２面は、第４領域の外側において第２活物質層から露出する第５領域を更に含み、セパレータの外縁は、第４領域に位置していてもよい。この場合、電極板の第２面には、セパレータが溶着される第４領域の外側に第５領域が設けられており、セパレータの外縁は、その第５領域の内側の第４領域に位置しており、第１方向に沿って互いに隣り合うバイポーラ電極の間において、第４領域におけるセパレータから露出した部分及び第５領域同士の間には、第１樹脂部が介在している。この場合、セパレータは、電極板の外縁に至っていないことになる。このため、第１樹脂部の外側に第１樹脂部を包囲するように別の樹脂部（例えば上記の第２樹脂部）を設ける場合であっても、第１樹脂部と別の樹脂部との間にセパレータが介在しにくい。よって、セパレータが第１樹脂部と別の樹脂部との溶着に影響を与えにくいため、セパレータの材料が、例えば第１樹脂部及び別の樹脂部の材料と相溶性を有していなくてもよい。つまり、セパレータの材料の選択自由度が向上する。なお、この場合であっても、互いに隣り合うバイポーラ電極の間において、セパレータから露出した部分の間には、第１樹脂部が介在する。このため、バイポーラ電極の間の絶縁が確保されている。

本発明の電極ユニットは、第１面、及び第１面と反対側の第２面を含む電極板と、第１面上に形成された第１活物質層と、第２面上に形成された第２活物質層と、を有するバイポーラ電極と、第１面上に配置された第１樹脂部と、第２面及び第２活物質層上に配置されたセパレータと、を備え、第１面は、第１活物質層が形成された第１領域と、第１領域の外側において第１活物質層から露出すると共に粗面化された第２領域と、を含み、第２面は、第２活物質層が形成された第３領域と、第３領域の外側において第２活物質層から露出すると共に粗面化された第４領域と、を含み、第１樹脂部は、第１面に交差する第１方向から見て、第２領域と重なるように配置され、第２領域に溶着されており、セパレータは、第１方向から見て、第３領域から第１樹脂部及び第４領域と重なるように延在し、第４領域に溶着されている。

この電極ユニットにおいては、電極板の第１面は、第１活物質層が形成された第１領域と、第１領域の外側において第１活物質層から露出すると共に粗面化された第２領域と、を含んでいる。また、電極板の第２面は、第２活物質層が形成された第３領域と、第３領域の外側において第２活物質層から露出すると共に粗面化された第４領域と、を含んでいる。そして、第１樹脂部は、第１面に交差する第１方向から見て、第２領域と重なるように配置され、第２領域に溶着されている。一方、セパレータは、第１方向から見て、第３領域から第１樹脂部及び第４領域と重なるように延在している。これにより、電極ユニットを第１方向に沿って積層したときに、第１方向に沿って互いに隣接するバイポーラ電極は、セパレータ及び第１樹脂部によって隔離されるため、バイポーラ電極の間の短絡を防止することができる。また、セパレータは、第４領域に溶着されているため、例えばセパレータを挟持するための部品が必要とされない。これにより、部品点数の増加によるコストの増大を避けることができる。更に、セパレータは、第２活物質層上に配置され、第２活物質層が形成された第３領域の外側の第４領域に溶着されているため、第２活物質層への異物混入による電気抵抗の増大が抑制される。

本発明によれば、コストの増大を避けつつ短絡を防止可能な蓄電モジュール、及び、電極ユニット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に示された蓄電モジュールの一部の拡大図である。 変形例に係る蓄電モジュールの一部の拡大図である。 変形例に係る蓄電モジュールの一部の拡大図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

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（ここでは、後述する電極積層体１１における電極の積層方向Ｄ）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Ｄ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Ｄ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Ｄ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の積層方向Ｄ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の積層方向Ｄ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の積層方向Ｄ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Ｄ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Ｄ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Ｄ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Ｄ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Ｄ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の積層方向Ｄの内側面（モジュール積層体２側に向いた面）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には、モジュール積層体２と積層方向Ｄに重なる部位よりも外周側の縁部に挿通孔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Ｄ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２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、電解液（不図示）と、を備えている。電極積層体１１は、積層方向（第１方向）Ｄに沿って積層された複数の電極ユニット１２を備えている。電極ユニット１２は、シート状の電極（複数のバイポーラ電極１４、単一の負極終端電極１８、及び、単一の正極終端電極１９）と、電極の周縁部に設けられた第１樹脂部２１と、積層方向Ｄに沿って隣接する電極の間に配置されたセパレータ１３と、を有している。

バイポーラ電極１４は、電極板１５と、正極（第１活物質層）１６と、負極（第２活物質層）１７と、を有している。電極板１５は、積層方向Ｄに交差（直交）する第１面１５ａ、及び第１面１５ａと反対側の第２面１５ｂを含んでいる。正極１６は、第１面１５ａ上に形成されている。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、第２面１５ｂ上に形成されている。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と、電極板１５の第２面１５ｂ上に形成された負極１７を含んでいる。負極終端電極１８は、正極１６を含んでいない。すなわち、負極終端電極１８の電極板１５の第１面１５ａには、活物質層が設けられていない（すなわち、負極終端電極１８の第１面１５ａの全体が露出している）。負極終端電極１８は、第２面１５ｂが電極積層体１１の積層方向Ｄの内側（積層方向Ｄについての中心側）に向くように、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と、電極板１５の第１面１５ａ上に形成された正極１６を含んでいる。正極終端電極１９は、負極１７を含んでいない。すなわち、正極終端電極１９の電極板１５の第２面１５ｂには、活物質層が設けられていない（すなわち、正極終端電極１９の第２面１５ｂの全体が露出している）。正極終端電極１９は、第１面１５ａが電極積層体１１の積層方向Ｄの内側に向くように、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には、導電板５が接触している。また、正極終端電極１９の電極板１５の第２面１５ｂには、隣接する蓄電モジュール４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の周縁部（バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び、正極終端電極１９の周縁部）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。

第１樹脂部２１は、積層方向Ｄに沿って隣接する電極（複数のバイポーラ電極１４、単一の負極終端電極１８、及び、単一の正極終端電極１９）の間に内部空間（空間）Ｖを形成すると共に内部空間Ｖを封止するために設けられている。具体的には、第１樹脂部２１は、電極板１５の第１面１５ａ上に配置されている。第１樹脂部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。第１樹脂部２１は、積層方向Ｄから見て、矩形環状をなし、電極板１５の周縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられている。

第１樹脂部２１は、電極板１５の第１面１５ａに溶着されて液密に接合されている。第１樹脂部２１は、例えば超音波又は熱によって溶着されている。第１樹脂部２１は、積層方向Ｄに沿って隣り合う別の電極板１５の第２面１５ｂには溶着されていない。電極板１５の第１面１５ａ及び第２面１５ｂを接続する端面は、第１樹脂部２１から露出している。第１樹脂部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の周縁部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樹脂部２１は、当該外側の一部において後述する第２樹脂部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樹脂部２１同士は、互いに離間している。

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は、電極板１５の第２面１５ｂ上に配置されている。セパレータ１３は、負極１７上に配置されている。セパレータ１３は、積層方向Ｄに沿って隣接するバイポーラ電極１４の間に配置されている。セパレータ１３は、少なくとも、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合うバイポーラ電極１４の正極１６と負極１７との間に介在されている。ここでは、セパレータ１３は、負極終端電極１８の負極１７と、当該負極終端電極１８に隣接するバイポーラ電極１４の正極１６との間、及び、正極終端電極１９の正極１６と、当該正極終端電極１９に隣接するバイポーラ電極１４の負極１７との間にも介在されている。

セパレータ１３の縁部１３ｃは、電極板１５の第２面１５ｂに配置されている。セパレータ１３の縁部１３ｃは、電極板１５の第２面１５ｂに溶着されている。セパレータ１３の縁部１３ｃは、少なくとも、バイポーラ電極１４の第２面１５ｂと、当該バイポーラ電極１４に隣接する他のバイポーラ電極１４の第１樹脂部２１との間に介在されている。ここでは、セパレータ１３の縁部１３ｃは、負極終端電極１８の第２面１５ｂと、当該負極終端電極１８に隣接するバイポーラ電極１４の第１樹脂部２１との間、及び、正極終端電極１９の第１樹脂部２１と、当該正極終端電極１９に隣接するバイポーラ電極１４の第２面１５ｂとの間にも介在されている。

セパレータ１３の材料は、第１樹脂部２１及び後述する第２樹脂部２２の材料と相溶性を有している。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。

蓄電モジュール４は、第２樹脂部２２を更に備えている。第２樹脂部２２は、電極積層体１１及び第１樹脂部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樹脂部２２は、第１樹脂部２１を外側から包囲している。第２樹脂部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樹脂部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樹脂部２２は、例えば、射出成型時の熱によって第１樹脂部２１の外表面に溶着されている。

第２樹脂部２２は、第１樹脂部２１と共に内部空間Ｖを封止している。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、それぞれ液密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。電解液は、内部空間Ｖに収容されている。電解液は、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。電解液は、セパレータ１３、正極１６及び負極１７内に含浸されている。

第１樹脂部２１及び第２樹脂部２２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。

図３は、図２に示された蓄電モジュールの一部の拡大図である。図３に示されるように、電極板１５の第１面１５ａは、正極１６が形成された第１領域１５ｅと、第１領域１５ｅの外側において正極１６から露出する第２領域１５ｆと、を含む。第１領域１５ｅの外形は、正極１６の外形によって規定される。一例として、正極１６は、積層方向Ｄから見て矩形状に形成されている。したがって、第１領域１５ｅの外形は、例えば矩形状である。第２領域１５ｆは、電極板１５の周縁部１５ｃの一方の外表面である。したがって、第２領域１５ｆの外形は、電極板１５の外形によって規定される。一例として、電極板１５は、積層方向Ｄから見て矩形状をなしている外縁１５ｄを含んでいる。したがって、第２領域１５ｆの外形は、例えば矩形状である。第２領域１５ｆは、周縁部１５ｃの全周にわたって設けられている。したがって、第２領域１５ｆは、全体として、例えば矩形環状である。

電極板１５の第２面１５ｂは、負極１７が形成された第３領域１５ｇと、第３領域１５ｇの外側において負極１７から露出する第４領域１５ｈと、を含む。第３領域１５ｇの外形は、負極１７の外形によって規定される。一例として、負極１７は、積層方向Ｄから見て矩形状に形成されている。したがって、第３領域１５ｇの外形は、例えば矩形状である。第４領域１５ｈは、電極板１５の周縁部１５ｃの他方の外表面である。したがって、第４領域１５ｈの外形は、電極板１５の外形によって規定される。したがって、第４領域１５ｈの外形は、例えば矩形状である。第４領域１５ｈは、周縁部１５ｃの全周にわたって設けられている。したがって、第４領域１５ｈは、全体として、例えば矩形環状である。

上述したように、電極板１５においては、負極１７の形成領域が正極１６の形成領域よりも大きい。換言すれば、第１領域１５ｅの大きさと第３領域１５ｇ大きさとは、互いに異なる。また、第２領域１５ｆの大きさと第４領域１５ｈの大きさとは、互いに異なる。ここでは、第１領域１５ｅが第３領域１５ｇよりも小さく、且つ、第２領域１５ｆが第４領域１５ｈよりも大きい。

第２領域１５ｆ及び第４領域１５ｈは、粗面化されている。ここでは、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突起が形成されることにより粗面化されている。第１面１５ａの粗化量は、第２面１５ｂの粗化量よりも大きい。具体的には、第１面１５ａに形成された第１突起Ｐ１は、第２面１５ｂに形成された第２突起Ｐ２よりも大きい。粗化量は、例えば、電解メッキ処理の条件を変えることによって制御できる。

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樹脂部２１及びセパレータ１３との接合界面では、溶融状態の第１樹脂部２１及びセパレータ１３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樹脂部２１及びセパレータ１３との結合力を向上させることができる。第１突起Ｐ１及び第２突起Ｐ２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、互いに隣接する第１突起Ｐ１の間の断面形状、及び、互いに隣接する第２突起Ｐ２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、第１突起Ｐ１及び第２突起Ｐ２の形状及び密度等は特に限定されない。

第１樹脂部２１は、積層方向Ｄから見て、第２領域１５ｆと重なるように配置されている。第１樹脂部２１は、正極１６と離れている。つまり、第１樹脂部２１と正極１６との間の第２領域１５ｆは露出している。第１樹脂部２１は、電極板１５の外縁１５ｄよりも外側に突出している。第１樹脂部２１は、第２領域１５ｆに溶着されている。

セパレータ１３は、積層方向Ｄから見て、第３領域１５ｇから第４領域１５ｈと重なるように延在している。セパレータ１３は、積層方向Ｄから見て矩形状をなしている外縁１３ｄを含んでいる。セパレータ１３の外縁１３ｄは、積層方向Ｄから見て、電極板１５の外縁１５ｄと略一致している。つまり、第４領域１５ｈは、セパレータ１３によって覆われている。セパレータ１３は、積層方向Ｄから見て、第１樹脂部２１と重なっている。セパレータ１３の縁部１３ｃは、第４領域１５ｈに溶着されている。これにより、電極板１５の第２面１５ｂ及び負極１７は、セパレータ１３によって覆われている。

以上説明したように、蓄電モジュール４においては、電極板１５の第１面１５ａは、正極１６が形成された第１領域１５ｅと、第１領域１５ｅの外側において正極１６から露出すると共に粗面化された第２領域１５ｆと、を含んでいる。また、電極板１５の第２面１５ｂは、負極１７が形成された第３領域１５ｇと、第３領域１５ｇの外側において負極１７から露出すると共に粗面化された第４領域１５ｈと、を含んでいる。そして、第１樹脂部２１は、積層方向Ｄから見て、第２領域１５ｆと重なるように配置され、第２領域１５ｆに溶着されている。一方、セパレータ１３は、積層方向Ｄから見て、第３領域１５ｇから第１樹脂部２１及び第４領域１５ｈと重なるように延在している。これにより、積層方向Ｄに沿って互いに隣接する電極板１５は、セパレータ１３によって隔離されているため、電極板１５の間の短絡を防止することができる。また、セパレータ１３は、第４領域１５ｈに溶着されているため、例えばセパレータ１３を挟持するための部品が必要とされない。これにより、部品点数の増加によるコストの増大を避けることができる。

また、蓄電モジュール４においては、正極１６は、正極活物質層であって、負極１７は、負極活物質層である。そして、第１面１５ａ及び第２面１５ｂは、粗面化されており、第１面１５ａの粗化量は、第２面１５ｂの粗化量よりも大きい。例えば、蓄電モジュール４がニッケル水素二次電池である場合には、正極活物質層は、負極活物質層に比べて電極板１５に接合されにくい場合がある。このため、正極活物質層である正極１６が形成される第１面１５ａの粗化量を相対的に大きくすることによって、接合強度を向上することが有効である。さらに、この場合には、内部空間Ｖの封止を担う第１樹脂部２１を、相対的に粗化量が大きな第１面１５ａに溶着することとなるため、より確実な封止が提供される。一方で、電極板に接合されやすい負極活物質層が形成され、且つ、内部空間Ｖの封止を担う必要のないセパレータ１３が溶着される第２面１５ｂの粗化量を相対的に小さくすることにより、コストの増大を避けることができる。また、例えば、電解メッキの時間を短縮することによって、第２面１５ｂの粗化工程を効率化することができる。

また、蓄電モジュール４は、第１樹脂部２１を外側から包囲するように第１樹脂部２１に溶着され、第１樹脂部２１と共に内部空間Ｖを封止するための第２樹脂部２２を更に備えている。そして、セパレータ１３の材料は、第１樹脂部２１及び第２樹脂部２２の材料と相溶性を有している。外側から第１樹脂部２１を包囲するように第２樹脂部２２を設けることにより、内部空間Ｖを確実に封止できる。一方で、このように第２樹脂部２２を設ける場合には、セパレータ１３の大きさによっては、図４に示されるように、第１樹脂部２１と第２樹脂部２２との間にセパレータ１３が介在する場合がある。

すなわち、図４に示される例においては、セパレータ１３が、第３領域１５ｇから第４領域１５ｈを越えて第２面１５ｂ（電極板１５）の外側まで延在している。換言すれば、積層方向Ｄからみて、セパレータ１３の外縁１３ｄが、電極板１５の外縁１５ｄよりも外側に位置している。バイポーラ電極１４の間の絶縁の確保（短絡の防止）の観点からは、セパレータ１３をこのような大きさとすることも考えられる。一方で、このような場合には、セパレータ１３が第１樹脂部２１と第２樹脂部２２との溶着に影響を及ぼすおそれがある。これに対して、ここでは、セパレータ１３が第１樹脂部２１及び第２樹脂部２２の材料と相溶性を有する材料からなる。したがって、仮に、第１樹脂部２１と第２樹脂部２２との間にセパレータ１３が介在しても、セパレータ１３が第１樹脂部２１と第２樹脂部２２との溶着に及ぼす影響を低減できる。つまり、第１樹脂部２１と第２樹脂部２２との溶着に及ぼす影響を考慮することなく、セパレータ１３の大きさを設定できる。すなわち、セパレータ１３の大きさの設計自由度が向上する。

電極ユニット１２においては、電極板１５の第１面１５ａは、正極１６が形成された第１領域１５ｅと、第１領域１５ｅの外側において正極１６から露出すると共に粗面化された第２領域１５ｆと、を含んでいる。また、電極板１５の第２面１５ｂは、負極１７が形成された第３領域１５ｇと、第３領域１５ｇの外側において負極１７から露出すると共に粗面化された第４領域１５ｈと、を含んでいる。そして、第１樹脂部２１は、積層方向Ｄから見て、第２領域１５ｆと重なるように配置され、第２領域１５ｆに溶着されている。一方、セパレータ１３は、積層方向Ｄから見て、第３領域１５ｇから第１樹脂部２１及び第４領域１５ｈと重なるように延在している。これにより、電極ユニット１２を積層方向Ｄに沿って積層したときに、積層方向Ｄに沿って互いに隣接する電極板１５は、セパレータ１３によって隔離されるため、電極板１５の間の短絡を防止することができる。また、セパレータ１３は、第４領域１５ｈに溶着されているため、例えばセパレータ１３を挟持するための部品が必要とされない。これにより、部品点数の増加によるコストの増大を避けることができる。更に、セパレータ１３は、負極１７上に配置され、負極１７が形成された第３領域１５ｇの外側の第４領域１５ｈに溶着されているため、負極１７への異物混入による電気抵抗の増大が抑制される。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

図５に示されるように、電極板１５の第２面１５ｂは、第４領域１５ｈの外側において負極１７から露出する第５領域１５ｋを更に含んでもよい。そして、セパレータ１３の外縁１３ｄは、第４領域１５ｈに位置している。この場合には、電極板１５の第２面１５ｂには、セパレータ１３が溶着される第４領域１５ｈの外側に第５領域１５ｋが設けられており、セパレータ１３の外縁１３ｄが、その第５領域１５ｋの内側の第４領域１５ｈに位置している。つまり、セパレータ１３は、電極板１５の外縁１５ｄに至っていない。この場合には、第２面１５ｂの一部（少なくとも第５領域１５ｋ）がセパレータ１３から露出することになる。しかしながら、蓄電モジュール４及び電極ユニット１２においては、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合うバイポーラ電極１４の間において、第４領域１５ｈにおけるセパレータ１３から露出した部分及び第５領域１５ｋ同士の間には、第１樹脂部２１が介在している。したがって、バイポーラ電極１４の間の絶縁の確保（短絡の防止）を考慮したとしても、セパレータ１３をこのような大きさとしてもよい。

この場合、第１樹脂部２１の外側に第１樹脂部２１を包囲するように別の樹脂部（例えば上記の第２樹脂部２２）を設ける場合であっても、第１樹脂部２１と別の樹脂部との間にセパレータ１３が介在しにくい。よって、セパレータ１３が第１樹脂部２１と別の樹脂部との溶着に影響を与えにくいため、セパレータ１３の材料が、例えば第１樹脂部２１及び別の樹脂部の材料と相溶性を有していなくてもよい。つまり、セパレータ１３の材料の選択自由度が向上する。セパレータ１３の材料としては、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であってもよい。また、第１樹脂部２１は、例えば、エラストマー、変性ＰＰＥ、酸変性ＰＰ等の弾性材料からなってもよい。

上記実施形態においては、一の電極と、当該一の電極に隣接する別の電極との間に介在する第１樹脂部２１が、一の電極における第１面１５ａの第２領域１５ｆに溶着されている例を説明した。また、一の電極の正極１６と、当該一の電極に隣接する別の電極の負極１７との間に介在するセパレータ１３が、一の電極における第２面１５ｂの第４領域１５ｈに溶着されている例を説明した。しかしながら、一の電極と、当該一の電極に隣接する別の電極との間に介在する第１樹脂部２１は、別の電極における第２面１５ｂの第４領域１５ｈに溶着されていてもよい。同様に、一の電極の正極１６と、当該一の電極に隣接する別の電極の負極１７との間に介在するセパレータ１３が、別の電極における第１面１５ａの第２領域１５ｆに溶着されていてもよい。すなわち、上記実施形態における第２面１５ｂを第１面と読み替え、第３領域１５ｇ及び第４領域１５ｈのそれぞれを、第１領域及び第２領域のそれぞれに読み替えることが可能である。同様に、第１面１５ａを第２面と読み替え、第１領域１５ｅ及び第２領域１５ｆのそれぞれを、第３領域及び第４領域のそれぞれに読み替えることが可能である。

また、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例を示したが、少なくとも第２領域１５ｆ及び第４領域１５ｈが粗面化されていればよい。この場合においても、結合力向上の効果が得られる。

４…蓄電モジュール、１２…電極ユニット、１３…セパレータ、１３ｄ…外縁、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…第１面、１５ｂ…第２面、１５ｅ…第１領域、１５ｆ…第２領域、１５ｇ…第３領域、１５ｈ…第４領域、１５ｋ…第５領域、１６…正極（第１活物質層）、１７…負極（第２活物質層）、２１…第１樹脂部、２２…第２樹脂部、Ｄ…積層方向（第１方向）、Ｖ…内部空間（空間）。

Claims (5)

1. 第１方向に沿って積層された複数の電極ユニットを備え、
   前記電極ユニットは、
   前記第１方向に交差する第１面、及び前記第１面と反対側の第２面を含む電極板と、前記第１面上に形成された第１活物質層と、前記第２面上に形成された第２活物質層と、を有するバイポーラ電極と、
   前記第１方向に沿って隣接する前記バイポーラ電極の間に空間を形成すると共に前記空間を封止するための第１樹脂部と、
   前記第１方向に沿って隣接する前記バイポーラ電極の間に配置されたセパレータと、
   を有し、
   前記第１面は、前記第１活物質層が形成された第１領域と、前記第１領域の外側において前記第１活物質層から露出すると共に粗面化された第２領域と、を含み、
   前記第２面は、前記第２活物質層が形成された第３領域と、前記第３領域の外側において前記第２活物質層から露出すると共に粗面化された第４領域と、を含み、
   前記第１樹脂部は、前記第１方向から見て、前記第２領域と重なるように配置され、前記第２領域に溶着されており、
   前記セパレータは、前記第１方向から見て、前記第３領域から前記第１樹脂部及び前記第４領域と重なるように延在し、前記第４領域に溶着されている、
   蓄電モジュール。
2. 前記第１活物質層は、正極活物質層であって、
   前記第２活物質層は、負極活物質層であって、
   前記第１面及び前記第２面は、粗面化されており、
   前記第１面の粗化量は、前記第２面の粗化量よりも大きい、
   請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 前記第１樹脂部を外側から包囲するように前記第１樹脂部に溶着され、前記第１樹脂部と共に前記空間を封止するための第２樹脂部を更に備え、
   前記セパレータの材料は、前記第１樹脂部及び前記第２樹脂部の材料と相溶性を有している、
   請求項１又は２に記載の蓄電モジュール。
4. 前記第２面は、前記第４領域の外側において前記第２活物質層から露出する第５領域を更に含み、
   前記セパレータの外縁は、前記第４領域に位置しており、
   前記第１方向に沿って互いに隣り合う前記バイポーラ電極の間において、前記第４領域における前記セパレータから露出した部分及び前記第５領域同士の間には、前記第１樹脂部が介在している、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の蓄電モジュール。
5. 第１面、及び前記第１面と反対側の第２面を含む電極板と、前記第１面上に形成された第１活物質層と、前記第２面上に形成された第２活物質層と、を有するバイポーラ電極と、
   前記第１面上に配置された第１樹脂部と、
   前記第２面及び前記第２活物質層上に配置されたセパレータと、を備え、
   前記第１面は、前記第１活物質層が形成された第１領域と、前記第１領域の外側において前記第１活物質層から露出すると共に粗面化された第２領域と、を含み、
   前記第２面は、前記第２活物質層が形成された第３領域と、前記第３領域の外側において前記第２活物質層から露出すると共に粗面化された第４領域と、を含み、
   前記第１樹脂部は、前記第１面に交差する第１方向から見て、前記第２領域と重なるように配置され、前記第２領域に溶着されており、
   前記セパレータは、前記第１方向から見て、前記第３領域から前記第１樹脂部及び前記第４領域と重なるように延在し、前記第４領域に溶着されている、
   電極ユニット。

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