JP2020057544A - 蓄電モジュール用電極及び蓄電モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】製造コスト等を低減可能な蓄電モジュール用電極及び蓄電モジュールを提供する。【解決手段】蓄電モジュール用電極は、第１主面及び当該第１主面の反対側に位置する第２主面を有し、板形状を呈する集電体と、第１主面上に位置する正極層と、第２主面上に位置する負極層と、正極層及び負極層よりも外側に位置する集電体の周縁部上に位置する樹脂枠と、を備える。樹脂枠は、枠形状を呈する第１層と、第１層に重なると共に枠形状を呈する第２層とを有し、第２層は、第２層の外縁から内縁まで延在する複数の連通孔形成予定領域を有し、複数の連通孔形成予定領域のそれぞれは、切取線によって区画される。【選択図】図３

Description

本発明は、蓄電モジュール用電極及び蓄電モジュールに関する。

特許文献１には、積層された複数枚のバイポーラ電極を備える蓄電モジュールが記載されている。バイポーラ電極は、集電体と、集電体の片方の面上に設けられた正極層と、集電体の他方の面上に設けられた負極層とを有する。この蓄電モジュールは、バイポーラ電極の周縁部を被覆する樹脂枠を備えている。樹脂枠は、電池内部の電解液等が外部に漏液しないように設けられる封止材である。

特開２００５−５１６３号公報

上述したような蓄電モジュールの一例として、樹脂枠が取り付けられたバイポーラ電極を用いることがある。この場合、バイポーラ電極は、例えば樹脂シートの加工物である樹脂枠を集電体に貼り付けることによって形成される。上記樹脂枠は、電解液等を蓄電モジュール内部に注液するための連通孔を有する。蓄電モジュール内に電解液等を効率よく注液する観点から、複数のバイポーラ電極の少なくとも一部において、連通孔が設けられる箇所をずらすことがある。

連通孔の形成位置をずらす手法として、蓄電モジュールの位置に応じた箇所に連通孔が設けられる樹脂枠を製造することが挙げられる。この場合、複数種の樹脂枠を形成するための金型等と、各樹脂枠を保管するためのスペースとが必要になる。したがって上記手法では、樹脂枠の製造コスト、及び各樹脂枠の在庫管理コスト等が増加してしまう。

本発明の目的は、製造コスト等を低減可能な蓄電モジュール用電極及び蓄電モジュールを提供することである。

本発明の一側面に係る蓄電モジュール用電極は、第１主面及び当該第１主面の反対側に位置する第２主面を有し、板形状を呈する集電体と、第１主面上に位置する正極層と、第２主面上に位置する負極層と、正極層及び負極層よりも外側に位置する集電体の周縁部上に位置する樹脂枠と、を備える。樹脂枠は、枠形状を呈する第１層と、第１層に重なると共に枠形状を呈する第２層とを有し、第２層は、第２層の外縁から内縁まで延在する複数の連通孔形成予定領域を有し、複数の連通孔形成予定領域のそれぞれは、切取線によって区画される。

この蓄電モジュール用電極によれば、樹脂枠の第２層が有する連通孔形成予定領域のいずれかを、対応する切取線に沿って除去することによって、第２層の外縁から内縁まで延在する連通孔を容易に形成できる。ここで、第２層に設けられる連通孔の形成箇所は、連通孔形成予定領域の選択により容易に変更可能である。このため、複数種の樹脂枠を用いることなく、蓄電モジュールの位置に応じた箇所に連通孔が設けられる樹脂枠を備える蓄電モジュール用電極を準備できる。このような蓄電モジュール用電極を用いることによって、複数種の樹脂枠を製造することなく蓄電モジュールを製造できる。したがって、複数種の樹脂枠を在庫管理する必要もないので、蓄電モジュールの製造コスト等を低減可能である。

切取線上には、ミシン目が設けられてもよい。この場合、所望の連通孔形成予定領域のみを切取線に沿って容易に除去できるので、第２層に連通孔を容易に形成できる。

第１層の外縁と、第２層の外縁とは、互いに連続してもよい。この場合、樹脂枠を形成する際に用いられる樹脂シートの廃棄率を低減できる。

複数の連通孔形成予定領域は、平面視にて第１方向に沿って並んでおり、且つ、第１方向に直交する第２方向に沿った樹脂枠の中心軸に関して非対称に位置してもよい。この場合、平面視にて、中心軸を回転軸として樹脂枠を反転させたときの連通孔形成予定領域の位置を、上記反転前の連通孔形成予定領域の位置に対してずらすことができる。このため、反転前の樹脂枠を含む蓄電モジュール用電極と、反転後の樹脂枠を含む蓄電モジュール用電極との両方を用いることによって、平面視における連通孔の形成箇所のパターンを容易に最大２倍まで増加できる。

複数の連通孔形成予定領域が、第２方向に沿った樹脂枠の中心軸に関して非対称に位置する場合、隣り合う連通孔形成予定領域同士の第１方向に沿った間隔は、一定であり、複数の連通孔形成予定領域のそれぞれの形状は、同一であってもよい。この場合、平面視にて、中心軸を回転軸として樹脂枠を反転させたときの連通孔形成予定領域の全ての位置を、上記反転前の連通孔形成予定領域の位置に対して確実にずらすことができる。このため、反転前の樹脂枠を含む蓄電モジュール用電極と、反転後の樹脂枠を含む蓄電モジュール用電極との両方を用いることによって、平面視における連通孔の形成箇所のパターンを倍増できる。

複数の連通孔形成予定領域の一つには、第２層の外縁から内縁まで延在する連通孔が設けられてもよい。

本発明の一側面に係る蓄電モジュールは、上記蓄電モジュール用電極、及びセパレータを有する電極積層体を備え、複数の連通孔形成予定領域の一つには、第２層の外縁から前記内縁まで延在する連通孔が設けられる。このような蓄電モジュールは、複数種の樹脂枠を用いることなく、蓄電モジュールの位置に応じた箇所に連通孔が設けられる樹脂枠を備える蓄電モジュール用電極を用いて製造される。これにより、複数種の樹脂枠を製造することなく蓄電モジュールを製造できる。したがって、複数種の樹脂枠を在庫管理する必要もないので、蓄電モジュールの製造コスト等を低減可能である。

本発明によれば、製造コスト等を低減可能な蓄電モジュール用電極及び蓄電モジュールを提供できる。

図１は、実施形態に係る蓄電装置を示す概略断面図である。 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、蓄電モジュール用電極を示す概略平面図である。 図４（ａ）は、図３のＩＶａ−ＩＶａ線に沿った概略断面図であり、図４（ｂ）は、図３のＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿った概略断面図である。 図５は、枠体の概略平面図である。 図６（ａ）は、反転前の枠体の要部拡大平面図であり、図６（ｂ）は、反転後の樹脂枠の要部拡大平面図である。 図７（ａ）は、比較例に係る第１枠体を示す概略平面図である。また、図７（ｂ）は、比較例に係る第２枠体を示す要部拡大平面図であり、図７（ｃ）は、比較例に係る第３枠体を示す要部拡大平面図である。

以下、添付図面を参照しながら一実施形態について詳細に説明する。図１は、実施形態に係る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、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（本実施形態では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、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。本実施形態では、蓄電モジュール４はニッケル水素二次電池である。以下では、蓄電モジュール４が積層する方向を単に「積層方向（Ｚ軸方向）」とする。また、積層方向に交差もしくは直交する方向を水平方向とする。水平方向は、例えば互いに直交するＸ軸方向（第１方向）とＹ軸方向（第２方向）とを有する。本実施形態では、「積層方向から見る」は、平面視に相当する。

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。このため、隣り合う蓄電モジュール４の間には、導電板５が設けられている。導電板５は、積層方向の両端に位置する蓄電モジュール４の外側にも配置されている。

積層方向の一端（本実施形態では下端）に位置する導電板５には、正極端子６が接続されている。積層方向の他端（本実施形態では上端）に位置する導電板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Ｘ軸方向に延在している。正極端子６及び負極端子７が設けられることによって、蓄電装置１の充放電を実施できる。

導電板５は、蓄電装置１における放熱板としても機能し得る。導電板５は、例えば蓄電モジュール４において発生した熱を放出し得る。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、Ｙ軸方向に沿って延在する空隙である。これらの流路５ａを空気等の冷媒が通過することによって、蓄電モジュール４からの熱を効率的に外部に放出できる。なお、図１の例では、平面視における導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積よりも小さい。しかしながら、放熱性向上の観点から、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２に示されるように、蓄電モジュール４は、電極積層体１１と、電極積層体１１を取り囲む筒状の封止体１２とを備えている。電極積層体１１は、Ｚ軸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、負極終端電極１８、及び、正極終端電極１９）と、複数のセパレータ１３とを含む。電極積層体１１は、上記電極とセパレータ１３とが交互に積層することによって形成される。電極積層体１１は、Ｚ軸方向に延在する側面１１ａを有している。

セパレータ１３は、Ｚ軸方向において隣り合うバイポーラ電極１４同士の間に位置する絶縁部材であり、例えばシート形状を呈する。平面視にて、セパレータ１３は、バイポーラ電極１４の縁の内側に位置する。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てもよい。なお、セパレータ１３の形状は、シート形状に限られず、袋形状でもよい。

バイポーラ電極１４は、第１主面１５ａ及び第１主面１５ａの反対側に位置する第２主面１５ｂを有する集電体１５と、第１主面１５ａ上に位置する正極層１６と、第２主面１５ｂ上に位置する負極層１７と、を備える。平面視にて、集電体１５はセパレータ１３よりも大きく、正極層１６及び負極層１７のそれぞれはセパレータ１３よりも小さい。

集電体１５は、水平方向に延在する板形状を呈する導電体であり、可撓性を示す。このため水平方向は、集電体１５の延在方向とも言える。集電体１５は、例えばニッケル箔、メッキ処理が施された鋼板、またはメッキ処理が施されたステンレス鋼板である。鋼板としては、例えばＪＩＳ Ｇ ３１４１：２００５にて規定される冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ等）が挙げられる。ステンレス鋼板としては、例えばＪＩＳ Ｇ ４３０５：２０１５にて規定されるＳＵＳ３０４等が挙げられる。集電体１５の厚さは、例えば０．１μｍ以上１０００μｍ以下である。

バイポーラ電極１４の正極層１６は、セパレータ１３を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極１４の負極層１７と向かい合っている。正極層１６は、例えば集電体１５の第１主面１５ａに正極活物質を塗工することにより形成されている。正極活物質は、例えば、水酸化ニッケルである。水酸化ニッケルには、コバルト酸化物等が被覆されてもよい。

バイポーラ電極１４の負極層１７は、セパレータ１３を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極１４の正極層１６と向かい合っている。負極層１７は、例えば集電体１５の第２主面１５ｂに負極活物質を塗工することにより形成されている。負極活物質は、例えば水素吸蔵合金である。本実施形態では、集電体１５の第２主面１５ｂにおける負極層１７の形成領域は、集電体１５の第１主面１５ａにおける正極層１６の形成領域よりも大きくなっている。

負極終端電極１８は、集電体１５及び集電体１５の第２主面１５ｂに設けられた負極層１７を有する。負極終端電極１８は、Ｚ軸方向の一端（本実施形態では上端）に配置されている。負極終端電極１８の負極層１７は、セパレータ１３を介して、バイポーラ電極１４の正極層１６と対向している。正極終端電極１９は、集電体１５、及び集電体１５の第１主面１５ａに設けられた正極層１６を有する。正極終端電極１９は、Ｚ軸方向の他端（本実施形態では下端）に配置されている。正極終端電極１９の正極層１６は、セパレータ１３を介して、バイポーラ電極１４の負極層１７と対向している。

負極終端電極１８の集電体１５の第１主面１５ａには、導電板５が接触している。また、正極終端電極１９の集電体１５の第２主面１５ｂには、他の導電板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、Ｚ軸方向に沿って電極積層体１１に拘束荷重を付加する拘束部材として機能し得る。

集電体１５の周縁部１５ｃは、例えば矩形の枠形状を呈している。周縁部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。すなわち、平面視における周縁部１５ｃは、集電体１５のうち正極層１６及び負極層１７よりも外側に位置する部分に相当する。

封止体１２は、電極積層体１１を取り囲むように構成される樹脂部材である。封止体１２は、平面視にて、例えば矩形の枠形状を呈している。封止体１２は、例えば角筒形状を呈している。本実施形態では、封止体１２は、周縁部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において周縁部１５ｃを保持している。封止体１２は、集電体１５の周縁部１５ｃを囲繞する一次シールとしての樹脂枠２１と、樹脂枠２１の周囲に配置された二次シール２２とを有する。

樹脂枠２１は、蓄電モジュール４に含まれる集電体１５毎に設けられる部材であり、集電体１５の各縁に重なっている。樹脂枠２１は、例えば、所定の厚さ（Ｚ軸方向に沿った長さ）を有する樹脂シートから形成される。樹脂枠２１は、集電体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。樹脂枠２１は、集電体１５の第１主面１５ａに気密（液密）に接合（例えば溶着）されている。各樹脂枠２１は、対応するバイポーラ電極１４、負極終端電極１８、もしくは正極終端電極１９と一体化している。このため、蓄電モジュール４には、樹脂枠２１とバイポーラ電極１４とが一体化した構造体が含まれる。以下では、当該構造体を蓄電モジュール用電極ＭＥとも呼称する。すなわち、蓄電モジュール用電極ＭＥは、バイポーラ電極１４及び樹脂枠２１を備える。なお、樹脂枠２１は、例えば超音波処理又は熱処理等を経て集電体１５に溶着される。

二次シール２２は、封止体１２の外壁を構成する部材であり、例えば角筒状を呈している。二次シール２２は、各樹脂枠２１の外周面を覆っている。二次シール２２の内周面は、各樹脂枠２１の外周面に溶着されている。本実施形態では、二次シール２２は、各樹脂枠２１に対して気密（液密）に接合されている。このため、隣り合う蓄電モジュール用電極ＭＥ間には、液密及び気密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。図示されていないが、内部空間Ｖには、例えば水溶液系の電解液（具体例としては、水酸化カリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、もしくはこれらの混合液等のアルカリ性電解液）が収容されている。この電解液は、樹脂枠２１に設けられる連通孔４１（後述する図３を参照）を介して、内部空間Ｖに収容される。樹脂枠２１及び二次シール２２のそれぞれは、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。なお、「内部空間の体積」は、セパレータ１３の空隙を含む体積を意味する場合がある。

次に、図３及び図４（ａ），（ｂ）を参照しながら樹脂枠２１の詳細な構造について説明する。図３は、蓄電モジュール用電極を示す概略平面図である。図４（ａ）は、図３のＩＶａ−ＩＶａ線に沿った概略断面図であり、図４（ｂ）は、図３のＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿った概略断面図である。図３及び図４（ａ），（ｂ）に示されるように、蓄電モジュール用電極ＭＥに含まれる樹脂枠２１は、枠形状を呈する第１層２７と、Ｚ軸方向において第１層２７に重なると共に枠形状を呈する第２層２９とを有する。本実施形態では、第２層２９の少なくとも一部が、Ｚ軸方向において第１層２７に重なっている。すなわち、第２層２９の全てが、Ｚ軸方向において第１層２７に重ならなくてもよい。

第１層２７は、樹脂枠２１の枠状本体部であり、集電体１５の第１主面１５ａ上に位置し、且つ、周縁部１５ｃに接合される。第１層２７の一部である内側部分２７ａは、Ｚ軸方向において集電体１５に重なっている。すなわち、内側部分２７ａは、集電体１５の周縁部１５ｃに接合される部分である。また、平面視にて、第１層２７の内縁２７ｂは、正極層１６よりも外側に位置する。すなわち、第１層２７と正極層１６とは、水平方向にて互いに離間している。一方、第１層２７の他部である外側部分２７ｃは、Ｚ軸方向において集電体１５に重ならない。すなわち、外側部分２７ｃは、平面視にて集電体１５から水平方向に沿って外側に突出する部分である。このため、平面視にて、第１層２７の外縁２７ｄは、集電体１５の周縁部１５ｃよりも外側に位置する。

第２層２９は、蓄電モジュール用電極ＭＥ上にセパレータ１３を配置する空間を画成するための枠状部分である。第２層２９の一部は第１層２７上に位置し、第２層２９の他部は周縁部１５ｃに接合される。第２層２９の一部は第１層２７に対して加熱及び加圧されてもよい。これにより、第２層２９の第１層２７からの分離を抑制できる。本実施形態では、第１層２７の外縁２７ｄと第２層２９の外縁２９ａとは、平面視にて一致する。このため、二次シール２２は、第１層２７の外縁２７ｄと第２層２９の外縁２９ａとの両方に容易に接触し得る。これに対して、第１層２７の内縁２７ｂと第２層２９の内縁２９ｂとは、平面視にて離間している。本実施形態では、平面視にて、内縁２９ｂの一部は内側部分２７ａよりも外側に位置しており、内縁２９ｂの他部は内側部分２７ａよりも樹脂枠２１の中心側に位置する。第２層２９は、内縁２９ｂの上記一部を含む第１部分２９１及び第２部分２９２と、内縁２９ｂの上記他部を含む第３部分２９３及び第４部分２９４とを有する。

第１部分２９１と第２部分２９２とは、Ｘ軸方向において互いに対向する部分であり、平面視にて略矩形状を呈している。第１部分２９１は、Ｙ軸方向における中央部２９１ａと、Ｙ軸方向において中央部２９１ａを挟む端部２９１ｂ，２９１ｃとを有する。中央部２９１ａは、樹脂枠２１の開口に重なり得る部分である。中央部２９１ａの一部は第１層２７に接触しており、中央部２９１ａの他部は集電体１５に接触している。本実施形態では、中央部２９１ａの外縁側は第１層２７に接触しており、中央部２９１ａの内縁２９１ｄ側は集電体１５に接触している。端部２９１ｂ，２９１ｃは、互いに同一形状を呈する。端部２９１ｂ，２９１ｃのそれぞれは、樹脂枠２１の開口に重ならず、且つ、第１層２７上に位置している。すなわち、端部２９１ｂ，２９１ｃのそれぞれは、第１層２７に接触し、且つ、集電体１５には接触していない。Ｙ軸方向において、第１部分２９１の長さに対する端部２９１ｂ，２９１ｃの合計長さの割合は、例えば２％以上１６％以下である。この場合、第２層２９に起因した樹脂枠２１の液密性及び気密性の劣化等を良好に抑制できる。なお、本明細書における「同一」は、「完全同一」だけでなく「実質的同一」を含む概念である。実質的に同一形状は、例えば±５％程度の誤差を含む。同様に、本明細書における「一定」は、「完全一定」だけでなく「実質的一定」を含む概念である。実質的に一定間隔は、例えば±５％程度の誤差を含む。

第２部分２９２は、第１部分２９１と同様に、Ｙ軸方向における中央部２９２ａと、Ｙ軸方向において中央部２９２ａを挟む端部２９２ｂ，２９２ｃとを有する。第１部分２９１と同様に、中央部２９２ａの一部は第１層２７に接触しており、中央部２９２ａの他部は集電体１５に接触する。一方、端部２９２ｂ，２９２ｃのそれぞれは、第１層２７に接触し、且つ、集電体１５には接触していない。端部２９２ｂ，２９２ｃの形状は、端部２９１ｂ，２９１ｃの形状と同一でもよいし、異なってもよい。本実施形態では、第１部分２９１と第２部分２９２とは、互いに同一形状を呈する。

第３部分２９３と第４部分２９４とは、Ｙ軸方向において互いに対向する部分であり、平面視にて略矩形状を呈している。Ｘ軸方向において、第３部分２９３の一方の端部は、第１部分２９１の端部２９１ｂに溶着しており、第３部分２９３の他方の端部は、第２部分２９２の端部２９２ｂに溶着している。また、Ｘ軸方向において、第４部分２９４の一方の端部は、第１部分２９１の端部２９１ｃに溶着しており、第４部分２９４の他方の端部は、第２部分２９２の端部２９２ｃに溶着している。これにより、例えば第１部分２９１と第３部分２９３との間等における電解液の漏洩を防止できる。また、第３部分２９３の全体と、第４部分２９４の全体とは、それぞれ第１層２７上に位置している。このため、樹脂枠２１には、第３部分２９３及び第１層２７と、第４部分２９４及び第１層２７とによる段差部２１ｔが形成される。セパレータ１３は、第１層２７において段差部２１ｔを構成する部分に配置される。セパレータ１３は、第１部分２９１における中央部２９１ａの一部上と、第２部分２９２における中央部２９２ａの一部上とに配置されてもよい。この場合、セパレータ１３の撓みを良好に抑制できる。

第３部分２９３は、第２層２９（より具体的には第３部分２９３）の外縁２９ａから内縁２９ｂまで延在する連通孔形成予定領域３１〜３５と、第２層２９（より具体的には第３部分２９３）の外縁２９ａから内縁２９ｂまで延在する連通孔４１とを有する。連通孔形成予定領域３１〜３５のそれぞれは、第３部分２９３において除去され得る領域であり、平面視にて略矩形状を呈する。連通孔形成予定領域３１〜３５のいずれかが除去されることによって、第３部分２９３には連通孔４１と同様の連通孔が設けられる。本実施形態では、連通孔形成予定領域３１〜３５は、互いに同一形状を呈する。連通孔形成予定領域３１〜３５のそれぞれは、第３部分２９３に設けられた切取線Ｌによって区画される。切取線Ｌは、連通孔形成予定領域３１〜３５を第２層２９から除去するときの目印となる線であり、平面視にて略Ｕ字形状を呈する。例えば、連通孔形成予定領域３１を区画するための切取線Ｌは、第２層２９の外縁２９ａから内縁２９ｂまで延在する一対の線、並びに、当該一対の線を結ぶと共に第１層２７と第２層２９との境界に沿って延在する線を有する。切取線Ｌは、例えば第２層２９への描画もしくは押圧等によって形成される。本実施形態では、切取線Ｌ上には、ミシン目が設けられる。この場合、特別な工具等を用いなくとも、切取線Ｌに沿って連通孔形成予定領域３１〜３５を容易に除去できる。

連通孔４１は、電極積層体１１の内部空間Ｖ（図２を参照）に電解液を注液するための開口である。連通孔４１は、第３部分２９３における連通孔形成予定領域を除去することによって形成される。すなわち、連通孔４１は、第３部分２９３に設けられた複数の連通孔形成予定領域の一つから設けられている。このため、平面視における連通孔４１の形状は、連通孔形成予定領域３１〜３５の形状と同一である。また、本実施形態では、連通孔４１は、Ｘ軸方向において、連通孔形成予定領域３１を介して連通孔形成予定領域３２の反対側に位置しているが、これに限られない。連通孔は、例えば連通孔形成予定領域３１〜３５のいずれかに設けられてもよい。この場合、第３部分２９３において連通孔４１が形成されている箇所は、切取線によって区画される連通孔形成予定領域になる。

連通孔形成予定領域３１〜３５と、連通孔４１とは、平面視にてＸ軸方向に沿って並んでいる。隣り合う連通孔形成予定領域同士のＸ軸方向に沿った間隔Ｐ１は、一定である。このためＸ軸方向において、連通孔形成予定領域３１，３２の間隔と、連通孔形成予定領域３２，３３の間隔とは、同一である。また、Ｘ軸方向において、連通孔形成予定領域３１と、連通孔４１との間隔Ｐ２は、間隔Ｐ１と同一である。このため、第３部分２９３において連通孔４１と連通孔形成予定領域３１〜３５とは、Ｘ軸方向において、一定の間隔をおいて順に配置されている。加えて、第１部分２９１の内縁２９１ｄから連通孔４１までのＸ軸方向に沿った距離と、第２部分２９２の内縁２９２ｄから連通孔形成予定領域３５までのＸ軸方向に沿った距離とは、互いに異なっている。このため、連通孔形成予定領域３１〜３５と、連通孔４１とは、Ｙ軸方向に沿った樹脂枠２１の中心Ｃを通る軸（樹脂枠２１の中心軸Ａ）に関して非対称に位置する。

第１層２７と第２層２９とは、互いに連続している。本実施形態では、第１層２７の外縁２７ｄと、第２層２９の外縁２９ａとは、互いに連続している。これは、第１層２７及び第２層２９は、後述する図５及び図６（ａ），（ｂ）に示される枠体５１を折線６１〜６４に沿って折り返すことによって形成されるからである（詳細は後述）。したがって、第１層２７と第２層２９とは、１枚の樹脂シートから分断されることなく形成されている。

次に、図５及び図６（ａ），（ｂ）を参照しながら、バイポーラ電極１４に溶着する前であって、第２層２９の形成前の樹脂枠に相当する枠体について説明する。図５は、枠体の概略平面図である。図６（ａ）は、反転前の枠体の要部拡大平面図であり、図６（ｂ）は、反転後の樹脂枠の要部拡大平面図である。図５に示される枠体５１は、樹脂枠２１を形成するための部材である。枠体５１は、例えばロールから引き出された樹脂シートを加工することによって得られる成型物である。本実施形態では、枠体５１は、金型によって上記樹脂シートの一部を打ち抜くことによって形成される。枠体５１は、後に第１層２７になる本体枠部５２と、後に第２層２９の第１部分２９１〜第４部分２９４になる第１突出部５３〜第４突出部５６とを有する。本体枠部５２と、第１突出部５３〜第４突出部５６とは、互いに連続している。

本体枠部５２は、平面視にて第１層２７と同一形状を呈する。第１突出部５３〜第４突出部５６のそれぞれは、第１部分２９１〜第４部分２９４と同様に、平面視にて略矩形状を呈する。第１突出部５３及び第２突出部５４のそれぞれは、Ｘ軸方向において本体枠部５２の外側に向かって突出する部分である。第３突出部５５及び第４突出部５６のそれぞれは、Ｙ軸方向において本体枠部５２の外側に向かって突出する部分である。本体枠部５２と第１突出部５３とは折線６１によって区画されており、本体枠部５２と第２突出部５４とは折線６２によって区画されており、本体枠部５２と第３突出部５５とは折線６３によって区画されており、本体枠部５２と第４突出部５６とは折線６４によって区画されている。第１突出部５３〜第４突出部５６が折線６１〜６４に沿ってそれぞれ折り返されることによって、第１層２７及び第２層２９を有する樹脂枠２１が形成される。

折線６１，６２のそれぞれは平面視にてＹ軸方向に沿って延在する直線であり、折線６３，６４のそれぞれは平面視にてＸ軸方向に沿って延在する直線である。本実施形態では、折線６１は第３突出部５５及び第４突出部５６の一短辺と揃っており、折線６２は、第３突出部５５及び第４突出部５６の他短辺と揃っている。

第３突出部５５は、後に連通孔形成予定領域３１〜３５もしくは連通孔４１になる切欠予定領域７１〜７６を有する。本実施形態では、切欠予定領域７１〜７６のそれぞれは、同一形状を呈し、且つ、ミシン目によって構成される切取線Ｌによって区画される。ミシン目は、例えば上記樹脂シートを打ち抜く際に設けられる。この場合、上記樹脂シートを打ち抜くための金型は、上記ミシン目を形成するための構成を有する。なお、折線６３は、切取線ＬにおいてＸ軸方向に沿って延在する部分に重複している。これにより、後に切欠予定領域７１〜７６のいずれかから連通孔４１（図３を参照）が設けられるとき、第１層２７による連通孔４１の閉塞を良好に抑制できる。

切欠予定領域７１〜７６は、平面視にてＸ軸方向に沿って並んでいる。隣り合う切欠予定領域同士のＸ軸方向に沿った間隔Ｐ３は、図３に示される間隔Ｐ１と一定である。すなわち、切欠予定領域７１〜７６は、Ｘ軸方向において、一定の間隔をおいて順に設けられている。また、第３突出部５５の一短辺から切欠予定領域７１までの距離Ｄ１と、第３突出部５５の他短辺から切欠予定領域７６までの距離Ｄ２とは、互いに異なっている。このため、切欠予定領域７１〜７６は、Ｙ軸方向に沿った枠体５１の中心Ｃを通る中心軸Ａに関して非対称に位置する。したがって、反転前の切欠予定領域７１〜７６の位置（図５及び図６（ａ）を参照）と、中心軸Ａを回転軸として枠体５１を反転させたときの切欠予定領域７１〜７６の位置（図６（ｂ）を参照）とは、互いに完全に一致しない。本実施形態では、例えば中心軸Ａを回転軸として枠体５１を反転させた場合、反転前の切欠予定領域７２と、反転後の切欠予定領域７５，７６とは、一部重なるが、完全には重ならない。中心軸Ａを回転軸として枠体５１を反転させた場合、反転前の切欠予定領域７４と、反転後の切欠予定領域７４もまた、一部重なるが、完全には重ならない。

上述したように、枠体５１の加工物である樹脂枠２１における連通孔形成予定領域３１〜３５は、Ｙ軸方向に沿った樹脂枠２１の中心軸Ａに関して非対称に位置する。このため、中心軸Ａを回転軸として樹脂枠２１を反転させた場合、平面視における反転前の連通孔形成予定領域３１〜３５の位置と、平面視における反転後の連通孔形成予定領域３１〜３５の位置とは、互いに完全に一致しない。

次に、以上に説明した本実施形態に係る蓄電モジュール用電極ＭＥ及びそれを備える蓄電モジュール４によって得られる作用効果について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。図７（ａ）は、比較例に係る第１枠体を示す概略平面図である。また、図７（ｂ）は、比較例に係る第２枠体を示す要部拡大平面図であり、図７（ｃ）は、比較例に係る第３枠体を示す要部拡大平面図である。図７（ａ）に示されるように、比較例に係る第１枠体１５１は、切欠予定領域及び切取線が設けられていない点、及び、切欠１４１が設けられる点にて本実施形態に係る枠体５１と異なっている。また、図７（ｂ）に示される第２枠体２５１は、切欠予定領域及び切取線が設けられていない点、及び、切欠２４１が設けられる点にて本実施形態に係る枠体５１と異なっており、図７（ｃ）に示される第３枠体３５１は、切欠予定領域及び切取線が設けられていない点、及び、切欠３４１が設けられる点にて本実施形態に係る枠体５１と異なっている。

第１枠体１５１の切欠１４１と、第２枠体２５１の切欠２４１と、第３枠体３５１の切欠３４１とは、それぞれ異なる位置に設けられる。このような第１枠体１５１、第２枠体２５１及び第３枠体３５１を全て用いて蓄電モジュールを製造することによって、蓄電モジュールにおいて電解液等の注液用の連通孔が設けられる箇所を分散できる。これにより、比較例においては、蓄電モジュール内に電解液等を効率よく注液できる。一方、比較例においては、少なくとも第１枠体１５１、第２枠体２５１、及び第３枠体３５１を形成するための金型等と、各樹脂枠を保管するためのスペースとが必要になる。したがって比較例においては、各樹脂枠の製造コスト、及び各樹脂枠の在庫管理コスト等が増加してしまう。

これに対して、本実施形態に係る蓄電モジュール用電極ＭＥによれば、枠体５１の第２層２９が有する連通孔形成予定領域を切取線に沿って除去することによって、第２層２９の外縁２９ａから内縁２９ｂまで延在する連通孔４１を容易に形成できる。ここで、第２層２９に設けられる連通孔の形成箇所は、例えば連通孔形成予定領域３１〜３５の選択により容易に変更可能である。このため、複数種の樹脂枠を用いることなく、蓄電モジュール４の位置に応じた箇所に連通孔が設けられる枠体５１を備える蓄電モジュール用電極ＭＥを準備できる。このような蓄電モジュール用電極ＭＥを用いることによって、複数種の樹脂枠を製造することなく蓄電モジュール４を製造できる。したがって、複数種の樹脂枠を在庫管理する必要もないので、蓄電モジュールの製造コスト等を低減可能である。

本実施形態では、切取線Ｌ上には、ミシン目が設けられる。このため、所望の連通孔形成予定領域のみを切取線Ｌに沿って容易に除去できるので、第２層２９に連通孔を容易に形成できる。

本実施形態では、第１層２７の外縁２７ｄと、第２層２９の外縁２９ａとは、互いに連続している。このため、枠体５１を形成する際に用いられる樹脂シートの廃棄率を低減できる。

本実施形態では、連通孔形成予定領域３１〜３５は、平面視にてＸ軸方向に沿って並んでおり、且つ、Ｙ軸方向に沿った枠体５１の中心軸Ａに関して非対称に位置する。このため、中心軸Ａを回転軸として樹脂枠２１を反転させたとき、平面視における反転前の連通孔形成予定領域３１〜３５の位置を、平面視における反転後の連通孔形成予定領域３１〜３５の位置に対してずらすことができる。このため、反転前の枠体５１から形成された樹脂枠２１を含む蓄電モジュール用電極ＭＥと、反転後の枠体５１から形成された樹脂枠を含む蓄電モジュール用電極との両方を用いることによって、平面視における連通孔の形成箇所のパターンを容易に最大２倍まで増加できる。

ここで本実施形態では、隣り合う連通孔形成予定領域同士のＸ軸方向に沿った間隔Ｐ１は、一定であり、連通孔形成予定領域３１〜３５のそれぞれの形状は、同一である。このため、中心軸Ａを回転軸として樹脂枠２１を反転させたとき、平面視における反転後の連通孔形成予定領域３１〜３５の全ての位置を、平面視における反転前の連通孔形成予定領域３１〜３５の位置に対して確実にずらすことができる。このため、反転前の枠体５１から形成された樹脂枠２１を含む蓄電モジュール用電極ＭＥと、反転後の枠体５１から形成された樹脂枠を含む蓄電モジュール用電極との両方を用いることによって、平面視における連通孔の形成箇所のパターンを倍増できる。

本実施形態では、連通孔形成予定領域の一つには、第２層２９の外縁２９ａから内縁２９ｂまで延在する連通孔４１が設けられており、Ｘ軸方向において、連通孔形成予定領域３１と、連通孔４１との間隔Ｐ２は、間隔Ｐ１と同一である。このため、連通孔４１と連通孔形成予定領域３１〜３５とは、Ｘ軸方向において、一定の間隔をおいて順に配置されている。このため、連通孔形成予定領域３１〜３５と、連通孔４１とは、Ｙ軸方向に沿った樹脂枠２１の中心軸Ａに関して非対称に位置する。

本発明に係る蓄電モジュール用電極及び蓄電モジュールは、上記実施形態に限定されず、他に様々な変形が可能である。例えば、本発明では、蓄電モジュールに含まれる全ての蓄電モジュール用電極が、上記実施形態に係る樹脂枠を備えなくてもよい。すなわち、本発明では、蓄電モジュールに含まれる蓄電モジュール用電極の少なくとも一が、上記実施形態に係る蓄電モジュール用電極であればよい。また、上記実施形態では、電極積層体は、各種電極とセパレータとの積層体であるが、これに限られない。電極積層体は、蓄電モジュール用電極と、セパレータとを備えてもよい。すなわち、電極積層体は、封止体の一部を備えてもよい。

上記実施形態では、樹脂枠の第１部分のみに連通孔形成予定領域及び連通孔が形成されているが、これに限られない。例えば、樹脂枠の第２部分のみに連通孔形成予定領域及び連通孔が形成されてもよいし、樹脂枠の第１〜第４部分の少なくともいずれかに連通孔形成予定領域及び連通孔が形成されてもよい。この場合、蓄電モジュールにおいて連通孔が設けられる箇所をより分散できる。

上記実施形態では、連通孔形成予定領域同士は互いに同一形状を呈するが、これに限られない。例えば、連通孔形成予定領域の少なくとも一つが、他の連通孔形成予定領域と異なる形状を呈してもよい。同様に、切欠予定領域同士は、互いに同一形状を呈さなくてもよい。また、連通孔形成予定領域と連通孔とは、互いに異なる形状を呈してもよい。加えて、上記実施形態では、隣り合う連通孔形成予定領域同士の間隔は一定であるが、これに限られない。同様に、隣り合う切欠予定領域同士の間隔は一定であるが、これに限られない。

上記実施形態では、枠体は、金型によって樹脂シートの一部を打ち抜くことによって形成されるが、これに限られない。また、切欠予定領域は、枠体の形成と同時に設けられなくてもよい。

上記実施形態では、連通孔が形成されるタイミングは特に限定されない。連通孔は、切欠予定領域の除去によって形成されてもよいし、連通孔形成予定領域の除去によって形成されてもよい。すなわち、連通孔は、折線を介して枠体の一部が折り返される前に形成されてもよいし、上記一部が折り返された後に形成されてもよい。

上記実施形態では、樹脂枠の第１層及び第２層は連続しているが、これに限られない。例えば、第１層の外縁と第２層の外縁とは、互いに分離してもよい。この場合、第１層と第２層とは、１枚の樹脂シートから分断されることによって形成されてもよい。もしくは、第１層と第２層とは、互いに異なる樹脂シート等から形成されてもよい。また、上記実施形態では、樹脂枠の第２層の一部は集電体に接触しているが、これに限られない。第２層は、集電体に対して離間してもよい。この場合、例えば集電体と第２層との間には第１層が位置する。

上記実施形態では、樹脂枠において、第２層の内縁の一部が第１層の内縁よりも外側に位置し、第２層の内縁の他部が第１層の内縁よりも樹脂枠の中心側に位置しているが、これに限られない。例えば、第２層の内縁の全体が第１層の内縁よりも外側に位置してもよいし、第２層の内縁の全体が第１層の内縁よりも樹脂枠の中心側に位置してもよい。

１…蓄電装置、２…モジュール積層体、３…拘束部材、４…蓄電モジュール、５…導電板、５ａ…流路、６…正極端子、７…負極端子、８…エンドプレート、８ａ…挿通孔、９…締結ボルト、１０…ナット、１１…電極積層体、１１ａ…側面、１２…封止体、１３…セパレータ、１４…バイポーラ電極、１５…集電体、１５ａ…第１主面、１５ｂ…第２主面、１５ｃ…周縁部、１６…正極層、１７…負極層、１８…負極終端電極、１９…正極終端電極、２１…樹脂枠、２１ｔ…段差部、２２…二次シール、２７…第１層、２７ａ…内側部分、２７ｂ…内縁、２７ｃ…外側部分、２７ｄ…外縁、２９…第２層、２９ａ…外縁、２９ｂ…内縁、３１〜３５…連通孔形成予定領域、４１…連通孔、５１…枠体、５２…本体枠部、６１〜６４…折線、７１〜７６…切欠予定領域、１４１，２４１，３４１…切欠、２９１…第１部分、２９１ａ，２９２ａ…中央部、２９１ｂ，２９１ｃ，２９２ｂ，２９２ｃ…端部、２９１ｄ，２９２ｄ…内縁、２９２…第２部分、２９３…第３部分、２９４…第４部分、Ａ…中心軸、Ｃ…中心、Ｄ１，Ｄ２…距離、Ｌ…切取線、ＭＥ…蓄電モジュール用電極、Ｐ１〜Ｐ３…間隔、Ｖ…内部空間。

Claims (7)

1. 第１主面及び当該第１主面の反対側に位置する第２主面を有し、板形状を呈する集電体と、
   前記第１主面上に位置する正極層と、
   前記第２主面上に位置する負極層と、
   前記正極層及び前記負極層よりも外側に位置する前記集電体の周縁部上に位置する樹脂枠と、を備え、
   前記樹脂枠は、枠形状を呈する第１層と、前記第１層に重なると共に枠形状を呈する第２層とを有し、
   前記第２層は、前記第２層の外縁から内縁まで延在する複数の連通孔形成予定領域を有し、
   前記複数の連通孔形成予定領域のそれぞれは、切取線によって区画される、
   蓄電モジュール用電極。
2. 前記切取線上には、ミシン目が設けられる、請求項１に記載の蓄電モジュール用電極。
3. 前記第１層の外縁と、前記第２層の前記外縁とは、互いに連続している、請求項１又は２に記載の蓄電モジュール用電極。
4. 前記複数の連通孔形成予定領域は、平面視にて第１方向に沿って並んでおり、且つ、前記第１方向に直交する第２方向に沿った前記樹脂枠の中心軸に関して非対称に位置する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電モジュール用電極。
5. 隣り合う連通孔形成予定領域同士の前記第１方向に沿った間隔は、一定であり、
   前記複数の連通孔形成予定領域のそれぞれの形状は、同一である、請求項４に記載の蓄電モジュール用電極。
6. 前記複数の連通孔形成予定領域の一つには、前記第２層の前記外縁から前記内縁まで延在する連通孔が設けられる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電モジュール用電極。
7. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電モジュール用電極、及びセパレータを有する電極積層体を備え、
   前記複数の連通孔形成予定領域の一つには、前記第２層の前記外縁から前記内縁まで延在する連通孔が設けられる、蓄電モジュール。

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