JP2020095909A - Manufacturing method of power storage module and power storage module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールに関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a power storage module and a power storage module.
従来の蓄電モジュールとして、両面に正極層及び負極層がそれぞれ形成された電極板からなる複数のバイポーラ電極と、負極層が形成された電極板からなる負極終端電極と、正極層が形成された電極板からなる正極終端電極と、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)。このような蓄電モジュールは、バイポーラ電極の電極板の一方の面における周縁部に設けられた封止体をバイポーラ電極と一体的に構成したバイポーラ電極ユニットと、負極終端電極の電極板の一方の面における周縁部に設けられた封止体を負極終端電極と一体的に構成した負極終端電極ユニットと、正極終端電極の電極板の一方の面における周縁部に設けられた封止体を正極終端電極と一体的に構成した正極終端電極ユニットとをそれぞれ製造し、これらを積層することによって組み立てることが考えられる。隣り合う電極間は、封止体により封止されており、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 plurality of bipolar electrodes formed of electrode plates each having a positive electrode layer and a negative electrode layer formed on both sides, a negative electrode termination electrode formed of an electrode plate formed of a negative electrode layer, and an electrode formed of a positive electrode layer. A bipolar battery including a positive terminal electrode made of a plate is known (see Patent Document 1). Such an electricity storage module includes a bipolar electrode unit in which a sealing body is integrally provided with a bipolar electrode, the sealing body being provided on the peripheral portion of one surface of the electrode plate of the bipolar electrode, and one surface of the electrode plate of the negative terminal electrode. A negative electrode terminal electrode unit in which a sealing body provided on the peripheral portion of the positive electrode terminal electrode is integrally formed with a negative electrode terminal electrode, and a sealing body provided on the peripheral portion of one surface of the electrode plate of the positive electrode terminal electrode is a positive electrode termination electrode. It is conceivable that each of the positive electrode and the terminal electrode unit integrally configured with is manufactured and then assembled by stacking them. The space between adjacent electrodes is sealed by a sealing body, and the electrolytic solution is contained in the internal space formed between the electrodes.
上述したような蓄電モジュールでは、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の外側に隣接して配置された導電板の腐食、負極終端電極と拘束部材との間の短絡等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 electricity storage module as described above, when the electrolytic solution is an alkaline solution, the electrolytic solution propagates on the surface of the electrode plate of the negative terminal electrode by a so-called alkaline creep phenomenon and passes between the sealing body and the electrode plate. It may exude to the outer surface side of the electrode plate. If the electrolytic solution leaks to the outer surface side and diffuses, for example, corrosion of a conductive plate disposed adjacent to the outside of the negative electrode termination electrode, short circuit between the negative electrode termination electrode and the restraining member, or the like may occur. Is not preferable from the viewpoint of.
そこで、負極終端電極の外側に例えば未塗工の金属板を設け、負極終端電極と未塗工の金属板との間、及び未塗工の金属板の負極終端電極とは反対側に封止体を溶着することによって負極終端電極と未塗工の金属板との間に余剰空間を形成し、外部空間の湿度の影響によるアルカリクリープの進行を抑制することが考えられる。このような未塗工の金属板を設ける場合も、封止体及び未塗工の金属板を負極終端電極と一体的に構成した負極終端電極ユニットを形成することが考えられる。 Therefore, for example, an uncoated metal plate is provided on the outside of the negative electrode termination electrode, and sealing is performed between the negative electrode termination electrode and the uncoated metal plate and on the opposite side of the uncoated metal plate from the negative electrode termination electrode. It is conceivable to form a surplus space between the negative terminal electrode and the uncoated metal plate by welding the body to suppress the progress of alkali creep due to the influence of humidity in the external space. Even when such an uncoated metal plate is provided, it is conceivable to form a negative electrode termination electrode unit in which the sealing body and the uncoated metal plate are integrally formed with the negative electrode termination electrode.
また、上述したような蓄電モジュールのバイポーラ電極では、例えば内部空間の内圧が上昇した場合、一方向に隣り合う内部空間の内圧による荷重がキャンセルされるものの、蓄電モジュールの端部に位置する正極終端電極では、内部空間の内圧による荷重はキャンセルされない。このため、内圧が上昇した場合に正極終端電極が変形し、正極終端電極ユニット側における電解液の漏液及び破損が生じるおそれがあり、信頼性の観点から好ましくない。 Further, in the bipolar electrode of the storage module as described above, for example, when the internal pressure of the internal space rises, the load due to the internal pressure of the internal space adjacent in one direction is canceled, but the positive electrode termination located at the end of the storage module. The electrode does not cancel the load due to the internal pressure of the internal space. Therefore, when the internal pressure rises, the positive electrode termination electrode may be deformed, which may cause electrolyte leakage and damage on the positive electrode termination electrode unit side, which is not preferable from the viewpoint of reliability.
そこで、正極終端電極の電極板の両面に封止体を溶着することによって正極終端電極の変形を抑制することが考えられる。このような場合も、封止体を正極終端電極と一体的に構成した正極終端電極ユニットを形成することが考えられる。 Therefore, it is conceivable to suppress the deformation of the positive electrode termination electrode by welding the sealing bodies to both surfaces of the electrode plate of the positive electrode termination electrode. Even in such a case, it is conceivable to form a positive electrode termination electrode unit in which the sealing body is integrally configured with the positive electrode termination electrode.
上述したような場合、例えば、負極終端電極の電極板の厚み、未塗工の金属板の厚み及び封止体の厚みの合計と、正極終端電極の電極板の厚み及び封止体の厚みの合計とが、バイポーラ電極の電極板の厚み及び封止体の厚みの合計と異なることがある。このため、例えば、所定のクリアランスを有する一対の加圧部材により加圧しながら封止体を溶着して各ユニットを形成するときには、ユニットごとに当該一対の加圧部材間のクリアランスを調整することが求められる場合がある。したがって、蓄電モジュールの生産性が低下するおそれがある。 In the case as described above, for example, the total of the thickness of the electrode plate of the negative electrode termination electrode, the thickness of the uncoated metal plate and the thickness of the sealing body, and the thickness of the electrode plate of the positive electrode termination electrode and the thickness of the sealing body. The total may be different from the total of the thickness of the electrode plate of the bipolar electrode and the thickness of the sealing body. Therefore, for example, when each unit is formed by welding the sealing body while applying pressure with a pair of pressure members having a predetermined clearance, the clearance between the pair of pressure members can be adjusted for each unit. You may be asked. Therefore, the productivity of the power storage module may decrease.
本発明は、信頼性及び生産性を向上することができる蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electricity storage module and an electricity storage module that can improve reliability and productivity.
本発明に係る蓄電モジュールの製造方法は、一方の面に正極活物質が塗工され、一方の面とは反対側の他方の面に負極活物質が塗工された金属板からなるバイポーラ電極、及び枠状の樹脂部材を少なくとも一つ準備する第1準備工程と、バイポーラ電極の金属板の一方の面及び他方の面における周縁部の少なくとも一方に配置され、第1準備工程において準備される樹脂部材を、一対の加圧部材により加圧しながら溶着してバイポーラ電極ユニットを形成する第1溶着工程と、一方の面に負極活物質が塗工された金属板からなる負極終端電極、及び一対の枠状の樹脂部材を準備する第2準備工程と、負極終端電極の金属板における周縁部を厚み方向から挟むように配置され、第2準備工程において準備される一対の樹脂部材を、一対の加圧部材により加圧しながら溶着して負極終端電極ユニットを形成する第2溶着工程と、一方の面に正極活物質が塗工された金属板からなる正極終端電極、及び一対の枠状の樹脂部材を準備する第3準備工程と、正極終端電極の金属板における周縁部を厚み方向から挟むように配置され、第3準備工程において準備される一対の樹脂部材を、一対の加圧部材により加圧しながら溶着して正極終端電極ユニットを形成する第3溶着工程と、一方向に沿ってバイポーラ電極ユニットを積層し、複数のバイポーラ電極ユニットからなるバイポーラ電極ユニット群の一方向における一端において、負極終端電極の負極活物質がバイポーラ電極ユニット群と対向するように、負極終端電極ユニットを配置し、バイポーラ電極ユニット群の一方向における他端において、正極終端電極の正極活物質がバイポーラ電極ユニット群と対向するように、正極終端電極ユニットを配置する積層工程と、を含み、第1準備工程において準備されるバイポーラ電極の金属板の厚み及び樹脂部材の厚みの合計と、第2準備工程において準備される負極終端電極の金属板の厚み及び一対の樹脂部材の厚みの合計と、第3準備工程において準備される正極終端電極の金属板の厚み及び一対の樹脂部材の厚みの合計とは、全て同一であり、第2溶着工程では、負極終端電極の金属板と一対の樹脂部材とによって囲まれる空間が形成される。 The method for manufacturing an electricity storage module according to the present invention is a positive electrode active material coated on one surface, a bipolar electrode made of a metal plate coated with a negative electrode active material on the other surface opposite to one surface, And a first preparing step of preparing at least one frame-shaped resin member, and a resin arranged in at least one of the peripheral portions of one surface and the other surface of the metal plate of the bipolar electrode and prepared in the first preparing step. A first welding step of forming a bipolar electrode unit by welding a member while applying pressure with a pair of pressure members; a negative electrode terminal electrode made of a metal plate having one surface coated with a negative electrode active material; A second preparation step of preparing a frame-shaped resin member and a pair of resin members arranged so as to sandwich the peripheral edge portion of the metal plate of the negative terminal electrode from the thickness direction and prepared in the second preparation step. Second welding step of forming a negative electrode terminal electrode unit by applying pressure with a pressure member, a positive electrode terminal electrode made of a metal plate having one surface coated with a positive electrode active material, and a pair of frame-shaped resin members And a pair of resin members arranged in such a manner that the peripheral portion of the metal plate of the positive electrode termination electrode is sandwiched from the thickness direction and prepared in the third preparing step by a pair of pressure members. The third welding step of forming the positive electrode terminal electrode unit by welding while stacking the bipolar electrode units along one direction, and the negative electrode terminal electrode at one end in one direction of the bipolar electrode unit group including a plurality of bipolar electrode units. The negative electrode terminal electrode unit is arranged so that the negative electrode active material faces the bipolar electrode unit group, and the positive electrode active material of the positive electrode terminal electrode faces the bipolar electrode unit group at the other end in one direction of the bipolar electrode unit group. Stacking step of arranging the positive electrode terminal electrode unit, the total thickness of the metal plate and the resin member of the bipolar electrode prepared in the first preparation step, and the negative electrode prepared in the second preparation step. The total thickness of the metal plate of the terminal electrode and the thickness of the pair of resin members, and the total thickness of the metal plate of the positive electrode termination electrode and the thickness of the pair of resin members prepared in the third preparation step are all the same. In the second welding step, a space surrounded by the metal plate of the negative terminal electrode and the pair of resin members is formed.
この蓄電モジュールの製造方法では、第2溶着工程において、電解液の移動経路となり得る経路上に負極終端電極の金属板と一対の樹脂部材とによって囲まれる空間が形成されている。このため、アルカリクリープ現象によって電解液が滲み出す起点となる負極終端電極の金属板との間の隙間に、外部の空気中に含まれる水分が入り込むこと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の加速条件となる外部の湿度の影響を抑制することができ、電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制することができる。また、この蓄電モジュールの製造方法では、第3溶着工程において、正極終端電極ユニットを、金属板の一方の面及び他方の面の両方に樹脂部材を溶着している。このため、内部空間の内圧が上昇した場合、例えば金属板の一方の面又は他方の面のみに樹脂部材が溶着されている場合に比べて、正極終端電極が変形しにくくなる。これにより、正極終端電極ユニット側における電解液の漏液及び破損を抑制することができる。これらの結果、この蓄電モジュールの製造方法によって形成される蓄電モジュールの信頼性を向上することができる。また、第1準備工程、第2準備工程及び第3準備工程のそれぞれにおいて準備される各部材の厚みの合計は、それぞれ同一である。このため、一度、一対の加圧部材間のクリアランスが調整されれば、第1溶着工程、第2溶着工程及び第3溶着工程のそれぞれにおいて、一対の加圧部材間のクリアランスを調整することが不要となる。これにより、蓄電モジュールの生産性を向上することができる。 In the method for manufacturing the electricity storage module, in the second welding step, a space surrounded by the metal plate of the negative terminal electrode and the pair of resin members is formed on a path that can be a path for moving the electrolytic solution. Therefore, it is possible to prevent the moisture contained in the outside air from entering the gap between the negative terminal electrode and the metal plate, which is the starting point of the electrolyte oozing out due to the alkaline creep phenomenon. Accordingly, it is possible to suppress the influence of external humidity, which is the acceleration condition of the alkaline creep phenomenon, and to prevent the electrolytic solution from seeping out of the power storage module. Further, in this method for manufacturing an electricity storage module, in the third welding step, the positive electrode terminal electrode unit is welded with the resin member on both one surface and the other surface of the metal plate. Therefore, when the internal pressure of the internal space rises, the positive electrode terminal electrode is less likely to be deformed, as compared with the case where the resin member is welded to only one surface or the other surface of the metal plate, for example. As a result, it is possible to suppress the leakage and damage of the electrolytic solution on the positive electrode terminal electrode unit side. As a result, the reliability of the power storage module formed by the method for manufacturing the power storage module can be improved. Further, the total thickness of each member prepared in each of the first preparation step, the second preparation step, and the third preparation step is the same. Therefore, once the clearance between the pair of pressure members is adjusted, the clearance between the pair of pressure members can be adjusted in each of the first welding step, the second welding step, and the third welding step. It becomes unnecessary. Thereby, the productivity of the power storage module can be improved.
本発明に係る蓄電モジュールの製造方法は、活物質が塗工されていない未塗工の金属板、及び一対の枠状の樹脂部材を準備する第4準備工程と、未塗工の金属板における周縁部を厚み方向から挟むように配置され、第4準備工程において準備される一対の樹脂部材を、一対の加圧部材により加圧しながら溶着して金属板ユニットを形成する第4溶着工程と、を更に含み、第1準備工程において準備されるバイポーラ電極の金属板の厚み及び樹脂部材の厚みの合計と、第2準備工程において準備される負極終端電極の金属板の厚み及び一対の樹脂部材の厚みの合計と、第3準備工程において準備される正極終端電極の金属板の厚み及び一対の樹脂部材の厚みの合計と、第4準備工程において準備される未塗工の金属板の厚み及び一対の樹脂部材の厚みの合計とは、全て同一であり、積層工程では、負極終端電極の金属板において負極活物質が塗工されていない他方の面に対向するように金属板ユニットが配置されてもよい。 A method of manufacturing an electricity storage module according to the present invention includes an uncoated metal plate on which an active material is not coated, a fourth preparation step of preparing a pair of frame-shaped resin members, and an uncoated metal plate. A fourth welding step of forming a metal plate unit by welding while sandwiching the peripheral portion from the thickness direction and pressing the pair of resin members prepared in the fourth preparing step with a pair of pressurizing members; Further including the total thickness of the metal plate and the resin member of the bipolar electrode prepared in the first preparation step, and the thickness of the metal plate of the negative terminal electrode and the pair of resin members prepared in the second preparation step. The total thickness, the total thickness of the metal plate of the positive electrode terminal electrode prepared in the third preparation step and the total thickness of the pair of resin members, and the thickness and the pair of uncoated metal plates prepared in the fourth preparation step. And the total thickness of the resin members are all the same, and in the laminating step, the metal plate unit is arranged so as to face the other surface of the metal plate of the negative terminal electrode on which the negative electrode active material is not coated. Good.
この場合、積層工程において、負極終端電極の金属板に対向して金属板ユニットを配置することにより、電解液の移動経路となり得る経路上に余剰空間が形成されている。このため、アルカリクリープ現象によって電解液が滲み出す起点となる負極終端電極の金属板との間の隙間に、外部の空気中に含まれる水分が入り込むこと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の加速条件となる外部の湿度の影響を抑制することができ、電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制することができる。したがって、この蓄電モジュールの製造方法によって形成される蓄電モジュールの信頼性を向上することができる。また、第1準備工程、第2準備工程、第3準備工程及び第4準備工程のそれぞれにおいて準備される各部材の厚みの合計は、それぞれ同一である。このため、一度、一対の加圧部材間のクリアランスが調整されれば、第1溶着工程、第2溶着工程、第3溶着工程及び第4溶着工程のそれぞれにおいて、一対の加圧部材間のクリアランスを調整することが不要となる。これにより、蓄電モジュールの生産性を向上することができる。 In this case, in the stacking step, by arranging the metal plate unit so as to face the metal plate of the negative terminal electrode, an extra space is formed on the path that can serve as the electrolyte migration path. Therefore, it is possible to prevent the moisture contained in the outside air from entering the gap between the negative terminal electrode and the metal plate, which is the starting point of the electrolyte oozing out due to the alkaline creep phenomenon. Accordingly, it is possible to suppress the influence of external humidity, which is the acceleration condition of the alkaline creep phenomenon, and to prevent the electrolytic solution from seeping out of the power storage module. Therefore, the reliability of the power storage module formed by the method for manufacturing the power storage module can be improved. In addition, the total thickness of each member prepared in each of the first preparation step, the second preparation step, the third preparation step, and the fourth preparation step is the same. For this reason, once the clearance between the pair of pressure members is adjusted, the clearance between the pair of pressure members in each of the first welding step, the second welding step, the third welding step, and the fourth welding step. Need not be adjusted. Thereby, the productivity of the power storage module can be improved.
本発明に係る蓄電モジュールの製造方法では、第1準備工程では、一対の樹脂部材が準備され、第1溶着工程では、バイポーラ電極の金属板における周縁部を厚み方向から挟むように配置され、第1準備工程において準備される一対の樹脂部材が、一対の加圧部材により加圧されながら溶着されてもよい。この場合、必要に応じて各樹脂部材の厚みを同一させることができる。これにより、部品の共通化を図ることができる。 In the method for manufacturing the electricity storage module according to the present invention, the pair of resin members are prepared in the first preparation step, and the first welding step is arranged so as to sandwich the peripheral portion of the metal plate of the bipolar electrode from the thickness direction. The pair of resin members prepared in the one preparation step may be welded while being pressed by the pair of pressing members. In this case, the thickness of each resin member can be made the same if necessary. As a result, common parts can be achieved.
本発明に係る蓄電モジュールの製造方法では、第1準備工程において準備される一対の樹脂部材におけるそれぞれの樹脂部材の厚みと、第2準備工程において準備される一対の樹脂部材におけるそれぞれの樹脂部材の厚みと、第3準備工程において準備される一対の樹脂部材におけるそれぞれの樹脂部材の厚みとは、全て同一であってもよい。この場合、各樹脂部材の厚みを同一させることにより、部品の共通化を図ることができる。 In the method for manufacturing the electricity storage module according to the present invention, the thickness of each resin member in the pair of resin members prepared in the first preparation step and the thickness of each resin member in the pair of resin members prepared in the second preparation step are described. The thickness and the thickness of each resin member in the pair of resin members prepared in the third preparation step may all be the same. In this case, the parts can be made common by making the thicknesses of the respective resin members the same.
本発明に係る蓄電モジュールの製造方法では、第1準備工程において準備されるバイポーラ電極の金属板の厚みと、第2準備工程において準備される負極終端電極の金属板の厚みと、第3準備工程において準備される正極終端電極の金属板の厚みとは、全て同一であってもよい。この場合、各金属板の厚みを同一させることにより、部品の共通化を図ることができる。 In the method of manufacturing an electricity storage module according to the present invention, the thickness of the metal plate of the bipolar electrode prepared in the first preparation step, the thickness of the metal plate of the negative electrode terminal electrode prepared in the second preparation step, and the third preparation step. The thickness of the metal plate of the positive electrode termination electrode prepared in 1 may be all the same. In this case, parts can be made common by making the thicknesses of the metal plates the same.
本発明に係る蓄電モジュールは、一方の面に正極活物質が塗工され、一方の面とは反対側の他方の面に負極活物質が塗工された金属板からなるバイポーラ電極、及びバイポーラ電極の金属板の一方の面及び他方の面における周縁部の少なくとも一方に溶着される枠状の樹脂部材を有するバイポーラ電極ユニットと、一方の面に負極活物質が塗工された金属板からなる負極終端電極、及び負極終端電極の金属板の一方の面及び他方の面における周縁部に厚み方向から挟むように溶着される一対の枠状の樹脂部材を有する負極終端電極ユニットと、一方の面に正極活物質が塗工された金属板からなる正極終端電極、及び正極終端電極の金属板の一方の面及び他方の面における周縁部に厚み方向から挟むように溶着される一対の枠状の樹脂部材を有する正極終端電極ユニットと、を備え、負極終端電極ユニットは、一方向に沿って積層された複数のバイポーラ電極ユニットからなるバイポーラ電極ユニット群の一方向における一端において、負極終端電極の負極活物質がバイポーラ電極ユニット群と対向するように配置され、正極終端電極ユニットは、バイポーラ電極ユニット群の一方向における他端において、正極終端電極の正極活物質がバイポーラ電極ユニット群と対向するように配置され、バイポーラ電極の金属板の厚み及びバイポーラ電極ユニットの樹脂部材の厚みの合計と、負極終端電極の金属板の厚み及び負極終端電極ユニットの一対の樹脂部材の厚みの合計と、正極終端電極の金属板の厚み及び正極終端電極ユニットの一対の樹脂部材の厚みの合計とは、全て同一であり、負極終端電極の金属板と負極終端電極ユニットの一対の樹脂部材とによって囲まれる空間が形成され、バイポーラ電極の金属板、負極終端電極の金属板、及びバイポーラ電極ユニットの樹脂部材によって形成された内部空間にはアルカリ溶液を含む電解液が収容されている。 The electricity storage module according to the present invention includes a bipolar electrode formed of a metal plate having one surface coated with a positive electrode active material and the other surface opposite to the one surface coated with a negative electrode active material, and a bipolar electrode. Of the metal plate, a bipolar electrode unit having a frame-shaped resin member that is welded to at least one of the peripheral portions of the one surface and the other surface of the metal plate, and a negative electrode formed of a metal plate having one surface coated with a negative electrode active material. A negative electrode terminal electrode unit having a pair of frame-shaped resin members that are welded so as to be sandwiched between the terminal electrode and the negative terminal electrode on one side and the other side of the metal plate from the thickness direction, and on one side. A positive electrode terminal electrode made of a metal plate coated with a positive electrode active material, and a pair of frame-shaped resins welded to the peripheral portions of one surface and the other surface of the metal plate of the positive electrode terminal electrode so as to be sandwiched in the thickness direction. A negative electrode terminal electrode unit having a member, wherein the negative electrode terminal electrode unit has a negative electrode active electrode of the negative electrode terminal electrode at one end in one direction of a bipolar electrode unit group consisting of a plurality of bipolar electrode units stacked along one direction. The material is arranged so as to face the bipolar electrode unit group, and the positive electrode termination electrode unit is arranged so that the positive electrode active material of the positive electrode termination electrode faces the bipolar electrode unit group at the other end in one direction of the bipolar electrode unit group. The total thickness of the metal plate of the bipolar electrode and the resin member of the bipolar electrode unit, the total thickness of the metal plate of the negative terminal electrode and the thickness of the pair of resin members of the negative terminal electrode unit, and the positive terminal electrode. The thickness of the metal plate and the total thickness of the pair of resin members of the positive electrode termination electrode unit are all the same, and a space surrounded by the metal plate of the negative electrode termination electrode and the pair of resin members of the negative electrode termination electrode unit is formed. An electrolytic solution containing an alkaline solution is contained in the internal space formed by the metal plate of the bipolar electrode, the metal plate of the negative terminal electrode, and the resin member of the bipolar electrode unit.
この蓄電モジュールでは、電解液の移動経路となり得る経路上に負極終端電極の金属板と一対の樹脂部材とによって囲まれる空間が形成されている。このため、アルカリクリープ現象によって電解液が滲み出す起点となる負極終端電極の金属板との間の隙間に、外部の空気中に含まれる水分が入り込むこと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の加速条件となる外部の湿度の影響を抑制することができ、電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制することができる。また、この蓄電モジュールでは、正極終端電極ユニットを、金属板の一方の面及び他方の面の両方に樹脂部材が溶着されている。このため、内部空間の内圧が上昇した場合、例えば金属板の一方の面又は他方の面のみに樹脂部材が溶着されている場合に比べて、正極終端電極が変形しにくくなる。これにより、正極終端電極ユニット側における電解液の漏液及び破損を抑制することができる。これらの結果、蓄電モジュールの信頼性を向上することができる。また、バイポーラ電極ユニットの各部材の厚みの合計と、負極終端電極ユニットの各部材の厚みの合計と、正極終端電極ユニットの各部材の厚みの合計とは、全て同一である。このため、例えば、一対の加圧部材により加圧しながらバイポーラ電極の金属板に樹脂部材を溶着するとき、当該一対の加圧部材により加圧しながら負極終端電極の金属板に樹脂部材を溶着するとき、及び、当該一対の加圧部材により加圧しながら正極終端電極の金属板に樹脂部材を溶着するときに、一度、一対の加圧部材間のクリアランスが調整されれば、一対の加圧部材間のクリアランスを調整することが不要となる。これにより、蓄電モジュールの生産性を向上することができる。 In this electricity storage module, a space surrounded by the metal plate of the negative terminal electrode and the pair of resin members is formed on a path that can serve as a movement path of the electrolytic solution. Therefore, it is possible to prevent the moisture contained in the outside air from entering the gap between the negative terminal electrode and the metal plate, which is the starting point of the electrolyte oozing out due to the alkaline creep phenomenon. Accordingly, it is possible to suppress the influence of external humidity, which is the acceleration condition of the alkaline creep phenomenon, and to prevent the electrolytic solution from seeping out of the power storage module. Further, in this electricity storage module, the positive electrode terminal electrode unit has the resin member welded to both one surface and the other surface of the metal plate. Therefore, when the internal pressure of the internal space rises, the positive electrode terminal electrode is less likely to be deformed, as compared with the case where the resin member is welded to only one surface or the other surface of the metal plate, for example. As a result, it is possible to suppress the leakage and damage of the electrolytic solution on the positive electrode terminal electrode unit side. As a result, the reliability of the power storage module can be improved. Further, the total thickness of each member of the bipolar electrode unit, the total thickness of each member of the negative electrode termination electrode unit, and the total thickness of each member of the positive electrode termination electrode unit are all the same. Therefore, for example, when the resin member is welded to the metal plate of the bipolar electrode while being pressed by the pair of pressure members, when the resin member is welded to the metal plate of the negative terminal electrode while being pressed by the pair of pressure members. When the resin member is welded to the metal plate of the positive electrode terminal electrode while applying pressure by the pair of pressure members, once the clearance between the pair of pressure members is adjusted, It is no longer necessary to adjust the clearance. Thereby, the productivity of the power storage module can be improved.
本発明に係る蓄電モジュールは、負極終端電極の金属板において負極活物質が塗工されていない他方の面に対向するように配置され、活物質が塗工されていない未塗工の金属板、及び未塗工の金属板の一方の面及び他方の面における周縁部に厚み方向から挟むように溶着される一対の枠状の樹脂部材を有する金属板ユニットを更に備え、バイポーラ電極の金属板の厚み及びバイポーラ電極ユニットの樹脂部材の厚みの合計と、負極終端電極の金属板の厚み及び負極終端電極ユニットの一対の樹脂部材の厚みの合計と、正極終端電極の金属板の厚み及び正極終端電極ユニットの一対の樹脂部材の厚みの合計と、未塗工の金属板の厚み及び金属板ユニットの一対の樹脂部材の厚みの合計とは、全て同一であってもよい。 The electricity storage module according to the present invention is arranged such that the negative electrode active material in the metal plate of the negative terminal electrode is opposed to the other surface that is not coated, and the active material is an uncoated metal plate that is not coated, And further comprising a metal plate unit having a pair of frame-shaped resin members welded so as to be sandwiched in the peripheral direction on one surface and the other surface of the uncoated metal plate from the thickness direction, the metal plate of the bipolar electrode Thickness and the total thickness of the resin member of the bipolar electrode unit, the total thickness of the metal plate of the negative terminal electrode and the thickness of the pair of resin members of the negative terminal electrode unit, the thickness of the metal plate of the positive terminal electrode and the positive terminal electrode The total thickness of the pair of resin members of the unit, the total thickness of the uncoated metal plate, and the total thickness of the pair of resin members of the metal plate unit may be the same.
この場合、負極終端電極の金属板に対向して金属板ユニットを配置することにより、電解液の移動経路となり得る経路上に余剰空間が形成されている。このため、アルカリクリープ現象によって電解液が滲み出す起点となる負極終端電極の金属板との間の隙間に、外部の空気中に含まれる水分が入り込むこと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の加速条件となる外部の湿度の影響を抑制することができ、電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制することができる。したがって、蓄電モジュールの信頼性を向上することができる。また、バイポーラ電極ユニットの各部材の厚みの合計と、負極終端電極ユニットの各部材の厚みの合計と、正極終端電極ユニットの各部材の厚みの合計と、金属板ユニットの各部材の厚みの合計とは、全て同一である。このため、例えば、一対の加圧部材により加圧しながらバイポーラ電極の金属板に樹脂部材を溶着するとき、当該一対の加圧部材により加圧しながら負極終端電極の金属板に樹脂部材を溶着するとき、当該一対の加圧部材により加圧しながら正極終端電極の金属板に樹脂部材を溶着するとき、及び、当該一対の加圧部材により加圧しながら未塗工の金属板に樹脂部材を溶着するときに、一度、一対の加圧部材間のクリアランスが調整されれば、一対の加圧部材間のクリアランスを調整することが不要となる。これにより、蓄電モジュールの生産性を向上することができる。 In this case, by disposing the metal plate unit so as to face the metal plate of the negative terminal electrode, an extra space is formed on a path that can be a path for moving the electrolytic solution. Therefore, it is possible to prevent the moisture contained in the outside air from entering the gap between the negative terminal electrode and the metal plate, which is the starting point of the electrolyte oozing out due to the alkaline creep phenomenon. Accordingly, it is possible to suppress the influence of external humidity, which is the acceleration condition of the alkaline creep phenomenon, and to prevent the electrolytic solution from seeping out of the power storage module. Therefore, the reliability of the power storage module can be improved. The total thickness of each member of the bipolar electrode unit, the total thickness of each member of the negative terminal electrode unit, the total thickness of each member of the positive terminal electrode unit, and the total thickness of each member of the metal plate unit. And are all the same. Therefore, for example, when the resin member is welded to the metal plate of the bipolar electrode while being pressed by the pair of pressure members, when the resin member is welded to the metal plate of the negative terminal electrode while being pressed by the pair of pressure members. When the resin member is welded to the metal plate of the positive electrode terminal electrode while being pressed by the pair of pressure members, and when the resin member is welded to the uncoated metal plate while being pressed by the pair of pressure members. Moreover, once the clearance between the pair of pressure members is adjusted, it is not necessary to adjust the clearance between the pair of pressure members. Thereby, the productivity of the power storage module can be improved.
本発明に係る蓄電モジュールでは、バイポーラ電極ユニットは、バイポーラ電極の金属板の一方の面及び他方の面における周縁部に厚み方向から挟むように溶着される一対の樹脂部材を有していてもよい。この場合、必要に応じて各樹脂部材の厚みを同一させることができる。これにより、部品の共通化を図ることができる。 In the electricity storage module according to the present invention, the bipolar electrode unit may have a pair of resin members welded to the peripheral portions of the one surface and the other surface of the metal plate of the bipolar electrode so as to be sandwiched in the thickness direction. .. In this case, the thickness of each resin member can be made the same if necessary. As a result, common parts can be achieved.
本発明に係る蓄電モジュールでは、バイポーラ電極ユニットが有する一対の樹脂部材におけるそれぞれの樹脂部材の厚みと、負極終端電極ユニットが有する一対の樹脂部材におけるそれぞれの樹脂部材の厚みと、正極終端電極ユニットが有する一対の樹脂部材におけるそれぞれの樹脂部材の厚みとは、全て同一であってもよい。この場合、各樹脂部材の厚みを同一させることにより、部品の共通化を図ることができる。 In the electricity storage module according to the present invention, the thickness of each resin member in the pair of resin members included in the bipolar electrode unit, the thickness of each resin member in the pair of resin members included in the negative electrode terminal electrode unit, and the positive electrode terminal electrode unit are The thickness of each resin member in the pair of resin members may be the same. In this case, the parts can be made common by making the thicknesses of the respective resin members the same.
本発明に係る蓄電モジュールでは、バイポーラ電極の金属板の厚みと、負極終端電極の金属板の厚みと、正極終端電極の金属板の厚みとは、全て同一であってもよい。この場合、各金属板の厚みを同一させることにより、部品の共通化を図ることができる。 In the electricity storage module according to the present invention, the metal plate of the bipolar electrode, the metal plate of the negative terminal electrode, and the metal plate of the positive terminal electrode may all have the same thickness. In this case, parts can be made common by making the thicknesses of the metal plates the same.
本発明によれば、信頼性及び生産性をすることができる蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of an electrical storage module and electrical storage module which can make reliability and productivity can be provided.
以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る蓄電モジュールを備える蓄電装置について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, a power storage device including a power storage module according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
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に対してモジュール積層体2の積層方向D1に拘束荷重を付加する拘束部材3とを備えている。
Power storage device 1 shown in FIG. 1 is used as a battery in various vehicles such as forklifts, hybrid vehicles, electric vehicles, and the like. The power storage device 1 includes a
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D1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等である。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
The
積層方向D1に互い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、積層方向D1に互いに隣り合う蓄電モジュール4,4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D1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、蓄電モジュール4の充放電が実施される。
The
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D1と、正極端子6及び負極端子7の引出方向と、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他、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っている。なお、図1の例では、積層方向D1から見た導電板5の面積は、蓄電モジュール4の面積よりも小さくなっているが、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なっていてもよい。
Inside the
拘束部材3は、モジュール積層体2を積層方向D1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D1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におけるモジュール積層体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
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D1に拘束荷重が付加される。
The edge of the
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を介して蓄電モジュール4の積層方向(一方向)D1に沿って積層された複数のユニットによって構成されている。これらのユニットは、複数のバイポーラ電極ユニット31と、一つの負極終端電極ユニット32と、一つの正極終端電極ユニット33と、を含む。
Next, the configuration of the
図2〜図4に示されるように、バイポーラ電極ユニット31は、バイポーラ電極14と、樹脂枠(樹脂部材)21と、を有している。バイポーラ電極14は、第1の面(バイポーラ電極14の電極板15の一方の面)15a及び第1の面15aの反対側の第2の面(バイポーラ電極14の電極板15の他方の面)15bを含む電極板(金属板)15と、第1の面15aに設けられた正極16と、第2の面15bに設けられた負極17とを有している。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、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D1の一方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D1の他方に隣り合う別のバイポーラ電極14の正極16と対向している。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
樹脂枠21は、電極板15の第1の面15aにおいて周縁部15cの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向D1から見て矩形環状(枠状)をなしている。樹脂枠21は、例えば超音波又は熱(エネルギ)によって電極板15の第1の面15aに溶着され、気密に接合されている。樹脂枠21は、例えば積層方向D1に所定の厚さを有するフィルムである。積層方向D1から見たとき、樹脂枠21の内縁は、積層方向D1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いる。積層方向D1から見たとき、樹脂枠21の外縁は、電極板15の縁よりも外側に張り出しており、その先端部分は、封止体12に埋設されている。複数のバイポーラ電極ユニット31は、セパレータ13を介して積層方向D1に沿って積層され、バイポーラ電極ユニット群30を構成する。なお、内側とは、積層方向D1から見て、蓄電モジュール4の中心の側をいう。外側とは、積層方向D1から見て、蓄電モジュール4の中心から遠ざかる側をいう。
The
負極終端電極ユニット32は、負極終端電極18と、一対の樹脂枠(樹脂部材)22,22と、を有している。負極終端電極18は、電極板15と、電極板15の第2の面(負極終端電極18の電極板15の一方の面)15bに設けられた負極17とを有している。負極終端電極18は、バイポーラ電極ユニット群30の積層方向D1における一端において、負極終端電極18の負極17がバイポーラ電極ユニット群30と対向するように配置されている。負極終端電極18の電極板15の第2の面15bに設けられた負極17は、セパレータ13を介して積層方向D1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の第1の面(負極終端電極18の電極板15の他方の面)15aには、活物質が塗工されていない。
The negative electrode
一対の樹脂枠22,22は、それぞれ負極終端電極18の電極板15の第1の面15a及び第2の面15bにおいて周縁部15cの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向D1から見て矩形環状(枠状)をなしている。一対の樹脂枠22,22は、例えば超音波又は熱によって電極板15の第1の面15a及び第2の面15bのそれぞれに溶着され、気密に接合されている。つまり、一対の樹脂枠22,22は、負極終端電極18の電極板15を厚み方向から挟むように、電極板15の第1の面15a及び第2の面15bにおける周縁部15cに溶着されている。樹脂枠22は、例えば積層方向D1に所定の厚さを有するフィルムである。積層方向D1から見たとき、樹脂枠22の内縁は、電極板15の縁よりも内側に位置している。積層方向D1から見たとき、樹脂枠21の外縁は、電極板15の縁よりも外側に張り出しており、その先端部分は、封止体12に埋設されている。
The pair of resin frames 22 and 22 are continuously provided over the entire circumference of the
正極終端電極ユニット33は、正極終端電極19と、一対の樹脂枠(樹脂部材)23,23と、を有している。正極終端電極19は、電極板15と、電極板15の第1の面(正極終端電極19の電極板15の一方の面)15aに設けられた正極16とを有している。正極終端電極19は、バイポーラ電極ユニット群30の積層方向D1における他端において、正極終端電極19の正極16がバイポーラ電極ユニット群30と対向するように配置されている。正極終端電極19の電極板15の第1の面15aに設けられた正極16は、セパレータ13を介して積層方向D1の他端のバイポーラ電極14の負極17と対向している。正極終端電極19の電極板15の第2の面(正極終端電極19の電極板15の他方の面)15bには、活物質が塗工されていない。
The positive electrode
一対の樹脂枠23,23は、それぞれ電極板15の第1の面15a及び第2の面15bにおいて周縁部15cの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向D1から見て矩形環状(枠状)をなしている。一対の樹脂枠23,23は、例えば超音波又は熱によって電極板15の第1の面15a及び第2の面15bのそれぞれに溶着され、気密に接合されている。つまり、一対の樹脂枠23,23は、正極終端電極19の電極板15を厚み方向から挟むように、電極板15の第1の面15a及び第2の面15bにおける周縁部15cに溶着されている。樹脂枠23は、例えば積層方向D1に所定の厚さを有するフィルムである。積層方向D1から見たとき、樹脂枠23の内縁は、電極板15の縁よりも内側に位置している。積層方向D1から見たとき、樹脂枠23の外縁は、電極板15の縁よりも外側に張り出しており、その先端部分は、封止体12に埋設されている。積層方向D1に沿って互いに隣り合う樹脂枠21,22,23同士は、互いに離間していてもよく、接していてもよい。
The pair of resin frames 23, 23 are continuously provided over the entire circumference of the
バイポーラ電極14、負極終端電極18及び正極終端電極19を形成する電極板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の面15bにおける負極17の形成領域は、電極板15の第1の面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
バイポーラ電極14を形成する電極板15における樹脂枠21に溶着される領域(第1の面15aにおける周縁部15cと樹脂枠21とが重なる領域)は、粗面化されている。粗面化された領域は、当該重なる領域でもよいが、本実施形態では電極板15の第1の面15aの全体(周縁部15cから中央部にわたる全面)が粗面化されている。負極終端電極18及び正極終端電極19を形成する電極板15における樹脂枠22又は樹脂枠23に溶着される領域(第1の面15a及び第2の面15bにおける周縁部15cと樹脂枠22又は樹脂枠23とが重なる領域)は、粗面化されている。粗面化された領域は、当該重なる領域でもよいが、本実施形態では電極板15の第1の面15a及び第2の面15bの全体(周縁部15cから中央部にわたる全面)が粗面化されている。
The region of the
上記粗面化は、例えば電解メッキによる複数の突起が形成されたメッキ層により実現し得る。すなわち、電極板15の第1の面15a及び第2の面15bにメッキ層が形成されることにより、それぞれの面における各樹脂枠との接合界面では、溶融状態の樹脂が粗面化により形成された複数の突起間に入り込み、アンカー効果が発揮される。これにより、電極板15と各樹脂枠との間の結合強度を向上させることができる。
The roughening can be realized by a plating layer having a plurality of protrusions formed by electrolytic plating, for example. That is, since the plating layer is formed on the
バイポーラ電極14の電極板15の厚み及び樹脂枠21の厚みの合計(以下、「第1厚み」という)T1(図3参照)と、負極終端電極18の電極板15の厚み及び一対の樹脂枠22,22の厚みの合計(以下、「第2厚み」という)T2(図3参照)と、正極終端電極19の電極板15の厚み及び一対の樹脂枠23,23の厚みの合計(以下、「第3厚み」という)T3(図3参照)とは、全て同一である。
The total of the thickness of the
具体的には、樹脂枠22及び樹脂枠23の厚みは、全て同一である。樹脂枠21の厚みは、樹脂枠22及び樹脂枠23の厚みの2倍である。バイポーラ電極14の電極板15の厚みと、負極終端電極18の電極板15の厚みと、正極終端電極19の電極板15の厚みとは、全て同一である。樹脂枠22及び樹脂枠23の厚みは、例えば75μmである。樹脂枠21の厚みは、例えば150μmである。バイポーラ電極14、負極終端電極18及び正極終端電極19の電極板15の厚みは、例えば75μmである。第1厚みT1、第2厚みT2、第3厚みT3は、例えば225μmである。
Specifically, the resin frames 22 and 23 have the same thickness. The thickness of the
セパレータ13は、電極板15,15間の短絡を防止する部材である。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。
The
封止体12は、全体として矩形の筒状に形成されている。封止体12は、電極積層体11を包囲するように電極積層体11の側面に設けられている。封止体12は、当該側面において電極板15の周縁部15cを保持している。封止体12は、上記側面に沿って各樹脂枠21,22,23を外側から包囲し、各樹脂枠21,22,23のそれぞれに結合された封止部26を含んでいる。
The sealing
封止部26は、電極積層体11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。封止部26は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向D1に沿って電極積層体11の全長にわたって延在している。封止部26は、積層方向D1を軸方向として延在する矩形の筒状(環状)を呈している。封止部26は、例えば射出成形時の熱によって各樹脂枠21,22,23の外表面に溶着されている。各樹脂枠21,22,23及び封止部26は、例えば、耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂である。各樹脂枠21,22,23及び封止部26の構成材料としては、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)、変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等が挙げられる。
The sealing
樹脂枠21、負極終端電極18の電極板15の第2の面15bに溶着された樹脂枠22、正極終端電極19の電極板15の第1の面15aに溶着された樹脂枠23、及び封止部26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。より具体的には、封止部26は、積層方向D1に沿って互いに隣り合うバイポーラ電極14の電極板15、及び樹脂枠21によって形成された内部空間Vを封止する。封止部26は、積層方向D1に沿って互いに隣り合う負極終端電極18の電極板15及びバイポーラ電極14の電極板15、並びに樹脂枠21及び樹脂枠22によって形成された内部空間Vを封止する。封止部26は、積層方向D1に沿って互いに隣り合う正極終端電極19の電極板15及びバイポーラ電極14の電極板15、並びに樹脂枠23によって形成された内部空間Vを封止する。各内部空間Vは、気密に仕切られている。各内部空間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。
A
蓄電モジュール4では、図4に示されるように、負極終端電極18の電極板15と一対の樹脂枠22,22とによって囲まれ、電解液が収容されていない空間VBが形成されている。積層方向D1から見て、空間VBは、負極終端電極18の電極板15の周縁部15cの外側を囲むように形成されている。空間VBは、負極終端電極18の電極板15と一対の樹脂枠22,22と封止部26とによって囲まれている。空間VBは、一対の樹脂枠22,22のそれぞれと負極終端電極18の電極板15とが溶着されることと、一対の樹脂枠22,22と封止部26とが溶着されることとによって形成されている。積層方向D1に沿った断面から見て、空間VBは略矩形状をなしている。なお、空間VBは、一対の樹脂枠22,22のそれぞれと負極終端電極18の電極板15とが溶着されることと、一対の樹脂枠22,22が互いに溶着されることとによって形成されていてもよい。
In the
次に、本実施形態に係る蓄電モジュール4の製造方法で用いられる溶着機について説明する。図5に示されるように、溶着機80は、一対の加圧部材81,82を備えている。一対の加圧部材81,82は、互いに対向するように配置されている。一対の加圧部材81,82は、互いに離間している。加圧部材81は、一対のローラ83,83と、一対のローラ83,83に巻回された無端状のベルト84と、圧着ローラ85と、ヒータ86と、冷却板87と、を有している。ベルト84は、一対のローラ83,83によって駆動される。圧着ローラ85、ヒータ86及び冷却板87は、一対のローラ83,83の間であって、ベルト84の内周側に配置されている。圧着ローラ85は、加圧部材82から所定距離離れている。加圧部材81,82間のクリアランスは、圧着ローラ85によって一定に保持される。当該クリアランスは、一対の加圧部材81,82間に搬送されるワークWの厚みに合わせて適宜調整される。これにより、ワークWに対して適切に加圧力を付与しながら溶着することができる。一対の加圧部材81,82は、一対の加圧部材81,82間に搬送されたワークWの溶着を行うことができる。
Next, a welding machine used in the method for manufacturing the
次に、図6を参照して本実施形態に係る蓄電モジュール4の製造方法について説明する。図6に示されるように、本実施形態の蓄電モジュール4の製造方法は、第1準備工程S1、第1溶着工程S2、第2準備工程S3、第2溶着工程S4、第3準備工程S5、第3溶着工程S6、及び積層工程S7を含む。
Next, a method for manufacturing the
この製造方法では、まず、バイポーラ電極14及び樹脂枠21を準備する(第1準備工程S1)。続いて、バイポーラ電極14の電極板15の第1の面15aにおける周縁部15cに配置され、第1準備工程S1において準備される樹脂枠21を、一対の加圧部材81,82により加圧しながら溶着してバイポーラ電極ユニット31を形成する(第1溶着工程S2)。具体的には、第1厚みT1に合わせて、一対の加圧部材81,82のクリアランスを調整する。
In this manufacturing method, first, the
バイポーラ電極14及び樹脂枠21は、バイポーラ電極14の電極板15の第1の面15aにおける周縁部15cに樹脂枠21が仮止めされた状態で、所定のクリアランスに調整された一対の加圧部材81,82間に搬送される。バイポーラ電極14の電極板15及び樹脂枠21は、ヒータ86により加熱されると共に圧着ローラ85により加圧された後、冷却板87により冷却される。上記加熱、加圧及び冷却は、電極板15の周縁部15c及び樹脂枠21の全周にわたって行われる。これにより、樹脂枠21がバイポーラ電極14の電極板15に溶着されて、バイポーラ電極ユニット31が形成される。
The
続いて、負極終端電極18及び一対の樹脂枠22,22を準備する(第2準備工程S3)。続いて、負極終端電極18の電極板15における周縁部15cを厚み方向から挟むように配置され、第2準備工程において準備される一対の樹脂枠22,22を、一対の加圧部材81,82により加圧しながら溶着して負極終端電極ユニット32を形成する(第2溶着工程S4)。具体的には、負極終端電極18及び一対の樹脂枠22,22は、一対の樹脂枠22,22が負極終端電極18の電極板15を挟むように、電極板15の第1の面15a及び第2の面15bにおける周縁部15cに一対の樹脂枠22,22が仮止めされた状態で、所定のクリアランスに調整された一対の加圧部材81,82間に搬送される。第2準備工程S3では、第2厚みT2が、第1準備工程S1の第1厚みT1と同じである。したがって、第2溶着工程S4において、再度、一対の加圧部材81,82のクリアランスを調整する必要はない。
Subsequently, the negative
負極終端電極18及び一対の樹脂枠22,22は、一方の樹脂枠22が加圧部材81に対向するように、一対の加圧部材81,82間に搬送される。負極終端電極18の電極板15及び一方の樹脂枠22は、ヒータ86により加熱されると共に圧着ローラ85により加圧された後、冷却板87により冷却される。上記加熱、加圧及び冷却は、電極板15の周縁部15c及び一方の樹脂枠22の全周にわたって行われる。これにより、一方の樹脂枠22が負極終端電極18の電極板15に溶着される。
The negative
続いて、負極終端電極18及び一対の樹脂枠22,22は、一方の樹脂枠22が負極終端電極18の電極板15に溶着され、かつ他方の樹脂枠22が負極終端電極18の電極板15に仮止めされて状態で、他方の樹脂枠22が加圧部材81に対向するように、一対の加圧部材81,82間に搬送される。負極終端電極18の電極板15及び他方の樹脂枠22は、ヒータ86により加熱されると共に圧着ローラ85により加圧された後、冷却板87により冷却される。上記加熱、加圧及び冷却は、電極板15の周縁部15c及び他方の樹脂枠22の全周にわたって行われる。これにより、他方の樹脂枠22が負極終端電極18の電極板15に溶着されて、負極終端電極ユニット32が形成される。なお、ヒータ86が備えられる加圧部材82を用いる場合には、負極終端電極18の電極板15に対して一対の樹脂枠22,22を同時に溶着することができる。
Subsequently, in the negative
第2溶着工程S4では、負極終端電極18の電極板15と一対の樹脂枠22,22とによって囲まれる空間VBが形成される。空間VBは、一対の樹脂枠22,22が互いに溶着されることによって形成される。一対の樹脂枠22,22は、第2溶着工程S4において、一方の樹脂枠22が電極板15に溶着されるとき、又は、他方の樹脂枠22が電極板15に溶着されるときに、互いに溶着される。
In the second welding step S4, a space VB surrounded by the
続いて、正極終端電極19及び一対の樹脂枠23,23を準備する(第3準備工程S5)。続いて、正極終端電極19の電極板15における周縁部15cを厚み方向から挟むように配置され、第3準備工程S5において準備される一対の樹脂枠23,23を、一対の加圧部材81,82により加圧しながら溶着して正極終端電極ユニット33を形成する(第3溶着工程S6)。具体的には、正極終端電極19及び一対の樹脂枠24,24は、一対の樹脂枠24,24が正極終端電極19の電極板15を挟むように、電極板15の第1の面15a及び第2の面15bにおける周縁部15cに一対の樹脂枠24,24が仮止めされた状態で、所定のクリアランスに調整された一対の加圧部材81,82間に搬送される。第3準備工程S5では、第3厚みT3が、第2準備工程S3の第2厚みT2と同じである。したがって、第3溶着工程S6においても、第2溶着工程S4と同様に、一対の加圧部材81,82のクリアランスを調整する必要はない。
Subsequently, the positive
正極終端電極19及び一対の樹脂枠23,23は、一方の樹脂枠23が加圧部材81に対向するように、一対の加圧部材81,82間に搬送される。正極終端電極19の電極板15及び一方の樹脂枠23は、ヒータ86により加熱されると共に圧着ローラ85により加圧された後、冷却板87により冷却される。上記加熱、加圧及び冷却は、電極板15の周縁部15c及び一方の樹脂枠23の全周にわたって行われる。これにより、一方の樹脂枠23が正極終端電極19の電極板15に溶着される。
The positive
続いて、正極終端電極19及び一対の樹脂枠23,23は、一方の樹脂枠23が正極終端電極19の電極板15に溶着され、かつ他方の樹脂枠23が正極終端電極19の電極板15に仮止めされて状態で、他方の樹脂枠23が加圧部材81に対向するように、一対の加圧部材81,82間に搬送される。正極終端電極19の電極板15及び他方の樹脂枠23は、ヒータ86により加熱されると共に圧着ローラ85により加圧された後、冷却板87により冷却される。上記加熱、加圧及び冷却は、電極板15の周縁部15c及び他方の樹脂枠23の全周にわたって行われる。これにより、他方の樹脂枠23が正極終端電極19の電極板15に溶着されて、正極終端電極ユニット33が形成される。なお、ヒータ86が備えられる加圧部材82を用いる場合には、正極終端電極19の電極板15に対して一対の樹脂枠23,23を同時に溶着することができる。
Subsequently, in the positive
続いて、積層方向D1に沿ってバイポーラ電極ユニット31を積層することにより、バイポーラ電極ユニット群30(図3参照)を形成する(積層工程S7)。積層工程S7では、バイポーラ電極ユニット群30の積層方向D1における一端において、負極終端電極18の負極17がバイポーラ電極ユニット群30と対向するように、負極終端電極ユニット32を配置する。積層工程S7では、バイポーラ電極ユニット群30の積層方向D1における他端において、正極終端電極19の正極16がバイポーラ電極ユニット群30と対向するように、正極終端電極ユニット33を配置する。
Then, the
次に、図7を参照して本実施形態に係る蓄電モジュール4及び蓄電モジュールの製造方法の作用効果について説明する。図7は、比較例に係る蓄電モジュールの要部拡大断面図である。図7に示されるように、比較例に係る蓄電モジュール100は、一対の樹脂枠22,22を備えていない点において本実施形態に係る蓄電モジュール4と相違している。
Next, the effects of the
蓄電モジュール100では、いわゆるアルカリクリープ現象により、内部空間Vに存在する電解液が負極終端電極18の電極板15の表面を伝わり、電極板15と樹脂枠22との間の隙間を通って電極板15の第1の面15a側に滲み出ることがある。図7には、アルカリクリープ現象における電解液Lの移動経路を矢印Aで示す。このアルカリクリープ現象は、電気化学的な要因及び流体現象などにより、蓄電モジュール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、時間の経過とともに進行する。
In the
これに対し、本実施形態では、電解液の移動経路となり得る経路上に負極終端電極18の電極板15と一対の樹脂枠22,22とによって囲まれる空間VBが形成されている。このため、アルカリクリープ現象によって電解液が滲み出す起点となる負極終端電極18の電極板15と、負極終端電極18の電極板15の第2の面15bに溶着された樹脂枠22との間の隙間に、外部の空気中に含まれる水分が入り込むこと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の加速条件となる外部の湿度の影響を抑制することができ、電解液が蓄電モジュール4の外部に滲み出ることを抑制することができる。また、本実施形態では、正極終端電極ユニット33を、電極板15の第1の面15a及び第2の面15bの両方に樹脂枠23を溶着している。これにより、内部空間Vの内圧が上昇した場合、例えば電極板15の第1の面15a又は第2の面15bのみに樹脂枠23が溶着されている場合に比べて、正極終端電極19が変形しにくくなる。これにより、正極終端電極ユニット33側における電解液の漏液及び破損(例えば樹脂枠23の破損)を抑制することができる。以上により、蓄電モジュール4の信頼性を向上することができる。
On the other hand, in the present embodiment, the space VB surrounded by the
また、第1厚みT1、第2厚みT2及び第3厚みT3は、全て同一である。このため、一度、一対の加圧部材間のクリアランスが調整されれば、一対の加圧部材81,82により加圧しながら、バイポーラ電極ユニット31、負極終端電極ユニット32及び正極終端電極ユニット33を形成するそれぞれの工程において、一対の加圧部材81,82間のクリアランスを調整することが不要となる。これにより、蓄電モジュール4の生産性を向上することができる。
The first thickness T1, the second thickness T2, and the third thickness T3 are all the same. Therefore, once the clearance between the pair of pressure members is adjusted, the
また、バイポーラ電極14の電極板15の厚みと、負極終端電極18の電極板15の厚みと、正極終端電極19の電極板15の厚みとは、全て同一である。これにより、バイポーラ電極14の電極板15、負極終端電極18の電極板15及び正極終端電極19の電極板15の厚みを同一させることにより、部品の共通化を図ることができる。
The thickness of the
また、本実施形態では、第2溶着工程S4において、電解液の移動経路となり得る経路上に負極終端電極18の電極板15と一対の樹脂枠22,22とによって囲まれる空間VBが形成されている。このため、アルカリクリープ現象によって電解液が滲み出す起点となる負極終端電極18の電極板15と、負極終端電極18の電極板15の第2の面15bに溶着された樹脂枠22との間の隙間に、外部の空気中に含まれる水分が入り込むこと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の加速条件となる外部の湿度の影響を抑制することができ、電解液が蓄電モジュール4の外部に滲み出ることを抑制することができる。また、本実施形態では、第3溶着工程S6において、正極終端電極ユニット33を、電極板15の第1の面15a及び第2の面15bの両方に樹脂枠23を溶着している。このため、内部空間Vの内圧が上昇した場合、例えば電極板15の第1の面15a又は第2の面15bのみに樹脂枠23が溶着されている場合に比べて、正極終端電極19が変形しにくくなる。これにより、正極終端電極ユニット33側における電解液の漏液及び破損(例えば樹脂枠23の破損)を抑制することができる。これらの結果、蓄電モジュール4の製造方法によって形成される蓄電モジュール4の信頼性を向上することができる。また、第1準備工程S1、第2準備工程S3及び第3準備工程S5のそれぞれにおいて準備される各部材の厚みの合計T1,T2,T3は、それぞれ同一である。このため、一度、一対の加圧部材81,82間のクリアランスが調整されれば、第1溶着工程S2、第2溶着工程S4及び第3溶着工程S6のそれぞれにおいて、一対の加圧部材81,82間のクリアランスを調整することが不要となる。これにより、蓄電モジュール4の生産性を向上することができる。
Further, in the present embodiment, in the second welding step S4, the space VB surrounded by the
本発明は上記実施形態に限定されない。 The present invention is not limited to the above embodiment.
図8及び図9に示されるように、蓄電モジュール4の電極積層体11は、金属板ユニット34を更に有していてもよい。金属板ユニット34は、金属板(未塗工の金属板)20と、一対の樹脂枠(樹脂部材)24,24と、を有している。金属板20は、負極終端電極18の電極板15に対して積層方向D1の外側に配置されている。金属板20は、負極終端電極18の電極板15の第1の面15aに対向して配置されている。金属板20は、負極終端電極18の電極板15の第1の面15aに対向する一方の面20a及び一方の面20aの反対側の他方の面20bを有している。金属板20の一方の面20a及び他方の面20bには、正極活物質及び負極活物質が塗工されておらず、一方の面20a及び他方の面20bの全面が未塗工領域となっている。すなわち、金属板20は正極16及び負極17のいずれも設けられていない未塗工の金属板である。金属板20は、ニッケルからなる矩形の金属箔である。金属板20と負極終端電極18の電極板15と樹脂枠24と樹脂枠22とによって、電解液が収容されていない余剰空間VAが形成される。なお、図8及び図9では、説明の便宜のため、断面視において直線状の金属板20を示しているが、導電板5を介して蓄電モジュール4が積層された場合には、金属板20は隣り合う電極板15側に接触して電気的に接続された状態となる。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
一対の樹脂枠24,24は、それぞれ金属板20の一方の面20a及び他方の面20bにおいて周縁部20cの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向D1から見て矩形環状(枠状)をなしている。一対の樹脂枠24,24は、例えば超音波又は熱によって金属板20の一方の面20a及び他方の面20bのそれぞれに溶着され、気密に接合されている。つまり、一対の樹脂枠24,24は、金属板20を厚み方向から挟むように、金属板20の一方の面20a及び他方の面20bにおける周縁部20cに溶着されている。樹脂枠24は、例えば積層方向D1に所定の厚さを有するフィルムである。積層方向D1から見たとき、樹脂枠24の内縁は、金属板20の縁よりも内側に位置している。積層方向D1から見たとき、樹脂枠24の外縁は、金属板20の縁よりも外側に張り出しており、その先端部分は、封止体12に埋設されている。
The pair of resin frames 24, 24 are continuously provided over the entire circumference of the
金属板20における樹脂枠24に溶着される領域(一方の面20a及び他方の面20bにおける周縁部20cと樹脂枠24とが重なる領域)は、粗面化されている。粗面化された領域は、当該重なる領域でもよいが、ここでは金属板20の一方の面20a及び他方の面20bの全体(周縁部20cから中央部にわたる全面)が粗面化されている。
A region of the
第1厚みT1と、第2厚みT2と、第3厚みT3と、金属板20の厚み及び一対の樹脂枠24,24の厚みの合計(以下、「第4厚み」という)T4(図9参照)とは、全て同一である。具体的には、樹脂枠22、樹脂枠23及び樹脂枠24の厚みは、全て同一である。樹脂枠21の厚みは、樹脂枠24の厚みの2倍である。バイポーラ電極14の電極板15の厚みと、負極終端電極18の電極板15の厚みと、正極終端電極19の電極板15の厚みと、金属板20の厚みとは、全て同一である。これにより、各樹脂枠22,23,24の厚みを同一させ、且つ、バイポーラ電極14の電極板15、負極終端電極18の電極板15の厚み、正極終端電極19の電極板15の厚み、及び金属板20の厚みを同一させることにより、部品の共通化を図ることができる。
The first thickness T1, the second thickness T2, the third thickness T3, the total thickness of the
蓄電モジュール4の製造方法は、第4準備工程S11と、第4溶着工程S12と、を更に含んでいてもよい(図6参照)。第4準備工程S11では、金属板20及び一対の樹脂枠24,24を準備する。続いて、第4溶着工程S12では、第2溶着工程S4と同様に、金属板20における周縁部20cを厚み方向から挟むように配置され、第4準備工程S11において準備される一対の樹脂枠24,24を、一対の加圧部材81,82(図5参照)により加圧しながら溶着して金属板ユニット34を形成する。第4準備工程S11では、第4厚みT4が、第3準備工程S5の第3厚みT3と同じである。したがって、第4溶着工程においても、第2溶着工程S4及び第3溶着工程S6と同様に、一対の加圧部材81,82のクリアランスを調整する必要はない。
The method for manufacturing the
続いて、積層工程S7では、負極終端電極18の電極板15の第1の面15aに対向するように金属板ユニット34が配置される。
Subsequently, in the laminating step S7, the
負極終端電極18の電極板15に対向して金属板ユニット34を配置することにより、電解液の移動経路となり得る経路上に余剰空間VAが形成されている。このため、アルカリクリープ現象によって電解液が滲み出す起点となる負極終端電極18の電極板15と、負極終端電極18の電極板15の第2の面15bに溶着された樹脂枠22との間の隙間に、外部の空気中に含まれる水分が入り込むこと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の加速条件となる外部の湿度の影響を抑制することができ、電解液が蓄電モジュール4の外部に滲み出ることを抑制することができる。したがって、蓄電モジュール4の信頼性を向上することができる。また、第1厚みT1、第2厚みT2、第3厚みT3及び第4厚みT4は、全て同一である。このため、一度、一対の加圧部材81,82間のクリアランスが調整されれば、一対の加圧部材81,82により加圧しながら、バイポーラ電極ユニット31、負極終端電極ユニット32、正極終端電極ユニット33及び金属板ユニット34を形成するそれぞれの工程において、一対の加圧部材81,82間のクリアランスを調整することが不要となる。これにより、蓄電モジュール4の生産性を向上することができる。
By disposing the
また、積層工程S7において、負極終端電極18の電極板15に対向して金属板ユニット34を配置することにより、電解液の移動経路となり得る経路上に余剰空間VAが形成されている。このため、アルカリクリープ現象によって電解液が滲み出す起点となる負極終端電極18の電極板15と、負極終端電極18の電極板15の第2の面15bに溶着された樹脂枠22との間の隙間に、外部の空気中に含まれる水分が入り込むこと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の加速条件となる外部の湿度の影響を抑制することができ、電解液が蓄電モジュール4の外部に滲み出ることを抑制することができる。したがって、蓄電モジュール4の製造方法によって形成される蓄電モジュール4の信頼性を向上することができる。また、第1準備工程S1、第2準備工程S3、第3準備工程S5及び第4準備工程のそれぞれにおいて準備される各部材の厚みの合計T1,T2,T3,T4は、それぞれ同一である。このため、一度、一対の加圧部材間のクリアランスが適切に調整されれば、第1溶着工程S2、第2溶着工程S4、第3溶着工程S6及び第4溶着工程のそれぞれにおいて、一対の加圧部材81,82間のクリアランスを調整することが不要となる。これにより、蓄電モジュール4の生産性を向上することができる。
Further, in the stacking step S7, by disposing the
また、図10に示されるように、バイポーラ電極ユニット31は、バイポーラ電極14の電極板15の第1の面15aに配置される樹脂枠21に代えて、バイポーラ電極14の電極板15を厚み方向から挟むように、バイポーラ電極14の電極板15の第1の面15a及び第2の面15bにおける周縁部15cに溶着される一対の樹脂枠(樹脂部材)25,25を有していてもよい。第1厚みT1と、第2厚みT2と、第3厚みT3と、バイポーラ電極14の電極板15の厚み及び一対の樹脂枠25の厚みの合計(第5厚み)T5とは、全て同一である。具体的には、樹脂枠25の厚みと、樹脂枠22の厚みと、樹脂枠23の厚みとは、全て同一である。これにより、各樹脂枠25,22,23の厚みを全て同一にさせることにより、部品の共通化を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 10, in the
この場合、第1準備工程S1では、バイポーラ電極14及び一対の樹脂枠25,25を準備する。続いて、第1溶着工程S2では、第2溶着工程S4と同様に、バイポーラ電極14の電極板15における周縁部15cを厚み方向から挟むように、第1準備工程S1において準備される一対の樹脂枠25,25を、一対の加圧部材81,82(図5参照)により加圧しながら溶着してバイポーラ電極ユニット31を形成する。
In this case, in the first preparation step S1, the
また、図11に示されるように、一対の樹脂枠25,25の厚みは、互いに異なっていてもよい。一対の樹脂枠22,22の厚みは、互いに異なっていてもよい。一対の樹脂枠23,23の厚みは、互いに異なっていてもよい。一例として、バイポーラ電極14の電極板15の第1の面15aに溶着された一方の樹脂枠25の厚みは、バイポーラ電極14の電極板15の第2の面15bに溶着された他方の樹脂枠25の厚みよりも小さくてもよい。
Further, as shown in FIG. 11, the thickness of the pair of resin frames 25, 25 may be different from each other. The thickness of the pair of resin frames 22, 22 may be different from each other. The thickness of the pair of resin frames 23, 23 may be different from each other. As an example, the thickness of one
一対の樹脂枠を厚み方向から挟むように溶着する方法には、上記の実施形態及び変形例として示したように、各ユニットの金属板の両面に一対の樹脂枠を仮止めした状態で一対の加圧部材に搬送して溶着する方法の他、以下に示す方法が考えられる。まず、各ユニットの金属板の一方の面にのみ一方の樹脂枠を仮止めした状態で一対の加圧部材に搬送し、金属板の一方の面にのみ一方の樹脂枠が溶着された中間部材を形成する。次に、金属板の一方の面にのみ一方の樹脂枠が溶着された中間部材の他方の面に他方の樹脂枠を仮止めした状態で一対の加圧部材に搬送し、金属板の両方の面に樹脂枠が溶着されたユニット部材を形成する。 The method of welding the pair of resin frames so as to sandwich them from the thickness direction includes, as shown in the above embodiment and modification, a pair of resin frames that are temporarily fixed to both sides of the metal plate of each unit. In addition to the method of transporting to a pressure member and welding, the following method can be considered. First, an intermediate member in which one resin frame is temporarily fixed to only one surface of the metal plate of each unit and is conveyed to a pair of pressure members, and one resin frame is welded to only one surface of the metal plate. To form. Next, while the other resin frame is temporarily fixed to the other surface of the intermediate member in which one resin frame is welded to only one surface of the metal plate, it is conveyed to the pair of pressure members, and both of the metal plates are welded. A unit member having a resin frame welded on its surface is formed.
すなわち、第1準備工程において準備される一方の樹脂枠の厚みは、他方の樹脂枠の厚みよりも小さく、第1溶着工程では、他方の樹脂枠がバイポーラ電極の金属板に溶着された後、一方の樹脂枠がバイポーラ電極の金属板に溶着されてもよい。第2準備工程において準備される一方の樹脂枠の厚みは、他方の樹脂枠の厚みよりも小さく、第2溶着工程では、他方の樹脂枠が負極終端電極の金属板に溶着された後、一方の樹脂枠が負極終端電極の金属板に溶着されてもよい。第3準備工程において準備される一方の樹脂枠の厚みは、他方の樹脂枠の厚みよりも小さく、第3溶着工程では、他方の樹脂枠が正極終端電極の金属板に溶着された後、一方の樹脂枠が正極終端電極の金属板に溶着されてもよい。 That is, the thickness of one resin frame prepared in the first preparation step is smaller than the thickness of the other resin frame, and in the first welding step, after the other resin frame is welded to the metal plate of the bipolar electrode, One resin frame may be welded to the metal plate of the bipolar electrode. The thickness of one resin frame prepared in the second preparation step is smaller than the thickness of the other resin frame, and in the second welding step, after the other resin frame is welded to the metal plate of the negative electrode terminal, The resin frame may be welded to the metal plate of the negative terminal electrode. The thickness of one resin frame prepared in the third preparation step is smaller than the thickness of the other resin frame, and in the third welding step, after the other resin frame is welded to the metal plate of the positive electrode termination electrode, The resin frame may be welded to the metal plate of the positive terminal electrode.
ユニットの金属板に樹脂枠を溶着する場合、当該金属板の一方の面に一方の樹脂枠を仮止めした状態で金属板側からエネルギが供給される。ところが、上記中間部材には、すでに一方の面に一方の樹脂枠が溶着されているので、他方の樹脂枠を溶着するために金属板側からエネルギを供給することができない。この場合、後に溶着される他方の樹脂枠は、金属板を介して伝わったエネルギではなく当該樹脂枠を介して伝わったエネルギによって電極板に溶着されることとなる。 When the resin frame is welded to the metal plate of the unit, energy is supplied from the metal plate side with one resin frame temporarily fixed to one surface of the metal plate. However, since one resin frame is already welded to one surface of the intermediate member, energy cannot be supplied from the metal plate side in order to weld the other resin frame. In this case, the other resin frame to be subsequently welded is welded to the electrode plate by the energy transmitted through the resin frame, not the energy transmitted through the metal plate.
ここで、同じ厚みの樹脂枠を溶着する場合には、金属板を介してエネルギを供給する方が樹脂枠を介してエネルギを供給するよりも、少ないエネルギで樹脂枠を溶着することができる。そこで、厚みが大きい他方の樹脂枠を先に電極板に溶着し、厚みが小さい一方の樹脂枠を後に電極板に溶着することにより、少ないエネルギで効率的に一方の樹脂枠を金属板に溶着することができる。 Here, in the case of welding the resin frames having the same thickness, supplying the energy via the metal plate can weld the resin frame with less energy than supplying the energy via the resin frame. Therefore, by welding the other resin frame having a large thickness to the electrode plate first and the one resin frame having a small thickness to the electrode plate later, one resin frame is efficiently welded to the metal plate with less energy. can do.
上記実施形態では、第1準備工程S1、第1溶着工程S2、第2準備工程S3、第2溶着工程S4、第3準備工程S5、第3溶着工程S6、及び積層工程S7がこの順に実施される例を示したが、本発明はこれに限定されない。各準備工程及び各溶着工程については、第1溶着工程S2の前に第1準備工程S1が実施され、第2溶着工程S4の前に第2準備工程S3が実施され、第3溶着工程S6の前に第3準備工程S5が実施されれば、その他の実施の順番は限定されない。バイポーラ電極ユニット31、負極終端電極ユニット32、及び正極終端電極ユニット33が形成される順番は限定されない。
In the above embodiment, the first preparation step S1, the first welding step S2, the second preparation step S3, the second welding step S4, the third preparation step S5, the third welding step S6, and the laminating step S7 are performed in this order. However, the present invention is not limited to this. Regarding each preparation step and each welding step, the first preparation step S1 is performed before the first welding step S2, the second preparation step S3 is performed before the second welding step S4, and the third welding step S6 is performed. The order of other implementations is not limited as long as the third preparation step S5 is performed before. The order in which the
また、蓄電モジュール4の製造方法が第4溶着工程S11及び第4準備工程S12を更に含む場合も同様に、各準備工程及び各溶着工程については、第4溶着工程S11の前に第4準備工程S12が実施されれば、その他の実施の順番は限定されない。バイポーラ電極ユニット31、負極終端電極ユニット32、正極終端電極ユニット33、及び金属板ユニット34が形成される順番は限定されない。
Similarly, when the manufacturing method of the
上記実施形態では、樹脂枠21がバイポーラ電極14の電極板15の第1の面15aにおける周縁部15cに溶着される例を示したが、樹脂枠21は、バイポーラ電極14の電極板15の第2の面15bにおける周縁部15cに溶着されてもよい。
Although the
上記実施形態では、金属板20は、負極終端電極18の電極板15に接触する接触部を有していてもよい。
In the above embodiment, the
4…蓄電モジュール、14…バイポーラ電極、15…電極板(金属板)、15a…第1の面、15b…第2の面、15c…周縁部、16…正極(正極活物質)、17…負極(負極活物質)、18…負極終端電極、19…正極終端電極、20…金属板(未塗工の金属板)、20a…一方の面、20b…他方の面、20c…周縁部、21…樹脂枠(樹脂部材)、22…樹脂枠(樹脂部材)、23…樹脂枠(樹脂部材)、24…樹脂枠(樹脂部材)、25…樹脂枠(樹脂部材)、30…バイポーラ電極ユニット群、31…バイポーラ電極ユニット、32…負極終端電極ユニット、33…正極終端電極ユニット、D1…積層方向(一方向)、V…内部空間、VB…空間。 4... Electric storage module, 14... Bipolar electrode, 15... Electrode plate (metal plate), 15a... 1st surface, 15b... 2nd surface, 15c... Edge part, 16... Positive electrode (positive electrode active material), 17... Negative electrode (Negative electrode active material), 18... Negative electrode, 19... Positive electrode, 20... Metal plate (uncoated metal plate), 20a... One surface, 20b... Other surface, 20c... Peripheral part, 21... Resin frame (resin member), 22... Resin frame (resin member), 23... Resin frame (resin member), 24... Resin frame (resin member), 25... Resin frame (resin member), 30... Bipolar electrode unit group, 31... Bipolar electrode unit, 32... Negative termination electrode unit, 33... Positive termination electrode unit, D1... Stacking direction (one direction), V... Internal space, VB... Space.
Claims (10)
前記バイポーラ電極の金属板の一方の面及び他方の面における周縁部の少なくとも一方に配置され、前記第1準備工程において準備される樹脂部材を、一対の加圧部材により加圧しながら溶着してバイポーラ電極ユニットを形成する第1溶着工程と、
一方の面に負極活物質が塗工された金属板からなる負極終端電極、及び一対の枠状の樹脂部材を準備する第2準備工程と、
前記負極終端電極の金属板における周縁部を厚み方向から挟むように配置され、前記第2準備工程において準備される一対の樹脂部材を、前記一対の加圧部材により加圧しながら溶着して負極終端電極ユニットを形成する第2溶着工程と、
一方の面に正極活物質が塗工された金属板からなる正極終端電極、及び一対の枠状の樹脂部材を準備する第3準備工程と、
前記正極終端電極の金属板における周縁部を厚み方向から挟むように配置され、前記第3準備工程において準備される一対の樹脂部材を、前記一対の加圧部材により加圧しながら溶着して正極終端電極ユニットを形成する第3溶着工程と、
一方向に沿って前記バイポーラ電極ユニットを積層し、複数の前記バイポーラ電極ユニットからなるバイポーラ電極ユニット群の前記一方向における一端において、前記負極終端電極の負極活物質が前記バイポーラ電極ユニット群と対向するように、前記負極終端電極ユニットを配置し、前記バイポーラ電極ユニット群の前記一方向における他端において、前記正極終端電極の正極活物質が前記バイポーラ電極ユニット群と対向するように、前記正極終端電極ユニットを配置する積層工程と、を含み、
前記第1準備工程において準備される前記バイポーラ電極の金属板の厚み及び樹脂部材の厚みの合計と、前記第2準備工程において準備される前記負極終端電極の金属板の厚み及び一対の樹脂部材の厚みの合計と、前記第3準備工程において準備される前記正極終端電極の金属板の厚み及び一対の樹脂部材の厚みの合計とは、全て同一であり、
前記第2溶着工程では、前記負極終端電極の金属板と一対の樹脂部材とによって囲まれる空間が形成される、蓄電モジュールの製造方法。 At least one bipolar electrode made of a metal plate coated with a positive electrode active material on one surface and coated with a negative electrode active material on the other surface opposite to the one surface, and at least one frame-shaped resin member A first preparatory step
A bipolar member is formed by welding a resin member, which is disposed on at least one of the peripheral portions of the one surface and the other surface of the metal plate of the bipolar electrode, and which is prepared in the first preparing step, while applying pressure with a pair of pressure members. A first welding step of forming an electrode unit,
A second preparation step of preparing a negative electrode terminal electrode made of a metal plate having one surface coated with a negative electrode active material, and a pair of frame-shaped resin members;
The negative electrode terminal is arranged by sandwiching the peripheral portion of the metal plate of the negative electrode termination electrode from the thickness direction, and welding the pair of resin members prepared in the second preparation step while pressurizing them with the pair of pressure members. A second welding step of forming an electrode unit,
A third preparation step of preparing a positive electrode terminal electrode formed of a metal plate having one surface coated with a positive electrode active material, and a pair of frame-shaped resin members;
A pair of resin members, which are arranged so as to sandwich the peripheral edge portion of the metal plate of the positive electrode termination electrode from the thickness direction, are welded while pressing the pair of resin members prepared in the third preparation step while being pressed by the pair of pressing members. A third welding step of forming an electrode unit,
The bipolar electrode units are stacked along one direction, and the negative electrode active material of the negative terminal electrode faces the bipolar electrode unit group at one end of the bipolar electrode unit group including the plurality of bipolar electrode units in the one direction. Thus, the negative electrode termination electrode unit is arranged, and the positive electrode termination electrode is arranged so that the positive electrode active material of the positive electrode termination electrode faces the bipolar electrode unit group at the other end of the bipolar electrode unit group in the one direction. A stacking step of arranging the units,
Of the total thickness of the metal plate and the resin member of the bipolar electrode prepared in the first preparing step, and the thickness of the metal plate of the negative terminal electrode and the pair of resin members prepared in the second preparing step. The total thickness, the total thickness of the metal plate of the positive electrode terminal electrode and the total thickness of the pair of resin members prepared in the third preparation step are the same,
In the second welding step, a method of manufacturing an electricity storage module, wherein a space surrounded by the metal plate of the negative electrode terminal electrode and a pair of resin members is formed.
前記未塗工の金属板における周縁部を厚み方向から挟むように配置され、前記第4準備工程において準備される一対の樹脂部材を、前記一対の加圧部材により加圧しながら溶着して金属板ユニットを形成する第4溶着工程と、を更に含み、
前記第1準備工程において準備される前記バイポーラ電極の金属板の厚み及び樹脂部材の厚みの合計と、前記第2準備工程において準備される前記負極終端電極の金属板の厚み及び一対の樹脂部材の厚みの合計と、前記第3準備工程において準備される前記正極終端電極の金属板の厚み及び一対の樹脂部材の厚みの合計と、前記第4準備工程において準備される前記未塗工の金属板の厚み及び一対の樹脂部材の厚みの合計とは、全て同一であり、
前記積層工程では、前記負極終端電極の金属板において前記負極活物質が塗工されていない他方の面に対向するように前記金属板ユニットが配置される、請求項1に記載の蓄電モジュールの製造方法。 An uncoated metal plate not coated with an active material, and a fourth preparation step of preparing a pair of frame-shaped resin members;
The metal plate is arranged such that the peripheral edge of the uncoated metal plate is sandwiched from the thickness direction, and a pair of resin members prepared in the fourth preparing step are welded while being pressed by the pair of pressing members. And a fourth welding step of forming a unit,
Of the total thickness of the metal plate and the resin member of the bipolar electrode prepared in the first preparing step, and the thickness of the metal plate of the negative terminal electrode and the pair of resin members prepared in the second preparing step. The total thickness, the total thickness of the metal plate of the positive electrode termination electrode and the pair of resin members prepared in the third preparation step, and the uncoated metal plate prepared in the fourth preparation step. And the total thickness of the pair of resin members are all the same,
The manufacturing of the electricity storage module according to claim 1, wherein, in the stacking step, the metal plate unit is arranged so as to face the other surface of the metal plate of the negative electrode that is not coated with the negative electrode active material. Method.
前記第1溶着工程では、前記バイポーラ電極の金属板における周縁部を厚み方向から挟むように配置され、前記第1準備工程において準備される一対の樹脂部材を、前記一対の加圧部材により加圧しながら溶着される、請求項1又は2に記載の蓄電モジュールの製造方法。 In the first preparation step, a pair of resin members are prepared,
In the first welding step, the pair of resin members that are arranged so as to sandwich the peripheral edge of the metal plate of the bipolar electrode from the thickness direction and that are prepared in the first preparation step are pressed by the pair of pressing members. The method for manufacturing an electricity storage module according to claim 1 or 2, wherein the electrical storage module is welded while being welded.
一方の面に負極活物質が塗工された金属板からなる負極終端電極、及び前記負極終端電極の金属板の一方の面及び他方の面における周縁部に厚み方向から挟むように溶着される一対の枠状の樹脂部材を有する負極終端電極ユニットと、
一方の面に正極活物質が塗工された金属板からなる正極終端電極、及び前記正極終端電極の金属板の一方の面及び他方の面における周縁部に厚み方向から挟むように溶着される一対の枠状の樹脂部材を有する正極終端電極ユニットと、を備え、
前記負極終端電極ユニットは、一方向に沿って積層された複数の前記バイポーラ電極ユニットからなるバイポーラ電極ユニット群の前記一方向における一端において、前記負極終端電極の負極活物質が前記バイポーラ電極ユニット群と対向するように配置され、
前記正極終端電極ユニットは、前記バイポーラ電極ユニット群の前記一方向における他端において、前記正極終端電極の正極活物質が前記バイポーラ電極ユニット群と対向するように配置され、
前記バイポーラ電極の金属板の厚み及び前記バイポーラ電極ユニットの樹脂部材の厚みの合計と、前記負極終端電極の金属板の厚み及び前記負極終端電極ユニットの一対の樹脂部材の厚みの合計と、前記正極終端電極の金属板の厚み及び前記正極終端電極ユニットの一対の樹脂部材の厚みの合計とは、全て同一であり、
前記負極終端電極の金属板と前記負極終端電極ユニットの一対の樹脂部材とによって囲まれる空間が形成され、
前記バイポーラ電極の金属板、前記負極終端電極の金属板、及び前記バイポーラ電極ユニットの樹脂部材によって形成された内部空間にはアルカリ溶液を含む電解液が収容されている、蓄電モジュール。 A positive electrode active material is coated on one surface, and a bipolar electrode made of a metal plate on which the negative electrode active material is coated on the other surface opposite to the one surface, and one surface of the metal plate of the bipolar electrode And a bipolar electrode unit having a frame-shaped resin member that is welded to at least one of the peripheral edges of the other surface,
A negative electrode terminal electrode made of a metal plate coated with a negative electrode active material on one surface, and a pair welded so as to be sandwiched from the thickness direction to the peripheral portions of one surface and the other surface of the metal plate of the negative electrode terminal electrode. A negative electrode terminal electrode unit having a frame-shaped resin member of
A positive electrode terminating electrode made of a metal plate having one surface coated with a positive electrode active material, and a pair welded so as to be sandwiched from the thickness direction to the peripheral portions of one surface and the other surface of the metal plate of the positive electrode terminating electrode. And a positive electrode terminal electrode unit having a frame-shaped resin member,
The negative electrode terminal electrode unit, at one end in the one direction of a bipolar electrode unit group consisting of a plurality of the bipolar electrode unit stacked along one direction, the negative electrode active material of the negative electrode terminal electrode and the bipolar electrode unit group. Arranged to face each other,
The positive electrode termination electrode unit is arranged at the other end of the bipolar electrode unit group in the one direction so that the positive electrode active material of the positive electrode termination electrode faces the bipolar electrode unit group.
The total thickness of the metal plate of the bipolar electrode and the resin member of the bipolar electrode unit, the total thickness of the metal plate of the negative terminal electrode and the thickness of the pair of resin members of the negative terminal electrode unit, and the positive electrode. The thickness of the metal plate of the terminal electrode and the total thickness of the pair of resin members of the positive electrode terminal electrode unit are all the same,
A space surrounded by the metal plate of the negative terminal electrode and the pair of resin members of the negative terminal electrode unit is formed,
An electricity storage module in which an electrolytic solution containing an alkaline solution is contained in an internal space formed by the metal plate of the bipolar electrode, the metal plate of the negative electrode terminal, and the resin member of the bipolar electrode unit.
前記バイポーラ電極の金属板の厚み及び前記バイポーラ電極ユニットの樹脂部材の厚みの合計と、前記負極終端電極の金属板の厚み及び前記負極終端電極ユニットの一対の樹脂部材の厚みの合計と、前記正極終端電極の金属板の厚み及び前記正極終端電極ユニットの一対の樹脂部材の厚みの合計と、前記未塗工の金属板の厚み及び前記金属板ユニットの一対の樹脂部材の厚みの合計とは、全て同一である、請求項6に記載の蓄電モジュール。 In the metal plate of the negative electrode terminal electrode, the negative electrode active material is arranged so as to face the other surface not coated, an uncoated metal plate not coated with an active material, and the uncoated metal plate. Further comprising a metal plate unit having a pair of frame-shaped resin members that are welded to the peripheral edge portions on one surface and the other surface of the metal plate so as to be sandwiched from the thickness direction,
The total thickness of the metal plate of the bipolar electrode and the resin member of the bipolar electrode unit, the total thickness of the metal plate of the negative terminal electrode and the thickness of the pair of resin members of the negative terminal electrode unit, and the positive electrode. The total thickness of the metal plate of the terminal electrode and the thickness of the pair of resin members of the positive electrode terminal electrode unit, and the total thickness of the uncoated metal plate and the pair of resin members of the metal plate unit, The electricity storage module according to claim 6, which is all the same.
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