JP2020119669A - 蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】封止不良の発生を抑制可能な蓄電モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】蓄電モジュールの製造方法は、第１樹脂部が結合されたバイポーラ電極、及びセパレータを交互に積層することによって電極積層体を形成する工程と、積層方向に沿った電極積層体の厚さを測定する工程と、電極積層体の厚さと、積層方向に沿った電極積層体の規格厚さとの差分を算出する工程と、差分に応じた厚さを有するスペーサを、積層方向において電極積層体に重ねる工程と、電極積層体及びスペーサを金型に収容した後、電極積層体の側面を囲って封止する第２樹脂部を射出成形する工程と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、蓄電モジュールの製造方法に関する。

従来の蓄電モジュールとして、電極板の一方面に正極が形成され、他方面に負極が形成されたバイポーラ電極を備えるバイポーラ電池が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。バイポーラ電池は、バイポーラ電極とセパレータとが積層方向に沿って交互に積層された積層体を備えている。積層体の側面には、積層方向に互いに隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体が設けられており、バイポーラ電極間に形成された内部空間に電解液が収容されている。

特開２０１１−２０４３８６号公報

上述したような蓄電モジュールの封止体は、例えば、第１封止部及び第２封止部を有する。第１封止部は、例えば各バイポーラ電極の電極板の縁部に設けられる樹脂部である。第２封止部は、例えば各第１封止部を結合するように、射出成形によって形成される樹脂部である。第２封止部を射出成形するとき、まず、第１封止部を含む積層体を金型に収容する。このとき、当該積層体の積層方向に沿った厚さが設定値よりも薄い場合、上記金型による型締めが良好になされないことがある。例えば、上記積層方向に沿った金型の把持力が、上記積層体に十分に印加されないことがある。このような場合、第２封止部の成形不良が発生し、蓄電モジュールの封止不良等が発生するおそれがある。

本発明の目的は、封止不良の発生を抑制可能な蓄電モジュールの製造方法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の製造方法は、第１樹脂部が結合されたバイポーラ電極、及びセパレータを交互に積層することによって電極積層体を形成する工程と、積層方向に沿った電極積層体の厚さを測定する工程と、電極積層体の厚さと、積層方向に沿った電極積層体の規格厚さとの差分を算出する工程と、差分に応じた厚さを有するスペーサを、積層方向において電極積層体に重ねる工程と、電極積層体及びスペーサを金型に収容した後、電極積層体の側面を囲って封止する第２樹脂部を射出成形する工程と、を備える。

この蓄電モジュールの製造方法では、第２樹脂部の形成前に、積層方向に沿った電極積層体の厚さと電極積層体の規格厚さとの差分に応じた厚さを有するスペーサが、電極積層体に重ねられる。これにより、電極積層体及びスペーサが金型に収容され、当該金型が型締めされたとき、積層方向に沿った金型の把持力は、スペーサを介して電極積層体に良好に加わる。このため、第２樹脂部を形成するとき、第２樹脂部の形成不良の発生を抑制できる。したがって上記製造方法によれば、蓄電モジュールの封止不良の発生を抑制可能である。

金型は、第２樹脂部を構成する樹脂が通過するゲートを有し、スペーサは、積層方向において電極積層体よりもゲートに近くてもよい。この場合、金型内に射出される樹脂が、スペーサまで容易に到達できる。したがって、第２樹脂部の形成不良の発生を良好に抑制できる。

積層方向においてスペーサを電極積層体に重ねる工程では、積層方向における電極積層体の一端側にスペーサを重ねると共に、電極積層体の他端側に別のスペーサを重ねてもよい。この場合、電極積層体及びスペーサが金型に収容されて型締めされたとき、金型の把持力は、積層方向における両側から各スペーサを介して電極積層体に良好に加わる。このため、積層方向における上記把持力の偏りを抑制できる。また、スペーサの厚さと、別のスペーサの厚さは、互いに異なってもよい。

スペーサは、金属製もしくは合金製であってもよい。この場合、第２封止部の形成後にスペーサを回収することによって、当該スペーサを繰り返し用いることができる。

本発明の一側面によれば、封止不良の発生を抑制可能な蓄電モジュールの製造方法を提供できる。

図１は、蓄電モジュールを含む蓄電装置の概略断面図である。 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（ａ）は、第１封止部が結合されたバイポーラ電極を示す概略断面図であり、図３（ｂ）は、第１封止部が結合された負極終端電極を示す概略断面図であり、図３（ｃ）は、第１封止部が結合された正極終端電極を示す概略断面図である。 図４は、実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法を説明するためのフローチャートである。 図５は、実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法を説明するための概略断面図である。 図６は、実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法を説明するための概略断面図である。 図７は、変形例に係る蓄電モジュールの製造方法を説明するための概略断面図である。

まず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法によって製造される蓄電モジュールを含む蓄電装置の構成を説明する。図１は、蓄電モジュールを含む蓄電装置の概略断面図である。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、又は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に対して拘束荷重を付加する拘束部材３とを備えている。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Ｄ（Ｚ軸方向）」とする。また、積層方向Ｄ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軸方向とＹ軸方向とを有する。本実施形態では、「積層方向Ｄから見る」は、平面視に相当する。

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（本実施形態では４つ）の導電構造体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から見て略矩形状を呈している。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、蓄電モジュール４として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、導電構造体５を介して電気的に接続されている。すなわち、隣り合う蓄電モジュール４の間には、導電構造体５が設けられている。また、導電構造体５は、積層方向Ｄ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てもよい。積層方向Ｄの一端（本実施形態では上端）に位置する導電構造体５または蓄電モジュール４には、負極端子６が接続されている。積層方向Ｄの他端（本実施形態では下端）に位置する導電構造体５または蓄電モジュール４には、正極端子７が接続されている。負極端子６及び正極端子７のそれぞれは、例えばＸ軸方向に延在している。このような負極端子６及び正極端子７を設けることにより、蓄電装置１の充放電を実施できる。

導電構造体５は、蓄電装置１における放熱板としても機能し得る。導電構造体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。導電構造体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している。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にて発生した熱を効率的に外部に放出できる。図１の例では、平面視にて、導電構造体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、放熱性の向上の観点から、平面視にて、導電構造体５の面積は、蓄電モジュール４の面積と同じでもよく、蓄電モジュール４の面積よりも大きくてもよい。

拘束部材３は、蓄電モジュール４を積層方向Ｄに拘束する部材であり、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とを有する。このため、モジュール積層体２には、導電構造体５を介して拘束部材３の拘束力が印加される。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及び導電構造体５の面積よりも一回り大きい面積を有する金属板であり、略矩形状を呈する。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と導電構造体５との間（もしくは、エンドプレート８と蓄電モジュール４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及び導電構造体５は、エンドプレート８によって挟持され、且つ、モジュール積層体２としてユニット化される。また、ユニット化されたモジュール積層体２に対しては、積層方向Ｄに沿った拘束力が付加される。

次に、図２を参照しながら、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、及び、電極積層体１１を囲う封止体１２を備える。また、図示はしないが、蓄電モジュール４内には電解液が収容されている（詳細は後述）。

まず、蓄電モジュール４の電極積層体１１の構成について説明する。電極積層体１１は、積層方向Ｄに沿って交互に積層されるバイポーラ電極１４及びセパレータ１３を含む積層体と、積層方向Ｄにおいて積層体の一端に位置する負極終端電極１８と、積層方向Ｄにおいて積層体の他端に位置する正極終端電極１９とを有している。

バイポーラ電極１４及びセパレータ１３は、積層方向Ｄに沿って互いに積層されており、例えば平面視にて矩形状を呈している。セパレータ１３は、隣り合うバイポーラ電極１４の間に配置されている。バイポーラ電極１４は、一方面１５ａ及び一方面１５ａの反対側の他方面１５ｂを含む集電体１５と、一方面１５ａに設けられた正極１６と、他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。

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。なお、集電体１５がニッケル箔である場合、当該ニッケル箔にメッキ処理が施されてもよい。

バイポーラ電極１４の正極１６は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄに隣り合う一方のバイポーラ電極１４の負極１７と向かい合っている。正極１６は、集電体１５の一方面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１７は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄに隣り合う他方のバイポーラ電極１４の正極１６と向かい合っている。負極１７は、集電体１５の他方面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。なお、集電体１５の周縁部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。

負極終端電極１８は、集電体１５と、集電体１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。負極終端電極１８に含まれる集電体１５の他方面１５ｂは、電極積層体１１における積層方向Ｄの内側（中央側）を向く面である。負極終端電極１８に含まれる集電体１５の一方面１５ａは、電極積層体１１の積層方向Ｄにおける一方の外表面を構成する面であり、蓄電モジュール４に隣接する一方の導電構造体５と電気的に接続されている。負極終端電極１８の集電体１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７は、セパレータ１３を介してバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。

正極終端電極１９は、積層方向Ｄの他端に配置されており、集電体１５と、集電体１５の他方面１５ｂに設けられた正極１６とを有している。正極終端電極１９に含まれる集電体１５の一方面１５ａは、電極積層体１１における積層方向Ｄの内側を向く面である。正極終端電極１９に含まれる集電体１５の他方面１５ｂは、積層方向Ｄにおける電極積層体１１の他方の外側面を構成する面であり、蓄電モジュール４に隣接する他方の導電構造体５と電気的に接続されている。正極終端電極１９の集電体１５の他方面１５ｂに設けられた正極１６は、セパレータ１３を介してバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。

セパレータ１３は、正極１６と負極１７とを隔離するための部材であり、正極１６と負極１７との間に配置される。セパレータ１３は、例えばシート形状を呈する。セパレータ１３は、例えば、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である。セパレータ１３は、ポリエチレン、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でもよい。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。セパレータ１３は、シート形状に限られず、袋状でもよい。

次に、封止体１２の構成について説明する。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、集電体１５の周縁部１５ｃを包囲するように設けられる。封止体１２は、例えば絶縁性の樹脂によって形成されており、全体として矩形筒形状を呈する。絶縁性の樹脂は、例えば、耐アルカリ性を示す熱可塑性樹脂である。このような熱可塑性樹脂は、例えば、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）等である。封止体１２は、集電体１５の周縁部１５ｃに結合された複数の第１封止部２１（第１樹脂部）と、第１封止部２１の周囲に配置された第２封止部２２（第２樹脂部）とを有する。

第１封止部２１は、電極積層体１１の側面として機能する部分である。第１封止部２１は、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９のそれぞれの縁部に結合する樹脂部材である。具体的には、第１封止部２１は、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８及び正極終端電極１９に含まれる集電体１５の周縁部１５ｃのそれぞれに結合する。第１封止部２１は、対応する周縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられる。このため、第１封止部２１は、積層方向Ｄから見て矩形枠形状を呈する枠体である。第１封止部２１は、例えば積層方向Ｄに所定の厚さを有する樹脂フィルムである。第１封止部２１は、樹脂シートを打ち抜き加工することによって形成されてもよいし、複数の樹脂シートを枠状に配置して形成されてもよいし、金型を用いた射出成形によって形成されてもよい。第１封止部２１の厚さは、例えば５０μｍ以上３００μｍ以下である。

平面視における第１封止部２１の内側部分は、例えば超音波処理又は熱処理の実施を経て、各周縁部１５ｃに溶着されている。本実施形態では、上記内側部分は、バイポーラ電極１４における周縁部１５ｃの一方面１５ａと、負極終端電極１８における周縁部１５ｃの一方面１５ａと、正極終端電極１９における周縁部１５ｃの一方面１５ａ及び他方面１５ｂとに溶着されている。このため、正極終端電極１９には、２つの第１封止部２１が溶着されている。各集電体１５と第１封止部２１とは、気密に結合されている。

図３（ａ）は、第１封止部が結合されたバイポーラ電極を示す概略断面図であり、図３（ｂ）は、第１封止部が結合された負極終端電極を示す概略断面図であり、図３（ｃ）は、第１封止部が結合された正極終端電極を示す概略断面図である。図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、第１封止部２１は、互いに異なる形状を呈する封止部２１Ａ，２１Ｂを有する。具体的には、第１封止部２１は、バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９に含まれる集電体１５の一方面１５ａに溶着される封止部２１Ａと、負極終端電極１８に含まれる集電体１５の一方面１５ａ及び正極終端電極１９に含まれる集電体１５の他方面１５ｂに溶着される封止部２１Ｂとを有する。封止部２１Ｂと異なり、封止部２１Ａの一部が折りたたまれることによって、封止部２１Ａは２層構造を示す。本実施形態では、バイポーラ電極１４には封止部２１Ａが溶着され、積層前の負極終端電極１８には封止部２１Ｂが溶着され、積層前の正極終端電極１９には封止部２１Ａ，２１Ｂが溶着される。

平面視における第１封止部２１の外側部分は、水平方向において集電体１５よりも外側に位置している。当該外側部分の少なくとも一部は、第２封止部２２に保持されている。積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う第１封止部２１同士は、接している。これにより、当該第１封止部２１同士は液密及び気密に溶着される。積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う第１封止部２１同士は、離間してもよい。

以下では、積層方向Ｄにおいて集電体１５と第１封止部２１とが結合する領域を、結合領域Ｋとする（図３（ａ）〜（ｃ）を参照）。集電体１５において、少なくとも結合領域Ｋに含まれる表面は、粗面化されている。本実施形態では、バイポーラ電極１４及び負極終端電極１８に含まれる集電体１５の一方面１５ａにおける全体と、正極終端電極１９に含まれる集電体１５の全体とのそれぞれが、粗面化されている。

表面の粗面化は、表面粗さの拡大に相当する。粗面化は、例えば、電解メッキによる複数の突起の形成により実現される。例えば、集電体１５の一方面１５ａに複数の突起が形成された場合、当該一方面１５ａと第１封止部２１との接合界面では、溶融状態の樹脂が複数の突起間に入り込む。これにより、アンカー効果が発揮されるので、集電体１５と第１封止部２１との間の結合強度を向上できる。粗面化の際に形成される突起は、例えば基端側から先端側に向かって先太りとなる形状を有している。この場合、隣り合う突起の間の断面形状がアンダーカット形状となるので、アンカー効果が良好に発揮される。

第２封止部２２は、蓄電モジュール４の外壁（筐体）を構成する部材であり、各第１封止部２１の外表面（少なくとも側面）を覆っている。第２封止部２２は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Ｄに沿って電極積層体１１の全長にわたって延在している。第２封止部２２は、積層方向Ｄを軸方向として延在する矩形の筒状（環状）を呈している。第２封止部２２は、例えば射出成形時の熱によって第１封止部２１の外表面に溶着されている。これにより、第２封止部２２は、各第１封止部２１同士の結合を強めている。

第１封止部２１及び第２封止部２２は、電極積層体１１内に内部空間Ｖを形成すると共に内部空間Ｖを封止する。具体的には、第２封止部２２は、第１封止部２１と共に、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合うバイポーラ電極１４の間、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間をそれぞれ封止している。これにより、電極積層体１１と封止体１２とによって内部空間Ｖが形成される。より具体的には、互いに隣り合うバイポーラ電極１４の間、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間には、それぞれ気密に仕切られた内部空間Ｖが形成される。この内部空間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、第１封止部２１に設けられる連通孔（不図示）を介して、内部空間Ｖに収容される。当該連通孔は、電解液の注入後に例えば圧力調整弁等によって塞がれる。なお、「内部空間の体積」と言う場合は、セパレータ１３の空隙を含む体積を意味する。

次に、図４〜図６を参照しながら、本実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法について説明する。図４は、本実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法を説明するためのフローチャートである。図５及び図６は、本実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法を説明するための概略断面図である。

まず、図４に示されるように、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９に第１封止部２１を成形する（工程Ｓ１）。工程Ｓ１では、まず、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９を準備する。続いて、バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９に含まれる集電体１５の一方面１５ａに、第１封止部２１の封止部２１Ａを溶着する。これにより図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、バイポーラ電極１４、及び正極終端電極１９のそれぞれに対して封止部２１Ａが結合する。さらに、負極終端電極１８に含まれる集電体１５の一方面１５ａと、正極終端電極１９に含まれる集電体１５の他方面１５ｂとに対して封止部２１Ｂを溶着する。

次に、図５に示されるように、電極積層体１１を形成する（工程Ｓ２）。工程Ｓ２では、まず、第１封止部２１が結合されたバイポーラ電極１４、及びセパレータ１３を積層方向Ｄに沿って交互に積層することによって積層体を形成する。続いて、積層方向Ｄにおける積層体の一端に負極終端電極１８を配置すると共に、積層方向Ｄにおける積層体の他端に正極終端電極１９を配置する。これにより、バイポーラ電極１４、セパレータ１３、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９を有する電極積層体１１を形成する。このとき、電極積層体１１の側面は、第１封止部２１によって構成される。

また、積層方向Ｄに沿った電極積層体１１の厚さＴを測定する（工程Ｓ３）。本実施形態では、工程Ｓ２，Ｓ３は同時に実施される。このため、電極積層体１１の形成中に、電極積層体１１の厚さＴを測定する。工程Ｓ３では、電極積層体１１の形成中、常に厚さＴを測定してもよいし、間欠的に厚さＴを測定してもよい。

次に、測定された電極積層体１１の厚さＴと、積層方向Ｄに沿った電極積層体１１の規格厚さとの差分を算出する（工程Ｓ４）。工程Ｓ４では、例えば、電極積層体１１の厚さＴを測定する装置が、メモリ等に保存された上記規格厚さと比較する。これにより、上記差分が算出される。

次に、図６に示されるように、上記差分に応じた厚さを有するスペーサ３０を、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１に重ねる（工程Ｓ５）。工程Ｓ５では、負極終端電極１８に結合する第１封止部２１上に、スペーサ３０を配置する。ここで、スペーサ３０の構成について説明する。スペーサ３０は、積層方向Ｄにおける上記差分を解消するために用いられる部材であり、例えば、平面視にて矩形枠形状を呈する。スペーサ３０は、金属製、合金製、もしくは樹脂製である。スペーサ３０の耐久性等の観点から、スペーサ３０は、金属製もしくは合金製でもよい。この場合、第１封止部２１への材料の拡散を防止する観点から、スペーサ３０は、例えばアルミニウム製、アルミニウム合金製、ステンレス製等である。スペーサ３０が樹脂製である場合、当該樹脂は、例えば、耐アルカリ性を示す熱可塑性樹脂である。当該熱可塑性樹脂は、封止体１２が例えばＰＰまたはＰＰＥを含む場合、例えばＰＰＳ、ポリイミド（ＰＩ）等である。

スペーサ３０は、積層方向Ｄにおいて負極終端電極１８と、第１封止部２１との両方に重なっている。本実施形態では、上記工程Ｓ６後において、スペーサ３０の外縁３０ａは、平面視にて集電体１５の縁よりも内側に位置している。また、スペーサ３０の内縁３０ｂは、平面視にて第１封止部２１の内縁と揃っている、もしくは平面視にて当該内縁よりも外側に位置している。加えて、積層方向Ｄにおけるスペーサ３０の一方面３０ｃは、電極積層体１１（具体的には、負極終端電極１８に結合する第１封止部２１）に接触している。なお、スペーサ３０は、平面視にて矩形枠形状に限られない。例えば、スペーサ３０は、矩形板形状を呈してもよい。

積層方向Ｄに沿ったスペーサ３０の厚さＴａは、積層方向Ｄに沿った電極積層体１１の厚さＴに応じて設定される。例えば、電極積層体１１の厚さＴの測定値と、電極積層体１１の厚さの規格値（規格厚さ）との差分に応じて、厚さＴａが設定される。電極積層体１１の規格厚さは、後述する金型４０（図６を参照）の積層方向Ｄに沿った内径に相当する。もしくは、電極積層体１１の規格厚さは、電極積層体１１の理想厚さから約±０．２ｍｍまで（もしくは約±０．１ｍｍまで）の誤差を含む範囲内であり、予め定められてもよい。例えば、電極積層体１１の規格厚さが９ｍｍであり、スペーサ３０を配置する前における電極積層体１１の厚さＴの実測値が８．９ｍｍである場合、規格厚さと実測値との差分は０．１ｍｍである。この場合、厚さ０．１ｍｍのスペーサ３０を用いることによって、上記差分を解消できる。なお、電極積層体１１の厚さＴは、積層されたセパレータ１３及びバイポーラ電極１４のみの合計厚さではなく、バイポーラ電極１４に結合する第１封止部２１を含めた全体の厚さを意味する。本実施形態では、電極積層体１１の厚さＴは、電極積層体１１の規格厚さよりも短くなっている。これにより、後述する工程Ｓ６にて、確実にスペーサ３０を用いることができる。

電極積層体１１の厚さＴは、ばらつくことがある。このばらつきに対応するため、スペーサ３０は、積層方向Ｄに沿って積層する複数の厚さ調整部材を有してもよい。この場合、当該厚さ調整部材の数を調整することによって、スペーサ３０の厚さを多段階に変更できる。厚さ調整部材の厚さは、例えば５０μｍ以上５００μｍ以下である。この場合、厚さ調整部材の破損を良好に抑制できると共に、上記ばらつきに対して良好に対応できる。なお、厚さ調整部材の厚さは、互いに同一でもよいし、互いに異なってもよい。厚さ調整部材の厚さが互いに異なる場合、厚さ調整部材の組み合わせによって、スペーサ３０の厚さをより多段階に変更できる。

次に、図４及び図６に戻って、電極積層体１１及びスペーサ３０を金型４０に収容した後、電極積層体１１の側面を囲って封止する第２封止部２２を射出成形する（工程Ｓ６）。工程Ｓ６では、電極積層体１１に加えてスペーサ３０を金型４０に収容し、金型４０を型締めする。金型４０内には電極積層体１１及びスペーサ３０の両方が収容されていることによって、積層方向Ｄにおける金型４０の内面と電極積層体１１との隙間が良好に埋められる。続いて、金型４０内に樹脂を供給することによって、電極積層体１１の側面を構成する各第１封止部２１の外周面に対して、樹脂を射出成形する。続いて、当該樹脂を硬化することによって、電極積層体１１の側面を囲うことでバイポーラ電極１４間を封止する第２封止部２２を形成する。この第２封止部２２は、バイポーラ電極１４間だけでなく、バイポーラ電極１４と負極終端電極１８との間、並びにバイポーラ電極１４と正極終端電極１９との間も封止する。また、第２封止部２２は、負極終端電極１８に結合する第１封止部２１の外側角部と、正極終端電極１９に結合する第１封止部２１の外側角部とを囲う。これにより、図２に示されるように、第１封止部２１及び第２封止部２２を有する封止体１２を形成する。続いて、金型４０から電極積層体１１及びスペーサ３０を取り出し、且つ、電極積層体１１とスペーサ３０とを分離する。そして図示はしないが、工程Ｓ６後、各内部空間Ｖ内に電解液を注入する。以上の工程を経て、蓄電モジュール４が製造される。

ここで、金型４０は、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１を挟むように配置される第１型４１及び第２型４２と、電極積層体１１の側面を囲う第３型４３，４４とを有する。金型４０が型締めされるとき、第１型４１及び第２型４２は、積層方向Ｄに沿った把持力を電極積層体１１に印加し、第３型４３，４４は、水平方向において第１型４１及び第２型４２に突き当たる。第１型４１は、金型４０においてスペーサ３０の他方面３０ｄに接触する部分であり、第２封止部２２を構成する樹脂が通過するゲート４１ａを有する。ゲート４１ａは、当該樹脂を金型４０内に浸入させるための開口であり、平面視にてスペーサ３０よりも外側に位置する。本実施形態では、ゲート４１ａは、積層方向Ｄにおいて第１封止部２１に重なっているが、これに限られない。なお、ゲート４１ａは第１型４１に設けられていることから、スペーサ３０は、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１よりもゲート４１ａに近い。また、ゲート４１ａは、平面視にてスペーサ３０よりも外側に位置している。

以上に説明した本実施形態に係る蓄電モジュール４の製造方法では、第２封止部２２の形成前に、積層方向Ｄに沿った電極積層体１１の厚さＴと電極積層体の規格厚さとの差分に応じた厚さを有するスペーサ３０が、電極積層体１１に重ねられる。これにより、電極積層体１１及びスペーサ３０が金型４０に収容され、当該金型４０が型締めされたとき、金型４０の第１型４１及び第２型４２による積層方向Ｄに沿った把持力は、スペーサ３０を介して電極積層体１１に良好に加わる。このため、第２封止部２２を形成するとき、第２封止部２２の形成不良の発生を抑制できる。したがって本実施形態によれば、蓄電モジュール４の封止不良の発生を抑制可能である。

本実施形態では、金型４０は、第２封止部２２を構成する樹脂が通過するゲート４１ａを有し、スペーサ３０は、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１よりもゲート４１ａに近い。このため、金型４０内に射出される樹脂が、スペーサ３０まで容易に到達できる。具体的には、スペーサ３０の存在により形成される電極積層体１１と金型４０の内面との隙間に、上記樹脂が入り込みやすくなる。したがって、第２封止部２２の形成不良の発生を良好に抑制できる。

本実施形態では、スペーサ３０は、金属製もしくは合金製であってもよい。この場合、第２封止部２２の形成後にスペーサ３０を回収することによって、スペーサ３０を繰り返し用いることができる。

以下では、図７を参照しながら、上記実施形態の各変形例について説明する。以下の各変形例において、上記実施形態と重複する箇所の説明は省略する。したがって以下では、上記実施形態と異なる箇所を主に説明する。

図７は、変形例に係る蓄電モジュールの製造方法を説明するための概略断面図である。本変形例では図７に示されるように、工程Ｓ５にて２つのスペーサ３０，３０Ａを用いる。具体的には、工程Ｓ５にて、積層方向Ｄにおける電極積層体１１の一端側にスペーサ３０を重ねると共に、電極積層体１１の他端側に別のスペーサ３０Ａを重ねる。スペーサ３０Ａは、スペーサ３０と同様の矩形枠形状を呈する部材である。厚さＴａ，Ｔｂの合計値は、電極積層体１１の厚さＴの測定値と、電極積層体１１の規格厚さとの差分に相当する。本変形例では、スペーサ３０Ａの厚さＴｂは、スペーサ３０の厚さＴａと異なっており、且つ、厚さＴａよりも薄いがこれに限られない。厚さＴａ，Ｔｂは同一でもよいし、スペーサ３０Ａはスペーサ３０より厚くてもよい。また、スペーサ３０Ａは、複数の厚さ調整部材を有してもよい。この厚さ調整部材は、スペーサ３０に用いられる厚さ調整部材と同一物である。

本変形例のようにスペーサ３０，３０Ａを用いた場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて、スペーサ３０，３０Ａを用いることによって、電極積層体１１及びスペーサ３０，３０Ａが金型４０に収容されて型締めされたとき、金型４０の把持力は、積層方向Ｄにおける両側からスペーサ３０，３０Ａを介して電極積層体１１に良好に加わる。このため、積層方向Ｄにおける上記把持力の偏りを抑制できる。

本発明に係る蓄電モジュールの製造方法は、上記実施形態及び上記変形例に限定されず、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態及び上記変形例では、各集電体における一方面が粗面化されているが、これに限られない。例えば、当該一方面のうち結合領域に含まれる箇所のみが粗面化されてもよい。また、導電板の一方面のうち、結合領域に含まれる箇所のみが粗面化されてもよい。

上記実施形態及び上記変形例では、集電体は、平面視にて略矩形状を呈するが、これに限られない。集電体は、平面視にて多角形状でもよいし、円形状でもよいし、楕円形状でもよい。同様に、エンドプレートと、セパレータとのそれぞれは、平面視にて略矩形状を呈さなくてもよいし、封止体（具体的には、第１封止部及び第２封止部）もまた平面視にて略矩形枠形状を呈さなくてもよい。

上記実施形態及び上記変形例では、第１封止部に含まれる封止部２１Ａ，２１Ｂの形状は互いに異なっているが、これに限られない。封止部２１Ａ，２１Ｂの形状は、同一でもよい。この場合、封止部２１Ｂは２層構造を示してもよいし、封止部２１Ａは単層構造を示してもよい。

上記実施形態及び上記変形例において、第２封止部の形成前に、第１封止部同士を仮結合してもよい。例えば、工程Ｓ２及び工程Ｓ３のいずれかにて、隣り合う第１封止部同士が溶着されてもよい。この場合、第１封止部同士の間への第２封止部の侵入を良好に抑制できる。

上記実施形態及び上記変形例において、電極積層体の厚さの測定は、電極積層体の形成と同時に実施されるが、これに限られない。電極積層体の厚さの測定は、電極積層体の形成工程後に実施されてもよい。電極積層体の厚さは、電極積層体に含まれる各構成物の厚さを合計することによって測定してもよい。例えば、電極積層体の形成工程前に、各バイポーラ電極、各セパレータ、正極終端電極、及び負極終端電極の厚さを測定してもよい。

上記実施形態において、工程Ｓ５では、スペーサは負極終端電極に結合される第１封止部に接触しているが、これに限られない。例えば、工程Ｓ５にて、スペーサは正極終端電極に結合される第１封止部に接触してもよい。

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…導電構造体、１１…電極積層体、１２…封止体、１３…セパレータ、１４…バイポーラ電極、１５…集電体、１５ａ…一方面、１５ｂ…他方面、１５ｃ…周縁部、１８…負極終端電極、１９…正極終端電極、２１…第１封止部（第１樹脂部）、２２…第２封止部（第２樹脂部）、３０，３０Ａ…スペーサ、４０…金型、４１ａ…ゲート、Ｄ…積層方向、Ｋ…結合領域、Ｔ，Ｔａ…厚さ、Ｖ…内部空間。

Claims (5)

1. 第１樹脂部が結合されたバイポーラ電極、及びセパレータを交互に積層することによって電極積層体を形成する工程と、
   積層方向に沿った前記電極積層体の厚さを測定する工程と、
   前記電極積層体の前記厚さと、前記積層方向に沿った前記電極積層体の規格厚さとの差分を算出する工程と、
   前記差分に応じた厚さを有するスペーサを、前記積層方向において前記電極積層体に重ねる工程と、
   前記電極積層体及び前記スペーサを金型に収容した後、前記電極積層体の側面を囲って封止する第２樹脂部を射出成形する工程と、
   を備える蓄電モジュールの製造方法。
2. 前記金型は、前記第２樹脂部を構成する樹脂が通過するゲートを有し、
   前記スペーサは、前記積層方向において前記電極積層体よりも前記ゲートに近い、請求項１に記載の蓄電モジュールの製造方法。
3. 前記積層方向において前記スペーサを前記電極積層体に重ねる工程では、前記積層方向における前記電極積層体の一端側に前記スペーサを重ねると共に、前記電極積層体の他端側に別のスペーサを重ねる、請求項１または２に記載の蓄電モジュールの製造方法。
4. 前記スペーサの厚さと、前記別のスペーサの厚さは、互いに異なる、請求項３に記載の蓄電モジュールの製造方法。
5. 前記スペーサは、金属製もしくは合金製である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電モジュールの製造方法。

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