JP2020177879A - 蓄電モジュール製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】品質の劣化を抑制可能な蓄電モジュール製造方法を提供する。【解決手段】この製造方法は、複数の電極と、電極のそれぞれの周縁部に設けられた１次樹脂シール２０と、を有する電極積層体２４を用意する第１工程と、電極積層体２４の外周部２４ｐに２次樹脂シール２１を形成する第２工程と、を備える。電極積層体２４の１次樹脂シール２０は、一対の外側樹脂枠（第１外側樹脂枠２０ａ及び第２外側樹脂枠２０ｂ）を含む。第２工程においては、電極積層体２４の外周部２４ｐをキャビティ３３内に露出させつつ、第１外側樹脂枠２０ａと第２外側樹脂枠２０ｂとを挟持した状態で、キャビティ３３内に樹脂を導入する。第１工程は、金型２８の内面と表面２０ｄ，２０ｅとの間の摩擦係数を増大させる摩擦増大処理を施す。【選択図】図５

Description

本発明は、蓄電モジュール製造方法に関する。

従来の蓄電モジュールとして、電極板の一方面に正極が形成され、他方面に負極が形成されたバイポーラ電極を備えるバイポーラ電池が知られている（特許文献１参照）。バイポーラ電池は、セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層してなる積層体を備えている。積層体の側面には、積層方向に隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体が設けられており、バイポーラ電極間に形成された内部空間に電解液が収容されている。

特開２０１１−２０４３８６号公報

積層体に封止体を設ける方法としては、例えば射出成形が考えられる。この場合、積層体の外周部を露出するように金型内に積層体を配置し、金型内に樹脂を導入する。これにより、積層体の外周部を被覆するように封止体が設けられる。このとき、金型内に導入された樹脂の圧力によって、金型内で積層体が変形したり移動したりするおそれがある。これらは、得られる蓄電モジュールの品質の劣化の原因となるおそれがある。

そこで、本発明に係る蓄電モジュール製造方法においては、品質の劣化を抑制可能な蓄電モジュール製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る蓄電モジュール製造方法は、第１方向に沿って積層された複数の電極と、複数の電極のそれぞれの周縁部に設けられた樹脂枠と、を有する電極積層体を用意する第１工程と、電極積層体の外周部に電極積層体を封止するためのシール部を形成する第２工程と、を備え、複数の電極は、第１方向において電極積層体の両端に配置される一対の終端電極を含み、一対の終端電極は、それぞれ、第１方向において電極積層体の外側に臨む電極外表面を有しており、樹脂枠は、電極外表面のそれぞれに設けられた一対の外側樹脂枠を含み、第２工程においては、電極積層体の外周部を金型のキャビティ内に露出させつつ、一対の外側樹脂枠を金型の内面により挟持した状態で、キャビティ内に樹脂を導入することにより外周部に前記シール部を形成し、第１工程では、一対の外側樹脂枠の外表面である樹脂枠外表面と金型の内面との間の摩擦係数を増大させるように、樹脂枠外表面に摩擦増大処理を施す。

この製造方法においては、第１工程で電極積層体を用意した後に、第２工程で電極積層体の外周部にシール部を形成する。電極積層体は、その終端電極の外表面（電極外表面）に設けられた一対の外側樹脂枠を含む。第２工程では、電極積層体の外周部を金型のキャビティ内に露出させつつ、一対の外側樹脂枠を金型の内面により挟持した状態で、キャビティ内に樹脂を導入することにより外周部にシール部を形成する。ここで、この製造方法にあっては、第２工程に先立って、外側樹脂枠の外表面である樹脂枠外表面と金型の内面との間の摩擦係数を増大させる。したがって、第２工程においては、樹脂枠外表面と金型の内面との間の摩擦力が大きくなり、電極積層体が金型内において強固に挟持される。この結果、金型内に導入された樹脂の射出圧によって、金型内で電極積層体が変形したり移動したりすることが抑制される。よって、この製造方法によれば、品質の劣化を抑制可能である。

本発明に係る蓄電モジュール製造方法においては、摩擦増大処理においては、第２工程で樹脂枠外表面と金型の内面との間に発生する摩擦力が、第２工程における樹脂の射出圧よりも大きくなるように、樹脂枠外表面と金型の内面との間の摩擦係数を増大させてもよい。この場合、金型内に導入された樹脂の射出圧によって、金型内で電極積層体が変形したり移動したりすることが確実に抑制される。よって、この製造方法によれば、品質の劣化を確実に抑制可能である。

本発明に係る蓄電モジュール製造方法においては、第２工程においては、電極外表面を、金型の内面から離間させつつ、一対の外側樹脂枠を金型の内面により挟持してもよい。この場合、外側樹脂枠において電極積層体を確実に挟持しつつ、電極外表面の損傷を抑制できる。

本発明に係る蓄電モジュール製造方法においては、摩擦増大処理においては、樹脂枠外表面に凹凸を設けてもよい。或いは、本発明に係る蓄電モジュール製造方法においては、摩擦増大処理においては、樹脂枠外表面を荒らすことによって、樹脂枠外表面の表面粗さを増大させてもよい。或いは、本発明に係る蓄電モジュール製造方法においては、摩擦増大処理においては、樹脂枠外表面に２次元的に配列された凹凸パターンを形成してもよい。このように、樹脂枠外表面の摩擦係数の増大に際して、種々の方法が採用され得る。

本発明に係る蓄電モジュール製造方法においては、第１工程は、電極の周縁部に樹脂枠を溶着することにより、電極と樹脂枠とを含む電極ユニットを作製する溶着工程と、電極ユニットを積層することにより電極積層体を作製する積層工程と、を含み、溶着工程においては、一対の外側樹脂枠の溶着の際に、凹凸パターンに対応したパターンを有する押圧部材によって外側樹脂枠を押圧し、樹脂枠外表面に凹凸パターンを転写することにより、摩擦増大処理を実施してもよい。この場合、電極に樹脂枠を溶着する際に摩擦増大処理が同時に実施されるため、工程を簡略化できる。

本発明に係る蓄電モジュール製造方法においては、複数の電極は、第１方向において一対の終端電極の間に配置される中間電極を含み、樹脂枠は、複数の中間電極のそれぞれに設けられた中間樹脂枠を含み、摩擦増大処理において、中間樹脂枠の第１方向に向く表面に凹凸を設けてもよい。この場合、電極積層体の内側に位置する電極の変形や移動が確実に抑制される。よって、品質の劣化を確実に抑制可能である。

本発明によれば、品質の劣化を抑制可能な蓄電モジュール製造方法を提供することができる。

実施形態に係る蓄電モジュールを備える蓄電装置を示す概略断面図である。 図１に示された蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。 図２に示された蓄電モジュール２の製造方法の主要な工程を示すフローチャートである。 図３に示された蓄電モジュール２の製造方法の主要な工程を示す図である。 図３に示された蓄電モジュール２の製造方法の主要な工程を示す図である。 変形例を説明するための平面図である。

引き続いて、図面を参照しつつ、本実施形態に係る蓄電モジュール、及び、蓄電モジュール製造方法について説明する。なお、各図の説明においては、同一又は相当する要素同士には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の図には、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸によって規定される直交座標系を示す場合がある。

図１は、実施形態に係る蓄電モジュールを備え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または電気自動車等の車両のバッテリとして使用され得る。蓄電装置１は、複数（ここでは３つ）の蓄電モジュール２を備えている。蓄電モジュール２は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池、又は電気二重層キャパシタである。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。

複数の蓄電モジュール２は、金属製の導電板３を介して積層されている。導電板３は、積層方向（例えばＺ軸方向）の両端に位置する蓄電モジュール２の外側にも配置されている。蓄電モジュール２及び導電板３は、例えば積層方向から見て矩形状（平面視矩形状）を有している。導電板３は、隣り合う蓄電モジュール２と電気的に接続されている。これにより、複数の蓄電モジュール２が積層方向に直列接続されている。蓄電モジュール２については、後で詳述する。

積層方向の一端（ここでは下端）に位置する導電板３には、正極端子４が接続されている。積層方向の他端（ここでは上端）に位置する導電板３には、負極端子５が接続されている。正極端子４及び負極端子５は、積層方向に交差（直交）する方向（例えばＸ軸方向）に延在している。このような正極端子４及び負極端子５を設けることにより、蓄電装置１の充放電を実施することができる。

なお、蓄電装置１においては、積層方向の一端及び他端に蓄電モジュール２が配置されていてもよい。すなわち、蓄電装置１における蓄電モジュール２と導電板３との積層体の最外層（スタック最外層）は、蓄電モジュール２であってもよい。この場合、スタック最外層の蓄電モジュール２に対して、正極端子４及び負極端子５が設けられる。

導電板３は、蓄電モジュール２において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板３には、蓄電モジュール２の積層方向と正極端子４及び負極端子５の延在方向とに交差（直交）する方向（例えばＹ軸方向）に延在した複数の空隙３ａが設けられている。これらの空隙３ａを空気等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール２からの熱を効率的に外部に放出することができる。

また、蓄電装置１は、蓄電モジュール２及び導電板３を積層方向に拘束する拘束ユニット６を備えている。拘束ユニット６は、蓄電モジュール２及び導電板３を積層方向に挟む１対の拘束プレート７と、これらの拘束プレート７同士を締結する複数組のボルト８及びナット９とを有している。

拘束プレート７は、鉄等の金属で形成されている。各拘束プレート７と導電板３との間には、樹脂フィルム等の絶縁フィルム１０がそれぞれ配置されている。拘束プレート７及び絶縁フィルム１０は、例えば平面視矩形状を有している。ボルト８の軸部８ａが各拘束プレート７に設けられた挿通孔７ａを挿通した状態で、軸部８ａの先端部にナット９が螺合することで、蓄電モジュール２、導電板３及び絶縁フィルム１０に積層方向の拘束荷重が付与される。なお、スタック最外層が蓄電モジュール２である場合には、各拘束プレート７と蓄電モジュール２との間に絶縁フィルム１０が介在されることとなる。

次に、蓄電モジュール２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２は、電極積層体１３と、電極積層体１３を封止するための樹脂製の封止体１４と、を備えている。電極積層体１３は、セパレータ１２を介して、積層方向（第１方向、ここでは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１１、単一の負極終端電極１９、及び、単一の正極終端電極１８）を含む。

バイポーラ電極１１は、電極板１５、電極板１５の第１面１５ａに設けられた正極１６、電極板１５の第１面１５ａの反対側の第２面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。正極１６は、正極活物質が電極板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１３において、一のバイポーラ電極１１の正極１６は、セパレータ１２を挟んで積層方向に隣り合う別のバイポーラ電極１１の負極１７と対向している。電極積層体１３において、一のバイポーラ電極１１の負極１７は、セパレータ１２を挟んで積層方向に隣り合うさらに別のバイポーラ電極１１の正極１６と対向している。

負極終端電極１９は、電極板１５、及び電極板１５の第２面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。負極終端電極１９は、第２面１５ｂが電極積層体１３の内側（積層方向についての中心側）に向くように、積層方向の一端に配置されている。負極終端電極１９の負極１７は、セパレータ１２を介して、積層方向Ｄの一端のバイポーラ電極１１の正極１６と対向している。正極終端電極１８は、電極板１５、及び電極板１５の第１面１５ａに設けられた正極１６を含んでいる。正極終端電極１８は、第１面１５ａが電極積層体１３の内側に向くように、積層方向の他端に配置されている。正極終端電極１８の正極１６は、セパレータ１２を介して、積層方向の他端のバイポーラ電極１１の負極１７と対向している。このように、電極積層体１３の複数の電極は、積層方向において電極積層体１３の両端に配置される一対の終端電極（負極終端電極１９及び正極終端電極１８）と、積層方向において一対の終端電極の間に配置される複数の中間電極（バイポーラ電極１１）と、を含む。また、負極終端電極１９の電極板１５は、積層方向において電極積層体１３の外側に臨む第１面（電極外表面）１５ａを有している。さらに、正極終端電極１８の電極板１５は、積層方向において電極積層体１３の外側に臨む第２面（電極外表面）１５ｂを有している。

負極終端電極１９の電極板１５の第１面１５ａには、導電板３が接触している。また、正極終端電極１８の電極板１５の第２面１５ｂには、隣接する蓄電モジュール２の導電板３が接触している。拘束荷重は、導電板３を介して負極終端電極１９及び正極終端電極１８から電極積層体１３に付加される。すなわち、導電板３は、積層方向に沿って電極積層体１３に拘束荷重を付加する拘束部材でもある。

電極板１５は、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。一例として、電極板１５は、ニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板１５の周縁部（バイポーラ電極１１、負極終端電極１９、及び、正極終端電極１８の縁部）は、矩形枠状をなし、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。正極１６を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極１７を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。本実施形態では、電極板１５の第２面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、電極板１５の第１面１５ａにおける正極１６の形成領域に対して一回り大きくなっている。

セパレータ１２は、例えばシート状に形成されている。セパレータ１２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１２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。

封止体１４は、電極積層体１３を取り囲むように配置されている。封止体１４は、電極（バイポーラ電極１１、負極終端電極１９、及び、正極終端電極１８）のそれぞれの電極板１５の周縁部に設けられた複数の枠状の１次樹脂シール（樹脂枠）２０と、これらの１次樹脂シール２０を取り囲むように配置された２次樹脂シール（シール部）２１と、を有している。１次樹脂シール２０は、積層方向に沿って電極板１５毎に配置されている。１次樹脂シール２０は、電極板１５の周縁部に接合（例えば溶着）されている。１次樹脂シール２０及び２次樹脂シール２１は、例えば、絶縁性の樹脂であって、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、又は変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等から構成され得る。

積層方向に隣り合う電極板１５間には、電極板１５、正極１６、負極１７及び１次樹脂シール２０によって画成された内部空間Ｖが設けられている。セパレータ１２内を含む内部空間Ｖには、アルカリ性の電解液が注入されている。アルカリ性の電解液としては、例えば水酸化カリウム水溶液等を含むアルカリ溶液が用いられている。１次樹脂シール２０は、内部空間Ｖを封止するためのものである。蓄電モジュール２における１つのセルは、２つの電極板１５、正極１６、負極１７、セパレータ１２及び１次樹脂シール２０により構成され、内部空間Ｖを有している。

すなわち、ここでは、電極積層体１３及び１次樹脂シール２０は、さらに電極積層体２４を構成している。電極積層体２４は、バイポーラ電極１１の周縁部に１次樹脂シール２０を接合（例えば溶着）して構成される電極ユニット２５、正極終端電極１８の周縁部に１次樹脂シール２０を接合（例えば溶着）して構成される電極ユニット２６、及び、負極終端電極１９に１次樹脂シール２０を接合（例えば溶着）して構成される電極ユニット２７を、セパレータ１２を介して積層することによって構成されている。

この電極積層体２４は、積層方向（第１方向）に交差する表面２４ｂと、積層方向に交差すると共に表面２４ｂの反対側の表面２４ｃと、積層方向に沿って表面２４ｂと表面２４ｃとを接続する外側面２４ａと、を含む。表面２４ｂ，２４ｃ及び外側面２４ａは、主に、１次樹脂シール２０により提供される。表面２４ｂ，２４ｃの周縁部と外側面２４ａとによって、電極積層体２４の外周部２４ｐが構成されている。２次樹脂シール２１は、この電極積層体２４の外周部２４ｐに対して設けられる。

１次樹脂シール２０は、積層方向における電極積層体２４の一端部に位置する電極（負極終端電極１９）の電極板１５の第１面１５ａ（電極外表面）の周縁部に設けられた第１外側樹脂枠２０ａを含む。負極終端電極１９の第１面１５ａは、電極積層体２４の外側に臨む外面である。１次樹脂シール２０は、積層方向における電極積層体１３の他端部に位置する電極（正極終端電極１８）の電極板１５の第２面１５ｂ（電極外表面）の周縁部に設けられた第２外側樹脂枠２０ｂを含む。正極終端電極１８の第２面１５ｂは、電極積層体２４の外側に臨む外面である。つまり、電極積層体２４においては、１次樹脂シール２０は、電極外表面のそれぞれに設けられた一対の外側樹脂枠（第１外側樹脂枠２０ａ及び第２外側樹脂枠２０ｂ）を含む。さらに、１次樹脂シール２０は、積層方向について電極積層体１３の内側に位置する中間樹脂枠２０ｃを含む。中間樹脂枠２０ｃは、１次樹脂シール２０のうちの第１外側樹脂枠２０ａ及び第２外側樹脂枠２０ｂ（すなわち一対の外側樹脂枠）以外のものである。すなわち、中間樹脂枠２０ｃは、中間電極のそれぞれに設けられている。

第１外側樹脂枠２０ａにおける第１面１５ａと反対側の表面２０ｄは、２次樹脂シール２１を除いて外部に露出しており、電極積層体２４の表面２４ｃの一部を構成する。第２外側樹脂枠２０ｂにおける第２面１５ｂと反対側の表面２０ｅは、２次樹脂シール２１を除いて外部に露出しており、電極積層体２４の表面２４ｂの一部を構成する。後述するように、これらの表面２０ｄ及び表面２０ｅは、２次樹脂シール２１を形成する際に、金型の内面によって挟持される部分となる。

２次樹脂シール２１は、角筒状の本体部２２と、この本体部２２の両端部（下端部及び上端部）から１次樹脂シール２０の内側に張り出した上下１対の矩形環状のオーバーハング部２３と、を有している。これらのオーバーハング部２３は、複数の１次樹脂シール２０を積層方向に挟んでいる。２次樹脂シール２１にオーバーハング部２３を設けることにより、蓄電モジュール２の充放電の繰り返しによる蓄電モジュール２の膨れ上がりを抑えることができる。２次樹脂シール２１は、射出成形（後述）により形成されている。２次樹脂シール２１は、１次樹脂シール２０に接合されている。２次樹脂シール２１は、１次樹脂シール２０と共に内部空間Ｖを封止するためのものである。

引き続いて、本実施形態に係る蓄電モジュール製造方法について説明する。図３は、図２に示された蓄電モジュール２の製造方法の主要な工程を示すフローチャートである。この製造方法においては、まず、複数のバイポーラ電極１１を作製する（工程Ｓ１０１：第１工程）。なお、工程Ｓ１０１では、バイポーラ電極１１の他に、正極終端電極１８及び負極終端電極１９も作製される。一方で、１次樹脂シール２０のための複数の樹脂部材を作製する（工程Ｓ１０２：第１工程）。これらの工程の順序は問われない。この樹脂部材は、例えば、１次樹脂シール２０が矩形枠状である場合には、１次樹脂シール２０の各辺を構成するように長尺矩形状とされる。

続いて、バイポーラ電極１１の電極板１５の周縁部に１次樹脂シール２０を溶着することにより、複数の電極ユニット２５を作製する（工程Ｓ１０３：第１工程、溶着工程）。より具体的には、この工程Ｓ１０３においては、工程Ｓ１０２で作製された複数（例えば４つ）の樹脂部材を、枠状となるようにバイポーラ電極１１の周縁部に配置すると共に溶着する。これにより、樹脂部材同士、及び樹脂部材とバイポーラ電極１１とが溶着され、バイポーラ電極１１の周縁部に設けられた１次樹脂シール２０が作製されると共に、１次樹脂シール２０を含む電極ユニット２５が作製される。

このように、ここでは、１次樹脂シール２０を被溶着部材に溶着するとは、１次樹脂シール２０の元となる部材の溶着によって、結果的に被溶着部材に溶着された１次樹脂シール２０が形成される場合を含む。ただし、１次樹脂シール２０を被溶着部材に溶着するとは、枠状の１次樹脂シール２０を予め形成しておき、それを被溶着部材に直接的に溶着する場合もある。

なお、工程Ｓ１０３では、電極ユニット２５の他に、電極ユニット２６，２７も作製される。つまり、この工程Ｓ１０３においては、負極終端電極１９の電極外表面となる第１面１５ａの周縁部に第１外側樹脂枠２０ａを溶着することにより電極ユニット２７を作製する。また、この工程Ｓ１０３においては、正極終端電極１８の電極外表面となる第２面１５ｂの周縁部に第２外側樹脂枠２０ｂを溶着すると共に、正極終端電極１８の内面となる第１面１５ａの周縁部に中間樹脂枠２０ｃを溶着することにより、電極ユニット２６を作製する。

続いて、電極ユニット２５〜２７をセパレータ１２を介して積層することにより、電極積層体２４を作製する（工程Ｓ１０４：第１工程、積層工程）。これにより、積層方向に沿って積層された複数の電極（バイポーラ電極１１、負極終端電極１９、及び、正極終端電極１８）と、当該電極のそれぞれの周縁部に設けられた１次樹脂シール２０と、を有する電極積層体２４が用意される。

続く工程においては、電極積層体２４の外周部２４ｐに２次樹脂シール２１を形成する（工程Ｓ１０５：第２工程）。より具体的には、工程Ｓ１０５においては、金型を用いた樹脂の射出成形によって、２次樹脂シールを作製する。この工程Ｓ１０５について、より詳細に説明する。図４の（ａ）は、金型２８の内部に電極積層体２４を配置した状態を示す部分的な断面図である。図５の（ａ）は、図４の（ａ）に示された領域Ａの拡大図である。図５の（ｂ）は、図４の（ａ）に示された領域Ｂの拡大図である。

図４の（ａ）及び図５に示されるように、金型２８は、下金型３０と上金型３１とを有している。下金型３０には、電極積層体２４が収容される収容用凹部３２が設けられている。電極積層体２４が収容用凹部３２に収容された状態において、電極積層体２４の外側面２４ａ、及び、表面２４ｂ，２４ｃの周縁部に臨む空間には、樹脂が充填されるキャビティ３３が構成されている。

つまり、電極積層体２４の外周部２４ｐは、金型２８のキャビティ３３内に露出される。このとき、電極積層体２４は、金型２８の内面によって積層方向に挟持されている。より具体的には、第１外側樹脂枠２０ａと第２外側樹脂枠２０ｂと（すなわち一対の外側樹脂枠）が、収容用凹部３２の内面である上面２８ｓと底面２８ｒとによって、積層方向に挟持される。工程Ｓ１０５においては、この状態で、キャビティ３３内に樹脂を導入することにより、射出成形によって電極積層体２４の外周部２４ｐに２次樹脂シール２１を形成する（図４の（ｂ）参照）。

この射出成形の際に、キャビティ３３内に導入される樹脂の圧力によって、電極積層体２４が変形したり移動したりすることを抑制することが求められる。そのためには、電極積層体２４と、金型２８の内面と、の接触部分の摩擦力を増大させ、金型２８内において電極積層体２４を強固に保持することが考えられる。

この点について詳細に説明する。まず、金型２８における電極積層体２４の挟持に用いられる上面２８ｓ及び底面２８ｒは、それぞれ、上金型３１及び下金型３０の面である。上面２８ｓには、第１外側樹脂枠２０ａの表面２０ｄ（表面２４ｃ）に接触する領域２８ｋと、領域２８ｋから続く領域であって、電極積層体２４から離れるように窪む凹部２８ｍと、が形成されている。凹部２８ｍは、積層方向からみて、１次樹脂シール２０に重複している。したがって、上面２８ｓは、領域２８ｋにおいて第１外側樹脂枠２０ａに接触すると共に、凹部２８ｍにおいて電極積層体２４（特に電極板１５）から離間している。

底面２８ｒには、第２外側樹脂枠２０ｂの表面２０ｅ（表面２４ｂ）に接触する領域２８ｎと、領域２８ｎから続く領域であって、電極積層体２４から離れるように窪む凹部２８ｐと、が形成されている。凹部２８ｐは、積層方向からみて、１次樹脂シール２０に重複している。したがって、底面２８ｒは、領域２８ｎにおいて第２外側樹脂枠２０ｂに接触すると共に、凹部２８ｐにおいて電極積層体２４（特に電極板１５）から離間している。

これにより、工程Ｓ１０５においては、積層方向における電極積層体２４の一端部に位置する負極終端電極１９の第１面１５ａ、及び、積層方向における電極積層体２４の他端部に位置する正極終端電極１８の第２面１５ｂ（すなわち電極外表面）を金型２８の内面から離間させつつ、第１外側樹脂枠２０ａと第２外側樹脂枠２０ｂとを金型２８の内面により挟持することとなる。なお、ここでは、凹部２８ｍ，２８ｐによって、負極終端電極１９の第１面１５ａの第１外側樹脂枠２０ａから露出した領域１５ｓ、及び、正極終端電極１８の第２面１５ｂの第２外側樹脂枠２０ｂから露出した領域１５ｒが金型２８の内面により挟持されない状態となる。

電極積層体２４と、金型２８と、の接触部分の摩擦力を増大させるためには、少なくとも、第１外側樹脂枠２０ａの表面２０ｄ及び第２外側樹脂枠２０ｂの表面２０ｅと金型２８の内面（上面２８ｓ及び底面２８ｒ）との間の摩擦係数を増大させればよい。そこで、この製造方法においては、工程Ｓ１０２〜工程Ｓ１０４のいずれかのタイミングにおいて、表面２０ｄ，２０ｅ（一対の外側樹脂枠の外表面である樹脂枠外表面）と金型２８の内面との間の摩擦係数を増大させる摩擦増大処理が実施される。摩擦増大処理においては、例えば、工程Ｓ１０５で第１外側樹脂枠２０ａ及び第２外側樹脂枠２０ｂ（すなわち一対の外側樹脂枠）の表面２０ｄ，２０ｄと金型２８の内面との間に発生する摩擦力が、工程Ｓ１０５における樹脂の射出圧よりも大きくなるように表面２０ｄ，２０ｅと金型２８の内面との間の摩擦係数を増大させることができる。なお、表面２０ｄ，２０ｄと金型２８の内面との間の摩擦力は、金型２８が電極積層体２４を挟持する力に対する反力（圧縮反力）と、表面２０ｄ，２０ｄと金型２８の内面との間の摩擦係数とによって規定される。

摩擦増大処理の一例として、工程Ｓ１０３で電極ユニット２５〜２７を作製した後に、工程Ｓ１０４でそれらを積層して電極積層体２４を作製する前に、少なくとも第１外側樹脂枠２０ａの表面２０ｄ及び第２外側樹脂枠２０ｂの表面２０ｅ（すなわち一対の外側樹脂枠の表面）を荒らすことにより、表面２０ｄ，２０ｄの表面粗さを増大させることができる。すなわち、一対の外側樹脂枠の表面に凹凸を設けることができる。表面粗さは、圧縮反力と樹脂の射出圧とに応じて任意に設定可能であるが、例えばＲａ１．６〜Ｒａ１２．５程度である。また、表面２０ｄ，２０ｄを荒らす方法は、特に限定されず、任意に選択可能である。

また、この場合の摩擦増大処理の実施のタイミングは、工程Ｓ１０３と工程Ｓ１０４との間に限らず、少なくとも１次樹脂シール２０のもととなる樹脂部材が形成された後であって、２次樹脂シール２１を形成する前であればよい。さらに、摩擦増大処理は、第１外側樹脂枠２０ａの表面２０ｄ及び第２外側樹脂枠２０ｂの表面２０ｅのみに限らず、中間樹脂枠２０ｃを含む全ての１次樹脂シール２０の表面に対して実施されてもよい。すなわち、摩擦増大処理においては、中間樹脂枠２０ｃの表面にも凹凸を設けてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る蓄電モジュール製造方法においては、工程Ｓ１０１〜Ｓ１０４において電極積層体２４を用意した後に、工程Ｓ１０５において、電極積層体２４の外周部２４ｐに２次樹脂シール２１を形成する。電極積層体２４は、積層方向（第１方向）の一端部に位置する負極終端電極１９に設けられた第１外側樹脂枠２０ａと、積層方向の他端部に位置する正極終端電極１８に設けられた第２外側樹脂枠２０ｂと、を含む。工程Ｓ１０５では、電極積層体２４の外周部２４ｐを金型２８のキャビティ３３内に露出させつつ、第１外側樹脂枠２０ａと第２外側樹脂枠２０ｂとを金型２８の内面により挟持した状態で、キャビティ３３内に樹脂を導入する。これにより、射出成形によって外周部２４ｐに２次樹脂シール２１が形成される。

ここで、本実施形態に係る製造方法にあっては、工程Ｓ１０５に先立って、第１外側樹脂枠２０ａ及び第２外側樹脂枠２０ｂの表面２０ｄ，２０ｅ（すなわち、一対の外側樹脂枠の外表面である樹脂枠外表面）と金型２８の内面との間の摩擦係数を増大させる。したがって、工程Ｓ１０５においては、第１外側樹脂枠２０ａ及び第２外側樹脂枠２０ｂの表面２０ｄ，２０ｅと金型２８の内面との間の摩擦力によって、電極積層体２４が金型２８内において強固に挟持される。この結果、金型２８内に導入された樹脂の射出圧によって、金型２８内で電極積層体２４が変形したり移動したりすることが抑制される。よって、本実施形態に係る蓄電モジュール製造方法によれば、品質の劣化を抑制可能である。

また、本実施形態に係る製造方法にあっては、摩擦増大処理において、工程Ｓ１０５で第１外側樹脂枠２０ａ及び第２外側樹脂枠２０ｂの表面２０ｄ，２０ｄ（すなわち樹脂枠外表面）と金型２８の内面との間に発生する摩擦力が、工程Ｓ１０５における樹脂の射出圧よりも大きくなるように、表面２０ｄ，２０ｅと金型２８の内面の摩擦係数を増大させてもよい。この場合、金型２８内に導入された樹脂の射出圧によって、金型２８内で電極積層体２４が変形したり移動したりすることが確実に抑制される。よって、この場合には、品質の劣化を確実に抑制可能である。

また、本実施形態に係る蓄電モジュール製造方法においては、工程Ｓ１０５において、負極終端電極１９の電極板１５の第１面１５ａ、及び、正極終端電極１８の電極板１５の第２面１５ｂを金型２８の内面から離間させつつ、第１外側樹脂枠２０ａと第２外側樹脂枠２０ｂとを金型２８の内面により挟持する。このため、第１外側樹脂枠２０ａ及び第２外側樹脂枠２０ｂにおいて電極積層体２４を確実に挟持しつつ、第１面１５ａ及び第２面１５ｂの損傷を抑制できる。

さらに、本実施形態に係る蓄電モジュール製造方法においては、摩擦増大処理において、中間樹脂枠２０ｃの表面２０ｄ，２０ｅに凹凸を設けて互いの間の摩擦係数を増大させてもよい。この場合、電極積層体２４の内側に位置する電極の変形や移動が確実に抑制される。よって、品質の劣化を確実に抑制可能である。

以上の実施形態は、本発明に係る蓄電モジュール製造方法の一例を説明したものである。したがって、本発明に係る蓄電モジュール製造方法は上述した態様に限定されず、種々の変形が適用され得る。引き続いて、変形例に係る蓄電モジュール製造方法について説明する。

上記実施形態においては、摩擦増大処理において、１次樹脂シール２０の表面２０ｄ，２０ｅの摩擦係数を増大させるために、表面２０ｄ，２０ｅを荒らす例について説明した。しかしながら、摩擦増大処理においては、図６に示されるように、表面２０ｄ，２０ｅに２次元的に配列された凹凸パターンＰを形成することにより、表面２０ｄ，２０ｅの摩擦係数を増大させてもよい。

凹凸パターンＰは、例えば図６の（ａ）に示されるように、表面２０ｄ，２０ｅに複数の点状の突起Ｐａが形成されたパターンとされ得る。この場合、突起Ｐａは、表面２０ｄ，２０ｅに沿って周期的に配列されていてもよいし、ランダムに配置されていてもよい。突起Ｐａの平面形状は、円形状であってもよいし、多角形状であってもよいし、それらが混在していてもよい。或いは、凹凸パターンＰは、例えば図６の（ｂ）に示されるように、表面２０ｄ，２０ｅに格子状に凸部（又は凹部）Ｐｂが形成されたパターンとされ得る。凸部Ｐｂの延びる方向は、１次樹脂シール２０の各辺に対して傾斜していてもよいし、平行（又は垂直）であってもよい。

このような凹凸パターンＰを形成する摩擦増大処理は、例えばベルトシーラ等を用いた１次樹脂シール２０の溶着の際に、同時に実施することができる。すなわち、この場合には、工程Ｓ１０３において、まず、工程Ｓ１０２で作製された複数の樹脂部材を枠状となるように電極板１５の外面（第１面１５ａ及び／又は第２面１５ｂ）に配置し、樹脂部材と電極とを含むワークを構成する。その後、ワークをベルトシーラに導入する。そして、ワークを搬送しながら加熱した後、凹凸パターンＰに対応した（凹凸パターンＰと反対の）パターンを有する押圧部材（例えばローラ）を樹脂部材に押圧し、押圧部材のパターンを転写する。

これにより、１次樹脂シール２０が形成されると共に、押圧部材のパターンの転写によって表面２０ｄ，２０ｅに凹凸パターンＰが形成される（表面２０ｄ，２０ｅと金型２８の内面との間の摩擦係数が増大する）。この場合、１次樹脂シール２０の溶着の際に摩擦増大処理が同時に実施されるため、工程を簡略化できる。ただし、凹凸パターンＰを形成する摩擦増大処理を、１次樹脂シール２０の溶着と別個に実施してもよい。なお、摩擦増大処理においては、上記実施形態のように、表面２０ｄ，２０ｅを荒らす工程と、表面２０ｄ，２０ｅに凹凸パターンＰを形成する工程と、の両方を実施してもよい。

２…蓄電モジュール、１１…バイポーラ電極（電極）、１５ａ…第１面（電極外表面）、１５ｂ…第２面（電極外表面）、１５ｓ，１５ｓ…領域、１８…正極終端電極（終端電極）、１９…負極終端電極（終端電極）、２０…１次樹脂シール（樹脂枠）、２０ａ…第１外側樹脂枠（外側樹脂枠）、２０ｂ…第２外側樹脂枠（外側樹脂枠）、２０ｃ…中間樹脂枠、２０ｄ，２０ｅ…表面（樹脂枠外表面）、２４…電極積層体、２４ｐ…外周部、２８…金型、３３…キャビティ、Ｐ…凹凸パターン。

Claims (8)

1. 第１方向に沿って積層された複数の電極と、前記複数の電極のそれぞれの周縁部に設けられた樹脂枠と、を有する電極積層体を用意する第１工程と、
   前記電極積層体の外周部に前記電極積層体を封止するためのシール部を形成する第２工程と、
   を備え、
   前記複数の電極は、前記第１方向において前記電極積層体の両端に配置される一対の終端電極を含み、
   前記一対の終端電極は、それぞれ、前記第１方向において前記電極積層体の外側に臨む電極外表面を有しており、
   前記樹脂枠は、前記電極外表面のそれぞれに設けられた一対の外側樹脂枠を含み、
   前記第２工程においては、前記電極積層体の前記外周部を金型のキャビティ内に露出させつつ、前記一対の外側樹脂枠を前記金型の内面により挟持した状態で、前記キャビティ内に樹脂を導入することにより前記外周部に前記シール部を形成し、
   前記第１工程では、前記一対の外側樹脂枠の外表面である樹脂枠外表面と前記金型の内面との間の摩擦係数を増大させるように、前記樹脂枠外表面に摩擦増大処理を施す、
   蓄電モジュール製造方法。
2. 前記摩擦増大処理においては、前記第２工程で前記樹脂枠外表面と前記金型の前記内面との間に発生する摩擦力が、前記第２工程における前記樹脂の射出圧よりも大きくなるように、前記樹脂枠外表面と前記金型の前記内面との間の摩擦係数を増大させる、
   請求項１に記載の蓄電モジュール製造方法。
3. 前記第２工程においては、前記電極外表面を、前記金型の前記内面から離間させつつ、前記一対の外側樹脂枠を前記金型の前記内面により挟持する、
   請求項１又は２に記載の蓄電モジュール製造方法。
4. 前記摩擦増大処理においては、前記樹脂枠外表面に凹凸を設ける、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電モジュール製造方法。
5. 前記摩擦増大処理においては、前記樹脂枠外表面を荒らすことによって、前記樹脂枠外表面の表面粗さを増大させる、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電モジュール製造方法。
6. 前記摩擦増大処理においては、前記樹脂枠外表面に２次元的に配列された凹凸パターンを形成する、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電モジュール製造方法。
7. 前記第１工程は、
   前記電極の周縁部に前記樹脂枠を溶着することにより、前記電極と前記樹脂枠とを含む電極ユニットを作製する溶着工程と、
   前記電極ユニットを積層することにより前記電極積層体を作製する積層工程と、
   を含み、
   前記溶着工程においては、前記一対の外側樹脂枠の溶着の際に、前記凹凸パターンに対応したパターンを有する押圧部材によって前記外側樹脂枠を押圧し、前記樹脂枠外表面に前記凹凸パターンを転写することにより、前記摩擦増大処理を実施する、
   請求項６に記載の蓄電モジュール製造方法。
8. 前記複数の電極は、前記第１方向において前記一対の終端電極の間に配置される複数の中間電極を含み、
   前記樹脂枠は、前記複数の中間電極のそれぞれに設けられた中間樹脂枠を含み、
   前記摩擦増大処理においては、前記中間樹脂枠の前記第１方向に向く表面に凹凸を設ける、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓄電モジュール製造方法。

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