JP2023071050A - Bipolar storage battery and method for manufacturing bipolar storage battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の形態は、双極型蓄電池及び双極型蓄電池の製造方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to bipolar batteries and methods of manufacturing bipolar batteries.
近年、太陽光や風力等の自然エネルギーを利用した発電設備が増えている。このような発電設備においては、発電量を制御することができないことから、蓄電池を利用して電力負荷の平準化を図るようにしている。すなわち、発電量が消費量よりも多いときには差分を蓄電池に充電する一方、発電量が消費量よりも小さいときには差分を蓄電池から放電するようにしている。上述した蓄電池としては、経済性や安全性等の観点から、鉛蓄電池が多用されている。このような従来の鉛蓄電池としては、例えば、下記特許文献１に記載されているものが知られている。 In recent years, the number of power generation facilities using natural energy such as sunlight and wind power is increasing. In such power generation equipment, since the amount of power generation cannot be controlled, a storage battery is used to level the power load. That is, when the amount of power generation is greater than the amount of consumption, the storage battery is charged with the difference, and when the amount of power generation is less than the amount of consumption, the difference is discharged from the storage battery. As the storage battery described above, a lead-acid battery is often used from the viewpoint of economy, safety, and the like. As such a conventional lead-acid battery, for example, one described in Patent Document 1 below is known.
この特許文献１に記載された鉛蓄電池では、額縁形をなす樹脂からなるフレーム（リム）の内側に、樹脂からなる基板（バイポーラプレート）が取り付けられている。基板の一方面及び他方面には、正極用鉛層及び負極用鉛層が設けられている。正極用鉛層には、正極用活物質層が隣接している。負極用鉛層には、負極用活物質層が隣接している。また、額縁形をなす樹脂からなるスペーサの内側には、電解液を含有するガラスマット（電解層）が配設されている。そして、フレームとスペーサとが交互に複数積層されて組み付けられている。 In the lead-acid battery described in Patent Document 1, a substrate (bipolar plate) made of resin is attached to the inside of a frame (rim) made of resin and having a picture frame shape. A positive electrode lead layer and a negative electrode lead layer are provided on one side and the other side of the substrate. The positive electrode lead layer is adjacent to the positive electrode active material layer. The negative electrode lead layer is adjacent to the negative electrode active material layer. A glass mat (electrolytic layer) containing an electrolytic solution is disposed inside the frame-shaped spacer made of resin. A plurality of frames and spacers are alternately laminated and assembled.
さらに正極用鉛層と負極用鉛層とは、基板に複数形成された穿孔の内部で直接的に接合されている。すなわち、特許文献１に記載の鉛蓄電池は、一方面側と他方面側とを連通させる穿孔（連通孔）を有する基板とセル部材とが交互に複数積層された双極（バイポーラ）型鉛蓄電池である。セル部材は、正極用鉛層に正極用活物質層を設けた正極と、負極用鉛層に負極用活物質層を設けた負極と、正極と負極との間に介在する電解層と、を有し、一方のセル部材の正極用鉛層と他方のセル部材の負極用鉛層とが基板の穿孔の内部に没入して接合されることにより、セル部材同士が直列に接続されたものとなっている。 Furthermore, the positive electrode lead layer and the negative electrode lead layer are directly bonded inside the plurality of perforations formed in the substrate. That is, the lead-acid battery described in Patent Document 1 is a bipolar lead-acid battery in which a plurality of cell members and substrates having perforations (communication holes) for communicating between one surface and the other surface are alternately laminated. be. The cell member includes a positive electrode having a positive electrode lead layer provided with a positive electrode active material layer, a negative electrode having a negative electrode lead layer provided with a negative electrode active material layer, and an electrolytic layer interposed between the positive electrode and the negative electrode. The positive electrode lead layer of one cell member and the negative electrode lead layer of the other cell member are inserted into the perforations of the substrate and joined together, thereby connecting the cell members in series. It's becoming
しかしながら、上述した特許文献１における鉛蓄電池のような構造を採用した場合、正極と負極との導通を図るために設けられる、上述した一方面側と他方面側とを連通させる穿孔（連通孔）を介して電解液が正極側から負極側に到達する場合があり、この現象が生ずると、いわゆる液洛が生じ、電池性能の低下を招来する。 However, when a structure like the lead-acid battery in Patent Document 1 described above is adopted, a perforation (communication hole) that communicates the one side and the other side is provided to achieve conduction between the positive electrode and the negative electrode. The electrolytic solution may reach the negative electrode side from the positive electrode side through the gap, and when this phenomenon occurs, so-called liquid leakage occurs, resulting in deterioration of battery performance.
また、当該穿孔内に導通を取るための部材（以下、適宜「導通体」と表す）を挿入することによって正極と負極との導通を図る場合であっても、当該穿孔の内径と導通体の外径とは、挿入の手間を考慮してその寸法が前者よりも後者の方が小さい。そのため、穿孔に導通体を挿入した場合に穿孔と導通体との間に隙間ができてしまう。 In addition, even when the conduction between the positive electrode and the negative electrode is achieved by inserting a member (hereinafter referred to as a “conductor” as appropriate) for taking conduction into the perforation, the inner diameter of the perforation and the conductor The outer diameter of the latter is smaller than that of the former in consideration of the trouble of insertion. Therefore, when the conductor is inserted into the perforation, a gap is formed between the perforation and the conductor.
当該隙間を埋めない限り上述した液洛が発生することを防止することはできないが、当該隙間を埋めるための工程を別途設けることとすると、鉛蓄電池の製造工程を増やすことになり、製造のタクトタイムが増えてしまう。 Unless the gap is filled, the above-mentioned leakage cannot be prevented. time increases.
また上述したように当該穿孔を介して正極と負極との導通が図られるが、電池の性能によって正極と負極とを導通させる電流値は変化する。そのためどのように導通させるか、どの程度導通させるかといった点について様々検討されているが、その制御が困難であることには変わりない。 Also, as described above, the positive electrode and the negative electrode are electrically connected through the perforations, but the current value for the electrical connection between the positive electrode and the negative electrode varies depending on the performance of the battery. For this reason, various investigations have been made on how to conduct and to what extent the conduction is to be made, but it is still difficult to control.
本発明は、正極と負極との間の導通を確保しつつ、基板を貫通して設けられる貫通穴を介して正極側から負極側へと電解液が移動して液洛が生ずることを低減させ、或いは、沿面距離を稼ぐことで液洛が生ずることを遅延させることで蓄電池の性能維持、長寿命化を図るとともに、求められる導通性能をより簡易かつ確実に確保することができる双極型蓄電池及び双極型蓄電池の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention ensures conduction between the positive electrode and the negative electrode, and reduces the occurrence of liquid leakage due to the movement of the electrolytic solution from the positive electrode side to the negative electrode side through the through hole provided through the substrate. Alternatively, a bipolar storage battery that can maintain the performance and extend the life of the storage battery by delaying the occurrence of leakage by increasing the creepage distance, and can more easily and reliably ensure the required conduction performance. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a bipolar storage battery.
本発明の一態様に係る双極型蓄電池は、正極用集電体と正極用活物質層を有する正極、負極用集電体と負極用活物質層を有する負極、および正極と負極との間に介在するセパレータを備え、間隔を開けて積層配置された、セル部材と、複数のセル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、セル部材の正極の側および負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、基板を貫通して設けられる貫通穴と、貫通穴に挿入され、正極側と負極側との導通を図る導通体と、を備え、導通体の中央部に位置するコアと、導通体の中央部を貫通する貫通孔を有する導通チップと、からなり、貫通穴の内面と当該内面と対向する導通チップの外面が貫通穴の内面に密着している。 A bipolar storage battery according to an aspect of the present invention includes a positive electrode having a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer, a negative electrode having a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer, and between the positive electrode and the negative electrode Spaced-apart stacked cell members with intervening separators and covering at least one of the positive and negative sides of the cell members forming a plurality of spaces for individually housing the plurality of cell members. a space forming member including a substrate and a frame surrounding the side surface of the cell member; a through hole provided through the substrate; , comprising a core located in the central portion of the conductor, and a conducting chip having a through hole penetrating the central portion of the conducting body, the inner surface of the through hole and the outer surface of the conducting chip facing the inner surface penetrating It adheres to the inner surface of the hole.
また本発明の一態様に係る双極型蓄電池の製造方法は、正極用集電体及び負極用集電体が設けられる空間形成部材の基板の一方の面及び他方の面を貫通する貫通穴に、貫通孔を備える導通チップを挿入する工程と、貫通孔にコアを圧入する工程と、一方の面に正極用集電体を配置する工程と、他方の面に負極用集電体を配置する工程と、配置された正極用集電体側からコアを含む近傍に対して基板方向に加熱し基板の一方の面に正極用集電体を接合する工程と、配置された負極用集電体側からコアを含む近傍に対して基板方向に加熱し基板の他方の面に負極用集電体を接合する工程と、を備える。 Further, in a method for manufacturing a bipolar storage battery according to an aspect of the present invention, through holes penetrating through one surface and the other surface of a substrate of a space forming member on which a positive electrode current collector and a negative electrode current collector are provided, A step of inserting a conductive chip having a through-hole, a step of press-fitting a core into the through-hole, a step of arranging a positive electrode current collector on one surface, and a step of arranging a negative electrode current collector on the other surface. A step of heating the vicinity including the core from the arranged positive electrode current collector side in the substrate direction to bond the positive electrode current collector to one surface of the substrate, and from the arranged negative electrode current collector side to the core and bonding the negative electrode current collector to the other surface of the substrate by heating the vicinity including the substrate in the direction of the substrate.
また本発明の一態様に係る双極型蓄電池の製造方法は、正極用集電体及び負極用集電体と接続されて正極側と負極側との導通を図るコアと、その中央部に設けられる貫通孔にコアが挿入された導通チップと、を備える導通体を、正極用集電体及び負極用集電体が設けられる空間形成部材の基板の一方の面及び他方の面を貫通する貫通穴に挿入する工程と、コアを含む領域を基板の正極側及び負極側の両側からかしめる工程と、一方の面に正極用集電体を配置する工程と、他方の面に負極用集電体を配置する工程と、配置された正極用集電体側からコアを含む近傍に対して基板方向に加熱し基板の一方の面に正極用集電体を接合する工程と、配置された負極用集電体側からコアを含む近傍に対して基板方向に加熱し基板の他方の面に負極用集電体を接合する工程と、を備える。 Further, in a method for manufacturing a bipolar storage battery according to an aspect of the present invention, a core is connected to a positive electrode current collector and a negative electrode current collector to achieve conduction between the positive electrode side and the negative electrode side, and the core is provided at the center of the core. a conductive chip having a core inserted into the through-hole; A step of inserting into the substrate, a step of crimping the region containing the core from both the positive electrode side and the negative electrode side of the substrate, a step of placing a positive electrode current collector on one surface, and a negative electrode current collector on the other surface a step of heating the vicinity including the core from the arranged positive electrode current collector side in the substrate direction to bond the positive electrode current collector to one surface of the substrate; a step of heating the vicinity including the core from the current body side toward the substrate and bonding the current collector for the negative electrode to the other surface of the substrate.
本発明の一態様に係る双極型蓄電池は、正極用集電体と正極用活物質層を有する正極、負極用集電体と負極用活物質層を有する負極、および正極と負極との間に介在するセパレータを備え、間隔を開けて積層配置された、セル部材と、複数のセル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、セル部材の正極の側および負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、基板を貫通して設けられる貫通穴と、貫通穴に挿入され、正極側と負極側との導通を図る導通体と、を備え、導通体は、導通体の中央部に位置するコアと、導通体の中央部にコアが挿入される貫通孔を有する導通チップと、からなる。 A bipolar storage battery according to an aspect of the present invention includes a positive electrode having a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer, a negative electrode having a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer, and between the positive electrode and the negative electrode Spaced-apart stacked cell members with intervening separators and covering at least one of the positive and negative sides of the cell members forming a plurality of spaces for individually housing the plurality of cell members. a space forming member including a substrate and a frame surrounding the side surface of the cell member; a through hole provided through the substrate; , wherein the conductor comprises a core located in the central portion of the conductor, and a conductive tip having a through hole into which the core is inserted in the central portion of the conductor.
本発明によれば、本発明の一態様に係る双極型蓄電池は、正極用集電体と正極用活物質層を有する正極、負極用集電体と負極用活物質層を有する負極、および正極と負極との間に介在するセパレータを備え、間隔を開けて積層配置された、セル部材と、複数のセル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、セル部材の正極の側および負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、基板を貫通して設けられる貫通穴と、貫通穴に挿入され、正極側と負極側との導通を図る導通体と、を備え、導通体は、導通体の中央部に位置するコアと、導通体の中央部を貫通する貫通孔を有する導通チップと、からなり、貫通穴の内面と当該内面と対向する導通チップの外面が貫通穴の内面に密着する。このような構成を採用することによって、正極と負極との間の導通を確保しつつ、基板を貫通して設けられる貫通穴を介して正極側から負極側へと電解液が移動して液洛が生ずることを低減させ、或いは、沿面距離を稼ぐことで液洛が生ずることを遅延させることで蓄電池の性能維持、長寿命化を図るとともに、求められる導通性能をより簡易かつ確実に確保することができる。 According to the present invention, a bipolar storage battery according to one aspect of the present invention includes a positive electrode having a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer, a negative electrode having a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer, and a positive electrode. a cell member having a separator interposed between the cell member and the negative electrode; a space forming member including a substrate covering at least one side and a frame surrounding the side surface of the cell member; a through hole provided through the substrate; a conductor for establishing electrical continuity, the conductor comprising a core located in the central portion of the conductor, and a conductive chip having a through hole penetrating the central portion of the conductor. The outer surface of the conductive chip facing the inner surface is in close contact with the inner surface of the through hole. By adopting such a configuration, the electrolyte moves from the positive electrode side to the negative electrode side through the through hole provided through the substrate while ensuring the electrical connection between the positive electrode and the negative electrode. To maintain the performance and extend the service life of a storage battery by reducing the occurrence of leakage, or by increasing the creepage distance to delay the occurrence of liquid leakage, and to more easily and reliably ensure the required conduction performance. can be done.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施の形態は、本発明の一例を示したものである。また、これらの各実施の形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。これらの各実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。なお、以下においては、様々な蓄電池の中から鉛蓄電池を例に挙げて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, each embodiment described below shows an example of the present invention. In addition, various modifications or improvements can be added to each of these embodiments, and forms to which such modifications or improvements are added can also be included in the present invention. Each of these embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof. In addition, below, a lead storage battery is mentioned as an example and demonstrated among various storage batteries.
（第１の実施の形態）
〔全体構成〕
まず、本発明の実施の形態における双極型蓄電池の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池１００の構造の概略を示す概略断面図である。
(First embodiment)
〔overall structure〕
First, the overall configuration of a bipolar storage battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the outline of the structure of a bipolar lead-
図１に示すように、本発明の実施の形態の双極型鉛蓄電池１００は、複数のセル部材１１０と、複数枚のバイポーラプレート（空間形成部材）１２０と、第１のエンドプレート（空間形成部材）１３０と、第２のエンドプレート（空間形成部材）１４０と、を有する。
As shown in FIG. 1, a bipolar lead-
ここで、図１ではセル部材１１０が３個積層された双極型鉛蓄電池１００を示しているが、セル部材１１０の数は電池設計により決定される。また、バイポーラプレート１２０の数はセル部材１１０の数に応じて決まる。
Here, although FIG. 1 shows the bipolar lead-
なお、以下においては、図１に示すように、セル部材１１０の積層方向をＺ方向（図１の上下方向）とし、Ｚ方向に垂直な方向で且つ互いに垂直な方向をＸ方向およびＹ方向とする。
In the following, as shown in FIG. 1, the stacking direction of the
セル部材１１０は、正極１１１、負極１１２、およびセパレータ（電解質層）１１３を備えている。正極１１１は、正極用集電体である正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとを有する。負極１１２は、負極用集電体である負極用鉛箔１１２ａと負極用活物質層１１２ｂとを有する。
The
セパレータ１１３には電解液が含浸されている。セパレータ１１３は、正極１１１と負極１１２との間に介在している。セル部材１１０において、正極用鉛箔１１１ａ、正極用活物質層１１１ｂ、セパレータ１１３、負極用活物質層１１２ｂ、および負極用鉛箔１１２ａは、この順に積層されている。
The separator 113 is impregnated with an electrolytic solution. Separator 113 is interposed between
正極用鉛箔１１１ａのＸ方向およびＹ方向の寸法は、正極用活物質層１１１ｂのＸ方向およびＹ方向の寸法より大きい。同様に、負極用鉛箔１１２ａのＸ方向およびＹ方向の寸法は、負極用活物質層１１２ｂのＸ方向およびＹ方向の寸法より大きい。また、Ｚ方向の寸法（厚さ）は、正極用鉛箔１１１ａの方が負極用鉛箔１１２ａより大きく（厚く）、正極用活物質層１１１ｂの方が負極用活物質層１１２ｂより大きい（厚い）。
The dimensions in the X direction and the Y direction of the positive
複数のセル部材１１０は、Ｚ方向に間隔を開けて積層配置され、この間隔の部分にバイポーラプレート１２０の基板１２１が配置されている。すなわち、複数のセル部材１１０は、バイポーラプレート１２０の基板１２１を間に挟まれた状態で積層されている。
A plurality of
このように、複数枚のバイポーラプレート１２０と第１のエンドプレート１３０と第２のエンドプレート１４０は、複数のセル部材１１０を個別に収容する複数の空間（セル）Ｃを形成するための空間形成部材である。
In this way, the plurality of
すなわち、バイポーラプレート１２０は、セル部材１１０の正極側および負極側の両方を覆い、平面形状が長方形の基板１２１と、セル部材１１０の側面を囲うとともに基板１２１の４つの端面を覆うに枠体１２２と、を含む空間形成部材である。
That is, the
また、図１に示すように、バイポーラプレート１２０は、さらに基板１２１の両面から垂直に突出する柱部１２３を備える。当該基板１２１の各面から突出する柱部１２３の数は１つであってもよいし、複数であってもよい。
In addition, as shown in FIG. 1, the
バイポーラプレート１２０を構成する基板１２１と枠体１２２と柱部１２３は、一体に、例えば、熱可塑性樹脂で形成されている。バイポーラプレート１２０を形成する熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリプロピレンが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、成形性に優れているとともに耐硫酸性にも優れている。よって、バイポーラプレート１２０に電解液が接触したとしても、バイポーラプレート１２０に分解、劣化、腐食等が生じにくい。
The
Ｚ方向において、枠体１２２の寸法は基板１２１の寸法（厚さ）より大きく、柱部１２３の突出端面間の寸法は枠体１２２の寸法と同じである。そして、複数のバイポーラプレート１２０が枠体１２２および柱部１２３同士を接触させて積層されることにより、基板１２１と基板１２１との間に空間Ｃが形成され、互いに接触する柱部１２３同士により、空間ＣのＺ方向の寸法が保持される。
In the Z direction, the dimension of the
正極用鉛箔１１１ａ、正極用活物質層１１１ｂ、負極用鉛箔１１２ａ、負極用活物質層１１２ｂ、およびセパレータ１１３には、柱部１２３を貫通させる貫通穴１１１ｃ，１１１ｄ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａがそれぞれ形成されている。
The positive
バイポーラプレート１２０の基板１２１は、板面を貫通する複数の貫通穴１２１ａを有する。基板１２１の一方の面に第１の凹部１２１ｂが、他方の面に第２の凹部１２１ｃが形成されている。第１の凹部１２１ｂの深さは第２の凹部１２１ｃより深い。第１の凹部１２１ｂおよび第２の凹部１２１ｃのＸ方向およびＹ方向の寸法は、正極用鉛箔１１１ａおよび負極用鉛箔１１２ａのＸ方向およびＹ方向の寸法に対応させてある。
A
バイポーラプレート１２０の基板１２１は、Ｚ方向で、隣り合うセル部材１１０の間に配置されている。そして、バイポーラプレート１２０の基板１２１の第１の凹部１２１ｂに、鉛又は鉛合金からなる正極用集電体である正極用鉛箔１１１ａが配置されている。また、バイポーラプレート１２０の基板１２１の第２の凹部１２１ｃに、鉛又は鉛合金からなる負極用集電体である負極用鉛箔１１２ａが配置されている。
具体的には、本発明の実施の形態における双極型鉛蓄電池１００においては、正極用鉛箔１１１ａは、貫通穴１２１ａ近傍の領域を除き、基板１２１の第１の凹部１２１ｂと正極用鉛箔１１１ａの間に設けられる接着剤１５０を介して基板１２１の第１の凹部１２１ｂに接合されている。また、負極用鉛箔１１２ａは、貫通穴１２１ａ近傍の領域を除き、基板１２１の第２の凹部１２１ｃと負極用鉛箔１１２ａの間に設けられる接着剤１５０を介して基板１２１の第２の凹部１２１ｃに接合されている。
Specifically, in the bipolar lead-
本発明の実施の形態におけるバイポーラプレート１２０の基板１２１の貫通穴１２１ａの内部には導通体１６０が配置されている。また、導通体１６０の両端面は、正極用鉛箔１１１ａおよび負極用鉛箔１１２ａと接触し、接合されている。すなわち、導通体１６０により正極用鉛箔１１１ａと負極用鉛箔１１２ａとが電気的に接続されている。その結果、複数のセル部材１１０の全てが電気的に直列に接続されている。
ここで、基板１２１の貫通穴１２１ａに挿入される本発明の第１の実施の形態における導通体１６０について、以下説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態における導通体１６０の斜視図である。なお、図２においては、説明の都合上、図１に示されている導通体１６０よりもＺ方向の厚みが薄くなるように描画されている。
Here, the
本発明の第１の実施の形態における導通体１６０は、導通体１６０の中央部に位置するコア１６１と、導通体１６０の中央部を貫通する貫通孔１６２ａを有する導通チップ１６２とから構成されている。
すなわち、コア１６１及び導通チップ１６２の２つの部品が組み合わされることによって、１つの導通体１６０ができあがる。コア１６１は、図２に示されているように、略円柱状に形成されている。一方導通チップ１６２も略円柱状に形成されるとともに、その中央部に貫通孔１６２ａが設けられている。
That is, one
そして、当該貫通孔１６２ａにコア１６１が挿入されることによって、１つの導通体１６０が形成される。具体的には、コア１６１が導通チップ１６２の貫通孔１６２ａに、図２の矢印に示されているような方向に圧力を掛けて挿入される（以下、このような挿入のことを適宜「圧入」と表す）。
A
また、コア１６１のＺ方向の厚みは、導通チップ１６２のＺ方向の厚みと略同じくなるように形成されていることから、コア１６１が導通チップ１６２に挿入された場合には、導通体１６０の上面（例えば、貫通穴１２１ａに挿入された場合における正極用鉛箔１１１ａと対向する面）及び、下面（例えば、貫通穴１２１ａに挿入された場合における負極用鉛箔１１２ａと対向する面）はいずれもほぼ平坦となる。
In addition, since the thickness of the core 161 in the Z direction is substantially the same as the thickness of the
なお上述したようにコア１６１は、導通チップ１６２の貫通孔１６２ａに圧入されることになる。従って、図２ではそのようには描画されていないが、コア１６１を貫通孔１６２ａにスムーズに圧入することができるように、例えば、コア１６１が最初に貫通孔１６２ａに接触する領域については、テーパ状となるように面取りされていても良い。
Note that the
導通体１６０を構成するコア１６１と導通チップ１６２とは、それぞれ異なる金属又は合金によって構成されている。それぞれ様々な金属を取捨選択して採用することが可能ではあるが、好適には、コア１６１は導通チップ１６２よりも低い融点を備える金属が用いられる。
The
これは、後述するように、貫通穴１２１ａ内に導通体１６０が載置された状態で当該導通体１６０と正極用鉛箔１１１ａ、或いは、負極用鉛箔１１２ａとが接合される。この際、導通体１６０と正極用鉛箔１１１ａ、或いは、負極用鉛箔１１２ａとの間は金属接合となるが、少なくとも接合の際の加熱により、コア１６１の周囲に存在する導通チップ１６２が溶融してしまわないようにするためである。
As will be described later, the
すなわち、導通体１６０と正極用鉛箔１１１ａ、或いは、負極用鉛箔１１２ａとの接合によってコア１６１よりも導通チップ１６２が溶融してしまっては、貫通穴１２１ａの内部に隙間が存在してしまい、電解液による液洛を防止することが困難となってしまうからである。
That is, if the
また、導通体１６０と正極用鉛箔１１１ａ、及び、負極用鉛箔１１２ａとにおける融点の関係についても、少なくともコア１６１の融点が正極用鉛箔１１１ａ、及び、負極用鉛箔１１２ａの融点よりも低いことが求められる。
As for the melting points of the
これは、導通体１６０との接合のために正極用鉛箔１１１ａ、或いは、負極用鉛箔１１２ａとを加熱しつつ加圧した際に、コア１６１が正極用鉛箔１１１ａ、或いは、負極用鉛箔１１２ａよりも低い温度で溶融することによって正極用鉛箔１１１ａ、及び、負極用鉛箔１１２ａと導通体１６０とを接合できるようにし、正極用鉛箔１１１ａ、及び、負極用鉛箔１１２ａが溶融してしまわないようにする必要があるためである。
This is because when the positive
一方、導通チップ１６２を構成する金属がコア１６１よりも高い融点を備えていることから、上述した接合が行われる際の加熱によってもコア１６１と同様に溶融してしまうことはない。従って、導通体１６０として貫通穴１２１ａ内においてその形状を保持することができる。
On the other hand, since the metal forming the
さらに、コア１６１を構成する金属は、導通チップ１６２を構成する金属よりも高い硬度を備えている。上述したように、コア１６１は、導通チップ１６２の貫通孔１６２ａ内に圧入される。そして、コア１６１が導通チップ１６２に圧入されることによって導通チップ１６２が全体として外側に膨らむ。すなわち、図２に示す導通体１６０において言えば、貫通穴１２１ａの内部において導通チップ１６２がＸ方向に広がることになる。
Furthermore, the metal forming the
このようにコア１６１が導通チップ１６２に圧入されることによって導通チップ１６２がＸ方向に広がることになるため、導通体１６０が貫通穴１２１ａの内部に挿入された場合に、導通チップ１６２の外面１６２ｂは、挿入されている基板１２１の貫通穴１２１ａにおいて対向する内面の方向に移動し、密着することになる。
By press-fitting the core 161 into the
このように導通体１６０の外面１６２ｂが貫通穴１２１ａの内部においてその内面に密着することによって、貫通穴１２１ａを封止することができる。そのため、貫通穴１２１ａを介した液洛が生ずることを防止することができる。
In this manner, the
従って上述したような導通体１６０の働きに鑑みれば、導通チップ１６２の貫通孔１６２ａのＸ方向の長さ（直径）は、コア１６１のＸ方向の長さ（直径）未満であることが望ましい。
Therefore, in view of the function of the
このようなコア１６１と導通チップ１６２は、上述したような性質を持つ金属が用いられることになるが、より好適には、コア１６１には、例えば錫（Ｓｎ）が、導通チップ１６２には、例えば鉛（Ｐｂ）が用いられる。
The
なお、上述したように、コア１６１が導通チップ１６２の貫通孔１６２ａに圧入されることによって、導通チップ１６２の外面が貫通穴１２１ａの内面に密着することで貫通穴１２１ａが封止される。従って、コア１６１が貫通穴１２１ａ内に圧入される前に、導通体１６０が貫通穴１２１ａに挿入されることが当然必要となる。ここで導通体１６０のＸ方向の長さ（直径）は、貫通穴１２１ａのＸ方向の長さ（直径）よりも小さくなるように形成されている。これは、導通体１６０の貫通穴１２１ａへの挿入に際して貫通穴１２１ａに若干の隙間があった方が作業性が良いからである。
As described above, by pressing the core 161 into the through
図１に戻って、正極用鉛箔１１１ａの外縁部には、当該外縁部を覆うためのカバープレート１７０が設けられている。このカバープレート１７０は、薄板状の枠体で、長方形の内形線および外形線を有する。そして、カバープレート１７０の内縁部が正極用鉛箔１１１ａの外縁部と重なり、カバープレート１７０の外縁部が基板１２１の一面の第１の凹部１２１ｂの周縁部と重なっている。
Returning to FIG. 1, a
すなわち、カバープレート１７０の内形線をなす長方形は、正極用活物質層１１１ｂの外形線をなす長方形より小さく、カバープレート１７０の外形線をなす長方形は、第１の凹部１２１ｂの開口面をなす長方形より大きい。
That is, the rectangle forming the inner line of the
接着剤１５０は、正極用鉛箔１１１ａの端面から第１の凹部１２１ｂの開口側の外縁部まで回り込んで、カバープレート１７０の内縁部と正極用鉛箔１１１ａの外縁部との間に配置される。また接着剤１５０は、カバープレート１７０の外縁部と基板１２１の一面との間にも配置されている。
The adhesive 150 wraps around from the end face of the positive
すなわち、カバープレート１７０は接着剤１５０により、基板１２１の一面の第１の凹部１２１ｂの周縁部と正極用鉛箔１１１ａの外縁部とに亘って固定されている。これにより、正極用鉛箔１１１ａの外縁部は、第１の凹部１２１ｂの周縁部との境界部においてもカバープレート１７０で覆われている。また、バイポーラプレート１２０の基板１２１の第２の凹部１２１ｃに、セル部材１１０の負極用鉛箔１１２ａが接着剤１５０を介して配置されている。
That is, the
なお、図１では示していないが、負極用鉛箔１１２ａの外縁部においても正極用鉛箔１１１ａの外縁部を覆っているカバープレート１７０と同様のカバープレートで覆われていても良い。また、カバープレートについては、薄板状の枠体であることを例に挙げて説明したが、例えば、耐電解液（耐硫酸）性を備えていればテープ状の物等であっても構わない。
Although not shown in FIG. 1, the outer edge of the negative
さらに図１に示すように、第１のエンドプレート１３０は、セル部材１１０の正極側を覆う基板１３１と、セル部材１１０の側面を囲う枠体１３２と、を含む空間形成部材である。また、基板１３１の一面（最も正極側に配置されるバイポーラプレート１２０の基板１２１と対向する面）から垂直に突出する柱部１３３を備える。
Furthermore, as shown in FIG. 1 , the
基板１３１の平面形状は長方形であり、基板１３１の４つの端面が枠体１３２で覆われ、基板１３１と枠体１３２と柱部１３３が一体に、例えば、上述した熱可塑性樹脂で形成されている。なお、基板１３１の一面から突出する柱部１３３の数は１つであってもよいし、複数であってもよいが、柱部１３３と接触させるバイポーラプレート１２０の柱部１２３の数に対応した数となる。
The planar shape of the
Ｚ方向において、枠体１３２の寸法は基板１３１の寸法（厚さ）より大きく、柱部１３３の突出端面間の寸法は枠体１３２の寸法と同じである。そして、第１のエンドプレート１３０は、最も外側（正極側）に配置されるバイポーラプレート１２０の枠体１２２および柱部１２３に対して、枠体１３２および柱部１３３を接触させて積層される。
In the Z direction, the dimension of the
これにより、バイポーラプレート１２０の基板１２１と第１のエンドプレート１３０の基板１３１との間に空間Ｃが形成され、互いに接触するバイポーラプレート１２０の柱部１２３と第１のエンドプレート１３０の柱部１３３とにより、空間ＣのＺ方向の寸法が保持される。
Thereby, a space C is formed between the
最も外側（正極側）に配置されるセル部材１１０の正極用鉛箔１１１ａ、正極用活物質層１１１ｂ、およびセパレータ１１３には、柱部１３３を貫通させる貫通穴１１１ｃ，１１１ｄ，１１３ａがそれぞれ形成されている。
Through-
第１のエンドプレート１３０の基板１３１の一面に凹部１３１ｂが形成されている。凹部１３１ｂのＸ方向およびＹ方向の寸法は、正極用鉛箔１１１ａのＸ方向およびＹ方向の寸法に対応させてある。
A
第１のエンドプレート１３０の基板１３１の凹部１３１ｂに、セル部材１１０の正極用鉛箔１１１ａが上述したように接着剤１５０を介して配置されている。また、バイポーラプレート１２０の基板１２１と同様に、カバープレート１７０が接着剤１５０により基板１３１の一面側に固定され、正極用鉛箔１１１ａの外縁部が、凹部１３１ｂの周縁部との境界部においてもカバープレート１７０で覆われている。
The positive
また、第１のエンドプレート１３０は、凹部１３１ｂ内の正極用鉛箔１１１ａと電気的に接続された、図１では図示されていない正極端子を備えている。
The
第２のエンドプレート１４０は、セル部材１１０の負極側を覆う基板１４１と、セル部材１１０の側面を囲う枠体１４２と、を含む空間形成部材である。また、基板１４１の一面（最も負極側に配置されるバイポーラプレート１２０の基板１２１と対向する面）から垂直に突出する柱部１４３を備える。
The
基板１４１の平面形状は長方形であり、基板１４１の４つの端面が枠体１４２で覆われ、基板１４１と枠体１４２と柱部１４３が一体に、例えば、上述した熱可塑性樹脂で形成されている。なお、基板１４１の一面から突出する柱部１４３の数は一つであってもよいし、複数であってもよいが、柱部１４３と接触させるバイポーラプレート１２０の柱部１２３の数に対応した数となる。
The planar shape of the
Ｚ方向において、枠体１４２の寸法は基板１３１の寸法（厚さ）より大きく、二つの柱部１４３の突出端面間の寸法は枠体１４２の寸法と同じである。そして、第２のエンドプレート１４０は、最も外側（負極側）に配置されるバイポーラプレート１２０の枠体１２２および柱部１２３に対して、枠体１４２および柱部１４３を接触させて積層される。
In the Z direction, the dimension of the
これにより、バイポーラプレート１２０の基板１２１と第２のエンドプレート１４０の基板１４１との間に空間Ｃが形成され、互いに接触するバイポーラプレート１２０の柱部１２３と第２のエンドプレート１４０の柱部１４３とにより、空間ＣのＺ方向の寸法が保持される。
Thereby, a space C is formed between the
最も外側（負極側）に配置されるセル部材１１０の負極用鉛箔１１２ａ、負極用活物質層１１２ｂ、およびセパレータ１１３には、柱部１４３を貫通させる貫通穴１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａがそれぞれ形成されている。
Through-
第２のエンドプレート１４０の基板１４１の一面に凹部１４１ｂが形成されている。凹部１４１ｂのＸ方向およびＹ方向の寸法は、負極用鉛箔１１２ａのＸ方向およびＹ方向の寸法に対応させてある。
A
第２のエンドプレート１４０の基板１４１の凹部１４１ｂに、セル部材１１０の負極用鉛箔１１２ａが接着剤１５０を介して配置されている。また、第２のエンドプレート１４０は、凹部１４１ｂ内の負極用鉛箔１１２ａと電気的に接続された、図１では図示されていない負極端子を備えている。
The negative
ここで、隣接するバイポーラプレート１２０同士、第１のエンドプレート１３０と隣接するバイポーラプレート１２０、或いは、第２のエンドプレート１４０と隣接するバイポーラプレート１２０との接合の際には、例えば、振動溶着、超音波溶着、熱板溶着といった、各種溶着の方法を採用することができる。このうち振動溶着は、接合の際に接合の対象となる面を加圧しながら振動させることで溶着するものであり、溶着のサイクルが早く、再現性も良い。そのためより好適には、振動溶着が用いられる。
Here, when joining the adjacent
なお、溶着の対象としては、互いに隣接するバイポーラプレート１２０、第１のエンドプレート１３０、第２のエンドプレート１４０において対向する位置に配置される枠体のみならず、各柱部も含まれる。
It should be noted that not only the frame bodies arranged at opposite positions in the
なお図面には示されていないが、枠体が有する４つの端面のうちの一つの端面には、空間Ｃに電解液を入れるための注入穴を形成する切り欠き部が形成されている。この切り欠き部は、例えば図面右側に存在する枠体の側面に形成されている場合、枠体をＸ方向に貫通し、枠体のＺ方向の両端面から半円弧状に凹む形状を有する。そして、この切り欠き部は上述の接合構造に関与せず、振動溶接により上述の接合構造が形成される際に、対向する切り欠き部によって円形の注入穴が形成される。 Although not shown in the drawings, one of the four end faces of the frame has a cutout portion forming an injection hole for filling the space C with the electrolytic solution. For example, when the notch is formed on the side surface of the frame on the right side of the drawing, the notch penetrates the frame in the X direction and has a semicircular recessed shape from both end surfaces of the frame in the Z direction. This cutout portion does not participate in the above-described joint structure, and when the above-mentioned joint structure is formed by vibration welding, a circular injection hole is formed by the opposing cutout portions.
〔製造方法〕
この実施の形態の双極型鉛蓄電池１００は、例えば、以下に説明する各工程を有する方法で製造することができる。ここでは、図３ないし図９を適宜用いて双極型鉛蓄電池１００の製造工程を説明する。
〔Production method〕
The bipolar lead-
＜正負極用鉛箔付きバイポーラプレートの作製工程＞
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池１００の製造の流れを一部抜き出して示すフローチャートである。すなわち、当該図３において示す製造工程は、特に正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａ付きバイポーラプレート１２０の製造の流れを示すものである。
<Manufacturing process of bipolar plate with lead foil for positive and negative electrodes>
FIG. 3 is a flowchart showing a part of the manufacturing flow of the bipolar lead-
また図４ないし図９は、本発明の第１の実施の形態における双極型鉛蓄電池１００の製造工程の一部における、貫通穴１２１ａ近傍の部分を切断して示す拡大切断断面図である。すなわち、図１において破線の円形で示す部分を拡大して示す断面図である。
4 to 9 are enlarged cross-sectional views showing the vicinity of through
なお、図４ないし図９における拡大切断断面図において、図面上側が基板１２１の一方の面側、すなわち、正極用鉛箔１１１ａが設けられる第１の凹部１２１ｂとなる。一方、図面下側が基板１２１の他方の面側、すなわち、負極用鉛箔１１２ａが設けられる第２の凹部１２１ｃとなる。
4 to 9, the upper side of the drawings is one surface side of the
まずバイポーラプレート１２０を、押さえＢの上に置く（ＳＴ１）。具体的には、押さえＢは、貫通穴１２１ａ近傍を含む他方の面を下から支えるように配置されており、当該押さえＢの上に基板１２１の第１の凹部１２１ｂ側を上に向けて、バイポーラプレート１２０を載置する。図４は、バイポーラプレート１２０が押さえＢの上に載置された状態を示している。
First, the
ここで押さえＢは、後述するコア１６１が導通チップ１６２の貫通孔１６２ａに圧入される際に、圧入によって掛かる導通チップ１６２への力が所望の方向以外に向かうことを防止するために用いられるものである。すなわち、コア１６１が貫通孔１６２ａに圧入されることによって導通チップ１６２が確実にＸ方向に向けて広がるようにするために用いられる。
Here, the presser B is used to prevent the force exerted on the
従って、コア１６１の圧入の際に、その力が適切に貫通穴１２１ａ内において基板１２１のＸ方向に掛かるようにできるのであれば、押さえＢとしてどのような素材を用いても良い。また、押さえＢとして特別なものを用意せずとも、例えば、バイポーラプレート１２０を作業台に置いても良い。
Therefore, any material may be used for the presser B as long as the force can be appropriately applied in the X direction of the
次に、貫通穴１２１ａの内部に導通チップ１６２が挿入される（ＳＴ２）。この段階ではまだ貫通孔１６２ａ内にはコア１６１は圧入されていない。図５は、この状態を示している。
Next, the
図５に示されているように、貫通穴１２１ａには導通チップ１６２が挿入されている。導通チップ１６２のＸ方向の長さ、すなわち、その直径は、貫通穴１２１ａの直径よりも小さくなるように形成されている。これは上述したように、貫通穴１２１ａへの導通チップ１６２の挿入を容易にするためである。
As shown in FIG. 5, a
従って、導通チップ１６２が貫通穴１２１ａ内に挿入されることによって、導通チップ１６２の外面１６２ｂは、貫通穴１２１ａの内面と対向することになるが、両者の間には隙間が存在している。図５においても導通チップの外面１６２ｂは貫通穴１２１ａの内面と対向しつつも接していない状態が示されている。
Therefore, when the
そしてこの状態で、さらに押さえＢをバイポーラプレート１２０の一方の面側に載置する（ＳＴ３）。すなわち押さえＢを基板１２１の第１の凹部１２１ｂに載置する。このことによって、導通チップ１６２とバイポーラプレート１２０とが一方の面側から押さえ付けられることになる。
In this state, the presser B is further placed on one side of the bipolar plate 120 (ST3). That is, the presser B is placed on the first
図６は、この状態を示している。図６に示すように、バイポーラプレート１２０の貫通穴１２１ａの内部には導通チップ１６２が挿入されるとともに、バイポーラプレート１２０は、一方の面の第１の凹部１２１ｂ（正極側）と他方の面の第２の凹部１２１ｃ（負極側）からそれぞれ押さえＢによって挟まれている。
FIG. 6 shows this state. As shown in FIG. 6, a
ここで第１の凹部１２１ｂに載置された押さえＢが導通体１６０の導通チップ１６２に接しているのは、コア１６１が導通チップ１６２の貫通孔１６２ａに圧入される際に導通チップ１６２が動くことを防止するとともに、コア１６１の圧入による力が他に逃げることなく導通チップ１６２の外面１６２ｂと対向する貫通穴１２１ａの内面に向けて掛かるようにするためである。
The pressing member B placed in the first
また、このように第１の凹部１２１ｂに載置される押さえＢは、貫通穴１２１ａ内に挿入された導通チップ１６２も押さえつつも、貫通孔１６２ａを塞ぐことはない。これは、貫通孔１６２ａに圧入されるコア１６１の進路を確保するためである。
Further, the presser B placed on the first
そして、図７に示すように、導通チップ１６２の貫通孔１６２ａに対してコア１６１が矢印の方向に向けて圧入される（ＳＴ４）。そしてコア１６１の導通チップ１６２への圧入が完了すると、これまでバイポーラプレート１２０を一方の面側である第１の凹部１２１ｂ及び他方の面である第２の凹部１２１ｃの両側から挟むように載置していた押さえＢを外す（ＳＴ５）。図８は、この状態を示している。
Then, as shown in FIG. 7, the
図８に示されているように、基板１２１の貫通穴１２１ａの内部には、導通チップ１６２が挿入されており、導通チップ１６２の貫通孔１６２ａにはコア１６１が圧入されている。ここで上述したように、導通チップ１６２の貫通孔１６２ａのＸ方向の長さ（直径）は、コア１６１のＸ方向の長さ（直径）未満とされている。
As shown in FIG. 8, a
従って、コア１６１が貫通孔１６２ａに圧入されることによって、導通チップ１６２は、貫通穴１２１ａの内部において、図８の矢印に示されているような、導通チップ１６２の外面１６２ｂが貫通穴１２１ａの内面に近づくように広がる。
Therefore, when the
そのため、導通チップ１６２にコア１６１が圧入されるに従って互いに対向する外面１６２ｂと貫通穴１２１ａの内面とは次第に近づき、最終的には外面１６２ｂが貫通穴１２１ａに密着する。
Therefore, as the
すなわち、導通チップ１６２のみが貫通穴１２１ａに挿入されていた場合には貫通穴１２１ａの内面と対向する導通チップ１６２の外面１６２ｂとの間に存在していた隙間が（図５参照）、導通チップ１６２が図８に示す矢印の方向（Ｘ方向）に広がることによって、導通チップ１６２の外面１６２ｂが貫通穴１２１ａの内面と密着する。
That is, when only the
このように導通チップ１６２の外面１６２ｂと貫通穴１２１ａの内面とが密着することによって、導通体１６０によって貫通穴１２１ａが封止されていることになる。そのため、電解液が貫通穴１２１ａを介して正極側から負極側に到達することを防止することができる。そしてこのことは、双極型鉛蓄電池１００の性能維持、長寿命化につながる。
Since the
また、導通チップ１６２の貫通孔１６２ａには、コア１６１が圧入されていることから、貫通孔１６２ａとコア１６１との間にも隙間はなく、互いに密着している。従って、この部分からの貫通穴１２１ａを介して正極側から負極側へと電解液が移動して液洛が生ずることを低減させ、或いは、沿面距離を稼ぐことで液洛が生ずることを遅延させることができる。
Further, since the
そして、貫通穴１２１ａの近傍を除き、基板１２１（第１の凹部１２１ｂ、及び、第２の凹部１２１ｃ）に接着剤１５０を設ける（ＳＴ６）。そして第１の凹部１２１ｂには正極用鉛箔１１１ａを、第２の凹部１２１ｃには負極用鉛箔１１２ａをそれぞれ載置する（ＳＴ７）。
Then, the adhesive 150 is provided on the substrate 121 (the first
具体的には、第１の凹部１２１ｂ内に正極用鉛箔１１１ａを入れる際に、正極用鉛箔１１１ａの柱部用貫通穴１１１ｃにバイポーラプレート１２０の柱部１２３を通す。また同様に、第２の凹部１２１ｃ内に負極用鉛箔１１２ａを入れる際には、負極用鉛箔１１２ａの貫通穴１１２ｃにバイポーラプレート１２０の柱部１２３を通す。
Specifically, when the positive
その上で、コア１６１の領域を中心に、正極側及び負極側から基板１２１の方向に向けて加熱してヒートシールにより導通体１６０と正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａとをそれぞれ接合する（ＳＴ８）。
Then, centering on the area of the
具体的には、図９に示すように、コア１６１の領域を含むように正極側及び負極側から、すなわち、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａの上から加熱装置Ｈを接触させる。これによって、コア１６１が加熱されて溶融し、導通体１６０と正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａとが金属接合される。
Specifically, as shown in FIG. 9, the heating device H is brought into contact with the positive electrode side and the negative electrode side so as to include the area of the
上述したように、コア１６１を構成する金属と導通チップ１６２を構成する金属とは、前者の方が後者よりも融点が低い。従って、加熱装置Ｈを用いて加熱してもコア１６１は溶融するものの、導通チップ１６２及びバイポーラプレート１２０に影響が出ることはない。また、同様に正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａが溶融してしまうことも回避することができる。
As described above, the metal forming the
そして、加熱装置Ｈを用いたヒートシールによって導通体１６０と接合された領域以外の第１の凹部１２１ｂ、第２の凹部１２１ｃには、接着剤１５０が設けられていることから、この領域における正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａは、接着剤１５０を介して基板１２１に接着される（ＳＴ９）。
Since the adhesive 150 is provided in the
そして、正極用鉛箔１１１ａの外縁部の上および第１の凹部１２１ｂの縁部となる基板１２１の上面に接着剤１５０を塗布し、その上にカバープレート１７０を載せて接着剤１５０を硬化させる。これにより、カバープレート１７０を、正極用鉛箔１１１ａの外縁部の上とその外側に連続する基板１２１の部分（第１の凹部１２１ｂの周縁部）の上に亘って固定する。
Then, an adhesive 150 is applied on the outer edge of the positive
以上の工程を経ることによって、正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａ付きバイポーラプレート１２０を得ることができる。そして、この正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０を必要枚数だけ用意する。
Through the above steps, the
＜正極用鉛箔付きエンドプレートの作製工程＞
上述したバイポーラプレート１２０の基板１２１に対して行った、接着剤１５０を設ける処理を、第１のエンドプレート１３０の基板１３１に対しても行う。凹部１３１ｂに接着剤１５０が設けられたら、第１のエンドプレート１３０の基板１３１を、凹部１３１ｂ側を上に向けて作業台に置く。
<Manufacturing process of end plate with lead foil for positive electrode>
The process of providing the adhesive 150 performed on the
正極用鉛箔１１１ａの貫通穴１１１ｃにエンドプレート１３０の柱部１３３を通しながら、この凹部１３１ｂ内に正極用鉛箔１１１ａを配置する。そして、接着剤１５０を介して基板１３１の一面に正極用鉛箔１１１ａを設ける。
The positive
次に、正極用鉛箔１１１ａの外縁部の上および凹部１３１ｂの縁部となる基板１３１の上面に接着剤１５０を塗布し、その上にカバープレート１７０を載せて接着剤１５０を硬化させる。これにより、カバープレート１７０を、正極用鉛箔１１１ａの外縁部の上とその外側に連続する基板１３１の部分の上に亘って固定する。これにより、正極用鉛箔付きエンドプレートを得る。
Next, the adhesive 150 is applied to the outer edge of the positive
＜負極用鉛箔付きエンドプレートの作製工程＞
第１のエンドプレート１３０と同様、基板１４１の凹部１４１ｂに接着剤１５０が設けられたら、第２のエンドプレート１４０の基板１４１を、凹部１４１ｂ側を上に向けて作業台に置く。負極用鉛箔１１２ａの貫通穴１１２ｃに第２のエンドプレート１４０の柱部１４３を通しながら、この凹部１４１ｂ内に負極用鉛箔１１２ａを配置する。そして、接着剤１５０を介して基板１４１の一面に負極用鉛箔１１２ａが設けられた第２のエンドプレート１４０を得る。
<Manufacturing process of end plate with lead foil for negative electrode>
As with the
＜プレート同士を積層して接合する工程＞
先ず、正極用鉛箔１１１ａおよびカバープレート１７０が固定された第１のエンドプレート１３０を、正極用鉛箔１１１ａを上に向けて作業台に置き、カバープレート１７０の中に正極用活物質層１１１ｂを入れて正極用鉛箔１１１ａの上に置く。その際に、正極用活物質層１１１ｂの貫通穴１１１ｄに第１のエンドプレート１３０の柱部１３３を通す。次に、正極用活物質層１１１ｂの上に、セパレータ１１３、負極用活物質層１１２ｂを置く。
<Step of laminating and joining plates>
First, the
次に、この状態の第１のエンドプレート１３０の上に、正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０の負極用鉛箔１１２ａ側を下に向けて置く。その際に、バイポーラプレート１２０の柱部１２３を、セパレータ１１３の貫通穴１１３ａおよび負極用活物質層１１２ｂの貫通穴１１２ｄに通して、第１のエンドプレート１３０の柱部１３３の上に載せるとともに、第１のエンドプレート１３０の枠体１３２の上に、バイポーラプレート１２０の枠体１２２を載せる。
Next, on the
この状態で、第１のエンドプレート１３０を固定し、バイポーラプレート１２０を基板１２１の対角線方向に振動させながら振動溶接を行う。これにより、第１のエンドプレート１３０の枠体１３２の上に、バイポーラプレート１２０の枠体１２２が接合され、第１のエンドプレート１３０の柱部１３３の上にバイポーラプレート１２０の柱部１２３が接合される。
In this state, the
その結果、第１のエンドプレート１３０の上にバイポーラプレート１２０が接合され、第１のエンドプレート１３０とバイポーラプレート１２０とで形成される空間Ｃにセル部材１１０が配置され、バイポーラプレート１２０の上面に正極用鉛箔１１１ａが露出した状態となる。
As a result, the
次に、このようにして得られた、第１のエンドプレート１３０の上にバイポーラプレート１２０が接合されている結合体の上に、正極用活物質層１１１ｂ、セパレータ１１３、および負極用活物質層１１２ｂをこの順に載せた後、さらに、別の正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０を、負極用鉛箔１１２ａ側を下に向けて置く。
Next, the positive electrode active material layer 111b, the separator 113, and the negative electrode active material layer are placed on the thus-obtained assembly in which the
この状態で、この結合体を固定し、別の正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０を基板１２１の対角線方向に振動させながら振動溶接を行う。この振動溶接工程を、必要な枚数のバイポーラプレート１２０が第１のエンドプレート１３０の上に接合されるまで続けて行う。
In this state, this combined body is fixed, and vibration welding is performed while vibrating another
最後に、全てのバイポーラプレート１２０が接合された結合体の最も上側のバイポーラプレート１２０の上に、正極用活物質層１１１ｂ、セパレータ１１３、および負極用活物質層１１２ｂをこの順に載せた後、さらに、第２のエンドプレート１４０を、負極用鉛箔１１２ａ側を下に向けて置く。
Finally, after placing the positive electrode active material layer 111b, the separator 113, and the negative electrode
この状態で、この結合体を固定し、第２のエンドプレート１４０を基板１４１の対角線方向に振動させながら振動溶接を行う。これにより、全てのバイポーラプレート１２０が接合された結合体の最も上側のバイポーラプレート１２０の上に、第２のエンドプレート１４０が接合される。
In this state, the combined body is fixed, and vibration welding is performed while vibrating the
＜注液および化成工程＞
上述の各プレート同士の積層、接合工程において、枠体の対向面同士の振動溶接による接合構造が形成され、対向する枠体の切り欠き部によって、双極型鉛蓄電池１００の例えばＸ方向の一端面の各空間Ｃの位置に、円形の注入穴が形成されている。この注入穴から各空間Ｃの内部に電解液を所定量注液し、セパレータ１１３に電解液を含浸させる。その上で所定の条件で化成することで、双極型鉛蓄電池１００を作製できる。
<Liquid injection and formation process>
In the step of stacking and joining the plates described above, a joining structure is formed by vibration welding of the opposing surfaces of the frames, and the notches of the opposing frames form one end surface of the bipolar lead-
なお、注入穴は、上述のように、予め枠体に切り欠き部を設けることで形成してもよいし、枠体の接合後にドリル等を用いて開けてもよい。 As described above, the injection hole may be formed by providing a notch portion in the frame in advance, or may be opened using a drill or the like after the frame is joined.
以上説明したように、第１の実施の形態における双極型鉛蓄電池１００に関して、基板１２１の貫通穴１２１ａの内部に挿入される導通体１６０は、コア１６１と導通チップ１６２とから構成される。そして、先に貫通穴１２１ａ内に挿入される導通チップ１６２の貫通孔１６２ａにコア１６１が圧入されることによって、導通チップ１６２が貫通穴１２１ａの内面に向けて広がり、導通チップ１６２の外面１６２ｂが貫通穴１２１ａの内面に密着する。
As described above, in bipolar lead-
そのため、導通体１６０によって貫通穴１２１ａを封止することができることになるため、貫通穴１２１ａを介して正極側から負極側へと電解液が移動して液洛が生ずることを低減させ、或いは、沿面距離を稼ぐことで液洛が生ずることを遅延させることで蓄電池の性能維持、長寿命化を図ることができる。
Therefore, since the through
さらに、コア１６１と導通チップ１６２とは別体であることから、コア１６１の直径を自由に設定することができる。正極側と負極側との導通は、導通体１６０の中でも特にコア１６１を介して図られることになるが、導通体１６０をこのような構成としたことから、正極側と負極側の導通を図る際に求められる電流の大きさに合わせてコア１６１の径を設定することができる。換言すれば、コア１６１の径を調整することによって、正極側と負極側との間を流れる電流の大きさを制御することができる。
Furthermore, since the
また、当該コア１６１の領域が加熱されることによって溶融し、導通体１６０と正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａとが接合されることになる。従って、コア１６１と正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａとを確実に接合することによって、正極側と負極側との間において求められる径を確保することができる。
Further, the area of the
また、第１の実施の形態における導通体１６０においては、コア１６１と導通チップ１６２とは別体であることから、コア１６１の径に合わせて導通チップ１６２の貫通孔１６２ａの径を設定することができる。そのため、求められる双極型鉛蓄電池１００の性能に合わせてコア１６１の径を柔軟に変更することができる。
Further, in the
（第１の実施の形態の変形例１）
次に、第１の実施の形態における変形例１について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０及び図１１は、本発明の第１の実施の形態の変形例１における双極型鉛蓄電池１００の製造工程の一部における、貫通穴１２１Ａａ近傍の部分を切断して示す拡大切断断面図である。
(Modification 1 of the first embodiment)
Next, Modification 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 and 11 are enlarged cross-sectional views showing a portion near through-hole 121Aa in a part of the manufacturing process of bipolar lead-
ここで、変形例１における基板１２１Ａに設けられる貫通穴１２１Ａａの形状が、これまで説明してきた貫通穴１２１ａの形状とは異なる。すなわち、例えば、図４に示すように、第１の実施の形態における貫通穴１２１ａは、正極側から負極側に向けて直線状となるように形成されていた。
Here, the shape of the through hole 121Aa provided in the
これに対して、変形例１における貫通穴１２１Ａａは、その内面が貫通穴１２１Ａａの内部に向けて凸状となるように形成されている。そのため図１０に示されているように、変形例１における貫通穴１２１Ａａは、基板１２１Ａの一方の面から他方の面に向けて弧を描くように形成されている。
On the other hand, the through hole 121Aa in Modification 1 is formed such that the inner surface thereof is convex toward the inside of the through hole 121Aa. Therefore, as shown in FIG. 10, the through hole 121Aa in Modification 1 is formed to draw an arc from one surface of the
図１０には、貫通穴１２１Ａａ内に導通体１６０Ａの導通チップ１６２Ａが挿入された状態が示されている。但し、コア１６１Ａが圧入される前の導通チップ１６２Ａと貫通穴１２１Ａａとの間には、隙間が空いている。
FIG. 10 shows a state in which the
そして、当該導通チップ１６２Ａの図面上の上部には、コア１６１Ａが示されている。コア１６１Ａと導通チップ１６２Ａとの間には矢印が示されており、コア１６１Ａがこの矢印の向きに移動して導通チップ１６２Ａの貫通孔１６２Ａａに圧入される。
A
このような形状を備える貫通穴１２１Ａａの内部に挿入された導通チップ１６２Ａにコア１６１Ａが太い矢印の向きに圧入されることによって、これまで説明してきた通り、導通チップ１６２Ａが細い矢印に示す方向に広がり、導通チップ１６２Ａの外面１６２Ａｂが貫通穴１２１Ａａの内面に密着する。
By pressing the core 161A into the
この状態を示すのが図１１である。図１１においては、コア１６１Ａが貫通孔１６２Ａａに圧入されることによって、導通チップ１６２Ａが貫通穴１２１Ａａの内面方向に広がり、その外面１６２Ａｂが貫通穴１２１Ａａの形状に合わせて凹状に変形して貫通穴１２１Ａａの内面に密着している。
FIG. 11 shows this state. In FIG. 11, the
従って、導通体１６０Ａによって貫通穴１２１Ａａを封止することができることになるため、貫通穴１２１Ａａを介して正極側から負極側へと電解液が移動することで生ずる液洛を防止することができる。
Therefore, since the through hole 121Aa can be sealed by the
特に、変形例１において示すような貫通穴１２１Ａａの形状として図１０及び図１１に示す形状を採用することによって、電解液が浸入することが可能な距離である沿面距離を伸ばすことができる。そのため、より液洛が生ずることを低減させ、或いは、沿面距離を稼ぐことで液洛が生ずることを遅延させることで双極型鉛蓄電池１００の性能維持、長寿命化を図ることができる。
In particular, by adopting the shape shown in FIGS. 10 and 11 as the shape of the through hole 121Aa as shown in Modification 1, the creeping distance, which is the distance through which the electrolytic solution can penetrate, can be extended. Therefore, the performance of the bipolar lead-
（第１の実施の形態の変形例２）
次に、第１の実施の形態における変形例２について図１２及び図１３を用いて説明する。図１２及び図１３は、本発明の第１の実施の形態の変形例２における双極型鉛蓄電池１００の製造工程の一部における、貫通穴１２１Ｂａ近傍の部分を切断して示す拡大切断断面図である。
(Modification 2 of the first embodiment)
Next, Modification 2 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 and 13 are enlarged cross-sectional views showing a portion near through-hole 121Ba in a part of the manufacturing process of bipolar lead-
図１２に示すように、変形例２における導通体１６０Ｂは、特にこれまでの導通チップ１６２等とはその形状が大きくことなる。すなわち、これまでの導通チップ１６２等ではその外面が平坦であったところ、変形例２における導通チップ１６２Ｂは、その外面１６２Ｂｂにネジが切られている。また、当該導通チップ１６２Ｂが挿入される基板１２１Ｂの貫通穴１２１Ｂａの内部も合わせてネジが切られている。
As shown in FIG. 12, the
これに対して、コア１６１Ｂの形状及びコア１６１Ｂが圧入される導通チップ１６２Ｂの貫通孔１６２Ｂａの形状については、これまで説明した通りの形状が採用されている。
On the other hand, as for the shape of the
基板１２１Ｂの貫通穴１２１ｂａの内部に導通体１６０Ｂを挿入する工程については、これまで説明した通りである。すなわち、まず、貫通穴１２１Ｂａ内に導通チップ１６２Ｂが挿入される。
The process of inserting the
但し変形例２における導通チップ１６２Ｂは上述したような形状を採用していることから、貫通穴１２１Ｂａへの挿入に当たっては、導通チップ１６２Ｂを回転させながら貫通穴１２１Ｂａ内にねじ込むことになる。
However, since the
なお、導通チップ１６２Ｂを貫通穴１２１Ｂａ内にねじ込む際には、導通チップ１６２Ｂの外面１６２Ｂｂと対向する貫通穴１２１Ｂａの内面との間には、若干の隙間が存在する状態が維持されている。
When the
そして、貫通穴１２１Ｂａの内部に導通チップ１６２Ｂがねじ込まれた後、コア１６１Ｂが貫通孔１６２Ｂａに圧入される。コア１６１Ｂが貫通孔１６２Ｂａに圧入されることによって、導通チップ１６２Ｂが貫通穴１２１Ｂａの内面方向に広がる。
After the
この状態を示すのが図１３である。図１３に示されているように、コアが導通チップ１６２Ｂに圧入されると、導通チップ１６２Ｂの外面１６２Ｂｂは、貫通穴１２１Ｂａの内面に密着することになる。
FIG. 13 shows this state. As shown in FIG. 13, when the core is press-fitted into the
従って、導通体１６０Ｂによって貫通穴１２１Ｂａを封止することができることになるため、貫通穴１２１Ｂａを介して正極側から負極側へと電解液が移動することで生ずる液洛を防止することができる。
Therefore, since the through hole 121Ba can be sealed by the
特に、変形例２において示すような貫通穴１２１Ｂａの形状として図１２及び図１３に示す形状を採用することによって、電解液が浸入することが可能な距離である沿面距離をこれまで以上に伸ばすことができる。そのため、より液洛が生ずることを低減させ、或いは、沿面距離を稼ぐことで液洛が生ずることを遅延させることができ、双極型鉛蓄電池１００の性能維持、長寿命化を図ることができる。
In particular, by adopting the shape shown in FIGS. 12 and 13 as the shape of the through hole 121Ba as shown in Modification 2, the creeping distance, which is the distance through which the electrolytic solution can penetrate, can be extended more than ever. can be done. Therefore, the occurrence of liquid leakage can be further reduced, or the occurrence of liquid leakage can be delayed by increasing the creepage distance, thereby maintaining the performance and extending the life of the bipolar lead-
（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those described in the above-described first embodiment, and the description of the same components will be omitted to avoid duplication.
これまで説明した２つの変形例を含む第１の実施の形態における導通体１６０においては、双極型鉛蓄電池１００の製造を開始する時点で、コア１６１と導通チップ１６２とが別体であることが前提であった。そして、製造工程において導通チップ１６２にコア１６１を圧入することによって、導通チップ１６２の外面１６２ｂを貫通穴１２１ａの内面方向に移動させて貫通穴１２１ａの内面に密着させ、電解液の貫通穴１２１ａへの浸入を防止するものであった。
In the
これに対して、第２の実施の形態における導通体１６０Ｃについては、双極型鉛蓄電池１００の製造を開始する時点で、コア１６１と導通チップ１６２とは既に一体化されている点で相違する。
On the other hand,
なお、コア１６１Ｃと導通チップ１６２Ｃとを一体化して１つの導通体１６０Ｃを製造する方法については、例えば、コア１６１Ｃの周囲に導通チップ１６２Ｃを設ける方法や貫通孔が設けられた導通チップ１６２Ｃにコア１６１Ｃを挿入する方法等、どのような方法を採用しても良い。
As for the method of manufacturing one
図１４は、本発明の第２の実施の形態における導通体１６０Ｃの斜視図である。第２の実施の形態において用いられる導通体１６０Ｃは、コア１６１Ｃと導通チップ１６２Ｃとが一体化されている。従って、これまで説明してきたような、双極型鉛蓄電池１００の製造工程においてコア１６１を導通チップ１６２に圧入するという工程は採用されない。
FIG. 14 is a perspective view of a
但し、導通体１６０において説明した、コア１６１と導通チップ１６２における融点や硬度といったそれぞれの物性については、第２の実施の形態における導通体１６０Ｃ（コア１６１Ｃ及び導通チップ１６２Ｃ）においても当てはまる。
However, the physical properties such as the melting point and hardness of the
次に、第２の実施の形態における導通体１６０Ｃを用いた双極型鉛蓄電池１００の製造工程について、以下、図１５ないし図１９を用いて説明する。図１５は、本発明の第２の実施の形態における双極型鉛蓄電池１００の製造の流れを一部抜き出して示すフローチャートである。また、図１６ないし図１９は、本発明の第２の実施の形態における双極型鉛蓄電池１００の製造工程の一部における、貫通穴１２１ａ近傍の部分を切断して示す拡大切断断面図である。
Next, a manufacturing process of bipolar lead-
なおここでは、双極型鉛蓄電池１００の製造の流れのうち、正負極用鉛箔付きバイポーラプレートの作製工程以外の工程については上述した通りであることから、正負極用鉛箔付きバイポーラプレートの作製工程のみを抜き出して説明する。
Here, in the flow of manufacturing the bipolar lead-
まず、バイポーラプレート１２０を用意し、その貫通穴１２１ａの内部に、コア一体型の導通体１６０Ｃを挿入する（ＳＴ１１）。上述したように、貫通穴１２１ａに挿入する時点で、コア１６１Ｃと導通チップ１６２Ｃとは一体に形成されている。
First, the
図１６では、基板１２１の貫通穴１２１ａの近傍が示されており、その上部にコア一体型の導通体１６０Ｃが示されている。そして、図１６に示す矢印の方向に向けて、導通体１６０Ｃが貫通穴１２１ａの内部に挿入されると、図１７に示すような状態となる。
FIG. 16 shows the vicinity of the through
なおこれまで説明した通り、導通体１６０Ｃの大きさ（Ｘ方向の長さ）については、貫通穴１２１ａへの挿入のしやすさを考慮して、貫通穴１２１ａのＸ方向の長さよりも若干短くなるように形成されている。
As described above, the size (the length in the X direction) of the
従って、貫通穴１２１ａの内部に導通体１６０Ｃが挿入された状態では、図１７に示されている通り、導通チップ１６２Ｃの外面１６２Ｃｂと貫通穴１２１ａの内面との間には隙間が存在している。
Therefore, when the
この状態で、押圧部材Ｓを用いて、コア１６１Ｃの領域を押してかしめる（ＳＴ１２）。図１８は、基板１２１の貫通穴１２１ａに挿入された導通体１６０Ｃに対して、正極側及び負極側から基板１２１に向けて押圧部材Ｓが近づき、コア１６１Ｃの領域を押圧しかしめた後、押圧部材Ｓが導通体１６０Ｃから離間した状態を示している。
In this state, the region of the core 161C is pressed and caulked using the pressing member S (ST12). In FIG. 18, a pressing member S approaches the
すなわち、押圧部材Ｓは、大きな両矢印に示されているように、導通体１６０Ｃに対して近接、接触、離間するように移動する。また、押圧部材Ｓを用いてコア１６１Ｃの領域を押圧してかしめる場合には、図１８に示すように、正極側及び負極側から導通体１６０Ｃを挟み込むように押さえＢが配置されている必要がある。
That is, the pressing member S moves toward, contacts, and separates from the
押圧部材Ｓによって正極側及び負極側からコア１６１Ｃの領域がかしめられることによって、図１８に示す細い矢印の方向に力が掛かり、導通チップ１６２Ｃの外面１６２Ｃｂが貫通穴１２１ａの内面に向かって移動し、密着する。 By crimping the region of the core 161C from the positive electrode side and the negative electrode side by the pressing member S, force is applied in the direction of the thin arrow shown in FIG. ,In close contact.
なお、押圧部材Ｓを用いてかしめる領域については、上述したように、コア１６１Ｃの領域であるが（図１８参照）、例えば、コア１６１Ｃと導通チップ１６２Ｃとが接する領域、或いは、導通チップ１６２Ｃの領域を押圧するようにしても良い。
As described above, the region to be crimped using the pressing member S is the region of the
また、図１８は断面図であることから分かりにくいが、図１４や図１６に示すように、コア１６１Ｃは円柱状に形成されていることから、第２の実施の形態において押圧部材Ｓがコア１６１Ｃに接触する領域も円形状となる。これは円形状にかしめることによって、押圧部材Ｓからの力を均等に導通チップ１６２Ｃに伝えることができるからである。
18 is a cross-sectional view, it is difficult to understand, but as shown in FIGS. The area in contact with 161C is also circular. This is because the force from the pressing member S can be evenly transmitted to the
但し、押圧部材Ｓがコア１６１Ｃに接触する領域は、コア１６１Ｃの形状に合わせてどのような形状としても良い。また、コア１６１Ｃの形状とは異なる形状をもって押圧部材Ｓを形成し、かしめても良い。
However, the region where the pressing member S contacts the core 161C may have any shape according to the shape of the core 161C. Also, the pressing member S may be formed in a shape different from the shape of the
そして、貫通穴１２１ａ近傍を除き、基板１２１に接着剤１５０を設け、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａをそれぞれの配置位置に載置した後、導通体１６０Ｃのコア１６１Ｃの領域を中心に正極側及び負極側から加熱してヒートシールによる接合を行う。併せて、その他の接着剤１５０が設けられた領域においては、接着剤１５０を介して基板１２１に正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａを設ける（ＳＴ１３ないしＳＴ１６）。
Then, the adhesive 150 is applied to the
図１９は、コア１６１Ｃの部分を中心に加熱装置Ｈを用いてヒートシールを行う状態を示している。加熱装置Ｈが正極側、負極側から、すなわち、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａの上からコア１６１Ｃの部分を加熱することによってコア１６１Ｃが溶融して、加熱装置Ｈによって導通体１６０Ｃに接触した正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａとの間で金属接合される。
FIG. 19 shows a state in which heat sealing is performed using the heating device H centering on the core 161C portion. The heating device H heats the core 161C from the positive electrode side and the negative electrode side, that is, from above the positive
以上説明したように、基板１２１の貫通穴１２１ａの内部に挿入される導通体１６０Ｃは、コア１６１Ｃと導通チップ１６２Ｃとから構成される一体型の導通体である。そして、貫通穴１２１ａ内に挿入された導通体１６０Ｃのコア１６１Ｃの部分を押圧部材Ｓによってかしめることによって、導通体１６０Ｃが貫通穴１２１ａの内面に向けて広がる。従って、導通チップ１６２Ｃの外面１６２Ｃｂが貫通穴１２１ａの内面に密着する。
As described above, the
そのため、導通体１６０Ｃによって貫通穴１２１ａを封止することができることになるため、貫通穴１２１ａを介して正極側から負極側へと電解液が移動して液洛が生ずることを低減させ、或いは、沿面距離を稼ぐことで液洛が生ずることを遅延させることで蓄電池の性能維持、長寿命化を図ることができる。
Therefore, since the through
さらに、導通体１６０Ｃはコア１６１と導通チップ１６２との一体型ではあるものの、正極側と負極側の導通を図る際に求められる電流の大きさに合わせてコア１６１Ｃの径を自由に設定することができる。換言すれば、コア１６１Ｃの径を調整することによって、正極側と負極側との間を流れる電流の大きさを制御することができる。
Furthermore, although the
また、当該コア１６１Ｃの領域が加熱されることによって溶融し、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａと接合されることになる。従って、コア１６１Ｃと正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａとを確実に接合することによって、正極側と負極側との間において求められる径を確保することができる。
Further, the area of the core 161C is melted by being heated, and is joined to the positive
また、第２の実施の形態における導通体１６０Ｃは、第１の実施の形態における導通体１６０Ｃ等とは異なり、コア１６１と導通チップ１６２とは一体であるが、一体型の導通体６０Ｃを作製する際にコア１６１Ｃの径に合わせて導通チップ１６２Ｃの貫通孔１６２Ｃａの径を設定することができる。そのため、求められる双極型鉛蓄電池１００の性能に合わせてコア１６１Ｃの径を柔軟に変更することができる。
In addition, unlike the
なお、第１及び第２の実施の形態において導通体１６０等と正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａとを接合するために加熱装置Ｈを用いる。これまでの説明においては、正極側と負極側から加熱装置Ｈで導通体１６０等を挟み込むように加熱することを前提としていたが、正極側と負極側と、それぞれ独立して加熱を行うこととしても良い。
In the first and second embodiments, the heating device H is used to join the
また、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａが基板１２１に設けられる際には、導通体１６０等が挿入される貫通穴１２１ａの近傍を除いて接着剤１５０が用いられることを前提にこれまで説明してきた。但し、予め基板１２１上に金属層を設けておき、当該金属層を介してヒートシールにより基板１２１に正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａを設けることも可能である。また、接着剤１５０や金属層に代えて、例えば、両面テープのような材料を用いることも可能である。
Further, when the positive
さらに、本発明の第１及び第２の実施の形態においては、貫通穴１２１ａに挿入された導通体１６０等の外面１６２ｂが貫通穴１２１ａの内面に向かって移動して密着することによって、貫通穴１２１ａを封止することとしている。この際、導通体１６０等の外面１６２ｂと貫通穴１２１ａとの間には特段何も存在せず、両者が接しているのみである。
Furthermore, in the first and second embodiments of the present invention, the
但し、外面１６２ｂと貫通穴１２１ａの内面との間に、例えば、接着剤等の封止材を介在させることによって、導通体１６０による貫通穴１２１ａの封止を行うことも可能である。この場合には、これまでもより確実に貫通穴１２１ａを封止することができるので、一層電解液による液洛が生ずることを低減させ、或いは、沿面距離を稼ぐことで液洛が生ずることを遅延させることができる。
However, it is also possible to seal the through
なお、上述したように、本発明の実施の形態においては双極型鉛蓄電池を例に挙げて説明した。但し、集電板に鉛ではなく他の金属（例えば、アルミニウム、銅、ニッケル）や合金、導電性樹脂を用いるような他の蓄電池においても上記説明内容が当てはまる場合には、当然その適用を排除するものではない。 As described above, the bipolar lead-acid battery has been described as an example in the embodiments of the present invention. However, if the above description applies to other storage batteries that use other metals (e.g., aluminum, copper, nickel), alloys, and conductive resins instead of lead for the current collector plate, the application is naturally excluded. not something to do.
１００・・・双極型鉛蓄電池
１１０・・・セル部材
１１１・・・正極
１１２・・・負極
１１１ａ・・・正極用鉛箔
１１２ａ・・・負極用鉛箔
１１１ｂ・・・正極用活物質層
１１２ｂ・・・負極用活物質層
１１３・・・セパレータ
１２０・・・バイポーラプレート
１２１・・・バイポーラプレートの基板
１２１ａ・・・基板の貫通穴
１２２・・・バイポーラプレートの枠体
１３０・・・第１のエンドプレート
１３１・・・第１のエンドプレートの基板
１３２・・・第１のエンドプレートの枠体
１４０・・・第２のエンドプレート
１４１・・・第２のエンドプレートの基板
１４２・・・第２のエンドプレートの枠体
１５０・・・接着剤
１６０～１６０Ｃ・・・導通体
１６１～１６１Ｃ・・・コア
１６２～１６２Ｃ・・・導通チップ
１６２ａ～１６２Ｃａ・・・貫通孔
１６２ｂ～１６２Ｃｂ・・・外面
１７０・・・カバープレート
Ｃ・・・セル（セル部材を収容する空間）
Ｈ・・・加熱装置
Ｓ・・・押圧部材
DESCRIPTION OF
H... Heating device S... Pressing member
Claims (12)
複数の前記セル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、前記セル部材の前記正極の側および前記負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、前記セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、
前記基板を貫通して設けられる貫通穴と、
前記貫通穴に挿入され、前記正極側と前記負極側との導通を図る導通体と、を備え、
前記導通体は、前記導通体の中央部に位置するコアと、前記導通体の中央部を貫通する貫通孔を有する導通チップと、からなり、前記貫通穴の内面と前記内面と対向する前記導通チップの外面とが密着していることを特徴とする双極型蓄電池。 A positive electrode having a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer, a negative electrode having a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode are provided with a space therebetween. a cell member arranged in a stack;
a substrate covering at least one of the positive electrode side and the negative electrode side of the cell member and forming a plurality of spaces for individually accommodating the plurality of cell members; and a frame surrounding the side surface of the cell member. a space-forming member including;
a through hole provided through the substrate;
a conductor that is inserted into the through-hole and establishes electrical continuity between the positive electrode side and the negative electrode side;
The conductor includes a core located in the central portion of the conductor, and a conduction chip having a through hole penetrating the central portion of the conductor. A bipolar storage battery characterized by being in close contact with the outer surface of a chip.
前記貫通孔にコアを圧入する工程と、
前記一方の面に前記正極用集電体を配置する工程と、
前記他方の面に前記負極用集電体を配置する工程と、
配置された前記正極用集電体側から前記コアを含む近傍に対して前記基板方向に加熱し前記基板の前記一方の面に前記正極用集電体を接合する工程と、
配置された前記負極用集電体側から前記コアを含む近傍に対して前記基板方向に加熱し前記基板の前記他方の面に前記負極用集電体を接合する工程と、
を備えることを特徴とする双極型蓄電池の製造方法。 a step of inserting a conducting chip having a through-hole into a through-hole penetrating through one surface and the other surface of a substrate of a space forming member on which a positive electrode current collector and a negative electrode current collector are provided;
a step of press-fitting a core into the through-hole;
disposing the positive electrode current collector on the one surface;
disposing the negative electrode current collector on the other surface;
a step of heating the vicinity including the core from the disposed positive electrode current collector side in the direction of the substrate to bond the positive electrode current collector to the one surface of the substrate;
a step of heating the vicinity including the core from the arranged negative electrode current collector side toward the substrate to bond the negative electrode current collector to the other surface of the substrate;
A method for manufacturing a bipolar storage battery, comprising:
前記コアを含む領域を前記基板の前記正極側及び前記負極側の両側からかしめる工程と、
前記一方の面に前記正極用集電体を配置する工程と、
前記他方の面に前記負極用集電体を配置する工程と、
配置された前記正極用集電体側から前記コアを含む近傍に対して前記基板方向に加熱し前記基板の前記一方の面に前記正極用集電体を接合する工程と、
配置された前記負極用集電体側から前記コアを含む近傍に対して前記基板方向に加熱し前記基板の前記他方の面に前記負極用集電体を接合する工程と、
を備えることを特徴とする双極型蓄電池の製造方法。 A conduction comprising: a core connected to a positive electrode current collector and a negative electrode current collector to achieve electrical continuity between the positive electrode side and the negative electrode side; and a conductive chip having the core inserted into a through hole provided in the center thereof. a step of inserting the body into a through hole penetrating through one surface and the other surface of a substrate of a space forming member on which the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are provided;
a step of crimping the region including the core from both the positive electrode side and the negative electrode side of the substrate;
disposing the positive electrode current collector on the one surface;
disposing the negative electrode current collector on the other surface;
a step of heating the vicinity including the core from the arranged positive electrode current collector side in the direction of the substrate to bond the positive electrode current collector to the one surface of the substrate;
a step of heating the vicinity including the core from the disposed negative electrode current collector side in the direction of the substrate to bond the negative electrode current collector to the other surface of the substrate;
A method for manufacturing a bipolar storage battery, comprising:
複数の前記セル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、前記セル部材の前記正極の側および前記負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、前記セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、
前記基板を貫通して設けられる貫通穴と、
前記貫通穴に挿入され、前記正極側と前記負極側との導通を図る導通体と、を備え、
前記導通体は、前記導通体の中央部に位置するコアと、前記導通体の中央部に前記コアが挿入される貫通孔を有する導通チップと、からなることを特徴とする双極型蓄電池。
A positive electrode having a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer, a negative electrode having a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode are provided with a space therebetween. a cell member arranged in a stack;
a substrate covering at least one of the positive electrode side and the negative electrode side of the cell member and forming a plurality of spaces for individually accommodating the plurality of cell members; and a frame surrounding the side surface of the cell member. a space-forming member including;
a through hole provided through the substrate;
a conductor that is inserted into the through-hole and establishes electrical continuity between the positive electrode side and the negative electrode side;
A bipolar storage battery, wherein the conductor comprises a core located in the center of the conductor, and a conductive tip having a through hole into which the core is inserted in the center of the conductor.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2021183628A JP2023071050A (en) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | Bipolar storage battery and method for manufacturing bipolar storage battery |
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| JP2021183628A JP2023071050A (en) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | Bipolar storage battery and method for manufacturing bipolar storage battery |
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