JP2024035889A - 蓄電モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】集電体の変形を抑制しつつ積層体の局所的な厚みの増大を抑制可能な蓄電モジュールを提供する。【解決手段】蓄電モジュール１は、集電体１５と検出線３０とを有する電極が第１方向Ｄ１に積層されて構成された電極積層体１０と、電極積層体１０に設けられ第１方向Ｄ１に隣り合う集電体１５の間の内部空間Ｓを封止するための封止体２０と、を備える。封止体２０は、複数の電極のそれぞれに溶着された複数のシール材２１と、シール材２１の間に配置され、内部空間Ｓを形成する樹脂製の複数のスペーサ２２と、シール材２１の第１端面２１ｓとスペーサ２２の第２端面２２ｓとによって形成された外側面２０ｓと、を有する。検出線３０は、集電体１５から延出されて外側面２０ｓから引き出されている。【選択図】図２

Description

本開示は、蓄電モジュールに関する。

特許文献１には、双極型二次電池が記載されている。この二次電池では、集電体の一方の面に正極層が形成され、他方の面に負極層が形成された双極型電極を、電解質層を挟んで複数枚直列に配設し、これにより正極層、電解質層および負極層の積層構造からなる単電池層を積層した形の電池要素を構成している。また、単電池層の外周部には集電体間を絶縁するシール材が設けられている。シール材は、集電体の正極層及び負極層よりの外方向に延在する延在部に設けられている。集電体には、電圧測定用又は温度検出用の検出要素が配置されて接触させられている。

特開２００８－１１７６２６号公報

特許文献１に記載の双極型二次電池等の製造の際に、樹脂製のシール材を金属製の集電体に溶着する場合、シール材の線膨張係数と集電体の線膨張係数とに差があることから、溶着後のシール材の収縮によって集電体にシワ等の変形が生じるおそれがある。これに対して、シール材を薄くするほど、集電体へのシール材の収縮の影響が小さくなるため、シール材の厚さをなるべく薄くすることが望ましいと考えられる。

一方で、集電体と集電体に接合された検出要素としての検出線とを含む電極を積層して積層体を構成する場合、検出線の接合箇所において検出線の厚みが積算され、積層体の厚みが局所的に増大するおそれがある。この場合、シール材を厚くしてシール材の弾性変形量を確保し、当該シール材の弾性変形により検出線の厚みの増分を吸収することが考えられる。すなわち、この場合には、シール材を厚くして積層体の局所的な厚みの増大を抑制することが望ましいと考えられる。

本開示は、集電体の変形を抑制しつつ積層体の局所的な厚みの増大を抑制可能な蓄電モジュールを提供することを目的とする。

本開示に係る蓄電モジュールは、活物質層が設けられた集電体と集電体に接合された検出線とを有する電極が第１方向に沿って複数積層されて構成された電極積層体と、電極積層体を取り囲むように電極積層体に設けられ、第１方向に隣り合う集電体の間の内部空間を封止するための封止体と、を備え、封止体は、複数の電極のそれぞれに溶着された樹脂製の複数のシール材と、第１方向に隣り合うシール材の間のそれぞれに配置され、シール材と共に内部空間を形成する樹脂製の複数のスペーサと、シール材とスペーサとが互いに溶着されることにより、シール材の内部空間と反対側の第１端面とスペーサの内部空間と反対側の第２端面とによって形成された外側面と、を有し、複数のシール材のそれぞれは、集電体と当該集電体に接合された検出線とに溶着されており、検出線は、集電体から延出され、第１方向に交差する第２方向に沿って外側面から引き出されている。

この蓄電モジュールでは、集電体と集電体に接合された検出線とを有する電極を第１方向に沿って積層することで電極積層体が構成されている。電極積層体には、集電体間の内部空間を封止するための封止体が設けられている。封止体は、集電体と検出線とに接合されたシール材と、第１方向に隣り合うシール材の間に配置されてシール材と共に内部空間を形成するスペーサと、を含む。検出線は、シール材とスペーサとが溶着されて形成される封止体の外側面から引き出されている。このように、この蓄電モジュールでは、集電体（及び検出線）に溶着される樹脂部材としてシール材が設けられつつ、シール材の間に別の樹脂部材としてスペーサが設けられている。このため、シール材を薄くしてシール材の収縮による集電体への影響を低減しつつ、スペーサにて樹脂部材の弾性変形量を確保し、検出線の厚みの増分を吸収することを図ることが可能となる。よって、この蓄電モジュールでは、集電体の変形を抑制しつつ電極積層体の局所的な厚みの増大を抑制可能である。

本開示に係る蓄電モジュールでは、外側面は、検出線の外側面からの引出部分において第２方向に突出する突出部を含んでもよい。シール材とスペーサとを溶着して外側面を形成する際、検出線の引出部分の周辺では検出線に熱が逃げてしまうことで、シール材とスペーサとが十分に溶着できず、封止性が低下するおそれがある。したがって、この場合、検出線の引出部分に対して、封止体の外側面に突出部を設けて樹脂量を多く確保することにより、当該引出部分の周辺においてもシール材及びスペーサ同士をより確実に溶着することができ、封止性が向上される。

本開示に係る蓄電モジュールでは、複数の検出線の引出部分は、第１方向に隣り合う引出部分が第１方向及び第２方向に交差する第３方向について異なる位置に設けられることにより、第３方向について複数の位置に分散されており、突出部は、第３方向について複数の位置にわたる幅で形成されていてもよい。この場合、第１方向に隣り合う検出線の引出部分が第３方向に異なる位置とされることにより、第１方向における検出線同士の離隔が確保される。また、このとき、検出線の引出部分が設けられる複数の位置にわたる幅でシール材に突出部を形成することにより、引出部分の複数の位置のそれぞれに対応する突出部が設けられた複数種類のシール材を製造する場合と比較して、シール材の準備が容易となる。

本開示に係る蓄電モジュールでは、複数の検出線のうちの少なくとも２つは、第１方向からみて互いに重なるように配置されており、第１方向からみて互いに重なる検出線の引出部分のそれぞれにおける突出部は、第１方向について互いに離間していてもよい。この場合、外側面における検出線の引出部分に凹凸が形成されることで、第１方向に隣り合う検出線の間の沿面距離が長くなるため、検出線同士の短絡が抑制される。

本開示に係る蓄電モジュールでは、集電体と検出線とは、互いに異なる金属により構成されており、検出線を構成する金属の熱伝導率は、集電体を構成する金属の熱伝導率よりも低くてもよい。この場合、シール材とスペーサとの溶着により外側面を形成する際の熱が、検出線を介して集電体へ逃げることを抑制し、シール材とスペーサとの溶着不良が抑制される。

本開示に係る蓄電モジュールでは、集電体及び検出線は、金属により構成されており、シール材は、酸変性された樹脂により構成されていてもよい。この場合、シール材と集電体及び検出線との接合強度が確保されて封止性が向上される。

本開示に係る蓄電モジュールでは、シール材とスペーサとが第１方向に沿って重なる部分において、検出線は、シール材に埋設されていてもよい。この場合、シール材とスペーサとが重なる部分において、検出線が金属と好適に接合可能な酸変性された樹脂からなるシール材に埋設されている。よって、当該部分において、スペーサが酸変性された樹脂でなくても、シール材との相溶により確実な封止を行うことが可能となる。

本開示に係る蓄電モジュールでは、検出線における第１方向に沿って集電体とシール材とに挟まれた部分には、切欠きが設けられていてもよい。この場合、切欠きによるアンカー効果により、検出線の抜けが抑制される。特に、当該切欠きが、検出線における集電体とシール材とに挟まれた部分に設けられているので、集電体及び検出線にシール材を溶着した時点から、当該アンカー効果が発揮されて検出線の抜けが抑制される。

本開示によれば、集電体の変形を抑制しつつ積層体の局所的な厚みの増大を抑制可能な蓄電モジュールを提供することができる。

図１は、本実施形態に係る蓄電モジュールの模式的な平面図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿っての概略断面図である。 図３は、集電体と検出線とシール材との関係を示す平面図である。

以下、一実施形態に係る蓄電モジュールについて、図面を参照して説明する。各図の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。また、各図には、第１方向Ｄ１を規定する第１軸、第２方向Ｄ２を規定する第２軸、及び、第３方向Ｄ３を規定する第３軸からなる直交座標系が示される場合がある。

図１は、本実施形態に係る蓄電モジュールの模式的な平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿っての概略断面図である。図１，２に示される蓄電モジュール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に用いられる蓄電モジュールである。蓄電モジュール１は、例えばニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等の二次電池である。蓄電モジュール１は、電気二重層キャパシタであってもよいし、全固体電池であってもよい。ここでは、蓄電モジュール１がリチウムイオン二次電池である場合を例示する。

蓄電モジュール１は、電極積層体１０と封止体２０とを備えている。電極積層体１０は、第１方向Ｄ１に沿って積層された複数の電極を含む。複数の電極は、複数のバイポーラ電極１１と、正極終端電極１２と、負極終端電極１３と、を含む。互いに隣り合う電極の間には、セパレータ１４が介在されている。

バイポーラ電極１１は、集電体１５と、正極活物質層１６と、負極活物質層１７と、を有している。集電体１５は、例えば矩形シート状を呈している。正極活物質層１６は、集電体１５の一方面１５ａに設けられている。負極活物質層１７は、集電体１５の他方面１５ｂに設けられている。複数のバイポーラ電極１１は、一のバイポーラ電極１１の正極活物質層１６と別のバイポーラ電極１１の負極活物質層１７とが対向するように積層されている。ここでは、集電体１５の一方面１５ａは、第１方向Ｄ１の一方を向く面であり、集電体１５の他方面１５ｂは、第１方向Ｄ１の他方を向く面である。

正極活物質層１６及び負極活物質層１７は、第１方向Ｄ１からみて矩形状である。負極活物質層１７は、第１方向Ｄ１から見て正極活物質層１６よりも一回り大きい。つまり、第１方向Ｄ１から見た平面視において、正極活物質層１６の形成領域の全体が負極活物質層１７の形成領域内に位置している。

正極終端電極１２は、集電体１５と、集電体１５の一方面１５ａに設けられた正極活物質層１６と、を有している。正極終端電極１２は、集電体１５の他方面１５ｂにおいて正極活物質層１６及び負極活物質層１７を有していない。つまり、正極終端電極１２の集電体１５の他方面１５ｂには、活物質層が設けられていない。正極終端電極１２は、電極積層体１０の第１方向Ｄ１の一端部においてバイポーラ電極１１に積層されている。正極終端電極１２は、その正極活物質層１６がバイポーラ電極１１の負極活物質層１７に対向するようにバイポーラ電極１１に積層されている。

負極終端電極１３は、集電体１５と、集電体１５の他方面１５ｂに設けられた負極活物質層１７と、を有している。負極終端電極１３は、集電体１５の一方面１５ａにおいて正極活物質層１６及び負極活物質層１７を有していない。つまり、負極終端電極１３の集電体１５の一方面１５ａには、活物質層が設けられていない。負極終端電極１３は、電極積層体１０の第１方向Ｄ１の正極終端電極１２と反対側の端部においてバイポーラ電極１１に積層されている。負極終端電極１３は、その負極活物質層１７がバイポーラ電極１１の正極活物質層１６に対向するようにバイポーラ電極１１に積層されている。

セパレータ１４は、隣り合うバイポーラ電極１１の間、正極終端電極１２とバイポーラ電極１１の間、及び、負極終端電極１３とバイポーラ電極１１との間に配置されている。セパレータ１４は、正極活物質層１６と負極活物質層１７との間に介在している。セパレータ１４は、正極活物質層１６と負極活物質層１７とを隔離することで、隣り合う電極の接触による短絡を防止しつつ、リチウムイオン等の電荷担体を通過させる。

集電体１５は、リチウムイオン二次電池の放電又は充電の間、正極活物質層１６及び負極活物質層１７に電流を流し続けるための化学的に不活性な電気伝導体である。集電体１５の材料は、例えば、金属材料、導電性樹脂材料又は導電性無機材料等である。導電性樹脂材料としては、例えば、導電性高分子材料又は非導電性高分子材料に必要に応じて導電性フィラーが添加された樹脂等が挙げられる。集電体１５は、複数の層を備えていてもよい。この場合、集電体１５の各層は、上記の金属材料及び／又は導電性樹脂材料を含んでいてもよい。

集電体１５の表面には、被覆層が形成されていてもよい。当該被覆層は、例えばメッキ処理又はスプレーコート等の公知の方法によって形成されていてもよい。集電体１５は、例えば、板状、箔状（例えば金属箔）、フィルム状又はメッシュ状等を呈していてもよい。金属箔としては、例えば、アルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔、チタン箔又はステンレス鋼箔等が挙げられる。集電体１５は、上記の金属の合金箔又は複数の金属箔を一体化させた箔であってもよい。集電体１５が箔状を呈している場合、集電体１５の厚さは、例えば、１μｍ～２００μｍであってもよい。本実施形態では、集電体１５は、アルミニウム箔と銅箔とを一体化させた箔である。

正極活物質層１６は、リチウムイオン等の電荷担体を吸蔵及び放出し得る正極活物質を含んでいる。正極活物質としては、例えば、層状岩塩構造を有するリチウム複合金属酸化物、スピネル構造を有する金属酸化物、ポリアニオン系化合物等が挙げられる。正極活物質は、リチウムイオン二次電池に使用可能なものであればよい。正極活物質層１６は、複数の正極活物質を含んでいてもよい。本実施形態では、正極活物質層１６は、複合酸化物としてのオリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）を含んでいる。

負極活物質層１７は、リチウムイオン等の電荷担体を吸蔵及び放出し得る負極活物質を含んでいる。負極活物質は、単体、合金又は化合物のいずれであってもよい。負極活物質としては、例えば、Ｌｉ、炭素、金属化合物等が挙げられる。負極活物質は、リチウムと合金化可能な元素もしくはその化合物等であってもよい。炭素としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、ハードカーボン（難黒鉛化性炭素）又はソフトカーボン（易黒鉛化性炭素）等が挙げられる。人造黒鉛としては、例えば、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ等が挙げられる。リチウムと合金化可能な元素としては、シリコン（ケイ素）又はスズ等が挙げられる。本実施形態では、負極活物質層１７は、炭素系材料としての黒鉛を含んでいる。

正極活物質層１６及び負極活物質層１７のそれぞれ（以下、単に「活物質層」という場合がある）は、必要に応じて電気伝導性を高めるための導電助剤、結着剤、電解質（ポリマーマトリクス、イオン伝導性ポリマー、電解液等）、イオン伝導性を高めるための電解質支持塩（リチウム塩）等をさらに含み得る。導電助剤は、各電極（バイポーラ電極１１、正極終端電極１２、負極終端電極１３）の導電性を高めるために添加される。導電助剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック又はグラファイト等である。

結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂、アクリル酸又はメタクリル酸等のアクリル系樹脂、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸アンモニウム等のアルギン酸塩、水溶性セルロースエステル架橋体、デンプン－アクリル酸グラフト重合体等が挙げられる。これらの結着剤は、単独で又は複数で用いられ得る。溶媒には、例えば、水、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）等が用いられる。

セパレータ１４は、例えば、電解質を吸収保持するポリマーを含む多孔性シート又は不織布であってもよい。セパレータ１４の材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリエステル等が挙げられる。セパレータ１４は、単層構造又は多層構造を有していてもよい。多層構造は、例えば、接着層又は耐熱層としてのセラミック層等を有していてもよい。セパレータ１４には、電解質が含浸されていてもよい。セパレータ１４に含浸される電解質は、非水溶媒と非水溶媒に溶解された電解質塩とを含む液体電解質（電解液）である。

電解液の電解質塩としては、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＦＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２等の公知のリチウム塩が用いられていてもよい。また、非水溶媒としては、環状カーボネート類、環状エステル類、鎖状カーボネート類、鎖状エステル類、エーテル類等の公知の溶媒が用いられていてもよい。なお、二種以上のこれらの公知の溶媒材料が組合せて用いられていてもよい。

ここで、集電体１５には、検出線３０が設けられている。検出線３０は、ここでは、集電体１５の他方面１５ｂ上に配置されて接合（例えば超音波溶着）されている。一例として、検出線３０は、全ての電極の集電体１５に１つずつ設けられている。これにより、蓄電モジュール１では、第１方向Ｄ１に沿って隣り合う一対の検出線３０を用いて、互いに隣り合う電極により構成されるセルの電池状態（例えば電圧）を検出することが可能となる。検出線３０は、一例として電圧検出線である。

検出線３０は、長尺の箔状を呈し、例えば金属からなる。より具体的には、集電体１５及び検出線３０は、互いに異なる金属により構成されてもよく、その場合、検出線３０を構成する金属の熱伝導率は、集電体１５を構成する金属の熱伝導率よりも低くてもよい。本実施形態では、検出線３０はステンレス箔である。

封止体２０は、電極積層体１０を取り囲むように、電極積層体１０の周縁部に枠状に形成されている。封止体２０は、集電体１５それぞれの周縁部１５ｃにおいて、集電体１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂのそれぞれに接合（溶着）され得る。封止体２０は、第１方向Ｄ１に隣り合う集電体１５の間に内部空間Ｓを形成すると共に、当該内部空間Ｓのそれぞれを封止するためのものである。それぞれの内部空間Ｓには、電解質（例えば電解液）が収容されている。封止体２０は電解液の外部への透過を防止し得る。

また、封止体２０は、電極積層体１０の外部から内部空間Ｓへの水分等の侵入を抑制し得る。封止体２０は、例えば、充放電反応等により各電極で発生したガスが蓄電モジュール１の外部に漏れることを防止し得る。セパレータ１４の縁部は、封止体２０に接合されている。封止体２０は、絶縁材料を含んでいる。封止体２０の材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、酸変性ポリプロピレン、酸変性ポリエチレン、アクリロニトリルスチレン樹脂等の種々の樹脂材料が挙げられる。

封止体２０は、樹脂製の複数のシール材２１と樹脂製の複数のスペーサ２２と溶着端部２３とを含む。シール材２１は、集電体１５のそれぞれに設けられている。したがって、シール材２１は、第１方向Ｄ１に沿って互いに積層されている。シール材２１は、第１方向Ｄ１からみて枠状（ここでは矩形枠状）であり、集電体１５の周縁部１５ｃに設けられている。シール材２１は、集電体１５の一方面１５ａから端面を経て他方面１５ｂに至るように設けられ、周縁部１５ｃを被覆している。シール材２１は、集電体１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂに溶着され得る。ここでは、シール材２１は、集電体１５と集電体１５に接合された検出線３０とに溶着されている。

スペーサ２２は、第１方向Ｄ１に隣り合うシール材２１のそれぞれの間に介在するように配置されている。これにより、スペーサ２２は、隣り合うシール材２１の間、すなわち、隣り合う集電体１５の間のスペースを保持し、シール材２１と共に内部空間Ｓを形成している。スペーサ２２は、第１方向Ｄ１からみて枠状（ここでは矩形枠状）を呈しており、第１方向Ｄ１からみて集電体１５の周縁部１５ｃ上に配置されている。ここでは、セパレータ１４の端部は、シール材２１とスペーサ２２との間に挟まれて保持されている。セパレータ１４は、シール材２１及びスペーサ２２の少なくとも一方に溶着され得る。

溶着端部２３は、複数のシール材２１と複数のスペーサ２２の内部空間Ｓと反対側の端部が溶着されて一体化されることにより形成されている。溶着端部２３は、第１方向Ｄ１から見て、電極積層体１０を取り囲むように枠状を呈しており、封止体２０の外周部を構成している。したがって、封止体２０は、シール材２１とスペーサ２２とが互いに溶着されることにより、シール材２１の内部空間Ｓと反対側の第１端面２１ｓとスペーサ２２の内部空間Ｓと反対側の第２端面２２ｓとによって形成された外側面２０ｓ（溶着端部２３の外側面）を有する。

検出線３０は、集電体１５から延出され、第１方向Ｄ１に交差（直交）する第２方向Ｄ２に沿って外側面２０ｓから引き出されている。ここでは、外側面２０ｓは、シール材２１及びスペーサ２２の外形に応じて、矩形筒状を呈しており、４つの面を有している。外側面２０ｓからの検出線３０の引出部分２０ｐは、外側面２０ｓを構成する当該４つの面のうちの１つの面に集約されている。

一方、第１方向に隣り合う検出線３０の引出部分２０ｐは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に交差（直交）する第３方向Ｄ３について、互いに異なる位置に設けられている。図示の例では、検出線３０の引出部分２０ｐは、第３方向Ｄ３についての位置が互い違いになるように第１方向Ｄ１に沿って配列されている。すなわち、検出線３０の引出部分２０ｐは、第３方向Ｄ３について複数（ここでは２つ）の位置に分散されている。一方、複数の検出線３０のうちの少なくとも２つ（図示の例では半数）は、第１方向Ｄ１からみて互いに重なるように配置されている。

なお、検出線３０における外側面２０ｓよりも電極積層体１０側の部分は、シール材２１とスペーサ２２の２２とが第１方向Ｄ１に沿って重なる部分において、シール材２１に埋設されている。ここでは、検出線３０は、シール材２１の内部にて終端されており、検出線３０における外側面２０ｓよりも電極積層体１０側の部分の全体が、シール材２１に埋設されて覆われている。これにより、検出線３０は、スペーサ２２に接しない。

また、シール材２１の材料は、上記の封止体２０の材料から適宜選択され得るが、一例として、酸変性された樹脂である。これにより、集電体１５及び検出線３０が金属からなる場合に、シール材２１と集電体１５及び検出線３０との接合強度が確保される。一方、スペーサ２２の材料についても、上記の封止体２０の材料から適宜選択され得るが、酸変性された樹脂でなくてもよい。

ここで、封止体２０の外側面２０ｓは、検出線３０の引出部分２０ｐにおいて、第２方向Ｄ２（検出線３０の引出方向）に沿って電極積層体１０と反対側に突出する突出部２１ｋを含む。突出部２１ｋは、例えば、溶着端部２３を形成する前にシール材２１の第１端面２１ｓを第２方向Ｄ２に沿って突出させておくことで形成され得る。上述したように、検出線３０の引出部分２０ｐは、外側面２０ｓを構成する４つの面のうちの１つの面に集約されている。

このため、突出部２１ｋも、外側面２０ｓを構成する４つの面のうちの１つの面のみに形成されている。また、突出部２１ｋは、第３方向Ｄ３について、引出部分２０ｐが設けられた複数（ここでは２つ）の位置にわたる幅で形成されている。ここでは、第１方向Ｄ１からみたとき、全ての検出線３０の引出部分２０ｐにわたるように１つの突出部２１ｋが設けられる。

第１方向Ｄ１からみて互いに重なる検出線３０の引出部分２０ｐのそれぞれにおける突出部２１ｋ（第１方向Ｄ１からみて互いに重なる突出部２１ｋ）は、第１方向Ｄ１について互いに離間している。したがって、封止体２０の外側面２０ｓには、それらの隣り合う突出部２１ｋの間の領域（例えばスペーサ２２の第２端面２２ｓに対応する領域）において、第２方向Ｄ２に沿って電極積層体１０側に窪む凹部２２ｋが形成されることとなる。溶着端部２３を形成する際、溶融したシール材２１及びスペーサ２２が互いに相溶するため、突出部２１ｋから凹部２２ｋにかけて溶融した樹脂が流動し、シール材２１とスペーサ２２との間における樹脂量が多く確保される。また、突出部２１ｋと凹部２２ｋとは、なだらかに接続されている。

図３は、集電体と検出線とシール材との関係を示す平面図である。図３では、シール材２１が破線で示されている。図３に示されるように、シール材２１は、第１方向Ｄ１からみて集電体１５と重なると共に集電体１５に溶着される第１領域ＡＲ１と、第１方向Ｄ１からみて集電体１５の外側に位置する第２領域ＡＲ２と、を含む。第２領域ＡＲ２は、スペーサ２２との相溶により溶着端部２３を構成する領域である。第２領域ＡＲ２は、図示の例のように、集電体１５の外縁より離間していてもよい。すなわち、シール材２１のうちの集電体１５の外側に位置する部分のうちの、第１端面２１ｓよりの一部のみがスペーサ２２との相溶により溶着端部２３を構成してもよい。なお、シール材２１とスペーサ２２とを溶着して溶着端部２３を形成する際、検出線３０の引出部分２０ｐの周辺では検出線３０に熱が逃げてしまうことで、シール材２１とスペーサ２２とが相溶する領域が小さくなることがある。したがって、図２及び図３に示すように、溶着端部２３の第２方向Ｄ２への幅は、検出線３０の引出部分２０ｐの周辺において小さくなり得る。

検出線３０は、第１部分３１と第２部分３２とを含む。第２部分３２は、第１方向Ｄ１からみて、第１部分３１よりも幅の狭い部分である。これにより、検出線３０では、第１部分３１と第２部分３２との間に段差部３３が形成されている。検出線３０の第１部分３１は、シール材２１の第１領域ＡＲ１から第２領域ＡＲ２にわたって配置され、検出線３０の第２部分３２は、シール材２１の第２領域ＡＲ２からシール材２１の外部にわたって配置される。段差部３３は、第２領域ＡＲ２に位置する。

第１部分３１には、切欠き３４が設けられている。図示の例では、一対の切欠き３４が、検出線３０の引出方向である第２方向Ｄ２に交差する第３方向Ｄ３に沿って第１部分３１の外縁から内側に窪むように形成されている。切欠き３４は、シール材２１の第１領域ＡＲ１に位置している。すなわち、検出線３０における第１方向Ｄ１に沿って集電体１５とシール材２１とに挟まれた部分（第１部分３１のうちの第１領域ＡＲ１に重なる部分）には、切欠き３４が設けられる。

ここで、蓄電モジュール１を作製する際には、例えば次のような工程を経ることが考えられる。すなわち、集電体１５と検出線３０とを含む電極に対してシール材２１を溶着することで、電極とシール材２１とからなる電極ユニットを構成する。続いて、スペーサ２２を介して当該電極ユニットを積層する。その後、シール材２１とスペーサ２２とを溶着することで溶着端部２３を構成する。

上述したように、検出線３０の切欠き３４は、シール材２１の集電体１５（電極）に溶着される第１領域ＡＲ１に位置している。したがって、切欠き３４は、電極にシール材２１が溶着されて電極ユニットが構成された時点から、シール材２１に対してアンカー効果を発揮し、検出線３０の抜け抑制に寄与する。

一方で、検出線３０の段差部３３は、スペーサ２２との溶着に供されるシール材２１の第２領域ＡＲ２に位置している。したがって、段差部３３は、シール材２１とスペーサ２２との溶着により溶着端部２３が形成されたときに、溶着端部２３に対してアンカー効果を発揮し、検出線３０の抜け抑制に寄与する。

以上説明したように、蓄電モジュール１では、集電体１５と集電体１５に接合された検出線３０とを有する電極を第１方向Ｄ１に沿って積層することで電極積層体１０が構成されている。電極積層体１０には、集電体１５間の内部空間Ｓを封止するための封止体２０が設けられている。封止体２０は、集電体１５と検出線３０とに溶着されたシール材２１と、第１方向Ｄ１に隣り合うシール材２１の間に配置されてシール材２１と共に内部空間Ｓを形成するスペーサ２２と、を含む。検出線３０は、シール材２１とスペーサ２２とが溶着されて形成される封止体２０の外側面２０ｓから引き出されている。

このように、蓄電モジュール１では、集電体１５（及び検出線３０）に溶着される樹脂部材としてシール材２１が設けられつつ、シール材２１の間に別の樹脂部材としてスペーサ２２が設けられている。このため、シール材２１を薄くしてシール材２１の収縮による集電体１５への影響を低減しつつ、スペーサ２２にて樹脂部材の弾性変形量を確保し、検出線３０の厚みの増分を吸収することを図ることが可能となる。よって、蓄電モジュール１では、集電体１５の変形を抑制しつつ電極積層体１０の局所的な厚みの増大を抑制可能である。

また、蓄電モジュール１では、封止体２０の外側面２０ｓは、検出線３０の外側面２０ｓからの引出部分２０ｐにおいて第２方向Ｄ２に突出する突出部２１ｋを含む。シール材２１とスペーサ２２とを溶着して外側面２０ｓを形成する際、検出線３０の引出部分２０ｐの周辺では検出線３０に熱が逃げてしまうことで、シール材２１とスペーサ２２とが十分に溶着できず、封止性が低下するおそれがある。これに対して、検出線３０の引出部分２０ｐに対して、封止体２０の外側面２０ｓに突出部２１ｋを設けて樹脂量を多く確保することにより、当該引出部分２０ｐの周辺においてもシール材２１及びスペーサ２２同士をより確実に溶着することができ、封止性が向上される。

また、シール材２１とスペーサ２２との溶着時には、第１端面２１ｓ及び第２端面２２ｓに対向するように熱源を配置して加熱を行う場合がある。このとき、検出線３０の熱引けがよいため、検出線３０の周辺では樹脂が溶けにくい場合がある。これに対して、蓄電モジュール１では、検出線３０の周辺に突出部２１ｋを設けることで、より熱源の近くに樹脂を配置することが可能となり、封止性が向上される。

また、蓄電モジュール１では、複数の検出線３０の引出部分２０ｐは、第１方向Ｄ１に隣り合う引出部分２０ｐが第３方向Ｄ３について異なる位置に設けられることにより、第３方向Ｄ３について複数の位置に分散されている。そして、突出部２１ｋが、第３方向Ｄ３について当該複数の位置にわたる幅で形成されている。このように、第１方向Ｄ１に隣り合う検出線３０の引出部分２０ｐが第３方向Ｄ３に異なる位置とされることにより、第１方向Ｄ１における検出線３０同士の離隔が確保される。

また、このとき、検出線３０の引出部分２０ｐが設けられる複数の位置にわたる幅でシール材２１に突出部２１ｋを形成することにより、引出部分２０ｐの複数の位置のそれぞれに対応する突出部２１ｋが設けられた複数種類のシール材２１を製造する場合と比較して、シール材２１の準備が容易となる。

また、蓄電モジュール１では、集電体１５と検出線３０とは、互いに異なる金属により構成されてもよく、検出線３０を構成する金属の熱伝導率は、集電体１５を構成する金属の熱伝導率よりも低くてもよい。この場合、シール材２１とスペーサ２２との溶着により外側面２０ｓを形成する際の熱が、検出線３０を介して集電体１５へ逃げることを抑制し、シール材２１とスペーサ２２との溶着不良が抑制される。

また、蓄電モジュール１では、集電体５及び検出線３０は、金属により構成されてもよく、シール材２１は、酸変性された樹脂により構成されていてもよい。この場合、シール材２１と集電体１５及び検出線３０との接合強度が確保されて封止性が向上される。

また、蓄電モジュール１では、シール材２１とスペーサ２２とが第１方向Ｄ１に沿って重なる部分において、検出線３０が、シール材２１に埋設されている。このため、シール材２１とスペーサ２２とが重なる部分において、検出線３０が、金属と好適に接合可能な酸変性された樹脂からなるシール材２１に埋設される。よって、当該部分において、スペーサ２２が酸変性された樹脂でなくても、シール材２１との相溶により確実な封止を行うことが可能となる。

また、蓄電モジュール１では、複数の検出線３０のうちの少なくとも２つは、第１方向Ｄ１からみて互いに重なるように配置されており、第１方向Ｄ１からみて互いに重なる検出線３０の引出部分２０ｐのそれぞれにおける突出部２１ｋは、第１方向Ｄ１について互いに離間している。このため、外側面２０ｓにおける検出線３０の引出部分２０ｐに凹凸が形成されることで、第１方向Ｄ１隣り合う検出線３０の間の沿面距離が長くなるため、検出線３０同士の短絡が抑制される。

さらに、蓄電モジュール１では、検出線３０における第１方向Ｄ１に沿って集電体１５とシール材２１とに挟まれた部分には、切欠き３４が設けられている。このため、切欠きによるアンカー効果により、検出線３０の抜けが抑制される。特に、当該切欠き３４が、検出線３０における集電体１５とシール材２１とに挟まれた部分に設けられているので、集電体１５及び検出線３０にシール材２１を溶着した時点から、当該アンカー効果が発揮されて検出線３０の抜けが抑制される。

以上の実施形態は、蓄電モジュールの一態様を説明したものである。したがって、上述した蓄電モジュール１は任意に変更され得る。

例えば、上記実施形態では、検出線３０に対して、第３方向Ｄ３に沿って窪む切欠き３４が設けられていた。しかし、切欠き３４の窪む方向は任意であって、例えば第２方向Ｄ２であってもよい。

また、上記実施形態では、封止体２０の外側面２０ｓにおいける検出線３０の引出部分２０ｐにおいて、突出部２１ｋが設けられる態様について説明した。しかし、封止体２０の外側面２０ｓには、突出部２１ｋが設けられていなくてもよい。検出線３０の引出部分２０ｐの周辺でのシール材２１とスペーサ２２との溶着に際し、より加熱量を増やす等によって、十分な溶着幅で溶着端部２３を形成できる場合には、突出部２１ｋが設けられなくてもよい。

さらに、検出線３０の熱伝導率は集電体１５の熱伝導率以上であってもよいし、集電体１５と検出線３０とは同一の材料から構成されてもよい。

また、上記実施形態では、検出線３０が電圧検出線である場合を例示した。しかし、検出線３０は、電極積層体１０内に設けられた温度センサに接続された温度検出線であってもよい。

以上の実施形態について、以下に付記する。

蓄電モジュールは、［１］「活物質層が設けられた集電体と前記集電体に接合された検出線とを有する複数の電極が第１方向に沿って積層されて構成された電極積層体と、前記電極積層体を取り囲むように前記電極積層体に設けられ、前記第１方向に隣り合う前記集電体の間の内部空間を封止するための封止体と、を備え、前記封止体は、前記複数の電極のそれぞれに溶着された樹脂製の複数のシール材と、前記第１方向に隣り合う前記シール材の間のそれぞれに配置され、前記シール材と共に前記内部空間を形成する樹脂製の複数のスペーサと、前記シール材と前記スペーサとが互いに溶着されることにより、前記シール材の前記内部空間と反対側の第１端面と前記スペーサの前記内部空間と反対側の第２端面とによって形成された外側面と、を有し、前記複数のシール材のそれぞれは、前記集電体と当該集電体に接合された検出線とに溶着されており、前記検出線は、前記集電体から延出され、前記第１方向に交差する第２方向に沿って前記外側面から引き出されている、蓄電モジュール」である。

蓄電モジュールは、［２］「前記外側面は、前記検出線の前記外側面からの引出部分において前記第２方向に突出する突出部を含む、上記［１］に記載の蓄電モジュール」であってもよい。

蓄電モジュールは、［３］「複数の前記検出線の前記引出部分は、前記第１方向に隣り合う前記引出部分が前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向について異なる位置に設けられることにより、前記第３方向について複数の位置に分散されており、前記突出部は、前記第３方向について前記複数の位置にわたる幅で形成されている、上記［２］に記載の蓄電モジュール」であってもよい。

蓄電モジュールは、［４］「複数の前記検出線のうちの少なくとも２つは、前記第１方向からみて互いに重なるように配置されており、 前記第１方向からみて互いに重なる前記検出線の前記引出部分のそれぞれにおける前記突出部は、前記第１方向について互いに離間している、上記［２］又は［３］に記載の蓄電モジュール」であってもよい。

蓄電モジュールは、［５］「前記集電体と前記検出線とは、互いに異なる金属により構成されており、前記検出線を構成する金属の熱伝導率は、前記集電体を構成する金属の熱伝導率よりも低い、上記［１］～［４］のいずれかに記載の蓄電モジュール」であってもよい。

蓄電モジュールは、［６］「前記集電体及び前記検出線は、金属により構成されており、前記シール材は、酸変性された樹脂により構成されている、上記［１］～［５］のいずれかに記載の蓄電モジュール」であってもよい。

蓄電モジュールは、［７］「前記シール材と前記スペーサとが前記第１方向に沿って重なる部分において、前記検出線は、前記シール材に埋設されている、上記［６］に記載の蓄電モジュール」であってもよい。

蓄電モジュールは、［８］「前記検出線における前記第１方向に沿って前記集電体と前記シール材とに挟まれた部分には、切欠きが設けられている、上記［１］～［７］のいずれかに記載の蓄電モジュール」であってもよい。

１…蓄電モジュール、１０…電極積層体、１５…集電体、２０…封止体、２０ｓ…外側面、２０ｐ…引出部分、２１…シール材、２１ｓ…第１端面、２１ｋ…突出部、２２…スペーサ、２２ｓ…第２端面、２２ｋ…凹部、３０…検出線、３４…切欠き。

Claims (8)

1. 活物質層が設けられた集電体と前記集電体に接合された検出線とを有する複数の電極が第１方向に沿って積層されて構成された電極積層体と、
   前記電極積層体を取り囲むように前記電極積層体に設けられ、前記第１方向に隣り合う前記集電体の間の内部空間を封止するための封止体と、
   を備え、
   前記封止体は、
   前記複数の電極のそれぞれに溶着された樹脂製の複数のシール材と、
   前記第１方向に隣り合う前記シール材の間のそれぞれに配置され、前記シール材と共に前記内部空間を形成する樹脂製の複数のスペーサと、
   前記シール材と前記スペーサとが互いに溶着されることにより、前記シール材の前記内部空間と反対側の第１端面と前記スペーサの前記内部空間と反対側の第２端面とによって形成された外側面と、
   を有し、
   前記複数のシール材のそれぞれは、前記集電体と当該集電体に接合された検出線とに溶着されており、
   前記検出線は、前記集電体から延出され、前記第１方向に交差する第２方向に沿って前記外側面から引き出されている、
   蓄電モジュール。
2. 前記外側面は、前記検出線の前記外側面からの引出部分において前記第２方向に突出する突出部を含む、
   請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 複数の前記検出線の前記引出部分は、前記第１方向に隣り合う前記引出部分が前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向について異なる位置に設けられることにより、前記第３方向について複数の位置に分散されており、
   前記突出部は、前記第３方向について前記複数の位置にわたる幅で形成されている、
   請求項２に記載の蓄電モジュール。
4. 複数の前記検出線のうちの少なくとも２つは、前記第１方向からみて互いに重なるように配置されており、
   前記第１方向からみて互いに重なる前記検出線の前記引出部分のそれぞれにおける前記突出部は、前記第１方向について互いに離間している、
   請求項２に記載の蓄電モジュール。
5. 前記集電体と前記検出線とは、互いに異なる金属により構成されており、
   前記検出線を構成する金属の熱伝導率は、前記集電体を構成する金属の熱伝導率よりも低い、
   請求項１に記載の蓄電モジュール。
6. 前記集電体及び前記検出線は、金属により構成されており、
   前記シール材は、酸変性された樹脂により構成されている、
   請求項１に記載の蓄電モジュール。
7. 前記シール材と前記スペーサとが前記第１方向に沿って重なる部分において、前記検出線は、前記シール材に埋設されている、
   請求項６に記載の蓄電モジュール。
8. 前記検出線における前記第１方向に沿って前記集電体と前記シール材とに挟まれた部分には、切欠きが設けられている、
   請求項１～７のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。

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