JP6705552B2 - 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の一側面は、蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法に関する。
集電体の一方の面に正極が形成され、他方の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(蓄電モジュール)が知られている(特許文献1参照)。この電池では、セパレータと集電体とシール部材とで画成された内部空間に、電解液が封入されている。電解液を含浸したセパレータからなる電解質層を介して、バイポーラ電極が積層されている。電池には、シール部を貫通するチューブが設けられている。チューブの一端は内部空間に臨み、他端は電池の外部空間に臨む。電池を使用している間、内部空間の圧力が上昇すると、このチューブが圧力調整弁として機能する。
(第1の課題)
圧力調整弁の正常な動作を担保するために、圧力調整弁が内部空間のガスを開放する際の圧力(開弁圧)が予め定められた設定値となっていること等を事前に確認することが好ましい。しかしながら、圧力調整弁がその機能を発揮できる状態となるのは、圧力調整弁がバイポーラ電池に組み付けられた後になることが多い。このため、圧力調整弁の検査を事前に行うことが困難である場合がある。
圧力調整弁の正常な動作を担保するために、圧力調整弁が内部空間のガスを開放する際の圧力(開弁圧)が予め定められた設定値となっていること等を事前に確認することが好ましい。しかしながら、圧力調整弁がその機能を発揮できる状態となるのは、圧力調整弁がバイポーラ電池に組み付けられた後になることが多い。このため、圧力調整弁の検査を事前に行うことが困難である場合がある。
(第2の課題)
バイポーラ電池の構成としては、例えばバイポーラ電極の積層体の側面に各バイポーラ電極間の内部空間に連通する開口が設けられる構成が考えられる。この構成では、当該開口は、電解液が注入される注液口として機能すると共に、内部空間の圧力調整を行うための圧力調整弁の接続口としても機能する。このような構成において、各内部空間への電解液の注液作業を適切且つ容易に行うことができる仕組みが求められる。一方、圧力調整弁の正常な動作を担保するために、開弁圧が予め定められた設定値となっていること等を事前に確認することが好ましい。しかしながら、圧力調整弁がその機能を発揮できる状態となるのは、圧力調整弁がバイポーラ電池に組み付けられた後になることが多い。このため、圧力調整弁の検査を事前に行うことが困難である場合がある。
バイポーラ電池の構成としては、例えばバイポーラ電極の積層体の側面に各バイポーラ電極間の内部空間に連通する開口が設けられる構成が考えられる。この構成では、当該開口は、電解液が注入される注液口として機能すると共に、内部空間の圧力調整を行うための圧力調整弁の接続口としても機能する。このような構成において、各内部空間への電解液の注液作業を適切且つ容易に行うことができる仕組みが求められる。一方、圧力調整弁の正常な動作を担保するために、開弁圧が予め定められた設定値となっていること等を事前に確認することが好ましい。しかしながら、圧力調整弁がその機能を発揮できる状態となるのは、圧力調整弁がバイポーラ電池に組み付けられた後になることが多い。このため、圧力調整弁の検査を事前に行うことが困難である場合がある。
(第3の課題)
上記バイポーラ電池のように、圧力調整弁が設けられると、セルの異常が発生した場合に内部空間の圧力(内圧)を逃すことができる。内圧の増加に起因して筐体が破損したり内部の電解液が飛散したりすることが防止され得る。しかし、上記バイポーラ電池では、シール部に対してチューブを取り付ける必要がある。一方、電極板の周縁部に接合された枠体を積層方向に積層することで、筒状の第1シール部を形成させる構造が考えられる。そのような構造の第1シール部に対しても、セルの内圧を逃して内圧を安定させる構造が求められている。
上記バイポーラ電池のように、圧力調整弁が設けられると、セルの異常が発生した場合に内部空間の圧力(内圧)を逃すことができる。内圧の増加に起因して筐体が破損したり内部の電解液が飛散したりすることが防止され得る。しかし、上記バイポーラ電池では、シール部に対してチューブを取り付ける必要がある。一方、電極板の周縁部に接合された枠体を積層方向に積層することで、筒状の第1シール部を形成させる構造が考えられる。そのような構造の第1シール部に対しても、セルの内圧を逃して内圧を安定させる構造が求められている。
(第4の課題)
上述のようなバイポーラ電池においては、その構造上、圧力調整弁を設置するために利用可能なスペースが小さいため、圧力調整弁を設置するために必要となるスペースをなるべく小さくすることが求められる。そのための方策として、圧力調整弁を内部空間毎に個別に設けずに、複数の内部空間に共通の1つの圧力調整弁を設けることが考えられる。例えば、複数の内部空間の各々のガス排出口(開口)を1つの弁体(例えばゴム板等)でシールする構成が考えられる。しかしながら、このような構成を採用する場合、ガス排出口の位置によって、弁体がガス排出口をシールする圧力(シール圧)にばらつきが生じ得る。そして、このようなシール圧のばらつきに起因して、一部の内部空間が適切なシール圧でシールされず、圧力調整が適切にされないといった問題が生じ得る。
上述のようなバイポーラ電池においては、その構造上、圧力調整弁を設置するために利用可能なスペースが小さいため、圧力調整弁を設置するために必要となるスペースをなるべく小さくすることが求められる。そのための方策として、圧力調整弁を内部空間毎に個別に設けずに、複数の内部空間に共通の1つの圧力調整弁を設けることが考えられる。例えば、複数の内部空間の各々のガス排出口(開口)を1つの弁体(例えばゴム板等)でシールする構成が考えられる。しかしながら、このような構成を採用する場合、ガス排出口の位置によって、弁体がガス排出口をシールする圧力(シール圧)にばらつきが生じ得る。そして、このようなシール圧のばらつきに起因して、一部の内部空間が適切なシール圧でシールされず、圧力調整が適切にされないといった問題が生じ得る。
(第5の課題)
圧力調整弁の正常な動作を担保するために、開弁圧が予め定められた設定値となっていることが好ましい。例えば、圧力調整弁は、内部空間と連通する連通孔が設けられたベース部材と、連通孔の開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、弾性部材をベース部材に対して押圧する押圧部材とを有する場合がある。この場合、押圧方向における弾性部材の圧縮率が所定値となるように、ベース部材、弾性部材及び押圧部材の各設計寸法を調整することによって開弁圧を決定することができる。しかしながら、各部材の寸法公差等により、圧力調整弁の開弁圧が所望の値にならない場合がある。
圧力調整弁の正常な動作を担保するために、開弁圧が予め定められた設定値となっていることが好ましい。例えば、圧力調整弁は、内部空間と連通する連通孔が設けられたベース部材と、連通孔の開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、弾性部材をベース部材に対して押圧する押圧部材とを有する場合がある。この場合、押圧方向における弾性部材の圧縮率が所定値となるように、ベース部材、弾性部材及び押圧部材の各設計寸法を調整することによって開弁圧を決定することができる。しかしながら、各部材の寸法公差等により、圧力調整弁の開弁圧が所望の値にならない場合がある。
本発明の一側面は、上述したような圧力調整弁を備える蓄電モジュールの機能性を向上させることを目的とする。本発明の第1の側面は、圧力調整弁の組み付け前に圧力調整弁の検査を容易に行うことができる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供することを目的とする。本発明の第2の側面は、電解液の注液の作業性向上を図ると共に、圧力調整弁の組み付け前に圧力調整弁の検査を容易に行うことができる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供することを目的とする。本発明の第3の側面は、内圧を安定させることができる蓄電モジュールを提供することを目的とする。本発明の第4の側面は、複数の内部空間に共通の1つの圧力調整弁によって各内部空間の圧力調整を適切に行うことができる蓄電モジュールを提供することを目的とする。本発明の第5の側面は、圧力調整弁の開弁圧を所望の値に調整可能な蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
(第1の側面)
本発明の第1の側面に係る蓄電モジュールは、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、第1面に設けられた正極と、第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層された積層体と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、開口に接続される圧力調整弁と、を備え、圧力調整弁は、開口を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、開口に接続されるベース部材と、複数の連通孔の開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、弾性部材をベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有する。
本発明の第1の側面に係る蓄電モジュールは、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、第1面に設けられた正極と、第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層された積層体と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、開口に接続される圧力調整弁と、を備え、圧力調整弁は、開口を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、開口に接続されるベース部材と、複数の連通孔の開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、弾性部材をベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有する。
この蓄電モジュールでは、圧力調整弁が、複数の連通孔が設けられたベース部材と弾性部材と押圧部材とを有することにより、圧力調整弁を枠体の開口に接続する前に、圧力調整弁の検査を実行することができる。例えば、ベース部材の各連通孔の第1開口端から連通孔内に空気を送り込むことにより、弾性部材による連通孔の第2開口端の閉塞が解除されるときの圧力値を確認することができる。したがって、上記蓄電モジュールによれば、圧力調整弁の組み付け前に圧力調整弁の検査を容易に行うことができる。
上記蓄電モジュールは、複数の圧力調整弁を備え、枠体には、それぞれ圧力調整弁が接続される複数の開口が設けられており、複数の開口の各々は、開口毎に互いに異なる内部空間と連通していてもよい。枠体に開口を複数設けることにより、開口を1つだけ設ける場合と比較して、1つの開口に連通させる内部空間の個数(すなわち、1つの圧力調整弁で圧力の調整を行う必要のある内部空間の個数であり、1つの圧力調整弁に設ける必要のある連通孔の数)を減らすことができる。これにより、圧力調整弁の連通孔1つ当たりの断面積を大きくすることができ、連通孔内の空気の流通を円滑にすることができる。
第1開口端のバイポーラ電極の積層方向の幅は、1つの内部空間及び1つの電極板の積層方向の幅と開口の数との乗算値以上であってもよい。枠体に複数の開口を設け、各開口に連通する内部空間の組を異ならせる構成としては、各開口の連通対象となる内部空間を開口毎に1段ずつずらす構成等が考えられる。このような場合、第1開口端の積層方向の幅を上記のように設定することにより、どの開口に対しても同一の圧力調整弁を使用することが可能となる。これにより、部品点数を削減することができる。また、開口毎に異なる構造の圧力調整弁を用意する必要がなくなるため、開口に対して適合しない規格の圧力調整弁を接続してしまうといった誤組み付けの発生を防止することもできる。
複数の第1開口端は、ベース部材の開口に対向する第1側面の中心を通り第1側面に直交する軸に対して、点対称に配置されてもよい。この構成によれば、上記軸に対して互いに反転関係にある圧力調整弁の2つの状態(姿勢)のいずれにおいても、開口に対する複数の第1開口端の配置が同一となる。このため、上記2つの状態のいずれにおいても、圧力調整弁を開口に正常に接続することが可能となる。その結果、開口への圧力調整弁の接続を容易に行うことが可能となる。また、開口に対して誤った向きで圧力調整弁を接続してしまうといった誤組み付けの発生を防止することもできる。
ベース部材の弾性部材に対向する第2側面には、複数の第2開口端の各々に対応する複数の溝部が設けられており、連通孔の第2開口端と当該第2開口端に対応する溝部とは、当該連通孔と連通する内部空間の圧力の上昇に応じて弾性部材の一部が第2側面から離間することにより互いに連通するように配置されてもよい。この構成によれば、内部空間の圧力の上昇に応じて、当該内部空間に連通するベース部材の連通孔を介して、当該内部空間内のガスを当該連通孔の第2開口端から溝部へと排出することができる。これにより、内部空間内の圧力を適切に調整することができる。
第2開口端と当該第2開口端に対応する溝部との距離は、当該第2開口端と当該第2開口端に隣接する他の第2開口端との距離よりも短くてもよい。この構成によれば、内部空間の圧力の上昇に応じて弾性部材の一部が第2側面から離間した場合に、当該内部空間に連通する連通孔の第2開口端と当該第2開口端に隣接する他の第2開口端(すなわち、他の内部空間に連通する連通孔の第2開口端)とを連通させることなく、当該第2開口端と溝部とを連通させることができる。これにより、圧力調整弁による圧力調整時において、互いに異なる内部空間同士の干渉(ガスの流入及び流出等)を適切に防止することができる。
ベース部材には、複数の溝部と接続され、内部空間から放出されたガスを流通させる流通空間が画成されており、ベース部材には、流通空間とベース部材の外部とを連通させる排気口が設けられてもよい。この構成によれば、内部空間の圧力の上昇に応じて一の溝部へと排出されたガスは、複数の溝部に共通に設けられた流通空間に流入し、排気口から外部に排出される。したがって、内部空間で発生したガスを簡易な構成によって適切に外部に排出することができる。
枠体は、電極板の縁部を保持する第1シール部と、バイポーラ電極の積層方向から見て第1シール部の周囲に設けられた第2シール部と、を有し、開口は、第1シール部に設けられ、互いに異なる内部空間に連通する複数の第1開口と、第2シール部に設けられ、複数の第1開口と連通する第2開口と、を有し、ベース部材の一部が第2開口に挿入されており、複数の連通孔は、複数の第1開口を介して、互いに異なる内部空間と連通しており、第1開口は、矩形状であり、第1開口端は、開口と圧力調整弁との接続方向から見て、第1開口を含む大きさに形成されており、第2開口端は、円形状であってもよい。
本発明の第1の側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、第1面に設けられた正極と、第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極を有する蓄電モジュールの製造方法であって、複数のバイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体を形成する工程と、開口を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、開口に接続されるベース部材と、複数の連通孔の開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、弾性部材をベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有する圧力調整弁を準備する工程と、各連通孔の第1開口端から各連通孔内に空気を送り込むことにより、圧力調整弁を検査する工程と、検査済みの圧力調整弁を開口に接続する工程と、を含む。
この製造方法では、圧力調整弁が、複数の連通孔が設けられたベース部材と弾性部材と押圧部材とを有することにより、圧力調整弁を枠体の開口に接続する前に、圧力調整弁の検査を実行することができる。したがって、上記製造方法によれば、圧力調整弁の組み付け前に圧力調整弁の検査を容易に行うことができる。
(第2の側面)
本発明の第2の側面に係る蓄電モジュールは、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、第1面に設けられた正極と、第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層された積層体と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、開口に接続される圧力調整弁と、を備え、圧力調整弁は、開口を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の第1連通孔が設けられ、開口に接続される第1ベース部材と、複数の第1連通孔の各々と連通する複数の第2連通孔が設けられ、第1ベース部材の開口側とは反対側の側面に接合される第2ベース部材と、複数の第2連通孔の第1ベース部材側の開口端とは反対側に位置する開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、弾性部材を第2ベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有する。
本発明の第2の側面に係る蓄電モジュールは、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、第1面に設けられた正極と、第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層された積層体と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、開口に接続される圧力調整弁と、を備え、圧力調整弁は、開口を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の第1連通孔が設けられ、開口に接続される第1ベース部材と、複数の第1連通孔の各々と連通する複数の第2連通孔が設けられ、第1ベース部材の開口側とは反対側の側面に接合される第2ベース部材と、複数の第2連通孔の第1ベース部材側の開口端とは反対側に位置する開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、弾性部材を第2ベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有する。
この蓄電モジュールでは、複数の内部空間の各々と連通する複数の第1連通孔が設けられた第1ベース部材を用いて、各内部空間への電解液の注液を行うことが可能となっている。具体的には、蓄電モジュールの製造時において、第1ベース部材を第2ベース部材に接合する前に、第1ベース部材を枠体の開口に接続することによって、各第1連通孔を介して各内部空間への電解液の注液を行うことが可能となっている。また、複数の第2連通孔が設けられた第2ベース部材を用いて、圧力調整弁の検査を実行することも可能となっている。具体的には、第2ベース部材と弾性部材と押圧部材とからなるユニット(圧力調整弁サブモジュール)に対する検査を実行することが可能となっている。例えば、第2ベース部材の各第2連通孔の第1ベース部材側(すなわち、第1連通孔に接続される側)の開口端から第2連通孔内に空気を送り込むことにより、弾性部材による第2連通孔の開口端(弾性部材側の開口端)の閉塞が解除されるときの圧力値を確認することができる。したがって、上記蓄電モジュールによれば、電解液の注液の作業性向上を図ると共に、圧力調整弁の組み付け前に圧力調整弁の検査を容易に行うことができる。
上記蓄電モジュールは、複数の圧力調整弁を備え、枠体には、それぞれ圧力調整弁が接続される複数の開口が設けられており、複数の開口の各々は、開口毎に互いに異なる内部空間と連通していてもよい。枠体に開口を複数設けることにより、開口を1つだけ設ける場合と比較して、1つの開口に連通させる内部空間の個数(すなわち、1つの圧力調整弁で圧力の調整を行う必要のある内部空間の個数であり、1つの圧力調整弁に設ける必要のある連通孔の数)を減らすことができる。これにより、圧力調整弁の連通孔1つ当たりの断面積を大きくすることができ、連通孔内の空気の流通を円滑にすることができる。
第1連通孔の開口側の開口端のバイポーラ電極の積層方向の幅は、1つの内部空間及び1つの電極板の積層方向の幅と開口の数との乗算値以上であってもよい。枠体に複数の開口を設け、各開口に連通する内部空間の組を異ならせる構成としては、各開口の連通対象となる内部空間を開口毎に1段ずつずらす構成等が考えられる。このような場合、第1連通孔の開口(枠体の開口)側の開口端の積層方向の幅を上記のように設定することにより、どの開口に対しても同一の圧力調整弁を使用することが可能となる。これにより、部品点数を削減することができる。また、開口毎に異なる構造の圧力調整弁を用意する必要がなくなるため、開口に対して適合しない規格の圧力調整弁を接続してしまうといった誤組み付けの発生を防止することもできる。
複数の第1連通孔の開口側の開口端は、第1ベース部材の開口に対向する第1側面の中心を通り第1側面に直交する軸に対して、点対称に配置されてもよい。この構成によれば、上記軸に対して互いに反転関係にある第1ベース部材(圧力調整弁)の2つの状態(姿勢)のいずれにおいても、開口に対する複数の開口端(第1連通孔の開口側の開口端)の配置が同一となる。このため、上記2つの状態のいずれにおいても、第1ベース部材を開口に正常に接続することが可能となる。その結果、開口への第1ベース部材の接続を容易に行うことが可能となる。また、開口に対して誤った向きで第1ベース部材を接続してしまうといった誤組み付けの発生を防止することもできる。
複数の第1連通孔の第2ベース部材側の開口端、及び複数の第2連通孔の第1ベース部材側の開口端は、軸に対して、点対称に配置されてもよい。この構成によれば、上記軸に対して互いに反転関係にある第1ベース部材(又は第2ベース部材)の2つの状態(姿勢)のいずれにおいても、複数の第1連通孔の第2ベース部材側の開口端に対する複数の第2連通孔の第1ベース部材側の開口端の配置が同一となる。このため、上記2つの状態のいずれにおいても、第1ベース部材に第2ベース部材を正常に接合することが可能となる。その結果、第1ベース部材への第2ベース部材の接合を容易に行うことが可能となる。また、第1ベース部材に対して誤った向きで第2ベース部材を接合してしまうといった誤組み付けの発生を防止することもできる。
第2ベース部材の弾性部材に対向する第2側面には、複数の第2連通孔の弾性部材側の開口端の各々に対応する複数の溝部が設けられており、当該開口端と当該開口端に対応する溝部とは、当該第2連通孔と連通する内部空間の圧力の上昇に応じて弾性部材の一部が第2側面から離間することにより互いに連通するように配置されてもよい。この構成によれば、内部空間の圧力の上昇に応じて、当該内部空間に連通する第2連通孔を介して、当該内部空間内のガスを当該第2連通孔の弾性部材側の開口端から溝部へと排出することができる。これにより、内部空間内の圧力を適切に調整することができる。
第2連通孔の弾性部材側の開口端と当該開口端に対応する溝部との距離は、当該開口端と当該開口端に隣接する他の開口端との距離よりも短くてもよい。この構成によれば、内部空間の圧力の上昇に応じて弾性部材の一部が第2側面から離間した場合に、当該内部空間に連通する第2連通孔の弾性部材側の開口端と当該開口端に隣接する他の開口端(すなわち、他の内部空間に連通する第2連通孔の開口端)とを連通させることなく、当該開口端と溝部とを連通させることができる。これにより、圧力調整弁による圧力調整時において、互いに異なる内部空間同士の干渉(ガスの流入及び流出等)を適切に防止することができる。
第2ベース部材には、複数の溝部と接続され、内部空間から放出されたガスを流通させる流通空間が画成されており、第2ベース部材には、流通空間と第2ベース部材の外部とを連通させる排気口が設けられてもよい。この構成によれば、内部空間の圧力の上昇に応じて一の溝部へと排出されたガスは、複数の溝部に共通に設けられた流通空間に流入し、排気口から外部に排出される。したがって、内部空間で発生したガスを簡易な構成によって適切に外部に排出することができる。
第1連通孔の少なくとも第2ベース部材側の部分は、開口側から第2ベース部材側に向かうにつれて断面積が大きくなるテーパ状に形成されており、第2連通孔は、第1ベース部材側から弾性部材側に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ状に形成されてもよい。上述のようなテーパ状の形状を採用することにより、射出成形等によって第1連通孔及び第2連通孔の成形を行うことが可能となる。また、内部空間から弾性部材側へと向かう流路の断面積が、一旦大きくなってから小さくなるように設けられることにより、圧力損失を抑制することができ、連通孔(第1連通孔及び第2連通孔)内のガスの流通を円滑にすることができる。
第2連通孔の弾性部材側の開口端の開口面積は、第1連通孔のテーパ状に形成された部分の開口側の開口端の開口面積よりも大きくてもよい。この構成によれば、内部空間から弾性部材側へと向かう流路の出口側の断面積が入口側の断面積よりも大きくなっていることにより、圧力損失を一層効果的に抑制できる。
第1連通孔の少なくとも第2ベース部材側の部分は、開口側から第2ベース部材側に向かうにつれて断面積が大きくなるテーパ状に形成されており、第2連通孔は、第1ベース部材側から弾性部材側に向かうにつれて断面積が大きくなるテーパ状に形成されてもよい。上述のようなテーパ状の形状を採用することにより、射出成形等によって第1連通孔及び第2連通孔の成形を行うことが可能となる。また、内部空間から弾性部材側へと向かう流路の断面積が、入口側から出口側に向かうにつれて大きくなるように設けられることにより、圧力損失を一層効果的に抑制できる。
第1連通孔の第2ベース部材側の開口端のバイポーラ電極の積層方向の幅は、第1連通孔の開口側の開口端の積層方向の幅よりも大きくてもよい。この構成によれば、第1連通孔と第2連通孔との継ぎ目部分の開口幅を適切に確保することができる。これにより、例えば第1ベース部材と第2ベース部材とを熱により接合(例えば熱板溶着)する場合等において、上記継ぎ目部分の開口が塞がれてしまうことを抑制することができる。
枠体は、電極板の縁部を保持する第1シール部と、バイポーラ電極の積層方向から見て第1シール部の周囲に設けられた第2シール部と、を有し、開口は、第1シール部に設けられ、互いに異なる内部空間に連通する複数の第1開口と、第2シール部に設けられ、複数の第1開口と連通する第2開口と、を有し、第1ベース部材の少なくとも一部が第2開口に挿入されており、複数の第1連通孔は、複数の第1開口を介して、互いに異なる内部空間と連通しており、第1開口は、矩形状であり、第1連通孔の開口側の開口端は、開口と圧力調整弁との接続方向から見て、第1開口を含む大きさに形成されており、第2連通孔の弾性部材側の開口端は、円形状であってもよい。
本発明の第2の側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、第1面に設けられた正極と、第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極を有する蓄電モジュールの製造方法であって、複数のバイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体を形成する工程と、開口を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の第1連通孔が設けられ、開口に接続される第1ベース部材を、開口に接続する工程と、複数の第1連通孔を介して複数の内部空間の各々に電解液を注入する工程と、複数の第1連通孔の各々と連通するための複数の第2連通孔が設けられた第2ベース部材と、複数の第2連通孔の第1連通孔に接続される側とは反対側に位置する開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、弾性部材を第2ベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有する圧力調整弁サブモジュールを準備する工程と、各第2連通孔の第1連通孔に接続される側の開口端から各第2連通孔内に空気を送り込むことにより、圧力調整弁サブモジュールを検査する工程と、第1連通孔と第2連通孔とが連通するように、第1ベース部材と検査済みの圧力調整弁サブモジュールの第2ベース部材とを接合する工程と、を含む。
この製造方法では、電解液を注入する工程において、複数の内部空間の各々と連通する複数の第1連通孔が設けられた第1ベース部材を用いて、各内部空間への電解液の注液を行うことが可能となっている。また、検査する工程において、第2ベース部材と弾性部材と押圧部材とからなるユニットである圧力調整弁サブモジュールに対する検査を実行することにより、圧力調整弁としての機能を検査することが可能となっている。したがって、上記製造方法によれば、電解液の注液の作業性向上を図ると共に、圧力調整弁の組み付け前に圧力調整弁の検査を容易に行うことができる。
(第3の側面)
本発明の第3の側面に係る蓄電モジュールは、電極板と電極板の第1面に設けられた正極と電極板の第2面に設けられた負極とをそれぞれ含む複数のバイポーラ電極がセパレータを介して積層された蓄電モジュールであって、複数のバイポーラ電極の積層方向に延在し、複数のバイポーラ電極を収容する筒状のシール部を備え、複数のバイポーラ電極とシール部との間に内部空間が形成されており、シール部は、電極板の周縁部に接合された筒状の第1シール部と、積層方向に交差する方向において第1シール部の外側に設けられた筒状の第2シール部と、を有し、第1シール部は、電極板の周縁部に接合された枠体が積層方向に積層された構造を有し、枠体は、積層方向に隣接する別の2つの枠体にそれぞれ当接する第1端面および第2端面と、第1端面および第2端面の少なくとも一方側に形成されて積層方向に交差する方向に延び、枠体の内外を貫通する溝部と、を含み、第2シール部は、枠体の溝部に対応する位置に設けられた開口を含み、第2シール部の開口には、溝部を介して内部空間に接続されて当該内部空間の圧力を調整するように構成された圧力調整弁が設けられている。
本発明の第3の側面に係る蓄電モジュールは、電極板と電極板の第1面に設けられた正極と電極板の第2面に設けられた負極とをそれぞれ含む複数のバイポーラ電極がセパレータを介して積層された蓄電モジュールであって、複数のバイポーラ電極の積層方向に延在し、複数のバイポーラ電極を収容する筒状のシール部を備え、複数のバイポーラ電極とシール部との間に内部空間が形成されており、シール部は、電極板の周縁部に接合された筒状の第1シール部と、積層方向に交差する方向において第1シール部の外側に設けられた筒状の第2シール部と、を有し、第1シール部は、電極板の周縁部に接合された枠体が積層方向に積層された構造を有し、枠体は、積層方向に隣接する別の2つの枠体にそれぞれ当接する第1端面および第2端面と、第1端面および第2端面の少なくとも一方側に形成されて積層方向に交差する方向に延び、枠体の内外を貫通する溝部と、を含み、第2シール部は、枠体の溝部に対応する位置に設けられた開口を含み、第2シール部の開口には、溝部を介して内部空間に接続されて当該内部空間の圧力を調整するように構成された圧力調整弁が設けられている。
この蓄電モジュールによれば、電極板の周縁部に接合された枠体が積層方向に積層されて、第1シール部が形成される。枠体の第1端面および第2端面の少なくとも一方側には、溝部が形成される。この溝部は、積層方向に交差する方向に延びており、枠体の内外を貫通する。枠体同士は、積層方向における第1端面および第2端面で当接しているので、連通流路としての溝部の断面積は確保されている。よって、溝部を通じて、内部空間の圧力すなわち内圧を枠体の外部に容易に逃がすことができる。このとき、圧力調整弁が作動することにより、内圧が調整される。第1シール部に溝部が設けられた上記構成により、内圧の上昇時における内部空間と圧力調整弁との間の圧力損失が低減されている。上記の蓄電モジュールによれば、溝部と圧力調整弁との協働により、内圧を安定させることができる。
セパレータは、セパレータの外周端が第1シール部の内周端より外側に位置するように設けられており、枠体は、積層方向においてセパレータの厚みよりも大きい厚みを有し、枠体には、第1端面および第2端面の少なくとも一方側において、セパレータの外周端を配置するための段差部が形成されており、積層方向における溝部の深さは、積層方向における段差部の深さよりも大きくてもよい。この場合、溝部の深さが大きくなっており、溝部における圧力損失をより一層低減することができる。
溝部の底部には、1つ又は複数の突起が設けられてもよい。この場合、溝部の変形が防止され、連通流路としての溝部の断面積が確保される。
積層方向に交差する方向に垂直な断面において、溝部は矩形をなし、溝部のアスペクト比は5以上であってもよい。この場合、限られた厚みを有するバイポーラ電極(セル)に対し、連通流路としての溝部が好適に形成され得る。
(第4の側面)
本発明の第4の側面に係る蓄電モジュールは、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、第1面に設けられた正極と、第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層された積層体と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、開口に接続される圧力調整弁と、を備え、圧力調整弁は、開口を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、開口に接続されるベース部材と、複数の連通孔の開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される板状の弾性部材と、弾性部材のベース部材に対向する側とは反対側から、弾性部材をベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有し、押圧部材は、弾性部材を押圧部材に対して位置決めする位置決め部を有する。
本発明の第4の側面に係る蓄電モジュールは、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、第1面に設けられた正極と、第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層された積層体と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、開口に接続される圧力調整弁と、を備え、圧力調整弁は、開口を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、開口に接続されるベース部材と、複数の連通孔の開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される板状の弾性部材と、弾性部材のベース部材に対向する側とは反対側から、弾性部材をベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有し、押圧部材は、弾性部材を押圧部材に対して位置決めする位置決め部を有する。
この蓄電モジュールでは、ベース部材に設けられた複数の連通孔の一端(第1開口端)が枠体の開口を介してバイポーラ電極の積層体の各内部空間に連通され、当該複数の連通孔の他端(第2開口端)が押圧部材によって押圧された弾性部材によって塞がれている。これにより、内部空間の圧力調整(排気)を内部空間毎に行うことができる。また、弾性部材の位置決めは、押圧部材側に設けられた位置決め部によって行われる。これにより、弾性部材のベース部材側の部分が位置決め部と干渉しない構成を実現できる。その結果、弾性部材がベース部材を押圧する圧力について、弾性部材の位置毎のばらつきが生じ難くなる。すなわち、ガスが排出される際の圧力(弾性部材による閉塞が解除される開弁圧)について、第2開口端毎のばらつきが低減される。したがって、上記蓄電モジュールによれば、複数の内部空間に共通の1つの圧力調整弁によって各内部空間の圧力調整を適切に行うことができる。
ベース部材の弾性部材側の側面には、複数の第2開口端の各々に対応する複数の溝部が設けられており、連通孔の第2開口端と当該第2開口端に対応する溝部とは、当該連通孔と連通する内部空間の圧力の上昇に応じて弾性部材の一部が側面から離間することにより互いに連通するように配置されてもよい。この構成によれば、内部空間の圧力の上昇に応じて、当該内部空間に連通するベース部材の連通孔を介して、当該内部空間内のガスを当該連通孔の第2開口端から溝部へと排出することができる。これにより、内部空間内の圧力を適切に調整することができる。
第2開口端と当該第2開口端に対応する溝部との距離は、当該第2開口端と当該第2開口端に隣接する他の第2開口端との距離よりも短くてもよい。この構成によれば、内部空間の圧力の上昇に応じて弾性部材の一部が第2側面から離間した場合に、当該内部空間に連通する連通孔の第2開口端と当該第2開口端に隣接する他の第2開口端(すなわち、他の内部空間に連通する連通孔の第2開口端)とを連通させることなく、当該第2開口端と溝部とを連通させることができる。これにより、圧力調整弁による圧力調整時において、互いに異なる内部空間同士の干渉(ガスの流入及び流出等)を適切に防止することができる。
ベース部材には、複数の溝部と接続され、内部空間から放出されたガスを流通させる流通空間が画成されており、ベース部材には、流通空間とベース部材の外部とを連通させる排気口が設けられてもよい。この構成によれば、内部空間の圧力の上昇に応じて一の溝部へと排出されたガスは、複数の溝部に共通に設けられた流通空間に流入し、排気口から外部に排出される。したがって、内部空間で発生したガスを簡易な構成によって適切に外部に排出することができる。
位置決め部は、弾性部材が嵌め込まれる凹状の溝部であってもよい。この構成によれば、押圧部材に溝部を設ける簡易な構成により、弾性部材を位置決めすることができる。
弾性部材を挟んで互いに対向するベース部材の側面及び押圧部材の面は、互いに平行であってもよい。この構成によれば、ベース部材の側面に直交する方向に、弁体のどの部分についてもベース部材に対してほぼ均等な力で押圧することが可能となるため、内部空間毎の開弁圧のばらつきを効果的に低減することができる。
(第5の側面)
本発明の第5の側面に係る蓄電モジュールは、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、第1面に設けられた正極と、第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層された積層体と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、開口に接続される圧力調整弁と、を備え、圧力調整弁は、開口を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、開口に接続されるベース部材と、複数の連通孔の開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、弾性部材をベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有し、押圧部材の押圧方向に直交する方向から見て、ベース部材と押圧部材とが互いに重なり合う領域において、ベース部材と押圧部材とが互いに固定されている。
本発明の第5の側面に係る蓄電モジュールは、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、第1面に設けられた正極と、第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層された積層体と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、開口に接続される圧力調整弁と、を備え、圧力調整弁は、開口を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、開口に接続されるベース部材と、複数の連通孔の開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、弾性部材をベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有し、押圧部材の押圧方向に直交する方向から見て、ベース部材と押圧部材とが互いに重なり合う領域において、ベース部材と押圧部材とが互いに固定されている。
この蓄電モジュールでは、上記領域においてベース部材と押圧部材とが互いに固定される。そのため、押圧方向において所望の位置まで押圧部材をベース部材に対して相対移動した後に、ベース部材と押圧部材との固定を行うことができる。押圧方向に押圧部材を相対移動させると、押圧方向における弾性部材の圧縮率を調整できる。当該圧縮率により開弁圧が決定されるので、上記蓄電モジュールによれば、圧力調整弁の開弁圧を所望の値に調整することができる。
押圧部材の押圧方向に直交する方向から見て、上記領域において押圧部材及びベース部材のうち外側に位置する部材が、押圧部材とベース部材とを互いに溶着するためのレーザの波長に対する第1透過率を有しており、押圧部材の押圧方向に直交する方向から見て、上記領域において押圧部材及びベース部材のうち内側に位置する部材が、上記波長に対して第1透過率よりも小さい第2透過率を有してもよい。
この場合、押圧部材の押圧方向に直交する方向から上記領域にレーザを照射すると、レーザが外側に位置する部材を透過して内側に位置する部材に到達する。その結果、上記領域において、レーザ溶着によって押圧部材とベース部材とを互いに強固に固定することができる。
本発明の第5の側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、第1面に設けられた正極と、第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極を有する蓄電モジュールの製造方法であって、複数のバイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体を形成する工程と、開口を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、開口に接続されるベース部材と、複数の連通孔の開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、弾性部材をベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有する圧力調整弁を準備する工程と、圧力調整弁を開口に接続する工程と、を含み、圧力調整弁を準備する工程は、押圧部材により弾性部材をベース部材に対して押圧する工程と、押圧部材の押圧方向に直交する方向から見て、押圧部材とベース部材とが互いに重なり合う領域において、押圧部材とベース部材とを互いに固定する工程と、を含む。
この製造方法では、押圧方向において所望の位置まで押圧部材をベース部材に対して相対移動した後に、ベース部材と押圧部材との固定を行うことができる。押圧方向に押圧部材を相対移動させると、押圧方向における弾性部材の圧縮率を調整できる。当該圧縮率により開弁圧が決定されるので、上記製造方法によれば、圧力調整弁の開弁圧を所望の値に調整することができる。
固定する工程では、押圧部材により弾性部材を押圧するための荷重に基づく値が予め定められた値になるように弾性部材を押圧した状態で、押圧部材とベース部材とを互いに固定してもよい。この場合、荷重に基づく値は、押圧方向における弾性部材の圧縮率に応じて変化するが、押圧部材、弾性部材及びベース部材等の寸法公差には依存しない。よって、押圧部材、弾性部材及びベース部材等の寸法公差によらず、圧力調整弁の開弁圧を所望の値に調整することができる。
固定する工程では、押圧方向における圧力調整弁の寸法が予め定められた値になるように弾性部材を押圧した状態で、押圧部材とベース部材とを互いに固定してもよい。この場合、押圧前に測定された押圧方向における圧力調整弁の寸法を基準値として、当該基準値と押圧後の圧力調整弁の寸法との差分から、押圧方向における弾性部材の圧縮率を算出できる。よって、押圧部材、弾性部材及びベース部材等の寸法公差の影響は相殺される。したがって、押圧部材、弾性部材及びベース部材等の寸法公差によらず、圧力調整弁の開弁圧を所望の値に調整することができる。
固定する工程では、上記領域にレーザを照射することによって押圧部材とベース部材とを互いに溶着してもよい。この場合、上記領域において、レーザ溶着によって押圧部材とベース部材とを互いに強固に固定することができる。
本発明の第1〜第5の側面によれば、圧力調整弁を備える蓄電モジュールの機能性を向上させることができる。第1の側面によれば、圧力調整弁の組み付け前に圧力調整弁の検査を容易に行うことができる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法が提供され得る。第2の側面によれば、電解液の注液の作業性向上を図ると共に、圧力調整弁の組み付け前に圧力調整弁の検査を容易に行うことができる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法が提供され得る。第3の側面によれば、溝部と圧力調整弁との協働により、内圧を安定させることができる。第4の側面によれば、複数の内部空間に共通の1つの圧力調整弁によって各内部空間の圧力調整を適切に行うことができる蓄電モジュールが提供され得る。第5の側面によれば、圧力調整弁の開弁圧を所望の値に調整可能な蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法が提供され得る。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。図面にはXYZ直交座標系が示される。また、各図面は説明用のために作成されたものであり、説明の対象部位を特に強調するように描かれている。そのため、図面における各部材の寸法比率は、必ずしも実際のものとは一致しない。
[第1実施形態]
[蓄電装置の構成]
図1は、蓄電モジュールを備える蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。図1は、第1〜第5実施形態に係る蓄電装置10,10A,10B,10C,10Dに共通の構成を示す図である。同図に示す蓄電装置10は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置10は、複数(本実施形態では3つ)の蓄電モジュール12を備えるが、単一の蓄電モジュール12を備えてもよい。蓄電モジュール12は例えばバイポーラ電池である。蓄電モジュール12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であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
[蓄電装置の構成]
図1は、蓄電モジュールを備える蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。図1は、第1〜第5実施形態に係る蓄電装置10,10A,10B,10C,10Dに共通の構成を示す図である。同図に示す蓄電装置10は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置10は、複数(本実施形態では3つ)の蓄電モジュール12を備えるが、単一の蓄電モジュール12を備えてもよい。蓄電モジュール12は例えばバイポーラ電池である。蓄電モジュール12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であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。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12は、例えば金属板等の導電板14を介して積層され得る。積層方向D1から見て、蓄電モジュール12及び導電板14は例えば矩形形状を有する。各蓄電モジュール12の詳細については後述する。導電板14は、蓄電モジュール12の積層方向D1(Z方向)において両端に位置する蓄電モジュール12の外側にもそれぞれ配置される。導電板14は、隣り合う蓄電モジュール12と電気的に接続される。これにより、複数の蓄電モジュール12が積層方向D1に直列に接続される。積層方向D1において、一端に位置する導電板14には正極端子24が接続されており、他端に位置する導電板14には負極端子26が接続されている。正極端子24は、接続される導電板14と一体であってもよい。負極端子26は、接続される導電板14と一体であってもよい。正極端子24及び負極端子26は、積層方向D1に交差する方向(X方向)に延在している。これらの正極端子24及び負極端子26により、蓄電装置10の充放電を実施できる。
導電板14は、蓄電モジュール12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14の内部に設けられた複数の空隙14aを空気及び気体等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール12からの熱を効率的に外部に放出できる。各空隙14aは例えば積層方向D1に交差する方向(Y方向)に延在する。積層方向D1から見て、導電板14は、蓄電モジュール12よりも小さいが、蓄電モジュール12と同じかそれより大きくてもよい。
蓄電装置10は、交互に積層された蓄電モジュール12及び導電板14を積層方向D1に拘束する拘束部材16を備え得る。拘束部材16は、一対の拘束プレート16A,16Bと、拘束プレート16A,16B同士を連結する連結部材(ボルト18及びナット20)とを備える。各拘束プレート16A,16Bと導電板14との間には、例えば樹脂フィルム等の絶縁フィルム22が配置される。各拘束プレート16A,16Bは、例えば鉄等の金属によって構成されている。積層方向D1から見て、各拘束プレート16A,16B及び絶縁フィルム22は例えば矩形形状を有する。絶縁フィルム22は導電板14よりも大きくなっており、各拘束プレート16A,16Bは、蓄電モジュール12よりも大きくなっている。積層方向D1から見て、拘束プレート16Aの縁部には、ボルト18の軸部を挿通させる挿通孔H1が蓄電モジュール12よりも外側となる位置に設けられている。同様に、積層方向D1から見て、拘束プレート16Bの縁部には、ボルト18の軸部を挿通させる挿通孔H2が蓄電モジュール12よりも外側となる位置に設けられている。積層方向D1から見て各拘束プレート16A,16Bが矩形形状を有している場合、挿通孔H1及び挿通孔H2は、拘束プレート16A,16Bの角部に位置する。
一方の拘束プレート16Aは、負極端子26に接続された導電板14に絶縁フィルム22を介して突き当てられ、他方の拘束プレート16Bは、正極端子24に接続された導電板14に絶縁フィルム22を介して突き当てられている。ボルト18は、例えば一方の拘束プレート16A側から他方の拘束プレート16B側に向かって挿通孔H1に通され、他方の拘束プレート16Bから突出するボルト18の先端には、ナット20が螺合されている。これにより、絶縁フィルム22、導電板14及び蓄電モジュール12が挟持されてユニット化されると共に、積層方向D1に拘束荷重が付加される。
図2は、図1の蓄電装置を構成する蓄電モジュールを示す概略断面図である。図2は、第1、第2、第4及び第5実施形態に係る蓄電モジュール12,12A,12C,12Dに共通の構成を示す図である。同図に示す蓄電モジュール12は、複数のバイポーラ電極(電極)32が積層された積層体30を備える。バイポーラ電極32の積層方向D1から見て積層体30は例えば矩形形状を有する。隣り合うバイポーラ電極32間にはセパレータ40が配置され得る。バイポーラ電極32は、電極板34と、電極板34の一方面(第1面)に設けられた正極36と、電極板34の他方面(第1面とは反対側の第2面)に設けられた負極38とを含む。積層体30において、一のバイポーラ電極32の正極36は、セパレータ40を挟んで積層方向D1に隣り合う一方のバイポーラ電極32の負極38と対向し、一のバイポーラ電極32の負極38は、セパレータ40を挟んで積層方向D1に隣り合う他方のバイポーラ電極32の正極36と対向している。積層方向D1において、積層体30の一端には、内側面に負極38が配置された電極板34(負極側終端電極)が配置され、積層体30の他端には、内側面に正極36が配置された電極板34(正極側終端電極)が配置される。負極側終端電極の負極38は、セパレータ40を介して最上層のバイポーラ電極32の正極36と対向している。正極側終端電極の正極36は、セパレータ40を介して最下層のバイポーラ電極32の負極38と対向している。これら終端電極の電極板34はそれぞれ隣り合う導電板14(図1参照)に接続される。
蓄電モジュール12は、積層方向D1に延在する積層体30の側面30aにおいて電極板34の縁部34aを保持する枠体50(シール部)を備える。枠体50は、積層体30の側面30aを取り囲むように構成されている。枠体50は、電極板34の縁部34aを保持する第1樹脂部52(第1シール部)と、積層方向D1から見て第1樹脂部52の周囲に設けられる第2樹脂部54(第2シール部)とを備え得る。
枠体50の内壁を構成する第1樹脂部52は、各バイポーラ電極32の電極板34の一方面(正極36が形成される面)から縁部34aにおける電極板34の端面にわたって設けられている。積層方向D1から見て、各第1樹脂部52は、各バイポーラ電極32の電極板34の縁部34a全周にわたって設けられている。隣り合う第1樹脂部52同士は、各バイポーラ電極32の電極板34の他方面(負極38が形成される面)の外側に延在する面において当接している。その結果、第1樹脂部52には、各バイポーラ電極32の電極板34の縁部34aが埋没して保持されている。各バイポーラ電極32の電極板34の縁部34aと同様に、積層体30の両端に配置された電極板34の縁部34aも第1樹脂部52に埋没した状態で保持されている。これにより、積層方向D1に隣り合う電極板34,34間には、当該電極板34,34と第1樹脂部52とによって気密に仕切られた内部空間Vが形成されている。当該内部空間Vには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液からなる電解液(不図示)が収容されている。
枠体50の外壁を構成する第2樹脂部54は、積層方向D1を軸方向として延在する筒状部である。第2樹脂部54は、積層方向D1において積層体30の全長にわたって延在する。第2樹脂部54は、積層方向D1に延在する第1樹脂部52の外側面を覆っている。第2樹脂部54は、積層方向D1から見て内側において第1樹脂部52に溶着されている。
電極板34は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板34の縁部34a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おり、当該未塗工領域が枠体50の内壁を構成する第1樹脂部52に埋没して保持される領域となっている。正極36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38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。電極板34の他方面における負極38の形成領域は、電極板34の一方面における正極36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40は、例えばシート状に形成されている。セパレータ40を形成する材料としては、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、ポリプロピレン等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ40は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ40は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。
枠体50(第1樹脂部52及び第2樹脂部54)は、例えば絶縁性の樹脂を用いた射出成形によって矩形の筒状に形成されている(詳しくは後述)。枠体50を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等が挙げられる。
図3は、図2の蓄電モジュールを示す概略斜視図である。図4は、図3の蓄電モジュールの一部(1つの開口50aの周辺領域)を拡大した平面図である。図3及び図4に示されるように、蓄電モジュール12の枠体50は、積層方向D1に延在する側面50sを有する。側面50sは積層方向D1から見て外側に位置する面である。よって、第2樹脂部54が枠体50の側面50sを有することになる。
枠体50の側面50sは、本体領域50s1と突出領域50s2とを有している。本体領域50s1と突出領域50s2の形状はそれぞれ例えば矩形である。本体領域50s1には、開口50aが設けられている。開口50aは、各内部空間Vに電解液を注入するための注液口として機能すると共に、電解液が注入された後は、各内部空間V内の圧力を調整するための圧力調整弁60(詳しくは後述)の接続口として機能する。本実施形態では、枠体50は複数(ここでは4つ)の開口50a(開口50a1〜50a4)を有している。具体的には、枠体50の長手方向(X方向)に対向する各側面50sに、2つずつの開口50aが設けられている。
本体領域50s1は、バイポーラ電極32の積層方向D1に交差する方向(Y方向)に延在する縁Eを有している。突出領域50s2は、バイポーラ電極32の積層方向において開口50aから離れるように縁Eから突出している。本実施形態では、一対の突出領域50s2が開口50aを挟むように配置されている。突出領域50s2は、縁Eに沿って開口50aの全長を越えて開口50aの両外側にはみ出る長さで設けられている。
図4に示されるように、1つの開口50aは、第1樹脂部52に設けられた第1開口52aと、第2樹脂部54に設けられた第2開口54aとを有し得る。各第1開口52aは、隣り合うバイポーラ電極32間の内部空間V及び第2開口54aと連通している。第1樹脂部52には複数の第1開口52aが設けられており、第2樹脂部54には、複数の第1開口52aを覆うように広がる単一の第2開口54aが設けられている。第1開口52aは各第1樹脂部52に設けられてもよいし、隣り合う第1樹脂部52間に設けられてもよい。各第1開口52a及び第2開口54aの形状は例えば矩形である。
本実施形態では、蓄電モジュール12には、56個の内部空間Vが形成されており、1つの開口50aは、14個の内部空間Vと連通している。すなわち、各内部空間Vは、4つの開口50a1〜50a4のうちのいずれか1つと連通している。図4に示されるように、1つの開口50a(ここでは一例として開口50a1)において、14個の第1開口52aが、枠体50の短手方向(Y方向)の2列に分かれて配置されている。各列においては、7つの第1開口52aが積層方向D1に沿って配置されている。14個の第1開口52aは、開口50aの開口方向(X方向)から見て、第2開口54aの中心P1に対して、点対称に配置されている。
例えば、各開口50aにおける複数の第1開口52aの配置(すなわち、各開口50aに連通する内部空間Vの組を異ならせる配置構成)は、以下のようにして決定されてもよい。以下の説明では、便宜上、56個の内部空間Vを識別するために、積層体30の他端(図2の図示下側)から一端(図2の図示上側)へと向かう順に、内部空間V1〜V56と表記する。
例えば、開口50a1において、第1列(図4の図示左側の列。以下同じ。)に配置される7つの第1開口52aは、積層体30の他端側から8段飛ばしに、内部空間V1,V9,V17,V25,V33,V41,V49と連通するように設けられ、第2列(図4の図示右側の列。以下同じ。)に配置される7つの第1開口52aは、積層体30の一端側から8段飛ばしに、内部空間V56,V48,V40,V32,V24,V16,V8と連通するように設けられる。ここで、第1開口52aは、当該第1開口52aと連通する内部空間Vに対応する高さ位置(積層方向D1における位置)に設けられるので、上記配置によれば、上述した点対称の配置が実現される。
開口50a2〜50a4についても、例えば、開口50a1を基準として、連通される内部空間Vのセットを1段ずつずらすことにより、開口50a1と同様に点対称の配置を実現できる。具体的には、開口50a2においては、第1列に配置される7つの第1開口52aは、内部空間V2,V10,V18,V26,V34,V42,V50と連通するように設けられ、第2列に配置される7つの第1開口52aは、内部空間V55,V47,V39,V31,V23,V15,V7と連通するように設けられればよい。開口50a3においては、第1列に配置される7つの第1開口52aは、内部空間V3,V11,V19,V27,V35,V43,V51と連通するように設けられ、第2列に配置される7つの第1開口52aは、内部空間V54,V46,V38,V30,V22,V14,V6と連通するように設けられればよい。開口50a4においては、第1列に配置される7つの第1開口52aは、内部空間V4,V12,V20,V28,V36,V44,V52と連通するように設けられ、第2列に配置される7つの第1開口52aは、内部空間V53,V45,V37,V29,V21,V13,V5と連通するように設けられればよい。
以上のような第1開口52aの配置(すなわち、第1開口52aと内部空間Vとの対応付け)によれば、全ての内部空間Vが互いに異なる第1開口52aに連通する構成を実現できると共に、全ての開口50a1〜50a4について上述したような点対称の配置を実現できる。
図5は、枠体50の開口50aに接続される圧力調整弁60の分解斜視図である。また、図6は、圧力調整弁60の構成を示す概略断面図である。具体的には、図6は、開口50a1の第1列に配置される7つの第1開口52a(内部空間V1,V9,V17,V25,V33,V41,V49と連通する第1開口52a)の断面を含む断面図である。図5及び図6に示されるように、圧力調整弁60は、ベース部材70と、弁体80(弾性部材)と、カバー部材90(押圧部材)とを有している。
ベース部材70は、略直方体状の外形を有しており、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等によって形成されている。ベース部材70は、開口50aに接続される。具体的には、ベース部材70の開口50aに対向する側面71(第1側面)を含む部分72は、第2開口54aに対応する形状を有している。ベース部材70は、当該部分72が第2開口54aに挿入された状態で、側面71と第1樹脂部52の側面52sとの接触部分の一部または全部が溶着されることにより、開口50aに対して固定される。側面71と側面52sとの溶着は、例えば熱板溶着等により行われる。
図7の(A)は、側面71を示す平面図であり、図7の(B)は、ベース部材70の弁体80に対向する側面73(第2側面)を示す平面図である。図6及び図7に示されるように、ベース部材70には、側面71から側面73にかけて貫通する複数(ここでは14個)の連通孔74が設けられている。各連通孔74は、対応する1つの第1開口52aを介して、1つの内部空間Vと連通している。連通孔74は、連通孔74の側面71側部分である第1連通部75と、連通孔74の側面73側部分である第2連通部76とからなる。
第1連通部75は、断面矩形状に形成されている。第1連通部75によって、略直方体状の空間S1が形成されている。第1連通部75の開口50a側の開口端75a(第1開口端)は、開口50aと圧力調整弁60との接続方向D2(X方向)から見て、矩形状の第1開口52aを含む大きさに形成されている。一方、第1連通部75の第2連通部76に接続する側の開口端75bは、断面円形状に形成されている。開口端75bの内径は、開口端75aの積層方向D1の幅d1と同一である。
ここで、開口50a1〜50a4の同じ相対位置(同じ列及び同じ行)に設けられた各第1開口52aの位置は、上述したように1段ずつずれている。例えば、内部空間V1と連通する開口50a1の第1開口52a、内部空間V2と連通する開口50a2の第1開口52a、内部空間V3と連通する開口50a3の第1開口52a、及び内部空間V4と連通する開口50a4の第1開口52aの配置は、1段ずつずれている。このため、全ての開口50a1〜50a4に対して同一規格(共通形状)の圧力調整弁60を使用できるようにするためには、圧力調整弁60のベース部材70がどの開口50a1〜50a4に接続された場合にも、各第1連通部75が、対応する第1開口52aと連通する必要がある。具体的には、ベース部材70が開口50a1に接続された際に内部空間V1に対応する第1開口52aと連通する第1連通部75は、ベース部材70が開口50a2〜50a4に接続された際には、それぞれ内部空間V2〜V4に対応する第1開口52aと連通する必要がある。
そこで、本実施形態では、開口端75aの積層方向D1の幅d1は、積層体30において繰り返される構造1つ分の幅(すなわち、上述した1段分のずれ幅)と開口50aの数との乗算値以上に設定されている。積層体30において繰り返される構造1つ分の幅とは、1つの電極板34と1つの内部空間Vを合わせた部分の積層方向D1の幅d2(図2参照)である。すなわち、上記乗算値(本実施形態では「d2×4」)は、上述のように各開口50aにおける第1開口52aを配置した場合(より具体的には、開口50a間で互いに対応する相対位置に配置された第1開口52a同士の段差の最大値がなるべく小さくなるように配置した場合)に、同じ相対位置に配置された複数(ここでは4つ)の第1開口52aが形成され得る範囲(積層方向D1における範囲)を包含するために必要な幅を表している。そして、本実施形態では「d1≧d2×4」の関係が成立している。これにより、圧力調整弁60がどの開口50aに接続される場合にも、接続方向D2から見て、各第1連通部75の開口端75aの内側に当該開口端75aに対応する第1開口52aが収まるように、各第1連通部75を配置することが可能となっている。その結果、どの開口50a1〜50a4に対しても同一の圧力調整弁60を使用することが可能となっている。これにより、部品点数を削減することができる。また、開口50a毎に異なる規格の圧力調整弁60を使用する必要がなくなるため、開口50aに対して適合しない規格の圧力調整弁60を接続してしまうといった誤組み付けの発生を防止することもできる。
さらに、図7の(A)に示されるように、複数の開口端75aは、側面71の中心P2を通り側面71に直交する軸A(図5参照)に対して、点対称に配置されている。また、ベース部材70の開口50aに接続される部分72は、軸Aに対して点対称に形成されている。また、上述した中心P1(開口50aの開口方向から見た第2開口54aの中心)は、軸A上に位置している。この構成によれば、軸Aに対して互いに反転関係にある圧力調整弁60の2つの状態(姿勢)のいずれにおいても、開口50aに対する複数の開口端75aの相対的な配置が同一となる。このため、上記2つの状態のいずれにおいても、圧力調整弁60を開口50aに正常に接続することができる。すなわち、図5に示される圧力調整弁60を上下反転(軸A周りに180度回転)させても、圧力調整弁60を開口50aに正常に接続することができる。その結果、開口50aへの圧力調整弁60の接続を容易に行うことが可能となる。また、開口50aに対して誤った向きで圧力調整弁60を接続してしまうといった誤組み付けの発生を防止することもできる。
第2連通部76は、断面円形状に形成されている。第2連通部76は、第1連通部75の開口端75bから、第2連通部76の側面73側の開口端76a(第2開口端)にかけて貫通している。開口端76aは円形状に形成されている。開口端76aの内径d3は、開口端75bの内径(すなわち、開口端75aの積層方向D1の幅d1)よりも大きくされている(d3>d1)。すなわち、第2連通部76によって、開口端75bから開口端76aに向かうにつれて内径が大きくなるテーパ状の空間S2が形成されている。このような第2連通部76は、例えば射出成形等により形成され得る。
また、本実施形態では、図6に示されるように、第1列の7つの第1開口52aに接続される第2連通部76は、開口端75bの中心位置よりも開口端76aの中心位置が上方に位置するように延びている。一方、第2列の7つの第1開口52aに接続される第2連通部76は、開口端75bの中心位置よりも開口端76aの中心位置が下方に位置するように延びている。その結果、図7の(B)に示されるように、複数の開口端76aが側面73の中央位置に寄せられている。これにより、全ての開口端76aを塞ぐ必要がある弁体80のコンパクト化が図られている。
弁体80は、例えばゴム等の弾性部材によって形成されている。弁体80は、例えば直方体状をなしている。弁体80は、ベース部材70に設けられた複数の開口端76aを塞ぐように配置されている。
カバー部材90は、矩形板状の底壁部91と、底壁部91の縁部に立設された側壁部92と、を有する箱状部材である。カバー部材90は、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等によって形成されている。底壁部91の内側には、弁体80を位置決めするために凹状に窪んだ溝部93が設けられている。カバー部材90は、溝部93に弁体80を収容すると共に、弁体80をベース部材70の側面73に対して押圧するための押圧部材として機能する。具体的には、図6に示されるように、カバー部材90の溝部93に弁体80が位置決めされて収容された状態で、側壁部92の端部92aがベース部材70の側面73に対して固定される。端部92aと側面73とを固定する方法は特に限定されないが、例えばレーザ溶着、熱板溶着、及びボルト等の締結部材を用いた締結等を用い得る。例えば、レーザ溶着を用いる場合には、カバー部材90をレーザ透過性樹脂で形成すると共にベース部材70をレーザ吸収性樹脂で形成し、レーザをカバー部材90側から照射することにより、ベース部材70におけるカバー部材90との境界部分を溶融して接合することができる。
ここで、弁体80の通常時(非圧縮時)の厚さ(X方向の幅)は、溝部93の底面93aから側壁部92の端部92aまでの高さd4よりも大きい。すなわち、高さd4によって、弁体80の圧縮率が規定されている。弁体80の圧縮率は、例えば連通孔74内の圧力(すなわち、当該連通孔74に連通された内部空間V内の圧力)が予め定められた設定値以上となった場合に、弁体80による当該連通孔74の開口端76aの閉塞が解除されるように予め調整される。
図7の(B)及び図8の(A)に示されるように、ベース部材70の側面73側には、各開口端76aに対応する溝部77が設けられている。各溝部77は、積層方向D1に直交する方向(X方向及びY方向)に延在するスリット状に形成されている。各溝部77は、積層方向D1及び接続方向D2に直交する方向(Y方向)において、対応する開口端76aよりも外側の位置に設けられている。
続いて、内部空間Vの圧力調整の原理について説明する。上述したように各連通孔74はそれぞれ対応する内部空間Vと連通しているため、弁体80における連通孔74の開口端76aを塞ぐ部分には、当該連通孔74に対応する内部空間Vと同等の圧力がかかることになる。ここで、弁体80による開口端76aの閉塞の解除は、対応する内部空間V内の圧力が予め定められた設定値以上となった場合に行われるように、弁体80の圧縮率等が規定されている。このため、対応する内部空間V内の圧力が設定値未満である場合には、図8の(A)に示されるように、開口端76aが弁体80によって塞がれた閉弁状態が維持される。
一方、対応する内部空間V内の圧力が上昇して設定値以上となった場合には、図8の(B)に示されるように、弁体80の一部(具体的には、開口端76aを塞ぐ部分及びその周辺部分)が側面73から離間するように変形し、開口端76aの閉塞が解除された開弁状態となる。その結果、閉塞が解除された開口端76aと当該開口端76aに対応する溝部77とが連通し、対応する内部空間V内のガスが、当該開口端76aから当該溝部77へと排出される。その後、内部空間V内の圧力が設定値未満となった場合には、弁体80が元の状態に戻ることにより、当該開口端76aが再び閉弁状態(図8の(A)参照)となる。以上の開閉動作により、圧力調整弁60は、内部空間V内の圧力を適切に調整する。
ここで、図7の(B)に示されるように、開口端76aと当該開口端76aに対応する溝部77との距離d5は、当該開口端76aと当該開口端76aに隣接する他の開口端76aとの距離d6よりも短くされている(d5<d6)。これにより、内部空間Vの圧力の上昇に応じて弁体80の一部が側面73から離間した場合に、当該内部空間Vに連通する連通孔74の開口端76aと当該開口端76aに隣接する他の開口端76a(すなわち、他の内部空間Vに連通する連通孔74の開口端76a)とを連通させることなく、当該開口端76aとそれに対応する溝部77とを連通させることができる。その結果、圧力調整弁60による圧力調整時において、互いに異なる内部空間V同士の干渉(ガスの流入及び流出等)を適切に防止することができる。
また、図7の(B)及び図8の(A)に示されるように、ベース部材70には、側面73に対向する方向(X方向)から見て、複数(ここでは7つ)の溝部77と接続され、内部空間Vから放出されたガスを流通させる流通空間S3が画成されている。流通空間S3は、略直方体状に形成されている。流通空間S3は、側面73に対向する方向から見て、積層方向D1に沿って配列された7つの溝部77の外側端部を接続するように、積層方向D1に延在している。複数の溝部77及び流通空間S3は、例えば射出成形等によって形成されている。また、ベース部材70には、流通空間S3と外部とを連通させる排気口78が設けられている。本実施形態では、排気口78の外側開口端は、ベース部材70の接続方向D2に直交する方向(本実施形態では一例としてY方向)を向く側面79に設けられている。この構成によれば、内部空間Vの圧力の上昇に応じて一の溝部77へと排出されたガスは、複数の溝部77に共通に設けられた流通空間S3に流入し、排気口78から外部に排出される。したがって、内部空間Vで発生したガスを簡易な構成によって適切に外部に排出することができる。
なお、本実施形態では、図8に示されるように、弁体80は、流通空間S3の一部を覆わないように配置されているが、流通空間S3の全部を覆うように配置されてもよい。また、弁体80は、溝部77の全部を覆うように配置されているが、溝部77の少なくとも一部を覆わないように配置されてもよい。
以上説明したように、本実施形態の蓄電モジュール12は、電極板34と、電極板34の一方面に設けられた正極36と、前記電極板の他方面に設けられた負極38とをそれぞれ含む複数のバイポーラ電極32が積層された積層体30と、電極板34の縁部34aを保持し、積層体30において隣り合うバイポーラ電極32間の複数の内部空間Vと連通する開口50aが設けられた枠体50と、開口50aに接続される圧力調整弁60と、を備える。圧力調整弁60は、開口50aを介して複数の内部空間Vの各々と連通する複数の連通孔74が設けられ、開口50aに接続されるベース部材70と、複数の連通孔74の開口50a側の開口端75aとは反対側に位置する開口端76aを塞ぐように配置される弁体80と、弁体80をベース部材70に対して押圧するカバー部材90と、を有する。
蓄電モジュール12では、圧力調整弁60が、複数の連通孔74が設けられたベース部材70と弁体80とカバー部材90とを有することにより、圧力調整弁60を開口50aに接続する前に、圧力調整弁60の検査を実行することができる。例えば、ベース部材70の各連通孔74の開口端75aから当該連通孔74内に空気を送り込むことにより、弁体80による当該連通孔74の開口端76aの閉塞が解除されるときの圧力値を確認することができる。したがって、蓄電モジュール12によれば、圧力調整弁60の組み付け前に圧力調整弁60の検査(例えば開弁圧を保証するための検査)を容易に行うことができる。
また、蓄電モジュール12は、複数(本実施形態では4つ)の圧力調整弁60を備える。枠体50には、それぞれ圧力調整弁60が接続される複数(4つ)の開口50a(50a1〜50a4)が設けられている。複数の開口50aの各々は、開口50a毎に互いに異なる内部空間V(本実施形態では、互いに異なる14個の内部空間Vのセット)と連通している。このように、枠体50に開口50aを複数設けることにより、開口50aを1つだけ設ける場合と比較して、1つの開口50aに連通させる内部空間Vの個数(すなわち、1つの圧力調整弁60で圧力の調整を行う必要のある内部空間Vの個数であり、1つの圧力調整弁60に設ける必要のある連通孔74の数)を減らすことができる。これにより、圧力調整弁60の1つの連通孔74の断面積を大きくすることができ、連通孔74内の空気の流通を円滑にすることができる。
[蓄電装置の製造方法]
以下、図2に示される蓄電モジュール12の製造方法の一例を説明する。
以下、図2に示される蓄電モジュール12の製造方法の一例を説明する。
(積層工程)
まず、例えばセパレータ40を介して複数のバイポーラ電極32を積層して積層体30を得る。本実施形態では、積層工程前に、各バイポーラ電極32の電極板34の縁部34aに第1樹脂部52が例えば射出成形等により形成されている。積層工程により、図2に示される構成のうち第2樹脂部54を除いた構成が得られる。
まず、例えばセパレータ40を介して複数のバイポーラ電極32を積層して積層体30を得る。本実施形態では、積層工程前に、各バイポーラ電極32の電極板34の縁部34aに第1樹脂部52が例えば射出成形等により形成されている。積層工程により、図2に示される構成のうち第2樹脂部54を除いた構成が得られる。
(枠体形成工程)
次に、第2樹脂部54を例えば射出成形により形成する(図2参照)。図9に示されるように、モールドM内に、流動性を有する第2樹脂部54の樹脂材料54Pを流し込むことによって、第2樹脂部54が形成される。その結果、図3及び図4に示されるように、第1樹脂部52及び第2樹脂部54を有する枠体50が形成される。モールドMは、枠体50の側面50sにおける本体領域50s1及び突出領域50s2(図4参照)の外縁を形成する第1部分M1と、開口50aの第2開口54aを形成するための入れ子である第2部分M2とを有する。第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、バイポーラ電極32の積層方向D1に交差する方向に流れる。例えば、第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、互いに対向配置された一対の第1部分M1間を流れた後、第2部分M2に衝突して、第2部分M2の周囲に沿って2つに分かれる。2つに分かれた第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、それぞれ第1部分M1と第2部分M2との間を流れた後、合流して、一対の第1部分M1間を流れる。
次に、第2樹脂部54を例えば射出成形により形成する(図2参照)。図9に示されるように、モールドM内に、流動性を有する第2樹脂部54の樹脂材料54Pを流し込むことによって、第2樹脂部54が形成される。その結果、図3及び図4に示されるように、第1樹脂部52及び第2樹脂部54を有する枠体50が形成される。モールドMは、枠体50の側面50sにおける本体領域50s1及び突出領域50s2(図4参照)の外縁を形成する第1部分M1と、開口50aの第2開口54aを形成するための入れ子である第2部分M2とを有する。第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、バイポーラ電極32の積層方向D1に交差する方向に流れる。例えば、第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、互いに対向配置された一対の第1部分M1間を流れた後、第2部分M2に衝突して、第2部分M2の周囲に沿って2つに分かれる。2つに分かれた第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、それぞれ第1部分M1と第2部分M2との間を流れた後、合流して、一対の第1部分M1間を流れる。
なお、本実施形態では積層工程前に枠体50の一部である第1樹脂部52を形成し、積層工程後に枠体50の残部である第2樹脂部54を形成しているが、積層工程後に枠体50の一部である第1樹脂部52を形成してもよい。
(電解液注入工程)
次に、枠体50に設けられた開口50aから枠体50内に電解液を注入する。電解液の注入は、専用の治具等を用いて行われる。
次に、枠体50に設けられた開口50aから枠体50内に電解液を注入する。電解液の注入は、専用の治具等を用いて行われる。
(準備工程)
次に、圧力調整弁60を準備する。圧力調整弁60は、上述したように、ベース部材70、弁体80、及びカバー部材90を互いに組み付けることにより形成される。これにより、ベース部材70、弁体80、及びカバー部材90が一体化(ユニット化)された構成の圧力調整弁60が得られる。
次に、圧力調整弁60を準備する。圧力調整弁60は、上述したように、ベース部材70、弁体80、及びカバー部材90を互いに組み付けることにより形成される。これにより、ベース部材70、弁体80、及びカバー部材90が一体化(ユニット化)された構成の圧力調整弁60が得られる。
(検査工程)
次に、圧力調整弁60を検査する。具体的には、ベース部材70に設けられた各連通孔74の開口端75aから各連通孔74内に空気を送り込むことにより、圧力調整弁60の動作を検査する。各開口端75aから各連通孔74内に空気を送り込む操作は、例えば専用の治具等を更に用いて行われてもよい。検査工程では、弁体80による開口端76aの閉塞が解除されるときの圧力値が連通孔74毎に確認される。そして、当該圧力値と予め設定された圧力値とが比較される。例えば当該圧力値と予め設定された圧力値との誤差が許容誤差以下であれば、検査された連通孔74についての弁体80の開弁圧は正常であると判定される。一方、上記誤差が許容誤差よりも大きい場合には、検査された連通孔74についての弁体80の開弁圧は異常であると判定される。上記検査により、全ての連通孔74に対して弁体80の開弁圧が正常であると判定された場合には、検査された圧力調整弁60は正常と判定される。一方、少なくとも一つの連通孔74に対して弁体80の開弁圧が異常であると判定された場合には、検査された圧力調整弁60は異常と判定される。
次に、圧力調整弁60を検査する。具体的には、ベース部材70に設けられた各連通孔74の開口端75aから各連通孔74内に空気を送り込むことにより、圧力調整弁60の動作を検査する。各開口端75aから各連通孔74内に空気を送り込む操作は、例えば専用の治具等を更に用いて行われてもよい。検査工程では、弁体80による開口端76aの閉塞が解除されるときの圧力値が連通孔74毎に確認される。そして、当該圧力値と予め設定された圧力値とが比較される。例えば当該圧力値と予め設定された圧力値との誤差が許容誤差以下であれば、検査された連通孔74についての弁体80の開弁圧は正常であると判定される。一方、上記誤差が許容誤差よりも大きい場合には、検査された連通孔74についての弁体80の開弁圧は異常であると判定される。上記検査により、全ての連通孔74に対して弁体80の開弁圧が正常であると判定された場合には、検査された圧力調整弁60は正常と判定される。一方、少なくとも一つの連通孔74に対して弁体80の開弁圧が異常であると判定された場合には、検査された圧力調整弁60は異常と判定される。
(圧力調整弁接続工程)
次に、検査工程において正常と判定された検査済みの圧力調整弁60を枠体50の開口50aに接続する。具体的には、上述した通り、ベース部材70の部分72を第2開口54aに挿入する。そして、側面71と第1樹脂部52の側面52sとの接触部分の一部または全部を、例えば熱板溶着等により溶着する。これにより、開口50aに対して圧力調整弁60が組み付けられた状態となる。その後、図1に示されるように、導電板14を介して複数の蓄電モジュール12を積層する。積層方向D1の両端に位置する導電板14にはそれぞれ正極端子24及び負極端子26が予め接続されている。その後、積層方向D1の両端に、絶縁フィルム22を介して一対の拘束プレート16A,16Bをそれぞれ配置する。その後、ボルト18の軸部を拘束プレート16Aの挿通孔16A1に挿入し、拘束プレート16Bの挿通孔16B1に挿入する。その後、拘束プレート16Bから突出したボルト18の先端に、ナット20を螺合する。このようにして図1に示される蓄電装置10が製造される。
次に、検査工程において正常と判定された検査済みの圧力調整弁60を枠体50の開口50aに接続する。具体的には、上述した通り、ベース部材70の部分72を第2開口54aに挿入する。そして、側面71と第1樹脂部52の側面52sとの接触部分の一部または全部を、例えば熱板溶着等により溶着する。これにより、開口50aに対して圧力調整弁60が組み付けられた状態となる。その後、図1に示されるように、導電板14を介して複数の蓄電モジュール12を積層する。積層方向D1の両端に位置する導電板14にはそれぞれ正極端子24及び負極端子26が予め接続されている。その後、積層方向D1の両端に、絶縁フィルム22を介して一対の拘束プレート16A,16Bをそれぞれ配置する。その後、ボルト18の軸部を拘束プレート16Aの挿通孔16A1に挿入し、拘束プレート16Bの挿通孔16B1に挿入する。その後、拘束プレート16Bから突出したボルト18の先端に、ナット20を螺合する。このようにして図1に示される蓄電装置10が製造される。
以上説明したように、本実施形態の蓄電モジュールの製造方法は、積層工程と、枠体形成工程と、準備工程と、検査工程と、圧力調整弁接続工程と、を含む。この製造方法では、準備工程において、ベース部材70、弁体80、及びカバー部材90が一体化された圧力調整弁60が準備される。そして、検査工程において、ベース部材70の各連通孔74の開口端75aから各連通孔74内に空気を送り込むことにより、圧力調整弁60の動作が検査される。このように、圧力調整弁60が、複数の連通孔74が設けられたベース部材70と弁体80とカバー部材90とを有することにより、圧力調整弁60を枠体50の開口50aに接続する前に、圧力調整弁60の検査を実行することができる。したがって、上記製造方法によれば、圧力調整弁60の組み付け前に圧力調整弁60の検査(例えば開弁圧を保証するための検査)を容易に行うことができる。
以上、第1実施形態について詳細に説明されたが、蓄電モジュールの構成は、上記形態に限定されない。
例えば、上記実施形態では、各開口50aにおいて、複数の第1開口52aが、開口50aの開口方向(X方向)から見て、第2開口54aの中心P1に対して、点対称に配置される構成について説明した。しかし、各開口50aにおける複数の第1開口52aは、接続方向D2から見て、それぞれ対応するベース部材70の開口端75aに含まれるように配置されればよく、複数の第1開口52aは必ずしも点対称に配置されなくともよい。例えば、上記実施形態において例示した第1開口52aの配置は、複数の開口50a間で適宜入れ替えられてもよい。具体的な例としては、開口50a1において、内部空間V1に連通する第1開口52aの代わりに内部空間V2に連通する第1開口52aが設けられ、開口50a2において、内部空間V2に連通する第1開口52aの代わりに内部空間V1に連通する第1開口52aが設けられてもよい。この場合、開口50a1及び開口50a2の各々における複数の第1開口52aの配置は上述したような点対称の配置とはならないが、どの第1開口52aも接続方向D2から見て対応する開口端75aに含まれるように配置される。
また、ベース部材70は、第1実施形態のように一体的に成形された1つの部材であってもよいし、複数の部材からなってもよい。例えば、ベース部材70は、複数の部材が溶着等により接合されてなる部材であってもよい。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態の蓄電モジュール12Aを備えた蓄電装置10Aについて説明する。蓄電装置10Aは、蓄電モジュール12の代わりに蓄電モジュール12Aを備える点で蓄電装置10と相違しており、その他の点については蓄電装置10と同様である。蓄電モジュール12Aは、圧力調整弁60の代わりに圧力調整弁160を備える点で蓄電モジュール12と相違しており、その他の点については蓄電モジュール12と同様である。
次に、第2実施形態の蓄電モジュール12Aを備えた蓄電装置10Aについて説明する。蓄電装置10Aは、蓄電モジュール12の代わりに蓄電モジュール12Aを備える点で蓄電装置10と相違しており、その他の点については蓄電装置10と同様である。蓄電モジュール12Aは、圧力調整弁60の代わりに圧力調整弁160を備える点で蓄電モジュール12と相違しており、その他の点については蓄電モジュール12と同様である。
図10は、枠体50の開口50aに接続される圧力調整弁160の分解斜視図である。また、図11は、圧力調整弁160の構成を示す概略断面図である。具体的には、図11は、開口50a1の第1列に配置される7つの第1開口52a(内部空間V1,V9,V17,V25,V33,V41,V49と連通する第1開口52a)の断面を含む断面図である。図10及び図11に示されるように、圧力調整弁160は、第1ベース部材170と、第2ベース部材180と、弁体190(弾性部材)と、カバー部材1100(押圧部材)とを有している。
第1ベース部材170は、略直方体状の外形を有しており、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等によって形成されている。第1ベース部材170は、開口50aに接続される。具体的には、第1ベース部材170の開口50aに対向する側面171(第1側面)を含む部分172は、第2開口54aに対応する形状を有している。第1ベース部材170は、当該部分172が第2開口54aに挿入された状態で、側面171と第1樹脂部52の側面52sとの接触部分の一部または全部が溶着されることにより、開口50aに対して固定される。側面171と側面52sとの溶着は、例えば熱板溶着、レーザ透過溶着、及び超音波溶着等により行われる。
図12の(A)は、側面171を示す平面図であり、図12の(B)は、第1ベース部材170の第2ベース部材180に対向する側面173(第2側面)を示す平面図である。図11及び図12に示されるように、第1ベース部材170には、側面171から側面173にかけて貫通する複数(ここでは14個)の第1連通孔174が設けられている。各第1連通孔174は、対応する1つの第1開口52aを介して、1つの内部空間Vと連通している。第1連通孔174は、第1連通孔174の側面171側部分である第1連通部175と、第1連通孔174の側面173側部分である第2連通部176とからなる。
第1連通部175は、断面矩形状に形成されている。第1連通部175によって、略直方体状の空間S11が形成されている。第1連通部175の開口50a側の開口端175aは、開口50aと第1ベース部材170との接続方向D2(X方向)から見て、矩形状の第1開口52aを含む大きさに形成されている。一方、第1連通部175の第2連通部176に接続する側の開口端175bは、断面円形状に形成されている。開口端175bの内径は、開口端175aの積層方向D1の幅d11と同一である。
ここで、開口50a1〜50a4の同じ相対位置(同じ列及び同じ行)に設けられた各第1開口52aの位置は、上述したように1段ずつずれている。例えば、内部空間V1と連通する開口50a1の第1開口52a、内部空間V2と連通する開口50a2の第1開口52a、内部空間V3と連通する開口50a3の第1開口52a、及び内部空間V4と連通する開口50a4の第1開口52aの配置は、1段ずつずれている。このため、全ての開口50a1〜50a4に対して同一規格(共通形状)の圧力調整弁160を使用できるようにするためには、圧力調整弁160の第1ベース部材170がどの開口50a1〜50a4に接続された場合にも、各第1連通部175が、対応する第1開口52aと連通する必要がある。具体的には、第1ベース部材170が開口50a1に接続された際に内部空間V1に対応する第1開口52aと連通する第1連通部175は、第1ベース部材170が開口50a2〜50a4に接続された際には、それぞれ内部空間V2〜V4に対応する第1開口52aと連通する必要がある。
そこで、本実施形態では、開口端175aの積層方向D1の幅d11は、積層体30において繰り返される構造1つ分の幅(すなわち、上述した1段分のずれ幅)と開口50aの数との乗算値以上に設定されている。積層体30において繰り返される構造1つ分の幅とは、1つの電極板34と1つの内部空間Vを合わせた部分の積層方向D1の幅d2(図2参照)である。すなわち、上記乗算値(本実施形態では「d2×4」)は、上述のように各開口50aにおける第1開口52aを配置した場合(より具体的には、開口50a間で互いに対応する相対位置に配置された第1開口52a同士の段差の最大値がなるべく小さくなるように配置した場合)に、同じ相対位置に配置された複数(ここでは4つ)の第1開口52aが形成され得る範囲(積層方向D1における範囲)を包含するために必要な幅を表している。そして、本実施形態では「d11≧d2×4」の関係が成立している。これにより、第1ベース部材170がどの開口50aに接続される場合にも、接続方向D2から見て、各第1連通部175の開口端175aの内側に当該開口端175aに対応する第1開口52aが収まるように、各第1連通部175を配置することが可能となっている。その結果、どの開口50a1〜50a4に対しても同一の第1ベース部材170(圧力調整弁160)を使用することが可能となっている。これにより、部品点数を削減することができる。また、開口50a毎に異なる規格の圧力調整弁160を使用する必要がなくなるため、開口50aに対して適合しない規格の圧力調整弁160を接続してしまうといった誤組み付けの発生を防止することもできる。
さらに、図12の(A)に示されるように、複数の開口端175aは、側面171の中心P2を通り側面171に直交する軸A(図10参照)に対して、点対称に配置されている。また、第1ベース部材170の開口50aに接続される部分172は、軸Aに対して点対称に形成されている。また、上述した中心P1(開口50aの開口方向から見た第2開口54aの中心)は、軸A上に位置している。この構成によれば、軸Aに対して互いに反転関係にある第1ベース部材170の2つの状態(姿勢)のいずれにおいても、開口50aに対する複数の開口端175aの相対的な配置が同一となる。このため、上記2つの状態のいずれにおいても、第1ベース部材170を開口50aに正常に接続することができる。すなわち、図10に示される第1ベース部材170を上下反転(軸A周りに180度回転)させても、第1ベース部材170を開口50aに正常に接続することができる。その結果、開口50aへの第1ベース部材170の接続を容易に行うことが可能となる。また、開口50aに対して誤った向きで第1ベース部材170を接続してしまうといった誤組み付けの発生を防止することもできる。
第2連通部176は、断面円形状に形成されている。第2連通部176は、第1連通部175の開口端175bから、第2連通部176の側面173側の開口端176aにかけて貫通している。開口端176aは円形状に形成されている。開口端176aの内径d13は、開口端175bの内径(すなわち、開口端175aの積層方向D1の幅d11)よりも大きくされている(d13>d11)。すなわち、第2連通部176によって、開口端175bから開口端176aに向かうにつれて内径が大きくなるテーパ状の空間S12が形成されている。このような第2連通部176は、例えば射出成形等により形成され得る。
また、本実施形態では、図11に示されるように、第1列の7つの第1開口52aに接続される第2連通部176は、開口端175bの中心位置よりも開口端176aの中心位置が上方に位置するように延びている。一方、第2列の7つの第1開口52aに接続される第2連通部176は、開口端175bの中心位置よりも開口端176aの中心位置が下方に位置するように延びている。その結果、図12の(B)に示されるように、複数の開口端176aが側面173の中央位置に寄せられている。
第2ベース部材180は、略直方体状の外形を有しており、一方側の側面181において第1ベース部材170の側面173に接合される。側面181と側面173とは、例えば熱板溶着により溶着され得る。なお、本実施形態では、接続方向D2から見て、第2ベース部材180は、第1ベース部材170よりも僅かに大きく形成されているが、第2ベース部材180は、第1ベース部材170と同じ大きさに形成されてもよいし、第1ベース部材170よりも小さく形成されてもよい。
図13の(A)は、側面181を示す平面図であり、図13の(B)は、第2ベース部材180の弁体190に対向する側面182(第2側面)を示す平面図である。図11及び図13に示されるように、第2ベース部材180には、側面181から側面182にかけて貫通する複数(ここでは14個)の第2連通孔183が設けられている。第2連通孔183は、断面円形状に形成されている。各第2連通孔183は、対応する1つの第1連通孔174を介して、1つの内部空間Vと連通している。第2連通孔183の第1ベース部材170側の開口端183aの内径は、第1連通孔174の開口端176aの内径d13と一致している。第1ベース部材170と第2ベース部材180とは、接続方向D2から見て互いに対応する開口端176a及び開口端183aが重なるように接合されている。第2連通孔183の弁体190側の開口端183bの内径d14は、開口端183aの内径(すなわち、開口端176aの内径d13)よりも小さくされている(d14<d13)。すなわち、第2連通孔183によって、開口端183aから開口端183bに向かうにつれて内径が小さくなるテーパ状の空間S13が形成されている。このような第2連通孔183は、例えば射出成形等により形成され得る。なお、開口端183aの内径と開口端176aの内径d13とは、一致していなくてもよい。例えば、開口端183aの内径を内径d13よりも小さくした場合には、接合時の位置ずれを許容できる効果を奏し得る。
図12の(B)及び図13の(A)に示されるように、複数の開口端176a及び複数の開口端183aはいずれも、軸Aに対して、点対称に配置されている。この構成によれば、軸Aに対して互いに反転関係にある第1ベース部材170(又は第2ベース部材180)の2つの状態(姿勢)のいずれにおいても、複数の開口端176aに対する複数の開口端183aの配置が同一となる。このため、上記2つの状態のいずれにおいても、第1ベース部材170に第2ベース部材180を正常に接合することが可能となる。すなわち、第1ベース部材170に対して第2ベース部材180を上下反転(軸A周りに180度回転)させても、第2ベース部材180を第1ベース部材170に正常に接合することができる。その結果、第1ベース部材170への第2ベース部材180の接合を容易に行うことが可能となる。また、第1ベース部材170に対して誤った向きで第2ベース部材180を接合してしまうといった誤組み付けの発生を防止することもできる。
弁体190は、例えばゴム等の弾性部材によって形成されている。弁体190は、例えば直方体状をなしている。弁体190は、第2ベース部材180に設けられた複数の開口端183bを塞ぐように配置されている。
カバー部材1100は、矩形板状の底壁部1101と、底壁部1101の縁部に立設された側壁部1102と、を有する箱状部材である。カバー部材1100は、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等によって形成されている。底壁部1101の内側には、弁体190を位置決めするために凹状に窪んだ溝部1103が設けられている。カバー部材1100は、溝部1103に弁体190を収容すると共に、弁体190を第2ベース部材180の側面182に対して押圧するための押圧部材として機能する。具体的には、図11に示されるように、カバー部材1100の溝部1103に弁体190が位置決めされて収容された状態で、側壁部1102の端部1102aが第2ベース部材180の側面182に対して固定される。端部1102aと側面182とを固定する方法は特に限定されないが、例えばレーザ溶着、熱板溶着、及びボルト等の締結部材を用いた締結等を用い得る。例えば、レーザ溶着を用いる場合には、カバー部材1100をレーザ透過性樹脂で形成すると共に第2ベース部材180をレーザ吸収性樹脂で形成し、レーザをカバー部材1100側から照射することにより、第2ベース部材180におけるカバー部材1100との境界部分を溶融して接合することができる。
ここで、弁体190の通常時(非圧縮時)の厚さ(X方向の幅)は、溝部1103の底面1103aから側壁部1102の端部1102aまでの高さd15よりも大きい。すなわち、高さd15によって、弁体190の圧縮率が規定されている。弁体190の圧縮率は、例えば第2連通孔183内の圧力(すなわち、当該第2連通孔183に連通された内部空間V内の圧力)が予め定められた設定値以上となった場合に、弁体190による当該第2連通孔183の開口端183bの閉塞が解除されるように予め調整される。
図13の(B)及び図14の(A)に示されるように、第2ベース部材180の側面182側には、各開口端183bに対応する溝部184が設けられている。各溝部184は、積層方向D1に直交する方向(X方向及びY方向)に延在するスリット状に形成されている。各溝部184は、積層方向D1及び接続方向D2に直交する方向(Y方向)において、対応する開口端183bよりも外側の位置に設けられている。
続いて、内部空間Vの圧力調整の原理について説明する。上述したように各第2連通孔183はそれぞれ対応する内部空間Vと連通しているため、弁体190における第2連通孔183の開口端183bを塞ぐ部分には、当該第2連通孔183に対応する内部空間Vと同等の圧力がかかることになる。ここで、弁体190による開口端183bの閉塞の解除は、対応する内部空間V内の圧力が予め定められた設定値以上となった場合に行われるように、弁体190の圧縮率等が規定されている。このため、対応する内部空間V内の圧力が設定値未満である場合には、図14の(A)に示されるように、開口端183bが弁体190によって塞がれた閉弁状態が維持される。
一方、対応する内部空間V内の圧力が上昇して設定値以上となった場合には、図14の(B)に示されるように、弁体190の一部(具体的には、開口端183bを塞ぐ部分及びその周辺部分)が側面182から離間するように変形し、開口端183bの閉塞が解除された開弁状態となる。その結果、閉塞が解除された開口端183bと当該開口端183bに対応する溝部184とが連通し、対応する内部空間V内のガスが、当該開口端183bから当該溝部184へと排出される。その後、内部空間V内の圧力が設定値未満となった場合には、弁体190が元の状態に戻ることにより、当該開口端183bが再び閉弁状態(図14の(A)参照)となる。以上の開閉動作により、圧力調整弁160は、内部空間V内の圧力を適切に調整する。
ここで、図13の(B)に示されるように、開口端183bと当該開口端183bに対応する溝部184との距離d16は、当該開口端183bと当該開口端183bに隣接する他の開口端183bとの距離d17よりも短くされている(d16<d17)。これにより、内部空間Vの圧力の上昇に応じて弁体190の一部が側面182から離間した場合に、当該内部空間Vに連通する第2連通孔183の開口端183bと当該開口端183bに隣接する他の開口端183b(すなわち、他の内部空間Vに連通する第2連通孔183の開口端183b)とを連通させることなく、当該開口端183bとそれに対応する溝部184とを連通させることができる。その結果、圧力調整弁160による圧力調整時において、互いに異なる内部空間V同士の干渉(ガスの流入及び流出等)を適切に防止することができる。
また、図13の(B)及び図14の(A)に示されるように、第2ベース部材180には、側面182に対向する方向(X方向)から見て、複数(ここでは7つ)の溝部184と接続され、内部空間Vから放出されたガスを流通させる流通空間S14が画成されている。流通空間S14は、略直方体状に形成されている。流通空間S14は、側面182に対向する方向から見て、積層方向D1に沿って配列された7つの溝部184の外側端部を接続するように、積層方向D1に延在している。複数の溝部184及び流通空間S14は、例えば射出成形等によって形成されている。また、第2ベース部材180には、流通空間S14と外部とを連通させる排気口185が設けられている。本実施形態では、排気口185の外側開口端は、第2ベース部材180の接続方向D2に直交する方向(本実施形態では一例としてY方向)を向く側面186に設けられている。この構成によれば、内部空間Vの圧力の上昇に応じて一の溝部184へと排出されたガスは、複数の溝部184に共通に設けられた流通空間S14に流入し、排気口185から外部に排出される。したがって、内部空間Vで発生したガスを簡易な構成によって適切に外部に排出することができる。
なお、本実施形態では、図14に示されるように、弁体190は、流通空間S14の一部を覆わないように配置されているが、流通空間S14の全部を覆うように配置されてもよい。また、弁体190は、溝部184の全部を覆うように配置されているが、溝部184の少なくとも一部を覆わないように配置されてもよい。
以上説明したように、本実施形態の蓄電モジュール12Aは、電極板34と、電極板34の一方面に設けられた正極36と、電極板34の他方面に設けられた負極38とを含むバイポーラ電極32が積層された積層体30と、電極板34の縁部34aを保持し、積層体30において隣り合うバイポーラ電極32間の複数の内部空間Vと連通する開口50aが設けられた枠体50と、開口50aに接続される圧力調整弁160と、を備える。圧力調整弁160は、開口50aを介して複数の内部空間Vの各々と連通する複数の第1連通孔174が設けられ、開口50aに接続される第1ベース部材170と、複数の第1連通孔174の各々と連通する複数の第2連通孔183が設けられ、第1ベース部材170の側面173に接合される第2ベース部材180と、複数の第2連通孔183の開口50a側とは反対側に位置する開口端183bを塞ぐように配置される弁体190と、弁体190を第2ベース部材180に対して押圧するカバー部材1100と、を有する。
蓄電モジュール12Aでは、複数の内部空間Vの各々と連通する複数の第1連通孔174が設けられた第1ベース部材170を用いて、各内部空間Vへの電解液の注液を行うことが可能となっている。具体的には、蓄電モジュール12Aの製造時において、第1ベース部材170を第2ベース部材180に接合する前に、第1ベース部材170を開口50aに接続することによって、各第1連通孔174を介して各内部空間Vへの電解液の注液を行うことが可能となっている。また、複数の第2連通孔183が設けられた第2ベース部材180を用いて、圧力調整弁160の検査を実行することも可能となっている。具体的には、第2ベース部材180と弁体190とカバー部材1100とからなるユニット(圧力調整弁サブモジュール)に対する検査を実行することが可能となっている。例えば、第2ベース部材180の各第2連通孔183の開口端183aから当該第2連通孔183内に空気を送り込むことにより、弁体190による当該第2連通孔183の開口端183bの閉塞が解除されるときの圧力値を確認することができる。したがって、蓄電モジュール12Aによれば、電解液の注液の作業性向上を図ると共に、圧力調整弁160の組み付け前に圧力調整弁160の検査(例えば開弁圧を保証するための検査)を容易に行うことができる。
また、蓄電モジュール12Aは、複数(本実施形態では4つ)の圧力調整弁160を備える。枠体50には、それぞれ圧力調整弁160が接続される複数(4つ)の開口50a(50a1〜50a4)が設けられている。複数の開口50aの各々は、開口50a毎に互いに異なる内部空間V(本実施形態では、互いに異なる14個の内部空間Vのセット)と連通している。このように、枠体50に開口50aを複数設けることにより、開口50aを1つだけ設ける場合と比較して、1つの開口50aに連通させる内部空間Vの個数(すなわち、1つの圧力調整弁160で圧力の調整を行う必要のある内部空間Vの個数であり、1つの圧力調整弁160に設ける必要のある第1連通孔174及び第2連通孔183の数)を減らすことができる。これにより、圧力調整弁160の1つの第1連通孔174及び第2連通孔183の断面積を大きくすることができ、これらの連通孔内の空気の流通を円滑にすることができる。
また、図11に示されるように、第1連通孔174の第2連通部176(第2ベース部材180側の部分)は、開口50a側から第2ベース部材180側に向かうにつれて断面積が大きくなるテーパ状に形成されている。一方、第2連通孔183は、第1ベース部材170側から弁体190側に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ状に形成されている。上述のようなテーパ状の形状を採用することにより、射出成形等によって第2連通部176(第1連通孔174)及び第2連通孔183の成形を行うことが可能となる。また、内部空間Vから弁体190側へと向かう流路(第2連通部176及び第2連通孔183により形成される流路)の断面積が、一旦大きくなってから小さくなるように設けられることにより、圧力損失を抑制することができ、連通孔(第1連通孔174及び第2連通孔183)内のガスの流通を円滑にすることができる。
また、第2連通孔183の開口端183bの開口面積(内径がd14の円の面積)は、第1連通孔174のテーパ状に形成された部分(すなわち、第2連通部176)の開口50a側の開口端(すなわち、開口端175b)の開口面積(内径がd11の円の面積)よりも大きくされている。すなわち、本実施形態では、「d14>d11」が成立している。この構成によれば、内部空間Vから弁体190側へと向かう流路の出口側の断面積が入口側の断面積よりも大きくなっていることにより、圧力損失を一層効果的に抑制できる。
なお、本実施形態では、開口端183bの大きさの調整等のために、第2連通部176によって広がった開口幅を狭めるように、第2連通孔183は、第1ベース部材170側から弁体190側に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ状に形成されている。ただし、スペース的に第2連通部176によって広がった開口幅を更に広げることが許される場合には、第2連通孔183は、第1ベース部材170側から弁体190側に向かうにつれて断面積が大きくなるテーパ状に形成されてもよい。この場合にも、射出成形等によって第2連通孔183の成形を行うことが可能となる。また、内部空間Vから弁体190側へと向かう流路の断面積が、入口側から出口側に向かうにつれて大きくなるように設けられることにより、圧力損失を一層効果的に抑制できる。
また、第1連通孔174の第2ベース部材180側の開口端176aの積層方向D1の幅(内径d13)は、第1連通孔174の開口50a側の開口端175aの積層方向D1の幅d11よりも大きい。この構成によれば、第1連通孔174と第2連通孔183との継ぎ目部分の開口幅(内径d13)を適切に確保することができる。これにより、例えば第1ベース部材170と第2ベース部材180とを熱により接合(例えば熱板溶着)する場合等において、上記継ぎ目部分の開口が塞がれてしまうことを抑制することができる。
[蓄電装置の製造方法]
以下、図2に示される蓄電モジュール12Aの製造方法の一例を説明する。
以下、図2に示される蓄電モジュール12Aの製造方法の一例を説明する。
(積層工程)
まず、例えばセパレータ40を介してバイポーラ電極32を積層して積層体30を得る。本実施形態では、積層工程前に、各バイポーラ電極32の電極板34の縁部34aに第1樹脂部52が例えば射出成形等により形成されている。積層工程により、図2に示される構成のうち第2樹脂部54を除いた構成が得られる。
まず、例えばセパレータ40を介してバイポーラ電極32を積層して積層体30を得る。本実施形態では、積層工程前に、各バイポーラ電極32の電極板34の縁部34aに第1樹脂部52が例えば射出成形等により形成されている。積層工程により、図2に示される構成のうち第2樹脂部54を除いた構成が得られる。
(枠体形成工程)
次に、第2樹脂部54を例えば射出成形により形成する(図2参照)。図9に示されるように、モールドM内に、流動性を有する第2樹脂部54の樹脂材料54Pを流し込むことによって、第2樹脂部54が形成される。その結果、図3及び図4に示されるように、第1樹脂部52及び第2樹脂部54を有する枠体50が形成される。モールドMは、枠体50の側面50sにおける本体領域50s1及び突出領域50s2(図4参照)の外縁を形成する第1部分M1と、開口50aの第2開口54aを形成するための入れ子である第2部分M2とを有する。第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、バイポーラ電極32の積層方向D1に交差する方向に流れる。例えば、第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、互いに対向配置された一対の第1部分M1間を流れた後、第2部分M2に衝突して、第2部分M2の周囲に沿って2つに分かれる。2つに分かれた第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、それぞれ第1部分M1と第2部分M2との間を流れた後、合流して、一対の第1部分M1間を流れる。
次に、第2樹脂部54を例えば射出成形により形成する(図2参照)。図9に示されるように、モールドM内に、流動性を有する第2樹脂部54の樹脂材料54Pを流し込むことによって、第2樹脂部54が形成される。その結果、図3及び図4に示されるように、第1樹脂部52及び第2樹脂部54を有する枠体50が形成される。モールドMは、枠体50の側面50sにおける本体領域50s1及び突出領域50s2(図4参照)の外縁を形成する第1部分M1と、開口50aの第2開口54aを形成するための入れ子である第2部分M2とを有する。第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、バイポーラ電極32の積層方向D1に交差する方向に流れる。例えば、第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、互いに対向配置された一対の第1部分M1間を流れた後、第2部分M2に衝突して、第2部分M2の周囲に沿って2つに分かれる。2つに分かれた第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、それぞれ第1部分M1と第2部分M2との間を流れた後、合流して、一対の第1部分M1間を流れる。
なお、本実施形態では積層工程前に枠体50の一部である第1樹脂部52を形成し、積層工程後に枠体50の残部である第2樹脂部54を形成しているが、積層工程後に枠体50の一部である第1樹脂部52を形成してもよい。
(第1ベース部材接続工程)
次に、第1ベース部材170を、開口50aに接続する。具体的には、上述した通り、第1ベース部材170の部分172を第2開口54aに挿入する。そして、側面171と第1樹脂部52の側面52sとの接触部分の一部または全部を、例えば熱板溶着、レーザ透過溶着、及び超音波溶着等により溶着する。これにより、開口50aに対して第1ベース部材170が固定される。
次に、第1ベース部材170を、開口50aに接続する。具体的には、上述した通り、第1ベース部材170の部分172を第2開口54aに挿入する。そして、側面171と第1樹脂部52の側面52sとの接触部分の一部または全部を、例えば熱板溶着、レーザ透過溶着、及び超音波溶着等により溶着する。これにより、開口50aに対して第1ベース部材170が固定される。
(電解液注入工程)
次に、図15の(A)に示されるように、第1ベース部材170に設けられた複数の第1連通孔174を介して、複数の内部空間V(本実施形態では、当該第1ベース部材170が接続された開口50aに連通する14個の内部空間V)の各々に電解液を注入する。第1連通孔174毎に液量を管理しながら注液を行うことにより、内部空間V毎の液量を管理することができる。また、電解液の注入前に、蓄電モジュール12A内の各内部空間Vが確実にシールされていることを検査するために、複数の第1連通孔174を介して、各内部空間Vに対する真空引き(空気を抜き取る作業)が実施されてもよい。これにより、電解液の注液の前に、各内部空間Vの気密性を検査することができる。なお、第1ベース部材170を介しての電解液の注入は、専用の治具等を更に用いて行われてもよい。
次に、図15の(A)に示されるように、第1ベース部材170に設けられた複数の第1連通孔174を介して、複数の内部空間V(本実施形態では、当該第1ベース部材170が接続された開口50aに連通する14個の内部空間V)の各々に電解液を注入する。第1連通孔174毎に液量を管理しながら注液を行うことにより、内部空間V毎の液量を管理することができる。また、電解液の注入前に、蓄電モジュール12A内の各内部空間Vが確実にシールされていることを検査するために、複数の第1連通孔174を介して、各内部空間Vに対する真空引き(空気を抜き取る作業)が実施されてもよい。これにより、電解液の注液の前に、各内部空間Vの気密性を検査することができる。なお、第1ベース部材170を介しての電解液の注入は、専用の治具等を更に用いて行われてもよい。
(準備工程)
次に、第2ベース部材180と、弁体190と、カバー部材1100とからなるユニットである圧力調整弁サブモジュールを準備する。圧力調整弁サブモジュールは、上述したように、第2ベース部材180、弁体190、及びカバー部材1100を互いに組み付けることにより形成される。
次に、第2ベース部材180と、弁体190と、カバー部材1100とからなるユニットである圧力調整弁サブモジュールを準備する。圧力調整弁サブモジュールは、上述したように、第2ベース部材180、弁体190、及びカバー部材1100を互いに組み付けることにより形成される。
(検査工程)
次に、図15の(B)に示されるように、準備工程で準備された圧力調整弁サブモジュールSMを検査する。これにより、組み付け後に圧力調整弁160としての機能が正常に発揮されるか否かを確認することができる。具体的には、第2ベース部材180に設けられた各第2連通孔183の開口端183aから各第2連通孔183内に空気を送り込むことにより、圧力調整弁サブモジュールSMの動作を検査する。各開口端183aから各第2連通孔183内に空気を送り込む操作は、例えば専用の治具等を更に用いて行われてもよい。検査工程では、弁体190による開口端183bの閉塞が解除されるときの圧力値が第2連通孔183毎に確認される。そして、当該圧力値と予め設定された圧力値とが比較される。例えば当該圧力値と予め設定された圧力値との誤差が許容誤差以下であれば、検査された第2連通孔183についての弁体190の開弁圧は正常であると判定される。一方、上記誤差が許容誤差よりも大きい場合には、検査された第2連通孔183についての弁体190の開弁圧は異常であると判定される。上記検査により、全ての第2連通孔183に対して弁体190の開弁圧が正常であると判定された場合には、検査された圧力調整弁サブモジュールSMは正常と判定される。一方、少なくとも一つの第2連通孔183に対して弁体190の開弁圧が異常であると判定された場合には、検査された圧力調整弁サブモジュールSMは異常と判定される。
次に、図15の(B)に示されるように、準備工程で準備された圧力調整弁サブモジュールSMを検査する。これにより、組み付け後に圧力調整弁160としての機能が正常に発揮されるか否かを確認することができる。具体的には、第2ベース部材180に設けられた各第2連通孔183の開口端183aから各第2連通孔183内に空気を送り込むことにより、圧力調整弁サブモジュールSMの動作を検査する。各開口端183aから各第2連通孔183内に空気を送り込む操作は、例えば専用の治具等を更に用いて行われてもよい。検査工程では、弁体190による開口端183bの閉塞が解除されるときの圧力値が第2連通孔183毎に確認される。そして、当該圧力値と予め設定された圧力値とが比較される。例えば当該圧力値と予め設定された圧力値との誤差が許容誤差以下であれば、検査された第2連通孔183についての弁体190の開弁圧は正常であると判定される。一方、上記誤差が許容誤差よりも大きい場合には、検査された第2連通孔183についての弁体190の開弁圧は異常であると判定される。上記検査により、全ての第2連通孔183に対して弁体190の開弁圧が正常であると判定された場合には、検査された圧力調整弁サブモジュールSMは正常と判定される。一方、少なくとも一つの第2連通孔183に対して弁体190の開弁圧が異常であると判定された場合には、検査された圧力調整弁サブモジュールSMは異常と判定される。
(接合工程)
次に、複数の第1連通孔174と複数の第2連通孔183とが互いに連通するように、第1ベース部材170と検査工程において正常と判定された検査済みの圧力調整弁サブモジュールSMの第2ベース部材180とを接合する。具体的には、第2ベース部材180の側面181と第1ベース部材170の側面173とが、例えば熱板溶着により溶着される。これにより、開口50aに対して圧力調整弁160が組み付けられた状態となる。その後、図1に示されるように、導電板14を介して複数の蓄電モジュール12Aを積層する。積層方向D1の両端に位置する導電板14にはそれぞれ正極端子24及び負極端子26が予め接続されている。その後、積層方向D1の両端に、絶縁フィルム22を介して一対の拘束プレート16A,16Bをそれぞれ配置する。その後、ボルト18の軸部を拘束プレート16Aの挿通孔16A1に挿入し、拘束プレート16Bの挿通孔16B1に挿入する。その後、拘束プレート16Bから突出したボルト18の先端に、ナット20を螺合する。このようにして図1に示される蓄電装置10Aが製造される。
次に、複数の第1連通孔174と複数の第2連通孔183とが互いに連通するように、第1ベース部材170と検査工程において正常と判定された検査済みの圧力調整弁サブモジュールSMの第2ベース部材180とを接合する。具体的には、第2ベース部材180の側面181と第1ベース部材170の側面173とが、例えば熱板溶着により溶着される。これにより、開口50aに対して圧力調整弁160が組み付けられた状態となる。その後、図1に示されるように、導電板14を介して複数の蓄電モジュール12Aを積層する。積層方向D1の両端に位置する導電板14にはそれぞれ正極端子24及び負極端子26が予め接続されている。その後、積層方向D1の両端に、絶縁フィルム22を介して一対の拘束プレート16A,16Bをそれぞれ配置する。その後、ボルト18の軸部を拘束プレート16Aの挿通孔16A1に挿入し、拘束プレート16Bの挿通孔16B1に挿入する。その後、拘束プレート16Bから突出したボルト18の先端に、ナット20を螺合する。このようにして図1に示される蓄電装置10Aが製造される。
以上説明したように、本実施形態の蓄電モジュールの製造方法は、積層工程と、枠体形成工程と、第1ベース部材接続工程と、電解液注入工程と、圧力調整弁サブモジュール準備工程と、検査工程と、接合工程と、を含む。この製造方法では、電解液注入工程において、第1ベース部材170を用いて、各内部空間Vへの電解液の注液を行うことが可能となっている。また、検査工程において、圧力調整弁サブモジュールSMに対する検査を実行することにより、圧力調整弁160としての機能を検査することが可能となっている。したがって、上記製造方法によれば、電解液の注液の作業性向上を図ると共に、圧力調整弁160の組み付け前に圧力調整弁160の検査(具体的には、圧力調整弁サブモジュールSMの検査)を容易に行うことができる。
以上、第2実施形態について詳細に説明されたが、蓄電モジュールの構成は、上記実施形態に限定されない。
例えば、上記実施形態では、各開口50aにおいて、複数の第1開口52aが、開口50aの開口方向(X方向)から見て、第2開口54aの中心P1に対して、点対称に配置される構成について説明した。しかし、各開口50aにおける複数の第1開口52aは、接続方向D2から見て、それぞれ対応する第1ベース部材170の開口端175aに含まれるように配置されればよく、複数の第1開口52aは必ずしも点対称に配置されなくともよい。例えば、上記実施形態において例示した第1開口52aの配置は、複数の開口50a間で適宜入れ替えられてもよい。具体的な例としては、開口50a1において、内部空間V1に連通する第1開口52aの代わりに内部空間V2に連通する第1開口52aが設けられ、開口50a2において、内部空間V2に連通する第1開口52aの代わりに内部空間V1に連通する第1開口52aが設けられてもよい。この場合、開口50a1及び開口50a2の各々における複数の第1開口52aの配置は上述したような点対称の配置とはならないが、どの第1開口52aも接続方向D2から見て対応する開口端175aに含まれるように配置される。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態の蓄電モジュール12Bを備えた蓄電装置10Bについて説明する。蓄電装置10Bは、蓄電モジュール12の代わりに蓄電モジュール12Bを備える点で蓄電装置10と相違しており、その他の点については蓄電装置10と同様である。
次に、第3実施形態の蓄電モジュール12Bを備えた蓄電装置10Bについて説明する。蓄電装置10Bは、蓄電モジュール12の代わりに蓄電モジュール12Bを備える点で蓄電装置10と相違しており、その他の点については蓄電装置10と同様である。
図16を参照して、蓄電モジュール12Bについて説明する。図16に示される蓄電モジュール12Bは、複数のバイポーラ電極32が積層された積層体30を備える。バイポーラ電極32の積層方向から見て、積層体30は、例えば矩形形状を有する。隣り合うバイポーラ電極32間にはセパレータ40が配置され得る。
各バイポーラ電極32は、電極板34と、電極板34の第1面34cに設けられた正極36と、電極板34の第2面34dに設けられた負極38とを含む。積層体30において、一のバイポーラ電極32の正極36は、セパレータ40を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極32の負極38と対向し、一のバイポーラ電極32の負極38は、セパレータ40を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極32の正極36と対向している。
積層方向において、積層体30の一端には、内側面(図示下側の面)に負極38が配置された電極板34が配置される。この電極板34は負極側終端電極に相当する。積層方向において、積層体30の他端には、内側面(図示上側の面)に正極36が配置された電極板34が配置される。この電極板34は正極側終端電極に相当する。負極側終端電極の負極38は、セパレータ40を介して最上層のバイポーラ電極32の正極36と対向している。正極側終端電極の正極36は、セパレータ40を介して最下層のバイポーラ電極32の負極38と対向している。これら終端電極の電極板34はそれぞれ隣り合う導電板14(図1参照)に接続される。
蓄電モジュール12Bは、バイポーラ電極32の積層方向に延在し、積層体30を収容する筒状の樹脂部250(シール部)を備える。樹脂部250は、複数の電極板34の周縁部34aを保持する。樹脂部250は、積層体30を取り囲むように構成されている。樹脂部250は、バイポーラ電極32の積層方向から見て例えば矩形形状を有している。すなわち、樹脂部250は例えば角筒状である。
樹脂部250は、電極板34の周縁部34aに接合されて、その周縁部34aを保持する第1シール部252と、積層方向に交差する方向(X方向及びY方向)において第1シール部252の外側に設けられた第2シール部254とを有する。第2シール部254は、第1シール部252とシールされた状態で設けられている。
樹脂部250の内壁を構成する第1シール部252は、複数のバイポーラ電極32(すなわち積層体30)における電極板34の周縁部34aの全周にわたって設けられている。第1シール部252は、電極板34の周縁部34aに例えば溶着されており、その周縁部34aをシールする。すなわち、第1シール部252は、電極板34の周縁部34aに接合されている。各バイポーラ電極32の電極板34の周縁部34aは、第1シール部252に埋没した状態で保持されている。積層体30の両端に配置された電極板34の周縁部34aも、第1シール部252に埋没した状態で保持されている。これにより、積層方向に隣り合う電極板34,34間には、当該電極板34,34と第1シール部252とによって気密に仕切られた内部空間Vが形成されている。当該内部空間Vには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液からなる電解液(不図示)が収容されている。なお、「内部空間Vの体積」と言う場合は、セパレータ40の空隙を含む体積を意味する。
樹脂部250の外壁を構成する第2シール部254は、バイポーラ電極32の積層方向に延在する第1シール部252の外周面252aを覆っている。第2シール部254の内周面254aは、第1シール部252の外周面252aに例えば溶着されており、その外周面252aをシールする。すなわち、第2シール部254は、第1シール部252の外周面252aに接合されている。第1シール部252に対する第2シール部254の溶着面(接合面)は、例えば4つの矩形平面をなす。
電極板34は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板34の周縁部34aは、正極活物質及び負極活物質の塗工されない未塗工領域となっている。未塗工領域では、電極板34が露出している。その未塗工領域が、樹脂部250の内壁を構成する第1シール部252に埋没して保持されている。正極36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38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。電極板34の第2面34dにおける負極38の形成領域は、電極板34の第1面34cにおける正極36の形成領域に対して一回り大きくてもよい。
セパレータ40は、例えばシート状に形成されている。セパレータ40は、例えば矩形形状を有する。セパレータ40を形成する材料としては、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、ポリプロピレン等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ40は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されたものであってもよい。
樹脂部250(第1シール部252及び第2シール部254)は、例えば絶縁性の樹脂を用いた射出成形によって矩形の筒状に形成されている。樹脂部250を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等が挙げられる。
蓄電装置10Bでは、電極板34の第1面34c側の正極36と、隣接する電極板34の第2面34d側の負極38と、正極36及び負極38の間のセパレータ40と、第1面34c及び第2面34dの間の空間を密閉する樹脂部250とによって、一層のセルが構成されている。樹脂部250は、あるセルから他のセルへとガスおよび電解液が移動することを規制している。これにより、隣接するセル間における絶縁性が確保されている。
図17を参照して、樹脂部250と、バイポーラ電極32及びセパレータ40との構造について説明する。図17に示されるように、積層方向から見て、セパレータ40の周縁部40aは、第1シール部252が設けられた領域に重なっている。言い換えれば、積層方向に垂直な平面(XY平面)に、セパレータ40及び第1シール部252が積層方向に投影された場合、これらの投影像は重なる(すなわちオーバーラップする)。セパレータ40は、第1シール部252が設けられた領域に達している。セパレータ40の外周端40dは、第1シール部252の外周端252dと内周端252cとの間に位置している。なお、図17では、第1シール部252の構成が容易に理解されるよう、セパレータ40の一部が破断されたように示されている。
電極板34の第1シール部252付近の領域においても、隣り合う2つの電極板34の間にセパレータ40が設けられているため、隣り合う電極板34の未塗工領域は直接に対面しない。隣り合う2つの電極板34において、一方の未塗工領域と、他方の未塗工領域との間に、常にセパレータ40が存在する。第1シール部252に重なるように設けられたセパレータ40は、隣り合う2つの電極板34(特に未塗工領域)が接触して短絡が発生することを防止する。セパレータ40の全周にわたって、外周端40dが、第1シール部252の外周端252dと内周端252cとの間に位置してもよい。セパレータ40の周方向の一部において、外周端40dが、第1シール部252の外周端252dと内周端252cとの間に位置してもよい。セパレータ40の周方向において、セパレータ40が第1シール部252に大きな範囲で重なっているほど、短絡の発生がより確実に防止され得る。
図20の(a)を参照して上記構造をより詳しく説明すると、第1シール部252は、複数の枠体260が積層方向に積層された構造を有している。枠体260は、積層方向において、セパレータ40の厚みよりも大きい厚みを有する。より詳しくは、枠体260は、積層方向において、電極板34の厚みとセパレータ40の厚みとの合計よりも大きい厚みを有する。枠体260は、電極板34の周縁部34aに当接すると共に、積層方向に隣接する別の枠体260に当接する。枠体260と別の枠体260とが当接することにより、枠体260は、積層方向に隣り合う電極板34,34間に形成される内部空間V(セル)の高さを規定している。
枠体260は、電極板34の第1面34c側に配置されて第1面34cに当接する内周部261と、内周部261の外側に連続して設けられた外周部262とを含む。内周部261及び外周部262は、それぞれ、電極板34の形状に対応しており、例えば矩形形状を有する。内周部261は、電極板34の第1面34cに例えば溶着されている。すなわち、内周部261は、電極板34の第1面34cに接合されている。内周部261の内周端261c(図20の(b)参照)が、第1シール部252の内周端252cに相当する。外周部262の厚みは、内周部261の厚みよりも大きく、枠体260の厚みになっている。外周部262の外周面262dが、第1シール部252の外周端252d(すなわち外周面252a)に相当する。
図20の(b)に示されるように、枠体260は、積層方向における第1端面260aと、第1端面260aに対向する第2端面260bとを含む。枠体260の第1端面260aは、積層方向に隣接する別の枠体260の第2端面260bに当接する。枠体260の第2端面260bは、積層方向に隣接する別の枠体260の第1端面260aに当接する。第1端面260aおよび第2端面260bは、周方向の大部分において(後述する溝部270を除く全域において)、別の枠体260に面状に当接している。この構成により、枠体260は、蓄電モジュール12Bにおける1つのセルの高さを規定している。
積層方向の厚みが異なる内周部261と外周部262との間には、これらを接続する矩形環状の段差部268が形成されている。積層方向における段差部268の深さは、セパレータ40の厚みよりも大きい。段差部268には、セパレータ40の外周端40dを含む周縁部40aが配置される。すなわち、枠体260に形成された段差部268は、枠体260の内方に面しており、セパレータ40の外周端40dを第1シール部252内に配置するための空間を提供している。内周部261の表面261a(図20の(b)参照。第1面34cに接合されているのとは反対の面)に、例えばセパレータ40の周縁部40aが当接している。セパレータ40は、枠体260の高さの範囲内に収まっている。周縁部40aと、負極38の厚みを隔ててセパレータ40に隣接する別の電極板34との間には、僅かな隙間が形成され得る。
なお、セパレータ40の外周端40dは、枠体260の外周面262dと面一であってもよい。セパレータ40の外周端40dは、第1シール部252の外周端252dと同じかその外周端252dより内側であって、第1シール部252の内周端252cより外側に位置してもよい。
本実施形態の蓄電モジュール12Bには、セルの内圧を安定させるための構造が備わっている。図17〜図19、図20の(a)、図20の(b)および図21の(a)を参照して、その構造について説明する。図17、図20の(a)、および図21の(a)に示されるように、枠体260には、たとえば周方向の一箇所において、枠体260の内外を貫通する溝部270が形成されている。溝部270は、たとえば、枠体260の第1端面260a側に形成されている。溝部270は、積層方向に交差する方向(X方向)に延びている。なお、各枠体260に溝部270が設けられてもよいが、隣接する枠体260において、溝部270の位置はずらされている。周方向のある一箇所において、溝部270は、所定枚数の溝部270のうち1枚の溝部270に設けられている(たとえば8枚に1枚の割合で設けられている)。
積層方向における溝部270の深さdは、上記した段差部268の深さよりも大きい。言い換えれば、図20の(b)および図21の(a)に示されるように、第1端面260aから溝部270の底部270aまでの長さ(深さdに相当する)は、第1端面260aから内周部261の表面261aまでの長さ(段差部268の深さに相当する)よりも大きい。
図21の(a)に示されるように、溝部270は、その延在方向(X方向)に直交する方向(Y方向)において、所定の幅Wを有している。溝部270の延在方向に垂直な断面(YZ断面)において、溝部270は、溝部270の幅Wが深さdよりも大きくなるような矩形をなしている。溝部270のアスペクト比、すなわち幅Wと深さdとの比は、5以上である。溝部270は、内部空間Vに連通する連通流路である。内圧を調整して安定させるためには、連通流路である溝部270の形状が確保される必要がある。溝部270のアスペクト比は、10以上であることがより好ましい。
図17〜図19に示されるように、第2シール部254は、枠体260の溝部270に対応する位置に設けられた開口254bを含む。開口254bはたとえば矩形状である。開口254bは、たとえば、型を用いた射出成形によって成型され得る。開口254b内において、第1シール部252に形成された複数の溝部270の各端部270bが露出している(図18参照)。
第2シール部254の開口254bには、圧力調整弁280が設けられている。圧力調整弁280は、開口254b内に嵌め込まれており、開口254bを覆っている。圧力調整弁280は、開口254b内に嵌入されたベース281と、ベース281の外面側に固定されたケース282と、ケース282の外面側を覆うカバー284とを有する。カバー284内には、弁体283が収容されている。
図19に示されるように、ベース281内には、溝部270に連通する第1孔部281aおよび第2孔部281bが形成されている。一箇所の開口254bにおいて、複数の溝部270に対応するように、複数の第1孔部281aおよび第2孔部281bが設けられている。第1孔部281aおよび第2孔部281bは、積層方向に交差する方向(X方向)に沿って延びている。第1孔部281aは、たとえば、溝部270の幅Wに対応する幅を有する角孔である。第2孔部281bは、たとえば、第1孔部281aに連通する丸孔である。第2孔部281bは、外面側(すなわちケース282側)に近づくにつれて内径が拡大されたテーパ状の丸孔であってもよい。
ケース282内には、ベース281の第2孔部281bに連通する第3孔部282aが形成されている。第3孔部282aは、積層方向に交差する方向(X方向)に沿って延びている。第3孔部282aは、たとえば、第2孔部281bに連通する丸孔である。第3孔部282aは、外面側(すなわち弁体283側)に近づくにつれて内径が縮小されたテーパ状の丸孔であってもよい。
弁体283は、たとえばゴム等の弾性部材によって形成されている。弁体283は、たとえば直方体状をなしており、カバー284内に充填されるように配置される。弁体283は、カバー284によってベース281およびケース282に対して押圧されており、第3孔部282aの端部282bを塞いでいる。
図18に示されるように、ケース282には排気流路282cが形成されている。排気流路282cは、複数の溝部270に対応して設けられており、1本に合流して、ケース282の側面に設けられた排気孔282dに連通している。弁体283は、この排気流路282cを塞いでいる。弁体283は、第1孔部281a、第2孔部281bおよび第3孔部282aを通じて圧力を受けることにより、弾性変形または移動することができる。
弁体283が第3孔部282aの端部282bを塞いでいる状態では、内部空間Vの圧力が上昇し得る。内部空間Vの圧力が設定値以上になると、その圧力に応じた弁体283の変形および/または移動により、第3孔部282aの端部282bの閉塞が解除される。その結果、端部282bからガスが流出し、排気流路282cおよび排気孔282dを通じてガスが放出される。内部空間Vの圧力が設定値未満になると、弁体283は、第3孔部282aの端部282bを塞ぐ。以上の開閉動作により、圧力調整弁280は、内部空間Vの圧力を調整する。
上記したように、開口254bに設けられた圧力調整弁280は、内部空間Vに接続されて、溝部270を介して内部空間Vの圧力を所定の範囲内に調整するように構成されている。圧力調整弁280は、復帰式の安全弁である。なお、圧力調整弁として、圧力調整弁280とは異なる構成の公知の弁機構が用いられてもよい。
次に、蓄電モジュール12Bの製造方法について説明する。まず、電極板34の第1面34cに正極36を形成し、電極板34の第2面34dに負極38を形成して、バイポーラ電極32を得る。次に、バイポーラ電極32の電極板34の周縁部34aに、枠体260を接合する。このとき、バイポーラ電極32の上下面から熱プレスを行うことにより、周縁部34aに枠体260を溶着させてもよい。そして、セパレータ40を介して、枠体260が接合された複数のバイポーラ電極32を積層し(図20の(b)参照)、積層体30を得る。
熱プレスによって周縁部34aに枠体260を溶着させるにあたり、熱プレス用の型を用いて枠体260を成形する。図20の(b)に示されるように、枠体260の第1端面260a、第2端面260b、表面261a、第1端面262a、段差部268、および溝部270の底部270aが、熱プレス用の型によって形成される。熱プレス用の型は、たとえば樹脂製であってもよい。熱プレス用の型として、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)やPFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)等からなるフッ素樹脂製の型が用いられてもよい。その場合、枠体260に対する導電性異物の混入を防止することができる。
次に、第2シール部254を例えば射出成形により形成する(図16参照)。例えば、モールド内に、流動性を有する第2シール部254の樹脂材料を流し込むことによって、第2シール部254が形成され得る。第2シール部254には、溝部270が設けられた位置に対応させて、開口254bが形成される。
次に、樹脂部250に設けられた注液口から樹脂部250の内部空間Vに電解液を注入する。ここで、本実施形態の蓄電モジュール12Bでは、第1シール部252に形成された溝部270が、注液口を兼ねている。注入工程では、例えば、内部空間V(図16参照)から空気を排出する真空ポンプ、電解液を供給するディスペンサ、及び電解液を収容するタンクを備える注入装置(不図示)を用いて電解液の注入が行われる。電解液の注入は、注入装置を用いて例えば以下のように行われる。まず、真空ポンプを作動させる。これにより、樹脂部250の内部空間Vから空気が排出される。その後、ディスペンサから供給されタンクに収容された電解液が、複数の溝部270を通じて、樹脂部250の内部空間Vに注入される。
電解液を注入した後、開口254bに圧力調整弁280を取り付けることによって、蓄電モジュール12Bが製造される。その後、図1に示されるように、導電板14を介して複数の蓄電モジュール12Bを積層する。積層方向の両端に位置する導電板14にはそれぞれ正極端子24及び負極端子26が予め接続されている。その後、積層方向の両端に、絶縁フィルム22を介して一対の拘束プレート16A,16Bをそれぞれ配置し、ボルト18及びナット20を用いて、拘束プレート16A,16B同士を連結する。このようにして、図1に示される蓄電装置10Bが製造される。
以上説明した本実施形態の蓄電モジュール12Bによれば、電極板34の周縁部34aに接合された枠体260が積層方向に積層されて、第1シール部252が形成される。枠体260の第1端面260aには、溝部270が形成される。溝部270は、積層方向に交差する方向に延びており、枠体260の内外を貫通する。枠体260同士は、積層方向における第1端面260aおよび第2端面260bで当接しているので、連通流路としての溝部270の断面積は確保されている。よって、溝部270を通じて、内部空間Vの圧力すなわち内圧を枠体260の外部に容易に逃がすことができる。このとき、圧力調整弁280が作動することにより、内圧が調整される。第1シール部252に溝部270が設けられた上記構成により、内圧の上昇時における内部空間Vと圧力調整弁280との間の圧力損失が低減されている。圧力損失が低減されているので、所定の作動圧力またはそれに近い圧力にて、圧力調整弁280を作動させることができる。蓄電モジュール12Bによれば、溝部270と圧力調整弁280との協働により、内圧を安定させることができる。さらには、第1シール部252を構成する枠体260の形状を加工するだけでよく、連通流路を形成するための(チューブのような)別途の部材を準備する必要もない。
また、溝部270の深さdが大きくなっており、溝部270における圧力損失をより一層低減することができる。枠体260の段差部268にセパレータ40が配置されるので、セパレータ40が第1シール部252にオーバーラップする。したがって、隣り合う電極板34の間にはセパレータ40が常に存在する。この構成により、隣り合う電極板34が直接に対面する領域は存在しなくなっており、これらの電極板34の短絡を防止することができる。また、セパレータ40が枠体260の積層方向における厚みに及ぼす影響は、低減されている。
溝部270のアスペクト比は5以上であるので、限られた厚みを有するバイポーラ電極32(セル)に対し、連通流路としての溝部270が好適に形成され得る。
以上、第3実施形態について説明したが、蓄電モジュールの構成は、上記実施形態に限られない。
たとえば、図21の(b)に示されるように、溝部270Aの底部270aに、1つ又は複数の突起271が設けられた枠体260Aが採用されてもよい。突起271は、積層方向に交差する方向(X方向)に延びてもよい。突起271の形状は特に限定されない。突起271は、溝部270Aを遮らなければ、どのように設けられてもよい。この場合、溝部270Aの変形が防止され、連通流路としての溝部270Aの断面積が確保される。
段差部268が省略されてもよい。セパレータ40の周縁部40aは、第1シール部252が設けられた領域に重ならなくてもよい。セパレータ40は、第1シール部252が設けられた領域に達していなくてもよい。すなわち、積層方向に交差する方向において、セパレータ40の周縁部40aと第1シール部252との間に間隙が形成されてもよい。
枠体260の第2端面260b側に溝部270が形成されてもよい。枠体260の第1端面260a側と第2端面260b側の両方に溝部270が形成されてもよい。各枠体260は、電極板34の第1面34cに接合される第1枠体と、電極板34の第2面34dに接合される第2枠体とを含み、これらが接合された構造であってもよい。
[第4実施形態]
次に、第4実施形態の蓄電モジュール12Cを備えた蓄電装置10Cについて説明する。蓄電装置10Cは、蓄電モジュール12の代わりに蓄電モジュール12Cを備える点で蓄電装置10と相違しており、その他の点については蓄電装置10と同様である。
次に、第4実施形態の蓄電モジュール12Cを備えた蓄電装置10Cについて説明する。蓄電装置10Cは、蓄電モジュール12の代わりに蓄電モジュール12Cを備える点で蓄電装置10と相違しており、その他の点については蓄電装置10と同様である。
図22は、図2の蓄電モジュール12Cを示す概略斜視図である。図23は、図22の蓄電モジュールの一部(1つの開口50aの周辺領域)を拡大した平面図である。図22及び図23に示されるように、蓄電モジュール12Cの枠体50は、積層方向D1に延在する側面50sを有する。側面50sは積層方向D1から見て外側に位置する面である。よって、第2樹脂部54が枠体50の側面50sを有することになる。
枠体50の側面50sは、本体領域50s1と突出領域50s2とを有している。本体領域50s1と突出領域50s2の形状はそれぞれ例えば矩形である。本体領域50s1には、開口50aが設けられている。開口50aは、各内部空間Vに電解液を注入するための注液口として機能すると共に、電解液が注入された後は、各内部空間V内の圧力を調整するための圧力調整弁360(詳しくは後述)の接続口として機能する。本実施形態では、開口50aが1つだけ設けられているが、枠体50に複数の開口50aを設け、開口50a毎に異なる内部空間Vを連通させてもよい。この場合、蓄電モジュール12Cの全ての内部空間Vの圧力を調整するために開口50a1つ当たりに連通させる必要のある内部空間Vの数を減らすことができる。
本体領域50s1は、バイポーラ電極32の積層方向D1に交差する方向(Y方向)に延在する縁Eを有している。突出領域50s2は、バイポーラ電極32の積層方向D1において開口50aから離れるように縁Eから突出している。本実施形態では、一対の突出領域50s2が開口50aを挟むように配置されている。突出領域50s2は、縁Eに沿って開口50aの全長を越えて開口50aの両外側にはみ出る長さで設けられている。
図23に示されるように、1つの開口50aは、第1樹脂部52に設けられた第1開口52aと、第2樹脂部54に設けられた第2開口54aとを有し得る。各第1開口52aは、隣り合うバイポーラ電極32間の内部空間V及び第2開口54aと連通している。第1樹脂部52には複数の第1開口52aが設けられており、第2樹脂部54には、複数の第1開口52aを覆うように広がる単一の第2開口54aが設けられている。第1開口52aは各第1樹脂部52に設けられてもよいし、隣り合う第1樹脂部52間に設けられてもよい。各第1開口52a及び第2開口54aの形状は例えば矩形である。
図24は、枠体50の開口50aに接続される圧力調整弁360の分解斜視図である。また、図25は、圧力調整弁360の構成を示す概略断面図である。具体的には、図25は、開口50aの第1列(図23の図示左側の列)に配置される5つの第1開口52aの断面を含む断面図である。図24及び図25に示されるように、圧力調整弁360は、ベース部材370と、弁体380(弾性部材)と、カバー部材390(押圧部材)とを有している。
ベース部材370は、略直方体状の外形を有しており、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等によって形成されている。ベース部材370は、開口50aに接続される。具体的には、ベース部材370の開口50aに対向する側面371を含む部分372は、第2開口54aに対応する形状を有している。ベース部材370は、当該部分372が第2開口54aに挿入された状態で、側面371と第1樹脂部52の側面52sとの接触部分の一部または全部が溶着されることにより、開口50aに対して固定される。側面371と側面52sとの溶着は、例えば熱板溶着等により行われる。
図26の(A)は、側面371を示す平面図であり、図26の(B)は、ベース部材370の弁体380に対向する側面373を示す平面図である。図25及び図26に示されるように、ベース部材370には、側面371から側面373にかけて貫通する複数(ここでは10個)の連通孔374が設けられている。各連通孔374は、対応する1つの第1開口52aを介して、1つの内部空間Vと連通している。連通孔374は、連通孔374の側面371側部分である第1連通部375と、連通孔374の側面373側部分である第2連通部376とからなる。
第1連通部375は、断面矩形状に形成されている。第1連通部375によって、略直方体状の空間S31が形成されている。第1連通部375の開口50a側の開口端375a(第1開口端)は、開口50aと圧力調整弁360との接続方向D2(X方向)から見て、矩形状の第1開口52aを含む大きさに形成されている。一方、第1連通部375の第2連通部376に接続する側の開口端375bは、断面円形状に形成されている。
第2連通部376は、断面円形状に形成されている。第2連通部376によって空間S32が形成されている。第2連通部376は、第1連通部375の開口端375bから、第2連通部376の側面373側の開口端376a(第2開口端)にかけて貫通している。開口端376aは円形状に形成されている。本実施形態では、図25に示されるように、第1列の5つの第1開口52aに接続される第2連通部376は、開口端375bの中心位置よりも開口端376aの中心位置が上方に位置するように延びている。一方、第2列(図23の図示上右側の列)の5つの第1開口52aに接続される第2連通部376は、開口端375bの中心位置よりも開口端376aの中心位置が下方に位置するように延びている。その結果、図26の(B)に示されるように、複数の開口端376aが側面373の中央位置に寄せられている。これにより、全ての開口端376aを塞ぐ必要がある弁体380のコンパクト化が図られている。
弁体380は、例えばゴム等の弾性部材によって形成された矩形板状部材である。弁体380は、ベース部材370に設けられた複数の開口端376aを塞ぐように配置されている。
カバー部材390は、矩形板状の底壁部391と、底壁部391の縁部に立設された側壁部392と、を有する箱状部材である。カバー部材390は、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等によって形成されている。図25及び図27の(A)に示されるように、底壁部391の内側には、弁体380の接続方向D2に延在する側面381のカバー部材390側の一部に当接することにより、弁体380をカバー部材390に対して位置決めする溝部393(位置決め部)が設けられている。溝部393は、凹状に窪んだ形状をなしている。溝部393は、接続方向D2から見て、弁体380の形状(本実施形態では矩形板状)に対応するように矩形状に設けられている。カバー部材390は、溝部393に弁体380を収容すると共に、弁体380をベース部材370の側面373に対して押圧するための押圧部材として機能する。具体的には、図25に示されるように、カバー部材390の溝部393に弁体380が位置決めされて収容された状態で、側壁部392の端部392aがベース部材370の側面373に対して固定される。端部392aと側面373とを固定する方法は特に限定されないが、例えば熱板溶着及びボルト等の締結部材を用いた締結等を用い得る。
ここで、弁体380の通常時(非圧縮時)の厚さ(X方向の幅)は、溝部393の底面393aから側壁部392の端部392aまでの高さd31よりも大きい。すなわち、本実施形態では、高さd31によって、弁体380の圧縮率が規定されている。弁体380の圧縮率は、例えば連通孔374内の圧力(すなわち、当該連通孔374に連通された内部空間V内の圧力)が予め定められた設定値以上となった場合に、弁体380による当該連通孔374の開口端376aの閉塞が解除されるように予め調整される。
また、溝部393の高さd32は、圧縮時における弁体380の厚さ(すなわち高さd31)よりも低くされている(d32<d31)。これにより、溝部393は、側面381のベース部材370側の部分に当接することなく、弁体380の位置決めを行う構成とされている。
図26の(B)及び図28の(A)に示されるように、ベース部材370の側面373側には、各開口端376aに対応する溝部377が設けられている。各溝部377は、積層方向D1に直交する方向(X方向及びY方向)に延在するスリット状に形成されている。各溝部377は、積層方向D1及び接続方向D2に直交する方向(Y方向)において、対応する開口端376aよりも外側の位置に設けられている。
続いて、内部空間Vの圧力調整の原理について説明する。上述したように各連通孔374はそれぞれ対応する内部空間Vと連通しているため、弁体380における連通孔374の開口端376aを塞ぐ部分には、当該連通孔374に対応する内部空間Vと同等の圧力がかかることになる。ここで、弁体380による開口端376aの閉塞の解除は、対応する内部空間V内の圧力が予め定められた設定値以上となった場合に行われるように、弁体380の圧縮率等が規定されている。このため、対応する内部空間V内の圧力が設定値未満である場合には、図28の(A)に示されるように、開口端376aが弁体380によって塞がれた閉弁状態が維持される。
一方、対応する内部空間V内の圧力が上昇して設定値以上となった場合には、図28の(B)に示されるように、弁体380の一部(具体的には、開口端376aを塞ぐ部分及びその周辺部分)が側面373から離間するように変形し、開口端376aの閉塞が解除された開弁状態となる。その結果、閉塞が解除された開口端376aと当該開口端376aに対応する溝部377とが連通し、対応する内部空間V内のガスが、当該開口端376aから当該溝部377へと排出される。その後、内部空間V内の圧力が設定値未満となった場合には、弁体380が元の状態に戻ることにより、当該開口端376aが再び閉弁状態(図28の(A)参照)となる。以上の開閉動作により、圧力調整弁360は、内部空間V内の圧力を適切に調整する。
ここで、図26の(B)に示されるように、開口端376aと当該開口端376aに対応する溝部377との距離d33は、当該開口端376aと当該開口端376aに隣接する他の開口端376aとの距離d34よりも短くされている(d33<d34)。これにより、内部空間Vの圧力の上昇に応じて弁体380の一部が側面373から離間した場合に、当該内部空間Vに連通する連通孔374の開口端376aと当該開口端376aに隣接する他の開口端376a(すなわち、他の内部空間Vに連通する連通孔374の開口端376a)とを連通させることなく、当該開口端376aとそれに対応する溝部377とを連通させることができる。その結果、圧力調整弁360による圧力調整時において、互いに異なる内部空間V同士の干渉(ガスの流入及び流出等)を適切に防止することができる。
また、図26の(B)及び図28の(A)に示されるように、ベース部材370には、側面373に対向する方向(X方向)から見て、複数(ここでは5つ)の溝部377と接続され、内部空間Vから放出されたガスを流通させる流通空間S33が画成されている。流通空間S33は、略直方体状に形成されている。流通空間S33は、側面373に対向する方向から見て、積層方向D1に沿って配列された5つの溝部377の外側端部を接続するように、積層方向D1に延在している。複数の溝部377及び流通空間S33は、例えば射出成形等によって形成されている。また、ベース部材370には、流通空間S33と外部とを連通させる排気口378が設けられている。本実施形態では、排気口378の外側開口端は、ベース部材370の接続方向D2に直交する方向(本実施形態では一例としてY方向)を向く側面79に設けられている。この構成によれば、内部空間Vの圧力の上昇に応じて一の溝部377へと排出されたガスは、複数の溝部377に共通に設けられた流通空間S33に流入し、排気口378から外部に排出される。したがって、内部空間Vで発生したガスを簡易な構成によって適切に外部に排出することができる。
なお、本実施形態では、図28に示されるように、弁体380は、流通空間S33の一部を覆わないように配置されているが、流通空間S33の全部を覆うように配置されてもよい。また、弁体380は、溝部377の全部を覆うように配置されているが、溝部377の少なくとも一部を覆わないように配置されてもよい。
次に、カバー部材390に設けられた溝部393で弁体380を位置決めすることにより奏される作用効果について、図27の(B)に示される実施例と図29に示される比較例とを用いて説明する。
(実施例)
図27の(B)は、実施例に係るベース部材370と弁体380との位置関係を示す。当該位置関係は、上述した溝部393による弁体380の位置決めによって決定される。同図に示されるように、本実施例では、各列5つずつの開口端376aは、列方向(Y方向)に等間隔に配置されており、同じ行位置に存在する2つの開口端376aの行方向(Z方向)における位置は互いに等しい。同図において、d35は弁体380の短手方向(Y方向)の幅を示す。d36は弁体380の長手方向(Z方向)の幅を示す。d37は弁体380の短手方向に沿った縁部と当該縁部から最も近い開口端376aの中心との距離を示す。d38は弁体380の長手方向に沿った縁部と当該縁部から最も近い開口端376aの中心との距離を示す。d39は同じ列位置に存在する隣り合う開口端376aの中心間の距離を示す。d310は同じ行位置に存在する隣り合う開口端376aの中心間の距離を示す。本実施例では、d35〜d310について、「d35:d36:d37:d38:d39:d310=11:18:3:3:3:5」の関係が成立している。
図27の(B)は、実施例に係るベース部材370と弁体380との位置関係を示す。当該位置関係は、上述した溝部393による弁体380の位置決めによって決定される。同図に示されるように、本実施例では、各列5つずつの開口端376aは、列方向(Y方向)に等間隔に配置されており、同じ行位置に存在する2つの開口端376aの行方向(Z方向)における位置は互いに等しい。同図において、d35は弁体380の短手方向(Y方向)の幅を示す。d36は弁体380の長手方向(Z方向)の幅を示す。d37は弁体380の短手方向に沿った縁部と当該縁部から最も近い開口端376aの中心との距離を示す。d38は弁体380の長手方向に沿った縁部と当該縁部から最も近い開口端376aの中心との距離を示す。d39は同じ列位置に存在する隣り合う開口端376aの中心間の距離を示す。d310は同じ行位置に存在する隣り合う開口端376aの中心間の距離を示す。本実施例では、d35〜d310について、「d35:d36:d37:d38:d39:d310=11:18:3:3:3:5」の関係が成立している。
(比較例)
図29を参照して、比較例に係る蓄電モジュールについて説明する。同図においては、溝部377及び流通空間S33に対応する構成要素の図示を省略している。比較例に係る蓄電モジュールは、弁体380を位置決めするための構成(位置決め部)がカバー部材390ではなくベース部材1370に設けられている点で、実施例(本実施形態)に係る蓄電モジュール12Cと相違する。その他の構成及び上述したd35〜d310の関係については実施例と同様である。具体的には、同図に示されるように、比較例に係る蓄電モジュールでは、ベース部材1370の弁体380に対向する側面1371に、弁体380を位置決めするための溝部1372が設けられている。溝部1372は、溝部393と同様に、弁体380を位置決めするために凹状に窪んだ形状をなしている。溝部1372と溝部393とは、弁体380の位置決めを行うために弁体380に当接する位置が真逆となっている。すなわち、溝部393が弁体380のカバー部材390側の部分に当接するのに対して、溝部1372は弁体380のベース部材1370側の部分に当接する。
図29を参照して、比較例に係る蓄電モジュールについて説明する。同図においては、溝部377及び流通空間S33に対応する構成要素の図示を省略している。比較例に係る蓄電モジュールは、弁体380を位置決めするための構成(位置決め部)がカバー部材390ではなくベース部材1370に設けられている点で、実施例(本実施形態)に係る蓄電モジュール12Cと相違する。その他の構成及び上述したd35〜d310の関係については実施例と同様である。具体的には、同図に示されるように、比較例に係る蓄電モジュールでは、ベース部材1370の弁体380に対向する側面1371に、弁体380を位置決めするための溝部1372が設けられている。溝部1372は、溝部393と同様に、弁体380を位置決めするために凹状に窪んだ形状をなしている。溝部1372と溝部393とは、弁体380の位置決めを行うために弁体380に当接する位置が真逆となっている。すなわち、溝部393が弁体380のカバー部材390側の部分に当接するのに対して、溝部1372は弁体380のベース部材1370側の部分に当接する。
(シミュレーション結果)
図30は、弁体380の中心から最も遠い位置にある開口端376a1、2番目に遠い位置にある開口端376a2、及び最も近い位置にある開口端376a3の各々(図27の(B)参照)についての弁体380によるシール面圧の比較結果を示す。図30に示されるグラフの縦軸の値は、シミュレーションにより計算されたシール面圧v1と予め設定された目標シール面圧v2との比(v1/v2)を示す。本シミュレーション結果は、開口端376a3のシール面圧が理想的な値(目標シール面圧)となるように弁体380の圧縮率を規定した場合における各開口端376a1〜376a3の実際のシール面圧をシミュレーションにより計算した結果である。ここで、実施例では、溝部393の底面393aから側壁部392の端部392aまでの高さd31により圧縮率が規定される。一方、比較例では、溝部1372の底面1372aからカバー部材390の底壁部391の内面までの高さにより圧縮率が規定される。
図30は、弁体380の中心から最も遠い位置にある開口端376a1、2番目に遠い位置にある開口端376a2、及び最も近い位置にある開口端376a3の各々(図27の(B)参照)についての弁体380によるシール面圧の比較結果を示す。図30に示されるグラフの縦軸の値は、シミュレーションにより計算されたシール面圧v1と予め設定された目標シール面圧v2との比(v1/v2)を示す。本シミュレーション結果は、開口端376a3のシール面圧が理想的な値(目標シール面圧)となるように弁体380の圧縮率を規定した場合における各開口端376a1〜376a3の実際のシール面圧をシミュレーションにより計算した結果である。ここで、実施例では、溝部393の底面393aから側壁部392の端部392aまでの高さd31により圧縮率が規定される。一方、比較例では、溝部1372の底面1372aからカバー部材390の底壁部391の内面までの高さにより圧縮率が規定される。
図30に示されるように、実施例及び比較例のいずれにおいても、弁体380の中心に近づくほどシール面圧が大きくなる傾向が観察された。ただし、実施例においては、開口端376a1〜376a3間のシール面圧のばらつきが比較的小さく、どの開口端376a1〜376a3についても目標シール面圧との誤差が比較的小さくなっている。一方、比較例においては、開口端376a1〜376a3間のシール面圧のばらつきが大きく、どの開口端376a1〜376a3についても目標シール面圧との誤差が比較的大きくなっている。特に、目標シール面圧にするための基準として用いられた開口端376a3について、実施例ではほぼ目標シール面圧に一致するシール面圧が得られたのに対し、比較例では目標シール面圧の2倍以上のシール面圧が得られた。
比較例において開口端376a1〜376a3間のシール面圧のばらつきが大きくなると共に、シミュレーションにより計算されたシール面圧が目標シール面圧よりも非常に大きくなってしまった原因としては、例えば以下のことが考えられる。すなわち、図29の(B)に示されるように、比較例では、弁体380が圧縮された状態において、弁体380のベース部材1370側の部分が溝部1372と干渉する。具体的には、弁体380のベース部材1370側の部分は、圧縮されて横方向(YZ平面に沿った方向)に広がろうとするが、溝部1372の側面に当たってしまう。このため、弁体380の側面381のベース部材1370側の部分は、溝部1372の縁部に食い込むと共に、溝部1372の側面から反発力を受けることになる。このような反発力は弁体380の接続方向D2に直交する4つの側面に対して加えられるため、弁体380の中心に近づくほど弁体380の圧縮率が高くなると考えられる。その結果、図30に示されるように、開口端376a間のシール面圧のばらつきが大きくなると共に、弁体380の中心に近い開口端376aほどシール面圧が大きくなったと考えられる。
一方、実施例では、弁体380を位置決めする溝部393が、ベース部材370側ではなくカバー部材390側に設けられている。このため、弁体380のカバー部材390側の部分は、溝部393の縁部に食い込むと共に溝部393の側面から反発力を受けることになる。その一方で、弁体380のベース部材370側の部分は、溝部393に干渉せず、横方向に自由に広がることができるため、溝部393から上述したような反発力を受けることがない。また、弁体380のカバー部材390側の部分は、開口端376a側とは反対側に位置するため、当該部分が開口端376aのシール面圧に与える影響は比較的小さいと考えられる。その結果、図30に示されるように、開口端376a間のシール面圧のばらつきが比較的小さいことを示す結果が得られたと考えられる。
以上説明したように、本実施形態の蓄電モジュール12Cは、電極板34と、電極板34の一方面に設けられた正極36と、電極板34の他方面に設けられた負極38とを含むバイポーラ電極32が積層された積層体30と、電極板34の縁部34aを保持し、積層体30において隣り合うバイポーラ電極32間の複数の内部空間Vと連通する開口50aが設けられた枠体50と、開口50aに接続される圧力調整弁360と、を備える。圧力調整弁360は、開口50aを介して複数の内部空間Vの各々と連通する複数の連通孔374が設けられ、開口50aに接続されるベース部材370と、複数の連通孔374の開口50a側の開口端375aとは反対側に位置する開口端376aを塞ぐように配置される板状の弁体380と、弁体380のベース部材370に対向する側とは反対側から、弁体380をベース部材370に対して押圧するカバー部材390と、を有する。カバー部材390は、弁体380をカバー部材390に対して位置決めする溝部393を有する。本実施形態では、溝部393は、弁体380の側面381のカバー部材390側の一部に当接することにより、弁体380を位置決めする。
蓄電モジュール12Cでは、ベース部材370に設けられた複数の連通孔374の一端(開口端375a)が枠体50の開口50aを介してバイポーラ電極32の積層体30の各内部空間Vに連通され、当該複数の連通孔374の他端(開口端376a)がカバー部材390によって押圧された弁体380によって塞がれている。これにより、内部空間Vの圧力調整(排気)を内部空間V毎に行うことができる。また、弁体380の位置決めは、カバー部材390側に設けられた溝部393によって行われる。これにより、弁体380のベース部材370側の部分が溝部393と干渉しない構成を実現できる。その結果、弁体380がベース部材370を押圧する圧力について、弁体380の位置毎のばらつきが生じ難くなる。すなわち、ガスが排出される際の圧力(弁体380による閉塞が解除される開弁圧)について、開口端376a毎のばらつきが低減される。したがって、蓄電モジュール12Cによれば、複数の内部空間Vに共通の1つの圧力調整弁360によって各内部空間Vの圧力調整を適切に行うことができる。
また、本実施形態では、弁体380の位置決め構成が、弁体380が嵌め込まれる凹状の溝部393によって実現されている。この構成によれば、カバー部材390に溝部393を設ける簡易な構成により、弁体380を位置決めすることができる。
また、弁体380を挟んで互いに対向するベース部材370の側面373及びカバー部材390の面(本実施形態では溝部393の底面393a)は、互いに平行である。この構成によれば、ベース部材370の側面373に直交する方向(すなわち接続方向D2)に、弁体380の各位置をベース部材370に対してほぼ均等な力で押圧することが可能となるため、内部空間V毎の開弁圧のばらつきを効果的に低減することができる。
以上、第4実施形態について詳細に説明されたが、蓄電モジュールの構成は、上記実施形態に限定されない。
例えば、弁体380を位置決めする位置決め部の構成は、上述した溝部393に限られない。例えば、図31に示される変形例に係るカバー部材390Aのように、溝部393の代わりに、弁体380の4辺に当接するように底壁部391の内面に立設された4つの板状の壁部394が、位置決め部として設けられてもよい。この場合、壁部394の接続方向D2(X方向)における厚さtは、ベース部材370とカバー部材390Aとに挟まれて圧縮された状態の弁体380の厚さよりも小さくされる。これにより、上記実施形態と同様に、弁体380のベース部材370側の部分が壁部394と干渉しない構成を実現できる。なお、弁体380の1辺に対して複数の壁部394が設けられてもよい。また、壁部394の代わりに例えば円柱状のピン部材が位置決め部として設けられてもよい。
また、上述した蓄電モジュール12Cの各部の形状は、適宜変更されてもよい。例えば、カバー部材の形状は箱状に限られない。カバー部材は、例えば側壁部392に対応する部分を有さない矩形板状に形成されてもよい。この場合、側壁部392に相当する部分がベース部材側に設けられてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様にベース部材とカバー部材とを互いに固定することができる。
[第5実施形態]
次に、第5実施形態の蓄電モジュール12Dを備えた蓄電装置10Dについて説明する。蓄電装置10Dは、蓄電モジュール12の代わりに蓄電モジュール12Dを備える点で蓄電装置10と相違しており、その他の点については蓄電装置10と同様である。
次に、第5実施形態の蓄電モジュール12Dを備えた蓄電装置10Dについて説明する。蓄電装置10Dは、蓄電モジュール12の代わりに蓄電モジュール12Dを備える点で蓄電装置10と相違しており、その他の点については蓄電装置10と同様である。
図32及び図33に示されるように、蓄電モジュール12Dは、圧力調整弁60の代わりに圧力調整弁460を備える点で蓄電モジュール12Dと相違しており、その他の点については蓄電モジュール12と同様である。また、圧力調整弁460は、カバー部材90の代わりにカバー部材490を備える点で圧力調整弁60と相違しており、その他の点については圧力調整弁60と同様である。
カバー部材490は、矩形板状の底壁部491と、底壁部491の縁部に立設された側壁部492と、を有する箱状部材である。カバー部材490は、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等によって形成されている。底壁部491の内側には、弁体80を位置決めするために凹状に窪んだ溝部493が設けられている。カバー部材490は、溝部493に弁体80を収容すると共に、弁体80をベース部材70の側面73に対して押圧するための押圧部材として機能する。
図32に示されるように、カバー部材490の押圧方向(接続方向D2及びX方向)に直交する方向(例えばZ方向)から見て、ベース部材70とカバー部材490とが互いに重なり合う領域R(例えば領域Rのみ)において、ベース部材70とカバー部材490とは互いに固定されている。接続方向D2から見て、カバー部材490の側壁部492は、ベース部材70の側面73の周囲を取り囲むように配置される。側壁部492は、ベース部材70の側面79における側面73側端部(領域R)を覆うように配置される。本実施形態では、領域Rは、ベース部材70の側面79とカバー部材490の側壁部492とが互いに当接する当接面である。ベース部材70とカバー部材490とが互いに固定される前において、カバー部材490が押圧方向においてベース部材70に対して相対移動可能(例えばベース部材70とカバー部材490とが互いに近づくように相対移動可能)であるように、ベース部材70及びカバー部材490は構成されている。例えば、ベース部材70とカバー部材490とは、カバー部材490の押圧方向に交差(例えば直交)する当接面(YZ平面)を有していない。本実施形態において、ベース部材70とカバー部材490とを固定する方法は特に限定されないが、例えばレーザ溶着、熱板溶着、及びボルト等の締結部材を用いた締結等を用い得る。レーザ溶着を用いると、ベース部材70とカバー部材490との間の接合強度を高くできる。
本実施形態では、領域Rに設けられた溶着部Wによってベース部材70とカバー部材490とが互いに固定されている。溶着部Wは、接続方向D2から見てベース部材70を1周又は複数周取り囲むように、連続的又は離散的に設けられる。溶着部Wがベース部材70の全周において連続的に設けられる場合、ベース部材70とカバー部材490との接合強度を高くできる。溶着部Wがベース部材70の全周において離散的に設けられる場合、短時間で溶着部Wを形成できる。例えば接続方向D2から見てベース部材70が矩形形状を有している場合には、矩形の各角部に溶着部Wが設けられてもよい。また、接続方向D2における溶着部Wの寸法を長くすれば、ベース部材70とカバー部材490との間の接合強度を更に高くできる。溶着部Wがレーザ溶着によって形成される場合、接続方向D2における溶着部Wの寸法は、レーザのスポット径の大きさによって制御可能である。
溶着部Wがレーザ溶着によって形成される場合、カバー部材490は当該レーザの波長に対する第1透過率を有しており、ベース部材70は当該波長に対して第1透過率よりも小さい第2透過率を有している。これにより、カバー部材490の押圧方向に直交する方向(例えばZ方向)から領域Rにレーザを照射すると、レーザがカバー部材490を透過してベース部材70に到達する。その結果、領域Rに溶着部Wが形成される。カバー部材490をレーザ透過性樹脂で形成し、ベース部材70をレーザ吸収性樹脂で形成することによって、上記第1透過率及び第2透過率を得ることができる。カバー部材490及びベース部材70を同一の樹脂で形成する場合には、カバー部材490にレーザを吸収する色素を添加し、ベース部材70には当該色素を添加しないことによって、上記第1透過率及び第2透過率を得ることができる。
以上説明したように、本実施形態の蓄電モジュール12Dは、電極板34と、電極板34の一方面に設けられた正極36と、電極板34の他方面に設けられた負極38とを含むバイポーラ電極32が積層された積層体30と、電極板34の縁部34aを保持し、積層体30において隣り合うバイポーラ電極32間の複数の内部空間Vと連通する開口50aが設けられた枠体50と、開口50aに接続される圧力調整弁460と、を備える。圧力調整弁460は、開口50aを介して複数の内部空間Vの各々と連通する複数の連通孔74が設けられ、開口50aに接続されるベース部材70と、複数の連通孔74の開口50a側の開口端75aとは反対側に位置する開口端76aを塞ぐように配置される弁体80と、弁体80をベース部材70に対して押圧するカバー部材490と、を有する。カバー部材490の押圧方向に直交する方向から見て、ベース部材70とカバー部材490とが互いに重なり合う領域において、ベース部材70とカバー部材490とが互いに固定されている。
蓄電モジュール12Dでは、領域Rにおいてベース部材70とカバー部材490とが互いに固定される。そのため、押圧方向において所望の位置までカバー部材490をベース部材70に対して相対移動した後、ベース部材70とカバー部材490との固定を行うことができる。押圧方向にカバー部材490を相対移動させると、押圧方向における弁体80の圧縮率を調整できる。当該圧縮率により開弁圧が決定されるので、蓄電モジュール12Dによれば、圧力調整弁460の開弁圧を所望の値に調整することができる。
[蓄電装置の製造方法]
以下、図34を参照して、図2に示される蓄電モジュール12Dの製造方法の一例を説明する。
以下、図34を参照して、図2に示される蓄電モジュール12Dの製造方法の一例を説明する。
(積層工程)
まず、例えばセパレータ40を介してバイポーラ電極32を積層して積層体30を得る(積層工程S101)。本実施形態では、積層工程S101前に、各バイポーラ電極32の電極板34の縁部34aに第1樹脂部52が例えば射出成形等により形成されている。積層工程S101により、図2に示される構成のうち第2樹脂部54を除いた構成が得られる。
まず、例えばセパレータ40を介してバイポーラ電極32を積層して積層体30を得る(積層工程S101)。本実施形態では、積層工程S101前に、各バイポーラ電極32の電極板34の縁部34aに第1樹脂部52が例えば射出成形等により形成されている。積層工程S101により、図2に示される構成のうち第2樹脂部54を除いた構成が得られる。
(枠体形成工程)
次に、第2樹脂部54を例えば射出成形により形成する(図2参照、枠体形成工程S102)。図9に示されるように、モールドM内に、流動性を有する第2樹脂部54の樹脂材料54Pを流し込むことによって、第2樹脂部54が形成される。その結果、図3及び図4に示されるように、第1樹脂部52及び第2樹脂部54を有する枠体50が形成される。モールドMは、枠体50の側面50sにおける本体領域50s1及び突出領域50s2(図4参照)の外縁を形成する第1部分M1と、開口50aの第2開口54aを形成するための入れ子である第2部分M2とを有する。第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、バイポーラ電極32の積層方向D1に交差する方向に流れる。例えば、第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、互いに対向配置された一対の第1部分M1間を流れた後、第2部分M2に衝突して、第2部分M2の周囲に沿って2つに分かれる。2つに分かれた第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、それぞれ第1部分M1と第2部分M2との間を流れた後、合流して、一対の第1部分M1間を流れる。
次に、第2樹脂部54を例えば射出成形により形成する(図2参照、枠体形成工程S102)。図9に示されるように、モールドM内に、流動性を有する第2樹脂部54の樹脂材料54Pを流し込むことによって、第2樹脂部54が形成される。その結果、図3及び図4に示されるように、第1樹脂部52及び第2樹脂部54を有する枠体50が形成される。モールドMは、枠体50の側面50sにおける本体領域50s1及び突出領域50s2(図4参照)の外縁を形成する第1部分M1と、開口50aの第2開口54aを形成するための入れ子である第2部分M2とを有する。第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、バイポーラ電極32の積層方向D1に交差する方向に流れる。例えば、第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、互いに対向配置された一対の第1部分M1間を流れた後、第2部分M2に衝突して、第2部分M2の周囲に沿って2つに分かれる。2つに分かれた第2樹脂部54の樹脂材料54Pは、それぞれ第1部分M1と第2部分M2との間を流れた後、合流して、一対の第1部分M1間を流れる。
なお、本実施形態では積層工程S101前に枠体50の一部である第1樹脂部52を形成し、積層工程S101後に枠体50の残部である第2樹脂部54を形成しているが、積層工程S101後に枠体50の一部である第1樹脂部52を形成してもよい。
(電解液注入工程)
次に、枠体50に設けられた開口50aから枠体50内に電解液を注入する(電解液注入工程S103)。電解液の注入は、専用の治具等を用いて行われる。なお、圧力調整弁460が接続される開口50aとは異なる開口から電解液を注入してもよい。
次に、枠体50に設けられた開口50aから枠体50内に電解液を注入する(電解液注入工程S103)。電解液の注入は、専用の治具等を用いて行われる。なお、圧力調整弁460が接続される開口50aとは異なる開口から電解液を注入してもよい。
(準備工程)
次に、圧力調整弁460を準備する(準備工程S104)。準備工程S104は、積層工程S101、枠体形成工程S102及び電解液注入工程S103のうちいずれか一つの工程の前に行われてもよい。例えば、準備工程S104を行った後に積層工程S101を行ってもよい。圧力調整弁460は、以下のように、ベース部材70、弁体80、及びカバー部材490を互いに組み付けることにより形成される。
次に、圧力調整弁460を準備する(準備工程S104)。準備工程S104は、積層工程S101、枠体形成工程S102及び電解液注入工程S103のうちいずれか一つの工程の前に行われてもよい。例えば、準備工程S104を行った後に積層工程S101を行ってもよい。圧力調整弁460は、以下のように、ベース部材70、弁体80、及びカバー部材490を互いに組み付けることにより形成される。
まず、図35に示されるように、カバー部材490により弁体80をベース部材70に対して押圧する(押圧工程S141)。ベース部材70、弁体80、及びカバー部材490を一対の治具J1,J2間に挟んで、プレス機Fを用いてベース部材70、弁体80、及びカバー部材490に荷重を加える。プレス機Fは、例えばカバー部材490側に配置された治具J1を押圧する。
次に、カバー部材490の押圧方向に直交する方向(Z方向)から見て、カバー部材490とベース部材70とが互いに重なり合う領域Rにおいて、カバー部材490とベース部材70とを互いに固定する(固定工程S142)。固定工程S142では、押圧方向において所望の位置までカバー部材490をベース部材70に対して相対移動した後に、カバー部材490とベース部材70とを互いに固定する。本実施形態において、固定工程S142では、領域RにレーザLを照射することによってカバー部材490とベース部材70とを互いに溶着して溶着部W(図32参照)を形成する。レーザLは、カバー部材490を透過してベース部材70に到達する。これにより、領域Rにおいて、レーザ溶着によってカバー部材490とベース部材70とを互いに強固に固定することができる。
固定工程S142では、カバー部材490により弁体80を押圧するための荷重に基づく値が予め定められた値(荷重に基づく値と開弁圧との相関関係に基づいて定められた値)になるように弁体80を押圧した状態で、カバー部材490とベース部材70とを互いに固定する。この場合、荷重に基づく値は、押圧方向における弁体80の圧縮率に応じて変化するが、カバー部材490、弁体80及びベース部材70等の寸法公差には依存しない。例えば、荷重に基づく値が大きくなればなるほど、弁体80の圧縮率は大きくなる。よって、カバー部材490、弁体80及びベース部材70等の寸法公差によらず、圧力調整弁460の開弁圧を所望の値に調整することができる。荷重に基づく値は、荷重の値自体であってもよいし、荷重から算出される値(例えば圧力値等)であってもよい。
あるいは、固定工程S142において、カバー部材490の押圧方向における圧力調整弁460の寸法d410が予め定められた値(圧力調整弁の寸法と開弁圧との相関関係に基づいて定められた値)になるように弁体80を押圧した状態で、カバー部材490とベース部材70とを互いに固定してもよい。圧力調整弁460の寸法d410は、治具J1,J2間の距離を測定することによって得られる。この場合、押圧前に測定された圧力調整弁460の寸法(カバー部材490、非圧縮時の弁体80及びベース部材70の各寸法の合計値)を基準値として、当該基準値と押圧後の圧力調整弁460の寸法d410との差分が、押圧方向における弁体80の圧縮量となる。よって、押圧方向における弁体80の圧縮率を算出できる。よって、カバー部材490、弁体80及びベース部材70等の寸法公差の影響は相殺されるので、圧力調整弁460の開弁圧を所望の値に調整することができる。
以上のようにして、ベース部材70、弁体80、及びカバー部材490が一体化(ユニット化)された構成の圧力調整弁460が得られる。
(圧力調整弁接続工程)
次に、圧力調整弁460を枠体50の開口50aに接続する(圧力調整弁接続工程S105)。具体的には、上述した通り、ベース部材70の部分72を第2開口54aに挿入する。そして、側面71と第1樹脂部52の側面52sとの接触部分の一部または全部を、例えば熱板溶着等により溶着する。これにより、開口50aに対して圧力調整弁460が組み付けられた状態となる。その後、図1に示されるように、導電板14を介して複数の蓄電モジュール12Dを積層する。積層方向D1の両端に位置する導電板14にはそれぞれ正極端子24及び負極端子26が予め接続されている。その後、積層方向D1の両端に、絶縁フィルム22を介して一対の拘束プレート16A,16Bをそれぞれ配置する。その後、ボルト18の軸部を拘束プレート16Aの挿通孔16A1に挿入し、拘束プレート16Bの挿通孔16B1に挿入する。その後、拘束プレート16Bから突出したボルト18の先端に、ナット20を螺合する。このようにして図1に示される蓄電装置10Dが製造される。
次に、圧力調整弁460を枠体50の開口50aに接続する(圧力調整弁接続工程S105)。具体的には、上述した通り、ベース部材70の部分72を第2開口54aに挿入する。そして、側面71と第1樹脂部52の側面52sとの接触部分の一部または全部を、例えば熱板溶着等により溶着する。これにより、開口50aに対して圧力調整弁460が組み付けられた状態となる。その後、図1に示されるように、導電板14を介して複数の蓄電モジュール12Dを積層する。積層方向D1の両端に位置する導電板14にはそれぞれ正極端子24及び負極端子26が予め接続されている。その後、積層方向D1の両端に、絶縁フィルム22を介して一対の拘束プレート16A,16Bをそれぞれ配置する。その後、ボルト18の軸部を拘束プレート16Aの挿通孔16A1に挿入し、拘束プレート16Bの挿通孔16B1に挿入する。その後、拘束プレート16Bから突出したボルト18の先端に、ナット20を螺合する。このようにして図1に示される蓄電装置10Dが製造される。
以上説明したように、本実施形態の蓄電モジュールの製造方法は、積層工程S101と、枠体形成工程S102と、準備工程S104と、圧力調整弁接続工程S105と、を含む。準備工程S104は、押圧工程S141及び固定工程S142を含む。この製造方法では、押圧方向において所望の位置までカバー部材490をベース部材70に対して相対移動した後に、ベース部材70とカバー部材490との固定を行うことができる。押圧方向にカバー部材490を相対移動させると、押圧方向における弁体80の圧縮率を調整できる。当該圧縮率により開弁圧が決定されるので、上記製造方法によれば、圧力調整弁460の開弁圧を所望の値に調整することができる。
[第5実施形態の変形例]
次に他の実施形態(第5実施形態の変形例)について説明する。本実施形態では、上述の圧力調整弁460に代えて接続部材500及び圧力調整弁560が用いられる。その他は上記第5実施形態と同じである。図36は、接続部材500を介して枠体50の開口50aに接続される圧力調整弁560の分解斜視図である。また、図37は、図36の接続部材500及び圧力調整弁560の構成を示す概略断面図である。
次に他の実施形態(第5実施形態の変形例)について説明する。本実施形態では、上述の圧力調整弁460に代えて接続部材500及び圧力調整弁560が用いられる。その他は上記第5実施形態と同じである。図36は、接続部材500を介して枠体50の開口50aに接続される圧力調整弁560の分解斜視図である。また、図37は、図36の接続部材500及び圧力調整弁560の構成を示す概略断面図である。
圧力調整弁560は、ベース部材70に代えてベース部材570を備えること以外は圧力調整弁460と同じである。接続部材500及びベース部材570を組み合わせると、上記ベース部材70と同様の構造になる。
接続部材500は、上記実施形態のベース部材70における部分72に相当する部材である。接続部材500は、開口50aに対向する側面501と、ベース部材570に対向する側面503とを含む部分502である。図38の(A)は、側面501を示す平面図であり、図38の(B)は、接続部材500のベース部材570に対向する側面503を示す平面図である。
図37及び図38に示されるように、接続部材500には、側面501から側面503にかけて貫通する複数(ここでは14個)の連通孔504が設けられている。各連通孔504は、対応する1つの第1開口52aを介して、1つの内部空間Vと連通している。連通孔504は、連通孔504の側面501側部分である第1連通部505と、連通孔504の側面503側部分である第2連通部506とからなる。
第1連通部505は、断面矩形状に形成されている。第1連通部505によって、略直方体状の空間S54が形成されている。第1連通部505の開口50a側の開口端505aは、ベース部材70の開口端75aと同じ形状及び寸法を有する。第1連通部505の第2連通部506に接続する側の開口端505bは、ベース部材70の開口端75bと同じ形状及び寸法を有する。
第2連通部506は、断面円形状に形成されている。第2連通部506は、第1連通部505の開口端505bから、第2連通部506の側面503側の開口端506aにかけて貫通している。開口端506aは円形状に形成されている。開口端506aの内径d57は、開口端505bの内径(すなわち、開口端505aの積層方向D1の幅d1)よりも大きくされている(d57>d1)。すなわち、第2連通部506によって、開口端505bから開口端506aに向かうにつれて内径が大きくなるテーパ状の空間S55が形成されている。このような第2連通部506は、例えば射出成形等により形成され得る。
また、本実施形態では、図37に示されるように、第1列の7つの第1開口52aに接続される第2連通部506は、開口端505bの中心位置よりも開口端506aの中心位置が上方に位置するように延びている。一方、第2列の7つの第1開口52aに接続される第2連通部506は、開口端505bの中心位置よりも開口端506aの中心位置が下方に位置するように延びている。その結果、図38の(B)に示されるように、複数の開口端506aが側面503の中央位置に寄せられている。
ベース部材570は、略直方体状の外形を有しており、一方側の側面571において接続部材500の側面503に接合される。側面571と側面503とは、例えば熱板溶着により溶着され得る。なお、本実施形態では、接続方向D2から見て、ベース部材570は、接続部材500よりも僅かに大きく形成されているが、ベース部材570は、接続部材500と同じ大きさに形成されてもよいし、接続部材500よりも小さく形成されてもよい。
図39の(A)は、側面571を示す平面図であり、図39の(B)は、ベース部材570の弁体80に対向する側面73を示す平面図である。図38及び図39に示されるように、ベース部材570には、側面571から側面73にかけて貫通する複数(ここでは14個)の連通孔576が設けられている。連通孔576は、断面円形状に形成されている。各連通孔576は、対応する1つの連通孔504を介して、1つの内部空間Vと連通している。連通孔576の接続部材500側の開口端576a(第1開口端)の内径は、連通孔504の開口端506aの内径d57と一致している。接続部材500とベース部材570とは、接続方向D2から見て互いに対応する開口端506a及び開口端576aが重なるように接合されている。連通孔576の弁体80側の開口端576b(第2開口端)の内径d3は、開口端576aの内径(すなわち、開口端506aの内径d57)よりも小さくされている(d3<d57)。すなわち、連通孔576によって、開口端576aから開口端576bに向かうにつれて内径が小さくなるテーパ状の空間S56が形成されている。このような連通孔576は、例えば射出成形等により形成され得る。なお、開口端576aの内径と開口端506aの内径d57とは、一致していなくてもよい。例えば、開口端576aの内径を内径d57よりも小さくした場合には、接合時の位置ずれを許容できる効果を奏し得る。
図38の(B)及び図39の(A)に示されるように、複数の開口端506a及び複数の開口端576aはいずれも、軸Aに対して、点対称に配置されている。この構成によれば、軸Aに対して互いに反転関係にある接続部材500(又はベース部材570)の2つの状態(姿勢)のいずれにおいても、複数の開口端506aに対する複数の開口端576aの配置が同一となる。このため、上記2つの状態のいずれにおいても、接続部材500にベース部材570を正常に接合することが可能となる。すなわち、接続部材500に対してベース部材570を上下反転(軸A周りに180度回転)させても、ベース部材570を接続部材500に正常に接合することができる。その結果、接続部材500へのベース部材570の接合を容易に行うことが可能となる。また、接続部材500に対して誤った向きでベース部材570を接合してしまうといった誤組み付けの発生を防止することもできる。
接続部材500及びベース部材570を用いた場合でも、ベース部材70を用いた場合と同様に蓄電装置を製造することができる。積層工程S101及び枠体形成工程S102については、ベース部材70を用いた場合と同じである。枠体形成工程S102後、電解液注入工程S103前に、例えば熱板溶着等により開口50aに接続部材500を接続する。これにより、電解液注入工程S103では、開口50aに接続部材500を接続した状態で、接続部材500の連通孔504から枠体50内に電解液を注入することができる。
準備工程S104では、ベース部材570、弁体80、及びカバー部材490が一体化(ユニット化)された構成の圧力調整弁560を準備する。押圧工程S141では、図40に示されるように、カバー部材490により弁体80をベース部材570に対して押圧する。ベース部材570、弁体80、及びカバー部材490を一対の治具J1,J2間に挟んで、プレス機Fを用いてベース部材570、弁体80、及びカバー部材490に荷重を加える。
次に、カバー部材490の押圧方向に直交する方向(Z方向)から見て、カバー部材490とベース部材570とが互いに重なり合う領域Rにおいて、カバー部材490とベース部材570とを互いに固定する(固定工程S142)。本実施形態において、固定工程S142では、領域RにレーザLを照射することによってカバー部材490とベース部材570とを互いに溶着して溶着部W(図37参照)を形成する。レーザLは、カバー部材490を透過してベース部材570に到達する。これにより、領域Rにおいて、レーザ溶着によってカバー部材490とベース部材570とを互いに強固に固定することができる。
固定工程S142では、カバー部材490により弁体80を押圧するための荷重に基づく値が予め定められた値になるように弁体80を押圧した状態で、カバー部材490とベース部材570とを互いに固定する。この場合、カバー部材490、弁体80及びベース部材570等の寸法公差によらず、圧力調整弁560の開弁圧を所望の値に調整することができる。
あるいは、固定工程S142において、カバー部材490の押圧方向における圧力調整弁560の寸法d511が予め定められた値になるように弁体80を押圧した状態で、カバー部材490とベース部材570とを互いに固定してもよい。圧力調整弁560の寸法d511は、治具J1,J2間の距離を測定することによって得られる。この場合、カバー部材490、弁体80及びベース部材570等の寸法公差の影響は相殺されるので、圧力調整弁560の開弁圧を所望の値に調整することができる。
固定工程S142では、カバー部材490により弁体80をベース部材570に対して押圧した状態で、カバー部材490の押圧方向に直交する方向(Z方向)から見て、カバー部材490とベース部材570とが互いに重なり合う領域Rにおいて、カバー部材490とベース部材570とを互いに固定する。固定工程S142では、領域RにレーザLを照射することによってカバー部材490とベース部材570とを互いに溶着して溶着部W(図37参照)を形成する。レーザLは、カバー部材490を透過してベース部材570に到達する。これにより、領域Rにおいて、レーザ溶着によってカバー部材490とベース部材570とを互いに強固に固定することができる。
圧力調整弁接続工程S105では、接続部材500を介して圧力調整弁560を枠体50の開口50aに接続する。例えば熱板溶着等により接続部材500に圧力調整弁560を接続する。
以上、第5実施形態について詳細に説明されたが、蓄電モジュールの構成は、上記実施形態に限定されない。
例えば、図41に示されるように、カバー部材490の押圧方向(X方向)に直交する方向(例えばZ方向)から見て、ベース部材70とカバー部材490とが互いに重なり合う領域Rにおいて、ベース部材70が外側に位置し、カバー部材490が内側に位置してもよい。溶着部Wがレーザ溶着によって形成される場合、ベース部材70が当該レーザの波長に対する第1透過率を有しており、カバー部材490が当該波長に対して第1透過率よりも小さい第2透過率を有している。これにより、カバー部材490の押圧方向に直交する方向(例えばZ方向)から領域Rにレーザを照射すると、レーザがベース部材70を透過してカバー部材490に到達する。その結果、領域Rに溶着部Wが形成される。ベース部材570を用いた場合も同様に、ベース部材570が外側に位置し、カバー部材490が内側に位置してもよい。
12,12A,12B,12C,12D…蓄電モジュール、30…積層体、30a…側面、32…バイポーラ電極、34…電極板、34a…縁部、34c…第1面、34d…第2面、36…正極、38…負極、40…セパレータ、40d…外周端、50…枠体、50a,50a1,50a2,50a3,50a4…開口、50s…側面、52…第1樹脂部、52a…第1開口、54…第2樹脂部、54a…第2開口、60,160,280,360,460,560…圧力調整弁、70,370,570…ベース部材、71,171…側面(第1側面)、72,172…部分、74,374,576…連通孔、75a,375a,576a…開口端(第1開口端)、76a,376a,576b…開口端(第2開口端)、77,184,377…溝部、78,185,378…排気口、80,190,380…弁体(弾性部材)、90,390,390A,490,1100…カバー部材(押圧部材)、170…第1ベース部材、173…側面、174…第1連通孔、175a…開口端、176…第2連通部(第2ベース部材側の部分)、176a…開口端、180…第2ベース部材、182…側面(第2側面)、183…第2連通孔、183a,183b…開口端、250…樹脂部、252…第1シール部、252a…外周面、252c…内周端、252d…外周端、254…第2シール部、254b…開口、260,260A…枠体、260a…第1端面、260b…第2端面、261…内周部、262…外周部、268…段差部、270,270A…溝部、270a…底部、271…突起、381…側面、393…溝部(位置決め部)、394…壁部(位置決め部)、A…軸、D1…積層方向、D2…接続方向、P1,P2…中心、S3,S14,S33…流通空間、R…領域、V…内部空間。
Claims (39)
- 第1面及び前記第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、前記第1面に設けられた正極と、前記第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層された積層体と、
前記電極板の縁部を保持し、前記積層体において隣り合う前記バイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、
前記開口に接続される圧力調整弁と、
を備え、
前記圧力調整弁は、
前記開口を介して前記複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、前記開口に接続されるベース部材と、
前記複数の連通孔の前記開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、
前記弾性部材を前記ベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有する、
蓄電モジュール。 - 複数の前記圧力調整弁を備え、
前記枠体には、それぞれ前記圧力調整弁が接続される複数の前記開口が設けられており、
複数の前記開口の各々は、前記開口毎に互いに異なる前記内部空間と連通している、請求項1に記載の蓄電モジュール。 - 前記第1開口端の前記バイポーラ電極の積層方向の幅は、1つの前記内部空間及び1つの前記電極板の前記積層方向の幅と前記開口の数との乗算値以上である、請求項2に記載の蓄電モジュール。
- 複数の前記第1開口端は、前記ベース部材の前記開口に対向する第1側面の中心を通り前記第1側面に直交する軸に対して、点対称に配置されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記ベース部材の前記弾性部材に対向する第2側面には、複数の前記第2開口端の各々に対応する複数の溝部が設けられており、
前記連通孔の前記第2開口端と当該第2開口端に対応する前記溝部とは、当該連通孔と連通する前記内部空間の圧力の上昇に応じて前記弾性部材の一部が前記第2側面から離間することにより互いに連通するように配置されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 - 前記第2開口端と当該第2開口端に対応する前記溝部との距離は、当該第2開口端と当該第2開口端に隣接する他の第2開口端との距離よりも短い、請求項5に記載の蓄電モジュール。
- 前記ベース部材には、複数の前記溝部と接続され、前記内部空間から放出されたガスを流通させる流通空間が画成されており、
前記ベース部材には、前記流通空間と前記ベース部材の外部とを連通させる排気口が設けられている、請求項5又は6に記載の蓄電モジュール。 - 前記枠体は、前記電極板の縁部を保持する第1シール部と、前記バイポーラ電極の積層方向から見て前記第1シール部の周囲に設けられた第2シール部と、を有し、
前記開口は、前記第1シール部に設けられ、互いに異なる前記内部空間に連通する複数の第1開口と、前記第2シール部に設けられ、前記複数の第1開口と連通する第2開口と、を有し、
前記ベース部材の一部が前記第2開口に挿入されており、
前記複数の連通孔は、前記複数の第1開口を介して、互いに異なる前記内部空間と連通しており、
前記第1開口は、矩形状であり、
前記第1開口端は、前記開口と前記圧力調整弁との接続方向から見て、前記第1開口を含む大きさに形成されており、
前記第2開口端は、円形状である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 - 第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、前記第1面に設けられた正極と、前記第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極を有する蓄電モジュールの製造方法であって、
前記複数のバイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、
前記電極板の縁部を保持し、前記積層体において隣り合う前記バイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体を形成する工程と、
前記開口を介して前記複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、前記開口に接続されるベース部材と、前記複数の連通孔の前記開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、前記弾性部材を前記ベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有する圧力調整弁を準備する工程と、
各前記連通孔の前記第1開口端から各前記連通孔内に空気を送り込むことにより、前記圧力調整弁を検査する工程と、
検査済みの前記圧力調整弁を前記開口に接続する工程と、
を含む、蓄電モジュールの製造方法。 - 第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、前記第1面に設けられた正極と、前記第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層された積層体と、
前記電極板の縁部を保持し、前記積層体において隣り合う前記バイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、
前記開口に接続される圧力調整弁と、
を備え、
前記圧力調整弁は、
前記開口を介して前記複数の内部空間の各々と連通する複数の第1連通孔が設けられ、前記開口に接続される第1ベース部材と、
前記複数の第1連通孔の各々と連通する複数の第2連通孔が設けられ、前記第1ベース部材の前記開口側とは反対側の側面に接続される第2ベース部材と、
前記複数の第2連通孔の前記第1ベース部材側の開口端とは反対側に位置する開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、
前記弾性部材を前記第2ベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有する、
蓄電モジュール。 - 複数の前記圧力調整弁を備え、
前記枠体には、それぞれ前記圧力調整弁が接続される複数の前記開口が設けられており、
複数の前記開口の各々は、前記開口毎に互いに異なる前記内部空間と連通している、請求項10に記載の蓄電モジュール。 - 前記第1連通孔の前記開口側の開口端の前記バイポーラ電極の積層方向の幅は、1つの前記内部空間及び1つの前記電極板の前記積層方向の幅と前記開口の数との乗算値以上である、請求項11に記載の蓄電モジュール。
- 前記複数の第1連通孔の前記開口側の開口端は、前記第1ベース部材の前記開口に対向する第1側面の中心を通り前記第1側面に直交する軸に対して、点対称に配置されている、請求項10〜11のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記複数の第1連通孔の前記第2ベース部材側の開口端、及び前記複数の第2連通孔の前記第1ベース部材側の開口端は、前記軸に対して、点対称に配置されている、請求項13に記載の蓄電モジュール。
- 前記第2ベース部材の前記弾性部材に対向する第2側面には、複数の前記第2連通孔の前記弾性部材側の開口端の各々に対応する複数の溝部が設けられており、
当該開口端と当該開口端に対応する前記溝部とは、当該第2連通孔と連通する前記内部空間の圧力の上昇に応じて前記弾性部材の一部が前記第2側面から離間することにより互いに連通するように配置されている、請求項10〜14のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 - 前記第2連通孔の前記弾性部材側の開口端と当該開口端に対応する前記溝部との距離は、当該開口端と当該開口端に隣接する他の開口端との距離よりも短い、請求項15に記載の蓄電モジュール。
- 前記第2ベース部材には、複数の前記溝部と接続され、前記内部空間から放出されたガスを流通させる流通空間が画成されており、
前記第2ベース部材には、前記流通空間と前記第2ベース部材の外部とを連通させる排気口が設けられている、請求項15又は16に記載の蓄電モジュール。 - 前記第1連通孔の少なくとも前記第2ベース部材側の部分は、前記開口側から前記第2ベース部材側に向かうにつれて断面積が大きくなるテーパ状に形成されており、
前記第2連通孔は、前記第1ベース部材側から前記弾性部材側に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ状に形成されている、請求項10〜17のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 - 前記第2連通孔の前記弾性部材側の開口端の開口面積は、前記第1連通孔のテーパ状に形成された部分の前記開口側の開口端の開口面積よりも大きい、請求項18に記載の蓄電モジュール。
- 前記第1連通孔の少なくとも前記第2ベース部材側の部分は、前記開口側から前記第2ベース部材側に向かうにつれて断面積が大きくなるテーパ状に形成されており、
前記第2連通孔は、前記第1ベース部材側から前記弾性部材側に向かうにつれて断面積が大きくなるテーパ状に形成されている、請求項10〜17のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 - 前記第1連通孔の前記第2ベース部材側の開口端の前記バイポーラ電極の積層方向の幅は、前記第1連通孔の前記開口側の開口端の前記積層方向の幅よりも大きい、請求項10〜20のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記枠体は、前記電極板の縁部を保持する第1シール部と、前記バイポーラ電極の積層方向から見て前記第1シール部の周囲に設けられた第2シール部と、を有し、
前記開口は、前記第1シール部に設けられ、互いに異なる前記内部空間に連通する複数の第1開口と、前記第2シール部に設けられ、前記複数の第1開口と連通する第2開口と、を有し、
前記第1ベース部材の少なくとも一部が前記第2開口に挿入されており、前記複数の第1連通孔は、前記複数の第1開口を介して、互いに異なる前記内部空間と連通しており、
前記第1開口は、矩形状であり、
前記第1連通孔の前記開口側の開口端は、前記開口と前記圧力調整弁との接続方向から見て、前記第1開口を含む大きさに形成されており、
前記第2連通孔の前記弾性部材側の開口端は、円形状である、請求項10〜21のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 - 第1面及び前記第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、前記第1面に設けられた正極と、前記第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極を有する蓄電モジュールの製造方法であって、
前記複数のバイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、
前記電極板の縁部を保持し、前記積層体において隣り合う前記バイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体を形成する工程と、
前記開口を介して前記複数の内部空間の各々と連通する複数の第1連通孔が設けられ、前記開口に接続される第1ベース部材を、前記開口に接続する工程と、
前記複数の第1連通孔を介して前記複数の内部空間の各々に電解液を注入する工程と、
前記複数の第1連通孔の各々と連通するための複数の第2連通孔が設けられた第2ベース部材と、前記複数の第2連通孔の前記第1連通孔に接続される側とは反対側に位置する開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、前記弾性部材を前記第2ベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有する圧力調整弁サブモジュールを準備する工程と、
各前記第2連通孔の前記第1連通孔に接続される側の開口端から各前記第2連通孔内に空気を送り込むことにより、前記圧力調整弁サブモジュールを検査する工程と、
前記第1連通孔と前記第2連通孔とが連通するように、第1ベース部材と検査済みの前記圧力調整弁サブモジュールの前記第2ベース部材とを接合する工程と、
を含む、蓄電モジュールの製造方法。 - 電極板と前記電極板の第1面に設けられた正極と前記電極板の第2面に設けられた負極とをそれぞれ含む複数のバイポーラ電極がセパレータを介して積層された蓄電モジュールであって、
前記複数のバイポーラ電極の積層方向に延在し、前記複数のバイポーラ電極を収容する筒状のシール部を備え、前記複数のバイポーラ電極と前記シール部との間に内部空間が形成されており、
前記シール部は、前記電極板の周縁部に接合された筒状の第1シール部と、前記積層方向に交差する方向において前記第1シール部の外側に設けられた筒状の第2シール部と、を有し、
前記第1シール部は、前記電極板の前記周縁部に接合された枠体が前記積層方向に積層された構造を有し、
前記枠体は、前記積層方向に隣接する別の2つの前記枠体にそれぞれ当接する第1端面および第2端面と、前記第1端面および前記第2端面の少なくとも一方側に形成されて前記積層方向に交差する方向に延び、前記枠体の内外を貫通する溝部と、を含み、
前記第2シール部は、前記枠体の前記溝部に対応する位置に設けられた開口を含み、
前記第2シール部の前記開口には、前記溝部を介して前記内部空間に接続されて当該内部空間の圧力を調整するように構成された圧力調整弁が設けられている、蓄電モジュール。 - 前記セパレータは、前記セパレータの外周端が前記第1シール部の内周端より外側に位置するように設けられており、
前記枠体は、前記積層方向において前記セパレータの厚みよりも大きい厚みを有し、
前記枠体には、前記第1端面および前記第2端面の少なくとも一方側において、前記セパレータの前記外周端を配置するための段差部が形成されており、
前記積層方向における前記溝部の深さは、前記積層方向における前記段差部の深さよりも大きい、請求項24に記載の蓄電モジュール。 - 前記溝部の底部には、1つ又は複数の突起が設けられている、請求項24又は25に記載の蓄電モジュール。
- 前記積層方向に交差する方向に垂直な断面において、前記溝部は矩形をなし、前記溝部のアスペクト比は5以上である、請求項24〜26のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 第1面及び前記第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、前記第1面に設けられた正極と、前記第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層された積層体と、
前記電極板の縁部を保持し、前記積層体において隣り合う前記バイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、
前記開口に接続される圧力調整弁と、
を備え、
前記圧力調整弁は、
前記開口を介して前記複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、前記開口に接続されるベース部材と、
前記複数の連通孔の前記開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される板状の弾性部材と、
前記弾性部材の前記ベース部材に対向する側とは反対側から、前記弾性部材を前記ベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有し、
前記押圧部材は、前記弾性部材を前記押圧部材に対して位置決めする位置決め部を有する、
蓄電モジュール。 - 前記ベース部材の前記弾性部材側の側面には、複数の前記第2開口端の各々に対応する複数の溝部が設けられており、
前記連通孔の前記第2開口端と当該第2開口端に対応する前記溝部とは、当該連通孔と連通する前記内部空間の圧力の上昇に応じて前記弾性部材の一部が前記側面から離間することにより互いに連通するように配置されている、請求項28に記載の蓄電モジュール。 - 前記第2開口端と当該第2開口端に対応する前記溝部との距離は、当該第2開口端と当該第2開口端に隣接する他の第2開口端との距離よりも短い、請求項29に記載の蓄電モジュール。
- 前記ベース部材には、複数の前記溝部と接続され、前記内部空間から放出されたガスを流通させる流通空間が画成されており、
前記ベース部材には、前記流通空間と前記ベース部材の外部とを連通させる排気口が設けられている、請求項29又は30に記載の蓄電モジュール。 - 前記位置決め部は、前記弾性部材が嵌め込まれる凹状の溝部である、請求項28〜31のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記弾性部材を挟んで互いに対向する前記ベース部材の側面及び前記押圧部材の面は、互いに平行である、請求項28〜32のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 第1面及び前記第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、前記第1面に設けられた正極と、前記第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が積層された積層体と、
前記電極板の縁部を保持し、前記積層体において隣り合う前記バイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、
前記開口に接続される圧力調整弁と、
を備え、
前記圧力調整弁は、
前記開口を介して前記複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、前記開口に接続されるベース部材と、
前記複数の連通孔の前記開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、
前記弾性部材を前記ベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有し、
前記押圧部材の押圧方向に直交する方向から見て、前記ベース部材と前記押圧部材とが互いに重なり合う領域において、前記ベース部材と前記押圧部材とが互いに固定されている、蓄電モジュール。 - 前記押圧部材の押圧方向に直交する方向から見て、前記領域において前記押圧部材及び前記ベース部材のうち外側に位置する部材が、前記押圧部材と前記ベース部材とを互いに溶着するためのレーザの波長に対する第1透過率を有しており、
前記押圧部材の押圧方向に直交する方向から見て、前記領域において前記押圧部材及び前記ベース部材のうち内側に位置する部材が、前記波長に対して前記第1透過率よりも小さい第2透過率を有している、請求項34に記載の蓄電モジュール。 - 第1面及び前記第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、前記第1面に設けられた正極と、前記第2面に設けられた負極と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極を有する蓄電モジュールの製造方法であって、
前記複数のバイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、
前記電極板の縁部を保持し、前記積層体において隣り合う前記バイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体を形成する工程と、
前記開口を介して前記複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔が設けられ、前記開口に接続されるベース部材と、前記複数の連通孔の前記開口側の第1開口端とは反対側に位置する第2開口端を塞ぐように配置される弾性部材と、前記弾性部材を前記ベース部材に対して押圧する押圧部材と、を有する圧力調整弁を準備する工程と、
前記圧力調整弁を前記開口に接続する工程と、
を含み、
前記圧力調整弁を準備する工程は、
前記押圧部材により前記弾性部材を前記ベース部材に対して押圧する工程と、
前記押圧部材の押圧方向に直交する方向から見て、前記押圧部材と前記ベース部材とが互いに重なり合う領域において、前記押圧部材と前記ベース部材とを互いに固定する工程と、
を含む、蓄電モジュールの製造方法。 - 前記固定する工程では、前記押圧部材により前記弾性部材を押圧するための荷重に基づく値が予め定められた値になるように前記弾性部材を押圧した状態で、前記押圧部材と前記ベース部材とを互いに固定する、請求項36に記載の蓄電モジュールの製造方法。
- 前記固定する工程では、前記押圧方向における前記圧力調整弁の寸法が予め定められた値になるように前記弾性部材を押圧した状態で、前記押圧部材と前記ベース部材とを互いに固定する、請求項36に記載の蓄電モジュールの製造方法。
- 前記固定する工程では、前記領域にレーザを照射することによって前記押圧部材と前記ベース部材とを互いに溶着する、請求項36〜38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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