JP6801430B2

JP6801430B2 - 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法

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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。

電極板と、電極板の一方面に設けられた正極と、電極板の他方面に設けられた負極とを含むバイポーラ電極が積層された積層体を有するバイポーラ電池が知られている（例えば特許文献１）。このバイポーラ電池では、積層体が樹脂製のシール材（枠体）によって囲まれている。シール材は、電解液を注入するための開口部を有している。電解液は、チューブ又はノズルを用いて開口部から注入される。

特開２０１２−２３４８２３号公報

電解液を注入する際、例えばチューブ又はノズル等といった電解液の供給管と、枠体の側面に設けられた注液口の周囲領域との間のシール（気密）が確保された状態で電解液を枠体内に注入することが考えられる。隣り合うバイポーラ電極間の各空間に電解液を注入するために、枠体の側面において、注液口はバイポーラ電極の積層方向に延在することになる。その結果、積層方向における枠体の側面の縁近くまで注液口が位置するため、積層方向における注液口の外側領域（枠体の側面の縁と注液口との間の領域）が狭くなる。よって、積層方向における注液口の外側に十分に広いシール面を確保することができない。そのため、例えば注液口の内部に供給管を挿入することによって、供給管と注液口の内壁との間のシールが確保されている。このような場合、供給管を注液口の内部に挿入するために、供給管と注液口との間の位置を調整する必要がある。

本発明の一側面は、バイポーラ電極の積層方向における注液口の外側に十分に広いシール面を確保する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。

本発明の一側面に係る蓄電モジュールは、電極板と、前記電極板の一方面に設けられた正極と、前記電極板の他方面に設けられた負極とを含むバイポーラ電極が積層された積層体と、前記バイポーラ電極の積層方向に延在する前記積層体の側面において前記電極板の縁部を保持する枠体と、を備え、前記枠体は、前記積層方向に延在する側面を有しており、前記枠体の前記側面は、本体領域と突出領域とを有しており、前記本体領域には、前記枠体内に電解液を注入するための注液口が設けられ、前記本体領域は、前記積層方向に交差する方向に延在する縁を有しており、前記突出領域は、前記積層方向において前記注液口から離れるように前記縁から突出している。

この蓄電モジュールでは、バイポーラ電極の積層方向における注液口の外側に突出領域が位置している。この突出領域はシール面として機能する。そのため、バイポーラ電極の積層方向において注液口の外側に十分に広いシール面を確保することができる。

前記枠体の前記側面は、前記積層方向から見て矩形形状を有しており、前記注液口は、前記矩形形状の一辺における中央に設けられてもよい。

この場合、電解液の供給管を枠体の側面に押し付ける際に、供給管は矩形形状の一辺における中央に押し付けられる。そのため、矩形形状の一辺における供給管による圧力分布が一辺の中央に対して略対称になる。

前記枠体は、前記電極板の前記縁部を保持する第１樹脂部と、前記積層方向から見て前記第１樹脂部の周囲に設けられ前記枠体の前記側面を有する第２樹脂部と、を備え、前記注液口は、前記第１樹脂部に設けられた第１開口と、前記第２樹脂部に設けられた第２開口と、を有しており、前記第１開口は、隣り合う前記バイポーラ電極間の空間及び前記第２開口と連通してもよい。

この場合、電解液は第２開口から第１開口を経由して枠体内に注入される。

本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、電極板と、前記電極板の一方面に設けられた正極と、前記電極板の他方面に設けられた負極とを含む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、前記バイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、前記バイポーラ電極の積層方向に延在する前記積層体の側面において前記電極板の縁部を保持する枠体を形成する工程と、前記枠体に設けられた注液口から前記枠体内に電解液を注入する工程と、を含み、前記積層方向に延在する前記枠体の側面は、本体領域と突出領域とを有しており、前記本体領域には、前記注液口が設けられ、前記本体領域は、前記積層方向に交差する方向に延在する縁を有しており、前記突出領域は、前記積層方向において前記注液口から離れるように前記縁から突出しており、前記電解液を注入する工程では、前記電解液の供給管を前記突出領域に押し付けながら前記電解液を注入する。

なお、積層工程前に枠体の一部を形成し、枠体形成工程において枠体の在部を形成してもよい。

この製造方法では、電解液を注入する工程において、バイポーラ電極の積層方向における注液口の外側に突出領域が位置している。この突出領域はシール面として機能する。そのため、バイポーラ電極の積層方向において注液口の外側に十分に広いシール面を確保することができる。電解液の供給管を突出領域に押し付けることによって、供給管と注液口の周囲領域との間のシールを確保することができる。

前記枠体は、前記電極板の前記縁部を保持する第１樹脂部と、前記積層方向から見て前記第１樹脂部の周囲に設けられ前記枠体の前記側面を有する第２樹脂部と、を備え、前記枠体を形成する工程では、射出成形により前記第２樹脂部を形成し、前記第２樹脂部の樹脂材料が前記積層方向に交差する方向に流れてもよい。

この場合、第２樹脂部の樹脂材料が固化することによって枠体の側面が形成される。第２樹脂部を形成する際に、第２樹脂部の樹脂材料が積層方向における注液口の外側を流れることによって、突出領域が形成される。枠体の側面が突出領域を有していると、突出領域が無い場合に比べて、積層方向における突出領域の幅の分だけ第２樹脂部の樹脂材料が流れ易くなる。

本発明の一側面によれば、バイポーラ電極の積層方向における注液口の外側に十分に広いシール面を確保する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。

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の蓄電モジュールを示す概略斜視図である。図３の蓄電モジュールの一部を拡大した平面図である。図２の蓄電モジュールの製造方法における積層工程の一例を示す概略断面図である。図２の蓄電モジュールの製造方法における枠体形成工程を示す概略断面図である。図２の蓄電モジュールの製造方法における電解液注入工程を示す概略断面図である。

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。

［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。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（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が積層方向に直列に接続される。積層方向において、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は例えば積層方向に交差する方向（Ｙ方向）に延在する。積層方向から見て、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１６Ａ１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１６Ｂ１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１６Ａ１及び挿通孔１６Ｂ１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１６Ａ１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。同図に示す蓄電モジュール１２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。バイポーラ電極３２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。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、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、バイポーラ電極３２の積層方向に延在する積層体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。側面５０ｓ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。この場合、側面５０ｓは４つの矩形面から構成される。枠体５０は、電極板３４の縁部３４ａを保持する第１樹脂部５２と、積層方向から見て第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。バイポーラ電極３２の積層方向から見て、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溶着している。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、バイポーラ電極３２の積層方向において積層体３０の全長にわたって延在する筒状部である。第２樹脂部５４は、バイポーラ電極３２の積層方向に延在する第１樹脂部５２の外側面を覆っている。第２樹脂部５４は、バイポーラ電極３２の積層方向に延在する内側面において第１樹脂部５２の外側面に溶着されている。

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の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、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ４０は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。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。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、バイポーラ電極３２の積層方向に延在する側面５０ｓを有する。側面５０ｓはバイポーラ電極３２の積層方向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、枠体５０内に電解液を注入するための注液口５０ａが設けられている。注液口５０ａは、電解液の注入後にシール材（不図示）によって封止される。注液口５０ａの形状は例えば矩形であるが、円形等の他の形状であってもよい。注液口５０ａはバイポーラ電極３２の積層方向が長手方向となるように延在している。注液口５０ａは、バイポーラ電極３２の積層方向から見た側面５０ｓの矩形形状の一辺における中央に設けられるが、中央からずれて配置されてもよい。本体領域５０ｓ１は、バイポーラ電極３２の積層方向に交差する方向（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注液口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が注液口５０ａを挟むように配置されている。突出領域５０ｓ２は、縁Ｅに沿って注液口５０ａの全長を越えて注液口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、注液口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。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（図２参照）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の形状は例えば円形であり、第２開口５４ａの形状は例えば矩形である。

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、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、バイポーラ電極３２の積層方向に延在する積層体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とを備える。枠体５０は、バイポーラ電極３２の積層方向に延在する側面５０ｓを有している。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には、枠体５０内に電解液を注入するための注液口５０ａが設けられる。本体領域５０ｓ１は、バイポーラ電極３２の積層方向に交差する方向に延在する縁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注液口５０ａから離れるように縁かＥら突出している。

蓄電モジュール１２では、バイポーラ電極３２の積層方向における注液口５０ａの外側に突出領域５０ｓ２が位置している。突出領域５０ｓ２は、電解液を枠体５０内に注入する際、後述する電解液の供給管１１０（図７参照）と、枠体５０の側面５０ｓに設けられた注液口５０ａの周囲領域（本体領域５０ｓ１における注液口５０ａに隣接する部分及び突出領域５０ｓ２）との間のシール面として機能する。そのため、バイポーラ電極３２の積層方向において注液口５０ａの外側に十分に広いシール面を確保することができる。これにより、電解液の供給管１１０を注液口５０ａに挿入する必要がなくなるので、供給管１１０と注液口５０ａとの間の位置を調整する必要もなくなる。

枠体５０の側面５０ｓは、バイポーラ電極３２の積層方向から見て矩形形状を有しており、注液口５０ａは、当該矩形形状の一辺における中央に設けられてもよい。この場合、電解液の供給管１１０を枠体５０の側面５０ｓに押し付ける際に、供給管１１０は矩形形状の一辺における中央に押し付けられる（図７参照）。そのため、矩形形状の一辺における供給管１１０による圧力分布が一辺の中央に対して略対称になる。注液口５０ａが矩形形状の一辺における中央からずれて配置される場合、中央に対して注液口５０ａの位置と対称となる位置に、供給管１１０と同等の圧力を付与可能な治具（不図示）を配置すればよい。これにより、矩形形状の一辺における供給管１１０及び治具による圧力分布が略対称になる。

枠体５０は、電極板３４の縁部３４ａを保持する第１樹脂部５２と、バイポーラ電極３２の積層方向から見て第１樹脂部５２の周囲に設けられ枠体５０の側面５０ｓを有する第２樹脂部５４とを備えてもよい。注液口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とを有しており、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。この場合、電解液は第２開口５４ａから第１開口５２ａを経由して枠体５０内に注入される。

［蓄電装置の製造方法］
図５〜図７は、本実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法における各工程の一例を示す概略断面図である。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、図５に示されるように、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が例えば射出成形により形成されている。

（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６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、注液口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、図７に示されるように、枠体５０に設けられた注液口５０ａから枠体５０内に電解液を注入する。電解液は、電解液の供給管１１０を枠体５０の側面５０ｓにおける注液口５０ａの周囲領域に押し付けながら注入される。この周囲領域は、図４に示される本体領域５０ｓ１における注液口５０ａに隣接する部分と突出領域５０ｓ２とを含む。

電解液の注入は、注入装置１００を用いて行われる。注入装置１００は、供給管１１０と、供給管１１０及び枠体５０を保持する治具１２０とを備える。供給管１１０は、供給管本体１１２と、供給管本体１１２の先端を取り囲むアタッチメント１１４と、アタッチメント１１４と枠体５０の側面５０ｓとの間に配置されるパッキン１１６とを有する。治具１２０は、側面５０ｓとは反対側の枠体５０の側面を支持する板状部材１２２と、板状部材１２２に対向配置された板状部材１２４と、板状部材１２２，１２４間を接続する一対の柱状部材１２６とを備える。板状部材１２４には供給管１１０が固定されている。各柱状部材１２６は、板状部材１２２に固定され、板状部材１２４を板厚方向に貫通するボルト１０８によって板状部材１２４に接続される。ボルト１０８の先端は柱状部材１２６の上面に設けられた挿通孔に挿入され螺合される。ボルト１０８を締めることによって、板状部材１２４に固定された供給管１１０のパッキン１１６を枠体５０の側面５０ｓに押し付けることができる。

供給管本体１１２は、板状部材１２４を板厚方向に貫通する筒状部材である。アタッチメント１１４は、板状部材１２４に固定され、板状部材１２４と枠体５０の側面５０ｓとの間に配置される筒状部材である。供給管１１０の一端は注液口５０ａに位置しており、他端は板状部材１２４の外面（アタッチメント１１４が配置されていない方の面）に位置している。供給管１１０の他端は、配管によりバルブＶ１に接続される。バルブＶ１は、電解液を収容するタンクＴを介して配管によりディスペンサＤに接続される。タンクＴはディスペンサＤとバルブＶ１との間に配置される。供給管１１０の他端とバルブＶ１との間の配管は、途中で分岐しておりバルブＶ２にも接続される。バルブＶ２は、真空計Ｇを介して真空ポンプＰに接続される。供給管１１０の他端は、蓄電モジュール１２の耐圧試験機に接続可能であってもよい。

電解液の注入は、注入装置１００を用いて例えば以下のように行われる。まず、バルブＶ２を開けてバルブＶ１を閉じた状態で真空ポンプＰを作動させる。これにより、枠体５０内の内部空間Ｖ（図２参照）から空気が排出される。その後、バルブＶ２を閉じてバルブＶ１を開けると、ディスペンサＤから供給されタンクＴに収容された電解液が枠体５０内の内部空間Ｖに注入される。

上記工程を経た後、シール材により注液口５０ａを封止することによって、図２に示される蓄電モジュール１２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１２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、枠体形成工程及び電解液注入工程を含む。この製造方法では、電解液注入工程において、バイポーラ電極３２の積層方向における注液口５０ａの外側に突出領域５０ｓ２が位置している。突出領域５０ｓ２はシール面として機能する。そのため、バイポーラ電極３２の積層方向において注液口５０ａの外側に十分に広いシール面を確保することができる。電解液の供給管１１０を突出領域５０ｓ２に押し付けることによって、供給管１１０と注液口５０ａの周囲領域との間のシールを確保することができる。

枠体形成工程では、射出成形により第２樹脂部５４を形成し、第２樹脂部５４の樹脂材料５４Ｐがバイポーラ電極３２の積層方向に交差する方向に流れてもよい。この場合、第２樹脂部５４の樹脂材料５４Ｐが固化することによって枠体５０の側面５０ｓが形成される。第２樹脂部５４を形成する際に、第２樹脂部５４の樹脂材料５４Ｐがバイポーラ電極３２の積層方向における注液口５０ａの外側を流れることによって、突出領域５０ｓ２が形成される。枠体５０の側面５０ｓが突出領域５０ｓ２を有していると、突出領域５０ｓ２が無い場合に比べて、バイポーラ電極３２の積層方向における突出領域５０ｓ２の幅の分だけ第２樹脂部５４の樹脂材料５４Ｐが流れ易くなる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。

１２…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、３６…正極、３８…負極、５０…枠体、５０ａ…注液口、５０ｓ…側面、５０ｓ１…本体領域、５０ｓ２…突出領域、５２…第１樹脂部、５２ａ…第１開口、５４…第２樹脂部、５４ａ…第２開口、５４Ｐ…樹脂材料、１１０…供給管、Ｅ…縁、Ｖ…内部空間。

Claims

電極板と、前記電極板の一方面に設けられた正極と、前記電極板の他方面に設けられた負極とを含むバイポーラ電極が積層された積層体と、
前記バイポーラ電極の積層方向に延在する前記積層体の側面において前記電極板の縁部を保持する枠体と、
を備え、
前記枠体は、前記積層方向に延在する側面を有しており、
前記枠体の前記側面は、本体領域と突出領域とを有しており、
前記本体領域には、前記枠体内に電解液を注入するための注液口が設けられ、前記本体領域は、前記積層方向に交差する方向に延在する縁を有しており、
前記突出領域は、前記積層方向において前記注液口から離れるように前記縁から突出している、蓄電モジュール。
前記枠体の前記側面は、前記積層方向から見て矩形形状を有しており、
前記注液口は、前記矩形形状の一辺における中央に設けられている、請求項１に記載の蓄電モジュール。
前記枠体は、前記電極板の前記縁部を保持する第１樹脂部と、前記積層方向から見て前記第１樹脂部の周囲に設けられ前記枠体の前記側面を有する第２樹脂部と、を備え、
前記注液口は、前記第１樹脂部に設けられた第１開口と、前記第２樹脂部に設けられた第２開口と、を有しており、
前記第１開口は、隣り合う前記バイポーラ電極間の空間及び前記第２開口と連通している、請求項１又は２に記載の蓄電モジュール。
電極板と、前記電極板の一方面に設けられた正極と、前記電極板の他方面に設けられた負極とを含む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、
前記バイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、
前記バイポーラ電極の積層方向に延在する前記積層体の側面において前記電極板の縁部を保持する枠体を形成する工程と、
前記枠体に設けられた注液口から前記枠体内に電解液を注入する工程と、
を含み、
前記積層方向に延在する前記枠体の側面は、本体領域と突出領域とを有しており、
前記本体領域には、前記注液口が設けられ、前記本体領域は、前記積層方向に交差する方向に延在する縁を有しており、
前記突出領域は、前記積層方向において前記注液口から離れるように前記縁から突出しており、
前記電解液を注入する工程では、前記電解液の供給管を前記突出領域に押し付けながら前記電解液を注入する、蓄電モジュールの製造方法。
前記枠体は、前記電極板の前記縁部を保持する第１樹脂部と、前記積層方向から見て前記第１樹脂部の周囲に設けられ前記枠体の前記側面を有する第２樹脂部と、を備え、
前記枠体を形成する工程では、射出成形により前記第２樹脂部を形成し、前記第２樹脂部の樹脂材料が前記積層方向に交差する方向に流れる、請求項４に記載の蓄電モジュールの製造方法。