JP6860087B2 - 蓄電装置、蓄電装置の製造方法、及び電解メッキ方法 - Google Patents

蓄電装置、蓄電装置の製造方法、及び電解メッキ方法 Download PDF

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Description

本発明の一側面は、蓄電装置、蓄電装置の製造方法、及び電解メッキ方法に関する。
特許文献１には、双極型二次電池が記載されている。この双極型二次電池は、金属製の集電体の一面に正極を設けると共に他面に負極を設けた双極型電極と、正極及び負極の間に挟まれたセパレータと、正極、負極及びセパレータによって構成された単電池の周囲を取り囲むと共に集電体の間に圧着された枠状のシール材とを含む。この双極型二次電池では、シール材は樹脂製であり、シール材は単電池の周囲を取り囲む高圧着部位を有する。
特開２０１４−５６７９９号公報
ところで、蓄電装置の製造においてコスト低減を図るために、集電体としてニッケルメッキ処理を施した鋼板を用いることが検討されている。通常、ニッケルメッキ処理によって鋼板の表面に形成されるメッキ層の表面形状は、鋼板の表面形状に沿ったものになる。この場合、鋼板の表面形状によっては、集電体の表面であるメッキ層にピンホール等が発生する不具合が生じることがある。このような不具合の発生を抑制するため、鋼板の表面形状による電極性能への影響を低減することが望まれている。
本発明の一側面は、鋼板の表面形状による電極性能への影響を抑制可能な蓄電装置、蓄電装置の製造方法、及び電解メッキ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装置は、鋼板、及び当該鋼板の表面上に設けられるメッキ層を有する電極の積層体を備え、メッキ層は、鋼板の表面上に設けられる下地ニッケルメッキ層と、下地ニッケルメッキ層上に設けられ、下地ニッケルメッキ層よりも大きい表面粗さを有する本ニッケルメッキ層と、を備える。
この蓄電装置では、鋼板の表面に下地ニッケルメッキ層が設けられ、且つ、当該下地ニッケルメッキ層の上に本ニッケルメッキ層が設けられている。このため、メッキ層において表面側に位置する本ニッケルメッキ層の形状は、鋼板の表面形状の影響を受けにくくなる。したがって上記蓄電装置によれば、鋼板の表面形状による電極性能への影響を抑制可能になる。加えて、本ニッケルメッキ層の表面粗さは、下地ニッケルメッキ層の表面粗さよりも大きくなっている。これにより、メッキ層の表面積が大きくなり、電極の放熱性等を向上できる。
本発明の一側面に係る蓄電装置は、電極の周縁部に沿って配置され、メッキ層に接する樹脂スペーサをさらに備え、メッキ層は、鋼板における表面の延在方向に交差する方向に沿って突出する複数の突起を有し、複数の突起の少なくとも一部は、基端側から先端側に向かって先太りとなる先太り形状を呈し、複数の突起において隣り合う二つの突起であって、少なくとも一方が先太り形状を呈する当該二つの突起間には、先端側から基端側にわたって樹脂スペーサの一部が介在されてもよい。この場合、隣り合う二つの突起の間に介在される樹脂スペーサの一部が突起の基端から離れる方向へ移動することを規制できる。したがって、樹脂スペーサがメッキ層から剥離することを抑制できる。
本発明の一側面に係る蓄電装置では、本ニッケルメッキ層は、鋼板における表面の延在方向に交差する方向に沿って突出する複数の突起を含み、複数の突起の少なくとも一部は、基端側から先端側に向かって先太りとなる先太り形状を呈 してもよい。
本発明の一側面に係る蓄電装置は、鋼板、及び当該鋼板の表面上に設けられるメッキ層を有する電極の積層体を備え、メッキ層は、鋼板の表面上に設けられる下地ニッケルメッキ層と、下地ニッケルメッキ層上に設けられ、鋼板における表面の延在方向に交差する方向に沿って突出する複数の突起を含む本ニッケルメッキ層と、を有し、複数の突起の少なくとも一部は、基端側から先端側に向かって先太りとなる先太り形状を呈する。
ところで、蓄電装置の製造においてコスト低減を図るために、集電体としてニッケルメッキ処理を施した鋼板を用いることが検討されている。通常、ニッケルメッキ処理によって鋼板の表面に形成されるメッキ層の表面形状は、鋼板の表面形状に沿ったものになる。この場合、メッキ層の表面積は、電極の放熱性等の観点から不十分になる可能性がある。そこで、本発明の一側面は、鋼板を含むと共に十分な表面積を有する電極を備える蓄電装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
この蓄電装置では、メッキ層は、鋼板における表面の延在方向に交差する方向に沿って突出する複数の突起を有する本ニッケルメッキ層を備える。このため、表面側に設けられる本ニッケルメッキ層の表面積は、単に鋼板の表面形状に沿ったメッキ層の表面積よりも大きくなる。加えて、複数の突起の少なくとも一部は、基端側から先端側に向かって先太りとなる先太り形状を呈する。先太り形状を呈する突起の先端の面積は、通常設けられる先細り形状を呈する突起の先端の面積よりも大きくなる。したがって上記蓄電装置は、鋼板を含むと共に十分な表面積を有する電極を備えることができる。
本発明の一側面に係る蓄電装置は、電極の周縁部に沿って配置され、メッキ層に接する樹脂スペーサをさらに備え、複数の突起において隣り合う二つの突起であって、少なくとも一方が先太り形状を呈する当該二つの突起間には、先端側から基端側にわたって樹脂スペーサの一部が介在されていてもよい。
本発明の一側面に係る蓄電装置では、複数の突起の平均高さは、１５μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。この場合、突起の折損を抑制しつつ、樹脂スペーサがメッキ層から剥離することを良好に抑制できる。
本発明の一側面に係る蓄電装置において、複数の突起の少なくとも一部には、複数の析出金属が重畳していてもよい。この場合、複数の析出金属が重畳された突起の表面には、凹凸が形成される。このため、突起表面の凹凸に樹脂スペーサの一部がかみ合うことによって、樹脂スペーサがメッキ層から剥離することを良好に抑制できる。
本発明の一側面に係る蓄電装置において、析出金属は球形であってもよい。
本発明の一側面に係る蓄電装置は、ニッケル水素二次電池であり、鋼板は、ニッケルから形成されており、析出金属は、ニッケルであってもよい。
本発明の一側面に係る蓄電装置では、複数の突起の少なくとも一部には、複数のニッケル結晶が重畳してもよい。この場合、複数のニッケル結晶が重畳された突起の表面には、凹凸が形成される。このため、突起表面の凹凸に樹脂スペーサの一部がかみ合うことによって、樹脂スペーサがメッキ層から剥離することを良好に抑制できる。
本発明の一側面に係る蓄電装置では、平面視において、本ニッケルメッキ層の単位面積あたりにおける突起の数は、２，５００個以上７，０００個以下であってもよい。この場合、隣り合う突起同士が接触することを抑制しつつ、メッキ層の表面積を十分に確保することができる。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、鋼板を準備する工程と、鋼板の表面上に下地ニッケルメッキ層を形成する工程と、下地ニッケルメッキ層上に、下地ニッケルメッキ層よりも大きい表面粗さを有する本ニッケルメッキ層を形成する工程と、を備える。
この蓄電装置の製造方法では、鋼板の表面に下地ニッケルメッキ層が設けられ、且つ、当該下地ニッケルメッキ層の上に本ニッケルメッキ層が設けられている。このため、本ニッケルメッキ層の形状は、鋼板の表面形状の影響を受けにくくなる。したがって上記蓄電装置によれば、鋼板の表面形状による電極性能への影響を抑制可能になる。加えて、本ニッケルメッキ層の表面粗さは、下地ニッケルメッキ層の表面粗さよりも大きくなっている。これにより、メッキ層の表面積が大きくなり、電極の放熱性等を向上できる。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法では、電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２以上５．０Ａ／ｄｍ２以下の条件下にて、ニッケル濃度が０．５ｍｏｌ／Ｌ以上２．０ｍｏｌ／Ｌ以下に設定されたニッケル浴に鋼板を浸漬することによって、複数の凸部を有する下地ニッケルメッキ層を鋼板の表面上に形成してもよい。この場合、下地ニッケルメッキ層に設けられる複数の凸部の平均高さ及び形状を良好に制御できる。このため、凸部からニッケルが成長しやすくなり、本ニッケルメッキ層の形状は、鋼板の表面形状の影響をさらに受けにくくなる。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法では、ニッケル浴の温度を４０℃以上６５℃以下に設定した条件下にて、１５０秒以上２，４００秒以下の間、ニッケル浴に鋼板を浸漬してもよい。この場合、複数の凸部の平均高さ及び形状をより良好に制御できる。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法では、本ニッケルメッキ層は、鋼板における表面の延在方向に交差する方向に沿って突出する複数の突起を含み、本ニッケルメッキ層を形成する工程では、複数の突起の少なくとも一部を、基端側から先端側に向かって先太りとなる先太り形状としてもよい。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、鋼板を準備する工程と、鋼板の表面上に下地ニッケルメッキ層を形成する工程と、下地ニッケルメッキ層上に、鋼板における表面の延在方向に交差する方向に沿って突出する複数の突起を有する本ニッケルメッキ層を形成する工程と、を備え、本ニッケルメッキ層を形成する工程では、複数の突起の少なくとも一部を、基端側から先端側に向かって先太りとなる先太り形状とする。
これらの蓄電装置の製造方法では、下地ニッケルメッキ層上に複数の突起を有する本ニッケルメッキ層を形成している。このため、表面側に設けられる本ニッケルメッキ層の表面積は、単に鋼板の表面形状に沿ったメッキ層の表面積よりも大きくなる。加えて、複数の突起の少なくとも一部は、基端側から先端側に向かって先太りとなる先太り形状を呈するように形成される。先太り形状を呈する突起の先端の面積は、通常設けられる先細り形状を呈する突起の先端の面積よりも大きくなる。したがって上記製造方法によれば、鋼板を含むと共に十分な表面積を有する電極を備える蓄電装置を製造できる。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、下地ニッケルメッキ層が設けられた鋼板を、電流密度が３０Ａ／ｄｍ２以上５０Ａ／ｄｍ２以下の条件下にて、ニッケル濃度が０．１５ｍｏｌ／Ｌ以上０．３０ｍｏｌ／Ｌ未満に設定されたワット浴に浸漬することによって、本ニッケルメッキ層を下地ニッケルメッキ層上に形成してもよい。この場合、先太り形状を呈する突起が形成されやすくなるので、本ニッケルメッキ層の表面積をより大きくすることができる。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、温度が３０℃以上６０℃以下に設定されたワット浴に、下地ニッケルメッキ層が設けられた鋼板を３０秒以上６０秒以下の間浸漬することによって、本ニッケルメッキ層を下地ニッケルメッキ層上に形成してもよい。この場合、先太り形状を呈する突起がさらに形成されやすくなるので、本ニッケルメッキ層の表面積をより一層大きくすることができる。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、本ニッケルメッキ層を形成する工程において、下地ニッケルメッキ層とワット浴との相対速度は、１．０ｍ／ｓ以下であってもよい。この場合、本ニッケルメッキ層の表面の単位面積あたりにおける突起の数を良好に制御できる。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、本ニッケルメッキ層を形成する工程では、複数の突起の少なくとも一部に複数のニッケル結晶を重畳させてもよい。この場合、複数のニッケル結晶が重畳された突起の表面に凹凸が形成され、当該突起の表面積が大きくなる。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、本ニッケルメッキ層を形成する工程及び本ニッケルメッキ層を形成する工程の少なくとも一方は、導電部材の全表面が絶縁被覆されると共に開口部が設けられた第一挟持部材と、導電部材の全表面が絶縁被覆された第二挟持部材と、を準備する第一準備工程と、第一挟持部材及び第二挟持部材の一方の一部の箇所から絶縁被覆を剥がして導電部材を露出させた露出部を形成する第二準備工程と、メッキ処理したい基材の領域に開口部を配置するように、かつ基材の電流を供給したい部分に露出部を配置するように、第一挟持部材と第二挟持部材とによって基材を挟持すると共にカソードとしてメッキ液に浸漬し、露出部が形成された第一挟持部材及び第二挟持部材の一方の導電部材に電流を供給するメッキ処理工程と、を含んでもよい。
この蓄電装置の製造方法では、第一挟持部材及び第二挟持部材によって基材を挟持する前に、第一挟持部材及び第二挟持部材の一方から一部の絶縁被覆を剥がすだけの簡易な作業によって、基材への給電箇所を形成することができる。露出部が形成された挟持部材では、露出部を介して接触する基材と通電が可能となる。したがって、第一挟持部材と第二挟持部材とによって基材を挟持するにあたり、基材の電流を供給したい部分に露出部が配置されるように挟持部材を配置すれば、基材は、露出部から電流の供給を受けることができる。上述したとおり、給電箇所を形成するためには、挟持部材の絶縁被膜の一部を剥がすだけでよいので、任意に給電箇所を変えることができる。この結果、電解メッキ処理をする際にカソードとなる基材に対し電流の供給箇所を容易に変更することが可能となる。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法では、第二準備工程では、第一挟持部材に露出部を形成し、メッキ処理工程では、露出部が形成された第一挟持部材に電流を供給してもよい。これにより、基材のメッキ処理したい領域の周囲から電流を供給することが可能になる。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法の第二準備工程では、第一挟持部材に複数の露出部を形成してもよい。これにより、基材への給電箇所を分散させることができるので、より均一にメッキ処理することができる。
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法の第二準備工程では、第二挟持部材に露出部を形成し、メッキ処理工程では、露出部が形成された第二挟持部材に電流を供給してもよい。これにより、基材のメッキ処理したい領域の裏面側から電流を供給することが可能になる。
本発明の一側面に係る電解メッキ方法は、導電部材の全表面が絶縁被覆されると共に開口部が設けられた第一挟持部材と、導電部材の全表面が絶縁被覆された第二挟持部材と、を準備する第一準備工程と、第一挟持部材及び第二挟持部材の一方の一部の箇所から絶縁被覆を剥がして導電部材を露出させた露出部を形成する第二準備工程と、メッキ処理したい基材の領域に開口部を配置するように、かつ基材の電流を供給したい部分に露出部を配置するように、第一挟持部材と第二挟持部材とによって基材を挟持すると共にカソードとしてメッキ液に浸漬し、露出部が形成された第一挟持部材及び第二挟持部材の一方の導電部材に電流を供給するメッキ処理工程と、を含む。
ところで、蓄電装置の製造においてコスト低減を図るために、少なくとも一部の電極板にニッケルメッキ処理を施した鋼板を用いることが検討されている。例えば、基材にニッケルメッキ処理を施す場合、メッキ槽に貯留されたメッキ液の中に、メッキ対象となる基材と金属ニッケルを入れ、基材が陰極（カソード）、金属ニッケルが陽極（アノード）となるように直流を流す電解メッキ法が用いられる。このような電解メッキ法では、メッキ液に浸漬される基材と電源との接続がメッキ液の上方で行われるため、基材における電流の供給箇所（電圧の印加箇所）が基材の上方に限定される。この場合、基材において電流密度のムラが生じ、メッキ厚にバラツキが生じる。メッキ厚を均一にするための最適な電流の供給箇所は、メッキ処理の条件によって異なるため、基材に対する電流の供給箇所を容易に変更したいという要望がある。そこで、本発明の一側面は、電解メッキ処理をする際にカソードとなる基材に対し電流の供給箇所を容易に変更することが可能な電解メッキ処理を提供することを目的とする。
この電解メッキ方法では、第一挟持部材及び第二挟持部材によって基材を挟持する前に、第一挟持部材及び第二挟持部材の一方から一部の絶縁被覆を剥がすだけの簡易な作業によって、基材への給電箇所を形成することができる。露出部が形成された挟持部材では、露出部を介して接触する基材と通電が可能となる。したがって、第一挟持部材と第二挟持部材とによって基材を挟持するにあたり、基材の電流を供給したい部分に露出部が配置されるように挟持部材を配置すれば、基材は、露出部から電流の供給を受けることができる。上述したとおり、給電箇所を形成するためには、挟持部材の絶縁被膜の一部を剥がすだけでよいので、任意に給電箇所を変えることができる。この結果、電解メッキ処理をする際にカソードとなる基材に対し電流の供給箇所を容易に変更することが可能となる。
本発明の一側面によれば、鋼板の表面形状による電極性能への影響を抑制できる。
図１は、第一実施形態に係る蓄電装置を模式的に示す断面図である。 図２（ａ）は、図１における集電体の周縁部及びその周辺の拡大図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の要部拡大図である。 図３（ａ）〜（ｃ）は、集電体の一表面に対するメッキ層の形成方法の一例を説明するための概略図である。 図４は、ニッケル浴の温度に対する下地ニッケルメッキ層の凸部の平均高さの変化を示すグラフである。 図５（ａ）は、下地ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真である。図５（ｂ）は、下地ニッケルメッキ層の断面の一部を示す写真である。 図６は、本ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真である。 図７（ａ）は、鋼板の表面を示す写真である。図７（ｂ）は、鋼板に対して本ニッケルメッキ層のみを形成した場合の集電体の表面を示す写真である。図７（ｃ）は、下地ニッケルメッキ層として平滑メッキ層を形成した場合の集電体の表面を示す写真である。 図８は、下地ニッケルメッキ層の表面形状を鋼板の表面形状と異なるものとした場合の集電体の表面を示す写真である。 図９は、鋼板の表面に下地ニッケルメッキ層を形成する工程を例示する模式図である。 図１０は、電解メッキ中において設定された電流密度に対する突起の平均高さの変化を示すグラフである。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、本ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真である。 図１２は、本ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真である。 図１３（ａ）は、撹拌子の回転数を０ｍｉｎ−１に設定した場合の本ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真である。図１３（ｂ）は、撹拌子の回転数を８００ｍｉｎ−１に設定した場合の本ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真である。 図１４は、撹拌子の回転数を２００ｍｉｎ−１に設定した場合の電解メッキを実施した後の本ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真である。 図１５は、鋼板の表面に下地ニッケルメッキ層を形成する工程を例示する模式図である。 図１６は、下地ニッケルメッキ層上に本ニッケルメッキ層を形成する工程を例示する模式図である。 図１７は、一実施形態に係るメッキ方法を模式的に示す断面図である。 図１８は、図１７の第一挟持部材及び第二挟持部材それぞれの側面図及び図１７の第一挟持部材及び第二挟持部材を金属材料から見たそれぞれの正面図である。 図１９は、一実施形態に係る電解メッキ方法のフローチャートである。 図２０は、他の実施形態に係るメッキ方法を模式的に示す断面図である。 図２１は、図２０の第一挟持部材及び第二挟持部材それぞれの側面図及び図２０の第一挟持部材及び第二挟持部材を金属材料から見たそれぞれの正面図である。 図２２（ａ）〜（ｃ）は、変形例に係る電極の周縁部の拡大断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る蓄電装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。図１、図２及び図２２には、説明の便宜のため、ＸＹＺ直交座標系が示されている。
図１は、一実施形態に係る蓄電装置を模式的に示す断面図である。蓄電装置１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、或いは電気二重層キャパシタである。蓄電装置１は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。以下、一例として、蓄電装置１がニッケル水素二次電池である場合について説明する。
蓄電装置１は、バイポーラ電極（電極）３の積層体２を備えたバイポーラ電池である。蓄電装置１は、バイポーラ電極３の積層体２と、積層体２を保持するケース５と、積層体２を拘束する拘束体６とを備えている。
積層体２は、セパレータ７を介して複数のバイポーラ電極３を第１方向Ｄ１に沿って積層することによって構成されている。第１方向Ｄ１は、ここではＺ軸方向に沿う方向であり、以下では上下方向または積層方向とも呼称する。例えば、後述する端子部材２５に離間するバイポーラ電極３を基準とした場合、当該バイポーラ電極３の上下にはセパレータ７を間に挟んで別のバイポーラ電極３がそれぞれ設けられている。バイポーラ電極３のそれぞれは、集電体１１と、集電体１１の一方の面１１ａに設けられた正極層１２と、集電体１１の他方の面１１ｂに設けられた負極層１３とを有している。正極層１２及び負極層１３のそれぞれは、活物質層であり、集電体１１の少なくとも中央部Ｍに設けられている。積層体２において、一のバイポーラ電極３の正極層１２は、第１方向Ｄ１に隣り合う一方のバイポーラ電極３の負極層１３と対向し、一のバイポーラ電極３の負極層１３は、第１方向Ｄ１に隣り合う他方のバイポーラ電極の正極層１２と対向している。積層体２は、隣り合うバイポーラ電極３同士の間隔を保持するための複数の樹脂スペーサ４を有する。樹脂スペーサ４は、バイポーラ電極３の周縁部１１ｃに沿って配置されており、且つ、当該バイポーラ電極３の一表面に接して設けられている。樹脂スペーサ４は、例えば周縁部１１ｃ上に配置された樹脂を硬化することによって形成される。硬化前の樹脂は、液体状でもよいし、シート状でもよいし、ゲル状でもよい。
集電体１１は、ニッケルメッキ処理が表面に施された鋼板である。鋼板としては、例えばＪＩＳ Ｇ ３１４１：２００５にて規定される冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ等）が挙げられる。集電体１１の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１０００μｍ以下であってもよい。正極層１２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。負極層１３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。集電体１１の他方の面１１ｂにおける負極層１３の形成領域は、集電体１１の一方の面１１ａにおける正極層１２の形成領域に対して一回り大きくてもよい。なお、ニッケルメッキ処理の詳細については後述する。
集電体１１の周縁部１１ｃ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いる。周縁部１１ｃは、ケース５の内壁５ａに埋没した状態でケース５に保持されている。周縁部１１ｃの一方の面１１ａと内壁５ａとの間には、樹脂スペーサ４が介在されている。これにより、第１方向Ｄ１に隣り合う集電体１１，１１間には、当該集電体１１，１１とケース５の内壁５ａとによって仕切られた空間が形成されている。当該空間には、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。第１方向Ｄ１にて隣り合うバイポーラ電極３同士の間に形成される電解液の収容空間は、樹脂スペーサ４によって互いに液密に分離（シール）されている。
積層体２の一方（Ｚ軸方向正方向）の積層端には、片面に負極層１３のみが設けられた集電体１１Ａが積層されている。当該集電体１１Ａは、セパレータ７を介して負極層１３と最上層のバイポーラ電極３の正極層１２とが対向するように配置されている。集電体１１Ａは、例えば、集電体１１と同様にニッケルメッキ処理が施された鋼板でもよいし、ニッケル箔等の金属箔でもよい。また、積層体２の他方（Ｚ軸方向負方向）の積層端には、正極層１２のみが設けられた集電体１１Ｂが積層されている。当該集電体１１Ｂは、セパレータ７を介して正極層１２と最下層のバイポーラ電極３の負極層１３とが対向するように配置されている。集電体１１Ｂは、例えば、集電体１１と同様にニッケルメッキ処理が施された鋼板でもよいし、ニッケル箔等の金属箔でもよい。集電体１１Ａ，１１Ｂの縁部は、バイポーラ電極３の集電体１１と同様に、ケース５の内壁５ａに埋没した状態でケース５に保持されている。集電体１１Ａ，１１Ｂの縁部の一方の面と内壁５ａとの間には、樹脂スペーサ４が介在されている。集電体１１Ａ，１１Ｂは、バイポーラ電極３の集電体１１に比べて厚く形成されてもよい。
セパレータ７は、例えばシート状に形成されている絶縁物である。セパレータの形成材料としては、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７は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されてもよい。なお、セパレータ７は、シート状に限られず、袋状の絶縁物を用いてもよい。
ケース５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。樹脂性のケース５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）、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）、変性ポリフェニレンサルファイド（変性ＰＰＳ）等が挙げられる。ケース５は、バイポーラ電極３の積層によって形成される積層体２の側面２ａを取り囲んで保持する部材である。
拘束体６は、一対の拘束プレート２１，２１と、拘束プレート２１，２１同士を連結する連結部材（ボルト２２及びナット２３）とによって構成されている。拘束プレート２１は、例えば鉄等の金属によって平板状に形成されている。拘束プレート２１の縁部には、ボルト２２を挿通させる挿通孔２１ａがケース５よりも外側となる位置に設けられている。拘束体６における挿通孔２１ａの内周面及びボルト座面には、絶縁処理がなされている。また、拘束プレート２１の一面側には、絶縁性部材２４を介して端子部材２５（負極端子部材２５Ａ，正極端子部材２５Ｂ）が結合されている。拘束プレート２１と端子部材２５との間に介在させる絶縁性部材２４の形成材料としては、例えばフッ素系樹脂、又はポリエチレン樹脂が挙げられる。
一方の拘束プレート２１は、第１方向Ｄ１においてケース５よりも一方側に位置している。一方の拘束プレート２１は、ケース５の内側で負極端子部材２５Ａと集電体１１Ａとが当接するようにケース５の一端面に突き当てられる。他方の拘束プレート２１は、第１方向Ｄ１においてケース５よりも他方側に位置している。他方の拘束プレート２１は、ケース５の内側で正極端子部材２５Ｂと集電体１１Ｂとが当接するようにケース５の他端面に突き当てられる。ボルト２２は、例えば一方の拘束プレート２１側から他方の拘束プレート２１側に向かって挿通孔２１ａに通され、他方の拘束プレート２１から突出するボルト２２の先端には、ナット２３が螺合されている。
これにより、積層体２、集電体１１Ａ，１１Ｂ、及びケース５が挟持されてユニット化されると共に、積層体２には第１方向Ｄ１に沿った拘束荷重が付加される。また、負極端子部材２５Ａは、一方の拘束プレート２１と積層体２との間に配置され、正極端子部材２５Ｂは、他方の拘束プレート２１と積層体２との間に配置される。負極端子部材２５Ａには、引出部２６が接続されている。正極端子部材２５Ｂには、引出部２７が接続されている。引出部２６及び引出部２７によって、蓄電装置１の充放電を行うことができる。
続いて、上述した蓄電装置１における集電体１１の構造と、集電体１１，１１Ａ，１１Ｂと樹脂スペーサ４との接合部の構成について、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照しながら説明する。図２（ａ）は、図１における集電体の周縁部及びその周辺の拡大図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の要部拡大図である。なお、以下の説明においては、集電体１１について説明を行う。集電体１１Ａ，１１Ｂは、集電体１１と同様の構成を有してもよいし、同様の構成を有さなくてもよい。
図２（ａ）に示されるように、集電体１１の周縁部１１ｃには、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１を覆うメッキ層３０が形成されている。このため、集電体１１の周縁部１１ｃにおいて、樹脂スペーサ４は、メッキ層３０に接するように設けられている。メッキ層３０は、鋼板Ｓと樹脂スペーサ４との間における強度及び液密性を確保すると共に、集電体１１の表面積を大きくするために設けられている。メッキ層３０は、集電体１１を構成する鋼板Ｓに対して電解ニッケルメッキ処理を実施することによって、鋼板Ｓの表面に形成できる。このため、メッキ層３０は、電解メッキによって形成されたニッケル層に相当する。メッキ層３０の厚みは、例えば５μｍ以上２０μｍ以下に設定される。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、メッキ層３０は、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１上に設けられる下地ニッケルメッキ層３１と、下地ニッケルメッキ層３１上に設けられる本ニッケルメッキ層３２とを有する。下地ニッケルメッキ層３１と、本ニッケルメッキ層３２とは、互いに異なる条件にて電解メッキを実施することによって形成されている。
下地ニッケルメッキ層３１は、第１方向Ｄ１に交差する第２方向Ｄ２に沿って鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１上に設けられる電解メッキ層である。第２方向Ｄ２は、ＸＹ平面に沿う方向、もしくは一方の表面Ｓ１の延在方向に相当する。したがって、第２方向Ｄ２は、必ずしも第１方向Ｄ１に直交しなくてもよい。下地ニッケルメッキ層３１の厚さは、例えば０．５μｍ以上２μｍ以下である。下地ニッケルメッキ層３１は、周縁部１１ｃにおける一方の表面Ｓ１の全てを覆っていることが好ましい。この場合、メッキ層３０にピンホール等が形成されにくくなるので、リーク電流の発生を抑制できる。下地ニッケルメッキ層３１の表面形状は、一方の表面Ｓ１の形状と異なっている。具体的には、下地ニッケルメッキ層３１は、第１方向Ｄ１に沿って突出する複数の凸部３３を有する。このため、下地ニッケルメッキ層３１の表面形状は、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１に沿っておらず、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１の表面形状よりも粗くなっている。したがって、下地ニッケルメッキ層３１は、平滑メッキ層とは異なるように設けられている。平滑メッキ層は、メッキされる対象の表面に沿った表面形状を呈するメッキ層である。
複数の凸部３３は、第２方向Ｄ２に沿って不規則に設けられる。下地ニッケルメッキ層３１の厚さが約１μｍまたはそれ以上である場合、凸部３３の平均高さは、例えば０．４μｍ以上であって、下地ニッケルメッキ層３１の厚さの半分以下であればよい。この場合、本ニッケルメッキ層３２の形状を良好にすることができる。凸部３３の平均高さは、例えばレーザ共焦点光学系を用いた顕微鏡を用いてによって測定される。
本ニッケルメッキ層３２は、下地ニッケルメッキ層３１を被成膜面として設けられる電解メッキ層であり、下地ニッケルメッキ層３１よりも大きい表面粗さを有する。下地ニッケルメッキ層３１及び本ニッケルメッキ層３２の表面粗さのそれぞれは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３（あるいはＩＳＯ ４２８７：１９９７， Ａｍｄ．１：２００９）に規定される算術平均粗さＲａで表される。本ニッケルメッキ層３２の表面粗さは、例えば１．５μｍ以上６．０μｍ以下であり、下地ニッケルメッキ層３１の１．５倍以上６０．０倍以下である。この場合、メッキ層３０にピンホール等が発生することを抑制しつつ、本ニッケルメッキ層３２の表面積を大きくできる。本ニッケルメッキ層３２の厚さは、例えば５μｍ以上２０μｍ以下である。集電体１１の周縁部１１ｃにおいて、本ニッケルメッキ層３２は、必ずしも下地ニッケルメッキ層３１の表面全体を覆うように形成されなくてもよい。例えば、本ニッケルメッキ層３２は、下地ニッケルメッキ層３１から第１方向Ｄ１に突出する複数の突起３４の集合体であってもよい。この場合、本ニッケルメッキ層３２は、粗化メッキ層とも呼称される。複数の突起３４のそれぞれは、対応する凸部３３に接する部分を基端３４ａとして、第１方向Ｄ１に沿って先端３４ｂに至るように形成されている。
複数の突起３４の少なくとも一部には、例えば略球形状を呈する複数のニッケル結晶４１が重畳している。これらのニッケル結晶４１は、電解メッキ処理により形成された複数の析出金属（付与物）である。このような析出金属が互いに重畳することによって、当該突起３４の第２方向Ｄ２における長さ寸法が、基端３４ａにおける第２方向Ｄ２の長さ寸法よりも大きい拡大部３４ｃが形成されている。すなわち、少なくとも一部の突起３４は、基端３４ａ側から先端３４ｂ側に向かって先太りとなる先太り形状を呈している。突起３４における拡大部３４ｃの位置は、必ずしも先端３４ｂでなくてもよいが、少なくとも基端３４ａよりも先端３４ｂ側に位置している。換言すると、先太り形状を呈する突起３４において第２方向Ｄ２の長さ寸法が最も大きい箇所は、先端３４ｂでなくてもよいが、基端３４ａ以外に位置している。突起３４における拡大部３４ｃの位置は、析出金属の重複態様により突起３４ごとに異なってもよい。
複数の突起３４において隣り合う二つの突起３４であって、少なくとも一方が先太り形状を呈する当該二つの突起３４間には、樹脂スペーサ４の一部４ａが介在されている。例えば、樹脂スペーサ４を構成する樹脂が硬化する前に、当該樹脂の一部が突起３４間に介在される。そして樹脂全体を硬化することによって、突起３４間に樹脂スペーサ４の一部４ａが介在される。これにより、隣り合う二つの突起３４は、介在される樹脂スペーサ４の一部４ａが基端３４ａから離れる方向へ移動することを規制する。換言すれば、隣り合う突起３４の間の断面形状は、アンカー効果を奏するアンダーカット形状となっている。
突起３４の平均高さは、例えば１５μｍ以上３０μｍ以下である。突起３４の平均高さが１５μｍ以上であることによって、隣り合う二つの突起３４の間に介在される樹脂スペーサ４の一部４ａに対してアンカー効果が良好に奏される。突起３４の平均高さが３０μｍ以下であることによって、突起３４の折損を良好に抑制できる。突起３４の平均高さは、例えばレーザ共焦点光学系を用いた顕微鏡を用いて測定される。
平面視（すなわち、第１方向Ｄ１に沿って見た場合）において、本ニッケルメッキ層３２の単位面積あたりにおける突起３４の数は、例えば２，５００個以上７，０００個以下である。突起３４の上記数が２，５００個以上であることによって、本ニッケルメッキ層３２の表面積を十分に確保することができる。突起３４の上記数が７，０００個以下であることによって、隣り合う突起３４同士が接触することを抑制できる。一実施形態では、単位面積は、１ｍｍ２である。本ニッケルメッキ層３２の単位面積あたりにおける突起３４の数は、例えばＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３（あるいはＩＳＯ ４２８７：１９９７， Ａｍｄ．１：２００９）に規定される粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍによって算出される。
バイポーラ電極３の中央部Ｍ（図１参照）では、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１を覆うメッキ層３０が形成されている。中央部Ｍは、メッキ層３０を介して正極層１２の正極活物質と結合されている。すなわち一実施形態では、メッキ層３０は、周縁部１１ｃから中央部Ｍにわたって鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１に連続的に形成されている。より具体的には、下地ニッケルメッキ層３１は鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１を全て覆っている。一方で、本ニッケルメッキ層３２は、下地ニッケルメッキ層３１の表面の全てを覆わなくてもよい。
メッキ層３０は、複数の鋼板Ｓのいずれにおいても、第１方向Ｄ１の一方側（Ｚ軸方向正方向）の表面を覆っている。樹脂スペーサ４は、複数の集電体１１のいずれにおいても、メッキ層３０を介して配置されている。これにより、第１方向Ｄ１にて隣り合うバイポーラ電極３においては、集電体１１の一方の面１１ａ上に位置する樹脂スペーサ４と、集電体１１の他方の面１１ｂとが、第１方向Ｄ１において対向している。つまり、隣り合うバイポーラ電極３においては、集電体１１の一方の面１１ａと、集電体１１の他方の面１１ｂとは、樹脂部材である樹脂スペーサ４によって互いに離間している。このため、隣り合うバイポーラ電極３においては、集電体１１の一方の面１１ａと、集電体１１の他方の面１１ｂとの絶縁性は、樹脂スペーサ４によって確保されている。
次に、図３（ａ）〜（ｃ）を用いながらメッキ層３０の形成方法の一例について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、集電体の一表面に対するメッキ層の形成方法の一例を説明するための概略図である。なお、図３（ｂ），（ｃ）のそれぞれにおいて、下地ニッケルメッキ層３１と、本ニッケルメッキ層３２との具体的な表面形状は省略されている。
まず、図３（ａ）に示されるように、集電体１１を構成する鋼板Ｓを準備する。次に、図３（ｂ）に示されるように、集電体１１である鋼板Ｓの表面Ｓ１上に、鋼板Ｓの表面形状とは異なる表面形状を呈する下地ニッケルメッキ層３１を形成する。下地ニッケルメッキ層３１は、鋼板Ｓに対して電解メッキを施すことによって形成される。電解メッキでは、例えばニッケル濃度が０．５ｍｏｌ／Ｌ以上２．０ｍｏｌ／Ｌ以下、温度が４０℃以上６５℃以下に設定されたニッケル浴を用いる。ニッケル浴とは、ニッケル陽イオンが存在する電解液であり、例えば塩化ニッケル溶液、硫酸ニッケル溶液等である。ニッケル浴のニッケル濃度が０．５ｍｏｌ／Ｌ以上２．０ｍｏｌ／Ｌ以下であることによって、効率良くメッキ層を形成することができる。また、ニッケル浴の温度が４０℃以上６５℃以下であることによって、下地ニッケルメッキ層３１に設けられる凸部３３の平均高さを良好に制御できる。
下地ニッケルメッキ層３１を形成するための電解メッキを実施する際、例えば電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２以上５．０Ａ／ｄｍ２以下の条件下にて１５０秒以上２，４００秒以下の間、鋼板Ｓをニッケル浴に浸漬させる。電解メッキ中における電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２以上５．０Ａ／ｄｍ２以下に設定することによって、下地ニッケルメッキ層３１が平滑メッキ層になることを防止できる。加えて、下地ニッケルメッキ層３１に形成された凸部３３が針形状（もしくはウィスカー形状）を呈することを抑制できる。また、１５０秒以上２，４００秒以下の間、鋼板Ｓをニッケル浴に浸漬させることによって、下地ニッケルメッキ層３１の厚さを良好に設定できる。
下地ニッケルメッキ層３１を形成する際に特に重要とされる条件は、ニッケル浴の温度、及び電流密度である。したがって、ニッケル浴の温度と、電流密度とのいずれも上記範囲内であるとき、ニッケル浴のニッケル濃度と、鋼板Ｓが浸漬される時間とは、必ずしも上記範囲内でなくてもよい。
図４は、ニッケル浴の温度に対する下地ニッケルメッキ層の凸部の平均高さの変化を示すグラフである。図４において、縦軸は凸部の平均高さを示し、横軸はニッケル浴の温度を示す。実線５１は、電流密度を１．０Ａ／ｄｍ２に設定した場合のニッケル浴の温度に対する凸部の平均高さの変化を示す。破線５２は、電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２に設定した場合のニッケル浴の温度に対する凸部の平均高さの変化を示す。一点鎖線５３は、電流密度を５Ａ／ｄｍ２に設定した場合のニッケル浴の温度に対する凸部の平均高さの変化を示す。例えば電流密度が１．０Ａ／ｄｍ２に設定された場合、ニッケル浴の温度が４０℃以上６５℃以下であれば、凸部の平均高さが０．４μｍ以上になる。また、ニッケル浴の温度が５０℃のとき、凸部の平均高さが最も大きくなっている。一方、電流密度が低すぎる場合と、電流密度が高すぎる場合とのいずれであっても、ニッケル浴の温度にかかわらず凸部の平均高さが０．４μｍ未満になる傾向にある。
ここで、図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて、鋼板上に実際に形成された下地ニッケルメッキ層の表面形状を示す。図５（ａ）は、下地ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真であり、図５（ｂ）は、下地ニッケルメッキ層の断面の一部を示す写真である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示される下地ニッケルメッキ層３１は、温度が５０℃であってニッケル濃度が１ｍｏｌ／Ｌであるニッケル塩化物浴に対して、電流密度を１Ａ／ｄｍ２とした条件にて鋼板Ｓを３００秒浸漬することによって形成された。図５（ａ）に示されるように、下地ニッケルメッキ層３１の表面には多数の凸部３３が設けられている。また図５（ｂ）に示されるように、下地ニッケルメッキ層３１の表面形状は、鋼板Ｓの表面形状と大きく異なっている。このような下地ニッケルメッキ層３１は、多数の凸部３３が設けられており、鋼板Ｓの表面形状とは大きく異なった表面形状を呈している。また、下地ニッケルメッキ層３１の表面粗さＲａは、例えば０．１μｍ以上１．０μｍ以下である。
次に、図３（ｃ）に示されるように、下地ニッケルメッキ層３１上に、複数の突起３４を含み、下地ニッケルメッキ層３１よりも大きい表面粗さを有する本ニッケルメッキ層３２（図２（ｂ）を参照）を形成する。これにより、鋼板Ｓと、下地ニッケルメッキ層３１及び本ニッケルメッキ層３２を有するメッキ層３０とを備える集電体１１が得られる。本ニッケルメッキ層３２は、下地ニッケルメッキ層３１が形成された鋼板Ｓに対して電解メッキを施すことによって形成される。この電解メッキでは、例えばニッケル濃度が０．１５ｍｏｌ／Ｌ以上０．３０ｍｏｌ／Ｌ未満、温度が３０℃以上６０℃以下に設定されたワット浴を用いる。ワット浴とは、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、及びホウ酸を主成分とする電解液である。ワット浴のニッケル濃度が０．１５ｍｏｌ／Ｌ以上０．３０ｍｏｌ／Ｌ未満であることによって、先太り形状を呈する突起３４を良好に形成できる。また、ワット浴の温度が３０℃以上６０℃以下であることによって、先太り形状の平均高さを良好に制御できる。
本ニッケルメッキ層３２を形成するための電解メッキを実施する際、例えば電流密度が３０Ａ／ｄｍ２以上５０Ａ／ｄｍ２以下の条件下にて３０秒以上６０秒以下の間、鋼板Ｓをニッケル浴に浸漬させる。電解メッキ中における電流密度を３０Ａ／ｄｍ２以上５０Ａ／ｄｍ２以下に設定することによって、先太り形状を呈する突起３４を良好に形成できる。また、３０秒以上６０秒以下の間、鋼板Ｓをワット浴に浸漬させることによって、本ニッケルメッキ層３２の厚さを良好に設定できる。
本ニッケルメッキ層３２を形成する際に特に重要とされる条件は、ワット浴のニッケル濃度、及び電流密度である。したがって、ワット浴のニッケル濃度と、電流密度とのいずれも上記範囲内であるとき、ワット浴の温度と、鋼板Ｓが浸漬される時間とは、必ずしも上記範囲内でなくてもよい。
ここで、図６を用いて、実際に形成された本ニッケルメッキ層の表面形状を示す。図６は、本ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真である。図６に示される本ニッケルメッキ層３２は、温度が３０℃であってニッケル濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌであるワット浴を用い、電流密度を４０Ａ／ｄｍ２とした条件にて、下地ニッケルメッキ層が形成された鋼板を４０秒浸漬することによって形成された。図６に示されるように、基端側から先端側に向かって先太りとなる先太り形状を呈している突起３４が複数確認された。また、これらの突起３４の表面には、複数のニッケル結晶が重畳している。したがって、これらの突起３４から構成される本ニッケルメッキ層３２は、下地ニッケルメッキ層３１よりも明らかに粗化になっている。本ニッケルメッキ層３２は、下地ニッケルメッキ層３１の表面粗さよりも明らかに大きくなっており、その表面粗さＲａは例えば１．５μｍ以上６．０μｍ以下である。
なお、上述した形成方法に沿って得られたメッキ層３０を有する集電体１１に対して活物質層を適宜設けることによって、バイポーラ電極３を形成できる。そして複数のバイポーラ電極３とセパレータ７とを適宜積層することによって、積層体２を形成できる。この積層体２を用いることによって、図１に示される蓄電装置１を製造できる。バイポーラ電極３を用いた蓄電装置１の製造方法は、公知である方法を適宜利用してよい。
次に、一実施形態に係る蓄電装置１の作用・効果について図７（ａ）〜（ｃ）及び図８を用いながら説明する。図７（ａ）は、鋼板の表面を示す写真である。図７（ｂ）は、鋼板に対して本ニッケルメッキ層のみを形成した場合の集電体の表面を示す写真である。図７（ｃ）は、下地ニッケルメッキ層として平滑メッキ層を形成した場合の集電体の表面を示す写真である。図８は、下地ニッケルメッキ層の表面形状を鋼板の表面形状と異なるものとした場合の集電体の表面を示す写真である。
図７（ａ）に示されるように、鋼板の表面には、製造時等に生じる傷が存在している。このため、鋼板の表面には凹凸が設けられている。当該鋼板に対して下地ニッケルメッキ層上を形成しないと、図７（ｂ）に示されるように、鋼板の表面が完全にメッキされない傾向にある。すなわち、メッキ層にはピンホール等が多数設けられている。この場合、集電体におけるリーク電流が大きくなってしまい、当該集電体を含む電極の性能は、著しく低下する。また、鋼板の表面に下地ニッケルメッキ層として平滑メッキ層を形成した場合、メッキ層にピンホール等が設けられにくくなっている。このような下地ニッケルメッキ層が設けられた集電体を含む電極の性能は、下地ニッケルメッキ層を有さない集電体を含む電極の性能と比較して良好な傾向にある。ただ、図７（ｃ）に示されるように、本ニッケルメッキ層の表面に大きな凹凸が残存する傾向にある。このような凹凸が設けられている領域では、樹脂スペーサによるシール性が低くなり、且つ、リーク電流が流れやすい傾向にある。このため、鋼板の表面に下地ニッケルメッキ層として平滑メッキ層を形成した場合であっても、電極性能が低下する可能性がある。これに対して、下地ニッケルメッキ層の表面形状を鋼板の表面形状と異なるものとした場合、図８に示されるように、集電体の表面にはメッキ層が完全に覆われており、且つ、大きな凹凸が存在しない。このような集電体を含む電極の性能は、鋼板の表面形状の影響を受けにくくなっている。
以上説明したように、一実施形態に係る製造方法によって製造される蓄電装置１では、鋼板Ｓの表面に下地ニッケルメッキ層３１が設けられ、且つ、当該下地ニッケルメッキ層３１の上に本ニッケルメッキ層３２が設けられている。このため、メッキ層３０において表面側に位置する本ニッケルメッキ層３２の形状は、鋼板Ｓの表面形状の影響を受けにくくなる。したがって蓄電装置１によれば、鋼板Ｓの表面形状による電極性能への影響を抑制可能になる。加えて、本ニッケルメッキ層３２の表面粗さは、下地ニッケルメッキ層３１の表面粗さよりも大きくなっている。これにより、メッキ層３０の表面積が大きくなり、電極の放熱性等を向上できる。
蓄電装置１は、バイポーラ電極３の周縁部１１ｃに沿って配置され、メッキ層３０に接する樹脂スペーサ４を備え、メッキ層３０は、鋼板Ｓにおける表面Ｓ１の延在方向に交差する方向に沿って突出する複数の突起３４を有し、複数の突起３４の少なくとも一部は、基端３４ａ側から先端３４ｂ側に向かって先太りとなる先太り形状を呈し、複数の突起３４において隣り合う二つの突起３４であって、少なくとも一方が先太り形状を呈する当該二つの突起３４間には、先端３４ｂ側から基端３４ａ側にわたって樹脂スペーサ４の一部４ａが介在されてもよい。この場合、隣り合う二つの突起３４の間に介在される樹脂スペーサ４の一部４ａが突起３４の基端３４ａから離れる方向へ移動することを規制できる。したがって、樹脂スペーサ４がメッキ層３０から剥離することを抑制できる。
複数の突起３４の平均高さは、１５μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。この場合、突起３４の折損を抑制しつつ、樹脂スペーサ４がメッキ層３０から剥離することを良好に抑制できる。
複数の突起３４の少なくとも一部には、複数のニッケル結晶４１が重畳してもよい。この場合、複数のニッケル結晶４１が重畳された突起３４の表面に凹凸が形成される。このため、突起３４における表面の凹部に樹脂スペーサ４の一部４ａがかみ合うことによって、樹脂スペーサ４がメッキ層３０から剥離することを良好に抑制できる。
電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２以上５．０Ａ／ｄｍ２以下の条件下にて、ニッケル濃度が０．５ｍｏｌ／Ｌ以上２．０ｍｏｌ／Ｌ以下に設定されたニッケル浴に鋼板Ｓを浸漬することによって、複数の凸部３３を有する下地ニッケルメッキ層３１を鋼板Ｓの表面上に形成してもよい。この場合、下地ニッケルメッキ層３１に設けられる複数の凸部３３の平均高さ及び形状を良好に制御できる。このため、凸部３３からニッケルが成長しやすくなり、本ニッケルメッキ層３２の形状は、鋼板Ｓの表面形状の影響をさらに受けにくくなる。
ニッケル浴の温度を４０℃以上６５℃以下に設定した条件下にて、１５０秒以上２，４００秒以下の間、ニッケル浴に鋼板Ｓを浸漬してもよい。この場合、複数の凸部３３の平均高さ及び形状をより良好に制御できる。
以下では、図９を用いながら鋼板の表面に下地ニッケルメッキ層を形成する工程の具体例を説明する。図９は、鋼板の表面に下地ニッケルメッキ層を形成する工程を例示する模式図である。図９に示されるように、ドラムＤＲ２によってロール状に巻回された鋼板Ｓを引き出し、ドラムＤＲ１における少なくとも下半分の表面に沿って搬送された後、ドラムＤＲ３に巻き取られる。このとき、ドラムＤＲ１の下部及び陽極６０は、ニッケル陽イオンを含む電解液Ｌ１に浸漬されている。よって、ドラムＤＲ１の下部表面に接している鋼板Ｓは、電解液Ｌ１に浸漬される。そして、鋼板Ｓの搬送中、ドラムＤＲ１及び陽極６０との間には、所定の電流が流される。これにより、電解液Ｌ１に浸漬されている鋼板Ｓの表面Ｓ１（鋼板ＳにおいてドラムＤＲ１の表面に接している表面と反対側に位置する表面）にニッケルが析出し、凸部３３を有する下地ニッケルメッキ層３１が鋼板Ｓの表面Ｓ１上に形成される。
なお、ドラムＤＲ３に巻回された、下地ニッケルメッキ層３１が設けられた鋼板Ｓを用い、図９に例示された方法と同様にして、突起３４を有する本ニッケルメッキ層３２を形成できる。本ニッケルメッキ層３２を形成するとき、凸部３３には電流集中が生じるので、当該凸部３３を基端３４ａとするように選択的にニッケルが析出し、複数の突起３４を選択的に形成できる。このような方法によっても、メッキ層３０を有する集電体１１を形成できる。
次に、上記と同一の蓄電装置１の構成において、電解メッキ中において設定された電流密度と突起の平均高さとの関係について説明する。
図１０は、電解メッキ中において設定された電流密度に対する突起の平均高さの変化を示すグラフである。図１０において、縦軸は突起の平均高さを示し、横軸は電流密度を示す。実線１５１は、ワット浴のニッケル濃度を０．２ｍｏｌ／Ｌに設定した場合の電流密度に対する突起の平均高さの変化を示す。破線１５２は、ワット浴のニッケル濃度を０．１５ｍｏｌ／Ｌに設定した場合の電流密度に対する突起の平均高さの変化を示す。一点鎖線１５３は、ワット浴のニッケル濃度を０．３ｍｏｌ／Ｌに設定した場合の電流密度に対する突起の平均高さの変化を示す。例えば電流密度が２５Ａ／ｄｍ２以上に設定され、且つ、ワット浴のニッケル濃度が０．３ｍｏｌ／Ｌ未満である場合、突起の平均高さは１５μｍ以上３０μｍ以下になる。また、電流密度が２０Ａ／ｄｍ２以上に設定され、且つ、ワット浴のニッケル濃度が０．１５ｍｏｌ／Ｌより大きく０．２ｍｏｌ／Ｌ未満である場合も、突起の平均高さは１５μｍ以上３０μｍ以下になる。なお、図１０に示されるデータは、ワット浴の温度が３０℃に設定された状態にて得られたものである。
ここで、図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１２を用いて、実際に形成された本ニッケルメッキ層の表面形状を示す。図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１２のそれぞれは、本ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真である。図１１（ａ）に示される本ニッケルメッキ層は、温度が３０℃であってニッケル濃度が０．３ｍｏｌ／Ｌであるワット浴を用い、電流密度を４０Ａ／ｄｍ２とした条件にて、下地ニッケルメッキ層が形成された鋼板を４０秒浸漬することによって形成された。図１１（ｂ）に示される本ニッケルメッキ層は、温度が３０℃であってニッケル濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌであるワット浴を用い、電流密度を２０Ａ／ｄｍ２とした条件にて、下地ニッケルメッキ層が形成された鋼板を８０秒浸漬することによって形成された。図１２に示される本ニッケルメッキ層は、温度が３０℃であってニッケル濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌであるワット浴を用い、電流密度を４０Ａ／ｄｍ２とした条件にて、下地ニッケルメッキ層が形成された鋼板を４０秒浸漬することによって形成された。なお、図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１２の中央部にそれぞれ設けられている空洞は、ＦＩＢ装置（FIB：Focused Ion Beam）によって加工された箇所を示している。
図１１（ａ）に示される本ニッケルメッキ層は、略球形状を呈する複数のニッケル結晶から構成されている。また、当該本ニッケルメッキ層には、先太り形状を呈する突起が設けられていない。これは、ワット浴中のニッケル濃度が過剰であるからと推察される。また、複数のニッケル結晶は、隙間を埋めるように凝集している。この場合、隣接するニッケル結晶によって形成される隙間が狭いので、当該隙間に樹脂が入り込みにくくなる傾向にある。このため、図１１（ａ）に示される本ニッケルメッキ層を有する集電体を用いてバイポーラ電極を製造した場合、周縁部における樹脂スペーサのシール性が弱くなる傾向にある。加えて、本ニッケルメッキ層の表面積が不十分になる可能性がある。
図１１（ｂ）に示されるメッキ層は、不規則に設けられた突起によって構成されている。これらの突起の一部は、基端側から先端側に向かって先太りとなる先太り形状を呈しているといえる。また、突起の一部には、ニッケル結晶が重畳しているといえる。しかしながら、突起の殆どは、先細り形状を呈している。また、突起の平均高さは、１５μｍ未満である。これは、設定された電流密度が低すぎるからと推察される。このため、図１１（ｂ）に示される本ニッケルメッキ層を有する集電体を用いてバイポーラ電極を製造した場合、周縁部における樹脂スペーサのシール性は、図１１（ａ）の場合よりは強固になる傾向にある。一方、本ニッケルメッキ層の表面積は、依然として不十分である可能性がある。
図１２に示される本ニッケルメッキ層は、図１１（ｂ）と同様に不規則に設けられた突起によって構成されている。これらの突起の殆どは、基端側から先端側に向かって先太りとなる先太り形状を呈している。また、これらの突起の表面には、複数のニッケル結晶が重畳していることも確認できる。加えて、設けられた突起の平均高さは、１５μｍ以上３０μｍ以下であった。このため、図１２に示される本ニッケルメッキ層を有する集電体を用いてバイポーラ電極を製造した場合、周縁部における樹脂スペーサのシール性が特に強固になる傾向にあり、且つ、本ニッケルメッキ層の表面積も十分となる。
図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１２に示される突起から構成される本ニッケルメッキ層のいずれであっても、下地ニッケルメッキ層よりも明らかに粗化になっている。よって、本ニッケルメッキ層は、下地ニッケルメッキ層の表面粗さよりも明らかに大きくなっており、下地ニッケルメッキ層３１よりも明らかに粗化になっている。本ニッケルメッキ層３２は、下地ニッケルメッキ層３１の表面粗さよりも明らかに大きくなっており、その表面粗さＲａは、例えば１．５μｍ以上６．０μｍ以下である。
下地ニッケルメッキ層３１が形成された鋼板Ｓをワット浴内に静置することによって本ニッケルメッキ層３２を形成するとき、ワット浴は撹拌子を用いて撹拌されていることが好ましい。これにより、下地ニッケルメッキ層３１の表面にニッケル陽イオンが良好に供給されるので、本ニッケルメッキ層３２の形状（例えば、本ニッケルメッキ層３２の粗密度等）を良好に制御できる傾向にある。撹拌子は、棒形状を呈してもよいし、板形状を呈してもよいし、プロペラ形状を呈してもよい。撹拌子の回転数は、例えば０ｍｉｎ−１以上６００ｍｉｎ−１以下である。撹拌子の回転数が０ｍｉｎ−１以上６００ｍｉｎ−１以下であることによって、本ニッケルメッキ層３２を構成する突起３４の単位面積あたりの数を良好に制御できる。撹拌子の回転数は、２００ｍｉｎ−１以上６００ｍｉｎ−１以下でもよい。また、撹拌子の回転数の下限値は、０ｍｉｎ−１よりも大きくてもよい。
ここで、図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１４を用いて、撹拌子の回転数に対する突起の数の変化を説明する。図１３（ａ）は、撹拌子の回転数を０ｍｉｎ−１に設定した場合の本ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真である。図１３（ｂ）は、撹拌子の回転数を８００ｍｉｎ−１に設定した場合の本ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真である。図１４は、撹拌子の回転数を２００ｍｉｎ−１に設定した場合の電解メッキを実施した後の本ニッケルメッキ層の表面の一部を示す写真である。
撹拌子の回転数が過小である場合、図１３（ａ）に示されるように、本ニッケルメッキ層を構成する突起の数が少なくなっている。すなわち、単位面積あたりの突起の数が過少になることがある。これは、下地ニッケルメッキ層の表面に供給されるニッケル陽イオンが不十分であったからと推察される。この場合、メッキ層の表面積が不十分になる可能性がある。また、撹拌子の回転数が過大である場合、図１３（ｂ）に示されるように、本ニッケルメッキ層を構成する突起が過剰に形成されている。すなわち、単位面積あたりに突起が過剰に形成されている。これは、下地ニッケルメッキ層の表面に供給されるニッケル陽イオンが過剰であったからと推察される。このとき、隣り合う二つの突起同士の間に樹脂が入り込みにくくなるので、樹脂スペーサによるシール性が不十分になる傾向にある。これに対して、撹拌子の回転数を適切に設定することによって、図１４に示されるように、単位面積あたりの突起の数を良好に制御できる。
撹拌子の回転数が０ｍｉｎ−１以上６００ｍｉｎ−１以下である場合、下地ニッケルメッキ層３１と、ワット浴との相対速度は、例えば０ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である。相対速度は、攪拌子先端部の速度と静止している下地ニッケルメッキ層３１との差であり、例えば攪拌子先端部の回転軌跡から求められる円周に回転速度を乗じること（すなわち、円周×回転速度）によって算出される。なお、撹拌子の回転方向は特に限定されず、撹拌子の回転速度は一定でなくてもよい。撹拌子は、間欠回転してもよい。
上記撹拌子を用いない場合であっても、ワット浴が流動してもよい。加えて、下地ニッケルメッキ層３１が形成された鋼板Ｓは、ワット浴内を移動してもよい。これらの場合であっても、下地ニッケルメッキ層３１上にニッケル陽イオンが良好に供給されるので、本ニッケルメッキ層３２の形状を良好に制御できる傾向にある。ワット浴の流動、及び鋼板Ｓの移動の少なくともいずれかが発生している場合、ワット浴に対する鋼板Ｓの移動速度は、例えば１．０ｍ／ｓ以下である。なお、鋼板Ｓの移動は、例えば搬送機械等を用いて鋼板Ｓが搬送されることによって実現される。
なお、上述した形成方法に沿って得られたメッキ層３０を有する集電体１１に対して活物質層を適宜設けることによって、バイポーラ電極３を形成できる。そして複数のバイポーラ電極３とセパレータ７とを適宜積層することによって、積層体２を形成できる。この積層体２を用いることによって、図１に示される蓄電装置１を製造できる。バイポーラ電極３を用いた蓄電装置１の製造方法は、公知である方法を適宜利用してよい。
以上説明したように、一実施形態に係る製造方法によって製造される蓄電装置１では、メッキ層３０は、第２方向Ｄ２に沿って突出する複数の突起３４を有する本ニッケルメッキ層３２を備える。このため、表面Ｓ１側に設けられる本ニッケルメッキ層３２の表面積は、単に鋼板Ｓの表面形状に沿ったメッキ層の表面積よりも大きくなる。加えて、複数の突起３４の少なくとも一部は、基端３４ａ側から先端３４ｂ側に向かって先太りとなる先太り形状を呈する。先太り形状を呈する突起３４の先端の面積は、通常設けられる先細り形状を呈する突起の先端の面積よりも大きくなる。したがって上記蓄電装置１によれば、鋼板Ｓを含むと共に十分な表面積を有するバイポーラ電極３を備えることができる。
上記蓄電装置１は、バイポーラ電極３の周縁部１１ｃに沿って配置され、メッキ層３０に接する樹脂スペーサ４を備え、複数の突起３４において隣り合う二つの突起３４であって、少なくとも一方が先太り形状を呈する当該二つの突起３４間には、先端３４ｂ側から基端３４ａ側にわたって樹脂スペーサ４の一部４ａが介在されてもよい。この場合、隣り合う突起３４の間に介在される樹脂スペーサ４の一部４ａは、基端３４ａから離れる方向へ移動することが規制される。したがって、樹脂スペーサ４がメッキ層３０から剥離することを抑制できる。
複数の突起３４の平均高さは、１５μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。この場合、突起３４の折損を抑制しつつ、メッキ層３０の表面積を十分に確保できる。
複数の突起３４の少なくとも一部には、複数のニッケル結晶４１が重畳してもよい。この場合、複数のニッケル結晶４１が重畳された突起３４の表面に凹凸が形成され、当該突起３４の表面積がさらに大きくなる。
平面視において、本ニッケルメッキ層３２の単位面積あたりにおける突起３４の数は、２，５００個以上７，０００個以下であってもよい。この場合、隣り合う突起３４同士が接触することを抑制しつつ、メッキ層３０の表面積を十分に確保することができる。
下地ニッケルメッキ層３１が設けられた鋼板Ｓを、電流密度が３０Ａ／ｄｍ２以上５０＿Ａ／ｄｍ２以下の条件下にて、ニッケル濃度が０．１５ｍｏｌ／Ｌ以上０．３０ｍｏｌ／Ｌ未満に設定されたワット浴に浸漬することによって、本ニッケルメッキ層３２を下地ニッケルメッキ層３１上に形成してもよい。この場合、先太り形状を呈する突起３４が形成されやすくなるので、本ニッケルメッキ層３２の表面積をより大きくすることができる。
温度が３０℃以上６０℃以下に設定されたワット浴に、下地ニッケルメッキ層３１が設けられた鋼板Ｓを３０秒以上６０秒以下の間浸漬することによって、本ニッケルメッキ層３２を下地ニッケルメッキ層３１上に形成してもよい。この場合、先太り形状を呈する突起３４がさらに形成されやすくなるので、本ニッケルメッキ層３２の表面積をより一層大きくすることができる。
本ニッケルメッキ層３２を形成する工程において、鋼板Ｓの表面Ｓ１とワット浴との相対速度は、０ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下であってもよい。この場合、単位面積あたりにおける突起３４の数を良好に制御できる。
本ニッケルメッキ層３２を形成する工程では、複数の突起３４の少なくとも一部に複数のニッケル結晶４１を重畳させてもよい。この場合、複数のニッケル結晶４１が重畳された突起３４の表面に凹凸が形成され、当該突起３４の表面積が大きくなる。
以下では、図１５及び図１６を用いながら鋼板の表面にメッキ層を形成する工程の具体例を説明する。図１５は、鋼板の表面に下地ニッケルメッキ層を形成する工程を例示する模式図である。図１６は、下地ニッケルメッキ層上に本ニッケルメッキ層を形成する工程を例示する模式図である。
図１５に示されるように、ドラムＤＲ２によってロール状に巻回された鋼板Ｓを引き出し、ドラムＤＲ１における少なくとも下半分の表面に沿って搬送された後、ドラムＤＲ３に巻き取られる。このとき、ドラムＤＲ１の下部及び陽極１６０は、ニッケル陽イオンを含む電解液Ｌ１に浸漬されている。よって、ドラムＤＲ１の下部表面に接している鋼板Ｓは、電解液Ｌ１に浸漬される。そして、鋼板Ｓの搬送中、ドラムＤＲ１及び陽極１６０との間には、所定の電流が流される。これにより、電解液Ｌ１に浸漬されている鋼板Ｓの表面Ｓ１（鋼板ＳにおいてドラムＤＲ１の表面に接している表面と反対側に位置する表面）にニッケルが析出し、凸部３３を有する下地ニッケルメッキ層３１が鋼板Ｓの表面Ｓ１上に形成される。
次に図１６に示されるように、ドラムＤＲ３によってロール状に巻回された鋼板Ｓを引き出し、ドラムＤＲ４における少なくとも下半分の表面に沿って搬送された後、ドラムＤＲ５に巻き取られる。このとき、ドラムＤＲ４の下部及び陽極１６１は、ワット浴Ｌ２に浸漬されている。よって、ドラムＤＲ４の下部表面に接している鋼板Ｓは、ワット浴Ｌ２に浸漬される。そして、鋼板Ｓの搬送中、ドラムＤＲ４及び陽極１６１との間には、所定の電流が流される。これにより、ワット浴Ｌ２に浸漬されている鋼板Ｓ上の下地ニッケルメッキ層３１にニッケルが析出し、複数の突起３４から構成される本ニッケルメッキ層３２が形成される。なお、鋼板Ｓの搬送速度は、例えば１．０ｍ／ｓ以下であり、ワット浴はドラムＤＲ４の回転及び鋼板Ｓの搬送以外の理由で流動していないものとする。
次に、上記一実施形態で説明した、本ニッケルメッキ層を形成する工程及び本ニッケルメッキ層を形成する工程の少なくとも一方において用いられる電解メッキ方法について説明する。
第一態様に係るメッキ装置３０１について説明する。図１７に示されるように、メッキ装置３０１は、メッキ槽３１１と、陽極（アノード）となる金属部材３１７と、陰極（カソード）となる金属部材（基材）３４０と、金属部材３４０を挟持する第一挟持部材３２１及び第二挟持部材３２５と、第一挟持部材３２１及び第二挟持部材３２５を一体的に保持する保持部材３３１と、直流電源３１５と、リード線３１５ａ，３１５ｂと、を備える。
メッキ槽３１１は、メッキ液３１３を貯留する。メッキ液３１３の例は、ニッケル陽イオンが存在する電解液であり、例えば、塩化ニッケル水溶液、硫酸ニッケル溶液等である。メッキ液の濃度（ｍｏｌ／Ｌ）及び温度（℃）は、メッキ対象となる金属及びメッキ厚等に基づいて適宜設定される。
陽極（アノード）を形成する金属部材３１７は、例えば、ニッケル等である。金属部材３１７は、リード線１５ａを介して直流電源３１５に接続されている。陰極（カソード）を形成する金属部材３４０は、例えばＪＩＳ Ｇ ３１４１：２００５にて規定される冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ等）が挙げられる。金属部材３４０の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１０００μｍ以下とすることができる。
図１７及び図１８に示されるように、第一挟持部材３２１は、導電部材３２２によって形成されており、その全表面が絶縁材３２１ａによってマスキング（被覆）されている。導電部材３２２の材料の例は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）であり、導電部材３２２の全表面をマスキングする絶縁材（絶縁被覆）３２１ａの材料の例は、ポリエステルである。第一挟持部材３２１は、正面視における中央部分に開口部３２１ｃが設けられている。第一挟持部材３２１は、開口部３２１ｃを挟んで二つの露出部３２１ｂ，３２１ｂが形成されている。露出部３２１ｂ，３２１ｂは、絶縁材３２１ａが剥がされて導電部材３２２が露出する箇所である。第一態様では、二つの露出部３２１ｂ，３２１ｂが形成されている例を挙げて説明したが、露出部３２１ｂは、一つであっても、三つ以上であってもよい。
第二挟持部材３２５は、導電部材３２６によって形成されており、その全表面が絶縁材３２５ａによってマスキングされている。第二挟持部材３２５と同様に、導電部材３２６の材料の例は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）であり、導電部材３２６の全表面をマスキングする絶縁材３２５ａの材料の例は、ポリエステルである。第二挟持部材３２５は、第一挟持部材３２１と異なり正面視における中央部分に開口部３２１ｃは設けられていない。また、第一挟持部材３２１と異なり絶縁材３２５ａが剥がされて導電部材３２６が露出する露出部も設けられていない。第一挟持部材３２１と第二挟持部材３２５とは、保持部材３３１によって一体的に保持される。
第一態様では、第一挟持部材３２１に形成された開口部３２１ｃを、メッキ処理したい金属部材３４０の領域に配置する。また、第一挟持部材３２１に形成された露出部３２１ｂ，３２１ｂを、金属部材３４０の電流を供給したい部分に配置する。このような配置関係となるように、第一挟持部材３２１と第二挟持部材３２５とによって金属部材３４０が挟持される。次に、このような状態で挟持された金属部材３４０が、カソードとしてメッキ槽３１１に貯留されたメッキ液に浸漬され、露出部３２１ｂ，３２１ｂが形成された第一挟持部材３２１に電流が供給される（電圧が印加される。）。
次に、上述したメッキ装置３０１を用いた電解メッキ方法について詳細に説明する。第一態様の電解メッキ方法は、図１９に示されるように、第一準備工程Ｓ３０１と、第二準備工程Ｓ３０２と、メッキ処理工程Ｓ３０３と、を含む。
第一準備工程Ｓ３０１では、図１８に示されるように、導電部材３２２の全表面が絶縁材３２１ａによってマスキングされると共に、開口部３２１ｃが設けられた第一挟持部材３２１と、導電部材３２６の全表面が絶縁材３２５ａによってマスキングされた第二挟持部材３２５と、が準備される。
第二準備工程Ｓ３０２では、第一挟持部材３２１の一部の箇所から絶縁材２５ａが剥がされ、導電部材３２２を露出させた露出部３２１ｂが形成される。第二準備工程Ｓ３０２では、第一挟持部材３２１に複数の露出部３２１ｂ，３２１ｂが形成される。
メッキ処理工程Ｓ３０３では、メッキ処理したい金属部材３４０の領域に開口部３２１ｃが配置されるように第一挟持部材３２１が配置される。次に、金属部材３４０の電流を供給したい部分に露出部３２１ｂ，３２１ｂが配置されるように第一挟持部材３２１が配置される。このような第一挟持部材３２１及び第二挟持部材３２５によって金属部材３４０が挟持される。次に、第一挟持部材３２１と第二挟持部材３２５とによって挟持された金属部材３４０がカソードとしてメッキ槽３１１に貯留されたメッキ液３１３に浸漬され、露出部３２１ｂ，３２１ｂが形成された第一挟持部材３２１の導電部材３２２に電流が供給される。これにより、金属部材３４０には、露出部３２１ｂ，３２１ｂを介して電流が供給される。
次に、第一態様に係る電解メッキ方法の作用・効果について説明する。
上記電解メッキ方法によれば、第一挟持部材３２１及び第二挟持部材３２５によって金属部材３４０を挟持する前に、第一挟持部材３２１から一部の絶縁材を剥がすだけの簡易な作業によって、金属部材３４０への給電箇所を形成することができる。露出部３２１ｂ，３２１ｂが形成された第一挟持部材３２１では、露出部３２１ｂ，３２１ｂを介して接触する金属部材３４０と通電が可能となる。したがって、第一挟持部材３２１と第二挟持部材３２５とによって金属部材３４０を挟持するにあたり、金属部材３４０の電流を供給したい部分に露出部３２１ｂ，３２１ｂが配置されるように第一挟持部材３２１を配置すれば、金属部材３４０は、露出部３２１ｂ，３２１ｂから電流の供給を受けることができる。上述したとおり、給電箇所を形成するためには、第一挟持部材３２１の絶縁材３２１ａの一部を剥がすだけでよいので、任意に給電箇所を変えることができる。この結果、電解メッキ処理をする際にカソードとなる金属部材３４０に対し電流の供給箇所を容易に変更することが可能となる。
上記電解メッキ方法の第二準備工程Ｓ３０２では、第一挟持部材３２１に露出部３２１ｂ，３２１ｂが形成されるので、メッキ処理したい領域の周囲から金属部材３４０に給電することが可能になる。また、メッキ処理時に露出部３２１ｂ，３２１ｂがメッキ液中に配置されるので、メッキ液中で金属部材３４０に対し電流の供給を行うことができる。
上記電解メッキ方法の第二準備工程Ｓ３０２では、第一挟持部材３２１に複数の露出部３２１ｂ，３２１ｂが形成されるので、金属部材３４０への給電箇所を分散させることができ、より均一にメッキ処理することができる。
次に、第二態様に係るメッキ処理方法について説明する。メッキ装置３０１については、第一態様に係るメッキ処理方法と共通するので、ここでは詳細な説明を省略する。
図２０及び図２１に示されるように、第一挟持部材４２１は、導電部材４２２によって形成されており、その全表面が絶縁材４２１ａによってマスキングされている。導電部材４２２の材料の例は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）であり、導電部材４２２の全表面をマスキングする絶縁材４２１ａの材料の例は、ポリエステルである。第一挟持部材４２１は、正面視における中央部分に開口部４２１ｃが設けられている。第一挟持部材４２１では、第一態様の第一挟持部材３２１とは異なり、露出部３２１ｂは設けられていない。
第二挟持部材４２５は、導電部材４２６によって形成されており、その全表面が絶縁材４２５ａによってマスキングされている。第二挟持部材４２５と同様に、導電部材４２６の材料の例は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）であり、導電部材４２６の全表面をマスキングする絶縁材４２５ａの材料の例は、ポリエステルである。第二挟持部材４２５は、正面視したときに第一挟持部材４２１における開口部４２１ｃと重なる位置に露出部４２５ｂが形成されている。露出部４２５ｂは、絶縁材４２５ａが剥がされて導電部材４２６が露出する部分である。第一挟持部材４２１と第二挟持部材４２５とは、保持部材３３１によって一体的に保持される。
第二態様では、第一挟持部材４２１に形成された開口部４２１ｃを、メッキ処理したい金属部材３４０の領域に配置する。また、第二挟持部材４２５に形成された露出部４２５ｂを、金属部材３４０の電流を供給したい部分に配置する。すなわち、メッキ処理したい金属部材３４０の領域の裏面に露出部４２５ｂが接触するように配置する。このようにして配置された第一挟持部材４２１と第二挟持部材４２５とによって金属部材３４０を挟持する。次に、このような状態で挟持された金属部材３４０がカソードとして、メッキ槽３１１に貯留されたメッキ液に浸漬され、露出部４２５ｂが形成された第二挟持部材４２５に電流が供給される（電圧が印加される。）。
次に、上述したメッキ装置３０１を用いた電解メッキ方法について詳細に説明する。第二態様の電解メッキ方法も、第一態様と同様、図１９に示されるように、第一準備工程Ｓ３０１と、第二準備工程Ｓ３０２と、メッキ処理工程Ｓ３０３と、を含む。
第一準備工程Ｓ３０１では、図２１に示されるように、導電部材４２２の全表面が絶縁材４２１ａによってマスキングされると共に、開口部４２１ｃが設けられた第一挟持部材４２１と、導電部材４２６の全表面が絶縁材４２５ａによってマスキングされ、露出部４２５ｂが形成された第二挟持部材４２５と、が準備される。第二準備工程Ｓ３０２では、第二挟持部材４２５の一部の箇所から絶縁材４２５ａが剥がされ、導電部材４２６を露出させた露出部４２５ｂが形成される。
メッキ処理工程Ｓ３０３では、メッキ処理したい金属部材３４０の領域に開口部４２１ｃが配置されるように第一挟持部材４２１が配置される。次に、金属部材３４０の電流を供給したい部分に露出部４２５ｂが配置されるように第二挟持部材４２５が配置される。このような第一挟持部材４２１及び第二挟持部材４２５によって金属部材３４０が挟持される。次に、第一挟持部材４２１と第二挟持部材４２５とによって挟持された金属部材３４０がカソードとしてメッキ槽３１１に貯留されたメッキ液３１３に浸漬され、露出部４２５ｂが形成された第二挟持部材４２５の導電部材４２６に電流が供給され、露出部４２５ｂを介して金属部材３４０に電流が供給される。
第二態様に係る電解メッキ方法においても、第一態様と同様の効果を得ることができる。また、第二態様では、金属部材３４０においてメッキ処理したい領域と対応するように裏面から電流を供給する。これにより、メッキ処理したい領域に均一に電流を供給することができ、メッキ厚の均一化を図ることができる。
本発明の一側面は上記第一態様及び第二態様に限定されない。上記第一態様では、メッキ対象となる領域を挟むように露出部３２１ｂ，３２１ｂが形成された例を挙げて説明したが、本発明の一側面はこれに限定されない。例えば、メッキ対象となる領域を囲むように、第一挟持部材３２１に露出部を設けてもよい。なお、第一態様では、絶縁材３２１ａによってマスキングされている部分を剥がすだけの簡易な作業により露出部を形成することができるので、どのような形状の露出部、又はどのような大きさの露出部であっても容易に形成できる。
上記第一態様及び第二態様では、ニッケルメッキの例を挙げて説明したが、上記第一態様及び第二態様は、銅メッキ、クロムメッキ、又はスズメッキ等にも採用することができる。
本発明の一側面は上記実施形態に限定されず、他に様々な変形が可能である。例えば上記実施形態では下地ニッケルメッキ層は平滑メッキ層ではないが、本発明の一側面はこれに限られない。
上記実施形態では、図２（ａ）に示されるように、集電体１１の周縁部１１ｃには、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１を覆うメッキ層３０が形成され、且つ、当該周縁部１１ｃにはメッキ層３０を介して樹脂スペーサ４が配置されている例を挙げて説明したが、本発明の一側面はこれに限定されない。例えば、図２２（ａ）に示されるように、樹脂スペーサ４は、集電体１１の両方の面１１ａ，１１ｂに配置されてもよい。すなわち、集電体１１の周縁部１１ｃにおいて、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１がメッキ層３０を介して樹脂スペーサ４と結合され、鋼板Ｓの他方の表面Ｓ２が樹脂スペーサ４により覆われる構成を備える蓄電装置１Ａとしてもよい。
更には、図２２（ａ）に示されるように、樹脂スペーサ４が集電体１１の両方の面１１ａ、１１ｂに配置される場合、温度変化（蓄電装置１Ａの製造工程時に発生する加熱および冷却、バイポーラ電極３の反応発熱、外気温の変化等にもたらされる）、湿度吸収、又は経年劣化に対する樹脂スペーサ４と集電体１１との間の膨張差又は収縮差によって生じる、集電体１１、正極層１２、又は負極層１３の歪や反りを低減することが可能になる。
上記実施形態では、図２（ａ）に示されるように、メッキ層３０が鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１に設けられていたが、メッキ層３０は、一方の表面Ｓ１及び他方の表面Ｓ２の双方に設けられていてもよい。また、この場合も、図２２（ｂ）に示されるように、樹脂スペーサ４は、集電体１１の両方の面１１ａ，１１ｂに配置されてもよい。すなわち、集電体１１の周縁部１１ｃにおいて、鋼板Ｓの両方の表面Ｓ１，Ｓ２のそれぞれが、メッキ層３０を介して樹脂スペーサ４と結合される構成を備える蓄電装置１Ｂとしてもよい。
上記実施形態では、図２（ａ）に示されるように、メッキ層３０が鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１に設けられていたが、メッキ層３０は、一方の表面Ｓ１に設けられず他方の表面Ｓ２のみに設けられていてもよい。また、この場合も、図２２（ｃ）に示されるように、樹脂スペーサ４は、集電体１１の両方の面１１ａ，１１ｂに配置されてもよい。すなわち、集電体１１の周縁部１１ｃにおいて、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１が樹脂スペーサ４により覆われ、他方の表面Ｓ２がメッキ層３０を介して樹脂スペーサ４と結合される構成を備える蓄電装置１Ｃとしてもよい。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…蓄電装置、３…バイポーラ電極（電極）、４…樹脂スペーサ、７…セパレータ、１１…集電体、１１ａ…一方の面、１１ｂ…他方の面、１１ｃ…周縁部、１２…正極層、１３…負極層、３０…メッキ層、３１…下地ニッケルメッキ層、３２…本ニッケルメッキ層、３３…凸部、３４…突起、３４ａ…基端、３４ｂ…先端、３４ｃ…拡大部、４１…ニッケル結晶、Ｓ…鋼板、Ｓ１，Ｓ２…表面、３０１…メッキ装置、３２１…第一挟持部材、３２１ａ…絶縁材、３２１ｂ…露出部、３２１ｃ…開口部、３２２，３２６…導電部材、３２５…第二挟持部材、３２５ａ…絶縁材、３３１…保持部材、３４０…金属部材（基材）、４２１…第一挟持部材、４２１ａ…絶縁材、４２１ｃ…開口部、４２２，４２６…導電部材、４２５…第二挟持部材、４２５ａ…絶縁材、４２５ｂ…露出部、Ｓ３０１…第一準備工程、Ｓ３０２…第二準備工程、Ｓ３０３…メッキ処理工程。

Claims (13)

  1. 鋼板、及び当該鋼板の表面上に設けられるメッキ層を有する電極の積層体を備え、
    前記メッキ層は、
    前記鋼板の前記表面上に設けられる下地ニッケルメッキ層と、
    前記下地ニッケルメッキ層上に設けられ、前記鋼板における前記表面の延在方向に交差する方向に沿って突出する複数の突起を含む本ニッケルメッキ層と、を有し、
    前記複数の突起の少なくとも一部は、基端側から先端側に向かって先太りとなる先太り形状を呈する、蓄電装置。
  2. 前記電極の周縁部に沿って配置され、前記メッキ層に接する樹脂スペーサをさらに備え、
    前記複数の突起において隣り合う二つの突起であって、少なくとも一方が前記先太り形状を呈する当該二つの突起間には、前記先端側から前記基端側にわたって前記樹脂スペーサの一部が介在されている、請求項１記載の蓄電装置。
  3. 前記複数の突起の平均高さは、１５μｍ以上３０μｍ以下である、請求項１又は２記載の蓄電装置。
  4. 前記複数の突起の少なくとも一部には、複数の析出金属が重畳している、請求項１〜３の何れか一項に記載の蓄電装置。
  5. 前記析出金属は球形である、請求項４に記載の蓄電装置。
  6. 前記蓄電装置は、ニッケル水素二次電池である、請求項１〜５の何れか一項記載の蓄電装置。
  7. 前記複数の突起の少なくとも一部には、複数のニッケル結晶が重畳している、請求項１〜６の何れか一項に記載の蓄電装置。
  8. 平面視において、前記本ニッケルメッキ層の単位面積あたりにおける前記突起の数は、２，５００個以上７，０００個以下である、請求項１〜７の何れか一項に記載の蓄電装置。
  9. 鋼板を準備する工程と、
    前記鋼板の表面上に下地ニッケルメッキ層を形成する工程と、
    前記下地ニッケルメッキ層上に、前記鋼板における前記表面の延在方向に交差する方向に沿って突出する複数の突起を有する本ニッケルメッキ層を形成する工程と、を備え、
    前記本ニッケルメッキ層を形成する工程では、前記複数の突起の少なくとも一部を、基端側から先端側に向かって先太りとなる先太り形状とする、蓄電装置の製造方法。
  10. 前記下地ニッケルメッキ層が設けられた前記鋼板を、電流密度が３０Ａ／ｄｍ２以上５０Ａ／ｄｍ２以下の条件下にて、ニッケル濃度が０．１５ｍｏｌ／Ｌ以上０．３０ｍｏｌ／Ｌ未満に設定されたワット浴に浸漬することによって、前記本ニッケルメッキ層を前記下地ニッケルメッキ層上に形成する、請求項９に記載の蓄電装置の製造方法。
  11. 温度が３０℃以上６０℃以下に設定された前記ワット浴に、前記下地ニッケルメッキ層が設けられた前記鋼板を３０秒以上６０秒以下の間浸漬することによって、前記本ニッケルメッキ層を前記下地ニッケルメッキ層上に形成する、請求項１０に記載の蓄電装置の製造方法。
  12. 前記本ニッケルメッキ層を形成する工程において、前記下地ニッケルメッキ層と前記ワット浴との相対速度は、１．０ｍ／ｓ以下である、請求項１０又は１１に記載の蓄電装置の製造方法。
  13. 前記本ニッケルメッキ層を形成する工程では、前記下地ニッケルメッキ層に形成された複数の凸部の上に、複数のニッケル結晶を重畳させることで前記複数の突起を形成する、請求項９〜１２の何れか一項に記載の蓄電装置の製造方法。
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