JP6939258B2 - Power storage module - Google Patents

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Description

本発明は、蓄電モジュールに関する。 The present invention relates to a power storage module.

特許文献1には、プラスチックのケーシングフレームに保持された状態でバイポーラ電池プレートが積み重ねられてなるバイポーラ電池アセンブリが記載されている。このバイポーラ電池アセンブリでは、ケーシングフレームとバイポーラ電池プレートとが超音波溶接によって互いに結合されている。 Patent Document 1 describes a bipolar battery assembly in which bipolar battery plates are stacked while being held in a plastic casing frame. In this bipolar battery assembly, the casing frame and the bipolar battery plate are bonded together by ultrasonic welding.

特表2017−508241号公報Special Table 2017-508241

上述のバイポーラ電池アセンブリでは、ケーシングフレームとバイポーラ電池プレートとの結合力が不十分で、電解液が漏れることがある。 In the above-mentioned bipolar battery assembly, the coupling force between the casing frame and the bipolar battery plate is insufficient, and the electrolytic solution may leak.

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、シール性を向上可能な蓄電モジュールを提供する。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a power storage module capable of improving sealing performance.

本発明に係る蓄電モジュールは、複数の電極が積層されてなる電極積層体と、複数の電極それぞれに設けられた樹脂部と、を備え、複数の電極それぞれは、金属製の電極板と、電極板の少なくとも一方面に設けられた活物質層と、電極板の縁部を覆う中間層と、を有し、樹脂部は、中間層を介して縁部に設けられている。 The power storage module according to the present invention includes an electrode laminate in which a plurality of electrodes are laminated, and a resin portion provided for each of the plurality of electrodes, and each of the plurality of electrodes is a metal electrode plate and an electrode. It has an active material layer provided on at least one surface of the plate and an intermediate layer covering the edge portion of the electrode plate, and the resin portion is provided on the edge portion via the intermediate layer.

この蓄電モジュールでは、電極の電極板の縁部が中間層により覆われており、樹脂部は、中間層を介して縁部に設けられている。このため、金属製の電極板と樹脂部とが互いに結合し難い材料の場合でも、中間層として、電極板及び樹脂部とそれぞれ結合し易い材料を選択すれば、電極板と樹脂部とを中間層を介して容易に結合させることができる。これにより、蓄電モジュールのシール性を向上させることができる。 In this power storage module, the edge portion of the electrode plate of the electrode is covered with an intermediate layer, and the resin portion is provided on the edge portion via the intermediate layer. Therefore, even if the metal electrode plate and the resin portion are difficult to bond with each other, if a material that is easily bonded to the electrode plate and the resin portion is selected as the intermediate layer, the electrode plate and the resin portion are intermediate. It can be easily bonded via a layer. Thereby, the sealing property of the power storage module can be improved.

本発明に係る蓄電モジュールでは、中間層は、チタン、シリコン、クロム、及びタングステンからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含有していてもよい。これらの元素を含有する中間層によれば、樹脂部と電極板とを中間層を介して容易に結合させることができる。 In the power storage module according to the present invention, the intermediate layer may contain at least one element selected from the group consisting of titanium, silicon, chromium, and tungsten. According to the intermediate layer containing these elements, the resin portion and the electrode plate can be easily bonded to each other via the intermediate layer.

本発明に係る蓄電モジュールでは、縁部は、粗面化され、複数の突起を有していてもよい。この場合、中間層を介した電極板と樹脂部との結合力が、アンカー効果によって向上する。 In the power storage module according to the present invention, the edge portion may be roughened and may have a plurality of protrusions. In this case, the bonding force between the electrode plate and the resin portion via the intermediate layer is improved by the anchor effect.

本発明に係る蓄電モジュールでは、中間層の厚さは、複数の突起それぞれの突出高さよりも薄くてもよい。この場合、突起が中間層に埋まり、アンカー効果が失われることを抑制することができる。 In the power storage module according to the present invention, the thickness of the intermediate layer may be thinner than the protrusion height of each of the plurality of protrusions. In this case, it is possible to prevent the protrusions from being buried in the intermediate layer and the anchor effect from being lost.

本発明に係る蓄電モジュールでは、中間層の厚さは、複数の突起の基端側で先端側よりも厚くてもよい。突起の先端側よりも基端側が樹脂部と結合し難いので、基端側に中間層を厚く配置することにより、基端側においても樹脂部と電極板とを中間層を介して容易に結合させることができる。 In the power storage module according to the present invention, the thickness of the intermediate layer may be thicker on the proximal end side of the plurality of protrusions than on the distal end side. Since it is more difficult to bond the base end side to the resin portion than the tip end side of the protrusion, by arranging the intermediate layer thickly on the base end side, the resin portion and the electrode plate can be easily bonded to the resin portion also on the base end side. Can be made to.

本発明によれば、シール性を向上可能な蓄電モジュールを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a power storage module capable of improving the sealing property.

図1は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a power storage device. 図2は、図1の蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the power storage module of FIG. 図3は、図2の蓄電モジュールの一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of the power storage module of FIG. 図4は、変形例に係る蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the power storage module according to the modified example. 図5は、図4の蓄電モジュールの一部拡大図である。FIG. 5 is a partially enlarged view of the power storage module of FIG. 図6(a)及び図6(b)は、電極板が粗面化されている場合の中間層の効果について説明するための模式図である。6 (a) and 6 (b) are schematic views for explaining the effect of the intermediate layer when the electrode plate is roughened.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals will be used for the same elements or elements having the same function, and duplicate description will be omitted.

図1は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。同1に示される蓄電装置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。蓄電装置1は、複数の蓄電モジュール4を積層してなる蓄電モジュール積層体2と、蓄電モジュール積層体2に対して積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材3とを備えて構成されている。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a power storage device. The power storage device 1 shown in the same 1 is used as a battery for various vehicles such as forklifts, hybrid vehicles, and electric vehicles. The power storage device 1 includes a power storage module stack 2 obtained by stacking a plurality of power storage modules 4, and a restraint member 3 that applies a restraint load to the power storage module stack 2 in the stacking direction.

蓄電モジュール積層体2は、複数(本実施形態では3体)の蓄電モジュール4と、複数(本実施形態では4枚)の導電板5とによって構成されている。蓄電モジュール4は、例えば後述するバイポーラ電極14を備えたバイポーラ電池であり、積層方向から見て矩形状をなしている。蓄電モジュール4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、又は電気二重層キャパシタである。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。 The power storage module stack 2 is composed of a plurality of (three in this embodiment) power storage modules 4 and a plurality of (four in this embodiment) conductive plates 5. The power storage module 4 is, for example, a bipolar battery provided with a bipolar electrode 14 described later, and has a rectangular shape when viewed from the stacking direction. The power storage module 4 is, for example, a secondary battery such as a nickel hydrogen secondary battery or a lithium ion secondary battery, or an electric double layer capacitor. In the following description, a nickel-metal hydride secondary battery will be illustrated.

積層方向に隣り合う蓄電モジュール4,4同士は、導電板5を介して電気的に接続されている。導電板5は、積層方向に隣り合う蓄電モジュール4,4間と、積層端に位置する蓄電モジュール4の外側と、にそれぞれ配置されている。積層端に位置する蓄電モジュール4の外側に配置された一方の導電板5には、正極端子6が接続されている。積層端に位置する蓄電モジュール4の外側に配置された他方の導電板5には、負極端子7が接続されている。正極端子6及び負極端子7は、例えば導電板5の縁部から積層方向に交差する方向に引き出されている。正極端子6及び負極端子7により、蓄電装置1の充放電が実施される。 The power storage modules 4 and 4 adjacent to each other in the stacking direction are electrically connected to each other via the conductive plate 5. The conductive plates 5 are arranged between the power storage modules 4 and 4 adjacent to each other in the stacking direction and outside the power storage modules 4 located at the stacking ends, respectively. A positive electrode terminal 6 is connected to one of the conductive plates 5 arranged outside the power storage module 4 located at the laminated end. The negative electrode terminal 7 is connected to the other conductive plate 5 arranged outside the power storage module 4 located at the laminated end. The positive electrode terminal 6 and the negative electrode terminal 7 are drawn out from the edge of the conductive plate 5, for example, in a direction intersecting the stacking direction. The positive electrode terminal 6 and the negative electrode terminal 7 charge and discharge the power storage device 1.

各導電板5の内部には、空気等の冷媒を流通させる複数の流路5aが設けられている。各流路5aは、例えば積層方向と、正極端子6及び負極端子7の引き出し方向とにそれぞれ直交する方向に互いに平行に延在している。これらの流路5aに冷媒を流通させることで、導電板5は、蓄電モジュール4,4同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、蓄電モジュール4で発生した熱を放熱する放熱板としての機能を併せ持つ。なお、図1の例では、積層方向から見た導電板5の面積は、蓄電モジュール4の面積よりも小さいが、放熱性の向上の観点から、導電板5の面積は、蓄電モジュール4の面積と同じであってもよく、蓄電モジュール4の面積よりも大きくてもよい。 Inside each conductive plate 5, a plurality of flow paths 5a through which a refrigerant such as air flows are provided. Each flow path 5a extends parallel to each other, for example, in a direction orthogonal to the stacking direction and the drawing direction of the positive electrode terminal 6 and the negative electrode terminal 7. By circulating the refrigerant through these flow paths 5a, the conductive plate 5 not only functions as a connecting member for electrically connecting the storage modules 4 and 4 to each other, but also a heat radiating plate that dissipates heat generated by the power storage module 4. It also has the function of. In the example of FIG. 1, the area of the conductive plate 5 seen from the stacking direction is smaller than the area of the power storage module 4, but from the viewpoint of improving heat dissipation, the area of the conductive plate 5 is the area of the power storage module 4. It may be the same as, and may be larger than the area of the power storage module 4.

拘束部材3は、蓄電モジュール積層体2を積層方向に挟む一対のエンドプレート8,8と、エンドプレート8,8同士を締結する締結ボルト9及びナット10とによって構成されている。エンドプレート8は、積層方向から見た蓄電モジュール4及び導電板5の面積よりも一回り大きい面積を有する矩形の金属板である。エンドプレート8の内側面(蓄電モジュール積層体2側の面)には、電気絶縁性を有するフィルムFが設けられている。フィルムFにより、エンドプレート8と導電板5との間が絶縁されている。 The restraint member 3 is composed of a pair of end plates 8 and 8 that sandwich the power storage module laminate 2 in the stacking direction, and a fastening bolt 9 and a nut 10 that fasten the end plates 8 and 8 to each other. The end plate 8 is a rectangular metal plate having an area one size larger than the area of the power storage module 4 and the conductive plate 5 when viewed from the stacking direction. A film F having electrical insulation is provided on the inner surface of the end plate 8 (the surface on the side of the storage module laminate 2). The film F insulates between the end plate 8 and the conductive plate 5.

エンドプレート8の縁部には、蓄電モジュール積層体2よりも外側となる位置に挿通孔8aが設けられている。締結ボルト9は、一方のエンドプレート8の挿通孔8aから他方のエンドプレート8の挿通孔8aに向かって通され、他方のエンドプレート8の挿通孔8aから突出した締結ボルト9の先端部分には、ナット10が螺合されている。これにより、蓄電モジュール4及び導電板5がエンドプレート8,8によって挟持されて蓄電モジュール積層体2としてユニット化されると共に、蓄電モジュール積層体2に対して積層方向に拘束荷重が付加される。 An insertion hole 8a is provided at the edge of the end plate 8 at a position outside the power storage module laminate 2. The fastening bolt 9 is passed from the insertion hole 8a of one end plate 8 toward the insertion hole 8a of the other end plate 8, and is attached to the tip portion of the fastening bolt 9 protruding from the insertion hole 8a of the other end plate 8. , The nut 10 is screwed. As a result, the power storage module 4 and the conductive plate 5 are sandwiched by the end plates 8 and 8 to be unitized as the power storage module stack 2, and a restraining load is applied to the power storage module stack 2 in the stacking direction.

次に、蓄電モジュール4の構成について更に詳細に説明する。図2は、蓄電モジュール4の内部構成を示す概略断面図である。図3は、図2の蓄電モジュールの一部拡大図である。図2及び図3に示すように、蓄電モジュール4は、電極積層体11と、電極積層体11を封止する封止体12とを備えている。 Next, the configuration of the power storage module 4 will be described in more detail. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the power storage module 4. FIG. 3 is a partially enlarged view of the power storage module of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the power storage module 4 includes an electrode laminate 11 and a sealant 12 that seals the electrode laminate 11.

電極積層体11は、セパレータ13を介して複数のバイポーラ電極(電極)14が積層されてなる。この例では、電極積層体11の積層方向Dは蓄電モジュール積層体2の積層方向と一致している。バイポーラ電極14は、電極板15と、電極板15の一方面15aに設けられた正極16と、電極板15の他方面15bに設けられた負極17と、中間層25と、を有している。なお、図2では中間層25の図示が省略されている。正極16は、正極活物質が塗工されてなる正極活物質層である。負極17は、負極活物質が塗工されてなる負極活物質層である。電極積層体11において、一のバイポーラ電極14の正極16は、セパレータ13を挟んで積層方向Dに隣り合う一方のバイポーラ電極14の負極17と対向している。電極積層体11において、一のバイポーラ電極14の負極17は、セパレータ13を挟んで積層方向Dに隣り合う他方のバイポーラ電極14の正極16と対向している。 The electrode laminate 11 is formed by laminating a plurality of bipolar electrodes (electrodes) 14 via a separator 13. In this example, the stacking direction D of the electrode laminated body 11 coincides with the stacking direction of the power storage module laminated body 2. The bipolar electrode 14 has an electrode plate 15, a positive electrode 16 provided on one surface 15a of the electrode plate 15, a negative electrode 17 provided on the other surface 15b of the electrode plate 15, and an intermediate layer 25. .. Note that the intermediate layer 25 is not shown in FIG. The positive electrode 16 is a positive electrode active material layer coated with a positive electrode active material. The negative electrode 17 is a negative electrode active material layer coated with a negative electrode active material. In the electrode laminate 11, the positive electrode 16 of one bipolar electrode 14 faces the negative electrode 17 of one of the bipolar electrodes 14 adjacent to each other in the stacking direction D with the separator 13 interposed therebetween. In the electrode laminate 11, the negative electrode 17 of one bipolar electrode 14 faces the positive electrode 16 of the other bipolar electrode 14 adjacent to each other in the stacking direction D with the separator 13 interposed therebetween.

電極積層体11において、積層方向Dの一端には負極終端電極18が配置され、積層方向Dの他端には正極終端電極19が配置されている。負極終端電極18は、電極板15、及び電極板15の他方面15bに設けられた負極17を含んでいる。正極終端電極19は、電極板15、及び電極板15の一方面15aに設けられた正極16を含んでいる。負極終端電極18の負極17は、セパレータ13を介して積層方向Dの一端のバイポーラ電極14の正極16と対向している。正極終端電極19の正極16は、セパレータ13を介して積層方向Dの他端のバイポーラ電極14の負極17と対向している。 In the electrode laminate 11, the negative electrode terminal electrode 18 is arranged at one end in the stacking direction D, and the positive electrode terminal 19 is arranged at the other end in the stacking direction D. The negative electrode terminal electrode 18 includes an electrode plate 15 and a negative electrode 17 provided on the other surface 15b of the electrode plate 15. The positive electrode terminal electrode 19 includes an electrode plate 15 and a positive electrode 16 provided on one surface 15a of the electrode plate 15. The negative electrode 17 of the negative electrode terminal electrode 18 faces the positive electrode 16 of the bipolar electrode 14 at one end in the stacking direction D via the separator 13. The positive electrode 16 of the positive electrode terminal electrode 19 faces the negative electrode 17 of the bipolar electrode 14 at the other end in the stacking direction D via the separator 13.

電極板15は、金属製であり、例えばニッケル又はニッケルメッキ鋼板からなる。電極板15の少なくとも表層部分は、ニッケルを主成分として含んでいる。なお、「主成分」とは、総重量に対する当該成分の重量割合が50%以上であることを示す。電極板15は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板15の縁部15cは、矩形枠状をなし、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。正極16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17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。本実施形態では、電極板15の他方面15bにおける負極17の形成領域は、電極板15の一方面15aにおける正極16の形成領域に対して一回り大きくなっている。 The electrode plate 15 is made of metal, and is made of, for example, nickel or a nickel-plated steel plate. At least the surface layer portion of the electrode plate 15 contains nickel as a main component. The "main component" means that the weight ratio of the component to the total weight is 50% or more. The electrode plate 15 is a rectangular metal leaf made of, for example, nickel. The edge portion 15c of the electrode plate 15 has a rectangular frame shape, and is an uncoated region in which the positive electrode active material and the negative electrode active material are not coated. Examples of the positive electrode active material constituting the positive electrode 16 include nickel hydroxide. Examples of the negative electrode active material constituting the negative electrode 17 include a hydrogen storage alloy. In the present embodiment, the formation region of the negative electrode 17 on the other surface 15b of the electrode plate 15 is slightly larger than the formation region of the positive electrode 16 on the one surface 15a of the electrode plate 15.

中間層25は、電極板15の縁部15cを覆っている。中間層25は、縁部15cにおける後述の第1樹脂部21が設けられる表面を覆っている。すなわち、中間層25は、電極板15の縁部15cにおいて一方面15a側から端面にわたって設けられている。中間層25は、電極板15の端面の全面に設けられている。積層方向Dから見て、中間層25は、例えば、縁部15cの全周にわたって連続的に設けられている。中間層25は、電極板15の表層部分の主成分であるニッケルよりも、樹脂と結合し易い材料により形成されている。電解液がアルカリ溶液からなるため、中間層25の材料としては、アルカリ耐性を有する材料が選ばれる。中間層25は、チタン、シリコン、クロム、及びタングステンからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含有している。中間層25は、例えばメッキ法、スパッタ法、又はCVD法によって形成される。 The intermediate layer 25 covers the edge portion 15c of the electrode plate 15. The intermediate layer 25 covers the surface of the edge portion 15c where the first resin portion 21 described later is provided. That is, the intermediate layer 25 is provided on the edge portion 15c of the electrode plate 15 from the one side 15a side to the end face. The intermediate layer 25 is provided on the entire surface of the end surface of the electrode plate 15. Seen from the stacking direction D, the intermediate layer 25 is continuously provided, for example, over the entire circumference of the edge portion 15c. The intermediate layer 25 is formed of a material that is more easily bonded to the resin than nickel, which is the main component of the surface layer portion of the electrode plate 15. Since the electrolytic solution is an alkaline solution, a material having alkali resistance is selected as the material for the intermediate layer 25. The intermediate layer 25 contains at least one element selected from the group consisting of titanium, silicon, chromium, and tungsten. The intermediate layer 25 is formed by, for example, a plating method, a sputtering method, or a CVD method.

セパレータ13は、例えばシート状に形成されている。セパレータ13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。セパレータ13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13は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。 The separator 13 is formed in a sheet shape, for example. Examples of the separator 13 include a porous film made of a polyolefin resin such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), a woven fabric made of polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), methyl cellulose and the like, and a non-woven fabric. The separator 13 may be reinforced with a vinylidene fluoride resin compound. The separator 13 is not limited to a sheet shape, and a bag shape may be used.

封止体12は、例えば絶縁性の樹脂によって矩形の筒状に形成されている。封止体12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)などが挙げられる。封止体12は、積層方向Dに延びる電極積層体11の側面11aにおいて電極板15の縁部15cを保持すると共に、側面11aを取り囲むように構成されている。 The sealing body 12 is formed in a rectangular tubular shape by, for example, an insulating resin. Examples of the resin material constituting the sealing body 12 include polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), modified polyphenylene ether (modified PPE), and the like. The sealing body 12 is configured to hold the edge portion 15c of the electrode plate 15 on the side surface 11a of the electrode laminated body 11 extending in the stacking direction D and to surround the side surface 11a.

封止体12は、複数のバイポーラ電極14それぞれの電極板15の縁部15cに設けられ縁部15cを保持する第1樹脂部(樹脂部)21と、それら第1樹脂部21の全体を外側から包囲するように設けられた第2樹脂部22とを有している。第1樹脂部21は、中間層25を介して電極板15の縁部15cに設けられている。第1樹脂部21は、中間層25を全体的に覆うと共に、中間層25からはみ出さないように設けられている。すなわち、第1樹脂部21は、電極板15の縁部15cにおいて一方面15a側から端面にわたって設けられている。積層方向Dから見て、第1樹脂部21は、矩形枠状をなし、電極板15の縁部15cの全周にわたって連続的に設けられている。 The sealing body 12 is provided on the edge portion 15c of the electrode plate 15 of each of the plurality of bipolar electrodes 14, and has a first resin portion (resin portion) 21 for holding the edge portion 15c, and the entire first resin portion 21 is outside. It has a second resin portion 22 provided so as to surround the surface. The first resin portion 21 is provided on the edge portion 15c of the electrode plate 15 via the intermediate layer 25. The first resin portion 21 is provided so as to cover the intermediate layer 25 as a whole and not to protrude from the intermediate layer 25. That is, the first resin portion 21 is provided on the edge portion 15c of the electrode plate 15 from the one side 15a side to the end face. When viewed from the stacking direction D, the first resin portion 21 has a rectangular frame shape and is continuously provided over the entire circumference of the edge portion 15c of the electrode plate 15.

第1樹脂部21は電極板15の一方面15a及び端面に当接しておらず、これらから離間している。第1樹脂部21は、例えば超音波溶着、熱溶着、レーザ溶着等の溶着、又は、射出成型等によって電極板15の縁部15cに設けられている。なお、第1樹脂部21は、中間層25からはみ出し、第1樹脂部21は電極板15の一方面15aに当接していてもよい。また、電極板15の端面が中間層25から露出しており、第1樹脂部21は中間層25から露出した電極板15の端面に当接していてもよい。 The first resin portion 21 is not in contact with the one surface 15a and the end surface of the electrode plate 15, and is separated from them. The first resin portion 21 is provided on the edge portion 15c of the electrode plate 15 by, for example, ultrasonic welding, heat welding, laser welding, or the like, or injection molding. The first resin portion 21 may protrude from the intermediate layer 25, and the first resin portion 21 may be in contact with one surface 15a of the electrode plate 15. Further, the end face of the electrode plate 15 may be exposed from the intermediate layer 25, and the first resin portion 21 may be in contact with the end face of the electrode plate 15 exposed from the intermediate layer 25.

第1樹脂部21は、積層方向Dから見て、側面11aよりも内側に配置された内側部分21aと、側面11aよりも外側に張り出すように配置された外側部分21bとを有している。内側部分21aは、積層方向Dで隣り合う縁部15c,15cの間に配置され、これらの縁部15c,15cにより挟持されている。外側部分21bの積層方向Dの長さは、内側部分21aの積層方向Dの長さよりも長い。このため、第1樹脂部21は、内側部分21aと外側部分21bとの間に段差面21cを有している。段差面21cは、電極板15の端面、つまり側面11aの一部を覆っている。段差面21cの積層方向Dの長さ、すなわち、外側部分21bの積層方向Dの長さと、内側部分21aの積層方向Dの長さとの差は、電極板15の積層方向Dにおける長さ(板厚)と同等である。 The first resin portion 21 has an inner portion 21a arranged inside the side surface 11a and an outer portion 21b arranged so as to project outward from the side surface 11a when viewed from the stacking direction D. .. The inner portion 21a is arranged between the edge portions 15c and 15c adjacent to each other in the stacking direction D, and is sandwiched by these edge portions 15c and 15c. The length of the outer portion 21b in the stacking direction D is longer than the length of the inner portion 21a in the stacking direction D. Therefore, the first resin portion 21 has a stepped surface 21c between the inner portion 21a and the outer portion 21b. The stepped surface 21c covers an end surface of the electrode plate 15, that is, a part of the side surface 11a. The difference between the length of the stepped surface 21c in the stacking direction D, that is, the length of the outer portion 21b in the stacking direction D and the length of the inner portion 21a in the stacking direction D is the length of the electrode plate 15 in the stacking direction D (plate). Thickness) is equivalent.

同様に、負極終端電極18及び正極終端電極19の電極板15の縁部15cにも第1樹脂部21が設けられている。その結果、各バイポーラ電極14と同様に、負極終端電極18及び正極終端電極19の電極板15の縁部15cも、第1樹脂部21に埋没した状態で保持されている。積層方向Dで隣り合う第1樹脂部21,21同士は、電極板15の他方面15bの外側に延在する面において互いに当接している。これにより、積層方向Dで隣り合う電極板15,15の間には、電極板15と第1樹脂部21とによって気密に仕切られた複数の内部空間Uが形成されている。この内部空間U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。電解液は、セパレータ13、正極16及び負極17内に含浸されている。 Similarly, the first resin portion 21 is also provided on the edge portion 15c of the electrode plate 15 of the negative electrode terminal electrode 18 and the positive electrode terminal electrode 19. As a result, similarly to each bipolar electrode 14, the edge portion 15c of the electrode plate 15 of the negative electrode terminal electrode 18 and the positive electrode terminal electrode 19 is also held in a state of being buried in the first resin portion 21. The first resin portions 21 and 21 adjacent to each other in the stacking direction D are in contact with each other on a surface extending to the outside of the other surface 15b of the electrode plate 15. As a result, a plurality of internal spaces U airtightly partitioned by the electrode plates 15 and the first resin portion 21 are formed between the electrode plates 15 and 15 adjacent to each other in the stacking direction D. The internal space U contains an electrolytic solution (not shown) composed of an alkaline solution such as an aqueous potassium hydroxide solution. The electrolytic solution is impregnated in the separator 13, the positive electrode 16 and the negative electrode 17.

第2樹脂部22は、封止体12の外壁を構成している。第2樹脂部22は、積層方向Dを軸方向として延在する筒状部である。第2樹脂部22は、積層方向Dにおいて電極積層体11の全長にわたって延在している。第2樹脂部22は、積層方向Dに延在する第1樹脂部21の外側面を覆っている。第2樹脂部22は、例えば、射出成型時の熱によって第1樹脂部21の外表面に溶着されている。 The second resin portion 22 constitutes the outer wall of the sealing body 12. The second resin portion 22 is a tubular portion extending with the stacking direction D as the axial direction. The second resin portion 22 extends over the entire length of the electrode laminate 11 in the stacking direction D. The second resin portion 22 covers the outer surface of the first resin portion 21 extending in the stacking direction D. The second resin portion 22 is welded to the outer surface of the first resin portion 21 by, for example, heat during injection molding.

以上説明したように、蓄電モジュール4では、バイポーラ電極14の電極板15の縁部15cが中間層25により覆われており、封止体12の第1樹脂部21は、中間層25を介して縁部15cに設けられている。このため、金属製の電極板15と第1樹脂部21とが互いに結合し難い材料の場合でも、中間層25として、電極板15及び第1樹脂部21とそれぞれ結合し易い材料を選択すれば、電極板15と第1樹脂部21とを中間層25を介して容易に結合させることができる。これにより、蓄電モジュール4のシール性を向上させることができる。 As described above, in the power storage module 4, the edge portion 15c of the electrode plate 15 of the bipolar electrode 14 is covered with the intermediate layer 25, and the first resin portion 21 of the sealing body 12 is interposed via the intermediate layer 25. It is provided on the edge portion 15c. Therefore, even if the metal electrode plate 15 and the first resin portion 21 are difficult to bond with each other, if a material that is easily bonded to the electrode plate 15 and the first resin portion 21 is selected as the intermediate layer 25. , The electrode plate 15 and the first resin portion 21 can be easily bonded to each other via the intermediate layer 25. Thereby, the sealing property of the power storage module 4 can be improved.

中間層25は、チタン、シリコン、クロム、及びタングステンからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含有している。これらの元素は金属製の電極板15及び第1樹脂部21のいずれとも相性がよく、互いに結合し易い。このため、これらの元素を含有する中間層25によれば、第1樹脂部21と電極板15とを中間層25を介して容易に結合させることができる。 The intermediate layer 25 contains at least one element selected from the group consisting of titanium, silicon, chromium, and tungsten. These elements are compatible with both the metal electrode plate 15 and the first resin portion 21, and are easily bonded to each other. Therefore, according to the intermediate layer 25 containing these elements, the first resin portion 21 and the electrode plate 15 can be easily bonded to each other via the intermediate layer 25.

本発明は上述した実施形態に限らず、様々な変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.

図4は、変形例に係る蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。図5は、図4の蓄電モジュールの一部拡大図である。図4及び図5に示されるように、変形例に係る蓄電モジュール4Aは、第1樹脂部21の形状及び中間層25が設けられる位置の点で、実施形態に係る蓄電モジュール4(図2参照)と相違する。蓄電モジュール4Aでは、中間層25は電極板15の縁部15cにおいて一方面15aのみを覆い、電極板15の端面は中間層25から露出している。第1樹脂部21は段差面21c(図2参照)を有さず、平板状であり、外側部分21bの積層方向Dの長さは、内側部分21aの積層方向Dの長さと同等である。これにより、電極板15の端面は、第1樹脂部21から露出している。蓄電モジュール4Aにおける第1樹脂部21の内側部分21aの積層方向Dの長さは、蓄電モジュール4における第1樹脂部21の内側部分21aの積層方向Dの長さよりも短い。したがって、蓄電モジュール4Aでは、内側部分21aは、積層方向Dで隣り合う縁部15c,15cの間に配置されているものの、一方の縁部15cから離間しており、縁部15c,15cにより挟持されていない。第1樹脂部21の外側部分21bの一部は、第2樹脂部22に埋没している。積層方向Dで隣り合う第1樹脂部21,21同士は、互いに離間している。このため、蓄電モジュール4Aでは、第1樹脂部21の外表面に溶着された第2樹脂部22により、積層方向Dで隣り合うバイポーラ電極14,14間が封止され、内部空間Uが形成されている。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the power storage module according to the modified example. FIG. 5 is a partially enlarged view of the power storage module of FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the power storage module 4A according to the modified example has the power storage module 4 according to the embodiment (see FIG. 2) in terms of the shape of the first resin portion 21 and the position where the intermediate layer 25 is provided. ) Is different. In the power storage module 4A, the intermediate layer 25 covers only one surface 15a at the edge portion 15c of the electrode plate 15, and the end surface of the electrode plate 15 is exposed from the intermediate layer 25. The first resin portion 21 does not have a stepped surface 21c (see FIG. 2) and has a flat plate shape, and the length of the outer portion 21b in the stacking direction D is equivalent to the length of the inner portion 21a in the stacking direction D. As a result, the end face of the electrode plate 15 is exposed from the first resin portion 21. The length of the stacking direction D of the inner portion 21a of the first resin portion 21 in the power storage module 4A is shorter than the length of the stacking direction D of the inner portion 21a of the first resin portion 21 in the power storage module 4. Therefore, in the power storage module 4A, although the inner portion 21a is arranged between the adjacent edge portions 15c and 15c in the stacking direction D, it is separated from one edge portion 15c and is sandwiched by the edge portions 15c and 15c. It has not been. A part of the outer portion 21b of the first resin portion 21 is buried in the second resin portion 22. The first resin portions 21 and 21 adjacent to each other in the stacking direction D are separated from each other. Therefore, in the power storage module 4A, the second resin portion 22 welded to the outer surface of the first resin portion 21 seals between the adjacent bipolar electrodes 14 and 14 in the stacking direction D, and the internal space U is formed. ing.

蓄電モジュール4,4Aでは、第1樹脂部21と電極板15との結合力を向上させるために、縁部15cにおける第1樹脂部21が取り付けられる表面が粗面化されていてもよい。具体的には、例えば、一方面15aが縁部15cにおいて電解メッキ処理により粗面化されてもよい。蓄電モジュール4の場合は、一方面15aに加えて、電極板15の端面が粗面化されていてもよい。このように電極板15が粗面化されている場合、粗面化により形成された凹部内に第1樹脂部21が入り込み、アンカー効果が発揮される。 In the power storage modules 4 and 4A, in order to improve the bonding force between the first resin portion 21 and the electrode plate 15, the surface of the edge portion 15c to which the first resin portion 21 is attached may be roughened. Specifically, for example, one surface 15a may be roughened at the edge portion 15c by electroplating. In the case of the power storage module 4, in addition to the one surface 15a, the end surface of the electrode plate 15 may be roughened. When the electrode plate 15 is roughened in this way, the first resin portion 21 enters the recess formed by the roughening, and the anchor effect is exhibited.

電極板15が粗面化されている場合の中間層25の効果について、図6(a)及び図6(b)を参照して詳細に説明する。図6(a)及び図6(b)は、中間層の効果について説明するための模式図である。図6(a)及び図6(b)に示されるように、電極板15の一方面15aは粗面化され、電極板15は、一方面15aから突出する複数の突起15dを有している。突起15dは、例えば、基端側から先端側に向かって先太りとなる形状を有している。なお、図6(a)及び図6(b)は模式図であって、突起15dの形状及び密度等は特に限定されない。 The effect of the intermediate layer 25 when the electrode plate 15 is roughened will be described in detail with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). 6 (a) and 6 (b) are schematic views for explaining the effect of the intermediate layer. As shown in FIGS. 6A and 6B, one surface 15a of the electrode plate 15 is roughened, and the electrode plate 15 has a plurality of protrusions 15d protruding from the one surface 15a. .. The protrusion 15d has, for example, a shape that becomes thicker from the base end side toward the tip end side. 6 (a) and 6 (b) are schematic views, and the shape and density of the protrusions 15d are not particularly limited.

図6(a)には、比較例に係る蓄電モジュールの場合が示されている。比較例に係る蓄電モジュールは、中間層25が設けられていない点で、蓄電モジュール4,4Aと主に相違している。第1樹脂部21は、突起15dの先端側よりも基端側と結合し難い。このため、突起15dの先端側では、電極板15が第1樹脂部21と結合するものの、突起15dの基端側では、電極板15が第1樹脂部21と結合せず、電極板15と第1樹脂部21との間に隙間15gが形成される。したがって、比較例に係る蓄電モジュールでは、突起15dの先端側ではアンカー効果が得られるものの、突起15dの基端側ではアンカー効果が得られ難い。このため、シール性を十分に向上させることができない。 FIG. 6A shows the case of the power storage module according to the comparative example. The power storage module according to the comparative example is mainly different from the power storage modules 4 and 4A in that the intermediate layer 25 is not provided. The first resin portion 21 is more difficult to bond with the proximal end side than the distal end side of the protrusion 15d. Therefore, on the tip end side of the protrusion 15d, the electrode plate 15 is bonded to the first resin portion 21, but on the base end side of the protrusion 15d, the electrode plate 15 is not bonded to the first resin portion 21, and is connected to the electrode plate 15. A gap of 15 g is formed between the resin portion 21 and the first resin portion 21. Therefore, in the power storage module according to the comparative example, although the anchor effect can be obtained on the tip end side of the protrusion 15d, it is difficult to obtain the anchor effect on the base end side of the protrusion 15d. Therefore, the sealing property cannot be sufficiently improved.

図6(b)には、蓄電モジュール4,4Aの場合が示されている。蓄電モジュール4,4Aでは、第1樹脂部21が中間層25を介して電極板15に設けられている。これにより、突起15dの基端側も第1樹脂部21と容易に結合するので、突起15dの基端側に隙間15gが形成されることが抑制される。よって、蓄電モジュール4,4Aでは、電極板15の粗面化により、突起15dの先端側だけでなく基端側でもアンカー効果が得られるので、シール性を十分に向上させることができる。ここでは、中間層25の厚さ(平均厚さ)は、突起15dの突出高さ(平均突出高さ)よりも薄くなっている。これにより、突起15dが中間層25に埋まり、アンカー効果が失われることを抑制することができる。なお、中間層25の厚さ(平均厚さ)は、複数の突起15dの基端側で先端側よりも厚くてもよい。突起15dの先端側よりも基端側が第1樹脂部21と結合し難いので、基端側に中間層25を厚く配置することにより、基端側においても第1樹脂部21と電極板15とを中間層25を介して容易に結合させることができる。 FIG. 6B shows the case of the power storage modules 4 and 4A. In the power storage modules 4 and 4A, the first resin portion 21 is provided on the electrode plate 15 via the intermediate layer 25. As a result, the base end side of the protrusion 15d is also easily bonded to the first resin portion 21, so that the formation of a gap 15g on the base end side of the protrusion 15d is suppressed. Therefore, in the power storage modules 4 and 4A, by roughening the surface of the electrode plate 15, the anchor effect can be obtained not only on the distal end side but also on the proximal end side of the protrusion 15d, so that the sealing property can be sufficiently improved. Here, the thickness (average thickness) of the intermediate layer 25 is thinner than the protrusion height (average protrusion height) of the protrusion 15d. As a result, it is possible to prevent the protrusion 15d from being buried in the intermediate layer 25 and losing the anchor effect. The thickness (average thickness) of the intermediate layer 25 may be thicker on the base end side of the plurality of protrusions 15d than on the tip end side. Since it is more difficult for the base end side to bond with the first resin portion 21 than the tip end side of the protrusion 15d, by arranging the intermediate layer 25 thicker on the base end side, the first resin portion 21 and the electrode plate 15 can also be formed on the base end side. Can be easily bonded via the intermediate layer 25.

4,4A…蓄電モジュール、11…電極積層体、14…バイポーラ電極、15…電極板、15a…一方面、15b…他方面、15c…縁部、15d…突起、16…正極、17…負極、21…第1樹脂部(樹脂部)、25…中間層。 4,4A ... power storage module, 11 ... electrode laminate, 14 ... bipolar electrode, 15 ... electrode plate, 15a ... one side, 15b ... other side, 15c ... edge, 15d ... protrusion, 16 ... positive electrode, 17 ... negative electrode, 21 ... 1st resin part (resin part), 25 ... Intermediate layer.

Claims (5)

複数の電極が積層されてなる電極積層体と、
前記複数の電極それぞれに設けられた樹脂部と、を備え、
前記複数の電極それぞれは、金属製の電極板と、前記電極板の少なくとも一方面に設けられた活物質層と、前記電極板の縁部を覆う中間層と、を有し、
前記樹脂部は、前記中間層を介して前記縁部に設けられており、
前記中間層は、前記電極板の表層部分の主成分である元素よりも、前記樹脂部と結合し易い元素からなる材料を含有する、蓄電モジュール。
An electrode laminate in which a plurality of electrodes are laminated, and
A resin portion provided for each of the plurality of electrodes is provided.
Each of the plurality of electrodes has a metal electrode plate, an active material layer provided on at least one surface of the electrode plate, and an intermediate layer covering the edge portion of the electrode plate.
The resin portion is provided on the edge portion via the intermediate layer.
A power storage module in which the intermediate layer contains a material made of an element that is more easily bonded to the resin portion than an element that is a main component of the surface layer portion of the electrode plate.
前記中間層は、チタン、シリコン、クロム、及びタングステンからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含有している、請求項1に記載の蓄電モジュール。 The power storage module according to claim 1, wherein the intermediate layer contains at least one element selected from the group consisting of titanium, silicon, chromium, and tungsten. 前記縁部は、粗面化され、複数の突起を有している、請求項1又は2に記載の蓄電モジュール。 The power storage module according to claim 1 or 2, wherein the edge portion is roughened and has a plurality of protrusions. 前記中間層の厚さは、前記複数の突起それぞれの突出高さよりも薄い、請求項3に記載の蓄電モジュール。 The power storage module according to claim 3, wherein the thickness of the intermediate layer is thinner than the protrusion height of each of the plurality of protrusions. 前記中間層の厚さは、前記複数の突起の基端側で先端側よりも厚い、請求項3又は4に記載の蓄電モジュール。 The power storage module according to claim 3 or 4, wherein the thickness of the intermediate layer is thicker on the proximal end side of the plurality of protrusions than on the distal end side.
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JP2005259379A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Nissan Motor Co Ltd Bipolar battery
JP4635589B2 (en) * 2004-12-08 2011-02-23 日産自動車株式会社 Bipolar battery, assembled battery, composite battery and vehicle equipped with these
JP5494089B2 (en) * 2010-03-24 2014-05-14 日産自動車株式会社 Bipolar battery seal structure
JP6946656B2 (en) * 2017-02-15 2021-10-06 株式会社豊田自動織機 Power storage module
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