JP6942079B2 - 蓄電モジュール - Google Patents

Description

本発明は、蓄電モジュールに関する。

従来の蓄電モジュールとして、電極板の一方面に正極が形成され、他方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が知られている（特許文献１参照）。バイポーラ電池は、セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層してなる積層体を備えている。積層体の側面には、積層方向に隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体が設けられており、バイポーラ電極間に形成された内部空間に電解液が収容されている。

特開２０１１−２０４３８６号公報

上述したような蓄電モジュールでは、積層体における積層方向の一端に、内面に負極が形成された電極板からなる負極終端電極が配置されている。この負極終端電極の電極板の縁部についても封止体によって封止されているが、電解液がアルカリ溶液からなる場合、いわゆるアルカリクリープ現象により、電解液が負極終端電極の電極板の表面を伝わり、封止体と当該電極板との間を通って当該電極板の外面側に滲み出ることがある。電解液が外面側に漏れ出て拡散すると、例えば負極終端電極に隣接して配置された導電板の腐食や、負極終端電極と拘束部材との短絡などが生じるおそれがあり、信頼性の観点から好ましくない。

そこで、本発明は、信頼性の向上が図られた蓄電モジュール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、セパレータを介して積層された複数の電極を含む積層体と、積層体の側面に設けられ、積層体の積層方向に隣り合う電極間を封止する封止体と、を備え、積層方向に隣り合う電極間に形成された内部空間には、アルカリ溶液からなる電解液が収容されており、電極は、複数のバイポーラ電極と負極終端電極とを含み、バイポーラ電極は、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１面の反対側の第２面に設けられた負極と、を含み、負極終端電極は、内面に負極が形成された電極板を含み、積層方向における積層体の一端側に配置されており、封止体は、積層体の一端側の最外層に位置する電極板である終端電極板の外面の縁部に接合された被接合部を有しており、終端電極板の外面には、積層方向から見て被接合部の内側端部から離間して配置された枠状の壁部が設けられている。

この蓄電モジュールでは、負極終端電極が設けられた側（一端側）の最外層に位置する終端電極板の外面において、封止体の被接合部の内側端部から離間して配置された枠状の壁部が設けられている。当該壁部は、アルカリクリープ現象により封止体の被接合部と負極終端電極の電極板との間から漏出した電解液の拡散を防止するための防波堤として機能する。これにより、漏出した電解液による短絡等の二次被害の発生を回避することができ、信頼性を向上させることができる。

終端電極板の外面は、複数の突起が設けられた粗面であり、壁部は、液状シール剤の硬化物であってもよい。この場合、壁部は、複数の突起の間に充填された液状シール剤が硬化することによって形成された部分を有する。これにより、壁部と終端電極板の外面との結合力を向上させることができ、漏出した電解液の拡散をより確実に防止できる。

壁部と被接合部の内側端部との間には、電解液を貯留可能な空間が形成されており、当該空間の大きさは、積層体に収容された電解液の量に基づいて設定されていてもよい。この場合、積層体に収容された電解液の量に基づいて、漏出した電解液の拡散が防止されるように、上記空間の大きさを適切に設定することができる。

壁部と被接合部の内側端部との間には、電解液を貯留可能な空間が形成されており、当該空間の積層方向から見た面積は、積層体に収容された電解液の漏液速度に基づいて設定されていてもよい。この場合、電解液の漏液速度に基づいて、漏出した電解液の拡散が防止されるように、上記空間の積層方向から見た面積（表面積）を適切に設定することができる。

終端電極板は、負極終端電極の電極板であってもよい。この場合、例えば後述するように負極終端電極の電極板とは異なる電極板を終端電極板として設ける場合と比較して、単純な構成によって上述したような効果を得ることができる。

或いは、終端電極板は、負極終端電極の電極板とは異なる電極板であってもよい。すなわち、終端電極板は、負極終端電極の電極板の外面側に設けられた電極板であり、終端電極板は、負極終端電極の電極板の外面に対向する第３面と第３面の反対側の第４面とを含み、封止体は、負極終端電極の電極板の外面に溶着されると共に第３面の周縁部において終端電極板に溶着された第１樹脂部と、第４面の周縁部から第１樹脂部にわたって延在して配置され、第４面及び第１樹脂部に溶着された第２樹脂部と、を含み、被接合部は、第２樹脂部であってもよい。この場合、負極終端電極は、バイポーラ電極と終端電極板との間に配置される。すなわち、負極終端電極のさらに外側に終端電極板が設けられている。そして、終端電極板は、負極終端電極の外面に対向する第３面の周縁部において、負極終端電極の外面に溶着された第１樹脂部に溶着されている。このような構成とすることにより、次のような効果が得られる。すなわち、第１の効果として、第１樹脂部と比較して剛性の高い終端電極板が負極終端電極の外面上の第１樹脂部に溶着されることにより、第１樹脂部と負極終端電極の外面とが引きはがされるように第１樹脂部が変形することが抑制される。また、第２の効果として、負極終端電極の外側にさらに終端電極板が設けられることにより、電極間の内部空間への外部からの水分の侵入が抑制される。さらに、第３の効果として、負極終端電極から外部に通じる経路上において、負極終端電極の外面と第１樹脂部との溶着箇所、及び、終端電極板の第３面と第１樹脂部の溶着箇所の少なくとも２段階のシールが形成される。第１の効果によって、第１樹脂部と負極終端電極の外面との間において、アルカリクリープによる電解液の漏液の経路となり得る隙間が生じることが抑制される。また、第２の効果によって、アルカリクリープの加速条件となる外部の湿度の影響が抑制される。さらに、第３の効果によって、多段階のシールにより漏液速度が低減される。これらの効果が複合的に得られる結果、アルカリクリープによる漏液が抑制される。さらに、仮にアルカリクリープによる漏液が発生したとしても、上述した壁部が終端電極板の外面に設けられていることによって、漏出した電解液による短絡等の二次被害の発生を回避することができる。このように、上記蓄電モジュールによれば、上述したような二段構えの対策によって、信頼性をより一層向上させることができる。

本発明の一側面によれば、信頼性の向上が図られた蓄電モジュールを提供することができる。

第１実施形態の蓄電モジュールを含む蓄電装置を示す概略断面図である。 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。 電極板と封止体の第１封止部との接合界面を示す概略断面図である。 図２の一部を拡大して示す概略断面図である。 図１の蓄電モジュールを積層方向から見た平面図である。 第２実施形態の蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の蓄電モジュールを含む蓄電装置を示す概略断面図である。同図に示す蓄電装置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。

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、蓄電モジュール４，４間に配置された複数の導電板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、或い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。

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、積層端に位置する蓄電モジュール４の外側にも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。

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。

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。

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。

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。同図に示すように、蓄電モジュール４は、電極積層体１１（積層体）と、電極積層体１１を封止する封止体１２とを備えて構成されている。

電極積層体１１は、セパレータ１３を介して複数の電極（複数のバイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９）を積層することによって構成されている。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、第１面１５ａに正極１６が形成され、かつ第１面１５ａの反対側の第２面１５ｂに負極１７が形成された電極板１５からなる電極である。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。

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、内面（積層方向Ｄの中心側の面）１５ｄに負極１７が形成された電極板１５を含んでいる。正極終端電極１９は、内面（積層方向Ｄの中心側の面）１５ｆに正極１６が形成された電極板１５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。負極終端電極１８の電極板１５の外面１５ｅには、蓄電モジュール４に隣接する一方の導電板５が接触している。正極終端電極１９の電極板１５の外面１５ｇには、蓄電モジュール４に隣接する他方の導電板５が接触している。本実施形態では、負極終端電極１８の電極板１５が、電極積層体１１の一端側の最外層に位置する終端電極板である。

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。或いは、電極板１５は、ニッケルめっき鋼板であってもよい。電極板１５の縁部（バイポーラ電極１４の縁部）１５ｃ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。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の第２面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、電極板１５の第１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。

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などが例示される。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。

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、バイポーラ電極１４の積層によって形成された電極積層体１１の側面１１ａを取り囲むように構成されている。

封止体１２は、各バイポーラ電極１４の電極板１５の縁部１５ｃに沿って設けられた第１封止部２１と、第１封止部２１の全体を外側から包囲するように設けられた第２封止部２２とによって構成されている。第１封止部２１は、電極板１５の第１面１５ａ側の縁部１５ｃ（未塗工領域）において、電極板１５の全ての辺にわたって連続的に設けられている。第１封止部２１は、溶着によって当該縁部１５ｃに結合されている。第１封止部２１の内側の一部は、積層方向Ｄに隣り合うバイポーラ電極１４，１４の電極板１５の縁部１５ｃ同士の間に位置しており、外側の一部は、電極板１５から外側に張り出している。第１封止部２１は、当該外側の一部において第２封止部２２に埋没している。

第２封止部２２は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、電極積層体１１における積層方向Ｄの全長にわたって延在している。第２封止部２２は、例えば射出成型時の熱によって第１封止部２１の外表面に溶着されており、積層方向Ｄに隣り合うバイポーラ電極１４，１４間を封止している。これにより、積層方向Ｄに隣り合うバイポーラ電極１４，１４間には、内部空間Ｖが形成されている。この内部空間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。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。

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封止部２１が設けられており、負極終端電極１８及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間は第２封止部２２によって封止されている。すなわち、封止体１２は、第１封止部２１の１つとして、負極終端電極１８の電極板１５の外面１５ｅの縁部１５ｃに接合された被接合部２１Ａを有している。これにより、負極終端電極１８及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間に内部空間Ｖが形成されており、この内部空間Ｖに電解液が収容されている。

図３は、電極板１５と第１封止部２１との接合界面を示す概略断面図である。図３に示されるように、電極板１５の表面は粗面化されている。ここでは、各バイポーラ電極１４において、図２に示される第１面１５ａ、第２面１５ｂ及び端面を含む電極板１５の表面全体が粗面化されている。電極板１５の表面は、例えば、電解メッキ処理で複数の微細な突起１５ｐが形成されることにより粗面化されている。同様に、負極終端電極１８についても、内面１５ｄ、外面１５ｅ及び端面を含む電極板１５の表面全体が粗面化されており、正極終端電極１９についても、内面１５ｆ、外面１５ｇ及び端面を含む電極板１５の表面全体が粗面化されている。このように電極板１５が粗面化されている場合、電極板１５と第１封止部２１との接合界面では、溶融状態の第１封止部２１が粗面化により形成された凹部内に入り込み、アンカー効果が発揮される。これにより、電極板１５と第１封止部２１との結合力を向上させることができる。少なくとも、第１面１５ａ（負極終端電極１８については外面１５ｅ）における縁部１５ｃが粗面化されていれば、結合力向上の効果が得られる。突起１５ｐ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。この場合、互いに隣接する突起１５ｐの間の断面形状はアンダーカット形状となり、アンカー効果が生じ易い。なお、図３は模式図であって、突起１５ｐの形状及び密度等は特に限定されない。

蓄電モジュール４では、負極終端電極１８の電極板１５の外面１５ｅに、壁部３１が設けられている。以下、図４及び図５を参照して、壁部３１について詳細に説明する。図４は、図２の一部を拡大して示す概略断面図であり、図５は、蓄電モジュール４を積層方向Ｄから見た平面図である。図５では、導電板５の外縁が二点鎖線で示されており、負極１７の外縁が破線で示されている。

壁部３１は、積層方向Ｄから見て、被接合部２１Ａの内側端部２１ａから離間して配置された枠状の部材である。壁部３１は、例えば液状シール剤の硬化物である。液状シール剤は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂材料、アスファルトピッチ（ブローンアスファルトとポリブテンとをトルエンで溶いたもの）等である。具体的には、壁部３１は、外面１５ｅに対して液状シール剤を塗布し、当該液状シール材を硬化させることによって形成されている。上述したように、外面１５ｅは、複数の突起１５ｐが設けられた粗面となっている（図３参照）。このため、壁部３１は、複数の突起１５ｐの間に充填された液状シール剤が硬化された部分を有している。これにより、複数の微細な突起が形成されていない平坦面に壁部３１を設ける場合と比較して、壁部３１と負極終端電極１８の電極板１５の外面１５ｅとの結合力が向上させられている。

壁部３１の厚さ（積層方向Ｄに沿った長さ）は、例えば１００μｍ程度である。ただし、壁部３１の厚さは、後述する空間Ｓに必要とされる容積に応じて任意に定められ得る。壁部３１は、積層方向Ｄから見て矩形環状に形成されており、被接合部２１Ａと導電板５との間に配置されて導電板５を包囲している。積層方向Ｄから見て、壁部３１の外側面３１ａと被接合部２１Ａの内側端部２１ａとは、互いに離間している。これにより、壁部３１と被接合部２１Ａの内側端部２１ａとの間には、アルカリクリープ現象によって漏出した電解液Ｌを貯留可能な空間として、矩形環状の空間Ｓが形成されている。

ここで、蓄電装置１は、通常、積層方向Ｄが鉛直方向に略一致し、蓄電モジュール４の一端（負極終端電極１８側）が上側となる向き（すなわち図１に示される向き）で使用される。このような使用状態においても、蓄電モジュール４では、いわゆるアルカリクリープ現象により、電解液Ｌが負極終端電極１８の電極板１５の表面を伝わり、封止体１２の被接合部２１Ａと電極板１５との間の隙間を通って、電極板１５の外面１５ｅ側に滲み出ることがある。図４においては、アルカリクリープ現象における電解液Ｌの移動経路が、矢印Ａで示されている。アルカリクリープ現象は、電気化学的な要因と流体現象等により、蓄電装置１の充電時及び放電時並びに無負荷時において生じ得る。アルカリクリープ現象は、負極電位、水分、及び電解液Ｌの通り道がそれぞれ存在することにより生じる。

蓄電モジュール４では、上述したようなアルカリクリープ現象によって漏出した電解液Ｌを、空間Ｓに一時的に貯留することが可能となっている。すなわち、漏出した電解液Ｌが壁部３１によって堰き止められることにより、当該電解液Ｌが外面１５ｅにおいて拡散すること（導電板５に到達すること等）が防止される。

空間Ｓに一時的に貯留可能な電解液Ｌの最大量（すなわち、空間Ｓの大きさ（容積））は、壁部３１の外側面３１ａと被接合部２１Ａの内側端部２１ａとの距離（離間幅）と、壁部３１の厚さ（高さ）と、によって規定される。このような空間Ｓの大きさは、例えば、電極積層体１１に収容された電解液Ｌの量、漏液速度等に基づいて設定されている（詳しくは後述）。

続いて、上述した蓄電装置１の製造方法について説明する。蓄電装置１の製造方法は、一次成形工程と、積層工程と、二次成形工程とを含んで構成されている。まず、一次成形工程では、所定数のバイポーラ電極１４、並びに一対の負極終端電極１８及び正極終端電極１９を用意し、各電極板１５の縁部１５ｃに沿って第１封止部２１を溶着する。続いて、負極終端電極１８の電極板１５の外面１５ｅ上に液状シール剤を塗布し、当該液状シール材を硬化させることにより、枠状の壁部３１を外面１５ｅ上に形成する。なお、壁部３１の形成工程は、第１封止部２１の形成工程よりも前に行われてもよい。

積層工程では、第１封止部２１が電極板１５の縁部１５ｃ同士の間に配置されるように、セパレータ１３を介してバイポーラ電極１４、負極終端電極１８及び正極終端電極１９を積層することにより、電極積層体１１を形成する。二次成形工程では、射出成形の金型（不図示）内に電極積層体１１を配置した後、金型内に溶融樹脂を射出することにより、第１封止部２１を包囲するように第２封止部２２を形成する。これにより、電極積層体１１の側面１１ａに封止体１２が形成される。

二次成形工程の後、バイポーラ電極１４，１４間の内部空間Ｖに電解液を注入する工程、蓄電モジュール４と導電板５とを積層して蓄電モジュール積層体２を形成する工程、及び拘束部材３によって蓄電モジュール積層体２を拘束する工程等を経て、図１に示した蓄電装置１が得られる。

続いて、蓄電モジュール４の作用効果を説明する。

上述したように、蓄電モジュール４では、負極終端電極１８の電極板１５（終端電極板）の外面１５ｅにおいて、被接合部２１Ａの内側端部２１ａから離間して配置された枠状の壁部３１が設けられている。当該壁部３１は、アルカリクリープ現象により被接合部２１Ａと負極終端電極１８の電極板１５との間から漏出した電解液Ｌの拡散を防止するための防波堤として機能する。すなわち、壁部３１は、漏出した電解液Ｌを空間Ｓ内に封じ込める役割を果たす。これにより、漏出した電解液Ｌによる二次被害の発生を回避することができ、信頼性を向上させることができる。漏出した電解液Ｌによる二次被害は、例えば、漏出した電解液Ｌが導電板５に至ることによって短絡が生じること、外面１５ｅの全域に拡散した電解液Ｌの溶媒が自然乾燥により蒸発した後に残留する塩（絶縁性の物質）によって集電が阻害されること等である。

また、負極終端電極１８の外面１５ｅは、複数の突起１５ｐが設けられた粗面であり、壁部３１は、液状シール剤の硬化物である。すなわち、壁部３１は、複数の突起１５ｐの間に充填された液状シール剤が硬化することによって形成された部分を有する。これにより、壁部３１と負極終端電極１８の電極板１５の外面１５ｅとの結合力を向上させることができる。その結果、漏出した電解液Ｌ（すなわち、空間Ｓに一時的に貯留される電解液Ｌ）が壁部３１と外面１５ｅとの間の微小な隙間を通って壁部３１の内側に浸入するおそれを低減でき、漏出した電解液Ｌの拡散をより確実に防止できる。

また、壁部３１と被接合部２１Ａの内側端部２１ａとの間には、電解液Ｌを貯留可能な空間Ｓが形成されており、当該空間Ｓの大きさは、電極積層体１１に収容された電解液Ｌの量に基づいて設定され得る。この場合、電極積層体１１に収容された電解液Ｌの量に基づいて、漏出した電解液Ｌの拡散が防止されるように、空間Ｓの大きさを適切に設定することができる。例えば、空間Ｓの大きさ（容積）は、蓄電モジュール４の使用可能期間（蓄電モジュール４が製造されてから蓄電モジュール４の寿命が切れるまでの期間）中に漏出することが想定される電解液Ｌの量（例えば最大量）を貯留可能な大きさに設定されてもよい。例えば、蓄電モジュール（電極積層体）には、通常、余剰電解液（失われても蓄電モジュールの動作に問題のない電解液であり、例えば電極積層体に収容される全電解液の８〜９％程度）が収容されている。また、蓄電モジュールの寿命は、通常の使用状態において当該余剰電解液の全てが漏出するまでの期間よりも短い期間に設定されている。従って、空間Ｓの大きさは、当該余剰電解液を全て貯留可能な大きさに設定されてもよい。これにより、蓄電モジュール４の寿命が尽きるまでの間に、漏出した電解液Ｌが壁部３１を超えて外面１５ｅ全体に拡散することを確実に防止できる。なお、空間Ｓの大きさの設定は、例えば、壁部３１の外側面３１ａと被接合部２１Ａの内側端部２１ａとの離間幅、及び壁部３１の厚さの少なくとも一方を調整することにより行うことができる。

また、空間Ｓの積層方向Ｄから見た面積（すなわち表面積）は、電極積層体１１に収容された電解液Ｌの漏液速度ｖ１に基づいて設定され得る。ここで、電解液Ｌの漏液速度ｖ１は、単位期間当たりに漏液する電解液Ｌの量を示す情報であり、例えば、蓄電モジュール４の通常の使用状態において想定される平均漏液速度である。漏液速度ｖ１は、例えば蓄電モジュール４の設計時等において決定される。この場合、電解液Ｌの漏液速度ｖ１に基づいて、漏出した電解液Ｌの拡散が防止されるように、空間Ｓの積層方向Ｄから見た面積（表面積）を適切に設定することができる。例えば、当該空間Ｓに一時的に貯留される電解液Ｌの気化速度ｖ２と漏液速度ｖ１との関係に基づいて、蓄電モジュール４の使用期間中に漏出した電解液Ｌが壁部３１を超えてしまうことがないように、上記面積を設定することができる。ここで、気化速度ｖ２は、単位期間当たりに気化（蒸発）する電解液Ｌの量を示す情報であり、空間Ｓの表面積に依存する。例えば、「ｖ２≧ｖ１」が成立するように上記面積（すなわち、壁部３１の外側面３１ａと被接合部２１Ａの内側端部２１ａとの離間幅）を設定することにより、空間Ｓに一時的に貯留された電解液Ｌの上面が時間とともに上昇することを確実に防止できる。その結果、空間Ｓに貯留された電解液Ｌが壁部３１を超えてしまうことを確実に防止できる。

また、本実施形態では、終端電極板は、負極終端電極１８の電極板１５である。これにより、例えば後述する第２実施形態のように負極終端電極１８の電極板１５とは異なる電極板１５を終端電極板として設ける場合と比較して、単純な構成によって上述したような効果を得ることができる。

［第２実施形態］
図６を参照して、第２実施形態の蓄電モジュール４Ａについて説明する。図６は、蓄電モジュール４Ａの内部構成を示す概略断面図である。図６に示されるように、蓄電モジュール４Ａは、終端電極板として、負極終端電極１８の電極板１５とは異なる電極板５０が設けられており、電極積層体１１の代わりに電極積層体１１Ａが設けられており、封止体１２の代わりに封止体１２Ａが設けられている点で、蓄電モジュール４と主に相違している。

電極板５０は、積層方向Ｄにおける電極積層体１１Ａの一端（負極終端電極１８側の端部）に設けられている。具体的には、電極板５０は、負極終端電極１８の電極板１５の外面１５ｅ側に設けられている。電極板５０は、負極終端電極１８の外面１５ｅに対向する第３面５０ａと、第３面５０ａの反対側の第４面５０ｂと、を含む。電極板５０の第４面５０ｂは、導電板５に接触している。電極板５０は、積層方向Ｄに沿って電極と共に積層されている。これにより、負極終端電極１８は、積層方向Ｄに沿って電極板５０とバイポーラ電極１４との間に配置されている。換言すれば、蓄電モジュール４Ａにおいては、負極終端電極１８のさらに外側に電極板５０が設けられている。

封止体１２Ａは、上述した第１封止部２１のうちの１つとして、負極終端電極１８の電極板１５の外面１５ｅに溶着されると共に、電極板５０の第３面５０ａの周縁部において電極板５０に溶着された第１樹脂部２１Ｂを含む。また、封止体１２Ａは、電極板５０の第４面５０ｂの周縁部から第１樹脂部２１Ｂにわたって延在して配置され、第４面５０ｂ及び第１樹脂部２１Ｂに溶着された第２樹脂部５１を含む。本実施形態では、第２樹脂部５１が、終端電極板の外面の縁部に接合された被接合部である。

電極板５０は、第１樹脂部２１Ｂに溶着されると共に負極終端電極１８の外面１５ｅに接触している。より具体的には、電極板５０は、第１樹脂部２１Ｂ及び外面１５ｅ上に配置されて第１樹脂部２１Ｂに溶着された矩形環状の被溶着部５２と、被溶着部５２の内側において被溶着部５２よりも負極終端電極１８の外面１５ｅ側に位置して（窪んで）外面１５ｅに接触された矩形状の被接触部５３と、を含む。被溶着部５２と被接触部５３とは互いに連続している。電極板５０と負極終端電極１８との間（第３面５０ａと外面１５ｅとの間）には、第１樹脂部２１Ｂの厚さ（積層方向Ｄに沿った長さ）に相当する余剰空間ＶＡが形成され得るが、電極板５０が被接触部５３において負極終端電極１８側に窪んでいることから、この余剰空間ＶＡが狭く制限されている。なお、電極板５０は、電極板１５と同様の金属箔である。すなわち、電極板５０は、活物質層が形成されていない金属箔（未塗工箔）である。

第２樹脂部５１は、積層方向Ｄから見て第１樹脂部２１Ｂと略同一の形状を呈している。すなわち、第２樹脂部５１は、矩形環状であり、また、所定の厚さを有するフィルムである。第２樹脂部５１は、電極板５０の第４面５０ｂの周縁部から第１樹脂部２１Ｂにわたって延在して配置されている。第２樹脂部５１は、第４面５０ｂ及び第１樹脂部２１Ｂに溶着されている。第２封止部２２は、複数の第１封止部２１及び第２樹脂部５１を外側から包囲するように第１封止部２１及び第２樹脂部５１に接合されている。第２封止部２２は、積層方向Ｄから見て電極板５０及び第２樹脂部５１に重複する重複部２２Ａを含むと共に、重複部２２Ａにおいて第２樹脂部５１に溶着されている。

本実施形態では、電極板５０の第４面５０ｂ（外面）に、壁部３１が設けられている。壁部３１は、積層方向Ｄから見て、第２樹脂部５１の内側端部５１ａから離間して配置された枠状の部材である。本実施形態では一例として、壁部３１は、被接触部５３の第４面５０ｂに設けられている。ただし、壁部３１は、積層方向Ｄから見て、余剰空間ＶＡと重なる領域を含んでもよい。ここで、第４面５０ｂは、複数の突起１５ｐが設けられた粗面であってもよい（図３参照）。この場合、壁部３１を液状シール剤の硬化物によって形成する場合において、複数の微細な突起が形成されていない平坦面に壁部３１を設ける場合と比較して、壁部３１と第４面５０ｂとの結合力が向上させられている。

壁部３１と第２樹脂部５１の内側端部５１ａとの間には、アルカリクリープ現象によって漏出した電解液Ｌを貯留可能な空間として、略矩形環状の空間ＳＡが形成されている。図６に示されるように、本実施形態では一例として、空間ＳＡは、電極板５０の第４面５０ｂと壁部３１とによって画定されている。空間ＳＡの大きさは、上述した空間Ｓの大きさの設定と同様の考え方によって設定され得る。

続いて、蓄電モジュール４Ａを備える蓄電装置の製造方法について説明する。まず、上述した蓄電装置１の製造方法と同様に、一次成形工程では、所定数のバイポーラ電極１４、並びに一対の負極終端電極１８及び正極終端電極１９を用意し、各電極板１５の縁部１５ｃに沿って第１封止部２１を溶着する。続いて、積層工程では、第１封止部２１が電極板１５の縁部１５ｃ同士の間に配置されるように、セパレータ１３を介してバイポーラ電極１４、負極終端電極１８及び正極終端電極１９を積層することにより、電極積層体１１Ａを形成する。ここでは、第１樹脂部２１Ｂ上に第２樹脂部５１が配置されるように、電極板５０が電極積層体１１Ａの一端に配置される。電極板５０の第４面５０ｂには、壁部３１が設けられる。二次成形工程では、射出成形の金型（不図示）内に電極積層体１１Ａを配置した後、金型内に溶融樹脂を射出することにより、第１封止部２１及び第２樹脂部５１を包囲するように第２封止部２２を形成する。これにより、電極積層体１１Ａの側面１１ａに封止体１２Ａが形成される。二次成形工程の後、上述した蓄電装置１の製造方法と同様に、電解液を注入する工程等が行われることにより、蓄電モジュール４Ａを備える蓄電装置が得られる。

続いて、蓄電モジュール４Ａの作用効果を説明する。

上述したように、蓄電モジュール４Ａでは、終端電極板は、負極終端電極１８の電極板１５とは異なる電極板５０である。すなわち、終端電極板は、負極終端電極１８の電極板１５の外面１５ｅ側に設けられた電極板５０である。電極板５０は、負極終端電極１８の電極板１５の外面１５ｅに対向する第３面５０ａと第３面５０ａの反対側の第４面５０ｂとを含む。封止体１２Ａは、負極終端電極１８の電極板１５の外面１５ｅに溶着されると共に第３面５０ａの周縁部において電極板５０に溶着された第１樹脂部２１Ｂと、第４面５０ｂの周縁部から第１樹脂部２１Ｂにわたって延在して配置され、第４面５０ｂ及び第１樹脂部２１Ｂに溶着された第２樹脂部５１と、を含む。電極板５０の第４面５０ｂに、壁部３１が設けられている。この場合、負極終端電極１８は、バイポーラ電極１４と電極板５０との間に配置される。すなわち、負極終端電極１８のさらに外側に電極板５０が設けられている。そして、電極板５０は、負極終端電極１８の外面１５ｅに対向する第３面５０ａの周縁部において、負極終端電極１８の外面１５ｅに溶着された第１樹脂部２１Ｂに溶着されている。このような構成とすることにより、次のような効果が得られる。すなわち、第１の効果として、第１樹脂部２１Ｂと比較して剛性の高い電極板５０が負極終端電極１８の外面１５ｅ上の第１樹脂部２１Ｂに溶着されることにより、第１樹脂部２１Ｂと負極終端電極１８の外面１５ｅとが引きはがされるように第１樹脂部２１Ｂが変形することが抑制される。また、第２の効果として、負極終端電極１８の外側にさらに電極板５０が設けられることにより、電極間の内部空間Ｖへの外部からの水分の侵入が抑制される。さらに、第３の効果として、負極終端電極１８から外部に通じる経路上において、負極終端電極１８の外面１５ｅと第１樹脂部２１Ｂとの溶着箇所、及び、電極板５０の第３面５０ａと第１樹脂部２１Ｂの溶着箇所の少なくとも２段階のシールが形成される。第１の効果によって、第１樹脂部２１Ｂと負極終端電極１８の外面１５ｅとの間において、アルカリクリープによる電解液Ｌの漏液の経路となり得る隙間が生じることが抑制される。また、第２の効果によって、アルカリクリープの加速条件となる外部の湿度の影響が抑制される。さらに、第３の効果によって、多段階のシールにより漏液速度が低減される。これらの効果が複合的に得られる結果、アルカリクリープによる漏液が抑制される。さらに、仮にアルカリクリープによる漏液が発生したとしても、上述した壁部３１Ｂが電極板５０の外面（第４面５０ｂ）に設けられていることによって、漏出した電解液Ｌによる短絡等の二次被害の発生を回避することができる。従って、蓄電モジュール４Ａによれば、上述したような二段構えの対策によって、信頼性をより一層向上させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、壁部３１は、電解液Ｌの外面１５ｅ（第２実施形態では第４面５０ｂ）全体（特に導電板５が当接される部分）への拡散を防止できる機能を有していればよく、液状シール剤以外の材料によって形成されていてもよい。例えば、壁部３１は、接着等によって外面１５ｅ（第２実施形態では第４面５０ｂ）に結合されていてもよい。

また、上記実施形態では、電極板１５の第１面１５ａ側のみに第１封止部２１が形成されていたが、第１封止部２１は、第１面１５ａ側及び第２面１５ｂ側の双方に形成されていてもよく、例えば電極板１５の縁部１５ｃが第１封止部２１に埋没するように形成されていてもよい。或いは、第１封止部２１は、第２面１５ｂ側のみに形成されていてもよい。例えば、被接合部２１Ａが負極終端電極１８の電極板１５の外面１５ｅに形成されていない場合には、積層方向Ｄにおける一端において内側に張り出した封止体１２の第２封止部２２の一部が、上述した被接合部として外面１５ｅに接合されていてもよい。また、上記実施形態では、第１封止部２１の外側の一部が電極板１５から外側に張り出していたが、第１封止部２１は少なくとも電極板１５の縁部１５ｃ同士の間に配置されていればよく、例えば第１封止部２１の全体が電極板１５の縁部１５ｃ同士の間に配置されていてもよい。

１…蓄電装置、４，４Ａ…蓄電モジュール、１１，１１Ａ…電極積層体（積層体）、１１ａ…側面、１２，１２Ａ…封止体、１３…セパレータ、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…第１面、１５ｂ…第２面、１５ｃ…縁部、１５ｄ…内面、１５ｅ…外面、１５ｐ…突起、１６…正極、１７…負極、１８…負極終端電極、２１Ａ…被接合部、２１ａ…内側端部、３１…壁部、５０…電極板（終端電極板）、５１…第２樹脂部（被接合部）、５１ａ…内側端部、Ｄ…積層方向、Ｓ，ＳＡ…空間、Ｖ…内部空間。

Claims (6)

1. セパレータを介して積層された複数の電極を含む積層体と、
   前記積層体の側面に設けられ、前記積層体の積層方向に隣り合う前記電極間を封止する封止体と、
   を備え、
   前記積層方向に隣り合う前記電極間に形成された内部空間には、アルカリ溶液からなる電解液が収容されており、
   前記電極は、複数のバイポーラ電極と負極終端電極とを含み、
   前記バイポーラ電極は、電極板と、前記電極板の第１面に設けられた正極と、前記電極板の前記第１面の反対側の第２面に設けられた負極と、を含み、
   前記負極終端電極は、内面に前記負極が形成された電極板を含み、前記積層方向における前記積層体の一端側に配置されており、
   前記封止体は、前記積層体の前記一端側の最外層に位置する前記電極板である終端電極板の外面の縁部に接合された被接合部を有しており、
   前記終端電極板の前記外面には、前記積層方向から見て前記被接合部の内側端部から離間して配置された枠状の壁部が設けられている、
   蓄電モジュール。
2. 前記終端電極板の外面は、複数の突起が設けられた粗面であり、
   前記壁部は、液状シール剤の硬化物である、
   請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 前記壁部と前記被接合部の前記内側端部との間には、前記電解液を貯留可能な空間が形成されており、
   前記空間の大きさは、前記積層体に収容された前記電解液の量に基づいて設定されている、
   請求項１又は２に記載の蓄電モジュール。
4. 前記壁部と前記被接合部の前記内側端部との間には、前記電解液を貯留可能な空間が形成されており、
   前記空間の前記積層方向から見た面積は、前記積層体に収容された前記電解液の漏液速度に基づいて設定されている、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
5. 前記終端電極板は、前記負極終端電極の前記電極板である、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
6. 前記終端電極板は、前記負極終端電極の前記電極板の外面側に設けられた前記電極板であり、
   前記終端電極板は、前記負極終端電極の前記電極板の前記外面に対向する第３面と前記第３面の反対側の第４面とを含み、
   前記封止体は、
   前記負極終端電極の前記電極板の前記外面に溶着されると共に前記第３面の周縁部において前記終端電極板に溶着された第１樹脂部と、
   前記第４面の周縁部から前記第１樹脂部にわたって延在して配置され、前記第４面及び前記第１樹脂部に溶着された第２樹脂部と、を含み、
   前記被接合部は、前記第２樹脂部である、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。

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