JP6946656B2 - 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.
電極板の片面に正極が設けられ、他方の面に負極が設けられたバイポーラ電極が積層された積層体を有する蓄電モジュールが知られている。例えば、特許文献1には、積層体が電池外装材に収容されたバイポーラ電池(蓄電モジュール)において、バイポーラ電極の集電体(電極板)は、シール層を介して積層されている。また、積層体において、シール層は集電体の周縁部を取り囲むように設けられ、更に隣接するシール層が互いに接着している。 There is known a power storage module having a laminate in which a positive electrode is provided on one side of an electrode plate and a bipolar electrode is provided on the other side. For example, in Patent Document 1, in a bipolar battery (storage module) in which a laminated body is housed in a battery exterior material, a current collector (electrode plate) of a bipolar electrode is laminated via a seal layer. Further, in the laminated body, the seal layer is provided so as to surround the peripheral edge portion of the current collector, and the adjacent seal layers are further adhered to each other.
上記のような蓄電モジュールにおいては、気密性の向上が望まれている。そこで、全てのシール層(第1シール部)の側面を取り囲むと共に全てのシール層を保持する第二のシール層(第2シール部)を設けることが考えられる。 In the above-mentioned power storage module, improvement in airtightness is desired. Therefore, it is conceivable to provide a second seal layer (second seal portion) that surrounds the side surfaces of all the seal layers (first seal portion) and holds all the seal layers.
しかしながら、全ての第1シール部を取り囲む第2シール部を射出成形により形成する際には、第1シール部の周囲を金型等によって押さえることができないため、第2シール部の射出成形時の樹脂の流動によって、積層体の積層方向における端部側に配置された第1シール部の外縁部が捲れ上がる場合がある。そのような場合、捲れ上がった第1シール部を第2シール部が十分に取り囲むことができなかったり、捲れ上がった部分において第2シール部の樹脂が充填されない箇所が生じたりすることにより、第1シール部及び第2シール部の間に隙間が生じてしまい、蓄電モジュールの気密性が低下するおそれがある。 However, when the second seal portion surrounding all the first seal portions is formed by injection molding, the periphery of the first seal portion cannot be pressed by a mold or the like, so that the second seal portion cannot be pressed by injection molding. Due to the flow of the resin, the outer edge portion of the first seal portion arranged on the end side in the stacking direction of the laminated body may be rolled up. In such a case, the second seal portion cannot sufficiently surround the rolled-up first seal portion, or the rolled-up portion may not be filled with the resin of the second seal portion. A gap may be formed between the 1st seal portion and the 2nd seal portion, which may reduce the airtightness of the power storage module.
本発明は、気密性の低下を抑制することが可能な蓄電モジュールを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a power storage module capable of suppressing a decrease in airtightness.
本発明に係る蓄電モジュールは、電極板の第1面に設けられた正極層と第1面とは反対側の第2面に設けられた負極層とを含むバイポーラ電極を有する蓄電装置であって、バイポーラ電極がセパレータを介して積層されたバイポーラ電極群と、バイポーラ電極群の積層方向における両端にセパレータを介して配置され、電極板の第1面にのみ正極層又は負極層が設けられた終端電極と、を有し、電極板の周縁部に接合される枠体状の第1シール部同士を積層方向に接触した状態で配置することにより電極板が一定の間隔で積層された状態となっている積層体と、終端電極における第2面の周縁部から積層方向に突出する枠体状の突出部と、積層体の側面を取り囲むと共に、第1シール部及び突出部を一体的に接合する第2シール部と、を備え、突出部は、第1シール部の一部によって形成されている第1構造、第1シール部とは異なる樹脂部材によって形成されている第2構造、及び第1シール部に固着された樹脂部材によって形成されている第3構造の何れかであり、第1構造の場合、積層体における第1シール部のうち、積層体の積層方向における両端に配置される最外シール部の厚みは、積層方向において最外シール部の間に配置される第1シール部の厚みよりも大きく、第2構造の場合、樹脂部材の厚みは、第1シール部の厚みよりも大きく、第3構造の場合、樹脂部材の厚みと樹脂部材が固着された第1シール部の厚みとの合計値が、第1シール部の厚みよりも大きい。 The power storage module according to the present invention is a power storage device having a bipolar electrode including a positive electrode layer provided on a first surface of an electrode plate and a negative electrode layer provided on a second surface opposite to the first surface. , The bipolar electrode group in which the bipolar electrodes are laminated via the separator, and the terminal in which the bipolar electrode group is arranged at both ends in the stacking direction via the separator, and the positive electrode layer or the negative electrode layer is provided only on the first surface of the electrode plate. The electrode plates are laminated at regular intervals by arranging the frame-shaped first seal portions having the electrodes and joined to the peripheral edge of the electrode plates in contact with each other in the stacking direction. The laminated body, the frame-shaped protrusion protruding from the peripheral edge of the second surface of the terminal electrode in the stacking direction, and the side surface of the laminated body are surrounded, and the first seal portion and the protruding portion are integrally joined. A second seal portion is provided, and the protruding portion includes a first structure formed by a part of the first seal portion, a second structure formed by a resin member different from the first seal portion, and a first. It is one of the third structures formed by the resin members fixed to the seal portions, and in the case of the first structure, the most of the first seal portions in the laminated body, which are arranged at both ends in the stacking direction of the laminated body. The thickness of the outer seal portion is larger than the thickness of the first seal portion arranged between the outermost seal portions in the stacking direction, and in the case of the second structure, the thickness of the resin member is larger than the thickness of the first seal portion. In the case of the third structure, the total value of the thickness of the resin member and the thickness of the first seal portion to which the resin member is fixed is larger than the thickness of the first seal portion.
上記蓄電モジュールにおいては、終端電極の周縁部から積層方向に突出する枠体状の突出部を備え、第2シール部は、第1シール部及びこの突出部を一体的に接合している。また、この突出部は、第1シール部の一部(第1構造)、第1シール部とは異なる樹脂部材(第2構造)、及び第1シール部に固着された樹脂部材(第3構造)のうち何れかによって形成されている。第1構造の場合、積層体の最外シール部の厚みが最外シール部の間に配置される第1シール部の厚みよりも大きく、第2方向の場合、樹脂部材の厚みが第1シール部の厚みよりも大きく、第3構造の場合、樹脂部材の厚みと樹脂部材が固着された第1シール部の厚みとの合計値が第1シール部の厚みよりも大きい。このように形成された突出部により、積層体の積層方向の両端において他の部分よりも剛性の高い部分を形成することができる。したがって、このような積層体の側面を取り囲む第2シール部を、例えば射出成形により形成する場合であっても、最外層に配置される電極板の周縁部を保持するシール部が捲れ上がることが抑制される。そのため、第2シール部によって突出部及び第1シール部同士を十分に接続することができる。以上により、蓄電モジュールの気密性の低下を抑制することができる。 The power storage module includes a frame-shaped protrusion that protrudes from the peripheral edge of the terminal electrode in the stacking direction, and the second seal portion integrally joins the first seal portion and the protrusion. Further, this protruding portion includes a part of the first seal portion (first structure), a resin member different from the first seal portion (second structure), and a resin member fixed to the first seal portion (third structure). ) Is formed by any of. In the case of the first structure, the thickness of the outermost seal portion of the laminated body is larger than the thickness of the first seal portion arranged between the outermost seal portions, and in the case of the second direction, the thickness of the resin member is the first seal. It is larger than the thickness of the portion, and in the case of the third structure, the total value of the thickness of the resin member and the thickness of the first seal portion to which the resin member is fixed is larger than the thickness of the first seal portion. With the protrusions formed in this way, it is possible to form portions having higher rigidity than other portions at both ends of the laminated body in the stacking direction. Therefore, even when the second seal portion surrounding the side surface of such a laminated body is formed by injection molding, for example, the seal portion holding the peripheral edge portion of the electrode plate arranged in the outermost layer may be rolled up. It is suppressed. Therefore, the protrusion and the first seal can be sufficiently connected by the second seal. As described above, it is possible to suppress a decrease in the airtightness of the power storage module.
本発明に係る蓄電モジュールにおいて、終端電極の厚みは、バイポーラ電極の電極板の厚みよりも大きくてもよい。この構成により、突出部に最も近い電極板である終端電極の剛性を、バイポーラ電極の電極板の剛性よりも高めることができるので、第2シール部を射出成形により形成する際に、最外層に配置される電極板の周縁部を保持するシール部(第1シール部及び突出部)が捲れ上がることが一層抑制される。 In the power storage module according to the present invention, the thickness of the terminal electrode may be larger than the thickness of the electrode plate of the bipolar electrode. With this configuration, the rigidity of the terminal electrode, which is the electrode plate closest to the protruding portion, can be made higher than the rigidity of the electrode plate of the bipolar electrode. Therefore, when the second seal portion is formed by injection molding, the outermost layer is formed. It is further suppressed that the seal portion (first seal portion and the protruding portion) holding the peripheral edge portion of the arranged electrode plate is rolled up.
本発明に係る蓄電モジュールにおいて、電極板は、第1シール部との接合を強固にする表面処理部が設けられており、バイポーラ電極の電極板において、表面処理部は、第1面及び第2面のうち一方面にのみ設けられており、一方面は、積層方向において互いに同じ向きに配置されていてもよい。この構成により、表面処理部を形成する部分を最小限にしつつ、電極板と第1シール部との接合を強固にすることができる。 In the power storage module according to the present invention, the electrode plate is provided with a surface treatment portion for strengthening the bonding with the first seal portion, and in the electrode plate of the bipolar electrode, the surface treatment portion is the first surface and the second surface. It is provided on only one of the surfaces, and the one surface may be arranged in the same direction as each other in the stacking direction. With this configuration, the joint between the electrode plate and the first seal portion can be strengthened while minimizing the portion forming the surface treatment portion.
本発明に係る蓄電モジュールでは、終端電極において、表面処理部は、第1面及び第2面のうち一方面のみに設けられていてもよい。この構成により、更に、表面処理部を形成する部分を最小限にしつつ、終端電極と突出部との接合を強固にすることができる。 In the power storage module according to the present invention, in the terminal electrode, the surface treatment portion may be provided on only one of the first surface and the second surface. With this configuration, it is possible to further strengthen the connection between the terminal electrode and the protruding portion while minimizing the portion forming the surface treated portion.
本発明に係る蓄電モジュールでは、終端電極において、一方面は第2面であってもよい。上述したように、終端電極における第2面から枠体状の突出部が積層方向に突出している。これにより、表面処理部によって終端電極(電極板)と樹脂部材との接合を強固にすることができる。 In the power storage module according to the present invention, one side of the terminal electrode may be the second side. As described above, the frame-shaped protrusions protrude from the second surface of the terminal electrode in the stacking direction. As a result, the surface-treated portion can strengthen the bond between the terminal electrode (electrode plate) and the resin member.
本発明に係る蓄電モジュールでは、終端電極の一方面とバイポーラ電極の電極板の一方面とは、積層方向において互いに同じ向きに配置されていてもよい。この場合、積層体の全ての電極板の同じ向きに配置された面に表面処理部が設けられるので、シンプルな構成によって、蓄電モジュールの気密性の低下を抑制することができる。 In the power storage module according to the present invention, one surface of the terminal electrode and one surface of the electrode plate of the bipolar electrode may be arranged in the same direction in the stacking direction. In this case, since the surface treatment portion is provided on the surfaces of all the electrode plates of the laminated body arranged in the same direction, it is possible to suppress a decrease in the airtightness of the power storage module by a simple configuration.
本発明によれば、第1シール部の捲れ上がりによる気密性の低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in airtightness due to curling up of the first seal portion.
以下、本発明の実施形態に係る蓄電モジュールについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。また、各図において、X軸、Y軸、及び、Z軸により規定される直交座標系Sを示す場合がある。 Hereinafter, the power storage module according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements or the corresponding elements may be designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted. Further, in each figure, the Cartesian coordinate system S defined by the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis may be shown.
図1に示される蓄電装置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の例には、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が含まれるが、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。
The
複数の蓄電モジュール12は、金属板等の導電体14を介して積層されて配列体11を形成している。導電体14は、互いに隣り合う蓄電モジュール12,12の間に配置される一つの金属体であり、互いに隣り合う蓄電モジュール12,12の両方に接触させた状態で配置される。導電体14は、例えば、アルミニウム、銅等の金属材料により形成されている。導電体14は、積層方向(Z方向)から見たとき、蓄電モジュール12及び導電体14は、例えば、矩形形状を有する。積層方向から見たとき、導電体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。導電体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。
The plurality of
導電体14は、蓄電モジュール12の積層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。すなわち、導電体14は、積層方向において、配列体11の両端にも配置されている。積層方向において、一端に位置する導電体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体14には負極端子26が接続されている。正極端子24は、接続される導電体14と一体であってもよい。負極端子26は、接続される導電体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。
The
導電体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。導電体14の内部に設けられた複数の貫通孔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において発生する熱を効率的に外部に放出できる。各貫通孔14aは、例えば積層方向に交差する方向(Y方向)に延在している。
The
蓄電装置10は、交互に積層された蓄電モジュール12及び導電体14を積層方向に拘束する拘束部材15を備え得る。拘束部材15は、一対の拘束プレート16,17と、拘束プレート16,17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16,17と導電体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16,17は、例えば、鉄等の金属によって構成されている。
The
積層方向から見たとき、各拘束プレート16,17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、導電体14よりも大きくなっており、各拘束プレート16,17は、蓄電モジュール12よりも大きくなっている。積層方向から見たとき、拘束プレート16の縁部には、ボルト18の軸部を挿通させる挿通孔16a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、積層方向から見たとき、拘束プレート17の縁部には、ボルト18の軸部を挿通させる挿通孔17a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。積層方向から見たときに各拘束プレート16,17が矩形形状を有している場合、挿通孔16a及び挿通孔17aは、拘束プレート16,17の角部に位置する。
When viewed from the stacking direction, the
一方の拘束プレート16は、負極端子26に接続された導電体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17は、正極端子24に接続された導電体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16側から他方の拘束プレート17側に向かって挿通孔16aに通され、他方の拘束プレート17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、導電体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。
One
図2に示されるように、蓄電モジュール12は、複数のバイポーラ電極32が積層されたバイポーラ電極群33を有する積層体30を備える。バイポーラ電極群33の積層方向(Z方向であって、蓄電モジュール12及び導電体14の積層方向と同じ。)から見たとき、積層体30は、例えば、矩形形状を有する。互いに隣り合うバイポーラ電極32,32間にはセパレータ40が配置される。すなわち、バイポーラ電極群33のバイポーラ電極32がセパレータ40を介して積層されている。
As shown in FIG. 2, the
バイポーラ電極32は、電極板34と、電極板34の第1面34sに設けられた正極層36と、第1面34sとは反対側の第2面34tに設けられた負極層38と、を含む。積層体30において、一のバイポーラ電極32の正極層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の負極層38と対向し、一のバイポーラ電極32の負極層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の正極層36と対向している。
The
積層体30において、積層方向の両端には、電極板34の第1面34sにのみ正極層36又は負極層38が設けられた終端電極35が配置されている。具体的には、積層方向において、積層体30の一端には、内側面(第1面34s)に負極層38が配置された終端電極35(負極側終端電極)が配置され、他端には、内側面(第1面34s)に正極層36が配置された終端電極35(正極側終端電極)が配置されている。終端電極35の厚みD1は、バイポーラ電極32の電極板34の厚みD2よりも大きい。終端電極35の厚みD1は、例えば250〜1000μmである。なお、本実施形態において「厚み」とは、積層方向(Z方向)における長さ(寸法)をいう。
In the
負極側終端電極の負極層38は、セパレータ40を介して最上層のバイポーラ電極32の正極層36と対向している。正極側終端電極の正極層36は、セパレータ40を介して最下層のバイポーラ電極32の負極層38と対向している。これら終端電極35の電極板34はそれぞれ隣り合う導電体14(図1参照)に接続される。
The
積層体30において、電極板34の周縁部34aには、電極板34の周縁部34aを保持する枠体状の第1シール部52が接合されている。第1シール部52は、積層体30において、バイポーラ電極32の電極板34の一方面(正極層36が形成される第1面34s)から周縁部34aにおける電極板34の端面にわたって設けられている。積層方向から見たとき、各第1シール部52は、各電極板34の周縁部34a全周にわたって設けられている。互いに隣り合う第1シール部52,52は、積層方向に接触配置されている。積層体30は、このように第1シール部52を接触配置することにより、電極板34が一定の間隔で積層された状態となっている。なお、互いに隣り合う第1シール部52,52は、互いに接触している部分においては接合されておらず、後述する第2シール部54によって互いに接合されている。
In the
第1シール部52は、各バイポーラ電極32の電極板34の他方面(負極層38が形成される第2面34t)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シール部52には、各バイポーラ電極32の電極板34の周縁部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の周縁部34aと同様に、積層体30の両端に配置された電極板34の周縁部34aも第1シール部52、又は、第1シール部52に溶着(固着)された樹脂部材56(後述)に埋没した状態で保持されている。これにより、積層方向に互いに隣り合う電極板34,34間には、当該電極板34,34と第1シール部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。
The
蓄電モジュール12は、積層方向における積層体30の両端に設けられた枠体状の突出部50を備えている。突出部50は、終端電極35の周縁部35aから、積層方向に突出している。突出部50は、第1シール部52に溶着された樹脂部材56によって形成されている。突出部50が、第1シール部52に溶着された樹脂部材56によって形成されている場合を、「第3構造」という。なお、「第1構造」、及び「第2構造」については後述する。
The
樹脂部材56は、積層方向から見て、第1シール部52と重複して配置されると共に、第1シール部52と接触する部分において第1シール部に溶着されている。ただし、樹脂部材56と第1シール部52とは、互いに溶着されている構成に限定されず、例えば、互いに接着されていてもよい。樹脂部材56は、終端電極35の一方面(正極側終端電極においては第1面34s、負極側終端電極においては第2面)から周縁部35aにおける電極板34の端面にわたって設けられている。積層体の他端に配置された樹脂部材56の厚みD4と樹脂部材56が溶着された第1シール部52の厚みD3との合計値D5は、第1シール部52の厚みD3よりも大きい。また、積層体の一端に配置された樹脂部材56の厚みD41と樹脂部材56が溶着された第1シール部52の厚みD3との合計値D51は、第1シール部52の厚みD3よりも大きい。合計値D5,D51のそれぞれは、例えば、第1シール部52の厚みD3の1.5倍〜2.0倍である。樹脂部材56の厚みD4,D41のそれぞれは、例えば100〜500μmであり、合計値D5,D51のそれぞれは、例えば300〜1000μmである。
The
蓄電モジュール12は、積層方向に延在する積層体30の側面30aにおいて積層体30及び樹脂部材56を保持する第2シール部を備える。第2シール部54は、積層体30の側面30aを取り囲むように構成されている。第2シール部54の側面54aは、積層方向から見たとき、例えば、矩形形状を有している。この場合、側面54aは四つの矩形面から構成される。
The
第2シール部54は、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シール部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シール部52の外側面及び樹脂部材56を覆っている。第2シール部54は、射出成形によって、第1シール部52及び樹脂部材56と一体的に形成されている。
The
電極板34は、例えば、ニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板34の周縁部34aは、正極活物質及び負極活物質の塗工されない未塗工領域となっており、当該未塗工領域が第1シール部52に埋没して保持される領域となっている。正極層36を構成する正極活物質の例には、水酸化ニッケルが含まれる。負極層38を構成する負極活物質の例には、水素吸蔵合金が含まれる。電極板34の第2面34tにおける負極層38の形成領域は、電極板34の第1面34sにおける正極層36の形成領域に対して一回り大きくなっている。なお、電極板34は、Niめっき鉄箔又は導電性樹脂から形成されてもよい。
The
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を形成する材料の例には、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及び不織布等が含まれる。また、セパレータ40は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されていてもよい。
The
第1シール部52、第2シール部54、及び樹脂部材56は、例えば絶縁性の樹脂によって形成されている。第1シール部52、第2シール部54、及び樹脂部材56のそれぞれを構成する樹脂材料の例には、ポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、及び変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等が含まれる。
The
図3に示されるように、電極板34は、第1シール部52との接合を強固にする表面処理部60を有している。バイポーラ電極32の電極板34において、表面処理部60は、一方面(第1面34s)のみに設けられている。終端電極35において、表面処理部60は、一方面(正極側終端電極における第1面34s、負極側終端電極における第2面34t)のみに設けられている。終端電極35の一方面とバイポーラ電極32の電極板34の一方面とは、積層方向において互いに同じ向きに配置されている。したがって、表面処理部60は、積層体30の全ての電極板34において互いに同じ向きに配置された面に設けられている。表面処理部60は、積層体30の全ての電極板34において、一方面の全領域に形成されている。ただし、表面処理部60は、枠体状の第1シール部52、及び、枠体状の樹脂部材56のうち何れか一方が配置される領域に形成されていてもよい。表面処理部60は、電極板34に対する電解メッキ処理により得られる電解メッキ層によって形成することができる。
As shown in FIG. 3, the
図4を参照して、電解メッキ処理の一例について説明する。電解メッキ層は、電極板34を構成する電解箔の表面に形成された粗化メッキ層である。電解箔は、例えば、ドラム及び陽極がニッケル陽イオンを含む電解液中に浸漬され、ドラムと陽極との間に所定の電流が流されることにより、ドラム表面にニッケルが析出することにより得られる。ドラム表面にニッケルを析出させる際、電解箔におけるドラムとは反対側の面には、微細な凸部34dが形成される。
An example of the electrolytic plating treatment will be described with reference to FIG. The electrolytic plating layer is a roughened plating layer formed on the surface of the electrolytic foil constituting the
電解メッキ層は、一定の厚さとなるまでドラム上の電解箔の表面にニッケルを析出させることにより得られる。ドラム上の電解箔の表面にニッケルが析出する際、電解箔における凸部34dに、ニッケルが析出する。具体的には、この凸部34dには、電流集中が生じており、当該凸部34dを基端62とするように選択的にニッケルが析出する。このように成長した複数の突起61によって、表面処理部60が形成されている。以上の処理が、電解メッキ処理である。
The electroplating layer is obtained by depositing nickel on the surface of the electrolytic foil on the drum until it has a certain thickness. When nickel is deposited on the surface of the electrolytic foil on the drum, nickel is deposited on the
図4に示される表面処理部60は、電解メッキ処理により、一方面から積層方向に突出する複数の突起61を有している。各突起61は、凸部34dを基端として、積層方向に沿って先端に至る。突起61は、積層方向に交差する方向(X方向及びY方向)に沿って配置されている。
The surface-treated
突起61は、電解メッキ処理により形成された複数の略球状の析出金属(付与物)を含む。突起61では、この析出金属が互いに重複することにより、当該突起61において、基端62(積層方向に交差する方向における長さ(寸法))が基端62における突起61の幅よりも大きい拡大部64が形成されている。すなわち、突起61は、基端62側から先端63側に向かって先太りとなるような形状を有している。突起61における拡大部64の位置は、必ずしも先端63でなくてもよいが、少なくとも基端62よりも先端63側に位置している。突起61における拡大部64の位置は、析出金属の重複態様により突起61ごとに異なってもよい。
The
互いに隣り合う突起61,61間には、第1シール部52の一部52aが介在されている。具体的には、樹脂によって形成される第1シール部52は、その成形時に第1シール部52の一部52aが突起61の間に介在されるように成形されている。これにより、互いに隣り合う突起61,61は、介在される第1シール部52の一部52aが基端62から離れる方向へ移動することを規制する。換言すれば、互いに隣り合う突起61,61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。
A
上述した蓄電モジュール12においては、図2に示されるように、積層体30の他端に配置された樹脂部材56の厚みD4と樹脂部材56が溶着された第1シール部52の厚みD3との合計値D5が第1シール部52の厚みD3よりも大きい。また、積層体30の一端に配置された樹脂部材56の厚みD41と樹脂部材56が溶着された第1シール部52の厚みD3との合計値D51が第1シール部52の厚みD3よりも大きい。このように形成された突出部50により、積層体30の積層方向の両端において他の部分よりも剛性の高い部分を形成することができる。したがって、このような積層体30の側面30aを取り囲む第2シール部54を、例えば射出成形により形成する場合であっても、最外層に配置される電極板34(終端電極35)の周縁部34aを保持するシール部(第1シール部52及び樹脂部材56)が捲れ上がることが抑制される。そのため、第2シール部54によって突出部50及び第1シール部52同士を十分に接続することができる。以上により、蓄電モジュール12の気密性の低下を抑制することができる。
In the
また、蓄電モジュール12において、終端電極35の厚みD1は、バイポーラ電極32の電極板34の厚みD2よりも大きい。この構成により、突出部50に最も近い電極板34である終端電極35の剛性を、バイポーラ電極32の電極板の剛性よりも高めることができるので、第2シール部54を射出成形により形成する際に、終端電極35の周縁部34aを保持する第1シール部52及び樹脂部材56が捲れ上がることが一層抑制される。
Further, in the
図3に示されるように、蓄電モジュール12において、電極板34は、第1シール部52との接合を強固にする表面処理部60が設けられており、バイポーラ電極32の電極板34において、表面処理部60は、第1面34s及び第2面34tのうち一方面にのみ設けられており、一方面は、積層方向において互いに同じ向きに配置されている。この構成により、表面処理部60を形成する部分を最小限にしつつ、電極板34と第1シール部52との接合を強固にすることができる。更に、表面処理部60は、一方面の全領域に形成されているので、電極板34と正極活物質又は負極活物質との接合を強固にすることができる。
As shown in FIG. 3, in the
蓄電モジュール12の終端電極35において、表面処理部60は、第1面34s及び第2面34tのうち一方面のみに設けられている。この構成により、表面処理部60を形成する部分を最小限にしつつ、終端電極35と突出部50との接合を強固にすることができる。
In the
また、図3に示されるように、蓄電モジュール12では、終端電極35の一方面とバイポーラ電極32の電極板34の一方面とは、積層方向において互いに同じ向きに配置されている。この構成により、積層体30の全ての電極板34の同じ向きに配置された面に表面処理部60が設けられるので、シンプルな構成によって、蓄電モジュール12の気密性の低下を抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 3, in the
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定されない。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
上記実施形態では、積層体30の全ての電極板34において、互いに同じ向きに配置された一方面に表面処理部60が設けられている構成を例示して説明したが、図5に示されるように、積層体30の電極板34において、他の電極板34と異なる向きに配置された一方面に表面処理部60が設けられている電極板34Aを含んでいてもよい。図5に示される蓄電モジュール12Aでは、終端電極35において、表面処理部60は、積層体30の積層方向外側を向いた一方面(正極側終端電極及び負極側終端電極のそれぞれにおける第2面34t)に設けられている。換言すれば、終端電極35には、互いに異なる向き(反対向き)に配置された一方面に表面処理部60が設けられていてもよい。
In the above embodiment, all the
蓄電モジュール12Aでは、終端電極35のそれぞれにおいて、一方面は第2面34tである。上述したように、終端電極35における第2面34tから枠体状の突出部50が積層方向に突出している。すなわち、終端電極35のそれぞれにおける樹脂部材56が配置される側の一方面に、表面処理部60が設けられている。これにより、表面処理部60によって終端電極35(電極板34,34A)と樹脂部材56との接合を強固にすることができる。
In the
また、上記実施形態及び変形例では、積層体30の全ての電極板34において、一方面のみに表面処理部60が設けられている構成を例示して説明したが、積層体30の電極板34のうちの一部に、両面に表面処理部60が設けられている電極板34Bを含んでいてもよい。図6に示される蓄電モジュール12Bでは、積層体30の一端に配置された終端電極35、及び、全てのバイポーラ電極32の電極板34において、一方面のみに表面処理部60が設けられており、積層体30の他端に配置された終端電極35において、両面に表面処理部60が設けられている。この蓄電モジュール12Bによれば、表面処理部60によって終端電極35と樹脂部材56との接合、及び、終端電極35と第1シール部52との接合のそれぞれを強固にすることができる。したがって、蓄電モジュール12Bの気密性の低下を一層抑制することができる。
Further, in the above-described embodiment and the modified example, the configuration in which the
また、上記実施形態及び変形例では、積層体30の両端に設けられた枠体状の突出部50は、第1シール部52に溶着された樹脂部材56によって形成されている「第3構造」について説明したが、図7に示されるように、突出部は、第1シール部52とは異なる樹脂部材56Cによって形成されている突出部50Cであってもよい(第2構造)。
Further, in the above embodiment and the modified example, the frame-shaped
図7に示される蓄電モジュール12Cにおいて、樹脂部材56Cの厚みD6は、樹脂部材56の厚みD4とは異なっている。また、樹脂部材56Cは、その他の構成において樹脂部材56と同じである。ただし、樹脂部材56Cは、上記実施形態とは異なり第1シール部52に溶着されていなくてもよいし、第1シール部52に溶着されていてもよい。樹脂部材56Cの厚みD6は、第1シール部52の厚みD3よりも大きい。樹脂部材56Cの厚みD6は、例えば、第1シール部52の厚みD3の1.5倍〜2.0倍である。樹脂部材56Cの厚みD6は、例えば300〜1000μmである。
In the
このような蓄電モジュール12Cにおいては、樹脂部材56Cの厚みD6が第1シール部52の厚みD3よりも大きい。このように形成された突出部50Cにより、積層体30の積層方向の両端において他の部分よりも剛性の高い部分を形成することができる。したがって、この構成によっても、蓄電モジュール12Cの気密性の低下を抑制することができる。
In such a
また、図8に示される蓄電モジュール12Dにおいて、積層方向における積層体30の一端には突出部50が設けられており、他端には突出部50Cが設けられている。このように、蓄電モジュールは、第3構造によって形成された突出部50と第2構造によって形成された突出部50Cとを備えていてもよい。積層体30の一端及び他端のそれぞれにおいて、互いに異なる構造によって突出部が形成されていてもよい。
Further, in the
また、図9に示される蓄電モジュール12Eにおいて、バイポーラ電極32の電極板34の周縁部34aは、第1シール部52内に配置されている。このように、第1シール部52は、バイポーラ電極32の電極板34の第1面34s及び第2面34tのそれぞれから周縁部34aにおける電極板34の端面にわたって設けられていてもよい。このとき、蓄電モジュール12Eは、突出部50Eを備え、第2シール部54は、第1シール部52を一体的に接合している。突出部50Eは、積層方向における積層体30の両端に配置された第1シール部52である最外シール部52Eの一部によって形成されている(第1構造)。最外シール部52Eの厚みD7は、積層方向において最外シール部52Eの内部に配置される第1シール部52の厚みD3よりも大きい。最外シール部52Eの厚みD7は、例えば、積層方向において最外シール部52Eの内部に配置される第1シール部52の厚みD3の1.5倍〜2.0倍である。最外シール部52Eの厚みD7は、例えば300〜1000μmである。
Further, in the
このような蓄電モジュール12Eにおいて、積層方向における積層体30の両端に配置される最外シール部52Eの厚みD7は、積層方向において最外シール部52Eの間に配置される第1シール部52の厚みD3よりも大きい。このように形成された突出部50Eにより、積層体30の積層方向の両端において他の部分よりも剛性の高い部分を形成することができる。また、第1シール部52のうち、最外シール部52Eの厚みD7を、他の第1シール部52の厚みD3よりも大きく形成するだけで突出部50Eを形成することができる。したがって、蓄電モジュール12Eの気密性の低下を簡易な構成によって抑制することができる。
In such a
また、上記実施形態及び変形例では、表面処理部60として、電極板34に対する電解メッキ処理により得られる電解メッキ層(粗化メッキ層)によって形成されている構成を例示して説明したが、表面処理部60は、電極板34にエッチングが施されることにより形成されていてもよい。
Further, in the above-described embodiment and modified example, the structure formed by the electrolytic plating layer (roughened plating layer) obtained by the electrolytic plating treatment on the
また、電極板34は、表面処理部60を有していなくてもよい。電極板34と、第1シール部52、樹脂部材56、又は樹脂部材56Cとは、例えば接着剤によって接着されていてもよい。
Further, the
また、上記実施形態又は変形例では、蓄電モジュールを備える蓄電装置10がニッケル水素二次電池の例を挙げて説明したが、リチウムイオン二次電池であってもよい。この場合、正極活物質は、例えば複合酸化物、金属リチウム、硫黄等である。負極活物質は、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、SiOx(0.5≦x≦1.5)等の金属酸化物、ホウ素添加炭素等である。
Further, in the above-described embodiment or modified example, the
12,12A,12B,12C,12D,12E…蓄電モジュール、30…積層体、30a…側面、32…バイポーラ電極、33…バイポーラ電極群、34,34B…電極板、34a…周縁部、34s…第1面、34t…第2面、35…終端電極、36…正極層、38…負極層、40…セパレータ、50,50C,50E…突出部、52…第1シール部、52E…最外シール部、54…第2シール部、56,56C…樹脂部材、60…表面処理部、D1,D2,D3,D4,D41,D6,D7…厚み、D5,D51…合計値。 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E ... Power storage module, 30 ... Laminate, 30a ... Side surface, 32 ... Bipolar electrode, 33 ... Bipolar electrode group, 34, 34B ... Electrode plate, 34a ... Peripheral part, 34s ... First 1st surface, 34t ... 2nd surface, 35 ... Terminal electrode, 36 ... Positive electrode layer, 38 ... Negative electrode layer, 40 ... Separator, 50, 50C, 50E ... Protruding part, 52 ... 1st sealing part, 52E ... Outermost sealing part , 54 ... Second seal portion, 56, 56C ... Resin member, 60 ... Surface treatment portion, D1, D2, D3, D4, D41, D6, D7 ... Thickness, D5, D51 ... Total value.
Claims (7)
前記第1終端電極における前記第1面の周縁部から前記一方側に突出する枠体状の第1突出部と、
前記第2終端電極における前記第2面の周縁部から前記他方側に突出する枠体状の第2突出部と、
前記積層体の側面を取り囲むと共に、前記第1シール部、前記第1突出部及び前記第2突出部を一体的に接合する第2シール部と、を備え、
前記第1突出部及び前記第2突出部は、前記第1シール部の一部によって形成されている第1構造又は前記第1シール部とは異なる樹脂部材によって形成されている第2構造であり、
前記第1構造の場合、前記積層体における前記第1シール部のうち、前記積層体の前記積層方向における両端に配置される最外シール部の厚みは、前記積層方向において前記最外シール部の間に配置される前記第1シール部の厚みよりも大きく、
前記第2構造の場合、前記樹脂部材の厚みは、前記第1シール部の厚みよりも大きい、蓄電モジュール。 A bipolar electrode having a positive electrode layer provided on the first surface of an electrode plate having a first surface and a second surface opposite to the first surface and a negative electrode layer provided on the second surface is provided in one direction. A terminal electrode in which a positive electrode layer or a negative electrode layer is provided only on one of the laminated bipolar electrode group and the first surface and the two surfaces of the electrode plate, and a negative electrode layer is provided only on the second surface of the electrode plate. The bipolar electrode group has a first terminal electrode provided with the above and a second terminal electrode provided with a positive electrode layer only on the first surface of the electrode plate, and the bipolar electrode group stacks the first surface in a stacking direction. The bipolar electrode in a state where one side and the second surface are directed to the other side in the stacking direction is laminated via a separator, and the first terminal electrode is in a state where the first surface is directed to the one side. The second terminal electrode is arranged at one end of the bipolar electrode group via a separator, and the second terminal electrode is the other end of the bipolar electrode group with the second surface facing the other side. The electrode plates are laminated at regular intervals by arranging the first seal portions in the shape of a frame, which are arranged in the portions via a separator and are joined to the peripheral edge portion of the electrode plates, in a state of being in contact with each other in the lamination direction. The laminated body that is in the state of being
A frame-shaped first protruding portion protruding from the peripheral edge portion of the first surface of the first terminal electrode to the one side.
A frame-shaped second protruding portion projecting from the peripheral edge portion of the second surface of the second terminal electrode to the other side,
A second seal portion that surrounds the side surface of the laminate and integrally joins the first seal portion, the first protrusion portion, and the second protrusion portion is provided.
Said first protrusion and said second protrusion, the second structure being formed by a different resin member from the first structure or the first sealing portion is formed by a portion of said first sealing portion can be,
In the case of the first structure, the thickness of the outermost sealing portions arranged at both ends of the laminated body in the laminating direction of the first sealing portion in the laminated body is the thickness of the outermost sealing portion in the laminating direction. It is larger than the thickness of the first seal portion arranged between them.
For the second structure, the thickness of the resin member, the not larger than the first seal portion of the thickness, a charge reservoir module.
全ての前記バイポーラ電極の前記電極板において、前記表面処理部は、前記第1面にのみ設けられているか、又は、前記第2面にのみ設けられている、請求項1又は2に記載の蓄電モジュール。 The electrode plate is a metal foil and has a surface-treated portion that strengthens the bond with the first seal portion.
The power storage according to claim 1 or 2, wherein in the electrode plates of all the bipolar electrodes, the surface treatment portion is provided only on the first surface or is provided only on the second surface. module.
前記第2終端電極の前記電極板において、前記表面処理部は、前記第1面及び前記第2面のうち一方面にのみ設けられている、請求項3に記載の蓄電モジュール。 In the electrode plate of the first terminal electrode, the surface treatment portion is provided on only one of the first surface and the second surface.
The power storage module according to claim 3, wherein in the electrode plate of the second terminal electrode, the surface treatment portion is provided on only one of the first surface and the second surface.
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