JP6959523B2 - 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明の一側面は、蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法に関する。

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た、いわゆるバイポーラ型の蓄電モジュールが知られている（特許文献１参照）。かかる蓄電モジュールは、複数のバイポーラ電極を積層してなる電極積層体を備えている。電極積層体の周囲には、積層方向で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いる。封止体によってバイポーラ電極間に形成された内部空間には電解液が収容されている。

特開２０１１−２０４３８６号公報

ところで、上述の蓄電モジュールでは、封止体を構成する樹脂材料の熱収縮によりバイポーラ電極が変形する場合がある。これによって、例えば、バイポーラ電極にしわが発生すると、積層方向で隣り合うバイポーラ電極間の距離が増大する結果、蓄電モジュールの抵抗が増大するおそれがある。

本発明の一側面は、上記課題の解決のためになされたものであり、バイポーラ電極の変形を抑制することができる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供する。

本発明の一側面に係る蓄電モジュールは、電極板、電極板の一方面に設けられた正極、及び電極板の他方面に設けられた負極を含むバイポーラ電極が積層されてなる電極積層体と、電極積層体の積層方向において隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体と、を備え、封止体は、バイポーラ電極の外縁部に設けられた第１樹脂部と、第１樹脂部の周囲に設けられた第２樹脂部と、第２樹脂部よりも高い強度を有し、第２樹脂部を補強するための補強部と、を有し、外縁部は矩形枠状であり、第２樹脂部は、外縁部に沿って延在する第１側部、第２側部、第３側部及び第４側部を有し、補強部は、第１側部を補強するための第１補強部材を有する。

この蓄電モジュールでは、バイポーラ電極間を封止する封止体が、第１樹脂部及び第２樹脂部に加えて、補強部を有している。補強部は、第２樹脂部の第１側部を補強するための第１補強部材を有している。これにより、第１側部を構成する樹脂材料の熱収縮が抑制される結果、バイポーラ電極の変形が抑制される。

第１側部及び第２側部は、電極積層体を挟んで互いに対向し、補強部は、第２側部を補強するための第２補強部材を更に有してもよい。第１側部及び第２側部は、電極積層体を挟んで互いに対向しているので、第１側部及び第２側部を構成する樹脂材料の熱収縮量の差が大きい場合、バイポーラ電極に歪みが生じるおそれがある。この蓄電モジュールでは、第１側部及び第２側部を構成する樹脂材料の熱収縮がいずれも抑制されているので、熱収縮量の差を抑制することができる。これにより、バイポーラ電極の歪みを抑制することができる。

外縁部は長方形枠状であり、第１側部及び第２側部が外縁部に沿って延在する長さは、第３側部及び第４側部が外縁部に沿って延在する長さよりも長くてもよい。この場合、第１側部及び第２側部は、長方形枠状である外縁部の長辺部分に沿って設けられている。長辺部分の方が短辺部分よりも変形し易いので、第１補強部により効果的にバイポーラ電極の変形が抑制される。

補強部は、第３側部を補強するための第３補強部材を更に有し、第４側部には、電極積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられていてもよい。この場合、補強部は、第３側部を補強するための第３補強部材を更に有しているので、第３側部を構成する樹脂材料の熱収縮が抑制される。第４側部には開口が設けられているので、第４側部を構成する樹脂材料の熱収縮が抑制される。このため、第３側部及び第４側部を構成する樹脂材料の熱収縮量の差を抑制することができる。この結果、バイポーラ電極の歪みを更に抑制することができる。

補強部は、樹脂材料からなり、第２樹脂部の内側で第１樹脂部に溶着され、外縁部に沿って延在していてもよい。この場合、バイポーラ電極間を補強部により封止することができる。

補強部は、第１樹脂部から離間して第２樹脂部の内部に配置され、外縁部に沿って延在していてもよい。この場合、バイポーラ電極間を第２樹脂部により封止することができるので、樹脂以外の封止性が低い材料によっても補強部を構成することができる。

本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、電極板、電極板の一方面に設けられた正極、及び電極板の他方面に設けられた負極を含むバイポーラ電極が積層されてなる電極積層体と、第1樹脂部、第２樹脂部、及び補強部を有し、電極積層体の積層方向において隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体と、を備える蓄電モジュールの製造方法であって、バイポーラ電極の外縁部に第１樹脂部を設ける工程と、第１樹脂部が設けられたバイポーラ電極を積層することにより、電極積層体を形成する工程と、第１樹脂部の周囲に第２樹脂部を設ける工程と、第２樹脂部の強度よりも高い強度を有し、第２樹脂部を補強するための補強部を設ける工程と、を含み、第２樹脂部を設ける工程では、矩形枠状である外縁部に沿って延在する第１側部、第２側部、第３側部、及び第４側部を有する第２樹脂部を設け、補強部を設ける工程では、第１側部を補強するための第１補強部材を設ける。

この蓄電モジュールの製造方法は、第２樹脂部の強度よりも高い強度を有し、第２樹脂部を補強するための補強部を設ける工程を含んでいる。この工程では、第２樹脂部の第１側部を補強するための第１補強部材が設けられる。これにより、第１側部を構成する樹脂材料の熱収縮が抑制される結果、バイポーラ電極の変形が抑制される。

本発明の一側面によれば、バイポーラ電極の変形を抑制することができる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供することができる。

第１実施形態に係る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斜視図である。 図２のIII−III線に沿っての断面図である。 図１の蓄電モジュールの製造方法について説明するための図である。 第２実施形態に係る蓄電モジュールの断面図である。 図５の蓄電モジュールの製造方法について説明するための図である。 第３実施形態に係る蓄電モジュールの斜視図である。 図７の蓄電モジュールの製造方法について説明するための図である。 図８のIX−IX線に沿っての断面図である。

以下、添付図面を参照して、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。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る蓄電装置を示す概略断面図である。図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。

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。

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。

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状の金属板である。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、図１の蓄電モジュールの斜視図である。図３は、図２のIII−III線に沿っての断面図である。図２及び図３に示されるように、蓄電モジュール４は、電極積層体１１と、封止体１２とを備えている。

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Ｄ１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、電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６、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Ｄ１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Ｄ１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Ｄ１の一端には負極終端電極１８が配置され、積層方向Ｄ１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。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Ｄ１の一端のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａ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。正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂ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。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Ｄ１の他端のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。

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は、例えばニッケルからなる金属箔である。積層方向Ｄ１から見て、電極板１５は、例えば矩形状をなし、電極板１５の外縁部１５ｃ（バイポーラ電極１４の外縁部）は、例えば矩形枠状である。本実施形態では、積層方向Ｄ１から見て、電極板１５は長方形状をなし、外縁部１５ｃは長方形枠状である。外縁部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である。なお、矩形枠状とは、外縁及び内縁が矩形状である枠の形状を示している。長方形枠状とは、外縁及び内縁が長方形状である枠の形状を示している。また、矩形状は、完全な矩形状に限らず、略矩形状であってもよく、例えば、角部が丸められた形状、角部が面取りされた形状、辺に凹凸が設けられた形状であってもよい。長方形状は、完全な長方形状に限らず、略長方形状であってもよく、例えば、角部が丸められた形状、角部が面取りされた形状、辺に凹凸が設けられた形状であってもよい。

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。

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。

封止体１２は、電極積層体１１の積層方向Ｄ１において隣り合うバイポーラ電極１４，１４間を封止している。封止体１２は、第１樹脂部２１と、第２樹脂部２２と、補強部３０と、を有している。封止体１２は、例えば矩形筒状に形成されている。封止体１２は、電極積層体１１を取り囲み、複数の電極板１５の外縁部１５ｃを保持するように構成されている。

第１樹脂部２１は、外縁部１５ｃに設けられている。第１樹脂部２１は所定の厚さ（積層方向Ｄ１の長さ）を有するフィルムである。第１樹脂部２１は、積層方向Ｄ１から見て、矩形枠状であり、例えば超音波又は熱により、外縁部１５ｃの全周にわたって連続的に溶着されている。第１樹脂部２１は、電極板１５の一方面１５ａ側の外縁部１５ｃに設けられている。第１樹脂部２１は、外縁部１５ｃを埋設した状態で、外縁部１５ｃに設けられ、電極板１５の端面を覆っている。第１樹脂部２１は、積層方向Ｄ１から見て、正極１６及び負極１７から離間して設けられている。積層方向Ｄ１で隣り合う第１樹脂部２１，２１同士は、互いに当接している。

第１樹脂部２１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。

第１樹脂部２１は、第１部分２１ａと第２部分２１ｂとを有している。第１部分２１ａは、一方面１５ａ上に設けられ、積層方向Ｄ１から見て電極板１５と重なっている。第２部分２１ｂは、第１部分２１ａと一体的に形成され、積層方向Ｄ１から見て電極板１５の外側に設けられている。第１部分２１ａの厚さは、第２部分２１ｂの厚さよりも薄く、正極１６の厚さと同等であるが、同等以上であってもよい。第１部分２１ａと第２部分２１ｂとの間には、積層方向Ｄ１に延在する段差面２１ｃが形成されている。

第１部分２１ａの上面には、セパレータ１３の外縁部が配置されている。積層方向Ｄ１から見て、第１部分２１ａとセパレータ１３の外縁部とは互いに重なっている。セパレータ１３の外縁部は、セパレータ１３の外縁に沿って並ぶ複数箇所において、例えば溶着により第１部分２１ａの上面に固定されている。セパレータ１３の外縁は、段差面２１ｃに当接していてもよいし、段差面２１ｃから離間していてもよい。本実施形態では、段差面２１ｃの高さ（積層方向Ｄ１の長さ）は、セパレータ１３の厚さと負極１７の厚さとの和と同等であるが、同等以上であってもよい。

第２樹脂部２２は、第１樹脂部２１の周囲に設けられている。第２樹脂部２２は、電極積層体１１、第１樹脂部２１、及び補強部３０の外側に設けられ、蓄電モジュール４の外壁（筐体）を構成している。第２樹脂部２２は、積層方向Ｄ１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Ｄ１を軸方向として延在する矩形筒状をなしている。

第２樹脂部２２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。本実施形態では、第２樹脂部２２を構成する樹脂材料は、第１樹脂部２１を構成する樹脂材料と同じであるが、異なっていてもよい。

第２樹脂部２２は、外縁部１５ｃに沿って延在する第１側部２２１、第２側部２２２、第３側部２２３及び第４側部２２４を有している。第１側部２２１及び第２側部２２２は、電極積層体１１を挟んで互いに対向している。第３側部２２３及び第４側部２２４は、電極積層体１１を挟んで互いに対向している。第１側部２２１及び第２側部２２２の対向方向は、電極板１５の短辺方向と一致している。第３側部２２３及び第４側部２２４の対向方向は、電極板１５の長辺方向と一致している。

第１側部２２１及び第２側部２２２は、長方形枠状である外縁部１５ｃの長辺部分に沿って延在している。第３側部２２３及び第４側部２２４は、長方形枠状である外縁部１５ｃの短辺部分に沿って延在している。すなわち、第１側部２２１及び第２側部２２２が外縁部１５ｃに沿って延在する長さは、第３側部２２３及び第４側部２２４が外縁部１５ｃに沿って延在する長さよりも長い。

補強部３０は、第２樹脂部２２よりも高い強度を有し、第２樹脂部２２を補強している。補強部３０の強度は、強度の低いセパレータ１３が含まれる電極積層体１１の平均強度よりも高い。補強部３０は、電極積層体１１を補強し、バイポーラ電極１４の変形を抑制している。補強部３０は、第１補強部材３１、第２補強部材３２及び第３補強部材３３（図４参照）を有している。第１補強部材３１は、第１側部２２１を補強している。第２補強部材３２は、第２側部２２２を補強している。第３補強部材３３は、第３側部２２３を補強している。

補強部３０は、第２樹脂部２２の内側（第２樹脂部２２よりも電極積層体１１の近く）に配置されている。第１補強部材３１は、第１側部２２１の内側（第１側部２２１よりも電極積層体１１の近く）に配置されている。第２補強部材３２は、第２側部２２２の内側（第２側部２２２よりも電極積層体１１の近く）に配置されている。第１補強部材３１及び第２補強部材３２は、電極積層体１１を挟んで互いに対向している。第１補強部材３１及び第２補強部材３２の対向方向は、電極板１５の短辺方向と一致している。第３補強部材３３は、第３側部２２３の内側（第３側部２２３よりも電極積層体１１の近く）に配置されている。

補強部３０（各補強部材３１〜３３）は、樹脂材料からなり、第２樹脂部２２の内側で第１樹脂部２１に溶着されている。補強部３０は、例えば熱板溶着によって、第１樹脂部２１の外側面２１ｄに溶着されている。補強部３０は、外側面２１ｄに接合され、外側面２１ｄを封止している。補強部３０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。補強部３０を構成する樹脂材料の融点は、第２樹脂部２２を構成する樹脂材料の融点と同等かそれ以上である。

各補強部材３１〜３３は、板状を呈し、第１樹脂部２１の外側面２１ｄを覆っている。各補強部材３１〜３３は、外縁部１５ｃに沿って延在していると共に、積層方向Ｄ１に沿って延在している。各補強部材３１，３２は、外縁部１５ｃの各長辺部分の全長にわたって延在している。補強部材３３は、外縁部１５ｃの一方の短辺部分の全長にわたって延在している。各補強部材３１〜３３は、積層方向Ｄ１において電極積層体１１の全長にわたって延在している。

補強部３０は、第１樹脂部２１と共に、第２樹脂部２２によって覆われている。補強部３０は、補強部３０の外側面３０ａと、補強部３０の積層方向Ｄ１における一端面３０ｂ及び他端面３０ｃとにおいて、第２樹脂部２２に溶着されている。補強部３０は、第１樹脂部２１との接合面以外の全面で第２樹脂部２２に溶着されている。補強部３０は、例えば、第２樹脂部２２の射出成型時の熱によって第２樹脂部２２に溶着されている。第２樹脂部２２は、負極終端電極１８に設けられた第１樹脂部２１の積層方向Ｄ１の一端面２１ｅと、正極終端電極１９に設けられた第１樹脂部２１の積層方向Ｄ１の他端面２１ｆとにも溶着されている。

積層方向Ｄ１で隣り合う電極板１５，１５の間には、当該電極板１５と封止体１２とにより気密及び水密に仕切られた内部空間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水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。電解液は強アルカリ性なので、封止体１２は、耐強アルカリ性を有する樹脂材料により構成されている。

第２樹脂部２２の第４側部２２４には、第１樹脂部２１の外側面２１ｄを部分的に露出させる複数（ここでは４つ）の開口２２ｈが設けられている。複数の開口２２ｈは、外縁部１５ｃの他方の短辺部分に沿って並んでいる。第１樹脂部２１において、開口２２ｈにより露出された各部分には、複数（ここでは６つ）の連通孔２１ｈが設けられている。連通孔２１ｈは、積層方向Ｄ１に交差（ここでは、直交）する方向に延び、各内部空間Ｖに連通している。開口２２ｈは、連通孔２１ｈを介して内部空間Ｖと連通している。連通孔２１ｈ及び開口２２ｈは、各内部空間Ｖに電解液を注入するための注液口として機能すると共に、電解液が注入された後は、圧力調整弁（不図示）の接続口として機能する。

次に、上述した蓄電モジュール４の製造方法について説明する。蓄電モジュール４の製造方法では、まず、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９の電極板１５の外縁部１５ｃに第１樹脂部２１を形成する工程が行われる。この工程では、各電極板１５の一方面１５ａ側の外縁部１５ｃに枠状の第１樹脂部２１が形成される。例えば、予め射出成型により枠状の第１樹脂部２１を形成した後、第１樹脂部２１を溶着により外縁部１５ｃに取り付ける。これにより、第１樹脂部２１を外縁部１５ｃに形成することができる。バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９に設けられた第１樹脂部２１には、連通孔２１ｈとなる凹部が予め射出成型により設けられている。なお、凹部は、第１樹脂部２１の形成後に設けられてもよい。

続いて、第１樹脂部２１にセパレータ１３を取り付ける工程が行われる。この工程では、バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９に設けられた第１樹脂部２１の第１部分２１ａの上面に、セパレータ１３の外縁部が配置される。その後、セパレータ１３の外縁部に沿って並ぶ複数箇所において、セパレータ１３の外縁部が例えば溶着により第１部分２１ａに固定される。

続いて、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り電極積層体１１を形成する工程が行われる。この工程では、まず、第１樹脂部２１及びセパレータ１３が設けられた正極終端電極１９が積層冶具（不図示）上に載置される。その後、正極終端電極１９上に、第１樹脂部２１及びセパレータ１３が設けられた複数のバイポーラ電極１４が積層される。最後に、バイポーラ電極１４上に、第１樹脂部２１が設けられた負極終端電極１８が積層される。これにより、電極積層体１１が形成される。

続いて、図４に示されるように、第２樹脂部２２の強度よりも高い強度を有し、第２樹脂部２２を補強するための補強部３０を設ける工程が行われる。この工程では、第２樹脂部２２の第１側部２２１、第２側部２２２及び第３側部２２３を補強するための第１補強部材３１、第２補強部材３２及びの第３補強部材３３が設けられる。各補強部材３１〜３３は、例えば、熱板溶着によって第１樹脂部２１の外側面２１ｄに設けられる。各補強部材３１〜３３は、外側面２１ｄのうち、連通孔２１ｈが形成されていない面に設けられる。換言すると、補強部３０は、第４側部２２４を除く第１側部２２１、第２側部２２２及び第３側部２２３に設けられる。

続いて、第１樹脂部２１の周囲に第２樹脂部２２を設ける工程が行われる。この工程では、連通孔２１ｈに予め入れ子（不図示）を配置した状態で、射出成型が行われる。これにより、第１側部２２１、第２側部２２２、第３側部２２３及び第４側部２２４を有する第２樹脂部２２が形成される。入れ子は射出成型後に除去される。

続いて、連通孔２１ｈと、第２樹脂部２２に形成された開口２２ｈとを通じて電解液を内部空間Ｖに注入する工程が行われる。以上により、蓄電モジュール４が製造される。

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間を封止する封止体１２が、第１樹脂部２１及び第２樹脂部２２に加えて、補強部３０を有している。補強部３０は、第２樹脂部２２の第１側部２２１を補強するための第１補強部材３１を有している。これにより、第１側部２２１を構成する樹脂材料の熱収縮が抑制される結果、バイポーラ電極１４の変形が抑制される。第２樹脂部２２の全体を補強部３０で置き換えることも考えられるが、例えば、第２樹脂部２２を賦形性の高い樹脂材料により構成することで、封止体１２の賦形性及び耐圧性（封止性）を向上させることができる。

補強部３０は、第２樹脂部２２の第２側部２２２を補強するための第２補強部材３２を更に有している。これにより、第２側部２２２を構成する樹脂材料の熱収縮が抑制される。第１側部２２１及び第２側部２２２は、電極積層体１１を挟んで互いに対向しているので、第１側部２２１及び第２側部２２２を構成する樹脂材料の熱収縮量の差が大きい場合、バイポーラ電極１４に歪みが生じるおそれがある。本実施形態では、第１側部２２１及び第２側部２２２を構成する樹脂材料の熱収縮がいずれも抑制されているので、熱収縮量の差を抑制することができる。これにより、バイポーラ電極１４の歪みを抑制することができる。

外縁部１５ｃは長方形枠状であり、第１側部２２１及び第２側部２２２が外縁部１５ｃに沿って延在する長さは、第３側部２２３及び第４側部２２４が外縁部１５ｃに沿って延在する長さよりも長い。つまり、第１側部２２１及び第２側部２２２は、長方形枠状である外縁部１５ｃの長辺部分に沿って設けられ、第３側部２２３及び第４側部２２４は、外縁部１５ｃの短辺部分に沿って設けられている。バイポーラ電極１４では、長辺部分の方が短辺部分よりも変形し易い。したがって、第１側部２２１及び第２側部２２２を補強する補強部３０によれば、効果的にバイポーラ電極１４の変形が抑制される。

補強部３０は、第３側部２２３を補強するための第３補強部材３３を更に有している。これにより、第３側部２２３を構成する樹脂材料の熱収縮が抑制される。第４側部２２４には、電極積層体１１において隣り合うバイポーラ電極１４，１４間の複数の内部空間Ｖと連通する開口２２ｈが設けられている。これにより、第４側部２２４を構成する樹脂材料の熱収縮が抑制される。このため、第４側部２２４に補強部３０が設けられていなくても、第３側部２２３及び第４側部２２４を構成する樹脂材料の熱収縮量の差を抑制することができる。この結果、バイポーラ電極１４の歪みを更に抑制することができる。

補強部３０は、樹脂材料からなり、第２樹脂部２２の内側で第１樹脂部２１に溶着され、外縁部１５ｃに沿って延在している。このため、バイポーラ電極１４間を補強部３０により封止することができる。

バイポーラ電極１４の変形が抑制されるので、例えば、バイポーラ電極１４にしわが発生することが抑制される。これにより、積層方向Ｄ１で隣り合うバイポーラ電極１４，１４間の距離が増大することが抑制され、その結果、蓄電モジュール４の抵抗が増大することが抑制される。また、蓄電モジュール４の外形寸法の製造誤差が抑制されるので、蓄電装置１の組付性が向上する。

蓄電モジュール４の製造方法は、第２樹脂部２２の強度よりも高い強度を有し、第２樹脂部２２を補強するための補強部３０を設ける工程を含んでいる。この工程では、第２樹脂部２２の第１側部２２１を補強するための第１補強部材３１が設けられる。これにより、第１側部２２１を構成する樹脂材料の熱収縮が抑制される結果、バイポーラ電極１４の変形が抑制される。

［第２実施形態］
図５は、第２実施形態に係る蓄電モジュールの断面図である。図５に示される第２実施形態に係る蓄電モジュール４Ａは、封止体１２が補強部３０の代わりに補強部４０を備えている点で、図３に示される第１実施形態に係る蓄電モジュール４と主に相違している。以下では、蓄電モジュール４との相違点を中心に、蓄電モジュール４Ａについて説明する。補強部４０は、第２樹脂部２２よりも高い強度を有し、第２樹脂部２２を補強している。補強部４０は、第１補強部材４１及び第２補強部材４２を有している。第１補強部材４１は、第１側部２２１を補強している。第２補強部材４２は、第２側部２２２を補強している。

補強部４０は、第１樹脂部２１の外側面２１ｄから離間して第２樹脂部２２の内部に配置され、外縁部１５ｃに沿って延在している。第１補強部材４１は、第１側部２２１の内部に配置されている。第１補強部材４１は、第１側部２２１の積層方向Ｄ１の中央部に配置されている。第２補強部材４２は、第２側部２２２の内部に配置されている。第２補強部材４２は、第２側部２２２の積層方向Ｄ１の中央部に配置されている。第１補強部材４１及び第２補強部材４２は、電極積層体１１を挟んで互いに対向している。第１補強部材４１及び第２補強部材４２の対向方向は、電極板１５の短辺方向と一致している。

各補強部材４１，４２は、例えば金属材料からなる。各補強部材４１，４２は、樹脂材料からなってもよい。各補強部材４１，４２は、例えば断面円形の棒状部材であり、軸方向が外縁部１５ｃに沿うように配置されている。各補強部材４１，４２は、外縁部１５ｃの各長辺部分の全長にわたって延在している。補強部４０は、全体的に第２樹脂部２２の内部に埋め込まれている。補強部４０の表面は、全体的に第２樹脂部２２により被覆されており、第２樹脂部２２から露出していない。

蓄電モジュール４では、補強部３０が第１樹脂部２１の外側面２１ｄに溶着されているが、蓄電モジュール４Ａでは、第２樹脂部２２が第１樹脂部２１の外側面２１ｄに溶着されている。第２樹脂部２２は、例えば射出成型時の熱によって外側面２１ｄに溶着されている。第２樹脂部２２は、外側面２１ｄに接合され、外側面２１ｄを封止している。第２樹脂部２２は、負極終端電極１８に設けられた第１樹脂部２１の積層方向Ｄ１の一端面２１ｅと、正極終端電極１９に設けられた第１樹脂部２１の積層方向Ｄ１の他端面２１ｆとにも溶着されている。

次に、上述した蓄電モジュール４Ａの製造方法について説明する。蓄電モジュール４Ａの製造方法は、第１樹脂部２１の周囲に第２樹脂部２２を設ける工程が、第２樹脂部２２の一部を設ける工程と、第２樹脂部２２の残りの部分を設ける工程との２回に分けて行われる点で、主に蓄電モジュール４の製造方法と相違している。蓄電モジュール４Ａの製造方法は、電極積層体１１を形成する工程までは、蓄電モジュール４の製造方法と同様である。

蓄電モジュール４Ａの製造方法では、電極積層体１１を蓄電モジュール４の製造方法と同様に形成した後、図６に示されるように、第１樹脂部２１の周囲に第２樹脂部２２の一部として、第３側部２２３、第４側部２２４、一対の支持部２３、及び一対の支持部２４を射出成型により設ける工程が行われる。この工程では、連通孔２１ｈに予め入れ子（不図示）を配置した状態で、射出成型が行われる。入れ子は射出成型後に除去される。

各支持部２３，２４は、各補強部材４１，４２を支持するために設けられる。一対の支持部２３は、第３側部２２３の両端部において、各補強部材４１，４２の第３側部２２３側の端部を支持するために設けられる。一対の支持部２３は、第３側部２２３と一体的に設けられ、第３側部２２３の両端部から第４側部２２４に向かって突出している。一対の支持部２４は、第４側部２２４の両端部において、各補強部材４１，４２の第４側部２２４側の端部を支持するために設けられる。一対の支持部２４は、第４側部２２４と一体的に設けられ、第４側部２２４の両端部から第３側部２２３に向かって突出している。一対の支持部２３と一対の支持部２４とは、電極板１５の長辺方向において互いに対向している。

一対の支持部２３のうち、第１側部２２１側の支持部２３と、一対の支持部２４のうち、第１側部２２１側の支持部２４とは、第１側部２２１の一部である。一対の支持部２３のうち、第２側部２２２側の支持部２３と、一対の支持部２４のうち、第２側部２２２側の支持部２４とは、第２側部２２２の一部である。各支持部２３，２４の積層方向Ｄ１の長さは、第２樹脂部２２の積層方向Ｄ１の長さの半分程度である。各支持部２３，２４の上面には、例えば、各補強部材４１，４２の端部が配置される凹部が設けられている。

続いて、第２樹脂部２２の強度よりも高い強度を有し、第２樹脂部２２を補強するための補強部４０を設ける工程が行われる。この工程では、図６に示されるように、各補強部材４１，４２を各支持部２３，２４により支持させた後、第２樹脂部２２の残りの部分を射出成型により設ける。これにより、第１側部２２１及び第２側部２２２の全体が形成され、第２樹脂部２２が完成する。続いて、連通孔２１ｈと、第２樹脂部２２に形成された開口２２ｈとを通じて電解液を内部空間Ｖに注入する工程が行われる。以上により、蓄電モジュール４Ａが製造される。

以上説明したように、蓄電モジュール４Ａにおいても、封止体１２が、第１樹脂部２１及び第２樹脂部２２に加えて、補強部４０を有している。補強部４０は、第２樹脂部２２の第１側部２２１を補強するための第１補強部材４１を有している。これにより、第１側部２２１を構成する樹脂材料の熱収縮が抑制される結果、バイポーラ電極１４の変形が抑制される。

補強部４０は、第２樹脂部２２の第２側部２２２を補強するための第２補強部材４２を更に有している。これにより、第２側部２２２を構成する樹脂材料の熱収縮が抑制される。このように、第１側部２２１及び第２側部２２２を構成する樹脂材料の熱収縮がいずれも抑制されているので、熱収縮量の差を抑制することができる。これにより、バイポーラ電極１４の歪みを抑制することができる。

補強部４０は、短辺部分よりも変形し易い長辺部分に沿って設けられた第１側部２２１及び第２側部２２２を補強している。これにより、効果的にバイポーラ電極１４の変形が抑制される。補強部４０は、第１樹脂部２１から離間して第２樹脂部２２の内部に配置されているので、バイポーラ電極１４間を第２樹脂部２２により封止することができる。

蓄電モジュール４Ａの製造方法は、第２樹脂部２２を補強するための補強部４０を設ける工程を含んでいる。この工程では、第２樹脂部２２の第１側部２２１を補強するための第１補強部材４１が設けられる。これにより、第１側部２２１を構成する樹脂材料の熱収縮が抑制される結果、バイポーラ電極１４の変形が抑制される。

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態に係る蓄電モジュールの斜視図である。図７に示される第３実施形態に係る蓄電モジュール４Ｂは、第２樹脂部２２に一対の凹部２２ａが設けられている点で、第２実施形態に係る蓄電モジュール４Ｂと主に相違している。以下では、蓄電モジュール４Ａとの相違点を中心に、蓄電モジュール４Ｂについて説明する。一対の凹部２２ａは、第１側部２２１及び第２側部２２２に設けられ、積層方向Ｄ１に延在している。一対の凹部２２ａは、第１側部２２１及び第２側部２２２を積層方向Ｄ１の一端と他端とを接続している。

一方の凹部２２ａは、第１側部２２１に設けられ、第１補強部材４１の軸方向の中央部を露出させている。他方の凹部２２ａは、第２側部２２２に設けられ、第２補強部材４２の軸方向の中央部を露出させている。

次に、上述した蓄電モジュール４Ｂの製造方法について説明する。蓄電モジュール４Ｂの製造方法は、第１樹脂部２１の周囲に第２樹脂部２２を設ける工程と、補強部４０を設ける工程とが同時に行われる点で、主に蓄電モジュール４の製造方法と相違している。蓄電モジュール４Ｂの製造方法は、電極積層体１１を形成する工程までは、蓄電モジュール４の製造方法と同様である。

蓄電モジュール４Ｂでは、電極積層体１１を蓄電モジュール４の製造方法と同様に形成した後、図８及び図９に示されるような一対の金型５１，５２を用いて、射出成型が行われる。金型５１は、第２樹脂部２２の形成空間内において、各補強部材４１，４２を把持するための一対の把持部５３を有している。金型５２は、第２樹脂部２２の形成空間内において、各補強部材４１，４２を把持するための一対の把持部５４を有している。

この工程では、まず、金型５１の内部に電極積層体１１が配置されると共に、一対の把持部５３の上面に各補強部材４１，４２が配置される。一対の把持部５３の上面には、例えば、各補強部材４１，４２が配置される凹部が設けられている。次に、金型５１上に金型５２を配置し、積層方向Ｄ１において互いに対向するように、一対の金型５１，５２を組み合わせる。このように一対の金型５１，５２が組み合わされた状態において、一方の把持部５３及び一方の把持部５４は、互いに組み合わされて、第１補強部材４１の軸方向の中央部を把持している。他方の把持部５３及び他方の把持部５４は、互いに組み合わされて、第２補強部材４２の軸方向の中央部を把持している。一対の把持部５４の下面には、例えば、各補強部材４１，４２が配置される凹部が設けられている。

次に、連通孔２１ｈに予め入れ子（不図示）を配置した状態で、射出成型が行われる。入れ子は射出成型後に除去される。これにより、第１樹脂部２１の周囲に第２樹脂部２２が設けられる共に、第２樹脂部２２の内部に各補強部材４１，４２が設けられる。続いて、連通孔２１ｈと、第２樹脂部２２に形成された開口２２ｈとを通じて電解液を内部空間Ｖに注入する工程が行われる。以上により、蓄電モジュール４Ｂが製造される。

以上説明したように、蓄電モジュール４Ｂにおいても、封止体１２が補強部４０を有しているので、蓄電モジュール４Ａと同様の効果が奏される。蓄電モジュール４Ｂでは、補強部４０が第１樹脂部２１から離間して第２樹脂部２２の内部に配置されているので、バイポーラ電極１４間を第２樹脂部２２により封止することができる。したがって、補強部４０を樹脂以外の賦形性及び封止性が低い材料から構成することができる。蓄電モジュール４Ｂの製造方法は、補強部４０を設ける工程を含んでいるので、蓄電モジュール４Ａの製造方法と同様の効果が奏される。

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。

蓄電モジュール４では、補強部３０は少なくとも第１補強部材３１を有していればよい。補強部３０は、例えば、第１補強部材３１及び第２補強部材３２を有し、第３補強部材３３を有していなくてもよい。第１側部２２１及び第２側部２２２は、長方形枠状である外縁部１５ｃの短辺部分に沿って延在していてもよい。外縁部１５ｃは、正方形枠状であってもよい。蓄電モジュール４では、封止体１２が補強部３０に加えて、補強部４０を更に備えていてもよい。

蓄電モジュール４Ａ，４Ｂでは、補強部４０は、１つの第１補強部材４１及び１つの第２補強部材４２を有しているが、複数の第１補強部材４１及び複数の第２補強部材４２を有していてもよい。この場合、複数の第１補強部材４１は、第１側部２２１の内部で積層方向Ｄ１において配列されていてもよい。また、複数の第２補強部材４２は、第２側部２２２の内部で積層方向Ｄ１において配列されていてもよい。

４，４Ａ，４Ｂ…蓄電モジュール、１１…電極積層体、１２…封止体、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…一方面、１５ｂ…他方面、１５ｃ…外縁部、１６…正極、１７…負極、２１…第１樹脂部、２２…第２樹脂部、２２ｈ…開口、２２１…第１側部、２２２…第２側部、２２３…第３側部、２２４…第４側部、３０…補強部、３１…第１補強部材、３２…第２補強部材、３３…第３補強部材、４０…補強部、４１…第１補強部材、４２…第２補強部材、Ｖ…内部空間。

Claims (7)

1. 矩形状の電極板、前記電極板の一方面に設けられた正極、及び前記電極板の他方面に設けられた負極を含むバイポーラ電極が積層されてなる電極積層体と、
   前記電極積層体の積層方向において隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体と、を備え、
   前記封止体は、
   前記電極板の外縁部に設けられた第１樹脂部と、
   前記第１樹脂部の周囲に設けられた第２樹脂部と、
   前記第２樹脂部を補強するための第１補強部と、を有し、
   前記積層方向で隣り合う前記第１樹脂部同士は、互いに当接し、
   前記第２樹脂部は、前記外縁部に沿って延在する第１側部、第２側部、第３側部及び第４側部を有し、
   前記第１補強部は、前記第１側部を補強するための第１補強部材を有し、
   前記第１補強部材は、樹脂材料からなり、前記第２樹脂部の内側で前記第１樹脂部に溶着され、前記外縁部に沿って延在していると共に、前記積層方向に沿って延在し、互いに当接する複数の前記第１樹脂部の外側面を覆っている、蓄電モジュール。
2. 前記第１側部及び前記第２側部は、前記電極積層体を挟んで互いに対向し、
   前記第１補強部は、前記第２側部を補強するための第２補強部材を更に有し、
   前記第２補強部材は、樹脂材料からなり、前記第２樹脂部の内側で前記第２樹脂部に溶着され、前記外縁部に沿って延在していると共に、前記積層方向に沿って延在し、互いに当接する複数の前記第１樹脂部の外側面を覆っている、請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 前記電極板は長方形状であり、
   前記第１側部及び前記第２側部が前記外縁部に沿って延在する長さは、前記第３側部及び前記第４側部が前記外縁部に沿って延在する長さよりも長い、請求項１又は２に記載の蓄電モジュール。
4. 前記第１補強部は、前記第３側部を補強するための第３補強部材を更に有し、
   前記第３補強部材は、樹脂材料からなり、前記第２樹脂部の内側で前記第２樹脂部に溶着され、前記外縁部に沿って延在していると共に、前記積層方向に沿って延在し、互いに当接する複数の前記第１樹脂部の外側面を覆っており、
   前記第４側部には、前記電極積層体において隣り合う前記バイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられている、請求項２に記載の蓄電モジュール。
5. 前記第１補強部は、前記第２樹脂部よりも高い強度を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
6. 前記第２樹脂部の内部に配置され、前記外縁部に沿って延在している第２補強部を更に備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
7. 電極板、前記電極板の一方面に設けられた正極、及び前記電極板の他方面に設けられた負極を含むバイポーラ電極が積層されてなる電極積層体と、第１樹脂部、第２樹脂部、及び補強部を有し、前記電極積層体の積層方向において隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体と、を備える蓄電モジュールの製造方法であって、
   前記バイポーラ電極の外縁部に前記第１樹脂部を設ける工程と、
   前記積層方向で隣り合う前記第１樹脂部同士が互いに当接するように前記バイポーラ電極を積層することにより、前記電極積層体を形成する工程と、
   前記第１樹脂部の周囲に前記第２樹脂部を設ける工程と、
   前記第２樹脂部の強度よりも高い強度を有し、前記第２樹脂部を補強するための前記補強部を設ける工程と、を含み、
   前記第２樹脂部を設ける工程では、矩形枠状である前記外縁部に沿って延在する第１側部、第２側部、第３側部、及び第４側部を有する前記第２樹脂部を設け、
   前記補強部を設ける工程では、樹脂材料からなり、前記第１側部を補強するための第１補強部材を、前記外縁部に沿って延在すると共に、前記積層方向に沿って延在するように、前記第２樹脂部の内側で前記第１樹脂部に溶着させ、互いに当接する複数の前記第１樹脂部の外側面を前記第１補強部材で覆う、蓄電モジュールの製造方法。

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