JP6988089B2 - 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents

蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6988089B2
JP6988089B2 JP2016253480A JP2016253480A JP6988089B2 JP 6988089 B2 JP6988089 B2 JP 6988089B2 JP 2016253480 A JP2016253480 A JP 2016253480A JP 2016253480 A JP2016253480 A JP 2016253480A JP 6988089 B2 JP6988089 B2 JP 6988089B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stacking direction
electrode plate
electrode
power storage
frame body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016253480A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018106976A (ja
Inventor
貴之 弘瀬
耕二郎 田丸
知広 中村
賢志 濱岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2016253480A priority Critical patent/JP6988089B2/ja
Priority to PCT/JP2017/044015 priority patent/WO2018123502A1/ja
Publication of JP2018106976A publication Critical patent/JP2018106976A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6988089B2 publication Critical patent/JP6988089B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/186Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H01G11/12Stacked hybrid or EDL capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/80Gaskets; Sealings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/19Sealing members characterised by the material
    • H01M50/193Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/19Sealing members characterised by the material
    • H01M50/197Sealing members characterised by the material having a layered structure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Description

本発明は、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。
特許文献1に記載されているように、集電体の一方の面に正極が形成され、他方の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。このバイポーラ電池では、電解質層を挟んで複数のバイポーラ電極が直列に積層されている。電解質層はセパレータに保持されている。セパレータにおける電解質を保持させた部分の外周部には、シール用の樹脂部材が配置されている。
特開2011−151016号公報
上記のようなバイポーラ電池では、電解液及びガス等が隣接するセルへ流入することを防止するためにシール部材が設けられている。しかしながら、特許文献1に記載のバイポーラ電池では、セパレータの外周部のみにシール部材が設けられているので、シール性が不十分であった。したがって、バイポーラ電池のシール性を向上させることが求められている。
本発明は、シール性の向上を図ることが可能な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を目的とする。
本発明の一態様は、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2面に設けられた負極とをそれぞれ含む複数のバイポーラ電極がセパレータを介して積層された蓄電モジュールであって、複数のバイポーラ電極の積層方向に交差する方向において、複数のバイポーラ電極の外側に設けられた筒状の第1シール部材と、積層方向に交差する方向において第1シール部材の外側に設けられた第2シール部材と、を備え、第1シール部材は電極板の周縁部における第1面及び第2面の両面に設けられた一対の枠体が積層された複数対の枠体を有し、第2シール部材は、複数の枠体の側面を取り囲むように筒状に形成され、一対の体は、積層方向において電極板の周縁部と重なり当該周縁部の両面に接合された一対のシール部と、積層方向に交差する方向において電極板から外側へ突出して互いに接合された一対の突出部と、を含み、一の電極板に接合された枠体の一対の突出部と、当該電極板に積層方向において隣り合う他の電極板に接合された枠体の一対の突出部との間には隙間が形成され、隙間には、第2シール部材の一部が入り込んでおり、第2シール部材と、複数の枠体の突出部のそれぞれとが互いに接合されてシール部分が形成されており、シール部分は、積層方向に延在する第1シール部分と、積層方向に交差する方向に延在する第2シール部分とを含み、複数の枠体において第1シール部分と第2シール部分とが連続しており、積層方向に隣り合う電極板同士の間に形成される内部空間が第1シール部材と第2シール部材とによってシールされている。
この蓄電モジュールは、複数の枠体を有する第1シール部材と第2シール部材とを備えている。積層方向において隣り合う枠体の突出部同士の間には隙間が形成され、この隙間に第2シール部材の一部が入り込んでいる。これにより、それぞれのバイポーラ電極に対し、第1シール部材と第2シール部材との間において、積層方向に交差する方向にシール部分が形成される。したがって、第1シール部材と第2シール部材との間のシール長を長くすることができるので、蓄電モジュールのシール性を向上させることができる。また、電極板の第1面及び第2面が共に第1シール部材によってシールされるので、電極板の周縁部に対するシール性を更に向上させることができる。
積層方向において、シール部の厚み及び電極板の厚みの合計は突出部の厚みより大きく、突出部はシール部に対して積層方向に凹んでいてもよい。この場合、枠体の凹みによって隙間を確実に形成することができる。したがって、第1シール部材と第2シール部材との間のシール長を長くすることができるので、蓄電モジュールのシール性を向上させることができる。
本発明の一態様に係る蓄電モジュールの製造方法は、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、第1面に設けられた正極と、第2面に設けられた負極と、を有する複数のバイポーラ電極を準備する準備工程と、電極板の周縁部において、第1面及び第2面の両面にシール部品である一対の枠体を接合する第1シール工程と、枠体が接合された複数のバイポーラ電極をセパレータを介して積層する積層工程と、積層された複数のバイポーラ電極に対して、枠体の外側において、複数の枠体の側面を取り囲むように第2シール部材を筒状に形成する第2シール工程と、を含み、第1シール工程においては、電極板の両面に設けられた一対の枠体の一対の内周側の部分が、バイポーラ電極の積層方向において当該電極板の周縁部に重なり当該周縁部に接合され、枠体のそれぞれの一対の外周側の部分が積層方向に交差する方向において電極板の周縁部より外側へ突出して互いに接合され、積層工程においては、一の電極板に接合された枠体の一対の外周側の部分と、当該電極板に積層方向において隣り合う他の電極板に接合された枠体の一対の外周側の部分との間に隙間を形成し、第2シール工程においては、隙間に第2シール部材の一部が入り込むように第2シール部材を形成し、第2シール部材と、複数の枠体の外周側の部分のそれぞれとを互いに接合して、積層方向に延在する第1シール部分と、積層方向に交差する方向に延在する第2シール部分とを含むシール部分であって、複数の枠体において第1シール部分と第2シール部分とが連続するようにシール部分を形成し、積層方向に隣り合う電極板同士の間に形成される内部空間を複数の枠体と第2シール部材とによってシールする。
この蓄電モジュールの製造方法では、積層工程において、積層方向において隣り合う枠体の外周側の部分同士の間に隙間を形成する。そして、第2シール工程において、隙間に第2シール部材の一部が入り込むように第2シール部材を形成する。これにより、それぞれのバイポーラ電極に対し、枠体と第2シール部材との間において、積層方向に交差する方向にシール部分が形成される。したがって、枠体と第2シール部材との間のシール長を長くすることができるので、蓄電モジュールのシール性を向上させることができる。
本発明によれば、シール性の向上を図ることが可能な蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法が提供される。
本発明の第1実施形態に係る蓄電モジュールを備える蓄電装置を概略的に示す断面図である。 図1の蓄電装置を構成する蓄電モジュールを概略的に示す断面図である。 図2の蓄電モジュールの一部を拡大した断面図である。 図2の蓄電モジュールの製造方法を説明するための図である。 図2の蓄電モジュールの製造方法を説明するための図である。 図2の蓄電モジュールの製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施形態に係る蓄電モジュールの一部を拡大した断面図である。 本発明の第3実施形態に係る蓄電モジュールの一部を拡大した断面図である。 比較例に係る蓄電モジュールの一部を拡大した断面図である。
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る蓄電モジュールを備える蓄電装置を概略的に示す断面図である。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(本実施形態では3つ)の蓄電モジュール10を備えるが、単一の蓄電モジュール10を備えてもよい。蓄電モジュール10は、例えばバイポーラ電池である。蓄電モジュール10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であるが、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。
複数の蓄電モジュール10は、例えば金属板等の導電板14を介して積層されている。積層方向から見て、蓄電モジュール10及び導電板14は例えば矩形形状である。各蓄電モジュール10の詳細な構造については後述する。導電板14は、蓄電モジュール10の積層方向(Z軸方向)において両端に位置する蓄電モジュール10の外側にもそれぞれ配置される。導電板14は、隣り合う蓄電モジュール10と電気的に接続されている。これにより、複数の蓄電モジュール10が積層方向に直列に接続される。積層方向において、一端に位置する導電板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板14には、負極端子26が接続されている。なお、正極端子24及び負極端子26のそれぞれは、接続される導電板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軸方向)に延びている。これらの正極端子24及び負極端子26により、蓄電装置1の充放電を行うことができる。
導電板14は、蓄電モジュール10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。導電板14の内部には複数の空隙14aが設けられている。空気等の冷媒が空隙14aを通過することにより、蓄電モジュール10からの熱を効率的に外部に放出することができる。各空隙14aは例えば積層方向に交差する方向(Y軸方向)に延在する。積層方向から見て、導電板14は、蓄電モジュール10よりも小さいが、蓄電モジュール10と同じかそれより大きくてもよい。
蓄電装置1は、交互に積層された蓄電モジュール10及び導電板14を積層方向に拘束する拘束部材16を備えている。拘束部材16は、一対の拘束プレート16A,16Bと、拘束プレート16A,16B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16A,16Bと導電板14との間には、例えば樹脂フィルム等の絶縁フィルム22が配置されている。各拘束プレート16A,16Bは、例えば鉄等の金属によって構成されている。積層方向から見て、各拘束プレート16A,16B及び絶縁フィルム22は例えば矩形形状である。絶縁フィルム22は導電板14よりも大きくなっており、各拘束プレート16A,16Bは、蓄電モジュール10よりも大きくなっている。積層方向から見て、拘束プレート16Aの縁部には、ボルト18の軸部を挿通させる挿通孔16A1が蓄電モジュール10よりも外側となる位置に設けられている。同様に、積層方向から見て、拘束プレート16Bの縁部には、ボルト18の軸部を挿通させる挿通孔16B1が蓄電モジュール10よりも外側となる位置に設けられている。積層方向から見て各拘束プレート16A,16Bが矩形形状である場合、挿通孔16A1及び挿通孔16B1は、例えば拘束プレート16A,16Bの角部に位置する。
一方の拘束プレート16Aは、負極端子26に接続された導電板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16Bは、正極端子24に接続された導電板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16A側から他方の拘束プレート16B側に向かって挿通孔16A1及び挿通孔16B1に通され、他方の拘束プレート16B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、導電板14及び蓄電モジュール10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。
次に、蓄電モジュール10の構造について説明する。図2は、図1の蓄電装置を構成する蓄電モジュールを概略的に示す断面図である。図2に示されるように、蓄電モジュール10は、複数のバイポーラ電極32を備えている。それぞれのバイポーラ電極32は、電極板34と、電極板34の第1面34aに設けられた正極36と、電極板34の第2面34bに設けられた負極38とを含んでいる。複数のバイポーラ電極32は、セパレータ40を介して積層され、積層体30を形成している。バイポーラ電極32の積層方向から見て、積層体30は例えば矩形形状である。積層体30において、一のバイポーラ電極32の正極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38と対向し、一のバイポーラ電極32の負極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36と対向している。積層方向において、積層体30の一端には、内側面に負極38が配置された電極板34(負極側終端電極)が配置され、他端には、内側面に正極36が配置された電極板34(正極側終端電極)が配置されている。負極側終端電極の負極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36と対向している。正極側終端電極の正極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38と対向している。これら終端電極の電極板34は、それぞれ隣り合う導電板14(図1参照)に接続される。
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。正極36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38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。電極板34の第2面34bにおける負極38の形成領域は、電極板34の第1面34aにおける正極36の形成領域に対して一回り大きくなっている。電極板34の縁部は、正極活物質及び負極活物質が塗工されていない未塗工領域となっている。
セパレータ40は、例えばシート上に形成されている。セパレータ40を形成する材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチレンセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ40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40は、シート上に限られず、例えば袋状のものを用いてもよい。
蓄電モジュール10は、積層方向に交差する方向において複数のバイポーラ電極32(積層体30)の外側に設けられた筒状の第1シール部材50と、積層方向に交差する方向において第1シール部材50の外側に設けられた第2シール部材60とを備えている。第1シール部材50は、積層体30の側面を取り囲むように構成されており、第2シール部材60は第1シール部材50の側面を取り囲むように構成されている。第2シール部材60は、例えば筒状である。電極板34の周縁部34c(電極板34の未塗工領域)は、第1シール部材50に埋没した状態で保持されている。これにより、積層方向に隣り合う電極板34同士の間には、電極板34と第1シール部材50とによって仕切られた内部空間Vが形成されている。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。内部空間Vは、電極板34、第1シール部材50、及び第2シール部材によって気密に保たれている。
第1シール部材50及び第2シール部材60は、例えば絶縁性の樹脂材料によって構成されている。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)等が挙げられる。
次に、図3を参照して第1シール部材50及び第2シール部材60の構成について詳細に説明する。図3は、図2の蓄電モジュールの一部を拡大した断面図である。なお、図3においては、説明の簡単のために2つのバイポーラ電極32が積層された蓄電モジュールを示しているが、積層されるバイポーラ電極32の数は特に限定されない。第1シール部材50は枠状である。図3に示されるように、第1シール部材50は、積層方向において隣り合う電極板34同士の間に設けられたシール部品である複数の枠体51を有している。枠体51のそれぞれは、積層方向において電極板34の周縁部34cと重なるシール部52と、積層方向に交差する方向において電極板34から外側へ突出する突出部53とを含んでいる。枠体51は、一の電極板34に対して、第1面34a側及び第2面34b側にそれぞれ設けられている。電極板34の第1面34a及び第2面34bの両面において、周縁部34cには枠体51のシール部52がそれぞれ接合されている。また、一の電極板34の第1面34a側に設けられた枠体51と、当該電極板34の第2面34b側に設けられた枠体51とは、それぞれの突出部53において互いに接合されている。これにより、電極板34と枠体51との間におけるシールが形成されている。
枠体51は、シール部52と突出部53との間に段差を有している。シール部52の厚みt52と電極板34の厚みt34との合計は突出部53の厚みt53よりも大きく、突出部53は、シール部52に対して積層方向に凹んでいる。これにより、一の電極板34に接合された枠体51の突出部53と、当該電極板34に隣り合う他の電極板34に接合された枠体51の突出部53との間に隙間Sが形成されている。負極側端電極及び正極側終端電極の電極板34にも枠体51がそれぞれ接合されている。負極側端電極及び正極側終端電極の電極板34に接合された枠体51の突出部53と、バイポーラ電極32の電極板34に接合された枠体51の突出部53との間においても、隙間Sが形成されている。なお、負極側端電極及び正極側終端電極の電極板34に接合された枠体51は、シール部52と突出部53との間に段差を有していてもよく、有していなくてもよい。
隙間Sには、第2シール部材60の一部が入り込んでおり、第2シール部材60と枠体51(第1シール部材50)とは互いに接合されている。これにより、一の電極板34に接合された枠体51と、当該電極板34に隣り合う他の電極板34に接合された枠体51との間に介在するシール部分Cが形成されている。シール部分Cは、積層方向(Z軸方向及びY方向)に延在する側面部と、積層方向に交差する方向(X軸方向及びY軸方向)に延在する介在部とを含む。側面部は枠体51の側面をシールし、介在部は枠体51の凹んだ部分をシールする。
以上説明したように、本実施形態に係る蓄電モジュール10は、複数の枠体51を有する第1シール部材50と第2シール部材60とを備えている。積層方向において隣り合う枠体51の突出部53同士の間には隙間Sが形成され、この隙間Sに第2シール部材60の一部が入り込んでいる。これにより、それぞれのバイポーラ電極32に対し、第1シール部材50と第2シール部材60との間において、積層方向に交差する方向にシール部分Cの介在部が形成される。これに対し、比較例に係る蓄電モジュール10A(図9参照)においては、枠体51Aが突出部を有しておらず、隙間が形成されていない。この構造により、比較例に係る蓄電モジュール10Aにおいては、第1シール部材50Aの側面のみに第1シール部材50Aと第2シール部材60Aとの間のシール部分Cが形成されている。すなわち、比較例に係る蓄電モジュール10Aのシール部分Cは側面部のみを有し、介在部を有していない。したがって、比較例に係る蓄電モジュール10Aに比べ、本実施形態に係る蓄電モジュール10はでは第1シール部材50と第2シール部材60との間のシール長(シール部分Cの長さ)を長くすることができるので、蓄電モジュールのシール性を向上させることができる。
また、本実施形態においては、電極板34の第1面34a及び第2面34bに枠体51がそれぞれ接合されていている。これにより、電極板34の第1面34a及び第2面34bが共に第1シール部材50によってシールされるので、電極板34の周縁部34cに対するシール性を更に向上させることができる。
また、本実施形態においては、積層方向において、シール部52の厚みt52及び電極板34の厚みt34の合計は突出部53の厚みt53より大きく、突出部53はシール部52に対して積層方向に凹んでいる。これにより、枠体51の凹みによって確実に隙間Sを形成することができる。したがって、第1シール部材50と第2シール部材60との間のシール長を長くすることができるので、蓄電モジュール10のシール性を向上させることができる。
[蓄電モジュールの製造方法]
次に、図4〜図6を参照して、蓄電モジュール10の製造方法について説明する。図4〜図6は、図2の蓄電モジュールの製造方法を説明するための図である。まず、図4(a)に示されるように、第1面34a及び第1面34aとは反対側の第2面34bを有する電極板34と、第1面34aに設けられた正極36と、第2面34bに設けられた負極38とを有する複数のバイポーラ電極32を準備する(準備工程)。また、バイポーラ電極32に接合するための複数の枠体51を準備する。このとき、枠体51はシール部52と突出部53との間に段差を有していない状態である。
次に、図4(b)に示されるように、電極板34の周縁部34cにおいて、第1面34a及び第2面34bに枠体51を接合する(第1シール工程)。電極板34と枠体51との接合は、例えば熱プレスによって行われる。この第1シール工程においては、枠体51のそれぞれの内周側の部分が、バイポーラ電極32の積層方向において電極板34の周縁部34cに重なり、枠体51のそれぞれの外周側の部分が積層方向に交差する方向において電極板34の周縁部34cより外側へ突出するように、枠体51を接合する。これにより、枠体51にシール部52及び突出部53が形成され、電極板34の第1面34a及び第2面34bの周縁部34cに枠体51のシール部52がそれぞれ接合された状態となる。また、この工程により、突出部53がシール部52に対して積層方向に凹んだ状態となる。なお、負極側端電極の電極板34に対しては、第2面34bのみに枠体51を接合し、正極側終端電極の電極板34に対しては、第1面34aのみに枠体51を接合する。
次に、図5に示されるように、枠体51が接合された複数のバイポーラ電極32をセパレータ40を介して積層する(積層工程)。この積層工程により、図6に示されるように、積層体30が形成される。また、積層方向において隣り合う枠体51の突出部53同士の間に隙間Sが形成される。なお、本実施形態では積層工程前に枠体51をバイポーラ電極32に接合しているが、積層工程後に枠体51をバイポーラ電極32に接合してもよい。
最後に、積層された複数のバイポーラ電極32(積層体30)に対して、枠体51(第1シール部材50)の外側に第2シール部材60を形成する(第2シール工程)。第2シール工程においては、積層工程において形成された隙間Sに第2シール部材60の一部が入り込むように第2シール部材60を形成する。第2シール部材60は、例えば射出成形によって形成される。以上の工程により、図3に示される蓄電モジュール10が製造される。
以上説明したように、この蓄電モジュールの製造方法では、積層工程において、積層方向において隣り合う枠体51の外周側の突出部53同士の間に隙間Sを形成する。そして、第2シール工程において、隙間Sに第2シール部材60の一部が入り込むように第2シール部材60を形成する。これにより、それぞれのバイポーラ電極32に対し、枠体51(第1シール部材50)と第2シール部材60との間において、積層方向に交差する方向にシールされる部分が形成される。したがって、枠体51(第1シール部材50)と第2シール部材60との間のシール長を長くすることができるので、蓄電モジュールのシール性を向上させることができる。
[第2実施形態]
図7は、本発明の第2実施形態に係る蓄電モジュールの一部を拡大した断面図である。図7に示される蓄電モジュール110が図1に示される蓄電モジュール10と異なる点は、一の電極板134に対して、第1面134a側のみに枠体151が接合されている点である。すなわち、蓄電モジュール10では、隣り合う電極板34同士の間に2つの枠体51が設けられていたのに対し、蓄電モジュール110では、隣り合う電極板34同士の間に設けられる枠体151は1つのみである。また、蓄電モジュール110では、正極側終端電極の電極板134の第1面134aのみに枠体151が接合されており、負極側終端電極の電極板134には枠体151が接合されていない。この場合、負極側終端電極の電極板34と枠体151との間のシール性は、負極側終端電極の電極板34及び枠体151の外側に設けられた第2シール部材160によって担保される。なお、枠体151は第2面134b側のみに接合されていてもよく、この場合、負極側終端電極の電極板134の第2面134bのみに枠体151が接合される。
第2実施形態に係る蓄電モジュール110においても、枠体151のそれぞれは、積層方向において電極板134の周縁部134cと重なるシール部152と、積層方向に交差する方向において電極板134から外側へ突出する突出部153とを含んでいる。また、枠体151は、シール部152と突出部153との間に段差を有しており、突出部153はシール部152に対して積層方向に凹んでいる。これにより、隣り合う枠体151の突出部153同士の間に隙間Sが形成され、隙間Sに入り込むシール部分Cが形成される。したがって、蓄電モジュール110においても第1実施形態に係る蓄電モジュール10と同様の作用効果が得られる。また、蓄電モジュール110では、第1面134a及び第2面134bのうち一方のみに枠体151が接合されているので、蓄電モジュール110を容易に製造することが可能である。
[第3実施形態]
図8は、本発明の第3実施形態に係る蓄電モジュールの一部を拡大した断面図である。図8に示される蓄電モジュール210が図1に示される蓄電モジュール10と異なる点は、枠体251の突出部253は、シール部252に対して積層方向に凹んでいない点、及び、一の電極板234の第1面234a側に設けられた枠体251の突出部253と、当該電極板234の第2面234b側に設けられた枠体251の突出部253とは、互いに接合されていない点である。この場合、一の電極板234の第1面234a側に設けられた枠体251の突出部253と、当該電極板234の第2面234b側に設けられた枠体251の突出部253との間に隙間Sが形成され、隙間Sに入り込むシール部分Cが形成される。従って、第3実施形態に係る蓄電モジュール210においても、第1実施形態に係る蓄電モジュール10と同様の作用効果が得られる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を採用可能である。例えば、上記の実施形態では、第1シール工程において枠体51加圧されることにより、突出部53がシール部52に対して積層方向に凹んだ状態となっていたが、突出部53は最初からシール部52に対して積層方向に凹んでいてもよい。
また、上記の実施形態では、1つの電極板34に対して枠体51を個別に接合していたが、複数の電極板34に対して一度に枠体51を接合してもよい。この場合、隣り合う枠体51の突出部53同士の間に隙間Sが形成されるように、積層方向において枠体51と電極板34とが重なる部分のみに加圧する。このように電極板34に対して枠体51を接合することにより、蓄電モジュール10を更に容易に製造することが可能である。
1…蓄電装置、10,10A,110,210…蓄電モジュール、14…導電板、16…拘束部材、22…絶縁フィルム、24…正極端子、26…負極端子、30…積層体、32…バイポーラ電極、34,134,234…電極板、34a,134a,234a…第1面、34b,134b,234b…第2面、34c,134c…周縁部、36…正極、38…負極、40…セパレータ、50,50A…第1シール部材、51,51A,151,251…枠体、52,252…シール部(内周側の部分)、53,153,253…突出部(外周側の部分)、60,60A,160…第2シール部材、C…シール部分、S…隙間、V…内部空間。

Claims (3)

  1. 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第2面に設けられた負極とをそれぞれ含む複数のバイポーラ電極がセパレータを介して積層された蓄電モジュールであって、
    前記複数のバイポーラ電極の積層方向に交差する方向において、前記複数のバイポーラ電極の外側に設けられた筒状の第1シール部材と、
    前記積層方向に交差する方向において前記第1シール部材の外側に設けられた第2シール部材と、を備え、
    前記第1シール部材は、前記電極板の周縁部における前記第1面及び前記第2面の両面に設けられた一対の枠体が積層された複数対の枠体を有し、
    前記第2シール部材は、前記複数の枠体の側面を取り囲むように筒状に形成され、
    前記一対の体は、前記積層方向において前記電極板の周縁部と重なり当該周縁部の前記両面に接合された一対のシール部と、前記積層方向に交差する方向において前記電極板から外側へ突出して互いに接合された一対の突出部と、を含み、
    一の前記電極板に接合された前記枠体の前記一対の突出部と、当該電極板に前記積層方向において隣り合う他の前記電極板に接合された前記枠体の前記一対の突出部との間には隙間が形成され、
    前記隙間には、前記第2シール部材の一部が入り込んでおり、前記第2シール部材と、前記複数の枠体の前記突出部のそれぞれとが互いに接合されてシール部分が形成されており、
    前記シール部分は、前記積層方向に延在する第1シール部分と、前記積層方向に交差する方向に延在する第2シール部分とを含み、前記複数の枠体において前記第1シール部分と前記第2シール部分とが連続しており、
    前記積層方向に隣り合う前記電極板同士の間に形成される内部空間が前記第1シール部材と前記第2シール部材とによってシールされている、蓄電モジュール。
  2. 前記積層方向において、前記シール部の厚み及び前記電極板の厚みの合計は前記突出部の厚みより大きく、
    前記突出部は前記シール部に対して前記積層方向に凹んでいる、請求項1に記載の蓄電モジュール。
  3. 第1面及び前記第1面とは反対側の第2面を有する電極板と、前記第1面に設けられた正極と、前記第2面に設けられた負極と、を有する複数のバイポーラ電極を準備する準備工程と、
    前記電極板の周縁部において、前記第1面及び前記第2面の両面にシール部品である一対の枠体を接合する第1シール工程と、
    前記枠体が接合された複数の前記バイポーラ電極をセパレータを介して積層する積層工程と、
    積層された複数の前記バイポーラ電極に対して、前記枠体の外側において、複数の前記枠体の側面を取り囲むように第2シール部材を筒状に形成する第2シール工程と、を含み、
    前記第1シール工程においては、前記電極板の前記両面に設けられた一対の前記枠体の一対の内周側の部分が、前記バイポーラ電極の積層方向において当該電極板の前記周縁部に重なり当該周縁部に接合され、前記枠体のそれぞれの一対の外周側の部分が前記積層方向に交差する方向において前記電極板の前記周縁部より外側へ突出して互いに接合され、
    前記積層工程においては、一の前記電極板に接合された前記枠体の前記一対の外周側の部分と、当該電極板に前記積層方向において隣り合う他の前記電極板に接合された前記枠体の前記一対の外周側の部分との間に隙間を形成し、
    前記第2シール工程においては、前記隙間に前記第2シール部材の一部が入り込むように前記第2シール部材を形成し、前記第2シール部材と、複数の前記枠体の前記外周側の部分のそれぞれとを互いに接合して、前記積層方向に延在する第1シール部分と、前記積層方向に交差する方向に延在する第2シール部分とを含むシール部分であって、複数の前記枠体において前記第1シール部分と前記第2シール部分とが連続するように前記シール部分を形成し、前記積層方向に隣り合う前記電極板同士の間に形成される内部空間を複数の前記枠体と前記第2シール部材とによってシールする、蓄電モジュールの製造方法。
JP2016253480A 2016-12-27 2016-12-27 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 Active JP6988089B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016253480A JP6988089B2 (ja) 2016-12-27 2016-12-27 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法
PCT/JP2017/044015 WO2018123502A1 (ja) 2016-12-27 2017-12-07 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016253480A JP6988089B2 (ja) 2016-12-27 2016-12-27 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018106976A JP2018106976A (ja) 2018-07-05
JP6988089B2 true JP6988089B2 (ja) 2022-01-05

Family

ID=62710572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016253480A Active JP6988089B2 (ja) 2016-12-27 2016-12-27 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6988089B2 (ja)
WO (1) WO2018123502A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112585799B (zh) * 2018-08-22 2024-02-02 株式会社丰田自动织机 蓄电模块及蓄电模块的制造方法
CN112740466B (zh) * 2018-09-25 2023-04-21 株式会社丰田自动织机 蓄电模块及其制造方法
JP7103272B2 (ja) * 2019-02-28 2022-07-20 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュール及びその製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005259379A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ電池
JP2005310588A (ja) * 2004-04-22 2005-11-04 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ電池、バイポーラ電池の製造方法、組電池およびこれらを搭載した車両
JP4635589B2 (ja) * 2004-12-08 2011-02-23 日産自動車株式会社 バイポーラ電池、組電池、複合電池およびこれらを搭載した車両
JP4752320B2 (ja) * 2005-04-28 2011-08-17 株式会社ニコン 基板保持装置及び露光装置、基板保持方法、露光方法、並びにデバイス製造方法
JP5017843B2 (ja) * 2005-10-26 2012-09-05 日産自動車株式会社 電池モジュール、および組電池
JP2008177196A (ja) * 2007-01-16 2008-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 面実装用方形蓄電セル
JP5458605B2 (ja) * 2009-03-05 2014-04-02 日産自動車株式会社 双極型二次電池
JP5532795B2 (ja) * 2009-09-28 2014-06-25 日産自動車株式会社 双極型二次電池
JP5463997B2 (ja) * 2010-03-24 2014-04-09 日産自動車株式会社 電池要素体並びに電池部品製造装置及び電池部品製造方法
CA2935552C (en) * 2013-12-30 2019-07-30 Gridtential Energy, Inc. Sealed bipolar battery assembly

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018106976A (ja) 2018-07-05
WO2018123502A1 (ja) 2018-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6586969B2 (ja) 蓄電モジュール
CN109792070B (zh) 蓄电装置和蓄电装置的制造方法
JP6946656B2 (ja) 蓄電モジュール
WO2018123503A1 (ja) 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法
WO2018150700A1 (ja) 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法
JP6988089B2 (ja) 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法
JP6911749B2 (ja) 蓄電装置
JP2018049801A (ja) 蓄電装置
WO2018116729A1 (ja) 蓄電モジュール
JP7123687B2 (ja) バイポーラ電池及びバイポーラ電池の製造方法
JP6959514B2 (ja) 蓄電モジュール、蓄電モジュールの製造方法、及び、蓄電装置の製造方法
JP6959523B2 (ja) 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法
JP2020030985A (ja) 蓄電モジュール
JP7103272B2 (ja) 蓄電モジュール及びその製造方法
JP7063762B2 (ja) 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法
JP7056167B2 (ja) 蓄電モジュール、及び、蓄電モジュールの製造方法
JP7060956B2 (ja) 蓄電モジュール
JP6926509B2 (ja) 蓄電装置
JP2020198190A (ja) 蓄電モジュールの製造方法、及び、蓄電モジュール
JP2019129070A (ja) バイポーラ電池の製造方法及びバイポーラ電池
JP2020135932A (ja) 蓄電モジュール
JP6907737B2 (ja) 蓄電モジュールの製造方法、及び、蓄電モジュール
JP2019102165A (ja) 蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュール
JP6858165B2 (ja) 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法
JP7056472B2 (ja) 蓄電モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190909

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200929

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210712

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211102

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211115

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6988089

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151