JP6989461B2 - 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.
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。 As a conventional power storage module, a bipolar battery including a bipolar electrode having a positive electrode formed on one surface of an electrode plate and a negative electrode formed on the other surface is known (see Patent Document 1). The bipolar battery includes a laminate formed by laminating a plurality of bipolar electrodes via a separator. On the side surface of the laminated body, a sealing body for sealing between the bipolar electrodes adjacent to each other in the stacking direction is provided, and the electrolytic solution is housed in the internal space formed between the bipolar electrodes.
ところで、上述したような蓄電モジュールでは、電極積層体の積層方向の一端に、電極積層体の内側に負極が形成された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を含んでいる場合、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蓄電モジュールの外部に滲み出てしまうことが生じ得る。電解液が蓄電モジュールの外部に漏れ出て拡散すると、例えば蓄電モジュールに接して配置された導電板の腐食や、蓄電モジュールと拘束部材との短絡等が生じるおそれがあり、信頼性を低下させる要因となり得る。 By the way, in the power storage module as described above, a negative electrode terminal electrode having a negative electrode formed inside the electrode laminate is arranged at one end of the electrode laminate in the stacking direction. The electrode plate of the negative electrode terminal electrode is also sealed by a sealant, but when the electrolytic solution contains an alkaline solution, the electrolytic solution is transmitted to the surface of the electrode plate of the negative electrode terminal electrode due to the so-called alkaline creep phenomenon. , It may occur that it passes between the sealing body and the electrode plate and seeps out to the outside of the power storage module. If the electrolytic solution leaks to the outside of the power storage module and diffuses, for example, corrosion of the conductive plate arranged in contact with the power storage module, short circuit between the power storage module and the restraint member, etc. may occur, which is a factor that reduces reliability. Can be.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制可能な蓄電モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a power storage module capable of suppressing the electrolytic solution from seeping out of the power storage module due to an alkaline creep phenomenon.
本発明の一側面に係る蓄電モジュールは、複数のバイポーラ電極の積層体と、積層体の積層方向の一端側に配置された負極終端電極とを含んで構成された電極積層体と、電極積層体の側面を囲むように設けられ、隣り合う電極間に内部空間を形成すると共に当該内部空間を封止する封止体と、内部空間に収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、を備え、電極積層体は、負極終端電極の電極板に対して積層方向の外側に配置された金属板を有し、封止体と負極終端電極の電極板と金属板とによって第1の余剰空間が形成され、封止体と金属板とによって第2の余剰空間が形成され、積層方向から見て、金属板の寸法は電極の電極板の寸法より小さく、金属板の外縁は電極板の外縁より内側に位置する。 The power storage module according to one aspect of the present invention includes an electrode laminate including a laminate of a plurality of bipolar electrodes and a negative electrode terminal electrode arranged on one end side in the stacking direction of the laminate, and an electrode laminate. An electrode is provided with a sealing body that is provided so as to surround the side surface of the electrode and that forms an internal space between adjacent electrodes and seals the internal space, and an electrolytic solution containing an alkaline solution contained in the internal space. The laminated body has a metal plate arranged outside in the stacking direction with respect to the electrode plate of the negative electrode terminal electrode, and a first surplus space is formed by the sealed body, the electrode plate of the negative electrode terminal electrode, and the metal plate. A second surplus space is formed by the encapsulant and the metal plate, the size of the metal plate is smaller than the size of the electrode plate of the electrode when viewed from the stacking direction, and the outer edge of the metal plate is inside the outer edge of the electrode plate. To position.
この蓄電モジュールでは、封止体と負極終端電極の電極板と金属板とによって第1の余剰空間が形成され、封止体と金属板とによって第2の余剰空間が形成されている。また、積層方向から見て、金属板の寸法は電極の電極板の寸法より小さく、金属板の外縁は電極板の外縁より内側に位置している。これにより、金属板の寸法が電極の電極板の寸法と略同一である場合に比べ、封止体と金属板とによって形成された第2の余剰空間が大きくなっている。このように第2の余剰空間が大きくなっていることにより、空気中に含まれる水分が第2の余剰空間内に侵入した場合であっても、第2の余剰空間の体積に対する水分量の比率が相対的に小さくなるので、侵入した水分による影響が低減される。したがって、アルカリクリープ現象の加速条件となる外部の湿度の影響が抑制されるので、電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制することができる。 In this power storage module, the first surplus space is formed by the encapsulating body, the electrode plate of the negative electrode terminal electrode, and the metal plate, and the second surplus space is formed by the encapsulating body and the metal plate. Further, when viewed from the stacking direction, the size of the metal plate is smaller than the size of the electrode plate of the electrode, and the outer edge of the metal plate is located inside the outer edge of the electrode plate. As a result, the second surplus space formed by the sealing body and the metal plate is larger than that in the case where the size of the metal plate is substantially the same as the size of the electrode plate of the electrode. Due to the large size of the second surplus space, the ratio of the amount of water to the volume of the second surplus space even when the water contained in the air invades the second surplus space. Is relatively small, so the effect of invading moisture is reduced. Therefore, since the influence of external humidity, which is a condition for accelerating the alkaline creep phenomenon, is suppressed, it is possible to suppress the leakage of the electrolytic solution to the outside of the power storage module.
第2の余剰空間は第1の余剰空間より体積が大きくてもよい。このように、第1の余剰空間よりも第2の余剰空間が大きくなっていることにより、空気中に含まれる水分が第2の余剰空間内に侵入した場合であっても、第2の余剰空間の体積に対する水分量の比率が相対的に小さくなるので、侵入した水分による影響が低減される。したがって、アルカリクリープ現象の加速条件となる外部の湿度の影響が抑制されるので、電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制することができる。 The volume of the second surplus space may be larger than that of the first surplus space. As described above, since the second surplus space is larger than the first surplus space, even when the moisture contained in the air invades into the second surplus space, the second surplus space is reached. Since the ratio of the amount of water to the volume of the space is relatively small, the influence of the invading water is reduced. Therefore, since the influence of external humidity, which is a condition for accelerating the alkaline creep phenomenon, is suppressed, it is possible to suppress the leakage of the electrolytic solution to the outside of the power storage module.
封止体は、隣り合う電極間に配置された樹脂部と、電極積層体の側面を囲むように樹脂部同士を結合する封止部と、を含み、封止部は、電極積層体の積層方向の両端において、電極積層体の内側に向けて積層方向に交差する方向に延びる延出部分を有し、積層方向から見て、延出部分の端部位置は金属板の端部位置より内側であってもよい。この構成によれば、積層方向から見て、延出部分と金属板とが互いに重なる部分が形成されるので、蓄電モジュールの内圧が上昇した場合であっても、延出部分によって金属板の変形を抑制できる。したがって、金属板の変形等によって樹脂部と金属板との間に隙間が形成されることを抑制でき、電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制することができる。 The encapsulating body includes a resin portion arranged between adjacent electrodes and a sealing portion for connecting the resin portions so as to surround the side surface of the electrode laminate, and the encapsulating portion is a laminate of electrode laminates. At both ends of the direction, there are extending portions extending in a direction intersecting the stacking direction toward the inside of the electrode laminate, and the end position of the extending portion is inside the end position of the metal plate when viewed from the stacking direction. It may be. According to this configuration, a portion where the extended portion and the metal plate overlap each other is formed when viewed from the stacking direction. Therefore, even if the internal pressure of the power storage module increases, the extended portion deforms the metal plate. Can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the formation of a gap between the resin portion and the metal plate due to the deformation of the metal plate or the like, and it is possible to prevent the electrolytic solution from seeping out to the outside of the power storage module.
本発明によれば、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制可能な蓄電モジュールが提供される。 According to the present invention, there is provided a power storage module capable of suppressing the electrolytic solution from seeping out of the power storage module due to the alkaline creep phenomenon.
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。 Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, 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。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、積層された複数の蓄電モジュール4を含むモジュール積層体2と、モジュール積層体2に対してモジュール積層体2の積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材3とを備えている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a power storage device. The power storage device 1 shown in FIG. 1 is used as a battery for various vehicles such as forklifts, hybrid vehicles, and electric vehicles. The power storage device 1 includes a
モジュール積層体2は、複数(ここでは3つ)の蓄電モジュール4と、複数(ここでは4つ)の導電板5とを含む。蓄電モジュール4は、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等である。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
The
積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール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、積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール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
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。流路5aは、例えば積層方向と、正極端子6及び負極端子7の引出方向と、にそれぞれ交差(直交)する方向に沿って延在している。導電板5は、蓄電モジュール4同士を電気的に接続する接続部材としての機能の他、これらの流路5aに冷媒を流通させることにより、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っている。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の面積よりも小さくなっているが、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なっていてもよい。
Inside the
拘束部材3は、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と、エンドプレート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版である。エンドプレート8におけるモジュール積層体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 that sandwich the
エンドプレート8の縁部には、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によって挟持されてモジュール積層体2としてユニット化されると共に、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
次に、蓄電モジュール4の構成について詳細に説明する。図2は、図1に示された蓄電モジュール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を示す拡大断面図である。図2及び図3に示されるにように、蓄電モジュール4は、電極積層体11と、電極積層体11を封止する樹脂製の封止体12とを備えている。電極積層体11は、セパレータ13を介して蓄電モジュール4の積層方向Dに沿って積層された複数の電極によって構成されている。これらの電極は、複数のバイポーラ電極14の積層体と、負極終端電極18と、正極終端電極19とを含む。
Next, the configuration of the
バイポーラ電極14は、一方面15a及び一方面15aの反対側の他方面15bを含む電極板15と、一方面15aに設けられた正極16と、他方面15bに設けられた負極17とを有している。正極16は、正極活物質が電極板15に塗工されることにより形成される正極活物質層である。負極17は、負極活物質が電極板15に塗工されることにより形成され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の一方に隣り合う別のバイポーラ電極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の他方に隣り合う別のバイポーラ電極14の正極16と対向している。なお、セパレータ13は、後述の第1封止部21に接するほど積層方向Dに交差する方向に延びていることが好ましい。これにより、電極同士の短絡を抑制することができる。
The
負極終端電極18は、電極板15と、電極板15の他方面15bに設けられた負極17とを有している。負極終端電極18は、他方面15bが電極積層体11における積層方向Dの中央側を向くように、積層方向Dの一端に配置されている。負極終端電極18の電極板15の一方面15aは、電極積層体11の積層方向Dにおける一方の外側面を構成し、蓄電モジュール4に隣接する一方の導電板5(図1参照)と電気的に接続されている。負極終端電極18の電極板15の他方面15bに設けられた負極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。
The negative
正極終端電極19は、電極板15と、電極板15の一方面15aに設けられた正極16とを有している。正極終端電極19は、一方面15aが電極積層体11における積層方向Dの中央側を向くように、積層方向Dの他端に配置されている。正極終端電極19の一方面15aに設けられた正極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。正極終端電極19の電極板15の他方面15bは、電極積層体11の積層方向における他方の外側面を構成し、蓄電モジュール4に隣接する他方の導電板5(図1参照)と電気的に接続されている。
The positive
電極板15は、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。一例として、電極板15は、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
セパレータ13は、例えばシート上に形成されている。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、ポリプロピレン、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
封止体12は、例えば絶縁性の樹脂によって、全体として矩形の筒状に形成されている。封止体12は、電極板15の縁部15cを包囲するように電極積層体11の側面11aに設けられている。封止体12は、側面11aにおいて縁部15cを保持している。封止体12は、電極板15の縁部15cに結合された複数の第1封止部21(樹脂部)と、側面11aに沿って第1封止部21を外側から包囲し、第1封止部21のそれぞれに結合された第2封止部22とを含んでいる。第1封止部21及び第2封止部22は、例えば、耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂である。第1封止部21及び第2封止部22の構成材料としては、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)、変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)などが挙げられる。
The sealing
第1封止部21は、電極板15の一方面15aにおいて縁部15cの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向Dから見て矩形環状をなしている。第1封止部21は、例えば超音波又は熱によって電極板15の一方面15aに溶着され、気密に接合されている。第1封止部21は、例えば積層方向Dに所定の厚さを有するフィルムである。第1封止部21の内側は、積層方向Dに互いに隣り合う電極板15の縁部15c同士の間に位置している。第1封止部21の外側は、電極板15の縁よりも外側に張り出しており、その先端部分は、第2封止部22に保持されている。積層方向Dに沿って互いに隣り合う第1封止部21同士は、互いに離間していてもよく、接していてもよい。
The
電極板15の一方面15aにおける縁部15cと第1封止部21とが重なる領域は、電極板15と第1封止部21との結合領域Kとなっている。結合領域Kにおいて、電極板15の表面は、粗面化されている。粗面化された領域は、結合領域Kのみでもよいが、本実施形態では電極板15の一方面15aの全体が粗面化されている。粗面化は、例えば電解メッキによる複数の突起の形成により実現し得る。一方面15aに複数の突起が形成されうることにより、一方面15aにおける第1封止部21との接合界面では、溶融状態の樹脂が粗面化により形成された複数の突起間に入り込み、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との間の結合強度を向上させることができる。粗面化の際に形成される突起は、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。これにより、隣り合う突起の間の断面形状がアンダーカット形状となり、アンカー効果を高めることが可能となる。
The region where the
第2封止部22は、電極積層体11及び第1封止部21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封止部22は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Dに沿って電極積層体11の全長にわたって延在している。第2封止部22は、積層方向Dを軸方向として延在する矩形の筒状(環状)を呈している。第2封止部22は、例えば射出成形時の熱によって第1封止部21の外表面に溶着されている。
The
第1封止部21及び第2封止部22は、隣り合う電極の間に内部空間Vを形成すると共に内部空間Vを封止する。より具体的には、第2封止部22は、第1封止部21と共に、積層方向Dに沿って互いに隣り合うバイポーラ電極14の間に、積層方向Dに沿って互いに隣り合う負極終端電極18とバイポーラ電極14との間、及び積層方向Dに沿って互いに隣り合う正極終端電極19とバイポーラ電極14との間をそれぞれ封止している。これにより、隣り合うバイポーラ電極14の間、負極終端電極18とバイポーラ電極14との間、及び正極終端電極19とバイポーラ電極14との間には、それぞれ気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溶液を含む電解液(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。
The
電極積層体11は、金属板20を更に有している。金属板20は、負極終端電極18の電極板15に対して積層方向Dの外側に配置されている。金属板20は、負極終端電極18の電極板15の一方面15aに対向する他方面20bと、他方面20bの反対側の一方面20aとを有している。金属板20の一方面20a及び他方面20bには、正極活物質及び負極活物質が塗工されておらず、一方面20a及び他方面20bの全面が未塗工領域となっている。すなわち、本実施形態において、金属板20は正極16及び負極17のいずれも設けられていない未塗工電極板である。また、金属板20は、負極終端電極18側に窪むと共に負極終端電極18の電極板15に接触する矩形状の接触部Cを有する。より具体的に、接触部Cにおいて、金属板20の他方面20bは、負極終端電極18の電極板15の一方面15aに接触し、金属板20の一方面20aは導電板5(図1参照)に接触している。これにより、負極終端電極18は、金属板20を介して導電板5と電気的に接続されている。金属板20は、電極板15と同様に、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。
The
金属板20の一方面20a及び他方面20bにおける縁部20cと第1封止部21とが重なる領域は、電極板15の表面と同様に粗面化されている。金属板20の一方面20a及び他方面20bにおける縁部20cには、それぞれ第1封止部21が結合されている。粗面化された領域は、縁部20cと第1封止部21が結合した領域のみでもよいが、本実施形態では金属板20の一方面20a及び他方面20bの全体が粗面化されている。これにより、第1封止部21と負極終端電極18の電極板15と金属板20とによって、電解液が収容されていない余剰空間VA(第1の余剰空間)が形成されている。積層方向Dから見て、余剰空間VAは接触部Cの周囲を囲むように形成されている。また、積層方向Dに沿った断面から見て、余剰空間VAは、第1封止部21側から接触部C側へ向かうにつれて高さ(積層方向Dに沿った寸法)が小さくなる略三角形状をなしている。また、蓄電モジュール4は、封止体12(第1封止部21及び第2封止部22)と金属板20とによって囲まれた、電解液が収容されていない余剰空間VB(第2の余剰空間)を有している。余剰空間VBは、金属板20の縁部20cの外側を囲むように形成されている。積層方向Dに沿った断面から見て、余剰空間VBは略矩形状をなしている。
The region where the
図3及び図4に示されるように、積層方向Dから見て、金属板20の寸法は、電極(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の寸法より小さくなっている。また、金属板20の外縁20dは、電極板15の外縁15dより内側に位置している。本実施形態では、金属板20と電極板15とは、積層方向Dから見てその中心同士が略一致するように配置されている。一例として、金属板20の寸法は、電極板15よりも小さいが、第1封止部21と重なる部分が1mm以上5mm以下となる寸法とすることができる。このように、金属板20の寸法が電極板15の寸法より小さくなっていることにより、余剰空間VBの体積は、余剰空間VAの体積よりも大きくなっている。なお、本実施形態では、バイポーラ電極14の電極板15の寸法、負極終端電極18の電極板15の寸法、及び正極終端電極19の電極板15の寸法は全て略同一であり、積層方向Dから見て各電極の電極板15の外縁15dは略一致している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the size of the
また、第2封止部22は、電極積層体11の積層方向Dの両端において、電極積層体11の内側に向けて積層方向Dに交差(直交)する方向に延びる延出部分22Aを有している。延出部分22Aは、第1封止部21の積層方向Dの外側において、第1封止部21の全周にわたって連続的に設けられており、積層方向Dから見て矩形環状をなしている。積層方向から見て、延出部分22Aの端部位置22dは、金属板20の端部位置(すなわち、外縁20d)より内側である。換言すると、積層方向Dから見て、金属板20の外縁20dは、電極板15の外縁15dと延出部分22Aの端部位置22dとの間に位置している。
Further, the
続いて、図5を参照して蓄電モジュール4の作用効果について説明する。図5は、比較例に係る蓄電モジュールの要部拡大断面図である。図5に示されるように、比較例に係る蓄電モジュール100は、積層方向Dにおける電極積層体11の一端に配置された金属板20を有しておらず、負極終端電極18が電極積層体11の一端に位置している点で、本実施形態に係る蓄電モジュール4と相違している。
Subsequently, the operation and effect of the
蓄電モジュール100では、いわゆるアルカリクリープ現象により、内部空間Vに存在する電解液が負極終端電極18の電極板15の表面を伝わり、結合領域Kにおける電極板15と第1封止部121Aとの間の隙間を通って電極板15の一方面15a側に滲み出ることがある。図4には、アルカリクリープ現象における電解液Lの移動経路を矢印Aで示す。このアルカリクリープ現象は、電気化学的な要因及び流体現象などにより、蓄電装置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、時間の経過とともに進行する。
In the
これに対し、蓄電モジュール4の電極積層体11は金属板20を有し、封止体12と負極終端電極18の電極板15と金属板20とによって余剰空間VAが形成され、封止体12と金属板20とによって余剰空間VBが形成されている。このように、アルカリクリープ現象による電解液の移動経路上に余剰空間VA及び余剰空間VBが形成されていることにより、電解液が滲み出す起点となる負極終端電極18の電極板15との間の隙間に、外部の空気中に含まれる水分が入り込むことを抑制することができる。また、積層方向Dから見て、金属板20の寸法は電極の電極板15の寸法より小さく、金属板20の外縁20dは電極板15の外縁15dより内側に位置している。これにより、金属板20の寸法が電極の電極板15の寸法と略同一である場合に比べ、封止体12と金属板20とによって形成された余剰空間VBが大きくなっている。このように余剰空間VBが大きくなっていることにより、空気中に含まれる水分が余剰空間VB内に侵入した場合であっても、余剰空間VBの体積に対する水分量の比率が相対的に小さくなるので、侵入した水分による影響が低減される。したがって、アルカリクリープ現象の加速条件となる外部の湿度の影響が抑制されるので、電解液が蓄電モジュール4の外部に滲み出ることを抑制することができる。
On the other hand, the electrode laminated
また、余剰空間VBは余剰空間VAより大きい。このように、余剰空間VAよりも余剰空間VBが大きくなっていることにより、空気中に含まれる水分が余剰空間VB内に侵入した場合であっても、余剰空間VBの体積に対する水分量の比率が相対的に小さくなるので、侵入した水分による影響が低減される。したがって、アルカリクリープ現象の加速条件となる外部の湿度の影響が抑制されるので、電解液が蓄電モジュール4の外部に滲み出ることを抑制することができる。
Further, the surplus space VB is larger than the surplus space VA. As described above, since the surplus space VB is larger than the surplus space VA, the ratio of the amount of water to the volume of the surplus space VB even when the water contained in the air enters the surplus space VB. Is relatively small, so the effect of invading moisture is reduced. Therefore, since the influence of external humidity, which is an acceleration condition of the alkaline creep phenomenon, is suppressed, it is possible to suppress the electrolytic solution from seeping out to the outside of the
また、封止体12は、隣り合う電極間に配置された第1封止部21と、電極積層体11の側面11aを囲むように第1封止部21同士を結合する第2封止部22と、を含み、第2封止部22は、電極積層体11の積層方向Dの両端において、電極積層体11の内側に向けて積層方向Dに交差する方向に延びる延出部分22Aを有し、積層方向Dから見て、延出部分22Aの端部位置22dは金属板20の端部位置(外縁20d)より内側である。これにより、積層方向Dから見て、延出部分22Aと金属板20とが互いに重なる部分が形成されるので、蓄電モジュール4の内圧が上昇した場合であっても、延出部分22Aによって金属板20の変形を抑制できる。したがって、金属板20の変形等によって第1封止部21と金属板20との間に隙間が形成されることを抑制でき、電解液が蓄電モジュール4の外部に滲み出ることを抑制することができる。
Further, the sealing
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、上記の実施形態では、余剰空間VBが余剰空間VAよりも大きい例について説明したが、余剰空間VBの大きさは、余剰空間VAと略同一であってもよいし、余剰空間VAより小さくてもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the example in which the surplus space VB is larger than the surplus space VA has been described, but the size of the surplus space VB may be substantially the same as the surplus space VA or smaller than the surplus space VA. You may.
また、上記の実施形態では、積層方向Dから見て、延出部分22Aの端部位置22dが金属板20の外縁20dより内側に位置する例について説明したが、延出部分22Aの端部位置22dは特に限定されない。例えば、積層方向Dから見て、延出部分22Aの端部位置22dは、金属板20の外縁20dと略一致していてもよいし、金属板20の外縁20dより外側に位置していてもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which the
また、正極終端電極19の電極板15の他方面15b側にも矩形枠状の第1封止部21が結合されていてもよい。この第1封止部21も、第2封止部22によって他の第1封止部21と結合され得る。また、正極終端電極19の電極板15の他方面15b側に結合された第1封止部21の縁部と、正極終端電極19の電極板15の一方面15a側の第1封止部21の縁部とは、熱板溶着等によって結合されていてもよい。
Further, the rectangular frame-shaped first sealing
4…蓄電モジュール、11…電極積層体、11a…側面、12…封止体、14…バイポーラ電極、15d…外縁、18…負極終端電極、20…金属板、20d…外縁、21…第1封止部(樹脂部)、22…第2封止部(封止部)、22A…延出部分、22d…端部位置、D…積層方向、V…内部空間、VA…余剰空間(第1の余剰空間)、VB…余剰空間(第2の余剰空間)。 4 ... Energy storage module, 11 ... Electrode laminate, 11a ... Side surface, 12 ... Sealed body, 14 ... Bipolar electrode, 15d ... Outer edge, 18 ... Negative terminal terminal electrode, 20 ... Metal plate, 20d ... Outer edge, 21 ... First seal Stop portion (resin portion), 22 ... second sealing portion (sealing portion), 22A ... extending portion, 22d ... end position, D ... stacking direction, V ... internal space, VA ... surplus space (first) Surplus space), VB ... Surplus space (second surplus space).
Claims (3)
前記電極積層体の側面を囲むように設けられ、隣り合う電極間に内部空間を形成すると共に当該内部空間を封止する封止体と、
前記内部空間に収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、を備え、
前記電極積層体は、前記負極終端電極の電極板に対して前記積層方向の外側に配置された金属板を有し、
前記封止体と前記負極終端電極の前記電極板と前記金属板とによって第1の余剰空間が形成され、
前記封止体と前記金属板とによって第2の余剰空間が形成され、
前記積層方向から見て、前記金属板の寸法は前記電極の前記電極板の寸法より小さく、前記金属板の外縁は前記電極板の外縁より内側に位置する、蓄電モジュール。 An electrode laminated body including a laminated body of a plurality of bipolar electrodes and a negative electrode terminal electrode arranged on one end side of the laminated body in the stacking direction.
A sealing body provided so as to surround the side surface of the electrode laminate, forming an internal space between adjacent electrodes and sealing the internal space.
An electrolytic solution containing an alkaline solution contained in the internal space is provided.
The electrode laminate has a metal plate arranged outside the stacking direction with respect to the electrode plate of the negative electrode terminal electrode.
A first surplus space is formed by the sealing body, the electrode plate of the negative electrode terminal electrode, and the metal plate.
A second surplus space is formed by the sealing body and the metal plate, and the second surplus space is formed.
A power storage module in which the size of the metal plate is smaller than the size of the electrode plate of the electrode when viewed from the stacking direction, and the outer edge of the metal plate is located inside the outer edge of the electrode plate.
前記封止部は、前記電極積層体の前記積層方向の両端において、前記電極積層体の内側に向けて前記積層方向に交差する方向に延びる延出部分を有し、
前記積層方向から見て、前記延出部分の端部位置は前記金属板の端部位置より内側である、請求項1又は2に記載の蓄電モジュール。 The sealing body includes a resin portion arranged between the adjacent electrodes and a sealing portion for binding the resin portions so as to surround the side surface of the electrode laminate.
The sealing portion has extending portions extending in a direction intersecting the stacking direction toward the inside of the electrode laminate at both ends of the electrode laminate in the stacking direction.
The power storage module according to claim 1 or 2, wherein the end position of the extending portion is inside the end position of the metal plate when viewed from the stacking direction.
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