JP7014689B2 - 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るバイポーラ電池が知られている（特許文献１参照）。バイポーラ電池は、セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層してなる積層体を備えている。積層体の側面には、積層方向に隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体が設けられており、バイポーラ電極間に形成された内部空間に電解液が収容されている。

特開２０１１－２０４３８６号公報

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

そこで、本発明は、信頼性の向上が図られた蓄電モジュール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。

本発明の一側面に係る蓄電モジュールは、第１方向に沿って積層された複数の電極を含む積層体と、前記第１方向における前記積層体の一端に設けられた金属板と、前記電極の縁部に溶着され、隣り合う前記電極の間に内部空間を形成すると共に前記内部空間を封止するための第１封止部と、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、前記複数の電極は、複数のバイポーラ電極と負極終端電極とを含み、前記電極は、前記第１方向と交差する第１面及び前記第１面の反対側の第２面を含む電極板を含み、前記バイポーラ電極は、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、を更に含み、前記負極終端電極は、前記第２面に設けられた負極を更に含み、前記第２面が前記積層体の内側になるように、前記第１方向の前記積層体の前記一端において前記バイポーラ電極と前記金属板との間に配置されており、前記負極終端電極の前記第１面の周縁部には第１樹脂部が溶着されており、前記金属板は、前記負極終端電極の前記第１面に対向する第３面と前記第３面と反対側の第４面とを含み、前記第３面の周縁部において前記第１樹脂部に溶着されており、前記金属板の前記第４面の周縁部には第２樹脂部が溶着されており、前記第２樹脂部の表面の少なくとも一部に水蒸気バリア層が設けられている。

上記蓄電モジュールでは、第２樹脂部の表面の少なくとも一部に水蒸気バリア層が設けられているので、蓄電モジュールの外部から水分（水蒸気）が第２樹脂部内に侵入することを抑制できる。水分が第２樹脂部内に侵入すると、水分は、第２樹脂部を透過し、金属板と第１樹脂部との間を通って、負極終端電極と金属板と第１樹脂部とによって囲まれる余剰空間内に侵入するおそれがある。その場合、余剰空間と内部空間との間にＯＨ^－濃度の勾配が発生し、内部空間から余剰空間に向かって電解液が移動し易くなるため、アルカリクリープ現象が促進されてしまう。しかしながら、上記蓄電モジュールでは、水蒸気バリア層によって水分の侵入が抑制されるので、アルカリクリープによる漏液が確実に抑制され、信頼性が向上される。

上記蓄電モジュールは、前記第１封止部、前記第１樹脂部及び前記第２樹脂部を外側から包囲するように前記第１封止部、前記第１樹脂部及び前記第２樹脂部に接合された第２封止部を更に備え、前記第２封止部が、前記第２樹脂部の前記表面の一部を被覆しており、前記水蒸気バリア層が、前記第２樹脂部の前記表面のうち前記第２封止部によって被覆されていない部分を被覆してもよい。この場合、第２樹脂部の表面のうち水蒸気バリア層によって被覆されている部分において、水分の侵入を抑制できる。また、第２樹脂部の表面のうち第２封止部によって被覆されている部分では、第２封止部により水分の侵入をある程度抑制できる。

前記第２封止部が、前記第１方向からみて前記第２樹脂部に重複する重複部を含み、前記水蒸気バリア層が、前記重複部の表面に設けられてもよい。第２封止部の重複部では、第１方向における第２封止部の厚みが小さくなる傾向にある。第２封止部の厚みが小さいと、水分が第２封止部内に侵入した場合に水分が第２封止部を透過し易くなる。しかしながら、水蒸気バリア層が、重複部の表面に設けられていると、水分の侵入を効果的に抑制できる。

前記水蒸気バリア層が撥水材であってもよい。この場合、水蒸気バリア層が撥水材以外のものである場合に比べてハンドリング性が向上する。

本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、第１方向に沿って積層された複数の電極を含む積層体と、前記第１方向における前記積層体の一端に設けられた金属板と、前記電極の縁部に溶着され、隣り合う前記電極の間に内部空間を形成すると共に前記内部空間を封止するための第１封止部と、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、を備える蓄電モジュールの製造方法であって、前記複数の電極は、複数のバイポーラ電極と負極終端電極とを含み、前記電極は、前記第１方向と交差する第１面及び前記第１面の反対側の第２面を含む電極板を含み、前記バイポーラ電極は、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、を更に含み、前記負極終端電極は、前記第２面に設けられた負極を更に含み、前記金属板は、前記負極終端電極の前記第１面に対向する第３面と前記第３面と反対側の第４面とを含み、前記製造方法は、前記バイポーラ電極の前記第１面の周縁部に前記第１封止部を溶着し、前記負極終端電極の前記第１面の周縁部に第１樹脂部を溶着し、前記金属板の前記第４面の周縁部に第２樹脂部を溶着する第１溶着工程と、前記負極終端電極の前記第２面が前記積層体の内側になるように、前記第１方向に沿って前記複数の電極を積層して前記積層体を形成し、前記第１方向の前記積層体の前記一端において前記負極終端電極上に前記金属板を配置する積層工程と、前記第２樹脂部の表面の少なくとも一部に水蒸気バリア層をコーティングするコーティング工程と、を含む。

コーティング工程は、第１溶着工程の前に行われてもよいし、第１溶着工程と積層工程との間に行われてもよいし、積層工程の後に行われてもよい。

上記蓄電モジュールの製造方法では、第２樹脂部の表面の少なくとも一部に水蒸気バリア層がコーティングされているので、蓄電モジュールの外部から水分（水蒸気）が第２樹脂部内に侵入することを抑制できる。よって、アルカリクリープによる漏液が確実に抑制され、信頼性が向上される。

上記蓄電モジュールの製造方法は、前記第１封止部、前記第１樹脂部及び前記第２樹脂部を外側から包囲するように前記第１封止部、前記第１樹脂部及び前記第２樹脂部に第２封止部を溶着する第２溶着工程を更に含み、前記コーティング工程は、前記第２溶着工程後に行われてもよい。この場合、水蒸気バリア層に対する第２溶着工程の影響（例えば熱溶着時の熱）を低減できる。

本発明の一側面によれば、信頼性の向上が図られた蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法が提供され得る。

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２の蓄電モジュールの製造方法の一例を示すフローチャートである。 変形例に係る蓄電モジュールの内部構成の一部を拡大して示す概略断面図である。 図４の蓄電モジュールの製造方法の一例を示すフローチャートである。 比較例に係る蓄電モジュールの一部拡大断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。

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に対してそ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。

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。

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の引き出し方向と、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ほか、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、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板である。エンドプレート８の内側面（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、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。

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２に示されるように、蓄電モジュール４は、電極積層体（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、積層方向Ｄ（第１方向）に沿って積層された複数の電極（複数のバイポーラ電極１４、単一の負極終端電極（電極）１８、及び、単一の正極終端電極１９）を含む。ここでは、電極積層体１１の積層方向Ｄはモジュール積層体２の積層方向と一致している。電極積層体１１は、積層方向Ｄに延びる側面１１ａを有している。

バイポーラ電極１４は、積層方向Ｄと交差する第１面１５ａ及び第１面１５ａの反対側の第２面１５ｂを含む電極板１５、第１面１５ａに設けられた正極１６、第２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に隣り合うさらに別のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。

負極終端電極１８は、電極板１５、及び電極板１５の第２面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。負極終端電極１８は、その第２面１５ｂが電極積層体１１の内側（積層方向Ｄについての中心側）になるように、積層方向Ｄの一端に配置されている。負極終端電極１８の負極１７は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄの一端のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。正極終端電極１９は、電極板１５、及び電極板１５の第１面１５ａに設けられた正極１６を含んでいる。正極終端電極１９は、その第１面１５ａが電極積層体１１の内側になるように、積層方向Ｄの他端に配置されている。正極終端電極１９の正極１６は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄの他端のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。

負極終端電極１８の電極板１５の第１面１５ａは、電極積層体１１の外側に臨む面である。負極終端電極１８の第１面１５ａには、後述する金属板５０を介して、導電板５が電気的に接続されている。また、正極終端電極１９の電極板１５の第２面１５ｂには、蓄電モジュール４に隣接する別の導電板５が接触している。拘束部材３からの拘束荷重は、導電板５を介して負極終端電極１８及び正極終端電極１９から電極積層体１１に付加される。すなわち、導電板５は、積層方向Ｄに沿って電極積層体１１に拘束荷重を付加する拘束部材でもある。

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（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の第２面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、電極板１５の第１面１５ａにおける正極１６の形成領域に対して一回り大きくなっている。

セパレータ１３は、例えばシート状に形成されている。セパレータ１３としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、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、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、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、縁部１５ｃに溶着された複数の第１封止部２１と、側面１１ａに沿って第１封止部２１を外側から包囲するように第１封止部２１に接合された単一の第２封止部２２と、を有している。

第１封止部２１は、積層方向Ｄから見て、矩形環状をなし、縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられている。第１封止部２１は、電極板１５の第１面１５ａに溶着されて気密に接合されている。第１封止部２１は、例えば超音波又は熱によって溶着されている。第１封止部２１は所定の厚さ（積層方向Ｄの長さ）を有するフィルムである。電極板１５の端面は、第１封止部２１から露出している。第１封止部２１の内側の一部は、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おり、外側の一部は、電極板１５から外側に張り出している。第１封止部２１は、当該外側の一部において第２封止部２２に埋設されている。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、互いに離間している。負極終端電極１８の第１面１５ａの周縁部には第１樹脂部２１Ａが溶着されている。本実施形態では、第１樹脂部２１Ａが１つの第１封止部２１と同じ構成を備える。

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型によって形成され、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筒状（環状）を呈している。第２封止部２２は、例えば、射出成型時の熱によって第１封止部２１の外表面に溶着（接合）されている。

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、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、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。すなわち、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を封止するためのものである。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。

ここで、蓄電モジュール４は、金属板５０と第２樹脂部５１とを備える。金属板５０は、積層方向Ｄにおける電極積層体１１の一端（負極終端電極１８側の端部）に設けられている。金属板５０は、負極終端電極１８の第１面１５ａに対向する第３面５０ａと、第３面５０ａの反対側の第４面５０ｂと、を含む。金属板５０の第４面５０ｂは、導電板５に接触している。金属板５０は、積層方向Ｄに沿って電極と共に積層されている。これにより、負極終端電極１８は、積層方向Ｄに沿って金属板５０とバイポーラ電極１４との間に配置されることになる。換言すれば、蓄電モジュール４においては、負極終端電極１８のさらに外側に金属板５０が設けられることになる。

金属板５０は、第１樹脂部２１Ａに溶着されると共に負極終端電極１８の第１面１５ａに接触している。より具体的には、金属板５０は、第１樹脂部２１Ａ及び第１面１５ａ上に配置されて第１樹脂部２１Ａに溶着された矩形環状の被溶着部５２と、被溶着部５２の内側において被溶着部５２よりも負極終端電極１８の第１面１５ａ側に位置して（窪んで）第１面１５ａに接触された矩形状の被接触部５３と、を含む。被溶着部５２と被接触部５３とは互いに連続している。金属板５０と負極終端電極１８との間（第３面５０ａと第１面１５ａとの間）には、第１樹脂部２１Ａの厚さ（積層方向Ｄに沿った長さ）に相当する余剰空間ＶＡが形成され得るが、金属板５０が被接触部５３において負極終端電極１８側に窪んでいることから、この余剰空間ＶＡが狭く制限されている。なお、金属板５０は、任意の金属により構成することができるが、一例として電極板１５と同一のものとすることができる。すなわち、一例として金属板５０は電極板１５である。この場合、金属板５０は、活物質層が形成されていない金属箔（未塗工箔）である。

第２樹脂部５１は、積層方向Ｄからみて第１樹脂部２１Ａと略同一の形状を呈している。すなわち、第２樹脂部５１は、矩形環状であり、また、所定の厚さを有するフィルムである。第２樹脂部５１は、金属板５０の第４面５０ｂの周縁部から第１樹脂部２１Ａにわたって延在して配置されている。第２樹脂部５１は、第４面５０ｂの周縁部及び第１樹脂部２１Ａに溶着されている。

第２封止部２２は、複数の第１封止部２１及びこの第２樹脂部５１を外側から包囲するように第１封止部２１及び第２樹脂部５１に接合されている。第２封止部２２は、積層方向Ｄからみて金属板５０及び第２樹脂部５１に重複する重複部２２Ａを含むと共に、重複部２２Ａにおいて第２樹脂部５１に溶着されている。

第１封止部２１、第１樹脂部２１Ａ、第２封止部２２、及び、第２樹脂部５１は、例えば、絶縁性の樹脂であって、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）等から構成され得る。

第１面１５ａ、第３面５０ａ、及び、第４面５０ｂは、例えば、電解メッキ処理で複数の突起が形成されることにより粗面化されている。これにより、第１面１５ａ、第３面５０ａ、及び、第４面５０ｂにおける第１樹脂部２１Ａ又は第２樹脂部５１との接合界面では、溶融状態の第１樹脂部２１Ａ又は第２樹脂部５１が粗面化により形成された凹部内に入り込み、アンカー効果が発揮される。これにより、互いの結合力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、互いに隣接する突起の間の断面形状がアンダーカット形状となり、アンカー効果が生じ易い。

ここで、蓄電モジュール４は、水蒸気バリア層の一例としての撥水材６０をさらに有している。撥水材６０は、蓄電モジュール４の最も外側に位置しており、蓄電モジュール４の外部に臨んでいる。撥水材６０は、第２樹脂部５１の表面の少なくとも一部に設けられている。本実施形態では、第２封止部２２が、第２樹脂部５１の表面の一部を被覆している。撥水材６０は、第２樹脂部５１の表面のうち第２封止部２２によって被覆されていない部分を被覆している。例えば、撥水材６０は、第２樹脂部５１の表面のうち積層方向Ｄに交差する上面５１ｓの一部と、積層方向Ｄに沿った内面５１ｅとを被覆している。上面５１ｓは、金属板５０の第４面５０ｂに溶着される第２樹脂部５１の面とは反対側の面である。内面５１ｅは、上面５１ｓの縁と金属板５０の第４面５０ｂとを繋ぐ。したがって、撥水材６０は、第２樹脂部５１の上面５１ｓから内面５１ｅにわたって形成される。金属板５０の第４面５０ｂから第２樹脂部５１の上面５１ｓまでの高さは例えば２００μｍ以下であってもよいし、１００μｍ以下であってもよい。第２封止部２２は、第２樹脂部５１の表面のうち上面５１ｓの残部と、積層方向Ｄに沿った外面５１ｆとを被覆している。

本実施形態において、撥水材６０は、第２封止部２２の重複部２２Ａの表面に設けられている。例えば、撥水材６０は、第２封止部２２の上面２２ｓ全体と、積層方向Ｄに沿った第２封止部２２の内面２２ｅとを被覆している。上面２２ｓは、第２樹脂部５１の上面５１ｓに溶着される第２封止部２２の面とは反対側の面である。内面２２ｅは、上面２２ｓの縁と第２樹脂部５１の上面５１ｓとを繋ぐ。したがって、撥水材６０は、第２封止部２２の上面２２ｓから内面２２ｅにわたって形成される。撥水材６０は、積層方向Ｄに沿った第２封止部２２の外面２２ｆを被覆していないが、外面２２ｆの少なくとも一部を被覆してもよい。

撥水材６０は、一例として膜状に形成されている。撥水材６０は、フッ素系の樹脂材料（例えば、株式会社ハーベス製「ＯＳ－９０ＨＦ」）、フッ素ゴム、フッ素系・メチル系の官能基を有したポリマー等を塗布することにより形成され得る。撥水材６０の厚みは、例えば５μｍ以下であってもよいし、１μｍ以下であってもよい。

また、蓄電モジュール４は、吸液部材３１をさらに有している。吸液部材３１は、金属板５０の第４面５０ｂ上に設けられている。吸液部材３１は、例えば不織布によってシート状に形成されている。この不織布を構成する材料としては、ポリオレフィンなどが例示される。不織布には、吸水性を向上するために、プラズマ処理が施されていてもよい。吸液部材３１の厚さ（積層方向Ｄに沿っての長さ）は、例えば数百μｍ程度である。吸液部材３１は、例えば積層方向Ｄから見て矩形環状をなしており、導電板５を包囲している。

続いて、蓄電モジュール４の作用・効果について説明する。図６は、比較例に係る蓄電モジュールの一部拡大断面図である。図６に示される例では、金属板５０が設けられていない。このため、例えば、内圧の上昇に伴って負極終端電極１８の電極板１５に荷重が付加されると、当該電極板１５に溶着された第１樹脂部２１Ａが変形するおそれがある。この場合、第１樹脂部２１Ａと電極板１５との間に隙間が生じ、当該隙間を介して電解液Ｌの漏液が生じるおそれがある。

蓄電モジュールでは、いわゆるアルカリクリープ現象により、電解液Ｌが負極終端電極１８の電極板１５上を伝わり、第１樹脂部２１Ａと電極板１５との間の隙間を通って電極板１５の第１面１５ａ側に滲み出ることがある。図６には、アルカリクリープ現象における電解液Ｌの移動経路が矢印Ａで示されている。このアルカリクリープ現象は、電気化学的な要因と流体現象等により、蓄電装置の充電時及び放電時並びに無負荷時において生じ得る。アルカリクリープ現象は、負極電位、水分、及び電解液Ｌの通り道がそれぞれ存在することにより生じる。

これに対して、蓄電モジュール４においては、電極積層体１１の電極の間には、第１封止部２１によって電解液を収容する内部空間Ｖが形成されている。また、電極積層体１１の一端には、複数の電極のうち、電極板１５の第２面１５ｂが電極積層体１１の内側になるように負極終端電極１８が配置されている。負極終端電極１８における電極積層体１１の外側に臨む第１面１５ａには、第１樹脂部２１Ａが溶着されている。一方、電極積層体１１の一端には、金属板５０が設けられている。これにより、負極終端電極１８は、電極のうちのバイポーラ電極１４とこの金属板５０と間に配置されることになる。すなわち、負極終端電極１８のさらに外側に金属板５０が設けられることになる。そして、金属板５０は、負極終端電極１８の第１面１５ａに対向する第３面５０ａの周縁部において、負極終端電極１８の第１面１５ａに溶着された第１樹脂部２１Ａに溶着されている。金属板５０の第４面５０ｂには、第２樹脂部５１が溶着されており、第２樹脂部５１の表面の少なくとも一部に撥水材６０が設けられている。

このような構成とすることにより、次のような効果が得られる。すなわち、第１の効果として、第１樹脂部２１Ａと比較して剛性の高い金属板５０が負極終端電極１８の第１面１５ａ上の第１樹脂部２１Ａに溶着されることにより、第１樹脂部２１Ａと負極終端電極１８の第１面１５ａとが引きはがされるように第１樹脂部２１Ａが変形することが抑制される。また、第２の効果として、負極終端電極１８の外側にさらに金属板５０が設けられることにより、内部空間Ｖへの外部からの水分の侵入が抑制される。さらに、第３の効果として、負極終端電極１８から外部に通じる経路上において、負極終端電極１８の第１面１５ａと第１樹脂部２１Ａとの溶着箇所、金属板５０の第３面５０ａと第１樹脂部２１Ａの溶着箇所、及び金属板５０の第４面５０ｂと第２樹脂部５１との溶着箇所の少なくとも３段階のシールが形成される。

第１の効果によって、第１樹脂部２１Ａと負極終端電極１８の第１面１５ａとの間において、アルカリクリープによる電解液の漏液の経路となり得る隙間が生じることが抑制される。また、第２の効果によって、アルカリクリープの加速条件となる外部の湿度の影響が抑制される。また、第３の効果によって、多段階のシールにより漏液速度が低減される。さらに、第４の効果として、第２樹脂部５１の表面の少なくとも一部に撥水材６０が設けられているので、蓄電モジュール４の外部から水分（水蒸気）が第２樹脂部５１内に侵入することを抑制できる。水分が第２樹脂部５１内に侵入すると、水分は、第２樹脂部５１を透過し、金属板５０と第１樹脂部２１Ａとの間を通って、負極終端電極１８と金属板５０と第１樹脂部２１Ａとによって囲まれる余剰空間ＶＡ内に侵入するおそれがある。その場合、余剰空間ＶＡと内部空間Ｖとの間にＯＨ^－濃度の勾配が発生し、内部空間Ｖから余剰空間ＶＡに向かって電解液が移動し易くなるため、アルカリクリープ現象が促進されてしまう。しかしながら、蓄電モジュール４では、撥水材６０によって水分の侵入が抑制される。第２樹脂部５１及び第２封止部２２の表面のうち撥水材６０により被覆される部分の面積が大きいほど効果は大きい。以上より、蓄電モジュール４では、アルカリクリープによる漏液が確実に抑制され、信頼性が向上される。

水蒸気バリア層として撥水材６０を用いると、水蒸気バリア層が撥水材６０以外のものである場合に比べて、ハンドリング性が向上し、低コスト化が実現される。また、撥水材６０の厚みは薄いので、蓄電モジュール４の大型化を抑制できる。

また、本実施形態では、第２封止部２２が第２樹脂部５１の表面の一部を被覆しており、撥水材６０が、第２樹脂部５１の表面のうち第２封止部２２によって被覆されていない部分を被覆している。この場合、第２樹脂部５１の表面のうち撥水材６０によって被覆されている部分において、水分の侵入を抑制できる。また、第２樹脂部５１の表面のうち第２封止部２２によって被覆されている部分では、第２封止部２２により水分の侵入をある程度抑制できる。

さらに、本実施形態では、第２封止部２２が重複部２２Ａを含み、撥水材６０が、第２封止部２２の重複部２２Ａの表面（第２封止部２２の上面２２ｓ）に設けられている。第２封止部２２の重複部２２Ａでは、積層方向Ｄにおける第２封止部２２の厚みが小さくなる傾向にある。第２封止部２２の厚みが小さいと、水分が第２封止部２２内に侵入した場合に水分が第２封止部２２を透過し易くなる。しかしながら、撥水材６０が、重複部２２Ａの表面に設けられていると、水分の侵入を効果的に抑制できる。

引き続いて、蓄電モジュール４の製造方法の一例について説明する。

図３は、蓄電モジュール４の製造方法の一例を示すフローチャートである。この製造方法は、第１溶着工程Ｓ１と、積層工程Ｓ２と、第２溶着工程Ｓ３と、コーティング工程Ｓ４と、注入工程Ｓ５と、を含む。工程Ｓ１～Ｓ５をこの順に行うことによって、蓄電モジュール４が製造され得る。以下、各工程Ｓ１～Ｓ５について、図２を参照しつつ説明する。

第１溶着工程Ｓ１では、所定数のバイポーラ電極１４及び正極終端電極１９を用意し、それぞれの電極板１５の縁部１５ｃの第１面１５ａの周縁部に第１封止部２１を溶着する。また、負極終端電極１８を用意し、その第１面１５ａの周縁部に第１樹脂部２１Ａを溶着する。さらに、金属板５０を用意し、その第４面５０ｂの周縁部に第２樹脂部５１を溶着する。

積層工程Ｓ２では、積層方向Ｄに沿ってバイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９を積層することにより、電極積層体１１を形成する。負極終端電極１８の第２面１５ｂ及び正極終端電極１９の第１面１５ａが電極積層体１１の内側になるように、積層が行われる。第１封止部２１は電極板１５の縁部１５ｃ同士の間に配置される。セパレータ１３は電極板１５同士の間に配置される。また、積層方向Ｄの電極積層体１１の一端において負極終端電極１８上に金属板５０を配置する。第１樹脂部２１Ａは、負極終端電極１８の第１面１５ａの周縁部と金属板５０の第３面５０ａの周縁部との間に配置される。第２樹脂部５１は第１樹脂部２１Ａ上に配置される。

第２溶着工程Ｓ３では、射出成形の金型（不図示）内に電極積層体１１及び金属板５０を配置した後、金型内に溶融樹脂を射出することにより、第１封止部２１、第１樹脂部２１Ａ及び第２樹脂部５１を包囲するように第２封止部２２を形成する。これにより、電極積層体１１の側面１１ａに封止体１２が形成される。

コーティング工程Ｓ４では、第２樹脂部５１の表面の少なくとも一部に撥水材６０をコーティングする。例えば、第２樹脂部５１の上面５１ｓの一部及び内面５１ｅと、第２封止部２２の上面２２ｓ全体及び内面２２ｅとに撥水材６０をコーティングする。撥水材６０は、撥水材６０の液状材料を第２樹脂部５１及び第２封止部２２の表面に塗布し、液状材料を乾燥することによって形成され得る。塗布方法としては、例えば、浸漬（ディップ）、刷毛等の塗布具による塗布、噴霧等が挙げられる。

注入工程Ｓ５では、バイポーラ電極１４，１４間の内部空間Ｖに電解液を注入する。電解液は、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間の内部空間Ｖ及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間の内部空間Ｖにも注入される。電解液は、封止体１２に設けられた注入口から注入され得る。当該注入口は、注入工程Ｓ５後に封止される。これにより、蓄電モジュール４が得られる。

上記製造方法では、第２樹脂部５１及び第２封止部２２の表面に撥水材６０がコーティングされているので、蓄電モジュール４の外部から水分（水蒸気）が第２樹脂部５１内に侵入することを抑制できる。よって、上記製造方法によれば、アルカリクリープによる漏液が確実に抑制され、信頼性が向上される。

また、本実施形態では、コーティング工程Ｓ４が第２溶着工程Ｓ３後に行われるので、撥水材６０に対する第２溶着工程Ｓ３の影響を低減できる。第２溶着工程Ｓ３では、例えば２５０℃で熱溶着が行われるので、第２溶着工程Ｓ３後にコーティング工程Ｓ４を行うと、第２溶着工程Ｓ３において撥水材６０が加熱されることを防止できる。

図４は、変形例に係る蓄電モジュールの内部構成の一部を拡大して示す概略断面図である。図４に示される蓄電モジュール４ａは、撥水材６０に代えて撥水材１６０を備えること以外は蓄電モジュール４と同じ構成を備える。撥水材１６０は、第２樹脂部５１の上面５１ｓと、内面５１ｅと、外面５１ｆとを被覆している。撥水材１６０は、第２樹脂部５１の表面のうち第２封止部２２によって被覆されている部分（上面５１ｓの一部及び外面５１ｆ）も被覆している。一方、撥水材１６０は、第２封止部２２の表面（上面２２ｓ、内面２２ｅ及び外面２２ｆ）を被覆していない。撥水材１６０は、第２樹脂部５１の外面５１ｆに繋がる第１樹脂部２１Ａの外面に設けられてもよい。撥水材１６０の材料の例は撥水材６０の例と同じである。

図５は、図４の蓄電モジュールの製造方法の一例を示すフローチャートである。図５に示される蓄電モジュール４ａの製造方法は、第１溶着工程Ｓ１と、コーティング工程Ｓ４と、積層工程Ｓ２と、第２溶着工程Ｓ３と、注入工程Ｓ５と、を含む。工程Ｓ１、工程Ｓ４、工程Ｓ２、工程Ｓ３、工程Ｓ５の順に各工程を行うことによって、蓄電モジュール４ａが製造され得る。本製造方法は、コーティング工程Ｓ４を第２溶着工程Ｓ３と注入工程Ｓ５との間ではなく、第１溶着工程Ｓ１と積層工程Ｓ２との間に行うこと以外は、図３に示される方法と同じである。

コーティング工程Ｓ４では、図４に示されるように、第２樹脂部５１の上面５１ｓ、内面５１ｅ及び外面５１ｆに撥水材１６０をコーティングする。第２溶着工程Ｓ３では、撥水材１６０の一部を包囲するように第２封止部２２を形成する。

蓄電モジュール４ａにおいても蓄電モジュール４と同様の作用効果が得られる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、第２樹脂部５１の表面の少なくとも一部に、水蒸気バリア層として撥水材６０に代えてシール材を設けてもよい。シール材は、例えば、液状シール剤の硬化物である。この場合、シール材の形成が容易である。なお、液状シール剤は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂材料、ブローンアスファルトを主成分とする接着剤(アスファルトピッチ)等である。アスファルトピッチは、例えば、ブローンアスファルトとポリブテンをトルエンで溶いたものである。具体的には、シール材は、第２樹脂部５１の表面の少なくとも一部に液状シール剤を塗布し、当該液状シール材を硬化させることによって形成され得る。撥水材６０に代えてシール材を設けた場合にも、撥水材６０に係る上記効果と同様の効果を奏することができる。

また、蓄電モジュール４において、撥水材６０は、第２封止部２２の上面２２ｓ及び内面２２ｅに設けられなくてもよい。

また、図３に示される蓄電モジュール４の製造方法において、コーティング工程Ｓ４は注入工程Ｓ５の後に行われてもよい。さらに、図５に示される蓄電モジュール４ａの製造方法において、コーティング工程Ｓ４は、積層工程Ｓ２と第２溶着工程Ｓ３との間に行われてもよいし、第１溶着工程Ｓ１の前に行われてもよい。

４，４ａ…蓄電モジュール、１１…電極積層体（積層体）、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…第１面、１５ｂ…第２面、１５ｃ…縁部、１６…正極、１７…負極、１８…負極終端電極、２１…第１封止部、２１Ａ…第１樹脂部、２２…第２封止部、２２Ａ…重複部、５０…金属板、５０ａ…第３面、５０ｂ…第４面、５１…第２樹脂部、６０…撥水材（水蒸気バリア層）、Ｖ…内部空間。

Claims (5)

1. 第１方向に沿って積層された複数の電極を含む積層体と、
   前記第１方向における前記積層体の一端に設けられた金属板と、
   前記電極の縁部に溶着され、隣り合う前記電極の間に内部空間を形成すると共に前記内部空間を封止するための第１封止部と、
   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、
   前記複数の電極は、複数のバイポーラ電極と負極終端電極とを含み、
   前記電極は、前記第１方向と交差する第１面及び前記第１面の反対側の第２面を含む電極板を含み、
   前記バイポーラ電極は、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、を更に含み、
   前記負極終端電極は、前記第２面に設けられた負極を更に含み、前記第２面が前記積層体の内側になるように、前記第１方向の前記積層体の前記一端において前記バイポーラ電極と前記金属板との間に配置されており、
   前記負極終端電極の前記第１面の周縁部には第１樹脂部が溶着されており、
   前記金属板は、前記負極終端電極の前記第１面に対向する第３面と前記第３面と反対側の第４面とを含み、前記第３面の周縁部において前記第１樹脂部に溶着されており、
   前記金属板の前記第４面の周縁部には第２樹脂部が溶着されており、
   前記第２樹脂部の表面の少なくとも一部に水蒸気バリア層が設けられており、
   前記水蒸気バリア層が撥水材である、蓄電モジュール。
2. 前記第１封止部、前記第１樹脂部及び前記第２樹脂部を外側から包囲するように前記第１封止部、前記第１樹脂部及び前記第２樹脂部に接合された第２封止部を更に備え、
   前記第２封止部が、前記第２樹脂部の前記表面の一部を被覆しており、
   前記水蒸気バリア層が、前記第２樹脂部の前記表面のうち前記第２封止部によって被覆されていない部分を被覆している、請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 前記第２封止部が、前記第１方向からみて前記第２樹脂部に重複する重複部を含み、
   前記水蒸気バリア層が、前記重複部の表面に設けられている、請求項２に記載の蓄電モジュール。
4. 第１方向に沿って積層された複数の電極を含む積層体と、前記第１方向における前記積層体の一端に設けられた金属板と、前記電極の縁部に溶着され、隣り合う前記電極の間に内部空間を形成すると共に前記内部空間を封止するための第１封止部と、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、を備える蓄電モジュールの製造方法であって、
   前記複数の電極は、複数のバイポーラ電極と負極終端電極とを含み、
   前記電極は、前記第１方向と交差する第１面及び前記第１面の反対側の第２面を含む電極板を含み、
   前記バイポーラ電極は、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、を更に含み、
   前記負極終端電極は、前記第２面に設けられた負極を更に含み、
   前記金属板は、前記負極終端電極の前記第１面に対向する第３面と前記第３面と反対側の第４面とを含み、
   前記製造方法は、
   前記バイポーラ電極の前記第１面の周縁部に前記第１封止部を溶着し、前記負極終端電極の前記第１面の周縁部に第１樹脂部を溶着し、前記金属板の前記第４面の周縁部に第２樹脂部を溶着する第１溶着工程と、
   前記負極終端電極の前記第２面が前記積層体の内側になるように、前記第１方向に沿って前記複数の電極を積層して前記積層体を形成し、前記第１方向の前記積層体の前記一端において前記負極終端電極上に前記金属板を配置する積層工程と、
   前記第２樹脂部の表面の少なくとも一部に水蒸気バリア層をコーティングするコーティング工程と、
   を含み、
   前記水蒸気バリア層が撥水材である、蓄電モジュールの製造方法。
5. 前記第１封止部、前記第１樹脂部及び前記第２樹脂部を外側から包囲するように前記第１封止部、前記第１樹脂部及び前記第２樹脂部に第２封止部を溶着する第２溶着工程を更に含み、
   前記コーティング工程は、前記第２溶着工程後に行われる、請求項４に記載の蓄電モジュールの製造方法。

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