JP7102911B2 - 蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電モジュールの製造方法に関する。

従来、蓄電モジュールの製造方法として、例えば、特開２００７－１２８７９２号公報に記載されるように、正極と負極の間にセパレータを配置してなる積層体を作成し、積層体をラミネートフィルムで包み、その周囲を樹脂成形して封止するものが知られている。

特開２００７－１２８７９２号公報

このような蓄電モジュールの製造方法では、蓄電モジュールの製造時において、成形不良を生ずるおそれがある。例えば、矩形状の積層体の周囲に樹脂成形により封止体を設ける場合、封止体の角部にヒケやボイドを生ずるおそれがある。具体的に説明すると、図１２に示すように、積層体１０１の周囲に樹脂成形により封止体を形成する場合、封止体の成形領域１０２の角部において溶融した樹脂１０３の流れる方向が変わるため、流れる樹脂１０３と金型１０４の間で剪断発熱を生ずる。これにより、樹脂１０３が角部で局部的に高温となり、その後の冷却によって他の部位と比べて収縮量が大きくなって、封止体の成形不良が生ずると考えられる。

そこで、本発明は、封止体の成形不良を抑制して蓄電モジュールの製造を適切に行える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。

すなわち、本発明に係る蓄電モジュールの製造方法は、複数のバイポーラ電極を積層して積層方向と直交する断面が矩形の積層体を作製し、積層方向から見た積層体の外縁に封止体を設けて構成される蓄電モジュールの製造方法において、金型の内部に積層体を配置する配置工程と、金型の内部に樹脂を注入して積層体の積層方向から見た外縁の全周にわたって封止体を樹脂成形する成形工程とを含み、成形工程において、封止体の成形領域の矩形の角部の位置から樹脂を注入して樹脂成形を行って構成される。この蓄電モジュールの製造方法によれば、積層体の外縁に封止体を樹脂成形する際に、封止体の角部の位置から樹脂を注入して行うことにより、樹脂の流動方向を大きく変えることなく樹脂成形が行える。このため、封止体の成形不良を抑制して蓄電モジュールの製造を適切に行える。

また、上述の蓄電モジュールの製造方法において、成形工程にて、角部の位置を含む封止体の成形領域の複数の位置から樹脂の注入を行い、複数の位置の各々から同一の量の樹脂を注入して封止体を成形してもよい。この場合、成形工程において複数の位置の各々から同一の量の樹脂を注入して封止体を成形することにより、金型内で樹脂を円滑に流動させることができる。これにより、封止体の成形不良が抑制され、蓄電モジュールの製造が適切に行える。

また、上述の蓄電モジュールの製造方法において、成形工程にて、角部の位置を含む封止体の成形領域の複数の位置から樹脂の注入を行い、樹脂の注入を行う複数の位置において隣り合う位置と位置の間の距離が同一であってもよい。この場合、樹脂の注入を行う位置と位置の間の距離が同一であることにより、各位置から注入される樹脂を円滑に流動させて成形が行える。これにより、封止体の成形不良が抑制され、蓄電モジュールの製造が適切に行える。

さらに、上述の蓄電モジュールの製造方法において、成形工程にて、角部の位置と角部の位置以外の位置から樹脂の注入を行い、角部の位置以外の位置における樹脂の注入より先に前記角部の位置の樹脂の注入を行ってもよい。この場合、角部の位置の樹脂注入が先に行われるため、角部から注入される樹脂の流れが乱れることが抑制される。従って、角部の周辺の樹脂の流れが円滑となり、封止体の成形不良の発生が抑制される。

本発明によれば、封止体の樹脂成形における成形不良を抑制して、蓄電モジュールの製造を適切に行うことができる。

本発明の実施形態に係る蓄電モジュールを用いた蓄電装置の概略断面図である。 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の蓄電モジュールを構成するバイポーラ電極の平面図である。 図２に示された負極終端電極の平面図である。 互いに積層されたバイポーラ電極及び負極終端電極の平面図である。 本実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。 本実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法における樹脂成形の工程概要図である。 蓄電モジュールの製造方法における成形工程に用いるゲートの説明図である。 蓄電モジュールの製造方法における成形工程の説明図である。 成形工程に用いるゲートの位置の説明図である。 成形工程に用いるゲートの位置の比較例である。 背景技術の説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、本実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法の説明に先立って、蓄電モジュール及び蓄電モジュールを用いた蓄電装置について説明する。

図１は、蓄電モジュールを用いた蓄電装置の概略断面図である。図１に示される蓄電装置１は、本実施形態に係る蓄電モジュール４を用いた蓄電装置の一例を示すものであり、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（ここでは、後述する電極積層体１１における電極の積層方向Ｄ）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Ｄ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Ｄ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Ｄ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の積層方向Ｄ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の積層方向Ｄ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の積層方向Ｄ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Ｄ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Ｄ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Ｄ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Ｄ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Ｄ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の積層方向Ｄの内側面（モジュール積層体２側に向いた面）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には、モジュール積層体２と積層方向Ｄに重なる部位よりも外周側の縁部に挿通孔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Ｄ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４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、複数のバイポーラ電極１４を積層してなる電極積層体（積層体）１１を有し、この電極積層体１１の外縁に樹脂製の封止体１２を設けて構成されている。電極積層体１１は、セパレータ１３、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。側面１１ａは、一例として、後述する電極板１５の端面（第１面１５ａと第２面１５ｂとを接続する面）の集合として構成される。

バイポーラ電極１４は、電極板１５、正極１６及び負極１７を含んでいる。正極１６は、電極板１５の第１面１５ａに設けられている。負極１７は、電極板１５の第１面１５ａに対して反対側の第２面１５ｂに設けられている。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は、積層方向Ｄから見て矩形状の外縁１５ｄ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。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。正極１６は、積層方向Ｄから見て矩形状の外縁１６ｄを含んでいる。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。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。負極１７は、積層方向Ｄから見て矩形状の外縁１７ｄを含んでいる。

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大きくなっている。つまり、負極１７の外縁１７ｄは、正極１６の外縁１６ｄよりも一回り大きい。電極板１５の周縁部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。つまり、電極板１５の周縁部１５ｃは、積層方向Ｄから見て、電極板１５における正極１６及び負極１７が形成された領域以外の部分であって、正極１６及び負極１７を包囲する部分である。なお、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９の表面は、それぞれ電極板１５の周縁部１５ｃにおける第１面１５ａ及び第２面１５ｂを含んでいる。

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、正極１６を含んでいない。すなわち、負極終端電極１８の電極板１５の第１面１５ａには、活物質層が設けられていない（すなわち、負極終端電極１８の第１面１５ａの全体が露出している）。負極終端電極１８は、第２面１５ｂが電極積層体１１の積層方向Ｄの内側（積層方向Ｄについての中心側）に向くように、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、負極１７を含んでいない。すなわち、正極終端電極１９の電極板１５の第２面１５ｂには、活物質層が設けられていない（すなわち、正極終端電極１９の第２面１５ｂの全体が露出している）。正極終端電極１９は、第１面１５ａが電極積層体１１の積層方向Ｄの内側に向くように、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には、導電板５が接触している。また、正極終端電極１９の電極板１５の第２面１５ｂには、隣接する蓄電モジュール４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。

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形成されている。封止体１２は、周縁部１５ｃを包囲するように電極積層体１１の側面１１ａに沿って設けられている。封止体１２は、周縁部１５ｃを保持している。バイポーラ電極１４には、中間樹脂部２３が設けられている。中間樹脂部２３は、バイポーラ電極１４の外縁に沿って設けられ、バイポーラ電極１４の全周に亘って設けられている。中間樹脂部２３は、電極板１５の外縁に接合して設けられている。この中間樹脂部２３の端部は、封止体１２に接合されている。つまり、バイポーラ電極１４は、中間樹脂部２３を介して封止体１２に接合され、封止体１２に支持されている。中間樹脂部２３は、第１中間樹脂部２３１と第２中間樹脂部２３２とを有している。第１中間樹脂部２３１と第２中間樹脂部２３２の詳細については、後述する。

図３は、積層方向Ｄから見た場合における中間樹脂部２３が溶着されたバイポーラ電極１４を示す図である。図４は、積層方向Ｄから見た場合における負極終端樹脂部２４が溶着された負極終端電極１８を示す図である。図５は、積層方向Ｄから見た場合におけるバイポーラ電極１４及び負極終端電極１８を示す図である。なお、図５に示されるバイポーラ電極１４及び負極終端電極１８は、それぞれ中間樹脂部２３及び負極終端樹脂部２４が溶着されており、互いに積層されている。

図２～図５において、中間樹脂部２３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。中間樹脂部２３は、積層方向Ｄから見て、矩形枠状をなし、上述したようにバイポーラ電極１４の周縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられている。中間樹脂部２３は、積層方向Ｄから見て矩形状の内縁２３ｃ及び矩形状の外縁２３ｄを含んでいる。中間樹脂部２３は、バイポーラ電極１４の少なくとも周縁部１５ｃにおいてバイポーラ電極１４の表面に溶着されている。具体的には、中間樹脂部２３は、バイポーラ電極１４の第１面１５ａに溶着されて気密（液密）にバイポーラ電極１４に接合されている。

中間樹脂部２３は、第１中間樹脂部２３１と第２中間樹脂部２３２とを有している。第１中間樹脂部２３１及び第２中間樹脂部２３２は、積層方向Ｄに沿って互いに積層されている。第１中間樹脂部２３１及び第２中間樹脂部２３２のそれぞれは、積層方向Ｄから見て、矩形枠状をなし、矩形状の内縁及び外縁を含んでいる。積層方向Ｄから見て、第１中間樹脂部２３１の外縁及び第２中間樹脂部２３２の外縁は、互いに一致しており中間樹脂部２３の外縁２３ｄを構成している。

積層方向Ｄから見て、第２中間樹脂部２３２の内縁は、第１中間樹脂部２３１の内縁よりも大きい矩形状である。これにより、中間樹脂部２３には、段差部２３ｅが形成されている。段差部２３ｅ上には、セパレータ１３の縁部が載置されている。第１中間樹脂部２３１の内縁は、中間樹脂部２３の内縁２３ｃを構成している。第１中間樹脂部２３１は、バイポーラ電極１４の第１面１５ａに溶着されて電極板１５に接合されている。第２中間樹脂部２３２は、第１中間樹脂部２３１上に溶着されて第１中間樹脂部２３１に接合されている。

負極終端樹脂部２４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。負極終端樹脂部２４は、積層方向Ｄから見て、矩形枠状をなし、負極終端電極１８の周縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられている。負極終端樹脂部２４は、積層方向Ｄから見て矩形状の内縁２４ｃ及び矩形状の外縁２４ｄを含んでいる。負極終端樹脂部２４は、負極終端電極１８の少なくとも周縁部１５ｃにおいて負極終端電極１８の表面に溶着されている。具体的には、負極終端樹脂部２４は、負極終端電極１８の第１面１５ａに溶着されて気密（液密）に負極終端電極１８に接合されている。

正極終端樹脂部２５、２６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。正極終端樹脂部２５、２６は、積層方向Ｄから見て、矩形枠状をなし、正極終端電極１９の周縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられている。正極終端樹脂部２５は、積層方向Ｄから見て矩形状の内縁２５ｃ及び矩形状の外縁２５ｄを含んでいる。正極終端樹脂部２５は、正極終端電極１９の少なくとも周縁部１５ｃにおいて正極終端電極１９の表面に溶着されている。具体的には、正極終端樹脂部２５は、正極終端電極１９の第１面１５ａに溶着されて気密（液密）に正極終端電極１９に接合されている。

正極終端樹脂部２５は、第１部分２５１と第２部分２５２とを有している。第１部分２５１及び第２部分２５２は、積層方向Ｄに沿って互いに積層されている。第１部分２５１及び第２部分２５２のそれぞれは、積層方向Ｄから見て、それぞれ矩形枠状をなし、矩形状の内縁及び外縁を含んでいる。積層方向Ｄから見て、第１部分２５１の外縁及び第２部分２５２の外縁は、互いに一致しており正極終端樹脂部２５の外縁２５ｄを構成している。積層方向Ｄから見て、第２部分２５２の内縁は、第１部分２５１の内縁よりも一回り大きい矩形状である。これにより、正極終端樹脂部２５には、段差部２５ｅが形成されている。段差部２５ｅ上には、セパレータ１３の縁部が載置されている。第１部分２５１の内縁は、正極終端樹脂部２５の内縁２５ｃを構成している。第１部分２５１は、正極終端電極１９の第１面１５ａに溶着されて電極板１５に接合されている。第２部分２５２は、第１部分２５１上に溶着されて第１部分２５１に接合されている。

正極終端樹脂部２６は、積層方向Ｄから見て矩形状の内縁２６ｃ及び矩形状の外縁２６ｄを含んでいる。正極終端樹脂部２６は、正極終端電極１９の少なくとも周縁部１５ｃにおいて正極終端電極１９の表面に溶着されている。具体的には、正極終端樹脂部２６は、正極終端電極１９の第２面１５ｂに溶着されて気密（液密）に正極終端電極１９に接合されている。

中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４、及び正極終端樹脂部２５のそれぞれは、例えば超音波又は熱によって第１面１５ａに溶着されている。電極板１５の端面は、中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４、及び正極終端樹脂部２５によって覆われておらず露出している。中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４、及び正極終端樹脂部２５のそれぞれの内側端部は、積層方向Ｄに互いに隣り合う電極板１５の周縁部１５ｃ同士の間に位置しており、外側端部は、積層方向Ｄからみて電極板１５から外側に張り出している。中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４、及び正極終端樹脂部２５のそれぞれは、当該外側端部において第２樹脂部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樹脂部２１同士は、互いに離間している。

封止体１２は、積層方向Ｄに沿って互いに隣接するバイポーラ電極１４の間、積層方向Ｄに沿って互いに隣接する負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び、積層方向Ｄに沿って互いに隣接する正極終端電極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（液密）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。すなわち、第１樹脂部２１は、積層方向Ｄに沿って隣接する電極の間に電解液が収容される内部空間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。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。

封止体１２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。

続いて、各部の相対的な関係について詳細に説明する。なお、内側とは、積層方向Ｄから見て、蓄電モジュール４の中心の側をいう。外側とは、積層方向Ｄから見て、蓄電モジュール４の中心から遠ざかる側をいう。バイポーラ電極１４において、負極１７は、電極板１５よりも一回り小さい。つまり、負極１７の外縁１７ｄは、電極板１５の外縁１５ｄよりも内側に位置している。正極１６は、負極１７よりも一回り小さい。つまり、正極１６の外縁１６ｄは、負極１７の外縁１７ｄよりも内側に位置している。中間樹脂部２３の外縁２３ｄは、電極板１５の外縁１５ｄの外側に位置している。中間樹脂部２３の内縁２３ｃは、電極板１５の外縁１５ｄと負極１７の外縁１７ｄとの間に位置している。

中間樹脂部２３は、第１エリア１５ｅ（図３においてハッチングが施された領域）においてバイポーラ電極１４の表面（ここでは、バイポーラ電極１４の第１面１５ａ）に溶着されている。換言すれば、第１エリア１５ｅは、バイポーラ電極１４の第１面１５ａにおける中間樹脂部２３が溶着されたエリアであって、電極板１５の外縁１５ｄ及び中間樹脂部２３の内縁２３ｃにより矩形枠状に規定されたエリアである。

負極終端電極１８において、負極１７は、電極板１５よりも一回り小さい。つまり、負極１７の外縁１７ｄは、電極板１５の外縁１５ｄよりも内側に位置している。正極１６は、負極１７よりも一回り小さい。つまり、正極１６の外縁１６ｄは、負極１７の外縁１７ｄよりも内側に位置している。負極終端樹脂部２４の外縁２４ｄは、電極板１５の外縁１５ｄの外側に位置している。負極終端樹脂部２４の内縁２４ｃは、正極１６の外縁１６ｄよりも内側に位置している。つまり、負極終端樹脂部２４は、正極１６に重なるように延在している。

負極終端樹脂部２４は、第２エリア１５ｆ（図４においてハッチングが施された領域）において負極終端電極１８の表面（ここでは、負極終端電極１８の第１面１５ａ）に溶着されている。換言すれば、第２エリア１５ｆは、負極終端電極１８の第１面１５ａにおける負極終端樹脂部２４が溶着されたエリアであって、電極板１５の外縁１５ｄ及び負極終端樹脂部２４の内縁２４ｃにより矩形枠状に規定されたエリアである。

バイポーラ電極１４及び負極終端電極１８の電極板１５の外縁１５ｄは、互いに一致している。バイポーラ電極１４及び負極終端電極１８のそれぞれの負極１７の外縁１７ｄは、互いに一致している。中間樹脂部２３の外縁２３ｄ及び負極終端樹脂部２４の外縁２４ｄは、互いに一致している。負極終端樹脂部２４の内縁２４ｃは、中間樹脂部２３の内縁２３ｃよりも内側に位置している。つまり、第２エリア１５ｆは、第１エリア１５ｅよりも大きい。すなわち、積層方向Ｄに沿った全ての断面において、第２エリア１５ｆの長さ（矩形枠状の幅）は、第１エリア１５ｅの長さ（矩形枠状の幅）よりも大きい（図２参照）。つまり、積層方向Ｄから見て電極積層体１１の全周に亘って、負極終端電極１８の電極板１５の外縁１５ｄと負極終端樹脂部２４の内縁２４ｃとの距離は、バイポーラ電極１４の電極板１５の外縁１５ｄと中間樹脂部２３の内縁２３ｃとの距離よりも大きい。

正極終端樹脂部２５は、第１エリア１５ｇにおいて正極終端電極１９の表面（ここでは、正極終端電極１９の第１面１５ａ）に溶着されている。換言すれば、第１エリア１５ｇは、正極終端電極１９の第１面１５ａにおける正極終端樹脂部２５が溶着されたエリアであって、電極板１５の外縁１５ｄ及び正極終端樹脂部２５の内縁２５ｃにより矩形枠状に規定されたエリアである。正極終端樹脂部２６は、正極終端電極１９の表面（ここでは、正極終端電極１９の第２面１５ｂ）に溶着されて正極終端電極１９に接合されている。

次に、本実施形態に係る蓄電モジュール４の製造方法について説明する。

図６は、蓄電モジュール４の製造工程を示すフローチャートである。図６に示すように、蓄電モジュール４の製造として、まず、電極積層体１１の作製が行われる（Ｓ１０）。電極積層体１１の作製は、複数のバイポーラ電極１４を重ね合わせて積層させて行われる。バイポーラ電極１４には、積層される前に予め中間樹脂部２３などが取り付けられている。なお、電極積層体１１には、バイポーラ電極１４のほか、負極終端電極１８及び正極終端電極１９も積層される。

次いで、封止体１２の成形が行われる（Ｓ１２）。この成形工程は、電極積層体１１の外縁に封止体１２を樹脂成形する工程である。例えば、電極積層体１１をインサート部材として射出成形が行われ、電極積層体１１の周囲に封止体１２が成形される。成形工程の詳細については、後述する。

図７は、蓄電モジュール４の製造における封止体１２の樹脂成形の工程概要図である。蓄電モジュール４は、電極積層体１１の外縁に封止体１２を樹脂成形することにより製造される。図７の（ａ）は、電極積層体１１の配置工程を示した図である。すなわち、電極積層体１１は、インサート部材として、金型９１内に配置される。電極積層体１１は、複数のバイポーラ電極１４を積層させて構成され、樹脂成形の前に予め製造される。金型９１は固定側の金型であり、この金型９１の所定の位置に電極積層体１１が配置される。

図７の（ｂ）、（ｃ）は、電極積層体１１の外縁に封止体１２を樹脂成形する成形工程の説明図である。図７の（ｂ）に示すように、型締めが行われ、金型９１に対し金型９２が接合される。金型９２は、可動側の金型であり、金型９１に対し接近及び離間可能となっている。金型９１と金型９２が接合された内部には、空洞部（キャビティ）９３が形成される。空洞部９３は、封止体１２の成形領域である。すなわち、この空洞部９３に樹脂Ｐが流し込まれることにより、封止体１２が成形される。空洞部９３へは、封止体１２の角部９３ａの位置から樹脂Ｐが注入されて樹脂成形が行われる。空洞部９３への樹脂Ｐの注入は、ゲート９４を通じて行われる。

図８は、ゲート９４の位置の説明図であり、金型９１の断面であって電極積層体１１の積層方向と直交する方向（図７のVIII-VIII）の断面を示している。図８に示すように、金型９１には、電極積層体１１の外縁の全周にわたり所定の幅で空洞部９３が形成されている。空洞部９３の複数の位置にゲート９４が形成されている。ゲート９４は、空洞部９３への樹脂Ｐの注入口である。ゲート９４は、図８に図示されていない金型９２に複数形成されている。複数のゲート９４のうち一部は、空洞部９３（封止体１２の成形領域）の角部９３ａに形成されている。図８では、矩形枠状に形成される空洞部９３の四つの角部９３ａに一つずつゲート９４が形成されている。また、空洞部９３の長辺には二つのゲート９４が形成され、空洞部９３の短辺には一つのゲート９４が形成されている。なお、ゲート９４が角部９３ａにのみ形成される場合、又は、長辺及び短辺のゲート９４が上述のものと異なる数で形成される場合もある。

また、封止体１２の樹脂成形を行う際、各々のゲート９４から注入される樹脂Ｐの注入量を同一としてもよい。この場合、成形工程においてゲート９４の各々から同一の量の樹脂Ｐが注入されて封止体１２が成形されることにより、金型９１、９２内で樹脂Ｐを円滑に流動させることができる。つまり、封止体１２の樹脂成形を行うにあたり、各ゲート９４が受け持つ樹脂Ｐの量を同一とすることにより、各ゲート９４における樹脂Ｐの注入がほぼ同時に完了し、樹脂Ｐの流れが乱れずに円滑なものとなる。これにより、封止体１２の成形不良の発生が抑制され、蓄電モジュール４の製造が適切に行える。なお、ここでいう同一の注入量とは、ほぼ同一の注入量も含む。樹脂Ｐを円滑に流動できる注入量であれば、同一の注入量でなくてもよく、ほぼ同一の注入量であってもよい。

また、封止体１２の樹脂成形を行う際、隣り合うゲート９４とゲート９４の間の距離ｄを同一としてもよい。図８に示すように、ゲート９４とゲート９４の間の距離ｄを同一とし、そのゲート９４の位置から樹脂Ｐを注入して成形を行うことにより、ゲート９４から注入される樹脂Ｐが円滑に流動して成形が行える。例えば、図９に示すように、樹脂Ｐが予め設定された方向へ流れ、樹脂Ｐを流れの乱れが抑制され、安定して樹脂成形が行える。これにより、封止体１２の成形不良の発生が抑制され、蓄電モジュール４の製造が適切に行える。ここでいう同一の距離とは、ほぼ同一の距離も含む。樹脂Ｐを円滑に流動できる距離であれば、同一の距離でなくてもよく、ほぼ同一の距離であってもよい。

また、角部９３ａに形成されるゲート９４の位置は、空洞部９３（成形領域）の幅方向の中央位置でなく、幅方向において中央位置に対し外側の位置としてもよい。例えば、図１０に示すように、電極積層体１１の外縁に沿って所定の幅で矩形に形成される空洞部９３において、角部９３ａの中央より外側の位置にゲート９４が形成される。つまり、空洞部９３の角部９３ａにおいて、内縁より外縁に近い位置にゲート９４が形成される。この場合、角部９３ａのゲート９４から空洞部９３へ樹脂Ｐが注入されると、角部９３ａから二方向へ延びる成形領域へ樹脂Ｐが円滑に流れていくこととなる。これに対し、図１１に示すように、ゲート９４が角部９３ａの中央の位置に形成されている場合、角部９３ａのゲート９４から空洞部９３へ樹脂Ｐが注入されると、角部９３ａの外側へ流動する樹脂Ｐを生ずる。このため、角部９３ａから二方向へ延びる成形領域へ樹脂Ｐが円滑に流れず、樹脂Ｐの流れに乱れを生ずることとなり、成形不良を生ずるおそれがある。

さらに、封止体１２の樹脂成形を行う際、角部９３ａにあるゲート９４とそれ以外のゲート９４の樹脂Ｐの注入開始のタイミングを異ならせてもよい。つまり、ゲート９４を開閉するゲート開閉機構を設け、ゲート９４における樹脂Ｐの注入開始のタイミングを制御してもよい。例えば、角部９３ａ以外にあるゲート９４の樹脂Ｐの注入より先に角部９３ａにあるゲート９４の樹脂Ｐの注入が行われる。この場合、角部９３ａにあるゲート９４から早いタイミングで樹脂Ｐの注入が開始される。これにより、角部９３ａ付近における樹脂Ｐの流れが乱れることが抑制され、角部９３ａの周辺の樹脂Ｐの円滑な流れが確保される。従って、角部９３ａにおける封止体１２の成形不良の発生を抑制することができる。

そして、図７の（ｃ）に示すように、空洞部９３の全体に樹脂Ｐを充填したら、所定時間、樹脂Ｐに圧力を加えつつ、樹脂Ｐの冷却が行われる。これにより、封止体１２が成形される。

そして、型開きを行い、金型９１から金型９２を離間させる。その後、電極積層体１１の外縁に封止体１２を成形した成形品を金型９１から取り出し、樹脂Ｐの不要部分の切り取るなどの処理を行って、蓄電モジュール４の製造が完了する。

以上のように、本実施形態に係る蓄電モジュール４の製造方法によれば、電極積層体１１の外縁に封止体１２を樹脂成形する際に、封止体１２の成形領域の角部９３ａの位置から樹脂Ｐを注入して行うことにより、樹脂Ｐの流動方向を大きく変えることなく樹脂成形が行える。このため、封止体１２の成形不良を抑制して蓄電モジュールの製造を適切に行える。例えば、図９に示すように、封止体１２の成形領域の角部９３ａの位置から樹脂Ｐを注入して行うことで、樹脂Ｐの流動経路を直線状にすることができる。このため、樹脂Ｐの流動経路の変化による成形不良の発生が抑制され、蓄電モジュールの製造を適切に行えるのである。

また、本実施形態に係る蓄電モジュール４の製造方法において、封止体１２の成形工程において複数のゲート９４の各々から同一の量の樹脂Ｐを注入して封止体１２を成形することにより、金型９１、９２内で樹脂Ｐを円滑に流動させることができる。これにより、封止体１２の成形不良が抑制され、蓄電モジュール４の製造が適切に行える。

また、本実施形態に係る蓄電モジュール４の製造方法において、樹脂Ｐの注入を行うゲート９４とゲート９４の間の距離が同一とすることにより、各々のゲート９４の位置から注入される樹脂Ｐが円滑に流動して成形が行える。これにより、封止体１２の成形不良が抑制され、蓄電モジュール４の製造が適切に行える。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態では、図１のように蓄電モジュール４を積層した蓄電装置１として用いる場合について説明したが、蓄電モジュール４を異なる構造又は形式で用いてもよい。また、上述した実施形態では、蓄電モジュール４をフォークリフト、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る場合について説明したが、その他の用途に用いてもよい。

４…蓄電モジュール、１１…電極積層体（積層体）、１２…封止体、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…第１面、１５ｂ…第２面、１５ｃ…周縁部、１６…正極、１７…負極、１８…負極終端電極、２３…中間樹脂部、２４…負極終端樹脂部、１５ｅ…第１エリア、１５ｆ…第２エリア、９１…金型、９２…金型、９３…空洞部（成形領域）、９３ａ…角部、９４…ゲート、Ｄ…積層方向、ｄ…距離、Ｐ…樹脂。

Claims (3)

1. 複数のバイポーラ電極を積層して積層方向と直交する断面が矩形の積層体を作製し、前記積層方向から見た前記積層体の外縁に封止体を設けて構成される蓄電モジュールの製造方法において、
   金型の内部に前記積層体を配置する配置工程と、
   前記金型の内部に樹脂を注入して前記積層体の前記積層方向から見た外縁の全周にわたって前記封止体を樹脂成形する成形工程と、を含み、
   前記成形工程において、前記封止体の成形領域の矩形の角部の位置を含む前記封止体の成形領域の複数の位置から前記樹脂の注入を行い、前記複数の位置の各々から同一の量の前記樹脂を注入して前記封止体を成形する、
   蓄電モジュールの製造方法。
2. 前記成形工程において、前記樹脂の注入を行う前記複数の位置において隣り合う位置と位置の間の距離が同一である、
   請求項１に記載の蓄電モジュールの製造方法。
3. 複数のバイポーラ電極を積層して積層方向と直交する断面が矩形の積層体を作製し、前記積層方向から見た前記積層体の外縁に封止体を設けて構成される蓄電モジュールの製造方法において、
   金型の内部に前記積層体を配置する配置工程と、
   前記金型の内部に樹脂を注入して前記積層体の前記積層方向から見た外縁の全周にわたって前記封止体を樹脂成形する成形工程と、を含み、
   前記成形工程において、前記封止体の成形領域の矩形の角部の位置と前記角部の位置以外の位置から前記樹脂の注入を行い、前記角部の位置以外の位置における樹脂の注入より先に前記角部の位置の樹脂の注入を行う、
   蓄電モジュールの製造方法。

Images