JP7108532B2 - Method for manufacturing power storage module - Google Patents
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Description
本発明の一側面は、蓄電モジュールの製造方法に関する。 One aspect of the present invention relates to a method for manufacturing 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 is known which includes a bipolar electrode in which a positive electrode is formed on one side of an electrode plate and a negative electrode is formed on the other side (see Patent Document 1). A bipolar battery has a laminate formed by laminating a plurality of bipolar electrodes with separators interposed therebetween. A sealing body is provided on the side surface of the laminate for sealing between the bipolar electrodes adjacent to each other in the stacking direction, and the internal space formed between the bipolar electrodes contains an electrolytic solution.
ところで、本発明者らは、上記のような蓄電モジュールの性能向上を鋭意検討するなかで、次のような知見を得た。すなわち、上記のような蓄電モジュールにおいては、初回充電時に負極上で電解液の水に由来して水素が発生する。負極が水素吸蔵合金を含む場合には、この水素は負極に吸蔵される。しかしながら、通常使用時の内圧では水素を吸蔵している状態が不安定であるため、負極は一定量の水素を吐き出す。このため、内部空間には、水素が存在した状態となる。そして、内部空間から外部に水素が透過してしまうと、自己放電性能が低下するおそれある。 By the way, the present inventors obtained the following findings while earnestly studying the performance improvement of the above-described power storage module. That is, in the electric storage module as described above, hydrogen is generated on the negative electrode due to the water in the electrolyte solution during the initial charge. When the negative electrode contains a hydrogen-absorbing alloy, this hydrogen is absorbed by the negative electrode. However, since the hydrogen absorption state is unstable under the internal pressure during normal use, the negative electrode discharges a certain amount of hydrogen. Therefore, hydrogen is present in the internal space. If hydrogen permeates from the internal space to the outside, the self-discharge performance may deteriorate.
本発明の一側面は、上記の知見に基づいてなされたものであり、自己放電性能の低下を抑制可能な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。 One aspect of the present invention has been made based on the above findings, and an object thereof is to provide a method for manufacturing an electric storage module capable of suppressing deterioration in self-discharge performance.
本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、バイポーラ電極の縁部に1次シールを形成する工程と、1次シールが形成されたバイポーラ電極を第1方向に積層し、積層体を形成する工程と、射出成形により、積層体の外側に1次シールと結合する2次シールを形成する工程と、を含み、2次シールを形成する工程は、積層体の第1方向に延びる側面、及び積層体の第1方向の一端面を覆うように第1樹脂部を形成する工程と、第1樹脂部、及び積層体の第1方向の他端面を覆うように第2樹脂部を形成する工程と、を含み、第1樹脂部を形成する工程は、射出成形の型よりも熱伝導率が低い断熱部材を、第1方向から見て1次シールと重なるように他端面に配置した状態で行われる。 A method for manufacturing a power storage module according to one aspect of the present invention includes steps of forming a primary seal on edges of bipolar electrodes, and stacking the bipolar electrodes having the primary seals formed thereon in a first direction to form a laminate. and forming a secondary seal on the outside of the laminate to mate with the primary seal by injection molding, the forming of the secondary seal on a side of the laminate extending in the first direction; forming a first resin part so as to cover one end surface of the laminate in the first direction; and forming a second resin part so as to cover the first resin part and the other end surface in the first direction of the laminate. and the step of forming the first resin portion includes a state in which a heat insulating member having a thermal conductivity lower than that of the injection molding mold is arranged on the other end surface so as to overlap the primary seal when viewed from the first direction. is done in
この蓄電モジュールの製造方法では、積層体の側面及び一端面に第1樹脂部が形成される。したがって、積層体の一端面側の1次シールでは、射出成形の型による温度の低下が生じ難い。このため、積層体の一端面側では、第1樹脂部と1次シールとの境界で樹脂が互いに溶け込み、封止性が向上する。一方、積層体の他端面には第1樹脂部が形成されない。しかしながら、第1樹脂部を形成する工程は、1次シールと重なるように積層体の他端面に断熱部材を配置した状態で行われる。このため、積層体の他端面側の1次シールでは、射出成形の型が配置される場合に比べて、温度の低下が生じ難い。したがって、積層体の他端面側においても第1樹脂部と1次シールとの境界で樹脂が互いに溶け込み、封止性が向上する。これにより、積層体の一端面側及び他端面側から外部に水素が透過することを抑制できる。この結果、自己放電性能の低下を抑制できる。 In this electricity storage module manufacturing method, the first resin portion is formed on the side surface and one end surface of the laminate. Therefore, in the primary seal on the one end surface side of the laminate, the temperature is less likely to drop due to the injection mold. Therefore, on the one end face side of the laminate, the resin melts into each other at the boundary between the first resin portion and the primary seal, thereby improving the sealing performance. On the other hand, the first resin portion is not formed on the other end surface of the laminate. However, the step of forming the first resin portion is performed with the heat insulating member disposed on the other end surface of the laminate so as to overlap the primary seal. Therefore, in the primary seal on the other end face side of the laminate, the temperature is less likely to drop than in the case where the mold for injection molding is arranged. Therefore, the resin melts into each other at the boundary between the first resin portion and the primary seal on the other end face side of the laminate, thereby improving the sealing performance. As a result, it is possible to suppress permeation of hydrogen from the one end surface side and the other end surface side of the laminate to the outside. As a result, deterioration in self-discharge performance can be suppressed.
本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、バイポーラ電極の縁部に1次シールを形成する工程と、1次シールが形成されたバイポーラ電極を第1方向に積層し、積層体を形成する工程と、射出成形により、積層体の外側に1次シールと結合する2次シールを形成する工程と、を含み、2次シールを形成する工程は、積層体の第1方向に延びる側面を覆うように第1樹脂部を形成する工程と、第1樹脂部、及び積層体の第1方向の一端面及び他端面を覆うように第2樹脂部を形成する工程と、を含み、第1樹脂部を形成する工程は、射出成形の型よりも熱伝導率が低い断熱部材を、第1方向から見て1次シールと重なるように一端面及び他端面に配置した状態で行われる。 A method for manufacturing a power storage module according to one aspect of the present invention includes a step of forming a primary seal on an edge of a bipolar electrode, and stacking the bipolar electrodes having the primary seal formed thereon in a first direction to form a laminate. and forming, by injection molding, a secondary seal mating with the primary seal on the outside of the laminate, the step of forming the secondary seal forming a side surface of the laminate extending in the first direction. forming a first resin part so as to cover; and forming a second resin part so as to cover the first resin part and one end face and the other end face in the first direction of the laminate, The step of forming the resin portion is performed in a state in which a heat insulating member having a lower thermal conductivity than the injection mold is arranged on one end surface and the other end surface so as to overlap the primary seal when viewed from the first direction.
この蓄電モジュールの製造方法では、第1樹脂部を形成する工程は、1次シールと重なるように積層体の一端面及び他端面に断熱部材を配置した状態で行われる。このため、積層体の一端面側及び他端面側の1次シールでは、射出成形の型が配置された場合に比べて、温度の低下が生じ難い。よって、積層体の一端面側及び他端面側において第1樹脂部と1次シールとの境界で樹脂が互いに溶け込み、封止性が向上する。これにより、積層体の一端面側及び他端面側から外部に水素が透過することを抑制できる。この結果、自己放電性能の低下を抑制できる。 In this electricity storage module manufacturing method, the step of forming the first resin portion is performed in a state in which the heat insulating member is arranged on one end surface and the other end surface of the laminate so as to overlap with the primary seal. Therefore, in the primary seals on the one end face side and the other end face side of the laminate, the temperature is less likely to drop than in the case where an injection molding mold is arranged. Therefore, the resin melts into each other at the boundary between the first resin portion and the primary seal on the one end surface side and the other end surface side of the laminate, thereby improving the sealing performance. As a result, it is possible to suppress permeation of hydrogen from the one end surface side and the other end surface side of the laminate to the outside. As a result, deterioration in self-discharge performance can be suppressed.
この蓄電モジュールの製造方法では、第1方向から見て、1次シールは、縁部の外側に張り出した部分を含んでおり、第1樹脂部を形成する工程は、断熱部材を、第1方向から見て、部分と重なるように配置した状態で行われてもよい。この場合、樹脂が確実に溶け込むので、封止性が更に向上する。この結果、自己放電性能の低下を更に抑制できる。 In this electricity storage module manufacturing method, the primary seal includes a portion that protrudes outward from the edge when viewed from the first direction, and the step of forming the first resin portion includes the step of forming the heat insulating member in the first direction. It may be performed in a state where it is arranged so as to overlap with the part when viewed from above. In this case, since the resin is surely melted, the sealing performance is further improved. As a result, deterioration in self-discharge performance can be further suppressed.
この蓄電モジュールの製造方法では、第2樹脂部を形成する工程は、断熱部材を用いずに行われてもよい。この場合、断熱部材を用いる場合に比べて、溶融樹脂の冷却速度が低下しないので、生産性を向上させることができる。 In this electricity storage module manufacturing method, the step of forming the second resin portion may be performed without using the heat insulating member. In this case, the cooling rate of the molten resin does not decrease as compared with the case of using a heat insulating member, so productivity can be improved.
本発明の一側面によれば、自己放電性能の低下を抑制可能な蓄電モジュールの製造方法が提供され得る。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing an electricity storage module capable of suppressing deterioration in self-discharge performance.
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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and overlapping descriptions are omitted.
[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、互いに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とを備えている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a power storage device according to the first embodiment. A power storage device 1 shown in FIG. 1 is used, for example, as a battery for various vehicles such as forklifts, hybrid vehicles, and electric vehicles. The power storage device 1 includes a power
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。
The
積層方向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。
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交差(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。
Inside each
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(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。
The restraining
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。
An
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に示される蓄電モジュールの概略断面図である。図2に示されるように、蓄電モジュール4は、電極積層体11と、封止体12とを備えている。
Next, the configuration of the
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と、負極終端電極18と、正極終端電極19とが積層されることによって構成されている。本実施形態では、電極積層体11の積層方向Dは蓄電モジュール積層体2(図1参照)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、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。
The
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D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D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。
The
電極積層体11において、積層方向Dの一端には負極終端電極18が配置され、積層方向D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。負極終端電極18の電極板15の一方面15aは、電極積層体11の一端面を構成している。
In the
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の電極板15の他方面15bは、電極積層体11の他端面を構成している。正極終端電極19の正極16は、セパレータ13を介してバイポーラ電極14の負極17と対向している。
The positive
電極板15は、例えばニッケルからなる金属箔、又はニッケルメッキ鋼板からなる。積層方向Dから見て、電極板15は、例えば矩形状である。本実施形態では、積層方向Dから見て、電極板15は長方形状である。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。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。
The
封止体12は、電極積層体11を取り囲み、電極積層体11において積層方向Dで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、例えば絶縁性の樹脂によって矩形の筒状に形成されている。封止体12は、複数の1次シール21と、2次シール22と、を有している。
The sealing
1次シール21を構成する樹脂は、2次シール22を構成する樹脂に対して相溶性を有する樹脂であり、例えば、2次シール22を構成する樹脂と同じである。1次シール21及び2次シール22を構成する樹脂としては、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。特に、1次シール21は、PP、PE等の比較的柔らかい材料により構成されてもよい。この場合、1次シール21の熱収縮により、電極板15が反ることが抑制される。特に、2次シール22は、変性PPEにPP等を混ぜ合わせた比較的硬い材料により構成されてもよい。この場合、封止体12の筐体としての強度が向上する。
The resin forming the
1次シール21は、バイポーラ電極14、負極終端電極18及び正極終端電極19を構成する電極板15の縁部15cにそれぞれ設けられている。1次シール21は、積層方向D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。1次シール21は、縁部15c(未塗工領域)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。バイポーラ電極14及び負極終端電極18では、1次シール21は、電極板15の一方面15a側の縁部15cに設けられている。正極終端電極19では、1次シール21は、電極板15の一方面15a側の縁部15c及び他方面15b側の縁部15cの両方に設けられている。1次シール21は、例えば超音波又は熱によって電極板15の縁部15cに溶着され、気密に接合されている。1次シール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。
The
1次シール21は、第1部分21a及び第2部分21bを有している。第1部分21aは、積層方向Dから見て、電極板15の縁部15cと重なっている。第1部分21aは、積層方向Dで隣り合う縁部15cの間に位置している。第1部分21aの少なくとも一部は、例えば超音波又は熱を用いた溶着により、縁部15cに対して強固に結合している。
The
電極板15と1次シール21の第1部分21aとが重なる領域は、電極板15と第1部分21a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は粗面化されている。すなわち、結合領域Kにおける電極板15の表面は、粗面化された粗化面となっている。粗化面は、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及び他方面15bの全体(縁部15cから中央部にわたる全面)が、粗化面となっている。粗化面には、複数の微細突起が設けられている。微細突起は、例えば電極板15に対する電解メッキによって形成された突起状の析出金属(付与物を含む)である。粗化面では、1次シール21を構成する樹脂材料が微細突起間の隙間に入り込むことでアンカー効果が生じる。これにより、電極板15と1次シール21との間の結合強度及び液密性(封止性)の向上が図られる。
A region where the
第2部分21bは、積層方向Dから見て、電極板15の縁部15cの外側に張り出している。第2部分21bの先端部は、2次シール22に埋設されている。第2部分21bの張り出し長さ(第2部分21bの内縁と外縁との間隔)は、例えば2mmである。
The
2次シール22は、1次シール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。2次シール22は、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。2次シール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、枠状)を呈している。2次シール22は、射出成形時の熱によって1次シール21の外表面に溶着されている。
The
2次シール22は、第1樹脂部23及び第2樹脂部24を有している。第1樹脂部23を構成する樹脂は、第2樹脂部24を構成する樹脂に対して相溶性を有する樹脂であり、例えば、第2樹脂部24を構成する樹脂と同じである。
The
第1樹脂部23は、側面部分23aと、張出部分23bと、を有している。側面部分23aは、電極積層体11の側面11aに沿って設けられている。側面部分23aは、1次シール21の積層体の側面を覆い、1次シール21に溶着されている。張出部分23bは、側面部分23aの積層方向Dの一方の端部23cから、電極積層体11の内側に張り出している。張出部分23bは、負極終端電極18の一方面15aに設けられた1次シール21上に配置されている。張出部分23bは、1次シール21が延在する方向に沿って連続的に設けられている。
The
第2樹脂部24は、側面部分24aと、張出部分24bと、を有している。側面部分24aは、電極積層体11の側面11aに沿って設けられている。側面部分24aは、側面部分23aを覆い、側面部分23aに溶着されている。張出部分24bは、側面部分24aの積層方向Dの他方の端部24cから、電極積層体11の内側に張り出している。張出部分24bは、正極終端電極19の他方面15bに設けられた1次シール21上に配置されている。張出部分24bは、1次シール21が延在する方向に沿って連続的に設けられている。
The
電極板15,15間には、積層方向Dにおける1次シール21,21の間隔によって規定される内部空間Vが形成されている。当該内部空間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。封止体12には、各内部空間Vに連通する複数の連通孔(不図示)が設けられている。この連通孔は、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。
Between the
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。図3は、第1実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法を示すフローチャートである。図3に示されるように、第1実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法は、1次シール形成工程S1と、積層工程S2と、2次シール形成工程S3と、を含む。
Next, a method for manufacturing the
まず、1次シール形成工程S1が行われる。1次シール形成工程S1では、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の縁部15cに1次シール21が形成される。バイポーラ電極14及び負極終端電極18では、1次シール21は、各電極板15の一方面15a側の縁部15cに形成される。正極終端電極19では、1次シール21は、各電極板15の一方面15a側の縁部15c及び他方面15b側の縁部15cの両方に形成される。1次シール21は、例えば、予め射出成形により矩形枠状に形成された後、超音波又は熱を用いた溶着により縁部15cに取り付けられる。
First, the primary seal forming step S1 is performed. In the primary seal forming step S<b>1 ,
続いて、積層工程S2が行われる。積層工程S2では、1次シール21が形成された複数のバイポーラ電極14、1次シール21が形成された正極終端電極19、及び1次シール21が形成された負極終端電極18が、セパレータ13を介して積層される。本実施形態では、まず、1次シール21が形成された正極終端電極19が積層冶具(不図示)上に載置される。次に、1次シール21が形成されたバイポーラ電極14がセパレータ13を介して複数積層される。最後に、1次シール21が形成された負極終端電極18がセパレータ13を介して積層される。これにより、積層体11s(図4参照)が形成される。積層体11sは、電極積層体11と、電極積層体11の各縁部15cに形成された複数の1次シール21とを含んでいる。
Then, lamination process S2 is performed. In the stacking step S2, a plurality of
続いて、2次シール形成工程S3が行われる。2次シール形成工程S3では、射出成形により、積層体11s(図4参照)の外側に1次シール21と結合する2次シール22が形成される。2次シール形成工程S3は、第1樹脂部形成工程S31と、第2樹脂部形成工程S32と、を含んでいる。
Subsequently, a secondary seal forming step S3 is performed. In the secondary seal forming step S3, a
まず、第1樹脂部形成工程S31が行われる。図4は、図3に示される第1樹脂部形成工程について説明するための図である。図4に示されるように、第1樹脂部形成工程S31では、一対の射出成形の型51,52が用いられる。一対の型51,52は、積層方向Dにおいて互いに接離可能に構成されている。一対の型51,52は、例えば金型である。一対の型51,52が互いに接した状態(型閉状態)において、一対の型51,52の内部には、積層体11sを配置するための空間と、第1樹脂部23(図2参照)を形成するための空間と、が設けられている。
First, the first resin portion forming step S31 is performed. 4A and 4B are diagrams for explaining the first resin portion forming step shown in FIG. 3. FIG. As shown in FIG. 4, a pair of
積層体11sは、積層方向Dに延びる側面11saと、積層方向Dの一端面11sbと、積層方向Dの他端面11scと、を有している。側面11saは、1次シール21の積層体の側面を含む。一端面11sbは、負極終端電極18の一方面15aと、負極終端電極18の一方面15aに設けられた1次シール21の積層方向Dに交差する表面と、を含む。他端面11scは、正極終端電極19の他方面15bと、正極終端電極19の他方面15bに設けられた1次シール21の積層方向Dに交差する表面と、を含む。
The laminate 11s has a side surface 11sa extending in the stacking direction D, one end surface 11sb in the stacking direction D, and the other end surface 11sc in the stacking direction D. Side 11sa includes the side of the stack of
第1樹脂部形成工程S31は、断熱部材53を、積層方向Dから見て1次シール21の第2部分21bと重なるように、積層体11sの他端面11scの少なくとも縁部に配置した状態で行われる。本実施形態では、断熱部材53は、型52の内面に設けられた凹部52aに嵌め込まれている。型閉状態において、積層体11sの一端面11sbの中央部には、型51が接し、積層体11sの他端面11scの中央部には、型52が接し、積層体11sの他端面11scの少なくとも縁部には、断熱部材53が接する。
In the first resin portion forming step S31, the
断熱部材53の熱伝導率は、一対の型51,52の熱伝導率よりも低い。例えば、一対の型51,52が炭素鋼によって形成されている場合、一対の型51,52の熱伝導率は、約44W/m・kである。この場合、断熱部材53の熱伝導率は、例えば約40W/m・k以下であり、好ましくは約20W/m・k以下であり、より好ましくは約1W/m・k以下である。
The thermal conductivity of the
一例として、断熱部材53は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、窒化ジルコニウム(ZrN)、酸化アルミニウム(Al2O3)、ダイアモンドライクカーボン(DLC)等によって形成される。例えばPTFE、ZrN、Al2O3、DLCの熱伝導率は、いずれも40W/m・k以下であり、それぞれ約0.23W/m・k、約10W/m・k、約20W/m・k、約40W/m・kである。積層体11sの外周面を構成する第1樹脂部23の熱伝導率は、例えば約0.18W/m・k程度である。
As an example, the
第1樹脂部23を構成する樹脂は、ゲート(不図示)から溶融状態で一対の型51,52の内部に流し込まれる。これにより、積層体11sの側面11sa、及び、積層体11sの一端面11sbの縁部を覆うように第1樹脂部23が形成される。この結果、積層体11sの側面11sa上に側面部分23a(図2参照)が形成されると共に、積層体11sの一端面11sbの縁部上に張出部分23b(図2参照)が形成される。第1樹脂部23は、射出成形時の熱によって、1次シール21(図2参照)に溶着される。
The resin forming the
次に、第2樹脂部形成工程S32が行われる。図5は、図3に示される第2樹脂部形成工程について説明するための図である。図5に示されるように、第2樹脂部形成工程S32では、一対の射出成形の型54,55が用いられる。一対の型54,55は、積層方向Dにおいて互いに接離可能に構成されている。一対の型54,55は、例えば金型である。一対の型54,55が互いに接した状態(型閉状態)において、一対の型54,55の内部には、第1樹脂部23が形成された積層体11sを配置するための空間と、第2樹脂部24を形成するための空間と、が設けられている。第2樹脂部形成工程S32は、断熱部材53を用いずに行われる。
Next, the second resin portion forming step S32 is performed. FIG. 5 is a diagram for explaining the second resin portion forming step shown in FIG. 3 . As shown in FIG. 5, a pair of
型閉状態において、積層体11sの一端面11sbの中央部には、型54が接し、積層体11sの他端面11scの中央部には、型55が接する。第2樹脂部24を構成する樹脂は、ゲート(不図示)から溶融状態で一対の型54,55の内部に流し込まれる。これにより、第1樹脂部23、及び、積層体11sの他端面11scの縁部を覆うように第2樹脂部24が形成される。この結果、第1樹脂部23の積層方向Dに延びる側面上に側面部分24a(図2参照)が形成されると共に、積層体11sの他端面11scの縁部上に張出部分24b(図2参照)が形成される。第2樹脂部24は、射出成形時の熱によって、第1樹脂部23及び1次シール21に溶着される。
In the mold closed state, the
以上説明したように、蓄電モジュール4の製造方法では、射出成形により2次シール22の第1樹脂部23及び第2樹脂部24が形成される。第1樹脂部形成工程S31において、一対の型51,52に注入された溶融樹脂は、熱が主に一対の型51,52に伝わることで冷却される(いわゆる熱引き)。本実施形態では、積層体11sの側面11sa及び一端面11sbの縁部に第1樹脂部23が形成される。したがって、溶融樹脂は、積層体11sの側面11saだけでなく、一端面11sbの縁部にも配置される。このため、積層体11sの一端面11sb側の1次シール21では、型51による温度の低下が生じ難い。よって、積層体11sの一端面11sb側では、第1樹脂部23と1次シール21との境界で樹脂が互いに溶け込み、封止性が向上する。
As described above, in the method for manufacturing the
一方、積層体11sの他端面11scには第1樹脂部23が形成されない。したがって、溶融樹脂は、他端面11scには配置されない。しかしながら、第1樹脂部形成工程S31は、1次シール21と重なるように積層体11sの他端面11scの少なくとも縁部に断熱部材53を配置した状態で行われる。このため、積層体11sの他端面11sc側の1次シール21では、型52が配置された場合に比べて、温度が低下し難い。したがって、積層体11sの他端面11sc側においても第1樹脂部23と1次シール21との境界で樹脂が互いに溶け込み、封止性が向上する。
On the other hand, the
水素の透過は、積層体11sの積層方向Dの中央部よりも、積層体11sの一端面11sb側及び他端面11sc側において生じ易い。蓄電モジュール4の製造方法によれば、積層体11sの一端面11sb側及び他端面11sc側において、封止性が向上するので、水素の透過を抑制することができる。この結果、自己放電性能の低下を抑制できる。
Permeation of hydrogen occurs more easily on the one end surface 11sb side and the other end surface 11sc side of the
封止性を向上させるために、例えば、一対の型51,52の全体を熱伝導率の低い材料で構成することが考えられるが、この場合、溶融樹脂の冷却速度が低下する(熱引きが悪い)。この結果、生産性を向上させることができない。本実施形態では、断熱部材53を型52の一部のみに設けるので、生産性を向上させながら、第1樹脂部23と1次シール21との境界で樹脂を互いに溶け込ませ、封止性を向上させることができる。
In order to improve the sealing property, for example, it is conceivable that the entire pair of
積層方向Dから見て、1次シール21は、縁部15cの外側に張り出した第2部分21bを含んでいる。第1樹脂部形成工程S31は、断熱部材53を、積層方向Dから見て、第2部分21bと重なるように配置した状態で行われる。このため、第1樹脂部23と1次シール21との境界で樹脂が互いに確実に溶け込み、封止性が更に向上する。この結果、自己放電性能の低下を更に抑制できる。
When viewed from the stacking direction D, the
第2樹脂部形成工程S32は、断熱部材53を用いずに行われる。このため、断熱部材53を用いる場合に比べて、溶融樹脂の冷却速度が低下しないので、生産性を向上させることができる。
The second resin portion forming step S<b>32 is performed without using the
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。図6は、第2実施形態に係る蓄電モジュールの概略断面図である。図6に示されるように、第2実施形態に係る蓄電モジュール4Aは、第1樹脂部23が張出部分23bを有さず、第2樹脂部24が一対の張出部分24b,24bを有する。一対の張出部分24b,24bは、側面部分24aの積層方向Dの両方の端部24c,24cから、電極積層体11の内側に張り出している。
[Second embodiment]
Next, the second embodiment will be described, focusing on differences from the first embodiment. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a power storage module according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, in a
図7は、第2実施形態に係る第1樹脂部形成工程について説明するための図である。図7に示されるように、第2実施形態に係る蓄電モジュール4Aの製造方法において、第1樹脂部形成工程S31で用いられる一対の型51,52は、積層体11sの形状と、張出部分23bを有さない第1樹脂部23(図6参照)の形状とに応じた内部形状を有している。工程S3では、射出成形により、積層体11sの側面11saを覆うように第1樹脂部23が形成される。この結果、積層体11sの側面11sa上に第1樹脂部23(図6参照)が形成される。
FIG. 7 is a diagram for explaining a first resin portion forming step according to the second embodiment. As shown in FIG. 7, in the method for manufacturing the
第1樹脂部形成工程S31は、一対の断熱部材53を、積層方向Dから見て1次シール21の第2部分21bと重なるように、積層体11sの一端面11sbの少なくとも縁部及び他端面11scの少なくとも縁部に配置した状態で行われる。本実施形態では、一方の断熱部材53は、型51の内面に設けられた凹部51aに嵌め込まれ、他方の断熱部材53は、型52の内面に設けられた凹部52aに嵌め込まれている。型閉状態において、積層体11sの一端面11sbの中央部には、型51が接し、積層体11sの一端面11sbの少なくとも縁部には、断熱部材53が接し、積層体11sの他端面11scの中央部には、型52が接し、積層体11sの他端面11scの少なくとも縁部には、断熱部材53が接する。
In the first resin portion forming step S31, the pair of
図8は、第2実施形態に係る第2樹脂部形成工程について説明するための図である。第2樹脂部形成工程S32で用いられる一対の型54,55の内部形状は、第1樹脂部23が形成された積層体11sの形状と、一対の張出部分24b,24bを有する第2樹脂部24(図6参照)の形状とに対応している。型閉状態において、積層体11sの一端面11sbの中央部には、型54が接し、積層体11sの他端面11scの中央部には、型55が接する。
FIG. 8 is a diagram for explaining a second resin portion forming step according to the second embodiment. The internal shape of the pair of
第2樹脂部形成工程S32では、射出成形により、第1樹脂部23、及び積層体11sの一端面11sbの縁部及び他端面11scの縁部を覆うように第2樹脂部24が形成される。この結果、積層体11sの側面11sa上に側面部分24a(図2参照)が形成される。積層体11sの一端面11sbの縁部上に張出部分24b(図2参照)が形成される。積層体11sの他端面11scの縁部上に張出部分24b(図2参照)が形成される。
In the second resin portion forming step S32, the
蓄電モジュール4Aの製造方法では、第1樹脂部形成工程S31は、1次シール21と重なるように、積層体11sの一端面11sbの少なくとも縁部及び他端面11scの少なくとも縁部に一対の断熱部材53を配置した状態で行われる。このため、積層体11sの一端面11sb側及び他端面11sc側の1次シール21では、型51,52が配置された場合に比べて、温度が低下し難い。よって、積層体11sの一端面11sb側及び他端面11sc側において第1樹脂部23と1次シール21との境界で樹脂が互いに溶け込み、封止性が向上する。これにより、積層体11sの一端面11sb側及び他端面11sc側から外部に水素が透過することを抑制できる。この結果、自己放電性能の低下を抑制できる。
In the method for manufacturing the
第2実施形態においても、断熱部材53を一対の型51,52の一部のみに設けるので、生産性を向上させながら、封止性を向上させることができる。また、第1樹脂部形成工程S31は、断熱部材53を、積層方向Dから見て、第2部分21bと重なるように配置した状態で行われる。このため、封止性が更に向上する結果、自己放電性能の低下を更に抑制できる。更に、第2樹脂部形成工程S32は、断熱部材53を用いずに行われる。このため、断熱部材53を用いる場合に比べて、溶融樹脂の冷却速度が低下しないので、生産性を向上させることができる。
Also in the second embodiment, since the
[実施例]
続いて、第1樹脂部形成工程において断熱部材を配置する効果について、実施例及び比較例を用いて説明する。図9(a)は、比較例に係る温度分布図であり、図9(b)は、実施例に係る温度分布図である。図9(a)及び図9(b)には、第1樹脂部形成工程における樹脂及び断熱部材の断面の温度分布図が示されている。ここでは、温度が高いほど淡色で示され、温度が低いほど濃色で示されている。破線は、1次シールの位置を示している。
[Example]
Next, the effect of arranging the heat insulating member in the step of forming the first resin portion will be described using examples and comparative examples. FIG. 9(a) is a temperature distribution diagram according to a comparative example, and FIG. 9(b) is a temperature distribution diagram according to an example. 9A and 9B show cross-sectional temperature distribution diagrams of the resin and the heat insulating member in the step of forming the first resin portion. Here, the higher the temperature, the lighter the color, and the lower the temperature, the darker the color. The dashed line indicates the location of the primary seal.
実施例及び比較例に係る蓄電モジュールの第1樹脂部は、第1実施形態に係る蓄電モジュール4と同様に張出部分を有している。図9(a)に示されるように、断熱部材を配置しない比較例の場合は、積層体の他端面側において1次シールの温度が十分に上がっていない。このため、積層体の他端面側において第1樹脂部に1次シールが十分に溶け込まないおそれがある。これに対し、図9(b)に示されるように、断熱部材を配置した実施例の場合は、積層体の他端面側においても1次シールの温度が上がっている。このため、積層体の他端面側においても第1樹脂部に1次シールが十分に溶け込むと考えられる。
The first resin portion of the power storage module according to the example and the comparative example has a protruding portion like the
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.
例えば、2次シール22は、第2樹脂部24を覆う一又は複数の樹脂部を更に備えていてもよい。この場合、蓄電モジュール4,4Aの製造方法は、第2樹脂部形成工程S32の後に、これらの樹脂部を形成する工程を更に含む。
For example, the
蓄電モジュール4,4Aでは、第2樹脂部24は、1つの射出成形で形成される1つの樹脂部分により構成されているが、複数の射出成形により形成される複数の樹脂部分により構成されていてもよい。この場合、第2樹脂部形成工程S32は、複数の樹脂部分をそれぞれ形成する複数の工程により構成される。
In the
4,4A…蓄電モジュール、11…電極積層体、11s…積層体、11sa…側面、11sb…一端面、11sc…他端面、14…バイポーラ電極、15c…縁部、21…1次シール、21b…第2部分、22…2次シール、23…第1樹脂部、24…第2樹脂部、51,52…型、53…断熱部材、D…積層方向。
4, 4A
Claims (4)
前記1次シールが形成されたバイポーラ電極を第1方向に積層し、積層体を形成する工程と、
射出成形により、前記積層体の外側に前記1次シールと結合する2次シールを形成する工程と、を含み、
前記2次シールを形成する工程は、
前記積層体の前記第1方向に延びる側面、及び前記積層体の前記第1方向の一端面を覆うように第1樹脂部を形成する工程と、
前記第1樹脂部、及び前記積層体の前記第1方向の他端面を覆うように第2樹脂部を形成する工程と、を含み、
前記第1樹脂部を形成する工程は、射出成形の型よりも熱伝導率が低い断熱部材を、前記第1方向から見て前記1次シールと重なるように前記他端面に配置した状態で行われる、蓄電モジュールの製造方法。 forming a primary seal on the edge of the bipolar electrode;
stacking the bipolar electrodes with the primary seal formed thereon in a first direction to form a stack;
forming, by injection molding, a secondary seal on the outside of the laminate that mates with the primary seal;
The step of forming the secondary seal includes:
forming a first resin part so as to cover a side surface of the laminate extending in the first direction and one end surface of the laminate in the first direction;
forming a second resin part so as to cover the first resin part and the other end surface of the laminate in the first direction;
The step of forming the first resin portion is performed in a state in which a heat insulating member having a lower thermal conductivity than that of the mold for injection molding is arranged on the other end surface so as to overlap the primary seal when viewed from the first direction. A method for manufacturing a power storage module.
前記1次シールが形成されたバイポーラ電極を第1方向に積層し、積層体を形成する工程と、
射出成形により、前記積層体の外側に前記1次シールと結合する2次シールを形成する工程と、を含み、
前記2次シールを形成する工程は、
前記積層体の前記第1方向に延びる側面を覆うように第1樹脂部を形成する工程と、
前記第1樹脂部、及び前記積層体の前記第1方向の一端面及び他端面を覆うように第2樹脂部を形成する工程と、を含み、
前記第1樹脂部を形成する工程は、射出成形の型よりも熱伝導率が低い断熱部材を、前記第1方向から見て前記1次シールと重なるように前記一端面及び前記他端面に配置した状態で行われる、蓄電モジュールの製造方法。 forming a primary seal on the edge of the bipolar electrode;
stacking the bipolar electrodes with the primary seal formed thereon in a first direction to form a stack;
forming, by injection molding, a secondary seal on the outside of the laminate that mates with the primary seal;
The step of forming the secondary seal includes:
forming a first resin part so as to cover a side surface of the laminate extending in the first direction;
forming a second resin portion so as to cover the first resin portion and one end surface and the other end surface of the laminate in the first direction;
In the step of forming the first resin portion, a heat insulating member having a thermal conductivity lower than that of the mold for injection molding is arranged on the one end surface and the other end surface so as to overlap the primary seal when viewed from the first direction. A method of manufacturing an electric storage module, which is performed in a state where the power storage module is manufactured.
前記第1樹脂部を形成する工程は、前記断熱部材を、前記第1方向から見て、前記部分と重なるように配置した状態で行われる、請求項1又は2に記載の蓄電モジュールの製造方法。 When viewed from the first direction, the primary seal includes a portion that overhangs the edge, and
3. The method of manufacturing an electricity storage module according to claim 1, wherein the step of forming the first resin portion is performed in a state in which the heat insulating member is arranged so as to overlap with the portion when viewed from the first direction. .
4. The method of manufacturing an electricity storage module according to claim 1, wherein the step of forming the second resin portion is performed without using the heat insulating member.
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