JP7116635B2 - 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。

特許文献１には、バイポーラ電池が記載されている。このバイポーラ電池は、集電体と、集電体の一方の面に設けられた正極層と、集電体の他方の面に設けられた負極層と、を有し、互いに積層された複数枚のバイポーラ電極を備えている。また、このバイポーラ電池は、電池要素の外部を被覆する樹脂群を備えている。樹脂群のそれぞれは、集電体の外縁部に設けられている。

特開２００５－００５１６３号公報

ところで、上述したようなバイポーラ電池の製造工程においては、複数の電池要素を積層するときに、複数の樹脂群の外縁を揃えることによって、複数の電池要素の位置を揃えることが考えられる。しかしながら、このような場合には、集電体の寸法公差に加えて、樹脂群の寸法公差、及び樹脂群とバイポーラ電極との位置の公差の影響によって、積層の精度が低下するおそれがある。このため、正極層と負極層との重複範囲を確保するために、正極層及び負極層の形成範囲を大きくすることが必要となる。その結果、バイポーラ電池が大型化されるおそれがある。

そこで、本発明は、大型化が抑制された蓄電モジュールを製造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。

本発明の蓄電モジュールの製造方法は、第１面、及び第１面と反対側の第２面を含む電極板と、第１面上に形成された第１活物質層と、第２面上に形成された第２活物質層と、第１面上に設けられた樹脂枠と、を有する電極ユニットを準備する第１工程と、第１面に交差する第１方向から見て、第１活物質層と第２活物質層とが少なくとも部分的に重なるように、第１方向に沿って電極ユニットを積層する第２工程と、を備え、第１方向から見て、樹脂枠の内縁は、電極板の外縁よりも内側に位置し、第１方向から見て、樹脂枠の外縁は、電極板の外縁よりも外側に位置し、樹脂枠は、可視光に対して透明であり、第２工程においては、可視光による樹脂枠を介した電極板の観察によって、複数の電極板の外縁の位置を揃えながら電極ユニットを積層する。

この製造方法においては、まず、第１工程において電極ユニットを準備する。この電極ユニットにおいては、電極板の第１面上には第１活物質層が形成され、電極板の第２面上には第２活物質層が形成されている。また、第１面上には樹脂枠が設けられている。第１面に交差する第１方向から見て、樹脂枠の内縁は、電極板の外縁よりも内側に位置し、樹脂枠の外縁は、電極板の外縁よりも外側に位置している。更に、樹脂枠は、可視光に対して透明である。このため、可視光を用いて、樹脂枠を介して電極板の外縁を観察することができる。そして、この製造方法においては、第２工程において、可視光による樹脂枠を介した電極板の観察によって、複数の電極板の外縁の位置を揃えながら電極ユニットを積層する。このため、樹脂枠の形成状態に依らずに、複数の電極板の外縁を揃えることができる。これにより、電極ユニットの積層の精度は、樹脂枠の寸法公差、及び樹脂枠と電極板との位置の公差に影響されないため、高精度となる。従って、樹脂枠の寸法公差、及び樹脂枠と電極板との位置の公差を考慮して、第１活物質層と第２活物質層とが重なる範囲を確保するために、第１活物質層又は第２活物質層の形成範囲を大きくしなくてもよい。よって、この製造方法によれば、大型化が抑制された蓄電モジュールを製造できる。

本発明の蓄電モジュールの製造方法においては、第２工程は、可視光による樹脂枠を介した電極板の撮像によって、電極板の画像を取得する第３工程と、画像の画像処理によって電極板の外縁を認識し、電極板の外縁を示す外縁情報を取得する第４工程と、外縁情報を用いて、電極板の外縁が予め設定された基準に一致するように電極ユニットを載置場所に載置する第５工程と、を含み、第２工程においては、第３工程、第４工程、及び、第５工程を順に繰り返すことにより、複数の電極板の外縁を揃えながら電極ユニットを積層してもよい。この場合、取得された画像及びその画像処理を用いて、複数の電極ユニットをより正確に積層することができる。

本発明の蓄電モジュールの製造方法においては、第１工程においては、セパレータを更に準備し、第２工程においては、第１方向から見て、セパレータの外縁が電極板の外縁よりも内側に位置するように、セパレータを介して電極ユニットを積層してもよい。これにより、セパレータを介して電極ユニットを積層する場合においても、可視光による樹脂枠を介した電極板の観察によって、複数の電極板の外縁の位置を揃えながら電極ユニットを積層できる。よって、上述したように、大型化が抑制された蓄電モジュールを製造できる。

本発明の蓄電モジュールの製造方法においては、樹脂枠は、第１面上に設けられた枠状の第１層と、第１層上に積層された枠状の第２層と、を有し、第１層は、第１領域と、第１方向から見て第１領域よりも内側に配置された第２領域と、を含み、第２層は、第１方向から見て第２領域が露出するように第１領域上に積層されており、第２工程においては、セパレータの縁部が第２領域上に配置されるようにセパレータを介して電極ユニットを積層してもよい。この場合、セパレータの縁部を第２領域上に配置することによって、第１方向に沿って互いに隣接する電極ユニット間の短絡を抑制しつつ、上述したように、大型化が抑制された蓄電モジュールを製造できる。

本発明の蓄電モジュールの製造方法においては、第２工程の後、複数の電極板の外縁の位置が揃った状態を維持しつつ、複数の樹脂枠の外縁を揃える第６工程を更に備えてもよい。この場合、樹脂枠の外縁のばらつきを抑制して蓄電モジュールの大型化をより一層抑制できる。

本発明の蓄電モジュールの製造方法においては、樹脂枠の材料は、酸変性ポリオレフィン樹脂であってもよい。この場合、可視光に対して透明な樹脂枠を容易に形成できる。

本発明によれば、大型化が抑制された蓄電モジュールを製造可能な蓄電モジュールの製造方法を提供できる。

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に示された電極ユニットの平面図である。 蓄電モジュールの製造方法の一実施形態を示す図である。 蓄電モジュールの製造方法の一実施形態を示す図である。 蓄電モジュールの製造方法の一実施形態を示す図である。 蓄電モジュールの製造方法の一実施形態を示す図である。 蓄電モジュールの製造方法の一実施形態を示す図である。 蓄電モジュールの製造方法の一実施形態を示す図である。

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。

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（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、電解液（不図示）と、を備えている。電極積層体１１は、積層方向（第１方向）Ｄに積層された複数の電極ユニット１２と、互いに隣接する電極ユニット１２の間に配置されたセパレータ１３と、を有している。電極ユニット１２は、セパレータ１３を介して互いに積層されている。電極ユニット１２は、シート状の電極（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）と、電極の周縁部に設けられた樹脂枠２１，２４，２５と、を有している。

バイポーラ電極１４は、電極板１５と、正極（第１活物質層）１６と、負極（第２活物質層）１７と、を含んでいる。電極板１５は、積層方向Ｄに交差（直交）する第１面１５ａ、及び第１面１５ａと反対側の第２面１５ｂを含んでいる。電極板１５は、積層方向Ｄから見て矩形状をなしている外縁１５ｄを含んでいる（図３参照）。正極１６は、第１面１５ａ上に形成されている。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。正極１６は、積層方向Ｄから見て矩形状をなしている外縁１６ｄを含んでいる（図３参照）。負極１７は、第２面１５ｂ上に形成されている。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は、積層方向Ｄから見て矩形状をなしている外縁１７ｄ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と、電極板１５の第２面１５ｂ上に形成された負極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と、電極板１５の第１面１５ａ上に形成された正極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。

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の周縁部（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。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。

電極板１５の表面は粗面化されている。ここでは、第１面１５ａ、第２面１５ｂ、並びに、第１面１５ａ及び第２面１５ｂを接続する端面を含む電極板１５の表面全体が粗面化されている。電極板１５の表面は、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。このように電極板１５が粗面化されている場合、電極板１５と後述する樹脂枠２１との接合界面では、溶融状態の樹脂枠２１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、電極板１５と樹脂枠２１との結合力を向上させることができる。少なくとも、第１面１５ａにおける周縁部１５ｃが粗面化されていれば、結合力向上の効果が得られる。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。この場合、互いに隣接する突起の間の断面形状はアンダーカット形状となり、アンカー効果が生じ易い。なお、突起の形状及び密度等は特に限定されない。

図３は、電極ユニット（ここでは、バイポーラ電極１４を有する電極ユニット）１２の平面図である。図２及び図３に示されるように、樹脂枠２１は、積層方向Ｄから見て、矩形環状をなし、バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９の電極板１５の第１面１５ａ上に設けられている。樹脂枠２１は、周縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられている。樹脂枠２１は、第１面１５ａに液密に接合（例えば溶着）されている。樹脂枠２１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。樹脂枠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、樹脂枠２１から露出している。樹脂枠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の周縁部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。樹脂枠２１は、当該外側の一部において後述する封止体３１に埋設されている。積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う樹脂枠２１同士は、互いに離間している。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。

樹脂枠２１は、枠状の第１樹脂枠（第１層）２２と、枠状の第２樹脂枠（第２層）２３と、を有している。第１樹脂枠２２は、電極板１５の第１面１５ａ上に設けられている。第１樹脂枠２２は、積層方向Ｄから見て、矩形環状をなしている。第１樹脂枠２２は、第３面２２ａ、及び第３面２２ａと反対側の第４面２２ｂ、並びに、積層方向Ｄから見て矩形状をなしている内縁２２ｃ及び外縁２２ｄを含んでいる。第１樹脂枠２２の第４面２２ｂは、バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９の第１面１５ａに溶着されて第１面１５ａに接合されている。

第１樹脂枠２２は、矩形環状の第１領域２２ｅと矩形環状の第２領域２２ｆとを含んでいる。積層方向Ｄから見て、第１領域２２ｅの外縁は、第１樹脂枠２２の外縁２２ｄと一致している。積層方向Ｄから見て、第１領域２２ｅの内縁は、第１樹脂枠２２の内縁２２ｃよりも一回り大きい矩形状である。第２領域２２ｆは、積層方向Ｄから見て第１領域２２ｅよりも内側に配置されている。積層方向Ｄから見て、第２領域２２ｆの外縁は、第１領域２２ｅの内縁と一致している。積層方向Ｄから見て、第２領域２２ｆの内縁は、第１樹脂枠２２の内縁２２ｃと一致している。

第２樹脂枠２３は、第１樹脂枠２２上に積層されている。第２樹脂枠２３は、積層方向Ｄから見て、矩形環状をなしている。第２樹脂枠２３は、第５面２３ａ、及び第５面２３ａと反対側の第６面２３ｂ、並びに、積層方向Ｄから見て矩形状をなしている内縁２３ｃ及び外縁２３ｄを含んでいる。第２樹脂枠２３の第６面２３ｂは、第１樹脂枠２２の第３面２２ａに溶着されて第３面２２ａに接合されている。積層方向Ｄから見て、第１樹脂枠２２の外縁２２ｄ及び第２樹脂枠２３の外縁２３ｄは、互いに一致しており樹脂枠２１の外縁２１ｄを構成している。

積層方向Ｄから見て、第２樹脂枠２３の内縁２３ｃは、第１樹脂枠２２の内縁２２ｃよりも一回り大きい矩形状である。積層方向Ｄから見て、第２樹脂枠２３の内縁２３ｃは、第１領域２２ｅの内縁及び第２領域２２ｆの外縁と一致している。すなわち、第２樹脂枠２３は、積層方向Ｄから見て、第２領域２２ｆが露出するように第１領域２２ｅ上に積層されている。

第１樹脂枠２２の内縁２２ｃは、樹脂枠２１の内縁２１ｃを構成している。積層方向Ｄから見て、樹脂枠２１の内縁２１ｃは、電極板１５の外縁１５ｄよりも内側に位置している。積層方向Ｄから見て、樹脂枠２１の外縁２１ｄは、電極板１５の外縁１５ｄよりも外側に位置している。積層方向Ｄから見て、第２樹脂枠２３の内縁２３ｃは、電極板１５の外縁１５ｄよりも内側に位置している。

樹脂枠２４は、積層方向Ｄから見て、矩形環状をなし、負極終端電極１８の電極板１５の第１面１５ａ上に設けられている。樹脂枠２４は、周縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられている。樹脂枠２４は、第１面１５ａに液密に接合（例えば溶着）されている。樹脂枠２４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。樹脂枠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。電極板１５の端面は、樹脂枠２４から露出している。樹脂枠２４の内側の一部は、電極板１５の周縁部１５ｃ上に位置しており、外側の一部は、電極板１５から外側に張り出している。樹脂枠２４は、当該外側の一部において後述する封止体３１に埋設されている。樹脂枠２４は、積層方向Ｄに沿って隣り合う樹脂枠２１と離間している。

積層方向Ｄから見て、樹脂枠２４の内縁２４ｃは、電極板１５の外縁１５ｄよりも内側に位置している。積層方向Ｄから見て、樹脂枠２４の外縁２４ｄは、電極板１５の外縁１５ｄよりも外側に位置している。

樹脂枠２５は、積層方向Ｄから見て、矩形環状をなし、正極終端電極１９の電極板１５の第２面１５ｂ上に設けられている。樹脂枠２５は、周縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられている。樹脂枠２５は、第２面１５ｂに液密に接合（例えば溶着）されている。樹脂枠２５は、例えば超音波又は熱によって第２面１５ｂに溶着されている。樹脂枠２５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、樹脂枠２５から露出している。樹脂枠２５の内側の一部は、電極板１５の周縁部１５ｃ上に位置しており、外側の一部は、電極板１５から外側に張り出している。樹脂枠２５は、当該外側の一部において後述する封止体３１に埋設されている。

積層方向Ｄから見て、樹脂枠２５の内縁２５ｃは、電極板１５の外縁１５ｄよりも内側に位置している。積層方向Ｄから見て、樹脂枠２５の外縁２５ｄは、電極板１５の外縁１５ｄよりも外側に位置している。

樹脂枠２１，２４，２５は、可視光に対して透明である。樹脂枠２１，２４，２５が可視光に対して透明であるとは、例えば、樹脂枠２１，２４，２５の可視光線透過率が６０％以上であることを意味する。積層方向Ｄから見た場合、電極板１５は、樹脂枠２１，２４，２５を介して可視光によって観察され得る。樹脂枠２１，２４，２５の材料は、例えば、酸変性ポリオレフィン樹脂である。樹脂枠２１，２４，２５の材料として、電極板１５の周縁部１５ｃと化学結合（例えば、共有結合又は水素結合）を形成し得る樹脂であれば特に限定されないが、酸基を有する酸変性ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂の硬化物、及び、アクリル樹脂が挙げられる。酸変性ポリオレフィン樹脂の例は酸変性ポリプロピレンである。酸はカルボン酸又は無水カルボン酸であることができ、酸の具体例は、無水マレイン酸である。電解液はアルカリ性であるため、これらの樹脂はアルカリに対して耐性を有することが好ましい。酸変性ポリオレフィン樹脂の具体例としては、「ＰＰＥＴ－１５０５ＳＧ」（東亜合成社製）が挙げられる。エポキシ樹脂の具体例としては、「２０８１Ｄ」（スリーボンド社製）が挙げられる。

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は、積層方向Ｄから見て矩形状をなしている外縁１３ｄを含んでいる（図７参照）。セパレータ１３は、積層方向Ｄに沿って隣接する一対の電極の間に配置されている。セパレータ１３は、正極１６と負極１７との間に配置されている。セパレータ１３の縁部１３ｃは、第１樹脂枠２２の第２領域２２ｆ上に載置されている。セパレータ１３の外縁１３ｄは、積層方向Ｄから見て、電極板１５の外縁１５ｄよりも内側に位置している。セパレータ１３の外縁１３ｄは、積層方向Ｄから見て、第２樹脂枠２３の内縁２３ｃよりも内側に位置している。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。

蓄電モジュール４は、電極積層体１１を封止する樹脂製の封止体３１を更に備えている。封止体３１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３１は、電極板１５の周縁部１５ｃを包囲するように電極積層体１１の側面に設けられている。封止体３１は、電極積層体１１の側面において周縁部１５ｃを保持している。封止体３１は、電極積層体１１の側面に沿って樹脂枠２１，２４，２５を外側から包囲するように樹脂枠２１に接合されている。封止体３１は、樹脂枠２１，２４，２５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。封止体３１は、例えば樹脂の射出成型によって形成されている。封止体３１は、例えば、射出成型時の熱によって樹脂枠２１，２４，２５の外表面に溶着（接合）されている。

封止体３１は、樹脂枠２１，２４，２５と共に内部空間Ｖを封止している。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、それぞれ液密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。電解液は、内部空間Ｖ内に収容されている。封止体３１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。

次に、図４～図９を参照して、蓄電モジュール４の製造方法について説明する。図４～図９は、蓄電モジュール４の製造方法の一実施形態を示す図である。以下の図面においては、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸によって規定される直交座標系を示す場合がある。以下の説明においては、電極ユニット１２として、バイポーラ電極１４を有するものを例示するが、他の電極ユニット１２についても同様である。この製造方法においては、まず、電極ユニット１２、及びセパレータ１３を準備する（第１工程）。続いて、積層方向Ｄ（Ｚ軸方向）に沿って電極ユニット１２を積層する（第２工程）。具体的には、可視光による樹脂枠２１，２４を介した電極板１５の観察によって、複数の電極板１５の外縁１５ｄの位置を揃えながら電極ユニット１２を積層する。

更に具体的には、図４に示されるように、ベルトコンベア６０によって、Ｙ軸方向に沿って電極ユニット１２を搬送する。このとき、電極ユニット１２は、第１面１５ａ（すなわち樹脂枠２１）が、外側に臨むように配置されている。

電極ユニット１２が所定位置まで搬送されると、カメラ７０によって、電極ユニット１２の画像を取得する（第３工程）。カメラ７０は、第１面１５ａ側から電極ユニット１２の画像を取得する。すなわち、カメラ７０は、可視光による樹脂枠２１を介した電極板１５の撮像によって、電極板の１５の画像を取得する。続いて、例えば図示しないコンピュータ等の制御部を用いて、電極板１５の画像の画像処理によって、電極板１５の外縁１５ｄを認識し、電極板１５の外縁１５ｄを示す外縁情報を取得する（第４工程）。

続いて、図４及び図５に示されるように、例えば、ロボットハンド８０によって、ベルトコンベア６０によって搬送された電極ユニット１２を載置部５０の載置面（載置場所）５０ａに載置する（第５工程）。図６に示されるように、載置面５０ａには、第１基準線Ｌ１及び第２基準線Ｌ２が設けられている。一例として、第１基準線Ｌ１は、Ｙ軸方向に沿って延びており、第２基準線Ｌ２は、Ｘ軸方向に沿って延びている。第１基準線Ｌ１と第２基準線Ｌ２とは、基準点Ｃにおいて互いに交差している。第１基準線Ｌ１、第２基準線Ｌ２、及び基準点Ｃの位置情報は、図示しない記憶手段によって記憶されている。また、ロボットハンド８０の位置情報は、制御部により認識されている。なお、図４においては、理解の便宜のため、第１基準線Ｌ１、第２基準線Ｌ２、及び基準点Ｃが示されている。

図７に示されるように、電極板１５の外縁情報を用いて、電極板１５の外縁１５ｄが、予め設定された基準位置である第１基準線Ｌ１、第２基準線Ｌ２、及び基準点Ｃに一致するように、電極ユニット１２が載置部５０の載置面５０ａに載置される。具体的には、電極板１５の外縁１５ｄは、積層方向Ｄ（ここではＺ軸方向）から見て、交点１５ｇにおいて互いに交差する第１辺部１５ｅ及び第２辺部１５ｆを含んでいる。電極ユニット１２は、積層方向Ｄから見て、第１辺部１５ｅ、第２辺部１５ｆ、及び交点１５ｇが、それぞれ、第１基準線Ｌ１、第２基準線Ｌ２、及び基準点Ｃに一致するように、載置面５０ａに載置される。なお、図７においては、視認の便宜のため、第１辺部１５ｅ、第２辺部１５ｆ、及び交点１５ｇのそれぞれを第１基準線Ｌ１、第２基準線Ｌ２、及び基準点Ｃのそれぞれとずらして示している。

続いて、積層方向Ｄから見て、セパレータ１３の外縁１３ｄが電極板１５の外縁１５ｄよりも内側に位置するように、セパレータ１３を電極ユニット１２上に積層する。なお、セパレータ１３は、電極ユニット１２に積層された状態でベルトコンベア６０によって搬送されてもよい。この場合、電極ユニット１２及びセパレータ１３は、同時にロボットハンド８０によって載置面５０ａに載置される。

第２工程においては、第３工程、第４工程、及び、第５工程を順に繰り返すことにより、複数の電極板１５の外縁１５ｄを揃えながら、セパレータ１３を介して電極ユニット１２を積層する。複数の電極ユニット１２は、積層方向Ｄから見て、一の電極ユニット１２の正極１６と他の電極ユニット１２の負極１７とが少なくとも部分的に重なるように積層方向Ｄに沿って積層される。複数の電極ユニット１２は、積層方向Ｄから見て、一の電極ユニット１２の正極１６の外縁１６ｄが他の電極ユニット１２の負極１７の外縁１７ｄの内側に位置するように積層される。

なお、最初に載置面５０ａに載置される電極ユニット１２は、正極終端電極１９を有する電極ユニット１２である。その後積層される電極ユニット１２は、バイポーラ電極１４を有する電極ユニット１２である。そして、最後に積層される電極ユニット１２は、負極終端電極１８を有する電極ユニット１２である。

続いて、複数の電極板１５の外縁１５ｄの位置が揃った状態を維持しつつ、複数の樹脂枠２１，２４，２５の外縁２１ｄ，２４ｄ，２５ｄを揃える（第６工程）。樹脂枠２１，２４，２５は、それぞれ寸法公差を有している。また、樹脂枠２１，２４，２５と電極板１５とは、それぞれ位置の公差を有している。このため、複数の電極ユニット１２の積層が完了したときには、図８に示されるように、複数の樹脂枠２１，２４，２５の外縁２１ｄ，２４ｄ，２５ｄは、互いに一致しない場合がある。第６工程においては、複数の樹脂枠２１，２４，２５の外縁２１ｄ，２４ｄ，２５ｄを揃える。

具体的には、積層が完了した複数の電極ユニット１２は、積層方向Ｄにおいて一対の治具９０によって挟まれる。これにより、複数の電極ユニット１２は、複数の電極板１５の外縁１５ｄの位置が揃った状態で固定される。続いて、図９に示されるように、複数の樹脂枠２１，２４，２５の外縁２１ｄ，２４ｄ，２５ｄが互いに一致するように、複数の樹脂枠２１，２４，２５を切断する。これにより、複数の樹脂枠２１，２４，２５の外縁２１ｄ，２４ｄ，２５ｄは、積層方向Ｄに沿った基準面１１ａに一致される。基準面１１ａは、複数の樹脂枠２１，２４，２５の外縁２１ｄ，２４ｄ，２５ｄのうち、最も内側に位置する外縁に一致するように設定されてもよいし、当該最も内側に位置する外縁よりも内側に設定されてもよい。

続いて、例えば、カメラによって、複数の電極板１５の外縁１５ｄ間の位置揃え状態を確認する。その後、例えば、射出によって樹脂枠２１，２４，２５の外表面に、封止体３１を溶着（接合）しつつ形成する。以上のように、図２に示されるような蓄電モジュール４が製造される。複数の電極板１５の外縁１５ｄが設計値通りに揃えられていない場合には、封止体３１を溶着することなく、電極積層体１１を前工程に戻す。これと共に、複数の電極板１５の外縁１５ｄが設計値通りに揃えられていない状態をフィードバックする。

以上説明したように、蓄電モジュール４の製造方法においては、まず、第１工程において電極ユニット１２を準備する。電極ユニット１２においては、電極板１５の第１面１５ａ上には正極１６が形成され、電極板１５の第２面１５ｂ上には負極１７が形成されている。また、第１面１５ａ上には樹脂枠２１，２４が設けられている。第１面１５ａに直交する積層方向Ｄから見て、樹脂枠２１，２４の内縁２１ｃ、２４ｃは、それぞれ電極板１５の外縁１５ｄよりも内側に位置している。積層方向Ｄから見て、樹脂枠２１，２４の外縁２１ｄ、２４ｄは、それぞれ電極板１５の外縁１５ｄよりも外側に位置している。更に、樹脂枠２１，２４は、可視光に対して透明である。このため、可視光を用いて、樹脂枠２１，２４を介して電極板１５の外縁１５ｄを観察することができる。そして、蓄電モジュール４の製造方法においては、第２工程において、可視光による樹脂枠２１，２４を介した電極板１５の観察によって、複数の電極板１５の外縁１５ｄの位置を揃えながら電極ユニット１２を積層する。このため、樹脂枠２１，２４の形成状態に依らずに、複数の電極板１５の外縁１５ｄを揃えることができる。これにより、電極ユニット１２の積層の精度は、樹脂枠２１，２４の寸法公差、及び樹脂枠２１，２４と電極板１５との位置の公差に影響されないため、高精度となる。従って、樹脂枠２１，２４の寸法公差、及び樹脂枠２１，２４と電極板１５との位置の公差を考慮して、正極１６と負極１７とが重なる範囲を確保するために、正極１６又は負極１７の形成範囲を大きくしなくてもよい。よって、蓄電モジュール４の製造方法によれば、大型化が抑制された蓄電モジュール４を製造できる。

また、蓄電モジュール４の製造方法においては、第２工程は、可視光による樹脂枠２１，２４を介した電極板１５の撮像によって、電極板１５の画像を取得する第３工程と、画像の画像処理によって電極板１５の外縁１５ｄを認識し、電極板１５の外縁１５ｄを示す外縁情報を取得する第４工程と、外縁情報を用いて、電極板１５の外縁１５ｄが第１基準線Ｌ１、第２基準線Ｌ２、及び基準点Ｃに一致するように電極ユニット１２を載置部５０の載置面５０ａに載置する第５工程と、を含んでいる。第２工程においては、第３工程、第４工程、及び、第５工程を順に繰り返すことにより、複数の電極板１５の外縁１５ｄを揃えながら電極ユニット１２を積層する。これにより、取得された画像及びその画像処理を用いて、複数の電極ユニット１２をより正確に積層することができる。

また、蓄電モジュール４の製造方法においては、第１工程においては、セパレータ１３を更に準備し、第２工程においては、積層方向Ｄから見て、セパレータ１３の外縁１３ｄが電極板１５の外縁１５ｄよりも内側に位置するように、セパレータ１３を介して電極ユニット１２を積層する。これにより、セパレータ１３を介して電極ユニット１２を積層する場合においても、可視光による樹脂枠２１，２４を介した電極板１５の観察によって、複数の電極板１５の外縁１５ｄの位置を揃えながら電極ユニット１２を積層できる。よって、上述したように、大型化が抑制された蓄電モジュール４を製造できる。

また、蓄電モジュール４の製造方法においては、樹脂枠２１は、第１面１５ａ上に設けられた枠状の第１樹脂枠２２と、第１樹脂枠２２上に積層された枠状の第２樹脂枠２３と、を有している。第１樹脂枠２２は、第１領域２２ｅと、積層方向Ｄから見て第１領域２２ｅよりも内側に配置された第２領域２２ｆと、を含んでいる。第２樹脂枠２３は、積層方向Ｄから見て第２領域２２ｆが露出するように第１領域２２ｅ上に積層されている。第２工程においては、セパレータ１３の縁部１３ｃが第２領域２２ｆ上に配置されるようにセパレータ１３を介して電極ユニット１２を積層する。これにより、セパレータ１３の縁部１３ｃを第２領域２２ｆ上に配置することによって、積層方向Ｄに沿って互いに隣接する電極ユニット１２間の短絡を抑制しつつ、上述したように、大型化が抑制された蓄電モジュール４を製造できる。

また、蓄電モジュール４の製造方法においては、第２工程の後、複数の電極板１５の外縁１５ｄの位置が揃った状態を維持しつつ、複数の樹脂枠２１，２４，２５の外縁２１ｄ，２４ｄ，２５ｄを揃える第６工程を備えている。これにより、樹脂枠２１，２４，２５の外縁２１ｄ，２４ｄ，２５ｄのばらつきを抑制して蓄電モジュール４の大型化をより一層抑制できる。

また、蓄電モジュール４の製造方法においては、樹脂枠２１，２４，２５の材料は、酸変性ポリオレフィン樹脂である。この場合、可視光に対して透明な樹脂枠２１，２４，２５を容易に形成できる。

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。

また、複数の電極板１５の外縁１５ｄを第１基準線Ｌ１、第２基準線Ｌ２、及び基準点Ｃに一致させる例を示したが、電極板１５の外縁１５ｄを載置面５０ａに載置されている電極板１５の外縁１５ｄに一致させてもよい。この場合、最初に載置面５０ａに載置される電極ユニット１２は、電極板１５の外縁１５ｄが所定の基準に一致する必要がなく、載置面５０ａに適宜載置されていればよい。また、複数の電極板１５の外縁１５ｄを第１基準線Ｌ１、第２基準線Ｌ２、及び基準点Ｃからオフセットされた基準に一致させてもよい。

また、第６工程において、複数の樹脂枠２１，２４，２５を切断する例を示したが、複数の樹脂枠２１，２４，２５は、切断されなくてもよい。複数の樹脂枠２１，２４，２５の外縁２１ｄ，２４ｄ，２５ｄは、溶融されることによって、互いに揃えられてもよい。

４…蓄電モジュール、１２…電極ユニット、１３…セパレータ、１３ｃ…縁部、１３ｄ…外縁、１５…電極板、１５ａ…第１面、１５ｂ…第２面、１５ｄ…外縁、１６…正極（第１活物質層）、１７…負極（第２活物質層）、２１，２４，２５…樹脂枠、２１ｃ，２４ｃ，２５ｃ…内縁、２１ｄ，２４ｄ，２５ｄ…外縁、２２…第１樹脂枠（第１層）、２２ｅ…第１領域、２２ｆ…第２領域、２３…第２樹脂枠（第２層）、５０ａ…載置面、Ｃ…基準点（基準）、Ｄ…積層方向（第１方向）、Ｌ１…第１基準線（基準）、Ｌ２…第２基準線（基準）。

Claims (6)

1. 第１面、及び前記第１面と反対側の第２面を含む電極板と、前記第１面上に形成された第１活物質層と、前記第２面上に形成された第２活物質層と、前記第１面上に設けられた樹脂枠と、を有する電極ユニットを準備する第１工程と、
   前記第１面に交差する第１方向から見て、前記第１活物質層と前記第２活物質層とが少なくとも部分的に重なるように、前記第１方向に沿って前記電極ユニットを積層する第２工程と、を備え、
   前記第１方向から見て、前記樹脂枠の内縁は、前記電極板の外縁よりも内側に位置し、
   前記第１方向から見て、前記樹脂枠の外縁は、前記電極板の外縁よりも外側に位置し、
   前記樹脂枠は、可視光に対して透明であり、
   前記第２工程においては、可視光による前記樹脂枠を介した前記電極板の観察によって、複数の前記電極板の外縁の位置を揃えながら前記電極ユニットを積層する、
   蓄電モジュールの製造方法。
2. 前記第２工程は、
   可視光による前記樹脂枠を介した前記電極板の撮像によって、前記電極板の画像を取得する第３工程と、
   前記画像の画像処理によって前記電極板の外縁を認識し、前記電極板の外縁を示す外縁情報を取得する第４工程と、
   前記外縁情報を用いて、前記電極板の外縁が予め設定された基準に一致するように前記電極ユニットを載置場所に載置する第５工程と、を含み、
   前記第２工程においては、前記第３工程、前記第４工程、及び、前記第５工程を順に繰り返すことにより、複数の前記電極板の外縁を揃えながら前記電極ユニットを積層する、
   請求項１に記載の蓄電モジュールの製造方法。
3. 前記第１工程においては、セパレータを更に準備し、
   前記第２工程においては、前記第１方向から見て、前記セパレータの外縁が前記電極板の外縁よりも内側に位置するように、前記セパレータを介して前記電極ユニットを積層する、
   請求項１又は２に記載の蓄電モジュールの製造方法。
4. 前記樹脂枠は、前記第１面上に設けられた枠状の第１層と、前記第１層上に積層された枠状の第２層と、を有し、
   前記第１層は、第１領域と、前記第１方向から見て前記第１領域よりも内側に配置された第２領域と、を含み、
   前記第２層は、前記第１方向から見て前記第２領域が露出するように前記第１領域上に積層されており、
   前記第２工程においては、前記セパレータの縁部が前記第２領域上に配置されるように前記セパレータを介して前記電極ユニットを積層する、
   請求項３に記載の蓄電モジュールの製造方法。
5. 前記第２工程の後、複数の前記電極ユニットを前記第１方向から挟んで固定することで複数の前記電極板の外縁の位置が揃った状態を維持しつつ、複数の前記樹脂枠を切断し又は複数の前記樹脂枠の外縁を溶融させることで複数の前記樹脂枠の外縁を揃える第６工程を更に備える、
   請求項１～４の何れか一項に記載の蓄電モジュールの製造方法。
6. 前記樹脂枠の材料は、酸変性ポリオレフィン樹脂である、
   請求項１～５の何れか一項に記載の蓄電モジュールの製造方法。

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