JP7151462B2 - 電池モジュール及び電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明の一側面は、電池モジュール及び電池モジュールの製造方法に関する。

ニッケル水素二次電池及びリチウムイオン二次電池といった電池モジュールはモジュール本体を備える。モジュール本体には、電極を含む電池要素が収容されている。モジュール本体には、その内部でのガス発生により内圧が所定圧より上昇した際に内圧を調整するための圧力調整弁が取り付けられている。圧力調整弁は、樹脂の射出成形品であるケースを有している。このような樹脂の射出成形品において、側壁部に抜き勾配として傾斜面を適用することが知られている（例えば特許文献１参照）。これにより、射出成型後に射出成形品を金型から容易に取り出すことができる。

特開２０１１－２４９３０９号公報

しかしながら、圧力調整弁のケースに傾斜面を適用すると、圧力調整弁をモジュール本体に取り付ける際に、ロボットハンドによりケースを安定して把持できないおそれがある。この結果、圧力調整弁をモジュール本体の取付領域に精度よく取り付けることができないおそれがある。

本発明の一側面は、モジュール本体に対する圧力調整弁の取付け精度を向上させることが可能な電池モジュール及び電池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電池モジュールは、複数の電極が積層された電極積層体と、電極積層体を取り囲むように配置され、電極積層体に設けられた複数の内部空間とそれぞれ連通された複数の第１連通孔を有する枠体とを有するモジュール本体と、モジュール本体に取り付けられ、複数の第１連通孔とそれぞれ連通された複数の第２連通孔を有する圧力調整弁と、を備え、圧力調整弁は、射出成形品であるケースを備え、ケースは、金型からの抜き方向に沿って延在する外壁面を有し、外壁面は、抜き方向に対して傾斜している第１領域と、抜き方向に対して傾斜していない第２領域と、を含んでいる。

この電池モジュールでは、圧力調整弁の外壁面は、抜き方向に対して傾斜している第１領域に加えて、抜き方向に対して傾斜していない第２領域を含んでいる。第１領域は傾斜しているため、例えばロボットハンドにより安定して把持し難い。これに対し、第２領域は傾斜していないので、例えばロボットハンドにより安定して把持し易い。従って、第２領域によれば、例えば、ロボットハンドにより圧力調整弁を安定して把持した状態で、モジュール本体に対して圧力調整弁を取り付けることができる。この結果、モジュール本体に対する圧力調整弁の取付け精度を向上させることができる。

この電池モジュールでは、外壁面は、互いに反対側を向く一対の外壁面部分を有し、一対の外壁面部分は、それぞれ第２領域を含んでいてもよい。この場合、例えばロボットハンドを各第２領域に当接させることで、圧力調整弁を挟み込んで把持することができる。よって、圧力調整弁を更に安定して把持することができる。この結果、モジュール本体に対する圧力調整弁の取付け精度を更に向上させることができる。

この電池モジュールでは、一対の外壁面部分は、互いに異なる数の第２領域を含んでいてもよい。この場合、一対の外壁面部分を容易に区別することができる。これにより、圧力調整弁を逆方向に取付ける取付け不良の発生を抑制することができる。

この電池モジュールでは、第２領域は、外壁面の抜き方向における一部に設けられていてもよい。この場合、第２領域が外壁面の抜き方向における全部に設けられている場合に比べて、ケースを射出成形の金型から容易に抜き出すことができる。

この電池モジュールでは、第２領域は、抜き方向から見て、外壁面の一部に設けられていてもよい。この場合、第２領域が、抜き方向から見て、外壁面の全部に設けられている場合に比べて、ケースを射出成形の金型から容易に抜き出すことができる。

本発明の一側面に係る電池モジュールの製造方法は、上記電池モジュールの製造方法であって、第２領域をロボットハンドにより把持して圧力調整弁とモジュール本体とを接合する工程を含む。

この製造方法では、抜き方向に対して傾斜していない第２領域Ｒ２にロボットハンドを当接させることで、ロボットハンドにて圧力調整弁を安定して把持することができる。この結果、モジュール本体に対する圧力調整弁の取付け精度を向上させることができる。

この製造方法では、接合する工程の後に、モジュール本体の電極積層体の積層方向における位置、及び第２領域の積層方向における位置を検出し、モジュール本体と圧力調整弁との積層方向における接合位置を検査する工程を含んでもよい。この場合、第２領域は抜き方向に対して傾斜していないので、圧力調整弁の位置の検出精度を向上させることができる。

本発明の一側面によれば、モジュール本体に対する圧力調整弁の取付け精度を向上させることが可能な電池モジュール及び電池モジュールの製造方法を提供することができる。

一実施形態に係る電池モジュールを備えた蓄電装置を示す概略断面図である。 電池モジュールの概略断面図である。 電池モジュールの概略斜視図である。 電池モジュールの一部を示す分解斜視図（一部断面図を含む）である。 圧力調整弁の底面図である。 圧力調整弁の分解斜視図である。 ケースの平面図である。 圧力調整弁の断面図である。 モジュール本体の接合用突起と圧力調整弁の接合用突起とを接合する方法を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら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、実施形態に係る電池モジュールを備えた蓄電装置を示す概略断面図である。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、電気自動車等の車両のバッテリとして使用される。蓄電装置１は、複数（ここでは３つ）の電池モジュールとしてのバイポーラ電池２を備えている。バイポーラ電池２は、例えばニッケル水素二次電池である。

複数のバイポーラ電池２は、金属製の導電板３を介して積層されている。導電板３は、積層方向（Ｚ軸方向）の両端に位置するバイポーラ電池２の外側にも配置されている。バイポーラ電池２及び導電板３は、例えば積層方向から見て矩形状（平面視矩形状）である。導電板３は、隣り合うバイポーラ電池２と電気的に接続されている。これにより、複数のバイポーラ電池２が積層方向に直列接続されている。

積層方向の一端（ここでは下端）に位置する導電板３には、正極端子４が接続されている。積層方向の他端（ここでは上端）に位置する導電板３には、負極端子５が接続されている。正極端子４及び負極端子５は、積層方向に垂直な方向（Ｘ軸方向）に延在している。このような正極端子４及び負極端子５を設けることにより、蓄電装置１の充放電を実施することができる。

導電板３は、バイポーラ電池２において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板３には、積層方向と正極端子４及び負極端子５の延在方向とに垂直な方向（Ｙ軸方向）に延在した複数の空隙３ａが設けられている。これらの空隙３ａを空気等の冷媒が通過することにより、バイポーラ電池２からの熱が効率的に外部に放出される。

また、蓄電装置１は、バイポーラ電池２及び導電板３を積層方向に拘束する拘束ユニット６を備えている。拘束ユニット６は、バイポーラ電池２及び導電板３を積層方向に挟む１対の拘束プレート７と、これらの拘束プレート７同士を締結する複数組のボルト８及びナット９とを有している。

拘束プレート７は、鉄等の金属で形成されている。各拘束プレート７と導電板３との間には、樹脂フィルム等の絶縁フィルム１０がそれぞれ配置されている。拘束プレート７及び絶縁フィルム１０は、例えば平面視矩形状を有している。ボルト８の軸部８ａが各拘束プレート７に設けられた挿通孔７ａを挿通した状態で、軸部８ａの先端部にナット９が螺合することで、バイポーラ電池２、導電板３及び絶縁フィルム１０に積層方向の拘束荷重が付与される。

図２は、バイポーラ電池２の概略断面図である。図３は、バイポーラ電池２の概略斜視図である。図２及び図３において、バイポーラ電池２は、複数のセル（例えば２４セル）が積層された構造（複数セル構造）を有している。バイポーラ電池２は、モジュール本体１１と、このモジュール本体１１の一側面に取り付けられた複数（ここでは４つ）の圧力調整弁１２とを備えている。

モジュール本体１１は、複数のバイポーラ電極１３（電極）がセパレータ１４を介して積層された電極積層体１５と、この電極積層体１５を取り囲むように配置された枠体１６とを備えている。複数のバイポーラ電極１３の積層方向は、複数のバイポーラ電池２の積層方向（Ｚ軸方向）と一致している。

バイポーラ電極１３及びセパレータ１４は、例えば平面視矩形状を有している。セパレータ１４は、積層方向に隣り合うバイポーラ電極１３の間に配置されている。バイポーラ電極１３は、集電体であるニッケル箔１７と、当該ニッケル箔１７の上面１７ａ（一方面）に形成された正極活物質層１８と、当該ニッケル箔１７の下面１７ｂ（他方面）に形成された負極活物質層１９とを有している。

バイポーラ電極１３の正極活物質層１８は、セパレータ１４を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極１３の負極活物質層１９と対向している。バイポーラ電極１３の負極活物質層１９は、セパレータ１４を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極１３の正極活物質層１８と対向している。

電極積層体１５の最下層には、正極側終端電極２０（電極）が配置されている。正極側終端電極２０は、ニッケル箔１７と、当該ニッケル箔１７の上面１７ａに形成された正極活物質層１８とを有している。電極積層体１５の最上層には、負極側終端電極２１（電極）が配置されている。負極側終端電極２１は、ニッケル箔１７と、当該ニッケル箔１７の下面１７ｂに形成された負極活物質層１９とを有している。正極側終端電極２０の正極活物質層１８は、セパレータ１４を挟んで最下層のバイポーラ電極１３の負極活物質層１９と対向している。負極側終端電極２１の負極活物質層１９は、セパレータ１４を挟んで最上層のバイポーラ電極１３の正極活物質層１８と対向している。正極側終端電極２０及び負極側終端電極２１のニッケル箔１７は、積層方向に隣り合う導電板３（図１参照）に接続されている。

正極活物質層１８は、ニッケル箔１７の上面１７ａに正極活物質を含む正極スラリーを塗工することにより形成されている。正極活物質としては、例えばコバルト（Ｃｏ）酸化物コートが施された水酸化ニッケルが用いられる。負極活物質層１９は、ニッケル箔１７の下面１７ｂに負極活物質を含む負極スラリーを塗工することにより形成されている。負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が用いられる。ニッケル箔１７の縁部１７ｃは、正極スラリー及び負極スラリーが塗工されない未塗工領域となっている。

セパレータ１４は、正極活物質層１８と負極活物質層１９との間に配置され、正極活物質層１８と負極活物質層１９とを隔離する。セパレータ１４は、積層方向から見てニッケル箔１７よりも小さく且つ正極活物質層１８及び負極活物質層１９よりも大きい。セパレータ１４は、例えばシート状に形成されている。セパレータ１４は、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、もしくはＰＥ、ＰＰ、またはメチルセルロース等からなる不織布または織布等で形成されている。また、セパレータ１４は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されていてもよい。なお、セパレータ１４の形状としては、特にシート状に限られず、袋状であってもよい。

枠体１６は、電極積層体１５の周囲に配置され、各ニッケル箔１７の縁部１７ｃをそれぞれ保持する複数の一次シール部２２と、これらの一次シール部２２の周囲に配置された二次シール部２３とを有している。

各一次シール部２２は、積層方向に沿ってニッケル箔１７毎に配置されている。一次シール部２２は、枠状に形成されている。一次シール部２２は、ニッケル箔１７の縁部１７ｃに熱溶着により接合されている。

積層方向に隣り合うニッケル箔１７間に、ニッケル箔１７、正極活物質層１８、負極活物質層１９及び一次シール部２２が協働して内部空間Ｖを形成している。換言すると、積層方向に隣り合う２つのニッケル箔１７、一方のニッケル箔１７の正極活物質層１８、他方のニッケル箔１７の負極活物質層１９及び一次シール部２２によって囲われた空間が内部空間Ｖである。従って、電極積層体１５には、複数の内部空間Ｖが設けられている。セパレータ１４内を含む内部空間Ｖには、アルカリ性の電解液が注入されている。アルカリ性の電解液としては、例えば水酸化カリウム水溶液等を含むアルカリ溶液が用いられている。一次シール部２２は、内部空間Ｖを封止する。バイポーラ電池２の各セルは、二つのニッケル箔１７、二つのニッケル箔１７の一方の正極活物質層１８、二つのニッケル箔１７の他方の負極活物質層１９、セパレータ１４及び一次シール部２２により構成され、これらが協働して内部空間Ｖを形成している。

二次シール部２３は、角筒状を有している。二次シール部２３は、内部空間Ｖを更に封止する。二次シール部２３は、各一次シール部２２に接合されている。二次シール部２３は、例えば射出成形等により形成されている。

一次シール部２２及び二次シール部２３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）または変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等の樹脂で形成されている。

次に、圧力調整弁１２の構成について詳細に説明する。図４は、バイポーラ電池２の一部を示す分解斜視図（一部断面図を含む）である。図５は、圧力調整弁１２の底面図（底壁部３２の外壁面３２ａ側から見た図）である。図６は、圧力調整弁１２の分解斜視図である。図７は、ケース２９の平面図である。図８は、圧力調整弁１２の断面図である。

図３及び図４に示されるように、枠体１６を構成する一の壁部１６ａには、圧力調整弁１２が取り付けられる複数（ここでは４つ）の取付領域２４が設けられている。図４に示されるように、一次シール部２２の各取付領域２４には、複数（ここでは６つ）の連通孔２５（第１連通孔）がそれぞれ設けられている。連通孔２５は、各取付領域２４において３列２段（Ｙ軸方向に３列、Ｚ軸方向に２段）に配列されている。従って、連通孔２５は、壁部１６ａにおいて１２列２段に配列されている。各連通孔２５は、異なるセルの内部空間Ｖとそれぞれ連通されている。

二次シール部２３の各取付領域２４には、各連通孔２５と連通された複数（ここでは６つ）の連通孔２６（第１連通孔）がそれぞれ設けられている。連通孔２６は、各取付領域２４において３列２段に配列されている。

連通孔２５，２６は、内部空間Ｖに電解液を注入するための注液孔として機能する。また、連通孔２５，２６は、電解液が注入された後は、内部空間Ｖで発生したガスが流れる流路となる。

二次シール部２３の各取付領域２４の外側面には、略枠状の接合用突起２７がそれぞれ設けられている。接合用突起２７は、モジュール本体１１と圧力調整弁１２とを接合すると共に、各内部空間Ｖからのガスがそれぞれ流れる複数（ここでは６つ）の流路２８を連通孔２６と協働して形成する。従って、流路２８は、各取付領域２４において３列２段に配列されている。流路２８は、Ｘ軸方向に垂直な面に沿った断面において矩形状を有している。接合用突起２７は、Ｘ軸方向から見て、格子状に形成されている。

図４及び図６に示されるように、圧力調整弁１２は、ケース２９と、複数（ここでは６つ）の弁体３０と、カバー３１とを有している。ケース２９は、樹脂の射出成形品であり、例えばＰＰ、ＰＰＳまたは変性ＰＰＥ等の樹脂で形成されている。ケース２９は、ケース２９とカバー３１とが対向する対向方向（Ｘ軸方向）から見て略矩形状に形成されている。対向方向は、モジュール本体１１（壁部１６ａ）に対する圧力調整弁１２の取付方向（後述する接合用突起２７の先端２７ａと接合用突起３４の先端３４ａとが対向する方向）でもある。

ケース２９は、底壁部３２を有している。底壁部３２には、モジュール本体１１の各連通孔２６とそれぞれ連通された複数（ここでは６つ）の連通孔３３（第２連通孔）が設けられている。連通孔３３は、Ｘ軸方向に垂直な面（ＹＺ平面）に沿った断面で円形状を有している（図５参照）。連通孔３３は、底壁部３２を貫通している。連通孔３３の中心軸線方向は、ケース２９の金型からの抜き方向（Ｘ軸方向）と一致している。底壁部３２は、モジュール本体１１と対向している外壁面３２ａと、外壁面３２ａとは反対側に位置し、後述する弁体３０の第１端面３０ａと対向している内壁面３２ｂと、を有している。

図５に示されるように、底壁部３２の外壁面３２ａには、略枠状の接合用突起３４が設けられている。接合用突起３４は、モジュール本体１１と圧力調整弁１２とを接合すると共に、各内部空間Ｖからのガスがそれぞれ流れる複数（ここでは６つ）の流路３５を形成する。接合用突起３４は、モジュール本体１１の接合用突起２７と接合されている。接合用突起３４は、接合用突起２７に対応する形状及び寸法を有している。従って、流路３５は、Ｘ軸方向に垂直な面（ＹＺ平面）に沿った断面において矩形状を有している。また、接合用突起３４は、Ｘ軸方向から見て、格子状に形成されている。

図４及び図６～図８に示されるように、ケース２９は、それぞれ底壁部３２からカバー３１側に突出した側壁部３６及び隔壁部３７を有している。本実施形態では、側壁部３６及び隔壁部３７は、底壁部３２と一体的に形成されている。側壁部３６は、複数（ここでは６つ）の弁体３０を包囲するように、底壁部３２の内壁面３２ｂの縁部に立設されている。具体的には、側壁部３６は、底壁部３２の外周縁部の全周にわたって形成されており、ケース２９の外壁を構成している。より具体的には、側壁部３６は、対向方向から見て、略矩形状に形成された底壁部３２の外周縁部に沿って、略矩形枠状に形成されている。

図６及び図７に示されるように側壁部３６は、射出成形の金型からの抜き方向（Ｘ軸方向）に沿って延在する外壁面３６ｓを有している。外壁面３６ｓは、Ｚ軸方向において互いに反対側を向く略矩形状の一対の第１外壁面３６ｓ１（一対の外壁面部分）と、Ｙ軸方向において互いに反対方向を向く略矩形状の一対の第２外壁面３６ｓ２と、を有している。一対の第１外壁面３６ｓ１は、それぞれ抜き勾配が設けられ、抜き方向に対して傾斜している第１領域Ｒ１と、抜き勾配が設けられておらず、抜き方向に対して傾斜していない第２領域Ｒ２と、を含んでいる。すなわち、第１領域Ｒ１はカバー３１の内面３１ａに対して第１外壁面３６ｓ１が傾斜した領域であり、第２領域Ｒ２はカバー３１に対しての内面３１ａに対して第１外壁面３６ｓ１が傾斜していない（垂直）領域である。一対の第２外壁面３６ｓ２は、第１領域Ｒ１を含み、第２領域Ｒ２を含んでいない。

抜き勾配とは、射出成形品を金型からスムーズに抜き出すために射出成形品自体に設けられる傾斜のことである。第１領域Ｒ１の抜き勾配は、例えば１度から２度である。つまり、第１領域Ｒ１は、抜き方向に対して、ケース２９の外側方向に、例えば１度から２度傾斜している。第２領域Ｒ２には、抜き勾配が設けられていない。つまり、第２領域Ｒ２は、抜き方向と平行に設けられている。このため、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間には抜き方向に沿って段差が形成されている。

第２領域Ｒ２は、例えば圧力調整弁１２をモジュール本体１１に取り付ける際に、ロボットハンドが当接される当接領域として機能する。ロボットハンドは、例えば、第２領域Ｒ２に当接される平面状の当接面を有している。第２領域Ｒ２の大きさは、この当接面の大きさ以上に設定され得る。これにより、当接面を第２領域Ｒ２の周りに形成された段差にかからせず、第２領域Ｒ２のみに当接させることができる。第２領域Ｒ２は、抜き方向に対して実質的に平行であればよく、抜き方向に対して誤差の範囲で傾斜していてもよい。誤差の範囲は、例えば０．５度以下の範囲とすることができる。

一対の第１外壁面３６ｓ１は、互いに異なる数の第２領域Ｒ２を含んでいる。本実施形態では、一方の第１外壁面３６ｓ１は、２つの第２領域Ｒ２を含み、他方の第１外壁面３６ｓ１は、１つの第２領域Ｒ２を含んでいる。一方の第１外壁面３６ｓ１において、２つの第２領域Ｒ２は互いに離間して配置されている。より具体的には、２つの第２領域Ｒ２は、抜き方向から見て、Ｙ軸方向で互いに離間して配置されている。Ｚ軸方向から見て、他方の第１外壁面３６ｓ１における１つの第２領域Ｒ２は、一方の第１外壁面３６ｓ１における２つの第２領域Ｒ２の間に配置されている。

第２領域Ｒ２は、側壁部３６のカバー３１側の端部３６ａにも配置されている。端部３６ａにおいて第２領域Ｒ２が配置された部分の厚みは、第１領域Ｒ１が配置された部分の厚みよりも小さく、第１領域Ｒ１は第２領域Ｒ２よりも外側に位置している。第２領域Ｒ２とカバー３１との間には、Ｙ軸方向に沿って段差が形成されている。第２領域Ｒ２は、各第１外壁面３６ｓ１の抜き方向における一部に設けられている。すなわち、第２領域Ｒ２のＸ軸方向での長さは、側壁部３６のＸ軸方向での長さよりも短い。第２領域Ｒ２は、側壁部３６の底壁部３２側の端部から離間して配置されている。

図６～図８に示されるように、隔壁部３７は、各弁体３０の側面３０ｃを覆うように底壁部３２の内壁面３２ｂに立設されている。すなわち、隔壁部３７は、各弁体３０が収容される円柱状の収容空間Ｓ１を形成している。本実施形態では、隔壁部３７と側壁部３６の一部とが弁体３０の側面３０ｃを包囲することによって、収容空間Ｓ１を形成している。また、本実施形態では、一の弁体３０を収容する隔壁部３７と当該一の弁体３０に隣接する位置に配置された他の弁体３０を収容する隔壁部３７とは、一体的に形成されている。このように、互いに異なる弁体３０を収容する隔壁部３７同士は、共有する部分を有していてもよい。

本実施形態では、底壁部３２の内壁面３２ｂを基準として、側壁部３６のカバー３１側の端部３６ａは、隔壁部３７のカバー３１側の端部３７ａよりも高い位置にある。従って、ケース２９にカバー３１が取り付けられた状態において、カバー３１が側壁部３６の端部３６ａに接する一方で、カバー３１と隔壁部３７の端部３７ａとは互いに離間している。すなわち、カバー３１と隔壁部３７の端部３７ａとの間には空間Ｓ２が形成されている。当該空間Ｓ２は、内部空間Ｖから圧力調整弁１２の内部に流入したガスの流路として機能する。

弁体３０は、連通孔３３を塞ぐように、収容空間Ｓ１に収容されている。弁体３０は、ゴム等の弾性体で形成された円柱状部材である。弁体３０は、連通孔３３を塞ぐ第１端面３０ａと、第１端面３０ａとは反対側に位置する第２端面３０ｂと、第１端面３０ａ及び第２端面３０ｂを接続する側面３０ｃとを有している。第１端面３０ａは、底壁部３２の内壁面３２ｂと対向している。第２端面３０ｂは、カバー３１と対向し、カバー３１によって押圧される被押圧面である。弁体３０は、第１端面３０ａが底壁部３２の内壁面３２ｂに対して押し付けられた状態で配置されることで、連通孔３３を塞いでいる。弁体３０は、内部空間Ｖの圧力に応じて、連通孔３３を開閉させる。弁体３０の側面３０ｃと隔壁部３７の内壁面又は側壁部３６の内壁面との間には、隙間Ｇが設けられている。

図６及び図７に示されるように、隔壁部３７の内壁面には、弁体３０を位置決めするための突出部３８が形成されている。突出部３８は、隔壁部３７の内壁面から内周側へ突出している。突出部３８は、弁体３０の中心位置が連通孔３３の中心軸線からずれて配置された場合に、弁体３０の側面３０ｃと接触するように形成されている。このような突出部３８により、弁体３０の位置ずれを一定の範囲内に抑えることができる。本実施形態では、複数（ここでは６つ）の突出部３８が、連通孔３３の中心軸線回りに等ピッチで形成されている。

図７及び図８に示されるように、底壁部３２は、内壁面３２ｂに形成されたシール部３９を含んでいる。シール部３９は、内壁面３２ｂからカバー３１側に突出し、弁体３０に押し付けられる。シール部３９は、当該シール部３９に対して押し付けられた弁体３０の第１端面３０ａと接触することで、連通孔３３と隙間Ｇとの間を開閉可能に封止している。シール部３９は、内壁面３２ｂで開口した連通孔３３を囲むように形成されている。シール部３９は、連通孔３３の縁部に沿って、連通孔３３の中心軸線を中心とする円環状に形成されている。シール部３９は、連通孔３３の全周を隙間無く囲むように形成されている。これにより、シール部３９は、弁体３０の第１端面３０ａと隙間無く接触しており、気密性が確保されている。

連通孔３３は、接合用突起３４のバリを収容するための収容部４０を含んでいる。収容部４０は、連通孔３３の外壁面３２ａ側の部分に設けられている。収容部４０は、連通孔３３の断面積を外壁面３２ａに向かうにつれて拡大させるテーパ状の内面を有している。

カバー３１は、ケース２９の開口を塞ぐ板状部材である。カバー３１は、例えばＰＰ、ＰＰＳまたは変性ＰＰＥ等の樹脂で形成されている。カバー３１は、ケース２９の開口端面に溶着により接合されている。カバー３１は、複数の弁体３０をケース２９の底壁部３２に押し付ける押圧部材としても機能する。カバー３１は、弁体３０をケースの底壁部３２に押し付けた状態を維持しつつ、ケース２９の開口端面に接合されている。具体的には、カバー３１の内面３１ａの縁部は、側壁部３６の端部３６ａに例えば超音波溶着によって接合されている。

カバー３１は、内面３１ａに設けられた接合用突起３１ｂを有している。接合用突起３１ｂは、内面３１ａの縁部の全周にわたって略矩形環状に形成されている。接合用突起３１ｂの断面形状は、内面３１ａ側からケース２９側に向かって先細りとなるテーパ状に形成されている。カバー３１をケース２９に取り付ける際には、接合用突起３１ｂが側壁部３６の端部３６ａに押し付けられながら超音波溶着が実施される。これにより、接合用突起３１ｂの先端側の一部が溶かされて、カバー３１がケース２９側に押し込まれる。

図６に示されるように、カバー３１には、圧力調整弁１２の内部のガスを圧力調整弁１２の外部に排気するための排気口４１が設けられている。本実施形態では一例として、矩形板状を有するカバー３１の一対の対角部のそれぞれに、Ｘ軸方向に延びる断面円形状の排気口４１が設けられている。排気口４１は、対向方向から見て弁体３０と重ならないように配置されている。なお、排気口４１が設けられる位置及び形状、並びに排気口４１の個数は、この例に限られない。

図４及び図８に示されるように、圧力調整弁１２において、ケース２９の連通孔３３は、二次シール部２３の連通孔２６及び一次シール部２２の連通孔２５を介してモジュール本体１１の内部空間Ｖと連通されている。内部空間Ｖの圧力が設定圧よりも低いときは、連通孔３３が弁体３０によって塞がれた閉弁状態に維持される。内部空間Ｖの圧力が上昇して設定圧以上になると、弁体３０が底壁部３２から離間するように弾性変形し、連通孔３３の閉塞が解除された開弁状態となる。その結果、内部空間Ｖからのガスは、弁体３０の側面３０ｃと隔壁部３７の内壁面との隙間Ｇ（収容空間Ｓ１）を介して、隔壁部３７とカバー３１との間に形成された空間Ｓ２へと流通する。そして、当該ガスは、空間Ｓ２から排気口４１を介して圧力調整弁１２の外部へと排気される。

上述のバイポーラ電池２の製造方法では、モジュール本体１１と圧力調整弁１２とを接合する工程が実施される。本実施形態では、熱溶着の一つである熱板溶着によってモジュール本体１１と圧力調整弁１２とが接合される。具体的には、図９（Ａ）に示されるように、モジュール本体１１の接合用突起２７の先端２７ａを熱板Ｈに当接することで、接合用突起２７を先端２７ａから溶融させる。また、図９（Ｂ）に示されるように、圧力調整弁１２の接合用突起３４の先端３４ａを熱板Ｈに当接することで、接合用突起３４を先端３４ａから溶融させる。接合用突起２７を溶融させる工程、及び接合用突起３４を溶融させる工程は同時に行われる。続いて、図９（Ｃ）に示されるように、接合用突起２７，３４が溶融している間に、モジュール本体１１の接合用突起２７と圧力調整弁１２の接合用突起３４とを押し付けることにより、接合用突起２７，３４同士を溶着させる。これにより、接合用突起２７，３４同士が接合され、その結果、モジュール本体１１と圧力調整弁１２とが接合される。

次に、モジュール本体１１に対する圧力調整弁１２の接合位置を検査する工程が実施される。この工程では、例えば、レーザがＺ軸方向に沿って照射されることにより、モジュール本体１１及び圧力調整弁１２のＺ軸方向の位置がそれぞれ検出される。圧力調整弁１２のＺ軸方向の位置は、第２領域Ｒ２のＺ方向の位置とすることができる。検出されたモジュール本体１１及び圧力調整弁１２のＺ軸方向の位置がそれぞれ予め定められた範囲内であれば、合格と判定される。

上述の接合用突起３４を溶融させる工程、及びモジュール本体１１と圧力調整弁１２とを接合する工程では、例えば、ロボットハンドを用いて圧力調整弁１２を把持する。このとき、例えば、一対の第１外壁面３６ｓ１における各第２領域Ｒ２に、ロボットハンドを当接させ、圧力調整弁１２をＺ軸方向に挟み込んで把持する。

次に、本実施形態に係るバイポーラ電池２の作用・効果について説明する。

バイポーラ電池２では、圧力調整弁１２の外壁面３６ｓは、抜き勾配が設けられ、抜き方向に対して傾斜している第１領域Ｒ１に加えて、抜き勾配が設けられておらず、抜き方向に対して傾斜していない第２領域Ｒ２を含んでいる。第１領域Ｒ１は傾斜しているため、例えばロボットハンドにより安定して把持し難い。これに対し、第２領域Ｒ２は傾斜していないので、例えばロボットハンドにより安定して把持し易い。従って、第２領域Ｒ２によれば、例えばロボットハンドにより圧力調整弁１２を安定して把持した状態で、モジュール本体１１に対して圧力調整弁１２を取り付けることができる。この結果、モジュール本体１１に対する圧力調整弁１２の取付け精度を向上させることができる。

モジュール本体１１に対する圧力調整弁１２の接合位置を検査する工程では、第２領域Ｒ２の位置を圧力調整弁１２の位置として検出することができる。上述のように、第２領域Ｒ２は傾斜していないので、圧力調整弁１２の位置の検出精度を向上させることができる。

外壁面３６ｓは、互いに反対側を向く一対の第１外壁面３６ｓ１を有し、一対の第１外壁面３６ｓ１は、それぞれ第２領域Ｒ２を含んでいる。このため、例えばロボットハンドを各第２領域Ｒ２に当接させることで、圧力調整弁１２を挟み込んで把持することができる。よって、圧力調整弁１２を更に安定して把持することができる。この結果、モジュール本体１１に対する圧力調整弁１２の取付け精度を更に向上させることができる。

一対の第１外壁面３６ｓ１は、互いに異なる数の第２領域Ｒ２を含んでいる。このため、一対の第１外壁面３６ｓ１を容易に区別することができる。これにより、圧力調整弁１２を逆方向に取付ける取付け不良の発生を抑制することができる。

第２領域Ｒ２は、外壁面３６ｓの抜き方向における一部に設けられている。このため、第２領域Ｒ２が外壁面３６ｓの抜き方向における全部に設けられている場合に比べて、ケース２９を射出成形の金型から容易に抜き出すことができる。

モジュール本体１１と圧力調整弁１２とを熱溶着により接合する際、接合用突起３４が溶融されることにより、側壁部３６の底壁部３２側の部分では、強度が低下し易い。このため、例えば、側壁部３６の底壁部３２側の部分をロボットハンドが把持する場合、側壁部３６が変形するおそれがある。これに対し、本実施形態では、第２領域Ｒ２は、側壁部３６の底壁部３２側の端部から離間して配置されている。したがって、第２領域Ｒ２がロボットハンドにより把持される場合も、側壁部３６が変形し難い。

第２領域Ｒ２は、抜き方向から見て、外壁面３６ｓの一部に設けられている。このため、第２領域Ｒ２が、抜き方向から見て、外壁面３６ｓの全部に設けられている場合に比べて、ケース２９を射出成形の金型から容易に抜き出すことができる。

以上、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領域Ｒ２が外壁面３６ｓの抜き方向における全部に設けられていてもよい。また、第２領域Ｒ２が、抜き方向から見て、外壁面３６ｓの全部に設けられていてもよい。また、第２領域Ｒ２は、側壁部３６の端部３６ａから離間して配置されていてもよい。

例えば、第２外壁面３６ｓ２が第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を含み、第２外壁面３６ｓ２の第２領域Ｒ２を当接領域として機能させてもよい。この場合、第１外壁面３６ｓ１が第２領域Ｒ２を含んでいなくてもよい。

例えば、端部３６ａにおいて第２領域Ｒ２が配置された部分の厚みは、第１領域Ｒ１が配置された部分の厚みよりも大きく、第２領域Ｒ２は第１領域Ｒ１よりも外側に位置していてもよい。また、この場合においても、第２領域Ｒ２が、抜き方向から見て、外壁面３６ｓの全部に設けられていてもよいし、第２領域Ｒ２は、側壁部３６の端部３６ａから離間して配置されていてもよい。

例えば、弁体３０は、円柱状部材に限られず、例えば多角形柱状部材であってもよい。また、この場合、隔壁部３７は、弁体３０の形状に応じた形状の収容空間Ｓ１を形成するように形成されればよい。

排気口４１は、カバー３１以外の部材（例えばケースの側壁部等）に設けられてもよい。

上記実施形態では、電池モジュールとしてのバイポーラ電池２はニッケル水素二次電池であるが、本発明は、特にニッケル水素二次電池には限られず、リチウムイオン二次電池等にも適用可能である。また、本発明は、バイポーラ電池２以外にも、複数の電極が積層された電極積層体と電極積層体を取り囲むように配置された枠体とを有するモジュール本体を備えた電池モジュールであれば適用可能である。

２…バイポーラ電池（電池モジュール）、１１…モジュール本体、１２…圧力調整弁、１３…バイポーラ電極（電極）、１５…電極積層体、１６…枠体、２０…正極側終端電極（電極）、２１…負極側終端電極（電極）、２５，２６…連通孔（第１連通孔）、２９…ケース、３３…連通孔（第２連通孔）、３６ｓ…外壁面、３６ｓ１…第１外壁面（外壁面部分）、Ｖ…内部空間。

Claims (6)

1. 複数の電極が積層された電極積層体と、前記電極積層体を取り囲むように配置され、前記電極積層体に設けられた複数の内部空間とそれぞれ連通された複数の第１連通孔を有する枠体とを有するモジュール本体と、
   前記モジュール本体に取り付けられ、前記複数の第１連通孔とそれぞれ連通された複数の第２連通孔を有する圧力調整弁と、を備え、
   前記圧力調整弁は、射出成形品であるケースを備え、
   前記ケースは、金型からの抜き方向に沿って延在する外壁面を有し、
   前記外壁面は、前記抜き方向に対して傾斜している第１領域と、前記抜き方向に対して傾斜していない第２領域と、を含んでおり、
   前記外壁面は、互いに反対側を向く一対の外壁面部分を有し、
   前記一対の外壁面部分は、それぞれ第２領域を含んでいる、電池モジュール。
2. 前記一対の外壁面部分は、互いに異なる数の前記第２領域を含んでいる、請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記第２領域は、前記外壁面の前記抜き方向における一部に設けられている、請求項１又は２に記載の電池モジュール。
4. 前記第２領域は、前記抜き方向から見て、前記外壁面の一部に設けられている、請求項１又は２に記載の電池モジュール。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の電池モジュールの製造方法であって、
   前記第２領域をロボットハンドにより把持して前記圧力調整弁と前記モジュール本体とを接合する工程を含む、電池モジュールの製造方法。
6. 前記接合する工程の後に、前記モジュール本体の前記電極積層体の積層方向における位置、及び前記第２領域の前記積層方向における位置を検出し、前記モジュール本体と前記圧力調整弁との前記積層方向における接合位置を検査する工程を含む、請求項５に記載の電池モジュールの製造方法。

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