JP7420566B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本開示は、蓄電装置に関する。

従来の蓄電モジュールとして、金属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蓄電モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の蓄電モジュールは、積層された複数のバイポーラ電池を有する電極積層体と、隣り合う電極間に形成された内部空間に電解液を封止する封止体と、を備えている。

特開２０１１－２０４３８６号公報

上述のような蓄電モジュールを備える蓄電装置では、複数の蓄電モジュールが積層されており、互いに隣り合う蓄電モジュール同士は、導電板を介して電気的に接続されている。導電板は、蓄電モジュールの積層端に位置する金属板と当接して配置される。したがって、導電板の外縁により、この積層端の金属板が破損するおそれがある。

本開示は、積層端の金属板が破損することを抑制可能な蓄電装置を提供する。

本開示の蓄電装置は、蓄電モジュールと、蓄電モジュールに積層配置された導電板と、を備える蓄電装置であって、蓄電モジュールは、積層された複数の金属板を有する電極積層体と、電極積層体の側面を囲むように設けられ、隣り合う電極間に内部空間を形成すると共に当該内部空間を封止する封止体と、を備え、複数の金属板は、負極終端電極の金属板と、正極終端電極の金属板と、負極終端電極及び正極終端電極の間に積層された複数のバイポーラ電極の金属板と、を含み、封止体は、電極積層体に含まれる複数の金属板の縁部にそれぞれ設けられた枠状の樹脂部を有しており、樹脂部は、電極積層体の積層方向から見て、金属板の縁部よりも外側にまで延びており、導電板は、電極積層体の積層端の金属板に接触して配置され、積層方向から見て、積層端の金属板の外面に設けられた樹脂部の内周端は、バイポーラ電極の金属板に設けられた樹脂部の内周端よりも内側に位置する。

この蓄電装置では、導電板は、電極積層体の積層端の金属板に接触して配置されている。積層方向から見て、電極積層体の積層端の金属板の外面に設けられた樹脂部の内周端は、バイポーラ電極の金属板に設けられた樹脂部の内周端よりも内側に位置するので、積層端の金属板と接触して配置される導電板の外縁により積層端の金属板が破損することが抑制される。また、バイポーラ電極の金属板に設けられた樹脂部の内周端は、積層端の金属板の外面に設けられた樹脂部の内周端よりも外側に位置しているので、内部空間を十分に確保することができる。

積層端の金属板の外面は、樹脂部から露出する露出面を有し、導電板は、露出面に接触して配置され、バイポーラ電極は、バイポーラ電極の金属板の一方面に正極が設けられ、かつ他方面に負極が設けられており、積層方向から見て、露出面の外縁は、バイポーラ電極の金属板に設けられた樹脂部よりも内側、かつ、正極の外縁及び負極の外縁のうち外側に位置する外縁と一致、または、正極の外縁及び負極の外縁よりも外側に位置していてもよい。この場合、導電板の外縁により積層端の金属板が破損することが抑制されると共に、積層端の金属板の外面に設けられた樹脂部による導電性の低下を抑制することができる。

バイポーラ電極は、バイポーラ電極の金属板の一方面に正極が設けられ、かつ他方面に負極が設けられており、積層方向から見て、積層端の金属板の外面に設けられた樹脂部の内周端は、正極の外縁及び負極の外縁のうち外側に位置する外縁と一致、または、正極の外縁及び負極の外縁よりも外側に位置していてもよい。この場合、積層端の金属板の外面に設けられた樹脂部による導電性の低下を抑制しながら、導電板の外縁により積層端の金属板が破損することが更に抑制される。

積層方向から見て、積層端の金属板の外面に設けられた樹脂部は、導電板の外縁と重なっていてもよい。この場合、導電板の外縁により積層端の金属板が破損することが確実に抑制される。

積層方向から見て、積層端の金属板の内面に設けられた樹脂部の内周端は、バイポーラ電極の金属板に設けられた樹脂部の内周端よりも内側に位置していてもよい。この場合、積層端の金属板を樹脂部により補強することができる。

積層端の金属板は、両面に正極または負極の活物質層が設けられていない未塗工金属板であってもよい。これにより、電解液の滲み出しを抑制することができる。

本開示によれば、積層端の金属板が破損することを抑制可能な蓄電モジュール及び蓄電装置を提供することができる。

一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１に示された蓄電モジュールの上面図である。 変形例に係る蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。

以下、図面を参照しながら本開示に係る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、一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、モジュール積層体２と、モジュール積層体２に対してモジュール積層体２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、蓄電モジュール４と、蓄電モジュール４に積層配置された導電板５と、を備える。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っている。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の面積よりも小さくなっているが、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なっていてもよい。

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におけるモジュール積層体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３は、図１に示された蓄電モジュールの上面図である。図２及び図３に示されるように、蓄電モジュール４は、電極積層体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。蓄電モジュール４は、例えば、直方体形状に形成されている。

電極積層体１１は、図２に示されるように、セパレータ１３を介して積層方向Ｄに沿って積層された複数の電極と、電極積層体１１の積層端に位置する金属板２０Ａ，２０Ｂと、を含んでいる。複数の電極は、負極終端電極１８と、正極終端電極１９と、負極終端電極１８及び正極終端電極１９の間に積層された複数の複数のバイポーラ電極１４と、を有する。複数のバイポーラ電極１４の積層体は、負極終端電極１８及び正極終端電極１９の間に設けられている。

バイポーラ電極１４は、一方面１５ａ及び一方面１５ａの反対側の他方面１５ｂを含む金属板１５と、一方面１５ａに設けられた正極１６と、他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。正極１６は、正極活物質が金属板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、負極活物質が金属板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の一方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の他方に隣り合う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、金属板１５と、金属板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。負極終端電極１８は、他方面１５ｂが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの一端側に配置されている。負極終端電極１８の金属板１５の一方面１５ａには、金属板２０Ａが更に積層され、この金属板２０Ａを介して蓄電モジュール４に隣接する一方の導電板５と電気的に接続されている。負極終端電極１８の金属板１５の他方面１５ｂに設けられた負極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、金属板１５と、金属板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６とを有している。正極終端電極１９は、一方面１５ａが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの他端側に配置されている。正極終端電極１９の金属板１５の他方面１５ｂには、金属板２０Ｂが更に積層され、この金属板２０Ｂを介して蓄電モジュール４に隣接する他方の導電板５と電気的に接続されている。正極終端電極１９の金属板１５の一方面１５ａに設けられた正極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。

金属板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、金属板１５は、ニッケルからなる矩形の金属箔である。各金属板１５は、いずれも電極積層体１１に含まれる金属板の一つである。金属板１５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、金属板１５の他方面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、金属板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。電極積層体１１は、積層された複数の金属板１５，２０Ａ，２０Ｂを有している。

セパレータ１３は、金属板１５同士の短絡を防止するための部材であり、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。

金属板２０Ａ，２０Ｂは、金属板１５と実質的に同一の部材であり、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。金属板２０Ａ，２０Ｂは、いずれも電極積層体１１に含まれる金属板の一つである。一例として、金属板２０Ａ，２０Ｂは、ニッケルからなる矩形の金属箔である。金属板２０Ａ，２０Ｂは、一方面２０ａ及び他方面２０ｂに正極活物質層及び負極活物質層のいずれもが塗工されていない未塗工電極となっている。すなわち、金属板２０Ａ，２０Ｂは、両面に活物質層が設けられていない未塗工電極である。

金属板２０Ａは、電極積層体１１の一方の積層端に位置している。金属板２０Ａにより、負極終端電極１８は、積層方向Ｄに沿って金属板２０Ａとバイポーラ電極１４との間に配置された状態となっている。金属板２０Ｂは、電極積層体１１の他方の積層端に位置している。金属板２０Ｂにより、正極終端電極１９は、積層方向Ｄに沿って金属板２０Ｂとバイポーラ電極１４との間に配置された状態となっている。

電極積層体１１では、図２に示されるように、電極積層体１１の中央領域（バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９において活物質層が配置されている領域）が、その周りの領域に比べて積層方向Ｄに膨らんでいる。このため、金属板２０Ａ，２０Ｂは、金属板２０Ａ，２０Ｂの中央領域が互いに離間する方向に屈曲している。金属板２０Ａの一方面２０ａ及び金属板２０Ｂの他方面２０ｂの中央領域は、導電板５と当接（接触）している。すなわち、導電板５は、電極積層体１１の積層端の金属板２０Ａ，２０Ｂに接触して配置されている。

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、例えば、一対の短辺部分１２ａと、一対の長辺部分１２ｂとを有する長方形の筒状に形成されている。封止体１２は、電極積層体１１の側面１１ａを囲むように設けられている。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、電極積層体１１に含まれる金属板の縁部（すなわち、金属板１５の縁部１５ｃ及び金属板２０Ａ，２０Ｂの縁部２０ｃ）にそれぞれ設けられた枠状の複数の第１封止部２１（樹脂部）と、側面１１ａに沿って第１封止部２１を外側から包囲し、第１封止部２１のそれぞれに結合された第２封止部２２とを有している。第１封止部２１及び第２封止部２２は、例えば、耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂である。第１封止部２１及び第２封止部２２の構成材料としては、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）、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）などが挙げられる。

第１封止部２１は、金属板１５の縁部１５ｃ又は金属板２０Ａ，２０Ｂの縁部２０ｃの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向Ｄから見て矩形枠状をなしている。第１封止部２１は、例えば超音波又は熱によって金属板１５の縁部１５ｃ又は金属板２０Ａ，２０Ｂの縁部２０ｃに溶着され、気密に接合されている。第１封止部２１は、積層方向Ｄから見て、金属板１５の縁部１５ｃ又は金属板２０Ａ，２０Ｂの縁部２０ｃよりも外側にまで延びている。第１封止部２１は、金属板１５又は金属板２０Ａ，２０Ｂの縁よりも外側に張り出した外側部分２１ａと、金属板１５又は金属板２０Ａ，２０Ｂの縁よりも内側に位置する内側部分２１ｂと、を含む。第１封止部２１の外側部分２１ａの先端部（外縁部）は、溶着層２３により第２封止部２２に接合されている。溶着層２３は、例えば熱板溶着により溶融された第１封止部２１の先端部同士が互いに結合して形成される。積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う第１封止部２１の外側部分２１ａ同士は、互いに離間していてもよく、接していてもよい。また、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う第１封止部２１の外側部分２１ａ同士は、例えば熱板溶着などによって互いに結合していてもよい。

複数の第１封止部２１は、バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９に設けられた複数の第１封止部２１Ａと、負極終端電極１８に設けられた第１封止部２１Ｂと、金属板２０Ａに設けられた第１封止部２１Ｃと、金属板２０Ｂに設けられた第１封止部２１Ｄ，２１Ｅと、を有している。

第１封止部２１Ａは、バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９の金属板１５の一方面１５ａに接合されている。第１封止部２１Ａの内側部分２１ｂは、積層方向Ｄに互いに隣り合う金属板１５の縁部１５ｃ同士の間に位置している。金属板１５の一方面１５ａにおける縁部１５ｃと、第１封止部２１Ａとが重なる領域は、金属板１５と第１封止部２１Ａとの結合領域となっている。

本実施形態では、第１封止部２１Ａは、１枚のフィルムが二つに折りたたまれることによって、二層構造で形成されている。第２封止部２２に埋設されている第１封止部２１Ａの外縁部は、フィルムの折り返し部（屈曲部）である。第１封止部２１Ａを構成する一層目のフィルムは、一方面１５ａに接合されている。二層目のフィルムの内縁は、一層目のフィルムの内縁よりも外側に位置し、セパレータ１３が載置される段差部を形成している。二層目のフィルムの内縁は、金属板１５の縁よりも内側に位置している。

第１封止部２１Ｂは、負極終端電極１８の金属板１５の一方面１５ａに接合されている。第１封止部２１Ｂの内側部分２１ｂは、積層方向Ｄに互いに隣り合う負極終端電極１８の金属板１５の縁部１５ｃと、金属板２０Ａの縁部２０ｃとの間に位置している。金属板１５の一方面１５ａにおける縁部１５ｃと第１封止部２１Ｂの内側部分２１ｂとが重なる領域は、金属板１５と第１封止部２１Ｂとの結合領域となっている。第１封止部２１Ｂは、金属板２０Ａの他方面２０ｂにも接合されている。金属板２０Ａの他方面２０ｂにおける縁部２０ｃと、第１封止部２１Ｂとが重なる領域は、金属板２０Ａと第１封止部２１Ｂとの結合領域となっている。本実施形態では、第１封止部２１Ｂは、金属板２０Ａの他方面２０ｂにおける縁部２０ｃにも接合されている。第１封止部２１Ｂは、負極終端電極１８だけでなく、金属板２０Ａにも設けられていると言える。

第１封止部２１Ｃは、金属板２０Ａの一方面２０ａ（外面）に接合されている。本実施形態では、第１封止部２１Ｃは、複数の第１封止部２１のうち、積層方向Ｄの最も一端側に位置する。金属板２０Ａの一方面２０ａにおける縁部２０ｃと、第１封止部２１Ｃとが重なる領域は、金属板２０Ａと第１封止部２１Ｃとの結合領域となっている。金属板２０Ａの一方面２０ａは、第１封止部２１Ｃから露出する露出面２０ｄを有している。導電板５は、露出面２０ｄに当接（接触）して配置されている。

本実施形態では、第２封止部２２に埋設されている第１封止部２１Ｂ，２１Ｃの外縁部同士は連続している。すなわち、第１封止部２１Ｂ，２１Ｃは、１枚のフィルムが金属板２０Ａの縁部２０ｃを挟んで二つに折りたたまれることによって形成されている。第１封止部２１Ｂ，２１Ｃの外縁部は、フィルムの折り返し部（屈曲部）である。第１封止部２１Ｂ，２１Ｃを構成するフィルムは、金属板２０Ａの一方面２０ａ及び他方面２０ｂの両方において縁部２０ｃと接合されている。このように、金属板２０Ａの両面を第１封止部２１Ｂ，２１Ｃと接合することで、いわゆるアルカリクリープ現象による電解液の滲み出しを抑制することができる。

第１封止部２１Ｄは、金属板２０Ｂの一方面２０ａに接合されている。第１封止部２１Ｄの内側部分２１ｂは、積層方向Ｄに互いに隣り合う正極終端電極１９の金属板１５の縁部１５ｃと、金属板２０Ｂの縁部２０ｃとの間に位置している。金属板２０Ｂの一方面２０ａにおける縁部２０ｃと、第１封止部２１Ｄとが重なる領域は、金属板２０Ｂと第１封止部２１Ｄとの結合領域となっている。

第１封止部２１Ｅは、金属板２０Ｂの他方面２０ｂ（外面）における縁部２０ｃに配置されている。本実施形態では、第１封止部２１Ｅは、複数の第１封止部２１のうち、積層方向Ｄの最も他端側に位置する。また、本実施形態では、第１封止部２１Ｅは、金属板２０Ｂに接合されていない。金属板２０Ｂの他方面２０ｂは、第１封止部２１Ｅから露出する露出面２０ｄを有している。導電板５は、露出面２０ｄに当接（接触）して配置されている。

本実施形態では、第２封止部２２に埋設されている第１封止部２１Ｄ，２１Ｅの外縁部同士は連続している。すなわち、第１封止部２１Ｄ，２１Ｅは、１枚のフィルムが金属板２０Ｂの縁部２０ｃを挟んで二つに折りたたまれることにより形成されている。第１封止部２１Ｄ，２１Ｅの外縁部は、フィルムの折り返し部（屈曲部）である。第１封止部２１Ｄ，２１Ｅを構成するフィルムは、金属板２０Ｂの一方面２０ａにおいて縁部２０ｃと接合されている。

結合領域において、金属板１５，２０Ａ，２０Ｂの表面は、粗面化されている。粗面化された領域は、結合領域のみでもよいが、本実施形態では金属板１５の一方面１５ａの全体が粗面化されている。また、金属板２０Ａの一方面２０ａ及び他方面２０ｂの全体が粗面化されている。また、金属板２０Ｂの一方面２０ａの全体が粗面化されている。

粗面化は、例えば電解メッキによる複数の突起の形成により実現し得る。結合領域に複数の突起が形成されることにより、結合領域における第１封止部２１との接合界面では、溶融状態の樹脂が粗面化により形成された複数の突起間に入り込み、アンカー効果が発揮される。これにより、金属板１５，２０Ａ，２０Ｂと第１封止部２１との間の結合強度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、隣り合う突起の間の断面形状がアンダーカット形状となり、アンカー効果を高めることが可能となる。

図３に示される一対の短辺部分１２ａにおいて、積層方向Ｄから見て、複数の第１封止部２１のうち、電極積層体１１の積層端に位置する金属板２０Ａ，２０Ｂの外面に設けられた第１封止部２１Ｃ，２１Ｅの内周端は、それ以外の第１封止部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄの内周端よりも内側に位置（突出、延在）し、導電板５の外縁５ｂと重なっている。図３では、導電板５の外縁５ｂが二点鎖線で仮想的に示されている。第１封止部２１Ｃ，２１Ｅの内周端２１ｃは、積層方向Ｄから見て、第１封止部２１Ａの内縁（第１封止部２１Ａの一層目のフィルムの内縁）、及び第１封止部２１Ｂ，２１Ｄの内縁よりも内側、かつ、導電板５の外縁５ｂよりも内側に位置している。本実施形態では、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅの内周端２１ｃは、積層方向Ｄから見て、互いに一致している。また、第１封止部２１Ａの内縁（第１封止部２１Ａの一層目のフィルムの内縁）、及び第１封止部２１Ｂ，２１Ｄの内縁は、積層方向Ｄから見て、互いに一致している。

第１封止部２１Ｃ，２１Ｅ上には、導電板５の外縁５ｂが配置されている。第１封止部２１Ｃ上には、積層方向Ｄの一方の導電板５の外縁５ｂが配置されている。第１封止部２１Ｅ上には、積層方向Ｄの他方の導電板５の外縁５ｂが配置されている。第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、導電板５と当接していてもよいし、当接していなくてもよい。第１封止部２１Ｃ，２１Ｅの内周端２１ｃは、積層方向Ｄから見て、金属板２０Ａ，２０Ｂの露出面２０ｄの外縁２０ｅと一致している。積層方向Ｄから見て、外縁２０ｅは、第１封止部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄよりも内側、かつ、正極１６の外縁１６ａ及び負極１７の外縁１７ａよりも外側に位置している。

積層方向Ｄから見て、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、正極１６及び負極１７のいずれよりも外側に位置している。第１封止部２１Ｃ，２１Ｅの内周端２１ｃは、積層方向Ｄから見て、正極１６の外縁１６ａ及び負極１７の外縁１７ａのいずれよりも外側に位置している。第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、図３に示されるように、積層方向Ｄから見て、正極１６及び負極１７から離間し、正極１６及び負極１７と重ならないように配置されている。積層方向Ｄから見て、負極１７の外縁１７ａは正極１６の外縁１６ａよりも大きい。図３では、正極１６の外縁１６ａ及び負極１７の外縁１７ａが破線で示されている。

一対の長辺部分１２ｂにおいても、積層方向Ｄから見て、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、積層方向Ｄから見て、導電板５の外縁５ｂと重なっている。つまり、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、積層方向Ｄから見て、導電板５の外縁５ｂの全周と重なっている。本実施形態では、一対の長辺部分１２ｂにおいては、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、第１封止部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄよりも内側に突出せず、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅの内周端２１ｃは、積層方向Ｄから見て、第１封止部２１Ａの内縁（第１封止部２１Ａの一層目のフィルムの内縁）、及び第１封止部２１Ｂ，２１Ｄの内縁と互いに一致しているが、一対の長辺部分１２ｂにおいても、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、それ以外の第１封止部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄより内側に突出していてもよい。

また、一対の長辺部分１２ｂにおいても、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、正極１６及び負極１７のいずれよりも外側に位置している。つまり、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、全周にわたって、正極１６及び負極１７のいずれよりも外側に位置し、積層方向Ｄから見て、正極１６及び負極１７と重ならないように配置されている。積層方向Ｄから見て、外縁２０ｅは、正極１６の外縁１６ａ及び負極１７の外縁１７ａのうち外側に位置する外縁（ここでは、外縁１７ａ）よりも外側に位置している。

第２封止部２２は、電極積層体１１の側面１１ａを囲むように電極積層体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矩形の枠状を呈している。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の外表面に溶着されている。

封止体１２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。より具体的には、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、隣り合うバイポーラ電極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。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。封止体１２は、金属板２０Ａと負極終端電極１８との間、及び金属板２０Ｂと正極終端電極１９との間もそれぞれ封止している。

以上説明したように、蓄電装置１では、導電板５は、電極積層体１１の積層端の金属板２０Ａ，２０Ｂに接触して配置されている。積層方向Ｄから見て、金属板２０Ａ，２０Ｂの外面に設けられた第１封止部２１Ｃ，２１Ｅの内周端２１ｃは、それ以外の第１封止部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄの内周端２１ｃよりも内側に位置している。第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、積層方向Ｄから見て、導電板５の外縁５ｂと重なっている。このように、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、金属板２０Ａ，２０Ｂと導電板５の外縁５ｂとの間に配置されているので、導電板５の外縁５ｂにより金属板２０Ａ，２０Ｂが破損することが抑制される。また、それ以外の第１封止部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄの内周端２１ｃは、積層端の金属板２０Ａ，２０Ｂに設けられた第１封止部２１Ｃ，２１Ｅの内周端２１ｃよりも外側に位置しているので、内部空間Ｖを十分に確保することができる。これにより、電解液を十分に確保できる。

金属板２０Ａ，２０Ｂは、導電性を有し、導電板５と電気的に接続される。第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、絶縁性の樹脂により形成されているので、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅが複数の電極の正極１６及び負極１７の内側まで設けられていると、導電性が低下する。本実施形態では、積層方向Ｄから見て、金属板２０Ａ，２０Ｂに設けられた第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、複数の電極の正極１６及び負極１７よりも外側に位置している。このように、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、積層方向Ｄから見て、正極１６及び負極１７と重ならないように設けられているので、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅによる導電性の低下を抑制することができる。

金属板２０Ａ，２０Ｂの外面は、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅから露出する露出面２０ｄを有し、導電板５は、露出面２０ｄに接触して配置されている。積層方向Ｄから見て、露出面２０ｄの外縁２０ｅは、第１封止部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄよりも内側、かつ、正極１６の外縁１６ａ及び負極１７の外縁１７ａよりも外側に位置している。このため、導電板５の外縁５ｂにより積層端の金属板２０Ａ，２０Ｂが破損することが抑制されると共に、金属板２０Ａ，２０Ｂの外面に設けられた第１封止部２１Ｃ，２１Ｅによる導電性の低下を抑制することができる。積層方向Ｄから見て、外縁２０ｅは、正極１６の外縁１６ａ及び負極１７の外縁１７ａのうち外側に位置する外縁と一致していてもよい。本実施形態では、積層方向Ｄから見て、外縁１７ａは外縁１６ａよりも外側に位置しているので、外縁２０ｅは、外縁１７ａと一致していてもよい。積層方向Ｄから見て、外縁１７ａ及び外縁１６ａが一致している場合、外縁２０ｅは、外縁１６ａ及び外縁１７ａと一致していてもよい。

金属板２０Ａ，２０Ｂは、両面に正極１６及び負極１７の活物質層が設けられていない未塗工金属板である。このように活物質層が塗工されていない金属板２０Ａ，２０Ｂを電極積層体１１の積層端に設けることにより、電解液の滲み出しを抑制することができる。特に、負極終端電極１８の外側に設けられる金属板２０Ａによれば、アルカリクリープ現象による電解液の滲み出しを抑制することができる。

金属板１５において、未塗工領域は、正極１６及び負極１７が形成された塗工領域に比べて強度が低いため、皺が発生し易い。金属板１５の皺は、例えば、射出成形により形成した第２封止部２２が収縮することにより発生する。金属板１５の皺は、例えば、一対の短辺部分１２ａ側において、一対の長辺部分１２ｂ側よりも発生し易い。第１封止部２１Ｃ，２１Ｅによれば、一対の短辺部分１２ａ側において、第１封止部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄよりも未塗工領域の広い範囲を補強することができる。これにより、金属板１５の皺の発生を抑制することができる。

第１封止部２１Ｃ，２１Ｅの内周端２１ｃが第１封止部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄの内周端２１ｃよりも内側に位置していることにより、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅ上に、例えば、蓄電モジュール４の温度や電圧を検出するセンサ等の機器を配置することができる。

以上、実施形態に係る蓄電装置１について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。

図４は、変形例に係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４に示されるように、変形例に係る蓄電モジュール４Ａは、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅだけでなく、第１封止部２１Ｂ，２１Ｄまでもが、それ以外の第１封止部２１Ａよりも内側に突出し、導電板５と当接する点で、実施形態に係る蓄電モジュール４（図２参照）と相違している。すなわち、蓄電モジュール４Ａでは、積層端の金属板２０Ａの他方面２０ｂ（内面）に設けられた第１封止部２１Ｂの内周端２１ｃ、及び金属板２０Ｂの一方面２０ａ（内面）に設けられた第１封止部２１Ｄの内周端２１ｃは、積層方向Ｄから見て、バイポーラ電極１４の金属板１５に設けられた第１封止部２１Ａの内周端２１ｃよりも内側に位置する。積層端の金属板２０Ａ，２０Ｂに設けられた第１封止部２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅが、積層方向Ｄから見て、金属板２０Ａ，２０Ｂの一方面２０ａ及び他方面２０ｂの両面において、第１封止部２１Ａよりも内側に突出すると共に、正極１６及び負極１７よりも外側に位置している。このため、積層端の金属板２０Ａ，２０Ｂを第１封止部２１により補強することができる。

蓄電モジュール４，４Ａは、金属板２０Ａを含まなくてもよい。この場合、負極終端電極１８の金属板１５が電極積層体１１の一方の積層端の金属板となるので、積層方向Ｄから見て、第１封止部２１Ｂが第１封止部２１Ａよりも内側に位置すると共に、正極１６及び負極１７よりも外側に位置し、かつ、導電板５の外縁５ｂと重なるように構成される。また、蓄電モジュール４，４Ａは、金属板２０Ｂを含まなくてもよい。この場合、正極終端電極１９の金属板１５が電極積層体１１の他方の積層端の金属板となるので、積層方向Ｄから見て、第１封止部２１Ｄが第１封止部２１Ａよりも内側に位置すると共に、正極１６及び負極１７よりも外側に位置し、かつ、導電板５の外縁５ｂと重なるように構成される。

実施形態では、積層方向Ｄから見て、積層端の金属板２０Ａ，２０Ｂに設けられた第１封止部２１Ｃ，２１Ｅの内周端２１ｃは、正極１６及び負極１７のいずれとも離間しているが、外縁１６ａ及び外縁１７ａのうち外側に位置する外縁（ここでは、外縁１７ａ）と一致していてもよい。この場合も、あくまで、積層方向Ｄから見て、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅは、正極１６及び負極１７よりも外側に位置し、正極１６及び負極１７とは重ならない。このように、積層方向Ｄから見て、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅの内周端２１ｃが、外縁１６ａ及び外縁１７ａのうち外側に位置する外縁（ここでは、外縁１７ａ）と一致している場合、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅによる導電性の低下を抑制しながら、導電板５の外縁５ｂにより金属板２０Ａ，２０Ｂが破損することが更に抑制される。積層方向Ｄから見て、外縁１７ａ及び外縁１６ａが一致している場合、第１封止部２１Ｃ，２１Ｅの内周端２１ｃは、外縁１６ａ及び外縁１７ａと一致していてもよい。

１…蓄電装置、４，４Ａ…蓄電モジュール、５…導電板、５ｂ…外縁、１１…電極積層体、１１ａ…側面、１２…封止体、１４…バイポーラ電極、１５…金属板、１５ａ…一方面、１５ｂ…他方面、１５ｃ…縁部、１６…正極、１６ａ…外縁、１７…負極、１７ａ…外縁、１８…負極終端電極、１９…正極終端電極、２０Ａ，２０Ｂ…金属板、２０ａ…一方面、２０ｂ…他方面、２０ｃ…縁部、２０ｄ…露出面、２０ｅ…外縁、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ…第１封止部（樹脂部）、２１ｃ…内周端、Ｖ…内部空間。

Claims (5)

1. 蓄電モジュールと、前記蓄電モジュールに積層配置された導電板と、を備える蓄電装置であって、
   前記蓄電モジュールは、積層された複数の金属板を有する電極積層体と、前記電極積層体の側面を囲むように設けられ、隣り合う前記金属板間に内部空間を形成すると共に当該内部空間を封止する封止体と、を備え、
   前記複数の金属板は、負極終端電極の金属板と、正極終端電極の金属板と、前記負極終端電極及び前記正極終端電極の間に積層された複数のバイポーラ電極の金属板と、を含み、
   前記封止体は、前記電極積層体に含まれる前記複数の金属板の縁部にそれぞれ設けられた枠状の樹脂部を有しており、
   前記樹脂部は、前記電極積層体の積層方向から見て、前記金属板の縁部よりも外側にまで延びており、
   前記導電板は、前記電極積層体の積層端の金属板に接触して配置され、
   前記積層方向から見て、前記積層端の金属板の外面に設けられた前記樹脂部の内周端は、前記バイポーラ電極の金属板に設けられた前記樹脂部の内周端よりも内側に位置し、
   前記積層方向から見て、前記積層端の金属板の外面に設けられた前記樹脂部は、前記導電板の外縁と重なっている、蓄電装置。
2. 前記積層端の金属板の外面は、前記樹脂部から露出する露出面を有し、
   前記導電板は、前記露出面に接触して配置され、
   前記バイポーラ電極は、前記バイポーラ電極の金属板の一方面に正極が設けられ、かつ他方面に負極が設けられており、
   前記積層方向から見て、前記露出面の外縁は、前記バイポーラ電極の金属板に設けられた前記樹脂部よりも内側、かつ、前記正極の外縁及び前記負極の外縁のうち外側に位置する外縁と一致、または、前記正極の外縁及び前記負極の外縁よりも外側に位置している、請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記バイポーラ電極は、前記バイポーラ電極の金属板の一方面に正極が設けられ、かつ他方面に負極が設けられており、
   前記積層方向から見て、前記積層端の金属板の外面に設けられた前記樹脂部の内周端は、前記正極の外縁及び前記負極の外縁のうち外側に位置する外縁と一致、または、前記正極の外縁及び前記負極の外縁よりも外側に位置している、請求項１に記載の蓄電装置。
4. 前記積層方向から見て、前記積層端の金属板の内面に設けられた前記樹脂部の内周端は、前記バイポーラ電極の金属板に設けられた樹脂部の内周端よりも内側に位置する、請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
5. 前記積層端の金属板は、両面に正極または負極の活物質層が設けられていない未塗工金属板である、請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電装置。

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