WO2022123936A1 - バイポーラ電極、及びバイポーラ型蓄電池 - Google Patents

バイポーラ電極、及びバイポーラ型蓄電池 Download PDF

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WO2022123936A1
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hole
bipolar
adhesive
electrode according
bipolar electrode
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PCT/JP2021/039487
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康雄 中島
広樹 田中
健一 須山
彰 田中
芳延 平
憲治 廣田
智史 柴田
Original Assignee
古河電気工業株式会社
古河電池株式会社
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    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/14Electrodes for lead-acid accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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Definitions

  • the present invention is a technique relating to a bipolar storage battery.
  • bipolar lead-acid battery a plurality of bipolar electrodes having a positive electrode formed on one surface of a substrate (bipolar plate) and a negative electrode formed on the other surface are laminated via an electrolytic layer.
  • the patent document 1 has a double-sided adhesive member arranged so as to surround the periphery of a single battery layer including an adjacent positive electrode active material layer, a gel electrolyte layer, and a negative electrode active material layer, and has double-sided adhesiveness.
  • the member is composed of an insulating material that acts as a base material and an adhesive provided on both sides of the insulating material, and is sandwiched between two current collectors together with the unit cell layer and the two adhesives.
  • a substrate (bipolar plate) made of resin is attached to the inside of a frame (rim) made of resin forming a frame shape.
  • a lead layer for a positive electrode and a lead layer for a negative electrode are arranged on one surface and the other surface of the substrate.
  • the lead layer for the positive electrode and the lead layer for the negative electrode are directly bonded inside a plurality of through holes formed in the substrate. That is, Patent Document 2 describes a bipolar lead storage battery in which a plurality of substrates (bipolar plates) having through holes for communicating one side and the other side and cell members are alternately laminated, and the cell member is a cell member.
  • It has a positive electrode in which a positive electrode active material layer is provided in a positive electrode lead layer, a negative electrode in which a negative electrode active material layer is provided in a negative electrode lead layer, and an electrolytic layer interposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • the positive electrode lead layer of one cell member and the negative electrode lead layer of the other cell member are immersed in the through holes (communication holes) of the substrate and joined to each other, so that the cell members are connected in series. Things are listed.
  • a lead layer (lead foil) constituting a positive electrode and a negative electrode is bonded to one surface and the other surface of a substrate, respectively, with a liquid adhesive to cure the liquid adhesive.
  • the lead layer is completely fixed to the surface of the substrate by the adhesive layer.
  • the adhesive applied to the surface of the substrate when the lead layers are bonded is applied to the surface of the substrate.
  • the through hole may be invaded and the through hole may be contaminated with the adhesive by spreading along the above.
  • the more the adhesive area and the adhesive strength are to be obtained between the substrate and the lead foil, the easier it is for the adhesive to flow into the through holes.
  • the adhesive in the vicinity of the through hole becomes fluid due to the heat during resistance welding for conducting the positive electrode and the negative electrode, and the adhesive layer becomes fluid.
  • the fluidized adhesive may also penetrate the through holes.
  • the present invention has been made by paying attention to the above points, and by suppressing the intrusion of the adhesive into the through hole (conduction region) for conduction formed in the substrate (bipolar plate), the lead for the positive electrode is used.
  • the purpose is to improve the reliability of bonding between the layer and the lead layer for the negative electrode.
  • the bipolar electrode of one aspect of the present invention includes a bipolar plate having a through hole for conduction, a positive electrode bonded to one surface of the bipolar plate by an adhesive layer, and the bipolar plate.
  • a bipolar electrode for a bipolar storage battery comprising a negative electrode bonded to the other surface by an adhesive layer, wherein the bipolar plate has a fluid to the through hole on one surface and the other surface. It has an intrusion avoidance structure including at least one of a concave structure and a convex structure that prevents intrusion.
  • the aspect of the present invention is a bipolar storage battery provided with the bipolar electrode of the above aspect.
  • the adhesive constituting the adhesive layer is prevented from flowing (invading) into the through hole for conduction by the intrusion avoidance structure formed on the outer periphery of the through hole.
  • the aspect of the present invention for example, an increase in electrical resistance between the lead layer for the positive electrode and the lead layer for the negative electrode due to the intrusion of the adhesive into the through hole is prevented, and the positive electrode is prevented from increasing through the through hole. It is possible to improve the reliability of the bonding between the lead layer for the lead layer and the lead layer for the negative electrode.
  • the liquid adhesive is cured in the adhesive layer.
  • the adhesive easily penetrates into the through hole for conduction, but the intrusion of the adhesive into the through hole can be prevented by the intrusion avoidance structure.
  • the adhesive may interfere with the welding of the conductive portion and increase the electric resistance between the lead layers.
  • the conductive portion formed in the through hole is not contaminated, so that the reliability when welding the conductive portion is improved. As a result, it is possible to achieve both long-term reliability and high energy density for the bipolar storage battery provided with the bipolar electrode according to the embodiment of the present invention.
  • the intrusion avoidance structure includes, for example, an overhanging portion (convex structure) surrounding the outer periphery of the through hole.
  • an overhanging portion convex structure
  • the intrusion avoidance structure includes, for example, an overhanging portion (convex structure) surrounding the outer periphery of the through hole.
  • the region forming the overhanging portion is defined as a region within 10 mm from the through hole surrounding the outer periphery of the overhanging portion. According to this configuration, the region forming the overhanging portion can be limited. As a result, a sufficient fixed area between the bipolar plate and the lead layer can be secured.
  • the height of the overhanging portion is equal to or higher than the thickness of the adhesive layer. According to this configuration, the height of the overhanging portion becomes equal to or larger than the thickness of the adhesive layer, and it is possible to more reliably prevent the adhesive from entering the through hole.
  • the height of the overhanging portion is 20 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. According to this configuration, it is possible to suppress the amount of protrusion of the overhanging portion to the lead layer side with respect to the adhesive layer while preventing the adhesive from entering the through hole by the overhanging portion. As a result, it is possible to suppress the load on the lead layer due to the overhanging portion.
  • the overhanging portion is integrally formed with the bipolar plate. According to this configuration, the overhanging portion can be formed when the bipolar plate is manufactured. The overhanging portion is a separate part from the bipolar plate, and is adhered to the surface of the bipolar plate. According to this configuration, the overhanging portion is positioned only by being adhered, and the overhanging portion can be easily formed.
  • the overhanging portion is an adhesive seal having an adhesive layer on at least the surface on the bipolar plate side. According to this configuration, the overhanging portion is positioned only by being adhered with the adhesive layer, and the overhanging portion can be easily formed.
  • the overhanging portion is made of a liquid gasket. According to this configuration, the overhanging portion is positioned only by applying the liquid gasket, and the overhanging portion can be easily formed.
  • the intrusion avoidance structure includes, for example, a groove portion (concave structure) formed on the outer periphery of the through hole.
  • the adhesive constituting the adhesive layer is prevented from flowing (invading) into the through hole for conduction by the groove formed in the bipolar plate.
  • an increase in electrical resistance between the lead layer for the positive electrode and the lead layer for the negative electrode due to the intrusion of the adhesive into the through hole is prevented, and lead for the positive electrode through the through hole is prevented. It is possible to improve the reliability of the bonding between the layer and the lead layer for the negative electrode.
  • the applied adhesive is formed in the groove before flowing into the through hole. It flows in.
  • the applied adhesive prevents the through holes from being contaminated.
  • the adhesive layer in the vicinity of the through hole flows by resistance welding for joining the lead layer for the positive electrode and the lead layer for the negative electrode through the through hole.
  • the groove portion has a groove portion continuously formed so as to surround the outer periphery of the through hole. According to this configuration, the adhesive from the entire circumference into the through hole first flows into the groove portion, so that the adhesive can be more reliably prevented from entering the through hole from the entire circumference.
  • As the groove portion there is a groove portion intermittently formed so as to surround the circumference of the through hole. According to this configuration, by having a portion that does not form a groove between the grooves, the rigidity of the bipolar plate of the portion where the groove is provided can be set to be higher by that amount. Therefore, the groove can be formed deeply. As a result, it becomes possible to arrange the groove portion on the entire circumference in the circumferential direction of the through hole while increasing the capacity of the groove portion.
  • the intermittently formed groove penetrates the bipolar plate.
  • the groove portion can be formed deeply, and as a result, the capacity of the groove portion becomes large. Therefore, it is possible to set a large amount of the adhesive that can flow into the groove portion.
  • the groove portion has a depth of 0.3 mm or more and a width of 1 mm or more and 10 mm or less along the direction away from the through hole.
  • the region where the groove is formed is a limited range of 10 mm or less from the through hole.
  • it is possible to sufficiently secure a fixed area by the adhesive layer between the bipolar plate and the lead layer.
  • it has an overhang on the surface of the bipolar plate in the region. According to this configuration, by forming the overhanging portion together with the groove portion, it is possible to prevent the adhesive from moving to the through hole even by the overhanging portion.
  • the intrusion avoidance structure includes, for example, a bank component (convex structure) formed on the outer periphery of the through hole.
  • the adhesive constituting the adhesive layer is prevented from flowing (invading) into the through hole for conduction by the embankment component surrounding the through hole.
  • an increase in electrical resistance between the lead layer for the positive electrode and the lead layer for the negative electrode due to the intrusion of the adhesive into the through hole is prevented, and lead for the positive electrode through the through hole is prevented. It is possible to improve the reliability of the bonding between the layer and the lead layer for the negative electrode.
  • the through hole is contaminated with the applied adhesive. To prevent. Further, even after the lead layer is attached to the surface of the bipolar plate by the adhesive layer, the adhesive layer near the through hole flows by resistance welding for joining the lead layer for the positive electrode and the lead layer for the negative electrode through the through hole. Although there is a risk of contaminating the through hole, heat transfer to the adhesive layer near the through hole is relaxed by the bank parts protruding from the surface of the substrate, and the adhesive layer in a fluid state becomes the through hole. It is avoided to flow in and contaminate.
  • a recess for positioning the embankment component is formed on the surface of the bipolar plate on which the embankment component is placed.
  • the position of the placed embankment part is restricted by describing the movement of the embankment part in the left-right direction by the concave portion.
  • the embankment parts are composed of elastic bodies such as rubber materials. According to this configuration, when a load from the bonded lead layer (lead foil) is applied to the embankment part, the elastic body is deformed to reduce the load applied to the lead layer from the embankment part. The lead layer is less likely to be damaged.
  • the area on which the embankment parts are placed shall be an area within 10 mm from the through hole surrounding the outer periphery of the embankment parts. According to this configuration, the area for forming the embankment component can be limited. As a result, a sufficient fixed area between the bipolar plate and the lead layer can be secured. Further, the liquid adhesive is cured in the adhesive layer. According to this configuration, when the lead layer is attached to the bipolar plate, the adhesive easily penetrates into the through hole for conduction, but the intrusion of the adhesive into the through hole can be prevented by the bank component.
  • the height of the bank component is equal to or greater than the thickness of the adhesive layer. According to this configuration, the height of the bank component becomes equal to or larger than the thickness of the adhesive layer, and it is possible to more reliably prevent the adhesive from entering the through hole.
  • the height of the embankment parts is 20 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. According to this configuration, it is possible to prevent the adhesive from entering the through hole by the embankment part, and to suppress the overhanging height of the embankment part on the lead layer side with respect to the adhesive layer. As a result, it is possible to suppress the load on the lead layer due to the embankment parts.
  • the bipolar electrode of the present disclosure is suitable as a bipolar electrode for a bipolar lead-acid battery. It is a bipolar type storage battery provided with the above-mentioned bipolar electrode. According to this configuration, it is possible to provide a bipolar storage battery capable of achieving both long-term reliability and high energy density due to the above-mentioned effects.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line XX'in FIG. 9 for explaining an example of a joint structure of a lead layer for a positive electrode and a lead layer for a negative electrode through a through hole. It is sectional drawing explaining another example of a groove part. It is sectional drawing explaining another example of a groove part. It is sectional drawing explaining another example of a groove part. It is sectional drawing explaining another example of a groove part. It is sectional drawing explaining another example of a groove part. It is sectional drawing explaining another example of a groove part. It is a top view explaining the substrate (bipolar plate) which concerns on embodiment based on this invention.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line XX'in FIG. 16 for explaining an example of a joint structure of a lead layer for a positive electrode and a lead layer for a negative electrode through a through hole. It is sectional drawing explaining another example of the bonding structure of the lead layer for a positive electrode and the lead layer for a negative electrode through a through hole. It is sectional drawing explaining another example of the bonding structure of the lead layer for a positive electrode and the lead layer for a negative electrode through a through hole. It is sectional drawing explaining another example of the bonding structure of the lead layer for a positive electrode and the lead layer for a negative electrode through a through hole. It is sectional drawing explaining another example of a bank part.
  • the present invention is not limited to the following embodiment as it is, and can be embodied by an appropriate combination or modification as long as it does not deviate from the gist thereof, and a form to which such a change or improvement is added is also the present invention. Can be included in.
  • a bipolar lead-acid battery will be described as an example of the bipolar lead-acid battery, but the present disclosure is applicable to a bipolar storage battery other than the bipolar lead-acid battery.
  • the first embodiment is an example in which the intrusion avoidance structure is composed of an overhanging portion (convex structure).
  • the structure of the bipolar lead-acid battery 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the bipolar lead-acid battery 1 shown in FIG. 1 is configured by stacking a plurality of bipolar electrodes 130 in the thickness direction via an electrolytic layer 20. Electrolyte layers 20 are separately laminated on both ends of the laminated bipolar electrode group in the stacking direction. Then, the electrolytic layer 20 arranged at the left end in FIG. 1 is electrically connected to the negative electrode terminal 107 via the negative electrode 110, and the electrolytic layer 20 arranged at the right end in FIG. 1 is connected via the positive electrode 120.
  • Reference numeral 31 is an adhesive layer for attaching the negative electrode 110 and the positive electrode 120 on the end side in the stacking direction to the main body portion (end plate) 11A of the outer frame 11.
  • the outer frame 11 includes a plate-shaped main body portion 11A and a rising portion (rim) 11B rising from the entire outer peripheral portion of the main body portion 11A.
  • one cell member is composed of the electrolytic layer 20 and the positive electrode 120 and the negative electrode 110 facing each other with the electrolytic layer 20 interposed therebetween.
  • a bipolar lead-acid battery having two bipolar electrodes 130 and three cell members is shown. The number of cell members and the number of stacks of the number of bipolar electrodes 130 are set according to the required storage capacity of the bipolar lead-acid battery 1.
  • the bipolar electrode 130 shown in FIG. 1 includes an internal frame 12, a positive electrode 120, and a negative electrode 110.
  • the internal frame 12 of the present embodiment is integrally connected to a flat plate-shaped substrate (bipolar plate) 12A having electrodes on both sides thereof, and the entire circumference of the outer peripheral portion of the substrate 12A. It is composed of a frame member (rim) 12B.
  • the frame member 12B rises from both sides of the substrate 12A in the thickness direction of the substrate 12A, respectively.
  • the inner frame 12 and the outer frame 11 are made of, for example, a thermoplastic resin.
  • thermoplastic resin examples include acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin) and polypropylene. These thermoplastic resins have excellent moldability and sulfuric acid resistance. Therefore, even if the electrolytic solution comes into contact with the substrate 12A, decomposition, deterioration, corrosion, etc. are unlikely to occur on the substrate 12A.
  • each frame member 12B of the inner frame 12 together with a pair of outer frames 11 arranged on both ends in the stacking direction constitutes a skeleton of a battery 1 accommodating a plurality of bipolar electrodes 130 and the like. Then, the space formed between the adjacent inner frames 12 and the space formed between the adjacent inner frames 12 and the outer frame 11 each form a chamber (cell) for accommodating the cell member.
  • a positive electrode 120 is bonded to one surface 12Aa of the substrate 12A by an adhesive layer 30.
  • the positive electrode 120 includes a lead layer 101 for a positive electrode and an active material layer 103 for a positive electrode arranged on the lead layer 101 for a positive electrode.
  • the lead layer 101 for the positive electrode is made of lead or a lead alloy, and has, for example, a foil shape (lead foil).
  • the lead layer 101 for the positive electrode is adhered to one surface 12Aa of the substrate 12A with an adhesive.
  • a negative electrode 110 is bonded to the other surface 12Ab of the substrate 12A by an adhesive layer 30.
  • the negative electrode 110 includes a lead layer 102 for a negative electrode and an active material layer 104 for a negative electrode arranged on the lead layer 102 for a negative electrode.
  • the lead layer 102 for the negative electrode is made of lead or a lead alloy, and has, for example, a foil shape (lead foil).
  • the lead layer 102 for the negative electrode is adhered to the other surface 12Ab of the substrate 12A with an adhesive.
  • a plurality of through holes 12a for conduction are formed in the substrate 12A in order to conduct (electrically join) the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode.
  • FIG. 2 illustrates a case where the cross-sectional shape of the through hole 12a is circular, but the cross-sectional shape of the through hole 12a is not particularly limited, such as a polygonal shape.
  • ⁇ Overhanging part 12C> an endless annular tension that continuously surrounds the outer periphery of the opening of each through hole 12a as shown in FIGS. 2 and 3, respectively, on one surface 12Aa and the other surface 12Ab of the substrate 12A.
  • the protrusion 12C is formed.
  • the overhanging portion 12C constitutes an intrusion avoidance structure for preventing the intrusion of fluid from the outer periphery into the through hole.
  • the shape of the endless annular overhanging portion 12C does not have to be concentric with the through hole 12a.
  • the shape of the endless annular overhanging portion 12C in a plan view may be rectangular or the like.
  • the shape of the overhanging portion 12C is preferably a continuous arc shape such as a circle or an ellipse in a plan view.
  • the adhesive layer 30 is not formed on the overhanging portion 12C. In the present embodiment, it is assumed that the adhesive layer 30 is formed by applying a liquid adhesive to the surface of the substrate 12A excluding the overhanging portion 12C. Then, the liquid adhesive is cured to form the adhesive layer 30.
  • the overhanging portion 12C is a through hole surrounding the outer periphery as shown in FIG. 2 in a plan view. It is preferable that the area D from the open end of 12a is formed in the region ARA within 10 mm.
  • the region ARA is more preferably a region ARA within 5 mm from the end of the opening.
  • the liquid adhesive applied to the surface of the substrate 12A may flow along the surface of the substrate 12A and invade the through hole 12a when the lead layers 101 and 102 are bonded together.
  • the more the adhesive area and the adhesive strength between the surface of the substrate 12A and each lead layer are to be obtained the larger the amount of the adhesive to be applied and the easier it is for the adhesive to penetrate into the through hole 12a.
  • an endless annular overhanging portion 12C is formed around each through hole 12a. Therefore, the adhesive that has flowed toward the through hole 12a is less likely to flow toward the through hole 12a due to the step caused by the overhanging portion 12C, and easily flows in the other direction. This makes it possible to reduce the amount of adhesive that penetrates into the through hole 12a.
  • the height H of the overhanging portion 12C is preferably equal to or greater than the thickness of the adhesive layer 30.
  • the height H of the overhanging portion 12C is set to a range of 20 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. This is because the thickness of the adhesive layer 30 is, for example, about 20 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the height H of the overhanging portion 12C is equal to or greater than the thickness of the adhesive layer 30, the adhesive flowing toward the through hole 12a is prevented from flowing to the through hole 12a side by the overhanging portion 12C. It is possible to prevent the adhesive from entering the through hole 12a.
  • the conduction between the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode is executed by, for example, resistance welding.
  • the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode are connected to each other through the through hole 12a. It is electrically joined.
  • reference numeral W indicates a welded portion thereof.
  • the vicinity of the through hole 12a is also heated by the welding heat, but the overhanging portion 12C relaxes the heating to the adhesive layer 30 near the through hole 12a, and the heat causes the vicinity of the through hole 12a to be heated.
  • the endless annular overhanging portion 12C can prevent the adhesive having fluidity from flowing into the through hole 12a.
  • the height H of the overhanging portion 12C is preferably, for example, 500 ⁇ m or less. More preferably, the height H of the overhanging portion 12C has a difference of 50 ⁇ m or less from the height of the adhesive layer 30 and further 20 ⁇ m or less.
  • the thickness of the lead layer is 70 ⁇ m or more, and the difference between the height H of the overhanging portion 12C and the height of the adhesive layer 30 is preferably less than the thickness of the lead layer.
  • the width D0 of the overhanging portion 12C is, for example, in the range of 1 mm or more and 10 mm or less. Considering that the overhanging portion 12C is integrally formed with the substrate 12A by injection molding, it is estimated that the lower limit is 1 mm in width. Further, since the overhanging portion 12C is formed within the range of 10 mm, the maximum value of the width D0 of the overhanging portion 12C is 10 mm. In FIG. 3, the surface of the through hole 12a and the inner peripheral surface of the overhanging portion 12C are formed flush with each other, but the present invention is not limited to this.
  • the position of the inner peripheral surface of the overhanging portion 12C may be arranged at a position distant from the opening end of the through hole 12a in the outer diameter direction. Further, the position of the inner peripheral surface of the overhanging portion 12C may be arranged so as to be located inside the opening end of the through hole 12a.
  • the adhesive layer 30 is formed between the substrate 12A and the lead layers 101 and 102.
  • the adhesive used for the adhesive layers 30 and 31 preferably has sulfuric acid resistance.
  • an epoxy-based adhesive can be exemplified.
  • the epoxy adhesive uses an epoxy resin as a main component, and an acid or a basic curing agent can be used as the curing agent.
  • the epoxy resin contained in the main agent include, but are not limited to, bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin.
  • the electrolytic layer 20 is composed of, for example, a glass fiber mat impregnated with an electrolytic solution containing sulfuric acid.
  • the overhanging portion 40 is formed separately from the substrate 12A, and covers the entire outer circumference of the through hole 12a before attaching the lead layers 101 and 102 to the substrate 12A with an adhesive.
  • the overhanging portion 40 may be adhered to the surface of the substrate 12A.
  • the overhanging portion 40 is composed of an adhesive seal having an adhesive layer on at least one side. Then, the adhesive seal is adhered to the substrate 12A by adhesion to form an overhanging portion 40.
  • the adhesive seal may have adhesive layers on both sides. In this case, the adhesive seal also adheres to the surfaces of the lead layers 101 and 102, and the adhesive seal also has a role of fixing the lead layer to the substrate 12A.
  • the adhesive seal is composed of a base material and an adhesive layer.
  • the base material include, but are not limited to, polyester, polyolefin, polyimide film, and fluororesin (Teflon (registered trademark)) film.
  • the material of the adhesive layer for example, a rubber-based, acrylic-based, or silicone-based adhesive can be used.
  • the adhesive seal is not limited to this, and other known adhesive seals may be adopted.
  • the adhesive seal may be attached to the substrate 12A, for example, after the adhesive seal is attached so as to cover the through hole 12a, the portion overlapping the through hole 12a may be hollowed out to form the overhanging portion 40. Further, as shown in FIG.
  • the overhanging portion 41 may be configured by covering the outer periphery of the through hole 12a with a liquid gasket. It is preferable to form a recess on the surface of the substrate 12A on which the liquid gasket is formed so that the liquid gasket can be easily arranged.
  • the corner portion 12Ca of the overhanging portion 12C may be rounded into an arc shape so as to give a curvature, or as shown in FIG. 7, the side surface 12Cb of the overhanging portion 12C may be inclined. It may be attached so that the angle of the corner portion is obtuse.
  • the top of the overhanging portion 12C itself may have an arcuate cross section (see FIG. 8).
  • the cross-sectional shape of the overhanging portion 12C is not particularly limited. In the case of this modification, it is possible to reduce the load on the lead layer to be attached by the overhanging portion 12C.
  • FIG. 8 illustrates a case where two overhanging portions 12C are formed.
  • the adhesive may flow to the through hole 12a side beyond the overhanging portion 12C on the outer peripheral side, it is trapped in the recess 12d between the two overhanging portions 12C and moves to the through hole 12a side. Prevents the adhesive from flowing in.
  • the plurality of overhanging portions 12C do not have to have similar shapes in a plan view, and the centers of the overhanging portions 12C do not have to coincide.
  • a case where the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode are directly joined via the through hole 12a for conduction is taken as an example.
  • a columnar conductor (not shown) may be arranged in the through hole 12a, and the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode may be electrically bonded via the conductor.
  • ⁇ Groove 212C> an endless annular groove portion that continuously surrounds the outer periphery of the opening of each through hole 12a on one surface 12Aa and the other surface 12Ab of the substrate 12A, respectively, as shown in FIGS. 9 and 10, respectively. 212C is formed.
  • the shape of the endless annular groove portion 212C does not have to be concentric with the through hole 12a.
  • the shape of the endless annular groove portion 212C in a plan view may be rectangular or the like. However, from the viewpoint of not forming the corners, the shape of the groove 212C is preferably a continuous arc such as a circle or an ellipse in a plan view.
  • the groove portion 212C has a through hole 12a surrounding the outer periphery as shown in FIG. 9 in a plan view. It is preferable to form the region ARA in which the distance D from the opening end is within 10 mm.
  • the region ARA is more preferably a region ARA within 5 mm from the end of the opening.
  • the liquid adhesive applied to the surface of the substrate 12A may flow along the surface of the substrate 12A and invade the through hole 12a when the lead layers 101 and 102 are bonded together.
  • the more the adhesive area and the adhesive strength between the surface of the substrate 12A and each lead layer are to be obtained the larger the amount of the adhesive to be applied and the easier it is for the adhesive to penetrate into the through hole 12a.
  • an endless annular groove portion 212C is formed around each through hole 12a. Therefore, the adhesive that has flowed toward the through hole 12a flows into the groove portion 212C and is captured, so that it becomes difficult for the adhesive to flow toward the through hole 12a. This makes it possible to reduce the amount of adhesive that penetrates into the through hole 12a.
  • the conduction between the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode is executed by, for example, resistance welding.
  • the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode are connected to each other through the through hole 12a. It is electrically joined.
  • reference numeral W indicates a welded portion thereof.
  • the welding heat also heats the vicinity of the through hole 12a, but the groove 212C alleviates the heating to the adhesive layer 30 near the through hole 12a, and the heat also heats the adhesive layer near the through hole 12a. Even if 30 is melted and has fluidity, in the present embodiment, the endless annular groove portion 212C can prevent the adhesive having fluidity from flowing into the through hole 12a.
  • the depth H (overhang amount) of the groove portion 212C is preferably 0.3 mm or more. From the viewpoint of preventing the adhesive from flowing into the through hole side, it is preferable that the groove 212C is deep. However, if it is made too deep, the thickness of the substrate is reduced and the substrate is easily bent. Therefore, it is preferable to secure the thickness of the substrate at the position where the groove 212C is formed to be 1 mm or more. For example, in the case where the thickness of the substrate 12A is t [mm] and the groove 212C is formed at the same position on both the upper and lower sides in a plan view as shown in FIG. 10, the upper limit of the depth of the groove 212C is set. , "(T-1) / 2" is preferable.
  • the upper limit of the depth of the groove portions 212C is, for example, "t-1". In some cases it can be done.
  • the width D0 in the direction (for example, the radial direction) along the direction away from the through hole of the groove portion 212C is, for example, in the range of 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the groove portion 212C is integrally formed with the substrate 12A by injection molding, it is estimated that the lower limit is 1 mm in width.
  • the maximum value of the width D0 of the groove portion 212C is 10 mm. From the viewpoint of preventing the adhesive from flowing into the through hole, it is preferable that the width D0 of the groove portion 212C is wide.
  • the width D0 of the groove portion 212C is too wide, the laminated lead layers 101 and 102 may enter the groove and give a load due to unnecessary deformation to the lead layers 101 and 102. From this point of view, the maximum value of the width D0 of the groove portion 212C is 10 mm.
  • FIG. 11 illustrates a case where the groove portion 212C having two rows is formed.
  • the plurality of groove portions 212C do not have to have similar shapes in a plan view, and the centers of the respective groove portions 212C do not have to coincide with each other.
  • each groove portion 212C can be relatively narrowed. As a result, the amount of deformation of the attached lead layer in the groove portion 212C becomes small, and the load on the lead layer by the groove portion 212C becomes small.
  • the groove portion 212C is a groove portion 212C formed in an endless annular shape that continuously surrounds the outer periphery of the through hole without interruption
  • the structure of the groove portion is such that it surrounds the outer periphery of the through hole. It suffices if it is configured in, and is not limited to this.
  • the shape may be partially interrupted in a C-shape of the alphabet, or as shown in FIG. 12, the groove portions 212C formed at intervals so as to intermittently surround the through hole may be used.
  • the width in the direction away from the through hole can be set relatively wider than that of the continuously formed groove portion 212C.
  • the groove portion 212C formed intermittently may be formed so as to penetrate the substrate 12A.
  • the distance between the groove portions 212C adjacent to each other along the circumferential direction is preferably 1 mm or more in consideration of the rigidity of the substrate 12A.
  • the continuously formed groove portion 212C and the intermittently formed groove portion 212C may be used in combination.
  • the angle of the groove portion 212C is formed into an arc shape so as to give a curvature or the angle is obtuse, so that the degree of sharpness of the angle of the groove portion 212C is relaxed. Is preferable. This can reduce the load on the lead layer.
  • an overhanging portion 212E may be formed in the region ARA on the surface of the substrate together with the groove portion 212C.
  • the overhanging portion 212E it is possible to prevent the adhesive from moving to the through hole 12a side.
  • FIG. 14 is an example in which the overhanging portion 212E is formed between the groove portions 212C.
  • FIG. 15 is an example in which the overhanging portion 212E is formed on the through hole 12a side.
  • the relationship between the position of the overhanging portion 212E and the position of the groove portion 212C is not limited to FIGS. 14 and 15.
  • the overhanging portion 212E may be formed so as to continuously surround the outer periphery of the through hole 12a, or may be formed intermittently along the circumferential direction.
  • a case where the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode are directly joined via the through hole 12a for conduction is taken as an example.
  • a columnar conductor (not shown) may be arranged in the through hole 12a, and the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode may be electrically bonded via the conductor.
  • ⁇ Bank parts 340> an endless annular bank that continuously surrounds the outer periphery of the opening of each through hole 12a on one surface 12Aa and the other surface 12Ab of the substrate 12A, respectively, as shown in FIGS. 16 and 18, respectively.
  • the component 340 is placed and projects from the surface of the substrate 12A in the thickness direction of the substrate 12A.
  • the shape of the endless annular bank component 340 does not have to be concentric with the through hole 12a.
  • the shape of the endless annular bank component 340 in a plan view may be rectangular or the like. However, from the viewpoint of not forming the corners, the shape of the bank component 340 is preferably a continuous arc such as a circle or an ellipse in a plan view.
  • the adhesive layer 30 is not formed on the bank component 340.
  • recesses 312C are formed in one surface 12Aa and the other surface 12Ab of the substrate 12A along the mounting position of the embankment component 340, respectively. It is formed. Then, the embankment component 340 is positioned on the recess 312C by placing the embankment component 340 on the recess 312C.
  • the recess 312C preferably has a concave shape into which the bank component 340 can be fitted, from the viewpoint of suppressing the movement of the bank component 340 in the direction along the surface of the substrate 12A.
  • the depth of the recess 312C is, for example, 5% or 100 ⁇ m of the thickness of the substrate 12A.
  • FIG. 18 illustrates a case where the recess 312C is formed deeper, the depth of the recess 312C may be shallow.
  • FIG. 18 shows an example in which the lower portion of the bank component 340 is placed so as to be fitted into the recess 312C.
  • the depth of the recess 312C may be set so that the amount of protrusion (overhang height H) of the embankment component 340 placed on the recess 312C from the surface of the substrate 12A is the desired height.
  • the shape of the recess 312C in the plan view is a ring shape that matches the shape of the bank component 340, but the shape of the recess 312C in the plan view is the bank.
  • a plurality of legs may be projected downward from the lower part of the bank component 340, and the recesses 312C may be formed in a portion corresponding to the lower part of the legs so that the legs can be inserted into the recesses 312C.
  • the embankment part 340 is preferably made of an elastic body, but may be made of plastic, metal, or the like.
  • the embankment component 340 may have enough rigidity to prevent the moving of the flowing adhesive.
  • the embankment part 340 may be made of a rubber material.
  • it is preferable to have sulfuric acid resistance.
  • the rubber material to be the bank component 340 include natural rubber, styrene rubber, butyl rubber, nitrile rubber, ethylene / propylene rubber, chloroprene rubber, chlorosulfonated polyethylene, silicone rubber, and fluororubber.
  • foam rubber may be used as the rubber material.
  • the foamed rubber include foamed rubber obtained by foaming ethylene / propylene rubber.
  • the cross-sectional shape of the bank part 340 is rectangular is illustrated, but the cross-sectional shape of the bank part 340 may be another shape.
  • the cross-sectional shape of the bank component 340 may be, for example, a circular shape as shown in FIG. 19 or a semi-circular shape as shown in FIG. 20.
  • the width of the recess 312C may be slightly smaller than the width of the embankment part 340, and the embankment part 340 may be shrunk and fitted.
  • a cavity 340a may be formed inside the bank component 340 to adjust the elastic force of the bank component 340.
  • the embankment part 340 does not have an acute-angled corner portion such as an arc shape in cross section.
  • the corner portion is deformed by pressing, so that an excessive load load due to the tip of the corner portion is suppressed. Be done.
  • the adhesive layer 30 is formed by applying a liquid adhesive to the surface of the substrate 12A, excluding the bank component 340. Then, the liquid adhesive is cured to form the adhesive layer 30.
  • the bank component 340 has a through hole 12a surrounding the outer periphery as shown in FIG. 16 in a plan view. It is preferable that the product is placed in the region ARA where the distance D from the open end of the is within 10 mm.
  • the region ARA is more preferably a region ARA within 5 mm from the open end of the through hole 12a.
  • the liquid adhesive applied to the surface of the substrate 12A may flow along the surface of the substrate 12A and invade the through hole 12a when the lead layers 101 and 102 are bonded together.
  • the more the adhesive area and the adhesive strength between the surface of the substrate 12A and each lead layer are to be obtained the larger the amount of the adhesive to be applied and the easier it is for the adhesive to penetrate into the through hole 12a.
  • an endless annular bank component 340 is placed around each through hole 12a. Therefore, the adhesive that has flowed toward the through hole 12a is difficult to flow toward the through hole 12a due to the step (overhang) due to the bank component 340, and easily flows in the other direction. This makes it possible to reduce the amount of adhesive that penetrates into the through hole 12a.
  • the overhang height H of the bank component 340 from the surface of the substrate 12A is equal to or larger than the thickness of the adhesive layer 30.
  • the overhang height H of the embankment component 340 is set in the range of 20 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the thickness of the adhesive layer 30 is, for example, about 20 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the conduction between the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode is executed by, for example, resistance welding.
  • the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode are connected to each other through the through hole 12a. It is electrically joined.
  • reference numeral W indicates a welded portion thereof.
  • the vicinity of the through hole 12a is also heated by the welding heat, but the heating to the adhesive layer 30 near the through hole 12a is alleviated by the bank component 340, and the adhesion near the through hole 12a is caused by the heat.
  • the endless annular bank component 340 can prevent the adhesive having fluidity from flowing into the through hole 12a.
  • the overhang height H of the embankment part 340 is preferably, for example, 500 ⁇ m or less. More preferably, the overhang height H of the embankment component 340 has a difference of 50 ⁇ m or less from the height of the adhesive layer 30 and further 20 ⁇ m or less.
  • the thickness of the lead layer is 70 ⁇ m or more, and the difference between the overhang height H of the bank component 340 and the height of the adhesive layer 30 is preferably less than the thickness of the lead layer.
  • the width D0 of the bank component 340 is, for example, in the range of 1 mm or more and 10 mm or less.
  • FIG. 16 a case where one embankment part 340 is placed so as to surround the through hole 12a is illustrated, but a plurality of embankment parts 340 are placed concentrically around the through hole 12a. You may. In this case, even if the adhesive may flow to the through hole 12a side beyond the bank component 340 on the outer peripheral side, it is trapped in the concave portion between the two bank parts 340 and the adhesive is applied to the through hole 12a side. Prevents the inflow.
  • the plurality of embankment parts 340 do not have to have similar shapes in a plan view, and the centers of the embankment parts 340 do not have to match.
  • a case where the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode are directly joined via the through hole 12a for conduction is taken as an example.
  • a columnar conductor (not shown) may be arranged in the through hole 12a, and the lead layer 101 for the positive electrode and the lead layer 102 for the negative electrode may be electrically bonded via the conductor.
  • the recess 312C for positioning the bank component 340 the recess 312C on which the bank component 340 is not placed may be formed on the surface of the substrate 12A.
  • two or more intrusion avoidance structures described in the first to third embodiments may be used in combination as appropriate.
  • the present disclosure may also have the following structure.
  • a bipolar plate having through holes for conduction, a positive electrode bonded to one surface of the bipolar plate by an adhesive layer, and a negative electrode bonded to the other surface of the bipolar plate by an adhesive layer.
  • a bipolar electrode for a bipolar storage battery comprising, wherein the bipolar plate has at least one of a concave structure and a convex structure that prevents fluid from entering the through hole on one surface and the other surface.
  • a bipolar electrode having an intrusion avoidance structure consisting of the above structure.
  • the lead layer (lead foil) is fixed to the surface of the substrate by the adhesive layer made of an adhesive
  • the applied adhesive penetrates. Prevents the holes from being contaminated.
  • the adhesive layer in the vicinity of the through hole is fluidized by resistance welding for joining the lead layer for the positive electrode and the lead layer for the negative electrode through the through hole.
  • the intrusion avoidance structure relaxes heat transfer to the adhesive layer near the through hole, and the fluidized adhesive layer flows into the through hole to contaminate it. Is avoided.
  • the adhesive may interfere with the welding of the conductive portion and increase the electric resistance between the lead layers.
  • the conductive portion formed in the through hole is not contaminated, so that the reliability when welding the conductive portion is improved.
  • the region forming the intrusion avoidance structure is set to a region within 10 mm from the through hole surrounding the outer periphery of the intrusion avoidance structure, a sufficient fixed area between the substrate and the lead layer can be sufficiently secured.
  • a bipolar comprising a substrate having a through hole for conduction, a positive electrode bonded to one surface of the substrate by an adhesive layer, and a negative electrode bonded to the other surface of the substrate by an adhesive layer.
  • a bipolar electrode for a type storage battery the substrate has an overhanging portion on one surface and the other surface that continuously surrounds the outer periphery of the through hole without interruption.
  • the overhanging portion is formed, for example, in a region within 10 mm from the through hole surrounding the outer periphery of the overhanging portion in a plan view.
  • the applied adhesive penetrates the lead layer. Prevents the holes from being contaminated. Further, even after the lead layer is attached to the surface of the substrate by the adhesive layer, the adhesive layer near the through hole is fluidized by the resistance welding for joining the lead layer for the positive electrode and the lead layer for the negative electrode through the through hole. However, the overhanging portion relaxes heat transfer to the adhesive layer near the through hole, and the fluidized adhesive layer flows into the through hole 12a to contaminate the through hole. Is avoided. Further, by setting the region forming the overhanging portion to a region within 10 mm from the through hole a surrounding the outer periphery of the overhanging portion, it is possible to sufficiently secure a fixed area between the substrate and the lead layer.
  • the height of the overhanging portion is equal to or higher than the thickness of the adhesive layer. According to this configuration, it is possible to more reliably prevent the adhesive from entering the through hole.
  • the height of the overhanging portion is 20 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. According to this configuration, it is possible to suppress the load on the lead layer by the overhanging portion while preventing the adhesive from entering the through hole.
  • the overhanging portion is integrally formed with the substrate. According to this configuration, it is possible to form an overhanging portion when the substrate is manufactured.
  • the overhanging portion is a component separate from the substrate and adheres to the surface of the substrate. According to this configuration, the overhanging portion is positioned only by being adhered, and the overhanging portion can be easily formed.
  • the overhanging portion is an adhesive seal having an adhesive layer on at least the surface on the substrate side. According to this configuration, the overhanging portion is positioned only by being adhered with the adhesive layer, and the overhanging portion can be easily formed.
  • the overhanging portion is made of a liquid gasket. According to this configuration, the overhanging portion is positioned only by applying the liquid gasket, and the overhanging portion can be easily formed.
  • a bipolar comprising a substrate on which a through hole for conduction is formed, a positive electrode bonded to one surface of the substrate by an adhesive layer, and a negative electrode bonded to the other surface of the substrate by an adhesive layer.
  • a bipolar electrode for a type storage battery the substrate has grooves formed on the outer periphery of the through hole on one surface and the other surface, and the groove has a groove in a plan view. It is formed in a region within 10 mm from the opening end of the through hole formed on the outer periphery.
  • the through hole is formed by the applied adhesive. Prevents contamination. Further, even after the lead layer is attached to the surface of the substrate 12A by the adhesive layer, the adhesive layer in the vicinity of the through hole flows by resistance welding for joining the lead layer for the positive electrode and the lead layer for the negative electrode through the through hole. Although there is a risk of contaminating the through hole, it is possible to prevent the adhesive layer in a fluid state from flowing into the through hole and contaminating it.
  • the adhesive may interfere with the welding of the conductive portion and increase the electric resistance between the lead layers.
  • the conductive portion formed in the through hole is not contaminated, so that the reliability when welding the conductive portion is improved.
  • the region forming the groove portion is set to a region within 10 mm from the through hole surrounding the outer periphery of the groove portion, a sufficient fixed area between the substrate and the lead layer can be sufficiently secured.
  • the groove portion has a groove portion continuously formed so as to surround the outer periphery of the through hole. According to this configuration, it is possible to more reliably prevent the adhesive from entering the through hole from the entire circumference. (12)
  • the groove portion has a groove portion intermittently formed so as to surround the circumference of the through hole. According to this configuration, it is possible to arrange the groove portion on the entire circumference in the circumferential direction of the through hole while increasing the capacity of the groove portion.
  • the intermittently formed groove portion penetrates the substrate. According to this configuration, it is possible to set a large amount of adhesive that can flow into the groove portion.
  • the groove portion has a depth of 0.3 mm or more and a width of 1 mm or more and 10 mm or less along the direction away from the through hole. According to this configuration, it is possible to secure a predetermined amount of the capacity of the groove portion while ensuring the rigidity of the substrate. (15) Further, it has an overhanging portion on the surface of the substrate in the region. According to this configuration, by forming the overhanging portion together with the groove portion, it is possible to prevent the adhesive from moving to the through hole. (16) The overhanging portion continuously surrounds the outer periphery of the through hole. According to this configuration, the overhanging portion makes it possible to suppress the inflow of the adhesive from the entire circumference of the through hole into the through hole.
  • the bipolar electrode is a bipolar electrode for a bipolar storage battery, wherein the bipolar plate is mounted on one surface and the other surface and has a bank component that surrounds the outer periphery of the through hole. According to this configuration, for example, by providing a bank component on the outer periphery of the through hole, when the lead layer (lead foil) is fixed to the surface of the substrate by the adhesive layer made of an adhesive, the through hole is applied with the adhesive. Prevents contamination.
  • the adhesive layer near the through hole is fluidized by the resistance welding for joining the lead layer for the positive electrode and the lead layer for the negative electrode through the through hole.
  • the bank parts may reduce heat transfer to the adhesive layer near the through hole, and the fluidized adhesive layer may flow into the through hole and contaminate it. Be avoided.
  • the adhesive invades the through hole, it may interfere with the welding of the conductive part and increase the electrical resistance between the lead layers.
  • the conductive portion formed in the through hole is not contaminated, so that the reliability when welding the conductive portion is improved. As a result, it is possible to achieve both long-term reliability and high energy density for the bipolar storage battery provided with the bipolar electrode of the present embodiment.
  • the embankment component is formed, for example, in a region within 10 mm from a through hole surrounding the outer periphery of the embankment component in a plan view.
  • a sufficient fixed area between the substrate and the lead layer can be sufficiently secured.
  • a recess for positioning the bank component is formed on the surface of the bipolar plate on which the bank component is placed. According to this configuration, the movement of the embankment component in the direction along the surface of the substrate is restricted only by placing the embankment component in the recess. As a result, the inflow of the adhesive into the through hole can be more reliably suppressed by the embankment component only by placing the embankment component.
  • the embankment parts are preferably made of an elastic body.
  • the embankment parts are made of, for example, a rubber material.
  • the embankment parts are elastically deformed with respect to the load in the thickness direction of the substrate, so that the load load from the embankment parts to the lead layer can be reduced, and the lead layer is less likely to be damaged by the embankment parts.
  • the liquid adhesive is cured in the adhesive layer. According to this configuration, when the lead layer is attached to the substrate, the adhesive easily penetrates into the through hole for conduction, but the intrusion of the adhesive into the through hole can be prevented by the bank component.
  • the overhang height H of the bank component is equal to or larger than the thickness of the adhesive layer. According to this configuration, it is possible to more reliably prevent the adhesive from entering the through hole.
  • the overhang height H of the embankment parts is 20 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. According to this configuration, it is possible to suppress the load on the lead layer by the embankment parts while preventing the adhesive from entering the through holes.
  • a bipolar lead-acid battery having a plurality of layers of the above-mentioned bipolar electrodes. It is possible to provide a bipolar lead-acid battery capable of achieving both long-term reliability and high energy density.
  • Bipolar lead acid battery 11 External frame 11A Main body (end plate) 11B Rising part (rim) 12 Internal frame 12A Substrate (bipolar plate) 12B frame member (rim) 12C overhang (intrusion avoidance structure) 12a Through hole 20 Electrolytic layer 30 Adhesive layer 40 Overhanging part (intrusion avoidance structure) 41 Overhanging part (intrusion avoidance structure) 101 Lead layer for positive electrode 102 Lead layer for negative electrode 103 Active material layer for positive electrode 104 Active material layer for negative electrode 110 Negative electrode 120 Positive electrode 130 Bipolar electrode 212C Groove (intrusion avoidance structure) 212E Overhanging part (intrusion avoidance structure) 312C Recess 340 Bank parts (intrusion avoidance structure)

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Abstract

バイポーラプレートに形成した導通用の貫通孔への接着剤の侵入を抑制することで、正極用鉛層と負極用鉛層との接合の信頼性を向上させる。バイポーラ電極(130)は、導通用の貫通孔(12a)が形成された基板(バイポーラプレート)(12A)と、上記基板12Aの一方の面(12Aa)に接着層(30)によって貼り合わされた正極(120)と、上記基板(12A)の他方の面(12Ab)に接着層(30)によって貼り合わされた負極(110)と、を備えるバイポーラ型鉛蓄電池(1)用のバイポーラ電極(130)であって、上記基板(12A)は、上記一方の面(12Aa)及び上記他方の面(12Ab)に、侵入回避構造として、上記貫通孔(12a)の外周を囲う張出部(12C)を有している。バイポーラ型鉛蓄電池(1)は、上記態様のバイポーラ電極(130)を複数層備える。

Description

バイポーラ電極、及びバイポーラ型蓄電池
 本発明は、バイポーラ型蓄電池に関する技術である。
 例えば、バイポーラ型鉛蓄電池は、基板(バイポーラプレート)の一方の面に正極が形成され他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極が、電解層を介して複数層積層している。
 特許文献1に記載のバイポーラ型鉛蓄電池は、集電体の一方の面に正極活物質層が形成され他方の面に負極活物質層が形成されてなるバイポーラ電極が、ゲル電解質層を挟んで積層されてなるバイポーラ型鉛蓄電池である。その特許文献1には、隣接する正極活物質層、ゲル電解質層、及び負極活物質層を含んで構成される単電池層の周囲を取り囲むように配置される両面粘着部材を有し、両面粘着部材は、基材の役割を果たす絶縁材と、該絶縁材の両面に設けられた粘着剤とからなり、上記単電池層と共に2つの集電体間に挟まれて上記粘着剤により該2つの集電体に接着されてなるバイポーラ電池が記載されている。
 また、特許文献2に記載のバイポーラ型鉛蓄電池では、額縁形をなす樹脂からなるフレーム(リム)の内側に、樹脂からなる基板(バイポーラプレート)が取り付けられている。その基板の一方面及び他方面には、正極用鉛層及び負極用鉛層が配設されている。正極用鉛層と負極用鉛層とは、基板に複数形成された貫通孔の内部で直接的に接合されている。すなわち、特許文献2には、一方面側と他方面側とを連通させる貫通孔を有する基板(バイポーラプレート)とセル部材とが交互に複数積層されたバイポーラ型鉛蓄電池であって、セル部材は、正極用鉛層に正極用活物質層を設けた正極と、負極用鉛層に負極用活物質層を設けた負極と、正極と負極との間に介在する電解層と、を有し、一方のセル部材の正極用鉛層と他方のセル部材の負極用鉛層とが基板の貫通孔(連通孔)の内部に没入して接合されることにより、セル部材同士が直列に接続されたものが記載されている。
特開2004-179053号公報 特許第6124894号公報
 特許文献1及び2に記載のバイポーラ電極は、基板の一方面及び他方面に対し、それぞれ正極及び負極を構成する鉛層(鉛箔)が、液状接着剤で貼り合わされ、その液状接着剤を硬化させることで、基板の面に対し、鉛層が接着層によって全面固定された構造となっている。
 しかしながら、特許文献2に記載のように正極と負極を導通するための貫通孔が基板に形成されている場合、鉛層を貼り合わせる際に、基板の面に塗布した接着剤が、基板の面に沿って広がることで、貫通孔に侵入し当該貫通孔が接着剤で汚染されるおそれがあるという課題があった。特に、基板と鉛箔との間に十分な接着面積や接着強度を稼ごうとするほど、貫通孔内に接着剤が流れ込み易くなる。
 また、基板に鉛層を接着層によって貼り合わせた後でも、正極と負極を導通するための抵抗溶接の際の熱によって、貫通孔近傍の接着剤(接着層)が流動的になって、その流動的になった接着剤が貫通孔に侵入するおそれもある。
 そして、導通用の貫通孔が接着剤で汚染されると、その貫通孔を通じた、正極用鉛層と負極用鉛層との導通ができなくなったり、導通面積(溶接面積)が小さくなったりする。このようなことが発生した場合、正極用鉛層と負極用鉛層との間の電気抵抗が上がってしまうという課題がある。
 本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、基板(バイポーラプレート)に形成した導通用の貫通孔(導通領域)への接着剤の侵入を抑制することで、正極用鉛層と負極用鉛層との接合の信頼性を向上させることを目的とする。
 課題解決のために、本発明の一態様のバイポーラ電極は、導通用の貫通孔が形成されたバイポーラプレートと、上記バイポーラプレートの一方の面に接着層によって貼り合わされた正極と、上記バイポーラプレートの他方の面に接着層によって貼り合わされた負極と、を備えるバイポーラ型蓄電池用のバイポーラ電極であって、上記バイポーラプレートは、上記一方の面及び上記他方の面に、上記貫通孔への流動物の侵入を防止する、凹構造及び凸構造の少なくとも一方の構造からなる侵入回避構造を有する。
 また、本発明の態様は、上記態様のバイポーラ電極を備える、バイポーラ型蓄電池である。
 本発明の態様によれば、接着層を構成する接着剤が、導通用の貫通孔に流れ込む(侵入する)ことを、貫通孔の外周に形成した侵入回避構造によって防止する。この結果、本発明の態様によれば、例えば、貫通孔への接着剤の侵入による正極用鉛層と負極用鉛層との間の電気抵抗の増大が防止されて、貫通孔を介した正極用鉛層と負極用鉛層の接合の信頼性を向上させることが可能となる。
 また、上記接着層は液状接着剤が硬化してなる。
 この構成によれば、バイポーラプレートに鉛層を貼り付ける際に接着剤が導通用の貫通孔に侵入しやすくなるが、貫通孔への接着剤の侵入を侵入回避構造で防止することができる。
 ここで、貫通孔に接着剤が侵入すると、導通部の溶接を妨害して、鉛層間の電気抵抗が上がってしまうおそれがある。これに対し、本発明の態様では、貫通孔内に形成される導通部が汚染されなくなることによって、導通部を溶接する際の信頼性が向上する。この結果、本発明の態様のバイポーラ電極を備えたバイポーラ型蓄電池に対し、長期信頼性と高エネルギー密度を両立することができる。
 侵入回避構造は、例えば、貫通孔の外周を囲む張出部(凸構造)を備える。
 貫通孔の外周に張出部を設けることで、接着剤からなる接着層で鉛層(鉛箔)をバイポーラプレートの面に固定する際に、塗布した接着剤で貫通孔を汚染することを防止する。また、接着層で鉛層をバイポーラプレートの面に貼り付けた後においても、貫通孔を通じて正極用鉛層と負極用鉛層とを接合するための抵抗溶接によって、貫通孔近傍の接着層が流動的になって貫通孔を汚染するおそれもあるが、張り出した張出部によって、貫通孔近傍の接着層への熱伝達が緩和されると共に流動状態となった接着層が貫通孔に流れ込んで汚染することが回避される。
 また、張出部を形成する領域を、張出部で外周を囲う貫通孔から10mm以内の領域とする。
 この構成によれば、張出部を形成する領域を限定的とすることができる。この結果、バイポーラプレートと鉛層との間の固定面積を十分に確保可能となる。
 上記張出部の高さは、上記接着層の厚さ以上である。
 この構成によれば、張出部の高さが上記接着層の厚さ以上となり、より確実に貫通孔への接着剤の侵入を防止することができる。
 上記張出部の高さは、20μm以上500μm以下である。
 この構成よれば、張出部による貫通孔への接着剤の侵入を防止しつつ、接着層に対する鉛層側への張出部の突出量を抑えることができる。この結果、張出部による鉛層への負荷を抑えることが可能となる。
 上記張出部は、上記バイポーラプレートと一体に形成されている。
 この構成によれば、バイポーラプレート作製時に張出部を形成可能となる。
 上記張出部は、上記バイポーラプレートと別体の部品であって、上記バイポーラプレートの面に被着している。
 この構成によれば、被着するだけで張出部の位置決めがなされ、簡易に張出部を形成することができる。
 上記張出部は、少なくともバイポーラプレート側の面に粘着層を有する接着シールである。
 この構成によれば、粘着層で被着するだけで張出部の位置決めがなされ、簡易に張出部を形成することができる。
 上記張出部は、液状ガスケットからなる。
 この構成によれば、液状ガスケットを被着するだけで張出部の位置決めがなされ、簡易に張出部を形成することができる。
 侵入回避構造は、例えば、貫通孔の外周に形成された溝部(凹構造)を備える。
 この態様によれば、接着層を構成する接着剤が、導通用の貫通孔に流れ込む(侵入する)ことを、バイポーラプレートに形成した溝部によって防止する。この結果、本発明の態様によれば、貫通孔への接着剤の侵入による正極用鉛層と負極用鉛層との間の電気抵抗の増大が防止されて、貫通孔を介した正極用鉛層と負極用鉛層の接合の信頼性を向上させることが可能となる。
 すなわち、貫通孔の外周に溝部を設けることで、接着剤からなる接着層で鉛層(鉛箔)をバイポーラプレートの面に固定する際に、塗布した接着剤が貫通孔に流れ込む前に溝部に流れ込む。この結果、塗布した接着剤で貫通孔を汚染することを防止する。また、接着層で鉛層をバイポーラプレートの面に貼り付けた後においても、貫通孔を通じて正極用鉛層と負極用鉛層とを接合するための抵抗溶接によって、貫通孔近傍の接着層が流動的になって貫通孔を汚染するおそれもあるが、流動状態となった接着層が貫通孔に流れ込む前に溝部に流れ込んで、接着剤で貫通孔が汚染されることが回避される。
 上記溝部として、上記貫通孔の外周を囲むように連続的に形成された溝部を有する。
 この構成によれば、全周からの貫通孔への接着剤が先に溝部に流れ込むことで、より確実に全周からの貫通孔への接着剤の侵入を防止することができる。
 上記溝部として、上記貫通孔の周りを囲むように断続的に形成された溝部を有する。
 この構成によれば、溝部間に溝を形成しない部分を有することで、溝部を設ける部分のバイポーラプレートの剛性をその分高く設定できる。このため、溝部を深く形成可能となる。この結果、溝部の容量を大きくしつつ、貫通孔の周方向全周に溝部を配置可能となる。
 上記断続的に形成された溝部は、上記バイポーラプレートを貫通している。
 この構成によれば、溝部を深く形成可能となって、結果的に溝部の容量が大きくなる。このため、溝部に流れ込むことが可能な接着剤の量を大きく設定可能となる。
 上記溝部は、深さが0.3mm以上で、且つ上記貫通孔から離れる方向に沿った幅が1mm以上10mm以下である。
 この構成によれば、溝部が形成される領域が貫通孔から10mm以下の限定的な範囲となる。この結果、バイポーラプレートと鉛層との間の接着層による固定面積を十分に確保可能となる。
 更に、上記領域内における上記バイポーラプレートの面に張出部を有する。
 この構成によれば、溝部と共に張出部を形成することで、張出部によっても、貫通孔への接着剤の移動を阻止可能となる。
 侵入回避構造は、例えば、貫通孔の外周に形成された土手部品(凸構造)を備える。
 この態様によれば、接着層を構成する接着剤が、導通用の貫通孔に流れ込む(侵入する)ことを、貫通孔を囲む土手部品によって防止する。この結果、本発明の態様によれば、貫通孔への接着剤の侵入による正極用鉛層と負極用鉛層との間の電気抵抗の増大が防止されて、貫通孔を介した正極用鉛層と負極用鉛層の接合の信頼性を向上させることが可能となる。
 すなわち、貫通孔の外周に土手部品を設けることで、接着剤からなる接着層で鉛層(鉛箔)をバイポーラプレートの面に固定する際に、塗布した接着剤で貫通孔を汚染することを防止する。また、接着層で鉛層をバイポーラプレートの面に貼り付けた後においても、貫通孔を通じて正極用鉛層と負極用鉛層とを接合するための抵抗溶接によって、貫通孔近傍の接着層が流動的になって貫通孔を汚染するおそれもあるが、基板の面から張り出した土手部品によって、貫通孔近傍の接着層への熱伝達が緩和されると共に流動状態となった接着層が貫通孔に流れ込んで汚染することが回避される。
 土手部品が載置されるバイポーラプレートの面に、土手部品を位置決めする凹部が形成されている。
 この構成によれば、凹部によって土手部品の左右方向への移動が記載されることで、載置した土手部品の位置が規制される。この結果、導通用の貫通孔側への移動を、載置した土手部品によってより確実に防止可能となる。
 土手部品は、ゴム材などの弾性体から構成される。
 この構成によれば、貼り合わせた鉛層(鉛箔)からの荷重が土手部品に掛かった場合に、弾性体が変形することで、土手部品から鉛層に負荷される荷重を軽減して、鉛層が破損し難くなる。
 また、土手部品を載置する領域を、土手部品で外周を囲う貫通孔から10mm以内の領域とする。
 この構成によれば、土手部品を形成する領域を限定的とすることができる。この結果、バイポーラプレートと鉛層との間の固定面積を十分に確保可能となる。
 また、上記接着層は液状接着剤が硬化してなる。
 この構成によれば、バイポーラプレートに鉛層を貼り付ける際に接着剤が導通用の貫通孔に侵入しやすくなるが、貫通孔への接着剤の侵入を土手部品で防止することができる。
 上記土手部品の高さは、上記接着層の厚さ以上である。
 この構成によれば、土手部品の高さが上記接着層の厚さ以上となり、より確実に貫通孔への接着剤の侵入を防止することができる。
 上記土手部品の高さは、20μm以上500μm以下である。
 この構成よれば、土手部品による貫通孔への接着剤の侵入を防止しつつ、接着層に対する鉛層側への土手部品の張り出し高さを抑えることができる。この結果、土手部品による鉛層への負荷を抑えることが可能となる。
 本開示のバイポーラ電極は、バイポーラ型鉛蓄電池用のバイポーラ電極として好適である。
 上記記載のバイポーラ電極を備える、バイポーラ型蓄電池である。
 この構成によれば、上述の効果により、長期信頼性と高エネルギー密度を両立することができる、バイポーラ型蓄電池を提供できる。
本発明に基づく実施形態に係るバイポーラ型鉛蓄電池の構造例を説明する断面図である。 本発明に基づく実施形態に係る基板(バイポーラプレート)を説明する平面図である。 貫通孔を介した正極用鉛層と負極用鉛層の接合構造例を説明する、図2のX-X′断面図である。 張出部の別例を説明する断面図である。 張出部の別例を説明する断面図である。 張出部の別例を説明する断面図である。 張出部の別例を説明する断面図である。 張出部の別例を説明する断面図である。 本発明に基づく実施形態に係る基板(バイポーラプレート)を説明する平面図である。 貫通孔を介した正極用鉛層と負極用鉛層の接合構造例を説明する、図9のX-X′断面図である。 溝部の別例を説明する断面図である。 溝部の別例を説明する断面図である。 溝部の別例を説明する断面図である。 溝部の別例を説明する断面図である。 溝部の別例を説明する断面図である。 本発明に基づく実施形態に係る基板(バイポーラプレート)を説明する平面図である。 基板(バイポーラプレート)の面に形成した凹部と土手部品の関係の一例を示す図である。 貫通孔を介した正極用鉛層と負極用鉛層の接合構造例を説明する、図16のX-X′断面図である。 貫通孔を介した正極用鉛層と負極用鉛層の接合構造の別例を説明する断面図である。 貫通孔を介した正極用鉛層と負極用鉛層の接合構造の別例を説明する断面図である。 土手部品の別例を説明する断面図である。
 次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
 ここで、同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付けて説明する。また、各図面において、各構成要素の厚さや比率は誇張されていることがあり、構成要素の数も実施品と相違させて図示していることがある。また、本発明は、以下の実施形態そのままに限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない限りにおいて、適宜の組合せや変形によって具体化でき、そのような変更や改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。
 以下の説明では、バイポーラ型蓄電池としてバイポーラ型鉛蓄電池を例に挙げて説明するが、本開示は、バイポーラ型鉛蓄電池以外のバイポーラ型蓄電池であっても適用可能である。
「第1の実施形態」
 第1の実施形態は、侵入回避構造を張出部(凸構造)で構成した例である。
 (構成)
 本実施形態のバイポーラ型鉛蓄電池1の構造を、図1を参照しながら説明する。
 図1に示すバイポーラ型鉛蓄電池1は、複数のバイポーラ電極130が電解層20を介して厚さ方向に積層して構成される。その積層したバイポーラ電極群における積層方向両端部に、それぞれ電解層20が別途、積層している。そして、図1中の左端に配置された電解層20が、負極110を介して負極端子107に電気的に接続し、図1中の右端に配置された電解層20が、正極120を介して正極端子107に電気的に接続している。符号31は、積層方向端部側の負極110及び正極120を外部フレーム11の本体部(エンドプレート)11Aに貼り付けるための接着層である。外部フレーム11は、板状の本体部11Aと、本体部11Aの外周部全周から立ち上がった立上り部(リム)11Bと、を備える。
 ここで、電解層20と、電解層20を挟んで対向する正極120及び負極110とで、1つのセル部材が構成される。図1の例では、2つのバイポーラ電極130を備え、3つのセル部材を有するバイポーラ型鉛蓄電池が図示されている。セル部材の数やバイポーラ電極130の数の積層数は、バイポーラ型鉛蓄電池1の要求される蓄電容量に応じて設定される。
 <バイポーラ電極130>
 図1に示すバイポーラ電極130は、内部フレーム12、正極120、及び負極110を備える。
 本実施形態の内部フレーム12は、図1及び図2に示すように、両面に電極がそれぞれ設けられる平板状の基板(バイポーラプレート)12Aと、基板12Aの外周部全周に一体に連結された枠部材(リム)12Bと、から構成されている。枠部材12Bは、基板12Aの両面からそれぞれ基板12Aの厚さ方向に立ち上がっている。
 なお、内部フレーム12、及び外部フレーム11は、例えば熱可塑性樹脂からなる。熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリプロピレンが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、成形性が優れていると共に耐硫酸性も優れている。よって、基板12Aに電解液が接触したとしても、基板12Aに分解、劣化、腐食等が生じにくい。
 本実施形態では、枠部材12Bが基板12Aと一体に形成された場合を例示しているが、基板12Aと枠部材12Bとが別体で構成されていても良い。
 内部フレーム12の各枠部材12Bは、積層方向両端部側に配置された一対の外部フレーム11と共に、複数のバイポーラ電極130等を収容する電池1の躯体を構成する。そして、隣り合う内部フレーム12間に形成される空間、及び隣り合う内部フレーム12と外部フレーム11間に形成される空間が、それぞれセル部材を収容する室(セル)を形成する。
 図1に示すように、基板12Aの一方の面12Aaには、接着層30によって正極120が貼り合わされている。正極120は、正極用鉛層101と、正極用鉛層101の上に配された正極用活物質層103と、を備える。正極用鉛層101は、鉛又は鉛合金からなり、例えば箔形状(鉛箔)となっている。その正極用鉛層101が、基板12Aの一方の面12Aaに接着剤により接着されている。
 また、図1に示すように、基板12Aの他方の面12Abには、接着層30によって負極110が貼り合わされている。負極110は、負極用鉛層102と、負極用鉛層102の上に配された負極用活物質層104と、を備える。負極用鉛層102は、鉛又は鉛合金からなり、例えば箔形状(鉛箔)となっている。その負極用鉛層102が、基板12Aの他方の面12Abに接着剤により接着されている。
 ここで、基板12Aには、図2に示すように、正極用鉛層101と負極用鉛層102を導通(電気的に接合)するために、複数の導通用の貫通孔12aが形成されている。図2では、貫通孔12aの断面形状が円形の場合を例示しているが、貫通孔12aの断面形状は、多角形形状など、特に限定はない。
 <張出部12C>
 本実施形態では、基板12Aの一方の面12Aa及び他方の面12Abにそれぞれ、図2及び図3に示すような、各貫通孔12aの開口の外周を途切れることなく連続的に囲う無端環状の張出部12Cが形成されている。
 この張出部12Cは、外周から貫通孔への流動物の侵入を防止する侵入回避構造を構成する。
 なお、無端環状の張出部12Cの形状は、貫通孔12aと同心状の形状である必要はない。平面視における、無端環状の張出部12Cの形状が矩形状などであっても良い。ただし、角部を形成しない観点からは、平面視において、張出部12Cの形状は、円形や楕円形などの円弧を連続した形状が好ましい。
 なお、張出部12Cの上には、接着層30が形成されていない。
 本実施形態では、接着層30は、張出部12Cを除く、基板12A表面に液状接着剤を塗布することで形成されるとする。そして、その液状接着剤が硬化することで、接着層30を構成する。
 基板12Aの面と各鉛層101,102との間の接着面積や接着強度を稼ぐとの観点からは、張出部12Cは、平面視において、図2に示すように、外周を囲う貫通孔12aの開口端からの距離Dが10mm以内の領域ARAに形成されることが好ましい。領域ARAは、より好ましくは開口端から5mm以内の領域ARAである。
 基板12Aの面に塗布された液状接着剤は、鉛層101,102を貼り合わせる際に、基板12Aの面に沿って流れ、貫通孔12aに侵入するおそれがある。特に、基板12Aの面と各鉛層との接着面積や接着強度を稼ごうとするほど、塗布する接着剤の量が多くなり、接着剤が貫通孔12aに侵入しやすくなる。
 これに対し、本実施形態では、各貫通孔12aの周りに無端環状の張出部12Cが形成されている。このため、貫通孔12aに向けて流れてきた接着剤は、張出部12Cによる段差によって貫通孔12a側に流れにくくなって他の方向へ向けて流れ易くなる。これによって、貫通孔12a内に侵入する接着剤を減らすことが可能となる。
 張出部12Cの高さHは、接着層30の厚さ以上とすることが好ましい。例えば、張出部12Cの高さHを、20μm以上500μm以下の範囲とする。接着層30の厚さは、例えば20μm~30μm程度であるためである。
 張出部12Cの高さHを接着層30の厚さ以上とすることで、貫通孔12aに向けて流れてきた接着剤は、張出部12Cによって貫通孔12a側への流動が阻止され、接着剤が貫通孔12a内に侵入することを防止することができる。
 また、正極用鉛層101と負極用鉛層102との導通は、例えば抵抗溶接によって実行され、例えば、図3のように、貫通孔12aを通じて正極用鉛層101と負極用鉛層102とが電気的に接合される。図3中、符号Wは、その溶接部を示す。この溶接抵抗の際に、その溶接熱によって貫通孔12a近傍も加熱されるが、張出部12Cによって貫通孔12a近傍の接着層30への加熱が緩和されると共に、熱によって貫通孔12a近傍の接着層30が溶けて流動性を持ったとしても、本実施形態では、無端環状の張出部12Cによって、流動性を持った接着剤が貫通孔12aに流れ込むことを防止することができる。
 ここで、張出部12Cの高さH(張出量)が接着層30の厚さよりも高い場合、貼り付けた鉛層101,102が張出部12Cの頂部によって折れ曲がりなどの変形が発生し、貼り付けた鉛層101,102に負荷が掛かるおそれがある。この観点からは、張出部12Cの高さHは、例えば500μm以下が好ましい。より好ましくは、張出部12Cの高さHは、接着層30の高さとの差が50μm以下、更には20μm以下とする。通常、鉛層の厚さは70μm以上であり、張出部12Cの高さHと接着層30の高さとの差は、鉛層の厚さ未満が好ましい。
 また、張出部12Cの幅D0は、例えば、1mm以上10mm以下の範囲とする。
 張出部12Cを基板12Aと一体に射出成形で形成することを考えると、幅1mmが下限となると推定される。また、張出部12Cは10mmの範囲内に形成されるため、張出部12Cの幅D0の最大値は10mmとなる。
 なお、図3では、貫通孔12aの面と張出部12Cの内周面とを面一で形成しているが、これに限定されない。張出部12Cの内周面位置が、貫通孔12aの開口端から外径方向へ離れた位置に配置されていても良い。また、張出部12Cの内周面位置が、貫通孔12aの開口端より内側に位置するように配置されていても良い。
 <接着層>
 接着層30は、上述の通り、基板12Aと鉛層101,102との間に形成される。接着層30、31に用いる接着剤は、耐硫酸性を有することが好ましい。接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤が例示できる。エポキシ系接着剤は、エポキシ樹脂を主剤とし、硬化剤として酸又は塩基性の硬化剤が使用できる。主剤に含有されるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂及びビスフェノールF型エポキシ樹脂などが挙げられるがこれに限定されない。
 <電解層20>
 電解層20は、例えば、硫酸を含有する電解液が含浸されたガラス繊維マットによって構成されている。
 (変形例)
 (1)上記説明では、張出部12Cが、射出成形その他によって、基板12Aと一体に成形された場合を例示したが、これに限定されない。
 例えば、図4のように、張出部40を基板12Aと別体で構成し、基板12Aに対し接着剤で鉛層101,102を貼り付ける前に、貫通孔12aの外周全周を覆うように、張出部40を基板12Aの面に被着する構成であってもよい。
 例えば、張出部40を、少なくとも片面に粘着層を有する接着シールで構成する。そして、接着シールを基板12Aに粘着により被着して張出部40とする。
 接着シールは、両面に粘着層を有していても良い。この場合、接着シールは、鉛層101,102の面にも粘着して、接着シールが、基板12Aに対する鉛層を固定する役割も有する。
 ここで、接着シールは、基材と粘着層で構成される。基材の例としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂(テフロン(登録商標))フィルムが挙げられるが、これに制限されない。また、粘着層の材料には、例えばゴム系、アクリル系、シリコーン系粘着剤が使用できる。接着シールは、これに限定されず、他の公知の接着シールを採用すればよい。
 また、接着シールの基板12Aへの貼り付けも、例えば、貫通孔12aを覆うように接着シールを貼り付けた後に、貫通孔12aに重なる部分をくり抜いて張出部40としても良い。
 また、図5のように、張出部41を、貫通孔12aの外周に液状ガスケットを被着して構成してもよい。液状ガスケットを形成する基板12Aの面に液状ガスケットを配置しやすいようにくぼみを形成しておくことが好ましい。
 (2)また、図3では、張出部12Cの縦端面形状が矩形の場合を例示したがこれに限定されない。
 例えば、図6に示すように、張出部12Cの角部12Caに曲率を与えるように円弧形に丸めても良いし、図7に示すように、張出部12Cの側面12Cbに傾斜を付けて、角部の角度を鈍角にするようにしても良い。また、張出部12Cの頂部自体を断面円弧状としても良い(図8参照)。張出部12Cの断面形状は、特に限定されない。
 この変形例の場合、張出部12Cによる、貼り付ける鉛層への負荷を軽減することが可能となる。
 (3)また、図2では、1条の張出部12Cを形成する場合を例示したが、図8のように、複数条の張出部12Cを同心状に形成してもよい。図8では、2条の張出部12Cを形成した場合を例示している。この場合、仮に、外周側の張出部12Cを越えて接着剤が貫通孔12a側に流れることがあっても、2つの張出部12C間の凹部12dでトラップされて、貫通孔12a側に接着剤が流れ込むことを防止する。
 ここで、複数条の張出部12Cは、平面視、相似形状である必要はなく、各張出部12Cの中心が一致していなくても良い。
 (4)上記説明では、図3のように、導通用の貫通孔12aを介して、正極用鉛層101と負極用鉛層102とを直接に接合した場合を例に挙げているがこれに限定されない。例えば、貫通孔12a内に柱状の導通体(不図示)を配置し、その導通体を介して正極用鉛層101と負極用鉛層102とを電気的に接合する構成であっても良い。
 「第2の実施形態」
 次に、第2の実施形態について説明する。
 (構成)
 第2の実施形態の基本構成は、第1の実施形態と同様である(図1参照)。ただし、第2の実施形態は、バイポーラプレートに設ける侵入回避構造が、第1の実施形態と異なる。
 このため、以下では、侵入回避構造に係わる構成について説明する。その他の構成は第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。
 本実施形態では、侵入回避構造として、貫通孔の外周に形成された溝部(凹構造)を備える。
 <溝部212C>
 本実施形態では、基板12Aの一方の面12Aa及び他方の面12Abにそれぞれ、図9及び図10に示すような、各貫通孔12aの開口の外周を途切れることなく連続的に囲む無端環状の溝部212Cが形成されている。なお、無端環状の溝部212Cの形状は、貫通孔12aと同心状の形状である必要はない。平面視における、無端環状の溝部212Cの形状が矩形状などであっても良い。ただし、角部を形成しない観点からは、平面視において、溝部212Cの形状は、円形や楕円形などの円弧を連続した形状が好ましい。
 本実施形態では、基板12A表面に液状接着剤を塗布することで形成されるとする。そして、その液状接着剤が硬化することで、接着層30を構成する。
 基板12Aの面と各鉛層101,102との間の接着面積や接着強度を稼ぐとの観点からは、溝部212Cは、平面視において、図9に示すように、外周を囲む貫通孔12aの開口端からの距離Dが10mm以内の領域ARAに形成されることが好ましい。領域ARAは、より好ましくは開口端から5mm以内の領域ARAである。
 基板12Aの面に塗布された液状接着剤は、鉛層101,102を貼り合わせる際に、基板12Aの面に沿って流れ、貫通孔12aに侵入するおそれがある。特に、基板12Aの面と各鉛層との接着面積や接着強度を稼ごうとするほど、塗布する接着剤の量が多くなり、接着剤が貫通孔12aに侵入しやすくなる。
 これに対し、本実施形態では、各貫通孔12aの周りに無端環状の溝部212Cが形成されている。このため、貫通孔12aに向けて流れてきた接着剤は、溝部212Cに流れ込んで捕捉されることで、貫通孔12a側に流れにくくなる。これによって、貫通孔12a内に侵入する接着剤を減らすことが可能となる。
 また、正極用鉛層101と負極用鉛層102との導通は、例えば抵抗溶接によって実行され、例えば、図10のように、貫通孔12aを通じて正極用鉛層101と負極用鉛層102とが電気的に接合される。図10中、符号Wは、その溶接部を示す。この溶接抵抗の際に、その溶接熱によって貫通孔12a近傍も加熱されるが、溝部212Cによって貫通孔12a近傍の接着層30への加熱が緩和されると共に、熱によって貫通孔12a近傍の接着層30が溶けて流動性を持ったとしても、本実施形態では、無端環状の溝部212Cによって、流動性を持った接着剤が貫通孔12aに流れ込むことを防止することができる。
 ここで、溝部212Cの深さH(張出量)は、0.3mm以上が好ましい。貫通孔側への接着剤の流れ込みを防止する観点からは、溝部212Cは深い方が好ましい。しかし深くしすぎると基板の厚みが低下して撓み易くなるため、溝部212Cを形成した位置の基板の厚みを1mm以上確保することが好ましい。
 例えば、基板12Aの厚さをt[mm]、とし、図10のように、平面視において上下両面で同じ位置に溝部212Cを形成する構成の場合には、溝部212Cの深さの上限値を、「(t-1)/2」とすることが好ましい。
 ただし、平面視において、上下両面に形成する溝部212Cの各位置が重ならないように各溝部212Cの位置を設計した場合には、各溝部212Cの深さの上限値は例えば「t-1」とすることができる場合もある。
 また、溝部212Cの貫通孔から離れる方向に沿った方向(例えば径方向)の幅D0は、例えば、1mm以上10mm以下の範囲とする。
 溝部212Cを基板12Aと一体に射出成形で形成することを考えると、幅1mmが下限となると推定される。また、溝部212Cは10mmの範囲内に形成されるため、溝部212Cの幅D0の最大値は10mmとなる。
 貫通孔への接着剤の流れ込みを防止する観点では、溝部212Cの幅D0は、広い方が好ましい。一方、溝部212Cの幅D0が広すぎると、積層した鉛層101,102が溝内に入り込み、鉛層101,102に不要な変形による負荷を与えるおそれがある。この観点からも、溝部212Cの幅D0の最大値は10mmとする。
 (変形例)
 (1)上記説明では、溝部212Cが、1条の無端環状の形状の場合を例示したが、これに限定されない。
 例えば、図11のように、複数条の溝部212Cを同心状に形成してもよい。図11では、2条の溝部212Cを形成した場合を例示している。この場合、仮に、外周側の溝部212Cを越えて接着剤が貫通孔12a側に流れることがあっても、内側の溝部212Cでトラップされて、貫通孔12a側に接着剤が流れ込むことを防止する。
 ここで、複数条の溝部212Cは、平面視、相似形状である必要はなく、各溝部212Cの中心が一致していなくても良い。
 またこの場合には、例えば、1条の溝部の大きさの溝を2条の溝部212Cで形成した場合、各溝部212Cの幅を相対的に狭くすることが可能となる。この結果、貼り付けた鉛層が溝部212Cでの変形量が小さくなって、溝部212Cによる鉛層への負荷が小さくなる。
 (2)上記説明では、溝部212Cが、貫通孔の外周を途切れることなく連続的に囲む無端環状に形成された溝部212Cである場合を説明したが、溝部の構成は貫通孔の外周を囲むように構成されていればよく、これに限定されない。
 例えばアルファベットのC字状に一部途切れた形でもよいし、図12に示すように、貫通孔の周りを断続的に囲むように間隔を空けて形成された溝部212Cであっても良い。
 この場合、溝部212Cによる鉛層への負荷の観点からは、連続的に形成された溝部212Cよりも、貫通孔から離れる方向に沿った方向の幅を相対的に広く設定可能となる。
 また、この断続的に形成された溝部212Cは、基板12Aを貫通するように形成してもよい。
 ただし、周方向に沿って隣り合う溝部212C間の間隔は、基板12Aの剛性を考慮すると、1mm以上有することが好ましい。
 なお、連続的に形成された溝部212Cと、断続的に形成された溝部212Cとを併用しても良い。
 (3)また、溝部212Cの角は、図13に示すように、曲率を付与するように円弧形状に形成したり角度を鈍角にしたりして、溝部212Cの角の鋭利度合いを緩和しておくことが好ましい。この方が、鉛層への負荷がより小さくできる。
 (4)また、図14及び図15に示すように、上記の溝部212Cと共に、基板の面における上記領域ARA内に、張出部212Eを形成しておいても良い。
 張出部212Eを形成しておくことで、より貫通孔12a側への接着剤の移動を阻止することが可能となる。
 図14は、溝部212C間に張出部212Eを形成した例である。図15は、貫通孔12a側に張出部212Eを形成した例である。ただし、張出部212Eの位置と溝部212Cの位置との関係は、図14や図15に限定されない。
 また、張出部212Eは、貫通孔12aの外周を連続的に囲むように形成しても良いし、周方向に沿って断続的に形成しても良い。
 (5)上記説明では、図10のように、導通用の貫通孔12aを介して、正極用鉛層101と負極用鉛層102とを直接に接合した場合を例に挙げているがこれに限定されない。例えば、貫通孔12a内に柱状の導通体(不図示)を配置し、その導通体を介して正極用鉛層101と負極用鉛層102とを電気的に接合する構成であっても良い。
 「第3の実施形態」
 次に、第3の実施形態について説明する。
 (構成)
 第3の実施形態の基本構成は、第1の実施形態と同様である(図1参照)。ただし、第2の実施形態は、バイポーラプレートに設ける侵入回避構造が、第1の実施形態と異なる。
 このため、以下では、侵入回避構造に係わる構成について説明する。その他の構成は第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。
 本実施形態では、侵入回避構造として、貫通孔の外周に形成された土手部品340(凸構造)を備える。
 <土手部品340>
 本実施形態では、基板12Aの一方の面12Aa及び他方の面12Abにそれぞれ、図16及び図18に示すような、各貫通孔12aの開口の外周を途切れることなく連続的に囲う無端環状の土手部品340が載置されて、基板12Aの面から当該基板12Aの厚さ方向に張り出している。なお、無端環状の土手部品340の形状は、貫通孔12aと同心状の形状である必要はない。平面視における、無端環状の土手部品340の形状が矩形状などであっても良い。但し、角部を形成しない観点からは、平面視において、土手部品340の形状は、円形や楕円形などの円弧を連続した形状が好ましい。
 なお、土手部品340の上には、接着層30が形成されていない。
 本実施形態では、土手部品340のために、図17及び図18に示すように、土手部品340の載置位置に沿って、基板12Aの一方の面12Aa及び他方の面12Abにそれぞれ凹部312Cが形成されている。そして、その凹部312Cの上に土手部品340が載置されることで、土手部品340が位置決めされている。凹部312Cは、土手部品340の基板12Aの面に沿った方向への移動を抑えるという観点からは、土手部品340を嵌合可能な凹形状であることが好ましい。凹部312Cの深さは、例えば基板12Aの厚さの5%、若しくは100μmとする。
 また図18では、凹部312Cの深さを深めに形成する場合を例示しているが、凹部312Cの深さは浅くても構わない。図18では、凹部312Cに土手部品340の下部を嵌め込むように載置されている場合の例である。
 凹部312Cの深さは、凹部312Cに載置された土手部品340の、基板12Aの面からの突出量(張り出し高さH)が目的の高さとなるように設定されていればよい。
 ここで、本実施形態では、図17に示すように、平面視における凹部312Cの形状が、土手部品340の形状に合わせたリング形状となっているが、平面視における凹部312Cの形状は、土手部品340の左右方向の移動が規制できれば限定されない。例えば、土手部品340の下部から下方に向けて足を複数突出させておき、凹部312Cとして、その足の下方に当たる部分に当該足を差し込む形状の凹部312Cを形成するようにしてもよい。
 土手部品340は、弾性体で構成されていることが好ましいが、プラスチックや金属などから構成されていても良い。土手部品340は、流れてくる接着剤の移動を阻止可能なだけの剛性を有していればよい。
 土手部品340を弾性体で構成する場合、例えばゴム材で構成すればよい。但し、耐硫酸性を有することが好ましい。土手部品340となるゴム材としては、例えば、天然ゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが例示できる。
 また、ゴム材として発泡ゴムを用いてもよい。発泡ゴムとしては、例えば、エチレン・プロピレンゴムを発泡させた発泡ゴムが例示できる。
 また、図18では、土手部品340の断面形状が矩形の場合を例示したが、土手部品340の断面形状は、他の形状であってもよい。土手部品340の断面形状が、例えば、図19のような、円形状形であっても良いし、図20のような半円形形状であっても良い。
 土手部品340が弾性体である場合に、凹部312Cの幅を若干土手部品340の幅よりも小さくしておき、土手部品340を縮めて嵌め込むようにしてもよい。
 また、図21に示すように、土手部品340の内部に空洞340aを形成して、土手部品340の弾性力を調整するようにしても良い。
 ここで、貼り付ける鉛層101,102への負荷を考慮した場合、土手部品340は、断面形状が円弧形状など、鋭角となる角部がない方が好ましい。もっとも、土手部品340を弾性体で形成した場合には、土手部品340が角部を有していても、その角部は押圧によって変形することで、角部の先端による過度な荷重負荷が抑えられる。
 本実施形態では、接着層30は、土手部品340を除く、基板12A表面に液状接着剤を塗布することで形成されるとする。そして、その液状接着剤が硬化することで、接着層30を構成する。
 基板12Aの面と各鉛層101,102との間の接着面積や接着強度を稼ぐとの観点からは、土手部品340は、平面視において、図16に示すように、外周を囲う貫通孔12aの開口端からの距離Dが10mm以内の領域ARAに載置されることが好ましい。領域ARAは、より好ましくは貫通孔12aの開口端から5mm以内の領域ARAである。
 基板12Aの面に塗布された液状接着剤は、鉛層101,102を貼り合わせる際に、基板12Aの面に沿って流れ、貫通孔12aに侵入するおそれがある。特に、基板12Aの面と各鉛層との接着面積や接着強度を稼ごうとするほど、塗布する接着剤の量が多くなり、接着剤が貫通孔12aに侵入しやすくなる。
 これに対し、本実施形態では、各貫通孔12aの周りに無端環状の土手部品340が載置されている。このため、貫通孔12aに向けて流れてきた接着剤は、土手部品340による段差(張り出し)によって貫通孔12a側に流れにくくなって他の方向へ向けて流れ易くなる。これによって、貫通孔12a内に侵入する接着剤を減らすことが可能となる。
 土手部品340の基板12Aの面からの張り出し高さHは、接着層30の厚さ以上とすることが好ましい。例えば、土手部品340の張り出し高さHを、20μm以上500μm以下の範囲とする。接着層30の厚さは、例えば20μm~30μm程度であるためである。
 土手部品340の張り出し高さHを接着層30の厚さ以上とすることで、貫通孔12aに向けて流れてきた接着剤は、土手部品340によって貫通孔12a側への流動が阻止され、接着剤が貫通孔12a内に侵入することを防止することができる。
 また、正極用鉛層101と負極用鉛層102との導通は、例えば抵抗溶接によって実行され、例えば、図18のように、貫通孔12aを通じて正極用鉛層101と負極用鉛層102とが電気的に接合される。図18中、符号Wは、その溶接部を示す。この溶接抵抗の際に、その溶接熱によって貫通孔12a近傍も加熱されるが、土手部品340によって貫通孔12a近傍の接着層30への加熱が緩和されると共に、熱によって貫通孔12a近傍の接着層30が溶けて流動性を持ったとしても、本実施形態では、無端環状の土手部品340によって、流動性を持った接着剤が貫通孔12aに流れ込むことを防止することができる。
 ここで、土手部品340の張り出し高さH(張出量)が接着層30の厚さよりも高い場合、貼り付けた鉛層101,102が土手部品340の頂部によって折れ曲がりなどの変形が発生し、貼り付けた鉛層101,102に負荷が掛かるおそれがある。この観点からは、土手部品340の張り出し高さHは、例えば500μm以下が好ましい。より好ましくは、土手部品340の張り出し高さHは、接着層30の高さとの差が50μm以下、更には20μm以下とする。通常、鉛層の厚さは70μm以上であり、土手部品340の張り出し高さHと接着層30の高さとの差は、鉛層の厚さ未満が好ましい。
 また、土手部品340の幅D0は、例えば、1mm以上10mm以下の範囲とする。
 (変形例)
 (1)図16では、貫通孔12aを囲むようにして、1条の土手部品340を載置する場合を例示したが、貫通孔12aを中心として、複数条の土手部品340を同心状に載置してもよい。この場合、仮に、外周側の土手部品340を越えて接着剤が貫通孔12a側に流れることがあっても、2つの土手部品340間の凹部分でトラップされて、貫通孔12a側に接着剤が流れ込むことを防止する。
 ここで、複数条の土手部品340は、平面視、相似形状である必要はなく、各土手部品340の中心が一致していなくても良い。
 (2)上記説明では、図18のように、導通用の貫通孔12aを介して、正極用鉛層101と負極用鉛層102とを直接に接合した場合を例に挙げているがこれに限定されない。例えば、貫通孔12a内に柱状の導通体(不図示)を配置し、その導通体を介して正極用鉛層101と負極用鉛層102とを電気的に接合する構成であっても良い。
 (3)また、土手部品340の位置決め用の凹部312Cとは別に、土手部品340を載置しない凹部312Cが基板12Aの面に形成されていてもよい。
 ここで、第1の実施形態から第3の実施形態で説明した2以上の侵入回避構造を適宜組み合わせて使用しても良い。
 (その他)
 本開示は、以下のような構成も取ることができる。
 (1)導通用の貫通孔が形成されたバイポーラプレートと、上記バイポーラプレートの一方の面に接着層によって貼り合わされた正極と、上記バイポーラプレートの他方の面に接着層によって貼り合わされた負極と、を備えるバイポーラ型蓄電池用のバイポーラ電極であって、上記バイポーラプレートは、上記一方の面及び上記他方の面に、上記貫通孔への流動物の侵入を防止する、凹構造及び凸構造の少なくとも一方の構造からなる侵入回避構造を有する、バイポーラ電極。
 この構成によれば、例えば、貫通孔の外周に侵入回避構造を設けることで、接着剤からなる接着層で鉛層(鉛箔)を基板の面に固定する際に、塗布した接着剤で貫通孔を汚染することを防止する。また、接着層で鉛層を基板の面に貼り付けた後においても、貫通孔を通じて正極用鉛層と負極用鉛層とを接合するための抵抗溶接によって、貫通孔近傍の接着層が流動的になって貫通孔を汚染するおそれもあるが、侵入回避構造によって、貫通孔近傍の接着層への熱伝達が緩和されると共に、流動状態となった接着層が貫通孔に流れ込んで汚染することが回避される。
 ここで、貫通孔に接着剤が侵入すると、導通部の溶接を妨害して、鉛層間の電気抵抗が上がってしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、貫通孔内に形成される導通部が汚染されなくなることによって、導通部を溶接する際の信頼性が向上する。この結果、本実施形態のバイポーラ電極を備えたバイポーラ型蓄電池に対し、長期信頼性と高エネルギー密度を両立することができる。
 また、侵入回避構造を形成する領域を、侵入回避構造で外周を囲う貫通孔から10mm以内の領域とすることで、基板と鉛層との間の固定面積を十分に確保可能となる。
 (2)上記接着層は液状接着剤が硬化してなる。
 この構成によれば、基板に鉛層を貼り付ける際に接着剤が導通用の貫通孔に侵入しやすくなるが、貫通孔への接着剤の侵入を張出部で防止することができる。
 (3)導通用の貫通孔が形成された基板と、上記基板の一方の面に接着層によって貼り合わされた正極と、上記基板の他方の面に接着層によって貼り合わされた負極と、を備えるバイポーラ型蓄電池用のバイポーラ電極であって、上記基板は、上記一方の面及び上記他方の面に、上記貫通孔の外周を途切れることなく連続的に囲う張出部を有する。
 上記張出部は、例えば、平面視において、当該張出部で外周を囲う貫通孔から10mm以内の領域に形成される。
 この構成によれば、例えば、貫通孔の外周に張出部を設けることで、接着剤からなる接着層で鉛層(鉛箔)を基板の面に固定する際に、塗布した接着剤で貫通孔を汚染することを防止する。また、接着層で鉛層を基板の面に貼り付けた後においても、貫通孔を通じて正極用鉛層と負極用鉛層とを接合するための抵抗溶接によって、貫通孔近傍の接着層が流動的になって貫通孔を汚染するおそれもあるが、張出部によって、貫通孔近傍の接着層への熱伝達が緩和されると共に、流動状態となった接着層が貫通孔12aに流れ込んで汚染することが回避される。
 また、張出部を形成する領域を、張出部で外周を囲う貫通孔aから10mm以内の領域とすることで、基板と鉛層との間の固定面積を十分に確保可能となる。
 (4)上記張出部の高さは、上記接着層の厚さ以上である。
 この構成によれば、より確実に貫通孔への接着剤の侵入を防止することができる。
 (5)上記張出部の高さは、20μm以上500μm以下である。
 この構成よれば、貫通孔への接着剤の侵入を防止しつつ、張出部による鉛層への負荷を抑えることが可能となる。
 (6)上記張出部は、上記基板と一体に形成されている。
 この構成によれば、基板作製時に張出部を形成可能となる。
 (7)上記張出部は、上記基板と別体の部品であって、上記基板の面に被着している。
 この構成によれば、被着するだけで張出部の位置決めがなされ、簡易に張出部を形成することができる。
 (8)上記張出部は、少なくとも基板側の面に粘着層を有する接着シールである。
 この構成によれば、粘着層で被着するだけで張出部の位置決めがなされ、簡易に張出部を形成することができる。
 (9)上記張出部は、液状ガスケットからなる。
 この構成によれば、液状ガスケットを被着するだけで張出部の位置決めがなされ、簡易に張出部を形成することができる。
 (10)導通用の貫通孔が形成された基板と、上記基板の一方の面に接着層によって貼り合わされた正極と、上記基板の他方の面に接着層によって貼り合わされた負極と、を備えるバイポーラ型蓄電池用のバイポーラ電極であって、上記基板は、上記一方の面及び上記他方の面に、上記貫通孔の外周に形成された溝部を有し、上記溝部は、平面視において、当該溝部を外周に形成する貫通孔の開口端から10mm以内の領域に形成されている。
 この構成によれば、例えば、貫通孔の外周に溝部を設けることで、接着剤からなる接着層で鉛層(鉛箔)を基板の面に固定する際に、塗布した接着剤で貫通孔を汚染することを防止する。また、接着層で鉛層を基板12Aの面に貼り付けた後においても、貫通孔を通じて正極用鉛層と負極用鉛層とを接合するための抵抗溶接によって、貫通孔近傍の接着層が流動的になって貫通孔を汚染するおそれもあるが、流動状態となった接着層が貫通孔に流れ込んで汚染することが回避される。
 ここで、貫通孔に接着剤が侵入すると、導通部の溶接を妨害して、鉛層間の電気抵抗が上がってしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、貫通孔内に形成される導通部が汚染されなくなることによって、導通部を溶接する際の信頼性が向上する。この結果、本実施形態のバイポーラ電極を備えたバイポーラ型蓄電池に対し、長期信頼性と高エネルギー密度を両立することができる。
 また、溝部を形成する領域を、溝部で外周を囲む貫通孔から10mm以内の領域とすることで、基板と鉛層との間の固定面積を十分に確保可能となる。
 (11)上記溝部として、上記貫通孔の外周を囲むように連続的に形成された溝部を有する。
 この構成によれば、より確実に全周からの貫通孔への接着剤の侵入を防止することができる。
 (12)上記溝部として、上記貫通孔の周りを囲むように断続的に形成された溝部を有する。
 この構成によれば、溝部の容量を大きくしつつ、貫通孔の周方向全周に溝部を配置可能となる。
 (13)上記断続的に形成された溝部は、上記基板を貫通している。
 この構成によれば、溝部に流れ込むことが可能な接着剤の量を大きく設定可能となる。
 (14)上記溝部は、深さが0.3mm以上で、且つ上記貫通孔から離れる方向に沿った幅が1mm以上10mm以下である。
 この構成によれば、基板の剛性を確保しつつ溝部の容量を所定量確保可能となる。
 (15)更に、上記領域内における上記基板の面に張出部を有する。
 この構成によれば、溝部と共に張出部を形成することで、より貫通孔への接着剤の移動を阻止可能となる。
 (16)上記張出部は、上記貫通孔の外周を連続的に囲む。
 この構成によれば、張出部によって、貫通孔の全周からの接着剤の貫通孔への流れ込みを抑制可能となる。
 (17)導通用の貫通孔が形成されたバイポーラプレートと、上記バイポーラプレートの一方の面に接着層によって貼り合わされた正極と、上記バイポーラプレートの他方の面に接着層によって貼り合わされた負極と、を備えるバイポーラ型蓄電池用のバイポーラ電極であって、上記バイポーラプレートは、上記一方の面及び上記他方の面に載置されて、上記貫通孔の外周を囲う土手部品を有する、バイポーラ電極である。
 この構成によれば、例えば、貫通孔の外周に土手部品を設けることで、接着剤からなる接着層で鉛層(鉛箔)を基板の面に固定する際に、塗布した接着剤で貫通孔を汚染することを防止する。また、接着層で鉛層を基板の面に貼り付けた後においても、貫通孔を通じて正極用鉛層と負極用鉛層とを接合するための抵抗溶接によって、貫通孔近傍の接着層が流動的になって貫通孔を汚染するおそれもあるが、土手部品によって、貫通孔近傍の接着層への熱伝達が緩和されると共に、流動状態となった接着層が貫通孔に流れ込んで汚染することが回避される。
 ここで、貫通孔に接着剤が侵入すると、導通部の溶接を妨害して、鉛層間の電気抵抗が上がってしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、貫通孔内に形成される導通部が汚染されなくなることによって、導通部を溶接する際の信頼性が向上する。この結果、本実施形態のバイポーラ電極を備えたバイポーラ型蓄電池に対し、長期信頼性と高エネルギー密度を両立することができる。
 (18)上記土手部品は、例えば、平面視において、当該土手部品で外周を囲う貫通孔から10mm以内の領域に形成される。
 土手部品を形成する領域を、土手部品で外周を囲う貫通孔の開口端から10mm以内の領域とすることで、基板と鉛層との間の固定面積を十分に確保可能となる。
 (19)上記土手部品が載置される上記バイポーラプレートの面に、上記土手部品を位置決めする凹部が形成されていることが好ましい。
 この構成によれば、凹部に土手部品を載置するだけで、土手部品の基板の面に沿った方向への移動が規制される。この結果、土手部品を載置するだけで、土手部品によって、貫通孔への接着剤の流れ込みをより確実に抑制可能となる。
 (20)上記土手部品は、弾性体から構成されることが好ましい。
 上記土手部品は、例えばゴム材料から構成する。
 この構成の場合、基板の厚さ方向の荷重に対して、土手部品が弾性変形することで、土手部品から鉛層への負荷荷重を軽減可能となって、土手部品によって鉛層が破損し難くなる。
 (21)上記接着層は液状接着剤が硬化してなる。
 この構成によれば、基板に鉛層を貼り付ける際に接着剤が導通用の貫通孔に侵入しやすくなるが、貫通孔への接着剤の侵入を土手部品で防止することができる。
 (22)上記土手部品の張り出し高さHは、上記接着層の厚さ以上である。
 この構成によれば、より確実に貫通孔への接着剤の侵入を防止することができる。
 (23)上記土手部品の張り出し高さHは、20μm以上500μm以下である。
 この構成よれば、貫通孔への接着剤の侵入を防止しつつ、土手部品による鉛層への負荷を抑えることが可能となる。
 (24)上記記載のバイポーラ電極を複数層備える、バイポーラ型鉛蓄電池である。
 長期信頼性と高エネルギー密度を両立することができる、バイポーラ型鉛蓄電池を提供できる。
 ここで、本願が優先権を主張する、日本国特許出願2020-204828(2020年12月10日出願)、日本国特許出願2020-204829(2020年12月10日出願)、及び日本国特許出願2021-019936(2021年 2月10日出願)の全内容は、参照により本開示の一部をなす。ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明なことである。
1 バイポーラ型鉛蓄電池
11 外部フレーム
11A 本体部(エンドプレート)
11B 立上り部(リム)
12 内部フレーム
12A 基板(バイポーラプレート)
12B 枠部材(リム)
12C 張出部(侵入回避構造)
12a 貫通孔
20 電解層
30 接着層
40 張出部(侵入回避構造)
41 張出部(侵入回避構造)
101 正極用鉛層
102 負極用鉛層
103 正極用活物質層
104 負極用活物質層
110 負極
120 正極
130 バイポーラ電極
212C 溝部(侵入回避構造)
212E 張出部(侵入回避構造)
312C 凹部
340 土手部品(侵入回避構造)

Claims (24)

  1.  導通用の貫通孔が形成されたバイポーラプレートと、上記バイポーラプレートの一方の面に接着層によって貼り合わされた正極と、上記バイポーラプレートの他方の面に接着層によって貼り合わされた負極と、を備えるバイポーラ型蓄電池用のバイポーラ電極であって、
     上記バイポーラプレートは、上記一方の面及び上記他方の面に、上記貫通孔への流動物の侵入を防止する、凹構造及び凸構造の少なくとも一方の構造からなる侵入回避構造を有する、
     バイポーラ電極。
  2.  上記接着層は、液状接着剤が硬化してなる、請求項1に記載したバイポーラ電極。
  3.  上記侵入回避構造は、上記貫通孔の外周を囲う張出部を備える、
     請求項1又は請求項2に記載したバイポーラ電極。
  4.  上記張出部は、平面視において、上記貫通孔の開口端から10mm以内の領域に形成される、請求項3に記載したバイポーラ電極。
  5.  上記張出部の高さは、上記接着層の厚さ以上である、請求項3又は請求項4に記載したバイポーラ電極。
  6.  上記張出部の高さは、20μm以上500μm以下である、請求項5に記載したバイポーラ電極。
  7.  上記張出部は、上記バイポーラプレートと一体に形成されている、請求項3から請求項6のいずれか1項に記載したバイポーラ電極。
  8.  上記張出部は、上記バイポーラプレートと別体の部品であって、上記バイポーラプレートの面に被着している、請求項3から請求項6のいずれか1項に記載したバイポーラ電極。
  9.  上記張出部は、少なくともバイポーラプレート側の面に粘着層を有する接着シールである、請求項8に記載したバイポーラ電極。
  10.  上記張出部は、液状ガスケットからなる、請求項8に記載したバイポーラ電極。
  11.  上記侵入回避構造は、上記貫通孔の外周に形成された溝部を備える、
     請求項1から請求項10のいずれか1項に記載したバイポーラ電極。
  12.  上記溝部として、上記貫通孔の外周を囲むように連続的に形成された溝部を有する、請求項11に記載したバイポーラ電極。
  13.  上記溝部として、上記貫通孔の周りを囲むように断続的に形成された溝部を有する、請求項11又は請求項12に記載したバイポーラ電極。
  14.  上記断続的に形成された溝部は、上記バイポーラプレートを貫通している、請求項13に記載したバイポーラ電極。
  15.  上記溝部は、深さが0.3mm以上で、且つ上記貫通孔から離れる方向に沿った幅が1mm以上10mm以下である、請求項11から請求項14のいずれか1項に記載したバイポーラ電極。
  16.  上記侵入回避構造は、上記貫通孔の外周を囲う土手部品を備える、
     請求項1から請求項15のいずれか1項に記載したバイポーラ電極。
  17.  上記土手部品は、平面視において、上記貫通孔の開口端から10mm以内の領域に形成される、請求項16に記載したバイポーラ電極。
  18.  上記土手部品が載置される上記バイポーラプレートの面に、上記土手部品を位置決めする凹部が形成されている、請求項16又は請求項17に記載したバイポーラ電極。
  19.  上記土手部品は、弾性体から構成される、請求項16から請求項18のいずれか1項に記載したバイポーラ電極。
  20.  上記土手部品は、ゴム材料からなる請求項19に記載したバイポーラ電極。
  21.  上記土手部品は、上記バイポーラプレートの面からの張り出し高さが上記接着層の厚さ以上である、請求項16から請求項20のいずれか1項に記載したバイポーラ電極。
  22.  上記土手部品は、上記バイポーラプレートの面からの張り出し高さが20μm以上500μm以下である、請求項21に記載したバイポーラ電極。
  23.  バイポーラ型鉛蓄電池用のバイポーラ電極である、請求項1から請求項22のいずれか1項に記載したバイポーラ電極。
  24.  請求項1から請求項23のいずれか1項に記載のバイポーラ電極を備える、バイポーラ型蓄電池。
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