WO2022201629A1 - 双極型蓄電池 - Google Patents

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WO2022201629A1
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positive electrode
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negative electrode
electrode active
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直規 中北
英明 吉田
智史 柴田
亮 田井中
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古河電池株式会社
古河電気工業株式会社
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to bipolar storage batteries.
  • the lead-acid battery described in Patent Document 1 includes a bipolar plate in which a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer are provided on one side and the other side of a conductive metal substrate.
  • the bipolar plates are sandwiched between a pair of end plates and a separator is provided between each pair of adjacent bipolar plates.
  • a lead-acid battery used in an electric storage system as described above needs to have a life performance that can withstand long-term operation because of its intended use.
  • the separator sandwiched between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer facing each other is in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, so that the electrolyte impregnated in the separator is has a role of bringing into contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and also has a role of pressing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.
  • the surface pressure applied to the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer by the separator becomes uneven, the holding power of both the active material layers is reduced, and the active material layer becomes weak. This may lead to a decrease in battery capacity due to peeling off.
  • the present invention suppresses the local use of the active material during charging and discharging, achieves uniform use of the active material in the cell, and reduces variations in use of the active material due to local use. It is an object of the present invention to provide a bipolar storage battery capable of extending the service life of the storage battery by allowing this variation even if it occurs.
  • a bipolar storage battery includes a positive electrode having a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer, a negative electrode having a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer, and Spaced-apart stacked cell members with intervening separators and covering at least one of the positive and negative sides of the cell members forming a plurality of spaces for individually housing the plurality of cell members.
  • a space forming member including a substrate and a frame surrounding the side surface of the cell member; each of the plurality of separators has a first surface and a second surface with different surface roughness; The surface that comes into contact with the positive electrode active material layer has a surface roughness smaller than either the first surface or the second surface.
  • a bipolar storage battery includes a positive electrode having a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer, a negative electrode having a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer, and a positive electrode and a negative electrode.
  • the plurality of separators each have a first surface and a second surface with different surface roughness, and , the surface in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer has a smaller surface roughness than either the first surface or the second surface.
  • a bipolar storage battery includes a positive electrode having a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer, a negative electrode having a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer, and a positive electrode.
  • a cell member having a separator interposed between the cell member and the negative electrode; a space forming member including a substrate covering at least one side and a frame surrounding the side of the cell member, and the plurality of separators each have a first surface and a second surface with different surface roughness and the surface in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer has a smaller surface roughness than either the first surface or the second surface.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a bipolar storage battery according to an embodiment of the invention
  • FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged part of a structure of a bipolar storage battery according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a bipolar lead-acid battery 100 according to an embodiment of the invention.
  • the bipolar lead-acid battery 100 of the first embodiment of the present invention includes a plurality of cell members 110, a plurality of bipolar plates (space forming members) 120, and a first end plate ( space forming member) 130 , a second end plate (space forming member) 140 and a cover plate 170 .
  • FIG. 1 shows the bipolar lead-acid battery 100 in which three cell members 110 are stacked
  • the number of cell members 110 is determined by battery design.
  • the number of bipolar plates 120 depends on the number of cell members 110 .
  • the stacking direction of the cell members 110 is the Z direction (the vertical direction in FIG. 1 or FIG. 2).
  • the cell member 110 includes a positive electrode 111, a negative electrode 112, and a separator (electrolyte layer) 113.
  • the positive electrode 111 has a positive electrode lead foil 111a and a positive electrode active material layer 111b.
  • the negative electrode 112 has a negative electrode lead foil 112a and a negative electrode active material layer 112b.
  • the separator 113 is impregnated with an electrolytic solution. Separator 113 is interposed between positive electrode 111 and negative electrode 112 .
  • the positive electrode lead foil 111a, the positive electrode active material layer 111b, the separator 113, the negative electrode active material layer 112b, and the negative electrode lead foil 112a are laminated in this order.
  • separator 113 is composed of a plurality of sheets.
  • the separator in the embodiment of the present invention is composed of two separators, a first separator 113A and a second separator 113B.
  • first separator 113A and a second separator 113B.
  • second separator 113B when these two separators are collectively described below, they are referred to as "separators 113" as before.
  • the first separator 113A and the second separator 113B each have a first surface and a second surface.
  • the surfaces forming these separators 113 are in contact with the positive electrode active material layer 111b, the negative electrode active material layer 112b, or the adjacent separators 113 . These two surfaces are formed to have different surface roughnesses.
  • a surface with a small surface roughness is a dense surface, and a surface with a large surface roughness is a rough surface.
  • Separator 113 in the embodiment of the present invention has a different surface roughness between the above-described first surface and second surface. That is, among the first surface and the second surface, one surface has a small surface roughness and the other surface has a large surface roughness.
  • first surface the surface with small surface roughness
  • second surface the surface with large surface roughness
  • the surface of separator 113 in bipolar lead-acid battery 100 in contact with positive electrode active material layer 111b or negative electrode active material layer 112b is the first surface with small surface roughness. Therefore, for example, when a first separator 113A and a second separator 113B are provided as the separators 113, the first surface of each separator 113 having a small surface roughness is the positive electrode active material layer 111b and the negative electrode active material layer 111b. It is in contact with the active material layer 112b.
  • the second surfaces with large surface roughness of the first separator 113A and the second separator 113B are arranged at positions facing each other. Therefore, the second surfaces of the first separators 113A and the second surfaces of the second separators 113B come into contact with each other.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the structure of the bipolar lead-acid battery 100 according to the embodiment of the invention.
  • the bipolar lead-acid battery 100 in FIG. 2 is provided with two separators, a first separator 113A and a second separator 113B.
  • the first separator 113A is arranged on the positive electrode active material layer 111b side
  • the second separator 113B is arranged on the negative electrode active material layer 112b side.
  • the first surface 113Aa of the first separator 113A faces and contacts the positive electrode active material layer 111b.
  • the first surface 113Ba of the second separator 113B faces and contacts the negative electrode active material layer 112b.
  • the second surface 113Ab of the first separator 113A and the second surface 113Bb of the second separator 113B face and contact each other.
  • separators 113 As an example of a plurality of separators 113 provided, an example in which two first separators 113A and a second separator 113B are provided has been described, but the number of separators 113 is not limited to two. , for example, three or more sheets may be used.
  • the same state as when two different separators are laminated is obtained by folding the originally one sheet of separator 113 in half, for example.
  • the bending method is such that the second surface having a large surface roughness is on the inner side.
  • the first surface having a small surface roughness is exposed on the exposed side, and the second surfaces face each other and come into contact with each other.
  • the exposed first surfaces are in contact with the positive electrode active material layer 111b and the negative electrode active material layer 112b, respectively.
  • the dimensions in the X direction and the Y direction of the positive electrode lead foil 111a are larger than the dimensions in the X direction and the Y direction of the positive electrode active material layer 111b.
  • the dimensions in the X direction and the Y direction of the negative electrode lead foil 112a are larger than the dimensions in the X direction and the Y direction of the negative electrode active material layer 112b.
  • the positive electrode lead foil 111a is larger (thicker) than the negative electrode lead foil 112a
  • the positive electrode active material layer 111b is larger (thicker) than the negative electrode active material layer 112b.
  • a plurality of cell members 110 are stacked and arranged at intervals in the Z direction, and substrates 121 of bipolar plates 120 are arranged at the intervals. That is, the plurality of cell members 110 are stacked with the substrates 121 of the bipolar plates 120 sandwiched therebetween.
  • the plurality of bipolar plates 120, the first end plate 130, and the second end plate 140 form a space for forming a plurality of spaces (cells) C for individually accommodating the plurality of cell members 110. It is a member.
  • the bipolar plate 120 covers both the positive electrode side and the negative electrode side of the cell member 110, and includes a substrate 121 having a rectangular planar shape and a frame 122 that surrounds the side surfaces of the cell member 110 and covers the four end surfaces of the substrate 121. And, it is a space forming member including.
  • the bipolar plate 120 further includes pillars 123 protruding vertically from both sides of the substrate 121 .
  • the number of pillars 123 protruding from each surface of the substrate 121 may be one or plural.
  • the substrate 121, the frame 122, and the pillars 123 that constitute the bipolar plate 120 are integrally formed of, for example, a thermoplastic resin.
  • a thermoplastic resin examples include acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin) and polypropylene. These thermoplastic resins are excellent in moldability and also in sulfuric acid resistance. Therefore, even if the electrolyte comes into contact with the bipolar plate 120, the bipolar plate 120 is unlikely to be decomposed, deteriorated, corroded, or the like.
  • the dimension of the frame 122 is larger than the dimension (thickness) of the substrate 121, and the dimension between the projecting end faces of the pillars 123 is the same as the dimension of the frame 122.
  • a space C is formed between the substrates 121 by stacking the plurality of bipolar plates 120 with the frames 122 and the pillars 123 in contact with each other. The dimension of the space C in the Z direction is maintained by the pillars 123 that are in contact with each other.
  • the positive electrode lead foil 111a, the positive electrode active material layer 111b, the negative electrode lead foil 112a, the negative electrode active material layer 112b, and the separator 113 have through holes 111c, 111d, 112c, 112d, and 113a through which the columnar portion 123 penetrates. formed respectively.
  • a substrate 121 of the bipolar plate 120 has a plurality of through holes 121a penetrating through the plate surface.
  • a first concave portion 121b is formed on one surface of the substrate 121, and a second concave portion 121c is formed on the other surface.
  • the depth of the first recess 121b is deeper than the depth of the second recess 121c.
  • the X-direction and Y-direction dimensions of the first recess 121b and the second recess 121c correspond to the X- and Y-direction dimensions of the positive electrode lead foil 111a and the negative electrode lead foil 112a.
  • the substrate 121 of the bipolar plate 120 is arranged between adjacent cell members 110 in the Z direction.
  • the positive electrode lead foil 111a of the cell member 110 is arranged in the first concave portion 121b of the substrate 121 of the bipolar plate 120 with the adhesive layer 150 interposed therebetween.
  • a cover plate 170 for covering the outer edge of the positive electrode lead foil 111a is provided.
  • the cover plate 170 is a thin plate-like frame and has a rectangular inner line and an outer line.
  • the inner edge of the cover plate 170 overlaps the outer edge of the positive electrode lead foil 111 a
  • the outer edge of the cover plate 170 overlaps the peripheral edge of the first recess 121 b on one surface of the substrate 121 .
  • the rectangle forming the inner line of the cover plate 170 is smaller than the rectangle forming the outer line of the positive electrode active material layer 111b. Also, the rectangle forming the outline of the cover plate 170 is larger than the rectangle forming the opening surface of the first recess 121b.
  • the adhesive layer 150 extends from the end face of the positive electrode lead foil 111a to the outer edge of the opening side of the first recess 121b, and is arranged between the inner edge of the cover plate 170 and the outer edge of the positive electrode lead foil 111a. be done. Adhesive layer 150 is also disposed between the outer edge of cover plate 170 and one surface of substrate 121 .
  • the cover plate 170 is fixed by the adhesive layer 150 across the periphery of the first recess 121b on one surface of the substrate 121 and the periphery of the positive electrode lead foil 111a. As a result, the outer edge of the positive electrode lead foil 111a is covered with the cover plate 170 even at the boundary with the edge of the first recess 121b.
  • the negative electrode lead foil 112a of the cell member 110 is arranged in the second recess 121c of the substrate 121 of the bipolar plate 120 with the adhesive layer 150 interposed therebetween.
  • the outer edge of the negative electrode lead foil 112a may also be covered with a cover plate similar to the cover plate 170 covering the outer edge of the positive electrode lead foil 111a.
  • a conductor 160 is arranged in the through hole 121 a of the substrate 121 of the bipolar plate 120 . Both end surfaces of the conductor 160 are in contact with and bonded to the positive electrode lead foil 111a and the negative electrode lead foil 112a. That is, the conductor 160 electrically connects the positive electrode lead foil 111a and the negative electrode lead foil 112a. As a result, all of the plurality of cell members 110 are electrically connected in series.
  • the first end plate 130 is a space forming member including a substrate 131 covering the positive electrode side of the cell member 110 and a frame 132 surrounding the side surface of the cell member 110 . Further, a columnar portion 133 is provided that vertically protrudes from one surface of the substrate 131 (the surface of the bipolar plate 120 arranged on the most positive electrode side facing the substrate 121).
  • the planar shape of the substrate 131 is rectangular, and four end surfaces of the substrate 131 are covered with a frame 132 .
  • the substrate 131, the frame 132, and the pillars 133 are integrally formed of, for example, the thermoplastic resin described above.
  • the number of pillars 133 protruding from one surface of substrate 131 may be one, or may be plural. number.
  • First end plate 130 is laminated with frame 132 and column 133 in contact with frame 122 and column 123 of bipolar plate 120 arranged on the outermost side (positive electrode side).
  • a space C is formed between the substrate 121 of the bipolar plate 120 and the substrate 131 of the first end plate 130 .
  • the dimension of the space C in the Z direction is maintained by the columnar portion 123 of the bipolar plate 120 and the columnar portion 133 of the first end plate 130 that are in contact with each other.
  • Through-holes 111c, 111d, and 113a through which the column portion 133 penetrates are formed in the positive electrode lead foil 111a, the positive electrode active material layer 111b, and the separator 113 of the cell member 110 arranged on the outermost side (positive electrode side). ing.
  • a concave portion 131b is formed on one surface of the substrate 131 of the first end plate 130 .
  • the X-direction and Y-direction dimensions of the recess 131b correspond to the X- and Y-direction dimensions of the positive electrode lead foil 111a.
  • the positive electrode lead foil 111a of the cell member 110 is arranged in the concave portion 131b of the substrate 131 of the first end plate 130 with the adhesive layer 150 interposed therebetween. Also, like the substrate 121 of the bipolar plate 120 , the cover plate 170 is fixed to one side of the substrate 131 with an adhesive layer 150 . As a result, the outer edge of the positive electrode lead foil 111a is covered with the cover plate 170 even at the boundary with the peripheral edge of the recess 131b.
  • the first end plate 130 also includes a positive electrode terminal (not shown in FIG. 1) electrically connected to the positive electrode lead foil 111a in the recess 131b.
  • the second end plate 140 is a space forming member including a substrate 141 covering the negative electrode side of the cell member 110 and a frame 142 surrounding the side surface of the cell member 110 . Further, a pillar portion 143 is provided that vertically protrudes from one surface of the substrate 141 (the surface of the bipolar plate 120 arranged on the most negative electrode side facing the substrate 121).
  • the planar shape of the substrate 141 is rectangular, and four end faces of the substrate 141 are covered with a frame 142 .
  • the substrate 141, the frame 142, and the pillars 143 are integrally formed of, for example, the thermoplastic resin described above.
  • the number of pillars 143 protruding from one surface of substrate 141 may be one, or may be plural. number.
  • Second end plate 140 is laminated with frame 142 and column 143 in contact with frame 122 and column 123 of bipolar plate 120 arranged on the outermost side (negative electrode side).
  • a space C is formed between the substrate 121 of the bipolar plate 120 and the substrate 141 of the second end plate 140 .
  • the dimension of the space C in the Z direction is maintained by the columnar portion 123 of the bipolar plate 120 and the columnar portion 143 of the second end plate 140 that are in contact with each other.
  • Through-holes 112c, 112d, and 113a through which the column portion 143 penetrates are formed in the negative electrode lead foil 112a, the negative electrode active material layer 112b, and the separator 113 of the cell member 110 arranged on the outermost side (on the negative electrode side), respectively. ing.
  • a concave portion 141 b is formed on one surface of the substrate 141 of the second end plate 140 .
  • the X-direction and Y-direction dimensions of the recess 141b correspond to the X- and Y-direction dimensions of the negative electrode lead foil 112a.
  • the negative electrode lead foil 112a of the cell member 110 is arranged in the concave portion 141b of the substrate 141 of the second end plate 140 with the adhesive layer 150 interposed therebetween.
  • the second end plate 140 also includes a negative terminal (not shown in FIG. 1) electrically connected to the negative lead foil 112a in the recess 141b.
  • vibration welding when joining the bipolar plates 120 facing each other, the bipolar plate 120 facing the first end plate 130, or the bipolar plate 120 facing the second end plate 140, for example, vibration welding, Various welding methods such as ultrasonic welding and hot plate welding can be employed. Of these, vibration welding is performed by vibrating surfaces to be welded while pressurizing them during welding, and the welding cycle is fast and reproducibility is good. Therefore, vibration welding is more preferably used.
  • objects to be welded include not only the frames disposed at positions facing each other in the bipolar plate 120, the first end plate 130, and the second end plate 140, but also the columns.
  • one of the four end faces of the frame has a notch that forms an injection hole for pouring the electrolytic solution into the space C.
  • the notch when the notch is formed on the side surface of the frame on the right side of the drawing, the notch penetrates the frame in the X direction and has a semicircular recessed shape from both end surfaces of the frame in the Z direction.
  • This cutout portion does not participate in the above-described joint structure, and when the above-mentioned joint structure is formed by vibration welding, a circular injection hole is formed by the opposing cutout portions.
  • the bipolar lead-acid battery 100 of this embodiment can be manufactured, for example, by a method including steps described below.
  • the substrate 121 of the bipolar plate 120 is placed on a workbench with the first concave portion 121b facing upward.
  • the adhesive 150 is applied to the first recess 121b, and the positive electrode lead foil 111a is placed in the first recess 121b.
  • the column portion 123 of the bipolar plate 120 is passed through the through hole 111c of the positive electrode lead foil 111a.
  • the adhesive 150 is cured and the positive electrode lead foil 111 a is attached to one surface of the substrate 121 .
  • the substrate 121 is placed on the workbench with the second concave portion 121c side facing upward, and the conductor 160 is inserted into the through hole 121a.
  • the adhesive 150 is applied to the second recess 121c, and the negative electrode lead foil 112a is placed in the second recess 121c.
  • the column portion 123 of the bipolar plate 120 is passed through the through hole 112c of the negative electrode lead foil 112a.
  • the adhesive 150 is cured, and the negative electrode lead foil 112 a is attached to the other surface of the substrate 121 .
  • the substrate 121 is placed on the workbench with the first concave portion 121b side facing upward.
  • An adhesive 150 is applied to the outer edge of the positive electrode lead foil 111a and the upper surface of the substrate 121, which will be the edge of the first recess 121b, and the cover plate 170 is placed thereon to cure the adhesive 150.
  • the cover plate 170 is fixed over the outer edge of the positive electrode lead foil 111a and over the portion of the substrate 121 (peripheral edge of the first recess 121b) that continues to the outside thereof.
  • bipolar plate 120 with lead foil for positive and negative electrodes is obtained.
  • a necessary number of bipolar plates 120 with lead foils for positive and negative electrodes are prepared.
  • the substrate 131 of the first end plate 130 is placed on the workbench with the concave portion 131b facing upward.
  • the adhesive 150 is applied to the recess 131b, the positive electrode lead foil 111a is placed in the recess 131b, and the adhesive 150 is cured.
  • the column portion 133 of the end plate 130 is passed through the through hole 111c of the positive electrode lead foil 111a.
  • the adhesive 150 is cured and the positive electrode lead foil 111 a is attached to one surface of the substrate 131 .
  • the adhesive 150 is applied to the outer edge of the positive electrode lead foil 111a and to the upper surface of the substrate 131, which is the edge of the recess 131b, and the cover plate 170 is placed thereon to cure the adhesive 150.
  • the cover plate 170 is fixed over the outer edge of the positive electrode lead foil 111a and over the portion of the substrate 131 continuing to the outside thereof. This obtains the end plate with the lead foil for positive electrodes.
  • the substrate 141 of the second end plate 140 is placed on the workbench with the concave portion 141b facing upward.
  • the adhesive 150 is applied to the recess 141b, the negative electrode lead foil 112a is placed in the recess 141b, and the adhesive 150 is cured.
  • the column portion 143 of the second end plate 140 is passed through the through hole 112c of the negative electrode lead foil 112a.
  • the adhesive 150 is cured to obtain the second end plate 140 in which the negative electrode lead foil 112a is attached to one surface of the substrate 141 .
  • the first end plate 130 to which the positive lead foil 111a and the cover plate 170 are fixed is placed on a workbench with the positive lead foil 111a facing upward.
  • the positive electrode active material layer 111b is placed in the cover plate 170 and placed on the positive electrode lead foil 111a.
  • the columnar portion 133 of the first end plate 130 is passed through the through hole 111d of the positive electrode active material layer 111b.
  • the separator 113 first separator 113A, second separator 113B
  • the negative electrode active material layer 112b are placed on the positive electrode active material layer 111b.
  • the bipolar plate 120 with positive and negative lead foils is placed with the negative lead foil 112a side facing downward.
  • the columnar portion 123 of the bipolar plate 120 is passed through the through hole 113a of the separator 113 and the through hole 112d of the negative electrode active material layer 112b and placed on the columnar portion 133 of the first end plate 130 .
  • the frame 122 of the bipolar plate 120 is placed on the frame 132 of the first end plate 130 .
  • the first end plate 130 is fixed, and vibration welding is performed while vibrating the bipolar plate 120 in the diagonal direction of the substrate 121 .
  • the frame 122 of the bipolar plate 120 is joined onto the frame 132 of the first end plate 130 .
  • the column portion 123 of the bipolar plate 120 is joined onto the column portion 133 of the first end plate 130 .
  • the bipolar plate 120 is joined onto the first end plate 130 , and the cell member 110 is arranged in the space C formed by the first end plate 130 and the bipolar plate 120 .
  • the positive electrode lead foil 111 a is exposed on the top surface of the bipolar plate 120 .
  • the positive electrode active material layer 111b, the separator 113, and the negative electrode active material layer are placed on the thus-obtained assembly in which the bipolar plate 120 is bonded onto the first end plate 130. 112b are placed in this order. Thereafter, another bipolar plate 120 with lead foils for positive and negative electrodes is placed with the lead foil 112a for negative electrodes facing downward.
  • this combined body is fixed, and vibration welding is performed while vibrating another bipolar plate 120 with lead foil for positive and negative electrodes in the diagonal direction of the substrate 121 .
  • This vibration welding process is continued until the required number of bipolar plates 120 are bonded onto the first end plate 130 .
  • the positive electrode active material layer 111b the positive electrode active material layer 111b, the separators 113 (the first separator 113A, the second separator 113B), and the negative electrode are placed.
  • the active material layer 112b is placed in this order.
  • the second end plate 140 is placed with the negative electrode lead foil 112a facing downward.
  • this combined body is fixed, and vibration welding is performed while vibrating the second end plate 140 in the diagonal direction of the substrate 141 .
  • the second end plate 140 is joined on the uppermost bipolar plate 120 of the combined body in which all the bipolar plates 120 are joined.
  • a joining structure is formed by vibration welding of the opposing surfaces of the frames, and the notches of the opposing frames form one end surface of the bipolar lead-acid battery 100, for example, in the X direction.
  • a circular injection hole is formed at each space C of .
  • a predetermined amount of electrolytic solution is injected into each space C through the injection hole, and the separator 113 is impregnated with the electrolytic solution. Then, the bipolar lead-acid battery 100 can be manufactured by forming under predetermined conditions.
  • the injection hole may be formed by providing a notch in the frame in advance, or may be opened using a drill or the like after joining the frame.
  • a bipolar lead-acid battery includes a plurality of cell members each having a positive electrode having a positive electrode active material layer, a negative electrode having a negative electrode active material layer, and an electrolytic layer interposed between the positive electrode and the negative electrode, and a plurality of these cell members. and a plurality of frame units forming a plurality of spaces (cells) for individually accommodating the cell members.
  • the frame unit is composed of a substrate surrounding at least one of the positive electrode side and the negative electrode side of the cell member, and a frame surrounding the side surface of the cell member. Note that the frame unit is made of resin.
  • the above-described cell members and substrates of the frame unit are alternately laminated, and the plurality of cell members are electrically connected in series so that the voltage is 12V.
  • the surfaces of adjacent frame units that come into contact with each other are joined via a joining material made of metal.
  • the separator is arranged in the electrolytic layer mentioned above. An AGM separator manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd. was used as this separator.
  • a capacity test was performed, and the result of the 10-hour rate capacity test was taken as the battery capacity.
  • a capacity test was conducted by placing the battery in a water bath at 25°C ⁇ 2°C. The specific condition is discharging at 0.1C (-4.5A) with respect to 45Ah, which is the rated capacity of the battery. The battery is discharged at a rate of 10 hours until the terminal voltage drops to 1.8 V/cell and the discharge duration is recorded. A 10-hour rate capacity was obtained from the discharge current and the discharge duration.
  • the discharge and charge were repeated in a pattern in which the discharge depth, which is the ratio of the discharge amount to the discharge capacity, was 70% of the rated capacity. Specifically, the pattern is as shown below.
  • bipolar lead-acid battery first prepare a fully charged bipolar lead-acid battery.
  • This bipolar lead-acid battery is discharged at a current value of 0.1 C with respect to the 10-hour rate rated capacity obtained by the capacity test.
  • the discharge time is set to 7 hours in order to set the discharge depth to 70%.
  • CC-CV charging constant-current and constant-voltage charging
  • the battery is charged at a current value of 0.1 C with respect to the 10-hour rate rated capacity, and when the terminal voltage of the battery reaches 2.45 V/cell, constant voltage charging is performed. Then, charging is carried out until the charged quantity of electricity reaches 104% of the discharged quantity of electricity. This discharge and charge are regarded as one cycle, and this cycle is repeated 1000 times.
  • the bipolar lead-acid battery is disassembled and the positive electrode active material is taken out.
  • the positive electrode active material thus taken out is washed with water and dried, and the positive electrode active material is vertically divided into four parts.
  • the crystallite size of ⁇ PbO 2 is confirmed at each site of the positive electrode active material, and the difference is measured. Since the grains of the active material grow with charging and discharging, when the active material is used locally, the grains grow more in those places, and the crystallite size of ⁇ PbO 2 increases. Therefore, if there is a difference of 100 ⁇ (angstrom) or more in the crystallite diameter of ⁇ PbO 2 at each site, it is judged that the active material is locally used, and the judgment is inappropriate (in the table shown below, " ⁇ ). On the other hand, if a difference of 100 ⁇ (angstroms) or more was not observed, it was judged that the active material was not locally utilized, and was judged to be suitable (indicated by " ⁇ " in the table below).
  • the test was conducted on two examples and two comparative examples. The difference between these four tests is that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are arranged so that the surface of the separator with a small surface roughness faces them, or the surface with a large surface roughness faces them. position.
  • Table 1 shows the contact surface of the separator with respect to the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and the test results thereof.
  • PAM facing surface indicates a positive electrode active material layer
  • NAM indicates a negative electrode active material layer
  • PAM facing surface indicates which of the surface with the large surface roughness and the surface with the small surface roughness of the separator is in contact as the surface facing the positive electrode active material layer
  • NAM facing surface indicates which of the surface with the large surface roughness and the surface with the small surface roughness of the separator is in contact as the surface facing the negative electrode active material layer.
  • the first surface of the separator faces and is in contact with the "PAM facing surface", while the "NAM facing surface” has the second surface of the separator. Faces, ie, "rough” faces with high surface roughness, are in contact with each other.
  • Example 1 both the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer had the surface roughness of the first surface of the separator.
  • Example 2 Comparative Example 1, and Comparative Example 2, one or both of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are in contact with each other, while the small surface of the separator is in contact with the second A surface with a large surface roughness, which is a surface, is in contact.
  • the bipolar lead-acid battery according to the embodiment of the present invention is sandwiched between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and the surface roughness a plurality of separators having first and second surfaces with different densities; Further, by making the surface in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer a surface with a smaller surface roughness than either the first surface or the second surface, the separator hanging over the active material layer The surface pressure becomes constant. This equalizes the utilization rate in each part of the separator.
  • At least the surface in contact with the positive electrode active material layer is a surface with a small surface roughness, so that the surface pressure of the separator applied to the active material layer is constant, and each part of the separator It is recognized that the utilization rate in
  • the separator can be arranged.
  • the surface pressure applied to the base active material layer can be made uniform as much as possible. Therefore, it is possible to prevent the active material layer from peeling off, thereby maintaining the battery capacity and extending the life of the battery.
  • Table 2 above shows a total of seven examples, including Example 3 to Example 8, in addition to Example 1 described above.
  • the "dense" surface having a small surface roughness which is the first surface of the separator, is in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.
  • the surface roughness of the surface of the separator in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.
  • the surface roughness of the separator used in each example was measured as follows.
  • an image acquired using a Hilox device (MXB-2500REZ) was used with the 3D automatic tiling function of the image processing software "Hirox RH-2000" also of Hilox.
  • the measurement magnification was 200 times to 600 times, and the cutoff value ( ⁇ c) was 8.0 to 0.8. At this time, pay attention to the relationship between "surface roughness” and "waviness”, and adjust the measurement magnification and cutoff value so that appropriate measurement results can be obtained.
  • the surface roughness of the separators in the present examples and comparative examples was measured before the separators were impregnated with the electrolytic solution. However, the measurement may be performed after the separator is impregnated with the electrolytic solution, washed with water and dried, or after the separator extracted from the dismantled storage battery is washed with water and dried.
  • Example 2 the surface of the separator in contact with both the PAM-facing surface and the NAM-facing surface of Example 1 is the first surface, and both surfaces have a surface roughness of 100 ⁇ m (micrometers). On the other hand, in Examples 3 to 8, the surface roughness values are smaller than in Example 1.
  • Example 1 when comparing Example 1 and Example 6, the surfaces of the separator that are in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are both “dense". However, it can be said that the separator in Example 1 is “rougher” than the surface of the separator in Example 6 that is in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.
  • the crystallite size of ⁇ PbO 2 is confirmed at each site of the positive electrode active material in these seven examples, and the difference is measured. This determination is based on the premise that no difference of 100 ⁇ (angstroms) or more is observed in the crystallite diameters of the respective portions.
  • the difference in crystallite diameter before and after the test is not more than 100 ⁇ (angstrom).
  • the determination result of Example 1 is indicated as " ⁇ "
  • the case where the above size difference shows a smaller value than the result is indicated by " ⁇ ".
  • Example 2 when the surface roughness of the surface of the separator in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is "100 ⁇ m" (Example 1), the determination is “ ⁇ ”. Also, as shown in Example 6, when the surface roughness of the surface of the separator in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is "5 ⁇ m”, the determination is similarly " ⁇ ".
  • the surface roughness of the separator sandwiched between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is 15 ⁇ m or more and 90 ⁇ m or less, Local utilization of the active material in the cell can be suppressed, and uniform utilization of the active material within the cell can be realized.
  • the variation can be tolerated by making such a setting, so that the service life of the storage battery can be extended. can.
  • the surface roughness is at least 15 ⁇ m or more and 90 ⁇ m or less, this effect is the same even if the surface roughness values of the surfaces in contact with the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are different. It is what you get.

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Abstract

充放電時における活物質の局所的な利用を抑制し、セル内における活物質の均一な利用を実現するとともに、たとえ局所的な利用が行われることによる活物質の利用のバラツキが生じたとしてもこのバラツキを許容し蓄電池の長寿命化を図る。双極型蓄電池は正極（１１１）、負極（１１２）、および正極（１１１）と負極（１１２）との間に介在するセパレータ（１１３）を備え、間隔を開けて積層配置された、セル部材（１１０）と、複数のセル部材（１１０）を個別に収容する複数の空間を形成する基板（１２１）と、セル部材（１１０）の側面を囲う枠体（１２２）と、を含む空間形成部材（１２０）と、を有し、複数のセパレータ（１１３）は各々、表面粗さの異なる第１の面と第２の面とを有するとともに、少なくとも正極用活物質層（１１１ｂ）に接触する面が第１の面または第２の面のいずれかより表面粗さの小さな面である。

Description

双極型蓄電池
　本発明の実施の形態は、双極型蓄電池に関する。
　近年、太陽光や風力等の自然エネルギーを利用した発電設備が増えている。このような発電設備においては、発電量を制御することができないことから、蓄電池を利用して電力負荷の平準化を図るようにしている。すなわち、発電量が消費量よりも多いときには差分を蓄電池に充電する一方、発電量が消費量よりも小さいときには差分を蓄電池から放電するようにしている。上述した蓄電池としては、経済性や安全性等の観点から、鉛蓄電池が多用されている。このような従来の鉛蓄電池としては、例えば、下記特許文献１に記載されているものが知られている。
　この特許文献１に記載された鉛蓄電池では、導電性金属基材の一方面及び他方面に正極用活物質層及び負極用活物質層が設けられたバイポーラプレートを備えている。当該バイポーラプレートは一対のエンドプレートで挟まれるとともに、隣接したバイポーラプレートの各々の対の間にはセパレータが設けられている。そして、上述したような蓄電システムに用いられる鉛蓄電池は、その用途から長期間の運用に耐えることのできる寿命性能を有している必要がある。
特開平６－３４９５１９号
　しかしながら、実際に運用される場合の環境や個々の蓄電池の性能等、各種条件はまちまちである。そのため、基板の電位分布や電解液の濃度差等、種々の要因によって活物質が局所的に使用されてしまうことが考えられる。このような状態が継続すると軟化と呼ばれる蓄電池の寿命を縮める状態に陥り、蓄電池の寿命が早期に尽きてしまうことも生じ得る。
　また、対向する正極用活物質層と負極用活物質層との間に挟まれるセパレータは、正極用活物質層と負極用活物質層と接触することによって、当該セパレータに含浸されている電解液を正極用活物質層と負極用活物質層とに接触させる役割を有するとともに、正極用活物質層と負極用活物質層と押さえる役割も有している。このようなセパレータの役割からすれば、セパレータによる正極用活物質層や負極用活物質層に掛かる面圧が不均一な状態となると、両活物質層の保持力が低下し、活物質層の剥落に伴う電池容量の低下を招来しかねない。
　本発明は、充放電時における活物質の局所的な利用を抑制し、セル内における活物質の均一な利用を実現するとともに、たとえ局所的な利用が行われることによる活物質の利用のバラツキが生じたとしてもこのバラツキを許容し蓄電池の長寿命化を図ることが可能な双極型蓄電池を提供することを目的とする。
　また、セパレータの配置に基づく活物質層に掛かる面圧を可能な限り均一化することで活物質層の剥落を防止し、電池容量の維持、長寿命化を図ることが可能な双極型蓄電池を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る双極型蓄電池は、正極用集電板と正極用活物質層を有する正極、負極用集電板と負極用活物質層を有する負極、および正極と負極との間に介在するセパレータを備え、間隔を開けて積層配置された、セル部材と、複数のセル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、セル部材の正極の側および負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、を有し、複数のセパレータは各々、表面粗さの異なる第１の面と第２の面とを有するとともに、少なくとも正極用活物質層に接触する面が第１の面または第２の面のいずれかより表面粗さの小さな面である。
　また、本発明の一態様に係る双極型蓄電池は、正極用集電板と正極用活物質層を有する正極、負極用集電板と負極用活物質層を有する負極、および正極と負極との間に介在するセパレータを備え、間隔を開けて積層配置された、セル部材と、複数のセル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、セル部材の正極の側および負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、を有し、複数のセパレータは各々、表面粗さの異なる第１の面と第２の面とを有するとともに、正極用活物質層と負極用活物質層とに接触する面が第１の面または第２の面のいずれかより表面粗さの小さな面である。
　本発明によれば、本発明の一態様に係る双極型蓄電池は、正極用集電板と正極用活物質層を有する正極、負極用集電板と負極用活物質層を有する負極、および正極と負極との間に介在するセパレータを備え、間隔を開けて積層配置された、セル部材と、複数のセル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、セル部材の正極の側および負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、を有し、複数のセパレータは各々、表面粗さの異なる第１の面と第２の面とを有するとともに、正極用活物質層と負極用活物質層とに接触する面が第１の面または第２の面のいずれかより表面粗さの小さな面である。このような構成を採用することによって、充放電時における活物質の局所的な利用を抑制し、セル内における活物質の均一な利用を実現するとともに、たとえ局所的な利用が行われることによる活物質の利用のバラツキが生じたとしてもこのバラツキを許容し蓄電池の長寿命化を図ることができる。
本発明の実施の形態に係る双極型蓄電池の構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る双極型蓄電池の構造の一部を拡大して示す拡大断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施の形態は、本発明の一例を示したものである。また、これらの各実施の形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。これらの各実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。なお、以下においては、様々な蓄電池の中から鉛蓄電池を例に挙げて説明する。
　〔全体構成〕
　まず、本発明の実施の形態における双極型鉛蓄電池の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池１００の構造を示す断面図である。
　図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の双極型鉛蓄電池１００は、複数のセル部材１１０と、複数枚のバイポーラプレート（空間形成部材）１２０と、第１のエンドプレート（空間形成部材）１３０と、第２のエンドプレート（空間形成部材）１４０と、カバープレート１７０とを有する。
　ここで、図１ではセル部材１１０が３個積層された双極型鉛蓄電池１００を示しているが、セル部材１１０の数は電池設計により決定される。また、バイポーラプレート１２０の数はセル部材１１０の数に応じて決まる。
　なお、以下においては、図１及び後述する図２に示すように、セル部材１１０の積層方向をＺ方向（図１、或いは、図２の上下方向）とし、Ｚ方向に垂直な方向で且つ互いに垂直な方向をＸ方向およびＹ方向とする。
　セル部材１１０は、正極１１１、負極１１２、およびセパレータ（電解質層）１１３を備えている。正極１１１は、正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとを有する。負極１１２は負極用鉛箔１１２ａと負極用活物質層１１２ｂとを有する。
　セパレータ１１３には電解液が含浸されている。セパレータ１１３は、正極１１１と負極１１２との間に介在している。セル部材１１０において、正極用鉛箔１１１ａ、正極用活物質層１１１ｂ、セパレータ１１３、負極用活物質層１１２ｂ、および負極用鉛箔１１２ａは、この順に積層されている。
　そして本発明の実施の形態における双極型鉛蓄電池１００では、セパレータ１１３は、複数枚で構成される。具体的には、本発明の実施の形態におけるセパレータは、第１のセパレータ１１３Ａと第２のセパレータ１１３Ｂとの２枚のセパレータで構成されている。なお、以下においてこれら２枚のセパレータをまとめて説明する場合には、これまで通り「セパレータ１１３」と表す。
　第１のセパレータ１１３Ａと第２のセパレータ１１３Ｂは、それぞれ第１の面と第２の面とを備えている。これらの各セパレータ１１３を構成する面は、正極用活物質層１１１ｂ、或いは、負極用活物質層１１２ｂと、または、隣接するセパレータ１１３同士が接することになる。これら２面では、互いに表面粗さが異なるように形成されている。
　表面粗さの小さな面は密な面であり、表面粗さの大きな面は粗い面である。そして、本発明の実施の形態におけるセパレータ１１３は、上述した第１の面と第２の面とで表面粗さに違いがある。すなわち、これら第１の面と第２の面とにおいて、一方の面が表面粗さの小さな面であり、他方が表面粗さの大きな面となる。
　なお、以下の説明では、説明の都合上、表面粗さの小さな面を「第１の面」と表し、表面粗さの大きな面を「第２の面」と表す。なお、第１の面と第２の面と表面粗さの違いとの関係はあくまでも便宜的なものであり、表面粗さの大きな面を第１の面とすることももちろんできる。
　そして、本発明の実施の形態において、双極型鉛蓄電池１００におけるセパレータ１１３が正極用活物質層１１１ｂ、または、負極用活物質層１１２ｂと接する面は、表面粗さの小さな第１の面である。従って、例えば、セパレータ１１３として第１のセパレータ１１３Ａと第２のセパレータ１１３Ｂとが設けられている場合、それぞれのセパレータ１１３において表面粗さの小さな第１の面が正極用活物質層１１１ｂと負極用活物質層１１２ｂとに接する。
　この場合、第１のセパレータ１１３Ａと第２のセパレータ１１３Ｂの表面粗さの大きな第２の面は、それぞれが互いに対向する位置に配置されることになる。そのため、これら第１のセパレータ１１３Ａの第２の面と第２のセパレータ１１３Ｂの第２の面とが接触する。
　この点を図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池１００の構造の一部を拡大して示す拡大断面図である。図２における双極型鉛蓄電池１００では、２枚のセパレータである、第１のセパレータ１１３Ａと第２のセパレータ１１３Ｂが設けられている。このうち第１のセパレータ１１３Ａが正極用活物質層１１１ｂ側に、第２のセパレータ１１３Ｂが負極用活物質層１１２ｂ側に配置される。
　そして、第１のセパレータ１１３Ａにおける第１の面１１３Ａａが正極用活物質層１１１ｂに対向し接する。一方、第２のセパレータ１１３Ｂにおける第１の面１１３Ｂａが負極用活物質層１１２ｂに対向し接する。この結果、第１のセパレータ１１３Ａにおける第２の面１１３Ａｂと第２のセパレータ１１３Ｂにおける第２の面１１３Ｂｂが互いに対向し接することになる。
　なお、ここでは複数設けられるセパレータ１１３の例として、２枚の第１のセパレータ１１３Ａと第２のセパレータ１１３Ｂとが設けられた例を挙げて説明したが、当該セパレータ１１３は２枚に限定されず、例えば３枚以上の複数枚であっても良い。
　また、１枚のセパレータ１１３を折り曲げて正極用活物質層１１１ｂと負極用活物質層１１２ｂとの間に配置する場合もセパレータ１１３が複数設けられたものと扱う。すなわち、元々１枚のセパレータ１１３を、例えば半分に折り曲げることで異なる２枚のセパレータが積層された場合と同じ状態となる。この場合の折り曲げ方は、表面粗さの大きな第２の面が内側となるように折り曲げる。このように折り曲げれば、表に出ている側に表面粗さの小さな第１の面が露出し、第２の面は互いに対向して接触することになる。そして、この表に出ている第１の面がそれぞれ正極用活物質層１１１ｂと負極用活物質層１１２ｂに接する。
　正極用鉛箔１１１ａのＸ方向およびＹ方向の寸法は、正極用活物質層１１１ｂのＸ方向およびＹ方向の寸法より大きい。同様に、負極用鉛箔１１２ａのＸ方向およびＹ方向の寸法は、負極用活物質層１１２ｂのＸ方向およびＹ方向の寸法より大きい。また、Ｚ方向の寸法（厚さ）は、正極用鉛箔１１１ａの方が負極用鉛箔１１２ａより大きく（厚く）、正極用活物質層１１１ｂの方が負極用活物質層１１２ｂより大きい（厚い）。
　複数のセル部材１１０は、Ｚ方向に間隔を開けて積層配置され、この間隔の部分にバイポーラプレート１２０の基板１２１が配置されている。すなわち、複数のセル部材１１０は、バイポーラプレート１２０の基板１２１を間に挟まれた状態で積層されている。
　このように、複数枚のバイポーラプレート１２０と第１のエンドプレート１３０と第２のエンドプレート１４０は、複数のセル部材１１０を個別に収容する複数の空間（セル）Ｃを形成するための空間形成部材である。
　すなわち、バイポーラプレート１２０は、セル部材１１０の正極側および負極側の両方を覆い、平面形状が長方形の基板１２１と、セル部材１１０の側面を囲うとともに基板１２１の４つの端面を覆うに枠体１２２と、を含む空間形成部材である。
　また、図１に示すように、バイポーラプレート１２０は、さらに基板１２１の両面から垂直に突出する柱部１２３を備える。当該基板１２１の各面から突出する柱部１２３の数は一つであってもよいし、複数であってもよい。
　バイポーラプレート１２０を構成する基板１２１と枠体１２２と柱部１２３は、一体に、例えば、熱可塑性樹脂で形成されている。バイポーラプレート１２０を形成す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、成形性に優れているとともに耐硫酸性にも優れている。よって、バイポーラプレート１２０に電解液が接触したとしても、バイポーラプレート１２０に分解、劣化、腐食等が生じにくい。
　Ｚ方向において、枠体１２２の寸法は基板１２１の寸法（厚さ）より大きく、柱部１２３の突出端面間の寸法は枠体１２２の寸法と同じである。そして、複数のバイポーラプレート１２０が枠体１２２および柱部１２３同士を接触させて積層されることにより、基板１２１と基板１２１との間に空間Ｃが形成される。そして、互いに接触する柱部１２３同士により、空間ＣのＺ方向の寸法が保持される。
　正極用鉛箔１１１ａ、正極用活物質層１１１ｂ、負極用鉛箔１１２ａ、負極用活物質層１１２ｂ、およびセパレータ１１３には、柱部１２３を貫通させる貫通穴１１１ｃ，１１１ｄ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａがそれぞれ形成されている。
　バイポーラプレート１２０の基板１２１は、板面を貫通する複数の貫通穴１２１ａを有する。基板１２１の一方の面に第１の凹部１２１ｂが、他方の面に第２の凹部１２１ｃが形成されている。第１の凹部１２１ｂの深さは第２の凹部１２１ｃの深さより深い。第１の凹部１２１ｂおよび第２の凹部１２１ｃのＸ方向およびＹ方向の寸法は、正極用鉛箔１１１ａおよび負極用鉛箔１１２ａのＸ方向およびＹ方向の寸法に対応させてある。
　バイポーラプレート１２０の基板１２１は、Ｚ方向で、隣り合うセル部材１１０の間に配置されている。そして、バイポーラプレート１２０の基板１２１の第１の凹部１２１ｂに、セル部材１１０の正極用鉛箔１１１ａが接着剤層１５０を介して配置されている。
　正極用鉛箔１１１ａの外縁部には、当該外縁部を覆うためのカバープレート１７０が設けられている。このカバープレート１７０は、薄板状の枠体で、長方形の内形線および外形線を有する。そして、カバープレート１７０の内縁部が正極用鉛箔１１１ａの外縁部と重なり、カバープレート１７０の外縁部が基板１２１の一面の第１の凹部１２１ｂの周縁部と重なっている。
　すなわち、カバープレート１７０の内形線をなす長方形は、正極用活物質層１１１ｂの外形線をなす長方形より小さい。また、カバープレート１７０の外形線をなす長方形は、第１の凹部１２１ｂの開口面をなす長方形より大きい。
　接着剤層１５０は、正極用鉛箔１１１ａの端面から第１の凹部１２１ｂの開口側の外縁部まで回り込んで、カバープレート１７０の内縁部と正極用鉛箔１１１ａの外縁部との間に配置される。また接着剤層１５０は、カバープレート１７０の外縁部と基板１２１の一面との間にも配置されている。
　すなわち、カバープレート１７０は接着剤層１５０により、基板１２１の一面の第１の凹部１２１ｂの周縁部と正極用鉛箔１１１ａの外縁部とに亘って固定されている。これにより、正極用鉛箔１１１ａの外縁部は、第１の凹部１２１ｂの周縁部との境界部においてもカバープレート１７０で覆われている。
　また、バイポーラプレート１２０の基板１２１の第２の凹部１２１ｃに、セル部材１１０の負極用鉛箔１１２ａが接着剤層１５０を介して配置されている。なお、図１では示していないが、負極用鉛箔１１２ａの外縁部も正極用鉛箔１１１ａの外縁部を覆っているカバープレート１７０と同様のカバープレートで覆われていても良い。
　バイポーラプレート１２０の基板１２１の貫通穴１２１ａには導通体１６０が配置されている。導通体１６０の両端面は、正極用鉛箔１１１ａおよび負極用鉛箔１１２ａと接触し、結合されている。すなわち、導通体１６０により正極用鉛箔１１１ａと負極用鉛箔１１２ａとが電気的に接続されている。その結果、複数のセル部材１１０の全てが電気的に直列に接続されている。
　図１に示すように、第１のエンドプレート１３０は、セル部材１１０の正極側を覆う基板１３１と、セル部材１１０の側面を囲う枠体１３２と、を含む空間形成部材である。また、基板１３１の一面（最も正極側に配置されるバイポーラプレート１２０の基板１２１と対向する面）から垂直に突出する柱部１３３を備える。
　基板１３１の平面形状は長方形であり、基板１３１の４つの端面が枠体１３２で覆われている。基板１３１と枠体１３２と柱部１３３が一体に、例えば、上述した熱可塑性樹脂で形成されている。なお、基板１３１の一面から突出する柱部１３３の数は１つであってもよいし、複数であってもよいが、柱部１３３と接触させるバイポーラプレート１２０の柱部１２３の数に対応した数となる。
　Ｚ方向において、枠体１３２の寸法は基板１３１の寸法（厚さ）より大きく、柱部１３３の突出端面間の寸法は枠体１３２の寸法と同じである。そして、第１のエンドプレート１３０は、最も外側（正極側）に配置されるバイポーラプレート１２０の枠体１２２および柱部１２３に対して、枠体１３２および柱部１３３を接触させて積層される。
　これにより、バイポーラプレート１２０の基板１２１と第１のエンドプレート１３０の基板１３１との間に空間Ｃが形成される。そして、互いに接触するバイポーラプレート１２０の柱部１２３と第１のエンドプレート１３０の柱部１３３とにより、空間ＣのＺ方向の寸法が保持される。
　最も外側（正極側）に配置されるセル部材１１０の正極用鉛箔１１１ａ、正極用活物質層１１１ｂ、およびセパレータ１１３には、柱部１３３を貫通させる貫通穴１１１ｃ，１１１ｄ，１１３ａがそれぞれ形成されている。
　第１のエンドプレート１３０の基板１３１の一面に凹部１３１ｂが形成されている。凹部１３１ｂのＸ方向およびＹ方向の寸法は、正極用鉛箔１１１ａのＸ方向およびＹ方向の寸法に対応させてある。
　第１のエンドプレート１３０の基板１３１の凹部１３１ｂに、セル部材１１０の正極用鉛箔１１１ａが接着剤層１５０を介して配置されている。また、バイポーラプレート１２０の基板１２１と同様に、カバープレート１７０が接着剤層１５０により基板１３１の一面側に固定されている。これにより、正極用鉛箔１１１ａの外縁部が、凹部１３１ｂの周縁部との境界部においてもカバープレート１７０で覆われている。
　また、第１のエンドプレート１３０は、凹部１３１ｂ内の正極用鉛箔１１１ａと電気的に接続された、図１では図示されていない正極端子を備えている。
　第２のエンドプレート１４０は、セル部材１１０の負極側を覆う基板１４１と、セル部材１１０の側面を囲う枠体１４２と、を含む空間形成部材である。また、基板１４１の一面（最も負極側に配置されるバイポーラプレート１２０の基板１２１と対向する面）から垂直に突出する柱部１４３を備える。
　基板１４１の平面形状は長方形であり、基板１４１の４つの端面が枠体１４２で覆われている。基板１４１と枠体１４２と柱部１４３が一体に、例えば、上述した熱可塑性樹脂で形成されている。なお、基板１４１の一面から突出する柱部１４３の数は一つであってもよいし、複数であってもよいが、柱部１４３と接触させるバイポーラプレート１２０の柱部１２３の数に対応した数となる。
　Ｚ方向において、枠体１４２の寸法は基板１３１の寸法（厚さ）より大きく、二つの柱部１４３の突出端面間の寸法は枠体１４２の寸法と同じである。そして、第２のエンドプレート１４０は、最も外側（負極側）に配置されるバイポーラプレート１２０の枠体１２２および柱部１２３に対して、枠体１４２および柱部１４３を接触させて積層される。
　これにより、バイポーラプレート１２０の基板１２１と第２のエンドプレート１４０の基板１４１との間に空間Ｃが形成される。そして、互いに接触するバイポーラプレート１２０の柱部１２３と第２のエンドプレート１４０の柱部１４３とにより、空間ＣのＺ方向の寸法が保持される。
　最も外側（負極側）に配置されるセル部材１１０の負極用鉛箔１１２ａ、負極用活物質層１１２ｂ、およびセパレータ１１３には、柱部１４３を貫通させる貫通穴１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａがそれぞれ形成されている。
　第２のエンドプレート１４０の基板１４１の一面に凹部１４１ｂが形成されている。凹部１４１ｂのＸ方向およびＹ方向の寸法は、負極用鉛箔１１２ａのＸ方向およびＹ方向の寸法に対応させてある。
　第２のエンドプレート１４０の基板１４１の凹部１４１ｂに、セル部材１１０の負極用鉛箔１１２ａが接着剤層１５０を介して配置されている。また、第２のエンドプレート１４０は、凹部１４１ｂ内の負極用鉛箔１１２ａと電気的に接続された、図１では図示されていない負極端子を備えている。
　ここで、対向するバイポーラプレート１２０同士、第１のエンドプレート１３０と対向するバイポーラプレート１２０、或いは、第２のエンドプレート１４０と対向するバイポーラプレート１２０との接合の際には、例えば、振動溶着、超音波溶着、熱板溶着といった、各種溶着の方法を採用することができる。このうち振動溶着は、接合の際に接合の対象となる面を加圧しながら振動させることで溶着するものであり、溶着のサイクルが早く、再現性も良い。そのためより好適には、振動溶着が用いられる。
　なお、溶着の対象としては、互いに対向するバイポーラプレート１２０、第１のエンドプレート１３０、第２のエンドプレート１４０において対向する位置に配置される枠体のみならず、各柱部も含まれる。
　なお図面には示されていないが、枠体が有する四つの端面のうちの一つの端面には、空間Ｃに電解液を入れるための注入穴を形成する切り欠き部が形成されている。この切り欠き部は、例えば図面右側に存在する枠体の側面に形成されている場合、枠体をＸ方向に貫通し、枠体のＺ方向の両端面から半円弧状に凹む形状を有する。そして、この切り欠き部は上述の接合構造に関与せず、振動溶接により上述の接合構造が形成される際に、対向する切り欠き部によって円形の注入穴が形成される。
〔製造方法〕
　この実施の形態の双極型鉛蓄電池１００は、例えば、以下に説明する各工程を有する方法で製造することができる。
＜正負極用鉛箔付きバイポーラプレートの作製工程＞
　先ず、バイポーラプレート１２０の基板１２１を、第１の凹部１２１ｂ側を上に向けて作業台に置く。第１の凹部１２１ｂに接着剤１５０を塗布し、第１の凹部１２１ｂ内に正極用鉛箔１１１ａを入れる。その際に、正極用鉛箔１１１ａの貫通穴１１１ｃにバイポーラプレート１２０の柱部１２３を通す。この接着剤１５０を硬化させて、基板１２１の一面に正極用鉛箔１１１ａを貼り付ける。
　次に、基板１２１の第２の凹部１２１ｃ側を上に向けて作業台に置き、貫通穴１２１ａに導通体１６０を挿入する。次に、第２の凹部１２１ｃに接着剤１５０を塗布し、第２の凹部１２１ｃ内に負極用鉛箔１１２ａを入れる。その際に、負極用鉛箔１１２ａの貫通穴１１２ｃにバイポーラプレート１２０の柱部１２３を通す。この接着剤１５０を硬化させて、基板１２１の他面に負極用鉛箔１１２ａを貼り付ける。
　次に、基板１２１の第１の凹部１２１ｂ側を上に向けて作業台に置く。正極用鉛箔１１１ａの外縁部の上および第１の凹部１２１ｂの縁部となる基板１２１の上面に接着剤１５０を塗布し、その上にカバープレート１７０を載せて接着剤１５０を硬化させる。これにより、カバープレート１７０を、正極用鉛箔１１１ａの外縁部の上とその外側に連続する基板１２１の部分（第１の凹部１２１ｂの周縁部）の上に亘って固定する。
　次に、抵抗溶接を行って、導通体１６０と正極用鉛箔１１１ａと負極用鉛箔１１２ａとを接続する。これにより、正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０を得る。この正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０を必要枚数だけ用意する。
＜正極用鉛箔付きエンドプレートの作製工程＞
　第１のエンドプレート１３０の基板１３１を、凹部１３１ｂ側を上に向けて作業台に置く。凹部１３１ｂに接着剤１５０を塗布し、凹部１３１ｂ内に正極用鉛箔１１１ａを入れて接着剤１５０を硬化させる。その際に、正極用鉛箔１１１ａの貫通穴１１１ｃにエンドプレート１３０の柱部１３３を通す。この接着剤１５０を硬化させて、基板１３１の一面に正極用鉛箔１１１ａを貼り付ける。
　次に、正極用鉛箔１１１ａの外縁部の上および凹部１３１ｂの縁部となる基板１３１の上面に接着剤１５０を塗布し、その上にカバープレート１７０を載せて接着剤１５０を硬化させる。これにより、カバープレート１７０を、正極用鉛箔１１１ａの外縁部の上とその外側に連続する基板１３１の部分の上に亘って固定する。これにより、正極用鉛箔付きエンドプレートを得る。
＜負極用鉛箔付きエンドプレートの作製工程＞
　第２のエンドプレート１４０の基板１４１を、凹部１４１ｂ側を上に向けて作業台に置く。凹部１４１ｂに接着剤１５０を塗布し、凹部１４１ｂ内に負極用鉛箔１１２ａを入れて接着剤１５０を硬化させる。その際に、負極用鉛箔１１２ａの貫通穴１１２ｃに第２のエンドプレート１４０の柱部１４３を通す。この接着剤１５０を硬化させて、基板１４１の一面に負極用鉛箔１１２ａが貼り付けられた第２のエンドプレート１４０を得る。
＜プレート同士を積層して接合する工程＞
　先ず、正極用鉛箔１１１ａおよびカバープレート１７０が固定された第１のエンドプレート１３０を、正極用鉛箔１１１ａを上に向けて作業台に置く。カバープレート１７０の中に正極用活物質層１１１ｂを入れて正極用鉛箔１１１ａの上に置く。その際に、正極用活物質層１１１ｂの貫通穴１１１ｄに第１のエンドプレート１３０の柱部１３３を通す。次に、正極用活物質層１１１ｂの上に、セパレータ１１３（第１のセパレータ１１３Ａ、第２のセパレータ１１３Ｂ）、負極用活物質層１１２ｂを置く。
　次に、この状態の第１のエンドプレート１３０の上に、正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０の負極用鉛箔１１２ａ側を下に向けて置く。その際に、バイポーラプレート１２０の柱部１２３を、セパレータ１１３の貫通穴１１３ａおよび負極用活物質層１１２ｂの貫通穴１１２ｄに通して、第１のエンドプレート１３０の柱部１３３の上に載せる。併せて、第１のエンドプレート１３０の枠体１３２の上に、バイポーラプレート１２０の枠体１２２を載せる。
　この状態で、第１のエンドプレート１３０を固定し、バイポーラプレート１２０を基板１２１の対角線方向に振動させながら振動溶接を行う。これにより、第１のエンドプレート１３０の枠体１３２の上に、バイポーラプレート１２０の枠体１２２が接合される。また、第１のエンドプレート１３０の柱部１３３の上にバイポーラプレート１２０の柱部１２３が接合される。
　その結果、第１のエンドプレート１３０の上にバイポーラプレート１２０が接合され、第１のエンドプレート１３０とバイポーラプレート１２０とで形成される空間Ｃにセル部材１１０が配置される。バイポーラプレート１２０の上面に正極用鉛箔１１１ａが露出した状態となる。
　次に、このようにして得られた、第１のエンドプレート１３０の上にバイポーラプレート１２０が接合されている結合体の上に、正極用活物質層１１１ｂ、セパレータ１１３、および負極用活物質層１１２ｂをこの順に載せる。その後、さらに、別の正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０を、負極用鉛箔１１２ａ側を下に向けて置く。
　この状態で、この結合体を固定し、別の正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０を基板１２１の対角線方向に振動させながら振動溶接を行う。この振動溶接工程を、必要な枚数のバイポーラプレート１２０が第１のエンドプレート１３０の上に接合されるまで続けて行う。
　最後に、全てのバイポーラプレート１２０が接合された結合体の最も上側のバイポーラプレート１２０の上に、正極用活物質層１１１ｂ、セパレータ１１３（第１のセパレータ１１３Ａ、第２のセパレータ１１３Ｂ）、および負極用活物質層１１２ｂをこの順に載せる。そして、さらに、第２のエンドプレート１４０を、負極用鉛箔１１２ａ側を下に向けて置く。
　この状態で、この結合体を固定し、第２のエンドプレート１４０を基板１４１の対角線方向に振動させながら振動溶接を行う。これにより、全てのバイポーラプレート１２０が接合された結合体の最も上側のバイポーラプレート１２０の上に、第２のエンドプレート１４０が接合される。
　なお、上記の説明においては、第１のエンドプレート１３０から第２のエンドプレート１４０に向けて順に積層する流れを説明したが、この積層順は、反対に第２のエンドプレート１４０から第１のエンドプレート１３０に向けて順に積層することとしても良い。
＜注液および化成工程＞
　上述の各プレート同士の積層、接合工程において、枠体の対向面同士の振動溶接による接合構造が形成され、対向する枠体の切り欠き部によって、双極型鉛蓄電池１００の例えばＸ方向の一端面の各空間Ｃの位置に、円形の注入穴が形成されている。この注入穴から各空間Ｃの内部に電解液を所定量注液し、セパレータ１１３に電解液を含浸させる。その上で所定の条件で化成することで、双極型鉛蓄電池１００を作製できる。
　なお、注入穴は、上述のように、予め枠体に切り欠き部を設けることで形成してもよいし、枠体の接合後にドリル等を用いて開けてもよい。
　　（実施例）
　以下に、実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。まず、各実施例及び比較例として使用する双極型鉛蓄電池の構成を以下の通りとした。
　すなわち、双極型鉛蓄電池は、正極用活物質層を有する正極、負極用活物質層を有する負極、及び正極と負極との間に介在する電解層を備えた複数のセル部材と、これら複数のセル部材を個別に収容する複数の空間（セル）を形成する複数のフレームユニットと、を備える。そして、フレームユニットは、セル部材の正極側及び負極側の少なくとも一方を囲う基板と、セル部材の側面を囲うフレームとから構成される。なお、フレームユニットは樹脂で形成されている。
　上述したセル部材とフレームユニットの基板とが交互に積層され、電圧が１２Ｖとなるように複数のセル部材同士が直列に電気的に接続されている。また、フレームユニットのうち、隣接するフレームユニットであって互いに接触する面は、金属からなる接合材を介して接合されている。なお、上述した電解層には、セパレータを配置している。このセパレータには、日本板硝子製のＡＧＭセパレータを使用した。
　以上説明したような１２Ｖ双極型鉛蓄電池を使用して、以下に示す容量試験及び寿命試験を実施した。
　まず、容量試験を行い、１０時間率容量試験の結果を電池容量とした。また容量試験は、電池を２５℃±２℃の水槽に置いて行った。具体的な条件は、電池の定格容量である４５Ａｈに対して、０．１Ｃで放電（－４．５Ａ）する。電池の端子電圧が１．８Ｖ／セルに低下するまで、１０時間率電流で放電し、放電持続時間を記録する。放電電流と放電持続時間から１０時間率容量を求めた。
　一方、上記容量試験の結果を基に、寿命試験では、定格容量に対して、放電容量に対する放電量の比である放電深度を７０％とする放電と充電を繰り返すパターンで行った。具体的には以下に示すパターンの通りである。
　すなわち、まず満充電状態にした双極型鉛蓄電池を用意する。この双極型鉛蓄電池について、容量試験で求めた１０時間率定格容量に対して、０．１Ｃの電流値で放電する。上述したように、放電深度を７０％とするため、放電時間は７時間とする。
　その上で、定電流定電圧充電（ＣＣ－ＣＶ充電）を実施する。具体的には、１０時間率定格容量に対して、０．１Ｃの電流値で充電し、電池の端子電圧が２．４５Ｖ／セルに到達したら、定電圧充電にする。そして、放電電気量に対して、充電電気量が１０４％になるまで充電を実施する。この放電と充電を１サイクルとし、このサイクルを１０００回繰り返し実施する。
　その後、双極型鉛蓄電池の解体を行って正極用活物質を取り出す。取り出された正極用活物質を水洗、乾燥し、正極用活物質を上下方向に４分割する。
　そして、正極用活物質の各部位において、βＰｂＯ２の結晶子径を確認し、その差を測定する。活物質は充放電に伴い粒成長するため、活物質が局所的に利用されるとその箇所は、より粒成長が進行することになり、βＰｂＯ２の結晶子径は大きくなっていく。そこで、各部位のβＰｂＯ２の結晶子径について、１００Å（オングストローム）以上の差があれば、活物質が局所的に利用されていると判断し、判定を不適（以下に示す表においては「×」で示している）とする。一方、１００Å（オングストローム）以上の差が認められなければ、活物質は局所的に利用されていないと判断し、適（以下に示す表においては「○」で示している）とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　試験は、２つの実施例と２つの比較例について行った。これら４つの試験における違いは、正極用活物質層、負極用活物質層に対してセパレータの表面粗さの小さな面を対向する位置に配置したか、或いは、表面粗さの大きな面を対向する位置に配置したかである。表１は、正極用活物質層、負極用活物質層に対するセパレータの接触面とその試験結果における判定を示すものである。
　表１においては、「ＰＡＭ対向面」、「ＮＡＭ対向面」及び「判定」の３つの項目が設けられている。これらの項目における「ＰＡＭ」とは正極用活物質層を示し、「ＮＡＭ」とは負極用活物質層を示している。従って、「ＰＡＭ対向面」は、正極用活物質層に対向する面としてセパレータの表面粗さの大きな面、或いは、小さな面のいずれが接触しているかを示すものである。同じように、「ＮＡＭ対向面」は、負極用活物質層に対向する面としてセパレータの表面粗さの大きな面、或いは、小さな面のいずれが接触しているかを示すものである。
　また、「ＰＡＭ対向面」及び「ＮＡＭ対向面」の項目における「粗」は、表面粗さの大きな面、上記説明における第２の面を示している。一方、「密」は、表面粗さの小さな面、上記説明における第１の面を示している。従って、実施例１においては、正極用活物質層及び負極用活物質層のいずれに対してもセパレータの第１の面、すなわち、表面粗さの小さな「密」な面が対向して接触している。
　これに対して、例えば、実施例２では、「ＰＡＭ対向面」に対してはセパレータの第１の面が対向して接触している一方、「ＮＡＭ対向面」には、セパレータの第２の面、すなわち、表面粗さの大きな「粗」な面が対向して接触している。
　従って、表１に示す４つの実施例、比較例をみると、実施例１は、正極用活物質層及び負極用活物質層のいずれに対してもセパレータの第１の面である表面粗さの小さな面が接している一方、実施例２、比較例１及び比較例２は、いずれも正極用活物質層、負極用活物質層の一方、或いは、その両方に対してセパレータの第２の面である表面粗さの大きな面が接している。
　そして、実施例１及び実施例２については、各部位の結晶子径について、１００Å（オングストローム）以上の差が認められなかったため、「適」と判定された。一方、２つの比較例は、いずれも各部位の結晶子径について、１００Å（オングストローム）以上の差が認められたため、「不適」と判定されている。
　以上の試験結果からも明らかな通り、本発明の実施の形態における双極型鉛蓄電池は、正極用活物質層と負極用活物質層との間に挟まれて配置される、各々、表面粗さの異なる第１の面と第２の面とを有する複数のセパレータを備える。そして、正極用活物質層と負極用活物質層とに接触する面を第１の面または第２の面のいずれかより表面粗さの小さな面とすることによって、活物質層に掛かるセパレータの面圧が一定になる。このことによって、セパレータの各部位における利用率が均等になる。
　また、実施例２に示すように、少なくとも正極用活物質層に接触する面が表面粗さの小さな面であることで、活物質層に掛かるセパレータの面圧が一定になり、セパレータの各部位における利用率が均等になるものと認められる。
　そのため、双極型鉛蓄電池において、充放電時における活物質の局所的な利用を抑制し、セル内における活物質の均一な利用を実現することができる。また、たとえ局所的な利用が行われることによる活物質の利用のバラツキが生じたとしてもこのような設定がなされることによって当該バラツキを許容することができるので蓄電池の長寿命化を図ることができる。
　また、正極用活物質層と負極用活物質層に対向するように、或いは、少なくとも正極用活物質層に対向するようにセパレータにおける表面粗さの小さな面を配置することによって、セパレータの配置に基づく活物質層に掛かる面圧を可能な限り均一化することができる。そのため、活物質層の剥落を防止し、電池容量の維持、長寿命化を図ることができる。
　さらには、上述したようにセパレータを配置することによって、セパレータの表面粗さの大きな面同士が対向するように配置される部分が生じることになるため、双極型鉛蓄電池の組み立て時におけるセパレータ層が崩れることを防止することができる。
　そして、表１に示す試験結果を基に、さらに寿命試験を行った結果が以下の表２に示す結果である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記表２においては、上述した実施例１の他、実施例３ないし実施例８の計７つの実施例を示している。そしてこれら７つの各実施例はいずれも、セパレータのうち、第１の面である表面粗さの小さな「密」な面が正極用活物質層及び負極用活物質層に接する。但し、各実施例において異なるのは、正極用活物質層や負極用活物質層に接するセパレータの面における表面粗さである。
　ここで、各実施例において使用されるセパレータの表面粗さについては、以下のように測定を行った。当該表面粗さの測定には、ハイロックス社の装置（ＭＸＢ－２５００ＲＥＺ）を用いて取得した画像を、同じくハイロックス社の画像処理ソフトウェア「ＨｉｒｏｘＲＨ－２０００」の３Ｄ自動タイリング機能を用いた。測定するセパレータは、５０ｍｍ×５０ｍｍ（＝２５０ｍｍ２）の平板状にした。測定倍率は２００倍～６００倍、カットオフ値（λｃ）は８．０～０．８とした。このとき、「表面粗さ」と「うねり」の関係に留意し、適切な測定結果が得られるように、測定倍率やカットオフ値を調整する。なお、本実施例および比較例におけるセパレータの表面粗さの測定は、セパレータを電解液に含浸する前とした。但し、セパレータを電解液に含浸し水洗および乾燥させた後に測定しても、蓄電池を解体して摘出したセパレータを水洗および乾燥させた後に測定しても良い。
　その結果が、表２に示す表面粗さの小さな「密」な面における十点平均粗さ（Ｒｚ）（表面粗さ）である。表２に示す表面粗さの値が大きい方が、「密」とされる面であってもより表面粗さが大きなことを示している。
　表２においては、実施例１のＰＡＭ対向面及びＮＡＭ対向面の両面に接するセパレータの面は第１の面であり、いずれも表面粗さは１００μｍ（マイクロメートル）である。一方、実施例３ないし実施例８では、表面粗さの値は実施例１の場合よりも小さい値を示している。
　従って、例えば、実施例１と実施例６とを比較した場合、正極用活物質層及び負極用活物質層に接するセパレータの面はいずれも「密」である。但し、実施例１におけるセパレータは、実施例６において正極用活物質層及び負極用活物質層に接するセパレータの面よりも「粗」であるといえる。
　そしてこれら７種類の実施例における正極用活物質の各部位において、βＰｂＯ２の結晶子径を確認し、その差を測定する。このときの判定では、各部位の結晶子径について、いずれも１００Å（オングストローム）以上の差が認められないことが前提である。
　すなわち、いずれの実施例においても試験前後の結晶子径のサイズ差は１００Å（オングストローム）以上の差はない。そして、例えば実施例１の判定結果を「〇」とした場合に、その結果よりもさらに上記サイズ差が小さな値を示した場合を「◎」で表している。
　表２を見ると、正極用活物質層と負極用活物質層とに接するセパレータの面における表面粗さが「１００μｍ」の場合（実施例１）の判定が「〇」である。また、実施例６に示されるように、正極用活物質層と負極用活物質層とに接するセパレータの面における表面粗さが「５μｍ」の場合も同様に判定は「〇」である。
　一方、正極用活物質層と負極用活物質層とに接するセパレータの面における表面粗さの両方が「１５μｍ以上９０μｍ以下」である場合には（実施例３ないし実施例５）、判定が「◎」となった。また、正極用活物質層、負極用活物質層に接するセパレータの表面粗さが異なっていても、その表面粗さが上述した１５μｍ以上９０μｍ以下の範囲内であれば、判定は「◎」となった（実施例７及び実施例８）。
　以上の試験結果から、双極型鉛蓄電池において、正極用活物質層と負極用活物質層との間に挟まれて配置されるセパレータにおける表面粗さが１５μｍ以上９０μｍ以下であれば、充放電時における活物質の局所的な利用を抑制し、セル内における活物質の均一な利用を実現することができる。また、たとえ局所的な利用が行われることによる活物質の利用のバラツキが生じたとしてもこのような設定がなされることによって当該バラツキを許容することができるので蓄電池の長寿命化を図ることができる。
　またこの効果は、その表面粗さが少なくとも１５μｍ以上９０μｍ以下であれば、たとえ正極用活物質層と負極用活物質層とに接触する面における表面粗さの値が異なっていたとしても同様に得られるものである。
　なお、上述したように、本発明の実施の形態においては双極型鉛蓄電池を例に挙げて説明した。但し、集電板に鉛ではなく他の金属を用いるような他の蓄電池においても上記説明内容が当てはまる場合には、当然その適用を排除するものではない。
　　１００・・・双極型鉛蓄電池
　　１１０・・・セル部材
　　１１１・・・正極
　　１１２・・・負極
　　１１１ａ・・・正極用鉛箔
　　１１２ａ・・・負極用鉛箔
　　１１１ｂ・・・正極用活物質層
　　１１２ｂ・・・負極用活物質層
　　１１３・・・セパレータ
　　１１３Ａ・・・第１のセパレータ
　　１１３Ｂ・・・第２のセパレータ
　　１２０・・・バイプレート
　　１２１・・・バイプレートの基板
　　１２１ａ・・・基板の貫通穴
　　１２２・・・バイプレートの枠体
　　１３０・・・第１のエンドプレート
　　１３１・・・第１のエンドプレートの基板
　　１３２・・・第１のエンドプレートの枠体
　　１４０・・・第２のエンドプレート
　　１４１・・・第２のエンドプレートの基板
　　１４２・・・第２のエンドプレートの枠体
　　１５０・・・接着剤層
　　１６０・・・導通体
　　１６４・・・脚部の面（一方の対向面）
　　１７０・・・カバープレート
　　　　Ｃ・・・セル（セル部材を収容する空間）

Claims (5)

  1. 　正極用集電板と正極用活物質層を有する正極、負極用集電板と負極用活物質層を有する負極、および前記正極と前記負極との間に介在するセパレータを備え、間隔を開けて積層配置された、セル部材と、
    　複数の前記セル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、前記セル部材の前記正極の側および前記負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、前記セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、
    を有し、
    　複数の前記セパレータは各々、表面粗さの異なる第１の面と第２の面とを有するとともに、少なくとも前記正極用活物質層に接触する面が前記第１の面または前記第２の面のいずれかより表面粗さの小さな面であることを特徴とする双極型蓄電池。
  2. 　正極用集電板と正極用活物質層を有する正極、負極用集電板と負極用活物質層を有する負極、および前記正極と前記負極との間に介在するセパレータを備え、間隔を開けて積層配置された、セル部材と、
    　複数の前記セル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、前記セル部材の前記正極の側および前記負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、前記セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、
    を有し、
    　複数の前記セパレータは各々、表面粗さの異なる第１の面と第２の面とを有するとともに、前記正極用活物質層と前記負極用活物質層とに接触する面が前記第１の面または前記第２の面のいずれかより表面粗さの小さな面であることを特徴とする双極型蓄電池。
  3. 　前記正極用活物質層または前記負極活物質層に接触する面の表面粗さの値が１５μｍ以上９０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の双極型蓄電池。
  4. 　複数の前記セパレータを積層する際に、複数の前記セパレータのうち、隣接する前記セパレータの互いに表面粗さの大きな面が対向するように配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の双極型蓄電池。
  5. 　前記正極用集電板及び前記負極用集電板は、鉛又は鉛合金からなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の双極型蓄電池。
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