WO2024004764A1 - 双極型蓄電池 - Google Patents

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WO2024004764A1
WO2024004764A1 PCT/JP2023/022787 JP2023022787W WO2024004764A1 WO 2024004764 A1 WO2024004764 A1 WO 2024004764A1 JP 2023022787 W JP2023022787 W JP 2023022787W WO 2024004764 A1 WO2024004764 A1 WO 2024004764A1
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positive electrode
current collector
negative electrode
cover plate
electrode current
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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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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06—Lead-acid accumulators
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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 base material.
  • the bipolar plate is sandwiched between a pair of end plates, and a separator is provided between each pair of adjacent bipolar plates.
  • a member called a cover plate is placed on the periphery of the conductive metal base material on the positive electrode side or the negative electrode side, for example, to prevent the conductive metal base material from peeling off from the substrate. Sometimes it can be prevented.
  • an adhesive is used when the cover plate is placed on the conductive metal base material, but depending on the amount of adhesive applied, it may exceed the contact surface between the cover plate and the conductive metal base material. There is a possibility that it will stick out.
  • the active material layer for a positive electrode or the active material layer for a negative electrode that contacts the conductive metal base material is arranged inside each of them along the inner circumferential surface of the cover plate. If the adhesive protrudes to the side where the material layer is disposed, there will be a portion that rides on the protruding adhesive when the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer is disposed.
  • the present invention when a cover plate is provided, by providing a gap near the cover plate, even if the adhesive used to fix the cover plate to the current collector protrudes, the protrusion can be accommodated. Therefore, when placing the active material layer, it is possible to prevent a gap from forming between the current collector and the current collector due to the overflowing adhesive, and prevent the current collector and the active material layer from forming due to the gap. It is an object of the present invention to provide a bipolar storage battery that can delay the decrease in capacity and extend its life by avoiding the occurrence of separation from the material layer and the infiltration of electrolyte.
  • 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 negative electrode between the positive electrode and the negative electrode. Covers at least one of the positive electrode side and the negative electrode side of the cell member, including an intervening separator and forming a plurality of spaces for individually accommodating the cell member and the plurality of cell members stacked at intervals.
  • a space forming member including a substrate, a frame surrounding the side surface of a cell member, a cover plate covering a peripheral edge of a positive electrode current collector or a negative electrode current collector, and a cover plate and a positive electrode current collector or a negative electrode. an adhesive provided between the cover plate and the current collector for the positive electrode or the negative electrode to fix the cover plate to the current collector for the positive electrode or the current collector for the negative electrode.
  • a gap is formed near the surface where the current collector is fixed.
  • 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 having a positive electrode current collector and a negative electrode active material layer.
  • At least one of the positive electrode side and the negative electrode side of the cell member which includes a separator interposed between the cell members and is stacked at intervals, and forms a plurality of spaces that individually accommodate the plurality of cell members.
  • a space forming member including a substrate that covers the cell member, a frame that surrounds the side surface of the cell member, a cover plate that covers the peripheral edge of the positive electrode current collector or the negative electrode current collector, and the cover plate and the positive electrode current collector. or an adhesive provided between the negative electrode current collector and an adhesive for fixing the cover plate to the positive electrode current collector or the negative electrode current collector, and the cover plate and the positive electrode current collector via the adhesive.
  • a gap is formed near the surface fixed to the negative electrode current collector.
  • the protrusion can be accommodated even when the active material layer is placed, it is possible to prevent a gap from forming between the active material layer and the current collector due to the adhesive that has protruded out. By avoiding the occurrence of separation between the current collector and the active material layer and the infiltration of the electrolyte, it is possible to delay the decrease in capacity and extend the life of the current collector.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a bipolar lead-acid battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the positional relationship of various parts in the vicinity of a cover plate on the positive electrode side in a bipolar lead-acid battery according to an embodiment of the present invention, showing an enlarged view of the inside of the broken line shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the size and shape of a cover plate in a bipolar lead-acid battery according to an embodiment of the present invention. It is an explanatory view showing a modification of the shape of the cover plate in the bipolar lead-acid battery according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an enlarged positional relationship of various parts in the vicinity of a cover plate in a bipolar lead-acid battery according to an embodiment of the present invention, which is different from the conventional positional relationship.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a bipolar lead-acid battery 100 according to an embodiment of the present invention.
  • a bipolar lead-acid battery 100 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 and a second end plate (space forming member) 140.
  • FIG. 1 shows a bipolar lead-acid battery 100 in which three cell members 110 are stacked
  • the number of cell members 110 is determined by the battery design. Further, the number of bipolar plates 120 is determined according to the number of cell members 110.
  • the stacking direction of the cell members 110 is referred to as the Z direction (vertical direction in FIG. 1), and directions perpendicular to the Z direction and mutually perpendicular are referred to as directions.
  • the cell member 110 includes a positive electrode 111, a negative electrode 112, and an electrolyte layer (separator) 113.
  • the positive electrode 111 includes a positive electrode lead foil 111a, which is a positive electrode current collector made of lead or a lead alloy, and a positive electrode active material layer 111b.
  • the negative electrode 112 includes a negative electrode lead foil 112a, which is a negative electrode current collector made of lead or a lead alloy, and a negative electrode active material layer 112b.
  • This positive electrode lead foil 111a is bipolarized by an adhesive 150, which will be described later, provided between one surface of the bipolar plate 120 (in the drawing of FIG. 1, the surface facing upward in the paper) and the positive electrode lead foil 111a. It is provided on one side of the plate 120. Therefore, on one surface of the bipolar plate 120, an adhesive layer (adhesive 150), a positive electrode lead foil 111a, and a positive electrode active material layer 111b are laminated in this order.
  • the negative electrode lead foil 112a is attached to the bipolar plate by an adhesive 150, which will be described later, provided between the other surface of the bipolar plate 120 (in the drawing of FIG. 1, the surface facing downward in the paper) and the negative electrode lead foil 112a. 120 is provided on the other surface. Therefore, on the other surface of the bipolar plate 120, an adhesive layer (adhesive 150), a negative electrode lead foil 112a, and a negative electrode active material layer 112b are laminated in this order.
  • the positive electrode 111 and the negative electrode 112 are electrically connected via a conductor 160, which will be described later.
  • the separator 113 is made of, for example, a glass fiber mat impregnated with an electrolytic solution containing sulfuric acid.
  • the separator 113 is provided so as to be sandwiched between a positive electrode active material layer 111b provided on one bipolar plate 120 facing each other and a negative electrode active material layer 112b provided on the other bipolar plate 120.
  • a positive electrode lead foil 111a, a positive electrode active material layer 111b, a separator 113, a negative electrode active material layer 112b, and a negative electrode lead foil 112a are laminated in this order.
  • the bipolar plate 120, the positive electrode lead foil 111a, the positive electrode active material layer 111b, the negative electrode lead foil 112a, and the negative electrode A bipolar electrode is configured by the active material layer 112b.
  • a bipolar electrode is an electrode that has the functions of both a positive electrode and a negative electrode.
  • the bipolar lead-acid battery 100 is provided in a pair with a cell member 110 having a separator 113 interposed between a positive electrode 111 and a negative electrode 112, with the cell member 110 sandwiched therebetween.
  • a plurality of bipolar plates 120 are stacked.
  • the dimensions of the positive electrode lead foil 111a in the X and Y directions are larger than the dimensions of the positive electrode active material layer 111b in the X and Y directions.
  • the dimensions of the negative electrode lead foil 112a in the X and Y directions are larger than the dimensions of the negative electrode active material layer 112b in the X and Y directions.
  • the dimension (thickness) in the Z direction is that the positive electrode lead foil 111a is larger (thicker) than the negative electrode lead foil 112a, and the positive electrode active material layer 111b is larger (thicker) than the negative electrode active material layer 112b. ).
  • the plurality of cell members 110 are stacked at intervals in the Z direction, and the substrate 121 of the bipolar plate 120 is disposed at this interval. That is, the plurality of cell members 110 are stacked with the substrate 121 of the bipolar plate 120 sandwiched therebetween.
  • the plurality of bipolar plates 120, the first end plate 130, and the second end plate 140 form spaces for forming a plurality of spaces (cells) C that individually accommodate the plurality of cell members 110. It is a member.
  • the bipolar plate 120 covers both the positive electrode 111 side and the negative electrode 112 side of the cell member 110 and has a frame that surrounds the substrate 121 having a rectangular planar shape and the side surfaces of the cell member 110 and covers the four end faces of the substrate 121.
  • the bipolar plate 120 further includes column parts 123 that protrude perpendicularly from both sides of the substrate 121.
  • the number of pillar portions 123 protruding from each surface of the substrate 121 may be one or more.
  • the substrate 121, frame body 122, and pillar portion 123 that constitute the bipolar plate 120 are integrally formed of, for example, thermoplastic resin.
  • thermoplastic resin forming the bipolar plate 120 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 bipolar plate 120, the bipolar plate 120 is unlikely to be decomposed, deteriorated, corroded, or the like.
  • the dimensions of the frame 122 are larger than the dimensions (thickness) of the substrate 121, and the dimensions between the protruding end surfaces of the pillars 123 are the same as the dimensions of the frame 122.
  • a space C is formed between the substrates 121 by stacking the plurality of bipolar plates 120 with their frame bodies 122 and columnar portions 123 in contact with each other. The dimension of the space C in the Z direction is maintained by the pillar portions 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 column parts 123 penetrate. each formed.
  • the substrate 121 of the bipolar plate 120 has a plurality of through holes 121a passing through the plate surface.
  • a first recess 121b is formed on one surface of the substrate 121, and a second recess 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 dimensions of the first recess 121b and the second recess 121c in the X and Y directions correspond to the dimensions of the positive electrode lead foil 111a and the negative electrode lead foil 112a in the X and Y directions.
  • the substrate 121 of the bipolar plate 120 is arranged between adjacent cell members 110 in the Z direction. Then, the positive electrode lead foil 111a of the cell member 110 is placed in the first recess 121b of the substrate 121 of the bipolar plate 120 via an adhesive 150. Further, the negative electrode lead foil 112a of the cell member 110 is placed in the second recess 121c of the substrate 121 of the bipolar plate 120 via an adhesive 150.
  • a conductor 160 is arranged in the through hole 121a 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.
  • a cover plate 170 is provided at the outer edge of the positive electrode lead foil 111a to cover the outer edge. However, although not shown in FIG. 1, a cover plate 170 may also be provided at the outer edge of the negative electrode lead foil 112a. Therefore, the cover plate 170 is cut on both or one of the positive electrode side and the negative electrode side.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the positional relationship of various parts in the vicinity of the cover plate 170 on the positive electrode side in the bipolar lead-acid battery 100 according to the embodiment of the present invention, and showing the inside of the broken line shown in FIG. 1 in an enlarged manner. .
  • the cover plate 170 is, for example, a thin plate-like frame and has rectangular inner and outer lines.
  • the inner edge of the cover plate 170 overlaps with the outer edge of the positive electrode lead foil 111a, and the outer edge of the cover plate 170 overlaps with the peripheral edge of the first recess 121b on one surface of the substrate 121.
  • the rectangle that forms the inner line of the cover plate 170 is smaller than the rectangle that forms the outer line of the positive electrode lead foil 111a, and the rectangle that forms the outer line of the cover plate 170 is the rectangle that forms the opening surface of the first recess 121b. bigger.
  • the adhesive 150 extends from the end surface of the positive electrode lead foil 111a to the outer edge of the opening side of the first recess 121b, and is disposed between the inner edge of the cover plate 170 and the outer edge of the positive electrode lead foil 111a. Ru. The adhesive 150 is also placed between the outer edge of the cover plate 170 and one surface of the substrate 121.
  • the cover plate 170 is fixed by the adhesive 150 across the periphery of the first recess 121b on one surface of the substrate 121 and the outer edge of the positive electrode lead foil 111a. ing.
  • the surfaces of the positive electrode lead foil 111a and the cover plate 170 that face each other with the adhesive 150 interposed therebetween serve as a fixed surface F.
  • 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 first recess 121b.
  • the cover plate 170 it is more preferable that it be placed so as to be pressed against the positive electrode lead foil 111a.
  • the cover plate 170 of the bipolar lead-acid battery 100 When the cover plate 170 of the bipolar lead-acid battery 100 according to the embodiment of the present invention is placed in the position shown in FIG. A gap 171 is formed near the fixed surface F of. That is, the cavity 171 is formed in a space formed by the positive electrode active material layer 111b, the cover plate 170, and the fixing surface F of the cover plate 170 and the positive electrode current collector 111a, and is capable of storing the adhesive 150. It is composed of
  • the void portion 171 By forming the void portion 171 at such a position, when fixing the cover plate 170 to the positive electrode lead foil 111a via the adhesive 150, there is The adhesive 150 that protrudes toward the positive electrode active material layer 111b can be accommodated in the void 171.
  • the adhesive 150 that has protruded in this way is accommodated in the void 171, it does not reach the contact surface between the positive electrode lead foil 111a and the positive electrode active material layer 111b. Therefore, the adhesive 150 that protrudes does not harden on the contact surface between the positive electrode lead foil 111a and the positive electrode active material layer 111b. For this reason, even if the positive electrode active material layer 111b is placed on the positive electrode lead foil 111a, the positive electrode active material layer 111b does not ride on the positive electrode lead foil 111a and float up.
  • the cover plate 170 in the embodiment of the present invention has a cutout shape on its inner peripheral surface to form a cavity 171.
  • the size of the gap 171 must be large enough to accommodate the overflowing adhesive 150, and it is more preferable that the gap 171 be formed in the proportions shown below.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the size and shape of the cover plate 170 in the bipolar lead-acid battery 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the cover plate 170 shown in FIG. 3 is oriented in the same way as in FIGS. 1 and 2 used in the above description, with the vertical direction of the drawing being the Z direction and the left and right direction being the X direction.
  • the positive electrode active material layer 111b is disposed on the side where the cavity 171 is formed, and the positive electrode lead foil 111a is disposed on the lower side in the X direction. become.
  • the fixed surface F side fixed to the positive electrode lead foil 111a (not shown) via the adhesive 150 will be referred to as the lower side, and the side opposite to the lower side will be referred to as the upper side.
  • the side where the void portion 171 is formed the side that is vertically formed from the upper side to the lower side is referred to as the left side, and the side that faces the left side and connects the upper side and the lower side is referred to as the right side.
  • the left side comes into contact with the positive electrode active material layer 111b, and as shown in FIGS. 1 and 2, the end of the separator 113 disposed in contact with the positive electrode active material layer 111b is part of the upper side. will cover.
  • the right side faces the frames 122 and 132, as shown in FIG.
  • the length of each side is set as shown in FIG. 3. That is, let the length of the upper side be L and the length of the lower side be L'. Further, the length of the right side is T and the length of the left side is T'.
  • the upper side and the lower side are defined so that L'/L is larger than 0.5 and smaller than 0.95. If the ratio becomes smaller than 0.5, it will become unstable when fixing the cover plate 170 to the positive electrode lead foil 111a and the substrate 121.
  • the ratio becomes larger than 0.95, the space (volume) for accommodating the adhesive 150 that has protruded in the cavity 171 becomes small, and if the extruded adhesive 150 cannot be accommodated, the This is because the adhesive 150 may infiltrate into the region where the positive electrode active material layer 111b and the positive electrode lead foil 111a are in contact.
  • the relationship T'/T between the right side T and the left side T' is preferably 0.95 or less. This is because if the ratio becomes larger than 0.95, the space (volume) for accommodating the adhesive 150 protruding from the void 171 becomes smaller, and there is a possibility that the adhesive 150 cannot be accommodated effectively. It is.
  • FIGS. 4 to 11 are explanatory diagrams showing modified examples of the shape of the cover plate 170 in the bipolar lead-acid battery 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the positions in the bipolar lead-acid battery 100 are as described above. That is, the positive electrode active material layer 111b is arranged on the left side, and the lower side is fixed to the positive electrode lead foil 111a and the substrate 121 via an adhesive 150. Therefore, structures other than the cover plates 170A to 170H are not illustrated.
  • the ratio L'/L between the upper side and the lower side is within the range of 0.5 to 0.95.
  • T'/T which is the ratio between the right side and the left side, is 0.95 or less.
  • the shapes of the voids 171A to 171D shown in FIGS. 4 to 7 are generally triangular.
  • the shape of the cavity 171 is not limited to this shape, and may be square, for example, like a cavity 171E shown in FIG. 8.
  • the line connecting the left side and the lower side may be a curved line instead of a straight line.
  • the cavity 171G in FIG. 10 may be a combination of a plurality of shapes, like a cavity 171G shown in FIG. 10.
  • the cavity 171G in FIG. 10 has a shape that is a combination of two squares of different sizes, but although not shown, it may also be a combination of a square and the shape of the cavity 171F shown in FIG. 9, for example. .
  • the cover plate 170H shown in FIG. 11 has a different shape from each cover plate 170 shown so far. That is, in the cover plates 170A to 170G shown in FIGS. 4 to 10, the void portions 171A to 171G are formed by cutting out a portion of the left side of the cover plate 170, which is rectangular in cross section. .
  • the cover plate 170H shown in FIG. 11 has a shape that is raised toward the left side from the middle of the upper and lower sides.
  • a space surrounded by the cover plate 170H, the positive electrode lead foil 111a, and the positive electrode active material layer 111b is created, and this space is used as a void portion 171H.
  • the cover plate 170H By forming the cover plate 170H into such a shape, it is possible to create a cavity 171H having a required volume.
  • cover plate has been explained using a thin plate-like frame as an example, it may also be a tape-like material, for example, as long as it is resistant to electrolytes (sulfuric acid). .
  • cover plate 170 even if the rectangle forming the inner shape of the cover plate 170 is configured to consist of four members on each side, it may be configured by two L-shaped members or four members. It's okay if it's done. Alternatively, the rectangle may be formed into a square shape.
  • the material of the cover plate 170 for example, thermoplastic resin such as the above-mentioned ABS resin or polypropylene can be adopted.
  • the material of the cover plate 170 is not limited to such a material, and for example, a material having sulfuric acid resistance that is not easily corroded by sulfuric acid, such as a metal (for example, stainless steel) or ceramic that is resistant to sulfuric acid, can be used for the cover plate 170. It may also be used as the plate 170.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing the positional relationship of various parts in the vicinity of the cover plate 170 in the bipolar lead-acid battery 100A according to the embodiment of the present invention, which is an enlarged view of the positional relationship different from the previous one.
  • the void portions 171A to 171H that have been explained using FIGS. 4 to 11 so far are provided by cutting out a part of the cover plates 170A to 170H or by changing the shape of the cover plate 170. was.
  • the way the voids are formed is different from the conventional one. That is, instead of cutting out a part of the cover plate 170, a recess is provided in the positive electrode lead foil 111a, and the recess is used as the void 111aa.
  • the void portion 111aa is formed in the positive electrode lead foil 111a so as to be concave from the cover plate 170 side toward the substrate 121 side. That is, the cavity 111aa is formed in a concave shape so that the surface of the positive electrode lead foil 111a facing the cover plate 170 side (fixed surface F) is dug toward the substrate 121 side.
  • the concave shape is accommodated in the cavity 111aa. Further, it can be prevented from penetrating into the contact surface between the positive electrode lead foil 111a and the positive electrode active material layer 111b.
  • the gap 111aa shown in FIG. 12 is formed at the fixing surface F of the cover plate 170 and the positive electrode lead foil 111a.
  • the adhesive 150 that protrudes is accommodated at the contact surface between the positive electrode lead foil 111a and the positive electrode active material layer 111b, the positive electrode active material layer 111b separates from the positive electrode lead foil 111a, creating a gap. There is a possibility that this may occur. Considering this, it is considered that it is better to provide the void portion 111aa strictly at the fixing surface F between the cover plate 170 and the positive electrode lead foil 111a.
  • the cavity 111aa is formed in the positive electrode lead foil 111a so as to be concave from the cover plate 170 side toward the substrate 121 side as shown in FIG. It can be considered that it can be placed at any position in the X direction.
  • the end of the cavity 111aa does not necessarily have to be located directly below the contact surface between the positive electrode active material layer 111b and the cover plate 170.
  • the end of the gap 111aa is slightly connected to the contact surface between the positive electrode lead foil 111a and the positive electrode active material layer 111b within a range where the contact between the positive electrode lead foil 111a and the positive electrode active material layer 111b is not insufficient. This does not completely exclude that they may be placed in overlapping positions.
  • the void portion 111aa shown in FIG. 12 is a recessed portion of the positive electrode lead foil 111a extending from the cover plate 170 side to the substrate 121 side. However, this recess may reach the substrate 121, and the positive electrode lead foil 111a may be disconnected from the positive electrode active material layer 111b side to the cover plate 170 side at the cavity 111aa.
  • the cover plate 170 When the cover plate 170 is provided in this way, by providing the voids 171 and 111aa near the cover plate 170, the adhesive used to fix the cover plate 170 to the positive electrode lead foil 111a and the negative electrode lead foil 112a can be used. Even if the agent 150 protrudes, the protrusion can be accommodated. Therefore, even when placing the positive electrode active material layer 111b or the negative electrode active material layer 112b, a gap is generated between the positive electrode lead foil 111a or the negative electrode lead foil 112a due to the adhesive 150 that has protruded. This can be prevented.
  • the explanation so far has been based on the assumption that the void portions 171 and 111aa are provided near the cover plate 170. Considering the role of the voids 171 and 111aa in accommodating the overflow of the adhesive 150, it is preferable that the voids 171 and 111aa are provided over the entire circumference of the cover plate 170.
  • the voids 171, 111aa may be provided only in a part of the cover plate 170 instead of the entire circumference, and the above-mentioned effects can be expected at least in the portion where the voids 171, 111aa are provided.
  • the location can be predicted and the voids 171, 111aa It is also possible to provide
  • the first end plate 130 is a space forming member that includes a substrate 131 that covers the positive electrode side of the cell member 110 and a frame 132 that surrounds the side surface of the cell member 110. Further, a column portion 133 is provided that projects perpendicularly from one surface of the substrate 131 (the surface of the bipolar plate 120 disposed closest to the positive electrode that faces the substrate 121).
  • the planar shape of the substrate 131 is a rectangle, four end faces of the substrate 131 are covered with a frame 132, and the substrate 131, the frame 132, and the pillar portion 133 are integrally formed of, for example, the above-mentioned thermoplastic resin. .
  • the number of pillar portions 133 protruding from one surface of the substrate 131 may be one or more. However, the number corresponds to the number of pillars 123 of the bipolar plate 120 that are brought into contact with the pillars 133.
  • the dimensions of the frame 132 are larger than the dimensions (thickness) of the substrate 131, and the dimensions between the protruding end surfaces of the pillars 133 are the same as the dimensions of the frame 132.
  • the first end plate 130 is stacked with the frame 132 and column 133 in contact with the frame 122 and column 123 of the bipolar plate 120 disposed at the outermost side (on the 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. Furthermore, the dimension of the space C in the Z direction is maintained by the column portions 123 of the bipolar plate 120 and the column portions 133 of the first end plate 130 that are in contact with each other.
  • Through holes 111c, 111d, and 113a 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 disposed on the outermost side (positive electrode side), respectively. ing.
  • a recess 131b is formed on one surface of the substrate 131 of the first end plate 130.
  • the dimensions of the recess 131b in the X and Y directions correspond to the dimensions of the positive electrode lead foil 111a in the X and Y directions.
  • the positive electrode lead foil 111a of the cell member 110 is placed in the recess 131b of the substrate 131 of the first end plate 130 with an adhesive 150 interposed therebetween. Further, like the substrate 121 of the bipolar plate 120, a cover plate 170 is fixed to one side of the substrate 131 with an adhesive 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 includes a positive electrode terminal (not shown in FIG. 1) that is electrically connected to the positive electrode lead foil 111a in the recess 131b.
  • the second end plate 140 is a space forming member that includes a substrate 141 that covers the negative electrode side of the cell member 110 and a frame 142 that surrounds the side surface of the cell member 110. Furthermore, a column portion 143 is provided that projects perpendicularly from one surface of the substrate 141 (the surface of the bipolar plate 120 disposed closest to the negative electrode side that faces the substrate 121).
  • the planar shape of the substrate 141 is a rectangle, four end faces of the substrate 141 are covered with a frame 142, and the substrate 141, the frame 142, and the pillar portion 143 are integrally formed of, for example, the above-mentioned thermoplastic resin. .
  • the number of pillar portions 143 protruding from one surface of the substrate 141 may be one or more. However, the number corresponds to the number of pillars 123 of the bipolar plate 120 that are brought into contact with the pillars 143.
  • the dimensions of the frame 142 are larger than the dimensions (thickness) of the substrate 131, and the dimensions between the protruding end surfaces of the two pillars 143 are the same as the dimensions of the frame 142.
  • the second end plate 140 is stacked with the frame 142 and column 143 in contact with the frame 122 and column 123 of the bipolar plate 120 disposed at the outermost side (on the 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. Further, the dimension of the space C in the Z direction is maintained by the pillar portions 123 of the bipolar plate 120 and the pillar portions 143 of the second end plate 140 that are in contact with each other.
  • Through holes 112c, 112d, and 113a 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 disposed on the outermost side (negative electrode side), respectively, through which the pillar portions 143 penetrate. ing.
  • a recess 141b is formed on one surface of the substrate 141 of the second end plate 140.
  • the dimensions of the recess 141b in the X and Y directions correspond to the dimensions of the negative electrode lead foil 112a in the X and Y directions.
  • the negative electrode lead foil 112a of the cell member 110 is placed in the recess 141b of the substrate 141 of the second end plate 140 via an adhesive 150. Further, the second end plate 140 includes a negative electrode terminal (not shown in FIG. 1) that is electrically connected to the negative electrode lead foil 112a in the recess 141b.
  • cover plate 170 may be fixed to one side of the substrate 141 with the adhesive 150, and the outer edge of the negative electrode lead foil 112a may also be covered with the cover plate 170 at the boundary with the peripheral edge of the recess 141b. This is as stated above.
  • vibration welding when joining the opposing bipolar plates 120, the first end plate 130 and the opposing bipolar plate 120, or the second end plate 140 and the opposing bipolar plate 120, for example, vibration welding ( Various welding methods can be employed, such as vibration welding), ultrasonic welding, and hot plate welding. Among these, vibration welding is a method of welding by vibrating the surfaces to be joined while pressurizing them, and the welding cycle is quick and the reproducibility is good. Therefore, vibration welding is more preferably used.
  • the objects to be welded include not only the frames disposed at opposing positions in the mutually opposing bipolar plates 120, first end plate 130, and second end plate 140, but also each column.
  • the bipolar lead-acid battery 100 of this embodiment can be manufactured, for example, by a method including the steps described below.
  • the cover plate 170 may be provided on the negative electrode side as well, a case in which the cover plate 170 is provided only on the positive electrode side will be described as an example.
  • the substrate 121 of the bipolar plate 120 is placed on a workbench with the first recess 121b side facing upward. Then, adhesive 150 is applied to the first recess 121b, and the positive electrode lead foil 111a is placed in the first recess 121b. At that time, the pillar portion 123 of the bipolar plate 120 is passed through the through hole 111c of the positive electrode lead foil 111a. This adhesive 150 is cured, and a positive electrode lead foil 111a is attached to one surface of the substrate 121.
  • the adhesive 150 is applied to the outer edge of the positive electrode lead foil 111a and the upper surface of the substrate 121 which becomes the edge of the first recess 121b, and the cover plate 170 is placed thereon, and the adhesive 150 is cured. Thereby, 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 (the periphery of the first recess 121b) that continues to the outside thereof.
  • the gap 171 is provided near the cover plate 170, even if the adhesive 150 used to fix the cover plate 170 to the positive electrode lead foil 111a protrudes, However, the protrusion can be accommodated.
  • bipolar plate 120 with lead foil for positive and negative electrodes is obtained.
  • a necessary number of bipolar plates 120 with lead foil for positive and negative electrodes are prepared.
  • adhesive 150 is applied on the outer edge of the positive electrode lead foil 111a and on the upper surface of the substrate 131 that will become the edge of the recess 131b.
  • a cover plate 170 is placed on top of this adhesive 150, and the adhesive 150 is cured. Thereby, 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 that continues to the outside thereof. Thereby, an end plate with lead foil for the positive electrode is obtained.
  • the void 111aa is provided near the cover plate 170, even if the adhesive 150 used to fix the cover plate 170 to the positive electrode lead foil 111a protrudes, However, the protrusion can be accommodated.
  • the first end plate 130 to which the positive electrode lead foil 111a and the cover plate 170 are fixed is placed on a workbench with the positive electrode 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 column 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 and the negative electrode active material layer 112b are placed on the positive electrode active material layer 111b.
  • the bipolar plate 120 with lead foil for positive and negative electrodes is placed on the first end plate 130 in this state with the lead foil 112a side for negative electrode facing downward.
  • the pillars 123 of the bipolar plate 120 are passed through the through holes 113a of the separator 113 and the through holes 112d of the negative electrode active material layer 112b, and placed on the pillars 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 the bipolar plate 120 is vibrated 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.
  • the cell member 110 is placed in the space C formed by the first end plate 130 and the bipolar plate 120, and the positive electrode lead foil 111a is exposed on the upper 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 composite body in which the bipolar plate 120 is joined onto the first end plate 130. 112b are placed in this order. Thereafter, another bipolar plate 120 with lead foil for positive and negative electrodes is placed with the lead foil 112a side 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 joined onto the first end plate 130.
  • the positive electrode active material layer 111b, the separator 113, and the negative electrode active material layer 112b are placed in this order on the uppermost bipolar plate 120 of the combined body in which all the bipolar plates 120 are joined. Thereafter, the second end plate 140 is further placed with the negative electrode lead foil 112a side facing down.
  • the 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 onto 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 between opposing surfaces of the frames, and a through hole is formed by a cutout of the opposing frames. Further, a lid is attached to cover the through hole of the bipolar lead acid battery 100.
  • the electrolyte By injecting a predetermined amount of electrolyte from the communication port provided in this lid, the electrolyte is injected into the space C through the through-hole. Thereby, the separator 113 can be impregnated with the electrolyte. Then, the bipolar lead-acid battery 100 can be manufactured by chemically forming it under predetermined conditions.
  • a space forming member including; a cover plate that covers a peripheral portion of the positive electrode current collector or the negative electrode current collector; an adhesive provided between the cover plate and the positive electrode current collector or the negative electrode current collector to fix the cover plate to the positive electrode current collector or the negative electrode current collector.
  • a bipolar storage battery characterized in that a gap is formed in the vicinity of a fixed surface between the cover plate and the positive electrode current collector or the negative electrode current collector via the adhesive.
  • the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer is arranged at a position facing the inner circumferential surface of the cover plate;
  • the void portion is formed in a space formed by the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer, the cover plate, and the positive electrode current collector or the negative electrode current collector.
  • the bipolar storage battery as described in (1) or (2) above.
  • the above-mentioned (1) characterized in that the void portion is formed in the positive electrode current collector or the negative electrode current collector so as to be concave from the cover plate side toward the substrate side.
  • the bipolar storage battery according to any one of ) to (3).

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Abstract

カバープレート近傍に空隙部を設けることで、接着剤がはみ出した場合であってもそのはみ出しを収容して、活物質層を載置する際にも集電体との間に当該はみ出した接着剤を原因とした隙間が生ずることを防止し、集電体と活物質層との剥離の発生や電解液の浸入を回避することで、容量の低下を遅延させてその寿命の延命を図る。正極用集電体（１１１ａ）と正極用活物質層（１１１ｂ）を有する正極（１１１）、負極（１１２）、及びセパレータ（１１３）を備えるセル部材（１１０）と、空間形成部材（１２０）と、正極用集電体（１１１ａ）の周縁部を覆うカバープレート（１７０）と、カバープレート（１７０）と正極用集電体（１１１ａ）との間に設けられカバープレート（１７０）を正極用集電体（１１１ａ）に固定させる接着剤（１５０）と、を有し、カバープレート（１７０）と正極用集電体（１１１ａ）との固定面（Ｆ）近傍に空隙部（１７１）が形成されている。

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。
特表２０１４－５３０４５０号
　このような構成を備える鉛蓄電池において、正極側または負極側の導電性金属基材と基板との間に例えば電解液が浸入してしまうと基板から導電性金属基材が剥離し、電解液が穿孔を介し接続される負極側または正極側へ到達してしまうと液絡が生ずるおそれがある。このようなことを生じにくくするため、例えば正極側または負極側の導電性金属基材の周縁部には、カバープレートと言われる部材が配置され、基板から導電性金属基材が剥離することが防止される場合もある。
　カバープレートが導電性金属基材に載置される際には、例えば、接着剤が使用されるが、当該接着剤の塗布量によっては、カバープレートと導電性金属基材との接触面を超えてはみ出してしまうこともあり得る。導電性金属基材に接触する正極用活物質層または負極用活物質層は、カバープレートの内周面に沿うようにそれぞれの内側に配置されるが、特に正極用活物質層または負極用活物質層が配置される側に接着剤がはみ出すと、正極用活物質層または負極用活物質層を配置した際にはみ出した接着剤に乗り上げる部分が生ずる。
　このように、例えば、正極用活物質層が接着剤に乗り上げてしまうと、導電性金属基材と正極用活物質層との間に隙間ができる。この隙間ができた場所は、正極用活物質層と導電性金属基材との密着性を阻害することになり、発電に寄与しない領域を作出することになる。そればかりでなく、この隙間に、例えば電解液が浸入してしまうと蓄電池全体としての容量が早期に低下する原因となりかねない。
　本発明は、カバープレートが設けられる場合に、カバープレート近傍に空隙部を設けることによって、カバープレートを集電体に固定するために用いられる接着剤がはみ出した場合であってもそのはみ出しを収容することができるので、活物質層を載置する際にも集電体との間に当該はみ出した接着剤を原因とした隙間が生ずることを防止し、隙間が生ずることによる集電体と活物質層との剥離の発生や電解液の浸入を回避することで、容量の低下を遅延させてその寿命の延命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、正極用集電体と正極用活物質層を有する正極、負極用集電体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、正極用集電体または負極用集電体の周縁部を覆うカバープレートと、カバープレートと正極用集電体または負極用集電体との間に設けられカバープレートを正極用集電体または負極用集電体に固定させる接着剤と、を有し、接着剤を介したカバープレートと正極用集電体または負極用集電体との固定面近傍に空隙部が形成されている。
　本発明の一態様に係る双極型蓄電池によれば、正極用集電体と正極用活物質層を有する正極、負極用集電体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、正極用集電体または負極用集電体の周縁部を覆うカバープレートと、カバープレートと正極用集電体または負極用集電体との間に設けられカバープレートを正極用集電体または負極用集電体に固定させる接着剤と、を有し、接着剤を介したカバープレートと正極用集電体または負極用集電体との固定面近傍に空隙部が形成されている。このような構成を採用することによって、カバープレートが設けられる場合に、カバープレート近傍に空隙部を設けることによって、カバープレートを集電体に固定するために用いられる接着剤がはみ出した場合であってもそのはみ出しを収容することができるので、活物質層を載置する際にも集電体との間に当該はみ出した接着剤を原因とした隙間が生ずることを防止し、隙間が生ずることによる集電体と活物質層との剥離の発生や電解液の浸入を回避することで、容量の低下を遅延させてその寿命の延命を図ることができる。
本発明の実施の形態に係る双極型鉛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鉛蓄電池における正極側のカバープレート近傍における各部の位置関係であって、図１に示す破線の内部を拡大して示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池におけるカバープレートの大きさ、形状を説明する説明図である。 本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池におけるカバープレートの形状の変形例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池におけるカバープレートの形状の変形例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池におけるカバープレートの形状の変形例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池におけるカバープレートの形状の変形例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池におけるカバープレートの形状の変形例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池におけるカバープレートの形状の変形例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池におけるカバープレートの形状の変形例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池におけるカバープレートの形状の変形例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池におけるカバープレート近傍における各部の位置関係であって、これまでとは異なる位置関係を拡大して示す説明図である。
　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等に示すように、セル部材１１０の積層方向をＺ方向（図１における上下方向）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、および電解質層（セパレータ）１１３を備えている。正極１１１は、鉛又は鉛合金からなる正極用集電体である正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとを有する。負極１１２は、鉛又は鉛合金からなる負極用集電体である負極用鉛箔１１２ａと負極用活物質層１１２ｂとを有する。
　この正極用鉛箔１１１ａは、バイポーラプレート１２０の一方の面（図１の図面においては、紙面における上方を向く面）と正極用鉛箔１１１ａとの間に設けられる、後述する接着剤１５０によってバイポーラプレート１２０の一方の面に設けられている。従って、バイポーラプレート１２０の一方の面の上に、接着層（接着剤１５０）、正極用鉛箔１１１ａ、正極用活物質層１１１ｂが、この記載順に積層されている。
　一方負極用鉛箔１１２ａは、バイポーラプレート１２０の他方の面（図１の図面においては、紙面における下方を向く面）と負極用鉛箔１１２ａの間に設けられる、後述する接着剤１５０によってバイポーラプレート１２０の他方の面に設けられている。従って、バイポーラプレート１２０の他方の面の上に、接着層（接着剤１５０）、負極用鉛箔１１２ａ、負極用活物質層１１２ｂが、この記載順に積層されている。そしてこれら正極１１１と負極１１２が、後述する導通体１６０を介して電気的に接続されている。
　セパレータ１１３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。セパレータ１１３は、対向する一方のバイポーラプレート１２０に設けられる正極用活物質層１１１ｂと、他方のバイポーラプレート１２０に設けられる負極用活物質層１１２ｂとに挟まれるように設けられる。そしてセル部材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が、この順に積層されている。
　このような構成を有する本発明の実施の形態における双極型鉛蓄電池１００では、上述したように、バイポーラプレート１２０、正極用鉛箔１１１ａ、正極用活物質層１１１ｂ、負極用鉛箔１１２ａ、及び負極用活物質層１１２ｂによって、バイポーラ電極が構成されている。バイポーラ電極とは、１枚の電極で正極、負極両方の機能を有する電極である。
　そして、本発明の実施の形態における双極型鉛蓄電池１００は、正極１１１と負極１１２との間にセパレータ１１３を介在させてなるセル部材１１０と、セル部材１１０を挟み込むように対をなして設けられるバイポーラプレート１２０を複数積層する。そして、最外層を第１のエンドプレート１３０と第２のエンドプレート１４０とで組み付けることにより、セル部材１１０同士を直列に接続した電池構成を有している。
　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１１１側および負極１１２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の第２の凹部１２１ｃに、セル部材１１０の負極用鉛箔１１２ａが接着剤１５０を介して配置されている。
　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、接合されている。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。
　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。但し図１では示していないが、負極用鉛箔１１２ａの外縁部にもカバープレート１７０が設けられていても良い。従って、カバープレート１７０は正極側、負極側の両方、或いは、いずれか一方にけられている。
　そこで以下においては、図１の他、図２も用いて正極側を例に挙げてカバープレート１７０の説明を行う。図２は、本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池１００における正極側のカバープレート１７０近傍における各部の位置関係であって、図１に示す破線の内部を拡大して示す説明図である。
　カバープレート１７０は、例えば、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、正極用鉛箔１１１ａの外形線をなす長方形より小さく、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。
　すなわち図１や図２に示すように、カバープレート１７０は接着剤１５０により、基板１２１の一方の面の第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。接着剤１５０を介して正極用鉛箔１１１ａとカバープレート１７０とにおいて互いに対向する面が固定面Ｆとなる。
　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。そしてカバープレート１７０が載置される場合には、正極用鉛箔１１１ａに押圧されるように配されていることがより好ましい。
　そして、本発明の実施の形態における双極型鉛蓄電池１００におけるカバープレート１７０は、図２に示すような位置に配置された場合に、接着剤１５０を介したカバープレート１７０と正極用鉛箔１１１ａとの固定面Ｆの近傍に空隙部１７１が形成されている。すなわち、空隙部１７１は、正極用活物質層１１１ｂとカバープレート１７０、及びカバープレート１７０と正極用集電体１１１ａとの固定面Ｆとで形成される空間に形成され、接着剤１５０を貯留可能に構成されている。
　空隙部１７１がこのような位置に形成されることによって、接着剤１５０を介してカバープレート１７０を正極用鉛箔１１１ａに固定する際に、カバープレート１７０と正極用鉛箔１１１ａの固定面Ｆから正極用活物質層１１１ｂ側へはみ出す接着剤１５０を空隙部１７１に収容することができる。
　このようにはみ出した接着剤１５０は空隙部１７１に収容されることから、正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとの接触面まで到達することはない。そのため、はみ出した接着剤１５０が正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとの接触面において固まることもない。このことから、正極用活物質層１１１ｂを正極用鉛箔１１１ａの上に載置したとしても、正極用活物質層１１１ｂが正極用鉛箔１１１ａに乗り上げて浮き上がることはない。
　従って、正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとの間に隙間が形成されることはない。そして隙間が形成されなければ、正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとの密着性が低下することによる双極型鉛蓄電池１００の性能の低下が生ずることを回避することができ、電解液が浸入することによる液絡の発生も避けることができる。
　図１、或いは、図２に示すように、空隙部１７１を形成するべく、本発明の実施の形態におけるカバープレート１７０はその内周面を切り欠いた形状としている。但し、空隙部１７１の大きさについては、はみ出した接着剤１５０を収容可能な程度に形成されていなければならず、以下に示す割合の下、形成されることがより好ましい。
　図３は、本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池１００におけるカバープレート１７０の大きさ、形状を説明する説明図である。図３に示すカバープレート１７０の向きは、これまでの説明で用いた図１及び図２と同様、図面の上下方向がＺ方向であり、左右方向がＸ方向である。
　従って、図３ではその図示を省略しているが、空隙部１７１が形成されている側に正極用活物質層１１１ｂが配置され、そのＸ方向下側に正極用鉛箔１１１ａが配置されることになる。
　このようなカバープレート１７０において、説明の都合上以後、図示しない正極用鉛箔１１１ａに接着剤１５０を介して固定される固定面Ｆ側を下辺、当該下辺と対向する辺を上辺と表す。また、空隙部１７１が形成されている側において上辺から下辺へと垂直に形成されている辺を左辺、当該左辺と対向し上辺及び下辺をつなぐ辺を右辺と表す。
　そのため、左辺は正極用活物質層１１１ｂと接触することになり、図１や図２に示すように、正極用活物質層１１１ｂに接触して配置されるセパレータ１１３の端部が上辺の一部を覆うことになる。また、右辺は、図１に示すように、枠体１２２，１３２に対向している。
　そして、各辺の長さを、それぞれ図３に示すように設定する。すなわち、上辺の長さをＬとし、下辺の長さをＬ’とする。また、右辺の長さをＴ、左辺の長さをＴ’とする。
　このように設定した場合に、Ｌ’／Ｌが０．５より大きく、０．９５より小さくなるように上辺と下辺とが規定されることが好ましい。当該比率が０．５よりも小さくなってしまうと、カバープレート１７０を正極用鉛箔１１１ａ及び基板１２１に固定する際に不安定となる。
　一方、当該比率が０．９５より大きくなってしまうと、空隙部１７１においてはみ出した接着剤１５０を収容する空間（容積）が小さくなってしまい、はみ出した接着剤１５０が収容できなかった場合、当該接着剤１５０が正極用活物質層１１１ｂと正極用鉛箔１１１ａとが接触する領域まで浸入してしまう恐れがあるからである。
　そして右辺Ｔと左辺Ｔ’との関係Ｔ’／Ｔは、０．９５以下であることが好ましい。これは当該比率が０．９５よりも大きくなると、空隙部１７１においてはみ出した接着剤１５０を収容する空間（容積）が小さくなってしまい、接着剤１５０を有効に収容できなくなってしまう恐れがあるからである。
　以上説明した、各辺の比率を満たし、はみ出しが予想される接着剤１５０の量を超えた容積を収容できるだけの空間が確保されるのであれば、カバープレート１７０の形状はどのようなものであっても良い。ここで、図４ないし図１１は、本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池１００におけるカバープレート１７０の形状の変形例を示す説明図である。
　図４ないし図１１に示すカバープレート１７０Ａないしカバープレート１７０Ｈにおいて、双極型鉛蓄電池１００において配置される位置はこれまで説明してきた通りである。すなわち、左辺側に正極用活物質層１１１ｂが配置されており、下辺は接着剤１５０を介して正極用鉛箔１１１ａ及び基板１２１と固定されている。そのため、カバープレート１７０Ａないしカバープレート１７０Ｈ以外の構造については、その図示を省略している。
　図４及び図５に示すカバープレート１７０Ａ，１７０Ｂでは、上辺と下辺の比率であるＬ’／Ｌが０．５ないし０．９５の範囲に含まれている。このような形状となるように空隙部１７１Ａ及び１７１Ｂを形成することで、はみ出した接着剤１５０を十分に収容することができる。また、固定面Ｆにおいて、カバープレート１７０を正極用鉛箔１１１ａにしっかりと接合させることができる。
　また、図６及び図７に示すカバープレート１７０Ｃ，１７０Ｄでは、右辺と左辺の比率であるＴ’／Ｔが０．９５以下である。このような形状となるように空隙部１７１Ｃ及び１７１Ｄを形成することで、はみ出した接着剤１５０を十分に収容することができる。
　図４ないし図７に示す空隙部１７１Ａないし空隙部１７１Ｄの形状は、概ね三角形である。但し空隙部１７１の形状はこのような形状に限定されず、例えば、図８に示す空隙部１７１Ｅのように四角形であっても良い。また、図９に示す空隙部１７１Ｆのように、左辺と下辺とをつなぐ線が直線ではなく、曲線であっても良い。
　さらに、図１０に示す空隙部１７１Ｇのように、複数の形状を組み合わせたものであっても良い。図１０の空隙部１７１Ｇは、大きさの異なる四角形を２つ組み合わせた形状であるが、図示しないが、例えば、四角形と図９に示す空隙部１７１Ｆの形状とを組み合わせたものであっても良い。
　一方、図１１に示すカバープレート１７０Ｈは、これまで示した各カバープレート１７０とはその形状が異なる。すなわち、これまで図４ないし図１０で示したカバープレート１７０Ａないしカバープレート１７０Ｇは、断面視長方形のカバープレート１７０の左辺側を一部切り欠くことによって空隙部１７１Ａないし空隙部１７１Ｇを形成していた。
　これらの各カバープレート１７０に対して、図１１に示すカバープレート１７０Ｈは、上辺及び下辺の途中から左辺側に向けて引き起こされた形状とされている。このような形状とすることによって、カバープレート１７０Ｈと正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとで囲まれる空間を作出し、当該空間を空隙部１７１Ｈとするものである。カバープレート１７０Ｈをこのような形状とすることで、必要な容積を確保した空隙部１７１Ｈを作出することができる。
　なお、カバープレートについては、薄板状の枠体であることを例に挙げて説明したが、例えば、耐電解液（耐硫酸）性を備えていればテープ状の物等であっても構わない。また、カバープレート１７０についても、カバープレート１７０の内形線をなす長方形を、１辺ずつ４つの部材からなるように構成されていても、Ｌ字状の２つ、或いは、４つの部材によって構成されていても良い。または、当該長方形を、ロの字の形状に形成して構成することも可能である。
　さらにカバープレート１７０の素材としては、例えば、上述したＡＢＳ樹脂やポリプロピレンといった熱可塑性樹脂を採用することができる。但し、カバープレート１７０としては、このような材質に限定されず、例えば、硫酸に腐食されにくい耐硫酸性を有している、例えば、耐硫酸性を有する金属（例えばステンレス鋼）、セラミックをカバープレート１７０として使用しても良い。
　図１２は、本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池１００Ａにおけるカバープレート１７０近傍における各部の位置関係であって、これまでとは異なる位置関係を拡大して示す説明図である。これまで図４ないし図１１を用いて説明してきた空隙部１７１Ａないし空隙部１７１Ｈは、いずれもカバープレート１７０Ａないしカバープレート１７０Ｈの一部を切り欠いたり、カバープレート１７０の形状を変更することによって設けていた。
　これに対して、図１２に示す双極型鉛蓄電池１００Ａにおいては、空隙部の形成の仕方がこれまでと異なる。すなわち、カバープレート１７０の一部を切り欠くのではなく、正極用鉛箔１１１ａに凹部を設け、当該凹部を空隙部１１１ａａとするものである。
　すなわち、空隙部１１１ａａは、正極用鉛箔１１１ａにおいてカバープレート１７０側から基板１２１側に向けて凹状となるように形成されている。つまり、空隙部１１１ａａを正極用鉛箔１１１ａのカバープレート１７０側と対向する面（固定面Ｆ）を基板１２１側に向けて掘るように凹状に形成する。
　このような形状に空隙部１１１ａａを形成することによって、カバープレート１７０を基板１２１及び正極用鉛箔１１１ａに固定する際に接着剤１５０が正極用活物質層１１１ｂ側にはみ出したとしても、当該凹状の空隙部１１１ａａに収容される。そして、それ以上正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとの接触面側へと浸入することを防止できる。
　このように図１２に示す空隙部１１１ａａは、カバープレート１７０と正極用鉛箔１１１ａの固定面Ｆの部分に形成されている。但し、はみ出す接着剤１５０を正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとの接触面の部分において収容することとすると、正極用鉛箔１１１ａから正極用活物質層１１１ｂが乖離して隙間が生ずる可能性が出てきてしまう可能性がある。このことを考慮すると、空隙部１１１ａａは、あくまでもカバープレート１７０と正極用鉛箔１１１ａとの固定面Ｆにおいて設けた方がよいと考えられる。
　すなわち、はみ出た接着剤１５０は正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとの接触面の部分に到達する前に収容されることが最も良く、具体的には、図１２に示すような位置に設けられていることが望ましい。
　但し、この点を考慮せずとも良いのであれば、空隙部１１１ａａは、正極用鉛箔１１１ａにおいてカバープレート１７０側から基板１２１側に向けて凹状となるように形成されていれば図１で示すＸ方向のいずれの位置に配置することもできると考えることができる。
　すなわち、図１２に示すように必ず正極用活物質層１１１ｂとカバープレート１７０との接触面の直下に空隙部１１１ａａの端部が位置しなければならないわけではない。つまり、正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとの接触が不十分とならない範囲で若干当該空隙部１１１ａａの端部が正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとの接触面と重複する位置となるように配置されることまで完全に排除するものではない。
　また、図１２に示す空隙部１１１ａａは、正極用鉛箔１１１ａのカバープレート１７０側から基板１２１側に向けた凹部となっている。但し、この凹部が基板１２１まで達し、空隙部１１１ａａにおいて正極用鉛箔１１１ａが正極用活物質層１１１ｂ側とカバープレート１７０側に断絶した状態となっていても良い。
　このようにカバープレート１７０が設けられる場合に、カバープレート１７０近傍に空隙部１７１，１１１ａａを設けることによって、カバープレート１７０を正極用鉛箔１１１ａや負極用鉛箔１１２ａに固定するために用いられる接着剤１５０がはみ出した場合であってもそのはみ出しを収容することができる。そのため、正極用活物質層１１１ｂや負極用活物質層１１２ｂを載置する際にも正極用鉛箔１１１ａまたは負極用鉛箔１１２ａとの間に当該はみ出した接着剤１５０を原因とした隙間が生ずることを防止することができる。そして、隙間が生ずることによる正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂ、或いは、負極用鉛箔１１２ａと負極用活物質層１１２ｂとの剥離の発生や電解液の浸入を回避することができ、容量の低下を遅延させてその寿命の延命を図ることが可能な双極型蓄電池を提供することができる。
　なお、ここまでは空隙部１７１，１１１ａａはカバープレート１７０の近傍に設けられることを前提に説明してきた。そして接着剤１５０のはみ出しを収容するという空隙部１７１，１１１ａａの役割からすれば、空隙部１７１，１１１ａａはカバープレート１７０の全周にわたって設けられていることが好ましい。
　ただし、空隙部１７１，１１１ａａはカバープレート１７０の全周ではなくその一部にのみ設けられていてもよく、少なくとも空隙部１７１，１１１ａａが設けられた部分において上述した効果を期待することができる。とくに、例えば、接着剤の押し付け工程が自動化されている場合等、電池内部設計と工程設計に応じて接着剤のはみ出し箇所に傾向が生じる場合には、その場所を予測して空隙部１７１、１１１ａａを設けることも可能である。
　図１に戻って、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、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。但し、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。また、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１５０により基板１３１の一面側に固定されている。このことにより、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、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。但し、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。また、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。
　なお、カバープレート１７０が接着剤１５０により基板１４１の一面側に固定され、負極用鉛箔１１２ａの外縁部が、凹部１４１ｂの周縁部との境界部においてもカバープレート１７０で覆われていても良いことは上述した通りである。
　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（振動溶接）、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。
〔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。なお、負極側にもカバープレート１７０を設けても良いが、個々では正極側にのみカバープレート１７０を設けた場合を例に挙げて説明する。
＜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。そして第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。そして、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。そして正極用鉛箔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。
　なお、上述したように、カバープレート１７０近傍には空隙部１７１が設けられていることから、たとえカバープレート１７０を正極用鉛箔１１１ａに固定するために用いられる接着剤１５０がはみ出した場合であってもそのはみ出しを収容することができる。
　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。そして凹部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を塗布する。この接着剤１５０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。
　なお、上述したように、カバープレート１７０近傍には空隙部１１１ａａが設けられていることから、たとえカバープレート１７０を正極用鉛箔１１１ａに固定するために用いられる接着剤１５０がはみ出した場合であってもそのはみ出しを収容することができる。
＜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。そして凹部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。そしてカバープレート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、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。そして、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が接合される。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、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、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、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。但し、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、貫通口が形成される。そして、さらに双極型鉛蓄電池１００の当該貫通口を覆うように蓋が取り付けられる。
　この蓋に設けられた連通口から電解液を所定量注液することで、貫通口を介して空間Ｃに電解液が注液される。これにより、セパレータ１１３に電解液を含浸させることができる。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、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。
　なお、本発明の実施の形態において説明した技術については、以下のような構成を採用することもできる。
（１）正極用集電体と正極用活物質層を有する正極、負極用集電体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、
　前記正極用集電体または前記負極用集電体の周縁部を覆うカバープレートと、
　前記カバープレートと前記正極用集電体または前記負極用集電体との間に設けられ前記カバープレートを前記正極用集電体または前記負極用集電体に固定させる接着剤と、を有し、
　前記接着剤を介した前記カバープレートと前記正極用集電体または前記負極用集電体との固定面近傍に空隙部が形成されていることを特徴とする双極型蓄電池。
（２）前記空隙部は、前記接着剤を貯留可能に構成されていることを特徴とする上記（１）に記載の双極型蓄電池。
（３）前記正極用活物質層または前記負極用活物質層は、前記カバープレートの内周面と対向する位置に配置され、
　前記空隙部は、前記正極用活物質層または前記負極用活物質層、前記カバープレート、及び、前記正極用集電体または前記負極用集電体とで形成される空間に形成されることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の双極型蓄電池。
（４）前記空隙部は、前記正極用集電体または前記負極用集電体において前記カバープレート側から前記基板側に向けて凹状となるように形成されていることを特徴とする上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の双極型蓄電池。
（５）前記空隙部は、前記カバープレートと前記正極用集電体または前記負極用集電体の前記固定面に形成されていることを特徴とする上記（４）に記載の双極型蓄電池。
（６）前記空隙部は、前記カバープレートの全周における一部に形成されていることを特徴とする上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の双極型蓄電池。
（７）前記正極用集電体及び前記負極用集電体は、鉛又は鉛合金からなることを特徴とする上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の双極型蓄電池。
　　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
　　１１１ａａ・・・空隙部
　　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
　　１２０・・・バイポーラプレート
　　１２１・・・バイポーラプレートの基板
　　１２１ａ・・・基板の貫通穴
　　１２２・・・バイポーラプレートの枠体
　　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
　　１６０・・・導通体
　　１７０Ａ～１７０Ｈ・・・カバープレート
　　１７１Ａ～１７１Ｈ・・・空隙部
　　　　Ｃ・・・セル（セル部材を収容する空間）

Claims (15)

  1. 　正極用集電体と正極用活物質層を有する正極、負極用集電体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、
    　前記正極用集電体または前記負極用集電体の周縁部を覆うカバープレートと、
    　前記カバープレートと前記正極用集電体または前記負極用集電体との間に設けられ前記カバープレートを前記正極用集電体または前記負極用集電体に固定させる接着剤と、を有し、
    　前記接着剤を介した前記カバープレートと前記正極用集電体または前記負極用集電体との固定面近傍に空隙部が形成されていることを特徴とする双極型蓄電池。
  2. 　前記空隙部は、前記接着剤を貯留可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の双極型蓄電池。
  3. 　前記正極用活物質層または前記負極用活物質層は、前記カバープレートの内周面と対向する位置に配置され、
    　前記空隙部は、前記正極用活物質層または前記負極用活物質層、前記カバープレート、及び、前記正極用集電体または前記負極用集電体とで形成される空間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の双極型蓄電池。
  4. 　前記空隙部は、前記カバープレートの全周における一部に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の双極型蓄電池。
  5. 　前記正極用活物質層または前記負極用活物質層は、前記カバープレートの内周面と対向する位置に配置され、
    　前記空隙部は、前記正極用活物質層または前記負極用活物質層、前記カバープレート、及び、前記正極用集電体または前記負極用集電体とで形成される空間に形成されることを特徴とする請求項２に記載の双極型蓄電池。
  6. 　前記空隙部は、前記カバープレートの全周における一部に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の双極型蓄電池。
  7. 　前記正極用集電体及び前記負極用集電体は、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。
  8. 　前記空隙部は、前記正極用集電体または前記負極用集電体において前記カバープレート側から前記基板側に向けて凹状となるように形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３、５のいずれかに記載の双極型蓄電池。
  9. 　前記空隙部は、前記カバープレートの全周における一部に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の双極型蓄電池。
  10. 　前記空隙部は、前記カバープレートと前記正極用集電体または前記負極用集電体の前記固定面に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の双極型蓄電池。
  11. 　前記空隙部は、前記カバープレートの全周における一部に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の双極型蓄電池。
  12. 　前記正極用集電体及び前記負極用集電体は、鉛又は鉛合金からなることを特徴とする請求項８に記載の双極型蓄電池。
  13. 　前記正極用集電体及び前記負極用集電体は、鉛又は鉛合金からなることを特徴とする請求項９に記載の双極型蓄電池。
  14. 　前記正極用集電体及び前記負極用集電体は、鉛又は鉛合金からなることを特徴とする請求項１０に記載の双極型蓄電池。
  15. 　前記正極用集電体及び前記負極用集電体は、鉛又は鉛合金からなることを特徴とする請求項１１に記載の双極型蓄電池。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014530450A (ja) * 2011-09-09 2014-11-17 イースト ペン マニュファクチャリング カンパニー インコーポレーテッドＥａｓｔ Ｐｅｎｎ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｉｎｃ． 二極式電池およびプレート
CN208570769U (zh) * 2018-06-27 2019-03-01 天能电池集团有限公司 一种双极性极板用的板栅
WO2022158096A1 (ja) * 2021-01-22 2022-07-28 古河電池株式会社 バイポーラ型蓄電池

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