JP2018067382A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一側面は、蓄電装置に関する。 One aspect of the present invention relates to a power storage device.
集電体の一方の面に正極が形成され、他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極を備えるバイポーラ電池が知られている。バイポーラ電池では、電解質層を挟んで複数のバイポーラ電極が直列に積層されている。 A bipolar battery is known that includes a bipolar electrode in which a positive electrode is formed on one surface of a current collector and a negative electrode is formed on the other surface. In a bipolar battery, a plurality of bipolar electrodes are stacked in series across an electrolyte layer.
例えば特許文献1に開示されたバイポーラ電池では、ポリプロピレン層が、ニッケルなどの金属を使用したバイポーラプレート(集電体)の周辺を覆っている。そして、ポリプロピレン層と、複数の集電体を支持するためのポリプロピレン製のセルケーシングとが一体成形により固着されている。ポリプロピレン層とセルケーシングとを一体成形する際には、ポリプロピレン層が被覆されたバイポーラプレートを金型内に配置し、金型内にポリプロピレンを流入して射出成形を行う(インサート成形法)。 For example, in the bipolar battery disclosed in Patent Document 1, a polypropylene layer covers the periphery of a bipolar plate (current collector) using a metal such as nickel. A polypropylene layer and a polypropylene cell casing for supporting a plurality of current collectors are fixed together by integral molding. When the polypropylene layer and the cell casing are integrally molded, a bipolar plate coated with the polypropylene layer is placed in a mold, and the polypropylene is injected into the mold to perform injection molding (insert molding method).
複数のバイポーラプレートを積層して金型内に配置して射出成形を行うと、金型内に流入したポリプロピレンの圧力により、隣り合う複数のバイポーラプレート間に位置ずれが生じる場合がある。 When injection molding is performed by laminating a plurality of bipolar plates in a mold, positional deviation may occur between the adjacent bipolar plates due to the pressure of polypropylene flowing into the mold.
本発明の一側面は、隣り合うバイポーラ電極間の位置ずれが抑制された蓄電装置を提供することを目的とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a power storage device in which positional deviation between adjacent bipolar electrodes is suppressed.
本発明の一側面に係る蓄電装置は、積層された複数のバイポーラ電極であり、前記複数のバイポーラ電極のそれぞれが、第1の面及び前記第1の面とは反対側の第2の面を有する集電体と、前記第1の面に設けられた正極層と、前記第2の面に設けられた負極層とを有している、前記複数のバイポーラ電極と、前記集電体の外周部の少なくとも一部において、前記第1の面及び前記第2の面の少なくとも一方の面上に設けられた第1の樹脂部材と、前記第1の樹脂部材上に設けられ、前記第1の樹脂部材を介して前記集電体の前記外周部を支持する第2の樹脂部材と、前記複数のバイポーラ電極の積層方向において隣り合うバイポーラ電極のそれぞれの前記第1の樹脂部材同士を接続する第3の樹脂部材と、を備える。 The power storage device according to one aspect of the present invention includes a plurality of stacked bipolar electrodes, and each of the plurality of bipolar electrodes has a first surface and a second surface opposite to the first surface. A plurality of bipolar electrodes, and an outer periphery of the current collector, the current collector having a current collector, a positive electrode layer provided on the first surface, and a negative electrode layer provided on the second surface A first resin member provided on at least one of the first surface and the second surface, and provided on the first resin member in at least a part of the portion; A second resin member that supports the outer peripheral portion of the current collector via a resin member and a first resin member that connects each of the first resin members of the bipolar electrodes adjacent in the stacking direction of the plurality of bipolar electrodes. 3 resin members.
上記の蓄電装置では、複数のバイポーラ電極の積層方向において隣り合うバイポーラ電極のそれぞれの第1の樹脂部材同士が第3の樹脂部材により接続されている。そのため、第2の樹脂部材を形成する際に、バイポーラ電極に圧力が加えられても、隣り合うバイポーラ電極間の位置ずれを抑制できる。 In the power storage device described above, the first resin members of the bipolar electrodes adjacent in the stacking direction of the plurality of bipolar electrodes are connected by the third resin member. Therefore, even when pressure is applied to the bipolar electrode when forming the second resin member, it is possible to suppress positional deviation between adjacent bipolar electrodes.
前記第1の樹脂部材には、前記複数のバイポーラ電極の積層方向に前記第1の樹脂部材を貫通する貫通孔が設けられており、前記第3の樹脂部材が前記貫通孔を貫通してもよい。 The first resin member is provided with a through-hole penetrating the first resin member in the stacking direction of the plurality of bipolar electrodes, and the third resin member passes through the through-hole. Good.
この場合、複数のバイポーラ電極の積層方向に直交する方向において、隣り合う第1の樹脂部材間の位置ずれが抑制される。 In this case, misalignment between adjacent first resin members is suppressed in a direction orthogonal to the stacking direction of the plurality of bipolar electrodes.
前記第1の樹脂部材には、複数の前記貫通孔が設けられており、前記第3の樹脂部材が前記複数の貫通孔のそれぞれを貫通してもよい。 The first resin member may be provided with a plurality of through holes, and the third resin member may penetrate each of the plurality of through holes.
この場合、貫通孔が1つの場合に比べて位置ずれを抑制する効果が大きくなる。 In this case, the effect of suppressing displacement is greater than in the case of one through hole.
前記複数のバイポーラ電極の積層方向から見て、前記第1の樹脂部材は、前記貫通孔よりも外側に位置する外側部分を有しており、前記貫通孔は、前記集電体の前記外周部と前記外側部分との間に位置してもよい。 The first resin member has an outer portion located outside the through hole when viewed from the stacking direction of the plurality of bipolar electrodes, and the through hole is the outer peripheral portion of the current collector. And the outer portion.
この場合、第3の樹脂部材が貫通孔の外側に移動することを抑制できる。 In this case, it can suppress that a 3rd resin member moves to the outer side of a through-hole.
前記複数のバイポーラ電極の積層方向から見て、前記第1の樹脂部材は、前記集電体の前記外周部と前記貫通孔との間に位置する内側部分を有してもよい。 When viewed from the stacking direction of the plurality of bipolar electrodes, the first resin member may have an inner portion located between the outer peripheral portion of the current collector and the through hole.
この場合、第3の樹脂部材が貫通孔の内側に移動することを抑制できる。そのため、第3の樹脂部材によって集電体の外周部が変形することを抑制できる。 In this case, it can suppress that a 3rd resin member moves to the inner side of a through-hole. Therefore, it is possible to suppress the outer peripheral portion of the current collector from being deformed by the third resin member.
前記複数のバイポーラ電極の積層方向から見て、前記第1の樹脂部材の端面に前記第3の樹脂部材が設けられてもよい。 The third resin member may be provided on an end surface of the first resin member when viewed from the stacking direction of the plurality of bipolar electrodes.
前記複数のバイポーラ電極の積層方向から見て、前記第3の樹脂部材は、矩形形状を有する前記集電体の各辺に配置されてもよい。 The third resin member may be disposed on each side of the current collector having a rectangular shape when viewed from the stacking direction of the plurality of bipolar electrodes.
この場合、第3の樹脂部材が集電体の各頂点に配置される場合に比べて、隣り合うバイポーラ電極間の位置ずれを抑制する効果が大きい。 In this case, compared with the case where the 3rd resin member is arrange | positioned at each vertex of an electrical power collector, the effect which suppresses the position shift between adjacent bipolar electrodes is large.
本発明の一側面によれば、隣り合うバイポーラ電極間の位置ずれが抑制された蓄電装置が提供され得る。 According to one aspect of the present invention, a power storage device in which positional deviation between adjacent bipolar electrodes is suppressed can be provided.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。図面には必要に応じてXYZ直交座標系が示される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and redundant descriptions are omitted. In the drawing, an XYZ orthogonal coordinate system is shown as necessary.
図1は、実施形態に係る蓄電装置を模式的に示す断面図である。図2は、実施形態に係る蓄電装置の一部を模式的に示す分解斜視図である。図1に示される蓄電装置10は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池であってもよいし、電気二重層キャパシタであってもよい。蓄電装置10は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の車両に搭載され得る。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the power storage device according to the embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing a part of the power storage device according to the embodiment. The
蓄電装置10は、複数のバイポーラ電極12を備える。複数のバイポーラ電極12は、セパレータ14を介して直列に積層される。複数のバイポーラ電極12のそれぞれは、第1の面16a及び第1の面16aとは反対側の第2の面16bを有する集電体16と、第1の面16aに設けられた正極層18と、第2の面16bに設けられた負極層20とを有している。正極層18及び負極層20は、複数のバイポーラ電極12の積層方向(以下、Z軸方向ともいう)に交差する平面(例えばXY平面)に沿って延在している。
The
セパレータ14はシート状であってもよいし、袋状であってもよい。セパレータ14は例えば多孔膜又は不織布である。セパレータ14は電解液を透過させ得る。セパレータ14の材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリイミド、アラミド繊維などポリアミド系等が挙げられる。また、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたセパレータ14が使用されてもよい。電解液としては、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液が使用され得る。
The
集電体16は、例えばニッケル箔等の金属箔であってもよいし、例えば導電性樹脂フィルム等の導電性樹脂部材であってもよい。集電体16の厚みは、例えば0.1〜1000μmである。正極層18は、正極活物質を含む。蓄電装置10がニッケル水素二次電池の場合、正極活物質は、例えば水酸化ニッケル(Ni(OH)2)の粒子である。蓄電装置10がリチウムイオン二次電池の場合、正極活物質は、例えば複合酸化物、金属リチウム、硫黄等である。負極層20は、負極活物質を含む。蓄電装置10がニッケル水素二次電池の場合、負極活物質は、例えば水素吸蔵合金の粒子である。蓄電装置10がリチウムイオン二次電池の場合、負極活物質は、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、SiOx(0.5≦x≦1.5)等の金属酸化物、ホウ素添加炭素等である。
The
Z軸方向において、複数のバイポーラ電極12及び複数のセパレータ14は、電極112及び電極212によって挟まれてもよい。電極112及び電極212は、Z軸方向において最も外側に位置する電極である。電極112は、集電体116と、集電体116のセパレータ14側の面に設けられた正極層18とを備える。電極212は、集電体116と、集電体116のセパレータ14側の面に設けられた負極層20とを備える。集電体116は、Z軸方向において集電体16よりも厚いこと以外は集電体16と同じ構成を備える。
In the Z-axis direction, the plurality of
蓄電装置10は、樹脂部材28(第1の樹脂部材)、絶縁ケース30(第2の樹脂部材)及び樹脂部材128(第3の樹脂部材)を備えている。樹脂部材28は、集電体16の外周部161(後述の図3参照)に設けられる。絶縁ケース30は、樹脂部材28を介して、複数のバイポーラ電極12を支持する樹脂ケースである。樹脂部材128は、複数のバイポーラ電極12の積層方向において隣り合うバイポーラ電極12のそれぞれの樹脂部材28同士を接続する。樹脂部材128の材料は樹脂部材128の材料と同じでもよいし、異なってもよい。絶縁ケース30の材料は樹脂部材28又は樹脂部材128の材料と同じでもよいし、異なってもよい。絶縁ケース30は、例えばポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(ザイロン(登録商標))製のケースである。絶縁ケース30は、電極112及び電極212を支持してもよい。絶縁ケース30は、複数のバイポーラ電極12及び複数のセパレータ14を収容し得る筒状部材であってもよい。絶縁ケース30内には電解液が収容される。樹脂部材28、絶縁ケース30及び樹脂部材128の詳細については、後に図3〜図6を参照して改めて説明する。
The
蓄電装置10は、正極プレート40及び負極プレート50を備えてもよい。正極プレート40及び負極プレート50は、Z軸方向において、複数のバイポーラ電極12及び複数のセパレータ14を挟持する。正極プレート40及び負極プレート50は、電極112、電極212及び絶縁ケース30を挟持してもよい。電極112は正極プレート40とセパレータ14との間に配置される。電極212は負極プレート50とセパレータ14との間に配置される。正極プレート40には正極端子42が接続される。負極プレート50には負極端子52が接続される。正極端子42及び負極端子52により蓄電装置10の充放電を行うことができる。
The
正極プレート40及び負極プレート50には、Z軸方向に延びるボルトBを貫通するための貫通孔が設けられる。貫通孔は、Z軸方向から見て絶縁ケース30の外側に配置される。ボルトBは、正極プレート40と負極プレート50とから絶縁された状態で正極プレート40から負極プレート50に向かって挿通され得る。ボルトBの先端にはナットNが螺合される。これにより、正極プレート40及び負極プレート50は、複数のバイポーラ電極12、複数のセパレータ14、電極112、電極212及び絶縁ケース30を拘束できる。その結果、絶縁ケース30内は密封され得る。
The
図3は、樹脂部材28、絶縁ケース30及び樹脂部材128の拡大断面図である。樹脂部材28は、集電体16の外周部161の少なくとも一部に設けられる。樹脂部材28は、外周部161全体にわたって環状に設けられてもよい。樹脂部材28は、集電体16の第1の面16a及び第2の面16bの少なくとも一方の面上に設けられている。図3に示される例では、樹脂部材28は、集電体16の第1の面16a及び第2の面16bの両方の面上に設けられている。樹脂部材28は、集電体16の第1の面16aに接触する接触面28aと、集電体16の第2の面16bに接触する接触面28bとを有している。樹脂部材28は、集電体16の端面16c上にも設けられてよく、この場合、樹脂部材28は、集電体16の端面16cに接触する接触面28cも有する。端面16cは、第1の面16aと第2の面16bとを繋ぐ面である。接触面28cは、接触面28aと接触面28bとを繋ぐ面である。樹脂部材28は、集電体16の外周部161を覆うように、集電体16の外周方向(図3に示される部分ではY軸方向)に直交する方向から見て、断面U字形状を有する。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the
樹脂部材28には、Z軸方向に樹脂部材28を貫通する貫通孔28hが設けられている。貫通孔28hの数は1つでもよいし、2つ以上でもよい。樹脂部材128は貫通孔28hを貫通している。
The
樹脂部材28の材料の例は、ポリスチレン(PS)、ポリアミド(PA)66、ポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT樹脂)等である。これらの材料を用いることで、樹脂部材28に絶縁性を持たせることもできる。
Examples of the material of the
絶縁ケース30は、樹脂部材28上に設けられている。絶縁ケース30は、樹脂部材28を介して集電体16の外周部161を支持する。図3に示される例では、樹脂部材28は、集電体16の外周部161とともに絶縁ケース30内に埋設されている。絶縁ケース30は、Z軸方向において隣り合う樹脂部材28の間に位置する第1の部分301と、樹脂部材28の外側を覆う第2の部分302とを有する。第1の部分301と第2の部分302とは、Z軸方向において、交互に配置される。
The insulating
樹脂部材128は、Z軸方向において隣り合うバイポーラ電極12のそれぞれの樹脂部材28同士を固定する。樹脂部材128は、Z軸方向において一端のバイポーラ電極12から他端のバイポーラ電極12まで延在する。樹脂部材128は、例えば棒状部材である。樹脂部材128は、樹脂部材28の貫通孔28hに樹脂を流し込むことによって形成されてもよいし、予め成形された樹脂部材128を貫通孔28hに挿入してもよい。
The
図4は、図1のIV−IV線に沿った蓄電装置の断面図である。図4に示されるように、Z軸方向から見て、樹脂部材128は、例えば矩形形状を有する集電体16の各辺に配置されてもよい。この場合、複数の樹脂部材128が互いに離間して配置される。樹脂部材128は、集電体16の各辺の例えば中心に配置される。樹脂部材128は、例えば矩形形状を有する集電体16の各頂点に配置されてもよい。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the power storage device taken along line IV-IV in FIG. As shown in FIG. 4, the
図4に示されるように、樹脂部材28には複数の貫通孔28hが設けられており、樹脂部材128が複数の貫通孔28hのそれぞれを貫通している。Z軸方向から見て、樹脂部材28は、貫通孔28hよりも外側に位置する外側部分282を有しており、貫通孔28hは、集電体16の外周部161と外側部分282との間に位置している。樹脂部材28は、外側部分282を有していなくてもよい。この場合、樹脂部材28の端面28eに貫通孔28hが露出することになる。Z軸方向から見て、樹脂部材28は、集電体16の外周部161と貫通孔28hとの間に位置する内側部分281を有している。樹脂部材28は、内側部分281を有していなくてもよい。この場合、貫通孔28hは集電体16の外周部161に接触することになる。
As shown in FIG. 4, the
あるいは、図5及び図6に示されるように、Z軸方向から見て、樹脂部材28の端面28eに樹脂部材128が設けられてもよい。図5に示される例では、樹脂部材128が、樹脂部材28の端面28eに設けられた切り込み部28g内に配置されている。切り込み部28gは、Z軸方向に樹脂部材28を貫通している。この場合、樹脂部材128は、例えば樹脂部材28の端面28eに平板を押し当てた状態で切り込み部28g内に樹脂を流し込むことによって形成され得る。図6に示される例では、樹脂部材128が、樹脂部材28の平坦な端面28e上に配置されている。この場合、例えば樹脂部材128は端面28eに溶着される。
Alternatively, as shown in FIGS. 5 and 6, a
以上説明した蓄電装置10では、Z軸方向において隣り合うバイポーラ電極12のそれぞれの樹脂部材28同士が樹脂部材128により接続されている。そのため、例えば射出成形(インサート成形)により絶縁ケース30を形成する際に、例えば絶縁ケース30の材料の流体によりバイポーラ電極12に横方向(XY平面内の方向)の圧力が加えられても、隣り合うバイポーラ電極12間の位置ずれを抑制できる。バイポーラ電極12の積層数が多くなったり、バイポーラ電極12の厚みが薄くなったりすると、通常、隣り合うバイポーラ電極間の位置ずれが大きくなり易い。しかし、そのような場合であっても、上記蓄電装置10では隣り合うバイポーラ電極12間の位置ずれを抑制できる。隣り合うバイポーラ電極間の位置ずれを抑制することによって、隣り合うバイポーラ電極同士の接触に起因する短絡、バイポーラ電極の寸法不良、及び絶縁ケース30内の内部空間の位置ずれ等が抑制される。
In the
樹脂部材28に貫通孔28hが設けられており、樹脂部材128が貫通孔28hを貫通していると、Z軸方向に直交する方向(例えばXY平面内の方向)において、隣り合う樹脂部材28間の位置ずれが抑制される。樹脂部材28に複数の貫通孔28hが設けられており、樹脂部材128が各貫通孔28hを貫通していると、貫通孔28hが1つの場合に比べて位置ずれを抑制する効果が大きくなる。
When the
Z軸方向から見て、樹脂部材28が、貫通孔28hよりも外側に位置する外側部分282を有しており、貫通孔28hが、集電体16の外周部161と外側部分282との間に位置していると、樹脂部材128が貫通孔28hの外側に移動することを抑制できる。
The
Z軸方向から見て、樹脂部材28が、集電体16の外周部161と貫通孔28hとの間に位置する内側部分281を有していると、樹脂部材128が貫通孔28hの内側に移動することを抑制できる。そのため、樹脂部材128によって集電体16の外周部161が変形することを抑制できる。
When the
図4〜図6に示されるように、Z軸方向から見て、樹脂部材128が、矩形形状を有する集電体16の各辺に配置されていると、樹脂部材128が集電体16の各頂点に配置される場合に比べて、隣り合うバイポーラ電極12間の位置ずれを抑制する効果が大きい。これは、通常、集電体16の各頂点に比べて各辺の方が、バイポーラ電極12に加わる圧力が大きく、位置ずれ量が大きくなるからである。
As shown in FIG. 4 to FIG. 6, when the
以上説明した例では、隣り合う第1の樹脂部材(樹脂部材28)同士は絶縁ケース30を介して離間して設けられているが、第1の樹脂部材同士が接触するように設けられていてもよい。図7は、そのような変形例に係る第1の樹脂部材(樹脂部材29)、第2の樹脂部材(絶縁ケース31)及び第3の樹脂部材(樹脂部材129)の拡大断面図である。図7に示される例では、Z軸方向において隣り合うバイポーラ電極12のそれぞれの樹脂部材29同士は、接触している。具体的に、樹脂部材29は、集電体16の第1の面16aに接触する接触面29aとは反対側に接触面29cを有し、集電体16の第2の面16bに接触する接触面29bとは反対側に接触面29dを有している。樹脂部材29の接触面29cは、下方(Z軸負方向の)の樹脂部材29の接触面29dと接触している。樹脂部材29の接触面29dは、上方(Z軸正方向)の樹脂部材29の接触面29cと接触している。セパレータ14は、Z軸方向から見たときに、樹脂部材29の内側に位置している。図7に示される例では、Z軸方向において、樹脂部材29の接触面29cは、当該樹脂部材29が設けられた集電体16の下方のセパレータ14の中央に位置している。樹脂部材29の接触面29dは、当該樹脂部材29が設けられた集電体16の上方のセパレータ14の中央に位置している。絶縁ケース31は、樹脂部材29の形状に合わせた形状とされ、絶縁ケース30(図3)と比較して、Z軸方向において隣り合う樹脂部材29の間に位置する部分を有さない点で相違する。
In the example described above, the first resin members (resin members 28) adjacent to each other are provided apart via the insulating
樹脂部材29には、Z軸方向に樹脂部材29を貫通する貫通孔29hが設けられている。貫通孔29hの数は1つでもよいし、2つ以上でもよい。樹脂部材129は貫通孔29hを貫通している。
The
樹脂部材29の厚みは、正極層18の厚み及び負極層20の厚みのいずれの厚みよりも大きい。集電体16の第1の面16a及び第2の面16bの両方の面上に樹脂部材29が設けられる場合には、樹脂部材29のうち、集電体16の第1の面16a上に設けられた部分の厚み(Z軸方向の長さ)が、負極層20の厚みよりも大きい。また、樹脂部材29のうち、集電体16の第2の面16b上に設けられた部分の厚みが、正極層18の厚みよりも大きい。
The thickness of the
以上説明したように、樹脂部材29の厚みは、正極層18の厚み及び負極層20の厚みのいずれの厚みよりも大きくてもよい。これにより、複数のバイポーラ電極12の積層方向(Z軸方向)において隣り合うバイポーラ電極12の集電体16に設けられた正極層18と負極層20との間隔を確保することができる。
As described above, the thickness of the
Z軸方向において隣り合うバイポーラ電極12のそれぞれの樹脂部材29同士は、接触していてもよい。これにより、樹脂部材29の厚みを利用して集電体16同士の間隔を定めることができる。
The
樹脂部材129は、Z軸方向において隣り合うバイポーラ電極12のそれぞれの樹脂部材29同士を固定する。樹脂部材129は、Z軸方向において一端のバイポーラ電極12から他端のバイポーラ電極12まで延在する。樹脂部材129は、樹脂部材128と同様の方法によって形成され得る。樹脂部材129は、図4〜図6に示される樹脂部材128の位置と同様の位置に配置されてもよい。樹脂部材129の材料の例は、樹脂部材128の材料の例と同じである。
The
Z軸方向から見て、樹脂部材29は、貫通孔29hよりも外側に位置する外側部分292を有しており、貫通孔29hは、集電体16の外周部161と外側部分292との間に位置している。樹脂部材29は、外側部分292を有していなくてもよい。この場合、Z軸方向から見て樹脂部材29の外側に位置する端面29eに貫通孔29hが露出することになる。Z軸方向から見て、樹脂部材29は、集電体16の外周部161と貫通孔29hとの間に位置する内側部分291を有している。樹脂部材29は、内側部分291を有していなくてもよい。この場合、貫通孔29hは集電体16の外周部161に接触することになる。
The
次に、図8〜図10を用いて、蓄電装置10の製造方法の一例について説明する。図8〜図10は、実施形態に係る蓄電装置の製造方法の一工程を示す断面図である。ここでは、第1の樹脂部材、第2の樹脂部材及び第3の樹脂部材が、先に説明した図7に示される樹脂部材29、絶縁ケース31及び樹脂部材129である場合について説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the
(準備工程)
まず、図8に示されるように、複数のバイポーラ電極12と複数のセパレータ14とを準備する。複数のバイポーラ電極12のそれぞれは、集電体16と、正極層18と、負極層20とを有している。
(Preparation process)
First, as shown in FIG. 8, a plurality of
(第1の樹脂部材を設ける工程)
次に、図8に示されるように、樹脂部材29を、集電体16の外周部161(図7参照)に設ける。樹脂部材29は、外周部161全体にわたって、集電体16の第1の面16a及び第2の面16bの両方の面上に設けられてよい。例えば、樹脂部材29が集電体16の外周部161を覆うように、射出成形により、樹脂部材29が形成される。これにより、集電体16と樹脂部材29とが溶着される。
(Step of providing the first resin member)
Next, as shown in FIG. 8, the
その後、樹脂部材29に貫通孔29hが形成される。貫通孔29hは、例えば成形された樹脂部材に貫通孔をあけることによって形成されてもよいし、樹脂部材29を成形する際に形成されてもよい。貫通孔29hは、後述の積層工程の後に形成されてもよい。
Thereafter, a through
(積層工程)
次に、図9に示されるように、セパレータ14を介して複数のバイポーラ電極12を直列に積層する。この積層工程では、複数のバイポーラ電極12の積層方向において隣り合うバイポーラ電極12のそれぞれの樹脂部材29同士は、接触している。セパレータ14は、複数のバイポーラ電極12の積層方向(Z軸方向)から見て、樹脂部材29の内側に位置するように設けられる。積層工程では、貫通孔29hを用いて隣り合うバイポーラ電極12同士を位置決めできる。
(Lamination process)
Next, as shown in FIG. 9, a plurality of
(第3の樹脂部材を設ける工程)
次に、図9に示されるように、複数のバイポーラ電極12の積層方向において隣り合うバイポーラ電極12のそれぞれの樹脂部材29同士を樹脂部材129により接続する。樹脂部材129は、例えば、樹脂部材29の貫通孔29hに樹脂を流し込むことによって形成されてもよいし、予め成形された樹脂部材129を貫通孔29hに挿入してもよい。これにより、隣り合うバイポーラ電極12同士を固定する。
(Step of providing a third resin member)
Next, as shown in FIG. 9, the
(第2の樹脂部材を設ける工程)
次に、図10に示されるように、樹脂部材129により互いに接続された樹脂部材29上に、絶縁ケース31を設ける。例えば金型Mを用いた射出成形により絶縁ケース31を形成する。まず、樹脂部材129によって互いに接続された複数のバイポーラ電極12を金型M内に配置する。その後、金型M内に絶縁ケース31の材料の流体を供給し、当該材料を固化する。これにより、樹脂部材29及び樹脂部材129と絶縁ケース31とが溶着される。絶縁ケース31は、樹脂部材29を介して集電体16の外周部を支持する。
(Step of providing the second resin member)
Next, as shown in FIG. 10, the insulating
その後、先に図1を参照して説明したように、正極プレート40及び負極プレート50により、複数のバイポーラ電極12、複数のセパレータ14、電極112、電極212及び絶縁ケース31を挟持する。さらに、ボルトB及びナットNを用いて正極プレート40及び負極プレート50に拘束力を付与する。これにより、蓄電装置10が製造される。
Thereafter, as described above with reference to FIG. 1, the plurality of
なお、第1の樹脂部材、第2の樹脂部材及び第3の樹脂部材が図3に示される樹脂部材28、絶縁ケース30及び樹脂部材128の場合も、上述した製造方法と同様の方法により蓄電装置10を製造できる。
In addition, when the first resin member, the second resin member, and the third resin member are the
上記の蓄電装置の製造方法によれば、集電体16の外周部161の少なくとも一部において、第1の面16a及び第2の面16bの少なくとも一方の面上に樹脂部材29を設けた後に、複数のバイポーラ電極12を積層する。これにより、複数のバイポーラ電極12を積層する際に、それぞれのバイポーラ電極12の集電体16に設けられた樹脂部材29を、集電体同士の相対的な位置決めに利用することもできる。
According to the method for manufacturing the power storage device described above, after providing the
また、複数のバイポーラ電極12の積層方向において隣り合うバイポーラ電極12のそれぞれの樹脂部材29同士が樹脂部材129により接続されている。そのため、例えば射出成形により絶縁ケース31を形成する際に、例えば絶縁ケース31の材料の流体によりバイポーラ電極12に横方向の圧力が加えられても、隣り合うバイポーラ電極12間の位置ずれを抑制できる。
In addition, the
樹脂部材29(第1の樹脂部材)を設ける工程では、第1の面16a及び第2の面16bの両方の面上に樹脂部材29が設けられてよい。積層工程では、セパレータ14を介して複数のバイポーラ電極12が積層され、複数のバイポーラ電極12の積層方向において隣り合うバイポーラ電極12のそれぞれの樹脂部材29同士が接触しており、複数のバイポーラ電極12の積層方向から見たときに、セパレータ14が樹脂部材29の内側に位置していてよい。この場合、積層方向において隣り合うバイポーラ電極12のそれぞれの樹脂部材29同士が接触しているので、樹脂部材29の厚みを利用して集電体16同士の間隔を定めることができる。また、積層方向から見たときに、セパレータ14が樹脂部材29の内側に位置しているので、樹脂部材29を利用してセパレータ14の位置決めを行うこともできる。
In the step of providing the resin member 29 (first resin member), the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、複数のバイポーラ電極12の積層方向から見て、集電体16は例えば多角形又は円形等の形状を有してもよい。
For example, when viewed from the stacking direction of the plurality of
複数のバイポーラ電極12の積層方向から見て、樹脂部材128又は樹脂部材129が、集電体16の外周部161の全周を取り囲むように配置されてもよい。この場合、樹脂部材128又は樹脂部材129は筒状部材である。あるいは、複数のバイポーラ電極12の積層方向から見て、樹脂部材128又は樹脂部材129は、集電体16の外周部161の少なくとも一部に配置されてもよい。
The
また、樹脂部材128又は樹脂部材129のZ軸方向に垂直な断面形状は、例えば図4に示されるように円形であってもよいし、例えば図5に示されるように矩形形状の一辺が曲線となった形状であってもよいし、例えば図6に示されるように矩形形状であってもよい。
Further, the cross-sectional shape perpendicular to the Z-axis direction of the
10…蓄電装置、12…バイポーラ電極、14…セパレータ、16…集電体、16a…第1の面、16b…第2の面、18…正極層、20…負極層、28,29…樹脂部材(第1の樹脂部材)、28e…端面、28h,29h…貫通孔、30,31…絶縁ケース(第2の樹脂部材)、128,129…樹脂部材(第3の樹脂部材)、161…外周部、281,291…内側部分、282,292…外側部分。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記集電体の外周部の少なくとも一部において、前記第1の面及び前記第2の面の少なくとも一方の面上に設けられた第1の樹脂部材と、
前記第1の樹脂部材上に設けられ、前記第1の樹脂部材を介して前記集電体の前記外周部を支持する第2の樹脂部材と、
前記複数のバイポーラ電極の積層方向において隣り合うバイポーラ電極のそれぞれの前記第1の樹脂部材同士を接続する第3の樹脂部材と、
を備える、蓄電装置。 A plurality of stacked bipolar electrodes, each of the plurality of bipolar electrodes having a first surface and a second surface opposite to the first surface; and the first surface A plurality of bipolar electrodes having a positive electrode layer provided on the second surface and a negative electrode layer provided on the second surface;
A first resin member provided on at least one of the first surface and the second surface in at least a part of the outer peripheral portion of the current collector;
A second resin member provided on the first resin member and supporting the outer peripheral portion of the current collector via the first resin member;
A third resin member for connecting the first resin members of each of the bipolar electrodes adjacent in the stacking direction of the plurality of bipolar electrodes;
A power storage device.
前記第3の樹脂部材が前記貫通孔を貫通している、請求項1に記載の蓄電装置。 The first resin member is provided with a through hole penetrating the first resin member in the stacking direction of the plurality of bipolar electrodes.
The power storage device according to claim 1, wherein the third resin member passes through the through hole.
前記第3の樹脂部材が前記複数の貫通孔のそれぞれを貫通している、請求項2に記載の蓄電装置。 The first resin member is provided with a plurality of the through holes,
The power storage device according to claim 2, wherein the third resin member passes through each of the plurality of through holes.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020091992A (en) * | 2018-12-05 | 2020-06-11 | 株式会社豊田自動織機 | Power storage module |
| WO2023189249A1 (en) * | 2022-04-01 | 2023-10-05 | 株式会社豊田自動織機 | Power storage device |
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