JP2019192590A - 蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】封止体の成形不良を抑制して蓄電モジュールの製造を適切に行える蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】複数のバイポーラ電極１４を積層した矩形状の電極積層体１１の外縁に封止体１２を設けて構成される蓄電モジュール４の製造方法において、複数のバイポーラ電極１４を積層し矩形の角を切り落としてなる切欠き部１１ａを形成した電極積層体１１を作製する作製工程（Ｓ１０）と、切欠き部１１ａを形成した電極積層体１１を金型の内部に配置し、金型の内部に樹脂を注入して電極積層体１１の外縁の全周に亘って封止体１２を樹脂成形する成形工程（Ｓ１２）とを含んで構成される。【選択図】図１０

Description

本発明は、蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールに関する。

従来、蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールとして、例えば、特開２００７−１２８７９２号公報に記載されるように、正極と負極の間にセパレータを配置してなる積層体を作製し、積層体をラミネートフィルムで包み、その周囲を樹脂成形して封止する蓄電モジュールが知られている。

特開２００７−１２８７９２号公報

このような蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールでは、蓄電モジュールの製造時において、成形不良を生ずるおそれがある。例えば、矩形状の積層体の周囲に樹脂成形により封止体を設ける場合、封止体の角部にヒケやボイドを生ずるおそれがある。具体的に説明すると、図１３に示すように、積層体１０１の周囲に樹脂成形により封止体を形成する場合、封止体の成形領域１０２の角部において溶融した樹脂１０３の流れる方向が大きく変わるため、流れる樹脂１０３と金型１０４の間で剪断発熱を生ずる。これにより、樹脂１０３が角部で局部的に高温となり、その後の冷却によって他の部位と比べて収縮量が大きくなって、封止体の成形不良が生ずると考えられる。

そこで、本発明は、封止体の成形不良を抑制して蓄電モジュールの製造を適切に行える蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールを提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る蓄電モジュールの製造方法は、複数のバイポーラ電極を積層して積層方向と直交する断面が矩形の積層体を作製し、積層方向から見た積層体の外縁に封止体を設けて構成される蓄電モジュールの製造方法において、複数のバイポーラ電極を積層して積層体を作製する作製工程と、切欠き部を形成した積層体を金型の内部に配置する配置工程と、金型の内部に樹脂を注入して積層体の外縁の全周に亘って封止体を樹脂成形する成形工程とを含み、作製工程において、矩形の角を切り落とした形状の切欠き部を形成した積層体が作製されている。この蓄電モジュールの製造方法によれば、積層体の角部に切欠き部を形成し、その積層体の外縁に封止体を樹脂成形することにより、封止体を樹脂成形する際に封止体の成形領域の角部で樹脂を円滑に流動させることができる。このため、封止体の角部において成形不良を抑制することができ、蓄電モジュールの製造が適切に行える。

また、本発明に係る蓄電モジュールの製造方法において、バイポーラ電極の外縁には、全周に亘って連続的に形成される矩形枠状の外縁樹脂部が設けられ、作製工程にて外縁樹脂部の積層方向から見た角部に切欠き部を形成した外縁樹脂部を設けてなる積層体を作製してもよい。この場合、外縁樹脂部の角部を切り落として切欠き部が形成されるため、バイポーラ電極の電極など電気的に機能する部分を切り欠くことなく切欠き部を形成することができる。

また、本発明に係る蓄電モジュールの製造方法において、作製工程にて、外縁樹脂部がバイポーラ電極の電極板から積層方向から見て外側へ突出して形成され、角部における外縁樹脂部の外側への突出幅が角部以外における外縁樹脂部の外側への突出幅と同じ幅になるように切欠き部が形成されてもよい。この場合、十分な大きさの切欠き部を形成することができ、封止体を樹脂成形する際に封止体の成形領域の角部で樹脂を円滑に流動させることができる。このため、封止体の角部において成形不良を抑制することができ、蓄電モジュールの製造が適切に行える。

本発明に係る蓄電モジュールは、複数のバイポーラ電極を積層した積層方向と直交する断面が矩形の積層体の積層方向から見た外縁に封止体を設けて構成される蓄電モジュールにおいて、積層体には、矩形の角を切り落とした形状の切欠き部が形成されて構成されている。この蓄電モジュールによれば、積層体の角部に切欠き部が形成されているため、積層体の外縁に封止体を樹脂成形するときに封止体を樹脂成形する際に封止体の成形領域の角部で樹脂を円滑に流動させることができる。このため、封止体の角部において成形不良を抑制することができ、蓄電モジュールの製造が適切に行える。

また、本発明に係る蓄電モジュールにおいて、バイポーラ電極の外縁には全周に亘って連続的に形成される矩形枠状の外縁樹脂部が設けられ、切欠き部は外縁樹脂部の積層方向から見た角部に形成されていてもよい。この場合、外縁樹脂部の角部に切欠き部が形成されるため、バイポーラ電極の電極など電気的に機能する部分を切り欠くことなく切欠き部を形成することができる。

また、本発明に係る蓄電モジュールにおいて、外縁樹脂部は、バイポーラ電極の電極板から積層方向から見た外側へ突出して形成され、切欠き部は、外縁樹脂部の角部における突出幅が角部以外における突出幅と同じ幅になるように形成されていてもよい。この場合、十分な大きさの切欠き部を形成することができ、封止体を樹脂成形する際に封止体の成形領域の角部で樹脂を円滑に流動させることができる。このため、封止体の角部において成形不良を抑制することができ、蓄電モジュールの製造が適切に行える。

本発明によれば、封止体の樹脂成形における成形不良を抑制して、蓄電モジュールの製造を適切に行うことができる。

本発明の実施形態に係る蓄電モジュールを用いた蓄電装置の概略断面図である。 蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。 図２の蓄電モジュールの平面図である。 図２の蓄電モジュールにおける電極積層体の切欠き部の一例を示す図である。 図２の蓄電モジュールにおける電極積層体の切欠き部の変形例を示す図である。 図２の蓄電モジュールにおける電極積層体の切欠き部の変形例を示す図である。 図２に示されたバイポーラ電極の平面図である。 図２に示された負極終端電極の平面図である。 互いに積層されたバイポーラ電極及び負極終端電極の平面図である。 本実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。 本実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法における樹脂成形の工程概要図である。 本実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法における成形工程の説明図である。 背景技術の説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る蓄電モジュール４を用いた蓄電装置１の概略断面図である。図１に示される蓄電装置１は、蓄電モジュール４を用いた蓄電装置の一例を示すものであり、例えば、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置１は、積層された複数の蓄電モジュール４を含むモジュール積層体２と、モジュール積層体２に対してその積層方向（ここでは、後述する電極積層体１１における電極の積層方向Ｄ）に拘束荷重を付加する拘束部材３とを備えている。

モジュール積層体２は、複数（ここでは３つ）の蓄電モジュール４と、複数（ここでは４つ）の導電板５と、を含む。蓄電モジュール４は、バイポーラ電池であり、積層方向Ｄから見て矩形状をなしている。蓄電モジュール４は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池、又は電気二重層キャパシタである。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。

積層方向Ｄに互いに隣り合う蓄電モジュール４同士は、導電板５を介して電気的に接続されている。導電板５は、積層方向Ｄに互いに隣り合う蓄電モジュール４間と、積層端に位置する蓄電モジュール４の積層方向Ｄの外側と、にそれぞれ配置されている。積層端に位置する蓄電モジュール４の積層方向Ｄの外側に配置された一方の導電板５には、正極端子６が接続されている。積層端に位置する蓄電モジュール４の積層方向Ｄの外側に配置された他方の導電板５には、負極端子７が接続されている。正極端子６及び負極端子７は、例えば導電板５の縁部から積層方向Ｄに交差する方向に引き出されている。正極端子６及び負極端子７により、蓄電装置１の充放電が実施される。

導電板５の内部には、空気等の冷媒を流通させる複数の流路５ａが設けられている。流路５ａは、例えば、積層方向Ｄと、正極端子６及び負極端子７の引き出し方向と、にそれぞれ交差（直交）する方向に沿って延在している。導電板５は、蓄電モジュール４同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、これらの流路５ａに冷媒を流通させることにより、蓄電モジュール４で発生した熱を放熱する放熱板としての機能を併せ持つ。なお、図１の例では、積層方向Ｄから見た導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積よりも小さいが、放熱性の向上の観点から、導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積と同じであってもよく、蓄電モジュール４の面積よりも大きくてもよい。

拘束部材３は、モジュール積層体２を積層方向Ｄに挟む一対のエンドプレート８と、エンドプレート８同士を締結する締結ボルト９及びナット１０と、によって構成されている。エンドプレート８は、積層方向Ｄから見た蓄電モジュール４及び導電板５の面積よりも一回り大きい面積を有する矩形の金属板である。エンドプレート８の積層方向Ｄの内側面（モジュール積層体２側に向いた面）には、電気絶縁性を有するフィルムＦが設けられている。フィルムＦにより、エンドプレート８と導電板５との間が絶縁されている。

エンドプレート８には、モジュール積層体２と積層方向Ｄに重なる部位よりも外周側の縁部に挿通孔８ａが設けられている。締結ボルト９は、一方のエンドプレート８の挿通孔８ａから他方のエンドプレート８の挿通孔８ａに向かって通され、他方のエンドプレート８の挿通孔８ａから突出した締結ボルト９の先端部分には、ナット１０が螺合されている。これにより、蓄電モジュール４及び導電板５がエンドプレート８によって挟持されてモジュール積層体２としてユニット化されると共に、モジュール積層体２に対して積層方向Ｄに拘束荷重が付加される。

次に、蓄電モジュール４の構成について詳細に説明する。図２は、図１に示された蓄電モジュール４の内部構成を示す概略断面図である。図２に示されるように、蓄電モジュール４は、複数のバイポーラ電極１４を積層してなる電極積層体（積層体）１１を有し、この電極積層体１１の外縁に樹脂製の封止体１２を設けて構成されている。電極積層体１１は、セパレータ１３、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄ（第１方向）に沿って積層された複数の電極（複数のバイポーラ電極１４、単一の負極終端電極１８、及び、単一の正極終端電極１９）を含む。ここでは、電極積層体１１の積層方向Ｄはモジュール積層体２の積層方向と一致している。電極積層体１１は、積層方向Ｄに延びる側面１１ｂを有している。側面１１ｂは、一例として、後述する電極板１５の端面（第１面１５ａと第２面１５ｂとを接続する面）の集合として構成される。

バイポーラ電極１４は、電極板１５、正極１６及び負極１７を含んでいる。正極１６は、電極板１５の第１面１５ａに設けられている。負極１７は、電極板１５の第１面１５ａに対して反対側の第２面１５ｂに設けられている。電極板１５は、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。一例として、電極板１５は、ニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板１５は、積層方向Ｄから見て矩形状の外縁１５ｄを含んでいる。

正極１６は、正極活物質が電極板１５に塗工されることにより形成される正極活物質層である。正極１６を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。正極１６は、積層方向Ｄから見て矩形状の外縁１６ｄを含んでいる。負極１７は、負極活物質が電極板１５に塗工されることにより形成される負極活物質層である。負極１７を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。負極１７は、積層方向Ｄから見て矩形状の外縁１７ｄを含んでいる。

本実施形態では、電極板１５の第２面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、電極板１５の第１面１５ａにおける正極１６の形成領域に対して大きくなっている。つまり、負極１７の外縁１７ｄは、正極１６の外縁１６ｄよりも一回り大きい。電極板１５の周縁部１５ｃは、矩形枠状をなし、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。つまり、電極板１５の周縁部１５ｃは、積層方向Ｄから見て、電極板１５における正極１６及び負極１７が形成された領域以外の部分であって、正極１６及び負極１７を包囲する部分である。なお、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９の表面は、それぞれ電極板１５の周縁部１５ｃにおける第１面１５ａ及び第２面１５ｂを含んでいる。

電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の正極１６は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄに隣り合う別のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の負極１７は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄに隣り合うさらに別のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。

負極終端電極１８は、電極板１５、及び電極板１５の第２面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。負極終端電極１８は、正極１６を含んでいない。すなわち、負極終端電極１８の電極板１５の第１面１５ａには、活物質層が設けられていない（すなわち、負極終端電極１８の第１面１５ａの全体が露出している）。負極終端電極１８は、第２面１５ｂが電極積層体１１の積層方向Ｄの内側（積層方向Ｄについての中心側）に向くように、積層方向Ｄの一端に配置されている。負極終端電極１８の負極１７は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄの一端のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。

正極終端電極１９は、電極板１５、及び電極板１５の第１面１５ａに設けられた正極１６を含んでいる。正極終端電極１９は、負極１７を含んでいない。すなわち、正極終端電極１９の電極板１５の第２面１５ｂには、活物質層が設けられていない（すなわち、正極終端電極１９の第２面１５ｂの全体が露出している）。正極終端電極１９は、第１面１５ａが電極積層体１１の積層方向Ｄの内側に向くように、積層方向Ｄの他端に配置されている。正極終端電極１９の正極１６は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄの他端のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。

負極終端電極１８の電極板１５の第１面１５ａには、導電板５が接触している。また、正極終端電極１９の電極板１５の第２面１５ｂには、隣接する蓄電モジュール４の導電板５が接触している。拘束部材３からの拘束荷重は、導電板５を介して負極終端電極１８及び正極終端電極１９から電極積層体１１に付加される。すなわち、導電板５は、積層方向Ｄに沿って電極積層体１１に拘束荷重を付加する拘束部材でもある。

セパレータ１３は、例えばシート状に形成されている。セパレータ１３としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。セパレータ１３は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ１３は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。

封止体１２は、例えば絶縁性の樹脂によって形成されている。封止体１２は、周縁部１５ｃを包囲するように電極積層体１１の側面１１ｂに沿って設けられている。封止体１２は、周縁部１５ｃを保持している。バイポーラ電極１４には、中間樹脂部２３が設けられている。中間樹脂部２３は、バイポーラ電極１４の外縁に沿って設けられ、バイポーラ電極１４の全周に亘って設けられている。中間樹脂部２３は、電極板１５の外縁に接合して設けられている。この中間樹脂部２３の端部は、封止体１２に接合されている。つまり、バイポーラ電極１４は、中間樹脂部２３を介して封止体１２に接合され、封止体１２に支持されている。中間樹脂部２３は、第１中間樹脂部２３１と第２中間樹脂部２３２とを有している。第１中間樹脂部２３１と第２中間樹脂部２３２の詳細については、後述する。

図３は、積層方向Ｄから見た場合における蓄電モジュール４の平面図である。図４は、切欠き部１１ａの説明図である。図５及び図６は、切欠き部１１ａの変形例の説明図である。図７は、積層方向Ｄから見た場合における中間樹脂部２３が溶着されたバイポーラ電極１４を示す図である。図８は、積層方向Ｄから見た場合における負極終端樹脂部２４が溶着された負極終端電極１８を示す図である。図９は、積層方向Ｄから見た場合におけるバイポーラ電極１４及び負極終端電極１８を示す図である。なお、図９に示されるバイポーラ電極１４及び負極終端電極１８は、それぞれ中間樹脂部２３及び負極終端樹脂部２４が溶着されており、互いに積層されている。

図３において、蓄電モジュール４は、矩形状の電極積層体１１の外縁に封止体１２を設けて構成されている。電極積層体１１は、複数のバイポーラ電極１４を積層して設けられており、バイポーラ電極１４の積層方向と直交する方向の断面が矩形となっている。封止体１２は、電極積層体１１の外縁に全周に亘って連続して設けられている。つまり、封止体１２は、電極積層体１１を積層方向から見た場合の電極積層体１１の外縁に全周に亘って連続して設けられている。電極積層体１１の四つの角部には、それぞれ切欠き部１１ａが形成されている。切欠き部１１ａは、矩形状の電極積層体１１の角を切り落とした形状で形成されている。すなわち、切欠き部１１ａは、矩形状の電極積層体１１の角を斜めに切り落とした形状で形成されている。言い換えれば、切欠き部１１ａは、矩形状の電極積層体１１の角を面取りした形状とされ、面取り部として機能する。このような切欠き部１１ａが形成されることにより、電極積層体１１の角部が滑らかに曲がった形状となる。このため、封止体１２を樹脂成形するとき、封止体１２の成形領域の角部で樹脂が円滑に流動する。従って、封止体１２の成形不良の発生を抑制することができる。

切欠き部１１ａは、少なくとも、封止体１２の樹脂成形時において樹脂が円滑に流動する程度に切り落とされる。例えば、切欠き部１１ａは、角部において一次シール部材が電極板１５から外側に突出する幅が、角部以外の領域で一次シール部材が電極板１５から外側に突出する幅と同じとなるように形成される。ここでいう一次シール部材は、バイポーラ電極１４の外縁に設けられる外縁樹脂部であり、例えば中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４及び正極終端樹脂部２５、２６が該当する。具体的には、図４に示すように、中間樹脂部２３は、電極板１５より大きく形成され、電極板１５から外側へ突出するように形成されている。中間樹脂部２３の角部における突出幅ｗが角部以外における突出幅ｗ１と同じ幅になるように、切欠き部１１ａが形成される。なお、ここでいう同じ幅は、ほぼ同じ幅も含み、封止体１２の樹脂成形時において樹脂が円滑に流動する程度の幅で切欠き部１１ａが形成されていれば、ほぼ同じ幅の範囲とされる。

なお、図３では切欠き部１１ａが一つの直線に沿って角を斜めに切り落とした形状とされているが、この切欠き部１１ａは、図５に示すように、電極積層体１１の角を複数の直線（図５では二つの直線）に沿って切り落とした形状としてもよし、図６に示すように、電極積層体１１の角を曲線状に切り落とした形状、すなわち角を丸めたラウンド形状としてもよい。これらの場合でも、電極積層体１１の角が滑らかになるように形成されることにより、封止体１２の成形不良の発生を抑制することが可能となる。

図７において、中間樹脂部２３は所定の厚さ（積層方向Ｄの長さ）を有するフィルムである。中間樹脂部２３は、積層方向Ｄから見て、矩形枠状をなし、上述したようにバイポーラ電極１４の周縁部１５ｃの全周に亘って連続的に設けられている。中間樹脂部２３は、積層方向Ｄから見て矩形状の内縁２３ｃ及び矩形状の外縁２３ｄを含んでいる。中間樹脂部２３は、バイポーラ電極１４の少なくとも周縁部１５ｃにおいてバイポーラ電極１４の表面に溶着されている。具体的には、中間樹脂部２３は、バイポーラ電極１４の第１面１５ａに溶着されて気密（液密）にバイポーラ電極１４に接合されている。

中間樹脂部２３の角部２３ｆには、切欠き部１１ａが形成されている。すなわち、矩形枠状を呈する中間樹脂部２３の四つの角部２３ｆには、それぞれ切欠き部１１ａが形成されている。中間樹脂部２３は、バイポーラ電極１４の外縁に設けられる外縁樹脂部として機能する。中間樹脂部２３はバイポーラ電極１４の外縁に矩形枠状に設けられ、バイポーラ電極１４は電極積層体１１の一部を構成するため、図７の切欠き部１１ａは、電極積層体１１の切欠き部１１ａとして機能する。

図２に示すように、中間樹脂部２３は、第１中間樹脂部２３１と第２中間樹脂部２３２とを有している。第１中間樹脂部２３１及び第２中間樹脂部２３２は、積層方向Ｄに沿って互いに積層されている。第１中間樹脂部２３１及び第２中間樹脂部２３２のそれぞれは、積層方向Ｄから見て、矩形枠状をなし、矩形状の内縁及び外縁を含んでいる。積層方向Ｄから見て、第１中間樹脂部２３１の外縁及び第２中間樹脂部２３２の外縁は、互いに一致しており中間樹脂部２３の外縁２３ｄを構成している。

積層方向Ｄから見て、第２中間樹脂部２３２の内縁は、第１中間樹脂部２３１の内縁よりも大きい矩形状である。これにより、中間樹脂部２３には、段差部２３ｅが形成されている。段差部２３ｅ上には、セパレータ１３の縁部が載置されている。第１中間樹脂部２３１の内縁は、中間樹脂部２３の内縁２３ｃを構成している。第１中間樹脂部２３１は、バイポーラ電極１４の第１面１５ａに溶着されて電極板１５に接合されている。第２中間樹脂部２３２は、第１中間樹脂部２３１上に溶着されて第１中間樹脂部２３１に接合されている。

図８において、負極終端樹脂部２４は所定の厚さ（積層方向Ｄの長さ）を有するフィルムである。負極終端樹脂部２４は、積層方向Ｄから見て、矩形枠状をなし、負極終端電極１８の周縁部１５ｃの全周に亘って連続的に設けられている。負極終端樹脂部２４は、積層方向Ｄから見て矩形状の内縁２４ｃ及び矩形状の外縁２４ｄを含んでいる。負極終端樹脂部２４は、負極終端電極１８の少なくとも周縁部１５ｃにおいて負極終端電極１８の表面に溶着されている。具体的には、負極終端樹脂部２４は、負極終端電極１８の第１面１５ａに溶着されて気密（液密）に負極終端電極１８に接合されている。

負極終端樹脂部２４の角部２４ｆには、切欠き部１１ａが形成されている。すなわち、矩形枠を呈する負極終端樹脂部２４の四つの角部２４ｆには、それぞれ切欠き部１１ａが形成されている。負極終端樹脂部２４は、バイポーラ電極１４の外縁に設けられる外縁樹脂部として機能する。負極終端樹脂部２４はバイポーラ電極１４の外縁に矩形枠状に設けられ、バイポーラ電極１４は電極積層体１１の一部を構成するため、図８の切欠き部１１ａは、電極積層体１１の切欠き部１１ａとして機能する。

図２において、正極終端樹脂部２５，２６は所定の厚さ（積層方向Ｄの長さ）を有するフィルムである。正極終端樹脂部２５，２６は、積層方向Ｄから見て、矩形枠状をなし、正極終端電極１９の周縁部１５ｃの全周に亘って連続的に設けられている。正極終端樹脂部２５は、積層方向Ｄから見て矩形状の内縁２５ｃ及び矩形状の外縁２５ｄを含んでいる。正極終端樹脂部２５は、正極終端電極１９の少なくとも周縁部１５ｃにおいて正極終端電極１９の表面に溶着されている。具体的には、正極終端樹脂部２５は、正極終端電極１９の第１面１５ａに溶着されて気密（液密）に正極終端電極１９に接合されている。

正極終端樹脂部２５，２６の角部２５ｆ、２６ｆには、負極終端樹脂部２４と同様に、切欠き部１１ａが形成される（図７、８参照）。正極終端樹脂部２５，２６は、バイポーラ電極１４の外縁に設けられる外縁樹脂部として機能する。正極終端樹脂部２５，２６はバイポーラ電極１４の外縁に矩形枠状に設けられ、バイポーラ電極１４は電極積層体１１の一部を構成するため、正極終端樹脂部２５，２６に形成される切欠き部１１ａは、電極積層体１１の切欠き部１１ａとして機能する。なお、中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４、正極終端樹脂部２５，２６の角部の全てに切欠き部１１ａを形成する場合について説明したが、これらの角部の一部に切欠き部１１ａを形成してもよい。この場合であっても、切欠き部１１ａを形成した角部において、上述した作用効果を得ることができる。すなわち、封止体１２の成形領域の角部で樹脂を円滑に流動させて、封止体１２の成形不良の発生を抑制することができる。

正極終端樹脂部２５は、第１部分２５１と第２部分２５２とを有している。第１部分２５１及び第２部分２５２は、積層方向Ｄに沿って互いに積層されている。第１部分２５１及び第２部分２５２のそれぞれは、積層方向Ｄから見て、それぞれ矩形枠状をなし、矩形状の内縁及び外縁を含んでいる。積層方向Ｄから見て、第１部分２５１の外縁及び第２部分２５２の外縁は、互いに一致しており正極終端樹脂部２５の外縁２５ｄを構成している。積層方向Ｄから見て、第２部分２５２の内縁は、第１部分２５１の内縁よりも一回り大きい矩形状である。これにより、正極終端樹脂部２５には、段差部２５ｅが形成されている。段差部２５ｅ上には、セパレータ１３の縁部が載置されている。第１部分２５１の内縁は、正極終端樹脂部２５の内縁２５ｃを構成している。第１部分２５１は、正極終端電極１９の第１面１５ａに溶着されて電極板１５に接合されている。第２部分２５２は、第１部分２５１上に溶着されて第１部分２５１に接合されている。

正極終端樹脂部２６は、積層方向Ｄから見て矩形状の内縁２６ｃ及び矩形状の外縁２６ｄを含んでいる。正極終端樹脂部２６は、正極終端電極１９の少なくとも周縁部１５ｃにおいて正極終端電極１９の表面に溶着されている。具体的には、正極終端樹脂部２６は、正極終端電極１９の第２面１５ｂに溶着されて気密（液密）に正極終端電極１９に接合されている。

中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４、及び正極終端樹脂部２５のそれぞれは、例えば超音波又は熱によって第１面１５ａに溶着されている。電極板１５の端面は、中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４、及び正極終端樹脂部２５によって覆われておらず露出している。中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４、及び正極終端樹脂部２５のそれぞれの内側端部は、積層方向Ｄに互いに隣り合う電極板１５の周縁部１５ｃ同士の間に位置しており、外側端部は、積層方向Ｄからみて電極板１５から外側に張り出している。中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４、及び正極終端樹脂部２５のそれぞれは、当該外側端部において第２樹脂部２２に埋設されている。積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う第１樹脂部２１同士は、互いに離間している。

封止体１２は、積層方向Ｄに沿って互いに隣接するバイポーラ電極１４の間、積層方向Ｄに沿って互いに隣接する負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び、積層方向Ｄに沿って互いに隣接する正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間をそれぞれ封止している。これにより、バイポーラ電極１４の間、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び、正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間には、それぞれ気密（液密）に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。この内部空間Ｖには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液からなる電解液（不図示）が収容されている。すなわち、第１樹脂部２１は、積層方向Ｄに沿って隣接する電極の間に電解液が収容される内部空間Ｖを形成すると共に、内部空間Ｖを封止するためのものである。電解液は、セパレータ１３、正極１６及び負極１７内に含浸されている。

封止体１２は、例えば、絶縁性の樹脂であって、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、又は変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等から構成され得る。

続いて、各部の相対的な関係について詳細に説明する。なお、内側とは、積層方向Ｄから見て、蓄電モジュール４の中心の側をいう。外側とは、積層方向Ｄから見て、蓄電モジュール４の中心から遠ざかる側をいう。図２及び図７に示すように、バイポーラ電極１４において、負極１７は、電極板１５よりも一回り小さい。つまり、負極１７の外縁１７ｄは、電極板１５の外縁１５ｄよりも内側に位置している。正極１６は、負極１７よりも一回り小さい。つまり、正極１６の外縁１６ｄは、負極１７の外縁１７ｄよりも内側に位置している。中間樹脂部２３の外縁２３ｄは、電極板１５の外縁１５ｄの外側に位置している。中間樹脂部２３の内縁２３ｃは、電極板１５の外縁１５ｄと負極１７の外縁１７ｄとの間に位置している。

中間樹脂部２３は、第１エリア１５ｅ（図７においてハッチングが施された領域）においてバイポーラ電極１４の表面（ここでは、バイポーラ電極１４の第１面１５ａ）に溶着されている。換言すれば、第１エリア１５ｅは、バイポーラ電極１４の第１面１５ａにおける中間樹脂部２３が溶着されたエリアであって、電極板１５の外縁１５ｄ及び中間樹脂部２３の内縁２３ｃにより矩形枠状に規定されたエリアである。

負極終端電極１８において、負極１７は、電極板１５よりも一回り小さい。つまり、負極１７の外縁１７ｄは、電極板１５の外縁１５ｄよりも内側に位置している。正極１６は、負極１７よりも一回り小さい。つまり、正極１６の外縁１６ｄは、負極１７の外縁１７ｄよりも内側に位置している。負極終端樹脂部２４の外縁２４ｄは、電極板１５の外縁１５ｄの外側に位置している。負極終端樹脂部２４の内縁２４ｃは、正極１６の外縁１６ｄよりも内側に位置している。つまり、負極終端樹脂部２４は、正極１６に重なるように延在している。

負極終端樹脂部２４は、第２エリア１５ｆ（図８においてハッチングが施された領域）において負極終端電極１８の表面（ここでは、負極終端電極１８の第１面１５ａ）に溶着されている。換言すれば、第２エリア１５ｆは、負極終端電極１８の第１面１５ａにおける負極終端樹脂部２４が溶着されたエリアであって、電極板１５の外縁１５ｄ及び負極終端樹脂部２４の内縁２４ｃにより矩形枠状に規定されたエリアである。

バイポーラ電極１４及び負極終端電極１８の電極板１５の外縁１５ｄは、互いに一致している。バイポーラ電極１４及び負極終端電極１８のそれぞれの負極１７の外縁１７ｄは、互いに一致している。中間樹脂部２３の外縁２３ｄ及び負極終端樹脂部２４の外縁２４ｄは、互いに一致している。負極終端樹脂部２４の内縁２４ｃは、中間樹脂部２３の内縁２３ｃよりも内側に位置している。つまり、第２エリア１５ｆは、第１エリア１５ｅよりも大きい。すなわち、積層方向Ｄに沿った全ての断面において、第２エリア１５ｆの長さ（矩形枠状の幅）は、第１エリア１５ｅの長さ（矩形枠状の幅）よりも大きい（図２参照）。つまり、積層方向Ｄから見て電極積層体１１の全周に亘って、負極終端電極１８の電極板１５の外縁１５ｄと負極終端樹脂部２４の内縁２４ｃとの距離は、バイポーラ電極１４の電極板１５の外縁１５ｄと中間樹脂部２３の内縁２３ｃとの距離よりも大きい。

正極終端樹脂部２５は、第１エリア１５ｇにおいて正極終端電極１９の表面（ここでは、正極終端電極１９の第１面１５ａ）に溶着されている。換言すれば、第１エリア１５ｇは、正極終端電極１９の第１面１５ａにおける正極終端樹脂部２５が溶着されたエリアであって、電極板１５の外縁１５ｄ及び正極終端樹脂部２５の内縁２５ｃにより矩形枠状に規定されたエリアである。正極終端樹脂部２６は、正極終端電極１９の表面（ここでは、正極終端電極１９の第２面１５ｂ）に溶着されて正極終端電極１９に接合されている。

次に、本実施形態に係る蓄電モジュール４の製造方法について説明する。

図１０は、蓄電モジュール４の製造工程を示すフローチャートである。図９に示すように、蓄電モジュール４の製造として、まず、電極積層体１１の作製が行われる（Ｓ１０）。電極積層体１１の作製は、複数のバイポーラ電極１４を重ね合わせて積層させて行われる。また、電極積層体１１には、バイポーラ電極１４のほか、負極終端電極１８、正極終端電極１９が積層される。バイポーラ電極１４には、積層される前に予め中間樹脂部２３が取り付けられている。また、負極終端電極１８には、積層される前に予め負極終端樹脂部２４が取り付けられている。また、正極終端電極１９には、積層される前に予め正極終端樹脂部２５、２６が取り付けられている。

このとき、中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４及び正極終端樹脂部２５、２６において、積層方向Ｄから見た角部分には、切欠き部１１ａが形成されている。すなわち、予め切欠き部１１ａが形成された中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４及び正極終端樹脂部２５、２６がバイポーラ電極１４等に取り付けられ、このバイポーラ電極１４等が複数積層されて、電極積層体１１が作製される。なお、切欠き部１１ａを形成していない中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４及び正極終端樹脂部２５、２６をバイポーラ電極１４等に取り付け、このバイポーラ電極１４等を複数積層した後に、中間樹脂部２３、負極終端樹脂部２４及び正極終端樹脂部２５、２６の角部を切除して切欠き部１１ａを形成して、電極積層体１１を作製してもよい。

次いで、封止体１２の成形が行われる（Ｓ１２）。この成形工程は、電極積層体１１の外縁に封止体１２を樹脂成形する工程である。例えば、電極積層体１１をインサート部材として射出成形が行われ、電極積層体１１の周囲に封止体１２が成形される。成形工程の詳細については、後述する。

図１１は、蓄電モジュール４の製造における封止体１２の樹脂成形の工程概要図である。蓄電モジュール４は、電極積層体１１の外縁に封止体１２を樹脂成形することにより製造される。図１１の（ａ）は、電極積層体１１の配置工程を示した図である。すなわち、電極積層体１１は、インサート部材として、金型９１内に配置される。電極積層体１１は、複数のバイポーラ電極１４を積層させて構成され、樹脂成形の前に予め製造される。金型９１は固定側の金型であり、この金型９１の所定の位置に電極積層体１１が配置される。

図１１の（ｂ）、（ｃ）は、電極積層体１１の外縁に封止体１２を樹脂成形する成形工程の説明図である。図１１の（ｂ）に示すように、型締めが行われ、金型９１に対し金型９２が接合される。金型９２は、可動側の金型であり、金型９１に対し接近及び離間可能となっている。金型９１と金型９２が接合された内部には、空洞部（キャビティ）９３が形成される。空洞部９３は、封止体１２の成形領域である。すなわち、この空洞部９３に樹脂Ｐが流し込まれることにより、封止体１２が成形される。空洞部９３への樹脂Ｐの注入は、ゲート９４を通じて行われる。

図１２に示すように、封止体１２の成形領域である空洞部９３に沿って、樹脂Ｐが流動していく。このとき、空洞部９３の角部において、空洞部９３の領域が直角に曲がっているが、電極積層体１１の角部に切欠き部１１ａが形成されているため、空洞部９３の角部の曲率が小さくなっており、樹脂Ｐが円滑に流動する。つまり、空洞部９３の角部における曲率半径が実質的に大きくなっており、樹脂Ｐの流れが角部で滞ることが軽減され、樹脂Ｐの流れが円滑なものとなる。これにより、角部９３ａにおける封止体１２の成形不良を抑制することができる。

そして、図１１の（ｃ）に示すように、空洞部９３の全体に樹脂Ｐを充填したら、所定時間、樹脂Ｐに圧力を加えつつ、樹脂Ｐの冷却が行われる。これにより、封止体１２が成形される。

そして、型開きを行い、金型９１から金型９２を離間させる。その後、電極積層体１１の外縁に封止体１２を樹脂成形したものを金型９１から取り出し、樹脂Ｐの不要部分の切り取るなどの処理を行って、蓄電モジュール４の製造が完了する。

以上のように、本実施形態に係る蓄電モジュール４および蓄電モジュール４の製造方法によれば、矩形状の電極積層体１１の角部に切欠き部１１ａを形成し、その電極積層体１１の外縁に封止体１２を樹脂成形することにより、封止体１２を樹脂成形する際に封止体１２の成形領域の角部で樹脂Ｐを円滑に流動させることができる。このため、封止体１２の角部において成形不良を抑制することができ、蓄電モジュールの製造が適切に行える。

また、本実施形態に係る蓄電モジュール４および蓄電モジュール４の製造方法において、中間樹脂部２３などの外縁樹脂部の角を切り落とした形状の切欠き部１１ａが形成されている。このため、バイポーラ電極１４の電極など電気的に機能する部分を切り欠くことなく切欠き部１１ａを形成することができる。

また、本実施形態に係る蓄電モジュール４および蓄電モジュール４の製造方法において、中間樹脂部２３などの外縁樹脂部は、バイポーラ電極１４の電極板１５から外側へ突出して形成され、切欠き部１１ａが外縁樹脂部の角部における突出幅ｗが角部以外における突出幅ｗ１と同じ幅になるように形成されている。このように、十分な大きさの切欠き部１１ａを形成することにより、封止体１２を樹脂成形する際に封止体１２の成形領域の角部で樹脂Ｐを円滑に流動させることができる。従って、封止体１２の角部において成形不良を抑制することができ、蓄電モジュール４の製造が適切に行える。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態では、図１のように蓄電モジュール４を積層した蓄電装置１として用いる場合について説明したが、蓄電モジュール４を異なる構造又は形式で用いてもよい。また、上述した実施形態では、蓄電モジュール４をフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いる場合について説明したが、その他の用途に用いてもよい。

４…蓄電モジュール、１１…電極積層体（積層体）、１１ａ…切欠き部、１２…封止体、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…第１面、１５ｂ…第２面、１５ｃ…周縁部、１６…正極、１７…負極、１８…負極終端電極、２３…中間樹脂部（外縁樹脂部）、２４…負極終端樹脂部（外縁樹脂部）、２５…正極終端樹脂部（外縁樹脂部）、１５ｅ…第１エリア、１５ｆ…第２エリア、２３ｆ、２４ｆ、２５ｆ及び２６ｆ…角部、９１…金型、９２…金型、９３…空洞部、９４…ゲート、Ｄ…積層方向、Ｐ…樹脂、ｗ…突出幅、ｗ１…突出幅。

Claims (6)

1. 複数のバイポーラ電極を積層して積層方向と直交する断面が矩形の積層体を作製し、前記積層方向から見た前記積層体の外縁に封止体を設けて構成される蓄電モジュールの製造方法において、
   複数のバイポーラ電極を積層して前記積層体を作製する作製工程と、
   前記積層体を金型の内部に配置する配置工程と、
   前記金型の内部に樹脂を注入して前記積層体の外縁の全周に亘って前記封止体を樹脂成形する成形工程と、を含み、
   前記作製工程において、前記矩形の角を切り落とした形状の切欠き部を形成した前記積層体が作製される、
   蓄電モジュールの製造方法。
2. 前記作製工程において、前記バイポーラ電極の外縁には全周に亘って連続的に形成される矩形枠状の外縁樹脂部が設けられ、前記外縁樹脂部の前記積層方向から見た角部に前記切欠き部を形成した前記積層体が作製される、
   請求項１に記載の蓄電モジュールの製造方法。
3. 前記作製工程において、前記外縁樹脂部が前記バイポーラ電極の電極板から前記積層方向から見て外側へ突出して形成され、前記角部における前記外縁樹脂部の前記外側への突出幅が前記角部以外における前記外縁樹脂部の前記外側への突出幅と同じ幅になるように前記切欠き部が形成される、
   請求項２に記載の蓄電モジュールの製造方法。
4. 複数のバイポーラ電極を積層した積層方向と直交する断面が矩形の積層体の前記積層方向から見た外縁に封止体を設けて構成される蓄電モジュールにおいて、
   前記積層体には、前記矩形の角を切り落とした形状の切欠き部が形成されている、
   蓄電モジュール。
5. 前記バイポーラ電極の外縁には、全周に亘って連続的に形成される矩形枠状の外縁樹脂部が設けられ、
   前記切欠き部は、前記外縁樹脂部の前記積層方向から見た角部に形成されている、
   請求項４に記載の蓄電モジュール。
6. 前記外縁樹脂部は、前記バイポーラ電極の電極板から前記積層方向から見た外側へ突出して形成され、
   前記切欠き部は、前記外縁樹脂部の角部における突出幅が前記角部以外における突出幅と同じ幅になるように形成されている、
   請求項５に記載の蓄電モジュール。

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