JP6858270B2 - 蓄電モジュール - Google Patents

Description

本発明の一態様は、蓄電モジュールに関する。

従来の蓄電モジュールとして、電極板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。例えば、特許文献１に開示されたバイポーラ電池は、複数のバイポーラ電極が積層された電極積層体と、電極積層体の側面に設けられたポリプロピレン製のセルケーシング（封止体）と、を備えている。バイポーラ電極の縁部には、ポリプロピレン層が設けられており、バイポーラ電極とセルケーシングとは、ポリプロピレン層を介して一体成形により強固に固着されている。これにより、電解液を封止することができる。

特開２００５−１３５７６４号公報

上述したような蓄電モジュールでは、電極積層体における積層方向の一端に、内面に負極が形成された電極板からなる負極終端電極が配置されている。この負極終端電極の電極板についても封止体によって封止されているが、電解液がアルカリ水溶液からなる場合、いわゆるアルカリクリープ現象により、電解液が負極終端電極の電極板上を伝わり、封止体と当該電極板との間を通って当該電極板の外面側に滲み出ることがある。

本発明の一態様は、上記課題の解決のためになされたものであり、電解液の漏れを抑制可能な蓄電モジュールを提供する。

本発明の一態様に係る蓄電モジュールは、バイポーラ電極が積層された電極積層体と、樹脂製の封止体と、を備える。バイポーラ電極は、電極板、電極板の一方面に設けられた正極、及び電極板の他方面に設けられた負極を含む。封止体は、バイポーラ電極の縁部を包囲するように電極積層体の側面に設けられている。封止体は、第１樹脂部と、第２樹脂部と、を有する。第１樹脂部は、バイポーラ電極の縁部に溶着されている。第２樹脂部は、側面に沿って第１樹脂部を外側から包囲する。第１樹脂部の成形収縮率は、第２樹脂部の成形収縮率よりも小さい。

この蓄電モジュールでは、樹脂製の封止体が、バイポーラ電極の縁部に溶着された第１樹脂部を有している。バイポーラ電極の縁部に溶着される際、第１樹脂部は、溶融状態から凝固状態に変化するのに伴って凝固収縮する。これにより、バイポーラ電極の縁部と第１樹脂部と間には隙間が形成され、この隙間が電解液の通り道となる場合がある。この蓄電モジュールでは、第１樹脂部の成形収縮率が第２樹脂部の成形収縮率よりも小さいので、第１樹脂部の成形収縮率が第２樹脂部の成形収縮率と同等である場合に比べて、上述のような隙間が形成され難い。したがって、電解液の漏れを抑制することができる。

本発明の一態様に係る蓄電モジュールは、バイポーラ電極が積層された電極積層体と、樹脂製の封止体と、を備える。バイポーラ電極は、電極板、電極板の一方面に設けられた正極、及び電極板の他方面に設けられた負極を含む。封止体は、バイポーラ電極の縁部を包囲するように電極積層体の側面に設けられている。封止体は、第１樹脂部と、第２樹脂部と、を有する。第１樹脂部は、バイポーラ電極の縁部に溶着されている。第２樹脂部は、側面に沿って第１樹脂部を外側から包囲する。第１樹脂部の溶融粘度は、第２樹脂部の溶融粘度よりも大きい。

この蓄電モジュールでは、樹脂製の封止体が、バイポーラ電極の縁部に溶着された第１樹脂部を有している。溶融状態の第１樹脂部の流動性が低いと、バイポーラ電極の縁部に溶着される際、第１樹脂部がバイポーラ電極の縁部の表面形状に沿って配置され難い。これにより、バイポーラ電極の縁部と第１樹脂部との間には隙間が形成され、この隙間が電解液の通り道となる場合がある。この蓄電モジュールでは、第１樹脂部の溶融粘度が第２樹脂部の溶融粘度よりも小さいので、第１樹脂部の溶融粘度が第２樹脂部の溶融粘度と同等である場合に比べて、溶融状態の第１樹脂部が高い流動性を有する。このため、第１樹脂部がバイポーラ電極の縁部の表面形状に沿って配置され易くなるので、上述のような隙間が形成され難い。したがって、電解液の漏れを抑制することができる。

上記蓄電モジュールでは、縁第１樹脂部の溶融粘度は、４．５ｇ／１０ｍｉｎ以上１００ｇ／１０ｍｉｎ未満であってもよい。この場合、第１樹脂部の溶融粘度が第２樹脂部の溶融粘度よりも大きい構成を容易に実現することができる。

上記蓄電モジュールでは、第２樹脂部の溶融粘度は、１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下であってもよい。この場合、第１樹脂部の溶融粘度が第２樹脂部の溶融粘度よりも大きい構成を容易に実現することができる。

本発明の一態様に係る蓄電モジュールは、バイポーラ電極が積層された電極積層体と、樹脂製の封止体と、を備える。バイポーラ電極は、電極板、電極板の一方面に設けられた正極、及び電極板の他方面に設けられた負極を含む。封止体は、バイポーラ電極の縁部を包囲するように電極積層体の側面に設けられている。封止体は、第１樹脂部と、第２樹脂部と、を有する。第１樹脂部は、バイポーラ電極の縁部に溶着されている。第２樹脂部は、側面に沿って第１樹脂部を外側から包囲する。第１樹脂部の融点は、第２樹脂部の融点よりも低い。

この蓄電モジュールでは、樹脂製の封止体が、バイポーラ電極の縁部に溶着された第１樹脂部を有している。第１樹脂部は溶着後に冷却される際、温度の変化量に応じて熱収縮する。これにより、バイポーラ電極の縁部と第１樹脂部との間に隙間が形成され、この隙間が電解液の通り道となる場合がある。この蓄電モジュールでは、第１樹脂部の融点が第２樹脂部の融点よりも低いので、第１樹脂部の融点が第２樹脂部の融点と同等である場合に比べて、第１樹脂部の溶着を低い温度で行うことができる。これにより、第１樹脂部の到達温度が下がる。このため、第１樹脂部が溶着後に冷却される際の温度の変化量が小さくなり、第１樹脂部の熱収縮量を低減することができるので、上述のような隙間が形成され難い。したがって、電解液の漏れを抑制することができる。

上記蓄電モジュールでは、第１樹脂部は、ランダムポリプロピレンからなってもよい。ランダムポリプロピレンは、例えばホモプロピレンに比べて融点が低い。したがって、この場合、第１樹脂部の融点が第２樹脂部の融点よりも低い構成を容易に実現することができる。

上記蓄電モジュールでは、第２樹脂部のヤング率は、第１樹脂部のヤング率よりも大きくてもよい。この場合、第２樹脂部のヤング率が第１樹脂部のヤング率と同等である場合に比べて、外部からの衝撃に対する蓄電モジュールの耐衝撃性を高めることができる。

上記蓄電モジュールでは、第１樹脂部のヤング率は、１００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下であってもよい。この場合、第２樹脂部のヤング率が第１樹脂部のヤング率よりも大きい構成を容易に実現することができる。

上記蓄電モジュールでは、第２樹脂部のヤング率は、１０００ＭＰａ以上であってもよい。この場合、第２樹脂部のヤング率が第１樹脂部のヤング率よりも大きい構成を容易に実現することができる。

上記蓄電モジュールでは、第２樹脂部は、変性ポリフェニレンエーテルからなってもよい。変性ポリフェニレンエーテルは大きなヤング率を有している。したがって、この場合、第２樹脂部のヤング率が第１樹脂部のヤング率よりも大きい構成を容易に実現することができる。

上記蓄電モジュールでは、縁部は、粗面化されていてもよい。この場合、縁部において、バイポーラ電極と第１樹脂部とが入り組んだ状態となる。このため、仮にバイポーラ電極と第１樹脂部との間に隙間が形成され、この隙間が電解液の通り道になったとしても、電解液が漏れ出るまでの経路長は、縁部が粗面化されていない場合に比べて長くなる。したがって、電解液の漏れを抑制することができる。

本発明の一態様によれば、電解液の漏れを抑制可能な蓄電モジュールを提供することができる。

図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。 図２は、図１の蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。 図３は、電極板と第１樹脂部との接合界面を示す概略断面図である。 図４は、図２の一部を拡大して示す概略断面図である。 図５は、隙間について説明するための概略断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。同１に示される蓄電装置１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を有する蓄電モジュール積層体２と、蓄電モジュール積層体２に対して積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材３とを備えている。

蓄電モジュール積層体２は、複数（本実施形態では３体）の蓄電モジュール４と、複数（本実施形態では４枚）の導電板５とを備えている。蓄電モジュール４は、例えば後述するバイポーラ電極１４を備えたバイポーラ電池であり、積層方向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。

積層方向に隣り合う蓄電モジュール４，４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、積層方向に隣り合う蓄電モジュール４，４間と、積層端に位置する蓄電モジュール４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に交差する方向に延在している。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。

各導電板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。各流路５ａは、例えば積層方向と、正極端子６及び負極端子７の延在方向とにそれぞれ直交する方向に互いに平行に延在している。これらの流路５ａに冷媒を流通させることで、導電板５は、蓄電モジュール４，４同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、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。図１の例では、積層方向から見た導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積よりも小さい。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、一対のエンドプレート８，８、締結ボルト９及びナット１０を含んでいる。一対のエンドプレート８，８は、蓄電モジュール積層体２を積層方向に挟んでいる。締結ボルト９及びナット１０は、エンドプレート８，８同士を締結している。エンドプレート８は、積層方向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の内側面（蓄電モジュール積層体２側の面）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の縁部には、蓄電モジュール積層体２よりも外側となる位置に挿通孔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に向かって通されている。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８，８によって挟持されて蓄電モジュール積層体２としてユニット化される。蓄電モジュール積層体２に対して積層方向に拘束荷重が付加される。

次に、蓄電モジュール４の構成について更に詳細に説明する。図２は、蓄電モジュール４の内部構成を示す概略断面図である。同図に示すように、蓄電モジュール４は、電極積層体１１と、電極積層体１１を封止する樹脂製の封止体１２とを備えている。

電極積層体１１は、セパレータ１３を介して複数のバイポーラ電極１４が積層されてなる。この例では、電極積層体１１の積層方向Ｄは蓄電モジュール積層体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１１ａを有している。バイポーラ電極１４は、電極板１５、電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６、電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。正極１６は、正極活物質が塗工されてなる正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が塗工されてなる負極活物質層である。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に隣り合う一方のバイポーラ電極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に隣り合う他方のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。

電極積層体１１において、積層方向Ｄの一端には負極終端電極１８が配置され、積層方向Ｄの他端には正極終端電極１９が配置されている。負極終端電極１８は、電極板１５、及び電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。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。負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａには、蓄電モジュール４に隣接する一方の導電板５が接触している。正極終端電極１９は、電極板１５、及び電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６を含んでいる。正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂには、蓄電モジュール４に隣接する他方の導電板５が接触している。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。

電極板１５は、金属製であり、例えばニッケル又はニッケルメッキ鋼板からなる。電極板１５は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板１５の縁部（バイポーラ電極１４の縁部）１５ｃは、矩形枠状をなしている。縁部１５ｃは、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。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。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。本実施形態では、電極板１５の他方面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、電極板１５の一方面１５ａにおける正極１６の形成領域に対して一回り大きくなっている。

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、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、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。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矩形の筒状に形成されている。封止体１２は、縁部１５ｃを包囲するように電極積層体１１の側面１１ａに設けられている。封止体１２は、側面１１ａにおいて縁部１５ｃを保持している。封止体１２は、縁部１５ｃに溶着された第１樹脂部２１と、側面１１ａに沿って第１樹脂部２１を外側から包囲する第２樹脂部２２とを有している。第１樹脂部２１は、積層方向Ｄから見て、矩形枠状をなし、縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられている。第１樹脂部２１は、電極板１５の一方面１５ａ側の縁部１５ｃに溶着されている。第１樹脂部２１は、例えば超音波又は熱によって溶着されている。第１樹脂部２１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。電極板１５の端面は、第１樹脂部２１から露出している。第１樹脂部２１の内側の一部は、積層方向Ｄに隣り合う電極板１５の縁部１５ｃ同士の間に位置している。第１樹脂部２１の外側の一部は、電極板１５から外側に張り出している。第１樹脂部２１は、当該外側の一部において第２樹脂部２２に埋没している。積層方向Ｄで隣り合う第１樹脂部２１，２１同士は、互いに離間している。

第２樹脂部２２は、電極積層体１１及び第１樹脂部２１の外側に設けられ、蓄電モジュール４の外壁（筐体）を構成している。第２樹脂部２２は、例えば樹脂の射出成型によって形成され、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１の全長にわたって延在している。第２樹脂部２２は、積層方向Ｄを軸方向として延在する筒状部である。第２樹脂部２２は、積層方向Ｄに延在する第１樹脂部２１の外側面を覆っている。第２樹脂部２２は、例えば、射出成型時の熱によって第１樹脂部２１の外表面に溶着されている。

第２樹脂部２２は、積層方向Ｄに隣り合うバイポーラ電極１４，１４の間、積層方向Ｄに隣り合う負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び積層方向Ｄに隣り合う正極終端電極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、積層方向Ｄで隣り合うバイポーラ電極１４，１４の間、積層方向Ｄに隣り合う負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び積層方向Ｄに隣り合う正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間には、それぞれ気密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。これらの内部空間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。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。

第１樹脂部２１を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系の熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。ポリプロピレンとしては、ホモプロピレン、ブロックポリプロピレン（プロピレン−エチレンブロック共重合体）、又はランダムポリプロピレン（プロピレン−エチレンランダム共重合体）が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、例えばポリプロピレン及びＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）の混合物、ポリプロピレン及びスチレンゴムの混合物等が挙げられる。第２樹脂部２２を構成する樹脂材料としては、例えば、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）（ザイロン（登録商標））等が挙げられる。

第１樹脂部２１を構成する樹脂材料と第２樹脂部２２を構成する樹脂材料とは、互いに相溶性を有している。このため、第１樹脂部２１と第２樹脂部２２とを溶着により結合させることができる。電解液は強アルカリ性なので、第１樹脂部２１及び第２樹脂部２２は、いずれも耐強アルカリ性を有する樹脂材料により構成されている。

第１樹脂部２１の成形収縮率（凝固収縮率）は、第２樹脂部２２の成形収縮率よりも小さい。第１樹脂部２１の成形収縮率は、例えば０．４以上１．８以下である。第２樹脂部２２の成形収縮率は、例えば２．０以上である。第２樹脂部２２の成形収縮率は、例えば２．５以上であってもよい。成形収縮率は、ＪＩＳ Ｋ ７１５２の規格に準じて求められる。

第１樹脂部２１の溶融粘度（ＭＦＲ（メルトフローレイト））は、第２樹脂部２２の溶融粘度よりも大きい。第１樹脂部２１の溶融粘度は、例えば４．５ｇ／１０ｍｉｎ以上１００ｇ／１０ｍｉｎ未満である。第１樹脂部２１の溶融粘度は、例えば５ｇ／１０ｍｉｎ以上７．５ｇ／１０ｍｉｎ以下であってもよい。第２樹脂部の溶融粘度は、例えば１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下である。第２樹脂部２２の溶融粘度は、例えば０．５ｇ／１０ｍｉｎ以下であってもよい。溶融粘度は、ＩＳＯ １１３３の規格に準じて求められる。

第１樹脂部２１の融点は、第２樹脂部２２の融点よりも低い。この構成を実現するため、第１樹脂部２１は、ランダムポリプロピレンからなってもよい。ランダムポリプロピレンは、例えばホモプロピレンに比べて融点が低いので、第１樹脂部の融点が第２樹脂部の融点よりも低い構成を容易に実現することができる。第１樹脂部２１の融点は、例えば１６５℃未満である。第１樹脂部２１の融点は、例えば１４５℃以上１６０℃以下であってもよい。第２樹脂部２２の融点は、例えば１６５℃以上である。

第２樹脂部２２のヤング率（引張弾性率）は、第１樹脂部２１のヤング率より大きい。この構成を実現するため、第２樹脂部２２は、変性ポリフェニレンエーテルからなってもよい。変性ポリフェニレンエーテルは大きなヤング率を有しているので、第２樹脂部２２のヤング率が第１樹脂部２１のヤング率よりも大きい構成を容易に実現することができる。第１樹脂部２１のヤング率は、例えば１００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下である。第１樹脂部２１のヤング率は、例えば５８０ＭＰａ以上８３７ＭＰａ以下であってもよい。第２樹脂部２２のヤング率は、例えば１０００ＭＰａ以上である。第２樹脂部２２のヤング率は、例えば１５００ＭＰａ以上であってもよい。第１樹脂部２１のヤング率が５８０ＭＰａ以上８３７ＭＰａ以下という構成を実現するために、第１樹脂部２１は、ポリプロピレンからなってもよい。

図３は、電極板と第１樹脂部との接合界面を示す概略断面図である。同図に示されるように、電極板１５の表面は粗面化されている。ここでは、図２に示される一方面１５ａ、他方面１５ｂ及び端面を含む電極板１５の表面全体が粗面化されている。電極板１５の表面は、例えば、電解メッキ処理で複数の突起１５ｐが形成されることにより、粗面化されている。このように電極板１５が粗面化されている場合、電極板１５と第１樹脂部２１との接合界面では、溶融状態の第１樹脂部２１が粗面化により形成された凹部内に入り込み、アンカー効果が発揮される。これにより、電極板１５と第１樹脂部２１との結合力を向上させることができる。少なくとも、一方面１５ａにおける縁部１５ｃが粗面化されていれば、結合力向上の効果が得られる。突起１５ｐは、例えば、基端側から先端側に向かって先太りとなる形状を有している。この場合、隣接する突起１５ｐ，１５ｐの間の断面形状はアンダーカット形状となるので、アンカー効果が生じ易い。図３は模式図であるため、突起１５ｐの形状及び密度等は、図３に示される形状に限定されない。

続いて、上述した蓄電モジュール４の製造方法について説明する。蓄電モジュール４の製造方法は、一次成形工程と、積層工程と、二次成形工程と、注入工程と、を含んでいる。まず、一次成形工程では、所定数のバイポーラ電極１４、並びに一対の負極終端電極１８及び正極終端電極１９を用意し、各電極板１５の一方面１５ａ側の縁部１５ｃに第１樹脂部２１を溶着する。

積層工程では、第１樹脂部２１が電極板１５の縁部１５ｃ同士の間に配置されるように、セパレータ１３を介してバイポーラ電極１４、負極終端電極１８及び正極終端電極１９を積層することにより、電極積層体１１を形成する。二次成形工程では、射出成形の金型（不図示）内に電極積層体１１を配置した後、金型内に溶融樹脂を射出することにより、第１樹脂部２１を包囲するように第２樹脂部２２を形成する。これにより、電極積層体１１の側面１１ａに封止体１２が形成される。注入工程では、二次成形工程の後、バイポーラ電極１４，１４間の内部空間Ｖに電解液Ｌ（図４参照）を注入する。これにより、蓄電モジュール４が得られる。

図１に示される蓄電装置１は、得られた蓄電モジュール４と導電板５とを積層して蓄電モジュール積層体２を形成する工程、及び拘束部材３によって蓄電モジュール積層体２を拘束する工程等を経て得られる。

続いて、図４及び図５を参照して、蓄電モジュール４の作用効果を説明する。図４は、図２の一部を拡大して示す概略断面図である。図５は、隙間について説明するための概略断面図である。

蓄電モジュール４では、いわゆるアルカリクリープ現象により、電解液Ｌが負極終端電極１８の電極板１５上を伝わり、封止体１２の第１樹脂部２１と電極板１５との間を通って電極板１５の一方面１５ａ側に滲み出ることがある。図４には、アルカリクリープ現象における電解液Ｌの移動経路が矢印Ａで示されている。このアルカリクリープ現象は、電気化学的な要因と流体現象等により、蓄電装置１の充電時及び放電時及び無負荷時において生じる。アルカリクリープ現象は、負極電位、水分、及び電解液Ｌの通り道がそれぞれ存在することにより生じる。アルカリクリープ現象を抑制するには、電解液Ｌの通り道について対策する必要があると考えられる。

蓄電モジュール４では、樹脂製の封止体１２が縁部１５ｃに溶着された第１樹脂部２１を有している。縁部１５ｃに溶着される際、第１樹脂部２１は、溶融状態から凝固状態に変化するのに伴って凝固収縮する。これにより、図５に示されるように、電極板１５と第１樹脂部２１との間に隙間Ｗが形成され、この隙間Ｗが電解液Ｌの通り道となる場合がある。これに対し、蓄電モジュール４では、第１樹脂部２１の成形収縮率が第２樹脂部２２の成形収縮率よりも小さいので、例えば、第１樹脂部２１が第２樹脂部２２と同じ樹脂材料により構成され、第１樹脂部２１の成形収縮率が第２樹脂部２２の成形収縮率と同等である場合に比べて、上述のような隙間Ｗが形成され難い。これにより、電解液Ｌの漏れを抑制することができる。この結果、例えば、負極終端電極１８に隣接して配置された導電板５の腐食、又は負極終端電極１８と拘束部材３との短絡等を抑制することができるので、信頼性の向上を図ることができる。

蓄電モジュール４では、第１樹脂部２１が、溶着後に冷却される際、温度の変化量に応じて熱収縮する。温度の変化量が大きければ大きいほど、線形的に熱収縮量が大きくなる。熱収縮は、凝固収縮と異なり、第１樹脂部２１において実際に溶融される部分だけでなく、その近傍に位置し溶融されない部分でも生じる。このような熱収縮により、図５に示されるように、電極板１５と第１樹脂部２１との間に隙間Ｗが形成され、この隙間Ｗが電解液Ｌの通り道となる場合がある。これに対し、蓄電モジュール４では、第１樹脂部２１の融点が第２樹脂部２２の融点よりも低い。したがって、例えば、第１樹脂部２１が第２樹脂部２２と同じ樹脂材料により構成され、第１樹脂部２１の融点が第２樹脂部２２の融点と同等である場合に比べて、第１樹脂部２１の溶着を低い温度で行うことができる。これにより、第１樹脂部２１の到達温度が下がる。このため、第１樹脂部２１が溶着後に冷却される際の温度の変化量が小さくなり、第１樹脂部２１の熱収縮量を低減することができる。これにより、上述のような隙間Ｗが形成され難い。したがって、電解液Ｌの漏れを抑制することができる。

また、第１樹脂部２１の融点が第２樹脂部２２の融点よりも低い構成によれば、第１樹脂部２１を溶着する際に第１樹脂部２１への入熱量を低減できるので、省エネを実現できる。更に、第１樹脂部２１の温度が融点に到達するまでの時間を短縮することができるので、生産性が向上する。

蓄電モジュール４では、溶融状態の第１樹脂部２１の流動性が低いと、縁部１５ｃに溶着される際、第１樹脂部２１が縁部１５ｃの表面形状に沿って配置され難い。特に、電極板１５の表面は複数の突起１５ｐが形成されることにより粗面化されている。このため、図５に示されるように、隣接する突起１５ｐの間の凹部内に第１樹脂部２１が充填されずに隙間Ｗが形成され、この隙間Ｗが電解液Ｌの通り道となる場合がある。これに対して、蓄電モジュール４では、第１樹脂部２１の溶融粘度が第２樹脂部２２の溶融粘度よりも小さい。したがって、例えば、第１樹脂部２１が第２樹脂部２２と同じ樹脂材料により構成され、第１樹脂部２１の溶融粘度が第２樹脂部２２の溶融粘度と同等である場合に比べて、溶融状態の第１樹脂部２１が高い流動性を有する。このため、隣接する突起１５ｐの間の凹部内にも第１樹脂部２１が入り込んで充填される。このように、第１樹脂部２１が縁部１５ｃの表面形状に沿って配置されるので、上述のような隙間Ｗが形成され難い。これにより、電解液Ｌの漏れを抑制することができる。

蓄電モジュール４では、第２樹脂部２２のヤング率は、第１樹脂部２１のヤング率よりも大きい。したがって、例えば、第２樹脂部２２が第１樹脂部２１と同じ樹脂材料により構成され、第２樹脂部２２のヤング率が第１樹脂部２１のヤング率と同等である場合に比べて、第２樹脂部２２の強度を高めることができる。第２樹脂部２２は、蓄電モジュール４の外壁を構成している。したがって、外部からの衝撃に対する蓄電モジュール４の耐衝撃性を高めることができる。

電極板１５の表面は、複数の突起１５ｐが形成されることにより粗面化されている。したがって、電極板１５と第１樹脂部２１とが入り組んだ状態となっている。これにより、電極板１５と第１樹脂部２１との結合力が向上する。また、仮に電極板１５と第１樹脂部２１との間に隙間Ｗが形成され、この隙間が電解液Ｌの通り道になったとしても、電解液Ｌが漏れ出るまでの経路長は、電極板１５が粗面化されていない場合に比べて長くなる。したがって、電解液Ｌの漏れを更に抑制することができる。

本発明は上述した実施形態に限らず、様々な変形が可能である。

蓄電モジュール４は、第１樹脂部２１の成形収縮率が第２樹脂部２２の成形収縮率よりも小さい構成、第１樹脂部２１の溶融粘度が第２樹脂部２２の溶融粘度よりも大きい構成、及び第１樹脂部２１の融点が第２樹脂部２２の融点よりも低い構成のうち、少なくとも１つを備えていればよい。

例えば、蓄電モジュール４は、第１樹脂部２１の成形収縮率が第２樹脂部２２の成形収縮率よりも小さい構成を備えていれば、第１樹脂部２１の溶融粘度が第２樹脂部２２の溶融粘度と同等であってもよいし、第１樹脂部２１の融点が第２樹脂部２２の融点と同等であってもよい。例えば、蓄電モジュール４は、第１樹脂部２１の溶融粘度が第２樹脂部２２の溶融粘度よりも大きい構成を備えていれば、第１樹脂部２１の成形収縮率が第２樹脂部２２の成形収縮率と同等であってもよいし、第１樹脂部２１の融点が第２樹脂部２２の融点と同等であってもよい。例えば、蓄電モジュール４は、第１樹脂部２１の融点が第２樹脂部２２の融点よりも低い構成を備えていれば、第１樹脂部２１の成形収縮率が第２樹脂部２２の成形収縮率と同等であってもよいし、第１樹脂部２１の溶融粘度が第２樹脂部２２の溶融粘度と同等であってもよい。

電極板１５の表面は、粗面化されていなくてもよい。第１樹脂部２１は、縁部１５ｃに溶着されていればよく、第１樹脂部２１は、例えば、電極板１５の一方面１５ａだけでなく電極板１５の端面を覆うように縁部１５ｃに溶着されていてもよい。この場合、電極板１５の端面にも第１樹脂部２１が溶着されているので、電解液Ｌの漏れを更に抑制可能となる。

４…蓄電モジュール、１１…電極積層体、１１ａ…側面、１２…封止体、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…一方面、１５ｂ…他方面、１５ｃ…縁部、１６…正極、１７…負極、２１…第１樹脂部、２２…第２樹脂部、Ｄ…積層方向。

Claims (11)

1. 電極板、前記電極板の一方面に設けられた正極、及び前記電極板の他方面に設けられた負極を含むバイポーラ電極が積層された電極積層体と、
   前記バイポーラ電極の縁部を包囲するように前記電極積層体の側面に設けられた樹脂製の封止体と、を備え、
   前記封止体は、前記バイポーラ電極の縁部に溶着された第１樹脂部と、前記側面に沿って前記第１樹脂部を外側から包囲する第２樹脂部と、を有し、
   前記第１樹脂部の成形収縮率は、前記第２樹脂部の成形収縮率よりも小さい、蓄電モジュール。
2. 電極板、前記電極板の一方面に設けられた正極、及び前記電極板の他方面に設けられた負極を含むバイポーラ電極が積層された電極積層体と、
   前記バイポーラ電極の縁部を包囲するように前記電極積層体の側面に設けられた樹脂製の封止体と、を備え、
   前記封止体は、前記バイポーラ電極の縁部に溶着された第１樹脂部と、前記側面に沿って前記第１樹脂部を外側から包囲する第２樹脂部と、を有し、
   前記第１樹脂部の溶融粘度は、前記第２樹脂部の溶融粘度よりも大きい、蓄電モジュール。
3. 前記第１樹脂部の溶融粘度は、４．５ｇ／１０ｍｉｎ以上１００ｇ／１０ｍｉｎ未満である、請求項２に記載の蓄電モジュール。
4. 前記第２樹脂部の溶融粘度は、１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下である、請求項２又は３に記載の蓄電モジュール。
5. 電極板、前記電極板の一方面に設けられた正極、及び前記電極板の他方面に設けられた負極を含むバイポーラ電極が積層された電極積層体と、
   前記バイポーラ電極の縁部を包囲するように前記電極積層体の側面に設けられた樹脂製の封止体と、を備え、
   前記封止体は、前記バイポーラ電極の縁部に溶着された第１樹脂部と、前記側面に沿って前記第１樹脂部を外側から包囲する第２樹脂部と、を有し、
   前記第１樹脂部の融点は、前記第２樹脂部の融点よりも低い、蓄電モジュール。
6. 前記第１樹脂部は、ポリプロピレンからなる、請求項５に記載の蓄電モジュール。
7. 前記第２樹脂部のヤング率は、前記第１樹脂部のヤング率よりも大きい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
8. 前記第１樹脂部のヤング率は、１００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下である、請求項７に記載の蓄電モジュール。
9. 前記第２樹脂部のヤング率は、１０００ＭＰａ以上である、請求項７又は８に記載の蓄電モジュール。
10. 前記第２樹脂部は、変性ポリフェニレンエーテルからなる、請求項７〜９のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
11. 前記縁部は、粗面化されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。

Images