JP2018185904A - 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バイポーラ電極間の内部空間と圧力調整弁との間で流体を通過し易くできる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】圧力調整弁６０は、当該圧力調整弁６０が側面５２ｓに固定されることで、複数の連通孔５２ａを介して複数の内部空間Ｖの各々と連通する複数の連通孔７４（第２連通孔）を有している。このような構成において、連通孔５２ａには多孔質部材１１０が配置される。従って、開口５０ａの側面５２ｓに圧力調整弁６０を溶着によって固定する場合であっても、多孔質部材１１０によって連通孔５２ａが塞がれることを抑制することができる。また、多孔質部材１１０は連通孔５２ａ内の流体を通過させることができるので、製造後に連通孔５２ａから除去しなくとも、当該連通孔５２ａの流通性を確保することができる。【選択図】図６

Description

本発明の一側面は、蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法に関する。

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（蓄電モジュール）が知られている（特許文献１参照）。この電池では、セパレータと集電体とシール部材とで画成された内部空間に、電解液が封入されている。電解液を含浸したセパレータからなる電解質層を介して、バイポーラ電極が積層されている。電池には、シール部材を貫通するチューブが設けられている。チューブの一端は内部空間に臨み、他端は電池の外部空間に臨む。電池を使用している間、内部空間の圧力が上昇すると、このチューブが圧力調整弁として機能する。

特開２０１０−２８７４５１号公報

ところで、バイポーラ電池の構成としては、例えばバイポーラ電極の積層体の側面に各バイポーラ電極間の内部空間に連通する開口が設けられる構成が考えられる。この構成では、当該開口は、電解液が注入される注液口として機能すると共に、内部空間の圧力調整を行うための圧力調整弁の接続口としても機能する。ここで、当該開口は、当該開口に配置される側面に、複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔を有する。それに対し、圧力調整弁は、当該圧力調整弁が開口の側面に固定されることで、当該開口の複数の連通孔を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の連通孔を有する。このような構成においては、開口の側面に圧力調整弁を溶着によって固定する場合がある。このとき、当該溶着によって開口の側面に形成された連通孔が塞がれる可能性があった。このように連通孔が塞がれる場合、バイポーラ電極間の内部空間と圧力調整弁との間で流体が通過し難くなるという問題がある。

本発明の一側面は、バイポーラ電極間の内部空間と圧力調整弁との間で流体を通過し易くできる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る蓄電モジュールは、電極板と、電極板の一方面に設けられた正極と、電極板の他方面に設けられた負極とを含むバイポーラ電極が積層された積層体と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、開口に接続され、内部空間の圧力を調整する圧力調整弁と、を備え、開口は、当該開口に配置された側面に、複数の内部空間の各々と連通する複数の第１連通孔を有し、圧力調整弁は、当該圧力調整弁が側面に固定されることで、複数の第１連通孔を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の第２連通孔を有し、第１連通孔には多孔質部材が配置される。

この蓄電モジュールでは、枠体の開口は、当該開口に配置された側面に、複数の内部空間の各々と連通する複数の第１連通孔を有している。また、圧力調整弁は、当該圧力調整弁が側面に固定されることで、複数の第１連通孔を介して複数の内部空間の各々と連通する複数の第２連通孔を有している。このような構成において、第１連通孔には多孔質部材が配置される。従って、開口の側面に圧力調整弁を溶着によって固定する場合であっても、多孔質部材が配置されることにより、第１連通孔が塞がれることを抑制することができる。また、多孔質部材は第１連通孔内の流体を通過させることができるので、製造後に第１連通孔から除去しなくとも、当該第１連通孔の流通性を確保することができる。以上により、バイポーラ電極間の内部空間と圧力調整弁との間で流体を通過し易くできる。

多孔質部材は、側面から突出していてよい。これにより、多孔質部材は圧力調整弁の第２連通孔内にも配置される構成となる。従って、バイポーラ電極間の内部空間と圧力調整弁との間で流体を更に通過し易くできる。

多孔質部材は、アルミナを含んでよい。これにより、第１連通孔で流体を通過し易くすることができる。

本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、電極板と、電極板の一方面に設けられた正極と、電極板の他方面に設けられた負極とを含むバイポーラ電極を有する蓄電モジュールの製造方法であって、バイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、電極板の縁部を保持し、積層体において隣り合うバイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体を形成する工程と、内部空間の圧力を調整する圧力調整弁を開口に接続する工程と、を含み、枠体を形成する工程では、開口に配置される側面に、複数の内部空間の各々と連通する複数の第１連通孔を形成し、第１連通孔に、多孔質部材を配置し、圧力調整弁を開口に接続する工程では、圧力調整弁を側面に固定し、複数の第１連通孔を介して第２連通孔を複数の内部空間の各々と連通する。

この製造方法によれば、上述の蓄電モジュールと同様の作用・効果を得ることができる。

本発明の一側面によれば、バイポーラ電極間の内部空間と圧力調整弁との間で流体を通過し易くできる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法が提供され得る。

蓄電モジュールを備える蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。 図１の蓄電装置を構成する蓄電モジュールを示す概略断面図である。 図２の蓄電モジュールを示す概略斜視図である。 図３の蓄電モジュールの一部を拡大した平面図である。 枠体の開口に接続される圧力調整弁の分解斜視図である。 圧力調整弁の構成を示す概略断面図である。 図２の蓄電モジュールの製造方法における積層工程及び第１ベース部材接続工程を説明するための図である。 図２の蓄電モジュールの製造方法における枠体形成工程を示す概略断面図である。 （Ａ）は図２の蓄電モジュールの製造方法における電解液注入工程について説明するための図であり、（Ｂ）は蓄電モジュールの製造方法における検査工程について説明するための図である。

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ＸＹＺ直交座標系が示される。

［蓄電装置の構成］
図１は、蓄電モジュールを備える蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。同図に示す蓄電装置１０は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置１０は、複数（本実施形態では３つ）の蓄電モジュール１２を備えるが、単一の蓄電モジュール１２を備えてもよい。蓄電モジュール１２は例えばバイポーラ電池である。蓄電モジュール１２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るが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。

複数の蓄電モジュール１２は、例えば金属板等の導電板１４を介して積層され得る。積層方向Ｄ１から見て、蓄電モジュール１２及び導電板１４は例えば矩形形状を有する。各蓄電モジュール１２の詳細については後述する。導電板１４は、蓄電モジュール１２の積層方向Ｄ１（Ｚ方向）において両端に位置する蓄電モジュール１２の外側にもそれぞれ配置される。導電板１４は、隣り合う蓄電モジュール１２と電気的に接続される。これにより、複数の蓄電モジュール１２が積層方向Ｄ１に直列に接続される。積層方向Ｄ１において、一端に位置する導電板１４には正極端子２４が接続されており、他端に位置する導電板１４には負極端子２６が接続されている。正極端子２４は、接続される導電板１４と一体であってもよい。負極端子２６は、接続される導電板１４と一体であってもよい。正極端子２４及び負極端子２６は、積層方向Ｄ１に交差する方向（Ｘ方向）に延在している。これらの正極端子２４及び負極端子２６により、蓄電装置１０の充放電を実施できる。

導電板１４は、蓄電モジュール１２において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板１４の内部に設けられた複数の空隙１４ａを空気等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール１２からの熱を効率的に外部に放出できる。各空隙１４ａは例えば積層方向Ｄ１に交差する方向（Ｙ方向）に延在する。積層方向Ｄ１から見て、導電板１４は、蓄電モジュール１２よりも小さいが、蓄電モジュール１２と同じかそれより大きくてもよい。

蓄電装置１０は、交互に積層された蓄電モジュール１２及び導電板１４を積層方向Ｄ１に拘束する拘束部材１６を備え得る。拘束部材１６は、一対の拘束プレート１６Ａ，１６Ｂと、拘束プレート１６Ａ，１６Ｂ同士を連結する連結部材（ボルト１８及びナット２０）とを備える。各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂと導電板１４との間には、例えば樹脂フィルム等の絶縁フィルム２２が配置される。各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂは、例えば鉄等の金属によって構成されている。積層方向Ｄ１から見て、各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂ及び絶縁フィルム２２は例えば矩形形状を有する。絶縁フィルム２２は導電板１４よりも大きくなっており、各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂは、蓄電モジュール１２よりも大きくなっている。積層方向Ｄ１から見て、拘束プレート１６Ａの縁部には、ボルト１８の軸部を挿通させる挿通孔Ｈ１が蓄電モジュール１２よりも外側となる位置に設けられている。同様に、積層方向Ｄ１から見て、拘束プレート１６Ｂの縁部には、ボルト１８の軸部を挿通させる挿通孔Ｈ２が蓄電モジュール１２よりも外側となる位置に設けられている。積層方向Ｄ１から見て各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂが矩形形状を有している場合、挿通孔Ｈ１及び挿通孔Ｈ２は、拘束プレート１６Ａ，１６Ｂの角部に位置する。

一方の拘束プレート１６Ａは、負極端子２６に接続された導電板１４に絶縁フィルム２２を介して突き当てられ、他方の拘束プレート１６Ｂは、正極端子２４に接続された導電板１４に絶縁フィルム２２を介して突き当てられている。ボルト１８は、例えば一方の拘束プレート１６Ａ側から他方の拘束プレート１６Ｂ側に向かって挿通孔Ｈ１に通され、他方の拘束プレート１６Ｂから突出するボルト１８の先端には、ナット２０が螺合されている。これにより、絶縁フィルム２２、導電板１４及び蓄電モジュール１２が挟持されてユニット化されると共に、積層方向Ｄ１に拘束荷重が付加される。

図２は、図１の蓄電装置を構成する蓄電モジュールを示す概略断面図である。同図に示す蓄電モジュール１２は、複数のバイポーラ電極（電極）３２が積層された積層体３０を備える。バイポーラ電極３２の積層方向Ｄ１から見て積層体３０は例えば矩形形状を有する。隣り合うバイポーラ電極３２間にはセパレータ４０が配置され得る。バイポーラ電極３２は、電極板３４と、電極板３４の一方面に設けられた正極３６と、電極板３４の他方面に設けられた負極３８とを含む。積層体３０において、一のバイポーラ電極３２の正極３６は、セパレータ４０を挟んで積層方向Ｄ１に隣り合う一方のバイポーラ電極３２の負極３８と対向し、一のバイポーラ電極３２の負極３８は、セパレータ４０を挟んで積層方向Ｄ１に隣り合う他方のバイポーラ電極３２の正極３６と対向している。積層方向Ｄ１において、積層体３０の一端には、内側面に負極３８が配置された電極板３４（負極側終端電極）が配置され、積層体３０の他端には、内側面に正極３６が配置された電極板３４（正極側終端電極）が配置される。負極側終端電極の負極３８は、セパレータ４０を介して最上層のバイポーラ電極３２の正極３６と対向している。正極側終端電極の正極３６は、セパレータ４０を介して最下層のバイポーラ電極３２の負極３８と対向している。これら終端電極の電極板３４はそれぞれ隣り合う導電板１４（図１参照）に接続される。

蓄電モジュール１２は、積層方向Ｄ１に延在する積層体３０の側面３０ａにおいて電極板３４の縁部３４ａを保持する枠体５０を備える。枠体５０は、積層体３０の側面３０ａを取り囲むように構成されている。枠体５０は、電極板３４の縁部３４ａを保持する第１樹脂部５２と、積層方向Ｄ１から見て第１樹脂部５２の周囲に設けられる第２樹脂部５４とを備え得る。

枠体５０の内壁を構成する第１樹脂部５２は、各バイポーラ電極３２の電極板３４の一方面（正極３６が形成される面）から縁部３４ａにおける電極板３４の端面にわたって設けられている。積層方向Ｄ１から見て、各第１樹脂部５２は、各バイポーラ電極３２の電極板３４の縁部３４ａ全周にわたって設けられている。隣り合う第１樹脂部５２同士は、各バイポーラ電極３２の電極板３４の他方面（負極３８が形成される面）の外側に延在する面において当接している。その結果、第１樹脂部５２には、各バイポーラ電極３２の電極板３４の縁部３４ａが埋没して保持されている。各バイポーラ電極３２の電極板３４の縁部３４ａと同様に、積層体３０の両端に配置された電極板３４の縁部３４ａも第１樹脂部５２に埋没した状態で保持されている。これにより、積層方向Ｄ１に隣り合う電極板３４，３４間には、当該電極板３４，３４と第１樹脂部５２とによって気密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。当該内部空間Ｖには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液からなる電解液（不図示）が収容されている。

枠体５０の外壁を構成する第２樹脂部５４は、積層方向Ｄ１を軸方向として延在する筒状部である。第２樹脂部５４は、積層方向Ｄ１において積層体３０の全長にわたって延在する。第２樹脂部５４は、積層方向Ｄ１に延在する第１樹脂部５２の外側面を覆っている。第２樹脂部５４は、積層方向Ｄ１から見て内側において第１樹脂部５２に溶着されている。

電極板３４は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板３４の縁部３４ａ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おり、当該未塗工領域が枠体５０の内壁を構成する第１樹脂部５２に埋没して保持される領域となっている。正極３６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３８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。電極板３４の他方面における負極３８の形成領域は、電極板３４の一方面における正極３６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４０は、例えばシート状に形成されている。セパレータ４０を形成する材料としては、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、ポリプロピレン等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ４０は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ４０は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。

枠体５０（第１樹脂部５２及び第２樹脂部５４）は、例えば絶縁性の樹脂を用いた射出成形によって矩形の筒状に形成されている（詳しくは後述）。枠体５０を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン（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）等が挙げられる。

図３は、図２の蓄電モジュールを示す概略斜視図である。図４は、図３の蓄電モジュールの一部（１つの開口５０ａの周辺領域）を拡大した平面図である。図３及び図４に示されるように、蓄電モジュール１２の枠体５０は、積層方向Ｄ１に延在する側面５０ｓを有する。側面５０ｓは積層方向Ｄ１から見て外側に位置する面である。よって、第２樹脂部５４が枠体５０の側面５０ｓを有することになる。

枠体５０の側面５０ｓは、本体領域５０ｓ１と突出領域５０ｓ２とを有している。本体領域５０ｓ１と突出領域５０ｓ２の形状はそれぞれ例えば矩形である。本体領域５０ｓ１には、開口５０ａが設けられている。開口５０ａは、各内部空間Ｖに電解液を注入するための注液口として機能すると共に、電解液が注入された後は、各内部空間Ｖ内の圧力を調整するための圧力調整弁１６０（詳しくは後述）の接続口として機能する。本実施形態では、枠体５０は複数（ここでは４つ）の開口５０ａ（開口５０ａ１〜５０ａ４）を有している。具体的には、枠体５０の長手方向（Ｘ方向）に対向する各側面５０ｓに、２つずつの開口５０ａが設けられている。

本体領域５０ｓ１は、バイポーラ電極３２の積層方向Ｄ１に交差する方向（Ｙ方向）に延在する縁Ｅを有している。突出領域５０ｓ２は、バイポーラ電極３２の積層方向Ｄ１において開口５０ａから離れるように縁Ｅから突出している。本実施形態では、一対の突出領域５０ｓ２が開口５０ａを挟むように配置されている。突出領域５０ｓ２は、縁Ｅに沿って開口５０ａの全長を越えて開口５０ａの両外側にはみ出る長さで設けられている。

図４に示されるように、１つの開口５０ａは、第１樹脂部５２に設けられた連通孔５２ａと、第２樹脂部５４に設けられた開口部５４ａとを有し得る。各連通孔５２ａは、隣り合うバイポーラ電極３２間の内部空間Ｖ及び開口部５４ａと連通している。第１樹脂部５２には複数の連通孔５２ａが設けられており、第２樹脂部５４には、複数の連通孔５２ａを覆うように広がる単一の開口部５４ａが設けられている。連通孔５２ａは各第１樹脂部５２に設けられてもよいし、隣り合う第１樹脂部５２間に設けられてもよい。各連通孔５２ａ及び開口部５４ａの形状は例えば矩形である。

本実施形態では、蓄電モジュール１２には、５６個の内部空間Ｖが形成されており、１つの開口５０ａは、１４個の内部空間Ｖと連通している。すなわち、各内部空間Ｖは、４つの開口５０ａ１〜５０ａ４のうちのいずれか１つと連通している。図４に示されるように、１つの開口５０ａ（ここでは一例として開口５０ａ１）において、１４個の連通孔５２ａが、枠体５０の短手方向（Ｙ方向）の２列に分かれて配置されている。各列においては、７つの連通孔５２ａが積層方向Ｄ１に沿って配置されている。１４個の連通孔５２ａは、開口５０ａの開口方向（Ｘ方向）から見て、開口部５４ａの中心Ｐ１に対して、点対称に配置されている。

例えば、各開口５０ａにおける複数の連通孔５２ａの配置（すなわち、各開口５０ａに連通する内部空間Ｖの組を異ならせる配置構成）は、以下のようにして決定されてもよい。以下の説明では、便宜上、５６個の内部空間Ｖを識別するために、積層体３０の他端（図２の図示下側）から一端（図２の図示上側）へと向かう順に、内部空間Ｖ１〜Ｖ５６と表記する。

例えば、開口５０ａ１において、第１列（図４の図示左側の列。以下同じ。）に配置される７つの連通孔５２ａは、積層体３０の他端側から８段飛ばしに、内部空間Ｖ１，Ｖ９，Ｖ１７，Ｖ２５，Ｖ３３，Ｖ４１，Ｖ４９と連通するように設けられ、第２列（図４の図示右側の列。以下同じ。）に配置される７つの連通孔５２ａは、積層体３０の一端側から８段飛ばしに、内部空間Ｖ５６，Ｖ４８，Ｖ４０，Ｖ３２，Ｖ２４，Ｖ１６，Ｖ８と連通するように設けられる。ここで、連通孔５２ａは、当該連通孔５２ａと連通する内部空間Ｖに対応する高さ位置（積層方向Ｄ１における位置）に設けられるので、上記配置によれば、上述した点対称の配置が実現される。

開口５０ａ２〜５０ａ４についても、例えば、開口５０ａ１を基準として、連通される内部空間Ｖのセットを１段ずつずらすことにより、開口５０ａ１と同様に点対称の配置を実現できる。具体的には、開口５０ａ２においては、第１列に配置される７つの連通孔５２ａは、内部空間Ｖ２，Ｖ１０，Ｖ１８，Ｖ２６，Ｖ３４，Ｖ４２，Ｖ５０と連通するように設けられ、第２列に配置される７つの連通孔５２ａは、内部空間Ｖ５５，Ｖ４７，Ｖ３９，Ｖ３１，Ｖ２３，Ｖ１５，Ｖ７と連通するように設けられればよい。開口５０ａ３においては、第１列に配置される７つの連通孔５２ａは、内部空間Ｖ３，Ｖ１１，Ｖ１９，Ｖ２７，Ｖ３５，Ｖ４３，Ｖ５１と連通するように設けられ、第２列に配置される７つの連通孔５２ａは、内部空間Ｖ５４，Ｖ４６，Ｖ３８，Ｖ３０，Ｖ２２，Ｖ１４，Ｖ６と連通するように設けられればよい。開口５０ａ４においては、第１列に配置される７つの連通孔５２ａは、内部空間Ｖ４，Ｖ１２，Ｖ２０，Ｖ２８，Ｖ３６，Ｖ４４，Ｖ５２と連通するように設けられ、第２列に配置される７つの連通孔５２ａは、内部空間Ｖ５３，Ｖ４５，Ｖ３７，Ｖ２９，Ｖ２１，Ｖ１３，Ｖ５と連通するように設けられればよい。

以上のような連通孔５２ａの配置（すなわち、連通孔５２ａと内部空間Ｖとの対応付け）によれば、全ての内部空間Ｖが互いに異なる連通孔５２ａに連通する構成を実現できると共に、全ての開口５０ａ１〜５０ａ４について上述したような点対称の配置を実現できる。

図５は、枠体５０の開口５０ａに接続される圧力調整弁１６０の分解斜視図である。また、図６は、圧力調整弁１６０の構成を示す概略断面図である。具体的には、図６は、開口５０ａ１の第１列に配置される７つの連通孔５２ａ（内部空間Ｖ１，Ｖ９，Ｖ１７，Ｖ２５，Ｖ３３，Ｖ４１，Ｖ４９と連通する連通孔５２ａ）の断面を含む断面図である。図５及び図６に示されるように、圧力調整弁１６０は、第１ベース部材７０と、第２ベース部材８０と、弁体９０（弾性部材）と、カバー部材１５０（押圧部材）とを有している。

第１ベース部材７０は、略直方体状の外形を有しており、例えばポリプロピレン（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）等によって形成されている。第１ベース部材７０は、開口５０ａに接続される。具体的には、第１ベース部材７０の開口５０ａに対向する側面７１（第１側面）を含む部分７２は、開口部５４ａに対応する形状を有している。第１ベース部材７０は、当該部分７２が開口部５４ａに挿入された状態で、側面７１と第１樹脂部５２の側面５２ｓとの接触部分の一部または全部が溶着されることにより、開口５０ａに対して固定される。側面７１と側面５２ｓとの溶着は、例えば熱板溶着、レーザ透過溶着、及び超音波溶着等により行われる。

図６に示されるように、第１ベース部材７０には、側面７１から側面７３にかけて貫通する複数（ここでは１４個）の連通孔７４が設けられている。各連通孔７４は、対応する１つの連通孔５２ａを介して、１つの内部空間Ｖと連通している。連通孔７４は、連通孔７４の側面７１側部分である第１連通部７５と、連通孔７４の側面７３側部分である第２連通部７６とからなる。

第１連通部７５は、断面矩形状に形成されている。第１連通部７５によって、略直方体状の空間Ｓ１が形成されている。第１連通部７５の開口５０ａ側の開口端７５ａは、開口５０ａと第１ベース部材７０との接続方向Ｄ２（Ｘ方向）から見て、矩形状の連通孔５２ａを含む大きさに形成されている。一方、第１連通部７５の第２連通部７６に接続する側の開口端７５ｂは、断面円形状に形成されている。開口端７５ｂの内径は、開口端７５ａの積層方向Ｄ１の幅ｄ１と同一である。

第２連通部７６は、断面円形状に形成されている。第２連通部７６は、第１連通部７５の開口端７５ｂから、第２連通部７６の側面７３側の開口端７６ａにかけて貫通している。開口端７６ａは円形状に形成されている。開口端７６ａの内径ｄ３は、開口端７５ｂの内径（すなわち、開口端７５ａの積層方向Ｄ１の幅ｄ１）よりも大きくされている（ｄ３＞ｄ１）。すなわち、第２連通部７６によって、開口端７５ｂから開口端７６ａに向かうにつれて内径が大きくなるテーパ状の空間Ｓ２が形成されている。このような第２連通部７６は、例えば射出成形等により形成され得る。

また、本実施形態では、図６に示されるように、第１列の７つの連通孔５２ａに接続される第２連通部７６は、開口端７５ｂの中心位置よりも開口端７６ａの中心位置が上方に位置するように延びている。一方、第２列の７つの連通孔５２ａに接続される第２連通部７６は、開口端７５ｂの中心位置よりも開口端７６ａの中心位置が下方に位置するように延びている。その結果、複数の開口端７６ａが側面７３の中央位置に寄せられている。

第２ベース部材８０は、略直方体状の外形を有しており、一方側の側面８１において第１ベース部材７０の側面７３に接合される。側面８１と側面７３とは、例えば熱板溶着により溶着され得る。なお、本実施形態では、接続方向Ｄ２から見て、第２ベース部材８０は、第１ベース部材よりも僅かに大きく形成されているが、第２ベース部材８０は、第１ベース部材と同じ大きさに形成されてもよいし、第１ベース部材よりも小さく形成されてもよい。

図６に示されるように、第２ベース部材８０には、側面８１から側面８２にかけて貫通する複数（ここでは１４個）の連通孔８３が設けられている。連通孔８３は、断面円形状に形成されている。各連通孔８３は、対応する１つの連通孔７４を介して、１つの内部空間Ｖと連通している。連通孔８３の第１ベース部材７０側の開口端８３ａの内径は、連通孔７４の開口端７６ａの内径ｄ３と一致している。第１ベース部材７０と第２ベース部材８０とは、接続方向Ｄ２から見て互いに対応する開口端７６ａ及び開口端８３ａが重なるように接合されている。連通孔８３の弁体９０側の開口端８３ｂの内径ｄ４は、開口端８３ａの内径（すなわち、開口端７６ａの内径ｄ３）よりも小さくされている（ｄ４＜ｄ３）。すなわち、連通孔８３によって、開口端８３ａから開口端８３ｂに向かうにつれて内径が小さくなるテーパ状の空間Ｓ３が形成されている。このような連通孔８３は、例えば射出成形等により形成され得る。なお、開口端８３ａの内径と開口端７６ａの内径ｄ３とは、一致していなくてもよい。例えば、開口端８３ａの内径を内径ｄ３よりも小さくした場合には、接合時の位置ずれを許容できる効果を奏し得る。

弁体９０は、例えばゴム等の弾性部材によって形成されている。弁体９０は、例えば直方体状をなしている。弁体９０は、第２ベース部材８０に設けられた複数の開口端８３ｂを塞ぐように配置されている。

カバー部材１５０は、矩形板状の底壁部１０１と、底壁部１０１の縁部に立設された側壁部１０２と、を有する箱状部材である。カバー部材１５０は、例えばポリプロピレン（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）等によって形成されている。底壁部１０１の内側には、弁体９０を位置決めするために凹状に窪んだ溝部１０３が設けられている。カバー部材１５０は、溝部１０３に弁体９０を収容すると共に、弁体９０を第２ベース部材８０の側面８２に対して押圧するための押圧部材として機能する。具体的には、図６に示されるように、カバー部材１５０の溝部１０３に弁体９０が位置決めされて収容された状態で、側壁部１０２の端部１０２ａが第２ベース部材８０の側面８２に対して固定される。端部１０２ａと側面８２とを固定する方法は特に限定されないが、例えばレーザ溶着、熱板溶着、及びボルト等の締結部材を用いた締結等を用い得る。例えば、レーザ溶着を用いる場合には、カバー部材１５０をレーザ透過性樹脂で形成すると共に第２ベース部材８０をレーザ吸収性樹脂で形成し、レーザをカバー部材１５０側から照射することにより、第２ベース部材８０におけるカバー部材１５０との境界部分を溶融して接合することができる。

ここで、弁体９０の通常時（非圧縮時）の厚さ（Ｘ方向の幅）は、溝部１０３の底面１０３ａから側壁部１０２の端部１０２ａまでの高さｄ５よりも大きい。すなわち、高さｄ５によって、弁体９０の圧縮率が規定されている。弁体９０の圧縮率は、例えば連通孔８３内の圧力（すなわち、当該連通孔８３に連通された内部空間Ｖ内の圧力）が予め定められた設定値以上となった場合に、弁体９０による当該連通孔８３の開口端８３ｂの閉塞が解除されるように予め調整される。

第２ベース部材８０の側面８２側には、各開口端８３ｂに対応する溝部８４が設けられている。各溝部８４は、積層方向Ｄ１に直交する方向（Ｘ方向及びＹ方向）に延在するスリット状に形成されている。各溝部８４は、積層方向Ｄ１及び接続方向Ｄ２に直交する方向（Ｙ方向）において、対応する開口端８３ｂよりも外側の位置に設けられている。また、第２ベース部材８０には、流通空間Ｓ４と外部とを連通させる排気口８５が設けられている。本実施形態では、排気口８５の外側開口端は、第２ベース部材８０の接続方向Ｄ２に直交する方向（本実施形態では一例としてＹ方向）を向く側面８６に設けられている。

第２ベース部材８０には、側面８２に対向する方向（Ｘ方向）から見て、複数（ここでは７つ）の溝部８４と接続され、内部空間Ｖから放出されたガスを流通させる流通空間Ｓ４が画成されている。流通空間Ｓ４は、略直方体状に形成されている。流通空間Ｓ４は、側面８２に対向する方向から見て、積層方向Ｄ１に沿って配列された７つの溝部８４の外側端部を接続するように、積層方向Ｄ１に延在している。複数の溝部８４及び流通空間Ｓ４は、例えば射出成形等によって形成されている。また、第２ベース部材８０には、流通空間Ｓ４と外部とを連通させる排気口８５が設けられている。本実施形態では、排気口８５の外側開口端は、第２ベース部材８０の接続方向Ｄ２に直交する方向（本実施形態では一例としてＹ方向）を向く側面８６に設けられている。この構成によれば、内部空間Ｖの圧力の上昇に応じて一の溝部８４へと排出されたガスは、複数の溝部８４に共通に設けられた流通空間Ｓ４に流入し、排気口８５から外部に排出される。したがって、内部空間Ｖで発生したガスを簡易な構成によって適切に外部に排出することができる。

次に、本実施形態に係る蓄電モジュール１２の構成についてより詳細に説明する。前述のように、蓄電モジュール１２は、開口５０ａに接続され、内部空間Ｖの圧力を調整する圧力調整弁６０を備えている。また、開口５０ａは、当該開口５０ａに配置された側面５２ｓに、複数の内部空間Ｖの各々と連通する複数の連通孔（第１連通孔）５２ａを有している。圧力調整弁６０は、当該圧力調整弁６０が側面５２ｓに固定されることで、複数の連通孔５２ａを介して複数の内部空間Ｖの各々と連通する複数の連通孔（第２連通孔）７４を有している。圧力調整弁６０は、開口５０ａの側面５２ｓに当該圧力調整弁６０を溶着することによって固定される。これにより、圧力調整弁６０と側面５２ｓとの境界面には樹脂が溶け込むことによってシール部１２０が形成される（図７（Ｂ）参照）。

このような構成において、図５〜図６に示すように、連通孔５２ａには多孔質材料によって構成される多孔質部材１１０が配置される。多孔質部材１１０は、連通孔５２ａ内を流通する流体を通過させることができる程度に微細な孔を有している部材である。多孔質部材１１０の材質は特に限定されないが、例えば、アルミナを含んでもよい。あるいは、多孔質部材１１は、これらの複数の多孔質材料を複合させてもよい。

多孔質部材１１０は、連通孔５２ａの断面形状に対応する形状を有する板状部材として構成されている。Ｘ方向から見て、多孔質部材１１０は、連通孔５２ａと同形状に形成されてよく、これによって、連通孔５２ａを隙間なく塞いでよい（図４参照）。ただし、多孔質部材１１０は、連通孔５２ａを隙間なく塞がなくともよく、例えば、多孔質部材１１０のＹ方向の端部が、連通孔５２ａの内周面から離間していてもよい。あるいは、多孔質部材１１０が厚み方向（Ｚ方向）において連通孔５２ａの内周面から離間していてもよい。

図６に示すように、多孔質部材１１０は、連通孔５２ａのＸ方向における一部、又は全部の領域に配置されている。また、多孔質部材１１０は、側面５２ｓから突出している。これによって、多孔質部材１１０の一部は圧力調整弁６０の連通孔７４の一部に配置されている。具体的に、多孔質部材１１０の内側（図６ではＸ方向の正側）の端部１１０ａは、連通孔５２ａのどの位置まで延びていてもよく、例えば、第１樹脂部５２の内側の端部と同一位置に配置されていてもよく、当該端部よりも内側まで延びてもよく、当該端部より外側に配置されてもよい。なお、製造時において多孔質部材１１０を電極板３４に積層させる場合は（図２参照）、多孔質部材１１０の内側の端部１１０ａは、電極板３４の位置まで延びてよい。

多孔質部材１１０の外側（図６ではＸ方向の負側）の端部１１０ｂは、側面５２ｓよりも外側に配置されている。これにより、側面５２ｓで溶着を行ったときに、第１樹脂部５２の連通孔５２ａが塞がることを抑制することに加え、圧力調整弁６０の連通孔７４が塞がることも抑制することができる。多孔質部材１１０の外側の端部１１０ｂは、圧力調整弁６０の連通孔７４のどの位置まで延びてもよい。多孔質部材１１０の端部１１０ｂは、側面５２ｓと同位置に配置されてもよい。この場合でも、溶着面である側面５２ｓの位置に多孔質部材１１０が存在することで、連通孔５２ａが塞がることを好適に抑制できる。更に、多孔質部材１１０の外側の端部１１０ｂは、側面５２ｓより内側に配置されていてもよい。すなわち、溶着面となる側面５２ｓと同位置に多孔質部材１１０が存在しなくともよい。このような場合でも、多孔質部材１１０が連通孔５２ａの内部で当該連通孔５２ａの形状を保持することで、側面５２ｓで溶着を行ったときに、第１樹脂部５２の連通孔５２ａが塞がることを抑制することができる。なお、多孔質部材１１０の外側の端部１１０ｂが、側面５２ｓより内側に配置される場合は、側面５２ｓからの離間距離は１ｍｍ以内であることが好ましい。

［蓄電装置の製造方法］
以下、図２に示される蓄電モジュール１２の製造方法の一例を説明する。

（積層工程）
まず、例えばセパレータ４０を介してバイポーラ電極３２を積層して積層体３０を得る。本実施形態では、積層工程前に、各バイポーラ電極３２の電極板３４の縁部３４ａに第１樹脂部５２が例えば射出成形等により形成されている。積層工程により、図２に示される構成のうち第２樹脂部５４を除いた構成が得られる。なお、このとき第１樹脂部５２に対応する部分の一部に多孔質部材１１０を予め配置しておき、当該状態にて第１樹脂部５２を形成する。これによって、第１樹脂部５２に連通孔５２ａ及び多孔質部材１１０を設けることができる（図７（Ａ）参照）。

（枠体形成工程）
次に、第２樹脂部５４を例えば射出成形により形成する（図２参照）。図８に示されるように、モールドＭ内に、流動性を有する第２樹脂部５４の樹脂材料５４Ｐを流し込むことによって、第２樹脂部５４が形成される。その結果、図３及び図４に示されるように、第１樹脂部５２及び第２樹脂部５４を有する枠体５０が形成される。モールドＭは、枠体５０の側面５０ｓにおける本体領域５０ｓ１及び突出領域５０ｓ２（図４参照）の外縁を形成する第１部分Ｍ１と、開口５０ａの開口部５４ａを形成するための入れ子である第２部分Ｍ２とを有する。第２樹脂部５４の樹脂材料５４Ｐは、バイポーラ電極３２の積層方向Ｄ１に交差する方向に流れる。例えば、第２樹脂部５４の樹脂材料５４Ｐは、互いに対向配置された一対の第１部分Ｍ１間を流れた後、第２部分Ｍ２に衝突して、第２部分Ｍ２の周囲に沿って２つに分かれる。２つに分かれた第２樹脂部５４の樹脂材料５４Ｐは、それぞれ第１部分Ｍ１と第２部分Ｍ２との間を流れた後、合流して、一対の第１部分Ｍ１間を流れる。

なお、本実施形態では積層工程前に枠体５０の一部である第１樹脂部５２を形成し、積層工程後に枠体５０の残部である第２樹脂部５４を形成しているが、積層工程後に枠体５０の一部である第１樹脂部５２を形成してもよい。

（第１ベース部材接続工程）
次に、第１ベース部材７０を、開口５０ａに接続する。具体的には、上述した通り、第１ベース部材７０の部分７２を開口部５４ａに挿入する。このとき、側面５２ｓから突出した複数の多孔質部材１１０を連通孔７４に挿入させるようにして、第１ベース部材７０を開口部５４ａに挿入してよい（図７（Ｂ）参照）。そして、側面７１と第１樹脂部５２の側面５２ｓとの接触部分の一部または全部を、例えば熱板溶着、レーザ透過溶着、及び超音波溶着等により溶着する。これにより、開口５０ａに対して第１ベース部材７０が固定される。これにより、側面５２ｓに対応する位置に、シール部１２０が形成される（図７（Ｂ）参照）。

（電解液注入工程）
次に、図９の（Ａ）に示されるように、第１ベース部材７０に設けられた複数の連通孔７４を介して、複数の内部空間Ｖ（本実施形態では、当該第１ベース部材７０が接続された開口５０ａに連通する１４個の内部空間Ｖ）の各々に電解液を注入する。連通孔７４毎に液量を管理しながら注液を行うことにより、内部空間Ｖ毎の液量を管理することができる。また、電解液の注入前に、蓄電モジュール１２内の各内部空間Ｖが確実にシールされていることを検査するために、複数の連通孔７４を介して、各内部空間Ｖに対する真空引き（空気を抜き取る作業）が実施されてもよい。これにより、電解液の注液の前に、各内部空間Ｖの気密性を検査することができる。なお、第１ベース部材７０を介しての電解液の注入は、専用の治具等を更に用いて行われてもよい。なお、多孔質部材１１０は多孔性の部材であるため、検査時に連通孔５２ａを流れる空気や、注液時に連通孔５２ａを流れる電解液を阻害することなく通過させることができる。

（準備工程）
次に、第２ベース部材８０と、弁体９０と、カバー部材１００とからなるユニットである圧力調整弁サブモジュールを準備する。圧力調整弁サブモジュールは、上述したように、第２ベース部材８０、弁体９０、及びカバー部材１００を互いに組み付けることにより形成される。

（検査工程）
次に、図９の（Ｂ）に示されるように、準備工程で準備された圧力調整弁サブモジュールＳＭを検査する。これにより、組み付け後に圧力調整弁６０としての機能が正常に発揮されるか否かを確認することができる。具体的には、第２ベース部材８０に設けられた各連通孔８３の開口端８３ａから各連通孔８３内に空気を送り込むことにより、圧力調整弁サブモジュールＳＭの動作を検査する。各開口端８３ａから各連通孔８３内に空気を送り込む操作は、例えば専用の治具等を更に用いて行われてもよい。検査工程では、弁体９０による開口端８３ｂの閉塞が解除されるときの圧力値が連通孔８３毎に確認される。そして、当該圧力値と予め設定された圧力値とが比較される。例えば当該圧力値と予め設定された圧力値との誤差が許容誤差以下であれば、検査された連通孔８３についての弁体９０の開弁圧は正常であると判定される。一方、上記誤差が許容誤差よりも大きい場合には、検査された連通孔８３についての弁体９０の開弁圧は異常であると判定される。上記検査により、全ての連通孔８３に対して弁体９０の開弁圧が正常であると判定された場合には、検査された圧力調整弁サブモジュールＳＭは正常と判定される。一方、少なくとも一つの連通孔８３に対して弁体９０の開弁圧が異常であると判定された場合には、検査された圧力調整弁サブモジュールＳＭは異常と判定される。

（接合工程）
次に、複数の連通孔７４と複数の連通孔８３とが互いに連通するように、第１ベース部材７０と検査工程において正常と判定された検査済みの圧力調整弁サブモジュールＳＭの第２ベース部材８０とを接合する。具体的には、第２ベース部材８０の側面８１と第１ベース部材７０の側面７３とが、例えば熱板溶着により溶着される。これにより、開口５０ａに対して圧力調整弁６０が組み付けられた状態となる。その後、図１に示されるように、導電板１４を介して複数の蓄電モジュール１２を積層する。積層方向Ｄ１の両端に位置する導電板１４にはそれぞれ正極端子２４及び負極端子２６が予め接続されている。その後、積層方向Ｄ１の両端に、絶縁フィルム２２を介して一対の拘束プレート１６Ａ，１６Ｂをそれぞれ配置する。その後、ボルト１８の軸部を拘束プレート１６Ａの挿通孔１６Ａ１に挿入し、拘束プレート１６Ｂの挿通孔１６Ｂ１に挿入する。その後、拘束プレート１６Ｂから突出したボルト１８の先端に、ナット２０を螺合する。このようにして図１に示される蓄電装置１０が製造される。

次に、本実施形態に係る蓄電モジュール１２及びその製造方法の作用・効果について説明する。

本実施形態に係る蓄電モジュール１２では、枠体５０の開口５０ａは、当該開口５０ａに配置された側面５２ｓに、複数の内部空間Ｖの各々と連通する複数の連通孔（第１連通孔）５２ａを有している。また、圧力調整弁６０は、当該圧力調整弁６０が側面５２ｓに固定されることで、複数の連通孔５２ａを介して複数の内部空間Ｖの各々と連通する複数の連通孔７４（第２連通孔）を有している。このような構成において、連通孔５２ａには多孔質材料によって構成される多孔質部材１１０が配置される。従って、開口５０ａの側面５２ｓに圧力調整弁６０を溶着によって固定する場合であっても、多孔質部材１１０が配置されていることより、連通孔５２ａが塞がれることを抑制することができる。また、多孔質部材１１０は連通孔５２ａ内の流体を通過させることができるので、製造後に連通孔５２ａから除去しなくとも、当該連通孔５２ａの流通性を確保することができる。以上により、バイポーラ電極３２間の内部空間Ｖと圧力調整弁６０との間で流体を通過し易くできる。

多孔質部材１１０は、側面５２ｓから突出していてよい。これにより、多孔質部材１１０は圧力調整弁６０の連通孔７４内にも配置される構成となる。従って、バイポーラ電極３２間の内部空間Ｖと圧力調整弁６０との間で流体を更に通過し易くできる。

多孔質部材１１０は、アルミナを含んでよい。これにより、連通孔５２ａで流体を通過し易くできる。

本実施形態に係る蓄電モジュール１２の製造方法は、電極板３４と、電極板３４の一方面に設けられた正極３６と、電極板３４の他方面に設けられた負極３８とを含むバイポーラ電極３２を有する蓄電モジュール１２の製造方法であって、バイポーラ電極３２を積層して積層体３０を得る工程と、電極板３４の縁部を保持し、積層体３０において隣り合うバイポーラ電極３２間の複数の内部空間Ｖと連通する開口５０ａが設けられた枠体５０を形成する工程と、内部空間Ｖの圧力を調整する圧力調整弁６０を開口５０ａに接続する工程と、を含み、枠体５０を形成する工程では、開口５０ａに配置される側面５２ｓに、複数の内部空間Ｖの各々と連通する複数の連通孔５２ａを形成し、連通孔５２ａに、多孔質部材１１０によって構成される多孔質部材１１０を配置し、圧力調整弁６０を開口５０ａに接続する工程では、圧力調整弁６０を側面５２ｓに固定し、複数の連通孔５２ａを介して連通孔７４を複数の内部空間Ｖの各々と連通する。

この製造方法によれば、上述の蓄電モジュール１２と同様の作用・効果を得ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、開口５０ａの数量、開口５０ａ内の連通孔５２ａの数量や位置関係は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。

また、全ての連通孔５２ａに対して多孔質部材１１０が設けられなくともよく、複数の連通孔５２ａの一部に多孔質部材１１０が設けられてもよい。

１２…蓄電モジュール、３０…積層体、３０ａ…側面、３２…バイポーラ電極、３４…電極板、３４ａ…縁部、３６…正極、３８…負極、５０…枠体、５０ａ，５０ａ１，５０ａ２，５０ａ３，５０ａ４…開口、５２ａ…連通孔（第１連通孔）、５２ｓ…側面、６０…圧力調整弁、７４…連通孔（第２連通孔）、１１０…多孔質部材、Ｖ…内部空間。

Claims (4)

1. 電極板と、前記電極板の一方面に設けられた正極と、前記電極板の他方面に設けられた負極とを含むバイポーラ電極が積層された積層体と、
   前記電極板の縁部を保持し、前記積層体において隣り合う前記バイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体と、
   前記開口に接続され、前記内部空間の圧力を調整する圧力調整弁と、
   を備え、
   前記開口は、当該開口に配置された側面に、前記複数の内部空間の各々と連通する複数の第１連通孔を有し、
   前記圧力調整弁は、当該圧力調整弁が前記側面に固定されることで、前記複数の第１連通孔を介して前記複数の内部空間の各々と連通する複数の第２連通孔を有し、
   前記第１連通孔には多孔質部材が配置される、蓄電モジュール。
2. 前記多孔質部材は、前記側面から突出している、請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 前記多孔質部材は、アルミナを含む、請求項１又は２に記載の蓄電モジュール。
4. 電極板と、前記電極板の一方面に設けられた正極と、前記電極板の他方面に設けられた負極とを含むバイポーラ電極を有する蓄電モジュールの製造方法であって、
   前記バイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、
   前記電極板の縁部を保持し、前記積層体において隣り合う前記バイポーラ電極間の複数の内部空間と連通する開口が設けられた枠体を形成する工程と、
   前記内部空間の圧力を調整する圧力調整弁を前記開口に接続する工程と、
   を含み、
   前記枠体を形成する工程では、
   前記開口に配置される側面に、前記複数の内部空間の各々と連通する複数の第１連通孔を形成し、
   前記第１連通孔に、多孔質部材を配置し、
   前記圧力調整弁を前記開口に接続する工程では、前記圧力調整弁を前記側面に固定し、前記複数の第１連通孔を介して第２連通孔を前記複数の内部空間の各々と連通する、蓄電モジュールの製造方法。

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