JP6766580B2 - フィルム付き電極板 - Google Patents
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Description
ここで、電極111a、電極111bは、それぞれ電気的に独立したものであり、両者が接することは許されない。
これは、電気抵抗を下げて、図面上横方向に枝のように伸びる部分によって集められた電流が、この縦方向に伸びる幅広の幹のような部分を流れやすくするためである。
この補強板114には、蓄電池131の端子の位置及び形状に応じて開口部が設けられており、この開口部を通して、電極板111の各電極と、蓄電池131の各端子が接続することになる。
独立した関係の電極111aと電極111bは、それぞれが位置合わせされて、例えば、接着剤によって、補強板114に固定される。
また、電極板111が有する電極は、図5に示す並列接続の形態の他に、複数の蓄電池131のそれぞれの+端子と−端子を接続する直列接続の形態もある。
しかしながら、近年においては、高容量化並びに長期安定化の要求から、蓄電池を小型化し、多数個配列することによって、仮に蓄電池の一部が不具合を起こした場合にも不具合セルを除外して長期稼動が実現できる構造となっている。本構造においては小型の蓄電池が高密度に配列されており、それに伴って、電極板の各電極においても高密度の配列が必要になり、各電極間の位置精度が問題になっていた。
しかしながら、近年においては、蓄電池131の+端子と−端子の間隔が狭くなってきており、それに伴って、電極111aと電極111bとの隙間も狭くなり、電極111aと電極111bのそれぞれを、個別に補強板114に固定する方法では、その隙間を精度良く保つことが困難になっていた。
そして、電極111aと電極111bが接触してしまうと、電気的短絡(ショート)が起きてしまうという不具合が生じていた。
以下、図面を参考にして、本発明に係るフィルム付き電極板について説明する。
図1は、本発明に係るフィルム付き電極板の第1の実施形態の一例について示す図である。
なお、図1は、本実施形態に係るフィルム付き電極板の一例として、フィルム付き電極板1の各構成について説明するためのものであり、例えば、本実施形態に係るフィルム付き電極板における電極の数や平面形態は、この図1に示す例に限定されない。図2〜図4においても同様である。
電極板11は、電極11aと電極11bを有しており、電極11a、11bは、それぞれ電気的に独立したものである。
そして、電極11a、11bは、距離(S)の隙間を保った状態で、接着層12を介してフィルム13の上に保持されている。
それゆえ、本実施形態のフィルム付き電極板によれば、各電極の相対位置精度を保ちつつ、各電極を補強板に固定することができる。
すなわち、本実施形態のフィルム付き電極板においては、その厚み等にもよるが、電極板11を構成する金属板、フィルム13を構成するフィルム材とも、ロール状の形態とすることが可能である。それゆえ、例えば、ロールツーロール方式の製造方法により、大面積のフィルム付き電極板1を形成可能である。
また、電極の平面形態も、例えば、上記のような大面積の領域の端からもう一方の端まで、連続的につながっている形態(電気的に接続された形態)で、形成することも可能である。
フィルム付き電極板1の電極板11を構成する材料としては、蓄電池の電極用として、導電性を有し、エッチング加工が可能なものであれば、用いることができる。このような材料として、例えば、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金、銅(Cu)、銅合金、ステンレス合金等の導電性金属を、好適に挙げることができる。
また、アルミニウム(Al)は不動態膜(表面酸化膜)による耐腐食性も有しており、耐腐食用の保護層等を設ける必要が無い点においても、好ましい。
使用する電流容量や各電極の平面サイズにもよるが、電極板11の厚み(T)が0.05mm未満では、電気抵抗が大きくなってしまう点で、好ましくない。
また、電極板11の厚み(T)が1.0mmより大きい場合は、微細な隙間をエッチング加工することが困難になる点や、電極板11の重量が増えてしまう点で、好ましくない。
なお、本発明においては、この電極板11の厚み(T)は、電極11a、11bの厚みと同等のものとして扱うことができる。
それゆえ、電極11aと電極11bの隙間の最短距離をSとした場合、SをTで割った値(S/Tの値)は、0.5以上20以下の範囲とすることが好ましい。
エッチング液を用いた加工では、S/Tの値を0.5未満とすることは困難であり、一方、S/Tの値が20より大きいと、高密度化の要求を満たせないおそれがあるからである。
フィルム付き電極板1の接着層12を構成する材料としては、フィルム13を剥離するまでは、電極11a、11bの相対位置精度を保持した状態で、搬送や、補強板との固定ができるものであって、電極11a、11bを補強板に固定した後は、フィルム13を容易に剥離することができるものであることが好ましい。
例えば、このような接着層12として、紫外線(UV)照射により接着力が低下する紫外線(UV)剥離性接着層、または、加熱処理により接着力が低下する熱剥離性接着層を、好適に用いることができる。
紫外線(UV)照射ランプとしては、波長365nm、420nmに発光スペクトルを有するランプであれば使用でき、ランプの発光スペクトルに応じて、照射量を調整する。
例えば、このような紫外線(UV)剥離性接着層を備えた剥離フィルムとして、ソマール製ソマタック125UVを用いることができる。
フィルム付き電極板1のフィルム13を構成する材料としては、電極板11に施すエッチング加工等の工程に耐性を有し、フィルム13を剥離するまでは、電極11a、11bの相対位置精度を保持した状態で、搬送や、補強板との固定ができるものであれば用いることができる。
例えば、アニール処理を施した低熱収縮率のPETフィルムを、好適に用いることができる。
図2は、本発明に係るフィルム付き電極板の第2の実施形態の一例について示す図である。
図2に示すように、フィルム付き電極板2は、図1に示すフィルム付き電極板1の電極板11の上に、絶縁性の補強板14が設けられた構成を有している。
そして、補強板14には、電極11a、11bに応じた位置に、開口部15a、15bが設けられている。この開口部15a、15bを通して、電極板11の電極11a、11bと、対応する蓄電池の各端子が接続されることになる。
言い換えれば、補強板14には、蓄電池の端子の位置及び形状に応じて開口部15a、15bが設けられており、この開口部15a、15bと、電極板11の電極11a、11bが位置合わせされて、電極板11が補強板14に固定されている。
図示はしないが、電極板11と補強板14の間には、接着剤が設けられていても良い。接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤を挙げることができる。
補強板14を構成する材料としては、絶縁性を有し、電極板11の各電極を保持して、対応する蓄電池の端子と接続できるものであれば用いることができる。また、電極板11よりも剛性が高いことが好ましい。
このような性能を有する材料基板として、例えば、ガラス不織布入りエポキシ基板や、難燃性樹脂基板を用いることができる。また、ベークライト板、BTレジン基板等を用いてもよい。
電極板11と固定される補強板14には、上記のような基板に対し、補強板14としての外形加工や、開口部15a、15bの形成を、予め施されたものを用いる。
次に、本発明に係るフィルム付き電極板の製造方法について説明する。
図3は、本発明に係るフィルム付き電極板の製造方法の一例について示す概略工程図である。
次に、本発明に係るフィルム付き電極板の使用方法、すなわち、本発明に係るフィルム付き電極板を、複数配列された蓄電池の各端子と接続して、蓄電池モジュールを得る方法について説明する。
図4は、本発明に係るフィルム付き電極板の使用方法の一例について示す図である。
なお、図4に示す例において、接着層12は、紫外線(UV)照射により接着力が低下する紫外線(UV)剥離性接着層である。
紫外線21を照射するランプとしては、例えば、波長365nm、420nmに発光スペクトルを有するランプであれば使用でき、ランプの発光スペクトルに応じて、照射量を調整する。
上記接続の方法としては、超音波を用いて接続させる方法や、半田等の導電性金属を溶融させて接続させる方法がある。
図3(a)に示す金属板11Aとして、純アルミニウム板を用い、品番A1080、板厚は0.3mmtを使用した。
アルミニウムの純度としては、導電性を担保することができれば特に制限は無いが、99%以上であれば好適であり、他にA1050、A1230、A1085を用いてもよい。
ラミネート条件はロール温度120℃、圧力0.3MPa、送り速度1.0m/minで行った。フォトマスクを用いて所望の電極パターンを紫外線露光機で焼付け、現像を行った。
現像は、炭酸ナトリウム1.0%液、温度30℃、スプレー圧0.2MPaで行い、スプレー水洗、温風乾燥を行った。
ラミネート条件は、室温で圧力0.2MPa、送り速度0.5m/minで行った。ベースPETフィルムには、厚さ100μm、又は125μmのものを用い、アニール処理を行った低熱収縮率フィルムを用いた。
また、このアルミニウム電極板の表面を更に洗浄するために、上記の脱脂洗浄に用いたADEKA製C−720で処理を行ない、水洗、乾燥を行なった。
上記の補強板には、ガラスエポキシ基板を用い、所望の加工をプレス加工で行った。
熱硬化性接着剤としてはエポキシ系接着剤を用いた。
紫外線照射ランプとしては、波長365nm、420nmに発光スペクトルを有するランプであれば使用でき、ランプの発光スペクトルに応じて、照射量を調整した。
11 電極板
11a、11b 電極
11A 金属板
12 接着層
13 フィルム
14 補強板
15、15a、15b 開口部
21 紫外線
31、31a、31b 蓄電池
41、41a、41b レジストパターン
50 蓄電池モジュール
111 電極板
111a、111b 電極
114 補強板
131 蓄電池
Claims (4)
- フィルムの上に接着層を介して電極板が設けられており、
前記接着層が、紫外線照射により接着力が低下する紫外線剥離性接着層、または、加熱処理により接着力が低下する熱剥離性接着層であり、
前記電極板が、電気的に独立した複数の電極を、平面配列した構成を有しており、
前記電極の厚みをT、前記複数の電極間の隙間の最短距離をSとした場合に、
Tが0.05mm以上1.0mmの範囲であり、S/Tが0.5以上20以下の範囲であることを特徴とする、フィルム付き電極板。 - 前記フィルムの上に前記電極が形成されている領域が、
平面視において、長辺の長さが300mm以上2000mm以下の矩形状の領域であり、
前記電極が、前記長辺の長さ方向に、電気的に接続された形態で形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のフィルム付き電極板。 - 前記電極板が、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス合金のいずれか一種から構成されていることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のフィルム付き電極板。
- 前記電極板の前記フィルムが設けられている側とは反対側の面の上に、前記電極に応じた位置に開口部が設けられた絶縁性の補強板を有することを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のフィルム付き電極板。
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