JP6858165B2 - 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、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。

従来の蓄電モジュールとして、電極板の一方面に正極が形成され、他方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（特許文献１参照）。バイポーラ電池は、セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層してなる積層体を備えている。積層体の側面には、積層方向に隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体が設けられており、バイポーラ電極間に形成された内部空間に電解液が収容されている。

特開２０１１−２０４３８６号公報

ところで、上述したような蓄電モジュールでは、電極積層体の積層方向の一端に、電極積層体の内側に負極が形成された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も封止体によって封止される。しかし、電解液がアルカリ溶液を含んでいる場合、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の表面を伝わり、封止体と当該電極板との間を通って蓄電モジュールの外部に滲み出てしまうおそれがある。電解液が蓄電モジュールの外部に漏れ出て拡散すると、例えば蓄電モジュールに接して配置された導電板の腐食や、蓄電モジュールと拘束部材との短絡等が生じるおそれがある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制可能な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、複数のバイポーラ電極の積層体と、当該積層体の積層方向の一端側に配置された負極終端電極とを含んで構成された電極積層体と、電極積層体の側面を囲むように設けられ、隣り合う電極間に内部空間を形成すると共に当該内部空間を封止する封止体と、内部空間に収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、を備え、負極終端電極は、一方面及び当該一方面の反対側の他方面を含む電極板を含み、封止体と負極終端電極の電極板とによって余剰空間が形成されており、封止体は、負極終端電極の電極板の一方面に接合されている第１封止部と、負極終端電極の電極板の他方面とバイポーラ電極の電極板とに接合されている第２封止部とを含む。

この蓄電モジュールでは、封止体は、負極終端電極の電極板の一方面に接合された第１封止部と、負極終端電極の電極板の他方面に接合された第２封止部とを有している。このため、アルカリクリープ現象による電解液の移動経路上には、封止体と負極終端電極の電極板とによって余剰空間が形成され、当該余剰空間は、第１封止部及び第２封止部によって２段階に封止されることとなる。このような余剰空間の形成により、外部の空気中の水分が、電解液が滲み出す起点となる第２封止部と負極終端電極の電極板との間に入り込むことも抑制できる。また、第２封止部が負極終端電極の電極板とバイポーラ電極の電極板との双方に接合されることで、第２封止部の剛性が高められる。これにより、アルカリクリープ現象によって第２封止部が負極終端電極の電極板から剥離してしまうことを抑制でき、アルカリクリープ現象の進行を抑制することが可能となる。したがって、この蓄電モジュールでは、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制できる。

第１封止部と第２封止部とは、熱溶着によって一体の結合体を形成しており、余剰空間は、結合体と負極終端電極の電極板とによって形成されていてもよい。こうすると、負極終端電極回りの構成をユニット化できるので、蓄電モジュールの製造工程の容易化が図られる。

第１封止部及び第２封止部の少なくとも一方と負極終端電極の電極板との接合領域において、電極板が粗面化されていてもよい。この構成によれば、アンカー効果によって、第１封止部及び第２封止部の少なくとも一方と負極終端電極の電極板との接合強度の向上を図ることができる。したがって、第１封止部及び第２封止部の剥離を一層抑制でき、アルカリクリープ現象の進行をさらに抑制することが可能となる。

本発明の別の側面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含むバイポーラ電極ユニットを形成する第１工程と、バイポーラ電極と負極終端電極とを含む負極終端電極ユニットを形成する第２工程と、バイポーラ電極ユニットの一端に負極終端電極ユニットを接合して電極積層体を形成する第３工程と、電極積層体の側面を囲むように封止体を形成し、電極積層体を封止する第４工程と、を備える。第２工程において、負極終端電極の電極板の一方面に第１樹脂体を接合すると共に、負極終端電極の電極板の他方面とバイポーラ電極の電極板とに第２樹脂体を接合し、第４工程では、封止体と負極終端電極の電極板とによって余剰空間を形成する。

この蓄電モジュールの製造方法では、第１樹脂体が負極終端電極の電極板の一方面に接合されると共に、第２樹脂体が負極終端電極の電極板の他方面に接合される。このため、アルカリクリープ現象による電解液の移動経路上には、封止体と負極終端電極の電極板とによって余剰空間が形成され、当該余剰空間は、第１封止部及び第２封止部によって２段階に封止されることとなる。このような余剰空間の形成により、外部の空気中の水分が、電解液が滲み出す起点となる第２樹脂体と負極終端電極の電極板との間に入り込むことも抑制できる。また、第２樹脂体が負極終端電極の電極板とバイポーラ電極の電極板との双方に接合されることで、第２樹脂体の合成が高められる。これにより、アルカリクリープ現象によって第２封止部が負極終端電極の電極板から剥離してしまうことを抑制でき、アルカリクリープ現象の進行を抑制することが可能となる。したがって、この蓄電モジュールでは、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制できる。

第２工程において、第１樹脂体の外縁と第２樹脂体の外縁とを熱溶着してもよい。この場合、負極終端電極周りの構成をユニット化できるので、蓄電モジュールの製造工程の容易化が図られる。

第３工程と第４工程との間において、第１樹脂体の外縁と第２樹脂体の外縁とを熱溶着してもよい。この場合、負極終端電極回りの構成をユニット化できるので、蓄電モジュールの製造工程の容易化が図られる。

本発明によれば、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制可能な蓄電モジュールが提供される。

一実施形態に係る蓄電装置を示す概略断面図である。 図１に示された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一部を示す拡大断面図である。 蓄電モジュールの製造方法の一実施形態を示すフローチャートである。 比較例に係る蓄電モジュールの一部拡大断面図である。 本実施形態の変形例に係る蓄電装置における蓄電モジュールの一部を示す拡大断面図である。

以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。図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に対してモジュール積層体２の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。

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、積層方向から見て略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等である。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、例えば積層方向と、正極端子６及び負極端子７の引出方向と、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他、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っている。なお、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の面積よりも小さくなっているが、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なっていてもよい。

拘束部材３は、モジュール積層体２を積層方向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略矩形の金属版である。エンドプレート８におけるモジュール積層体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、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、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の内部構成を示す概略断面図である。図３は、図２の蓄電モジュールの一部を示す拡大断面図である。図２及び図３に示されるように、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を介して蓄電モジュール４の積層方向Ｄに沿って積層された複数の電極によって構成されている。これらの電極は、複数のバイポーラ電極１４の積層体と、当該積層体の積層方向Ｄの一端側に配置された負極終端電極１８と、当該積層体の積層方向Ｄの他端側に配置された正極終端電極１９とを含む。

電極積層体１１は、一のバイポーラ電極１４と負極終端電極１８とを含む負極終端電極ユニット３１と、複数のバイポーラ電極１４を含むバイポーラ電極ユニット３２とを含んでいる。負極終端電極ユニット３１は、バイポーラ電極ユニット３２の一端に接合されている。積層方向Ｄに沿って、バイポーラ電極ユニット３２の一端側のバイポーラ電極１４上に、セパレータ１３を挟んで負極終端電極ユニット３１のバイポーラ電極１４が積層されている。負極終端電極ユニット３１では、積層方向Ｄに沿って、バイポーラ電極１４上にセパレータ１３を挟んで負極終端電極１８が積層されている。

バイポーラ電極１４は、一方面１５ａ及び一方面１５ａの反対側の他方面１５ｂを含む電極板１５と、一方面１５ａに設けられた正極１６と、他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。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。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。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の一方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の他方に隣り合う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と、電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。負極終端電極１８は、他方面１５ｂが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの一端に配置されている。負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａは、電極積層体１１の積層方向Ｄにおける一方の外側面を構成し、蓄電モジュール４に隣接する一方の導電板５（図１参照）と電気的に接続されている。負極終端電極１８の電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極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と、電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６とを有している。正極終端電極１９は、一方面１５ａが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの他端に配置されている。正極終端電極１９の一方面１５ａに設けられた正極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。正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂは、電極積層体１１の積層方向における他方の外側面を構成し、蓄電モジュール４に隣接する他方の導電板５（図１参照）と電気的に接続されている。

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、ニッケルからなる略矩形の金属箔である。電極板１５の縁部１５ｃは、略矩形枠状をなし、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。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、例えばシート上に形成されている。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、全体として略矩形の筒状に形成されている。封止体１２は、電極板１５の縁部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。すなわち、封止体１２は、電極積層体１１の側面１１ａを囲むように設けられている。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、電極板１５の縁部１５ｃに接合された複数の電極支持部２１と、側面１１ａに沿って複数の電極支持部２１を外側から包囲し、複数の電極支持部２１のそれぞれに接合された筐体部２２とを含んでいる。電極支持部２１及び筐体部２２は、例えば、耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂である。電極支持部２１及び筐体部２２の構成材料としては、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）、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）などが挙げられる。

各電極支持部２１は、電極板１５の一方面１５ａにおいて縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向Ｄから見て略矩形枠状をなしている。各電極支持部２１の断面は、略矩形状である。電極支持部２１は、例えば超音波又は熱によって電極板１５に溶着され、気密に接合されている。電極支持部２１は、例えば積層方向Ｄに所定の厚さを有するフィルムである。各電極支持部２１の内側は、積層方向Ｄから見て、電極板１５の縁部１５ｃと重なっている。各電極支持部２１の外側は、電極板１５の縁よりも外側に張り出しており、その先端部分は、筐体部２２に支持されている。

複数の電極支持部２１は、第１封止部４１（第１樹脂体）、第２封止部４２（第２樹脂体）、複数の第３封止部４３（第３樹脂体）、第４封止部４４（第４樹脂体）、及び第５封止部４５（第５樹脂体）を含んでいる。第１封止部４１及び第２封止部４２は、上述した負極終端電極ユニット３１に含まれている。複数の第３封止部４３、第４封止部４４、及び第５封止部４５は、上述したバイポーラ電極ユニット３２に含まれている。

第１封止部４１は、負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃに接合されている。第１封止部４１は、負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａにおいて縁部１５ｃの全周にわたって、気密に接合されている。本実施形態では、第１封止部４１は、負極終端電極１８の一方面１５ａと接合している面の反対側の面では電極板１５と接合せずに筐体部２２のみと接している。

第２封止部４２は、負極終端電極１８の電極板１５の他方面１５ｂの縁部１５ｃと、負極終端電極１８に面しているバイポーラ電極１４の電極板１５の縁部１５ｃとに接合されている。すなわち、第２封止部４２は、負極終端電極１８の電極板１５の縁部１５ｃとバイポーラ電極１４の電極板１５の縁部１５ｃとに挟まれている。第２封止部４２は、負極終端電極１８の電極板１５の他方面１５ｂの縁部１５ｃの全周にわたって、気密に接合されている。第２封止部４２は、バイポーラ電極１４の電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃの全周にわたって、気密に接合されている。

複数の第３封止部４３は、それぞれ、バイポーラ電極１４の電極板１５の他方面１５ｂと、当該バイポーラ電極１４とセパレータ１３を挟んで隣り合う別のバイポーラ電極１４の電極板１５の一方面１５ａと接合されている。すなわち、各第３封止部４３は、互いに隣り合う２つのバイポーラ電極１４の電極板１５の縁部１５ｃに挟まれている。各第３封止部４３は、互いに隣合うバイポーラ電極１４の電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃの全周と、他方面１５ｂの縁部１５ｃの全周とにわたって、気密に接合されている。

第４封止部４４は、正極終端電極１９の電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃと、正極終端電極１９に面しているバイポーラ電極１４の電極板１５の縁部１５ｃとに接合されている。すなわち、第４封止部４４は、正極終端電極１９の電極板１５の縁部１５ｃとバイポーラ電極１４の電極板１５の縁部１５ｃとに挟まれている。第４封止部４４は、正極終端電極１９の電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃの全周にわたって、気密に接合されている。第４封止部４４は、バイポーラ電極１４の電極板１５の他方面１５ｂの縁部１５ｃの全周にわたって、気密に接合されている。

第５封止部４５は、正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂ（外面側）の縁部１５ｃに接合されている。第５封止部４５は、正極終端電極１９の電極板１５の縁部１５ｃの全周にわたって、気密に接合されている。本実施形態では、第５封止部４５は、正極終端電極１９の電極板１５と接合している面の反対側の面で筐体部２２と接合している。

電極板１５の縁部１５ｃと電極支持部２１とが接合する接合領域Ｋにおいて、電極板１５の表面は、粗面化されている。第１封止部４１及び第２封止部４２の少なくとも一方と負極終端電極１８の電極板１５との接合領域Ｋにおいて、電極板１５が粗面化されていればよい。本実施形態では、第１封止部４１、第２封止部４２、第３封止部４３、第４封止部４４、及び第５封止部４５の全てと電極板１５との接合領域Ｋにおいて、電極板１５が粗面化されている。本実施形態では、電極板１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂの全体が粗面化されている。接合領域Ｋのみが粗面化されていてもよい。

粗面化は、例えば電解メッキによる複数の突起の形成により実現され得る。一方面１５ａ及び他方面１５ｂに複数の突起が形成されることで、一方面１５ａ及び他方面１５ｂにおける電極支持部２１との接合界面では、溶融状態の樹脂が粗面化により形成された複数の突起間に入り込む。その結果、アンカー効果が発揮される。これにより、電極板１５と電極支持部２１との間の接合強度が向上しうる。粗面化の際に形成される突起は、例えば表面に形成された凸部を基端として基端から先端側に向かって先太りとなる形状を有している。これにより、隣り合う突起の間の断面形状がアンダーカット形状となり、アンカー効果を高めることが可能となる。

筐体部２２は、電極積層体１１及び電極支持部２１の外側に設けられ、蓄電モジュール４の外壁を構成している。筐体部２２は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Ｄに沿って電極積層体１１の全長にわたって延在している。筐体部２２は、積層方向Ｄを軸方向として延在する略矩形の筒状（枠状）を呈している。筐体部２２は、例えば射出成形時の熱によって電極支持部２１の外表面に溶着されている。

電極支持部２１及び筐体部２２（封止体１２）は、隣り合う電極の間に内部空間Ｖを形成すると共に内部空間Ｖを封止する。本実施形態では、筐体部２２は、電極支持部２１と共に、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合うバイポーラ電極１４の間に、積層方向Ｄに沿って互い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に沿って互い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、隣り合うバイポーラ電極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溶液を含む電解液（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。

負極終端電極ユニット３１では、第１封止部４１と、第２封止部４２と、負極終端電極１８の電極板１５の縁部１５ｃと、筐体部２２とによって、余剰空間ＶＡが形成されている。すなわち、余剰空間ＶＡは、封止体１２と負極終端電極１８の電極板１５とによって形成されている。余剰空間ＶＡには、電解液が収容されない。余剰空間ＶＡは、蓄電モジュール４においてアルカリクリープ現象が発生した場合の電解液の移動経路上に設けられている。積層方向Ｄから見て、余剰空間ＶＡは、負極終端電極１８の電極板１５の周囲を囲むように形成されている。また、積層方向Ｄに沿った断面から見て、余剰空間ＶＡは略矩形状である。

次に、図４を参照しながら、蓄電モジュール４の製造方法の一例について説明する。図４は、上述した蓄電モジュールの製造方法の一実施形態を示すフローチャートである。

まず、負極終端電極ユニット３１とバイポーラ電極ユニット３２とがそれぞれ形成される（ステップＳ１）。負極終端電極ユニット３１の形成では、一のバイポーラ電極１４と負極終端電極１８とを用意する。続いて、セパレータ１３を介して負極終端電極１８とバイポーラ電極１４とを積層する。続いて、負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃに第１樹脂体（第１封止部４１）を接合する。負極終端電極１８の電極板１５の他方面１５ｂの縁部１５ｃとバイポーラ電極１４の電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃとに第２樹脂体（第２封止部４２）を接合する。これより、負極終端電極ユニット３１が形成される。

バイポーラ電極ユニット３２の形成では、所定数のバイポーラ電極１４と正極終端電極１９とを用意する。続いて、セパレータ１３を介して複数のバイポーラ電極１４と正極終端電極１９とを積層する。続いて、各バイポーラ電極１４の電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃと他方面１５ｂの縁部１５ｃとに、第３樹脂体（第３封止部４３）を接合する。正極終端電極１９の電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃと正極終端電極１９に面しているバイポーラ電極１４の電極板１５の縁部１５ｃとに、第４樹脂体（第４封止部４４）を接合する。正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂの縁部１５ｃに、第５樹脂体（第５封止部４５）を接合する。これにより、バイポーラ電極ユニット３２が形成される。

次に、バイポーラ電極ユニット３２の一端に負極終端電極ユニット３１を接合して電極積層体１１を形成する（ステップＳ２）。この際、セパレータ１３を介して、バイポーラ電極ユニット３２の一端側のバイポーラ電極１４上に負極終端電極ユニット３１のバイポーラ電極１４が積層される。

次に、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、電極支持部２１を包囲するように筐体部２２（封止体１２）を成形する（ステップＳ３）。すなわち、電極積層体１１の側面１１ａを囲むように封止体１２を形成し、電極積層体１１を封止する。その結果、封止体１２と負極終端電極１８の電極板１５とによって余剰空間ＶＡが形成される。次に、バイポーラ電極１４，１４間の内部空間Ｖに電解液を注入する（ステップＳ４）。以上の工程によって、蓄電モジュール４が得られる。

次に、図５を参照して蓄電モジュール４の作用効果について説明する。図５は、比較例に係る蓄電モジュールの要部拡大断面図である。図５に示されるように、比較例に係る蓄電モジュール１００は、負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａのみに電極支持部２１（封止体１２）が接合され、他方面１５ｂに電極支持部２１が接合されていない。

蓄電モジュール１００では、いわゆるアルカリクリープ現象により、内部空間Ｖに存在する電解液が負極終端電極１８の電極板１５の表面を伝わり、接合領域Ｋにおける電極板１５と電極支持部２１との間の隙間を通って電極板１５の一方面１５ａ側に滲み出ることがある。図５には、アルカリクリープ現象における電解液Ｌの移動経路を矢印Ａで示す。このアルカリクリープ現象は、電気化学的な要因及び流体現象などにより、蓄電装置の充電時及び放電時並びに無負荷時において生じ得る。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、時間の経過とともに進行する。

これに対し、本実施形態に係る蓄電モジュール４では、第１封止部４１（第１樹脂体）が負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａに接合され、第２封止部４２（第２樹脂体）が負極終端電極１８の電極板１５の他方面１５ｂに接合される。このため、アルカリクリープ現象による電解液の移動経路上には、封止体１２と負極終端電極１８の電極板１５とによって余剰空間ＶＡが形成され、当該余剰空間ＶＡは、第１封止部４１及び第２封止部４２によって２段階に封止されることとなる。このような余剰空間ＶＡの形成により、外部の空気中の水分が、電解液が滲み出す起点となる第２封止部４２と負極終端電極１８の電極板１５との間に入り込むことも抑制できる。

また、第２封止部４２が負極終端電極１８の電極板１５とバイポーラ電極１４の電極板１５との双方に接合されることで、第２封止部４２の剛性が高められる。これにより、アルカリクリープ現象によって第２封止部４２が負極終端電極１８の電極板１５から剥離してしまうことを抑制でき、アルカリクリープ現象の進行を抑制することが可能となる。したがって、この蓄電モジュール４では、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュール４の外部に滲み出ることを抑制できる。

第１封止部４１及び第２封止部４２と負極終端電極１８の電極板１５との接合領域Ｋにおいて、電極板１５が粗面化されている。この構成によれば、アンカー効果によって、第１封止部４１及び第２封止部４２と負極終端電極１８の電極板１５との接合強度の向上を図ることができる。したがって、第１封止部４１及び第２封止部４２の剥離を一層抑制でき、アルカリクリープ現象の進行をさらに抑制することが可能となる。

次に、図６を参照して、変形例に係る蓄電モジュール５０について説明する。図６は、蓄電モジュール５０の一部を示す拡大断面図である。図６は、図３に示されている蓄電モジュール４の一部に対応する部分を示している。

蓄電モジュール５０は、蓄電モジュール４と同様に、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。封止体１２は、電極板１５の縁部１５ｃに接合された複数の電極支持部２１と、側面１１ａに沿って複数の電極支持部２１を外側から包囲し、複数の電極支持部２１のそれぞれに接合された筐体部２２とを含んでいる。複数の電極支持部２１は、第１封止部４１（第１樹脂体）、第２封止部４２（第２樹脂体）と、複数の第３封止部４３（第３樹脂体）、第４封止部４４（第４樹脂体）、第５封止部４５（第５樹脂体）を含んでいる。蓄電モジュール５０は、第１封止部４１と第２封止部４２とが熱溶着によって接合されている点で、蓄電モジュール４と相違している。

蓄電モジュール５０では、第１封止部４１と第２封止部４２とは、熱溶着部４７によって一体の結合体５５となっている。本実施形態では、熱溶着部４７は、熱板溶着によって形成されている。熱溶着部４７は、負極終端電極１８の電極板１５の縁部１５ｃを包囲する。熱溶着部４７は、積層方向Ｄから見て略矩形枠状をなしており、全周にわたって連続的に設けられている。したがって、蓄電モジュール５０の負極終端電極ユニット３１では、第１封止部４１と、第２封止部４２と、負極終端電極１８の電極板１５の縁部１５ｃと、熱溶着部４７とによって、余剰空間ＶＡの代わりに余剰空間ＶＢが形成されている。すなわち、余剰空間ＶＢは、結合体５５と負極終端電極１８の電極板１５とによって形成されている。

余剰空間ＶＢには、電解液が収容されない。余剰空間ＶＢは、蓄電モジュール４においてアルカリクリープ現象が発生した場合の電解液の移動経路上に設けられている。積層方向Ｄから見て、余剰空間ＶＢは負極終端電極１８の電極板１５の周囲を囲むように形成されている。また、積層方向Ｄに沿った断面から見て、余剰空間ＶＢは略矩形状である。

次に、蓄電モジュール５０の製造方法の一例について説明する。蓄電モジュール５０の製造方法は、第１樹脂体（第１封止部４１）と第２樹脂体（第２封止部４２）とを熱溶着する工程を有する点で、蓄電モジュール４の製造方法と相違している。

蓄電モジュール５０の製造方法においても、蓄電モジュール４の製造方法と同様に、まず、負極終端電極ユニット３１とバイポーラ電極ユニット３２とがそれぞれ形成される（ステップＳ１）。この際、負極終端電極ユニット３１の形成において、第１樹脂体を負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃに接合し、第２樹脂体を負極終端電極１８の電極板１５の他方面１５ｂの縁部１５ｃとバイポーラ電極１４の電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃとに接合する。その後、第１樹脂体の外縁と第２樹脂体の外縁とを互いに熱板溶着する。

上述した熱板溶着によって、第１樹脂体と第２樹脂体との間に熱溶着部４７が形成される。この結果、第１樹脂体及び第２樹脂体を含む一体の結合体５５が形成される。後述する工程によって封止体１２となる結合体５５と負極終端電極１８の電極板１５とは、余剰空間ＶＢを形成する。負極終端電極ユニット３１において、第１樹脂体及び第２樹脂体は、それぞれ第１封止部４１及び第２封止部４２として機能する。

次に、バイポーラ電極ユニット３２の一端に負極終端電極ユニット３１を接合して電極積層体１１を形成する（ステップＳ２）。この際、セパレータ１３を介して、バイポーラ電極ユニット３２の一端側のバイポーラ電極１４上に負極終端電極ユニット３１のバイポーラ電極１４が積層される。次に、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、電極支持部２１を包囲するように筐体部２２（封止体１２）を成形する（ステップＳ３）。すなわち、電極積層体１１の側面１１ａを囲むように封止体１２を形成し、電極積層体１１を封止する。次に、バイポーラ電極１４，１４間の内部空間Ｖに電解液を注入する（ステップＳ４）。以上の工程によって、蓄電モジュール５０が得られる。

第１樹脂体の外縁と第２樹脂体の外縁との熱溶着は、上述した工程の順序に限定されない。例えば、第１樹脂体の外縁と第２樹脂体の外縁とを熱板溶着した後に、第１樹脂体を負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａに接合し、第２樹脂体を負極終端電極１８の電極板１５の他方面１５ｂとバイポーラ電極１４の電極板１５の一方面１５ａとに接合してもよい。バイポーラ電極ユニット３２と負極終端電極ユニット３１とを接合して電極積層体１１を形成した後、筐体部２２を成形する前に、第１樹脂体の外縁と第２樹脂体の外縁とを熱板溶着してもよい。

次に、蓄電モジュール５０の作用効果について説明する。蓄電モジュール５０では、第１封止部４１（第１樹脂体）と第２封止部４２（第２樹脂体）とは、熱溶着によって一体の結合体５５を形成している。余剰空間ＶＢは、結合体５５と負極終端電極１８の電極板１５とによって形成されている。この場合、負極終端電極１８周りの構成をユニット化できるので、蓄電モジュール５０の製造工程の容易化が図られる。

４，５０…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、１８…負極終端電極、３１…負極終端電極ユニット、３２…バイポーラ電極ユニット、４１…第１封止部（第１樹脂体）、４２…第２封止部（第２樹脂体）、５５…結合体、Ｄ…積層方向、Ｋ…接合領域、Ｖ…内部空間、ＶＡ,ＶＢ…Ａ余剰空間。

Claims (6)

1. 複数のバイポーラ電極の積層体と、当該積層体の積層方向の一端側に配置された負極終端電極とを含んで構成された電極積層体と、
   前記電極積層体の側面を囲むように設けられ、隣り合う電極間に内部空間を形成すると共に当該内部空間を封止する封止体と、
   前記内部空間に収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、を備え、
   前記負極終端電極は、一方面及び当該一方面の反対側の他方面を含む電極板を含み、
   前記封止体と前記負極終端電極の前記電極板とによって余剰空間が形成されており、
   前記封止体は、前記負極終端電極の前記電極板の前記一方面に接合されている第１封止部と、前記負極終端電極の前記電極板の前記他方面と前記バイポーラ電極の電極板とに接合されている第２封止部とを含む、蓄電モジュール。
2. 前記第１封止部と前記第２封止部とは、熱溶着部によって一体の結合体となっており、
   前記余剰空間は、前記結合体と前記負極終端電極の前記電極板とによって形成されている、請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 前記第１封止部及び第２封止部の少なくとも一方と前記負極終端電極の前記電極板との接合領域において、前記電極板が粗面化されている、請求項１又は２に記載の蓄電モジュール。
4. 複数のバイポーラ電極を含むバイポーラ電極ユニットを形成する第１工程と、
   バイポーラ電極と負極終端電極とを含む負極終端電極ユニットを形成する第２工程と、
   前記バイポーラ電極ユニットの一端に前記負極終端電極ユニットを接合して電極積層体を形成する第３工程と、
   前記電極積層体の側面を囲むように封止体を形成し、前記電極積層体を封止する第４工程と、を備え、
   前記第２工程において、前記負極終端電極の電極板の一方面に第１樹脂体を接合すると共に、前記負極終端電極の前記電極板の他方面と前記バイポーラ電極の電極板とに第２樹脂体を接合し、
   前記第４工程において、前記封止体と前記負極終端電極の前記電極板とによって余剰空間を形成する、蓄電モジュールの製造方法。
5. 前記第２工程において、前記第１樹脂体の外縁と前記第２樹脂体の外縁とを熱溶着する、請求項４に記載の蓄電モジュールの製造方法。
6. 前記第３工程と第４工程との間において、前記第１樹脂体の外縁と前記第２樹脂体の外縁とを熱溶着する、請求項４に記載の蓄電モジュールの製造方法。

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