JP7059793B2 - 蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールの製造用冶具 - Google Patents

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の製造用冶具に関する。

複数の電極がセパレータを介して積層され、電極間に電解液が含浸されている蓄電モジュールが提案されている。蓄電モジュールにおいて充放電時に発生するガスに対応するため、例えば、特許文献１には、電極の活物質層に電極の端部に至る複数の溝が設けられ、当該溝により内部空間が形成される電池が開示されている。また、特許文献２には、バイポーラ電極等の電極のセパレータと接する面に当該電極の外周端縁に開口した未塗工部である溝が設けられ、当該溝により内部空間が形成されているニッケル水素蓄電池が開示されている。

特開２００２‐１５７６４号公報 特願２０１７‐１３６２７１

ところで、上記のような技術では、蓄電モジュールの製造時に電極間に電解液を注液すると、未塗工部による内部空間に優先して電解液が含浸されてしまい、規定量の電解液が注液されても未含浸部が生じる可能性がある。

そこで本発明は、未塗工部による内部空間を有する蓄電モジュールの製造において未含浸部が生じることを防止することができる蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールの製造用冶具を提供することを目的とする。

本発明は、電極板の両方の面のそれぞれに活物質が塗工されている電極部と活物質が塗工されていない未塗工部とを有する複数のバイポーラ電極がセパレータを介して未塗工部のそれぞれが重なるように積層され、バイポーラ電極間に電解液が注液される蓄電モジュールの製造方法であって、未塗工部のそれぞれに圧力を加えることにより、バイポーラ電極間の内部空間の大きさを縮小させる加圧工程と、加圧工程により内部空間の大きさが縮小された状態で、バイポーラ電極間に電解液を注液する注液工程とを備えた蓄電モジュールの製造方法である。

この構成によれば、電極板の両方の面のそれぞれに活物質が塗工されている電極部と活物質が塗工されていない未塗工部とを有する複数のバイポーラ電極がセパレータを介して未塗工部のそれぞれが重なるように積層され、バイポーラ電極間に電解液が注液される蓄電モジュールの製造方法において、加圧工程により、未塗工部のそれぞれに圧力を加えることにより、バイポーラ電極間の内部空間の大きさが縮小させられる。注液工程により、加圧工程により内部空間の大きさが縮小された状態でバイポーラ電極間に電解液が注液される。これにより、未塗工部による内部空間を有する蓄電モジュールの製造において未含浸部が生じることを防止することができる。

この場合、蓄電モジュールは、活物質が塗工されている電極部と活物質が塗工されていない未塗工部とを有する一対の終端電極の間にセパレータを介して、複数のバイポーラ電極を挟み込み、終端電極とバイポーラ電極との未塗工部のそれぞれが重なるように積層され、加圧工程では、終端電極の未塗工部に圧力を加えることにより、バイポーラ電極間及び終端電極とバイポーラ電極との間の内部空間の大きさを縮小させ、注液工程では、バイポーラ電極間及び終端電極とバイポーラ電極との間に電解液を注液することが好適である。

この構成によれば、活物質が塗工されている電極部と活物質が塗工されていない未塗工部とを有する一対の終端電極の間にセパレータを介して、複数のバイポーラ電極を挟み込み、終端電極とバイポーラ電極との未塗工部のそれぞれが重なるように積層されている蓄電モジュールにおいて、加圧工程では、終端電極の未塗工部に圧力を加えることにより、バイポーラ電極間及び終端電極とバイポーラ電極との間の内部空間の大きさを縮小させられ、注液工程では、バイポーラ電極間及び終端電極とバイポーラ電極との間に電解液が注液されるため、蓄電モジュールの外側からの加圧により容易に未含浸部が生じることを防止することができる。

また、注液工程の後に、加圧工程で加えられた圧力を減少させる復元工程をさらに備えることが好適である。

この構成によれば、復元工程により、注液工程の後に、加圧工程で加えられた圧力が減少させられるため、内部空間の大きさを復元させることができる。

また、本発明は、活物質が塗工されている電極部と活物質が塗工されていない未塗工部とを有する一対の終端電極の間にセパレータを介して挟み込まれるように、電極板の両方の面のそれぞれに活物質が塗工されている電極部と活物質が塗工されていない未塗工部とを有する複数のバイポーラ電極のそれぞれがそれらの間にセパレータを介して終端電極とバイポーラ電極との未塗工部のそれぞれが重なるように積層され、バイポーラ電極間及び終端電極とバイポーラ電極との間に電解液が注液される蓄電モジュールの製造用冶具であって、終端電極の未塗工部に向って押し込む突出部を備えた蓄電モジュールの製造用冶具である。

この構成によれば、活物質が塗工されている電極部と活物質が塗工されていない未塗工部とを有する一対の終端電極の間にセパレータを介して挟み込まれるように、電極板の両方の面のそれぞれに活物質が塗工されている電極部と活物質が塗工されていない未塗工部とを有する複数のバイポーラ電極のそれぞれがそれらの間にセパレータを介して終端電極とバイポーラ電極との未塗工部のそれぞれが重なるように積層され、バイポーラ電極間及び終端電極とバイポーラ電極との間に電解液が注液される蓄電モジュールの製造用冶具において、突出部が終端電極の未塗工部に向って押し込むため、単純な構成の冶具により内部空間の大きさが縮小された状態で、バイポーラ電極間及び終端電極とバイポーラ電極との間に電解液を注液することによって、未含浸部が生じることを防止することができる。

本発明の蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールの製造用冶具によれば、未塗工部による内部空間を有する蓄電モジュールの製造において未含浸部が生じることを防止することができる。

蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。 図１の蓄電モジュールの内部構成を示すＸＺ平面による概略断面図である。 図１の蓄電モジュールの内部構成を示すＹＺ平面による概略断面図である。 図３のバイポーラ電極のα線による縦断面図である。 （Ａ）は実施形態に係る蓄電モジュールの製造用冶具の概略を示すＸＺ平面による概略断面図であり、（Ｂ）は実施形態に係る蓄電モジュールの製造用冶具の概略を示すＹＺ平面による概略断面図である。 実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法の加圧工程及び注液工程の概略を示すＸＺ平面による概略断面図である。 実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法の加圧工程の概略を示すＹＺ平面による概略断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は他の実施形態に係るバイポーラ電極の図４に相当する概略断面図である。 図８（Ａ）のバイポーラ電極を備えた蓄電モジュールの製造用冶具の概略を示す縦断面図である。

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。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、複数の蓄電モジュール４Ａを積層してな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Ｚ軸に沿った積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材３とを備えて構成されている。

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４Ａと、複数（本実施形態では４枚）の導電板５とによって構成されている。蓄電モジュール４Ａは、例えば後述するバイポーラ電極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４Ａ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４Ａ，４Ａ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４Ａ，４Ａ間と、積層端に位置する蓄電モジュール４Ａ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４Ａ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４Ａ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Ｘ軸に沿った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。

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の引き出し方向とにそれぞれ直交するＹ軸に沿った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４Ａ，４Ａ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。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、蓄電モジュール積層体２を積層方向に挟む一対のエンドプレート８，８と、エンドプレート８，８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、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と共に、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４Ａの構成について更に詳細に説明する。図２及び図３に示すように、蓄電モジュール４Ａは、電極積層体１１と、電極積層体１１を封止（シール）するシール部材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１４Ａが積層されてなる。この例では、電極積層体１１の積層方向Ｄ１は蓄電モジュール積層体２の積層方向であるＺ軸方向と一致している。バイポーラ電極１４Ａは、電極板１５、電極板１５の一方面１５ａに設けられた電極部である正極１６、電極板１５の他方面１５ｂに設けられた電極部である負極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１４Ａの正極１６は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄ１に隣り合う一方のバイポーラ電極１４Ａ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１４Ａの負極１７は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄ１に隣り合う他方のバイポーラ電極１４Ａ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Ｄ１の一端には終端電極である負極終端電極１８が配置され、積層方向Ｄ１の他端には終端電極である正極終端電極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に設けられた電極部である負極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Ｄ１の一端のバイポーラ電極１４Ａ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が接触する。正極終端電極１９は、電極板１５及び電極板１５の一方面１５ａに設けられた電極部である正極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が接触する。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Ｄ１の他端のバイポーラ電極１４Ａ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。図２、図３及び図４に示すように、バイポーラ電極１４Ａの電極板１５の一方面１５ａにおいて、長手方向をＸ軸方向とする６つの長方形状の正極１６がＹ軸方向に配列されている。同様に、バイポーラ電極１４Ａの電極板１５の他方面１５ｂにおいて、長手方向をＸ軸方向とする６つの長方形状の負極１７がＹ軸方向に配列されている。バイポーラ電極１４Ａの電極板１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂにおいて、正極１６及び負極１７が形成されていない部位は未塗工部１５ｕとなっている。また、電極板１５の外縁部１５ｃ（バイポーラ電極１４Ａの外縁部）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部１５ｕ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。負極終端電極１８の負極１７と未塗工部１５ｕとの配置及び正極終端電極１９の正極１６と未塗工部１５ｕとの配置も、バイポーラ電極１４Ａの負極１７と正極１６と未塗工部１５ｕとの配置と同様である。

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、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。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。

シール部材１２は、例えば絶縁性の樹脂によって形成されている。シール部材１２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）などが挙げられる。シール部材１２は、電極積層体１１を取り囲み、複数の電極板１５の外縁部１５ｃを保持するように構成されている。

シール部材１２は、外縁部１５ｃに設けられた枠状の１次シール２１（樹脂枠）と、１次シール２１の周囲に設けられ、電極積層体１１を収容する筒状の２次シール２２（樹脂筒）とを有している。１次シール２１は所定の厚さ（積層方向Ｄ１の長さ）を有するフィルムである。１次シール２１は、積層方向Ｄ１から見て、矩形枠状をなし、例えば超音波又は熱により、外縁部１５ｃの全周にわたって連続的に溶着されている。１次シール２１は、電極板１５の一方面１５ａ側の外縁部１５ｃに設けられている。１次シール２１は、外縁部１５ｃを埋設した状態で、外縁部１５ｃに設けられ、電極板１５の端面を覆っている。１次シール２１は、積層方向Ｄ１から見て、正極１６及び負極１７から離間して設けられている。積層方向Ｄ１で隣り合う１次シール２１，２１同士は、互いに当接している。

１次シール２１は、第１部分２１ａと第２部分２１ｂとを有している。第１部分２１ａは、一方面１５ａ上に設けられ、積層方向Ｄ１から見て電極板１５と重なっている。第２部分２１ｂは、第１部分２１ａと一体的に形成され、積層方向Ｄ１から見て電極板１５の外側に設けられている。第１部分２１ａの厚さは、第２部分２１ｂの厚さよりも薄く、正極１６の厚さと同等であるが、同等以上であってもよい。第１部分２１ａと第２部分２１ｂとの間には、積層方向Ｄ１に延在する段差面２１ｃが形成されている。

第１部分２１ａの上面には、セパレータ１３の外縁部が配置されている。積層方向Ｄ１から見て、第１部分２１ａとセパレータ１３の外縁部とは互いに重なっている。セパレータ１３の外縁部は、セパレータ１３の外縁に沿って並ぶ複数箇所において、例えば溶着により第１部分２１ａの上面に固定されている。セパレータ１３の外縁は、段差面２１ｃに当接していてもよいし、段差面２１ｃから離間していてもよい。本実施形態では、段差面２１ｃの高さ（積層方向Ｄ１の長さ）は、セパレータ１３の厚さと負極１７の厚さとの和と同等であるが、同等以上であってもよい。

２次シール２２は、電極積層体１１及び１次シール２１を取り囲み、蓄電モジュール４の外壁（筐体）を構成している。２次シール２２は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Ｄ１において電極積層体１１の全長にわたって延在している。２次シール２２は、積層方向Ｄ１を軸方向として延在する矩形筒状をなしている。２次シール２２は、積層方向Ｄ１に延在する１次シール２１の外側面を覆っている。２次シール２２は、１次シール２１の外側面に接合され、１次シール２１の外側面をシールしている。２次シール２２は、例えば、射出成形時の熱によって１次シール２１の外側面に溶着されている。２次シール２２は、熱板溶着によって１次シール２１の外側面に溶着されていてもよい。

積層方向Ｄ１で隣り合うバイポーラ電極１４Ａ、負極終端電極１８及び正極終端電極１９の電極板１５，１５の未塗工部１５ｕ，１５ｕの間には、当該電極板１５とシール部材１２とにより気密及び水密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。内部空間Ｖは、蓄電モジュール４Ａにおいて充放電時に発生するガスに対応するために形成される。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。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。電解液は強アルカリ性なので、シール部材１２は、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。

１次シール２１には、積層方向Ｄ１に交差（ここでは、直交）するＸ軸方向に延び、各内部空間Ｖから２次シール２２に連通する注液口部２１ｐが設けられている。２次シール２２には、積層方向Ｄ１に交差（ここでは、直交）するＸ軸方向に延び、１次シール２１の注液口部２１ｐから蓄電モジュール４Ａの外部に連通する注液口部２２ｐが設けられている。注液口部２１ｐ，２２ｐ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、圧力調整弁（不図示）の接続口として機能する。

以上より、蓄電モジュール４Ａでは、活物質が塗工されている正極１６及び負極１７と活物質が塗工されていない未塗工部１５ｕとを有する一対の負極終端電極１８と正極終端電極１９との間にセパレータ１３を介して挟み込まれるように、電極板１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂのそれぞれに活物質が塗工されている正極１６及び負極１７と活物質が塗工されていない未塗工部１５ｕとを有する複数のバイポーラ電極１４Ａのそれぞれがそれらの間にセパレータ１３を介して負極終端電極１８と正極終端電極１９とバイポーラ電極１４Ａとの未塗工部１５ｕのそれぞれが重なるように積層されている。バイポーラ電極１４Ａ間、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４Ａとの間及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４Ａとの間に電解液が注液される。なお、バイポーラ電極１４Ａ、負極終端電極１８及び正極終端電極１９の全ての未塗工部１５ｕが重なっていなくともよい。また、全ての内部空間Ｖが重なっていなくともよい。

以下、本実施形態の蓄電モジュールの製造用冶具について説明する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す上記のような蓄電モジュール４Ａの製造用冶具４０Ａは、拘束部材３と略同様の構成を有する。製造用冶具４０Ａは、正極終端電極１９の電極板１５の正極１６及び未塗工部１５ｕとは反対側の他方面１５ｂに加圧面４１ｐから圧力を加える加圧板４１を備える。また、製造用冶具４０Ａは、負極終端電極１８の電極板１５の負極１７及び未塗工部１５ｕとは反対側の一方面１５ａに加圧面４２ｐから圧力を加える加圧板４２を備える。また、製造用冶具４０Ａは、加圧板４１と加圧板４２との間隔とを変更しつつ、加圧板４１と加圧板４２とを連結するボルト４３を備える。

製造用冶具４０Ａは、加圧板４１の加圧面４１ｐに、正極終端電極１９の電極板１５の正極１６及び未塗工部１５ｕとは反対側の他方面１５ｂにおいて、正極終端電極１９の未塗工部１５ｕに向って押し込む突出部４４を備える。また、製造用冶具４０Ａは、加圧板４２の加圧面４２ｐに、負極終端電極１８の電極板１５の負極１７及び未塗工部１５ｕとは反対側の一方面１５ａにおいて、負極終端電極１８の未塗工部１５ｕに向って押し込む突出部４４を備える。つまり、製造用冶具４０Ａは、加圧面４１ｐ，４２ｐの未塗工部１５ｕに対向する部位から突出している突出部４４を備える。突出部４４のそれぞれの加圧面４１ｐ，４２ｐから突出した長さは、例えば、電極積層体１１の積層方向Ｄ１に沿った内部空間Ｖの厚さの合計の半分以下の長さにすることができる。なお、突出部４４は全ての未塗工部１５ｕに対向する部位から突出していなくともよい。

以下、本実施形態の蓄電モジュールの製造方法について説明する。図６及び図７に示すように、蓄電モジュール４Ａの未塗工部１５ｕのそれぞれに圧力を加えることにより、バイポーラ電極１４Ａ間の内部空間Ｖの大きさを縮小させる加圧工程が行われる。加圧工程では、上記の製造用冶具４０Ａが蓄電モジュール４Ａに取り付けられ、負極終端電極１８の未塗工部１５ｕに製造用冶具４０Ａの加圧面４２ｐの突出部４４により圧力を加えることにより、バイポーラ電極１４Ａ間及び負極終端電極１８とバイポーラ電極１４Ａとの間の内部空間Ｖの大きさが縮小させられる。また、加圧工程では、正極終端電極１９の未塗工部１５ｕに製造用冶具４０Ａの加圧面４１ｐの突出部４４により圧力を加えることにより、バイポーラ電極１４Ａ間及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４Ａとの間の内部空間Ｖの大きさが縮小させられる。

本実施形態では、加圧工程で内部空間Ｖの大きさが縮小させられ、内部空間Ｖは略消滅する。しかし、必ずしも、内部空間Ｖが消滅させられる必要は無く、内部空間Ｖの一部が残存していてもよい。また、全ての内部空間Ｖの大きさが縮小されなくともよい。なお、図６及び図７は概略を示す模式図であり、電極積層体１１の積層方向Ｄ１（Ｚ軸方向）に沿った内部空間Ｖの厚さ等の電極積層体１１の積層方向Ｄ１の寸法が強調されて示されている。しかし、実際には電極積層体１１のバイポーラ電極１４Ａ、負極終端電極１８及び正極終端電極１９の電極板１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂのＸ軸方向及びＹ軸方向の大きさに比べて内部空間Ｖの厚さ等の電極積層体１１の積層方向Ｄ１の寸法は極めて小さい。そのため、製造用冶具４０Ａの突出部４４により、容易に内部空間Ｖの大きさを略消滅するまで縮小させることができる。

図６に示すように、加圧工程により内部空間Ｖの大きさが縮小された状態で、注液器５０によりシール部材１２の２次シール２２の注液口部２２ｐ及び１次シール２１の注液口部２１ｐからバイポーラ電極１４Ａ間、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４Ａとの間及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４Ａとの間に電解液を注液する注液工程が行われる。これにより、電解液は、セパレータ１３、正極１６及び負極１７内に含浸される。

図２及び図３に示すように、注液工程の後に、加圧工程で加えられた圧力を減少させる復元工程が行われる。復元工程では、例えば、製造用冶具４０Ａを蓄電モジュール４Ａから除去することにより、内部空間Ｖの大きさが復元させられる。その後、図１に示すように、蓄電モジュール４Ａ及び導電板５が積層させられることにより蓄電モジュール積層体２が形成され、拘束部材３により蓄電モジュール積層体２に対してＺ軸に沿った積層方向Ｄ１に拘束荷重が付加されることにより蓄電装置１が製造される。

本実施形態では、電極板１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂのそれぞれに活物質が塗工されている正極１６及び負極１７と活物質が塗工されていない未塗工部１５ｕとを有する複数のバイポーラ電極１４Ａがセパレータ１３を介して未塗工部１５ｕのそれぞれが重なるように積層され、バイポーラ電極１４Ａ間に電解液が注液される蓄電モジュール４Ａの製造方法において、加圧工程により、未塗工部１５ｕのそれぞれに圧力を加えることにより、バイポーラ電極１４Ａ間の内部空間Ｖの大きさが縮小させられる。注液工程により、加圧工程により内部空間Ｖの大きさが縮小された状態でバイポーラ電極１４Ａ間に電解液が注液される。これにより、未塗工部１５ｕによる内部空間Ｖを有する蓄電モジュール４Ａの製造において未含浸部が生じることを防止することができる。

また、本実施形態によれば、活物質が塗工されている負極１７と活物質が塗工されていない未塗工部１５ｕとを有する負極終端電極１８と活物質が塗工されている正極１６と活物質が塗工されていない未塗工部１５ｕとを有する正極終端電極１９との間にセパレータ１３を介して、複数のバイポーラ電極１４Ａを挟み込み、負極終端電極１８と正極終端電極１９とバイポーラ電極１４Ａとの未塗工部１５ｕのそれぞれが重なるように積層されている蓄電モジュール４Ａにおいて、加圧工程では、負極終端電極１８及び正極終端電極１９の未塗工部１５ｕに圧力を加えることにより、バイポーラ電極１４Ａ間、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４Ａとの間及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４Ａとの間の内部空間Ｖの大きさが縮小させられる。さらに、注液工程では、バイポーラ電極１４Ａ間、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４Ａとの間及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４Ａとの間に電解液が注液される。このため、蓄電モジュール４Ａの外側からの加圧により容易に未含浸部が生じることを防止することができる。

また、本実施形態によれば、復元工程により、注液工程の後に、加圧工程で加えられた圧力が減少させられるため、内部空間Ｖの大きさを復元させることができる。

また、本実施形態によれば、上記のような蓄電モジュール４Ａの製造用冶具４０Ａにおいて、突出部４４が負極終端電極１８及び正極終端電極１９の未塗工部１５ｕに向って押し込むため、単純な構成の冶具により内部空間Ｖの大きさが縮小された状態で、バイポーラ電極１４Ａ間、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４Ａとの間及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４Ａとの間に電解液を注液することによって、未含浸部が生じることを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、バイポーラ電極１４Ａ、負極終端電極１８及び正極終端電極１９の電極板１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂにおける正極１６、負極１７及び未塗工部１５ｕの配置は適宜変更し得る。例えば、図８（Ａ）に示すように、バイポーラ電極１４Ｂの電極板１５の一方面１５ａにおいて、長手方向をＹ軸方向とする長方形状の複数の正極１６が上下方向に配列されていてもよい。

また、図８（Ｂ）に示すように、バイポーラ電極１４Ｃの電極板１５の一方面１５ａにおいて、長方形状の一つの正極１６が一方面１５ａの中央に配置され、正極１６の周囲に未塗工部１５ｕが配置されていてもよい。また、図８（Ｃ）に示すように、バイポーラ電極１４Ｄの電極板１５の一方面１５ａにおいて、矩形状の複数の正極１６が一方面１５ａの様々な個所に離散させられつつ配置され、正極１６のそれぞれの間や正極１６のそれぞれの周囲に未塗工部１５ｕが配置されていてもよい。

上記のバイポーラ電極１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄにおいて、バイポーラ電極１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄのそれぞれの他方面１５ｂにおける負極１７及び未塗工部１５ｕの配置も、バイポーラ電極１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄのそれぞれの一方面１５ａにおける正極１６及び未塗工部１５ｕの配置と同様である。また、上記のバイポーラ電極１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄが適用される場合において、負極終端電極１８の負極１７と未塗工部１５ｕとの配置及び正極終端電極１９の正極１６と未塗工部１５ｕとの配置は、バイポーラ電極１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄのそれぞれの正極１６、負極１７及び未塗工部１５ｕの配置に合わせて変更される。

また、バイポーラ電極１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄのいずれの場合も、加圧板４１の加圧面４１ｐに、正極終端電極１９の電極板１５の正極１６及び未塗工部１５ｕとは反対側の他方面１５ｂにおいて、正極終端電極１９の未塗工部１５ｕに向って押し込む突出部４４を備え、加圧板４２の加圧面４２ｐに、負極終端電極１８の電極板１５の負極１７及び未塗工部１５ｕとは反対側の一方面１５ａにおいて、負極終端電極１８の未塗工部１５ｕに向って押し込む突出部４４を備える製造用冶具を用いることにより、加圧工程及び注液工程を行うことができる。例えば、図８（Ａ）に示すようなバイポーラ電極１４Ｂを備えた蓄電モジュールを製造する場合には、図９に示すような製造用冶具４０Ｂを適用することができる。

また、加圧工程において、製造用冶具４０Ａ，４０Ｂを用いる方法以外のプレス機等を用いる方法により、未塗工部１５ｕのそれぞれに圧力を加えることにより、バイポーラ電極１４間の内部空間Ｖの大きさを縮小させられてもよい。

１…蓄電装置、２…蓄電モジュール積層体、３…拘束部材、４Ａ…蓄電モジュール、５…導電板、５ａ…流路、６…正極端子、７…負極端子、８…エンドプレート、８ａ…挿通孔、９…締結ボルト、１０…ナット、１１…電極積層体、１２…シール部材、１３…セパレータ、１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…一方面、１５ｂ…他方面、１５ｃ…外縁部、１５ｕ…未塗工部、１６…正極、１７…負極、１８…負極終端電極、１９…正極終端電極、２１…１次シール、２１ａ…第１部分、２１ｂ…第２部分、２１ｃ…段差面、２１ｐ…注液口部、２２…２次シール、２２ｐ…注液口部、４０Ａ，４０Ｂ…製造用冶具、４１，４２…加圧板、４１ｐ，４２ｐ…加圧面、４３…ボルト、５０…注液器、Ｆ…フィルム、Ｖ…内部空間。

Claims (4)

1. 電極板の両方の面のそれぞれに活物質が塗工されている電極部と前記活物質が塗工されていない未塗工部とを有する複数のバイポーラ電極がセパレータを介して前記未塗工部のそれぞれが重なるように積層され、前記バイポーラ電極間に電解液が注液されている蓄電モジュールの製造方法であって、
   前記未塗工部のそれぞれに圧力を加えることにより、前記バイポーラ電極間の内部空間の大きさを縮小させる加圧工程と、
   前記加圧工程により前記内部空間の大きさが縮小された状態で、前記バイポーラ電極間に前記電解液を注液する注液工程と、を備えた蓄電モジュールの製造方法。
2. 前記蓄電モジュールは、前記活物質が塗工されている電極部と前記活物質が塗工されていない未塗工部とを有する一対の終端電極の間に前記セパレータを介して、複数の前記バイポーラ電極を挟み込み、前記終端電極と前記バイポーラ電極との前記未塗工部のそれぞれが重なるように積層され、
   前記加圧工程では、前記終端電極の前記未塗工部に圧力を加えることにより、前記バイポーラ電極間及び前記終端電極と前記バイポーラ電極との間の内部空間の大きさを縮小させ、
   前記注液工程では、前記バイポーラ電極間及び前記終端電極と前記バイポーラ電極との間に前記電解液を注液する、請求項１に記載の蓄電モジュールの製造方法。
3. 前記注液工程の後に、前記加圧工程で加えられた圧力を減少させる復元工程をさらに備えた請求項１又は請求項２に記載の蓄電モジュールの製造方法。
4. 活物質が塗工されている電極部と前記活物質が塗工されていない未塗工部とを有する一対の終端電極の間にセパレータを介して挟み込まれるように、電極板の両方の面のそれぞれに活物質が塗工されている電極部と前記活物質が塗工されていない未塗工部とを有する複数のバイポーラ電極のそれぞれがそれらの間に前記セパレータを介して前記終端電極と前記バイポーラ電極との前記未塗工部のそれぞれが重なるように積層され、前記バイポーラ電極間及び前記終端電極と前記バイポーラ電極との間に電解液が注液される蓄電モジュールの製造用冶具であって、
   前記終端電極の前記未塗工部に向って押し込む突出部を備えた蓄電モジュールの製造用冶具。

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