JP7103138B2 - 蓄電装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電装置及びその製造方法に関する。

特許文献１には、バイポーラ型二次電池が記載されている。このバイポーラ型二次電池は、金属製の集電体の一面に正極を設けると共に他面に負極を設けたバイポーラ電極と、正極及び負極の間に挟まれたセパレータと、正極、負極及びセパレータによって構成された単電池の周囲を取り囲むと共に集電体の間に圧着された枠状のシール材とを含む。このバイポーラ型二次電池では、シール材は樹脂部材であり、樹脂部材は単電池の周囲を取り囲む高圧着部位を有する。

特開２０１４－５６７９９号公報

蓄電装置の製造においてコスト低減を図るために、集電体としてニッケルメッキ処理を施した鋼板を用いることが検討されている。この場合、必要となるメッキ量をなるべく少なくすることによってコスト低減効果を高めることが望ましい。その一方で、鋼板と樹脂部材との間から電解液が漏れることを十分に抑制するためには、鋼板と樹脂部材との間において液密性を確保することが求められる。

本発明は、鋼板と樹脂部材との間の液密性を確保しつつ、メッキの全体量の低減を図ることができる蓄電装置及びそ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装置は、第１面及び第１面とは反対側の第２面を有する鋼板をそれぞれ有し、セパレータを介して第１方向に沿って積層された複数の電極と、鋼板の第１面を覆うように設けられた粗化メッキ層と、鋼板の周縁部に沿って粗化メッキ層上に配置された複数の樹脂部材と、を備え、鋼板の周縁部における粗化メッキ層の平均粗さは、鋼板の周縁部に包囲された中央部における粗化メッキ層の平均粗さよりも大きい。

上記蓄電装置では、各電極の鋼板において樹脂部材が設けられる部分（周縁部）の粗化メッキ層の平均粗さは、樹脂部材が設けられない部分（中央部）の粗化メッキ層の平均粗さよりも大きい。これにより、鋼板の周縁部と樹脂部材との密着性を向上させることができ、鋼板の周縁部と樹脂部材との間の液密性を確保することができる。その一方で、樹脂部材が設けられない中央部のメッキ量を樹脂部分が設けられる周縁部のメッキ量よりも低減することにより、各鋼板において必要とされるメッキの全体量を低減できる。したがって、上記蓄電装置によれば、鋼板と樹脂部材との間の液密性を確保しつつ、メッキの全体量の低減を図ることができる。

本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、上記蓄電装置を電解メッキ処理により製造する製造方法であって、鋼板を準備する工程と、アノードとしての金属板とカソードとしての鋼板の第１面とが互いに対向するように、メッキ液内に金属板と鋼板とを配置する工程と、金属板と鋼板とが対向する方向から見て、金属板に対して鋼板の中央部が覆い隠されるように、金属板と鋼板との間に遮蔽部材を配置する工程と、金属板及び鋼板に電流を供給することにより、鋼板の第１面に粗化メッキ層を形成する工程と、を含む。

上記製造方法では、金属板に対して鋼板の中央部を覆い隠すように、金属板と鋼板との間に遮蔽部材が配置された状態で電解メッキ処理が実行される。これにより、メッキ液内において、金属板から鋼板へと向かう電流を鋼板の中央部よりも周縁部に集中させることができる。その結果、単位時間当たりにおいて、鋼板の周縁部に形成される粗化メッキ層のメッキ量を、鋼板の中央部に形成される粗化メッキ層のメッキ量よりも大きくすることができる。したがって、上記製造方法によれば、上述した蓄電装置を適切かつ比較的簡易に製造することができる。

本発明の他の側面に係る蓄電装置の製造方法は、上記蓄電装置を電解メッキ処理により製造する製造方法であって、鋼板を準備する工程と、アノードとしての金属板とカソードとしての鋼板の第１面とが互いに対向するように、メッキ液内に金属板と鋼板とを配置する工程と、金属板及び鋼板に電流を供給することにより、鋼板の第１面に粗化メッキ層を形成する工程と、を含み、金属板と鋼板とが対向する対向方向における金属板と鋼板の周縁部との間の距離は、対向方向における金属板と鋼板の中央部との間の距離よりも短い。

上記製造方法では、金属板と鋼板の周縁部との間の距離の方が、金属板と鋼板の中央部との間の距離よりも短くされた状態で電解メッキ処理が実行される。このように、鋼板の周縁部における極間距離（金属板との距離）を中央部における極間距離よりも短くすることにより、単位時間当たりにおいて、鋼板の周縁部に形成される粗化メッキ層のメッキ量を、鋼板の中央部に形成される粗化メッキ層のメッキ量よりも大きくすることができる。したがって、上記製造方法によれば、上述した蓄電装置を適切かつ比較的簡易に製造することができる。

上記他の側面に係る蓄電装置の製造方法は、粗化メッキ層を形成する工程の前に、対向方向から見て、金属板に対して鋼板の周縁部が覆い隠されるように、金属板と鋼板との間に遮蔽部材を配置する工程を更に含んでもよい。この場合、上述した金属板を用いることにより鋼板の周縁部のメッキ量を多くすることができる一方で、遮蔽部材を設けることにより鋼板の周縁部への電流集中を抑制することができる。このように金属板及び遮蔽部材の互いに背反する関係性を利用することにより、鋼板の周縁部のメッキ量と鋼板の中央部のメッキ量との差をより細かく調整することが可能となる。

本発明によれば、鋼板と樹脂部材との間の液密性を確保しつつ、メッキの全体量の低減を図ることができる蓄電装置及びその製造方法を提供することができる。

一実施形態に係る蓄電装置を模式的に示す断面図である。 図２（ａ）は、図１における集電体の周縁部を含む部分の拡大図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の要部拡大図である。 粗化メッキ層の形成方法の第１の例を模式的に示す図である。 比較例に係る粗化メッキ層の形成方法を模式的に示す図である。 粗化メッキ層の形成方法の第２の例を模式的に示す図である。 粗化メッキ層の形成方法の第３の例を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して蓄電装置及びその製造方法（粗化メッキ層の形成方法）の一実施形態について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。図１及び図２には、説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標系が示されている。

図１は、本実施形態に係る蓄電装置を模式的に示す断面図である。蓄電装置１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、或いは電気二重層キャパシタである。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。以下、一例として、蓄電装置１がニッケル水素二次電池である場合について説明する。

蓄電装置１は、バイポーラ電極（電極）３の積層体２を備えたバイポーラ電池である。蓄電装置１は、バイポーラ電極３の積層体２と、積層体２を保持するケース５と、積層体２を拘束する拘束体６とを備えている。

積層体２は、セパレータ７を介して複数のバイポーラ電極３を第１方向Ｄ１に沿って積層することによって構成されている。第１方向Ｄ１は、ここではＺ軸方向に沿う方向であり、以下では上下方向または積層方向とも呼称する。例えば、後述する端子部材２５から離間しているバイポーラ電極３を基準とした場合、当該バイポーラ電極３の上下にはセパレータ７を間に挟んで別のバイポーラ電極３がそれぞれ設けられている。バイポーラ電極３のそれぞれは、集電体１１と、集電体１１の一方の面１１ａに設けられた正極層１２と、集電体１１の他方の面１１ｂに設けられた負極層１３とを有している。正極層１２及び負極層１３のそれぞれは、活物質層であり、集電体１１の少なくとも中央部Ｍに設けられている。積層体２において、一のバイポーラ電極３の正極層１２は、第１方向Ｄ１に隣り合う一方のバイポーラ電極３の負極層１３と対向し、一のバイポーラ電極３の負極層１３は、第１方向Ｄ１に隣り合う他方のバイポーラ電極の正極層１２と対向している。積層体２は、隣り合うバイポーラ電極３同士の間隔を保持するための複数の樹脂スペーサ４（樹脂部材）を有する。樹脂スペーサ４は、バイポーラ電極３の周縁部１１ｃに沿って配置されており、且つ、当該バイポーラ電極３の一表面に接して設けられている。樹脂スペーサ４は、例えば周縁部１１ｃ上に配置された樹脂を硬化することによって形成される。硬化前の樹脂は、液体状でもよいし、シート状でもよいし、ゲル状でもよい。

集電体１１は、ニッケルメッキ処理が表面に施された鋼板Ｓである。鋼板Ｓとしては、例えばＪＩＳ Ｇ ３１４１：２００５にて規定される冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ等）が挙げられる。集電体１１の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１０００μｍ以下であってもよい。正極層１２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。負極層１３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。集電体１１の他方の面１１ｂにおける負極層１３の形成領域は、集電体１１の一方の面１１ａにおける正極層１２の形成領域に対して一回り大きくてもよい。なお、ニッケルメッキ処理の詳細については後述する。

集電体１１の周縁部１１ｃ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であって、樹脂スペーサ４が接合される部分である。本実施形態では一例として、周縁部１１ｃは、ケース５の内壁５ａに埋没した状態でケース５に保持されている。周縁部１１ｃの一方の面１１ａと内壁５ａとの間には、樹脂スペーサ４が介在されている。これにより、第１方向Ｄ１に隣り合う集電体１１，１１間には、当該集電体１１，１１とケース５の内壁５ａとによって仕切られた空間が形成されている。当該空間には、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。第１方向Ｄ１に隣り合うバイポーラ電極３同士の間に形成される電解液の収容空間は、樹脂スペーサ４によって互いに液密に分離（シール）されている。

積層体２の一方（Ｚ軸方向正方向）の積層端には、片面に負極層１３のみが設けられた集電体１１Ａが積層されている。当該集電体１１Ａは、セパレータ７を介して負極層１３と最上層のバイポーラ電極３の正極層１２とが対向するように配置されている。集電体１１Ａは、例えば、集電体１１と同様にニッケルメッキ処理が施された鋼板でもよいし、ニッケル箔等の金属箔でもよい。また、積層体２の他方（Ｚ軸方向負方向）の積層端には、正極層１２のみが設けられた集電体１１Ｂが積層されている。当該集電体１１Ｂは、セパレータ７を介して正極層１２と最下層のバイポーラ電極３の負極層１３とが対向するように配置されている。集電体１１Ｂは、例えば、集電体１１と同様にニッケルメッキ処理が施された鋼板でもよいし、ニッケル箔等の金属箔でもよい。集電体１１Ａ，１１Ｂの縁部は、バイポーラ電極３の集電体１１と同様に、ケース５の内壁５ａに埋没した状態でケース５に保持されている。集電体１１Ａ，１１Ｂの縁部の一方の面と内壁５ａとの間には、樹脂スペーサ４が介在されている。集電体１１Ａ，１１Ｂは、バイポーラ電極３の集電体１１に比べて厚く形成されてもよい。

セパレータ７は、例えばシート状に形成されている絶縁物である。セパレータの形成材料としては、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７は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されてもよい。なお、セパレータ７は、シート状に限られず、袋状の絶縁物を用いてもよい。

ケース５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。樹脂性のケース５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）、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）、変性ポリフェニレンサルファイド（変性ＰＰＳ）等が挙げられる。ケース５は、バイポーラ電極３の積層によって形成される積層体２の側面２ａを取り囲んで保持する部材である。

拘束体６は、一対の拘束プレート２１，２１と、拘束プレート２１，２１同士を連結する連結部材（ボルト２２及びナット２３）とによって構成されている。拘束プレート２１は、例えば鉄等の金属によって平板状に形成されている。拘束プレート２１の縁部には、ボルト２２を挿通させる挿通孔２１ａがケース５よりも外側となる位置に設けられている。拘束体６における挿通孔２１ａの内周面及びボルト座面には、絶縁処理がなされている。また、拘束プレート２１の一面側には、絶縁性部材２４を介して端子部材２５（負極端子部材２５Ａ，正極端子部材２５Ｂ）が結合されている。拘束プレート２１と端子部材２５との間に介在させる絶縁性部材２４の形成材料としては、例えばフッ素系樹脂、又はポリエチレン樹脂が挙げられる。

一方の拘束プレート２１は、第１方向Ｄ１においてケース５よりも一方側に位置している。一方の拘束プレート２１は、ケース５の内側で負極端子部材２５Ａと集電体１１Ａとが当接するようにケース５の一端面に突き当てられる。他方の拘束プレート２１は、第１方向Ｄ１においてケース５よりも他方側に位置している。他方の拘束プレート２１は、ケース５の内側で正極端子部材２５Ｂと集電体１１Ｂとが当接するようにケース５の他端面に突き当てられる。ボルト２２は、例えば一方の拘束プレート２１側から他方の拘束プレート２１側に向かって挿通孔２１ａに通され、他方の拘束プレート２１から突出するボルト２２の先端には、ナット２３が螺合されている。

これにより、積層体２、集電体１１Ａ，１１Ｂ、及びケース５が挟持されてユニット化されると共に、積層体２には第１方向Ｄ１に沿った拘束荷重が付加される。また、負極端子部材２５Ａは、一方の拘束プレート２１と積層体２との間に配置され、正極端子部材２５Ｂは、他方の拘束プレート２１と積層体２との間に配置される。負極端子部材２５Ａには、引出部２６が接続されている。正極端子部材２５Ｂには、引出部２７が接続されている。引出部２６及び引出部２７によって、蓄電装置１の充放電を行うことができる。

続いて、上述した蓄電装置１における集電体１１の構造と、集電体１１，１１Ａ，１１Ｂと樹脂スペーサ４との接合部の構成について、図２（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。図２（ａ）は、図１における集電体の周縁部を含む部分の拡大図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の要部拡大図である。なお、以下の説明においては、集電体１１について説明を行う。集電体１１Ａ，１１Ｂは、集電体１１と同様の構成を有してもよいし、同様の構成を有さなくてもよい。

図２（ａ）に示されるように、集電体１１において、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１（第１面）を覆う粗化メッキ層３０が形成されている。鋼板Ｓの他方の表面Ｓ２（第１面とは反対側の第２面）には、粗化メッキ層３０は形成されていない。集電体１１の周縁部１１ｃにおいて、樹脂スペーサ４は、粗化メッキ層３０に接するように設けられている。粗化メッキ層３０は、鋼板Ｓと樹脂スペーサ４との間における結合強度及び液密性を確保すると共に、集電体１１の表面積を大きくするために設けられている。粗化メッキ層３０は、集電体１１を構成する鋼板Ｓに対して電解ニッケルメッキ処理（電解メッキ処理）を実施することによって、鋼板Ｓの表面Ｓ１に形成されている。すなわち、粗化メッキ層３０は、電解メッキ処理によって形成されたニッケルメッキ層に相当する。

図２（ａ），（ｂ）に示されるように、一例として、粗化メッキ層３０は、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１上に設けられる第１ニッケルメッキ層３１と、第１ニッケルメッキ層３１上に設けられる第２ニッケルメッキ層３２とを有する。第１ニッケルメッキ層３１と、第２ニッケルメッキ層３２とは、互いに異なる条件にて電解メッキを実施することによって形成されている。

第１ニッケルメッキ層３１は、第１方向Ｄ１に交差する第２方向Ｄ２に沿って鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１上に設けられる電解メッキ層である。第２方向Ｄ２は、ＸＹ平面に沿う方向、もしくは一方の表面Ｓ１の延在方向に相当する。したがって、第２方向Ｄ２は、必ずしも第１方向Ｄ１に直交しなくてもよい。第１ニッケルメッキ層３１は、一方の表面Ｓ１の全体を覆っている。これにより、粗化メッキ層３０にピンホール等が形成されにくくなるので、リーク電流の発生を抑制できる。第１ニッケルメッキ層３１の表面形状は、一方の表面Ｓ１の形状と異なっている。具体的には、第１ニッケルメッキ層３１は、第１方向Ｄ１に沿って突出する複数の凸部３３を有する。このため、第１ニッケルメッキ層３１の表面形状は、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１に沿っておらず、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１の表面形状よりも粗くなっている。したがって、第１ニッケルメッキ層３１は、平滑メッキ層とは異なるように設けられている。平滑メッキ層は、メッキされる対象の表面に沿った表面形状を呈するメッキ層である。

複数の凸部３３は、第２方向Ｄ２に沿って不規則に設けられる。第１ニッケルメッキ層３１の厚さが約１μｍまたはそれ以上である場合、凸部３３の平均高さは、例えば０．４μｍ以上であって、第１ニッケルメッキ層３１の厚さの半分以下程度である。この場合、第２ニッケルメッキ層３２の形状を良好にすることができる。凸部３３の平均高さは、例えばレーザ共焦点光学系を用いた顕微鏡を用いて測定される。

第２ニッケルメッキ層３２は、第１ニッケルメッキ層３１を被成膜面として設けられる電解メッキ層であり、第１ニッケルメッキ層３１よりも大きい表面粗さを有する。第２ニッケルメッキ層３２は、必ずしも第１ニッケルメッキ層３１の表面全体を覆うように形成されなくてもよい。例えば、第２ニッケルメッキ層３２は、第１ニッケルメッキ層３１から第１方向Ｄ１に突出する複数の突起３４の集合体であってもよい。この場合、第２ニッケルメッキ層３２は、粗化メッキ層とも呼称される。複数の突起３４のそれぞれは、対応する凸部３３に接する部分を基端３４ａとして、第１方向Ｄ１に沿って先端３４ｂに至るように形成されている。

複数の突起３４の少なくとも一部は、例えば略球形状を呈するニッケル結晶等の析出金属（付与物）を含む。このような析出金属が互いに重畳することによって、当該突起３４の第２方向Ｄ２における長さ寸法が、基端３４ａにおける第２方向Ｄ２の長さ寸法よりも大きい拡大部３４ｃが形成されている。すなわち、少なくとも一部の突起３４は、基端３４ａ側から先端３４ｂ側に向かって先太りとなる先太り形状を呈している。突起３４における拡大部３４ｃの位置は、必ずしも先端３４ｂでなくてもよいが、少なくとも基端３４ａよりも先端３４ｂ側に位置している。換言すると、先太り形状を呈する突起３４において第２方向Ｄ２の長さ寸法が最も大きい箇所は、先端３４ｂでなくてもよいが、基端３４ａ以外に位置している。突起３４における拡大部３４ｃの位置は、析出金属の重複態様により突起３４ごとに異なってもよい。

複数の突起３４において隣り合う二つの突起３４であって、少なくとも一方が先太り形状を呈する当該二つの突起３４間には、樹脂スペーサ４の一部４ａが介在されている。例えば、樹脂スペーサ４を構成する樹脂が硬化する前に、当該樹脂の一部が突起３４間に介在される。そして樹脂全体を硬化することによって、突起３４間に樹脂スペーサ４の一部４ａが介在される。これにより、隣り合う二つの突起３４は、介在される樹脂スペーサ４の一部４ａが基端３４ａから離れる方向へ移動することを規制する。換言すれば、隣り合う突起３４の間の断面形状は、アンカー効果を奏するアンダーカット形状となっている。

バイポーラ電極３の中央部Ｍ（図１参照）においても、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１を覆う粗化メッキ層３０が形成されている。中央部Ｍは、粗化メッキ層３０を介して正極層１２の正極活物質と結合されている。すなわち本実施形態では、粗化メッキ層３０は、周縁部１１ｃから中央部Ｍにわたって鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１に連続的に形成されている。中央部Ｍにおいては、粗化メッキ層３０によって、集電体１１と正極層１２との結合強度が確保されている。これにより、例えば正極層１２（正極活物質層）を集電体１１に塗工する際等において、集電体１１からの正極層１２の剥離が抑制される。

粗化メッキ層３０は、複数の鋼板Ｓのいずれにおいても、第１方向Ｄ１の一方側（Ｚ軸方向正方向）の表面Ｓ１を覆っている。樹脂スペーサ４は、複数の集電体１１のいずれにおいても、粗化メッキ層３０を介して配置されている。これにより、第１方向Ｄ１にて隣り合うバイポーラ電極３においては、集電体１１の一方の面１１ａ上に位置する樹脂スペーサ４と、集電体１１の他方の面１１ｂとが、第１方向Ｄ１において対向している。つまり、隣り合うバイポーラ電極３においては、集電体１１の一方の面１１ａと、集電体１１の他方の面１１ｂとは、樹脂スペーサ４によって互いに離間している。このため、隣り合うバイポーラ電極３においては、集電体１１の一方の面１１ａと、集電体１１の他方の面１１ｂとの絶縁性は、樹脂スペーサ４によって確保されている。

ここで、鋼板Ｓの周縁部１１ｃにおける粗化メッキ層３０の平均粗さ（ここでは一例として、ＳＲｚｊｉｓ）は、鋼板Ｓの周縁部１１ｃに包囲された中央部Ｍにおける粗化メッキ層３０の平均粗さよりも大きい。すなわち、鋼板Ｓにおいて少なくとも樹脂スペーサ４が接合される領域（周縁部１１ｃ）には、他の領域（中央部Ｍ）と比較して平均粗さが大きい領域が形成されている。本実施形態では、周縁部１１ｃにおけるメッキ量を中央部Ｍにおけるメッキ量よりも多くすることにより、周縁部１１ｃにおける凸部３３及び／又は突起３４の量及び／又は高さが、中央部Ｍにおける凸部３３及び／又は突起３４の量及び／又は高さよりも大きくなっている。これにより、周縁部１１ｃ上に形成される粗化メッキ層３０の平均粗さが高められている。鋼板Ｓの周縁部１１ｃ上に形成される粗化メッキ層３０の平均粗さは、例えば４μｍ以上であり、鋼板Ｓの中央部Ｍ上に形成される粗化メッキ層３０の平均粗さは、例えば４μｍ以下である。ここで、上述したＳＲｚｊｉｓは、Ｒｚｊｉｓ（基準長さにおける十点平均粗さ）をある面内範囲において複数の線で平均化することにより得られる値である。なお、粗化メッキ層３０の平均粗さの指標としては、ＳＲｚｊｉｓ以外の指標（例えば、Ｒｚｊｉｓ等）が用いられてもよい。ただし、ＳＲｚｊｉｓを用いることにより、特異点が抽出された際に誤差が大きくなり易いというＲｚｊｉｓのデメリットを回避できる。

以上説明した蓄電装置１では、各バイポーラ電極３の鋼板Ｓにおいて樹脂スペーサ４が設けられる部分（周縁部１１ｃ）の粗化メッキ層３０の平均粗さ（ここでは一例としてＳＲｚｊｉｓ）は、樹脂スペーサ４が設けられない部分（中央部Ｍ）の粗化メッキ層３０の平均粗さよりも大きい。本実施形態では、周縁部１１ｃにおいて、上述した凸部３３及び／又は突起３４が十分に形成されている。これにより、鋼板Ｓの周縁部１１ｃと樹脂スペーサ４との密着性を向上させることができ、周縁部１１ｃと樹脂スペーサ４との間の結合強度及び液密性を確保することができる。一方、このような液密性を確保する必要がない中央部Ｍにおいては、メッキ量が必要最小限に抑えられている。このように、樹脂スペーサ４が設けられない中央部Ｍのメッキ量を樹脂スペーサ４が設けられる周縁部１１ｃのメッキ量よりも低減することにより、各鋼板Ｓにおいて必要とされるメッキの全体量を低減できる。したがって、蓄電装置１によれば、鋼板Ｓと樹脂スペーサ４との間の液密性を確保しつつ、メッキ（粗化メッキ層３０）の全体量の低減を図ることができる。

次に、図３～図６を参照して、粗化メッキ層３０の形成方法（蓄電装置の製造方法）について説明する。

（第１の例）
第１の例では、図３に示されるメッキ装置４０によって粗化メッキ層３０が形成される。メッキ装置４０は、メッキ槽４１と、陽極（アノード）としての金属板４２と、陰極（カソード）としての鋼板Ｓと、直流電源４３と、リード線４３ａ，４３ｂと、を備えている。メッキ槽４１には、メッキ液４４が貯留される。メッキ液４４は、例えば、ニッケル陽イオンが存在する電解液である。メッキ液４４は、例えば、塩化ニッケル水溶液、硫酸ニッケル溶液等である。メッキ液４４の濃度（ｍｏｌ／Ｌ）及び温度（℃）は、メッキ対象となる金属及びメッキ厚等に基づいて適宜設定される。また、メッキ液４４の濃度及び温度、並びに直流電源４３により供給される電流（又は電圧）等の条件は、電解メッキ処理の途中で変更されてもよい。例えば、メッキ液４４の濃度及び温度、並びに直流電源４３により供給される電流（又は電圧）を規定した第１の条件を用いて電解メッキ処理を実行することにより、上述した第１ニッケルメッキ層３１が形成されてもよい。そして、第１ニッケルメッキ層３１が形成された後に、メッキ槽４１内のメッキ液４４の入替及び直流電源４３の設定値の変更等を行い、第１の条件とは異なる第２の条件を用いて電解メッキ処理を実行することにより、上述した第２ニッケルメッキ層３２が形成されてもよい。

陽極（アノード）である金属板４２は、例えば、ニッケル等である。金属板４２は、リード線４３ａを介して直流電源４３の正極側に接続されている。陰極（カソード）である鋼板Ｓは、上述したように、例えばＪＩＳ Ｇ ３１４１：２００５にて規定される冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ等）である。鋼板Ｓの厚さは、例えば、０．１μｍ以上１０００μｍ以下である。鋼板Ｓは、リード線４３ｂを介して直流電源４３の負極側に接続されている。

続いて、メッキ装置４０を用いて粗化メッキ層３０を形成する方法について説明する。まず、上述した鋼板Ｓを準備する。次に、図３に示されるように、アノードとしての金属板４２とカソードとしての鋼板Ｓの表面Ｓ１とが互いに対向するように、メッキ槽４１に貯留されたメッキ液４４内に金属板４２と鋼板Ｓとを配置する。ここで、金属板４２の鋼板Ｓ側の表面４２ａと鋼板Ｓの表面Ｓ１とは互いに略平行となるように配置される。金属板４２の表面４２ａは、鋼板Ｓの表面Ｓ１と略同一の矩形状に形成されている。金属板４２と鋼板Ｓとは、金属板４２の表面４２ａと鋼板Ｓの表面Ｓ１とが対向する方向Ｄ３（対向方向）から見て互いに重なり合うように配置される。

次に、このようにして金属板４２及び鋼板Ｓがメッキ液４４に浸漬された状態で、直流電源４３からリード線４３ａ，４３ｂを介して金属板４２及び鋼板Ｓに電流が供給される（電圧が印可される）。これにより、鋼板Ｓの表面Ｓ１に粗化メッキ層３０（ニッケルメッキ層）が形成される。

このような電解メッキ処理では、メッキ液４４内において金属板４２から鋼板Ｓへと向かう電流は、メッキ対象となる鋼板Ｓのエッジ部分（すなわち、周縁部１１ｃ）に集中し易い。すなわち、鋼板Ｓの周縁部１１ｃの方が、鋼板Ｓの中央部Ｍよりも電流が集中し易い。このため、周縁部１１ｃに形成される粗化メッキ層３０のメッキ量（粗化量、粗化高さ、平均粗さ等）は、鋼板Ｓの中央部Ｍに形成される粗化メッキ層３０のメッキ量よりも大きくなる。つまり、樹脂スペーサ４との間の結合強度及び液密性を確保することが求められる周縁部１１ｃのメッキ量を、このような液密性が要求されない中央部Ｍのメッキ量よりも大きくすることができる。このように、周縁部１１ｃのメッキ量を十分なものにする一方で、中央部Ｍのメッキ量を低減することにより、鋼板Ｓにおいて必要とされるメッキの全体量を低減できる。したがって、メッキ装置４０を用いた粗化メッキ層３０の形成方法によれば、鋼板Ｓの周縁部１１ｃにおいて鋼板Ｓと樹脂スペーサ４との間の結合強度及び液密性を確保しつつ、メッキの全体量の低減を図ることができる。

次に、図４を参照して、比較例に係る粗化メッキ層の形成方法について説明する。図４に示されるメッキ装置１００は、上述したメッキ装置４０で生じる鋼板Ｓの周縁部１１ｃへの電流集中を防ぐために、金属板４２と鋼板Ｓとの間に遮蔽部材１０１が配置される点で、メッキ装置４０と相違している。メッキ装置１００は、メッキ対象となる鋼板Ｓの表面に略均一の（ムラのない）メッキ層を形成するためのメッキ処理に利用される装置である。遮蔽部材１０１は、金属板４２と鋼板Ｓとが対向する方向Ｄ３から見て、鋼板Ｓの周縁部１１ｃと重なるように形成された矩形枠状の部材である。遮蔽部材１０１の中央部には、方向Ｄ３から見て、鋼板Ｓの中央部Ｍを内側に含むような矩形状の開口１０１ａが形成されている。遮蔽部材１０１は、方向Ｄ３から見て、金属板４２に対して鋼板Ｓの周縁部１１ｃを覆い隠している。

図４に示されるように、メッキ装置１００では、遮蔽部材１０１によって鋼板Ｓの周縁部１１ｃへの電流密度が下げられることにより、鋼板Ｓの周縁部１１ｃへの電流集中が防止される（すなわち、鋼板Ｓの表面Ｓ１に対する電流密度のバラツキが抑制される）。これにより、鋼板Ｓの中央部Ｍ及び周縁部１１ｃにおいて、メッキ量が略均一化された粗化メッキ層１３０が形成される。メッキ装置１００によって形成されるメッキ量を周縁部１１ｃにおいて必要とされるメッキ量に合わせた場合には、中央部Ｍに対して不必要な量のメッキ層が形成されてしまう。一方、メッキ装置１００によって形成されるメッキ量を中央部Ｍにおいて必要とされるメッキ量（例えば、集電体１１と正極層１２との結合強度を確保するために必要な量）に合わせた場合には、当該メッキ量は周縁部１１ｃにおいて必要とされるメッキ量よりも少ないため、周縁部１１ｃにおいて樹脂スペーサ４との間の液密性を確保するために十分なメッキ量を確保できない。このような比較例に対して、上述したメッキ装置４０によれば、あえて周縁部１１ｃと中央部Ｍとの間でメッキ量を不均一にすることにより、上述したようなメッキ装置１００を用いた場合のデメリットを解消することができる。

（第２の例）
第２の例では、図５に示されるメッキ装置４０Ａによって粗化メッキ層３０が形成される。メッキ装置４０Ａは、金属板４２と鋼板Ｓとの間に、遮蔽部材５０が配置される点で、メッキ装置４０と相違している。遮蔽部材５０の材料は、例えば樹脂（例えば、アクリル樹脂、フェノール樹脂等）等である。遮蔽部材５０は、金属板４２及び鋼板Ｓよりも一回り小さい矩形状の板状部材である。金属板４２と鋼板Ｓとが対向する方向Ｄ３から見て、遮蔽部材５０は、鋼板Ｓの中央部Ｍの全体と重なる一方で、周縁部１１ｃとは重ならないように配置される。すなわち、第２の例では、金属板４２と鋼板Ｓとが対向する方向Ｄ３から見て、金属板４２に対して鋼板Ｓの中央部Ｍが覆い隠されるように、金属板４２と鋼板Ｓとの間に遮蔽部材５０が配置される。遮蔽部材５０は、中央部Ｍにもある程度のメッキ量（周縁部１１ｃよりも少ないメッキ量）の粗化メッキ層３０が形成されるように、鋼板Ｓの表面Ｓ１から離間した位置において、金属板４２及び鋼板Ｓと略平行となるように配置される。そして、このような状態で、直流電源４３からリード線４３ａ，４３ｂを介して金属板４２及び鋼板Ｓに電流が供給される（電圧が印可される）。これにより、鋼板Ｓの表面Ｓ１に粗化メッキ層３０（ニッケルメッキ層）が形成される。

第２の例では、金属板４２に対して鋼板Ｓの中央部Ｍを覆い隠すように、金属板４２と鋼板Ｓとの間に遮蔽部材５０が配置された状態で電解メッキ処理が実行される。これにより、メッキ液４４内において、金属板４２から鋼板Ｓへと向かう電流を鋼板Ｓの中央部Ｍよりも周縁部１１ｃに集中させることができる。すなわち、周縁部１１ｃにおける電流密度を中央部Ｍにおける電流密度よりも大きくすることができる。その結果、単位時間当たりにおいて、鋼板Ｓの周縁部１１ｃに形成される粗化メッキ層３０のメッキ量を、鋼板Ｓの中央部Ｍに形成される粗化メッキ層３０のメッキ量よりも大きくすることができる。また、このような遮蔽部材５０を設けることにより、上述したメッキ装置４０を用いる場合と比較して、鋼板Ｓの中央部Ｍのメッキ量と鋼板Ｓの周縁部１１ｃのメッキ量との差を大きくすることができる。したがって、第２の例によれば、上述した蓄電装置１を適切かつ比較的簡易に製造することができる。

（第３の例）
第３の例では、図６に示されるメッキ装置４０Ｂによって粗化メッキ層３０が形成される。メッキ装置４０Ｂは、金属板４２の代わりに金属板６０を備える点で、メッキ装置４０と相違している。金属板６０の周縁部（金属板６０と鋼板Ｓとが対向する方向Ｄ３から見て、鋼板Ｓの周縁部１１ｃと重なる部分）には、鋼板Ｓ側に突出する矩形枠状の壁部６１が形成されている。壁部６１における鋼板Ｓの表面Ｓ１に対向する表面６１ａは、壁部６１が設けられていない本体部６２（方向Ｄ３から見て、鋼板Ｓの中央部Ｍと重なる部分）における鋼板Ｓの表面Ｓ１に対向する表面６２ａよりも、鋼板Ｓ側に位置している。すなわち、方向Ｄ３における金属板６０（壁部６１の表面６１ａ）と鋼板Ｓの周縁部１１ｃとの間の距離は、方向Ｄ３における金属板６０（本体部６２の表面６２ａ）と鋼板Ｓの中央部Ｍとの間の距離よりも短くされている。

第３の例では、金属板６０と鋼板Ｓとが対向する方向Ｄ３において、金属板６０（壁部６１の表面６１ａ）と鋼板Ｓの周縁部１１ｃとの間の距離の方が、金属板６０（本体部６２の表面６２ａ）と鋼板Ｓの中央部Ｍとの間の距離よりも短くされた状態で電解メッキ処理が実行される。このように、鋼板Ｓの周縁部１１ｃにおける極間距離（金属板６０との距離）を中央部Ｍにおける極間距離よりも短くすることにより、単位時間当たりにおいて、鋼板Ｓの周縁部１１ｃに形成される粗化メッキ層３０のメッキ量を、鋼板Ｓの中央部Ｍに形成される粗化メッキ層３０のメッキ量よりも大きくすることができる。したがって、第３の例によれば、上述した蓄電装置１を適切かつ比較的簡易に製造することができる。

なお、図６の例では、鋼板Ｓの周縁部１１ｃにおける極間距離を中央部Ｍにおける極間距離よりも短くするために壁部６１が形成された金属板６０が用いられたが、このような形状以外の金属板が用いられてもよい。例えば、鋼板Ｓの周縁部１１ｃに対向する表面（フランジ面）が鋼板Ｓの中央部Ｍに対向する表面（底面）よりも鋼板Ｓ側に位置するように箱状に形成された金属部材等が用いられてもよい。

また、第３の例において、周縁部１１ｃに形成される粗化メッキ層３０のメッキ量をより細かく調整するために、図４に示される遮蔽部材１０１が併せて設けられてもよい。金属板６０を用いることにより周縁部１１ｃのメッキ量を大きくすることができる一方で、遮蔽部材１０１を設けることにより周縁部１１ｃへの電流集中を抑制してメッキ量を小さくすることができる。そこで、金属板６０及び遮蔽部材１０１の両方を設けることにより、周縁部１１ｃのメッキ量と中央部Ｍのメッキ量との差を調整してもよい。例えば、遮蔽部材１０１の大きさ及び位置等を調整すると共に、金属板６０の壁部６１の高さ（すなわち、金属板６０及び周縁部１１ｃ間の距離と金属板６０及び中央部Ｍ間の距離との差）を調整することにより、周縁部１１ｃのメッキ量と中央部Ｍのメッキ量との差を調整してもよい。このように金属板６０及び遮蔽部材１０１の互いに背反する関係性を利用することにより、周縁部１１ｃのメッキ量と中央部Ｍのメッキ量との差をより細かく調整することが可能となる。

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、各部の形状及び材料等は、適宜に変更されてもよい。また、上述した一の実施形態又は変形例における一部の構成は、他の実施形態又は変形例における構成に任意に適用することができる。

上記実施形態では、鋼板Ｓの一方の表面Ｓ１にのみ粗化メッキ層３０が形成されたが、鋼板Ｓと負極層１３との結合強度を高めるために他方の表面Ｓ２にも粗化メッキ層が形成されてもよい。

鋼板Ｓの形状は矩形状に限られず、例えば円形状であってもよい。金属板４２、金属板６０、及び遮蔽部材５０の形状は、鋼板Ｓの形状に合わせて適宜変更され得る。

１…蓄電装置、３…バイポーラ電極（電極）、４…樹脂スペーサ（樹脂部材）、７…セパレータ、１１ｃ…周縁部、３０…粗化メッキ層、４２，６０…金属板、５０，１０１…遮蔽部材、Ｄ１…第１方向、Ｍ…中央部、Ｓ…鋼板、Ｓ１…表面（第１面）、Ｓ２…表面（第２面）。

Claims (4)

1. 第１面及び前記第１面とは反対側の第２面を有する鋼板をそれぞれ有し、セパレータを介して第１方向に沿って積層された複数の電極と、
   前記鋼板の前記第１面を覆うように設けられた粗化メッキ層と、
   前記鋼板の周縁部に沿って前記粗化メッキ層上に配置された複数の樹脂部材と、を備え、
   前記鋼板の前記周縁部における前記粗化メッキ層の平均粗さは、前記鋼板の前記周縁部に包囲された中央部における前記粗化メッキ層の平均粗さよりも大きい、蓄電装置。
2. 請求項１に記載の蓄電装置を電解メッキ処理により製造する製造方法であって、
   前記鋼板を準備する工程と、
   アノードとしての金属板とカソードとしての前記鋼板の前記第１面とが互いに対向するように、メッキ液内に前記金属板と前記鋼板とを配置する工程と、
   前記金属板と前記鋼板とが対向する方向から見て、前記金属板に対して前記鋼板の前記中央部が覆い隠されるように、前記金属板と前記鋼板との間に遮蔽部材を配置する工程と、
   前記金属板及び前記鋼板に電流を供給することにより、前記鋼板の前記第１面に前記粗化メッキ層を形成する工程と、を含む、蓄電装置の製造方法。
3. 請求項１に記載の蓄電装置を電解メッキ処理により製造する製造方法であって、
   前記鋼板を準備する工程と、
   アノードとしての金属板とカソードとしての前記鋼板の前記第１面とが互いに対向するように、メッキ液内に前記金属板と前記鋼板とを配置する工程と、
   前記金属板及び前記鋼板に電流を供給することにより、前記鋼板の前記第１面に前記粗化メッキ層を形成する工程と、を含み、
   前記金属板と前記鋼板とが対向する対向方向における前記金属板と前記鋼板の前記周縁部との間の距離は、前記対向方向における前記金属板と前記鋼板の前記中央部との間の距離よりも短い、蓄電装置の製造方法。
4. 前記粗化メッキ層を形成する工程の前に、前記対向方向から見て、前記金属板に対して前記鋼板の前記周縁部が覆い隠されるように、前記金属板と前記鋼板との間に遮蔽部材を配置する工程を更に含む、請求項３に記載の蓄電装置の製造方法。

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