JP7161356B2 - 蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電モジュールの製造方法に関する。

蓄電装置として、積層された複数のバイポーラ電極を含む積層体を有する蓄電モジュールが知られている。下記特許文献１には、導電性樹脂層を有する集電体と、集電体の一方の面に電気的に結合した正極活物質層と、集電体の反対側の面に電気的に結合した負極活物質層層とを含むバイポーラ電極が積層された積層体を有する蓄電モジュールが開示されている。バイポーラ電極は、接着層及びシール材を介して積層されている。

特開２０１１－２０４３８６号公報

上述したバイポーラ電極を備える蓄電モジュールは、リチウムイオン電池だけではなく、ニッケル水素電池等にも適用可能である。ここで、蓄電モジュールの内部では、充放電時に水素ガスが発生する場合がある。この水素ガスが外部へ流出すると、電池寿命が劣化してしまう問題がある。

本発明の目的は、水素ガスの外部への流出を抑制可能な蓄電モジュールの製造方法を提供することである。

本発明らは、一方向（積層方向）に沿って積層された複数のバイポーラ電極を含む蓄電モジュールの水素ガスの流出経路を検討した。その結果、バイポーラ電極同士を固定するための枠体同士の隙間を介して、積層方向における蓄電モジュールの両端から水素ガスが外部へ流出することを見出した。加えて、本発明者らは、上記両端からの水素ガスの流出量は、蓄電モジュールの側面からの水素ガスの流出量と比較して非常に多いことも見出した。さらには、本発明者らは、枠体同士の上記隙間を埋めることによって、上記両端からの水素ガスの外部への流出が抑制されることも見出した。

以上の知見に基づいた本発明に係る蓄電モジュールの製造方法は、一対の板面を有する集電体を準備する工程と、一対の板面の一方面上に正極層を形成する工程と、一対の板面の他方面上に負極層を形成する工程と、集電体の周縁部の少なくとも一部を覆う枠体を形成する工程と、一対の板面が延在する延在方向に交差する積層方向に沿って、枠体が設けられた集電体をセパレータを介して積層する工程と、積層された枠体同士を溶着する工程と、を備え、枠体同士を溶着する工程では、延在方向から枠体を加熱すると共に、積層方向の少なくとも一方から枠体を加熱する。

この蓄電モジュールの製造方法における枠体同士を溶着する工程では、延在方向から枠体を加熱すると共に、積層方向の少なくとも一方から枠体を加熱する。このため枠体が単に延在方向から加熱される場合と比較して、積層された枠体同士は、良好に溶着する。すなわち、単に枠体が延在方向から加熱される場合と比較して、積層された枠体同士の溶着領域を拡大できる。したがって、枠体における未溶着領域を介した水素ガスの外部への流出を抑制できる。

枠体同士を溶着する工程では、延在方向から枠体を加熱すると共に、積層方向の両方から枠体を加熱してもよい。この場合、積層された枠体同士の溶着領域をより拡大できる。したがって、枠体における未溶着領域を介した水素ガスの外部への流出を良好に抑制できる。

枠体同士を溶着する工程では、第１部材及び第２部材を有する加熱治具によって枠体を加熱し、積層された枠体同士を溶着するとき、第１部材は、延在方向から枠体を加熱し、第２部材は、積層方向の一方から枠体を加熱してもよい。このような加熱治具を用いることによって、積層された枠体同士の溶着領域を良好に拡大できる。

第１部材と第２部材とは、互いに離間してもよい。この場合、枠体の位置に応じた加熱を容易に実施できる。

枠体同士を溶着する工程では、加熱治具及び熱伝導治具にて枠体を加熱し、積層された枠体同士を溶着するとき、加熱治具は、延在方向から枠体を加熱し、熱伝導治具は、積層方向の一端に位置する枠体のうち積層方向に交差する露出面と、加熱治具との両方に接触してもよい。この場合、加熱治具によって延在方向から枠体を加熱すると共に、熱伝導治具を介して積層方向の一端から枠体を加熱できる。したがって、積層された枠体同士の溶着領域を良好に拡大できる。

本発明によれば、水素ガスの外部への流出を抑制可能な蓄電モジュールの製造方法を提供できる。

図１は、蓄電モジュールを含む蓄電装置の概略断面図である。 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（ａ）～（ｃ）は、蓄電モジュールの製造方法を説明するための図である。 図４（ａ），（ｂ）は、蓄電モジュールの製造方法を説明するための図である。 図５は、比較例に係るニッケル水素電池の製造方法を説明するための図である。 図６は、実施形態の第１変形例に係る蓄電モジュールの製造方法を説明するための図である。 図７は、実施形態の第２変形例に係る蓄電モジュールの製造方法を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を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。なお、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

まず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法によって製造される蓄電モジュールと、当該蓄電モジュールを含む蓄電装置の構成を説明する。図１は、蓄電モジュールを含む蓄電装置の概略断面図である。図１において、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、又は電気自動車等の車両のバッテリとして使用される。蓄電装置１は、複数（本実施形態では３つ）の蓄電モジュール２を有する。各蓄電モジュール２は、例えば二次電池であるニッケル水素電池である。蓄電モジュール２は、所定の方向に沿って重なっている。以下では、蓄電モジュール２が積層する方向を単に「積層方向（Ｚ軸方向）」とする。また、積層方向に交差もしくは直交する方向を水平方向とする。水平方向は、例えば互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向とを有する。本実施形態では、「積層方向から見る」は、平面視に相当する。

隣り合う蓄電モジュール２の間には、導電板３が設けられている。導電板３は、積層方向の両端に位置する蓄電モジュール２の外側にも配置されている。蓄電モジュール２及び導電板３は、例えば平面視にて矩形状を呈している。導電板３は、隣り合う蓄電モジュール２と電気的に接続されている。これにより、複数の蓄電モジュール２がＺ軸方向に直列接続されている。蓄電モジュール２については、後で詳述する。

積層方向の一端（本実施形態では下端）に位置する導電板３には、正極端子４が接続されている。積層方向の他端（本実施形態では上端）に位置する導電板３には、負極端子５が接続されている。正極端子４及び負極端子５のそれぞれは、例えばＸ軸方向に延在している。このような正極端子４及び負極端子５を設けることにより、蓄電装置１の充放電を実施できる。

導電板３は、蓄電装置１における放熱板としても機能し得る。導電板３は、例えば蓄電モジュール２において発生した熱を放出し得る。導電板３には、例えばＹ軸方向に延在する複数の空隙３ａが設けられている。これらの空隙３ａを空気等の冷媒が通過することによって、蓄電モジュール２からの熱を効率的に外部に放出できる。

蓄電装置１は、蓄電モジュール２及び導電板３を積層方向に拘束する拘束ユニット６を備えている。拘束ユニット６は、蓄電モジュール２及び導電板３を積層方向に挟む１対の拘束プレート７と、拘束プレート７同士を締結する複数組のボルト８及びナット９とを有している。

拘束プレート７は、鉄等の金属で形成されている板部材である。各拘束プレート７と導電板３との間には、樹脂フィルム等の絶縁フィルム１０が配置されている。拘束プレート７及び絶縁フィルム１０は、例えば平面視にて矩形状を呈している。拘束プレート７は、平面視にて、蓄電モジュール２、導電板３及び絶縁フィルム１０よりも大きい。

拘束プレート７の縁部には、ボルト８の軸部８ａを挿通させる複数の挿通孔７ａが設けられている。ボルト８の軸部８ａが各拘束プレート７の挿通孔７ａを挿通した状態で、軸部８ａの先端部にナット９が螺合することで、蓄電モジュール２、導電板３及び絶縁フィルム１０が１対の拘束プレート７に挟持される。これにより、蓄電モジュール２、導電板３及び絶縁フィルム１０に積層方向の拘束荷重が付与される。なお、縁部は、拘束プレート７のうち、積層方向にて蓄電モジュール２、導電板３及び絶縁フィルム１０に重ならない位置に相当する。

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２において、蓄電モジュール２は、複数のセル（例えば２４セル）が積層された構造を有している。蓄電モジュール２は、電極積層体１３と、電極積層体１３を取り囲む筒状の樹脂部１４とを備えている。電極積層体１３は、バイポーラ電極１１とセパレータ１２との積層体である。

バイポーラ電極１１及びセパレータ１２は、積層方向に沿って互いに積層されており、例えば平面視にて矩形状を呈している。セパレータ１２は、隣り合うバイポーラ電極１１の間に配置されている。バイポーラ電極１１は、一対の板面１５ａ，１５ｂを有する集電体１５と、一対の板面１５ａ，１５ｂの一方面である板面１５ａ上に位置する正極層１６と、一対の板面１５ａ，１５ｂの他方面である板面１５ｂ上に位置する負極層１７とを備える。

集電体１５は、水平方向に延在する板形状を呈する導電体であり、可撓性を示す。このため水平方向は、集電体１５の延在方向とも言える。集電体１５は、例えばニッケル箔、メッキ処理が施された鋼板、またはメッキ処理が施されたステンレス鋼板である。鋼板としては、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。ステンレス鋼板としては、例えばＪＩＳ Ｇ ４３０５：２０１５にて規定されるＳＵＳ３０４等が挙げられる。集電体１５の厚さは、例えば０．１μｍ以上１０００μｍ以下である。

バイポーラ電極１１の正極層１６は、セパレータ１２を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極１１の負極層１７と向かい合っている。正極層１６は、集電体１５の板面１５ａに正極活物質を塗工することにより形成されている。正極活物質は、例えば、水酸化ニッケルである。水酸化ニッケルには、コバルト酸化物等が被覆されてもよい。

バイポーラ電極１１の負極層１７は、セパレータ１２を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極１１の正極層１６と向かい合っている。負極層１７は、集電体１５の板面１５ｂに負極活物質を塗工することにより形成されている。負極活物質は、例えば水素吸蔵合金である。なお、集電体１５の周縁部１５ｃ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いる。

電極積層体１３の最下層には、正極側終端電極１８が配置されている。正極側終端電極１８は、集電体１５と、集電体１５の板面１５ａに形成された正極層１６とを有している。電極積層体１３の最上層には、負極側終端電極１９が配置されている。負極側終端電極１９は、集電体１５と、集電体１５の板面１５ｂに形成された負極層１７とを有している。正極側終端電極１８の正極層１６は、セパレータ１２を挟んで最下層のバイポーラ電極１１の負極層１７と向かい合っている。負極側終端電極１９の負極層１７は、セパレータ１２を挟んで最上層のバイポーラ電極１１の正極層１６と向かい合っている。正極側終端電極１８及び負極側終端電極１９の集電体１５は、積層方向に隣り合う導電板３（図１参照）に電気的に接続されている。

セパレータ１２は、正極層１６と負極層１７とを隔離するための部材であり、正極層１６と負極層１７との間に配置される。セパレータ１２は、平面視にて集電体１５よりも小さく且つ正極層１６及び負極層１７よりも大きい。セパレータ１２は、例えばシート形状を呈する。セパレータ１２は、例えばポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルムである。セパレータ１２は、ＰＥ、ＰＰ、メチルセルロース等からなる不織布又は織布等で形成されてもよい。セパレータ１２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１２の形状は、シート形状に限られず、袋形状でもよい。

樹脂部１４は、電極積層体１３を取り囲むように構成される樹脂部材である。樹脂部１４は、平面視にて、例えば矩形の枠形状を呈している。すなわち、樹脂部１４は、例えば角筒形状を呈している。樹脂部１４は、各集電体１５の周縁部１５ｃを覆う複数の一次シール部２０と、一次シール部２０の周囲に配置された二次シール部２１とを有している。一次シール部２０及び二次シール部２１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）等の樹脂で形成されている。

一次シール部２０は、対応するバイポーラ電極１１を保持する部材であり、対応するバイポーラ電極１１の各縁を全周にわたって覆う枠体である。積層方向において、一次シール部２０の厚さは、バイポーラ電極１１の厚さと、セパレータ１２の厚さとの合計よりも大きい。一次シール部２０は、例えばバイポーラ電極１１に液密及び気密に溶着されることによって形成される。一次シール部２０は、水平方向に交差する露出面である外周面２０ａを有する。水平方向における外周面２０ａと、集電体１５との間隔Ｓ１は、例えば１．５ｍｍである。

積層方向において隣り合う一次シール部２０同士は、液密及び気密に溶着されている。具体的には、隣り合う一次シール部２０同士の一部の領域２０ｂ（溶着領域）は、溶着されて一体化されている。すなわち、隣り合う一次シール部２０同士の間には、溶着にて一体化した領域２０ｂと、未溶着であって一体化されていない領域（未溶着領域）との両方が存在する。一体化した領域２０ｂは、一体化されていない領域よりも外周面２０ａ側に位置する。これにより、隣り合うバイポーラ電極１１間には、当該バイポーラ電極１１，１１と一次シール部２０とによって、液密及び気密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。図示されていないが、内部空間Ｖには、例えば水溶液系の電解液（具体例としては、水酸化カリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、もしくはこれらの混合液等のアルカリ性電解液）が収容されている。この電解液は、一次シール部２０に設けられる連通孔（不図示）を介して、内部空間Ｖに収容される。当該連通孔は、電解液の注入後に例えば圧力調整弁等によって塞がれる。なお、「内部空間の体積」と言う場合は、セパレータ１２の空隙を含む体積を意味する。

二次シール部２１は、樹脂部１４の外壁を構成する部材であり、例えば角筒状を呈している。二次シール部２１は、各一次シール部２０の外周面２０ａを覆っている。二次シール部２１の内周面は、各一次シール部２０の外周面２０ａに溶着されている。すなわち、二次シール部２１は、一次シール部２０の外周面２０ａに接合されている。

次に、図３（ａ）～（ｃ）及び図４（ａ），（ｂ）を参照しながら、蓄電モジュール２の製造方法の一例を説明する。図３（ａ）～（ｃ）及び図４（ａ），（ｂ）のそれぞれは、蓄電モジュール２の製造方法を説明するための図である。

まず、図３（ａ）に示されるように、一対の板面１５ａ，１５ｂを有する集電体１５を準備する（第１工程）。

次に、図３（ｂ）に示されるように、集電体１５の板面１５ａ上に正極層１６を形成すると共に、集電体１５の板面１５ｂ上に負極層１７を形成する（第２工程）。第２工程では、例えば、板面１５ａ上に正極活物質を塗工することによって正極層１６を形成する。そして、板面１５ｂ上に負極活物質を塗工することによって負極層１７を形成する。第２工程後、バイポーラ電極１１が形成される。なお第２工程では、負極層１７を形成した後、正極層１６を形成してもよい。

次に、図３（ｃ）に示されるように、集電体１５の周縁部１５ｃの少なくとも一部を覆う一次シール部２０を形成する（第３工程）。第３工程では、例えば、板面１５ａ側から周縁部１５ｃの全周に対して樹脂組成物を射出成形する。これにより、周縁部１５ｃの一部を樹脂組成物によって覆う。そして、樹脂組成物を冷却等によって硬化することによって、周縁部１５ｃに密着する一次シール部２０を形成する。第３工程後、枠体である一次シール部２０が設けられたバイポーラ電極１１が形成される。

次に、図４（ａ）に示されるように、積層方向に沿って、枠体である一次シール部２０が設けられた集電体１５を、セパレータ１２を介して積層する（第４工程）。第４工程では、積層方向において隣り合うバイポーラ電極１１同士の間にセパレータ１２を挟みながら、複数のバイポーラ電極１１を積層する。このとき、正極側終端電極１８及び負極側終端電極１９も積層する。よって第４工程後、電極積層体１３が形成される。また、第４工程後、積層方向において隣り合う一次シール部２０同士が接触する。

次に、積層された一次シール部２０同士を溶着する（第５工程）。第５工程を実施することによって、電極積層体１３に含まれる複数のバイポーラ電極１１を仮固定できる。これにより、後述する第６工程にて、電極積層体１３を容易に金型内に収容できる。第５工程では、まず、一対のプレス部４１，４２を有する押圧治具４０を用いて、積層方向に沿って電極積層体１３を挟持する。押圧治具４０のプレス部４１，４２のそれぞれは、例えば矩形板状を呈する部材である。プレス部４１は、例えば金属板等である本体部４１ａと、本体部４１ａの縁を覆う断熱部４１ｂとを有し、プレス部４２は、例えば金属板等である本体部４２ａと、本体部４２ａの縁を覆う断熱部４２ｂとを有する。断熱部４１ｂ，４２ｂは、断熱性だけでなく電気絶縁性を示してもよい。第５工程では、プレス部４１は電極積層体１３の最下層に接しており、プレス部４２は電極積層体１３の最上層に接している。ここで、プレス部４１，４２の縁は、平面視にて、一次シール部２０の外周縁よりも内側であって、一次シール部２０の内周縁よりも外側に位置する。このため、平面視にて、プレス部４１，４２のそれぞれは対応する一次シール部２０の一部に接しており、各一次シール部２０の他部はプレス部４１，４２から露出している。

平面視にて、プレス部４１，４２の縁は、集電体１５の周縁部１５ｃよりも外側に位置してもよい。この場合、プレス部４１，４２によって電極積層体１３が良好に挟持される。加えて、本体部４１ａ，４２ａの縁は、平面視にて集電体１５の周縁部１５ｃよりも内側に位置してもよい。これにより、後述する溶着時に、一次シール部２０を多方向から確実に加熱できる。もしくは、平面視にて、プレス部４１，４２の縁は、集電体１５の周縁部１５ｃよりも内側に位置してもよい。この場合、後述する溶着時に、一次シール部２０を多方向から良好に加熱できる。なお、プレス部４１，４２の縁が集電体１５の周縁部１５ｃよりも内側に位置するとき、本体部４１ａ，４２ａの縁は、平面視にて一次シール部２０の内周縁よりも外側に位置してもよい。この場合、プレス部４１，４２によって電極積層体１３が確実に挟持される。

第５工程では、続いて、一次シール部２０においてプレス部４１，４２から露出する面を加熱する。これにより、積層された一次シール部２０同士を溶着する。具体的には、各一次シール部２０の外周面２０ａと、電極積層体１３の下端（一端）に位置する一次シール部２０のうちプレス部４１から露出する露出面２０ｃと、電極積層体１３の最上層に位置する一次シール部２０のうちプレス部４２から露出する露出面２０ｄとを、加熱治具５０を用いて加熱する。このとき、水平方向と、積層方向との両方から一次シール部２０が加熱されることによって、各一次シール部２０の一部の領域２０ｂ同士が溶着して一体化する。なお、露出面２０ｃ，２０ｄのそれぞれは、積層方向に対して交差する面である。第５工程では、例えば２４０℃に設定した加熱治具５０を２分間、一次シール部２０に接触させる。

第５工程で用いられる加熱治具５０は、一次シール部２０を加熱するためのヒータであり、例えば略角筒形状を呈する。図示しないが、加熱治具５０は、２つ以上の部品に分解可能である。加熱治具５０は、積層方向に沿って延在する本体部５１と、積層方向における本体部５１の一端（本実施形態では下端）から水平方向に沿って突出する第１突出部５２と、積層方向における本体部５１の他端（本実施形態では上端）から水平方向に沿って突出する第２突出部５３とを有する。本体部５１は、各一次シール部２０の外周面２０ａに接触する部材であり、平面視にて矩形枠形状を呈している。第１突出部５２と第２突出部５３とのそれぞれは、平面視にて本体部５１の内側に位置しており、且つ、平面視にて矩形枠形状を呈する。第１突出部５２は、電極積層体１３の下端に位置する一次シール部２０の露出面２０ｃに接触する部材である。一次シール部２０を加熱するとき、第１突出部５２は、プレス部４１の断熱部４１ｂに接触する。第２突出部５３は、電極積層体１３の上端に位置する一次シール部２０の露出面２０ｄに接触する部材である。一次シール部２０を加熱するとき、第２突出部５３は、プレス部４２の断熱部４２ｂに接触する。本体部５１と、第１突出部５２と、第２突出部５３とは、互いに一体化している。

次に、一次シール部２０の外周面２０ａを覆う二次シール部２１を形成することによって、図２に示される樹脂部１４を形成する（第６工程）。第６工程では、例えば金型を用いて、外周面２０ａの全体に対して樹脂組成物を射出成形する。そして、当該樹脂組成物を冷却等によって硬化することによって、二次シール部２１を形成する。なお、第６工程の終了後、隣り合うバイポーラ電極１１と、一次シール部２０とによる内部空間Ｖ内には、電解液が収容される。以上の工程を経て、蓄電モジュール２が製造される。

以下では、本実施形態に係る製造方法によって製造される蓄電モジュールの作用効果について、図５に示される比較例を参照しながら説明する。図５は、比較例に係るニッケル水素電池の製造方法を説明するための図である。

図５に示される加熱治具１５０は、本実施形態と異なり、第１突出部及び第２突出部を備えていない。また、比較例では、平面視における一次シール部１２０の外周縁と、プレス部１４１，１４２の縁とが揃っている。よって比較例では、一次シール部１２０は、水平方向からのみ加熱治具１５０によって加熱される。この場合、一次シール部１２０の外周面１２０ａ及びその近傍のみが溶融するので、各一次シール部１２０において一体化した領域１２０ｂは、外周面１２０ａの近傍のみに形成される。比較例では、平面視における一次シール部１２０のうち、例えば外周面１２０ａから０．２ｍｍ～０．３ｍｍ程度に領域１２０ｂが形成される。この場合、水平方向における領域１２０ｂと集電体１５との間隔Ｓ１１は、約１．２ｍｍ～１．３ｍｍ程度になる。なお、この比較例において加熱治具１５０の温度を上昇して領域１２０ｂを広げることが考えられる。しかしながら、加熱治具１５０の温度を上昇すると、正極層１６、負極層１７、及び一次シール部１２０の樹脂組成物の少なくとも何れかに悪影響が発生し得る。この場合、例え領域１２０ｂを広げられたとしても、ニッケル水素電池の性能が劣化してしまう。

これに対して本実施形態では、積層された一次シール部２０同士を溶着する第５工程において、加熱治具５０の本体部５１によって水平方向から一次シール部２０を加熱すると共に、加熱治具５０の第１突出部５２及び第２突出部５３の積層方向の両方から一次シール部２０を加熱する。このため、一次シール部１２０が単に水平方向から加熱される上記比較例と比較して、積層された一次シール部２０同士は、良好に溶着する。すなわち、一次シール部１２０が水平方向のみから加熱される場合と比較して、積層された一次シール部２０同士において溶着される領域２０ｂを拡大できる。例えば、平面視における一次シール部２０のうち、外周面２０ａから０．８ｍｍ～１．０ｍｍ程度に領域２０ｂが形成される。この場合、水平方向における領域２０ｂと集電体１５との間隔Ｓ２（図２を参照）は、０．７ｍｍ～０．５ｍｍ程度になり、平面視における領域２０ｂ，１２０ｂの面積差は数倍になる。したがって本実施形態では、一次シール部２０同士が溶着した領域２０ｂを容易に拡大できるので、一次シール部２０における未溶着領域を介した水素ガスの外部への流出を抑制できる。

加えて、熱伝導治具６１は断熱部４１ｂに接触しており、熱伝導治具６２は断熱部４２ｂに接触している。このため、熱伝導治具６１，６２からプレス部４１，４２への熱伝導がそれぞれ抑制されるので、積層方向から一次シール部２０を良好に加熱できる。

図６は、実施形態の第１変形例に係る蓄電モジュールの製造方法を説明するための図である。第１変形例では、実施形態とは異なる構成を備える加熱治具を用いて上記第５工程を実施する。

図６に示される加熱治具５０Ａは、第１部材５４、第２部材５５、及び第３部材５６を有する。第１部材５４は、各一次シール部２０の外周面２０ａに接触する部材であり、平面視にて矩形枠形状を呈している。第２部材５５及び第３部材５６とのそれぞれは、平面視にて第１部材５４の内側に位置しており、且つ、平面視にて矩形枠形状を呈する。第２部材５５は、電極積層体１３の下端に位置する一次シール部２０の露出面２０ｃに接触する部材である。一次シール部２０を加熱するとき、第２部材５５は、プレス部４１の断熱部４１ｂと、露出面２０ｃとに接触すると共に、第１部材５４に対して離間している。また、第３部材５６は、電極積層体１３の上端に位置する一次シール部２０の露出面２０ｄに接触する部材である。一次シール部２０を加熱するとき、第３部材５６は、プレス部４２の断熱部４２ｂと、露出面２０ｄとに接触すると共に、第１部材５４及び第２部材５５に対して離間している。

このような第１変形例においても、実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて、積層された一次シール部２０同士を溶着するとき、第１部材５４は水平方向から各一次シール部２０を加熱し、第２部材５５は積層方向の一方から一次シール部２０を加熱し、第３部材５６は積層方向の他方から一次シール部２０を加熱する。この場合、積層された枠体同士の溶着領域を良好に拡大できる。加えて、第１部材５４と、第２部材５５と、第３部材５６とが互いに離間することによって、一次シール部２０の位置に応じた加熱を容易に実施できる。

図７は、実施形態の第２変形例に係る蓄電モジュールの製造方法を説明するための図である。第２変形例では、実施形態及び第１変形例とは異なる加熱治具と、熱伝導治具とを用いて上記第５工程を実施する。

図７に示される加熱治具５０Ｂは、本体部５１Ａを有する。本体部５１Ａは、実施形態の本体部５１と同様の形状を有する。加熱治具５０Ｂには、実施形態の加熱治具５０に設けられる第１突出部５２及び第２突出部５３（図４（ｂ）を参照）は設けられていない。熱伝導治具６１，６２のそれぞれは、加熱治具５０Ｂからの熱を伝導する部材であり、平面視にて略矩形枠形状を呈する。一次シール部２０への金属拡散を抑制する観点から、熱伝導治具６１，６２のそれぞれは、例えば、アルミニウム製の部材、もしくはアルミニウムにてコーティングされた金属部材である。熱伝導治具６１は、加熱治具５０Ｂと、電極積層体１３の下端に位置する一次シール部２０の露出面２０ｃとに接触する部材である。熱伝導治具６２は、加熱治具５０Ｂと、電極積層体１３の上端に位置する一次シール部２０の露出面２０ｄとに接触する部材である。

第２変形例にて積層された一次シール部２０同士を溶着するとき、まず、熱伝導治具６１が露出面２０ｃに接触すると共に、熱伝導治具６２が露出面２０ｄに接触する。続いて、加熱治具５０Ｂの本体部５１Ａが、各一次シール部２０の外周面２０ａと、熱伝導治具６１，６２とに接触する。これにより、加熱治具５０Ｂによって水平方向から一次シール部２０を加熱する。同時に、露出面２０ｃと加熱治具５０Ｂとの両方に接触する熱伝導治具６１と、露出面２０ｄと加熱治具５０Ｂとの両方に接触する熱伝導治具６２とが、積層方向から一次シール部２０を加熱する。よって、第２変形例においても上記実施形態及び上記第１変形例と同様の作用効果が奏される。加えて、熱伝導治具６１は断熱部４１ｂに接触しており、熱伝導治具６２は断熱部４２ｂに接触している。このため、熱伝導治具６１，６２からプレス部４１，４２への熱伝導が抑制されるので、積層方向から一次シール部２０を良好に加熱できる。

本発明に係る蓄電モジュール及びその製造方法は、上記実施形態及び上記変形例に限定されず、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態及び上記変形例は適宜組み合わせてもよい。例えば、上記第１変形例と上記第２変形例とを組み合わせてもよい。この場合、電極積層体の下端に位置する一次シール部の露出面には第２部材が接触し、電極積層体の上端に位置する一次シール部の露出面には熱伝導治具が接触してもよい。もしくは、電極積層体の下端に位置する一次シール部の露出面には熱伝導治具が接触し、電極積層体の上端に位置する一次シール部の露出面には第３部材が接触してもよい。

上記実施形態及び上記変形例では、一次シール部が集電体の周縁部の一部を覆っているが、これに限られない。一次シール部は、集電体の縁の全体を覆ってもよい。

上記実施形態では、加熱治具が第１突出部及び第２突出部を有しているが、これに限られない。加熱治具は、本体部と、第１突出部及び第２突出部の一方とを有してもよい。この場合であっても、一次シール部は、水平方向だけでなく積層方向からも加熱されるので、上記比較例よりも溶着領域を容易に拡大できる。なお、加熱治具が第１突出部及び第２突出部の一方を有する場合、一対のプレス部の平面視における大きさは、互いに異なってもよい。例えば、加熱治具が第２突出部を有さない場合、電極積層体の上端に接触するプレス部の縁は、一次シール部の外周縁に揃ってもよいし、当該外周縁よりも外側に位置してもよい。

上記第１変形例の加熱治具は、第１部材に加えて、第２部材及び第３部材を備えているが、これに限られない。例えば、加熱治具は、第１部材と、第２部材及び第３部材の一方とを備えてもよい。この場合であっても、一次シール部は、水平方向だけでなく積層方向からも加熱されるので、上記比較例よりも溶着領域を容易に拡大できる。

上記第２変形例では、２つの熱伝導治具が開示されているが、これに限られない。例えば、何れか一方の熱伝導治具のみが用いられてもよい。この場合であっても、一次シール部は、水平方向だけでなく積層方向からも加熱されるので、上記比較例よりも溶着領域を容易に拡大できる。

１…蓄電装置、２…蓄電モジュール、１１…バイポーラ電極、１２…セパレータ、１３…電極積層体、１４…樹脂部、１５…集電体、１５ａ…板面、１５ｂ…板面、１５ｃ…周縁部、１６…正極層、１７…負極層、２０…一次シール部（枠体）、２０ａ…外周面、２０ｂ…領域、２０ｃ…露出面、２０ｄ…露出面、２１…二次シール部、４０…押圧治具、５０，５０Ａ，５０Ｂ…加熱治具、６１，６２…熱伝導治具。

Claims (6)

1. 一対の板面を有する集電体を準備する工程と、
   前記一対の板面の一方面上に正極層を形成する工程と、
   前記一対の板面の他方面上に負極層を形成する工程と、
   前記集電体の周縁部の少なくとも一部を覆う枠体を形成する工程と、
   前記一対の板面が延在する延在方向に交差する積層方向に沿って、前記枠体が設けられた前記集電体をセパレータを介して積層する工程と、
   積層された前記枠体同士を溶着する工程と、
   を備え、
   前記枠体を形成する前記工程では、前記枠体が前記集電体に溶着され、
   前記集電体を前記セパレータを介して積層する前記工程では、前記積層方向において隣り合う前記枠体同士が接触するように、前記枠体が設けられた前記集電体が積層され、
   積層された前記枠体同士を溶着する前記工程では、前記延在方向から前記枠体を加熱すると共に、前記積層方向の少なくとも一方から前記枠体を加熱することによって、前記積層方向において互いに接触する隣り合う前記枠体同士が溶着される、
   蓄電モジュールの製造方法。
2. 前記枠体同士を溶着する前記工程では、前記延在方向から前記枠体を加熱すると共に、前記積層方向の両方から前記枠体を加熱する、請求項１に記載の蓄電モジュールの製造方法。
3. 前記枠体同士を溶着する前記工程では、第１部材及び第２部材を有する加熱治具によって前記枠体を加熱し、
   積層された前記枠体同士を溶着するとき、
   前記第１部材は、前記延在方向から前記枠体を加熱し、
   前記第２部材は、前記積層方向の一方から前記枠体を加熱する、請求項１又は２に記載の蓄電モジュールの製造方法。
4. 前記第１部材と前記第２部材とは、互いに離間している、請求項３に記載の蓄電モジュールの製造方法。
5. 積層された前記枠体同士を溶着する前記工程では、積層された前記枠体を一対のプレス部により前記積層方向に挟持しつつ、前記積層方向の一端に位置する前記枠体のうち前記一対のプレス部から露出した露出面を前記積層方向から加熱する、請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電モジュールの製造方法。
6. 一対の板面を有する集電体を準備する工程と、
   前記一対の板面の一方面上に正極層を形成する工程と、
   前記一対の板面の他方面上に負極層を形成する工程と、
   前記集電体の周縁部の少なくとも一部を覆う枠体を形成する工程と、
   前記一対の板面が延在する延在方向に交差する積層方向に沿って、前記枠体が設けられた前記集電体をセパレータを介して積層する工程と、
   積層された前記枠体同士を溶着する工程と、
   を備え、
   積層された前記枠体同士を溶着する前記工程では、加熱治具にて前記延在方向から前記枠体を加熱すると共に、熱伝導治具にて前記積層方向の少なくとも一方から前記枠体を加熱し、
   前記熱伝導治具は、前記積層方向の一端に位置する前記枠体のうち前記積層方向に交差する露出面と、前記加熱治具との両方に接触する、
   蓄電モジュールの製造方法。

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