特開 2019-220273 電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-220273(P2019-220273A)

(43)【公開日】2019年12月26日

(54)【発明の名称】電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/30 20060101AFI20191129BHJP

   H01M 2/12 20060101ALI20191129BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20191129BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/30 Z

   H01M2/12 102

   H01M2/10 A

   H01M2/10 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-114802(P2018-114802)

(22)【出願日】2018年6月15日

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(74)【代理人】

【識別番号】100140453

【弁理士】

【氏名又は名称】戸津 洋介

(72)【発明者】

【氏名】大井手 竜二

(72)【発明者】

【氏名】植田 浩生

(72)【発明者】

【氏名】守作 直人

(72)【発明者】

【氏名】穂積 正人

(72)【発明者】

【氏名】奥村 素宜

(72)【発明者】

【氏名】菊池 卓郎

(72)【発明者】

【氏名】寺島 大樹

【テーマコード（参考）】

5H012

5H028

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H012AA07

5H012BB04

5H012CC08

5H012DD01

5H012EE01

5H012GG03

5H028AA07

5H028CC01

5H028CC07

5H028CC08

5H028CC19

5H028CC24

5H028EE10

5H028HH05

5H040AA34

5H040AA37

5H040AT02

5H040AY10

5H040CC15

5H040CC27

5H040CC34

5H040CC37

5H040CC38

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】圧力調整弁が開いた場合でも内部空間内の電解液が圧力調整弁から放出され難い電池モジュールを提供する。
【解決手段】バイポーラ電池２は、バイポーラ電極１３がＺ軸方向に積層された電極積層体１５と、内部空間Ｖと連通された連通孔１６ａを有する枠体１６と、連通孔１６ａを塞ぐ圧力調整弁１２とを備える。内部空間Ｖには電解液が収容されている。負極１９の主面１９ａは、Ｘ軸方向において、連通孔１６ａから最も遠い第１縁部１９ｅ１と、連通孔１６ａに最も近い第２縁部１９ｅ２とを有する。内部空間Ｖは、Ｘ軸方向に直交し第１縁部１９ｅ１を含む第１平面Ｐ１に対して連通孔１６ａとは反対側に位置する第１部分Ｒ１と、Ｘ軸方向に直交し第２縁部１９ｅ２を含む第２平面Ｐ２に対して連通孔１６ａと同じ側に位置する第２部分Ｒ２とを有する。第１部分Ｒ１の体積Ｖ１は第２部分Ｒ２の体積Ｖ２よりも大きい。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

集電板の第１面に形成された正極と前記集電板の第２面に形成された負極とを有するバイポーラ電極が第１方向に積層された電極積層体と、
前記電極積層体を取り囲むように配置され、隣り合う前記バイポーラ電極間に設けられた内部空間と連通された連通孔を有するシール部と、
前記連通孔を塞ぐ圧力調整弁と、
を備え、
前記内部空間には電解液が収容されており、
前記第１方向に直交する第２方向において、前記連通孔は前記圧力調整弁と前記内部空間との間に配置されており、
前記負極は、前記第１方向に交差する主面を有しており、
前記主面は、前記第２方向において、前記連通孔から最も遠い第１縁部と、前記連通孔に最も近い第２縁部と、を有しており、
前記内部空間は、前記第２方向に直交し前記第１縁部を含む第１平面に対して前記連通孔とは反対側に位置する第１部分と、前記第２方向に直交し前記第２縁部を含む第２平面に対して前記連通孔と同じ側に位置する第２部分と、を有しており、
前記第１部分の体積が前記第２部分の体積よりも大きい、電池モジュール。

【請求項2】

前記第１部分の体積が、前記第２部分の体積の５倍以上である、請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項3】

前記主面は矩形状を呈しており、
前記主面は、前記第１平面内の第１辺と、前記第２平面内の第２辺とを有する、請求項１又は２に記載の電池モジュール。

【請求項4】

前記電極積層体には、複数の前記内部空間が設けられており、
前記複数の内部空間のそれぞれが、前記第１部分及び前記第２部分を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項5】

前記正極及び前記負極の少なくとも一方が、前記第２方向に延在する溝部を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項6】

積層された複数の電池モジュールと、前記複数の電池モジュールの積層方向に前記複数の電池モジュールを拘束する拘束ユニットと、を備える蓄電装置であって、
前記複数の電池モジュールのそれぞれが、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池モジュールであり、
前記積層方向から見て、前記複数の電池モジュールの前記第１部分が少なくとも部分的に互いに重なり合っており、
前記積層方向から見て、前記複数の電池モジュールの前記第２部分が少なくとも部分的に互いに重なり合っている、蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一側面は、電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の電池モジュールとしては、例えば特許文献１に記載されているような薄型電池が知られている。特許文献１に記載の薄型電池は、正極、負極及び集電体を有するバイポーラ電極と、セパレータ及び電解液を含む電解質層と、集電体の一方の主面に正極を取り囲むように配置された第１シール部と、集電体の他方の主面に負極を取り囲むように配置された第２シール部と、第２シール部を貫通するチューブとを備えている。チューブの一端は、セパレータ、集電体及び第２シール部で画成された内部空間に臨み、チューブの他端は、第２シール部の外部空間に臨んでいる。電池内部に発生したガスは、チューブを介して電池外部へ排出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−２８７４５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来技術においては、チューブは、内部空間の圧力が上昇すると、内部空間のガスを排出する圧力調整弁として機能する。そのような圧力調整弁を備えた電池モジュールでは、内部空間の圧力が上昇して圧力調整弁が開くと、内部空間のガスと共に電解液が放出される場合がある。この場合、内部空間内に残る電解液の量が減少してしまう。

【0005】

本発明の一側面は、圧力調整弁が開いた場合でも内部空間内の電解液が圧力調整弁から放出され難い電池モジュールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面に係る電池モジュールは、集電板の第１面に形成された正極と前記集電板の第２面に形成された負極とを有するバイポーラ電極が第１方向に積層された電極積層体と、前記電極積層体を取り囲むように配置され、隣り合う前記バイポーラ電極間に設けられた内部空間と連通された連通孔を有するシール部と、前記連通孔を塞ぐ圧力調整弁と、を備え、前記内部空間には電解液が収容されており、前記第１方向に直交する第２方向において、前記連通孔は前記圧力調整弁と前記内部空間との間に配置されており、前記負極は、前記第１方向に交差する主面を有しており、前記主面は、前記第２方向において、前記連通孔から最も遠い第１縁部と、前記連通孔に最も近い第２縁部と、を有しており、前記内部空間は、前記第２方向に直交し前記第１縁部を含む第１平面に対して前記連通孔とは反対側に位置する第１部分と、前記第２方向に直交し前記第２縁部を含む第２平面に対して前記連通孔と同じ側に位置する第２部分と、を有しており、前記第１部分の体積が前記第２部分の体積よりも大きい。

【0007】

この電池モジュールによれば、正極又は負極からガスが発生して内部空間の圧力が上昇すると、体積の小さい第２部分から体積の大きい第１部分に向かってガスが流れる。このガスの流れに乗って、内部空間内の電解液が、第２方向において連通孔から遠ざかるように移動する。よって、内部空間の圧力が上昇して圧力調整弁が開いても、内部空間内の電解液が圧力調整弁から放出され難い。

【0008】

前記第１部分の体積が、前記第２部分の体積の５倍以上であってもよい。この場合、第１部分に収容される電解液の量を多くできるので、第２部分に収容される電解液の量をより少なくできる。

【0009】

前記主面は矩形状を呈しており、前記主面は、前記第１平面内の第１辺と、前記第２平面内の第２辺とを有してもよい。

【0010】

前記電極積層体には、複数の前記内部空間が設けられており、前記複数の内部空間のそれぞれが、前記第１部分及び前記第２部分を有してもよい。この場合、各内部空間内の電解液が圧力調整弁から放出され難い。

【0011】

前記正極及び前記負極の少なくとも一方が、前記第２方向に延在する溝部を有してもよい。この場合、内部空間内の電解液は、溝部を通って連通孔から遠ざかるように移動できる。

【0012】

本発明の一側面に係る蓄電装置は、積層された複数の電池モジュールと、前記複数の電池モジュールの積層方向に前記複数の電池モジュールを拘束する拘束ユニットと、を備える蓄電装置であって、前記複数の電池モジュールのそれぞれが、上述の電池モジュールであり、前記積層方向から見て、前記複数の電池モジュールの前記第１部分が少なくとも部分的に互いに重なり合っており、前記積層方向から見て、前記複数の電池モジュールの前記第２部分が少なくとも部分的に互いに重なり合っている。

【0013】

積層方向から見て、第１部分と第２部分とが互いに重なり合っていると、第１部分に比べて第２部分に掛かる荷重が比較的小さくなる。それに対して、積層方向から見て、複数の第１部分が少なくとも部分的に互いに重なり合っていると、第１部分に掛かる荷重を均一化し易い。また、積層方向から見て、複数の第２部分が少なくとも部分的に互いに重なり合っていると、第２部分に掛かる荷重を均一化し易い。

【発明の効果】

【0014】

本発明の一側面によれば、圧力調整弁が開いた場合でも内部空間内の電解液が圧力調整弁から放出され難い電池モジュールが提供され得る。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る電池モジュールを備えた蓄電装置を示す概略断面図である。

【図2】電池モジュールの概略断面図である。

【図3】電池モジュールの概略斜視図である。

【図4】電池モジュールの一部を模式的に示す図である。

【図5】内部空間の圧力が上昇した場合のガスの流れを模式的に示す図である。

【図6】変形例に係る電池モジュールの一部を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。図面には、必要に応じてＸＹＺ直交座標系が示される。

【0017】

図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールを備えた蓄電装置を示す概略断面図である。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、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（ここでは３つ）の電池モジュールとしてのバイポーラ電池２を備えている。バイポーラ電池２は、例えばニッケル水素二次電池である。

【0018】

複数のバイポーラ電池２は、金属製の導電板３を介して積層されている。導電板３は、積層方向（Ｚ軸方向）の両端に位置するバイポーラ電池２の外側にも配置されている。Ｚ軸方向は例えば鉛直方向である。バイポーラ電池２及び導電板３は、例えば積層方向から見て矩形状（平面視矩形状）を呈している。導電板３は、隣り合うバイポーラ電池２と電気的に接続されている。これにより、複数のバイポーラ電池２が積層方向に直列接続されている。

【0019】

積層方向の一端（ここでは下端）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（ここでは上端）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は、積層方向に垂直な方向（Ｘ軸方向）に延在している。Ｘ軸方向は例えば水平方向である。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の充放電を実施することができる。

【0020】

導電板３は、バイポーラ電池２において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板３には、積層方向と正極端子４及び負極端子５の延在方向とに垂直な方向（Ｙ軸方向）に延在した複数の空隙３ａが設けられている。Ｙ軸方向は例えば水平方向である。これらの空隙３ａを空気等の冷媒が通過することにより、バイポーラ電池２からの熱を効率的に外部に放出することができる。

【0021】

また、蓄電装置１は、バイポーラ電池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、バイポーラ電池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、これらの拘束プレート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。

【0022】

拘束プレート７は、鉄等の金属で形成されている。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がそれぞれ配置されている。拘束プレート７及び絶縁フィルム１０は、例えば平面視矩形状を呈している。ボルト８の軸部８ａが各拘束プレート７に設けられた挿通孔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、バイポーラ電池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。

【0023】

図２は、バイポーラ電池２の概略断面図である。図３は、バイポーラ電池２の概略斜視図である。図２及び図３において、バイポーラ電池２は、複数のセル（例えば２４セル）が積層された構造（複数セル構造）を有している。バイポーラ電池２は、複数のバイポーラ電極１３がセパレータ１４を介してＺ軸方向（第１方向）に積層された電極積層体１５と、この電極積層体１５を取り囲むように配置されたシール部としての枠体１６と、枠体１６に取り付けられた複数（ここでは４つ）の圧力調整弁１２とを備えている。

【0024】

バイポーラ電極１３及びセパレータ１４は、例えば平面視矩形状を呈している。セパレータ１４は、積層方向に隣り合うバイポーラ電極１３の間に配置されている。バイポーラ電極１３は、集電板（導電板又は金属板）の一例であるニッケル箔１７と、このニッケル箔１７の上面１７ａ（第１面）に形成された正極１８と、ニッケル箔１７の下面１７ｂ（第１面とは反対側の第２面）に形成された負極１９とを有している。正極１８はＺ軸方向に厚みを有する正極層である。負極１９はＺ軸方向に厚みを有する負極層である。正極１８及び負極１９は、例えば平面視矩形状を呈している。

【0025】

バイポーラ電極１３の正極１８は、セパレータ１４を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極１３の負極１９と対向している。バイポーラ電極１３の負極１９は、セパレータ１４を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極１３の正極１８と対向している。

【0026】

電極積層体１５の最下層には、正極側終端電極２０が配置されている。正極側終端電極２０は、ニッケル箔１７と、このニッケル箔１７の上面１７ａに形成された正極１８とを有している。電極積層体１５の最上層には、負極側終端電極２１が配置されている。負極側終端電極２１は、ニッケル箔１７と、このニッケル箔１７の下面１７ｂに形成された負極１９とを有している。正極側終端電極２０の正極１８は、セパレータ１４を挟んで最下層のバイポーラ電極１３の負極１９と対向している。負極側終端電極２１の負極１９は、セパレータ１４を挟んで最上層のバイポーラ電極１３の正極１８と対向している。正極側終端電極２０及び負極側終端電極２１のニッケル箔１７は、積層方向に隣り合う導電板３（図１参照）に接続されている。

【0027】

正極１８は、ニッケル箔１７の一方面に正極活物質を塗工することにより形成されている。正極活物質としては、例えばコバルト（Ｃｏ）酸化物コートが施された水酸化ニッケルが用いられる。負極１９は、ニッケル箔１７の他方面に負極活物質を塗工することにより形成されている。負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が用いられる。ニッケル箔１７の縁部１７ｃ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。

【0028】

セパレータ１４は、正極１８と負極１９との間に配置され、正極１８と負極１９とを隔離する。セパレータ１４は、積層方向から見てニッケル箔１７よりも小さく且つ正極１８及び負極１９よりも大きい。セパレータ１４は、例えばシート状に形成されている。セパレータ１４は、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、もしくはＰＥ、ＰＰ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはメチルセルロース等からなる不織布または織布等で形成されている。また、セパレータ１４は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されていてもよい。なお、セパレータ１４の形状としては、特にシート状に限られず、袋状であってもよい。

【0029】

枠体１６は、電極積層体１５の周囲に配置され、各ニッケル箔１７の縁部１７ｃをそれぞれ保持する複数の一次シール部２２と、これらの一次シール部２２の周囲に配置された二次シール部２３とを有している。

【0030】

各一次シール部２２は、積層方向に沿ってニッケル箔１７毎に配置されている。一次シール部２２は、枠状に形成されている。一次シール部２２は、ニッケル箔１７の縁部１７ｃに熱溶着により接合されている。

【0031】

積層方向に隣り合うニッケル箔１７間には、ニッケル箔１７、正極１８、負極１９及び一次シール部２２によって画成された内部空間Ｖが設けられている。従って、電極積層体１５には、複数の内部空間Ｖが設けられている。セパレータ１４内の空隙部分を含む内部空間Ｖには、例えばアルカリ性の電解液が収容されている。アルカリ性の電解液としては、例えば水酸化カリウム水溶液等を含むアルカリ溶液が用いられている。一次シール部２２は、内部空間Ｖを封止する。バイポーラ電池２の各セルは、２つのニッケル箔１７、正極１８、負極１９、セパレータ１４及び一次シール部２２により構成され、内部空間Ｖを有している。

【0032】

二次シール部２３は、角筒状を有している。二次シール部２３は、内部空間Ｖを更に封止する。二次シール部２３は、各一次シール部２２に接合されている。二次シール部２３は、例えば射出成形等により形成されている。

【0033】

一次シール部２２及び二次シール部２３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）また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。

【0034】

図２に示されるように、枠体１６は、各内部空間Ｖと連通する連通孔１６ａを有する。連通孔１６ａは、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向（第２方向）において、内部空間Ｖに臨む枠体１６の内周面１６ｂから枠体１６の外周面１６ｃまで貫通している。連通孔１６ａは、外周面１６ｃに取り付けられた圧力調整弁１２によって塞がれている。例えば、１つの圧力調整弁１２は複数（ここでは６つ）の連通孔１６ａを塞いでいる。各連通孔１６ａのＹ軸方向における位置は互いに異なっている。内部空間Ｖの圧力が上昇すると、圧力調整弁１２が開いて、内部空間Ｖ内のガスが連通孔１６ａを通ってバイポーラ電池２の外部に放出される。連通孔１６ａは、Ｘ軸方向において、圧力調整弁１２と内部空間Ｖとの間に配置される。

【0035】

図４は、バイポーラ電池２の一部を模式的に示す図である。図４（ａ）は図２の一部を拡大した断面図である。図４（ｂ）は、Ｚ軸方向から負極１９を見たときのバイポーラ電池２の一部の平面図である。図４に示されるように、負極１９は、Ｚ軸方向に交差する主面１９ａを有する。主面１９ａは例えばＺ軸方向に直交する平面である。本実施形態において、主面１９ａは矩形状を呈している。主面１９ａは、Ｘ軸方向において、連通孔１６ａから最も遠い第１縁部１９ｅ１と、連通孔１６ａに最も近い第２縁部１９ｅ２とを有する。第１縁部１９ｅ１は、矩形の第１辺である。第２縁部１９ｅ２は、第１辺とは反対側の第２辺である。第１辺及び第２辺はＹ軸方向に延在している。主面１９ａが長方形である場合、第１縁部１９ｅ１及び第２縁部１９ｅ２は短辺であってもよい。この場合、Ｘ軸方向において、第１縁部１９ｅ１を連通孔１６ａから遠ざけることができる。枠体１６の内周面１６ｂは、Ｚ軸方向から見て矩形状を呈している。Ｚ軸方向から見て、内周面１６ｂは、主面１９ａを取り囲むように配置されている。

【0036】

各内部空間Ｖは、第１縁部１９ｅ１を含む第１平面Ｐ１に対して連通孔１６ａとは反対側に位置する第１部分Ｒ１と、第２縁部１９ｅ２を含む第２平面Ｐ２に対して連通孔１６ａと同じ側に位置する第２部分Ｒ２と、第１部分Ｒ１と第２部分Ｒ２との間に配置された第３部分Ｒ３とを有する。第１平面Ｐ１及び第２平面Ｐ２はいずれもＸ軸方向に直交する。第１部分Ｒ１、第２部分Ｒ２及び第３部分Ｒ３は、電解液を収容可能な空隙部分である。

【0037】

第１部分Ｒ１の体積Ｖ１は第２部分Ｒ２の体積Ｖ２よりも大きい（Ｖ１＞Ｖ２）。体積Ｖ１は体積Ｖ２の５倍以上であってもよいし、１０倍以下であってもよい。体積Ｖ１は、例えば０．５〜１．５ｃｃである。体積Ｖ２は、例えば０．１〜０．３ｃｃである。

【0038】

例えば、隣り合うニッケル箔１７の互いに対向する上面１７ａ及び下面１７ｂと、枠体１６の内周面１６ｂと、第１平面Ｐ１とによって囲まれた直方体領域の体積をＶ１ａ、セパレータ１４のうち第１平面Ｐ１に対して連通孔１６ａとは反対側に位置する部分の非空隙領域（セパレータ１４の構成材料が存在する領域）の体積をＶ１ｂとすると、体積Ｖ１は下記式（１）で表される。
Ｖ１＝Ｖ１ａ−Ｖ１ｂ … （１）

【0039】

ニッケル箔１７の下面１７ｂのうち枠体１６の内周面１６ｂと第１平面Ｐ１とによって囲まれた部分の面積をＳ１、隣り合うニッケル箔１７間の距離をＨとすると、体積Ｖ１ａは下記式（２）で表される。
Ｖ１ａ＝Ｓ１×Ｈ … （２）

【0040】

セパレータ１４のうち第１平面Ｐ１に対して連通孔１６ａとは反対側に位置する部分の外側表面と第１平面Ｐ１とによって囲まれる直方体領域の体積をＶ１ｓ、セパレータ１４の空隙率をεとすると、体積Ｖ１ｂは下記式（３）で表される。
Ｖ１ｂ＝Ｖ１ｓ×（１−ε） … （３）

【0041】

体積Ｖ２についても同様に算出され得る。例えば、隣り合うニッケル箔１７の互いに対向する上面１７ａ及び下面１７ｂと、枠体１６の内周面１６ｂ（連通孔１６ａの内部空間Ｖ側の開口端も含む）と、第２平面Ｐ２とによって囲まれた直方体領域の体積をＶ２ａ、セパレータ１４のうち第２平面Ｐ２に対して連通孔１６ａと同じ側に位置する部分の非空隙領域の体積をＶ２ｂとすると、体積Ｖ２は下記式（４）で表される。
Ｖ２＝Ｖ２ａ−Ｖ２ｂ … （４）

【0042】

ニッケル箔１７の下面１７ｂのうち枠体１６の内周面１６ｂと第２平面Ｐ２とによって囲まれた部分の面積をＳ２、隣り合うニッケル箔１７間の距離をＨとすると、体積Ｖ２ａは下記式（５）で表される。
Ｖ２ａ＝Ｓ２×Ｈ … （５）

【0043】

セパレータ１４のうち第２平面Ｐ２に対して連通孔１６ａと同じ側に位置する部分の外側表面と第２平面Ｐ２とによって囲まれる直方体領域の体積をＶ２ｓ、セパレータ１４の空隙率をεとすると、体積Ｖ２ｂは下記式（６）で表される。
Ｖ２ｂ＝Ｖ２ｓ×（１−ε） … （６）

【0044】

体積Ｖ１及び体積Ｖ２は面積Ｓ１及び面積Ｓ２の大きさによって調整され得る。面積Ｓ１は、面積Ｓ２よりも大きく、面積Ｓ２の５倍以上であってもよいし、１０倍以下であってもよい。面積Ｓ１及び面積Ｓ２は、ニッケル箔１７の下面１７ｂにおいて、負極１９のための負極活物質を塗工する範囲によって調整されてもよいし、塗工した負極活物質の一部の範囲を剥離することによって調整されてもよい。

【0045】

上述のバイポーラ電池２によれば、正極１８又は負極１９からガスＧが発生して内部空間Ｖの圧力が上昇すると、体積の小さい第２部分Ｒ２から体積の大きい第１部分Ｒ１に向かってガスＧが流れる（図５参照）。このガスＧの流れ（対流）に乗って、内部空間Ｖ内の電解液が、Ｘ軸方向において連通孔１６ａから遠ざかるように移動する。よって、内部空間Ｖの圧力が上昇して圧力調整弁１２が開いても、内部空間Ｖ内の電解液が圧力調整弁１２から放出され難い。電解液が圧力調整弁１２から放出される場合であっても、放出される電解液の量を低減できる。

【0046】

また、内部空間Ｖの第１部分Ｒ１の体積Ｖ１が第２部分Ｒ２の体積Ｖ２の５倍以上であると、第１部分Ｒ１に収容される電解液の量を多くできるので、第２部分Ｒ２に収容される電解液の量を少なくできる。その結果、圧力調整弁１２からの電解液の放出が更に抑制される。

【0047】

再び図１を参照する。図１に示されるように、Ｚ軸方向から見て、複数のバイポーラ電池２の第１部分Ｒ１は、少なくとも部分的に互いに重なり合っている。本実施形態では、１つのバイポーラ電池２の第１部分Ｒ１が、もう１つのバイポーラ電池２の第１部分Ｒ１と重なり合っている。また、各バイポーラ電池２内の複数の第１部分Ｒ１も互いに重なり合っている。同様に、Ｚ軸方向から見て、複数のバイポーラ電池２の第２部分Ｒ２は、少なくとも部分的に互いに重なり合っている。本実施形態では、１つのバイポーラ電池２の第２部分Ｒ２が、もう１つのバイポーラ電池２の第２部分Ｒ２と重なり合っている。また、各バイポーラ電池２内の複数の第２部分Ｒ２も互いに重なり合っている。各バイポーラ電池２の圧力調整弁１２は、Ｘ軸方向におけるバイポーラ電池２の両端部のうち同じ側の端部に設けられている。

【0048】

Ｚ軸方向から見て、第１部分Ｒ１と第２部分Ｒ２とが互いに重なり合っていると、拘束ユニット６によりバイポーラ電池２に荷重を付与する際に、第１部分Ｒ１に比べて第２部分Ｒ２に掛かる荷重が比較的小さくなる。そのため、各バイポーラ電池２に掛かる荷重のバラつきが大きくなる。それに対して、Ｚ軸方向から見て、複数の第１部分Ｒ１が少なくとも部分的に互いに重なり合っていると、第１部分Ｒ１に掛かる荷重を均一化し易い。同様に、Ｚ軸方向から見て、複数の第２部分Ｒ２が少なくとも部分的に互いに重なり合っていると、第２部分Ｒ２に掛かる荷重を均一化し易い。

【0049】

図６は、変形例に係る電池モジュールの一部を示す平面図である。図６に示されるバイポーラ電池２ａは、負極１９が溝部１９ｔを有すること以外はバイポーラ電池２と同じ構成を備える。本変形例において、負極１９は、Ｘ軸方向に延在する複数の溝部１９ｔを有する。各溝部１９ｔは、負極１９の主面１９ａの第１縁部１９ｅ１から第２縁部１９ｅ２まで延在している。溝部１９ｔの本数、幅、深さ、断面形状、主面１９ａにおける形状等は特に限定されない。溝部１９ｔの深さは、ニッケル箔１７の下面１７ｂが露出するように負極１９の厚みと同じであってもよいし、負極１９の厚みより小さくてもよい。

【0050】

バイポーラ電池２ａでは、内部空間Ｖ内の電解液が、溝部１９ｔを通って連通孔１６ａから遠ざかるように移動できる。このため、第２部分Ｒ２に収容された電解液を第１部分Ｒ１に迅速に移動させることができる。よって、内部空間Ｖの圧力が短時間で上昇して圧力調整弁１２が開いても、内部空間Ｖ内の電解液が圧力調整弁１２から放出され難い。

【0051】

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。

【0052】

例えば、上記実施形態では、主面１９ａは矩形状を呈しているが、楕円形状、円形状等その他の形状を呈してもよい。主面１９ａが楕円形状を呈する場合、第１縁部１９ｅ１は楕円の長軸の一端であり、第２縁部１９ｅ２は楕円の長軸の他端である。

【0053】

また、上記実施形態では、全ての内部空間Ｖのそれぞれが第１部分Ｒ１及び第２部分Ｒ２を有しているが、複数の内部空間Ｖのうちの少なくとも１つが第１部分Ｒ１及び第２部分Ｒ２を有してもよい。

【0054】

また、上記実施形態では、負極１９が溝部１９ｔを有しているが、正極１８がＸ軸方向に延在する溝部を有してもよい。この場合、内部空間Ｖ内の電解液が、正極１８の溝部を通って連通孔１６ａから遠ざかるように移動できる。

【0055】

また、上記実施形態では、バイポーラ電池２はニッケル水素二次電池であるが、バイポーラ電池２としては、特にニッケル水素二次電池には限られず、リチウムイオン二次電池等であってもよい。

【符号の説明】

【0056】

１…蓄電装置、２…バイポーラ電池（電池モジュール）、６…拘束ユニット、１２…圧力調整弁、１３…バイポーラ電極、１５…電極積層体、１６…枠体（シール部）、１６ａ…連通孔、１７…ニッケル箔（集電板）、１７ａ…上面（第１面）、１７ｂ…下面（第２面）、１８…正極、１９…負極、１９ａ…主面、１９ｅ１…第１縁部、１９ｅ２…第２縁部、１９ｔ…溝部、Ｐ１…第１平面、Ｐ２…第２平面、Ｒ１…第１部分、Ｒ２…第２部分、Ｖ…内部空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】