特開 2022-159905 双極型蓄電池及び双極型蓄電池の製造方法

(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】P2022159905

(43)【公開日】2022-10-18

(54)【発明の名称】双極型蓄電池及び双極型蓄電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20221011BHJP

   H01M 4/68 20060101ALI20221011BHJP

   H01M 50/103 20210101ALI20221011BHJP

   H01M 50/522 20210101ALI20221011BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01M4/68 A

H01M50/103

H01M50/522

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021064372

(22)【出願日】2021-04-05

(71)【出願人】

【識別番号】000005382

【氏名又は名称】古河電池株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100115679

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 勇毅

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】平 芳延

(72)【発明者】

【氏名】廣田 憲治

【テーマコード（参考）】

5H011

5H017

5H028

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H011AA17

5H011BB03

5H011CC02

5H011DD13

5H011EE06

5H011FF04

5H011GG09

5H011HH02

5H017AA01

5H017AS03

5H017CC03

5H017EE02

5H028AA08

5H028BB01

5H028CC19

5H028CC24

5H028EE06

5H043BA12

5H043CA13

5H043FA05

5H043FA10

5H043FA22

5H043HA11F

5H043HA23F

5H043JA01F

5H043JA02F

5H043KA02F

5H043KA05F

5H043KA07F

5H043LA41F

(57)【要約】

【課題】正極と負極との間の導通を確保しつつ、基板を貫通して設けられる貫通穴を介して正極側から負極側へと電解液が移動することで生ずる液洛を確実に防止して蓄電池の性能維持、長寿命化を図るとともに、製造のタクトタイムを短縮することができる双極型蓄電池及び双極型蓄電池の製造方法を提供する。
【解決手段】正極１１１、負極１１２、および正極１１１と負極１１２との間に介在するセパレータ１１３を備え、間隔を開けて積層配置されたセル部材１１０と、複数のセル部材１１０を個別に収容する複数の空間を形成する空間形成部材１２０と、を有し、正極用集電体１１１ａと基板１２１との間、或いは、負極用集電体１１２ａと基板１２１との間に設けられる金属層１５０と、を備え、金属層１５０は、正極用集電体１１１ａ及び負極用集電体１１２ａを構成する金属又は合金の融点よりも低い融点を備える金属又は合金から構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極用集電体と正極用活物質層を有する正極、負極用集電体と負極用活物質層を有する負極、および前記正極と前記負極との間に介在するセパレータを備え、間隔を開けて積層配置された、セル部材と、
複数の前記セル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、前記セル部材の前記正極の側および前記負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、前記セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、
を有し、
前記正極用集電体と前記基板との間、或いは、前記負極用集電体と前記基板との間に設けられる金属層と、を備え、
前記金属層は、前記正極用集電体及び前記負極用集電体を構成する金属又は合金の融点よりも低い融点を備える金属又は合金から構成されていることを特徴とする双極型蓄電池。

【請求項2】

前記金属層は、前記基板に接する第１の金属層と、前記第１の金属層を覆うように設けられる第２の金属層とからなる請求項１に記載の双極型蓄電池。

【請求項3】

前記第１の金属層として設けられる金属又は合金の融点は、前記第２の金属層、前記正極用集電体及び前記負極用集電体のいずれよりも高い融点を備え、前記第２の金属層として設けられる金属又は合金の融点は、前記第１の金属層、前記正極用集電体及び前記負極用集電体のいずれよりも低い融点を備えることを特徴とする請求項２に記載の双極型蓄電池。

【請求項4】

前記正極用集電体及び前記負極用集電体は、鉛又は鉛合金からなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の双極型蓄電池。

【請求項5】

空間形成部材の基板の一方の面及び他方の面に、正極用集電体及び負極用集電体を構成する金属又は合金の融点よりも低い融点を備える金属又は合金から構成されている金属層を設ける工程と、
前記一方の面に前記正極用集電体を配置する工程と、
前記他方の面に前記負極用集電体を配置する工程と、
配置された前記正極用集電体側から前記基板方向に加熱し前記基板の前記一方の面に前記金属層を介して前記正極用集電体を接合する工程と、
配置された前記負極用集電体側から前記基板方向に加熱し前記基板の前記他方の面に前記金属層を介して前記負極用集電体を接合する工程と、
を備えることを特徴とする双極型蓄電池の製造方法。

【請求項6】

前記金属層を設ける工程は、
前記基板の一方の面と、前記基板の他方の面と、前記基板の前記一方の面及び前記他方の面との間を貫通する貫通穴と、に第１の金属層を設ける工程と、
前記第１の金属層を覆うように第２の金属層を設ける工程と、
を備えていることを特徴とする請求項５に記載の双極型蓄電池の製造方法。

【請求項7】

前記金属層は、メッキ処理によって設けられることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の双極型蓄電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施の形態は、双極型蓄電池及び双極型蓄電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、太陽光や風力等の自然エネルギーを利用した発電設備が増えている。このような発電設備においては、発電量を制御することができないことから、蓄電池を利用して電力負荷の平準化を図るようにしている。すなわち、発電量が消費量よりも多いときには差分を蓄電池に充電する一方、発電量が消費量よりも小さいときには差分を蓄電池から放電するようにしている。上述した蓄電池としては、経済性や安全性等の観点から、鉛蓄電池が多用されている。このような従来の鉛蓄電池としては、例えば、下記特許文献１に記載されているものが知られている。

【0003】

この特許文献１に記載された鉛蓄電池では、額縁形をなす樹脂からなるフレーム（リム）の内側に、樹脂からなる基板（バイポーラプレート）が取り付けられている。基板の一方面及び他方面には、正極用鉛層及び負極用鉛層が設けられている。正極用鉛層には、正極用活物質層が隣接している。負極用鉛層には、負極用活物質層が隣接している。また、額縁形をなす樹脂からなるスペーサの内側には、電解液を含有するガラスマット（電解層）が配設されている。そして、フレームとスペーサとが交互に複数積層されて組み付けられている。

【0004】

さらに正極用鉛層と負極用鉛層とは、基板に複数形成された穿孔の内部で直接的に接合されている。すなわち、特許文献１に記載の鉛蓄電池は、一方面側と他方面側とを連通させる穿孔（連通孔）を有する基板とセル部材とが交互に複数積層された双極（バイポーラ）型鉛蓄電池である。セル部材は、正極用鉛層に正極用活物質層を設けた正極と、負極用鉛層に負極用活物質層を設けた負極と、正極と負極との間に介在する電解層と、を有し、一方のセル部材の正極用鉛層と他方のセル部材の負極用鉛層とが基板の穿孔の内部に没入して接合されることにより、セル部材同士が直列に接続されたものとなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６１２４８９４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した基板に設けられる正極用鉛層、或いは、負極用鉛層は、それぞれ薄い膜状（鉛箔）に形成されている。これら正極用鉛箔と負極用鉛箔を基板の上に設ける方法としては、例えば、基板の上に接着剤を塗布してその上から正極用鉛箔と負極用鉛箔を載置し、接着剤を介して基板に接着することが考えられる。ここで、接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂が用いられる。

【0007】

このように接着剤を用いて基板に正極用鉛箔と負極用鉛箔とを接着した状態を示すのが図８である。なお、接着剤を用いて基板と接着される鉛箔は正極用鉛箔と負極用鉛箔とがあるが、図８では正極用鉛箔を例に挙げて説明している。すなわち図８の（ａ）に示すように、このバイポーラ電極の正極は、樹脂製の基板２１０の一方の面の上に接着層２４０を介して正極用鉛箔２２０が配され、当該正極用鉛箔２２０の上に正極用活物質層（図示せず）が配されることによって構成されている。

【0008】

上記のような双極型鉛蓄電池においては、電解液に含有される硫酸によって正極用鉛箔２２０が腐食して正極用鉛箔２２０の表面に腐食生成物（酸化鉛）の被膜２６０が生成されることがある（図８の（ｂ）を参照）。そして、この腐食生成物の被膜２６０の成長によって正極用鉛箔２２０に伸び（グロース）が生じるおそれがあった。

【0009】

また、このグロースによって正極用鉛箔２２０と接着層２４０とが剥離し、正極用鉛箔２２０と接着層２４０との界面に電解液が浸入して、硫酸による正極用鉛箔２２０の腐食がさらに進行するおそれがあった（図８の（ｃ）を参照）。その結果、腐食が例えば正極用鉛箔２２０の裏面（基板２１０に対向する面）にまで達すると、短絡が生じるなどして電池の性能が低下する場合があった。

【0010】

さらには、正極と負極との導通を図るために設けられる、上述した一方面側と他方面側とを連通させる穿孔（連通孔）を介して電解液が正極側から負極側に到達すると、いわゆる液洛が生じ、電池性能の低下を招来する。

【0011】

また、正極用鉛箔、負極用鉛箔をそれぞれ基板に接着するために、上述したように例えばエポキシ樹脂を接着剤として用いた場合、接着剤が硬化して正極用鉛箔、負極用鉛箔が基板に固定されるまで、例えば２４時間程度の時間が掛かる。そのため、双極型鉛蓄電池を製造するための時間が掛かり、タクトタイムが延びる要因ともなる。

【0012】

上述したように連通孔は、正極と負極との間を導通させるために設けられるものであり電池の性能とも直結するため、可能な限り導通を阻害する要因は排除したい。しかしながら、基板に正極用鉛箔、負極用鉛箔を設けるために接着剤を用いると、当該接着剤は絶縁体としての性質を備えていることから、接着剤が連通孔内に入り込んでしまった場合、正極と負極との間の導通を阻害することになってしまう。

【0013】

本発明は、正極と負極との間の導通を確保しつつ、基板を貫通して設けられる貫通穴を介して正極側から負極側へと電解液が移動することで生ずる液洛を確実に防止して蓄電池の性能維持、長寿命化を図るとともに、製造のタクトタイムを短縮することができる双極型蓄電池及び双極型蓄電池の製造方法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】

【0014】

本発明の一態様に係る双極型蓄電池は、正極用集電体と正極用活物質層を有する正極、負極用集電体と負極用活物質層を有する負極、および正極と負極との間に介在するセパレータを備え、間隔を開けて積層配置された、セル部材と、複数のセル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、セル部材の正極の側および負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、を有し、正極用集電体と基板との間、或いは、負極用集電体と基板との間に設けられる金属層と、を備え、金属層は、正極用集電体及び負極用集電体を構成する金属又は合金の融点よりも低い融点を備える金属又は合金から構成されている。

【0015】

また、本発明の一態様に係る双極型蓄電池の製造方法は、空間形成部材の基板の一方の面及び他方の面に、正極用集電体及び負極用集電体を構成する金属又は合金の融点よりも低い融点を備える金属又は合金から構成されている金属層を設ける工程と、一方の面に正極用集電体を配置する工程と、他方の面に負極用集電体を配置する工程と、配置された正極用集電体側から基板方向に加熱し基板の一方の面に金属層を介して正極用集電体を接合するとともに、配置された負極用集電体側から基板方向に加熱し基板の他方の面に金属層を介して負極用集電体を接合する工程と、を備える。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、本発明の一態様に係る双極型鉛蓄電池は、正極用集電体と正極用活物質層を有する正極、負極用集電体と負極用活物質層を有する負極、および正極と負極との間に介在するセパレータを備え、間隔を開けて積層配置された、セル部材と、複数のセル部材を個別に収容する複数の空間を形成する、セル部材の正極の側および負極の側の少なくとも一方を覆う基板と、セル部材の側面を囲う枠体と、を含む空間形成部材と、を有し、正極用集電体と基板との間、或いは、負極用集電体と基板との間に設けられる金属層と、を備え、金属層は、正極用集電体及び負極用集電体を構成する金属又は合金の融点よりも低い融点を備える金属又は合金から構成されている。このような構成を採用することによって、正極と負極との間の導通を確保しつつ、基板を貫通して設けられる貫通穴を介して正極側から負極側へと電解液が移動することで生ずる液洛を確実に防止して蓄電池の性能維持、長寿命化を図るとともに、製造のタクトタイムを短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態に係る双極型蓄電池の構造の概略を示す概略断面図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る双極型蓄電池の製造の流れを一部抜き出して示すフローチャートである。

【図3】本発明の実施の形態における双極型蓄電池の製造工程の一部における、バイポーラプレートの平面図及びＡ－Ａ線切断端面図である。

【図4】本発明の実施の形態における双極型蓄電池の製造工程の一部における、バイポーラプレートの平面図及びＡ－Ａ線切断端面図である。

【図5】本発明の実施の形態における双極型蓄電池の製造工程の一部における、バイポーラプレートの平面図及びＡ－Ａ線切断端面図である。

【図6】本発明の実施の形態における双極型蓄電池の製造工程の一部における、バイポーラプレートの平面図及びＡ－Ａ線切断端面図である。

【図7】本発明の実施の形態における双極型蓄電池の製造工程の一部における、バイポーラプレートの平面図及びＡ－Ａ線切断端面図である。

【図8】従来の双極型鉛蓄電池において、電解液に含有される硫酸による腐食によって正極用鉛箔にグロースが生じた結果、正極用鉛箔と接着層との界面に電解液が浸入する様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施の形態は、本発明の一例を示したものである。また、これらの各実施の形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。これらの各実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。なお、以下においては、様々な蓄電池の中から鉛蓄電池を例に挙げて説明する。

【0019】

〔全体構成〕
まず、本発明の実施の形態における双極型鉛蓄電池の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池１００の構造の概略を示す概略断面図である。

【0020】

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の双極型鉛蓄電池１００は、複数のセル部材１１０と、複数枚のバイポーラプレート（空間形成部材）１２０と、第１のエンドプレート（空間形成部材）１３０と、第２のエンドプレート（空間形成部材）１４０と、カバープレート１６０とを有する。

【0021】

ここで、図１ではセル部材１１０が３個積層された双極型鉛蓄電池１００を示しているが、セル部材１１０の数は電池設計により決定される。また、バイポーラプレート１２０の数はセル部材１１０の数に応じて決まる。

【0022】

なお、以下においては、図１に示すように、セル部材１１０の積層方向をＺ方向（図１の上下方向）とし、Ｚ方向に垂直な方向で且つ互いに垂直な方向をＸ方向およびＹ方向とする。

【0023】

セル部材１１０は、正極１１１、負極１１２、およびセパレータ（電解質層）１１３を備えている。正極１１１は、正極用集電体である正極用鉛箔１１１ａと正極用活物質層１１１ｂとを有する。負極１１２は、負極用集電体である負極用鉛箔１１２ａと負極用活物質層１１２ｂとを有する。

【0024】

セパレータ１１３には電解液が含浸されている。セパレータ１１３は、正極１１１と負極１１２との間に介在している。セル部材１１０において、正極用鉛箔１１１ａ、正極用活物質層１１１ｂ、セパレータ１１３、負極用活物質層１１２ｂ、および負極用鉛箔１１２ａは、この順に積層されている。

【0025】

正極用鉛箔１１１ａのＸ方向およびＹ方向の寸法は、正極用活物質層１１１ｂのＸ方向およびＹ方向の寸法より大きい。同様に、負極用鉛箔１１２ａのＸ方向およびＹ方向の寸法は、負極用活物質層１１２ｂのＸ方向およびＹ方向の寸法より大きい。また、Ｚ方向の寸法（厚さ）は、正極用鉛箔１１１ａの方が負極用鉛箔１１２ａより大きく（厚く）、正極用活物質層１１１ｂの方が負極用活物質層１１２ｂより大きい（厚い）。

【0026】

複数のセル部材１１０は、Ｚ方向に間隔を開けて積層配置され、この間隔の部分にバイポーラプレート１２０の基板１２１が配置されている。すなわち、複数のセル部材１１０は、バイポーラプレート１２０の基板１２１を間に挟まれた状態で積層されている。

【0027】

このように、複数枚のバイポーラプレート１２０と第１のエンドプレート１３０と第２のエンドプレート１４０は、複数のセル部材１１０を個別に収容する複数の空間（セル）Ｃを形成するための空間形成部材である。

【0028】

すなわち、バイポーラプレート１２０は、セル部材１１０の正極側および負極側の両方を覆い、平面形状が長方形の基板１２１と、セル部材１１０の側面を囲うとともに基板１２１の４つの端面を覆うに枠体１２２と、を含む空間形成部材である。

【0029】

また、図１に示すように、バイポーラプレート１２０は、さらに基板１２１の両面から垂直に突出する柱部１２３を備える。当該基板１２１の各面から突出する柱部１２３の数は一つであってもよいし、複数であってもよい。

【0030】

バイポーラプレート１２０を構成する基板１２１と枠体１２２と柱部１２３は、一体に、例えば、熱可塑性樹脂で形成されている。バイポーラプレート１２０を形成する熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリプロピレンが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、成形性に優れているとともに耐硫酸性にも優れている。よって、バイポーラプレート１２０に電解液が接触したとしても、バイポーラプレート１２０に分解、劣化、腐食等が生じにくい。

【0031】

Ｚ方向において、枠体１２２の寸法は基板１２１の寸法（厚さ）より大きく、柱部１２３の突出端面間の寸法は枠体１２２の寸法と同じである。そして、複数のバイポーラプレート１２０が枠体１２２および柱部１２３同士を接触させて積層されることにより、基板１２１と基板１２１との間に空間Ｃが形成され、互いに接触する柱部１２３同士により、空間ＣのＺ方向の寸法が保持される。

【0032】

正極用鉛箔１１１ａ、正極用活物質層１１１ｂ、負極用鉛箔１１２ａ、負極用活物質層１１２ｂ、およびセパレータ１１３には、柱部１２３を貫通させる貫通穴１１１ｃ，１１１ｄ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａがそれぞれ形成されている。

【0033】

バイポーラプレート１２０の基板１２１は、板面を貫通する複数の貫通穴１２１ａを有する。基板１２１の一方の面に第１の凹部１２１ｂが、他方の面に第２の凹部１２１ｃが形成されている。第１の凹部１２１ｂの深さは第２の凹部１２１ｃの深さより深い。第１の凹部１２１ｂおよび第２の凹部１２１ｃのＸ方向およびＹ方向の寸法は、正極用鉛箔１１１ａおよび負極用鉛箔１１２ａのＸ方向およびＹ方向の寸法に対応させてある。

【0034】

バイポーラプレート１２０の基板１２１は、Ｚ方向で、隣り合うセル部材１１０の間に配置されている。そして、バイポーラプレート１２０の基板１２１の第１の凹部１２１ｂに、鉛又は鉛合金からなる正極用集電体である正極用鉛箔１１１ａが配置されている。また、バイポーラプレート１２０の基板１２１の第２の凹部１２１ｃに、鉛又は鉛合金からなる負極用集電体である負極用鉛箔１１２ａが配置されている。

【0035】

具体的には、正極用鉛箔１１１ａは、基板１２１の第１の凹部１２１ｂと正極用鉛箔１１１ａの間に設けられる金属層１５０を介して基板１２１の第１の凹部１２１ｂに接合されている。また、負極用鉛箔１１２ａは、基板１２１の第２の凹部１２１ｃと負極用鉛箔１１２ａの間に設けられる金属層１５０を介して基板１２１の第２の凹部１２１ｃに接合されている。すなわち、基板１２１への正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａの接合に当たって、接着剤は用いられない。

【0036】

このように正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａを基板１２１上に設けるに当たって接着剤を用いないのは、以下の理由による。すなわち、基板１２１に接着剤が塗布されて正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａが接着剤を介して基板１２１に接着されるためには、長い時間（硬化時間）が必要となる。

【0037】

従って、特に基板１２１に正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａを設けるに当たって接着剤を用いると双極型鉛蓄電池１００が完成するまでのタクトタイムが長くなってしまい生産性を低下させることにもなりかねない。

【0038】

そこで、本発明の実施の形態においては、基板１２１に設けた金属層と正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａとが金属的に接合されることによって、基板１２１に正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａを設けることとし、接着剤が硬化するために必要な時間を短縮してタクトタイムの短縮化を図ることとした。

【0039】

具体的には、正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａが加熱されることで、基板１２１と正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａとの間にある金属層１５０がその熱によって溶融する。それにより、金属層１５０と正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａとが金属接合されて、正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａが基板１２１に設けられる。

【0040】

このように正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａは金属層１５０を介して基板１２１に設けられるが、そのために正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａが基板１２１に接合される前に、基板１２１には金属層１５０が設けられる。

【0041】

ここで、上述したように正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａを基板１２１に接合する場合は、その構造上、正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａ側から基板１２１側に向けて加熱することになる。そのため、熱可塑性樹脂で構成されている基板１２１がこの熱の影響を受ける可能性を考慮する必要がある。また、加熱によって正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａが溶融してしまう等、正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａに影響が出てはならない点も考慮する必要がある。

【0042】

そこで本発明の実施の形態においては、金属層１５０として第１の金属層１５０ａ及び第２の金属層１５０ｂの２層設けている。第１の金属層１５０ａは基板１２１を覆うとともに、第２の金属層１５０ｂの下地層となり、第２の金属層１５０ｂは基板１２１と正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａとをつなぐ役割を果たす。

【0043】

すなわち、第２の金属層１５０ｂが加熱されて溶融することで、第２の金属層１５０ｂと正極用鉛箔１１１ａと負極用鉛箔１１２ａとが金属接合され、基板１２１に正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａが設けられる。

【0044】

なお、上述したように、本発明の実施の形態においては、金属層１５０として第１の金属層１５０ａ及び第２の金属層１５０ｂの２層の金属層を設けることとしたが、金属層１５０として何層設けるかについては任意に設定することができる。

【0045】

また、上述した観点から、本発明の実施の形態では、少なくとも第２の金属層１５０ｂは、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａを構成する鉛又は鉛合金の融点よりも低い融点を有する金属を備えるように構成されている。

【0046】

すなわち、第１の金属層１５０ａとして設けられる金属又は合金の融点は、第２の金属層１５０ｂ、或いは、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａのいずれよりも高い融点を備え、第２の金属層１５０ｂとして設けられる金属又は合金の融点は、第１の金属層１５０ａ、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａのいずれよりも低い融点を備えている。

【0047】

具体的には、まず基板１２１を覆うように設けられる第１の金属層１５０ａとしては、ニッケル（Ｎｉ）を採用することができる。このニッケルの融点は、概ね１４５５℃程度である。一方、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａと接触する第２の金属層１５０ｂとしては、錫（Ｓｎ）を用いることができる。当該錫の融点は、概ね２３２℃程度である。

【0048】

第２の金属層１５０ｂに錫を用いることによって、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａを加熱するに当たって、錫が溶融する温度で加熱して第２の金属層１５０ｂを溶融させ、溶融した当該第２の金属層１５０ｂを介して正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａを基板１２１に接合させることができる。

【0049】

また、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａを加熱する温度は上述したように第２の金属層１５０ｂである錫が溶融する程度の温度であるので、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａが溶融することもない。

【0050】

一方、第２の金属層１５０ｂの下地層としての第１の金属層１５０ａを構成するニッケルの融点は第２の金属層１５０ｂの錫の融点よりも高いため、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａを加熱して基板１２１に接合する場合であっても上述したような温度までの加熱であれば溶融することはなく、基板１２１への加熱による影響を可能な限り回避することができる。

【0051】

なお、第２の金属層１５０ｂとして、上述したような錫ではなく、鉛（Ｐｂ）を用いることも考えられる。これは、正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａが鉛又は鉛合金から構成されており、同じ性質を持つ金属層を用いることで基板１２１と正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａとの接合のしやすさを考慮したものである。この接合を行う場合、正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａに対する熱の影響を考慮して加熱温度が設定される。

【0052】

また、第２の金属層１５０ｂとして、上述した鉛（Ｐｂ）の他、同じように第１の金属層１５０ａ、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａのいずれよりも低い融点を備えているインジウム（Ｉｎ）やビスマス（Ｂｉ）も採用することができる。

【0053】

なお、基板１２１に金属層１５０を設けるに当たっては、例えば、メッキ処理を行うことができる。但し、基板１２１に金属層１５０が設けられる方法としてはこのメッキ処理の他、蒸着やエッチングといった、各種処理を採用することができる。

【0054】

また、第１の金属層１５０ａが設けられる領域は、正極用鉛箔１１１ａと負極用鉛箔１１２ａが設けられる、第１の凹部１２１ｂ及び第２の凹部１２１ｃの全領域である。また併せて、基板１２１に設けられている貫通穴１２１ａ内にも第１の金属層１５０ａが設けられる。

【0055】

なお、ここでは第１の金属層１５０ａが設けられる領域として、上述した領域を挙げたが、例えば、バイポーラプレート１２０の枠体１２２の部分に第１の金属層１５０ａが設けられていても良い。

【0056】

そして第２の金属層１５０ｂは第１の金属層１５０ａを覆うように設けられるため、ここでは、第１の凹部１２１ｂ及び第２の凹部１２１ｃの全領域及び貫通穴１２１ａ内に第２の金属層１５０ｂが設けられる。

【0057】

このように第２の金属層１５０ｂは第１の金属層１５０ａを覆うように設けられるが、基板１２１に設けられた貫通穴１２１ａに対しては、単に第１の金属層１５０ａを覆うだけではなく、貫通穴１２１ａ内に第２の金属層１５０ｂが充填されるように設けられる。

【0058】

すなわち、貫通穴１２１ａは、基板１２１に正極用鉛箔１１１ａと負極用鉛箔１１２ａとが設けられた後に、正極側と負極側とで電気的な導通を取るために設けられているものである。そのため、この貫通穴１２１ａを介して正極と負極との間で十分な導通が取れるように第２の金属層１５０ｂを充填するようにしたものである。

【0059】

バイポーラプレート１２０の基板１２１の貫通穴１２１ａには、上述したようにメッキ処理等によって設けられた第２の金属層１５０ｂである錫が充填されている。正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａと第２の金属層１５０ｂとを接合して基板１２１に正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａを設ける場合、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａ側から基板１２１に向けて挟み込むように加熱し金属接合する。

【0060】

この際の加熱温度は、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａの融点温度よりも低い融点温度を備える第２の金属層１５０ｂが溶融する程度の温度となる。従って、上述したように、加熱処理が行われることによって第１の凹部１２１ｂ及び第２の凹部１２１ｃの全領域に設けられた第２の金属層１５０ｂが溶融し、第２の金属層１５０ｂと正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａとが接合し、これにより基板１２１に正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａが設けられる。

【0061】

さらに、第２の金属層１５０ｂは、貫通穴１２１ａ内に充填されているが、当該貫通穴１２１ａ内の第２の金属層１５０ｂも溶融する。但し、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａが基板１２１に接合されることによって、当該貫通穴１２１ａは正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａとで、いわば蓋がされた状態になる。従って、貫通穴１２１ａ内の第２の金属層１５０ｂは加熱処理によって溶融したとしても、温度が下がることによって、改めて貫通穴１２１ａ内において固化する。

【0062】

そして同時に、加熱処理によって、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａと貫通穴１２１ａ内の第２の金属層１５０ｂとも接合される。このように貫通穴１２１ａ内の錫を介して、正極用鉛箔１１１ａと負極用鉛箔１１２ａとが電気的に接続される。その結果、複数のセル部材１１０の全てが電気的に直列に接続される。

【0063】

正極用鉛箔１１１ａの外縁部には、当該外縁部を覆うためのカバープレート１６０が設けられている。ここまで説明した通り、本発明の実施の形態においては、第１の金属層１５０ａ及び第２の金属層１５０ｂとからなる金属層１５０が設けられるが、当該外縁部においては、この金属層１５０が電解液と直接触れることになる。

【0064】

この場合、金属層１５０が電解液に溶け出すことが考えられ、溶け出してしまうとデンドライトが発生する可能性がある。特にデンドライトが成長して正極側と負極側とがつながってしまうと、両極間が短絡する可能性も否定できない。そこでこのような現象が生じることを少しでも回避するべく、カバープレート１６０を正極用鉛箔１１１ａの外縁部に設けている。

【0065】

このカバープレート１６０は、薄板状の枠体で、長方形の内形線および外形線を有する。そして、カバープレート１６０の内縁部が正極用鉛箔１１１ａの外縁部と重なり、カバープレート１６０の外縁部が基板１２１の一面の第１の凹部１２１ｂの周縁部と重なっている。

【0066】

すなわち、カバープレート１６０の内形線をなす長方形は、正極用活物質層１１１ｂの外形線をなす長方形より小さく、カバープレート１６０の外形線をなす長方形は、第１の凹部１２１ｂの開口面をなす長方形より大きい。

【0067】

金属層１５０は、正極用鉛箔１１１ａの端面から第１の凹部１２１ｂの開口側の外縁部まで回り込んで配置される。一方、カバープレート１６０の内縁部と正極用鉛箔１１１ａの外縁部との間、カバープレート１６０の外縁部と基板１２１の一面との間には接着剤１７０が配置されている。

【0068】

すなわち、カバープレート１６０は接着剤１７０により、基板１２１の一面の第１の凹部１２１ｂの周縁部と正極用鉛箔１１１ａの外縁部とに亘って固定されている。これにより、正極用鉛箔１１１ａの外縁部は、第１の凹部１２１ｂの周縁部との境界部においてもカバープレート１６０で覆われている。

【0069】

なお、図１では示していないが、負極用鉛箔１１２ａの外縁部も正極用鉛箔１１１ａの外縁部を覆っているカバープレート１６０と同様のカバープレートで覆われていても良い。また、カバープレートについては、薄板状の枠体であることを例に挙げて説明したが、例えば、耐電解液（耐硫酸）性を備えていればテープ状の物等であっても構わない。

【0070】

図１に示すように、第１のエンドプレート１３０は、セル部材１１０の正極側を覆う基板１３１と、セル部材１１０の側面を囲う枠体１３２と、を含む空間形成部材である。また、基板１３１の一面（最も正極側に配置されるバイポーラプレート１２０の基板１２１と対向する面）から垂直に突出する柱部１３３を備える。

【0071】

基板１３１の平面形状は長方形であり、基板１３１の４つの端面が枠体１３２で覆われ、基板１３１と枠体１３２と柱部１３３が一体に、例えば、上述した熱可塑性樹脂で形成されている。なお、基板１３１の一面から突出する柱部１３３の数は１つであってもよいし、複数であってもよいが、柱部１３３と接触させるバイポーラプレート１２０の柱部１２３の数に対応した数となる。

【0072】

Ｚ方向において、枠体１３２の寸法は基板１３１の寸法（厚さ）より大きく、柱部１３３の突出端面間の寸法は枠体１３２の寸法と同じである。そして、第１のエンドプレート１３０は、最も外側（正極側）に配置されるバイポーラプレート１２０の枠体１２２および柱部１２３に対して、枠体１３２および柱部１３３を接触させて積層される。

【0073】

これにより、バイポーラプレート１２０の基板１２１と第１のエンドプレート１３０の基板１３１との間に空間Ｃが形成され、互いに接触するバイポーラプレート１２０の柱部１２３と第１のエンドプレート１３０の柱部１３３とにより、空間ＣのＺ方向の寸法が保持される。

【0074】

最も外側（正極側）に配置されるセル部材１１０の正極用鉛箔１１１ａ、正極用活物質層１１１ｂ、およびセパレータ１１３には、柱部１３３を貫通させる貫通穴１１１ｃ，１１１ｄ，１１３ａがそれぞれ形成されている。

【0075】

第１のエンドプレート１３０の基板１３１の一面に凹部１３１ｂが形成されている。凹部１３１ｂのＸ方向およびＹ方向の寸法は、正極用鉛箔１１１ａのＸ方向およびＹ方向の寸法に対応させてある。

【0076】

第１のエンドプレート１３０の基板１３１の凹部１３１ｂに、セル部材１１０の正極用鉛箔１１１ａが上述したように金属層１５０を介して配置されている。また、バイポーラプレート１２０の基板１２１と同様に、カバープレート１６０が接着剤１７０により基板１３１の一面側に固定され、正極用鉛箔１１１ａの外縁部が、凹部１３１ｂの周縁部との境界部においてもカバープレート１６０で覆われている。

【0077】

また、第１のエンドプレート１３０は、凹部１３１ｂ内の正極用鉛箔１１１ａと電気的に接続された、図１では図示されていない正極端子を備えている。

【0078】

第２のエンドプレート１４０は、セル部材１１０の負極側を覆う基板１４１と、セル部材１１０の側面を囲う枠体１４２と、を含む空間形成部材である。また、基板１４１の一面（最も負極側に配置されるバイポーラプレート１２０の基板１２１と対向する面）から垂直に突出する柱部１４３を備える。

【0079】

基板１４１の平面形状は長方形であり、基板１４１の４つの端面が枠体１４２で覆われ、基板１４１と枠体１４２と柱部１４３が一体に、例えば、上述した熱可塑性樹脂で形成されている。なお、基板１４１の一面から突出する柱部１４３の数は一つであってもよいし、複数であってもよいが、柱部１４３と接触させるバイポーラプレート１２０の柱部１２３の数に対応した数となる。

【0080】

Ｚ方向において、枠体１４２の寸法は基板１３１の寸法（厚さ）より大きく、二つの柱部１４３の突出端面間の寸法は枠体１４２の寸法と同じである。そして、第２のエンドプレート１４０は、最も外側（負極側）に配置されるバイポーラプレート１２０の枠体１２２および柱部１２３に対して、枠体１４２および柱部１４３を接触させて積層される。

【0081】

これにより、バイポーラプレート１２０の基板１２１と第２のエンドプレート１４０の基板１４１との間に空間Ｃが形成され、互いに接触するバイポーラプレート１２０の柱部１２３と第２のエンドプレート１４０の柱部１４３とにより、空間ＣのＺ方向の寸法が保持される。

【0082】

最も外側（負極側）に配置されるセル部材１１０の負極用鉛箔１１２ａ、負極用活物質層１１２ｂ、およびセパレータ１１３には、柱部１４３を貫通させる貫通穴１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａがそれぞれ形成されている。

【0083】

第２のエンドプレート１４０の基板１４１の一面に凹部１４１ｂが形成されている。凹部１４１ｂのＸ方向およびＹ方向の寸法は、負極用鉛箔１１２ａのＸ方向およびＹ方向の寸法に対応させてある。

【0084】

第２のエンドプレート１４０の基板１４１の凹部１４１ｂに、セル部材１１０の負極用鉛箔１１２ａが金属層１５０を介して配置されている。また、第２のエンドプレート１４０は、凹部１４１ｂ内の負極用鉛箔１１２ａと電気的に接続された、図１では図示されていない負極端子を備えている。

【0085】

ここで、隣接するバイポーラプレート１２０同士、第１のエンドプレート１３０と隣接するバイポーラプレート１２０、或いは、第２のエンドプレート１４０と隣接するバイポーラプレート１２０との接合の際には、例えば、振動溶着、超音波溶着、熱板溶着といった、各種溶着の方法を採用することができる。このうち振動溶着は、接合の際に接合の対象となる面を加圧しながら振動させることで溶着するものであり、溶着のサイクルが早く、再現性も良い。そのためより好適には、振動溶着が用いられる。

【0086】

なお、溶着の対象としては、互いに隣接するバイポーラプレート１２０、第１のエンドプレート１３０、第２のエンドプレート１４０において対向する位置に配置される枠体のみならず、各柱部も含まれる。

【0087】

なお図面には示されていないが、枠体が有する四つの端面のうちの一つの端面には、空間Ｃに電解液を入れるための注入穴を形成する切り欠き部が形成されている。この切り欠き部は、例えば図面右側に存在する枠体の側面に形成されている場合、枠体をＸ方向に貫通し、枠体のＺ方向の両端面から半円弧状に凹む形状を有する。そして、この切り欠き部は上述の接合構造に関与せず、振動溶接により上述の接合構造が形成される際に、対向する切り欠き部によって円形の注入穴が形成される。

【0088】

〔製造方法〕
この実施の形態の双極型鉛蓄電池１００は、例えば、以下に説明する各工程を有する方法で製造することができる。ここでは、図２ないし図７を適宜用いて双極型鉛蓄電池１００の製造工程を説明する。

【0089】

＜正負極用鉛箔付きバイポーラプレートの作製工程＞
図２は、本発明の実施の形態に係る双極型鉛蓄電池１００の製造の流れを一部抜き出して示すフローチャートである。すなわち、当該図２において示す製造工程は、特に正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａ付きバイポーラプレートの製造の流れを示すものである。

【0090】

また図３ないし図７は、本発明の実施の形態における双極型鉛蓄電池１００の製造工程の一部における、バイポーラプレート１２０の平面図及びＡ－Ａ線切断端面図である。各図において、上段に平面図が、また、下段にＡ－Ａ線切断端面図が示されている。

【0091】

なお、図３ないし図７に示すバイポーラプレート１２０の基板１２１に関して、平面図では正極用鉛箔１１１ａが設けられる、一方の面が示されている。また、Ａ－Ａ線切断端面図において、図面上側が一方の面に該当し、この一方の面に正極用鉛箔１１１ａが設けられる。これに対して、図面下側が他方の面に該当し、この他方の面に負極用鉛箔１１２ａが設けられる。

【0092】

また、図３ないし図７に示すバイポーラプレート１２０の基板１２１には、その略中央に柱部１２３が設けられている。また、当該柱部１２３を囲むように正極側の一方の面と負極側の他方の面とを貫通する貫通穴１２１ａが設けられている。但し、柱部１２３及び貫通穴１２１ａの配置位置、配置数、径については、任意に設定することができる。

【0093】

図２のフローチャートに示すように、まず、バイポーラプレート１２０の基板１２１の一方の面と他方の面である両面及びこれら一方の面及び他方の面の間を貫通する貫通穴１２１ａに第１の金属層１５０ａを設ける（ＳＴ１）。上述したように、第１の金属層１５０ａを構成する金属としては、本発明の実施の形態においては、例えば、ニッケルが採用されている。

【0094】

ニッケルは、メッキ処理等によって基板１２１の表面に設けられる。ここでは具体的には、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａが設けられる領域である、第１の凹部１２１ｂ及び第２の凹部１２１ｃの全領域及び貫通穴１２１ａにメッキ処理が施される。

【0095】

図３は、第１の金属層１５０ａが設けられる前のバイポーラプレート１２０が示されている。この時点ではメッキ処理が行われておらず、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂からなる基板１２１そのものが示されている。

【0096】

これに対して、図４に示すバイポーラプレート１２０の基板１２１には、柱部１２３を除き、メッキ処理によって第１の金属層１５０ａが設けられている。また、Ａ－Ａ線切断端面図に示されているように、貫通穴１２１ａ内にも第１の金属層１５０ａが設けられている。

【0097】

次に、第１の金属層１５０ａを覆い、貫通穴１２１ａを塞ぐように第２の金属層１５０ｂを設ける（ＳＴ２）。この状態を図５に示すバイポーラプレート１２０で見てみると、平面図において示されているように、柱部１２３を除き、メッキ処理によって第２の金属層１５０ｂが設けられている。さらに、Ａ－Ａ線切断端面図に示されているように、第２の金属層１５０ｂは、貫通穴１２１ａを塞ぐように設けられている。

【0098】

上記ステップＳＴ１及びステップＳＴ２の工程を経ることによって、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａを接合するためのバイポーラプレート１２０が完成する。次に正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａを基板１２１に接合するための工程に入る（ＳＴ３）。

【0099】

具体的には、まず図５に示すようなバイポーラプレート１２０を、基板１２１の第１の凹部１２１ｂ側を上に向けて作業台に置く。そして、第１の凹部１２１ｂ内に正極用鉛箔１１１ａが配置される。その際に、正極用鉛箔１１１ａの貫通穴１１１ｃにバイポーラプレート１２０の柱部１２３を通す。

【0100】

次に、基板１２１の第２の凹部１２１ｃ側を上に向けて作業台に置き、第２の凹部１２１ｃ内に負極用鉛箔１１２ａが配置される。その際に、負極用鉛箔１１２ａの貫通穴１１２ｃにバイポーラプレート１２０の柱部１２３を通す。

【0101】

図６はこの状態を示している。図６の平面図及びＡ－Ａ線切断端面図に示されているように、一方の面の第２の金属層１５０ｂの上に正極用鉛箔１１１ａが配置される。一方、Ａ－Ａ線切断端面図に示すように、他方の面の第２の金属層１５０ｂの上に負極用鉛箔１１２ａが配置される。

【0102】

そして、この状態で正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａを挟むように、正極側及び負極側から基板１２１側に向けて加熱する（ＳＴ４）。図７では、加熱装置１８０が正極用鉛箔１１１ａが設けられる面及び負極用鉛箔１１２ａが設けられる面の両面に配置され、矢印に示すように基板１２１を挟み込むように移動して正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａを加熱することで第２の金属層１５０ｂを溶融させる。これによって、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａは、金属層１５０を介して基板１２１に接合されることになる。

【0103】

なお、上述した正極側及び負極側から基板１２１側に向けて加熱する工程については、基板１２１を挟み込むように正極側及び負極側から同時に加熱しても良く、或いは、一方の側を加熱した後、他方の側についても加熱するというように、順に加熱するようにしても良い。

【0104】

このように正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａを加熱することで第２の金属層１５０ｂが溶融することになるが、これは、上述したように、第２の金属層１５０ｂが正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａを構成する金属よりも融点が低い、例えば、錫で構成されているからである。

【0105】

さらに、正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａを加熱することで貫通穴１２１ａ内に充填されている第２の金属層１５０ｂも溶融される。但し、図７のＡ－Ａ線切断端面図にも現れているように、第２の金属層１５０ｂが充填されている貫通穴１２１ａは正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａによって封止されている。

【0106】

そのため、貫通穴１２１ａ内の第２の金属層１５０ｂは加熱されることによって溶融するものの、貫通穴１２１ａ内に留まり、この貫通穴１２１ａ内の第２の金属層１５０ｂと正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａとが接合されることによって、正極側と負極側とが互いに電気的に導通されることになる。

【0107】

次に、基板１２１の第１の凹部１２１ｂ側を上に向けて作業台に置き、正極用鉛箔１１１ａの外縁部の上および第１の凹部１２１ｂの縁部となる基板１２１の上面に接着剤１７０を塗布し、その上にカバープレート１６０を載せて接着剤１７０を硬化させる。これにより、カバープレート１６０を、正極用鉛箔１１１ａの外縁部の上とその外側に連続する基板１２１の部分（第１の凹部１２１ｂの周縁部）の上に亘って固定する。

【0108】

以上のような工程を経て、正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０を得る。この正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０を必要枚数だけ用意する。

【0109】

なお、正極用鉛箔１１１ａ及び負極用鉛箔１１２ａが基板１２１上の第２の金属層１５０ｂと接合される工程について、ここでは、正極側と負極側に加熱装置１８０を配置して、基板１２１に向けて両側から加熱する例を挙げて説明した。但し、このような工程ではなく、正極用鉛箔１１１ａと第２の金属層１５０ｂとを接合した後に、基板１２１をひっくり返して改めて負極用鉛箔１１２ａと第２の金属層１５０ｂとの接合を行うようにしても良い。

【0110】

また、上述したように正極側と負極側から基板１２１に向けて加熱する工程においては、同時に正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａから基板１２１に向けて予め設定された力で圧力を掛けても良い。

【0111】

＜正極用鉛箔付きエンドプレートの作製工程＞
上述したバイポーラプレート１２０の基板１２１に対して行った、第１の金属層１５０ａ及び第２の金属層１５０ｂを設ける処理を、第１のエンドプレート１３０の基板１３１に対しても行う。凹部１３１ｂに第２の金属層１５０ｂが設けられたら、第１のエンドプレート１３０の基板１３１を、凹部１３１ｂ側を上に向けて作業台に置く。

【0112】

正極用鉛箔１１１ａの貫通穴１１１ｃにエンドプレート１３０の柱部１３３を通しながら、この凹部１３１ｂ内に正極用鉛箔１１１ａを配置する。そして、加熱装置１８０を用いて正極用鉛箔１１１ａを加熱しながら第２の金属層１５０ｂとの間で接合し、基板１３１の一面に正極用鉛箔１１１ａを設ける。

【0113】

次に、正極用鉛箔１１１ａの外縁部の上および凹部１３１ｂの縁部となる基板１３１の上面に接着剤１７０を塗布し、その上にカバープレート１６０を載せて接着剤１７０を硬化させる。これにより、カバープレート１６０を、正極用鉛箔１１１ａの外縁部の上とその外側に連続する基板１３１の部分の上に亘って固定する。これにより、正極用鉛箔付きエンドプレートを得る。

【0114】

＜負極用鉛箔付きエンドプレートの作製工程＞
第１のエンドプレート１３０と同様、基板１４１の凹部１４１ｂに金属層１５０ｂが設けられたら、第２のエンドプレート１４０の基板１４１を、凹部１４１ｂ側を上に向けて作業台に置く。負極用鉛箔１１２ａの貫通穴１１２ｃに第２のエンドプレート１４０の柱部１４３を通しながら、この凹部１４１ｂ内に負極用鉛箔１１２ａを配置する。そして、加熱装置１８０を用いて負極用鉛箔１１２ａを加熱しながら第２の金属層１５０ｂとの間で接合し、基板１４１の一面に負極用鉛箔１１２ａが設けられた第２のエンドプレート１４０を得る。

【0115】

＜プレート同士を積層して接合する工程＞
先ず、正極用鉛箔１１１ａおよびカバープレート１６０が固定された第１のエンドプレート１３０を、正極用鉛箔１１１ａを上に向けて作業台に置き、カバープレート１６０の中に正極用活物質層１１１ｂを入れて正極用鉛箔１１１ａの上に置く。その際に、正極用活物質層１１１ｂの貫通穴１１１ｄに第１のエンドプレート１３０の柱部１３３を通す。次に、正極用活物質層１１１ｂの上に、セパレータ１１３、負極用活物質層１１２ｂを置く。

【0116】

次に、この状態の第１のエンドプレート１３０の上に、正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０の負極用鉛箔１１２ａ側を下に向けて置く。その際に、バイポーラプレート１２０の柱部１２３を、セパレータ１１３の貫通穴１１３ａおよび負極用活物質層１１２ｂの貫通穴１１２ｄに通して、第１のエンドプレート１３０の柱部１３３の上に載せるとともに、第１のエンドプレート１３０の枠体１３２の上に、バイポーラプレート１２０の枠体１２２を載せる。

【0117】

この状態で、第１のエンドプレート１３０を固定し、バイポーラプレート１２０を基板１２１の対角線方向に振動させながら振動溶接を行う。これにより、第１のエンドプレート１３０の枠体１３２の上に、バイポーラプレート１２０の枠体１２２が接合され、第１のエンドプレート１３０の柱部１３３の上にバイポーラプレート１２０の柱部１２３が接合される。

【0118】

その結果、第１のエンドプレート１３０の上にバイポーラプレート１２０が接合され、第１のエンドプレート１３０とバイポーラプレート１２０とで形成される空間Ｃにセル部材１１０が配置され、バイポーラプレート１２０の上面に正極用鉛箔１１１ａが露出した状態となる。

【0119】

次に、このようにして得られた、第１のエンドプレート１３０の上にバイポーラプレート１２０が接合されている結合体の上に、正極用活物質層１１１ｂ、セパレータ１１３、および負極用活物質層１１２ｂをこの順に載せた後、さらに、別の正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０を、負極用鉛箔１１２ａ側を下に向けて置く。

【0120】

この状態で、この結合体を固定し、別の正負極用鉛箔付きのバイポーラプレート１２０を基板１２１の対角線方向に振動させながら振動溶接を行う。この振動溶接工程を、必要な枚数のバイポーラプレート１２０が第１のエンドプレート１３０の上に接合されるまで続けて行う。

【0121】

最後に、全てのバイポーラプレート１２０が接合された結合体の最も上側のバイポーラプレート１２０の上に、正極用活物質層１１１ｂ、セパレータ１１３、および負極用活物質層１１２ｂをこの順に載せた後、さらに、第２のエンドプレート１４０を、負極用鉛箔１１２ａ側を下に向けて置く。

【0122】

この状態で、この結合体を固定し、第２のエンドプレート１４０を基板１４１の対角線方向に振動させながら振動溶接を行う。これにより、全てのバイポーラプレート１２０が接合された結合体の最も上側のバイポーラプレート１２０の上に、第２のエンドプレート１４０が接合される。

【0123】

＜注液および化成工程＞
上述の各プレート同士の積層、接合工程において、枠体の対向面同士の振動溶接による接合構造が形成され、対向する枠体の切り欠き部によって、双極型鉛蓄電池１００の例えばＸ方向の一端面の各空間Ｃの位置に、円形の注入穴が形成されている。この注入穴から各空間Ｃの内部に電解液を所定量注液し、セパレータ１１３に電解液を含浸させる。その上で所定の条件で化成することで、双極型鉛蓄電池１００を作製できる。

【0124】

なお、注入穴は、上述のように、予め枠体に切り欠き部を設けることで形成してもよいし、枠体の接合後にドリル等を用いて開けてもよい。

【0125】

以上説明したように、バイポーラプレート１２０の基板１２１に金属層を設け、当該金属層と正極用鉛箔１１１ａ、負極用鉛箔１１２ａとを金属的に接合させる。このことによって、正極と負極との間の導通を確保しつつ、基板を貫通して設けられる貫通穴を介して正極側から負極側へと電解液が移動することで生ずる液洛を確実に防止して蓄電池の性能維持、長寿命化を図るとともに、製造のタクトタイムを短縮することができる双極型鉛蓄電池及びこのような双極型鉛蓄電池の製造方法を提供することができる。

【0126】

なお、これまでの説明では、正極側と負極側から第２の金属層の全面に対して加熱することを前提にしていた。しかしながら、例えば、加熱装置を貫通穴の部分にのみ接触させて第２の金属層を溶融し、基板に正極用鉛箔と負極用鉛箔とを接合させるとともに、貫通穴の部分において正極側と負極側との導通を図るようにしても良い。

【0127】

また、本発明の実施の形態においては、貫通穴を基板上に８つ設けた場合を例に挙げて説明した。但し、上述したように貫通穴の個数については任意に設定することができる。そのため、例えば、貫通穴を多数設け、それぞれにおいて正極側と負極側との間の導通を図ることも考えられる。このように多数の貫通穴を設けることによって、電流密度を分散させることができ、発熱が少なくなることから熱集中を避けることができる。

【0128】

また、それぞれの貫通穴における第２の金属層と正極用鉛層、負極用鉛層とを接合することになるため、正極用鉛箔と負極用鉛箔がバイポーラプレートからはがれにくくなる。さらに、多数の貫通穴を介して正極用鉛層、負極用鉛層が接合されることで、バイポーラプレートの強度向上に寄与できる。

【0129】

さらに、第２の金属層については、上述した説明では第１の金属層同様、メッキ処理等によって設けられる。但し、このように一様に第１の金属層上に設けられるのではなく、例えば、貫通穴にはそれぞれの貫通穴に挿入することができる大きさに形成されたチップ状の錫を挿入し、正極用鉛箔と負極用鉛箔が配置される、第１の凹部１２１ｂ及び第２の凹部１２１ｃにはシート状の錫を載置することによって第２の金属層を設けることとしても良い。

【0130】

一方、上述した本発明の実施の形態においては、金属層の一部として基板を覆い、基板上に正極用鉛箔、負極用鉛箔を接合するための第２の金属層の下地層として第１の金属層を設けたが、基板に第２の金属層の役割を果たす金属層を直接設けることができるのであれば、当該第１の金属層を設ける工程を省略することも可能である。

【0131】

なお、上述したように、本発明の実施の形態においては双極型鉛蓄電池を例に挙げて説明した。但し、集電板に鉛ではなく他の金属（例えば、アルミニウム、銅、ニッケル）や合金、導電性樹脂を用いるような他の蓄電池においても上記説明内容が当てはまる場合には、当然その適用を排除するものではない。

【符号の説明】

【0132】

１００・・・双極型鉛蓄電池
１１０・・・セル部材
１１１・・・正極
１１２・・・負極
１１１ａ・・・正極用鉛箔
１１２ａ・・・負極用鉛箔
１１１ｂ・・・正極用活物質層
１１２ｂ・・・負極用活物質層
１１３・・・セパレータ
１２０・・・バイポーラプレート
１２１・・・バイポーラプレートの基板
１２１ａ・・・基板の貫通穴
１２２・・・バイポーラプレートの枠体
１３０・・・第１のエンドプレート
１３１・・・第１のエンドプレートの基板
１３２・・・第１のエンドプレートの枠体
１４０・・・第２のエンドプレート
１４１・・・第２のエンドプレートの基板
１４２・・・第２のエンドプレートの枠体
１５０・・・金属層
１５０ａ・・・第１の金属層
１５０ｂ・・・第２の金属層
１６０・・・カバープレート
１７０・・・接着剤
Ｃ・・・セル（セル部材を収容する空間）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】