特許 7056464 蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-11

(45)【発行日】2022-04-19

(54)【発明の名称】蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20220412BHJP

   H01G 11/82 20130101ALI20220412BHJP

   H01G 11/84 20130101ALI20220412BHJP

   H01M 10/28 20060101ALI20220412BHJP

   H01M 50/186 20210101ALI20220412BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20220412BHJP

   H01M 50/103 20210101ALI20220412BHJP

   H01M 50/121 20210101ALI20220412BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01G11/82

H01G11/84

H01M10/28 Z

H01M50/186

H01M50/184 Z

H01M50/103

H01M50/121

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018155528

(22)【出願日】2018-08-22

(65)【公開番号】P2020030948

(43)【公開日】2020-02-27

【審査請求日】2021-02-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(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

(72)【発明者】

【氏名】中村 知広

(72)【発明者】

【氏名】弘瀬 貴之

【審査官】近藤 政克

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１８６１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１２３５２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０４９８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１６８２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｇ １１／８２

Ｈ０１Ｇ １１／８４

Ｈ０１Ｍ １０／２８

Ｈ０１Ｍ ５０／１８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バイポーラ電極の電極板の縁部と、負極終端電極の電極板の縁部と、金属板の縁部とにそれぞれ樹脂部を結合する第１の工程と、
前記樹脂部付き前記バイポーラ電極を複数積層すると共に、前記樹脂部付き前記負極終端電極と前記樹脂部付き前記金属板とを積層する第２の工程と、
前記樹脂部付き前記負極終端電極における前記樹脂部と、前記樹脂部付き前記金属板の前記金属板とを結合し、前記負極終端電極の電極板と前記金属板との間に前記樹脂部による余剰空間を形成する第３の工程と、を有し、
前記第３の工程において、前記負極終端電極の電極板と前記金属板との間の空間を大気圧よりも減圧しながら前記樹脂部付き前記負極終端電極における前記樹脂部と、前記樹脂部付き前記金属板の前記金属板とを結合する、蓄電モジュールの製造方法。

【請求項2】

前記第３の工程では、前記樹脂部の一部を除いて結合した後、前記負極終端電極の電極板と前記金属板との間の空間を減圧しながら前記一部を結合する、請求項１に記載の蓄電モジュールの製造方法。

【請求項3】

前記第３の工程では、前記樹脂部の前記一部を結合する前に、前記樹脂部付き前記負極終端電極と前記樹脂部付き前記金属板とを乾燥させる、請求項２に記載の蓄電モジュールの製造方法。

【請求項4】

複数の前記バイポーラ電極と前記負極終端電極と前記金属板とを含んで構成された電極積層体の側面を囲むように前記樹脂部同士を結合する封止部を形成し、隣り合う電極間に気密の内部空間を形成する第４の工程を更に備え、
前記余剰空間の内圧を、前記内部空間の内圧よりも低くする、請求項１～３の何れか一項に記載の蓄電モジュールの製造方法。

【請求項5】

複数のバイポーラ電極の積層体と、当該積層体の積層方向の一端側に配置された負極終端電極とを含んで構成された電極積層体と、
前記電極積層体の側面を囲むように設けられ、隣り合う電極間に内部空間を形成すると共に当該内部空間を封止する封止体と、
前記内部空間に収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、を備え、
前記電極積層体は、前記負極終端電極の電極板に対して前記積層方向の外側に配置された金属板を有すると共に、前記封止体と前記負極終端電極の電極板と前記金属板とによって囲まれた余剰空間を有し、
前記余剰空間の内圧は、大気圧より低くなっている、蓄電モジュール。

【請求項6】

前記余剰空間の内圧は、前記内部空間の内圧よりも低くなっている、請求項５に記載の蓄電モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の蓄電モジュールとして、電極板の一方面に正極が形成され、他方面に負極が形成されたバイポーラ電極を備えるバイポーラ電池が知られている（特許文献１参照）。バイポーラ電池は、セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層してなる積層体を備えている。積層体の側面には、積層方向に隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体が設けられており、バイポーラ電極間に形成された内部空間に電解液が収容されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－２０４３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述したような蓄電モジュールでは、電極積層体の積層方向の一端に、電極積層体の内側に負極が形成された負極終端電極が配置されている。この負極終端電極の電極板についても封止体によって封止されているが、電解液がアルカリ溶液を含んでいる場合、いわゆるアルカリクリープ現象により、電解液が負極終端電極の電極板の表面を伝わり、封止体と当該電極板との間を通って蓄電モジュールの外部に滲み出てしまうことが生じ得る。電解液が蓄電モジュールの外部に漏れ出て拡散すると、例えば蓄電モジュールに接して配置された導電板の腐食や、蓄電モジュールと拘束部材との短絡等が生じるおそれがあり、信頼性を低下させる要因となり得る。

【0005】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制可能な蓄電モジュールの製造方法及び蓄電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蓄電モジュールの製造方法は、バイポーラ電極の電極板の縁部と、負極終端電極の電極板の縁部と、金属板の縁部とにそれぞれ樹脂部を結合する第１の工程と、樹脂部付きバイポーラ電極を複数積層すると共に、樹脂部付き負極終端電極と樹脂部付き金属板とを積層する第２の工程と、樹脂部付き負極終端電極における樹脂部と、樹脂部付き金属板の金属板とを結合し、負極終端電極の電極板と金属板との間に樹脂部による余剰空間を形成する第３の工程と、を有し、第３の工程において、負極終端電極の電極板と金属板との間の空間を大気圧よりも減圧しながら樹脂部付き負極終端電極における樹脂部と、樹脂部付き金属板の金属板とを結合する。

【0007】

この蓄電モジュールの製造方法は、樹脂部付き負極終端電極における樹脂部と、樹脂部付き金属板の金属板とを結合し、負極終端電極の電極板と金属板との間に樹脂部による余剰空間を形成する第３の工程を有し、第３の工程において、負極終端電極の電極板と金属板との間の空間を大気圧よりも減圧しながら樹脂部付き負極終端電極における樹脂部と、樹脂部付き金属板の金属板とを結合する。このように、減圧しながら第３の工程を行うことにより、金属板、負極終端電極、及び樹脂部によって形成される余剰空間内の圧力が大気圧より低くなる。これにより、余剰空間内において、アルカリクリープ現象を加速させる要因となる水分を含む空気が除去されるので、余剰空間内の水分の量が低減される。したがって、電解液が負極終端電極の電極板と樹脂部との間から余剰空間内に滲み出ることが抑制されるので、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制できる。

【0008】

第３の工程では、樹脂部の一部を除いて結合した後、負極終端電極の電極板と金属板との間の空間を減圧しながら一部を結合してもよい。この構成によれば、樹脂部の一部のみが金属板に結合されていない状態で減圧を行うので、金属板と負極終端電極との間の空間の減圧を容易に行うことができる。

【0009】

第３の工程では、樹脂部の一部を結合する前に、樹脂部付き負極終端電極と樹脂部付き金属板とを乾燥させてもよい。この構成によれば、金属板、負極終端電極、及び樹脂部が乾燥された状態で第３の工程が行われるので、余剰空間内に含まれる水分の量を更に低減できる。したがって、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることをより効果的に抑制できる。

【0010】

複数のバイポーラ電極と負極終端電極と金属板とを含んで構成された電極積層体の側面を囲むように樹脂部同士を結合する封止部を形成し、隣り合う電極間に気密の内部空間を形成する第４の工程を更に備え、余剰空間の内圧を、内部空間の内圧よりも低くしてもよい。このように、余剰空間の内圧が内部空間の内圧よりも低くすることにより、余剰空間内の水分の量が低減され、電解液が負極終端電極の電極板と樹脂部との間から余剰空間内に滲み出ることをより効果的に抑制できる。

【0011】

本発明の一側面に係る蓄電モジュールは、複数のバイポーラ電極の積層体と、当該積層体の積層方向の一端側に配置された負極終端電極とを含んで構成された電極積層体と、電極積層体の側面を囲むように設けられ、隣り合う電極間に内部空間を形成すると共に当該内部空間を封止する封止体と、内部空間に収容されたアルカリ溶液を含む電解液と、を備え、電極積層体は、負極終端電極の電極板に対して積層方向の外側に配置された金属板を有すると共に、封止体と負極終端電極の電極板と金属板とによって囲まれた余剰空間を有し、余剰空間の内圧は、大気圧より低くなっている。

【0012】

この蓄電モジュールの電極積層体は、負極終端電極の電極板に対して積層方向の外側に配置された金属板を有すると共に、封止体と負極終端電極の電極板と金属板とによって囲まれた余剰空間を有し、余剰空間の内圧は、大気圧より低くなっている。このように、負極終端電極の近傍に位置する余剰空間が減圧されていることにより、余剰空間内において、アルカリクリープ現象を加速させる要因となる水分の量が低減されている。これにより、内部空間内の電解液が負極終端電極の電極板と封止体との間から余剰空間内に滲み出ることが抑制される。したがって、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制できる。

【0013】

余剰空間の内圧は、前記内部空間の内圧よりも低くなっていてもよい。このように、余剰空間の内圧が内部空間の内圧よりも低いことにより、電解液が負極終端電極の電極板と封止体との間から余剰空間内に滲み出ることをより効果的に抑制できる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュールの外部に滲み出ることを抑制可能な蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施形態に係る蓄電装置を示す概略断面図である。

【図2】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】図２の蓄電モジュールの一部を示す拡大断面図である。

【図4】図２の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】図２の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6】図２の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】図２の蓄電モジュールの製造方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る蓄電モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。

【0017】

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、積層された複数の蓄電モジュール４を含むモジュール積層体２と、モジュール積層体２に対してモジュール積層体２の積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材３とを備えている。

【0018】

モジュール積層体２は、複数（ここでは３つ）の蓄電モジュール４と、複数（ここでは４つ）の導電板５とを含む。蓄電モジュール４は、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４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等である。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。

【0019】

積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール４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、積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール４間と、積層端に位置する蓄電モジュール４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４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４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。

【0020】

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。流路５ａは、例えば積層方向と、正極端子６及び負極端子７の引出方向と、にそれぞれ交差（直交）する方向に沿って延在している。導電板５は、蓄電モジュール４同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、これらの流路５ａに冷媒を流通させることにより、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っている。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の面積よりも小さくなっているが、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なっていてもよい。

【0021】

拘束部材３は、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と、エンドプレート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におけるモジュール積層体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。

【0022】

エンドプレート８の縁部には、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によって挟持されてモジュール積層体２としてユニットされると共に、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。

【0023】

次に、蓄電モジュール４の構成について詳細に説明する。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３は、図２の蓄電モジュールの一部を示す拡大断面図である。図２及び図３に示されるにように、蓄電モジュール４は、電極積層体１１と、電極積層体１１を封止する樹脂製の封止体１２とを備えている。電極積層体１１は、セパレータ１３を介して蓄電モジュール４の積層方向Ｄに沿って積層された複数の電極によって構成されている。これらの電極は、複数のバイポーラ電極１４の積層体と、負極終端電極１８と、正極終端電極１９とを含む。

【0024】

バイポーラ電極１４は、一方面１５ａ及び一方面１５ａの反対側の他方面１５ｂを含む電極板１５と、一方面１５ａに設けられた正極１６と、他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。正極１６は、正極活物質が電極板１５に塗工されることにより形成される正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が電極板１５に塗工されることにより形成され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１４の正極１６は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄの一方に隣り合う別のバイポーラ電極１４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１４の負極１７は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄの他方に隣り合う別のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。なお、セパレータ１３は、後述の第１封止部２１に接するほど積層方向Ｄに交差する方向に延びていることが好ましい。これにより、電極同士の短絡を抑制することができる。

【0025】

負極終端電極１８は、電極板１５と、電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。負極終端電極１８は、他方面１５ｂが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの一端に配置されている。負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａは、電極積層体１１の積層方向Ｄにおける一方の外側面を構成し、蓄電モジュール４に隣接する一方の導電板５（図１参照）と電気的に接続されている。負極終端電極１８の電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７は、セパレータ１３を介して積層方向Ｄの一端のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。

【0026】

正極終端電極１９は、電極板１５と、電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６とを有している。正極終端電極１９は、一方面１５ａが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの他端に配置されている。正極終端電極１９の一方面１５ａに設けられた正極１６は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄの他端のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂは、電極積層体１１の積層方向における他方の外側面を構成し、蓄電モジュール４に隣接する他方の導電板５（図１参照）と電気的に接続されている。

【0027】

電極板１５は、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。一例として、電極板１５は、ニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板１５の縁部１５ｃ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領域となっている。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。

【0028】

セパレータ１３は、例えばシート上に形成されている。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、ポリプロピレン、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。

【0029】

封止体１２は、例えば絶縁性の樹脂によって、全体として矩形の筒状に形成されている。封止体１２は、電極板１５の縁部１５ｃを包囲するように電極積層体１１の側面１１ａに設けられている。封止体１２は、側面１１ａにおいて縁部１５ｃを保持している。封止体１２は、電極板１５の縁部１５ｃに結合された複数の第１封止部２１（樹脂部）と、側面１１ａに沿って第１封止部２１を外側から包囲し、第１封止部２１のそれぞれに結合された第２封止部２２（封止部）とを有している。第１封止部２１及び第２封止部２２は、例えば、耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂である。第１封止部２１及び第２封止部２２の構成材料としては、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）などが挙げられる。

【0030】

第１封止部２１は、電極板１５の一方面１５ａにおいて縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向Ｄから見て矩形環状をなしている。第１封止部２１は、例えば超音波又は熱によって電極板１５の一方面１５ａに溶着され、気密に接合されている。第１封止部２１は、例えば積層方向Ｄに所定の厚さを有するフィルムである。第１封止部２１の内側は、積層方向Ｄに互いに隣り合う電極板１５の縁部１５ｃ同士の間に位置している。第１封止部２１の外側は、電極板１５の縁よりも外側に張り出しており、その先端部分は、第２封止部２２に保持されている。積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う第１封止部２１同士は、互いに離間していてもよく、接していてもよい。

【0031】

電極板１５の一方面１５ａにおける縁部１５ｃと第１封止部２１とが重なる領域は、電極板１５と第１封止部２１との結合領域Ｋとなっている。結合領域Ｋにおいて、電極板１５の表面は、粗面化されている。粗面化された領域は、結合領域Ｋのみでもよいが、本実施形態では電極板１５の一方面１５ａの全体が粗面化されている。粗面化は、例えば電解メッキによる複数の突起の形成により実現し得る。一方面１５ａに複数の突起が形成されうることにより、一方面１５ａにおける第１封止部２１との接合界面では、溶融状態の樹脂が粗面化により形成された複数の突起間に入り込み、アンカー効果が発揮される。これにより、電極板１５と第１封止部２１との間の結合強度を向上させることができる。粗面化の際に形成される突起は、例えば基端側から先端側に向かって先太りとなる形状を有している。これにより、隣り合う突起の間の断面形状がアンダーカット形状となり、アンカー効果を高めることが可能となる。

【0032】

第２封止部２２は、電極積層体１１及び第１封止部２１の外側に設けられ、蓄電モジュール４の外壁（筐体）を構成している。第２封止部２２は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Ｄに沿って電極積層体１１の全長にわたって延在している。第２封止部２２は、積層方向Ｄを軸方向として延在する矩形の筒状（環状）を呈している。第２封止部２２は、例えば射出成形時の熱によって第１封止部２１の外表面に溶着されている。

【0033】

第１封止部２１及び第２封止部２２は、隣り合う電極の間に内部空間Ｖを形成すると共に内部空間Ｖを封止する。より具体的には、第２封止部２２は、第１封止部２１と共に、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合うバイポーラ電極１４の間に、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間をそれぞれ封止している。これにより、隣り合うバイポーラ電極１４の間、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間には、それぞれ気密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。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溶液を含む電解液（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。

【0034】

ここで、電極積層体１１は、金属板２０を更に有している。金属板２０は、負極終端電極１８の電極板１５に対して積層方向Ｄの外側に配置されている。金属板２０は、負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａに対向する他方面２０ｂと、他方面２０ｂの反対側の一方面２０ａとを有している。金属板２０の一方面２０ａ及び他方面２０ｂには、正極活物質及び負極活物質が塗工されておらず、一方面２０ａ及び他方面２０ｂの全面が未塗工領域となっている。すなわち、本実施形態において、金属板２０は正極１６及び負極１７のいずれも設けられていない未塗工電極板である。また、金属板２０は、負極終端電極１８側に窪むと共に負極終端電極１８の電極板１５に接触する矩形状の接触部Ｃを有する。より具体的に、接触部Ｃにおいて、金属板２０の他方面２０ｂは、負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａに接触し、金属板２０の一方面２０ａは導電板５（図１参照）に接触している。これにより、負極終端電極１８は、金属板２０を介して導電板５と電気的に接続されている。金属板２０は、電極板１５と同様に、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。

【0035】

金属板２０の一方面２０ａ及び他方面２０ｂにおける縁部２０ｃと第１封止部２１とが重なる領域は、電極板１５の表面と同様に粗面化されている。粗面化された領域は、縁部２０ｃと第１封止部２１が結合した領域のみでもよいが、本実施形態では金属板２０の一方面２０ａ及び他方面２０ｂの全体が粗面化されている。金属板２０の一方面２０ａ及び他方面２０ｂにおける縁部２０ｃには、それぞれ第１封止部２１が結合されている。これにより、第１封止部２１と負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０とによって、電解液が収容されていない余剰空間ＶＡが形成されている。積層方向Ｄから見て、余剰空間ＶＡは接触部Ｃの周囲を囲むように形成されている。また、積層方向Ｄに沿った断面から見て、余剰空間ＶＡは、第１封止部２１側から接触部Ｃ側へ向かうにつれて高さ（積層方向Ｄに沿った寸法）が小さくなる略三角形状をなしている。余剰空間ＶＡの内部は減圧されており、その内圧は大気圧より低くなっている。また、余剰空間ＶＡの内圧は、電解液が収容された内部空間Ｖの内圧よりも低くなっている。一例として、余剰空間ＶＡの内圧は、０Ｐａ以上０．１ＭＰａ未満とすることができ、内部空間Ｖの内圧は０．１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下とすることができる。本実施形態では、内部ガスが発生しない状態において内部空間Ｖの内圧は大気圧程度である。

【0036】

次に、図４～図７を参照して、蓄電モジュール４の製造方法について説明する。まず、複数のバイポーラ電極１４、負極終端電極１８、正極終端電極１９、及び金属板２０を準備する。次に、図４に示されるように、バイポーラ電極１４の電極板１５の縁部１５ｃと、負極終端電極１８の電極板１５の縁部１５ｃと、金属板２０の縁部２０ｃとにそれぞれ第１封止部２１を結合する（第１の工程）。このとき、第１封止部２１は、各電極の電極板１５の一方面１５ａ、及び金属板２０の一方面２０ａに結合される。なお、第１の工程において、正極終端電極１９の電極板１５の縁部１５ｃにも第１封止部２１を結合するが、図４においては正極終端電極１９を省略している。各電極の電極板１５及び金属板２０に第１封止部２１を結合する方法としては、例えば超音波又は熱による溶着が挙げられる。

【0037】

次に、図５に示されるように、第１封止部２１が結合されたバイポーラ電極１４（樹脂部付きバイポーラ電極）を複数積層すると共に、第１封止部２１が結合された負極終端電極１８（樹脂部付き負極終端電極）と第１封止部２１が結合された金属板２０（樹脂部付き金属板）とを積層する（第２の工程）。この工程により、複数のバイポーラ電極１４の積層体が形成される。

【0038】

次に、図６に示されるように、負極終端電極１８に結合された第１封止部２１と、第１封止部２１が結合された金属板２０とを結合し、負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０との間に、第１封止部２１による余剰空間ＶＡを形成する（第３の工程）。より具体的には、第１封止部２１が結合されていない金属板２０の他方面２０ｂに、負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａに結合された第１封止部２１を結合する。

【0039】

第３の工程では、負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０との間の空間を大気圧よりも減圧しながら負極終端電極１８に結合された第１封止部２１と、金属板２０とを結合する。より具体的には、図７に示されるように、第１封止部２１の一部を除いて結合した後、負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０との間の空間を減圧しながら残りの一部を結合する。本実施形態では、まず、矩形枠状の第１封止部２１の４つの縁部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄのうち、３つの縁部２１ａ，２１ｂ，２１ｃにおいて金属板２０と第１封止部２１とを結合する。その後、まだ結合されていない残りの縁部２１ｄと金属板２０との間から負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０との間の空間を減圧しながら、この縁部２１ｄにおいて第１封止部２１と金属板２０とを結合する。縁部２１ｄにおける第１封止部２１と金属板２０との結合には、例えば真空シーラ（不図示）等の装置が用いられ得る。この場合、結合されていない縁部２１ｄ側を真空シーラの吸引部に挿入した状態で、負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０との間の空間を真空引きする。そして、当該空間の真空度が所定の値になった後に、縁部２１ｄにおいて第１封止部２１と金属板２０と加熱すると共に加圧して第１封止部２１と金属板２０とを溶着する。これにより、金属板２０の接触部Ｃと負極終端電極１８の電極板１５とが接触し、金属板２０と負極終端電極１８とが電気的に接続された状態となっている。

【0040】

また、蓄電モジュール４の製造方法の第３の工程では、第１封止部２１の縁部２１ｄを金属板２０と結合する前に、第１封止部２１が結合された負極終端電極１８と、第１封止部２１が結合された金属板２０とを乾燥させる乾燥工程を行う。これにより、負極終端電極１８、金属板２０、及び第１封止部２１に付着した水分が除去され、負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０との間の空間に含まれる水分を更に低減することができる。負極終端電極１８、金属板２０、及び第１封止部２１の乾燥には、例えば乾燥炉等が用いられ得る。一例として、乾燥温度は１００℃以上１５０℃以下とすることができ、乾燥時間は１時間以上２４時間以下とすることができる。なお、本実施形態では、第１封止部２１の縁部２１ｄを金属板２０と結合する直前（すなわち、第３の工程の途中）に乾燥工程を行っているが、第３の工程よりも前に乾燥工程を行ってもよい。また、より効果的に水分を除去する観点から、乾燥工程は真空(０．１ＭＰａ以下)環境下で行うことが望ましい。

【0041】

次に、積層された複数のバイポーラ電極１４と、結合された負極終端電極１８及び金属板２０とを射出成形の金型（不図示）内に配置し、射出成形を行うことにより、第１封止部２１を包囲するように第２封止部２２を形成する。これにより、電極積層体１１の側面１１ａに封止体１２が形成され、隣り合う電極と封止体１２とによって内部空間Ｖが形成された状態となる。第２封止部２２を形成する工程では、前述の第３の工程のように真空シーラ等を用いて真空引きを行っていないので、内部空間Ｖの内圧は、例えば大気圧程度となる。したがって、余剰空間ＶＡの内圧は内部空間Ｖの内圧より低くなっている。その後、バイポーラ電極１４，１４間の内部空間Ｖに電解液を注入する。これにより、蓄電モジュール４が得られる。

【0042】

以上説明したように、蓄電モジュール４の製造方法は、第１封止部２１付き負極終端電極１８における第１封止部２１と、第１封止部２１付き金属板２０の金属板２０とを結合し、負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０との間に第１封止部２１による余剰空間ＶＡを形成する第３の工程を有し、第３の工程において、負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０との間の空間を大気圧よりも減圧しながら第１封止部２１付き負極終端電極１８における第１封止部２１と、第１封止部２１付き金属板２０の金属板２０とを結合する。

【0043】

一般的に、蓄電モジュールでは、いわゆるアルカリクリープ現象により、内部空間Ｖに存在する電解液が負極終端電極１８の電極板１５の表面を伝わり、結合領域Ｋにおける電極板１５と第１封止部２１との間の隙間を通って蓄電モジュールの外部に滲み出ることがある。これに対し、本実施形態に係る蓄電モジュール４の製造方法のように、減圧しながら第３の工程を行うことにより、金属板２０、負極終端電極１８、及び第１封止部２１によって形成される余剰空間ＶＡ内の圧力が大気圧より低くなる。これにより、余剰空間ＶＡ内において、アルカリクリープ現象を加速させる要因となる水分を含む空気が除去されるので、余剰空間内の水分の量が低減される。したがって、電解液が負極終端電極１８の電極板１５と第１封止部２１との間から余剰空間ＶＡ内に滲み出ることが抑制されるので、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュール４の外部に滲み出ることを抑制できる。

【0044】

また、減圧しながら第３の工程を行うことにより、負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０との間の空間の圧力が大気圧より低くなっているので、接触部Ｃにおいて金属板２０と負極終端電極１８の電極板１５とがより確実に接触した状態となる。したがって、金属板２０と負極終端電極１８との接触抵抗の低下を図ることができる。

【0045】

また、第３の工程では、第１封止部２１の一部（縁部２１ｄ）を除いて結合した後、負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０との間の空間を減圧しながら一部（縁部２１ｄ）を結合する。これにより、第１封止部の一部のみが金属板２０に接合されていない状態で減圧を行うので、金属板２０と負極終端電極１８との間の空間の減圧を容易に行うことができる。

【0046】

また、蓄電モジュール４の製造方法の第３の工程では、第１封止部２１の一部（縁部２１ｄ）を結合する前に、第１封止部２１付き負極終端電極１８と第１封止部２１付き金属板２０とを乾燥させる。これにより、金属板２０、負極終端電極１８、及び第１封止部２１が乾燥された状態で第３の工程が行われるので、余剰空間ＶＡ内に含まれる水分の量を更に低減できる。したがって、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュール４の外部に滲み出ることをより効果的に抑制できる。

【0047】

また、電極積層体１１の側面１１ａを囲むように第１封止部２１同士を結合する第２封止部２２を形成し、隣り合う電極間に気密の内部空間Ｖを形成する第４の工程を更に備え、余剰空間ＶＡの内圧を内部空間Ｖの内圧よりも低くする。このように、余剰空間ＶＡの内圧が内部空間Ｖの内圧よりも低くすることにより、余剰空間ＶＡ内の水分の量が低減され、電解液が負極終端電極１８の電極板１５と第１封止部２１との間から余剰空間ＶＡ内に滲み出ることをより効果的に抑制できる。

【0048】

この蓄電モジュール４の電極積層体は、負極終端電極１８の電極板１５に対して積層方向Ｄの外側に配置された金属板２０を有すると共に、封止体１２と負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０とによって囲まれた余剰空間ＶＡを有し、余剰空間ＶＡの内圧は、大気圧より低くなっている。このように、負極終端電極１８の近傍に位置する余剰空間ＶＡが減圧されていることにより、余剰空間ＶＡ内において、アルカリクリープ現象を加速させる要因となる水分の量が低減されている。これにより、内部空間Ｖ内の電解液が負極終端電極１８の金属板２０と封止体１２との間から余剰空間ＶＡ内に滲み出ることが抑制される。したがって、アルカリクリープ現象によって電解液が蓄電モジュール４の外部に滲み出ることを抑制できる。

【0049】

また、余剰空間ＶＡが減圧されていることにより、接触部Ｃにおいて金属板２０と負極終端電極１８の電極板１５とがより確実に接触した状態となる。したがって、金属板２０と負極終端電極１８との接触抵抗の低下を図ることができる。

【0050】

また、余剰空間ＶＡの内圧は、内部空間Ｖの内圧よりも低くなっている。このように、余剰空間ＶＡの内圧が内部空間Ｖの内圧よりも低いことにより、電解液が負極終端電極１８の電極板１５と封止体１２との間から余剰空間ＶＡ内に滲み出ることをより効果的に抑制できる。

【0051】

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、上記の実施形態では、第３の工程において、第１封止部２１の一部（縁部２１ｄ）を除いて結合した後、負極終端電極１８の電極板１５と金属板２０との間の空間を減圧しながら一部（縁部２１ｄ）を結合する例について説明したが、例えば真空容器内で負極終端電極１８に結合された第１封止部２１と、金属板２０とを一度に結合してもよい。

【0052】

また、上記の実施形態では、第３の工程の途中で第１封止部２１付き負極終端電極１８と第１封止部２１付き金属板２０とを乾燥させる例について説明したが、第１封止部２１付き負極終端電極１８と第１封止部２１付き金属板２０とを乾燥させなくてもよい。

【0053】

また、上記の実施形態では、余剰空間ＶＡの内圧を内部空間Ｖの内圧よりも低くする例について説明したが、余剰空間ＶＡの内圧を内部空間Ｖの内圧よりも低くしなくてもよい。

【0054】

また、正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂ側にも矩形枠状の第１封止部２１が結合されていてもよい。この第１封止部２１も、第２封止部２２によって他の第１封止部２１と結合され得る。また、正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂ側に結合された第１封止部２１の縁部と、正極終端電極１９の電極板１５の一方面１５ａ側の第１封止部２１の縁部とは、熱板溶着等によって結合されていてもよい。

【符号の説明】

【0055】

４…蓄電モジュール、１１…電極積層体、１１ａ…側面、１２…封止体、１３…セパレータ、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…一方面、１５ｂ…他方面、１５ｃ…縁部、１８…負極終端電極、２０…金属板、２１…第１封止部（樹脂部）、２２…第２封止部（封止部）、Ｄ…積層方向、Ｖ…内部空間、ＶＡ…余剰空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】