特許 7110874 蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールの製造装置

(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】2022-07-25

(45)【発行日】2022-08-02

(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の製造装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20220726BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20220726BHJP

   H01M 50/102 20210101ALI20220726BHJP

   H01M 50/103 20210101ALI20220726BHJP

   H01G 11/12 20130101ALI20220726BHJP

   H01G 11/82 20130101ALI20220726BHJP

   H01G 11/84 20130101ALI20220726BHJP

   H01G 13/00 20130101ALI20220726BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01M50/184 Z

H01M50/184 A

H01M50/102

H01M50/103

H01G11/12

H01G11/82

H01G11/84

H01G13/00 381

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018181452

(22)【出願日】2018-09-27

(65)【公開番号】P2020053258

(43)【公開日】2020-04-02

【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

(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】河端 栄克

(72)【発明者】

【氏名】中山 博治

【審査官】前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１２５１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１３１４６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１０／００－１０／３９

Ｈ０１Ｍ５０／１０－５０／１９８

Ｂ２９Ｃ３３／００－３３／７６

Ｈ０１Ｇ１１／００－１１／８６

Ｈ０１Ｇ１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層された複数のバイポーラ電極を備える蓄電モジュールの製造方法であって、
前記複数のバイポーラ電極のそれぞれは、電極板と、前記電極板の第１面に設けられた正極と、前記電極板の第２面に設けられた負極と、を備え、
前記製造方法は、
前記電極板の外縁部に１次シールが形成された状態で、前記複数のバイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、
前記積層体において隣り合う前記複数のバイポーラ電極間に設けられた内部空間と連通する連通孔が形成された前記１次シールの前記連通孔に入れ子が配置された状態で、前記１次シールの周囲に２次シールを形成する工程と、
を含み、
前記入れ子は、前記連通孔内に配置される先端部を有するプレートと、前記プレートを挟む部材と、を備え、前記プレートは、前記部材に着脱可能に取り付けられており、
前記プレートの硬さが、前記部材の硬さよりも大きい、蓄電モジュールの製造方法。

【請求項2】

積層された複数のバイポーラ電極を備える蓄電モジュールの製造方法であって、
前記複数のバイポーラ電極のそれぞれは、電極板と、前記電極板の第１面に設けられた正極と、前記電極板の第２面に設けられた負極と、を備え、
前記製造方法は、
前記電極板の外縁部に１次シールが形成された状態で、前記複数のバイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、
前記積層体において隣り合う前記複数のバイポーラ電極間に設けられた内部空間と連通する連通孔が形成された前記１次シールの前記連通孔に入れ子が配置された状態で、前記１次シールの周囲に２次シールを形成する工程と、
を含み、
前記入れ子は、前記連通孔内に配置される先端部を有するプレートと、前記プレートを挟む部材と、を備え、前記プレートは、前記部材に着脱可能に取り付けられており、
前記プレートの前記先端部の厚みは、隣り合う前記電極板間の距離以下である、蓄電モジュールの製造方法。

【請求項3】

前記プレートの硬さが、前記部材の硬さよりも大きい、請求項２に記載の蓄電モジュールの製造方法。

【請求項4】

前記入れ子は、前記プレート及び前記部材を貫通するピンを更に備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電モジュールの製造方法。

【請求項5】

積層された複数のバイポーラ電極を備える蓄電モジュールの製造装置であって、
前記複数のバイポーラ電極のそれぞれは、電極板と、前記電極板の第１面に設けられた正極と、前記電極板の第２面に設けられた負極と、を備え、
前記製造装置は、
前記電極板の外縁部に１次シールが形成された状態で、前記複数のバイポーラ電極を積層して積層体を得る積層装置と、
前記積層体において隣り合う前記複数のバイポーラ電極間に設けられた内部空間と連通する連通孔が形成された前記１次シールの前記連通孔に入れ子が配置された状態で、前記１次シールの周囲に２次シールを形成する２次シール形成装置と、
を備え、
前記入れ子は、前記連通孔内に配置される先端部を有するプレートと、前記プレートを挟む部材と、を備え、前記プレートは、前記部材に着脱可能に取り付けられており、
前記プレートの硬さが、前記部材の硬さよりも大きい、蓄電モジュールの製造装置。

【請求項6】

積層された複数のバイポーラ電極を備える蓄電モジュールの製造装置であって、
前記複数のバイポーラ電極のそれぞれは、電極板と、前記電極板の第１面に設けられた正極と、前記電極板の第２面に設けられた負極と、を備え、
前記製造装置は、
前記電極板の外縁部に１次シールが形成された状態で、前記複数のバイポーラ電極を積層して積層体を得る積層装置と、
前記積層体において隣り合う前記複数のバイポーラ電極間に設けられた内部空間と連通する連通孔が形成された前記１次シールの前記連通孔に入れ子が配置された状態で、前記１次シールの周囲に２次シールを形成する２次シール形成装置と、
を備え、
前記入れ子は、前記連通孔内に配置される先端部を有するプレートと、前記プレートを挟む部材と、を備え、前記プレートは、前記部材に着脱可能に取り付けられており、
前記プレートの前記先端部の厚みは、隣り合う前記電極板間の距離以下である、蓄電モジュールの製造装置。

【請求項7】

前記プレートの硬さが、前記部材の硬さよりも大きい、請求項６に記載の蓄電モジュールの製造装置。

【請求項8】

前記入れ子は、前記プレート及び前記部材を貫通するピンを更に備える、請求項５～７のいずれか一項に記載の蓄電モジュールの製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一側面は、蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールの製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電極板の一方の面に正極が形成され、他方の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（蓄電モジュール）が知られている（特許文献１参照）。この電池では、セパレータと電極板とシール部材とで画成された内部空間に、電解液が封入されている。電解液を含浸したセパレータからなる電解質層を介して、バイポーラ電極が積層されている。電池には、シール部材を貫通するチューブが設けられている。チューブの一端は内部空間に臨み、他端は電池の外部空間に臨む。電池を使用している間、内部空間の圧力が上昇すると、このチューブが圧力調整弁として機能する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】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】

ところで、シール部材が、電極板の外縁部に形成された枠状の１次シールと、１次シールの周囲に形成された２次シールとを有する場合がある。この場合、バイポーラ電池は以下のように製造され得る。まず、電極板の外縁部に１次シールが形成された状態で、バイポーラ電極を積層して積層体を得る。次に、例えば射出成形によって１次シールの周囲に２次シールを形成する。ここで、１次シールは内部空間に連通した連通孔を有している。そこで、当該連通孔の閉塞を抑制するために、１次シールの連通孔に入れ子を配置した状態で、２次シールは形成される。

【0005】

連通孔の閉塞を更に抑制するために、連通孔内に配置される先端部を有するプレート部を備える入れ子を用いることが考えられる。しかし、積層体の積層方向における連通孔の寸法は通常小さいので、薄いプレート部が湾曲したり折れたりする可能性がある。その場合、入れ子全体を交換する必要がある。

【0006】

本発明の一側面は、入れ子全体を交換する必要がない蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールの製造装置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】

【0007】

本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、積層された複数のバイポーラ電極を備える蓄電モジュールの製造方法であって、前記複数のバイポーラ電極のそれぞれは、電極板と、前記電極板の第１面に設けられた正極と、前記電極板の第２面に設けられた負極と、を備え、前記製造方法は、前記電極板の外縁部に１次シールが形成された状態で、前記複数のバイポーラ電極を積層して積層体を得る工程と、前記積層体において隣り合う前記複数のバイポーラ電極間に設けられた内部空間と連通する連通孔が形成された前記１次シールの前記連通孔に入れ子が配置された状態で、前記１次シールの周囲に２次シールを形成する工程と、を含み、前記入れ子は、前記連通孔内に配置される先端部を有するプレートと、前記プレートを挟む部材と、を備え、前記プレートは、前記部材に着脱可能に取り付けられている。

【0008】

上記蓄電モジュールの製造方法によれば、プレートが部材に着脱可能に取り付けられているので、プレートが湾曲したり折れたりした場合でも、プレートのみを交換することができる。したがって、入れ子全体を交換する必要がない。

【0009】

前記プレートの硬さが、前記部材の硬さよりも大きくてもよい。この場合、プレートの耐久性を向上できる。

【0010】

前記入れ子は、前記プレート及び前記部材を貫通するピンを更に備えてもよい。この場合、入れ子が小さくても簡易にプレートを着脱できる。

【0011】

前記プレートの前記先端部の厚みは、隣り合う前記電極板間の距離以下であってもよい。この場合、プレートが薄いので、プレートが湾曲したり折れたりする可能性が高くなる。そのような場合であっても、プレートのみを交換することができる。

【0012】

本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造装置は、積層された複数のバイポーラ電極を備える蓄電モジュールの製造装置であって、前記複数のバイポーラ電極のそれぞれは、電極板と、前記電極板の第１面に設けられた正極と、前記電極板の第２面に設けられた負極と、を備え、前記製造装置は、前記電極板の外縁部に１次シールが形成された状態で、前記複数のバイポーラ電極を積層して積層体を得る積層装置と、前記積層体において隣り合う前記複数のバイポーラ電極間に設けられた内部空間と連通する連通孔が形成された前記１次シールの前記連通孔に入れ子が配置された状態で、前記１次シールの周囲に２次シールを形成する２次シール形成装置と、を備え、前記入れ子は、前記連通孔内に配置される先端部を有するプレートと、前記プレートを挟む部材と、を備え、前記プレートは、前記部材に着脱可能に取り付けられている。

【0013】

上記蓄電モジュールの製造装置によれば、プレートが部材に着脱可能に取り付けられているので、プレートが湾曲したり折れたりした場合でも、プレートのみを交換することができる。したがって、入れ子全体を交換する必要がない。

【0014】

前記プレートの硬さが、前記部材の硬さよりも大きくてもよい。この場合、プレートの耐久性を向上できる。

【0015】

前記入れ子は、前記プレート及び前記部材を貫通するピンを更に備えてもよい。この場合、入れ子が小さくても簡易にプレートを着脱できる。

【0016】

前記プレートの前記先端部の厚みは、隣り合う前記電極板間の距離以下であってもよい。この場合、プレートが薄いので、プレートが湾曲したり折れたりする可能性が高くなる。そのような場合であっても、プレートのみを交換することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明の一側面によれば、入れ子全体を交換する必要がない蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュールの製造装置が提供され得る。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。

【図2】図１の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】蓄電モジュールの製造方法を示すフローチャートである。

【図4】積層体を得る工程における積層体、入れ子及び積層冶具の断面図である。

【図5】２次シールを形成する工程における積層体、入れ子及びモールドの断面図である。

【図6】入れ子の側面図である。

【図7】入れ子の平面図である。

【図8】図７のＩＩＸ－ＩＩＸ線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

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、複数の蓄電モジュール４を積層してなる蓄電モジュール積層体２と、蓄電モジュール積層体２に対して積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材３とを備えて構成されている。

【0021】

蓄電モジュール積層体２は、複数（本実施形態では３体）の蓄電モジュール４と、複数（本実施形態では４枚）の導電板５とによって構成されている。蓄電モジュール４は、例えば後述するバイポーラ電極１４を備えた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。

【0022】

積層方向に隣り合う蓄電モジュール４，４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、積層方向に隣り合う蓄電モジュール４，４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。

【0023】

各導電板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。各流路５ａは、例えば積層方向と、正極端子６及び負極端子７の引き出し方向とにそれぞれ直交する方向に互いに平行に延在している。これらの流路５ａに冷媒を流通させることで、導電板５は、蓄電モジュール４，４同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、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つ。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の面積よりも小さいが、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てもよい。

【0024】

拘束部材３は、蓄電モジュール積層体２を積層方向に挟む一対のエンドプレート８，８と、エンドプレート８，８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の内側面（蓄電モジュール積層体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。

【0025】

エンドプレート８の縁部には、蓄電モジュール積層体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８，８によって挟持されて蓄電モジュール積層体２としてユニット化されると共に、蓄電モジュール積層体２に対して積層方向に拘束荷重が付加される。

【0026】

次に、蓄電モジュール４の構成について更に詳細に説明する。図２は、蓄電モジュール４の内部構成を示す概略断面図である。同図に示すように、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（シール）する樹脂製のシール部材１２とを備えている。

【0027】

電極積層体１１は、セパレータ１３を介して積層された複数のバイポーラ電極１４を備える。この例では、電極積層体１１の積層方向Ｄ１は蓄電モジュール積層体２の積層方向と一致している。各バイポーラ電極１４は、電極板１５、電極板１５の一方面１５ａ（第１面）に設けられた正極１６、電極板１５の他方面１５ｂ（第１面とは反対側の第２面）に設けられた負極１７を含んでいる。正極１６は、正極活物質が塗工されてなる正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が塗工されてな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Ｄ１に隣り合う一方のバイポーラ電極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Ｄ１に隣り合う他方のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。

【0028】

電極積層体１１において、積層方向Ｄ１の一端には負極終端電極１８が配置され、積層方向Ｄ１の他端には正極終端電極１９が配置されている。負極終端電極１８は、電極板１５、及び電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。負極終端電極１８の負極１７は、セパレータ１３を介して積層方向Ｄ１の一端のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａには、蓄電モジュール４に隣接する一方の導電板５が接触している。正極終端電極１９は、電極板１５、及び電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６を含んでいる。正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂには、蓄電モジュール４に隣接する他方の導電板５が接触している。正極終端電極１９の正極１６は、セパレータ１３を介して積層方向Ｄ１の他端のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。

【0029】

電極板１５は、金属製であり、例えばニッケル又はニッケルメッキ鋼板からなる。電極板１５は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板１５の外縁部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。

【0030】

セパレータ１３は、例えばシート状に形成されている。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、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。

【0031】

シール部材１２は、例えば絶縁性の樹脂によって矩形の筒状に形成されている。シール部材１２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）、又は変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）などが挙げられる。シール部材１２は、電極積層体１１を取り囲み、複数の電極板１５の外縁部１５ｃを保持するように構成されている。

【0032】

シール部材１２は、外縁部１５ｃに設けられた１次シール２１と、１次シール２１の周囲に設けられた２次シール２２とを有している。１次シール２１は所定の厚さ（積層方向Ｄ１の長さ）を有するフィルムである。１次シール２１は、積層方向Ｄ１から見て、矩形枠状をなし、例えば超音波又は熱により、外縁部１５ｃの全周にわたって連続的に溶着されている。１次シール２１は、電極板１５の一方面１５ａ側の外縁部１５ｃに設けられている。１次シール２１は、外縁部１５ｃを埋設した状態で、外縁部１５ｃに設けられ、電極板１５の端面を覆っている。１次シール２１は、積層方向Ｄ１から見て、正極１６及び負極１７から離間して設けられている。積層方向Ｄ１で隣り合う１次シール２１，２１同士は、互いに当接している。

【0033】

１次シール２１は、第１部分２１ａと第２部分２１ｂとを有している。第１部分２１ａは、一方面１５ａ上に設けられ、積層方向Ｄ１から見て電極板１５と重なっている。第２部分２１ｂは、第１部分２１ａと一体的に形成され、積層方向Ｄ１から見て電極板１５の外側に設けられている。第１部分２１ａの厚さは、第２部分２１ｂの厚さよりも薄く、正極１６の厚さと同等であるが、同等以上であってもよい。第１部分２１ａと第２部分２１ｂとの間には、積層方向Ｄ１に延在する段差面２１ｃが形成されている。

【0034】

第１部分２１ａの上面には、セパレータ１３の外縁部が配置されている。積層方向Ｄ１から見て、第１部分２１ａとセパレータ１３の外縁部とは互いに重なっている。セパレータ１３の外縁部は、セパレータ１３の外縁に沿って並ぶ複数箇所において、例えば溶着により第１部分２１ａの上面に固定されている。セパレータ１３の外縁は、段差面２１ｃに当接していてもよいし、段差面２１ｃから離間していてもよい。本実施形態では、段差面２１ｃの高さ（積層方向Ｄ１の長さ）は、セパレータ１３の厚さと負極１７の厚さとの和と同等であるが、同等以上であってもよい。

【0035】

２次シール２２は、電極積層体１１及び１次シール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。２次シール２２は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Ｄ１において電極積層体１１の全長にわたって延在している。２次シール２２は、積層方向Ｄ１を軸方向として延在する筒状部である。２次シール２２は、積層方向Ｄ１に延在する１次シール２１の外側面を覆っている。２次シール２２は、１次シール２１の外側面に接合され、１次シール２１の外側面をシールしている。２次シール２２は、例えば、射出成形時の熱によって１次シール２１の外側面に溶着されている。２次シール２２は、熱板溶着によって１次シール２１の外側面に溶着されていてもよい。

【0036】

積層方向Ｄ１で隣り合う電極板１５，１５の間には、当該電極板１５とシール部材１２とにより気密及び水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水溶液からなる電解液（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。電解液は強アルカリ性なので、シール部材１２は、耐強アルカリ性を有する樹脂材料により構成されている。

【0037】

シール部材１２には、積層方向Ｄ１に交差（ここでは、直交）する方向に延び、各内部空間Ｖに連通する複数の連通孔（不図示）が設けられている。この連通孔は、各内部空間Ｖに電解液を注入するための注液口として機能すると共に、電解液が注入された後は、圧力調整弁（不図示）の接続口として機能する。

【0038】

次に、上述した蓄電モジュール４の製造方法及び蓄電モジュール４の製造装置について説明する。図３は、蓄電モジュールの製造方法を示すフローチャートである。蓄電モジュール４の製造方法は、図３に示される工程Ｓ１～Ｓ８を含み得る。以下、図４及び図５を参照し、各工程Ｓ１～Ｓ８について説明する。図４は、積層体を得る工程における積層体、入れ子及び積層冶具の断面図である。図５は、２次シールを形成する工程における積層体、入れ子及びモールドの断面図である。

【0039】

（１次シールを形成する工程）
まず、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９の電極板１５の外縁部１５ｃに１次シール２１を形成する（工程Ｓ１）。この工程Ｓ１では、各電極板１５の一方面１５ａ側の外縁部１５ｃに枠状の１次シール２１が形成される。例えば、予め射出成形により枠状の１次シール２１を形成した後、１次シール２１を溶着により外縁部１５ｃに取り付ける。これにより、１次シール２１を外縁部１５ｃに形成することができる。

【0040】

（セパレータを取り付ける工程）
工程Ｓ１に続いて、１次シール２１にセパレータ１３を取り付ける（工程Ｓ２）。この工程Ｓ２では、バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９に設けられた１次シール２１の第１部分２１ａの上面に、セパレータ１３の外縁部が配置される。その後、セパレータ１３の外縁部に沿って並ぶ複数箇所において、セパレータ１３の外縁部が例えば溶着により第１部分２１ａに固定される。

【0041】

（セパレータを検査する工程）
工程Ｓ２に続いて、セパレータ１３が設けられたバイポーラ電極１４及び正極終端電極１９を検査する（工程Ｓ３）。この工程Ｓ３では、セパレータ１３の取り付け状態が検査される。例えばセパレータ１３が電極板１５に対して予め設定された位置からずれて取り付けられていれば、不合格となる。不合格となったバイポーラ電極１４及び正極終端電極１９は、例えば廃棄処理され、次工程には送られない。この工程Ｓ３において合格したバイポーラ電極１４及び正極終端電極１９は、次工程に送られる。

【0042】

（入れ子を配置する工程）
工程Ｓ３に続いて、図４に示されるように、枠状の１次シール２１の内縁から外縁に至る凹部に入れ子５０を配置する（工程Ｓ４）。この凹部は、後述の積層体３０を得る工程において、内部空間Ｖと連通する連通孔４０を形成する。この工程Ｓ４では、セパレータ１３とバイポーラ電極１４と１次シール２１とを備える電極ユニットＵに入れ子５０が取り付けられる。入れ子５０は、正極終端電極１９に設けられた１次シール２１にも同様に配置される。

【0043】

（積層体を得る工程）
工程Ｓ４に続いて、図４に示されるように、積層装置６０を用いて、複数のバイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９を積層する（工程Ｓ５）。この工程Ｓ５では、まず、１次シール２１、セパレータ１３及び入れ子５０が設けられた正極終端電極１９が積層冶具６１上に載置される。その後、正極終端電極１９上に、複数（例えば２３個）の電極ユニットＵが積層される。各電極ユニットＵには入れ子５０が取り付けられている。最後に、バイポーラ電極１４上に、１次シール２１が設けられた負極終端電極１８（図２参照）が積層される。これにより、複数の電極ユニットＵを備える積層体３０が得られる。積層体３０には、複数の入れ子５０が取り付けられている。入れ子５０の数は、内部空間Ｖの数と同じである。

【0044】

（２次シールを形成する工程）
工程Ｓ５に続いて、図５に示されるように、例えば射出成形機等の２次シール形成装置７０を用いて、２次シール２２を形成する（工程Ｓ６）。この工程Ｓ６では、１次シール２１の連通孔４０に入れ子５０が配置された状態で、１次シール２１の周囲に２次シール２２が形成される。２次シール２２は、例えば、射出成形により形成される。まず、例えば金属製のモールドＭ内に、複数の入れ子５０が取り付けられた積層体３０を配置する。続いて、モールドＭのゲート（不図示）からモールドＭ内の空隙部Ｍａに樹脂材料を流し込むことによって、空隙部Ｍａに対応する形状を有する２次シール２２を形成する。入れ子５０は、１次シール２１の連通孔４０を閉塞するだけでなく、１次シール２１の連通孔４０に連通する連通孔を２次シール２２に形成することができる。

【0045】

（入れ子を除去する工程）
工程Ｓ６に続いて、積層体３０から入れ子５０を除去する（工程Ｓ７）。これにより、１次シール２１の連通孔４０に連通する２次シール２２の連通孔が形成される。２次シール２２の連通孔は、枠状の２次シール２２の内面から外面まで貫通している。その結果、連通孔が形成されたシール部材１２が得られる。

【0046】

（電解液を注入する工程）
工程Ｓ７に続いて、シール部材１２の連通孔（１次シール２１の連通孔４０及び２次シール２２の連通孔）を通じて内部空間Ｖに電解液を注入する（工程Ｓ８）。その後、シール部材１２の連通孔に圧力調整弁が取り付けられることによって、内部空間Ｖが封止される。このようにして、蓄電モジュール４が製造される。

【0047】

続いて、入れ子５０の詳細について説明する。図６は、入れ子の側面図である。図７は、入れ子の平面図である。図８は、図７のＩＩＸ－ＩＩＸ線に沿った断面図である。

【0048】

図６～図８に示されるように、入れ子５０は、先端部５１ａを有するプレート５１と、プレート５１を挟む部材としての第１部材５２及び第２部材５３とを備える。入れ子５０は例えば金属製である。プレート５１の先端部５１ａは、１次シール２１の連通孔４０内に配置される（図４参照）。１次シール２１の連通孔４０内においてプレート５１の先端部５１ａは、セパレータ１３から離間しているが、セパレータ１３に当接してもよい。プレート５１の先端部５１ａの断面形状は、連通孔４０の断面形状に対応している。プレート５１の先端部５１ａの厚みＤは、隣り合う電極板１５間の距離以下であってもよいし、１次シール２１の段差面２１ｃ（図２参照）の高さ以下であってもよい。厚みＤは、例えば０．５ｍｍ以下である。プレート５１は、第１部材５２及び第２部材５３に着脱可能に取り付けられている。プレート５１の硬さは、第１部材５２及び第２部材５３のいずれの硬さよりも大きい。プレート５１、第１部材５２及び第２部材５３の硬さは、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）である。

【0049】

第１部材５２及び第２部材５３は、互いに同じ形状を有する板状の部材である。プレート５１の厚み方向において第１部材５２と第２部材５３との間にプレート５１の基端部５１ｂが配置されるように、第１部材５２及び第２部材５３はプレート５１を挟む。プレート５１の厚み方向において、プレート５１、第１部材５２及び第２部材５３の合計の厚みは、例えば１ｍｍ以上である。

【0050】

プレート５１は、先端部５１ａと基端部５１ｂとの間に中間部５１ｃを有している。中間部５１ｃは、１次シール２１の連通孔４０の外部に配置される。よって、中間部５１ｃが２次シール２２の連通孔を形成することになる。

【0051】

入れ子５０は、プレート５１、第１部材５２及び第２部材５３を把持する第３部材５４を更に備え得る。第３部材５４によって、プレート５１、第１部材５２及び第２部材５３が互いに固定される。第３部材５４は、第１部材５２をプレート５１に押し付ける一対の第１爪部５４ａと、第２部材５３をプレート５１に押し付ける一対の第２爪部５４ｂと、第１爪部５４ａと第２爪部５４ｂとの間を連結する連結部５４ｃとを備える。各第１爪部５４ａ及び各第２爪部５４ｂは、互いに同じ形状を有する板状部である。連結部５４ｃは、各第１爪部５４ａの基端と各第２爪部５４ｂの基端とを連結する板状部である。

【0052】

入れ子５０は、プレート５１の厚み方向においてプレート５１、第１部材５２及び第２部材５３を貫通するピン５５を更に備え得る。ピン５５により、プレート５１の厚み方向に交差する方向において、プレート５１、第１部材５２及び第２部材５３が互いに位置決めされる。ピン５５は、プレート５１、第１部材５２及び第２部材５３のそれぞれに設けられた貫通孔を通る。貫通孔は、プレート５１の厚み方向から見て、第１爪部５４ａ及び第２爪部５４ｂと干渉しないように位置している。例えば、プレート５１の厚み方向から見て、貫通孔は、一対の第１爪部５４ａ間及び一対の第２爪部５４ｂ間に位置している。ピン５５に代えて、例えばボルト等の他の部材が用いられてもよい。

【0053】

以上説明したように、上述の蓄電モジュール４の製造方法及び蓄電モジュール４の製造装置では、プレート５１が第１部材５２及び第２部材５３に着脱可能に取り付けられているので、プレート５１が湾曲したり折れたりした場合でも、プレート５１のみを交換することができる。第１部材５２及び第２部材５３は再利用可能である。したがって、入れ子５０全体を交換する必要がない。そのため、蓄電モジュール４の製造コストを低減できる。

【0054】

プレート５１の硬さが、第１部材５２及び第２部材５３のいずれの硬さよりも大きいと、プレート５１の耐久性を向上できる。よって、プレート５１の交換頻度を低くできる。

【0055】

入れ子５０が、プレート５１、第１部材５２及び第２部材５３を貫通するピン５５を更に備えると、入れ子５０が小さくても簡易かつ安価にプレート５１を着脱できる。

【0056】

プレート５１の先端部５１ａの厚みＤが隣り合う電極板１５間の距離以下である場合、プレート５１が薄いので、プレート５１が湾曲したり折れたりする可能性が高くなる。そのような場合であっても、プレート５１のみを交換することができるので、入れ子５０全体を交換する必要がない。

【0057】

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。

【0058】

例えば、上記実施形態では、１次シール２１の連通孔４０を形成する凹部に入れ子５０を配置した後に複数のバイポーラ電極１４を積層しているが、複数のバイポーラ電極１４を積層した後に１次シール２１の連通孔４０に入れ子５０を配置してもよい。この場合、複数の入れ子５０のプレート５１の先端部５１ａを複数の連通孔４０内に同時に挿入してもよい。

【0059】

上記実施形態では、第１部材５２及び第２部材５３がプレート５１を挟んでいるが、第１部材５２及び第２部材５３が一体化された１つの部材がプレート５１を挟んでもよい。また、３つ以上の部材がプレート５１を挟んでもよい。

【0060】

上記実施形態では、第３部材５４及びピン５５によってプレート５１が第１部材５２及び第２部材５３に着脱可能に取り付けられているが、第３部材５４及びピン５５のいずれか一方のみによって、プレート５１が第１部材５２及び第２部材５３に着脱可能に取り付けられてもよい。また、他の方法によってプレート５１が第１部材５２及び第２部材５３に着脱可能に取り付けられてもよい。

【符号の説明】

【0061】

４…蓄電モジュール、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…一方面（第１面）、１５ｂ…他方面（第２面）、１５ｃ…外縁部、１６…正極、１７…負極、２１…１次シール、２２…２次シール、３０…積層体、４０…連通孔、５０…入れ子、５１…プレート、５１ａ…先端部、５２…第１部材、５３…第２部材、５５…ピン、６０…積層装置、７０…２次シール形成装置、Ｖ…内部空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】