特許 7172904 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法

(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】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20221109BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20221109BHJP

   H01G 11/12 20130101ALI20221109BHJP

   H01G 11/80 20130101ALI20221109BHJP

   H01G 11/78 20130101ALI20221109BHJP

   H01M 50/186 20210101ALI20221109BHJP

   H01M 50/197 20210101ALI20221109BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01M50/184 Z

H01M50/184 D

H01G11/12

H01G11/80

H01G11/78

H01M50/186

H01M50/197

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019139908

(22)【出願日】2019-07-30

(65)【公開番号】P2021022534

(43)【公開日】2021-02-18

【審査請求日】2021-12-14

(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】100186761

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 勇太

(72)【発明者】

【氏名】山田 正博

(72)【発明者】

【氏名】植田 浩生

【審査官】小川 進

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１０６３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０２１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１５１１９３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ ５０／１８３

Ｈ０１Ｇ １１／１２

Ｈ０１Ｇ １１／８０

Ｈ０１Ｇ １１／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

集電体、前記集電体の一方面に設けられた正極、及び前記集電体の他方面に設けられた負極を有するバイポーラ電極を含む複数の電極が、セパレータを介して第１方向に沿って積層されてなる電極積層体と、
前記電極積層体を取り囲むシール部材と、を備え、
前記シール部材は、前記集電体の周縁部に設けられた一次シールと、前記一次シールを覆う二次シールと、を有し、
前記二次シールは、前記第１方向に沿って前記一次シールの端面が積層されてなる第１外側面を覆う第１樹脂部と、前記第１樹脂部の第２外側面を覆う第２樹脂部と、を有し、
前記第１樹脂部は、
前記第１方向に延在し、前記第１外側面を覆う第１本体部と、
前記第１方向における前記第１本体部の一端から前記第１方向と交差する面方向において前記電極積層体の中心に向かって延在する第１庇部と、
前記第１方向における前記第１本体部の他端から前記面方向において前記電極積層体の中心に向かって延在する第２庇部と、を有する、
蓄電モジュール。

【請求項2】

前記第２樹脂部は、
前記第１方向に延在すると共に前記第１樹脂部の前記第２外側面を覆う第２本体部と、
前記第１方向における前記第２本体部の一端から前記面方向において前記電極積層体の中心に向かって延在すると共に、前記第１庇部を覆う第３庇部と、
前記第１方向における前記第２本体部の他端から前記面方向において前記電極積層体の前記中心に向かって延在すると共に、前記第２庇部を覆う第４庇部と、を有する、請求項１に記載の蓄電モジュール。

【請求項3】

前記二次シールは、前記第２樹脂部の第３外側面を覆う第３樹脂部をさらに有し、
前記第１樹脂部は、前記第２樹脂部及び前記第３樹脂部によって覆われている、請求項１に記載の蓄電モジュール。

【請求項4】

バイポーラ電極を有する複数の電極を準備する第１工程と、
前記複数の電極のそれぞれが有する集電体の周縁部に一次シールを結合する第２工程と、
前記複数の電極を第１方向に積層することによって電極積層体を形成する第３工程と、
前記第１方向に沿って積層される前記一次シールの端面同士を仮接合することによって、当該端面同士からなる第１外側面を形成する第４工程と、
前記第１外側面を覆う二次シールを形成する第５工程と、
を備え、
前記第５工程は、
前記第１方向に延在し、前記第１外側面を覆う第１本体部、前記第１方向における前記第１本体部の一端から前記第１方向と交差する面方向において前記電極積層体の中心に向かって延在する第１庇部、及び前記第１方向における前記第１本体部の前記一端とは反対側に位置する他端から前記面方向において前記電極積層体の中心に向かって延在する第２庇部を有する第１樹脂部を形成する第６工程と、
前記第１樹脂部の第２外側面を覆う第２樹脂部を形成する第７工程と、を有する、
蓄電モジュールの製造方法。

【請求項5】

前記第７工程では、
前記第１方向に延在すると共に前記第１樹脂部の前記第２外側面を覆う第２本体部と、
前記第１方向における前記第２本体部の一端から前記面方向において前記電極積層体の中心に向かって延在すると共に、前記第１庇部を覆う第３庇部と、
前記第１方向における前記第２本体部の他端から前記面方向において前記電極積層体の中心に向かって延在すると共に、前記第２庇部を覆う第４庇部と、を形成する、請求項４に記載の蓄電モジュールの製造方法。

【請求項6】

前記第５工程は、前記第２樹脂部の第３外側面を覆う第３樹脂部を形成する第８工程をさらに有し、
前記第１樹脂部は、前記第２樹脂部及び前記第３樹脂部によって覆われている、請求項４に記載の蓄電モジュールの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法に関する。

【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（例えば、下記特許文献１参照）。バイポーラ電池は、バイポーラ電極とセパレータとが積層方向に沿って交互に積層された積層体を備えている。積層体の側面には、積層方向に互いに隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体（シール部材）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】

上述したような蓄電モジュールは、例えば車両等のバッテリとして搭載されることがある。この場合、振動等に起因する電解液の漏出を防止する観点から、蓄電モジュールのシール性の向上が望まれている。

【0005】

本発明の目的は、良好なシール性を示すことができる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法の提供である。

【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は、集電体、集電体の一方面に設けられた正極、及び集電体の他方面に設けられた負極を有するバイポーラ電極を含む複数の電極が、セパレータを介して第１方向に沿って積層されてなる電極積層体と、電極積層体を取り囲むシール部材と、を備える。シール部材は、集電体の周縁部に設けられた一次シールと、一次シールを覆う二次シールと、を有し、二次シールは、第１方向に沿って一次シールの端面が積層されてなる第１外側面を覆う第１樹脂部と、第１樹脂部の第２外側面を覆う第２樹脂部と、を有し、第１樹脂部は、第１方向に延在し、第１外側面を覆う第１本体部と、第１方向における第１本体部の一端から第１方向と交差する面方向において電極積層体の中心に向かって延在する第１庇部と、第１方向における第１本体部の他端から面方向において電極積層体の中心に向かって延在する第２庇部と、を有する。

【0007】

この蓄電モジュールでは、電極積層体を取り囲むシール部材は、一次シール及び二次シールを有する。このようにシール部材を複数の部材によって構成することにより、蓄電モジュールのシール性を向上できる。また、二次シールは、第１方向に沿って一次シールの端面が積層されてなる第１外側面を覆う第１本体部と、第１方向における当該第１本体部の両端に位置する第１庇部及び第２庇部とを含む第１樹脂部を有する。このため、第１樹脂部の第１本体部、第１庇部及び第２庇部によって、一次シールが把持されるように固定される。これにより、第１樹脂部の第２外側面を覆う第２樹脂部を形成するとき、電極（具体的には、電極に含まれる集電体、もしくは当該集電体の周縁部に設けられる一次シール）がまくれあがることを防止できる。したがって、上記蓄電モジュールは、良好なシール性を示すことができる。

【0008】

第２樹脂部は、第１方向に延在すると共に第１樹脂部の第２外側面を覆う第２本体部と、第１方向における第２本体部の一端から面方向において電極積層体の中心に向かって延在すると共に、第１庇部を覆う第３庇部と、第１方向における第２本体部の他端から面方向において電極積層体の中心に向かって延在すると共に、第２庇部を覆う第４庇部と、を有してもよい。例えば、第１樹脂部の形成時に一部の電極がまくれ上がることによって、当該一部の電極が第１樹脂部の第１庇部もしくは第２庇部の外側に位置する場合がある。この場合であっても、第２樹脂部の第３庇部もしくは第４庇部によって上記一部の電極を固定することにより、蓄電モジュールのシール性を確保できる。

【0009】

二次シールは、第２樹脂部の第３外側面を覆う第３樹脂部をさらに有し、第１樹脂部は、第２樹脂部及び第３樹脂部によって覆われてもよい。この場合、第２樹脂部及び第３樹脂部によって第１樹脂部を覆うことにより、蓄電モジュールを良好に封止できる。

【0010】

本発明の他の一側面に係る蓄電モジュールは、バイポーラ電極を有する複数の電極を準備する第１工程と、複数の電極のそれぞれが有する集電体の周縁部に一次シールを結合する第２工程と、複数の電極を第１方向に積層することによって電極積層体を形成する第３工程と、第１方向に沿って積層される一次シールの端面同士を仮接合することによって、当該端面同士からなる第１外側面を形成する第４工程と、仮接合された端面を覆う二次シールを形成する第５工程と、を備える。第５工程は、第１方向に延在し、第１外側面を覆う第１本体部、第１方向における第１本体部の一端から第１方向と交差する面方向において電極積層体の中心に向かって延在する第１庇部、及び第１方向における第１本体部の一端とは反対側に位置する他端から面方向において電極積層体の中心に向かって延在する第２庇部を有する第１樹脂部を形成する第６工程と、第１樹脂部の第２外側面を覆う第２樹脂部を形成する第７工程と、を有する。

【0011】

この蓄電モジュールの製造方法では、一次シール及び二次シールを形成している。このように電極積層体を複数の部材によって封止することにより、蓄電モジュールのシール性を向上できる。また、二次シールを形成する第５工程は、仮接合される一次シールの端面同士からなる第１外側面を覆う第１本体部と、第１方向における当該第１本体部の両端に位置する第１庇部及び第２庇部とを含む第１樹脂部を形成する第６工程を有する。これにより、第１樹脂部の第１本体部、第１庇部及び第２庇部によって、一次シールが把持されるように固定される。このため、第７工程にて第２樹脂部を形成するとき、電極（具体的には、電極に含まれる集電体、もしくは当該集電体の周縁部に設けられる一次シール）がまくれあがることを防止できる。したがって、上記製造方法によって製造された蓄電モジュールは、良好なシール性を示すことができる。

【0012】

上記第７工程では、第１方向に延在すると共に第１樹脂部の第２外側面を覆う第２本体部と、第１方向における第２本体部の一端から面方向において電極積層体の中心に向かって延在すると共に、第１庇部を覆う第３庇部と、第１方向における第２本体部の他端から面方向において電極積層体の中心に向かって延在すると共に、第２庇部を覆う第４庇部と、を形成してもよい。例えば、第１樹脂部を形成する工程中に一部の電極がまくれ上がることによって、当該一部の電極が第１樹脂部の第１庇部もしくは第２庇部の外側に位置する場合がある。この場合であっても、第２樹脂部の第３庇部もしくは第４庇部によって上記一部の電極を固定することにより、蓄電モジュールのシール性を確保できる。

【0013】

上記第５工程は、第２樹脂部の第３外側面を覆う第３樹脂部を形成する第８工程をさらに有し、第１樹脂部は、第２樹脂部及び第３樹脂部によって覆われてもよい。この場合、第２樹脂部及び第３樹脂部によって第１樹脂部を覆うことにより、蓄電モジュールを良好に封止できる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の一側面によれば、良好なシール性を示すことができる蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】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】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】図３は、蓄電モジュールの製造方法を説明するためのフローチャートである。

【図4】図４は、二次シールを形成する工程を説明するための概略拡大図である。

【図5】図５は、二次シールを形成する工程を説明するための概略拡大図である。

【図6】図６（ａ）は、第１比較例に係る二次シールを形成する工程を説明するための概略要部断面図であり、図６（ｂ），（ｃ）のそれぞれは、第１比較例に係る二次シールの形成後の状態を示す概略要部断面図である。

【図7】図７（ａ）は、第２比較例に係る第１樹脂部を形成する工程を説明するための概略要部断面図であり、図７（ｂ）は、第２比較例に係る第１樹脂部の形成後の状態を示す概略要部断面図である。

【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。

【0017】

まず、図１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に対して拘束荷重を付加する拘束部材３とを備えている。以下では、蓄電モジュール４が積層する方向を単に「積層方向Ｄ（第１方向）」とする。また、積層方向Ｄに交差もしくは直交する方向を面方向とする。面方向は、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Ｄから見る」は、平面視に相当する。

【0018】

モジュール積層体２は、複数（本実施形態では３つ）の蓄電モジュール４と、複数（本実施形態では４つ）の導電構造体５とを含む。蓄電モジュール４は、例えばバイポーラ電池であり、積層方向Ｄから見て略矩形状を呈している。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、蓄電モジュール４としてニッケル水素二次電池を例示する。

【0019】

積層方向Ｄに互いに隣り合う蓄電モジュール４同士は、導電構造体５を介して電気的に接続されている。すなわち、隣り合う蓄電モジュール４の間には、導電構造体５が設けられている。図１では、導電構造体５は、積層方向Ｄの両端に位置する蓄電モジュール４の外側にも配置されているが、これに限られない。積層方向Ｄの一端（本実施形態では上端）に位置する導電構造体５または蓄電モジュール４には、負極端子６が接続されている。積層方向Ｄの他端（本実施形態では下端）に位置する導電構造体５または蓄電モジュール４には、正極端子７が接続されている。負極端子６及び正極端子７のそれぞれは、例えば面方向に延在している。このような負極端子６及び正極端子７を設けることにより、蓄電装置１の充放電を実施できる。

【0020】

導電構造体５は、蓄電装置１における放熱板としても機能し得る。導電構造体５は、例えば蓄電モジュール４において発生した熱を放出し得る。導電構造体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、例えば方向Ｄ３に沿って延在している。これらの流路５ａ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４にて発生した熱を効率的に外部に放出できる。図１の例では、平面視にて、導電構造体５の面積は、蓄電モジュール４の面積よりも小さい。しかし、放熱性の向上の観点から、平面視にて、導電構造体５の面積は、蓄電モジュール４の面積と同じでもよく、蓄電モジュール４の面積よりも大きくてもよい。

【0021】

拘束部材３は、蓄電モジュール４を積層方向Ｄに拘束する部材であり、モジュール積層体２を積層方向Ｄ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とを有する。このため、モジュール積層体２には、導電構造体５を介して拘束部材３の拘束力が印加される。エンドプレート８は、積層方向Ｄから見た蓄電モジュール４及び導電構造体５の面積よりも一回り大きい面積を有する金属板であり、略矩形状を呈する。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と導電構造体５との間（もしくは、エンドプレート８と蓄電モジュール４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及び導電構造体５は、エンドプレート８によって挟持され、且つ、モジュール積層体２としてユニット化される。また、ユニット化されたモジュール積層体２に対しては、積層方向Ｄに沿った拘束力が付加される。

【0023】

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、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。同図に示すように、蓄電モジュール４は、積層方向Ｄに積層された複数の電極Ｅを含む電極積層体１１と、積層方向Ｄから見て電極積層体１１を取り囲むシール部材１２とを備えている。電極積層体１１とシール部材１２との間は封止（シール）される。

【0024】

電極積層体１１は、セパレータ１３を介して積層方向Ｄに積層された複数の電極Ｅを含む。複数の電極Ｅは、バイポーラ電極１４と、負極終端電極１８と、正極終端電極１９とを含む。バイポーラ電極１４は、集電体１５、集電体１５の一方面１５ａに設けられた正極１６、集電体１５に含まれると共に積層方向Ｄにおいて一方面１５ａの反対側に位置する他方面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。正極１６は、正極活物質が一方面１５ａ上に塗工されることによって形成される正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が他方面１５ｂ上に塗工されることによって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Ｄ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。

【0025】

電極積層体１１において、積層方向Ｄの一端には負極終端電極１８が配置され、積層方向Ｄ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、集電体１５、及び集電体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Ｄ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の集電体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構造体５が接触している。正極終端電極１９は、集電体１５、及び集電体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の集電体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構造体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Ｄの他端のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。

【0026】

集電体１５は、面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。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、ＳＵＳ３１６等が挙げられる。集電体１５の周縁部１５ｃ（バイポーラ電極１４の周縁部）は、矩形枠状を呈しており、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。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。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、集電体１５の他方面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、集電体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。

【0027】

セパレータ１３は、正極１６と負極１７とを隔離するための部材であり、正極１６と負極１７との間に配置される。セパレータ１３は、例えばシート形状を呈する。セパレータ１３は、例えばポリエチレン（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である。セパレータ１３は、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でもよい。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てもよい。なお、セパレータ１３は、シート状に限られず、袋状でもよい。

【0028】

シール部材１２は、電極積層体１１を取り囲むように構成される樹脂部材である。シール部材１２は、集電体１５の周縁部１５ｃを包囲するように設けられる。シール部材１２は、例えば絶縁性の樹脂によって矩形の枠状に形成されている。シール部材１２を構成する樹脂としては、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。シール部材１２は、周縁部１５ｃに設けられた一次シール２１と、一次シール２１を覆う二次シール２２とを備えている。

【0029】

一次シール２１は、各電極に結合する樹脂部材であり、所定の厚さ（積層方向Ｄの長さ）を有する。一次シール２１は、積層方向Ｄから見て矩形枠状を呈している。一次シール２１は、例えば超音波又は熱により、周縁部１５ｃの全周にわたって連続的に溶着されている。一次シール２１は、例えば、集電体１５の他方面１５ｂ側の周縁部１５ｃに設けられている。負極終端電極１８に含まれる集電体１５の一方面１５ａ側の周縁部１５ｃに、一次シール２１が設けられる。正極終端電極１９に含まれる集電体１５の一方面１５ａ側の周縁部１５ｃと他方面１５ｂ側の周縁部１５ｃとの両方に、一次シール２１が設けられる。一次シール２１は、積層方向Ｄ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Ｄで隣り合う一次シール２１の周縁部２１ａ同士は、互いに当接してもよい。一次シール２１は、樹脂シートを打ち抜き加工することによって形成されてもよいし、複数の樹脂シートを枠状に配置して形成されてもよいし、金型を用いた射出成形によって形成されてもよい。

【0030】

平面視における一次シール２１の周縁部２１ａは、面方向において集電体１５よりも外側に位置する領域の少なくとも一部であり、面方向において最も外側に位置する端面２１ｂを有する。周縁部２１ａの少なくとも一部は、二次シール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一次シール２１同士は、互いに離間してもよく、互いに接してもよい。隣り合う一次シール２１同士が互いに接する場合、当該一次シール２１の周縁部２１ａ同士が溶着されてもよい。本実施形態では、積層される全ての一次シール２１の周縁部２１ａが互いに溶着されており、このため、積層方向Ｄに沿って一次シール２１の端面２１ｂが積層されてなる外側面２１ｓ（第１外側面）が形成される。また、周縁部２１ａ同士が溶着されることによって、平面視にて略矩形枠状を呈し、且つ、積層方向Ｄに沿って延在する端面溶着層が形成される。外側面２１ｓは、積層方向Ｄに沿って延在する外周面であり、端面溶着層の一部である。

【0031】

二次シール２２は、蓄電モジュール４の外壁（筐体）を構成する樹脂部材であり、電極積層体１１及び一次シール２１の外側に設けられる。二次シール２２は、例えば、後述するように樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１の全長にわたって延在している。二次シール２２は、積層方向Ｄを軸方向として延在する矩形筒状部材である。二次シール２２は、一次シール２１の外側面２１ｓに接合され、且つ、外側面２１ｓを覆う。本実施形態では、二次シール２２は、積層方向Ｄに延在する一次シール２１の外側面２１ｓを完全に覆っている。二次シール２２は、例えば、射出成形時の熱によって一次シール２１の外側面２１ｓに溶着されている。一次シール２１を構成する樹脂と二次シール２２を構成する樹脂とは、互いに相溶可能である。一次シール２１は例えばＰＰからなり、二次シール２２は例えば変性ＰＰＥからなる。

【0032】

二次シール２２は、積層方向Ｄに沿って積層される一次シール２１から構成される外側面２１ｓを覆う第１樹脂部２３と、第１樹脂部２３の外側面２３ｓ（第２外側面）を取り囲む第２樹脂部２４とを備える。第１樹脂部２３は、一次シール２１が結合された電極積層体１１を仮固定する部分であり、例えば矩形筒形状を呈する。このため、第１樹脂部２３は、平面視にて矩形枠形状を呈する。第１樹脂部２３は、一次シール２１と第２樹脂部２４との間に配置されている。第２樹脂部２４は、蓄電モジュールの外壁となる部分であり、例えば矩形筒形状を呈する。このため、第２樹脂部２４もまた、平面視にて矩形枠形状を呈する。第１樹脂部２３を構成する樹脂と、第２樹脂部２４を構成する樹脂とは、互いに同一であり、例えば変性ＰＰＥである。

【0033】

第１樹脂部２３は、積層方向Ｄに延在する本体部２３ａ（第１本体部）と、積層方向Ｄにおける本体部２３ａの一端から面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在する庇部２３ｂ（第１庇部）と、積層方向Ｄにおける本体部２３ａの他端から面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在する庇部２３ｃ（第２庇部）とを有する。本体部２３ａは、一次シール２１から構成される外側面２１ｓを覆うと共に、隣り合う一次シール２１間を封止する部分である。本体部２３ａの一端は、積層方向Ｄにおいて正極終端電極１９側の端に相当し、本体部２３ａの他端は、積層方向Ｄにおいて負極終端電極１８側の端に相当する。本体部２３ａの一端と、当該一端の反対側に位置する他端とのそれぞれは、積層方向Ｄにおいて一次シール２１よりも外側に位置する。

【0034】

庇部２３ｂは、例えば負極終端電極１８に結合する一次シール２１の周縁部２１ａを覆う部分であり、平面視にて略矩形枠形状を呈する。庇部２３ｂは、面方向に沿って延在している。庇部２３ｃは、例えば正極終端電極１９に結合する一次シール２１の周縁部２１ａを覆う部分であり、平面視にて略矩形枠形状を呈する。庇部２３ｃは、面方向に沿って延在している。本実施形態では、庇部２３ｂ，２３ｃのそれぞれは、平面視にて正極１６及び負極１７（より具体的には、正極活物質の塗工領域及び負極活物質の塗工領域）と重なっていないが、これに限られない。庇部２３ｂ，２３ｃのそれぞれは、平面視にて集電体１５と重ならなくてもよいし、重なってもよい。

【0035】

第２樹脂部２４は、積層方向Ｄに延在する本体部２４ａ（第２本体部）と、積層方向Ｄにおける本体部２４ａの一端から面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在する庇部２４ｂ（第３庇部）と、積層方向Ｄにおける本体部２４ａの他端から面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在する庇部２４ｃ（第４庇部）とを有する。本体部２４ａは、第１樹脂部２３の外側面２３ｓを覆う部分である。本体部２４ａの一端は、積層方向Ｄにおいて正極終端電極１９側の端に相当し、本体部２４ａの他端は、積層方向Ｄにおいて負極終端電極１８側の端に相当する。本体部２４ａの一端と、当該一端の反対側に位置する他端とのそれぞれは、積層方向Ｄにおいて第１樹脂部２３よりも外側に位置する。

【0036】

庇部２４ｂは、庇部２３ｂを覆う部分であり、平面視にて略矩形枠形状を呈する。庇部２４ｂは、面方向に沿って延在している。庇部２４ｃは、庇部２３ｃを覆う部分であり、面方向に延在する略矩形枠形状を呈する。庇部２４ｃは、面方向に沿って延在している。本実施形態では、庇部２４ｂ，２４ｃのそれぞれもまた、平面視にて正極１６及び負極１７（より具体的には、正極活物質の塗工領域及び負極活物質の塗工領域）と重なっていないが、これに限られない。庇部２４ｂ，２４ｃのそれぞれは、平面視にて集電体１５と重なってもよいし、重ならなくてもよい。

【0037】

電極積層体１１内には複数の内部空間Ｖが設けられている。各内部空間Ｖは、隣り合う電極Ｅ間に設けられる。内部空間Ｖは、積層方向Ｄで隣り合う集電体１５の間において、当該集電体１５とシール部材１２とにより気密及び水密に仕切られた空間である。この内部空間Ｖには、例えば電解液（不図示）が収容されている。電解液は、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）である。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であるので、シール部材１２は、耐アルカリ性を示す樹脂材料により構成されている。なお、シール部材１２には、内部空間Ｖと蓄電モジュール４の外部とをつなぐ連通孔が設けられる。

【0038】

続いて、図３～図５を参照しながら、上述した蓄電モジュール４の製造方法の一例について説明する。図３は、蓄電モジュールの製造方法を説明するためのフローチャートである。図４及び図５は、二次シールを形成する工程を説明するための概略拡大図である。図４及び図５においては、説明のため、各一次シール２１の端面からなる外側面２１ｓが厚みを有する。

【0039】

図３に示されるように、バイポーラ電極１４を含む複数の電極Ｅを準備する（第１工程Ｓ１）。第１工程Ｓ１では、バイポーラ電極１４と、負極終端電極１８と、正極終端電極１９とを準備する。

【0040】

次に、複数の電極Ｅのそれぞれが有する集電体１５の周縁部１５ｃに一次シール２１を結合する（第２工程Ｓ２）。第２工程Ｓ２では、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８及び正極終端電極１９に含まれる集電体１５の周縁部１５ｃに、一次シール２１を結合する。これにより、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９のそれぞれに対して一次シール２１が結合する。

【0041】

次に、一次シール２１が結合された複数の電極Ｅを積層方向Ｄに積層することによって電極積層体１１を形成する（第３工程Ｓ３）。これにより、負極終端電極１８、バイポーラ電極１４、及び正極終端電極１９が、積層方向Ｄに積層される。このとき、隣り合う電極Ｅの間にセパレータ１３が配置される。加えて、各一次シール２１もまた、積層方向Ｄに積層される。

【0042】

次に、積層される一次シール２１の端面２１ｂ同士を仮接合することによって、端面２１ｂ同士からなる外側面２１ｓを形成する（第４工程Ｓ４）。第４工程Ｓ４では、例えば、電極積層体１１を積層方向Ｄにおいて固定した状態にて、各一次シール２１の端面２１ｂに、熱板を押し付ける。熱板は、積層方向Ｄに積層する一次シール２１の端面２１ｂを同時に押圧及び加熱する。これにより、端面２１ｂ及びその周辺（すなわち、周縁部２１ａの一部）が溶融し、溶融した部分が変形する。そして、隣り合う一次シール２１の端面２１ｂ同士が仮接合され、外側面２１ｓを含む端面溶着層が形成される。このとき、複数の電極Ｅもまた仮固定される。積層方向Ｄにおいて両端に位置する一次シール２１は、負極終端電極１８に接合する一次シール、及び、正極終端電極１９に接合する一次シールに相当する。

【0043】

次に、一次シール２１の外側面２１ｓを覆う二次シール２２を形成する（第５工程Ｓ５）。第５工程Ｓ５は、一次シール２１の外側面２１ｓを覆う第１樹脂部２３を形成する工程（第６工程）と、第１樹脂部２３を覆う第２樹脂部２４を形成する工程（第７工程）とを有する。第５工程Ｓ５後、シール部材１２が形成される。

【0044】

第１樹脂部２３を形成する工程では、例えば図４に示されるように、金型４０を用いた射出成形によって第１樹脂部２３を形成する。金型４０は、積層方向Ｄにおける一方側に位置する上型４１と、積層方向Ｄにおける他方側に位置する下型４２とを有する。上型４１と下型４２とは、積層方向Ｄにおいて互いに反対側に位置する。例えば、上型４１は負極終端電極に結合する一次シール２１に接触し、下型４２は、正極終端電極に結合する一次シール２１に接触する。上型４１と下型４２とが組み合わさったとき、一次シール２１の外側には空間ＦＳ１が画成される。空間ＦＳ１は、平面視にて一次シール２１の外側面２１ｓを取り囲むように画成されている。空間ＦＳ１は、例えば、一次シール２１の外側面２１ｓと同様に積層方向Ｄに延在する第１部分と、積層方向Ｄにおける当該第１部分の一端から、面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在する第２部分と、積層方向Ｄにおいて上記第１部分の上記一端に対して反対側に位置する他端から、面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在する第３部分とを有する。第２部分は、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１の一端に位置する一次シール２１の周縁部２１ａの少なくとも一部に接する。第３部分は、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１の一端とは反対側に位置する他端に位置する一次シール２１の周縁部２１ａの少なくとも一部に接する。空間ＦＳ１には、例えば、各一次シール２１の周縁部２１ａのみが露出しているが、これに限られない。

【0045】

第１樹脂部２３を形成する工程では、上型４１と下型４２との隙間である射出口４３から空間ＦＳ１に対して、第１樹脂部２３を構成する樹脂を導入する。当該樹脂が空間ＦＳ１に隙間なく導入された後に硬化することによって、空間ＦＳ１の形状に沿った第１樹脂部２３が形成される。すなわち、積層方向Ｄに延在し、一次シール２１の外側面２１ｓを覆う本体部２３ａ、積層方向Ｄにおける本体部２３ａの一端から面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在する庇部２３ｂ、及び積層方向Ｄにおける本体部２３ａの一端と反対側に位置する他端から面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在する庇部２３ｃを有する第１樹脂部２３を形成する。第１樹脂部２３を形成する工程後、少なくとも一次シール２１の外側面２１ｓは第１樹脂部２３によって覆われる。本実施形態では、外側面２１ｓに加えて、電極積層体１１の両端に位置する電極Ｅに結合した一次シール２１の周縁部２１ａもまた、第１樹脂部２３によって覆われる。

【0046】

第２樹脂部２４を形成する工程では、例えば図５に示されるように、金型５０を用いた射出成形によって第２樹脂部２４を形成する。金型５０は、積層方向Ｄにおける一方側に位置する上型５１と、積層方向Ｄにおける他方側に位置する下型５２とを有する。上型５１と下型５２とは、積層方向Ｄにおいて互いに反対側に位置する。例えば、上型５１は負極終端電極に結合する一次シール２１に接触し、下型５２は、正極終端電極に結合する一次シール２１に接触する。第１樹脂部２３が設けられた電極積層体１１を収容した状態にて上型５１と下型５２とが組み合わさったとき、第１樹脂部２３の周囲には空間ＦＳ２が画成される。空間ＦＳ２は、第１樹脂部２３を取り囲むように画成されている。空間ＦＳ２は、第１樹脂部２３と同様に積層方向Ｄに延在する第４部分と、積層方向Ｄにおける当該第４部分の一端から面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在する第５部分と、積層方向Ｄにおける上記第４部分の上記一端に対して反対側に位置する他端から面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在する第６部分とを有する。第５部分は、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１の一端に位置する一次シール２１と、庇部２３ｂとに接する。第６部分は、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１の一端とは反対側に位置する他端に位置する一次シール２１、庇部２３ｃとに接する。このため、空間ＦＳ２には、第１樹脂部２３の全体と、一次シール２１の一部とが露出している。

【0047】

第２樹脂部２４を形成する工程では、上型５１と下型５２との隙間である射出口５３から空間ＦＳ２に対して、第２樹脂部２４を構成する樹脂を導入する。当該樹脂が空間ＦＳ２に隙間なく導入された後、当該樹脂が硬化することによって、空間ＦＳ２の形状に沿った第２樹脂部２４が形成される。すなわち、積層方向Ｄに延在すると共に第１樹脂部２３の外側面２３ｓを覆う本体部２４ａ、積層方向Ｄにおける本体部２４ａの一端から面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在する庇部２４ｂ、及び積層方向Ｄにおける本体部２４ａの一端の反対側に位置する他端から面方向において中心に向かって延在する庇部２４ｃを有する第２樹脂部２４を形成する。第２樹脂部２４を形成する工程後、第１樹脂部２３は第２樹脂部２４によって覆われる。

【0048】

工程Ｓ５後、各内部空間Ｖ内に電解液を注入する工程等を実施することによって、蓄電モジュール４が製造される。

【0049】

以上に説明した本実施形態に係る製造方法によって製造された蓄電モジュール４によって奏される作用効果について、以下に示す比較例を用いながら説明する。図６（ａ）は、第１比較例に係る二次シールを形成する工程を説明するための概略要部断面図であり、図６（ｂ），（ｃ）のそれぞれは、第１比較例に係る二次シールの形成後の状態を示す概略要部断面図である。図７（ａ）は、第２比較例に係る第１樹脂部を形成する工程を説明するための概略要部断面図であり、図７（ｂ）は、第２比較例に係る第１樹脂部の形成後の状態を示す概略要部断面図である。

【0050】

第１比較例においては、図６（ａ），（ｂ）に示されるように、二次シール１２２は、１回の射出成形によって成形される。この場合、二次シール１２２を成形するときに射出された樹脂によって、電極積層体１１に含まれる一部の一次シール２１が剥がれることによって、当該一次シール２１が結合する電極がまくれ上がることがある。これにより、例えば図６（ｂ）に示されるように、一部の一次シール２１（及びそれに結合する電極）が二次シール１２２の外側に位置してしまうことがある。したがって、蓄電モジュールのシール性が不十分になるおそれがある。

【0051】

また、第１比較例のように二次シール１２２を射出成形するとき、一次シール２１を構成する樹脂が溶融することがある。この溶融した樹脂が二次シール１２２側に流れ込むことが、二次シール１２２を構成する樹脂にクラック（割れ）を生じさせる原因となる。この場合、図６（ｃ）に示されるように、二次シール１２２の一部に割れ１２２ｋが発生し、シール部材の耐圧強度が低下してしまう。

【0052】

ここで、電極のまくれ上がりは、例えば、金型の縁、もしくは電極と一次シールとの界面にて発生する傾向にある。このため第２比較例では、図７（ａ）に示されるように、積層方向における両端に位置する一次シール２１を金型１４０の上型１４１及び下型１４２にて押さえつけた状態にて、第１樹脂部１２３を射出成形する手法が採用されている。この手法を採用する場合、第１樹脂部１２３の形成時においては、一次シール２１の剥がれ、及びそれに伴う電極のまくれあがりを防止できる。しかしながら、第１樹脂部１２３は一次シール２１の外側面２１ｓ上にのみ位置することとなる。このため、第１樹脂部１２３による一次シール２１の固定は不十分な傾向にある。よって、第２樹脂部を形成するときに、一次シール２１の一部が剥がれ、これにより一部の電極Ｅがまくれ上がってしまうことがある。したがって、第２比較例においても、蓄電モジュールのシール性が不十分になるおそれがある。

【0053】

これに対して、本実施形態に係る製造方法によって製造された蓄電モジュール４によれば、電極積層体１１を取り囲むシール部材１２は、一次シール２１及び二次シール２２を有する。このようにシール部材１２を複数の部材によって構成することにより、蓄電モジュール４のシール性を向上できる。また、二次シール２２は、一次シール２１の外側面２１ｓを覆う本体部２３ａと、積層方向Ｄにおける本体部２３ａの両端に位置する庇部２３ｂ，２３ｃとを含む第１樹脂部２３を有する。加えて、二次シール２２は、第１樹脂部２３を取り囲む第２樹脂部２４を有する。このため、第１樹脂部２３の本体部２３ａ及び庇部２３ｂ，２３ｃによって、一次シール２１が把持されるように固定される。これにより、第２樹脂部２４の射出成形時に、一次シール２１、並びに一次シール２１が結合する電極Ｅがまくれあがることを防止できる。したがって、蓄電モジュール４は、良好なシール性を示すことができる。

【0054】

また本実施形態では、第１樹脂部２３は、第２樹脂部２４と比較して顕著に小さい。よって、上記第１比較例における二次シール１２２（図６（ａ），（ｂ）を参照）を射出成形する際の樹脂の充填圧力と比較して、第１樹脂部２３を射出成形する際の樹脂の充填圧力を顕著に小さく設定できる。これにより、第１樹脂部２３を形成する樹脂が一次シール２１及び電極Ｅに噴射された場合であっても、一次シール２１は剥がれにくく、電極Ｅはめくり上がりにくい。

【0055】

加えて本実施形態では、第１樹脂部２３を構成する樹脂と、第２樹脂部２４を構成する樹脂とは、互いに同一である。このため、第２樹脂部２４の射出成形時に生じる熱によって第１樹脂部２３を構成する樹脂が第２樹脂部２４へ溶け込んだ場合であっても、第２樹脂部２４におけるクラックの発生を抑制できる。

【0056】

さらには本実施形態によれば、仮に第１樹脂部２３の形成時に電極Ｅのまくれ上がりが発生した場合、まくれ上がった電極Ｅは、第１樹脂部２３によって固定される。この状態にて第２樹脂部２４を形成することによって、まくれ上がった電極Ｅもシール部材１２によって強固に固定できる。したがって、一部の電極Ｅがまくれ上がった場合であっても、蓄電モジュール４のシール性を確保できる。また、本実施形態によれば、仮に第１樹脂部２３に割れが発生した場合であっても、第１樹脂部２３は第２樹脂部２４によって覆われる。これにより、シール部材１２の耐圧強度を確保できる。

【0057】

本実施形態では、第２樹脂部２４は、積層方向Ｄに延在すると共に第１樹脂部２３の外側面２３ｓを覆う本体部２４ａと、積層方向Ｄにおける本体部２４ａの一端から面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在すると共に、庇部２３ｂを覆う庇部２４ｂと、積層方向Ｄにおける本体部２４ａの他端から面方向において電極積層体１１の中心に向かって延在すると共に、庇部２３ｃを覆う庇部２４ｃと、を有する。例えば、第１樹脂部２３の形成時に一部の電極Ｅがまくれ上がることによって、当該一部の電極Ｅが第１樹脂部２３の庇部２３ｂもしくは庇部２３ｃの外側に位置する場合がある。この場合であっても、第２樹脂部２４の庇部２４ｂもしくは庇部２４ｃによって上記一部の電極Ｅを固定することにより、蓄電モジュール４のシール性を良好に確保できる。

【0058】

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。例えば、上記実施形態では、隣り合う一次シールの端面同士が溶着されているが、これに限られない。積層される複数の一次シールは、互いに溶着されなくてもよい。すなわち、一次シールによって端面溶着層及び外側面が形成されなくてもよい。もしくは、積層される複数の一次シールのうち一部のみが溶着されてもよい。

【0059】

また、上記実施形態では、第２樹脂部は第１樹脂部を完全に覆っているが、これに限られない。例えば、第１樹脂部の一部は第２樹脂部から露出してもよい。第１樹脂部の一部が第２樹脂部から露出する場合、第１樹脂部の庇部の一部が露出してもよい。この場合、平面視にて、第１樹脂部の庇部の内周面が、第２樹脂部から露出してもよい。なお、第１樹脂部の庇部の内周面が第２樹脂部から露出する場合、第１樹脂部の庇部の内周面と、第２樹脂部の庇部の内周面とは、互いに揃ってもよい。

【0060】

また、上記実施形態では、二次シールは、第１及び第２樹脂部のみを有しているが、これに限られない。例えば、二次シールは、第１及び第２樹脂部に加えて、第２樹脂部の外側面を封止する第３樹脂部を有してもよい。この場合、二次シールを形成する工程は、第１及び第２樹脂部を形成する工程に加えて、第２樹脂部の外側面（第３外側面）を覆う第３樹脂部を形成する工程（第８工程）を有する。二次シールが第３樹脂部を有する場合、第１樹脂部は、第２樹脂部及び第３樹脂部によって覆われてもよい。例えば、第２樹脂部は、第１樹脂部の外側面を覆う本体部と、第１樹脂部における一方の庇部（第１庇部）を覆う庇部（第３庇部）とを有してもよい。そして、第３樹脂部は、第２樹脂部の外側面を覆う本体部と、第１樹脂部における他方の庇部（第２庇部）を覆う庇部（第５庇部）とを有してもよい。ここで、第２樹脂部が有する庇部と、第３樹脂部が有する庇部とは、第１樹脂部の庇部を完全に覆ってもよいが、これに限られない。このように第１樹脂部を複数の樹脂部によって覆うことによって、蓄電モジュールを良好に封止できる。

【0061】

上記実施形態では、上型と下型との隙間が射出口に相当するが、これに限られない。例えば、射出口は、上型及び下型の一方に設けられてもよい。この場合、第１樹脂部を形成するための金型においては上型に射出口が設けられ、第２樹脂部を形成するための金型においては下型に射出口が設けられてもよい。

【0062】

上記実施形態では、一次シールは単層構造を呈しているが、これに限られない。一次シールは、積層構造を呈してもよい。この場合、一次シールは、単一の枠状部材を折りたたむことによって形成されてもよい。

【符号の説明】

【0063】

４…蓄電モジュール、１１…電極積層体、１２…シール部材、１４…バイポーラ電極、１５…集電体、１５ｃ…周縁部、２１…一次シール、２１ｓ…外側面（第１外側面）、２２…二次シール、２３…第１樹脂部、２３ａ…本体部（第１本体部）、２３ｂ…庇部（第１庇部）、２３ｃ…庇部（第２庇部）、２３ｓ…外側面（第２外側面）、２４…第２樹脂部、２４ａ…本体部（第２本体部）、２４ｂ…庇部（第３庇部）、２４ｃ…庇部（第４庇部）、Ｄ…積層方向（第１方向）、Ｅ…電極、Ｖ…内部空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】