(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】2023-10-10
(45)【発行日】2023-10-18
(54)【発明の名称】蓄電装置
(51)【国際特許分類】
H01M 10/04 20060101AFI20231011BHJP
H01M 50/503 20210101ALI20231011BHJP
H01M 50/505 20210101ALI20231011BHJP
H01M 50/51 20210101ALI20231011BHJP
H01M 50/184 20210101ALI20231011BHJP
H01M 50/186 20210101ALI20231011BHJP
H01M 50/548 20210101ALI20231011BHJP
H01M 50/555 20210101ALI20231011BHJP
H01G 11/12 20130101ALI20231011BHJP
H01G 11/70 20130101ALI20231011BHJP
【FI】
H01M10/04 Z
H01M50/503
H01M50/505
H01M50/51
H01M50/184 A
H01M50/186
H01M50/548 101
H01M50/555
H01G11/12
H01G11/70
(21)【出願番号】P 2020107936
(22)【出願日】2020-06-23
【審査請求日】2022-11-16
(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
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100124062
【氏名又は名称】三上 敬史
(74)【代理人】
【識別番号】100148013
【氏名又は名称】中山 浩光
(74)【代理人】
【識別番号】100186761
【氏名又は名称】上村 勇太
(72)【発明者】
【氏名】濱岡 賢志
(72)【発明者】
【氏名】井上 拓
(72)【発明者】
【氏名】植田 浩生
(72)【発明者】
【氏名】森岡 怜史
(72)【発明者】
【氏名】奥村 素宜
【審査官】小森 利永子
(56)【参考文献】
【文献】特開2020-030960(JP,A)
【文献】特開昭61-126765(JP,A)
【文献】特開2014-136251(JP,A)
【文献】特開2018-088361(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01M 10/04
H01M 10/30
H01M 50/502-50/51
H01M 50/543-50/557
H01M 50/184-50/186
H01M 10/0585
H01G 11/12
H01G 11/70
H01G 11/74
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電モジュールと、第1方向において前記蓄電モジュールに積層される導電板と、を備える蓄電装置であって、
前記蓄電モジュールは、
前記第1方向において互いに積層される複数の集電板を有する電極積層体と、
前記電極積層体の側面を囲むように設けられる封止体と、を有し、
前記複数の集電板は、
負極終端電極に含まれる第1集電板と、
正極終端電極に含まれる第2集電板と、
前記負極終端電極及び前記正極終端電極の間に設けられる複数のバイポーラ電極のそれぞれに含まれる第3集電板と、を有し、
前記電極積層体の積層端に配置される集電板は、前記封止体から露出する露出面を有し、
前記導電板は、前記第1方向に直交する第2方向に配列され、連結部によって互いに連結され、且つ、前記露出面に接触する第1板状部材及び第2板状部材を有し、
前記連結部は、
前記第2方向において前記第1板状部材から前記第2板状部材に向かって突出する凸状連結部分と、
前記第2方向において前記凸状連結部分の突出方向に向かって窪むと共に前記凸状連結部分を収容する凹状連結部分とを有し、
前記連結部において、前記第1板状部材と前記第2板状部材とが互いに接触する、蓄電装置。
【請求項2】
前記第1板状部材は、前記第2方向において前記第2板状部材に対向する第1端面を有し、
前記凸状連結部分は、前記第1端面から前記第2板状部材に向かって突出し、
前記凹状連結部分は、前記第1端面に接触する、請求項1に記載の蓄電装置。
【請求項3】
前記第2方向における前記凸状連結部分の突出長さは、前記第2方向における前記凹状連結部分の深さよりも短い、請求項1又は2に記載の蓄電装置。
【請求項4】
前記第2板状部材は、前記第2方向において前記第1板状部材に対向すると共に前記凹状連結部分の底を構成する第2端面を有し、
前記凸状連結部分は、前記第2端面に接触する、請求項1に記載の蓄電装置。
【請求項5】
前記第2方向における前記凸状連結部分の突出長さは、前記第2方向における前記凹状連結部分の深さよりも長い、請求項1又は4に記載の蓄電装置。
【請求項6】
前記凹状連結部分の少なくとも一部は、前記第1方向において前記凸状連結部分に向かって湾曲して接触する、請求項1~5のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項7】
凹状連結部分は、前記第1方向における前記第2板状部材の両端部のそれぞれから前記第2方向に突出する一対の壁部を有し、
前記一対の壁部のそれぞれは、基部と、前記基部から前記第2方向に突出する先端部とを有し、
前記第1方向における前記先端部同士の距離は、前記第2方向において前記壁部の先端に近づくほど大きい、請求項1~6のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項8】
前記第1板状部材は、前記凸状連結部分を有し、
前記第2板状部材は、前記凹状連結部分を有する、請求項1~7のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項9】
電極積層体の積層端に配置される前記集電板には、活物質層が設けられない、請求項1~8のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項10】
前記露出面を有する前記集電板は、前記第1集電板もしくは前記第2集電板である、請求項1~8のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、蓄電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の蓄電モジュールとして、集電体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蓄電モジュールが知られている(例えば、下記特許文献1参照)。下記特許文献1に記載の蓄電モジュールは、積層された複数のバイポーラ電極を有する電極積層体と、隣り合う電極間に形成された内部空間を封止する封止体と、を備えている。
【0003】
このような蓄電モジュールを備える蓄電装置では、複数の蓄電モジュールが導電板を介して積層されている。互いに隣り合う蓄電モジュール同士は、導電板を介して電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
蓄電装置においては、蓄電モジュールの電極積層体に含まれる電極及びセパレータなどの厚み公差、或いは封止体の形成条件などにより、蓄電モジュールにおける導電板との接触面にうねり(凹凸)が生じる場合がある。導電板を1つの板状部材で構成する場合、導電板との接触面にうねりが生じると、導電板と蓄電モジュールとの接触面積が減少することが考えられる。接触面積が減少すると、導電板と蓄電モジュールとの間の抵抗が増大してしまうおそれがある。
【0006】
これに対して、導電板を1つの板状部材で構成する代わりに、複数の板状部材を組合せて構成する態様が考えられる。この態様では、板状部材同士の接続部を電極積層体の積層方向にて変異可能にすることによって、蓄電モジュールの表面に対する追従性を高めることができる。しかしながら、複数の板状部材から構成される導電板を用いる場合、1つの板状部材で構成された導電板を用いる場合と比較して、蓄電モジュールに対する導電板の位置決め、導電板の搬送等が煩雑化する。このため、蓄電モジュールに積層する際の組付け性が悪化するという課題が発生する。
【0007】
本開示の目的は、蓄電モジュールの接触面に対する追従性を確保でき、且つ、製造時の組付け性の悪化を抑制可能な導電板を有する蓄電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一側面に係る蓄電装置は、蓄電モジュールと、第1方向において前記蓄電モジュールに積層される導電板と、を備える蓄電装置であって、蓄電モジュールは、第1方向において互いに積層される複数の集電板を有する電極積層体と、電極積層体の側面を囲むように設けられる封止体と、を有し、複数の集電板は、負極終端電極に含まれる第1集電板と、正極終端電極に含まれる第2集電板と、負極終端電極及び正極終端電極の間に設けられる複数のバイポーラ電極のそれぞれに含まれる第3集電板と、を有し、電極積層体の積層端に配置される集電板は、封止体から露出する露出面を有し、導電板は、第1方向に直交する第2方向に配列され、連結部によって互いに連結され、且つ、露出面に接触する第1板状部材及び第2板状部材を有し、連結部は、第2方向において第1板状部材から第2板状部材に向かって突出する凸状連結部分と、第2方向において凸状連結部分の突出方向に向かって窪むと共に凸状連結部分を収容する凹状連結部分とを有し、連結部において、第1板状部材と第2板状部材とが互いに接触する。
【0009】
この蓄電装置では、導電板が、第1方向に直交する第2方向に配列され、連結部によって互いに連結され、且つ、露出面に接触する第1板状部材及び第2板状部材を有する。これにより、導電板に含まれる板状部材の枚数を調整することによって、第2方向における導電板の寸法を容易に調整できる。このため、導電板が1枚の板状部材で構成される場合と比較して、蓄電モジュールの接触面(露出面)の形状に導電板の形状を追従させることができる。さらには、連結部は、凸状連結部分と、凸状連結部分を収容する凹状連結部分とを有し、連結部において、第1板状部材と第2板状部材とが互いに接触する。これにより、第2方向に沿って導電板を挟むことによって、第1板状部材及び第2板状部材を一体化して運搬できる。これにより、蓄電モジュールにおける各板状部材の位置決め、搬送等を容易化できる。したがって、本開示の一側面によれば、蓄電モジュールの接触面に対する追従性を確保でき、且つ、製造時の組付け性の悪化を抑制可能な導電板を有する蓄電装置を提供できる。
【0010】
第1板状部材は、第2方向において第2板状部材に対向する第1端面を有し、凸状連結部分は、第1端面から第2板状部材に向かって突出し、凹状連結部分は、第1端面に接触してもよい。この場合、第1板状部材の第1端面と、連結部の凹状連結部分とに隙間が発生することを抑制できる。これにより、蓄電モジュールに内圧が発生したとき等において、上記隙間に第4集電板が入り込むことを抑制できる。
【0011】
第2方向における凸状連結部分の突出長さは、第2方向における凹状連結部分の深さよりも短くてもよい。この場合、凸状連結部分が、第2方向に沿った凹状連結部分と第1板状部材との接触を阻害することを抑制できる。
【0012】
第2板状部材は、第2方向において第1板状部材に対向すると共に凹状連結部分の底を構成する第2端面を有し、凸状連結部分は、第2端面に接触してもよい。例えば、露出面上にシール部材が凹状連結部分と第1板状部材との隙間に重なるように設けられる場合、上記シール部材の一部は、上記隙間に侵入する。これにより、シール部材が導電板と第4集電板との間にて広がりにくくなる。したがって、シール部材に起因した導電板と蓄電モジュールとの接触抵抗の上昇を抑制できる。
【0013】
第2方向における凸状連結部分の突出長さは、第2方向における凹状連結部分の深さよりも長くてもよい。この場合、凹状連結部分が、第2方向に沿った凸状連結部分と第2板状部材との接触を阻害することを抑制できる。
【0014】
凹状連結部分の少なくとも一部は、第1方向において凸状連結部分に向かって湾曲して接触してもよい。この場合、連結部は、第1方向に沿った導電板の強度を補強する補強部として機能し得る。
【0015】
凹状連結部分は、第1方向における第2板状部材の両端部のそれぞれから第2方向に突出する一対の壁部を有し、一対の壁部のそれぞれは、基部と、基部から第2方向に突出する先端部とを有し、第1方向における先端部同士の距離は、第2方向において壁部の先端に近づくほど大きくてもよい。この場合、凸状連結部分が凹状連結部分に収容されやすくなる。
【0016】
第1板状部材は、凸状連結部分を有し、第2板状部材は、凹状連結部分を有してもよい。この場合、導電板の部品点数を削減できる。
【0017】
電極積層体の積層端に配置される集電板には、活物質層が設けられなくてもよい。あるいは、露出面を有する集電板は、第1集電板もしくは第2集電板でもよい。
【発明の効果】
【0018】
本開示の一側面によれば、蓄電モジュールの接触面に対する追従性を確保でき、且つ、製造時の組付け性の悪化を抑制可能な導電板を有する蓄電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【
図1】
図1は、蓄電装置の一例を示す概略断面図である。
【
図2】
図2は、蓄電モジュールの内部構成を示す断面図である。
【
図3】
図3は、蓄電モジュール及び蓄電モジュール上の導電板を示す平面図である。
【
図7】
図7は、シール部材が設けられる位置を説明するための平面図である。
【
図8】
図8(a),(b)は、板状部材間を第2シール部分によって封止する方法を説明するための断面図である。
【
図9】
図9は、蓄電モジュール及び導電板間を第1シール部分によって封止する方法を説明するための断面図である。
【
図10】
図10は、第1変形例に係る蓄電モジュールの一部を示す概略断面図である。
【
図11】
図11(a)は、第2変形例に係る蓄電モジュールの一部を示す概略断面図であり、
図11(b)は、板状部材間を第2シール部分によって封止した状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照しながら本開示の一側面に係る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。
【0021】
図1は、本実施形態に係る蓄電装置の一例を示す概略断面図である。
図1に示す蓄電装置1は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、及び電気自動車など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。以下の説明では、モジュール積層体2の積層方向をZ方向(第1方向)とし、積層方向に直交する方向をそれぞれX方向及びY方向(第2方向)とする。
【0022】
モジュール積層体2は、蓄電モジュール4と、蓄電モジュール4に積層配置された導電板5と、検出素子70(
図3参照)と、シール部材80(
図7参照)と、を含む。検出素子70及びシール部材80については、後述する。本実施形態では、モジュール積層体2は、複数の蓄電モジュール4と、複数の導電板5とを含む。蓄電モジュール4の数は、例えば、5であり、導電板5の数は、例えば、4である。蓄電モジュール4は、バイポーラ電池であり、Z方向から見て矩形状を呈する。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などの二次電池、又は電気二重層キャパシタである。以下の説明では、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。
【0023】
複数の蓄電モジュール4は、導電板5を介してZ方向に沿って積層されており、Z方向において電気的に直列に接続されている。導電板5は、例えば金属などの導電材料からなる板状部材である。導電板5の材料としては、例えばアルミニウムが挙げられる。導電板5の表面には、例えばニッケルなどのめっき層が形成されていてもよい。
図1に示す例では、Z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、これに限られない。例えば、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の面積と同一であってもよく、蓄電モジュール4の面積よりも大きくてもよい。
【0024】
複数の導電板5は、Z方向で隣り合う蓄電モジュール4間に配置された複数(本実施形態では2つ)の導電板5Aと、モジュール積層体2の積層端に位置する複数(本実施形態では2つ)の導電板5Bとによって構成されている。互いに隣り合う蓄電モジュール4同士は、導電板5Aを介して電気的に接続されている。導電板5Bの外側には、絶縁板Bが配置されている。一方の導電板5Bには負極端子7が接続されており、他方の導電板5Bには正極端子6が接続されている。正極端子6及び負極端子7のそれぞれは、例えば導電板5Bの縁部からX方向に引き出されている。
【0025】
蓄電モジュール4間に配置された導電板5Aの内部には、空気などの冷却用流体F(
図3及び
図4参照)を流通させる複数の貫通孔(流路)5aが設けられている。複数の貫通孔5aは、蓄電モジュール4を冷却するための冷却機構を構成する。導電板5Aは、互いに隣り合う蓄電モジュール4同士を電気的に接続する接続部材としての機能を有する。加えて、導電板5Aは、蓄電モジュール4からの熱を放熱する放熱板としての機能を有している。具体的には、導電板5Aは、蓄電モジュール4から伝わった熱を、複数の貫通孔5aを通過する冷却用流体Fに伝えることによって、放熱板としての機能を示す。
【0026】
拘束部材3は、モジュール積層体2をZ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、Z方向から見て矩形状を呈し、且つ、蓄電モジュール4、導電板5、及び導電板5Bの面積よりも一回り大きい面積を有する板状部材である。エンドプレート8が導電性を有する場合、エンドプレート8と導電板5Bとの間には、電気絶縁性を有する絶縁板Bが設けられる。
【0027】
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に向かって通されている。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、導電板5A、及び導電板5Bがエンドプレート8によって挟持され、モジュール積層体2としてユニット化されている。また、モジュール積層体2に対してZ方向に拘束荷重が付加されている。
【0028】
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、蓄電モジュールの内部構成を示す断面図である。
図2に示されるように、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。蓄電モジュール4は、例えば、直方体形状に形成されている。
【0029】
電極積層体11は、セパレータ13を介して積層方向において互いに積層される複数の電極と、電極積層体11の積層端に配置された集電板20A,20Bと、を含む。複数の電極は、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。複数のバイポーラ電極14の積層体は、負極終端電極18と正極終端電極19との間に設けられている。
【0030】
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を含む集電板15(第3集電板)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、正極活物質が集電板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、負極活物質が集電板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Z方向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Z方向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。
【0031】
負極終端電極18は、集電板15(第1集電板)と、集電板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Z方向の中央側を向くように、Z方向の一端側に配置されている。負極終端電極18の集電板15の一方面15aには、集電板20Aが更に積層され、この集電板20Aを介して蓄電モジュール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の集電板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、Z方向の一端のバイポーラ電極14の正極16と対向している。
【0032】
正極終端電極19は、集電板15(第2集電板)と、集電板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Z方向の中央側を向くように、Z方向の他端側に配置されている。正極終端電極19の集電板15の他方面15bには、集電板20Bが更に積層され、この集電板20Bを介して蓄電モジュール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。正極終端電極19の集電板15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、Z方向の他端のバイポーラ電極14の負極17と対向している。
【0033】
集電板15は、例えば、ニッケル板やニッケルメッキ鋼板といった金属板である。一例として、集電板15は、ニッケルからなる矩形の金属箔である。各集電板15は、いずれも電極積層体11に含まれる集電板の一つである。集電板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、集電板15の他方面15bにおける負極17の形成領域は、集電板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。電極積層体11は、積層方向において互いに積層される複数の集電板15,20A,20Bを有する。
【0034】
セパレータ13は、対向する正極16と負極17とを隔離して両極の接触による短絡を防止しつつ、電荷担体を通過させる部材であり、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。
【0035】
集電板20A,20Bは、集電板15と実質的に同一の部材であり、例えばニッケル板やニッケルメッキ鋼板といった金属板である。集電板20A,20Bは、いずれも電極積層体11に含まれる集電板の一つである。一例として、集電板20A,20Bは、ニッケルからなる矩形の金属箔である。集電板20A,20Bは、一方面20a及び他方面20bに正極活物質層及び負極活物質層のいずれもが塗工されていない未塗工電極となっている。
【0036】
集電板20A(第4集電板)は、電極積層体11の一方の積層端に位置する集電体である。換言すると、集電板20Aは、電極積層体11の一端部を構成する。集電板20Aにより、負極終端電極18は、Z方向に沿って集電板20Aとバイポーラ電極14との間に配置された状態となっている。集電板20Bは、電極積層体11の他方の積層端に位置している。集電板20Bにより、正極終端電極19は、Z方向に沿って集電板20Bとバイポーラ電極14との間に配置された状態となっている。
【0037】
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、電極積層体11の側面11aを囲むように設けられている。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、電極積層体11に含まれる集電板の縁部(すなわち、集電板15の縁部15c及び集電板20A,20Bの縁部20c)にそれぞれ設けられる枠状の複数の第1封止部21(複数の枠体)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から構成される。当該樹脂は、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)などである。
【0038】
第1封止部21は、集電板15の縁部15c又は集電板20A,20Bの縁部20cの全周にわたって連続的に設けられ、Z方向から見て矩形枠状を呈する。第1封止部21は、例えば超音波又は熱によって集電板15の縁部15c又は集電板20A,20Bの縁部20cに溶着され、気密に接合されている。第1封止部21は、集電板15又は集電板20A,20Bの縁よりも外側に張り出した外側部分21aと、集電板15又は集電板20A,20Bの縁よりも内側に位置する内側部分21bと、を含む。第1封止部21の外側部分21aの先端部(外縁部)には、溶着層23が設けられている。第1封止部21は、溶着層23を介して第2封止部22に接合されている。溶着層23は、例えば熱板溶着、超音波溶着、赤外線溶着などの種々の溶着方法により溶融された第1封止部21の先端部同士が互いに結合して形成される。
【0039】
複数の第1封止部21は、バイポーラ電極14及び正極終端電極19に設けられた複数の第1封止部21Aと、負極終端電極18に設けられた第1封止部21Bと、集電板20Aに設けられた第1封止部21Cと、集電板20Bに設けられた第1封止部21D,21Eと、を有している。
【0040】
第1封止部21Aは、バイポーラ電極14及び正極終端電極19の集電板15の一方面15aに接合されている。第1封止部21Aの内側部分21bは、Z方向に互いに隣り合う集電板15の縁部15c同士の間に位置している。Z方向から見て集電板15の一方面15aにおける縁部15cと、第1封止部21Aとが重なる領域は、集電板15と第1封止部21Aとの結合領域となっている。
【0041】
本実施形態では、第1封止部21Aは、1枚のフィルムが二つに折りたたまれることによって形成される二層構造を有する。第2封止部22に接合されている第1封止部21Aの外縁部は、フィルムの折り返し部(屈曲部)である。第1封止部21Aを構成する一層目のフィルムは、一方面15aに接合されている。二層目のフィルムの内縁は、一層目のフィルムの内縁よりも外側に位置し、セパレータ13が載置される段差部を形成している。二層目のフィルムの内縁は、集電板15の縁よりも内側に位置している。
【0042】
第1封止部21Bは、負極終端電極18の集電板15の一方面15aに接合されている。第1封止部21Bの内側部分21bは、Z方向に互いに隣り合う負極終端電極18の集電板15の縁部15cと、集電板20Aの縁部20cとの間に位置している。集電板15の一方面15aにおける縁部15cと、第1封止部21Bの内側部分21bとが重なる領域は、集電板15と第1封止部21Bとの結合領域となっている。第1封止部21Bは、集電板20Aの他方面20bにも接合されている。集電板20Aの他方面20bにおける縁部20cと、第1封止部21Bとが重なる領域は、集電板20Aと第1封止部21Bとの結合領域となっている。本実施形態では、第1封止部21Bは、集電板20Aの他方面20bにおける縁部20cにも接合されている。
【0043】
第1封止部21Cは、集電板20Aの一方面20aに接合されている。本実施形態では、第1封止部21Cは、複数の第1封止部21のうち、Z方向の最も一端側に位置する。集電板20Aの一方面20aにおける縁部20cと、第1封止部21Cとが重なる領域は、集電板20Aと第1封止部21Cとの結合領域となっている。
【0044】
本実施形態では、第2封止部22に接合されている第1封止部21B,21Cの外縁部同士は連続している。すなわち、第1封止部21B,21Cは、1枚のフィルムが集電板20Aの縁部20cを挟んで二つに折りたたまれることによって形成されている。第1封止部21B,21Cの外縁部は、フィルムの折り返し部(屈曲部)である。第1封止部21B,21Cを構成するフィルムは、集電板20Aの一方面20a及び他方面20bの両方において縁部20cと接合されている。このように、集電板20Aの両面を第1封止部21B,21Cと接合することで、いわゆるアルカリクリープ現象による電解液の滲み出しを抑制することができる。
【0045】
第1封止部21Dは、集電板20Bの一方面20aに接合されている。第1封止部21Dの内側部分21bは、Z方向に互いに隣り合う正極終端電極19の集電板15の縁部15cと、集電板20Bの縁部20cとの間に位置している。集電板20Bの一方面20aにおける縁部20cと、第1封止部21Dとが重なる領域は、集電板20Bと第1封止部21Dとの結合領域となっている。
【0046】
第1封止部21Eは、集電板20Bの他方面20bにおける縁部20cに配置されている。本実施形態では、第1封止部21Eは、複数の第1封止部21のうち、Z方向の最も他端側に位置する。また、本実施形態では、第1封止部21Eは、集電板20Bに接合されていない。
【0047】
積層端に位置する集電板20Aは、第1封止部21から露出する露出面20dを有している。本実施形態では、集電板20Aの一方面20aの中央領域は、第1封止部21Cから露出する露出面20dに相当する。集電板20Bの他方面20bは、第1封止部21Eから露出する露出面20dを有している。露出面20dは、導電板5と接触(当接)し電気的に接続された接触領域20e(例えば、
図10参照)と、導電板5と接触(当接)しない非接触領域20f(例えば、
図10参照)とを有する。
【0048】
本実施形態では、第2封止部22に接合されている第1封止部21D,21Eの外縁部同士は連続している。すなわち、第1封止部21D,21Eは、1枚のフィルムが集電板20Bの縁部20cを挟んで二つに折りたたまれることにより形成されている。第1封止部21D,21Eの外縁部は、フィルムの折り返し部(屈曲部)である。第1封止部21D,21Eを構成するフィルムは、集電板20Bの一方面20aにおいて縁部20cと接合されている。
【0049】
結合領域において、集電板15,20A,20Bの表面は、粗面化されている。粗面化された領域は、結合領域のみでもよいが、本実施形態では集電板15の一方面15aの全体が粗面化されている。また、集電板20Aの一方面20a及び他方面20bの全体が粗面化されている。また、集電板20Bの一方面20aの全体が粗面化されている。例えば、集電板20Aの一方面20aに含まれる露出面20dは、複数の突起状めっきが形成されることによって粗面化してもよく、ラビング処理等が施されることによって粗面化してもよい。
【0050】
集電板20Aの粗面化は、例えば、集電板を電解メッキ処理して、その表面に複数の微細突起を形成することにより実現し得る。結合領域に複数の微細突起が形成されることにより、結合領域における集電板15A,20A,20Bのそれぞれと第1封止部21との接合界面では、接合工程で溶融状態となった樹脂が粗面化により形成された複数の微細突起間に入り込む。そして、当該樹脂は、複数の微細突起間に入り込んだ状態のまま冷えて固まっている。このため、アンカー効果が発揮されて樹脂製の第1封止部21が集電板15A,20A,20Bのそれぞれから剥離することが抑制される。これにより、集電板15,20A,20B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。加えて、露出面20dの接触領域20eと、当該接触領域20eに接触する導電板5との間の摩擦力が増大される。
【0051】
第2封止部22は、電極積層体11の側面11aを囲むように電極積層体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、Z方向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、Z方向を軸方向として延在する矩形の枠状を呈している。第2封止部22は、例えば射出成形時の熱によって溶融した第1封止部21の一部と相溶して一体化されている。
【0052】
封止体12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、Z方向に沿って互いに隣り合うバイポーラ電極14の間、Z方向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Z方向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。封止体12は、集電板20Aと負極終端電極18との間、及び集電板20Bと正極終端電極19との間もそれぞれ封止している。
【0053】
次に、前述した導電板5の詳細な構成について説明する。
図3は、蓄電モジュール4及び蓄電モジュール4上の導電板5Aを示す平面図である。
図3に示されるように、導電板5Aは、Z方向から見て(すなわち平面視において)、蓄電モジュール4の平面形状よりも一回り小さい面積を有する矩形状をなしている。導電板5Aは、第2封止部22の枠内に位置している。本実施形態では、導電板5Aは、一対の長辺5b及び長辺5cと一対の短辺5d及び短辺5eとを含む長方形状をなしている。一対の長辺5b及び長辺5cは、X方向に沿って延在しており、Y方向において互いに対向している。一対の短辺5d及び短辺5eは、Y方向に沿って延在しており、X方向において互いに対向している。
【0054】
本実施形態では、一対の長辺5b及び長辺5cと一対の短辺5d及び短辺5eは、導電板5Aの外縁を構成している。一対の長辺5b及び長辺5cは、Z方向から見て、第1封止部21と重なっている。一対の短辺5d及び短辺5eは、Z方向から見て、第1封止部21と重なっていない。Z方向から見て、一対の短辺5d及び短辺5e側に配置された第1封止部21は、一対の長辺5b及び長辺5c側に配置された第1封止部21よりも内側まで設けられている。一対の短辺5d及び短辺5e側に配置された第1封止部21のX方向の長さは、一対の長辺5b及び長辺5c側に配置された第1封止部21のY方向の長さよりも長い。
【0055】
導電板5Aは、厚さ方向(Z方向)の一方面5fと、他方面5g(
図8(a)参照)とを更に含む。一方面5fは、Z方向の一方側で隣り合う蓄電モジュール4の積層端に配置された集電板20Bと当接する。他方面5gは、Z方向の他方側で隣り合う蓄電モジュール4の積層端に配置された集電板20Aと当接する。上述のように、電極積層体11では、電極積層体11の中央領域が、その周りの領域に比べてZ方向に膨らんでいる。このため、一方面5f及び他方面5gの中央領域が、集電板20Aの一方面20a及び集電板20Bの他方面20bの中央領域と当接している。導電板5Aは、隣り合う蓄電モジュール4の積層端に配置された集電板20A,20Bと当接して配置され、複数の蓄電モジュール4を電気的に直列に接続する。
【0056】
X方向における導電板5Aの各端面には、検出素子70がそれぞれ連結されている。検出素子70は、例えば、蓄電モジュール4の温度を検出する素子、及び蓄電モジュール4から出力される電圧を検出する素子を含み、蓄電モジュール4の状態を監視するセンサである。検出素子70は、例えば、ポリプロピレン(PP)のような耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂により、導電板5Aと同じ厚さで形成されている。
【0057】
導電板5Aは、X方向に沿って配列され、互いに連結される複数(本実施形態では4枚)の板状部材50を有している。各板状部材50は、Z方向から見て(すなわち平面視において)矩形状をなしている。本実施形態では、各板状部材50は、Z方向から見て、Y方向に沿った一対の長辺とX方向に沿った一対の短辺とを含む長方形状をなしている。各板状部材50は、互いに隣り合う板状部材50の長辺同士がX方向に向かい合うように、X方向に沿って配列されている。
【0058】
板状部材50は、厚さ方向(Z方向)の一方面50aと、他方面50bとを含んでいる。一方面50aは、一方面5fの一部を構成している。他方面50bは、他方面5gの一部を構成している。
【0059】
板状部材50は、X方向において互いに対向する一対の端面50c及び端面50dと、Y方向において互いに対向する一対の端面50e及び端面50fと、を更に含んでいる。端面50c及び端面50dのそれぞれは、板状部材50の長辺を含む平坦な面であり、YZ平面に沿っている。端面50c及び端面50dのそれぞれは、Y方向に沿って延在している。端面50cは、X方向の短辺5d側に位置しており、端面50dは、X方向の短辺5e側に位置している。X方向において互いに隣り合う2つの板状部材50のうち一方の板状部材50(第1板状部材)の端面50cと、他方の板状部材50(第2板状部材)の端面50dとは、X方向において互いに向かい合っている。換言すると、一方の板状部材50は、X方向において他方の板状部材50に対向する端面50c(第2端面)を有し、他方の板状部材50は、X方向において一方の板状部材50に対向する端面50d(第1端面)を有する。
【0060】
端面50e及び端面50fのそれぞれは、板状部材50の短辺を含む平坦な面であり、XZ平面に沿っている。端面50e及び端面50fのそれぞれは、X方向に沿って延在している。端面50eは、長辺5b側に位置しており、端面50c及び端面50dのY方向の一端同士を接続している。端面50fは、長辺5c側に位置しており、端面50c及び端面50dのY方向の他端同士を接続している。各板状部材50において、各端面50eのY方向の位置は互いに揃っており、各端面50fのY方向の位置は互いに揃っている。
【0061】
複数の板状部材50は、複数(本実施形態では3枚)の板状部材50A及び1枚の板状部材50Bにより構成されている。本実施形態では、板状部材50Bは、複数の板状部材50Aよりも短辺5d側に配置されている。最も短辺5d側に配置された板状部材50Bの端面50cは、導電板5Aの短辺5dを構成している。最も短辺5e側に配置された板状部材50Aの端面50dは、導電板5Aの短辺5eを構成している。
【0062】
図4は、導電板5Aの板状部材50Aの斜視図である。
図5は、導電板5Aの板状部材50Bの斜視図である。
図4及び
図5に示されるように、板状部材50A,50Bには、前述した複数の貫通孔5aが形成されている。各貫通孔5aは、板状部材50A,50Bの端面50eから端面50fまでY方向に板状部材50の内部を貫通しており、X方向に沿って配列されている。各貫通孔5aの断面形状は、例えば、Y方向から見てX方向を長手方向とする長方形状をなしている。各貫通孔5a内には、冷却用流体Fが流通する。各貫通孔5a内を流通する冷却用流体Fは、例えば、Y方向において板状部材50A,50Bの端面50eから端面50fに向かう。
【0063】
図4に示されるように、板状部材50Aは、端面50dに設けられた凸部61と、端面50cに設けられた凹部62と、を有している。凸部61及び凹部62は互いに嵌り合う形状に形成されている。凸部61は、板状部材50Aの端面50dのY方向の一端から他端にわたって延在しており、端面50dのY方向の一端から他端まで同一のXZ断面形状を有している。つまり、凸部61のXZ断面形状は、Y方向について一様となっている。凸部61は、板状部材50Aの端面50dにおけるZ方向の中央部からX方向に沿って直線状に張り出している(突出している)。
【0064】
凹部62は、端面50cのY方向の一端から他端にわたって延在しており、端面50cのY方向の一端から他端まで同一のXZ断面形状を有している。つまり、凹部62のXZ断面形状は、Y方向について一様となっている。X方向における凹部62の底は、端面50c(第2端面)によって構成される。凹部62は、Z方向における端面50cの両端部のそれぞれからX方向に沿って直線状に突出する一対の壁部62aを有している。各壁部62aの先端は、面取り形状(R形状、又は、丸められた形状)を有している。一対の壁部62aのそれぞれは、端面50cからX方向に突出する基部62bと、基部62bからX方向に突出する先端部62cとを有する。凹部62において、Z方向に沿った基部62b同士の距離は一定である。一方、凹部62において、Z方向に沿った先端部62c同士の距離は、一定ではない。具体的には、凹部62において、Z方向に沿った先端部62c同士の距離は、X方向において壁部62aの先端に近づくほど大きくなる。Z方向に沿った先端部62c同士の距離は、連続して変化してもよいし、段階的に変化してもよい。本実施形態では、凸部61の引っ掛かりを防止する観点から、Z方向に沿った先端部62c同士の距離は、連続して変化する。このため、Y方向から見て、凹部62の内面のうち各先端部62cにて形成される部分は、壁部62aの先端に近づくほど一方面50aもしくは他方面50bに向かう傾斜面になる。一方、Y方向から見て、凹部62の内面のうち基部62bにて形成される部分は、XY平面に沿った平面になる。
【0065】
X方向に互いに隣り合う2つの板状部材50Aは、一方の板状部材50Aの凸部61及び他方の板状部材50Aの凹部62が互いに嵌り合って連結部60を構成することにより、互いに連結されている(
図8(a),(b)参照)。本実施形態では、連結部60は、X方向において一方の板状部材50Aから他方の板状部材50Aに向かって突出する凸状連結部分である凸部61と、X方向において凸部61の突出方向に向かって窪むと共に凸部61を収容する凹状連結部分である凹部62とを有する。すなわち本実施形態では、連結部60は、一方の板状部材50Aの一部と、他方の板状部材50Aの一部とによって構成される。X方向に互いに隣り合う2つの板状部材50Aは、凸部61及び凹部62を有する連結部60を介して回動可能に互いに連結される。本実施形態では、隣り合う2つの板状部材50Aは、連結部60において互いに接触する。なお、
図8(a),(b)によれば、Z方向において凸部61と凹部62とは、互いに接触していないが、これに限られない。
【0066】
本実施形態では、X方向における凸部61の突出長さL1は、X方向における凹部62の深さL2よりも短い。換言すると、X方向における凸部61の突出長さL1は、X方向における凹部62の壁部62aの突出長さよりも短い。このため、X方向に互いに隣り合う2つの板状部材50Aが連結されるとき、他方の板状部材50Aの凹部62は、一方の板状部材50Aに接触する(
図8(a),(b)参照)。具体的には、他方の板状部材50Aの凹部62は、一方の板状部材50Aの端面50dに接触する。より具体的には、他方の板状部材50Aの凹部62の一対の壁部62aのそれぞれに含まれる先端部62cは、一方の板状部材50Aの端面50dに突き当たる。
【0067】
図5に示されるように、板状部材50Bは、端面50cに凹部62(
図4参照)ではなく、凸部61を有している点で、板状部材50A(
図4参照)と相違し、その他の点で板状部材50Aと一致している。X方向に互いに隣り合う板状部材50A及び板状部材50Bは、板状部材50Aの凹部62及び板状部材50Bの凸部61が互いに嵌り合って連結部60を構成することにより、互いに連結されている。
【0068】
板状部材50A,50Bが連結されることにより、導電板5Aの各一方面5f及び他方面5gには、複数(本実施形態では3つ)の接触部CPが形成される。接触部CPは、互いに隣り合う2つの板状部材50Aによって、及び、互いに隣り合う板状部材50A,50Bによって形成される。接触部CPは、端面50dに沿ってY方向に延在している。本実施形態では、互いに隣り合う2つの板状部材50Aにおいては、一方の板状部材50Aの端面50dと、他方の板状部材50Aの凹部62の先端部62cとによって形成される。互いに隣り合う2つの板状部材50A,50Bにおいては、板状部材50Bの端面50dと、板状部材50Aの凹部62の先端部62cとによって形成される。
【0069】
図6は、検出素子の斜視図である。
図6では、導電板5Aの短辺5d側に接続される検出素子70が示されているが、導電板5Aの短辺5e側に接続される検出素子70も同様の構成を有している。
図6に示されるように、検出素子70は、例えば、Z方向から見て(すなわち平面視において)矩形状をなしている。本実施形態では、検出素子70は、Z方向から見て、Y方向に沿った一対の長辺とX方向に沿った一対の短辺とを含む長方形状をなしている。検出素子70は、厚さ方向(Z方向)の一方面70aと、他方面70bとを含んでいる。一方面70aは、例えば、一方面5fと同一平面を構成している。他方面70bは、例えば、他方面5gと同一平面を構成している。
【0070】
検出素子70は、X方向において互いに対向する一対の端面70c及び端面70dと、Y方向において互いに対向する一対の端面70e及び端面70fと、を更に含んでいる。端面70c及び端面70dのそれぞれは、検出素子70の長辺を含む平坦な面であり、YZ平面に沿っている。端面70c及び端面70dのそれぞれは、Y方向に沿って延在している。端面70cは、導電板5側に位置しており、端面70dは、導電板5の反対側に位置している。
【0071】
端面70e及び端面70fのそれぞれは、検出素子70の短辺を含む平坦な面であり、XZ平面に沿っている。端面70e及び端面70fのそれぞれは、X方向に沿って延在している。端面70eは、長辺5b側に位置しており、端面70fは、長辺5c側に位置している。端面70eは、例えば、各端面50eと同一平面を構成している。端面70fは、例えば、各端面50fと同一平面を構成している。
【0072】
検出素子70は、端面70cに凹部62を有している。導電板5Aの短辺5d側の検出素子70は、X方向に隣り合う板状部材50Bと、検出素子70の凹部62及び板状部材50Bの凸部61が互いに嵌り合って連結部60を構成することにより、連結されている。導電板5Aの短辺5e側の検出素子70は、X方向に隣り合う板状部材50Aと、検出素子70の凹部62及び板状部材50Aの凸部61が互いに嵌り合って連結部60を構成することにより、連結されている。
【0073】
図示を省略するが、導電板5Bは、一枚の板状部材からなる。導電板5Bは、Z方向から見て、例えば、導電板5Aと一対の検出素子70とが連結された連結体の平面形状と同じ面積を有する矩形状をなし、第2封止部22の枠内に配置される。
【0074】
次に、前述したシール部材80(
図7参照)について説明する。シール部材80は、例えば、樹脂からなる。シール部材80は、例えば、低分子シロキサンが含まれていない材料からなる。この場合、リレーの接点障害が抑制される。シール部材80は、例えば、加水分解し難い材料からなる。この場合、水分による接着強度の低下が抑制される。シール部材80は、一例として変性シリコンからなる。シール部材80は、例えば、液状ガスケットである。本実施形態では、シール部材80は、絶縁性樹脂であるが、導電性樹脂であってもよい。シール部材80は、導電板5と蓄電モジュール4との間に設けられる。シール部材80は、導電板5と蓄電モジュール4の積層端の集電板20A,20Bとの間に設けられ、これらを互いに接合(接着)する。
図1に示されるモジュール積層体2は、例えば、導電板5及び蓄電モジュール4が下から順に積層されることにより形成される。シール部材80は、導電板5及び蓄電モジュール4を積層する際に、硬化前の液状の状態で導電板5及び蓄電モジュール4の間に設けられる。これにより、シール部材80を表面のうねりや凹凸に追従させることができる。シール部材80は、例えば、ディスペンサーによって塗布される。
【0075】
具体的には、まず、積層位置に配置された導電板5B上の所定位置にシール部材80を設けた後、導電板5B上に蓄電モジュール4を積層し、導電板5B及び蓄電モジュール4をシール部材80により接合する。続いて、蓄電モジュール4上の所定位置にシール部材80を設けた後、蓄電モジュール4上に導電板5Aを積層し、蓄電モジュール4及び導電板5Aをシール部材80により接合する。このとき、導電板5Aに含まれる複数の板状部材50が一体化された状態にて、蓄電モジュール4上に導電板5Aを積層する。例えば、X方向に沿って複数の板状部材50を挟持することによって、複数の板状部材50を一体化する。同様に、シール部材80を所定位置に設けながら、蓄電モジュール4及び導電板5Aを順に積層する処理を繰り返す。最後は、最上段の蓄電モジュール4上の所定位置にシール部材80を設けた後、蓄電モジュール4上に導電板5Bを積層し、蓄電モジュール4及び導電板5Bをシール部材80により接合する。導電板5及び蓄電モジュール4を全て積層した後、シール部材80が硬化されることによって、モジュール積層体2が形成される。導電板5及び蓄電モジュール4を積層する際、シール部材80は液状なので、導電板5及び蓄電モジュール4に面圧がかかり難い。したがって、シール部材80としては、硬化時間が長く、積層工程中に硬化しない液状シールが選ばれる。
【0076】
図7は、シール部材80が設けられる位置を説明するための平面図である。
図7では、上述のモジュール積層体2の形成方法において、最上段以外の蓄電モジュール4上に設けられるシール部材80(モジュール積層体2において、導電板5Aと蓄電モジュール4の集電板20Aとの間に設けられるシール部材80に対応)が示されている。シール部材80は、集電板20Aの一方面20aの露出面20dにおいて、集電板20Aの縁部20cに設けられた第1封止部21と接するように、第1封止部21の内縁21cに沿って環状に設けられた第1シール部分80aと、互いに隣り合う板状部材50間に形成された連結部60(
図3参照)に沿って設けられた複数(本実施形態では3つ)の第2シール部分80bと、を有している。
【0077】
第1シール部分80aは、例えば、矩形環形状を有し、第1封止部21の全周に連続して設けられている。第1シール部分80aは、蓄電モジュール4と導電板5との間を気密に封止する。第2シール部分80bは、Y方向に沿って延在して設けられている。第2シール部分80bの両端部は、第1シール部分80aと接続されている。第2シール部分80bは、互いに隣り合う板状部材50間を気密に封止する。
【0078】
図示を省略するが、上述のモジュール積層体2の形成方法において、導電板5A上に設けられるシール部材80(モジュール積層体2において、導電板5Aと蓄電モジュール4の集電板20Bとの間に設けられるシール部材80に対応)は、最上段以外の蓄電モジュール4上に設けられるシール部材80と同様に設けられる。また、最上段の蓄電モジュール4上に設けられるシール部材80(モジュール積層体2において、導電板5Bと蓄電モジュール4の集電板20Aとの間に設けられるシール部材80に対応)、及び、導電板5B上に設けられるシール部材80(モジュール積層体2において、導電板5Bと蓄電モジュール4の集電板20Bとの間に設けられるシール部材80に対応)は、導電板5Bが1枚の板状部材からなるので、第2シール部分80bを含まない。
【0079】
図8(a),(b)を参照し、板状部材50A間を第2シール部分80bによって封止する方法を説明する。
図8(a)では、蓄電モジュール4上に第2シール部分80bを設けた状態が示されている。第2シール部分80bは、接触部CPに対応して設けられる。接触部CPは、Z方向における連結部60の両端部に形成される。第2シール部分80bは、集電板20A側(他方面5g側)の接触部CPに対応して設けられる。第2シール部分80bは、Z方向から見て、集電板20A側の接触部CPと重なるように設けられる。本実施形態では、端面50dのZ方向の端部は、面取り形状(R形状、又は、丸められた形状)を有する。また、上述したように、壁部62aの先端もまた、面取り形状を有する。このため、Z方向において接触部CPよりも外側には、端面50dの上記端部と、壁部62aの先端とによって溝GRが形成される。溝GRは、Z方向において接触部CPに重なる。
【0080】
図8(b)では、蓄電モジュール4上に導電板5Aを積層した後の状態が示されている。
図8(b)に示されるように、第2シール部分80bは、導電板5Aが集電板20A上に積層されることにより、溝GRに入り込む。これにより、接触部CPを封止する。接触部CPに隙間が存在する場合、シール部材80は、当該隙間を介して接触部CPを構成する凹部62の内部に案内されてもよい。この場合、集電板20A上に必要以上に第2シール部分80bが広がり、導電性を低下させることが抑制される。集電板20Aの一方面20aの露出面20dにおいて、第2シール部分80bが存在する部分が非接触領域20fとなる。なお、図示はしないが、導電板5A上にシール部材80を設ける場合、第2シール部分80bは、別の接触部CP上に設けられる。別の接触部CPの外側にも別の溝GRが形成されるので、第2シール部分80bを容易に設けられる。導電板5A上にシール部材80を設けた後、蓄電モジュール4を積層することによって、互いに隣り合う板状部材50Aは、第2シール部分80bによって気密に封止される。
【0081】
図9を参照し、蓄電モジュール4及び導電板5A間を第1シール部分80aによって封止する方法を説明する。
図9では、蓄電モジュール4上に導電板5A及び検出素子70を積層した状態が示されている。
図9に示されるように、導電板5A及び検出素子70は互いに連結されている。上述のように、検出素子70が連結される導電板5Aの短辺5d,5e(
図3参照)は、Z方向から見て、第1封止部21と重なっていない。
図9に示されるように、第1シール部分80aは、集電板20Aにおいて、第1封止部21の内縁21cから、検出素子70及び導電板5A間に形成された連結部60に対応する位置まで延在し、導電板5Aと接合されている。第1シール部分80aは、導電板5Aと非接触領域20fとに接着し、導電板5Aと非接触領域20fとの間に充填されると共に、導電板5Aと露出面20dとの間を気密に封止している。
【0082】
シール部材80は一例として変性シリコンからなるが、変性シリコンは、表面自由エネルギー(極性)が低いポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系プラスチック素材とは接着しない。つまり、変性シリコンからなるシール部材80は、このような樹脂材料からなる検出素子70とは接合しない。なお、シール部材80による接着は、表面の凹凸にシール部材80が食い込むことによるアンカー効果と、物理的相互作用(分子間力)とにより実現されている。
【0083】
第1シール部分80aは、導電板5A及び検出素子70が集電板20A上に積層されることにより、集電板20A上で濡れ広がった形状とされてもよいし、予め濡れ広がった形状で集電板20A上に塗布されてもよい。第1シール部分80aは、接触部CPよりも外側に位置する溝GRに入り込むことにより、集電板20A上に必要以上に第1シール部分80aが濡れ広がり、導電性を低下させることが抑制される。
【0084】
以上説明したように、蓄電装置1では、導電板5Aが、Z方向に直交するX方向に配列され、連結部60によって互いに連結され、且つ、露出面20dに接触する複数の板状部材50Aを有する。これにより、導電板5Aに含まれる板状部材50Aの枚数を調整することによって、X方向における導電板5Aの寸法を容易に調整できる。このため、導電板が1枚の板状部材で構成される場合と比較して、蓄電モジュール4の露出面20dの形状に導電板5Aの形状を追従させることができる。さらには、凸状連結部分である凸部61と、当該凸部61を収容する凹状連結部分である凹部62とを有する連結部60において、複数の板状部材50Aのうち互いに隣り合う第1板状部材50Aと第2板状部材50Aとが互いに接触する。具体的には、第2板状部材50Aの凹部62は、第1板状部材50Aに接触する。これにより、X方向に沿って導電板5Aを挟むことによって、複数の板状部材50Aを一体化して運搬できる。これにより、蓄電モジュール4における各板状部材50Aの位置決め、搬送等を容易化できる。したがって、本実施形態によれば、蓄電モジュール4の露出面20dに対する追従性を確保でき、且つ、製造時の組付け性の悪化を抑制可能な導電板5Aを有する蓄電装置1を提供できる。
【0085】
加えて本実施形態では、導電板5Aにおいては、互いに隣り合う2つの板状部材50同士は、連結部60にて互いに回動可能に連結される。この場合、板状部材50の回動によって蓄電モジュール4の露出面20dの形状に導電板5Aの形状を良好に追従させることができる。また、導電板は各貫通孔5a内には、冷却用流体Fが流通するため、冷却機能を有する。加えて、連結部60が設けられることによって、蓄電モジュール4に膨張が生じた場合、電極積層体の最外に設けられた集電板20Aが、互いに隣り合う第1板状部材50Aと第2板状部材50Aとの間に入り込むことを抑制する勾配が連結部60に設けられている。これにより、蓄電モジュール4膨張時の露出面20dの破損を抑制できる。
【0086】
本実施形態では、複数の板状部材50Aのうち互いに隣り合う第1板状部材50A及び第2板状部材50Aにおいて、第1板状部材50Aは、X方向において第2板状部材50Aに対向する端面50dを有し、凸部61は、端面50dから第2板状部材50Aに向かって突出しており、第2板状部材50Aの凹部62は、当該端面50dに接触する。このため、第1板状部材50Aの端面50dと、連結部60の凹部62とに隙間が発生することを抑制できる。これにより、例えば蓄電モジュール4に内圧が発生したとき等において、上記隙間に蓄電モジュール4の集電板20Aが入り込むことを抑制できる。また、上記隙間が発生したとしても、当該隙間を第2シール部分80bにて確実に埋めることができる。
【0087】
本実施形態では、X方向における凸部61の突出長さL1は、X方向における凹部62の深さL2よりも短い。このため、凸部61が、X方向に沿った凹部62と第1板状部材50Aとの接触を阻害することを抑制できる。
【0088】
本実施形態では、凹部62は、Z方向における板状部材50Aの両端部のそれぞれからX方向に突出する一対の壁部62aを有し、一対の壁部62aのそれぞれは、基部62bと、基部62bからX方向に突出する先端部62cとを有し、Z方向における先端部62c同士の距離は、X方向において壁部62aの先端に近づくほど大きい。このため、凸部61が凹部62に収容されやすくなる。
【0089】
本実施形態では、複数の板状部材50Aのうち互いに隣り合う第1板状部材50A及び第2板状部材50Aにおいて、第1板状部材50Aは凸部61を有し、第2板状部材50Aは凹部62を有する。このため、導電板5Aの部品点数を削減できる。
【0090】
以下では、
図10及び
図11を参照しながら、上記実施形態の各変形例について説明する。以下の各変形例において、上記実施形態と重複する箇所の説明は省略する。したがって以下では、上記実施形態と異なる箇所を主に説明する。
【0091】
図10は、第1変形例に係る蓄電モジュールの一部を示す概略断面図である。
図10に示されるように、凹部62の少なくとも一部は、Z方向において凸部61に向かって湾曲して接触している。第1変形例では、凹部62の一対の壁部62aが、Z方向において凸部61を挟んでいる。換言すると、凹部62が凸部61を挟むようにカシメられている。このためZ方向において順に重なる一方の壁部62aと、凸部61と、他方の壁部62aとは、互いに一体化される。例えば、凸部61と凹部62とが嵌合した後、各基部62bにて各壁部62aが湾曲することによって、各壁部62aが凸部61に接触する。壁部62aは、例えば工具等を用いて導電板5Aと蓄電モジュール4との積層前に湾曲してもよいし、導電板5Aと蓄電モジュール4との積層時に湾曲してもよいし、拘束部材3によるモジュール積層体2の拘束時に湾曲してもよい。導電板5Aの搬送の安定化の観点から、壁部62aは、導電板5Aと蓄電モジュール4との積層前に湾曲してもよい。蓄電装置1の製造工程の簡略化の観点から、壁部62aは、導電板5Aと蓄電モジュール4との積層時に湾曲してもよいし、拘束部材3によるモジュール積層体2の拘束時に湾曲してもよい。
【0092】
以上に説明した第1変形例においても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて、第1変形例によれば、連結部60における凹部62の各壁部62aと凸部61とが一体化される。これにより、Z方向に沿った力が凹部62の一方の壁部62aに印加されるとき、当該力は、凸部61と、別の壁部62aとに良好に伝わる。このため、Z方向に沿った板状部材50の圧縮が、連結部60にて抑制される。したがって、連結部60は、Z方向に沿った導電板5Aの強度を補強する補強部として機能し得る。
【0093】
加えて、導電板5Aと蓄電モジュール4との積層前に壁部62aが凸部61を挟むことによって、隣り合う2つの板状部材50同士を強固に連結できる。このため、複数の板状部材50Aを一体化して運搬しやすくなる。したがって、蓄電モジュール4における各板状部材50Aの位置決め、搬送等をさらに容易化できる。
【0094】
図11(a)は、第2変形例に係る蓄電モジュールの一部を示す概略断面図である。
図11(a)に示されるように、導電板5Cに含まれると共に互いに隣り合う二つの板状部材50Cにおいて、一方の板状部材50C(第1板状部材)の凸部61Aは、他方の板状部材50C(第2板状部材)の凹部62Aの底を構成する端面50c(第2端面)に接触する。第2変形例では、X方向における凸部61Aの突出長さL11は、X方向における凹部62Aの深さL12よりも長い。このため、凸部61Aと凹部62Aとを含む連結部60Aにおいて、一方の板状部材50Cの端面50d(第1端面)と凹部62Aの先端との間には、隙間Gが形成される。
【0095】
図11(b)は、板状部材間を第2シール部分によって封止した状態を示す概略断面図である。
図11(b)では、蓄電モジュール4上に導電板5Cを積層した後の状態が示されている。
図11(b)に示されるように、第2シール部分80bは、導電板5Cが集電板20A上に積層されることにより、連結部60Aの隙間Gに入り込み、2つの板状部材50Cの間を封止する。シール部材80は、端面50d、及び、壁部62aの先端部の面取り形状に沿って集電板20A側の隙間Gの内部に案内される。集電板20A側の隙間Gは、第2シール部分80bによって塞がれる。また、第2シール部分80bが隙間Gに入り込むことにより、集電板20A上に必要以上に第2シール部分80bが濡れ広がり、導電性を低下させることが抑制される。
【0096】
以上に説明した第2変形例においても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて上述したように、連結部60Aの隙間Gにシール部材80が入り込むことによって、当該シール部材80が導電板5Cと集電板20Aとの間にて広がりにくくなる。したがって、シール部材80に起因した導電板5Cと蓄電モジュール4との接触抵抗の上昇を抑制できる。
【0097】
第2変形例では、X方向における凸部61Aの突出長さL11は、X方向における凹部62Aの深さL12よりも長い。このため、凹部62Aが、X方向に沿った凸部61Aと板状部材50Cとの接触を阻害することを抑制できる。
【0098】
以上の実施形態及び各変形例は、本開示の一側面を説明したものである。したがって、本開示は、上記実施形態及び上記変形例に限定されることなく変形され得る。また、上記実施形態及び上記変形例は、適宜組み合わされてもよい。例えば、上記第1変形例と上記第2変形例とは、互いに組み合わされてもよい。
【0099】
上記実施形態及び上記変形例では、Z方向から見て、第1封止部は導電板の外縁の一部を構成する一対の長辺と重なっているが、第1封止部は導電板の外縁の他の部分を構成する一対の短辺とも重なってもよい。この場合、集電板が導電板の一対の短辺との接触により損傷することも抑制できる。更に、この場合、集電板において、検出素子及び導電板間の連結部に対応する位置に第1封止部が設けられているので、この位置にシール部材を設ける必要がない。
【0100】
上記実施形態及び上記変形例において、板状部材50Aもしくは板状部材50Cの凸部の突出長さと、板状部材50Bの凸部の突出長さとは、互いに異なってもよい。例えば、板状部材50Bの凸部の突出長さは、板状部材50Aもしくは板状部材50Cの凸部の突出長さよりも長くてもよい。この場合、例えば、互いに隣り合う2つの板状部材50A同士においては一方の板状部材50Aの凹部が他方の板状部材50Aの端面に接触し、且つ、互いに隣り合う板状部材50Aと板状部材50Bにおいては板状部材50Bの凸部が板状部材50Aの端面に接触してもよい。
【0101】
上記実施形態及び上記変形例において、電極積層体に含まれる複数の集電板のうち一端部を構成する集電板(すなわち、電極積層体の積層端に配置される集電体)は、正極終端電極に含まれる集電板でもよいし、負極終端電極に含まれる集電板でもよい。もしくは、上記集電板は、電極積層体に含まれる複数の集電板とは異なる部材でもよい。
【符号の説明】
【0102】
1…蓄電装置、4…蓄電モジュール、5,5A,5B,5C…導電板、5b,5c…長辺(外縁)、5d,5e…短辺(外縁)、11…電極積層体、11a…側面、12…封止体、14…バイポーラ電極、15…集電板、15a…一方面、15b…他方面、16…正極、17…負極、18…負極終端電極、19…正極終端電極、20A,20B…集電板、20a…一方面、20b…他方面、20c…縁部、20d…露出面、20e…接触領域、20f…非接触領域、21,21A,21B,21C,21D,21E…第1封止部(枠体)、21c…内縁、50,50A,50B,50C…板状部材(第1板状部材、第2板状部材)、60…連結部、70…検出素子、80…シール部材、V…内部空間。