特許 7388287 電極ユニットの製造方法

(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】2023-11-20

(45)【発行日】2023-11-29

(54)【発明の名称】電極ユニットの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20231121BHJP

   H01M 4/04 20060101ALI20231121BHJP

   H01G 11/86 20130101ALN20231121BHJP

   H01G 11/84 20130101ALN20231121BHJP

   H01M 10/30 20060101ALN20231121BHJP

   H01M 4/26 20060101ALN20231121BHJP

   H01M 50/184 20210101ALN20231121BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01M4/04 A

H01G11/86

H01G11/84

H01M10/30 Z

H01M4/26 Z

H01M50/184 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020079511

(22)【出願日】2020-04-28

(65)【公開番号】P2021174731

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2022-08-09

(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】100140682

【弁理士】

【氏名又は名称】妙摩 貞茂

(72)【発明者】

【氏名】河端 栄克

(72)【発明者】

【氏名】織田 恭平

【審査官】前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１８６１７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１０／００－１０／３９

Ｈ０１Ｍ ４／００－ ４／６２

Ｈ０１Ｇ１１／００－１３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極ユニットの製造方法であって、
矩形をなす電極の各辺の縁部に沿って樹脂製のシート体を対応する前記各辺に重複するように配置するシート体配置工程と、
配置された前記シート体を前記電極に接合して、前記シート体によって構成される略矩形枠状の枠体付きの電極を形成する枠体接合工程と、
前記矩形枠状の枠体において、電極の縁部よりも外側に延在する延在部分の四隅を切断して切断部を形成すると同時に、前記枠体の隣り合う前記切断部同士の間に断続的に小孔を穿設することで折り返し用のミシン目状の切込み線を形成する切断工程と、
前記矩形枠状の枠体の各辺における前記延在部分において、前記ミシン目状の切込み線よりも外側の部分を前記ミシン目状の切込み線に沿って内側に折り返す折り返し工程と、 折り返された前記枠体の折り返し部分を厚さ方向に押圧しながら加熱する癖付け工程と、
前記癖付け工程の後に、前記枠体に重複するようにセパレータを配置する工程と、を備え、
前記シート体は複数のシート体であって、
前記シート体配置工程は、前記複数のシート体のそれぞれを前記電極の各辺における対応する１又は複数の辺に重複するように配置する、電極ユニットの製造方法。

【請求項2】

電極ユニットの製造方法であって、
矩形をなす電極の各辺の縁部に沿って樹脂製のシート体を対応する前記各辺に重複するように配置するシート体配置工程と、
配置された前記シート体を前記電極に接合して、前記シート体によって構成される略矩形枠状の枠体付きの電極を形成する枠体接合工程と、
前記矩形枠状の枠体において、電極の縁部よりも外側に延在する延在部分の四隅を切断して切断部を形成すると同時に、前記枠体の隣り合う前記切断部同士の間に断続的に小孔を穿設することで折り返し用のミシン目状の切込み線を形成する切断工程と、
前記矩形枠状の枠体の各辺における前記延在部分において、前記ミシン目状の切込み線よりも外側の部分を前記ミシン目状の切込み線に沿って内側に折り返す折り返し工程と、 折り返された前記枠体の折り返し部分を厚さ方向に押圧しながら加熱する癖付け工程と、
前記癖付け工程の後に、前記枠体に重複するようにセパレータを配置する工程と、を備え、
前記折り返し工程と前記癖付け工程とは、前記電極の位置が固定された状態で一連の動作として実行される、電極ユニットの製造方法。

【請求項3】

前記折り返し工程と前記癖付け工程とは、前記電極の位置が固定された状態で一連の動作として実行される、請求項１に記載の電極ユニットの製造方法。

【請求項4】

前記切断工程では、前記延在部分の四隅を切断する刃と前記ミシン目状の切込み線の形成をする刃とが設けられた一つの型を用いて、前記延在部分の四隅の切断及び前記ミシン目状の切込み線の形成が実行される、請求項１～３のいずれか一項に記載の電極ユニットの製造方法。

【請求項5】

前記折り返し工程では、前記枠体が前記ミシン目状の切込み線に沿って折り返されることによって、前記枠体における前記ミシン目状の切込み線よりも内側の第１部分が、前記ミシン目の切込み線よりも外側の折り返された第２部分よりも内側に延在しており、
前記セパレータを配置する工程は、折り返された前記第２部分よりも内側に延在する前記第１部分に重複するようにセパレータを配置する、請求項１～４のいずれか一項に記載の電極ユニットの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一側面は、電極ユニットの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池として、特許文献１に記載されたバイポーラ電池が知られている。このバイポーラ電池では、集電体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が、電解質層を介して積層されている。集電体同士の間には、絶縁性のシール層が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－１９０７１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電解質層に含まれるセパレータは、電解液を透過させ得る一方、隣り合う集電体（電極板）同士の間に配置されて、これらの短絡を防止する。セパレータと樹脂製のシール層（枠体）との間には、積層方向に交差する方向において、隙間が存在し得る。この場合、隙間を通じて、隣り合う電極板の短絡が発生する虞がある。そのため、上記のようなバイポーラ電池においては、電極板同士の間にセパレータを適切に配置することが求められる。

【0005】

本発明の一側面は、電極板同士の間にセパレータを適切に配置できる電極ユニット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】

【0006】

本発明の一側面に係る電極ユニットの製造方法は、矩形をなす電極の各辺の縁部に沿って樹脂製のシート体を対応する各辺に重複するように配置するシート体配置工程と、配置されたシート体を電極に接合して、シート体によって構成される略矩形枠状の枠体付きの電極を形成する枠体接合工程と、矩形枠状の枠体において、電極の縁部よりも外側に延在する延在部分の四隅を切断して切断部を形成すると同時に、枠体の隣り合う切断部同士の間に断続的に小孔を穿設することで折り返し用のミシン目状の切込み線を形成する切断工程と、矩形枠状の枠体の各辺における延在部分において、ミシン目状の切込み線よりも外側の部分をミシン目状の切込み線に沿って内側に折り返す折り返し工程と、折り返された枠体の折り返し部分を厚さ方向に押圧しながら加熱する癖付け工程と、を備える。

【0007】

上記製造方法では、電極の各辺上に配置されたシート体によって形成された枠体に切断部及びミシン目状の切込み線が形成される。ミシン目状の切込み線に沿って枠体が折り返されることで、枠体は部分的に二重に形成される。ミシン目状の切込み線は、切断部同士の間に形成されているため、枠体の二重部分は矩形状を形成し得る。折り返された枠体が押圧及び加熱されることによって、枠体は折り返された状態で癖付けされる。矩形状に折り返された枠体の内側部分には、セパレータが適切に配置され得る。この方法では、切断部とミシン目状の切込み線とが同一工程で形成されるため、切断部とミシン目状の切込み線との互いの位置がずれにくい。そのため、枠体の二重部分が高い精度をもって形成され得る。

【0008】

シート体は複数のシート体であって、シート体配置工程は、複数のシート体のそれぞれを電極の各辺における対応する１又は複数の辺に重複するように配置されてもよい。

【0009】

折り返し工程と癖付け工程とは、電極の位置が固定された状態で一連の動作として実行されてもよい。折り返し工程と加熱による癖付け工程とが一連の動作に実行されるため、加工時間の削減に寄与し得る。

【0010】

切断工程では、延在部分の四隅を切断する刃とミシン目状の切込み線の形成をする刃とが設けられた一つの型を用いて、延在部分の四隅の切断及びミシン目状の切込み線の形成が実行されてもよい。

【0011】

折り返し工程では、枠体がミシン目状の切込み線に沿って折り返されることによって、枠体におけるミシン目状の切込み線よりも内側の第１部分が、ミシン目の切込み線よりも外側の折り返された第２部分よりも内側に延在しており、該方法は、折り返された第２部分よりも内側に延在する第１部分に重複するようにセパレータを配置する工程を含んでもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一側面に係る製造方法によれば、電極板同士の間にセパレータを適切に配置できる電極ユニットが提供され得る。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一例の蓄電装置を示す概略断面図である。

【図2】電極ユニットの製造方法を示すフロー図である。

【図3】電極ユニットの製造方法を説明するための図である。

【図4】電極ユニットの製造方法を説明するための図である。

【図5】電極ユニットの製造方法を説明するための図である。

【図6】電極ユニットの製造方法を説明するための図である。

【図7】ミシン目・切断工程を説明するための図である。

【図8】電極ユニットの製造方法を説明するための図である。

【図9】折り返し工程及び癖付け工程を説明するための平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

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に用いられる蓄電モジュールであってよい。蓄電装置１は、例えばニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等の二次電池である。蓄電装置１は、電気二重層キャパシタであってもよい。本実施形態では、蓄電装置１が、導電性を有する集電体の表面に正極活物質層が形成されてなる正極と、集電体の表面に負極活物質層が形成されてなる負極と、正極と負極の間に配置されたセパレータに電解液が保持されてなる電解質層とを含む発電要素を有する二次電池であって、積層された複数のバイポーラ電極を有するバイポーラ型のニッケル水素二次電池である場合を例示する。

【0016】

図１に示されるように、蓄電装置１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。蓄電装置１は、例えば、直方体形状に形成されている。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電極と、電極の積層方向（Ｚ方向）における電極積層体１１の積層端に配置された端部集電体２０Ａ，２０Ｂと、を含んでいる。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及び正極終端電極１９の間に設けられている。

【0017】

バイポーラ電極１４は、図１におけるＺ方向上側を向く一方の面１５ａ及び図１におけるＺ方向下側を向く他方の面１５ｂを含む集電体１５と、集電体１５の一方の面１５ａに設けられた正極１６と、集電体１５の他方の面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。正極１６は、集電体１５と、正極活物質が集電体１５に塗工されることにより形成される正極活物質層とを含んで構成される。負極１７は、集電体１５と、負極活物質が集電体１５に塗工されることにより形成される負極活物質層とを含んで構成される。本実施形態では、集電体１５は正極１６の集電体と負極１７の集電体の両方を兼ねている。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。

【0018】

負極終端電極１８は、集電体１５と、集電体１５の図１におけるＺ方向下側を向く面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、負極活物質層が形成された面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、複数のバイポーラ電極１４の積層体のＺ方向の一端に配置されている。負極終端電極１８の集電体１５の図１におけるＺ方向上側を向く面１５ａには活物質層が設けられておらず、この面１５ａに端部集電体２０Ａが更に積層されている。負極終端電極１８は、この端部集電体２０Ａを介して外部端子部材などに電気的に接続される。負極終端電極１８の集電体１５の面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。

【0019】

正極終端電極１９は、集電体１５と、集電体１５の図１におけるＺ方向上側を向く面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、正極活物質層が形成された面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、複数のバイポーラ電極１４の積層体のＺ方向の一端（負極終端電極１８が設けられた側と反対側の端部）に配置されている。正極終端電極１９の集電体１５の図１におけるＺ方向下側を向く面１５ｂには活物質層が設けられておらず、この面１５ｂに端部集電体２０Ｂが更に積層されている。正極終端電極１９は、この端部集電体２０Ｂを介して外部端子部材などに電気的に接続される。正極終端電極１９の集電体１５の面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。

【0020】

集電体１５は、電子導電性を有しており、集電体にかかる電池作動電位において電解質に溶出しにくい材料であれば特に限定はされないが、例えば、ニッケル箔又はニッケルメッキが施された鋼箔といった金属箔が用いられる。集電体１５として矩形の金属箔を用いる場合、その縁部１５ｃには、正極活物質及び負極活物質が塗工されない矩形枠状の未塗工領域が設けられる。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、集電体１５の図１におけるＺ方向下側を向く面１５ｂに形成される負極活物質層の形成領域は、集電体１５の図１におけるＺ方向上側を向く面１５ａに形成される正極活物質層の形成領域よりも一回り大きくなっている。

【0021】

セパレータ１３は、対向配置される正極１６と負極１７の短絡を防止する機能を有するとともに、電解質を保持して正極１６と負極１７との間のイオン伝導性を確保する機能を有する部材であり、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、例えば、電気絶縁性を有するとともに電解質を吸収保持するポリマーや繊維からなる多孔性シートや不織布セパレータ等を挙げることができる。具体的には、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。なお、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。

【0022】

端部集電体２０Ａ，２０Ｂは、集電体１５と実質的に同一の部材であり、例えばニッケル箔又はニッケルメッキが施された鋼箔といった金属箔が用いられる。端部集電体２０Ａ，２０Ｂは、図１におけるＺ方向上側を向く一方の面２０ａ及び図１におけるＺ方向下側を向く他方の面２０ｂに正極活物質及び負極活物質のいずれもが塗工されていない集電体である。

【0023】

端部集電体２０Ａは、電極積層体１１の一方の積層端に配置される。負極終端電極１８は、Ｚ方向に沿って端部集電体２０Ａとバイポーラ電極１４との間に配置された状態となる。端部集電体２０Ｂは、電極積層体１１の他方の積層端に配置される。正極終端電極１９は、Ｚ方向に沿って端部集電体２０Ｂとバイポーラ電極１４との間に配置された状態となる。

【0024】

封止体１２は、例えば絶縁性の樹脂によって形成されている。封止体１２は、矩形状の電極を積層して形成される直方体状の電極積層体１１の側面１１ａを囲むように、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において各集電体１５の縁部１５ｃ及び端部集電体２０Ａ，２０Ｂの縁部２０ｃを保持している。封止体１２は、電極積層体１１に含まれる集電体の縁部（すなわち、集電体１５の縁部１５ｃ及び端部集電体２０Ａ，２０Ｂの縁部２０ｃ）にそれぞれ接合された枠状の第１封止部２１（樹脂部）と、電極積層体１１の側面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。本実施形態では、蓄電装置１はニッケル水素二次電池なので、第１封止部２１及び第２封止部２２としては、例えば、耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂が用いられる。そのような第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。

【0025】

第１封止部２１は、各集電体１５の縁部１５ｃ及び端部集電体２０Ａ，２０Ｂのそれぞれの縁部２０ｃの全周にわたって連続的に設けられており、それぞれ、Ｚ方向から見て矩形枠状をなしている。第１封止部２１と集電体１５又は端部集電体２０Ａ，２０Ｂとが気密に接合されるように、第１封止部２１は、例えば、超音波溶着、熱溶着などによって集電体１５の縁部１５ｃ又は端部集電体２０Ａ，２０Ｂの縁部２０ｃに溶着される。第１封止部２１は、集電体１５又は端部集電体２０Ａ，２０Ｂの縁よりも外側に張り出した外側部分２１ａと、集電体１５又は端部集電体２０Ａ，２０Ｂの縁よりも内側に位置する内側部分２１ｂと、を含む。電極の積層方向に並ぶ複数の第１封止部２１の外側部分２１ａの先端部（外縁部）は、積層方向に隣り合う第１封止部２１の外側部分同士が結合されてなる溶着層２３を有している。溶着層２３の形成には、例えば熱板溶着や超音波溶着や赤外線溶着など、公知の溶着方法を用いることができる。なお、矩形の集電箔に接合された枠状の第１封止部２１は、全ての外縁部に溶着層２３が形成されていてもよく、一部の外縁部にだけ溶着層が形成されていてもよい。

【0026】

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、端部集電体２０Ａに設けられた第１封止部２１Ｃと、端部集電体２０Ｂに設けられた第１封止部２１Ｄ，２１Ｅと、を有している。

【0027】

第１封止部２１Ａは、バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９の集電体１５の図１におけるＺ方向上側を向く一方の面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１対の集電体１５の縁部１５ｃ同士の間に位置している。集電体１５の一方の面１５ａにおける縁部１５ｃと、第１封止部２１Ａとが重なる領域は、集電体１５と第１封止部２１Ａとの結合領域となっている。

【0028】

本実施形態では、第１封止部２１Ａは、集電体１５の縁部１５ｃに接合された１枚のフィルムが外側部分２１ａで二つに折りたたまれて、二層構造となっている。第１封止部２１Ａの外縁部は、外側部分２１ａに設けられており、フィルムの折り返し部（屈曲部）を含む。このフィルムの折り返し部が第２封止部２２に接合される。第１封止部２１Ａを構成する一層目のフィルムは、集電体１５の一方の面１５ａに接合されている。一層目のフィルムは、集電体１５に接合された内側部分２１ｂと集電体１５の縁よりも外側に張り出した外側部分２１ａとを含む。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、これにより、第１封止部２１Ａにセパレータ１３を載置するための段差部が形成される。なお、二層目のフィルムの内縁は、集電体１５の縁よりも内側に位置している。すなわち、二層目のフィルムは、集電体１５の縁よりも内側の内側部分２１ｂと集電体１５の縁よりも外側に張り出した外側部分２１ａとを含む。これにより、二層構造の第１封止部２１Ａは、内側部分２１ｂがＺ方向に互いに隣り合う一対の集電体１５に挟まれる構成となっている。

【0029】

第１封止部２１Ｂは、負極終端電極１８の集電体１５の図１におけるＺ方向上側を向く面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の集電体１５の縁部１５ｃと、端部集電体２０Ａの縁部２０ｃとの間に位置している。集電体１５の面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、集電体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、端部集電体２０Ａの図１におけるＺ方向下側を向く面２０ｂの縁部２０ｃにも接合されている。端部集電体２０Ａの面２０ｂにおける縁部２０ｃと、第１封止部２１Ｂとが重なる領域は、端部集電体２０Ａと第１封止部２１Ｂとの結合領域となっている。

【0030】

第１封止部２１Ｃは、端部集電体２０Ａの図１におけるＺ方向上側を向く面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方向の端部に位置する。端部集電体２０Ａの面２０ａにおける縁部２０ｃと、第１封止部２１Ｃとが重なる領域は、端部集電体２０Ａと第１封止部２１Ｃとの結合領域となっている。

【0031】

本実施形態では、第２封止部２２に接合される第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枚のフィルムが端部集電体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、端部集電体２０Ａの面２０ａ及び面２０ｂの両方において縁部２０ｃと接合されている。このように、負極終端電極１８の集電体１５と端部集電体２０Ａとに挟持される第１封止部２１Ｂを、それぞれの集電体に接合し、さらに、第１封止部２１Ｂとつながって構成された第１封止部２１Ｃを端部集電体２０Ａに接合することで、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。

【0032】

第１封止部２１Ｄは、端部集電体２０Ｂの図１におけるＺ方向上側を向く面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の集電体１５の縁部１５ｃと、端部集電体２０Ｂの縁部２０ｃとの間に位置している。端部集電体２０Ｂの面２０ａにおける縁部２０ｃと、第１封止部２１Ｄとが重なる領域は、端部集電体２０Ｂと第１封止部２１Ｄとの結合領域となっている。また、本実施形態では、第１封止部２１Ｄは、集電体１５には接合されていない。

【0033】

第１封止部２１Ｅは、端部集電体２０Ｂの図１におけるＺ方向下側を向く面２０ｂにおける縁部２０ｃに接合されている。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方向の端部（第１封止部２１Ｃと反対側の端部）に位置する。端部集電体２０Ｂの面２０ｂにおける縁部２０ｃと、第１封止部２１Ｅとが重なる領域は、端部集電体２０Ｂと第１封止部２１Ｅとの結合領域となっている。

【0034】

本実施形態では、第２封止部２２に接合された第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枚のフィルムが端部集電体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、端部集電体２０Ｂの面２０ａ及び面２０ｂにおいて縁部２０ｃと接合されている。

【0035】

電極積層体１１の積層端に位置する端部集電体２０Ａは、図１におけるＺ方向上側を向く面２０ａの一部に、第１封止部２１および第２封止部２２からなる封止体１２から露出する露出面２０ｄを有している。電極積層体１１の積層端に位置する端部集電体２０Ｂは、図１におけるＺ方向下側を向く面２０ｂの一部に、第１封止部２１および第２封止部２２からなる封止体１２から露出する露出面２０ｄを有している。それぞれの露出面２０ｄには、外部端子部材や導電板などが接触配置され、端部集電体２０Ａ，２０Ｂと外部端子部材などとが電気的に接続される。

【0036】

集電体と第１封止部の結合領域において、集電体１５，及び端部集電体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体１５の面１５ａの全体が粗面化されている。また、端部集電体２０Ａの面２０ａ及び面２０ｂの全体が粗面化されている。また、端部集電体２０Ｂの面２０ａ及び面２０ｂの全体が粗面化されている。

【0037】

粗面化は、例えば電解メッキによって、集電体の表面に複数の微小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小突起が形成されることにより、集電体と第１封止部との結合領域における集電体と第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微小突起の間に入り込み、その状態のまま樹脂が固化している。これにより、第１封止部が集電体から剥離することを抑制する、所謂、アンカー効果が発揮される。したがって、集電体１５，端部集電体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。粗面化によって集電体の表面に複数の微小突起が形成されるが、その微小突起の少なくとも一部は、例えば、基端から先端までの間の一部にくびれ部を有する突起となっている。いいかえると、突起はその一部にオーバーハング部を有している。このくびれ部を有する複数の微小突起により、集電体と第１封止部との接合におけるアンカー効果を高めることが可能となる。

【0038】

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、蓄電装置１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型によって形成され、その外壁部は、Ｚ方向に沿って電極積層体１１の全長にわたって延在する部分を有している。第２封止部２２は、Ｚ方向を軸方向として延在する矩形の筒状を呈している。第２封止部２２は、例えば射出成型時の熱によって第１封止部２１の外表面に溶着されている。

【0039】

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、端部集電体２０Ａと負極終端電極１８との間、及び端部集電体２０Ｂと正極終端電極１９との間もそれぞれ封止している。

【0040】

続いて、一例に係る電極ユニット製造方法について説明する。本実施形態では、蓄電装置１を製造する際に、予め電極ユニット３０が製造される。電極ユニット３０は、バイポーラ電極１４と、バイポーラ電極１４の集電体１５の縁部１５ｃに接合された第１封止部２１とを含む。図２に示すように、このような電極ユニット３０を製造する方法は、配置工程（シート体配置工程）Ｓ１１、接合工程（枠体接合工程）Ｓ１２、ミシン目・切断加工工程（切断工程）Ｓ１３、折り返し工程Ｓ１４及び癖付け工程Ｓ１５を含む。図３及び図４は、配置工程を説明するための図である。図５は、接合工程を説明するための図である。図６及び図７はミシン目・切断工程を説明するための図である。図８及び図９は折り返し工程及び癖付け工程を説明するための図である。

【0041】

配置工程Ｓ１１では、矩形をなす電極の各辺の縁部に沿って、第１封止部２１を構成する樹脂製のシート体（フィルム）を、対応する各辺に重複するように配置する。本実施形態では、図３に示すように、矩形をなすバイポーラ電極１４と、バイポーラ電極１４の各辺に対応する４つのシート体１２１とが準備される。一例において、４つのシート体１２１は、バイポーラ電極１４の長辺に対応する２つのシート体１２１Ｌと、短辺に対応する２つのシート体１２１Ｓとによって構成されている。この４つのシート体１２１は、電極ユニット３０における第１封止部２１になる部分である。

【0042】

シート体１２１Ｌは、平面視において台形状をなしている。すなわち、シート体１２１Ｌは、台形の底辺を構成する上底１２１Ｌａ及び下底１２１Ｌｂと、上底１２１Ｌａと下底１２１Ｌｂとを接続する一対の脚１２１Ｌｃと、を含む。なお、本明細書では、底辺のうち長い方の辺を下底１２１Ｌｂとする。図示例では、シート体１２１Ｌは、下底１２１Ｌｂと脚１２１Ｌｃとのなす内角が４５°である等脚台形状をなしている。シート体１２１Ｌの上底１２１Ｌａの長さは、バイポーラ電極１４の長辺１４Ｌの長さよりも短く、シート体１２１Ｌの下底１２１Ｌｂの長さは、バイポーラ電極１４の長辺１４Ｌの長さよりも長い。

【0043】

シート体１２１Ｓは、平面視において台形状をなしている。すなわち、シート体１２１Ｓは、台形の底辺を構成する上底１２１Ｓａ及び下底１２１Ｓｂと、上底１２１Ｓａと下底１２１Ｓｂとを接続する一対の脚１２１Ｓｃと、を含む。図示例では、シート体１２１Ｓは、下底１２１Ｓｂと脚１２１Ｌｃとのなす内角が４５°である等脚台形状をなしている。シート体１２１Ｓの上底１２１Ｓａの長さは、バイポーラ電極１４の短辺１４Ｓの長さよりも短く、シート体１２１Ｓの下底１２１Ｓｂの長さは、バイポーラ電極１４の短辺１４Ｓの長さよりも長い。

【0044】

図４に示すように、配置工程Ｓ１１では、４つのシート体１２１が、対応する各辺と重複するように配置される。例えば、４つのシート体１２１はバイポーラ電極１４の対応する各辺上に配置されてもよい。なお、所定の位置に配置された４つのシート体１２１上にバイポーラ電極１４が配置されてもよい。

【0045】

図４では、シート体１２１がバイポーラ電極１４上に配置された状態において、シート体１２１Ｌの脚１２１Ｌｃとシート体１２１Ｓの脚１２１Ｓｃとが互いに接しているように描画されているが、シート体１２１Ｌの脚１２１Ｌｃを含む部分とシート体１２１Ｓの脚１２１Ｓｃを含む部分とは互いに重複していてよい。すなわち、シート体１２１Ｌの長手方向の端部とシート体１２１Ｓの長手方向の端部とは互いに重なり合っていてもよい。なお、図４では、シート体１２１の脚の位置がバイポーラ電極１４の頂点の位置と重複しているが、シート体１２１の脚の位置とバイポーラ電極１４の頂点の位置とは互いにずれていてもよい。

【0046】

接合工程Ｓ１２では、枠状に配置された４つのシート体１２１をバイポーラ電極１４に接合する。シート体１２１とバイポーラ電極１４とを接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。第１封止部２１を複数のシート体で構成する場合には、互いに隣接するシート体１２１の端部同士のつなぎ目部分にバイポーラ電極１４の集電体１５の露出部が形成されないように、互いに隣接するシート体１２１の端部同士は、接合工程Ｓ１２において、互いに接合される。例えば、シート体１２１Ｌの脚を含む部分とシート体１２１Ｓの脚を含む部分とが互いに重複するように配置されている場合、シート体１２１の全面を加熱することによって、互いに隣り合うシート体１２１同士が溶着される。この場合、４つのシート体１２１によって略矩形枠形状の枠体１２４が形成される。すなわち、接合工程Ｓ１２では、略矩形枠状の枠体１２４付きのバイポーラ電極１４が形成される。

【0047】

ミシン目・切断加工工程Ｓ１３では、矩形枠状の枠体１２４において、バイポーラ電極１４の縁部よりも外側に延在する延在部分の四隅を切断して切断部を形成する（切断加工）と同時に、枠体１２４の隣り合う切断部同士の間に折り返し用のミシン目状の切込み線１２５を形成（ミシン目加工）する。ミシン目状の切込み線は、枠体の延在方向に沿って断続的に小孔を穿設することにより形成される。当該工程によって、枠体１２４は枠体１２８に加工される。図６に示すように、一例のミシン目・切断加工工程Ｓ１３によって形成される切込み線１２５は、バイポーラ電極１４の周縁よりも外側において、矩形形状に沿って形成されている。切込み線１２５は、切断部分１２５ａ及び接続部分１２５ｂを有する。切断部分１２５ａは、厚さ方向に枠体１２８が完全に切断されている部分である。接続部分１２５ｂは、切込み線１２５よりも外側の部分と切込み線１２５によって囲まれた内側部分とが連続している部分である。

【0048】

また、図６に示すように、一例のミシン目・切断加工工程によって切断される部分（分離部分１２６）は、矩形枠状をなす枠体１２４の各頂点を含む三角形状をなす。一例の分離部分１２６は、二等辺三角形状をなしている。図示例では、切込み線１２５によって形成される矩形の頂点１２５Ｐが分離部分１２６の切断に伴う切断線１２６Ｌ（切断部）上に位置している。なお、切込み線１２５の頂点１２５Ｐは分離部分１２６に含まれてもよいが、その場合には、分離部分１２６に切込み線１２５が形成される必要はない。枠体１２４の四隅が切断されることによって、枠体１２８には、切込み線１２５よりも内側の矩形枠状の第１部分１２８ａと、切込み線１２５よりも外側の４つの台形状の第２部分１２８ｂとが形成される。対応する辺の方向に交差する幅方向において、第２部分１２８ｂの長さＬ１は第１部分１２８ａの長さＬ２よりも短く、切込み線１２５からバイポーラ電極１４までの距離Ｌ３よりも長い。

【0049】

一例において、ミシン目・切断加工工程Ｓ１３におけるミシン目加工と切断加工とはバイポーラ電極１４の位置決めがされた状態で同時に実行される。当該工程は、例えば、図７に示すように、プレス加工機２００が用いられてもよい。一例のプレス加工機２００は、一つのトムソン型２１１が設けられたプレス部２１０と、治具２２０を固定する受け台２３０とを有する。プレス部２１０は、昇降自在に設けられている。トムソン型２１１は、ミシン目加工を行うトムソン刃と切断加工を行うトムソン刃とを有する。治具２２０は、枠体１２４が接合されたバイポーラ電極１４を厚さ方向に挟持する。バイポーラ電極１４を挟持した治具２２０が受け台２３０に固定されることによってバイポーラ電極１４の位置決めがなされる。枠体１２４が接合されたバイポーラ電極１４の位置決めがなされた状態でプレス部２１０が下降することによって、ミシン目加工と切断加工とが同時に実行される。

【0050】

折り返し工程Ｓ１４では、図９に示すように、枠体１２８の切込み線１２５を屈曲させることによって、枠体１２８のうちのバイポーラ電極１４に接合される部分を含む第１部分１２８ａに向かって、第２部分１２８ｂを折り返す。これにより、枠体１２８の第１部分１２８ａに対して第２部分１２８ｂが重ね合わされて、折り返し部分が形成される。第１部分１２８ａに対して重ね合わされた４つの第２部分１２８ｂは、略矩形の枠形状を形成してもよい。第１部分１２８ａの内周側は、折り返された第２部分１２８ｂの内周よりも内側まで延在している。

【0051】

癖付け工程Ｓ１５では、折り返された状態が保持されるように枠体１２８の折り返し部分の癖付けを実行する。一例の癖付け工程Ｓ１５では、折り返された枠体１２８を厚さ方向（積層方向）に押圧しながら加熱する。この工程では、製造された複数の電極ユニット３０が互いに積層されるまでの時間だけ折り返された状態が保持されればよい。そのため、第１部分１２８ａと第２部分１２８ｂとが互いに溶着される程の高温による加熱は必要ではない。

【0052】

一例において、折り返し工程Ｓ１４と癖付け工程Ｓ１５とは、バイポーラ電極１４の位置が固定された状態で一連の動作として実行される。当該工程では、例えば、図９に示すように、加熱装置３００が用いられてもよい。一例の加熱装置３００は、固定部３１０と可動部３２０を備えている。固定部３１０は、例えば平坦な上面３１１を有する板体であってもよい。可動部３２０は、例えば昇降自在であり、内部にヒータ等の加熱部を有しており、当該加熱部によって加熱される平坦な底面を有している。一例の加熱装置３００では、所定の高さ位置に可動部３２０が待機している状態で、固定部３１０と可動部３２０との間に枠体１２８が切込み線１２５で折り畳まれながら挿入される。そして、折り畳まれた枠体１２８の切込み線１２５を含む領域が固定部３１０と可動部３２０とによって挟持される。枠体１２８を挟持した状態で可動部３２０が加熱部によって加熱されることによって、枠体１２８の癖付けが完了する。上記各工程によって、電極ユニット３０が製造される。

【0053】

以上説明した電極ユニット３０の製造方法では、バイポーラ電極１４の各辺上に配置されたシート体１２１によって枠体１２４が形成される。枠体１２４は、枠体１２８に加工されることで、四隅が切断されると共に切込み線１２５が形成される。切込み線１２５に沿って枠体１２８が折り返されることで、枠体１２８は第１部分１２８ａと第２部分１２８ｂとによって部分的に二重に形成される。切込み線１２５は、切断線１２６Ｌ同士の間に形成されているため、枠体１２８の二重部分は矩形状を形成し得る。折り返された枠体１２８が押圧及び加熱されることによって、枠体１２８は折り返された状態で癖付けされる。これによって、枠体１２８によって第１封止部が形成される。矩形枠状に折り返された第２部分１２８ｂの内側空間には、第２部分１２８ｂの内周よりも内側に延在する第１部分１２８ａに重複するようにセパレータ１３が適切に配置され得る。この方法では、切断線１２６Ｌの形成と切込み線１２５の形成とが同一工程で同時に実行されるため、切断線１２６Ｌと切込み線１２５との互いの位置がずれにくい。そのため、枠体１２８の二重部分が高い精度をもって形成され得る。

【0054】

また、一例では、折り返し工程と癖付け工程とが、バイポーラ電極１４の位置が固定された状態で一連の動作として実行される。折り返し工程と癖付け工程とが一連の動作で実行されるため、加工時間の削減に寄与し得る。また、折り返された状態が維持されたまま、癖付けが行われるため、第１部分１２８ａと第２部分１２８ｂとが互いにズレることが抑制される。

【0055】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。

【0056】

例えば、癖付け工程において、第１部分１２８ａと折り返された第２部分１２８ｂとを互いに溶着してもよい。例えば、第１部分１２８ａ、第２部分１２８ｂ及びバイポーラ電極１４が互いに重なり合っている部分において、第１部分１２８ａと第２部分１２８ｂとがスポット溶着等によって部分的に互いに溶着されてもよい。

【0057】

また、配置工程では、４つのシート体が矩形状の電極の４つの辺にそれぞれ配置される形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。配置工程では、電極の周縁に沿って当該周縁に重複するようにシート体が配置されればよい。例えば、配置工程では、複数のシート体のそれぞれを電極の各辺における対応する１又は複数の辺に重複するように配置してもよい。一例として、電極の長辺及び短辺に対応するＬ字状のシート体を２つ用意し、この２つのシート体を対応する辺に重複するように枠状に配置してもよい。また、電極の周縁に沿った枠状のシート体を用意し、このシート体を電極の周縁に重複するように配置してもよい。

【0058】

また、上記実施形態では、バイポーラ電極１４と、バイポーラ電極１４の縁部１５ｃに接合された第１封止部２１（枠体１２８）とを含む電極ユニット３０について説明したが、電極ユニットは、さらにセパレータ１３を含んで構成されてもよい。この場合、癖付け工程の後に、矩形枠状に折り返された第２部分１２８ｂの内側空間にセパレータ１３が配置される工程を経ることによって電極ユニットが製造される。

【符号の説明】

【0059】

１４…バイポーラ電極（電極）、３０…電極ユニット、１２１…シート体、１２４，１２８…枠体、１２５…切込み線、１２６Ｌ…切断線（切断部）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】