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技術 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法

出願人 株式会社豊田自動織機
発明者 守作直人植田浩生山崎貴文
出願日 2018年7月31日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-143996
公開日 2020年2月6日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-021604
状態 未査定
技術分野 電池の電槽・外装及び封口 電気二重層コンデンサ等 電池及び電池容器の装着・懸架
主要キーワード 接合用突起 耐強アルカリ性 終端電極 各導電板 拘束荷重 穴部内 ゲート痕 未塗工領域
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

内部空間に連通された連通孔の変形を抑制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する。

解決手段

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、隣り合う複数の電極E間に設けられた内部空間Vと連通された連通孔25が形成された樹脂製のシール部材12とを備える。複数の電極Eは、バイポーラ電極14を含む。シール部材12は、複数のゲート痕40を有している。積層方向Dから見て、隣り合う複数のゲート痕40の中間点40Mは、連通孔25と重ならないように位置している。

概要

背景

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。

概要

内部空間に連通された連通孔の変形を抑制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する。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、隣り合う複数の電極E間に設けられた内部空間Vと連通された連通孔25が形成された樹脂製のシール部材12とを備える。複数の電極Eは、バイポーラ電極14を含む。シール部材12は、複数のゲート痕40を有している。積層方向Dから見て、隣り合う複数のゲート痕40の中間点40Mは、連通孔25と重ならないように位置している。

目的

本発明の一側面は、内部空間に連通された連通孔の変形を抑制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する

効果

実績

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請求項1

第1方向に積層された複数の電極を含む電極積層体と、隣り合う前記複数の電極間に設けられた内部空間と連通された連通孔が形成された樹脂製のシール部材と、を備え、前記複数の電極は、バイポーラ電極を含み、前記シール部材は、複数のゲート痕を有しており、前記第1方向から見て、隣り合う前記複数のゲート痕の中間点が前記連通孔と重ならないように位置している、蓄電モジュール

請求項2

前記シール部材には、複数の前記連通孔が形成されており、前記第1方向から見て、前記中間点が、前記複数の連通孔の間に位置している、請求項1に記載の蓄電モジュール。

請求項3

前記シール部材は、穴部が形成された表面を有し、前記ゲート痕が前記穴部内に配置される、請求項1又は2に記載の蓄電モジュール。

請求項4

前記第1方向から見て、前記穴部が前記連通孔と重ならないように位置している、請求項3に記載の蓄電モジュール。

請求項5

第1方向に積層された複数の電極を含む電極積層体であり、前記複数の電極がバイポーラ電極を含む、前記電極積層体と、隣り合う前記複数の電極間に設けられた内部空間と連通された連通孔が形成された樹脂製のシール部材とを備える蓄電モジュールの製造方法であって、複数のゲートを有する型内に前記電極積層体を配置する工程と、前記複数のゲートから樹脂材料を前記型内に流し込むことによって、射出成形により前記シール部材を形成する工程と、を含み、前記シール部材を形成する工程では、前記第1方向から見て、隣り合う前記複数のゲートの中間点が前記連通孔と重ならないように位置している、蓄電モジュールの製造方法。

技術分野

0001

本発明の一側面は、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(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

0003

特開2011−204386号公報

発明が解決しようとする課題

0004

上述したような電池では、電解液を内部空間に注入するための注液口が封止体に形成される。電解液を注入した後、注液口は封止されて内部空間は密閉される。電池の使用に伴って内部空間にガスが発生すると、内部空間の圧力が上昇する。この場合、内部空間に連通された注液口の内面に圧力が集中し易い。積層方向において注液口の内面に圧力が掛かると、注液口が変形して、封止体が破断するおそれがある。

0005

本発明の一側面は、内部空間に連通された連通孔の変形を抑制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は、第1方向に積層された複数の電極を含む電極積層体と、隣り合う前記複数の電極間に設けられた内部空間と連通された連通孔が形成された樹脂製のシール部材と、を備え、前記複数の電極は、バイポーラ電極を含み、前記シール部材は、複数のゲート痕を有しており、前記第1方向から見て、隣り合う前記複数のゲート痕の中間点が前記連通孔と重ならないように位置している。

0007

この蓄電モジュールでは、シール部材を形成する際に、隣り合う複数のゲートから流入した樹脂材料同士が、隣り合う複数のゲートの中間点において衝突する。そのため、得られたシール部材では、隣り合う複数のゲート痕の中間点に脆弱部ウェルド部)が形成される場合がある。そのような場合であっても、第1方向から見て、隣り合う複数のゲート痕の中間点が連通孔と重ならないように位置しているので、シール部材のうち第1方向において連通孔よりも外側に位置する部分に脆弱部が形成されない。したがって、内部空間の圧力上昇によって、第1方向において連通孔の内面に圧力が掛かっても、連通孔の変形が抑制される。

0008

前記シール部材には、複数の前記連通孔が形成されており、前記第1方向から見て、前記中間点が、前記複数の連通孔の間に位置してもよい。この場合、第1方向から見て中間点が複数の連通孔と重ならないように中間点を配置できる。

0009

前記シール部材は、穴部が形成された表面を有し、前記ゲート痕が前記穴部内に配置されてもよい。この場合、突起状のゲート痕がシール部材の表面のうち穴部が形成されていない領域から突出することを抑制できる。

0010

前記第1方向から見て、前記穴部が前記連通孔と重ならないように位置してもよい。この場合、シール部材のうち第1方向において連通孔よりも外側に位置する部分に穴部が形成されないので、当該部分の厚みを大きくできる。よって、連通孔の変形が更に抑制される。

0011

本発明の一側面に係る蓄電モジュールの製造方法は、第1方向に積層された複数の電極を含む電極積層体であり、前記複数の電極がバイポーラ電極を含む、前記電極積層体と、隣り合う前記複数の電極間に設けられた内部空間と連通された連通孔が形成された樹脂製のシール部材とを備える蓄電モジュールの製造方法であって、複数のゲートを有する型内に前記電極積層体を配置する工程と、前記複数のゲートから樹脂材料を前記型内に流し込むことによって、射出成形により前記シール部材を形成する工程と、を含み、前記シール部材を形成する工程では、前記第1方向から見て、隣り合う前記複数のゲートの中間点が前記連通孔と重ならないように位置している。

0012

この蓄電モジュールの製造方法では、隣り合う複数のゲートから流入した樹脂材料同士が、隣り合う複数のゲートの中間点において衝突する。そのため、得られるシール部材では、当該中間点に脆弱部(ウェルド部)が形成される場合がある。そのような場合であっても、第1方向から見て、隣り合う複数のゲートの中間点が連通孔と重ならないように位置しているので、シール部材のうち第1方向において連通孔よりも外側に位置する部分に脆弱部が形成されない。したがって、内部空間の圧力上昇によって、第1方向において連通孔の内面に圧力が掛かっても、連通孔の変形が抑制される。

発明の効果

0013

本発明の一側面によれば、内部空間に連通された連通孔の変形を抑制できる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得る。

図面の簡単な説明

0014

一実施形態に係る蓄電モジュールを備えた蓄電装置を示す概略断面図である。
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2に示された蓄電モジュールの斜視図である。
図3に示された蓄電モジュールの部分的な分解斜視図である。
図3に示された蓄電モジュールの部分的な断面図である。
図3に示された蓄電モジュールの部分的な平面図である。
図6に示されたVII−VII線に沿った断面図である。
一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法において電極積層体を配置する工程における型の部分的な平面図である。
図8に示されたIX−IX線に沿った断面図である。
一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法においてシール部材を形成する工程におけるシール部材及び電極積層体の部分的な平面図である。

実施例

0015

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。

0016

図1は、一実施形態に係る蓄電モジュールを備えた蓄電装置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、互いに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とを備えている。

0017

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。

0018

積層方向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。

0019

各導電板5の内部には、空気等の冷媒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交差(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。

0020

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。

0021

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。

0022

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、電極積層体11と、電極積層体11を取り囲む樹脂製のシール部材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。

0023

電極積層体11は、セパレータ13を介して積層方向D(第1方向)に積層された複数の電極Eを含む。複数の電極Eは、複数のバイポーラ電極14と、負極終端電極18と、正極終端電極19とを含む。この例では、電極積層体11の積層方向Dは蓄電モジュール積層体2の積層方向と一致している。バイポーラ電極14は、電極板15、電極板15の一方面15aに設けられた正極16、電極板15の他方面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。

0024

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、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Dの他端のバイポーラ電極14の負極17と対向している。

0025

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の周縁部15c(バイポーラ電極14の周縁部)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。

0026

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。

0027

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の周縁部15cを保持するように構成されている。

0028

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の周囲に設けられた二次シール22とを有している。一次シール21は所定の厚さ(積層方向Dの長さ)を有するフィルムである。一次シール21は、積層方向Dから見て、矩形枠状をなし、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、電極板15の他方面15b側の周縁部15cに設けられている。一次シール21は、周縁部15cを埋設した状態で、周縁部15cに設けられ、電極板15の端面を覆っている。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同士は、互いに当接している。

0029

一次シール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、他方面15b上に設けられ、積層方向D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D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、負極17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Dに延在する段差面21cが形成されている。

0030

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D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Dの長さ)は、セパレータ13の厚さと正極16の厚さとの和と同等であるが、同等以上であってもよい。

0031

二次シール22は、電極積層体11及び一次シール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。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筒状部である。二次シール22は、積層方向Dに延在する一次シール21の外側面を覆っている。二次シール22は、一次シール21の外側面に接合され、一次シール21の外側面をシールしている。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の外側面に溶着されている。二次シール22は、熱板溶着によって一次シール21の外側面に溶着されていてもよい。一次シール21を構成する樹脂材料と二次シール22を構成する樹脂材料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

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、隣り合う複数の電極E間に設けられる。内部空間Vは、積層方向Dで隣り合う電極板15の間において、当該電極板15とシール部材12とにより気密及び水密仕切られた空間である。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。

0033

図3は、図2に示された蓄電モジュールの斜視図である。図4は、図3に示された蓄電モジュールの部分的な分解斜視図である。図5は、図3に示された蓄電モジュールの部分的な断面図である。図3図5に示されるように、蓄電モジュール4は、複数(ここでは4つ)のベース部材27と、複数(ここではベース部材27の数と同数)の圧力調整弁28とをさらに備えている。ベース部材27は、圧力調整弁28と一体化されてもよいし、二次シール22と一体化されてもよい。

0034

シール部材12には、複数の圧力調整弁28がそれぞれ取り付けられる複数(ここでは4つ)の取付凹部24が形成されている。取付凹部24は、二次シール22に形成されている。ベース部材27及び圧力調整弁28は、取付凹部24のそれぞれに設けられている。

0035

シール部材12には、複数(ここでは24個)の内部空間Vとそれぞれ連通された複数(ここでは24個)の連通孔25が形成されている。一例において、4つの取付凹部24のそれぞれに6つの連通孔25が形成されている。各連通孔25は、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28の接続口として機能する。すなわち、連通孔25は圧力調整弁28によって封止される。連通孔25の開口端は取付凹部24内に位置している。連通孔25は、シール部材12を貫通して設けられている。連通孔25の断面は例えば矩形状を呈する。

0036

ベース部材27のそれぞれの内部には、複数(ここでは6つ)の連通孔29が形成されている。ベース部材27は、連通孔29のそれぞれが、連通孔25を介して内部空間Vに連通するように、取付凹部24内に設けられている。さらに、圧力調整弁28は、連通孔29(及び内部空間V)を封止するようにベース部材27のそれぞれに設けられている。

0037

ベース部材27は、シール部材12から圧力調整弁28に向かう方向における一端面である基端面27aと、他端面である先端面27bと、を含む。連通孔29は、基端面27aから先端面27bまで貫通して設けられている。ベース部材27の先端面27bには、接合用突起部30が突設されている。

0038

圧力調整弁28は、ケース31と、複数(ここでは6つ)の弁体32と、カバー33とを有している。ケース31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)等の樹脂で(例えば射出成形により)形成されている。ケース31は、図5に示されるように、ベース部材27に接合される底面34aを含む底壁部34を有している。

0039

ケース31の底壁部34には、底面34aからケース31の開口31aに向けて貫通した複数(ここでは6つ)の連通孔35が設けられている。これらの連通孔35は、ベース部材27の連通孔29とそれぞれ連通されている。連通孔35は、断面円形状を呈している。ケース31の底面34aには、各連通孔35を仕切るように形成された2つの接合用突起部36が突設されている。接合用突起部36は、接合用突起部30に対応する形状及び寸法を有している。

0040

また、ケース31は、図4及び図5に示されるように、弁体32を収容する複数(ここでは6つ)の収容凹部37aを形成する内壁部37を有している。内壁部37は、底壁部34と一体化されている。収容凹部37aは、断面円形状を呈している。収容凹部37aは、連通孔35と連通可能となっている。弁体32は、連通孔35を塞ぐように収容凹部37aに収容されている。弁体32は、ゴム等の弾性体で形成された円柱状部材である。弁体32は、連通孔35を開閉させる。弁体32の側面と収容凹部37aの内側面との間には、隙間GPが設けられている。

0041

カバー33は、ケース31の開口31aを塞ぐ板状部材である。カバー33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)等の樹脂で形成されている。カバー33は、ケース31の開口端面に溶着により接合されている。カバー33は、複数の弁体32をケース31の底壁部34に押し付け押圧部材としても機能する。ケース31の内壁部37とカバー33との間には、収容凹部37aと連通した収容空間Sが設けられている。また、カバー33には、複数(ここでは2つ)の排気口38が設けられている。排気口38は、収容空間Sと連通されている。圧力調整弁28は、ベース部材27に接合されている。具体的には、ベース部材27の接合用突起部30とケース31の接合用突起部36とが位置合わせされた状態で、接合用突起部30と接合用突起部36とが互いに溶着されている。

0042

このような圧力調整弁28において、ケース31の連通孔35は、連通孔29及び連通孔25を通して内部空間Vと連通されている。このため、内部空間Vの圧力が設定圧よりも低いときは、連通孔35が弁体32によって塞がれた閉弁状態に維持される(内部空間Vが封止されている)。一方、内部空間Vの圧力が上昇して設定圧以上になると、弁体32がケース31の底壁部34から離間するように弾性変形し、連通孔35の閉塞解除された開弁状態となる。その結果、内部空間V内のガスが弁体32の側面と収容凹部37aの内側面との隙間GPを通って収容空間Sに逃げるようになる。

0043

図6は、図3に示された蓄電モジュールの部分的な平面図である。図6は、積層方向Dから見た蓄電モジュール4の一部を示す。図7は、図6に示されたVII−VII線に沿った断面図である。

0044

図6及び図7に示されるように、シール部材12は、射出成形により形成された複数のゲート痕40を有する。各ゲート痕40は、二次シール22に設けられる。複数のゲート痕40は、積層方向Dに交差するシール部材12の表面12sにおいて、枠状のシール部材12に沿って配列される。各ゲート痕40は、例えば、積層方向Dから見て矩形状のシール部材12の4つの角部と、2つの隣り合う角部同士の間に設けられる。積層方向Dから見て、隣り合う複数のゲート痕40の中間点40Mは、連通孔25と重ならないように位置している。すなわち、積層方向Dから見て、隣り合う複数のゲート痕40の中間点40Mは、連通孔25からずれて位置している。各ゲート痕40の外形は、積層方向Dから見て例えば円形状である。中間点40Mは、隣り合う複数のゲート痕40の中心同士を結ぶ線分の中間点である。本実施形態では、積層方向Dから見て、中間点40Mが、複数の連通孔25の間(すなわち連通孔25が設けられていない領域)に位置している。中間点40Mは、例えばシール部材12のうちベース部材27及び圧力調整弁28が取り付けられる領域同士の間に位置している。

0045

シール部材12の表面12sには、複数の穴部41が形成されており、各ゲート痕40は各穴部41内に配置される。穴部41は、例えば積層方向Dに窪んだ断面円形の穴である。積層方向Dから見て、穴部41は、連通孔25と重ならないように位置している。ゲート痕40は、例えば積層方向Dに突出する円錐状の突起である。ゲート痕40の高さD1は、穴部41の深さD2以下に設定され得る。ゲート痕40の高さD1は例えば0.5mm〜1mmである。

0046

以上説明したように、蓄電モジュール4では、積層方向Dから見て、隣り合う複数のゲート痕40の中間点40Mが、連通孔25と重ならないように位置している。シール部材12を形成する際に、後述のように、隣り合う複数のゲートGから流入した樹脂材料(二次シール22を構成する樹脂材料)同士が、隣り合う複数のゲートGの中間点GMにおいて衝突する(図8図10参照)。そのため、得られたシール部材12では、隣り合う複数のゲート痕40の中間点40Mに脆弱部(ウェルド部)が形成される場合がある。そのような場合であっても、積層方向Dから見て、隣り合う複数のゲート痕40の中間点40Mが連通孔25と重ならないように位置しているので、シール部材12のうち積層方向Dにおいて連通孔25よりも外側に位置する部分に脆弱部が形成されない。したがって、内部空間Vの圧力上昇によって、積層方向Dにおいて連通孔25の内面に圧力が掛かっても、連通孔25の変形が抑制される。よって、シール部材12のうち積層方向Dにおいて連通孔25よりも外側に位置する部分の変形も抑制される。したがって、二次シール22と一次シール21との接合面の縁P(図7参照)において二次シール22が一次シール21から剥離することを抑制できる。

0047

二次シール22と一次シール21との接合面(縁Pを含む面)では、二次シール22を射出成形により形成する際に、溶融した二次シール22の樹脂材料の熱によって、二次シール22の樹脂材料と一次シール21の樹脂材料とが溶融して相溶する。その結果、二次シール22と一次シール21とが溶着される。溶融した二次シール22の樹脂材料の温度が高いと、相溶状態が良好になるので、二次シール22と一次シール21との接合面の接合強度が高くなる。溶融した二次シール22の樹脂材料は、ゲートG(ゲート痕40に対応)から中間点GM(中間点40Mに対応)に向かって流れる際に徐々に冷却される(図8図10参照)。そのため、溶融した二次シール22の樹脂材料の温度は、ゲートGから中間点GMに向かうに連れて低くなる。よって、積層方向Dから見て、中間点40Mに最も近い二次シール22と一次シール21との接合面の接合強度は、ゲート痕40に最も近い二次シール22と一次シール21との接合面の接合強度よりも小さくなる。したがって、通常、中間点40M近傍では、ゲート痕40近傍に比べて二次シール22が一次シール21から剥離し易い。しかしながら、上記蓄電モジュール4では、中間点40M近傍における剥離を抑制できる。

0048

また、積層方向Dから見て、隣り合う複数のゲート痕40の中間点40Mは、複数の連通孔25の間に位置している。そのため、積層方向Dから見て中間点40Mが複数の連通孔25と重ならないように中間点40Mを配置できる。

0049

ゲート痕40は穴部41内に配置されている。よって、突起状のゲート痕40がシール部材12の表面12sのうち穴部41が形成されていない領域から突出することを抑制できる。

0050

穴部41は、積層方向Dから見て、連通孔25と重ならないように位置している。よって、シール部材12のうち積層方向Dにおいて連通孔25よりも外側に位置する部分に穴部41が形成されないので、当該部分の厚みを大きくできる。よって、連通孔25の変形が更に抑制される。

0051

次に、蓄電モジュール4の製造方法について説明する。図8は、一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法において電極積層体を配置する工程における型の部分的な平面図である。図8は、積層方向Dから見た型Mの一部を示す。図9は、図8に示されたIX−IX線に沿った断面図である。図10は、一実施形態に係る蓄電モジュールの製造方法においてシール部材を形成する工程におけるシール部材及び電極積層体の部分的な平面図である。図10は、積層方向Dから見たシール部材12及び電極積層体11の一部を示す。

0052

まず、図8及び図9に示されるように、複数のゲートGを有する型M内に電極積層体11を配置する。型Mは例えば金型である。電極積層体11には予め一次シール21が設けられている。型M内の空隙Mhの形状は、二次シール22の形状と対応している。各ゲートGの形状は、例えば積層方向Dに延在する円柱状である。型M内におけるゲートGの開口端の周囲には、例えば円環状の突起Mpが設けられている。突起Mpによって、二次シール22に穴部41が形成される。

0053

次に、図10に示されるように、複数のゲートGから樹脂材料を型M内に流し込むことによって、射出成形によりシール部材12を形成する。ここで、積層方向Dから見て、隣り合う複数のゲートGの中間点GMは、連通孔25と重ならないように位置している。各ゲートGから型Mの空隙Mh内に流入した樹脂材料は方向Aに沿って移動する。樹脂材料の移動速度は通常同じであるので、隣り合う複数のゲートGから流入した樹脂材料同士は、隣り合う複数のゲートGの中間点GMにおいて衝突する。よって、中間点GMを含む接合面Wは、各ゲートGから流入した樹脂材料の到達端となる。接合面Wにおいて樹脂材料同士が接合されることによって、二次シール22が形成される。その結果、シール部材12が形成される。シール部材12に形成される連通孔25は、例えば金属部材入れ子)を用いて二次シール22を形成することによって製造できる。

0054

続いて、連通孔25を通じて電解液を内部空間Vに注入し、ベース部材27及び圧力調整弁28によって連通孔25を封止することによって、蓄電モジュール4が製造される。

0055

上記蓄電モジュール4の製造方法では、隣り合う複数のゲートGから流入した樹脂材料同士が、隣り合う複数のゲートGの中間点GMを含む接合面Wにおいて接合される。ゲートGから流入した樹脂材料の温度は、ゲートGから離れるに連れて徐々に低下する。そのため、接合面Wにおける樹脂材料の温度は最も小さくなる。これにより、得られるシール部材12では、中間点GMに脆弱部(ウェルド部)が形成される場合がある。そのような場合であっても、積層方向Dから見て、隣り合う複数のゲートGの中間点GMが連通孔25と重ならないように位置しているので、シール部材12のうち積層方向Dにおいて連通孔25よりも外側に位置する部分に脆弱部が形成されない。したがって、内部空間Vの圧力上昇によって、積層方向Dにおいて連通孔25の内面に圧力が掛かっても、連通孔25の変形が抑制される。

0056

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。

0057

例えば、蓄電モジュール4は、単一の圧力調整弁28を備えてもよい。その場合、積層方向Dから見て、隣り合う複数のゲート痕40の中間点40Mは、連通孔25と重ならないように位置しているが、複数の連通孔25間に位置しなくてもよい。

0058

また、ゲート痕40は、穴部41内に配置されなくてもよい。この場合、ゲート痕40は、シール部材12の表面12sから突出し得る。

0059

また、シール部材12において、一次シール21と二次シール22とが一体化されてもよい。

0060

4…蓄電モジュール、11…電極積層体、12…シール部材、12s…表面、14…バイポーラ電極、25…連通孔、40…ゲート痕、40M…中間点、41…穴部、E…電極、G…ゲート、GM…中間点、M…型、V…内部空間。

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