JP7095630B2 - 蓄電モジュールの製造装置及び蓄電モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電モジュールの製造装置及び蓄電モジュールの製造方法に関する。

従来の蓄電モジュールとして、電極板の一方の面に正極活物質層が形成されるとともに他方の面に負極活物質層が形成されたバイポーラ電極がセパレータを介して積層されたバイポーラ電池が知られている（特許文献１参照）。このバイポーラ電池では、各電極板の両面の外周部に設けられるシール部材によって、対向配置される２枚のバイポーラ電極の電極板の間に形成される内部空間が封止されており、その内部空間には、電解液が封入されている。また、このバイポーラ電池には、シール部材を貫通するチューブが設けられており、電池製造時には、このチューブを介して内部空間に電解液が注入される。

特開２０１０－２８７４５１号公報

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第１シール部と、第１シール部の周囲に形成された第２シール部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、電極板の外縁部に第１シール部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、射出成形によって積層体の周囲に第２シール部を形成することで、第１シール部と第２シール部とで積層体を封止する。

このようなシール部材においても、積層体の隣り合う電極間に形成される内部空間に電解液を注入するために、内部空間に連通する連通部を設ける必要がある。シール部材に連通部を形成する方法としては、例えば、まず部分的に厚みを薄くして溝部を形成した枠状の第１シール部を電極板に取付け、その電極板を積層する。第１シール部の溝部は、積層体の隣り合う電極間に形成される内部空間に連通するようにシール部材に設けられる連通部の一部を構成する。そして、第２シール部を形成する際には、第２シール部に連通部を形成するためのプレートを有する入れ子型を射出成形用金型に配置した状態で射出成形が行われる。

しかしながら、射出成形にて積層体の第１シール部の周囲に第２シール部を形成する際には、射出成形用金型に射出される溶融状態の樹脂の圧力により、積層体の第１シール部が積層された部分が潰れて、第１シール部に形成した溝部が閉塞してしまう場合があった。

そこで、本発明は、シール部材の連通部の閉塞を低減することができる蓄電モジュールの製造装置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。

本発明は、電極板と電極板の一方面に設けられた正極活物質層と電極板の他方面に設けられた負極活物質層とを有しつつセパレータを介して積層された複数のバイポーラ電極と、バイポーラ電極の電極板のそれぞれの外縁部に形成された第１シール部とを有する積層体と、積層体の第１シール部のそれぞれの周囲に形成された第２シール部とを備える蓄電モジュールの製造装置であって、第１シール部のそれぞれの周囲に第２シール部を射出成形により形成するための射出成形用金型を備え、射出成形用金型は、第２シール部に、積層体の積層方向の両端の第１シール部のさらに両端側を覆いつつ、積層方向から視て、バイポーラ電極の電極板の外縁部を超えてその内縁部が延在する一対のオーバハング部を形成するオーバハング型部と、第１シール部のそれぞれの周囲に第２シール部を射出成形により形成する際に、積層体とともに射出成形用金型に配置される入れ子型とを有し、入れ子型は、第２シール部に、第１シール部に形成された第１連通部を介して、積層体の互いに隣り合うバイポーラ電極の間の複数の内部空間と第２シール部の外周部とに連通する第２連通部が形成されるように、内部空間及び第１連通部のそれぞれに挿入されるプレートを含み、第１シール部のそれぞれの周囲に第２シール部を射出成形により形成する際に、積層体とともに入れ子型が射出成形用金型に配置されたときに、積層方向から視て、プレートの先端部は、オーバハング部の内縁部を形成するオーバハング型部の成形面と、バイポーラ電極の電極板の外縁部との間に位置する、蓄電モジュールの製造装置である。

この構成によれば、セパレータを介して積層された複数のバイポーラ電極とバイポーラ電極の電極板のそれぞれの外縁部に形成された第１シール部とを有する積層体と、積層体の第１シール部のそれぞれの周囲に形成された第２シール部とを備える蓄電モジュールの製造装置において、第１シール部のそれぞれの周囲に第２シール部を射出成形により形成するための射出成形用金型を備える。

射出成形用金型は、第２シール部に、積層体の積層方向の両端の第１シール部のさらに両端側を覆いつつ、積層方向から視て、バイポーラ電極の電極板の外縁部を超えてその内縁部が延在する一対のオーバハング部を形成するオーバハング型部と、第１シール部のそれぞれの周囲に第２シール部を射出成形により形成する際に積層体とともに射出成形用金型に配置される入れ子型とを有する。

入れ子型は、第２シール部に、第１シール部に形成された第１連通部を介して、積層体の互いに隣り合うバイポーラ電極の間の複数の内部空間と第２シール部の外周部とに連通する第２連通部が形成されるように、内部空間及び第１連通部のそれぞれに挿入されるプレートを含む。

第１シール部のそれぞれの周囲に第２シール部を射出成形により形成する際に、積層体とともに入れ子型が射出成形用金型に配置されたときに、積層方向から視て、プレートの先端部は、オーバハング部の内縁部を形成するオーバハング型部の成形面と、バイポーラ電極の電極板の外縁部との間に位置し、積層方向からの第２シール部が形成されるときの圧力に対して、第１シール部の第１連通部は第１シール部の樹脂部分のみならず強度に優れるバイポーラ電極の電極板の外縁部の近傍の金属部分を介してプレートにより閉塞を抑制されるため、第１連通部の閉塞を低減することができる。

また、本発明は、上記本発明の蓄電モジュールの製造装置の射出成形用金型に積層体とともに入れ子型を配置する配置工程と、配置工程により積層体とともに入れ子型が配置された射出成形用金型を用いた射出成形により第２シール部を形成する成形工程と、成形工程により形成された第２シール部及び積層体から射出成形用金型を離型させる離型工程とを備えた蓄電モジュールの製造方法である。

この構成によれば、蓄電モジュールの製造方法において、配置工程では、本発明の蓄電モジュールの製造装置の射出成形用金型に積層体とともに入れ子型が配置されるが、積層方向から視て、プレートの先端部は、オーバハング型部により形成されるオーバハング部の内縁部を形成する成形面と、バイポーラ電極の電極板の外縁部との間に位置する。そのため、成形工程では、配置工程により積層体とともに入れ子型が配置された射出成形用金型を用いた射出成形により第２シール部が形成されるが、積層方向からの第２シール部が形成されるときの圧力に対して、第１シール部の第１連通部は第１シール部の樹脂部分のみならず強度に優れるバイポーラ電極の電極板の外縁部の近傍の金属部分を介してプレートにより閉塞を抑制される。このため、離型工程では、成形工程により形成された第２シール部及び積層体から射出成形用金型が離型させられるが、離型工程後に得られる蓄電モジュールの第１シール部の第１連通部の閉塞を低減することができる。

本発明の蓄電モジュール製造の装置及び蓄電モジュールの製造方法によれば、シール部材の連通部の閉塞を低減することができる。

実施形態に係る蓄電装置を示す概略断面図である。 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。 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。 実施形態に係る蓄電モジュールの製造装置を示す縦断面図である。

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。

まず、本実施形態のセパレータ供給装置により供給されたセパレータにより製造される蓄電モジュールについて説明する。図１は、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、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。

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。

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。

各導電板５には、空気等の冷却用流体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に冷却用流体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、積層方向から見た導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積よりも小さくてもよいが、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、また、蓄電モジュール４の面積よりも大きくてもよい。

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。

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。

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。図２に示されるように、蓄電モジュール４は、電極の積層体と、電極の積層体を封止（シール）する樹脂製のシール部材１２とを備えている。電極の積層体は、セパレータ１３を介して蓄電モジュール４の積層方向Ｄ１に沿って積層された複数の電極によって構成されている。これらの電極は、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。

バイポーラ電極１４は、電極板１５と、電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極活物質層１６と、電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極活物質層１７とを有する。正極活物質層１６は、正極活物質を含む正極スラリーを塗工することにより形成されている。負極活物質層１７は、負極活物質を含む負極スラリーを塗工することにより形成されている。電極の積層体において、一のバイポーラ電極１４の正極活物質層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の負極活物質層１７と対向している。電極の積層体において、一のバイポーラ電極１４の負極活物質層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の正極活物質層１６と対向している。

電極の積層体において、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に設けられた負極活物質層１７を含んでいる。負極終端電極１８の負極活物質層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の正極活物質層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に設けられた正極活物質層１６を含んでいる。正極終端電極１９の正極活物質層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の負極活物質層１７と対向している。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。

電極板１５は、金属製であり、例えばニッケル板又はメッキ鋼板からなる。電極板１５は、例えば表面にニッケルメッキが施された矩形のメッキ鋼板である。鋼板としては、圧延鋼などの普通鋼及びステンレス鋼などの特殊鋼が用いられる。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。

正極活物質層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。負極活物質層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における負極活物質層１７の形成領域は、電極板１５の一方面１５ａにおける正極活物質層１６の形成領域に対して一回り大きくなっている。

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。

シール部材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。シール部材１２は、電極板１５の外縁部１５ｃを包囲し、積層体１１の外周部１１ａを取り囲むように設けられている。シール部材１２は、電極板１５のそれぞれの外縁部１５ｃに形成された第１シール部２１と、外周部１１ａに沿って第１シール部２１のそれぞれの周囲に形成された第２シール部２２とを有している。

第１シール部２１は、電極板１５の一方面１５ａにおいて外縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向Ｄ１から見て矩形枠状をなしている。バイポーラ電極１４と第１シール部２１とにより電極ユニット３０が形成される。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と、バイポーラ電極１４の電極板１５のそれぞれの外縁部１５ｃに形成された第１シール部２１とにより積層体１１が形成される。つまり、複数の電極ユニット３０が積層されることにより積層体１１が形成される。本実施形態では、バイポーラ電極１４の電極板１５のみならず、負極終端電極１８の電極板１５及び正極終端電極１９の電極板１５に対しても第１シール部２１が設けられている。負極終端電極１８では、電極板１５の一方面１５ａの外縁部１５ｃに第１シール部２１が設けられ、正極終端電極１９では、電極板１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂの双方の外縁部１５ｃに第１シール部２１が設けられている。

第１シール部２１は、例えば超音波又は熱によって電極板１５の一方面１５ａに溶着され、気密に接合されている。第１シール部２１は、例えば積層方向Ｄ１に所定の厚さを有するフィルムである。第１シール部２１の内側は、積層方向Ｄ１に互いに隣り合う電極板１５の外縁部１５ｃ同士の間に位置している。第１シール部２１の外側は、電極板１５の外縁部１５ｃよりも外側に張り出しており、その先端部分は、第２シール部２２に埋設されている。積層方向Ｄ１に沿って互いに隣り合う第１シール部２１同士は、互いに離間していてもよく、接していてもよい。また、第１シール部２１の外縁部分同士は、例えば熱板溶着などによって互いに接合されていてもよい。電極板１５と第１シール部２１とが重なる領域は、電極板１５と第１シール部２１との接合領域Ｋとなっている。

第２シール部２２は、積層体１１及び第１シール部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シール部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に沿って積層体１１の全長にわたって延在している。第２シール部２２は、積層方向Ｄ１を軸方向として延在する矩形の枠状を呈している。第２シール部２２は、例えば、射出成形時の熱によって第１シール部２１の外表面に溶着されている。第２シール部２２では、積層体１１の積層方向Ｄ１の両端の第１シール部２１のさらに両端側を覆いつつ、積層方向Ｄ１から視て、バイポーラ電極１４の電極板１５の外縁部１５ｃを超えてその内縁部２２ｉが延在する一対のオーバハング部２２ｈが形成されている。

第１シール部２１及び第２シール部２２は、例えば、耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂である。第１シール部２１を構成する樹脂材料と第２シール部２２を構成する樹脂材料とは互いに相溶可能である。第１シール部２１は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）からなり、第２シール部２２は、例えば、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）からなる。

第１シール部２１及び第２シール部２２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シール部２２は、第１シール部２１と共に、積層方向Ｄ１に沿って互いに隣り合うバイポーラ電極１４の間、積層方向Ｄ１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、及び積層方向Ｄ１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、正極活物質層１６、及び負極活物質層１７内に含浸されている。

枠状の第１シール部２１には、部分的に厚みが薄い溝部である第１連通部４１が形成されている。第１連通部４１は、内部空間Ｖと第１シール部２１の外周部とに連通している。第２シール部２２には、内部空間Ｖと第２シール部２２の外周部とに連通する第２連通部４２が形成されている。第１連通部４１及び第２連通部４２は、積層方向Ｄ１に交差（ここでは、直交）する方向に延びている。第１連通部４１及び第２連通部４２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。

第１連通部４１及び第２連通部４２の数は、積層体１１の内部空間Ｖの数と同数である。蓄電モジュール４のシール部材１２には、図２に示された第１連通部４１及び第２連通部４２以外に、図２の手前側及び奥側に不図示の複数の第１連通部４１及び第２連通部４２が形成されている。

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～Ｓ７を含み得る。以下、図２、図３及び図４を参照し、各工程Ｓ１～Ｓ７について説明する。図４は、実施形態に係る蓄電モジュール４の製造装置１００を示す図である。

（第１シール部形成工程）
図３に示めされるように、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に第１シール部２１を形成する第１シール部形成工程が行われる（工程Ｓ１）。この第１シール部形成工程では、各電極板１５の一方面１５ａ側の外縁部１５ｃに枠状の第１シール部２１が形成される。第１シール部形成工程では、例えば、枠状に形成された樹脂シートからなる第１シール部２１が準備される。枠状の第１シール部２１には、枠の内縁部から外縁部まで延在する溝である第１連通部４１が設けられている。その枠状の第１シール部２１が溶着により外縁部１５ｃに取り付けられる。これにより、第１シール部２１を外縁部１５ｃに形成することができる。

（セパレータ取付工程）
第１シール部形成工程に続いて、バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９の電極板１５にセパレータ１３を取り付けるセパレータ取付工程が行われる（工程Ｓ２）。このセパレータ取付工程では、セパレータ１３がバイポーラ電極１４及び正極終端電極１９の電極板１５に対して予め設定された位置に取り付けられる。

（電極積層工程）
セパレータ取付工程に続いて、図２に示されるように、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を積層する電極積層工程が行われる（工程Ｓ３）。この電極積層工程では、まず、第１シール部２１及びセパレータ１３が設けられた正極終端電極１９が積層冶具上に載置される。その後、正極終端電極１９上に、バイポーラ電極１４にセパレータが取り付けられた複数（例えば２３個）の電極ユニット３０が積層される。最後に、バイポーラ電極１４上に、第１シール部２１が設けられた負極終端電極１８が積層される。これにより、電極ユニット３０が積層された積層体１１が得られる。

（配置工程）
電極積層工程に続いて、図４に示されるように、蓄電モジュール４の製造装置１００の射出成形用金型７０に積層体１１とともに入れ子型５０を配置する配置工程が行われる（工程Ｓ４）。蓄電モジュール４の製造装置１００は、第１シール部２１のそれぞれの周囲に第２シール部２２を射出成形により形成するための射出成形用金型７０を備える。射出成形用金型７０は、入れ子型５０と、オーバハング型部６１と、ゲート部６２とを備える。

入れ子型５０は、第１シール部２１のそれぞれの周囲に第２シール部２２を射出成形により形成する際に、積層体１１とともに射出成形用金型７０に配置される。オーバハング型部６１は、第２シール部２２に、積層体１１の積層方向Ｄ１の両端の第１シール部２１のさらに両端側を覆いつつ、積層方向Ｄ１から視て、バイポーラ電極１４の電極板１５の外縁部１５ｃを超えてその内縁部２２ｉが延在する一対のオーバハング部２２ｈを形成する。ゲート部６２は、射出成形の樹脂を射出成形用金型７０の内部に導入するための開口部である。

入れ子型５０は、第２シール部２２に、第１シール部２１に形成された第１連通部４１を介して、積層体１１の互いに隣り合うバイポーラ電極１４の間の複数の内部空間Ｖと第２シール部２２の外周部とに連通する第２連通部４２が形成されるように、内部空間Ｖ及び第１連通部４１のそれぞれに挿入されるプレート５１を含む。プレート５１の数は、積層体１１の内部空間Ｖの数と同数である。入れ子型５０は、図４に示された２つのプレート５１以外に、図４の手前側及び奥側に不図示の複数のプレート５１を含む。入れ子型５０は、プレート５１を支持する支持部材５２，５３を含む。支持部材５２，５３のそれぞれには、ピン５４が挿通されるための孔部５２ｈ，５３ｈが設けられている。孔部５２ｈ，５３ｈにピン５４が挿通されることにより、プレート５１及び支持部材５２，５３が一体化されている。

第１シール部２１のそれぞれの周囲に第２シール部２２を射出成形により形成する際に、積層体１１とともに入れ子型５０が射出成形用金型７０に配置されたときに、積層方向Ｄ１から視て、プレート５１の先端部５１ｔの位置Ｐ２は、オーバハング部２２ｈの内縁部２２ｉを形成するオーバハング型部６１の成形面６１ｉの位置Ｐ１と、バイポーラ電極１４の電極板１５の外縁部１５ｃの位置Ｐ３との間に位置する。

（成形工程）
配置工程に続いて、図４に示されるように、配置工程により積層体１１とともに入れ子型５０が配置された射出成形用金型７０を用いた射出成形により第２シール部２２を形成する成形工程が行われる（工程Ｓ５）。射出成形用金型７０のゲート部６２から射出成形用金型７０の空隙部に積層方向Ｄ１に向けて樹脂材料を流し込むことによって、空隙部に対応する形状を有する第２シール部２２が形成される。入れ子型５０のプレート５１により、第２シール部２２の形成時に第１シール部２１の第１連通部４１の閉塞を防止するだけでなく、第１シール部２１の第１連通部４１に連通する第２連通部４２を第２シール部２２に形成することができる。なお、成形工程は、例えば、形状が異なる複数種類の射出成形用金型７０を用いて複数回の射出成形により行われてもよい。

（離型工程）
成形工程に続いて、成形工程により形成された第２シール部２２及び積層体１１から射出成形用金型７０を離型させる離型工程が行われる（工程Ｓ６）。離型工程では、シール部材１２から入れ子型５０のプレート５１が抜き取られる。これにより、射出成形により形成される第２シール部２２に、第１シール部２１の第１連通部４１を介して、内部空間Ｖと第２シール部２２の外周部とに連通する第２連通部４２が形成される。

（電解液注入工程）
離型工程に続いて、シール部材１２の第１連通部４１及び第２連通部を通じて内部空間Ｖに電解液が注入される（工程Ｓ７）。その後、シール部材１２の第２連通部４２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。

本実施形態によれば、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とバイポーラ電極１４の電極板１５のそれぞれの外縁部１５ｃに形成された第１シール部２１とを有する積層体１１と、積層体１１の第１シール部２１のそれぞれの周囲に形成された第２シール部２２とを備える蓄電モジュール４の製造装置１００において、第１シール部２１のそれぞれの周囲に第２シール部２２を射出成形により形成するための射出成形用金型７０を備える。

射出成形用金型７０は、第２シール部２２に、積層体１１の積層方向Ｄ１の両端の第１シール部２１のさらに両端側を覆いつつ、積層方向Ｄ１から視て、バイポーラ電極１４の電極板１５の外縁部１５ｃを超えてその内縁部２２ｉが延在する一対のオーバハング部２２ｈを形成するオーバハング型部６１と、第１シール部２１のそれぞれの周囲に第２シール部２２を射出成形により形成する際に積層体１１とともに射出成形用金型７０に配置される入れ子型５０とを有する。

入れ子型５０は、第２シール部２２に、第１シール部２１に形成された第１連通部４１を介して、積層体１１の互いに隣り合うバイポーラ電極１４の間の複数の内部空間Ｖと第２シール部２２の外周部とに連通する第２連通部４２が形成されるように、内部空間Ｖ及び第１連通部４１のそれぞれに挿入されるプレート５１を含む。

第１シール部２１のそれぞれの周囲に第２シール部２２を射出成形により形成する際に、積層体１１とともに入れ子型５０が射出成形用金型７０に配置されたときに、積層方向Ｄ１から視て、プレート５１の先端部５１ｔは、オーバハング部２２ｈの内縁部２２ｉを形成するオーバハング型部６１の成形面６１ｉと、バイポーラ電極１４の電極板１５の外縁部１５ｃとの間に位置し、積層方向Ｄ１からの第２シール部２２が形成されるときの圧力に対して、第１シール部２１の第１連通部４１は第１シール部２１の樹脂部分のみならず強度に優れるバイポーラ電極１４の電極板１５の外縁部１５ｃの近傍の金属部分を介してプレート５１により閉塞を抑制されるため、第１連通部４１の閉塞を低減することができる。

また、本実施形態によれば、蓄電モジュール４の製造方法において、配置工程では、本実施形態の蓄電モジュール４の製造装置１００の射出成形用金型７０に積層体１１とともに入れ子型５０が配置されるが、積層方向Ｄ１から視て、プレート５１の先端部５１ｔは、オーバハング型部６１により形成されるオーバハング部２２ｈの内縁部２２ｉを形成する成形面６１ｉと、バイポーラ電極１４の電極板１５の外縁部１５ｃとの間に位置する。そのため、成形工程では、配置工程により積層体１１とともに入れ子型５０が配置された射出成形用金型７０を用いた射出成形により第２シール部２２が形成されるが、積層方向Ｄ１からの第２シール部２２が形成されるときの圧力に対して、第１シール部２１の第１連通部４１は第１シール部２１の樹脂部分のみならず強度に優れるバイポーラ電極１４の電極板１５の外縁部１５ｃの近傍の金属部分を介してプレート５１により閉塞を抑制される。このため、離型工程では、成形工程により形成された第２シール部２２及び積層体１１から射出成形用金型７０が離型させられるが、離型工程後に得られる蓄電モジュール４の第１シール部２１の第１連通部４１の閉塞を低減することができる。

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、第１シール部２１のそれぞれの周囲に第２シール部２２を射出成形により形成する際に、積層体１１とともに入れ子型５０が射出成形用金型７０に配置されたときに、積層方向Ｄ１から視て、プレート５１の先端部５１ｔは、オーバハング部２２ｈの内縁部２２ｉを形成するオーバハング型部６１の成形面６１ｉと、バイポーラ電極１４の電極板１５の外縁部１５ｃとの間に位置する限りにおいて、射出成形用金型７０の入れ子型５０及びオーバハング型部６１の形状及び構造は適宜変更され得る。

１…蓄電装置、２…蓄電モジュール積層体、３…拘束部材、４…蓄電モジュール、５…導電板、５ａ…流路、６…正極端子、７…負極端子、８…エンドプレート、８ａ…挿通孔、９…締結ボルト、１０…ナット、１１…積層体、１１ａ…外周部、１２…シール部材、１３…セパレータ、１４…バイポーラ電極、１５…電極板、１５ａ…一方面、１５ｂ…他方面、１５ｃ…外縁部、１６…正極活物質層、１７…負極活物質層、１８…負極終端電極、１９…正極終端電極、２１…第１シール部、２２…第２シール部、２２ｈ…オーバハング部、２２ｉ…内縁部、３０…電極ユニット、４１…第１連通部、４２…第２連通部、５０…入れ子型、５１…プレート、５１ｔ…先端部、５２…支持部材、５２ｈ…孔部、５３…支持部材、５３ｈ…孔部、５４…ピン、６１…オーバハング型部、６１ｉ…成形面、６２…ゲート部、７０…射出成形用金型、１００…製造装置、Ｆ…フィルム、Ｄ１…積層方向、Ｖ…内部空間、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…位置。

Claims (2)

1. 電極板と前記電極板の一方面に設けられた正極活物質層と電極板の他方面に設けられた負極活物質層とを有しつつセパレータを介して積層された複数のバイポーラ電極と、前記バイポーラ電極の前記電極板のそれぞれの外縁部に形成された第１シール部とを有する積層体と、前記積層体の前記第１シール部のそれぞれの周囲に形成された第２シール部と、を備える蓄電モジュールの製造装置であって、
   前記第１シール部のそれぞれの周囲に前記第２シール部を射出成形により形成するための射出成形用金型を備え、
   前記射出成形用金型は、
   前記第２シール部に、前記積層体の積層方向の両端の前記第１シール部のさらに両端側を覆いつつ、前記積層方向から視て、前記バイポーラ電極の前記電極板の前記外縁部を超えてその内縁部が延在する一対のオーバハング部を形成するオーバハング型部と、
   前記第１シール部のそれぞれの周囲に前記第２シール部を射出成形により形成する際に、前記積層体とともに前記射出成形用金型に配置される入れ子型と、
   を有し、
   前記入れ子型は、前記第２シール部に、前記第１シール部に形成された第１連通部を介して、前記積層体の互いに隣り合う前記バイポーラ電極の間の複数の内部空間と前記第２シール部の外周部とに連通する第２連通部が形成されるように、前記内部空間及び前記第１連通部のそれぞれに挿入されるプレートを含み、
   前記第１シール部のそれぞれの周囲に前記第２シール部を射出成形により形成する際に、前記積層体とともに前記入れ子型が前記射出成形用金型に配置されたときに、前記積層方向から視て、前記プレートの先端部は、前記オーバハング部の前記内縁部を形成する前記オーバハング型部の成形面と、前記バイポーラ電極の前記電極板の前記外縁部との間に位置する、蓄電モジュールの製造装置。
2. 請求項１に記載の蓄電モジュールの製造装置の前記射出成形用金型に前記積層体とともに前記入れ子型を配置する配置工程と、
   前記配置工程により前記積層体とともに前記入れ子型が配置された前記射出成形用金型を用いた射出成形により前記第２シール部を形成する成形工程と、
   前記成形工程により形成された前記第２シール部及び前記積層体から前記射出成形用金型を離型させる離型工程と、を備えた蓄電モジュールの製造方法。

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