JP6977333B2 - Power storage device and manufacturing method of power storage device - Google Patents
Power storage device and manufacturing method of power storage device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6977333B2 JP6977333B2 JP2017126345A JP2017126345A JP6977333B2 JP 6977333 B2 JP6977333 B2 JP 6977333B2 JP 2017126345 A JP2017126345 A JP 2017126345A JP 2017126345 A JP2017126345 A JP 2017126345A JP 6977333 B2 JP6977333 B2 JP 6977333B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- power storage
- separator
- storage device
- bipolar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims description 72
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 51
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 40
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 40
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 14
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims description 2
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 nickel hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920013636 polyphenyl ether polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
本発明は、蓄電装置及び蓄電装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a power storage device and a method for manufacturing the power storage device.
従来の蓄電装置として、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。積層体には、樹脂からなるシール用の封止体が設けられ、バイポーラ電極の積層によって形成される側面において電極板の縁部が保持されるようになっている。 As a conventional power storage device, a bipolar battery including a bipolar electrode having a positive electrode formed on one surface of an electrode plate and a negative electrode formed on the other surface is known (see Patent Document 1). The bipolar battery includes a laminate formed by laminating a plurality of bipolar electrodes via a separator. The laminated body is provided with a sealing body made of resin for sealing, and the edge portion of the electrode plate is held on the side surface formed by laminating the bipolar electrodes.
上述したような蓄電装置の製造方法として、例えば、封止体の一部を各電極板の縁部上に予め形成しておき、当該一部が電極板の縁部同士の間に位置するようにバイポーラ電極を積層した後に、当該一部を外側から包囲するように封止体の残部を形成する方法が考えられる。しかしながら、かかる場合、封止体の一部を電極板の縁部に溶着する際に、当該一部の膨張量が電極板の膨張量よりも大きくなるために、電極板に皺や反りが発生することが懸念される。電極板の皺や反りは、隣り合う電極板間の短絡を誘発するおそれがある。また、上述したような蓄電装置には、バイポーラ電極の積層時におけるセパレータの位置ずれの抑制が求められる。 As a method for manufacturing a power storage device as described above, for example, a part of the encapsulant is formed in advance on the edge of each electrode plate, and the part is located between the edges of the electrode plates. After laminating the bipolar electrode on the surface, a method of forming the rest of the sealed body so as to surround the part from the outside can be considered. However, in such a case, when a part of the sealing body is welded to the edge of the electrode plate, the expansion amount of the part becomes larger than the expansion amount of the electrode plate, so that the electrode plate is wrinkled or warped. There is concern about doing so. Wrinkles and warpage of the electrode plates may induce a short circuit between adjacent electrode plates. Further, the power storage device as described above, suppression of the displacement of the separator at the time of lamination of the bipolar electrode is obtained.
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、電極板の皺や反りの抑制、及びセパレータの位置ずれの抑制が図られた蓄電装置及び蓄電装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above problems, the suppression of wrinkle or warp of the electrode plate, to provide a method for producing及beauty power storage device and the power storage device positional deviation of inhibition was achieved in the separator With the goal.
本発明の一側面に係る蓄電装置は、一方面側に正極が形成され、他方面側に負極が形成された電極板からなるバイポーラ電極を有する蓄電装置であって、バイポーラ電極がセパレータを介して積層されてなる積層体と、バイポーラ電極の縁部を包囲するように積層体の側面に設けられた樹脂製の封止体と、を備え、封止体は、少なくとも電極板の縁部同士の間に配置された第1部分と、側面に沿って第1部分を外側から包囲する第2部分と、を有し、セパレータは、不織布により構成されており、積層体は、セパレータが第1部分を介してバイポーラ電極に結合されてなる電極ユニットを積層することによって構成されている。 The power storage device according to one aspect of the present invention is a power storage device having a bipolar electrode composed of an electrode plate having a positive electrode formed on one side and a negative electrode formed on the other side, and the bipolar electrode is interposed via a separator. The laminated body is provided with a laminated body and a resin encapsulant provided on the side surface of the laminated body so as to surround the edge of the bipolar electrode, and the encapsulant is at least between the edges of the electrode plates. It has a first portion arranged between them and a second portion that surrounds the first portion from the outside along the side surface. The separator is made of a non-woven fabric, and the laminate has a separator as the first portion. It is configured by laminating an electrode unit formed by being coupled to a bipolar electrode via an electrode.
この蓄電装置では、セパレータが不織布により構成されており、当該セパレータが封止体の第1部分を介してバイポーラ電極に結合されてなる電極ユニットを積層することによって、積層体が構成されている。この電極ユニットは、例えば、樹脂部材と不織布とを電極板の縁部上にこの順に重ねた状態で、当該樹脂部材を溶融及び凝固させることによって形成される。このとき、不織布の熱膨張係数は樹脂部材の熱膨張係数よりも小さいため、不織布によって第1部分(樹脂部材)の熱膨張を抑制できる。その結果、第1部分の膨張量と電極板の膨張量との差を低減でき、電極板の皺や反りの発生を抑制できる。更に、セパレータとバイポーラ電極とが一体化された電極ユニットを積層することによって積層体が形成されるため、セパレータとバイポーラ電極との間の位置ずれを抑制することもできる。 In this power storage device, the separator is made of a non-woven fabric, and the laminated body is formed by laminating an electrode unit in which the separator is coupled to a bipolar electrode via a first portion of a sealed body. The electrode unit is formed, for example, by melting and solidifying the resin member in a state where the resin member and the non-woven fabric are stacked on the edge of the electrode plate in this order. At this time, since the coefficient of thermal expansion of the non-woven fabric is smaller than the coefficient of thermal expansion of the resin member, the non-woven fabric can suppress the thermal expansion of the first portion (resin member). As a result, the difference between the expansion amount of the first portion and the expansion amount of the electrode plate can be reduced, and the occurrence of wrinkles and warpage of the electrode plate can be suppressed . Further, since the laminate is formed by laminating the electrode unit and the separator and the bipolar electrode are integrated, it is also possible to suppress the positional displacement between the separator and the bipolar electrode.
また、セパレータは、第1部分の溶融温度に至るまでの加熱が一度のみなされた熱履歴を有してもよい。この場合、不織布の熱膨張係数は初回の加熱時に最も小さくなるため、第1部分の熱膨張を効果的に抑制できる。 Also, the separator may have a thermal history in which heating up to the melting temperature of the first portion is considered once. In this case, since the coefficient of thermal expansion of the nonwoven fabric is the smallest at the time of the first heating, the thermal expansion of the first portion can be effectively suppressed.
また、セパレータの外縁は、積層体の積層方向から見て、電極板の外縁よりも外側に位置していてもよい。この場合、セパレータと第1部分との間の結合領域を確保でき、セパレータと第1部分とを確実に結合できる。 Further, the outer edge of the separator may be located outside the outer edge of the electrode plate when viewed from the stacking direction of the laminated body. In this case, a bonding region between the separator and the first portion can be secured, and the separator and the first portion can be reliably bonded.
また、セパレータの外縁は、積層体の積層方向から見て、電極板の外縁よりも内側に位置していてもよい。この場合、電極ユニットを小型化できる。 Further, the outer edge of the separator may be located inside the outer edge of the electrode plate when viewed from the stacking direction of the laminated body. In this case, the electrode unit can be miniaturized.
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、一方面側に正極が形成され、他方面側に負極が形成された電極板からなるバイポーラ電極がセパレータを介して積層されてなる積層体と、バイポーラ電極の縁部を包囲するように積層体の側面に設けられた樹脂製の封止体と、を備える蓄電装置の製造方法であって、樹脂部材と不織布とを電極板の縁部上にこの順に重ねた状態で、樹脂部材を溶融及び凝固させることにより、セパレータが封止体の第1部分を介してバイポーラ電極に結合されてなる複数の電極ユニットを形成する一次成形工程と、電極ユニットを積層することにより、積層体を形成する積層工程と、封止体のうち、積層体の側面に沿って第1部分を外側から包囲する第2部分を形成する二次成形工程と、を含む。 The method for manufacturing a power storage device according to one aspect of the present invention is a laminated body in which a bipolar electrode made of an electrode plate having a positive electrode formed on one side and a negative electrode formed on the other side is laminated via a separator. , A method of manufacturing a power storage device including a resin encapsulation body provided on the side surface of the laminated body so as to surround the edge of the bipolar electrode, wherein the resin member and the non-woven electrode are placed on the edge of the electrode plate. A primary molding step of forming a plurality of electrode units in which a separator is coupled to a bipolar electrode via a first portion of a sealed body by melting and solidifying the resin members in a state of being stacked in this order, and an electrode. A laminating step of forming a laminated body by laminating the units, and a secondary molding step of forming a second portion of the sealed body that surrounds the first portion from the outside along the side surface of the laminated body. include.
この蓄電装置の製造方法では、樹脂部材と不織布とを電極板の縁部上にこの順に重ねた状態で、当該樹脂部材を溶融及び凝固させることにより、セパレータが封止体の第1部分を介してバイポーラ電極に結合されてなる電極ユニットを形成する。このとき、不織布の熱膨張係数は樹脂部材の熱膨張係数よりも小さいため、不織布によって第1部分(樹脂部材)の熱膨張を抑制できる。その結果、第1部分の膨張量と電極板の膨張量との差を低減でき、電極板の皺や反りの発生を抑制できる。更に、セパレータとバイポーラ電極とが一体化された電極ユニットを積層することによって積層体を形成するため、セパレータとバイポーラ電極との間の位置ずれを抑制することもできる。 In this method of manufacturing a power storage device, a resin member and a non-woven fabric are laminated on the edge of an electrode plate in this order, and the resin member is melted and solidified so that a separator is interposed through a first portion of a sealed body. To form an electrode unit coupled to a bipolar electrode. At this time, since the coefficient of thermal expansion of the non-woven fabric is smaller than the coefficient of thermal expansion of the resin member, the non-woven fabric can suppress the thermal expansion of the first portion (resin member). As a result, the difference between the expansion amount of the first portion and the expansion amount of the electrode plate can be reduced, and the occurrence of wrinkles and warpage of the electrode plate can be suppressed . Further, since forming a laminate by laminating the electrode unit and the separator and the bipolar electrode are integrated, it is also possible to suppress the positional displacement between the separator and the bipolar electrode.
本発明によれば、電極板の皺や反りの抑制、及びセパレータの位置ずれの抑制が図られた蓄電装置及び蓄電装置の製造方法を提供できる。 According to the present invention, suppression of wrinkle or warp of the electrode plate can provide a method for producing及beauty positional deviation inhibition achieved power storage device and power storage device separator.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals will be used for the same or equivalent elements, and duplicate description will be omitted.
図1は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。同図に示す蓄電装置1は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、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とを備えて構成されている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a power storage device. The
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、蓄電モジュール4,4間に配置された複数の導電板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、或い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。
The power
積層方向に隣り合う蓄電モジュール4,4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、積層端に位置する蓄電モジュール4の外側にも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。
The
各導電板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。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4,4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。
Inside each
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8,8と、エンドプレート8,8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。
The restraint member 3 is composed of a pair of
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8,8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。
An
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、蓄電モジュール4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を封止する封止体12とを備えて構成されている。
Next, the configuration of the
電極積層体11は、複数のバイポーラ電極14がセパレータ13を介して積層された構造を有している。バイポーラ電極14は、一方面15a上に正極16が形成され、かつ他方面15b上に負極17が形成された電極板15からなる電極である。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。
The
電極積層体11の積層端の一方には、負極終端電極18が配置され、電極積層体11の積層端の他方には、正極終端電極19が配置されている。負極終端電極18は、内面(積層方向の中心側の面)上に負極17が形成された電極板15であり、正極終端電極19は、内面(積層方向の中心側の面)上に正極16が形成された電極板15である。負極終端電極18の負極17は、セパレータ13を介して積層端の一方のバイポーラ電極14の正極16と対向している。正極終端電極19の正極16は、セパレータ13を介して積層端の他方のバイポーラ電極14の負極17と対向している。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は、蓄電モジュール4に隣接する導電板5(図1参照)に対して電気的に接続される。
The negative electrode terminal electrode 18 is arranged on one of the laminated ends of the electrode laminated
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の縁部(バイポーラ電極14の縁部)15cは、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。
The
セパレータ13は、例えば、電極板15と同一の平面形状を有する矩形の不織布によって構成されている。セパレータ13を構成する不織布としては、例えば繊維同士が融着、接着、交絡等により結合されてなる不織布が挙げられる。セパレータ13は、例えばポリアミド(PA)からなる繊維によって構成されているが、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリオレフィン等からなる繊維によって構成されていてもよい。セパレータ13は、後述するように、封止体12の第1部分21の溶融温度に至るまでの加熱が一度だけなされた熱履歴を有している。
The
封止体12は、例えば絶縁性の樹脂によって矩形の筒状に形成されている。封止体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。封止体12は、バイポーラ電極14の積層によって形成された電極積層体11の側面11aを包囲するように構成されている。
The sealing
封止体12は、各バイポーラ電極14の電極板15の縁部15cに沿って設けられた第1部分21と、それら第1部分21の全体を外側から包囲するように設けられた第2部分22とによって構成されている。第1部分21は、電極板15の一方面15a側の縁部15c(未塗工領域)において、電極板15の全ての辺にわたって連続的に設けられている。第1部分21は、溶着によって当該縁部15cに結合されている。第1部分21の内側の一部は、積層方向に隣り合うバイポーラ電極14,14の電極板15の縁部15c同士の間に位置しており、外側の一部は、電極板15から外側に張り出している。第1部分21は、当該外側の一部において第2部分22に埋没している。
The sealing
第2部分22は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、電極積層体11における積層方向の全長にわたって延在している。第2部分22は、例えば射出成型時の熱によって第1部分21の外表面に溶着されており、積層方向に隣り合うバイポーラ電極14,14間を封止している。これにより、積層方向に隣り合うバイポーラ電極14,14間には、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からなる電解液(不図示)が収容されている。
The
ここで、本実施形態の電極積層体11では、セパレータ13の縁部13aが第1部分21の電極板15とは反対側の表面21aに溶着されている。これにより、セパレータ13とバイポーラ電極14とが互いに一体化されてなる電極ユニット20が構成されている。電極積層体11は、この電極ユニット20を複数積層することによって構成されている。この例では、電極積層体11の積層方向から見て、セパレータ13及び電極板15の外縁は互いに一致している。
Here, in the
続いて、上述した蓄電装置1の製造方法について説明する。本実施形態に係る蓄電装置1の製造方法は、一次成形工程と、積層工程と、二次成形工程とを含んで構成されている。
Subsequently, the manufacturing method of the
一次成形工程では、バイポーラ電極14を用意し、図3(a)に示すように、樹脂部材41と不織布42とを電極板15の縁部15c上にこの順に重ねた状態とする。樹脂部材41及び不織布42は、それぞれ、上述した第1部分21及びセパレータ13に対応する部材である。続いて、その状態で、電極板15、樹脂部材41及び不織布42を積層方向に熱プレスすることによって所定の溶着温度に至るまで加熱し、樹脂部材41を溶融及び凝固させる。これにより、樹脂部材41及び不織布42が、それぞれ、上述した第1部分21及びセパレータ13となり、セパレータ13が第1部分21を介してバイポーラ電極14に結合されてなる電極ユニット20が形成される。一次成形工程では、この電極ユニット20が所定数形成される。
In the primary molding step, the
ここで、上記溶着温度は、樹脂部材41(第1部分21)の溶融温度よりも高い温度に設定されている。溶着温度は、例えば200℃程度に設定されている。不織布42の溶融温度は当該溶着温度よりも高くなっており、一次成形工程中に不織布42は溶融しない。 Here, the welding temperature is set to a temperature higher than the melting temperature of the resin member 41 (first portion 21). The welding temperature is set to, for example, about 200 ° C. The melting temperature of the nonwoven fabric 42 is higher than the welding temperature, and the nonwoven fabric 42 does not melt during the primary molding process.
また、一次成形工程では、過去に樹脂部材41の溶融温度に至るまでの加熱が一度もなされていない不織布42を用いている。すなわち、一次成形工程では、過去に樹脂部材41の溶融温度に至るまでの加熱が一度もなされていない不織布42が樹脂部材41の上に重ねられた状態で、樹脂部材41及び不織布42を上記溶着温度に至るまで加熱する。その結果、蓄電装置1において、セパレータ13は、第1部分21の溶融温度に至るまでの加熱が一度だけなされた熱履歴を有することとなる。
Further, in the primary molding step, the nonwoven fabric 42 that has never been heated to the melting temperature of the resin member 41 in the past is used. That is, in the primary molding step, the resin member 41 and the nonwoven fabric 42 are welded in a state where the nonwoven fabric 42 that has never been heated to the melting temperature of the resin member 41 has been laminated on the resin member 41 in the past. Heat to temperature. As a result, in the
積層工程では、図3(b)に示すように、複数の電極ユニット20を積層することにより、電極積層体11を形成する。二次成形工程では、射出成形の金型(不図示)内に電極積層体11を配置した後、金型内に溶融樹脂を射出することにより、第1部分21を包囲するように第2部分22を形成する。これにより、電極積層体11の側面11aに封止体12が形成される。
In the laminating step, as shown in FIG. 3B, the electrode laminated
二次成形工程の後、バイポーラ電極14,14間の内部空間Vに電解液を注入する工程、蓄電モジュール4と導電板5とを積層して蓄電モジュール積層体2を形成する工程、及び拘束部材3によって蓄電モジュール積層体2を拘束する工程等を経て、図1に示した蓄電装置1が得られる。
After the secondary molding step, a step of injecting an electrolytic solution into the internal space V between the
続いて、蓄電装置1の作用効果を説明する。
Subsequently, the operation and effect of the
蓄電装置1では、セパレータ13が不織布42により構成されており、セパレータ13が封止体12の第1部分21を介してバイポーラ電極14に結合されてなる電極ユニット20を積層することによって、電極積層体11が構成されている。この電極ユニット20は、例えば、樹脂部材41と不織布42とを電極板15の縁部15c上にこの順に重ねた状態で、樹脂部材41を溶融及び凝固させることによって形成される。このとき、不織布42の熱膨張係数は樹脂部材41の熱膨張係数よりも小さいため、不織布42によって第1部分21(樹脂部材41)の熱膨張を抑制できる。その結果、第1部分21の膨張量と電極板15の膨張量との差を低減でき、電極板15の皺や反りの発生を抑制できる。また、蓄電装置1では、セパレータ13を構成する不織布42によって第1部分21の熱膨張を抑制できるため、例えば第1部分21の熱膨張を抑制するためにセパレータ13とは別の部材を設ける場合と比べて、部品コストを低減できる。更に、セパレータ13とバイポーラ電極14とが一体化された電極ユニット20を積層することによって電極積層体11が形成されるため、セパレータ13とバイポーラ電極14との間の位置ずれを抑制することもできる。
In the
また、蓄電装置1では、セパレータ13が、第1部分21の溶融温度に至るまでの加熱が一度のみなされた熱履歴を有している。これにより、不織布42の熱膨張係数は初回の加熱時に最も小さくなるため、第1部分21の熱膨張を効果的に抑制できる。
Further, in the
図4は、加熱回数による不織布の伸び量の変化の一例を示すグラフである。同図には、25℃において長さ23mmのポリアミド系の不織布の温度を25℃と200℃との間で繰り返し連続的に変化させた場合の当該不織布の長さの測定結果が示されている。符号S1は、初めて当該不織布を加熱した場合の伸び量を示しており、符号S2は、それ以降の当該不織布の長さの変化を示している。 FIG. 4 is a graph showing an example of a change in the amount of elongation of the nonwoven fabric depending on the number of heatings. The figure shows the measurement result of the length of the nonwoven fabric when the temperature of the polyamide-based nonwoven fabric having a length of 23 mm is repeatedly and continuously changed between 25 ° C and 200 ° C at 25 ° C. .. Reference numeral S1 indicates the amount of elongation when the nonwoven fabric is heated for the first time, and reference numeral S2 indicates the subsequent change in the length of the nonwoven fabric.
図4に示されるように、当該不織布は、初回の昇温時には、125℃程度までの範囲において収縮量が約100μm程度となるまで緩やかに収縮した後、125℃を超えた範囲において収縮量が約530μm程度となるまで急激に収縮している。一方、当該不織布は、その状態からの降温時には、125℃程度までの範囲において収縮量が約340μm程度となるまで緩やかに膨張した後、125℃を下回る範囲においては殆ど変形していない。二回目以降の加熱時には、初回の降温時と同様に当該不織布の長さが変化している。 As shown in FIG. 4, when the temperature is raised for the first time, the nonwoven fabric gradually shrinks in the range up to about 125 ° C. until the shrinkage amount reaches about 100 μm, and then the shrinkage amount exceeds 125 ° C. It contracts rapidly until it reaches about 530 μm. On the other hand, when the temperature of the nonwoven fabric is lowered from that state, the nonwoven fabric gradually expands until the shrinkage amount reaches about 340 μm in the range up to about 125 ° C., and then hardly deforms in the range below 125 ° C. At the time of the second and subsequent heating, the length of the non-woven fabric changes as in the case of the first temperature decrease.
このように、当該不織布では、初回の加熱時の収縮量が最も大きくなっている。すなわち、初回の加熱時の熱膨張係数(線膨張係数)が最も小さくなっている。不織布の熱膨張係数が初回の加熱時に最も小さくなるのは、加熱前の不織布が熱ひずみを有しており、初回の加熱時に当該熱ひずみが解放されるためである。なお、初回の加熱時における不織布の熱膨張係数は、不織布の材質や製造方法、繊維の形状等によって変化する。 As described above, in the non-woven fabric, the amount of shrinkage at the time of the first heating is the largest. That is, the coefficient of thermal expansion (linear expansion coefficient) at the time of initial heating is the smallest. The reason why the thermal expansion coefficient of the nonwoven fabric is the smallest at the first heating is that the nonwoven fabric before heating has thermal strain, and the thermal strain is released at the first heating. The coefficient of thermal expansion of the non-woven fabric at the time of the first heating changes depending on the material of the non-woven fabric, the manufacturing method, the shape of the fiber, and the like.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、図5(a)に示す第1変形例のように、電極積層体11の積層方向から見て、セパレータ13の外縁は、電極板15の外縁よりも外側に位置していてもよい。このような第1変形例によっても、上記実施形態と同様に、電極板15の皺や反りの抑制、部品コストの削減、及びセパレータ13の位置ずれの抑制を図ることができる。更に、セパレータ13と第1部分21との間の結合領域を確保でき、セパレータ13と第1部分21とを確実に結合できる。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, as in the first modification shown in FIG. 5A, the outer edge of the
また、図5(b)に示す第2変形例のように、電極積層体11の積層方向から見て、セパレータ13の外縁は、電極板15の外縁よりも内側に位置していてもよい。このような第2変形例によっても、上記実施形態と同様に、電極板15の皺や反りの抑制、部品コストの削減、及びセパレータ13の位置ずれの抑制を図ることができる。更に、電極ユニット20を小型化することもできる。
Further, as in the second modification shown in FIG. 5B, the outer edge of the
また、上記実施形態では、電極板15の一方面15a側のみに第1部分21が形成されていたが、第1部分21は、一方面15a側及び他方面15b側の双方に形成されていてもよく、例えば電極板15の縁部15cが第1部分21に埋没するように形成されていてもよい。或いは、第1部分21は、他方面15b側のみに形成されていてもよい。また、上記実施形態では、第1部分21の外側の一部が電極板15から外側に張り出していたが、第1部分21は少なくとも電極板15の縁部15c同士の間に配置されていればよく、例えば第1部分21の全体が電極板15の縁部15c同士の間に配置されていてもよい。
Further, in the above embodiment, the
1…蓄電装置、11…電極積層体、11a…側面、12…封止体、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…縁部、20…電極ユニット、21…第1部分、22…第2部分、41…樹脂部材、42…不織布。 1 ... power storage device, 11 ... electrode laminate, 11a ... side surface, 12 ... sealant, 13 ... separator, 14 ... bipolar electrode, 15 ... electrode plate, 15a ... one side, 15b ... other side, 15c ... edge, 20 ... Electrode unit, 21 ... First part, 22 ... Second part, 41 ... Resin member, 42 ... Nonwoven fabric.
Claims (5)
前記バイポーラ電極がセパレータを介して積層されてなる積層体と、
前記バイポーラ電極の縁部を包囲するように設けられた樹脂製の封止体と、を備え、
前記封止体は、少なくとも前記電極板の縁部同士の間に配置された第1部分と、前記積層体の側面に沿って前記第1部分を外側から包囲する第2部分と、を有し、
前記第1部分は、前記電極板の縁部及び前記セパレータに溶着されており、
前記セパレータは、不織布により構成されており、
前記不織布の熱膨張係数は、前記第1部分の熱膨張係数よりも小さく、
前記積層体は、前記セパレータが前記第1部分を介して前記バイポーラ電極に結合されてなる電極ユニットを積層することによって構成されている、蓄電装置。 A power storage device having a bipolar electrode composed of an electrode plate having a positive electrode formed on one side and a negative electrode formed on the other side.
A laminate in which the bipolar electrodes are laminated via a separator, and
A resin sealant provided so as to surround the edge of the bipolar electrode is provided.
The sealing body has at least a first portion arranged between the edges of the electrode plates and a second portion that surrounds the first portion from the outside along the side surface of the laminated body. ,
The first portion is welded to the edge portion of the electrode plate and the separator.
The separator is made of a non-woven fabric and is made of a non-woven fabric.
The coefficient of thermal expansion of the nonwoven fabric is smaller than the coefficient of thermal expansion of the first portion.
The laminated body is a power storage device configured by laminating an electrode unit in which the separator is coupled to the bipolar electrode via the first portion.
前記バイポーラ電極の縁部を包囲するように設けられた樹脂製の封止体であって、少なくとも前記電極板の縁部同士の間に配置された第1部分と、前記積層体の側面に沿って前記第1部分を外側から包囲する第2部分と、を有する前記封止体と、を備える蓄電装置の製造方法であって、
樹脂部材と、前記樹脂部材の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する不織布とを前記電極板の縁部上にこの順に重ねた状態で、前記樹脂部材を溶融及び凝固させることにより、前記セパレータが前記封止体の前記第1部分を介して前記バイポーラ電極に結合されてなる複数の電極ユニットを形成する一次成形工程と、
前記電極ユニットを積層することにより、前記積層体を形成する積層工程と、
前記封止体のうち、前記積層体の前記側面に沿って前記第1部分を外側から包囲する前記第2部分を形成する二次成形工程と、を含む、蓄電装置の製造方法。 A laminate in which a bipolar electrode consisting of an electrode plate having a positive electrode formed on one side and a negative electrode formed on the other side is laminated via a separator.
A resin-made encapsulation body provided so as to surround the edges of the bipolar electrode, at least along the first portion arranged between the edges of the electrode plates and the side surface of the laminate. A method for manufacturing a power storage device including the sealed body having the second portion surrounding the first portion from the outside.
The separator is formed by melting and solidifying the resin member in a state where the resin member and the non-woven fabric having a coefficient of thermal expansion smaller than the coefficient of thermal expansion of the resin member are stacked on the edge of the electrode plate in this order. A primary molding step of forming a plurality of electrode units coupled to the bipolar electrode via the first portion of the encapsulant.
A laminating step of forming the laminated body by laminating the electrode units, and
A method for manufacturing a power storage device, comprising a secondary molding step of forming the second portion of the sealed body, which surrounds the first portion from the outside along the side surface of the laminated body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017126345A JP6977333B2 (en) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | Power storage device and manufacturing method of power storage device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017126345A JP6977333B2 (en) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | Power storage device and manufacturing method of power storage device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019009076A JP2019009076A (en) | 2019-01-17 |
| JP2019009076A5 JP2019009076A5 (en) | 2019-11-14 |
| JP6977333B2 true JP6977333B2 (en) | 2021-12-08 |
Family
ID=65026914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017126345A Active JP6977333B2 (en) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | Power storage device and manufacturing method of power storage device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6977333B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020183795A1 (en) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Laminated battery |
| JP7268584B2 (en) * | 2019-11-21 | 2023-05-08 | 株式会社豊田自動織機 | Power storage device and method for manufacturing power storage device |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5508131A (en) * | 1994-04-07 | 1996-04-16 | Globe-Union Inc. | Injection molded battery containment for bipolar batteries |
| JP4570863B2 (en) * | 2003-10-30 | 2010-10-27 | 川崎重工業株式会社 | Bipolar plate stacked battery |
| JP2005310588A (en) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Nissan Motor Co Ltd | Bipolar battery, bipolar battery manufacturing method, assembled battery, and vehicle equipped with the same |
| JP5151123B2 (en) * | 2006-11-22 | 2013-02-27 | 日産自動車株式会社 | Bipolar battery manufacturing method and manufacturing apparatus |
| JP5458605B2 (en) * | 2009-03-05 | 2014-04-02 | 日産自動車株式会社 | Bipolar secondary battery |
| JP5504708B2 (en) * | 2009-06-25 | 2014-05-28 | 日産自動車株式会社 | Bipolar secondary battery |
| KR101419572B1 (en) * | 2009-11-18 | 2014-07-16 | 주식회사 엘지화학 | Bipolar electrode/separator assembly, bipolar battery comprising the same and method of manufacturing the same |
-
2017
- 2017-06-28 JP JP2017126345A patent/JP6977333B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019009076A (en) | 2019-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109792070B (en) | Power storage device and method for manufacturing power storage device | |
| JP6004112B2 (en) | Manufacturing method of laminate-type electricity storage device | |
| JP6860091B2 (en) | Power storage module and manufacturing method of power storage module | |
| US12206122B2 (en) | Power storage module | |
| JP2020053151A (en) | Manufacturing method of power storage module | |
| WO2018123503A1 (en) | Electricity storage module, and method for manufacturing electricity storage module | |
| JP7103272B2 (en) | Power storage module and its manufacturing method | |
| WO2018123502A1 (en) | Power storage module and manufacturing method for power storage module | |
| JP6977333B2 (en) | Power storage device and manufacturing method of power storage device | |
| JP7102912B2 (en) | Manufacturing method of power storage module and power storage module | |
| JP2017228381A (en) | Battery and battery manufacturing method | |
| JP2019009078A (en) | Manufacturing method of power storage device and power storage device | |
| JP7103055B2 (en) | Power storage module and manufacturing method of power storage module | |
| JP7102911B2 (en) | Manufacturing method of power storage module | |
| JP2018106963A (en) | Power storage module and manufacturing method thereof | |
| JP6785728B2 (en) | Power storage device | |
| CN112585799A (en) | Power storage module and method for manufacturing power storage module | |
| WO2019073717A1 (en) | Power storage module | |
| JP7056102B2 (en) | Manufacturing method of power storage module and power storage module | |
| JP7074614B2 (en) | Power storage module | |
| JP7056167B2 (en) | Power storage module and manufacturing method of power storage module | |
| JP2018073508A (en) | Power storage device and manufacturing method of power storage device | |
| JP2021118073A (en) | Power storage device | |
| JP2020107418A (en) | Manufacturing method for power storage module and power storage module | |
| JP7155955B2 (en) | Method for manufacturing power storage module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191007 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191007 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200911 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201104 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201202 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210511 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210602 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211012 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211025 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6977333 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |