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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Leistungsspeichermodul.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine bipolare Batterie, die eine bipolare Elektrode umfasst, bei der eine positive Elektrode auf einer Oberfläche einer Elektrodenplatte ausgebildet ist und eine negative Elektrode auf der anderen Oberfläche ausgebildet ist, ist in dem Stand der Technik als ein Leistungsspeichermodul bekannt (siehe Patentdruckschrift 1). Die bipolare Batterie umfasst einen Schichtkörper, der aus einer Vielzahl der bipolaren Elektroden ausgebildet ist, die über eine Trenneinrichtung geschichtet sind. Die Seitenoberfläche des Schichtkörpers ist mit einem Versiegelungskörper bzw. Abdichtungskörper versehen, der eine Versiegelung zwischen den bipolaren Elektroden bereitstellt, die benachbart zueinander in der Schichtungsrichtung sind. Eine Elektrolytlösung ist in dem Innenraum, der zwischen den bipolaren Elektroden ausgebildet ist, angeordnet.
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Zitierungsliste
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Patentdruckschrift
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Patentdruckschrift 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2011-204386
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Kurzzusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Um eine Elektrolytlösung in einer bipolaren Batterie wie in der Patentdruckschrift 1 zu beinhalten, ist es erforderlich, eine Flüssigkeitseinspritzöffnung für eine Elektrolytlösungseinspritzung in die Batterie in dem Versiegelungskörper zu bilden. Eine Zunahme der Komplexität im Hinblick auf einen Herstellungsvorgang kann jedoch in einem Fall entstehen, bei dem die Flüssigkeitseinspritzöffnung in dem Versiegelungskörper ausgebildet wird, nachdem der Versiegelungskörper ausgebildet worden ist, um eine Versiegelung zwischen benachbarten bipolaren Elektroden bereitzustellen. Zusätzlich kann eine Abnahme in der Versiegelungsleistungsfähigkeit des Versiegelungskörpers entstehen, wenn die Ausbildungsposition der Flüssigkeitseinspritzöffnung von dem Entwurf abweicht.
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Die vorliegende Offenbarung ist gemacht worden, um die vorstehend genannten Probleme zu lösen, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist, ein Leistungsspeichermodul bereitzustellen, das in der Lage ist, die Versiegelungsleistungsfähigkeit des Versiegelungskörpers in ausreichendem Maße ohne eine Zunahme in der Komplexität im Hinblick auf einen Herstellungsvorgang sicherzustellen.
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Lösung des Problems
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Ein Leistungsspeichermodul gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst: einen Elektrodenschichtkörper, der eine Vielzahl von Elektroden aufweist, die in einer ersten Richtung geschichtet sind; eine Trenneinrichtung, die ein Elektrolyt beinhaltet und in einem Innenraum angeordnet ist, der zwischen den Elektroden ausgebildet ist, die benachbart zueinander in dem Elektrodenschichtkörper sind; und einen Versiegelungskörper, der bei einem Außenumfangsabschnitt des Elektrodenschichtkörpers bereitgestellt ist und den Innenraum versiegelt, wobei die Vielzahl von Elektroden eine bipolare Elektrode umfasst, die eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht auf einer Oberfläche eines Stromkollektors aufweist und eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht auf der anderen Oberfläche des Stromkollektors aufweist, der Versiegelungskörper erste Versiegelungsabschnitte und einen zweiten Versiegelungsabschnitt umfasst, der erste Versiegelungsabschnitt mit einem Randabschnitt eines Stromkollektors von jeder der Vielzahl von Elektroden verbunden ist und einen herausragenden Teil aufweist, der nach außen über den Randabschnitt des Stromkollektors hinaus herausragt, der zweite Versiegelungsabschnitt bereitgestellt ist, um einen äußeren Umfang des ersten Versiegelungsabschnitts auf einer Seitenoberfläche des Elektrodenschichtkörpers, die sich in der ersten Richtung erstreckt, zu bedecken, der Versiegelungskörper eine geschweißte Schicht aufweist, bei der die herausragenden Teile der ersten Versiegelungsabschnitte, die in der ersten Richtung benachbart zueinander sind, miteinander verschweißt sind, und eine Öffnungswand, die mit einem Verbindungsloch versehen ist, das es gestattet, dass der Innenraum und eine Außenseite des Versiegelungskörpers miteinander in Verbindung sind, und eine Nicht-Öffnungswand aufweist, der das Verbindungsloch fehlt, und eine Breite der geschweißten Schicht bei der Öffnungswand kleiner ist als eine Breite der geschweißten Schicht bei der Nicht-Öffnungswand, wenn sie aus der ersten Richtung betrachtet werden.
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In diesem Leistungsspeichermodul ist die Breite der geschweißten Schicht bei der Öffnungswand, die mit dem Durchgangsloch für eine Verbindung zwischen dem Innenraum und der Außenseite des Versiegelungskörpers versehen ist, kleiner als die Breite der geschweißten Schicht bei der Nicht-Öffnungswand, bei der das Verbindungsloch fehlt, wenn es aus der ersten Richtung betrachtet wird. Das Durchgangsloch wird beispielsweise durch eine Platte als ein Lochbildungselement gebildet, das in das Durchgangsloch eingefügt wird, das in dem ersten Versiegelungsabschnitt bereitgestellt ist, wobei der zweite Versiegelungsabschnitt in diesem Zustand ausgebildet wird, wobei dann die Platte aus dem Versiegelungskörper herausgezogen wird. In diesem Fall kann die Position des Durchgangsloches durch die Platte, die eingefügt wird, definiert werden, wobei somit es möglich ist, zu verhindern, dass die Ausbildungsposition des Durchgangsloches von dem Entwurf abweicht. Zusätzlich ist die Breite der geschweißten Schicht bei der Öffnungswand klein, wobei es somit möglich ist, zu unterdrücken, dass der geschmolzene Teil des ersten Versiegelungsabschnitts Grate bildet und an der Platte anhaftet, wenn die herausragenden Teile des ersten Versiegelungsabschnitts aneinander im Voraus geschweißt werden. Dementsprechend ist es in dem Leistungsspeichermodul möglich, den zweiten Versiegelungsabschnitt ohne ein Entfernen der Platte, die für die herausragenden Teile des ersten Versiegelungsabschnitts verwendet wird, die miteinander im Voraus zu verschweißen sind, zu bilden, wobei es möglich ist, eine Zunahme der Komplexität im Hinblick auf einen Herstellungsvorgang zu vermeiden. Unterdessen wird die ausreichende Breite der geschweißten Schicht bei der Nicht-Öffnungswand sichergestellt, wobei somit die Versiegelungsleistungsfähigkeit des Versiegelungskörpers sichergestellt werden kann.
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Ein Leistungsspeichermodul gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst: einen Elektrodenschichtkörper, der eine Vielzahl von Elektroden aufweist, die in einer ersten Richtung geschichtet sind; eine Trenneinrichtung, die ein Elektrolyt beinhaltet und in einem Innenraum angeordnet ist, der zwischen den Elektroden ausgebildet ist, die benachbart zueinander in dem Elektrodenschichtkörper sind; und eine Versiegelungskörper, der bei einem Außenumfangsabschnitt des Elektrodenschichtkörpers bereitgestellt ist und den Innenraum versiegelt, wobei die Vielzahl von Elektroden eine bipolare Elektrode umfasst, die eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht auf einer Oberfläche eines Stromkollektors aufweist und eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht auf der anderen Oberfläche des Stromkollektors aufweist, der Versiegelungskörper erste Versiegelungsabschnitte und einen zweiten Versiegelungsabschnitt umfasst, der erste Versiegelungsabschnitt mit einem Randabschnitt eines Stromkollektors von jeder der Vielzahl von Elektroden verbunden ist und einen herausragenden Teil aufweist, der nach außen über den Randabschnitt des Stromkollektors hinaus herausragt, der zweite Versiegelungsabschnitt bereitgestellt ist, um einen äußeren Umfang des ersten Versiegelungsabschnitts auf einer Seitenoberfläche des Elektrodenschichtkörpers, die sich in der ersten Richtung erstreckt, zu bedecken, der Versiegelungskörper eine geschweißte Schicht aufweist, bei der die herausragenden Teile der ersten Versiegelungsabschnitte, die in der ersten Richtung benachbart zueinander sind, miteinander verschweißt sind, und eine Öffnungswand, die mit einem Verbindungsloch versehen ist, das es gestattet, dass der Innenraum und eine Außenseite des Versiegelungskörpers miteinander in Verbindung sind, und eine Nicht-Öffnungswand aufweist, der das Verbindungsloch fehlt, und die geschweißte Schicht bei der Nicht-Öffnungswand bereitgestellt ist und bei der Öffnungswand nicht bereitgestellt ist.
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In diesem Leistungsspeichermodul ist die Nicht-Öffnungswand, der das Verbindungsloch für eine Verbindung zwischen dem Innenraum und der Außenseite des Versiegelungskörpers fehlt, mit der geschweißten Schicht versehen, wobei der Öffnungswand, die mit dem Verbindungsloch versehen ist, die geschweißte Schicht fehlt. Das Durchgangsloch wird beispielsweise durch eine Platte als ein Lochbildungselement, das in das Durchgangsloch eingefügt wird, das in dem ersten Versiegelungsabschnitt bereitgestellt ist, ausgebildet, wobei der zweite Versiegelungsabschnitt in diesem Zustand ausgebildet wird, und dann die Platte aus dem Versiegelungskörper herausgezogen wird. In diesem Fall kann die Position des Durchgangsloches durch die Platte, die eingefügt wird, definiert werden, wobei es somit möglich ist, zu verhindern, dass die Ausbildungsposition des Durchgangsloches von dem Entwurf abweicht. Zusätzlich fehlt der Öffnungswand die geschweißte Schicht, wobei es somit möglich ist, zu unterdrücken, dass der geschmolzene Teil des ersten Versiegelungsabschnitts Grate bildet und an der Platte anhaftet, wenn die herausragenden Teile des ersten Versiegelungsabschnitts miteinander im Voraus verschweißt werden. Dementsprechend ist es in dem Leistungsspeichermodul möglich, den zweiten Versiegelungsabschnitt auszubilden, ohne die Platte, die für die herausragenden Teile des ersten Versiegelungsabschnitts verwendet wird, die aneinander im Voraus zu verschweißen sind, zu entfernen, wobei es möglich ist, eine Zunahme der Komplexität im Hinblick auf einen Herstellungsvorgang zu vermeiden. Unterdessen ist die Nicht-Öffnungswand mit der geschweißten Schicht versehen, wobei somit die Versiegelungsleistungsfähigkeit des Versiegelungskörpers sichergestellt werden kann.
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Die Öffnungswand kann mit einer Öffnungsregion, bei der das Verbindungsloch angeordnet ist, und einer Nicht-Öffnungsregion versehen sein, bei der das Verbindungsloch nicht angeordnet ist, und die Breite der geschweißten Schicht kann in der Nicht-Öffnungsregion größer sein als die Breite der geschweißten Schicht in der Öffnungsregion, wenn sie aus der ersten Richtung betrachtet werden. In diesem Fall ist es möglich, den Elektrodenschichtkörper in einer Form genau zu positionieren, indem veranlasst wird, dass die Nicht-Öffnungsregion gegen einen Positionierungsblock oder dergleichen bei einem Anordnen des Elektrodenschichtkörpers in der Form während der Ausbildung des zweiten Versiegelungsabschnitts anstößt. Als Ergebnis kann die dimensionale Genauigkeit des zweiten Versiegelungsabschnitts verbessert werden. Zusätzlich ist es, indem der erste Versiegelungsabschnitt in ausreichendem Maße in der Nicht-Öffnungsregion verschweißt wird, möglich, die Ebenenrichtungssteifigkeit des ersten Versiegelungsabschnitts in der ersten Nicht-Öffnungsregion in Bezug auf die Ebenenrichtungssteifigkeit des ersten Versiegelungsabschnitts in der Öffnungsregion in ausreichendem Maße zu vergrößern, ohne ein Harzmaterial zu ändern.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Versiegelungsleistungsfähigkeit des Versiegelungskörpers ohne eine Zunahme der Komplexität im Hinblick auf einen Herstellungsvorgang in ausreichendem Maße sicherzustellen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung, die eine Leistungsspeichervorrichtung veranschaulicht, die konfiguriert ist, das Leistungsspeichermodul gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu umfassen.
- 2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung, die die interne Konfiguration des Leistungsspeichermoduls veranschaulicht.
- 3 zeigt eine perspektivische Darstellung, die die externe Konfiguration des Leistungsspeichermoduls veranschaulicht.
- 4 zeigt eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Hauptteils, die die interne Konfiguration des Leistungsspeichermoduls auf der Seitenoberflächenseite veranschaulicht, bei der ein Druckregulierventil angeordnet ist.
- 5(a) zeigt eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Hauptteils, die die interne Konfiguration des Leistungsspeichermoduls auf der Seitenoberflächenseite veranschaulicht, bei der das Druckregulierventil nicht angeordnet ist, und 5(b) zeigt eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Hauptteils, die die interne Konfiguration des Leistungsspeichermoduls bei einem Teil veranschaulicht, der einer Nicht-Öffnungsregion entspricht.
- 6 zeigt eine schematische Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel zur Sicherstellung der Ebenenrichtungssteifigkeit eines ersten Versiegelungsabschnitts des Teils, der der Nicht-Öffnungsregion entspricht, veranschaulicht.
- 7 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Leistungsspeichermodulherstellungsvorgang veranschaulicht.
- 8 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung, die einen Zustand vor einem Verschmelzen des ersten Versiegelungsabschnitts veranschaulicht.
- 9 zeigt eine schematische Darstellung, die einen Zustand eines Positionierens eines Elektrodenschichtkörpers in einer Form veranschaulicht.
- 10 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung, die ein Modifikationsbeispiel der internen Konfiguration des Leistungsspeichermoduls veranschaulicht.
- 11 zeigt eine schematische Draufsicht, die ein Modifikationsbeispiel einer geschweißten Schicht veranschaulicht.
- 12 zeigt eine schematische Draufsicht, die ein anderes Modifikationsbeispiel der geschweißten Schicht veranschaulicht.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Leistungsspeichermoduls gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung, die ein Ausführungsbeispiel einer Leistungsspeichervorrichtung veranschaulicht. Eine Leistungsspeichervorrichtung 1, die in 1 veranschaulicht ist, wird beispielsweise als eine Batterie für verschiedene Fahrzeuge, wie beispielsweise Gabelstapler, Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge, verwendet. Die Leistungsspeichervorrichtung 1 umfasst einen Modulschichtkörper 2, der eine Vielzahl von geschichteten Leistungsspeichermodulen 4 und ein Begrenzungselement 3 umfasst, das eine begrenzende Last auf den Modulschichtkörper 2 in einer Schichtungsrichtung (ersten Richtung) D des Modulschichtkörpers 2 aufbringt.
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Der Modulschichtkörper 2 umfasst die Vielzahl von (hier drei) Leistungsspeichermodulen 4 und eine Vielzahl von (hier vier) leitfähigen Platten 5. Die leitfähige Platte 5 ist aus einem Metallmaterial mit hervorragender Leitfähigkeit, wie beispielsweise Aluminium und Eisen, oder einem leitfähigen Harz gebildet. Das Leistungsspeichermodul 4 ist eine bipolare Batterie und weist eine rechteckige Form auf, wenn sie aus der Schichtungsrichtung D betrachtet wird. Das Leistungsspeichermodul 4 ist beispielsweise eine Sekundärbatterie, wie beispielsweise eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie und eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, oder ein elektrischer Doppelschichtkondensator. Eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie wird in der nachstehenden Beschreibung beispielhaft beschrieben.
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Die Leistungsspeichermodule 4, die zueinander in der Schichtungsrichtung D benachbart sind, sind elektrisch miteinander über die leitfähige Platte 5 verbunden. Die leitfähigen Platten 5 sind zwischen den Leistungsspeichermodulen 4, die zueinander in der Schichtungsrichtung D benachbart sind, und einer Außenseite der Leistungsspeichermodule 4, die bei den Schichtungsenden positioniert sind, angeordnet. Ein Positivelektrodenanschluss 6 ist mit der leitfähigen Platte 5, die außerhalb des Leistungsspeichermoduls 4 angeordnet ist, das bei einem der Schichtungsenden positioniert ist, verbunden. Ein Negativelektrodenanschluss 7 ist mit der leitfähigen Platte 5, die außerhalb des Leistungsspeichermoduls 4 angeordnet ist, das bei dem anderen Schichtungsende positioniert ist, verbunden. Der Positivelektrodenanschluss 6 und der Negativelektrodenanschluss 7 werden beispielsweise von den Randabschnitten der leitfähigen Platten 5 in einer Richtung, die sich mit der Schichtungsrichtung D schneidet, herausgezogen. Der Positivelektrodenanschluss 6 und der Negativelektrodenanschluss 7 laden und entladen die Leistungsspeichervorrichtung 1. Es ist anzumerken, dass die Leistungsspeichermodule 4 bei einem Ende und dem anderen Ende in der Schichtungsrichtung D in der Leistungsspeichervorrichtung 1 angeordnet sein können. Anders ausgedrückt, können die äußersten Schichten des Schichtkörpers der Leistungsspeichermodule 4 und der leitfähigen Platten 5 in dem Modulschichtkörper 2 (die äußersten Schichten des Stapels) die Leistungsspeichermodule 4 sein. In diesem Fall sind der Positivelektrodenanschluss 6 und der Negativelektrodenanschluss 7 in Bezug auf die Leistungsspeichermodule 4 bereitgestellt, die die äußersten Schichten des Stapels sind.
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Die leitfähige Platte 5 ist mit einer Vielzahl von Strömungspfaden 5a versehen, durch die ein Kühlfluid, wie beispielsweise Kühlwasser und Kühlluft, fließt bzw. strömt. Der Strömungspfad 5a erstreckt sich beispielsweise entlang der Richtung, die sich mit jeder der Schichtungsrichtung D und der Richtung, in der der Positivelektrodenanschluss 6 und der Negativelektrodenanschluss 7 herausgezogen sind, schneidet (dazu orthogonal ist). Die leitfähige Platte 5 weist eine Funktion als Wärmesenker auf, die Wärme, die durch das Leistungsspeichermodul 4 erzeugt wird, ableitet, indem veranlasst wird, dass ein Kühlfluid durch die Strömungspfade 5a strömt, sowie eine Funktion als ein Verbindungselement auf, das die Leistungsspeichermodule 4 miteinander elektrisch verbindet. Es ist anzumerken, dass die Fläche der leitfähigen Platte 5 von dem Standpunkt einer Wärmeableitungsverbesserung gleich zu der Fläche des Leistungsspeichermoduls 4 sein kann oder größer als die Fläche des Leistungsspeichermoduls 4 sein kann, obwohl die Fläche der leitfähigen Platte 5, die aus der Schichtungsrichtung D betrachtet wird, kleiner ist als die Fläche des Leistungsspeichermoduls 4 in dem Beispiel gemäß 1.
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Das Begrenzungselement 3 wird durch ein Paar von Endplatten 8, die den Modulschichtkörper 2 in der Schichtungsrichtung D einpferchen, und Befestigungsbolzen 9 und Muttern 10 konfiguriert, die die Endplatten 8 aneinander befestigen. Die Endplatte 8 ist ein rechteckiges plattenförmiges Element, das eine Fläche aufweist, die um eine Größe größer als die Flächen der Leistungsspeichermodule 4 und der leitfähigen Platte 5, die aus der Schichtungsrichtung D betrachtet werden, ist. Die Endplatte 8 wird beispielsweise aus einem hochsteifen Metallmaterial oder einem Harz- bzw. Kunststoffmaterial gebildet, das in der Lage ist, einer Begrenzungsbelastung zu widerstehen. In einem Fall, in dem die Endplatte 8 aus einem Metallmaterial gebildet ist, ist ein isolierendes Element F, das eine elektrische Isolierung aufweist, auf der Oberfläche der Endplatte 8 bereitgestellt, die auf der Seite des Modulschichtkörpers 2 ist. Das isolierende Element F ist beispielsweise aus einem isolierenden Harz bzw. Kunststoff hergestellt, der in einer dünnen Schichtform oder einer Plattenform ausgebildet ist. Der Raum zwischen der Endplatte 8 und der leitfähigen Platte 5 wird durch das isolierende Element F, das in dieser Art und Weise angeordnet ist, isoliert. Es ist anzumerken, dass das isolierende Element F zwischen dem Begrenzungselement 3 und dem Leistungsspeichermodul 4 in einem Fall angeordnet ist, bei dem die äußerste Schicht des Stapels das Leistungsspeichermodul 4 ist.
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In dem Randabschnitt der Endplatte 8 ist ein Einfügeloch 8a bei einer Position außerhalb des Modulschichtkörpers 2 bereitgestellt. Der Befestigungsbolzen 9 wird von dem Einfügeloch 8a von einer der Endplatten 8 hin zu dem Einfügeloch 8a der anderen Endplatte 8 hindurchgeführt, wobei die Mutter 10 bei dem Spitzenteil des Befestigungsbolzens 9, der aus dem Einfügeloch 8a der Endplatte 8 herausragt, geschraubt wird. Als Ergebnis werden das Leistungsspeichermodul 4 und die leitfähige Platte 5 durch die Endplatten 8a eingepfercht und als der Modulschichtkörper 2 modularisiert, wobei eine Begrenzungsbelastung in der Schichtungsrichtung D auf den Modulschichtkörper 2 aufgebracht wird.
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Als nächstes wird die Konfiguration des Leistungsspeichermoduls 4 ausführlich beschrieben. 2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung, die die interne Konfiguration des Leistungsspeichermoduls veranschaulicht, das in 1 veranschaulicht ist. Wie es in 2 veranschaulicht ist, umfasst das Leistungsspeichermodul 4 einen Elektrodenschichtkörper 11 und einen Harzversiegelungskörper 12, der den Elektrodenschichtkörper 11 versiegelt. Der Elektrodenschichtkörper 11 wird durch eine Vielzahl von Elektroden, die entlang der Schichtungsrichtung D des Leistungsspeichermoduls 4 über eine Trenneinrichtung 13 geschichtet sind, konfiguriert. Die Elektroden umfassen einen Schichtkörper aus einer Vielzahl von bipolaren Elektroden 14, eine Negativelektrodenabschlusselektrode 18 und eine Positivelektrodenabschlusselektrode 19.
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Die Bipolarelektrode 14 umfasst eine Elektrodenplatte (einen Stromkollektor) 15, die eine erste Oberfläche 15a, die einer Seite in der Schichtungsrichtung D gegenüberliegt, und eine zweite Oberfläche 15b umfasst, die der entgegengesetzten Seite in der Schichtungsrichtung D gegenüberliegt. Eine positive Elektrode 16 ist auf der ersten Oberfläche 15a bereitgestellt, die eine Oberfläche der Elektrodenplatte 15 ist, wobei eine negative Elektrode 17 auf der zweiten Oberfläche 15b bereitgestellt ist, die die andere Oberfläche der Elektrodenplatte 15 ist. Die positive Elektrode 16 umfasst eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht, die auf der ersten Oberfläche 15a der Elektrodenplatte 15 bereitgestellt ist. Die negative Elektrode 17 umfasst eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht, die auf der zweiten Oberfläche 15b der Elektrodenplatte 15 bereitgestellt ist. In dem Elektrodenschichtkörper 11 liegt die positive Elektrode 16 von einer bipolaren Elektrode 14 der negativen Elektrode 17 einer anderen bipolaren Elektrode 14, die auf einer Seite in der Schichtungsrichtung D benachbart ist, über die Trenneinrichtung 13 gegenüber. In dem Elektrodenschichtkörper 11 liegt die negative Elektrode 17 einer bipolaren Elektrode 14 der positiven Elektrode 16 einer anderen bipolaren Elektrode 14, die auf der anderen Seite in der Schichtungsrichtung D benachbart ist, über die Trenneinrichtung 13 gegenüber.
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Die Negativelektrodenabschlusselektrode 18 weist die Elektrodenplatte 15 und die negative Elektrode 17 auf, die die Negativelektrodenaktivmaterialschicht umfasst, die auf einer Oberfläche der Elektrodenplatte 15 bereitgestellt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist keine Aktivmaterialschicht auf der ersten Oberfläche 15a der Elektrodenplatte 15 der Negativelektrodenabschlusselektrode 18 ausgebildet, wobei die negative Elektrode 17, die die Negativelektrodenaktivmaterialschicht umfasst, auf der zweiten Oberfläche 15b bereitgestellt ist. Die Negativelektrodenabschlusselektrode 18 ist bei einem Ende des Elektrodenschichtkörpers 11 in der Schichtungsrichtung D derart angeordnet, dass die negative Elektrode 17, die auf einer Oberfläche der Elektrodenplatte 15 bereitgestellt ist, der positiven Elektrode 16 der bipolaren Elektrode 14, die benachbart in der Schichtungsrichtung D ist, über die Trenneinrichtung 13 gegenüberliegt. Die erste Oberfläche 15a der Elektrodenplatte 15 der Negativelektrodenabschlusselektrode 18, bei der keine Aktivmaterialschicht bereitgestellt ist, bildet eine externe Anschlussoberfläche des Elektrodenschichtkörpers 11 in der Schichtungsrichtung D und ist elektrisch mit einer leitfähigen Platte 5 (siehe 1), die benachbart zu dem Leistungsspeichermodul 4 ist, verbunden.
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Die Positivelektrodenabschlusselektrode 19 weist die Elektrodenplatte 15 und die positive Elektrode 16 auf, die die Positivelektrodenaktivmaterialschicht umfasst, die auf einer Oberfläche der Elektrodenplatte 15 bereitgestellt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die positive Elektrode 16, die die Positivelektrodenaktivmaterialschicht umfasst, auf der ersten Oberfläche 15a der Elektrodenplatte 15 der Positivelektrodenabschlusselektrode 19 bereitgestellt, wobei keine Aktivmaterialschicht auf der zweiten Oberfläche 15b ausgebildet ist. Die Positivelektrodenabschlusselektrode 19 ist bei dem anderen Ende des Elektrodenschichtkörpers 11 in der Schichtungsrichtung D derart angeordnet, dass die positive Elektrode 16, die auf einer Oberfläche der Elektrodenplatte 15 bereitgestellt ist, der negativen Elektrode 17 der bipolaren Elektrode 14, die benachbart in der Schichtungsrichtung D ist, über die Trenneinrichtung 13 gegenüberliegt. Die zweite Oberfläche 15b der Elektrodenplatte 15 der Positivelektrodenabschlusselektrode 19, bei der keine Aktivmaterialschicht bereitgestellt ist, bildet die andere externe Anschlussoberfläche des Elektrodenschichtkörpers 11 in der Schichtungsrichtung D und ist elektrisch mit der anderen leitfähigen Platte 5 (siehe 1), die zu dem Leistungsspeichermodul 4 benachbart ist, elektrisch verbunden.
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Als die Elektrodenplatte 15 kann beispielsweise eine Metallfolie, wie beispielsweise eine Nickelfolie, eine mit Nickel überzogene Stahlfolie und eine Edelstahlfolie, oder eine Metallplatte verwendet werden. Als ein Beispiel wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine rechteckige Metallfolie, die aus Nickel hergestellt ist, für die Elektrodenplatte 15 verwendet. Ein Kantenabschnitt 15c der Elektrodenplatte 15 ist mit einer rechteckigen, rahmenförmigen unbeschichteten Region versehen, der Positiv- und Negativelektrodenaktivmaterialien fehlen. Als das Positivelektrodenaktivmaterial, das die positive Elektrode 16 bildet, sei beispielsweise Nickelhydroxid genannt. Als das Negativelektrodenaktivmaterial, das die negative Elektrode 17 bildet, sei beispielsweise eine wasserstoffspeichernde Legierung genannt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Ausbildungsregion der negativen Elektrode 17 auf der zweiten Oberfläche 15b der Elektrodenplatte 15 eine Größe größer als die Ausbildungsregion der positiven Elektrode 16 auf der ersten Oberfläche 15a der Elektrodenplatte 15.
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Die Trenneinrichtung 13 ist beispielsweise in einer Blattform ausgebildet. Beispiele der Trenneinrichtung 13 umfassen eine poröse filmartige Schicht, die aus einem polyolefinbasierenden Harz gebildet ist, wie beispielsweise Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), und ein Gewebe oder einen Fließstoff, der aus Polypropylen, Methylcellulose oder dergleichen hergestellt ist. Die Trenneinrichtung 13 kann mit einem Vinylidenfluoridharzbestandteil verstärkt werden.
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Der Versiegelungskörper 12 ist ein Element, das einen Flüssigkeitseinzug, der einem Elektrolytlösungsleck zuzuordnen ist, verhindert und verhindert, dass die benachbarten bipolaren Elektroden 14 in Kontakt miteinander kommen und einen Kurzschluss verursachen. Als der Versiegelungskörper 12 in einer alkalischen Batterie wird beispielsweise ein isolierendes Harz bzw. Kunststoff verwendet, der eine Alkaliwiderstandsfähigkeit aufweist. Der Versiegelungskörper 12 bedeckt den Randabschnitt 15c jeder Elektrodenplatte 15, die in der Schichtungsrichtung D geschichtet ist, und fungiert ebenso als ein Gehäuse, das den Elektrodenschichtkörper 11 hält. Der Versiegelungskörper 12 hält den Randabschnitt 15c auf einer Seitenoberfläche 11a. Der Versiegelungskörper 12 weist erste Versiegelungsabschnitte 21, die entlang den Randabschnitten 15c der Elektrodenplatten 15 bereitgestellt sind, auf, um die Aktivmaterialschichten (Positiv- und Negativelektrodenaktivmaterialschichten), die in der Mitte der Elektrodenplatten 15 ausgebildet sind, zu umgeben. Zusätzlich weist der Versiegelungskörper 12 einen zweiten Versiegelungsabschnitt 22 auf, der den ersten Versiegelungsabschnitt 21 von der Außenseite entlang der Seitenoberfläche 11a des Elektrodenschichtkörpers 11 umgibt und mit jedem ersten Versiegelungsabschnitt 21 verbunden ist. Beispiele der einen Teil bildenden Materialien des ersten Versiegelungsabschnitts 21 und des zweiten Versiegelungsabschnitts 22 umfassen Polypropylen (PP), Polyphenylsulfid (PPS) und modifizierter Polyphenylether (modifiziertes PPE).
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Der erste Versiegelungsabschnitt 21 ist kontinuierlich über den gesamten Umfang der nichtbeschichteten Region des Randabschnitts 15c auf der ersten Oberfläche 15a der rechteckigen Elektrodenplatte 15 bereitgestellt und weist eine rechteckige Rahmenform auf, wenn er aus der Schichtungsrichtung D betrachtet wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Versiegelungsabschnitt 21 in Bezug auf die Elektrodenplatte 15 der Negativelektrodenabschlusselektrode 18 und die Elektrodenplatte 15 der Positivelektrodenabschlusselektrode 19 sowie der Elektrodenplatte 15 der bipolaren Elektrode 14 bereitgestellt. Was die Negativelektrodenabschlusselektrode 18 betrifft, ist der erste Versiegelungsabschnitt 21 bei dem Randabschnitt 15c der ersten Oberfläche 15a der Elektrodenplatte 15 bereitgestellt. Was die Positivelektrodenabschlusselektrode 19 betrifft, ist der erste Versiegelungsabschnitt 21 bei den Randabschnitten 15c der ersten Oberfläche 15a und der zweiten Oberfläche 15b der Elektrodenplatte 15 bereitgestellt.
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Der erste Versiegelungsabschnitt 21 ist luftdicht mit der ersten Oberfläche 15a der Elektrodenplatte 15 beispielsweise durch ein Wärmeschmelzen oder ein Ultraschallverbinden verbunden (verschweißt). Der erste Versiegelungsabschnitt 21 ist beispielsweise eine filmartige Schicht, die eine vorbestimmte Dicke in der Schichtungsrichtung D aufweist. In dem ersten Versiegelungsabschnitt 21 ist der Innenteil, der mit dem Randabschnitt 15c der Elektrodenplatte 15 verbunden ist, zwischen den Randabschnitten 15c der Elektrodenplatten 15, die benachbart zueinander in der Schichtungsrichtung D sind, positioniert. In dem ersten Versiegelungsabschnitt 21 ist der Außenteil, der nicht mit dem Randabschnitt 15c der Elektrodenplatte 15 verbunden ist, ein herausragender Teil, der nach außen über den Rand der Elektrodenplatte 15 hinaus herausragt. Dieser herausragende Teil wird mit dem zweiten Versiegelungsabschnitt 22 verbunden. Die herausragenden Teile der ersten Versiegelungsabschnitte 21, die benachbart zueinander in der Schichtungsrichtung D sind, werden miteinander beispielsweise durch ein Heißplattenverschmelzen verbunden (geschweißt).
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Die Region, bei der die Elektrodenplatte 15 und der erste Versiegelungsabschnitt 21 überlappen, ist die Region, bei der die Elektrodenplatte 15 und der erste Versiegelungsabschnitt 21 miteinander verbunden werden. In der Verbindungsregion wird die Oberfläche der Elektrodenplatte 15 aufgeraut. Obwohl lediglich die Verbindungsregion die aufgeraute Region sein kann, wird die gesamte Oberfläche der Elektrodenplatte 15 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgeraut. Das Aufrauen kann beispielsweise durch eine Vielzahl von Vorsprüngen verwirklicht werden, die durch Galvanisieren gebildet werden. Durch die Vielzahl von Vorsprüngen, die gebildet werden, gelangt ein geschmolzenes Harz zwischen die Vielzahl von Vorsprüngen, die als ein Ergebnis des Aufrauens ausgebildet sind, bei der Verbindungsschnittstelle zwischen der Elektrodenplatte 15 und dem ersten Versiegelungsabschnitt 21, wobei sich ein Verankerungseffekt zeigt. Als Ergebnis kann die Verbindungsstärke zwischen der Elektrodenplatte 15 und dem ersten Versiegelungsabschnitt 21 verbessert werden. Der Vorsprung, der während des Aufrauens ausgebildet wird, ist beispielsweise ein überhangförmiger winziger Vorsprung, der den Vorsprungabschnitt, der auf der Oberfläche der Elektrodenplatte 15 ausgebildet ist, als ein Basisende aufweist. Es ist möglich, den Verankerungseffekt durch ein Bilden derartiger winziger Vorsprünge zu verbessern.
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Der zweite Versiegelungsabschnitt 22 ist außerhalb des Elektrodenschichtkörpers 11 und des ersten Versiegelungsabschnitts 21 bereitgestellt. Der zweite Versiegelungsabschnitt 22 wird beispielsweise durch ein Harzspritzgießen bzw. Kunststoffspritzgießen in einem Zustand ausgebildet, bei dem der Elektrodenschichtkörper 11, der mit dem ersten Versiegelungsabschnitt 21 versehen ist, als ein Einlegeteil in einer Form angeordnet ist. Der zweite Versiegelungsabschnitt 22 erstreckt sich über die gesamte Länge des Elektrodenschichtkörpers 11 entlang der Schichtungsrichtung D. Der zweite Versiegelungsabschnitt 22 weist eine rechteckige Rohrform auf, die sich mit der Schichtungsrichtung D als eine Axialrichtung erstreckt. Der zweite Versiegelungsabschnitt 22 wird an den äußeren Randteil des ersten Versiegelungsabschnitts 21 beispielsweise durch Wärme während des Spritzgießens geschweißt.
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Der erste Versiegelungsabschnitt 21 und der zweite Versiegelungsabschnitt 22 bilden einen Innenraum V zwischen den benachbarten Elektroden und versiegeln den Innenraum V. Genauer gesagt, stellt der zweite Versiegelungsabschnitt 22 zusammen mit dem ersten Versiegelungsabschnitt 21 eine Versiegelung bzw. Dichtung zwischen den bipolaren Elektroden 14, die benachbart zueinander entlang der Schichtungsrichtung D sind, zwischen der Negativelektrodenabschlusselektrode 18 und der bipolaren Elektrode 14, die benachbart zueinander entlang der Schichtungsrichtung D sind, sowie zwischen der Positivelektrodenabschlusselektrode 19 und der bipolaren Elektrode 14, die benachbart zueinander entlang der Schichtungsrichtung D sind, bereit. Als Ergebnis wird der luftdicht unterteilte Innenraum V zwischen den benachbarten bipolaren Elektroden 14, zwischen der Negativelektrodenabschlusselektrode 18 und der bipolaren Elektrode 14 und zwischen der Positivelektrodenabschlusselektrode 19 und der bipolaren Elektrode 14 ausgebildet. Der Innenraum V beinhaltet beispielsweise eine alkalische Lösung, wie beispielsweise eine wässrige Kaliumhydroxidlösung oder ein Gel-Elektrolyt, in dem eine elektrolytische Lösung durch ein Polymer gehalten wird. Die Trenneinrichtung 13, die positive Elektrode 16 und die negative Elektrode 17 sind mit einem Elektrolyt, wie beispielsweise einer elektrolytischen Lösung und einem Gel-Elektrolyt, imprägniert.
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3 zeigt eine perspektivische Darstellung, die die externe Konfiguration des Leistungsspeichermoduls veranschaulicht. Wie es in 3 veranschaulicht ist, ist der Außenwandteil des Leistungsspeichermoduls 4 des Leistungsspeichermoduls 4 durch den Versiegelungskörper 12 konfiguriert. Der Versiegelungskörper 12 weist vier Seitenoberflächen 12A bis 12D auf, die der Seitenoberfläche 11a (siehe 2) des Elektrolytschichtkörpers 11 entsprechen. Jede der Seitenoberflächen 12A bis 12D ist eine Oberfläche, die sich entlang der Schichtungsrichtung D des Elektrodenschichtkörpers 11 erstreckt. In dem Beispiel gemäß 3 ist das Leistungsspeichermodul 4 rechteckig, wenn es aus der Schichtungsrichtung D betrachtet wird. Die Seitenoberflächen 12A und 12B sind Oberflächen auf der kurzen Seite, wenn sie aus der Schichtungsrichtung D betrachtet wird, wobei die Seitenoberflächen 12C und 12D Oberflächen auf der langen Seite sind, wenn sie aus der Schichtungsrichtung D betrachtet werden.
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Von den Seitenoberflächen 12A bis 12D ist die Seitenoberfläche 12A mit einer Vielzahl von (hier vier) Druckregulierventilen 28 versehen, die bei vorbestimmten Intervallen bereitgestellt sind. Das Druckregulierventil 28 reguliert den Druck des Innenraums V, indem das Gas in dem Innenraum V zu der Außenseite des Leistungsspeichermoduls 4 freigegeben wird. Wie es in 4 veranschaulicht ist, ist auf der Seite der Seitenoberfläche 12A, wo das Druckregulierventil 28 bereitgestellt ist, ein Durchgangsloch R, das mit dem Druckregulierventil 28 und dem Innenraum V in Verbindung ist, in den Versiegelungskörper 12 bereitgestellt. Anders ausgedrückt, ist die Seitenoberfläche 12A des Versiegelungskörpers 12 durch eine Öffnungswand konfiguriert, die mit dem Durchgangsloch R versehen ist, wobei die Seitenoberflächen 12B bis 12D des Versiegelungskörpers 12 durch Nicht-Öffnungswände konfiguriert sind, denen das Durchgangsloch R fehlt. Es ist anzumerken, dass das Druckregulierventil 28 in 4 weggelassen ist.
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Das Durchgangsloch R wird beispielsweise durch ein Durchgangsloch Ra, das in dem ersten Versiegelungsabschnitt 21 bereitgestellt ist, und ein Durchgangsloch Rb, das in dem zweiten Versiegelungsabschnitt 22 bereitgestellt ist, um dem Durchgangsloch Ra zu entsprechen, konfiguriert. Das Durchgangsloch R wird beispielsweise durch eine Platte 35 (siehe 8) als ein Lochbildungselement gebildet, das im Voraus in das Durchgangsloch Ra, das in dem ersten Versiegelungsabschnitt 21 des Elektrodenschichtkörpers 11 bereitgestellt ist, eingefügt wird, wenn der zweite Versiegelungsabschnitt 22 spritzgussgeformt wird, wobei die Platte 35 aus dem Versiegelungskörper 12 herausgezogen wird, nachdem der zweite Versiegelungsabschnitt 22 geformt worden ist. Das Durchgangsloch R fungiert ebenso als eine Flüssigkeitseinspritzöffnung für ein Einspritzen einer Elektrolytlösung in den Innenraum V bei dem Vorgang einer Herstellung des Leistungsspeichermoduls 4. Das Durchgangsloch R wird nach dem Einspritzen der elektrolytischen Lösung versiegelt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind eine Öffnungsregion 31, bei der das Durchgangsloch R angeordnet ist (das Druckregulierventil 28 angeordnet ist), und eine Nicht-Öffnungsregion 32, bei der das Durchgangsloch R nicht angeordnet ist (das Druckregulierventil 28 nicht angeordnet ist), abwechselnd auf der Seitenoberfläche 12A bereitgestellt (siehe 3).
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Der Versiegelungskörper 12 weist eine geschweißte Schicht 30 auf, die durch die ersten Versiegelungsabschnitte 21 gebildet wird, die in der Schichtungsrichtung D benachbart zueinander sind, die durch ein Heizelementschweißen oder dergleichen verschweißt werden. Eine Breite W der geschweißten Schicht 30, wenn sie aus der Schichtungsrichtung D betrachtet wird, ist zwischen der Seite der Seitenoberfläche 12A, bei der das Durchgangsloch R bereitgestellt ist, und der Seite der Seitenoberflächen 12B bis 12D, bei der das Durchgangsloch R nicht bereitgestellt ist, unterschiedlich. Spezifisch weist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der erste Versiegelungsabschnitt 21 einen Stufenabschnitt 29 auf, bei dem die Trenneinrichtung 13 platziert ist, wie es in 4 veranschaulicht ist. Der Stufenabschnitt 29 wird beispielsweise durch den äußeren Randteil des ersten Versiegelungsabschnitts 21 gebildet, der zu der inneren Randseite bei dem Vorgang einer Herstellung des Leistungsspeichermoduls 4 umgekantet wird. Hierbei ist die Breite W der geschweißten Schicht 30 die Länge des nach dem Schmelzen erstarrten Teils, der auf der äußeren Randseite (der Seite des zweiten Versiegelungsabschnitts 22) des ersten Versiegelungsabschnitts 21 durch ein Heizelementschmelzen gebildet wird. In einem Fall, bei dem das Heizelementschmelzen ausgeführt wird, nimmt die Länge des Vorsprungs des äußeren Randteils des ersten Versiegelungsabschnitts 21 von dem Rand der Elektrodenplatte 15 als Ergebnis einer Harzmaterialdurchdringung ab. Dementsprechend ist die Breite W der geschweißten Schicht 30 die Länge des nach dem Schmelzen verfestigten Teils von dem äußeren Rand des ersten Versiegelungsabschnitts 21, nachdem das Heizelementschmelzen ausgeführt worden ist, bis die Länge des Vorsprungs des äußeren Randteils des ersten Versiegelungsabschnitts 21 eine fixierte Größe von dem Anfangswert erreicht.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Breite W1 der geschweißten Schicht 30 auf der Seite der Seitenoberfläche 12A (siehe 4) kleiner als eine Breite W2 der geschweißten Schicht 30 auf der Seite der Seitenoberfläche 12B bis 12D (siehe 5(a)). In einem Fall, bei dem die Breite W2 0,5 mm bis 1,0 mm ist, wird die Breite W1 beispielsweise auf 0,2 mm oder weniger eingestellt. Die Breiten W1 und W2 können in Abhängigkeit von den Bedingungen, wie beispielsweise der Temperatur und Dauer des Heizelementschmelzens, reguliert werden. Es ist anzumerken, dass die geschweißte Schicht 30 lediglich auf der Seite der Seitenoberfläche 12B bis 12D bereitgestellt sein kann, die durch die Nicht-Öffnungswände konfiguriert sind, ohne auf der Seite der Seitenoberfläche A bereitgestellt zu werden, die durch die Öffnungswand konfiguriert ist. Anders ausgedrückt, kann ein Heizplattenschmelzen nicht bei dem Rand des ersten Versiegelungsabschnitts 21 auf der Seite der Seitenoberfläche 12A ausgeführt werden, wobei die Breite W1 der geschweißten Schicht 30 0 mm sein kann.
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Bei dem Rand des ersten Versiegelungsabschnitts 21 auf der Seite der Seitenoberfläche 12A kann die Ebenenrichtungssteifigkeit des Teils, der der Nicht-Öffnungsregion 32 entspricht, bei der das Durchgangsloch R nicht angeordnet ist, höher sein als die Ebenenrichtungssteifigkeit des Teils, der der Öffnungsregion 31 entspricht, bei der das Durchgangsloch R angeordnet ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Ebenenrichtungssteifigkeit durch die Breite W der geschweißten Schicht 30 reguliert, die reguliert wird. Genauer gesagt, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Breite W3 der geschweißten Schicht 30 bei dem Teil, der der Nicht-Öffnungsregion 32 entspricht (siehe 5(b)), größer als die Breite der geschweißten Schicht 30, die der Öffnungsregion 31 entspricht (das heißt die Breite W1). Die Breite W3 der geschweißten Schicht 30 kann gleich zu der Breite der geschweißten Schicht 30 der Seitenoberflächen 12B bis 12D sein oder kann ein Wert zwischen der Breite W1 und der Breite W2 sein.
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Eine Schmelzzulage des ersten Versiegelungsabschnitts 21 ist in einem Fall erforderlich, bei dem die Ebenenrichtungssteifigkeit durch die Breite W der geschweißten Schicht 30, die reguliert wird, reguliert wird. Beispielsweise kann, wie es in 6(a) veranschaulicht ist, ein herausragender Teil 33 als eine Schmelzzulage bei einer Position bereitgestellt sein, die der Nicht-Öffnungsregion 32 in dem ersten Versiegelungsabschnitt 21 entspricht, bei der ein Heizelementschmelzen noch auszuführen ist. Als Ergebnis kann das Harz des herausragenden Teils 33 fest zwischen die ersten Versiegelungsabschnitte 21, die benachbart zueinander in der Schichtungsrichtung D sind, eingefügt werden. Dementsprechend kann eine ausreichende Steifigkeit für den Teil, der der Nicht-Öffnungsregion 32 entspricht, sichergestellt werden.
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Zusätzlich kann, wie es in 6(b) veranschaulicht ist, die Konfiguration, die mit dem herausragenden Teil 33 versehen ist, beispielsweise damit ersetzt werden, dass ein Vertiefungsabschnitt 34 bereitgestellt wird, der aus einem Heizelementschmelzen bei einer Position resultiert, die der Nicht-Öffnungsregion 32 in dem ersten Versiegelungsabschnitt 21 entspricht, bei der das Heizelementschmelzen ausgeführt worden ist. Indem mehr Harz in dem Vertiefungsabschnitt 34 als bei den anderen Teilen geschmolzen wird, kann das Harz fest zwischen den Versiegelungsabschnitten 21, die benachbart zueinander in der Schichtungsrichtung D sind, wie in dem Fall gemäß 6(a) eingefügt werden. Dementsprechend kann eine ausreichende Steifigkeit für den Teil, der der Nicht-Öffnungsregion 32 entspricht, sichergestellt werden.
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Als nächstes wird der Vorgang zur Herstellung des Leistungsspeichermoduls 4, das vorstehend beschrieben ist, beschrieben. 7 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Leistungsspeichermodulherstellungsvorgang veranschaulicht. Wie es in 7 veranschaulicht ist, ist dieser Herstellungsvorgang konfiguriert, einen Schichtungsschritt (Schritt S01), einen Geschweißte-Schicht-Ausbildungsschritt (Schritt S02), einen Zweiter-Versiegelungsabschnitt-Ausbildungsschritt (Schritt S03) und einen Einspritzschritt (Schritt S04) zu umfassen.
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In dem Schichtungsschritt wird ein Schichtkörper erhalten, indem die bipolaren Elektroden 14 über die Trenneinrichtung 13 geschichtet werden. Zusätzlich wird der Elektrodenschichtkörper 11 erhalten, indem die Negativelektrodenabschlusselektrode 18 und die Positivelektrodenabschlusselektrode 19 weiter über die Trenneinrichtung 13 bei beiden Schichtungsenden des Schichtkörpers der bipolaren Elektroden 14 jeweils geschichtet werden. Der rechteckige rahmenförmige erste Versiegelungsabschnitt 21 wird durch Schmelzen oder dergleichen und vor der Schichtung mit den Randabschnitten 15c der Elektrodenplatten 15 der bipolaren Elektrode 14, der Negativelektrodenabschlusselektrode 18 und der Positivelektrodenabschlusselektrode 19 verbunden. Zusätzlich ist eine Vertiefung, die den äußeren Rand von dem inneren Rand erreicht, in der Seite des ersten Versiegelungsabschnitts 21 auf der Seite der Seitenoberfläche 12A bereitgestellt, wobei die Platte 35 (siehe 8) in der Vertiefung angeordnet wird. Die Tiefe der Vertiefung ist beispielsweise beinahe gleich zu der Dicke des gefalteten Teils des ersten Versiegelungsabschnitts 21 (der Dicke des oberen Teils des Stufenabschnitts 29). Die Platte 35 wird beispielsweise durch eine Metallplatte konfiguriert. Die Anzahl der Platten 35, die angeordnet werden, ist gleich zu der Anzahl der Innenräume V, die durch den Elektrodenschichtkörper 11 gebildet werden.
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Wie es in 8 veranschaulicht ist, werden in dem Geschweißte-Schicht-Ausbildungsschritt die äußeren Randteile der ersten Versiegelungsabschnitte 21, die benachbart zueinander in der Schichtungsrichtung D sind, miteinander mittels eines Heizelements 36 auf der Seitenoberfläche 11a des Elektrodenschichtkörpers 11 verschweißt. Obwohl 8 das Schmelzen der Oberfläche veranschaulicht, die der Seitenoberfläche 12A entspricht, wird das Schmelzen mittels des Heizelements 36 auf jeder der Oberflächen ausgeführt, die den Seiten der Seitenoberfläche 12A bis 12D entsprechen. Zu dieser Zeit wird die Breite W1 der geschweißten Schicht 30 auf der Seite der Seitenoberfläche 12A kleiner als die Breite W2 der geschweißten Schicht 30 auf der Seite der Seitenoberfläche 12B bis 12D gemacht, indem die Temperatur und Dauer des Schmelzens mittels des Heizelements 36 reguliert werden (siehe 4 und 5(a)). Zusätzlich wird die Breite W3 der geschweißten Schicht 30 bei dem Teil, der der Nicht-Öffnungsregion 32 entspricht, größer als die Breite der geschweißten Schicht 30 bei dem Teil gemacht, der der Öffnungsregion 31 entspricht (das heißt die Breite W1) (siehe 4 und 5(b)).
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In dem Zweiter-Versiegelungsabschnitt-Ausbildungsschritt wird der zweite Versiegelungsabschnitt 22 beispielsweise mittels einer Spritzgussmaschine ausgebildet. Hierbei ist der Elektrodenschichtkörper 11, bei dem die geschweißte Schicht 30 bei dem ersten Versiegelungsabschnitt 21 ausgebildet ist, in einer Form 41 für ein Spritzgießen mit der Platte 35 als ein Lochbildungselement, das in dem Durchgangsloch Ra des ersten Versiegelungsabschnitts 21 angeordnet ist, angeordnet. Wenn der Elektrodenschichtkörper 11 in der Form 41 angeordnet wird, wird der Elektrodenschichtkörper 11 mittels Positionierungsblöcken 42 positioniert, die in der Form 41 angeordnet sind, wie es beispielsweise in 9 veranschaulicht ist. In diesem Fall wird der Elektrodenschichtkörper 11 in die Form 41 durch einen Schieber 43 geschoben, wobei der Rand des ersten Versiegelungsabschnitts 21 auf der Seite der Seitenoberfläche 12A und der Rand des ersten Versiegelungsabschnitts 21 auf der Seite der Seitenoberfläche 12B veranlasst werden, gegen die Positionierungsblöcke 42 jeweils anzustoßen. Bei dem Rand des ersten Versiegelungsabschnitts 21 auf der Seite der Seitenoberfläche 12A wird lediglich der Teil, der der Nicht-Öffnungsregion 32 entspricht, veranlasst, gegen den Positionierungsblock 42 anzustoßen. Der Positionierungsblock 42 und der Schieber 43 können von der Innenseite der Form 41 vor einem Spritzgießen entfernt werden.
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Nach der Positionierung wird der zweite Versiegelungsabschnitt 22 um den ersten Versiegelungsabschnitt 21 durch ein Harzmaterial geformt, das in den Hohlraum in der Form 41 von dem (nicht veranschaulichten) Tor der Form 41 gegossen wird. Nachdem der zweite Versiegelungsabschnitt 22 ausgebildet worden ist, wird die Platte 35 von dem Elektrodenschichtkörper 11 entfernt. Als Ergebnis wird der Versiegelungskörper 12, der das Durchgangsloch R auf der Seite der Seitenoberfläche 12A aufweist, gebildet. Beispiele des Verfahrens zum Entfernen der Platte 35 umfassen ein Ziehen, ein Erwärmen und eine Ultraschallschwingung.
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In dem Einspritzschritt wird eine elektrolytische Lösung in den Innenraum V durch das Durchgangsloch R des Versiegelungskörpers 12 eingespritzt. Nach dem Einspritzen wird der Innenraum V durch das Druckregulierventil 28, das bei dem Durchgangsloch R angebracht wird, versiegelt, wobei das Leistungsspeichermodul 4 erhalten wird.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, ist in dem Leistungsspeichermodul 4 die Breite W1 der geschweißten Schicht 30 auf der Seite der Seitenoberfläche (Öffnungswand 12A), die mit dem Durchgangsloch R versehen ist, das mit dem Innenraum V in Verbindung ist, kleiner als die Breite W2 der geschweißten Schicht 30 auf der Seite der Seitenoberfläche (Nicht-Öffnungswand) 12B bis 12D. Das Durchgangsloch R wird beispielsweise durch die Platte 35 als ein Lochbildungselement gebildet, die in das Durchgangsloch Ra eingefügt wird, das in dem ersten Versiegelungsabschnitt bereitgestellt ist, wobei der zweite Versiegelungsabschnitt 22 in diesem Zustand ausgebildet wird, wobei dann die Platte 35 aus dem Versiegelungskörper 12 herausgezogen wird. In diesem Fall kann die Position des Durchgangsloches R durch die Platte 35, die eingefügt ist, definiert werden, wobei es somit möglich ist, zu verhindern, dass die Bildungsposition des Durchgangsloches R von dem Entwurf abweicht. Zusätzlich ist die Breite W1 der geschweißten Schicht 30 auf der Seite der Seitenoberfläche 12A klein, wobei es somit möglich ist, zu unterdrücken, dass der geschmolzene Teil des ersten Versiegelungsabschnitts 21 Grate bildet und an der Platte 35 anhaftet, wenn die herausragenden Teile des ersten Versiegelungsabschnitts 21 miteinander im Voraus verschweißt werden. Dementsprechend ist es in dem Leistungsspeichermodul 4 möglich, den zweiten Versiegelungsabschnitt 22 auszubilden, ohne die Platte 35 zu entfernen, die für die herausragenden Teile des ersten Versiegelungsabschnitts 21, die miteinander im Voraus zu verschweißen sind, verwendet wird, wobei es möglich ist, eine Zunahme der Komplexität hinsichtlich eines Herstellungsvorgangs zu vermeiden. Unterdessen wird eine ausreichende Breite W2 der geschweißten Schicht 30 auf der Seite der Seitenoberfläche 12B bis 12D sichergestellt, wobei somit eine ausreichende Versiegelungsleistungsfähigkeit für den Versiegelungskörper 12 sichergestellt werden kann.
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Zusätzlich ist es in einem Fall, bei dem die geschweißte Schicht 30 nicht auf der Seite der Seitenoberfläche 12A, die eine Öffnungswand ist, bereitgestellt ist, möglich, auf zuverlässigere Weise zu unterdrücken, dass der geschmolzene Teil des ersten Versiegelungsabschnitts 21 Grate bildet und an der Platte 35 anhaftet, wenn die herausragenden Teile des ersten Versiegelungsabschnitts miteinander im Voraus verschweißt werden.
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Zusätzlich sind in dem Leistungsspeichermodul 4 die Öffnungsregion 31, bei der das Durchgangsloch R angeordnet ist, und die Nicht-Öffnungsregion 32, bei der das Durchgangsloch R nicht angeordnet ist, auf der Seitenoberfläche 12A bereitgestellt, wobei die Breite W3 der geschweißten Schicht 30 in der Nicht-Öffnungsregion 32 größer ist als die Breite W1 der geschweißten Schicht 30 in der Öffnungsregion 31, wenn sie aus der Schichtungsrichtung D betrachtet werden. In diesem Fall kann die Ebenenrichtungssteifigkeit des ersten Versiegelungsabschnitts 21 in der Nicht-Öffnungsregion 32 in ausreichendem Maße in Bezug auf die Ebenenrichtungssteifigkeit des ersten Versiegelungsabschnitts 21 in der Öffnungsregion 31 vergrößert werden. Wenn die Ebenenrichtungssteifigkeit des Randes des ersten Versiegelungsabschnitts 21 unzureichend ist, wenn veranlasst wird, dass der Elektrodenschichtkörper 11 gegen den Positionierungsblock 42 in der Form 41 anstößt, ist es denkbar, dass der Rand des ersten Versiegelungsabschnitts 21 gestört wird, wobei die Genauigkeit der Positionierung mittels des Positionierungsblocks 42 nicht in ausreichendem Maße erhalten werden kann. Im Gegensatz dazu ist es in dem Leistungsspeichermodul 4 möglich, den Elektrodenschichtkörper 11 in der Form 41 genau zu positionieren, indem die Steifigkeit in der Nicht-Öffnungsregion 32 vergrößert wird und veranlasst wird, dass lediglich der Teil gegen den Positionierungsblock 42 anstößt. Als Ergebnis kann die dimensionale Genauigkeit des zweiten Versiegelungsabschnitts 42 verbessert werden. Zusätzlich ist es, indem der Rand des ersten Versiegelungsabschnitts 21 in ausreichendem Maße in der Nicht-Öffnungsregion 32 durchdrungen wird, möglich, die Ebenenrichtungssteifigkeit des ersten Versiegelungsabschnitts 21 in der Nicht-Öffnungsregion 32 in Bezug auf die Ebenenrichtungssteifigkeit des ersten Versiegelungsabschnitts 21 in der Öffnungsregion 31 in ausreichendem Maße zu vergrößern, ohne das Harzmaterial zu ändern.
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt. Beispielsweise ist die interne Konfiguration des Leistungsspeichermoduls 4 nicht auf die Konfiguration begrenzt, die in 2 veranschaulicht ist. 10 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung, die ein Modifikationsbeispiel der internen Konfiguration des Leistungsspeichermoduls veranschaulicht. In dem Beispiel gemäß 10 wird die äußere Randseite des rahmenförmigen ersten Versiegelungsabschnitts 21, der mit dem Randabschnitt 15c auf der Seite der ersten Oberfläche 15a der Elektrodenplatte 15 verbunden ist, nach innen in jede der bipolaren Elektroden 14 umgekantet. Als Ergebnis wird ein Stufenabschnitt 23 zum Platzieren des Randabschnitts der Trenneinrichtung 13 auf der inneren Randseite des ersten Versiegelungsabschnitts 21 ausgebildet. Der Stufenabschnitt 23 kann durch die filmartige Schicht gebildet werden, die die untere Reihe bildet, die mit der filmartigen Schicht überlegt wird, die die obere Reihe bildet.
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Zusätzlich werden in dem Beispiel gemäß 10 Abschlussleiter 20 auf die äußere Seite der Negativelektrodenabschlusselektrode 18 in der Schichtungsrichtung und die äußere Seite der Positivelektrodenabschlusselektrode 19 in der Schichtungsrichtung jeweils geschichtet. Der Abschlussleiter 20 ist ein sogenanntes unbeschichtetes leitfähiges Element, wobei weder ein Positivelektrodenaktivmaterial noch ein Negativelektrodenaktivmaterial auf beiden Oberflächen des Abschlussleiters 20 bereitgestellt werden. Der Abschlussleiter 20 ist in Kontakt mit der externen Anschlussoberfläche der gegenüberliegenden Negativelektrodenabschlusselektrode 18 oder Positivelektrodenabschlusselektrode 19 und ist elektrisch damit verbunden. Ein Element, das identisch zu der Elektrodenplatte 15 der bipolaren Elektrode 14 ist, kann als der Abschlussleiter 20 verwendet werden, wobei der Abschlussleiter 20 beispielsweise durch eine rechteckige Metallfolie konfiguriert ist, die aus Nickel, einer nickelbeschichteten Stahlfolie, einer Edelstahlfolie oder dergleichen hergestellt ist. Die Oberfläche des Abschlussleiters 20 kann als Ganzes oder zum Teil aufgeraut sein.
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Wie in dem Fall der Elektrodenplatte 15 der bipolaren Elektrode 14 sind rahmenförmige erste Versiegelungsabschnitte 21A mit Randabschnitten 20c der Abschlussleiter 20 jeweils verbunden. Die ersten Versiegelungsabschnitte 21A sind nach innen auf den äußeren Randseiten umgekantet und sind mit ersten Oberflächen 20a und zweiten Oberflächen 20b in den Randabschnitten 20c der Abschlussleiter 20 jeweils verbunden. Der erste Versiegelungsabschnitt 21A, der mit der zweiten Oberfläche 20b des Abschlussleiters 20 auf der Seite der Negativelektrodenabschlusselektrode 18 verbunden ist, ist ebenso mit der ersten Oberfläche 15a der Elektrodenplatte 15 der Negativelektrodenabschlusselektrode 18 verbunden. Die Dicke der filmartigen Schicht, die den ersten Versiegelungsabschnitt 21A bildet, kann zu der Dicke der filmartigen Schicht, die den ersten Versiegelungsabschnitt 21 bildet, unterschiedlich sein. In diesem Fall fungiert der Verbindungskörper des Abschlussleiters 20 und des ersten Versiegelungsabschnitts 21A ebenso als ein Element, das die Dicke des Elektrodenschichtkörpers 11 einschließlich der ersten Versiegelungsabschnitte 21 und 21A in der Schichtungsrichtung D reguliert.
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Die äußeren Randteile der ersten Versiegelungsabschnitte 21 und 21A sind miteinander durch die geschweißte Schicht 30 verbunden. Wie es in 11 veranschaulicht ist, ist in diesem Modifikationsbeispiel die geschweißte Schicht 30 lediglich auf der Seite der Seitenoberfläche 12B bis 12D bereitgestellt, die durch die Nicht-Öffnungswände konfiguriert ist. Anders ausgedrückt ist die Breite W1 der geschweißten Schicht 30 0 mm in Bezug auf den Rand des ersten Versiegelungsabschnitts 21 auf der Seite der Seitenoberfläche 12A. Indem die geschweißte Schicht 30 nicht auf der Seite der Seitenoberfläche 12A ausgebildet wird, ist es möglich, zu vermeiden, dass der geschmolzene Teil des ersten Versiegelungsabschnitts 21 Grate bildet und an der Platte 35 anhaftet (siehe 8).
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In einem Fall, bei dem die geschweißte Schicht 30 auf der Seite der Seitenoberfläche 12A nicht ausgebildet ist, sind die bipolare Elektrode 14, bei der der erste Versiegelungsabschnitt 21 zuvor mit der Elektrodenplatte 15 verbunden wird, die Negativelektrodenabschlusselektrode 18, bei der der erste Versiegelungsabschnitt 21 zuvor mit der Elektrodenplatte 15 verbunden wird, die Positivelektrodenabschlusselektrode 19, bei der der erste Versiegelungsabschnitt 21 zuvor mit der Elektrodenplatte 15 verbunden wird, und der Abschlussleiter 20, mit dem der erste Versiegelungsabschnitt 21A zuvor verbunden wird, in der Schichtungsrichtung in Bezug auf die Seite geschichtet, die der Seite der Seitenoberfläche 12A entspricht, bei der die geschweißte Schicht 30 nicht ausgebildet ist. Wenn die Menge der Grate auf der Platte 35 in einem Fall zunimmt, bei dem die geschweißte Schicht 30 auf der Seite der Seitenoberfläche 12A ausgebildet ist, ist es erforderlich, die Grate vor dem Zweiter-Versiegelungsabschnitt-Ausbildungsschritt zu entfernen. Indem jedoch die bipolare Elektrode 14, die Negativelektrodenabschlusselektrode 18, die Positivelektrodenabschlusselektrode 19 und der Abschlussleiter 20 in Bezug auf die Seite, die der Seite der Seitenoberfläche 12A entspricht, bei der die geschweißte Schicht 30 nicht ausgebildet ist, geschichtet werden, ist es möglich, eine Schichtungsgenauigkeit auf der Seite der Seitenoberfläche 12A, die als eine Öffnungswand dient, sicherzustellen, wobei somit kein Erfordernis besteht, die geschweißte Schicht 30 auf der Seite der Seitenoberfläche 12A auszubilden, wobei somit kein Erfordernis besteht, die Grate von der Platte 35 zu entfernen.
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Zusätzlich ist die Ausbildung der geschweißten Schicht 30 nicht auf ein Heizelementschmelzen begrenzt, wobei die geschweißte Schicht 30 durch ein Ultraschallschmelzen, ein Infrarotschmelzen usw. ausgebildet werden kann. In dem Fall eines Ultraschallschmelzens wird ein Ultraschallhorn gegen die äußeren Randteile der ersten Versiegelungsabschnitte 21 und 21A, die in der Schichtungsrichtung D benachbart sind, gedrückt und eine Ultraschallwelle von näherungsweise 10 oder mehr kHz wird von dem Ultraschallhorn an die äußeren Randteile der ersten Versiegelungsabschnitte 21 und 21A angelegt. Die geschweißte Schicht 30 kann ausgebildet werden, indem die äußeren Randteile der ersten Versiegelungsabschnitte 21 und 21A durch eine Reibungswärme als Ergebnis des Ultraschallwellenanlegens geschmolzen und verfestigt werden. In Bezug auf ein Heizelementschmelzen ist es erforderlich, zu warten, bis das Heizelement und die ersten Versiegelungsabschnitte 21 und 21A in ausreichendem Maße abgekühlt sind, nachdem ein Erwärmen gestoppt worden ist, um zu verhindern, dass die ersten Versiegelungsabschnitte 21 und 21A hängenbleiben. Im Gegensatz dazu ist es in Bezug auf ein Ultraschallschmelzen möglich, ein Abkühlen rascher als in dem Fall eines Heizelementschmelzens auszuführen, indem die Wärme der ersten Versiegelungsabschnitte 21 und 21A von dem Ultraschallhorn oder dergleichen freigegeben wird, obwohl ein natürliches Abkühlen ausgeführt wird, nachdem das Ultraschallwellenanlegen gestoppt ist. Dementsprechend kann die Zeit, die für den Geschweißte-Schicht-Ausbildungsschritt erforderlich ist, verkürzt werden. Zusätzlich ist es ebenso möglich, im Vergleich mit einem Heizelementschmelzen die Grate, die an der Platte 35 anhaften, zu verringern.
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In dem Fall eines Infrarotschmelzens kann die geschweißte Schicht 30 bei den ersten Versiegelungsabschnitten 21 und 21A ausgebildet werden, indem die geschichteten ersten Versiegelungsabschnitte 21 und 21A mit Infrarotstrahlen von einer Infraroterwärmungseinrichtung bestrahlt werden, die entfernt von der Seitenoberfläche 11a des Elektrodenschichtkörpers 11 angeordnet ist. Durch dieses Verfahren ist es möglich, lediglich das Harz der ersten Versiegelungsabschnitte 21 und 21A selektiv zu erwärmen, indem die Wellenlänge der Infrarotstrahlen gesteuert wird, wobei es möglich ist, die geschweißte Schicht 30 durch Verschmelzen der ersten Versiegelungsabschnitte 21 miteinander sowie der ersten Versiegelungsabschnitte 21 und 21A miteinander mit einer hohen Qualität und in kurzer Zeit auszubilden.
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Es ist anzumerken, dass die Ebenenrichtungsausdehnungsbreite der geschweißten Schicht 30 der Seitenoberfläche 12A zu der Seitenoberfläche 12D, wenn sie aus der Schichtungsrichtung D betrachtet wird, zwischen der Nicht-Öffnungswand und der Öffnungswand unterschiedlich sein kann, obwohl die Dicke der geschweißten Schicht 30 in der Richtung hin zu der Innenseite (der Seite des Elektrodenschichtkörpers 11) von der Außenseitenoberfläche des Versiegelungskörpers 12 zwischen der Nicht-Öffnungswand und der Öffnungswand in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel unterschiedlich ist. Beispielsweise kann, wie es in 12 veranschaulicht ist, die geschweißte Schicht 30 kontinuierlich entlang der Ebenenrichtung der Seitenoberfläche 12B zu der Seitenoberfläche 12D auf der Seite der Seitenoberfläche 12B bis 12D als Nicht-Öffnungswände kontinuierlich bereitgestellt werden, wobei die geschweißte Schicht 30 bei regelmäßigen Intervallen entlang der Ebenenrichtung der Seitenoberfläche A auf der Seite der Seitenoberfläche 12A als eine Öffnungswand teilweise bereitgestellt sein kann. In diesem Fall ist die Breite der geschweißten Schicht 30 entlang der Ebenenrichtung der Seitenoberfläche 12A (Gesamtbreite von L3a bis L3e) kleiner als eine Ebenenrichtungsbreite L1 der geschweißten Schicht 30 entlang der Ebenenrichtung der Seitenoberflächen 12A und 12C und eine Ebenenrichtungsbreite L2 der geschweißten Schicht 30 entlang der Ebenenrichtung der Seitenoberfläche 12B. Auch in einer derartigen Form werden Aktionen und Effekte, die ähnlich zu denen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels sind, gezeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 4:
- Leistungsspeichermodul,
- 11:
- Elektrodenschichtkörper,
- 11a:
- Seitenoberfläche,
- 12:
- Versiegelungskörper,
- 12A:
- Seitenoberfläche (Öffnungswand),
- 12B bis 12D:
- Seitenoberfläche (Nicht-Öffnungswand),
- 14:
- bipolare Elektrode,
- 15:
- Elektrodenplatte (Metallplatte),
- 15a:
- erste Oberfläche,
- 15b:
- zweite Oberfläche,
- 15c:
- Randabschnitt,
- 21, 21A:
- erster Versiegelungsabschnitt,
- 22:
- zweiter Versiegelungsabschnitt,
- 30:
- geschweißte Schicht,
- 31:
- Öffnungsregion,
- 32:
- Nicht-Öffnungsregion,
- D:
- Schichtungsrichtung (erste Richtung),
- R:
- Durchgangsloch,
- V: Innenraum, W (W1 bis W3):
- Breite der geschweißten Schicht.