双极型蓄电池及其制造方法与流程

本发明涉及双极型蓄电池及其制造方法。

背景技术：

1、近年来，利用太阳光或风力等自然能量的发电设备增加。在这样的发电设备中，由于无法控制发电量，因此利用蓄电池来实现电力负荷的均衡化。即，在发电量比消耗量多时，按差分对蓄电池充电，另一方面，在发电量比消耗量小时，按差分从蓄电池放电。作为上述蓄电池，从经济性和安全性等观点出发，多使用铅蓄电池，其中，从能量密度的观点出发，双极(bipolar)型铅蓄电池受到关注。

2、该双极型铅蓄电池通过将电池单元部件和框架单元交替地层叠多层并组装，从而将电池单元部件彼此串联连接而成，该电池单元部件使电解层介于具有正极用活性物质层的正极与具有负极用活性物质层的负极之间，该框架单元由收容电池单元部件的树脂构成。

3、在该双极型铅蓄电池中，构成电池单元内的电池单元部件的电解层浸渗有电解液。因此，需要防止该电解液从电池单元内向外部漏出。

4、作为具有防止电解液向外部漏出的密封结构的电池组件，目前已知有例如专利文献1所示的密闭型双极电池组件。

5、该专利文献1所示的密闭型双极电池组件具备在内部配置有第一集电体及第二集电体的壳体框架、以及以与壳体框架的上部及下部嵌合的方式安装的两个端盖，由第一集电体、第二集电体、壳体框架及端盖划定电解液区域。

6、另外，为了防止电解液向外部漏出，在第一集电体及第二集电体各自的周围，在壳体框架与端盖之间设置有多个塑料密封件及接合剂密封件，并且将壳体框架与端盖之间通过使用了热板熔接或其他焊接技术的焊接接合部接合。

7、在先技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本专利第6571091号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、但是，在该现有的专利文献1所示的密闭型双极电池组件中，存在以下问题。

3、即，在专利文献1所示的密闭型双极电池组件的情况下，作为对电解液从壳体框架与端盖之间向外部漏出进行密封的密封结构，除了将多个塑料密封件及接合剂密封件设置于第一集电体及第二集电体各自的周围且壳体框架与端盖之间之外，还需要将壳体框架与端盖之间通过使用了热板熔接或其他焊接技术的焊接接合部接合，存在密封结构复杂的技术问题。

4、由此，本发明的目的在于提供能够通过简单的密封结构可靠地防止电解液从电池单元内向外部漏出的双极型蓄电池及其制造方法。

5、用于解决技术问题的方案

6、为了解决上述技术问题，本发明提供具有以下结构的双极型蓄电池。

7、(1)具备：多个电池单元部件，具备具有正极用活性物质层的正极、具有负极用活性物质层的负极、以及介于所述正极与所述负极之间的电解层；以及多个框架单元，形成单独地收容所述多个电池单元部件的多个电池单元，在层叠方向上相邻的电池单元部件彼此串联地电连接。

8、(2)所述多个框架单元分别由透光性树脂材料制的框架单元构成。

9、(3)在所述电池单元部件的层叠方向上相邻的两个所述透光性树脂材料制的框架单元彼此经由光吸收性树脂材料制的接合材料熔接而接合。

10、另外，本发明提供具有以下结构的双极型蓄电池的制造方法。

11、(1)一种双极型蓄电池的制造方法，所述双极型蓄电池具备：多个电池单元部件，具备具有正极用活性物质层的正极、具有负极用活性物质层的负极、以及介于所述正极与所述负极之间的电解层；以及多个框架单元，形成单独地收容所述多个电池单元部件的多个电池单元，在层叠方向上相邻的电池单元部件彼此串联地电连接。

12、(2)包括框架单元配置工序，将分别由透光性树脂材料制的框架单元构成的所述多个框架单元在所述电池单元部件的层叠方向上层叠配置。

13、(3)包括接合材料配置工序，将光吸收性树脂材料制的接合材料配置于在所述电池单元部件的层叠方向上相邻的两个所述透光性树脂材料制的框架单元间。

14、(4)包括接合工序，使光透射两个所述透光性树脂材料制的框架单元中的一个所述透光性树脂材料制的框架单元并向所述光吸收性树脂材料制的接合材料照射，通过使所述光吸收性树脂材料制的接合材料及两个所述透光性树脂材料制的框架单元熔融、固化而成的熔接部，将在所述电池单元部件的层叠方向上相邻的两个所述透光性树脂材料制的框架单元彼此熔接而接合。

15、发明的效果

16、根据本发明所涉及的双极型蓄电池，多个框架单元分别由透光性树脂材料制的框架单元构成。另外，在电池单元部件的层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元彼此经由光吸收性树脂材料制的接合材料熔接而接合。

17、由此，在电池单元部件的层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元彼此被密封而没有间隙，能够通过简单的密封结构可靠地防止电解液从电池单元内向外部漏出。

18、另外，两个透光性树脂材料制的框架单元经由光吸收性树脂材料制的接合材料熔接的接合与基于接合剂的接合方法相比，气密性高。进而，在将两个透光性树脂材料制的框架单元彼此接合时不易产生毛刺，能够减少该毛刺进入电池单元内的可能性。

19、另外，由于多个框架单元分别全部由相同的透光性树脂材料制的框架单元构成，因此各个框架单元没有热膨胀率之差，能够提高在层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元彼此的接合的可靠性，能够可靠地防止电解液从电池单元内向外部漏出。

20、另外，根据本发明所涉及的双极型蓄电池，将沿着与层叠方向正交的方向延伸的接合面分别设置于在层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元，在层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元的接合面彼此经由光吸收性树脂材料制的接合材料熔接而接合。由此，能够通过简单的密封结构可靠地防止电解液从电池单元内向外部漏出。

21、另外，根据本发明所涉及的双极型蓄电池，将沿着层叠方向延伸的接合面分别设置于在层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元，在层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元的接合面彼此经由光吸收性树脂材料制的接合材料熔接而接合。由此，能够使沿着层叠方向延伸的接合面的宽度比沿着与层叠方向正交的方向延伸的接合面的宽度大，因此，与设为沿着与层叠方向正交的方向延伸的接合面的情况相比，能够增大到电解液从电池单元的内部向外部漏出为止的爬电距离，能够进一步提高电解液的防水性能。

22、另外，根据本发明所涉及的双极型蓄电池，透光性树脂材料的成为母材的树脂成分为热塑性树脂，光吸收性树脂材料的成为母材的树脂成分为热塑性树脂，并且含有光吸收剂。由此，在电池单元部件的层叠方向上相邻的成为母材的树脂成分为热塑性树脂的两个透光性树脂材料制的框架单元彼此，经由成为母材的树脂成分为热塑性树脂并且含有光吸收剂的光吸收性树脂材料制的接合材料熔接而接合，在电池单元部件的层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元彼此被密封而没有间隙，能够通过简单的密封结构可靠地防止电解液从电池单元内向外部漏出。

23、另外，根据本发明所涉及的双极型蓄电池，透光性树脂材料以对于选自380nm以上且2000nm以下的范围内的波长的光表现出50％以上且95％以下的透射率的热塑性树脂为母材，光吸收性树脂材料以对于选自380nm以上且2000nm以下的范围内的波长的光表现出5％以上且60％以下的吸收率的方式，在成为母材的热塑性树脂中含有光吸收剂。由此，以对于选自380nm以上且2000nm以下的范围内的波长的光表现出50％以上且95％以下的透射率的热塑性树脂为母材的两个透光性树脂材料制的框架单元彼此，经由以对于选自380nm以上且2000nm以下的范围内的波长的光表现出5％以上且60％以下的吸收率的方式在成为母材的热塑性树脂中含有光吸收剂的光吸收性树脂材料制的接合材料接合，在电池单元部件的层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元彼此被密封而没有间隙，能够通过简单的密封结构可靠地防止电解液从电池单元内向外部漏出。

24、另外，根据本发明所涉及的双极型蓄电池，热塑性树脂含有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚丙烯树脂中的至少一种。由此，以含有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚丙烯树脂中的至少一种的热塑性树脂为母材的两个透光性树脂材料制的框架单元彼此，经由在含有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚丙烯树脂中的至少一种的热塑性树脂中含有光吸收剂的光吸收性树脂材料制的接合材料接合，在电池单元部件的层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元彼此被密封而没有间隙，能够通过简单的密封结构可靠地防止电解液从电池单元内向外部漏出。

25、另外，根据本发明所涉及的双极型蓄电池，光吸收性树脂材料制的接合材料呈片状。由此，在电池单元部件的层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元彼此经由呈片状的光吸收性树脂材料制的接合材料熔接而接合，能够通过简单的密封结构可靠地防止电解液从电池单元内向外部漏出。

26、另外，根据本发明所涉及的双极型铅蓄电池，是正极具有正极用铅层、负极具有负极用铅层的双极型铅蓄电池。由此，在双极型铅蓄电池中，能够通过简单的密封结构可靠地防止电解液从电池单元内向外部漏出。

27、另外，根据本发明所涉及的双极型蓄电池的制造方法，包括：框架单元配置工序，将分别由透光性树脂材料制的框架单元构成的多个框架单元在电池单元部件的层叠方向上层叠配置；接合材料配置工序，将光吸收性树脂材料制的接合材料配置于在电池单元部件的层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元间；以及接合工序，使光透射两个透光性树脂材料制的框架单元中的一个透光性树脂材料制的框架单元并向光吸收性树脂材料制的接合材料照射，通过使光吸收性树脂材料制的接合材料及两个透光性树脂材料制的框架单元熔融、固化而成的熔接部，将在电池单元部件的层叠方向上相邻的两个所述透光性树脂材料制的框架单元彼此熔接而接合。

28、由此，能够通过基于激光熔接的简单的密封方法及简单的密封结构可靠地防止电解液从电池单元内向外部漏出。

29、另外，根据本发明所涉及的双极型蓄电池的制造方法，在接合材料配置工序中，在分别设置于在层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元的、沿着与层叠方向正交的方向延伸的接合面间配置光吸收性树脂材料制的接合材料，在接合工序中，将在层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元的接合面彼此通过熔接部接合。由此，通过将在与层叠方向正交的方向上延伸的接合面彼此通过基于激光熔接的熔接部接合，在层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元彼此能够接合，能够通过简单的密封方法及简单的密封结构可靠地防止电解液从电池单元内向外部漏出。

30、另外，根据本发明所涉及的双极型蓄电池的制造方法，在接合材料配置工序中，在分别设置于在层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元的、沿着层叠方向延伸的接合面间配置光吸收性树脂材料制的接合材料，在接合工序中，将在层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元的接合面彼此通过熔接部接合。由此，能够使沿着层叠方向延伸的接合面的宽度比沿着与层叠方向正交的方向延伸的接合面的宽度大，因此，与设为沿着与层叠方向正交的方向延伸的接合面的情况相比，能够增大到电解液从电池单元的内部向外部漏出为止的爬电距离，能够进一步提高电解液的防水性能。

31、另外，根据本发明所涉及的双极型蓄电池的制造方法，光吸收性树脂材料制的接合材料呈片状。由此，在接合材料配置工序中，将呈片状的光吸收性树脂材料制的接合材料配置于在电池单元部件的层叠方向上相邻的两个透光性树脂材料制的框架单元间，在接合工序中，使光透射两个透光性树脂材料制的框架单元中的一个透光性树脂材料制的框架单元并向呈片状的光吸收性树脂材料制的接合材料照射，通过使光吸收性树脂材料制的接合材料及两个透光性树脂材料制的框架单元熔融、固化而成的熔接部，将在电池单元部件的层叠方向上相邻的两个所述透光性树脂材料制的框架单元彼此熔接而接合，能够通过基于激光熔接的简单的密封方法及简单的密封结构可靠地防止电解液从电池单元内向外部漏出。