(57)【要約】【課題】既存の設備に比較的簡単に導入でき、製造過程において発生したガスを建屋の外に送り出すことのできる二次電池の製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】二次電池１０の製造装置１００は、サブアセンブリ７０を外装体２０の周縁が上辺、下辺および左右の両辺となる縦置き状態に保持する保持部と、サブアセンブリにおける外装体のうち上辺側の外装体の一部を切断してガス抜き孔７２を形成する切断部１４０と、サブアセンブリの上部を覆ってガスの貯溜空間１５４を形成するガス溜まり部１５０と、貯溜空間に連通する吸引口１７０と、吸引ポンプ１８０と、を有する。吸引口は、サブアセンブリの上辺の長さ方向においてサブアセンブリの上部の一端側の側方に配置され、吸引ポンプの作動によって、サブアセンブリの上部における吸引口とは反対側の端部の側方のガスを、サブアセンブリの上辺に沿って吸引口へと向かうように流してなる。【選択図】図５
2020024963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライエアが供給される建屋内に配置され、外装体内に発電要素が封入され扁平な形状を有するサブアセンブリから二次電池を製造する製造装置であって、
前記サブアセンブリを前記外装体の周縁が上辺、下辺および左右の両辺となる縦置き状態に保持する保持部と、
前記サブアセンブリにおける前記外装体のうち上辺側の前記外装体の一部を切断して、前記サブアセンブリの上辺に沿うように延びた形状を有し、前記ドライエアよりも密度が小さいガスを前記外装体の外部へ放出するガス抜き孔を形成する切断部と、
前記サブアセンブリの上部を覆うとともに底部を開放した仕切壁によって前記ガス抜き孔から放出された前記ガスを溜める貯溜空間を形成するガス溜まり部と、
前記貯溜空間に連通する吸引口と、
前記吸引口に接続され、前記貯溜空間に溜まった前記ガスを吸引する吸引ポンプと、を有し、
前記吸引口は、前記サブアセンブリの上辺の長さ方向において前記サブアセンブリの上部の一端側の側方に配置され、
前記吸引ポンプの作動によって、前記サブアセンブリの上部における前記吸引口とは反対側の端部の側方のガスを、前記サブアセンブリの上辺に沿って前記吸引口へと向かうように流してなる、二次電池の製造装置。
【請求項２】
外装体内に発電要素が封入された扁平な形状を有するサブアセンブリから二次電池を製造する製造方法であって、
ドライエアが供給される建屋内に、前記サブアセンブリを前記外装体の周縁が上辺、下辺および左右の両辺となる縦置き状態に配置し、
前記サブアセンブリにおける前記外装体のうち上辺側の前記外装体の一部を切断して、前記サブアセンブリの上辺に沿うように延びた形状を有し、前記ドライエアよりも密度が小さいガスを前記外装体の外部へ放出するガス抜き孔を形成し、
前記サブアセンブリの上部を覆うとともに底部を開放したガス溜まり部からの吸引ポンプによる吸引処理によって、前記サブアセンブリの上辺の長さ方向において前記サブアセンブリの上部の一端側の側方に配置した吸引口へと向かうように、前記サブアセンブリの上部における前記吸引口とは反対側の端部の側方のガスを、前記サブアセンブリの上辺に沿って流してなる、二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車などに用いられるリチウムイオン電池などの二次電池は、外装フィルムを重ねて袋状に形成した外装体に、電極などの発電要素および電解液を封入することによって形成される。
【０００３】
このような二次電池の製造では、外装体に発電要素および電解液を封入した後、初期充電を行う。初期充電では化学反応によって発電要素から水素等のガスが発生するため、外装体にガス抜き孔を設けて外装体からガスを放出させ、ガスによる外装体の膨張を防止している。一方で、外装体にガス抜き孔を形成した状態では外部から水蒸気が入り込むおそれがあり、水分が一定以上存在すれば電池の性能が低下してしまう。そのため、二次電池の製造は、外装体の内部に水分が浸入しないように湿度の低いドライ環境の建屋内において行う。
【０００４】
外装体の外部に放出されたガスは、建屋に設けられた吸引口から吸引ポンプによって吸引して建屋の外へ送り出される。ガスは建屋内全体に拡散するためガスを吸引しようとすると建屋内のドライエアも同時に吸引してしまう。これにより、吸引ポンプによって吸引する量が増加するとともにドライエアの供給量が増加するため、製造コストの増加を招いてしまう。
【０００５】
これに対して下記特許文献１では、二次電池の周りを囲う密閉した空間であるチャンバに、ドライガス供給装置およびガス吸引装置（真空引き装置）を設け、当該チャンバ内においてガス抜き孔の形成およびチャンバの外部へのガスの送り出しを行う。これにより、狭いチャンバ内にガスを留めておくことができるため、比較的容易にチャンバの外部へガスの送り出しを行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−８８３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した方法では、二次電池の周りに外部から密閉した空間を形成する必要があるため設備費用が増加してしまう。また、チャンバ内にドライガスを充填して密閉した空間を二次電池ごとに形成するため、製造に要する時間が長くなってしてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、既存の設備に比較的簡単に導入でき、製造過程において発生したガスを効率的に建屋の外に送り出すことのできる二次電池の製造方法および製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明に係る二次電池の製造装置は、ドライエアが供給される建屋内に配置され、外装体内に発電要素が封入され扁平な形状を有するサブアセンブリから二次電池を製造する製造装置である。二次電池の製造装置は、前記サブアセンブリを前記外装体の周縁が上辺、下辺および左右の両辺となる縦置き状態に保持する保持部と、前記サブアセンブリにおける前記外装体のうち上辺側の前記外装体の一部を切断して、前記サブアセンブリの上辺に沿うように延びた形状を有し、前記ドライエアよりも密度が小さいガスを前記外装体の外部へ放出するガス抜き孔を形成する切断部と、前記サブアセンブリの上部を覆うとともに底部を開放した仕切壁によって前記ガス抜き孔から放出された前記ガスを溜める貯溜空間を形成するガス溜まり部と、前記貯溜空間に連通する吸引口と、前記吸引口に接続され、前記貯溜空間に溜まった前記ガスを吸引する吸引ポンプと、を有する。前記吸引口は、前記サブアセンブリの上辺の長さ方向において前記サブアセンブリの上部の一端側の側方に配置されている。前記吸引ポンプの作動によって、前記サブアセンブリの上部における前記吸引口とは反対側の端部の側方のガスを、前記サブアセンブリの上辺に沿って前記吸引口へと向かうように流してなる。
【００１０】
上記目的を達成する本発明に係る二次電池の製造方法は、外装体内に発電要素が封入された扁平な形状を有するサブアセンブリから二次電池を製造する製造方法である。二次電池の製造方法においては、まず、ドライエアが供給される建屋内に、前記サブアセンブリを前記外装体の周縁が上辺、下辺および左右の両辺となる縦置き状態に配置する。次に、前記サブアセンブリにおける前記外装体のうち上辺側の前記外装体の一部を切断して、前記サブアセンブリの上辺に沿うように延びた形状を有し、前記ドライエアよりも密度が小さいガスを前記外装体の外部へ放出するガス抜き孔を形成する。その後、前記サブアセンブリの上部を覆うとともに底部を開放したガス溜まり部からの吸引ポンプによる吸引処理によって、前記サブアセンブリの上辺の長さ方向において前記サブアセンブリの上部の一端側の側方に配置した吸引口へと向かうように、前記サブアセンブリの上部における前記吸引口とは反対側の端部の側方のガスを、前記サブアセンブリの上辺に沿って流してなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る二次電池の製造装置によれば、ガス溜まり部によってガス抜き孔から放出されたガスを堰き止めることにより、建屋内にガスが拡散しないようにすることができる。さらに、貯溜空間に溜まったガスを吸引ポンプによって吸引して、吸引口に向けて流れるガス流れを形成することによって効率的にガスを吸引口へ送り出すことができる。また、既存の設備に比較的簡単に導入することができ、製造過程において発生したガスを効率的に建屋の外に送り出すことができる。
【００１２】
本発明に係る二次電池の製造方法によれば、ガス抜き孔を形成する前に吸引ポンプによって吸引して、吸引口に向けて流れるガス流れを形成することができる。よって、ガス抜き孔から放出されるガスをガス流れに乗せて吸引口まで効率的に送り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（Ａ）は、実施形態に係る二次電池を示す概略図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】実施形態に係るサブアセンブリを示す概略図である。
【図３】実施形態に係る二次電池の製造装置を示す上面図である。
【図４】図３の４−４線に沿う断面図である。
【図５】図３の５−５線に沿う断面図である。
【図６】図３の４−４線に沿う断面図であって、サブアセンブリを搬入する様子を示す。
【図７】図３の４−４線に沿う断面図であって、しごき部によって外装体内の電解液を発電要素側へ寄せている様子を示す。
【図８】図３の４−４線に沿う断面図であって、ガス抜き孔を形成している様子を示す。
【図９】実施形態に係る二次電池の製造工程を示すフローチャートである。
【図１０】変形例に係る二次電池の製造装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付した図面を参照しながら、本実施形態に係る二次電池の製造装置および製造方法を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１５】
図１（Ａ）は、実施形態に係る二次電池１０を示す概略図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。
【００１６】
本実施形態に係る二次電池１０は、長方形状の扁平な形状を有し、電気自動車などの動力部に使用される積層型のリチウムイオン二次電池である。
【００１７】
二次電池１０は、図１（Ａ）を参照して概説すると、袋状の外装体２０に発電要素３０を封入して形成される。外装体２０の異なる辺からは、電力を取り出すための正極タブ６０および負極タブ６１が引き出されている。なお、正極タブ６０および負極タブ６１が引き出される辺は同じ辺であってもよい。以下、二次電池１０の各部の構成について詳述する。
【００１８】
外装体２０は、２枚の外装フィルム２１を重ね合わせて形成される。外装体２０は、図１（Ａ）に示すように、重ね合わせた２枚の外装フィルム２１の周縁をＵの字状に融着した第１融着部２２と、Ｕの字の開口部を融着した第２融着部２３とを有する。なお、重ね合わせた２枚の外装フィルム２１の間には、正極タブ６０および負極タブ６１が挟まれている。第１融着部２２において正極タブ６０および負極タブ６１が挟まれている部分では、各外装フィルム２１はそれぞれ正極タブ６０および負極タブ６１に接着している。また、外装体２０は、２枚の外装フィルム２１を重ね合わせて形成する構成に限られず、例えば、１枚の外装フィルム２１を折って、重ね合わせることによって形成してもよい。
【００１９】
各外装フィルム２１は、薄く軽量であって、熱溶着や超音波溶着などによって容易に融着できるとともに、気密性、水分非透過性に優れた材料からなることが好ましい。外装フィルム２１は、例えば、２つの高分子樹脂層の間に金属層を配置した三層構造を有するラミネートフィルムであってもよい。金属層は、例えば、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属箔から構成されてもよい。高分子樹脂層は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン、アイオノマー、エチレンビニルアセテートなどの熱溶着性樹脂フィルムから構成されてもよい。
【００２０】
図１（Ｂ）に示すように、発電要素３０は、正極４０ａおよび負極４０ｂを、セパレータ５０を介して重畳（積層）したものであり、外装体２０内に封入される。
【００２１】
正極４０ａは、正極集電体４１ａと、正極集電体４１ａの負極４０ｂと向かい合う面に正極活物質を塗布することによって形成される正極活物質層４２ａとを有する。正極集電体４１ａとしては、例えばアルミニウム箔を用いることができる。正極活物質としては、例えばＬｉＭｎ２Ｏ４などのリチウム−遷移金属複合酸化物などを用いることができる。正極活物質には、導電助剤、バインダなどが含まれていてもよい。
【００２２】
負極４０ｂは、負極集電体４１ｂと、負極集電体４１ｂの正極４０ａと向かい合う面に負極活物質を塗布することによって形成される負極活物質層４２ｂとを有する。負極集電体４１ｂとしては、例えば銅箔を用いることができる。負極活物質としては、例えばハードカーボン、黒鉛系炭素材料、リチウム−遷移金属複合化合物を用いることができる。
【００２３】
複数の正極集電体４１ａおよび負極集電体４１ｂは、それぞれ同極同士が接続され、正極タブ６０、負極タブ６１に接続されている。
【００２４】
セパレータ５０は、正極活物質層４２ａおよび負極活物質層４２ｂを物理的に隔離しつつ、セパレータ５０の面方向中央部に電解質として電解液Ｅが保持されてなる構成を有する。セパレータ５０は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミドなどの材料からなる薄膜である。
【００２５】
電解液Ｅは、有機溶媒、支持塩を含んでいる。有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネーと（ＥＣ）などの環状カーボネート類、ジメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類、テトラヒドロなどのエーテル類を用いることができる。支持塩としては、例えば、リチウム塩（ＬｉＰＦ６）などの無機酸陰イオン、ＬｉＣＦ３ＳＯ３などの有機酸イオンを用いることができる。
【００２６】
正極タブ６０および負極タブ６１は、外装体２０の第１融着部２２を介して外装体２０の外方に引出されている。
【００２７】
図２は、サブアセンブリ７０を示す概略図である。発電要素３０を外装体２０内に封入して、初期充電を行なうと化学反応によって発電要素３０からガスが発生する。このガスは、水素等を含み、ドライエアよりも密度が小さいガスである。外装体２０内に発生したガスを外装体２０の外部に放出させるために、外装体２０の一部を切断してガス抜き孔７２を形成する。なお、本明細書では、発電要素３０を外装体２０内に封入して、ガス抜き孔７２を形成する前の組立体を「サブアセンブリ７０」と称する。以下、サブアセンブリ７０の構成について詳述する。
【００２８】
図２に示すように、サブアセンブリ７０の外装体２０は、正極タブ６０および負極タブ６１を挟んで重ね合わせた２枚の外装フィルム２１の周縁をＵの字状に融着した第１融着部２２と、Ｕの字の開口部を外装体２０の周縁側において融着した補助融着部７１とを有する。
【００２９】
図１（Ａ）および（Ｂ）に示す二次電池１０は、サブアセンブリ７０の補助融着部７１と発電要素３０との間にガス抜き孔７２を形成し、ガスを放出した後、第２融着部２３を形成し、図２に示す切断線７３に沿って切断することによって形成される。なお、第２融着部２３は、ガス抜き孔７２と、発電要素３０との間に形成される。切断線７３は、第２融着部２３と、ガス抜き孔７２との間に位置する。
【００３０】
本実施形態では、ガス抜き孔７２を形成する対象は、サブアセンブリ７０であるので、外装体２０において外装フィルム２１が重なる縁部としては、補助融着部７１が相当する。また、ガス抜き孔７２を形成する部分を含む外装体２０の縁部（補助融着部７１）と、発電要素３０との間の中間部分を「ガス抜き部７４」と称する。ガス抜き部７４は、初期充電において発電要素３０から生じたガスによって膨らんだ形状を有する。
【００３１】
図３は、実施形態に係る二次電池１０の製造装置１００を示す上面図である。図４は、図３の４−４線に沿う断面図である。図５は、図３の５−５線に沿う断面図である。図６は、図３の４−４線に沿う断面図であって、サブアセンブリ７０を搬入する様子を示す。図７は、図３の４−４線に沿う断面図であって、しごき部１３０によって外装体２０内の電解液Ｅを発電要素３０側へ寄せている様子を示す。図８は、図３の４−４線に沿う断面図であって、ガス抜き孔７２を形成している様子を示す。
【００３２】
なお、図中、発電要素３０の正極４０ａ、負極４０ｂおよびセパレータ５０の積層方向を矢印Ｘで示し、矢印Ｘと直交する方向（図４の奥行き方向）を矢印Ｙで示し、矢印Ｘおよび矢印Ｙと直交する方向を矢印Ｚで示す。
【００３３】
本実施形態に係る二次電池１０の製造装置１００は、ドライエアが供給される建屋Ｒ内に配置されて、初期充電によって生じるガスを建屋Ｒの外に効率的に送り出すことを可能にするものである。建屋Ｒの外に送り出されたガスは、ガス処理装置へ送られて処理された後に、大気へ開放される。
【００３４】
本実施形態に係る二次電池１０の製造装置１００は、図４、図５および図６を参照して概説すると、サブアセンブリ７０を保持する保持部１１０と、サブアセンブリ７０を搬送する搬送部１２０と、電解液Ｅを発電要素３０側に寄せるしごき部１３０と、を有する。製造装置１００は、ガス抜き孔７２を形成する切断部１４０と、ガスを溜める貯溜空間１５４を形成するガス溜まり部１５０と、ガス溜まり部１５０を駆動する駆動部１６０と、貯溜空間１５４に連通する吸引口１７０と、ガスを吸引する吸引ポンプ１８０と、制御部１９０と、をさらに有する。制御部１９０は、製造装置１００全体の作動を制御する。
【００３５】
保持部１１０は、図４に示すように、後述するしごき部１３０と切断部１４０との間にサブアセンブリ７０を保持する。保持部１１０は、しごき部１３０および切断部１４０の動作を妨げないように、サブアセンブリ７０の下方において外装体２０の発電要素３０が配置されている部分を両面から挟み込むようにして保持する。保持部１１０のサブアセンブリ７０に面する側には、例えば、クッション性を備えるパッド１１１を設けてもよい。
【００３６】
搬送部１２０は、図６に示すように、例えば、ロボットアームなどによって構成される。搬送部１２０は、保持部１１０の上方からサブアセンブリ７０を搬入する。
【００３７】
しごき部１３０は、図７に示すように、ガス抜き部７４と接触するしごきローラ１３１と、しごきローラ１３１が先端側に取り付けられた一対のアーム１３２と、支持部材１３３と、を有する。しごきローラ１３１は、ガス抜き部７４を支持部材１３３との間に挟んで、ガス抜き部７４を支持部材１３３に押し付ける。押し付けた状態において、ガス抜き部７４の上方から下方へ移動させてガス抜き部７４に押圧力を付与する。当該押圧力によってガス抜き部７４内の電解液Ｅを発電要素３０側に寄せる。これにより、ガス抜き孔７２を開けた際に、外装体２０内の電解液Ｅが外へ飛び散るのを抑制することができる。また、支持部材１３３は、後述する切断部１４０を挿通させる挿通孔１３４を備える。
【００３８】
切断部１４０は、カッターにより構成され、サブアセンブリ７０における外装体２０の一部を切断して、ガスを外装体２０の外部へ放出するガス抜き孔７２を形成する。切断部１４０は、支持部材１３３の後方における待機位置（図７を参照）と、支持部材１３３に設けた挿通孔１３４を挿通して、支持部材１３３の前方に突出する作動位置（図８を参照）とに移動可能に構成している。また、切断部１４０は、図３に示すように、作動位置では挿通孔１３４に沿って矢印Ｙ方向に沿って走行可能に構成している。
【００３９】
ガス溜まり部１５０は、図４に示すように、２つに分割された第１の壁（「分割壁」に相当）１５１および第２の壁（「分割壁」に相当）１５２によって構成された仕切壁１５３を有する。第１の壁１５１および第２の壁１５２は、相対的に接近離反移動が可能に構成されている。仕切壁１５３は、ガス抜き孔７２の上方を覆うとともに底部を開放した構成を有する。仕切壁１５３は、ドライエアによって充填された建屋Ｒ内に配置されている。このため、図５に示すように、後述する吸引口１７０へ向かうガス流れによって、開放している底部から仕切壁１５３に向けて下方から上方へドライエアを送り込むことができる。
【００４０】
仕切壁１５３の下側には、ガス抜き孔７２の上方に放出されたガスを溜める貯溜空間１５４が形成されている。仕切壁１５３は、ガス抜き孔７２の上方位置が最も高い位置となる形状を有する。ガス抜き孔７２から放出されたガスは上方に移動するため、ガス抜き孔７２の上方位置を最も高くすることによって、ガス抜き孔７２の上方位置において貯溜空間１５４が最も広く形成される。これにより、貯溜空間１５４にガスが満たされるまでに時間がかかるため、ガスが貯溜空間１５４から漏れて仕切壁１５３のより上方へ拡散することを抑制することができる。
【００４１】
本実施形態では、図４に示すように、第１の壁１５１および第２の壁１５２は上壁１５１ｕ、１５２ｕおよび側壁１５１ｓ、１５２ｓを備える。第１の壁１５１および第２の壁１５２は、相対的に矢印Ｘ方向に接近移動することによって、ガス抜き孔７２の上方を覆う貯溜空間１５４を形成する。本明細書では、貯溜空間１５４を形成する第１の壁１５１および第２の壁１５２の位置を、図中に位置Ｘ１として示し、「第１の位置Ｘ１」と称する。
【００４２】
第１の壁１５１および第２の壁１５２が第１の位置Ｘ１に移動した状態において、第１の壁１５１および第２の壁１５２が向かい合う側の上壁１５１ｕ、１５２ｕの縁部１５１ａ、１５２ａが互いに重なり合うように配置される。このとき、第２の壁１５２の縁部１５２ａに対して第１の壁１５１の縁部１５１ａが上側に重なり合うように配置される。吸引口１７０が設けられる第１の壁１５１は、後述する吸引口１７０へ向かうガス流れの方向の下流側に位置する。ガス流れの方向の下流側に位置する第１の壁１５１の縁部１５１ａが第２の壁１５２の縁部１５２ａに対して上側に重なり合うことによって縁部１５１ａ、１５２ａが互いに重なり合う隙間からガスが漏れることを抑制することができる。
【００４３】
図６に示すように、第１の壁１５１および第２の壁１５２は、相対的に矢印Ｘ方向に離反移動することによって保持部１１０の上方が開放された位置に移動する。本明細書では、保持部１１０の上方を開放する第１の壁１５１および第２の壁１５２の位置を、図中に位置Ｘ２として示し、「第２の位置Ｘ２」と称する。
【００４４】
第１の壁１５１および第２の壁１５２が第２の位置Ｘ２に移動した状態において、搬送部１２０は、保持部１１０の上方（矢印Ｚ方向）からサブアセンブリ７０を搬入することが可能となる。保持部１１０はサブアセンブリ７０の両面を矢印Ｘ方向に挟み込むようにして保持する構成を有するため、矢印Ｘ方向からのサブアセンブリ７０の搬入は難しい。また、矢印Ｙ方向から搬入するためには、搬送装置の設置スペースが必要となり、設備投資の費用が増加してしまう。したがって、保持部１１０の上方（矢印Ｚ方向）からサブアセンブリ７０を搬入することによって保持部１１０への配置が比較的容易となり、設備投資の費用の増加も抑えることができる。
【００４５】
第２の壁１５２は、ガス抜き孔７２に向かって高さが次第に高くなるテーパ状の傾斜部１５５を有する。第２の壁１５２は、後述する吸引口１７０へ向かうガス流れの方向の上流側に位置する。すなわち、第２の壁１５２の側壁１５２ｓの下方から上壁１５２ｕに向かってドライエアが送り込まれる。傾斜部１５５を有することによって、ドライエアは傾斜部１５５に沿って流れるため、より円滑なガス流れを形成することができる。
【００４６】
駆動部１６０は、第１の壁１５１および第２の壁１５２を、第１の位置Ｘ１と第２の位置Ｘ２との間で相対的に接近離反移動させる。駆動部１６０としては、例えば、伸縮自在なシャフトなどの公知の直動機構を用いることができる。
【００４７】
吸引口１７０は、図５に示すように、第１の壁１５１の側壁１５１ｓに設けられる。具体的には、図３に示すように、第１の壁１５１と第２の壁１５２が接近離反する方向に対して直交する方向に位置する第１の壁１５１の側壁１５１ｓに設けられる。吸引口１７０は、柔軟な蛇腹状のホースを介して建屋Ｒの外部にあるガス処理装置（図示せず）に連通している。なお、吸引口１７０は、第１の壁１５１とは別の部材に設けてもよい。
【００４８】
吸引口１７０は、ガス抜き孔７２よりも高い位置に設けられることが好ましい。ガスはドライエアよりも密度が小さいため、ガス抜き孔７２から放出されると上方へ拡散する。吸引口１７０がガス抜き孔７２よりも高い位置に設けられることによって、ガス流れの方向がガス抜き孔７２から吸引口１７０へ向けて下方から上方になる。このため、ガスを円滑に吸引口１７０へ送り出すことができる。
【００４９】
吸引ポンプ１８０は、真空ポンプ等の負圧発生装置によって構成される。吸引ポンプ１８０は、貯溜空間１５４に連通する吸引口１７０を介して、貯溜空間１５４に溜まったガスを吸引する。これにより、図５中に太線の矢印で示すような吸引口１７０へ向かうガス流れを形成することができる。
【００５０】
制御部１９０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびメモリを主たる構成として含み、保持部１１０、搬送部１２０、しごき部１３０、切断部１４０、駆動部１６０および吸引ポンプ１８０の作動を制御する。
【００５１】
図９は、実施形態に係る二次電池１０の製造工程を示すフローチャートである。
【００５２】
二次電池１０の製造方法は、図９を参照して概説すると、サブアセンブリ７０の形成工程（Ｓ１０〜Ｓ１２）と、初期充電工程（Ｓ２０）と、ガス抜き工程（Ｓ３０〜Ｓ３３）と、ガス抜き孔７２の封止工程（Ｓ４０）と、トリム工程（Ｓ５０）とを有する。以下、各工程について詳述する。
【００５３】
サブアセンブリ７０の形成工程では、第１融着部２２を形成する工程（Ｓ１０）と、電解液Ｅを注入する工程（Ｓ１１）と、補助融着部７１を形成する工程（Ｓ１２）とを実施する。
【００５４】
第１融着部２２を形成する工程（Ｓ１０）では、まず、２枚の外装フィルム２１の間に発電要素３０、正極タブ６０および負極タブ６１を挟み込ませる。そして、開口部を有するように、２枚の外装フィルム２１が重なる外装体２０の周縁の一辺を残して、外装体２０の周縁をＵの字状に融着する。これによって、第１融着部２２が形成される。
【００５５】
電解液Ｅを注入する工程（Ｓ１１）では、ステップＳ１０において形成された開口部から外装体２０内に電解液Ｅを注入する。電解液Ｅの注入方法は特に限定されず、例えば、チューブやノズルを開口部に差し込み、直接注入することによって行ってもよい。
【００５６】
補助融着部７１を形成する工程（Ｓ１２）では、まず、ステップＳ１０において形成された開口部を融着して、補助融着部７１を形成する。これによって、発電要素３０および電解液Ｅが外装体２０内に封入された状態となる。これにより、図２に示すサブアセンブリ７０が形成される。
【００５７】
初期充電工程（Ｓ２０）では、発電要素３０の有する電池容量の所定の割合にまで充電した場合に得られる電圧を発電要素３０が発生させるまで、充電が行われる。初期充電によって、発電要素３０からガスが発生する。また、初期充電工程（Ｓ２０）では、電池特性を安定化させるために、発電要素３０が充電された状態において一定時間保持してもよい。一定時間保持した場合にも、発電要素３０からさらにガスが発生する。
【００５８】
ガス抜き工程では、製造装置１００にサブアセンブリ７０を搬入する工程（Ｓ３０）と、ガス抜き部７４をしごく工程（Ｓ３１）と、吸引ポンプ１８０で吸引する工程（Ｓ３２）と、ガス抜き孔７２を形成する工程（Ｓ３３）とを実施する。
【００５９】
サブアセンブリ７０を搬入する工程（Ｓ３０）では、まず、初期充電工程（Ｓ２０）を実施する他の製造装置から、建屋Ｒ内へ初期充電の完了したサブアセンブリ７０を搬入する。ガス抜き工程（Ｓ３０〜Ｓ３３）およびガス抜き孔７２の封止工程（Ｓ４０）の一連の工程において、建屋Ｒ内にはドライエアが供給される。次に、駆動部１６０によって第１の壁１５１および第２の壁１５２を第１の位置Ｘ１から第２の位置Ｘ２に移動させることによって、保持部１１０上方を開放する。その後、上方から搬送部１２０によってサブアセンブリ７０を搬入して保持部１１０によって保持する。
【００６０】
ガス抜き部７４をしごく工程（Ｓ３１）では、支持部材１３３としごきローラ１３１との間にガス抜き部７４を挟み込む。しごきローラ１３１をガス抜き部７４の上方から下方へ向かって移動させる。これによって、ガス抜き部７４の補助融着部７１側に溜まっている電解液Ｅを発電要素３０側に寄せる。
【００６１】
吸引ポンプ１８０で吸引する工程（Ｓ３２）では、ガスを吸引して吸引口１７０へ送り出す吸引処理を行なう。吸引処理は、後述するガス抜き孔７２を形成する工程（Ｓ３２）の前から開始し、ガス抜き孔７２を形成する工程（Ｓ３２）の後まで維持する。これにより、ガス抜き孔７２を形成する前から図５に示すような吸引口１７０へ向かうガス流れを形成することができるため、ガス抜き孔７２から放出されるガスをガス流れに乗せて吸引口１７０まで効率的に送り出すことができる。
【００６２】
ガス抜き孔７２を形成する工程（Ｓ３３）では、切断部１４０を待機位置（図７を参照）から作動位置（図８を参照）に前進させ、作動位置において挿通孔１３４に沿ってカッターを走行させる。切断部１４０は、外装体２０の一部を切断し、ガス抜き孔７２を形成する。これにより、ガス抜き孔７２から外装体２０の外部へガスが放出される。ガスは、ドライエアよりも密度が小さいため、ガス抜き孔７２の上方を覆う仕切壁１５３に拡散する。なお、ガス抜き孔７２の形成後、ガス抜き部７４においてしごきローラ１３１が接触して外装フィルム２１が重なっている部分を、吸着パッドによって引き離してもよい。これによって、ガスが抜けやすくなる。
【００６３】
ガス抜き孔７２の封止工程（Ｓ４０）では、図２に示すようにガス抜き孔７２と、発電要素３０との間の外装体２０を融着して、第２融着部２３を形成する。
【００６４】
トリム工程（Ｓ５０）では、図２に示す切断線７３に沿って、第２融着部２３よりも外装体２０の縁側を切り落とす。これによって、図１（Ａ）に示す二次電池１０を得る。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態に係る二次電池１０の製造装置１００は、ドライエアが供給される建屋Ｒ内に配置されたサブアセンブリ７０から二次電池１０を製造する。製造装置１００は、サブアセンブリ７０における外装体２０の一部を切断して、ドライエアよりも密度が小さいガスを外装体２０の外部へ放出するガス抜き孔７２を形成する切断部１４０と、ガス抜き孔７２の上方を覆うとともに底部を開放した仕切壁１５３によってガス抜き孔７２から放出されたガスを溜める貯溜空間１５４を形成するガス溜まり部１５０と、貯溜空間１５４に連通する吸引口１７０と、吸引口１７０に接続され、貯溜空間１５４に溜まったガスを吸引する吸引ポンプ１８０と、を有する。
【００６６】
このように構成した二次電池１０の製造装置１００によれば、既存の設備である建屋Ｒ内にガス溜まり部１５０を形成し、ガス抜き孔７２から放出されたガスを堰き止めることによって、建屋Ｒ内にガスが拡散しないようにすることができる。さらに、貯溜空間１５４に溜まったガスを吸引ポンプ１８０によって吸引して、吸引口１７０に向けて流れるガス流れを形成することによって効率的にガスを吸引口１７０へ送り出すことができる。また、既存の設備に比較的簡単に導入することができ、製造過程において発生したガスを効率的に建屋Ｒの外に送り出すことができる。
【００６７】
また、サブアセンブリ７０を保持する保持部１１０と、ガス溜まり部１５０の仕切壁１５３を、保持部１１０の上方を覆う第１の位置Ｘ１と、保持部１１０の上方を開放する第２の位置Ｘ２との間で移動させる駆動部１６０と、ガス溜まり部１５０の上方から保持部１１０に対してサブアセンブリ７０を搬入搬出する搬送部１２０と、保持部１１０、駆動部１６０および搬送部の作動を制御する制御部１９０と、をさらに有する。制御部１９０は、駆動部１６０によってガス溜まり部１５０の仕切壁１５３を第２の位置Ｘ２に移動させ、搬送部１２０によって保持部１１０に対してサブアセンブリ７０を搬入搬出させる。
【００６８】
保持部１１０はサブアセンブリ７０の両面を矢印Ｘ方向に挟み込むようにして保持する構成を有するため、矢印Ｘ方向からのサブアセンブリ７０の搬入は難しい。また、矢印Ｙ方向から搬入するためには、搬送装置の設置スペースが必要となり、設備投資の費用が増加してしまう。上述のように構成した二次電池１０の製造装置１００によれば、保持部１１０の上方（矢印Ｚ方向）からサブアセンブリ７０を搬入することによって保持部１１０への配置が比較的容易となり、設備投資の費用の増加も抑えることができる。
【００６９】
また、吸引口１７０は、ガス抜き孔７２よりも高い位置に設けられる。ガス抜き孔７２から放出されたガスは上方に移動するため、吸引口１７０が上方に位置することによってより効率的にガスを吸引口１７０へ送り出すことができる。
【００７０】
また、ガス溜まり部１５０の仕切壁１５３は、ガス抜き孔７２の上方位置が最も高い位置となる形状を有する。ガス抜き孔７２から放出されたガスは上方に移動するため、ガス抜き孔７２の上方位置を最も高くすることによって、ガス抜き孔７２の上方位置において貯溜空間１５４が最も広く形成される。これにより、貯溜空間１５４にガスが満たされるまでに時間がかかるため、ガスが貯溜空間１５４から漏れて仕切壁１５３のより上方へ拡散することを抑制することができる。
【００７１】
また、ガス溜まり部１５０の仕切壁１５３は、第１の壁１５１および第２の壁１５２から構成され、駆動部１６０は、第１の壁１５１および第２の壁１５２を相対的に接近離反移動自在な構成を有する。これにより、第１の壁１５１および第２の壁１５２の相対的な位置関係によって保持部１１０の上方を覆ったり、開放したりできる。よって、仕切壁１５３を容易に第１の位置Ｘ１および第２の位置Ｘ２に配置することができる。
【００７２】
また、ガス溜まり部１５０の仕切壁１５３は第１の壁１５１および第２の壁１５２が相対的に接近移動することによって第１の位置Ｘ１に移動し、複数の仕切壁が相対的に離反移動することによって第２の位置Ｘ２に移動する構成を有する。これにより、貯溜空間１５４を形成する第１の位置Ｘ１と、サブアセンブリ７０を保持部１１０へ上方から搬入する第２の位置Ｘ２と、を簡単に切り替えることができるため、作業の効率を向上させて製造時間を短縮することができる。
【００７３】
また、第１の壁１５１および第２の壁１５２は、相対的に接近することによってそれぞれの縁部１５１ａ、１５２ａが上下方向に重なり合う構造を有する。ガスが吸引口１７０に向けて流れるガス流れの方向の下流側に位置する第１の壁１５１の縁部１５１ａは、上流側に位置する第２の壁１５２の縁部１５２ａの上側に重なり合う。これにより、縁部１５１ａ、１５２ａが互いに重なり合う隙間からガスが漏れることを抑制することができる。
【００７４】
本実施形態に係る二次電池１０の製造方法は、ドライエアが供給される建屋Ｒ内にサブアセンブリ７０を配置する工程と、サブアセンブリ７０における外装体２０の一部を切断して、ドライエアよりも密度が小さいガスを外装体２０の外部へ放出するガス抜き孔７２を形成する工程と、ガス抜き孔７２の上方を覆うとともに底部を開放したガス溜まり部１５０からの吸引ポンプ１８０による吸引処理を、ガス抜き孔７２を形成する前から開始し、ガス抜き孔７２を形成した後まで維持する工程と、を有する。
【００７５】
このように構成した二次電池１０の製造方法によれば、ガス抜き孔７２を形成する前から吸引口１７０へ向かうガス流れを形成することができるため、ガス抜き孔７２から放出されるガスをガス流れに乗せて吸引口１７０まで効率的に送り出すことができる。
【００７６】
以上、実施形態を通じて本発明に係る二次電池の製造装置および製造方法を説明したが、本発明は説明した各構成のみに限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。
【００７７】
前述した実施形態では、二次電池１０がリチウムイオン二次電池である場合を説明したが、リチウムイオン二次電池に限定されず、初期充電においてガスを発生する二次電池であればよい。
【００７８】
また、仕切壁１５３は、第１の壁１５１と第２の壁１５２とによって形成されるとしたが、１つの仕切壁によって形成してもよいし、３以上の壁によって形成される分割構造としてもよい。例えば、図１０に示す前述した実施形態の変形例に係る製造装置１００ａように、１つの仕切壁１５３ａによって形成する場合、仕切壁１５３ａを駆動部１６０によって移動させて保持部１１０を覆う第１の位置と、保持部１１０の上方を開放する第２の位置に移動させることができる。また、仕切壁１５３ａは、ガス抜き孔７２の上方へ向かってテーパ状に仕切壁１５３ａの位置が高くなるように形成することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０    二次電池、
２０    外装体、
３０    発電要素、
４０ａ  正極、
４０ｂ  負極、
５０    セパレータ、
７０    サブアセンブリ、
７２    ガス抜き孔、
１００  製造装置、
１１０  保持部、
１２０  搬送部、
１４０  切断部、
１５０  ガス溜まり部、
１５１  第１の壁（分割壁）、
１５２  第２の壁（分割壁）、
１５１ａ  第１の壁の縁部（縁部）、
１５２ａ  第２の壁の縁部（縁部）、
１５３  仕切壁、
１５４  貯溜空間、
１６０  駆動部、
１７０  吸引口
１８０  吸引ポンプ、
１９０  制御部、
Ｒ      建屋。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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