(57)【要約】【課題】電池ユニット製造方法において、電解液を注液する時に、電解液の組成及び量が変化し、電解液が浸透するのに時間がかかる。電解液を無駄なく使用し、電解液を速やかに浸透させることができる電池ユニットの製造方法を提供する。【解決手段】開閉部を備え、電解液を注液するための開放面を有する電池ユニットを納める密閉容器と、減圧手段と、冷却部を有し、電解液を捕集する捕集部を備えた、電池ユニット製造方法において、密閉容器内を減圧にし、蒸発した電解液を電池外装ケースの開放面側の電解液捕集板上に捕集することで、電解液を無駄なく使用し、電解液を速やかに浸透させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉部を備え、電解液を注液するための開放面を有する電池ユニットを納める密閉容器と、
前記密閉容器を減圧する減圧手段と、
冷却部を有し、前記電解液を捕集する捕集部と、
を備える電池ユニット製造装置を用いた電池ユニット製造方法において、
前記電池ユニットを前記密閉容器の内に納める工程（ａ）と、
前記電池ユニットに前記電解液を注液する工程（ｂ）と、
前記密閉容器内を減圧にし、前記電解液を前記捕集部に捕集する工程（ｃ）と、
前記密閉容器内を大気圧にする工程（ｄ）と、を行う、
電池ユニット製造方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）は、前記電池ユニットの前記開放面に前記捕集部を設置した後、
前記電池ユニットを前記密閉容器内に納める工程（ａ１）、
または、前記電池ユニットを前記密閉容器内に納めた後、前記電池ユニットの開放面に前記捕集部を設置する工程（ａ２）のいずれかの工程である、
請求項１記載の電池ユニット製造方法。
【請求項３】
前記捕集部は、前記電池ユニットの前記開放面を覆う凹面を有し、
前記凹面の前記開放面側に凸部が設けられている、
請求項１および２のいずれかに記載の電池ユニット製造方法。
【請求項４】
前記密閉容器は、複数の前記電池ユニットを納められるように構成され、
前記捕集部は、複数の前記電池ユニットに対して共有して設置される、
請求項１−３のいずれかに記載の電池ユニット製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池ユニット製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な二次電池は、セパレータを介して、電極板である正極板、負極板を倦回させた電極群と電解液とを電池外装ケースに封入した電池ユニットによって構成されている。代表的な二次電池として、リチウムイオン二次電池が挙げられる。    
【０００３】
近年、モバイル機器や電子機器の発展から、それらの二次電池の高容量化が求められている。高容量化を達成する手段として、高充填化が挙げられる。高充填化とは、電極板を圧延して密度を高めることや、電極群を倦回する際に形成されてしまう隙間を少なくすることなどが相当する。
【０００４】
高充填化をすると、電極板とセパレータが密着するので、電解液を十分に浸透させるには時間がかかる。そこで、速やかに電解液を含浸させるため、電池外装ケースの開放面と電池ユニットの内部とに、圧力差及び温度差を生じさせる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
リチウムイオン二次電池の電解液の溶媒に、比誘電率が大きく、粘度の小さい非プロトン性有機溶媒を用いると、高濃度のリチウム塩を含み、高い伝導度を有する電解液を得ることができる。しかし、比誘電率が大きく、極性の強い電解液の溶媒は、粘度が大きいため単独で用いるのは難しい。そのため、電解液の溶媒は、通常、ＥＣ（エチレンカーボネート）、ＰＣ（プロピレンカーボネート）等の高誘電率を有する環状炭酸エステルに、ＤＭＣ（ジメチルカーボネート：炭酸ジメチル）、ＭＥＣ（メチルエチルカーボネート）等の鎖状炭酸エステルである低粘度を有する低沸点溶媒を混合した複数の溶媒の混合体が、用いられている。鎖状炭酸エステルは、一般的に沸点が低く、大気圧下でＰＣ（プロピレンカーボネート）の沸点が２００℃以上である。一方、ＤＭＣ（ジメチルカーボネート）の沸点は９０℃、ＭＥＣ（メチルエチルカーボネート）の沸点は１００℃程度である。これらの溶媒を常温（２０℃）で減圧すると、前記ＤＭＣ、ＭＥＣはある圧力下で沸騰が起き、蒸発する。
【０００６】
一方、温度差が生じると、複数の溶媒の混合体溶媒は、蒸発し体積混合比が変化するので、電池特性が低下する。そのため、このような電解液の溶媒を有するリチウムイオン二次電池は、不安定な電池となる。
【０００７】
そこで、電解液の蒸発を抑制するのに、冷却媒体を吹き付けることで、温度上昇を防止する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、予め電解液の蒸発を加味して電解液の組成や量を調整し、電解液を注液する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−９０９６２号公報
【特許文献２】特開平１０−２２８９２５号公報
【特許文献３】特開２００３-４５４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電解液の蒸発を抑制するには、冷却を行うことが有用である。しかしながら、冷却を行うことは、電解液の温度を低下させるので、電解液の粘度が上がる。そのため、電解液が浸透するのに時間がかかってしまうという課題がある。また蒸発を想定して、予め注液する電解液を多くすると、電解液を無駄に使用しなければならないという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電解液を無駄に使用せず、速やかに電解液を浸透させることができる電解液の注液方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、開閉部を備え、電解液を注液するための開放面を有する電池ユニットを納める密閉容器と、前記密閉容器を減圧する減圧手段と、冷却部を有し、前記電解液を捕集する捕集部と、を備える電池ユニット製造装置を用いた電池ユニット製造方法において、前記電池ユニットを前記密閉容器の内に納める工程（ａ）と、前記電池ユニットに前記電解液を注液する工程（ｂ）と、前記密閉容器内を減圧にし、前記電解液を前記捕集部に捕集する工程（ｃ）と、前記密閉容器内を大気圧にする工程（ｄ）と、を行う、電池ユニット製造方法。に関する。
【００１２】
また、本発明は、前記工程（ａ）は、前記電池ユニットの前記開放面に前記捕集部を設置した後、前記電池ユニットを前記密閉容器内に納める工程（ａ１）、または、前記電池ユニットを前記密閉容器内に納めた後、前記電池ユニットの開放面に前記捕集部を設置する工程（ａ２）のいずれかの工程である、電池ユニット製造方法に関する。
【００１３】
また、本発明は、前記捕集部は、前記電池ユニットの前記開放面を覆う凹面を有し、前記凹面の前記開放面側に凸部が設けられている、電池ユニット製造方法に関する。
【００１４】
また、本発明は、前記密閉容器は、複数の前記電池ユニットを納められるように構成され、前記捕集部は、複数の前記電池ユニットに対して共有して設置される、電池ユニット製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、電解液を無駄に使用せず、速やかに電解液を浸透させることができるので、電解液の組成及び量の変化を抑制することが可能な、電池ユニット製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電池ユニット製造装置の構成図
【図２】電解液を電池ユニット内に注液する工程図、（１）電池ユニットを密閉容器内に納める図、（２）電解液を電池ユニットへ注液する図、（３）密閉容器内を減圧状態にする図、（４）密閉容器内部を大気圧にする図
【図３】実施の形態１の電池ユニット製造方法を示すフローチャート
【図４】凹形状を有する電解液捕集板を用いた本発明の電池ユニット製造装置の構成図
【図５】電池ユニット上に設置する電解液捕集板の設置方法の模式図、（１）電解液捕集板の端と電池外装ケースの側面とで、注液口を形成する図、（２）電解液捕集版の注液口の一部が凹形状を有する図
【図６】複数の電池ユニット上に設置する電解液捕集板の設置方法の模式図
【図７】複数の電池ユニットを用いた本発明の電池ユニット製造装置の構成図、（１）端に納められた電池ユニットの一方の注液口が、電解液捕集板の端と電池外装ケースの側面とで形成している図、（２）端に納められた電池ユニットの両方の注液口が、電解液捕集板の端と電池外装ケースの側面とで形成している図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の電池ユニット製造装置の構成図である。
【００１８】
電解液の注入を行う密閉容器６には、開放弁９を介して、内部を減圧するための減圧手段となる真空ポンプ８と、密閉容器６の外部で接続されている。また、開放弁１０を介して、外部大気圧と、密閉容器６の外部で接続されている。密閉容器６の内部を減圧する時は、開放弁１０を閉めて開放弁９を開き、加圧する時は、開放弁１０を開き、開放弁９を閉める。電池外装ケース５を密閉容器６に収納するための出入口である開閉部７は、密閉容器６内部の排気を妨げないために隙間のない構造を有する。
【００１９】
密閉容器６の内部は、電池外装ケース５内にセパレータ３を介して、電極板である正極板１、負極板２を倦回させたものを挿入した電池ユニット４を納める。
【００２０】
電池外装ケース５は、蒸発した電解液を捕集する捕集部である電解液捕集板１４と密着して配置する。また、電解液捕集板１４は、捕集した電解液を液化するための冷却機構１２である冷却部を有する。
【００２１】
電解液捕集板１４は、電池外装ケース５の開放面上に設置する。電解液捕集板１４と電池外装ケース５は、互いに隙間のない構造であることが望ましい。密閉容器６は、内外で圧力差を生じるので、圧力差に耐えられる強度を有する。
【００２２】
電解液捕集板１４は、電解液を電池ユニット４内に注液するための注液口１６である貫通孔を有する。注液口１６は、電池外装ケース５の開放面と密閉容器６内を繋いでいる。なお、電解液捕集板１４は、貫通孔を有さず、注液口１６として電池外装ケース５と電解液捕集板１４で隙間を設けたものでもよい。
【００２３】
冷却機構１２は、冷媒を流す冷却パイプや、ペルチェ素子などの冷却手段を用いればよい。また、密閉容器６の内部に物質を放出しない冷却手段であってもよい。
【００２４】
図２は、密閉容器６内に電池ユニット４を設置し、電解液を電池ユニット４内に注液する工程図である。図３は、実施の形態１の電池ユニット製造方法を示すフローチャート図である。図２、図３を参照しながら実施の形態１の電池ユニット製造方法を説明する。
図２の（１）に示すように、密閉容器６の開閉部７を開き、電池ユニット４を密閉容器６内に納める（図３、工程（ａ））。
【００２５】
設置した電池ユニット４の電池外装ケース５の開放面上に、冷却機構１２を有する電解液捕集板１４を納める。電解液捕集板１４は、予め電池外装ケース５上に設置してから密閉容器６内に移動してもよい。
【００２６】
次に、図２の（２）に示すように、冷却機構１２によって、電解液捕集板１４を所定の温度まで冷却する。冷却後、電解液を注液口１６から電池ユニット４へ注液する（図３、工程（ｂ）。注液は、予め密閉容器６内に電池ユニット４を納める工程（ａ）の前に行ってもよい。ただし、この場合、注液は、冷却機構１２によって電解液捕集部１４を冷却した状態で行う。
【００２７】
次に、図２の（３）に示すように、密閉容器６の開閉部７を閉めてから、真空ポンプ８を作動し、開閉弁９を開き、密閉容器６内を減圧状態にする（図３、工程（ｃ））。密閉
容器６内は、開閉弁９を閉鎖して減圧状態にしてもよい。減圧状態にすることで、電池ユニット４へ注液した電解液に含まれる気泡が、注液口１６に向かって排出され、小さくなっていく。一方、電池ユニット４へ注液した電解液も、蒸発して注液口１６に向かって移動する。
【００２８】
しかし、蒸発した電解液は、冷却機構１２によって冷却された、電池外装ケース５の開放面側に面した電解液捕集板１４に接することで、冷却され、液化する。このように電解液は、電解液捕集板１４によって、電解液の蒸発による散逸を防止することができる。そのため、電解液捕集板１４上で液化した電解液を、無駄に使用することはない。
【００２９】
一方、電池ユニット４内の電解液は、冷却していないので、温度低下による電解液の粘度の上昇は、生じない。そのため、電解液の注液を速やかに行うことができる。
【００３０】
次に、図２の（４）に示すように開閉弁９を閉じ、大気と接続している開放弁１０を開いて密閉容器６内部を大気圧まで戻す（図３、工程（ｄ））。
【００３１】
電解液の浸透が終了したら、開閉部７を開き、電解液捕集板１４を電池外装ケース５から取り外す。そして、電解液が浸透した電池ユニット４を、次の工程へと移行する。
上記実施の形態では、電解液捕集板１４を、電解液の浸透後に電池外装ケース５から取り外すが、大気圧下でも電解液が蒸発するので、電池外装ケース５の開放面を密閉する直前まで電解液捕集板１４を装着していてもよい。
【００３２】
また、電解液捕集板１４は、凹形状を有するものでもよい。図４に示すように、電解液捕集板１４の凸部分である突起部１３は、注液口１６となる貫通孔を形成している。電解液捕集板１４は、突起部１３を電池外装ケース５の開放面側に向けて、設置する。工程（ｃ）で減圧された電解液は、突起部１３によって電池外装ケース５外に出て行くのを抑制される。そして、電池外装ケース５の開放面側の電解液捕集板１４上に電解液は留まり、電解液を多く回収することができる。そのため、凹形状を有さない電解液捕集板１４を用いた時よりも、多くの電解液を無駄に使用することがない。  
【００３３】
また、上記実施の形態の電解液捕集板１４の設置方法は、図５（１）、（２）に示すような設置方法でもよい。図５（１）では、電解液捕集板１４の端と電池外装ケース５の側面とで、注液口１６を形成する。図５（２）では、電解液捕集版１４の注液口１６の一部が凹形状を有する。
【００３４】
また、電池外装ケース５内に保有された電池ユニット４を、図６に示すように、２個以上設置してもよい。電池ユニット４を複数個用意し、複数の電池ユニット４を密閉容器内に納める。電解液捕集板１４を複数の電池ユニットが共有するように設置する。電池ユニット４を、２個以上密閉容器内に納めることで、電解液を無駄なく使用することができる。また、電解液を速やかに浸透させ、装置の拡大を抑制し、かつ、量産効率の向上をすることができる。
【００３５】
また、電解液捕集板１４の設置方法は、図７（１）、（２）に示すような設置方法をしてもよい。図７（１）では、複数の電池ユニット４のうち、端に納められた電池ユニット４の一方の注液口１６が、電解液捕集板１４の端と電池外装ケース５の側面とで形成されている。図７（２）では、複数の電池ユニット４のうち、端に納められた電池ユニット４の両方の注液口１６が、電解液捕集板１４の端と電池外装ケース５の側面とで形成されている。電解液捕集板１４は、凹形状または一部が凹形状を有するものを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明にかかる電池ユニット製造方法は、減圧によって、電解液捕集部に集まった電解液を電池ユニットへ速やかに浸透させるので、電解液の散逸を防止することができ、温度低下による電解液の粘度の上昇を生じさせない。そして、電解液の組成及び量の変化を抑制し、電解液を無駄なく使用することができる。そのため、電解液を速やかに浸透させることができ、電解液の組成及び量の変化を抑制することが可能な、電池ユニット製造方法を得ることができる。
【００３７】
本発明は、特に有機溶媒を用いる非水電解質二次電池の製造方法に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００３８】
１  正極版
２  負極板
３  セパレータ
４  電池ユニット
５  電池外装ケース
６  密閉容器
７  開閉部
８  真空ポンプ
９  開閉弁
１０  大気開放弁
１２  冷却機構
１３  突起部
１４  電解液捕集板
１６  注液口
【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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