(57)【要約】【課題】目標となる圧力差を容易に形成することの可能な電解液注入装置、電解液注入方法、および、脱気装置を提供する。【解決手段】電解液注入装置は、正極板および負極板がセパレータを介して積層された極板群が収容されている電槽Ｍａに電解液を注入する注液機構と、電槽Ｍａ内の圧力を制御する圧力制御機構１０とを備える。圧力制御機構１０は、電解液が注入された電槽Ｍａを収容する収容部と、標準気圧よりも高い圧力である基準圧力まで収容部内を加圧する加圧部と、加圧部によって加圧された収容部内を標準気圧よりも低い圧力まで減圧して、基準圧力との所定の圧力差を収容部内に生じさせる減圧部を備える。【選択図】図２
2014127344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板および負極板がセパレータを介して積層もしくは巻回された極板群が収容されている電槽に電解液を注入する注液機構と、
前記電槽内の圧力を制御する圧力制御機構と、を備えた電解液注入装置であって、
前記圧力制御機構は、
前記電解液の注入された電槽が収容される収容部と、
前記収容部内を、標準気圧よりも高い圧力である基準圧力まで加圧する加圧部と、
前記加圧された収容部内を標準気圧よりも低い圧力まで減圧して、前記基準圧力との所定の圧力差を前記収容部内に生じさせる減圧部と、を有する
電解液注入装置。
【請求項２】
圧力流体が導かれる導圧部を有した圧力検出部を更に備え、
前記加圧部は、前記導圧部を通じて前記圧力検出部に前記基準圧力の前記圧力流体を供給し、
前記圧力検出部は、前記収容部内の圧力と前記基準圧力との圧力差を検出する
請求項１に記載の電解液注入装置。
【請求項３】
前記加圧部が第１の加圧部であり、
前記減圧された前記収容部内を前記基準圧力まで再び加圧する第２の加圧部を備える
請求項１又は２に記載の電解液注入装置。
【請求項４】
正極板および負極板がセパレータを介して積層もしくは巻回された極板群が収容されている電槽に電解液を注入する注液工程と、
前記電槽内の圧力を制御する圧力制御工程と、を有する電解液注入方法であって、
前記圧力制御工程が、
前記電解液の注入された電槽が収容される収容部内を、標準気圧よりも高い圧力である基準圧力まで加圧する加圧工程と、
前記加圧工程の後、前記収容部内を標準気圧よりも低い圧力まで減圧して、前記基準圧力と所定の圧力差を前記収容部内に生じさせる減圧工程と、を備える
電解液注入方法。
【請求項５】
前記注液工程および前記減圧工程の前に、
前記電槽に電解液を注入する工程と、
標準気圧よりも低い圧力まで前記収容部内を減圧して、前記減圧工程よりも小さい圧力差を前記収容部内に生じさせる工程を更に備える
請求項４に記載の電解液注入方法。
【請求項６】
正極板および負極板がセパレータを介して積層もしくは巻回された極板群と電解液とを内部に有する電槽が収容される収容部内を標準気圧よりも高い圧力である基準圧力まで加圧する加圧部と、
前記加圧された収容部内を標準圧力よりも低い圧力まで減圧して、前記基準圧力と所定の圧力差を前記収容部内に生じさせる減圧部と、を備える
脱気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極板群および電解液が収容された電槽を脱気する電解液注入装置、電解液注入方法、および、脱気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池の備える電槽内には、セパレータ、正極板、および、負極板で構成された極板群と、電解液とが収められている。電解液が電槽に注入されるときには、極板群が収められた電槽内に電解液の一部が大気圧の下で注入される注液工程と、電解液を含む電槽内が減圧された後に、再び大気圧に戻される脱気工程とが繰り返される（例えば、特許文献１参照）。脱気工程にて電槽内が減圧されることにより、極板群、特に、セパレータの全体に電解液を十分に含浸させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５９４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、本願発明者らは、脱気工程にて極板群、特に、セパレータに電解液を含浸させるためには、電槽の収められた容器が所定の圧力に減圧されることだけでなく、減圧前の容器内の圧力と減圧後の容器の圧力との圧力差が所定以上であることも重要であるとの知見を得ている。そこで、脱気工程における電槽内の減圧では、減圧時の大気圧と、減圧後の容器内の圧力との圧力差が所定の値に設定される。この際に、減圧時の大気圧が、例えば台風等の気象の変化に伴って下がったとき、減圧後の容器内の圧力は、減圧時の大気圧における下降分だけ低くなる。一方で、容器内の減圧に用いられる真空ポンプでは、排気の能力に限りがあるため、大気圧が大幅に下がるときに、容器内の圧力と減圧時の大気圧との圧力差が所定の値に到達しなくなる。結果として、電解液注入装置での脱気工程が正常には行われず、電解液の極板群への含浸が不十分となり、電離性能が悪化する。また、電解液注入装置では、それ以降の処理が行われなくなる場合もある。
【０００５】
本発明は、目標となる圧力差を容易に形成することの可能な電解液注入装置、電解液注入方法、および、脱気装置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】
【０００６】
上記課題を解決する電解液注入装置は、正極板および負極板がセパレータを介して積層もしくは巻回された極板群が収容されている電槽に電解液を注入する注液機構と、前記電槽内の圧力を制御する圧力制御機構と、を備えた電解液注入装置であって、前記圧力制御機構は、前記電解液の注入された電槽が収容される収容部と、前記収容部内を、標準気圧よりも高い圧力である基準圧力まで加圧する加圧部と、前記加圧された収容部内を標準気圧よりも低い圧力まで減圧して、前記基準圧力との所定の圧力差を前記収容部内に生じさせる減圧部と、を有する。
【０００７】
上記課題を解決する脱気装置は、正極板および負極板がセパレータを介して積層もしくは巻回された極板群と電解液とを内部に有する電槽が収容される収容部内を標準気圧よりも高い圧力である基準圧力まで加圧する加圧部と、前記加圧された収容部内を標準圧力よりも低い圧力まで減圧して、前記基準圧力と所定の圧力差を前記収容部内に生じさせる減圧部と、を備える。
【０００８】
通常、収容部内に形成される圧力が低いほど、減圧部に求められる減圧能力は高くなる。一方で、所定の圧力差が目標圧力差として設定され、目標圧力差の基準が大気圧に設定される従来の構成では、目標圧力差の基準が標準気圧よりも低い場合がある。そのため、目標圧力差が同じである前提では、標準気圧と大気圧との差分だけ、収容部内の圧力を更に下げること、ひいては、減圧部に求められる減圧能力の高性能化が強いられる。また、減圧部の減圧能力が不足した場合には、極板群、特に、セパレータへの電解液の含浸が不十分になり、電池性能が悪化する。
【０００９】
これに対し、上記構成によれば、目標圧力差の基準が標準気圧よりも高い基準圧力であるため、大気圧が標準気圧よりも低い場合であっても、目標圧力差の形成に際して、標準気圧と大気圧との差分だけ収容部内の圧力を更に下げる必要はない。それゆえに、目標圧力差の基準が大気圧である構成と比べて、目標圧力差を収容部内に形成することが容易である。また、上記従来の構成と比べて、電解液が極板群に対してより確実に含浸されるため、電解液の含浸が不十分であるために電池性能が悪化することを抑えることができる。
【００１０】
上記電解液注入装置は、圧力流体が導かれる導圧部を有した圧力検出部を更に備え、前記加圧部は、前記導圧部を通じて前記圧力検出部に前記基準圧力の前記圧力流体を供給し、前記圧力検出部は、前記収容部内の圧力と前記基準圧力との圧力差を検出することが好ましい。
【００１１】
収容部内の圧力を圧力差に基づいて検出する場合には、収容部内の圧力以外の圧力を基準の圧力として設定する必要がある。この点で、上記構成によれば、圧力検出部での基準の圧力として、加圧部の形成する基準圧力が設定されるため、圧力検出部での基準の圧力を別途準備する必要がない。それゆえに、圧力検出部での基準の圧力が別途準備される構成と比べて、電解液脱気装置を簡素に構成することができる。
【００１２】
上記電解液注入装置は、前記加圧部が第１の加圧部であり、前記減圧された前記収容部内を前記基準圧力まで再び加圧する第２の加圧部を備えることが好ましい。
収容部内に収容された電槽が大気へ開放されるときには、通常、減圧された収容部内が大気圧に戻される。この点で、上記構成によれば、減圧により脱気された電槽が標準気圧よりも高い基準圧力まで再び加圧されるため、脱気された電槽の大気への開放が容易である。
【００１３】
上記課題を解決する電解液注入方法は、正極板および負極板がセパレータを介して積層もしくは巻回された極板群が収容されている電槽に電解液を注入する注液工程と、前記電槽内の圧力を制御する圧力制御工程と、を有する電解液注入方法であって、前記圧力制御工程が、前記電解液の注入された電槽が収容される収容部内を、標準気圧よりも高い圧力である基準圧力まで加圧する加圧工程と、前記加圧工程の後、前記収容部内を標準気圧よりも低い圧力まで減圧して、前記基準圧力と所定の圧力差を前記収容部内に生じさせる減圧工程と、を備える。
【００１４】
上記方法によれば、目標圧力差の基準が標準気圧よりも高い基準圧力であるため、大気圧が標準気圧よりも低い場合であっても、目標圧力差の形成に際して、標準気圧と大気圧との差分だけ収容部内の圧力を更に下げる必要はない。それゆえに、目標圧力差の基準が大気圧である方法と比べて、目標圧力差を収容部内に生じさせることが容易である。
【００１５】
上記電解液注入方法は、前記注液工程および前記圧力制御工程の前に、前記電槽に電解液を注入する工程と、標準気圧よりも低い圧力まで前記収容部内を減圧して、前記減圧工程よりも小さい圧力差を前記収容部内に生じさせる工程を更に備えることが好ましい。
【００１６】
上記方法によれば、圧力差が相対的に小さい減圧処理の後に、圧力差が相対的に大きい減圧処理である減圧工程が行われるため、減圧工程のみが行われる方法と比べて、減圧工程では、所定の圧力差が収容部内に生じやすくなる。それゆえに、減圧工程にて減圧部にかかる負荷を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態における電解液注入装置の備える注液機構の構成を注液の対象である電槽と共に示す図である。
【図２】電解液注入装置の備える圧力制御機構の構成を脱気の対象である電槽と共に示す図である。
【図３】圧力制御機構の備える圧力検出部の構成を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）圧力制御機構にて行われる圧力制御処理での各バルブの駆動の状態を示すタイミングチャートである。
【図５】圧力制御機構にて行われる圧力制御処理での収容部内の圧力の推移を示すタイミングチャートである。
【図６】（ａ）（ｂ）圧力制御機構の作用を収容部内の圧力の推移によって示す図である。
【図７】電解液注入方法の処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】圧力制御方法の処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１から図８を参照して、電解液注入装置、電解液注入方法、および、脱気装置の一実施形態を説明する。なお、本実施形態では、脱気装置が圧力制御機構として具体化されている。また、以下では、電解液注入装置の構成、電解液注入装置の圧力制御機構が備える各バルブの動作、圧力制御機構の作用、電解液注入方法の順に説明する。
【００１９】
［電解液注入装置の構成］
図１から図３を参照して、電解液注入装置の構成を説明する。なお、以下では、電解液注入装置の備える注液機構、圧力制御機構の順に説明する。
【００２０】
［注液機構］
図１に示されるように、注液機構１は、電解液Ｅを吐出する複数の注液ノズル２を備えている。複数の注液ノズル２の各々は、載置部３上の電槽群Ｍにおける相互に異なる電槽Ｍａに対して大気圧下で電解液Ｅを注入する。
【００２１】
電槽群Ｍには、複数の電槽Ｍａが並んで形成されている。各電槽Ｍａは、直方体状をなし、複数の電槽Ｍａは、電槽Ｍａが並ぶ方向に沿って延びる側壁を共用している。各電槽Ｍａ内には、正極板と負極板とがセパレータを介して積層された極板群Ｐが複数収容され、複数の極板群Ｐは直列に接続されている。
【００２２】
［圧力制御機構］
図２に示されるように、圧力制御機構１０は、例えば板状に形成された載置プレート１１を備え、載置プレート１１の上面である載置面には、上記電槽群Ｍが載せられる。電槽群Ｍにおける各電槽Ｍａ内には、極板群と電解液とが収められている。載置プレート１１には、下面が開口した箱状に形成されたカバー１２が被せられ、カバー１２における下面の外周には、シール部材が取り付けられている。
【００２３】
カバー１２には、例えばエアーシリンダー等のアクチュエーターによって駆動される開閉機構１２ａが連結されている。開閉機構１２ａは、載置プレート１１の載置面に対してカバー１２の位置を上下方向で変える。電解液の注入された電槽群Ｍが、カバー１２の下方で搬送されるとき、開閉機構１２ａは、カバー１２を載置プレート１１の載置面から離す。これに対し、載置プレート１１に載せられた電槽群Ｍに対して圧力制御処理が行われるとき、開閉機構１２ａは、カバー１２を載置プレート１１上に載せてカバー１２によって電槽群Ｍを覆う。これによって、載置プレート１１とカバー１２とによって密封された収容空間が形成されて、収容空間に電槽群Ｍが収容される。なお、本実施形態では、載置プレート１１とカバー１２とによって収容部が構成されている。
【００２４】
カバー１２には、真空ポンプ１３が接続され、真空ポンプ１３は、収容空間を減圧することによって、電槽群Ｍを構成する各電槽Ｍａの内部を減圧する。真空ポンプ１３は、所定の圧力の範囲内で収容空間内の圧力を設定することができ、圧力の範囲における下限値が限界圧力である。限界圧力は、例えば数ｋＰａである。カバー１２と真空ポンプ１３とを接続する配管の途中には、カバー１２と真空ポンプ１３との間を連通および遮断する真空バルブ１４が取り付けられている。真空バルブ１４が開くとき、収容空間の圧力は限界圧力に向けて減圧される。
【００２５】
カバー１２には、大気に通じる配管が接続され、その配管の途中には大気圧バルブ１５が取り付けられている。大気圧バルブ１５が開くとき、収容空間は大気圧になる。
カバー１２には、カバー１２内に空気を供給する空気供給部１６が接続され、空気供給部１６とカバー１２とを連結する配管には、空気供給部１６側から順に、圧力調節部１７と加圧タンク１８とが取り付けられている。加圧タンク１８とカバー１２との間は、２本の配管によって連結され、２本の配管は、加圧タンク１８に対して並列に接続されている。
【００２６】
加圧タンク１８とカバー１２との間を連結する一方の配管の途中には、加圧タンク１８とカバー１２との間を連通および遮断する加圧バルブ１９が取り付けられている。また、加圧タンク１８とカバー１２との間を連結する他方の配管の途中には、カバー１２側から順に、圧力検出部２０と、圧力検出部２０と加圧タンク１８との間を連通および遮断する圧力計バルブ２１とが取り付けられている。
【００２７】
圧力調節部１７は、空気供給部１６から供給された空気を基準圧力に調節する。基準圧力は、標準気圧よりも高い圧力であって、例えば、標準気圧である１０１．３２５ｋＰａよりも数ｋＰａだけ高く設定される。なお、収容空間の圧力と基準圧力との圧力差が所定の圧力差に到達するときに、収容空間内の圧力が真空ポンプ１３の限界圧力よりも大きくなる範囲で、基準圧力は設定される。
【００２８】
加圧タンク１８は、圧力調節部１７によって基準圧力に加圧された空気を溜める。加圧バルブ１９が開くとき、収容空間に加圧タンク１８内の空気が供給されて、収容空間内が基準圧力に加圧される。圧力計バルブ２１が開くとき、圧力検出部２０には基準圧力の空気が供給される。
【００２９】
図３に示されるように、圧力検出部２０は、検出部２０ａと、収容空間内の圧力が導入される導入口２０ｂと、検出部２０ａに対して導入口２０ｂとは反対側に検出部２０ａから延びるケーブル２０ｃとを備えている。ケーブル２０ｃ内には、管状をなす導圧部２０ｄが通され、導圧部２０ｄには、圧力流体としての加圧された空気が、導圧部２０ｄ内の圧力が基準圧力に達するまで加圧タンク１８から供給される。また、ケーブル２０ｃ内には、検出部２０ａの検出結果を出力する信号線２０ｅが通されている。
【００３０】
検出部２０ａは、例えば、ダイアフラム等から構成され、導入口２０ｂから導入された収容空間内の圧力と、導圧部２０ｄから検出部２０ａ内に導入された圧力との圧力差を検出結果として信号線２０ｅを介して外部に出力する。
【００３１】
なお、本実施形態の圧力検出部２０は、大気圧を基準とした圧力であるゲージ圧を検出することのできる圧力計を利用したものである。圧力検出部２０では、本来は大気に解放される導圧部２０ｄに加圧された空気が供給されることによって、圧力検出部２０が、収容空間の圧力と基準圧力との圧力差を検出する。
【００３２】
図２示されるように、制御部３０は、圧力制御処理を行うためのシーケンスに基づいて、開閉機構１２ａの駆動を制御する。制御部３０は、収容空間の圧力と基準圧力との圧力差に対して、所定の圧力差を目標圧力差として格納する。目標圧力差は、例えば、−９０ｋＰａに設定される。制御部３０は、圧力制御処理を行うためのシーケンスと目標圧力差とに基づいて、信号線２０ｅを通じて入力される圧力検出部２０の検出結果を参照し、真空バルブ１４、大気圧バルブ１５、加圧バルブ１９、および、圧力計バルブ２１の駆動を制御する。
【００３３】
例えば、制御部３０は、収容空間を形成した後に、加圧バルブ１９を開けるための制御信号を出力して、収容空間を基準圧力に加圧する。また、制御部３０は、収容空間を基準圧力に加圧した後に、真空バルブ１４を開けるための制御信号を出力して、収容空間を減圧する。また、制御部３０は、圧力検出部２０の検出結果に基づいて、収容空間に目標圧力差が形成されたか否かを判断し、収容空間に目標圧力差が形成されるときに、真空バルブ１４を閉じるための制御信号を出力して目標圧力差の形成を終了する。
【００３４】
なお、本実施形態では、真空ポンプ１３、真空バルブ１４、および、制御部３０によって減圧部が構成されている。また、本実施形態では、空気供給部１６、圧力調節部１７、加圧タンク１８、加圧バルブ１９、および、制御部３０によって第１の加圧部が構成されている。また、本実施形態では、第１の加圧部と大気圧バルブ１５とによって第２の加圧部が構成されている。
【００３５】
［圧力制御処理時の各バルブの動作］
図４および図５を参照して、圧力制御機構１０が電槽Ｍａ内を脱気するための圧力制御処理での各バルブの動作、および、各バルブの動作に伴うカバー１２内の圧力の推移を説明する。なお、圧力制御処理とは、収容空間が減圧される処理と、減圧処理の後に収容空間を加圧する処理とを含む一連の処理のことである。また、図４と図５とでは、同一のタイミングに対して同一の符号が付されている。
【００３６】
圧力制御処理では、まず、各電槽Ｍａ内に電解液が注入された電槽群Ｍがカバー１２の下方に搬送される。電槽群Ｍがカバー１２の下方に配置されると、開閉機構１２ａが駆動されて、載置プレート１１の載置面がカバー１２によって覆われる。これにより、載置プレート１１上の電槽群Ｍは、載置プレート１１とカバー１２とによって囲まれる収容空間に収容される。
【００３７】
図４に示されるように、電槽群Ｍがカバー１２によって覆われるとき（タイミングＴ０）、真空バルブ１４と大気圧バルブ１５とは閉じられて、収容空間は大気圧に保たれる。なお、圧力計バルブ２１は、圧力制御処理が行われる間にわたって開けられた状態に保たれて、圧力計バルブ２１には、常に基準圧力の空気が供給され続ける。
【００３８】
電槽群Ｍがカバー１２によって覆われると、加圧バルブ１９が所定の時間だけ開けられて（タイミングＴ１）、圧力調節部１７によって調節される基準圧力の空気が、加圧タンク１８を通じて収容空間へ供給される。これにより、収容空間に収容された電槽群Ｍは、標準気圧よりも高い基準圧力に急速に加圧される。
【００３９】
収容空間が基準圧力まで高められると、加圧バルブ１９が閉じられ（タイミングＴ２）、続いて、真空バルブ１４が開けられる（タイミングＴ３）。この際に、収容空間の圧力と基準圧力との圧力差が目標圧力差に到達するまで、真空バルブ１４は開けられる。収容空間の圧力と基準圧力との圧力差が目標圧力差に到達すると、真空バルブ１４が閉じられる（タイミングＴ４）。これにより、電解液内の空気や極板群に付着した空気が、気泡として電槽Ｍａ内から収容空間に放出される。
【００４０】
真空バルブ１４が閉じられると、大気圧バルブ１５が所定の時間だけ開けられ（タイミングＴ５）、その後、大気圧バルブ１５は閉じられる（タイミングＴ６）。これにより、収容空間は大気圧の付近まで高められる。大気圧バルブ１５が閉じられると、加圧バルブ１９が開けられ（タイミングＴ７）、標準気圧よりも高い基準圧力の空気が、加圧タンク１８を通じて収容空間に供給され、収容空間が基準圧力まで高められる。なお、タイミングＴ７にて開けられた加圧バルブ１９は、収容空間が所定の時間にわたって基準圧力に保たれた後から、次の圧力制御工程が開始されるまでの間に閉じられればよい。
【００４１】
収容空間が基準圧力に到達すると、開閉機構１２ａが駆動されて、収容空間が大気に開放される。このとき、収容空間の圧力が大気圧よりも高いため、カバー１２と載置プレート１１とがシール部材を介して密着した後であっても、カバー１２が載置プレート１１から離れやすく、収容空間が大気に開放されやすい。
【００４２】
なお、圧力検出部２０では、加圧タンク１８からの空気が供給され続け、導圧部２０ｄを通じて検出部２０ａには、基準圧力が印加される。これにより、圧力検出部２０では、基準圧力が検出部２０ａによる検出の基準となる圧力になる。そのため、圧力制御処理が行われる期間において、圧力検出部２０の検出値は、収容空間の圧力と基準圧力との圧力差と一致する。それゆえに、検出の基準となる圧力が基準圧力と異なる構成と比べて、また、基準圧力の空気が加圧タンク１８以外から圧力検出部２０に別途供給される構成と比べて、収容空間の圧力と基準圧力との圧力差を検出するための構成が簡素になる。
【００４３】
図５に示されるように、収容空間は、タイミングＴ０からタイミングＴ１までにわたって大気圧に保たれ、その後に、タイミングＴ１からは、標準気圧よりも高い基準圧力に向けて加圧される。次いで、収容空間は、タイミングＴ１からタイミングＴ３までにわたって基準圧力に保たれ、その後に、タイミングＴ３からは、基準圧力との圧力差が−９０ｋＰａである到達圧力に向けて減圧され、タイミングＴ５まで減圧された状態に保たれる。そして、収容空間は、タイミングＴ５から大気圧に向けて加圧され、タイミングＴ７まで大気圧に保たれた後に、標準気圧よりも高い基準圧力に向けて加圧される。
【００４４】
［圧力制御機構の作用］
図６を参照して、圧力制御機構の作用を説明する。なお、図６では、上述した実施形態での収容空間の圧力の変化を実線で示し、他方、従来の構成での収容空間の圧力の変化を一点鎖線で示している。また、図６（ａ）は、圧力制御処理時の大気圧である実大気圧が標準気圧に略等しいときの収容空間の圧力の変化を示し、図６（ｂ）は、圧力制御処理時の大気圧が標準気圧よりも低い圧力のときの収容空間の圧力の変化を示す。
【００４５】
図６に示されるように、本実施形態での減圧前の収容空間は、実大気圧Ｐａが標準気圧に略等しいときであれ、実大気圧Ｐａが標準気圧よりも低い気圧、例えば、９８ｋＰａ程度であれ、標準気圧よりも高い基準圧力Ｐｂに加圧される。そのため、実大気圧Ｐａが低気圧であっても、減圧後の収容空間の圧力である到達圧力Ｐｐは、真空ポンプ１３の動作の限界圧力Ｐｍｉｎよりも大きくなる。
【００４６】
通常、収容空間に形成される圧力が低いほど、真空ポンプ１３に求められる減圧能力は高くなる。ここで、目標圧力差ΔＰｂｐの基準が実大気圧Ｐａに設定される従来の構成では、目標圧力差ΔＰｂｐの基準が標準気圧よりも低い低気圧の場合に、収容空間内の圧力を限界圧力Ｐｍｉｎから更に下げること、ひいては、真空ポンプ１３に求められる減圧能力の高性能化が強いられる。また、従来の構成では、目標圧力差ΔＰｂｐの基準が低気圧の場合に、真空ポンプ１３の減圧能力が不足するために、電槽Ｍａ内の脱気が十分に行われない。結果として、極板群、特に、セパレータへの電解液の含浸が不十分になり、電池性能が悪化する。
【００４７】
これに対し、本実施形態の構成によれば、目標圧力差ΔＰｂｐの基準が標準気圧よりも高い基準圧力Ｐｂであるため、実大気圧Ｐａが標準気圧よりも低い場合であっても、目標圧力差ΔＰｂｐの形成に際して、標準気圧と実大気圧との差分だけ収容部内の圧力を更に下げる必要はない。それゆえに、目標圧力差ΔＰｂｐの基準が実大気圧である構成と比べて、目標圧力差ΔＰｂｐを収容部内に形成することが容易である。更には、極板群への電解液の含浸が不十分になることが抑えられるため、電池性能が悪化することも抑えられる。
【００４８】
［電解液注入方法］
図７および図８を参照して、電解液注入方法を説明する。
図７に示されるように、電槽群Ｍを構成する各電槽Ｍａ内に電解液が注入されるときには、まず、極板群が収められた電槽Ｍａ内に、電槽Ｍａに注入されるべき電解液の一部が注入される（第１の注液工程：ステップＳ１１）。
【００４９】
第１の注液工程では、電槽Ｍａ内に、例えば、電解液の全量における７０％程度が、実大気圧下にて注入される。第１注液工程で電槽Ｍａ内に供給される電解液の量は、電槽Ｍａ内に注入された電解液の液面が、極板群の上端よりも上方になる量であることが好ましい。なお、電槽Ｍａに対する電解液の注入は、上述した圧力制御機構１０と一体で構成される上述の注液機構１によって行われてもよいし、圧力制御機構１０とは異なる装置として構成される注液機構によって行われてもよい。
【００５０】
次いで、収容空間の圧力が、基準圧力から第１の目標圧力差だけ低い第１の到達圧力まで、例えば、基準圧力から５０ｋＰａだけ低い第１の到達圧力まで減圧された後に、収容空間の圧力が、再び基準圧力に戻される（第１の圧力制御工程：ステップＳ１２）。
【００５１】
その後、各電槽Ｍａ内には、残りの電解液、例えば、電解液の全量における３０％程度が、注液機構によって実大気圧下で注入される（第２の注液工程：ステップＳ１３）。
次いで、収容空間の圧力が、基準圧力から第２の目標圧力差だけ低い第２の到達圧力まで、例えば、基準圧力から８０ｋＰａだけ低い第２の到達圧力まで減圧された後に、収容空間の圧力が、再び基準圧力に戻される（第２の圧力制御工程：ステップＳ１４）。
【００５２】
そして、収容空間の圧力が、基準圧力から第３の目標圧力差だけ低い第３の到達圧力まで、例えば、基準圧力から９０ｋＰａだけ低い第３の到達圧力まで減圧された後に、収容空間の圧力が、再び基準圧力に戻される（第３の圧力制御工程：ステップＳ１５）。
【００５３】
なお、第１の圧力制御工程では、第１の圧力制御工程用の真空ポンプが備えられた上述の圧力制御機構にて圧力制御処理が行われ、第２の圧力制御工程では、第２の圧力制御工程用の真空ポンプが備えられた上述の圧力制御機構にて圧力制御処理が行われればよい。
【００５４】
あるいは、第１の圧力制御工程、および、第２の圧力制御工程では、上述の圧力制御機構１０に対して、第１の圧力制御工程用の真空ポンプと、第２の圧力制御工程用の真空ポンプとを加え、各圧力制御工程において、対応する真空ポンプを用いた圧力制御処理が行われればよい。
【００５５】
あるいは、第１の圧力制御工程では、上述の圧力制御機構１０にて、第１の圧力制御工程用の短い排気時間での減圧が行われ、第２の圧力制御工程では、上述の圧力制御機構１０にて、第２の圧力制御工程用の長い排気時間での減圧が行われればよい。
【００５６】
電解液注入方法では、複数の圧力制御工程が行われ、且つ、複数の圧力制御工程では、回数が重なるにつれて目標圧力差の絶対値が大きく設定される。これにより、目標圧力差の絶対値が最も大きい第３の圧力制御工程のみが行われる方法と比べて、第１の圧力制御工程および第２の圧力制御工程にて、電槽Ｍａ内の空気が少なからず放出されているため、第３の圧力制御工程にて目標圧力差が形成されやすくなる。
【００５７】
例えば、第３の圧力制御工程のみが行われる場合には、一旦、収容部内に目標圧力差が形成されたとしても、電槽Ｍａ内から放出される空気によって収容部内の圧力が高められてしまう場合がある。そのため、真空ポンプ１３は更に収容部内の減圧を行わなければならず、真空ポンプ１３にかかる負荷が大きくなってしまう。
【００５８】
これに対し、本実施形態によれば、収容部内には所定の圧力が容易に形成され、真空ポンプ１３にかかる負荷を小さくすることができる。
［圧力制御工程］
図８を参照して、各圧力制御工程に用いられる圧力制御方法を説明する。なお、第１の圧力制御工程から第３の圧力制御工程では、収容空間に形成される目標圧力差が相互に異なるものの、収容空間の減圧に関わる処理の手順は同じである。また、以下では、上述した圧力制御機構１０を用いて電槽Ｍａ内の圧力制御を行う場合を説明する。
【００５９】
図８に示されるように、各圧力制御工程では、収容空間が加圧された後（第１の加圧工程：ステップＳ２１）、収容空間が減圧される（減圧工程：ステップＳ２２）。その後、収容空間の圧力が大気圧に戻され（大気開放工程：ステップＳ２３）、更に、収容空間が加圧される（第２の加圧工程：ステップＳ２４）。
【００６０】
このうち、第１の加圧工程では、基準圧力の空気が、加圧タンク１８から実大気圧に保たれた収容空間に供給されることによって、収容空間の圧力が基準圧力まで高められる。そして、第１の減圧工程では、真空ポンプ１３が、収容空間を減圧することによって、収容空間の圧力が基準圧力と−９０ｋＰａの圧力差を形成する到達圧力まで減圧される。次いで、大気圧開放工程では、実大気圧の空気が、減圧された状態の収容空間に供給されることによって、収容空間の圧力が大気圧になる。そして、第２の加圧工程では、第１の加圧工程と同様、基準圧力の空気が、加圧タンク１８から収容空間に供給されることによって、収容空間の圧力が基準圧力まで高められる。
【００６１】
上述のように、電解液注入方法では、複数の圧力制御工程が行われ、且つ、複数の圧力制御工程では、回数を重ねるにつれて目標圧力差の絶対値が大きく設定される。すなわち、最後の圧力制御工程である第３の圧力制御工程にて、実大気圧を基準として目標圧力差が形成された場合には、減圧後の到達圧力が限界圧力よりも低くなる可能性が最も高くなる。それゆえに、減圧前の収容空間の圧力を基準圧力まで高める第１の加圧工程は、第３の圧力制御工程において、他の圧力制御工程と比べてより効果的である。
【００６２】
以上説明したように、電解液注入装置、電解液注入方法、および、脱気装置の一実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）減圧前の収容空間の圧力が、基準圧力まで加圧されるため、減圧前の収容空間の圧力と、減圧後の収容空間の圧力とには、目標圧力差が生じやすくなる。そのため、圧力制御処理時の大気圧が、気象の変化によって大幅に下がっても、収容空間内に目標圧力差を形成することが容易である。ひいては、カバー１２に覆われた各電槽Ｍａ内の減圧を妨げられにくくすることができる。また、上述した従来の構成に比べて、極板群、特に、セパレータに対して電解液を十分に含浸させることができ、極板群に対する電解液の含浸が不十分であることによる電池性能の悪化を抑えることができる。
【００６３】
（２）圧力検出部２０では、検出の基準となる圧力として加圧タンク１８から基準圧力が供給され続ける。それゆえに、検出の基準となる圧力が基準圧力と異なる構成と比べて、また、基準圧力の空気が加圧タンク１８以外から圧力検出部２０に別途供給される構成と比べて、収容空間の圧力と基準圧力との圧力差を検出するための構成が簡素になる。
【００６４】
（３）標準気圧よりも高い圧力に加圧された後にカバー１２が開けられるため、収容空間の圧力が大気圧に加圧された後にカバー１２が開けられる構成と比べて、カバー１２が開けられやすくなる。
【００６５】
（４）電解液注入方法では、複数の圧力制御工程が行われ、且つ、複数の圧力制御工程では、回数が重なるにつれて目標圧力差の絶対値が大きく設定される。そのため、第３の圧力制御工程のみが行われる方法と比べて、第３の圧力制御工程では、目標圧力差が収容部内に生じやすくなる。それゆえに、第３の圧力制御工程にて真空ポンプ１３にかかる負荷を小さくすることができる。
【００６６】
なお、上述した実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・各注液工程にて電槽Ｍａ内に供給される電解液の量は上述した量に限らず、注液工程が行われる回数、電槽Ｍａの大きさと電槽Ｍａに収められる極板群の大きさとの関係等に応じて適宜変更可能である。
【００６７】
・各圧力制御工程での目標圧力差は、上述した目標圧力差に限らず、圧力制御工程が行われる回数、電槽Ｍａの大きさ等に応じて適宜変更可能である。
・電解液注入方法は、２回の注液工程と、３回の圧力制御工程とを備えなくともよく、注液工程と圧力制御工程との各々を少なくとも１回ずつ備えていればよい。
【００６８】
・大気圧バルブ１５は、カバー１２が載置プレート１１上に載せられた後に閉じられてもよい。すなわち、大気圧バルブ１５は、図４（ａ）に示されるタイミングＴ０とタイミングＴ１との間で閉じられてもよい。こうした構成であっても、基準圧力に加圧される前の収容空間の圧力が大気圧にはなる。
【００６９】
・圧力検出部２０には、加圧タンク１８から基準圧力が加えられなくともよく、例えば、圧力検出部２０に接続された配管が、基準圧力の形成された他の空間に接続されてもよい。あるいは、圧力検出部２０に接続された配管が大気に開放され、且つ、大気圧を検出する大気圧検出部が更に備え、制御部３０では、圧力検出部２０の検出結果と大気圧検出部の検出結果とを用いて、収容空間の圧力と基準圧力との圧力差が演算されてもよい。こうした構成であっても、基準圧力が標準気圧よりも高い圧力に設定されている以上、上記（１）に準じた効果を得ることはできる。
【００７０】
・各圧力制御工程にて、収容空間を減圧するたびに、収容空間の圧力を基準圧力まで高めなくともよい。すなわち、第１の圧力制御工程、および、第２の圧力制御工程の少なくとも一方では、減圧前の収容空間の圧力が基準圧力まで高められなくともよく、少なくとも収容空間が最も減圧される第３の圧力制御工程にて、減圧前の収容空間の圧力が基準圧力まで高められればよい。この場合には、第１の圧力制御工程、および、第２の圧力制御工程の少なくとも一方が第２の減圧工程として設定され、第２の減圧工程では、収容空間の圧力が実大気圧である状態で、真空ポンプ１３が収容空間の圧力が減圧されればよい。
【００７１】
こうした構成によれば、以下の効果を得ることができる。
（５）収容空間の減圧が行われるごとに収容空間の圧力が基準圧力とされる構成と比べて、加圧部による加圧が行われない分、圧力制御処理における圧力の操作を減らしつつ、収容空間、ひいては、電槽Ｍａ内の減圧を妨げられにくくすることができる。
【００７２】
なお、減圧前の収容空間の圧力が実大気圧とされる圧力制御工程は、上述した圧力制御機構１０を用いて行うことができる。この場合には、圧力制御工程の間にわたって、上記加圧バルブ１９が閉じられた状態に保たれればよい。あるいは、同圧力制御工程は、圧力制御機構１０から、空気供給部１６、圧力調節部１７、加圧タンク１８、および、加圧バルブ１９が省かれ、且つ、圧力検出部２０が大気に開放された圧力制御機構を用いて行うことができる。
【００７３】
・減圧された収容空間を基準圧力まで再び加圧する第２の加圧部は、基準圧力の空気を収容空間に供給する構成であればよく、第１の加圧部とは各別に構成されてもよい。
・基準圧力から目標圧力差だけ下げられた到達圧力は、真空ポンプ１３の限界圧力として設定されてもよい。こうした構成であれば、圧力制御機構１０から圧力検出部２０を省略することができ、また、圧力検出部２０の検出結果を用いて目標圧力差が形成されたか否かを判断する判断機能を制御部３０から省略することができる。
【００７４】
・電槽Ｍａ内には、正極板と負極板とがセパレータを介して積層された極板群に限らず、正極板と負極板とがセパレータを介して巻回された極板群が収容されてもよい。また、電槽Ｍａは、直方体状をなす角型電池用の電槽に限らず、円筒状をなす円筒型電池用の電槽であってもよい。
【００７５】
・圧力調節部１７と加圧タンク１８とを介して空気供給部１６から収容部内に供給される圧力流体は空気に限定されず、電槽群Ｍを用いて構成される電池の性能に影響の少ない気体、すなわち、所定の電池性能が担保される気体であればよい。
【符号の説明】
【００７６】
１…注液機構、２…注液ノズル、３…載置部、１０…圧力制御機構、１１…載置プレート、１２…カバー、１３…真空ポンプ１３…真空バルブ、１５…大気圧バルブ、１６…空気供給部、１７…圧力調節部、１８…加圧タンク、１９…加圧バルブ、２０…圧力検出部、２０ａ…導入口、２０ｂ…検出部、２０ｃ…ケーブル、２０ｄ…導圧部、２０ｅ…信号線、２１…圧力計バルブ、３０…制御部、Ｅ…電解液、Ｍ…電槽群、Ｍａ…電槽、Ｐ…極板群。
【図１】
2014127344.tif 000003
【図２】
2014127344.tif 000004
【図３】
2014127344.tif 000005
【図４】
2014127344.tif 000006
【図５】
2014127344.tif 000007
【図６】
2014127344.tif 000008
【図７】
2014127344.tif 000009
【図８】
2014127344.tif 000010