(57)【要約】      （修正有）【課題】電池缶から電解液が漏れ出ることが無く、注液時間を短縮し、かつ電池容量の低減を抑制することを可能とする非水系二次電池を提供する。【解決手段】電池缶２の蓋部材２ｂに設けた孔部７は、電池缶２の内部に電解液を注入するための注入口の機能を有すると共に、電池缶２の内部の気体を排気するための機能を有する。孔部７は非水系二次電池１の使用時における電解液の液面より高い位置であって、電極積層体３と重なり合わない位置に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液と、
正極板と負極板とがセパレータを介して積層されている電極積層体と、
上記電解液および上記電極積層体が収容されている電池缶と、
上記正極板と上記負極板とのそれぞれに電気的に接続されている複数の集電端子とを備えており、
上記電池缶が、上記電池缶の内部に上記電解液を注入するための注入口の機能を有すると共に、上記電池缶の内部の気体を排気するための排気口の機能を有する、複数の孔部を備えている非水系二次電池であって、
少なくとも１つの孔部は、上記非水系二次電池の使用時における上記電解液の液面より高い位置であって、上記電極積層体と重なり合わない位置に設けられていることを特徴とする非水系二次電池。
【請求項２】
上記電極積層体における上記集電端子が設けられていない面に対して被覆されているフィルム材を備えており、
上記フィルム材は、上記電解液が浸透しない材料により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池。
【請求項３】
上記少なくとも１つの孔部が、上記集電端子と重なり合わない位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の非水系二次電池。
【請求項４】
上記電池缶は、容器状ケースと、上記容器状ケースの蓋である蓋部材とからなり、
上記少なくとも１つの孔部が、上記蓋部材に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の非水系二次電池。
【請求項５】
２つの孔部の離間距離が、該２つの孔部を結んだ線分と平行な方向における上記電極積層体の寸法より大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の非水系二次電池。
【請求項６】
上記複数の集電端子が、上記電極積層体における１つの面に並んで設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の非水系二次電池。
【請求項７】
上記電池缶に設けられており、かつ、それぞれ、上記複数の集電端子の対応するいずれかと電気的に接続されている複数の外部端子と、
上記集電端子と上記外部端子とを電気的に接続する配線とを備えており、
上記配線が、上記電池缶の内壁の近傍に引き廻されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の非水系二次電池。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の非水系二次電池を作製する際に、
いずれか２つの孔部の一方から排気を行うことにより、上記電池缶の内部を減圧雰囲気にしつつ、該２つの孔部の他方から上記電池缶の内部に上記電解液を注入することを特徴とする注液方法。
【請求項９】
上記２つの孔部の高さが異なり、かつ、上方の孔部が上記電極積層体より高い位置となるように上記電池缶を置き、
上記上方の孔部から上記排気を行うことを特徴とする請求項８に記載の注液方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水系二次電池およびその注液方法に関する。なお、本願明細書において注液とは、非水系二次電池の電池缶の内部に電解液を注入することである。
【背景技術】
【０００２】
注液をスムーズに行うために、電池缶に２つの孔部を設け、一方の孔部から注液を行い、他方の孔部から排気を行い電池缶の内部を減圧させる技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、注液をスムーズに行うために、外装缶を封口する封口体に複数の注液孔を設け、１つの注液孔から注液を行い、別の注液孔から排気を行い外装缶の内部を減圧させる技術が開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、電解液を上方から注入する際に気泡が発生するため、外装缶および封口体の内部において気体と電解液との交換がスムーズに進まず、注液時間が長くなるという問題が発生する。
【０００５】
上記の問題を解決するために、特許文献２には、容器の底部と、容器の開口部を封止する封止部材とのそれぞれに孔を設け、容器底部の孔から注液を行い、封止部材の孔から排気を行い容器の内部を減圧させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２４１７４１号公報（１９９８年９月１１日公開）
【特許文献２】特開２００５−２５１７３８号公報（２００５年９月１５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に開示されている技術では、電池の使用時における容器底部に孔が設けられている。この結果、容器底部の孔またはそれを塞いだ部分に、電解液が常に接触することになるため、容器から電解液が漏れ出る虞があるという問題が発生する。また、容器底部の孔に電解液が付着することにより、容器底部の孔の封口が不十分となり、やはり容器から電解液が漏れ出る虞があるという問題が発生する。
【０００８】
また、特許文献１に開示されている技術ではさらに、注液される電解液の下流に電極体が存在する。このため、該下流に位置する電極体の部分に、電解液が集中的に供給されてしまう。この結果、電解液を均一に電極体にしみ込ませることが難しいという問題が発生する。従って、電解液を電極体の全体にしみ込ませるまでに要する時間、すなわち注液時間が長くなったり、電池を繰り返し使用することに伴い電池容量が極端に低減したりすることも懸念される。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みて為されたものであり、その目的は、電池缶から電解液が漏れ出ることが無く、注液時間を短縮し、かつ電池容量の低減を抑制することを可能とする、非水系二次電池およびその注液方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の非水系二次電池は、上記の問題を解決するために、電解液と、正極板と負極板とがセパレータを介して積層されている電極積層体と、上記電解液および上記電極積層体が収容されている電池缶と、上記正極板と上記負極板とのそれぞれに電気的に接続されている複数の集電端子とを備えており、上記電池缶が、上記電池缶の内部に上記電解液を注入するための注入口の機能を有すると共に、上記電池缶の内部の気体を排気するための排気口の機能を有する、複数の孔部を備えている非水系二次電池であって、少なくとも１つの孔部は、上記非水系二次電池の使用時における上記電解液の液面より高い位置であって、上記電極積層体と重なり合わない位置に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の注液方法は、上記の問題を解決するために、本発明の非水系二次電池を作製する際に、いずれか２つの孔部の一方から排気を行うことにより、上記電池缶の内部を減圧雰囲気にしつつ、該２つの孔部の他方から上記電池缶の内部に上記電解液を注入することを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、電池缶に収容された電極積層体と重なり合わない位置に孔部を設け、この孔部から注液を行うことにより、電解液は、電極積層体に直接当たることなく、注液時における電池缶の底部に到達する。この結果、電極積層体において電解液が集中的に供給されてしまう部分を無くし、電極積層体に均一に電解液をしみ込ませることが容易となる。従って、注液時間が長くなったり、電池を繰り返し使用することに伴い電池容量が極端に低減したりすることを解消することが可能となる。
【００１３】
また、非水系二次電池の使用時において、孔部は、非水系二次電池の液面より高い位置に設けられている。このため、孔部またはそれを塞いだ部分に電解液が接触することを抑制することができる。この結果、電解液が電池缶から漏れ出る虞を低減することができる。
【００１４】
また、本発明の非水系二次電池は、上記電極積層体における上記集電端子が設けられていない面に対して被覆されているフィルム材を備えており、上記フィルム材は、上記電解液が浸透しない材料により構成されているのが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、フィルム材を用いることにより、フィルム材により覆われていない電極積層体の部分、すなわち、電極積層体における集電端子が設けられている面のみから、電解液がしみ込む。
【００１６】
この結果、特に非水系二次電池が大型である場合に、電極積層体の中心付近に電解液をしみ込ませることが容易となるため、さらに確実に、電極積層体に均一に電解液をしみ込ませることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の非水系二次電池は、上記少なくとも１つの孔部が、上記集電端子と重なり合わない位置に設けられているのが好ましい。
【００１８】
孔部が集電端子とも重なり合わない場合、さらに確実に、電極積層体に均一に電解液をしみ込ませることが可能となる。
【００１９】
また、本発明の非水系二次電池において、上記電池缶は、容器状ケースと、上記容器状ケースの蓋である蓋部材とからなり、上記少なくとも１つの孔部が、上記蓋部材に設けられているのが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、非水系二次電池の使用時において、孔部は、非水系二次電池（電池缶）の上面に位置することとなる。このため、孔部またはそれを塞いだ部分に電解液が接触することを確実に抑制することができる。
【００２１】
また、本発明の非水系二次電池は、２つの孔部の離間距離が、該２つの孔部を結んだ線分と平行な方向における上記電極積層体の寸法より大きいのが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、一方の孔部から電池缶の内部に注入した電解液が、他方の孔部から流出する虞を低減することができる。
【００２３】
また、本発明の非水系二次電池は、上記複数の集電端子が、上記電極積層体における１つの面に並んで設けられていてもよい。
【００２４】
また、本発明の非水系二次電池は、上記電池缶に設けられており、かつ、それぞれ、上記複数の集電端子の対応するいずれかと電気的に接続されている複数の外部端子と、上記集電端子と上記外部端子とを電気的に接続する配線とを備えており、上記配線が、上記電池缶の内壁の近傍に引き廻されているのが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、後述するように、２つの孔部の高さが異なり、かつ、上方の孔部が電極積層体より高い位置となるように電池缶を置いて注液を行う場合における、集電端子、外部端子、配線の強度を高くすることができる。なぜなら、配線の長さに余裕を持たせることにより、配線により衝撃を吸収することが可能となるためである。
【００２６】
また、本発明の注液方法は、上記２つの孔部の高さが異なり、かつ、上方の孔部が上記電極積層体より高い位置となるように上記電池缶を置き、上記上方の孔部から上記排気を行うのが好ましい。
【００２７】
上記の方法によれば、上方の孔部から排気を行うことにより、電極積層体の全面を電解液に浸すことが可能となるため、さらに確実に、電極積層体に均一に電解液をしみ込ませることが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のとおり、本発明の非水系二次電池は、電解液と、正極板と負極板とがセパレータを介して積層されている電極積層体と、上記電解液および上記電極積層体が収容されている電池缶と、上記正極板と上記負極板とのそれぞれに電気的に接続されている複数の集電端子とを備えており、上記電池缶が、上記電池缶の内部に上記電解液を注入するための注入口の機能を有すると共に、上記電池缶の内部の気体を排気するための排気口の機能を有する、複数の孔部を備えている非水系二次電池であって、少なくとも１つの孔部は、上記非水系二次電池の使用時における上記電解液の液面より高い位置であって、上記電極積層体と重なり合わない位置に設けられている。
【００２９】
また、本発明の注液方法は、本発明の非水系二次電池を作製する際に、いずれか２つの孔部の一方から排気を行うことにより、上記電池缶の内部を減圧雰囲気にしつつ、該２つの孔部の他方から上記電池缶の内部に上記電解液を注入する。
【００３０】
従って、電池缶から電解液が漏れ出ることが無く、注液時間を短縮し、かつ電池容量の低減を抑制することが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る非水系二次電池の構成を示す斜視図である。
【図２】実施例１〜３ならびに比較例の比較結果を示すグラフである。
【図３】図１に対する第１の変形例に係る非水系二次電池の構成を示す斜視図である。
【図４】図１に対する第２の変形例に係る非水系二次電池の構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示す非水系二次電池の比較例としての、非水系二次電池の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る非水系二次電池における注液装置の主要部の構成を示す斜視図である。
【図７】従来技術に係る非水系二次電池における注液装置および注液方法のイメージを示す図である。
【図８】圧力調整機構の構成の具体例を示す斜視図である。
【図９】減圧チャンバーを用いて注液を行う構成を示す斜視図である。
【図１０】図６に示す注液装置を簡略化した構成を示す斜視図である。
【図１１】図６に示す注液装置による注液時における、電磁弁ならびに調圧弁の開閉タイミングの一例を示している。
【図１２】図１０に示す注液装置による注液時における、電磁弁ならびに調圧弁の開閉タイミングの一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
〔非水系二次電池およびその注液方法〕
［基本構成］
図１は、本実施の形態に係る非水系二次電池の構成を示す斜視図である。
【００３３】
図１に示す非水系二次電池１は、電池缶２、電極積層体３、集電端子４、熱収縮フィルム５、および外部端子６を備えている。
【００３４】
なお、図１では、互いに垂直な３方向である、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向を規定している。非水系二次電池１の電池缶２は、概略的には直方体である。そして、該直方体を構成する各面は、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向のいずれか２つと平行である。
【００３５】
電池缶２は、例えば金属板のプレス加工によって形成され、容器状ケース２ａと蓋部材２ｂとからなる。電池缶２の材質は、鉄、ニッケルメッキされた鉄、ステンレススチールあるいはアルミニウム等である。また、蓋部材２ｂには、２つの孔部７が設けられている。孔部７の詳細については後述する。
【００３６】
非水系二次電池１の使用時においては、蓋部材２ｂが、非水系二次電池１（電池缶２）の上面に位置することとなる。
【００３７】
電極積層体３は、電池缶２の内部に収容されており、便宜上図示を省略しているが、正極板と負極板とがセパレータを介して積層されたもの（積層用ユニット）が、さらに複数層積層されてなるものである。非水系二次電池１において、電極積層体３は略六面体となっているが、電極積層体の形状自体は特に限定されるものではない。
【００３８】
なお、便宜上、図１では電解液の図示を省略しているが、電解液は電極積層体３が収容された電池缶２の内部に収容される。そして、この収容の後に孔部７が塞がれ、非水系二次電池１が完成することとなる。
【００３９】
集電端子４は２つ設けられており、その一方は上記正極板と電気的に接続されており、その他方は上記負極板と電気的に接続されている。
【００４０】
なお、非水系二次電池１において、２つの集電端子４は、Ｘ方向に関し、電極積層体３の一端を構成する面と電極積層体３の他端を構成する面とに、換言すれば、非水系二次電池１の使用時における水平方向に電極積層体３を挟んで対向するように設けられている。
【００４１】
熱収縮フィルム（フィルム材）５は、電極積層体３における集電端子４が設けられていない４面に対して被覆されており、具体的に、電極積層体３を構成する各積層用ユニットに巻かれたものである。熱収縮フィルム５は、電解液が浸透しない材料により構成されている。このため、熱収縮フィルム５により覆われている電極積層体３の部分（典型的には、上記の４面）から、電極積層体３に電解液がしみ込むことはない。熱収縮フィルム５としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリオレフィン（ＰＯ）を含む材料を好適に使用することができる。
【００４２】
外部端子６は２つ設けられており、それぞれ、２つの集電端子４の対応するいずれかと電気的に接続されている。
【００４３】
なお、非水系二次電池１において、２つの外部端子６は、Ｘ方向に関し、電池缶２の一端を構成する面と電池缶２の他端を構成する面とに、換言すれば、非水系二次電池１の使用時における水平方向に電池缶２を挟んで対向するように設けられている。
【００４４】
孔部７は、上述したとおり、電池缶２の蓋部材２ｂに２つ設けられている。孔部７は、電池缶２の内部に電解液を注入する（すなわち、注液を行う）ための注入口の機能を有すると共に、電池缶２の内部の気体を排気するための排気口の機能を有するものである。
【００４５】
孔部７は、電池缶２の内部に収容された電極積層体３と重なり合わない位置に設けられている。また、孔部７は、集電端子４とも重なり合わない位置に設けられているのが好ましい。
【００４６】
具体的に、図１に示すとおり、孔部７は、孔部７を底面とする直柱７ｃまたは斜柱（図示しない）が、少なくとも電極積層体３と、好ましくは、電極積層体３および集電端子４と、重なり合わないように設けられている。
【００４７】
なお、非水系二次電池１において、２つの孔部７の離間距離Ｄ１は、２つの孔部７を結んだ線分と平行な方向における電極積層体３の寸法Ｄ２より大きい。
【００４８】
［非水系二次電池を作製する方法の具体例］
本実施の形態に係る非水系二次電池を作製する方法の具体例について、下記に説明する。
【００４９】
［正極板の作製］
正極活物質としてのＬｉＦｅＰＯ４（９０重量部）と、導電材としてのアセチレンブラック（５重量部）と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（５重量部）とを混合する。これに、溶媒としてのＮ−メチル−２−ピロリドンを適宜加えて各材料を分散させて、スラリーを調製する。このスラリーを、正極集電体としてのアルミニウム箔（厚み２０μｍ）の両面上に均一に塗布して乾燥させた後、ロールプレスにより圧縮し、所定のサイズで切断して、板状の正極板を作製した。
【００５０】
作製した正極板は、サイズが１４５ｍｍ×２９８ｍｍであり、厚みが２３０μｍである。この正極板を９枚用いて積層用ユニットを作製する。
【００５１】
［負極板の作製］
負極活物質としての天然黒鉛（９０重量部）と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（１０重量部）とを混合する。これに、溶媒としてのＮ−メチル−２−ピロリドンを適宜加えて各材料を分散させて、スラリーを調製する。このスラリーを、負極集電体としての銅箔（厚み１６μｍ）の両面上に均一に塗布して乾燥させた後、ロールプレスにより圧縮し、所定のサイズで切断して、板状の負極板を作製した。
【００５２】
作製した負極板は、サイズが１５３ｍｍ×３０６ｍｍであり、厚みが１４６μｍである。この負極板を１０枚用いて積層用ユニットを作製する。
【００５３】
［セパレータの作製］
セパレータとして、サイズが１５５ｍｍ×３１１ｍｍであり、厚みが２５μｍであるポリエチレンフィルムを作製した。
【００５４】
［非水電解液の作製］
エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを、３０：７０の容積比にて混合した混合液（溶媒）に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ溶解して、非水電解液を調製した。
【００５５】
［電池缶の作製］
電池缶２を構成する容器状ケース２ａおよび蓋部材２ｂの材料として、ニッケルメッキされた鉄板を用いた。また、電池缶２は、厚み０．８ｍｍであり、長手方向×短手方向×深さ（内寸）が、３３０ｍｍ×１５７ｍｍ×４１ｍｍであり、蓋部材２ｂに開閉可能な孔部７を２つ設けた。また、蓋部材２ｂを電極積層体３の上面に密着させるために、蓋部材２ｂは、平板状ではなく、電池缶２の内部に嵌まり込む皿型状の構成とした。皿型状の蓋部材２ｂを用いると、蓋部材２ｂを溶接する際に蓋部材２ｂが動くことを防止することができるため、溶接作業が容易となる。また、蓋部材２ｂにおける皿型状の落ち込み量を変更することで、収容する電極積層体３の厚みの変化に容易に対応可能となる。さらに、蓋部材２ｂが皿型状であれば、蓋部材２ｂの強度、および電池缶２の強度を向上することが可能となるため好ましい。
【００５６】
［二次電池の組立］
正極板と負極板とを、セパレータを介して交互に積層する。その際に、正極板に対して負極板が外側に位置するように、正極板９枚、負極板１０枚、セパレータ１８枚を積層する。これに、セパレータと同じ厚み２５μｍの、熱収縮フィルム５としてのポリエチレンフィルムを巻く構成として、積層用ユニットを作製し、この積層用ユニットを８段積み重ねて、電極積層体３を構成した。
【００５７】
正極板と負極板との間に介装するセパレータの大きさは、上述したとおり、サイズが１５５ｍｍ×３１１ｍｍであり、正極板（１４５ｍｍ×２９８ｍｍ）、負極板（１５３ｍｍ×３０６ｍｍ）よりも少し大きなサイズである。これにより、正極板および負極板に形成された活物質層を確実に被覆することができる。また、いずれも熱収縮フィルム５が巻かれていない、正極の集電体露出部および負極の集電体露出部に、集電端子４の接続片を接続した。
【００５８】
集電端子４を接続した電極積層体３を容器状ケース２ａに収容し、集電端子４と外部端子６とを接続し、蓋部材２ｂを取り付けて電極積層体３を密封する。このとき、孔部７はいずれも、蓋部材２ｂにおける、収容済の電極積層体３および集電端子４のいずれとも重なり合わない位置に設けている。そして、孔部７から電池缶２の内部に非水電解液を注入し、注液を行った。このとき、一方の孔部７から排気を行うことにより電池缶２の内部を減圧雰囲気にしつつ、他方の孔部７から該注液を実施した。注液の後、２つの孔部７を封口して、非水系二次電池を作製した。
【００５９】
［実施例１］
以上の非水系二次電池を作製する方法により、非水系二次電池１を作製した。
【００６０】
また、図１のＸ方向が鉛直方向（重力方向）となるように電池缶２を置いて、注液を行った。
【００６１】
なお、図１のＸ方向が鉛直方向となるように電池缶２を置くと、２つの孔部７の高さが異なり、かつ、上方の孔部７が電極積層体３より高い位置となる。この上方の孔部７から排気を行い、下方の孔部７から注液を行うこととなる。
【００６２】
［実施例２］
以上の非水系二次電池を作製する方法に基づいて、下記の非水系二次電池（以下、非水系二次電池１ａと称する）を作製した。
【００６３】
すなわち、非水系二次電池１ａは、熱収縮フィルム５が省かれている以外、非水系二次電池１と同じ構成である。
【００６４】
また、図１のＸ方向が鉛直方向となるように電池缶２を置いて、注液を行った。
【００６５】
［実施例３］
以上の非水系二次電池を作製する方法に基づいて、実施例２と同様に、非水系二次電池１ａを作製した。
【００６６】
但し、図１のＺ方向が鉛直方向となるように電池缶２を置いて、注液を行った。
【００６７】
［比較例］
以上の非水系二次電池を作製する方法に基づいて、下記の非水系二次電池（以下、非水系二次電池１ｂと称する）を作製した。
【００６８】
すなわち、非水系二次電池１ｂは、孔部７が省かれており、電極積層体３および集電端子４と重なり合う位置に孔部（図１に示す孔部７´）が設けられている以外、非水系二次電池１ａと同じ構成である。
【００６９】
また、図１のＺ方向が鉛直方向となるように電池缶２を置いて、注液を行った。
【００７０】
［実施例１〜３ならびに比較例の比較結果］
図２は、上記の実施例１〜３ならびに比較例の比較結果を示すグラフであり、サイクルと容量保持率との関係を示すグラフである。具体的に、図２には、サイクル試験の結果を示している。
【００７１】
ちなみに、比較例においては、１００回目のサイクルと１５０回目のサイクルとの間で、電池容量が０となった。非水系二次電池１ｂの内部短絡が原因であると考えられる。
【００７２】
［非水系二次電池１の構成による作用効果］
電池缶２に収容された電極積層体３と重なり合わない位置に孔部７を設け、この孔部７から注液を行うことにより、電解液は、電極積層体３に直接当たることなく、注液時における電池缶２の底部に到達する。この結果、電極積層体３において電解液が集中的に供給されてしまう部分を無くし、電極積層体３に均一に電解液をしみ込ませることが容易となる。孔部７が集電端子４とも重なり合わない場合、さらに確実に、電極積層体３に均一に電解液をしみ込ませることが可能となる。
【００７３】
なお、非水系二次電池１の構造では、電池缶２の内部に電極積層体３が密に収容されるわけではない。換言すれば、電池缶２の内部に電極積層体３を収容した状態においては、電池缶２の内部に電極積層体３が存在しないスペースが形成されることとなる。該スペースと重なり合うように孔部７を設ければよい。
【００７４】
また、孔部７は、蓋部材２ｂに設けられている。換言すれば、非水系二次電池１の使用時において、孔部７は、非水系二次電池１（電池缶２）の上面に位置することとなる。このため、孔部７またはそれを塞いだ部分に電解液が接触することを抑制することができる。この結果、電解液が電池缶２から漏れ出る虞を低減することができる。
【００７５】
また、注液時においても、孔部７を底面に位置させる必要が無いため、孔部７から注液用のノズルを抜く際に、孔部７付近に電解液が付着する虞を低減することができる。従って、孔部７の封口に悪影響を及ぼす要因を減らすことが可能となる。
【００７６】
特に、図１のＺ方向が鉛直方向となるように電池缶２を置いて注液を行う場合、孔部７の封口までに電解液がこぼれないように、ゴム栓をする必要が無くなる。この結果、ゴム栓の劣化による電解液の漏れおよび電池缶２の内部への異物混入の虞を低減することができる。
【００７７】
一方、図１のＸ方向が鉛直方向となるように電池缶２を置いて注液を行う場合、２つの孔部７の高さが異なり、かつ、上方の孔部７が電極積層体３より高い位置となるように電池缶２の向きを決定して、注液を行うのが好ましい。
【００７８】
この場合、上方の孔部７から排気を行うことにより、電極積層体３の全面を電解液に浸すことが可能となるため、さらに確実に、電極積層体３に均一に電解液をしみ込ませることが可能となる。一方、注液を行うための下方の孔部７は、できるだけ低い位置にあるほうが好ましい。なぜなら、注液時に、電解液が電極積層体３に直接当たる虞をより低減することができるためである。２つの孔部７の離間距離Ｄ１を十分大きくすれば、下方の孔部７を十分低く位置させることは容易である。
【００７９】
また、熱収縮フィルム５を用いることにより、熱収縮フィルム５により覆われていない電極積層体３の部分、すなわち、電極積層体３における集電端子４が設けられている２面のみから、電解液がしみ込む。
【００８０】
この結果、特に非水系二次電池１が大型である場合に、電極積層体３の中心付近に電解液をしみ込ませることが容易となるため、さらに確実に、電極積層体３に均一に電解液をしみ込ませることが可能となる。
【００８１】
以上のとおり、非水系二次電池１は、電極積層体３に均一に電解液をしみ込ませることが可能かつ容易であるという効果を奏する。この効果に伴い、注液の高速化を図ることが可能となり、また、電池を繰り返し使用することに伴う電池容量の低減も抑制することが可能となる。
【００８２】
なお、非水系二次電池１において、２つの孔部７はいずれも丸孔であるが、孔部７の形状は丸孔に限定されず、四角い孔等、どのような形状の孔であってもよい。
【００８３】
また、非水系二次電池１において、２つの孔部７はいずれも電極積層体３と重なり合わない位置に設けられており、さらに集電端子４とも重なり合わない位置に設けられているのが好ましい。しかしながら、２つの孔部７のいずれかが一方のみが、該位置に設けられていてもよい。
【００８４】
また、非水系二次電池１において、孔部７は蓋部材２ｂに設けられているが、必ずしも蓋部材２ｂに設けられていなければならないわけではない。すなわち、孔部７は、非水系二次電池１の使用時における電解液の液面より高い位置に設けられているのが好ましい。
【００８５】
また、非水系二次電池１において、孔部７は２つであるが、孔部７の個数は２つに限定されず、３つ以上であってもよい。
【００８６】
また、非水系二次電池１において、熱収縮フィルム５は、必須の構成ではなく、省かれていてもよい。
【００８７】
なお、注液時における、電池缶２の内部での、電解液の液面の高さは、電極積層体３が存在しないスペースを通って液面が上昇し過ぎないように、電極積層体３へのしみ込みを考慮してコントロールする。
【００８８】
［変形例１］
図３は、図１に対する第１の変形例に係る非水系二次電池の構成を示す斜視図である。
【００８９】
図３に示す非水系二次電池１１は、２つの集電端子４および２つの外部端子６の位置が図１に示す非水系二次電池１と異なっており、それ以外の構成が図１に示す非水系二次電池１と同じである。
【００９０】
すなわち、非水系二次電池１１において、２つの集電端子４はいずれも、Ｘ方向に関し、電極積層体３の一端を構成する面に、換言すれば、電極積層体３の１つの面に並んで設けられている。
【００９１】
同様に、非水系二次電池１１において、２つの外部端子６はいずれも、Ｘ方向に関し、電池缶２の一端を構成する面に、換言すれば、電池缶２の１つの面に並んで設けられている。
【００９２】
［変形例２］
図４は、図１に対する第２の変形例に係る非水系二次電池の構成を示す斜視図である。
【００９３】
図４に示す非水系二次電池２１は、２つの外部端子６がいずれも、電池缶２の上面（典型的には、蓋部材２ｂ）に並んで設けられている。非水系二次電池２１において、２つの集電端子４は、図１に示す非水系二次電池１と同じ位置となっている。
【００９４】
また、集電端子４と外部端子６とは、配線８により電気的に接続されているが、この配線８は、電池缶２の内壁の近傍に引き廻されている。この構成により、２つの孔部７の高さが異なり、かつ、上方の孔部７が電極積層体３より高い位置となるように電池缶２を置いて注液を行う場合（実施例１および２参照）における、集電端子４、外部端子６、配線８の強度を高くすることができる。なぜなら、配線８の長さに余裕を持たせることにより、配線８により衝撃を吸収することが可能となるためである。
【００９５】
反対に、図５に示すように、集電端子４と外部端子６とを最短距離で結ぶように、集電端子４、外部端子６、および配線８を設けた場合、上記のように電池缶２を置いた場合における、集電端子４、外部端子６、配線８の強度が低くなることが懸念される。
【００９６】
さらに、図４に示す例の方が、図５に示す例に対して、電極積層体３と集電端子４との接続面積を増加させることが容易となる。そのため、図４に示す例の方が、強度が高くなる。また、電極積層体３と集電端子４とは、数ミリ×数センチの長さのライン状の接続面を有している。そのため、注液時に複数の孔部７が上下に並ぶように電池を立てた場合、図５に示す例に比べ図４に示す例の方が、電極積層体３と集電端子４との接続部に加わる応力を重力に対して広い面積で受けることができるため、強度が高くなる。
【００９７】
［総括］
なお、本発明に係る非水系二次電池は、下記のように解釈することもできる。
【００９８】
電池使用時における電池缶２の底部に孔部７を設けることなく、注液時における電池缶２の底部から上部に向かって一方向に、電解液を電極積層体３にしみ込ませることが容易となる。このため、孔部７を塞いだ部分に電解液が接する虞を低減することができるため、電池の信頼性が向上する。
【００９９】
蓋部材２ｂに孔部７が設けられているにも関わらず、上記一方向のしみ込みが容易となるように、孔部７の位置と電極積層体３の位置とが関連する配置とする。
【０１００】
集電端子４と外部端子６との接続構造を定義することにより、電池を立てることができ、さらにこれにより、上記一方向のしみ込みが容易となる。
【０１０１】
蓋部材２ｂに複数の孔部７を有しており、孔部７の少なくとも１つが、電極積層体３の電極端部より外側に存在する。これにより、上述した比較例のような、容量の急激な減少を抑制することができる。またこれにより、上記一方向のしみ込みが容易となる。
【０１０２】
また、電極積層体３の最も外側の層に、電解液を通さない熱収縮フィルム５を備えている。これにより、電極積層体３における熱収縮フィルム５により覆われた４面から、電極積層体３に電解液がしみ込むことを抑制することができるため、より確実に一方向の注液を行うことができる。
【０１０３】
また、孔部７の封口時において、金属板の溶接により封口を行うことにより、電池缶２の内部に水分が混入することを抑制することができる。具体的に、熱融着樹脂を用いて封口を行う場合と異なり、１０年以上の長期間にわたり、電池缶２の内部に水分が混入することを抑制することができる。
【０１０４】
また、特に図１に示すとおり、２つの孔部７の離間距離Ｄ１を、２つの孔部７を結んだ線分と平行な方向における電極積層体３の寸法Ｄ２より大きくすることにより、下記の効果を奏する。すなわち、一方の孔部７から電池缶２の内部に注入した電解液が、他方の孔部７から流出する虞を低減することができる。
【０１０５】
〔非水系二次電池における注液装置および注液方法〕
［課題］
図７は、従来技術に係る非水系二次電池における注液装置および注液方法のイメージを示す図である。
【０１０６】
図７に示す非水系二次電池２０１は、２つの孔部２０７ａおよび２０７ｂを備えているが、これらはそれぞれ、電池缶２０２の上面および電池缶２０２の底面に設けられている。
【０１０７】
そして、真空ポンプ１６６を用いて、電池缶２０２の上面に設けられた孔部２０７ａから排気を行うことにより、電池缶２０２の内部を減圧雰囲気にしつつ、電池缶２０２の底面に設けられた孔部２０７ｂから注液を行う。
【０１０８】
なお、上記「電池缶２０２の上面」および「電池缶２０２の底面」は、注液時と非水系二次電池２０１の使用時とで共通である。
【０１０９】
しかしながら、図７に係る非水系二次電池２０１における注液装置および注液方法では、真空ポンプ１６６による電池缶２０２の内部の減圧を開始した直後に、減圧が過剰になる虞がある。これに伴い、沸点の低い電解液が揮発する。電解液が揮発するとガスが発生し、今度は圧力が上昇する。このように、電池缶２０２の内部の圧力（真空度）を適切に制御することが困難であり、また、電解液の揮発に起因して電解液の組成にズレが発生して品質が不安定になる虞がある。
【０１１０】
また、孔部２０７ａと真空ポンプ１６６との間の経路１６７は、細い真空配管からなるのが一般的であり、このような真空配管を用いた場合、電池缶２０２の内部に対するシビアな圧力調整が要求され、該圧力調整が困難である。
【０１１１】
［注液装置の構成］
図６は、本実施の形態に係る非水系二次電池における注液装置の主要部の構成を示す斜視図である。
【０１１２】
図６に示す注液装置６１は、非水系二次電池１０１における注液を行うものである。なお、非水系二次電池１０１は、電池缶１０２に電極積層体１０３が収容されており、電池缶１０２の底面以外（好ましくは、蓋部材１０２ｂ）に、注入口および／または排気口の機能を有する孔部１０７を２つ備えたものである。このような非水系二次電池１０１としては、非水系二次電池１（図１参照）、非水系二次電池１１（図３参照）、非水系二次電池２１（図４参照）のいずれかが使用されるのが好ましいのは言うまでも無い。
【０１１３】
注液装置６１は、ホッパータンク６２ａおよび６２ｂと、電磁弁６３ａ〜６３ｆと、圧力調整容器６４と、調圧弁６５と、真空ポンプ６６と、真空ライン６７と、注液ノズル６８ａおよび６８ｂとを備えている。
【０１１４】
ホッパータンク６２ａは、電解液タンク（図示しない）から注液を行う電解液が通る経路（電解液ライン）に接続されている。電磁弁６３ａは、ホッパータンク６２ａにつながる電解液ラインに設けられており、開いているときに同ラインを開放し、閉じているときに同ラインを遮断する。
【０１１５】
注液ノズル６８ａは、ホッパータンク６２ａに接続されている。電磁弁６３ｃは、ホッパータンク６２ａから注液ノズル６８ａの先端６８ａｓへの経路に設けられており、開いているときに同経路を開放し、閉じているときに同経路を遮断する。
【０１１６】
ホッパータンク６２ｂは、電解液ラインに接続されている。電磁弁６３ｂは、ホッパータンク６２ｂにつながる電解液ラインに設けられており、開いているときに同ラインを開放し、閉じているときに同ラインを遮断する。
【０１１７】
注液ノズル６８ｂは、ホッパータンク６２ｂに接続されている。電磁弁６３ｄは、ホッパータンク６２ｂから注液ノズル６８ｂの先端６８ｂｓへの経路に設けられており、開いているときに同経路を開放し、閉じているときに同経路を遮断する。
【０１１８】
注液ノズル６８ａおよび注液ノズル６８ｂは、先端６８ａｓおよび先端６８ｂｓがそれぞれ１つの孔部１０７に位置決めされ固定される。注液ノズル６８ａおよび注液ノズル６８ｂはいずれも、電解液ラインを通じて供給された電解液を孔部１０７から電池缶１０２の内部に注入するノズルと、電池缶１０２の内部の気体を孔部１０７から真空ライン６７に排気するノズルとを兼ね備えたものである。
【０１１９】
真空ライン６７は、電磁弁６３ｃと先端６８ａｓとの間から分岐するように設けられており、かつ、電磁弁６３ｄと先端６８ｂｓとの間から分岐するように設けられている。電磁弁６３ｅは、注液ノズル６８ａにつながる真空ライン６７に設けられており、開いているときに同ラインを開放し、閉じているときに同ラインを遮断する。電磁弁６３ｆは、注液ノズル６８ｂにつながる真空ライン６７に設けられており、開いているときに同ラインを開放し、閉じているときに同ラインを遮断する。
【０１２０】
圧力調整容器６４は、一端が真空ライン６７における注液ノズル６８ａおよび６８ｂ側に接続されており、他端が真空ライン６７における真空ポンプ６６側に接続されている。圧力調整容器６４は、バッファタンクの動作原理を用いて構成されており、電池缶１０２の内部〜真空ライン６７の圧力が急激に変動することを抑制するための圧力調整機構の主要部である。圧力調整機構の詳細な説明については後述する。
【０１２１】
調圧弁６５は、開いているときに真空ポンプ６６による減圧を可能とさせ、閉じているときに電磁弁６３ｅおよび電磁弁６３ｆの開閉状況に関わらず同減圧を不能とさせるものである。
【０１２２】
真空ポンプ６６は、圧力調整容器６４が介在している真空ライン６７を通じた、電池缶１０２の内部の減圧を実現させるためのものである。
【０１２３】
図８は、圧力調整機構の構成の具体例を示す斜視図である。
【０１２４】
図８に示すとおり、圧力調整機構８１は、電磁弁６３ｅおよび６３ｆ、圧力調整容器６４、調圧弁６５、冷却機構８２、ドレン８３、ならびに負圧リリーフバルブ８４を備えている。
【０１２５】
冷却機構８２は、圧力調整容器６４を冷却することにより、圧力調整容器６４の内部の温度を下げるものである。冷却機構８２としては、圧力調整容器６４に埋め込まれた冷却用のコイル、圧力調整容器６４の外壁近傍にて冷却水を循環させる機構等を用いることができる。
【０１２６】
ドレン８３は、配管（ドレン配管）、栓（ドレンバルブ、ドレンキャップ）を備えて構成されており、圧力調整容器６４の底部に溜まった液体を、圧力調整容器６４の外部に排出するために設けられている。
【０１２７】
負圧リリーフバルブ８４は、圧力調整容器６４の内部の圧力が予め規定された値に対して負圧になったときに開くことにより、圧力調整容器６４の内部の圧力ならびに電池缶１０２の内部の圧力が極端に低くなることを防止するものである。
【０１２８】
注液の際、まず、一方の孔部１０７に注液ノズル６８ａを固定し、他方の孔部１０７に注液ノズル６８ｂを固定する。
【０１２９】
そして、注液ノズル６８ａにより一方の孔部１０７から電池缶１０２の内部に電解液を注入しつつ、注液ノズル６８ｂにより他方の孔部１０７から電池缶１０２の内部の排気を行う。
【０１３０】
このとき、電解液ラインを通じてホッパータンク６２ａに供給される電解液を、注液ノズル６８ａを介して電池缶１０２の内部に注入する。またこのとき、注液ノズル６８ｂから真空ライン６７を通じて、真空ポンプ６６により電池缶１０２の内部の排気を行い、電池缶１０２の内部の減圧を行う。
【０１３１】
ここで、圧力調整機構８１は、上述したとおり、バッファタンクの動作原理を用いて構成されており、電池缶１０２の内部〜真空ライン６７の圧力が急激に変動することを抑制するものである。
【０１３２】
すなわち、真空ポンプ６６により、真空ライン６７を減圧させる場合、圧力調整容器６４の内部も併せて減圧されることとなる。この結果、圧力調整機構８１を設けず真空ライン６７を単独で減圧させる場合の圧力変動に比べて、真空ライン６７における圧力変動は緩やかになる。圧力調整機構８１は、このように、真空ライン６７、ひいては電池缶１０２の内部の圧力を緩やかに変動させることが可能なものである。
【０１３３】
圧力調整機構８１を備えた注液装置６１を用いて、非水系二次電池１０１における注液を行うことにより、真空ポンプ６６による電池缶１０２の内部の減圧を開始した直後に、減圧が過剰になる虞を低減することができる。これに伴い、沸点の低い電解液が揮発することを抑制することができる。また、万一電解液が揮発してガスが発生しても、これに起因する圧力の上昇を抑制することができ、再び減圧に転じることも容易である。このように、電池缶１０２の内部の圧力（真空度）を適切に制御することが容易であり、また、電解液の揮発に起因して電解液の組成にズレが発生して品質が不安定になる虞も低減することができる。
【０１３４】
また、真空ライン６７は、細い真空配管からなるのが一般的であるが、このような真空配管を用いた場合であっても、電池缶１０２の内部に対するシビアな圧力調整が要求されず、該圧力調整が容易である。
【０１３５】
なお、圧力調整容器６４の容積は、注液を行う電池缶１０２の容積に対して十分大きいのが好ましい。これにより、電池缶１０２の内部の圧力変動に比して、圧力調整容器６４の内部の圧力変動を十分小さくすることができるため、圧力調整機構８１の動作のさらなる安定化を図ることができる。圧力調整容器６４の容積の目安は、電池缶１０２の容積の２倍以上である。
【０１３６】
また、圧力調整機構８１は、冷却機構８２およびドレン８３を備えているが、これには下記の利点がある。
【０１３７】
すなわち、電池缶１０２の内部の電解液が揮発して真空ライン６７に侵入した場合、この電解液は、冷却機構８２により冷却されることで液化され、ドレン８３から排出される。これにより、誤って真空ライン６７に侵入した電解液が、真空ポンプ６６に到達することを抑制する。一般的に電解液はフッ素を含んでいることから、真空ポンプ６６に到達すると、大気中に含まれる水分と反応し、真空ポンプ６６に対してダメージを与える虞がある。電解液を確実にドレン８３から排出することにより、真空ポンプ６６に対してダメージを与える要因を減らすことができる。
【０１３８】
注液ノズル６８ａを介して電解液を電池缶１０２の内部に注入し、注液ノズル６８ｂから電池缶１０２の内部の減圧を行う方法により、全注液量の半分、電解液を注入した後、注液ノズル６８ａの動作と注液ノズル６８ｂの動作とを入れ替え、注液を行う。
【０１３９】
すなわち、注液ノズル６８ｂにより他方の孔部１０７から電池缶１０２の内部に電解液を注入しつつ、注液ノズル６８ａにより一方の孔部１０７から電池缶１０２の内部の排気を行う。
【０１４０】
このとき、電解液ラインを通じてホッパータンク６２ｂに供給される電解液を、注液ノズル６８ｂを介して電池缶１０２の内部に注入する。またこのとき、注液ノズル６８ａから真空ライン６７を通じて、真空ポンプ６６により電池缶１０２の内部の排気を行い、電池缶１０２の内部の減圧を行う。
【０１４１】
これにより、２つの孔部１０７にて注液が可能となるため、電極積層体１０３に均一に電解液をしみ込ませることが容易となる。
【０１４２】
図１１には、注液装置６１による注液時における、電磁弁６３ａ〜６３ｆならびに調圧弁６５の開閉タイミングのより具体的な例を示した。なお、本例においては、真空ポンプ６６が常時稼動しているものとする。
【０１４３】
まず、注液開始前の状態、すなわち待機状態においては、電磁弁６３ａ〜６３ｆが全て閉じられ、調圧弁６５が開かれる。
【０１４４】
図６に示すように電池缶１０２がセットされると、ホッパータンク６２ａに電解液が補充される。このとき、ホッパータンク６２ａに補充される電解液の量は、電池缶１０２の内部への全注液量の半分である。このとき、電磁弁６３ａはホッパータンク６２ａへの電解液の補充が完了するまで開かれ、電磁弁６３ｆは電池缶１０２の内部において所望の圧力が得られるまで開かれる。電磁弁６３ｂ〜６３ｅは全て閉じられ、調圧弁６５は開かれる。
【０１４５】
その後、電磁弁６３ｃを開き、ホッパータンク６２ａに補充された電解液を、注液ノズル６８ａから一方の孔部１０７を介して電池缶１０２の内部に注入する。さらにこのとき、電磁弁６３ｂを開き、ホッパータンク６２ｂに電解液を補充する。ホッパータンク６２ｂに補充される電解液の量は、電池缶１０２の内部への全注液量の（残りの）半分である。このとき、電磁弁６３ｆは、最初は閉じられているが一定時間経過後（例えば１５秒経過後）に開かれる。調圧弁６５は、電池缶１０２の内部〜真空ライン６７間を適切な圧力に調整するように、その開閉が制御される。電磁弁６３ａ、６３ｄ、６３ｅは全て閉じられる。
【０１４６】
その後、電池缶１０２の内部をさらに減圧（真空引き）する。このとき、電磁弁６３ｅは、電池缶１０２の内部において所望の圧力が得られるまで開かれる。電磁弁６３ａ〜６３ｄおよび６３ｆは全て閉じられ、調圧弁６５は開かれる。
【０１４７】
その後、ホッパータンク６２ｂに補充された電解液を、注液ノズル６８ｂから他方の孔部１０７を介して電池缶１０２の内部に注入する。このとき、電磁弁６３ｄは開かれ、電磁弁６３ｅは、最初は閉じられているが例えば１５秒経過後に開かれる。調圧弁６５は、電池缶１０２の内部〜真空ライン６７間を適切な圧力に調整するように、その開閉が制御される。電磁弁６３ａ〜６３ｃおよび６３ｆは全て閉じられる。
【０１４８】
［注液装置の構成（簡略構成）］
図１０は、図６に示す注液装置を簡略化した構成を示す斜視図である。
【０１４９】
図１０に示す注液装置６１´は、図６に示す注液装置６１を簡略化したものである。
【０１５０】
具体的に、注液装置６１´は、注液装置６１の構成のうち、ホッパータンク６２ａ、電磁弁６３ａ、６３ｃ、６３ｆ、注液ノズル６８ａおよび６８ｂ、注液ノズル６８ｂにつながる真空ライン６７、圧力調整容器６４、調圧弁６５、ならびに真空ポンプ６６を備えている。
【０１５１】
注液装置６１´は、注液装置６１と同じ要領により、電解液ラインを通じてホッパータンク６２ａに供給される電解液を、注液ノズル６８ａを介して電池缶１０２の内部に注入する。また、注液装置６１´は、注液装置６１と同じ要領により、注液ノズル６８ｂから真空ライン６７を通じて、真空ポンプ６６により電池缶１０２の内部の排気を行い、電池缶１０２の内部の減圧を行う。
【０１５２】
これにより、注液装置６１´においても、注液装置６１と同様の効果を得ることができる。
【０１５３】
また、上記の方法により、電解液を注液すべき量の半分注液した後、一方の孔部１０７に注液ノズル６８ｂを固定し、他方の孔部１０７に注液ノズル６８ａを固定する。
【０１５４】
これにより、注液ノズル６８ａにより他方の孔部１０７から電池缶１０２の内部に電解液を注入することが可能になると共に、注液ノズル６８ｂにより一方の孔部１０７から電池缶１０２の内部の排気を行うことが可能となる。
【０１５５】
これによっても、２つの孔部１０７にて注液が可能となるため、電極積層体１０３に均一に電解液をしみ込ませることが容易となる。
【０１５６】
図１２には、注液装置６１´による注液時における、電磁弁６３ａ、６３ｃ、６３ｆならびに調圧弁６５の開閉タイミングのより具体的な例を示した。なお、本例においては、真空ポンプ６６が常時稼動しているものとする。
【０１５７】
待機状態においては、電磁弁６３ａ、６３ｃ、６３ｆが全て閉じられ、調圧弁６５が開かれる。
【０１５８】
図１０に示すように電池缶１０２がセットされると、ホッパータンク６２ａに電解液が補充される。このとき、ホッパータンク６２ａに補充される電解液の量は、電池缶１０２の内部への全注液量である。このとき、電磁弁６３ａはホッパータンク６２ａへの電解液の補充が完了するまで開かれ、電磁弁６３ｆは電池缶１０２の内部において所望の圧力が得られるまで開かれる。電磁弁６３ｃは閉じられ、調圧弁６５は開かれる。
【０１５９】
その後、ホッパータンク６２ａに補充された電解液を、注液ノズル６８ａから一方の孔部１０７を介して電池缶１０２の内部に注入する。このとき、電磁弁６３ｃは開かれ、電磁弁６３ｆは、最初は閉じられているが例えば１５秒経過後に開かれる。
【０１６０】
［非水系二次電池を作製する方法の別の具体例］
［正極板の作製］
上述した、非水系二次電池を作製する方法の具体例と同じ要領で、正極板の作製を行った。
【０１６１】
［負極板の作製］
上述した、非水系二次電池を作製する方法の具体例と同じ要領で、負極板の作製を行った。
【０１６２】
［セパレータの作製］
上述した、非水系二次電池を作製する方法の具体例と同じ要領で、セパレータの作製を行った。
【０１６３】
［非水電解液の作製］
上述した、非水系二次電池を作製する方法の具体例と同じ要領で、非水電解液の作製を行った。
【０１６４】
［電池缶の作製］
電池缶１０２を構成する容器状ケース１０２ａおよび蓋部材１０２ｂの材料として、ＳＵＳ（Steel Special Use Stainless：ステンレス鋼材）板を用いた。また、容器状ケース１０２ａは、厚み０．８ｍｍであり、長手方向×短手方向×深さ（内寸）が、３３０ｍｍ×１５７ｍｍ×４１ｍｍである。蓋部材１０２ｂは、厚み０．４ｍｍのものを使用した。また、上述した、非水系二次電池を作製する方法の具体例と同様に、蓋部材１０２ｂは、電池缶１０２の内部に嵌まり込む皿型状の構成とした。
【０１６５】
電池缶１０２の孔部１０７は、蓋部材１０２ｂに２つ設けられており、各々直径２．５ｍｍの円形の孔を、互いの間隔（すなわち、図１に示す間隔Ｄ１に対応）が３２８．４ｍｍになるように設けた。
【０１６６】
［二次電池の組立］
上述した、非水系二次電池を作製する方法の具体例と同じ要領で、二次電池の組立を行い、下記の実施例毎に５つの非水系二次電池１０１を作製した。
【０１６７】
［実施例Ａ］
注液装置６１´を用いる。真空ポンプ６６により電池缶１０２の内部を減圧しつつ、非水電解液の注液を行う際、一旦、電池缶１０２の内部の圧力を１０ｋＰａまで減圧する。その後、注液ノズル６８ｂは、電池缶１０２の内部の圧力変動を抑制し、圧力制御性を向上させる圧力調整機構８１を介し、電池缶１０２の内部の圧力を一定に維持するように排気を行い、注液ノズル６８ａから注液を実施した。なお、真空ポンプ６６は、注液前に実施する減圧（初期真空引き）の時間を短縮するために、毎分２０リットル以上の排気容量を有しているのが好ましい。
【０１６８】
［実施例Ｂ］
注液装置６１を用いる。注液を行う電解液のうち半分は、実施例Ａと同様の動作を行う。残りの半分は、注液ノズル６８ａの動作と注液ノズル６８ｂの動作とを入れ替えて注液を行う。すなわち、注液ノズル６８ａは、電池缶１０２の内部の圧力変動を抑制し、圧力制御性を向上させる圧力調整機構８１を介し、電池缶１０２の内部の圧力を一定に維持するように排気を行い、注液ノズル６８ｂから注液を実施した。
【０１６９】
［比較例Ａ］
真空ポンプ６６により一方の孔部１０７から電池缶１０２の内部を減圧しつつ、他方の孔部１０７から非水電解液の注液を行う際、一方の孔部１０７から圧力調整機構８１を介さず（すなわち、真空配管、真空計、電磁弁、真空ポンプの構成からなる装置を用いて）電池缶１０２の内部の減圧を行った。
【０１７０】
［比較例Ｂ］
図９に示すような減圧チャンバー９１を用いて、減圧チャンバー９１と電池缶１０２の内部とを一緒に減圧させた後、一方の孔部１０７のみを用いて注液を行った。
【０１７１】
［比較例Ｃ］
電池缶の蓋部材に設ける孔部を１つとし、減圧チャンバー９１を用いて、減圧チャンバー９１と電池缶の内部とを一緒に減圧させた後、該孔部から注液を行った。
【０１７２】
［実施例Ａ〜Ｂならびに比較例Ａ〜Ｃの比較結果］
比較例Ｃでは、注液に伴い発生するガスの圧力により、電池缶の内部の圧力が上昇した結果、安全弁が開裂してしまった。
【０１７３】
一方、実施例Ａ、実施例Ｂ、比較例Ａ、および比較例Ｂに係る非水系二次電池を各１個作製し、Ｃレート：０．１Ｃレートおよび１Ｃレートにて充放電試験を実施し、放電容量を確認した。〔表１〕に、０．１Ｃレート放電容量、１Ｃレート放電容量、下記の数式により定義されるレート特性、および注液に要したタクトタイムを示した。
【０１７４】
レート特性＝１Ｃレート放電容量／０．１Ｃレート放電容量
【０１７５】
【表１】
2014022337.tif 000003
【０１７６】
〔表１〕に示すように、一方の孔部１０７から圧力調整機構８１を介して電池缶１０２の内部を減圧しつつ、他方の孔部１０７から注液を行った実施例ＡおよびＢにおいて、０．１Ｃレート放電容量を確認したところ、いずれも良好な容量が得られた。また、レート特性においても、実施例ＡおよびＢにおいて良好な結果が得られ、特に実施例Ｂが最も良好なレート特性となった。タクトタイムにおいても、実施例ＡおよびＢにおいて、比較例Ｂに比べて大幅な時間の短縮を図ることができた。
【０１７７】
一方、比較例Ａでは、注液時における、電池缶１０２の内部の圧力制御が不十分であったため、真空ラインの電磁弁を開いた瞬間に、電池缶１０２の内部の真空度が１ｋＰａまで到達してしまった。その後、調圧弁にて電池缶１０２の内部を１０ｋＰａに制御しようと試みたが、安定した圧力に制御することはできなかった。このため、充放電試験にて所望のレート特性を得ることができなかった。また、電池缶１０２の内部から真空ラインへの、電解液の侵入が見られ、所望の量の電解液を注入することができず、充放電試験にて放電容量が不足した結果しか得られなかった。
【０１７８】
また、比較例Ｂでは、注液用のノズルを一方の孔部１０７に挿入し、他方の孔部１０７は開放させた状態で注液を行ったが、電池缶１０２の内部の圧力が、減圧チャンバー９１の内部の圧力より高くなってしまった。この結果、注液時に電池缶１０２の内部に電解液を注入しにくくなり、規定量の電解液を注入することが困難であった。このため、電極積層体１０３への電解液の浸透が不足し、所望の放電容量を得ることはできなかった。
【０１７９】
比較例Ｃでは、電解液をポンプにて圧送している途中で、電池缶の内部の圧力が上昇して、安全弁が開裂してしまい、電池として機能しなくなってしまった。
【０１８０】
なお、減圧チャンバー９１を用いて注液を行う場合、減圧チャンバー９１の容積が、孔部１０７を２つ有する電池缶１０２の容積に対して十分大きければ、圧力調整機構８１を用いて電池缶１０２の内部の圧力（真空度）を制御することは可能であると考えられる。一方で、注液装置６１を用いる場合に比べて、電池缶１０２の内部における気体の流れが低下することから、電極積層体１０３に電解液を十分しみ込ませることは容易でないと考えられる。
【０１８１】
〔非水系二次電池における注液装置および注液方法の総括〕
なお、本実施の形態に係る非水系二次電池における注液装置および注液方法は、下記のように解釈することもできる。
【０１８２】
従来、真空ラインの経路が細く、注液時の圧力制御が難しいため、品質を安定させて製品を提供することが難しかった。また、注液を非水系二次電池の下側から実施する場合、電解液の漏洩、および孔部に電解液が付着することにより、レーザー溶接による孔部の封口が不十分になる虞があった。
【０１８３】
そこで、真空ライン６７に、圧力を安定化させる圧力調整機構８１を設置することにより、容易に圧力を安定化させることができる。また、孔部１０７は、蓋部材１０２ｂに２箇所設けられているため、電解液が漏洩したり、孔部１０７に電解液が付着したりするリスクが大幅に低減される。
【０１８４】
この結果、大容量の非水系二次電池において、注液の速度が向上することにより生産性が向上する。また、注液時の真空度の安定化により、非水系二次電池の品質が安定する。
【０１８５】
換言すれば、本実施の形態に係る注液方法および注液設備は、正極板と負極板とをセパレータを介して複数層積層した電極群と、この電極群を収容し電解液が充填される電池缶と、電池缶に設ける外部端子と、正負の極板と外部端子とを電気的に接続する正負の集電端子と、電池缶に装着される蓋部材とを備えるリチウム二次電池であって、蓋部材に設けた注液口を複数有しているリチウム二次電池において、注液口より注液を実施する際、一方の注液口より注液を実施し、もう一方の注液口より電池缶の内部を減圧する際、電池缶の内部の圧力を調整するためのバッファタンクを介し減圧を行う、と解釈することができる。なお、バッファタンクは、電池缶の容積の２倍以上であるのが好ましい。
【０１８６】
注液ノズル６８ａから注液するとき、注液ノズル６８ｂから圧力調整機構８１を経由して減圧する。これにより、注液の際に電解液の揮発により上昇した圧力を再び下げることが可能であり、電極積層体１０３への電解液の供給をスムーズに行うことが可能である。さらに、圧力調整機構８１を経由することにより、電池缶１０２の内部における過度な減圧を防止し、沸点の低い電解液の揮発を防止する。これにより、電解液の組成のズレを防ぎ、品質の大幅な安定化を図ることができる。
【０１８７】
なお、圧力調整容器６４は、調圧弁６５により圧力調整されており、また、電池缶１０２の内部を減圧しても、圧力調整容器６４の内部にて急激な圧力変動が発生しないよう、電池缶１０２の容積に対して十分な容積を持っている。
【０１８８】
さらに、注液の最中で、注液を行うノズルを注液ノズル６８ａから注液ノズル６８ｂへ、排気（減圧）を行うノズルを注液ノズル６８ｂから注液ノズル６８ａへ変更する。これにより、電極積層体１０３への電解液のしみ込みがさらに良好になる。
【０１８９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１９０】
本発明は、非水系二次電池およびその注液方法に広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１９１】
１  非水系二次電池
１ａ  非水系二次電池
２  電池缶
２ａ  容器状ケース
２ｂ  蓋部材
３  電極積層体
４  集電端子
５  熱収縮フィルム（フィルム材）
６  外部端子
７  孔部
８  配線
１１  非水系二次電池
２１  非水系二次電池
６１  注液装置
６４  圧力調整容器
６５  調圧弁
６６  真空ポンプ
６７  真空ライン
６８ａおよび６８ｂ  注液ノズル（ノズル）
８１  圧力調整機構
８２  冷却機構
８３  ドレン
９１  減圧チャンバー
１０１  非水系二次電池
１０２  電池缶
１０２ａ  容器状ケース
１０２ｂ  蓋部材
１０３  電極積層体
１０７  孔部
Ｄ１  ２つの孔部の離間距離
Ｄ２  ２つの孔部を結んだ線分と平行な方向における電極積層体の寸法
【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】
2014022337.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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