(57)【要約】【課題】  初期充放電により電池容器の内部に発生したガスのガス抜きをするとともに，その際のガスの発生量を測定することにより電池の良否判定を行うことのできるガス抜き工程を有する二次電池の製造方法およびガス抜き装置を提供すること。【解決手段】  初期充放電を行った後にバッテリ１００の内部からガスを抜く。その際にガス抜き装置３００を用いる。ガス抜き装置３００は，中空針３１０と，圧力センサ３４０と，開放弁３５０と，排出口３７２とを有するものである。開放弁３５０を閉じた状態で，中空針３１０をバッテリ１００の穴開け部１０４に挿入する。ガス抜き装置３００の内部の圧力がバッテリ１００の内部の圧力とほぼ等しくなったところで圧力センサ３４０が圧力を測定する。その圧力の値により，良否判定を行う。圧力の測定後に開放弁３５０を開いた状態とし，バッテリ１００の内部のガスを排出口３７２から排出する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正負の電極板とそれらを絶縁するセパレータとを積み重ねてなる電極体を電池ケースに挿入するとともにその電池ケースの内部に電解液を注入する電池組立工程と，
前記電池組立工程の後に前記電池ケースを一旦密閉して充放電を行う初期充放電工程と，
前記初期充放電工程の後に前記電池ケースの内部のガスを前記電池ケースから排除するガス抜き工程と，
前記ガス抜き工程の後に前記電池ケースを封止する封止工程とを有する二次電池の製造方法において，
前記ガス抜き工程は，
前記初期充放電工程で前記電池ケースの内部に発生したガスの発生量を示す状態値を測定する状態測定工程と，
前記状態測定工程で測定した前記状態値が予め定めた閾値よりも大きい場合に，
当該二次電池を不良品であると判定し，
前記状態測定工程で測定した前記状態値が予め定めた閾値以下の値である場合に，
当該二次電池を良品であると判定する良否判定工程と，
少なくとも，前記良否判定工程で良品と判定される二次電池における前記電池ケースの内部のガスを前記電池ケースの外部に排出するガス排出工程とを有することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池の製造方法において，
前記ガス抜き工程では，
前記状態値として，前記電池ケースの内部の圧力を用いることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の二次電池の製造方法において，
前記ガス抜き工程では，
前記状態値として，前記ガス排出工程にて前記電池ケースの内部から流出するガスの累積流量を用いることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の二次電池の製造方法において，
前記電池組立工程の終了時刻から前記封止工程の開始時刻までの時間を予め設定時間として設定し，
前記設定時間に伴って前記閾値を補正することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の二次電池の製造方法において，
少なくとも第１の設定時間とそれに対応する第１の閾値と，前記第１の設定時間より長い第２の設定時間とそれに対応する第２の閾値とを用い，
前記第１の閾値は，前記第２の閾値より小さい値であることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の二次電池の製造方法において，
前記封止工程の後に４０℃〜６５℃の温度で少なくとも６時間以上保持する高温保持処理工程を有し，
前記初期充放電工程の終了時刻から前記高温保持処理工程の開始時刻までの時間を予め処理設定時間として設定し，
前記処理設定時間に伴って前記閾値を補正することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の二次電池の製造方法において，
少なくとも第１の処理設定時間とそれに対応する第１の閾値と，前記第１の処理設定時間より長い第２の処理設定時間とそれに対応する第２の閾値とを用い，
前記第１の閾値は，前記第２の閾値より大きい値であることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項８】
ガスを内蔵する対象物に挿入される開口した先端部を備えるとともに，その内部が中空である中空針と，
前記中空針と連通している連通部と，
前記連通部と連通するとともに当該連通部からガスを排気するための排気口と，
前記中空針と前記排気口との連通の有無を切り替える開閉弁とを有するガス抜き装置において，
前記対象物に内蔵されるガスの量を示す状態値を測定する状態測定部を有することを特徴とするガス抜き装置。
【請求項９】
請求項８に記載のガス抜き装置において，
前記状態値は，
前記対象物から前記中空針を介して前記連通部に流入するガスの圧力の値であることを特徴とするガス抜き装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のガス抜き装置において，
前記状態値は，
前記対象物に前記中空針を挿入してから，前記開閉弁を開いた状態で前記中空針への流入が止まるまでの間に前記ガス抜き装置に流入したガスの流量であることを特徴とするガス抜き装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，二次電池の製造方法およびガス抜き装置に関する。さらに詳細には，初期充放電時に発生したガスを抜くガス抜き工程を有する二次電池の製造方法およびガス抜き装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は，携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器，ハイブリッド車両や電気自動車等の車両など，多岐にわたる分野で利用されている。このような二次電池は，正極板と負極板と電解質とを備えるものである。また，正極板と負極板とそれらを絶縁するセパレータとを積み重ねた電極体を用いることが一般的である。
【０００３】
これらの二次電池には，電池容器に電極体を配置するとともに電解液を注入したものがある。このような電解液型の二次電池では，初期充放電において，内部でガスが発生することがある。このような二次電池の製造方法においては，初期充放電により発生した電池容器の内部のガスを抜くガス抜き工程が行われることがある。
【０００４】
例えば，リチウムイオン二次電池の製造工程においては，電解液の注液口を仮封止した後に初期充放電を行う。その初期充放電により発生したガスをガス抜きした後に本封止を行う（特許文献１の段落［００８６］参照）。この初期充放電により発生するガスは主に，正極板もしくは負極板に結合している水の還元反応により生成した水素ガスである（特許文献１の段落［００８７］参照）。
【０００５】
電池容器の内部でガスが発生したままでは，電池容器の内部の圧力は高い。そして，ガスの発生量が多いほど，電池容器の内部の圧力は高い。電池容器の内圧が高くなると，電池容器が変形することがある。そしてその電池容器の変形が大きいと，機器や車両等に搭載できないという問題が生じる。
【０００６】
そのため，電池容器の内部の圧力を下げる技術が開発されてきている。特許文献２には，初期充電を行った電池に，中空針を有するガス抜き装置を用いて電池容器の内部からガスを抜く技術が開示されている（特許文献２の段落［００１８］〜段落［００２０］および図２参照）。また，特許文献３にも，初期充電後に電池容器の内部からガスを抜く技術が開示されている（特許文献３の段落［００１８］，段落［００３８］および図３参照）。これらの文献では，電池内部のガスを抜いて内圧を下げることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２２７３１０号公報
【特許文献２】特開２０００−３５３５４７号公報
【特許文献３】特開２００５−２２２７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで，リチウムイオン二次電池では，正極板または負極板の合材層の水分率が高い電池の性能は低い。ここで合材層とは，正極活物質または負極活物質を含む合材からなる層である。正極板または負極板の合材層の水分は電解液中のリチウムイオンと直接反応してしまうおそれがある。リチウムイオンが反応することにより，電解液中のリチウムイオンの濃度は低下する。反応にリチウムイオンが用いられて別の化合物となるからである。また，水分があると，窒化リチウムや酸化リチウム等の反応性の高い物質が生成されるおそれもある。一方，正極板または負極板の合材層の水分が，電解液と反応して電解液を分解するおそれもある。また，前述したように初期充放電時に水素ガスが発生するおそれもある。
【０００９】
そして，正極板または負極板の合材層の水分率が高いほど，初期充放電時に発生するガスの発生量は多い。ガスの発生量の多い電池では，前述したように電解液中のリチウムイオンの濃度が低い場合や，電池内部に反応性の高い物質が生成されている場合や，電解液の分解量が多い場合がある。すなわち，ガスの発生量の多い電池の性能は低い。しかし，特許文献１〜３の技術では，電池の内部で発生したガスの発生量を測定できない。つまり，測定したガスの発生量により二次電池の良否判定を行うことができない。
【００１０】
本発明は，前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，初期充放電により電池容器の内部に発生したガスのガス抜きをするとともに，その際のガスの発生量を測定することにより電池の良否判定を行うことのできるガス抜き工程を有する二次電池の製造方法およびガス抜き装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の二次電池の製造方法は，正負の電極板とそれらを絶縁するセパレータとを積み重ねてなる電極体を電池ケースに挿入するとともにその電池ケースの内部に電解液を注入する電池組立工程と，電池組立工程の後に電池ケースを一旦密閉して充放電を行う初期充放電工程と，初期充放電工程の後に電池ケースの内部のガスを電池ケースから排除するガス抜き工程と，ガス抜き工程の後に電池ケースを封止する封止工程とを有する二次電池の製造方法である。ガス抜き工程は，初期充放電工程で電池ケースの内部に発生したガスの発生量を示す状態値を測定する状態測定工程と，状態測定工程で測定した状態値が予め定めた閾値よりも大きい場合に，当該二次電池を不良品であると判定し，状態測定工程で測定した状態値が予め定めた閾値以下の値である場合に，当該二次電池を良品であると判定する良否判定工程と，少なくとも，良否判定工程で良品と判定される二次電池における電池ケースの内部のガスを電池ケースの外部に排出するガス排出工程とを有している。かかる二次電池の製造方法では，測定した状態値により二次電池の良否判定を行うことができる。また，この製造方法により製造された二次電池の電極板の水分率は低い。
【００１２】
上記に記載の二次電池の製造方法において，ガス抜き工程では，状態値として，電池ケースの内部の圧力を用いるとよい。製造される二次電池の良否判定を行うことができることに変わりないからである。
【００１３】
上記に記載の二次電池の製造方法において，ガス抜き工程では，状態値として，ガス排出工程にて電池ケースの内部から流出するガスの累積流量を用いるとよい。製造される二次電池の良否判定を行うことができることに変わりないからである。
【００１４】
上記に記載の二次電池の製造方法において，電池組立工程の終了時刻から封止工程の開始時刻までの時間を予め設定時間として設定し，設定時間に伴って閾値を補正するとよい。良否判定に用いる閾値として，より好適な値を用いることができるからである。
【００１５】
上記に記載の二次電池の製造方法において，少なくとも第１の設定時間とそれに対応する第１の閾値と，第１の設定時間より長い第２の設定時間とそれに対応する第２の閾値とを用い，第１の閾値は，第２の閾値より小さい値であるとなおよい。良否判定に用いる閾値として，より好適な値を用いることができるからである。
【００１６】
上記に記載の二次電池の製造方法において，封止工程の後に４０℃〜６５℃の温度で少なくとも６時間以上保持する高温保持処理工程を有し，初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間を予め処理設定時間として設定し，処理設定時間に伴って閾値を補正するとよい。良否判定に用いる閾値として，より好適な値を用いることができるからである。
【００１７】
上記に記載の二次電池の製造方法において，少なくとも第１の処理設定時間とそれに対応する第１の閾値と，第１の処理設定時間より長い第２の処理設定時間とそれに対応する第２の閾値とを用い，第１の閾値は，第２の閾値より大きい値であるとなおよい。良否判定に用いる閾値として，より好適な値を用いることができるからである。
【００１８】
また，本発明に係るガス抜き装置は，ガスを内蔵する対象物に挿入される開口した先端部を備えるとともに，その内部が中空である中空針と，中空針と連通している連通部と，連通部と連通するとともに当該連通部からガスを排気するための排気口と，中空針と排気口との連通の有無を切り替える開閉弁とを有するガス抜き装置において，対象物に内蔵されるガスの量を示す状態値を測定する状態測定部を有するものである。かかるガス抜き装置は，ガスを内蔵する対象物からガスを抜くとともに，状態値を測定することで対象物の良否判定を行うことができる。
【００１９】
上記に記載のガス抜き装置において，状態値は，対象物から中空針を介して連通部に流入するガスの圧力の値であるとよい。対象物に内蔵されるガスの圧力により良否判定を行うことができるからである。
【００２０】
上記に記載のガス抜き装置において，状態値は，対象物に中空針を挿入してから，開閉弁を開いた状態で中空針への流入が止まるまでの間にガス抜き装置に流入したガスの流量であるとよい。対象物に内蔵されるガスがガス抜き装置に流入した流量により良否判定を行うことができるからである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば，初期充放電により電池容器の内部に発生したガスのガス抜きをするとともに，その際のガスの発生量を測定することにより電池の良否判定を行うことのできるガス抜き工程を有する二次電池の製造方法およびガス抜き装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリを説明するための断面図である。
【図２】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリの捲回電極体を説明するための斜視図である。
【図３】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリの捲回電極体の捲回構造を説明するための展開図である。
【図４】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリの正極板もしくは負極板の構造を説明するための断面斜視図である。
【図５】本発明に係るガス抜き装置の構造を説明するための部分断面図である。
【図６】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリのガス抜き工程を説明するための模式図である。
【図７】種々の環境下で作成したバッテリの内圧の測定値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，非水電解質リチウムイオン二次電池の製造方法およびガス抜き装置について，本発明を具体化したものである。
【００２４】
（第１の実施形態）
１．リチウムイオン二次電池
本実施の形態に係るバッテリは，円筒型のリチウムイオン二次電池である。図１に，本形態のバッテリ１００の断面図を示す。バッテリ１００は，図１に示すように，電池容器１０１および蓋１０２からなる電池ケースにより密閉されている。バッテリ１００には，捲回電極体２００と，正極集電板１１０と，負極集電板１２０とが内蔵されている。また，電池容器１０１の内部には電解液が注入されている。
【００２５】
捲回電極体２００は，電解液中で充放電を繰り返し，発電に直接寄与するものである。正極集電板１１０は，後述する捲回電極体２００の正極芯材と接続された正極集電体である。その材質は，アルミニウムである。負極集電板１２０は，後述する捲回電極体２００の負極芯材と接続された負極集電体である。その材質は，銅である。図１から正極集電板１１０と負極集電板１２０とが接続された捲回電極体２００を抜き出した斜視図を図２に示す。
【００２６】
電池容器１０１の内部に注入された電解液は，有機溶媒に電解質を溶解させたものである。有機溶媒として例えば，プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ），ジメチルカーボネート（ＤＭＣ），エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等のエステル系溶媒や，エステル系溶媒にγ−ブチラクトン（γ−ＢＬ），ジエトキシエタン（ＤＥＥ）等のエーテル系溶媒等を配合した有機溶媒が挙げられる。また，電解質である塩として，過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）やホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４），六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）などのリチウム塩を用いることができる。
【００２７】
２．捲回電極体
図３は，捲回電極体２００の捲回構造を示す展開図である。捲回電極体２００は，図３に示すように，内側から正極板Ｐ，セパレータＳ，負極板Ｎ，セパレータＴの順に積み重ねた状態でこれらを捲回したものである。ここで，セパレータＳとセパレータＴとは同じ材質のものである。上記の捲回順の理解のために符号をＳ，Ｔとして区別しただけである。
【００２８】
正極板は，正極芯材であるアルミ箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を含む合材を塗布したものである。正極活物質として，ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２），マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２），コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物などが用いられる。負極板は，負極芯材である銅箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質を含む合材を塗布したものである。負極活物質として，非晶質炭素，難黒鉛化炭素，易黒鉛化炭素，黒鉛等の炭素系物質が用いられる。
【００２９】
図３に示すように正極板Ｐには，正極塗工部Ｐ１と，正極非塗工部Ｐ２とがある。正極塗工部Ｐ１は，正極芯材に正極活物質等を塗工した箇所である。正極非塗工部Ｐ２は，正極芯材に正極活物質等を塗工していない箇所である。したがって正極塗工部Ｐ１の厚みは，正極非塗工部Ｐ２の厚みよりも厚い。
【００３０】
負極板Ｎには，負極塗工部Ｎ１と，負極非塗工部Ｎ２とがある。負極塗工部Ｎ１は，負極芯材に負極活物質等を塗工した箇所である。負極非塗工部Ｎ２は，負極芯材に負極活物質等を塗工していない箇所である。したがって負極塗工部Ｎ１の厚みは，負極非塗工部Ｎ２の厚みよりも厚い。
【００３１】
図３中の矢印Ａは，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳ，Ｔの幅方向（図１でいえば縦方向）を示している。図３中の矢印Ｂは，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳ，Ｔの長手方向（図１の捲回電極体２００の周方向）を示している。正極塗工部Ｐ１の幅方向の塗工幅は，負極塗工部Ｎ１の幅方向の塗工幅よりもやや狭い。電解液中のリチウムイオンの濃度が高い場合に，負極活物質にリチウムイオンを吸蔵させることによりその濃度の上昇を抑制するためである。電解液中のリチウムイオンの濃度が上昇しすぎると，リチウムがデンドライト状に析出するおそれがある。このような析出が生ずると，電池性能は低下する。
【００３２】
図４は，正極板Ｐ（もしくは負極板Ｎ）の斜視断面図である。図４中の括弧外の各符号は，正極の場合の各部を，括弧内の各符号は，負極の場合の各部を示している。図４中の矢印Ａが示す方向は，図３中の矢印Ａが示す方向と同じである。すなわち，正極板Ｐの幅方向である。図４中の矢印Ｂが示す方向は，図３中の矢印Ｂが示す方向と同じである。すなわち，正極板Ｐの長手方向である。
【００３３】
図４に示すように，正極板Ｐは，帯状の正極芯材ＰＢの両面の一部に正極合材層ＰＡが形成されたものである。図４中左側には，正極板Ｐの正極非塗工部Ｐ２が幅方向に突出している。正極非塗工部Ｐ２は，帯状に形成されている。正極非塗工部Ｐ２は，正極芯材ＰＢの両面ともに正極活物質が塗布されていない領域である。したがって正極非塗工部Ｐ２では，正極芯材ＰＢがむき出したままの状態にある。一方，図４中右側には，正極非塗工部Ｐ２に対応するような突出部はない。正極塗工部Ｐ１では，正極芯材ＰＢの両面に一様の厚みで正極合材層ＰＡが形成されている。
【００３４】
負極板Ｎは，図４に示したように，帯状の負極芯材ＮＢの両面の一部に負極合材層ＮＡが形成されたものである。また，正極と同様に，負極塗工部Ｎ１および負極非塗工部Ｎ２がある。ただし，図３に示したように，捲回時には，正極非塗工部Ｐ２と負極非塗工部Ｎ２とは，反対側に突出した状態で捲回されることとなる。
【００３５】
３．ガス抜き装置
ここで，本実施の形態に係るバッテリ１００の製造方法に用いるガス抜き装置について説明する。図５は，本形態のガス抜き装置３００を示す部分断面図である。ガス抜き装置３００は，圧力センサ３４０を備えるものである。ガス抜き装置３００は，仮封止された電池容器１０１の内部のガスの圧力を測定するとともに，そのガスの一部を電池容器１０１の外部へ排出するためのものである。圧力は，バッテリ１００に内蔵されるガスの量を示す状態値である。
【００３６】
ガス抜き装置３００は，図５に示すように，圧力センサ３４０の他に，中空針３１０と，封止部材３２０と，連結部３３０と，開放弁３５０と，連結部３６０と，排気部３７０とを有している。
【００３７】
中空針３１０は，その内部に中空部３１２の形成された針である。その形状は円筒形状である。その内径は０．６ｍｍ程度であり，外径は１ｍｍ程度である。また，中空針３１０は，バッテリ１００の仮封止部材１０３（図６参照）に挿入されるとともに，バッテリ１００の内部のガスを通気するための通気部である。そしてその材質はステンレスである。もしくはその他の金属であってもよい。これらの内径等の値はあくまで目安であり，これ以外の内径および外径を有する中空針を用いても構わない。
【００３８】
中空針３１０の先端は，開口している先端部３１１となっている。その開口部の内径は０．６ｍｍ程度である。先端部３１１は，バッテリ１００の仮封止部材１０３に中空針３１０を挿入する際に，実際にバッテリ１００の内部に入る部分である。なお，先端部３１１は，後述する封止面３２１よりわずかに突出している。
【００３９】
封止部材３２０は，中空針３１０を仮封止部材１０３に挿入した際に，中空針３１０と仮封止部材１０３との隙間からガスが漏れないようにするためのものである。封止部材３２０は，中空針３１０を覆うとともに，中空針３１０の先端部３１１の周囲だけ開口した形状をしているものである。封止面３２１は，中空針３１０に垂直である。封止面３２１は，中空針３１０による吸気の際に，ガスが外部に漏れることのないように仮封止部材１０３に密着する面である。
【００４０】
封止部材３２０は，中空針３１０を仮封止部材１０３に挿入する際に封止面３２１に垂直な方向，すなわち図５中の矢印Ｃの方向に押圧される。この押圧により，封止部材３２０は変形することができるようになっている。そのため，封止部材３２０の材質として，例えばウレタンゴムを用いるとよい。ただし，封止面３２１を仮封止部材１０３に押圧したときに封止した状態を保持することのできるようなものであれば，ゴムの種類によらない。また，その他の弾性体であってもよい。
【００４１】
連結部３３０は，中空針３１０から流入するガスを圧力センサ３４０の箇所に送るための部材である。そして，そのためにその内部は圧力センサ３４０の箇所まで連通している中空部３３１となっている。なお，連結部３３０と中空針３１０との間には，これらの間を密閉するためのＯリング３３２が配置されている。
【００４２】
圧力センサ３４０は，圧力センサ３４０の周囲のガスの圧力を測定するための状態測定部である。少なくとも圧力センサ３４０が圧力を測定しているときには，圧力センサ３４０の箇所から中空部３３１，中空部３１２，バッテリ１００の電池容器１０１の内部までに至る範囲の空間は，連通しているとともに，外部にガスが漏れることがないようになっている。すなわち，測定時には，密閉状態となるようになっている。
【００４３】
連結部３６０は，連結部３３０と開放弁３５０との間に配置されているものである。連結部３６０は，中空部３６１を有している。中空部３６１は，中空部３３１と連通している。そして，中空部３６１の中空となっている空間の体積は中空部３３１の中空となっている空間の体積に比べて小さい。
【００４４】
中空部３１２と中空部３３１と中空部３６１との体積の合計は，電池容器１０１の内部における捲回電極体３２０と電解液とで占められていない空間（デッドスペース）の体積より十分に小さい。電池容器１０１の内部のガスの一部がこれらの空間に入っても，電池容器１０１の内部の圧力がほとんど変わらないようにするためである。そのため，電池容器１０１の内部のガスの圧力をより正確に測定することができる。
【００４５】
開放弁３５０は，測定時に密閉状態となっている中空部３３１等の内部にあるガスを，圧力測定後に外部に開放するための弁である。開放弁３５０には，その開閉を操作するためのにぎり３５１が設けられている。にぎり３５１をひねることにより，開放弁３５０は，開いた状態と，閉じた状態とを切り替えるためのものである。開放弁３５０が開いた状態では，中空部３６１と後述する中空部３７１とが連通した状態をとる。つまり，中空針３１０と排出口３７２とは，連通した状態となる。開放弁３５０が閉じた状態では，中空部３６１と中空部３７１とは遮断された状態をとる。つまり，中空針３１０と排出口３７２とは，連通していない状態となる。このように，開放弁３５０と，にぎり３５１とは，中空部３３１等の内部のガスを開放するための開放操作部である。
【００４６】
排気部３７０は，中空部３７１と，排気口３７２とを有している。中空部３７１では，その内部が中空となっている。中空部３７１は，排出口３７２と連通している。排出口３７２は，排気されるガスを回収するための回収容器とつながっている。そのため，圧力を測定されたガスは回収容器に回収されることとなっている。すなわち，排出口３７２は，中空部３７１の内部の空気を回収容器に排出するための開口部である。
【００４７】
ここで，ガス抜き装置３００のとる２つの状態について説明する。その２つの状態とは，開放弁３５０の開いた開放状態と，閉じた密閉状態である。中空部３６１と中空部３７１との間には，開放弁３５０が配置されている。そのため，中空部３６１と中空部３７１とは，連通している状態と連通していない状態とをとるようになっている。
【００４８】
つまり，開放弁３５０が開いた状態にあるときには，中空部３６１と中空部３７１とは連通している状態にある。つまり，中空部３１２と，中空部３３１と，中空部３６１と，中空部３７１と，排気口３７２とにわたって連通した開放状態にある。そのため，これらの中空部等の空間に存在するガスは排気口３７２から出て行くことができる。このような開放状態では，圧力センサ３４０は，ほぼ１気圧（約０．１ＭＰａ）の値を示すこととなる。
【００４９】
開放弁３５０が閉じた状態にあるときには，中空部３６１と中空部３７１とは連通していない状態にある。一方，中空部３１２と，中空部３３１と，中空部３６１とは，連通している状態である。ここで，中空針３１０の先端部３１１が密閉された空間にあれば，圧力センサ３４０の周囲のガスは密閉されることとなる。
【００５０】
以上詳細に説明したように，本実施の形態のガス抜き装置３００は，圧力センサ３４０を備えるものである。したがって，中空針３１０の先端部３１１からガス抜き対象物の内部のガスを抜くとともに，そのガス抜き対象物の内部のガスの圧力の値を測定することができる。これにより，ガス抜きと，ガスの圧力測定とを備えるガス抜き装置３００が実現されている。
【００５１】
４．電池の製造方法
本実施の形態に係るバッテリ１００の製造方法について説明する。本実施の形態に係るバッテリ１００の製造方法は，初期充放電をした後に，電池容器１０１の内部で発生したガスを抜くガス抜き工程を有するものである。そのガス抜き工程では，前述したガス抜き装置３００を用いて電池容器１０１の内部から排出されるガスの圧力を測定することにより，バッテリの良否判定をも行う。これにより，ガス抜きと，バッテリの良否判定とを行うことのできるバッテリ１００の製造方法が実現されることとなる。したがって，本形態のバッテリ１００の製造方法についてガス抜き工程を中心に説明する。
【００５２】
４−１．電極体作成工程
本形態のバッテリ１００の製造工程について説明する。まず，電極板（正極板Ｐおよび負極板Ｎ）を捲回して捲回電極体２００を作成する。前述したように，ここで巻き取る正極板Ｐ，セパレータＳ，負極板Ｎ，セパレータＴを重ねる順は，図３に示したとおりである。図３に示したように，捲回体の一方の端部に正極非塗工部Ｐ２の一部が，他方の端部に負極非塗工部Ｎ２の一部が突出するように捲回するのである。これにより，捲回電極体２００が作成される。
【００５３】
４−２．電解液注入工程
次に，正極集電板１１０および負極集電板１２０を接合された捲回電極体２００を，電池容器１０１に挿入する。次に，電池容器１０１に蓋１０２をする。その後，電池容器１０１の内部に電解液を注入する。そして，蓋１０２の注液口１０５（図６参照）を仮封止する。仮封止とは，仮封止部材１０３により蓋１０２の注液口１０５を一旦密閉することである。仮封止部材１０３は，シール部材である。そしてその材質は樹脂である。穴開け部１０４は，仮封止部材１０３のうち注液口１０５を覆う部分である。また，穴開け部１０４は，後のガス抜き工程において穴を開けられる部分である。そのため，穴開け部１０４には，前述した仮封止の際に，目印を付けておくとよい。これによりバッテリ１００が組み立てられる。すなわち，電極体作成工程および電解液注入工程は，バッテリ１００を組み立てる電池組立工程である。
【００５４】
４−３．初期充放電工程
続いて，仮封止したバッテリを充放電する。これにより，正極板Ｐの正極合材層ＰＡの表面，負極板Ｎの負極合材層ＮＡのそれぞれの表面で電極反応が起こる。この際に，正極合材層ＰＡや負極合材層ＮＡに含まれる水が還元反応することにより，水素ガス等のガスが発生する。
【００５５】
４−４．ガス抜き工程
４−４Ａ．状態測定工程
続いて，電池容器１０１の内部で発生したガスを抜く。その際に，図５に示したガス抜き装置３００を用いる。図６は，ガス抜き装置３００を用いて電池容器１０１からガスを抜くガス抜き工程の順序の一部を示す図である。図６の左側の図に示すように，仮封止部材１０３の穴開け部１０４の箇所に中空針３１０を合わせる。なお，この段階で，図５に示したガス抜き装置３００の開放弁３５０は閉じた状態である。
【００５６】
図６の左側の図に示すように，まず，仮封止されたバッテリの仮封止部材１０３に上方から，すなわち図６中の矢印Ｆの向きにガス抜き装置３００を近づける。その際，仮封止部材１０３の下に蓋１０２の内側の注液口１０５が設けられた箇所に，中空針３１０の先端部３１１を近づける。
【００５７】
続いて，中空針３１０の先端部３１１が仮封止部材１０３の穴開け部１０４に接触する。次に，図６の中央の図に示すように，封止面３２１が仮封止部材１０３に接触する。その際，先端部３１１は，わずかに穴開け部１０４に食い込んでいる。先端部３１１が，封止面３２１よりもわずかに突出しているためである。この段階ではまだ，封止部材３２０は変形していない。
【００５８】
そのまま，ガス抜き装置３００を押し続けていくと，図６中の右側の図のようになる。つまり，中空針３１０が仮封止部材１０３の穴開け部１０４を突き破るのである。そのとき中空針３１０の先端部３１１が電池容器１０１と蓋１０２とで密閉された空間の内部に入る。これにより，電池容器１０１の内部と，中空部３１２と，図５に示した空間部３３１と，圧力センサ３４０の周辺とは，連通する。したがって，電池容器１０１の内部のガスが，中空針３１０の内部に入り込む。そしてこのとき，封止部材３２０は，封止面３２１で力を受けて変形している。
【００５９】
わずかな時間が経過すると，電池容器１０１の内部の圧力と，圧力センサ３４０の周囲の圧力とがほぼ等しくなる。なお，電池容器１０１の内部の圧力は，中空針３１０の挿入の前後でほとんど変化しない。中空針３１０の挿入により電池容器１０１と連通する中空部３１２，３３１，３６１の体積は十分に小さいからである。この段階で，圧力センサ３４０により，圧力を測定する。
【００６０】
４−４Ｂ．良否判定工程
このときの圧力測定値が予め定めた閾値以上であれば，当該バッテリ１００を「不良」と判断する。このときの圧力測定値が，予め定めた閾値より小さければ，当該バッテリ１００を「良」と判断する。そして，この段階で「良」と判断されたもののみを，次の封止工程にまわせばよい。これにより「不良」と判断されたバッテリを取り除くことができるからである。
【００６１】
ここで良否判断の閾値となる圧力について例示する。例えば，電池容器１０１の内部で，捲回電極体２００等の部材や電解液により占められていない空間（デッドスペース）の体積が３０ｃｍ３であったとする。その場合，閾値を０．１５ＭＰａと設定する。この閾値は，デッドスペースの体積，バッテリ１００に設けられる安全弁の開弁圧により異なる値を設定する必要のある値である。例えば，デッドスペースが大きいほど，閾値を小さい値に設定する。デッドスペースが小さいほど，閾値を大きい値に設定する。初期充放電工程において同じ量のガスが発生すると考えると，デッドスペースが大きいほど電池容器１０１の内部の圧力の変化は小さいからである。また，正極合材層もしくは負極合材層の種類やこれらの水分率の規格によっても別の値を設定しなおすことが好ましい。
【００６２】
４−４Ｃ．ガス排出工程
次に，開放弁３５０を開放する。これにより，前述したように，中空部３６１と中空部３７１とが連通する。よって，電池容器１０１の内部のガスが排気口３７２から矢印Ｄの向きに排出される。そして，ガスは回収容器の内部に回収されることとなる。これにより，電池容器１０１の内部の圧力は，ほぼ１気圧（約０．１ＭＰａ）に等しい値となる。この後，ガス抜き装置３００をバッテリ１００から取り除く。なお，良否判定により，「不良」と判断されたバッテリ１００については，必ずしもこの工程でガスを抜く必要はない。
【００６３】
４−５．封止工程
続いて，ガス抜き工程により，穴を開けられた仮封止部材１０３を蓋１０２から外す。そして，封止部材により穴を覆う。その後に，封止部材と電池容器１０１を溶接する。これにより，バッテリ１００が製造される。
【００６４】
４−６．高温保持処理工程
続いて，製造されたバッテリ１００を高温環境下におく。例えば，４０℃〜６５℃の温度下で，６〜２４時間おいておく。これにより，バッテリ１００の出力特性が安定化する（エージング効果）。以後，種々の検査工程を行うとよい。また，上記の各工程の間に検査工程をはさんでもよい。
【００６５】
本実施の形態に係るバッテリ１００の製造方法は，初期充放電工程により生じたガスを抜くガス抜き工程を有する方法である。そのガス抜き工程では，電池容器１０１の内部の圧力を測定する。そして，そのガスの圧力により，電池の良品，不良品の判定を行う。つまり，製造工程に検査工程が繰り込まれているのである。したがって，本実施の形態に係るバッテリ１００の製造方法により，不良品（内圧の異常な電池）を取り除くことができる。また，電極の合材層の水分率の低いバッテリ１００が製造されることとなる。
【００６６】
５．変形例
本実施の形態では，圧力センサ３４０を備えたガス抜き装置３００を設けた。しかし，圧力センサ３４０を設ける代わりに，バッテリ１００からのガスの排出量を測定する流量計を設けることとしてもよい。電池容器１０１の内部におけるガスの発生量が分かれば，当該電池の良否判定を行うことができることに変わりないからである。ここで測定するガスの流量は，中空針３１０の先端部３１１を穴開け部１０４に挿入してから，電池容器１０１の内部のガスが抜ききるまでの間に排気口３７２から排出されるガスの累積流量である。つまり，バッテリ１００に中空針３１０を挿入してから，開放弁３５０を開いた状態で中空針３５０への流入が止まるまでの間にガス抜き装置３００に流入したガスの累積流量を，ガスの発生量を示す状態値として採用するのである。
【００６７】
６．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリ１００の製造方法は，初期充放電工程により生じたガスを抜くガス抜き工程を有する方法である。そのガス抜き工程では，電池容器１０１の内部の圧力を測定する。そして，そのガスの圧力により，電池の良品，不良品の判定を行う。つまり，製造工程に検査工程が一体的に組み入れられているのである。したがって，本実施の形態に係るバッテリ１００の製造方法により，不良品（内圧の異常な電池）を取り除くことができる。また，電極の合材層の水分率の低いバッテリ１００が製造されることとなる。
【００６８】
また，本実施の形態のガス抜き装置３００は，圧力センサ３４０を備えるものである。したがって，中空針３１０の先端部３１１からガス抜き対象物の内部のガスを抜くとともに，そのガス抜き対象物の内部のガスの圧力の値を測定することができる。これにより，ガス抜きと，ガスの圧力測定とを行うことのできるガス抜き装置３００が実現されている。
【００６９】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，排気口３７２に回収容器を接続することとしたが，場合によっては回収容器を設けずに大気開放することとしてもよい。また，本実施の形態では円筒形状の捲回電極体２００を用いたが，プレスを施した扁平形状の捲回電極体を用いてもよい。また，平積みされた電極体を用いてもよい。つまり，電極体であればその形状によらない。仮封止部材として樹脂性のシール部材を用いたが，代わりにゴム栓を用いてもよい。
【００７０】
（第２の実施形態）
続いて第２の実施形態について説明する。本実施の形態では，第１の実施形態と同様にガス抜き装置３００を用いてバッテリ１００を製造する。したがって，ガス抜きとガスの圧力測定とを行うことに変わりはない。本形態のバッテリ１００の製造方法と第１の実施形態のバッテリ１００の製造方法との相違点は，良否判定に用いる閾値の設定方法である。したがって，この異なる点を中心に説明する。
【００７１】
本形態では，種々の外的パラメータに応じて，バッテリ１００の良否判定に用いる圧力の閾値を変更する。
【００７２】
図７は，種々の環境下で作成したバッテリの内圧を測定した値を示すグラフである。図７の横軸は，バッテリのサンプルの作成番号である。異なる作成番号のサンプルは，互いに異なる条件で作成されたバッテリである。縦軸は，そのサンプルの内圧である。図７の実験は，内圧に異常のあるバッテリを探すのが目的ではなく，種々の外的パラメータに依存してバッテリの内圧の値が大きくなる方向に変化するか小さくなる方向に変化するかの傾向を調べるために行ったものである。したがって，図７のグラフに示されている各ロットの圧力の値は，第１の実施形態のところで良否判定の閾値として採用した０．１５ＭＰａよりも小さい。
【００７３】
もちろん，電池容器の内部の圧力は，前述したようにデッドスペース等により変化するものである。したがって，これらの試験では，変化させた外的パラメータ以外については共通である。
【００７４】
図７のＧで表す領域に存在するデータは，電解液注入工程の終了時刻から仮封止の開始時刻までの時間が長いものである。図７のＨで表す領域に存在するデータは，電解液注入工程の終了時刻から仮封止の開始時刻までの時間が短いものである。
【００７５】
図７では，Ｇで表す領域に存在するデータの圧力の値のほうが，Ｈで表す領域に存在するデータの圧力の値よりも大きい傾向がある。すなわち，電解液注入工程の終了時刻から仮封止の開始時刻までの時間が短いほど，電池容器１０１の内部の圧力は小さい傾向がある。電解液注入工程の終了時刻から仮封止の開始時刻までの時間が長いほど，電池容器１０１の内部の圧力は大きい傾向がある。
【００７６】
したがって，本形態では，電解液注入工程の終了時刻から仮封止の開始時刻までの時間が短いほど，閾値を小さい値として設定し，電解液注入工程の終了時刻から仮封止の開始時刻までの時間が長いほど，閾値を大きい値として設定するのである。
【００７７】
図７のＩで表す領域に存在するデータは，初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間が長いものである。図７のＪで表す領域に存在するデータは，初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間が短いものである。
【００７８】
図７では，Ｉで表す領域に存在するデータの圧力の値のほうが，Ｊで表す領域に存在するデータの圧力の値よりも小さい傾向がある。すなわち，初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間が短いほど，電池容器１０１の内部の圧力が大きい傾向がある。初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間が長いほど，電池容器１０１の内部の圧力が小さい傾向がある。
【００７９】
したがって，本形態では，初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間が短いほど，閾値を大きい値として設定し，初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間が長いほど，閾値を小さい値として設定するのである。
【００８０】
図７のＫで表す領域に存在するデータは，図７のＬで表す領域に存在するデータよりも水分率の低い電極板を用いたものである。
【００８１】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリ１００の製造方法は，初期充放電工程により生じたガスを抜くガス抜き工程を有する方法である。そのガス抜き工程では，電池容器１０１の内部の圧力を測定する。そして，そのガスの圧力により，電池の良品，不良品の判定を行う。つまり，製造工程に検査工程が一体的に組み入れられているのである。したがって，本実施の形態に係るバッテリ１００の製造方法により，不良品（内圧の異常な電池）を取り除くことができる。また，電極の合材層の水分率の低いバッテリ１００が製造されることとなる。
【００８２】
また，本実施の形態のガス抜き装置３００は，圧力センサ３４０を備えるものである。したがって，中空針３１０の先端部３１１からガス抜き対象物の内部のガスを抜くとともに，そのガス抜き対象物の内部のガスの圧力の値を測定することができる。これにより，ガス抜きと，ガスの圧力測定とを行うことのできるガス抜き装置３００が実現されている。
【００８３】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，排気口３７２に回収容器を接続することとしたが，場合によっては回収容器を設けずに大気開放することとしてもよい。また，本実施の形態では円筒形状の捲回電極体２００を用いたが，プレスを施した扁平形状の捲回電極体を用いてもよい。また，平積みされた電極体を用いてもよい。つまり，電極体であればその形状によらない。仮封止部材として樹脂性のシール部材を用いたが，代わりにゴム栓を用いてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１００…バッテリ
１０１…電池容器
１０２…蓋
１０３…仮封止部材
１０４…穴開け部
１０５…注液口
２００…捲回電極体
３００…ガス抜き装置
３１０…中空針
３１１…先端部
３１２，３３１，３６１，３７１…中空部
３２０…封止部材
３２１…封止面
３３０，３６０…連結部
３４０…圧力センサ
３５０…開放弁
３７２…排気口
Ｐ…正極板
ＰＡ…正極合材層
ＰＢ…正極芯材
Ｐ１…正極塗工部
Ｐ２…正極非塗工部
Ｎ…負極板
ＮＡ…負極合材層
ＮＢ…負極芯材
Ｎ１…負極塗工部
Ｎ２…負極非塗工部
Ｓ，Ｔ…セパレータ
【図１】
2011192523.tif 000003
【図２】
2011192523.tif 000004
【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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