(57)【要約】【課題】電池ケース内に金属異物が侵入することが抑制された電池の製造方法を提供すること。【解決手段】製造方法は、開口２２を有する電池ケース２０を準備する準備工程と、捲回電極体１２と、捲回電極体１２に接続された端子を含みかつ開口２２を塞ぐ蓋３０と、を電池ケース２０に挿入して組立体１０Ａを作製する組立体作製工程と、開口２２が下方を向いた状態で電池ケース２０を押圧治具６４によって挟持して、電池ケース２０と蓋３０との間隙２３を塞ぐ挟持工程と、押圧治具６４によって電池ケース２０が挟持された状態で組立体１０Ａを反転させて、端子が上方を向いた状態となるように組立体１０Ａを配置する配置工程と、端子が上方を向きかつ押圧治具６４によって電池ケース２０が挟持された状態で、蓋３０と電池ケース２０とを溶接する溶接工程と、を備えている。【選択図】図１３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有する電池ケースを準備する準備工程と、
電池構成要素と、前記電池構成要素に接続された端子を含みかつ前記開口を塞ぐ蓋と、を前記電池ケースに挿入して組立体を作製する組立体作製工程と、
前記開口が下方を向いた状態で前記電池ケースを押圧治具によって挟持して、前記電池ケースと前記蓋との間隙を塞ぐ挟持工程と、
前記押圧治具によって前記電池ケースが挟持された状態で前記組立体を反転させて、前記端子が上方を向いた状態となるように前記組立体を配置する配置工程と、
前記端子が上方を向きかつ前記押圧治具によって前記電池ケースが挟持された状態で、前記蓋と前記電池ケースとを溶接する溶接工程と、を備えている、電池の製造方法。
【請求項２】
前記組立体作製工程において、前記開口が下方を向いた状態で、前記電池ケースの下方から前記電池構成要素と、前記蓋と、を前記電池ケースに挿入して前記組立体を作製する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記電池ケースおよび前記押圧治具は金属材料から形成され、
前記挟持工程において、樹脂材料から形成された保持治具によって前記開口が下方を向いた状態の前記電池ケースを所定の位置に保持し、その後、前記電池ケースを前記押圧治具によって挟持する、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記蓋には、第１磁性体を有するキャップが取り付け可能に構成され、かつ、前記電池ケース内に非水電解液を注入するための注入口が形成され、
前記押圧治具には、前記第１磁性体に磁力を付与する第２磁性体が設けられ、
前記端子が下方を向いた状態かつ前記電池ケースが前記押圧治具によって挟持されているときに、前記キャップを前記注入口に取り付けて、前記キャップを前記磁力によって所定の位置に保持するキャップ取付工程をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
開口を有する電池ケースおよび前記電池ケースに収容された電池構成要素および前記電池構成要素に接続された端子を含みかつ前記開口を塞ぐ蓋を有する組立体が挿入される挿入孔が形成されたケース本体と、前記ケース本体に設けられ、前記開口が下方を向いた状態で前記電池ケースを挟持して、前記電池ケースと前記蓋との間隙を塞ぐ押圧治具と、を有し、前記組立体を保持可能に構成されたケース保持治具と、
前記組立体を、前記開口が下方を向いた状態で前記ケース保持治具に組み付ける組付装置と、
前記押圧治具によって前記電池ケースが挟持された状態で前記組立体を反転させて、前記端子が上方を向いた状態となるように前記組立体を配置する第１反転装置と、
前記端子が上方を向きかつ前記押圧治具によって前記電池ケースが挟持された状態で、前記蓋と前記電池ケースとを溶接する溶接装置と、を備えている、電池製造システム。
【請求項６】
前記蓋と前記電池ケースとの溶接が完了した前記組立体を前記ケース保持治具から取り出す取出装置と、
前記組立体が取り出された前記ケース保持治具を反転させて、前記挿入孔が下方を向いた状態となるように前記ケース保持治具を配置する第２反転装置と、を備え、
前記ケース保持治具は、少なくとも前記組付装置と、前記第１反転装置と、前記溶接装置と、前記取出装置と、前記第２反転装置との間をこの順番で繰り返し移動可能に構成されている、請求項５に記載の電池製造システム。
【請求項７】
前記第２反転装置の下流側かつ前記組付装置の上流側に配置され、前記ケース保持治具より下方に位置し、前記ケース保持治具のうち前記挿入孔の周囲を清掃する清掃装置、を備えている、請求項６に記載の電池製造システム。
【請求項８】
前記蓋には、第１磁性体を有するキャップが取り付け可能に構成され、かつ、前記電池ケース内に非水電解液を注入するための注入口が形成され、
前記押圧治具には、前記第１磁性体に磁力を付与し、前記キャップを所定の位置に保持する第２磁性体が設けられ、
前記第１反転装置の上流側に配置され、前記キャップを前記注入口に取り付けるキャップ取付装置を備えている、請求項５から７のいずれか一項に記載の電池製造システム。
【請求項９】
前記電池ケースは、前記蓋と対向する底壁と、前記底壁に接続されかつ互いに対向する一対の第１壁と、前記底壁に接続されかつ互いに対向し、前記第１壁より小さい面積を有する一対の第２壁と、を有し、
前記開口は、矩形状に形成され、
前記電池ケースおよび前記押圧治具は金属材料から形成され、
前記ケース保持治具は、前記ケース本体に設けられかつ樹脂材料から形成され、前記組立体が前記ケース本体に挿入されたときに前記第１壁を押圧して前記電池ケースを保持する一対の第１保持治具と、前記ケース本体に設けられかつ前記樹脂材料から形成され、前記組立体が前記ケース本体に挿入されたときに前記第２壁を押圧して前記電池ケースを保持する一対の第２保持治具と、を備えている、請求項５から８のいずれか一項に記載の電池製造システム。
【請求項１０】
前記ケース保持治具は、前記第１保持治具を前記電池ケースの前記第１壁に向けて付勢する第１付勢部材と、前記第２保持治具を前記電池ケースの前記第２壁に向けて付勢する第２付勢部材と、を備えている、請求項９に記載の電池製造システム。
【請求項１１】
前記第１付勢部材は、前記第１保持治具を前記電池ケースの前記第１壁に向けて付勢する第１上側付勢部材と、前記第１上側付勢部材の下方に配置され、前記第１保持治具を前記電池ケースの前記第１壁に向けて付勢する第１下側付勢部材と、を有し、
前記第２付勢部材は、前記第２保持治具を前記電池ケースの前記第２壁に向けて付勢する第２上側付勢部材と、前記第２上側付勢部材の下方に配置され、前記第２保持治具を前記電池ケースの前記第２壁に向けて付勢する第２下側付勢部材と、を有している、請求項１０に記載の電池製造システム。
【請求項１２】
前記ケース本体は、前記挿入孔と対向する対向壁を備え、
前記第１保持治具の前記挿入孔側の先端部分には、前記組立体が前記ケース本体に挿入された状態において、前記挿入孔から前記対向壁に向かうほど前記組立体の前記第１壁に近づく第１傾斜面が形成され、
前記第２保持治具の前記挿入孔側の先端部分には、前記組立体が前記ケース本体に挿入された状態において、前記挿入孔から前記対向壁に向かうほど前記組立体の前記第２壁に近づく第２傾斜面が形成されている、請求項９から１１のいずれか一項に記載の電池製造システム。
【請求項１３】
前記押圧治具は、前記電池ケースが前記第１保持治具および前記第２保持治具によって保持されているときに前記電池ケースの前記第１壁を押圧して前記電池ケースを挟持する一対の第１押圧治具と、前記電池ケースが前記第１保持治具および前記第２保持治具によって保持されているときに前記電池ケースの前記第２壁を押圧して前記電池ケースを挟持する一対の第２押圧治具と、を備えている、請求項９から１２のいずれか一項に記載の電池製造システム。
【請求項１４】
前記第１押圧治具は、前記ケース本体に固定された固定治具と、前記ケース本体に対して移動可能かつ前記固定治具に対して接近および離反可能に構成された第１可動治具と、を含み、
前記第２押圧治具は、前記ケース本体に対して移動可能に構成された第２可動治具および第３可動治具を含み、
前記第２可動治具は、前記第３可動治具に対して接近および離反可能に構成され、
前記第３可動治具は、前記第２可動治具に対して接近および離反可能に構成されている、
請求項１３に記載の電池製造システム。
【請求項１５】
前記ケース保持治具は、前記第１可動治具を稼働させる第１リンク機構と、前記第２可動治具を稼働させる第２リンク機構と、前記第３可動治具を稼働させる第３リンク機構と、を備え、
前記第１リンク機構を押圧し、前記第１可動治具を前記固定治具から離れる方向に移動させる第１押圧部と、
前記第２リンク機構を押圧し、前記第２可動治具を前記第３可動治具から離れる方向に移動させる第２押圧部と、
前記第３リンク機構を押圧し、前記第３可動治具を前記第２可動治具から離れる方向に移動させる第３押圧部と、を備えている、請求項１４に記載の電池製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の製造方法および電池製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウム二次電池、ニッケル水素電池その他の種類の密閉型電池は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）およびプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の車両搭載用電源、あるいはパソコンや携帯端末等の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウム二次電池を構成する密閉型電池は、車両搭載用の高出力電源として好ましく用いられている。
【０００３】
密閉型電池の典型的なものは、正極と負極とをセパレータを介して積層した電極体等の電池構成要素が電池ケースに収容され、電池ケースに形成された開口が蓋によって塞がれることによって電池ケース内が密閉される。電池ケースの密閉方法としては、例えば、電池ケースと蓋とを溶接する方法が挙げられる。例えば、特許文献１には、電池ケースに蓋体を嵌合させた状態で、電池ケースを固定治具によって固定し、その後にレーザ溶接によって電池ケースと蓋体とを接合させる技術が開示されている。また、特許文献２には、特殊な溶接用治具を用いてケース体を固定し、その後にレーザ溶接によってケース体と蓋体とを接合させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１８７０８７号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２７４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電池ケースと蓋とを溶接によって接合するときには、スパッタが発生する。このスパッタは、電池ケースを固定する治具に付着することがある。治具は繰り返し用いられるため、溶接を繰り返し行うことにより治具にスパッタが堆積することがありうる。また、電池ケースを治具によって固定するときに、電池ケースと治具とが擦れることによって治具が電池ケースの表面を削ることがある。電池ケースは典型的には金属材料から形成されている。従って、金属粉が治具に体積することがあり得る。ここで、電池ケースを治具によって固定するときには、電池ケースと蓋との間に隙間が存在する。このため、電池ケースと蓋とを含む組立体を治具に組み付けて、電池ケースを治具によって固定して電池ケースと蓋との隙間をなくすときに、治具に付着したスパッタや金属粉等の金属異物がこの隙間を介して電池ケース内に侵入する虞がある。金属異物が電池ケース内に存在すると、金属異物の形状や大きさによっては、内部短絡によって正極と負極との間に短絡電流が流れてしまい、電池に不具合が発生する虞がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池ケース内に金属異物が侵入することが抑制された電池の製造方法および電池製造システム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】
【０００７】
本発明に係る電池の製造方法は、開口を有する電池ケースを準備する準備工程と、電池構成要素と、前記電池構成要素に接続された端子を含みかつ前記開口を塞ぐ蓋と、を前記電池ケースに挿入して組立体を作製する組立体作製工程と、前記開口が下方を向いた状態で前記電池ケースを押圧治具によって挟持して、前記電池ケースと前記蓋との間隙を塞ぐ挟持工程と、前記押圧治具によって前記電池ケースが挟持された状態で前記組立体を反転させて、前記端子が上方を向いた状態となるように前記組立体を配置する配置工程と、
前記端子が上方を向きかつ前記押圧治具によって前記電池ケースが挟持された状態で、前記蓋と前記電池ケースとを溶接する溶接工程と、を備えている。
【０００８】
本発明に係る電池の製造方法によると、挟持工程において、電池ケースの開口が下方を向いた状態で電池ケースを押圧治具によって挟持して、電池ケースと蓋との間隙を塞ぐ。ここで、押圧治具には、溶接時に発生したスパッタや電池ケースを挟持するときに擦れることによって発生し得る電池ケースの切削粉等の金属異物が堆積し得る。しかしながら、電池ケースを押圧治具によって挟持するときには、電池ケースの開口が下方を向いた状態であるため、押圧治具に堆積した金属異物が重力によって押圧治具から落下することがあっても、下方を向いた開口から電池ケース内に侵入することはほとんどない。また、溶接工程において、端子が上方を向きかつ押圧治具によって電池ケースが挟持された状態で、蓋と電池ケースとを溶接するため、溶接時に発生したスパッタは電池ケース内に侵入することはない。さらに、溶接を電池ケースおよび蓋の上方から行うことができるため、溶接に用いる溶接装置にも金属異物が堆積または付着することが抑制され、溶接の品質が低下することが抑制される。
【０００９】
ここで開示される製造方法の好適な一態様では、前記組立体作製工程において、前記開口が下方を向いた状態で、前記電池ケースの下方から前記電池構成要素と、前記蓋と、を前記電池ケースに挿入して前記組立体を作製する。このように、電池ケースに電池構成要素と蓋とを挿入するときにも、電池ケースの開口が下方を向いた状態であるため、電池ケース内に異物が侵入することをより抑制することができる。
【００１０】
ここで開示される製造方法の好適な一態様では、前記電池ケースおよび前記押圧治具は金属材料から形成され、前記挟持工程において、樹脂材料から形成された保持治具によって前記開口が下方を向いた状態の前記電池ケースを所定の位置に保持し、その後、前記電池ケースを前記押圧治具によって挟持する。このように、樹脂材料から形成された保持治具によって電池ケースの位置調整を行うため、保持治具と電池ケースとが繰り返し擦れても電池ケースから金属粉が発生することが防止される。さらに、電池ケースが所定の位置に保持された状態で電池ケースを押圧治具によって挟持するため、押圧治具による位置調整が不要となり、押圧治具と電池ケースとが繰り返し擦れることがなく、電池ケースが押圧治具によって削られることが抑制される。
【００１１】
ここで開示される製造方法の好適な一態様では、前記蓋には、第１磁性体を有するキャップが取り付け可能に構成され、かつ、前記電池ケース内に非水電解液を注入するための注入口が形成され、前記押圧治具には、前記第１磁性体に磁力を付与する第２磁性体が設けられている。電池の製造方法は、前記端子が下方を向いた状態かつ前記電池ケースが前記押圧治具によって挟持されているときに、前記キャップを前記注入口に取り付けて、前記キャップを前記磁力によって所定の位置に保持するキャップ取付工程をさらに含む。蓋に注入口が形成されている場合、注入口を塞ぐことなく組立体を反転させて端子が上方を向いた状態にしてしまうと、注入口から金属異物が侵入する虞がある。このため、端子が下方を向いた状態かつ電池ケースが押圧治具によって挟持されているときに、キャップを注入口に取り付けることによって、注入口から金属異物が侵入することが防止される。さらに、キャップを磁力によって所定の位置に保持することができるため、キャップの着脱が容易である。
【００１２】
また、本発明によると、上記目的を実現する他の側面として、電池製造システムが提供される。ここで開示される電池製造システムは、開口を有する電池ケースおよび前記電池ケースに収容された電池構成要素および前記電池構成要素に接続された端子を含みかつ前記開口を塞ぐ蓋を有する組立体が挿入される挿入孔が形成されたケース本体と、前記ケース本体に設けられ、前記開口が下方を向いた状態で前記電池ケースを挟持して、前記電池ケースと前記蓋との間隙を塞ぐ押圧治具と、を有し、前記組立体を保持可能に構成されたケース保持治具と、前記組立体を、前記開口が下方を向いた状態で前記ケース保持治具に組み付ける組付装置と、前記押圧治具によって前記電池ケースが挟持された状態で前記組立体を反転させて、前記端子が上方を向いた状態となるように前記組立体を配置する第１反転装置と、前記端子が上方を向きかつ前記押圧治具によって前記電池ケースが挟持された状態で、前記蓋と前記電池ケースとを溶接する溶接装置と、を備えている。
【００１３】
本発明に係る電池製造システムによると、ケース保持治具は、電池ケースの開口が下方を向いた状態で電池ケースを挟持して、電池ケースと蓋との間隙を塞ぐ押圧治具を有している。ここで、押圧治具には、溶接時に発生したスパッタや電池ケースを挟持するときに擦れることによって発生し得る電池ケースの切削粉等の金属異物が堆積し得る。しかしながら、電池ケースを押圧治具によって挟持するときには、電池ケースの開口が下方を向いた状態であるため、押圧治具に堆積した金属異物が重力によって押圧治具から落下することがあっても、下方を向いた開口から電池ケース内に侵入することはほとんどない。また、溶接装置は、端子が上方を向きかつ押圧治具によって電池ケースが挟持された状態で、蓋と電池ケースとを溶接するため、溶接時に発生したスパッタは電池ケース内に侵入することはない。さらに、溶接を電池ケースおよび蓋の上方から行うことができるため、溶接装置にも金属異物が堆積または付着することが抑制され、溶接の品質が低下することが抑制される。
【００１４】
ここで開示される電池製造システムの好適な一態様では、電池製造システムは、前記蓋と前記電池ケースとの溶接が完了した前記組立体を前記ケース保持治具から取り出す取出装置と、前記組立体が取り出された前記ケース保持治具を反転させて、前記挿入孔が下方を向いた状態となるように前記ケース保持治具を配置する第２反転装置と、を備え、前記ケース保持治具は、少なくとも前記組付装置と、前記第１反転装置と、前記溶接装置と、前記取出装置と、前記第２反転装置との間をこの順番で繰り返し移動可能に構成されている。このように、ケース保持治具を、所定の装置間で順番に繰り返し用いることができるため、ケース保持治具を複数用いることによって、電池をより効率的に製造することができる。
【００１５】
ここで開示される電池製造システムの好適な一態様では、電池製造システムは、前記第２反転装置の下流側かつ前記組付装置の上流側に配置され、前記ケース保持治具より下方に位置し、前記ケース保持治具のうち前記挿入孔の周囲を清掃する清掃装置、を備えている。溶接装置によって電池ケースと蓋とを溶接するときに、挿入孔の周囲にスパッタ等の金属異物が堆積し得るが、清掃装置は、挿入孔が下方向いた状態で挿入孔の周囲を清掃するため、ケース保持治具を清潔な状態で再度利用することができる。
【００１６】
ここで開示される電池製造システムの好適な一態様では、前記蓋には、第１磁性体を有するキャップが取り付け可能に構成され、かつ、前記電池ケース内に非水電解液を注入するための注入口が形成され、前記押圧治具には、前記第１磁性体に磁力を付与し、前記キャップを所定の位置に保持する第２磁性体が設けられている。電池製造システムは、前記第１反転装置の上流側に配置され、前記キャップを前記注入口に取り付けるキャップ取付装置を備えている。蓋に注入口が形成されているため、注入口を塞ぐことなく第１反転装置によって組立体を反転させて端子が上方を向いた状態にしてしまうと、注入口から金属異物が侵入する虞がある。このため、端子が下方を向いた状態かつ電池ケースが押圧治具によって挟持されているときに、キャップ取付装置においてキャップを注入口に取り付けることによって、注入口から金属異物が侵入することが防止される。さらに、キャップを磁力によって所定の位置に保持することができるため、キャップの着脱が容易である。
【００１７】
ここで開示される電池製造システムの好適な一態様では、前記電池ケースは、前記蓋と対向する底壁と、前記底壁に接続されかつ互いに対向する一対の第１壁と、前記底壁に接続されかつ互いに対向し、前記第１壁より小さい面積を有する一対の第２壁と、を有し、前記開口は、矩形状に形成され、前記電池ケースおよび前記押圧治具は金属材料から形成され、前記ケース保持治具は、前記ケース本体に設けられかつ樹脂材料から形成され、前記組立体が前記ケース本体に挿入されたときに前記第１壁を押圧して前記電池ケースを保持する一対の第１保持治具と、前記ケース本体に設けられかつ前記樹脂材料から形成され、前記組立体が前記ケース本体に挿入されたときに前記第２壁を押圧して前記電池ケースを保持する一対の第２保持治具と、を備えている。これにより、第１保持治具および第２保持治具によって電池ケース（組立体）の位置調整が行われる。また、第１保持治具および第２保持治具は樹脂材料から形成されているため、第１保持治具および第２保持治具と電池ケースとが繰り返し擦れても電池ケースから金属粉が発生することが防止される。
【００１８】
ここで開示される電池製造システムの好適な一態様では、前記ケース保持治具は、前記第１保持治具を前記電池ケースの前記第１壁に向けて付勢する第１付勢部材と、前記第２保持治具を前記電池ケースの前記第２壁に向けて付勢する第２付勢部材と、を備えている。これにより、電池ケースを容易にケース保持治具に保持させることができる。
【００１９】
ここで開示される電池製造システムの好適な一態様では、前記第１付勢部材は、前記第１保持治具を前記電池ケースの前記第１壁に向けて付勢する第１上側付勢部材と、前記第１上側付勢部材の下方に配置され、前記第１保持治具を前記電池ケースの前記第１壁に向けて付勢する第１下側付勢部材と、を有し、前記第２付勢部材は、前記第２保持治具を前記電池ケースの前記第２壁に向けて付勢する第２上側付勢部材と、前記第２上側付勢部材の下方に配置され、前記第２保持治具を前記電池ケースの前記第２壁に向けて付勢する第２下側付勢部材と、を有している。これにより、電池ケースをより確実にケース保持治具に保持させることができる。
【００２０】
ここで開示される電池製造システムの好適な一態様では、前記ケース本体は、前記挿入孔と対向する対向壁を備え、前記第１保持治具の前記挿入孔側の先端部分には、前記組立体が前記ケース本体に挿入された状態において、前記挿入孔から前記対向壁に向かうほど前記組立体の前記第１壁に近づく第１傾斜面が形成され、前記第２保持治具の前記挿入孔側の先端部分には、前記組立体が前記ケース本体に挿入された状態において、前記挿入孔から前記対向壁に向かうほど前記組立体の前記第２壁に近づく第２傾斜面が形成されている。これにより、電池ケースをより容易にケース保持治具に保持させることができる。
【００２１】
ここで開示される電池製造システムの好適な一態様では、前記押圧治具は、前記電池ケースが前記第１保持治具および前記第２保持治具によって保持されているときに前記電池ケースの前記第１壁を押圧して前記電池ケースを挟持する一対の第１押圧治具と、前記電池ケースが前記第１保持治具および前記第２保持治具によって保持されているときに前記電池ケースの前記第２壁を押圧して前記電池ケースを挟持する一対の第２押圧治具と、を備えている。一対の第１押圧治具は、電池ケースが第１保持治具および第２保持治具によって保持された状態で電池ケースの第１壁を挟持するため、第１押圧治具による位置調整が不要となり、第１押圧治具と電池ケースとが繰り返し擦れることがない。このため、電池ケースが第１押圧治具によって削られることが抑制される。また、一対の第２押圧治具は、電池ケースが第１保持治具および第２保持治具によって保持された状態で電池ケースの第２壁を挟持するため、第２押圧治具による位置調整が不要となり、第２押圧治具と電池ケースとが繰り返し擦れることがない。このため、電池ケースが第２押圧治具によって削られることが抑制される。また、第１押圧治具および第２押圧治具によって、組立体はより確実にケース保持治具に保持される。
【００２２】
ここで開示される電池製造システムの好適な一態様では、前記第１押圧治具は、前記ケース本体に固定された固定治具と、前記ケース本体に対して移動可能かつ前記固定治具に対して接近および離反可能に構成された第１可動治具と、を含み、前記第２押圧治具は、前記ケース本体に対して移動可能に構成された第２可動治具および第３可動治具を含み、前記第２可動治具は、前記第３可動治具に対して接近および離反可能に構成され、前記第３可動治具は、前記第２可動治具に対して接近および離反可能に構成されている。これにより、第１可動治具を固定治具に対して接近させて、第１可動治具および固定治具によって電池ケースの第１壁を挟持し、その後に、第２可動治具および第３可動治具を電池ケースの第２壁に接近させて、第２可動治具および第３可動治具によって電池ケースの第２壁を挟持することができる。
【００２３】
ここで開示される電池製造システムの好適な一態様では、前記ケース保持治具は、前記第１可動治具を稼働させる第１リンク機構と、前記第２可動治具を稼働させる第２リンク機構と、前記第３可動治具を稼働させる第３リンク機構と、を備えている。電池製造システムは、前記第１リンク機構を押圧し、前記第１可動治具を前記固定治具から離れる方向に移動させる第１押圧部と、前記第２リンク機構を押圧し、前記第２可動治具を前記第３可動治具から離れる方向に移動させる第２押圧部と、前記第３リンク機構を押圧し、前記第３可動治具を前記第２可動治具から離れる方向に移動させる第３押圧部と、を備えている。このように、ケース保持治具にソレノイド等の電動アクチュエータを用いなくとも、機械的に電池ケースを挟持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一実施形態に係るリチウム二次電池を示す正面図である。
【図２】一実施形態に係るリチウム二次電池の上面図である。
【図３】一実施形態に係る電池製造システムのブロック図である。
【図４】一実施形態に係るリチウム二次電池の製造の手順を示すフローチャートである。
【図５】一実施形態に係る電池ケースの斜視図である。
【図６】一実施形態に係る電池ケースの開口が下方を向いた状態で、捲回電極体および蓋を電池ケースに挿入する状態を示す模式図である。
【図７】一実施形態に係る組立体を示す模式図である。
【図８】一実施形態に係る組立体の下面図である。
【図９】一実施形態に係る搬入装置を示す斜視図である。
【図１０】一実施形態に係るケース保持治具の斜視図である。
【図１１】一実施形態に係るケース保持治具の斜視図である。
【図１２Ａ】一実施形態に係るケース保持治具の挿入孔が狭くなった状態を模式的に示す下面図である。
【図１２Ｂ】一実施形態に係るケース保持治具の挿入孔が広くなった状態を模式的に示す下面図である。
【図１３Ａ】ケース保持治具に組立体を挿入する状態を示す正面図である。
【図１３Ｂ】ケース保持治具に組立体を挿入する状態を示す側面図である。
【図１４Ａ】ケース保持治具に組立体が挿入された状態を示す正面図である。
【図１４Ｂ】ケース保持治具に組立体が挿入された状態を示す側面図である。
【図１５Ａ】電池ケースが固定治具および第１可動治具によって挟持された状態を示す側面図である。
【図１５Ｂ】電池ケースが固定治具および第１可動治具および第２可動治具および第３可動治具によって挟持された状態を示す正面図である。
【図１６】注入口にキャップを取り付ける状態を示す正面図である。
【図１７】組立体を保持したケース保持治具が反転し、組立体の正極集電端子および負極集電端子が上方を向いた状態を示す正面図である。
【図１８】一実施形態に係る清掃装置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事項は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。以下、電池としてリチウム二次電池を例としてより詳しく説明するが、本発明の適用対象をかかる電池に限定する意図ではない。
【００２６】
＜リチウム二次電池＞
図１に示すように、リチウム二次電池１０は、電池ケース２０と、捲回電極体１２と、電池ケース２０に設けられた蓋３０と、非水電解液とを備えている。図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄ、Ｌ、Ｒは、それぞれ前、後、上、下、左、右を意味するものとする。ただし、上記方向は説明の便宜上定めた方向に過ぎず、リチウム二次電池１０等の設置態様を何ら限定するものではなく、本発明を何ら限定するものでもない。
【００２７】
図１に示すように、電池ケース２０は、扁平かつ有底の直方体形状に形成されている。電池ケース２０は、角型のケースである。電池ケース２０は、底壁２０Ａと、右壁２０Ｂと、左壁２０Ｃと、前壁２０Ｄと、後壁２０Ｅ（図２参照）とを備えている。底壁２０Ａは、蓋３０と対向する。右壁２０Ｂは、底壁２０Ａの右端から上方に向けて延びる。左壁２０Ｃは、底壁２０Ａの左端から上方に向けて延びる。右壁２０Ｂと左壁２０Ｃとは、互いに対向する。右壁２０Ｂおよび左壁２０Ｃは、第２壁の一例である。前壁２０Ｄは、底壁２０Ａの前端から上方に向けて延びる。後壁２０Ｅは、底壁２０Ａの後端から上方に向けて延びる。前壁２０Ｄと後壁２０Ｅとは、互いに対向する。前壁２０Ｄおよび後壁２０Ｅは、第１壁の一例である。右壁２０Ｂおよび左壁２０Ｃは、前壁２０Ｄおよび後壁２０Ｅより小さい面積を有する。電池ケース２０は、開口２２（図５参照）を有する。開口２２は、右壁２０Ｂと、左壁２０Ｃと、前壁２０Ｄと、後壁２０Ｅとによって区画されている。開口２２は、矩形状に形成されている。電池ケース２０には、捲回電極体１２および非水電解液が収容される。
【００２８】
電池ケース２０の材質は、従来のリチウム二次電池で使用されるものと同じであればよく、特に制限はない。電池ケース２０は、例えば、軽量で熱伝導性の良い金属材料から形成されている。このような金属製材料としてアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等が例示される。
【００２９】
蓋３０は、電池ケース２０の開口２２を塞ぐ。詳しくは、後述するように、電池ケース２０の開口２２に蓋３０が嵌め込まれ、蓋３０の外縁と開口２２の周囲の電池ケース２０との合わせ目２４（図２参照）を溶接する。これにより、蓋３０が電池ケース２０に固定され、電池ケース２０の内部が密閉される。
【００３０】
図２に示すように、蓋３０の外形は、開口２２の形状に適合する略長方形状である。蓋３０の中央部分には、電池ケース２０の内圧が上昇した場合に、電池ケース２０の内外を連通させて内圧を開放するためのガス排出弁３１が設けられている。蓋３０のうちガス排出弁３１の側方（ここでは左方）には、電池製造時に電池ケース２０内に非水電解液を注入するための注入口３２が設けられている。注入口３２には栓３３が被せられ、溶接により固定されている。
【００３１】
図１に示すように、捲回電極体１２は、長尺状の正極集電体１３（例えばアルミニウム箔）上に正極活物質層を有する正極シート１４と、長尺状の負極集電体１５（例えば銅箔）上に負極活物質層を有する負極シート１６と、セパレータシート（図示せず）とを含む。捲回電極体１２は、電池構成要素の一例である。捲回電極体１２は、正極シート１４および負極シート１６の間にセパレータシートを介在させつつ積層して長手方向に捲回し、拉げさせることによって作製され得る。捲回電極体１２は、電池ケース２０に、その捲回軸が左右方向に延びるように横倒しとなる姿勢で収容されている。
【００３２】
正極活物質としては、一般的なリチウム二次電池の正極に用いられる層状構造の酸化物系活物質、スピネル構造の酸化物系活物質等を好ましく用いることができる。かかる活物質の代表例として、リチウムコバルト系酸化物、リチウムニッケル系酸化物、リチウムマンガン系酸化物等のリチウム遷移金属酸化物が挙げられる。
【００３３】
なお、正極シート１４には、上記した正極活物質に加えて、必要に応じて更なる任意成分を含んでもよい。任意成分の一例としては、例えば、結着剤、導電助剤、増粘剤、分散剤、ｐＨ調整剤等が挙げられる。結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等のハロゲン化ビニル樹脂や、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等のポリアルキレンオキサイドが挙げられる。導電助剤としては、例えば、カーボンブラック（典型的にはアセチレンブラック）、活性炭、黒鉛、炭素繊維等の炭素材料が挙げられる。ｐＨ調整剤としては、例えば、リン酸等の酸性物質が挙げられる。
【００３４】
負極活物質としては、黒鉛（グラファイト）、難黒鉛化炭素（ハードカーボン）、易黒鉛化炭素（ソフトカーボン）等の炭素材料が挙げられる。
【００３５】
なお、負極シート１６には、上記した負極活物質に加えて、必要に応じて更なる任意成分を含んでもよい。任意成分の一例としては、例えば、結着剤、増粘剤、分散剤等が挙げられる。結着剤としては、例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム類が挙げられる。分散剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロース類が挙げられる。
【００３６】
セパレータシートとしては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、セルロース、ポリアミド等の樹脂からなる多孔質シート、不織布等を用いることができる。
【００３７】
正極シート１４と負極シート１６との間に介在される非水電解液は、適当な非水系溶媒に支持塩を含有するものであり、リチウム二次電池用途のものとして従来公知の非水電解液を特に制限なく採用することができる。例えば、非水系溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等を用いることができる。また、支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６等のリチウム塩を好適に用いることができる。
【００３８】
正極シート１４の正極集電体１３には、正極集電端子１７が溶接され、電気的に接続されている。負極シート１６の負極集電体１５には、負極集電端子１８が溶接され、電気的に接続されている。正極集電端子１７および負極集電端子１８は、それぞれ捲回電極体１２に接続されている。正極集電端子１７および負極集電端子１８は、蓋３０の右端部および左端部にそれぞれ設けられた貫通孔（図示せず）をそれぞれ貫通して、電池ケース２０の内部から外部に引き出されている。本実施形態では、捲回電極体１２と、蓋３０と、正極集電端子１７と、負極集電端子１８とは、それぞれ接続されて一体的に設けられている。正極集電端子１７は、大部分が電池ケース２０内に位置する正極内部端子１７Ａと、電池ケース２０の外に位置する正極外部端子１７Ｂとを含む。正極内部端子１７Ａと正極外部端子１７Ｂとは電気的に接続されている。負極集電端子１８は、大部分が電池ケース２０内に位置する負極内部端子１８Ａと、電池ケース２０の外に位置する負極外部端子１８Ｂとを含む。負極内部端子１８Ａと負極外部端子１８Ｂとは電気的に接続されている。
【００３９】
正極内部端子１７Ａは、その下端が正極集電体１３に、例えば超音波溶接によって接合され、電気的に接続されている。正極内部端子１７Ａおよび正極外部端子１７Ｂの構成材料としては導電性のよい金属材料が好ましく、典型的にはアルミニウムが用いられる。正極外部端子１７Ｂには、外部接続用の接続端子に相当する端子ボルト１７Ｃが設けられている。端子ボルト１７Ｃは、蓋３０から上方に向けて突出する。
【００４０】
負極内部端子１８Ａは、その下端が負極集電体１５に、例えば超音波溶接によって接合され、電気的に接続されている。負極内部端子１８Ａおよび負極外部端子１８Ｂの構成材料としては導電性のよい金属材料が好ましく、典型的には銅が用いられる。負極外部端子１８Ｂには、外部接続用の接続端子に相当する端子ボルト１８Ｃが設けられている。端子ボルト１８Ｃは、蓋３０から上方に向けて突出する。
【００４１】
次に、リチウム二次電池１０を製造する電池製造システム４０について説明する。図３に示すように、電池製造システム４０は、搬入装置４２と、組付装置６０と、キャップ取付装置４４と、第１反転装置４６と、溶接装置４８と、取出装置５０と、第２反転装置５２と、清掃装置５４と、を備えている。搬入装置４２は、組立体１０Ａを組付装置６０に連続的に搬入する装置である。組付装置６０は、組立体１０Ａをケース保持治具６２組み付ける装置である。キャップ取付装置４４は、蓋３０の注入口３２にキャップ８０を取り付ける装置である。第１反転装置４６は、組立体１０Ａを反転させる装置である。溶接装置４８は、蓋３０と電池ケース２０とを溶接する装置である。取出装置５０は、ケース保持治具６２から溶接が完了した組立体１０Ａを取り出す装置である。第２反転装置５２は、ケース保持治具６２を反転させる装置である。清掃装置５４は、ケース保持治具６２を清掃する装置である。なお、電池製造システム４０の各装置の詳細については、後述する。
【００４２】
次に、リチウム二次電池１０の製造の手順についてフローチャートを参照しながら説明する。図４は、一実施形態に係るフローチャートである。リチウム二次電池１０の製造方法は、準備工程Ｓ１０と、組立体作製工程Ｓ２０と、挟持工程Ｓ３０と、キャップ取付工程Ｓ４０と、第１配置工程Ｓ５０と、溶接工程Ｓ６０と、取出工程Ｓ７０と、電池作製工程Ｓ８０と、第２配置工程Ｓ９０と、清掃工程Ｓ１００とを包含する。以下、各工程について詳述する。
【００４３】
まず、準備工程Ｓ１０では、図５に示すように、開口２２を有する電池ケース２０を準備する。準備工程Ｓ１０では、開口２２から電池ケース２０内に金属異物が侵入しないよう管理している。
【００４４】
次に、組立体作製工程Ｓ２０では、組立体１０Ａを作製する。図６に示すように、電池ケース２０の開口２２が下方を向いた状態で、電池ケース２０の下方から捲回電極体１２と蓋３０とを電池ケース２０に挿入して組立体１０Ａを作製する。このように、電池ケース２０の開口２２が下方を向いているため、組立体１０Ａを作製するときには、電池ケース２０内に金属異物が侵入しない。なお、電池ケース２０の開口２２が上方を向いた状態で、電池ケース２０の上方から捲回電極体１２と蓋３０とを電池ケース２０に挿入して組立体１０Ａを作製してもよい。この場合、電池ケース２０に金属異物が侵入しないように管理する必要がある。なお、本実施形態では、捲回電極体１２と蓋３０とは正極集電端子１７および負極集電端子１８によって接続されており、捲回電極体１２と蓋３０と正極集電端子１７と負極集電端子１８とは一体化している。
【００４５】
図７に示すように、組立体１０Ａにおいて、蓋３０は電池ケース２０内に挿入されている。即ち、蓋３０は電池ケース２０から外に突出していない。図８に示すように、捲回電極体１２および蓋３０を電池ケース２０に挿入したときには、電池ケース２０と蓋３０との間に間隙２３が存在する。これは、電池ケース２０の開口２２を蓋３０の外形より大きめに形成しているためである。電池ケース２０および蓋３０がいずれも金属材料で形成されている場合、電池ケース２０に蓋３０を挿入するときに、電池ケース２０と蓋３０とが擦れて金属粉が発生する虞があるため、開口２２を大きめに形成している。即ち、通常時の電池ケース２０において、電池ケース２０の前壁２０Ｄと後壁２０Ｅとの距離は、電池ケース２０の左右方向の中央部に行くほど大きくなる。
【００４６】
図９に示すように、搬入装置４２は、組立体１０Ａを保持する複数の保持具４２Ａと、保持具４２Ａを搬送する一対の搬送機構４２Ｂとを備えている。保持具４２Ａは、搬送機構４２Ｂ上を移動可能に構成されている。保持具４２Ａは、組立体１０Ａを支持する一対の支持壁４２Ｃと、組立体１０Ａが挿入される凹部４２Ｄとを備えている。組立体１０Ａは、蓋３０が下方に位置した状態、即ち開口２２が下方を向いた状態（正極集電端子１７および負極集電端子１８が下方を向いた状態）で保持具４２Ａの凹部４２Ｄにその一部が挿入され、支持壁４２Ｃおよび凹部４２Ｄによって保持される。本実施形態では、組立体１０Ａは、開口２２が下方を向いた状態で組付装置６０に搬送される。
【００４７】
次に、挟持工程Ｓ３０では、電池ケース２０の開口２２が下方を向いた状態で電池ケース２０を押圧治具６４によって挟持して、電池ケース２０と蓋３０との間隙２３を塞ぐ。挟持工程Ｓ３０では、組付装置６０（図１３Ａ参照）によってケース保持治具６２に組立体１０Ａを組み付ける。組付装置６０は、ケース保持治具６２と、取付治具７２とを備えている。組付装置６０は、清掃装置５４の下流側に配置されている。
【００４８】
図１０および図１１に示すように、ケース保持治具６２は、ケース本体６３と、押圧治具６４とを備えている。ケース保持治具６２は、組立体１０Ａを保持可能に構成されている。ケース本体６３は、底壁６３Ａと、右壁６３Ｂと、左壁６３Ｃと、前壁６３Ｄと、後壁６３Ｅとを備えている。底壁６３Ａは、対向壁の一例である。右壁６３Ｂは、底壁６３Ａの右端から下方に向けて延びる。左壁６３Ｃは、底壁６３Ａの左端から下方に向けて延びる。右壁６３Ｂと左壁６３Ｃとは、互いに対向する。前壁６３Ｄは、底壁６３Ａの前端から下方に向けて延びる。後壁６３Ｅは、底壁６３Ａの後端から下方に向けて延びる。前壁６３Ｄと後壁６３Ｅとは、互いに対向する。右壁６３Ｂおよび左壁６３Ｃは、前壁６３Ｄおよび後壁６３Ｅより小さい面積を有する。前壁６３Ｄは、後壁６３Ｅに対して接近および離反可能に構成されている。前壁６３Ｄは、前後方向に移動可能に構成されている。右壁６３Ｂおよび左壁６３Ｃは、後壁６３Ｅに対して接近および離反可能に構成されている。右壁６３Ｂおよび左壁６３Ｃは、左右方向に移動可能に構成されている。右壁６３Ｂ、左壁６３Ｃ、前壁６３Ｄおよび後壁６３Ｅには、それぞれカバー６３Ｆが設けられている。ケース本体６３には、挿入孔６３Ｈが形成されている。挿入孔６３Ｈは、底壁６３Ａと対向する。挿入孔６３Ｈには、組立体１０Ａが挿入される。なお、図１１では、説明の便宜上、カバー６３Ｆの図示を省略している。
【００４９】
押圧治具６４は、ケース本体６３に設けられている。押圧治具６４は、金属材料から形成されている。押圧治具６４は、高硬度の材料（例えばモリブデン、銅、ステンレス鋼等）から形成されている。押圧治具６４は、電池ケース２０の開口２２が下方を向いた状態で電池ケース２０を挟持して、電池ケース２０と蓋３０との間隙２３を塞ぐ。押圧治具６４は、固定治具６４Ａと、第１可動治具６４Ｂと、第２可動治具６４Ｃと、第３可動治具６４Ｄとを含む。本実施形態では、挿入孔６３Ｈは、押圧治具６４によって区画されている。より詳細には、図１２Ａに示すように、挿入孔６３Ｈは、固定治具６４Ａ、第１可動治具６４Ｂ、第２可動治具６４Ｃおよび第３可動治具６４Ｄによって区画されている。後述するように、第１可動治具６４Ｂ、第２可動治具６４Ｃおよび第３可動治具６４Ｄは、固定治具６４Ａに対して移動可能に構成されているため、図１２Ｂに示すように、挿入孔６３Ｈを拡大することができる。
【００５０】
固定治具６４Ａは、ケース本体６３に固定されている。固定治具６４Ａは、ケース本体６３の後壁６３Ｅに設けられている。固定治具６４Ａは、電池ケース２０の後壁２０Ｅを押圧する。第１可動治具６４Ｂは、ケース本体６３に対して移動可能に構成されている。図１２Ｂの矢印Ａ１に示すように、第１可動治具６４Ｂは、固定治具６４Ａに対して接近および離反可能に構成されている。第１可動治具６４Ｂは、ケース本体６３の前壁６３Ｄに設けられている。第１可動治具６４Ｂは、電池ケース２０の前壁２０Ｄを押圧する。固定治具６４Ａおよび第１可動治具６４Ｂは、第１押圧治具の一例である。固定治具６４Ａおよび第１可動治具６４Ｂは、電池ケース２０が後述する第１保持治具６６および第２保持治具６７によって保持されているときに、電池ケース２０の後壁２０Ｅおよび前壁２０Ｄをそれぞれ押圧して、電池ケース２０を挟持する。
【００５１】
第２可動治具６４Ｃは、ケース本体６３に対して移動可能に構成されている。図１２Ｂの矢印Ａ２に示すように、第２可動治具６４Ｃは、第３可動治具６４Ｄに対して接近および離反可能に構成されている。第２可動治具６４Ｃは、ケース本体６３の右壁６３Ｂに設けられている。第２可動治具６４Ｃは、電池ケース２０の右壁２０Ｂを押圧する。第３可動治具６４Ｄは、ケース本体６３に対して移動可能に構成されている。図１２Ｂの矢印Ａ３に示すように、第３可動治具６４Ｄは、第２可動治具６４Ｃに対して接近および離反可能に構成されている。第３可動治具６４Ｄは、ケース本体６３の左壁６３Ｃに設けられている。第３可動治具６４Ｄは、電池ケース２０の左壁２０Ｃを押圧する。第２可動治具６４Ｃおよび第３可動治具６４Ｄは、第２押圧治具の一例である。第２可動治具６４Ｃおよび第３可動治具６４Ｄは、電池ケース２０が後述する第１保持治具６６および第２保持治具６７によって保持されているときに、電池ケース２０の右壁２０Ｂおよび左壁２０Ｃをそれぞれ押圧して、電池ケース２０を挟持する。
【００５２】
図３に示すように、ケース保持治具６２は、組付装置６０と、キャップ取付装置４４と、第１反転装置４６と、溶接装置４８と、取出装置５０と、第２反転装置５２と、清掃装置５４との間をこの順番で繰り返し移動可能に構成されている。即ち、ケース保持治具６２は、これら各装置において繰り返し用いられる。ケース保持治具６２は、これら各装置間を循環する。ケース保持治具６２は、清掃装置５４、組付装置６０およびキャップ取付装置４４においては、ケース本体６３の挿入孔６３Ｈが下方を向いた状態で移動する。また、ケース保持治具６２は、溶接装置４８および取出装置５０においては、ケース本体６３の挿入孔６３Ｈが上方を向いた状態で移動する。図１３Ａに示すように、ケース保持治具６２は、レール３５に沿って移動可能に構成されている。
【００５３】
図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、ケース保持治具６２は、第１保持治具６６と、第２保持治具６７と、第１付勢部材６８と、第２付勢部材６９と、を備えている。第１付勢部材６８および第２付勢部材６９としては、例えば、圧縮ばねが挙げられる。第１保持治具６６および第２保持治具６７は、樹脂材料から形成されている。第１保持治具６６および第２保持治具６７は、例えば、樹脂材料（例えばナイロン樹脂等）から形成されている。第１保持治具６６および第２保持治具６７は、略直方体形状に形成されている。第１保持治具６６および第２保持治具６７は、ケース本体６３に設けられている。第１保持治具６６および第２保持治具６７は、ケース本体６３内に収容されている。本実施形態では、ケース保持治具６２は、４つの第１保持治具６６と２つの第２保持治具６７とを備えているが、第１保持治具６６および第２保持治具６７の数はこれに限定されない。なお、図１３Ｂでは、説明の便宜上、取付治具７２の図示を省略している。
【００５４】
図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、第１保持治具６６は、組立体１０Ａがケース本体６３に挿入されたときに前壁２０Ｄおよび後壁２０Ｅを押圧して電池ケース２０を保持する。第２保持治具６７は、組立体１０Ａがケース本体６３に挿入されたときに右壁２０Ｂおよび左壁２０Ｃを押圧して電池ケース２０を保持する。第１保持治具６６および第２保持治具６７によって、組立体１０Ａはケース本体６３の所定の位置に保持される。なお、第１保持治具６６および第２保持治具６７によって組立体１０Ａがケース本体６３の所定の位置に保持されているときには、電池ケース２０と蓋３０との間隙２３は塞がれていない。即ち、組立体１０Ａは、電池ケース２０の開口２２が下方を向いた状態で所定の位置に保持される。なお、図１４Ｂでは、説明の便宜上、取付治具７２の図示を省略している。
【００５５】
図１４Ｂに示すように、第１保持治具６６のうち挿入孔６３Ｈ側の先端部分には、組立体１０Ａがケース本体６３に挿入された状態において、挿入孔６３Ｈから底壁６３Ａに向かうほど組立体１０Ａの前壁２０Ｄまたは後壁２０Ｅに近づく第１傾斜面６６Ａが形成されている。ケース本体６３の前壁６３Ｄ側に設けられた第１保持治具６６の第１傾斜面６６Ａは、後方に行くほど上方に向かうよう傾斜している。ケース本体６３の後壁６３Ｅ側に設けられた第１保持治具６６の第１傾斜面６６Ａは、前方に行くほど上方に向かうよう傾斜している。
【００５６】
図１４Ａに示すように、第２保持治具６７のうち挿入孔６３Ｈ側の先端部分には、組立体１０Ａがケース本体６３に挿入された状態において、挿入孔６３Ｈから底壁６３Ａに向かうほど組立体１０Ａの左壁２０Ｃまたは右壁２０Ｂに近づく第２傾斜面６７Ａが形成されている。ケース本体６３の左壁６３Ｃ側に設けられた第２保持治具６７の第２傾斜面６７Ａは、右方に行くほど上方に向かうよう傾斜している。ケース本体６３の右壁６３Ｂ側に設けられた第２保持治具６７の第２傾斜面６７Ａは、左方に行くほど上方に向かうよう傾斜している。
【００５７】
図１３Ｂに示すように、第１付勢部材６８は、第１保持治具６６に接続されている。第１付勢部材６８は、ケース本体６３に固定されている。第１付勢部材６８のうち、ケース本体６３の前壁６３Ｄに固定されている第１付勢部材６８は、第１保持治具６６を電池ケース２０の前壁２０Ｄに向けて（即ち後方あるいはケース本体６３の後壁６３Ｅに向けて）付勢する。第１付勢部材６８のうち、ケース本体６３の後壁６３Ｅに固定されている第１付勢部材６８は、第１保持治具６６を電池ケース２０の後壁２０Ｅに向けて（即ち前方あるいはケース本体６３の前壁６３Ｄに向けて）付勢する。第１付勢部材６８は、上側第１付勢部材６８Ａと、下側第１付勢部材６８Ｂとを有している。下側第１付勢部材６８Ｂは、上側第１付勢部材６８Ａの下方に配置されている。
【００５８】
図１３Ａに示すように、第２付勢部材６９は、第２保持治具６７に接続されている。第２付勢部材６９は、ケース本体６３に固定されている。第２付勢部材６９のうち、ケース本体６３の左壁６３Ｃに固定されている第２付勢部材６９は、第２保持治具６７を電池ケース２０の左壁２０Ｃに向けて（即ち右方あるいはケース本体６３の右壁６３Ｂに向けて）付勢する。第２付勢部材６９のうち、ケース本体６３の右壁６３Ｂに固定されている第２付勢部材６９は、第２保持治具６７を電池ケース２０の右壁２０Ｂに向けて（即ち左方あるいはケース本体６３の左壁６３Ｃに向けて）付勢する。第２付勢部材６９は、上側第２付勢部材６９Ａと、下側第２付勢部材６９Ｂとを有している。下側第２付勢部材６９Ｂは、上側第２付勢部材６９Ａの下方に配置されている。
【００５９】
図１１に示すように、ケース保持治具６２は、第１リンク機構７０Ａと、第２リンク機構７０Ｂと、第３リンク機構７０Ｃとを備えている。第１リンク機構７０Ａは、ケース本体６３の前壁６３Ｄに接続されている。第１リンク機構７０Ａは、前壁６３Ｄを前後方向に移動可能に構成されている。第１リンク機構７０Ａが後述する第１押圧部７５Ａ（図１３Ａ参照）に押圧されると、ケース本体６３の前壁６３Ｄが後壁６３Ｅから離れる方向（ここでは前方）に移動する。即ち、前壁６３Ｄに設けられている第１可動治具６４Ｂが固定治具６４Ａから離れる方向に移動する。一方、第１リンク機構７０Ａに対する第１押圧部７５Ａの押圧が解除されると、ケース本体６３の前壁６３Ｄが後壁６３Ｅに近づく方向（ここでは後方）に移動する。即ち、第１可動治具６４Ｂが固定治具６４Ａに近づく方向に移動する。
【００６０】
図１１に示すように、第２リンク機構７０Ｂは、ケース本体６３の右壁６３Ｂに接続されている。第２リンク機構７０Ｂは、右壁６３Ｂを左右方向に移動可能に構成されている。第２リンク機構７０Ｂが後述する第２押圧部７５Ｂ（図１３Ａ参照）に押圧されると、ケース本体６３の右壁６３Ｂが左壁６３Ｃから離れる方向（ここでは右方）に移動する。即ち、右壁６３Ｂに設けられている第２可動治具６４Ｃが第３可動治具６４Ｄから離れる方向に移動する。一方、第２リンク機構７０Ｂに対する第２押圧部７５Ｂの押圧が解除されると、ケース本体６３の右壁６３Ｂが左壁６３Ｃに近づく方向（ここでは左方）に移動する。即ち、第２可動治具６４Ｃが第３可動治具６４Ｄに近づく方向に移動する。
【００６１】
図１１に示すように、第３リンク機構７０Ｃは、ケース本体６３の左壁６３Ｃに接続されている。第３リンク機構７０Ｃは、左壁６３Ｃを左右方向に移動可能に構成されている。第３リンク機構７０Ｃが後述する第３押圧部７５Ｃ（図１３Ａ参照）に押圧されると、ケース本体６３の左壁６３Ｃが右壁６３Ｂから離れる方向（ここでは左方）に移動する。即ち、左壁６３Ｃに設けられている第３可動治具６４Ｄが第２可動治具６４Ｃから離れる方向に移動する。一方、第３リンク機構７０Ｃに対する第３押圧部７５Ｃの押圧が解除されると、ケース本体６３の左壁６３Ｃが右壁６３Ｂに近づく方向（ここでは右方）に移動する。即ち、第３可動治具６４Ｄが第２可動治具６４Ｃに近づく方向に移動する。
【００６２】
取付治具７２は、電池ケース２０の開口２２が下方を向いた状態で組立体１０Ａをケース保持治具６２に取り付ける。図１３Ａに示すように、取付治具７２は、組立体１０Ａを電池ケース２０の開口２２が下方を向いた状態で保持する本体部７２Ａと、本体部７２Ａに接続され、本体部７２Ａを上下方向に昇降する昇降部（図示せず）とを備えている。本体部７２Ａには、組立体１０Ａの正極集電端子１７が収容される第１凹部７２Ｃと、組立体１０Ａの負極集電端子１８が収容される第２凹部７２Ｄとが形成されている。本体部７２Ａには、組立体１０Ａの位置合わせのための段差部７２Ｅが形成されている。搬入装置４２によって搬送された組立体１０Ａは、例えば、ロボットアーム等によって取付治具７２に配置される。
【００６３】
図１３Ａに示すように、組付装置６０は、第１押圧部７５Ａと、第２押圧部７５Ｂと、第３押圧部７５Ｃと、支持部材７５Ｄとを備えている。第１押圧部７５Ａ、第２押圧部７５Ｂおよび第３押圧部７５Ｃは、支持部材７５Ｄに設けられている。支持部材７５Ｄは、上下方向に移動可能に構成されている。第１押圧部７５Ａは、支持部材７５Ｄに対して上下方向に移動可能に構成されている。第２押圧部７５Ｂおよび第３押圧部７５Ｃは、支持部材７５Ｄに対して左右方向に移動可能に構成されている。第２押圧部７５Ｂには、第３押圧部７５Ｃに向けて付勢する付勢部材（図示せず）が設けられている。第３押圧部７５Ｃには、第２押圧部７５Ｂに向けて付勢する付勢部材（図示せず）が設けられている。
【００６４】
第１押圧部７５Ａが下方に移動すると、第１押圧部７５Ａによって第２押圧部７５Ｂが右方に移動しかつ第３押圧部７５Ｃが左方に移動する。これにより、第２押圧部７５Ｂが第２リンク機構７０Ｂを押圧しかつ第３押圧部７５Ｃが第３リンク機構７０Ｃを押圧する。この結果、第２可動治具６４Ｃと第３可動治具６４Ｄが互いに離れるように移動する。第１押圧部７５Ａがさらに下方に移動すると、第１押圧部７５Ａが第１リンク機構７０Ａを押圧する。この結果、第１可動治具６４Ｂが固定治具６４Ａから離れる方向に移動する。このとき、挿入孔６３Ｈは、図１２Ｂに示すように広がっている。
【００６５】
一方、第１リンク機構７０Ａ〜第３リンク機構７０Ｃがそれぞれ押圧された状態において、第１押圧部７５Ａが上方に移動すると、第１押圧部７５Ａが第１リンク機構７０Ａから離れるため、第１可動治具６４Ｂが固定治具６４Ａに近づく方向に移動する。第１押圧部７５Ａがさらに上方に移動すると、第２押圧部７５Ｂが付勢部材によって左方に移動しかつ第３押圧部７５Ｃが付勢部材によって右方に移動する。これにより、第２押圧部７５Ｂが第２リンク機構７０Ｂから離れかつ第３押圧部７５Ｃが第３リンク機構７０Ｃから離れる。この結果、第２可動治具６４Ｃと第３可動治具６４Ｄとが互いに近づく方向に移動する。
【００６６】
挟持工程Ｓ３０では、以下のようにして組立体１０Ａがケース保持治具６２に組み付けられる。まず、図１３Ａに示すように、搬入装置４２によって搬送された組立体１０Ａが取付治具７２に配置される。このとき、電池ケース２０と蓋３０との間には間隙２３が存在する。そして、支持部材７５Ｄを下方に移動させ、第１押圧部７５Ａ〜第３押圧部７５Ｃによって、第１リンク機構７０Ａ〜第３リンク機構７０Ｃを押圧し、ケース本体６３の挿入孔６３Ｈを図１２Ｂのように広げる。この状態で、取付治具７２を上方に移動させて組立体１０Ａをケース本体６３に挿入する（図１４Ａ参照）。ケース本体６３内に設けられた第１保持治具６６と第２保持治具６７とによって、組立体１０Ａは所定の位置に保持される。その後、第１押圧部７５Ａを上方に移動させて、第１押圧部７５Ａが第１リンク機構７０Ａから離れると、第１可動治具６４Ｂが固定治具６４Ａに近づく方向に移動する。これにより、第１可動治具６４Ｂと固定治具６４Ａとによって電池ケース２０が挟持される（図１５Ａ参照）。さらに、第１押圧部７５Ａを上方に移動させて、第２押圧部７５Ｂを付勢部材によって左方に移動させかつ第３押圧部７５Ｃを付勢部材によって右方に移動させることによって、第２可動治具６４Ｃおよび第３可動治具６４Ｄが相互に近づく方向に移動する。これにより、第２可動治具６４Ｃと第３可動治具６４Ｄとによって電池ケース２０が挟持される（図１５Ｂ参照）。このように、第１可動治具６４Ｂと固定治具６４Ａと第２可動治具６４Ｃと第３可動治具６４Ｄとによって電池ケース２０が挟持されることによって、電池ケース２０と蓋３０との間隙２３が閉じられる。その後、取付治具７２を下方に移動させる。組立体１０Ａを保持するケース保持治具６２は、レール３５に沿ってキャップ取付装置４４に移動する。なお、図１５Ａでは、説明の便宜上、取付治具７２の図示を省略している。
【００６７】
次に、図１６に示すように、キャップ取付工程Ｓ４０では、蓋３０の注入口３２にキャップ８０を取り付ける。ケース保持治具６２がキャップ取付装置４４の上方に位置するときに、キャップ取付装置４４は、キャップ８０を注入口３２に取り付ける。より詳細には、正極集電端子１７および負極集電端子１８が下方を向いた状態（即ち注入口３２が下方を向いた状態）かつ電池ケース２０が押圧治具６４によって挟持されているときに、注入口３２にキャップ８０を取り付ける。ここで、キャップ８０は、樹脂材料から形成されているが、その内部には鉄心が挿入されている。鉄心は、第１磁性体の一例である。キャップ８０は、注入口３２に取り付け可能に構成されている。また、固定治具６４Ａおよび第１可動治具６４Ｂには、それぞれ磁石が設けられている。磁石は、第２磁性体の一例である。磁石は、鉄心に磁力を付与する。このため、電池ケース２０が固定治具６４Ａおよび第１可動治具６４Ｂによって挟持されているときにキャップ８０を注入口３２に取り付けると、キャップ８０の鉄心に加わる磁力によってキャップ８０は所定の位置に保持される。キャップ取付装置４４は、組付装置６０の下流側に配置されている。
【００６８】
次に、図１７に示すように、第１配置工程Ｓ５０では、第１反転装置４６は、押圧治具６４によって電池ケース２０が挟持された状態で組立体１０Ａを反転させる。即ち、第１反転装置４６は、ケース保持治具６２を反転させる。これにより、組立体１０Ａは、正極集電端子１７および負極集電端子１８が上方を向いた状態となるように配置される。第１反転装置４６の構成は特に限定されず、従来公知のものを採用することができる。第１反転装置４６はキャップ取付装置４４の下流側に配置されている。反転後のケース保持治具６２は、レール３６に沿って搬送可能に構成されている。
【００６９】
次に、溶接工程Ｓ６０では、正極集電端子１７および負極集電端子１８が上方を向きかつ押圧治具６４によって電池ケース２０が挟持された状態で、蓋３０と電池ケース２０とを溶接する。蓋３０と電池ケース２０との溶接は、溶接装置４８（図３参照）によって行われる。溶接装置４８としては、レーザ溶接装置が挙げられる。レーザ溶接装置は、二つの部材をレーザ溶接するための装置であり、例えばガルバノスキャナを備えている。溶接装置４８は、蓋３０の外縁と開口２２の周囲の電池ケース２０との合わせ目２４（図２参照）をレーザ溶接する。溶接装置４８は、第１反転装置４６の下流側に配置されている。
【００７０】
次に、取出工程Ｓ７０では、組立体１０Ａをケース保持治具６２から取り出す。取出装置５０は、蓋３０と電池ケース２０との溶接が完了した組立体１０Ａをケース保持治具６２から取り出す。取出装置５０は、組立体１０Ａを把持し、ケース保持治具６２から組立体１０Ａを取り出すアーム部（図示せず）を備えている。取出装置５０は、組付装置６０の第１押圧部７５Ａ〜第３押圧部７５Ｃと同様の押圧部材を、アーム部の下方に備えており、押圧部材によってケース保持治具６２の下方から第１リンク機構７０Ａ〜第３リンク機構７０Ｃを押圧することによって、組立体１０Ａの保持を解除することができる。アーム部は、取り出した組立体１０Ａを電池製造ラインに移動させる。組立体１０Ａが取り出されたケース保持治具６２は、第２反転装置５２に搬送される。このとき、図１２Ａに示すように、ケース本体６３の挿入孔６３Ｈは狭くなる。取出装置５０は、溶接装置４８の下流側に配置されている。
【００７１】
次に、電池作製工程Ｓ８０では、組立体１０Ａを用いてリチウム二次電池１０を作製する。電池作製工程Ｓ８０には、組立体１０Ａの表面を清掃する工程や、組立体１０Ａに非水電解液を注入し注入口３２を栓３３で封止する工程や、組立体１０Ａに対して初期充電を行う工程等が含まれる。
【００７２】
次に、第２配置工程Ｓ９０では、第２反転装置５２（図３参照）は、ケース保持治具６２を反転させる。これにより、ケース保持治具６２は、ケース本体６３の挿入孔６３Ｈが下方を向いた状態となるように配置される。第２反転装置５２の構成は特に限定されず、従来公知のものを採用することができる。本実施形態では、第２反転装置５２と第１反転装置４６とは同じ構成である。第２反転装置５２は、取出装置５０の下流側に配置されている。
【００７３】
次に、清掃工程Ｓ１００では、ケース保持治具６２を清掃する。図１８に示すように、清掃装置５４は、ケース本体６３の前壁６３Ｄに図１８の矢印Ｚ１で示すように風を送る第１ブロア５５Ａと、ケース本体６３の後壁６３Ｅに図１８の矢印Ｚ２で示すように風を送る第２ブロア５５Ｂと、左右方向に延び、ケース本体６３の挿入孔６３Ｈの周囲を清掃する回転ブラシ５６とを備えている。回転ブラシ５６は、固定治具６４Ａ、第１可動治具６４Ｂ、第２可動治具６４Ｃ（図１０参照）および第３可動治具６４Ｄ（図１０参照）を清掃する。ケース保持治具６２は、回転ブラシ５６の上方を通過するように移動可能に構成されている。清掃装置５４は、取出装置５０の下流側に配置されている。清掃後のケース保持治具６２は、組付装置６０（図１３Ａ参照）に搬送され、組付装置６０において再度利用される。
【００７４】
本実施形態のリチウム二次電池１０は、ハイブリッド車や、電気自動車等の車両の駆動用電源等に好適である。車両駆動用電源は、複数の二次電池を組み合わせた組電池としてもよい。
【００７５】
以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態および実施例は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００７６】
上述した実施形態では、リチウム二次電池１０は角型電池であるが、電池の形状は角型に限定されず、円柱形状等であってもよい。
【００７７】
上述した実施形態では、第１可動治具６４Ｂを固定治具６４Ａに接近させて第１可動治具６４Ｂと固定治具６４Ａとによって電池ケース２０を挟持させた後、第２可動治具６４Ｃおよび第３可動治具６４Ｄを相互に接近させて第２可動治具６４Ｃと第３可動治具６４Ｄとによって電池ケース２０を挟持させているが、これに限定されない。第２可動治具６４Ｃおよび第３可動治具６４Ｄを相互に接近させて第２可動治具６４Ｃと第３可動治具６４Ｄとによって電池ケース２０を挟持させた後、第１可動治具６４Ｂを固定治具６４Ａに接近させて第１可動治具６４Ｂと固定治具６４Ａとによって電池ケース２０を挟持させるように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０  リチウム二次電池（電池）
１０Ａ  組立体
１２  捲回電極体（電池構成要素）
１７  正極集電端子
１８  負極集電端子
２０  電池ケース
２２  開口
２３  間隙
３０  蓋
４０  電池製造システム
４４  キャップ取付装置
４６  第１反転装置
４８  溶接装置
５０  取出装置
５２  第２反転装置
５４  清掃装置
６０  組付装置
６２  ケース保持治具
６３  ケース本体
６４  押圧治具
６４Ａ  固定治具（第１押圧治具）
６４Ｂ  第１可動治具（第１押圧治具）
６４Ｃ  第２可動治具（第２押圧治具）
６４Ｄ  第３可動治具（第２押圧治具）
６６  第１保持治具
６７  第２保持治具
【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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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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