(57)【要約】【課題】注液工程までは注液口を確実に塞ぎつつ、注液工程において容易に注液口を露出する。【解決手段】二次電池１は、ケース本体３と、ケース本体３の内部に収容される電極体２と、ケース本体３の上部に設けられ、注液口２４と注液口２４を塞ぐように設けられる蓋部２２とが設けられる上面部材１６とを備える。上面部材１６には、凹部２６が設けられる。凹部２６は、底面に注液口２４が形成され、かつ、蓋部２２が注液口２４を塞ぐ第１の位置と、蓋部２２が注液口２４から離隔する第２の位置との間で移動可能に形成される。凹部２６の底面における蓋部との摺動面は、第１の位置が第２の位置よりも低くなるように傾斜している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装ケースと、
前記外装ケースの内部に収容される電極体と、
前記外装ケースの上部に設けられ、注液口と前記注液口を塞ぐように設けられる蓋部とが設けられる上面部材とを備え、
前記上面部材には、凹部が設けられ、
前記凹部は、底面に前記注液口が形成され、かつ、前記蓋部が前記注液口を塞ぐ第１の位置と、前記蓋部が前記注液口から離隔する第２の位置との間で移動可能に形成され、
前記凹部の底面における前記蓋部との摺動面は、前記第１の位置が前記第２の位置よりも低くなるように傾斜している、二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池等の蓄電装置の製造工程においては、金属製の外装ケースの上面に蓋材が溶接され、電極体が収納された状態で蓋材に設けられた注液口から電解液を注液する注液工程が設けられる。
【０００３】
このような二次電池の製造工程に関し、たとえば、特開２０１７−１１７６５７号公報（特許文献１）は、電池の外装ケース内に電解液を注液する注液工程が行なわれるまでの間、キャップを用いて注液口を塞ぎ、磁石で固定しておく技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１１７６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、二次電池の製造工程によっては、キャップを固定するための磁石を外す場合があり、磁石を外している期間にキャップが注液口から外れてしまう場合がある。その一方で、キャップと注液口とのつながりを強固にすることによって磁石がなくとも注液口を塞ぐことも可能であるが、注液工程においてキャップを外す作業を容易に行なうことができない場合がある。
【０００６】
本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、注液工程までは注液口を確実に塞ぎつつ、注液工程において容易に注液口を露出することが可能な二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のある局面に係る二次電池は、外装ケースと、外装ケースの内部に収容される電極体と、外装ケースの上部に設けられ、注液口と注液口を塞ぐように設けられる蓋部とが設けられる上面部材とを備える。上面部材には、凹部が設けられる。凹部は、底面に注液口が形成され、かつ、蓋部が注液口を塞ぐ第１の位置と、蓋部が注液口から離隔する第２の位置との間で移動可能に形成される。凹部の底面における蓋部との摺動面は、第１の位置が第２の位置よりも低くなるように傾斜している。
【０００８】
このようにすると、凹部の底面における蓋部との摺動面が、第１の位置が第２の位置よりも低くなるように傾斜しているため、たとえば、蓋部の位置が第１の位置である場合に蓋部の位置が第２の位置に移動することを自重によって抑制することができる。一方、注液時においては、蓋部の位置が第２の位置に移動されることによって注液口を容易に露出することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によると、注液工程までは注液口を確実に塞ぎつつ、注液工程において容易に注液口を露出することが可能な二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】二次電池を示す正面図であって、一部断面視した正面図である。
【図２】図１の破線枠の拡大図である。
【図３】蓋部が第１の位置である場合の上面部材の斜視図である。
【図４】蓋部の裏側の凹部の底面との摺動面を示す図である。
【図５】蓋部が第２の位置である場合の注液部を断面視した図である。
【図６】蓋部が第２の位置である場合の上面部材の斜視図である。
【図７】二次電池の製造工程を示す製造フロー図である。
【図８】上面ユニット組立工程Ｓ１を示す正面図である。
【図９】電極体接続工程Ｓ２を示す正面図である。
【図１０】収容工程Ｓ３を示す正面図である。
【図１１】溶接工程Ｓ４を示す正面図である。
【図１２】注液工程Ｓ５を示す正面図である。
【図１３】封止工程Ｓ６を示す正面図である。
【図１４】変形例における蓋部が第１の位置である場合の注液部を断面視した図である。
【図１５】変形例における蓋部が第２の位置である場合の注液部を断面視した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１２】
図１は、二次電池１を示す正面図であって、一部断面視した正面図である。二次電池１は、電極体２と、収容ケース３と、正極集電端子４と、負極集電端子５と、電解液６と、正極外部端子７と、負極外部端子８と、注液部２０とを含む。
【００１３】
電極体２は、正極シート１０と、セパレータ１１と、負極シート１２とを積層した状態で、巻回することで形成されている。電極体２は、扁平形状に形成されている。電極体２は、正極１３および負極１４を含む。
【００１４】
収容ケース３は、外装ケースであるケース本体１５と、上面部材１６とを含む。ケース本体１５は、上方に向けて開口する開口部が形成されている。上面部材１６は、ケース本体１５の上方の開口部を閉塞するように配置されている。上面部材１６の外周縁部は、ケース本体１５の開口部の開口縁部に溶接されている。収容ケース３は、たとえば、アルミまたはアルミニウム合金によって形成されている。
【００１５】
上記のような二次電池１の製造工程において、ケース本体に上面部材１６が溶接され、電極体が収納された状態で上面部材１６に設けられた注液部２０から電解液を注液する注液工程が設けられる。
【００１６】
このような二次電池の製造工程に関し、二次電池１の収容ケース３内に電解液を注液する注液工程が行なわれるまでの間、たとえば、キャップを用いて注液部２０の開口部（注液口）を塞ぎ、磁石で固定しておくことが考えられる。
【００１７】
しかしながら、二次電池１の製造工程によっては、キャップを固定するための磁石を外す場合があり、磁石を外している期間にキャップが注液部２０から外れてしまう場合がある。その一方で、キャップと注液部２０とのつながりをキャップの材質や寸法等の変更により強固にすることによって磁石がなくとも注液口を塞ぐことが可能となるが、注液工程においてキャップを注液部２０から外す作業を容易に行なうことができない場合がある。
【００１８】
そこで、本実施の形態においては、上面部材１６には、蓋部と凹部とが設けられるものとする。そして、凹部は、底面に注液口が形成され、かつ、蓋部が注液口を塞ぐ第１の位置と、蓋部が注液口から離隔する第２の位置との間で移動可能に形成される。凹部の底面における蓋部との摺動面は、第１の位置が前記第２の位置よりも低くなるように傾斜している。
【００１９】
このようにすると、凹部の底面における蓋部との摺動面が、第１の位置が第２の位置よりも低くなるように傾斜しているため、たとえば、蓋部の位置が第１の位置である場合に蓋部の位置が第２の位置に移動することを自重によって抑制することができる。一方、注液時においては、作業者によって蓋部の位置が第２の位置に移動されることによって注液口を容易に露出することができる。
【００２０】
以下、このような構造について図２〜図６を用いて詳細に説明する。図２は、図１の破線枠の拡大図である。また、図３は、蓋部２２が第１の位置である場合の上面部材１６の斜視図である。
【００２１】
図２に示すように、注液部２０は、蓋部２２と凹部２６とを含む。凹部２６の底面には、注液口２４が形成される。凹部２６は、蓋部２２が注液口２４を塞ぐ第１の位置と蓋部２２が注液口２４から離隔する第２の位置との間で蓋部２２が移動可能になるように周知の加工方法を用いて形成される。図２においては、蓋部２２が注液口２４を塞ぐ第１の位置である場合の注液部２０の構成が示されている。図２に示すように、凹部２６の底面における蓋部２２との摺動面は、第１の位置が第２の位置よりも低くなるように傾斜している。蓋部２２の底面（凹部２６の底面との接触面）は、凹部２６の底面と同様に傾斜しており、蓋部２２の位置が第１の位置である場合、蓋部２２の上面と上面部材１６の上面とがほぼ同一平面となる。蓋部２２の底面側には、所定の溝部２８が形成される。
【００２２】
図３に示すように、蓋部２２は、上方から視て略長方形状を有している。蓋部２２の幅方向の端面は、凹部２６の内壁と当接または所定の隙間を有するように設けられる。凹部２６の紙面横方向の長さは、蓋部２２の紙面横方向の長さよりも長くなるように形成される。これにより、蓋部２２は、凹部２６内に収められた状態で紙面横方向に摺動可能となる。図３においては、蓋部２２が第１の位置である場合が示されており、凹部２６の底面に形成される注液口２４は、蓋部２２によって塞がれた状態となっている。
【００２３】
図４は、蓋部２２の裏側の凹部２６の底面との摺動面を示す図である。図４に示すように、蓋部２２の凹部２６の底面との摺動面には、蓋部２２の長手方向の端部の中間位置から蓋部２２の中心付近まで溝部２８が形成される。溝部２８は、蓋部２２が第１の位置である場合に注液口２４と溝部２８の長手方向の端部とを連通するように形成される。
【００２４】
図５は、蓋部２２が第２の位置である場合の注液部２０を断面視した図である。また、図６は、蓋部２２が第２の位置である場合の上面部材１６の斜視図である。
【００２５】
図５および図６に示すように、たとえば、蓋部２２が第１の位置から凹部２６の長手方向に沿って移動されることによって第２の位置である場合には、蓋部２２は、注液口２４から離隔した位置になる。これにより、注液口２４の上方が開放され、注液口２４が露出した状態になる。その結果、上方から電解液の注液が可能な状態になる。
【００２６】
上記のように構成された二次電池１の製造方法について詳細に説明する。図７は、二次電池１の製造工程を示す製造フロー図である。二次電池１の製造工程は、上面ユニット組立工程Ｓ１と、電極体接続工程Ｓ２と、収容工程Ｓ３と、溶接工程Ｓ４と、注液工程Ｓ５と、封止工程Ｓ６とを含む。
【００２７】
図８は、上面ユニット組立工程Ｓ１を示す正面図である。上面ユニット組立工程Ｓ１は、上面部材１６に、正極集電端子４と、負極集電端子５と、正極外部端子７と、負極外部端子８と、蓋部２２とを組み付けて、上面ユニット７５を形成する。このとき、蓋部２２は、第１の位置に移動された状態になる。これにより、注液工程Ｓ５までの間に注液口２４を経由した異物の混入が防止される。
【００２８】
図９は、電極体接続工程Ｓ２を示す正面図である。電極体接続工程Ｓ２は、上面ユニット７５に電極体２を溶接する工程である。具体的には、電極体２の正極１３に正極集電端子４を溶接する工程と、電極体２の負極１４に負極集電端子５を溶接する工程とを含む。
【００２９】
図１０は、収容工程Ｓ３を示す正面図である。収容工程Ｓ３においては、上面ユニット７５に溶接された電極体２をケース本体１５内に収容する工程である。この工程において、ケース本体１５の開口縁部に上面部材１６が配置される。
【００３０】
図１１は、溶接工程Ｓ４を模式的に示す正面図である。溶接工程Ｓ４は、上面部材１６の外周縁部をケース本体１５の開口縁部に溶接する工程である。この工程においては、収容ケース３に向けてノズル７６からシールドガス７７を噴き付けた状態で、ケース本体１５の開口縁部と上面部材１６の外周縁部とをレーザ溶接する。シールドガス７７は、たとえば、窒素ガスなどを採用することができる。
【００３１】
図１２は、注液工程Ｓ５を模式的に示す正面図である。注液工程Ｓ５は、収容ケース３に二次電池１の電解液を注液する工程である。注液工程Ｓ５は、収容ケース３内を乾燥させる工程と、蓋部２２を第２の位置に移動させる工程と、露出した注液口２４を経由して電解液を収容ケース３の内部に注液する工程とを含む。
【００３２】
収容ケース３内を乾燥させる工程において、蓋部２２が第１の位置にあることで異物の混入を防ぐとともに蓋部２２の裏側に設けられる溝部２８が空気の通り道となって収容ケース３内の乾燥を促進する。
【００３３】
電解液を注液する工程において、蓋部２２が、第１の位置から第２の位置に移動させられる。これにより、注液口２４が露出することによって注液口２４を経由した電解液の注液が行なわれる。注液工程の後においては、蓋部２２は、第２の位置から再び第１の位置に移動させられる。これにより、注液後の注液口２４を経由した異物の混入を防ぐことができる。また、収容ケース３内の電解液から発生するガスは、蓋部２２の裏側に設けられる溝部２８を経由して収容ケース３外に排出される。
【００３４】
図１３は、封止工程Ｓ６を示す図である。封止工程Ｓ６は、収容ケース３を封止する工程である。封止工程Ｓ６は、蓋部２２を第１の位置に移動させる工程と、注液口２４を塞いだ状態の蓋部２２の全周（溝部２８の端部を含む）を溶接する工程とを含む。第１の位置で蓋部２２の全周が溶接されることにより、注液口２４が塞がれた状態になり、収容ケース３が封止される。
【００３５】
以上のようにして、本実施の形態に係る二次電池１によると、凹部２６の底面における蓋部２２との摺動面が、第１の位置が第２の位置よりも低くなるように傾斜しているため、たとえば、蓋部２２の位置が第１の位置である場合に蓋部２２の位置が第２の位置に移動することを自重によって抑制することができる。一方、注液時においては、蓋部２２の位置が第２の位置に移動されることによって注液口２４を容易に露出することができる。したがって、注液工程までは注液口を確実に塞ぎつつ、注液工程において容易に注液口を露出することが可能な二次電池を提供することができる。
【００３６】
たとえば、注液口２４を塞ぐためのキャップを繰り返し使用する場合には、キャップを再利用するための洗浄工程において洗浄不足によりキャップに異物が残留すると、再利用されたときに収容ケース３内に異物が混入する可能性があるが、本実施の形態における蓋部２２は、再利用されるものではなく、収容ケース３を構成する部材として上面部材１６に溶接されるため、上述のような要因による異物の混入を抑制することができる。
【００３７】
さらに、キャップを再利用する場合と比べても部品点数の増加を抑制できるとともに、洗浄工程等の工程を行なう必要がないため、製造コストの増加を抑制することができる。
【００３８】
さらに蓋部２２を凹部２６内に収めることができるため、二次電池１の製造工程において蓋部２２が上面部材１６から脱落することを防止することができる。
【００３９】
以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、蓋部２２の移動方向は、凹部２６の長手方向であるものとして説明したが、蓋部２２が幅方向に移動可能なように凹部２６を形成してもよい。
【００４０】
さらに上述の実施の形態では、上面部材１６の上面に対して凹部２６の底面を傾斜させることによって凹部２６の底面の蓋部２２との摺動面において第１の位置が第２の位置よりも低くなるように傾斜するようにしたが特にこのような構成に限定されるものではない。
【００４１】
図１４は、変形例における蓋部２２が第１の位置である場合の注液部２０を断面視した図である。また、図１５は、変形例における蓋部２２が第２の位置である場合の注液部２０を断面視した図である。
【００４２】
図１４および図１５に示すように、本変形例においては、上面部材１６における凹部が設けられる部分を傾斜させるようにしてもよい。
【００４３】
このような構成にしても、凹部２６の底面における蓋部２２との摺動面は、第１の位置が第２の位置よりも低くなるように傾斜している。そのため、蓋部２２の位置が第１の位置である場合に蓋部２２の位置が第２の位置に移動することを自重によって抑制することができる。一方、注液時においては、蓋部２２を第２の位置に移動させることによって注液口を容易に露出させることができる。
【００４４】
なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４５】
１  二次電池、２  電極体、３  収容ケース、４  正極集電端子、５  負極集電端子、６  電解液、７  正極外部端子、８  負極外部端子、１０  正極シート、１１  セパレータ、１２  負極シート、１３  正極、１４  負極、１５  ケース本体、１６  上面部材、２０  注液部、２２  蓋部、２４  注液口、２６  凹部、２８  溝部、７５  上面ユニット、７６  ノズル、７７  シールドガス。
【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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