(57)【要約】【課題】蓄電装置の仮封止をより確実に行う。【解決手段】蓄電装置２の製造装置１は、一対の拘束部材１１と、封止部材１３と、カバー１４と、を備える。一対の拘束部材１１は、蓄電装置２を挟むように設けられる。封止部材１３は、蓄電装置２に設けられた注液口２４を仮封止するための部材である。カバー１４は、一対の拘束部材１１に固定され、封止部材１３を覆う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置を挟持可能な一対の拘束部材と、
前記蓄電装置に設けられた注液口を封止するための封止部材と、
前記一対の拘束部材に固定され、前記封止部材を覆うカバーと、
を備える、蓄電装置の製造装置。
【請求項２】
前記カバーは、前記封止部材に対し、前記蓄電装置の反対側から当接するように固定される、
請求項１に記載の蓄電装置の製造装置。
【請求項３】
前記封止部材と前記カバーとが一体に構成されている、
請求項１または請求項２に記載の蓄電装置の製造装置。
【請求項４】
蓄電装置を挟むように一対の拘束部材を設ける工程と、
封止部材を用いて前記蓄電装置に設けられた注液口を覆う工程と、
前記封止部材を覆うようにカバーを設け、前記一対の拘束部材に前記カバーを固定する工程と、
を備える、蓄電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置の製造装置及び蓄電装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池等の蓄電装置の製造工程では、電極組立体が収容されたケースに注液口を介して電解液を注液した後に、着脱容易な栓部材にて注液口の仮封止を行うものが知られている（特許文献１参照）。そして、エージング処理等を行った後、仮封止を解除してケース内のガス抜きを行い、その後、再開放が不能な本封止を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の二次電池の製造方法では、注液口をゴム栓を用いて閉塞することによって仮封止を行っている。このような仮封止では、ゴム栓を注液口に挿入しているだけなので、作業中に衝撃を受けるとゴム栓が外れてしまい、仮封止が解除されるおそれがある。
【０００５】
本発明は、蓄電装置の仮封止をより確実に行うことが可能な構造を有する蓄電装置の製造装置及び製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造装置は、蓄電装置を挟持可能な一対の拘束部材と、蓄電装置に設けられた注液口を封止するための封止部材と、一対の拘束部材に固定され、封止部材を覆うカバーと、を備える。
【０００７】
この蓄電装置の製造装置では、封止部材はカバーによって覆われている。そして、カバーは一対の拘束部材に固定されている。このため、カバーが封止部材の保護部材として機能するので、封止部材に不要な力が加えられる可能性を低減することができる。その結果、蓄電装置の仮封止をより確実に行うことが可能となる。
【０００８】
カバーは、封止部材に対し、蓄電装置の反対側から当接するように固定されていてもよい。この場合、封止部材を蓄電装置に押し当てることによって、注液口の閉塞をより確実に行うことができ、蓄電装置の仮封止をさらに確実に行うことが可能となる。
【０００９】
封止部材とカバーとが一体に構成されていてもよい。この場合、封止部材とともにカバーを取り付けることができるので、取り付け作業の簡略化が可能となる。
【００１０】
本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、蓄電装置を挟むように一対の拘束部材を設ける工程と、封止部材を用いて蓄電装置に設けられた注液口を覆う工程と、封止部材を覆うようにカバーを設け、一対の拘束部材にカバーを固定する工程と、を備える。
【００１１】
この蓄電装置の製造方法では、封止部材をカバーによって覆っている。そして、カバーを一対の拘束部材に固定している。このため、カバーが封止部材の保護部材として機能するので、封止部材に不要な力が加えられる可能性を低減することができる。その結果、蓄電装置の仮封止をより確実に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、蓄電装置の仮封止をより確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る蓄電装置の製造装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った端面を示す図である。
【図３】図１の製造装置を用いた蓄電装置の製造工程を概略的に示すフローチャートである。
【図４】第１変形例の製造装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った端面を示す図である。
【図５】第２変形例の製造装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った端面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。
【００１５】
図１は、一実施形態に係る蓄電装置の製造装置を模式的に示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った端面を示す図である。図１及び図２に示されるように、製造装置１は、蓄電装置２を仮封止するための装置である。蓄電装置２は、リチウムイオン電池の製造工程においてケース２１に電解液を注液した後の蓄電装置であって、ケース２１内に電極組立体等の部品を収容している。電極組立体は、金属箔に活物質層が設けられた電極と、セパレータと、を積層してなる。
【００１６】
ケース２１は、電極組立体等の部品を収容するための部材である。ケース２１は、箱状の本体と蓋体とにより構成され、組立後は略直方体の形状を呈している。ケース２１は、アルミニウム製である。なお、ケース２１の材質としては、ステンレス等の他の金属や、樹脂を用いることもできる。ケース２１は、箱状の本体と蓋体とは、溶接等によって気密性を保つように密封されている。ケース２１は、上面２１ａと、一対の側面２１ｂと、を有している。一対の側面２１ｂは、第１方向Ｘに延びる法線軸を有し、互いに対向している。なお、説明の便宜上、上面２１ａにおいて第１方向Ｘと交差する方向を第２方向Ｙとし、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙと交差する方向を第３方向Ｚとする。
【００１７】
ケース２１の上面２１ａには、正極端子２２及び負極端子２３の一対の電極端子が突出して設けられており、正極端子２２及び負極端子２３の間に注液口２４が設けられている。つまり、正極端子２２、注液口２４及び負極端子２３は、その順に第２方向Ｙに並んでいる。正極端子２２及び負極端子２３は、蓄電装置２によって蓄積される電気を外部に取り出すための端子である。注液口２４は、ケース２１の内部に電解液を注ぐために用いられる開口である。
【００１８】
製造装置１は、蓄電装置２を挟持可能な一対の拘束部材１１と、固定部材１２と、封止部材１３と、カバー１４と、を備えている。
【００１９】
一対の拘束部材１１は、蓄電装置２のケース２１内で発生するガスによってケース２１が変形することを防ぐための部材である。一対の拘束部材１１の各々は、アルミニウム製の肉厚な板状の拘束プレートである。なお、拘束部材１１の材質としては、ステンレス等、その他の金属材料を用いてもよい。一対の拘束部材１１は、蓄電装置２を挟むように設けられている。具体的には、一対の拘束部材１１は、ケース２１の一対の側面２１ｂにそれぞれ設けられ、第１方向Ｘにおいてケース２１を挟んでいる。拘束部材１１の第３方向Ｚにおける長さは、例えばケース２１の第３方向Ｚにおける長さよりも小さく、ケース２１は拘束部材１１の上面よりも第３方向Ｚに突出している。
【００２０】
拘束部材１１は、拘束部材１１を第１方向Ｘに貫通する貫通孔を有している。貫通孔は、一対の拘束部材１１の互いに対向する位置に設けられており、例えば、拘束部材１１の第２方向Ｙの両端部にそれぞれ２つの貫通孔が設けられている。一対の拘束部材１１の互いに対向する貫通孔に固定部材１２が挿通されることにより、一対の拘束部材１１が連結されている。固定部材１２は、ボルトである。固定部材１２は、一対の拘束部材１１を介してケース２１の一対の側面２１ｂを押さえ込む。固定部材１２の締め付けの程度によって、一対の拘束部材１１の間隔が調整される。
【００２１】
封止部材１３は、蓄電装置２に設けられた注液口２４を封止（仮封止）するための部材である。封止部材１３は、ケース２１内に充填される電解液に対する耐溶剤性を有するフッ素ゴムによって構成されている。封止部材１３は、平板状であって、ケース２１の注液口２４を覆うようにケース２１の上面２１ａに載置されている。封止部材１３は、封止部材１３の上面に設けられた凹部１３ａを有している。
【００２２】
カバー１４は、一対の拘束部材１１に固定され、封止部材１３を覆い、押圧する部材である。つまり、カバー１４は、封止部材１３に対し、蓄電装置２の反対側から当接するように固定される。カバー１４は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）及びＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂、アルミニウム及びステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属によって構成されている。カバー１４は、一対の拘束部材１１の一方の上面から一対の拘束部材１１の他方の上面まで、蓄電装置２の外形に沿って第１方向Ｘに延びている。具体的に説明すると、カバー１４は、第１部分１４１と、第２部分１４２と、第３部分１４３とを有している。第１部分１４１、第２部分１４２及び第３部分１４３は、第１方向Ｘに沿ってその順に配置されている。
【００２３】
第１部分１４１は、一対の拘束部材１１の一方の上面に設けられる。第３部分１４３は、一対の拘束部材１１の他方の上面に設けられる。第１部分１４１及び第３部分１４３には、第１部分１４１及び第３部分１４３を第３方向Ｚに貫通する貫通孔が設けられている。第２部分１４２は、第１部分１４１と第３部分１４３とを接続する部分であり、封止部材１３を覆うように設けられる。第２部分１４２は、例えばケース２１の突出部分に沿ったＵ字状の形状を有している。カバー１４は、第２部分１４２において封止部材１３の凹部１３ａと対向する位置に設けられた凸部１４ａを有している。凹部１３ａ及び凸部１４ａは互いに嵌り合っており、封止部材１３とカバー１４とが一体に構成されている。
【００２４】
第１部分１４１及び第３部分１４３の貫通孔のそれぞれに固定部材１５が挿通され、拘束部材１１の上面に固定部材１５が螺入されることにより、カバー１４は一対の拘束部材１１のそれぞれに固定される。つまり、カバー１４の第１部分１４１は一方の拘束部材１１の上面に固定され、カバー１４の第３部分１４３は他方の拘束部材１１の上面に固定される。固定部材１５は、例えばボルトである。
【００２５】
固定部材１５の締め付けの程度によって、カバー１４の第２部分１４２とケース２１の上面２１ａとの間隔が調整され、封止部材１３をケース２１の上面２１ａに押し当てる圧力が調整される。このようにカバー１４は、封止部材１３が圧縮される程度の圧力で封止部材１３を蓄電装置２に押し当てるように固定されている。
【００２６】
図３は、製造装置１を用いた蓄電装置の製造方法における製造工程を概略的に示すフローチャートである。このフローチャートは、蓄電装置の注液工程から本封止工程までを示している。
【００２７】
まず、注液工程Ｓ０１では、電極組立体を収容したケース２１の内部に、ケース２１の注液口２４を介して電解液を充填する。そして、仮封止工程Ｓ０２では、ケース２１内に充填された電解液が揮発するのを防止するために、封止部材１３によって注液口２４を仮封止する。具体的に説明すると、まず一対の拘束部材１１を用いて蓄電装置２のケース２１を挟み込む。そして、固定部材１２の締め付けの程度を調整することにより、ケース２１の側面２１ｂを押さえ込む拘束圧を調整する。
【００２８】
続いて、封止部材１３を用いて蓄電装置２のケース２１に設けられた注液口２４を覆う。ここで、封止部材１３及びカバー１４が一体であるので、封止部材１３が注液口２４を覆うように封止部材１３をケース２１の上面２１ａに載置するとともに、第１部分１４１及び第３部分１４３がそれぞれ一対の拘束部材１１の上面に位置するようにカバー１４を拘束部材１１の上面に載置する。そして、固定部材１５を用いて一対の拘束部材１１にカバー１４を固定する。このとき、カバー１４が封止部材１３をケース２１の上面２１ａに押し当てて封止部材１３を圧縮することによって、注液口２４が閉塞される。なお、拘束部材１１の取り付けは、仮封止工程Ｓ０２よりも前に行われてもよい。
【００２９】
次に、含浸工程Ｓ０３では、電極組立体に含まれるセパレータ及び電極上の活物質層の孔に電解液を浸み込ませるために、例えば数時間から数十時間程度放置する。その後、コンディショニング工程Ｓ０４では、蓄電装置２の最初の充放電を行う。エージング工程Ｓ０５では、電解液の成分が十分に機能するように、蓄電装置２に熱を加えて放置する。コンディショニング工程Ｓ０４及びエージング工程Ｓ０５では、ケース２１内でガスが発生し、ケース２１が膨張しようとする。しかし、拘束部材１１によってケース２１の側面２１ｂを外側から押さえ込んでいるので、ケース２１の変形が抑制される。
【００３０】
次に、ガス抜き工程Ｓ０６では、カバー１４及び封止部材１３を外すことにより、ケース２１の仮封止を解除し、注液口２４からケース２１内のガスを放出する。続いて、本封止工程Ｓ０７では、ケース２１の注液口２４を本封止する。この本封止には、例えばブラインドリベットが用いられる。そして、一対の拘束部材１１が蓄電装置２から取り外される。
【００３１】
以上のように構成された製造装置１では、封止部材１３はカバー１４によって覆われている。そして、カバー１４は一対の拘束部材１１に固定されている。このため、カバー１４が封止部材１３の保護部材として機能するので、封止部材１３に不要な力が加えられる可能性を低減することができる。その結果、封止部材１３による蓄電装置２の仮封止の確実性を向上することが可能となる。
【００３２】
また、カバー１４が拘束部材１１に固定されることで、蓄電装置２の注液口２４の周りの構造を簡略化することができる。従来より、注液口２４の本封止には、溶接やブラインドリベットといった、簡便な構造で確実な封止が行える方法が提案されていた。しかしながら、着脱可能とする必要がある仮封止に衝撃に強い構造を採用しようとした場合には、代表的にはネジ構造の栓を用いることができるが、蓄電装置２側も注液口２４の周りの肉厚を厚くしてネジ溝を設ける必要があり、仮封止のために、蓄電装置２の構造や製造工程が複雑となっていた。本実施形態では、カバー１４は製造工程のみに使用される拘束部材１１に取り付けられるため、仮封止のために蓄電装置２の構造を複雑にすることなく、衝撃に強い構造を採用することができる。
【００３３】
カバー１４は、封止部材１３を蓄電装置２のケース２１の上面２１ａに押し当てるように固定されている。このため、注液口２４の閉塞をより確実に行うことができ、蓄電装置２の仮封止の確実性をさらに向上することが可能となる。
【００３４】
また、封止部材１３とカバー１４とが一体に構成されている。このため、封止部材１３とともにカバー１４を取り付けることができるので、取り付け作業の簡略化が可能となる。また、カバー１４を固定することで、注液口２４を覆うように封止部材１３が位置合わせされるので、封止部材１３の位置ずれを防止できる。その結果、封止部材１３による蓄電装置２の仮封止の確実性のさらなる向上が可能となる。
【００３５】
なお、本発明に係る蓄電装置の製造装置及び蓄電装置の製造方法は上記実施形態に限定されない。例えば、固定部材１２は、一対の拘束部材１１を固定できればよく、ボルトに限定されない。また、固定部材１５は、一対の拘束部材１１にカバー１４を固定できればよく、ボルトに限定されない。
【００３６】
また、一対の拘束部材１１は、ケース２１の変形を防止できればよく、その形状は限定されない。例えば、拘束部材１１の形状は板状でなくてもよい。また、一対の拘束部材１１の第３方向Ｚにおける長さは、ケース２１の第３方向Ｚにおける長さよりも大きくてもよい。
【００３７】
また、封止部材１３及びカバー１４は、注液口２４を覆ってケース２１を密封するとともに、拘束部材１１に固定されていればよい。以下に製造装置１の変形例について説明する。
【００３８】
図４は、第１変形例の製造装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った端面を示す図である。第１変形例では、封止部材１３及びカバー１４の形状が上述の実施形態とは相違する。封止部材１３及びカバー１４は互いに別体である。つまり、封止部材１３は、平板状の形状を有しており、凹部１３ａを有しない。カバー１４は、凸部１４ａを有しない。
【００３９】
第１変形例の製造装置１を用いた蓄電装置の製造工程では、仮封止工程Ｓ０２における封止部材１３及びカバー１４の取り付け工程が上述の製造工程と異なる。
【００４０】
具体的に説明すると、まず、封止部材１３を用いて蓄電装置２のケース２１に設けられた注液口２４を覆う。つまり、封止部材１３が注液口２４を覆うように封止部材１３をケース２１の上面２１ａに載置する。そして、封止部材１３を覆うようにカバー１４を設ける。具体的には、第１部分１４１及び第３部分１４３がそれぞれ一対の拘束部材１１の上面に位置し、第２部分１４２が封止部材１３を覆うように、カバー１４を拘束部材１１の上面及びケース２１の上面２１ａに載置する。そして、固定部材１５を用いて一対の拘束部材１１にカバー１４を固定する。このとき、カバー１４が封止部材１３をケース２１の上面２１ａに押し当てて封止部材１３を圧縮することによって、注液口２４が閉塞される。
【００４１】
以上の第１変形例の製造装置１においても、封止部材１３はカバー１４によって覆われている。そして、カバー１４は一対の拘束部材１１に固定されている。このため、カバー１４が封止部材１３の保護部材として機能するので、封止部材１３に不要な力が加えられる可能性を低減することができる。その結果、封止部材１３による仮封止の確実性の向上が可能となる。
【００４２】
カバー１４は、封止部材１３を蓄電装置２のケース２１の上面２１ａに押し当てるように固定されている。このため、注液口２４の閉塞をより確実に行うことができ、蓄電装置２の仮封止の確実性をさらに向上することが可能となる。
【００４３】
図５は、第２変形例の製造装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った端面を示す図である。第２変形例では、封止部材１３及びカバー１４の形状が上述の実施形態とは相違する。つまり、封止部材１３は、それ自体でケース２１の注液口２４を閉塞し、ケース２１を密封する。カバー１４は、封止部材１３をケース２１の上面２１ａに押し当てるのではなく、単に封止部材１３を覆っている。
【００４４】
具体的に説明すると、封止部材１３は、基部１３ｃと、凸部１３ｄと、を有している。基部１３ｃは、例えば平板状である。凸部１３ｄは、基部１３ｃから注液口２４を挿通するように延び、注液口２４に嵌め合わされている。
【００４５】
カバー１４の第２部分１４２は、封止部材１３と対向する位置に設けられた凹部１４ｃを有している。凹部１４ｃは、封止部材１３の基部１３ｃの外形よりも大きく窪んでおり、封止部材１３とカバー１４とは離間している。
【００４６】
第２変形例の製造装置１を用いた蓄電装置の製造工程では、仮封止工程Ｓ０２における封止部材１３及びカバー１４の取り付け工程が上述の製造工程と異なる。
【００４７】
具体的に説明すると、まず、封止部材１３を用いて蓄電装置２のケース２１に設けられた注液口２４を覆う。つまり、封止部材１３の基部１３ｃがケース２１の上面２１ａに接触するまで封止部材１３の凸部１３ｄを注液口２４に挿入して、注液口２４に凸部１３ｄを嵌め合わせる。このとき、凸部１３ｄが注液口２４によって圧縮されることによって、注液口２４が閉塞される。
【００４８】
そして、封止部材１３を覆うようにカバー１４を設ける。具体的には、第１部分１４１及び第３部分１４３がそれぞれ一対の拘束部材１１の上面に位置し、第２部分１４２が封止部材１３を覆うように、カバー１４を拘束部材１１の上面及びケース２１の上面２１ａに載置する。そして、固定部材１５を用いて一対の拘束部材１１にカバー１４を固定する。このとき、カバー１４の凹部１４ｃによって基部１３ｃが覆われる。凹部１４ｃは、封止部材１３の基部１３ｃの外形よりも大きく窪んでいるので、カバー１４が封止部材１３に接触することなく、注液口２４が閉塞される。
【００４９】
以上の第２変形例の製造装置１においても、封止部材１３はカバー１４によって覆われている。そして、カバー１４は一対の拘束部材１１に固定されている。このため、カバー１４が封止部材１３の保護部材として機能するので、封止部材１３に不要な力が加えられる可能性を低減することができる。その結果、封止部材１３による仮封止の確実性の向上が可能となる。
【００５０】
上記実施形態においては、本発明をリチウムイオン電池（二次電池）に適用した場合を説明したが、本発明は特にリチウムイオン電池に限定されるものではない。製造工程においてガス抜きを必要とし、仮封止を行う蓄電装置であれば、適用することは可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１…製造装置、２…蓄電装置、１１…拘束部材、１３…封止部材、１４…カバー、２４…注液口。
【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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