(57)【要約】【課題】本封止後でも封止栓による注液孔の封止が十分にされているかを確認すること。【解決手段】二次電池を製造するときには、まずケース本体１３に電極組立体を収容して、ケース本体１３に蓋体１４を溶接する。そして、蓋体１４に形成された注液孔１４ａから、ケース１１の内部に電解液を注入する。電解液を注入した後には、注液孔１４ａを封止栓によって仮封止する。仮封止後、二次電池の充放電を行い、ケース１１内に気体を発生させ、エージングを行う。エージング後、仮封止に用いた封止栓を注液孔１４ａから取り外し、封止栓１９によって本封止を行う。本封止をした後には、封止栓１９を覆うようにテープ３１をケース１１に貼り付ける。テープ３１は、ケース１１に接触する面からケース１１外側に向かって、粘着層３３、変色層３４、絶縁層３５及び樹脂層３６、となるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
注液孔を有するケースに電極組立体と電解液とを収容した蓄電装置の製造方法であって、
前記注液孔から前記ケース内に電解液を注入した後、封止栓によって前記注液孔を仮封止した状態で充放電を行い、
前記封止栓を前記注液孔から取り外して前記ケース内から気体を放出させた後に封止栓によって前記注液孔を本封止し、
前記注液孔を本封止した後に前記封止栓を覆うように、前記ケースに接触する面からケース外側に向かって、粘着層、前記電解液の付着により変色する変色層、及び前記電解液が前記変色層まで浸透することを抑制する保護層、となるように構成されたテープを前記ケースに貼り付けることを特徴とする蓄電装置の製造方法。
【請求項２】
蓄電装置の性能検査を行った後に前記テープを取り外すことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項３】
前記テープは、前記ケースを挿通して前記ケースの内部から外部に突出する接続端子に貼り付けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の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、注液孔を有するケースに電極組立体と電解液とを収容した蓄電装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、例えば特許文献１に記載されるように、ケースに電極組立体などの電池要素を収容し、そのケースの開口部を蓋体で閉塞している。また、二次電池のケースには、閉塞後のケース内に電解液を注入するための注液孔が設けられており、その注液孔は電解液の注入後に封止栓によって封止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９０９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、二次電池を充放電すると電解液の分解などに伴いケース内に気体が発生する。このとき、封止栓による注液孔の封止が十分でない場合には、注液孔から気体がケース外に噴出する。このため、封止栓による注液孔の封止が十分か否かを確認する必要があるが、注液孔をボルトやブラインドリベットなどの封止栓によって本封止した後は、ケースの注液孔の封止が十分か否かを確認することが困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、本封止後でも封止栓による注液孔の封止が十分にされているかを確認することができる蓄電装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する蓄電装置の製造方法は、注液孔を有するケースに電極組立体と電解液とを収容した蓄電装置の製造方法であって、前記注液孔から前記ケース内に電解液を注入した後、封止栓によって前記注液孔を仮封止した状態で充放電を行い、前記封止栓を前記注液孔から取り外して前記ケース内から気体を放出させた後に封止栓によって前記注液孔を本封止し、前記注液孔を本封止した後に前記封止栓を覆うように、前記ケースに接触する面からケース外側に向かって、粘着層、前記電解液の付着により変色する変色層、及び前記電解液が前記変色層まで浸透することを抑制する保護層、となるように構成されたテープを前記ケースに貼り付けることを要旨とする。
【０００７】
本封止を行った後の製造工程で蓄電装置の充放電などが行われると、ケース内で気体が発生する。このとき、封止栓による注液孔の封止が十分にされていないと、注液孔からケース外に気体が噴出する。注液孔から噴出する液体は、例えば、電解液が気化した有機溶媒であり、この溶媒がテープに付着すると、テープの変色層が変色する。このため、テープの変色を確認することで、注液孔の本封止後であっても注液孔の封止が十分か否かを判断することができる。
【０００８】
上記蓄電装置の製造方法について、蓄電装置の性能検査を行った後に前記テープを取り外すことが好ましい。
これによれば、蓄電装置の出荷後などにテープが粘着性を失うことでテープが脱落することがなく、テープが異物になることを抑制することができる。
【０００９】
上記蓄電装置の製造方法について、前記テープは、前記ケースを挿通して前記ケースの内部から外部に突出する接続端子に貼り付けられることが好ましい。
これによれば、注液孔と封止栓との封止状態だけでなく、接続端子とケースとの封止状態を確認することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、本封止後でも封止栓による注液孔の封止が十分にされているかを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】二次電池を示す斜視図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は二次電池の製造工程を説明するための図、（ｃ）はテープを拡大して示す一部破断断面図。
【図３】変色したテープを示す拡大図。
【図４】ケースからテープを剥がす状態を示す拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、蓄電装置の製造方法の一実施形態について説明する。
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、その外装を構成するケース１１を備え、ケース１１には電極組立体１２が収容されている。また、ケース１１には、電極組立体１２とともに電解液も収容されている。ケース１１は、有底筒状のケース本体１３と、ケース本体１３の電極組立体１２を挿入する開口部を閉塞する板状の蓋体１４とからなる。ケース本体１３と蓋体１４とは、何れも金属製（例えば、ステンレス製やアルミニウム製）である。
【００１３】
電極組立体１２は、正極電極、負極電極、及び正極電極と負極電極を絶縁するセパレータを有する。正極電極は、正極金属箔（アルミニウム箔）の両面に正極活物質を塗布して構成される。負極電極は、負極金属箔（銅箔）の両面に負極活物質を塗布して構成される。そして、電極組立体１２は、複数の正極電極と複数の負極電極を交互に積層するとともに、両電極の間にセパレータを介在した積層構造とされている。また、電極組立体１２には、接続端子としての正極端子１５と負極端子１６が電気的に接続されている。これらの正極端子１５と負極端子１６の各一部分は、蓋体１４に設けられた図示しない挿通孔を挿通してケース１１の内部から外部に突出している。また、正極端子１５及び負極端子１６は、蓋体１４に設けられた絶縁リング１８から突出している。
【００１４】
ケース１１の蓋体１４には、ケース１１（ケース本体１３）内に電解液を注入するための注液孔１４ａが設けられている。注液孔１４ａは封止栓１９によって閉塞されている。封止栓１９としては、例えば、ボルトやブラインドリベットが用いられる。封止栓１９としてボルトが用いられる場合には、注液孔１４ａの内周面に形成された雌ねじや、ケース１１の内部に設けられたナットにボルトを螺合することで、注液孔１４ａを封止する。封止栓１９としてブラインドリベットが用いられる場合には、注液孔１４ａにブラインドリベットを挿通した後にケース１１内に突出した部分にかしめ部を形成することで注液孔１４ａの封止を行う。
【００１５】
また、ケース１１の蓋体１４には、ケース１１内の圧力が上昇し過ぎないように、ケース１１内の圧力が所定の圧力である開放圧に達した場合に開裂し、ケース１１内の圧力をケース１１外に開放させる圧力開放弁２０が設けられている。圧力開放弁２０の開放圧は、ケース１１自体やケース本体１３と蓋体１４の接合部に亀裂や破断などが生じ得る前に開裂し得る圧力に設定されている。圧力開放弁２０は、蓋体１４の厚みより薄い弁体２１を有している。弁体２１は、蓋体１４に凹設された凹部２２の底に位置しており、蓋体１４と一体的に成形されている。
【００１６】
次に、二次電池１０の製造方法について説明する。
まず、ケース本体１３に電極組立体１２を収容する。電極組立体１２を収容した後には、蓋体１４をケース本体１３の開口を閉塞するように設ける。このとき、正極端子１５及び負極端子１６が、絶縁リング１８に挿通される。そして、蓋体１４をケース本体１３に溶接することで、ケース１１が構成される。
【００１７】
次に、図２（ａ）に示すように、蓋体１４に形成された注液孔１４ａから、ケース１１の内部に電解液を注入する。そして、電解液を注入した後には、注液孔１４ａを封止栓によって仮封止する。二次電池１０の製造工程では、注液孔１４ａから封止栓を取り外すことを前提とした仮封止と、注液孔１４ａから封止栓を取り外さないことを前提とした本封止を行う。仮封止では、本封止で使用する封止栓よりも取り外しが容易な仮封止栓を用いたり、本封止に用いる封止栓と同一の封止栓を本封止よりも容易に取り外せるように設けることでその取り外しを容易にしている。仮封止後、電極組立体１２の活物質に絶縁膜を形成することで電解液の分解を抑制するために充放電を繰り返し行う。すると、電解液と、電極組立体１２における各活物質との反応により気体が発生する。
【００１８】
そして、所定の温度環境下で二次電池１０を放置し、自己放電させるエージングを行う。エージングが終わった後には、仮封止に用いた封止栓を注液孔１４ａから取り外してケース１１内の気体をケース１１外に排出する。そして、封止栓１９によって注液孔１４ａを封止することで、注液孔１４ａの本封止を行う。
【００１９】
図２（ｂ）に示すように、注液孔１４ａの本封止を行った後には、封止栓１９を覆うようにポリプロピレン製のテープ３１をケース１１に貼り付ける。また、テープ３１は、封止栓１９に加えて、圧力開放弁２０を覆うように貼り付けられる。同様に、正極端子１５及び負極端子１６を覆うようにテープ３２をケース１１に貼り付ける。テープ３２は、テープ３１と同一のテープである。
【００２０】
図２（ｃ）に示すように、テープ３１，３２は、接着剤からなる粘着層３３を有している。また、テープ３１，３２は、粘着層３３に積層される変色層３４を有している。変色層３４は、テープ３１，３２の塗料である。テープ３１，３２は、変色層３４に積層される絶縁層３５を有している。絶縁層３５は、電解液を透過させない材料からなる。テープ３１，３２は、絶縁層３５に積層されるとともにポリプロピレンからなる樹脂層３６を有している。そして、テープ３１，３２は、粘着層３３がケース１１に貼り付けられることで、各層がケース１１に接触する面からケース１１外側に向かって、粘着層３３、変色層３４、絶縁層３５、樹脂層３６の順に積層されている。本実施形態では、絶縁層３５及び樹脂層３６から保護層が構成されている。
【００２１】
注液孔１４ａの本封止後、二次電池１０の充電、インピーダンス測定や電気的特性の測定などを行う性能検査によって二次電池１０内には気体が発生する。封止栓１９による注液孔１４ａの封止が十分ではなく、注液孔１４ａの気密性が確保されていない場合には、注液孔１４ａからケース１１の外部に気体が噴出する。同様に、弁体２１に亀裂などが生じている場合や、正極端子１５及び負極端子１６と絶縁リング１８との間の封止が十分ではない場合には、弁体２１に生じた亀裂や、正極端子１５及び負極端子１６と絶縁リング１８との間から気体が噴出する。この気体は、主として電解液が気化した有機溶媒である。
【００２２】
図３に示すように、二次電池１０から噴出した気体は、封止栓１９、圧力開放弁２０を覆うテープ３１及び接続端子を覆うテープ３２に付着する。すると、テープ３１，３２の変色層３４は、有機溶媒との化学反応によって変色する。このため、テープ３１，３２の色を確認することで、ケース１１の封止状態を確認することができる。
【００２３】
図４に示すように、性能検査後には、テープ３１を封止栓１９及び圧力開放弁２０から剥がし、同様に正極端子１５及び負極端子１６からもテープ３２を剥がす。
次に、本実施形態の蓄電装置の製造方法の作用について説明する。
【００２４】
本封止後に封止栓１９、圧力開放弁２０及び接続端子を覆うようにテープ３１，３２を設けているため、本封止後に二次電池１０から気体が噴出した場合には、テープ３１，３２の変色層３４が変色し、封止が十分ではないことを確認することができる。
【００２５】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ケース１１の本封止後、封止栓１９を覆うようにテープ３１を貼り付けている。このため、本封止後の製造工程で、ケース１１内に気体が発生し、この気体が注液孔１４ａから噴出すると、テープ３１の変色層３４が変色する。したがって、封止栓１９による注液孔１４ａの封止が十分にされていなければ、テープ３１の変色層３４が変色し、注液孔１４ａの封止が十分にされていればテープ３１の変色層３４は変色しないため、二次電池１０の性能検査後（出荷前）などにテープ３１の色を確認することで、注液孔１４ａの封止が十分か否かを確認することができる。
【００２６】
（２）テープ３１，３２は、ケース１１に接触する面から、粘着層３３、変色層３４、絶縁層３５となるように積層されている。したがって、ケース１１の内部から気体が噴出すると、変色層３４が変色するが、ケース１１の外部から電解液などが飛散してきても、絶縁層３５により電解液が変色層３４に浸透することを抑制することができる。このため、ケース１１外部からの要因による変色層３４の変色を抑制して、注液孔１４ａの封止が十分か否かを適切に確認することができる。
【００２７】
（３）二次電池１０の性能検査後には、テープ３１，３２を剥がしている。二次電池１０の出荷後、テープ３１，３２の経年劣化などに伴いテープ３１，３２が粘着性を失い、テープ３１，３２が脱落することがなく、テープ３１，３２が異物になることを抑制することができる。
【００２８】
（４）また、テープ３１，３２を剥がしているため、テープ３１，３２を貼り付けたまま使用する二次電池に比べて、テープ３１，３２の分だけ体積が小さくなる。このため、テープ３１，３２の分だけ二次電池１０を小型化したり、テープ３１，３２の分だけ二次電池１０を大きくして、電池容量を増加させることができる。
【００２９】
（５）また、ポリプロピレン製のテープ３１，３２を用いることで、簡易な構成のテープ３１，３２を用いて注液孔１４ａの封止が十分か否かを確認することができる。
（６）注液孔１４ａに加えて、圧力開放弁２０及び接続端子を覆うようにテープ３１，３２を設けている。このため、注液孔１４ａと封止栓１９の封止だけでなく、蓋体１４と弁体２１との封止、絶縁リング１８と接続端子との封止が十分か否かをそれぞれ確認することができる。
【００３０】
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○実施形態では、エージングを行った後に本封止を行ったが、エージングを行う前に本封止を行ってもよい。この場合、エージングや、エージング後に行われる二次電池１０の充電、二次電池１０の性能検査（インピーダンス測定や、電気特性測定）で気体が生じたときに、注液孔１４ａの封止が十分か否かを確認することができる。
【００３１】
○封止栓１９を覆うように設けられるテープ３１は、剥がさなくてもよい。封止栓１９を覆うテープ３１が貼り付けられたままであっても、二次電池１０の使用に際して障害となるおそれは少ない。
【００３２】
○テープ３１は、封止栓１９のみを覆っていてもよい。また、封止栓１９及び圧力開放弁２０を覆っていてもよいし、封止栓１９及び接続端子を覆っていてもよい。したがって、テープは、少なくとも封止栓１９を覆っていればよい。
【００３３】
○エージングが、性能検査を兼ねていてもよい。
○蓄電装置は、二次電池１０でなく、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置に適用してもよい。
【００３４】
○蓋体１４は、接着剤などでケース本体１３に接着されてもよい。
○テープ３１，３２は、絶縁層３５が粘着層３３よりも外側（ケース１１から遠い側）に設けられていればよく、粘着層３３と変色層３４との間や、絶縁層３５と樹脂層３６との間に他の層が設けられていてもよい。
【００３５】
○テープ３１，３２は、樹脂層３６のみで保護層が構成されていてもよい。樹脂層３６が多孔性の樹脂からなる場合には、樹脂層３６を透過した電解液が変色層３４まで浸透するのを抑制するために絶縁層３５を設ける必要がある。一方、樹脂層３６によって変色層３４まで電解液が浸透するのを抑制できれば、樹脂層３６とは別に絶縁層３５を設ける必要がなく、樹脂層３６が保護層となって電解液の浸透を抑制する。
【００３６】
○テープ３１，３２は、ポリエチレンテレフタレート製のテープであってもよい。すなわち、樹脂層３６がポリエチレンテレフタレートからなるテープを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０…二次電池、１１…ケース、１２…電極組立体、１４ａ…注液孔、１５…正極端子、１６…負極端子、３１，３２…テープ、３３…粘着層、３４…変色層、３５…絶縁層、３６…樹脂層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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