(57)【要約】  注液用チャンバー内を減圧する第１の減圧工程と、この注液用チャンバー内で電池の外装体上端の開口部より電解液を注液する注液工程と、封止用チャンバー内を減圧する第２の減圧工程と、この封止用チャンバー内で開口部を封止する封止工程と、を有する。第１の減圧工程により注液用チャンバー内の圧力が所定の真空度となるまでの真空到達時間トＴを計測し、この真空到達時間トＴが第１閾値トＴｓ１を超えると、減圧速度を低下させるとともに減圧時間を延長する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装体の内部に電極積層体と電解液とが密封されてなる電池の製造方法において、
注液用真空ポンプを用いて注液用チャンバー内を真空状態となるように減圧する第１の減圧工程と、
減圧された上記注液用チャンバー内で、上記電池の外装体の上端に形成された開口部より電解液を注液する注液工程と、
上記電池が配置された封止用チャンバー内を封止用真空ポンプを用いて真空状態となるように減圧する第２の減圧工程と、
減圧された上記封止用チャンバー内で、上記開口部を封止する封止工程と、を有し、
上記第１の減圧工程により上記注液用チャンバー内の圧力が所定の真空度となるまでの真空到達時間を計測し、
この真空到達時間に基づいて、上記封止用真空ポンプによる減圧速度もしくは減圧時間の少なくとも一方を変更する電池の製造方法。
【請求項２】
上記真空到達時間が第１判定時間を超える場合、上記封止用真空ポンプによる減圧速度を低下する請求項１に記載の電池の製造方法。
【請求項３】
上記真空到達時間が第１判定時間を超える場合、上記封止用真空ポンプによる減圧時間を長くする請求項１又は２に記載の電池の製造方法。
【請求項４】
上記真空到達時間が、上記第１判定時間よりも小さい値である第２判定時間を超える場合、警告を発する請求項２又は３に記載の電池の製造方法。
【請求項５】
上記注液工程と上記第２の減圧工程との間に、上記電池を大気圧の状態に所定期間放置することによって、上記電池の内部に電解液を含浸させる含浸工程を有する請求項１〜４のいずれかに記載の電池の製造方法。
【請求項６】
外装体の内部に電極積層体と電解液とが密封されてなる電池の製造方法において、
注液用チャンバー内を真空状態となるように減圧する注液用真空ポンプと、
減圧された上記注液用チャンバー内で、上記電池の外装体の上端に形成された開口部より電解液を注液する注液ポンプと、
上記電池が配置された封止用チャンバー内を真空状態となるように減圧する封止用真空ポンプと、
減圧された上記封止用チャンバー内で、上記開口部を封止する封止手段と、
上記注液用真空ポンプにより上記注液用チャンバー内の圧力が所定の真空度に低下するまでの真空到達時間を計測する計測手段と、
この真空到達時間に基づいて、上記封止用真空ポンプによる減圧速度もしくは減圧時間の少なくとも一方を変更する封止用制御部と、
を有する電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の内部に電解液を注液する電池の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外装体の内部に電極積層体と電解液とが密封されてなるリチウム電池等の電池を製造する場合、電解液の浸透性を向上させるために、注液用真空ポンプにより注液用チャンバー内を所定の真空状態に減圧し、この減圧された注液用チャンバー内で、電池の外装体の開口部より電解液を注入することが知られている（特許文献１参照）。【０００３】
このように真空状態で電解液が注液された後、電解液の含浸を進行させるために、この電池を例えば一定期間、大気圧の状態に放置する。その後、電池を封止用チャンバーに移し、この封止用チャンバー内を封止用真空ポンプにより所定の真空状態に減圧することによって、外装体の内部に残留する気体を排出させた後に、開口部を熱融着等により封止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３５７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
真空状態での注液では、電解液が不可避的に揮発する。このため、注液ポンプによる電解液の注液量の設定に際しては、予め電解液が揮発する揮発量を勘案し、実際に電池内に必要な規定の注液量に揮発量を加算した形で注液量が設定される。【０００６】
しかしながら、注液時には、電解液が注液用チャンバー内に飛散することを完全に防止することができず、このため、注液の回数を重ねるに従って、注液用チャンバー内に飛散した電解液が注液用チャンバーの内壁面等に付着する形である程度残存してしまう。なお、注液用チャンバー内に残存する電解液は真空状態にしても完全には揮発しないので、注液用チャンバー内を一旦所定の真空状態まで減圧したとしても、注液用チャンバー内に残存する電解液を完全に除去することはできない。つまり、注液が繰り返し行われると、ある程度の電解液が不可避的にチャンバー内に残存することとなる。【０００７】
このように注液用チャンバー内に残存する電解液が増えると、減圧時にこの残存する電解液が揮発するために、所定時間の減圧を実施しても所定の真空度に到達せず、すなわち所定の真空度に到達するまでの真空到達時間が長くなり、減圧が十分に行われ難い。また、チャンバー内に残存している電解液が揮発する分、本来揮発すると見込んでいた注液中の電解液が揮発せずに、注液中の電解液の揮発量が減少し、ひいては電解液の注液量が過剰となる。【０００８】
このようなことから、チャンバー内の減圧が不十分となり易く、外装体内部への電解液の含浸も進み難くなり、余剰の電解液が外装体の上端の開口部の近傍に溜った状態となり、かつ、内部の気体の排出も十分になされ難い。このような状態の電池を封止用チャンバーに移して封止用チャンバーの減圧を行うと、外装体の上端の開口部付近に溜っている電解液が急激に沸騰（突沸）したり泡立ちして液漏れを生じ、電解液が外装体の表面に付着するなどして品質の低下を招くおそれがある。また、外装体の内部に残留する気体の排出も十分に行われない。【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、注液の繰り返しによって経時的に注液用チャンバー内に電解液が残存しているような場合であっても、その後の封止時における電解液の液漏れを抑制するとともに、外装体の内部に残存する気体の排出を促進することができる新規な電池の製造方法及び製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、外装体の内部に電極積層体と電解液とが密封されてなる電池の製造に関するもので、
注液用真空ポンプを用いて注液用チャンバー内を真空状態となるように減圧する第１の減圧工程と、
減圧された上記注液用チャンバー内で、上記電池の外装体の上端に形成された開口部より電解液を注液する注液工程と、
上記電池が配置された封止用チャンバー内を封止用真空ポンプを用いて真空状態となるように減圧する第２の減圧工程と、
減圧された上記封止用チャンバー内で、上記開口部を封止する封止工程と、を有している。【００１１】
そして、上記第１の減圧工程により上記注液用チャンバー内の圧力が所定の真空度となるまでの真空到達時間を計測し、この真空到達時間に基づいて、上記封止用真空ポンプによる減圧速度もしくは減圧時間の少なくとも一方を変更するものである。【００１２】
注液用チャンバー内に電解液が残存している場合、注液用真空ポンプにより注液用チャンバー内の圧力を大気圧近傍から所定の真空状態まで減圧する、いわゆる真空引きの間にも、残存する電解液が揮発するため、真空状態となるまでの真空到達時間が長くなる。従って、この真空到達時間によって、注液用チャンバー内に残存する電解液の状態を判断することができる。具体的には、真空到達時間が長くなるほど、チャンバー内に残存する電解液の量が多いと判断することができる。【００１３】
従って、真空度到達時間を計測し、この真空到達時間に基づいて、封止用真空ポンプによる減圧速度もしくは減圧時間の少なくとも一方を変更・補正することによって、注液用チャンバー内に電解液が多く残存しているような場合であっても、封止時における電解液の液漏れを抑制するとともに、外装体の内部に残存する気体の排出を促進することができる。【００１４】
具体的には、上記真空到達時間が第１判定時間を超える場合には、注液用チャンバー内に電解液が多く残存していると判断して、上記封止用真空ポンプによる減圧速度を低下することによって、外装体の上端の開口部付近に溜っている電解液が突沸や泡立ちすることを抑制し、これによる電解液の液漏れを抑制することができる。【００１５】
このような減圧速度の低下と併せて、封止用真空ポンプによる減圧時間を長くすることで、減圧速度を低下させているにもかかわらず、電解液の含浸性を向上し、ひいては外装体の内部に残存する気体の排出を促進することができる。【００１６】
但し、このように真空度到達時間や減圧時間が長くなると、生産時間が長くなり、作業効率が低下するために、好ましくは、真空到達時間が上記第１判定時間よりも小さい値である第２判定時間を超える場合に、警告を発することで、作業者に注液用チャンバーの清掃を促す。清掃を行うことで、生産効率の低下の原因となっていた注液用チャンバー内に残存する電解液を低減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、注液の繰り返しによって経時的に注液用チャンバー内に電解液が残存しているような場合であっても、その後の封止時における電解液の液漏れを抑制するとともに、電解液の含浸性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る電解液注液装置が適用されるフィルム外装電池を示す斜視図。
【図２】上記フィルム外装電池を示す断面図。
【図３】注液工程の流れを示すブロック図。
【図４】本実施例の注液装置の全体構成を示す説明図。
【図５】同じく本実施例の注液装置の全体構成を示す説明図。
【図６】同じく本実施例の注液装置の全体構成を示す説明図。
【図７】チャンバー減圧時の圧力と時間との関係を示す説明図。
【図８】電解液の注液量の減量補正の制御の流れを示すフローチャート。
【図９】封止工程での減圧時の圧力の変化を示す説明図。
【図１０】減圧時間の延長と含浸性向上との関係を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図示実施例により本発明を説明する。先ず、電解液が注入される電池の一例であるフィルム外装電池について、図１及び図２を参照して説明する。このフィルム外装電池１は、例えばリチウムイオン二次電池であり、偏平な長方形の外観形状を有し、長手方向の一方の端縁に、導電性金属箔からなる一対の端子２，３を備えている。このフィルム外装電池１は、長方形をなす電極積層体４を電解液とともにラミネートフィルムからなる外装体５の内部に収容したものである。上記電極積層体４は、セパレータ８を介して交互に積層された複数の正極板６および負極板７から構成されている。複数の正極板６は正極端子２に接合されており、同様に、複数の負極板７は負極端子３に接合されている。正極板６は、アルミニウム箔等の金属箔からなる正極集電体６ａの両面に正極活物質層６ｂをコーティングしたものであり、同じく負極板７は、アルミニウム箔等の金属箔からなる負極集電体７ａの両面に負極活物質層７ｂをコーティングしたものである。
【００２０】
外装体５は、電極積層体４の下面側に配置される１枚のラミネートフィルムと上面側に配置される他の１枚のラミネートフィルムとの２枚構造をなし、これら２枚のラミネートフィルムの周囲の４辺を重ね合わせて、その周縁に沿って互いに熱融着される。長方形をなすフィルム外装電池１の短辺側に位置する一対の端子２，３は、ラミネートフィルムを熱融着する際に、ラミネートフィルムの接合面を通して外部へ引き出される。
【００２１】
なお、図示例では、同じ一方の端縁に一対の端子２，３が並んで配置されているが、一方の端縁に正極端子２を配置し、かつ他方の端縁に負極端子３を配置するようにすることも可能である。
【００２２】
上記のフィルム外装電池１の製造手順としては、以下の通りである。まず、積層工程において、正極板６、負極板７およびセパレータ８を順次積層し、かつ端子２，３をスポット溶接等により取り付けて電極積層体４を構成する。次に、この電極積層体４を外装体５となるラミネートフィルムで覆い、一辺を残して周囲の３辺を熱融着する。次に、開口する一辺を通して外装体５の内部に電解液を注液・充填し、その後、開口する一辺を熱融着して外装体５を密閉状態とする。これによりフィルム外装電池１が完成するので、次に、適宜なレベルまで充電を行い、この状態で、一定時間、エージングを行う。このエージングの完了後、電圧検査などのために再度充電を行い、出荷される。
【００２３】
なお、この種のフィルム外装電池１は、複数個を偏平な箱状のケーシング内に収容したバッテリモジュールとして使用される。この場合、バッテリモジュールのケーシング内で複数のフィルム外装電池１が積層された配置となり、例えば、ケーシングの一部またはケーシングとは別個の弾性部材によって、外装体５は、電極積層体４の積層方向（電極積層体４の主面と直交する方向）に多少押圧された状態となり得る。
【００２４】
電解液に用いられる有機液体溶媒として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）やメチルエチルカーボネート等の他エステル系溶媒の他、繃−ブチラクトン（繃−ＢＬ）、ジエトシキエタン（ＤＥＥ）等のエーテル系溶媒、更には他の溶媒を混合、調合した有機液体溶媒を用いることができる。
【００２５】
図３は、フィルム外装電池１の製造工程の一部である注液工程を簡略的に示す説明図である。
【００２６】
ステップＳ１１では、１枚のフィルム外装電池１（以下、「セル」とも呼ぶ）をストレージから自動的に取り出す。ステップＳ１２では、この１セルのシートチェック検査を行う。ステップＳ１３では、この１セルの重量を測定する。所定の重量範囲を満たしていないＮＧ品であれば、ステップＳ１３Ａへ進み、ＮＧ品として搬出し、この注液工程から除外する。
【００２７】
ステップＳ１４では、クランプ治具にセルをセットする。ステップＳ１５では、注液口となるフィルム外装電池１の一辺（上辺）をカッター等により開口して、クランプ治具に位置決め・ロックする。ステップＳ１６では、セルを保持した複数（この例では２４セル）のクランプ治具を注液用マガジンにセットする。ステップＳ１７では、注液用チャンバー１４に注液用マガジンを搬入する。そしてステップＳ１８において、後述するように、クランプ治具に保持された各セルに注液を行う。つまり、図６に示すように、注液用真空ポンプ１６を用いて注液用チャンバー１４内を真空状態に減圧し（第１の減圧工程）、このように真空状態に減圧された注液用チャンバー１４内で、電池１の外装体５の上端に設けられた開口部５Ａより電解液を注液する（注液工程）。
【００２８】
注液が終了すると、ステップＳ１９へ進み、注液用チャンバー１４からマガジンを搬出し、大気圧の状態で一定期間（例えば、数分程度）放置する（含浸工程）。このように、真空状態で電解液を注液することによって、電池１の電極積層体４の内部に残っている気体は大気圧であるために、外部の真空状態との圧力差により内部の気体が膨張し、外装体５の内部から気体が抜け出しやすくなる。また、電解液の注液後に、電池１を一定期間大気圧状態に放置することで、真空状態から大気圧の状態に戻る際の圧力差によって、電解液の電極積層体４の内部への含浸を促進することができる。
【００２９】
続くステップＳ２０では、マガジンから１つの治具を取り出す。ステップＳ２１では、取り出した治具に保持されている１つのセル（電池）の真空仮封止を行う（封止工程）。この真空仮封止工程においては、図４に示すように、封止用チャンバー３１内に一つの電池１（セル）を保持した治具３２をセットし、封止用真空ポンプ３３により封止用チャンバー３１内を所定の真空状態となるまで減圧する。そして、真空状態に減圧された封止用チャンバー３１内のセルに対し、その上端の開口部５Ａを封止ブロック３４により挟持して、熱融着により開口部５Ａを封止する。上記の封止用真空ポンプ３３の動作、つまり封止用真空ポンプ３３の減圧速度及び減圧時間は、封止制御部３５によって制御される。
【００３０】
ステップＳ２２では、封止用真空ポンプ３３から治具３２を取り出すとともに、この治具３２からセルを取り出す。ステップＳ２３では、セルの封止部分の厚みを測定する。ステップＳ２４では、セルの成形、つまりひずみやねじれの矯正を行う。ステップＳ２５では、上記のステップＳ１３と同様に、１セルの重量測定を再び行う。ステップＳ２３で測定した厚みとステップＳ２５で測定した重量とが所定範囲を満たしていないＮＧ品であれば、ステップＳ２５Ａへ進み、ＮＧ品として搬出し、この注液工程から除外する。ステップＳ２６では、ステップＳ２３及びステップＳ２５の検査を通過した正常品の複数のセル（この例では３２セル）を検査マガジンに挿入する。ステップＳ２７では、次の検査工程へマガジンを自動搬送する。
【００３１】
図５及び図６を参照して、注液用マガジン（図示省略）が収容配置される注液用チャンバー１４の内部は、定圧型の注液用真空ポンプ１６によって減圧されて所定の真空状態に密閉され、この真空状態下の注液用チャンバー１４内で、注液ポンプ１７の注液ノズル１８により外装体５の上端に形成された開口部５Ａから電解液が注液される。この例では、注液用チャンバー１４内に配置される２４セルに対し、６本（図では便宜的に３本を図示している）の注液ノズル１８により４セットに分かれて注液が行われる。これら注液ポンプ１７及び注液用真空ポンプ１６の動作は注液制御部２０によって制御される。
【００３２】
また、セルの内部に電解液が良好に浸透するように、個々のセルに対し、複数回（この実施例では７回）に分けて注液が行われる。前半の注液回は、主にセル内部のガスを抜く目的で、真空度が高く（つまり、圧力が低く）設定され、具体的には、２０ｈＰａ以下の高い真空度に設定される。一方、後半の注液回では、主にセル内部のガスが抜けた部分にも電解液を十分に浸透させる目的で、真空度が低く（つまり、圧力が高く）設定され、具体的には、２００ｈＰａ程度の低い真空度に設定される。
【００３３】
なお、注液時以外の状況のとき（例えば、注液するセルのセットの切換時）に、注液ノズル１８より滴下される電解液がフィルム外装電池１の表面等に付着することのないように、注液用チャンバー１４内には、注液ノズル１８より滴下する電解液を受けるトレイ２１が支持されている。このトレイ２１は、中央部に注液ノズル１８が挿通するノズル開口部２２が開口形成されており、その内周縁と外周縁に、上方へ立ち上がるフランジ部２３，２４が折曲形成されている。これら両フランジ部２３，２４の間に、電解液を受ける溜め部２５が形成されている。このトレイ２１は、注液用チャンバー１４内に昇降可能に支持されており、注液時以外のときには注液ノズル１８よりも下方に待機しており、注液時には上昇して、注液ノズル１８がノズル開口部２２を挿通する形となる。
【００３４】
注液される電解液の注液量は、基本的には、各セルに要求される規定の注液量に加えて、注液中に注液用チャンバー１４内に揮発される揮発量を見越して、この揮発量を加えた値に設定される。つまり、注液量は、揮発量の分、規定の注液量よりも多めに設定される。但し、注入作業は繰り返し行われるため、図５に示すように、注液用チャンバー１４の内壁面やトレイ２１の溜め部２５には、シャーベット状の電解液２６が不可避的に残存する。このように注液用チャンバー１４内に電解液２６が残存している状況では、減圧時や注液時に注液用チャンバー１４内に残存する電解液２６が揮発するために、減圧速度が低下するとともに、注液中の電解液の揮発量が相対的に減少し、ひいては電池内に注液される電解液の注液量が過剰となる傾向にある。このようなことから、注液用チャンバー１４内の減圧が不十分となり易く、外装体５の内部の気体が十分に排出されずに、内部への電解液の含浸も進み難くなり、余剰の電解液が上端の開口部５Ａの近傍に溜った状態となり易い。このような状態の電池１を封止用チャンバー３１に移して減圧を行うと、電池１の開口部５Ａ付近に溜っている電解液が急激に沸騰（突沸）して液漏れを生じ、電池１の表面に付着するなどして品質の低下を招くおそれがある。
【００３５】
図７を参照して、破線Ｌ１は注液用チャンバー１４内に電解液が残存していないクリーンな状況での減圧特性を示しており、破線Ｌ２は注液用チャンバー１４内に所定レベルを超える電解液が残存している状況での減圧特性を示している。同図に示すように、電解液が残存している場合（特性Ｌ２）、電解液が残存していない場合（特性Ｌ１）に比して、注液用チャンバー１４内に残存・露出している電解液の揮発を伴うために、圧力の低下が緩やかになり、圧力の低下が緩慢となる。この結果、注液用真空ポンプ１６による減圧の開始時点ｔ０（大気圧近傍の状態）から注液用チャンバー１４内の圧力が所定値Ｐｓ以下の真空状態トＰとなるまでの真空到達時間トＴが、電解液が残存している場合（トＴ２）、電解液が残存していない場合（トＴ１）よりも長くなる（トＴ２＞トＴ１）。
【００３６】
そして本実施例では、真空到達時間トＴに基づいて、注液用チャンバー１４内の電解液の残存状況を推定し、このような電解液の残存状況に応じて、封止時における減圧速度及び減圧時間を変更・補正している。
【００３７】
図８は、このような本実施例の制御の流れを示すフローチャートである。本ルーチンは例えば上記の封止制御部３５により繰り返し実行される。
【００３８】
ステップＳ３１では、注液用真空ポンプ１６による減圧の開始時点（大気圧近傍）ｔ０から注液用チャンバー１４内の圧力が所定値Ｐａ以下、つまり所定の真空度となるまでの真空到達時間トＴを計測する。ステップＳ３２では、この真空到達時間トＴが、第１閾値トＴ１を超えているかを判定する。第１閾値トＴ１は、例えば、注液用チャンバー１４内に電解液が残存していないクリーンな状況での真空到達時間に対して１割程度増加させた値として予め設定される。
【００３９】
真空到達時間トＴが第１閾値トＴ１を超えていれば、注液用チャンバー１４内に所定レベルの電解液が残存しており、封止時に電解液の液漏れを生じるおそれがあると判断して、ステップＳ３３Ａ，Ｓ３３Ｂへ進み、封止時における封止用真空ポンプ３３の減圧速度及び減圧時間の変更・補正を実施する。
【００４０】
具体的には、ステップＳ３３Ａにおいて、封止用真空ポンプの減圧速度を低下させる。例えば封止用真空ポンプ３３のファンやモータの駆動力を低減させる。あるいは複数の封止用真空ポンプ３３により減圧を行う場合には、幾つかの封止用真空ポンプ３３の作動を停止することで、減圧速度を低下させるようにしても良い。
【００４１】
ステップＳ３３Ｂでは、封止用真空ポンプ３３の減圧時間（減圧を開始してから封止を開始するまでの時間）を長くする。例えば図９に示すように、基準の減圧時間トＴ３に対し、減圧時間トＴ４をほぼ２倍程度に増加させる。
【００４２】
ステップＳ３４では、真空到達時間トＴが、第２閾値トＴ２を超えているかを判定する。この第２閾値トＴ２は、第１閾値トＴ１よりも小さい値である。真空到達時間トＴが第２閾値トＴ２を超えていれば、ステップＳ３５へ進み、注液用チャンバー１４内に残存する電解液を清掃するように、作業者に警告を発する。この警告は、音声あるいはランプ等を用いて行われる。
【００４３】
図９は、封止工程での減圧時の圧力の変化を示す説明図である。図中の細線Ｌ３は、真空到達時間トＴが第１閾値トＴｓ１以下であり、基準の減圧速度及び減圧時間で減圧を実施する通常時の減圧特性を示している。一方、太線Ｌ４は、真空到達時間トＴが第１閾値トＴｓ１を超えており、減圧速度を低下側に補正するとともに減圧時間を延長補正した液漏れ防止時の減圧特性を示している。
【００４４】
同図に示すように、液漏れ防止時の特性Ｌ４は、減圧速度を低下させているために、圧力の低下が緩やかなものとなる。このために、外装体６の上端に形成された開口部５Ａの近傍に溜っている電解液が急激に沸騰する、いわゆる突沸を十分に抑制することができる。
【００４５】
また、含浸性は、図中にハッチング領域痾１，痾２で示すように、圧力（真空度）を減圧時間で積分した面積の部分に相当し、同図に示すように、液漏れ防止時では通常時に比して面積が大きくなるように（痾２＞痾１）、減圧時間を延長している。従って、減圧速度を低下させているにもかかわらず、含浸性を向上することができる。
【００４６】
図１０は、減圧時間の延長と含浸性向上との関係を説明するための説明図である。図１０に示すように、注液時に注液された電解液は、その全てが電池１の内部に直ぐに浸みこむのではなく、その多くは図中の符号４０で示すように一旦電極積層体４の上端、つまり開口部５Ａの近傍に溜る。上端に溜った電解液４０は、そのまま下方に浸み込んでいくわけではなく、図１０（Ｂ）に示すように比較的スペースに余裕のある両側部分（図２参照）を通過して下方に流れて、電極積層体４の両側及び下側に浸透して、下側から上側へ向けて含浸し、その後、四方から電極積層体４の内部へと含浸していく。
【００４７】
ここで、上述したように真空到達時間トＴが第１閾値トＴｓ１を超えているような場合には、含浸が良好に進行せず、外装体５の内部に気体４１が残存し、かつ、その上端に電解液４０が溜ったままとなる。つまり残留気体４１の上方が電解液４０により塞がれた状態となり、気体４１と電解液との置換（含浸）が進み難い状況となっている。
【００４８】
このように未含浸部分を有するセル（電池）に対し、大気開放後の封止工程において真空引きを始めると、先ず、セル周辺が減圧されて内部に残存する気体の大気圧近傍の圧力との間に圧力差が生じ、この圧力差と、電解液と残留気体との重量差とによって、図１０の（Ｂ），（Ｃ）に示すように、電解液が沈み、残留気体４１が徐々に上昇してくる。
【００４９】
この際、減圧速度が速いと、残留気体４１が上昇する前に、セルの上端近傍に溜った電解液４０が突沸してしまい、液漏れを生じるとともに、残留気体を良好に排出することができない。このように、急激な減圧は残存気体４１ではなく電解液４０に影響を与えるという特性に着目し、本実施例では、減圧速度を低下させて圧力の低下を滑らかにするとともに、減圧時間を延長することにより、電解液の突沸や泡立ちを招くことなく、残留気体４１を徐々に上昇させ、最終的には上端の開口部５Ａより残留気体４１を良好に排出させるようにしている。
【００５０】
但し、真空到達時間や減圧時間が長くなると、作業時間が長くなり、生産効率が低下する。そこで本実施例では、真空到達時間トＴが第１閾値トＴｓ１よりも小さい第２閾値トＴｓ２を超えた時点で、警告を発して、作業者に注液用チャンバー１４の清掃が必要であることを警告している。この警告に応じて作業者が注液用チャンバー１４の清掃を行うことで、真空到達時間の遅延の原因である注液用チャンバー１４内に残存する電解液を低減して、未含浸部分を有するセルの発生を抑制もしくは解消することができる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月18日(2016.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
電解液に用いられる有機液体溶媒として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）やメチルエチルカーボネート等の他エステル系溶媒の他、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）、ジエトシキエタン（ＤＥＥ）等のエーテル系溶媒、更には他の溶媒を混合、調合した有機液体溶媒を用いることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図７を参照して、破線Ｌ１は注液用チャンバー１４内に電解液が残存していないクリーンな状況での減圧特性を示しており、破線Ｌ２は注液用チャンバー１４内に所定レベルを超える電解液が残存している状況での減圧特性を示している。同図に示すように、電解液が残存している場合（特性Ｌ２）、電解液が残存していない場合（特性Ｌ１）に比して、注液用チャンバー１４内に残存・露出している電解液の揮発を伴うために、圧力の低下が緩やかになり、圧力の低下が緩慢となる。この結果、注液用真空ポンプ１６による減圧の開始時点ｔ０（大気圧近傍の状態）から注液用チャンバー１４内の圧力が所定値Ｐｓ以下の真空状態ΔＰとなるまでの真空到達時間ΔＴが、電解液が残存している場合（ΔＴ２）、電解液が残存していない場合（ΔＴ１）よりも長くなる（ΔＴ２＞ΔＴ１）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
そして本実施例では、真空到達時間ΔＴに基づいて、注液用チャンバー１４内の電解液の残存状況を推定し、このような電解液の残存状況に応じて、封止時における減圧速度及び減圧時間を変更・補正している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
ステップＳ３１では、注液用真空ポンプ１６による減圧の開始時点（大気圧近傍）ｔ０から注液用チャンバー１４内の圧力が所定値Ｐａ以下、つまり所定の真空度となるまでの真空到達時間ΔＴを計測する。ステップＳ３２では、この真空到達時間ΔＴが、第１閾値ΔＴ１を超えているかを判定する。第１閾値ΔＴ１は、例えば、注液用チャンバー１４内に電解液が残存していないクリーンな状況での真空到達時間に対して１割程度増加させた値として予め設定される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
真空到達時間ΔＴが第１閾値ΔＴ１を超えていれば、注液用チャンバー１４内に所定レベルの電解液が残存しており、封止時に電解液の液漏れを生じるおそれがあると判断して、ステップＳ３３Ａ，Ｓ３３Ｂへ進み、封止時における封止用真空ポンプ３３の減圧速度及び減圧時間の変更・補正を実施する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
ステップＳ３３Ｂでは、封止用真空ポンプ３３の減圧時間（減圧を開始してから封止を開始するまでの時間）を長くする。例えば図９に示すように、基準の減圧時間ΔＴ３に対し、減圧時間ΔＴ４をほぼ２倍程度に増加させる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
ステップＳ３４では、真空到達時間ΔＴが、第２閾値ΔＴ２を超えているかを判定する。この第２閾値ΔＴ２は、第１閾値ΔＴ１よりも小さい値である。真空到達時間ΔＴが第２閾値ΔＴ２を超えていれば、ステップＳ３５へ進み、注液用チャンバー１４内に残存する電解液を清掃するように、作業者に警告を発する。この警告は、音声あるいはランプ等を用いて行われる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図９は、封止工程での減圧時の圧力の変化を示す説明図である。図中の細線Ｌ３は、真空到達時間ΔＴが第１閾値ΔＴｓ１以下であり、基準の減圧速度及び減圧時間で減圧を実施する通常時の減圧特性を示している。一方、太線Ｌ４は、真空到達時間ΔＴが第１閾値ΔＴｓ１を超えており、減圧速度を低下側に補正するとともに減圧時間を延長補正した液漏れ防止時の減圧特性を示している。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、含浸性は、図中にハッチング領域α１，α２で示すように、圧力（真空度）を減圧時間で積分した面積の部分に相当し、同図に示すように、液漏れ防止時では通常時に比して面積が大きくなるように（α２＞α１）、減圧時間を延長している。従って、減圧速度を低下させているにもかかわらず、含浸性を向上することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
ここで、上述したように真空到達時間ΔＴが第１閾値ΔＴｓ１を超えているような場合には、含浸が良好に進行せず、外装体５の内部に気体４１が残存し、かつ、その上端に電解液４０が溜ったままとなる。つまり残留気体４１の上方が電解液４０により塞がれた状態となり、気体４１と電解液との置換（含浸）が進み難い状況となっている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
但し、真空到達時間や減圧時間が長くなると、作業時間が長くなり、生産効率が低下する。そこで本実施例では、真空到達時間ΔＴが第１閾値ΔＴｓ１よりも小さい第２閾値ΔＴｓ２を超えた時点で、警告を発して、作業者に注液用チャンバー１４の清掃が必要であることを警告している。この警告に応じて作業者が注液用チャンバー１４の清掃を行うことで、真空到達時間の遅延の原因である注液用チャンバー１４内に残存する電解液を低減して、未含浸部分を有するセルの発生を抑制もしくは解消することができる。
【国際調査報告】
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