(57)【要約】【課題】極めて簡単で安価な構成を用いながらも、電池ケースの封口部分やリードに電解液が付着するのを確実に防止して、電解液を極板群の全体にわたり均一に分布させながら高い注液精度で注液できる密閉型電池の電解液注液方法およびこの注液方法を好適に具現化できる電解液注液装置を提供する。【解決手段】所定量の電解液２を貯留する貯液室１３から、開口端を有する電池ケース１０に極板群２８を収納してなる製造過程の密閉型電池に電解液２を注液するに際して、高真空度雰囲気状態とされた製造過程の密閉型電池に電解液注液ポンプ８の駆動により電解液２を供給して極板群２８上に液膜３２を形成する注液工程と、液膜３２が保持されるように電解液の供給を制御しながら徐々に高真空度雰囲気を大気開放してゆく注液含浸工程とを有している。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量の電解液を貯留する貯液室から、開口端を有する電池ケースに極板群を収納してなる製造過程の密閉型電池に前記電解液を注液する方法であって、
高真空度雰囲気状態とされた前記製造過程の密閉型電池に電解液注液ポンプの駆動により前記電解液を供給して前記極板群上に液膜を形成する注液工程と、
前記液膜が保持されるように電解液の供給を制御しながら徐々に高真空度雰囲気を大気開放してゆく注液含浸工程とを有していることを特徴とする密閉型電池の電解液注液方法。
【請求項２】
液膜の上面は、電池ケース封口時の封口板載置部より下に維持されている請求項１記載の密閉型電池の電解液注液方法。
【請求項３】
注液含浸工程が終了し、極板群上の液膜が消失した後に、電解液注液ポンプを駆動させながら製造過程の電池ケースを収納した密閉空間内を再び真空引きし、電解液供給経路内に残存する電解液を製造過程の密閉型電池に排出する電解液排出工程を備えている請求項１または２に記載の密閉型電池の電解液注液方法。
【請求項４】
貯液室に所定量の電解液を定量供給する電解液定量工程と、
開口端を有する電池ケースに極板群を収納してなる製造過程の密閉型電池を密閉空間内に収容して、前記密閉空間内を高真空度とする真空引き工程と、
高真空度となった前記製造過程の密閉型電池に、前記所定量の電解液を、電解液注液ポンプの駆動により貯液室と前記密閉空間との間の電解液経路を遮断しつつ供給する注液工程と、
電解液の供給を制御しながら徐々に高真空度雰囲気を大気開放してゆく注液含浸工程とを有していることを特徴とする密閉型電池の電解液注液方法。
【請求項５】
注液工程において、貯液室内を密閉減圧した後、前記貯液室と密閉空間とを等圧とする請求項１から４の何れかに記載の密閉型電池の電解液注液方法。
【請求項６】
密閉可能な貯液室および前記貯液室に所定量の電解液を定量供給する定量吐出ポンプと、
供給量の制御が可能な電解液注液ポンプと、
極板群を電池ケースに収納した製造過程の密閉型電池を収納して密閉空間を形成する真空フードと、
前記貯液室と連通する電解液供給経路に連通し前記密閉型電池に電解液を注入する注液ノズルとを備え、
前記真空フードと前記貯液室は真空度の制御が可能な第１および第２の真空バルブを介して真空ポンプにそれぞれ連通し、前記真空フードは、その密閉空間内を大気開放する吸気流量制御弁を備えていることを特徴とする密閉型電池の電解液注液装置。
【請求項７】
電解液注液ポンプはチューブポンプであり、電解液供給経路はチューブである請求項６記載の密閉型電池の電解液注液装置。
【請求項８】
貯液室と真空フードの密閉空間とを連通し、開弁により前記貯液室と前記密閉空間とを同一真空度にする第３の真空バルブを備えている請求項６または７に記載の密閉型電池の電解液注液装置。
【請求項９】
注液ノズルにおける先端に開口された注液口が斜めに切断された開口形状に形成されている請求項６ないし８の何れかに記載の密閉型電池の電解液注液装置。
【請求項１０】
注液ノズルの先端は電池ケースの開口端より下で、注液時に形成される液膜の上面より上に位置し、極板群より上方に突出しているリードの近傍で斜めに切断された前記ノズルの開口面は前記リードとは反対方向を向いている請求項９記載の密閉型電池の電解液注液装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉型電池の製造過程における極板群が収納された電池ケース内に所定量の電解液を注液する製造工程での電解液注液方法およびその注液方法を好適に具現化した電解液注液装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
密閉型電池は、電池ケース内に極板群を収納したのちに電解液を注液し、電池ケースの開口部または注液口を密閉状態に閉塞する工程を経て製造される。電解液の注液工程では、電池ケース内に注入する電解液が、正，負極板をセパレータを介在させて高密度に積層または積層状態で渦巻状に巻回されてなる極板群の小さな隙間に浸透させ難いために、所定量の電解液を極板群に含浸させるまで長時間を要する。
【０００３】
電解液を極板群に速やかに含浸させるために、従来では、電解液を注入した電池ケースの開口部に気密状態に接続した真空ポンプにより電池ケース内を減圧することにより、電池ケース内の減圧に伴って極板群の隙間に存在する空気を気泡として電解液の液面に浮上させることが行われていた。ところが、この注液手段では、電極群の極板群への含浸を或る程度促進できるが、極板群の隙間に存在する空気が微細な気泡となるため、この微細な空気が、極板群の表面に付着したりして電解液の液面に速やかに浮上しないので、電解液の注液時間を十分に短縮することができない。
【０００４】
また、電解液の注液時間をさらに短縮するために、上述の減圧手段に加えて、電解液を充填した電池ケースの開口部を閉塞した状態で電池ケース内の電解液を不活性ガスなどで加圧することにより、電解液を極板群に強制的に浸透させるように図った注液装置も知られている。しかし、この注液装置は、電池ケースの加圧状態を解除して大気圧に戻した瞬間に、極板群の隙間で加圧されて小さく押し潰されていた気泡が大きく膨張するため、極板群の隙間に一旦含浸させた電解液が電池ケースの外部に飛び出してしまう問題がある。
【０００５】
そこで、従来では、上述した問題の解消を図るために、次に説明する種々の注液装置（以下、第１ないし第４の従来技術という）が提案されている。すなわち、第１の従来技術の注液装置は、注入管内に所定量の電解液を注入したのちに、注液口を閉じた注入管に遠心力を加えることにより、注液口が開くと同時に電解液を遠心力により注液するようになっている（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００６】
この注液装置では、注入管への電解液の注入後、電解液が注入管内に保持され、遠心力が作用して初めて電解液が極板群内に注液されるため、電解液のあふれによる飛散を防ぎ、電解液量の安定化と耐漏液性などの電池としての信頼性を向上を図っている。
【０００７】
また、第２の従来技術の注液装置は、常圧下で電解液を注液したのちに、減圧下で電解液を含浸させる処理を複数回繰り返して電解液の注入を行うものであって、電解液が注液された電池ケースを減圧ブース内に配置させ、電池ケースに第１真空圧力による第１減圧処理を施したのち、減圧解除処理を施す工程と、電池ケースに前記第１真空圧力の真空度よりも真空度が高い第２真空圧力による第２減圧処理を施したのち、減圧解除処理を施す工程とを有したものである（特許文献３参照）。
【０００８】
この注液装置では、第１真空圧力よりも第２真空圧力の真空度を高く設定することにより、電池ケースに注液された電解液が、この電池ケースの上縁部から溢れ出るのを阻止するようにしており、常圧下における含浸処理に比較して含浸時間の短縮化を図っている。
【０００９】
また、第３の従来技術の注液装置は、電解液を注入した電池ケースの内部を真空引きしたのちに大気に開放することにより、電解液の極板群への含浸を図り、つぎに、電池ケース内の電解液を加圧して大気に開放するようになっている（特許文献４参照）。この注液装置では、圧力差を利用して電解液を極板群に対し迅速に含浸させるように図っている。
また、第４の従来技術の注液装置は、電池ケース内の空気を真空装置によって所定の真空度まで吸引したのちに、減圧状態に保持した電池ケース内に電解液を注液するようになっている（特許文献５参照）。
【００１０】
この注液装置では、電解液の低沸点成分の減圧に伴う沸騰などの制約を受けることなく電池ケース内を高い真空度に減圧することを可能とし、注液に適した減圧下で能率的に電解液を注液することにより、注液時間を短縮化して生産性の向上を図っている。
【００１１】
【特許文献１】
特開昭５９−１３４５５８号公報
【００１２】
【特許文献２】
特開昭６２−１３９２４７号公報
【００１３】
【特許文献３】
特開平１１−３３９７７０号公報
【００１４】
【特許文献４】
特開平８−２５０１０７号公報
【００１５】
【特許文献５】
特開平９−１６７６１２号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の各注液装置には、何れも解決しなければならない問題が残存している。すなわち、第１の従来技術の注液装置では、遠心力によって電池ケースの底部から電解液を含浸するため、電池ケース内での電解液の液分布が悪く、特に、電池ケース内の上部への電解液の液廻りが悪いことから、極板群の上部に電解液が十分に含浸されないので、この密閉型電池の内部抵抗が高くなって所要の電池特性を得ることができない。
【００１７】
また、第２の従来技術の注液装置では、減圧下で電解液を含浸させる処理を複数回繰り返して電解液の注入を行う過程において、電解液が注入し難くなると、所定量の電解液を分けて複数回の注液工程を繰り返すことになり、電池ケース内への注液量のばらつきが大きく、この注液精度の低下によって電池としての必要量の電解液を常に正確に注液することができない。また、この注液装置では、一旦大気圧に開放したのちに真空引きして真空度を上げるときに、電解液の低沸騰成分の沸騰を避けることができない問題もある。
【００１８】
また、第３の従来技術の注液装置では、所定量の電解液の全てを電池ケース内に注入したのちに真空引きするので、その真空引きするときに、電解液の低沸点成分が減圧に伴い沸騰しやすい。このとき電池ケースの封口部やこの封口部から突出するリードに電解液が大量に付着し易く、電解液が付着した状態で封口するので、電池ケースのシール性が低下して電解液の漏液が発生し易い。
【００１９】
また、第４の従来技術の注液装置では、真空連絡室の壁を貫通した電池連絡口を有し、この電池連絡口の周囲に電池ケースの開口縁部を密着させる環状の密着部を有しているので、電池ケースの封口部分やリードに電解液が付着するおそれがある。また、この注液装置では、電池ケースと真空装置との接続を断続するために、真空連絡室内に挿入されて電池連絡室を開閉する真空連絡室開閉用弁部を有し、この真空連絡室開閉用弁部を閉じた状態で電解液収容室と電池連絡口とを連通する連通口を真空連絡室開閉用弁部に有し、この連通口を開閉する電解液収容室開閉用弁部を有しており、非常に複雑な構造になって設備費が高くつく問題もある。
【００２０】
そこで、本発明は、極めて簡単で安価な構成を用いながらも、電池ケースの封口部分やリードに電解液が付着するのを確実に防止して、電解液を極板群の全体にわたり均一に分布させながら高い注液精度で注液できる密閉型電池の電解液注液方法およびこの注液方法を好適に具現化できる電解液注液装置を提供することを目的とするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、一発明に係る密閉型電池の電解液注液方法は、所定量の電解液を貯留する貯液室から、開口端を有する電池ケースに極板群を収納してなる製造過程の密閉型電池に前記電解液を注液する方法であって、高真空度雰囲気状態とされた前記製造過程の密閉型電池に電解液注液ポンプの駆動により前記電解液を供給して前記極板群上に液膜を形成する注液工程と、前記液膜が保持されるように電解液の供給を制御しながら徐々に高真空度雰囲気を大気開放してゆく注液含浸工程とを有していることを特徴としている。
【００２２】
この密閉型電池の電解液注液方法では、電池ケースにおける極板群上に形成した液膜によって遮断された極板群の収納個所と開口部との間に差圧が発生して、その差圧により電解液の液飛びの発生を確実に防止しながら極板群に電解液を効果的、且つ効率的に含浸させることができる。また、高真空度に減圧した電池ケース内に電解液を注入したのちに、電池ケースを徐々に大気開放するので、電解液の液飛びの発生を効果的に防止しながら、注液工程の初期に生成された電解液による液膜の崩れを一層確実に防止することができるので、電解液が極板群の全体にわたり均等に含浸される。
【００２３】
上記発明において、液膜の上面は、電池ケース封口時の封口板載置部より下に維持されていることが好ましい。封口板載置部に電解液が付着すると封口時のシール性が低下し漏液が発生し易くなる。
【００２４】
上記発明において、注液含浸工程が終了し、極板群上の液膜が消失した後に、電解液注液ポンプを駆動させながら製造過程の電池ケースを収納した密閉空間内を再び真空引きし、電解液供給経路内に残存する電解液を製造過程の密閉型電池に排出する電解液排出工程を備えていることが好ましい。これにより、バブリングの発生を確実に防止しながら電解液供給経路に残存する電解液を完全に排出して電池ケースに供給することができるから、電池ケースへの注液量に殆どばらつきが生じることなく、高い注液精度を得ることができる。
【００２５】
他の発明に係る密閉型電池の電解液注液方法は、貯液室に所定量の電解液を供給する電解液供給工程と、開口端を有する電池ケースに極板群を収納してなる製造過程の密閉型電池を密閉空間内に収容して、前記密閉空間内を高真空度とする真空引き工程と、高真空度となった前記製造過程の密閉型電池に、前記所定量の電解液を、電解液注液ポンプの駆動により貯液室と前記密閉空間との間の電解液経路を遮断しつつ供給する注液工程と、電解液の供給を制御しながら徐々に高真空度雰囲気を大気開放してゆく注液含浸工程とを有していることを特徴としている。
【００２６】
この密閉型電池の電解液注液方法では、高真空度に真空引きした電池ケース内に電解液を供給したのちに、電池ケース内を徐々に大気開放していくので、電解液の液飛びの発生が効果的に防止されて、リードや電池ケースの封口部分への電解液の付着が発生しない。
【００２７】
上記各発明における注液工程において、貯液室内を密閉減圧した後、前記貯液室と密閉空間とを等圧とすることが好ましい。これにより、電解液中の低沸点成分の高騰を防止して、電解液の液飛びを一層確実に防止することができる。
【００２８】
本発明に係る密閉型電池の電解液注液装置は、密閉可能な貯液室および前記貯液室に所定量の電解液を供給する定量吐出ポンプと、供給量の制御が可能な電解液注液ポンプと、極板群を電池ケースに収納した製造過程の密閉型電池を収納して密閉空間を形成する真空フードと、前記貯液室と連通する電解液供給経路に連通し前記密閉型電池に電解液を注入する注液ノズルとを備え、前記真空フードと前記貯液室は真空度の制御が可能な第１および第２の真空バルブを介して真空ポンプにそれぞれ連通し、前記真空フードは、その密閉空間内を大気開放する吸気流量制御弁を備えていることを特徴としている。
【００２９】
この密閉型電池の電解液注液装置では、極めて簡素化された構成としながら、本発明に係る電解液注液方法を忠実に具現化して、高い注液精度を得ることができる。
【００３０】
上記発明において、電解液注液ポンプはチューブポンプであり、電解液供給経路はチューブであることが好ましい。この構成によれば、チューブポンプが、バルブとピストンの両機能を兼ね備えているとともに、回転数を可変制御することによって電解液の供給速度つまり供給量を任意に調整できるので、構成を大幅に簡素化することができる。また、チューブポンプを用いたことにより、電解液供給経路を遮断するためのバルブを設ける必要がなくなり、バルブ機構を用いる場合には電解液供給経路内に残液が生じるといった問題を、簡素化した構成によって効果的に解消することができる。さらに、液膜の形成に際しては、電解液が、チューブポンプの作動により脈動として送給されて間欠的に注入されるので、液膜を好適に形成することができる。
【００３１】
上記発明において、貯液容器の貯液室と真空フードの密閉空間とを連通し、開弁により前記貯液室と前記密閉空間とを同一真空度にする第３の真空バルブを備えていることが好ましい。この構成によれば、第３の真空バルブの開弁により貯液室内と真空フードの密閉空間とを同圧に保持することができ、電解液を高速で注入した場合においても、電解液の低沸点成分の沸騰による電解液の液飛びの発生が確実に防止され、電池ケース内の封口部分やリードに電解液が付着するといった不具合を確実に防止できる。
【００３２】
上記発明において、注液ノズルの先端に開口された注液口が斜めに切断された開口形状に形成されていることが好ましい。この構成によれば、電解液供給経路内に残存している電解液の全てを出し終わるときに、後方から入ってくる空気によって電解液による風船が発生しても、この風船を効果的に割って水滴として注液口から落下させることができ、風船が割れて飛び散ってリードや電池ケースの封口部分に付着するのを防止することができる。
【００３３】
同上の構成において、注液ノズルの先端は電池ケースの開口端より下で、注液時に形成される液膜の上面より上に位置し、極板群より上方に突出しているリードの近傍で斜めに切断された前記ノズルの開口面は前記リードとは反対方向を向いている構成とすることが好ましい。この構成によれば、電解液による風船が発生しても、この風船が注液ノズルの出口で割れて飛び散ってリードや電池ケースの封口部分に付着するのを一層確実に防止することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい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。図１は、本発明の一実施の形態に係る密閉型電池の電解液注液方法を具現化した電解液注液装置を模式的に示した概略構成図である。この電解液注液装置は、構成を大別すると、電解液２を貯留する電解液タンク１、この電解液タンク１から定量吐出ポンプ３および液吐出ノズル４を介して供給された所定量の電解液２を内部の貯液室１３に一時的に貯留する貯液容器７、この貯液容器７内の電解液２を注液ノズル９から電池ケース１０内に供給するチューブポンプ８と、電池ケース１０を収容するための密閉空間１８を構成する真空フード１１とを備えて構成されている。
【００３５】
上記定量吐出ポンプ３は、吸入側ヘッドに電解液タンク１が管路接続され、吐出側ヘッドに液吐出ノズル４が管路接続されている。液吐出ノズル４は、貯液容器７の開閉蓋１２が２点鎖線で示すように開放されたときに、下降されて下端の送液口が貯液容器７の受液口に臨ませられ、この状態で電解液２を貯液容器７の貯液室１３内に注入する。開閉蓋１２は、密閉用ゴムパッキン（図示せず）を介在して、貯液容器７の内部の貯液室１３を気密に密閉できるようになっている。貯液室１３の室壁面は電解液２が付着しないように研磨もしくは撥水性のコーティングが施されている。
【００３６】
貯液容器７と上記チューブポンプ８とは、電解液供給経路を構成するチューブ１４で接続されている。このチューブ１４は耐薬品性および耐磨耗性に優れたゴム製である。チューブポンプ８は、この実施の形態において、３個のローラ８ａが一定間隔で環状に配置されたものを例示してあり、この３個のローラ８ａが互いの相対位置を保持しながら図示矢印方向に一体回転されて、その３個のローラ８ａのうちの少なくとも１個がチューブ１４を押し潰した状態で回転されることにより、電解液供給経路を遮断するバルブとしての機能をも保持しながら電解液２を供給できるものである。すなわち、このチューブポンプ８は、簡単な構成でありながらもバルブとピストンとの双方の機能を兼ね備えたものであって、回転数を可変制御することによって電解液２の供給速度つまり注液量を任意に調整できるものである。
【００３７】
上記真空フード１１は、装置本体に固設されたフード固定体１１Ａと、このフード固定体１１Ａに下方から接離するように昇降自在に設けられたフード可動体１１Ｂとを備えて構成されている。この真空フード１１は、２点鎖線で示すように下降したフード可動体１１Ｂに電解液２を注液すべき電池ケース１０を設置すると、このフード可動体１１Ｂが上昇されてリング状のシール部材１７を介在してフード固定体１１Ａに圧接されることにより、内部に密閉空間１８が形設され、この密閉空間１８内に電池ケース１０が収納される。また、フード固定体１１Ａには、注液ノズル９が気密状態に貫通して固着されている。
【００３８】
上記真空フード１１の密閉空間１８には、第１の真空バルブ２０を介設した管路を通じて真空ポンプ１９が接続されているとともに、貯液容器７の貯液室１３には、第２の真空バルブ２１を介設した管路を通じて真空ポンプ１９が接続されている。さらに、上記貯液室１３と密閉空間１８とは、第３の真空バルブ２２を介設した管路を通じて互いに連通接続されている。
【００３９】
また、真空フード１１の内部の密閉空間１８には、吸気流量制御弁２３を介設した管路がおよび吸気バルブ２４を介設した管路がそれぞれ連通接続されている。吸気流量制御弁２３は上記密閉空間１８内を大気開放するタイミングと速度を制御可能なものであり、吸気バルブ２４は開弁されることによって密閉空間１８内を即座に大気に開放する。上述の第１ないし第３の真空バルブ２０，２１，２２、吸気流量制御弁２３および吸気バルブ２４などは、注液装置全体を制御するコントローラ２７によって開閉制御される。これの詳細については後述する。
【００４０】
電池ケース１０には、正，負極板をこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回されてなる周知の極板群２８が予め収納されている。すなわち、上記密閉空間１８内には、開口端を有する電池ケース１０に極板群２８を収納してなる製造過程の密閉型電池が真空フード１１の内部の密閉空間１８に収容される。その極板群２８から引き出されたリード２９は、電池ケース１０の開口部から突出されている。また、電池ケース１０の開口部近傍箇所には、環状支持部３０を内部に膨出する環状溝３１が形成されている。環状支持部３０は、電解液２の注液後に電池ケース１０の開口部から嵌入される封口体（図示せず）を支持するためのものである。上記リード２９には封口体が溶接され、電池ケース１０における環状支持部３０より上方箇所である封口部分には封口体が配置されるので、電解液２の注液工程では、上記リード２９および電池ケース１０の封口部分に電解液２が付着するのを防止する必要がある。
【００４１】
つぎに、上記電解液注液装置による電解液２の注液工程について説明する。先ず、電池ケース１０の装着工程では、図１に２点鎖線で示すように、フード可動体１１Ｂがフード固定体１１Ａから離間して下方の電池ケース装着位置まで下降された状態において、このフード可動体１１Ｂに、極板群２８が予め収納された電池ケース１０が着脱自在に取り付けられる。この電池ケース１０が取り付けられたフード可動体１１Ｂは、上昇されることにより、シール部材１７を介在してフード固定体１１Ａに気密状態に密着されて、フード固定体１１Ａと共に真空フード１１を形成する。この真空フード１１は、チューブポンプ８における少なくとも１個のローラ８ａにより電解液供給経路が閉塞されていることにより、内部が密閉空間１８となる。このとき、電池ケース１０の内部は、開口部を通じて上記密閉空間１８に連通している。また、真空フード１１が形成されたときには、電池ケース１０が、注液ノズル９の先端の注液口９ａが極板群２８の上端面と環状支持部３０との間に位置する配置に位置決めされる。
【００４２】
このようにして電池ケース１０が密閉空間１８内に収納されたならば、コントローラ２７は、図２（ａ）〜（ｉ）のタイミングチャートに示すように各部を制御して電解液２の注液工程を実施する。この注液工程は、真空フード１１内の密閉空間１８、つまり電池ケース１０の内部が同図（ｊ）に実線で示す特性曲線のような真空度に制御して行われる。なお、同図（ｊ）に１点鎖線で示す特性曲線は、電池ケース１０内への電解液２の注液割合である。
【００４３】
同図のｔ１時に、（ｃ）に示すように液吐出ノズル４が下降してこれの吐出口を貯液室１３に臨ませた状態において、（ｂ）に示すように定量吐出ポンプ３が駆動されて電解液タンク１から貯液容器７の貯液室１３内に所定量の電解液２の供給動作が開始され、これと同時に、（ａ）に示すように第１の真空バルブ２０が開かれて、（ｊ）の実線の特性曲線で示すように、真空フード１１内の密閉空間１８が短時間で約−９８ＫＰａ程度の高真空度に真空引きされ、密閉空間１８内に収納されている電池ケース１０の内部が高真空度で脱気される。この場合、電池ケース１０内には電解液２が注入されていないので、電池ケース１０内を高速で高真空度に真空引きしても何ら支障が生じない。
【００４４】
なお、密閉空間１８内の上述の真空度は、電池ケース１０内に注入される電解液２に液飛びが発生するのを防止できる適正値である。この真空度は、後述のｔ９時に密閉空間１８の大気開放を開始するまで、コントローラ２７による真空ポンプ１９の制御により維持される。これにより、電池ケース１０内に電解液２が注入されたときには、その電解液２の液飛び発生が確実に防止される。
【００４５】
ｔ２時に、（ｂ）に示すように定量吐出ポンプ３の駆動が停止して、貯液室１３内への所定量の電解液２の供給が終了すると、ｔ３時に、（ｃ）に示すように液吐出ノズル４が上昇され、この液吐出ノズル４の貯液容器７の上方への離間が終了するｔ４時に、（ｄ）に示すように貯液容器７が開閉蓋１２によって施蓋されて内部の貯液室１３が密閉空間とされる。この直後のｔ５時に、（ｅ）に示すように第２の真空バルブ２１が開かれ、密閉空間とされた貯液室１３内の電解液２が真空ポンプ１９により真空引きされて脱気される。この電解液２の脱気が終了するｔ６時に、（ｅ）に示すように第２の真空バルブ２１が閉じられる。
【００４６】
つぎに、ｔ７時に、（ｆ）に示すようにチューブポンプ８が高速回転され始める。但し、電池ケース１０内に電解液２が注入され始めるのは、（ｊ）に１点鎖線で示す特性曲線のように、チューブポンプ８が高速で始動するｔ７時から一定時間（約１１秒）の経過後のｔ８時である。電池ケース１０には、チューブポンプ８の高速回転によって注液ノズル９から電解液２が比較的大流量で注入されるので、この多量に供給された電解液２は、短時間で極板群２８の上端面に達したのちに、リード２９に対し注液部分とは反対側に回り込むことにより、図１に示すように、極板群２８の上端面上に電解液２による液膜３２が形成される。
【００４７】
上述のように電解液２を注液開始時に多量に供給して液膜３２を形成しているのは、仮にチューブポンプ８の低速回転により電解液２を注入しながら上記液膜３２を形成しようとすれば、液膜３２が形成される前に表面張力で盛り上がって電池ケース１０内の環状支持部３０の上方の封口部分に電解液３が付着してしまう不具合が発生するからである。また、上記液膜３２の形成に際しては、電解液２が、チューブポンプ８の作動により脈動として送給されて間欠的に注入されるので、この点からも液膜３２を好適に形成することができる。
【００４８】
上記液膜３２が形成された後のｔ９時に、（ａ）に示すように第１の真空バルブ２０が閉じられると同時に、（ｇ）に示すように吸気流量制御弁２３が徐々に開かれて、真空フード１１内の密閉空間１８が徐々に大気開放される。この大気開放に伴って密閉空間１８の圧力は、（ｊ）に実線で示す特性曲線のように緩やかに低下するよう変化していくので、上述の液膜３２を破れないように維持することができる。したがって、液膜３２が形成された後に電池ケース１０内に注入される電解液２は、液膜３２により遮断された上下つまり電池ケース１０における極板群２８の収納箇所と開口部側との差圧によって極板群２８に効果的に含浸されていき、電解液２の良好な液回りによって極板群２８の均一に含浸される。また、高真空度に真空引きした電池ケース１０内に電解液２を供給したのちに、電池ケース１０内を徐々に大気開放していくので、電解液２の液飛びの発生が効果的に防止されて、リード２９や電池ケース１０の封口部分への電解液２の付着が発生しない。
【００４９】
上述ように密閉空間１８の大気開放が開始されたことにより、真空フード１１内の密閉空間１８の真空度が貯液容器７の貯液室１３内の真空度に近づいていき、密閉空間１８が貯液室１３とほぼ同圧近くまで減圧されたｔ１０時に、（ｈ）に示すように第３の真空バルブ２２が開かれて、貯液室１３と密閉空間１８とが連通されて互いに同圧とされる。このように貯液室１３内と真空フード１１の密閉空間１８とが同圧に保持されることにより、電解液２を高速で注入しているにも拘わらず、電解液２の低沸点成分の沸騰による電解液２の液飛びの発生が確実に防止され、電池ケース１０内の封口部分やリード２９に付着するといった不具合を確実に防止できる。
【００５０】
そして、電解液２の極板群２８への含浸が開始された時点から所定時間経過後のｔ１１時には、（ｆ）に示すようにチューブポンプ８が高速回転から低速回転に切り換えられて、電解液２の液面の変化が緩くなるのに対応して電解液２の供給量が低減され、これにより、液膜３２の破れが防止される。チューブポンプ８の作動による電解液２の供給が終了して真空フード１１内の密閉空間１８が大気圧近くになるｔ１２時に、（ｉ）に示すように吸気バルブ２４が開かれて上記密閉空間１８が完全に大気圧とされる。
【００５１】
その直後のｔ１３時に、（ｇ），（ｈ）にそれぞれ示すように吸気流量制御弁２３および第３の真空バルブ２２が共に閉じられて、貯液室１３と真空フード１１内の密閉空間１８との連通が解除されるとともに、（ｄ）に示すように開閉蓋１２が開かれて貯液室１３が大気開放され、これと同時に、（ｆ）に示すようにチューブポンプ８が低速回転から高速回転に切り換えて空運転される。この直後のｔ１４時に、（ｉ）に示すように吸気バルブ２４が閉じられ、この直後のｔ１５時に、第１の真空バルブ２０が開かれて、（ｊ）の実線の特性曲線に示すように密閉空間１８が短時間で高真空度に真空引きされる。この時点では、上述した液膜３２が消失している。
【００５２】
これにより、大気圧である貯液室１３と高真空度に減圧された密閉空間１８との差圧と、チューブポンプ８の高速回転による空運転によって電解液供給経路内に空気が送給されることにより、貯液室１３内の内壁面やチューブ１４および注液ノズル９などに付着して残存する電解液２がほぼ完全に電池ケース１０内に供給される。そのため、この電解液注液装置では、所定量の電解液２を電池ケース１０内に確実に注入できるから、その注液量に殆どばらつきが生じることなく、高い注液精度を得ることができる。また、電解液２の注液終了後に電池ケース１０内を再び高真空度に真空引きしたのちに大気に開放することにより、電解液２の極板群２８への含浸がさらに促進されて、例えば、極板群２８のセパレータの多孔部に電解液が十分に含浸される。
【００５３】
上記注液ノズル９は、図３に示すように、比較的大きなノズル内径を有しているとともに、先端開口の注液口９ａが斜めに切断した開口形状に形成されている。この注液ノズル９は、上述の電解液供給経路内に残存している電解液２の全てを排出し終わるときに、後方から入ってくる空気によって電解液２による風船３３が発生するので、この風船３３を注液ノズル９の内部で割って、水滴３４として注液口９ａから落下させるように図ったものである。すなわち、注液ノズル９のノズル内径は、発生する風船３３よりも僅かに小さく、具体的には４ｍｍに設定され、これにより、注液ノズル９の内部で発生した風船３３が注液口９ａに落下するまでの間に内壁面で押し潰されて、斜めに切断した形状の注液口９ａの先端から落下する。これに対し、従来の注液装置では、注液ノズルで発生した風船３３が注液ノズルの出口で割れて飛び散ってリード２９や電池ケース１０の封口部分に付着する問題があり、このような問題は上記注液ノズル９によって解消することができる。
【００５４】
また、注液ノズル９は、その注液口９ａを電池ケース１０の開口端よりも下方で、形成された液膜３２の上面よりも上方に位置し、且つ上記注液口９ａがリード２９に対し反対側を向いた姿勢で配置されていることと、電池ケース１０の内部は、これに注入する電解液２にバブリングが発生しない真空度に制御していることとにより、リード２９や電池ケース１０の封口部分に電解液２が付着するのが確実に防止される。
【００５５】
図２に戻って、ｔ１５時に残存する電解液２による残液処理を開始したあとのｔ１６時に、（ｃ）に示すように液吐出ノズル４を下降させて下端の送液口を貯液室１３に臨ませる。これは、ｔ１３時に、貯液室１３を大気開放するために開閉蓋１２を開いているのに伴い、次の電池ケース１０の注液工程に迅速に移行するためである。そして、残存する電解液２の残液処理が終了したならば、ｔ１７時に、（ａ）に示すように第１の真空バルブ２０を閉じ、その後のｔ１８時からｔ１９時の間において、（ｉ）に示すように吸気バルブ２４を開いて真空フード１１内の密閉空間１８を再度大気開放する。
【００５６】
上記電解液注液装置は、図１に示すように、バルブとピストンとの両機能を兼ね備えた安価なチューブポンプ８、第１ないし第３の真空バルブ２０，２１，２２、単一の真空ポンプ１９、貯液容器７および真空フード１１を主要構成要素として備えるだけの極めて簡素化されたハードウェア構成を用いて、この構成をコントローラ２７のソフトウェアにより制御するだけであるから、設備コストを大幅に低減することができる。また、この電解液注液装置は、チューブポンプ８を用いたことにより、電解液供給経路を遮断するためののバルブを設ける必要がなくなり、バルブ機構を用いる場合には電解液供給経路内に残液が生じるといった問題を、簡素化した構成によって効果的に解消することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る密閉型電池の電解液注液方法によれば、電池ケースにおける極板群上に形成した液膜によって遮断された極板群の収納個所と開口部との間に差圧が発生して、その差圧により電解液の液飛びの発生を確実に防止しながら極板群に電解液を効果的、且つ効率的に含浸させることができる。また、高真空度に減圧した電池ケース内に電解液を注入したのちに、電池ケースを徐々に大気開放するので、電解液の液飛びの発生を効果的に防止しながら、生成された電解液による液膜の崩れを一層確実に防止することができるので、電解液が極板群の全体にわたり均等に含浸される。
【００５８】
また、本発明に係る密閉型電池の電解液注液装置によれば、密閉可能な貯液室および貯液室に所定量の電解液を供給する定量吐出ポンプと、供給量の制御が可能な電解液注液ポンプと、製造過程の密閉型電池を収納して密閉空間を形成する真空フードと、貯液室と連通する電解液供給経路に連通し密閉型電池に電解液を注入する注液ノズルとを備え、真空フードと貯液室は真空度の制御が可能な第１および第２の真空バルブを介して真空ポンプにそれぞれ連通し、真空フードは、その密閉空間内を大気開放する吸気流量制御弁を備えている構成としたので、本発明に係る電解液注液方法を安価な構成で忠実に具現化して、高い注液精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る密閉型電池の電解液注液方法を具現化した電解液注液装置を模式的に示した概略構成図。
【図２】（ａ）〜（ｉ）は同上の電解液注液装置による注液工程のタイミングチャート、（ｊ）は真空フード内の密閉空間の真空度の変化および電池ケース内への電解液の供給量の変化を示す特性図。
【図３】同上の電解液注液装置における電池ケースと注液ノズルとを示す一部破断した正面図。
【記号の説明】
２  電解液
３  定量吐出ポンプ
７  貯液容器
８  チューブポンプ（電解液注液ポンプ）
９  注液ノズル
９ａ  注液口
１０  電池ケース
１１  真空フード
１３  貯液室
１４  チューブ（電解液供給経路）
１８  密閉空間
１９  真空ポンプ
２０  第１の真空ポンプ
２１  第２の真空ポンプ
２２  第３の真空ボンプ
２３  吸気流量制御弁
２８  極板群
３２  液膜
【図１】
2004327161.tif 000003
【図２】
2004327161.tif 000004
【図３】
2004327161.tif 000005