(57)【要約】【課題】製造工程を簡易にすることができる、密閉型電池及びその製造方法を提供する。【解決手段】電池１０の仮封止部材６０は、その軸心部分に連通孔６５が開口されてその外径が注液孔３２ｂの内径と略同一に形成された本体部６２と、本体部６２の軸心方向における両端部に配置され、その外径が注液孔３２ｂの内径よりも大きく形成されて本体部６２から半径方向外側へと突出するフランジ部６３・６４と、を備えた弾性体である筒状部材６１と、連通孔６５の内径より大径に形成されて連通孔６５にその一端部が挿入される棒状部材６６と、で構成され、電池１０の製造方法は、棒状部材６６が連通孔６５に挿入された状態の仮封止部材６０で注液孔３２ｂを仮封止する、仮封止工程と、棒状部材６６を連通孔６５から引抜くことにより、電池容器の内部と外部とを連通させる、連通工程と、封止部材７１で注液孔３２ｂを封止する封止工程と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を注液するための注液孔が開口する電池容器と、前記注液孔を仮封止する仮封止部材と、前記注液孔を封止する封止部材と、を備える密閉型電池の製造方法であって、
前記仮封止部材は、その軸心部分に連通孔が開口されてその外径が前記注液孔の内径よりも大きく形成された弾性体である筒状部材と、前記連通孔の内径より大径に形成されて前記連通孔にその一端部が挿入可能な棒状部材と、で構成され、
前記棒状部材を前記連通孔に挿入するとともに、前記筒状部材を前記注液孔に挿入し、前記仮封止部材を弾性変形させて前記注液孔を仮封止する、仮封止工程と、
前記棒状部材を前記連通孔から引抜くことにより、電池容器の内部と外部とを連通させる、連通工程と、
前記封止部材で前記注液孔を封止する封止工程と、を備えることを特徴とする、密閉型電池の製造方法。
【請求項２】
前記筒状部材は、その軸心部分に連通孔が開口されてその外径が前記注液孔の内径よりも大きく形成された本体部と、該本体部の軸心方向における両端部に配置され、その外径が前記注液孔の内径よりも大きく形成されて前記本体部から半径方向外側へと突出するフランジ部と、を備えることを特徴とする、請求項１に記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項３】
前記棒状部材が樹脂製であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の密閉型電池の製造方法により製造した、密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型電池及びその製造方法に関し、特に、電池容器の注液孔を封止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等の密閉型電池においては、充放電要素（正極、負極、セパレータ等）を電池容器内に収容し、電解液を注液した後に注液孔を封止する構造が知られている。
【０００３】
前記のような密閉型電池を製造する工程では、まず、注液孔を介して電池容器内に電解液を注液した後に、仮封止フィルム（第一封止フィルム）を注液孔の周囲に溶着して注液孔を仮封止する。そして、その状態で初期充電を行って電池を活性化した後、仮封止フィルムに孔を開けて電池容器の内外を連通するガス抜き通路を形成し、活性化処理において発生した電池容器内の余剰ガスを外部に排出する。さらに、内部の電解液が漏れないように電池を密閉するため、電池容器の注液孔を封止フィルム（第二封止フィルム）で封止するのである（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８１９０６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、前記特許文献１に記載の技術は、仮封止フィルムに孔を開ける工程と、仮封止フィルムに開いた孔を封止フィルムで封止する工程とが別工程であり、それぞれを連続して行うことが難しいため、密閉型電池の製造工程が複雑となっていた。つまり、それぞれの工程に別の部材（例えば、仮封止フィルムに孔を開けるための穿孔具と、仮封止フィルムを封止するための封止フィルムなど）が必要であるために製造工程が複雑となる要因となっていた。
【０００６】
本発明は、上記の状況を鑑み、製造工程を簡易にすることができる、密閉型電池及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、電解液を注液するための注液孔が開口する電池容器と、前記注液孔を仮封止する仮封止部材と、前記注液孔を封止する封止部材と、を備える密閉型電池の製造方法であって、前記仮封止部材は、その軸心部分に連通孔が開口されてその外径が前記注液孔の内径よりも大きく形成された弾性体である筒状部材と、前記連通孔の内径より大径に形成されて前記連通孔にその一端部が挿入可能な棒状部材と、で構成され、前記棒状部材を前記連通孔に挿入するとともに、前記筒状部材を前記注液孔に挿入し、前記仮封止部材を弾性変形させて前記注液孔を仮封止する、仮封止工程と、前記棒状部材を前記連通孔から引抜くことにより、電池容器の内部と外部とを連通させる、連通工程と、前記封止部材で前記注液孔を封止する封止工程と、を備えるのである。
【０００９】
請求項２においては、前記筒状部材は、その軸心部分に連通孔が開口されてその外径が前記注液孔の内径よりも大きく形成された本体部と、該本体部の軸心方向における両端部に配置され、その外径が前記注液孔の内径よりも大きく形成されて前記本体部から半径方向外側へと突出するフランジ部と、を備えるものである。
【００１０】
請求項３においては、前記棒状部材が樹脂製であるものである。
【００１１】
請求項４においては、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の密閉型電池の製造方法により製造した密閉型電池である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、密閉型電池の製造において、その製造工程を簡易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る密閉型電池の概略構成を示す正面断面図。
【図２】同じく密閉型電池の注液孔の近傍を示した断面図。
【図３】同じく密閉型電池の製造方法に係る流れ図。
【図４】同じく注液孔の近傍における初期状態を示した断面図。
【図５】同じく注液孔の近傍における仮封止前の状態を示した断面図。
【図６】同じく注液孔の近傍における仮封止している状態を示した断面図。
【図７】同じく注液孔の近傍において内部と外部とを連通させた状態を示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００１５】
［電池１０］
図１を参照して、本発明に係る電池の一実施形態である電池１０の概略構成について説明する。本実施形態の電池１０は、密閉型のリチウムイオン二次電池である。なお、本発明が適用される対象はリチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池等の他の密閉型電池についても適用可能である。
【００１６】
電池１０は、発電要素２０と、発電要素２０を内部に収納する電池容器である外装３０と、外装３０から外方に向けて突出する外部端子４０・４０と、それぞれの外部端子４０と外装３０との間に介装される絶縁部材５０・５１と、を具備する。
【００１７】
発電要素２０は、正極、負極及びセパレータを積層又は巻回してなる電極体に電解液を含浸させたものである。電池１０の充放電時に発電要素２０内で化学反応が起こる（厳密には、正極と負極との間で電解液を介したイオンの移動が起こる）ことによって電流の流れが発生する。
【００１８】
電池容器である外装３０は、収納部３１と蓋部３２を有する角柱型缶である。収納部３１は、一面が開口した有底角筒状の部材であり、内部に発電要素２０を収納する。蓋部３２は、収納部３１の開口面に応じた形状を有する平板状の部材であり、収納部３１の開口面を塞いだ状態で収納部３１と接合される。蓋部３２において、後述するように外部端子４０・４０が挿通される箇所の間には、電解液を注液するための注液孔３２ｂが開口している。
なお、本実施形態の電池１０は、外装３０が有底の角筒状に形成された角型電池に構成しているが、これに限るものではなく、例えば、外装３０が有底の円筒状に形成された円筒型電池に適用することも可能である。
【００１９】
外部端子４０・４０は、その一部が蓋部３２の外側面から電池１０の外方に突出した状態で配置される。外部端子４０・４０は、集電端子４５・４５を介して発電要素２０の正極又は負極に電気的に接続される。外部端子４０・４０及び集電端子４５・４５は、発電要素２０に蓄えられる電力を外部に取り出す、若しくは、外部からの電力を発電要素２０に取り入れる通電経路として機能する。
集電端子４５・４５は、発電要素２０の正極板、負極板と接続されている。集電端子４５・４５の材料としては、例えば正極側にアルミニウム、負極側に銅を採用することができる。
【００２０】
それぞれの外部端子４０は、その外周面部に固定部材３５が嵌装されることにより、絶縁部材５０・５１を間に介して蓋部３２に対して絶縁状態で固定される。絶縁部材５０・５１の材料としては、高温クリープ特性に優れる材料、つまり、電池１０の冷熱サイクルに対する長期の耐クリープ性を有する材料が好ましく、例えばＰＦＡ（パーフルオロアルコシキエチレン）等が挙げられる。
【００２１】
外部端子４０・４０には、電池１０の外方側に突出する部位にはねじ転造によりねじ加工が施され、ボルト部が形成される。電池１０の実使用時には、このボルト部を用いて外部端子４０・４０にバスバー、外部装置の接続端子等が締結固定される。締結固定する際、外部端子４０・４０には締結トルクがかかるとともに、ねじ締結によって軸方向へ外力が付与されるため、外部端子４０・４０の材料としては、鉄等の高強度材料を採用することが好ましい。
【００２２】
［注液孔３２ｂ］
次に、図２を参照して、本実施形態に係る電池１０の注液孔３２ｂ近傍の構成について説明する。注液孔３２ｂは、上記の如く蓋部３２において外部端子４０・４０の間に位置するように開口して形成されている。注液孔３２ｂは、所定の内径を有する貫通孔であり、蓋部３２の厚さ方向に蓋部３２を貫通する。注液孔３２ｂは、予め発電要素２０が収容された外装３０の内部に電解液を注液するために用いられる。注液孔３２ｂの上側には、その内径が注液孔３２ｂよりも大きく形成された第一大径部３２ａと、その内径が第一大径部３２ａよりもさらに大きく形成された第二大径部３２ｃと、が段階的に形成されている。第二大径部３２ｃは第一大径部３２ａよりも上側に配置されている。
【００２３】
注液孔３２ｂには、注液孔３２ｂを仮封止する仮封止部材６０（図４から図６を参照）の構成部材である筒状部材６１と、注液孔３２ｂを封止する封止部材７１と、が取り付けられる。
仮封止部材６０は、図４から図６に示す如く、弾性体（例えば、ゴム体）である筒状部材６１と、棒状部材６６と、で構成される。
【００２４】
筒状部材６１は、本体部６２とフランジ部６３・６４とを備えた弾性体であり、弾性変形可能に構成されている。
本体部６２は、筒状部材６１の軸心部分に連通孔６５が開口され、その外径が注液孔３２ｂの内径よりもやや大きく形成される。連通孔６５の上部には、上側に向かって拡径するテーパ面６５ａが形成されている。また、フランジ部６３・６４は、本体部６２の軸心方向における両端部に配置され、その外径が注液孔３２ｂの内径よりも大きく形成され、本体部６２の外周面から半径方向外側へと突出するように形成される。上側のフランジ部６３は図２に示す如く、第一大径部３２ａよりもやや小径、かつ、上下幅が小さく形成されている。つまり、フランジ部６３は第一大径部３２ａの内部に完全に収容される大きさに形成されている。
【００２５】
棒状部材６６は、連通孔６５の内径より大径に形成され、図５及び図６に示す如く連通孔６５にその一端部である下端部が挿入可能である。棒状部材６６の挿入側端部（下端部）６６ａは、その先端にいくに従って縮径して形成されている。本実施形態において、棒状部材６６は樹脂製部材として形成されている。
【００２６】
封止部材７１は、金属製の板状部材であり、第二大径部３２ｃの内径と略同一の径となり、かつ、その上下幅が第二大径部３２ｃと略同一となるように形成される。即ち、封止部材７１は第二大径部３２ｃの内部に完全に収容される大きさに形成されている。本実施形態において、封止部材７１で注液孔３２ｂを封止する場合は、図２に示す如く封止部材７１の周縁部において蓋部３２に溶接される。ただし、注液孔３２ｂを封止する態様は本実施形態の構成に限定されるものではなく、他の締結治具などを用いて封止する構成としても差し支えない。
【００２７】
［電池１０の製造方法］
次に、電池１０の製造方法について図３から図７を用いて説明する。なお、以下に記載する電池１０の製造方法における各工程は、収納部３１内に発電要素２０を収容し、収納部３１の開口部を蓋部３２で閉塞し、収納部３１と蓋部３２とを接合した後において行われる工程である。
【００２８】
以下の各工程を行う前には、図４中の矢印Ａに示す如く、筒状部材６１における連通孔６５に、棒状部材６６の挿入側端部６６ａを挿入しておく。この際、図５に示す如く、筒状部材６１のテーパ面６５ａと挿入側端部６６ａとがそれぞれテーパ状に形成されているために互いの接触面積が大きくなる。このため、筒状部材６１と棒状部材６６との間（連通孔６５）を、高い気密性で閉塞することができる。このように、棒状部材６６を筒状部材６１の連通孔６５に挿入することにより、仮封止部材６０を構成するのである。
【００２９】
図３中に示すステップＳ０１においては、注液孔３２ｂを介して外装３０の内部に電解液を注液する。具体的には、蓋部３２に開口形成された注液孔３２ｂを介して電解液を外装３０の内部に充填し、電極体である発電要素２０に電解液を浸透させるのである。
【００３０】
所定量の電解液が外装３０内に注液された後、図３中に示すステップＳ０２においては、図５中の矢印Ｂに示す如く、棒状部材６６が連通孔６５に挿入された状態の仮封止部材６０を下方に移動させて蓋部３２に近接させて、注液孔３２ｂに挿入する。そして、図６に示す如く、本体部６２の外周部を弾性変形させて（縮径させて）注液孔３２ｂを塞ぎ、本体部６２の弾性力により仮封止部材６０で注液孔３２ｂを仮封止する（仮封止工程）。このとき、フランジ部６３が第一大径部３２ａに当接することで、仮封止部材６０が外装３０内に抜け落ちることを防止している。
【００３１】
なお、本実施形態においては、棒状部材６６を連通孔６５に挿入してから仮封止部材６０を注液孔３２ｂに挿入する構成としたが、先に筒状部材６１を注液孔３２ｂに挿入した後に棒状部材６６を連通孔６５に挿入する構成とすることも可能である。この場合に、棒状部材６６を連通孔６５に挿入する際でも、フランジ部６３が第一大径部３２ａに当接することで、仮封止部材６０が抜け落ちることを防止できる。
【００３２】
その後、図３中に示すステップＳ０３においては、初期の充電及び放電のサイクルを反復することにより、電池１０の活性化処理を行う。この際、活性化処理によって電池容器である外装３０の内部に余剰ガスが発生する。しかし、注液孔３２ｂは前記の如く仮封止部材６０で仮封止されているため、余剰ガスが外装３０の外部に流出することはない。この際、前記の如く筒状部材６１と棒状部材６６との間（連通孔６５）は、高い気密性で閉塞されているため、連通孔６５を通じて余剰ガスが外装３０の外部に流出することもない。また、フランジ部６４が蓋部３２の下面に当接することで、外装３０の内部圧力によって仮封止部材６０が抜けることを防止している。
【００３３】
その後、図３中に示すステップＳ０４においては、図６中の矢印Ｃに示す如く、棒状部材６６を連通孔６５から引抜く。これにより、電池容器である外装３０及び蓋部３２の内部と外部とが、連通孔６５を介して連通される（連通工程）。これにより、活性化処理において発生した外装３０内の余剰ガスが、図７中の破線矢印Ｇに示す如く外部に排出される。
【００３４】
その後、図３中に示すステップＳ０５においては、図７中の矢印Ｄに示す如く、封止部材７１を下方に移動させて第二大径部３２ｃに収容する。そして、図２に示す如く封止部材７１の周縁部において蓋部３２に溶接して、注液孔３２ｂを封止するのである（封止工程）。こうして、外装３０を密閉状態として密閉型の電池１０が完成する。
【００３５】
上記の如く、本実施形態に係る電池１０の製造方法において、仮封止部材６０は、その軸心部分に連通孔６５が開口されてその外径が注液孔３２ｂの内径と略同一に形成された本体部６２と、本体部６２の軸心方向における両端部にその外径が注液孔３２ｂの内径よりも大きく形成されて半径方向外側へと突出するフランジ部６３・６４と、を備えた弾性体である筒状部材６１と、連通孔６５の内径より大径に形成されて連通孔６５にその一端部が挿入可能な棒状部材６６と、で構成される。
【００３６】
そして、電池１０の製造方法は、棒状部材６６を連通孔６５に挿入し、仮封止部材６０で注液孔３２ｂを仮封止する、仮封止工程と、棒状部材６６を連通孔６５から引抜くことにより、電池容器の内部と外部とを連通させる、連通工程と、封止部材７１で注液孔３２ｂを封止する封止工程と、を備えるのである。
【００３７】
本実施形態に係る電池１０の製造方法によれば、仮封止部材６０における弾性体である筒状部材６１を弾性変形させて、注液孔３２ｂを閉塞して注液孔３２ｂを仮封止する構成であるため、従来技術と比較して注液孔３２ｂを仮封止するための作業を簡易にすることができる。そして、棒状部材６６を連通孔６５から引抜くだけで電池容器である外装３０及び蓋部３２の内部と外部とを連通させることができる。換言すれば、本体部６２が弾性変形することにより強い摩擦力で注液孔３２ｂを塞いでいる筒状部材６１を取り外す必要がないのである。即ち、電池１０の製造方法における工程を簡易にすることができるのである。
【００３８】
また、本実施形態における棒状部材６６は樹脂製部材として形成されているため、仮封止工程における金属異物の発生を防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００３９】
１０    電池
３０    外装（電池容器）
３２    蓋部
３２ｂ  注液孔
６０    仮封止部材
６１    筒状部材
６２    本体部
６３    フランジ部
６４    フランジ部
６５    連通孔
６６    棒状部材
７１    封止部材
【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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