(57)【要約】【課題】容易にガス抜きと封止を行うことができる蓄電装置の製造方法及び蓄電装置を提供する。【解決手段】注液口１８に挿入した軸部４１の凹部４１ａに棒部５１を挿入して軸部４１を拡径して軸部４１の外周面で注液口内面をシールすることにより注液口１８を仮封止する。その後、ピン部材５０を押し込み軸部４１を注液口１８で摺動させて弾性部材４０に形成した切り込み４３ａ，４３ｂでケース１１の内外を連通させケース１１内のガスをケース１１外に排出する。その後に、軸部４１の凹部４１ａに棒部５１を挿入したまま注液口１８を本封止する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液の注液口を有するケースに電極組立体と電解液が収容された蓄電装置の製造方法であって、
凹部が形成された軸部と第１フランジ部を有する弾性部材、及び、棒部と第２フランジ部を有するピン部材を用いて、前記注液口に挿入した前記軸部の凹部に前記棒部を挿入して前記軸部を拡径して前記軸部の外周面で注液口内面をシールすることにより前記注液口を仮封止する仮封止工程と、
前記仮封止工程後に、前記ピン部材を押し込み前記軸部を前記注液口で摺動させて前記弾性部材に形成した切り込みで前記ケースの内外を連通させ前記ケース内のガスをケース外に排出するガス抜き工程と、
前記ガス抜き工程後に、前記軸部の凹部に前記棒部を挿入したまま前記注液口を本封止する本封止工程と、
を有することを特徴とする蓄電装置の製造方法。
【請求項２】
前記ケースの外表面には、前記注液口の周囲に座ぐりが設けられている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】
電解液の注液口を有するケースに電極組立体と電解液が収容された蓄電装置であって、
前記注液口を封止するための封止栓を具備し、前記封止栓は、弾性部材と、ピン部材とを備え、
前記弾性部材は、前記注液口に摺動可能に挿入され、凹部を有する軸部、及び、前記ケースの外部において前記軸部に設けられ前記注液口の周囲を覆う第１フランジ部を有し、
前記ピン部材は、前記軸部の凹部に挿入されて前記軸部を拡径して前記軸部の外周面で注液口内面をシールさせる棒部、及び、前記ケースの外部において前記棒部に設けられ前記第１フランジ部と重ねられる第２フランジ部を有し、
前記弾性部材は、前記軸部の前記注液口での摺動に伴い前記ケースの内外を連通させる切り込みを有することを特徴とする蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解液の注液口を有するケースに電極組立体と電解液が収容された蓄電装置における蓄電装置の製造方法及び蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池等の蓄電装置においては電解液の注液口を有するケースに電極組立体と電解液が収容されている。この蓄電装置の製造の際には、ケースに電極組立体を収納した後に注液口からケース内へ電解液を注入し、注液口を仮封止する。そして、初期充電、エージング等を行った後にケース内で発生したガスを注液口からケース外へ放出し、その後に注液口を本封止する。仮封止の際に、弾性部材における軸部が注液口に挿入され、軸部の凹部にピンを差し込むことで注液口を仮封止する技術が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０４１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、仮封止の際には棒部（ピン）を弾性部材の凹部に差し込んで軸部の外周を押し広げてシールし、ガス抜きの際には棒部を弾性部材の凹部から抜く必要があり、手間がかかってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、容易にガス抜きと封止を行うことができる蓄電装置の製造方法及び蓄電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、電解液の注液口を有するケースに電極組立体と電解液が収容された蓄電装置の製造方法であって、凹部が形成された軸部と第１フランジ部を有する弾性部材、及び、棒部と第２フランジ部を有するピン部材を用いて、前記注液口に挿入した前記軸部の凹部に前記棒部を挿入して前記軸部を拡径して前記軸部の外周面で注液口内面をシールすることにより前記注液口を仮封止する仮封止工程と、前記仮封止工程後に、前記ピン部材を押し込み前記軸部を前記注液口で摺動させて前記弾性部材に形成した切り込みで前記ケースの内外を連通させ前記ケース内のガスをケース外に排出するガス抜き工程と、前記ガス抜き工程後に、前記軸部の凹部に前記棒部を挿入したまま前記注液口を本封止する本封止工程と、を有することを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、仮封止が、注液口に挿入した軸部の凹部に棒部を挿入して軸部を拡径して軸部の外周面で注液口内面をシールすることにより行われる。ガス抜きが、ピン部材を押し込み軸部を注液口で摺動させて切り込みでケースの内外を連通させることにより行われる。本封止が、軸部の凹部に棒部を挿入したまま行われる。よって、棒部の取り外し工程を削減することができ、容易にガス抜きと封止を行うことができる。
【０００８】
請求項２に記載のように、請求項１に記載の蓄電装置の製造方法において、前記ケースの外表面には、前記注液口の周囲に座ぐりが設けられているとよい。
請求項３に記載の発明では、電解液の注液口を有するケースに電極組立体と電解液が収容された蓄電装置であって、前記注液口を封止するための封止栓を具備し、前記封止栓は、弾性部材と、ピン部材とを備え、前記弾性部材は、前記注液口に摺動可能に挿入され、凹部を有する軸部、及び、前記ケースの外部において前記軸部に設けられ前記注液口の周囲を覆う第１フランジ部を有し、前記ピン部材は、前記軸部の凹部に挿入されて前記軸部を拡径して前記軸部の外周面で注液口内面をシールさせる棒部、及び、前記ケースの外部において前記棒部に設けられ前記第１フランジ部と重ねられる第２フランジ部を有し、前記弾性部材は、前記軸部の前記注液口での摺動に伴い前記ケースの内外を連通させる切り込みを有することを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、ピン部材の棒部を軸部の凹部に挿入して軸部を拡径して軸部の外周面で注液口内面をシールさせて仮封止できる。弾性部材の軸部の注液口での摺動に伴い切り込みを通してケースの内外を連通させてガス抜きできる。よって、ピン部材の棒部を取り外すことなく、容易にガス抜きと封止を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、容易にガス抜きと封止を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態における二次電池を示す斜視図。
【図２】二次電池の製造工程図。
【図３】（ａ）は封止栓の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。
【図４】弾性部材の斜視図。
【図５】二次電池の製造工程における仮封止工程を説明するための二次電池の一部断面図。
【図６】ガス抜き工程を説明するための二次電池の一部断面図。
【図７】本封止工程を説明するための二次電池の一部断面図。
【図８】別例の仮封止工程を説明するための二次電池の一部断面図。
【図９】別例のガス抜き工程を説明するための二次電池の一部断面図。
【図１０】別例の本封止工程を説明するための二次電池の一部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、金属製（本実施形態ではアルミ製）のケース１１を備え、ケース１１に電極組立体１２と電解液（図示せず）が収容されている。ケース１１は、有底四角筒状のケース本体１３と、ケース本体１３に電極組立体１２を挿入する開口部を閉塞する矩形平板状の蓋体１４とを備える。よって、本実施形態の二次電池１０は、その外観が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池１０は、リチウムイオン電池である。
【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と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とを交互に積層するとともに、正極電極と負極電極との間にセパレータを介在した積層構造とされている。
【００１４】
電極組立体１２には、正極端子１５及び負極端子１６が電気的に接続されている。正極端子１５及び負極端子１６の各一部分は、蓋体１４からケース１１外に露出している。また、正極端子１５及び負極端子１６には、ケース１１から絶縁するためのリング状の絶縁部材１７がそれぞれ取り付けられている。
【００１５】
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口１８が穿設されており、その注液口１８は封止部材１９によって閉塞されている。注液口１８は円形をなしている。
【００１６】
次に、二次電池１０の製造工程について説明する。
図２に示すように、ケース１１に電極組立体１２を収納する工程が完了した後に、注液口１８からケース１１内へ電解液を注入する（注液工程）。その後、注液口１８を仮封止部材で仮封止する（仮封止工程）。そして、電解液が各極の活物質に浸透した後、ケース１１を拘束して初期充電を行う（初期充電工程）。引き続き、二次電池１０をエージング温度にまで昇温させた状態で所定時間放置する（エージング工程）。その後、エージング工程においてケース１１内で発生したガスを、注液口１８からケース１１外へ放出する（ガス抜き工程）。そして、注液口１８を本封止部材で封止する（本封止工程）。さらに、二次電池１０を自己放電する（自己放電工程）。これにより、二次電池１０が完成する。
【００１７】
二次電池１０は、図３（ａ），（ｂ）及び図４に示す封止栓３０を具備しており、封止栓３０は注液口を封止するためのものである。
図３（ａ），（ｂ）に示すように、封止栓３０は、弾性部材（ゴム栓）４０とピン部材（金属ピン）５０を備える。弾性部材４０は、ゴム材よりなる。ピン部材５０は、金属、具体的にはアルミ材よりなる。
【００１８】
図３（ａ），（ｂ）、図４に示すように、弾性部材４０は、立設される軸部４１、及び、軸部４１の上端から外径側に突出する第１フランジ部４２を有する。軸部４１は、有底円筒状をなし、上面に開口する凹部４１ａを有する。軸部４１は、注液口１８に摺動可能に挿入される。第１フランジ部４２は、円板状をなし、その径は注液口１８の径より大きい。第１フランジ部４２は、ケース１１の外部において軸部４１に設けられ、注液口１８の周囲を覆う（図５参照）。
【００１９】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、ピン部材５０は、棒部（ピン）５１、及び、棒部５１の端部において外径側に突出する第２フランジ部５２を有する。棒部５１は、円柱状をなしている。棒部５１は、軸部４１の凹部４１ａに挿入されて軸部４１を拡径して軸部４１の外周面で注液口内面をシールさせる。第２フランジ部５２は、円板状をなし、その径は第１フランジ部４２の径より小さい。第２フランジ部５２は、ケース１１の外部において棒部５１に設けられ、第１フランジ部４２と重ねられる（図５参照）。
【００２０】
図３（ａ），（ｂ）、図４に示すように、弾性部材４０は、切り込み４３ａ，４３ｂを有する。切り込み４３ａは、所定幅Ｗ１（図３（ａ）参照）を有し、軸部４１における所定の深さ位置から上方に直線的に延び、その上端からフランジ部４２の外径側に直線的に延び、第２フランジ部５２よりも外径側に達している。切り込み４３ｂは、切り込み４３ａに対し１８０度ずれた位置に設けられている。切り込み４３ｂは、所定幅Ｗ１（図３（ａ）参照）を有し、軸部４１における所定の深さ位置から上方に直線的に延び、その上端からフランジ部４２の外径側に直線的に延び、第２フランジ部５２よりも外径側に達している。切り込み４３ａ，４３ｂは、軸部４１の注液口１８での摺動に伴いケース１１の内外を連通させる（図６参照）。
【００２１】
図５に示すように、ケース１１の蓋体１４の外表面には、注液口１８の周囲に円形の座ぐり６０が設けられている。第１フランジ部４２の径は座ぐり６０の径よりも大きい。また、第２フランジ部５２の径は座ぐり６０の径よりも小さく、第２フランジ部５２を座ぐり６０に挿入可能となっている。
【００２２】
次に、仮封止工程、ガス抜き工程、本封止工程を詳細に説明しながら本実施形態の作用を説明する。
図５に示すように、仮封止工程においては、凹部４１ａが形成された軸部４１と第１フランジ部４２を有する弾性部材４０、及び、棒部５１と第２フランジ部５２を有するピン部材５０を用いる。そして、注液口１８に挿入した軸部４１の凹部４１ａに棒部５１を挿入して軸部４１を拡径して軸部４１の外周面で注液口内面をシールすることにより注液口１８を仮封止する。ケース１１の蓋体１４の上面には注液口１８の周囲に座ぐり６０が入れられている。
【００２３】
図６に示すように、ガス抜き工程においては、座ぐり６０にピン部材５０を押し込む。この押し込みにより軸部４１を注液口１８で摺動させる。これにより、弾性部材４０に形成した切り込み４３ａ，４３ｂでケース１１の内外を連通させて、ケース１１内のガスをケース１１外に排出する。つまり、図５では切り込み４３ａ，４３ｂの下端は注液口１８内に位置しているが、図６では切り込み４３ａ，４３ｂの下端はケース１１内に位置している。これにより切り込み４３ａ，４３ｂでケース１１の内外が連通してケース１１内のガスがケース１１外に排出される。
【００２４】
図７に示すように、本封止工程においては、軸部４１の凹部４１ａに棒部５１を挿入したまま注液口１８を本封止する。詳しくは、本封止用の金属製のキャップ材７０を封止栓３０の上面を覆うように配置し、この状態でキャップ材７０の外周部をレーザビームの照射等により蓋体１４に溶接して注液口１８をキャップ材７０で封着する。
【００２５】
このように、仮封止が、ピン部材５０の棒部５１を用いて軸部４１の外周面と注液口内面とがシール（軸シール）されて行われる。ガス抜きが、軸部４１の注液口１８での摺動に伴い切り込み４３ａ，４３ｂを通してケース１１の内外を連通させて行われる。本封止が、凹部４１ａに棒部５１を挿入したまま行われる。よって、ガス抜きの際に棒部を弾性部材の凹部から抜く場合に比べ、棒部５１の取り外しが不要になり、ピン部材５０の取り外し工程が削減される。また、ケース１１の外表面における注液口１８の周囲に座ぐり６０を設けたことにより、この座ぐり５０が無い場合に比べ、少ないストローク量で封止栓３０を押し込んでガス抜きできる。
【００２６】
本封止後において、キャップ材７０による溶接が適切に行われ注液口１８がキャップ材７０で封着されているか否か（溶接不良の発生の有無）をチェックする。詳しくは、ピン部材５０を押し込んだまま弾性部材４０によるシール（密閉状態）を解除した状態において、チャンバ内において真空引きを行って、ケース１１内に予め封入しておいたヘリウムガスが検出されるか否かを判定して行う。つまり、気密検査ガスとしてのヘリウムガスをケース１１内に封入しておき、本封止した二次電池をチャンバ内に入れ、真空ポンプでチャンバ内を脱気（真空引き）してヘリウム検出器を用いてチャンバ内におけるケース１１の外部でのヘリウムガスの有無を検出して気密検査を行う。
【００２７】
図７のキャップ材７０は図１の封止部材１９に相当する。
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）電解液の注液口１８を有するケース１１に電極組立体１２と電解液が収容された蓄電装置としての二次電池１０の製造方法として、仮封止工程とガス抜き工程と本封止工程を有する。仮封止工程では、凹部４１ａが形成された軸部４１と第１フランジ部４２を有する弾性部材４０、及び、棒部５１と第２フランジ部５２を有するピン部材５０を用いて、注液口１８に挿入した軸部４１の凹部４１ａに棒部５１を挿入して軸部４１を拡径して軸部４１の外周面で注液口内面をシールすることにより注液口１８を仮封止する。ガス抜き工程では、仮封止工程後に、ピン部材５０を押し込み軸部４１を注液口１８で摺動させて弾性部材４０に形成した切り込み４３ａ，４３ｂでケース１１の内外を連通させケース１１内のガスをケース１１外に排出する。本封止工程では、ガス抜き工程後に、軸部４１の凹部４１ａに棒部５１を挿入したまま注液口１８を本封止する。
【００２８】
これにより、仮封止が、注液口１８に挿入した軸部４１の凹部４１ａに棒部５１を挿入して軸部４１を拡径して軸部４１の外周面で注液口内面をシールすることにより行われる。ガス抜きが、ピン部材５０を押し込み軸部４１を注液口１８で摺動させて切り込み４３ａ，４３ｂでケース１１の内外を連通させることにより行われる。本封止が、軸部４１の凹部４１ａに棒部５１を挿入したまま行われる。よって、仮封止から本封止までの間においてピン部材５０を抜く必要がなく、棒部５１の取り外し工程を削減することができ、容易にガス抜きと封止を行うことができる。
【００２９】
（２）ケース１１の外表面には、注液口１８の周囲に座ぐり６０が設けられている。これにより、ガス抜きの際に封止栓３０を押し込む際に押し込み量を少なくすることができる。
【００３０】
（３）本封止後における溶接チェックの際に、弾性部材４０による注液口１８の封止は行われていないので、キャップ材７０の溶接による注液口１８の封着の確認を確実に行うことができる。
【００３１】
（４）電解液の注液口１８を有するケース１１に電極組立体１２と電解液が収容された蓄電装置としての二次電池１０の構成として、注液口１８を封止するための封止栓３０を具備している。封止栓３０は、弾性部材４０とピン部材５０を備える。弾性部材４０は、注液口１８に摺動可能に挿入され、凹部４１ａを有する軸部４１、及び、ケース１１の外部において軸部４１に設けられ注液口１８の周囲を覆う第１フランジ部４２を有する。ピン部材５０は、軸部４１の凹部４１ａに挿入されて軸部４１を拡径して軸部４１の外周面で注液口内面をシールさせる棒部５１、及び、ケース１１の外部において棒部５１に設けられ第１フランジ部４２と重ねられる第２フランジ部５２を有する。弾性部材４０は、軸部４１の注液口１８での摺動に伴いケース１１の内外を連通させる切り込み４３ａ，４３ｂを有する。
【００３２】
よって、ピン部材５０の棒部５１を軸部４１の凹部４１ａに挿入して軸部４１を拡径して軸部４１の外周面で注液口内面をシール（軸シール）させて仮封止できる。弾性部材４０の軸部４１の注液口１８での摺動に伴い切り込み４３ａ，４３ｂを通してケース１１の内外を連通させてガス抜きできる。よって、ピン部材５０の棒部５１を取り外すことなく、容易にガス抜きと封止を行うことができる。
【００３３】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○図５，６，７に代わり、図８，９，１０に示すようにして、仮封止、ガス抜き、本封止を行ってもよい。
【００３４】
図８に示すように、弾性部材４０は、凹部４１ａが形成された軸部４１と第１フランジ部４２を有し、第１フランジ部４２は厚くなっている。ピン部材５０は、棒部５１と第２フランジ部５２を有し、第２フランジ部５２は第１フランジ部４２よりも外周側において大きくなっている。つまり、第１フランジ部４２の上に第２フランジ部５２を重ねて配置した状態において第１フランジ部４２の外周側において第２フランジ部５２の外周部８０が全周にわたりはみ出る。このはみ出た部位が本封止の際の溶接部となる。切り込み４３ａ，４３ｂは第１フランジ部４２の上面の外周端まで延びている。
【００３５】
そして、仮封止工程においては、図８に示すように、注液口１８に挿入した軸部４１の凹部４１ａに棒部５１を挿入して軸部４１を拡径して軸部４１の外周面で注液口内面をシールすることにより注液口１８を仮封止する。
【００３６】
図９に示すように、ガス抜き工程においては、ピン部材５０を押し込み、第１フランジ部４２を圧縮させる。この押し込みにより軸部４１を注液口１８で摺動させて弾性部材４０に形成した切り込み４３ａ，４３ｂでケース１１の内外を連通させケース１１内のガスをケース１１外に排出する。つまり、図８では切り込み４３ａ，４３ｂの下端は注液口１８内に位置しているが、図９では切り込み４３ａ，４３ｂの下端はケース１１内に位置している。これにより切り込み４３ａ，４３ｂでケース１１の内外が連通してケース１１内のガスがケース１１外に排出される。
【００３７】
図１０に示すように、本封止工程においては、軸部４１の凹部４１ａに棒部５１を挿入したまま、第１フランジ部４２の外周側からはみ出た第２フランジ部５２の外周部８０をケース１１に溶接して（封着して）注液口１８を本封止する。
【００３８】
図１０のピン部材５０は図１の封止部材１９に相当する。
○ケース１１の外表面における注液口１８の周囲に座ぐりが設けられていなくてもよい。具体的には、図８，９，１０に示すように、注液口１８の周囲に座ぐりが設けられていなくてもよい。
【００３９】
○弾性部材４０は２つの切り込み４３ａ，４３ｂを有していたが切り込みの数は問わない。つまり、切り込みは１つでも、３つ以上でもよい。
○ケース１１は、アルミ製以外の金属製であってもよく、例えばステンレス製であってもよい。
【００４０】
○正極電極及び負極電極は、金属箔の片面に活物質が存在する構造でもよい。
○電極組立体１２は、積層型に限らず、帯状の正極電極と帯状の負極電極を捲回して層状に積層した捲回型であってもよい。
【００４１】
○二次電池１０は角型電池でなくてもよく、筒型電池であってもよい。
○二次電池１０は、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
【００４２】
○蓄電装置としてのキャパシタに適用してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…二次電池、１１…ケース、１２…電極組立体、１８…注液口、３０…封止栓、４０…弾性部材、４１…軸部、４１ａ…凹部、４２…第１フランジ部、４３ａ，４３ｂ…切り込み、５０…ピン部材、５１…棒部、５２…第２フランジ部、６０…座ぐり。
【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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