CN115084803B - 二次电池的制造方法和二次电池组装体 - Google Patents

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Abstract

能够提高非水电解液向电极体的浸渍效率的二次电池的制造方法和二次电池组装体。该制造方法包含：在将电极体容纳至电池盒的状态下，使电池盒的内部变为负压；在电池盒的内部变为负压的状态下，经由注液孔将非水电解液加注至电池盒的内部；在非水电解液加注后，使电池盒的内部与外部环境连通；在连通后，使用第1密封部件来将注液孔临时密封；在进行了注液孔的临时密封的状态下，使非水电解液的至少一部分浸渍于电极体；除去第1密封部件来将注液孔开封；使用第2密封部件来将注液孔密封。第1密封部件具备通气性膜。临时密封后的电池盒的内部与外部环境能够经由通气性膜通气。来自非水电解液的蒸气相对于通气性膜的透过性小于水蒸气的透过性。

Description

二次电池的制造方法和二次电池组装体
技术领域
本发明涉及二次电池的制造方法和二次电池组装体。
背景技术
现在，锂离子二次电池、镍氢电池等二次电池广泛地使用于车辆、移动终端等各种领域。作为这种二次电池的一个例子，能够举出具备具有正极和负极的电极体、非水电解液、以及容纳该电极体和该非水电解液的电池盒的结构的二次电池。典型地在电池盒具备用于加注非水电解液的注液孔。上述二次电池的制造方法例如能够包含将电极体容纳于电池盒、和将非水电解液向容纳有电极体的状态的电池盒加注(加注工序)。这样，在二次电池的制造过程中，能够构建具备电极体、非水电解液以及电池盒的二次电池组装体。
例如专利文献1所记载的加注工序包含：第1加注工序，在将电池盒内减压的状态下开始电解液的加注，在将电极体的至少一部分浸渍于电解液的状态下停止加注；液面降低工序，提高电池盒内的气压来使电解液的液面降低；以及第2加注工序，重新开始电解液的加注，将电解液加注至规定量或者规定高度。在该结构的制造方法中，记载有能够缩短加注工序所花费的时间这一主旨。
专利文献1：日本专利申请公开2018-106816号公报
然而，期望使加注至电池盒的非水电解液更高效地浸渍于电极体。
发明内容
本发明是为了解决该问题而完成的，其目的在于提供一种能够在二次电池的制造时提高非水电解液向二次电池组装体的电极体的浸渍效率的技术。
这里公开的二次电池的制造方法是制造二次电池的方法，该二次电池具备：电极体，具有正极和负极；非水电解液；以及电池盒，容纳上述电极体和上述非水电解液，并具有用于加注上述非水电解液的注液孔。该制造方法包含：在将上述电极体容纳至上述电池盒的状态下，使该电池盒的内部变为负压；在上述电池盒的内部变为了负压的状态下，经由上述注液孔将上述非水电解液加注至上述电池盒的内部；在上述非水电解液加注后，使上述电池盒的内部与外部环境连通；在上述连通后，使用第1密封部件来将上述注液孔临时密封；在进行了上述注液孔的临时密封的状态下，使上述非水电解液的至少一部分浸渍于上述电极体；除去上述第1密封部件来将上述注液孔开封；以及使用第2密封部件来将上述注液孔密封。这里，上述第1密封部件具备具有通气性的通气性膜。上述临时密封后的上述电池盒的内部与外部环境能够经由上述通气性膜通气。来自上述非水电解液的蒸气相对于上述通气性膜的透过性小于水蒸气相对于该通气性膜的透过性。
在该结构的制造方法中，使用具备上述那样的通气性膜的第1密封部件来将加注了非水电解液后的电池盒的注液孔临时密封。由于该通气性膜具有通气性，因此能够进行电池盒内部与外部环境的通气。由此，能够使非水电解液向电极体的浸渍效率提高。另外，对于该通气性膜而言，来自非水电解液的蒸气不易透过。因此，能够抑制使非水电解液向电极体浸渍期间的非水电解液向外部的挥发。
在这里公开的制造方法的优选的一个形态中，上述第1密封部件具有：密封栓主体，具有贯通孔；和上述通气性膜。上述通气性膜堵塞上述密封栓主体的上述贯通孔。通过使用该结构的密封栓作为第1密封部件，除了上述效果之外，还能够使第1密封部件的装卸变得更容易。另外，能够再次利用通气性膜(密封栓)。
在这里公开的制造方法的优选的另一个形态中，上述正极是长条的带状的正极片，上述负极是长条的带状的负极片。上述电极体是使上述正极片和上述负极片之间隔着隔离件层叠来以与片长边方向正交的卷绕轴为中心卷绕的卷绕电极体。这里，上述正极片、上述负极片以及上述隔离件的层叠面从上述卷绕轴方向的两端对上述电极体的外部敞开。非水电解液能够经由上述敞开层叠面浸渍于卷绕电极体。因此，具备卷绕电极体的二次电池的制造方法中的对非水电解液的浸渍效率的提高的要求日益提高。在具有卷绕电极体的二次电池的制造方法中，能够良好地发挥这里公开的技术效果。
在这里公开的制造方法的优选的另一个形态中，上述通气性膜由从由聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚以及聚四氟乙烯构成的群中选出的至少一种树脂材料构成。由上述树脂材料构成的膜具有通气性，并且来自非水电解液的蒸气的透过性较低。因此，为了实现这里公开的技术效果，是优选的。
另外，若使用这里公开的制造方法来制造二次电池，则提供具有下述结构的二次电池组装体。该二次电池组装体具备：电极体，具有正极和负极；非水电解液；以及电池盒，容纳上述电极体和上述非水电解液，并具有用于注入上述非水电解液的注液孔。在上述注液孔和/或其周围，存在具有通气性的通气性膜和/或该通气性膜的残渣。来自上述非水电解液的蒸气相对于上述通气性膜的透过性小于水蒸气相对于该通气性膜的透过性。根据该结构，能够使非水电解液向电极体的浸渍效率提高。另外，能够抑制使非水电解液向电极体浸渍期间的非水电解液向外部的挥发。
在这里公开的二次电池组装体的优选的另一个形态中，上述正极是长条的带状的正极片，上述负极是长条的带状的负极片。上述电极体是使上述正极片和上述负极片之间隔着隔离件层叠来以与片长边方向正交的卷绕轴为中心卷绕的卷绕电极体。这里，上述正极片、上述负极片以及上述隔离件的层叠面从上述卷绕轴方向的两端对上述电极体的外部敞开。在具有卷绕电极体的二次电池的制造方法中，能够良好地发挥这里公开的技术效果。
在这里公开的二次电池组装体的优选的另一个形态中，上述通气性膜由从由聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚以及聚四氟乙烯构成的群中选出的至少一种树脂材料构成。为了实现这里公开的技术效果，优选上述树脂材料。
附图说明
图1是示意性地表示由第1实施方式所涉及的制造方法制造的二次电池的立体图。
图2是示意性地表示在第1实施方式所涉及的制造方法中使用的电极体的立体图。
图3是表示在第1实施方式所涉及的制造方法中使用的电极体的结构的示意图。
图4是第1实施方式所涉及的制造方法的工序图。
图5是对第1实施方式所涉及的制造方法的一部分进行说明的示意图。
图6是表示第1实施方式所涉及的制造方法中的临时密封工序的局部剖视图。
图7是表示第2实施方式所涉及的制造方法中的临时密封工序的局部剖视图。
附图标记说明
10…电池盒；12…盒主体；14…盖体；15…注液孔；16…第2密封部件；17…安全阀；20…电极体；22…正极(正极片)；22a…正极活物质层；22c…正极集电箔；22p…正极保护层；22t…正极极耳；23…正极极耳群；24…负极(负极片)；25…负极极耳群；26…隔离件；30…正极外部端子；40…负极外部端子；50…正极内部端子；60…负极内部端子；70…腔室；80…配管；90…第1密封部件；100…二次电池；215…注液孔；290…第1密封部件。
具体实施方式
以下，边参照附图边对这里公开的技术的若干优选的实施方式进行说明。此外，在本说明书中特别提及的事项以外的在本发明的实施中所需的事情(例如，不对这里公开的技术赋予特征的二次电池和制造工序中的二次电池组装体的一般的结构和制造工序)能够作为该领域中的基于现有技术的本领域技术人员的设计事项来把握。这里公开的技术能够基于在本说明书中公开的内容和该领域中的技术常识来实施。
在本说明书中“二次电池”是指能够反复充放电的蓄电设备总体的用语，是包含锂离子二次电池、镍氢电池等所谓的蓄电池(化学电池)、和双电层电容器等电容器(物理电池)的概念。
在本说明书中参照的各图中的附图标记X表示“进深方向”，附图标记Y表示“宽度方向”，附图标记Z表示“高度方向”。另外，进深方向X上的F表示“前”，Rr表示“后”。宽度方向Y上的L表示“左”，R表示“右”。而且，高度方向Z上的U表示“上”，D表示“下”。但是，这些只不过是为了便于说明的方向，丝毫不限定二次电池和制造工序中的二次电池组装体的设置方式。另外，在本说明书中表示数值范围的“A～B”的表述也包含“A以上B以下”的意思和“超过A并且低于B”的意思。
＜第1实施方式＞
在图1中示出通过实施这里公开的制造方法而获得的二次电池的一个例子。图1是示意性地表示通过第1实施方式所涉及的制造方法制造的二次电池的立体图。二次电池100具备未图示的电极体和电解液、和容纳该电极体和该电解液的电池盒10。这里，二次电池100是锂离子二次电池。
电池盒10具备：盒主体12，具有开口；和盖体14，堵塞开口。通过将盖体14与盒主体12的开口的周边接合而将电池盒10一体化并气密地密封(封闭)。在盖体14设置有注液孔15、安全阀17、正极外部端子30以及负极外部端子40。注液孔15是用于将电解液向电池盒10内加注的孔，被密封部件16(后述的第2密封部件)密封。安全阀17是构成为在电池盒10内的压力变为了规定值以上时断裂来将电池盒10内的气体向外部排出的薄壁部。正极外部端子30和负极外部端子40与容纳于电池盒10内的电极体电连接。
电池盒10形成为六面箱形状，具有矩形状的底面12a、一对矩形状宽幅面12b、以及一对矩形状窄幅面12c。一对宽幅面12b从底面12a的两个长边分别立起。一对窄幅面12c从底面12a的两个短边分别立起。
虽然并不特别地限定，但电池盒10例如是金属制。作为构成电池盒10的金属材料，例如能够举出铝、铝合金、铁、铁合金等。或者电池盒10也可以由聚酰亚胺树脂等耐热性树脂材料构成。
电极体是二次电池100的发电元件，具备正极、负极、以及将该正极与该负极隔离的隔离件。图2是示意性地表示在第1实施方式所涉及的制造方法中使用的电极体的立体图。图3是表示在第1实施方式所涉及的制造方法中使用的电极体的结构的示意图。如图2、3所示，在电极体20安装有正极内部端子50和负极内部端子60。正极内部端子50与正极外部端子30(参照图1)连接。负极内部端子60与负极外部端子40(参照图1)连接。
如图3所示，电极体20具有正极22和负极24。这里，电极体20是将长条的带状的正极片22与带状的长条的带状的负极片24之间隔着长条的带状的隔离件26层叠并以与片长边方向正交的卷绕轴WL为中心卷绕的扁平形状的卷绕电极体。如图2所示，电极体20具有一对宽幅面20a和一对宽度方向Y的端面20b。端面20b是正极22、负极24以及隔离件26的层叠面，对电极体20的外部敞开。
虽然省略详细的图示，但电极体20被以卷绕轴WL与宽度方向Y平行的朝向配置于盒主体12的内部。在容纳于图1的电池盒10内的状态下，电极体20的一对宽幅面20a与电池盒10的宽幅面12b对置。另外，一对端面20b与窄幅面12c对置。
正极片22具有长条的带状的正极集电箔22c(例如铝箔)、和固定于正极集电箔22c的至少一个表面上的正极活物质层22a。虽然并不特别地限定，但也可以在正极片22的宽度方向Y上的一个侧缘部根据需要设置有正极保护层22p。此外，构成正极活物质层22a、正极保护层22p的材料能够没有特别限制地使用可以在这种二次电池(在本实施方式中为锂离子二次电池)中使用的材料，由于并不对这里公开的技术赋予特征，因此省略这里的详细的说明。
在正极集电箔22c的宽度方向Y的一个端部(图3的左端部)设置有多个正极极耳22t。多个正极极耳22t分别朝向宽度方向Y的一侧(图3的左侧)突出。多个正极极耳22t沿着正极板22的长边方向隔着间隔(间歇地)设置。正极极耳22t是正极集电箔22c的一部分，是未形成正极集电箔22c的正极活物质层22a和正极保护层22p的部分(集电箔露出部)。多个正极极耳22t在宽度方向Y的一个端部(图3的左端部)层叠，从而构成正极极耳群23。在正极极耳群23接合有正极内部端子50(参照图2)。
负极片24具有长条的带状的负极集电箔24c(例如铜箔)、和固定于负极集电箔24c的至少一个表面上的负极活物质层24a。此外，构成负极活物质层24a的材料能够没有特别限制地使用可以在这种二次电池(在本实施方式中为锂离子二次电池)中使用的材料，由于并不对这里公开的技术赋予特征，因此省略这里的详细的说明。
在负极集电箔24c的宽度方向Y的一个端部(图3的右端部)设置有多个负极极耳24t。多个负极极耳24t朝向宽度方向Y的一侧(图3的右侧)突出。多个负极极耳24t沿着负极板24的长边方向隔着间隔(间歇地)设置。这里，负极极耳24t是负极集电箔24c的一部分，是未形成负极集电箔24c的负极活物质层24a的部分(集电箔露出部)。多个负极极耳24t在宽度方向Y的一个端部(图3的右端部)层叠，从而构成负极极耳群25。在负极极耳群25接合有负极内部端子60(参照图2)。
虽然并不特别地限定，但电极体20的宽幅面20a的宽度方向Y的长度例如能够为80mm以上，也可以为100mm以上、200mm以上、250mm以上、或者300mm以上。上述长度越大，则非水电解液向电极体的浸渍越需要较长的时间。因此，即使是上述长度满足上述范围的情况，也能够良好地发挥这里公开的技术效果。此外，虽然上述长度并不特别地限定，但例如能够为500mm以下、450mm以下、或者400mm以下。
典型地，非水电解液含有非水溶剂和支持盐。作为非水溶剂和支持盐，能够没有特别限制地使用在这种二次电池(这里为锂离子二次电池)的电解液中使用的各种溶剂。作为非水溶剂，例如能够举出碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等各种碳酸酯类。作为支持盐，例如，能够使用LiPF6等锂盐。非水电解液也可以根据需要含有被膜形成剂、增粘剂、分散剂等以往公知的添加剂。
图4是第1实施方式所涉及的制造方法的工序图。图5是对第1实施方式所涉及的制造方法的一部分进行说明的示意图。如图4所示，该制造方法包含下述S1～S8的工序：电极体容纳工序S1、减压工序S2、加注工序S3、连通工序S4、临时密封工序S5、浸渍工序S6、开封工序S7以及密封工序S8。
在电极体容纳工序S1中，将电极体容纳于电池盒。具体而言，例如，首先，用以往公知的方法制成电极体20。接着，将正极内部端子50安装于电极体20的正极极耳群23，并且将负极内部端子60安装于负极极耳群25。接着，将正极外部端子30和负极外部端子40安装于盖体14。通过以往公知的方法(例如超声波接合、电阻焊接、激光焊接等)将同极的内部端子与这些外部端子接合。接着，将电极体20容纳于树脂制的电极体支架。而且，将被电极体支架覆盖的电极体20插入至盒主体。在该状态下，将盖体14重叠于盒主体12的开口部，并将这些焊接来将盒主体12封口。
在减压工序S2中，在将电极体20容纳于电池盒10的状态下，使该电池盒10的内部变为负压。具体而言，例如，首先，将在工序S1中准备的构建物配置于图5所示的那样的腔室70内。在腔室70连接有未图示的真空泵。接着，使该真空泵的开关变为接通，将腔室70内减压而变为负压。此时的压力并不特别地限定，但例如相对于大气压(0.1MPa)，能够为-0.05MPa以下、-0.08MPa以下、-0.09MPa以下。
在加注工序S3中，在电池盒10的内部变为了负压的状态下，经由注液孔15将非水电解液加注至电池盒10的内部。具体而言，例如，将与腔室70连接的配管80与电池盒10的注液孔15连接，将非水电解液加注至盒主体12。如上述那样，配管80是加注用的配管，与非水电解液的供给源(例如，容纳非水电解液的罐等)连接。在开始非水电解液的加注后，在将电极体20的至少一部分浸渍于非水电解液的状态下，停止加注。在本工序中，构建具备电极体20、非水电解液以及电池盒10的二次电池组装体。此外，本说明书的“二次电池组装体”是指具有电极体、非水电解液以及电池盒的构建物。
在连通工序S4中，在非水电解液加注后，使电池盒10的内部与外部环境连通。具体而言，例如，在停止经由配管80的非水电解液的加注后，使与腔室70连接的真空泵的开关变为断开。此时，例如，通过从注液孔15拆下配管80，能够经由开封的注液孔15将电池盒10对外部环境敞开。或者也可以不拆下配管80而经由它将电池盒10对外部环境敞开。通过将电池盒10对外部环境敞开，能够将电池盒10内升压。电池盒内压例如能够升压至大气压左右。在进行了上述连通后，使下述工序中的作业变得容易，因此可以将二次电池组装体取出至腔室70外。
在临时密封工序S5中，在上述连通后，使用第1密封部件90将注液孔15临时密封。图6是表示第1实施方式所涉及的制造方法中的临时密封工序的局部剖视图。第1密封部件90具备具有通气性的通气性膜。因此，临时密封后的电池盒10的内部与外部环境能够经由该通气性膜通气。这里，“膜”是指面状地扩展的构造体。换言之，是指膜的形成面中的两个方向(例如X轴方向和Y轴方向)的尺寸均小于膜的厚度的构造体。在本说明书中，“膜”的厚度例如是1000μm以下，可以是500μm以下，也可以是250μm以下。
在本实施方式中，如图6所示，第1密封部件90由通气性膜构成。第1密封部件90配置于电池盒10的盖体14的盒外侧的表面(高度方向Z的上侧表面)，堵塞注液孔15的第1密封部件90配置于注液孔15的上部及周围。即，在本工序中的二次电池组装体中，在注液孔15的上部及其周围存在作为第1密封部件90的通气性膜。该结构能够维持直到在下述工序S7中除去第1密封部件90。第1密封部件90也可以根据需要使用粘合剂来粘贴于盖体14的上述表面。第1密封部件90的平面形状只要堵塞注液孔15，就不特别地限定。
通气性膜能够透过水蒸气与来自非水电解液的蒸气的任意一种。水蒸气和来自非水电解液的蒸气的透过性例如能够基于以下那样的试验来评价。在上述试验中，首先，准备两个容器，在一个容器容纳水，在另一个容器容纳非水电解液。在将规定量的水或者非水电解液容纳于内部的状态下，用通气性膜堵塞每一个容器的开口部。接着，放置每一个容器规定时间。该放置时的水或者非水电解液的液体量、时间条件、温度条件、压力条件等与下述浸渍工序中的条件相同即可。此外，在本试验中，将容纳水的容器和容纳非水电解液的容器置于相同的条件来进行上述放置。
在放置后，测定残存于容器的水或者非水电解液的重量。
而且，基于下述式(1)来计算水相对于通气性膜的透过率Tw(％)：
透过率Tw(％)＝放置后的水的重量/放置前的水的重量×100(1)。
同样，基于下述式(2)来计算非水电解液相对于通气性膜的透过率Te(％)：
透过率Te(％)＝
放置后的非水电解液的重量/放置前的非水电解液的重量×100(2)。
水相对于通气性膜的透过率Tw(％)并不特别地限定，但例如能够为10重量％以下。来自非水电解液的蒸气相对于通气性膜的透过率Te(％)例如能够为1重量％以下，优选为0.5重量％以下，更优选为0.1重量％以下，越接近零则越好。
来自非水电解液的蒸气相对于通气性膜的透过性小于水蒸气相对于该通气性膜的透过性。例如，在将水蒸气的透过性设为1时，来自非水电解液的蒸气的透过性例如为0.1以下，优选为0.05以下，更优选为0.01以下，进一步优选为0.005以下，越接近零则越好。即，非水电解液相对于通气性膜的透过率Te(％)小于水的透过率Tw(％)，透过率Te(％)与水的透过率Tw(％)之比(Te/Tw)能够满足上述范围。
通气性膜的厚度只要能够实现这里公开的技术效果，就不限定。即，通气性膜的厚度能够根据电极体的尺寸、非水电解液的加注量、浸渍工序S6中的诸条件以实现上述那样的水蒸气的透过性、来自非水电解液的上述的透过性的方式适当地设定。
通气性膜的构成材料只要具有上述的性质，就不特别地限定。例如，通气性膜能够由从由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、以及聚四氟乙烯(PTFE)构成的群中选出的至少一种树脂材料构成。通气性膜例如可以是薄膜、无纺布，也可以使用市售品。
在浸渍工序S6中，在进行了注液孔15的临时密封的状态下，使非水电解液的至少一部分浸渍于电极体20。通过上述连通，将电池盒10内的压力升压至与外部环境相同的程度。在上述连通紧后，电极体20内的压力变得低于电池盒10内的压力，因此利用该压力差，非水电解液能够浸渍于电极体20内。在本工序中，例如，将二次电池组装体在规定的压力条件和温度条件下放置规定时间直至加注至电池盒10内的非水电解液降低至规定的高度为止。如上述那样，上述压力条件能够为与外部环境相同的程度，例如是大气压。上述温度条件例如是20℃～30℃，能够为室温(25℃)左右。
上述放置时间取决于制造的二次电池的尺寸，但例如能够为3小时～72小时。通过上述放置，加注至电池盒10的非水电解液的一部分能够挥发。在将非水电解液的加注量设为100重量％时，本工序中的挥发允许量例如为0.5重量％以下。在使用了第1密封部件90的状态下，能够以非水电解液的挥发量低于该挥发允许量的方式设定上述放置时间。
通过使用具备上述通气性膜的第1密封部件90来进行临时密封，能够实现这里公开的技术效果。对于其机理，本发明人如以下那样考察(附图标记适当地参照附图)。但是，并不旨在限定于以下记载的机理。非水电解液例如利用电池盒10内的电极体20外的空间的压力Ps与电极体20内的压力Pe之差、毛细管现象而浸渍于电极体20内。此时，随着非水电解液的浸渍而电极体20内的空间减少，电极体20内的压力Pe上升，电池盒10内的空间的压力Ps降低。这里，在用于临时密封的部件不具有通气性的情况下，压力Ps持续降低，因此低于压力Pe。这样，电池盒10内的空间与电极体20内的空间的压力关系从非水电解液的浸渍开始时起反转。因此，非水电解液向电极体20内的浸渍速度降低，浸渍效率变坏。
根据这里公开的技术，通过用于临时密封的第1密封部件具备具有通气性的通气性膜，从而电池盒10内与外部环境能够通气。因此，即使非水电解液向电极体20不断浸渍，上述压力Ps也不易降低。由此，能够使浸渍效率提高。另外，上述通气性膜构成为来自非水电解液的蒸气的透过性变低，即使电池盒10内与外部环境通气，也能够抑制来自非水电解液的蒸气的挥发。因此，在工序S6中，也能够延长用于使非水电解液浸渍至电极体20的放置时间。即使这样，也能够使浸渍效率提高。
在开封工序S7中，除去第1密封部件90来将注液孔15开封。具体而言，例如，通过剥离第1密封部件90(在本实施方式中为通气性膜)来将注液孔15开封。经过了工序S7的二次电池组装体可能在注液孔15的内周和/或周围存在作为第1密封部件90的通气性膜的残渣。
在密封工序S8中，使用第2密封部件16来将注液孔15密封。作为第2密封部件16，能够没有特别限定地使用在这种二次电池中使用的密封部件。作为一个例子，作为第2密封部件16，使用金属制的密封栓，将该密封栓嵌入于注液孔15。接着，在用第2密封部件16将注液孔15堵塞的状态下，实施激光焊接等来将注液孔15密封。其后，通过在规定的条件下进行二次电池100的初始充电和老化处理，从而能够成为可使用状态。此外，这里公开的二次电池组装体包括处于工序S5～工序S8的制造过程中的二次电池组装体、和变为了可使用状态的二次电池。
二次电池100能够用于各种用途。作为优选的用途，能够举出搭载于电动汽车(BEV：Battery Electric Vehicle)、混合动力汽车(HEV：Hybrid Electric Vehicle)、插电式混合动力汽车(PHEV：Plug-in Hybrid Electric Vehicle)等车辆的驱动用电源。另外，二次电池100能够作为小型电力储藏装置等的蓄电池来使用。二次电池100典型地也能够以将多个以串联和/或并联的方式连接而成的电池组的方式来使用。
上述的第1实施方式只不过是这里公开的制造方法和二次电池组装体的一个例子。这里公开的技术能够以其他的方式来实施。以下，对这里公开的技术的其他的实施方式进行说明。
＜第2实施方式＞
在上述第1实施方式中，第1密封部件90由通气性膜构成。但是，第1密封部件具备上述通气性膜，只要构成为通过该通气性膜能够进行电池盒10与外部环境的通气即可。因此，第1密封部件的结构并不限定于此。作为一个例子，也能够使用图7所示的结构的第1密封部件290。图7是表示第2实施方式所涉及的制造方法中的临时密封工序的局部剖视图。第1密封部件290具有密封栓主体295和通气性膜299。密封栓主体295具有基座部291和筒部292。基座部291是平板状，具有贯通孔。基座部291的平面形状并不特别地限定，可以是矩形状，也可以是圆状。筒部292是中空圆筒状，从基座部291向高度方向Z的下侧(D侧)延伸。在筒部292的外周实施螺纹切削加工。基座部291的贯通孔与筒部292相互连结，在密封栓主体295形成贯通孔293。即，密封栓主体295具有贯通孔293，是中空圆筒状。
通气性膜299堵塞密封栓主体295的贯通孔293。具体而言，如图7所示，通气性膜299设置于基座部291的上侧表面，覆盖贯通孔293的上端。
如图7所示，第1密封部件290的筒部292与注液孔215旋合。具体而言，在注液孔215的内周面，为了在工序S8中将第2密封部件与注液孔215旋合而设置有中空圆筒状的连结部件218。该连结部件218可以用于与第1密封部件290的旋合。对连结部件218的内周面实施螺纹切削加工。将密封栓主体295的筒部292插入至连结部件218的中空内部。这里，将筒部292与连结部件218旋合。连结部件218的上端部与基座部291的下表面接触。
在第2实施方式中，如上述那样，在密封工序S8中，作为第2密封部件，能够使用以能够与连结部件218的内周旋合的方式进行了螺纹切削加工的密封栓等。在第2实施方式中采用的第1密封部件290和注液孔215的结构能够提高非水电解液向电极体20的浸渍效率，并且能够使第1密封部件290的取下变得更容易。另外，第1密封部件290能够在取下后再次利用。此外，第2实施方式所涉及的二次电池的制造方法除了上述的点之外可以与第1实施方式所涉及的制造方法相同。
＜第3实施方式＞
在上述第2实施方式中，在中空圆筒状的第1密封部件290的基座部291的上端面设置有通气性膜299。但是，只要能够堵塞第1密封部件290的中空，设置通气性膜299的部位就不特别地限定。例如，也可以在中空圆筒状的密封栓主体295的贯通孔293的内部设置通气性膜299来堵塞第1密封部件290的中空内部。
以上，对这里公开的技术的具体例详细地进行了说明，但这些只不过是例示，并不限定权利要求书。这里公开的技术包括对上述的具体例进行了各种变形、变更后的技术。例如，这里公开的技术也能够应用于钠离子二次电池。另外，这里公开的技术也能够应用于具备层叠电极体的二次电池。

Claims (3)

1.一种制造方法，是制造二次电池的方法，
所述二次电池具备：
电极体，具有正极和负极；
非水电解液；以及
电池盒，容纳所述电极体和所述非水电解液，并具有用于加注所述非水电解液的注液孔，
其中，所述制造方法包含：
在将所述电极体容纳至所述电池盒的状态下，使该电池盒的内部变为负压；
在所述电池盒的内部变为了负压的状态下，经由所述注液孔将所述非水电解液加注至所述电池盒的内部；
在所述非水电解液加注后，使所述电池盒的内部与外部环境连通；
在所述连通后，使用第1密封部件来将所述注液孔临时密封；
在进行了所述注液孔的临时密封的状态下，使所述非水电解液的至少一部分浸渍于所述电极体；
除去所述第1密封部件来将所述注液孔开封；以及
使用所述第2密封部件来将所述注液孔密封，
这里，在所述注液孔设置有在内周面被实施了螺纹切削加工的中空圆筒状的连结部件，
所述第1密封部件是中空圆筒状的部件，
所述第1密封部件具有密封栓主体和通气性膜，
所述密封栓主体具有：具有贯通孔的基座部和从该基座部延伸并在外周面被实施了螺纹切削加工的中空圆筒状的筒部，
所述通气性膜具有通气性，被设置于所述基座部的与所述筒部相反一侧的面并覆盖贯通孔的上端，或者设置于所述密封栓主体的中空内部，
所述临时密封后的所述电池盒的内部与外部环境能够经由所述通气性膜通气，
来自所述非水电解液的蒸气相对于所述通气性膜的透过性小于水蒸气相对于该通气性膜的透过性，
在所述注液孔的临时密封中，所述筒部被旋合于所述连结部件，
在所述注液孔的密封中，所述第2密封部件被旋合于所述连结部件。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，
所述正极是长条的带状的正极片，
所述负极是长条的带状的负极片，
所述电极体是使所述正极片和所述负极片之间隔着隔离件层叠来以与片长边方向正交的卷绕轴为中心卷绕的卷绕电极体，
这里，所述正极片、所述负极片以及所述隔离件的层叠面从所述卷绕轴方向的两端对所述电极体的外部敞开。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，
所述通气性膜由从由聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚以及聚四氟乙烯构成的群中选出的至少一种树脂材料构成。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002280059A (ja) * 2001-03-16 2002-09-27 Nec Tokin Corp 電池及び電気二重層コンデンサ並びにそれらの製造方法
JP2007257942A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2008027741A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Matsushita Battery Industrial Co Ltd 非水電解質二次電池の製造法
JP2010073400A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Toyota Motor Corp 電解液注入方法、及び、電解液注入装置
CN103325989A (zh) * 2012-03-22 2013-09-25 株式会社东芝 电池的制造装置以及电池的制造方法
JP2014116179A (ja) * 2012-12-10 2014-06-26 Toyota Motor Corp 非水電解質二次電池の製造方法
CN104396053A (zh) * 2012-08-28 2015-03-04 日立汽车系统株式会社 方形二次电池
JP2015099658A (ja) * 2013-11-18 2015-05-28 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池
JP2018106816A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 トヨタ自動車株式会社 電池の製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5683938B2 (ja) 2010-12-22 2015-03-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池の製造方法および電解液注入装置
JP6225580B2 (ja) 2013-09-12 2017-11-08 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
KR102295629B1 (ko) 2013-09-12 2021-08-27 가부시키가이샤 지에스 유아사 축전 장치
JP6151431B1 (ja) 2015-07-17 2017-06-21 株式会社東芝 非水電解質電池および電池パック
JP6767210B2 (ja) 2016-09-01 2020-10-14 株式会社東芝 燃料電池発電システム
JP7001430B2 (ja) * 2017-11-06 2022-01-19 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン フィルム外装電池の加圧方法と製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002280059A (ja) * 2001-03-16 2002-09-27 Nec Tokin Corp 電池及び電気二重層コンデンサ並びにそれらの製造方法
JP2007257942A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2008027741A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Matsushita Battery Industrial Co Ltd 非水電解質二次電池の製造法
JP2010073400A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Toyota Motor Corp 電解液注入方法、及び、電解液注入装置
CN103325989A (zh) * 2012-03-22 2013-09-25 株式会社东芝 电池的制造装置以及电池的制造方法
CN104396053A (zh) * 2012-08-28 2015-03-04 日立汽车系统株式会社 方形二次电池
JP2014116179A (ja) * 2012-12-10 2014-06-26 Toyota Motor Corp 非水電解質二次電池の製造方法
JP2015099658A (ja) * 2013-11-18 2015-05-28 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池
JP2018106816A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 トヨタ自動車株式会社 電池の製造方法

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