JP2002151052A - 電池の製造装置および製造方法 - Google Patents
電池の製造装置および製造方法Info
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Abstract
器に電解液を注入するにあたって、電解液をオーバーフ
ローすることなく短時間で効率よく注入でき、かつエア
ー等を確実に脱泡させて電解液の含浸をなし、安定した
品質で信頼性の高い電池性能を得られる電池の製造装置
および製造方法を提供する。 【解決手段】担体物質2を収容し、開口部1bを有する
袋状の融着性シートからなる電池容器1内に電解液を注
入する第1の電解液注液装置において、耐蝕性が高く、
かつ柔軟性に富む素材から成形され、その全長が電池容
器開口端から担体物質の底部までの距離とほぼ等しい第
1の注液ノズル3を具備した。
Description
ートからなる電池容器内に担体物質を収容し、この電池
容器内に電解液を注入する電池の製造装置および製造方
法と、電池容器に注入された電解液を担体物質に含浸さ
せる電池の製造方法に関する。
には、水溶液状電解質を多孔性の担体物質である電極コ
イル部に吸収させたり、あるいはゲル状にして担体物質
である電極コイル部が流動しないように金属缶内に封入
してなる。
缶内に担体物質である電極コイル部を収納し電解液を注
入したあと、開口部を蓋体で閉塞し、大気圧下で蓋体を
金属缶にかしめ、もしくは溶接手段を用いて互いに密着
固定している。
術)の拡大化にともない、該当するほとんど大部分の機
器は小型で軽量化が求められている。そのため、機器の
電源としての二次電池も当然、軽く、薄く、かつ小さい
ものでなければならない。
と、たとえば食品加工業などで多用されているフィルム
で食品を真空パックする技術を電池製造に転用すること
が可能であるかの考えを持つに至った。
電池容器として熱融着性シートである、たとえばアルミ
ラミネートフィルムを用いるのが妥当である。フィルム
を横長の矩形状に形成し、幅方向中央部に上下に亘って
2つ折り線を形成し、左右いずれか一方で、かつ下半分
の部分にプレス加工により突部を形成する。
イル部である担体物質を収容し、かつ上記折れ線に沿っ
て折曲して面合わせをなし、一側辺部と下辺部を加熱融
着して、袋状の電池容器を成形する。
ら電解液を注入して担体物質に含浸させたあと、上記開
口部をシールすることにより、電池製造における所定の
工程が終了する。
にかつ短時間で注入することと、この電解液を担体物質
に確実にかつ短時間で含浸させることである。すなわ
ち、電池容器は担体物質を収容する突部を形成してある
ため、突部上端と開口端との間の面がほとんど密着して
隙間ができ難い。電解液の注液にあたって、開口端を開
放しても突部上端がほとんど密着しているから、電解液
が容易には通過しない。
端の通過量を上回る注液がなされることになるので、開
口部からオーバーフローしてしまう。ごく少量づつ時間
をかけて注液すればその虞れがないが、今度は生産性が
悪くなる。
る注液ノズルで密着する合わせ面を強制的に押し広げ、
この先端ノズル口を突部上端に延出させて注液すること
が考えられる。
挿入量を微妙に調整する必要がある。挿入量が浅いと、
先端ノズル口が突部上端の密着部分に到達しない虞れが
ある。また、挿入量が深いと、先端ノズル口が担体物質
に当接してノズル口が塞がれる虞れがある。
れたとしても、狭くほとんど密閉している突部空間一杯
に担体物質が収容されているので、担体物質に含まれる
エアーやガスなどの気泡が突部から逃げ難く、電解液が
含浸するのに極めて長い時間がかかって生産性が悪い。
気泡を残したまま開口部をシールしてしまうと、当然、
電池性能に悪影響を及ぼす。
れたものであり、その目的とするところは、熱融着性シ
ートで形成される電池容器に電解液を注入するにあたっ
て、電解液をオーバーフローすることなく短時間で効率
よく注入でき、かつエアー等を確実に脱泡させて電解液
の含浸をなし、安定した品質で信頼性の高い電池性能を
得られる電池の製造装置および製造方法を提供しようと
するものである。
請求項1の発明は、担体物質を収容し、開口部を有する
袋状の融着性シートからなる電池容器内に注液ノズルを
用いて電解液を注入する電池の製造装置において、上記
注液ノズルの先端が上記電池容器内の底部近傍まで達す
るようにしたことを特徴とする。
は、担体物質を収容し、開口部を有する袋状の融着性シ
ートからなる電池容器内に注液ノズルを用いて電解液を
注入する電池の製造装置において、上記注液ノズルは、
電池容器を形成する熱融着性シートよりも剛性の大なる
素材であるとともに、断面が扁平状に形成されているこ
とを特徴とする。
は、担体物質を収容し、開口部を有する袋状の融着性シ
ートからなる電池容器内に注液ノズルを用いて電解液を
注入する電池の製造装置において、上記注液ノズルは、
その先端部が担体物質の底部近傍まで挿入可能に設けら
れており、上記電池容器内に進退可能に設けられたエア
ー抜きノズルを具備したことを特徴とする。
は、担体物質を収容し、開口部を有する袋状の融着性シ
ートからなる電池容器内に注液ノズルを用いて電解液を
注入する電池の製造方法において、上記注液ノズルの先
端部を上記電池容器の底部近傍まで挿入し、電解液を注
入することを特徴とする。
は、担体物質を収容し、開口部を有する袋状の融着性シ
ートからなる電池容器をチャンバ内に収容して所定の圧
力まで減圧する減圧工程と、この減圧工程により減圧さ
れた状態を保持する低圧保持工程と、チャンバ内を大気
圧に開放する大気圧工程とを、順次繰り返すことを特徴
とする。
ことにより、請求項1ないし請求項5の発明によれば、
熱融着性シートで形成される電池容器に電解液を注入す
るにあたって、電解液をオーバーフローすることなく短
時間で効率よく注入でき、電池容器内に注入された電解
液に含まれるエアー等を確実に脱泡させて電解液の含浸
をなす。
にもとづいて説明する。図1(A)(B)(C)は、第
1の実施の形態を示していて、図1(A)は電池容器1
に対する第1の注液装置を構成する第1の注液ノズル3
の一部省略した斜視図、図1(B)は第1の注液ノズル
3から電解液を電池容器1内に注入する状態の斜視図、
図1(C)は図1(B)の概略の断面図である。
は、熱融着シートであるたとえばアルミラミネートフィ
ルムにより形成されている。フィルムを横長の矩形状に
切断し、幅方向中央部において左右に折り曲げたあと、
一側辺部と下辺部とを貼り合わせて袋状の電池容器1を
製造している。フィルムの左右いずれか一方の下側部に
は、扁平状をなす多孔の電極コイル部である担体物質2
を収容するための突部1aがプレス加工等により形成さ
れている。
ているが、この突部1a上端から開口部1bまでは両面
がほとんど面合わせ状態になって隙間が形成され難い。
3と、この注液ノズル3を取付けたシリンダ部(図示し
ない)と、このシリンダ部と配管4を介して連通される
電解液貯溜タンク5と、上記配管4の中途部に設けられ
る供給ポンプ6および、この供給ポンプ6を電気的に制
御する制御装置7などから構成される。
直接取付けられる口金部3aと、この口金部と一体に連
設されるノズル部3bとから構成される。注液ノズル3
全体として、耐蝕性が高く、かつ柔軟性に富む素材、た
とえばテフロン(登録商標)樹脂材から成形されてい
る。
ズル部3bの全長は、少なくとも電池容器開口部1bか
ら突部1aに収容される担体物質2の底部近傍までの距
離とほぼ等しく設定される。好ましくは、ノズル部3b
の全長を上記距離よりもある程度長く形成するとよい。
液にあたって、何らかの手段で電池容器1の開口部の両
端部を内側に押圧付勢する。したがって、少なくとも電
池容器1上端の開口部1b合わせ面は互いに外側に湾曲
変形して膨出し、開口部1bの面積が拡大する。
で第1の注液ノズル3のノズル部3bを挿入すれば、ノ
ズル部3b先端が電池容器1内面に引っ掛ることがな
く、円滑に挿入できる。さらにノズル部3bを挿入し
て、口金部3a先端が容器開口端に位置したら停止す
る。このとき、ノズル部3bの長さの設定から、この先
端が担体物質2の底部近傍に延出することになる。
を拡大しても、担体物質2を収容する突部1a上端の合
わせ面は互いに離間し難く、ほとんど密着した状態で隙
間が形成され難い。
ズル3におけるノズル部3bは、その素材の特性から柔
軟に対応し、突部1a上端の密着部分を円滑に挿入す
る。また、このとき、ノズル部3b先端が担体物質2に
接触したとしても、ノズル部3bは柔軟性に優れている
ことが特徴であるから、担体物質2を傷付ける虞れはな
い。
してから、電解液を電池容器1内に注入する。ノズル部
3bの先端が担体物質2の底部近傍に位置しているの
で、電解液は担体物質2を収容する突部1aに直接注入
されて、この底部から溜まりはじめ徐々に液面が上昇す
る。
部分が存在するが、ノズル部3bはこの部位を挿通して
いるので、電解液は少しの障害もなく円滑に通過し、注
液時間が短くてすむ。
おける注液方法を示している。ここでは、第2の電解液
注液装置を構成する第2の注液ノズル13のみ相違し、
電池容器1の構成は全く同一であるので説明は省略す
る。
を形成する熱融着性シートよりも剛性の大なる素材が採
用され、かつ断面が扁平状に形成される。すなわち、注
液ノズル13の断面形状は、長辺部aと短辺部bとを有
している。
の両端部を内側に押圧付勢し、開口部1b面積を拡大し
たうえで第2の注液ノズル13を挿入する。上記第2の
注液ノズル13を容器開口部1bから挿入する際は、図
2(A)に示すように、断面扁平状の注液ノズル13の
長辺部aを開口部1bの合わせ面に沿わせて挿入する。
短辺部bの長さよりもわずかに大にしただけで、注液ノ
ズル13を開口部1bに円滑に挿入できる。注液ノズル
13先端が突部1a上端を通過する際も、注液ノズル1
3の姿勢を変更しない。
れたら、図2(B)に示すように、注液ノズル13を9
0度回動して、長辺部bを開口部1bの合わせ面とは直
交する方向に姿勢変更する。開口部1bは勿論、突部1
a上端の合わせ面相互間の間隙が強制的に拡大する。
を注入する。第2の注液ノズル13は先端が突部1a内
に位置しているので、電解液は突部1a内に直接注液さ
れ、担体物質2に効率よく浸透する。
含まれていたエアーやガスなどの気泡が抜け出る。これ
ら気泡は、第2の注液ノズル13によって突部1a上端
に強制的に形成されている隙間を通過し、開口部1bか
ら放出される。このことから、電解液が担体物質2に充
分に含浸する。
おける注液方法を示している。ここでは、第3の電解液
注液装置が相違し、電池容器1の構成は全く同一である
ので説明は省略する。
注液ノズル23Aおよびエアー抜きノズル23Bとを備
えている。上記第3の注液ノズル23Aは図示しないシ
リンダ部に取付けられ、上下動可能に構成されている。
の注液ノズルと同様に、配管4を介して電解液貯溜タン
ク5が接続されており、配管4の中途部には制御装置7
により制御される供給ポンプ6が設けられている。
全長は、少なくとも電池容器1の開口端1bから担体物
質2の底部近傍までの距離とほぼ等しく形成される。ま
た、上記エアー抜きノズル23Bのノズル部の全長は、
少なくとも電池容器1の開口端1bから担体物質2の上
端部近傍までの距離とほぼ等しく形成される。
プ24と配管25を介して連通している。上記配管25
の中途部には密封された電解液用トラップTが設けら
れ、エアーもしくはガスに含まれる電解液滴を分離して
集溜するようになっている。
開口部1bの両端部を内側に押圧付勢し、開口部1b面
積を拡大したうえで、第3の注液ノズル23Aとエアー
抜きノズル23Bを、図3(B)に示すように、電池容
器1の開口部1bから挿入する。
ノズル23Aの先端は担体物質2の底部近傍に達し、エ
アー抜きノズル23Bの先端は担体物質2の上端部近傍
に位置する。
電池容器1内に電解液を注入する。ノズル先端が担体物
質2の底部近傍に位置しているので、電解液は突部1a
内に直接供給され、徐々に液面が上昇する。
部分が存在するが、電解液は注液ノズル23Aから直接
突部内に供給されるので、電池容器1内への注液時間が
短くてすむ。
エアー抜きノズル23Bで吸引作用をなす。電解液の注
入にともなって担体物質2に含まれていたエアーやガス
などの気泡が担体物質2から抜け出て、突部1a上端に
位置した途端、エアー抜きノズル23Bによる吸引作用
によって効率よく排出され、電解液が担体物質2に短時
間で充分に含浸する。
示す。図4(A)は電解液含浸装置の概略の構成図、図
4(B)は含浸方法の工程図である。電解液含浸装置と
して、真空チャンバ33が備えられていて、この内部
に、上述したいずれかの電解液注液装置により電解液を
注入した電池容器1を、複数収容可能である。
と配管35を介して連通するとともに、大気に開放され
る導入管36が接続されている。この導入管36には、
図示しない開閉バルブが設けられていて、真空チャンバ
33内を大気圧下に開放自在である。
の含浸方法は、以下に述べるようになる。すなわち、電
解液が注入された電池容器1を真空チャンバ33内に収
容し、導入管36に接続する開閉バルブを閉成し、真空
ポンプ34を駆動してチャンバ33内を所定の圧力まで
降下させる減圧工程をなす。
ャンバ33内を所定の低圧状態で所定時間保持する低圧
保持工程をなす。これら減圧工程および低圧保持工程に
より、担体物質2および電解液に含まれているエアーや
ガスなどが脱気される。
たあと、真空ポンプ34を停止し、かつ開閉バルブを開
放して導入管36を介し真空チャンバ33内を大気圧下
に開放する大気圧工程をなす。
で、上記真空チャンバ33内の真空度が所定値まで低下
する。このタイミングをとって開閉バルブを閉成すると
ともに真空ポンプ34を駆動して、再び減圧工程をな
す。所定の真空度に到達したら低圧保持工程に変更し、
さらに所定時間経過後は大気圧工程をなす。
り、担体物質2からの脱泡を確実になし、担体物質2に
対する電解液の含浸が充分となり、安定した品質で信頼
性の高い電池性能が得られる。
融着性シートで形成される電池容器に対して電解液をオ
ーバーフローすることなく短時間で効率よく注入でき、
かつエアー等を確実に脱泡させて電解液の含浸をなし、
安定した品質で信頼性の高い電池性能を得られるという
効果を奏する。
装置の構成と、電解液注入方法を説明する図。
装置の構成と、電解液注入方法を説明する図。
装置の構成と、電解液注入方法を説明する図。
構成と、電解液の含浸方法を説明する図。
Claims (5)
- 【請求項1】担体物質を収容し、開口部を有する袋状の
融着性シートからなる電池容器内に注液ノズルを用いて
電解液を注入する電池の製造装置において、 上記注液ノズルの先端が上記電池容器内の底部近傍まで
達するようにしたことを特徴とする電池の製造装置。 - 【請求項2】担体物質を収容し、開口部を有する袋状の
融着性シートからなる電池容器内に注液ノズルを用いて
電解液を注入する電池の製造装置において、 上記注液ノズルは、電池容器を形成する熱融着性シート
よりも剛性の大なる素材であるとともに、断面が扁平状
に形成されていることを特徴とする電池の製造装置。 - 【請求項3】担体物質を収容し、開口部を有する袋状の
融着性シートからなる電池容器内に注液ノズルを用いて
電解液を注入する電池の製造装置において、 上記注液ノズルは、その先端部が担体物質の底部近傍ま
で挿入可能に設けられており、 上記電池容器内に進退可能に設けられたエアー抜きノズ
ルを具備したことを特徴とする電池の製造装置。 - 【請求項4】担体物質を収容し、開口部を有する袋状の
融着性シートからなる電池容器内に注液ノズルを用いて
電解液を注入する電池の製造方法において、 上記注液ノズルの先端部を上記電池容器の底部近傍まで
挿入し、電解液を注入することを特徴とする電池の製造
方法。 - 【請求項5】担体物質を収容し、開口部を有する袋状の
融着性シートからなる電池容器をチャンバ内に収容して
所定の圧力まで減圧する減圧工程と、 この減圧工程により減圧された状態を保持する低圧保持
工程と、 チャンバ内を大気圧に開放する大気圧工程とを、順次繰
り返すことを特徴とする電池の製造方法。
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JP4295908B2 (ja) | 2009-07-15 |
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