JP2006202560A - 密閉型電池の製造方法、及び、気密検査装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 安全弁を有する密閉型電池において、極微小な気密不良部分を有するものをも排除し、気密信頼性の高いものを製造できる密閉型電池の製造方法、及び、気密検査装置を提供すること。
【構成】 密閉型電池１００の製造方法は、安全弁１０５を含む所定部位を弁・注入口包囲部材３００で気密に包囲し、安全弁１０５に内側から掛かる電池内圧と、安全弁１０７に外側から掛かる弁部外圧との圧力差を零としつつ、電池ケース１０１内に気体を圧入して電池内圧を上昇させると共に弁部外圧も上昇させた状態で、電池外部に漏れ出る気体の有無を検知して、密閉型電池１００の気密性を検査する気密検査工程を備える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、密閉型電池の製造方法、及び、密閉型電池の気密性を検査する気密検査装置に関し、特に、電池内外の圧力差が所定の作動圧を超えると作動する安全弁が設けられた密閉型電池の製造方法、及び、このような密閉型電池の気密性を検査する気密検査装置に関する。

密閉型電池において、その気密性を保つことは、電池の保存特性や安全性の観点から極めて重要である。密閉型電池の気密性が十分に確保されていないと、長期間経過したときに電解液が電池外部に漏れ出し、所定の放電容量を確保できないおそれがある。また、密閉型電池を機器に装着した状態で電解液が電池外部に漏れ出すと、機器に変色や腐食を引き起こすおそれがある。また、密閉型電池がリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池の場合、その気密性が十分に確保されていないと、電解液が電池外部に漏れ出し、サイクル寿命特性に大きな影響を及ぼすおそれがある。従って、電解液の漏洩を防止し、電池性能を長期にわたって維持するために、密閉型電池の気密性を検査し、気密不良品を排除する必要がある。

密閉型電池の気密性を検査する方法として、従来より様々な方法が提案されている。例えば特許文献１〜４に、そのような気密性検査方法が開示されている。
即ち、特許文献１で開示された気密性検査方法は、まず、電池ケース内を減圧した状態とする。そして、電池ケースの接合部など気密不良を生じやすい部分に、電池外部から水素ガスを吹き付け、気密不良部分から電池ケース内に流入する水素ガスを、水素ガス検知センサで検知することで、密閉型電池の気密性を検査している（特許文献１の実施例等を参照）。

特許文献２で開示された気密検査方法は、基準電池（良品）と比較電池（検査対象品）とをそれぞれ別のチャンバ内に収容し、これらのチャンバ内を同様に加圧または減圧する。そして、チャンバ間の圧力差を時間を追って測定することで、密閉型電池の気密性を検査している（特許文献２の課題を解決するための手段等を参照）。具体的に説明すると、各チャンバ内を同様に加圧した場合、比較電池に微小孔等の気密不良部分があれば、電池外部の空気がこの気密不良部分を通じて電池ケース内に徐々に流入するため、このチャンバ内の圧力が徐々に下降する。一方、基準電池のチャンバ内の圧力は基本的に変化しない。従って、チャンバ間の圧力差が大きく生じれば、比較電池が気密不良品であることが判る。また、各チャンバ内を同様に減圧した場合、比較電池に微小孔等の気密不良部分があれば、電池ケース内の気体や電解液がこの気密不良部分を通じて電池外部に漏れ出すので、このチャンバ内の圧力が徐々に上昇する。一方、基準電池のチャンバ内の圧力は基本的に変化しない。従って、この場合もチャンバ間の圧力差が大きく生じれば、比較電池が気密不良品であることが判る。

特許文献３で開示された気密検査方法は、密閉型電池をチャンバ内に収容し、チャンバ内の圧力を電池ケース内の圧力と異なる圧力に調整して、チャンバ内の圧力を測定する。更に、所定時間が経過した後、再びチャンバ内の圧力を測定する。そして、最初に測定したチャンバ内の圧力と所定時間経過後に測定したチャンバ内の圧力との圧力差に基づいて、密閉型電池の気密性の良否を判断している（特許文献３の特許請求の範囲等を参照）。密閉型電池に気密不良部分があれば、チャンバ内の圧力が時間の経過と共に変化し、上記の圧力差が大きく生じるため、密閉型電池が気密不良品であることが判る。

特許文献４で開示された気密検査方法は、密閉型電池をチャンバ内に収容し、チャンバ内を加圧する。その後今度は、チャンバ内を減圧する。そして、電池の寸法を測定し規格寸法と比較することで、密閉型電池の気密性を検査している（特許文献４の特許請求の範囲等を参照）。具体的には、最初にチャンバ内を加圧したときに、密閉型電池に気密不良部分があると、チャンバ内のガスがこの気密不良部分を通じて電池ケース内に流通する。その後、チャンバ内を減圧すると、密閉型電池が大きく膨張する。従って、電池の寸法を測定し規格寸法と比較することで、密閉型電池が気密不良品であることが判る。

特開平５−１３０５５号公報 特開２００２−２０８４４５号公報 特開２００２−２３１２３２号公報 特開２００４−１５２７３２号公報

特許文献１〜４で開示された気密検査方法は、いずれも有効な検査方法と思われる。しかしながら、極微小な気密不良部分の存在までも検知可能にするには、電池ケースに内側から掛かる電池内圧と外側から掛かる電池外圧との圧力差を相当大きくする必要がある。
ところが、電池ケースに安全弁が設けられた密閉型電池では、電池内圧と電池外圧との圧力差が所定の作動圧を超えると、その圧力差を解放すべく安全弁が作動してしまう。従って、電池ケース内外の圧力差を大きくして検査を行うことができない。このため、極微小な気密不良部分を有する密閉型電池を気密検査によって排除できないことがある。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、安全弁を有する密閉型電池において、極微小な気密不良部分を有する密閉型電池をも排除し、気密信頼性の高い密閉型電池を製造できる密閉型電池の製造方法、及び、安全弁を有する密閉型電池に対して、極微小な気密不良部分をも検知できる気密検査装置を提供することを目的とする。

その解決手段は、電池ケースと、この電池ケースに設けられ、この電池ケースに内側から掛かる電池内圧と外側から掛かる電池外圧との圧力差が所定の作動圧を超えると作動する安全弁と、を備える密閉型電池の製造方法であって、前記電池ケースの外周のうち、前記安全弁を含む所定部位を、弁包囲部材で気密に包囲し、前記安全弁に内側から掛かる前記電池内圧と、前記安全弁に外側から掛かる弁部外圧との圧力差を、前記作動圧以下としつつ、前記電池ケース内に気体を圧入して前記電池内圧を上昇させると共に、前記弁包囲部材内にも前記気体を圧入して前記弁部外圧を上昇させた状態で、電池外部に漏れ出る前記気体の有無を検知して、前記密閉型電池の気密性を検査する気密検査工程を備える密閉型電池の製造方法。

前述したように、安全弁を有する密閉型電池では、安全弁作動の危険性から、電池ケース内外の圧力差を大きくして検査を行うことができなかった。このため、例えば５〜１０μｍ程度のピンホールなど、極微小な気密不良部分を有する密閉型電池を気密検査によって排除することが困難であった。
これに対し、本発明では、電池ケースの外周のうち、安全弁を含む所定部位を、弁包囲部材で気密に包囲する。そして、安全弁に内側から掛かる電池内圧と安全弁に外側から掛かる弁部外圧との圧力差を安全弁の作動圧以下としつつ、電池ケース内に気体を圧入して電池内圧を上昇させると共に、弁包囲部材内にも気体を圧入して弁部外圧を上昇させて、密閉型電池の気密性を検査する。このように電池ケース内の電池内圧を上昇させると共に弁包囲部材内の弁部外圧も上昇させることで、安全弁に作動圧を超える圧力差が生じず、検査中に安全弁が作動しないので、電池内圧を高くして気密検査を行うことができる。従って、密閉型電池が安全弁を有するにも拘わらず、電池内圧を上げることにより、極微小な気密不良部分の存在までも検知できるようになり、極微小な気密不良部分を有する密閉型電池をも排除し、気密信頼性の高い密閉型電池を製造できる。また、電池内圧を上げることで、比較的短い時間内（例えば１分以内）でも正確に気密検査を行うことができるので、密閉型電池の生産性を向上させることも可能となる。

なお、ハイブリットカーや電気自動車の動力源として利用される密閉型電池の製造方法に対し、本発明を適用することが特に好ましい。
ハイブリットカーや電気自動車用の密閉型電池は、携帯電話や家電製品などに利用される密閉型電池に比して、過酷な条件下で長期（例えば２０年以上）にわたり電解液漏れが発生しないことを保証しなければならない。気密不良部分が極微小な密閉型電池でも、長年使用され続けると、この気密不良部分から少しずつ電解液が気化し、電池内部の電解液が減り、電池性能が落ちてしまうおそれがある。このため、極微小な気密不良部分を有する密閉型電池をも排除する必要があるからである。

更に、上記の密閉型電池の製造方法であって、前記安全弁は、不可逆的に作動する不可逆的安全弁である密閉型電池の製造方法とすると良い。

電池ケース内外の圧力差を一旦解放したら元の状態には戻り得ない不可逆的安全弁を有する密閉型電池では、安全弁が作動すると、もはや電池が使用できなくなる。このため、従来の方法では、安全弁の作動危険性を考慮して、安全弁の作動圧よりも十分に低い圧力差でしか検査できなかった。例えば、安全弁の作動圧が０．５ＭＰａである場合、圧力差を０．２ＭＰａ程度に抑える必要があった。このため、不可逆的安全弁を有する密閉型電池では、特に、極微小な気密不良部分を有するものを気密検査によって排除できなかった。このような理由から、不可逆的安全弁を有する密閉型電池に対し、前述の気密検査工程を行うことは特に有効であり、気密信頼性の高い密閉型電池を製造できる。

更に、上記のいずれかに記載の密閉型電池の製造方法であって、前記電池ケースは、自身の内部と電池外部との間を連通する連通孔であって、気密に封止される連通孔を有し、前記気密検査工程は、前記連通孔を封止する前に行い、前記連通孔を通じて、前記電池ケース内に前記気体を圧入する密閉型電池の製造方法とすると良い。

電池ケースにその内外を貫通する連通孔を有する密閉型電池では、この連通孔を通じて、電池ケース内に気体を圧入できるので、容易に電池内圧を上昇させることができる。
なお、この連通孔は電解液注入口を兼ねているのが好ましい。気密検査用に別途連通孔を設ける必要がないからである。また、連通孔は、気密検査工程後、電池完成前の適宜の時期に、気密に封止すればよい。

更に、上記のいずれかに記載の密閉型電池の製造方法であって、前記気密検査工程は、前記電池内圧と前記弁部外圧との前記圧力差を零として行う密閉型電池の製造方法とすると良い。

安全弁は、原則として作動圧を超えなければ作動しないが、作動危険性を考慮すれば、安全弁に掛かる内外の圧力差は低い方が好ましい。
本発明では、電池内圧と弁部外圧との圧力差を零として気密検査を行う。このため、安全弁に掛かる内外の圧力差が零になるので、気密検査中に安全弁が作動する危険性を最も低減できる。

更に、上記の密閉型電池の製造方法であって、前記気密検査工程は、前記電池ケース内と前記弁包囲部材内との間を前記気体が流通可能に連通した状態で行う密閉型電池の製造方法とすると良い。

本発明によれば、電池ケース内と弁包囲部材内との間を気体が流通可能に連通した状態で気密検査を行う。このようにすることで、電池内部と弁包囲部材内とに同じ圧力を保ちつつ気体が圧入されるので、容易に安全弁の内外の圧力差、つまり、電池内圧と弁部外圧との圧力差を零として気密検査を行うことができる。これにより、気密検査中に安全弁が作動する危険性を最も低減できる。

更に、上記のいずれかに記載の密閉型電池の製造方法であって、前記気密検査工程は、前記密閉型電池を液中に没入させて、電池外部に漏れ出る前記気体を泡として可視化して前記気体の漏出の有無を検知する密閉型電池の製造方法とすると良い。

本発明によれば、密閉型電池を液中に没入させて、電池外部に漏れ出る気体を泡として可視化して気体漏出の有無を検知する。このようにすることで、密閉型電池に気密不良部分があったときは、その部分から気体が泡として発生するため、検査者は、気密不良部分の存否を容易かつ確実に判断できる。また、泡の発生位置を見ることで、気密不良部分の特定も容易にできる利点がある。

或いは、上記のいずれかに記載の密閉型電池の製造方法であって、前記気密検査工程は、前記気体として特定種類のガスを使用し、このガスを検出可能なガス検知器を電池外部に配置して、このガス検知器により電池外部に漏れ出る前記ガスの有無を検知する密閉型電池の製造方法とすると良い。

本発明によれば、電池ケース内等に圧入する気体として特定種類のガスを使用し、このガスを検出可能なガス検知器により、電池外部に漏れ出るガスの有無を検知する。このように特定種類のガスとガス検知器を利用することによっても、容易に密閉型電池の気密性を検査できる。しかも、前述の液中に没入させて検査する場合と異なり、密閉型電池に液が付かないため、検査後に液を拭き取るなど液を除去する手間が掛からない。
なお、特定種類のガスとしては、ガス検知器によって検知可能なガスであればよいが、例えば水素やヘリウム、窒素などを利用できる。

更に、上記のいずれかに記載の密閉型電池の製造方法であって、前記気密検査工程は、前記密閉型電池の外周のうち、前記弁包囲部材で気密に包囲した前記所定部位以外の部分に掛かる前記電池外圧を、大気圧より減圧した環境下で行う密閉型電池の製造方法とすると良い。

気密検査工程は、大気圧下で行うことができる。しかし、極微小な気密不良部分の存否をより確実に検知するためには、電池ケースに内側から掛かる電池内圧と、電池ケースに外側から掛かる電池外圧との圧力差をできる限り大きくし、気密不良部分から電池外部に気体が漏れ出やすくするのが好ましい。
本発明では、密閉型電池の外周のうち、弁包囲部材で気密に包囲した所定部位以外の部分に掛かる電池外圧を、大気圧より減圧した環境下で気密検査を行う。このように電池外圧を小さくすれば、電池内圧との圧力差が大きくなるので、それだけ気密不良部分から電池外部に気体が漏れ出やすくなる。従って、より確実に気密不良部分の存否を検知できるようになる。

更に、上記のいずれかに記載の密閉型電池の製造方法であって、前記気密検査工程は、前記電池内圧を上昇させたときの前記電池ケースの膨張を抑制可能に、前記電池ケースの外形を拘束した状態で行う密閉型電池の製造方法とすると良い。

電池ケース内に気体を圧入して電池内圧を上昇させると、通常、電池ケースは膨張する。これに対し、本発明では、電池ケースの膨張を抑制可能にその外形を拘束した状態で気密検査を行う。このように拘束することで、電池ケースの変形を抑制し、変形やこれに伴って電池ケース等に亀裂、その他の不具合が生じることを未然に防止できる。

また、他の解決手段は、電池ケースと、この電池ケースに設けられ、この電池ケースに内側から掛かる電池内圧と外側から掛かる電池外圧との圧力差が所定の作動圧を超えると作動する安全弁と、を備える密閉型電池の気密性を検査する気密検査装置であって、前記電池ケースの外周のうち、前記安全弁を含む所定部位を、気密に包囲する弁包囲部材と、前記電池ケース内に気体を圧入して前記電池内圧を上昇させると共に、前記弁包囲部材内に前記気体を圧入して前記弁部外圧を上昇させる圧力付与手段と、電気外部へ漏れ出る前記気体の有無を検知する検知手段、または、電池外部へ漏れ出る前記気体の有無を検知可能とする検知可能化手段と、を備え、前記弁包囲部材及び前記圧力付与手段の少なくともいずれかは、前記安全弁に内側から掛かる前記電池内圧と、前記安全弁に外側から掛かる弁部外圧との圧力差を、前記作動圧以下とする圧力差低減手段を有する気密検査装置である。

本発明の気密検査装置は、弁包囲部材を有するため、電池ケースの外周のうち、安全弁を含む所定部位を、気密に包囲できる。また、圧力付与手段により、電池ケース内に気体を圧入して電池内圧を上昇させると共に、弁包囲部材内に気体を圧入して弁部外圧を上昇させることができる。更に、圧力差低減手段を有するため、電池内圧と弁部外圧との圧力差を作動圧以下に保つことができる。その上で、検知手段または検知可能化手段により、密閉型電池の気密性を検査できる。このように電池ケース内の電池内圧を上昇させると共に弁包囲部材内の弁部外圧も上昇させることで、安全弁に作動圧を超える圧力差が生じず、検査中に安全弁が作動しないので、電池内圧を高くして検査を行うことができる。従って、この気密検査装置によれば、安全弁を有する密閉型電池であっても、電池内圧を上げることができ、極微小な気密不良部分の存否までも検知できる。また、電池内圧を上げることで、比較的短い時間内（例えば１分以内）で正確に気密検査を行うことも可能になる。

更に、上記のいずれかに記載の気密検査装置であって、前記圧力差低減手段は、前記電池ケース内と前記弁包囲部材内との間を前記気体が流通可能に連通する気体連通路である気密検査装置とすると良い。

本発明の気密検査装置は、圧力差低減手段として、電池ケース内と弁包囲部材内との間を気体が流通可能に連通する気体連通路を有する。このため、電池内部と弁包囲部材内とに同じ圧力を保ちつつ気体を圧入できるので、容易に電池内圧と弁部外圧との圧力差を零として気密検査を行うことができる。これにより、気密検査中に安全弁が作動する危険性を最も低減できる。

更に、上記のいずれかに記載の気密検査装置であって、前記検知可能化手段は、前記密閉型電池を液中に没入させて、電池外部に漏れ出る前記気体を泡として可視化する液槽である気密検査装置とすると良い。

本発明によれば、検知可能化手段は、密閉型電池を液中に没入させて、電池外部に漏れ出る気体を泡として可視化する液槽である。このような液槽を利用することで、密閉型電池に気密不良部分があったときは、その部分から気体が泡として発生するため、検査者は、気密不良部分の存否を容易かつ確実に判断できる。また、泡の発生位置を見ることで、気密不良部分の特定も容易にできる利点がある。

或いは、上記のいずれかに記載の気密検査装置であって、前記圧力付与手段は、前記気体として特定種類のガスを、前記電池ケース内及び前記弁包囲部材内に圧入する特定ガス圧力付与手段であり、前記検知手段は、電池外部に配置して、電池外部に漏れ出る前記ガスを検知可能なガス検知器である気密検査装置とすると良い。

本発明によれば、圧力付与手段は、気体として特定種類のガスを、電池ケース内及び弁包囲部材内に圧入する特定ガス圧力付与手段である。また、検知手段は、電池外部に配置して、電池外部に漏れ出る特定種類のガスを検知可能なガス検知器である。このような特定ガス圧力付与手段及びガス検知器を有することにより、電池外部に漏れ出るガスの有無を検知できるので、容易に密閉型電池の気密性を検査できる。しかも、液槽を利用して検査する場合と異なり、密閉型電池に液が付かないため、検査後に液を拭き取るなど液を除去する手間が掛からない。

更に、上記のいずれかに記載の気密検査装置であって、前記密閉型電池の外周のうち、前記弁包囲部材で気密に包囲した前記所定部位以外の部分に掛かる前記電池外圧を、大気圧より減圧した状態とする減圧手段を備える気密検査装置とすると良い。

本発明の気密検査装置は、密閉型電池の外周のうち、弁包囲部材で気密に包囲した所定部位以外の部分に掛かる電池外圧を、大気圧より減圧した状態とする減圧手段を備える。このため、気密検査の際、電池外圧を小さくし、電池内圧との圧力差を大きくできるので、それだけ気密不良部分から電池外部に気体が漏れ出やすくなる。従って、より確実に気密不良部分の存否を検知できるようになる。

更に、上記のいずれかに記載の気密検査装置であって、前記電池内圧を上昇させたときの前記電池ケースの膨張を抑制可能に、前記電池ケースの外形を拘束する拘束手段を備える気密検査装置とすると良い。

本発明の気密検査装置は、電池内圧を上昇させたときの電池ケースの膨張を抑制可能に、電池ケースの外形を拘束する拘束手段を備える。このような拘束手段により電池ケースの外形を拘束して気密検査を行えば、電池ケースの変形を抑制できるので、変形やこれに伴って電池ケース等に亀裂、その他の不具合が生じることを未然に防止できる。

（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施形態に係る密閉型電池１００を示す。この密閉型電池１００は、ハイブリットカーや電気自動車の動力源として利用される非水系の二次電池である。このような用途の密閉型電池１００は、携帯電話や家電製品などに利用される密閉型電池に比して、過酷な条件下で長期（例えば２０年以上）にわたり電解液漏れが発生しないことを保証しなければならない。気密不良部分が極微小でも、長年使用され続けると、この気密不良部分から少しずつ電解液が気化し、電池内部の電解液が減り、電池性能が落ちてしまうおそれがある。このため、極微小な気密不良部分を有する密閉型電池１００をも排除する必要がある。

密閉型電池１００は、略直方体形状をなす角型電池である。密閉型電池１００は、電池ケース１０１、電池ケース１０１内に収容された電池要素（図示しない）、電池要素の正極と電気的に接続し、外部との電気的接続に利用される正極端子１１１、電気要素の負極と電気的に接続し、外部との電池的接続に利用される負極端子１１３等から構成され、電池ケース１０１内には、非水系の電解液が充填・封止されている。

このうち、電池ケース１０１は、電池要素を収容する容器本体１０２と、この容器本体１０２を封口する蓋体１０３とからなる。容器本体１０２と蓋体１０３とは、共に金属によって形成されている。容器本体１０２は、外形が直方体形状をなし、平板状で長方形状の底部１０２ａと、平板状で長方形状をなし、底部１０２ａの周縁からそれぞれ底部１０２ａに対して垂直に延びる４つの側壁部１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅとから構成されている。一方、蓋体１０３は、概略板形状をなす。そして、容器本体１０２と蓋体１０３とは、容器本体１０２の各側壁部１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅと蓋体１０３とを互いに突き合わせた状態で溶接され、全周にわたって溶接部１０１ｙを形成して接合されている。

電池ケース１０１の蓋体１０３の略中央の所定位置には、安全弁１０５が設けられている。この安全弁１０５は、電池ケース１０１内外の圧力差を一旦解放したら元の状態には戻り得ない不可逆的安全弁である。この不可逆的安全弁１０５は、作動圧が０．５ＭＰａである。
また、蓋体１０３には、電池ケース１０１の内外を貫通し、電解液を電池ケース１０１内に注入する際に利用される電解液注入口（連通孔）１０７が所定の位置に形成されている。この電解液注入口１０７には、雌ねじが形成されており、ボルト１０９を螺入することにより、気密に封止されている。
更に、蓋体１０３には、シールナット１１５を利用して、正極端子１１１と負極端子１１３がそれぞれ所定位置に固設されている。

このような密閉型電池１００では、その製造時に、ピンホールや亀裂などの気密不良部分が出来ることがある。特に、電池ケース１０１の容器本体１０２と蓋体１０３との溶接部１１１ｙや、正極端子１１１及び負極端子１１３の固設部分に、気密不良部分が出来やすい傾向がある。

次いで、本実施形態１に係る気密検査装置７００について、図２〜図５を参照しつつ説明する。この気密検査装置７００は、図５に示すように、拘束治具（拘束手段）２００と、気体チューブ３１０と、弁・注入口包囲部材３００と、液槽（検知可能化手段）４００と、加圧装置（圧力付与手段）５００と、減圧装置（減圧手段）６００とを有する。

このうち、拘束治具２００は、密閉型電池１００の電池ケース１０１の外形を拘束して、電池内圧を上昇させたときの電池ケース１０１の膨張を抑制するものである（図２及び図３参照）。拘束治具２００は、膨張抑制固定部材２０１と、この膨張抑制固定部材２０１に対して可動とされた膨張抑制可動部材２０５とを有する。

詳細には、膨張抑制固定部材２０１は、略板状をなす膨張抑制固定板２０２と、この膨張抑制固定板２０２の下端に接合され、略板状をなす電池載置板２０３とを有する。膨張抑制固定板２０２は、密閉型電池１００の電池ケース１０１のうち、容器本体１０２の一方の幅広な側面部１０２ｂの膨らみを抑制する膨張抑制面２０２ａを有する。この膨張抑制面２０２ａは、膨張抑制可動部材２０５を図３中、矢印の方向に移動させて、密閉型電池１００を膨張抑制固定板２０２に押し付けたときに、容器本体１０２の側面部１０２ｂと面同士で当接する。更に詳しくは、膨張抑制固定板２０２の膨張抑制面２０２ａは、側面部１０２ｂのうち、溶接部１０１ｙに近い上方の一部分を除き、側面部１０２ｂのほぼ全面と面同士で当接する。一方、電池載置板２０３上には、密閉型電池１００が載置され、電池載置板２０３の上面２０３ａと容器本体１０２の底部１０２ａとが全面にわたって当接する。

膨張抑制可動部材２０５は、略板状をなす膨張抑制可動板２０６と、この膨張抑制可動板２０６の略中央に接合され、棒状をなす棒状部材２０７とを有する。膨張抑制可動板２０６は、密閉型電池１００の電池ケース１０１のうち、容器本体１０２のもう一方の幅広な側面部１０２ｃの膨らみを抑制する膨張抑制面２０６ａを有する。この膨張抑制面２０６ａは、膨張抑制可動部材２０５を図３中、矢印の方向に移動させて、密閉型電池１００を膨張抑制固定板２０２に押し付けたときに、容器本体１０２の側面部１０２ｃと面同士で当接する。更に詳しくは、膨張抑制可動板２０６の膨張抑制面２０６ａは、側面部１０２ｃのうち、溶接部１０１ｙに近い上方の一部分を除き、側面部１０２ｃのほぼ全面と面同士で当接する。一方、棒状部材２０７には、膨張抑制可動板２０６を移動及びその状態で固定を行う公知の移動固定機構（図示しない。例えばトグル機構）が設けられている。

弁・注入口包囲部材３００は、安全弁１０５を気密に包囲する弁包囲部材と、電解液注入口１０７を気密に包囲する注入口包囲部材とを一体に形成したものである（図４参照）。即ち、弁・注入口包囲部材３００は、電池ケース１０１の外周のうち、安全弁１０５と電解液注入口１０７とを含む部分を、気密に包囲する。弁・注入口包囲部材３００は、チューブ保持部３０１と包囲部材本体３０２とを有する。

詳細には、チューブ保持部３０１には、自身を貫通するチューブ挿通孔３０１ｈが形成され、このチューブ挿通孔３０１ｈに後述する気体チューブ３１０が気密に挿通、保持される。
包囲部材本体３０２は、注入口包囲部３０３と弁包囲部（弁包囲部材）３０４と気体連通路（圧力差低減手段）３０５をと有する。注入包囲部３０３は、電解液注入口１０７の直ぐ上方に配置され、電池ケースの１０１の外周のうち、電解液注入口１０７を含む部分を気密に包囲する。また、弁包囲部３０４は、安全弁１０５の直ぐ上方に配置され、電池ケース１０１の外周のうち、安全弁１０５を含む部分を気密に包囲する。また、気体連通路３０５は、注入口包囲部３０３内と弁包囲部３０４内との間を気体が流通可能に連通する。

弁・注入口包囲部材３００には、そのチューブ保持部３０１のチューブ挿通孔３０１ｈに、気体を供給する気体チューブ３１０が挿通され、固定されている。一方で、弁・注入口包囲部材３００は、包囲部材本体３０２の下端と電池ケース１０１（蓋体１０３）との間に、気体が外部に漏れ出ることを防止するためのＯリング３０６を介在させて、密閉型電池１００に取り付けられる。

このような弁・注入口包囲部材３００は、気体チューブ３１０から供給される気体を、安全弁１０５の外側に流通させると共に、電解液注入口１０７を通じて電池ケース１０１内に流通させることができる。つまり、気体は、安全弁１０５の外側と電池ケース１０１内との間を自由に流通できるようになる。従って、電池ケース１０１と安全弁１０５に内側から掛かる電池内圧と、安全弁１０５に外側から掛かる弁部外圧との圧力差は、常に零となる。

液槽４００は、電池外部に漏れ出る気体を泡として可視化するものである（図５参照）。液槽４００は、内部の様子を外から観察できる透明な窓が設けられた液槽本体４０１と、液槽蓋体４０３とを有し、液槽本体４０１に液槽蓋体４０３を取り付けることで、液槽４００内を気密に封止できる。また、液槽４００には、透明な液体４０５としてフロリナート（商標名）が注入されている。

加圧装置５００は、気体チューブ３１０を介して弁・注入口包囲部材３００に接続され、弁・注入口包囲部材３００に気体（本実施形態では大気）を圧入する装置である。加圧装置５００には、公知のものを利用できる。この加圧装置５００が作動すると、気体チューブ３１０、弁・注入口包囲部材３００の注入口包囲部３０３及び電解液注入口１０７を通じて、気体が電池ケース１０１内に圧入され、電池ケース１０１と安全弁１０５に内側から掛かる電池内圧が上昇する。またこれと共に、注入口包囲部３０３に気体連通路３０５を介して連通する弁包囲部３０４にも気体が圧入されるので、安全弁１０５に外側から掛かる弁部外圧も上昇する。

減圧装置６００は、液槽４００の液槽蓋体４０３に取り付けられ、気密に封止された液槽４００内を減圧する装置である。減圧装置６００には、公知のものを利用できる。この減圧装置６００が作動すると、液槽４００内が減圧されるため、密閉型電池１００の外周のうち、弁・注入口包囲部材３００で気密に包囲された部位以外の部分に掛かる電池外圧が、大気圧よりも減圧された状態となる。

次いで、本実施形態１に係る上記密閉型電池１００の製造方法について、図２〜図５を参照しつつ説明する。
まず、公知の手法で製造された、密閉型電池１００を構成する各部品を用意する。そして、公知の手法により、電解液を注入する前の状態まで、密閉型電池１００を組み立てる。即ち、電解液が未だ注入されず、電解液注入口１０７が封口されていない状態まで密閉型電池１００を組み立てる（図２参照）。

次に、前述の気密検査装置７００を用いて、気密検査工程を行う。
まず、この状態の密閉型電池１００の電池ケース１０１の外形を拘束治具２００で拘束する（図２及び図３参照）。具体的には、まず、密閉型電池１００を膨張抑制固定部材２０１の電池載置板２０３上の所定位置に載置する。その後、膨張抑制可動部材２０５を、図３中に矢印で示すように、密閉型電池１００側に移動させる。そして、密閉型電池１００の電池ケース１０１のうち、一方の幅広な側壁部１０２ｂを、膨張抑制固定部材２０１の膨張抑制固定板２０２の膨張抑制面２０２ａに面同士で当接させると共に、他方の幅広な側壁部１０２ｃを、膨張抑制可動部材２０５の膨張抑制可動板２０６の膨張抑制面２０６ａに面同士で当接させる。

次述するように、電池ケース１０１内に気体を圧入して電池内圧を上昇させると、特に、電池ケース１０１の幅広な側壁部１０２ｂ，１０２ｃが膨れ変形が生じやすい。しかし、本実施形態では、上記のように電池ケース１０１の外形を拘束治具２００で拘束しているので、電池ケース１０１が膨張・変形しにくくなり、変形に伴って電池ケース１０１等に亀裂やその他の不具合が生じることを未然に防止できる。

次に、拘束治具２００で拘束された密閉型電池１００に、弁・注入口包囲部材３００を取り付ける（図４参照）。また、気体チューブ３１０を弁・注入口包囲部材３００に取り付ける。これにより、電池ケース１０１の電解液注入口１０７を通じて電池ケース１０１内に気体を圧入できるようになる。また、電解液注入口１０７と安全弁１０５の外側が連通するので、気体が電池ケース１０１内と安全弁１０７の外側との間を流通可能な状態となり、電池ケース内１０７と安全弁１０５の外側とに同じ気圧を保ちつつ気体を圧入できるようになる。

なお、本実施形態では、密閉型電池１００を拘束治具２００で拘束した後に、密閉型電池１００に弁・注入口包囲部材３００を取り付けているが、先に密閉型電池１００に弁・注入口包囲部材３００を取り付けておき、その後に密閉型電池１００を拘束治具２００で拘束してもよい。

次に、図５に示すように、拘束治具２００で拘束され、弁・注入口包囲部材３００等が取り付けられた密閉型電池１００を、液槽４００の液体４０５中に没入させる。また、気体チューブ３１０を加圧装置５００に接続すると共に、液槽本体４０１に液槽蓋体４０３を載置し、液槽蓋体４０３に減圧装置６００を取り付ける。更に、液槽４００内を気密に封止する。

その後、加圧装置５００を作動させて、気体チューブ３１０を通じて弁・注入口包囲部材３００に気体（大気）を圧入する。そうすると、弁・注入口包囲部材３００内（弁包囲部３０４内）の圧力（弁部外圧）が上昇すると共に、電解液注入口１０７を通じて電池ケース１０１内にも気体が圧入されて電池内圧も上昇する。このとき、弁包囲部３０４内と電池ケース１０１内は、気体連通路３０５、注入口包囲部３０３及び電解液注入口１０７を通じて連通しているため、電池ケース１０１及び安全弁１０５に内側から掛かる電池内圧と、安全弁１０５に外側から掛かる弁部外圧の圧力差は常に零となる。安全弁１０５は、作動圧を超えなければ作動しないが、作動危険性を考慮すれば、安全弁１０５に掛かる内外の圧力差は低い方が好ましい。本実施形態では、このように電池内圧と弁部外圧との圧力差が零となるので、気密検査中に安全弁１０５が作動する危険性を最も低減できる。

また、減圧装置６００も作動させて、液槽４００内を減圧する。そうすると、密閉型電池１００の外周のうち、弁・注入口包囲部材３００で気密に包囲された部分以外に掛かる電池外圧が、大気圧よりも減圧される。この気密検査工程は、大気圧下で行うことができる。しかし、極微小な気密不良部分の存否をより確実に検知するためには、電池ケース１０１に内側から掛かる電池内圧と、電池ケース１０１に外側から掛かる電池外圧との圧力差をできる限り大きくし、気密不良部分から電池外部に気体が漏れ出やすくするのが好ましい。本実施形態では、このように電池外圧を大気圧より減圧した状態としているので、電池内圧との圧力差が大きくなり、気密不良部分から電池外部に気体が漏れ出やすくなる。従って、より確実に気密不良部分の存否を検知できるようになる。

このような状態で、電池外部に漏れ出る気体の有無を検知する。即ち、もし密閉型電池１００に気密不良部分が存在すれば、図５に示すように、電池内部に圧入された気体がその気密不良部分から電池外部に泡ＡＷとして漏れ出る。このため、検査者は、気密不良部分があることを容易かつ確実に判断できる。また、泡ＡＷの発生位置を見ることで、気密不良部分の特定も容易にできる。なお、図５中では、電池ケース１０１の容器本体１０２と蓋体１０３との溶接部１０１ｙに気密不良部分が存在し（図中、左方）、そこから気体が泡ＡＷとして漏れ出ている様子を示している。また、負極端子１１３とシールナット１１５との間に気密不良部分が存在し（図中、右方）、そこから気体が泡ＡＷとして漏れ出ている様子を示している。

本実施形態１では、このようにして気密検査工程が行われる。従来の方法では、安全弁１０５を有する密閉型電池１００では、安全弁作動の危険性から、電池ケース１０１の内外の圧力差を大きくして検査を行うことができなかったため、例えば５〜１０μｍ程度のピンホールなど、極微小な気密不良部分を有する密閉型電池１００を気密検査によって排除できなかった。特に、不可逆的安全弁１０５を有する密閉型電池１００では、安全弁１０５が作動すると、もはや電池が使用できなくなるため、安全弁１０５の作動危険性を考慮すると、安全弁１０５の作動圧よりも十分に低い圧力差でしか検査できなかった。安全弁１０５の作動圧が０．５ＭＰａである場合、例えば圧力差を０．２ＭＰａ程度に抑える必要があった。

しかし、本実施形態では、電池ケース１０１の外周のうち、安全弁１０５を含む所定部位を、弁・注入口包囲部材３００で気密に包囲する。そして、安全弁１０５に内側から掛かる電池内圧と安全弁１０５に外側から掛かる弁部外圧との圧力差を、安全弁１０５の作動圧以下の所定値以内（具体的には零）としつつ、電池ケース１０１内に気体を圧入して電池内圧を上昇させると共に、弁部外圧を上昇させて、密閉型電池１００の気密性を検査する。このようにすることで、安全弁１０５に作動圧を超える圧力差が生じず、検査中に安全弁１０５が作動しないので、電池内圧を高くして検査を行うことができる。本実施形態では、具体的には電池ケース１０１内外の圧力差を１ＭＰａ程度として検査を行っている。従って、密閉型電池１００が安全弁１０５を有しているにも拘わらず、極微小な気密不良部分の存否までも検知できるようになり、極微小な気密不良部分を有する密閉型電池１００をも排除し、気密信頼性の高い密閉型電池１００を製造できる。また、電池内圧を上げることで、比較的短い時間内（例えば１分以内）でも確実に気密検査を行うことができるので、密閉型電池１００の生産性を向上させることも可能となる。

気密検査工程が終了した後は、加圧装置５００及び減圧装置６００を取り外し、拘束治具２００で拘束され、弁・注入口包囲部材３００が取り付けられた状態の密閉型電池１００を液槽４００から取り出す。そして、拘束治具２００から、弁・注入口包囲部材３００が取り付けられた状態の密閉型電池１００を取り出す。その後、密閉型電池１００や弁・注入口包囲部材３００に付いた液滴をエアブロー等で除去する。更にその後、弁・注入口包囲部材３００を密閉型電池１００から取り外す。
その後は、公知の手法により密閉型電池１００を完成させる。即ち、電解液注入口１０７から電解液を注入して、ボルト１０９により電解液注入口１０７を気密に封止する。
かくして、密閉型電池１００が完成する。

（実施形態２）
次いで、第２の実施形態について説明する。なお、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。本実施形態２で製造する密閉型電池は、上記実施形態１で説明した密閉型電池１００と同様である。一方、本実施形態２の気密検査装置８００は、上記実施形態１の気密検査装置７００と一部異なる。

本実施形態２に係る気密検査装置８００は、図６に示すように、上記実施形態１と同様の拘束治具（拘束手段）２００と、弁・注入口包囲部材３００と、気体チューブ３１０と、加圧装置（圧力付与手段）５００と、減圧装置（減圧手段）６００とを有する。一方、上記実施形態１の液槽（検知可能化手段）４００の代わりに、チャンバ４５０及び水素ガス検知器（検知手段）４７０を有する。

チャンバ４５０は、チャンバ本体４５１とチャンバ蓋体４５３とを有し、チャンバ本体４５１にチャンバ蓋体４５３を取り付けることで、チャンバ４５０内を気密に封止できる。
水素ガス検出器４７０は、水素ガスを検知できる検知器であり、電池外部の適当な位置に配置される。
なお、本実施形態２では、加圧装置５００は、大気ではなく、水素ガスを供給する。即ち、本実施形態２では、加圧装置５００は、本発明の特定ガス圧力付与手段に相当する。

次いで、本実施形態２に係る密閉型電池１００の製造方法について、図２〜図４及び図６を参照しつつ説明する。
まず、上記実施形態１と同様にして、電解液が未だ注入されず、電解液注入口１０７が封口されていない状態まで密閉型電池１００を組み立てる（図２参照）。

次に、上記気密検査装置８００を用いて、気密検査工程を行う。
上記実施形態１と同様に、まず、密閉型電池１００の電池ケース１０１の外形を拘束治具２００で拘束する（図２及び図３参照）。その後、密閉型電池１００に弁・注入口包囲部材３００及び気体チューブ３１０を取り付ける（図４参照）。
次に、本実施形態２では、図６に示すように、拘束治具２００で拘束され、弁・注入口包囲部材３００等が取り付けられた密閉型電池１００を、チャンバ本体４５１内に収容し、チャンバ蓋体４５３で蓋をする。また、気体チューブ３１０を加圧装置５００に接続すると共に、チャンバ４５０に減圧装置６００を取り付ける。なお、水素ガス検知器４７０は、電池外部のうち、気密不良が生じやすい部分の近傍に配置しておく。図６中では、電池ケース１０１のうち、容器本体１０２と蓋体１０３との溶接部１０１ｙの近傍に（図中、左方）、水素ガス検知器４７０を配置した状態を示している。

その後、上記実施形態１と同様に、加圧装置５００を作動させて、弁・注入口包囲部材３００に水素ガスを圧入する。また、減圧装置６００も作動させて、チャンバ４５０内を減圧する。
このようにすることで、電池外部に漏れ出る水素ガスの有無を検知することができる。即ち、もし密閉型電池１００に気密不良部分が存在すれば、電池内部に圧入された水素ガスがその気密不良部分から電池外部に漏れ出て、水素ガス検知器４７０により検知される。
気密検査工程後は、上記実施形態１と同様にして、密閉型電池１００を完成させる。なお、上記実施形態１の場合と異なり、密閉型電池１００に液が付かないため、液を除去する手間が掛からない。

以上において、本発明を実施形態１，２に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態１，２では、安全弁１０５を気密に包囲する弁包囲部材（弁包囲部３０４）と、電解液注入口１０７を気密に包囲する注入口包囲部材（注入口包囲部３０３）とを一体に形成した弁・注入口包囲部材３００を利用している。しかし、弁包囲部材と注入口包囲部材と別体として形成し、互いに離して配置することもできる。

実施形態に係る密閉型電池の概略を示す説明図である。 実施形態１，２に係る密閉型電池の製造方法に関し、気密検査工程において、密閉型電池を拘束治具で拘束した状態を、幅広な側面部側から見た説明図である。 実施形態１，２に係る密閉型電池の製造方法に関し、気密検査工程において、密閉型電池を拘束治具で拘束した状態を、幅狭な側面部側から見た説明図である。 実施形態１，２に係る密閉型電池の製造方法に関し、気密検査工程において、密閉型電池に弁・注入口包囲部材を取り付けた状態を示す説明図である。 実施形態１に係る密閉型電池の製造方法に関し、気密検査工程において、密閉型電池を液槽内に入れ、密閉型電池の気密性を検査している様子を示す説明図である。 実施形態２に係る密閉型電池の製造方法に関し、気密検査工程において、密閉型電池をチャンバ内に入れ、密閉型電池の気密性を検査している様子を示す説明図である。

符号の説明

１００ 密閉型電池
１０１ 電池ケース
１０５ 安全弁
１０７ 電解液注入口（連通孔）
２００ 拘束治具（拘束手段）
３００ 弁・注入口包囲部材
３０２ 包囲部材本体
３０３ 注入口包囲部
３０４ 弁包囲部（弁包囲部材）
３０５ 気体連通路（圧力差低減手段）
４００ 液槽（検知可能化手段）
４５０ チャンバ
４７０ 水素ガス検知器（検知手段）
５００ 加圧装置（圧力付与手段、特定ガス圧力付与手段）
６００ 減圧装置（減圧手段）
７００，８００ 気密検査装置
ＡＷ 泡

Claims (15)

1. 電池ケースと、
   この電池ケースに設けられ、この電池ケースに内側から掛かる電池内圧と外側から掛かる電池外圧との圧力差が所定の作動圧を超えると作動する安全弁と、
   を備える密閉型電池の製造方法であって、
   前記電池ケースの外周のうち、前記安全弁を含む所定部位を、弁包囲部材で気密に包囲し、
   前記安全弁に内側から掛かる前記電池内圧と、前記安全弁に外側から掛かる弁部外圧との圧力差を、前記作動圧以下としつつ、
   前記電池ケース内に気体を圧入して前記電池内圧を上昇させると共に、前記弁包囲部材内にも前記気体を圧入して前記弁部外圧を上昇させた状態で、
   電池外部に漏れ出る前記気体の有無を検知して、前記密閉型電池の気密性を検査する気密検査工程を備える
   密閉型電池の製造方法。
2. 請求項１に記載の密閉型電池の製造方法であって、
   前記安全弁は、不可逆的に作動する不可逆的安全弁である
   密閉型電池の製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の密閉型電池の製造方法であって、
   前記電池ケースは、自身の内部と電池外部との間を連通する連通孔であって、気密に封止される連通孔を有し、
   前記気密検査工程は、
   前記連通孔を封止する前に行い、
   前記連通孔を通じて、前記電池ケース内に前記気体を圧入する
   密閉型電池の製造方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の密閉型電池の製造方法であって、
   前記気密検査工程は、前記電池内圧と前記弁部外圧との前記圧力差を零として行う
   密閉型電池の製造方法。
5. 請求項４に記載の密閉型電池の製造方法であって、
   前記気密検査工程は、前記電池ケース内と前記弁包囲部材内との間を前記気体が流通可能に連通した状態で行う
   密閉型電池の製造方法。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の密閉型電池の製造方法であって、
   前記気密検査工程は、前記密閉型電池を液中に没入させて、電池外部に漏れ出る前記気体を泡として可視化して、前記気体の漏出の有無を検知する
   密閉型電池の製造方法。
7. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の密閉型電池の製造方法であって、
   前記気密検査工程は、
   前記気体として特定種類のガスを使用し、
   このガスを検出可能なガス検知器を電池外部に配置して、このガス検知器により電池外部に漏れ出る前記ガスの有無を検知する
   密閉型電池の製造方法。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の密閉型電池の製造方法であって、
   前記気密検査工程は、前記密閉型電池の外周のうち、前記弁包囲部材で気密に包囲した前記所定部位以外の部分に掛かる前記電池外圧を、大気圧より減圧した環境下で行う
   密閉型電池の製造方法。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の密閉型電池の製造方法であって、
   前記気密検査工程は、前記電池内圧を上昇させたときの前記電池ケースの膨張を抑制可能に、前記電池ケースの外形を拘束した状態で行う
   密閉型電池の製造方法。
10. 電池ケースと、
    この電池ケースに設けられ、この電池ケースに内側から掛かる電池内圧と外側から掛かる電池外圧との圧力差が所定の作動圧を超えると作動する安全弁と、を備える密閉型電池の気密性を検査する
    気密検査装置であって、
    前記電池ケースの外周のうち、前記安全弁を含む所定部位を、気密に包囲する弁包囲部材と、
    前記電池ケース内に気体を圧入して前記電池内圧を上昇させると共に、前記弁包囲部材内に前記気体を圧入して前記弁部外圧を上昇させる圧力付与手段と、
    電気外部へ漏れ出る前記気体の有無を検知する検知手段、または、電池外部へ漏れ出る前記気体の有無を検知可能とする検知可能化手段と、を備え、
    前記弁包囲部材及び前記圧力付与手段の少なくともいずれかは、前記安全弁に内側から掛かる前記電池内圧と、前記安全弁に外側から掛かる弁部外圧との圧力差を、前記作動圧以下とする圧力差低減手段を有する
    気密検査装置。
11. 請求項１０に記載の気密検査装置であって、
    前記圧力差低減手段は、前記電池ケース内と前記弁包囲部材内との間を前記気体が流通可能に連通する気体連通路である
    気密検査装置。
12. 請求項１０または請求項１１に記載の気密検査装置であって、
    前記検知可能化手段は、前記密閉型電池を液中に没入させて、電池外部に漏れ出る前記気体を泡として可視化する液槽である
    気密検査装置。
13. 請求項１０または請求項１１に記載の気密検査装置であって、
    前記圧力付与手段は、前記気体として特定種類のガスを、前記電池ケース内及び前記弁包囲部材内に圧入する特定ガス圧力付与手段であり、
    前記検知手段は、電池外部に配置して、電池外部に漏れ出る前記ガスを検知可能なガス検知器である
    気密検査装置。
14. 請求項１０〜請求項１３のいずれか一項に記載の気密検査装置であって、
    前記密閉型電池の外周のうち、前記弁包囲部材で気密に包囲した前記所定部位以外の部分に掛かる前記電池外圧を、大気圧より減圧した状態とする減圧手段を備える
    気密検査装置。
15. 請求項１０〜請求項１４のいずれか一項に記載の気密検査装置であって、
    前記電池内圧を上昇させたときの前記電池ケースの膨張を抑制可能に、前記電池ケースの外形を拘束する拘束手段を備える
    気密検査装置。

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