JP2011192523A - Manufacturing method and degassing device of secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,二次電池の製造方法およびガス抜き装置に関する。さらに詳細には,初期充放電時に発生したガスを抜くガス抜き工程を有する二次電池の製造方法およびガス抜き装置に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a secondary battery and a gas venting device. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a secondary battery and a gas venting device having a gas venting process for venting a gas generated during initial charge / discharge.
二次電池は,携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器,ハイブリッド車両や電気自動車等の車両など,多岐にわたる分野で利用されている。このような二次電池は,正極板と負極板と電解質とを備えるものである。また,正極板と負極板とそれらを絶縁するセパレータとを積み重ねた電極体を用いることが一般的である。 Secondary batteries are used in various fields such as electronic devices such as mobile phones and personal computers, vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles. Such a secondary battery includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and an electrolyte. Moreover, it is common to use the electrode body which laminated | stacked the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator which insulates them.
これらの二次電池には,電池容器に電極体を配置するとともに電解液を注入したものがある。このような電解液型の二次電池では,初期充放電において,内部でガスが発生することがある。このような二次電池の製造方法においては,初期充放電により発生した電池容器の内部のガスを抜くガス抜き工程が行われることがある。 Some of these secondary batteries have an electrode body disposed in a battery container and an electrolyte solution is injected therein. In such an electrolyte type secondary battery, gas may be generated inside during initial charge and discharge. In such a method of manufacturing a secondary battery, a degassing step of extracting gas inside the battery container generated by the initial charge / discharge may be performed.
例えば,リチウムイオン二次電池の製造工程においては,電解液の注液口を仮封止した後に初期充放電を行う。その初期充放電により発生したガスをガス抜きした後に本封止を行う(特許文献1の段落[0086]参照)。この初期充放電により発生するガスは主に,正極板もしくは負極板に結合している水の還元反応により生成した水素ガスである(特許文献1の段落[0087]参照)。 For example, in a manufacturing process of a lithium ion secondary battery, initial charging / discharging is performed after temporarily injecting a liquid injection port. The main sealing is performed after degassing the gas generated by the initial charge / discharge (see paragraph [0086] of Patent Document 1). The gas generated by this initial charge / discharge is mainly hydrogen gas generated by the reduction reaction of water bonded to the positive electrode plate or the negative electrode plate (see paragraph [0087] of Patent Document 1).
電池容器の内部でガスが発生したままでは,電池容器の内部の圧力は高い。そして,ガスの発生量が多いほど,電池容器の内部の圧力は高い。電池容器の内圧が高くなると,電池容器が変形することがある。そしてその電池容器の変形が大きいと,機器や車両等に搭載できないという問題が生じる。 If gas is still generated inside the battery container, the pressure inside the battery container is high. And the greater the amount of gas generated, the higher the pressure inside the battery container. When the internal pressure of the battery container increases, the battery container may be deformed. And if the deformation of the battery container is large, there arises a problem that it cannot be mounted on equipment or vehicles.
そのため,電池容器の内部の圧力を下げる技術が開発されてきている。特許文献2には,初期充電を行った電池に,中空針を有するガス抜き装置を用いて電池容器の内部からガスを抜く技術が開示されている(特許文献2の段落[0018]〜段落[0020]および図2参照)。また,特許文献3にも,初期充電後に電池容器の内部からガスを抜く技術が開示されている(特許文献3の段落[0018],段落[0038]および図3参照)。これらの文献では,電池内部のガスを抜いて内圧を下げることができるとされている。 For this reason, techniques for reducing the pressure inside the battery container have been developed. Patent Document 2 discloses a technique for extracting gas from the inside of a battery container using a gas venting device having a hollow needle in a battery that has been initially charged (see paragraphs [0018] to [ 0020] and FIG. Patent Document 3 also discloses a technique for extracting gas from the inside of a battery container after initial charging (see paragraphs [0018] and [0038] and FIG. 3 of Patent Document 3). In these documents, it is said that the internal pressure can be lowered by removing the gas inside the battery.
ところで,リチウムイオン二次電池では,正極板または負極板の合材層の水分率が高い電池の性能は低い。ここで合材層とは,正極活物質または負極活物質を含む合材からなる層である。正極板または負極板の合材層の水分は電解液中のリチウムイオンと直接反応してしまうおそれがある。リチウムイオンが反応することにより,電解液中のリチウムイオンの濃度は低下する。反応にリチウムイオンが用いられて別の化合物となるからである。また,水分があると,窒化リチウムや酸化リチウム等の反応性の高い物質が生成されるおそれもある。一方,正極板または負極板の合材層の水分が,電解液と反応して電解液を分解するおそれもある。また,前述したように初期充放電時に水素ガスが発生するおそれもある。 By the way, in the lithium ion secondary battery, the performance of the battery having a high moisture content of the composite layer of the positive electrode plate or the negative electrode plate is low. Here, the composite material layer is a layer made of a composite material containing a positive electrode active material or a negative electrode active material. The water in the positive electrode plate or the composite layer of the negative electrode plate may directly react with lithium ions in the electrolyte. As the lithium ions react, the concentration of lithium ions in the electrolyte decreases. This is because lithium ions are used in the reaction to form another compound. Also, if there is moisture, highly reactive substances such as lithium nitride and lithium oxide may be generated. On the other hand, the moisture in the positive electrode plate or the composite layer of the negative electrode plate may react with the electrolytic solution to decompose the electrolytic solution. In addition, as described above, hydrogen gas may be generated during initial charge / discharge.
そして,正極板または負極板の合材層の水分率が高いほど,初期充放電時に発生するガスの発生量は多い。ガスの発生量の多い電池では,前述したように電解液中のリチウムイオンの濃度が低い場合や,電池内部に反応性の高い物質が生成されている場合や,電解液の分解量が多い場合がある。すなわち,ガスの発生量の多い電池の性能は低い。しかし,特許文献1〜3の技術では,電池の内部で発生したガスの発生量を測定できない。つまり,測定したガスの発生量により二次電池の良否判定を行うことができない。 The higher the moisture content of the positive electrode plate or the negative electrode plate composite layer, the greater the amount of gas generated during initial charge / discharge. In a battery with a large amount of gas generation, as described above, when the concentration of lithium ions in the electrolyte is low, when a highly reactive substance is generated inside the battery, or when the amount of decomposition of the electrolyte is large There is. That is, the performance of a battery with a large amount of gas generation is low. However, the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 cannot measure the amount of gas generated inside the battery. In other words, the quality of the secondary battery cannot be determined based on the measured gas generation amount.
本発明は,前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,初期充放電により電池容器の内部に発生したガスのガス抜きをするとともに,その際のガスの発生量を測定することにより電池の良否判定を行うことのできるガス抜き工程を有する二次電池の製造方法およびガス抜き装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. In other words, the problem is that the gas generated in the battery container due to the initial charge / discharge is vented, and the amount of gas generated at that time is measured to determine whether the battery is good or bad. It is providing the manufacturing method and degassing apparatus of a secondary battery which have a process.
この課題の解決を目的としてなされた本発明の二次電池の製造方法は,正負の電極板とそれらを絶縁するセパレータとを積み重ねてなる電極体を電池ケースに挿入するとともにその電池ケースの内部に電解液を注入する電池組立工程と,電池組立工程の後に電池ケースを一旦密閉して充放電を行う初期充放電工程と,初期充放電工程の後に電池ケースの内部のガスを電池ケースから排除するガス抜き工程と,ガス抜き工程の後に電池ケースを封止する封止工程とを有する二次電池の製造方法である。ガス抜き工程は,初期充放電工程で電池ケースの内部に発生したガスの発生量を示す状態値を測定する状態測定工程と,状態測定工程で測定した状態値が予め定めた閾値よりも大きい場合に,当該二次電池を不良品であると判定し,状態測定工程で測定した状態値が予め定めた閾値以下の値である場合に,当該二次電池を良品であると判定する良否判定工程と,少なくとも,良否判定工程で良品と判定される二次電池における電池ケースの内部のガスを電池ケースの外部に排出するガス排出工程とを有している。かかる二次電池の製造方法では,測定した状態値により二次電池の良否判定を行うことができる。また,この製造方法により製造された二次電池の電極板の水分率は低い。 In order to solve this problem, the method for manufacturing a secondary battery according to the present invention includes inserting an electrode body in which a positive and negative electrode plate and a separator for insulating them are stacked into a battery case and placing the electrode body inside the battery case. A battery assembly process for injecting an electrolyte, an initial charge / discharge process in which the battery case is sealed once after the battery assembly process, and a gas inside the battery case is removed from the battery case after the initial charge / discharge process. It is a manufacturing method of a secondary battery which has a degassing process and a sealing process of sealing a battery case after the degassing process. The degassing process includes a state measurement process for measuring a state value indicating the amount of gas generated in the battery case in the initial charge / discharge process, and a state value measured in the state measurement process is greater than a predetermined threshold value. In addition, when the secondary battery is determined to be defective and the state value measured in the state measurement step is a value equal to or less than a predetermined threshold, the pass / fail determination step is performed to determine that the secondary battery is non-defective. And at least a gas discharge step of discharging the gas inside the battery case in the secondary battery determined to be non-defective in the pass / fail determination step to the outside of the battery case. In such a secondary battery manufacturing method, the quality of the secondary battery can be determined based on the measured state value. Moreover, the moisture content of the electrode plate of the secondary battery manufactured by this manufacturing method is low.
上記に記載の二次電池の製造方法において,ガス抜き工程では,状態値として,電池ケースの内部の圧力を用いるとよい。製造される二次電池の良否判定を行うことができることに変わりないからである。 In the secondary battery manufacturing method described above, in the degassing step, the pressure inside the battery case may be used as the state value. This is because the quality of the manufactured secondary battery can be determined.
上記に記載の二次電池の製造方法において,ガス抜き工程では,状態値として,ガス排出工程にて電池ケースの内部から流出するガスの累積流量を用いるとよい。製造される二次電池の良否判定を行うことができることに変わりないからである。 In the method for manufacturing a secondary battery described above, in the gas venting process, the accumulated flow rate of the gas flowing out from the inside of the battery case in the gas discharging process may be used as the state value. This is because the quality of the manufactured secondary battery can be determined.
上記に記載の二次電池の製造方法において,電池組立工程の終了時刻から封止工程の開始時刻までの時間を予め設定時間として設定し,設定時間に伴って閾値を補正するとよい。良否判定に用いる閾値として,より好適な値を用いることができるからである。 In the secondary battery manufacturing method described above, the time from the end time of the battery assembly process to the start time of the sealing process may be set in advance as a set time, and the threshold value may be corrected according to the set time. This is because a more suitable value can be used as the threshold value used for the pass / fail judgment.
上記に記載の二次電池の製造方法において,少なくとも第1の設定時間とそれに対応する第1の閾値と,第1の設定時間より長い第2の設定時間とそれに対応する第2の閾値とを用い,第1の閾値は,第2の閾値より小さい値であるとなおよい。良否判定に用いる閾値として,より好適な値を用いることができるからである。 In the method for manufacturing a secondary battery described above, at least a first set time, a first threshold value corresponding thereto, a second set time longer than the first set time, and a second threshold value corresponding thereto. More preferably, the first threshold value is smaller than the second threshold value. This is because a more suitable value can be used as the threshold value used for the pass / fail judgment.
上記に記載の二次電池の製造方法において,封止工程の後に40℃〜65℃の温度で少なくとも6時間以上保持する高温保持処理工程を有し,初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間を予め処理設定時間として設定し,処理設定時間に伴って閾値を補正するとよい。良否判定に用いる閾値として,より好適な値を用いることができるからである。 In the method for manufacturing a secondary battery as described above, a high-temperature holding treatment step is held after the sealing step at a temperature of 40 ° C. to 65 ° C. for at least 6 hours, from the end time of the initial charge / discharge step. The time until the start time of the process is set in advance as the process setting time, and the threshold value is corrected according to the process setting time. This is because a more suitable value can be used as the threshold value used for the pass / fail judgment.
上記に記載の二次電池の製造方法において,少なくとも第1の処理設定時間とそれに対応する第1の閾値と,第1の処理設定時間より長い第2の処理設定時間とそれに対応する第2の閾値とを用い,第1の閾値は,第2の閾値より大きい値であるとなおよい。良否判定に用いる閾値として,より好適な値を用いることができるからである。 In the method of manufacturing a secondary battery described above, at least a first process setting time, a first threshold value corresponding thereto, a second process setting time longer than the first process setting time, and a second time corresponding thereto. It is even better if the first threshold value is larger than the second threshold value. This is because a more suitable value can be used as the threshold value used for the pass / fail judgment.
また,本発明に係るガス抜き装置は,ガスを内蔵する対象物に挿入される開口した先端部を備えるとともに,その内部が中空である中空針と,中空針と連通している連通部と,連通部と連通するとともに当該連通部からガスを排気するための排気口と,中空針と排気口との連通の有無を切り替える開閉弁とを有するガス抜き装置において,対象物に内蔵されるガスの量を示す状態値を測定する状態測定部を有するものである。かかるガス抜き装置は,ガスを内蔵する対象物からガスを抜くとともに,状態値を測定することで対象物の良否判定を行うことができる。 The degassing device according to the present invention includes an open tip inserted into an object containing gas, a hollow needle whose inside is hollow, a communication portion communicating with the hollow needle, In a degassing apparatus having an exhaust port that communicates with a communication unit and exhausts gas from the communication unit, and an on-off valve that switches whether the hollow needle and the exhaust port communicate with each other. It has a state measurement part which measures the state value which shows quantity. Such a degassing apparatus can determine whether or not an object is good by extracting gas from an object containing gas and measuring a state value.
上記に記載のガス抜き装置において,状態値は,対象物から中空針を介して連通部に流入するガスの圧力の値であるとよい。対象物に内蔵されるガスの圧力により良否判定を行うことができるからである。 In the gas venting device described above, the state value may be a pressure value of gas flowing from the object into the communication portion via the hollow needle. This is because the quality determination can be made based on the pressure of the gas built into the object.
上記に記載のガス抜き装置において,状態値は,対象物に中空針を挿入してから,開閉弁を開いた状態で中空針への流入が止まるまでの間にガス抜き装置に流入したガスの流量であるとよい。対象物に内蔵されるガスがガス抜き装置に流入した流量により良否判定を行うことができるからである。 In the gas venting device described above, the state value is the value of the gas that has flowed into the gas venting device after the hollow needle is inserted into the object until the inflow to the hollow needle stops with the open / close valve opened. It should be a flow rate. This is because the quality determination can be performed based on the flow rate of the gas contained in the object flowing into the degassing device.
本発明によれば,初期充放電により電池容器の内部に発生したガスのガス抜きをするとともに,その際のガスの発生量を測定することにより電池の良否判定を行うことのできるガス抜き工程を有する二次電池の製造方法およびガス抜き装置が提供されている。 According to the present invention, there is provided a degassing step of degassing the gas generated in the battery container by the initial charge / discharge and determining the quality of the battery by measuring the amount of gas generated at that time. A secondary battery manufacturing method and a gas venting device are provided.
以下,本発明を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,非水電解質リチウムイオン二次電池の製造方法およびガス抜き装置について,本発明を具体化したものである。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the present invention is embodied in a method for manufacturing a nonaqueous electrolyte lithium ion secondary battery and a gas venting device.
(第1の実施形態)
1.リチウムイオン二次電池
本実施の形態に係るバッテリは,円筒型のリチウムイオン二次電池である。図1に,本形態のバッテリ100の断面図を示す。バッテリ100は,図1に示すように,電池容器101および蓋102からなる電池ケースにより密閉されている。バッテリ100には,捲回電極体200と,正極集電板110と,負極集電板120とが内蔵されている。また,電池容器101の内部には電解液が注入されている。
(First embodiment)
1. Lithium ion secondary battery The battery according to the present embodiment is a cylindrical lithium ion secondary battery. FIG. 1 shows a cross-sectional view of the
捲回電極体200は,電解液中で充放電を繰り返し,発電に直接寄与するものである。正極集電板110は,後述する捲回電極体200の正極芯材と接続された正極集電体である。その材質は,アルミニウムである。負極集電板120は,後述する捲回電極体200の負極芯材と接続された負極集電体である。その材質は,銅である。図1から正極集電板110と負極集電板120とが接続された捲回電極体200を抜き出した斜視図を図2に示す。
The
電池容器101の内部に注入された電解液は,有機溶媒に電解質を溶解させたものである。有機溶媒として例えば,プロピレンカーボネート(PC)やエチレンカーボネート(EC),ジメチルカーボネート(DMC),エチルメチルカーボネート(EMC)等のエステル系溶媒や,エステル系溶媒にγ−ブチラクトン(γ−BL),ジエトキシエタン(DEE)等のエーテル系溶媒等を配合した有機溶媒が挙げられる。また,電解質である塩として,過塩素酸リチウム(LiClO4)やホウフッ化リチウム(LiBF4),六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)などのリチウム塩を用いることができる。
The electrolyte injected into the
2.捲回電極体
図3は,捲回電極体200の捲回構造を示す展開図である。捲回電極体200は,図3に示すように,内側から正極板P,セパレータS,負極板N,セパレータTの順に積み重ねた状態でこれらを捲回したものである。ここで,セパレータSとセパレータTとは同じ材質のものである。上記の捲回順の理解のために符号をS,Tとして区別しただけである。
2. FIG. 3 is a development view showing a wound structure of the
正極板は,正極芯材であるアルミ箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を含む合材を塗布したものである。正極活物質として,ニッケル酸リチウム(LiNiO2),マンガン酸リチウム(LiMnO2),コバルト酸リチウム(LiCoO2)等のリチウム複合酸化物などが用いられる。負極板は,負極芯材である銅箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質を含む合材を塗布したものである。負極活物質として,非晶質炭素,難黒鉛化炭素,易黒鉛化炭素,黒鉛等の炭素系物質が用いられる。 The positive electrode plate is obtained by applying a mixture containing a positive electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions to an aluminum foil as a positive electrode core material. As the positive electrode active material, lithium composite oxides such as lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganate (LiMnO 2 ), and lithium cobaltate (LiCoO 2 ) are used. The negative electrode plate is obtained by applying a composite material containing a negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions to a copper foil as a negative electrode core material. As the negative electrode active material, carbon-based materials such as amorphous carbon, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, and graphite are used.
図3に示すように正極板Pには,正極塗工部P1と,正極非塗工部P2とがある。正極塗工部P1は,正極芯材に正極活物質等を塗工した箇所である。正極非塗工部P2は,正極芯材に正極活物質等を塗工していない箇所である。したがって正極塗工部P1の厚みは,正極非塗工部P2の厚みよりも厚い。 As shown in FIG. 3, the positive electrode plate P has a positive electrode coating portion P1 and a positive electrode non-coating portion P2. The positive electrode coating part P1 is a place where a positive electrode active material or the like is applied to the positive electrode core material. The positive electrode non-coating portion P2 is a portion where a positive electrode active material or the like is not applied to the positive electrode core material. Therefore, the thickness of the positive electrode coating part P1 is thicker than the thickness of the positive electrode non-coating part P2.
負極板Nには,負極塗工部N1と,負極非塗工部N2とがある。負極塗工部N1は,負極芯材に負極活物質等を塗工した箇所である。負極非塗工部N2は,負極芯材に負極活物質等を塗工していない箇所である。したがって負極塗工部N1の厚みは,負極非塗工部N2の厚みよりも厚い。 The negative electrode plate N includes a negative electrode coating portion N1 and a negative electrode non-coating portion N2. The negative electrode coating portion N1 is a portion where a negative electrode active material or the like is applied to the negative electrode core material. The negative electrode non-coating portion N2 is a portion where a negative electrode active material or the like is not applied to the negative electrode core material. Therefore, the thickness of the negative electrode coating part N1 is thicker than the thickness of the negative electrode non-coating part N2.
図3中の矢印Aは,正極板P,負極板N,セパレータS,Tの幅方向(図1でいえば縦方向)を示している。図3中の矢印Bは,正極板P,負極板N,セパレータS,Tの長手方向(図1の捲回電極体200の周方向)を示している。正極塗工部P1の幅方向の塗工幅は,負極塗工部N1の幅方向の塗工幅よりもやや狭い。電解液中のリチウムイオンの濃度が高い場合に,負極活物質にリチウムイオンを吸蔵させることによりその濃度の上昇を抑制するためである。電解液中のリチウムイオンの濃度が上昇しすぎると,リチウムがデンドライト状に析出するおそれがある。このような析出が生ずると,電池性能は低下する。
An arrow A in FIG. 3 indicates the width direction (vertical direction in FIG. 1) of the positive electrode plate P, the negative electrode plate N, and the separators S and T. An arrow B in FIG. 3 indicates the longitudinal direction of the positive electrode plate P, the negative electrode plate N, and the separators S and T (the circumferential direction of the
図4は,正極板P(もしくは負極板N)の斜視断面図である。図4中の括弧外の各符号は,正極の場合の各部を,括弧内の各符号は,負極の場合の各部を示している。図4中の矢印Aが示す方向は,図3中の矢印Aが示す方向と同じである。すなわち,正極板Pの幅方向である。図4中の矢印Bが示す方向は,図3中の矢印Bが示す方向と同じである。すなわち,正極板Pの長手方向である。 FIG. 4 is a perspective sectional view of the positive electrode plate P (or the negative electrode plate N). In FIG. 4, each symbol outside the parentheses indicates each part in the case of the positive electrode, and each symbol in the parenthesis indicates each part in the case of the negative electrode. The direction indicated by arrow A in FIG. 4 is the same as the direction indicated by arrow A in FIG. That is, it is the width direction of the positive electrode plate P. The direction indicated by arrow B in FIG. 4 is the same as the direction indicated by arrow B in FIG. That is, it is the longitudinal direction of the positive electrode plate P.
図4に示すように,正極板Pは,帯状の正極芯材PBの両面の一部に正極合材層PAが形成されたものである。図4中左側には,正極板Pの正極非塗工部P2が幅方向に突出している。正極非塗工部P2は,帯状に形成されている。正極非塗工部P2は,正極芯材PBの両面ともに正極活物質が塗布されていない領域である。したがって正極非塗工部P2では,正極芯材PBがむき出したままの状態にある。一方,図4中右側には,正極非塗工部P2に対応するような突出部はない。正極塗工部P1では,正極芯材PBの両面に一様の厚みで正極合材層PAが形成されている。 As shown in FIG. 4, the positive electrode plate P is obtained by forming a positive electrode mixture layer PA on a part of both surfaces of a strip-like positive electrode core material PB. On the left side in FIG. 4, a positive electrode non-coated portion P2 of the positive electrode plate P protrudes in the width direction. The positive electrode non-coated portion P2 is formed in a strip shape. The positive electrode non-coated portion P2 is a region where the positive electrode active material is not applied to both surfaces of the positive electrode core material PB. Therefore, in the positive electrode non-coating portion P2, the positive electrode core material PB is still exposed. On the other hand, on the right side in FIG. 4, there is no protrusion corresponding to the positive electrode non-coated portion P2. In the positive electrode coating part P1, the positive electrode mixture layer PA is formed with a uniform thickness on both surfaces of the positive electrode core material PB.
負極板Nは,図4に示したように,帯状の負極芯材NBの両面の一部に負極合材層NAが形成されたものである。また,正極と同様に,負極塗工部N1および負極非塗工部N2がある。ただし,図3に示したように,捲回時には,正極非塗工部P2と負極非塗工部N2とは,反対側に突出した状態で捲回されることとなる。 As shown in FIG. 4, the negative electrode plate N is obtained by forming a negative electrode mixture layer NA on a part of both surfaces of a strip-shaped negative electrode core material NB. Similarly to the positive electrode, there are a negative electrode coating portion N1 and a negative electrode non-coating portion N2. However, as shown in FIG. 3, at the time of winding, the positive electrode non-coated portion P2 and the negative electrode non-coated portion N2 are wound in a state of protruding to the opposite side.
3.ガス抜き装置
ここで,本実施の形態に係るバッテリ100の製造方法に用いるガス抜き装置について説明する。図5は,本形態のガス抜き装置300を示す部分断面図である。ガス抜き装置300は,圧力センサ340を備えるものである。ガス抜き装置300は,仮封止された電池容器101の内部のガスの圧力を測定するとともに,そのガスの一部を電池容器101の外部へ排出するためのものである。圧力は,バッテリ100に内蔵されるガスの量を示す状態値である。
3. Degassing Device Here, the degassing device used in the method for manufacturing
ガス抜き装置300は,図5に示すように,圧力センサ340の他に,中空針310と,封止部材320と,連結部330と,開放弁350と,連結部360と,排気部370とを有している。
As shown in FIG. 5, in addition to the
中空針310は,その内部に中空部312の形成された針である。その形状は円筒形状である。その内径は0.6mm程度であり,外径は1mm程度である。また,中空針310は,バッテリ100の仮封止部材103(図6参照)に挿入されるとともに,バッテリ100の内部のガスを通気するための通気部である。そしてその材質はステンレスである。もしくはその他の金属であってもよい。これらの内径等の値はあくまで目安であり,これ以外の内径および外径を有する中空針を用いても構わない。
The
中空針310の先端は,開口している先端部311となっている。その開口部の内径は0.6mm程度である。先端部311は,バッテリ100の仮封止部材103に中空針310を挿入する際に,実際にバッテリ100の内部に入る部分である。なお,先端部311は,後述する封止面321よりわずかに突出している。
The tip of the
封止部材320は,中空針310を仮封止部材103に挿入した際に,中空針310と仮封止部材103との隙間からガスが漏れないようにするためのものである。封止部材320は,中空針310を覆うとともに,中空針310の先端部311の周囲だけ開口した形状をしているものである。封止面321は,中空針310に垂直である。封止面321は,中空針310による吸気の際に,ガスが外部に漏れることのないように仮封止部材103に密着する面である。
The sealing
封止部材320は,中空針310を仮封止部材103に挿入する際に封止面321に垂直な方向,すなわち図5中の矢印Cの方向に押圧される。この押圧により,封止部材320は変形することができるようになっている。そのため,封止部材320の材質として,例えばウレタンゴムを用いるとよい。ただし,封止面321を仮封止部材103に押圧したときに封止した状態を保持することのできるようなものであれば,ゴムの種類によらない。また,その他の弾性体であってもよい。
The sealing
連結部330は,中空針310から流入するガスを圧力センサ340の箇所に送るための部材である。そして,そのためにその内部は圧力センサ340の箇所まで連通している中空部331となっている。なお,連結部330と中空針310との間には,これらの間を密閉するためのOリング332が配置されている。
The
圧力センサ340は,圧力センサ340の周囲のガスの圧力を測定するための状態測定部である。少なくとも圧力センサ340が圧力を測定しているときには,圧力センサ340の箇所から中空部331,中空部312,バッテリ100の電池容器101の内部までに至る範囲の空間は,連通しているとともに,外部にガスが漏れることがないようになっている。すなわち,測定時には,密閉状態となるようになっている。
The
連結部360は,連結部330と開放弁350との間に配置されているものである。連結部360は,中空部361を有している。中空部361は,中空部331と連通している。そして,中空部361の中空となっている空間の体積は中空部331の中空となっている空間の体積に比べて小さい。
The connecting
中空部312と中空部331と中空部361との体積の合計は,電池容器101の内部における捲回電極体320と電解液とで占められていない空間(デッドスペース)の体積より十分に小さい。電池容器101の内部のガスの一部がこれらの空間に入っても,電池容器101の内部の圧力がほとんど変わらないようにするためである。そのため,電池容器101の内部のガスの圧力をより正確に測定することができる。
The total volume of the
開放弁350は,測定時に密閉状態となっている中空部331等の内部にあるガスを,圧力測定後に外部に開放するための弁である。開放弁350には,その開閉を操作するためのにぎり351が設けられている。にぎり351をひねることにより,開放弁350は,開いた状態と,閉じた状態とを切り替えるためのものである。開放弁350が開いた状態では,中空部361と後述する中空部371とが連通した状態をとる。つまり,中空針310と排出口372とは,連通した状態となる。開放弁350が閉じた状態では,中空部361と中空部371とは遮断された状態をとる。つまり,中空針310と排出口372とは,連通していない状態となる。このように,開放弁350と,にぎり351とは,中空部331等の内部のガスを開放するための開放操作部である。
The
排気部370は,中空部371と,排気口372とを有している。中空部371では,その内部が中空となっている。中空部371は,排出口372と連通している。排出口372は,排気されるガスを回収するための回収容器とつながっている。そのため,圧力を測定されたガスは回収容器に回収されることとなっている。すなわち,排出口372は,中空部371の内部の空気を回収容器に排出するための開口部である。
The
ここで,ガス抜き装置300のとる2つの状態について説明する。その2つの状態とは,開放弁350の開いた開放状態と,閉じた密閉状態である。中空部361と中空部371との間には,開放弁350が配置されている。そのため,中空部361と中空部371とは,連通している状態と連通していない状態とをとるようになっている。
Here, two states that the
つまり,開放弁350が開いた状態にあるときには,中空部361と中空部371とは連通している状態にある。つまり,中空部312と,中空部331と,中空部361と,中空部371と,排気口372とにわたって連通した開放状態にある。そのため,これらの中空部等の空間に存在するガスは排気口372から出て行くことができる。このような開放状態では,圧力センサ340は,ほぼ1気圧(約0.1MPa)の値を示すこととなる。
That is, when the
開放弁350が閉じた状態にあるときには,中空部361と中空部371とは連通していない状態にある。一方,中空部312と,中空部331と,中空部361とは,連通している状態である。ここで,中空針310の先端部311が密閉された空間にあれば,圧力センサ340の周囲のガスは密閉されることとなる。
When the
以上詳細に説明したように,本実施の形態のガス抜き装置300は,圧力センサ340を備えるものである。したがって,中空針310の先端部311からガス抜き対象物の内部のガスを抜くとともに,そのガス抜き対象物の内部のガスの圧力の値を測定することができる。これにより,ガス抜きと,ガスの圧力測定とを備えるガス抜き装置300が実現されている。
As described above in detail, the
4.電池の製造方法
本実施の形態に係るバッテリ100の製造方法について説明する。本実施の形態に係るバッテリ100の製造方法は,初期充放電をした後に,電池容器101の内部で発生したガスを抜くガス抜き工程を有するものである。そのガス抜き工程では,前述したガス抜き装置300を用いて電池容器101の内部から排出されるガスの圧力を測定することにより,バッテリの良否判定をも行う。これにより,ガス抜きと,バッテリの良否判定とを行うことのできるバッテリ100の製造方法が実現されることとなる。したがって,本形態のバッテリ100の製造方法についてガス抜き工程を中心に説明する。
4). Battery Manufacturing Method A battery manufacturing method according to the present embodiment will be described. The manufacturing method of the
4−1.電極体作成工程
本形態のバッテリ100の製造工程について説明する。まず,電極板(正極板Pおよび負極板N)を捲回して捲回電極体200を作成する。前述したように,ここで巻き取る正極板P,セパレータS,負極板N,セパレータTを重ねる順は,図3に示したとおりである。図3に示したように,捲回体の一方の端部に正極非塗工部P2の一部が,他方の端部に負極非塗工部N2の一部が突出するように捲回するのである。これにより,捲回電極体200が作成される。
4-1. Electrode body creation process The manufacturing process of the
4−2.電解液注入工程
次に,正極集電板110および負極集電板120を接合された捲回電極体200を,電池容器101に挿入する。次に,電池容器101に蓋102をする。その後,電池容器101の内部に電解液を注入する。そして,蓋102の注液口105(図6参照)を仮封止する。仮封止とは,仮封止部材103により蓋102の注液口105を一旦密閉することである。仮封止部材103は,シール部材である。そしてその材質は樹脂である。穴開け部104は,仮封止部材103のうち注液口105を覆う部分である。また,穴開け部104は,後のガス抜き工程において穴を開けられる部分である。そのため,穴開け部104には,前述した仮封止の際に,目印を付けておくとよい。これによりバッテリ100が組み立てられる。すなわち,電極体作成工程および電解液注入工程は,バッテリ100を組み立てる電池組立工程である。
4-2. Next, the
4−3.初期充放電工程
続いて,仮封止したバッテリを充放電する。これにより,正極板Pの正極合材層PAの表面,負極板Nの負極合材層NAのそれぞれの表面で電極反応が起こる。この際に,正極合材層PAや負極合材層NAに含まれる水が還元反応することにより,水素ガス等のガスが発生する。
4-3. Initial charge / discharge process Subsequently, the temporarily sealed battery is charged / discharged. Thereby, an electrode reaction occurs on the surface of the positive electrode mixture layer PA of the positive electrode plate P and the surface of the negative electrode mixture layer NA of the negative electrode plate N. At this time, a gas such as hydrogen gas is generated due to a reduction reaction of water contained in the positive electrode mixture layer PA and the negative electrode mixture layer NA.
4−4.ガス抜き工程
4−4A.状態測定工程
続いて,電池容器101の内部で発生したガスを抜く。その際に,図5に示したガス抜き装置300を用いる。図6は,ガス抜き装置300を用いて電池容器101からガスを抜くガス抜き工程の順序の一部を示す図である。図6の左側の図に示すように,仮封止部材103の穴開け部104の箇所に中空針310を合わせる。なお,この段階で,図5に示したガス抜き装置300の開放弁350は閉じた状態である。
4-4. Degassing step 4-4A. State Measurement Step Subsequently, the gas generated inside the
図6の左側の図に示すように,まず,仮封止されたバッテリの仮封止部材103に上方から,すなわち図6中の矢印Fの向きにガス抜き装置300を近づける。その際,仮封止部材103の下に蓋102の内側の注液口105が設けられた箇所に,中空針310の先端部311を近づける。
As shown in the left diagram of FIG. 6, first, the
続いて,中空針310の先端部311が仮封止部材103の穴開け部104に接触する。次に,図6の中央の図に示すように,封止面321が仮封止部材103に接触する。その際,先端部311は,わずかに穴開け部104に食い込んでいる。先端部311が,封止面321よりもわずかに突出しているためである。この段階ではまだ,封止部材320は変形していない。
Subsequently, the
そのまま,ガス抜き装置300を押し続けていくと,図6中の右側の図のようになる。つまり,中空針310が仮封止部材103の穴開け部104を突き破るのである。そのとき中空針310の先端部311が電池容器101と蓋102とで密閉された空間の内部に入る。これにより,電池容器101の内部と,中空部312と,図5に示した空間部331と,圧力センサ340の周辺とは,連通する。したがって,電池容器101の内部のガスが,中空針310の内部に入り込む。そしてこのとき,封止部材320は,封止面321で力を受けて変形している。
If the
わずかな時間が経過すると,電池容器101の内部の圧力と,圧力センサ340の周囲の圧力とがほぼ等しくなる。なお,電池容器101の内部の圧力は,中空針310の挿入の前後でほとんど変化しない。中空針310の挿入により電池容器101と連通する中空部312,331,361の体積は十分に小さいからである。この段階で,圧力センサ340により,圧力を測定する。
When a short time elapses, the pressure inside the
4−4B.良否判定工程
このときの圧力測定値が予め定めた閾値以上であれば,当該バッテリ100を「不良」と判断する。このときの圧力測定値が,予め定めた閾値より小さければ,当該バッテリ100を「良」と判断する。そして,この段階で「良」と判断されたもののみを,次の封止工程にまわせばよい。これにより「不良」と判断されたバッテリを取り除くことができるからである。
4-4B. Pass / Fail Judgment Step If the pressure measurement value at this time is equal to or greater than a predetermined threshold, the
ここで良否判断の閾値となる圧力について例示する。例えば,電池容器101の内部で,捲回電極体200等の部材や電解液により占められていない空間(デッドスペース)の体積が30cm3であったとする。その場合,閾値を0.15MPaと設定する。この閾値は,デッドスペースの体積,バッテリ100に設けられる安全弁の開弁圧により異なる値を設定する必要のある値である。例えば,デッドスペースが大きいほど,閾値を小さい値に設定する。デッドスペースが小さいほど,閾値を大きい値に設定する。初期充放電工程において同じ量のガスが発生すると考えると,デッドスペースが大きいほど電池容器101の内部の圧力の変化は小さいからである。また,正極合材層もしくは負極合材層の種類やこれらの水分率の規格によっても別の値を設定しなおすことが好ましい。
Here, an example of the pressure that serves as a threshold value for pass / fail judgment is illustrated. For example, it is assumed that the volume of a space (dead space) that is not occupied by a member such as the
4−4C.ガス排出工程
次に,開放弁350を開放する。これにより,前述したように,中空部361と中空部371とが連通する。よって,電池容器101の内部のガスが排気口372から矢印Dの向きに排出される。そして,ガスは回収容器の内部に回収されることとなる。これにより,電池容器101の内部の圧力は,ほぼ1気圧(約0.1MPa)に等しい値となる。この後,ガス抜き装置300をバッテリ100から取り除く。なお,良否判定により,「不良」と判断されたバッテリ100については,必ずしもこの工程でガスを抜く必要はない。
4-4C. Next, the
4−5.封止工程
続いて,ガス抜き工程により,穴を開けられた仮封止部材103を蓋102から外す。そして,封止部材により穴を覆う。その後に,封止部材と電池容器101を溶接する。これにより,バッテリ100が製造される。
4-5. Sealing Step Subsequently, the
4−6.高温保持処理工程
続いて,製造されたバッテリ100を高温環境下におく。例えば,40℃〜65℃の温度下で,6〜24時間おいておく。これにより,バッテリ100の出力特性が安定化する(エージング効果)。以後,種々の検査工程を行うとよい。また,上記の各工程の間に検査工程をはさんでもよい。
4-6. High temperature holding treatment process Subsequently, the manufactured
本実施の形態に係るバッテリ100の製造方法は,初期充放電工程により生じたガスを抜くガス抜き工程を有する方法である。そのガス抜き工程では,電池容器101の内部の圧力を測定する。そして,そのガスの圧力により,電池の良品,不良品の判定を行う。つまり,製造工程に検査工程が繰り込まれているのである。したがって,本実施の形態に係るバッテリ100の製造方法により,不良品(内圧の異常な電池)を取り除くことができる。また,電極の合材層の水分率の低いバッテリ100が製造されることとなる。
The manufacturing method of the
5.変形例
本実施の形態では,圧力センサ340を備えたガス抜き装置300を設けた。しかし,圧力センサ340を設ける代わりに,バッテリ100からのガスの排出量を測定する流量計を設けることとしてもよい。電池容器101の内部におけるガスの発生量が分かれば,当該電池の良否判定を行うことができることに変わりないからである。ここで測定するガスの流量は,中空針310の先端部311を穴開け部104に挿入してから,電池容器101の内部のガスが抜ききるまでの間に排気口372から排出されるガスの累積流量である。つまり,バッテリ100に中空針310を挿入してから,開放弁350を開いた状態で中空針350への流入が止まるまでの間にガス抜き装置300に流入したガスの累積流量を,ガスの発生量を示す状態値として採用するのである。
5. Modification In the present embodiment, a
6.まとめ
以上,詳細に説明したように,本実施の形態に係るバッテリ100の製造方法は,初期充放電工程により生じたガスを抜くガス抜き工程を有する方法である。そのガス抜き工程では,電池容器101の内部の圧力を測定する。そして,そのガスの圧力により,電池の良品,不良品の判定を行う。つまり,製造工程に検査工程が一体的に組み入れられているのである。したがって,本実施の形態に係るバッテリ100の製造方法により,不良品(内圧の異常な電池)を取り除くことができる。また,電極の合材層の水分率の低いバッテリ100が製造されることとなる。
6). Summary As described above in detail, the method for manufacturing the
また,本実施の形態のガス抜き装置300は,圧力センサ340を備えるものである。したがって,中空針310の先端部311からガス抜き対象物の内部のガスを抜くとともに,そのガス抜き対象物の内部のガスの圧力の値を測定することができる。これにより,ガス抜きと,ガスの圧力測定とを行うことのできるガス抜き装置300が実現されている。
Further, the
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,排気口372に回収容器を接続することとしたが,場合によっては回収容器を設けずに大気開放することとしてもよい。また,本実施の形態では円筒形状の捲回電極体200を用いたが,プレスを施した扁平形状の捲回電極体を用いてもよい。また,平積みされた電極体を用いてもよい。つまり,電極体であればその形状によらない。仮封止部材として樹脂性のシール部材を用いたが,代わりにゴム栓を用いてもよい。
Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, although the recovery container is connected to the
(第2の実施形態)
続いて第2の実施形態について説明する。本実施の形態では,第1の実施形態と同様にガス抜き装置300を用いてバッテリ100を製造する。したがって,ガス抜きとガスの圧力測定とを行うことに変わりはない。本形態のバッテリ100の製造方法と第1の実施形態のバッテリ100の製造方法との相違点は,良否判定に用いる閾値の設定方法である。したがって,この異なる点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the present embodiment, the
本形態では,種々の外的パラメータに応じて,バッテリ100の良否判定に用いる圧力の閾値を変更する。
In the present embodiment, the pressure threshold used for the quality determination of the
図7は,種々の環境下で作成したバッテリの内圧を測定した値を示すグラフである。図7の横軸は,バッテリのサンプルの作成番号である。異なる作成番号のサンプルは,互いに異なる条件で作成されたバッテリである。縦軸は,そのサンプルの内圧である。図7の実験は,内圧に異常のあるバッテリを探すのが目的ではなく,種々の外的パラメータに依存してバッテリの内圧の値が大きくなる方向に変化するか小さくなる方向に変化するかの傾向を調べるために行ったものである。したがって,図7のグラフに示されている各ロットの圧力の値は,第1の実施形態のところで良否判定の閾値として採用した0.15MPaよりも小さい。 FIG. 7 is a graph showing values obtained by measuring the internal pressure of a battery prepared under various environments. The horizontal axis in FIG. 7 represents the battery sample creation number. Samples with different creation numbers are batteries created under different conditions. The vertical axis represents the internal pressure of the sample. The experiment in FIG. 7 is not intended to search for a battery having an abnormal internal pressure, but whether the internal pressure value of the battery changes in a direction of increasing or decreasing depending on various external parameters. This was done to investigate the trend. Therefore, the pressure value of each lot shown in the graph of FIG. 7 is smaller than 0.15 MPa adopted as the pass / fail judgment threshold in the first embodiment.
もちろん,電池容器の内部の圧力は,前述したようにデッドスペース等により変化するものである。したがって,これらの試験では,変化させた外的パラメータ以外については共通である。 Of course, the pressure inside the battery container changes due to dead space or the like as described above. Therefore, these tests are common except for the changed external parameters.
図7のGで表す領域に存在するデータは,電解液注入工程の終了時刻から仮封止の開始時刻までの時間が長いものである。図7のHで表す領域に存在するデータは,電解液注入工程の終了時刻から仮封止の開始時刻までの時間が短いものである。 The data existing in the region indicated by G in FIG. 7 is a long time from the end time of the electrolyte injection process to the start time of temporary sealing. The data existing in the region represented by H in FIG. 7 is a short time from the end time of the electrolyte injection process to the start time of temporary sealing.
図7では,Gで表す領域に存在するデータの圧力の値のほうが,Hで表す領域に存在するデータの圧力の値よりも大きい傾向がある。すなわち,電解液注入工程の終了時刻から仮封止の開始時刻までの時間が短いほど,電池容器101の内部の圧力は小さい傾向がある。電解液注入工程の終了時刻から仮封止の開始時刻までの時間が長いほど,電池容器101の内部の圧力は大きい傾向がある。
In FIG. 7, the pressure value of the data existing in the area represented by G tends to be larger than the pressure value of the data existing in the area represented by H. That is, the shorter the time from the end time of the electrolyte injection process to the start time of temporary sealing, the smaller the pressure inside the
したがって,本形態では,電解液注入工程の終了時刻から仮封止の開始時刻までの時間が短いほど,閾値を小さい値として設定し,電解液注入工程の終了時刻から仮封止の開始時刻までの時間が長いほど,閾値を大きい値として設定するのである。 Therefore, in this embodiment, the shorter the time from the end time of the electrolytic solution injection process to the start time of temporary sealing, the smaller the threshold value is set, and from the end time of the electrolytic solution injection process to the start time of temporary sealing. The longer the time is, the larger the threshold is set.
図7のIで表す領域に存在するデータは,初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間が長いものである。図7のJで表す領域に存在するデータは,初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間が短いものである。 The data existing in the region represented by I in FIG. 7 is a long time from the end time of the initial charge / discharge process to the start time of the high temperature holding treatment process. The data existing in the region represented by J in FIG. 7 is a short time from the end time of the initial charge / discharge process to the start time of the high temperature holding treatment process.
図7では,Iで表す領域に存在するデータの圧力の値のほうが,Jで表す領域に存在するデータの圧力の値よりも小さい傾向がある。すなわち,初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間が短いほど,電池容器101の内部の圧力が大きい傾向がある。初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間が長いほど,電池容器101の内部の圧力が小さい傾向がある。
In FIG. 7, the pressure value of the data existing in the area represented by I tends to be smaller than the pressure value of the data existing in the area represented by J. That is, as the time from the end time of the initial charge / discharge process to the start time of the high temperature holding process is shorter, the internal pressure of the
したがって,本形態では,初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間が短いほど,閾値を大きい値として設定し,初期充放電工程の終了時刻から高温保持処理工程の開始時刻までの時間が長いほど,閾値を小さい値として設定するのである。 Therefore, in this embodiment, the shorter the time from the end time of the initial charge / discharge process to the start time of the high temperature holding process, the larger the threshold value is set, and the start of the high temperature holding process starts from the end time of the initial charge / discharge process. The longer the time until the time is, the smaller the threshold value is set.
図7のKで表す領域に存在するデータは,図7のLで表す領域に存在するデータよりも水分率の低い電極板を用いたものである。 The data existing in the region represented by K in FIG. 7 uses an electrode plate having a lower moisture content than the data present in the region represented by L in FIG.
以上,詳細に説明したように,本実施の形態に係るバッテリ100の製造方法は,初期充放電工程により生じたガスを抜くガス抜き工程を有する方法である。そのガス抜き工程では,電池容器101の内部の圧力を測定する。そして,そのガスの圧力により,電池の良品,不良品の判定を行う。つまり,製造工程に検査工程が一体的に組み入れられているのである。したがって,本実施の形態に係るバッテリ100の製造方法により,不良品(内圧の異常な電池)を取り除くことができる。また,電極の合材層の水分率の低いバッテリ100が製造されることとなる。
As described above in detail, the method for manufacturing the
また,本実施の形態のガス抜き装置300は,圧力センサ340を備えるものである。したがって,中空針310の先端部311からガス抜き対象物の内部のガスを抜くとともに,そのガス抜き対象物の内部のガスの圧力の値を測定することができる。これにより,ガス抜きと,ガスの圧力測定とを行うことのできるガス抜き装置300が実現されている。
Further, the
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,排気口372に回収容器を接続することとしたが,場合によっては回収容器を設けずに大気開放することとしてもよい。また,本実施の形態では円筒形状の捲回電極体200を用いたが,プレスを施した扁平形状の捲回電極体を用いてもよい。また,平積みされた電極体を用いてもよい。つまり,電極体であればその形状によらない。仮封止部材として樹脂性のシール部材を用いたが,代わりにゴム栓を用いてもよい。
Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, although the recovery container is connected to the
100…バッテリ
101…電池容器
102…蓋
103…仮封止部材
104…穴開け部
105…注液口
200…捲回電極体
300…ガス抜き装置
310…中空針
311…先端部
312,331,361,371…中空部
320…封止部材
321…封止面
330,360…連結部
340…圧力センサ
350…開放弁
372…排気口
P…正極板
PA…正極合材層
PB…正極芯材
P1…正極塗工部
P2…正極非塗工部
N…負極板
NA…負極合材層
NB…負極芯材
N1…負極塗工部
N2…負極非塗工部
S,T…セパレータ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電池組立工程の後に前記電池ケースを一旦密閉して充放電を行う初期充放電工程と,
前記初期充放電工程の後に前記電池ケースの内部のガスを前記電池ケースから排除するガス抜き工程と,
前記ガス抜き工程の後に前記電池ケースを封止する封止工程とを有する二次電池の製造方法において,
前記ガス抜き工程は,
前記初期充放電工程で前記電池ケースの内部に発生したガスの発生量を示す状態値を測定する状態測定工程と,
前記状態測定工程で測定した前記状態値が予め定めた閾値よりも大きい場合に,
当該二次電池を不良品であると判定し,
前記状態測定工程で測定した前記状態値が予め定めた閾値以下の値である場合に,
当該二次電池を良品であると判定する良否判定工程と,
少なくとも,前記良否判定工程で良品と判定される二次電池における前記電池ケースの内部のガスを前記電池ケースの外部に排出するガス排出工程とを有することを特徴とする二次電池の製造方法。 A battery assembly process for inserting an electrode body in which positive and negative electrode plates and separators for insulating them are stacked into a battery case and injecting an electrolyte into the battery case;
An initial charge / discharge step in which the battery case is once sealed and charged / discharged after the battery assembly step;
A degassing step of removing the gas inside the battery case from the battery case after the initial charge and discharge step;
In the secondary battery manufacturing method having a sealing step of sealing the battery case after the degassing step,
The degassing process includes:
A state measurement step of measuring a state value indicating the amount of gas generated inside the battery case in the initial charge / discharge step;
When the state value measured in the state measurement step is larger than a predetermined threshold value,
The secondary battery is determined to be defective,
When the state value measured in the state measurement step is a value equal to or less than a predetermined threshold value,
A pass / fail judgment step for judging that the secondary battery is non-defective,
A method for producing a secondary battery, comprising: a gas exhausting process for exhausting a gas inside the battery case in a secondary battery determined to be a non-defective product in the pass / fail determination process to the outside of the battery case.
前記ガス抜き工程では,
前記状態値として,前記電池ケースの内部の圧力を用いることを特徴とする二次電池の製造方法。 In the manufacturing method of the secondary battery according to claim 1,
In the degassing process,
A method of manufacturing a secondary battery, wherein the state value is a pressure inside the battery case.
前記ガス抜き工程では,
前記状態値として,前記ガス排出工程にて前記電池ケースの内部から流出するガスの累積流量を用いることを特徴とする二次電池の製造方法。 In the manufacturing method of the secondary battery according to claim 1,
In the degassing process,
As the state value, a cumulative flow rate of gas flowing out from the inside of the battery case in the gas discharging step is used.
前記電池組立工程の終了時刻から前記封止工程の開始時刻までの時間を予め設定時間として設定し,
前記設定時間に伴って前記閾値を補正することを特徴とする二次電池の製造方法。 In the manufacturing method of the secondary battery in any one of Claim 1 to Claim 3,
A time from the end time of the battery assembly process to the start time of the sealing process is set in advance as a set time,
A method of manufacturing a secondary battery, wherein the threshold value is corrected according to the set time.
少なくとも第1の設定時間とそれに対応する第1の閾値と,前記第1の設定時間より長い第2の設定時間とそれに対応する第2の閾値とを用い,
前記第1の閾値は,前記第2の閾値より小さい値であることを特徴とする二次電池の製造方法。 In the manufacturing method of the secondary battery according to claim 4,
Using at least a first set time and a first threshold corresponding thereto, a second set time longer than the first set time and a second threshold corresponding thereto,
The method for manufacturing a secondary battery, wherein the first threshold value is smaller than the second threshold value.
前記封止工程の後に40℃〜65℃の温度で少なくとも6時間以上保持する高温保持処理工程を有し,
前記初期充放電工程の終了時刻から前記高温保持処理工程の開始時刻までの時間を予め処理設定時間として設定し,
前記処理設定時間に伴って前記閾値を補正することを特徴とする二次電池の製造方法。 In the manufacturing method of the secondary battery in any one of Claim 1 to Claim 3,
Having a high temperature holding treatment step of holding at a temperature of 40 ° C. to 65 ° C. for at least 6 hours after the sealing step;
The time from the end time of the initial charge / discharge process to the start time of the high temperature holding process is set in advance as a process setting time,
A method of manufacturing a secondary battery, wherein the threshold value is corrected according to the processing setting time.
少なくとも第1の処理設定時間とそれに対応する第1の閾値と,前記第1の処理設定時間より長い第2の処理設定時間とそれに対応する第2の閾値とを用い,
前記第1の閾値は,前記第2の閾値より大きい値であることを特徴とする二次電池の製造方法。 In the manufacturing method of the secondary battery according to claim 6,
Using at least a first process setting time and a first threshold corresponding thereto, a second process setting time longer than the first process setting time and a second threshold corresponding thereto,
The method for manufacturing a secondary battery, wherein the first threshold value is larger than the second threshold value.
前記中空針と連通している連通部と,
前記連通部と連通するとともに当該連通部からガスを排気するための排気口と,
前記中空針と前記排気口との連通の有無を切り替える開閉弁とを有するガス抜き装置において,
前記対象物に内蔵されるガスの量を示す状態値を測定する状態測定部を有することを特徴とするガス抜き装置。 A hollow needle having an open tip inserted into an object containing gas and having a hollow inside;
A communicating portion communicating with the hollow needle;
An exhaust port for communicating with the communication portion and exhausting gas from the communication portion;
In the degassing device having an open / close valve for switching presence / absence of communication between the hollow needle and the exhaust port,
A degassing apparatus comprising a state measuring unit that measures a state value indicating an amount of gas incorporated in the object.
前記状態値は,
前記対象物から前記中空針を介して前記連通部に流入するガスの圧力の値であることを特徴とするガス抜き装置。 The degassing device according to claim 8,
The state value is
The degassing device, wherein the degassing device is a pressure value of gas flowing from the object into the communication portion via the hollow needle.
前記状態値は,
前記対象物に前記中空針を挿入してから,前記開閉弁を開いた状態で前記中空針への流入が止まるまでの間に前記ガス抜き装置に流入したガスの流量であることを特徴とするガス抜き装置。 The degassing device according to claim 8,
The state value is
The flow rate of the gas flowing into the degassing device after the hollow needle is inserted into the object and before the flow into the hollow needle is stopped with the open / close valve opened. Degassing device.
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