JP2012113854A - 二次電池セルおよび二次電池セルの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電池セルからケース部材内に噴出されるミスト状のガスを排出するガス排出装置を、組付けが簡単で接続の信頼性が高い構造とする。
【解決手段】電池蓋３０には、外部正極端子３２、外部負極端子４２が設けられている。また、外部正極端子３２と外部負極端子４２の間の電池蓋３０の上面には、第２〜第４の識別別情報表示部２６〜２８が形成されている。第２〜第４の識別別情報表示部２６〜２８は、それぞれ、異なる工程で形成されたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、識別情報表示を有する二次電池セルおよび二次電池セルの製造装置に関する。

リチウムイオン二次電池セル、ニッケル水素二次電池セル、ニッケルカドミウム二次電池セル等の二次電池セルは、ハイブリッド自動車や電気自動車の電源として近年、急速に普及しつつある。自動車用の二次電池セルは、高いエネルギ密度を必要とされ、ばらつきの小さい高い電池性能が求められる。このため、製造段階において、個々の二次電池セルに製造情報を記録して、保守管理や不具合発生時の原因究明の迅速化すなわち、良好なトレーサビリティの構築の必要性が検討されている。

二次電池セルに製造情報を記録する方法として、角形ケースの一つの側面に外部負極端子が設けられ、外部負極端子部以外の全体が広い面積の上面に製造日、ライン番号等の製造番号情報をインクジェットやレーザマーキングにより記録する方法が知られている（例えば、特許文献１：段落［００３７］参照）。

特開２０１０−７３５８１号公報

二次電池セルに、例えば、エージングを行った後の電池性能を、各二次電池セルの製造番号情報を読み取りながら測定するようにすれば、トレーサビリティが、一層、良好となる。このような識別情報を二次電池セルに記録するには、プローブを電極端子に接続した状態で、製造番号情報を読み取り可能とすれば作業性が良好となる。
しかし、特許文献１に開示された二次電池セルでは、製造番号情報はケースの上面に記録されており、外部負極端子が側面に設けられている。このため、製造番号情報が読み取り可能な状態で、電極端子にプローブを接続する作業がしづらく効率が悪いものであった。

本発明の二次電池セルは、正極電極と負極電極がセパレータを介して重ね合わされてなる電極群と、正極電極および負極電極が接続される外部正極端子および外部負極端子が配置された蓋部材と、少なくとも蓋部材が取り付けられる側に開口部を有し、電極群が収納され、電解液が注入される容器とを具備し、蓋部材の上面に、製造情報および電池性能に関する情報の少なくとも一方を示す識別情報が表示された識別情報表示部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の二次電池装置は、識別情報表示部に表示された識別情報を読み取り、選別して組み合わせた上記に記載された二次電池セルが複数個集合されたことを特徴とする。

本発明の製造装置は、正極電極と負極電極を有する電極群が収容され、電解液が注入された容器と、電極群の正極電極に接続される外部正極端子と負極電極に接続される外部負極端子とが配置され、かつ、上面に識別情報表示部が形成された蓋部材とを有する二次電池セルの製造装置であって、外部正極端子および外部負極端子にそれぞれ接続される正極用および負極用のプローブと、蓋部材の識別情報を読み取るリーダとが、正極用および負極用のプローブの先端と、リーダの読取面とが同一方向を向いて一体化された読取装置と、正極用および負極用のプローブに接続され、二次電池セルを充放電する充放電回路と、充放電回路による充放電の所定時間後に、二次電池セルの電池性能を測定する検査回路とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、外部正極端子、外部負極端子および識別情報表示部が蓋部材に表示されているので、プローブを電極端子に接続した状態で、識別情報表示部の情報を読み取る作業を効率的に行うことが可能となる。

本発明の二次電池セルの一実施の形態の外観斜視図。 図１において電池容器の一部を除去した状態の斜視図。 図１に図示された二次電池セルの分解斜視図。 図１に図示された電極群の構造を示す斜視図。 図１に図示された二次電池セルの製造方法の一実施の形態を示す処理フロー図。 電池蓋に識別情報を形成する方法を説明するための斜視図。 部品の記録情報を読み取り、蓋部材に識別情報を形成する方法を説明するための斜視図。 二次電池セルの充放電検査の方法を示す斜視図。 二次電池セルに電池性能に関する識別情報を形成する方法を示す斜視図。 本発明の二次電池装置の実施形態１の斜視図。 本発明の二次電池装置の実施形態２の斜視図。 二次電池セルに識別情報を形成する方法の他の例を示す斜視図。

--実施形態１--
（二次電池セル）
以下、本発明の二次電池セルおよび二次電池セルの製造装置を、図面を参照して説明する。
[二次電池セルの構造]
先ず、二次電池セルについて説明する。 図１は、本発明の二次電池セルの一実施の形態を示す外観斜視図であり、図２は、図１における電池容器の一部を除去した状態の斜視図であり、図３は、図１の分解斜視図である。
二次電池セル１０は、例えば、角形リチウムイオン二次電池であり、全体として扁平形の直方体形状を有する。二次電池セル１０は、大面積の長方形状の平面および背面と、この平面および背面間に配置された３つの側面を有する電池容器１１と、電池容器１１の上部の矩形形状の開口を覆う電池蓋ユニット３を有する。電池容器１１の内部には、捲回群５０が収納されている。電池蓋ユニット３は、電池蓋（蓋部材）３０、正極接続ボルト３１、外部正極端子３２、外部正極端子板３７、絶縁板３６、正極集電板３３、負極接続ボルト４１、外部負極端子４２、外部負極端子板４７、絶縁板４６、負極集電板４３により構成されている。電池蓋３０は、アルミニウム等の金属材料により形成され、電池容器１１にレーザ溶接して封止されている。外部正極端子３２および外部負極端子４２を介して外部負荷に電力が供給され、あるいは、外部正極端子３２および外部負極端子４２を介して外部発電電力が捲回群５０に充電される。

正極接続ボルト３１と外部正極端子３２とは、導電性部材で形成された外部正極端子板３７により電気的に接続されている。外部正極端子板３７と電池蓋３０との間には、樹脂部材よりなる絶縁板３６が介装され、外部正極端子板３７と電池蓋３０とが絶縁されている。
負極接続ボルト４１と外部負極端子４２とは、導電性部材で形成された外部負極端子板４７により電気的に接続されている。外部負極端子板４７と電池蓋３０との間には、樹脂部材よりなる絶縁板４６が介装され、外部負極端子板４７と電池蓋３０とが絶縁されている。

外部正極端子板３７と外部負極端子板４７とは、電池容器１１の長さ方向において離間して配置されている。電池蓋３０における外部正極端子板３７と外部負極端子板４７との間には、開裂弁１２と、電解液を注入する注液部１３とが設けられている。開裂弁１２は、電池容器１１の内部に発生したガス、すなわち電解液を含むミスト状のガスを電池容器１１の外部に噴出させる減圧機構として機能する。開裂弁１２は、電池蓋３０に円形状の溝と、円形状の溝の中心から円形の溝まで延出された複数の放射状の溝を設けることにより構成されている。注液部１３は、電池容器１１内に電解液を注入するための開口部であり、注液後には、封止栓により閉塞される。

外部正極端子板３７には、正極集電板３３が接続されている（図３参照）。正極集電板３３は、金属板よりなり、捲回群５０の厚さ方向に可撓性を有する一対の接続部３３ａを有する。一対の接続部３３ａは捲回群５０の厚さ方向において離間して設けられ、各接続部３３ａは、捲回群５０の一側縁側に配置された正極集電部（後述する、図４の正極合剤未処理部）５１ｃに、相対向する面側から圧接により接続されている。
外部負極端子板４７には、負極集電板４３が接続されている（図３参照）。負極集電板４３は、金属板よりなり、捲回群５０の厚さ方向に可撓性を有する一対の接続部４３ａを有する。一対の接続部４３ａは捲回群５０の厚さ方向において離間して設けられ、捲回群５０の他側縁に配置された負極集電部（後述する、図４の負極合剤未処理部）５２ｃに、相対向する面側から圧接により接続されている。

図４は、捲回群５０の巻き終り側を開放した状態の斜視図である。
捲回群５０は、正極電極５１と負極電極５２とを、第１、第２のセパレータ５３、５４を介在して扁平状に捲回して形成されたものである。
正極電極５１は、例えば、アルミニウム箔等からなる正極シート５１ａの両面に正極合剤層５１ｂが塗工されたものである。正極合剤層５１ｂは、一側縁に、正極シート５１ａが露出された正極合剤未処理部５１ｃが形成されるように塗工されている。
負極電極５２は、例えば、銅箔等からなる負極シート５２ａの両面に負極合剤層５２ｂが塗工されたものである。負極合剤層５２ｂは、正極合剤未処理部５１ｃが配置された側縁と対向する側縁である他側縁に、負極シート５２ａが露出された負極合剤未処理部５１ｃが形成されるように塗工されている。

正極合剤５１ｂは、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と結着剤として１０重量部のＰＶＤＦとを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加、混練して作製する。この正極合剤５１ｂを厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に正極合剤未処理部５１ｃを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断してアルミニウム箔を含まない正極活物質塗布部の厚さ９０μｍの正極電極５１を得る。

負極合剤５２ｂは、負極活物質として非晶質炭素粉末１００重量部に対して、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという。）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルビロリドン（以下、ＮＭＰという。）を添加、混練して作製する。この負極合剤５２ｂを厚さ１０μｍの銅箔の両面に負極合剤未処理部５２ｃを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断して銅箔を含まない負極活物質塗布部の厚さ７０μｍの負極電極５２を得る。

捲回群５０を形成するには、第１、第２のセパレータ５３、５４の間に、それぞれ、負極電極５２の巻始め側端部を、正極電極５１の巻始め側端部よりも内側に位置させて配置して捲回する。この場合、正極合剤未処理部５１ｃと負極合剤未処理部５２とは、反対側の側縁に位置するように配置する。負極合剤層５２ｂの幅、換言すれば、捲回方向に直交する方向の長さは、正極合剤層５１ｂの幅よりも広く形成されている。また、図４に図示されるように、第１のセパレータ５３の幅は、正極電極５１の正極合剤未処理部５１ｃを一側縁側において外部に露出する寸法とされている。第２のセパレータ５４の幅は、負極電極５２の負極合剤未処理部５２ｃを他側縁側において外部に露出する寸法とされている。

捲回群５０の巻始め側には、第１、第２のセパレータ５３、５４が数周捲回されている。また、捲回群５０の巻終り側は、最外周が第２のセパレータ５４、その内側が電極負極５２である。従って、正極合剤層５１ｂは、巻始め側から巻終り側までの全長に亘り、幅方向においても、すべての部分が、負極合剤層５２ｂにより覆われている。
このような構造とする理由は、リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質であるリチウムがイオン化してセパレータを浸透するが、負極側に負極活物質が形成されておらず負極シート５２ａが露出していると負極シート５２ａにリチウムが析出し、内部短絡を発生する原因となるからである。

図３を参照して、捲回群５０は、正極電極５１においては、正極シート５１ａの正極合剤未処理部５１ｃが外部に露出しており、負極電極５２においては、負極シート５２ａの負極合剤未処理部５２ｃが外部に露出している。
正極集電板３３の一対の接続部３３ａの間隔および負極集電板４３の一対の接続部４３ａの間隔は、それぞれ、捲回群５０の正極合剤未処理部５１ｃが積層された厚さまたは捲回群５０の負極合剤未処理部５２ｃが積層された厚さより少し小さい。このため、正極集電板３３の一対の接続部３３ａの間に捲回群５０の正極合剤未処理部５１ｃを、また、負極集電板４３の一対の接続部４３ａの間に捲回群５０の負極合剤未処理部５２ｃを差し込めば、正極電極５１が正極集電板３３に接続され、負極電極５２が負極集電板４３に接続される。

この組み付けにより、正極集電板３３の一対の接続部３３ａにより捲回群５０の正極合剤未処理部５１ｃが圧接されて、正極電極５１に外部正極端子３２が接続される。また、負極集電板４３の一対の接続部４３ａにより捲回群５０の負極合剤未処理部５２ｃが圧接されて、負極電極５２に外部負極端子４２が接続される。
なお、正極合剤未処理部５１ｃの積層部と正極接続３３ａとは超音波溶接あるいは抵抗溶接により電気的に接続される。負極電極５２も同様である。接続に際して正・負極合剤未処理部５１ｃ、５２ｃの積層部を厚さ方向に押し潰した後、正・負極接続部３３ａ、４３ａを溶接する。

電池蓋３０の上面には、それぞれ異なる識別情報が表示された３つの識別情報表示部２６〜２８が形成されている。第１の識別情報表示部２６には、電池蓋３０の製造番号が表示されている。製造番号には、電池蓋３０が製造された工場、ラインおよび製造日が確認できる番号・符号が含まれている。第２の識別情報表示部２７には、捲回群５０の製造番号に直接または間接的に関連する製造情報番号が表示されている。この製造情報番号には、捲回群５０が製造された工場、ラインおよび製造日が確認できる番号・符号が含まれている。第３の識別情報表示部２８には、電池性能を示す情報が表示されている。電池性能を示す情報とは、例えば、エージング後における二次電池セルの電圧値および内部抵抗値である。

第１〜第３の識別情報表示部２６、２７、２８は、電池蓋３０の幅方向に一列に配列されている。第１および第２の識別情報表示部２６、２７は、電池蓋３０のほぼ中央部に配置された開裂弁１２と外部正極端子３２との間に配置されている。第３の識別情報表示部２８は、電池蓋３０のほぼ中央部に配置された注液部１３と外部負極端子４２との間に配置されている。第３の識別情報表示部２８は、後述する如く、電圧値、内部抵抗値等の電池性能に関する多くの情報を有しており、第１、第２の識別情報表示部２６、２７よりも大きい寸法に形成されている。各識別情報は、１次元バーコードまたは２次元のデータマトリックスコードにより形成することができる。あるいは、ＱＲコード（登録商法）を用いることもできる。

図３に図示されるように、電池容器１１内に収容された捲回群５０は、捲回群５０の製造情報が表示された第４の識別情報表示部を有する。第４の識別情報表示部２５は、捲回群５０が製造された工場、ライン、製造日が確認できる製造番号であり、第４のセパレータ５４の巻終り側端部付近に設けられている。捲回群５０の特性は、電池性能に直接影響する重要な要素である。このため、上述した如く、電池蓋３０の上面に、捲回群５０の製造番号に直接または間接的に関連する製造情報番号が表示された第２の識別情報表示部２７を設け、分解することなく、外部から確認できるようにしてある。

各識別情報表示部２５〜２８に表示された識別情報は、それぞれ、異なる製造工程で記録されるものであり、それぞれ特有の貴重な情報を有している。
以下、図５を参照して、図１〜図３に図示された二次電池セル１０の製造方法の一実施の形態を説明する。

［二次電池セルの製造方法］
先ず、電極群作製工程において、捲回群５０を作製する（ステップＳ１）。捲回群５０を作製する方法は上述した通りである。ステップＳ１が完了したら、ステップＳ２において、捲回群５０に第４の識別情報表示部２５を形成する。
第４の識別情報表示部２５には、上述した如く、捲回群５０が製造された工場、ライン、製造日が確認できる製造番号が記録される。捲回群５０の製造番号は、例えば、レーザを照射するレーザ印字あるいはインクジェットによる印字により捲回群５０に直接記録する。

電極群作製工程と並行して電池蓋作製工程で電池蓋ユニット３を作製する。
ステップＳ１１で電池蓋３０を作製する。
ステップＳ１１が完了したら、ステップＳ１２で電池蓋３０に第１の識別情報表示部２６を形成する。
図６は、第１の識別情報表示部２６を形成する方法を示す図である。
上述した如く、第１の識別情報表示部２６には、電池蓋３０が製造された工場、ラインおよび製造日が確認できる製造番号が記録されている。電池蓋３０を形成する材料である、アルミニウム等の金属板に、レーザマーカ９１によりレーザを照射して、電池蓋３０の製造番号を、直接、印字する。製造番号は、２次元のデータマトリックスに変換されて記録される。記録される電池蓋３０の面は、外部正極端子３２、外部負極端子４２等が設けられる面と同一面である。金属板がアルミニウムの場合、レーザ出力は、５Ｗ以上とする必要がある。レーザの波長は、例えば、１０６０ｎｍであるが、この波長に限られるものではない。

アルミニウム金属板の表面は、通常、凹凸が大きく、識別情報の形成後に読取装置で読み取る際、正しく読み取るのが困難となる。そこで、予め、第１の識別情報表示部２６を形成する領域にレーザを走査して下地処理を行うのが望ましい。下地処理は、識別情報を印字するレーザマーカ９１により行うことができる。

電池蓋３０の材料は、アルミニウム金属板に限られるものではなく、例えば、ＳＵＳ鋼板や樹脂板等、密閉可能な薄板であればよい。樹脂板にレーザで印字する場合、レーザによる局所加熱によって樹脂を発色させて情報を表示するので、レーザ出力は１Ｗ程度でよい。

本実施の形態では、電池蓋３０を作製後の最初の工程であるステップＳ１２において、電池蓋３０の上面に電池蓋３０の製造番号を印字する。このため、この製造番号を読取装置により読み取ることで、以下に説明するが、印字以降の組み付け工程において、電池蓋組立加工工程のベースとなる電池蓋３０をどのように加工し、または電池蓋３０にどのロットの部材が組み付けられたか等の組立および加工の状態を確認することが可能となり、管理が容易となる。図６では、電池蓋３０の製造番号の印字を電池蓋３０の加工前に行う工程としており、この状態では開裂弁２および注液部１３は形成されていない。しかし、電池蓋３０の製造番号の印字を、開裂弁２および注液部１３の一方または両方を形成した後の工程で行うようにしてもよい。
なお、電池蓋３０への製造番号の印字は、電池蓋３０の組立加工途中または電池蓋３０の組立完了後とすることもできる。しかし、この場合には、製造番号を印字する前の工程において不良等になってラインから外された組み立て途中の電池蓋に対して管理が困難となるので、留意が必要である。

ステップＳ１２が完了したら、次に、電池蓋３０に電池蓋ユニット３を構成するための部材を順次組み付ける。すなわち、上述した如く、電池蓋３０に、正極接続板３７に一体化された外部正極端子３２、正極接続ボルト３１、絶縁板３６、正極集電板３３を組み付けて正極側接続構造部を設ける。また、電池蓋３０に、負極接続板４７に一体化された外部負極端子４２、負極接続ボルト４１、絶縁板４６、負極集電板４３を組み付けて負極側接続構造部を設ける。
このようにして、電池蓋ユニット３を作製するステップＳ１３が完了する。

ステップＳ１３が完了したら、電池セル組立工程で二次電池セル１０の組立を行う。
ステップＳ２１において、電池容器１１を作製する。
次に、作製された電池容器１１を用いて、ステップＳ２２において電解液が未注入の電池セルを作製する。
これには、先ず、ステップＳ２において第４の識別情報表示部２５が形成された捲回群５０に電池蓋ユニット３を接続する。この接続は、上述した如く、正極集電板３３の一対の接続部３３ａの間に捲回群５０の正極合剤未処理部５１ｃを、また、負極集電板４３の一対の接続部４３ａの間に捲回群５０の負極合剤未処理部５２ｃを差し込み溶接することにより行われる。

そして、このように電池蓋ユニット３と捲回群５０とが接続された状態で、電池蓋ユニット３と捲回群５０とを電池容器１１内に収容する。そして、電池蓋３０と電池容器１１とをレーザにより溶接する。これにより、ステップＳ２２の電池セルの作製が完了する。
ステップＳ２２が完了したら、ステップＳ２３において、電池蓋３０に第２の識別情報表示部２７を形成する。上述した如く、第２の識別情報表示部２７には、捲回群５０の製造番号に直接または間接的に関連する製造情報番号が表示されている。

図７は、電池蓋３０に第２の識別情報表示部２７を形成する方法を示す図である。
先ず、捲回群５０の第４の識別情報表示部２５に表示されている捲回群５０の製造番号を２次元のリーダ（読取装置）７３で読み取る。リーダ７３で読み取った情報はレーザマーカ９２に送信される。そして、電池セルの製造番号としてデータマトリックスに変換し、そのまま、レーザマーカ９２により電池蓋３０の上面にレーザを照射して印字を行う。電池蓋３０がアルミニウム金属板である場合には、上述した通り、予め、印字する領域にレーザを照射して下地処理を行うことが望ましい。

上述した如く、捲回群５０の特性は、電池性能に直接影響する重要な要素であるため、電池蓋３０の上面に、捲回群５０の製造情報番号が外部から確認できるように電池蓋３０の第２の識別情報表示部２７に表示される。
第２の識別情報表示部２７に記録される識別情報は、第４の識別情報表示部２５に記録されている製造番号と同一とすることが望ましい。この場合、第４の識別情報表示部２５の製造番号と同一でなくても、第４の識別情報表示部２５の製造番号に対応付けられる番号・符号であっても差し支えない。ここでは、製造番号と同一または対応付けられた番号・符号を含めて、電極群製造情報番号という。電池蓋３０には、既に、電池蓋３０の製造番号が印字されているので、第２の識別情報表示部２７の形成を省略することもできる。しかし、二次電池セル１０の電池性能は、捲回群５０の特性に強く依存するので、捲回群５０の製造番号に対応する識別情報を、容易に読み取りが可能な電池蓋３０の上面に表示しておくことで、トレーサビリティに対する品質が大幅に向上する。

ステップＳ２３が完了したら、次に、ステップＳ２４において、電池容器１１内に電解液を注入する。
電解液は、電池蓋３０の注液部１３から所定量注入する。
電解液としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の体積比１：１：１の混合溶液中に六フッ化リン酸リチウムを１ｍｏｌ／Ｌとなるように溶解した非水電解液を用いる。
注液部１３から電解液を注入した後は、注液口を封止栓で封止しておく。

ステップＳ２４が完了すると、二次電池セル１０の組立は完了し、この後、二次電池セル１０は充放電・エージング工程に投入される。
充放電・エージング工程では、先ず、ステップＳ３１において、二次電池セル１０を充放電させ、次に、ステップＳ３２においてエージングを行う。
図８は、ステップＳ３１および３２の工程を説明するための図である。
検査装置７０は、外部正極端子３２および外部負極端子４２に接続される一対のプローブ７１、７２と、２次元のリーダ７６とが、支持部材７４に取り付けられた構造を有する。正極用および負極用のプローブ７１、７２の先端と、蓋部材の識別情報を読み取るリーダとが、正極用および負極用のプローブの先端と、リーダ７６の読取面（図示せず）とは、同一方向である下面側に向けた状態で支持部材７４に一体的に取り付けられている。一対のプローブ７１と７２とは充放電検査回路７５に接続されている。充放電検査回路７５は、図示はしないが、二次電池セル１０の電池性能、例えば、電圧値および内部抵抗値の測定回路を有する。また、充放電検査回路７５には、二次電池セル１０を充電する定電流電源や放電用負荷（いずれも図示せず）が接続されている。

ステップＳ３１においては、先ず、リーダ７６により電池蓋３０の第２の識別情報表示部２７に記録されている識別情報を読み取る。これにより、二次電池セル１０に内蔵されている捲回群５０の製造番号が認識される。次に、一対のプローブ７１、７２を、それぞれ、外部正極端子３２および外部負極端子４２に接続する。そして、充放電回路７５を動作させて、二次電池セル１０の充放電を行う。最初の充電で、二次電池セル１０が満充電になるまで充電し、充電が完了したら、放電終止電圧に達するまで放電を行い、ステップＳ３１が完了する。

その後、ステップＳ３２において、一定時間放置するエージングを行う。
エージングが完了したら、ステップＳ３３において、充放電検査回路７５にて電池性能の検査を行う。電池性能を示す特性としては、例えば、電圧値および内部抵抗値がある。
充放電検査回路７５にて測定された電圧値および内部抵抗値は、リーダ７６により読み取られた捲回群５０の製造番号と共にデータベースに記憶、保持される。
ステップＳ３１〜３３の工程を行う際、二次電池セル１０の第１および第２の識別情報表示部２６、２７は、外部正極端子３２および外部負極端子４２が配列された電池蓋３０の上面に形成されている。また、検査装置７０には、外部正極端子３２および外部負極端子４２に接続される一対のプローブ７１、７２と、リーダ７６とが一体化されている。このため、プローブ７１、７２と外部正極端子３２、外部負極端子４２との接続およびリーダ７６による識別情報の読み取りが容易となり、能率的に行うことができる。

ステップＳ３３が完了したら、ステップＳ３４において、第３の識別情報表示部２８を形成する。
図９は、第３の識別情報表示部２８の形成方法を示す図である。
先ず、図９（Ａ）に図示されているように、二次電池セル１０の第２の識別情報表示部２７に記録されている識別情報をリーダ７７で読み取る。第２の識別情報表示部２７に記録されている識別情報は、上述した通り、電池性能と対応してデータベースに保持されている。リーダ７７で読み取った識別情報により、データベースから対応する二次電池セル１０の電池性能を読み出す。

そして、図９（Ｂ）に図示されているように、電圧値、内部抵抗値等の電池性能に関する情報をデータマトリックスに変換して、レーザマーカ９３により、電池蓋３０の上面に印字する。この識別情報印字の場合に、電池蓋３０がアルミニウム金属板である場合には、上述した通り、予め、印字する領域にレーザを照射して下地処理を行うことが望ましい。
なお、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に図示されている二次電池セル１０は同一の二次電池セル１０である。
このようにしてステップ３４が完了すると、図１に図示された二次電池セル１０が完成する。

電圧値、内部抵抗値等の電池性能は、捲回群５０の原材料のロットあるいは温度、湿度、電解液、充放電時の温度、時間等によりばらつきが生じる。ハイブリッド自動車、電気自動車等の電源用として二次電池セル１０を使用する場合は、多数の二次電池セル１０を集合した二次電池装置を構成する。このような、二次電池装置においては、構成部品としての各二次電池セル１０の電池性能を一定の範囲内に収める必要がある。二次電池セル１０の電池特性に大きなばらつきがあると、二次電池装置の寿命に悪影響を及ぼしたり、内部抵抗値の差によって横電流が生じ、局所的に発熱が高くなったりするためである。

（二次電池装置）
図１０は、二次電池装置１００の一実施の形態を示す外観斜視図である。
二次電池装置１００は、複数の二次電池セル１０が、各電池蓋３０を上方に向け、大面積の正面および背面を立てた姿勢で、かつ、正面および背面を交互に逆向きにした状態で、一列に配列されている。
二次電池セル１０は、隣接する二次電池セル１０同士の正面と背面とが相対向して配列されているので、隣接する二次電池セル１０同士の正極接続ボルト３１と負極接続ボルト４１とが相対向する位置に配置されている。そして、１組おき毎に、隣接する二次電池セル１０が、正極接続ボルト３１と負極接続ボルト４１によって締結されたセル間バスバー８１により連結され、全体として直列に接続されている。

二次電池装置１００の一端側に位置する二次電池セル１０は、正極接続ボルト３１が他の二次電池セル１０の負極接続ボルト４１には接続されておらず、この正極接続ボルト３１にはバスバー８１ａが連結されている。二次電池装置１００の他端側に位置する二次電池セル１０は、負極接続ボルト４１が他の二次電池セル１０の正極接続ボルト３１には接続されておらず、この負極接続ボルト４１にはバスバー８１ｂが連結されている。
直線状に配列された複数の二次電池セル１０は、回路容器６０により束ねられている。回路容器６０は、一端側の二次電池セル１０の正面側と、他端側の二次電池セル１０の背面側に配置された大面積の一対の本体部６１、６２と、本体部６１と６２を連結する一対の側部６３（他方は図示されていない）を備えている。本体部６１、６２の一面および他面には、それぞれ、配線が形成されている。

一端側の二次電池セル１０の正極接続ボルト３１に接続されたバスバー８１ａには導線８２の一端が接続され、この導線８２の他端は、回路容器６０の本体部６１の一面に形成された配線に接続されている。他端側の二次電池セル１０の負極接続ボルト４１に接続されたバスバー８１ｂには導線８３の一端が接続され、この導線８３の他端は、回路容器６０の側部６３に接続されている。回路容器６０の側部６３は、本体部６１の他面および本体部６２の一面に接続されている。

上述した如く、二次電池装置１００を構成する各二次電池セル１０の電池蓋３０の上面には、第１〜第３の識別情報表示部２６〜２８が形成されている。
図１０に図示された二次電池装置１００を製作するには、各二次電池セル１０の電池蓋３０に形成された第３の識別情報表示部２８に記録された電池性能に関する情報を読み取り装置で読み取り、適切な電池性能を有する二次電池セル１０を選択する。第３の識別情報表示部２８には、エージング後の電池性能である、電圧値および内部抵抗等が記録されている。二次電池セル１０を選択する場合、この電圧値および内部抵抗が所定の許容値内のものを選択して二次電池装置１００を製作することが可能となる。
従って、二次電池セル１０に第３の識別情報表示部２８を形成することにより、より性能の高い二次電池装置１００を効率よく作製することができる。

--実施形態２-
図１１は、二次電池セル１０および二次電池装置の実施形態２を示す外観斜視図である。
実施形態２が実施形態１と相違する点は、第１〜第３の識別表示装置２６〜２８の配列位置である。
実施形態１の二次電池装置１００においては、各二次電池セル１０における電池蓋３０の幅方向のほぼ中央部に開裂弁１２および注液部１３が設けられ、第１、第２の識別情報表示部２６、２７は開裂弁１２と外部正極端子３２との間に配置され、第３の識別情報表示部２８は注液部１３と外部負極端子４２との間に配置されているものであった。
これに対し、実施形態２の二次電池装置１００Ａにおいては、各二次電池セル１０Ａにおける電池蓋３０の幅方向のほぼ中央部に第３の識別情報表示部２８が配置されている。また、第３の識別情報表示部２８と外部正極端子３２との間に第１、第２の識別情報表示部２６、２７が配置され、第３の識別情報表示部２８と外部負極端子４２との間に開裂弁１２および注液部１３が設けられている。

実施形態２においては、第３識別情報表示部２８は、電池蓋３０のほぼ中央部に配置されているので、図１１に図示され如く、二次電池セル１０Ａの正面と背面が交互に反対側に向けられていても、第３の識別情報表示部２８は、常に、電池蓋３０のほぼ中央である、同一位置に配置される。このため、例えば、この状態で、第３の識別情報表示部２８の情報を読み取る際、読み取り装置を、電池蓋３０の幅方向に移動させること無くすべての二次電池セル１０Ａに表示された識別情報を読み取ることが可能である。
実施形態２の他の構成は実施形態２の場合と同様であり、対応する部材に同一の参照番号を付してその説明を省略する。

（識別情報形成の変形例）
図１２は、第３の識別情報表示部２８の形成方法の別の実施形態を示す。
この実施形態では、充放電のエージング後に、レーザマーカ９４により、電池性能に関する識別情報を印字する際、同時に、外部負極端子４２または外部正極端子３２をレーザスキャンするものである。図１２では、外部負極端子４２をレーザスキャンする場合で示している。
外部正極端子３２および外部負極端子４２の表面には、通常、異物が付着されており、外部装置との接続の際、導通不良を起こしやすい。このため、レーザの照射により、外部正極端子３２上および外部負極端子４２上の異物を消去することが望ましい。
この実施形態では、レーザマーカ９４により、電池性能に関する識別情報を印字する工程において、外部負極端子４２および外部正極端子３２の表面を清浄化するので、作業効率が向上する。

以上説明した通り、本実施形態によれば下記の効果を奏する。
（１）第１、第２の識別情報表示部２６、２７を、外部正極端子３２および外部負極端子４２が設けられた電池蓋３０の上面に形成したので、識別情報の読み取りと電池性能の充放電エージングとを能率的に行うことができる。
（２）エージング後の電池性能を、第２の識別情報表示部２７に記録された情報と対応付けて記憶するようにした。このため、この後、第２の識別情報表示部２７に記録された情報を読み取って、電池性能を印字することが可能となり、電池性能を印字することにより、トレーサビリティが良好となる。

（３）エージング後の電池性能を、第２の識別情報表示部２７に記録された情報と対応付けて記憶する際、第２の識別情報を読み取るリーダ７６と、エージング後の電池特性を測定するために外部正極端子３２と外部負極端子４２に接続するプローブ７１、７２とを一体化した検査装置７０とした。このため、検査を能率的に行うことができる。
（４）第２の識別情報表示部２７に記録される情報を、捲回群５０の製造番号と同一または対応する番号・符号を含む電極群製造情報番号とした。このため、二次電池セル１０を分解すること無く、電池性能に大きく影響する捲回群５０の製造番号を確認することが可能となり、トレーサビリティが向上する。

（５）電池蓋３０に、電池蓋ユニット３を構成する部材を組み付ける前に、電池蓋３０の製造番号が記録された第１の識別情報表示部２６を形成した。このため、電池蓋ユニット３が組み付け途中で不良等により、ラインから外された場合でも、その情報を第１の識別情報表示部２６に記録された識別情報と関連付けて保持することができ、管理がし易い。

（６）電池性能に関する情報が記録された第３の識別情報表示部２８を形成したので、二次電池装置１００を作成する際、第３の識別情報表示部２８に記録された電池性能に関する情報を読み取って、所定の品質を満足するものだけを選択することができる。これにより、二次電池装置１００の性能を向上することができる。
（７）実施形態２の如く、第３の識別情報表示部２８を二次電池装置１００Ａの電池蓋３０における幅方向のほぼ中央部に形成した。これにより、第３の識別情報表示部２８に記録された電池性能を読み取る際、二次電池装置１００Ａのまま、読み取ることが容易となり、トレーサビリティが良好となる。

（８）図１２に図示されるように、第３の識別情報表示部２８に記録されている情報を読み取る際、外部正極端子３２および外部負極端子４２に付着している異物をレーザスキャンにより除去する。このため、外部正極端子３２および外部負極端子４２の清浄化の時間を短縮することができる。

なお、上記実施の形態では、電池蓋３０に形成される識別情報表示部２６〜２８は３つであった。しかし、識別情報表示部２６〜２８の数は、３つに限られるものではなく、二次電池セル１０を組み付ける上で、重要な工程の履歴がトレースできるような適切な個数とすればよい。また、上記実施の形態では、識別情報表示部２６〜２８は、直接、電池蓋３０に形成するようにしたが、識別情報表示部２６〜２８が形成された部材を電池蓋３０の上面に取り付けるようにしてもよい。この明細書においては、電池蓋３０そのもの、および電池蓋３０に識別情報表示部２６〜２８が形成された部材を含んで蓋部材とする。

上記実施の形態では、捲回群５０は、正極電極５１と負極電極５２とを長尺状としてセパレータ５３、５４を介在して捲回したものであった。しかし、正極電極と負極電極とを矩形状に形成して、矩形状のセパレータを介在して積層するようにしてもよい。

上記実施の形態では、リチウムイオン二次電池の場合で説明したが、ニッケル水素二次電池セル、ニッケルカドミウム二次電池セル等の他の二次電池セルにも適用することができる。

上記実施の形態では、二次電池装置１００は、正極接続ボルト３１、負極接続ボルト４１を用いてセル間バスバー８１により接続する構造であった。しかし、二次電池セル同士の接続は、上記接続構造に限定されるものではない。

上記実施の形態では、二次電池装置１００は、回路容器６０は、大面積の一対の本体部６１、６２と、本体部６１と６２を連結する一対の側部６３により構成されたものであった。しかし、電池容器の構造は、全体をボックス形状にする等、適宜な構造を採用することができる。

上記実施の形態に示した二次電池セル１０、二次電池装置１００を、他の電動車両、例えば、ハイブリッド電車などの鉄道車両、バスなどの乗合自動車、トラックなどの貨物自動車、バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両などの車両用電源装置に利用することもできる
また、上記実施の形態に示した二次電池セル１０、二次電池装置１００を、コンピュータシステムやサーバシステムなどに用いられる無停電電源装置、自家用発電設備に用いられる電源装置など、電動車両以外の電源装置を構成する蓄電装置にも適用することもできる。

その他、本発明の二次電池セルは、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して構成することが可能であり、要は、正極電極と負極電極がセパレータを介して重ね合わされてなる電極群と、正極電極および負極電極が接続される外部正極端子および外部負極端子が配置された蓋部材と、少なくとも蓋部材が取り付けられる側に開口部を有し、電極群が収納され、電解液が注入される容器とを具備し、蓋部材の上面に、製造情報および電池性能に関する情報の少なくとも一方を示す識別情報が表示された識別情報表示部が形成されているものであればよい。

また、本発明の製造装置は、正極電極と負極電極を有する電極群が収容され、電解液が注入された容器と、電極群の正極電極に接続される外部正極端子と負極電極に接続される外部負極端子とが配置され、かつ、上面に識別情報表示部が形成された蓋部材とを有する二次電池セルの製造装置であって、外部正極端子および外部負極端子にそれぞれ接続される正極用および負極用のプローブと、蓋部材の識別情報を読み取るリーダとが、正極用および負極用のプローブの先端と、リーダの読取面とが同一方向を向いて一体化された読取装置と、正極用および負極用のプローブに接続され、二次電池セルを充放電する充放電回路と、充放電回路による充放電の所定時間後に、二次電池セルの電池性能を測定する検査回路とを備えるものであればよい。

３ 電池蓋ユニット
１０ 二次電池セル
１１ 電池容器
２５ 第４の識別情報表示部
２６ 第１の識別情報表示部
２７ 第２の識別情報表示部
２８ 第３の識別情報表示部
３０ 電池蓋
３２ 外部正極端子
４２ 外部負極端子
５０ 捲回群
６０ 回路容器
７０ 検査装置
７１、７２ プローブ
７３、７６、７７ リーダ（読取装置）
９１〜９４ レーザマーカ

Claims (14)

1. 正極電極と負極電極がセパレータを介して重ね合わされてなる電極群と、
   前記正極電極および負極電極が接続される外部正極端子および外部負極端子が配置された蓋部材と、
   少なくとも前記蓋部材が取り付けられる側に開口部を有し、前記電極群が収納され、電解液が注入される容器とを具備し、
   前記蓋部材の上面に、製造情報および電池性能に関する情報の少なくとも一方を示す識別情報が表示された識別情報表示部が形成されていることを特徴とする二次電池セル。
2. 請求項１に記載の二次電池セルにおいて、前記識別情報表示部に表示された識別情報は、電池の電圧および内部抵抗を示す情報を含むことを特徴とする二次電池セル。
3. 請求項１または２に記載の二次電池セルにおいて、前記蓋部材の表面に、異なる工程において付された識別情報が表示された複数の識別情報表示部が形成されていることを特徴とする二次電池セル。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二次電池セルにおいて、前記蓋部材の表面に、電池性能に関する情報が表示された第１の識別情報表示部と、前記蓋部材形成時、前記蓋部材に前記外部正極端子および前記外部負極端子を配置した蓋ユニット形成時または前記電極群形成時のいずれかの製造番号を表示する第２の識別情報表示部が形成されていることを特徴とする二次電池セル。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の二次電池セルにおいて、前記蓋部材の表面に、電池性能に関する情報が表示された第１の識別情報表示部と、前記蓋部材形成時の製造番号を表示する第２の識別情報表示部と、前記蓋ユニット形成時の製造番号を表示する第３の識識別情報表示部と、前記電極群形成時の製造番号に関連する識別情報を表示する第４の識別情報表示部が形成されていることを特徴とする二次電池セル。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の二次電池セルにおいて、前記蓋部材に、開裂弁が設けられていることを特徴とする二次電池セル。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の二次電池セルにおいて、前記蓋部材に前記電解液を注入する注液口が設けられていることを特徴とする二次電池セル。
8. 請求項６または７に記載の二次電池セルにおいて、前記外部正極端子、前記外部負極端子、前記識別情報表示部および前記開裂弁は前記蓋部材の幅方向に間隔を置いて配置され、前記開裂弁が、前記蓋部材の幅方向の中央部に配置されていることを特徴とする二次電池セル。
9. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の二次電池セルにおいて、前記外部正極端子、前記外部負極端子および前記識別情報表示部は前記蓋部材の幅方向に間隔を置いて配置され、電池性能に関する情報が表示された前記識別情報表示部が、前記蓋部材の幅方向の中央部に配置されていることを特徴とする二次電池セル。
10. 請求項１乃至９に記載の二次電池セルにおいて、前記識別情報表示部にエージング後の電池性能に関する識別情報が表示されていることを特徴とする二次電池セル。
11. 請求項１０に記載の前記識別情報表示部に表示された識別情報を読み取り、選別して組み合わせた前記二次電池セルが複数個、集合されたことを特徴とする二次電池装置。
12. 正極電極と負極電極を有する電極群が収容され、電解液が注入された容器と、前記電極群の正極電極に接続される外部正極端子と負極電極に接続される外部負極端子とが配置され、かつ、上面に識別情報表示部が形成された蓋部材とを有する二次電池セルの製造装置であって、
    前記外部正極端子および前記外部負極端子にそれぞれ接続される正極用および負極用のプローブと、前記蓋部材の識別情報を読み取るリーダとが、前記正極用および負極用のプローブの先端と、前記リーダの読取面とが同一方向を向いて一体化された読取装置と、
    前記正極用および負極用のプローブに接続され、二次電池セルを充放電する充放電回路と、
    前記充放電回路による充放電の所定時間後に、二次電池セルの電池性能を測定する検査回路とを備えることを特徴とする二次電池セルの製造装置。
13. 請求項１２に記載の二次電池セルの製造装置において、前記蓋部材に設けられた前記識別情報表示部に前記電極群の製造番号が表示され、さらに、前記検査回路で測定した二次電池セルの電池性能を前記電極群の製造番号に関連付けて記憶する記憶部と、前記製造番号に対応する前記二次電池セルの電池性能を前記記憶部から読み出して前記蓋部材に印字する印字手段とを備えていることを特徴とする二次電池セルの製造装置。
14. 請求項１３に記載の二次電池セルの製造装置において、前記印字手段は、前記外部正極端子および外部負極端子の表面を清浄にする手段を有することを特徴とする二次電池セルの製造装置。
    

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