JP2013182722A - 電池及び電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外側封止部材と電池ケースとの間の気密性を容易かつ確実に検査できる電池等を提供すること。
【解決手段】電池１００は、注液孔１７０を有する電池ケース１１０と、電解液１１７と、注液孔１７０を外部から気密に封止した内側封止部材１８３と、これを外部から覆いつつ電池ケース１１０の孔周囲部１１３ｍに気密かつ環状に固着した外側封止部材１８１とを備える。そして、電池ケース１１０と内側封止部材１８３と外側封止部材１８１との間に形成され封止空間ＫＣ内に存在する空間内気体ＧＳに、電解液１１７を起源とする電解液起源ガスを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、電解液の注液孔を有する電池ケースと、注液孔を電池ケースの外部から気密に封止してなる封止部材とを備える電池及び電池の製造方法に関する。

従来より、電解液を注入するのに用いられる注液孔を有する電池ケースと、注液孔を電池ケースの外部から気密に封止した封止部材とを備える電池が知られている。封止部材としては、例えば、金属からなる金属蓋部材に、ゴム状弾性体からなるゴム栓部材を接合したものがある。このうちゴム栓部材は、注液孔に外部から押圧されて、注液孔を気密に封止（密栓）する。一方、金属蓋部材は、このゴム栓部材を電池ケースの外部から覆いつつ、ゴム栓部材を電池ケースの内部に向けて押圧した状態で、電池ケースに接合している。これにより、ゴム栓部材による注液孔の気密封止をより確実なものとすることができる。
なお、このようなゴム栓部材及び金属蓋部材を有する封止部材で注液孔を封止した形態の電池として、例えば特許文献１に開示された電池が挙げられる。

特開２００９−８７６５９号公報

従来の電池では、前述のように、注液孔の気密封止はゴム栓部材で行えば足りると考えられていたため、金属蓋部材と電池ケースとの間の気密性まで厳密に要求されることはなかった。しかしながら、ゴム状弾性体からなるゴム栓部材は、経時的に劣化するため、ゴム栓部材と注液孔との間の気密性も経時的に低下する。特に、ハイブリッド自動車や電気自動車などの車載用の電池は、例えば１０年以上の長期間にわたり使用されるため、この経時劣化による気密性の低下が懸念される。

ゴム栓部材が劣化してゴム栓部材と注液孔との間の気密性が低下すると、電池ケース内に収容されていた電解液が、ゴム栓部材と注液孔との間に入り込み、更に、金属蓋部材と電池ケースとの間の気密性も低い場合には、その電解液が金属蓋部材と電池ケースとの間を通じて電池外部まで漏れ出てしまうことがある。また、ゴム栓部材自体の透過率が高いため、長期使用に伴って、電池ケース内に収容されていた電解液が、ゴム栓部材を透過し、更に金属蓋部材と電池ケースとの間を通じて電池外部まで漏れ出てしまうこともある。すると、電池ケース内の電解液が不足して、電池特性が低下するおそれがある。また逆に、金属蓋部材と電池ケースとの間、及び、ゴム栓部材と注液孔との間を通じて、大気中の水分が電池ケース内に入り込み、電池特性が低下するおそれもある。

この問題を解決するため、ゴム栓部材が劣化してゴム栓部材と注液孔との間の気密性が低下しても、電池ケースの内部と外部が連通しないように、また、電解液がゴム栓部材を透過しても、電池外部まで漏れ出ないように、金属蓋部材と電池ケースとの間を確実に気密かつ環状に接合しておくことが考えられる。しかしながら、このようにした電池は、ゴム栓部材と注液孔との間が気密に封止されている。つまり、この電池は、ゴム栓部材と注液孔との密着、及び、金属蓋部材と電池ケースとの接合により、二重に封止されている。このため、金属蓋部材と電池ケースとの接合の不具合で封止不良が生じていたとしても、この封止不良が生じた電池を検査により判別するのが困難であった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電池ケースの注液孔を気密に封止した内側封止部材と、この内側封止部材を外部から覆いつつ、電池ケースに気密かつ環状に固着した外側封止部材とを備える電池において、外側封止部材と電池ケースとの間の気密性を容易かつ確実に検査できる電池及び電池の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、自身の内外を連通する注液孔を有する電池ケースと、前記電池ケース内に収容された電解液と、ゴム状弾性体からなり、前記注液孔を前記電池ケースの外部から気密に封止してなるゴム封止部を有する内側封止部材と、前記内側封止部材を前記外部から覆いつつ、前記電池ケースのうち前記注液孔を囲む環状の孔周囲部に気密かつ環状に固着してなる外側封止部材と、を備え、前記電池ケースと前記内側封止部材と前記外側封止部材との間に形成され気密に封止された封止空間内に存在する空間内気体に、前記電解液を起源とする電解液起源ガスを含む電池である。

この電池では、内側封止部材が電池ケースに設けられた注液孔を気密に封止すると共に、この内側封止部材と一体化された或いは別体とされた外側封止部材が、この内側封止部材を外部から覆って、電池ケースの孔周囲部に気密かつ環状に固着している。従って、注液孔は、これら内側封止部材及び外側封止部材により二重にシールされている。しかし、この電池では、電池ケースと内側封止部材と外側封止部材との間に形成された封止空間内の空間内気体が、電解液を起源とする（電解液から生じた）電解液起源ガスを含む。

従って、この電解液起源ガスの封止空間から電池外部への漏出の有無を検知すれば、外側封止部材と電池ケース（その孔周囲部）との間の気密性を容易かつ確実に検査できる。
しかも、電解液起源ガスは、電解液を起源とするので、別途、気密検査用の薬剤等を用意する必要がない。また、電解液の電池ケース等への影響は既に考慮されており、別途採用する気密検査用の薬剤等のように、電池ケースや内側封止部材、外側封止部材と接触して、これらの部材を腐食させるおそれなど、これらの部材への悪影響を改めて考慮する必要もない。

なお、「電解液」としては、例えば、リチウムイオン二次電池では、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等の一又は複数からなる有機溶媒に、ＬｉＰＦ₆ 等の溶質を添加したものなどが挙げられる。また、ニッケル・水素二次電池では、水（Ｈ
₂Ｏ）にＫＯＨ、ＮａＯＨ等を溶解させたものなどが挙げられる。

また、「電解液起源ガス」としては、例えば、リチウムイオン二次電池では、電解液の有機溶媒がガス化した有機化合物ガスが挙げられる。具体的には、ＥＣがガス化したＥＣガス、ＥＭＣがガス化したＥＭＣガス、ＤＭＣがガス化したＤＭＣガスなどが挙げられる。また、ニッケル・水素充電池では、水がガス化した水蒸気が挙げられる。

更に、上記の電池であって、前記封止空間内に、前記電解液の一部が存在する電池とすると良い。

この電池では、封止空間内に電解液の一部が存在する（残っている）ので、この電解液を起源とする電解液起源ガスを、十分に高い濃度で封止空間に供給できる。

更に、上記の電池であって、前記電池ケースのうち、前記封止空間を臨む部位である臨空間部に、前記電解液を収容可能な収容凹部を有する電池とすると良い。

この電池では、電池ケースのうち封止空間を臨む臨空間部に、電解液を収容可能な収容凹部を有する。このため、電解液を容易に封止空間内に配置できると共に、この電解液を起源とする電解液起源ガスを確実に封止空間に供給できる。

また、他の態様は、自身の内外を連通する注液孔を有する電池ケースと、前記電池ケース内に収容された電解液と、ゴム状弾性体からなり、前記注液孔を前記電池ケースの外部から気密に封止してなるゴム封止部を有する内側封止部材と、前記内側封止部材を前記外部から覆いつつ、前記電池ケースのうち前記注液孔を囲む環状の孔周囲部に気密かつ環状に固着してなる外側封止部材と、を備え、前記電池ケースと前記内側封止部材と前記外側封止部材との間に形成され気密に封止された封止空間内に存在する空間内気体に、前記電解液を起源とする電解液起源ガスを含む電池の製造方法であって、前記注液孔から前記電池ケース内に前記電解液を注液すると共に、前記電池ケースのうち前記封止空間を臨む部位である臨空間部に前記電解液を配置する注液工程と、前記注液工程の後、前記内側封止部材の前記ゴム封止部で前記注液孔を前記外部から塞いで気密に封止する第１封止工程と、前記第１封止工程の後、前記外側封止部材で前記内側封止部材を前記外部から覆った状態で、前記外側封止部材を前記電池ケースの前記孔周囲部に気密かつ環状に固着し、前記封止空間を形成する第２封止工程と、を備える電池の製造方法である。

この電池の製造方法によれば、電解液を封止空間内に配置して、この電解液を起源として電解液起源ガスを封止空間に供給できる。従って、このように製造された電池では、この電解液起源ガスの封止空間から電池外部への漏出の有無を検知すれば、外側封止部材と電池ケース（その孔周囲部）との間の気密性を容易かつ確実に検査できる。
しかも、注液工程では、電池ケース内への電解液の注液と共に、電池ケースの臨空間部に電解液を配置すれば足り、別途、気密検査用の薬剤等を用意して、これを配置する手間や費用が掛からない。

更に、上記の電池の製造方法であって、前記電池ケースの前記臨空間部に、前記電解液を収容可能な収容凹部を有し、前記注液工程は、注液ノズルによって、前記電池ケース内に前記電解液を注液すると共に、前記収容凹部にも前記電解液を入れる工程である電池の製造方法とすると良い。

この電池の製造方法では、注液ノズルによって、電池ケース内に電解液を注液すると共に、収容凹部にも電解液を入れる。このようにすることで、電解液を容易に封止空間内に配置できると共に、この電解液を起源とする電解液起源ガスを容易かつ確実に封止空間内に供給できる。

更に、上記のいずれかに記載の電池の製造方法であって、前記第２封止工程の後、前記電解液起源ガスが前記封止空間から電池外部に漏れ出るか否かを検査することにより、前記外側封止部材と前記電池ケースの前記孔周囲部との間の気密性を検査する気密検査工程を更に備える電池の製造方法とすると良い。

この電池の製造方法では、気密検査工程において、外側封止部材と電池ケースの孔周囲部との間の気密性を検査する。これにより、これらの間に封止不良が生じている電池を確実に排除できる。従って、外側封止部材と電池ケースとの間の気密性が良好な電池を製造できる。

更に、上記のいずれかに記載の電池の製造方法であって、前記第１封止工程は、減圧下で行い、前記第２封止工程は、大気圧下で行う電池の製造方法とすると良い。

第１封止工程を減圧下で行うことで、この第１封止工程後の電池ケース内を減圧状態（負圧）にすることができる。このため、第２封止工程後に行う初期充電の際やその後の電池の使用において、電池ケース内に気体が発生しても、電池ケースの内圧が早期に高くなるのを防止できる。一方、溶接等を行う第２封止工程は大気圧下で行うので、減圧下で行う場合に比して、第２封止工程を容易に行うことができる。

実施形態１に係るリチウムイオン二次電池を示す斜視図である。 実施形態１に係るリチウムイオン二次電池を示す縦断面図である。 実施形態１に係り、注液孔及び封止部材の近傍を示す部分拡大縦断面図である。 実施形態１に係り、図３の上方から見た、封止部材の近傍を示す部分拡大平面図である。 実施形態１に係り、封止部材を示す縦断面図である。 実施形態１に係るリチウムイオン二次電池の製造方法に関し、注液工程において、注液孔から電池ケース内及び収容凹部内に電解液を注液する様子を示す説明図である。 実施形態１に係るリチウムイオン二次電池の製造方法に関し、第１封止工程において、封止部材のうち内側封止部材の挿入部を注液孔に押圧して、内側封止部材で注液孔を気密に封止する様子を示す説明図である。 実施形態２に係るハイブリッド自動車を示す説明図である。 実施形態３に係るハンマードリルを示す説明図である。

（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及び図２に、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００（以下、単に電池１００とも言う）を示す。また、図３及び図４に、電池１００のうち、注液孔１７０及び封止部材１８０の近傍の形態を示す。また、図５に、封止部材１８０を示す。なお、以下では、電池１００の厚み方向ＢＨ、幅方向ＣＨ、高さ方向ＤＨを、図１及び図２に示す方向と定めて説明する。また、図１〜図３における上方を電池１００の上側、下方を電池１００の下側として説明する。

この電池１００は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両や、ハンマードリル等の電池使用機器に搭載される角型の密閉型電池である。この電池１００は、直方体形状の電池ケース１１０と、この電池ケース１１０内に収容された扁平状捲回型の電極体１２０と、電池ケース１１０に支持された正極端子１５０及び負極端子１６０等から構成されている（図１及び図２参照）。

また、電池ケース１１０等には、非水系の電解液１１７が保持されている。この電解液１１７は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）との混合有機溶媒に、溶質としてＬｉＰＦ₆ を添加した有機電解液である。この電解液１１７は、その大部分が電池ケース１１０内に収容されているが（図２参照）、一部が後述するように封止空間ＫＣ内（具体的には収容凹部１７７内）に収容されている（図３参照）。

電池ケース１１０は、金属（具体的にはアルミニウム）により形成されている。この電池ケース１１０は、上側のみが開口した箱状のケース本体部材１１１と、このケース本体部材１１１の開口１１１ｈを閉塞する形態で溶接されたケース蓋部材１１３とから構成されている（図１及び図２参照）。ケース蓋部材１１３は、電池ケース１１０の内部を向く内表面１１３ｃと、電池ケース１１０の外部を向く外表面１１３ｄとを有する矩形板状をなす。

ケース蓋部材１１３のうち、その長手方向（電池１００の幅方向ＣＨ）の中央付近には、非復帰型の安全弁１１５が設けられている。また、この安全弁１１５の近傍には、電解液１１７を電池ケース１１０内に注入する際に用いられる後述する注液孔１７０が設けられている。この注液孔１７０は、電池ケース１１０内が大気圧よりも減圧された状態（負圧状態）で、後述する封止部材１８０で気密に封止されている。

また、ケース蓋部材１１３のうち、その長手方向（電池１００の幅方向ＣＨ）の両端近傍には、電池ケース１１０の内部から外部に延出する形態の正極端子（正極端子部材）１５０及び負極端子（負極端子部材）１６０がそれぞれ固設されている。具体的には、これらの端子１５０，１６０は、これらにバスバや圧着端子など電池外の接続端子を締結するためのボルト１５３，１６３と共に、樹脂からなる絶縁部材１５５，１６５を介して、ケース蓋部材１１３に固設されている。

また、電極体１２０は、その軸線（捲回軸）が電池１００の幅方向ＣＨと平行となるように横倒しにした状態で、電池ケース１１０内に収容されている（図２参照）。この電極体１２０は、帯状の正極板１２１と帯状の負極板１３１とを帯状の２枚のセパレータ１４１，１４１を介して互いに重ねて、軸線周りに捲回し、扁平状に圧縮したものである。正極板１２１の幅方向の一部は、セパレータ１４１，１４１から軸線方向の一方側（図２中、左方）に渦巻き状をなして突出しており、前述の正極端子（正極端子部材）１５０と接続（溶接）している。また、負極板１３１の幅方向の一部は、セパレータ１４１，１４１から軸線方向の他方側（図２中、右方）に渦巻き状をなして突出しており、前述の負極端子（負極端子部材）１６０と接続（溶接）している。

次に、注液孔１７０及び封止部材１８０の近傍の構造について説明する（図３及び図４参照）。ケース蓋部材１１３には、その外表面１１３ｄから内表面１１３ｃ側（図３、下方）に凹む平面視円形状の凹部１７５が形成されている。この凹部１７５は、円筒状をなす凹部側面１７５ｆ１と、内表面１１３ｃに平行に延びる平面をなす凹部底面１７５ｆ２とにより構成されている。

前述した注液孔１７０は、上述の凹部１７５の凹部底面１７５ｆ２とケース蓋部材１１３の内表面１１３ｃとの間を貫通する形態で、凹部底面１７５ｆ２の中央に設けられた軸線ＢＸ方向に延びる円孔であり、電池ケース１１０の内外を連通している。この注液孔１７０は、円筒状をなす孔側面１７０ｆで構成されている。

この注液孔１７０は、封止部材１８０で気密に封止されている。この封止部材１８０は、外側封止部材１８１と、これに接合された内側封止部材１８３とから一体的に形成されている。このうち外側封止部材１８１は、電池ケース１１０の材質と同じ材質（具体的にはアルミニウム）からなる。この外側封止部材１８１は、封止部材１８０の軸線ＣＸ方向の内側ＣＣ（ケース蓋部材１１３側、図３及び図５中、下方）に位置する主面である内表面１８１ｃと、これに平行で軸線ＣＸ方向の外側ＣＤ（ケース蓋部材１１３とは反対側、図３及び図５中、上方）に位置する主面である外表面１８１ｄとを有し、凹部１７５の内径と同じ外径を有する円板状をなす。

この外側封止部材１８１は、注液孔１７０及び内側封止部材１８３を電池ケース１１０の外部から覆いつつ、注液孔１７０と同軸になる形態で凹部１７５内に嵌合して、電池ケース１１０（そのケース蓋部材１１３）に気密かつ環状に固着している。具体的には、外側封止部材１８１の外周縁に沿う円環状の周縁部１８１ｍが、ケース蓋部材１１３のうち注液孔１７０を囲む円環状の孔周囲部１１３ｍに、全周にわたり溶接されて、平面視円環状の溶接部１８１ｙを形成している。これにより、外側封止部材１８１の周縁部１８１ｍは、電池ケース１１０の孔周囲部１１３ｍに気密に接合している。

内側封止部材１８３は、その全体がゴム状弾性体（具体的にはエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ））からなり、内側封止部材１８３の全体が前述のゴム封止部に相当する。この内側封止部材１８３は、挿入部１８４と環状圧接部１８５とから構成され、これらが一体に繋がった形態を有する。

このうち挿入部１８４は、径小な頂面１８４ｃと径大な底面１８４ｄとこれらの間を結ぶ側面１８４ｆとを有する円錐台状をなす。頂面１８４ｃは、注液孔１７０の内径よりも径小となっている。一方、底面１８４ｄは、頂面１８４ｃ及び注液孔１７０の内径よりも径大となっている。この挿入部１８４は、その底面１８４ｄが外側封止部材１８１の内表面１８１ｃの中央に接合されて、環状圧接部１８５と共に外側封止部材１８１と一体化されている。この挿入部１８４は、外側封止部材１８１の内表面１８１ｃから軸線ＢＸ，ＣＸ方向の内側ＢＣ，ＣＣ（図３及び図５中、下方）に延びて、注液孔１７０内に押圧されており、自身の弾性によって注液孔１７０を気密に封止（密栓）している。

また、環状圧接部１８５は、その断面が概略矩形状で、その外径が凹部１７５の径（凹部底面１７５ｆ２の外径）及び後述する収容凹部１７７の内径よりも小さくされた平面視円環状をなす。この環状圧接部１８５は、挿入部１８４の周囲を囲む形態で挿入部１８４に繋がって挿入部１８４と一体化されている。この環状圧接部１８５は、頂面１８５ｃと底面１８５ｄと外側面１８５ｆとを有する。このうち頂面１８５ｃは、軸線ＢＸ，ＣＸ方向の内側ＢＣ，ＣＣを向く面である。また、底面１８５ｄは、軸線ＢＸ，ＣＸ方向の外側ＢＤ，ＣＤを向く面である。また、外側面１８５ｆは、軸線ＢＸ，ＣＸの径方向外側を向く面である。

この環状圧接部１８５は、その底面１８５ｄが外側封止部材１８１の内表面１８１ｃに接合されており、外側封止部材１８１からの押圧により、全周にわたり厚み方向（軸線ＢＸ，ＣＸ方向）に圧縮されている。これにより、環状圧接部１８５の頂面１８５ｃは、凹部１７５の凹部底面１７５ｆ２に密着して、環状圧接部１８５よりも径方向内側に位置する注液孔１７０を気密に封止している。前述のように、注液孔１７０は、挿入部１８４によっても気密に封止されているので、挿入部１８４と環状圧接部１８５とでそれぞれシールされている。

また、環状圧接部１８５の径方向外側、かつ、電池ケース１１０の外部には、気密に封止された空間である封止空間ＫＣが形成されている。この封止空間ＫＣは、電池ケース１１０（具体的には、そのケース蓋部材１１３の一部である凹部側面１７５ｆ１及び凹部底面１７５ｆ２）と、外側封止部材１８１（その内表面１８１ｃ）と、内側封止部材１８３（その環状圧接部１８５の外側面１８５ｆ）との間に形成された円環状の空間である。なお、凹部側面１７５ｆ１及び凹部底面１７５ｆ２のうち、封止空間ＫＣを臨む部位が、前述の臨空間部１７５ｊに相当する。

この臨空間部１７５ｊには、電解液１１７を収容可能な収容凹部１７７が形成されている。この収容凹部１７７は、凹部１７５の凹部底面１７５ｆ２からケース蓋部材１１３の内表面１１３ｃ側（図３、下方）に凹む平面視円環状をなす。この収容凹部１７７内には、図３等に示すように電池１００の上側を上方に向けて置いた状態で、電解液１１７が収容されている。

前述の封止空間ＫＣ内に存在する（封止空間ＫＣ内に封入された）気体である空間内気体ＧＳは、大気の他に、封止空間ＫＣ内の電解液１１７を起源とする（電解液１１７から生じた）電解液起源ガスを含んでいる。本実施形態１では、電解液起源ガスは、電解液１１７の混合有機溶媒（ＥＣ、ＥＭＣ及びＤＭＣ）がガス化したＥＣガスとＥＭＣガスとＤＭＣガスである。これらの電解液起源ガスは、後述するように、封止空間ＫＣから電池外部に漏出したときに、大気中の気体成分と区別して検知できる検知可能気体である。

以上で説明したように、この電池１００では、注液孔１７０が内側封止部材１８３及び外側封止部材１８１により二重にシールされている。しかし、この電池１００では、電池ケース１１０と内側封止部材１８３と外側封止部材１８１との間に形成された封止空間ＫＣ内の空間内気体ＧＳに、電解液１１７を起源とする電解液起源ガスを含む。従って、後述するように、この電解液起源ガスの封止空間ＫＣから電池外部への漏出の有無を検知すれば、外側封止部材１８１と電池ケース１１０（その孔周囲部１１３ｍ）との間（溶接部１８１ｙ）の気密性を容易かつ確実に検査できる。しかも、電解液起源ガスは、電解液１１７を起源とするので、別途、気密検査用の薬剤等を用意する必要がない。また、電解液１１７の電池ケース１１０等への影響は既に考慮されており、別途採用する気密検査用の薬剤等のように、電池ケース１１０や内側封止部材１８３、外側封止部材１８１と接触して、これらの部材を腐食させるおそれなど、これらの部材への悪影響を改めて考慮する必要もない。

特に、本実施形態１では、封止空間ＫＣ内に電解液１１７の一部が存在する（残っている）ので、この電解液１１７を起源とする電解液起源ガスを、十分に高い濃度で封止空間ＫＣに供給できる。
また、本実施形態１では、電池ケース１１０のうち封止空間ＫＣを臨む臨空間部１７５ｊに、電解液１１７を収容可能な収容凹部１７７を設けている。このため、電解液１１７を容易に封止空間ＫＣ内に配置できると共に、この電解液１１７を起源とする電解液起源ガスを確実に封止空間ＫＣに供給できる。

次いで、上記電池１００の製造方法について説明する。まず、外側封止部材１８１と内側封止部材１８３とからなる封止部材１８０（図５参照）を形成しておく。即ち、金属板（具体的にはアルミニウム板）からなる外側封止部材１８１を射出成形用の金型にセットし、射出成形により、ゴム状弾性体（具体的にはＥＰＤＭ）からなる内側封止部材（ゴム封止部）１８３を外側封止部材１８１と一体に成形する。なお、外側封止部材１８１を圧縮成形用の金型にセットし、圧縮成形により、内側封止部材（ゴム封止部）１８３を外側封止部材１８１と一体に成形してもよい。

また別途、ケース蓋部材１１３と正極端子部材１５０と負極端子部材１６０とボルト１５３，１６３とを用意し、これらを射出成形用の金型にセットする。そして、射出成形により絶縁部材１５５，１６５を一体的に成形して、ケース蓋部材１１３に正極端子部材（正極端子）１５０及び負極端子部材（負極端子）１６０を固設しておく。
次に、別途形成した電極体１２０に、正極端子１５０及び負極端子１６０をそれぞれ接続（溶接）する。その後、ケース本体部材１１１を用意し、ケース本体部材１１１内に電極体１２０を収容すると共に、ケース本体部材１１１の開口１１１ｈをケース蓋部材１１３で塞ぐ。そして、ケース本体部材１１１とケース蓋部材１１３とをレーザ溶接する。

次に、この電池ケース１１０等の気密性を検査する（電池ケースの気密検査工程）。具体的には、この電池１００をチャンバ内に入れて、チャンバ内をヘリウムガスで充満させると共に、注液孔１７０に吸引用ノズルを気密に装着して、電池ケース１１０の内部を減圧する。例えば、電池ケース１１０の接合部分（ケース本体部材１１１とケース蓋部材１１３との溶接部分）や、電池ケース１１０と正極端子１５０または負極端子１６０との固設部分（ケース蓋部材１１３と絶縁部材１５５，１６５との間や、絶縁部材１５５，
１６５と正極端子１５０または負極端子１６０との間）に封止不良がある場合には、電池ケース１１０外のヘリウムガスが電池ケース１１０内に侵入する。従って、電池ケース１１０内に侵入したヘリウムガスを検知することで、電池ケース１１０等の気密性を検査できる。

次に、注液工程を行う。即ち、この電池１００を真空チャンバ内に入れて真空チャンバ内を減圧する。そして、図６に示すように、注液ノズルＮＺを凹部１７５内に挿入して、注液ノズルＮＺの先端ＮＺａを凹部１７５の凹部底面１７５ｆ２に当接させる。その後、注液ノズルＮＺから注液孔１７０を通じて電池ケース１１０内に電解液１１７を注液する。その際、電池ケース１１０の臨空間部１７５ｊに設けられた収容凹部１７７内にも電解液１１７を入れて、収容凹部１７７を電解液１１７で満たす。なお、電解液１１７を収容凹部１７７内に注液可能とするために、注液ノズルＮＺは、その内径が収容凹部１７７の内径よりも大きくなっている。注液後は、不織布により注液孔１７０の周囲（孔周囲部１１３ｍを含む）を清掃する。

次に、この減圧下において第１封止工程を行う。即ち、注液孔１７０を電池ケース１１０の外部から内側封止部材１８３で塞いで気密に封止する（図７参照）。具体的には、封止部材１８０のうち内側封止部材（ゴム封止部）１８３の挿入部１８４を、注液孔１７０に電池ケース１１０の外部から（注液孔１７０の軸線ＢＸ方向の外側ＢＤから）押圧して、挿入部１８４で注液孔１７０を気密に封止（密栓）する。
第１封止工程後は、真空チャンバ内を大気圧に戻して、真空チャンバからこの電池１００を取り出す。電池ケース１１０は、第１封止工程で内側封止部材１８３により気密に封止されているので、電池１００を大気圧下に戻しても、電池ケース１１０内はその減圧状態を保っている。

次に、大気圧下において第２封止工程を行う。即ち、外側封止部材１８１で内側封止部材１８３を電池ケース１１０の外部から覆った状態で、外側封止部材１８１を電池ケース１１０（そのケース蓋部材１１３）の孔周囲部１１３ｍに気密かつ環状に固着し、前述の封止空間ＫＣを形成する。具体的には、封止部材１８０のうち、内側封止部材１８３を外部から覆う外側封止部材１８１を、軸線ＢＸ，ＣＸ方向の内側ＢＣ，ＤＣに押圧して、内側封止部材１８３の環状圧接部１８５（その頂面１８５ｃ）を凹部１７５の凹部底面１７５ｆ２に圧接させる（図７参照）。これと共に、外側封止部材１８１を凹部１７５内に収容して、外側封止部材１８１の外表面１８１ｄを、ケース蓋部材１１３の外表面１１３ｄと面一にする。この状態でレーザ溶接を行い、外側封止部材１８１の周縁部１８１ｍと電池ケース１１０の孔周囲部１１３ｍとを全周にわたって溶接して、平面視円環状の溶接部１８１ｙを形成する。

これにより、環状圧接部１８５（その頂面１８５ｃ）が凹部底面１７５ｆ２に密着するので、環状圧接部１８５よりも径方向内側に位置する注液孔１７０は気密に封止される。前述のように、注液孔１７０は、挿入部１８４によっても気密に封止されているので、挿入部１８４と環状圧接部１８５とでそれぞれシールされる。また、溶接により、外側封止部材１８１の周縁部１８１ｍと電池ケース１１０の孔周囲部１１３ｍとの間も気密に封止され、封止空間ＫＣが形成される。
また、封止空間ＫＣ内（具体的には収容凹部１７７内）には、電解液１１７が存在するので、この電解液１１７を起源とする電解液起源ガスが、空間内気体ＧＳに含まれる。従って、空間内気体ＧＳは、電解液起源ガスと大気との混合気体となる。

次に、この電池１００について気密検査工程を行う。即ち、電解液起源ガスが封止空間ＫＣから電池外部に漏れ出るか否かを検査することにより、封止部材１８０のうち外側封止部材１８１の周縁部１８１ｍと電池ケース１１０（そのケース蓋部材１１３）の孔周囲部１１３ｍとの間（溶接部１８１ｙ）の気密性を検査する。具体的には、電池１００を真空チャンバ内に置いて、真空チャンバ内を減圧する。そして、封止部材１８０の近傍に、電解液起源ガスを大気中の気体成分と区別して検知可能な炭化水素ガス検知器（例えば、HORIBA製：APHA-370、日本電子製：JMS-Q1000GCMKII、JMS-Q1050Cなど）を設置して、所定時間、電解液起源ガスを検知することにより行う。

前述のように、封止空間ＫＣ内には、電解液起源ガスを含む空間内気体ＧＳが封入されている。このため、外側封止部材１８１の周縁部１８１ｍと電池ケース１１０の孔周囲部１１３ｍとの間（溶接部１８１ｙ）に封止不良が生じている場合には、この電解液起源ガスが、溶接部１８１ｙのうち封止不良の部位を通じて、電池ケース１１０の外部に漏れ出る。従って、ガス検出器により電解液起源ガスを検知できれば、外側封止部材１８１の周縁部１８１ｍと電池ケース１１０の孔周囲部１１３ｍとの間に封止不良が生じていることが判る。そこで、この封止不良のある電池を排除し、封止不良のない良品の電池１００のみを選別する。

次に、初期充電工程において、この電池１００の初期充電を行う。その際、電池ケース１１０内には、水素などの気体が発生する。かくして、電池１００が完成する。
なお、前述の気密検査工程は、この初期充電工程の後に行うこともできる。但し、初期充電工程の前に気密検査工程を行って封止不良のある電池を排除することで、封止不良のある電池について初期充電を行わなくても済むので、先に気密検査工程を行うのが好ましい。

以上で説明したように、この電池１００の製造方法では、注液工程において、注液孔１７０から電池ケース１１０内に電解液１１７を注液すると共に、電池ケース１１０の臨空間部１７５ｊ（その収容凹部１７７）にも電解液１１７を配置する。その後、第１封止工程及び第２封止工程を行って、電池ケース１１０と内側封止部材１８３と外側封止部材１８１との間に封止空間ＫＣを形成する。このようにすることで、この電池１００の製造方法では、電解液１１７を封止空間ＫＣ内に配置して、この電解液１１７を起源として電解液起源ガスを封止空間ＫＣに供給できる。

従って、この第２封止工程後の電池１００では、この電解液起源ガスの封止空間ＫＣから電池外部への漏出の有無を検知すれば、外側封止部材１８１と電池ケース１１０（その孔周囲部１１３ｍ）との間の気密性を容易かつ確実に検査できる。
しかも、注液工程では、電池ケース１１０内への電解液１１７の注液と共に、電池ケース１１０の臨空間部１７５ｊに電解液１１７を配置すれば足り、別途、気密検査用の薬剤等を用意して、これを配置する手間や費用が掛からない。

特に、本実施形態１では、注液ノズルＮＺによって、電池ケース１１０内に電解液１１７を注液すると共に、収容凹部１７７にも電解液１１７を入れる。このようにすることで、電解液１１７を容易に封止空間ＫＣ内に配置できると共に、この電解液１１７を起源とする電解液起源ガスを容易かつ確実に封止空間ＫＣに供給できる。

また、本実施形態１では、気密検査工程において、外側封止部材１８１と電池ケース１１０の孔周囲部１１３ｍとの間の気密性を検査する。これにより、これらの間に封止不良が生じている電池を確実に排除できる。従って、外側封止部材１８１と電池ケース１１０との間の気密性が良好な電池１００を製造できる。
また、本実施形態１では、第１封止工程を減圧下で行うので、この封止後の電池ケース１１０内を減圧状態（負圧）にすることができる。このため、その後に電池ケース１１０内に気体が発生しても、電池ケース１１０の内圧が早期に高くなるのを防止できる。一方、第２封止工程を大気圧下で行うので、減圧下で行う場合に比して、第２封止工程を容易に行うことができる。

（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。本実施形態２に係るハイブリッド自動車（車両）７００（以下、単に自動車７００とも言う）は、実施形態１に係る電池１００を搭載し、この電池１００に蓄えた電気エネルギを、駆動源の駆動エネルギの全部または一部として使用するものである（図８参照）。

この自動車７００は、電池１００を複数組み合わせた組電池７１０を搭載し、エンジン７４０、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。具体的には、この自動車７００は、その車体７９０に、エンジン７４０と、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０と、組電池７１０（電池１００）と、ケーブル７５０と、インバータ７６０とを搭載する。そして、この自動車７００は、組電池７１０（電池１００）に蓄えられた電気エネルギを用いて、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０を駆動できるように構成されている。
前述したように、電池１００は、封止部材１８０の外側封止部材１８１と電池ケース１１０との間の気密性が良好で、長期間にわたり注液孔１７０を気密に封止できるので、この自動車７００の耐久性を高くできる。

（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。本実施形態３のハンマードリル８００は、実施形態１に係る電池１００を搭載した電池使用機器である（図９参照）。このハンマードリル８００は、本体８２０の底部８２１に、電池１００を含むバッテリパック８１０が収容されており、このバッテリパック８１０を、ドリルを駆動するためのエネルギー源として利用している。
前述したように、電池１００は、封止部材１８０の外側封止部材１８１と電池ケース１１０との間の気密性が良好で、長期間にわたり注液孔１７０を気密に封止できるので、このハンマードリル８００の耐久性を高くできる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜３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言うまでもない。
例えば、実施形態１では、「注液孔」として、電池ケース１１０のうちケース蓋部材１１３に設けた注液孔１７０を例示したが、注液孔の形成位置はこれに限られない。注液孔は、例えば、ケース本体部材１１１の側面や底面に設けてもよい。また、実施形態１では、円孔をなす注液孔１７０を例示したが、注液孔の形態も適宜変更できる。

また、実施形態１では、「内側封止部材」及び「外側封止部材」として、内側封止部材１８３と外側封止部材１８１とが互いに接合されて一体化された封止部材１８０を例示したが、「内側封止部材」と「外側封止部材」は、別体とすることもできる。この場合、内側封止部材のみを単独で、射出成形や圧縮成形により形成すればよい。

また、実施形態１では、「内側封止部材」として、その全体がゴム封止部とされた内側封止部材１８３を例示したが、内側封止部材の形態はこれに限られない。例えば、内側封止部材を、円錐台状等のゴム封止部に、これを外部から覆う板状等の被覆部材が接合された形態とすることもできる。このように内側封止部材がゴム封止部以外の部位を有する場合、ゴム封止部以外の部位は、金属など、ゴム状弾性体をなす材質以外の材質で形成することができる。

また、実施形態１では、「ゴム封止部」として、円錐台状の挿入部１８４と円環状の環状圧接部１８５とが一体に繋がったゴム封止部（内側封止部材）１８３を例示したが、ゴム封止部の形態はこれに限定されない。例えば、ゴム封止部を、実施形態１で示したような円錐台状の挿入部のみからなる形態とすることができる。このように挿入部のみからなるゴム封止部でも、自身の弾性によって、注液孔を電池ケースの外部から気密に封止できる。

また、実施形態１では、「ゴム封止部」として、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を有するゴム封止部（内側封止部材）１８３を例示したが、ゴム封止部をなすゴム状弾性体の材質はこれに限られない。ゴム状弾性体の材質としては、例えば、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコーンゴム（Ｑ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などが挙げられる。

また、実施形態１では、電池ケース１１０に設けた凹部１７５に、外側封止部材１８１を嵌合させた状態で、外側封止部材１８１を電池ケース１１０に固着しているが、この形態に限られない。例えば、外側封止部材の径を実施形態１の外側封止部材１８１よりも更に大きくして、外側封止部材の周縁部を、凹部１７５の周囲に電池ケース１１０の外部から当接させ、この状態で外側封止部材を電池ケース１１０に固着してもよい。
また、実施形態１では、溶接により、外側封止部材１８１を電池ケース１１０の孔周囲部１１３ｍに固着したが、固着方法はこれに限られない。例えば、ロウ材やハンダ、接着剤等を用いて、或いは、加締めや巻き締め等により、外側封止部材を電池ケースの孔周囲部に固着してもよい。

また、実施形態１では、電池ケース１１０の臨空間部１７５ｊに収容凹部１７７を設け、この収容凹部１７７内に電解液１１７を入れることで、電解液１１７を封止空間ＫＣ内に配置したが、この方法に限られない。例えば、電池ケース１１０の臨空間部１７５ｊにスポンジを貼り付け、このスポンジに電解液１１７を含浸させることで、電解液１１７を封止空間ＫＣ内に配置してよい。

また、実施形態２では、本発明に係る電池１００を搭載する車両として、ハイブリッド自動車７００を例示したが、これに限られない。本発明に係る電池を搭載する車両としては、例えば、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド鉄道車両、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータなどが挙げられる。

また、実施形態３では、本発明に係る電池１００を搭載する電池使用機器して、ハンマードリル８００を例示したが、これに限られない。本発明に係る電池を搭載する電池使用機器としては、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器などが挙げられる。

１００ リチウムイオン二次電池（密閉型電池、電池）
１１０ 電池ケース
１１１ ケース本体部材
１１３ ケース蓋部材
１１３ｍ 孔周囲部
１１７ 電解液
１２０ 電極体
１５０ 正極端子（正極端子部材）
１６０ 負極端子（負極端子部材）
１７０ 注液孔
１７５ 凹部
１７５ｊ 臨空間部
１７７ 収容凹部
１８０ 封止部材
１８１ 外側封止部材
１８１ｍ 周縁部
１８１ｙ 溶接部
１８３ 内側封止部材（ゴム封止部）
１８４ 挿入部
１８５ 環状圧接部
７００ ハイブリッド自動車（車両）
７１０ 組電池
８００ ハンマードリル（電池使用機器）
８１０ バッテリパック
ＧＳ 空間内気体
ＫＣ 封止空間
ＮＺ 注液ノズル

Claims (7)

1. 自身の内外を連通する注液孔を有する電池ケースと、
   前記電池ケース内に収容された電解液と、
   ゴム状弾性体からなり、前記注液孔を前記電池ケースの外部から気密に封止してなるゴム封止部を有する内側封止部材と、
   前記内側封止部材を前記外部から覆いつつ、前記電池ケースのうち前記注液孔を囲む環状の孔周囲部に気密かつ環状に固着してなる外側封止部材と、を備え、
   前記電池ケースと前記内側封止部材と前記外側封止部材との間に形成され気密に封止された封止空間内に存在する空間内気体に、前記電解液を起源とする電解液起源ガスを含む
   電池。
2. 請求項１に記載の電池であって、
   前記封止空間内に、前記電解液の一部が存在する
   電池。
3. 請求項１または請求項２に記載の電池であって、
   前記電池ケースのうち、前記封止空間を臨む部位である臨空間部に、前記電解液を収容可能な収容凹部を有する
   電池。
4. 自身の内外を連通する注液孔を有する電池ケースと、
   前記電池ケース内に収容された電解液と、
   ゴム状弾性体からなり、前記注液孔を前記電池ケースの外部から気密に封止してなるゴム封止部を有する内側封止部材と、
   前記内側封止部材を前記外部から覆いつつ、前記電池ケースのうち前記注液孔を囲む環状の孔周囲部に気密かつ環状に固着してなる外側封止部材と、を備え、
   前記電池ケースと前記内側封止部材と前記外側封止部材との間に形成され気密に封止された封止空間内に存在する空間内気体に、前記電解液を起源とする電解液起源ガスを含む
   電池の製造方法であって、
   前記注液孔から前記電池ケース内に前記電解液を注液すると共に、前記電池ケースのうち前記封止空間を臨む部位である臨空間部に前記電解液を配置する注液工程と、
   前記注液工程の後、前記内側封止部材の前記ゴム封止部で前記注液孔を前記外部から塞いで気密に封止する第１封止工程と、
   前記第１封止工程の後、前記外側封止部材で前記内側封止部材を前記外部から覆った状態で、前記外側封止部材を前記電池ケースの前記孔周囲部に気密かつ環状に固着し、前記封止空間を形成する第２封止工程と、を備える
   電池の製造方法。
5. 請求項４に記載の電池の製造方法であって、
   前記電池ケースの前記臨空間部に、前記電解液を収容可能な収容凹部を有し、
   前記注液工程は、注液ノズルによって、前記電池ケース内に前記電解液を注液すると共に、前記収容凹部にも前記電解液を入れる工程である
   電池の製造方法。
6. 請求項４または請求項５に記載の電池の製造方法であって、
   前記第２封止工程の後、前記電解液起源ガスが前記封止空間から電池外部に漏れ出るか否かを検査することにより、前記外側封止部材と前記電池ケースの前記孔周囲部との間の気密性を検査する気密検査工程を更に備える
   電池の製造方法。
7. 請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の電池の製造方法であって、
   前記第１封止工程は、減圧下で行い、
   前記第２封止工程は、大気圧下で行う
   電池の製造方法。

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