JP2014022073A - Manufacturing method and apparatus for square secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば車載用途等に使用される角形二次電池の製造方法および装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a rectangular secondary battery used for, for example, in-vehicle use.
近年、電気自動車等の動力源として、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池の開発が進められている。リチウムイオン二次電池は、種々の形状を有したものが存在するが、その中でも角形二次電池は、体積効率が高く、車載用途として採用されている。 In recent years, lithium ion secondary batteries with high energy density have been developed as power sources for electric vehicles and the like. Some lithium ion secondary batteries have various shapes, and among them, the square secondary battery has high volumetric efficiency and is adopted for in-vehicle use.
高性能な二次電池を実現するために、電池缶内の無駄なスペースを削減して電極群の占める容積を増やす傾向にある。かかる状況では、電池缶内に電解液を注液する注液工程により時間を要するため、電池の製造コストの増加や電池特性の劣化が課題となる。 In order to realize a high-performance secondary battery, there is a tendency to reduce the useless space in the battery can and increase the volume occupied by the electrode group. In such a situation, time is required for the injection step of injecting the electrolytic solution into the battery can, so that an increase in the manufacturing cost of the battery and deterioration of the battery characteristics become problems.
例えば、特許文献1には、電極群を電池缶内に収納した後、電解液を注液する電池の製造方法が開示されている。この方法によると、電極群を収納した電池缶と電解液とを加温した状態で、常圧状態と減圧状態とのサイクルを少なくとも2回以上繰り返し、電解液を分割注液することにより注液の効率化が可能になる。
For example,
しかしながら、特許文献1に開示されている技術では、電池缶内への電解液の注液方法が考慮されていない。封口板に設けられた注液口より電池缶内に注液された電解液は、比較的隙間の広い電極群の縁を伝って缶底に流入する。電解液を電極群に向かって垂直方向に注液した場合には、電解液は電極群の上面で電極群の幅方向に分岐して流れ、電極群の上面の両端部から缶底方向に流入する。この場合、流入する電解液が電池缶内の空気の排気経路を覆って電池缶内における電解液と空気の置換を阻害するため、缶底部から一定高さの空間に空気が残留する。缶底部の空気は時間とともに電解液に置換されるが、量産性のある処理時間内、例えば数分以内ではほとんど置換が進行せず、電池缶内への電解液の注液に必要な時間が長くなる。
However, the technique disclosed in
また、注液された電解液の電極群内への浸透を促進するために、電解液の注液に続いて電池缶内を減圧状態にすることがあるが、缶底部に多量の空気が残留していると、この空気が膨張して電解液が押し上げられて注液孔に付着するリスクが高くなる。注液孔近傍に電解液が付着すると、注液終了後に注液孔に注液栓を取り付けてレーザ溶接で封止する時に、溶接の熱により注液孔と注液栓との間に溶接不良を引き起こす可能性がある。従って、溶接不良のリスクを下げるためには、注液を複数回に分けて、一度の注液量を少なく設定する必要があるため、注液工程の時間が長くなり、電池の製造コストが増加する。 In addition, in order to promote the penetration of the injected electrolyte into the electrode group, the inside of the battery can may be decompressed following the injection of the electrolyte, but a large amount of air remains at the bottom of the can. If this is the case, the risk that the air expands and the electrolyte is pushed up and adheres to the liquid injection hole increases. If electrolyte adheres to the vicinity of the liquid injection hole, when the liquid injection hole is attached to the liquid injection hole and sealed by laser welding after the completion of liquid injection, welding failure is caused between the liquid injection hole and the liquid injection plug due to the heat of welding. May cause. Therefore, in order to reduce the risk of poor welding, it is necessary to divide the injection into multiple times and set the injection volume to be small, which increases the time for the injection process and increases the manufacturing cost of the battery. To do.
本発明の目的は、電池缶内への電解液の注液を効率化して、製造コストの安価な角形二次電池の製造方法および装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing a rectangular secondary battery that is efficient in injecting an electrolytic solution into a battery can and is inexpensive to manufacture.
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、 扁平状の電極群と、該電極群の一対の扁平面が上下に延在する姿勢状態で前記電極群を収容する角形の電池缶と、該電池缶の上部を閉塞する電池蓋と、該電池蓋に開口して設けられて前記電池缶内に電解液を注液するための注液口と、を有する角形二次電池の製造方法であって、前記注液口から前記電池缶内に注液ノズルを挿入して、該注液ノズルから前記電極群と前記電池蓋との間でかつ前記電極群の横幅方向一方側に向かって前記電解液を吐出して、前記電池缶内に注液する注液工程を含むことを特徴としている。
In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted.
The present invention includes a plurality of means for solving the above-described problems. To give an example, the electrode is in a posture in which a flat electrode group and a pair of flat surfaces of the electrode group extend vertically. A rectangular battery can that accommodates a group; a battery lid that closes an upper portion of the battery can; an injection port that is provided in the battery lid so as to inject an electrolyte into the battery can; A method of manufacturing a prismatic secondary battery comprising: a liquid injection nozzle inserted into the battery can from the liquid injection port, and the electrode between the electrode group and the battery lid from the liquid injection nozzle. It includes a liquid injection step of discharging the electrolytic solution toward one side in the lateral width direction of the group and injecting it into the battery can.
本発明によれば、電池缶内に電解液を注液する際に、電池缶内の空気と電解液の効率的な置換が可能になるため、注液工程の時間を短縮することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, when the electrolytic solution is injected into the battery can, the air in the battery can and the electrolytic solution can be efficiently replaced, so that the time of the injection process can be shortened. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
次に、本発明の実施の形態について図面を用いて以下に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態に係わる角形二次電池の外観斜視図、図2は、図1に示す角形二次電池の分解斜視図である。 FIG. 1 is an external perspective view of the prismatic secondary battery according to the present embodiment, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the prismatic secondary battery shown in FIG.
角形二次電池1は、電気自動車やハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車等に用いられる車載用のリチウムイオン二次電池である。角形二次電池1は、図1および図2に示すように、電池缶2と電池蓋3を備えている。電池缶2は、長方形の底壁面PBと、底壁面PBの二つの長辺部でそれぞれ折曲されて対峙する一対の幅広側壁面PWと、底壁面PBの二つの短辺部でそれぞれ折曲されて対峙する一対の幅狭側壁面PNとを有する角形形状を有しており、上部には、上方に向かって開放された長方形の開口部2aが形成されている。
The prismatic
電池缶2には、後述する電極群(捲回体)4が収容されている。そして、電池缶2の開口部2aが、電池蓋3によって封口されている。電池蓋3は、一対の幅広側壁面PWの上端部間および一対の幅狭側壁面PNの上端部間に亘って電池缶2の開口部2aを閉塞する長方形の平板形状を有している。電池缶2と電池蓋3は、共にアルミニウム合金で製作されており、レーザ溶接によって液密に溶接されて、直方体形状の密閉容器を構成する。
The battery can 2 accommodates an electrode group (rolled body) 4 to be described later. The opening 2 a of the battery can 2 is sealed by the
電池蓋3には、絶縁部材を介して正極端子5Aと負極端子5Bが配設されている。正極端子5Aと負極端子5Bは、電池蓋3の長辺方向一方側と他方側に離れて配設されている。この正極端子5Aと負極端子5Bを介して電極群4から外部負荷に電力が供給され、また、外部で発電された電力が電極群4に充電される。
The
そして、電池蓋3には、正極端子5A及び負極端子5Bの他に、ガス排出弁6と注液口7が配設されている。ガス排出弁6は、電池蓋3の長辺方向中央位置に配置され、注液口7は、ガス排出弁6と負極端子5Bとの間の位置に配置されている。ガス排出弁6は、電池缶2内の圧力が所定値よりも上昇すると開放されて、電池缶2内のガスを排出して電池缶2内の圧力を低減し、角形二次電池1の安全性を確保する構成を有している。
In addition to the
注液口7は、電池缶2の開口部2aを電池蓋3で封口した後に、電池缶2内に電解液を注液するのに用いられるものである。電解液の注液は、注液装置200(図4参照)を用いて行われる。注液口7は、電池缶2内に電解液を注液した後、封止栓8によって封止される。注液口7は、電池蓋3の長辺方向中央位置よりも負極端子5B側に偏位した位置に設けられている。
The
角形二次電池1の電池缶2内には、図2に示すように、絶縁シート9を介して電極群4が収容されている。電極群4は、正極と負極を間にセパレータを介在させて捲回することによって構成されている。電極群4は、一対の扁平面と一対の湾曲面を有する扁平形状を有しており、捲回軸方向両側には一対の側端部が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
電極群4は、捲回軸方向が横向きになりかつ一対の扁平面が上下に延在する姿勢状態で電池缶2内に収容されて、電池缶2の各幅広側壁面PWに電極群4の各扁平面がそれぞれ対向し、電池缶2の各幅狭側壁面PNに電極群4の各側端部が対向する。そして、下方の湾曲面が電池缶2の底壁面PBに対向し、上方の湾曲面が電池缶2の開口部2a内に配置されている。
The
電極群4の扁平厚さは、電極群4の幅広面と電池缶2の幅広側壁面PWとが間に絶縁シート9を介して接面し、電極群4を電池缶2内に所定の押圧力で押し込むことによって挿入できる寸法に設定されている。電極群4の捲回軸方向長さは、電池缶2内に収容された状態で電極群4の横幅方向両側の一対の側端部と電池缶2の幅狭側壁面PNとの間に所定の間隙が形成される寸法に設定されている。電極群4の捲回軸方向一方側の側端部には、正極金属箔露出部からなる正極接続部4Aが形成され、電極群4の捲回軸方向他方側の側端部には、負極金属箔露出部からなる負極接続部4Bが形成されている。
The flat thickness of the
正極接続部4Aは、正極集電板11Aを介して正極端子5Aに接続され、負極接続部4Bは、負極集電板11Bを介して負極端子5Bに接続される。正極集電板11Aは、正極端子5Aに一端が接続され、正極端子5Aから電池缶2の缶底(底壁面PB)に向かって延出して、他端が正極接続部4Aに接続される。負極集電板11Bは、負極端子5Bに一端が接続され、負極端子5Bから電池缶2の缶底(底壁面PB)に向かって延出して、他端が負極接続部4Bに接続される。
The positive
正極端子5Aと正極集電板11Aは、アルミニウム合金で製作され、負極端子5Bと負極集電板11Bは、銅合金で製作されている。正極端子5Aと正極集電板11A、および、負極端子5Bと負極集電板11Bは、それぞれ電池蓋3との間に絶縁性シール部材(ガスケット)12A、12Bおよび絶縁部材13A、13Bが介在されており、電池蓋3から電気的に絶縁されている。電池蓋3には、絶縁性シール部材(ガスケット)12A、12Bが係合する貫通穴3a、3bが開口形成されている。
The
なお、本実施の形態では、電極群4が捲回体の場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、矩形状を有する複数枚の正極と負極とを間にセパレータを介して積層した積層体を電極群4として用いてもよい。
In the present embodiment, the case where the
図3は、本実施の形態における角形二次電池の製造工程の手順を示すフローチャートである。
まず、電極群4を作製する(ステップS1)。電極群4は、正極と負極を間にセパレータを介在させて扁平状に捲回することによって作製される。電極群4は、正極接続部4Aと負極接続部4Bに、それぞれ超音波溶接により正極集電板11Aと負極集電板11Bが接続される。正極集電板11Aと負極集電板11Bは、それぞれ電池蓋3に予め取り付けられており、蓋組立体を構成している。そして、蓋組立体の正極集電板11Aと負極集電板11Bに電極群4の正極接続部4Aと負極接続部4Bを接続して支持させることにより発電要素組立体が構成されている。
FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the manufacturing process of the prismatic secondary battery in the present embodiment.
First, the
次に、発電要素組立体の電極群4の部分を電池缶2内に挿入する(ステップS2)。電極群4は、その周囲を絶縁シート9(図2を参照)で覆われた状態で電池缶2内に挿入される。電極群4は、電極群4の幅広面と電池缶2の幅広側壁面PWとの間に絶縁シート9を介して接面して所定の押圧力で押し込むことによって電池缶2内に挿入される。電極群4は、電池缶2内に収容された状態で電極群4の横幅方向両側の一対の側端部と電池缶2の幅狭側壁面PNとの間に所定の間隙が形成されている。
Next, the
絶縁シート9は、正極集電板11Aと負極集電板11Bごと電極群4を覆い、電極群4と電池缶2との間を絶縁する。電極群4の電池缶2への挿入により、電池缶2の開口部2aは、電池蓋3で閉塞される。かかる状態で、電池蓋3を電池缶2にレーザ溶接して、開口部2aを封口する(ステップS3)。以上の工程により、電解液を注液する前の電池部材1A(図4を参照)が形成される。
The insulating sheet 9 covers the
次に、この電池部材1Aを注液装置200(図4を参照)内に搬送して、電池蓋3の注液口7から電池缶2内に電解液を注液する(ステップS4)。ここでは、注液口7から電池缶2内に注液ノズル221を挿入して、注液ノズル221から電極群4と電池蓋3との間でかつ電極群4の横幅方向一方側に向かって電解液を吐出して、電池缶2内に注液する。
Next, the
そして、電池缶2内に所定量の電解液を注液した後、封止栓8を注液口7に取り付けてレーザ溶接し、注液口7を液密に封止する(ステップS5)。封止後に一定時間静置して、電極群4内の正極板、負極板、およびセパレータ内に電解液を十分に含浸させる(ステップS6)。その後、正極端子5Aと負極端子5Bを介して充放電し、適切な充電状態、温度環境で静置(エージング)することにより(ステップS7)、角形二次電池1(図1を参照)が完成する。
And after pouring a predetermined amount of electrolyte solution in the battery can 2, the sealing
図4は、本実施の形態における注液装置の全体構成を説明する概念図である。
注液装置200は、電解液を貯留する電解液タンク201と、電解液タンク201に接続された注液通路202と、電池部材1Aを収納する密閉容器210と、容器内の空気を排気する排気通路204と、注液通路202を開閉する注液バルブ203と、排気通路204を開閉する排気バルブ205と、電池部材1Aの注液口7に挿入される注液ノズル221を備えている。
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the overall configuration of the liquid injection device in the present embodiment.
The
密閉容器210は、上下に分割可能な構造を有しており、電池部材1Aを起立した姿勢状態で保持するケース212と、ケース212の上部を閉塞してケース212との間に密閉された空間を形成するケース蓋211を有している。ケース蓋211には、注液通路202と排気通路204が固定されており、それぞれ密閉容器210内に連通している。
The sealed
注液ノズル221は、ケース蓋211に一体に設けられており、基端が注液通路202に連通して接続されている。注液ノズル221は、ケース蓋211から下方に向かって突出しており、電池部材1Aの上方で注液口7の貫通孔21に対向する位置に配置されている。そして、ケース蓋211でケース212の上部を閉塞することによって、注液口7の貫通孔21内に注液ノズル221の先端が挿入されるようになっている。注液ノズル221は、注液口7から電池缶2内に挿入されて電極群4と電池蓋3との間でかつ電極群の横幅方向一方側である負極側の幅狭側壁面PNに向かって電解液を吐出する構成を有する。
The
図4を用いてステップS4の注液工程の詳細について説明する。
まず、電池部材1Aが注液装置200内に搬送供給されて起立した姿勢状態で予め設定された保持位置に保持されると、密閉容器210のケース蓋211が下降して電池部材1Aが密閉容器210に収納され、同時に電池蓋3の注液口7の貫通孔21に注液ノズル221が挿入される。次に、注液バルブ203を開放して、電解液タンク201から注液通路202に電解液を流入させ、注液通路202から電池缶2内に電解液を注液する。電池缶2内の空気は、電池缶2内に注液された電解液の液量に応じて、注液口7の貫通孔21と注液ノズル221との隙間から電池缶2の外部に排気される。
The details of the liquid injection process in step S4 will be described with reference to FIG.
First, when the
排気通路204の先には、図示しない減圧装置と加圧装置と大気解放弁が配置されており、図示しない切替弁によりいずれか一つを選択して接続を切り替えることができるようになっている。注液を短時間で効率的に行うために、注液バルブ203の開閉により注液動作を複数回に分けて、注液動作の合間に排気バルブ205を開閉する。その際、減圧装置と加圧装置と大気解放弁を用いて電池缶2内の気圧を適切に調節することにより、電極群4内部の空隙にある空気と電解液の置換を促進させることができる。所定量の電解液を注液した後、注液ノズル221を注液口7から退避させ、封止栓8を注液口7に取り付けてレーザ溶接し、注液口7を液密に封止する。
A decompression device (not shown), a pressurization device, and an air release valve (not shown) are arranged at the tip of the
図5A〜図5Cは、注液ノズルを注液口の貫通孔に挿入した状態を示す断面図である。
注液ノズル221は、電池缶2の一対の幅狭側壁面PNのうちの一方の幅狭側壁面PNに向かって開口する吐出部223を有している。そして、注液口7の貫通孔21に挿入されて電解液が流通される挿入部222と、挿入部222を通過した電解液の流れを吐出部223の方向に向かって変換するための方向変換部224を有している。注液ノズル221は、方向変換部224によって、電解液の流れ方向を電極群4の捲回軸方向に直交する方向から捲回軸方向と略平行になるように変換することができる。吐出部223は、注液口7に近い方の幅狭側壁面PNである負極側の幅狭側壁面PNに向かって開口している。
5A to 5C are cross-sectional views showing a state in which the liquid injection nozzle is inserted into the through hole of the liquid injection port.
The
図5Aに示す注液ノズル221は、注液口7の貫通孔21よりも小径の円筒形状を有する挿入部222と、挿入部222の先端に設けられた方向変換部224aと、負極接続部の方向に向かって開口して方向変換部224aにより方向変換された電解液が吐出される吐出部223と、を有している。方向変換部224aは、挿入部222の軸方向に対して傾斜した傾斜面を有している。傾斜面は、電池缶2の上方から下方に向かって移行するにしたがって吐出部223の方向に向かって漸次移行するように傾斜している。この傾斜面によって電解液の流れ方向を挿入部222の軸方向に直交する方向であって電極群4の捲回軸方向と略平行になる方向に変換することができる。電解液は、図中に太矢印で示すように、注液ノズル221の挿入部222を通過して吐出部223から電池缶2の負極側の幅狭側壁面PNに向かって吐出される。
The
図5Bに示す注液ノズル221の方向変換部224bは、挿入部222の軸方向に対して直交する直交面を有しており、この直交面によって電解液の流れ方向を挿入部222の軸方向に直交する方向であって電極群4の捲回軸方向と略平行になる方向に変換することができる。電解液は、図5Aに示す構成と同様に、吐出部223から電池缶2の負極側の幅狭側壁面PNに向かって吐出される。
The
図5A及び図5Bに示す注液ノズル221の場合、突出部223が挿入部222の外径よりも径方向外側に突出していないので、注液口7の貫通孔21の大きさを挿入部222の外径よりも若干大きい大きさとすることができる。したがって、貫通孔21の大きさが大きくなるのを防ぎ、電池蓋3の剛性を高く維持でき、電池蓋3の製造を容易なものにできる。また、貫通孔21の大きさを小さくすることで、封止栓8も小型化でき、それに応じて封止栓8の溶接面積も小さくでき、溶接不良のリスクを低減することができる。
In the case of the
注液ノズル221の方向変換部224の形状には、上記目的を達する範囲において特に制限は無く、例えば図5Cに示す方向変換部224cのように、電池缶2の上方から下方に向かって移行するにしたがって吐出部の方向に向かって漸次移行する凹曲面であっても良く、また、注液ノズル221の吐出部223が注液ノズル221の直径方向の外形に対して突出する構成を有していても良い。
The shape of the
電解液は、注液ノズル221の挿入部222内を電極群4に向かって略垂直方向に流れた後に、方向変換部224(224a、224b、224c)により負極接続部側の幅狭側壁面PNの方向(図5A〜図5Cでは左側)に向かって開口した吐出部223に向けて略90°流れる方向が変換されて吐出部223から電池缶2内に吐出され、電池缶2内を負極側の幅狭側壁面PNに向かって捲回軸方向と略平行な方向に流れる。
The electrolyte flows in the
図5Cに示す注液ノズル221の場合、吐出部223が挿入部222の径方向外側に突出しているので、吐出部223から吐出させた電解液が飛散し難く、吐出方向を正確に制御することができる。特に、方向変換部224cは、凹曲面によって電解液の流れを変換しているので、流れの方向性を付けやすく、所定の方向に向かって真っ直ぐに吐出させることができる。ただし、開口部223が注液ノズル221の直径方向に突出しているので、突出長さが大きくなるのに応じて注液口7の貫通孔21の直径を大きくする必要がある。注液口7の貫通孔21の直径を大きくし過ぎると電池蓋3の剛性が弱くなり、変形し易くなるため、好ましくない。従って、注液ノズル221の開口部は、注液ノズル221の直径方向の外形に対して極力突出しない構造が望ましい。
In the case of the
図6は、電池蓋の注液口近傍を拡大して示す平面図である。
注液口7は、例えば図5や図6に示すように、電池蓋3の表面に凹設された平面視略円形の凹部22と、凹部22の凹部底面23に開口して電池蓋3を貫通する貫通孔21を有している。貫通孔21は、丸穴形状を有しており、凹部22の中心位置に開口形成されている。貫通孔21は、図5A〜図5Cに示すように、直径d1を有しており、凹部22は、貫通孔21よりも大きな直径d2を有している。貫通孔21の上端部の周囲には、全周に亘って凹部底面23が配置されている。注液口7は、例えば電池蓋3をプレス成形する際に一体に成形することができる。
FIG. 6 is an enlarged plan view showing the vicinity of the liquid injection port of the battery lid.
For example, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, the
図7は、本実施の形態の注液方法により電池缶内に注液された電解液の流れを説明する断面概念図である。 FIG. 7 is a conceptual cross-sectional view illustrating the flow of the electrolyte solution injected into the battery can by the injection method of the present embodiment.
注液装置200では、注液ノズル221が貫通孔21に挿入されると、注液ノズル221の先端から電解液を吐出させて、電池缶2内に電解液を注液する。
In the
注液ノズル221の先端は、電解液が電極群4の捲回軸方向と略平行に吐出されるように負極側の幅狭側壁面PNに向かって開口している。注液ノズル221から吐出された電解液は、図7に矢印で示すように、電池缶2内で電池蓋3と電極群4との間に形成される上部空間を伝って、負極側の幅狭側壁面PNに向かって流れる。そして、電極群4の捲回軸方向の一方端部と電池缶2の幅狭側壁面PNとの間に流れ込み、電池缶2の底壁面PBに向かって下方に流れ、底壁面PBに達すると底壁面PBに沿って正極接続部の方向に向かって流れる。
The tip of the
そして、底壁面PBと電極群4の間に形成される下部空間が電解液で満たされると、電解液は、電池缶2内で電極群4の捲回軸方向の他方端部と正極接続部側の幅狭側壁面PNとの間を電池缶2の上方に向かって流れる。
When the lower space formed between the bottom wall surface PB and the
このように、ステップS4の注液工程において、電解液は、注液口7から近い方である負極側の幅狭側壁面PNに向かって吐出される。したがって、電極群4と電池蓋3との間の上部空間から電極群4の負極側の側端部と電池缶2の負極側の幅狭側壁面PNとの間の間隙に電解液を迅速に流し込むことができ、短時間で電池缶2の缶底まで到達させることができる。そして、電池缶2の缶底の空気を、電極群4の正極側の側端部と電池缶2の正極側の幅狭側壁部PNとの間の間隙に通過させて、電極群4と電池蓋3との間の上部空間に到達させることができる。電池缶2内の空気は、図5A〜図5Cに破線矢印で示すように、注液口7の貫通孔21と注液ノズル221との隙間から電池缶2の外部に排気される。したがって、電池缶2内における空気と電解液との効率的な置換が可能となり、注液工程の時間を短縮することができる。
Thus, in the liquid injection process of step S4, the electrolytic solution is discharged toward the narrow side wall surface PN on the negative electrode side that is closer to the
一連の電解液の流れにより、電池缶2内の空気は電池缶2の底壁面PBと電極群4の間に形成される下部空間に留まることなく注液口7より電池缶2の外に排出される。電解液の注液量の増加に伴い、電池缶2内で電解液の液面が上昇し、主として電極群4の捲回群方向両端の正極接続部と負極接続部から電極群4の内部に電解液が浸透する。
Due to the flow of the electrolyte solution, the air in the battery can 2 is discharged out of the battery can 2 from the
本実施形態では、電池缶2の底壁面PBと電極群4との間に形成される下部空間に空気を滞留させることなく電解液を注液できるので、電池缶2内の空気と電解液との置換を効率的に行うことができる。また、電解液の注液後に電極群4への電解液の浸透を促進するために注液装置200の内部を減圧した場合に、当該空間の空気の膨張による電解液の液面上昇が無いので、電解液が注液口7近傍の溶接部に付着することが無い。
In the present embodiment, the electrolytic solution can be injected without retaining air in the lower space formed between the bottom wall surface PB of the battery can 2 and the
図8は、封止栓により注液口を封止した状態を示す断面図である。
注液口7は、電解液を注液した後、封止栓8によって封止される。封止栓8は、注液口7の凹部22に嵌合可能な円板部8aと、円板部8aの下面から突出して注液口7の貫通孔21内に嵌合可能な凸部8bを有しており、円板部8aと凸部8bとの間には注液口7の凹部底面23に接面する段差面8cが形成されている。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the liquid injection port is sealed with a sealing plug.
The
封止栓8は、凸部8bが注液口7の貫通孔21内に嵌合され、円板部8aが注液口7の凹部22に嵌合されて、段差面8cが注液口7の凹部底面23に接面した状態で、溶接部wが円板部8aと凹部22との境界部分に沿って全周に亘って形成されるように、電池蓋3にレーザ溶接される。
As for the sealing
封止栓8は、図8に示すように、封止栓8の段差面8cが注液口7の凹部底面23に接面した状態で溶接されるので、面接触している面積をより広く確保することができ、注液口7を確実に封止することができる。そして、封止栓8の段差面8cと注液口7の凹部底面23との間は、貫通孔21の周りに沿って全周に亘って接面されているので、密閉の信頼性を向上させることができる。
As shown in FIG. 8, the sealing
本実施の形態における電解液の注液方法によれば、電解液が注液口7近傍の溶接部に付着するのを防ぐことができるので、封止栓8をレーザ溶接する際に、溶接不良が発生するリスクをなくすことができる。
According to the method of injecting the electrolytic solution in the present embodiment, the electrolytic solution can be prevented from adhering to the welded portion in the vicinity of the
なお、上述の実施形態では、注液口7に近い方の幅狭側壁面PNである負極側の幅狭側壁面PNに向かって吐出する場合を例に説明したが、注液口7から遠い方の幅狭側壁面PNである正極側の幅狭側壁面PNに向かって吐出させてもよい。注液口7に近い方向幅狭側壁面PNに向かって吐出させた場合、吐出速度を上昇させすぎると、電池缶2内で電解液の跳ね返りが発生し、跳ね返り量が多くなると注液口7に付着する可能性がある。そのような場合は、注液口7から遠い方の幅狭側壁面PNである正極側の幅狭側壁面PNに向かって吐出させることで、電池缶2内における電解液の跳ね返りを抑制して、跳ね返った電解液が注液口7に付着するのを効果的に防ぐことができる。
In the above-described embodiment, the case where the discharge is performed toward the narrow side wall surface PN on the negative electrode side that is the narrow side wall surface PN closer to the
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. It can be changed. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
1 角形二次電池
1A 電池部材
2 電池缶
3 電池蓋
4 電極群
7 注液口
8 封止栓
21 貫通孔
22 凹部
23 凹部底面
200 注液装置
202 注液通路
204 排気通路
210 密閉容器
211 ケース蓋
212 ケース
221 注液ノズル
222 挿入部
223 吐出部
224 方向変換部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記注液口から前記電池缶内に注液ノズルを挿入して、該注液ノズルから前記電極群と前記電池蓋との間でかつ前記電極群の横幅方向一方側に向かって前記電解液を吐出して、前記電池缶内に注液する注液工程を含むことを特徴とする角形二次電池の製造方法。 A flat electrode group, a rectangular battery can that accommodates the electrode group in a posture in which a pair of flat surfaces of the electrode group extend vertically, a battery lid that closes an upper portion of the battery can, and the battery A method for producing a prismatic secondary battery having a liquid injection port for injecting an electrolytic solution into the battery can provided to be opened in a lid,
An injection nozzle is inserted into the battery can from the injection port, and the electrolyte solution is inserted from the injection nozzle between the electrode group and the battery lid toward one side in the width direction of the electrode group. A method for producing a prismatic secondary battery, comprising a liquid injection step of discharging and injecting the liquid into the battery can.
前記注液工程では、前記一対の幅狭側壁面のうちの前記注液口に近い方の幅狭側壁面に向かって前記電解液を吐出させることを特徴とする請求項1に記載の角形二次電池の製造方法。 The prismatic secondary battery includes a pair of wide side walls facing the pair of flat surfaces of the electrode group and a pair of narrow sides facing a pair of side end portions on both sides in the lateral width direction of the electrode group. And the liquid injection port is provided at a position deviated to one narrow side wall surface side of the battery lid,
2. The square-shaped two-part structure according to claim 1, wherein in the liquid injection step, the electrolyte solution is discharged toward a narrow side wall surface closer to the liquid injection port of the pair of narrow side wall surfaces. A method for manufacturing a secondary battery.
前記注液工程では、前記一対の幅狭側壁面のうちの前記注液口に遠い側の幅狭側壁面に向かって前記電解液を吐出させることを特徴とする請求項1に記載の角形二次電池の製造方法。 The prismatic secondary battery includes a pair of wide side walls facing the pair of flat surfaces of the electrode group and a pair of narrow sides facing a pair of side end portions on both sides in the lateral width direction of the electrode group. And the liquid injection port is provided at a position deviated to one narrow side wall surface side of the battery lid,
2. The square two according to claim 1, wherein in the liquid injection step, the electrolyte solution is discharged toward a narrow side wall surface farther from the liquid injection port of the pair of narrow side wall surfaces. A method for manufacturing a secondary battery.
前記注液口から前記電池缶内に挿入されて前記電極群と前記電池蓋との間でかつ前記電極群の横幅方向一方側に向かって前記電解液を吐出する注液ノズルを有することを特徴とする角形二次電池の製造装置。 A flat electrode group, a rectangular battery can that accommodates the electrode group in a posture in which a pair of flat surfaces of the electrode group extend vertically, a battery lid that closes an upper portion of the battery can, and the battery A rectangular secondary battery manufacturing apparatus having a liquid injection port for injecting an electrolytic solution into the battery can provided to be opened in a lid;
A liquid injection nozzle that is inserted into the battery can from the liquid injection port and discharges the electrolytic solution between the electrode group and the battery lid and toward one side in the width direction of the electrode group. An apparatus for manufacturing a rectangular secondary battery.
前記注液ノズルは、前記一対の幅狭側壁面のうちの一方の幅狭側壁面に向かって開口する吐出部を有することを特徴とする請求項4に記載の角形二次電池の製造装置。 The battery can has a pair of wide side wall surfaces facing a pair of flat surfaces of the electrode group, and a pair of narrow side wall surfaces facing a pair of side end portions on both sides in the lateral width direction of the electrode group. ,
The said injection nozzle has a discharge part opened toward one narrow side wall surface of said pair of narrow side wall surfaces, The manufacturing apparatus of the square secondary battery of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
前記吐出部は、前記一対の幅狭側壁面のうちの前記注液口に近い方の幅狭側壁面に向かって開口して設けられていることを特徴とする請求項5に記載の角形二次電池の製造装置。 The battery lid is provided with the liquid injection port at a position displaced to one side of the pair of narrow side wall surfaces,
6. The rectangular two-side body according to claim 5, wherein the discharge portion is provided to open toward a narrow side wall surface closer to the liquid injection port of the pair of narrow side wall surfaces. Secondary battery manufacturing equipment.
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