JP2014035830A - 密閉型電池の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】リーク検査工程における過判定率を改善できる密閉型電池の製造方法を提供する。
【解決手段】外装30内に導入されたヘリウムHの漏れを検知するリーク検査工程が行われる密閉型電池の製造方法であって、電解液Eを外装30に注液した後で、外装30内を所定の圧力まで減圧し、外装30内に所定の圧力に対応する量のヘリウムHを導入する導入工程、を行う。このとき、所定の圧力には、電解液Eの飽和水蒸気圧よりも高い圧力が設定される。
【選択図】図3

Description

本発明は、電池容器内に導入された検知ガスの漏れを検知するリーク検査工程が行われる密閉型電池の製造方法に関する。
従来から、密閉型電池の製造工程においては、電池容器内に水分が浸入して電池性能が劣化することを防ぐ等の目的で、電池容器の密閉性を確認するリーク検査工程が行われている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に開示される技術では、電解液注液口を除いて電池缶(電池容器)を密閉し、排気手段によって電解液注液口より電池缶内の空気を排出する(電池缶内を減圧する)。そして、特許文献1に開示される技術では、電池缶と電解液ポットとを接続し、電池缶と電解液ポットとの圧力差によって、電解液注液口より電池缶に電解液を注液する。このとき、特許文献1に開示される技術では、電解液ポット内をヘリウムで加圧することで、電解液注液口から電池缶にヘリウムを導入する。
その後、特許文献1に開示される技術では、電解液注液口を封口し、ヘリウム漏洩検出器を用いて電池缶から漏れたリークガスに含まれるヘリウムの量を確認することで、リーク検査工程を行う。
特許文献1に開示される技術のように、電解液を注液するときにヘリウムを導入した場合には、リーク検査工程を行うまでの間に電解液が電極体に浸透し、電極体の内側に噛み込んでいたガスが電極体の外部に排出される。これに伴って、電池缶内のヘリウム濃度は下がってしまう。
このときの電解液の電極体に対する浸透度、つまり、前記ガスが排出される量は、ヘリウムを導入してからリーク検査工程を行うまでの時間がばらつくこと等によってばらついてしまう。
つまり、特許文献1に開示される技術では、電解液の電極体に対する浸透度のばらつきの影響で、リークガスのヘリウム濃度(リーク検査工程時における電池缶内のヘリウム濃度)がばらついてしまう。
ここで、図7に示すように、電池缶からリークガスが一定量だけ漏れた場合のヘリウム漏洩検出器の出力値は、リークガスのヘリウム濃度に応じて異なる値となる。具体的には、リークガスのヘリウム濃度が高い場合に大きい値となり(図7に示すグラフG11参照)、リークガスのヘリウム濃度が低い場合に小さい値となる(図7に示すグラフG12参照)。
リーク検査工程では、リークガスのヘリウム濃度が低い場合におけるリークガス漏出量を基準として、検査閾値M1を設定する必要がある。
従って、リークガスのヘリウム濃度が高い場合には、ヘリウム濃度が低い場合の検査閾値M1に対応するリークガス漏出量Nよりも少ないリークガス漏出量であるにも関わらず、ヘリウム漏洩検出器の出力値が検査閾値M1を超えてしまう可能性がある(図7に示す範囲R1参照)。
特許文献1に開示される技術のように、リークガスのヘリウム濃度がばらついた場合には、当該ばらつきの分だけ検査閾値M1を小さくする必要があるため、比較的高い割合で良品が不良品であると過判定されてしまう。
このように、特許文献1に開示される技術では、リーク検査工程における過判定率が悪化してしまう可能性があった。
特開2002−117901号公報
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、リーク検査工程における過判定率を改善できる密閉型電池の製造方法を提供するものである。
本発明に係る密閉型電池の製造方法は、電池容器内に導入された検知ガスの漏れを検知するリーク検査工程が行われる密閉型電池の製造方法であって、電解液を前記電池容器に注液した後で、前記電池容器内を所定の圧力まで減圧し、前記電池容器内に前記所定の圧力に対応する量の前記検知ガスを導入する導入工程、を行う、ものである。
本発明に係る密閉型電池の製造方法は、前記所定の圧力には、前記電解液の飽和水蒸気圧よりも高い圧力が設定される、ものである。
本発明は、リーク検査工程における過判定率を改善できる、という効果を奏する。
電池の全体的な構成を示す説明図。 電池の製造工程を示す説明図。 検知ガスを導入する状態を示す説明図。(a)外装内を減圧している状態を示す図。(b)検知ガスを導入している状態を示す図。 過判定となる領域を示す図。 ヘリウム濃度を測定した結果を示す図。 外装内を減圧せずに検知ガスを導入する状態を示す説明図。 従来技術において過判定となる領域を示す図。
以下では、本実施形態の密閉型電池の製造方法(以下、単に「製造方法」と表記する)について説明する。
まず、図1を参照して、本発明に係る密閉型電池の実施形態である電池の概略構成について説明する。
本実施形態の電池10は、密閉型のリチウムイオン二次電池である。なお、本発明が適用される対象はリチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池等の他の密閉型電池についても適用可能である。
電池10は、その製造工程において、電池容器の密閉性を確認するために、電池容器内に導入された検知ガスの漏れを検知するリーク検査工程が行われるものである。
電池10は、発電要素20、外装30、キャップ40、および外部端子50・50を具備する。
発電要素20は、正極、負極、およびセパレータを積層または巻回してなる電極体に電解液を浸透させたものである。電池10の充放電時に発電要素20内で化学反応が起こる(厳密には、正極と負極との間で電解液を介したイオンの移動が起こる)ことによって電流の流れが発生する。
電池容器である外装30は、収納部31と蓋部32を有する角柱型缶である。
収納部31は、一面が開口した有底角筒状の部材であり、内部に発電要素20を収納する。
蓋部32は、収納部31の開口面に応じた形状を有する平板状の部材であり、収納部31の開口面を塞いだ状態で収納部31と接合される。蓋部32において、後述するように外部端子50・50が挿通される箇所の間には、電解液を注液するための注液孔33が開口している。
注液孔33は、蓋部32の外側と内側とで内径寸法が異なる平面視略円状の孔である。注液孔33は、上側(外側)の内径が、下側(内側)の内径よりも大径に形成されている。
なお、本実施形態の電池は、外装が有底の角筒状に形成された角型電池に構成しているが、これに限るものではなく、例えば、外装が有底の円筒状に形成された円筒型電池に適用することも可能である。
キャップ40は、注液孔33を封止するためのものである。キャップ40は、注液孔33の上側と略同一の形状に形成される。キャップ40は、注液孔33の下側に載置され、外周縁部がレーザー溶接されることで、蓋部32と接合される。
外部端子50・50は、その一部が蓋部32の外側面から電池10の上方(外方)に突出した状態で配置される。外部端子50・50は、集電端子51・51を介して発電要素20の正極または負極に電気的に接続される。外部端子50・50は、その外周面部に固定部材34が嵌装されることにより、絶縁部材52・53を間に介して蓋部32に対して絶縁状態で固定される。外部端子50・50および集電端子51・51は、発電要素20に蓄えられる電力を外部に取り出す、若しくは、外部からの電力を発電要素20に取り入れる通電経路として機能する。
集電端子51・51は、発電要素20の正極板、負極板と接続されている。集電端子51・51の材料としては、例えば正極側にアルミニウム、負極側に銅を採用することができる。
外部端子50・50には、電池10の外方側に突出する部位にねじ転造によりねじ加工が施され、ボルト部が形成される。電池10の実使用時には、このボルト部を用いて外部端子50・50にバスバー、外部装置の接続端子等が締結固定される。
締結固定する際、外部端子50・50には締結トルクがかかるとともに、ねじ締結によって軸方向へ外力が付与される。このため、外部端子50・50の材料としては、鉄等の高強度材料を採用することが好ましい。
次に、本実施形態の製造方法について説明する。
製造方法では、ダイコーダ等の塗工機を用いて集電体(正極集電体および負極集電体)の表面に合剤(正極合剤および負極合剤)を塗工した後、合剤を乾燥させる。
次に、集電体の表面上の合剤に対してプレス加工を施すことで、集電体の表面に合剤層(正極合剤層および負極合剤層)を形成する。
製造方法は、このような工程を経て作製される正極および負極と、セパレータとを積層または巻回して電極体を生成する。そして、製造方法は、外装30の蓋部32に一体化された外部端子50・50および集電端子51・51等を電極体に接続し、外装30の収納部31に電極体を収納する。その後、製造方法は、外装30の収納部31と蓋部32を溶接によって接合して封缶する。
外装30を封缶した後で、図2に示すように、製造方法は、注液孔33より電解液Eを注液する(図2に示す矢印E参照)。
このとき、製造方法は、例えば、外装30をチャンバー111内に収納するとともに、所定の注液ユニットを外装30にセットして、チャンバー111内を真空引きする。その後、製造方法では、チャンバー111内に大気を導入してチャンバー111内を大気圧に戻す。製造方法は、このときの差圧を利用して、電解液Eを外装30に注液する。
電解液Eを外装30に注液した後で、製造方法では、外装30内にヘリウムHを導入する(図2に示す矢印H参照)。
このとき、製造方法では、例えば、図3に示すような導入装置120を用いて、ヘリウムHの導入を行う。
なお、図3では、説明の便宜上、電解液Eの液面の高さを、図2に示す電解液Eよりも高い位置に記載している。
図3(a)に示すように、導入装置120は、封入ノズル121、シール部材122、およびバルブ123等を具備する。
封入ノズル121は、注液孔33の上方に配置され、下端部に噴射口121aが形成される。封入ノズル121の上下中途部には、バルブ123が連結される。
封入ノズル121は、バルブ123および配管124等を介して所定の減圧ポンプに接続される。すなわち、導入装置120は、封入ノズル121から前記減圧ポンプに向かう経路として、減圧経路C1が形成される。
封入ノズル121は、バルブ123等を介して所定のヘリウム供給源に接続される。すなわち、図3(b)に示すように、導入装置120は、前記ヘリウム供給源から封入ノズル121に向かう経路として、供給経路C2が形成される。
図3(a)に示すように、シール部材122は、略有底筒状部材の底面(上面)に、上下方向に沿って貫通する貫通孔を形成したような形状に形成される。すなわち、シール部材122の内側は、下側の内径が上側の内径よりも大径に形成される。
シール部材122は、上側の小径部分が封入ノズル121に外嵌される。シール部材122は、下側の大径部分が封入ノズル121の噴射口121aよりも下側に突出し、当該突出端面が蓋部32の注液孔33の周囲に当接する。これにより、シール部材122は、注液孔33および封入ノズル121をシールする。
すなわち、図3に示すように、導入装置120は、注液孔33をシールした状態で、外装30内に向けてヘリウムHを噴射可能に構成されるとともに、外装30内の空気30Aを排出可能に構成される。
このような導入装置120には、外装30内の圧力を測定可能な圧力計が設けられる。
バルブ123は、減圧経路C1および供給経路C2のいずれか一方を閉鎖するとともに、いずれか他方を開放する。つまり、導入装置120は、封入ノズル121と連通する経路を、バルブ123の制御によって減圧経路C1か供給経路C2かの何れかに切り替える。
ヘリウムHを導入するとき、まず、製造方法は、図3(a)に示すように、減圧経路C1を開放し(減圧経路C1と封入ノズル121とを連通し)、前記減圧ポンプを動作させて外装30内の空気30Aを排出する。
このとき、製造方法は、前記圧力計で外装30内の圧力を確認し、外装30内を所定の圧力まで減圧する。
そして、製造方法は、図3(b)に示すように、供給経路C2を開放し(供給経路C2と封入ノズル121とを連通し)、前記ヘリウム供給源より封入ノズル121にヘリウムHを供給し、封入ノズル121よりヘリウムHを噴射する。
これにより、本実施形態の製造方法は、前記圧力計で外装30内の圧力を確認し、外装30内を大気圧に戻す。
すなわち、本実施形態の製造方法は、外装30を減圧した分だけ、つまり、外装30内の空気30Aを排出した分だけ、外装30内にヘリウムHを導入する。
ここで、前記所定の圧力(減圧時の外装30内の圧力)には、電解液Eの飽和蒸気圧よりも高い圧力が設定されている。
これにより、製造方法は、電解液Eが沸騰することなく、外装30内にヘリウムHを導入できる。
なお、本実施形態において、前記所定の圧力には、電解液Eの飽和蒸気圧よりも高く、かつ、電解液Eの飽和蒸気圧に近い圧力が設定されている。
これにより、製造方法は、より多くのヘリウムHを外装30内に導入できるため、外装30内にヘリウムHを高濃度に導入できる。
外装30内にヘリウムHを導入した後で、図2に示すように、製造方法では、注液孔33をキャップ40によって封止する(図2に示す黒塗りの三角形参照)。
このとき、製造方法では、キャップ40を注液孔33に載置して、レーザー溶接機によってキャップ40の外縁部に沿ってレーザーを照射し、注液孔33を封止する。
注液孔33を封止した後で、製造方法では、外装30からの漏れ(つまり、外装30の密封度合い)を検査する。
このとき、製造方法は、所定のチャンバー131に外装30を収納し、チャンバー131内を真空引きする。その後、製造方法では、外装30からチャンバー131内にヘリウムHが漏れているかどうかを、市販のヘリウムリーク検査器で検出する。
すなわち、製造方法は、図4に示すように、外装30からチャンバー131内に漏出したリークガスに含まれるヘリウムHの量を前記ヘリウムリーク検査器で検出し、前記ヘリウムリーク検査器の出力値が所定の検査閾値Mを超えた場合に、外装30に漏れがあると判定する。
このように、製造方法では、外装30内に導入された検知ガスとしてのヘリウムHの漏れを検知するリーク検査工程が行われる。
外装30の漏れを検査した後で、図2に示すように、製造方法では、電池10の初期充電および電圧の検査等を行う。
製造方法は、このようにして密閉型の電池10を製造する。
ここで、外装30に注液された電解液Eは、電極体Dに浸透する。これに伴い、外装30内の電解液Eの液面は徐々に下がっていき、電極体Dの内側に噛み込んでいたガスは電極体Dの外部に排出される。
このような電解液Eの電極体Dに対する浸透度、つまり、前記ガスが排出される量は、電解液Eを注液してからリーク検査工程を行うまでの時間がばらつくこと等によってばらついてしまう(図3(a)に示す電解液E参照)。
従って、電解液Eを注液するときにヘリウムHを導入した場合には、電解液Eの電極体Dに対する浸透度のばらつきの影響で、前記ガスの排出量がばらついてしまうため、リークガスのヘリウム濃度(リーク検査工程時における外装30内のヘリウム濃度)がばらついてしまう。
また、図6に示すように、電解液Eを注液した後で、外装30内に一定量のヘリウムHを導入した場合には、ヘリウム導入時の電解液Eの液面の高さに応じて外装30内の空間の大きさがばらついてしまい、外装30内のヘリウム濃度が変化してしまう。
つまり、この場合には、電解液Eの電極体Dに対する浸透度のばらつきの影響で、外装30内を一定のヘリウム濃度にできないため、リークガスのヘリウム濃度がばらついてしまう。
そこで、製造方法では、図3(a)に示すように、電解液Eを注液した後で、外装30内を一旦減圧する。
より詳細には、製造方法では、外装30に注液した電解液Eがある程度(例えば、ヘリウム導入後に電極体Dの内側に噛み込んでいたガスがさらに排出されても、リーク検査工程に影響がない程度)電極体Dに浸透した後で、外装30内を一旦減圧する。
これにより、製造方法は、電解液Eの液面の高さに応じた量だけ、外装30内の空気30Aを排出する。
すなわち、製造方法は、電解液Eの液面が低い場合に、外装30内の空気30Aを多く排出し、電解液Eの液面が高い場合に、外装30内の空気30Aを多く排出しない。
そして、製造方法は、図3(b)に示すように、ヘリウムHを用いて外装30内を大気圧に戻すことで、電解液Eの液面の高さに応じた量だけ、外装30内にヘリウムHを導入する。
すなわち、製造方法は、電解液Eの液面が低い場合に、多くのヘリウムHを導入し、電解液Eの液面が高い場合に、多くのヘリウムHを導入しない。
これによれば、製造方法は、ヘリウム導入時における電解液Eの電極体Dに対する浸透度に関わらず、外装30内のヘリウム濃度を、ヘリウム導入時の外装30内の圧力変化に相当する濃度にすることができる。
本実施形態のように減圧後に大気圧に戻す場合、外装30内のヘリウム濃度は、減圧時の圧力に相当する濃度となる。
このため、製造方法は、ヘリウム導入時の外装30内の圧力変化を確認することで、外装30内のヘリウム濃度が、ヘリウム導入時の外装30内の圧力変化に相当する濃度、つまり、一定の濃度となったことを保証できる。
また、製造方法は、ヘリウム導入時における電解液Eの電極体Dに対する浸透度に関わらず、外装30内を一定のヘリウム濃度にできるため、リークガスのヘリウム濃度のばらつきを低減できる。
従って、図4に示すように、製造方法は、外装30からのリークガス漏出量が所定量である場合における、リークガスのヘリウム濃度が高い場合のヘリウムリーク検査器の出力値(図4に示すグラフG1参照)と、リークガスのヘリウム濃度が低い場合のヘリウムリーク検査器の出力値(図4に示すグラフG2参照)との差を小さくできる。
つまり、製造方法は、リークガスのヘリウム濃度に応じたヘリウムリーク検査器の出力値のばらつきを低減させることができる。
このため、製造方法は、ヘリウムリーク検査器の出力値のばらつきを低減させた分だけ検査閾値Mを大きくできる。
従って、製造方法は、リークガスのヘリウム濃度が高い場合に、リークガスのヘリウム濃度が低い場合の検査閾値Mに対応するリークガス漏出量Nよりも少ないリークガス漏出量であるにも関わらず、ヘリウムリーク検査器の出力値が検査閾値Mを超えてしまい、良品が不良品であると過判定されてしまうことを抑制できる(図4に示す範囲R参照)。
このように、製造方法は、リーク検査工程における過判定率を改善できる。また、製造方法は、リーク検査工程のロバスト性を向上できる。
ここで、外装30に注液される電解液Eの一部は、リーク検査工程を行うまでの間に揮発する。すなわち、電解液Eを注液した後の外装30内には、電解液Eの揮発成分(例えば、炭化水素等)が存在している。このような電解液Eの揮発成分の比重は、ヘリウムHの比重よりも重い。
このため、図6に示すように、電解液Eを注液した後で、単に封入ノズルでヘリウムHを噴射した場合、このような比重の重い電解液Eの揮発成分によって外装30内へのヘリウムHの導入が抑制されてしまう。
また、単に封入ノズルでヘリウムHを噴射した場合、比重の軽いヘリウムHは、外装30内に沈殿しにくいため、注液孔33の近傍に多く位置することとなる。従って、この場合には、注液孔33を封止するまでの間に、ヘリウムHが多く漏出してしまう。
つまり、単に封入ノズルでヘリウムHを噴射した場合には、電解液Eの揮発成分の影響で、高濃度かつ無駄なくヘリウムHを外装30内に導入できない。
一方、製造方法では、図3に示すように、外装30内を一旦減圧してからヘリウムHを導入する。
つまり、製造方法では、電解液Eの揮発成分をある程度排出してからヘリウムHを導入するため、外装30内にヘリウムHを多く導入できるとともに、電解液Eを外装30内に沈殿させることができる。
従って、製造方法は、ヘリウムHを高濃度に導入できるとともに、注液孔33を封止するまでの間にヘリウムHが漏出する量を低減できる。
これにより、製造方法は、外装30内のヘリウム濃度が高い状態で、つまり、リークガスのヘリウム濃度が高い状態でリーク検査工程を行うことができるため、精度よくリーク検査工程を行うことができる。
本実施形態の製造方法では、シール部材122によって注液孔33をシールした状態で封入ノズル121よりヘリウムHを噴射するため、噴射したほぼ全てのヘリウムHを外装30内に導入できる。つまり、製造方法は、図3に示すような導入装置120を用いてヘリウムHを導入することで、ヘリウムHを無駄なく導入できる。
このため、製造方法は、リーク検査工程に要するコストを低減できる。
このように、製造方法は、電解液Eを外装30に注液した後で、外装30内を所定の圧力まで減圧し、外装30内に所定の圧力に対応する量のヘリウムHを導入する導入工程を行う。
なお、本実施形態の製造方法は、外装内にヘリウムを導入して、外装内を大気圧に戻したが、これに限定されるものでない。
例えば、製造方法は、外装内にヘリウムを導入して、外装内を数kPa程度加圧した状態、または外装内を数kPa程度減圧した状態にしても構わない。
つまり、前記所定の圧力に対応する量は、必ずしも前記所定の圧力まで減圧するときに排出した外装内の空気の量と同じ量である必要はない。
すなわち、前記所定の圧力に対応する量は、排出した外装内の空気の量よりも多い量、あるいは排出した外装内の空気の量よりも少ない量でもあっても構わない。
仮に、排出した外装内の空気の量よりも多い量のヘリウムを導入した場合、製造方法は、排出した外装内の空気の量と同じ量だけヘリウムを導入した場合と比較して、より高濃度にヘリウムを導入できるため、精度よくリーク検査工程を行うことができる。
また、排出した外装内の空気よりも少ない量のヘリウムを導入した場合、製造方法は、排出した外装内の空気の量と同じ量だけヘリウムを導入した場合と比較して、導入するヘリウムの量を低減できるため、リーク検査工程に要するコストを低減できる。
次に、製造方法を用いてヘリウムHを導入した場合のヘリウム濃度の測定結果について説明する。
測定では、本実施形態の製造方法を用いて、つまり、外装30内を一旦減圧してからヘリウムHを用いて外装30内を大気圧に戻すことでヘリウムHを導入し、その後注液孔33を封止して複数のテストピースを作製した(図3参照)。
測定では、外装30内を減圧せずにヘリウムHを外装30内に導入し、その後注液孔33を封止して、複数の比較例のテストピースを作製した(図6参照)。
測定では、ヘリウム導入後に外装30に孔を空けるとともに、当該孔にヘリウム濃度測定器のヘッドを速やかに押し付け、ヘリウム濃度を測定した。
図5に示すように、本実施形態の製造方法を用いてヘリウムHを導入したテストピースのヘリウム濃度は、比較例のテストピースのヘリウム濃度と比較して高くなった。
本実施形態の製造方法を用いてヘリウムHを導入したテストピースのヘリウム濃度のばらつきは、比較例のテストピースのヘリウム濃度のばらつきと比較して小さくなった。
以上の測定結果より、製造方法は、ヘリウムHを外装30内に高濃度に導入できるとともに、リークガスのヘリウム濃度のばらつきを低減できることがわかる。
このため、製造方法は、精度よくリーク検査工程を行うことができるとともに、リーク検査工程における過判定率を改善できることがわかる。
測定では、製造方法を用いてヘリウムHを導入した直後のテストピースのヘリウム濃度も測定した。このときのヘリウム濃度は、ヘリウム導入時の外装30内の圧力変化に相当する濃度であった。
つまり、製造方法によれば、ヘリウム導入時における電解液Eの電極体Dへの浸透度に関わらず、外装30内のヘリウム濃度が、ヘリウム導入時の外装30内の圧力変化に相当する濃度となったことがわかる。
なお、検知ガスは、本実施形態に限定されるものでないが、ヘリウムを採用することが好ましい。これは、ヘリウムを採用することで、電池性能に影響を与えることを防止できること、および分子直径が小さく微細な孔からの漏れを検出可能となること等、他の検知ガスと比較して種々の効果を得ることができるからである。
また、製造方法は、ヘリウムを導入するときに、ヘリウムとヘリウム以外のガスとを混合した混合ガスを導入しても構わない。
10 電池(密閉型電池)
30 外装(電池容器)
H ヘリウム(検知ガス)

Claims (2)

  1. 電池容器内に導入された検知ガスの漏れを検知するリーク検査工程が行われる密閉型電池の製造方法であって、
    電解液を前記電池容器に注液した後で、前記電池容器内を所定の圧力まで減圧し、前記電池容器内に前記所定の圧力に対応する量の前記検知ガスを導入する導入工程、
    を行う、
    密閉型電池の製造方法。
  2. 前記所定の圧力には、
    前記電解液の飽和水蒸気圧よりも高い圧力が設定される、
    請求項1に記載の密閉型電池の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150034240A (ko) * 2012-07-09 2015-04-02 도요타지도샤가부시키가이샤 전지 제조 방법
JP2015164105A (ja) * 2014-02-28 2015-09-10 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
US9780414B2 (en) 2012-12-26 2017-10-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for manufacturing sealed battery

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5747937B2 (ja) * 2013-04-19 2015-07-15 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池の製造方法
DE102015104274A1 (de) * 2015-03-23 2016-09-29 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Untersuchung der Dichtigkeit eines geschlossenen Gehäuses eines elektrischen Bauelements
CN107632049B (zh) * 2016-07-19 2021-07-13 松下知识产权经营株式会社 检测系统
DE102016225130B4 (de) * 2016-12-15 2018-07-19 Audi Ag Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Batterieanordnung
CN109904539B (zh) * 2019-03-05 2022-02-11 深圳市飞鹏新能源科技有限公司 一种锂电池正极浆料防漏结构及其防漏方法
KR20230018562A (ko) * 2021-07-30 2023-02-07 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 케이스 분석 장치
KR102632232B1 (ko) * 2021-10-29 2024-02-01 (주)엠벡 전기차 배터리의 리크 테스트 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001196050A (ja) * 1999-10-29 2001-07-19 Nec Mobile Energy Kk 容器内への液体の注液装置および注液方法
JP2001236986A (ja) * 2000-02-22 2001-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池の気密検査方法
JP2002117901A (ja) * 2000-10-05 2002-04-19 Nec Mobile Energy Kk 密閉型電池およびその製造方法
JP2006202560A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Toyota Motor Corp 密閉型電池の製造方法、及び、気密検査装置
JP2010244898A (ja) * 2009-04-07 2010-10-28 Toyota Motor Corp 密閉型電池の製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW494085B (en) 1999-10-29 2002-07-11 Nec Mobile Energy Kk Device and method for pouring liquid into case
JP3615699B2 (ja) * 2000-09-26 2005-02-02 Necトーキン栃木株式会社 密閉型電池およびその製造方法
CA2324196C (en) 2000-10-25 2008-09-30 Nec Mobile Energy Corporation Sealed battery and method for manufacturing sealed battery
JP2005108629A (ja) 2003-09-30 2005-04-21 Nec Tokin Tochigi Ltd 密閉型電池およびその製造方法
CN1938894A (zh) * 2004-02-02 2007-03-28 宇部兴产株式会社 非水电解质溶液和锂二次电池
US9831531B2 (en) 2012-07-09 2017-11-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of manufacturing battery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001196050A (ja) * 1999-10-29 2001-07-19 Nec Mobile Energy Kk 容器内への液体の注液装置および注液方法
JP2001236986A (ja) * 2000-02-22 2001-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池の気密検査方法
JP2002117901A (ja) * 2000-10-05 2002-04-19 Nec Mobile Energy Kk 密閉型電池およびその製造方法
JP2006202560A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Toyota Motor Corp 密閉型電池の製造方法、及び、気密検査装置
JP2010244898A (ja) * 2009-04-07 2010-10-28 Toyota Motor Corp 密閉型電池の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150034240A (ko) * 2012-07-09 2015-04-02 도요타지도샤가부시키가이샤 전지 제조 방법
KR101691754B1 (ko) 2012-07-09 2016-12-30 도요타지도샤가부시키가이샤 전지 제조 방법
US9780414B2 (en) 2012-12-26 2017-10-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for manufacturing sealed battery
JP2015164105A (ja) * 2014-02-28 2015-09-10 株式会社Gsユアサ 蓄電素子

Also Published As

Publication number Publication date
CN104604008A (zh) 2015-05-06
KR101672146B1 (ko) 2016-11-02
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