JP2014235935A - 電池トレイ用フタ、フタ付き電池トレイ、および電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池の製造工程において、効率良く電池を製造することができる電池トレイ用フタを提供する。【解決手段】電池トレイ用フタ１０は、電池８０の注液口８２ａを上部にした状態で電池８０を収納できる電池トレイ２０とともに用いられる電池トレイ用フタであって、基材１１と、基材１１の一方の面に、少なくとも電池８０の注液口８２ａを覆うように配置される封止部材１２とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電池の製造等に用いられる電池トレイ用フタ、およびフタ付き電池トレイ、ならびにこのフタ付き電池トレイを用いた電池の製造方法に関する。

従来、電池の製造工程において電池を充電する際、電極活物質と電解液との副反応によって電解液の一部が分解し、副生成ガスが発生することが知られている。

特開２００８−２７７４１号公報には、正極と負極とをセパレータを介して捲回した電極群を電解液とともにケースに挿入し仮封口により密閉して電池とする工程と、前記電池に少なくとも一回以上の充電操作を行う工程と、前記電池を開放し減圧化でガス抜きを行った後、再度仮封口により密閉する工程と、前記再度仮封口により密閉された電池を高温環境下でエージングする工程と、前記密閉された電池をエージング後に開放し減圧化でガス抜きを行った後、本封口により密閉する工程を有することを特徴とする非水電解質二次電池の製造法が記載されている。

同文献には、前記仮封口により密閉し電池とする工程は、雌ねじ部を有する注液口を持つ上蓋を電池ケースへ溶接し、前記注液口から電解液を注液した後、前記注液口へ雄ねじ部を有する仮注液栓を挿入し密閉することで行うと記載されている。

特開２００８−２７７４１号公報

特開２００８−２７７４１号公報に記載された非水電解質二次電池の製造法では、仮封口するために電池の注液口に仮注液栓をねじ止めする必要があり、製造効率が低下する。

本発明の目的は、電池の製造工程において、効率良く電池を製造することができる電池トレイ用フタ、およびフタ付き電池トレイを提供することである。本発明の他の目的は、効率の良い電池の製造方法を提供することである。

本発明の一実施形態にかかる電池トレイ用フタは、電池の注液口を上部にした状態で前記電池を収納できる電池トレイとともに用いられる電池トレイ用フタであって、基材と、前記基材の一方の面に、少なくとも前記電池の注液口を覆うように配置される封止部材とを備える。

本発明の一実施形態にかかるフタ付き電池トレイ用は、電池の注液口を上部にした状態で前記電池を収納できる電池トレイと、本発明の一実施形態にかかる電池トレイ用フタとを備える。

本発明の一実施形態にかかる電池の製造方法は、本発明の一実施形態にかかるフタ付き電池トレイを用いた電池の製造方法であって、前記電池トレイに収納された前記電池に、前記注液口から電解液を注液する工程と、前記注液後、前記電池トレイに前記電池トレイ用フタを被せることによって前記注液口を覆い、所定時間待機する工程と、前記所定時間経過後に前記電池を充電する工程とを備える。

上記の電池トレイ用フタもしくはフタ付き電池トレイの構成、または電池の製造方法によれば、電池トレイに電池トレイ用フタを被せることによって、電池トレイに収納された電池の注液口を塞ぐことができる。そして、電池トレイから電池トレイ用フタを取り外すことで、再び注液口を開放することできる。このように、上記の構成によれば、注液口の仮封止と開放とを簡単に行うことができるため、電池の製造効率を向上することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかるフタ付き電池トレイの概略構成を示す斜視図である。 図２は、電池トレイに収納される電池の一例としての電池の概略構成を示す斜視図である。 図３は、電池を電池トレイに収納した状態を示す斜視図である。 図４（ａ）は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図５は、電池トレイの概略構成を示す分解斜視図である。 図６は、開口部の一つを抜き出して示す平面図である。 図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 図８は、収納部の一つを抜き出して示す平面図である。 図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 図１０は、図８のＸ−Ｘ線に沿った断面を示す斜視図である。 図１１は、電池を、開口部および収納部によって構成される電池収納部に収納した状態を示す平面図である。 図１２（ａ）は、図１１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図１２（ｂ）は、図１１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図１３は、図１１の電池よりも幅の狭い幅Ｌ１の電池を、電池収納部に収納した状態を示す平面図である。 図１４は、図１１の電池よりも幅の広い幅Ｌ２の電池を、電池収納部に収納した状態を示す平面図である。 図１５は、電池を電池トレイに収納したまま充電する様子を示す模式図である。 図１６は、電池トレイの概略構成を示す分解斜視図である。 図１７は、開口部の一つを抜き出して示す平面図である。 図１８は、図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 図１９は、開口部の一つを抜き出して示す平面図である。 図２０は、図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿った断面図である。 図２１は、収納部の一つを抜き出して示す平面図である。 図２２は、図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った断面図である。 図２３は、電池を、第１部材の開口部、第２部材の開口部、および第３部材の収納部から形成される電池収納部に収納した状態を示す平面図である。 図２４は、図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿った断面図である。 図２５は、図２３の電池よりも狭い幅Ｌ１の電池を、電池トレイの電池収納部に収納した状態を示す平面図である。 図２６は、図２３の電池よりも広い幅Ｌ２の電池を、電池トレイの電池収納部に収納した状態を示す平面図である。 図２７は、図２３の電池よりも薄い厚さの電池を、電池トレイの電池収納部に収納した状態を示す平面図である。 図２８は、図２３の電池よりも厚い厚さｔ２の電池を、電池トレイの電池収納部に収納した状態を示す平面図である。 図２９は、フタ付き電池トレイを用いた、電池の製造方法の一例を示すフローチャートである。 図３０は、本発明の第２の実施形態にかかるフタ付き電池トレイの概略構成を示す斜視図である。 図３１は、（ａ）図３０のＡ−Ａ線に沿った断面図、および（ｂ）図３０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図３２は、本発明の第３の実施形態にかかるフタ付き電池トレイの概略構成を示す斜視図である。 図３３は、（ａ）図３２のＡ−Ａ線に沿った断面図、および（ｂ）図３２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図３４は、本発明の第４の実施形態にかかるフタ付き電池トレイの概略構成を示す斜視図である。 図３５は、（ａ）図３４のＡ−Ａ線に沿った断面図、および（ｂ）図３４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図３６は、本発明の変形例にかかるフタ付き電池トレイの概略構成を示す斜視図である。 図３７は、図３６のＸＸＸＶＩＩ−ＸＸＸＶＩＩ線に沿った断面図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化又は模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

［第１の実施形態］
［フタ付き電池トレイの構成］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるフタ付き電池トレイ１の概略構成を示す斜視図である。フタ付き電池トレイ１は、電池トレイ用フタ１０と、電池トレイ２０とを備えている。

電池トレイ用フタ１０は、平板形状の基材１１と、基材１１の一方の面（電池トレイ２０と対向する面）の概略全体に形成された封止部材１２とを備えている。

基材１１は、例えば硬質の樹脂または金属によって形成されている。

封止部材１２は、例えば樹脂またはゴムによって形成されている。封止部材１２は、弾性の高い材質で形成されていることが好ましい。封止部材１２は、後述するように水蒸気を遮蔽できる程度の気密性を備えていれば良い。

電池トレイ２０は、電池を収納するための電池収納部２０ａを複数備えている。

図２は、電池トレイ２０に収納される電池の一例としての電池８０の概略構成を示す斜視図である。電池８０は、外装缶８１、フタ板８２、負極端子８３、電極捲回体８４、封止栓８５、および図示しない電解液を備えている。

外装缶８１は、上部が開口した箱型の形状を有し、内部に電極捲回体８４を収納している。外装缶８１の開口部は、フタ板８２によって覆われている。外装缶８１およびフタ板８２は、例えば、アルミニウム合金によって形成されている。

電池８０は、扁平形状である。以下、フタ板８２と垂直な方向を電池８０の高さ方向Ｄ３と呼ぶ。電池８０の高さ方向Ｄ３と垂直な断面において、外装缶８１の短い方の寸法を電池８０の厚さｔと呼び、厚さｔを規定する方向を電池８０の厚さ方向Ｄ２と呼ぶ。電池８０の高さ方向Ｄ３と垂直な断面において、外装缶８１の長い方の寸法を電池８０の幅Ｌと呼び、幅Ｌを規定する方向を電池８０の幅方向Ｄ１と呼ぶ。

負極端子８３は、フタ板８２の中央部に配置されている。負極端子８３は、フタ板８２を貫通している。負極端子８３とフタ板８２とは、図示しない絶縁パッキングによって電気的に絶縁されている。負極端子８３は、例えばニッケル材、または銅材にニッケルメッキしたものによって形成されている。

電極捲回体８４は、詳しい構成は図示していないが、帯状の正極電極と、帯状の負極電極とを、セパレータを間に挟んで捲回し、厚さ方向に圧縮して扁平形状にしたものである。電極捲回体８４の正極電極は、図示しないリードによってフタ板８２と接続されている。電極捲回体８４の負極電極は、図示しないリードによって負極端子８３と接続されている。この構成によって、フタ板８２および外装缶８１は電極捲回体８４の正極電極と導通し、負極端子８３は電極捲回体８４の負極電極と導通している。

フタ板８２には、電解液を注液するための注液口８２ａが形成されている。注液口８２ａは、フタ板８２を貫通している。注液口８２ａは、電解液を注液した後、封止栓８５によって封止される。

図３は、電池８０を電池トレイ２０に収納した状態を示す斜視図である。図４（ａ）は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図４（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

図３に示すように、電池トレイ２０は、電池８０の注液口２０ａを上部（ｚ方向上側）にした状態で電池８０を収納することができる。換言すれば、電池トレイ２０は、電池８０を立てた状態で、すなわち、電池８０の高さ方向Ｄ３とｚ方向とを概略平行にした状態で、電池８０を収納することができる。

電池トレイ用フタ１０の封止部材１２は、既述のように、基材１１の一方の面の概略全面に形成されている。そのため、図４に示すように、電池トレイ用フタ１０を電池トレイ２０に被せると、封止部材１２が電池８０の上部を覆うように配置される。封止部材１２は、既述のように、弾性の高い材料で形成されているので、電池８０の上部に負極端子８３等によって凹凸がある場合でも、封止部材１２を電池８０の上部の凹凸に追従させることができる。これによって、封止部材１２とフタ板８２とを、より密着させることができる。

［電池トレイの構成１］
次に、電池トレイ２０の構成について詳しく説明する。図５は、電池トレイ２０の概略構成を示す分解斜視図である。電池トレイ２０は、第１部材２１と、第２部材２２とを備えている。第１部材２１および第２部材２２は、例えば硬質の樹脂によって形成されている。

第１部材２１は、複数の開口部２１１を備えている。第２部材２２は、複数の収納部２２１を備えている。開口部２１１と収納部２２１とは、平面視において互いに重なり合うように配置されている。開口部２１１と収納部２２１との組み合わせによって、電池収納部２０ａ（図１）が形成される。

図６は、開口部２１１の一つを抜き出して示す平面図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。開口部２１１は、開口部２１１の内部の点である点Ｃ１に対して平面視において互いに対称に形成された第１規制壁２１１Ａおよび第２規制壁２１１Ｂを含んでいる。開口部２１１は、第１部材２１を貫通している。

図８は、収納部２２１の一つを抜き出して示す平面図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図であり、図１０は、図８のＸ−Ｘ線に沿った断面を示す斜視図である。収納部２２１は、収納部２２１の内部の点である点Ｃ２に対して平面視において互いに対称に形成された第１載置部２２１Ａおよび第２載置部２２１Ｂを含んでいる。第１載置部２２１Ａと第２載置部２２１Ｂとの間隔は、第１部材２１側（開口部２２１側、図５におけるｚ方向上側）に向かうにつれて広がっている。収納部２２１の底部には、点Ｃ２の位置に、第２部材２２を貫通する貫通口２２２が形成されている。

開口部２１１と収納部２２１とは、点Ｃ１と点Ｃ２とが、平面視において一致するように配置される。

図１１は、電池８０を、開口部２１１および収納部２２１によって構成される電池収納部２０ａに収納した状態を示す平面図である。図１２（ａ）は、図１１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図１２（ｂ）は、図１１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

図１１に示すように、第１規制壁２１１Ａは、電池８０の幅方向Ｄ１の一方側（−Ｄ１側）において、電池８０の厚さ方向Ｄ２の一方側（＋Ｄ２側）の点Ｐ１において電池８０と接している。第２規制壁２１１Ｂは、電池８０の幅方向Ｄ１の他方側（＋Ｄ１側）において、電池８０の厚さ方向Ｄ２の他方側（−Ｄ２側）の点Ｐ２において電池８０と接している。

図１１および１２に示すように、第１載置部２２１Ａは、電池８０の幅方向Ｄ１の一方側（−Ｄ１側）において、電池８０の厚さ方向Ｄ２の他方側（−Ｄ２側）の点Ｐ３において電池８０と接している。第２載置部２２１Ｂは、電池８０の幅方向Ｄ１の他方側（＋Ｄ１側）において、電池８０の厚さ方向Ｄ２の一方側（＋Ｄ２側）の点Ｐ４において電池８０と接している。

このように、第１規制壁２１１Ａ、第２規制壁２１１Ｂ、第１載置部２２１Ａ、および第２載置部２２１Ｂが、電池８０と４点において接しているため、電池トレイ２０は、電池８０を安定して保持することができる。

図１３は、電池８０の幅Ｌよりも狭い幅Ｌ１の電池８０Ａを、電池収納部２０ａに収納した状態を示す平面図である。電池８０の場合と同様に、第１規制壁２１１Ａは−Ｄ１側において＋Ｄ２側にある点Ｐ５において電池８０Ａと接している。第２規制壁２１１Ｂは、＋Ｄ１側において−Ｄ２側の点Ｐ６において電池８０Ａと接している。第１載置部２２１Ａは、−Ｄ１側において−Ｄ２側の点Ｐ７において電池８０Ａと接している。第２載置部２２１Ｂは、＋Ｄ１側において＋Ｄ２側の点Ｐ８において電池８０Ａと接している。

図１４は、電池８０の幅Ｌよりも広い幅Ｌ２の電池８０Ｂを、電池収納部２０ａに収納した状態を示す平面図である。この場合も同様に、第１規制壁２１１Ａは−Ｄ１側において＋Ｄ２側にある点Ｐ９において電池８０Ｂと接している。第２規制壁２１１Ｂは、＋Ｄ１側において−Ｄ２側の点Ｐ１０において電池８０Ｂと接している。第１載置部２２１Ａは、−Ｄ１側において−Ｄ２側の点Ｐ１１において電池８０Ｂと接している。第２載置部２２１Ｂは、＋Ｄ１側において＋Ｄ２側の点Ｐ１２において電池８０Ｂと接している。

このように、電池トレイ２０は、幅の異なる多品種の電池を安定して収納することができる。

さらに、電池トレイ２０の構成によれば、第１規制壁２１１Ａと第２規制壁２１１Ｂとが点対称に形成され、第１載置部２２１Ａと第２載置部２２１Ｂとが点対称に形成されている。これによって、図１１、図１３、および図１４に示すように、電池の幅が変わっても、電池の（平面視における）中心の位置を一定にすることができる。これによって、電池の幅が変わっても、負極端子８３の位置を一定にすることができる。

さらに、電池トレイ２０の構成によれば、収納部２２１の底部に貫通口２２２が形成されている。これによって、電池８０を電池トレイ２０に収納したまま、電池８０を充電することができる。

図１５は、電池８０を電池トレイ２０に収納したまま充電する様子を示す模式図である。図１５（ａ）に示すように、充電工程では、電池８０の上部から充電装置の上部電極９１が、電池８０の下部から充電装置の下部電極９２が近づく。図１５（ｂ）に示すように、上部電極９１は負極端子８３に接触し、下部電極９２は貫通口２２２を通って電池８０の底部に接触する。既述のように、電池８０の負極端子８３は負極電極と電気的に接続され、電池８０の負極端子８３以外の部分は正極電極と電気的に接続されている。そのため、上部電極９１および下部電極９２から電流を流すことによって、電池８０を充電することができる。

電池トレイ２０の構成によれば、電池８０の幅が変わっても負極端子８３の位置が変わらないため、幅の異なる電池であっても充電装置の設計を変更することなく充電することができる。

［電池トレイの構成２］
フタ付き電池トレイ１は、電池トレイ２０に代えて、次に説明する電池トレイ３０を備えていても良い。図１６は、電池トレイ３０の概略構成を示す分解斜視図である。電池トレイ３０は、第１部材３１と、第２部材３２と、第３部材３３とを備えている。第１部材３１、第２部材３２、および第３部材３３は、例えば硬質の樹脂によって形成されている。

第１部材３１は、複数の開口部３１１を備えている。第２部材３２は、複数の開口部３２１を備えている。第３部材３３は、複数の収納部３３１を備えている。開口部３１１、開口部３２１、および収納部３３１は、平面視において互いに重なり合うように配置されている。開口部３１１、開口部３２１、および収納部３３１の組み合わせによって、電池トレイ３０の電池収納部が形成される。

図１７は、開口部３１１の一つを抜き出して示す平面図である。図１８は、図１７のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。開口部３１１は、第１部材３１を貫通している。開口部３１１は、開口部３１１の内周壁の一部に形成された第１規制部３１１Ａを含んでいる。

図１９は、開口部３２１の一つを抜き出して示す平面図である。図２０は、図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿った断面図である。開口部３２１は、第２部材３２を貫通している。開口部３２１は、開口部３２１の内周壁の一部に形成された第２規制部３２１Ａを含んでいる。

図２１は、収納部３３１の一つを抜き出して示す平面図である。図２２は、図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った断面図である。収納部３３１の底部には、第３部材３３を貫通する貫通口３３２が形成されている。

図２３は、電池８０を、第１部材３１の開口部３１１、第２部材３２の開口部３２１、および第３部材３３の収納部３３１から形成される電池収納部に収納した状態を示す平面図である。図２４は、図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿った断面図である。

図２３に示すように、開口部３１１の第１規制部３１１Ａは、電池８０と点Ｐ２１および点Ｐ２２の２点において接している。開口部３２１の第２規制部３２１Ａは、電池８０と点Ｐ２３および点Ｐ２４の２点において接している。

このように、第１規制部３１１Ａおよび第２規制部３２１Ａが、電池８０と４点において接しているため、電池トレイ３０は、電池８０を安定して保持することができる。

電池トレイ３０は、第１部材３１と第２部材３２との間隔を変えることによって第１規制部３１１Ａと第２規制部３２１Ａとの間隔を変えて、幅および厚さの異なる電池を収納することができる。ここで、図２４における第１規制部３１１Ａと第２規制部３２１Ａとの間隔をＳ０とする。

図２５は、電池８０の幅Ｌよりも狭い幅Ｌ１の電池８０Ａを、電池トレイ３０の電池収納部に収納した状態を示す平面図である。電池８０の場合と同様に、第１規制部３１１Ａは、電池８０Ａと点Ｐ２５および点Ｐ２６の２点において接する。第２規制部３２１Ａは、電池８０Ａと点Ｐ２７および点Ｐ２８の２点において接する。このときの第１規制部３１１Ａと第２規制部３２１Ａとの間隔はＳ１（＜Ｓ０）となる。

図２６は、電池８０の幅Ｌよりも広い幅Ｌ２の電池８０Ｂを、電池トレイ３０の電池収納部に収納した状態を示す平面図である。この場合も、第１規制部３１１Ａは、電池８０Ｂと点Ｐ２９および点Ｐ３０の２点において接する。第２規制部３２１Ａは、電池８０Ｂと点Ｐ３１および点Ｐ３２の２点において接する。このときの第１規制部３１１Ａと第２規制部３２１Ａとの間隔はＳ２（＞Ｓ０）となる。

図２７は、電池８０の厚さｔよりも薄い厚さｔ１の電池８０Ｃを、電池トレイ３０の電池収納部に収納した状態を示す平面図である。この場合も、第１規制部３１１Ａは、電池８０Ｃと点Ｐ３３および点Ｐ３４の２点において接する。第２規制部３２１Ａは、電池８０Ｃと点Ｐ３５および点Ｐ３６の２点において接する。このときの第１規制部３１１Ａと第２規制部３２１Ａとの間隔はＳ３（＜Ｓ０）となる。

図２８は、電池８０の厚さｔよりも厚い厚さｔ２の電池８０Ｄを、電池トレイ３０の電池収納部に収納した状態を示す平面図である。この場合も、第１規制部３１１Ａは、電池８０Ｄと点Ｐ３７および点Ｐ３８の２点において接する。第２規制部３２１Ａは、電池８０Ｄと点Ｐ３９および点Ｐ４０の２点において接する。このときの第１規制部３１１Ａと第２規制部３２１Ａとの間隔はＳ４（＞Ｓ０）となる。

このように、電池トレイ３０は、幅および厚さの異なる多品種の電池を安定して収納することができる。また、図２３、および図２５〜図２８に示すように、第１規制部３１１Ａと第２規制部３２１Ａとを電池の平面視における中心に対して対称に動かすことによって、電池の幅および厚さが変わっても、電池の平面視における中心の位置を一定にすることができる。これによって、電池の幅および厚さが変わっても、負極端子８３の位置を一定にすることができる。

電池トレイ３０においても、収納部３３１の底部に貫通口３３２が形成されている。これによって、電池トレイ２０と同様に、電池８０を電池トレイ３０に収納したまま、電池８０を充電することができる。

以上、本実施形態にかかるフタ付き電池トレイ１が備える電池トレイの構成の例として、電池トレイ２０および電池トレイ３０の構成を説明した。なお、電池トレイ２０および電池トレイ３０の構成は、あくまで例示である。本実施形態にかかるフタ付き電池トレイ１が備える電池トレイは、電池８０の注液口８２ａを上部にした状態で電池８０を収納できるものであれば良く、電池トレイ２０または電池トレイ３０の構成に限定されない。

［電池の製造方法］
次に、フタ付き電池トレイ１を用いた、電池８０の製造方法の一例を説明する。

図２９は、フタ付き電池トレイ１を用いた、電池８０の製造方法の一例を示すフローチャートである。電池８０の製造方法は、電池８０を組み立てて電池トレイ２０に収納する工程（ステップＳ１）と、電池８０に電解液を注液する工程（ステップＳ２）と、電池トレイ２０に電池トレイ用フタ１０を被せて所定時間待機する工程（ステップＳ３）と、電池８０を予備充電する工程（ステップＳ４）と、電解液をさらに注液する工程（ステップＳ５）と、注液口８２ａを封止栓８５によって封止する工程（ステップＳ６）と、電池８０を充電する工程（ステップＳ７）とを備えている。

まず、電池８０を組み立てて電池トレイ２０に収納する（ステップＳ１）。より具体的には、リードが取り付けられた電極捲回体８４、負極端子８３が取り付けられたフタ板８２、および外装缶８１を準備する。電極捲回体８４の正極電極に接続されているリードをフタ板８２に溶接し、電極捲回体８４の負極電極に接続されているリードを負極端子８３に溶接する。電極捲回体８４を外装缶８１に収納し、外装缶８１の開口部にフタ板８２を嵌合する。そして、外装缶８１の開口部の内周とフタ板８２の外周とを溶接する。

このようにして組み立てた電池８０を、電池トレイ２０に収納する。この段階では、注液口８２ａは封止栓８５によって封止されていない。電池８０は、注液口８２ａを上部にした状態で、電池トレイ２０に収納される。

次に、電池８０に、注液口８２ａから電解液を注液する（ステップＳ２）。電池トレイ２０は電池８０を立てた状態で収納できるため、電解液を外装缶８１の内部全体に充填することができる。

このとき、電池８０の寸法や電極捲回体８４の材質によっては、電解液が電極捲回体８４に浸透するのに時間がかかる場合がある。より具体的には、電池８０が高さや幅に対して厚みの寸法が小さい薄型の電池である場合や、電極捲回体８４と電解液とのぬれが悪い場合、電解液が電極捲回体８４に浸透するのに時間がかかる。

そのため、本実施形態では、電解液を電極捲回体８４に十分に浸透させるため、電解液注液後、予備充電を行う前に所定時間待機する工程を設ける（ステップＳ３）。

待機時間は、好ましくは２０分以上であり、より好ましくは３時間以上である。待機時間は、好ましくは３０時間以下であり、より好ましくは６０時間以下である。

電池の製造は一般的に、湿度が管理された環境下で行われる。しかしながら、環境中の水分がごく僅かであっても、注液口８２ａを開放したままで長時間放置すれば、電解液が吸湿する場合がある。

本実施形態では、電池トレイ用フタ１０を電池トレイ２０に被せて、所定時間待機する。これによって、図４に示すように、注液口８２ａが封止部材１２によって塞がれる。これによって電解液が吸湿するのを抑制することができる。

本実施形態によれば、複数の電池８０の開口部８２ａを一度に塞ぐことができる。そのため、例えば一つ一つの電池８０の開口部８２ａを仮封止栓で封止するような方法と比較して、効率を高めることができる。

本実施形態によれば、封止部材１２は基材１１の概略全面に形成されているので、電池８０の品種によって開口部８２ａの位置が異なっていても、封止部材１２によって開口部８２ａを塞ぐことができる。すなわち、電池トレイ用フタ１０は、複数の品種の電池８０の製造に用いることができる。換言すれば、電池８０の品種ごとに設計の異なる電池トレイ用フタ１０を準備しなくても良い。また、複数の品種の電池８０を混ぜて電池トレイ２０に収納しても、電池トレイ用フタ１０によって、すべての電池８０の開口部８２ａを塞ぐことができる。

次に、電池トレイ２０から電池トレイ用フタ１０を取り外し、電池８０を予備充電する（ステップＳ４）。後述するように、電池トレイ２０は、電池８０を電池トレイ２０に収納した状態で充電または予備充電を行うことができるように構成されている。ただし、本実施形態にかかる電池の製造方法において、電池８０を電池トレイ２０に収納した状態で充電または予備充電を行うことは必須ではなく、電池８０を電池トレイ２０から取り出して充電または予備充電を行っても良い。

予備充電は主に、電極捲回体８４の電極の表面と電解液とを反応させて、電極の表面に不動態膜を形成するために行う。予備充電では例えば、電池８０を満充電の１０％程度まで充電すれば良い。

このとき、電極の表面と電解液との反応に伴って、副生成ガスが発生する。副生成ガスを排出させるため、予備充電中は注液口８２ａを開放しておくか、予備充電後に注液口８２ａを開放することが好ましい。本実施形態では、電池トレイ用フタ１０を電池トレイ２０から取り外して予備充電を行うため、予備充電中、注液口８２ａは開放されている。

予備充電後、電池８０に注液口８２ａから再度、電解液を注液する（ステップＳ５）。注液後、注液口８２ａに封止栓８５を嵌合し、注液口８２ａの内周と封止栓８５の外周とを溶接して注液口８２ａを封止する（ステップＳ６）。その後、電池８０を満充電することによって（ステップＳ７）、電池８０が製造される。

以上、フタ付き電池トレイ１を用いた電池８０の製造方法の一例を説明した。上記の例では、注液口８２ａを封止した後に充電を行っているが、充電を行った後に注液口８２ａを封止しても良い。

［第２の実施形態］
図３０は、本発明の第２の実施形態にかかるフタ付き電池トレイ２の概略構成を示す斜視図である。フタ付き電池トレイ２は、フタ付き電池トレイ１の電池トレイ用フタ１０に代えて、電池トレイ用フタ４０を備えている。図３０は、フタ付き電池トレイ２の電池トレイ２０に、電池８０を収納した状態を示している。図３１（ａ）は、図３０のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図３１（ｂ）は、図３０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

電池トレイ用フタ４０は、基材１１と、封止部材４１とを備えている。封止部材４１は、封止部材１２と異なり、電池トレイ２０に収納される電池８０の注液口８２ａと平面視において重なる部分の近傍にだけ形成されている。

電池トレイ用フタ４０によっても、電池トレイ２０に収納された複数の電池８０の開口部８２ａを一度に塞ぐことができる。また、本実施形態の構成によれば、封止部材４１が負極端子８３と接触しないので、第１の実施形態と比較して、封止部材４１と注液口８２ａとをより密着させることができる。そのため、電解液が吸湿するのをより効果的に抑制することができる。

また、封止部材４１を注液口８２ａの径よりもある程度大きめに形成しておけば、注液口８２ａの位置がある程度変化しても、封止部材４１によって注液口８２ａを塞ぐことができる。そのため、電池トレイ用フタ４０も、複数の品種の電池８０の製造に用いることができる。

［第３の実施形態］
図３２は、本発明の第３の実施形態にかかるフタ付き電池トレイ３の概略構成を示す斜視図である。フタ付き電池トレイ３は、フタ付き電池トレイ１の電池トレイ用フタ１０に代えて、電池トレイ用フタ５０を備えている。図３２は、フタ付き電池トレイ３の電池トレイ２０に、電池８０を収納した状態を示している。図３３（ａ）は、図３２のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図３３（ｂ）は、図３２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

電池トレイ用フタ５０は、基材５１と、封止部材４１とを備えている。基材５１には、電池トレイ２０に収納される電池８０の負極端子８３と平面視において重なる部分に、基材５１を貫通する貫通口５１ａが形成されている。

本実施形態によれば、電池トレイ２０に電池トレイ用フタ５０を被せたまま、電池８０を充電することができる。すなわち、貫通口５１ａから充電装置の上部電極９１（図１６）を挿入し、上部電極９１と負極端子８３とを接触させることができる。

［第４の実施形態］
図３４は、本発明の第４の実施形態にかかるフタ付き電池トレイ４の概略構成を示す斜視図である。フタ付き電池トレイ４は、フタ付き電池トレイ１の電池トレイ用フタ１０に代えて、電池トレイ用フタ６０を備えている。図３４は、フタ付き電池トレイ４の電池トレイ２０に、電池８０を収納した状態を示している。図３５（ａ）は、図３４のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図３５（ｂ）は、図３４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

電池トレイ用フタ６０は、基材６１と、封止部材４１と、電極６２とを備えている。電極６２は、電池トレイ２０に収納される電池８０の負極端子８３と接触するように配置されている。電極６２は、基材６１を貫通している。

本実施形態によっても、電池トレイ２０に電池トレイ用フタ６０を被せたまま、電池８０を充電することができる。すなわち、図３５に示すように、電池トレイ２０に電池トレイ用フタ６０を被せると、電池トレイ用フタ６０の電極６２が電池８０の負極端子８３と接触する。そのため、充電装置の上部電極９１（図１６）を電池トレイ用フタ６０の電極６２に接触させることによって、上部電極９１から電極６２を通じて負極端子８３に電流を流すことができる。

上記の例では、電極６２は、基材６１を貫通している。しかし、電極６２が基材６１を貫通しない構成も可能である。例えば、電極６２からリードをフタ付き電池トレイ４の外部に引き出し、このリードから負極端子８３に電流を流すような構成も可能である。すなわち、電極６２は、電池トレイ２０に収納される電池８０の負極端子８３に接触するように配置されていれば良い。

［フタ付き電池トレイの変形例］
電池トレイ用フタ１０の基材１１（図１）、電池トレイ用フタ４０の基材１１（図３０）、電池トレイ用フタ５０の基材５１（図３２）、および電池トレイ用フタ６０の基材６１（図３４）は、いずれも概略平板形状である。しかし、基材１１、基材５１、および基材６１の形状は、いずれも任意である。

図３６は、本発明の変形例にかかるフタ付き電池トレイ５の概略構成を示す斜視図である。図３７は、図３６のＸＸＸＶＩＩ−ＸＸＸＶＩＩ線に沿った断面図である。フタ付き電池トレイ５は、本発明の第２の実施形態にかかる電池トレイ２の変形例であって、電池トレイ用フタ４０に代えて、電池トレイ用フタ７０を備えている。

電池トレイ用フタ７０は、基材１１に代えて、基材７１を備えている。基材７１は、下部が開口した箱型の形状を有している。図３７に示すように、基材７１は、基材７１の内周面が電池トレイ２０の外周面に沿うように形成されている。換言すれば、基材７１は、電池トレイ２０が基材７１の開口部に嵌合するように形成されている。

この構成によれば、電池トレイ２０に対する電池トレイ用フタ７１の位置決めを素早く正確に行うことができる。

上記の変形例は、フタ付き電池トレイ２の変形例として説明したが、フタ付き電池トレイ１、３、４についても、同様の変形が可能である。

［その他の実施形態］
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。また、各実施形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。

上述の各実施形態およびその変形例においては、説明の便宜上、電池トレイ用フタ４０〜７０を、電池トレイ２０と組み合わせた構成を例示した。しかし、電池トレイ用フタ１０と同様に、電池トレイ用フタ４０〜７０は、電池トレイ３０と組み合わされても良い。また、電池トレイ４０〜７０は、電池トレイ２０や電池トレイ３０だけではなく、電池の注液口を上部にした状態で電池を収納できる任意の電池トレイと組み合わせて用いることができる。

すなわち、本発明の一実施形態にかかる電池トレイ用フタは、電池の注液口を上部にした状態で前記電池を収納できる電池トレイとともに用いられる電池トレイ用フタであって、基材と、前記基材の一方の面に、少なくとも前記電池の注液口を覆うように配置される封止部材とを備えていれば良い。

上記の構成によれば、電池トレイに電池トレイ用フタを被せることによって、電池トレイに収納された電池の注液口を塞ぐことができる。そして、電池トレイから電池トレイ用フタを取り外すことで、再び注液口を開放することできる。このように、上記の構成によれば、注液口の仮封止と開放とを簡単に行うことができるため、電池の製造効率を向上することができる。

好ましくは、前記電池トレイは、寸法の異なる多品種の電池を端子位置を一定にして収納できる電池トレイであり、前記基材は、平面視において前記端子位置と重なる部分に貫通口が形成されている。あるいは、前記電池トレイは、寸法の異なる多品種の電池を前記電極の端子位置を一定にして収容できる電池トレイであり、前記基材は、前記電池の端子と接する位置に形成された電極をさらに備える。これによって、寸法の異なる多品種の電池を、電池トレイ用フタを被せたまま、電池を充電することができる。

本発明の一実施形態にかかるフタ付き電池トレイ用は、電池の注液口を上部にした状態で前記電池を収納できる電池トレイと、本発明の一実施形態にかかる電池トレイ用フタとを備えていれば良い。

本発明の一実施形態にかかる電池の製造方法は、本発明の一実施形態にかかるフタ付き電池トレイを用いた電池の製造方法であって、前記電池トレイに収納された前記電池に、前記注液口から電解液を注液する工程と、前記注液後、前記電池トレイに前記電池トレイ用フタを被せることによって前記注液口を覆い、所定時間待機する工程と、前記所定時間経過後に前記電池を充電する工程とを備えていれば良い。

１〜５ フタ付き電池トレイ、１０，４０，５０，６０，７０ 電池トレイ用フタ、１１，５１，６１，７１ 基材、１２，４１ 封止部材、６２ 電極、３０，４０ 電池トレイ、８０ 電池

Claims (7)

1. 電池の注液口を上部にした状態で前記電池を収納できる電池トレイとともに用いられる電池トレイ用フタであって、
   基材と、
   前記基材の一方の面に、少なくとも前記電池の注液口を覆うように配置される封止部材とを備える、電池トレイ用フタ。
2. 前記電池トレイは、寸法の異なる多品種の電池を端子位置を一定にして収納できる電池トレイであり、
   前記基材は、平面視において前記端子位置と重なる部分に貫通口が形成されている、請求項１に記載の電池トレイ用フタ。
3. 前記電池トレイは、寸法の異なる多品種の電池を前記電極の端子位置を一定にして収容できる電池トレイであり、
   前記基材は、前記電池の端子と接する位置に形成された電極をさらに備える、請求項１に記載の電池トレイ用フタ。
4. 電池の注液口を上部にした状態で前記電池を収納できる電池トレイと、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池トレイ用フタとを備える、フタ付き電池トレイ。
5. 前記電池トレイは、開口部と、前記開口部の下方に配置された収納部とを備え、
   前記開口部は、平面視において点対称に形成された第１および第２規制壁を含み、
   前記収納部は、平面視において点対称に形成された第１および第２載置部を含み、
   前記第１および第２規制部の対称中心と、前記第１および第２載置部の対称中心とは、平面視において一致しており、
   前記第１載置部と前記第２載置部との間隔は、前記開口部に向かうにつれて広がっており、
   前記第１規制壁は、前記電池の幅方向の一方側である第１幅方向側において、前記電池の厚さ方向の一方側である第１厚さ方向側で前記電池と接し、
   前記第２規制壁は、前記第１幅方向側と反対側の第２幅方向側において、前記第１厚さ方向側の反対側である第２厚さ方向側で前記電池と接し、
   前記第１載置部は、前記第１幅方向側において、前記第２厚さ方向側で前記電池と接し、
   前記第２載置部は、前記第２幅方向側において、前記第１厚さ方向側で前記電池と接する、請求項４に記載のフタ付き電池トレイ。
6. 前記電池トレイは、平面視において前記電池と２点以上で接する第１規制部を含む第１部材と、平面視において前記電池と２点以上で接する第２規制部を含む第２部材とを備え、
   前記電池トレイは、前記第１部材と前記第２部材との間隔を変えることによって、寸法の異なる多品種の前記電池を収納する、請求項４に記載のフタ付き電池トレイ。
7. 請求項４〜６のいずれか一項に記載のフタ付き電池トレイを用いた電池の製造方法であって、
   前記電池トレイに収納された前記電池に、前記注液口から電解液を注液する工程と、
   前記注液後、前記電池トレイに前記電池トレイ用フタを被せることによって前記注液口を覆い、所定時間待機する工程と、
   前記所定時間待機後に前記電池を充電する工程とを備える、電池の製造方法。

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