JP2015032503A - 角型リチウムイオン二次電池における電解液の注入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電解液を捲回体に均一に且つ短時間で含浸させる方法の提供。
【解決手段】角型リチウムイオン二次電池における電解液の注入方法は、正極板と負極板とセパレータとが捲回されて電池ケース内に設けられた捲回体の第１端面が捲回体の第２端面よりも上側に位置するように、且つ、電池ケースに形成された注液孔が捲回体の第１端面と捲回体の第２端面との間に位置するように、捲回体が内部に設けられた電池ケースを配置する工程と、電池ケースを配置する工程での電池ケースの配置を維持した状態で、電解液を減圧下で注液孔から電池ケース内に注入すると共に、電解液の含浸の進行具合に応じて超音波振動を電池ケースへ与える位置を捲回体の第２端面側から捲回体の第１端面側へ移動させる工程とを備える。
【選択図】図３

Description

この発明は、角型リチウムイオン二次電池における電解液の注入方法に関する。

近年、環境に配慮した電源として、リチウムイオン二次電池などの繰り返し充電可能な電池が注目されている。リチウムイオン二次電池の製造方法では、たとえば、正極板と負極板とセパレータとが捲回されてなる捲回体を電池ケース内に入れてから、電池ケースに形成された注液孔から電解液を電池ケース内に注入する。電解液の注入方法としては、種々の方法が提案されている。

たとえば、特開平４−６１７４６号公報（特許文献１）、特開平１０−５０２９６号公報（特許文献２）、特開２０００−１７３５７４号公報（特許文献３）、特開２００７−９６０４８号公報（特許文献４）または特開平５−１９０１６８号公報（特許文献５）には、電解液の注入中または電解液の注入後に電池に振動を与えることが記載されている。

特開平１０−５０３３９号公報（特許文献６）または特開２０１２−４０７９号公報（特許文献７）には、電解液を減圧下で電池ケース内に注入することが記載されている。

特開２００３−２２３９２６号公報（特許文献８）には、リチウムイオンポリマー二次電池の製造方法が記載されており、電池ケースを加熱し、捲回体に含浸されたプレゲル電解質溶液をゲル化させてゲル状電解質を形成することが記載されている。

捲回体の中空部にマンドレル（管）を通し、電解液をそのマンドレル内に通して電池ケース内に注入し、その後、電池ケース内を減圧するという方法も提案されている。

特開平４−６１７４６号公報 特開平１０−５０２９６号公報 特開２０００−１７３５７４号公報 特開２００７−９６０４８号公報 特開平５−１９０１６８号公報 特開平１０−５０３３９号公報 特開２０１２−４０７９号公報 特開２００３−２２３９２６号公報

しかしながら、特許文献１〜５に記載のように電解液の注入中または電解液の注入後に電池に振動を与えても、捲回体の内部に存在する気泡を低減させることは難しい。そのため、電解液を捲回体に均一に且つ短時間で含浸させることは難しい。

特許文献６、７に記載のように電解液を減圧下で電池ケース内に注入すれば、捲回体の内部に存在する気泡を低減しいては除去することができる。しかし、電解液を電池ケース内に注入するときに、捲回体の両端面が電解液で濡れることがある。捲回体の両端面が電解液で濡れた状態で電池ケース内の減圧を試みても、減圧を捲回体全体にわたって有効に実現させることは難しい。そのため、特許文献６、７に記載の方法にしたがって電解液を電池ケース内に注入しても、捲回体の内部に存在する気泡を低減できないことがあり、よって、電解液を捲回体に均一に且つ短時間で含浸させることが難しい場合がある。

電解質が電解液のみからなるリチウムイオン二次電池の場合、特許文献８に記載のように電池ケースを加熱しても捲回体の内部に存在する気泡を低減させることは難しい。そのため、電解液を捲回体に均一に且つ短時間で含浸させることが難しい場合がある。

ところで、角型状の外観を呈するリチウムイオン二次電池（角型リチウムイオン二次電池）には、注液孔が、電池ケースのうち捲回体の側面に対向する部分に形成されているものがある。このような角型リチウムイオン二次電池では、マンドレル（管）を用いて電解液を電池ケース内に注入しても、捲回体の両端面が電解液で濡れることがある。そのため、電解液を電池ケース内に注入した後に電池ケース内を減圧しても、電解液を捲回体に均一に且つ短時間で含浸されることが難しい場合がある。

本発明の目的は、電解液を捲回体に均一に且つ短時間で含浸させる方法の提供である。

本発明に係る角型リチウムイオン二次電池における電解液の注入方法は、正極板と負極板とセパレータとが捲回されて電池ケース内に設けられた捲回体の第１端面が捲回体の第２端面よりも上側に位置するように、且つ、電池ケースに形成された注液孔が捲回体の第１端面と捲回体の第２端面との間に位置するように、捲回体が内部に設けられた電池ケースを配置する工程と、電池ケースを配置する工程での電池ケースの配置を維持した状態で、電解液を減圧下で注液孔から電池ケース内に注入すると共に、電解液の含浸の進行具合に応じて超音波振動を電池ケースへ与える位置を捲回体の第２端面側から捲回体の第１端面側へ移動させる工程とを備える。

本発明によれば、電解液を捲回体に均一に且つ短時間で含浸させることができる。

角型リチウムイオン二次電池の構造の一例を示す図である。 電解液の第１の注入方法を示す図である。 電解液の第１の注入方法を示す図である。 電解液の第２の注入方法を示す図である。 電解液の第２の注入方法を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は電解液の第３の注入方法を示す図である。 電解液の第３の注入方法を示す図である。 電解液の注入方法の一工程を示す図である。 電解液の注入方法の一工程を示す図である。 比較の形態における電解液の注入方法の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。以下では、角型リチウムイオン二次電池の構成およびその製造方法を説明してから、電解液の注入方法を説明する。

［角型リチウムイオン二次電池の構成］
図１は、角型リチウムイオン二次電池の構造の一例を示す図である。図１に示す角型リチウムイオン二次電池は角型の電池ケース１を備え、電池ケース１はケース本体３と蓋体５とを有する。ケース本体３は、底面が四角形であり凹状の収容部３ａを有し、収容部３ａ内には、捲回体１１と電解液とが設けられている。蓋体５は、ケース本体３の開口に取り付けられて、その開口を塞ぐ。ケース本体３および蓋体５は、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金などの軽量金属からなることが好ましい。

＜捲回体＞
捲回体１１は、正極板と負極板とセパレータとが捲回されて構成されている。正極板は、正極塗工部と、正極露出端１３とを有する。正極塗工部は、正極露出端１３を除く正極板に設けられており、正極集電体の表面に正極活物質層が設けられてなる。正極露出端１３は、正極板の幅方向片側の縁部に沿って設けられており、正極集電体が正極活物質層から露出してなる。負極板は、負極塗工部と、負極露出端１５とを有する。負極塗工部は、負極露出端１５を除く負極板に設けられており、負極集電体の表面に負極活物質層が設けられてなる。負極露出端１５は、負極板の幅方向片側の縁部に沿って設けられており、負極集電体が負極活物質層から露出してなる。捲回体１１では、正極塗工部と負極塗工部とがセパレータを挟んでおり、正極露出端１３と負極露出端１５とがセパレータから互いに逆向きに突出している。

捲回体１１は、正極板などの幅方向に対して平行な方向の一端に第１端面１１Ａを有し、その他端に第２端面１１Ｂを有する。第１端面１１Ａは、正極露出端１３の端面および負極露出端１５の端面うちの一方の端面（図１では正極露出端１３の端面）が捲回されて構成されている。そのため、第１端面１１Ａの径方向には、その一方の端面の一部分が間隔を開けて配置されている。第２端面１１Ｂは、正極露出端１３の端面および負極露出端１５の端面うちの他方の端面（図１では負極露出端１５の端面）が捲回されて構成されている。そのため、第２端面１１Ｂの径方向には、その他方の端面の一部分が間隔を開けて配置されている。

収容部３ａ内では、捲回体１１の第１端面１１Ａは収容部３ａの一側面に対向しており、捲回体１１の第２端面１１Ｂは収容部３ａの上記一側面とは反対側に位置する別の一内側面に対向している。正極露出端１３には、たとえばアルミニウムからなる正極端子１７が接続されており、正極端子１７は、蓋体５を貫通して電池ケース１の外へ突出している。負極露出端１５には、たとえば銅からなる負極端子１９が接続されており、負極端子１９は、蓋体５を貫通して電池ケース１の外へ突出している。

正極集電体は、たとえば帯状のアルミニウム箔であることが好ましい。正極活物質層は、たとえば正極活物質と導電剤と結着剤とを含むことが好ましい。正極活物質には、リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いることができる物質を使用することができ、たとえばコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）またはマンガン酸リチウムなどを用いることができる。導電剤には、リチウムイオン二次電池の正極活物質層に含まれる導電剤として用いることができる物質を使用することができ、たとえばカーボン粉末またはカーボンファイバーなどのカーボン材料などを用いることができる。結着剤には、リチウムイオン二次電池の正極活物質層に含まれる結着剤として用いることができる物質を使用することができ、たとえばセルロース系ポリマーまたはポリフッ化ビニリデンなどを用いることができる。正極活物質層における正極活物質、導電剤および結着剤の含有割合には、それぞれ、リチウムイオン二次電池の正極活物質層における正極活物質、導電剤および結着剤の含有割合として採用されている含有割合を採用できる。

負極集電体は、たとえば帯状の銅箔であることが好ましい。負極活物質層は、たとえば負極活物質と結着剤とを含むことが好ましい。負極活物質には、リチウムイオン二次電池の負極活物質として用いることができる物質を使用することができ、たとえば天然黒鉛または黒鉛質（グラファイト）などを用いることができる。結着剤には、リチウムイオン二次電池の負極活物質層に含まれる結着剤として用いることができる物質を使用することができ、たとえばセルロース系ポリマーまたはポリフッ化ビニリデンなどを用いることができる。負極活物質層における負極活物質および結着剤の含有割合には、それぞれ、リチウムイオン二次電池の負極活物質層における負極活物質および結着剤の含有割合として採用されている含有割合を採用できる。

セパレータは、正極活物質層と負極活物質層とを絶縁するとともに電解質の移動を許容する。セパレータには、たとえば、ポリプロピレンもしくはポリエチレンなどの多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された単層または多層などを用いることができる。

＜電解液＞
電解液は、溶媒として水を含んでおらず、いわゆる非水電解液である。電解液は、電解質としてリチウム塩を含むことが好ましく、たとえばエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（たとえば、体積比１：１程度の混合溶媒）にＬｉＰＦ_６が約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有された溶液であることが好ましい。

＜注液孔＞
注液孔８は、電解液を電池ケース１内に注入するための孔である。注液孔８は、蓋体５に形成されており、収容部３ａ内に設けられた捲回体１１の第１端面１１Ａとその第２端面１１Ｂとの間に位置するように蓋体５に形成されていることが好ましく、図１では蓋体５の長手方向中央に位置する安全弁７と正極端子１７が突出する部分との間に形成されている。このような注液孔８は、注液孔用蓋体９により蓋されている。

［角型リチウムイオン二次電池の製造］
まず、正極板を準備する。正極活物質と導電剤と結着剤とを溶媒に混ぜ合わせてペースト状の正極合剤を作製する。作製された正極合剤を、幅方向一端を除く正極集電体の部分に塗布してから、乾燥させ、圧延させる。これにより、正極塗工部と正極露出端１３とを有する正極板が得られる。正極合剤に含まれる溶媒は、たとえばＮ−メチル−２−ピロリドンであることが好ましい。

また、負極板を準備する。負極活物質と結着剤とを溶媒に混ぜ合わせてペースト状の負極合剤を作製する。作製された負極合剤を、幅方向一端を除く負極集電体の部分に塗布してから、乾燥させ、圧延させる。これにより、負極塗工部と負極露出端１５とを有する負極板が得られる。負極合剤に含まれる溶媒は、たとえばＮ−メチル−２−ピロリドンであることが好ましい。

次に、捲回体１１を形成する。正極塗工部と負極塗工部とがセパレータを挟むように、且つ、正極露出端１３と負極露出端１５とがセパレータから互いに逆向きに突出するように、正極板と負極板とを配置する。正極板と負極板とセパレータとをこのように配置した状態で、正極板などの幅方向に延びるように配置された捲回用軸を用いて正極板と負極板とセパレータとを捲回させる。これにより、捲回体１１が得られる。

続いて、たとえば超音波溶接により正極露出端１３に正極端子１７を接続し、たとえば抵抗溶接により負極露出端１５に負極端子１９を接続する。正極端子１７および負極端子１９がケース本体３の開口から突出するように、捲回体１１をケース本体３の収容部３ａ内に入れる。正極端子１７および負極端子１９を蓋体５に貫通させて、その蓋体５でケース本体３の開口を蓋する。後述の方法にしたがって電解液を電池ケース１内に注入してから、注液孔８を注液孔用蓋体９で蓋する。これにより、図１に示す角型リチウムイオン二次電池が製造される。

［電解液の注入］
比較の形態における電解液の注入方法を説明してから、本実施の形態における電解液の注入方法を説明する。図１０は、比較の形態における電解液の注入方法の一例を示す図である。比較の形態では、注液孔８が収容部３ａの底面よりも上側に位置するように電池ケース１を配置した状態で、電解液を注液孔８から電池ケース１内に注入する。そのため、捲回体１１の第１端面１１Ａと捲回体１１の第２端面１１Ｂとの両方（以下では「捲回体１１の両端面」と記す。）が電解液に濡れることがある。たとえば、電解液は、注液孔８から電池ケース１内に注入されるときに捲回体１１の両端面を濡らすことがある（経路Ｃ１）。また、電池ケース１内に注入された電解液のうち捲回体１１に含浸されなかった余剰電解液ＥＬが毛細管現象などにより捲回体１１の両端面を濡らすことがある（経路Ｃ２）。そのため、図１０に示す電池ケース１の配置を維持した状態で減圧下での電解液の注入または電池ケース１への振動の付与を行なっても、電解液を捲回体１１に均一に且つ短時間で含浸させることは難しい。また、電解液を捲回体１１に均一に且つ短時間で含浸させるという効果を得るために電池ケース１の内圧を非常に低く設定すると、電解液に含まれる溶剤の揮発または活物質の分解などを招くことがある。電池ケース１を非常に激しくまたは長時間振動させた場合にも同様の不具合が起こりうる。

しかし、本実施の形態における電解液の注入方法では、電池ケース１の配置を所定の配置に維持した状態で、電解液を減圧下で注液孔８から電池ケース１内に注入するとともに、電解液の含浸の進行具合に応じて超音波振動を電池ケース１へ与える位置を捲回体１１の第２端面１１Ｂ側から捲回体１１の第１端面１１Ａ側へ移動させる。これにより、電解液を捲回体に均一に且つ短時間で含浸させることができる。本実施の形態における電解液の注入方法には、たとえば第１〜第３の注入方法が挙げられる。

［第１の注入方法］
図２、図３は、第１の注入方法を示す図である。

＜電池ケースの配置＞
捲回体１１が内部に設けられた電池ケース１を図２に示すように配置する。図２では、捲回体１１の第１端面１１Ａは捲回体１１の第２端面１１Ｂよりも上側に位置し、注液孔８は捲回体１１の第１端面１１Ａとその第２端面１１Ｂとの間に位置している。

＜電解液の減圧下での注入と超音波振動を電池ケースへ与える位置の移動＞
図２に示す電池ケース１の配置を維持した状態で、電解液を減圧下で注液孔８から電池ケース１内に注入する。電池ケース１内に注入された電解液の一部は捲回体１１に含浸される。捲回体１１に含浸されなかった電解液は第２端面１１Ｂ側へ移動するが、その一部は毛細管現象により第２端面１１Ｂから捲回体１１に含浸され、残りは余剰電解液ＥＬ（図６（ａ）、（ｂ）参照）として捲回体１１の第２端面１１Ｂ側に留まる。

電解液の注入時、捲回体１１の第１端面１１Ａは捲回体１１の第２端面１１Ｂよりも上側に位置しており、注液孔８は捲回体１１の第１端面１１Ａとその第２端面１１Ｂとの間に位置している。これにより、電解液は、捲回体１１の第１端面１１Ａを濡らすことなく電池ケース１内に注入される。よって、電池ケース１内を減圧すれば、捲回体１１の内部に存在する気泡を低減しいては除去することができる。したがって、電解液を捲回体１１に均一に含浸させることができる。

シリンジなどを用いて電解液を電池ケース１内に注入することが好ましい。より好ましくは、シリンジの先端を捲回体１１の第２端面１１Ｂ側に向けて電解液を電池ケース１内に注入する。また、電池ケース１内の減圧方法には、たとえば市販の真空ポンプを用いて電池ケース１内を減圧するという方法を用いることができる。電池ケース１内の減圧条件は特に限定されない。

電解液を減圧下で注液孔８から電池ケース１内に注入するとともに、電解液の含浸の進行具合に応じて超音波振動を電池ケース１へ与える位置を捲回体１１の第２端面１１Ｂ側から捲回体１１の第１端面１１Ａ側へ移動させる。これにより、気泡が存在していた部分に電解液が注入され易くなるので、電解液の含浸速度が速くなる。

第１の注入方法では、「電解液の含浸の進行具合に応じて超音波振動を電池ケース１へ与える位置を捲回体１１の第２端面１１Ｂ側から捲回体１１の第１端面１１Ａ側へ移動させる」は、電解液が捲回体１１の第１地点まで含浸したときに、第１地点付近に位置する電池ケース１の部分に超音波振動を与えることを意味する。具体的には、電解液が地点Ｌ２１（捲回体１１の第１端面１１Ａとその第２端面１１Ｂとの中点）まで含浸されると、ホーンＨ２１を超音波振動させる。ホーンＨ２１は、電池ケース１に超音波振動を与えるものであり、地点Ｌ２１付近に位置する電池ケース１の部分に接するように配置されている。これにより、地点Ｌ２１付近に位置する電池ケース１の部分に超音波振動が与えられる。よって、地点Ｌ２１よりも捲回体１１の第２端面１１Ｂ側では、気泡が存在していた部分に電解液が注入され易くなる。したがって、電解液の含浸速度が速くなる。

ホーンＨ２１を超音波振動させる方法には、たとえばホーンＨ２１に接続された超音波発振器の電源を入れるという方法を用いることができる。超音波発振器には、たとえば市販の超音波発信器を用いることができる。超音波振動の発生条件には特に限定されない。これらのことは、第２および第３の注入方法においても言える。

［第２の注入方法］
図４、図５は、第２の注入方法を示す図である。第１の注入方法と第２の注入方法とでは、超音波振動を電池ケース１へ与える位置を移動させる方法が異なる。以下では、第１の注入方法との相違点を主に示す。

まず、第１の注入方法にしたがって、電池ケース１を図４に示すように配置する。図４では、捲回体１１の第１端面１１Ａは捲回体１１の第２端面１１Ｂよりも上側に位置し、注液孔８は捲回体１１の第１端面１１Ａとその第２端面１１Ｂとの間に位置している。次に、図４に示す電池ケース１の配置を維持した状態で、電解液を減圧下で注液孔８から電池ケース１内に注入するとともに、電解液の含浸の進行具合に応じて超音波振動を電池ケース１へ与える位置を捲回体１１の第２端面１１Ｂ側から捲回体１１の第１端面１１Ａ側へ移動させる。

第２の注入方法では、「電解液の含浸の進行具合に応じて超音波振動を電池ケース１へ与える位置を捲回体１１の第２端面１１Ｂ側から捲回体１１の第１端面１１Ａ側へ移動させる」は、電解液が捲回体１１の第１地点まで含浸したのちに第２地点まで含浸したときに、超音波振動を電池ケース１へ与える位置を第１地点付近に位置する電池ケース１の部分から第２地点付近に位置する電池ケース１の部分へ移動させることを意味する。

具体的には、電解液が地点Ｌ４１（捲回体１１の第２端面１１Ｂから、捲回体１１の第１端面１１Ａとその第２端面１１Ｂとの距離（以下では「捲回体１１の高さ」と記す）の１／４離れた地点）まで含浸されると、ホーンＨ４１を超音波振動させる。ホーンＨ４１は、電池ケース１に超音波振動を与えるものであり、地点Ｌ４１付近に位置する電池ケース１の部分に接するように配置されている。これにより、地点Ｌ４１付近に位置する電池ケース１の部分に超音波振動が与えられる。よって、地点Ｌ４１よりも捲回体１１の第２端面１１Ｂ側では、気泡が存在していた部分に電解液が注入され易くなる。

電解液の含浸が進行して電解液が地点Ｌ４２（捲回体１１の第２端面１１Ｂから捲回体１１の高さの２／４離れた地点）まで含浸されると、ホーンＨ４２を超音波振動させる。ホーンＨ４２は、電池ケース１に超音波振動を与えるものであり、地点Ｌ４２付近に位置する電池ケース１の部分に接するように配置されている。これにより、超音波振動を電池ケース１へ与える位置が、地点Ｌ４１付近に位置する電池ケース１の部分から、地点Ｌ４２付近に位置する電池ケース１の部分へ移動する。よって、地点Ｌ４２よりも捲回体１１の第２端面１１Ｂ側（特に地点Ｌ４１と地点Ｌ４２との間）では、気泡が存在していた部分に電解液が注入され易くなる。

電解液の含浸がさらに進行して電解液が地点Ｌ４３（捲回体１１の第２端面１１Ｂから捲回体１１の高さの３／４離れた地点）まで含浸されると、ホーンＨ４３を超音波振動させる。ホーンＨ４３は、電池ケース１に超音波振動を与えるものであり、地点Ｌ４３付近に位置する電池ケース１の部分に接するように配置されている。これにより、超音波振動を電池ケース１へ与える位置が、地点Ｌ４２付近に位置する電池ケース１の部分から、地点Ｌ４３付近に位置する電池ケース１の部分へ移動する。よって、地点Ｌ４３よりも捲回体１１の第２端面１１Ｂ側（特に地点Ｌ４２と地点Ｌ４３との間）では、気泡が存在していた部分に電解液が注入され易くなる。以上より、電解液の含浸速度が速くなる。

超音波振動を電池ケース１へ与える位置を移動させる回数は、３回に限定されず、電解液が捲回体１１へ含浸される速度として所望な速度が得られるように適宜設定されることが好ましい。また、超音波振動を電池ケース１へ与える位置を移動させる方法には、捲回体１１の第２端面１１Ｂ側から捲回体１１の第１端面１１Ａ側へホーンをスライドさせるという方法を用いても良いし、ホーンをスライドさせる方向とは逆方向に電池ケース１をスライドさせるという方法を用いても良い。

［第３の注入方法］
電解液の第３の注入方法では、電解液の第１または第２の注入方法を行なうとともに、所定のタイミングで電池ケース１を傾斜させる。図６、図７は、電解液の第３の注入方法を示す図である。図６（ａ）に示すように捲回体１１の第２端面１１Ｂが余剰電解液ＥＬに浸かっていれば、余剰電解液ＥＬは捲回体１１の第２端面１１Ｂから含浸される。しかし、電解液の含浸の進行によって余剰電解液ＥＬの量が減少することがある。たとえば図６（ｂ）に示すように余剰電解液ＥＬの液面が捲回体１１の第２端面１１Ｂよりも下側に位置すると、余剰電解液ＥＬは捲回体１１の第２端面１１Ｂから含浸され難くなる。第３の注入方法では、余剰電解液ＥＬの液面が捲回体１１の第２端面１１Ｂよりも下側に位置したときに、図７に示すように電池ケース１を傾斜させる。これにより、捲回体１１の第２端面１１Ｂの一部が余剰電解液ＥＬに浸かるので、余剰電解液ＥＬが捲回体１１の第２端面１１Ｂから含浸され易くなる。よって、第１または第２の注入方法を単独で行うよりも電解液の含浸速度が速くなる。好ましくは、電池ケース１を図７に示すように傾斜させた状態で、第１または第２の方法を行なうことである。これにより、第１または第２の方法を中断させることなく電解液を捲回体１１に含浸させることができるので、電解液の含浸に要する時間がさらに短縮する。

電池ケース１を傾斜させる角度θは、捲回体１１の第２端面１１Ｂに対向する電池ケース３の部分と水平方向とがなす角度を意味する。θは、４５°以上であることが好ましく、余剰電解液ＥＬまたは注入中の電解液が捲回体１１の第１端面１１Ａを濡らさない電池ケース１の傾斜角の最大値θ_max以下であることがより好ましい。

［超音波振動を電池ケース１へ与える位置を移動させるタイミングなどの求め方］
図８、図９は、電解液の注入方法の一工程を示す図である。図８、図９に示す検証用電池ケース８１を用いて、超音波振動を電池ケース１へ与える位置を移動させるタイミングなどを求めることができる。ここで、図８、図９に示す検証用電池ケース８１は、検証用窓８４がケース本体３の側面に形成されてなる検証用ケース本体８３と、蓋体５と同様に構成された検証用蓋体８５とを有する。検証用窓８４から、電解液の含浸の進行具合または余剰電解液ＥＬの液面などを確認することができる。よって、超音波振動を電池ケース１へ与える位置を移動させるタイミング、または、電池ケース１を傾斜させるタイミングなどを決定することができる。図９に示すように、検証用窓８４から、検証用電池ケース８１を傾斜させたときの余剰電解液ＥＬの液面などを確認することもできる。よって、電池ケース１を傾斜させる角度θなどを決定することもできる。

次に示す方法にしたがって、超音波振動を電池ケース１へ与える位置を移動させるタイミングを求めることができる。まず、捲回体１１を検証用電池ケース８１内に入れ、検証用電池ケース８１を図８に示すように配置する。図８では、捲回体１１の第１端面１１Ａは捲回体１１の第２端面１１Ｂよりも上側に位置し、注液孔８は捲回体１１の第１端面１１Ａとその第２端面１１Ｂとの間に位置している。図８に示す検証用電池ケース８１の配置を維持した状態で、電解液を減圧下で注液孔８から検証用電池ケース８１内に注入する。検証用電池ケース８１の検証用窓８４を見ながら、電解液が捲回体１１の第２端面１１Ｂ側から捲回体１１の高さの１／ｘだけ含浸されるのに要する時間ｔ_1/xを求める。第１の注入方法ではｘ＝２であり、第２の注入方法ではｘ＝４である。求められた時間ｔ_1/xが超音波振動を電池ケース１へ与える位置を移動させるタイミングとなる。

次に示す方法にしたがって、電池ケース１を傾斜させるタイミングを求めることができる。まず、捲回体１１を検証用電池ケース８１内に入れ、検証用電池ケース８１を図８に示すように配置する。図８に示す検証用電池ケース８１の配置を維持した状態で、電解液を減圧下で注液孔８から検証用電池ケース８１内に注入する。電解液を注入してから時間ｔ_1/xが経過したら、最も捲回体１１の第２端面１１Ｂ側に位置するホーンを超音波振動させる。その状態で、余剰電解液ＥＬの液面が捲回体１１の第２端面１１Ｂよりも下側に位置するまでに要する時間Ｔを求める。求められた時間Ｔが電池ケース１を傾斜させるタイミングとなる。つまり、最も捲回体１１の第２端面１１Ｂ側に位置するホーンを超音波振動させてから時間Ｔが経過したら、電池ケース１を傾斜させることが好ましい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。たとえば、捲回体１１の外形は、図８または図９に示す形状に限定されず、円筒形状であっても良い。

１ 電池ケース、３ ケース本体、３ａ 収容部、５ 蓋体、７ 安全弁、８ 注液孔、９ 液孔用蓋体、１１ 捲回体、１１Ａ 第１端面、１１Ｂ 第２端面、１３，１５ 露出端、１７ 正極端子、１９ 負極端子、８１ 検証用電池ケース、８３ 検証用ケース本体、８４ 検証用窓、８５ 検証用蓋体、Ｃ１，Ｃ２ 経路、ＥＬ 余剰電解液、Ｈ２１，Ｈ４１，Ｈ４２，Ｈ４３ ホーン、Ｌ２１，Ｌ４１，Ｌ４２，Ｌ４３ 地点。

Claims (1)

1. 角型リチウムイオン二次電池における電解液の注入方法であって、
   正極板と負極板とセパレータとが捲回されて電池ケース内に設けられた捲回体の第１端面が前記捲回体の第２端面よりも上側に位置するように、且つ、前記電池ケースに形成された注液孔が前記捲回体の前記第１端面と前記捲回体の前記第２端面との間に位置するように、前記捲回体が内部に設けられた前記電池ケースを配置する工程と、
   前記電池ケースを配置する工程での前記電池ケースの配置を維持した状態で、前記電解液を減圧下で前記注液孔から前記電池ケース内に注入すると共に、前記電解液の含浸の進行具合に応じて超音波振動を前記電池ケースへ与える位置を前記捲回体の前記第２端面側から前記捲回体の前記第１端面側へ移動させる工程とを備える角型リチウムイオン二次電池における電解液の注入方法。

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