JP2018006261A - Method of manufacturing secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,二次電池の製造方法に関する。さらに詳細には,電池ケースの内部を減圧及び加熱によって乾燥させる工程を含む二次電池の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a secondary battery. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a secondary battery including a step of drying the inside of a battery case by decompression and heating.
従来より,例えば,正極用電極板と負極用電極板とがセパレータを介して捲回された電極体と,非水電解液と,を電池ケースに封入して構成されているリチウムイオン二次電池がある。このような二次電池の製造時には,電極体を電池ケースに挿入した後,非水電解液の注液前に,加熱することにより電池ケースの内部を乾燥させる処理が行われる場合がある。例えば,特許文献1には,電池ケースの内部を乾燥する処理に際し,減圧下で加熱する処理が記載されている。 Conventionally, for example, a lithium ion secondary battery configured by sealing a battery case with an electrode body in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are wound through a separator, and a nonaqueous electrolyte solution There is. When manufacturing such a secondary battery, after the electrode body is inserted into the battery case, a process of drying the inside of the battery case by heating may be performed before pouring the non-aqueous electrolyte. For example, Patent Document 1 describes a process of heating under reduced pressure in the process of drying the inside of a battery case.
しかしながら,前記した従来の技術には,次のような問題があった。すなわち,減圧下で加熱することによる乾燥処理が終了した後,大気圧に戻すために乾燥炉内を昇圧させる処理について考慮されていない。乾燥炉の内部には,ワークやワークを保持する治具とともに持ち込まれたり,治具とワークを載置するプレートとの擦れによって発生したりすることにより金属粉等の異物が存在する可能性がある。そして,乾燥処理の終了後,乾燥炉内を昇圧させる際に,乾燥炉内へ外気を不用意に流入させると,乾燥炉内の異物が空気の流れに乗って移動し,電池ケースの内部へ吸い込まれる虞がある。 However, the conventional technique described above has the following problems. That is, no consideration is given to a process for increasing the pressure in the drying furnace to return to atmospheric pressure after the drying process by heating under reduced pressure is completed. There is a possibility that foreign matter such as metal powder may be present inside the drying furnace when it is brought together with the workpiece and the jig holding the workpiece, or is generated by rubbing between the jig and the plate on which the workpiece is placed. is there. When the inside of the drying furnace is inadvertently flowed into the drying furnace after the drying process is finished, if foreign air is inadvertently flowed into the drying furnace, the foreign matter in the drying furnace moves on the air flow and moves into the battery case. There is a risk of being inhaled.
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,減圧による乾燥処理の後,大気圧まで昇圧する際に,電池ケース内への異物の進入を抑制する二次電池の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a secondary battery that suppresses the entry of foreign matter into the battery case when the pressure is increased to atmospheric pressure after the drying process under reduced pressure.
この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様は,正極電極板と負極電極板とを含む電極体と,電解液と,を電池ケース内に有する二次電池の製造方法であって,前記電極体が前記電池ケースに収容されており,かつ,前記電解液が注液されていない状態である組立体を,真空乾燥炉の内部に配置する配置工程と,前記組立体を配置した前記真空乾燥炉の内部を昇温かつ減圧された状態とすることによって,前記組立体を乾燥させる乾燥工程と,前記組立体を乾燥させた後,前記真空乾燥炉の内部を昇圧する昇圧工程と,を含み,前記昇圧工程では,前記組立体における前記電解液を注液するための開口である注液口に,外径が前記注液口の内径よりも小さいノズルが挿入された状態で,前記真空乾燥炉の外から前記ノズルを介して前記組立体に空気を流入させることを特徴としている。 One aspect of the present invention made for the purpose of solving this problem is a method of manufacturing a secondary battery having an electrode body including a positive electrode plate and a negative electrode plate, and an electrolyte solution in a battery case, An arrangement step in which the assembly in which the electrode body is housed in the battery case and the electrolytic solution is not injected is disposed in a vacuum drying furnace, and the assembly is disposed. A drying step for drying the assembly by raising the temperature inside the vacuum drying furnace and reducing the pressure; and a step for increasing the pressure inside the vacuum drying oven after drying the assembly; In the pressurizing step, in a state where a nozzle having an outer diameter smaller than the inner diameter of the liquid injection port is inserted into the liquid injection port which is an opening for injecting the electrolytic solution in the assembly, From the outside of the vacuum drying oven through the nozzle It is characterized by flowing the air to the assembly.
上述の態様によれば,昇圧工程では,乾燥させた組立体の注液口にノズルが挿入されており,そのノズルを介して真空乾燥炉の外から空気が流入する。ノズルの外径は注液口の内径よりも小さいので,ノズルから組立体の内部へ流入した空気は,ノズルと注液口との間から組立体の外部へ流出する。つまり,組立体における空気の主な流れは,ノズルからの流入と,ノズルと注液口との間からの流出と,であり,真空乾燥炉の内部から組立体の内部に流入する向きの空気の流れは抑制されている。従って,真空乾燥炉内に浮遊する異物があったとしても,その異物の電池ケース内への進入は抑制されている。 According to the above aspect, in the pressurizing step, the nozzle is inserted into the liquid injection port of the dried assembly, and air flows from the outside of the vacuum drying furnace through the nozzle. Since the outer diameter of the nozzle is smaller than the inner diameter of the liquid injection port, the air flowing into the assembly from the nozzle flows out between the nozzle and the liquid injection port to the outside of the assembly. In other words, the main flow of air in the assembly is the inflow from the nozzle and the outflow between the nozzle and the liquid injection port, and the air flows in the direction from the inside of the vacuum drying furnace into the assembly. The flow of is suppressed. Therefore, even if there is a foreign substance floating in the vacuum drying furnace, the entry of the foreign substance into the battery case is suppressed.
本発明の二次電池の製造方法によれば,減圧による乾燥処理の後,大気圧まで昇圧する際に,電池ケース内への異物の進入が抑制される。 According to the method for manufacturing a secondary battery of the present invention, the entry of foreign matter into the battery case is suppressed when the pressure is increased to atmospheric pressure after the drying process under reduced pressure.
以下,本発明の製造方法を具体化した2つの形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。これらの形態は,金属製のケースに電極体および電解液を封入してなる密閉型のリチウムイオン二次電池の製造方法に本発明を適用したものである。 Hereinafter, two embodiments embodying the manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In these embodiments, the present invention is applied to a method for manufacturing a sealed lithium ion secondary battery in which an electrode body and an electrolytic solution are sealed in a metal case.
本発明の製造方法にて製造される二次電池100は,図1に示すように,電池ケース11に電極体12および電解液が封入されてなる密閉型の電池である。二次電池100の電池ケース11は,金属製の扁平な角形の箱状のものである。電解液としては,リチウム塩を含む非水電解液またはイオン伝導ポリマー等が好適である。
A
二次電池100の電極体12は,帯状の正極電極板と帯状の負極電極板とが,間に帯状のセパレータを挟んで捲回された捲回体である。正極電極板は,アルミ箔の両面に正極活物質層を形成したものである。正極活物質層としては,リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を含むものであり,例えば,リチウム含有金属酸化物に結着剤と分散溶媒等を混練したものが好適である。負極電極板は,銅箔の両面に負極活物質層を形成したものである。負極活物質層は,黒鉛等の炭素材を含むものが好適である。
The
二次電池100の電池ケース11は,図1に示すように,一面が開口した略直方体のケース本体14とその開口面を閉塞する蓋部材15とを有している。ケース本体14と蓋部材15とは,例えば,板厚1mm程度のアルミ板にて形成されている。ケース本体14と蓋部材15とは,蓋部材15の全周囲において隙間なく溶接されることにより,互いに固定されている。
As shown in FIG. 1, the
蓋部材15の長手方向の両端部には,図1中の上方へ突出して,正極端子16と負極端子17とが設けられている。正極端子16は,電池ケース11の内部で電極体12の正極板に接続されている。負極端子17は,電池ケース11の内部で電極体12の負極板に接続されている。なお,正極端子16と負極端子17との配置は,逆でもよい。
A
また,蓋部材15の長手方向の中央付近には,長円形の安全弁18と,略円形の注液口19とが形成されている。安全弁18は,貫通しているものではなく,他の箇所に比較して厚さが薄く形成されている箇所である。電池ケース11の内圧が安全弁18の開弁圧を超えて高くなると,安全弁18が断裂して開弁し,内圧を上昇させているガス等が外部に放出される。
Further, an
注液口19は,蓋部材15を貫通して形成された貫通孔である。二次電池100の製造時には,注液口19を介して,電池ケース11の内部へ電解液を注液する。完成した二次電池100では,図1に示すように,注液口19は,封栓191によって封止されている。例えば,注液口19に封栓191が挿入され,封栓191の周囲が注液口19に溶接されている。
The
二次電池100の製造工程では,ケース本体14の開口からケース本体14内に電極体12を挿入し,蓋部材15とケース本体14とを固定する。例えば,まず,電極体12と,蓋部材15と,正極端子16と,負極端子17とを接続して一体化した,蓋サブアッシを作成する。そして,ケース本体14内に蓋サブアッシの電極体12を配置して,ケース本体14と蓋サブアッシの蓋部材15とを溶接する。これにより,ケース本体14と蓋部材15とが一体となり電池ケース11となる。その後,蓋部材15の注液口19から,電池ケース11内に所定量の電解液を注液する。電解液の注液が終了した後,注液口19に封栓191を挿入して,その封栓191の周囲を溶接する。これにより,注液口19は封止される。
In the manufacturing process of the
本発明の製造方法では,二次電池の製造途中であって,電解液の注液前に,電池ケース11に収容された電極体12を乾燥させる。以下では,製造途中の二次電池であって,電極体12が電池ケース11に収容されており,電解液が注液されていない状態のものを組立体101とする。なお,組立体101では,注液口19に封栓191も溶接もされておらず,注液口19は開口している。また,組立体101では,蓋部材15とケース本体14とは溶接されており,注液口19以外に開口している箇所は無い。
In the production method of the present invention, the
まず,本発明を具体化した第1の形態について説明する。第1の形態の製造方法では,組立体101を乾燥させるために,図2に示す真空乾燥炉20を使用する。図2は,真空乾燥炉20に複数の組立体101を配置した状態を示している。
First, a first embodiment embodying the present invention will be described. In the manufacturing method of the first embodiment, the
真空乾燥炉20は,図2に示すように,チャンバ21と,プレートヒータ22と,真空ポンプ23と,ノズル組24と,を備える。チャンバ21は,耐熱性を有する壁面を有し,上下方向に移動して炉内空間を開閉する。プレートヒータ22は,平板状の電熱体を含み,チャンバ21の内部を加熱する熱源である。真空ポンプ23は,チャンバ21の内部を減圧するためのポンプである。
As shown in FIG. 2, the
ノズル組24は,チャンバ21の取り付け孔25に固定されており,チャンバ21の外部からチャンバ21の内部に空気を取り込むための流路を構成するものである。ノズル組24は,チャンバ21に固定されているので,チャンバ21を開放または閉止する際には,チャンバ21とともに図2中で上下方向に移動する。図2に示しているのは,チャンバ21を閉止した状態であり,チャンバ21の内部は密閉状態となっている。なお,ノズル組24と取り付け孔25との間には隙間がなく,この間からの空気の流通は抑制されている。
The nozzle set 24 is fixed to the mounting
ノズル組24は,図2に示すように,複数のノズル26と,フィルタ27と,開閉弁28と,連通路29と,を備えている。ノズル組24の連通路29には,一端側に所定の間隔で複数のノズル26が形成され,他端側はフィルタ27と開閉弁28とを介して,チャンバ21の外部に開放されている。フィルタ27と開閉弁28とは,チャンバ21に近い側からこの順で,チャンバ21の外部に配置されている。フィルタ27は,チャンバ21の外部からノズル26へ流れ込む空気から異物を取り除く。開閉弁28は,チャンバ21の外部からの連通路29への空気の流入を制御する。
As shown in FIG. 2, the nozzle set 24 includes a plurality of
各ノズル26は,チャンバ21の内部に配置され,連通路29からフィルタ27と開閉弁28とを介して,チャンバ21の外部に連通可能にされている。つまり,開閉弁28を開状態とすれば,チャンバ21の外部からフィルタ27を通過した空気を,ノズル26へ流入させることができる。一方,開閉弁28を閉状態とすれば,チャンバ21の外部の空気はノズル26へ流入しない。
Each
ノズル組24の各ノズル26は,チャンバ21を閉止した状態で,図3に示すように,各組立体101の注液口19から各組立体101の内部にそれぞれ挿入される。この配置となるように,組立体101がチャンバ21内に投入される。そして,ノズル26のうちの注液口19に挿入される側である先端部261の外径は,注液口19の内径より小さい。そのため,ノズル26が注液口19に挿入された状態で,図3に示すように,ノズル26と注液口19との間には,空気の流通が可能な程度の隙間がある。なお,図3では,他の組立体101や連通路29は,省略している。
Each
本形態の製造方法では,図2に示したように,複数の組立体101を一体的に拘束した拘束体30として,真空乾燥炉20に投入する。拘束体30は,図4に示すように,複数の組立体101が拘束治具31にて一体化されたものである。拘束治具31は,両端部の拘束板32と,複数の仕切り板33と,を含む。拘束治具31は,仕切り板33を介して並べられた複数の組立体101を,2つの拘束板32にて挟み,その全体を一体的に拘束するものである。仕切り板33は,隣接する2つの組立体101の大面積の面の間に配置されて,両側の組立体101に当接し,拘束板32による押圧力を各組立体101に加える。
In the manufacturing method of this embodiment, as shown in FIG. 2, a plurality of
本形態のチャンバ21では,拘束体30中の各組立体101の間隔に合わせた配置で各ノズル26が設けられている。そして,製造時には,各ノズル26の位置に対応する位置に,各組立体101の注液口19の位置を合わせて,拘束体30を真空乾燥炉20内に配置する。そして,チャンバ21を閉止することで,図3に示したように,各注液口19にそれぞれノズル26が挿入される。ノズル26の個数は,拘束体30に含まれる組立体101の個数以上であり,全ての組立体101にノズル26が挿入される。また,チャンバ21を上方へ移動させて開放すれば,各ノズル26は,注液口19から離れた位置となる。つまり,チャンバ21を開放している状態では,真空乾燥炉20へ拘束体30を出し入れすることができる。
In the
次に,図2に示した真空乾燥炉20を使用して,二次電池100を製造する場合の製造工程について説明する。本形態の製造工程は,図5に示すように,以下の(工程1)〜(工程9)の各工程を含む。
(工程1)組み立て工程
(工程2)拘束工程
(工程3)炉内配置工程
(工程4)昇温工程
(工程5)減圧工程
(工程6)復圧工程
(工程7)取り出し工程
(工程8)注液工程
(工程9)封止工程
Next, a manufacturing process in the case of manufacturing the
(Process 1) Assembly process (Process 2) Restraint process (Process 3) In-furnace placement process (Process 4) Temperature rising process (Process 5) Depressurization process (Process 6) Re-pressure process (Process 7) Extraction process (Process 8) Injection process (process 9) sealing process
(工程1)の組み立て工程は,組立体101を作成する工程である。前述したように,ケース本体14内に電極体12を挿入し,蓋部材15をケース本体14に溶接することで,組立体101が組み立てられる。
The assembly step (step 1) is a step of creating the
(工程2)の拘束工程は,図4に示したように,(工程1)にて作成した複数の組立体101を,拘束治具31にて拘束し,拘束体30を作成する工程である。例えば,拘束治具31の仕切り板33の間にそれぞれ組立体101を配置し,両端部の拘束板32を徐々に締め付けることで,全体を拘束する。
The restraining step of (Step 2) is a step of restraining the plurality of
(工程3)の炉内配置工程は,図2に示したように,複数の組立体101を含む拘束体30を真空乾燥炉20の中に配置して,チャンバ21を閉止する工程である。(工程3)の炉内配置工程は,配置工程の一例である。炉内配置工程では,まず,チャンバ21を開放して,プレートヒータ22の上に拘束体30を配置する。なお,複数のノズル組24や複数のプレートヒータ22を備えるチャンバ21であれば,各プレートヒータ22にそれぞれ拘束体30を配置する。拘束体30を配置した後,チャンバ21を降下させて閉止する。チャンバ21を閉止することにより,図3に示したように,各ノズル26の先端部261が,各組立体101の内部に挿入される。
The in-furnace placement step of (Step 3) is a step of placing the
(工程4)の昇温工程は,真空乾燥炉20のプレートヒータ22によって,チャンバ21内の温度を所定温度まで上昇させる工程である。所定温度は,組立体101の内部の水分を適切に除去できる温度であり,例えば,100〜105℃である。そして,真空乾燥炉20は,内部の温度が所定温度まで上昇したら,以後は,その温度を維持するように制御される。
The temperature raising step of (Step 4) is a step of raising the temperature in the
(工程5)の減圧工程は,(工程4)にて昇温した真空乾燥炉20の内部を減圧する工程である。チャンバ21の内部は,真空ポンプ23にて,所定の圧力となるまで減圧される。所定の圧力は,例えば,絶対圧力で5〜15kPa(abs)である。所定の圧力となったら,その状態を所定時間維持する。なお,少なくとも減圧工程の開始前には,開閉弁28は閉止状態とされ,チャンバ21内は密閉されている。
The decompression step of (Step 5) is a step of decompressing the inside of the
減圧工程では,チャンバ21内の空気は,図3に破線の矢印にて示したように流れる。真空ポンプ23が稼働されることにより,チャンバ21内の空気は,真空ポンプ23に引き込まれる。また,ノズル26の先端部261と組立体101の注液口19との間には隙間があるので,組立体101の内部の空気は,この隙間から吸い出される。減圧工程における空気の流れ方向は,組立体101の内部から注液口19を通って組立体101の外部へ向かう向きである。さらに,ノズル26の内部や連通路29中に残る空気も,注液口19を通って吸い出される。
In the depressurization step, the air in the
減圧工程により,チャンバ21の内部は,昇温かつ減圧された状態となる。これにより,組立体101の内部も昇温かつ減圧された状態となる。減圧により飽和水蒸気圧を低下させることができるので,拘束体30を配置した真空乾燥炉20の内部を昇温かつ減圧された状態とすることにより,各組立体101の内部を効率的に乾燥させることができる。(工程4)と(工程5)とは,乾燥工程の一例である。なお,(工程4)と(工程5)とは,逆順でもよいし,同時でもよい。
By the depressurization step, the inside of the
(工程6)の復圧工程は,減圧した真空乾燥炉20内を,チャンバ21の開放に適した圧力まで昇圧する工程である。復圧工程では,大気圧を超えて大きい圧力まで昇圧することはない。復圧工程では,大気圧となるまで昇圧してもよいし,大気圧より小さい圧力であってチャンバ21を開放可能な圧力まで昇圧してもよい。(工程6)は,昇圧工程の一例である。
The decompression step of (Step 6) is a step of increasing the pressure in the
具体的に,復圧工程では,プレートヒータ22をオフとし,真空ポンプ23を停止し,開閉弁28を開状態とする。さらに積極的に冷却してもよい。復圧工程では,チャンバ21内の空気は,図6に破線の矢印にて示したように流れる。開閉弁28を開状態とすることにより,チャンバ21の外部からノズル26を介して組立体101の内部へ空気が流入する。前述したように,ノズル組24はフィルタ27を有するので,組立体101には,フィルタ27によって異物が除去された清浄な空気が供給される。
Specifically, in the return pressure process, the
さらに,ノズル26と注液口19との間には隙間があるので,この隙間から,組立体101の外部でチャンバ21の内部の箇所へと,空気が流れ出る。つまり,復圧工程における空気の流れ方向は,ノズル26からの組立体101の内部への流入と,ノズル26と注液口19との隙間からの組立体101の外部への流出とであり,ノズル26以外の箇所からの流入やチャンバ21内を通って組立体101の内部へ入る流れは抑制されている。従って,チャンバ21内に異物が存在した場合でも,その異物が組立体101の内部へと入り込む可能性は小さい。
Further, since there is a gap between the
なお,真空乾燥炉20の外部からの異物の進入を抑制する構成として,例えば,図7に示すように,空気取り入れ口125にフィルタ127を設け,ノズル26を設けないチャンバ121が考えられる。しかしながら,この構成で昇圧すると,フィルタ127を介して空気取り入れ口125からチャンバ121内に取り込まれた空気が,組立体101の外部から組立体101の内部へ流れ込む。その際,図7に示すように,チャンバ121の内部に異物Pが存在した場合,特に,空気の流れ方向について組立体101の上流側に異物Pが存在した場合には,この異物Pが空気の流れとともに,組立体101の内部へと入り込む可能性がある。つまり,外部からの異物の進入は抑制できるものの,内部に存在する異物が組立体101の中に入る可能性があるので好ましくない。
For example, as shown in FIG. 7, a
図5の説明に戻り,(工程7)の取り出し工程は,復圧工程にて昇圧した後,チャンバ21を開放して,真空乾燥炉20から拘束体30を取り出す工程である。本形態では,前述したように,チャンバ21を開放することで,ノズル組24が組立体101から離れるので,拘束体30を取り出すことは容易である。
Returning to the explanation of FIG. 5, the take-out step (step 7) is a step of taking out the
(工程8)の注液工程は,注液口19から,組立体101に電解液を注液する工程である。さらに,(工程9)の封止工程は,組立体の注液口19を封栓191にて封止する工程である。これで,二次電池100が完成する。
The liquid injection process of (Process 8) is a process of injecting an electrolytic solution into the
以上詳細に説明したように,第1の形態の製造方法によれば,乾燥後の復圧工程では,フィルタ27を通過した空気が,注液口19の内径より小径のノズル26を介して組立体101の内部へ供給される。さらに,空気は,組立体101の内部から,組立体101の外部でチャンバ21の内部へ流れ出る。そして,チャンバ21内から組立体101の内部へ向かう空気の流れは,ほとんど生じない。従って,チャンバ21内に異物が存在した場合でも,電池ケース11の内部への異物の進入は抑制される。
As described above in detail, according to the manufacturing method of the first embodiment, in the return pressure step after drying, the air that has passed through the
続いて,本発明を具体化した第2の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,第1の形態と比較して,チャンバの構成が異なり,製造工程の手順もやや異なる。具体的には,第1の形態が上方開放型のチャンバ21を使用した真空乾燥炉20の例であるのに対し,第2の形態は,前面開放型のチャンバを使用した真空乾燥炉20の例である。なお,第1の形態と同じ構成や手順については,同じ符号を付して説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Compared with the first embodiment, this embodiment has a different chamber configuration and a slightly different manufacturing procedure. Specifically, the first embodiment is an example of the
第2の形態の真空乾燥炉20は,図8に示すように,チャンバ51と,プレートヒータ22と,真空ポンプ23と,ノズル組54と,モータとアクチュエータとを備える移動部材41と,を備える。プレートヒータ22と真空ポンプ23は,第1の形態と同様のものである。
As shown in FIG. 8, the
また,ノズル組54は,第1の形態のノズル組24と同様の構成のものである。ただし,第1の形態のノズル組24がチャンバ21に固定されていたのに対し,第2の形態のノズル組54は,チャンバ51に固定されていない。つまり,ノズル組54は,移動部材41によって,チャンバ51に対して図8中で上下方向に移動可能となっている。なお,ノズル組54とチャンバ51の取り付け孔25との間は摺接しており,ノズル組54を移動させても,この間からの空気漏れは極めて少ない。
The nozzle set 54 has the same configuration as the nozzle set 24 of the first embodiment. However, while the nozzle set 24 of the first form is fixed to the
第2の形態のノズル26は,移動部材41によって,図9に示すように上位置と下位置との間で移動する。図9(A)は,ノズル26が上位置にある状態を示し,図9(B)は,ノズル26が下位置にある状態を示す。なお,図9では,開閉弁28やプレートヒータ22は省略している。図9(A)の上位置では,ノズル26の先端部261は,組立体101よりも上方にある。この上位置では,拘束体30を水平方向に移動させてもノズル26と当接せず,拘束体30をチャンバ51に出し入れできる。
The
また,図9(B)の下位置では,ノズル26の先端部261は,注液口19から組立体101の内部に挿入されている。つまり,本形態のノズル組54は,移動部材41によって下位置とすることで,各ノズル26の配置が,第1の形態のチャンバ21の閉止状態と同じ配置となる。なお,フィルタ27と開閉弁28とは,ノズル26と連通していればよく,ノズル26とともに移動してもよいし,移動しなくてもよい。
9B, the
次に,図8に示した真空乾燥炉20を使用して,二次電池100を製造する場合の製造工程について説明する。本形態の製造工程は,図10に示すように,(工程1)〜(工程11)の各工程を含む。(工程1)〜(工程9)の各工程は,第1の形態の各工程と同じ工程である。本形態の製造工程は,第1の形態の製造工程に,ノズル26を降下させる降下工程(工程10)と,ノズル26を上昇させる上昇行程(工程11)と,を追加したものである。
Next, a manufacturing process in the case of manufacturing the
本形態の(工程3)の炉内配置工程では,図9(A)に示したように,ノズル26を上位置に配置して,拘束体30を真空乾燥炉20内に配置する。ノズル26を上位置とすることで,チャンバ51の前面扉から拘束体30を投入できる。なお,本形態の炉内配置工程では,拘束体30を真空乾燥炉20の中に配置して,チャンバ51を閉止するだけであり,ノズル26は上位置のままである。
In the in-furnace arrangement step (step 3) of this embodiment, as shown in FIG. 9A, the
そして,本形態では,ノズル26を上位置のままとして,(工程4)の昇温工程と(工程5)の減圧工程とを行い,組立体101の内部を乾燥させる。本形態では,ノズル26が注液口19から離れているので,組立体101の開口面積が大きく,第1の形態よりも短時間で乾燥することが期待できる。
In this embodiment, the
本形態では,組立体101の内部の乾燥が終了した後,(工程10)の降下工程を行う。(工程10)では,移動部材41を駆動して,ノズル組54を図9中の下方へ移動させる。これにより,各ノズル26は,図9(B)に示した下位置まで移動し,組立体101の注液口19にノズル26が挿入される。そして,移動が終了した後に開閉弁28を開状態とし,(工程6)の復圧工程を行う。復圧工程では,第1の形態と同様に,清浄な空気が組立体101に取り込まれる。
In this embodiment, after the inside of the
復圧工程の終了後,(工程11)の上昇工程を行う。(工程11)では,移動部材41を駆動して,ノズル組54を図9中の上方へ移動させる。これにより,各ノズル26は,図9(A)に示した上位置となる。そして,(工程7)にて,チャンバ51の扉を開放し,拘束体30を真空乾燥炉20から取り出す。
After the return pressure process is completed, the ascending process (process 11) is performed. In (Step 11), the moving
以上詳細に説明したように,第2の形態の製造方法によっても,復圧工程は,組立体101の注液口19にノズル26が挿入された状態で行われる。従って,第1の形態と同様に,チャンバ21内に異物が存在した場合でも,電池ケース11の内部への異物の進入は抑制される。
As described above in detail, also in the manufacturing method of the second embodiment, the pressure recovery process is performed in a state where the
さらに,第2の形態では,減圧時には組立体101にノズル26が挿入されていないので,組立体101の乾燥は容易である。一方,第1の形態では,チャンバ21を閉止するだけでノズル26がセットされるので,製造工程がシンプルである。また,ノズル組24がチャンバ21に固定されるので,ノズル組24とチャンバ21の取り付け孔25との間の密閉は容易である。
Furthermore, in the second embodiment, since the
なお,本形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,本発明は,電池ケースに電極体を挿入した後に乾燥させる製造方法であれば,リチウムイオン二次電池に限らず,各種の二次電池の製造方法に適用可能である。例えば,捲回型の二次電池に限らず,積層型の二次電池でもよい。また,角形の二次電池に限らず,円筒型の二次電池でもよい。 In addition, this form is only a mere illustration and does not limit this invention at all. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, the present invention is applicable not only to lithium ion secondary batteries but also to various secondary battery manufacturing methods as long as it is a manufacturing method in which an electrode body is inserted into a battery case and then dried. For example, not only a wound secondary battery but also a stacked secondary battery may be used. Moreover, not only a square secondary battery but a cylindrical secondary battery may be used.
また,拘束体30における複数の組立体101の拘束方法や配置は,図示の例に限らない。例えば,組立体101を拘束せずに乾燥してもよい。また,組立体101を1列に並べたものに限らず,2列以上をまとめて拘束してもよい。また,拘束体30を真空乾燥炉20に投入または取り出しをする構成は,自動搬入装置によって自動的に行ってもよいし,半自動でも手動でもよい。また,各形態では,乾燥工程の後,組立体101をチャンバから出し,その後で注液工程を実行するとしているが,チャンバ内に組立体101を配置したままとして,連続して注液工程を実行してもよい。
Moreover, the restraining method and arrangement | positioning of the some
また,真空乾燥炉20における昇温のための部材は,プレートヒータに限らず,電熱ヒータ,高温空気等何でもよい。また,真空乾燥炉20の昇温と減圧の各工程は,プログラム運転によって自動的に行ってもよいし,半自動でも手動でもよい。また,各形態では,連通路29を外部に連通させることで,チャンバ内を大気圧まで昇圧させるとしているが,圧力の制御を行ってもよい。例えば,連通路29に圧力制御用の弁を設けてもよい。あるいは,圧力センサを設けて,チャンバ内が大気圧より小さい所定の圧力となったら,チャンバを開放するとしてもよい。
Further, the member for raising the temperature in the
また,ノズル26は,先端部261の外径が注液口19の内径より小さければよく,途中で径が変化していてもよい。また,ノズル26は,先端部261の先端が,蓋部材15の外面よりも内部側まで挿入されればよく,必ずしも電池ケース11の内部空間まで挿入されていなくてもよい。また,ノズル26の個数は,真空乾燥炉20に投入される組立体101の個数と一致していることが望ましいが,組立体101の個数以上であれば実施可能である。
Further, the
また,各形態では,フィルタ27と開閉弁28とは,いずれもチャンバの外部であって,チャンバに近い側から,フィルタ27,開閉弁28の順に配置するとしているが,これに限らない。例えば,フィルタ27と開閉弁28との少なくとも一方が,チャンバの内部に配置されていてもよい。少なくとも,連通路29のうちのノズル26の形成されていない側の端部が,チャンバ21の外部に開口されればよい。また,フィルタ27と開閉弁28とは,逆順に配置されていてもよい。また,フィルタ27は,無くてもよい。例えば,連通路29に,外部から清浄な空気を供給する装置を接続してもよい。ただし,フィルタ27を設けることとすれば,容易に清浄な空気を供給できるので好ましい。
In each embodiment, the
また,チャンバ51を備える第2の形態の真空乾燥炉20において,ノズル26を移動させる工程の位置は,図10に示した例に限らない。例えば,ノズル組54を降下させる降下工程は,組立体101の乾燥後に限らず,組立体101を真空乾燥炉20の内部に配置してチャンバ51を閉止した後であって,かつ,復圧工程を開始する前であればいつでもよい。
Further, in the
11 電池ケース
12 電極体
19 注液口
20 真空乾燥炉
26 ノズル
27 フィルタ
100 製造装置
101 組立体
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記電極体が前記電池ケースに収容されており,かつ,前記電解液が注液されていない状態である組立体を,真空乾燥炉の内部に配置する配置工程と,
前記組立体を配置した前記真空乾燥炉の内部を昇温かつ減圧された状態とすることによって,前記組立体を乾燥させる乾燥工程と,
前記組立体を乾燥させた後,前記真空乾燥炉の内部を昇圧する昇圧工程と,
を含み,
前記昇圧工程では,
前記組立体における前記電解液を注液するための開口である注液口に,外径が前記注液口の内径よりも小さいノズルが挿入された状態で,前記真空乾燥炉の外から前記ノズルを介して前記組立体に空気を流入させることを特徴とする二次電池の製造方法。 A method of manufacturing a secondary battery having an electrode body including a positive electrode plate and a negative electrode plate, and an electrolyte solution in a battery case,
An arrangement step in which an assembly in which the electrode body is accommodated in the battery case and the electrolyte is not injected is disposed in a vacuum drying furnace;
A drying step of drying the assembly by heating and depressurizing the interior of the vacuum drying furnace in which the assembly is disposed;
A step of boosting the interior of the vacuum drying furnace after drying the assembly;
Including
In the boosting step,
In a state where a nozzle having an outer diameter smaller than the inner diameter of the liquid injection port is inserted into a liquid injection port which is an opening for injecting the electrolytic solution in the assembly, the nozzle is disposed from outside the vacuum drying furnace. A method of manufacturing a secondary battery, wherein air is caused to flow into the assembly through a battery.
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