JP2018088312A - Manufacturing method of power storage device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a power storage device, capable of controlling a filling quantity of an electrolyte, while reducing a manufacturing time.SOLUTION: A manufacturing method of a power storage device 1, comprises: a first step S1 of housing a laminate body 2 at least having a positive electrode 12 and a negative electrode 13, and housing, in a chamber 31, a case C to which a liquid injection port 1a of an electrolyte E is provided; a second step S2 of reducing a pressure in the chamber 31 down to a pressure P2 that is lower than an ambient pressure P1; a third step S3 of doping the liquid injection port 1a of the case C into the electrolyte E in a state of maintaining an inner side of the chamber 31 to the pressure P2; and a fourth step S4 of injecting the electrolyte E into the case C from the liquid injection port 1a by increasing the pressure in the chamber 31 from the pressure P2 up to the ambient pressure P1 in a state of doping the liquid injection port 1a in the electrolyte E. The pressure P2 is set to a value larger than a pressure allowing an inner space of the case C to be filled with the electrolyte E.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、蓄電装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a power storage device.

従来の蓄電装置として、電極板の一方面に正極が形成され、他方面に負極が形成されたバイポーラ電極を備えたバイポーラ電池が知られている(特許文献1参照)。バイポーラ電池は、セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層してなる積層体と、当該積層体が収容される枠体とを備えている。   As a conventional power storage device, a bipolar battery including a bipolar electrode in which a positive electrode is formed on one surface of an electrode plate and a negative electrode is formed on the other surface is known (see Patent Document 1). The bipolar battery includes a stacked body in which a plurality of bipolar electrodes are stacked via a separator, and a frame body in which the stacked body is accommodated.

上述したようなバイポーラ電池の枠体内には、積層体に加えて電解液が収容されている。例えば下記特許文献2では、真空下において電池缶(ケース)の開口端を電解液に浸漬した後に加圧することによって、当該電池缶内に電解液を注液する方法が記載されている。   In the frame of the bipolar battery as described above, an electrolytic solution is accommodated in addition to the laminate. For example, Patent Document 2 described below describes a method in which an electrolytic solution is injected into the battery can by applying pressure after immersing the open end of the battery can (case) in the electrolytic solution under vacuum.

特開2011−151016号公報JP 2011-151016 A 特開平5−94816号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-94816

ところで、上記バイポーラ電池のような蓄電装置では、ケースの膨張による寿命低下を抑制するため、使用等に応じて発生するガスを収容するスペースがケース内に設けられる。しかしながら、上述したような電解液を注液する方法を単に採用した場合、ケース内には電解液が隙間なく収容され、上記スペースがケース内に設けられない。このため、上記スペースを確保するために、注液された電解液の一部をケースから排出する工程を実施すると、工数が増加してしまう。   By the way, in a power storage device such as the above-described bipolar battery, in order to suppress a reduction in life due to expansion of the case, a space for accommodating a gas generated according to use or the like is provided in the case. However, when the method of injecting the electrolytic solution as described above is simply adopted, the electrolytic solution is accommodated in the case without any gap, and the space is not provided in the case. For this reason, if the process of discharging a part of the injected electrolyte from the case in order to secure the space, man-hours increase.

本発明は、製造時間の短縮を実現しつつ、電解液の注液量を容易に制御可能な蓄電装置の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a power storage device that can easily control the amount of electrolyte injected while realizing a reduction in manufacturing time.

本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、少なくとも正極及び負極を有する積層体を収容すると共に、電解液の注液口が設けられたケースをチャンバ内に収容する第1工程と、チャンバ内の圧力を大気圧P1よりも低い圧力P2まで下降させる第2工程と、チャンバ内を圧力P2に維持した状態にて、ケースの注液口を電解液に浸漬させる第3工程と、注液口を電解液に浸漬させた状態でチャンバ内の圧力を圧力P2から大気圧P1まで上昇させることにより、電解液を注液口からケース内に注液する第4工程と、を備え、圧力P2は、ケースの内部空間を電解液によって満たすことができる圧力よりも大きく設定される。   A method for manufacturing a power storage device according to one aspect of the present invention includes a first step of accommodating a laminate having at least a positive electrode and a negative electrode, and accommodating a case provided with an electrolyte injection port in the chamber; A second step of lowering the internal pressure to a pressure P2 lower than the atmospheric pressure P1, a third step of immersing the liquid injection port of the case in the electrolyte while maintaining the inside of the chamber at the pressure P2, and a liquid injection And a fourth step of injecting the electrolyte from the injection port into the case by increasing the pressure in the chamber from the pressure P2 to the atmospheric pressure P1 with the mouth immersed in the electrolyte. Is set larger than the pressure that can fill the internal space of the case with the electrolyte.

この蓄電装置の製造方法では、上記第2工程において、圧力P2は、ケースの内部空間を電解液によって満たすことができる圧力よりも大きく設定される。このため、第2工程後、ケースの内部空間には気体が残存する。そして、第3工程と第4工程とを順番に実施することによって、ケースの内部空間に気体を残存させたまま、当該内部空間に電解液を注液できる。これにより、ケースに収容された電解液を排出する工程等を行うことなく、ケースの内部空間に気体及び電解液を両存させることができる。したがって、蓄電装置の製造時間の短縮を実現できる。加えて、第2工程にて圧力P2を調整することによって、ケースの内部空間における気体のスペースの占有率を予め調整できる。これにより、電解液の注液量を容易に制御可能になる。   In this power storage device manufacturing method, in the second step, the pressure P2 is set to be larger than the pressure at which the internal space of the case can be filled with the electrolytic solution. For this reason, gas remains in the internal space of the case after the second step. Then, by performing the third step and the fourth step in order, the electrolytic solution can be injected into the internal space while the gas remains in the internal space of the case. Thereby, both gas and electrolyte can be made to exist in the internal space of a case, without performing the process etc. which discharge | emit the electrolyte solution accommodated in the case. Therefore, the manufacturing time of the power storage device can be shortened. In addition, by adjusting the pressure P2 in the second step, the occupation ratio of the gas space in the internal space of the case can be adjusted in advance. This makes it possible to easily control the amount of electrolyte injected.

第1工程では、互いに拘束された複数のケースをチャンバ内に収容し、第3工程では、それぞれのケースにおける注液口を電解液に浸漬させ、第4工程では、電解液をそれぞれのケース内に注液してもよい。この場合、複数のケースに対して同時に電解液を注液することができるので、蓄電装置の製造効率を向上できる。   In the first step, a plurality of cases constrained to each other are accommodated in the chamber. In the third step, the liquid injection port in each case is immersed in the electrolytic solution. In the fourth step, the electrolytic solution is placed in each case. You may inject into. In this case, since the electrolytic solution can be injected into a plurality of cases at the same time, the manufacturing efficiency of the power storage device can be improved.

第2工程では、チャンバ内を圧力P2よりも低い圧力P3に下降させた後、チャンバ内に気体を供給することによって圧力P2まで上昇させてもよい。この場合、ケース内に所望の気体を精度よく導入できる。   In the second step, the inside of the chamber may be lowered to the pressure P3 lower than the pressure P2, and then the pressure may be raised to the pressure P2 by supplying gas into the chamber. In this case, a desired gas can be accurately introduced into the case.

圧力P2は、大気圧P1の5%以上20%以下であってもよい。この場合、蓄電装置の寿命と性能とを十分に確保できると共に、チャンバ内に電解液が揮発することを抑制できる。   The pressure P2 may be 5% or more and 20% or less of the atmospheric pressure P1. In this case, it is possible to sufficiently ensure the life and performance of the power storage device, and to suppress the evaporation of the electrolyte in the chamber.

積層体は、バイポーラ電極を構成し、注液口の径は、3mm以下であってもよい。この場合、電解液が注液口からケース外に排出されることを抑制できる。   The laminated body may constitute a bipolar electrode, and the diameter of the liquid injection port may be 3 mm or less. In this case, it is possible to suppress the electrolytic solution from being discharged out of the case through the injection port.

電解液は、チャンバ内にてケースよりも下方に設置される容器内に収容されており、第3工程にて、下方を向いた注液口を電解液に浸漬させてもよい。この場合、ケースにおける電解液に接する部分を低減できるので、チャンバ内に収容される電解液の量を低減できる。   The electrolytic solution is housed in a container installed below the case in the chamber, and the liquid injection port facing downward may be immersed in the electrolytic solution in the third step. In this case, since the part in contact with the electrolyte solution in the case can be reduced, the amount of the electrolyte solution accommodated in the chamber can be reduced.

本発明によれば、製造時間の短縮を実現しつつ、電解液の注液量を制御可能な蓄電装置の製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the electrical storage apparatus which can control the injection amount of electrolyte solution can be provided, implement | achieving shortening of manufacturing time.

図1は、本実施形態に係る蓄電装置の構成を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the power storage device according to the present embodiment. 図2は、蓄電装置の製造方法を説明するための工程図である。FIG. 2 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the power storage device. 図3(a)は第1工程を説明するための模式図であり、図3(b)は第3工程を説明するための模式図である。FIG. 3A is a schematic diagram for explaining the first step, and FIG. 3B is a schematic diagram for explaining the third step. 図4は、比較例における電解液の注液方法を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a method for injecting an electrolytic solution in a comparative example. 図5は、第1変形例に係る第2工程を示す工程図である。FIG. 5 is a process diagram showing a second process according to the first modification. 図6は、第2変形例に係るケースを用いたときの第3工程を説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the third step when the case according to the second modification is used.

以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a method for manufacturing a power storage device according to one aspect of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same functions, and redundant description is omitted.

図1は、本実施形態に係る蓄電装置の構成を示す概略断面図である。同図に示す蓄電装置1は、バイポーラ電極3の積層体2を備えたバイポーラ電池である。蓄電装置1は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池などの二次電池、或いは電気二重層キャパシタである。蓄電装置1は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the power storage device according to the present embodiment. The power storage device 1 shown in the figure is a bipolar battery including a laminated body 2 of bipolar electrodes 3. The power storage device 1 is, for example, a secondary battery such as a nickel metal hydride secondary battery or a lithium ion secondary battery, or an electric double layer capacitor. The power storage device 1 is used as a battery for various vehicles such as forklifts, hybrid vehicles, and electric vehicles. In the following description, a nickel metal hydride secondary battery is illustrated.

蓄電装置1は、上述したバイポーラ電極3の積層体2と、積層体2を収容する枠体4と、積層体2を拘束する拘束部材5とを備えている。   The power storage device 1 includes the laminated body 2 of the bipolar electrode 3 described above, a frame body 4 that houses the laminated body 2, and a restraining member 5 that restrains the laminated body 2.

積層体2は、セパレータ6を介して複数のバイポーラ電極3を積層することによって構成されている。バイポーラ電極3のそれぞれは、少なくとも正極12及び負極13を有している。より具体的には、各バイポーラ電極3は、電極板11と、電極板11の一方面11aに設けられた正極12と、電極板11の他方面11bに設けられた負極13とを有している。積層体2において、一のバイポーラ電極3の正極12は、セパレータ6を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極3の負極13と対向し、一のバイポーラ電極3の負極13は、セパレータ6を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極の正極12と対向している。   The laminate 2 is configured by laminating a plurality of bipolar electrodes 3 with separators 6 interposed therebetween. Each of the bipolar electrodes 3 has at least a positive electrode 12 and a negative electrode 13. More specifically, each bipolar electrode 3 includes an electrode plate 11, a positive electrode 12 provided on one surface 11 a of the electrode plate 11, and a negative electrode 13 provided on the other surface 11 b of the electrode plate 11. Yes. In the stacked body 2, the positive electrode 12 of one bipolar electrode 3 faces the negative electrode 13 of one bipolar electrode 3 adjacent in the stacking direction across the separator 6, and the negative electrode 13 of one bipolar electrode 3 It faces the positive electrode 12 of the other bipolar electrode adjacent in the stacking direction.

電極板11は、例えばニッケルからなる金属箔である。電極板11の厚さは、例えば0.1μm〜1000μm程度となっている。正極12を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極13を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。電極板11の他方面11bにおける負極13の形成領域は、電極板11の一方面11aにおける正極12の形成領域に対して一回り大きくてもよい。   The electrode plate 11 is a metal foil made of nickel, for example. The thickness of the electrode plate 11 is, for example, about 0.1 μm to 1000 μm. An example of the positive electrode active material constituting the positive electrode 12 is nickel hydroxide. An example of the negative electrode active material constituting the negative electrode 13 is a hydrogen storage alloy. The formation region of the negative electrode 13 on the other surface 11 b of the electrode plate 11 may be slightly larger than the formation region of the positive electrode 12 on the one surface 11 a of the electrode plate 11.

電極板11の縁部11cは、正極活物質及び負極活物質の塗工されない未塗工領域となっており、枠体4の内壁4aに埋没した状態で枠体4に保持されている。これにより、積層方向に隣り合う電極板11,11間には、当該電極板11,11と枠体4の内壁4aとによって仕切られた空間が形成されている。上記空間には、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液からなる電解液(不図示)が収容されている。   The edge portion 11 c of the electrode plate 11 is an uncoated region where the positive electrode active material and the negative electrode active material are not applied, and is held by the frame body 4 while being embedded in the inner wall 4 a of the frame body 4. Thereby, a space partitioned by the electrode plates 11 and 11 and the inner wall 4a of the frame body 4 is formed between the electrode plates 11 and 11 adjacent in the stacking direction. In the space, an electrolytic solution (not shown) made of an alkaline solution such as an aqueous potassium hydroxide solution is accommodated.

積層体2の一方の積層端(図1における上側の積層端)には、片面に負極13のみが設けられた電極板11Aが積層されている。当該電極板11Aは、セパレータ6を介して負極13と最上層のバイポーラ電極3の正極12とが対向するように配置されている。また、積層体2の他方の積層端(図1における下側の積層端)には、片面に正極12のみが設けられた電極板11Bが積層されている。当該電極板11Bは、セパレータ6を介して正極12と最下層のバイポーラ電極3の負極13とが対向するように配置されている。電極板11A,11Bの縁部は、バイポーラ電極3の電極板11と同様に、枠体4の内壁4aに埋没した状態で枠体4に保持されている。なお、電極板11A,11Bは、バイポーラ電極3の電極板11に比べて厚く形成されていてもよい。例えば、電極板11A,11Bの厚さは、蓄電装置1を真空雰囲気下に静置したときに変形しない、もしくは変形しにくい剛性となる厚さであることが好ましい。   An electrode plate 11A in which only the negative electrode 13 is provided on one side is laminated on one laminated end of the laminated body 2 (upper laminated end in FIG. 1). The electrode plate 11A is arranged so that the negative electrode 13 and the positive electrode 12 of the uppermost bipolar electrode 3 face each other with the separator 6 interposed therebetween. In addition, an electrode plate 11B provided with only the positive electrode 12 on one side is stacked on the other stacked end of the stacked body 2 (lower stacked end in FIG. 1). The electrode plate 11B is arranged so that the positive electrode 12 and the negative electrode 13 of the lowermost bipolar electrode 3 face each other with the separator 6 interposed therebetween. The edge portions of the electrode plates 11 </ b> A and 11 </ b> B are held by the frame body 4 in a state of being buried in the inner wall 4 a of the frame body 4, similarly to the electrode plate 11 of the bipolar electrode 3. The electrode plates 11A and 11B may be formed thicker than the electrode plate 11 of the bipolar electrode 3. For example, the thickness of the electrode plates 11A and 11B is preferably a thickness that does not deform or is difficult to deform when the power storage device 1 is left in a vacuum atmosphere.

セパレータ6は、例えばシート状に形成されている。セパレータの形成材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ6は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ6は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。   The separator 6 is formed in a sheet shape, for example. Examples of the material for forming the separator include a porous film made of a polyolefin resin such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), a woven fabric or a nonwoven fabric made of polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), methylcellulose, and the like. The separator 6 may be reinforced with a vinylidene fluoride resin compound. The separator 6 is not limited to a sheet shape, and may be a bag shape.

枠体4は、例えば絶縁性の樹脂を用いた射出成形によって矩形の筒状に形成されている。枠体4を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)などが挙げられる。枠体4は、バイポーラ電極3の積層によって形成される積層体2の側面2aを取り囲んで保持する部材である。より具体的には、枠体4は、バイポーラ電極3の電極板11の縁部11cと、積層体2の積層端に位置する電極板11A,11Bの縁部とを保持し、バイポーラ電極3,3間に形成される電解液が収容される空間をシールしている。換言すると、電極板11A,11Bと、枠体4とによって、積層体2及び電解液を収容する空間(内部空間)を構成するケースCが画成されている。なお、ケースCにおける枠体4の一部には、電解液を上記内部空間に注液するための注液口1a(後述する図3(a),(b)を参照)が設けられる。注液口1aの径(直径)は、例えば3mm以下である。この場合、電解液の表面張力に起因して、電解液が注液口1aからケースC外に排出されることを抑制できる。   The frame 4 is formed in a rectangular cylindrical shape by, for example, injection molding using an insulating resin. Examples of the resin material constituting the frame 4 include polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), and modified polyphenylene ether (modified PPE). The frame body 4 is a member that surrounds and holds the side surface 2 a of the multilayer body 2 formed by the lamination of the bipolar electrodes 3. More specifically, the frame body 4 holds the edge portion 11c of the electrode plate 11 of the bipolar electrode 3 and the edge portions of the electrode plates 11A and 11B located at the stacking end of the stacked body 2, and the bipolar electrode 3, The space in which the electrolyte formed between the three is accommodated is sealed. In other words, the electrode plates 11 </ b> A and 11 </ b> B and the frame body 4 define a case C that forms a space (internal space) that houses the multilayer body 2 and the electrolytic solution. A part of the frame 4 in the case C is provided with a liquid injection port 1a (see FIGS. 3A and 3B described later) for injecting the electrolytic solution into the internal space. The diameter (diameter) of the liquid injection port 1a is, for example, 3 mm or less. In this case, it is possible to prevent the electrolyte from being discharged out of the case C from the liquid injection port 1a due to the surface tension of the electrolyte.

枠体4が樹脂材料によって形成される場合、枠体4は、蓄電装置1を真空雰囲気下に静置したときに変形しない、もしくは変形しにくい剛性を有する。   When the frame body 4 is formed of a resin material, the frame body 4 has a rigidity that does not deform or is difficult to deform when the power storage device 1 is left in a vacuum atmosphere.

拘束部材5は、一対の拘束プレート21,21と、拘束プレート21,21同士を連結する連結部材(ボルト22及びナット23)とによって構成されている。拘束プレート21は、例えば鉄などの金属によって平板状に形成されている。拘束プレート21の縁部には、ボルト22を挿通させる挿通孔21aが枠体4よりも外側となる位置に設けられている。また、拘束プレート21の一面側には、絶縁性部材24を介して集電板25(25A,25B)が結合されている。これにより、拘束プレート21は、拘束機能と集電機能とを兼ねる集電板付き拘束プレートとなっている。拘束プレート21と集電板25との間に介在させる絶縁性部材24の形成材料としては、例えばウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン、PA66等が挙げられる。   The restraining member 5 includes a pair of restraining plates 21 and 21 and connecting members (bolts 22 and nuts 23) that join the restraining plates 21 and 21 together. The restraint plate 21 is formed in a flat plate shape with a metal such as iron. An insertion hole 21 a through which the bolt 22 is inserted is provided at a position on the outer side of the frame body 4 at the edge of the restraint plate 21. Further, a current collecting plate 25 (25A, 25B) is coupled to one surface side of the restraining plate 21 via an insulating member 24. Thereby, the restraining plate 21 is a restraining plate with a current collecting plate that serves both as a restraining function and a current collecting function. Examples of the material for forming the insulating member 24 interposed between the restraint plate 21 and the current collector plate 25 include urethane resin, epoxy resin, polypropylene, PA66, and the like.

一方の拘束プレート21は、枠体4の内側で集電板25Aと電極板11Aとが当接するように枠体4の一端面に突き当てられ、他方の拘束プレート21は、枠体4の内側で集電板25Bと電極板11Bとが当接するように枠体4の他端面に突き当てられている。ボルト22は、例えば一方の拘束プレート21側から他方の拘束プレート21側に向かって挿通孔21aに通され、他方の拘束プレート21から突出するボルト22の先端には、ナット23が螺合されている。   One restraint plate 21 is abutted against one end surface of the frame body 4 so that the current collector plate 25 </ b> A and the electrode plate 11 </ b> A are in contact with each other inside the frame body 4, and the other restraint plate 21 is disposed inside the frame body 4. The current collector plate 25B and the electrode plate 11B are abutted against the other end surface of the frame body 4 so as to contact each other. For example, the bolt 22 is passed through the insertion hole 21a from one restraint plate 21 side to the other restraint plate 21 side, and a nut 23 is screwed onto the tip of the bolt 22 protruding from the other restraint plate 21. Yes.

これにより、積層体2、電極板11A,11B、及び枠体4が挟持されてユニット化されると共に、拘束荷重が付加される。また、集電板25A,25Bは、積層体2を積層方向に挟むように拘束プレート21と積層体2との間に配置される。集電板25Aには、正極端子26が接続され、集電板25Bには、負極端子27が接続されている。正極端子26及び負極端子27により、蓄電装置1の充放電を行うことができる。   Thereby, the laminate 2, the electrode plates 11A and 11B, and the frame 4 are sandwiched and unitized, and a restraining load is applied. Further, the current collector plates 25A and 25B are disposed between the constraining plate 21 and the stacked body 2 so as to sandwich the stacked body 2 in the stacking direction. A positive electrode terminal 26 is connected to the current collector plate 25A, and a negative electrode terminal 27 is connected to the current collector plate 25B. The power storage device 1 can be charged and discharged by the positive electrode terminal 26 and the negative electrode terminal 27.

続いて、図2及び図3(a),(b)を用いながら、上述した蓄電装置1の製造方法の一例について詳細に説明する。図2は、蓄電装置の製造方法を説明するための工程図である。図3(a)は第1工程を説明するための模式図であり、図3(b)は第3工程を説明するための模式図である。   Next, an example of a method for manufacturing the power storage device 1 described above will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3A and 3B. FIG. 2 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the power storage device. FIG. 3A is a schematic diagram for explaining the first step, and FIG. 3B is a schematic diagram for explaining the third step.

まず、図2に示されるように、積層体2が収容されたケースCをチャンバ31内に収容する(第1工程S1)。図3(a)に示されるように第1工程S1では、互いに拘束された複数のケースCをチャンバ31内に収容する。チャンバ31内において、複数のケースCよりも下方には、容器32が配置されている。容器32は、電解液Eを収容しており、その上端が開放されている。各ケースCの注液口1aが容器32に対向して下方を向くように、ケースCをチャンバ31内に収容する。チャンバ31内において、ケースCは、例えば上下方向に駆動可能なアーム等(不図示)によって支持されている。   First, as shown in FIG. 2, the case C in which the stacked body 2 is accommodated is accommodated in the chamber 31 (first step S1). As shown in FIG. 3A, in the first step S <b> 1, a plurality of cases C constrained to each other are accommodated in the chamber 31. A container 32 is disposed below the plurality of cases C in the chamber 31. The container 32 contains the electrolytic solution E, and the upper end thereof is opened. The case C is accommodated in the chamber 31 so that the liquid injection port 1a of each case C faces the container 32 and faces downward. In the chamber 31, the case C is supported by, for example, an arm (not shown) that can be driven in the vertical direction.

チャンバ31内の気体は、空気でもよいし、例えば窒素等の不活性ガスでもよい。また、第1工程S1においては、ケースC及び容器32が収容されたチャンバ31内は、大気圧P1に設定されている。大気圧P1は、約1×10Pa(約0.1MPa)であればよい。 The gas in the chamber 31 may be air or an inert gas such as nitrogen. In the first step S1, the inside of the chamber 31 in which the case C and the container 32 are accommodated is set to the atmospheric pressure P1. The atmospheric pressure P1 may be about 1 × 10 5 Pa (about 0.1 MPa).

次に、チャンバ31内の圧力を大気圧P1よりも低い圧力P2まで下降させる(第2工程S2)。第2工程S2では、チャンバ31に接続されるポンプ33を用いて、チャンバ31内を減圧する。圧力P2は、ケースCの内部空間を電解液Eによって満たすことができる圧力よりも大きく設定される。ケースCの内部空間を電解液Eによって満たすことができる圧力とは、後述する第3工程S3及び第4工程S4を経た後、ケースCの内部空間を電解液Eによって実質的に完全に満たすことができる圧力である。この圧力は、例えば、高真空(0.1〜10−5Pa)もしくは超高真空(10−5Pa)の範囲内である。 Next, the pressure in the chamber 31 is lowered to a pressure P2 lower than the atmospheric pressure P1 (second step S2). In the second step S2, the inside of the chamber 31 is decompressed using the pump 33 connected to the chamber 31. The pressure P2 is set to be larger than the pressure that can fill the internal space of the case C with the electrolyte E. The pressure that can fill the internal space of the case C with the electrolytic solution E means that the internal space of the case C is substantially completely filled with the electrolytic solution E after the third step S3 and the fourth step S4 described later. It is the pressure that can be. This pressure is, for example, in the range of high vacuum (0.1 to 10 −5 Pa) or ultra high vacuum (10 −5 Pa).

第2工程S2にてチャンバ31内を圧力P2まで下降させることによって、チャンバ31内のケースCにおける残空間に収容される気体の量を調整する。具体的には、大気圧P1においてケースCの残空間に収容される気体の量をαとし、圧力P2においてケースCの内部空間に収容される気体の量βとした場合、ケースCの残空間に収容される気体の量を、大気圧P1である場合と比較して、β/α倍(圧力P2/大気圧P1倍)に減少させる。これは、ケースCの残空間(あるいはチャンバ31内)に収容される気体の量と、当該残空間(あるいはチャンバ31内)の圧力とは、互いに略比例関係にあるからである。なお、残空間とは、ケースCの内部空間において、内容物(すなわち、積層体2)が占める領域以外の空間である。残空間には、積層体2内に設けられる空隙(例えば、セパレータ6がポーラス状である場合、セパレータ6内の空隙)も含まれる。また、第2工程S2後におけるケースCの残空間に収容される気体の量は、大気圧P1である場合と比較して、厳密にβ/α倍ではなく、約β/α倍であればよい。   The amount of gas accommodated in the remaining space in the case C in the chamber 31 is adjusted by lowering the inside of the chamber 31 to the pressure P2 in the second step S2. Specifically, when the amount of gas accommodated in the remaining space of the case C at the atmospheric pressure P1 is α and the amount of gas β accommodated in the internal space of the case C at the pressure P2, the remaining space of the case C The amount of gas accommodated in is reduced by β / α times (pressure P2 / atmospheric pressure P1 times) compared to the case where the pressure is atmospheric pressure P1. This is because the amount of gas accommodated in the remaining space (or in the chamber 31) of the case C and the pressure in the remaining space (or in the chamber 31) are substantially proportional to each other. The remaining space is a space other than the region occupied by the contents (that is, the laminate 2) in the internal space of the case C. The remaining space includes a gap provided in the laminate 2 (for example, a gap in the separator 6 when the separator 6 is porous). In addition, the amount of gas accommodated in the remaining space of the case C after the second step S2 is not strictly β / α times, but about β / α times compared to the case where the atmospheric pressure P1. Good.

ケースC内に収容される気体を確保する観点(すなわち、蓄電装置1の寿命を確保する観点)から、圧力P2は、例えば大気圧P1の5%以上に設定される。また、ケースC内に十分な電解液Eを収容する観点(すなわち、蓄電装置1の性能を十分に発揮させる観点)から、圧力P2は、例えば大気圧P1の20%以下に設定される。チャンバ31内の電解液Eの揮発を防止する観点(すなわち、電解液Eの沸点を調整する観点)から、圧力P2は、例えば大気圧P1の5%以上に設定される。したがって、圧力P2を、例えば大気圧P1の5%以上20%以下に設定することが好ましい。この場合、ケースCの残空間に収容される気体の量は、大気圧P1である場合と比較して、80%以上95%以下になる。   From the viewpoint of securing the gas accommodated in the case C (that is, from the viewpoint of securing the life of the power storage device 1), the pressure P2 is set to, for example, 5% or more of the atmospheric pressure P1. Further, from the viewpoint of housing sufficient electrolytic solution E in case C (that is, from the viewpoint of sufficiently exerting the performance of power storage device 1), pressure P2 is set to 20% or less of atmospheric pressure P1, for example. From the viewpoint of preventing volatilization of the electrolytic solution E in the chamber 31 (that is, from the viewpoint of adjusting the boiling point of the electrolytic solution E), the pressure P2 is set to 5% or more of the atmospheric pressure P1, for example. Therefore, it is preferable to set the pressure P2 to, for example, 5% or more and 20% or less of the atmospheric pressure P1. In this case, the amount of gas accommodated in the remaining space of the case C is 80% or more and 95% or less as compared with the case where the atmospheric pressure P1.

次に、図3(b)に示されるように、チャンバ31内を圧力P2に維持した状態にて、ケースCの注液口1aを電解液Eに浸漬させる(第3工程S3)。第3工程S3では、例えばケースCを容器32側へ移動させることにより、それぞれのケースCにおける注液口1aを電解液Eに浸す。   Next, as shown in FIG. 3B, the liquid injection port 1a of the case C is immersed in the electrolytic solution E in a state where the inside of the chamber 31 is maintained at the pressure P2 (third step S3). In the third step S3, for example, the case C is moved to the container 32 side, so that the liquid injection port 1a in each case C is immersed in the electrolytic solution E.

次に、注液口1aを電解液Eに浸漬させた状態でチャンバ31内の圧力を大気圧P1まで上昇させることによって、電解液Eを注液口1aからケースC内に注液する(第4工程S4)。第4工程S4では、ポンプ33を用いてチャンバ31内に気体を注液することによって、チャンバ31内の圧力を大気圧P1まで徐々に上昇させる。このとき、チャンバ31内の圧力と、ケースC内の圧力との間に差が生じ、電解液EがそれぞれのケースC内に注液される。これにより、各ケースCの残空間に電解液Eが収容される。第4工程S4においては、注液口1aを電解液Eから露出しないようにすることによって、各ケースCにおいて残空間に収容される気体の漏れを防止できる。なお、残空間の一部には、ケースC内の気体が収容されるスペースが設けられている。このスペースの体積は、残空間の体積から電解液Eの体積を差し引いたものに相当する。   Next, the electrolyte solution E is injected into the case C from the injection port 1a by raising the pressure in the chamber 31 to the atmospheric pressure P1 while the injection port 1a is immersed in the electrolyte solution E (first). 4 steps S4). In 4th process S4, the pressure in the chamber 31 is gradually raised to atmospheric pressure P1 by injecting gas in the chamber 31 using the pump 33. FIG. At this time, a difference is generated between the pressure in the chamber 31 and the pressure in the case C, and the electrolytic solution E is injected into each case C. Thereby, the electrolyte E is accommodated in the remaining space of each case C. In the fourth step S4, leakage of the gas stored in the remaining space in each case C can be prevented by preventing the liquid injection port 1a from being exposed from the electrolytic solution E. A part of the remaining space is provided with a space in which the gas in the case C is accommodated. The volume of this space is equivalent to the volume of the remaining space minus the volume of the electrolyte E.

次に、ケースCをチャンバ31から取り出す(第5工程S5)。チャンバ31から取り出された各ケースCの注液口1aは、蓋等によって塞がれる。これにより、ケースC外へ電解液Eが漏れることを防止する。そして、注液口1aが塞がれたケースCに拘束部材5を取り付けることによって、蓄電装置1を製造する。なお、ケースCをチャンバ31から取り出す前に、注液口1aを上方に向けてもよい。   Next, the case C is taken out from the chamber 31 (fifth step S5). The liquid injection port 1a of each case C taken out from the chamber 31 is closed by a lid or the like. This prevents the electrolyte E from leaking out of the case C. And the electrical storage apparatus 1 is manufactured by attaching the restraint member 5 to the case C with which the liquid injection port 1a was block | closed. Note that before the case C is taken out from the chamber 31, the liquid injection port 1a may be directed upward.

以下では、本実施形態に係る蓄電装置1の製造方法によって奏される作用効果を、図4に示される方法と比較しつつ説明する。図4は、比較例における電解液の注液方法を示す模式図である。   Below, the effect produced by the manufacturing method of the electrical storage apparatus 1 which concerns on this embodiment is demonstrated, comparing with the method shown by FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing a method for injecting an electrolytic solution in a comparative example.

図4に示されるように、比較例においては、吐出口42を有する計量ポンプ41と、各ケースCの注液口1aに取り付けられる漏斗43とが、チャンバ31に設けられている。吐出口42は、チャンバ31内に設けられており、計量ポンプ41から供給される電解液Eを吐出する。比較例では、減圧状態に設定されたチャンバ31内にて、所定量の電解液Eが、計量ポンプ41を用いて各漏斗43内に供給される。供給された電解液Eは、ケースCへ徐々に注液される。このような比較例においては、複数の漏斗43に同時に電解液Eを供給するためには、複数の吐出口42と、各吐出口42に適量の電解液Eを供給するための制御装置とを要する。   As shown in FIG. 4, in the comparative example, a metering pump 41 having a discharge port 42 and a funnel 43 attached to the liquid injection port 1 a of each case C are provided in the chamber 31. The discharge port 42 is provided in the chamber 31 and discharges the electrolytic solution E supplied from the metering pump 41. In the comparative example, a predetermined amount of the electrolytic solution E is supplied into each funnel 43 using the metering pump 41 in the chamber 31 set in a reduced pressure state. The supplied electrolytic solution E is gradually poured into the case C. In such a comparative example, in order to supply the electrolyte solution E to the plurality of funnels 43 simultaneously, a plurality of discharge ports 42 and a control device for supplying an appropriate amount of the electrolyte solution E to each discharge port 42 are provided. Cost.

これに対して、本実施形態に係る蓄電装置1の製造方法によれば、第2工程S2において、圧力P2は、ケースCの内部空間を電解液によって満たすことができる圧力よりも大きく設定される。このため、第2工程S2後、ケースCの内部空間には気体が残存する。そして、第3工程S3と第4工程S4とを順番に実施することによって、ケースCの内部空間に気体を残存させたまま、当該内部空間に電解液Eを注液できる。これにより、ケースCの内部空間に気体及び電解液Eを両存させることができる。したがって、第2工程S2にて圧力P2を調整することによって、ケースCの内部空間における気体のスペースの占有率を予め調整できる。これにより、電解液Eの注液量を容易に制御可能になる。   On the other hand, according to the method for manufacturing power storage device 1 according to the present embodiment, in second step S2, pressure P2 is set to be larger than the pressure at which the internal space of case C can be filled with the electrolytic solution. . For this reason, gas remains in the internal space of case C after 2nd process S2. Then, by performing the third step S3 and the fourth step S4 in order, the electrolyte E can be injected into the internal space while the gas remains in the internal space of the case C. Thereby, both gas and electrolyte solution E can exist in the internal space of case C. Therefore, by adjusting the pressure P2 in the second step S2, the occupation ratio of the gas space in the internal space of the case C can be adjusted in advance. Thereby, the injection amount of the electrolytic solution E can be easily controlled.

第1工程S1では、互いに拘束された複数のケースCをチャンバ31内に収容し、第3工程S3では、それぞれのケースCにおける注液口1aを電解液Eに浸漬させ、第4工程S4では、電解液EをそれぞれのケースC内に注液してもよい。この場合、複数のケースCに対して同時に電解液Eを注液することができるので、蓄電装置1の製造効率を向上できる。   In the first step S1, a plurality of cases C constrained to each other are accommodated in the chamber 31, and in the third step S3, the liquid injection port 1a in each case C is immersed in the electrolyte E, and in the fourth step S4. The electrolytic solution E may be injected into each case C. In this case, since the electrolytic solution E can be injected into a plurality of cases C at the same time, the manufacturing efficiency of the power storage device 1 can be improved.

圧力P2は、大気圧P1の5%以上20%以下である。このため、蓄電装置1の寿命と性能とを十分に確保できると共に、チャンバ31内に電解液Eが揮発することを抑制できる。   The pressure P2 is 5% or more and 20% or less of the atmospheric pressure P1. For this reason, it is possible to sufficiently ensure the life and performance of the power storage device 1 and to suppress the evaporation of the electrolyte E in the chamber 31.

積層体2は、バイポーラ電極3を構成し、注液口1aの径は、3mm以下である。この場合、電解液Eが注液口1aからケースC外に排出されることを抑制できる。   The laminated body 2 constitutes a bipolar electrode 3, and the diameter of the liquid injection port 1a is 3 mm or less. In this case, it is possible to prevent the electrolytic solution E from being discharged out of the case C through the injection port 1a.

電解液Eは、チャンバ31内にてケースCよりも下方に設置される容器32内に収容されており、第3工程S3にて、下方を向いた注液口1aを電解液Eに浸漬させている。このため、ケースCにおける電解液Eに接する面積を低減できるので、チャンバ31内に収容される電解液Eの量を低減できる。   The electrolytic solution E is accommodated in a container 32 installed below the case C in the chamber 31, and the injection port 1a facing downward is immersed in the electrolytic solution E in the third step S3. ing. For this reason, since the area which contacts the electrolyte solution E in case C can be reduced, the quantity of the electrolyte solution E accommodated in the chamber 31 can be reduced.

なお、本発明に係る蓄電装置の製造方法は上記実施形態に限定されない。例えば、第2工程S2では、単にチャンバ31内の圧力を圧力P2まで減圧しているが、これに限られない。図5は、第1変形例に係る第2工程S2を示す工程図である。図5に示されるように、第1変形例の第2工程S2では、まず、チャンバ31内の圧力を圧力P2よりも低い圧力P3まで下降させる(工程S21)。工程S21において、圧力P3は、圧力P2よりも低ければよく、例えば高真空状態(例えば、1×10−1Pa以下)であってもよい。次に、チャンバ31内に気体を供給することによって、チャンバ31内の圧力を圧力P2まで上昇させる(工程S22)。工程S22において、ポンプ33によって供給される気体は、空気でもよいし、窒素等の不活性ガスでもよい。第1変形例によれば、上記実施形態と同様の作用効果を奏すると共に、第2工程S2においてチャンバ31内を精度よく圧力P2に設定できる。また、ケースC内に所望の気体を精度よく導入できる。なお、圧力P3で電解液Eの揮発が発生する場合には、容器32内にあらかじめ電解液Eを収納しておくのではなく、揮発が発生しない圧力P2に達してから外部から供給してやればよい。 In addition, the manufacturing method of the electrical storage apparatus which concerns on this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the second step S2, the pressure in the chamber 31 is simply reduced to the pressure P2, but this is not limitative. FIG. 5 is a process diagram showing a second process S2 according to the first modification. As shown in FIG. 5, in the second step S2 of the first modified example, first, the pressure in the chamber 31 is lowered to a pressure P3 lower than the pressure P2 (step S21). In step S21, the pressure P3 only needs to be lower than the pressure P2, and may be in a high vacuum state (for example, 1 × 10 −1 Pa or less). Next, by supplying gas into the chamber 31, the pressure in the chamber 31 is raised to the pressure P2 (step S22). In step S22, the gas supplied by the pump 33 may be air or an inert gas such as nitrogen. According to the 1st modification, while having the same operation effect as the above-mentioned embodiment, the inside of chamber 31 can be accurately set to pressure P2 in the 2nd process S2. Further, a desired gas can be introduced into the case C with high accuracy. In the case where volatilization of the electrolytic solution E occurs at the pressure P3, the electrolytic solution E is not stored in the container 32 in advance, but may be supplied from the outside after reaching the pressure P2 at which volatilization does not occur. .

また、上記実施形態において、ケースCに設けられる注液口1aの位置は、適宜変更してもよい。図6は、第2変形例に係るケースC1を用いたときの第3工程を説明するための模式図である。図6に示されるように、注液口1aは、ケースC1における角部周辺に設けられてもよい。この場合、ケースC1の各角部において注液口1aに最も近い角部を電解液Eに近づけるように、チャンバ31内のケースC1を傾けて支持することが好ましい。これにより、ケースCにおいて電解液Eに接する部分をより低減できる。   Moreover, in the said embodiment, you may change suitably the position of the liquid injection hole 1a provided in case C. FIG. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the third step when the case C1 according to the second modification is used. As shown in FIG. 6, the liquid injection port 1a may be provided around the corner portion of the case C1. In this case, it is preferable that the case C1 in the chamber 31 is tilted and supported so that each corner of the case C1 is closest to the electrolyte E at the corner closest to the liquid injection port 1a. Thereby, the part which contacts the electrolyte solution E in case C can be reduced more.

また、上記実施形態では、蓄電装置1としてニッケル水素二次電池が例示されているが、上述したとおり、蓄電装置1は、ニッケル水素二次電池に限られない。このため、ケースCは、枠体4及び電極板11A,11Bによって設けられているが、これに限られない。例えば、枠体4及び電極板11A,11Bを包む金属製又は樹脂製のケースをケースCとしてもよい。この場合、枠体4及び電極板11A,11Bの少なくともいずれかは、蓄電装置に含まれなくてもよい。なお、金属製又は樹脂製のケースは、蓄電装置1を真空雰囲気下に静置したときに変形しない、もしくは変形しにくい剛性を有することが好ましい。   Moreover, in the said embodiment, although the nickel hydride secondary battery is illustrated as the electrical storage apparatus 1, as mentioned above, the electrical storage apparatus 1 is not restricted to a nickel hydride secondary battery. For this reason, the case C is provided by the frame 4 and the electrode plates 11A and 11B, but is not limited thereto. For example, a case made of metal or resin surrounding the frame 4 and the electrode plates 11A and 11B may be used as the case C. In this case, at least one of the frame body 4 and the electrode plates 11A and 11B may not be included in the power storage device. Note that the metal or resin case preferably has a rigidity that does not deform or is not easily deformed when the power storage device 1 is left in a vacuum atmosphere.

1…蓄電装置、1a…注液口、2…積層体、2a…側面、3…バイポーラ電極、4…枠体、6…セパレータ、11,11A,11B…電極板、11a…一方面、11b…他方面、12…正極、13…負極、31…チャンバ、32…容器、33…ポンプ、C…ケース、E…電解液。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power storage device, 1a ... Injection hole, 2 ... Laminated body, 2a ... Side surface, 3 ... Bipolar electrode, 4 ... Frame, 6 ... Separator, 11, 11A, 11B ... Electrode plate, 11a ... One side, 11b ... The other surface, 12 ... positive electrode, 13 ... negative electrode, 31 ... chamber, 32 ... container, 33 ... pump, C ... case, E ... electrolyte.

Claims (6)

少なくとも正極及び負極を有する積層体を収容すると共に、電解液の注液口が設けられたケースをチャンバ内に収容する第1工程と、
前記チャンバ内の圧力を大気圧P1よりも低い圧力P2まで下降させる第2工程と、
前記チャンバ内を前記圧力P2に維持した状態にて、前記ケースの注液口を前記電解液に浸漬させる第3工程と、
前記注液口を前記電解液に浸漬させた状態で前記チャンバ内の圧力を前記圧力P2から前記大気圧P1まで上昇させることにより、前記電解液を前記注液口から前記ケース内に注液する第4工程と、を備え、
前記圧力P2は、前記ケースの内部空間を前記電解液によって満たすことができる圧力よりも大きく設定される、
蓄電装置の製造方法。
A first step of accommodating a laminate having at least a positive electrode and a negative electrode, and accommodating a case provided with an electrolyte injection port in the chamber;
A second step of lowering the pressure in the chamber to a pressure P2 lower than the atmospheric pressure P1,
A third step of immersing the liquid injection port of the case in the electrolyte while maintaining the pressure P2 in the chamber;
By increasing the pressure in the chamber from the pressure P2 to the atmospheric pressure P1 in a state where the liquid injection port is immersed in the electrolytic solution, the electrolytic solution is injected into the case from the liquid injection port. A fourth step,
The pressure P2 is set to be larger than the pressure that can fill the internal space of the case with the electrolytic solution.
A method for manufacturing a power storage device.
前記第1工程では、互いに拘束された複数の前記ケースを前記チャンバ内に収容し、
前記第3工程では、それぞれの前記ケースにおける前記注液口を前記電解液に浸漬させ、
前記第4工程では、前記電解液をそれぞれの前記ケース内に注液する、請求項1に記載の蓄電装置の製造方法。
In the first step, a plurality of cases constrained to each other are accommodated in the chamber,
In the third step, the liquid injection port in each of the cases is immersed in the electrolytic solution,
The method for manufacturing a power storage device according to claim 1, wherein in the fourth step, the electrolytic solution is injected into each case.
前記第2工程では、前記チャンバ内を前記圧力P2よりも低い圧力P3に下降させた後、前記チャンバ内に気体を供給することによって前記圧力P2まで上昇させる、請求項1又は2に記載の蓄電装置の製造方法。   3. The power storage according to claim 1, wherein, in the second step, the chamber is lowered to a pressure P <b> 3 lower than the pressure P <b> 2 and then raised to the pressure P <b> 2 by supplying a gas into the chamber. Device manufacturing method. 前記圧力P2は、前記大気圧P1の5%以上20%以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の蓄電装置の製造方法。   The said pressure P2 is a manufacturing method of the electrical storage apparatus as described in any one of Claims 1-3 which is 5% or more and 20% or less of the said atmospheric pressure P1. 前記積層体は、バイポーラ電極を構成しており、
前記注液口の径は、3mm以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の蓄電装置の製造方法。
The laminate constitutes a bipolar electrode,
The diameter of the said liquid injection port is a manufacturing method of the electrical storage apparatus as described in any one of Claims 1-4 which is 3 mm or less.
前記電解液は、前記チャンバ内にて前記ケースよりも下方に設置される容器内に収容されており、
前記第3工程にて、下方を向いた前記注液口を前記電解液に浸漬させる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の蓄電装置の製造方法。
The electrolytic solution is contained in a container installed below the case in the chamber,
The method for manufacturing a power storage device according to any one of claims 1 to 5, wherein, in the third step, the liquid injection port facing downward is immersed in the electrolytic solution.
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