JP2020102355A - 蓄電装置の製造装置、及び蓄電装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本封止前に貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すことを抑制できる蓄電装置の製造装置、及び蓄電装置の製造方法を提供する。【解決手段】二次電池10は、電極組立体12と、電極組立体12を収容するとともに、蓋14に貫通孔14hが形成され、内部にヘリウムが充填されたケース11と、貫通孔14hを封止する封止部材とを備える。貫通孔14hは、蓋14の長手方向において第1短側縁部14a寄りに位置する。このような二次電池の製造装置30は、ヘリウムが充填されたケース11を、貫通孔14hを封止せずに回転させる回転装置32を備える。回転装置32は、貫通孔14hがケース11において重力方向の上側に位置し、かつ貫通孔14hがケース11において回転軸線Lの径方向の外側に位置する状態でケース11を回転させる。【選択図】図4
Description
本発明は、電極組立体と、電極組立体を収容するとともに、壁部に形成され、内部にヘリウムが充填されたケースと、貫通孔を封止する封止部材とを備える蓄電装置の製造装置、及び蓄電装置の製造方法に関する。
電装品や走行用モータで使用される電力を蓄えるための蓄電装置として、リチウムイオン二次電池などの二次電池が、EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両に搭載されている。二次電池は、集電体の両面又は片面に活物質層を有する電極が積層された電極組立体と、電解液と、電極組立体及び電解液を収容するケースとを備える。ケースは、ケース本体と、ケース本体の開口部を閉塞するとともに貫通孔が形成された蓋とを有する。
このような二次電池の製造工程は、ケースの内部に電極組立体を収容し、貫通孔からケースの内部に電解液に注入する注液工程と、注液工程後に貫通孔を仮封止部材によって仮封止する仮封止工程とを備える。また、二次電池の製造工程は、蓄電装置の活性化、安定化等を図るため、初期充放電を行う初期充放電工程を備える。初期充放電工程では、1回の充電又は複数回の充放電を行うコンディショニング、及び必要に応じて恒温状態で所定期間の保管を行うエージングといった処理を行う。二次電池の製造工程は、貫通孔から仮封止部材を除去して仮封止を解除することで、初期充放電工程で発生したケースの内部のガスを貫通孔からケースの外部に放出するガス抜き工程を備える。また、二次電池の製造工程は、貫通孔からケースの内部にヘリウムを充填する充填工程と、貫通孔を本封止部材(キャップ)で本封止する本封止工程とを備える(例えば、特許文献1参照)。さらに、二次電池の製造工程は、ケースの内部からのヘリウムの漏れを検知することで、ケースの気密性を検査する気密検査工程を備える。
ところで、ヘリウムは、空気よりも軽い気体であるため、充填工程後から本封止工程までの間に貫通孔からケースの外部の大気雰囲気中に漏れ出しやすい。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、本封止前に貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すことを抑制できる蓄電装置の製造装置、及び蓄電装置の製造装置を提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、本封止前に貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すことを抑制できる蓄電装置の製造装置、及び蓄電装置の製造装置を提供することにある。
上記問題点を解決するための蓄電装置の製造装置は、電極組立体と、前記電極組立体を収容するとともに、壁部に貫通孔が形成され、内部にヘリウムが充填されたケースと、前記貫通孔を封止する封止部材とを備える蓄電装置の製造装置であって、前記貫通孔は、前記壁部の縁部寄りに位置し、前記ヘリウムが充填された前記ケースを、前記貫通孔を封止せずに回転させる回転装置を備え、前記回転装置は、前記貫通孔が前記ケースにおいて重力方向の上側に位置し、かつ前記貫通孔が前記ケースにおいて回転軸線の径方向の外側に位置する状態で前記ケースを回転させることを要旨とする。
これによれば、回転装置がケースを回転させると、ケース内の重い気体は、遠心力によって回転軸線の径方向の外側に集められる。このため、回転後のケース内において、重い気体は回転軸線の径方向の外側に多く存在し、軽い気体は回転軸線の径方向の内側に多く存在する。また、回転装置は、貫通孔がケースにおいて回転軸線の径方向の外側に位置する状態でケースを回転させる。このため、ケース内の気体のうち軽い気体であるヘリウムは、回転後、ケース内において貫通孔とは反対側の回転軸線の径方向の内側に多く存在することになる。よって、封止部材による封止前に貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すことを抑制できる。
また、上記蓄電装置の製造装置について、前記壁部は、矩形状であり、前記壁部の縁部のうち、前記貫通孔に最も近い縁部を孔側縁部としたとき、前記回転装置は、前記孔側縁部が前記孔側縁部と対となる縁部よりも重力方向の下側に位置する状態で前記ケースを回転させるのが好ましい。
これによれば、ヘリウムは重力方向の上側に移動しようとするのに対し、貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すには、ヘリウムは重力方向の下側に向けて移動する必要がある。よって、本封止前に貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すことをより抑制できる。
また、上記蓄電装置の製造装置について、前記貫通孔から前記ケースの内部に、前記ヘリウム、及び空気よりも重いガスを充填する充填装置を備えるのが好ましい。
これによれば、ケース内に存在する気体が空気及びヘリウムである場合と比較して、回転装置がケースを回転させた後の回転軸線の径方向における気体の分離がより顕著になる。よって、本封止前に貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すことをより抑制できる。
これによれば、ケース内に存在する気体が空気及びヘリウムである場合と比較して、回転装置がケースを回転させた後の回転軸線の径方向における気体の分離がより顕著になる。よって、本封止前に貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すことをより抑制できる。
上記問題点を解決するための蓄電装置の製造方法は、電極組立体が収容されたケースの内部に、前記ケースの壁部に形成された貫通孔からヘリウムを充填する充填工程と、前記充填工程後に前記貫通孔を封止する封止工程と、を備える蓄電装置の製造方法であって、前記貫通孔は、前記壁部の縁部寄りに形成され、前記充填工程後かつ前記封止工程前に、前記貫通孔を封止せずに前記ケースを回転させる回転工程を備え、前記回転工程において、前記貫通孔が前記ケースにおいて重力方向の上側に位置し、かつ前記貫通孔が前記ケースにおいて回転軸線の径方向の外側に位置する状態で前記ケースを回転させることを要旨とする。
これによれば、回転工程においてケースを回転させると、ケース内の重い気体は、遠心力によって回転軸線の径方向の外側に集められる。このため、回転工程後のケース内において、重い気体は回転軸線の径方向の外側に多く存在し、軽い気体は回転軸線の径方向の内側に多く存在する。また、回転工程では、貫通孔がケースにおいて回転軸線の径方向の外側に位置する状態でケースを回転させる。このため、ケース内の気体のうち軽い気体であるヘリウムは、回転工程後、ケース内において貫通孔とは反対側の回転軸線の径方向の内側に多く存在することになる。本封止工程前に貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すことを抑制できる。
また、上記蓄電装置の製造方法について、前記壁部は、矩形状であり、前記壁部の縁部のうち、前記貫通孔に最も近い縁部を孔側縁部としたとき、前記回転工程において、前記孔側縁部が前記孔側縁部と対となる縁部よりも重力方向の下側に位置する状態で前記ケースを回転させるのが好ましい。
これによれば、ヘリウムは重力方向の上側に移動しようとするのに対し、貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すには、ヘリウムは重力方向の下側に向けて移動する必要がある。よって、本封止工程前に貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すことをより抑制できる。
また、上記蓄電装置の製造方法について、前記充填工程では、前記ヘリウムに加えて空気よりも重いガスを充填するのが好ましい。
これによれば、ケース内に存在する気体が空気及びヘリウムである場合と比較して、回転工程後の回転軸線の径方向における気体の分離がより顕著になる。よって、本封止工程前に貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すことをより抑制できる。
これによれば、ケース内に存在する気体が空気及びヘリウムである場合と比較して、回転工程後の回転軸線の径方向における気体の分離がより顕著になる。よって、本封止工程前に貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すことをより抑制できる。
本発明によれば、本封止前に貫通孔からケース外にヘリウムが漏れ出すことを抑制できる。
以下、蓄電装置の製造装置及び蓄電装置の製造方法を、二次電池の製造装置及び二次電池の製造方法に具体化した一実施形態を図1〜図5にしたがって説明する。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、直方体状のケース11と、ケース11に収容された電極組立体12と、ケース11に収容された図示しない電解液とを備える。ケース11は、有底四角筒状のケース本体13と、ケース本体13の開口部13aを閉塞する板状の蓋14とを有する。ケース本体13及び蓋14は、ケース11の壁部を構成する。本実施形態の二次電池10は、その外観が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池10は、リチウムイオン二次電池である。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、直方体状のケース11と、ケース11に収容された電極組立体12と、ケース11に収容された図示しない電解液とを備える。ケース11は、有底四角筒状のケース本体13と、ケース本体13の開口部13aを閉塞する板状の蓋14とを有する。ケース本体13及び蓋14は、ケース11の壁部を構成する。本実施形態の二次電池10は、その外観が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池10は、リチウムイオン二次電池である。
ケース本体13は、長方形状の底壁13bと、底壁13bの一対の短側縁部のうち、一方の短側縁部から立設された第1短側壁13cと、底壁13bの他方の短側縁部から立設された第2短側壁13dとを有する。
蓋14は、板厚方向から見て長方形状であり、蓋14の一対の短側縁部のうち、一方の短側縁部を第1短側縁部14aとし、他方の短側縁部を第2短側縁部14bとする。蓋14の第1短側縁部14aは、ケース本体13の第1短側壁13cの先端面と接合され、蓋14の第2短側縁部14bは、ケース本体13の第2短側壁13dの先端面と接合される。
蓋14は、蓋14を板厚方向に貫通する丸孔状の貫通孔14hを有する。貫通孔14hは、蓋14の短手方向の中央に位置するとともに、蓋14の長手方向において第1短側縁部14a寄りの一端部に位置する。つまり、蓋14の第1短側縁部14aは、貫通孔14hに最も近い孔側縁部である。
図示しないが、電極組立体12は、複数の正極電極と、複数の負極電極と、複数のセパレータとを備える。電極組立体12は、正極電極と負極電極との間にセパレータを介在させ、かつ相互に絶縁させた状態で積層した層状構造を有する。正極電極及び負極電極はそれぞれ、矩形シート状の集電体と、集電体の両面に存在する活物質層と、集電体の一辺の一部から突出したタブ15とを有する。タブ15は、活物質層が存在せず、集電体そのもので構成されている。電極組立体12は、複数のタブ15が同じ極性同士で積層されたタブ群12aを有する。
図1に示すように、二次電池10は、貫通孔14hを封止するための封止部材としてのブラインドリベット16を備える。なお、図1では、ブラインドリベット16によって貫通孔14hを封止する前の状態を図示している。二次電池10は、電極組立体12から電気を取り出すための正極及び負極の端子構造17を備える。各端子構造17は、タブ群12aと接合された板状の導電部材17aと、導電部材17aから突出する棒状の電極端子17bとを有する。各電極端子17bは、蓋14を貫通してケース11の外部に突出し、ケース11の内外を繋ぐ。正極の電極端子17bは、蓋14の長手方向の中央を貫通し、負極の電極端子17bは、蓋14の長手方向の第2短側縁部14b寄りの他端部を貫通する。各電極端子17bには、二次電池10同士を電気的に接続する図示しない外部装置としてのバスバーが固定可能である。各端子構造17は、電極組立体12とバスバーとを電気的に接続している。二次電池10は、蓋14と各端子構造17の電極端子17bとを絶縁するための絶縁リング18を備える。
次に、二次電池10の製造方法について説明する。
図2に示すように、二次電池10の製造方法は、ケース11に電極組立体12を収容し、貫通孔14hからケース11内へ電解液を注入する注液工程と、図示しない仮封止部材によって貫通孔14hを仮封止する仮封止工程とを備える。二次電池10の製造方法は、図示しない拘束治具によってケース11を拘束し、初期充放電を行う初期充放電工程を備える。本実施形態の初期充放電工程は、コンディショニング工程及びエージング工程からなる。コンディショニング工程では初期充電を行う。なお、二次電池10の仕様によっては、複数回の充放電を繰り返す場合もある。コンディショニング工程後、エージング工程では、図示しない恒温槽にて二次電池10を所定のエージング温度にまで昇温させた状態で所定時間放置する。初期充放電工程は、仮封止部材によって貫通孔14hが仮封止された状態で行われる。初期充放電工程後、拘束治具によるケース11の拘束を解除する。
図2に示すように、二次電池10の製造方法は、ケース11に電極組立体12を収容し、貫通孔14hからケース11内へ電解液を注入する注液工程と、図示しない仮封止部材によって貫通孔14hを仮封止する仮封止工程とを備える。二次電池10の製造方法は、図示しない拘束治具によってケース11を拘束し、初期充放電を行う初期充放電工程を備える。本実施形態の初期充放電工程は、コンディショニング工程及びエージング工程からなる。コンディショニング工程では初期充電を行う。なお、二次電池10の仕様によっては、複数回の充放電を繰り返す場合もある。コンディショニング工程後、エージング工程では、図示しない恒温槽にて二次電池10を所定のエージング温度にまで昇温させた状態で所定時間放置する。初期充放電工程は、仮封止部材によって貫通孔14hが仮封止された状態で行われる。初期充放電工程後、拘束治具によるケース11の拘束を解除する。
二次電池10の製造方法は、貫通孔14hから仮封止部材を除去することによって貫通孔14hの仮封止を解除し、エージング工程においてケース11内で発生したガスを貫通孔14hからケース11外へ放出するガス抜き工程を備える。二次電池10の製造方法は、貫通孔14hからケース11内にヘリウムを充填する充填工程と、充填工程の直後にケース11を回転させる回転工程と、回転工程の直後に貫通孔14hをブラインドリベット16によって本封止する本封止工程とを備える。回転工程において、貫通孔14hは封止されていない。充填工程、回転工程、及び本封止工程は、本封止ステーションSにおいて連続して行われる。二次電池10の製造方法は、貫通孔14hが本封止されたケース11の気密性を検査する気密検査工程を備える。
次に、二次電池の製造装置について説明する。
図4に示すように、二次電池の製造装置30は、充填工程を行う充填装置31と、回転工程を行う回転装置32と、本封止工程を行う封止装置33と、充填装置31、回転装置32、及び封止装置33に接続された図示しない制御装置とを備える。充填装置31、回転装置32、及び封止装置33は、本封止ステーションSに配置されている。
図4に示すように、二次電池の製造装置30は、充填工程を行う充填装置31と、回転工程を行う回転装置32と、本封止工程を行う封止装置33と、充填装置31、回転装置32、及び封止装置33に接続された図示しない制御装置とを備える。充填装置31、回転装置32、及び封止装置33は、本封止ステーションSに配置されている。
回転装置32は、回転軸34と、回転軸34を回転させる図示しないモータとを備える。回転装置32は、回転軸34の回転軸線Lが重力方向に延びるように設置されている。回転装置32は、回転軸34の外周面から回転軸34の回転軸線Lの径方向に延出する把持部35を備える。把持部35は、回転軸34と一体回転可能である。本実施形態では、充填装置31及び封止装置33は、回転装置32の上方において、回転装置32の回転軸34を径方向に挟むように配置されている。
二次電池10は、ガス抜き工程後、本封止ステーションSに搬送され、回転装置32の把持部35によって把持される。このとき、ケース11は、蓋14が重力方向の上側に位置し、ケース本体13の底壁13bが重力方向の下側に位置するように配置される。また、ケース11は、蓋14及びケース本体13の底壁13bの面方向が水平になるように配置される。さらに、ケース11は、蓋14の長手方向が回転軸線Lの径方向に沿うように配置される。ケース本体13の第1短側壁13c及び蓋14の第1短側縁部14aは、回転軸線Lの径方向の外側に位置し、ケース本体13の第2短側壁13d及び蓋14の第2短側縁部14bは、回転軸線Lの径方向の内側に位置する。よって、貫通孔14hは、ケース11において、重力方向の上側に位置するとともに、回転軸線Lの径方向の外側に位置する。
次に、制御装置は、充填装置31をケース11に向けて下降させ、充填装置31は、貫通孔14hからケース11内にヘリウムを充填する(充填工程)。これにより、図3に示すように、ケース11内における電極組立体12が収容されていない空間は、充填工程前からケース11内に存在していた空気(図示せず)と、充填工程により充填されたヘリウムとによって満たされる。なお、図3では、製造装置30の図示を省略している。
制御装置は、充填工程が完了し、充填装置31が上昇してケース11から離れた直後、モータを駆動させる。これにより、回転軸34及び把持部35が回転し、把持部35によって把持された二次電池10も回転する(回転工程)。制御装置は、所定の回転数及び所定の時間、回転軸34を回転させると、モータの駆動を停止し、回転軸34の回転を停止させる。本実施形態では、回転軸34は、二次電池10が本封止装置33の下側にする状態で回転を停止する。
制御装置は、回転軸34の回転が停止した直後、本封止装置33をケース11に向けて下降させ、本封止装置33は、貫通孔14hをブラインドリベット16によって封止する。これにより、本封止工程が完了する。二次電池10は、次の工程(気密検査工程)に搬送される。
図5に示すように、二次電池の製造装置30は、気密検査工程を行う気密検査装置50を備える。気密検査装置50は、二次電池10を収容可能なチャンバ51と、一端がチャンバ51に接続された排気管52と、排気管52の他端に接続され、チャンバ51内の気体を排出するポンプ53と、排気管52の途中に接続され、ケース11の内部からのヘリウムの漏れを検知する検知部54とを備える。なお、チャンバ51内とは、チャンバ51の内部であって、二次電池10のケース11の外部の空間を指す。
気密検査工程では、まず、本封止工程後の二次電池10をチャンバ51に収容する。次に、ポンプ53は、排気管52を介してチャンバ51内の気体を排気し、チャンバ51内を減圧する。これにより、ケース11の内外に圧力差が生じる。このとき、検知部54は、チャンバ51内から排気され、排気管52を通過する気体のヘリウム濃度を測定する。ここで、ケース11の気密性が良好な場合、ケース11の内部のヘリウムはチャンバ51内に漏れ出されないため、チャンバ51内から排気され、排気管52を通過する気体のヘリウム濃度は上昇しない。一方、ケース11の気密性が不良の場合、ケース11の内部のヘリウムは、ケース11の外部、すなわちチャンバ51内に漏れ出す。チャンバ51内に漏れ出したヘリウムは、ポンプ53によってケース11内の気体とともにチャンバ51内から排出される。このため、チャンバ51内から排気され、排気管52を通過する気体のヘリウム濃度は上昇する。よって、検知部54は、測定したヘリウム濃度が所定のヘリウム濃度よりも低い場合には、ケース11の内部からヘリウムが漏れていないとして、ケース11の気密性が良好であると判定する。検知部54は、測定したヘリウム濃度が所定のヘリウム濃度以上の場合には、ケース11の内部からのヘリウムの漏れを検知し、ケース11の気密性が不良であると判定する。
本実施形態の作用について説明する。
二次電池の製造方法は、充填装置31により、貫通孔14hからケース11内にヘリウムを充填する充填工程と、回転装置32により、ヘリウムが充填されたケース11を、貫通孔14hを封止せずに回転させる回転工程と、封止装置33により、貫通孔14hをブラインドリベット16によって封止する本封止工程とを備える。また、二次電池の製造方法は、本封止工程後に、ケース11の気密性を検査する気密検査工程を備える。
二次電池の製造方法は、充填装置31により、貫通孔14hからケース11内にヘリウムを充填する充填工程と、回転装置32により、ヘリウムが充填されたケース11を、貫通孔14hを封止せずに回転させる回転工程と、封止装置33により、貫通孔14hをブラインドリベット16によって封止する本封止工程とを備える。また、二次電池の製造方法は、本封止工程後に、ケース11の気密性を検査する気密検査工程を備える。
ここで、充填工程後かつ本封止工程前に回転工程が行われない場合について考える。この場合、充填工程後から本封止工程までの間に、ケース11の内部に充填されたヘリウムの一部は、貫通孔14hからケース11の外部の大気雰囲気中に漏れ出し、漏れ出したヘリウムの一部が蓋14の外面、及びケース本体13の外面における蓋14の近傍に吸着されることがある。すると、気密検査工程では、ポンプ53によりチャンバ51内が減圧されることで、ケース11の外面に吸着されたヘリウムは、ケース11の外面から脱離又は解離する。ケース11の外面から脱離又は解離したヘリウムは、ポンプ53によってケース11内の気体とともにチャンバ51内から排出される。このため、チャンバ51内から排気され、排気管52を通過する気体のヘリウム濃度は上昇する。よって、検知部54は、ケース11の気密性が良好であるにも関わらず、ヘリウムの漏れが発生していると誤検知する虞がある。
これに対し、本実施形態では回転工程を行うことで、ケース11内の重い気体は、遠心力によって回転軸線Lの径方向の外側に集められる。このため、回転工程後のケース11内において、重い気体は回転軸線Lの径方向の外側に多く存在し、軽い気体は回転軸線Lの径方向の内側に多く存在する。また、回転工程では、貫通孔14hがケース11において回転軸線Lの径方向の外側に位置する状態でケース11を回転させる。充填工程においてケース11内に充填されたヘリウムは、空気よりも軽い気体であるため、回転工程後、ケース11内において貫通孔14hとは反対側の回転軸線Lの径方向の内側に多く存在することになる。よって、本封止工程前に、貫通孔14hからケース11外にヘリウムが漏れ出すことを抑制できる。その結果、ケース11の外面にヘリウムが吸着することが抑制され、ケース11の外面に吸着したヘリウムを原因とする検知部54による誤検知を抑制できる。
本実施形態の効果について説明する。
(1)二次電池の製造方法は、貫通孔14hからケース11内にヘリウムを充填する充填工程と、充填工程の直後にケース11を回転させる回転工程と、回転工程の直後に貫通孔14hをブラインドリベット16によって本封止する本封止工程とを備える。
(1)二次電池の製造方法は、貫通孔14hからケース11内にヘリウムを充填する充填工程と、充填工程の直後にケース11を回転させる回転工程と、回転工程の直後に貫通孔14hをブラインドリベット16によって本封止する本封止工程とを備える。
充填工程では、充填装置31により、貫通孔14hからケース11内にヘリウムが充填される。そして、回転工程では、回転装置32は、ケース11を回転させる。これにより、ケース11内の重い気体は、遠心力によって回転軸線Lの径方向の外側に集められる。回転工程後のケース11内において、重い気体は回転軸線Lの径方向の外側に多く存在し、軽い気体は回転軸線Lの径方向の内側に多く存在する。また、回転工程では、貫通孔14hがケース11において回転軸線Lの径方向の外側に位置する状態でケース11を回転させる。充填工程においてケース11内に充填されたヘリウムは、空気よりも軽い気体であるため、回転工程後、ケース11内において貫通孔14hとは反対側の回転軸線Lの径方向の内側に多く存在することになる。よって、貫通孔14hからケース11外にヘリウムが漏れ出すことを抑制できる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 蓋14の形状は、長方形状に限定されない。
○ 蓋14の形状は、長方形状に限定されない。
例えば、蓋14は、板厚方向から見て正方形状であり、貫通孔14hは、蓋14の4つの角部のうちの1つの角部寄りに形成されていてもよい。この場合、回転工程では、回転軸線Lの径方向において貫通孔14hが形成された角部が外側に位置し、貫通孔14hが形成された角部と対角線上に位置する角部が内側に位置する状態でケース11を回転させる。
○ 貫通孔14hは、ケース本体13に形成されていてもよい。
○ 回転工程において、回転させる二次電池10の数は、1つに限定されない。例えば、回転装置32は、回転軸34の周方向に複数の把持部35を備えていてもよいし、回転軸34の軸方向に複数の把持部35を備えていてもよい。この場合、複数の二次電池10について同時に回転工程を行うことができる。
○ 回転工程において、回転させる二次電池10の数は、1つに限定されない。例えば、回転装置32は、回転軸34の周方向に複数の把持部35を備えていてもよいし、回転軸34の軸方向に複数の把持部35を備えていてもよい。この場合、複数の二次電池10について同時に回転工程を行うことができる。
○ 回転装置32は、回転軸34と複数の把持部35とを有する構成に限定されない。例えば、回転装置32は、回転可能な円柱状の回転部と、回転部の上面に形成され、ケース11を収容可能な凹部とを有する構成であってもよい。ケース11は、貫通孔14hがケース11において回転軸線Lの径方向の外側に位置する状態で凹部に収容される。回転部は、ケース11が凹部に収容された状態で回転することにより、二次電池10を回転させる。
○ 図6に示すように、回転工程において、回転装置32は、ケース本体13の第1短側壁13c及び蓋14の第1短側縁部14aが、ケース本体13の第2短側壁13d及び蓋14の第2短側縁部14bよりも重力方向の下側に位置する状態でケース11を回転させてもよい。つまり、回転装置32は、貫通孔14hに近い第1短側縁部14aが、第1短側縁部14aと対をなす第2短側縁部14bよりも重力方向の下側に位置する状態でケース11を回転させる。よって、蓋14及びケース本体13の底壁13bの面方向は、水平方向に対して傾斜する。
ヘリウムは重力方向の上側に移動しようとするが、上記構成では、貫通孔14hからケース11外にヘリウムが漏れ出すには、ヘリウムは重力方向の下側に向けて移動する必要がある。よって、本封止工程前に貫通孔14hからケース11外にヘリウムが漏れ出すことをより抑制できる。
○ 充填工程において、充填装置31は、ヘリウムに加えて空気よりも重いガスを貫通孔14hからケース11内に充填してもよい。空気よりも重いガスとしては、例えば、不燃性ガスで燃焼を抑制する効果のある二酸化炭素や六フッ化硫黄が挙げられる。なお、充填装置31は、ヘリウムと二酸化炭素又は六フッ化硫黄とが混合された混合ガスを充填してもよいし、ヘリウムを充填するための第1充填部と、二酸化炭素又は六フッ化硫黄を充填するための第2充填部とを有し、各充填部によってヘリウムと、二酸化炭素又は六フッ化硫黄とを充填してもよい。
この場合、ケース11内に存在する気体が空気及びヘリウムである場合と比較して、回転工程後の回転軸線Lの径方向における気体の分離がより顕著になる。よって、本封止工程前に貫通孔14hからケース11外にヘリウムが漏れ出すことをより抑制できる。
○ 電極組立体12は、上記実施形態に記載した、いわゆる積層型の電極組立体に限定されず、帯状の正極電極、帯状のセパレータ、及び帯状の負極電極をこの順に積層して巻回した巻回型の電極組立体であってもよい。
○ 本封止部材は、貫通孔14hを本封止できるのであれば、ブラインドリベット16に限定されず、適宜変更してよい。
○ 蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。
○ 蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。
10…蓄電装置としての二次電池、11…ケース、12…電極組立体、14…壁部としての蓋、14a…縁部としての第1短側縁部、14b…縁部としての第2短側縁部、14h…貫通孔、16…封止部材としてのブラインドリベット、30…蓄電装置の製造装置としての二次電池の製造装置、31…充填装置、32…回転装置、L…回転軸線。
Claims (6)
- 電極組立体と、前記電極組立体を収容するとともに、壁部に貫通孔が形成され、内部にヘリウムが充填されたケースと、前記貫通孔を封止する封止部材とを備える蓄電装置の製造装置であって、
前記貫通孔は、前記壁部の縁部寄りに位置し、
前記ヘリウムが充填された前記ケースを、前記貫通孔を封止せずに回転させる回転装置を備え、
前記回転装置は、前記貫通孔が前記ケースにおいて重力方向の上側に位置し、かつ前記貫通孔が前記ケースにおいて回転軸線の径方向の外側に位置する状態で前記ケースを回転させることを特徴とする蓄電装置の製造装置。 - 前記壁部は、矩形状であり、前記壁部の縁部のうち、前記貫通孔に最も近い縁部を孔側縁部としたとき、
前記回転装置は、前記孔側縁部が前記孔側縁部と対となる縁部よりも重力方向の下側に位置する状態で前記ケースを回転させる請求項1に記載の蓄電装置の製造装置。 - 前記貫通孔から前記ケースの内部に、前記ヘリウム、及び空気よりも重いガスを充填する充填装置を備える請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置の製造装置。
- 電極組立体が収容されたケースの内部に、前記ケースの壁部に形成された貫通孔からヘリウムを充填する充填工程と、
前記充填工程後に前記貫通孔を封止する封止工程と、
を備える蓄電装置の製造方法であって、
前記貫通孔は、前記壁部の縁部寄りに形成され、
前記充填工程後かつ前記封止工程前に、前記貫通孔を封止せずに前記ケースを回転させる回転工程を備え、
前記回転工程において、前記貫通孔が前記ケースにおいて重力方向の上側に位置し、かつ前記貫通孔が前記ケースにおいて回転軸線の径方向の外側に位置する状態で前記ケースを回転させることを特徴とする蓄電装置の製造方法。 - 前記壁部は、矩形状であり、前記壁部の縁部のうち、前記貫通孔に最も近い縁部を孔側縁部としたとき、
前記回転工程において、前記孔側縁部が前記孔側縁部と対となる縁部よりも重力方向の下側に位置する状態で前記ケースを回転させる請求項4に記載の蓄電装置の製造方法。 - 前記充填工程では、前記ヘリウムに加えて空気よりも重いガスを充填する請求項4又は請求項5に記載の蓄電装置の製造方法。
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JP2018239810A JP2020102355A (ja) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 蓄電装置の製造装置、及び蓄電装置の製造方法 |
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2018
- 2018-12-21 JP JP2018239810A patent/JP2020102355A/ja active Pending
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