JP2021093318A - 電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】注液時間の短縮【解決手段】ここで開示される電池の製造方法は、以下の（ａ）〜（ｃ）の工程を含む。（ａ）注液口２４０を有する電池ケース２１０に、電極体２２０が収容された電池組立体を用意する。（ｂ）注液ノズル１０を備えた注液装置を用意する。ここで、注液ノズル１０は、筒状のノズル管部１１と、ノズル管部１１の側面に周方向に沿って開口した長穴からなるノズル孔１２と有する。（ｃ）ノズル孔１２が電池ケース２１０内に到達するように、注液ノズル１０を電池ケース２１０に挿し込み、ノズル孔１２から電池ケース２１０内に電解液を注入する。【選択図】図１

Description

ここでの開示は、電池の製造方法に関する。

特開２０１９−１０２１９４号公報には、扁平角型の蓄電池の注液口に注液ノズルを挿入して電解液を注液する装置が開示されている。ここで開示されている装置の注液ノズルは、扁平角型の蓄電池の注液口に挿入された際に、蓄電池の第１の幅狭側側面に対向するように構成された第１の吐出口と、蓄電池の第１の幅狭側側面に対向するように構成された第２の吐出口とを有している。そして、第１の吐出口と第２の吐出口とでは、その開口面積が、吐出口と、吐出口と対向する幅狭側側面との距離が長い方が大きいように構成されている。かかる構成によれば、電解液の注液を短い時間で行なうことが可能になるとされている。

特開２００８−２０４６４９号公報には、蓄電池の注液口に装着し蓄電池に電解液を注液する注液ノズルを貫通する中空部と該中空部内を真空引きする吸引部とを有する、蓄電池用注液装置が開示されている。当該装置では、注液ノズルの下部側面に穿設の開口孔を覆う摺動子が、中空部に摺動自在にかつ液密に設けられている。当該装置によれば、蓄電池に電解液を注液後、蓄電池から電解液注液装置を離脱する際に、蓄電池が汚染されることが防止されるとされている。

特開２０１９−１０２１９４号公報 特開２００８−２０４６４９号公報

ここでは、電池の製造方法は、電解液を電池ケースに注入する注液工程において、注液時間を短縮できることが望ましい。

ここで開示される電池の製造方法は、以下の（ａ）〜（ｃ）の工程を含む。（ａ）注液口を有する電池ケースに、電極体が収容された電池組立体を用意する。（ｂ）筒状のノズル管部と、ノズル管部の側面に周方向に沿って開口した長穴からなるノズル孔と有する注液ノズルを備えた注液装置を用意する。（ｃ）ノズル孔が電池ケース内に到達するように、注液ノズルを電池ケースに挿し込み、ノズル孔から電池ケース内に電解液を注入する。

ここで開示される電池の製造方法によれば、電解液を電池ケースに注入する注液工程において、注液時間を短縮できる。

図１は、ここで開示される蓄電池用の注液装置１００の全体構成を示す模式図である。 図２は、蓄電池２００を示す斜視図である。 図３は、蓄電池２００の側面図である。 図４は、蓄電池２００の注液口２４０に挿入された注液ノズル１０を示す模式図である。 図５は、ノズル孔１２を正面から見た注液ノズル１０の側面図である。 図６は、注液ノズル１０の断面図である。 図７は、注液工程おける電池ケース２１０内の圧力と、注液ノズル１０から供給される電解液の量を経時的に示すグラフである。

以下、ここで開示される電池の製造方法の一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。本発明は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。図面における寸法関係（長さ、幅、厚さなど）は必ずしも実際の寸法関係を反映するものではない。本明細書において数値範囲を示す「Ｘ〜Ｙ」のような表記は、特に言及されない限りにおいて「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。

本明細書において「蓄電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス一般を指す用語であって、一次電池、二次電池等を含む概念である。「二次電池」とは、リチウムイオン二次電池、金属リチウム二次電池、ナトリウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池（いわゆる化学電池）のほか、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（いわゆる物理電池）をも包含する概念である。

図１は、ここで開示される蓄電池用の注液装置１００の全体構成を示す模式図である。注液装置１００は、図１に示されているように、注液ノズル１０と、電解液タンク２０と、注液通路３０と、収容チャンバ４０と、排気通路５０と、真空ポンプ６０と、加圧装置７０とを備えている。

注液ノズル１０と電解液タンク２０とは、注液通路３０によって接続されている。注液通路３０には、注液通路３０を開閉するための注液バルブ３２が設けられている。電解液タンク２０は、電解液（図示せず）を収容している。注液通路３０は、収容チャンバ４０を貫通するように設けられている。

収容チャンバ４０は、蓄電池２００が収容可能な収容空間を有している。図１に示された形態では、収容チャンバ４０は、チャンバ蓋体４２とチャンバ本体４４とを備えている。チャンバ蓋体４２とチャンバ本体４４とは、開閉可能なように構成されている。チャンバ蓋体４２とチャンバ本体４４とが閉じられた場合には、収容チャンバ４０内の気密性が確保される。

収容チャンバ４０には、排気通路５０が取り付けられている。排気通路５０には、排気バルブ５２が設けられている。収容チャンバ４０には、真空ポンプ６０が接続されている。収容チャンバ４０と真空ポンプ６０との間には、真空バルブ６２が設けられている。収容チャンバ４０内は、真空ポンプ６０によって所要の減圧状態に調整される。収容チャンバ４０には、加圧装置７０が接続されている。収容チャンバ４０と加圧装置７０との間には、加圧バルブ７２が設けられている。収容チャンバ４０内には、加圧装置７０によって不活性ガス（例、希ガス等）が供給される。そして、収容チャンバ４０内を大気圧または加圧状態にすることができるように構成されている。なお、真空ポンプ６０および加圧装置７０は、それぞれ、排気通路５０に接続されていてもよい。

収容チャンバ４０内には、固定台（図示せず）が設けられており、この固定台に蓄電池２００が配置される。本実施形態では、蓄電池２００は、例えば、リチウムイオン二次電池である。しかしながら蓄電池２００は、電解液を使用するものであればその種類には特に制限はなく、リチウムイオン二次電池以外の蓄電池であってよい。また、蓄電池２００の構造は、ここで例示されるものに限定されない。

図２は、蓄電池２００を示す斜視図である。図３は、蓄電池２００の側面図である。図３では、電池ケース２１０のケース本体２１４が切断され、蓄電池２００の内部が露見した状態で図示されている。蓄電池２００は、図２に示すように、電池ケース２１０と、電極体２２０とを備えている。蓄電池２００では、電池ケース２１０内に電解液が収容されている。なお、図１に示されているように、電池ケース２１０に電解液が注入される注液工程では、注液口２４０を有する電池ケース２１０に、電極体２２０が収容された電池組立体が用意される。換言すると、電池ケース２１０の内部に電解液が注入される前の、蓄電池２００の電池組立体が用意される。

ここで、電池ケース２１０は、蓋２１２とケース本体２１４とから構成されている。ここで用意された電池ケース２１０は、扁平角型の電池ケースであり、略直方体の角型のケース本体２１４が用いられている。

図２および図３に示されているように、ケース本体２１４は、４つの側面２１４ａ〜２１４ｄと、底面２１４ｅとを備えている。４つの側面２１４ａ〜２１４ｄは、互いに対向する幅が狭い一対の面（面積の狭い面）と、互いに対向する幅が広い一対の面（面積の広い面）とから構成されている。すなわち、電池ケース２１０は、面積の狭い、第１の幅狭側側面２１４ａおよび第２の幅狭側側面２１４ｂ、ならびに面積の広い、第１の幅広側側面２１４ｃおよび第２の幅広側側面２１４ｄを有している。ケース本体２１４は、底面２１４ｅに対向した面が開口しており、蓋２１２が装着されている。

蓋２１２には、安全弁２３０および注液口２４０が設けられている。安全弁２３０は、電池ケース２１０の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に該内圧を開放するように設定されている感圧式の安全機構である。安全弁２３０は、正確に動作させるために、蓋２１２の中央に設けられていてもよい。一方、注液口２４０は、安全弁２３０の隣に配置されている。注液口２４０は、注液後にシール材２４０ａが取付けられて封止される。図１に示されているように、注液工程では、注液口２４０は、封止されていない状態にある。

蓋２１２には、正極端子２５０と負極端子２６０とが取り付けられている。これらはそれぞれ、電池ケース２１０内に収容されている電極体２２０と電気的に接続されている。

電極体２２０は、いわゆる電池要素である。電極体２２０は、正極シート２１と、負極シート２２と、第１セパレータ２３と、第２セパレータ２４とを備えている。正極シート２１と、負極シート２２と、第１セパレータ２３と、第２セパレータ２４とは、それぞれ帯状のシートである。第１セパレータ２３と第２セパレータ２４は、特に区別を要さない場合には、適宜に「セパレータ」と称する。

正極シート２１と、第１セパレータ２３と、負極シート２２と、第２セパレータ２４とは、順に長手方向に向きを揃えて重ねられ、かつ、短手方向に沿って設定された捲回軸ＷＬ（図１参照）周りに捲回されている。このように電極体２２０は、長尺の帯状の第１セパレータ２３または第２セパレータ２４を介在させて、正極シート２１と負極シート２２とが重ねられて捲回されている。図２では、部分的に電極体２２０が破断され、内部が露見した状態で図示されている。

正極シート２１は、帯状の正極集電箔２１ａと、正極活物質層２１ｂとを有している。帯状の正極集電箔２１ａには、所要の耐性を備えた金属箔、例えば、アルミニウム箔が用いられている。正極集電箔２１ａの片側の長辺に沿って未形成部２１ａ１が設定されている。正極活物質層２１ｂは、未形成部２１ａ１を除いて正極集電箔２１ａの上に形成されている。正極シート２１の未形成部２１ａ１は、捲回軸ＷＬに沿った片側において、第１セパレータ２３および第２セパレータ２４からはみ出ている。

この実施形態では、概ね一定の幅で設定された未形成部２１ａ１を除いて、正極活物質粒子を含む正極活物質層２１ｂが両面に形成されている。正極集電箔２１ａで正極活物質層２１ｂが形成されていない未形成部２１ａ１は、電極体２２０の正極集電部となりうる。正極活物質粒子は、蓄電池２００の正極活物質として機能しうる粒子である。例えば、蓄電池２００がリチウムイオン二次電池である場合には、正極活物質粒子には、リチウム遷移金属複合材料のように、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸収しうる材料が用いられうる。リチウムイオン二次電池の正極活物質は、一般的に種々提案されており、特にリチウム遷移金属複合材料に限定されない。正極活物質層２１ｂは、正極活物質粒子がバインダで接合されており、正極活物質粒子間に電解液が含浸しうる間隙を有する層で構成されている。

負極シート２２は、帯状の負極集電箔２２ａと、負極活物質層２２ｂとを有している。帯状の負極集電箔２２ａには、所要の耐性を備えた金属箔、例えば、銅箔が用いられている。負極集電箔２２ａの片側の長辺に沿って未形成部２２ａ１が設定されている。負極活物質層２２ｂは、未形成部２２ａ１を除いて負極集電箔２２ａの上に形成されている。負極シート２２の未形成部２２ａ１は、捲回軸ＷＬに沿って正極シート２１の未形成部２１ａ１とは反対側において、第１セパレータ２３および第２セパレータ２４からはみ出ている。

この実施形態では、概ね一定の幅で設定された未形成部２２ａ１を除いて、負極活物質粒子を含む負極活物質層２２ｂが両面に形成されている。負極集電箔２２ａで負極活物質層２２ｂが形成されていない未形成部２２ａ１は、電極体２２０の負極集電部となりうる。負極活物質粒子は、蓄電池２００の負極活物質として機能しうる粒子である。例えば、蓄電池２００がリチウムイオン二次電池である場合には、負極活物質粒子には、天然黒鉛のように、充電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時に吸蔵したリチウムイオンを放電時に放出しうる材料が用いられうる。リチウムイオン二次電池の負極活物質粒子は、一般的に種々提案されており、特に天然黒鉛に限定されない。負極活物質層２２ｂは、負極活物質粒子がバインダで接合されており、負極活物質粒子間に電解液が含浸しうる間隙を有する層で構成されている。

第１セパレータ２３および第２セパレータ２４には、例えば、所要の耐熱性を有する多孔質の樹脂シートが用いられる。第１セパレータ２３および第２セパレータ２４は、電解質が通過しうる程度の細孔を有しているとよい。第１セパレータ２３および第２セパレータ２４のようなセパレータシートについても種々提案されており、特に限定されない。正極シート２１の正極活物質層２１ｂは、第１セパレータ２３または第２セパレータ２４が介在した状態で、負極シート２２の負極活物質層２２ｂに覆われているとよい。負極シート２２の負極活物質層２２ｂは、第１セパレータ２３と第２セパレータ２４とによって、さらに覆われているとよい。

この実施形態では、電極体２２０は、いわゆる捲回電極体である。電極体２２０は、図３に示されているように、扁平な形状を有している。電極体２２０は、図３に示されているように、捲回軸ＷＬ周りに、一対の平坦部２２０ａ，２２０ｂと、一対のＲ部２２０ｃ，２２０ｄとを備えている。平坦部２２０ａ，２２０ｂは、平坦な形状を有する部分である。平坦部２２０ａ，２２０ｂは、捲回軸ＷＬを挟んで互いに平行となっている。一対のＲ部２２０ｃ，２２０ｄは、捲回軸ＷＬ周りにおいて、一対の平坦部２２０ａ，２２０ｂを繋ぐ湾曲した部分である。

捲回軸ＷＬに沿った片側では、正極シート２１の未形成部２１ａ１がセパレータ２３，２４からはみ出ている。また、捲回軸ＷＬに沿った反対側では、負極シート２２の未形成部２２ａ１がセパレータ２３，２４からはみ出ている。捲回軸ＷＬに沿った片側で、正極シート２１の未形成部２１ａ１がセパレータ２３，２４からはみ出た部分を第１側部２２０ｅという。第１側部２２０ｅとは反対側で、負極シート２２の未形成部２２ａ１がセパレータ２３，２４からはみ出た部分を、第２側部２２０ｆという。捲回軸ＷＬ方向からみると、第１側部２２０ｅでは、正極シート２１の未形成部２１ａ１は、螺旋状に巻かれている。第２側部２２０ｆでは、負極シート２２の未形成部２２ａ１は、螺旋状に巻かれている。

平坦部２２０ａに対応した中間部分では、正極シート２１の未形成部２１ａ１と負極シート２２の未形成部２２ａ１とは、それぞれ平坦部２２０ａに直交する方向に集約され、かつ、正極端子２５０，負極端子２６０が溶接されている。このため、平坦部２２０ａに対応した中間部分では、正極シート２１の未形成部２１ａ１のシート間の間隙と、負極シート２２の未形成部２２ａ１のシート間の間隙は、それぞれ閉じられている。これに対してＲ部２２０ｃ，２２０ｄに対応した部分では、正極シート２１の未形成部２１ａ１のシート間の間隙と、負極シート２２の未形成部２２ａ１のシート間の間隙はそれぞれ維持されている。つまり、第１側部２２０ｅでは、螺旋状に巻かれた正極シート２１の未形成部２１ａ１のシート間に間隙がある。第２側部２２０ｆでは、螺旋状に巻かれた負極シート２２の未形成部２２ａ１のシート間に間隙がある。電極体２２０のような捲回電極体では、かかる捲回軸ＷＬ方向の第１側部２２０ｅと第２側部２２０ｆのシート間の間隙から、電極体２２０内部に電解液が含浸していく。

ここで提案される、注液ノズル１０は円筒形状をしており、注液ノズル１０のノズル径は、注液口２４０の開口径よりも小さい。注液装置１００は、注液ノズル１０を蓋２１２よりも低い位置に下降させることにより、注液ノズル１０を蓄電池２００の注液口２４０内に挿入可能なように構成されている。図４は、蓄電池２００の注液口２４０に挿入された注液ノズル１０を示す模式図である。なお、図１および図４に、注液装置１００の注液ノズル１０が蓄電池２００の注液口２４０に挿入された状態が示されている。図５は、ノズル孔１２を正面から見た注液ノズル１０の側面図である。図６は、注液ノズル１０の断面図である。

図４および図５に示されているように、注液装置１００の注液ノズル１０は、筒状のノズル管部１１と、ノズル管部１１の側面に周方向に沿って開口した長穴からなるノズル孔１２と有している。ノズル孔１２は、ノズル管部１１の概ね先端において、ノズル管部１１の側面に開口している。ノズル孔１２は、軸方向に比べて周方向に沿って長く開口した長穴である。なお、ノズル管部１１の側面には、ノズル孔１２が複数配置されていてもよい。例えば、図６に示されているように、ノズル孔１２は、ノズル管部１１の軸周りに対象となる位置に２つ配置されていてもよい。この実施形態では、ノズル管部１１は、蓋２１２と、電極体２２０のＲ部２２０ｃとの空間に挿し込まれる。蓋２１２と電極体２２０のＲ部２２０ｃとの間には、捲回軸ＷＬ方向に沿った細長い空間が形成されている。ここで、ノズル孔１２は、捲回軸ＷＬ方向に沿った方向に向けられているとよい。

注液工程では、図１に示されているように、電池ケース２１０に電極体２２０が収容された電池組立体が、収容チャンバ４０の所定位置に置かれる。この際、電池ケース２１０の注液口２４０は、上方に向けられている。次に、注液工程では、図１に示されているように、ノズル孔１２が電池ケース２１０内に到達するように、注液ノズル１０が電池ケース２１０に挿し込まれる。ノズル管部１１は、注液口２４０に対して垂直になるように電池ケース２１０内に挿入される。この際、ノズル管部１１の外形は、注液口２４０の内径よりも小さく、ノズル管部１１は、非接触で、注液口２４０に挿入される。ノズル孔１２は、電池ケース２１０の蓋よりも下に配置される。また、図４に示されているように、注液ノズル１０の先端と蓋２１２との距離Ｋ１は、大凡８ｍｍ〜１５ｍｍ程度としてもよい。また、注液ノズル１０の軸方向において、ノズル孔１２の中心と、注液ノズル１０の先端までの距離Ｋ２は、１ｍｍ〜５ｍｍとしてもよい。ノズル孔１２は、ノズル管部１１の側面に周方向に沿って開口した長穴からなる。

この場合、図５に示されているように、ノズル孔１２の中心を通るノズル管部１１の軸方向に沿った、ノズル孔１２の開口幅ｍ１と、ノズル孔１２の中心を通るノズル管部１１の周方向に沿った、ノズル孔１２の開口幅ｍ２との比（ｍ２／ｍ１）は、例えば、１．１〜４．０程度（例えば、１．２以上、さらには１．５以上、また３．０以下、さらには２．５以下程度）に設定されるとよい。具体的には、ｍ１：ｍ２＝１：２としてもよい。例えば、ｍ１を０．６ｍｍとし、ｍ２を１．２ｍｍとしてもよい。比（ｍ２／ｍ１）は、ノズル孔１２からスムーズに注液されるとの観点で、予め試験を行なうなどして定められるとよい。

図７は、注液工程おける電池ケース２１０内の圧力と、注液ノズル１０から供給される電解液の量を経時的に示すグラフである。ここで、グラフ（ａ）は、注液工程おける電池ケース２１０内の圧力Ｃ１と、注液ノズル１０から供給される電解液の量Ｑ１の経時的な変化が示されている。ここでは、図１と図７を適宜に参照図面として説明する。

図７の下部に示されたグラフ（ｂ）は、一次注液までの液面の変化を示すグラフである。このうち、ｂ１のグラフは、ノズル孔１２が丸穴であり、ノズル管部１１に対してノズル孔１２が１つ形成された形態において、ノズル孔１２が向けられた側の電極体２２０の側部の液面の変化が示されている。ｂ２のグラフは、ｂ１のグラフに対してノズル孔１２が向けられた側とは反対側の電極体２２０の側部の液面の変化が示されている。ｂ３のグラフは、ノズル孔１２が長穴（図５参照）であり、ノズル管部１１に対してノズル孔１２が１つ形成された形態において、ノズル孔１２が向けられた側の電極体２２０の側部の液面の変化が示されている。ｂ４のグラフは、ｂ３のグラフに対してノズル孔１２が向けられた側とは反対側の電極体２２０の側部の液面の変化が示されている。例えば、液面の変化や、電池ケース２１０内での電解液の挙動は、例えば、幅広側側面を透明とした電池ケースを用意して、注液工程での電池ケース２１０内の電解液の流れや泡の発生を観察するとよい。

図７のグラフ（ｂ）で示されているように、ノズル孔１２が丸穴の場合、電極体２２０の捲回軸ＷＬ方向の両側部の液面の差が大きい（ｂ１，ｂ２）。一次注液で電池ケース２１０に注液された電解液がスムーズに入っていないことが伺える。これに対して、ノズル孔１２が長穴の場合、電極体２２０の捲回軸ＷＬ方向の両側部の液面の差が小さい（ｂ３，ｂ４）。このため、一次注液で電池ケース２１０に注液された電解液がスムーズに入っていることが伺える。

また、グラフ（ｃ）には、注液終了後の液面の変化が示されている。図７に示された例では、図４に示すように、注液ノズル１０にはノズル孔１２が１つ形成されており、ノズル孔１２は、負極の未形成部２２ａ１が配置された電極体２２０の第２側部２２０ｆに向けて配置されている。ここで、ｃ１のグラフは、ノズル孔１２が丸穴であり、ノズル管部１１に対してノズル孔１２が１つ形成された形態における、注液終了後の液面の変化が示されている。ｃ２のグラフは、ノズル孔１２が長穴であり、ノズル管部１１に対してノズル孔１２が１つ形成された形態における、注液終了後の液面の変化が示されている。ｃ１のグラフとｃ２のグラフに示されているように、ノズル孔１２が長穴である場合には、丸穴である場合に比べて、注液終了後に液面がスムーズに下がっている。これは、電解液が電極体２２０にスムーズに含浸していることが伺える。これは、本発明者の知見によれば、ノズル孔１２が長穴である場合には、丸穴である場合に比べて、電池ケース２１０内での泡の発生が抑制されている。注液終了後に液面がスムーズに下がっているのは、このことに起因していると推察される。

まず、真空バルブ６２が開かれ、真空ポンプ６０によって収容チャンバ４０内を減圧状態にする。この際、電池ケース２１０内も同様に減圧状態になる。さらには、電極体２２０内の微細な間隙も空気が抜けて、減圧された状態になる（ｔ１）。ここでは、大気圧に対して、例えば、−９５ｋＰａ〜−８５ｋＰａ程度にまで減圧されるとよい。収容チャンバ４０内が予め定められた減圧状態になると、真空バルブ６２を閉じる。次に、注液バルブ３２が開かれる（ｔ２）。注液バルブ３２が開かれると、電解液タンク２０から注液通路３０を通じて注液ノズル１０に電解液が供給される。電池ケース２１０内が減圧されているため、電解液は、注液ノズル１０のノズル孔１２から勢いよく吐出される。

蓋２１２と電極体２２０のＲ部２２０ｃとの間には、ノズル管部１１の軸方向に対して狭い空間が形成されている。また、電池ケース２１０内の省スペース化の要請から、蓋２１２と電極体２２０のＲ部２２０ｃとの間の空間は、捲回軸ＷＬ方向に沿って細長く狭い。この実施形態では、ノズル孔１２は、捲回軸ＷＬ方向に向けられている。電解液は、ノズル孔１２が向けられた方向において、捲回軸ＷＬ方向の第１側部２２０ｅまたは第２側部２２０ｆへ勢いよく送られる。

第１側部２２０ｅまたは第２側部２２０ｆに送られた電解液は、第１側部２２０ｅまたは第２側部２２０ｆのシート間の間隙から電極体２２０内部に含浸していく。この際、電極体２２０の内部には、負圧が形成されており、電極体は電極体２２０の内部に引き込まれていく。しかしながら、電極体２２０内部の隙間は狭く、電解液は、毛細管現象のような作用によって、電極体２２０内に含浸していく。この際、電解液が電極体２２０内に含浸していく速度よりも、ノズル孔１２から供給される速度の方が早いため、注液が進むと電池ケース２１０内は電解液で満たされていく。注液工程では、ある程度、電池ケース２１０内が電解液で満たされたところで、一度、注液を止める（ｔ３）。注液を止めるタイミングは、注液口２４０から電解液が溢れる前のタイミングとなるように設定される。ここまでの注液は、一次注液と称されうる。

この段階では、電池ケース２１０内は電解液で満たされているが、電極体２２０の内部、特に中央部までは電解液が含浸しておらず、減圧された際に形成された負圧状態で維持されている。その後、収容チャンバ４０が大気開放される（ｔ４）。すると、電池ケース２１０内の電解液が大気圧の作用で押される。電極体２２０の内部は、負圧状態で維持されているので、電極体２２０の外に留まっていた電解液が、一気に電極体２２０に含浸していく。このため、電池ケース２１０内の電解液の液面が一気に下がる。それに合わせて注液を再開し、電池ケース２１０内に予め定められた量の電解液を注入する（ｔ５）。ここでの注液は、二次注液と称されうる。かかる二次注液により、注液工程が終了する。

この実施形態では、ノズル孔１２は、ノズル管部１１の側面に周方向に沿って開口した長穴からなる。このため、ノズル孔１２が丸穴である場合に比べて、ノズル孔１２に広い開口面積が確保できる。ノズル孔１２に広い開口面積が確保されているので、キャビテーションの発生が抑制される。キャビテーションの発生が抑制されるので、蓋２１２と電極体２２０のＲ部２２０ｃとの間が泡で満たされにくい。泡の発生が抑制されるので、電池ケース２１０内で電解液が流れやすく、一次注液で電解液が溢れにくく、より多くの電解液を注入できる。また、キャビテーションの発生が抑制されるので、電解液の吐出の速度が減少することが抑制される。この実施形態では、ノズル孔１２から吐出される電解液の速度が減少することが抑制される。このように、この実施形態では、ノズル孔１２がノズル管部１１の側面に周方向に沿って開口した長穴からなるので、一次注液、二次注液の時間をそれぞれ短縮でき、より短時間で注液を終えることができる。

本発明者の知見によれば、ノズル孔１２は、単に穴の径を大きくする場合は、流れの剥離が発生して、穴を大きくしても実際に液が流れる断面積はその穴径よりも小さくなる傾向がある。また、ノズル孔１２において、流れ剥離が生じると、液の流れが下向きになり、既に電池の中に存在する電解液と撹拌が起こり、電池ケース２１０内で泡が発生する原因になる。これに対して、ノズル孔１２が横長の穴であると、流れの剥離の発生が小さく抑えられる。例えば、実際に液が流れる断面積と穴径が同じくらいになる。また、横長穴にして、液の流れが下向きになりにくく、液を水平方向に飛ばすことができる。このため、電池ケース２１０内で、電解液の撹拌が少なく抑えられて、泡の発生が少なく抑えられる。

注液ノズル１０は、例えば、図６に示されているように、ノズル孔１２は、ノズル管部１１の軸周りに対象となる位置に２つ配置されていてもよい。この場合、注液工程では、２つのノズル孔１２が捲回軸ＷＬ方向に沿って、電極体２２０の第１側部２２０ｅと第２側部２２０ｆとに向けられているとよい。これにより、電極体２２０の第１側部２２０ｅと第２側部２２０ｆとに向けて、電解液が吐出されるので、よりスムーズに注液が行える。この場合、２つのノズル孔１２は、同じ大きさとしてもよい。

以上のとおり、ここで開示される電池の製造方法は、以下の（ａ）〜（ｃ）を含む。（ａ）注液口２４０を有する電池ケース２１０に、電極体２２０が収容された電池組立体を用意する。（ｂ）注液ノズル１０を備えた注液装置を用意する。ここで、注液ノズル１０は、筒状のノズル管部１１と、ノズル管部１１の側面に周方向に沿って開口した長穴からなるノズル孔１２と有する。（ｃ）ノズル孔１２が電池ケース２１０内に到達するように、注液ノズル１０を電池ケース２１０に挿し込み、ノズル孔１２から電池ケース２１０内に電解液を注入する。ここで開示される電池の製造方法によれば、電解液を電池ケース２１０に注入する注液工程において、注液時間を短縮できる。また、注液工程において、電解液が電池ケース２１０から溢れにくい。このため、注液工程の作業がスムーズに行なわれやすい。

以上、ここで開示される電池の製造方法について、種々説明した。特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた電池の製造方法の実施形態などは、本発明を限定しない。また、ここで開示される電池の製造方法は、種々変更でき、特に限定されない限りにおいて、各構成要素やここで言及された各処理は適宜に省略され、または、適宜に組み合わされうる。また、ここで特段言及されない電池の製造方法の構成については、矛盾が生じない限りにおいて、種々、公知の構成が採用されうる。

１０ 注液ノズル
１１ ノズル管部
１２ ノズル孔
２０ 電解液タンク
３０ 注液通路
３２ 注液バルブ
４０ 収容チャンバ
４２ チャンバ蓋体
４４ チャンバ本体
５０ 排気通路
５２ 排気バルブ
６０ 真空ポンプ
６２ 真空バルブ
７０ 加圧装置
７２ 加圧バルブ
１００ 注液装置
２００ 蓄電池
２１０ 電池ケース
２１２ 蓋
２１４ ケース本体
２１４ａ 幅狭側側面
２１４ｂ 幅狭側側面
２１４ｃ 幅広側側面
２１４ｄ 幅広側側面
２１４ｅ 底面
２２０ 電極体
２２０ａ，２２０ｂ 平坦部
２２０ｃ，２２０ｄ Ｒ部
２２０ｅ 第１側部
２２０ｆ 第２側部
２３０ 安全弁
２４０ 注液口
２４０ａ シール材
２５０ 正極端子
２６０ 負極端子
ＷＬ 捲回軸

Claims (1)

1. 注液口を有する電池ケースに、電極体が収容された電池組立体を用意し、
   筒状のノズル管部と、前記ノズル管部の側面に周方向に沿って開口した長穴からなるノズル孔と有する注液ノズルを備えた注液装置を用意し、
   前記ノズル孔が前記電池ケース内に到達するように、前記注液ノズルを前記電池ケースに挿し込み、前記ノズル孔から前記電池ケース内に電解液を注入する、
   電池の製造方法。

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