JP2022134782A - 乾燥装置及び乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で適切に外装容器の内部空洞及び電極群を乾燥できる乾燥装置及び乾燥方法を提供すること。【解決手段】乾燥装置１は、乾燥炉２、圧力調整機構４、回転機構８、及び温度調整機構９及びコントローラ１０を具備する。乾燥炉２は、注液口１０２が形成される外装容器１０１を備える電池１００を収容する。圧力調整機構４は、乾燥炉２の圧力を調整する。回転機構８は、乾燥炉内に回転可能に設けられ、回転機構８には、電池１００の注液口１０２が外周側を向く状態で電池１００が配置される。温度調整機構９は、電池１００の温度を維持できる。コントローラ１０は、圧力調整機構４の作動を制御することにより、乾燥炉２を圧力が始状態より低い減圧状態にするとともに、温度調整機構９の作動を制御することにより電池１００の温度を維持した状態で、回転機構８を回転させる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、乾燥装置及び乾燥方法に関する。

電池の製造工程においては、乾燥装置に設けられた乾燥炉内の温度を上昇させるとともに圧力を減圧することにより、注液口が形成された電池の外装容器の内部空洞及び内部空洞に収納される電極群から水分を除去する。前述のような水分の除去、すなわち電極群の乾燥において、乾燥装置が短時間で適切に外装容器の内部空洞及び電極群を乾燥させることが求められている。

特開２００２－１９８０９６号公報 特表２０１９－５３３１２６号公報 特開２０１１－１９２３９０号公報 特表２０１４－５０２０２５号公報

本発明が解決しようとする課題は、短時間で適切に外装容器の内部空洞及び電極群を乾燥できる乾燥装置及び乾燥方法を提供することである。

実施形態によれば、乾燥装置は、乾燥炉、圧力調整機構、回転機構、及び温度調整機構及びコントローラを具備する。乾燥炉は、注液口が形成される外装容器を備える電池を収容する。圧力調整機構は、乾燥炉の圧力を調整する。回転機構は、乾燥炉内に回転可能に設けられ、回転機構には、電池の注液口が外周側を向く状態で電池が配置される。温度調整機構は、電池の温度を維持できる。コントローラは、圧力調整機構の作動を制御することにより、乾燥炉を圧力が始状態より低い減圧状態にするとともに、温度調整機構の作動を制御することにより電池の温度を維持した状態で、回転機構を回転させる。

図１は、実施形態に係る乾燥装置の一例を示す概略図である。 図２は、実施形態に係る乾燥装置における回転機構を示す概略図である。 図３は、実施形態に係る乾燥装置における回転機構を、図２とは異なる方向から視た状態で示す概略図である。 図４は、実施形態に係る乾燥装置において、乾燥における乾燥炉の圧力の経時的な変化の一例を示すグラフである。 図５は、実施形態に係る乾燥装置において、乾燥炉に電池が配置された状態において、コントローラにより実行される処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、実施形態の変形例に係る乾燥装置における変形機構を示す概略図である。 図７は、実施形態の変形例に係る乾燥装置において、乾燥炉に電池が配置された状態において、コントローラにより実行される処理の一例を示すフローチャートである。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係る乾燥装置１の一例を示す。乾燥装置１は、電池１００の外装容器１０１の内部を乾燥する。電池１００の外装容器１０１には、注液口１０２が形成される。外装容器１０１の内部空洞には、正極、負極及びセパレータを備える電極群１０３（図２参照）が収納される。電池１００は、例えばリチウムイオン電池である。

乾燥装置１は、乾燥炉２、圧力調整機構４、回転機構８、温度調整機構９及びコントローラ１０を具備する。圧力調整機構４は、加圧機構５、減圧機構６及び圧力開放機構７を備える。加圧機構５は、減圧機構６とは別の構成として、圧力調整機構４に設けられる。乾燥炉２では、鉛直方向（矢印Ｚ１及び矢印Ｚ２で示す方向）、鉛直方向に対して交差する（直交又は略直交する）第１の水平方向（矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２で示す方向）、鉛直方向及び第１の水平方向の両方に対して交差する（直交又は略直交する）第２の水平方向（矢印Ｙ１及び矢印Ｙ２で示す方向）が、規定される。

乾燥炉２では、乾燥対象としての電池１００が乾燥される。乾燥炉２には、例えば、電池１００が図示しない搬送路を通して搬入される。電池１００は、搬送トレイ等の搬送台に載置されて、乾燥炉２に搬入されてもよい。乾燥炉２への電池１００の搬入は後述する始状態の状態で行なわれる。乾燥炉２の内部の圧力は、後述する圧力調整機構４により調整される。また、乾燥炉２は、乾燥炉２の外部に対して密閉可能である。乾燥炉２は、圧力に対する耐性を有する形状であることが好ましい。乾燥炉２の形状は、例えば、円筒状又は略円筒状、球殻状又は略球殻状である。なお、乾燥炉２の形状はこれらに限られるものではない。また、乾燥炉２は、乾燥炉２を収容する容器内に配置されてもよい。

圧力調整機構４は、乾燥炉２の内部の圧力を調整する。圧力調整機構４は、乾燥炉２の内部と外部とを接続する。本実施形態では、加圧機構５が乾燥炉２の内部と外部とを接続し、減圧機構６が乾燥炉２の内部と外部とを接続し、圧力開放機構７が乾燥炉２の内部と外部とを接続する。

加圧機構５は、乾燥炉２の内部の圧力を上昇させる。加圧機構５は、乾燥炉２の内部の圧力を上昇可能な構成であれば、その構成は特に限定されない。加圧機構５の構成は、例えば、乾燥対象によって適宜変更できる。図１の一例に示すように、本実施形態の加圧機構５は、昇圧機５１、加圧サブタンク５２及びバルブ５３を備える。加圧機構５には、乾燥炉２を加圧するための気体が加圧機構５の外部から供給される。供給される気体は、例えば、ドライエアである。乾燥炉２と加圧サブタンク５２との間、加圧サブタンク５２と昇圧機５１との間、及び、昇圧機５１と外部からの気体の供給元との間には、バルブ５３が設けられる。加圧機構５により、乾燥炉２の内部の圧力を上昇させる加圧ラインが形成される。昇圧機５１を駆動させるとともにバルブ５３を開放することで乾燥炉２の内部を加圧することにより、乾燥炉２の内部の圧力が乾燥炉２の外部より高い状態（加圧状態）となる。乾燥炉２の外部の圧力が大気圧と一致又は略一致する場合、乾燥炉２は大気圧より高い状態となる。

減圧機構６は、乾燥炉２の内部の圧力を減少させる。減圧機構６は、乾燥炉２の内部の圧力を減少可能な構成であれば、その構成は特に限定されない。減圧機構６の構成は、例えば、乾燥対象によって適宜変更できる。図１の一例に示すように、本実施形態の減圧機構６は、減圧ポンプ６１及びバルブ６２を備える。減圧機構６では、減圧ポンプ６１がバルブ６２を間に介して乾燥炉２に接続される。減圧ポンプ６１は、バルブ（排気バルブ）６２に接続される。減圧機構６により、乾燥炉２の内部の圧力を減少させる減圧ラインが形成される。減圧ポンプ６１を駆動させるとともにバルブ６２を開放することで乾燥炉２の内部を減圧することにより、乾燥炉２の内部の圧力が乾燥炉２の外部より低い状態（減圧状態）となる。乾燥炉２の外部の圧力が大気圧と一致又は略一致する場合、乾燥炉２は大気圧より低い状態となる。

圧力開放機構７は、乾燥炉２の内部の圧力を開放することで、乾燥炉２の内部の圧力を乾燥炉２の外部の圧力と同一又は略同一にする。圧力開放機構７は、乾燥炉２の内部の圧力を乾燥炉２の外部と同一又は略同一にすることができる構成であれば、その構成は特に限定されない。圧力開放機構７の構成は、例えば、乾燥対象によって適宜変更できる。図１の一例に示すように、本実施形態の圧力開放機構７は、リークバルブ７１を備える。リークバルブ７１は、乾燥炉２と接続される。リークバルブ７１の開放により、乾燥炉２の内部と外部とが連通するため、乾燥炉２の内部の圧力が外部と同一又は略同一となる。乾燥炉２の外部の圧力は、例えば、大気圧と一致又は略一致する。この場合、リークバルブ７１の開放（大気開放）により、乾燥炉２の内部の圧力が大気圧と一致又は略一致する状態（大気圧状態）となる。

図２及び図３は、回転機構８を示す概略図である。図２及び図３では、乾燥対象としての電池１００は、乾燥炉２の内部に設けられる回転機構８への搬入が完了した状態である。図２及び図３においても、図１と同様に鉛直方向、第１の水平方向及び第２の水平方向が規定される。回転機構８には、乾燥対象としての電池１００が配置（設置）される。回転機構８は、乾燥対象として電池１００に遠心力を加えることにより乾燥可能な構成であれば、その構成は特に限定されない。回転機構８の構成は、例えば、乾燥対象によって適宜変更できる。

図２及び図３の一例に示すように、回転機構８は、軸部８１及び板部８２，８３を備える。軸部８１は、鉛直方向に沿って延設される。板部８２及び板部８３は、鉛直方向について、互いに対して離れた状態で配置される。板部８２及び板部８３の間には、隙間が形成される。この隙間に、乾燥対象としての電池１００が配置される。板部８２及び板部８３は、例えば、円盤状又は略円盤状に形成される。ある一例では、板部８２の上に複数の電池１００が載せられ、複数の電池１００の外装容器１０１の上に板部８３が載せられる。これにより、電池１００は、板部８２の上に保持される。板部８２及び板部８３の厚さは、乾燥対象としての電池１００を適切に保持できれば特に制限されない。板部８２及び板部８３の第１の水平方向の大きさ及び第２の水平方向の大きさは、配置する電池１００の大きさ、形状、数量等に応じて適宜変更できる。

回転機構８において、板部８２及び板部８３は、軸部８１の中心軸Ｃを回転中心として回転可能である。回転機構８では、電動モータ等の駆動部材（図示しない）を駆動することにより、例えば、矢印Ｒ１の方向へ板部８２及び板部８３が回転する。図３に示すように、複数の電池１００は、板部８２及び板部８３の間に、電池１００の注液口１０２が回転機構８の外周側を向く状態で配置される。図３の一例では、８つの電池１００が板部８２の上に、注液口１０２を回転機構８の外周側を向く状態で配置される。なお、図３において、板部８２及び板部８３は１つずつ設けられているが、これに限定されるものではない。すなわち、鉛直方向について互いに対してずれた位置に、板部８２及び板部８３の組が回転機構８に複数配置されていてもよい。この場合、板部８２及び板部８３の複数の組は、軸部８１の中心軸Ｃを回転中心として回転可能である。そのため、板部８２及び板部８３の複数の組は、回転機構８において、互いに対して同心又は略同心に配置される。

回転機構８は、所定の回転速度で回転することにより、電池１００に対して遠心力を加える。回転機構８の回転速度は、乾燥対象に応じて適宜調整できる。ある一例では、回転機構８の回転速度は１０～１０００回転／分程度である。前述のように回転機構８では、電池１００の注液口１０２が回転機構８の外周側を向く状態で配置される。そのため、回転機構８が電池１００に遠心力を加えることにより、注液口１０２から電池１００の内部空洞に存在する液体（水分）及びその液体が気化した気体の少なくとも一方が排出される。

図１に示すように、回転機構８に配置される電池１００の注液口１０２は、三方弁８４に接続される。三方弁８４は、加圧機構５及び減圧機構６に接続される。本実施形態では、昇圧機５１を駆動させるとともにバルブ５３及び三方弁８４を開放することで電池１００の内部空洞を加圧することにより、電池１００の内部空洞の圧力が乾燥炉２の内部の圧力より高い状態にできる。乾燥炉２の内部の圧力が大気圧と一致又は略一致する場合、電池１００の内部空洞は大気圧より高い状態となる。また、減圧ポンプ６１を駆動させるとともにバルブ６２及び三方弁８４を開放することで電池１００の内部空洞を減圧することにより、電池１００の内部空洞の圧力が乾燥炉２の内部の圧力より低い状態にできる。乾燥炉２の内部の圧力が大気圧と一致又は略一致する場合、電池１００の内部空洞は大気圧より低い状態となる。

加圧機構５による電池１００の内部空洞の加圧及び減圧機構６による電池１００の内部空洞の減圧は、電池１００の外装容器１０１が塑性変形し始める基準となる閾値以下で行われることが好ましい。すなわち、電池１００の外装容器１０１が弾性変形する範囲で、圧力調整機構４が電池１００の内部空洞を加圧又は減圧する。外装容器１０１の塑性変形し始める基準となる閾値は、測定により算出してもよく、シミュレーションの実行により決定してもよく、解析的な計算により決定してもよい。

本実施形態では、圧力調整機構４による外装容器１０１の塑性変形し始める基準となる閾値は、例えば、次のようにして設定する。まず、外装容器１０１の初期寸法を測定する。次に、加圧機構５を作動させ、０ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下の圧力において、外装容器１０１の内部空洞を１０秒間継続して加圧する。加圧終了後、外装容器１０１の変形後寸法を測定する。次に、外装容器１０１の内部空洞を２０秒間継続して加圧すること以外は同様にして、外装容器１０１の初期寸法及び変形後寸法を測定する。次に、外装容器１０１の内部空洞を３０秒間継続して加圧すること以外は同様にして、外装容器１０１の初期寸法及び変形後寸法を測定する。これらの初期寸法及び変形後寸法から、外装容器１０１の塑性変形し始める基準となる閾値の閾値を設定する。ある一例では、～を算出することにより閾値を設定する。

温度調整機構９は、乾燥炉２の温度を調整する。温度調整機構９は、乾燥炉２の内部の温度を調整可能な構成であれば、その構成は特に限定されない。温度調整機構９の構成は、例えば、乾燥対象によって適宜変更できる。温度調整機構９は、例えば、ヒータである。本実施形態では、温度調整機構９は、乾燥炉２の温度を、電池１００の内部空洞から内部空洞に含まれる水分の除去が促進される温度に調整する。ある一例では、温度調整機構９は、乾燥炉２の温度を９５℃程度に調整する。温度調整機構９により乾燥炉２の温度が調整されることにより、乾燥炉２の内部に配置された電池１００の温度も乾燥炉２の温度と同程度となる。

コントローラ１０は、例えばコンピュータ等である。コントローラ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含むプロセッサ又は集積回路（制御回路）及びメモリ等の記憶媒体を備える。コントローラ１０は、集積回路等を１つ備えてもよく、集積回路等を複数備えてもよい。コントローラ１０は、記憶媒体等に記憶されるプログラム等を実行することにより、処理する。コントローラ１０は、圧力調整機構４（加圧機構５、減圧機構６及び圧力開放機構７）による加圧、減圧及び圧力開放、回転機構８の作動、温度調整機構９の作動等を制御する。

乾燥装置１では、ユーザーインターフェースが設けられてもよい。ユーザーインターフェースは、操作部材を備える。操作部材では、乾燥装置１の操作に関する指令が、作業者等によって入力される。操作部材としては、ボタン、ダイヤル及びタッチパネル等が挙げられる。ユーザーインターフェースは、作業者等に情報を告知する告知部を備えていてもよい。告知部は、画面表示、音の発信及びライトの点灯等によって、告知する。告知部では、例えば、作業者によって認識されることが必要な情報、及び、作業者への警告情報等が告知される。

図４は、乾燥における乾燥炉２の圧力の経時的な変化（圧力プロファイル）の一例を示す概略図である。図４では、横軸は圧力調整機構４による乾燥炉２の圧力調整の開始からの経過時間を示し、縦軸は乾燥炉２の圧力を示す。線αは、乾燥炉２の圧力の経時的な変化、すなわち圧力プロファイルを示す。

図４の一例では、圧力ｐ０，ｐ１，ｐ２が規定される。圧力ｐ０は、圧力調整機構４により乾燥炉２の圧力が調整され始める状態（始状態）の乾燥炉２の圧力である。始状態の圧力である圧力ｐ０は、例えば、電池１００が図示しない搬送路を通して（又は搬送トレイ等の搬送台に載置されて）搬入されて乾燥炉２に収容される時点の圧力、すなわち大気圧である。圧力ｐ１は、圧力調整機構４により調整される際の乾燥炉２の圧力の下限圧力である。下限圧力は、例えば、圧力ｐ０を基準として、－９８ｋＰａ以上－１０ｋＰａ以下であることが好ましい。圧力ｐ０が大気圧の場合、下限圧力は、ゲージ圧力において－９８ｋＰａ以上－１０ｋＰａ以下であることが好ましい。圧力ｐ２は、圧力調整機構４により調整される際の乾燥炉２の圧力の上限圧力である。上限圧力は、例えば、０．２ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下であることが好ましい。なお、上限圧力は、乾燥炉２の設計圧力以下である。また、乾燥炉２の圧力が圧力ｐ０より高い状態を加圧状態と規定し、乾燥炉２の圧力が圧力ｐ０より低い状態を減圧状態と規定する。

図４の一例に示す圧力プロファイルでは、時間ｔ０より前に、電池１００が乾燥炉２の内部に搬入され、電池１００が所定の位置に配置された回転機構８が回転し始めるとともに、温度調整機構９が乾燥炉２の温度調整を開始する。すなわち、時間ｔ０以降においては、電池１００が回転機構８により回転され続けているとともに、温度調整機構９により乾燥炉２の温度が所定の温度に調整されている。

時間ｔ０において、圧力調整機構４は、乾燥炉２の圧力を調整し始める。乾燥炉２の圧力は、時間ｔ０から時間ｔ１までの間において、圧力調整機構４（減圧機構６）により圧力ｐ１まで減圧される。時間ｔ０から時間ｔ１までの間において、例えば、乾燥炉２の圧力が単調減少する。時間ｔ１において乾燥炉２の圧力がｐ１になると、乾燥炉２の圧力は、時間ｔ１から時間ｔ２までの間において、圧力調整機構４（圧力開放機構７）により圧力ｐ０まで開放される。時間ｔ１から時間ｔ２までの間において、例えば、乾燥炉２の圧力が単調増加する。このように、図４に示す圧力プロファイルでは、時間ｔ０から時間ｔ２までの間において、乾燥炉２が減圧状態に維持される。

乾燥炉２が減圧状態に維持されている状態において、電池１００の内部空洞の圧力は、圧力調整機構４により変動される。すなわち、電池１００の内部空洞の圧力が、乾燥炉２の圧力とは異なる圧力に調整される。ある一例では、加圧機構５と接続された三方弁８４を開放するとともに加圧機構５により電池１００の内部空洞を加圧することで、電池１００の内部空洞の圧力が上昇する。別のある一例では、減圧機構６と接続された三方弁８４を開放するとともに減圧機構６により電池１００の内部空洞を減圧することで、電池１００の内部空洞の圧力が減少する。これにより、電池１００の内部空洞内の空気が乾燥炉２の空気と交換される。

時間ｔ２において乾燥炉２の圧力が圧力ｐ０に達した後、乾燥炉２の圧力は、時間ｔ２から時間ｔ３までの間において、圧力調整機構４（加圧機構５）により圧力ｐ２まで加圧される。時間ｔ２から時間ｔ３までの間において、例えば、乾燥炉２の圧力が単調増加する。時間ｔ２から時間ｔ３までの間においても、時間ｔ１から時間ｔ２までの間と同様に、電池１００の内部空洞が乾燥される。時間ｔ２から時間ｔ３までの間では、時間ｔ１から時間ｔ２までの間と比較して、乾燥炉２の内部の圧力が高い。

時間ｔ３において乾燥炉２の圧力がｐ２になると、圧力調整機構４は、乾燥炉２の圧力を減少させ始める。乾燥炉２の内部の圧力は、時間ｔ３から時間ｔ４まで間において、圧力調整機構４（圧力開放機構７）により圧力ｐ０まで減圧される。時間ｔ３から時間ｔ４までの間において、例えば、乾燥炉２の内部の圧力が単調減少する。時間ｔ４において、乾燥炉２の内部の圧力がｐ０となる。このように、図４に示す圧力プロファイルでは、時間ｔ２から時間ｔ４までの間において、乾燥炉２が加圧状態に維持される。乾燥炉２が加圧状態に維持されている状態においても、前述した減圧状態に維持されている状態と同様に、電池１００の内部空洞の圧力は、圧力調整機構４により変動される。これにより、電池１００の内部空洞内の空気が乾燥炉２の空気と交換される。

以上のようにして、図４に示す圧力プロファイルでは、圧力調整機構４（加圧機構５、減圧機構６及び圧力開放機構７）、回転機構８及び温度調整機構９を用いて、乾燥炉２が減圧状態にされた後に、始状態の圧力ｐ０を超えて加圧状態にされ、始状態に戻される。さらに、圧力調整機構４が、減圧状態及び加圧状態のいずれの状態においても、電池１００の内部空洞の圧力を変動させる。これにより、例えば乾燥炉２の内部に配置された電池１００から水分を十分に蒸発させることにより、電池１００を乾燥する。

このように、乾燥装置１による圧力プロファイルでは、乾燥炉２の圧力が始状態の圧力ｐ０から減圧され、圧力開放により再び始状態の圧力ｐ０に戻る。その後、乾燥炉２の圧力が始状態の圧力ｐ０から加圧され、圧力開放により再び始状態の圧力ｐ０に戻る。言い換えると、圧力プロファイルは、始状態の圧力から減圧状態を経由して始状態の圧力に遷移する減圧状態遷移と、始状態の圧力から加圧状態を経由して始状態の圧力に遷移する加圧状態遷移と、を備える。なお、圧力プロファイルには、１つ又は複数の減圧状態遷移と、１つ又は複数の加圧状態遷移と、が存在してもよい。

ある一例では、コントローラ１０が、減圧状態における経過時間及び加圧状態における経過時間に基づいて、圧力調整機構４（加圧機構５、減圧機構６及び圧力開放機構７）を制御してもよい。この場合、乾燥炉２の内部の圧力が減圧状態である時間及び／又は加圧状態である時間は、あらかじめ設定された所定の時間である。コントローラ１０は、乾燥炉２が減圧状態となる圧力を所定の時間維持する。また、コントローラ１０は、乾燥炉２が加圧状態となる圧力を所定の時間維持する。減圧状態及び加圧状態のいずれにおいても、所定の時間が経過した後、コントローラ１０は、乾燥炉２の圧力を適宜変化させる。

図５は、乾燥対象としての電池１００が乾燥炉２に搬送された状態において、コントローラ１０によって実行される処理を示す。図５は、図４に示す圧力プロファイルにおいてコントローラ１０によって実行される処理の一例である。図５の処理は、乾燥装置１において乾燥動作が実行されるたびに、コントローラ１０によって実行される。したがって、図５の処理は、乾燥装置１の１回の乾燥において実行される処理の一例を示す。

図５に示す処理の場合、すなわち図４に示す圧力プロファイルに対応する処理の場合、乾燥装置１では、コントローラ１０は、回転機構８を駆動する駆動部を制御し、回転機構８を所定の回転速度で回転させる（Ｓ１０１）。また、コントローラ１０は、温度調整機構９を制御し、乾燥炉２の温度を所定の温度に調整する（Ｓ１０１）。コントローラ１０は、圧力調整機構４（減圧機構６）を制御し、乾燥炉２を減圧状態に遷移させる（Ｓ１０２）。コントローラ１０は、圧力調整機構４（加圧機構５及び減圧機構６）及び三方弁８４を制御し、電池１００の内部空洞の圧力を変動させる（Ｓ１０３）。コントローラ１０は、圧力調整機構４（圧力開放機構７）を制御し、乾燥炉２を始状態に遷移させる（Ｓ１０４）。

前述したように、図４に示す圧力プロファイルでは、始状態への遷移に続いて乾燥炉２が加圧状態に遷移する。そのため、コントローラ１０は、圧力調整機構４（加圧機構５）を制御し、乾燥炉２を加圧状態に遷移させる（Ｓ１０５）。コントローラ１０は、圧力調整機構４（加圧機構５及び減圧機構６）及び三方弁８４を制御し、電池１００の内部空洞の圧力を変動させる（Ｓ１０６）。コントローラ１０は、圧力調整機構４（圧力開放機構７）を制御し、乾燥炉２を始状態に遷移させる（Ｓ１０７）。

コントローラ１０は、Ｓ１０７の処理の後、乾燥装置１が停止条件を満足するか否かを判定する（Ｓ１０８）。乾燥装置１が終了条件を満足していない場合（Ｓ１０８－Ｎｏ）、コントローラ１０はＳ１０２以降の処理を順次行う。乾燥装置１が終了条件を満足する場合（Ｓ１０８－Ｙｅｓ）、コントローラ１０は、回転機構８を駆動する駆動部を制御し、回転機構８の回転を停止させる（Ｓ１０９）。また、コントローラ１０は、温度調整機構９を制御し、乾燥炉２の温度調整を終了させる（Ｓ１０９）。これにより、乾燥装置１による電池１００の乾燥が完了する。なお、図４に示す圧力プロファイルは、Ｓ１０１から処理が進行し、Ｓ１０８の処理において、コントローラ１０が終了条件を満足すると判定した場合の圧力プロファイルに相当する。ある一例では、終了条件は、加圧状態を所定の時間継続することである。

前述のように本実施形態では、乾燥装置１は、乾燥炉２、圧力調整機構４、回転機構８、及び温度調整機構９及びコントローラ１０を具備する。乾燥炉２は、注液口１０２が形成される外装容器１０１及び外装容器１０１の内部空洞に収納される電極群１０３を備える電池１００を収容する。圧力調整機構４は、乾燥炉２の圧力を調整する。回転機構８は、乾燥炉２内に回転可能に設けられ、回転機構８には、電池１００の注液口１０２が外周側を向く状態で電池１００が配置される。温度調整機構９は、電池１００の温度を維持できる。コントローラ１０は、圧力調整機構４の作動を制御することにより、乾燥炉２を圧力が始状態より低い減圧状態にするとともに、温度調整機構９の作動を制御することにより電池１００の温度を維持した状態で、回転機構８を回転させることにより電池１００に遠心力を与える。これにより、前述のようにして、電池１００の外装容器１０１の内部空洞が適切に乾燥される。そのため、本実施形態の乾燥装置１では、短時間で適切に外装容器１０１の内部空洞及び内部空洞に配置される電極群１０３を乾燥できる。

本実施形態では、コントローラ１０は、圧力調整機構４の作動を制御することにより、乾燥炉２を減圧状態にした後に圧力が始状態より高い加圧状態にすることが好ましい。これにより、前述のようにして乾燥炉２の内部の圧力が変動するとともに、乾燥炉２の内部に配置された電池１００の内部空洞における圧力が変動する。そのため、内部空洞に配置される電極群１０３を構成する正極、負極及びセパレータの間が広げられることにより、電極群１０３の乾燥が促進される。よって、乾燥装置１では高い乾燥効率を実現できるため、短時間で適切に乾燥対象である外装容器１０１の内部空洞及び内部空洞に配置される電極群１０３を乾燥できる。

本実施形態では、圧力調整機構４は、外装容器の内部の圧力を調整することが好ましい。また、コントローラ１０は、圧力調整機構４の作動を制御することにより、外装容器１０１の内部の圧力を乾燥炉２の圧力とは異なる圧力に調整することが好ましい。これにより、前述のようにして、乾燥炉２の内部の圧力と外装容器１０１の内部の圧力との間に、差圧が発生する。そのため、外装容器１０１の内部空洞と乾燥炉２の内部との間における気体の交換が促進される。よって、乾燥装置１では高い乾燥効率を実現できるため、短時間で適切に乾燥対象である外装容器１０１の内部空洞及び内部空洞に配置される電極群１０３を乾燥できる。

（変形例）
図６は、電池１００の外装容器１０１を変形させる変形機構１１の一例を示す概略図である。本変形例では、三方弁８４を介して電池１００の内部空洞の圧力を変動させる代わりに、または三方弁８４を介して電池１００の内部空洞の圧力を変動させることに加えて、変形機構１１により電池１００の内部空洞の大きさを変動させる。変形機構１１の作動等は、コントローラ１０により制御される。変形機構１１は電池１００の外装容器１０１に取り付けられ、電池１００の外装容器１０１に外力を加えるパッド１２，１３を備える。パッド１２，１３は、外装容器を間に挟む状態で外側から外装容器に取り付けられる。外装容器１０１は、パッド１２，１３により変形されることにより、電池１００の内部空洞の大きさが変化する。外装容器１０１の内部空洞に向かう力、すなわち外装容器１０１を内側に押す力がパッド１２，１３から外装容器１０１に加えられることにより、電池１００の内部空洞の大きさが小さくなる。外装容器１０１を外側に引く力が外装容器１０１に加えられることにより、電池１００の内部空洞の大きさが大きくなる。

変形機構１１は、外装容器１０１と同一又は略同一の熱伝導率を有する材料から形成されることが好ましい。ある一例では、変形機構１１を形成する材料の熱伝導率は、１６．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。このような熱伝導率を有する材料から変形機構１１を形成することにより、変形機構１１が外装容器１０１に取り付けられることで外装容器１０１の温度が低下することを抑制できる。

本変形例では、パッド１２，１３は、例えば、吸着パッドである。パッド１２，１３は、圧力調整機構４（加圧機構５、減圧機構６及び圧力開放機構７）に接続される。加圧機構５によってパッド１２，１３に作用する圧力が大きくなることにより、外装容器１０１を内側に押す力が加えられるため、電池１００の内部空洞の大きさが小さくなる。減圧機構６によってパッド１２，１３に作用する圧力が小さくなることにより、外装容器１０１を外側に引く力が加えられるため、電池１００の内部空洞の大きさが大きくなる。なお、パッド１２，１３は、図示しない駆動部により駆動されることにより、外装容器１０１を変形してもよい。

変形機構１１が外装容器１０１に加える力の大きさは、外装容器１０１が塑性変形し始める基準となる閾値以下である。すなわち、外装容器１０１が弾性変形する範囲内で外装容器１０１を変形する力が、変形機構１１により外装容器１０１に加えられることが好ましい。外装容器１０１の塑性変形し始める基準となる閾値は、外装容器１０１の材質等に対応して適宜設定できる。外装容器１０１の塑性変形し始める基準となる閾値は、測定により算出してもよく、シミュレーションの実行により決定してもよく、解析的な計算により決定してもよい。

本変形例では、パッド１２，１３による外装容器１０１の塑性変形し始める基準となる閾値は、例えば、次のようにして設定する。まず、外装容器１０１の初期寸法を測定する。次に、パッド１２，１３を外装容器１０１に取り付ける。減圧機構６を作動させ、パッド１２，１３に作用する圧力を０ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下にして、外装容器１０１を１０秒間継続して外側に引っ張る。パッド１２，１３を外装容器１０１から取り外した後、外装容器１０１の変形後寸法を測定する。次に、外装容器１０１を２０秒間継続して外側に引っ張ること以外は同様にして、外装容器１０１の初期寸法及び変形後寸法を測定する。次に、外装容器１０１を３０秒間継続して外側に引っ張ること以外は同様にして、外装容器１０１の初期寸法及び変形後寸法を測定する。これらの初期寸法及び変形後寸法から、外装容器１０１が塑性変形し始める基準となる閾値を設定する。ある一例では、～を算出することにより閾値を設定する。

図７は、変形例において、コントローラ１０によって実行される処理を示す。図７に示す処理の場合、Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０４，Ｓ２０５，Ｓ２０７～Ｓ２０９の処理は、図５に示すＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０７～Ｓ１０９の処理と同様である。すなわち、図７に示す処理では、Ｓ２０３及びＳ２０６の処理が図５に示す処理と異なる。

図７に示す処理において、コントローラ１０は、Ｓ２０２の処理が完了した後、変形機構１１を制御し、前述のようにして外装容器１０１を塑性変形しない範囲で変形させる（Ｓ２０３）。コントローラ１０は、Ｓ２０４，Ｓ２０５の処理を順次行う。コントローラ１０は、Ｓ２０５の処理が完了した後、変形機構１１を制御し、前述のようにして外装容器１０１を塑性変形しない範囲で変形させる（Ｓ２０６）。コントローラ１０は、Ｓ２０７以降の処理を前述のように行う。これにより、乾燥装置１による電池１００の乾燥が完了する。

本変形例では、乾燥装置１は、変形機構１１を具備することが好ましい。変形機構１１は、外装容器１０１に取り付けられ、特に、外装容器１０１を間に挟む状態で外側から外装容器１０１に取り付けられるパッドを備えることが好ましい。コントローラ１０は、変形機構１１の作動を制御することにより、外装容器１０１が塑性変形し始める基準となる閾値以下で変形させることが好ましい。これにより、外装容器１０１が塑性変形しない範囲で変形される。そのため、外装容器１０１の内部空洞の大きさが変動する。したがって、外装容器１０１の内部空洞と乾燥炉２の内部との間における気体の交換が促進される。よって、乾燥装置１では高い乾燥効率を実現できるため、短時間で適切に乾燥対象である外装容器１０１の内部空洞及び内部空洞に配置される電極群１０３を乾燥できる。また、本変形例においても、乾燥装置１は、前述の実施形態と同様の構成を具備するため、前述の実施形態と同様の効果を奏する。

また、ある一例では、外装容器１０１に形成される注液口１０２から、乾燥炉２の内部に存在する気体を、外装容器１０１の内部空洞に注入してもよく、外装容器１０１の内部空洞から気体を乾燥炉２の内部に排出してもよい。例えば、注液口１０２から、外装容器１０１の内部空洞に強制的にドライエアを注入することにより、外装容器１０１の内部空洞の大きさを大きくする。一方、注液口１０２から、外装容器１０１の内部空洞に存在する気体を強制的に排出することにより、外装容器１０１の内部空洞の大きさを小さくする。これにより、外装容器１０１の内部空洞の大きさを変動させることができるとともに、外装容器１０１の内部空洞の気体を注入したドライエアと交換することができる。よって、短時間で適切に乾燥対象である外装容器１０１の内部空洞及び内部空洞に配置される電極群１０３を乾燥できる。

これらの少なくとも一つの実施形態の乾燥装置は、乾燥炉、圧力調整機構、回転機構、及び温度調整機構及びコントローラを具備する。回転機構は、乾燥炉内に回転可能に設けられ、回転機構には、電池の注液口が外周側を向く状態で電池が配置される。コントローラは、圧力調整機構の作動を制御することにより、乾燥炉を圧力が始状態より低い減圧状態にするとともに、温度調整機構の作動を制御することにより電池の温度を維持した状態で、回転機構を回転させる。これにより、短時間で適切に外装容器の内部空洞及び電極群を乾燥できる乾燥装置及び乾燥方法が提供される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…乾燥装置、２…乾燥炉、４…圧力調整機構、５…加圧機構、６…減圧機構、７…圧力開放機構、８…回転機構、９…温度調整機構、１０…コントローラ、１１…変形機構、１２，１３…パッド、１００…電池、１０１…外装容器、１０２…注液口、電極群…１０３。

Claims (5)

1. 注液口が形成される外装容器を備える電池を収容する乾燥炉と、
   前記電池の温度を維持できる温度調整機構と、
   前記乾燥炉の圧力を調整する圧力調整機構と、
   前記乾燥炉内に回転可能に設けられ、前記電池の前記注液口が外周側を向く状態で前記電池が配置される回転機構と、
   前記圧力調整機構の作動を制御することにより、前記乾燥炉を圧力が始状態より低い減圧状態にするとともに、前記温度調整機構の作動を制御することにより前記電池の温度を維持した状態で、前記回転機構を回転させるコントローラと、
   を具備する、乾燥装置。
2. 前記コントローラは、前記圧力調整機構の作動を制御することにより、前記乾燥炉を前記減圧状態にした後に圧力が前記始状態より高い加圧状態にする、
   請求項１に記載の乾燥装置。
3. 前記圧力調整機構は、前記外装容器の内部の圧力を調整し、
   前記コントローラは、前記圧力調整機構の作動を制御することにより、前記外装容器の内部の圧力を前記乾燥炉の圧力とは異なる圧力に調整する、
   請求項１又は２に記載の乾燥装置。
4. 前記外装容器に取り付けられる変形機構を具備し、
   前記コントローラは、前記変形機構の作動を制御することにより、前記外装容器を変形させる、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の乾燥装置。
5. 注液口が形成される外装容器を備える電池を乾燥炉に収容することと、
   前記乾燥炉内において、前記電池の前記注液口が外周側を向く状態で配置することと、
   前記電池の温度を維持するとともに、前記乾燥炉の圧力を始状態より低い減圧状態に調整した状態で、前記注液口が前記外周側を向く前記電池を回転させることと、
   を含む、乾燥方法。
   

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