JP2963865B2

JP2963865B2 - 電解液注液装置

Info

Publication number: JP2963865B2
Application number: JP7198683A
Authority: JP
Inventors: 茂雄笠原; 元高山; 真吾佐藤; 秀実北條
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 1999-10-18
Anticipated expiration: 2015-08-03
Also published as: JPH08106896A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は遠心力を利用する電
解液注液装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高性能で、高容量な電池の需要に
対応して、例えばアルカリ二次電池やリチウムイオン二
次電池などの様々な電池が開発され、実用化されてい
る。前記アルカリ二次電池の一例であるニッケル水素二
次電池は、例えば、水酸化ニッケルを活物質として含む
正極と水素吸蔵合金を含む負極との間にセパレータを介
在して作製した電極群をアルカリ電解液と共に容器内に
収納した構造を有する。前記アルカリ電解液は電池性能
の点から前記容器内に所定量供給される必要がある。

【０００３】電解液未収容の前記二次電池に前記電解液
を注液するための装置としては特開昭５９−１３４５５
８号公報に開示されているように、モータと、モータの
回転軸と、前記モータの回転軸に連結されたバー状の回
転部と、漏斗状の注液管と、注液管支持体と、電池支持
体とを備えたものが知られている。このような装置を用
いての電解液の注液は次のようにして行われる。まず、
水酸化ニッケルを主活物質とする非焼結式正極板と、酸
化カドミウムを主活物質とするペースト式負極板とを両
極間にナイロン不織布からなるセパレータを介在し、渦
巻状に捲回して電極群を構成した後、これを電池罐に挿
入する。これを前記電池支持体に装着し、前記漏斗状の
注液管をその注液口が前記電極群の上端で塞がれる状態
で前記注液管支持体に装着した後、電解液の必要量を前
記注液管内に注入する。その後、前記モータを回転さ
せ、前記回転軸及び前記バー状の回転部を回転させる。
回転が始まると遠心力によって、前記電池支持体が支持
体保持軸を中心として前記バー状の回転部と並行位置に
なるように移動してゆき、前記注液管内の電解液に作用
する遠心力に基づく加速度Ｇにより注液が行われる。

【０００４】ところで、電池は、高容量化を図るため
に、容器内に収納される電極群の体積を増加させてい
る。前記電極群を前記容器に高い体積で収納すると、前
記容器内の空隙体積が減少する。このため、高容量化が
図られた電池では、正極及び負極中の空隙内への電解液
の浸透量が増加する。容器，正極及び負極中の空隙へ電
解液が浸透するということは、空隙内の空気が電解液で
置換されることを意味する。正極及び負極中の空隙内の
空気は容器の空隙内の空気に比べて外部に放出され難い
ため、正極及び負極中の空隙への電解液の浸透速度は容
器中の空隙に比べて遅い。従って、前述した高体積の電
極群は、電解液が浸透し難い。

【０００５】この高体積の電極群が収納された容器内へ
の電解液の注液を前述した装置を用いて行うと、前述し
たように前記装置の前記注液管の注液口は前記電極群上
部により閉じられているため、前記電極群が注液口を塞
いでしまい、十分な注液ができない。また、前記電極群
と前記注入管の注液口との密閉が十分に保たれていない
と、前記注液管内に電解液を所定量注入すると同時に電
極群と注液口の隙間から電解液が漏れだし、その後に遠
心力をかけるために電解液が飛散するという問題点があ
った。電解液の飛散は、電解液量のばらつき等を招く。

【０００６】一方、特開昭６２−１３９２４７号公報に
は、前記注液管内にその注液口を閉じるための球体が挿
入された電解液注液装置が開示されている。この球体は
注液管に遠心力が加わると前記注液口から移動し、前記
注液口を開く。

【０００７】しかしながら、このような装置を用いての
電解液の注液は、前記注液管の前記注液口が電極群の上
部と圧着された状態で行われるため、注液口が前述のと
おり塞がれてしまうという問題点がある。また、前記球
体は前記注液管内の前記注液口に載置されているだけで
あるため、前記注液管の密閉性が劣り、前述した待機中
に電解液が漏れ出すという問題点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、正極
と負極との間にセパレータを介装した積層物からなる高
体積の電極群を容器内に前記電極群の積層面が前記容器
の深さ方向と平行になるように収納した構造を有する電
解液未収容電池に電解液を精度良く、かつ短時間で注液
することができ、生産性良く高容量な電池を製造するこ
とが可能な電解液注液装置を提供しようとするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電解液注液
装置は、正極と負極との間にセパレータを介装した積層
物からなる電極群を容器内に前記電極群の積層面が前記
容器の深さ方向と平行になるように収納した構造の電解
液未収容電池に電解液を注液するための電解液注液装置
において、回転テーブルと、前記回転テーブルに前記テ
ーブルの回転に伴う遠心力により傾動されるように支持
され、かつ内部に形成された下部がテーパ状をなす穴と
前記穴の下端に前記穴と連通するように形成された出口
部とを有する注液部材と、前記注液部材の前記出口部を
開閉するための開閉手段と、前記注液部材の下方に前記
電解液未収容電池を前記容器の開口部に前記注液部材の
前記出口部が前記電極群の上端と０．２〜１．２ｍｍの
距離を隔て挿入されるように保持するための保持手段
と、前記容器内を減圧するための減圧手段と、前記注液
部材に電解液を供給するための電解液供給手段とを具備
することを特徴とするものである。

【００１０】前記保持手段は、前記電池を保持するため
の保持治具と、下端が前記保持治具に取付けられた支持
棒と、前記支持棒に上下動自在に取付けられた前記注液
部材を支持するための支持治具と、前記支持治具の下降
を規制するためのストッパと、前記支持治具を前記スト
ッパに向けて付勢するための付勢手段とを備える構造に
することが好ましい。また、前記開閉手段は、前記注液
部材内に配置され、その軸方向に移動して前記出口部を
開閉するテーパ形状の弁を有する構造にすることが好ま
しい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる電解液注液
装置を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の
電解液注液装置を示す斜視図、図２は図１の電解液注液
機構の要部拡大断面図、図３は図１の注液部材の下方に
電解液未収容電池を保持した状態を示す拡大斜視図、図
４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図、図５は図１の電解液
注液装置の作用を説明するための拡大断面図。

【００１２】図１に示すように、円板１には回転軸２の
先端が軸着されている。軸受け３は、前記回転軸２に係
合され、前記回転軸２が回転する際にこれと一体になっ
て回転し、前記回転軸２の回転運動を円滑にする作用を
なす。図示しないモータは前記軸受け３の下方に配置さ
れ、かつその駆動軸には傘歯車が嵌着されている。前記
回転軸２の下端に嵌着された図示しない傘歯車は、前記
駆動軸の傘歯車に噛合されている。このような構成にお
いて、前記モータを連続的に回転することにより前記駆
動軸、２つの前記傘歯車、前記回転軸２が連続的に回転
され、これによって前記円板１が連続的に回転される。

【００１３】第１電解液注液機構４、第２電解液注液機
構５、第３電解液注液機構６、第４電解液注液機構７
は、前記円板１の同心円上に例えば９０度の等角度を隔
てて配置されている。前記各電解液注液機構４〜７は、
２つの保持棒８と、保持手段９と、注液部材１０と、開
閉手段１１と、減圧手段１２とをそれぞれ備える。

【００１４】前記各保持棒８の一端は、前記円板１上に
固定されている。駆動棒１３は、前記２つの保持棒８の
間に回転自在に軸支されている。図１に示すように、前
記保持手段９は、電池保持治具を備える。前記保持治具
は、電池保持治具支持板１４と、前記支持板１４上に配
置された円筒形容器からなる電池収納部材１５から構成
される。支持棒としての２本のガイドバー１６は、互い
に平行になるように上端が前記駆動棒１３にそれぞれ軸
着され、かつ下端が前記支持板１４にそれぞれ固定され
ている。注液部材支持治具としての注液部材ホルダ１７
は、上下動自在に前記２本のガイドバー１６に取付けら
れている。付勢手段としての２つのコイルスプリング１
８は、前記駆動棒１３の下面と前記ホルダ１７の上面と
の間にそれぞれ配置され、前記ホルダ１７を下方に向け
て付勢している。２つのホルダ固定部材１９は、前記２
本のガイドバー１６にそれぞれ固定されている。

【００１５】図２に示すように、前記注液部材ホルダ１
７は、第１の円柱形中空部２０と、前記中空部２０の下
端に前記中空部２０と連通するように形成され、かつ前
記中空部２０よりも径の小さい第２の円柱形中空部２１
と、前記中空部２１の下部周縁に嵌込まれたリング状の
パッキン２２と、前記中空部２１の下端に前記中空部２
１と連通するように形成され、後述する電解液未収容電
池の容器の立上がり部の径とほぼ同寸法の第３の円柱形
中空部２３とを有する。前記パッキン２２は、前記ホル
ダ１７の下降を規制するストッパとしての機能を有す
る。

【００１６】前記注液部材１０は、内部に形成された下
部がテーパ形状をなす穴２４と、前記穴２４の下端にこ
の穴２４と連通するように形成された出口部２５を有す
る。前記出口部２５は、下部がテーパ形状をなしてい
る。前記注液部材１０は、前記ホルダ１７の前記中空部
２０に挿着されている。Ｏリング２８は、前記注液部材
１０の上部周縁と前記中空部２０の内周面との間に介在
されている。

【００１７】前記開閉手段１１は、前記注液部材１０の
上端に取付けられ、かつ前記保持手段９の反対側に位置
する面にノズル挿入口２９が開口された円筒形ガイド３
０を備える。上部側面にエアー供給口３１が形成され、
かつ下部側面に排気口（図示せず）を有するシリンダ３
２は、前記ガイド３０の上端に形成されている。上部に
フランジ部３３を有するピストン３４は、下端が前記ガ
イド３０に挿入され、かつ前記シリンダ３２内及び前記
ガイド３０内を上下往復運動する。テーパ形状の弁とし
ての上部にフランジ部３５を有するテーパピン３６は、
前記ピストン３４の下端にナット３７により連結されて
いる。前記テーパピン３６は前記注液部材１０の前記穴
２４のテーパ部に挿入されている。コイルスプリング３
８は、前記シリンダ３２内の前記フランジ部３３の下面
と前記ガイド３０の上面に配置されている。このような
開閉手段１１において、前記エアー源を駆動して前記エ
アー供給口３１から前記シリンダ３２内に空気を送り、
前記排気口から排出させると、前記コイルスプリング３
８の付勢力に抗して前記ピストン３４が下降する。これ
に伴って前記テーパピン３６が下降され、前記テーパピ
ン３６の先端が前記注液部材１０の前記穴２４のテーパ
部に挿入されて前記出口部２５が閉塞される。一方、前
記エアー源を駆動して前記シリンダ３２内を大気圧にす
ると、前記コイルスプリング３８が伸長して前記ピスト
ン３４を上方に付勢する。これに伴って前記テーパピン
３６が上昇し、前記テーパピン３６の先端が前記注液部
材１０の前記穴２４のテーパ部から外れて前記出口部２
５が開放される。

【００１８】前記減圧手段１２は、前記保持手段９の前
記ホルダ１７の下端に前記中空部２１と連通するように
形成された排気管３９と、前記排気管３９に接続された
バルブ４０と、前記バルブ４０に接続された図示しない
真空ポンプとを備える。

【００１９】電解液供給手段４１は、図１に示すように
例えば前記電解液注液機構５の後方に配置されている。
前記電解液供給手段４１は、電解液貯蔵タンク４２と、
下端が前記電解液貯蔵タンク４２に侵漬された電解液吸
入管４３と、先端にノズルが接続された注液管４４と、
前記吸入管４３と前記注液管４４との間に配置された定
量吐出ポンプ４５とから構成される。このような構成に
よれば、前記ポンプ４５を駆動すると前記貯蔵タンク４
２内の所定量の電解液が前記吸入管４３に吸い上げら
れ、前記注液管４４に送られて前記注液管４４のノズル
から前記注液部材１０の前記穴２４内に供給される。

【００２０】次に、前述した電解液注液装置の動作を前
述した図１〜図２及び図３〜図５を参照して説明する。
図３及び図４に示す電解液未収容の電池を用意した。ま
ず、リードタブ５０の一端が取付けられた正極５１と、
負極５２との間にセパレータ５３を介装し、これを渦巻
状に捲回することにより電極群５４を作製した。上部開
口部に立上がり部５５を有する有底円筒形容器５６内に
前記電極群５４をその積層面が容器５６の深さ方向と平
行になるように収納した。

【００２１】得られた電解液未収容の電池を前記収納部
材１５に収納する。前記各電解液注液機構４〜７の前記
保持手段９の前記ホルダ１７を前記２つのコイルスプリ
ング１８の付勢力に抗して前記２つのガイドバー１６に
沿って引き上げ、前記注液部材１０の下端と前記支持板
１４との間に十分な間隔を開け、前記電解液未収容の電
池が収納された収納部材１５を前記支持板１４に載置す
る。この後、前記ホルダ１７を引き上げる力を解除する
と、前記ホルダ１７は前記２つのコイルスプリング１８
により下方に付勢され、前述した図２に示すように前記
ホルダ１７内の前記パッキン２２の下面が前記容器５６
の前記立上がり部５５に当接する。その結果、図３及び
図４に示すように前記注液部材１０の前記出口部２５の
下端は前記電極群５４の上端から距離ｌ₁ 離れて位置さ
れる。

【００２２】前述した図２に示すように前記注液部材１
０の前記穴２４のテーパ部が前記開閉手段１１の前記テ
ーパピン３６により閉塞された状態で前記各電解液注液
機構４〜７の前記減圧手段１２の前記バルブ４０を開放
し、前記真空ポンプを駆動すると、前記容器５６内、前
記注液部材１０の前記出口穴２５及び前記ホルダ１７の
前記中空部２１内が減圧される。その後、前記バルブ４
０を閉じ、前記真空ポンプの作動を停止する。この減圧
工程において空気を前記電解液未収容電池の前記容器５
６内の前記電極群５４の上面全体から外部に放出するこ
とができるため、前記容器５６内の空隙のみならず前記
正極５１中の空隙及び前記負極５２中の空隙に存在する
空気を速やかに外部に放出させることができる。

【００２３】前述した図１に示すように前記電解液供給
手段４１のノズルを前記電解液注液機構５の前記ノズル
挿入口２９に挿入し、前記注液部材１０の前記穴２４内
に所定量の電解液を供給する。次いで、前記円板１を例
えば半時計回りに９０°ずつ回転させることにより前記
電解液供給手段４１のノズルを前記電解液注液機構４，
７，６の前記ノズル挿入口３０に順番に挿入し、それぞ
れの注液部材１０の穴２４内に電解液を供給する。前記
穴２４のテーパ部が前記テーパピン３６で閉塞されてい
るため、前記各電解液注液機構４〜７の前記注液部材１
０に供給された電解液は前記出口部２５を通って外部に
漏れ出すことなく前記注液部材１０内にとどまる。

【００２４】このような電解液未収容の電池の保持と、
前記電池の容器５６内の減圧と、注液部材１０への電解
液の供給が完了した後、前記円板１を連続的に回転させ
る。回転速度が高くなるにつれて前記各電解液注液機構
４〜７に遠心力が加わるため、注液部材１０の姿勢は前
記円板１から離れるように傾動されて図５に示すように
ほぼ水平に向くことになる。円板１が定速回転に達した
時に前記エアー源が駆動され、前記テーパピン３６の先
端が前記注液部材１０の前記穴２４のテーパ部から外
れ、前記出口部２５が開放される。注液部材１０の水平
方向への姿勢及び出口部２５の開放状態において、前記
容器５６内が負圧になっており、前記容器５６には遠心
力が働き、さらには前記注液部材１０の前記出口部２５
の下端と前記容器５６内の前記電極群５４の上端との間
に所望の距離が隔てられているため、前記注液部材１０
内の電解液は前記出口部２５を通過して前記容器内５６
の空隙、前記正極５１中の空隙及び前記負極５２中の空
隙に円滑かつ迅速に浸透される。

【００２５】電解液の注液後に前記円板１の回転速度を
徐々に下げると、前記各電解液注液機構４〜７に働く遠
心力が次第に小さくなる。これに伴って前記各電解液注
液機構４〜７は徐々に下降して前述した図１に示すよう
に前記円板１の前記２つの保持棒８に懸架された状態に
戻る。円板１の回転運動が停止した時に前記開閉手段１
１の前記エアー源が駆動されて前記テーパピン３６の先
端が前記注液部材１０の前記穴２４のテーパ部に挿入さ
れて前記出口部２５が閉塞される。

【００２６】電解液注液操作を完了した後、前記各電解
液注液機構４〜７の前記ホルダ１７を前記２つのガイド
バー１６に沿って引き上げ、電解液供給済みの電池が収
納された収納部材１５を回収する。

【００２７】従って、本発明の電解液注液装置によれ
ば、正極と負極との間にセパレータを介装した積層物か
らなる電極群を容器内に前記電極群の積層面が前記容器
の深さ方向と平行になるように収納した構造の電解液未
収容電池を注液部材の下方に保持手段により保持し、前
記注液部材の出口部の下端と前記電極群の上端との間に
所望の距離を隔てて配置する。前記注液部材の前記出口
部が開閉手段により封鎖された状態で減圧手段により前
記電解液未収容電池の容器内を減圧すると、前記容器内
の前記電極群の上面全体から空気が外部に放出されるた
め、前記容器内の空隙のみならず前記正極中及び前記負
極中の空隙に存在する空気を速やかに外部に放出させる
ことができる。次いで、前記注液部材に電解液供給手段
により電解液を供給すると、この電解液は前記出口部か
ら外部に漏れ出すことなく前記注液部材内にとどまる。
回転テーブルを回転させ、前記注液部材及び前記容器に
遠心力が働いた際に前記注液部材の前記出口部を開放す
ると、前記容器内は負圧になっており、前記容器には遠
心力が働き、さらには前記容器内の前記電極群の上端と
前記注液部材の前記出口部の下端との間には所望の距離
が隔てられているため、前記注液部材に収容された電解
液は前記出口部を通過して前記容器内の空隙、前記正極
中の空隙及び前記負極中の空隙に円滑かつ迅速に浸透さ
れる。従って、容器内に高体積の電極群を収納すること
で高容量化が図られた電池に所定量の電解液を高い精度
で、かつ短時間で注液することができる。また、高容量
化が図られた電池の製造において電解液注液操作の効率
を向上することができ、生産効率を向上することができ
る。

【００２８】前記電解液注液装置の前記保持手段を電解
液未収容電池を保持するための保持治具と、下端が前記
保持治具に取付けられた支持棒と、前記支持棒に上下動
自在に取付けられた前記注液部材を支持するための支持
治具と、前記支持治具の下降を規制するためのストッパ
と、前記支持治具を前記ストッパに向けて付勢するため
の付勢手段とを備える構造にする。このような構造の保
持手段において、前記注液部材を支持した前記支持治具
を前記支持棒に沿って上昇させ、前記注液部材の下端と
前記保持治具との間に十分な間隔を開け、前記電池を前
記保持治具上に載置し、前記付勢手段により前記支持治
具を下降させて前記ストッパでその下降を規制すること
により前記注液部材の前記出口部を前記電池の前記容器
の開口部に前記出口部の下端と前記電極群の上端との間
に所望の距離を隔てるように挿入するという簡単な操作
によって、前記注液部材の前記出口部と前記電極群の上
端に所望の距離を隔てることができる。

【００２９】また、前記電解液注液装置の前記開閉手段
を前記注液部材内に配置され、その軸方向に移動して前
記出口部を開閉するテーパ形状の弁を有する構造にする
ことによって、前記テーパ形状の弁は前記出口部を密閉
性良く閉鎖することができるため、待機中に前記注液部
材内の電解液が外部に漏れ出すのを回避することができ
る。従って、電解液注液の精度を大幅に向上することが
できる。また、前記テーパ形状の弁をその軸方向に移動
させるという操作で前記注液部材の前記出口部の開閉を
簡単に、かつ確実に行うことができる。

【００３０】ところで、前記注液部材の前記出口部と前
記容器内の前記電極群の上端との距離は０．２ｍｍ〜
１．２ｍｍにすることが望ましい。これは次のような理
由によるものである。前記距離を０．２ｍｍ未満にする
と、電解液の浸透速度が低下する恐れがあると共に前記
注液部材の前記出口部が前記セパレータにより閉塞され
る恐れがある。一方、前記距離が１．２ｍｍを越える
と、容器に電解液を注液する際に、前記注液部材の前記
出口部を通過した電解液が跳ねて前記容器の上部開口部
の内面に付着し、内面が汚れるため、前記容器の上部開
口部に封口部材を気密に取り付けることが困難になる恐
れがある。その結果、電池の気密性が低下する恐れがあ
る。また、容器の上部開口部に封口部材を絶縁ガスケッ
トを介してカシメ固定により取付ける構造を有するニッ
ケル水素二次電池において、絶縁ガスケットと容器の上
部開口部内面との密着性を高めて気密性を向上させるた
めに前記上部開口部内面にシール剤（例えばアスファル
ト製）が塗布される。前記シール剤は電解液注液操作前
に前記内面に塗布される。このような容器に電解液を注
液する際の前記距離が１．２ｍｍを越えると、前記注液
部材の前記出口部を通過した電解液が跳ねて前記シール
剤に付着し、付着箇所が前記内面からはげ落ちるため、
電池の気密性が低下する恐れがある。より好ましい距離
は、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍである。

【００３１】実際に前述した図１〜５に示す装置に電解
液未収容のニッケル水素二次電池を組み込み、注液時間
の測定を行った。電解液未収容のニッケル水素二次電池
としては、次に示す方法により作製されたものを用い
た。すなわち、水酸化ニッケル粉末９０重量部および一
酸化コバルト粉末１０重量部からなる混合粉体に、前記
水酸化ニッケル粉末に対してカルボキシメチルセルロー
ス０．３重量部、ポリテトラフルオロエチレンの懸濁液
（比重１．５，固形分６０重量％）を固形分換算で０．
５重量部添加し、これらに蒸留水を４５重量部添加して
混練することによりペーストを調製した。つづいて、こ
のペーストを導電性基板としてのニッケルメッキ繊維基
板内に充填した後、更にその両表面に前記ペーストを塗
布し、乾燥し、ローラプレスを行って圧延することによ
り厚さが０．６５ｍｍのペースト式正極を作製した。得
られた正極に正極リードタブの一端を接続した。一方、
ＬｍＮｉ_4.0 Ｃｏ_0.4 Ｍｎ_0.3 Ａｌ_0.3の組成からなる
水素吸蔵合金粉末１００重量部に対してポリアクリル酸
ナトリウム０．５重量部、カルボキシメチルセルロース
（ＣＭＣ）０．１２５重量部、ポリテトラフルオロエチ
レンのディスパージョン（比重１．５，固形分６０ｗｔ
％）を固形分換算で２．５重量部および導電材としてカ
ーボン粉末１．０重量部を水５０重量部と共に混合する
ことによって、ペーストを調製した。このペーストを導
電性基板としてのパンチドメタルに塗布、乾燥した後、
加圧成型することによって厚さが０．４０ｍｍのペース
ト式負極を作製した。

【００３２】得られた正極と負極との間に目付け量が５
５ｇ／ｍ² で、厚さが０．１８ｍｍのアクリル酸モノマ
ーがグラフト共重合されたポリオレフィン系合成樹脂繊
維製不織布から形成されたセパレータを介在し、これら
を渦巻状に捲回して電極群を作製した。前述した図３及
び図４に示すように、上部開口部に立ち上り部を有する
有底円筒状容器（４／５Ａサイズ）内に前記電極群をそ
の積層面が前記容器の深さ方向と平行になるように収納
した。なお、前記立上がり部の内面にはアスファルト製
のシール剤が塗布されている。

【００３３】得られた電解液未収納のニッケル水素二次
電池を前述した装置にこの電池の電極群の上端と前記注
液部材の前記出口部の下端との間に０．５ｍｍの距離を
開けて組み込み、前記容器内を１１０Ｔｏｒｒまで減圧
し、この容器に回転速度を１０００ｒｐｍにして遠心力
を加えながら前記容器内に７ＮのＫＯＨおよび１ＮのＬ
ｉＯＨからなるアルカリ電解液を２．５ｃｃ注入したと
ころ、２５秒で注液が完了した。また、この注液におい
て、前記出口部内が前記セパレータにより閉塞されるこ
とはなかった。更に、前記出口部を通ったアルカリ電解
液の跳ねはなく、前記容器の立上がり部の内面に塗布さ
れた前記シール剤へのアルカリ電解液の付着はなかっ
た。

【００３４】前記装置から取出した電解液供給済みの二
次電池を図６に示すようにその前記立上がり部５５の下
端に防爆機能及び正極端子を兼ねる封口体５７を載置
し、かしめ固定によってこれらを前記容器５６に気密に
取り付けることにより容量が１８００ｍＡｈのニッケル
水素二次電池を組み立てた。なお、図６中の前記封口体
５７は、中央に穴５８を有する円形の封口板５９と、前
記封口板５９上に前記穴５８を覆うように取り付けられ
た帽子形状をなす正極端子６０と、前記封口板５９と前
記正極端子６０で囲まれた空間内に前記穴５８を塞ぐよ
うに配置されたゴム製の安全弁６１とから構成されたも
のをリング状の絶縁ガスケット６２内に配置した構造を
有する。前記リードタブ５０の他端は前記封口板５９の
下面に取り付けられている。

【００３５】一方、従来例として次に示す構成の電解液
注液装置を用意した。前記装置は、モータと、モータの
回転軸と、前記モータの回転軸に連結されたバー状の回
転部と、漏斗状の注液管と、前記注液管内にその注液口
を閉じるために挿入された球体と、注液管支持体と、電
池支持体とを備える。このような装置の前記電池支持体
に前記構成の電解液未収容ニッケル水素二次電池を装着
し、前記漏斗状の注液管をその注液口が前記電極群の上
端で塞がれる状態で前記注液管支持体に装着した後、前
記実験で用いられたのと同様なアルカリ電解液を前記注
液管内に注入する。その後、前記バー状の回転部を先程
と同様な速度で回転させて前記注液管内の電解液に作用
する遠心力に基づく加速度により注液を行ったところ、
前記電解液のうちおよそ８割りは電極群に浸透された
が、残りは容器内の電極群上部に溜り、回転によって外
部に飛散した。また、注液管に電解液を収容してからバ
ー状の回転部が回転するまでに前記注液管の注液口から
電解液が漏れ出したため、注液初期にも電解液が飛散し
た。

【００３６】また、本発明に係る電解液注液装置を用い
て同様な実験をニッケルカドミウム二次電池、リチウム
イオン二次電池についても行ったが、注液時間は大幅に
短縮された。

【００３７】なお、前述した図１〜図５では開閉手段の
テーパ形状の弁をエアシリンダーにより上下往復運動さ
せる説明にしたが、前記テーパ形状の弁の上下往復運動
はカム機構を駆動源にして行っても良い。

【００３８】前記図１〜図５では正極と負極との間にセ
パレータが介装された積層物を捲回することにより作製
された電極群を備えた円筒形電池に適用した例を説明し
たが、前記積層物を複数重ねることにより作製された電
極群を備える角形電池にも同様に適用できる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の電解液注液
装置によれば、容器内に高体積で電極群を収納すること
により高容量化が図られた電池に所定量の電解液を高い
精度で、かつ短時間で注液することができ、高容量の電
池を生産性良く製造することができるという顕著な効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電解液注液装置を示す斜視図。

【図２】図１の電解液注液機構の要部拡大断面図。

【図３】図１の注液部材の下方に電解液未収容電池を保
持した状態を示す拡大斜視図。

【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図５】図１の電解液注液装置の作用を説明するための
拡大断面図。

【図６】図１の電解液注液装置により電解液が注液され
た電池の一例であるニッケル水素二次電池を示す斜視
図。

【符号の説明】

１…円板、２…回転軸、４〜７…電解液注液機構、９…
保持手段、１０…注液部材、１１…開閉手段、１２…減
圧手段、２４…穴、２５…出口部、４１…電解液供給手
段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北條秀実東京都品川区南品川３丁目４番10号東芝電池株式会社内 (56)参考文献特開昭62−139247（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−171061（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01M 2/36,6/02,10/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】正極と負極との間にセパレータを介装し
た積層物からなる電極群を容器内に前記電極群の積層面
が前記容器の深さ方向と平行になるように収納した構造
の電解液未収容電池に電解液を注液するための電解液注
液装置において、回転テーブルと、前記回転テーブルに前記テーブルの回転に伴う遠心力に
より傾動されるように支持され、かつ内部に形成された
下部がテーパ状をなす穴と前記穴の下端に前記穴と連通
するように形成された出口部とを有する注液部材と、前記注液部材の前記出口部を開閉するための開閉手段
と、前記注液部材の下方に前記電解液未収容電池を前記容器
の開口部に前記注液部材の前記出口部が前記電極群の上
端と０．２〜１．２ｍｍの距離を隔て挿入されるように
保持するための保持手段と、前記容器内を減圧するための減圧手段と、前記注液部材に電解液を供給するための電解液供給手段
とを具備することを特徴とする電解液注液装置。
【請求項２】前記保持手段は、前記電池を保持するた
めの保持治具と、下端が前記保持治具に取付けられた支
持棒と、前記支持棒に上下動自在に取付けられた前記注
液部材を支持するための支持治具と、前記支持治具の下
降を規制するためのストッパと、前記支持治具を前記ス
トッパに向けて付勢するための付勢手段とを備えること
を特徴とする請求項１記載の電解液注液装置。