JP4200411B2 - 密閉形電池の製造方法および密閉形電池の製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は密閉形電池構造，密閉形電池，密閉形電池の製造方法および密閉形電池の製造装置に係り、特に密閉形電池用パッケージ内に発電要素を仮収容した後、発電要素に電解液を充填させてから発電要素を収容封止する密閉形電池構造，密閉形電池，密閉形電池の製造方法および密閉形電池の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、密閉形電池は、電解質層を介して正極および負極が積層された発電要素と、正極および負極にそれぞれ連結された正極端子および負極端子と、電解質層の外部漏洩や外気の内部侵入を防ぐために、正極端子の開放端部および負極端子の開放端部が外部露出するように発電要素を収容封止する金属樹脂複合フィルム製の密閉形電池用パッケージとを含んで構成されている。
【０００３】
密閉形電池用パッケージにより発電要素を収容封止する際には、矩形状に形成された一対の金属樹脂複合フイルムのうちの一方に発電要素の形状に対応した窪みをあらかじめ形成しておき、この窪みに発電要素を配置した後、一対の金属樹脂複合フイルムを重ね合わせて発電要素を挟み込む。
次に、重ね合わせた金属樹脂複合フイルムの四辺を加熱しながら融着性樹脂層同士を融着させて融着代を形成するとともに、特定の辺の一部を融着せずに、注液口を形成する。
【０００４】
そして、あらかじめ所定のタンクに電解液を貯溜しておくとともにタンクに接続されたノズルを注液口に差し込み、注液口から電解液を少しずつ滴下し、自然に発電要素内に電解液を充填させた後、注液口を封口して密閉形電池を得る（従来例１）。
ところが、この従来例１では、電解液の充填完了まで長時間を要するとともに、特定の密閉形電池がタンク，ノズルを占有するため、多数の密閉形電池に電解液を充填するためには装置を大型化せざるを得ないという問題があり、改善が求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、硬質の密閉形電池用パッケージを有する密閉形電池の場合、あらかじめ有底筒状に形成された密閉形電池用パッケージの開口を所定の蓋部材により閉鎖するとともに、蓋部材に設けられた減圧孔から密閉形電池用パッケージ内を減圧し、次いで蓋部材に設けられた注液口から密閉形電池用パッケージ内に電解液を注液する方法が知られている（従来例２）。
【０００６】
しかしながら、従来例２は、蓋部材により密閉形電池用パッケージの開口を閉鎖するために、換言すれば密閉形電池用パッケージの開口縁部と蓋部材とが気密性を保って接触するために、密閉形電池用パッケージが硬質である必要があり、前述したように密閉形電池用パッケージが軟質の金属樹脂複合フィルム製である密閉形電池には適用できない。
また、この従来例２は、密閉形電池用パッケージの開口縁部と蓋部材との間の気密性が不充分であると、気圧差の影響から当該間や周囲に電解液が付着するという問題もある。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発電要素に対する電解液の充填にあたって、簡略化された機構，工程により発電要素に対して電解液を確実、かつ、迅速に充填できる密閉形電池の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の製造方法によって製造される密閉型電池構造は、セパレータを介して正極および負極を具備した発電要素を密閉形電池用パッケージにより挟み込み、前記密閉形電池用パッケージにおける対向する内面同士を前記発電要素の外枠に沿って融着することにより融着代を形成するとともに、前記内面同士の一部を非融着の状態で残して注液口を形成し、かつ、前記注液口に臨んで前記密閉形電池用パッケージに電解液袋が一体成形されたことを特徴としている。
【０００９】
ここで、電解液袋としては、少なくとも注液口が形成された融着代に隣接していればよく、この融着代に対する電解液袋の開口は交差あるいは平行であればよい。
このように構成された密閉形電池構造においては、注液口に臨んで電解液袋が一体成形されているため、この電解液袋に電解液を一時的に貯溜させ、次いで注液口から電解液を少しずつ滴下させて、自然に発電要素内に電解液を充填させれば、従来のようにタンク，ノズル等を占有する必要性や、タンク，ノズル等を準備する必要性を解消でき、これにより前述した目的を達成できる。
【００１０】
そして、前記密閉形電池用パッケージ内を減圧状態にした後、前記減圧状態を解除することにより前記注液口から前記密閉形電池用パッケージ内に充填して電解質層を形成するにあたって、前記電解液袋が、前記減圧状態前に前記電解液を貯溜するとともに、前記減圧状態時に前記注液口を閉鎖するように前記電解液を移動させ、かつ、前記減圧状態が解除されたときに前記注液口を介して前記電解液を前記密閉形電池用パッケージ内に流し込み、次いで前記注液口を融着封口して注液口融着代を形成することを特徴としている。
【００１１】
本発明の密閉形電池の製造方法は、請求項１に記載したように、セパレータを介して正極および負極を具備した発電要素を密閉形電池用パッケージにより挟み込み、前記密閉形電池用パッケージにおける対向する内面同士を前記発電要素の外枠に沿って融着することにより融着代を形成するとともに、前記内面同士の一部を非融着の状態で残して注液口を形成し、前記注液口から電解液を前記密閉形電池用パッケージ内に充填して電解質層を形成し、次いで前記注液口を融着封口する密閉形電池の製造方法であって、あらかじめ前記注液口に臨む電解液袋を前記密閉形電池用パッケージに一体成形しておき、前記注液口を大気に解放させた状態で前記電解液袋に前記電解液を貯溜するとともに、前記密閉形電池用パッケージ内を減圧状態にした後、前記注液口を閉鎖するように前記電解液を移動させ、次いで前記減圧状態を解除することにより前記電解液を密閉形電池用パッケージ内に流し込んで前記発電要素内に前記電解液を充填することを特徴としている。
【００１２】
さらに、本発明の密閉形電池の製造装置は、請求項６に記載したように、セパレータを介して正極および負極を具備した発電要素を密閉形電池用パッケージにより挟み込み、前記密閉形電池用パッケージにおける対向する内面同士を前記発電要素の外枠に沿って融着することにより融着代を形成するとともに、前記内面同士の一部を非融着の状態で残して注液口を形成し、かつ、前記注液口に臨む電解液袋を一体成形し、次いで前記注液口から前記電解液を注入した後、前記注液口を融着封口する融着手段と、前記注液口を大気に解放させた状態で前記電解液袋に前記電解液を貯溜させる電解液供給手段と、前記密閉形電池用パッケージ内の圧力状態を開放状態と減圧状態とから選択可能な圧力変動手段と、前記注液口を閉鎖するように前記電解液袋から前記電解液を移動させる電解液移動手段とを有することを特徴としている。
【００１３】
これらの発明において、電解液袋に電解液を貯溜させるにあたっては、例えば電解液袋が略矩形状に形成され、かつ、注液口が形成された融着代に対して電解液袋の開口が平行である場合、注液口が真上を向くように電解液袋を配置した初期状態から、厚み方向に沿った線を中心として電解液袋を所定角度回動させた傾斜状態とし、注液口が形成された融着代と、電解液袋の襠とが交差する隅部をポケット部として電解液を貯溜すればよい。
【００１４】
あるいは、これらの発明においては、直線状に形成された一対の挟持部材を用いて注液口の貫通方向に沿うように電解液袋を厚み方向に挟持することにより前述した隅部と注液口とを隔離し、注液口が真上を向くように電解液袋を配置した初期状態において電解液を貯溜してもよい。
さらに、これらの発明においては、略Ｕ字状に形成された一対の挟持部材を用いて電解液袋を厚み方向に挟持することにより、電解液袋内に形成されたポケット部に電解液を貯溜してもよい。
【００１５】
なお、これらの発明においては、電解液袋に電解液を貯溜させる工程と、密閉形電池用パッケージ内を減圧状態にする工程とを順次行ってもよく、あるいは同時に行ってもよい。
そして、これらの発明において、減圧状態時に注液口を閉鎖するように電解液袋から電解液を移動させるにあたっては、例えば電解液袋を前述した傾斜状態から初期状態に復帰させたり、あるいは挟持部材を離反させればよい。
【００１６】
以上のような本発明においては、減圧状態時、電解液袋に貯溜させた電解液により注液口を閉鎖し、次いで減圧状態を解除して大気圧により電解液を密閉形電池用パッケージに流し込むため、飛散した電解液が周囲を汚染する虞れや気泡が混入することなく、電解液を発電要素に充填できることになる。
すなわち、これらの本発明においては、開放状態における密閉形電池用パッケージ内の空気を確実に電解液に置換できるため、規定量の電解液を確実に発電要素に充填できることになる。
【００１７】
また、本発明の製造方法によって製造される密閉形電池においては、前記融着代および前記注液口融着代に沿って前記電解液袋が前記密閉形電池用パッケージから切除されているため、電解液袋を切除しない場合に比較して容積効率を向上できることになる。
【００１８】
さらに、本発明の製造方法によって製造される密閉形電池においては、前記注液口融着代を形成するにあたって、前記融着代のうちの前記注液口に隣り合う個所を再び融着させて再融着代を形成することにより、前記再融着代の融着部と前記注液口融着代の融着部との間に境界面を備えている。
【００１９】
また、本発明の製造方法によって製造される密閉形電池は、前記注液口融着代の内面が前記電解液と相溶しない樹脂であることを特徴としている。ここで、注液口融着代における内面の樹脂としては、電解液に対する良好な濡れ性が得られる例えばポリエチレンやポリプロピレンあるいはそれらの共重合体等のポリオレフィン系樹脂製の融着性樹脂等を例示できる。
【００２０】
このような密閉形電池においては、注液口融着代の内面が電解液と相溶しない樹脂であるため、注液口融着代を形成するにあたって、注液口融着代の内面に電解液が付着し難い。
【００２１】
ところで、本発明の密閉形電池の製造方法において、請求項２に記載したように、注液口から電解液を流し込むにあたって、電解液が過不足なく流入するために注液口の開口寸法を適切に設定する必要がある。そして、本発明者は、注液口融着代が形成された融着代全体の長手方向寸法に対して、注液口融着代の融着代長さ寸法が二分の一以下、かつ、50mm以下であれば所望の効果が得られることを見出した。このため、本発明の密閉形電池は、請求項６に記載したように、前記注液口融着代の融着代長さ寸法が前記融着代の長手方向寸法に対して二分の一以下、かつ、50mm以下であることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の製造方法によって製造される密閉形電池においては、前記注液口融着代を形成するにあたって、前記融着代のうちの前記注液口に隣り合う個所を再び融着させた再融着代から前記発電要素側に向かって前記融着代が搾出された形状を有しているため、密閉形電池用パッケージ内の空間を小さくでき、これにより密閉形電池の容積効率を向上できるとともに、密閉形電池用パッケージ内の電解液を発電要素の内部に対して強制的、かつ、確実に電解液を充填できることになる。
【００２３】
また、本発明の製造方法によって製造される密閉形電池は、前記再融着代から前記発電要素側に搾出された前記融着代の突出寸法が、前記注液口融着代から前記発電要素側に搾出された前記融着代の突出寸法よりも大きいことを特徴としている。一方、本発明の製造方法によって製造される密閉形電池は、前記再融着代から前記発電要素側に搾出された前記融着代の突出寸法が、他の前記融着代から前記発電要素側に搾出された前記融着代の突出寸法よりも大きいことを特徴としている。
【００２４】
次に、本発明の密閉形電池の製造方法は、請求項３に記載したように、前記電解液袋に前記電解液を貯溜させるために、前記電解液袋を傾斜させることを特徴とし、請求項４に記載したように、前記電解液袋から前記電解液を移動させるために、前記電解液袋を傾斜させることを特徴としている。ここで、電解液袋の傾斜形態としては、例えば当該電解液袋の厚み方向に沿った線を中心として回動させてもよく、あるいは電解液袋を構成する金属樹脂複合フイルムの適宜な個所にあらかじめ適宜窪み等を形成しておけば、当該電解液袋の面方向に沿った線を中心として回動させてもよい。
【００２５】
なお、本発明において、電解液袋を傾斜させる工程は、電解液袋内における電解液の貯溜時および移動時に合計二回行う必要はなく、注液口の位置や電解液袋の構造等を適宜選択することにより電解液の貯溜時あるいは移動時に一回だけ行ってもよい。
【００２６】
以上のように構成された密閉形電池の製造方法においては、電解液袋を所定の回動軸線を中心として回動させて傾斜させるという極めて簡単な工程により、電解液袋内における電解液の貯溜あるいは移動が実現でき、これにより従来のような複雑なバルブ機構やバルブ操作等を不要にできるとともに、気泡の混入を伴うことなく規定量の電解液を確実に発電要素に充填できることになる。
【００２７】
次に、本発明の密閉形電池の製造方法は、請求項５に記載したように、前記電解液袋に前記電解液を貯溜させるために、一対の挟持部材により前記電解液袋を厚み方向に挟持してポケット部を形成することを特徴としている。ここで、挟持部材としては、例えば電解液袋の表面に対して直線状，略Ｃ字状，略Ｕ字状，略Ｖ字状，略コ字状等に接触して挟持することにより、電解液袋の内部に電解液を貯溜可能なポケット部を形成可能であればよい。従って、これらの挟持部材としては、電解液袋の内部にポケット部を形成可能であれば、電解液袋の表面に対する接触形態が同じである必要はなく、例えば一方が略Ｕ字状に接触するとともに他方が矩形状に接触してもよい。
【００２８】
このような密閉形電池の製造方法においては、一対の挟持部材により電解液袋の内部にポケット部を形成するため、減圧状態時に各挟持部材を離反させれば、ポケット部に貯溜された電解液が注液口を閉鎖するように移動することになる。
従って、この密閉形電池の製造方法においては、電解液袋内における電解液の貯溜あるいは移動にあたって、電解液袋を所定の回動軸線を中心として回動させて傾斜させる必要がなく、製造装置および製造工程を簡略化できることになる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、本発明に係る第１実施形態に係る密閉形電池10は、電解質層を介して正極および負極が積層された発電要素11と、正極および負極にそれぞれ連結された正極端子12および負極端子14と、電解質層の外部漏洩や外気の内部侵入を防ぐために、正極端子12の開放端部12Ａおよび負極端子14の開放端部14Ａが外部露出するように発電要素12を収容封止する密閉形電池用パッケージ16とを有している。
【００３０】
発電要素11は、セパレータを介して積層された正極および負極を巻回した後、径方向にプレスしたり、あるいはセパレータ，正極および負極を扁平な巻回芯材に巻回することにより楕円柱状に形成されている。
密閉形電池用パッケージ16は、アルミニウム箔製の金属箔芯材と、金属箔芯材の表面に沿うポリエチレンテレフタレート（PET）等のポリエステル樹脂やナイロン等のポリアミド樹脂、あるいはポリイミド樹脂製の保護層と、金属箔芯材の裏面に沿うポロプロピレン（PP）あるいはポリエチレン（PE）等のポリオレフィン系樹脂製の金属接着性を有する融着性樹脂層とを積層させた金属樹脂複合フイルムが多用される。
融着性樹脂層は、電解液と相溶しない樹脂とされている。
【００３１】
このような密閉形電池10の製造装置および製造方法を図２〜図９に基づいて説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、セパレータを介して正極および負極が積層された発電要素11を準備するとともに、発電要素11を収容可能な窪み17を備えた金属樹脂複合フイルム18を準備する。金属樹脂複合フイルム18は、密閉形電池用パッケージ16を形成する前の部材であり、発電要素11の平面投影面積に対して略四倍の面積を有する矩形状とされ、窪み17は金属樹脂複合フイルム18の隅部に形成されている。
次に、発電要素11を金属樹脂複合フイルム18の窪み17に配置した後、中央19を境界として金属樹脂複合フイルム18を図中矢印に示すように折り曲げることにより、発電要素11を金属樹脂複合フイルム18内に挟み込む。
【００３２】
図２（Ｂ）に示すように、対向する金属樹脂複合フイルム18の内面同士を発電要素11の外枠に沿った三辺を融着することにより融着代24Ａ，24Ｂ，24Ｃを形成して密閉形電池用パッケージ16を得る。この際、発電要素11の外枠に沿った中央19側に金属樹脂複合フイルム18の内面同士を非融着の状態で残して注液口20を形成する。また、融着代24Ｂは、金属樹脂複合フイルム18の両端縁に沿って延長しておく。
注液口20は、融着代24Ａの長手方向寸法と注液口20の幅寸法との合算値に対して、二分の一以下、かつ、50mm以下とされている。特に、電解液の粘性，作業性等を考慮すると、５mm以下とすることが好ましい。
【００３３】
従って、密閉形電池用パッケージ16は、注液口20に臨んで電解液袋22が一体成形される。
この電解液袋22は、電解液袋が略矩形状に形成され、融着代24Ａに対して平行な開口部22Ａを有している。
【００３４】
融着代24Ａ，24Ｂ，24Ｃは、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、製造装置を構成する融着手段25により形成される。
まず、図３（Ａ）に示すように、融着手段25の上下のプレス部材26，27を開いておき、各プレス部材26，27間に金属樹脂複合フイルム18の未融着代18Ａ，18Ｂを配置する。次に、図３（Ｂ）に示すように、各プレス部材26，27を近接させることによりパッケージ素材18の未融着代18Ａ，18Ｂを挟持するとともに加熱し、未融着代18Ａ，18Ｂを相互融着して融着代24Ａ，24Ｂ，24Ｃを形成する。この際、未融着代18Ａ，18Ｂの溶融部が発電要素11側に一部搾出して突出部23を形成する。次いで、図３（Ｃ）に示すように、各プレス部材26，27を離反させて、融着手段25から密閉形電池用パッケージ16を取り外す。
【００３５】
融着代24Ａ，24Ｂ，24Ｃを形成した後、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、平行、かつ、隣接する一対のピン30，31を電解液袋22の開口22Ａに差し込んだ後、電解液袋22の面方向に沿って各ピン30，31を互いに離れる方向に移動させることにより（矢印参照）、金属樹脂複合フイルム18の内面同士を離反させて電解液袋22の開口22Ａを大きく開く。
なお、これらのピン30，31は、電解液袋22の厚み方向に沿って離れる方向に移動させてもよい。
【００３６】
次に、電解液袋22に電解液36を貯溜するために、製造装置を構成する電解液供給手段26の作用を図５に示す。
図５（Ａ）に示すように、電解液供給手段26は、注液口20の貫通方向が略垂直な初期状態から電解液袋22の厚み方向に沿った線を中心として図中反時計回りに密閉形電池用パッケージ16を約30度回動させて傾斜させる（図中矢印参照）。この際、電解液袋22は、融着代24Ａ，24Ｂが交差する隅部がポケット部27となる。
次に、図５（Ｂ）に示すように、注液口20を大気に開放させた状態でポケット部27にノズル35から電解液36を供給して貯溜させる。
【００３７】
続いて、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、密閉形電池用パッケージ16を傾斜させるために用いた受入部材42とともに、密閉形電池用パッケージ16を傾斜させた状態で真空チャンバ41内に配置する。そして、製造装置を構成する圧力変動手段である真空チャンバ41内を減圧状態にすることにより、融着代24Ａ，24Ｂ，24Ｃ（融着代24Ｃは図示せず）に囲まれた部分を注液口20から脱気して発電要素11内を減圧状態にする。
この際、ポケット部27に貯溜された電解液36が飛散する虞れはない。
【００３８】
次に、製造装置を構成する電解液移動手段の作用を図７に示す。
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、電解液移動手段は、受入部材42の軸43を中心として、密閉形電池用パッケージ16を初期状態から時計回りに約15度回動した状態まで傾斜させることにより、ポケット部27に貯溜した電解液36が注液口20を閉鎖するように移動させる。すなわち、密閉形電池用パッケージ16は、図５に示す状態から図中時計回りに約45度回動する。
そして、圧力変動手段である真空チャンバ41内の減圧状態を解除して大気圧を真空チャンバ41内に導入する。従って、電解液36に大気圧がかかり、電解液36が注液口20を介して密閉形電池用パッケージ16内に流れ込む。
【００３９】
図８に示すように、注液口20を介して密閉形電池用パッケージ16内に流れ込んだ電解液36は、発電要素11の両端部11Ａ，11Ｂから発電要素11内に浸入する。この際、発電要素11の内部は減圧状態であるため、発電要素11の両端部11Ａ，11Ｂから浸入した電解液36は、発電要素11の内部に引っ張り込まれる。これにより、電解液36を発電要素11の内部に確実に充填できる。
【００４０】
次に、真空チャンバ41内から密閉形電池用パッケージ16を取り出し、図９（Ａ）に示すように、注液口20を融着封口して注液口融着代20Ａを形成する。この際、注液口20は、図３と同様に融着手段25の上下のプレス部材26，27により融着封口され、融着代24Ａが再度融着される。
その後、図９（Ｂ）に示すように、密閉形電池用パッケージ16を融着代24Ａ，24Ｃに沿って余剰部18Ａ，18Ｂを切除することにより、容積効率が極めて高い密閉形電池10（図１も参照）を得る。
【００４１】
このような実施形態によれば、注液口20に臨んで電解液袋22が一体成形されているため、この電解液袋22に電解液36を一時的に貯溜させ、次いで注液口20から電解液36を密閉形電池用パッケージ16に充填させることにより、従来のようにタンク，ノズル等を占有する必要性や、タンク，ノズル等を準備する必要性を解消できる。
【００４２】
さらに、注液口融着代20Ａの内面が電解液36と相溶しない樹脂であるため、注液口融着代20Ａを形成するにあたって、注液口融着代20Ａの内面に電解液36が付着し難く、かつ、注液口融着代20Ａの内面に電解液36が付着しても、樹脂が電解液36を包み込むことにより、注液口融着代20Ａの融着強度に悪影響を与えず、これにより密閉形電池用パッケージ16の気密性を阻害する虞れがない。
【００４３】
注液口融着代20Ａが形成された融着代24Ａ全体の長手方向寸法に対して、注液口融着代20Ａの融着代長さ寸法が二分の一以下、かつ、50mm以下であるため、注液口20から電解液36を流し込むにあたって、電解液36が過不足なく流入する。
【００４４】
また、このような実施形態によれば、電解液袋22のポケット部に電解液36を貯溜してから真空チャンバ41内を減圧状態にした後、密閉形電池用パッケージを回動させることにより注液口を閉鎖するように電解液袋22から電解液36を移動させ、次いで真空チャンバ41内の減圧状態を解除して大気圧により電解液36を密閉形電池用パッケージに流し込むため、電解液36は注液口20が前記電解液36によって閉鎖された状態のまま略全量が前記密閉形電池用パッケージ16内に流れ込むので、気泡が混入することがなく、従って電解液36が飛散する虞れがないので、従来のように飛散した電解液が周囲を汚染する虞れがなく、規定量の電解液を確実、かつ、容易に発電要素に充填できる。
そして、この実施形態によれば、電解液の貯溜および移動にあたって、従来のようなバルブ機構やバルブ操作等が必要ないため、製造装置および製造工程を格段に簡略化できる。
【００４５】
また、前述した実施形態の密閉形電池10は、図10（Ａ）に示すように、注液口20を融着封口して注液口融着代20Ａを形成するにあたって、融着代24Ａ（網目の領域E1）が再融着されるため、注液口融着代20Ａ（斜線で示す領域E2）と、融着代24Ａとの境目に境界面24Ｄを備えている。
【００４６】
また、図10（Ｂ）に示すように、密閉形電池10は、注液口融着代20Ａに電解液36を挟持している。よって、注液口20に電解液36を逃がすことができるので、例えば密閉形電池用パッケージ16内に規定量以上の電解液36が供給された場合にも、密閉形電池用パッケージ16内の電解液36を規定量に調整できる。
【００４７】
また、図10（Ｃ）に示すように、密閉形電池10は、注液口20を融着封口して注液口融着代20Ａを形成するにあたって、融着代24Ａ（網目の領域E1）が再融着されるため、融着代24Ａから発電要素11側に搾出する突出部23Ａの突出寸法が、注液口融着代20Ａから発電要素11側に搾出する突出部23Ｂの突出寸法より大きくなっている。
さらに、図10（Ｄ）に示すように、密閉形電池10は、密閉形電池10は、注液口20を融着封口して注液口融着代20Ａを形成するにあたって、融着代24Ａ（網目の領域E1）が再融着されるため、融着代24Ａから発電要素11側に搾出する突出部23Ａの突出寸法が、融着代24Ｃから発電要素11側に搾出する突出部23Ｃの突出寸法より大きくなっている。
すなわち、この密閉形電池10によれば、突出部23Ａ，23Ｃにより密閉形電池用パッケージ16内の余剰空間を小さくできるため、密閉形電池用パッケージ16内の電解液36を発電要素11の内部に強制的に浸入させて電解液36をより確実に充填できるとともに、容積効率を向上できる。
【００４８】
次に、本発明に係る第２実施形態および第３実施形態について説明する。なお、以下に説明する第２実施形態および第３実施形態において、第１実施形態において示した部材と同一部材あるいは類似部材については、第１実施形態において用いた符号と同一符号あるいは相当符号を付して説明を省略する。
【００４９】
前述した第１実施形態では、厚み方向に沿った線を中心として電解液袋22を回動させることにより、電解液袋22内に形成したポケット部27に電解液36を貯溜していたが、図11（Ａ）および図11（Ｂ）に示す第２実施形態は、注液口20近傍の電解液袋22を一対の挟持部材51，52により電解液袋22内にポケット部27Ａを形成している。
挟持部材51，52は、それぞれ直線状に形成されていて、注液口20の貫通方向に沿うように電解液袋22を厚み方向に挟持することにより、注液口22と融着代24Ａ，24Ｂの交差部分と隔離してポケット部27Ａを形成する。
そして、この第２実施形態では、ポケット部27Ａに電解液36を貯溜した後、減圧状態を維持したまま、挟持部材51，52を離反させることにより、注液口20を閉鎖するように電解液36を移動させ、次いで減圧状態を解除して大気圧により注液口20を介して電解液36を密閉形電池用パッケージ16内に流し込む。
【００５０】
このような第２実施形態によれば、電解液袋22を介して挟持部材51，52を近接離反させることにより、電解液袋22における電解液36の貯溜および移動が実現できるため、第１実施形態のように電解液袋22を反復傾斜させる必要がなく、第１実施形態に比較して製造装置および製造工程を簡略化できる。
【００５１】
また、図12（Ａ）および図12（Ｂ）に示す第３実施形態は、密閉形電池用パッケージ18における融着代24Ａ，24Ｂの交差部に略三角形の傾斜融着代24Ｅが設けられている。傾斜融着代24Ｅは、注液口20に向かう下り勾配とされ、挟持部材51，52を離反させると、ポケット部27Ｂに貯溜された電解液36が確実に注液口20を閉鎖するように移動する。従って、電解液20の注入時間を短くして生産性をより高めることができる。
【００５２】
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能であり、前述した各実施形態において例示した発電要素、パッケージ等の材質、形状、寸法、形態、数、配置個所、厚さ寸法等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、前述した各実施形態では、１枚のパッケージを折り畳むことで発電要素を収容する例について説明したが、２枚のパッケージを重ね合わせることにより発電要素を収容することも可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の密閉形電池の製造方法によれば、請求項１および請求項６に記載したように、前記注液口を大気に解放させた状態で電解液袋に電解液を貯溜してから減圧状態にした後、注液口を閉鎖するように電解液を移動させ、次いで減圧状態を解除して大気圧により電解液を密閉形電池用パッケージに流し込むため、従来のように飛散した電解液が周囲を汚染する虞れや気泡が混入することなく、規定量の電解液を確実、かつ、容易に発電要素に充填できる。そして、これらの本発明によれば、電解液の貯溜および移動にあたって、従来のようなバルブ機構やバルブ操作等が必要ないため、製造装置および製造工程を格段に簡略化できる。
【００５８】
また、本発明の密閉形電池の製造方法によれば、請求項２に記載したように、注液口融着代の融着代長さ寸法が前記融着代の長手方向寸法に対して二分の一以下、かつ、50mm以下であるため、注液口から電解液を流し込むにあたって、電解液が過不足なく流入することになる。
【００６１】
さらに、本発明の密閉形電池の製造方法によれば、請求項３に記載したように、電解液袋に電解液を貯溜させるために電解液袋を傾斜させ、請求項４に記載したように、電解液袋から電解液を移動させるために電解液袋を傾斜させるため、電解液袋を所定の回動軸線を中心として回動させて傾斜させるという極めて簡単な工程により、電解液袋内における電解液の貯溜あるいは移動が実現でき、これにより従来のような複雑なバルブ機構やバルブ操作等を不要にできるとともに、気泡の混入を伴うことなく規定量の電解液を確実に発電要素に充填できる。
【００６２】
次に、本発明の密閉形電池の製造方法は、請求項５に記載したように、電解液袋に電解液を貯溜させるために、一対の挟持部材により電解液袋を厚み方向に挟持してポケット部を形成するため、電解液袋を所定の回動軸線を中心として回動させて傾斜させる必要がなく、製造装置および製造工程を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る密閉形電池の斜視図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第１説明図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第２説明図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第３説明図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第４説明図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第５説明図である。
【図７】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第６説明図である。
【図８】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第７説明図である。
【図９】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第８説明図である。
【図１０】本発明に係る密閉形電池の構造を示す説明図であり、（Ａ）は密閉形電池の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】本発明に係る第２実施形態の製造方法を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る第３実施形態の製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
10 密閉形電池
11 発電要素
16 密閉形電池用パッケージ
20 注液口
20Ａ 注液口融着代
22 電解液袋
23，23Ｃ，23Ｄ 突出部
24Ａ，24Ｂ，24Ｃ 融着代
24Ｄ 境界面
25 融着手段
26 電解液供給手段
27，27Ａ，27Ｂ ポケット部
36 電解液
41 真空チャンバ（圧力変動手段）
51，52 挟持部材
【発明の属する技術分野】
本発明は密閉形電池構造，密閉形電池，密閉形電池の製造方法および密閉形電池の製造装置に係り、特に密閉形電池用パッケージ内に発電要素を仮収容した後、発電要素に電解液を充填させてから発電要素を収容封止する密閉形電池構造，密閉形電池，密閉形電池の製造方法および密閉形電池の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、密閉形電池は、電解質層を介して正極および負極が積層された発電要素と、正極および負極にそれぞれ連結された正極端子および負極端子と、電解質層の外部漏洩や外気の内部侵入を防ぐために、正極端子の開放端部および負極端子の開放端部が外部露出するように発電要素を収容封止する金属樹脂複合フィルム製の密閉形電池用パッケージとを含んで構成されている。
【０００３】
密閉形電池用パッケージにより発電要素を収容封止する際には、矩形状に形成された一対の金属樹脂複合フイルムのうちの一方に発電要素の形状に対応した窪みをあらかじめ形成しておき、この窪みに発電要素を配置した後、一対の金属樹脂複合フイルムを重ね合わせて発電要素を挟み込む。
次に、重ね合わせた金属樹脂複合フイルムの四辺を加熱しながら融着性樹脂層同士を融着させて融着代を形成するとともに、特定の辺の一部を融着せずに、注液口を形成する。
【０００４】
そして、あらかじめ所定のタンクに電解液を貯溜しておくとともにタンクに接続されたノズルを注液口に差し込み、注液口から電解液を少しずつ滴下し、自然に発電要素内に電解液を充填させた後、注液口を封口して密閉形電池を得る（従来例１）。
ところが、この従来例１では、電解液の充填完了まで長時間を要するとともに、特定の密閉形電池がタンク，ノズルを占有するため、多数の密閉形電池に電解液を充填するためには装置を大型化せざるを得ないという問題があり、改善が求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、硬質の密閉形電池用パッケージを有する密閉形電池の場合、あらかじめ有底筒状に形成された密閉形電池用パッケージの開口を所定の蓋部材により閉鎖するとともに、蓋部材に設けられた減圧孔から密閉形電池用パッケージ内を減圧し、次いで蓋部材に設けられた注液口から密閉形電池用パッケージ内に電解液を注液する方法が知られている（従来例２）。
【０００６】
しかしながら、従来例２は、蓋部材により密閉形電池用パッケージの開口を閉鎖するために、換言すれば密閉形電池用パッケージの開口縁部と蓋部材とが気密性を保って接触するために、密閉形電池用パッケージが硬質である必要があり、前述したように密閉形電池用パッケージが軟質の金属樹脂複合フィルム製である密閉形電池には適用できない。
また、この従来例２は、密閉形電池用パッケージの開口縁部と蓋部材との間の気密性が不充分であると、気圧差の影響から当該間や周囲に電解液が付着するという問題もある。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発電要素に対する電解液の充填にあたって、簡略化された機構，工程により発電要素に対して電解液を確実、かつ、迅速に充填できる密閉形電池の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の製造方法によって製造される密閉型電池構造は、セパレータを介して正極および負極を具備した発電要素を密閉形電池用パッケージにより挟み込み、前記密閉形電池用パッケージにおける対向する内面同士を前記発電要素の外枠に沿って融着することにより融着代を形成するとともに、前記内面同士の一部を非融着の状態で残して注液口を形成し、かつ、前記注液口に臨んで前記密閉形電池用パッケージに電解液袋が一体成形されたことを特徴としている。
【０００９】
ここで、電解液袋としては、少なくとも注液口が形成された融着代に隣接していればよく、この融着代に対する電解液袋の開口は交差あるいは平行であればよい。
このように構成された密閉形電池構造においては、注液口に臨んで電解液袋が一体成形されているため、この電解液袋に電解液を一時的に貯溜させ、次いで注液口から電解液を少しずつ滴下させて、自然に発電要素内に電解液を充填させれば、従来のようにタンク，ノズル等を占有する必要性や、タンク，ノズル等を準備する必要性を解消でき、これにより前述した目的を達成できる。
【００１０】
そして、前記密閉形電池用パッケージ内を減圧状態にした後、前記減圧状態を解除することにより前記注液口から前記密閉形電池用パッケージ内に充填して電解質層を形成するにあたって、前記電解液袋が、前記減圧状態前に前記電解液を貯溜するとともに、前記減圧状態時に前記注液口を閉鎖するように前記電解液を移動させ、かつ、前記減圧状態が解除されたときに前記注液口を介して前記電解液を前記密閉形電池用パッケージ内に流し込み、次いで前記注液口を融着封口して注液口融着代を形成することを特徴としている。
【００１１】
本発明の密閉形電池の製造方法は、請求項１に記載したように、セパレータを介して正極および負極を具備した発電要素を密閉形電池用パッケージにより挟み込み、前記密閉形電池用パッケージにおける対向する内面同士を前記発電要素の外枠に沿って融着することにより融着代を形成するとともに、前記内面同士の一部を非融着の状態で残して注液口を形成し、前記注液口から電解液を前記密閉形電池用パッケージ内に充填して電解質層を形成し、次いで前記注液口を融着封口する密閉形電池の製造方法であって、あらかじめ前記注液口に臨む電解液袋を前記密閉形電池用パッケージに一体成形しておき、前記注液口を大気に解放させた状態で前記電解液袋に前記電解液を貯溜するとともに、前記密閉形電池用パッケージ内を減圧状態にした後、前記注液口を閉鎖するように前記電解液を移動させ、次いで前記減圧状態を解除することにより前記電解液を密閉形電池用パッケージ内に流し込んで前記発電要素内に前記電解液を充填することを特徴としている。
【００１２】
さらに、本発明の密閉形電池の製造装置は、請求項６に記載したように、セパレータを介して正極および負極を具備した発電要素を密閉形電池用パッケージにより挟み込み、前記密閉形電池用パッケージにおける対向する内面同士を前記発電要素の外枠に沿って融着することにより融着代を形成するとともに、前記内面同士の一部を非融着の状態で残して注液口を形成し、かつ、前記注液口に臨む電解液袋を一体成形し、次いで前記注液口から前記電解液を注入した後、前記注液口を融着封口する融着手段と、前記注液口を大気に解放させた状態で前記電解液袋に前記電解液を貯溜させる電解液供給手段と、前記密閉形電池用パッケージ内の圧力状態を開放状態と減圧状態とから選択可能な圧力変動手段と、前記注液口を閉鎖するように前記電解液袋から前記電解液を移動させる電解液移動手段とを有することを特徴としている。
【００１３】
これらの発明において、電解液袋に電解液を貯溜させるにあたっては、例えば電解液袋が略矩形状に形成され、かつ、注液口が形成された融着代に対して電解液袋の開口が平行である場合、注液口が真上を向くように電解液袋を配置した初期状態から、厚み方向に沿った線を中心として電解液袋を所定角度回動させた傾斜状態とし、注液口が形成された融着代と、電解液袋の襠とが交差する隅部をポケット部として電解液を貯溜すればよい。
【００１４】
あるいは、これらの発明においては、直線状に形成された一対の挟持部材を用いて注液口の貫通方向に沿うように電解液袋を厚み方向に挟持することにより前述した隅部と注液口とを隔離し、注液口が真上を向くように電解液袋を配置した初期状態において電解液を貯溜してもよい。
さらに、これらの発明においては、略Ｕ字状に形成された一対の挟持部材を用いて電解液袋を厚み方向に挟持することにより、電解液袋内に形成されたポケット部に電解液を貯溜してもよい。
【００１５】
なお、これらの発明においては、電解液袋に電解液を貯溜させる工程と、密閉形電池用パッケージ内を減圧状態にする工程とを順次行ってもよく、あるいは同時に行ってもよい。
そして、これらの発明において、減圧状態時に注液口を閉鎖するように電解液袋から電解液を移動させるにあたっては、例えば電解液袋を前述した傾斜状態から初期状態に復帰させたり、あるいは挟持部材を離反させればよい。
【００１６】
以上のような本発明においては、減圧状態時、電解液袋に貯溜させた電解液により注液口を閉鎖し、次いで減圧状態を解除して大気圧により電解液を密閉形電池用パッケージに流し込むため、飛散した電解液が周囲を汚染する虞れや気泡が混入することなく、電解液を発電要素に充填できることになる。
すなわち、これらの本発明においては、開放状態における密閉形電池用パッケージ内の空気を確実に電解液に置換できるため、規定量の電解液を確実に発電要素に充填できることになる。
【００１７】
また、本発明の製造方法によって製造される密閉形電池においては、前記融着代および前記注液口融着代に沿って前記電解液袋が前記密閉形電池用パッケージから切除されているため、電解液袋を切除しない場合に比較して容積効率を向上できることになる。
【００１８】
さらに、本発明の製造方法によって製造される密閉形電池においては、前記注液口融着代を形成するにあたって、前記融着代のうちの前記注液口に隣り合う個所を再び融着させて再融着代を形成することにより、前記再融着代の融着部と前記注液口融着代の融着部との間に境界面を備えている。
【００１９】
また、本発明の製造方法によって製造される密閉形電池は、前記注液口融着代の内面が前記電解液と相溶しない樹脂であることを特徴としている。ここで、注液口融着代における内面の樹脂としては、電解液に対する良好な濡れ性が得られる例えばポリエチレンやポリプロピレンあるいはそれらの共重合体等のポリオレフィン系樹脂製の融着性樹脂等を例示できる。
【００２０】
このような密閉形電池においては、注液口融着代の内面が電解液と相溶しない樹脂であるため、注液口融着代を形成するにあたって、注液口融着代の内面に電解液が付着し難い。
【００２１】
ところで、本発明の密閉形電池の製造方法において、請求項２に記載したように、注液口から電解液を流し込むにあたって、電解液が過不足なく流入するために注液口の開口寸法を適切に設定する必要がある。そして、本発明者は、注液口融着代が形成された融着代全体の長手方向寸法に対して、注液口融着代の融着代長さ寸法が二分の一以下、かつ、50mm以下であれば所望の効果が得られることを見出した。このため、本発明の密閉形電池は、請求項６に記載したように、前記注液口融着代の融着代長さ寸法が前記融着代の長手方向寸法に対して二分の一以下、かつ、50mm以下であることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の製造方法によって製造される密閉形電池においては、前記注液口融着代を形成するにあたって、前記融着代のうちの前記注液口に隣り合う個所を再び融着させた再融着代から前記発電要素側に向かって前記融着代が搾出された形状を有しているため、密閉形電池用パッケージ内の空間を小さくでき、これにより密閉形電池の容積効率を向上できるとともに、密閉形電池用パッケージ内の電解液を発電要素の内部に対して強制的、かつ、確実に電解液を充填できることになる。
【００２３】
また、本発明の製造方法によって製造される密閉形電池は、前記再融着代から前記発電要素側に搾出された前記融着代の突出寸法が、前記注液口融着代から前記発電要素側に搾出された前記融着代の突出寸法よりも大きいことを特徴としている。一方、本発明の製造方法によって製造される密閉形電池は、前記再融着代から前記発電要素側に搾出された前記融着代の突出寸法が、他の前記融着代から前記発電要素側に搾出された前記融着代の突出寸法よりも大きいことを特徴としている。
【００２４】
次に、本発明の密閉形電池の製造方法は、請求項３に記載したように、前記電解液袋に前記電解液を貯溜させるために、前記電解液袋を傾斜させることを特徴とし、請求項４に記載したように、前記電解液袋から前記電解液を移動させるために、前記電解液袋を傾斜させることを特徴としている。ここで、電解液袋の傾斜形態としては、例えば当該電解液袋の厚み方向に沿った線を中心として回動させてもよく、あるいは電解液袋を構成する金属樹脂複合フイルムの適宜な個所にあらかじめ適宜窪み等を形成しておけば、当該電解液袋の面方向に沿った線を中心として回動させてもよい。
【００２５】
なお、本発明において、電解液袋を傾斜させる工程は、電解液袋内における電解液の貯溜時および移動時に合計二回行う必要はなく、注液口の位置や電解液袋の構造等を適宜選択することにより電解液の貯溜時あるいは移動時に一回だけ行ってもよい。
【００２６】
以上のように構成された密閉形電池の製造方法においては、電解液袋を所定の回動軸線を中心として回動させて傾斜させるという極めて簡単な工程により、電解液袋内における電解液の貯溜あるいは移動が実現でき、これにより従来のような複雑なバルブ機構やバルブ操作等を不要にできるとともに、気泡の混入を伴うことなく規定量の電解液を確実に発電要素に充填できることになる。
【００２７】
次に、本発明の密閉形電池の製造方法は、請求項５に記載したように、前記電解液袋に前記電解液を貯溜させるために、一対の挟持部材により前記電解液袋を厚み方向に挟持してポケット部を形成することを特徴としている。ここで、挟持部材としては、例えば電解液袋の表面に対して直線状，略Ｃ字状，略Ｕ字状，略Ｖ字状，略コ字状等に接触して挟持することにより、電解液袋の内部に電解液を貯溜可能なポケット部を形成可能であればよい。従って、これらの挟持部材としては、電解液袋の内部にポケット部を形成可能であれば、電解液袋の表面に対する接触形態が同じである必要はなく、例えば一方が略Ｕ字状に接触するとともに他方が矩形状に接触してもよい。
【００２８】
このような密閉形電池の製造方法においては、一対の挟持部材により電解液袋の内部にポケット部を形成するため、減圧状態時に各挟持部材を離反させれば、ポケット部に貯溜された電解液が注液口を閉鎖するように移動することになる。
従って、この密閉形電池の製造方法においては、電解液袋内における電解液の貯溜あるいは移動にあたって、電解液袋を所定の回動軸線を中心として回動させて傾斜させる必要がなく、製造装置および製造工程を簡略化できることになる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、本発明に係る第１実施形態に係る密閉形電池10は、電解質層を介して正極および負極が積層された発電要素11と、正極および負極にそれぞれ連結された正極端子12および負極端子14と、電解質層の外部漏洩や外気の内部侵入を防ぐために、正極端子12の開放端部12Ａおよび負極端子14の開放端部14Ａが外部露出するように発電要素12を収容封止する密閉形電池用パッケージ16とを有している。
【００３０】
発電要素11は、セパレータを介して積層された正極および負極を巻回した後、径方向にプレスしたり、あるいはセパレータ，正極および負極を扁平な巻回芯材に巻回することにより楕円柱状に形成されている。
密閉形電池用パッケージ16は、アルミニウム箔製の金属箔芯材と、金属箔芯材の表面に沿うポリエチレンテレフタレート（PET）等のポリエステル樹脂やナイロン等のポリアミド樹脂、あるいはポリイミド樹脂製の保護層と、金属箔芯材の裏面に沿うポロプロピレン（PP）あるいはポリエチレン（PE）等のポリオレフィン系樹脂製の金属接着性を有する融着性樹脂層とを積層させた金属樹脂複合フイルムが多用される。
融着性樹脂層は、電解液と相溶しない樹脂とされている。
【００３１】
このような密閉形電池10の製造装置および製造方法を図２〜図９に基づいて説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、セパレータを介して正極および負極が積層された発電要素11を準備するとともに、発電要素11を収容可能な窪み17を備えた金属樹脂複合フイルム18を準備する。金属樹脂複合フイルム18は、密閉形電池用パッケージ16を形成する前の部材であり、発電要素11の平面投影面積に対して略四倍の面積を有する矩形状とされ、窪み17は金属樹脂複合フイルム18の隅部に形成されている。
次に、発電要素11を金属樹脂複合フイルム18の窪み17に配置した後、中央19を境界として金属樹脂複合フイルム18を図中矢印に示すように折り曲げることにより、発電要素11を金属樹脂複合フイルム18内に挟み込む。
【００３２】
図２（Ｂ）に示すように、対向する金属樹脂複合フイルム18の内面同士を発電要素11の外枠に沿った三辺を融着することにより融着代24Ａ，24Ｂ，24Ｃを形成して密閉形電池用パッケージ16を得る。この際、発電要素11の外枠に沿った中央19側に金属樹脂複合フイルム18の内面同士を非融着の状態で残して注液口20を形成する。また、融着代24Ｂは、金属樹脂複合フイルム18の両端縁に沿って延長しておく。
注液口20は、融着代24Ａの長手方向寸法と注液口20の幅寸法との合算値に対して、二分の一以下、かつ、50mm以下とされている。特に、電解液の粘性，作業性等を考慮すると、５mm以下とすることが好ましい。
【００３３】
従って、密閉形電池用パッケージ16は、注液口20に臨んで電解液袋22が一体成形される。
この電解液袋22は、電解液袋が略矩形状に形成され、融着代24Ａに対して平行な開口部22Ａを有している。
【００３４】
融着代24Ａ，24Ｂ，24Ｃは、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、製造装置を構成する融着手段25により形成される。
まず、図３（Ａ）に示すように、融着手段25の上下のプレス部材26，27を開いておき、各プレス部材26，27間に金属樹脂複合フイルム18の未融着代18Ａ，18Ｂを配置する。次に、図３（Ｂ）に示すように、各プレス部材26，27を近接させることによりパッケージ素材18の未融着代18Ａ，18Ｂを挟持するとともに加熱し、未融着代18Ａ，18Ｂを相互融着して融着代24Ａ，24Ｂ，24Ｃを形成する。この際、未融着代18Ａ，18Ｂの溶融部が発電要素11側に一部搾出して突出部23を形成する。次いで、図３（Ｃ）に示すように、各プレス部材26，27を離反させて、融着手段25から密閉形電池用パッケージ16を取り外す。
【００３５】
融着代24Ａ，24Ｂ，24Ｃを形成した後、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、平行、かつ、隣接する一対のピン30，31を電解液袋22の開口22Ａに差し込んだ後、電解液袋22の面方向に沿って各ピン30，31を互いに離れる方向に移動させることにより（矢印参照）、金属樹脂複合フイルム18の内面同士を離反させて電解液袋22の開口22Ａを大きく開く。
なお、これらのピン30，31は、電解液袋22の厚み方向に沿って離れる方向に移動させてもよい。
【００３６】
次に、電解液袋22に電解液36を貯溜するために、製造装置を構成する電解液供給手段26の作用を図５に示す。
図５（Ａ）に示すように、電解液供給手段26は、注液口20の貫通方向が略垂直な初期状態から電解液袋22の厚み方向に沿った線を中心として図中反時計回りに密閉形電池用パッケージ16を約30度回動させて傾斜させる（図中矢印参照）。この際、電解液袋22は、融着代24Ａ，24Ｂが交差する隅部がポケット部27となる。
次に、図５（Ｂ）に示すように、注液口20を大気に開放させた状態でポケット部27にノズル35から電解液36を供給して貯溜させる。
【００３７】
続いて、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、密閉形電池用パッケージ16を傾斜させるために用いた受入部材42とともに、密閉形電池用パッケージ16を傾斜させた状態で真空チャンバ41内に配置する。そして、製造装置を構成する圧力変動手段である真空チャンバ41内を減圧状態にすることにより、融着代24Ａ，24Ｂ，24Ｃ（融着代24Ｃは図示せず）に囲まれた部分を注液口20から脱気して発電要素11内を減圧状態にする。
この際、ポケット部27に貯溜された電解液36が飛散する虞れはない。
【００３８】
次に、製造装置を構成する電解液移動手段の作用を図７に示す。
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、電解液移動手段は、受入部材42の軸43を中心として、密閉形電池用パッケージ16を初期状態から時計回りに約15度回動した状態まで傾斜させることにより、ポケット部27に貯溜した電解液36が注液口20を閉鎖するように移動させる。すなわち、密閉形電池用パッケージ16は、図５に示す状態から図中時計回りに約45度回動する。
そして、圧力変動手段である真空チャンバ41内の減圧状態を解除して大気圧を真空チャンバ41内に導入する。従って、電解液36に大気圧がかかり、電解液36が注液口20を介して密閉形電池用パッケージ16内に流れ込む。
【００３９】
図８に示すように、注液口20を介して密閉形電池用パッケージ16内に流れ込んだ電解液36は、発電要素11の両端部11Ａ，11Ｂから発電要素11内に浸入する。この際、発電要素11の内部は減圧状態であるため、発電要素11の両端部11Ａ，11Ｂから浸入した電解液36は、発電要素11の内部に引っ張り込まれる。これにより、電解液36を発電要素11の内部に確実に充填できる。
【００４０】
次に、真空チャンバ41内から密閉形電池用パッケージ16を取り出し、図９（Ａ）に示すように、注液口20を融着封口して注液口融着代20Ａを形成する。この際、注液口20は、図３と同様に融着手段25の上下のプレス部材26，27により融着封口され、融着代24Ａが再度融着される。
その後、図９（Ｂ）に示すように、密閉形電池用パッケージ16を融着代24Ａ，24Ｃに沿って余剰部18Ａ，18Ｂを切除することにより、容積効率が極めて高い密閉形電池10（図１も参照）を得る。
【００４１】
このような実施形態によれば、注液口20に臨んで電解液袋22が一体成形されているため、この電解液袋22に電解液36を一時的に貯溜させ、次いで注液口20から電解液36を密閉形電池用パッケージ16に充填させることにより、従来のようにタンク，ノズル等を占有する必要性や、タンク，ノズル等を準備する必要性を解消できる。
【００４２】
さらに、注液口融着代20Ａの内面が電解液36と相溶しない樹脂であるため、注液口融着代20Ａを形成するにあたって、注液口融着代20Ａの内面に電解液36が付着し難く、かつ、注液口融着代20Ａの内面に電解液36が付着しても、樹脂が電解液36を包み込むことにより、注液口融着代20Ａの融着強度に悪影響を与えず、これにより密閉形電池用パッケージ16の気密性を阻害する虞れがない。
【００４３】
注液口融着代20Ａが形成された融着代24Ａ全体の長手方向寸法に対して、注液口融着代20Ａの融着代長さ寸法が二分の一以下、かつ、50mm以下であるため、注液口20から電解液36を流し込むにあたって、電解液36が過不足なく流入する。
【００４４】
また、このような実施形態によれば、電解液袋22のポケット部に電解液36を貯溜してから真空チャンバ41内を減圧状態にした後、密閉形電池用パッケージを回動させることにより注液口を閉鎖するように電解液袋22から電解液36を移動させ、次いで真空チャンバ41内の減圧状態を解除して大気圧により電解液36を密閉形電池用パッケージに流し込むため、電解液36は注液口20が前記電解液36によって閉鎖された状態のまま略全量が前記密閉形電池用パッケージ16内に流れ込むので、気泡が混入することがなく、従って電解液36が飛散する虞れがないので、従来のように飛散した電解液が周囲を汚染する虞れがなく、規定量の電解液を確実、かつ、容易に発電要素に充填できる。
そして、この実施形態によれば、電解液の貯溜および移動にあたって、従来のようなバルブ機構やバルブ操作等が必要ないため、製造装置および製造工程を格段に簡略化できる。
【００４５】
また、前述した実施形態の密閉形電池10は、図10（Ａ）に示すように、注液口20を融着封口して注液口融着代20Ａを形成するにあたって、融着代24Ａ（網目の領域E1）が再融着されるため、注液口融着代20Ａ（斜線で示す領域E2）と、融着代24Ａとの境目に境界面24Ｄを備えている。
【００４６】
また、図10（Ｂ）に示すように、密閉形電池10は、注液口融着代20Ａに電解液36を挟持している。よって、注液口20に電解液36を逃がすことができるので、例えば密閉形電池用パッケージ16内に規定量以上の電解液36が供給された場合にも、密閉形電池用パッケージ16内の電解液36を規定量に調整できる。
【００４７】
また、図10（Ｃ）に示すように、密閉形電池10は、注液口20を融着封口して注液口融着代20Ａを形成するにあたって、融着代24Ａ（網目の領域E1）が再融着されるため、融着代24Ａから発電要素11側に搾出する突出部23Ａの突出寸法が、注液口融着代20Ａから発電要素11側に搾出する突出部23Ｂの突出寸法より大きくなっている。
さらに、図10（Ｄ）に示すように、密閉形電池10は、密閉形電池10は、注液口20を融着封口して注液口融着代20Ａを形成するにあたって、融着代24Ａ（網目の領域E1）が再融着されるため、融着代24Ａから発電要素11側に搾出する突出部23Ａの突出寸法が、融着代24Ｃから発電要素11側に搾出する突出部23Ｃの突出寸法より大きくなっている。
すなわち、この密閉形電池10によれば、突出部23Ａ，23Ｃにより密閉形電池用パッケージ16内の余剰空間を小さくできるため、密閉形電池用パッケージ16内の電解液36を発電要素11の内部に強制的に浸入させて電解液36をより確実に充填できるとともに、容積効率を向上できる。
【００４８】
次に、本発明に係る第２実施形態および第３実施形態について説明する。なお、以下に説明する第２実施形態および第３実施形態において、第１実施形態において示した部材と同一部材あるいは類似部材については、第１実施形態において用いた符号と同一符号あるいは相当符号を付して説明を省略する。
【００４９】
前述した第１実施形態では、厚み方向に沿った線を中心として電解液袋22を回動させることにより、電解液袋22内に形成したポケット部27に電解液36を貯溜していたが、図11（Ａ）および図11（Ｂ）に示す第２実施形態は、注液口20近傍の電解液袋22を一対の挟持部材51，52により電解液袋22内にポケット部27Ａを形成している。
挟持部材51，52は、それぞれ直線状に形成されていて、注液口20の貫通方向に沿うように電解液袋22を厚み方向に挟持することにより、注液口22と融着代24Ａ，24Ｂの交差部分と隔離してポケット部27Ａを形成する。
そして、この第２実施形態では、ポケット部27Ａに電解液36を貯溜した後、減圧状態を維持したまま、挟持部材51，52を離反させることにより、注液口20を閉鎖するように電解液36を移動させ、次いで減圧状態を解除して大気圧により注液口20を介して電解液36を密閉形電池用パッケージ16内に流し込む。
【００５０】
このような第２実施形態によれば、電解液袋22を介して挟持部材51，52を近接離反させることにより、電解液袋22における電解液36の貯溜および移動が実現できるため、第１実施形態のように電解液袋22を反復傾斜させる必要がなく、第１実施形態に比較して製造装置および製造工程を簡略化できる。
【００５１】
また、図12（Ａ）および図12（Ｂ）に示す第３実施形態は、密閉形電池用パッケージ18における融着代24Ａ，24Ｂの交差部に略三角形の傾斜融着代24Ｅが設けられている。傾斜融着代24Ｅは、注液口20に向かう下り勾配とされ、挟持部材51，52を離反させると、ポケット部27Ｂに貯溜された電解液36が確実に注液口20を閉鎖するように移動する。従って、電解液20の注入時間を短くして生産性をより高めることができる。
【００５２】
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能であり、前述した各実施形態において例示した発電要素、パッケージ等の材質、形状、寸法、形態、数、配置個所、厚さ寸法等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、前述した各実施形態では、１枚のパッケージを折り畳むことで発電要素を収容する例について説明したが、２枚のパッケージを重ね合わせることにより発電要素を収容することも可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の密閉形電池の製造方法によれば、請求項１および請求項６に記載したように、前記注液口を大気に解放させた状態で電解液袋に電解液を貯溜してから減圧状態にした後、注液口を閉鎖するように電解液を移動させ、次いで減圧状態を解除して大気圧により電解液を密閉形電池用パッケージに流し込むため、従来のように飛散した電解液が周囲を汚染する虞れや気泡が混入することなく、規定量の電解液を確実、かつ、容易に発電要素に充填できる。そして、これらの本発明によれば、電解液の貯溜および移動にあたって、従来のようなバルブ機構やバルブ操作等が必要ないため、製造装置および製造工程を格段に簡略化できる。
【００５８】
また、本発明の密閉形電池の製造方法によれば、請求項２に記載したように、注液口融着代の融着代長さ寸法が前記融着代の長手方向寸法に対して二分の一以下、かつ、50mm以下であるため、注液口から電解液を流し込むにあたって、電解液が過不足なく流入することになる。
【００６１】
さらに、本発明の密閉形電池の製造方法によれば、請求項３に記載したように、電解液袋に電解液を貯溜させるために電解液袋を傾斜させ、請求項４に記載したように、電解液袋から電解液を移動させるために電解液袋を傾斜させるため、電解液袋を所定の回動軸線を中心として回動させて傾斜させるという極めて簡単な工程により、電解液袋内における電解液の貯溜あるいは移動が実現でき、これにより従来のような複雑なバルブ機構やバルブ操作等を不要にできるとともに、気泡の混入を伴うことなく規定量の電解液を確実に発電要素に充填できる。
【００６２】
次に、本発明の密閉形電池の製造方法は、請求項５に記載したように、電解液袋に電解液を貯溜させるために、一対の挟持部材により電解液袋を厚み方向に挟持してポケット部を形成するため、電解液袋を所定の回動軸線を中心として回動させて傾斜させる必要がなく、製造装置および製造工程を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る密閉形電池の斜視図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第１説明図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第２説明図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第３説明図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第４説明図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第５説明図である。
【図７】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第６説明図である。
【図８】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第７説明図である。
【図９】本発明に係る第１実施形態の製造方法を示す第８説明図である。
【図１０】本発明に係る密閉形電池の構造を示す説明図であり、（Ａ）は密閉形電池の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】本発明に係る第２実施形態の製造方法を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る第３実施形態の製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
10 密閉形電池
11 発電要素
16 密閉形電池用パッケージ
20 注液口
20Ａ 注液口融着代
22 電解液袋
23，23Ｃ，23Ｄ 突出部
24Ａ，24Ｂ，24Ｃ 融着代
24Ｄ 境界面
25 融着手段
26 電解液供給手段
27，27Ａ，27Ｂ ポケット部
36 電解液
41 真空チャンバ（圧力変動手段）
51，52 挟持部材
Claims (6)
- セパレータを介して正極および負極を具備した発電要素を密閉形電池用パッケージにより挟み込み、前記密閉形電池用パッケージにおける対向する内面同士を前記発電要素の外枠に沿って融着することにより融着代を形成するとともに、前記内面同士の一部を非融着の状態で残して注液口を形成し、前記注液口から電解液を前記密閉形電池用パッケージ内に充填して電解質層を形成し、次いで前記注液口を融着封口する密閉形電池の製造方法であって、あらかじめ前記注液口に臨む電解液袋を前記密閉形電池用パッケージに一体成形しておき、前記注液口を大気に解放させた状態で前記電解液袋に前記電解液を貯溜するとともに、前記密閉形電池用パッケージ内を減圧状態にした後、前記注液口を閉鎖するように前記電解液を移動させ、次いで前記減圧状態を解除することにより前記電解液を密閉形電池用パッケージ内に流し込んで前記発電要素内に前記電解液を充填することを特徴とする密閉形電池の製造方法。
- 前記融着代となる注液口の長さ寸法(E2)が前記融着代の長手方向寸法(E1+E2)に対して二分の一以下、かつ、50mm以下であることを特徴とする請求項１に記載した密閉形電池の製造方法。
- 前記電解液袋に前記電解液を貯溜させるために、前記電解液袋を傾斜させることを特徴とする請求項１又は２に記載した密閉形電池の製造方法。
- 前記電解液袋から前記電解液を移動させるために、前記電解液袋を傾斜させることを特徴とする請求項１又は２に記載した密閉形電池の製造方法。
- 前記電解液袋に前記電解液を貯溜させるために、一対の挟持部材により前記電解液袋を厚み方向に挟持してポケット部を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載した密閉形電池の製造方法。
- セパレータを介して正極および負極を具備した発電要素を密閉形電池用パッケージにより挟み込み、前記密閉形電池用パッケージにおける対向する内面同士を前記発電要素の外枠に沿って融着することにより融着代を形成するとともに、前記内面同士の一部を非融着の状態で残して注液口を形成し、かつ、前記注液口に臨む電解液袋を一体成形し、次いで前記注液口から前記電解液を注入した後、前記注液口を融着封口する融着手段と、前記注液口を大気に解放させた状態で前記電解液袋に前記電解液を貯溜させる電解液供給手段と、前記密閉形電池用パッケージ内の圧力状態を開放状態と減圧状態とから選択可能な圧力変動手段と、前記注液口を閉鎖するように前記電解液袋から前記電解液を移動させる電解液移動手段とを有することを特徴とする密閉形電池の製造装置。
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