JP4625232B2 - 電池の注液方法、電池の注液装置、および、電池 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池などの電池に電解液を注液するための注液方法、電池の注液装置、および,その電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4において、符号20は箱型のリチウム二次電池である。ここで、図中の符号31は電池容器、32は正極、33は負極、34はセパレータ、35は正極端子、36は負極端子、37は安全弁を示しており、電池容器31内には電解液(図示省略)が充填されている。このリチウム二次電池20では、電池容器31内において正極32、セパレータ34、負極33、セパレータ34、正極32、セパレータ34、負極33・・・の順に多数積層され、全ての正極32及び負極33がそれぞれ並列に接続されている。また、各正極32はその上端32aにおいて正極端子35に接続され、同じく各負極33はその上端33aにおいて負極端子36にそれぞれ接続されている。すなわち、正極32、セパレータ34及び負極33により構成された多数の単位電池が、電池容器31内に全て並列に接続された構成となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような二次電池を製造する際には、内部に上記電解液を満たす工程を経る。しかし、電解液注液前にはスポンジ状の電極(正極32,負極33)に空気が含まれており、この空気が注液の際に泡となって電極内または電極周囲に留まるため、電解液面を押し上げ、注液口から電解液が溢れやすい。このため、泡が消えるまで待つ必要があったために注液に時間がかかってしまうという問題があった。
【0004】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、速やかに電解液を注液することができる電池の注液方法、電池の注液装置、および、電池を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、内部に電池が収容される容器と、該容器内を加圧・減圧するポンプと、電池に注液される電解液が収容された液タンクとを備え、前記容器内の電池の上方から電解液を流出させることで前記容器内に電解液を注液する電池の注液装置を用いた注液方法において、前記ポンプで前記容器を減圧して大気との間で圧力差を生じさせ、該圧力差を用いて前記液タンク中の電解液を流出させて電池に注液し、次いで前記ポンプを用いて前記容器内の圧力を変動させ、その後再び上記減圧状態に戻して注液を行い、
前記電池の重量を測定するとともに、前記減圧状態における注液と容器内圧力を変動させる工程とを繰り返して電池内に所定量の電解液を注入することを特徴とする。
【0006】
この発明においては、電解液注液用のポンプを用い、容器内の圧力を変動(加圧または減圧)させることで、泡の大きさが変化する。これによって、電池内に発生した泡が電極外に排出され、または消滅することで、泡を速やかに除去することができる。
泡が除去された後、十分な量の電解液が電池内に注液されるまで、上記工程を繰り返せばよい。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電池の注液方法において、前記容器内において電池を5度から45度の範囲で傾斜させた状態で注液を行うことを特徴とする。
【0008】
この発明においては、電池が傾斜していることで、電極内部に残った空気を効率よく電池外に逃がすことができる。
【0009】
請求項3に記載の電池の注液装置は、内部に電池が収容される容器と、電池に注液される電解液が収容された液タンクと、前記容器を減圧して大気との間で圧力差を生じさせ、該圧力差を用いて前記液タンク中の電解液を流出させて電池に注液するポンプとを備えた電池の注液装置において、前記ポンプを制御して、容器を減圧状態として注液を行うことと前記容器内の圧力を変動させることで前記電池内に発生した泡を除去することとを行い、前記減圧状態における注液と前記容器内の圧力の変動による前記泡の除去とを繰り返すとともに、前記重量計に検出された重量により注液量を制御する制御装置が設けられていることを特徴とする。
【0010】
この発明においては、電解液注液用のポンプを用い、容器内の圧力を変動(加圧・減圧)させることで、泡の大きさが変化する。これによって、電池内に発生した泡が電極外に排出され、または消滅することで、泡を速やかに除去することができる。
【0011】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の電池の注液装置において、前記容器内で、電池が5度から45度の範囲で傾斜した状態で注液されることを特徴とする。
【0012】
この発明においては、電池が傾斜していることで、電極内部に残った空気を効率よく電池外に逃がすことができる。
【0013】
請求項5に記載の電池の注液装置は、電池が5度から45度の範囲で傾けられた状態で支持され、この状態で前記電池内部に電解液が注液されることを特徴とする。
【0014】
この発明においては、電池が傾斜していることで、電極内部に残った空気を効率よく電池外に逃がすことができる。
【0018】
この発明においては、泡を速やかに除去し、また電極内部に残った空気を効率よく電池外に逃がして電池に注液を行うことができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に示したものは、本発明の一実施形態として示した二次電池の注液装置である。この装置において、符号1は内部に二次電池20が収容されるデシケータ(容器)、2は二次電池20に注液される電解液が収容された液タンク、3はデシケータ1を加圧・減圧するポンプである。
液タンク2に収容された電解液は、注液量を計測する流量計5,電解液の流動を開閉するバルブ6、およびノズル7を経て、下方に置かれた二次電池20に向かって注液されるようになっている。二次電池20には上面に注液口21が設けられており、この注液口21から電解液が二次電池20内に注液されるようになっている。
【0020】
符号10はシーケンサ(制御装置)であり、一連の注液動作を制御する装置である。具体的には、シーケンサ10は、デシケータ1内の圧力を計測する圧力計11の検出出力に基づき、流量計5,バルブ6,ポンプ3、および、ポンプ3とデシケータ1とを連通させる連通路12のバルブ13を制御するようになっている。
【0021】
さて、このように構成された本実施形態の二次電池の注液装置は、以下のように動作する。なお、以下の動作はシーケンサ10によって制御される。
まず、ポンプ3によって、デシケータ1内を減圧する。次いで、バルブ6を開として液タンク2内の電解液をノズル7を介して二次電池20内に注液する。なお、液タンク2内の電解液は自重だけでは落下せず、ポンプ3によって容器を減圧して大気との間で圧力差を生じさせ、該圧力差を用いて前記液タンク中の電解液を前記ノズル9から滴下させることで、注液が行われるようになっている。
【0022】
次いで、注液を停止する。注液においては、電極から泡が発生するが、この泡は消滅しにくい。そこで、停止後所定時間後(例えば10分後)にデシケータ1内の圧力をポンプ3によって加圧またはさらに減圧させる。こうすることで、泡の大きさが変化する。これによって、電池内に発生した泡が電極外に排出され、または消滅することで、泡を速やかに除去することができる。なお、加圧する場合には常圧に戻すこととしてもよい。
【0023】
その後、前記注液時の減圧状態に戻して再び注液を行う。そして、電池20内に必要な電解液が満たされるまで、上記行程を繰り返す。
このように、発生した泡を素早く消滅させることができ、注液を迅速に完了することができる。また、泡を除去するためにデシケータ1内の圧力を加圧・減圧するポンプ3は、注液を行うためのポンプと同じものであるから、別個のポンプを設ける必要はない。
【0024】
次に、上記実施形態の変形例としての第2実施形態について説明する。
図2に示すように、二次電池20の重量を計測する重量計15の上に載せておく。重量計15の検出結果はシーケンサ10に与えられるようになっている。他の構成は上記の実施形態(図1)と同じである。
本変形例においては、注液過程において二次電池20の重量がシーケンサ10に入力されることで、二次電池20に対する注液量を算出することができ、注液終了のタイミングを計ることができる。
【0025】
さらに、上記各実施形態の変形例として、以下の第3実施形態としてもよい。
図3において、デシケータ1の内部には、二次電池20’を傾斜させた状態で支持する支持台17が設けられている。この支持台17が二次電池20’を支持する傾斜角度は、5度以上45度以下の範囲とする。
また、二次電池20’の電池容器25には、上面に注液口26が設けられているが、この注液口26は傾斜させた二次電池20’の上部となるように上面端部に設けられている。
【0026】
このように二次電池20’が傾斜していることで、電極内部に残った空気を効率よく電池外に逃がすことができ、注液を迅速に行うことができる。そして、注液口26が二次電池20’の上面端部に設けられているから、二次電池20’から電解液が溢れにくい。
【0027】
なお、上記各実施形態においては電池として二次電池を例に示したが、電解液を注液する電池であえればいかなる電池でもよい。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては以下の効果を得ることができる。
請求項1に記載の発明によれば、電解液注液用のポンプを用い、容器内の圧力を加圧・減圧させることで、電池内に発生した泡が電極外に排出され、または消滅することで、泡を速やかに除去することができる。この結果、迅速に注液を行うことができる。
請求項2に記載の発明によれば、電池が傾斜していることで、電極内部に残った空気を効率よく電池外に逃がすことができる。したがって電解液の注液を迅速に行うことができる。
【0029】
請求項3に記載の発明によれば、電解液注液用のポンプを用い、容器内の圧力を加圧・減圧させることで、電池内に発生した泡が電極外に排出され、または消滅することで、泡を速やかに除去することができる。この結果、迅速に注液を行うことができる。
請求項4に記載の発明によれば、電池が傾斜していることで、電極内部に残った空気を効率よく電池外に逃がすことができる。したがって電解液の注液を迅速に行うことができる。
【0030】
請求項5に記載の発明によれば、電池が傾斜していることで、電極内部に残った空気を効率よく電池外に逃がすことができる。したがって電解液の注液を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態として示した二次電池の注液装置を示した概略構成図である。
【図2】 本発明の第2実施形態として示した二次電池の注液装置を示した概略構成図である。
【図3】 本発明の第3実施形態として示した二次電池の注液装置を示した概略構成図である。
【図4】 二次電池の構成を示した一部を破断した斜視図である。
【符号の説明】
1 デシケータ(容器)
2 液タンク
3 ポンプ
10 シーケンサ(制御装置)
20 二次電池(電池)
25 電池容器
Claims (5)
- 内部に電池が収容される容器と、該容器内を加圧・減圧するポンプと、電池に注液される電解液が収容された液タンクとを備え、前記容器内の電池の上方から電解液を流出させることで前記容器内に電解液を注液する電池の注液装置を用いた注液方法において、
前記ポンプで前記容器を減圧して大気との間で圧力差を生じさせ、該圧力差を用いて前記液タンク中の電解液を流出させて電池に注液し、
次いで前記ポンプを用いて前記容器内の圧力を変動させ、その後再び上記減圧状態に戻して注液を行い、
前記電池の重量を測定するとともに、前記減圧状態における注液と容器内圧力を変動させる工程とを繰り返して電池内に所定量の電解液を注入することを特徴とする電池の注液方法。 - 請求項1に記載の電池の注液方法において、
前記容器内において電池を5度から45度の範囲で傾斜させた状態で注液を行うことを特徴とする電池の注液方法。 - 内部に電池が収容される容器と、電池に注液される電解液が収容された液タンクと、前記容器を減圧して大気との間で圧力差を生じさせ、該圧力差を用いて前記液タンク中の電解液を流出させて電池に注液するポンプとを備えた電池の注液装置において、
前記容器の重量を測定する重量計を設け、
前記ポンプを制御して、容器を減圧状態として注液を行うことと前記容器内の圧力を変動させることで前記電池内に発生した泡を除去することとを行い、前記減圧状態における注液と前記容器内の圧力の変動による前記泡の除去とを繰り返すとともに、前記重量計に検出された重量により注液量を制御する制御装置が設けられていることを特徴とする電池の注液装置。 - 請求項3に記載の電池の注液装置において、
前記容器内で、電池が5度から45度の範囲で傾斜した状態で注液されることを特徴とする電池の注液装置。 - 請求項4に記載の電池の注液装置において、
電池が5度から45度の範囲で傾けられた状態で支持され、この状態で前記電池内部に電解液が注液されることを特徴とする電池の注液装置。
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