JP5742644B2 - 電池の製造方法及び電池 - Google Patents
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Description
なお、このような金属蓋部材及びゴム栓部材を有する封止部材で貫通孔を封止した形態の電池として、例えば特許文献1に開示された電池が挙げられる。
しかしながら、このようにした電池は、製造直後にはゴム栓部材がまだ劣化しておらず、ゴム栓部材と貫通孔との間が気密に封止されている。つまり、この電池は、ゴム栓部材と貫通孔との密着、及び、金属蓋部材と電池ケースとの接合により、二重に封止されている。このため、金属蓋部材と電池ケースとの接合の不具合で封止不良が生じていたとしても、この封止不良が生じた電池を検査により判別するのが困難であった。
或いは、前記第2解除確認工程の後、前記外側封止部材と前記電池ケースの前記孔周囲部との間の気密性を検査する気密検査工程を備える電池の製造方法とすると良い。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図1に、本実施形態1に係るリチウムイオン二次電池(電池)100(以下、単に電池100とも言う)を示す。また、図2に、注液孔(貫通孔)170及び外側封止部材180の近傍の形態を示す。なお、図1及び図2における上方を電池100の上側、下方を電池100の下側として説明する。
ケース蓋部材113には、その外表面113dから内表面113c側(図2、下方)に凹む平面視円形状の凹部175が形成されている。この凹部175は、円筒状をなす凹部側面175f1と、内表面113cに平行に延びる平面をなす凹部底面175f2により構成されている。
このうち基部191は、注液孔170よりも径大な円板状をなす。この基部191は、外側封止部材180(未変形外側封止部材180x)と電池ケース110(そのケース蓋部材113)との間に形成された空間KC内に配置され、この空間KC内で上下方向等に移動可能となっている。なお、図2においては、基部191が凹部175の凹部底面175f2に当接している状態を示している。
なお、このゴム栓部材195は、後述するように、電池100の製造過程で電池ケース110内に落とし込まれるため、完成した電池100においては、注液孔170には係止されておらず(図2参照)、電池ケース110の内部に配置されている(図1参照)。
まず、安全弁115及び注液孔170等を形成したケース蓋部材113と、通電端子部材151,151と、ボルト153,153とを用意し、これらを射出成形用の金型にセットする。そして、射出成形により絶縁部材155,155を一体的に成形して、ケース蓋部材113に正極端子150及び負極端子160を固設する(図1参照)。
次に、別途形成した電極体120に、正極端子150及び負極端子160をそれぞれ接続(溶接)する。その後、ケース本体部材111及び絶縁フィルム包囲体119を用意し、ケース本体部材111内に絶縁フィルム包囲体119を介して電極体120を収容すると共に、ケース本体部材111の開口111hをケース蓋部材113で塞ぐ。そして、レーザ溶接によりケース本体部材111とケース蓋部材113とを溶接して、電池ケース110を形成する(図1参照)。
仮封止工程では、ゴム栓部材195を用意し、このゴム栓部材195を電池ケース110の外部から注液孔170に圧入して、ゴム栓部材195で注液孔170を気密に仮封止(密栓)する。
ところで、注液孔170が封止されていない場合には、電池ケース110内に収容された電解液117が、電池外部に漏れ出たり、電池ケース110の孔周囲部113mに付着するおそれがある。しかし、本実施形態1では、前述の仮封止工程においてゴム栓部材195で注液孔170を気密に仮封止している。従って、電解液117が電池外部に漏れ出るのを確実に防止できる。また、次述する中間部材配置工程及び本封止工程も、電池ケース110内を減圧状態に保ったまま、大気圧下で行うことができる。
また、本実施形態1では、外側封止部材180と電池ケース110の孔周囲部113mとの間の気密性を検査する気密検査工程を備える。これにより、封止不良のある電池を確実に排除し、外側封止部材180と電池ケース110との間の気密性が良好な電池100を製造できる。
また、本実施形態1では、仮封止は減圧下で行い、本封止は大気圧下で行う。仮封止を減圧下で行うことで、この仮封止後の電池ケース110内を減圧状態(負圧)にすることができる。このため、本封止後に電池ケース110内に気体が発生しても、電池ケース110の内圧が早期に高くなるのを防止できる。一方、溶接等を行う本封止は、大気圧下で行うので、減圧下で行う場合に比して、本封止を容易に行うことができる。
次いで、第2の実施の形態について説明する。本実施形態2に係るリチウムイオン二次電池(電池)200では、中間部材290の形態(図5〜図7参照)が、実施形態1に係る電池100の中間部材190等の形態(図2〜図4)と異なる。また、これに伴って、電池200の製造方法も、仮封止工程において、実施形態1に係る電池100の製造方法と異なる。それ以外は、実施形態1と同様であるので、実施形態1と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
なお、本実施形態2に係る中間部材290も、その表面290f全体が、電気絶縁性を有する材料(具体的にはEPDM)から形成されている。
まず、実施形態1と同様にして、ケース蓋部材113に正極端子150及び負極端子160を固設し、これらに電極体120を接続して、電極体120をケース本体部材111内に収容し、ケース本体部材111とケース蓋部材113とを溶接する(図1参照)。その後、電池ケース110の気密検査工程を行い、その後、電解液117の注液等を行う。
仮封止工程では、基部291と延出部292とゴム栓部295とが一体成形された中間部材290を用意し、このうちのゴム栓部295を注液孔170に圧入して、注液孔170を気密に仮封止する。その際、基部291及び延出部292は、図6中、上方に向けて、電池ケース110の外部に配置する。仮封止後は、真空チャンバ内を大気圧に戻す。
解除確認工程後は、実施形態1と同様に、コンディショニング工程を行い、その後、気密検査工程を行う。かくして、電池200が完成する。
次いで、第3の実施の形態について説明する。本実施形態3に係るハイブリッド自動車(車両)700(以下、単に自動車700とも言う)は、実施形態1に係る電池100を搭載し、この電池100に蓄えた電気エネルギを、駆動源の駆動エネルギの全部または一部として使用するものである(図8参照)。
前述したように、電池100は、外側封止部材180と電池ケース110との間の気密性が良好であるので、これを搭載する自動車700の信頼性を高くできる。なお、実施形態1に係る電池100に代えて、実施形態2に係る電池200を搭載してもよい。
次いで、第4の実施の形態について説明する。本実施形態4に係るハンマードリル800は、実施形態1に係る電池100を搭載した電池使用機器である(図9参照)。このハンマードリル800は、本体820の底部821に、電池100を含むバッテリパック810が収容されており、このバッテリパック810を、ドリルを駆動するためのエネルギー源として利用している。
前述したように、電池100は、外側封止部材180と電池ケース110との間の気密性が良好であるので、これを搭載するハンマードリル800の信頼性を高くできる。なお、実施形態1に係る電池100に代えて、実施形態2に係る電池200を搭載してもよい。
また、実施形態1,2では、溶接により、外側封止部材180(未変形外側封止部材180x)を電池ケース110の孔周囲部113mに固着したが、固着方法はこれに限られない。例えば、ロウ材やハンダ、接着剤等を用いて、或いは、加締めや巻き締め等により、外側封止部材を電池ケースの孔周囲部に固着してもよい。
110 電池ケース
111 ケース本体部材
113 ケース蓋部材
113m 孔周囲部
117 電解液
120 電極体
150 正極端子
160 負極端子
170 注液孔(貫通孔)
175 凹部
180 外側封止部材
180x 未変形外側封止部材
180m 周縁部
180y 溶接部
190,290 中間部材
190f,290f (中間部材の)表面
191,291 (中間部材の)基部
192,292 (中間部材の)延出部
292s (延出部の)先端
195 ゴム栓部材
295 (中間部材の)ゴム栓部
KC 空間
700 ハイブリッド自動車(車両)
710 組電池
800 ハンマードリル(電池使用機器)
810 バッテリパック
Claims (9)
- 自身の内外を連通する貫通孔を有する電池ケースと、
前記電池ケース内に収容された電極体と、
前記電池ケースの外部から前記貫通孔を覆い、前記電池ケースのうち前記貫通孔を囲む環状の孔周囲部に気密かつ環状に固着して、前記貫通孔を気密に封止してなる外側封止部材と、
前記貫通孔よりも径大とされ、前記外側封止部材に覆われて、前記電池ケースと前記外側封止部材との間に移動可能に配置されてなる基部、及び、
前記基部から延び、前記貫通孔よりも径小とされた延出部、を有する
中間部材と、を備える
電池の製造方法であって、
ゴム状弾性体からなり、前記中間部材とは別部材とされたゴム栓部材を、前記電池ケースの前記外部から前記貫通孔に圧入して、前記ゴム栓部材で前記貫通孔を気密に仮封止し、前記延出部を前記ゴム栓部材に向けて前記中間部材を配置し、または、
ゴム状弾性体からなり、前記中間部材の前記延出部の先端に一体化されて前記中間部材の一部をなすゴム栓部を、前記電池ケースの前記外部から前記貫通孔に圧入して、前記中間部材の前記ゴム栓部で前記貫通孔を気密に仮封止すると共に、前記延出部及び前記基部を前記電池ケース外に配置し、
前記外側封止部材で前記中間部材を前記外部から覆いつつ、前記外側封止部材を前記電池ケースの前記孔周囲部に気密かつ環状に固着して本封止する封止工程と、
前記封止工程の後、前記外側封止部材を前記外部から押圧し変形させて、前記外側封止部材で前記中間部材を移動させ、前記ゴム栓部材または前記ゴム栓部を前記電池ケースの内部に落とし込んで前記仮封止を解除し、前記貫通孔を気体が流通可能とすると共に、前記基部を前記電池ケースと前記外側封止部材との間に移動可能に配置する仮封止解除工程と、を備える
電池の製造方法。 - 請求項1に記載の電池の製造方法であって、
前記仮封止解除工程は、
前記ゴム栓部材または前記ゴム栓部を前記電池ケース内に落とし込んだ際に、前記基部が前記電池ケースに衝突する衝突音を検知して、前記仮封止が解除されたことを確認する第1解除確認工程を含む
電池の製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載の電池の製造方法であって、
前記仮封止解除工程の後、前記外側封止部材と前記電池ケースの前記孔周囲部との間の気密性を検査する気密検査工程を備える
電池の製造方法。 - 請求項1に記載の電池の製造方法であって、
前記仮封止解除工程の後、前記電池を揺動し、前記中間部材を前記電池ケースまたは前記外側封止部材に衝突させて衝突音を生じさせて、前記仮封止が解除されていることを確認する第2解除確認工程を備える
電池の製造方法。 - 請求項4に記載の電池の製造方法であって、
前記第2解除確認工程の後、前記外側封止部材と前記電池ケースの前記孔周囲部との間の気密性を検査する気密検査工程を備える
電池の製造方法。 - 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の電池の製造方法であって、
前記中間部材は、少なくともその表面全体が、電気絶縁性を有する材料から形成されてなる
電池の製造方法。 - 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の電池の製造方法であって、
前記仮封止は、減圧下で行い、
前記本封止は、大気圧下で行う
電池の製造方法。 - 自身の内外を連通する貫通孔を有する電池ケースと、
前記電池ケース内に収容された電極体と、
前記電池ケースの外部から前記貫通孔を覆い、前記電池ケースのうち前記貫通孔を囲む環状の孔周囲部に気密かつ環状に固着して、前記貫通孔を気密に封止してなる外側封止部材と、を備える
電池であって、
前記貫通孔よりも径大とされ、前記外側封止部材に覆われて、前記電池ケースと前記外側封止部材との間に移動可能に配置されてなる基部と、
前記基部から延び、前記貫通孔よりも径小とされた延出部と、を有する
中間部材を備え、
ゴム状弾性体からなり、前記中間部材とは別部材とされ、前記電池ケースの内部に配置されてなるゴム栓部材、及び、
ゴム状弾性体からなり、前記中間部材の前記延出部の先端に一体化されて前記中間部材の一部をなし、前記電池ケースの内部に配置されてなるゴム栓部、のいずれかを有し、
前記ゴム栓部材を、前記電池ケースの前記外部から前記貫通孔に圧入して、前記ゴム栓部材で前記貫通孔を気密に仮封止し、前記延出部を前記ゴム栓部材に向けて前記中間部材を配置し、または、
前記ゴム栓部を、前記電池ケースの前記外部から前記貫通孔に圧入して、前記中間部材の前記ゴム栓部で前記貫通孔を気密に仮封止すると共に、前記延出部及び前記基部を前記電池ケース外に配置し、
前記外側封止部材で前記中間部材を前記外部から覆いつつ、前記外側封止部材を前記電池ケースの前記孔周囲部に気密かつ環状に固着して本封止した後、
前記外側封止部材を前記外部から押圧し変形させて、前記外側封止部材で前記中間部材を移動させ、前記ゴム栓部材または前記ゴム栓部を前記電池ケースの内部に落とし込んで前記仮封止を解除し、前記貫通孔を気体が流通可能とすると共に、前記基部を前記電池ケースと前記外側封止部材との間に移動可能に配置してなる
電池。 - 請求項8に記載の電池であって、
前記中間部材は、少なくともその表面全体が、電気絶縁性を有する材料から形成されてなる
電池。
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