JP6119137B2 - 二次電池、二次電池のガス排出装置及びガス排出方法 - Google Patents
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Description
本発明は二次電池、二次電池のガス排出装置及びガス排出方法に関する。
電気自動車等に用いられるリチウムイオン電池は液状やゲル状の電解質を有し、正極や負極の活物質は高分子ポリマーから構成される。
リチウムイオン電池の充電時にはリチウム原子がリチウムイオンとなって負極の炭素層間に入り、放電時にはリチウムイオンが炭素層間から離脱して正極に移動し、元のリチウム化合物となって充放電反応が進行する。
二次電池の製造工程における特に初期充電の際には上記充放電反応によって電池からガスが発生するため、リチウムイオン電池の発電要素を覆う外装部材には開口部を設けてガスの排出を行っている。
電池の発電要素を覆う外装部材に開口部が形成されると、リチウムイオン電池内部の液体またはゲル状の電解質が外部に漏れ出すおそれがある。さらに、開口部を形成した状態では外部から水蒸気が入り込むおそれもあり、水分が一定以上存在すれば電池性能が低下してしまうため、ガスの排出はこのような点に留意しつつ行う必要がある。そのため、外装部材における開口部の形成、ガスの排出、および封止工程は、電池に水分が浸入しないように湿度の低いドライ環境の室内において行う必要があり、広大な室内をドライ環境に維持するためには、設備投資、空調費用で相当な負担となってしまう。
これに対し下記特許文献１では、外装部材の一部に開口部を設け、外装部材に電池本体を封入して開口部をクリップで挟持して仮閉口し、初期充電後にガスを排出し、開口部を封止する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１における技術であってもクリップによる仮閉口の状態では、開口部は完全に密閉できないため、外装部材における開口部の形成、ガスの排出、および封止工程は、電池に水分が浸入しないように湿度の低い室内において行う必要がある。
さらにクリップを使用することで、クリップの投資やクリップの着脱作業の手間がさらに必要になってしまう。
そこで本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、充電時に電池から発生するガスの排出を行う空間のドライ環境の維持に必要な設備投資や空調費用等を低減させる二次電池、二次電池のガス排出装置及びガス排出方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明は、建屋内空間に設置され、建屋内空間と隔離された内部空間を形成する格納容器内に二次電池を格納し、格納容器内を除湿してドライ環境に調整する。次に格納容器内で二次電池を起立させた状態において発電要素を覆う外装部材の発電要素を封止する接合部における上部の一部を切断手段によって切断して開口部を形成し、充電を行なった二次電池から発生するガスを開口部から排出させ、開口部が上部に位置し、かつ、二次電池を起立させた状態において開口部を封止手段によって封止することを特徴とする。
本発明に係る二次電池のガス排出装置及びガス排出方法によれば、建屋内の空間に設置され、二次電池、切断部、及び封止部が格納された格納容器内を調整機構によってドライ環境に調整し、二次電池を起立させた状態において切断部によって二次電池の接合部における上部の一部を切断して開口部を形成し、ガス排出後に開口部が上部に位置し、かつ、二次電池を起立させた状態において封止部によって開口部を封止している。格納容器は工場内のガス排出室と比較して建屋内空間に設置できる程にコンパクトであるため、装置の製造費用やドライ環境の維持に必要な空調費用を工場内のガス排出室における設備投資や空調費用と比較して格段に低減することができ、生産性を向上させることができる。
また、二次電池から発生するガスは製造工程における初期充電だけでなく本充電やエージングの際にも発生する可能性がある。これに対し本発明に係る格納容器は、工場内のガス排出室とは異なり、他の工程における建屋内空間にも設置することができる。そのため、本充電やエージング後においても本発明に係るガス排出装置を用いたガスの排出が可能になる。このように本発明に係るガス排出装置を様々な工程で使用できることにより、二次電池からのガスを十分排出でき、二次電池の性能低下を効果的に防止することができる。
本発明に係る二次電池は、ガス排出部が外装部材の一の縁辺に沿って複数並べて形成され、ガスの排出は複数工程において行うことができるため、充電により発生するガスを十分に排出でき、電池性能の低下をガス排出部が一つからなる場合よりさらに効果的に抑制した二次電池を得ることができる。
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
図１は本発明の一実施形態に係る二次電池を示す正面図、図２は従来のガス排出を行うガス排出室内の一例を示す平面図、図３は本発明の一実施形態に係る二次電池の初期充電により発生したガスの排出を行うガス排出装置の内部を示す断面図、図４は図３の４−４線に沿う断面図である。
また、図５は図４の位置におけるドライ環境調整工程の説明に供する断面図、図６は図４の位置にて切断工程を行う際の説明に供する断面図、図７は図３の７−７線に沿う断面図、図８は図３の８−８線に沿う断面図、図９は図８の位置において二次電池を格納容器から取り出す際の説明に供する断面図である。
本発明に係る二次電池２０は電気自動車の動力部等に使用されるものであって、図１、図５に示すように正極とセパレータ、及び負極とを交互に積層した発電要素２６と、発電要素２６を覆う外装部材２５と、を有する。また、二次電池２０の外装部材２５は発電要素２６を封止する接合部２１ａ、２１ｂ、２２ａ〜２２ｃ、２５ｂ〜２５ｄを有する。外装部材２５の接合部は、外装部材同士を常時接合する第１の部分２１ａ、２１ｂから外装部材２５における外方に向けて突出し、切断されることによって充電により発生したガスを排出する開口部を形成する第２の部分２２ａ〜２２ｃを含むガス排出部２９を備える。
外装部材２５はアルミやポリプロピレン等をラミネートした矩形状部材であり、端辺２５ｂ、２５ｄには電極タブ２７ａ、２７ｂが接合されている。発電要素２６を覆って封止するために外装部材２５の端辺２５ｂ〜２５ｄは直線状に接合されて接合部が形成されている。これに対し端辺２５ａでは、端辺２５ａから外装部材２５の内方に所定距離離間した位置において接合部２１ａ、２１ｂが形成され、接合部２１ａ、２１ｂから外装部材２５の外方に向けて接合部２２ａ〜２２ｃが突出して形成される。
接合部２２ａ〜２２ｃが外装部材２５における外方に突出して形成されることによって、接合部２２ａ〜２２ｃの内方には図５〜図７に示すように充電により二次電池２０から発生するガスが滞留するガス滞留部２８が形成される。
このように接合部２２ａ〜２２ｃが接合部２１ａ、２１ｂよりも外方に突出して形成されることによって、ガス排出の際に開口部が必要以上に形成されず、外装部材内部への水分の浸入や内部からの電解質の漏出を抑制することができる。
次に本実施形態に係る二次電池の製造方法について説明する。二次電池の製造工程について概説すれば、まず正極を構成する正極活物質又は負極を構成する負極活物質を調合し、これを集電体の材料である長尺状の金属箔シートにコーター等によって塗布し、プレスすることによって圧縮する。次にスリッター等を使用して金属箔シートを長手方向に切断し、さらに短手方向にシートカットを行って所定の寸法に成形する。これによって集電体に正極活物質又は負極活物質が塗布された正極又は負極が成形される。
次に成形した正極又は負極にセパレータを挟んで積層し、電極タブを溶接した矩形状の外装部材で正極又は負極をカバーする。次に外装部材の端辺のうち、開口部を残してシールを行い、真空乾燥機等を用いて、電池内部の水分を除去し、内部に電解質溶液を注入して、開口部をシールし、含浸する。含浸が終わったら初期充電を行い、外装部材の一部を切断して開口部に形成し、初期充電により発生したガスの排出を行い、当該開口部を封止し、本充電、エージングを行い、検査、仕分けを行う。
本発明は上記工程の中でも特に初期充電後に発生するガスの排出を行うガス排出工程に関するものである。従来の二次電池の充電後にガス排出を行うガス排出室Ｂは、例えば図２に示すように長さ５ｍ程度、幅３ｍ程度のラインＬ１〜Ｌ１０と、ライン間及び室内の隅に２ｍ程度の通路が設けられた、高さが３ｍ程度の広大な空間である。
ガス排出室Ｂは二次電池のガス排出を行う際に二次電池内部に水分が浸入しないように室内が空調設備によって除湿されている。本実施形態に係るガス排出装置１００は、図１のラインＬ１内に二点鎖線で図示するように、ガス排出装置１００がガス排出室Ｂの建屋内空間に設置でき、その大きさは１ラインの半分にも満たず、高さもガス排出室内の半分にも満たない極めてコンパクトな空間である。このようにガス排出装置１００はガス排出室Ｂの建屋内空間に設置できる程度にコンパクトに形成されており、これによって室内をドライ環境に維持するために必要な空調費用等を大幅に低減させることができる。
図３を参照して本実施形態におけるガス排出装置１００は、建屋内空間に設置され、発電要素２６が外装部材２５によって覆われた二次電池２０を格納するとともに、建屋内空間と隔離された内部空間を備える格納容器１０を有する。格納容器１０には二次電池２０を搬入するための格納扉１１ａ、１１ｂ、１１ｃが取り付けられ、格納容器１０内部の側面には仕切り板１３ａ、１３ｂが設けられている。二次電池２０は載置ケース３０に載置されてガス排出装置１００に格納される。
また、格納容器１０は、図２に示すように二次電池２０の他に、外装部材２５における接合部２２ａ〜２２ｃを切断することによって二次電池２０の充電により発生したガスを排出する開口部２３を形成する切断装置４０を格納する。また、格納容器１０は、切断装置４０によって形成された開口部２３をガス排出後に封止する封止装置６０を格納する。
また、格納容器１０には格納容器１０の内部空間を除湿してドライ環境に調製するために配管ダクト１２ａ〜１２ｃが接続されている。さらに格納容器１０には切断工程を行う位置２０ａからガス排出工程を行う位置２０ｂまで、及びガス排出工程を行う位置２０ｂから封止工程を行う位置２０ｃまで二次電池２０を搬送する搬送装置５０が格納されている。
ガス排出装置１００は、図３に示すように、切断装置４０によって二次電池２０に設けられた接合部２２ａ〜２２ｃを切断して開口部２３を形成する切断エリア２０ａと、配管ダクト１２ｂを用いて開口部２３から発生するガスを排出させるガス排出エリア２０ｂと、ガス排出後に封止装置６０によって開口部２３を封止する封止エリア２０ｃと、を有している。
本実施形態に係るガス排出方法は、格納容器内に二次電池２０を格納し、格納容器内を除湿してドライ環境に調整し（ドライ環境調整工程）、外装部材２５における接合部２２ａ〜２２ｃを切断して開口部２３を形成する（切断工程）。ドライ環境調整工程及び切断工程は二次電池２０の切断エリア２０ａにおいて行われる。
次に、二次電池２０をガス排出エリア２０ｂまで搬送し、格納容器内において二次電池２０の充電により発生したガスを開口部２３から排出する（ガス排出工程）。そこからさらに二次電池２０を封止エリア２０ｃまで搬送し、開口部２３を封止する（封止工程）。封止後に二次電池２０は格納容器内から取り出され、次工程に搬送される。封止工程は二次電池２０を搬出する封止エリア２０ｃにおいて行われる。以下、詳述する。
格納扉１１ａ〜１１ｃは、格納容器内を閉空間に形成し、二次電池２０を格納容器内部に搬入可能とするために本実施形態では例えば格納容器１０の上部に設置されている。本実施形態において格納扉１１ａ〜１１ｃは、図４における左右方向にスライドして開閉を行うよう構成し、切断エリア２０ａ、ガス排出エリア２０ｂ、封止エリア２０ｃ毎に格納容器１０の上面に格納扉１１ａ、１１ｂ、１１ｃを配置している。そのため、開閉扉１１ａ〜１１ｃの中でも必要箇所のみを開扉することができるため、外部からの水蒸気等が浸入しにくく、室内のドライ環境の維持が容易にできる。
仕切板１３ａ、１３ｂは外部からの水分等の格納容器内への浸入を抑制するために、切断エリア２０ａ、ガス排出エリア２０ｂ、封止エリア２０ｃの２０ａと２０ｂ、及び２０ｂと２０ｃとの境界位置に形成される。仕切板１３ａ、１３ｂは、二次電池２０を次工程に搬送する際の搬送経路に侵入しない程度に格納容器１０の内側面から室内に突出して形成されている。
配管ダクト１２ａ〜１２ｃには真空ポンプ（不図示）が接続され、配管ダクト１２ａ〜１２ｃ、及び真空ポンプによって格納容器内をドライ環境に調整する調整機構が構成される。
真空ポンプを用いて配管ダクト１２ａ〜１２ｃから真空引きを行うことによって格納容器は真空チャンバーとなり、露点−４０℃程度のドライ環境に調整される。なお、調整機構は真空ポンプに加えてコンプレッサー式やデシカント式等の除湿装置を用いることによって格納容器内をドライ環境に調整してもよい。
載置ケース３０は、二次電池２０を載置する載置板３１と、二次電池２０を厚さ方向と垂直（図５における上方向）に載置するために、二次電池２０を挟持する２枚の挟持板３２、３３が載置板３１に略垂直に取り付けられている。本実施形態において挟持板３２は二次電池２０の厚さ方向（図５における左右方向）にスライド移動が可能であり、挟持板３３は載置板３１に固定されている。
また、挟持板３２、３３の対向する側面にはスプリング３４ａ〜３４ｄが取り付けられており、これにより挟持板３２が挟持板３３に向かって付勢され、二次電池２０が挟持される。スプリング３４ａ〜３４ｄは本実施形態において挟持板３２、３３の四隅に４つ設けられているが、場所や個数は二次電池２０を載置できれば上記に限定されない。
切断装置４０は、図６に示すように二次電池２０の接合部２２ａ〜２２ｃを切断して開口部２３に形成するカッター４１と、カッター４１を切断方向にガイドし、接合部２２ａ〜２２ｃを切断できるように支持するカッターガイド４２と、を有する。
カッター４１とカッターガイド４２によって、二次電池２０が切断エリア２０ａに停止し、室内がドライ環境となった状態で接合部２２ａ〜２２ｃが切断される。本実施形態において切断装置４０は接合部２２ａ〜２２ｃを裁断する構成を採用するが、アルミニウムやポリエチレン等がラミネートされた外装部材２５を切断できれば上記構成に限定されない。
搬送装置５０は、格納容器１０の底面に設置され、二次電池２０を切断エリア２０ａ〜封止エリア２０ｃまで移動させるローラーコンベアー５１を有する。また、搬送装置５０は、二次電池２０を側方から挟持し、二次電池２０を位置２０ｂへ移動させる側方ローラーコンベアー５５ａ、５５ｂと、二次電池２０を位置２０ｂから位置２０ｃへと移動させる側方ローラーコンベアー５５ｃ、５５ｄと、を有する。ローラーコンベアー５１は二次電池２０を搬送するローラー５２ａ〜５２ｖ（以下、５２と記載）と、ローラー５２を回転可能に支持する支持板５３ａ、５３ｂとから構成される。
側方ローラーコンベアー５５ａ、５５ｂは奥側ローラーコンベアー５５ａと手前側ローラーコンベアー５５ｂから構成され、二次電池２０を挟持して電池２０を切断工程位置２０ａからガス排出工程位置２０ｂまで搬送する。奥側ローラーコンベアー５５ａはローラー５６ａ〜５６ｃと、ローラー５６ａ〜５６ｃを回転可能に保持する支持柱５７ａと、ローラー５６ａ〜５６ｃ及び支持柱５７ａを二次電池２０に近接離間させるためのガイドレール５８ａと、を有する。
手前側ローラーコンベアー５５ｂは、奥側ローラーコンベアー５５ａと同様にローラー５６ｄ〜５６ｆ、支持柱５７ｂ、及びガイドレール５８ｂを有する。
ローラー５６ａ〜５６ｃは、支持柱５７ａに回転可能に取り付けられ、ローラー５６ｄ〜５６ｆは支持柱５７ｂに回転可能に取り付けられる。支持柱５７ａはローラー５６ａ〜５６ｃと共にガイドレール５８ａのレール上に並進移動可能に取り付けられ、同様に支持柱５７ｂはローラー５６ｄ〜５６ｆと共にガイドレール５８ｂのレール上に並進移動可能に取り付けられる。
ガイドレール５８ａは支持柱５７ａがスライド移動する経路を形成し、ガイドレール５８ｂは支持柱５７ｂがスライド移動する経路を形成する。支持柱５７ａがガイドレール５８ａ上を移動し、支持柱５７ｂがガイドレール５８ｂ上を移動することで、ローラー５６ａ〜５６ｃ及びローラー５６ｄ〜５６ｆは、二次電池２０を挟持する挟持板３２、３３と間隔を有する位置から挟持板３２、３３に接する位置まで移動する。
奥側ローラーコンベアー５５ｃ及び手前側ローラーコンベアー５５ｄは、二次電池２０及び載置ケース３０をガス排出工程位置２０ｂから封止工程位置２０ｃまで搬送し、ローラーコンベアー５５ａ、５５ｂと同様の構成を有するため、説明を省略する。
封止装置６０は、本実施形態において二次電池２０の開口部２３を開口部２３の外側から挟持して熱融着を行うクリップ形状のヒートシールから構成されるが、熱融着を行うことのできるものであれば上記に限定されない。
次に本実施形態に係るガス排出工程について説明する。初めにガス排出装置１００の開閉扉１１ａが図４における右側にスライドして開扉された状態で、載置ケース３０に載置され、挟持された二次電池２０が格納容器内に搬入される。二次電池２０を搬入する装置は例えばロボットアームを挙げることができる。
二次電池２０及び載置ケース３０を切断エリア２０ａに搬入できたら、側方ローラーコンベアー５５ａ、５５ｂを作動させ、載置ケース３０に近接させて固定する。
側方ローラーコンベアー５５ａ、５５ｂによって載置ケース３０を固定できたら、図５に示すように開閉扉１１ａを閉めて真空ポンプを作動させて真空引きを行い、格納容器内を露点−４０度程度のドライ環境に調整する。
次に切断装置４０を作動させ、図６、図７に示すようにカッター４１によって二次電池２０のガス排出部２９を切断して開口部２３を形成する。カッター４１によってガス排出部２９を構成する接合部２２ｂは切除され、接合部２２ａ、２２ｃは部分的に切除される。
開口部２３が形成されたら、ローラーコンベアー５１と側方ローラーコンベアー５５ａ、５５ｂを作動させ、二次電池２０及び載置ケース３０を切断エリア２０ａからガス排出エリア２０ｂまで搬送する。
図６に示すガス滞留部２８には充電時に発生した水素等のガスが滞留しているため、開口部２３を形成することによって外装部材２５の内部から格納容器１０の内部空間にガスが排出される。排出ガスは真空ポンプによって図７に示す配管ダクト１２ｂから所定時間吸引される。
二次電池２０における開口部２３からガスを所定時間排出したら、側方ローラーコンベアー５５ｃ、５５ｄを作動させ、二次電池２０及び載置ケース３０をガス排出工程位置２０ｂから封止工程位置２０ｃまで搬送する。
次に図８に示すように封止装置６０を作動させ、開口部２３を所定時間、所定熱量で封止し、接合部２４を形成する。接合部２４は図３において接合部２１ａ、２１ｂと同一直線上に形成されているが、接合部２１ａ、２１ｂと同一直線上の位置から開口部２３の端辺までのいずれかの位置に形成されてもよい。
このように接合部２２ａ、２２ｃが残された状態で開口部２３を封止することによって、二次電池２０には図３に示すように接合部２４よりも上方に接合部２２ａ、２２ｃ及び開口部が形成されたガス排出部２９が残された状態が維持される。
二次電池２０に接合部２４が形成できたら、開閉扉１１ｃを開扉し、ロボットアーム等の取り出し装置を用いて図９に示すように二次電池２０を格納容器１０の内部から取り出して次工程である本充電工程のラインへと搬送する。
二次電池のガス排出工程を行う室内は、従来は図２に示すようにガス排出を行う二次電池のラインが複数設けられ、さらにラインの外側には作業者の通路が設けられた高さ３ｍ程度の広大な空間である。このように湿度を調整し、真空状態を維持するガス排出室を建設するためには多大なる設備投資が必要となり、建設後においても相当な空調費用等が必要となってしまう。
これに対し本実施形態に係るガス排出装置１００は、二次電池２０、切断装置４０、封止装置６０を格納した、面積及び高さが従来のガス排出室よりも極めて小さい格納容器を建屋空間内に設置し、内部空間を建屋内空間と隔離してガスの排出を行うように構成している。
格納容器１０は上述のようにガス排出室Ｂに比べて極めてコンパクトであるため、ガス排出装置１００の製造に必要な費用や空調費用をガス排出室Ｂにおける設備投資や空調費用と比較して極めて低コストにすることができる。また、格納容器１０は様々な建屋内空間に設置できるため、初期充電後だけでなく本充電やエージング工程後にも格納容器１０を設置してガス排出を行うことができる。これによって二次電池２０から発生するガスを十分に排出することができ、二次電池２０の性能低下を効果的に防止することができる。
以上説明したように本実施形態に係るガス排出装置１００は、建屋内空間に設置され、発電要素２６が外装部材２５によって覆われた二次電池２０を格納するとともに、建屋内空間と隔離された内部空間を備える格納容器１０を有している。格納容器１０には開口部２３を形成する切断装置４０と、開口部２３を封止する封止装置６０と、が格納され、格納容器１０の内部空間が除湿されてドライ環境に調整されるよう構成されている。そして、格納容器１０内においてドライ環境調整工程、切断工程、ガス排出工程、及び封止工程を行って初期充電等により発生するガスを排出している。
そのため、工場内に広大なガス排出室Ｂを建設することなくコンパクトな格納容器内においてガスの排出を行うことができ、ガス排出装置１００の製造に必要な投資や空調費用をガス排出室Ｂと比較して極めて低コストに抑制することができる。また、格納容器１０が様々な建屋内空間に設置できることによって、ガスが発生し得る他の工程にガス排出装置１００を設置して適宜ガスの排出を行うことができ、二次電池の性能低下を効果的に抑制することができる。
また、調整機構は配管ダクト１２ａ〜１２ｃに真空ポンプを接続するよう構成し、ドライ環境調整工程において真空引きを行うことによって、格納容器内をドライ環境に調整している。そのため、真空引きによって格納容器内を除湿できると共に排出したガスを吸引することもできるため、これにより空調費用を大幅に削減することができる。
また、格納容器１０を真空チャンバーに形成することによって格納容器内の水分の蒸発を促進させることができるため、格納容器内をドライ環境に容易に調整でき、これにより二次電池２０の電池特性の低下を防止することができる。
また、二次電池２０の接合部は外装部材同士を常時接合する第１の部分２１ａ、２１ｂから外装部材２５における外方に向けて突出し、切断装置４０による切断によって開口部２３を形成する第２の部分２２ａ〜２２ｃを含むガス排出部２９を有する。そして、切断工程ではガス排出部２９が切断工程において切断されることにより、ガス排出工程において二次電池２０から発生するガスが排出される。
そのため、接合部の中でもガスの排出に必要な箇所のみが切断され、外装部材内部に水分が浸入したり、電解質溶液が外部に漏出したりすることを防止でき、電池性能の低下が抑制された二次電池２０を得ることができる。
本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲において種々の変更が可能である。
図１０（Ａ）〜（Ｅ）は本実施形態の変形例に係る二次電池のガス排出方法の説明に供する図である。切断装置４０及び封止装置６０は接合部２２ａ〜２２ｃより構成されるガス排出部２９が二次電池２０に一箇所形成されたものを切断又は封止する実施形態について説明したが、これに限定されない。
上述したようにガスは初期充電後だけでなく本充電後やエージング工程後においても発生する可能性がある。そのため、接合部２２ａ〜２２ｃは複数回切断することを想定して接合部２１ａ、２１ｂからの突出量を増加させればよいようにも思われる。しかしながら、接合部２１ａ、２１ｂからの突出量が多くなれば外装部材２５の材料の歩留まりが悪くなるおそれがある。
そのため、二次電池２０ｄの外装部材２５における接合部は、図１０（Ａ）に示すように接合部２１ａ、２１ｂ、２１ｃから外装部材２５における外方にむけて突出し、切断装置４０による切断によって開口部２３に形成される接合部２２ｄ〜２２ｆ及び２２ｇ〜２２ｉを含むガス排出部２９ａ、２９ｂを外装部材２５の接合部２１ａ、２１ｂ、２１ｃに沿って複数並べて有してもよい。
そして、初期充電の際に図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）に示すように接合部２２ｄ〜２２ｆを切断して開口部２３ａを形成し、ガス排出後に封止して接合部２４ａを形成する。さらに本充電の際に図１０（Ｄ）、図１０（Ｅ）に示すように接合部２２ｇ〜２２ｉを切断して開口部２３ｂを形成し、ガス排出後に封止して接合部２４ｂを形成する。上記実施形態と同様に、封止工程後の二次電池２０ｄには接合部２４ａの上方に接合部２２ｄ、２２ｆ、及び開口部からなるガス排出部２９ａと、接合部２４ｂの上方に２２ｇ、２２ｉ、及び開口部からなるガス排出部２９ｂが残された状態が維持される。すなわち、上記における二次電池は、発電要素２６と、発電要素２６を覆う外装部材２５と、外装部材２５に設けられ、発電要素２６を封止する接合部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２２ｄ〜２２ｆ及び２２ｇ〜２２ｉと、を有し、接合部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２２ｄ〜２２ｆ及び２２ｇ〜２２ｉは、外装部材２５同士を常時接合する第１の部分にあたる接合部２１ａ、２１ｂ、２１ｃから外装部材２５における外方に向けて突出し、切断されることによって充電により発生したガスを排出する開口部２３ａ、２３ｂを形成する第２の部分にあたる接合部２２ｄ〜２２ｆ及び２２ｇ〜２２ｉを含むガス排出部２９ａ、２９ｂを外装部材２５の一の縁辺に沿って複数並べて備える二次電池２０ｄである。
このように構成することによって、外装部材２５の材料歩留まりを悪化させることなく複数工程においてガスの排出を行うことができ、二次電池２０ｄの性能低下をさらに効果的に抑制することができる。また、二次電池２０ｄは、ガス排出部２９ａ、２９ｂが形成されることにより、初期充電後にのみガス排出を行う場合と比べて十分にガス排出ができ、電池性能の低下がさらに抑制された二次電池とすることができる。
また、ガス排出工程にて排出されるガスは真空ポンプを用いて格納容器内から排出されると説明したが、これ以外にも真空容器内に窒素等の不活性ガスを充填して置換することによってガスを排出してもよい。
１０ 格納容器、
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 開閉扉、
１２ａ〜１２ｃ 配管ダクト、
２０ 二次電池、
２０ａ 二次電池搬入時、ドライ環境調整工程時、及び切断工程時の停止位置（エリア）、
２０ｂ ガス排出工程時の停止位置（エリア）、
２０ｃ 封止工程、二次電池搬出時の二次電池停止位置（エリア）、
２１ａ、２１ｂ 接合部（第１の部分）、
２２ａ〜２２ｉ 接合部（第２の部分）、
２３、２３ａ、２３ｂ 開口部、
２４、２４ａ、２４ｂ 接合部、
２５ 外装体、
２５ａ 端辺、
２５ｂ〜２５ｄ 端辺（接合部）、
２６ 電極、
２７ａ、２７ｂ 電極タブ、
２８ ガス滞留部、
２９、２９ａ、２９ｂ ガス排出部、
３０ 載置ケース、
３１ 載置板、
３２、３３ 挟持板、
３４ａ〜３４ｄ スプリング、
４０ 切断装置（切断手段）、
４１ カッター、
４２ カッターガイド、
５０ 搬送装置、
５１ ローラーコンベアー、
５２、５２ａ〜５２ｙ ローラー、
５３ａ、５３ｂ 支持板、
５５ａ、５５ｃ 奥側側方ローラーコンベアー、
５５ｂ、５５ｄ 手前側側方ローラーコンベアー、
５６ａ〜５６ｌ ローラー、
５７ａ〜５７ｄ 支持柱、
５８ａ〜５８ｄ ガイドレール、
６０ 封止装置（封止手段）。
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 開閉扉、
１２ａ〜１２ｃ 配管ダクト、
２０ 二次電池、
２０ａ 二次電池搬入時、ドライ環境調整工程時、及び切断工程時の停止位置（エリア）、
２０ｂ ガス排出工程時の停止位置（エリア）、
２０ｃ 封止工程、二次電池搬出時の二次電池停止位置（エリア）、
２１ａ、２１ｂ 接合部（第１の部分）、
２２ａ〜２２ｉ 接合部（第２の部分）、
２３、２３ａ、２３ｂ 開口部、
２４、２４ａ、２４ｂ 接合部、
２５ 外装体、
２５ａ 端辺、
２５ｂ〜２５ｄ 端辺（接合部）、
２６ 電極、
２７ａ、２７ｂ 電極タブ、
２８ ガス滞留部、
２９、２９ａ、２９ｂ ガス排出部、
３０ 載置ケース、
３１ 載置板、
３２、３３ 挟持板、
３４ａ〜３４ｄ スプリング、
４０ 切断装置（切断手段）、
４１ カッター、
４２ カッターガイド、
５０ 搬送装置、
５１ ローラーコンベアー、
５２、５２ａ〜５２ｙ ローラー、
５３ａ、５３ｂ 支持板、
５５ａ、５５ｃ 奥側側方ローラーコンベアー、
５５ｂ、５５ｄ 手前側側方ローラーコンベアー、
５６ａ〜５６ｌ ローラー、
５７ａ〜５７ｄ 支持柱、
５８ａ〜５８ｄ ガイドレール、
６０ 封止装置（封止手段）。
Claims (16)
- 建屋内空間に設置され、発電要素が外装部材によって覆われた二次電池を格納するとともに、前記建屋内空間と隔離された内部空間を備える格納容器と、
前記格納容器内に格納され、前記外装部材において前記発電要素を封止する接合部の一部を切断して前記二次電池の充填を行なうことによって発生したガスを排出する開口部を形成する切断手段と、
前記開口部を封止する封止手段と、
前記格納容器の前記内部空間を除湿してドライ環境に調整可能な調整機構と、
前記格納容器内に設置され、前記開口部となる部位が上部に位置し、かつ、前記二次電池を起立させた状態で搬送する搬送装置と、を備え、
前記開口部の形成および前記開口部の封止は、前記搬送装置によって前記開口部が上部に位置し、かつ、前記二次電池を起立させた状態で行なわれる二次電池のガス排出装置。 - 前記二次電池は載置ケースに載置された状態で前記搬送装置によって搬送され、
前記載置ケースは、少なくとも前記開口部の形成および前記開口部の封止の際に前記二次電池を挟持する挟持板を備え、
前記挟持板は、前記挟持板の面方向において、前記開口部に当たる部位を前記挟持板から離間させた状態で前記二次電池を挟持する請求項１に記載の二次電池のガス排出装置。 - 前記格納容器は、前記内部空間において前記接合部の一部を切断する切断エリアと、前記開口部の封止を行う封止エリアと、
前記切断エリアと前記封止エリアとの間に設けられる仕切り板と、を備える請求項１または２に記載の二次電池のガス排出装置。 - 前記格納容器は、前記格納容器の外部空間から前記切断エリアに前記二次電池を格納して前記内部空間と前記外部空間とを隔離することによって前記内部空間を前記ドライ環境に調整可能にする格納扉と、
前記開口部を封止した前記二次電池を前記封止エリアから前記外部空間へと搬出する扉と、をさらに有する請求項３に記載の二次電池のガス排出装置。 - 前記調整機構は、真空引きによって前記格納容器内をドライ環境に調整する請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池のガス排出装置。
- 前記格納容器は真空チャンバーである請求項５に記載の二次電池のガス排出装置。
- 前記接合部は、前記外装部材同士を常時接合する第１の部分から前記外装部材における外方に向けて突出し、前記切断手段により切断されることによって前記開口部を形成する第２の部分を含むガス排出部を有し、
前記ガス排出部が前記切断手段によって切断されることによって、前記二次電池から発生するガスが排出される請求項１〜６のいずれか１項に記載の二次電池のガス排出装置。 - 前記接合部は、前記外装部材同士を常時接合する第１の部分から前記外装部材における外方に向けて突出し、前記切断手段により切断されることによって前記開口部を形成する第２の部分を含むガス排出部を前記外装部材の一の縁辺に沿って複数並べて有し、
前記切断手段は前記ガス排出部の一つを切断し、
前記封止手段は切断された前記ガス排出部を封止する請求項１〜６のいずれか１項に記載の二次電池のガス排出装置。 - 建屋内空間に設置され、前記建屋内空間と隔離された内部空間を形成する格納容器内に二次電池を格納し、前記格納容器内を除湿してドライ環境に調整し、
前記格納容器内で前記二次電池を起立させた状態において、発電要素を覆う外装部材の前記発電要素を封止する接合部における上部の一部を切断して開口部を形成し、
前記格納容器内において、充電を行なった二次電池から発生するガスを前記開口部から排出させ、
前記格納容器内で前記開口部が上部に位置し、かつ、前記二次電池を起立させた状態において前記開口部を封止する、二次電池のガス排出方法。 - 前記二次電池の起立は、挟持板を用い、かつ、前記挟持板の面方向において前記開口部に当たる部位を前記挟持板から離間させた状態で前記挟持板に前記二次電池を挟持させることによって行う請求項９に記載の二次電池のガス排出方法。
- 前記二次電池は、前記内部空間に設けられ、前記接合部の一部を切断する切断エリアにおいて前記開口部を形成し、
前記内部空間において前記切断エリアと仕切板を介在させて設けられた封止エリアにおいて前記開口部を封止する請求項９または１０に記載の二次電池のガス排出方法。 - 前記二次電池は、前記切断エリアの頭上に設けられた格納扉から前記切断エリアに格納され、
前記開口部の封止後に、前記封止エリアの頭上に設けられた扉から前記格納容器の外部空間へ搬出される請求項１１に記載の二次電池のガス排出方法。 - 前記ドライ環境の調整は、前記格納容器内を真空引きすることによって行なわれる請求項９〜１２のいずれか１項に記載の二次電池のガス排出方法。
- 前記格納容器は真空チャンバーである請求項１３に記載の二次電池のガス排出方法。
- 前記接合部は、前記外装部材同士を常時接合する第１の部分から前記外装部材における外方に向けて突出し、前記接合部の切断の際に切断されることによって前記開口部を形成する第２の部分を含むガス排出部を有し、
前記接合部の切断では前記ガス排出部が切断されることによって前記ガスの排出の際に前記二次電池から前記ガスが排出される請求項９〜１４のいずれか１項に記載の二次電池のガス排出方法。 - 前記接合部は、前記外装部材同士を常時接合する第１の部分から前記外装部材における外方に向けて突出し、前記接合部の切断の際に切断されることによって前記開口部を形成する第２の部分を含むガス排出部を前記外装部材の一の縁辺に沿って複数並べて有し、
前記接合部の切断の際に前記二次電池から前記ガスが排出され、
前記開口部が封止される請求項９〜１４のいずれか１項に記載の二次電池のガス排出装置。
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