JP6288065B2 - 二次電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池の製造方法に関する。

二次電池は、パソコンなどの電気機器や電動車両などに搭載されている。特許第５４７５２０６号公報（特許文献１）に開示されているように、二次電池の製造方法においては、蓋材が外装ケースに溶接される。

特許第５４７５２０６号公報

蓋材は注液孔を有しており、たとえば蓋材を外装ケースに溶接する際には、溶接スパッタ等が注液孔を通して外装ケースの中に入ることをなるべく防止する必要がある。注液孔を塞ぐようにテープを貼ったり、注液孔を塞ぐようにキャップを配置したりすることで、溶接中に溶接スパッタ等が注液孔を通して外装ケースの中に入ることを防止できる。

蓋材を外装ケースに溶接した後、キャップ等を蓋材から外し、注液孔を開放して注液孔から外装ケース内に電解液が注入される。初期充電およびガス抜き等が行なわれた後、注液孔を塞ぐように封止部材が配置される。封止部材を蓋材に溶接することで、注液孔が封止される。

ここで、溶接等が行なわれている際に注液孔を塞ぐ手段としては、テープの場合には粘着性が低下するためテープを繰り返し使用することは難しく、また、テープを蓋材から外した後、テープの粘着物が蓋材に残留することが考えられる。接着剤等を使用しない場合には、キャップは繰り返し使用が可能であり、テープを使用する場合よりもメリットがある。

蓋材を外装ケースに溶接する工程の前に、注液孔を塞ぐようにキャップを配置したとする。溶接の際、キャップには振動や風圧等に起因した外力が作用しやすく、注液孔を塞いでいるキャップの位置がずれたり、キャップが注液孔から外れたりする可能性がある。接着剤を用いてキャップを蓋材に固定しない場合には、キャップの位置ずれや脱落等がより生じやすくなる。

キャップの位置ずれや脱落等が生じる可能性があるのは、蓋材を外装ケースに溶接する際に限られない。キャップが注液孔を塞ぐように配置されている状態で、蓋材およびキャップが一体的に搬送されることもある。搬送の際、キャップには振動等に起因した外力が作用する可能性がある。搬送の際にも、キャップの位置ずれや脱落等が生じる可能性がある。

キャップの位置ずれや脱落等が生じた場合、溶接スパッタや樹脂などの異物が注液孔を通して外装ケースの中に入る可能性がある。外装ケース内に混入した異物は、短絡や出力の低下等、二次電池の性能に影響する。

本発明は、注液孔を塞ぐように配置されたキャップの位置がずれたり、キャップが注液孔から外れたりする可能性を低減することが可能な二次電池の製造方法を提供することを目的とする。

二次電池の製造方法は、蓋材に設けられた注液孔を塞ぐように、第１磁性体を含むキャップを配置するキャップ配置工程と、外装ケースの開口部を塞ぐように上記蓋材を配置する蓋材配置工程と、上記第１磁性体と上記第１磁性体に磁力を付与する第２磁性体とを近づけることで、上記注液孔を塞ぐように配置される上記キャップの位置を上記第２磁性体から上記第１磁性体に付与される上記磁力により保持するキャップ位置保持工程と、を備える。

キャップ配置工程および蓋材配置工程は、どちらが先に実施されても構わない。上記構成の技術的範囲には、キャップ配置工程が先に行なわれて蓋材配置工程が後に行なわれるという構成と、蓋材配置工程が先に行なわれてキャップ配置工程が後に行なわれるという構成との両方が含まれる。また、上記構成の技術的範囲には、キャップ位置保持工程を、キャップ配置工程および蓋材配置工程のいずれか一方の工程と同時に実施するという構成も含まれる。たとえば、蓋材に設けられた注液孔を塞ぐようにキャップを配置するというキャップ配置工程を実施することに伴って第１磁性体と第２磁性体とが互いに近づき、これによりキャップの位置が磁力で保持されるというキャップ位置保持工程が実施されることも可能である。あるいは、外装ケースの開口部を塞ぐように蓋材を配置するという蓋材配置工程を実施することに伴って第１磁性体と第２磁性体とが互いに近づき、これによりキャップの位置が磁力で保持されるというキャップ位置保持工程が実施されることも可能である。これらの構成に限られず、上記構成の技術的範囲には、キャップ配置工程、蓋材配置工程、キャップ位置保持工程が、それぞれ別の独立した工程として実施される場合も含まれている。

蓋材を外装ケースに溶接している際や、外装ケース、蓋材、キャップを、溶接を行なう場所に搬送する際には、キャップには振動等に起因した外力が作用する可能性がある。上記の構成によれば、注液孔を塞ぐように配置されているキャップの位置は、接着剤等を用いてキャップを蓋材にあえて接着しなくても、第２磁性体から第１磁性体に付与される磁力により保持することができる。注液孔を塞いでいるキャップの位置がずれたり、キャップが注液孔から外れたりすることを抑制できる。接着剤の代わりに磁力が活用されることで、容易にキャップを注液孔に着脱でき、注液孔を塞ぐ手段としてキャップを繰り返し使用することも可能である。

好ましくは、上記キャップ位置保持工程においては、上記第２磁性体が上記外装ケースの側面に対向するように配置されることにより、上記第１磁性体と上記第２磁性体とが上記外装ケースの上記側面を介して互いに磁気吸着する。

上記の構成によれば、注液孔を塞ぐように配置されているキャップの位置は、第１磁性体と、外装ケースの側面に対向するように配置された第２磁性体との磁気吸着により保持される。外装ケースおよび蓋材の上方に第２磁性体が配置されていないため、外装ケースおよび蓋材の上方にレーザーヘッドなどを容易に配置することができる。

好ましくは、上記外装ケースに上記蓋材を溶接する溶接工程をさらに備え、上記溶接工程においては、上記キャップの位置が上記磁力により保持されている状態で、上記蓋材が上記外装ケースに溶接される。

蓋材を外装ケースに溶接する際、キャップには振動や風圧等に起因した外力が作用しやすい。上記の構成によれば、注液孔を塞ぐように配置されているキャップの位置は、第２磁性体から第１磁性体に付与される磁力により高い精度で保持される。注液孔を塞いでいるキャップの位置がずれたり、キャップが注液孔から外れたりすることを抑制でき、溶接スパッタ等の異物が注液孔を通して外装ケースの中に入ることを抑制できる。

好ましくは、上記キャップは、上記注液孔を覆うように配置されるつば部と、上記注液孔の内側に挿入される挿入部と、を有し、上記キャップの位置が上記磁力により保持されている状態では、上記蓋材のうちの上記注液孔の周辺部分に上記キャップの上記つば部が対向するように配置されており、上記外装ケースに上記蓋材が溶接されている際には、上記周辺部分と上記つば部との間に、上記外装ケースの内部と外部とを連通可能な連通路が形成されている。

溶接の際、溶接熱により外装ケースの内圧が上昇したとしても、外装ケース内のガスは、連通路を通して排出されることができるため、注液孔を塞いでいるキャップに浮きが生じたり、キャップが注液孔から外れたりすることを抑制できる。

好ましくは、上記キャップは、上記第１磁性体と、上記第１磁性体を内蔵する樹脂部材とを含む。

蓋材に比べて十分にやわらかい樹脂部材が使用された場合には、キャップを注液孔に着脱する際に、キャップが注液孔の内周面にキズを付けてしまうことを抑制できる。

好ましくは、上記キャップ配置工程においては、第３磁性体を含む搬送機構によって上記キャップが搬送され、上記搬送機構が上記キャップを搬送している際には、上記第１磁性体と上記第３磁性体とが互いに磁気吸着している。

第１磁性体と第３磁性体との間に作用する磁気吸着力を利用することで、搬送機構は、キャップを迅速かつ容易に注液孔に着脱できる。

上記の二次電池の製造方法によれば、注液孔を塞ぐように配置されたキャップの位置がずれたり、キャップが注液孔から外れたりする可能性を低減することができる。

実施の形態１における二次電池１を示す斜視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。 実施の形態１における二次電池１の製造方法を示すフロー図である。 図３の準備工程ＳＴ１において準備される蓋材３を示す断面図である。 図３の準備工程ＳＴ１において準備されるキャップ４を示す斜視図である。 図３の準備工程ＳＴ１において準備されるキャップ４を示す側面図である。 図３の準備工程ＳＴ１において準備されるキャップ４の製造方法を示す斜視図である。 図３のキャップ配置工程ＳＴ１Ａの第１段階を示す断面図である。 図３のキャップ配置工程ＳＴ１Ａの第２段階を示す断面図である。 図３のキャップ配置工程ＳＴ１Ａ、蓋材配置工程ＳＴ２を説明するための断面図である。 図３のキャップ位置保持工程ＳＴ３を示す平面図である。 図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。 図３の蓋材配置工程ＳＴ２、キャップ位置保持工程ＳＴ３の変形例を示す斜視図である。 図３の溶接工程ＳＴ４を示す断面図である。 実施の形態１における二次電池１の製造方法の作用効果の１つを説明するための斜視図である。 実施の形態２における二次電池の製造方法で用いられるキャップ４Ｌを示す斜視図である。 実施の形態３における二次電池の製造方法で用いられるキャップ４Ｎおよび搬送機構２０Ａを示す断面図である。 実施の形態４における二次電池の製造方法のキャップ位置保持工程を示す斜視図である。 実施の形態５における二次電池の製造方法のキャップ位置保持工程を示す断面図である。

［実施の形態１］
（二次電池１）
図１は、実施の形態１における二次電池１を示す斜視図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。二次電池１は、外装ケース２、蓋材３、電解液５（図１）、電極体６、端子７，８（図１）、防爆弁９（図１）、封止部材１０を備える。

図２に示すように、外装ケース２は、側面２Ａ、上面２Ｂ、段差２Ｃ、開口部２Ｓ（図１０，図１３参照）を含み、全体として有底筒状の形状を有している。蓋材３は、板状の形状を有し、蓋材３の材質はたとえばアルミニウムである。蓋材３は、上面３Ａ、下面３Ｂ、注液孔３Ｃを含む。

図２に示すように、蓋材３は、開口部２Ｓ（図１０）を塞ぐように段差２Ｃ上に配置されている。蓋材３は外装ケース２に溶接されており、外装ケース２と蓋材３との間には環状の溶接部１１が形成されている。外装ケース２および蓋材３は、二次電池１の外殻体を構成しており、電解液５および電極体６はこの外殻体の中に配置されている。

電極体６は、正極シート、負極シート、セパレータを含む巻回体と、巻回体の一端に接続された正極集電部と、巻回体の他端に接続された負極集電部とを含む。端子７，８（図１）は、蓋材３の上面３Ａ（図２）から突出しており、電極体６の正極集電部および負極集電部にそれぞれ電気接続されている。

防爆弁９は、蓋材３の板状部分に設けられている。防爆弁９は、上記外殻体の内圧が所定値よりも高くなったり低くなったりした際に作動する。封止部材１０は、注液孔３Ｃを封止している。封止部材１０は蓋材３に溶接されており、外装ケース２と蓋材３（内壁面３Ｅ）との間には環状の溶接部１２が形成されている。

（二次電池１の製造方法）
図３は、二次電池１の製造方法を示すフロー図である。二次電池１の製造方法においては、準備工程ＳＴ１、蓋材配置工程ＳＴ２、キャップ位置保持工程ＳＴ３、溶接工程ＳＴ４、電解液注入工程ＳＴ５、溶接工程ＳＴ６が実施される。

（準備工程ＳＴ１）
図４は、準備工程ＳＴ１において準備される蓋材３を示す断面図である。図４に示される蓋材３の断面形状は、図２に示される蓋材３の断面形状に対応している。蓋材３の注液孔３Ｃは、凹部３Ｃ１，３Ｃ２、貫通部３Ｃ３、拡径部３Ｃ４を含む。凹部３Ｃ１は、底面３Ｄ、内壁面３Ｅを有する。凹部３Ｃ２は、凹部３Ｃ１よりも小さな開口面積を有し、貫通部３Ｃ３は、凹部３Ｃ２よりも小さな開口面積を有している。

図５、図６は、それぞれ、準備工程ＳＴ１において準備されるキャップ４を示す斜視図、側面図である。キャップ４は、樹脂部材４Ａ、磁性体４Ｂ（第１磁性体）を含む。樹脂部材４Ａは、磁性体４Ｂを内蔵している。樹脂部材４Ａの材質はたとえばＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）である。キャップ４は、磁性体４Ｂを内蔵していれば、樹脂製以外の他の部材を樹脂部材４Ａの代わりに備えていてもよい。

樹脂部材４Ａは、つば部４Ｃ、挿入部４Ｄを含む。つば部４Ｃは、扁平な円柱形状を有する。挿入部４Ｄは、つば部４Ｃよりも径の小さい円柱形状を有する。挿入部４Ｄは、つば部４Ｃの底面４Ｅから垂れ下がるように設けられている。挿入部４Ｄの先端４Ｇは、平坦な面形状を有している。底面４Ｅには、つば部４Ｃの径方向に延びる凹溝４Ｆが設けられている。凹溝４Ｆの一端は、つば部４Ｃの外周面の位置に到達しており、凹溝４Ｆの他端は、挿入部４Ｄの外周面の位置に到達している。底面４Ｅに垂直な方向において、凹溝４Ｆの高さはたとえば５０μｍである。底面４Ｅに平行でかつ凹溝４Ｆの延在方向に垂直な方向において、凹溝４Ｆの幅はたとえば５０μｍである。

磁性体４Ｂは、円柱形状を有し、樹脂部材４Ａの中に埋め込まれている。磁性体４Ｂの材質は、Ｆｅ、ＳＵＳ４３０等である。磁性体４Ｂは、磁石（ネオジウム等）であってもよい。磁性体４Ｂが磁石から構成される場合には、後述する第２磁性体としての磁性体３２，３４（図１２）や、第３磁性体としての磁性体２２（図８）と磁性体４Ｂとが磁気吸着可能なように、磁性体２２，３２，３４の構成に応じてキャップ４の中での磁性体４Ｂの位置および姿勢等が設定される。

図７を参照して、キャップ４は、次のような手法で作製できる。樹脂部材４Ａ、磁性体４Ｂ、シート４Ｋが準備される。樹脂部材４Ａおよびシート４Ｋの材質は、たとえばＰＦＡである。樹脂部材４Ａには、凹部４Ｊ，４Ｈが設けられている。磁性体４Ｂを凹部４Ｈの中に挿入した後、シート４Ｋを凹部４Ｊの内側に配置する。シート４Ｋを樹脂部材４Ａに溶着することで、図５に示すようなキャップ４が得られる。

（キャップ配置工程ＳＴ１Ａ）
図３、図８を参照して、準備工程ＳＴ１は、キャップ配置工程ＳＴ１Ａを含む。キャップ配置工程ＳＴ１Ａにおいては、蓋材３に設けられた注液孔３Ｃを塞ぐようにキャップ４が配置される。キャップ４は、搬送機構２０によって搬送される。

搬送機構２０は、ガイド部２１、磁性体２２（第３磁性体）を含む。ガイド部２１は、当接面２３を有する。磁性体２２は、ガイド部２１の当接面２３とは反対側に設けられている。磁性体２２は、ガイド部２１に対して軸方向（図８の紙面内の上下方向）に相対移動可能である（図９参照）。

搬送機構２０は、磁性体４Ｂと磁性体２２との間に作用する磁気吸着力を利用して、キャップ４を保持する。磁性体２２と磁性体４Ｂとの間に作用する磁気吸着力は、キャップ４を、磁性体２２の位置に引き付ける方向に作用する。この磁気吸着力は、キャップ４を高さ方向に引き付けるような力として作用するだけでなく、キャップ４を平面方向に引き付ける（移動させる）ような力としても作用する。

したがって、樹脂部材４Ａと当接面２３との間の摩擦が小さい場合、磁気吸着力を利用して、ガイド部２１に対するキャップ４の位置決め（センタリング）を行なうことも可能である。搬送機構２０は、キャップ４を保持した状態で、注液孔３Ｃの直上に到達するまで移動する（矢印ＡＲ１０）。搬送機構２０がキャップ４を搬送している際には、磁性体４Ｂと磁性体２２とが互いに磁気吸着している。搬送機構２０は、その後下降移動する（矢印ＡＲ１２）。キャップ４は、注液孔３Ｃを塞ぐように配置される。キャップ４は、注液孔３Ｃを塞ぐことが可能であれば、つば部４Ｃのみから構成され、挿入部４Ｄを備えていなくても構わない。

図９を参照して、磁性体２２が当接面２３から離れるように上昇移動することで（矢印ＡＲ１４）、キャップ４が当接面２３の側に引き付けられている状態は解除される。その後、ガイド部２１が上昇移動することで（矢印ＡＲ１６）、ガイド部２１はキャップ４から離れる。磁性体４Ｂと磁性体２２との間に作用する磁気吸着力を利用することで、搬送機構２０は、キャップ４を迅速かつ容易に着脱できる。

図１、図１０を参照して、キャップ４を注液孔３Ｃを塞ぐように配置した後、蓋材３に設けられた端子７（図１）と電極体６の正極集電部とが、正極集電体を用いて電気接続される。蓋材３に設けられた端子８（図１）と電極体６の負極集電部とが、負極集電体を用いて電気接続される。図１０では蓋材３と電極体６とが離れて図示されているが、これらは正極集電体、負極集電体（いずれも不図示）を介して一体化されている。

（蓋材配置工程ＳＴ２）
図３、図１０を参照して、蓋材配置工程ＳＴ２においては、電極体６と一体化された蓋材３が、開口部２Ｓを塞ぐように段差２Ｃ上に配置される。これに伴い、電極体６は開口部２Ｓを通して外装ケース２の中に挿入される（矢印ＡＲ１８参照）。

（キャップ位置保持工程ＳＴ３）
図１１は、キャップ位置保持工程ＳＴ３が行なわれている際のキャップ４等を示す平面図である。図１２は、図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。キャップ４が注液孔３Ｃを塞ぐように配置された状態では、キャップ４のつば部４Ｃは注液孔３Ｃの上方から注液孔３Ｃを覆うように配置されており、キャップ４の挿入部４Ｄは注液孔３Ｃの内側に挿入されている。

ガイド部材３１，３３は、磁性体３２，３４（第２磁性体）をそれぞれ内蔵している。キャップ４が注液孔３Ｃを塞ぐように配置された後、ガイド部材３１，３３が外装ケース２の両外側にそれぞれ配置される。磁性体３２，３４は、磁性体４Ｂと磁気吸着可能な磁石（ネオジウム等）から構成される。磁性体３２，３４は、いずれか一方のみが用いられてもよい。磁性体３２，３４は、電磁石であってもよい。

キャップ位置保持工程ＳＴ３においては、ガイド部材３１，３３の移動に伴い、磁性体４Ｂと、磁性体４Ｂに磁力（ここでは磁気吸着力）を付与する磁性体３２，３４とが近づく。ガイド部材３１，３３は、外装ケース２の両外側にそれぞれ配置される。磁性体３２，３４は、外装ケース２の側面２Ａに対向するように配置される。

注液孔３Ｃを塞ぐように配置されているキャップ４の位置は、磁性体３２，３４から側面２Ａを介して磁性体４Ｂに付与される磁力（磁気吸着力）により高い精度で保持される。注液孔３Ｃを塞ぐように配置されたキャップ４の位置がずれたり、キャップ４が注液孔３Ｃから外れたりする可能性は低減される。

図１３に示すように、ガイド部材３１，３３は、予め外装ケース２の両外側にそれぞれ配置されていてもよい。この場合、外装ケース２の両外側にそれぞれガイド部材３１，３３が配置された後に、蓋材配置工程ＳＴ２（図２，図１０）が行なわれる（矢印ＡＲ２２）。図示上の便宜のため、図１３には電極体６、正極集電体、正極集電部などは図示していない。

蓋材３およびキャップ４の移動に伴い、磁性体４Ｂと、磁性体４Ｂに磁力（ここでは磁気吸着力）を付与する磁性体３２，３４とが近づく。電極体６と一体化された蓋材３が開口部２Ｓを塞ぐように段差２Ｃ上に配置されることで、注液孔３Ｃを塞ぐように配置されているキャップ４の位置は、磁性体３２，３４から磁性体４Ｂに付与される磁力により保持される。当該順序によっても、注液孔３Ｃを塞ぐように配置されたキャップ４の位置がずれたり、キャップ４が注液孔３Ｃから外れたりする可能性は低減される。

（溶接工程ＳＴ４）
図３、図１４を参照して、キャップ４の位置が磁力により保持されている状態で、レーザーＬが外装ケース２と蓋材３との間に照射される。蓋材３は、外装ケース２に溶接される。蓋材３を外装ケース２に溶接する際、キャップ４は注液孔３Ｃを覆うように配置され、注液孔３Ｃを閉塞している。キャップ４は、溶接中に溶接スパッタ（アルミニウムなどの金属やアルミニウム酸化物などの金属化合物）が注液孔３Ｃを通して外装ケース２の中に入ることを防止している。

図１４に示すように、キャップ４の位置が磁力により保持されている状態では、蓋材３のうちの注液孔３Ｃの周辺部分（底面３Ｄ）に、キャップ４のつば部４Ｃが対向するように配置されている。外装ケース２に蓋材３が溶接されている際には、蓋材３のうちの注液孔３Ｃの周辺部分（底面３Ｄ）とキャップ４のつば部４Ｃとの間に、外装ケース２の内部と外部とを連通可能な連通路Ｐが形成されている。

（電解液注入工程ＳＴ５）
図１および図３を再び参照して、蓋材３を外装ケース２に溶接した後、注液孔３Ｃを開放して注液孔３Ｃから外装ケース２内に電解液５（図１）が注入される。その後、初期充電およびガス抜き等が行なわれる。

（溶接工程ＳＴ６）
図１〜図３を参照して、注液孔３Ｃを塞ぐように、封止部材１０が配置される。封止部材１０を蓋材３に溶接することで、注液孔３Ｃが封止される。以上の各工程を実施することにより、図１、図２に示す二次電池１が得られる。

（作用および効果）
冒頭で述べたとおり、蓋材３を外装ケース２に溶接する際、キャップ４には振動や風圧等に起因した外力が作用しやすい。本実施の形態においては、注液孔３Ｃを塞ぐように配置されているキャップ４の位置は、磁性体３２，３４から磁性体４Ｂに付与される磁力により高い精度で保持される。注液孔３Ｃを塞ぐように配置されているキャップ４の位置がずれたり、キャップ４が注液孔３Ｃから外れたりすることはほとんどない。溶接スパッタ等の異物が注液孔３Ｃを通して外装ケース２の中に入ることもほとんどない。外装ケース２内に異物が混入したことに起因する短絡や出力の低下等が発生することは、効果的に抑制されている。

注液孔３Ｃを塞ぐように配置されているキャップ４の位置は、磁性体４Ｂと、外装ケース２の側面Ａに対向するように配置された磁性体３２，３４との磁気吸着により保持される。外装ケース２および蓋材３の上方に磁性体３２，３４が配置されていないため、外装ケース２および蓋材３の上方にレーザーヘッドなどを容易に配置することができる。

本実施の形態においては、外装ケース２を把持するガイド部材３１，３３（チャック）など、外装ケース２を位置決めしたり搬送したりする部材に磁性体３２，３４が組み込まれている。この構成によれば、外装ケース２を位置決めしたり搬送したりすることに伴って、側面２Ａを介して磁性体３２，３４から磁性体４Ｂに容易に磁力を付与することができる。

冒頭で述べたとおり、キャップ４の位置ずれや脱落等が生じる可能性があるのは、蓋材３を外装ケース２に溶接する際に限られない。たとえば、蓋材配置工程ＳＴ２を行なう場所や、キャップ位置保持工程ＳＴ３を行なう場所から、溶接工程ＳＴ４を行なう場所までの距離が長い場合である。外装ケース２、蓋材３、キャップ４を、溶接工程ＳＴ４を行なう場所に搬送するまでの間に、キャップ４には振動等に起因した外力が作用する可能性がある。本実施の形態においては、この搬送の間においても、注液孔３Ｃを塞ぐように配置されているキャップ４の位置は、磁性体３２，３４から磁性体４Ｂに付与される磁力により保持することができる。搬送の際にも、注液孔３Ｃを塞いでいるキャップ４の位置がずれたり、キャップ４が注液孔３Ｃから外れたりすることはほとんどない。

上述のとおり、外装ケース２に蓋材３が溶接されている際には、蓋材３のうちの注液孔３Ｃの周辺部分（底面３Ｄ）とキャップ４のつば部４Ｃとの間に、外装ケース２の内部と外部とを連通可能な連通路Ｐが形成されている。溶接の際、溶接熱により外装ケース２の内圧が上昇したとしても、外装ケース２内のガスは、注液孔３Ｃ（拡径部３Ｃ４、貫通部３Ｃ３、凹部３Ｃ２）とキャップ４との間の隙間Ｓ、連通路Ｐ、注液孔３Ｃ（凹部３Ｃ１）とキャップ４との間の隙間Ｅを通して外部に排出される。内部ガスが排出される際に、内部ガスは隙間Ｓ、連通路Ｐ、注液孔３Ｃを通して排出されることができるため、注液孔３Ｃを塞いでいるキャップ４に浮き（位置ずれ）が生じたり、キャップ４が注液孔３Ｃから外れたりすることはほとんどない。

本実施の形態では、キャップ４のつば部４Ｃ（底面４Ｅ）に凹溝４Ｆを設けることで、蓋材３のうちの注液孔３Ｃの周辺部分（底面３Ｄ）とキャップ４のつば部４Ｃとの間に連通路Ｐを形成している。この構成に限られず、キャップ４のつば部４Ｃ（底面４Ｅ）に凹溝４Ｆを設けずに、蓋材３のうちの注液孔３Ｃの周辺部分（底面３Ｄ）に凹溝を設けて連通路Ｐを形成してもよいし、キャップ４のつば部４Ｃ（底面４Ｅ）と、蓋材３のうちの注液孔３Ｃの周辺部分（底面３Ｄ）との双方に凹溝を設けて連通路Ｐを形成してもよい。

本実施の形態では、キャップ４が、樹脂部材４Ａと、樹脂部材４Ａに内蔵された磁性体４Ｂとから構成される。樹脂部材４Ａ（ＰＦＡ等）は、金属製の蓋材３（アルミニウム等）に比べて十分にやわらかいため、キャップ４を注液孔３Ｃに着脱する際に、キャップ４が注液孔３Ｃの内周面にキズを付けてしまうことはほとんどない。キャップ４を注液孔３Ｃを塞ぐように配置した際に、つば部４Ｃの底面４Ｅを底面３Ｄに密着させることも可能となる。

ＰＦＡ等の樹脂材料は、一般的な二次電池の製造方法で発生し得る異物（溶接スパッタや樹脂片等）が付着しにくいような表面摩擦係数を有している。したがって、キャップ４の樹脂部材４ＡにＰＦＡ等の樹脂材料を用いることで、キャップ４そのものに異物が付着することを抑制可能となる。また、ＰＦＡ等の樹脂材料は、樹脂材料の洗浄に用いることができる液系溶剤に対して高い耐性を有している。キャップ４の樹脂部材４ＡにＰＦＡ等の樹脂材料を用いることで、キャップ４を洗浄でき、キャップ４を繰り返し使用することも可能となる。

ＰＦＡ等の樹脂材料は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）といった樹脂材料の場合とは異なり、溶接工程ＳＴ４に用いられるレーザーＬを高い透過率で透過させることができる。溶接工程ＳＴ４の際には、反射の影響によりレーザーＬの反射光がキャップ４に照射される可能性がある。溶接工程ＳＴ４が行なわれている際にキャップ４がレーザーＬの反射光を受けたとしても、キャップ４の樹脂部材４ＡにＰＦＡ等の樹脂材料を用いることで、キャップ４が溶融したり焦げたりすることを抑制可能となる。

上述のとおり、ガイド部２１および磁性体２２を有する搬送機構２０が用いられる。搬送機構２０は、磁性体４Ｂと磁性体２２との間に作用する磁気吸着力を利用して、キャップ４を保持する。ガイド部２１から離れる方向に磁性体２２が上昇移動することで、キャップ４が当接面２３の側に引き付けられている状態が解除される。その後、ガイド部２１が上昇移動することで、ガイド部２１はキャップ４から離れる。ガイド部２１がキャップ４を把持ないし挟持するといった構成を採用しなくても、磁性体４Ｂと磁性体２２との間に作用する磁気吸着力を利用することで、搬送機構２０は、キャップ４を迅速かつ容易に着脱できる。

本実施の形態では、外装ケース２に対して互いに反対側に位置するように、一対の磁性体３２，３４が配置される。磁性体３２，３４は、外装ケース２を挟んで対向しており、磁性体３２，３４間には磁束が形成される。磁性体４Ｂは、磁束線内に配置され、磁性体３２の側と、磁性体３４の側とに、均等に引き寄せる磁力を受けることができる。

図１５を参照して、磁性体４Ｂを内蔵しているキャップ４は、磁性体４Ｂと磁気吸着可能な回転体４０を使用することにより、容易に所定箇所に整列配置させることも可能である。整列用の治具４１には、通路４２が設けられている。回転体４０は、磁気吸着によりキャップ４を拾い上げる。回転体４０は、矢印ＡＲ４０方向に回転することで、キャップ４を通路４２に送り出すことができる。この構成は、準備工程ＳＴ１（図１）において活用することができる。

［実施の形態２］
図１６を参照して、実施の形態２における二次電池の製造方法について説明する。実施の形態１と実施の形態２とは、以下の点において相違している。実施の形態２では、キャップ４の代わりにキャップ４Ｌが用いられる。キャップ４Ｌの挿入部４Ｄには、テーパー部４ＤＴが設けられている。テーパー部４ＤＴは、先細りの錐台形状を有している。

テーパー部４ＤＴを設けることにより、キャップ４Ｌを注液孔３Ｃを塞ぐように配置する際に、キャップ４Ｌの挿入部４Ｄが注液孔３Ｃの内周面に衝突することを抑制できる。キャップ４Ｌを注液孔３Ｃに挿入する際に、キャップ４Ｌが注液孔３Ｃの内周面にキズを付けてしまうことを抑制できる。

［実施の形態３］
図１７を参照して、実施の形態３における二次電池の製造方法について説明する。実施の形態１と実施の形態３とは、以下の点において相違している。実施の形態３では、キャップ４、搬送機構２０の代わりに、キャップ４Ｎ、搬送機構２０Ａがそれぞれ用いられる。キャップ４Ｎのつば部４Ｃの上面側には、凹部４Ｐが設けられている。搬送機構２０Ａの当接面２３には、凸部２４が設けられている。

凹部４Ｐおよび凸部２４は、互いに対応する形状を有している。磁気吸着力を利用して搬送機構２０Ａがキャップ４Ｎを保持する際、凹部４Ｐと凸部２４とが互いに嵌合することで、ガイド部２１に対するキャップ４Ｎの位置決め（センタリング）を、より高い精度で行なうことが可能となる。この構成に限られず、キャップ４Ｎの上面に凸部を設けて、搬送機構２０Ａの当接面２３に、この凸部に対応する形状を有する凹部を設けてもよい。

［実施の形態４］
図１８を参照して、実施の形態４における二次電池の製造方法について説明する。実施の形態１と実施の形態４とは、以下の点において相違している。実施の形態１では、ガイド部材３１，３３が、磁性体３２，３４（第２磁性体）をそれぞれ内蔵している。図１８に示すように、ガイド部材３１と磁性体３２とは、互いに別体であっても構わない。ガイド部材３３と磁性体３４とについても同様である。

ガイド部材３１，３３（チャック）などと、磁性体３２，３４（第２磁性体）とが別体に構成されていれば、外装ケース２を把持したり、外装ケース２を位置決めしたり搬送したりするというガイド部材３１，３３の機能と、注液孔３Ｃを塞ぐキャップ４の位置を保持するという磁性体３２，３４の機能とを切り離すことが可能となる。

［実施の形態５］
図１９を参照して、実施の形態５における二次電池の製造方法について説明する。実施の形態１と実施の形態５とは、以下の点において相違している。実施の形態１のキャップ位置保持工程ＳＴ３においては、磁性体３２，３４が外装ケース２の側面２Ａに対向するように配置されることにより、磁性体４Ｂと磁性体３２，３４とが外装ケース２の側面２Ａを介して互いに磁気吸着する。この場合には、磁力として、磁気吸着力が活用されている。

本実施の形態においては、磁力として、磁気反発力が活用される。蓋材配置工程ＳＴ２を行なう場所やキャップ位置保持工程ＳＴ３を行なう場所から、溶接工程ＳＴ４を行なう場所までの距離が長い場合がある。外装ケース２、蓋材３、キャップ４を、溶接工程ＳＴ４を行なう場所に搬送するまでの間に、キャップ４には振動等に起因した外力が作用する可能性がある。

本実施の形態においては、この搬送の間に、第２磁性体としての磁石５０が用いられる。磁石５０は、ネオジウムや電磁石などから構成される。たとえば、磁性体４Ｂのうちの磁石５０に近い方の面にＮ極が形成されるように磁性体４Ｂが配置され、磁石５０のうちのキャップ４に近い方の面にＮ極が形成されるように磁石５０が構成される。磁性体４ＢのＮ極と磁石５０のＮ極との間に、磁気反発力が形成される。

磁性体４Ｂのうちの磁石５０に近い方の面にＳ極が形成されるように磁性体４Ｂが配置され、磁石５０のうちのキャップ４に近い方の面にＳ極が形成されるように磁石５０が構成されてもよい。注液孔３Ｃを塞ぐように配置されているキャップ４の位置は、磁石５０から磁性体４Ｂに付与される磁力（磁気反発力）により保持することができる。注液孔３Ｃを塞ぐように配置されているキャップ４の位置がずれたり、キャップ４が注液孔３Ｃから外れたりすることは、当該構成によっても抑制することが可能である。磁性体４Ｂに磁気反発力を付与する磁石５０は、蓋材３を外装ケース２に溶接する溶接工程ＳＴ４においても使用可能である。

以上、実施の形態について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 二次電池、２ 外装ケース、２Ａ，Ａ 側面、２Ｂ，３Ａ 上面、２Ｃ 段差、２Ｓ 開口部、３ 蓋材、３Ｂ 下面、３Ｃ１，３Ｃ２，４Ｈ，４Ｊ，４Ｐ 凹部、３Ｃ３ 貫通部、３Ｃ４ 拡径部、３Ｃ 液孔、３Ｄ，４Ｅ 底面、３Ｅ 内壁面、４，４Ｌ，４Ｎ キャップ、４Ａ 樹脂部材、４Ｂ 磁性体（第１磁性体）、４Ｃ つば部、４Ｄ 挿入部、４ＤＴ テーパー部、４Ｆ 凹溝、４Ｇ 先端、４Ｋ シート、５ 電解液、６ 電極体、７，８ 端子、９ 防爆弁、１０ 封止部材、１１，１２ 溶接部、２０，２０Ａ 搬送機構、２１ ガイド部、２２ 磁性体（第３磁性体）、２３ 当接面、２４ 凸部、３１，３３ ガイド部材、３２，３４ 磁性体（第２磁性体）、４０ 回転体、４１ 治具、４２ 通路、５０ 磁石、ＡＲ１０，ＡＲ１２，ＡＲ１４，ＡＲ１６，ＡＲ１８，ＡＲ２２ 矢印、Ｅ，Ｓ 隙間、Ｌ レーザー、Ｐ 連通路、ＳＴ１ 準備工程、ＳＴ１Ａ キャップ配置工程、ＳＴ２ 蓋材配置工程、ＳＴ３ キャップ位置保持工程、ＳＴ４，ＳＴ６ 溶接工程、ＳＴ５ 電解液注入工程。

Claims (6)

1. 蓋材に設けられた注液孔を塞ぐように、第１磁性体を含むキャップを配置するキャップ配置工程と、
   外装ケースの開口部を塞ぐように前記蓋材を配置する蓋材配置工程と、
   前記第１磁性体と前記第１磁性体に磁力を付与する第２磁性体とを近づけることで、前記注液孔を塞ぐように配置される前記キャップの位置を前記第２磁性体から前記第１磁性体に付与される前記磁力により保持するキャップ位置保持工程と、を備える、
   二次電池の製造方法。
2. 前記キャップ位置保持工程においては、前記第２磁性体が前記外装ケースの側面に対向するように配置されることにより、前記第１磁性体と前記第２磁性体とが前記外装ケースの前記側面を介して互いに磁気吸着する、
   請求項１に記載の二次電池の製造方法。
3. 前記外装ケースに前記蓋材を溶接する溶接工程をさらに備え、
   前記溶接工程においては、前記キャップの位置が前記磁力により保持されている状態で、前記蓋材が前記外装ケースに溶接される、
   請求項１または２に記載の二次電池の製造方法。
4. 前記キャップは、
   前記注液孔を覆うように配置されるつば部と、
   前記注液孔の内側に挿入される挿入部と、を有し、
   前記キャップの位置が前記磁力により保持されている状態では、前記蓋材のうちの前記注液孔の周辺部分に前記キャップの前記つば部が対向するように配置されており、
   前記外装ケースに前記蓋材が溶接されている際には、前記周辺部分と前記つば部との間に、前記外装ケースの内部と外部とを連通可能な連通路が形成されている、
   請求項３に記載の二次電池の製造方法。
5. 前記キャップは、前記第１磁性体と、前記第１磁性体を内蔵する樹脂部材とを含む、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法。
6. 前記キャップ配置工程においては、第３磁性体を含む搬送機構によって前記キャップが搬送され、
   前記搬送機構が前記キャップを搬送している際には、前記第１磁性体と前記第３磁性体とが互いに磁気吸着している、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法。

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