JP6769823B2 - Liquid injection device - Google Patents
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Description
本発明は、フィルム外装電池の製造工程の一部として、発電要素を収容する袋状のフィルム外装体に電解液を注液する注液装置に関する。 The present invention relates to a liquid injection device for injecting an electrolytic solution into a bag-shaped film outer body accommodating a power generation element as a part of a film outer battery manufacturing process.
特許文献1には、発電要素を収容した外装体の内部にノズルを介して電解液を注液する注液装置が開示されている。この外装体は、例えば2枚の矩形状ラミネートシートを互いに重ね合わせて3辺を熱封止することにより袋状に形成される。上記注液装置では、ノズルが挿入された状態の袋状外装体の開口部を弾性体からなる一対のシールブロックにより外装体の両面から押圧することで、ノズル周囲の開口部が密閉される。そして、外装体の開口部を密閉したまま、電解液が、ノズルを通して外装体内に注液される。 Patent Document 1 discloses a liquid injection device that injects an electrolytic solution into an exterior body containing a power generation element via a nozzle. This exterior body is formed in a bag shape, for example, by stacking two rectangular laminated sheets on top of each other and heat-sealing three sides. In the liquid injection device, the opening around the nozzle is sealed by pressing the opening of the bag-shaped exterior body with the nozzle inserted from both sides of the exterior body with a pair of seal blocks made of elastic bodies. Then, the electrolytic solution is injected into the outer body through the nozzle while keeping the opening of the outer body sealed.
しかし、特許文献1では、圧接面が平坦となった一対のシールブロックによって、ノズルとともに袋状外装体を両側から挟むので、ノズルの近傍で必ずしも十分な押圧力が得られず、ノズルに隣接した隙間が生じ易い。 However, in Patent Document 1, since the bag-shaped exterior body is sandwiched from both sides together with the nozzle by a pair of seal blocks having a flat pressure contact surface, sufficient pressing force cannot always be obtained in the vicinity of the nozzle and is adjacent to the nozzle. Gap is likely to occur.
本発明の注液装置では、ノズルが挿入された状態の袋状フィルム外装体の開口部が、開閉動作する一対の弾性体保持部材に支持された一対の弾性体により袋状フィルム外装体の両側から押圧される。一対の弾性体保持部材の少なくとも一方には、この弾性体保持部材に対して摺動して、前記ノズルに隣接する前記袋状フィルム外装体の部位を局部的に押圧する可動部が設けられている。 In the liquid injection device of the present invention, the opening of the bag-shaped film outer body in the state where the nozzle is inserted is formed on both sides of the bag-shaped film outer body by a pair of elastic bodies supported by a pair of elastic body holding members that open and close. Is pressed from. At least one of the pair of elastic body holding members is provided with a movable portion that slides against the elastic body holding member and locally presses a portion of the bag-shaped film outer body adjacent to the nozzle. There is.
従って、ノズルに隣接する袋状フィルム外装体の部位に作用する押圧力が、部分的に高くなる。 Therefore, the pressing force acting on the portion of the bag-shaped film outer body adjacent to the nozzle is partially increased.
本発明によれば、ノズル付近以外の袋状フィルム外装体の部位を適度に押圧しながら、ノズルに隣接する部位が、可動部で局部的に加圧された弾性体により、確実に密閉される。従って、ノズルに隣接した隙間の発生を回避できるとともに、弾性体を押す押圧機構が小型化される。 According to the present invention, while appropriately pressing the portion of the bag-shaped film outer body other than the vicinity of the nozzle, the portion adjacent to the nozzle is securely sealed by the elastic body locally pressurized by the movable portion. .. Therefore, the generation of a gap adjacent to the nozzle can be avoided, and the pressing mechanism for pushing the elastic body is miniaturized.
以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、フィルム外装電池1に電解液を注液するための注液装置2が示されている。フィルム外装電池1は、例えばリチウムイオン二次電池であり、電極としての図示せぬ正極ならびに負極と両者の間に介在した図示せぬセパレータとを複数積層してなる矩形の発電要素3(図2参照)と、この発電要素3を電解液と共に収容するラミネートフィルム外装体4(図2参照)と、発電要素3にそれぞれ接続された正極タブ5および負極タブ6(図2参照)と、を備えている。
FIG. 1 shows a
ここで、注液対象となる袋状ラミネートフィルム外装体4について説明する。図2に示すように、袋状ラミネートフィルム外装体4は、正極タブ5が1つの辺4aから外部に導出し、かつ負極タブ6が辺4aと平行な辺4bから外部に導出するようにして2枚の矩形状ラミネートフィルムを互いに重ね合わせて、3つの辺4a,4b,4cを熱溶着することで形成される。3つの辺4a,4b,4cを熱溶着した状態では、上部の辺4dに、電解液を注液するための開口部7が形成されている。このようにして発電要素3を収容した袋状ラミネートフィルム外装体4内に、開口部7から電解液が注液される。
Here, the bag-shaped laminated film
注液装置2は、開口部7を有した袋状ラミネートフィルム外装体4を保持する押さえ治具8と、袋状ラミネートフィルム外装体4内に電解液を注液する注液ノズル9と、この注液ノズル9が挿入された状態の袋状ラミネートフィルム外装体4の開口部7をこのフィルム外装体4の両面から押圧する押圧機構10と、電解液の注液後、袋状ラミネートフィルム外装体4の開口部7を熱封止する封止機構11と、を備えている。上記注液ノズル9、押圧機構10および封止機構11は、これらの動作を制御するための図示せぬ制御部に接続されている。
The
押さえ治具8は、押圧機構10および封止機構11よりも下方に位置しており、押さえ治具固定台12上に設置されている。押さえ治具8は、例えば直方体形状をなしており、開口部7が上方に開口する姿勢で袋状ラミネートフィルム外装体4が差し込まれる差込穴13を備えている。図1に示すように、差込穴13に袋状ラミネートフィルム外装体4を差し込んだ状態では、押圧機構10および封止機構11が作用する袋状ラミネートフィルム外装体4の上部が、押さえ治具8の上面8aから上方に突出している。
The
注液ノズル9は、偏平な断面形状を有しており、図3に示すように、例えば互いに平行な2つの面9a,9aを備えた断面概ね矩形をなしている。注液ノズル9は、開口部7の上方において垂直方向に延びている。注液ノズル9は、図1に矢印Aで示すように垂直方向に昇降するように構成されている。
The
押圧機構10は、図1に示すように、押さえ治具8で支持された袋状ラミネートフィルム外装体4の両側に互いに対向して配置された2つの押圧部14,15を備えている。一方の押圧部14と他方の押圧部15は、互いに異なる構成を有している。
As shown in FIG. 1, the
封止機構11は、電解液の注液後に袋状ラミネートフィルム外装体4の開口部7を熱封止する一対の封止用ヒータ31,31を備えている。一対の封止用ヒータ31,31は、実質的に互いに同様に構成されている。封止用ヒータ31,31は、押圧部14,15の上方に位置している。封止用ヒータ31は、ブロック状をなしており、例えば熱伝導性に優れた金属材料によって形成されている。封止用ヒータ31は、例えば熱線等の発熱体を内部に備えている。押圧部14,15と同様に、一対の封止用ヒータ31,31は、図1に矢印Cで示すように水平面に沿って互いに接近および離間するように構成されている。
The sealing mechanism 11 includes a pair of
図3に示すように、一方の押圧部14は、袋状ラミネートフィルム外装体4に圧接するシールブロック16(図にドットで示す)と、このシールブロック16を保持するブロック保持部材(弾性体保持部材)17と、を備えている。シールブロック16は、細長い直方体形状をなしており、弾性材料としてゴム例えばシリコーンゴムによって形成されている。ブロック保持部材17は、金属により形成されている。ブロック保持部材17は、シールブロック16に対応した形状を有している。シールブロック16およびブロック保持部材17の長さは、袋状ラミネートフィルム外装体4の上部の辺4dの開口部7を閉じることができる程度に設定されている。図3に示すように、ブロック保持部材17の表面17aに、シールブロック16の裏面16b(図3の左側の面)が熱溶着または接着されている。
As shown in FIG. 3, one of the
また、他方の押圧部15は、袋状ラミネートフィルム外装体4に圧接するシールブロック18(図にシールブロック16とは異なる形式のドットで示す)と、このシールブロック18を保持するブロック保持部材(弾性体保持部材)19と、を備えている。シールブロック18は、細長い直方体形状をなしており、シールブロック16とは異なる硬度のゴム例えばフッ素ゴムによって形成されている。ブロック保持部材19は、例えば概ね直方体形状をなしており、金属により形成されている。ブロック保持部材19の表面19a(図3の左側の面)には、シールブロック18が嵌合される凹部20が形成されている。シールブロック18は、凹部20に熱溶着または接着されている。シールブロック18の長さは、シールブロック16に対応している。また、ブロック保持部材19の中央部には、このブロック保持部材19の裏面19bから凹部20の底面20aを貫通して水平方向に延びる貫通孔21が形成されている。本実施例では、貫通孔21は、矩形の断面形状を有している。
Further, the other
ブロック保持部材19には、このブロック保持部材19に対して摺動する可動部22が設けられている。可動部22は、概ねT字状に形成されており、基部23と、この基部23の中央部から水平方向に突出したシャフト部24と、を備えている。基部23は、細長いブロック状に形成されている。基部23は、図示せぬ加圧機構に接続されている。シャフト部24は、板状に形成されており、ブロック保持部材19の貫通孔21に対応した断面形状を有している。シャフト部24は、貫通孔21内を摺動する。
The
基部23には、シャフト部24の両側において、ボルト28が貫通するボルト用貫通孔29がそれぞれ形成されている。ボルト28は、ボルト用貫通孔29を通して水平方向に延び、ブロック保持部材19に設けられた図示省略したねじ穴に螺合している。ここで、ボルト28は、基部23とブロック保持部材19との間に設けられたコイル状のばね30の内部を通って延びている。ばね30は、基部23の表面23aおよびブロック保持部材19の裏面19bの双方に接しており、フィルム外装体4に向けてブロック保持部材19を付勢している。自由状態では、図3に示すように、シャフト部24の先端面24aは、ブロック保持部材19の凹部20の底面20aと同一平面上にある。
The
シャフト部24の先端面24aには、図3に示すように、注液ノズル9との干渉を避けるように概ね矩形の切り欠き25が形成されている。さらに、シャフト部24の先端面24aから、2つの突起26,26が、袋状ラミネートフィルム外装体4に向かって突出している。2つの突起26,26は、注液ノズル9の外形よりも僅かに大きい間隔だけ互いに離れており、シャフト部24の中心線27を挟んで対称に位置している。つまり、2つの突起26,26は、注液ノズル9に隣接したフィルム外装体4の部位33,33(図4および図5参照)に対応した位置に配置されている。突起26は、金属によって形成されている。
As shown in FIG. 3, a substantially
押圧部14と押圧部15とが、図示せぬ加圧機構により、フィルム外装体4の開口部7の両側から図1に矢印Bで示すように開閉動作する。詳しくは、押圧部14のブロック保持部材17と押圧部15の可動部22の基部23とが、加圧機構にそれぞれ連結されて、互いに駆動される。
The
押圧部15において、図4に矢印Fで示すように可動部22の基部23に水平方向に荷重をかけることにより、シャフト部24の先端面24aが凹部20の底面20aに対し前進し、注液ノズル9の周囲のシールブロック18が高い加圧力で局部的に圧縮される。同時に、押圧方向に沿った可動部22の移動に伴い、ばね30が、基部23により圧縮される。これにより、ブロック保持部材19の裏面19bが加圧され、シールブロック18の他の部位が、可動部22による加圧力よりも低い加圧力で圧縮される。なお、ばね係数を変更することで、ばね30を介してブロック保持部材19に伝わる加圧力を制御することができる。
In the
また、2つのシールブロック16,18は、注液ノズル9が挿入された状態の袋状ラミネートフィルム外装体4の両面から所定の押圧力で押圧したときに、押圧部15のシールブロック18の弾性変形量が相対的に大きくなり、かつ押圧部14のシールブロック16の弾性変形量が相対的に小さくなるように構成されている。本実施例では、ブロック保持部材19により押されるシールブロック18が大きく弾性変形し、ブロック保持部材17により押されるシールブロック16が殆ど弾性変形しないようにしている。
Further, the two seal blocks 16 and 18 have elasticity of the
図4は、注液ノズル9が挿入された袋状ラミネートフィルム外装体4を2つの押圧部14,15でフィルム外装体4の両側から押圧した状態を示している。この状態では、図示せぬ加圧機構が可動部22に矢印F方向(水平方向)の荷重をかけており、注液ノズル9に対応したフィルム外装体4の部位32および注液ノズル9に隣接したフィルム外装体4の部位33,33が、高い押圧力で局所的に押圧されている。このとき、シャフト部24の突起26,26が、弾性変形量の大きいシールブロック18を押すことにより、シールブロック18は、弾性変形量の小さいシールブロック16に対し部位33,33を押し付けている。これにより、部位33,33において、2枚のラミネートフィルムが重ね合わされて確実に閉じられる。ここで、部位33,33において、2枚のラミネートフィルムの境界面34は、シールブロック16の表面16aの近傍で表面16aに沿って延びている。
FIG. 4 shows a state in which the bag-shaped laminated film
また、袋状ラミネートフィルム外装体4の他の部位35,35が、ばね30,30により押圧力が調整されたブロック保持部材19を介してシールブロック18によって押されることで、適度に押圧されている。このとき、弾性変形量の大きいシールブロック18は、弾性変形量の小さいシールブロック16に対し部位35,35を押し付けている。従って、部位35,35において、フィルム外装体4の開口部7が閉じられ、2枚のラミネートフィルムの境界面34は、シールブロック16の表面16aの近傍で表面16aに沿って延びている。
Further, the
上記のように、本実施例では、ブロック保持部材19に対して摺動する可動部22を設けたことから、注液ノズル9に隣接する袋状ラミネートフィルム外装体4の部位33,33に作用する押圧力が、フィルム外装体4の他の部位35,35と比較して局部的に高くなる。従って、部位35,35を適度に押圧しながら、部位33,33が、可動部22で局部的に加圧されたシールブロック18により、確実に密閉される。これにより、部位33,33の密閉性が向上する。
As described above, in the present embodiment, since the
また、本実施例では、袋状ラミネートフィルム外装体4上部の辺4d全体を高い押圧力で押圧する場合に比較して、部位35,35に対する押圧力が低くなるので、押圧機構10の大型化が防止される。
Further, in this embodiment, the pressing force on the
さらに、本実施例では、注液ノズル9に隣接するフィルム外装体4の部位33,33に対応した位置に2つの突起26,26を設けたことから、突起26,26に押されて変形するシールブロック18が、ノズルの側面9b,9bに追従し易くなる。従って、部位33,33の密閉性が向上する。
Further, in this embodiment, since the two
また、本実施例では、2つの押圧部14,15により袋状ラミネートフィルム外装体4を両側から押圧したときに、シールブロック16,18の弾性変形量が異なることで、2枚のラミネートフィルムの境界面34が、シールブロック16の表面16aの近傍に常に位置する。従って、境界面34の位置がずれることによる部位33,33の隙間の大きさの変化を生じさせることなく、部位33,33の隙間を安定して密閉することができる。
Further, in this embodiment, when the bag-shaped laminated film
さらに、本実施例では、均一なシールブロック18の中央部を可動部22により局所的に押圧するようにしたことから、例えば注液ノズルの近傍のフィルム外装体の部位と他の部位とによって弾性体の硬度を変えてシールブロック全体を同じ押圧力で押圧する場合に比較して押圧機構10の構造が簡潔なものとなる。
Further, in this embodiment, since the central portion of the
図5には、第2の実施例の押圧機構10が示されている。第2の実施例では、ブロック保持部材17の表面17aから、2つの突起36,36が、シャフト部24の2つの突起26,26と対向するように突出している。2つの突起36,36は、注液ノズル9に隣接するフィルム外装体4の部位33,33に対応した位置に配置されている。突起36は、金属によって形成されている。
FIG. 5 shows the
このように2つの突起36,36を設けることにより、互いに対向する2つの突起26,36によってシールブロック16,18がフィルム外装体4を介してより強く突き合わされる。従って、部位33,33の密閉性がさらに向上する。
By providing the two
なお、上記各実施例では、基部23の駆動により袋状ラミネートフィルム外装体4を押圧した例を開示したが、ブロック保持部材17,19同士を開閉動作し、さらにブロック保持部材19に対して可動部22を摺動させるようにしても良い。
In each of the above embodiments, an example in which the bag-shaped laminate film
また、上記各実施例では、2枚の矩形状ラミネートフィルムを互いに重ね合わせて3辺を熱溶着してなる袋状ラミネートフィルム外装体4を例にとり説明したが、本発明で用いられる袋状フィルム外装体は、1枚の矩形状ラミネートフィルムを2つ折りにして、さらに、折り曲げられた辺と直交した2辺を熱溶着するようにした構成であってもよい。
Further, in each of the above embodiments, the bag-shaped laminate film
さらに、上記各実施例では、正極タブ5をラミネートフィルム外装体4の1つの辺4aから外部に導出し、かつ負極タブ6を辺4bから外部に導出してなるフィルム外装電池1について説明したが、正極タブ5および負極タブ6の双方を1つの辺から導出してなるフィルム外装電池1を本発明に適用することもできる。
Further, in each of the above embodiments, the film exterior battery 1 in which the
2・・・注液装置
4・・・ラミネートフィルム外装体
7・・・開口部
9・・・注液ノズル
10・・・押圧機構
14・・・押圧部
15・・・押圧部
16・・・シールブロック
17・・・ブロック保持部材
18・・・シールブロック
19・・・ブロック保持部材
22・・・可動部
25・・・切り欠き
26・・・突起
30・・・ばね
33・・・部位
36・・・突起
2 ...
Claims (4)
前記ノズルが挿入された状態の前記袋状フィルム外装体の開口部を前記袋状フィルム外装体の両面から押圧して前記開口部を閉じる押圧機構と、
を備えた注液装置であって、
前記押圧機構は、前記開口部の両側から開閉動作する一対の弾性体保持部材と、この弾性体保持部材にそれぞれ保持されて前記袋状フィルム外装体に圧接する弾性体と、を備え、
前記弾性体保持部材の少なくとも一方には、この弾性体保持部材に対して摺動して、前記ノズルに隣接する前記袋状フィルム外装体の部位を局部的に押圧する可動部が設けられていることを特徴とする注液装置。 A nozzle that is inserted into the opening of the bag-shaped film outer body that houses the power generation element and injects the electrolytic solution into the bag-shaped film outer body.
A pressing mechanism that closes the opening by pressing the opening of the bag-shaped film exterior with the nozzle inserted from both sides of the bag-shaped film exterior.
It is a liquid injection device equipped with
The pressing mechanism includes a pair of elastic body holding members that open and close from both sides of the opening, and an elastic body that is held by the elastic body holding members and pressed against the bag-shaped film outer body.
At least one of the elastic body holding members is provided with a movable portion that slides against the elastic body holding member and locally presses a portion of the bag-shaped film outer body adjacent to the nozzle. A liquid injection device characterized by the fact that.
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