JP6874395B2 - Manufacturing method of power storage device - Google Patents

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Description

本発明は、蓄電装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a power storage device.

従来の蓄電装置として、電極板の一方面に正極が形成され、他方面に負極が形成されたバイポーラ電極を備えたバイポーラ電池が知られている（特許文献１参照）。バイポーラ電池は、セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層してなる積層体と、当該積層体が収容される枠体とを備えている。 As a conventional power storage device, a bipolar battery including a bipolar electrode having a positive electrode formed on one surface of an electrode plate and a negative electrode formed on the other surface is known (see Patent Document 1). The bipolar battery includes a laminate formed by laminating a plurality of bipolar electrodes via a separator, and a frame body in which the laminate is housed.

上述したようなバイポーラ電池の枠体内には、積層体に加えて電解液が収容されている。例えば下記特許文献２では、真空下において電池缶（ケース）の開口端を電解液に浸漬した後に加圧することによって、当該電池缶内に電解液を注液する方法が記載されている。 In addition to the laminated body, an electrolytic solution is housed in the frame of the bipolar battery as described above. For example, Patent Document 2 below describes a method of injecting an electrolytic solution into the battery can by immersing the open end of the battery can (case) in an electrolytic solution under vacuum and then pressurizing the battery can (case).

特開２０１１−１５１０１６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-151016 特開平５−９４８１６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-94816

ところで、上記バイポーラ電池のような蓄電装置では、ケースの膨張による寿命低下を抑制するため、使用等に応じて発生するガスを収容するスペースがケース内に設けられる。しかしながら、上述したような電解液を注液する方法を単に採用した場合、ケース内には電解液が隙間なく収容され、上記スペースがケース内に設けられない。このため、上記スペースを確保するために、注液する電解液の量を制御しなくてはならないが、電解液の量を調整した上で注液する場合、非常に手間がかかるという問題がある。 By the way, in a power storage device such as the bipolar battery, a space for accommodating a gas generated according to use or the like is provided in the case in order to suppress a decrease in life due to expansion of the case. However, when the method of injecting the electrolytic solution as described above is simply adopted, the electrolytic solution is housed in the case without any gap, and the space is not provided in the case. Therefore, in order to secure the above space, it is necessary to control the amount of the electrolytic solution to be injected, but there is a problem that it takes a lot of time and effort to inject the solution after adjusting the amount of the electrolytic solution. ..

本発明は、電解液の量を容易に制御可能な蓄電装置の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a power storage device in which the amount of an electrolytic solution can be easily controlled.

本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法は、少なくとも正極、負極及びセパレータを有する積層体を収容すると共に、電解液の注液口が設けられたケースに対し、注液口から電解液を注液してケースの内部空間を電解液で満たす第１工程と、ケースを積層方向に拘束する拘束部材で当該ケースを締め付けることで、内部空間から注液口を介して一部の電解液を流出させる第２工程と、拘束部材によるケースの締め付け力を低下させる第３工程と、を備える。 The method for manufacturing a power storage device according to one aspect of the present invention accommodates a laminate having at least a positive electrode, a negative electrode, and a separator, and in a case provided with an electrolytic solution injection port, the electrolytic solution is injected from the electrolytic solution injection port. By injecting liquid and filling the internal space of the case with the electrolytic solution and tightening the case with a restraining member that restrains the case in the stacking direction, a part of the electrolytic solution is discharged from the internal space through the injection port. It includes a second step of causing the outflow and a third step of reducing the tightening force of the case by the restraining member.

この蓄電装置の製造方法では、第１工程にてケースの内部空間を電解液で満たした後、第２工程にて拘束部材でケースを締め付けている。これによって、ケースの内部空間が圧縮されることにより、ケース内の一部の電解液が、締め付け力に応じた量だけ注液口から排出される。そして第３工程にて、拘束部材によるケースの締め付け力を低下させると、ケースの内部空間の圧縮が解除されることに伴い、排出された電解液の量に対応する気体が注液口から流入する。これによって、ケースの内部空間には電解液が封入された領域に加えて、スペースを形成することができる。すなわち、第２工程での締め付け力を調整することによって、容易にケースの内部空間に封入される電解液の量を調整することができる。以上より、電解液の量を容易に制御可能となる。 In this method of manufacturing a power storage device, the internal space of the case is filled with an electrolytic solution in the first step, and then the case is tightened with a restraining member in the second step. As a result, the internal space of the case is compressed, so that a part of the electrolytic solution in the case is discharged from the injection port in an amount corresponding to the tightening force. Then, in the third step, when the tightening force of the case by the restraining member is reduced, the compression of the internal space of the case is released, and the gas corresponding to the amount of the discharged electrolytic solution flows in from the injection port. To do. As a result, a space can be formed in the internal space of the case in addition to the region in which the electrolytic solution is sealed. That is, by adjusting the tightening force in the second step, the amount of the electrolytic solution sealed in the internal space of the case can be easily adjusted. From the above, the amount of the electrolytic solution can be easily controlled.

本発明によれば、電解液の量を容易に制御可能な蓄電装置の製造方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a power storage device in which the amount of an electrolytic solution can be easily controlled.

図１は、本実施形態に係る蓄電装置の構成を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the power storage device according to the present embodiment. 図２は、図１の蓄電装置を構成する蓄電モジュールを示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a power storage module constituting the power storage device of FIG. 図３は、蓄電装置の製造方法を説明するためのフロー図である。FIG. 3 is a flow chart for explaining a method of manufacturing a power storage device. 図４は、第１工程を説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the first step. 図５は、第２工程を説明するための概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the second step. 図６は、比較例における電解液の注液方法を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing a method of injecting an electrolytic solution in a comparative example.

以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る蓄電装置の製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the method for manufacturing a power storage device according to one aspect of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals will be used for the same elements or elements having the same function, and duplicate description will be omitted.

図１は、蓄電モジュールを備える蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。同図に示す蓄電装置１０は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置１０は、複数（本実施形態では３つ）の蓄電モジュール１２を備えるが、単一の蓄電モジュール１２を備えてもよい。蓄電モジュール１２は例えばバイポーラ電池である。蓄電モジュール１２は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a power storage device including a power storage module. The power storage device 10 shown in the figure is used as a battery for various vehicles such as forklifts, hybrid vehicles, and electric vehicles. The power storage device 10 includes a plurality of (three in this embodiment) power storage modules 12, but may include a single power storage module 12. The power storage module 12 is, for example, a bipolar battery. The power storage module 12 is a secondary battery such as a nickel hydrogen secondary battery or a lithium ion secondary battery, but may be an electric double layer capacitor. In the following description, a nickel-metal hydride secondary battery will be illustrated.

複数の蓄電モジュール１２は、例えば金属板等の導電板１４を介して積層され得る。積層方向から見て、蓄電モジュール１２及び導電板１４は例えば矩形形状を有する。各蓄電モジュール１２の詳細については後述する。導電板１４は、蓄電モジュール１２の積層方向（Ｚ方向）において両端に位置する蓄電モジュール１２の外側にもそれぞれ配置される。導電板１４は、隣り合う蓄電モジュール１２と電気的に接続される。これにより、複数の蓄電モジュール１２が積層方向に直列に接続される。積層方向において、一端に位置する導電板１４には正極端子２４が接続されており、他端に位置する導電板１４には負極端子２６が接続されている。正極端子２４は、接続される導電板１４と一体であってもよい。負極端子２６は、接続される導電板１４と一体であってもよい。正極端子２４及び負極端子２６は、積層方向に交差する方向（Ｘ方向）に延在している。これらの正極端子２４及び負極端子２６により、蓄電装置１０の充放電を実施できる。 The plurality of power storage modules 12 can be laminated via a conductive plate 14 such as a metal plate. Seen from the stacking direction, the power storage module 12 and the conductive plate 14 have, for example, a rectangular shape. Details of each power storage module 12 will be described later. The conductive plates 14 are also arranged on the outside of the power storage modules 12 located at both ends in the stacking direction (Z direction) of the power storage modules 12. The conductive plate 14 is electrically connected to the adjacent power storage modules 12. As a result, the plurality of power storage modules 12 are connected in series in the stacking direction. In the stacking direction, the positive electrode terminal 24 is connected to the conductive plate 14 located at one end, and the negative electrode terminal 26 is connected to the conductive plate 14 located at the other end. The positive electrode terminal 24 may be integrated with the conductive plate 14 to be connected. The negative electrode terminal 26 may be integrated with the conductive plate 14 to be connected. The positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 26 extend in a direction (X direction) intersecting the stacking direction. The positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 26 can be used to charge and discharge the power storage device 10.

導電板１４は、蓄電モジュール１２において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板１４の内部に設けられた複数の空隙１４ａを空気等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール１２からの熱を効率的に外部に放出できる。各空隙１４ａは例えば積層方向に交差する方向（Ｙ方向）に延在する。積層方向から見て、導電板１４は、蓄電モジュール１２よりも小さいが、蓄電モジュール１２と同じかそれより大きくてもよい。 The conductive plate 14 can also function as a heat radiating plate for releasing the heat generated in the power storage module 12. By allowing a refrigerant such as air to pass through the plurality of voids 14a provided inside the conductive plate 14, the heat from the power storage module 12 can be efficiently released to the outside. Each void 14a extends in a direction (Y direction) intersecting the stacking direction, for example. The conductive plate 14 is smaller than the power storage module 12 when viewed from the stacking direction, but may be the same as or larger than the power storage module 12.

蓄電装置１０は、交互に積層された蓄電モジュール１２及び導電板１４を積層方向に拘束する拘束部材１６を備え得る。拘束部材１６は、一対の拘束部材１６Ａ，１６Ｂと、拘束部材１６Ａ，１６Ｂ同士を連結する連結部材（ボルト１８及びナット２０）とを備える。各拘束部材１６Ａ，１６Ｂと導電板１４との間には、例えば樹脂フィルム等の絶縁フィルム２２が配置される。各拘束部材１６Ａ，１６Ｂは、例えば鉄等の金属によって構成されている。積層方向から見て、各拘束部材１６Ａ，１６Ｂ及び絶縁フィルム２２は例えば矩形形状を有する。絶縁フィルム２２は導電板１４よりも大きくなっており、各拘束部材１６Ａ，１６Ｂは、蓄電モジュール１２よりも大きくなっている。積層方向から見て、拘束部材１６Ａの縁部には、ボルト１８の軸部を挿通させる挿通孔１６Ａ１が蓄電モジュール１２よりも外側となる位置に設けられている。同様に、積層方向から見て、拘束部材１６Ｂの縁部には、ボルト１８の軸部を挿通させる挿通孔１６Ｂ１が蓄電モジュール１２よりも外側となる位置に設けられている。積層方向から見て各拘束部材１６Ａ，１６Ｂが矩形形状を有している場合、挿通孔１６Ａ１及び挿通孔１６Ｂ１は、拘束部材１６Ａ，１６Ｂの角部に位置する。 The power storage device 10 may include a restraint member 16 that restrains the power storage modules 12 and the conductive plates 14 that are alternately stacked in the stacking direction. The restraint member 16 includes a pair of restraint members 16A and 16B and connecting members (bolts 18 and nuts 20) that connect the restraint members 16A and 16B to each other. An insulating film 22 such as a resin film is arranged between the restraining members 16A and 16B and the conductive plate 14. Each of the restraint members 16A and 16B is made of a metal such as iron. When viewed from the stacking direction, the restraint members 16A and 16B and the insulating film 22 have, for example, a rectangular shape. The insulating film 22 is larger than the conductive plate 14, and the restraining members 16A and 16B are larger than the power storage module 12. When viewed from the stacking direction, an insertion hole 16A1 through which the shaft portion of the bolt 18 is inserted is provided at a position outside the power storage module 12 at the edge portion of the restraint member 16A. Similarly, when viewed from the stacking direction, an insertion hole 16B1 through which the shaft portion of the bolt 18 is inserted is provided at a position outside the power storage module 12 at the edge portion of the restraint member 16B. When the restraint members 16A and 16B have a rectangular shape when viewed from the stacking direction, the insertion holes 16A1 and the insertion holes 16B1 are located at the corners of the restraint members 16A and 16B.

一方の拘束部材１６Ａは、負極端子２６に接続された導電板１４に絶縁フィルム２２を介して突き当てられ、他方の拘束部材１６Ｂは、正極端子２４に接続された導電板１４に絶縁フィルム２２を介して突き当てられている。ボルト１８は、例えば一方の拘束部材１６Ａ側から他方の拘束部材１６Ｂ側に向かって挿通孔１６Ａ１に通され、他方の拘束部材１６Ｂから突出するボルト１８の先端には、ナット２０が螺合されている。これにより、絶縁フィルム２２、導電板１４及び蓄電モジュール１２が挟持されてユニット化されると共に、積層方向に拘束荷重が付加される。 One restraining member 16A is abutted against the conductive plate 14 connected to the negative electrode terminal 26 via the insulating film 22, and the other restraining member 16B has the insulating film 22 attached to the conductive plate 14 connected to the positive electrode terminal 24. It is struck through. For example, the bolt 18 is passed through the insertion hole 16A1 from one restraint member 16A side toward the other restraint member 16B side, and a nut 20 is screwed into the tip of the bolt 18 protruding from the other restraint member 16B. There is. As a result, the insulating film 22, the conductive plate 14, and the power storage module 12 are sandwiched and unitized, and a restraining load is applied in the stacking direction.

図２は、図１の蓄電装置を構成する蓄電モジュールを示す概略断面図である。同図に示す蓄電モジュール１２は、複数のバイポーラ電極３２が積層された積層体３０を備える。バイポーラ電極３２の積層方向から見て積層体３０は例えば矩形形状を有する。隣り合うバイポーラ電極３２間にはセパレータ４０が配置され得る。バイポーラ電極３２は、電極板３４と、電極板３４の一方面に設けられた正極３６と、電極板３４の他方面に設けられた負極３８とを含む。積層体３０において、一のバイポーラ電極３２の正極３６は、セパレータ４０を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極３２の負極３８と対向し、一のバイポーラ電極３２の負極３８は、セパレータ４０を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極３２の正極３６と対向している。積層方向において、積層体３０の一端には、内側面に負極３８が配置された電極板３４（負極側終端電極）が配置され、他端には、内側面に正極３６が配置された電極板３４（正極側終端電極）が配置される。負極側終端電極の負極３８は、セパレータ４０を介して最上層のバイポーラ電極３２の正極３６と対向している。正極側終端電極の正極３６は、セパレータ４０を介して最下層のバイポーラ電極３２の負極３８と対向している。これら終端電極の電極板３４はそれぞれ隣り合う導電板１４（図１参照）に接続される。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a power storage module constituting the power storage device of FIG. The power storage module 12 shown in the figure includes a laminated body 30 in which a plurality of bipolar electrodes 32 are laminated. The laminated body 30 has, for example, a rectangular shape when viewed from the stacking direction of the bipolar electrodes 32. A separator 40 may be arranged between adjacent bipolar electrodes 32. The bipolar electrode 32 includes an electrode plate 34, a positive electrode 36 provided on one surface of the electrode plate 34, and a negative electrode 38 provided on the other surface of the electrode plate 34. In the laminated body 30, the positive electrode 36 of one bipolar electrode 32 faces the negative electrode 38 of one of the bipolar electrodes 32 adjacent to each other in the stacking direction with the separator 40 interposed therebetween, and the negative electrode 38 of one bipolar electrode 32 has the separator 40. It faces the positive electrode 36 of the other bipolar electrode 32 that is adjacent to each other in the stacking direction. In the stacking direction, an electrode plate 34 (negative electrode side terminal electrode) having a negative electrode 38 arranged on the inner side surface is arranged at one end of the laminated body 30, and an electrode plate having a positive electrode 36 arranged on the inner side surface at the other end. 34 (positive electrode side terminal electrode) is arranged. The negative electrode 38 of the negative electrode side terminal electrode faces the positive electrode 36 of the uppermost bipolar electrode 32 via the separator 40. The positive electrode 36 of the positive electrode side terminal electrode faces the negative electrode 38 of the lowermost bipolar electrode 32 via the separator 40. The electrode plates 34 of these terminal electrodes are connected to adjacent conductive plates 14 (see FIG. 1).

蓄電モジュール１２は、バイポーラ電極３２の積層方向に延在する積層体３０の側面３０ａにおいて電極板３４の縁部３４ａを保持する枠体５０を備える。枠体５０は、積層体３０の側面３０ａを取り囲むように構成されている。側面５０ｓは、バイポーラ電極３２の積層方向から見て例えば矩形形状を有している。この場合、側面５０ｓは４つの矩形面から構成される。枠体５０は、電極板３４の縁部３４ａを保持する第１樹脂部５２と、積層方向から見て第１樹脂部５２の周囲に設けられる第２樹脂部５４とを備え得る。 The power storage module 12 includes a frame body 50 that holds the edge portion 34a of the electrode plate 34 on the side surface 30a of the laminated body 30 extending in the stacking direction of the bipolar electrodes 32. The frame body 50 is configured to surround the side surface 30a of the laminated body 30. The side surface 50s has, for example, a rectangular shape when viewed from the stacking direction of the bipolar electrodes 32. In this case, the side surface 50s is composed of four rectangular surfaces. The frame body 50 may include a first resin portion 52 that holds the edge portion 34a of the electrode plate 34, and a second resin portion 54 that is provided around the first resin portion 52 when viewed from the stacking direction.

枠体５０の内壁を構成する第１樹脂部５２は、各バイポーラ電極３２の電極板３４の一方面（正極３６が形成される面）から縁部３４ａにおける電極板３４の端面にわたって設けられている。バイポーラ電極３２の積層方向から見て、各第１樹脂部５２は、各バイポーラ電極３２の電極板３４の縁部３４ａ全周にわたって設けられている。隣り合う第１樹脂部５２同士は、各バイポーラ電極３２の電極板３４の他方面（負極３８が形成される面）の外側に延在する面において溶着している。その結果、第１樹脂部５２には、各バイポーラ電極３２の電極板３４の縁部３４ａが埋没して保持されている。各バイポーラ電極３２の電極板３４の縁部３４ａと同様に、積層体３０の両端に配置された電極板３４の縁部３４ａも第１樹脂部５２に埋没した状態で保持されている。これにより、積層方向に隣り合う電極板３４，３４間には、当該電極板３４，３４と第１樹脂部５２とによって気密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。当該内部空間Ｖには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液からなる電解液（不図示）が収容されている。 The first resin portion 52 constituting the inner wall of the frame body 50 is provided from one surface (the surface on which the positive electrode 36 is formed) of the electrode plate 34 of each bipolar electrode 32 to the end surface of the electrode plate 34 at the edge portion 34a. .. When viewed from the stacking direction of the bipolar electrodes 32, each first resin portion 52 is provided over the entire circumference of the edge portion 34a of the electrode plate 34 of each bipolar electrode 32. The adjacent first resin portions 52 are welded to each other on a surface extending outside the other surface (the surface on which the negative electrode 38 is formed) of the electrode plate 34 of each bipolar electrode 32. As a result, the edge portion 34a of the electrode plate 34 of each bipolar electrode 32 is buried and held in the first resin portion 52. Similar to the edge 34a of the electrode plate 34 of each bipolar electrode 32, the edge 34a of the electrode plate 34 arranged at both ends of the laminated body 30 is also held in a state of being embedded in the first resin portion 52. As a result, an internal space V airtightly partitioned by the electrode plates 34, 34 and the first resin portion 52 is formed between the electrode plates 34, 34 adjacent to each other in the stacking direction. The internal space V contains an electrolytic solution (not shown) composed of an alkaline solution such as an aqueous potassium hydroxide solution.

枠体５０の外壁を構成する第２樹脂部５４は、バイポーラ電極３２の積層方向において積層体３０の全長にわたって延在する筒状部である。第２樹脂部５４は、バイポーラ電極３２の積層方向に延在する第１樹脂部５２の外側面を覆っている。第２樹脂部５４は、バイポーラ電極３２の積層方向に延在する内側面において第１樹脂部５２の外側面に溶着されている。 The second resin portion 54 constituting the outer wall of the frame body 50 is a tubular portion extending over the entire length of the laminated body 30 in the stacking direction of the bipolar electrode 32. The second resin portion 54 covers the outer surface of the first resin portion 52 extending in the stacking direction of the bipolar electrode 32. The second resin portion 54 is welded to the outer surface of the first resin portion 52 on the inner surface extending in the stacking direction of the bipolar electrode 32.

以上のような構成により、積層方向における両端の電極板３４と、枠体５０とによって、積層体２及び電解液を収容する空間（内部空間）を構成するケースＣが画成されている。なお、ケースＣにおける枠体５０の一部には、電解液を上記内部空間に注液するための注液口１ａ（後述する図４（ａ），（ｂ）を参照）が設けられる。注液口１ａの径（直径）は、例えば３ｍｍ以下である。この場合、電解液の表面張力に起因して、電解液が注液口１ａからケースＣ外に排出されることを抑制できる。 With the above configuration, the case C forming a space (internal space) for accommodating the laminated body 2 and the electrolytic solution is defined by the electrode plates 34 at both ends in the stacking direction and the frame body 50. A part of the frame 50 in the case C is provided with a liquid injection port 1a (see FIGS. 4A and 4B described later) for injecting the electrolytic solution into the internal space. The diameter (diameter) of the liquid injection port 1a is, for example, 3 mm or less. In this case, it is possible to prevent the electrolytic solution from being discharged from the liquid injection port 1a to the outside of the case C due to the surface tension of the electrolytic solution.

電極板３４は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板３４の縁部３４ａは、正極活物質及び負極活物質の塗工されない未塗工領域となっており、当該未塗工領域が枠体５０の内壁を構成する第１樹脂部５２に埋没して保持される領域となっている。正極３６を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極３８を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。電極板３４の他方面における負極３８の形成領域は、電極板３４の一方面における正極３６の形成領域に対して一回り大きくなっている。 The electrode plate 34 is a rectangular metal leaf made of, for example, nickel. The edge portion 34a of the electrode plate 34 is an uncoated region in which the positive electrode active material and the negative electrode active material are not coated, and the uncoated region is buried in the first resin portion 52 constituting the inner wall of the frame body 50. It is an area that is held. Examples of the positive electrode active material constituting the positive electrode 36 include nickel hydroxide. Examples of the negative electrode active material constituting the negative electrode 38 include a hydrogen storage alloy. The formation region of the negative electrode 38 on the other surface of the electrode plate 34 is slightly larger than the formation region of the positive electrode 36 on one surface of the electrode plate 34.

セパレータ４０は、例えばシート状に形成されている。セパレータ４０を形成する材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ４０は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ４０は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。 The separator 40 is formed, for example, in the form of a sheet. Examples of the material for forming the separator 40 include a porous film made of a polyolefin resin such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), a woven cloth made of polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), methyl cellulose and the like, or a non-woven fabric. .. Further, the separator 40 may be reinforced with a vinylidene fluoride resin compound. The separator 40 is not limited to a sheet shape, and a bag shape may be used.

枠体５０（第１樹脂部５２及び第２樹脂部５４）は、例えば絶縁性の樹脂を用いた射出成形によって矩形の筒状に形成されている。枠体５０を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、又は変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等が挙げられる。 The frame body 50 (first resin portion 52 and second resin portion 54) is formed in a rectangular tubular shape by, for example, injection molding using an insulating resin. Examples of the resin material constituting the frame 50 include polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), modified polyphenylene ether (modified PPE), and the like.

続いて、図３、図４及び図５を用いながら、上述した蓄電装置１の製造方法の一例について詳細に説明する。図３は、蓄電装置の製造方法を説明するためのフロー図である。図４は第１工程を説明するための模式図である。図５は、第２工程を説明するための概略断面図である。 Subsequently, an example of the above-described manufacturing method of the power storage device 1 will be described in detail with reference to FIGS. 3, 4, and 5. FIG. 3 is a flow chart for explaining a method of manufacturing a power storage device. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the first step. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the second step.

本実施形態に係る蓄電装置１の製造方法は、ケースＣに対し、注液口１ａから電解液を注液してケースＣの内部空間を電解液で満たす第１工程Ｓ１０と、ケースＣを積層方向に拘束する拘束部材１６Ａ，１６Ｂで当該ケースＣを締め付けることで、内部空間から注液口１ａを介して一部の電解液を流出させる第２工程Ｓ２０と、拘束部材１６Ａ，１６ＢによるケースＣの締め付け力を低下させる第３工程Ｓ３０と、を備える。 In the method for manufacturing the power storage device 1 according to the present embodiment, the first step S10 in which the electrolytic solution is injected from the liquid injection port 1a to fill the internal space of the case C with the electrolytic solution and the case C are laminated. The second step S20 in which a part of the electrolytic solution flows out from the internal space through the liquid injection port 1a by tightening the case C with the restraining members 16A and 16B restraining in the direction, and the case C by the restraining members 16A and 16B. A third step S30, which reduces the tightening force of the above, is provided.

第１工程Ｓ１０では、まず、図３に示されるように、積層体２が収容されたケースＣをチャンバ３１内に収容する（ステップＳ１）。図４（ａ）に示されるようにステップＳ１では、互いに拘束された複数のケースＣをチャンバ３１内に収容する。チャンバ３１内において、複数のケースＣよりも下方には、容器３５が配置されている。容器３５は、電解液Ｅを収容しており、その上端が開放されている。各ケースＣの注液口１ａが容器３５に対向して下方を向くように、ケースＣをチャンバ３１内に収容する。チャンバ３１内において、ケースＣは、例えば上下方向に駆動可能なアーム等（不図示）によって支持されている。 In the first step S10, first, as shown in FIG. 3, the case C in which the laminated body 2 is housed is housed in the chamber 31 (step S1). As shown in FIG. 4A, in step S1, a plurality of cases C constrained to each other are housed in the chamber 31. In the chamber 31, the container 35 is arranged below the plurality of cases C. The container 35 contains the electrolytic solution E, and the upper end thereof is open. The case C is housed in the chamber 31 so that the liquid injection port 1a of each case C faces downward toward the container 35. In the chamber 31, the case C is supported, for example, by an arm or the like (not shown) that can be driven in the vertical direction.

チャンバ３１内の気体は、空気でもよいし、例えば窒素等の不活性ガスでもよい。また、第１工程Ｓ１においては、ケースＣ及び容器３５が収容されたチャンバ３１内は、大気圧Ｐ１に設定されている。大気圧Ｐ１は、約１×１０５Ｐａ（約０．１ＭＰａ）であればよい。 The gas in the chamber 31 may be air or an inert gas such as nitrogen. Further, in the first step S1, the inside of the chamber 31 in which the case C and the container 35 are housed is set to the atmospheric pressure P1. The atmospheric pressure P1 may be about 1 × 10 5 Pa (about 0.1 MPa).

次に、チャンバ３１内の圧力を大気圧Ｐ１よりも低い圧力Ｐ２まで下降させる（ステップＳ２）。第２工程Ｓ２では、チャンバ３１に接続されるポンプ３３を用いて、チャンバ３１内を減圧する。圧力Ｐ２は、ケースＣの内部空間を電解液Ｅによって満たすことができる圧力に設定される。ケースＣの内部空間を電解液Ｅによって満たすことができる圧力とは、ケースＣの内部空間を電解液Ｅによって実質的に完全に満たすことができる圧力である。この圧力は、例えば、高真空（０．１〜１０−５Ｐａ）もしくは超高真空（１０−５Ｐａ）の範囲内である。 Next, the pressure in the chamber 31 is lowered to a pressure P2 lower than the atmospheric pressure P1 (step S2). In the second step S2, the inside of the chamber 31 is depressurized by using the pump 33 connected to the chamber 31. The pressure P2 is set to a pressure at which the internal space of the case C can be filled with the electrolytic solution E. The pressure at which the internal space of the case C can be filled with the electrolytic solution E is a pressure at which the internal space of the case C can be substantially completely filled with the electrolytic solution E. This pressure, for example, in the range of high vacuum (0.1 to 10 -5 Pa) or ultra-high vacuum (10 -5 Pa).

次に、図４（ｂ）に示されるように、チャンバ３１内を圧力Ｐ２に維持した状態にて、ケースＣの注液口１ａを電解液Ｅに浸漬させる（ステップＳ３）。ステップＳ３では、例えばケースＣを容器３５側へ移動させることにより、それぞれのケースＣにおける注液口１ａを電解液Ｅに浸す。 Next, as shown in FIG. 4B, the injection port 1a of the case C is immersed in the electrolytic solution E while the inside of the chamber 31 is maintained at the pressure P2 (step S3). In step S3, for example, by moving the case C to the container 35 side, the liquid injection port 1a in each case C is immersed in the electrolytic solution E.

次に、注液口１ａを電解液Ｅに浸漬させた状態でチャンバ３１内の圧力を大気圧Ｐ１まで上昇させることによって、電解液Ｅを注液口１ａからケースＣ内に注液する（ステップＳ４）。第４工程Ｓ４では、ポンプ３３を用いてチャンバ３１内に気体を注液することによって、チャンバ３１内の圧力を大気圧Ｐ１まで徐々に上昇させる。このとき、チャンバ３１内の圧力と、ケースＣ内の圧力との間に差が生じ、電解液ＥがそれぞれのケースＣ内に注液される。これにより、各ケースＣの内部空間に電解液Ｅが収容される。ステップＳ４においては、注液口１ａを電解液Ｅから露出しないようにすることによって、各ケースＣにおいて残空間に収容される気体の漏れを防止できる。 Next, the electrolytic solution E is injected into the case C from the injection port 1a by raising the pressure in the chamber 31 to the atmospheric pressure P1 while the injection port 1a is immersed in the electrolytic solution E (step). S4). In the fourth step S4, the pressure in the chamber 31 is gradually increased to the atmospheric pressure P1 by injecting a gas into the chamber 31 using the pump 33. At this time, a difference is generated between the pressure in the chamber 31 and the pressure in the case C, and the electrolytic solution E is injected into each case C. As a result, the electrolytic solution E is housed in the internal space of each case C. In step S4, by preventing the injection port 1a from being exposed from the electrolytic solution E, it is possible to prevent leakage of the gas contained in the remaining space in each case C.

次に、ケースＣをチャンバ３１から取り出す（ステップＳ５）。なお、ケースＣをチャンバ３１から取り出す前に、注液口１ａを上方に向けてもよい。以上により、第１工程Ｓ１０が完了する。 Next, the case C is taken out from the chamber 31 (step S5). The liquid injection port 1a may be directed upward before the case C is taken out of the chamber 31. With the above, the first step S10 is completed.

次に、第２工程Ｓ２０が実行される。第２工程Ｓ２０では、まず、ケースＣが拘束部材１６Ａ，１６Ｂに設置される（ステップＳ６）。ステップＳ６では、完成品に係る蓄電装置１０と同様な配置にて、拘束部材１６Ａ，１６Ｂの間に、絶縁フィルム２２、導電板１４及びケースＣ（蓄電モジュール１２）が積層される。次に、図５に示すように、拘束部材１６Ａ，１６ＢでケースＣを締め付けることによって、各ケースＣの注液口１ａから電解液Ｅを排出する（ステップＳ７）。ステップＳ７では、ボルト１８に対するナット２０の締め付け量を調整して締め付け力を調整することにより、電解液Ｅの排出量を調整する。ここで、電解液Ｅの排出量（すなわち、拘束部材１６Ａ，１６Ｂの締め付け力）は、ケースＣの内部空間に形成する残空間の容積に基づいて設定される。なお、残空間とは、ケースＣの内部空間において、内容物（すなわち、積層体２）が占める領域以外の空間である。残空間には、積層体２内に設けられる空隙（例えば、セパレータ６がポーラス状である場合、セパレータ６内の空隙）も含まれる。スペースは残空間の５〜２０％とするのが好ましい。以上により、第２工程Ｓ２０が完了する。 Next, the second step S20 is executed. In the second step S20, the case C is first installed on the restraint members 16A and 16B (step S6). In step S6, the insulating film 22, the conductive plate 14, and the case C (storage module 12) are laminated between the restraint members 16A and 16B in the same arrangement as the power storage device 10 related to the finished product. Next, as shown in FIG. 5, by tightening the case C with the restraint members 16A and 16B, the electrolytic solution E is discharged from the liquid injection port 1a of each case C (step S7). In step S7, the discharge amount of the electrolytic solution E is adjusted by adjusting the tightening amount of the nut 20 with respect to the bolt 18 to adjust the tightening force. Here, the discharge amount of the electrolytic solution E (that is, the tightening force of the restraint members 16A and 16B) is set based on the volume of the remaining space formed in the internal space of the case C. The remaining space is a space other than the area occupied by the contents (that is, the laminated body 2) in the internal space of the case C. The remaining space also includes voids provided in the laminated body 2 (for example, when the separator 6 is porous, the voids in the separator 6) are also included. The space is preferably 5 to 20% of the remaining space. With the above, the second step S20 is completed.

次に、第３工程Ｓ３０が実行される。第３工程Ｓ３０では、ステップＳ７で締め付けた拘束部材１６Ａ，１６Ｂの締め付け力を低減させ、製品の値に設定する。すなわち、ボルト１８に対するナット２０の締め付け量を、図５に示すものから減らすことで、図１に示す状態にする。これによって、締め付け状態が解除されたケースＣの内部空間には、排出された電解液Ｅを補うように、注液口１ａから空気が入り込む。これにより、ケースＣの内部空間には、電解液Ｅが封入された部分に加え、残空間が形成される。各ケースＣの注液口１ａは、蓋等によって塞がれる。これにより、ケースＣ外へ電解液Ｅが漏れることを防止する。以上により、蓄電装置１０が完成し、図３に示す製造方法の処理が終了する。 Next, the third step S30 is executed. In the third step S30, the tightening force of the restraint members 16A and 16B tightened in step S7 is reduced and set to the value of the product. That is, by reducing the amount of tightening of the nut 20 with respect to the bolt 18 from that shown in FIG. 5, the state shown in FIG. 1 is obtained. As a result, air enters the internal space of the case C in which the tightened state is released from the liquid injection port 1a so as to supplement the discharged electrolytic liquid E. As a result, in the internal space of the case C, a remaining space is formed in addition to the portion in which the electrolytic solution E is sealed. The liquid injection port 1a of each case C is closed by a lid or the like. This prevents the electrolytic solution E from leaking to the outside of the case C. As a result, the power storage device 10 is completed, and the processing of the manufacturing method shown in FIG. 3 is completed.

以下では、本実施形態に係る蓄電装置１０の製造方法によって奏される作用効果を、図６に示される方法と比較しつつ説明する。図６は、比較例における電解液の注液方法を示す模式図である。 Hereinafter, the effects exerted by the method for manufacturing the power storage device 10 according to the present embodiment will be described in comparison with the method shown in FIG. FIG. 6 is a schematic view showing a method of injecting an electrolytic solution in a comparative example.

図６に示されるように、比較例においては、吐出口４２を有する計量ポンプ４１と、各ケースＣの注液口１ａに取り付けられる漏斗４３とが、チャンバ３１に設けられている。吐出口４２は、チャンバ３１内に設けられており、計量ポンプ４１から供給される電解液Ｅを吐出する。比較例では、減圧状態に設定されたチャンバ３１内にて、所定量の電解液Ｅが、計量ポンプ４１を用いて各漏斗４３内に供給される。供給された電解液Ｅは、ケースＣへ徐々に注液される。このような比較例においては、複数の漏斗４３に同時に電解液Ｅを供給するためには、複数の吐出口４２と、各吐出口４２に適量の電解液Ｅを供給するための制御装置とを要する。 As shown in FIG. 6, in the comparative example, the measuring pump 41 having the discharge port 42 and the funnel 43 attached to the liquid injection port 1a of each case C are provided in the chamber 31. The discharge port 42 is provided in the chamber 31 and discharges the electrolytic solution E supplied from the measuring pump 41. In the comparative example, a predetermined amount of the electrolytic solution E is supplied into each funnel 43 by using the measuring pump 41 in the chamber 31 set to the reduced pressure state. The supplied electrolytic solution E is gradually injected into the case C. In such a comparative example, in order to supply the electrolytic solution E to the plurality of funnels 43 at the same time, a plurality of discharge ports 42 and a control device for supplying an appropriate amount of the electrolytic solution E to each discharge port 42 are provided. It takes.

これに対して、本実施形態に係る蓄電装置１０の製造方法によれば、第１工程Ｓ１０にてケースＣの内部空間を電解液Ｅで満たした後、第２工程Ｓ２０にて拘束部材１６Ａ，１６ＢでケースＣを締め付けている。これによって、ケースＣの内部空間が圧縮されることにより、ケースＣ内の一部の電解液Ｅが、締め付け力に応じた量だけ注液口１ａから排出される。そして第３工程Ｓ３０にて、拘束部材１６Ａ，１６ＢによるケースＣの締め付け力を低下させると、ケースＣの内部空間の圧縮が解除されることに伴い、排出された電解液Ｅの量に対応する気体が注液口１ａから流入する。これによって、ケースＣの内部空間には電解液Ｅが封入された領域に加えて、スペースを形成することができる。すなわち、第２工程Ｓ２０での締め付け力を調整することによって、容易にケースＣの内部空間に封入される電解液Ｅの量を調整することができる。以上より、電解液Ｅの量を容易に制御可能となる。 On the other hand, according to the manufacturing method of the power storage device 10 according to the present embodiment, after the internal space of the case C is filled with the electrolytic solution E in the first step S10, the restraint member 16A, in the second step S20, Case C is tightened with 16B. As a result, the internal space of the case C is compressed, so that a part of the electrolytic solution E in the case C is discharged from the liquid injection port 1a in an amount corresponding to the tightening force. Then, in the third step S30, when the tightening force of the case C by the restraining members 16A and 16B is reduced, the compression of the internal space of the case C is released, and the amount of the electrolytic solution E discharged corresponds to the amount. The gas flows in from the liquid injection port 1a. As a result, a space can be formed in the internal space of the case C in addition to the region in which the electrolytic solution E is sealed. That is, by adjusting the tightening force in the second step S20, the amount of the electrolytic solution E sealed in the internal space of the case C can be easily adjusted. From the above, the amount of the electrolytic solution E can be easily controlled.

また、拘束部材１６Ａ，１６Ｂは、完成品に係る蓄電装置１０においても、蓄電モジュール１２を締め付けている部材であるため、当該部材を用いてケースＣを締め付けることで、電解液Ｅの量を制御するための特別な装置を別途設ける必要がない。 Further, since the restraint members 16A and 16B are members for tightening the power storage module 12 also in the power storage device 10 related to the finished product, the amount of the electrolytic solution E is controlled by tightening the case C using the members. There is no need to separately provide a special device for this purpose.

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、蓄電装置の構成は上記図１及び図２に示された構成に限定されない。すなわち、本発明の製造構造を実施できる構成を有する限り、適宜構成を変更してもよい。 For example, the configuration of the power storage device is not limited to the configurations shown in FIGS. 1 and 2. That is, as long as it has a structure capable of carrying out the manufacturing structure of the present invention, the structure may be changed as appropriate.

また、上記実施形態において、ケースＣに設けられる注液口１ａの位置は、適宜変更してもよい。例えば、注液口１ａは、ケースＣにおける角部周辺に設けられてもよい。 Further, in the above embodiment, the position of the liquid injection port 1a provided in the case C may be changed as appropriate. For example, the liquid injection port 1a may be provided around the corner portion of the case C.

また、上記実施形態では、蓄電装置としてニッケル水素二次電池が例示されているが、上述したとおり、蓄電装置は、ニッケル水素二次電池に限られない。このため、ケースＣは、枠体４及び電極板によって設けられているが、これに限られない。例えば、枠体及び電極板を包む金属製又は樹脂製のケースをケースＣとしてもよい。この場合、枠体及び電極板の少なくともいずれかは、蓄電装置に含まれなくてもよい。なお、金属製又は樹脂製のケースは、蓄電装置を真空雰囲気下に静置したときに変形しない、もしくは変形しにくい剛性を有することが好ましい。 Further, in the above embodiment, a nickel hydrogen secondary battery is exemplified as the power storage device, but as described above, the power storage device is not limited to the nickel hydrogen secondary battery. Therefore, the case C is provided by the frame body 4 and the electrode plate, but the case C is not limited to this. For example, the case C may be a metal or resin case that wraps the frame and the electrode plate. In this case, at least one of the frame and the electrode plate may not be included in the power storage device. It is preferable that the metal or resin case has a rigidity that does not deform or is hard to be deformed when the power storage device is left to stand in a vacuum atmosphere.

１０…蓄電装置、１６Ａ，１６Ｂ…拘束部材、３０…積層体、３６…正極、３８…負極、４０…セパレータ、Ｃ…ケース、Ｅ…電解液。 10 ... Power storage device, 16A, 16B ... Restraint member, 30 ... Laminate, 36 ... Positive electrode, 38 ... Negative electrode, 40 ... Separator, C ... Case, E ... Electrolyte.

Claims (1)

少なくとも正極、負極及びセパレータを有する積層体を収容すると共に、電解液の注液口が設けられたケースに対し、前記注液口から前記電解液を注液して前記ケースの内部空間を前記電解液で満たす第１工程と、
前記ケースを積層方向に拘束する拘束部材で当該ケースを締め付けることで、前記内部空間から前記注液口を介して一部の前記電解液を流出させる第２工程と、
前記拘束部材による前記ケースの締め付け力を低下させる第３工程と、を備え、
前記第２工程では、前記締め付け力を調整して前記内部空間から流出させる前記電解液の量を調整し、
前記第３工程では、
前記締め付け力を前記第２工程で調整された値から製品の値に低下させることで、前記注液口から前記ケースの前記内部空間に空気を流入させて、前記ケースの前記内部空間に残空間を形成し、前記ケースの前記内部空間に前記残空間が形成された後に、前記ケースの前記注液口を塞ぐ、蓄電装置の製造方法。 A laminate having at least a positive electrode, a negative electrode, and a separator is accommodated, and the electrolytic solution is injected from the injection port into a case provided with an electrolytic solution injection port to electrolyze the internal space of the case. The first step of filling with liquid and
A second step of tightening the case with a restraining member that restrains the case in the stacking direction, thereby causing a part of the electrolytic solution to flow out from the internal space through the liquid injection port.
A third step of reducing the tightening force of the case by the restraining member is provided .
In the second step, the tightening force is adjusted to adjust the amount of the electrolytic solution flowing out from the internal space.
In the third step,
By reducing the tightening force from the value adjusted in the second step to the value of the product, air flows into the internal space of the case from the liquid injection port, and the remaining space in the internal space of the case. A method for manufacturing a power storage device, which closes the liquid injection port of the case after the remaining space is formed in the internal space of the case.
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