KR20150143683A - 밀폐형 전지의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

공정수를 늘리지 않고 초기 충전 시에 발생하는 가스의 가스 배출을 행할 수 있는 밀폐형 전지의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 제조 방법은 개구부(33)를 갖는 전지 용기(30)와, 전지 용기에 수납된 발전 요소(20)를 구비하는 전지의 제조 공정이며, 정극, 부극 및 세퍼레이터를 갖는 전극체를, 전지 용기 내에 수납하는 공정과, 개구부로부터 전지 용기 내에 전해액을 주액하여, 상기 전극체를 발전 요소로 하는 공정과, 전지 용기의 개구부를 필름(120)에 의해 가밀봉하는 공정과, 발전 요소를 초기 충전하는 공정과, 개구부에 설치된 필름을 뚫음으로써 가밀봉을 해제하면서, 필름의 뚫려진 개소로부터 전지 용기 내에 진입시킨 봉입 노즐(140)로부터 전지 용기 내에 검지 가스(He)를 도입하는 공정과, 내부에 헬륨(He)이 도입된 전지 용기의 개구부를, 본밀봉 부재(40)에 의해 본밀봉하는 공정을 포함한다.

Description

밀폐형 전지의 제조 방법 {PRODUCTION METHOD FOR SEALED BATTERIES}

본 발명은 외부로 개구되는 개구부로부터 전지 용기 내에 전해액을 주액 후에, 개구부로부터 전지 용기 내에 검지 가스를 도입하고, 개구부를 밀봉하는 밀폐형 전지의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 밀폐형 전지의 제조 공정에 있어서는, 전지 용기 내에 수분이 침입하여 전지 성능이 열화되는 것을 방지하는 등의 목적으로, 전지 용기의 밀폐성을 검사하고 있다.

이때, 밀폐형 전지의 제조 공정에 있어서는, 미리 전지 용기 내에 검지 가스(예를 들어, 헬륨 등)를 도입하고, 상기 검지 가스가 전지 용기로부터 누설되고 있는지 여부를 확인한다.

검지 가스를 도입하기 위한 기술로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되는 기술 등이 있다.

특허문헌 1에 개시되는 기술에서는 전해액 포트를 통해 헬륨 공급 수단과 접속되는 주액 노즐을 전해액 주액구에 장착하고, 전지 캔(전지 용기)의 외측으로부터 내측을 향해 헬륨을 분사하여, 전지 캔 내에 헬륨을 도입한다.

밀폐형 전지의 제조 공정에서는 전지를 초기 충전했을 때에 전해액이 분해되는 것 등에 의해 탄화수소 가스 등의 가스가 발생한다. 밀폐형 전지의 제조 공정에서는 이와 같은 초기 충전 시에 발생하는 가스의 양이 전지 캔의 내압 요건을 만족시키지 않을 정도로 많은 경우 등에, 전지 캔에 저류된 초기 충전 시에 발생하는 가스를 배출할 필요가 있다.

즉, 이 경우, 밀폐형 전지의 제조 공정에서는 전해액 주액구를 가밀봉하고 나서 초기 충전하고, 그 후, 전해액 주액구의 가밀봉을 해제하고 초기 충전 시에 발생하는 가스를 배출한다. 그리고, 헬륨을 도입하고, 전해액 주액구를 본밀봉한다.

특허문헌 1에 개시되는 기술은 개구되어 있는 전지 캔에 외측으로부터 헬륨을 도입하는 것이다. 즉, 특허문헌 1에 개시되는 기술은 전해액 주액구를 가밀봉하지 않거나, 혹은, 헬륨 도입 전에 미리 가밀봉이 해제되어 있는 것을 상정하고 있다.

따라서, 초기 충전 시에 발생하는 가스를 배출함과 함께, 특허문헌 1에 개시되는 기술을 사용하여 헬륨을 도입하는 경우, 전해액 주액구를 가밀봉하는 공정, 초기 충전하는 공정, 가밀봉을 해제하는 공정 및 헬륨을 도입하는 공정을 순서대로 행할 필요가 있다.

즉, 종래 기술에 있어서는, 밀폐형 전지를 제조하는 공정을 효율적으로 행할 수 없고, 그 결과, 밀폐형 전지를 제조하기 위해 행하는 공정수가 많아지고 있었다. 따라서, 종래 기술에서는 밀폐형 전지를 제조하기 위해 필요로 하는 비용이 증대되어 있었다.

일본 특허 출원 공개 제2002-117901호 공보

본 발명은 이상과 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 공정수를 늘리지 않고 초기 충전 시에 발생하는 가스의 가스 배출을 행할 수 있는 밀폐형 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 밀폐형 전지의 제조 방법은 외부로 개구되는 개구부를 갖는 전지 용기와, 상기 전지 용기에 수납된 발전 요소를 구비하는 밀폐형 전지의 제조 방법이며, 정극, 부극 및 세퍼레이터를 갖는 전극체를, 상기 전지 용기의 내부에 수납하는 공정과, 전해액을, 상기 개구부로부터 상기 전지 용기의 내부에 주액하여, 상기 전극체를 상기 발전 요소로 하는 공정과, 내부에 상기 전해액이 주액된 상기 전지 용기의 개구부를, 가밀봉 부재에 의해 가밀봉하는 공정과, 상기 개구부가 가밀봉된 상기 전지 용기 내의 발전 요소를 초기 충전하는 공정과, 상기 가밀봉 부재에 의한 상기 개구부의 가밀봉을 해제하면서, 상기 개구부로부터 상기 전지 용기 내에 검지 가스를 도입하는 공정과, 내부에 상기 검지 가스가 도입된 상기 전지 용기의 개구부를, 본밀봉 부재에 의해 본밀봉하는 공정을 포함한다.

본 발명에 관한 밀폐형 전지의 제조 방법에 있어서, 상기 검지 가스를 도입하는 공정에서는 상기 검지 가스를 분사 가능한 봉입 노즐을, 가밀봉된 상기 개구부를 향해 이동시키고, 상기 봉입 노즐의 상기 개구부측의 단부에서 상기 가밀봉 부재를 뚫으면서, 상기 봉입 노즐로부터 상기 검지 가스를 분사하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 밀폐형 전지의 제조 방법에 있어서, 상기 봉입 노즐의 상기 개구부측의 단부는 상기 개구부를 향해 뾰족한 볼록 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 공정수를 늘리지 않고 초기 충전 시에 발생하는 가스의 가스 배출을 행할 수 있다.

도 1은 전지의 전체적인 구성을 도시하는 도면.
도 2는 전해액을 주액하고 나서 전지를 초기 충전할 때까지의 공정을 도시하는 도면.
도 3은 초기 충전 시에 발생하는 가스를 배출하고 나서 외장의 밀폐성을 검사할 때까지의 공정을 도시하는 도면.
도 4는 봉입 노즐을 도시하는 도면.
도 5는 봉입 노즐을 하강시키는 모습을 도시하는 도면.
도 6은 헬륨을 도입하고 있는 모습을 도시하는 도면.
도 7은 헬륨 농도를 측정한 결과를 도시하는 도면.
도 8은 독립하여 이동하는 가스 배출 침 및 봉입 노즐에 의해, 초기 충전 시에 발생하는 가스를 배출하면서 헬륨을 도입하는 모습을 도시하는 도면.
도 9는 봉입 노즐의 변형예를 도시하는 도면.
도 10은 봉입 노즐의 선단부의 변형예를 도시하는 도면.

이하에서는, 본 발명에 관한 밀폐형 전지의 제조 방법의 일 실시 형태인, 전지(10)의 제조 공정에 대해 설명한다.

먼저, 전지(10)의 개략 구성에 대해 설명한다.

전지(10)는 밀폐형의 리튬 이온 이차 전지이다. 또한, 본 발명이 적용되는 대상은 리튬 이온 이차 전지로 한정되는 것은 아니고, 니켈 수소 이차 전지 등의 다른 밀폐형 전지여도 된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 전지(10)는 발전 요소(20), 외장(30), 캡(40) 및 외부 단자(50ㆍ50)를 구비한다.

발전 요소(20)는 정극, 부극 및 세퍼레이터를 적층한 상태에서 권회하여 이루어지는 전극체에 전해액(E)을 침투시킨 것이다(도 2 참조). 전지(10)의 충반전 시에는 발전 요소(20) 내에서 화학 반응이 일어나는[엄밀하게는, 정극과 부극 사이에서 전해액(E)을 통한 이온의 이동이 일어남] 것에 의해 전류가 발생한다.

전지 용기인 외장(30)은 수납부(31)와 덮개부(32)를 갖는 대략 직육면체 형상의 캔이다.

수납부(31)는 일면이 개구된 바닥이 있는 각통 형상의 부재이고, 내부에 발전 요소(20)를 수납한다.

덮개부(32)는 수납부(31)의 개구면을 따른 형상을 갖는 평판 형상의 부재이고, 수납부(31)의 개구면을 막은 상태에서 수납부(31)와 접합된다. 덮개부(32)에 있어서, 후술하는 바와 같이 외부 단자(50ㆍ50)가 삽입 관통되는 개소의 사이에는, 전해액(E)을 주액하기 위한 주액 구멍(33)이 개구되어 있다.

주액 구멍(33)은 덮개부(32)의 판면을 관통하는 구멍이다. 주액 구멍(33)은 덮개부(32)의 외측과 내측에서 내경이 다른 평면에서 볼 때 대략 원형상의 구멍이다. 주액 구멍(33)은 상부(도 1에 있어서의 상측 부분)의 내경이 하부(도 1에 있어서의 하측 부분)의 내경보다도 크게 형성되어, 상하 중도부에 단차부가 형성되어 있다.

상기 단차부에는 전지(10)의 제조 공정 중에서 평면에서 볼 때 대략 원형상의 필름(120)이 용착된다. 필름(120)은 전지(10)의 제조 공정 중에 뚫려진다. 이로 인해, 완성한 전지(10)를 도시하는 도 1에 있어서, 필름(120)은 뚫려진 상태로 되어 있다.

또한, 본 실시 형태의 전지는 외장이 바닥이 있는 각통 형상으로 형성된 각형 전지로서 구성하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 외장이 바닥이 있는 원통 형상으로 형성된 원통형 전지로서 구성하는 것도 가능하다.

캡(40)은 주액 구멍(33)을 밀봉하는 대략 원판 형상의 덮개이다. 캡(40)의 하면은 필름(120)을 외측으로부터 덮는 형상으로 형성된다. 캡(40)의 외경은 주액 구멍(33)의 상부의 내경과 대략 동일한 치수로 되어 있다.

캡(40)은 주액 구멍(33)의 상기 단차부에 적재되고, 외주연부가 레이저 용접됨으로써, 덮개부(32)와 접합된다.

외부 단자(50ㆍ50)는 그들의 일부가 덮개부(32)의 외측면으로부터 전지(10)의 상방(외측)으로 돌출된 상태에서 배치된다. 외부 단자(50ㆍ50)는 집전 단자(51ㆍ51)를 통해, 각각 발전 요소(20)의 정극 및 부극에 전기적으로 접속된다. 외부 단자(50ㆍ50)는, 각각, 외주면부에 고정 부재(34)가 끼움 장착됨으로써, 절연 부재(52ㆍ53)를 사이에 개재하고 덮개부(32)에 대해 절연 상태로 고정된다. 외부 단자(50ㆍ50) 및 집전 단자(51ㆍ51)는 발전 요소(20)에 축적되는 전력을 외부로 취출하거나, 또는 외부로부터의 전력을 발전 요소(20)에 도입하는 통전 경로로서 기능한다.

집전 단자(51ㆍ51)는 각각 발전 요소(20)의 정극 및 부극에 접속되어 있다. 집전 단자(51ㆍ51)의 재료로서는, 예를 들어 정극측에 알루미늄, 부극측에 구리를 채용할 수 있다.

외부 단자(50ㆍ50)에는 전지(10)의 외측으로 돌출되는 부위에 나사 전조가 실시되어, 볼트부가 형성된다. 전지(10)의 실사용 시에는, 이 볼트부를 사용하여 외부 단자(50ㆍ50)에 버스 바 및 외부 장치의 접속 단자 등의 부재가 체결 고정된다.

그들의 부재를 체결 고정할 때, 외부 단자(50ㆍ50)에는 체결 토크가 걸림과 함께, 나사 체결에 의해 축방향으로 외력이 부여된다. 이로 인해, 외부 단자(50ㆍ50)의 재료로서는, 철 등의 고강도 재료를 채용하는 것이 바람직하다.

다음에, 전지(10)의 제조 공정에 대해 설명한다.

전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 다이 코더 등의 도공기를 사용하여 집전체(정극 집전체 및 부극 집전체)의 표면에 합제(정극합제 및 부극합제)를 도포 시공한 후, 합제를 건조시킨다.

그리고, 집전체의 표면 상의 합제에 대해 프레스 가공을 실시함으로써, 집전체의 표면에 합제층(정극합제층 및 부극합제층)을 형성한다.

이와 같이 하여, 정극 및 부극이 제작된다.

전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 이와 같이 제작된 정극 및 부극과, 세퍼레이터를 적층한 상태에서 권회하여 전극체를 제작한다. 그리고, 외장(30)의 덮개부(32)에 일체화된 외부 단자(50ㆍ50) 및 집전 단자(51ㆍ51) 등을 상기 전극체에 접속하고, 당해 전극체를 외장(30)의 수납부(31)에 수납한다. 그 후, 외장(30)의 수납부(31)와 덮개부(32)를 용접에 의해 접합하여 캔 밀봉한다.

외장(30)을 캔 밀봉한 시점에 있어서, 주액 구멍(33)은 캡(40) 또는 필름(120)에 의해 밀봉되어 있지 않은 상태이다[도 2의 좌측 상단에 나타내는 주액 구멍(33) 참조].

따라서, 이 시점에 있어서, 주액 구멍(33)은 외부로 개구되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 주액 구멍(33)은 본 발명에 관한 외부로 개구되는 개구부에 대응한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 외장(30)을 캔 밀봉한 후에는, 주액 구멍(33)으로부터 외장(30) 내에 전해액(E)을 주액한다(도 2에 나타내는 화살표 E 참조).

이때, 예를 들어 외장(30)을 챔버(110) 내에 수납함과 함께, 소정의 주액 유닛을 외장(30)에 세트하고, 챔버(110) 내를 진공화한다. 그 후, 챔버(110) 내에 대기를 도입하여 챔버(110) 내를 대기압으로 복귀시킨다. 전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 이때의 차압을 이용하여, 전해액(E)을 외장(30)에 주액한다.

또한, 전해액을 주액하기 위한 수순은 본 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 대기 분위기 하에서 주액 구멍에 주액 노즐을 장착하고, 주액 노즐을 향해 전해액을 압송하여 외장 내에 전해액을 주액해도 상관없다.

전해액(E)을 외장(30) 내에 주액한 후에는, 주액 구멍(33)을 가밀봉(즉, 일시적으로 밀봉)한다.

이때, 예를 들어 수지에 의해 구성되는 얇은 필름(120)을, 주액 구멍(33)의 상기 단차부에 적재하고, 주액 구멍(33)의 하부를 덮는다. 그리고, 레이저 용접기에 의해 필름(120)의 외주연부를 따라 레이저를 조사하고, 덮개부(32)에 필름(120)을 용착한다[도 2에 흑색으로 나타내는 삼각형 및 도 4에 도시하는 필름(120) 참조].

이와 같이, 전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 전해액(E)을 주액 후에, 주액 구멍(33)을 필름(120)에 의해 가밀봉하는 공정을 행한다.

즉, 본 실시 형태의 필름(120)은 본 발명에 관한 가밀봉 부재에 대응한다.

또한, 주액 구멍을 가밀봉하는 공정의 수순은 본 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 주액 구멍의 상기 단차부에 접착제를 도포하고, 상기 단차부에 필름을 부착해도 상관없다.

주액 구멍(33)을 가밀봉한 후에는, 제조 도중의 전지(10)의 초기 충전[발전 요소(20)의 초기 충전]을 행한다.

이때, 외장(30)을 구속 지그에 의해 구속하여, 외장(30)의 두께 방향(도 2에 있어서의 지면 안측을 향하는 방향)을 따라, 외장(30)에 대해 소정의 크기의 하중을 부여한다. 그리고, 전원 장치(130)의 전극을 외부 단자(50ㆍ50)에 접속하여, 전지(10)[발전 요소(20)]를 초기 충전한다.

구속 시 및 초기 충전 시에는, 외장(30)에 주액된 전해액(E)이 분해되는 등 하여, 외장(30) 내에 탄화수소 가스 등의 가스 HC(도 4 참조)가 발생한다.

따라서, 구속 시 및 초기 충전 시에는 가밀봉된 외장(30)의 내부에 가스 HC가 저류되고, 외장(30)의 내압이 상승한다(도 2에 백색으로 나타내는 화살표 참조).

이로 인해, 도 3에 도시한 바와 같이, 필름(120)을 외측으로부터 뚫어서 주액 구멍(33)을 외부로 개구하여, 외장(30)에 저류된 가스 HC를 배출한다. 이에 의해, 외장(30)의 내압을 내린다[도 3에 백색으로 나타내는 화살표 및 이점쇄선으로 나타내는 외장(30) 참조].

전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 이와 같은 외부로 개구된 주액 구멍(33)으로부터 외장(30) 내에 헬륨(He)을 도입하는 공정을 행한다(도 3에 나타내는 화살표 He 참조).

전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 헬륨(He)을 도입하는 공정 중에서, 초기 충전 시에 발생하는 가스 HC의 가스 배출을 행한다.

헬륨(He)을 도입하는 공정의 구체적인 수순에 대해서는 이후에 상세히 설명한다. 외장(30) 내에 헬륨(He)을 도입한 후에는, 주액 구멍(33)을 캡(40)에 의해 본밀봉한다.

이때, 캡(40)을 주액 구멍(33)의 상기 단차부에 적재하고, 레이저 용접기에 의해 캡(40)의 외측 테두리부를 따라 레이저를 조사하여, 주액 구멍(33)을 밀봉한다(도 3에 도시하는 흑색의 삼각형 참조).

본 실시 형태의 캡(40)은 본 발명에 관한 본밀봉 부재에 대응한다.

주액 구멍(33)을 밀봉한 후에는, 외장(30) 내에 도입된 헬륨(He)의 누설[즉, 외장(30)의 밀폐성]을 검사한다.

이때, 챔버(150) 내에 외장(30)을 수납하고, 챔버(150) 내를 진공화한다. 그 후, 단위 시간당으로 외장(30) 내로부터 누설되는 헬륨(He)의 양을, 시판의 헬륨 누설 검사기를 사용하여 확인한다.

그리고, 헬륨 누설 검사기의 출력값에 기초하여 외장(30)에 누설이 있는지를 판단한다.

구체적으로는, 헬륨 누설 검사기의 출력값이 검사 역치보다도 작은 경우에 외장(30)으로부터 헬륨(He)의 누설이 없다고 판단하고, 헬륨 누설 검사기의 출력값이 검사 역치 이상인 경우에 외장(30)으로부터 헬륨(He)의 누설이 있다고 판단한다.

이와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 외장(30)의 누설을 판단하기 위한 검지 가스는 헬륨(He)이다.

또한, 검지 가스는 본 실시 형태와 같이 헬륨으로 한정되는 것은 아니지만, 헬륨을 채용하는 것이 바람직하다. 이는, 헬륨을 채용함으로써, 전지 성능에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 것 및 분자 직경이 작고 미세한 구멍으로부터의 누설을 검출 가능해지는 것 등, 다른 검지 가스와 비교하여 전지의 제조 공정에 있어서 유리한 효과를 얻을 수 있기 때문이다.

또한, 헬륨을 도입할 때에, 헬륨과 헬륨 이외의 가스를 혼합한 혼합 가스를 도입해도 상관없다.

외장(30)으로부터의 헬륨(He)의 누설을 검사한 후에는, 전압의 검사를 행하여, 상기 구속 지그에 의한 외장(30)의 구속을 해제한다.

전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 이와 같이 하여 밀폐형의 전지(10)를 제조한다.

다음에, 헬륨(He)을 도입하는 공정의 수순에 대해 설명한다.

또한, 이하에 있어서, 외장(30)은 주액 구멍(33)이 가밀봉된 상태임과 함께, 구속 시 및 초기 충전 시에 발생하는 가스 HC에 의해 내압이 상승한 상태인 것으로 한다(도 4 참조).

전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 도 4에 도시한 바와 같은 봉입 노즐(140)을 사용하여 헬륨(He)을 도입하는 공정을 행한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 봉입 노즐(140)의 선단부(141)(하단부)는 하측 방향을 향함에 따라 외경이 서서히 작아지고[봉입 노즐(140)의 중심부를 향해 수렴함], 아래로 뾰족한 볼록 형상으로 형성된다.

봉입 노즐(140)은 선단부(141)보다도 상방의 측면, 즉, 외경이 일정하게 되어 있는 부분의 측면에, 외부로 개구되는 분사구가 형성된다.

봉입 노즐(140)은 주액 구멍(33)의 상방에 배치되어, 배관 및 펌프 등을 통해 소정의 헬륨 공급원과 접속된다. 이에 의해, 봉입 노즐(140)은 헬륨(He)을 분사 가능하게 구성된다.

봉입 노즐(140)은, 예를 들어 실린더 등에 연결됨으로써 승강 가능하게 구성된다.

전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 이와 같은 봉입 노즐(140)을 사용하여, 이하와 같은 수순으로 헬륨(He)을 도입하는 공정을 행한다.

먼저, 도 5에 도시한 바와 같이, 봉입 노즐(140)을 하강시켜, 봉입 노즐(140)을 외장(30)에 접근시킨다(도 5의 상측에 백색으로 나타내는 화살표 참조).

이때, 주액 구멍(33)은 필름(120)에 의해 가밀봉된 상태, 즉, 필름(120)으로 덮여 있는 상태이다.

다음에, 봉입 노즐(140)을 하강시킴으로써, 필름(120)에 봉입 노즐(140)의 선단부(141)를 접촉시킨다.

또한, 접촉 후에도 봉입 노즐(140)의 하강 동작을 계속해서 행한다(도 5의 하측에 백색으로 나타내는 화살표 참조).

전술한 바와 같이, 봉입 노즐(140)은 선단부(141)가 아래로 뾰족한 볼록 형상으로 형성되어 있다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 봉입 노즐(140)은 하강 동작에 의해 필름(120)을 뚫게 된다.

이와 같이 하여, 외장(30)의 가밀봉을 해제한다.

외장(30)의 가밀봉을 해제한 후에도, 봉입 노즐(140)의 하강 동작을 계속해서 행한다(도 6에 백색으로 나타내는 화살표 참조).

그리고, 발전 요소(20)의 상방, 또한 필름(120)의 하방에 봉입 노즐(140)의 선단부(141) 및 상기 분사구가 위치했을 때에, 봉입 노즐(140)의 하강 동작을 정지한다.

봉입 노즐(140)의 하강 동작을 정지한 후에는, 봉입 노즐(140)의 분사구로부터 일정 시간 헬륨(He)의 분사를 행하여, 외장(30) 내에 헬륨(He)을 도입한다(도 6에 나타내는 화살표 He 참조).

필름(120)을 뚫고 나서 헬륨(He)을 도입하고 있는 동안, 외장(30)의 내부에 저류된 가스 HC는 외장(30) 내와 외부의 압력차에 의해 주액 구멍(33)으로부터 외부로 배출된다.

전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 이와 같이 하여 초기 충전 시에 발생하는 가스 HC의 가스 배출과, 헬륨(He)의 도입을 동시에 행한다.

봉입 노즐(140)에 의한 헬륨(He)의 분사를 행한 후에는, 봉입 노즐(140)을 상승시켜 헬륨(He) 도입 전의 높이 위치로 복귀시킨다.

이와 같이, 전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 봉입 노즐(140)의 하강 동작, 즉, 헬륨(He)을 도입하기 위한 일련의 동작 중에서, 주액 구멍(33)의 가밀봉을 해제하고, 외장(30) 내에 헬륨(He)을 도입한다.

즉, 초기 충전 시에 발생하는 가스 HC를 배출하기 위해 주액 구멍(33)을 가밀봉했을 경우, 종래 기술에 있어서는, 미리 가밀봉을 해제하지 않으면 헬륨(He)을 도입할 수 없지만, 전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 주액 구멍(33)을 가밀봉한 상태에서도, 헬륨(He)을 도입할 수 있다.

즉, 전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 주액 구멍(33)의 가밀봉의 해제와 헬륨(He)의 도입을 하나의 공정에서(동시에) 행할 수 있다.

이에 의해, 외장(30)에 저류된 가스 HC를 배출하기 위한 공정을 별도로 행하지 않고, 초기 충전 시에 발생하는 가스 HC에 의한 외장(30)의 내압 상승을 억제할 수 있다.

따라서, 공정수를 늘리지 않고 초기 충전 시에 발생하는 가스 HC의 가스 배출을 행할 수 있다. 이로 인해, 전지(10)를 제조하기 위해 필요로 하는 비용을 저감할 수 있다.

이와 같이, 전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 필름(120)에 의한 주액 구멍(33)의 가밀봉을 해제하면서, 외장(30) 내에 헬륨(He)을 도입하는 공정을 행한다.

또한, 헬륨(He)을 도입하는 공정의 수순은 본 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 독립하여 승강 가능함과 함께, 선단부가 평평한 봉입 노즐(240) 및 선단부가 뾰족한 가스 배출 침(241)을 사용하여, 헬륨(He)을 도입하는 공정을 행해도 상관없다.

이 경우, 예를 들어 가스 배출 침(241)을 하강시켜 필름(120)을 뚫으면서, 봉입 노즐(240)을 하강시켜 주액 구멍(33)으로부터 외장(30) 내에 진입시키고, 봉입 노즐(240)이 외장(30) 내에 진입한 후에는, 봉입 노즐(240)로부터 헬륨(He)을 분사함과 함께, 가스 배출 침(241)을 상승시킨다.

다음에, 전지(10)의 제조 공정에 있어서 헬륨(He)을 도입한 결과에 대해 설명한다.

먼저, 봉입 노즐(140)에 의해 필름(120)을 뚫고, 봉입 노즐(140)로부터 헬륨(He)을 분사하여 헬륨(He)을 도입하였다(도 6 참조).

그리고, 헬륨 농도 측정기를 사용하여 헬륨(He) 도입 후의 외장(30) 내의 헬륨(He)의 농도를 측정하였다.

이와 같은 헬륨(He)의 농도의 측정을 복수회 행하였다.

도 7에 도시한 바와 같이, 외장(30) 내의 헬륨(He)의 농도는 누설 검사 공정을 행하기 위해 필요한 헬륨(He)의 농도[도 7에 나타내는 점선 L의 헬륨(He)의 농도]를 크게 상회하는 농도로 되었다.

이상으로부터, 전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 주액 구멍(33)의 가밀봉을 해제하면서, 헬륨(He)을 도입한 경우라도, 외장(30)의 밀폐성을 확실히 검사할 수 있을 정도로, 헬륨(He)을 고농도로 도입할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

전술한 바와 같이, 전지(10)의 제조 공정에 있어서는, 선단부(141)[즉, 외장(30)측의 단부]가 아래로 뾰족한 볼록 형상으로 형성되는 봉입 노즐(140)의 하강 동작에 의해, 필름(120)을 뚫고 있다(도 6 참조).

이에 의해, 주액 구멍(33)의 가밀봉을 해제하는 것만을 위한 동작을 독립하여 행하지 않고, 헬륨(He)을 도입하기 위한 동작 중에서, 주액 구멍(33)의 가밀봉을 해제할 수 있다.

따라서, 공정수를 늘리지 않고 초기 충전 시에 발생하는 가스 HC의 가스 배출을 행할 수 있을 뿐만 아니라, 초기 충전 시에 발생하는 가스 HC의 가스 배출과, 헬륨(He)의 도입을 효율적으로 행할 수 있다.

즉, 초기 충전 시에 발생하는 가스 HC의 가스 배출과, 헬륨(He)의 도입을 행하는 시간을 단축할 수 있다.

이와 같이, 헬륨(He)을 도입하는 공정에서는, 봉입 노즐(140)을 가밀봉한 상태의 주액 구멍(33)을 향해 이동시키고, 봉입 노즐(140)의 선단부(141)에서 필름(120)을 뚫으면서, 봉입 노즐(140)로부터 헬륨(He)을 분사한다.

또한, 봉입 노즐의 하강 동작으로 필름을 뚫을 수 있으면 되고, 예를 들어 도 9에 도시한 바와 같이, 평평한 선단부로부터 돌출되는 가스 배출 침(341)이 설치된 봉입 노즐(340)을 사용해도 상관없다.

이 경우, 본 발명에 관한 봉입 노즐의 개구부측의 단부는 가스 배출 침(341)의 선단부로 된다.

또한, 본 실시 형태와 같은 선단부(141)가 뾰족한 볼록 형상으로 형성되는 봉입 노즐(140)을 사용함으로써, 도 9에 도시한 바와 같은 가스 배출 침(341)이 설치되는 봉입 노즐(340)을 사용한 경우와 비교하여, 헬륨(He)을 도입하기 위한 가공비를 보다 저감시킬 수 있다.

즉, 본 실시 형태와 같은 선단부(141)가 뾰족한 볼록 형상으로 형성되는 봉입 노즐(140)을 사용함으로써, 전지(10)를 제조하기 위해 필요로 하는 비용을 보다 저감할 수 있다.

또한, 선단부가 뾰족한 볼록 형상의 봉입 노즐은 본 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 선단부가 뾰족한 볼록 형상의 봉입 노즐은, 도 10에 도시한 바와 같은 선단부(441)의 직경 방향 일단부가 직경 방향 타단부로부터도 돌출되도록 아래로 뾰족한 볼록 형상, 즉, 평평한 선단부를 비스듬히 절단한 형상의 봉입 노즐(440)이어도 상관없다.

또한, 필름의 구성은 본 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 필름은 헬륨(He)을 도입하는 공정을 행할 때에 외부로부터의 힘으로 찢어지면 되고, 예를 들어 금속박이어도 상관없다. 또한, 필름은 수지, 금속박 및 이들의 조합을 복수매 적층하여 접합한 것이어도 상관없다.

본 발명은 외부로 개구되는 개구부로부터 전지 용기 내에 전해액을 주액 후에, 개구부로부터 전지 용기 내에 검지 가스를 도입하여, 개구부를 밀봉하는 밀폐형 전지의 제조 방법에 이용할 수 있다.

10 : 전지(밀폐형 전지)
20 : 발전 요소
30 : 외장(전지 용기)
33 : 주액 구멍(개구부)
40 : 캡(본밀봉 부재)
120 : 필름(가밀봉 부재)
140 : 봉입 노즐
141 : 선단부
E : 전해액
He : 헬륨(검지 가스)

Claims (3)

1. 외부로 개구되는 개구부를 갖는 전지 용기와, 상기 전지 용기에 수납된 발전 요소를 구비하는 밀폐형 전지의 제조 방법이며,
   정극, 부극 및 세퍼레이터를 갖는 전극체를, 상기 전지 용기의 내부에 수납하는 공정과,
   전해액을, 상기 개구부로부터 상기 전지 용기의 내부에 주액하여, 상기 전극체를 상기 발전 요소로 하는 공정과,
   내부에 상기 전해액이 주액된 상기 전지 용기의 개구부를, 가밀봉 부재에 의해 가밀봉하는 공정과,
   상기 개구부가 가밀봉된 상기 전지 용기 내의 발전 요소를 초기 충전하는 공정과,
   상기 가밀봉 부재에 의한 상기 개구부의 가밀봉을 해제하면서, 상기 개구부로부터 상기 전지 용기 내에 검지 가스를 도입하는 공정과,
   내부에 상기 검지 가스가 도입된 상기 전지 용기의 개구부를, 본밀봉 부재에 의해 본밀봉하는 공정을 포함하는, 밀폐형 전지의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 검지 가스를 도입하는 공정에서는,
   상기 검지 가스를 분사 가능한 봉입 노즐을, 가밀봉된 상기 개구부를 향해 이동시키고, 상기 봉입 노즐의 상기 개구부측의 단부에서 상기 가밀봉 부재를 뚫으면서, 상기 봉입 노즐로부터 상기 검지 가스를 분사하는, 밀폐형 전지의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 봉입 노즐의 상기 개구부측의 단부는 상기 개구부를 향해 뾰족한 볼록 형상으로 형성되는, 밀폐형 전지의 제조 방법.

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