WO2012023434A1

WO2012023434A1 - 蓄電素子の製造方法及び蓄電素子

Info

Publication number: WO2012023434A1
Application number: PCT/JP2011/067767
Authority: WO
Inventors: 雅和 ▲堤▼; 元樹星野; 中村　純; 伸介吉竹; 佐々木　丈
Original assignee: 株式会社Ｇｓユアサ
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2012-02-23
Also published as: JPWO2012023434A1; US20130143111A1; JP5794233B2; US10115958B2

Abstract

　発電要素３と、電極端子５と、それらを電気的に接続するための集電体４と、電解液の注液孔１４が形成された筐体ＢＣを備えた電池に対して、注液孔１４から発電要素を望む視野を遮るように、集電体４を、注液孔１４と発電要素３との間に配置する集電体組み立て工程と、注液孔１４から電解液を注液する注液工程と、注液孔１４に封止用部材ＳＥを配置して、溶接により注液孔１４を封止する封止工程とを含む電池の製造方法によって、電池の筐体に備えた注液孔を溶接により封止する際に発生するトラブルで発電要素が損傷してしまうのを可及的に防止する。

Description

蓄電素子の製造方法及び蓄電素子

　本発明は、蓄電素子の製造方法及び蓄電素子に関し、特に、内部に電解液を注液するための注液孔が形成された筐体と、前記筺体に収容される蓄電要素と、前記筐体外方側に配置される電極端子と、前記蓄電要素と前記電極端子とを電気的に接続する集電体とを備えた蓄電素子の製造方法及び蓄電素子に関する。

　斯かる蓄電素子の一例である電池は、その製造工程において電池の筐体内に電解液を注液する必要があり、そのために電池の筐体に注液孔を形成して、その注液孔から電解液を注液する構成をとる場合が多い。

　この場合、注液孔から筐体内に電解液を注液し、所定の工程を経た後に注液孔を封止する必要があり、そのための手法として、注液孔に液栓をねじ止めして封止する方法や、下記特許文献１にも記載のように、より強固に封止するために、注液孔に蓋状部材を被せる等して溶接により封止することが広く行われている。

特開２００８－１２７６５６号公報

　しかしながら、溶接により注液孔を封止する手法をとる場合に、例えば、注液孔と封止のための蓋状部材が位置ずれした状態で溶接すると、その位置ずれにより発生した小さな隙間から、溶接時に発生するスパッタが電池の筐体内に落下してしまう虞があり、また、レーザ溶接により溶接する場合では、その位置ずれにより発生した小さな隙間から、レーザ光が筐体内に入射してしまう虞がある。

　通常、電池の筐体内部のうち注液孔の下方側箇所には蓄電要素となる発電要素が配置されているため、上述のように溶接時のスパッタが落下してしまうか、あるいは、溶接用のレーザ光が直接入射してしまうと、それらによって発電要素、特に、発電要素の最も外側に位置するセパレータが損傷してしまう可能性が高くなる。

　また、電池の製造工程においては、筺体内への電解液注入工程に時間がかかるため、電解液の注入を速やかに行なうことが望まれていた。その解決手段として、電解液の注液孔をできるだけ大きくすることが挙げられる。

　注液孔を大きくすると、それに伴って注液栓も大きくする必要が生じるが、筺体に形成される注液孔の形成面の寸法との関係から、注液栓を大きくすることには限度があり、レーザ光やスパッタの筐体内部への進入が生じない程度まで注液栓を大きくすることは困難となる場合があった。

　さらに、電池が組み立てられた後、注液孔の封止前に予備充電と称する充電工程を行なう場合、予備充電時に発生する気体の圧力の作用を受けて、注液口の上に置かれた注液栓が位置ずれすることがあった。

　このような問題は、電池に限るものではなく、同様の構成を備えたキャパシタ等の蓄電素子全般に関係するものであった。

　本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、蓄電素子の筐体に備えた注液孔を溶接により封止する場合に、溶接時に発生したトラブルで蓄電要素が損傷してしまうのを可及的に防止する点にある。

　この目的を達成するため、本発明による蓄電素子の製造方法は、内部に電解液を注液するための注液孔が形成された筐体と、前記筺体に収容される蓄電要素と、前記筐体外方側に配置される電極端子と、前記蓄電要素と前記電極端子とを電気的に接続する集電体と、を備えた蓄電素子に対して、前記注液孔から前記蓄電要素を望む視野を遮るように、前記集電体を前記注液孔と前記蓄電要素との間に配置する集電体組み立て工程と、前記注液孔から電解液を前記筐体内に注液する注液工程と、前記注液孔に封止用部材を配置して、溶接により前記注液孔を封止する封止工程と、を含むことを特徴構成とする。

　本発明による蓄電素子の製造方法は、上述の特徴構成に加えて、前記集電体に前記注液孔の開口幅よりも幅広の幅広部が形成され、前記集電体組み立て工程で、前記幅広部が前記注液孔と前記蓄電要素との間に配置されることが好ましい。

　本発明による蓄電素子は、内部に電解液を注液するための注液孔が形成された筐体と、前記筺体に収容される蓄電要素と、前記筐体外方側に配置される電極端子と、少なくとも前記注液孔の形成面に沿う姿勢となる第１姿勢部分を有し、前記注液孔から前記蓄電要素を望む視野を遮るように前記第１姿勢部分を配置するとともに、前記蓄電要素と前記電極端子とを電気的に接続する集電体と、を備えていることを特徴構成とする。

　また、上述の特徴構成に加えて、前記筐体が扁平な略直方体形状に形成されるとともに、前記筐体のうち前記電極端子の取り付け面に前記注液孔が形成され、前記集電体は、前記第１姿勢部分と、前記注液孔の形成面と略直交する前記筐体側面に沿う姿勢となる第２姿勢部分とを備え、前記第１姿勢部分と前記第２姿勢部分とが略Ｌ字状に屈曲形成された板状部材で構成されていることが好ましい。

　前記集電体のうち前記注液孔との対向位置から位置ずれした位置に貫通孔が形成されていることが、さらに好ましい。

　さらに、前記筐体を貫通する配線用部材と前記集電体とを前記筺体を挟んで取り付ける際に、前記筐体と前記集電体との間に配設される絶縁性のシール用部材をさらに備え、前記シール用部材は、前記注液孔の形成面に略直交する前記筐体の側面と前記集電体との間に形成される空隙に進入する延出部が形成されていることが好ましい。

　本発明によれば、蓄電素子の筐体に備えた注液孔を溶接により封止する場合に、溶接時に発生したトラブルで蓄電要素等が損傷してしまうのを可及的に防止することができるようになる。

図１は、本発明の実施の形態にかかる蓄電素子の外観斜視図である。図２は、本発明の実施の形態にかかる蓄電素子の内部を示す斜視図である。図３は、本発明の実施の形態にかかる要部断面図である。図４は、本発明の実施の形態にかかる要部拡大断面図である。図５は、本発明の実施の形態にかかる蓄電素子の内部を示す正面図である。図６は、本発明の実施の形態にかかる部品の組み立て状態を説明する図である。図７は、本発明の実施の形態にかかる部品の組み立て状態を説明する図である。図８は、本発明の実施の形態にかかる蓄電素子の製造工程を説明する図である。図９は、本発明の別実施形態にかかる液栓の形状を示す図である。

　以下、本発明による蓄電素子及び蓄電素子の製造方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
　本実施の形態では、蓄電素子の一例として非水電解液二次電池、より具体的にはリチウムイオン電池を例示して説明するが、本発明の適用対象はリチウムイオン電池等の電池に限るものではなく、キャパシタ等を含む蓄電素子全般に及ぶ。

〔非水電解液二次電池ＲＢの構成〕
　図１及び図２の斜視図並びに図５の正面図に示すように、非水電解液二次電池ＲＢは、有底筒状（より具体的には有底矩形筒状）の缶体１の開放面に蓋部２を被せて溶接して構成した筐体ＢＣを有している。

　蓋部２は、短冊状の長方形の板材にて形成され、その筐体ＢＣ外方側となる面に正極の電極端子である端子ボルト５と負極の電極端子である端子ボルト７とが取り付けられている。

　缶体１は蓋部２の形状に合わせて扁平形状の直方体であり、従って、筐体ＢＣ全体としても扁平な略直方体形状を有している。尚、図２は、図１に示す完成した二次電池ＲＢから缶体１を除いた筐体ＢＣ内部の構成を図示している。又、図５では、内部構造の理解が容易になるように、缶体１を１点鎖線で示し、後述の発電要素３を２点鎖線で示している。発電要素とは、正極板と負極板を備えて構成され、蓄電することが可能な蓄電要素をいう。

　図２及び図５において２点鎖線で示すように、筐体ＢＣの内部には、発電要素３と集電体４，６が電解液に浸される状態で収納配置されている。集電体４，６は、発電要素３と端子ボルト５，７とを電気的に接続するための部材である。
　集電体４と集電体６とは何れも導電体であり、正極側の集電体４はアルミニウムにて形成され、負極側の集電体６は銅にて形成され、略同一形状のものが対称に配置される関係となっている。

　集電体４，６は上記の金属材料の板状部材を所定の形状に屈曲形成して構成しており、端子ボルト５，７との接続のために、端子ボルト５，７の取り付け面である蓋部２に沿って延びる第１姿勢部分ＦＰ（図３参照）と、発電要素３との接続のために、蓋部２の長手方向端部付近で下方へ９０度屈曲して、蓋部２の筐体ＢＣ内方側の面の法線方向に延びる第２姿勢部分ＳＰ（図３参照）とが連なる略Ｌ字状の屈曲形状を呈している。

　第２姿勢部分ＳＰには、更に発電要素３側に屈曲させて、発電要素３と接続するための接続部４ａ，６ａが形成されている。更に、図６に示すように、集電体４の上端には、中空リベット８を挿通するためのリベット取り付け孔４ｂが形成されている。図示を省略するが、集電体６についても同様のリベット取り付け孔が形成されている。

　発電要素３は、長尺の箔状に形成された正極板と長尺の箔状に形成された負極板とからなる一対の電極板の夫々に活物質を塗布し、同じく長尺のセパレータを挟んで積層状態で捲回した、いわゆる捲回型の発電要素として構成されている。

　発電要素３は、上記のように捲回した状態で、箔状正極板の活物質の未塗工部３ａが側方（箔状正極板の長手方向と直交する方向）に延出し、箔状負極板の活物質の未塗工部３ｂがそれと反対側の側方（箔状負極板の長手方向と直交する方向）に延出している。そして、当該発電要素３は、箔状正極板等を捲回した後、捲回軸に直交する方向で押しつぶして扁平形状に形成し、扁平形状の筐体ＢＣに適合させている。

　発電要素３の缶体１内での配置姿勢は、箔状正極板等の捲回軸心が蓋部２の長手方向と平行となる姿勢としており、図５に示すように、正面視では、箔状正極板の未塗工部３ａが集電体４の接続部４ａと重なるように位置し、箔状負極板の未塗工部３ｂが集電体６の接続部６ａと重なるように位置している。
　箔状正極板の未塗工部３ａは束ねられた状態で集電体４に溶接され、箔状負極板の未塗工部３ｂは束ねられた状態で集電体６に溶接されている。

　金属製（具体的には、アルミニウム製）の蓋部２に取り付けられている正極側の端子ボルト５は正極側の集電体４に電気的に接続され、負極側の端子ボルト７は負極側の集電体６に電気的に接続されている。

　端子ボルト５の蓋部２への取り付け構造及び端子ボルト５と集電体４との接続構造と、端子ボルト７の蓋部２への取り付け構造及び端子ボルト７と集電体６との接続構造とは、略同一構成のものが対称に配置されたものであり、以下において、正極側の構成によって代表させて説明する。

　端子ボルト５は、図３の断面図に示すように、中空リベット８とバスバー９とを介して集電体４と電気的に接続されている。配線用部材ＷＥである中空リベット８及びバスバー９は金属材料、より具体的には、正極側においては正極側の他の金属部材と同様にアルミニウムにて構成されている。

　バスバー９は端子ボルト５の頭部５ａを保持して、端子ボルト５の姿勢を安定させて回り止めする働きを有しており、端子ボルト５の頭部形状（矩形形状）と適合する矩形の凹部と端子ボルト５のねじ部５ｂを貫通させる貫通孔とからなる端子保持部９ａを有すると共に、中空リベット８を保持するリベット保持部９ｂを有している。

　集電体４は筐体ＢＣ内に位置し、端子ボルト５及びバスバー９は筐体外方側に設置され、中空リベット８が蓋部２の開口１２を貫通して筐体内方側と筐体外方側とを連絡している。

　集電体４から端子ボルト５へ至る電流経路は、いずれも絶縁材料にて形成されるシール用部材ＳＢである下部パッキン１０及び上部パッキン１１によって蓋部２との電気的絶縁が確保され、更に、蓋部２における中空リベット８の貫通箇所は、下部パッキン１０及び上部パッキン１１によって気密封止されている。

　上部パッキン１１は、上部が開放した皿状の直方体容器の底部に、蓋部２の開口１２に嵌入する筒部１１ａが取り付けられた構造を有しており、蓋部２の外方側表面に取り付けられている支持枠１３内に取り付けられる。筒部１１ａの内部空間に中空リベット８が嵌入する。端子ボルト５等が蓋部２に取り付けられた状態では、上部パッキン１１の底部が、バスバー９と蓋部２との間に挟み込まれる。

　下部パッキン１０は、集電体４等を蓋部２に取り付けた状態では、集電体４と蓋部２との間に挟み込まれる。下部パッキン１０と集電体４との組み付けを説明する斜視図である図６及び下方側から見上げる斜視図で示す図７に示すように、下部パッキン１０は、蓋部２に沿って延びる集電体４の上端（第１姿勢部分ＦＰ）と法線方向視で略同一形状をなす薄板状の基部１０ａと、基部１０ａの端縁から基部１０ａと直角をなして起立する背の低い縦壁部１０ｂとを有している。

　下部パッキン１０の基部１０ａには、上部パッキン１１の下端及び中空リベット８が挿通する開口１０ｃと、蓋部２に組み付けた状態で後述する注液孔１４の直下に位置する切り欠き部１０ｄとが形成されている。

　負極側における端子ボルト７と集電体６との電気的な接続構成は、上述のように、正極側における端子ボルト５と集電体４との接続構成と略同一構成のものが対称配置されている関係にあるが、電流経路を構成する導電体（より具体的には、金属）である中空リベット８及びバスバー９は、負極側においては、集電体６と同一の材質である銅にて形成されている。

　更に、形状面での正極側と負極側との相違点は、略Ｌ字状をなす集電体４（正極側）には、蓋部２における端子ボルト５等の取り付け面と直交する方向（図３の上下方向）に延びる部分において、屈曲部に近い位置に貫通孔１５が複数個形成されているのに対して、負極側の集電体６には形成されていない点で異なる。この貫通孔１５は、詳しくは後述するが、筐体ＢＣ内に注入した電解液が円滑に発電要素３の存在位置へと流れるようにするためのものである。

　筐体ＢＣにおける端子ボルト５，７（電極端子）等の取り付け面である蓋部２には、更に、筐体ＢＣ内に電解液を注液するための注液孔１４が形成されている。
　図３の断面図における注液孔１４付近を拡大して示す図４に示すように、注液孔１４は、下方側が拡径した２段の貫通孔で形成され、注液孔１４の筐体ＢＣ外方側に中央部が陥没した略平板状の液栓１６で封止されている。

　図４に示すように、液栓１６の陥没部の外形は、注液孔１４の小径部分に適合する形状となっており、液栓１６を固定する際の位置決め機能を有している。
　注液孔１４の形成位置は、蓋部２の幅方向において中央位置であり、且つ、蓋部２の長手方向においては、蓋部２の端縁と支持枠１３との間に設定されている。

　すなわち、集電体４の蓋部２への固定位置（中空リベット８による固定位置）よりも、その集電体４に最も近い蓋部２の端縁寄りに注液孔１４の設置位置が設定されている。尚、蓋部２の幅方向における注液孔１４の形成位置は、必ずしも中央位置である必要はなく、いずれかの端部寄りの位置に形成しても良い。

　集電体４の形状は、上述のように、略Ｌ字状の屈曲形状を有しており、筐体ＢＣに取り付けられた状態では、注液孔１４の形成面（すなわち、略板状の蓋部２の筐体ＢＣ内方側の面）に沿う姿勢となる部分と、筐体ＢＣにおける注液孔１４の形成面と略直交する側面（すなわち、缶体１の縦壁面）に沿う姿勢となる部分とを有する。

　既に説明したように、注液孔１４の形成面に沿う姿勢となる部分を第１姿勢部分ＦＰと称し、筐体ＢＣにおける注液孔１４の形成面と略直交する側面に沿う姿勢となる部分を第２姿勢部分ＳＰと称する。集電体４の配置姿勢をこのように設定しているために、注液孔１４の直下には集電体４の上記第１姿勢部分ＦＰが存在することになる。

　上記第１姿勢部分ＦＰすなわち集電体４の上端部は、蓋部２の幅方向（扁平形状の筐体ＢＣの厚さ方向）における缶体１の内側面の幅よりも若干狭い幅を有しており、注液孔１４との比較では、注液孔１４の開口幅（蓋部２における筐体ＢＣ外方側の面での注液孔１４の内径）よりも幅広に形成された幅広部ＷＡとなっている。

　上記幅広部ＷＡを、下部パッキン１０を挟んで蓋部２の注液孔１４に近接配置することで、注液孔１４と発電要素３との間の空間において、注液孔１４から発電要素３を望む視野が集電体４のおける上記第１姿勢部分（より詳細には、上記幅広部ＷＡ）によって完全に遮られる位置関係となっている。

　換言すると、注液孔１４と発電要素３との間に上記第１姿勢部分ＦＰ（より詳細には、幅広部ＷＡ）を配置して、注液孔１４の開口部と発電要素３とを結ぶ任意の直線上に上記第１姿勢部分ＦＰ（より詳細には、幅広部ＷＡ）が存在する状態に配置している。

〔二次電池ＲＢの製造工程〕
　次に、二次電池ＲＢの製造工程について概略的に説明する。
〔電池組み立て工程〕
　先ず、集電体４，６の組み立て工程を含む二次電池ＲＢの電池組み立て工程について説明する。
　発電要素３は、上述のように、長尺帯状の箔状正極板及び箔状負極板に正極活物質及び負極活物質を夫々塗布し、乾燥処理等の後にセパレータを挟んで巻回すると共に、扁平形状となるように押圧して成型する。尚、箔状正極板及び箔状負極板には、集電体４，６との接続のために、幅方向の一端側に活物質を塗布していない未塗工部３ａ，３ｂを備えている。この未塗工部３ａ，３ｂは正極と負極とで反対側の端縁部に位置し、且つ、未塗工部３ａ，３ｂが夫々側方にはみ出すように捲回している。

　一方、蓋部２については、中空リベット８等を貫通させる開口１２や注液孔１４等を形成すると共に、支持枠１３を正極側及び負極側の両方について固定しておく。尚、注液孔１４に取り付ける液栓１６は、電解液の注液後に固定するので、この時点では、注液孔１４は開放されている。

　筐体ＢＣ外方側の組み付け部材としては、上部パッキン１１の底部に頭部を下にした姿勢で端子ボルト５を載置し、端子ボルト５のねじ部を端子保持部９ａに通す状態でバスバー９を上部パッキン１１に嵌め込む。更に、その上部パッキン１１を蓋部２に固定している支持枠１３へ嵌め込む。

　筐体ＢＣ内方側の組み付け部材である集電体４と下部パッキン１０とは、図７（ａ）で示すように位置合わせを行って、図７（ｂ）で示すように、集電体４の上端（上記第１姿勢部分ＦＰ）を下部パッキン１０の縦壁部１０ｂに沿わせて嵌め込む。

　更に、図６で示す位置関係で中空リベット８の貫通部分の位置を合わせて、蓋部２の下面側（筐体ＢＣ内方側の面）に集電体４及び下部パッキン１０を当て付ける。このように各部材を蓋部２に組み付けた状態で、中空リベット８を、中空部８ａが筐体ＢＣ内方側に位置する姿勢で挿入し、中空リベット８をかしめる。

　このようにして集電体４を蓋部２に取り付けた状態では、上記第１姿勢部分ＦＰ（より詳細には、幅広部ＷＡ）が、注液孔１４から発電要素３を望む視野を遮るように配置されている状態となっている。これと同様の作業を負極側についても行い、端子ボルト７及び集電体６を上部パッキン１１及び下部パッキン１０等を介して蓋部２に固定する。

　正極側及び負極側の双方について蓋部２へ各部材を組み付けた後、図２に示す位置関係で、集電体４と箔状正極板の未塗工部３ａとを溶接すると共に、集電体６と箔状負極板の未塗工部３ｂとを溶接して、発電要素３を組み付ける。
　このようにして蓋部２側に組み付けた発電要素３を缶体１内に挿入し、缶体１と蓋部２とを溶接にて封止する。

〔注液工程〕
　次に、蓋部２に形成されている注液孔１４から電解液を注入する。
　図６に位置関係を示すように、蓋部２と集電体４との間に位置する下部パッキン１０は、注液孔１４の直下の位置が切り欠き部１０ｄとなっており、注液孔１４から注入された電解液は下部パッキン１０の位置を通過して、集電体４の上面に落下する。

　集電体４の上面に落下した電解液は集電体４上を流れて、集電体４と缶体１の内壁面との間を集電体４の表面に沿って流れ落ちる。この集電体４の表面に沿って流れ落ちる電解液の一部は、集電体４に形成されている貫通孔１５を通過して発電要素３の存在側へと流れる。従って、この貫通孔１５によって、注液孔１４から注入した電解液が効率良く発電要素３へと到達する。

　尚、注液孔１４から注入した電解液が発電要素３の配置空間へ至る効率だけを考慮すると、貫通孔１５の設置位置は、注液孔１４の直下あるいはその直近位置に設定するのが良いことになるが、後述の注液孔１４の封止工程との関係で、注液孔１４から発電要素３を望む視野を上記第１姿勢部分ＦＰ（より詳細には、幅広部ＷＡ）にて遮る状態としており、集電体４の上記第１姿勢部分ＦＰ（より詳細には、幅広部ＷＡ）における注液孔１４との対向位置からは位置ずれさせて、注液孔１４から発電要素３を望む視野を遮っている部分以外の領域である上記第２姿勢部分の上端近くに設定している。
　このようにして所定量の電解液を注入した後、適宜に初期充電等の所定の処理を実行する。

〔封止工程〕
　次に、注液孔１４を封止用部材ＳＥである液栓１６にて封止する。
　注液孔１４の液栓１６による封止は、溶接により行う。本実施の形態では、液栓１６の溶接はレーザ溶接によって行う。

　具体的には、図４及び図８等に示すように、液栓１６の陥没部を注液孔１４に嵌め込む形で液栓１６の位置決めを行い、図８において溶接用のレーザビームを１点鎖線ＬＢで示すように、液栓１６の端縁付近に溶接用のレーザビームを照射して液栓１６を蓋部２に溶接して、注液孔１４を封止する。

　この注液孔１４の封止工程においては、例えば液栓１６が注液孔１４の存在位置から位置ずれする等して、溶接時に発生するスパッタやレーザビーム自体が、液栓１６と注液孔１４との間にできた隙間から筐体ＢＣ内に侵入してしまう可能性がある。

　このように、溶接時のスパッタやレーザビーム自体が筐体ＢＣ内に侵入しても、注液孔１４の直下には集電体４が位置しているので、溶接時のスパッタやレーザビーム自体が発電要素３に当たってしまうのを回避できる。

　更に、図７等に示すように、集電体４の蓋部２への取り付け箇所において、その集電体４の上面（第１姿勢部分ＦＰの上面）には、下部パッキン１０が被せてあり、下部パッキン１０の縦壁部１０ｂが、集電体４と缶体１の縦壁内壁面（筐体ＢＣにおける注液孔１４の形成面に略直交する側面）との間の空隙へと入り込むように延出する形状に形成されている。

　当該延出が、その空隙を埋めるように配置されているため、例えば、注液孔１４に液栓１６を被せる際に、注液孔１４の周辺に残っていた金属残渣が筐体ＢＣ内へ落下してしまったような場合でも、それらが更に発電要素３の設置箇所まで落下してしまうのを抑制できる。

　以上説明したように、本発明による電池の製造方法は、内部に電解液を注液するための注液孔１４が形成された筐体ＢＣと、筺体ＢＣに収容される発電要素３と、筐体外方側に配置される電極端子５と、発電要素３と電極端子５とを電気的に接続する集電体４とを備えた電池に対して、注液孔１４から発電要素３を望む視野を遮るように、集電体４を注液孔１４と発電要素３との間に配置する集電体組み立て工程と、注液孔１４から電解液を筐体ＢＣ内に注液する注液工程と、注液孔１４に封止用部材１６を配置して、溶接により注液孔１４を封止する封止工程と、を含んで構成されている。

　電池の基本的な構成として、発電要素３と電池筐体ＢＣの外方側に設置される電極端子５とを電気的に接続する必要があり、そのための構成要素として集電体４が備えられている。集電体４は、機能上、電池筐体ＢＣにおける電極端子５の取り付け箇所付近から発電要素３における電気配線用部位へと引き回されるので、電池筐体ＢＣ内部で電極端子５と発電要素３との間の空間に配置される場合が多い。更に、構造部材として強度を確保し、大電流の通電に対応する等のために、集電体４はある程度の厚みや幅を有する部材で構成される場合が多い。

　そこで、このような集電体４の配置や形状等の特性を鑑みて、注液孔１４の位置から発電要素３を望む視野が集電体によって遮られるように注液孔１４、集電体４及び発電要素３の設置位置を設定すれば、注液孔１４を溶接によって封止する際に、スパッタが注液孔１４から落下してしまうか、あるいは、溶接用のレーザ光が注液孔１４を通過してしまったような場合でも、集電体４によって遮られるので、発電要素３の位置まで到達するのが回避される。

　そして、上述したように、集電体４に注液孔１４の開口幅よりも幅広の幅広部が形成される場合には、集電体組み立て工程で、幅広部が注液孔１４と発電要素３との間に配置され、そのような幅広部によって、より確実にスパッタやレーザ光が遮られるようになる。

　また、本発明による電池は、内部に電解液を注液するための注液孔１４が形成された筐体ＢＣと、筺体ＢＣに収容される発電要素３と、筐体ＢＣ外方側に配置される電極端子５と、少なくとも注液孔１４の形成面に沿う姿勢となる第１姿勢部分ＦＰを有し、注液孔１４から発電要素３を望む視野を遮るように第１姿勢部分ＦＰを配置するとともに、発電要素３と電極端子５とを電気的に接続する集電体４と、を備えて構成されている。

　このような集電体４は、注液孔１４の形成面に沿う姿勢となる第１姿勢部分ＦＰが、注液孔１４から発電要素を望む視野を遮るように配置されている。そのため、注液孔１４を溶接によって封止する際に、注液孔１４と封止部材１６に位置ずれが生じ、その隙間からスパッタが入り込み、あるいは、溶接用のレーザ光が隙間から内部に照射されてしまったような場合でも、それらが集電体４によって遮られるので、発電要素３に到達して発電要素３を破損するような自体を未然に回避できる。筺体ＢＣに形成された注液孔１４の位置にかかわらず、このような効果が奏される。例えば、注液孔１４が筺体ＢＣの上面に形成される場合であっても、側面上方に形成される場合であっても同様である。

　上述した実施形態のように、筐体ＢＣが扁平な略直方体形状に形成されるとともに、筐体ＢＣのうち電極端子５の取り付け面に注液孔１４が形成され、集電体４は、第１姿勢部分ＦＰと、注液孔１４の形成面と略直交する筐体ＢＣ側面に沿う姿勢となる第２姿勢部分ＳＰとを備え、第１姿勢部分ＦＰと第2姿勢部分ＳＰとが略Ｌ字状に屈曲形成された板状部材で構成されていることが好ましい。

　第１姿勢部分ＦＰが、注液孔１４から発電要素を望む視野を遮るように配置されているので、注液孔１４を溶接によって封止する際に、スパッタが注液孔１４から落下してしまうか、あるいは、溶接用のレーザ光が注液孔１４を通過してしまったような場合でも、集電体４によって確実に遮られるようになる。

　上述した実施形態のように、集電体のうち注液孔１４との対向位置から位置ずれした位置に貫通孔１５が形成されていると、注液孔１４と発電要素３との間において、注液孔１４から注液された電解液の流れが阻害される場合でも、貫通孔１５が電解液の流路となり、注液孔１４から電解液を注液する際の注液作業効率の低下を回避することができる。そして、その貫通孔１５は、注液孔１４との対向位置から位置ずれした位置に形成されるので、貫通孔１５を通してスパッタが発電要素３へ到達するようなことがない。

　さらに、上述した実施形態のように、筐体ＢＣを貫通する配線用部材と集電体４とを筺体ＢＣを挟んで取り付ける際に、筐体ＢＣと集電体４との間に配設される絶縁性のシール用部材１０（ＳＢ）を備え、シール用部材１０は、注液孔１４の形成面に略直交する筐体ＢＣの側面と集電体４との間に形成される空隙に進入する延出部１０ｂが形成されていることが好ましい。

　すなわち、集電体４と電極端子５との間の電気配線は、電極端子５が筐体ＢＣ外方側に設置される関係から、筐体ＢＣを貫通する配線用部材８（ＷＥ）が必要となり、又、配線用部材８の貫通箇所からの電解液の漏出の防止や集電体４と筐体ＢＣとの間の電気的絶縁状態の確保のために、シール用部材１０を挟んで集電体４を筐体ＢＣに固定することが一般的に行われている。一方、集電体４における上記第１姿勢部分ＦＰでは、集電体４が、筐体ＢＣにおける注液孔１４の形成面に略直交する側面と接触しないように、両者の間にはある程度の間隔の空隙が形成されることになる。

　この空隙は、注液孔１４の下方側位置に存在することになるので、溶接作業時に発生するスパッタが注液孔１４の位置から回り込んで落下し、筐体ＢＣ内の発電要素の存在箇所まで入り込んでしまう場合もあり得る。更には、注液孔１４の周りに存在する金属不純物が、注液孔１４に蓋部材１６をかぶせる際に落下して上記空隙へと回り込んでしまい、筐体ＢＣ内の発電要素３の存在箇所まで入り込んでしまう場合もあり得る。金属不純物等が発電要素３の存在箇所に入り込んでしまうと短絡故障の発生原因ともなり得る。そこで、そのような空隙をできるだけ小さくするように、上記のシール用部材にその空隙に進入する延出部を形成するのである。

〔別実施形態〕
　以下、本発明の別実施形態を列記する。
（１）上記実施の形態では、注液孔１４を封止するための液栓１６として、中央部が陥没した形状を有する円板状部材を例示しているが、液栓１６の具体形状は適宜に変更可能である。
　例えば、図９に例示するような形状を有する液栓１７を使用しても良い。
　図９に例示する液栓１７は、円板状の基部１７ａに円錐台形状の突部１７ｂを備えて、突部１７ｂが注液孔１４に嵌入する形状としている。
　この液栓１７にて注液孔１４を封止する際は、液栓１７の突部１７ｂを注液孔１４に嵌入させた状態で、基部１７ａの端縁近くにレーザビームを照射して基部１７ａと蓋部２とを溶接する。

（２）上記実施の形態では、注液孔１４を封止するための溶接手法としてレーザ溶接を例示しているが、アーク溶接等の他の溶接技術を用いても良い。

（３）上記実施の形態では、電極端子である端子ボルト５，７と集電体４，６との電気的な接続を、中空リベット８とバスバー９とを介して行っているが、例えば、端子ボルト５，７の頭部に中空リベット等のリベットを接合して、端子ボルト５，７と集電体４，６とを直接的に接続する等、両者の接続形態は適宜に変更可能である。

（４）上記実施の形態では、注液孔１４から発電要素３を望む視野を完全に遮るように集電体４の第１姿勢部分ＦＰ（より詳細には、幅広部ＷＡ）を配置しており、このように配置することが最も望ましいものであるが、他の部品との干渉の回避等の種々の事情により完全に視野を遮るのが困難な場合には、必ずしも完全に視野を遮る状態とはならなくても良い。
　この場合でも、注液孔１４から発電要素３を望む視野を遮っている部分においては、本発明の効果を奏し得る。

（５）上記実施の形態では、注液孔１４を正極側の集電体４の上方位置に形成する場合を例示しているが、負極側の集電体６の上方位置、すなわち、負極側の電極端子である端子ボルト７の設置位置と蓋部２の長手方向の端縁との間の位置において蓋部２に注液孔１４を形成しても良い。これに対応して、負極側の下部パッキン１０の形状を、上記実施の形態における正極側の下部パッキン１０と同一形状とする。

　以上、蓄電素子の一例として電池を例に本発明を説明したが、本発明は、電池以外に電気二重層コンデンサ等、内部に電解液を注液するための注液孔が形成された筐体と、筺体に収容される蓄電要素と、筐体外方側に配置される電極端子と、蓄電要素と電極端子とを電気的に接続する集電体とを備えた蓄電素子及び蓄電素子の製造方法に適用することができる。

　３　　蓄電要素（発電要素）
　４　　集電体
　５　　電極端子
　１４　注液孔
　１５　通孔
　ＢＣ　筐体
　ＦＰ　第１姿勢部分
　ＳＢ　シール用部材
　ＳＥ　封止用部材
　ＳＰ　第２姿勢部分
　ＷＡ　幅広部
　ＷＥ　配線用部材

Claims

　蓄電素子の製造方法であって、
　内部に電解液を注液するための注液孔が形成された筐体と、
　前記筺体に収容される蓄電要素と、
　前記筐体外方側に配置される電極端子と、
　前記蓄電要素と前記電極端子とを電気的に接続する集電体と、
を備えた電池に対して、
　前記注液孔から前記蓄電要素を望む視野を遮るように、前記集電体を前記注液孔と前記蓄電要素との間に配置する集電体組み立て工程と、
　前記注液孔から電解液を前記筐体内に注液する注液工程と、
　前記注液孔に封止用部材を配置して、溶接により前記注液孔を封止する封止工程と、
を含む蓄電素子の製造方法。
　前記集電体に前記注液孔の開口幅よりも幅広の幅広部が形成され、
　前記集電体組み立て工程で、前記幅広部が前記注液孔と前記蓄電要素との間に配置される請求項１記載の蓄電素子の製造方法。
　蓄電素子であって、
　内部に電解液を注液するための注液孔が形成された筐体と、
　前記筺体に収容される蓄電要素と、
　前記筐体外方側に配置される電極端子と、
　少なくとも前記注液孔の形成面に沿う姿勢となる第１姿勢部分を有し、前記注液孔から前記蓄電要素を望む視野を遮るように前記第１姿勢部分を配置するとともに、前記蓄電要素と前記電極端子とを電気的に接続する集電体と、
を備えている蓄電素子。
　前記筐体が扁平な略直方体形状に形成されるとともに、前記筐体のうち前記電極端子の取り付け面に前記注液孔が形成され、
　前記集電体は、前記第１姿勢部分と、前記注液孔の形成面と略直交する前記筐体側面に沿う姿勢となる第２姿勢部分とを備え、前記第１姿勢部分と前記第２姿勢部分とが略Ｌ字状に屈曲形成された板状部材で構成されている請求項３記載の蓄電素子。
　前記集電体のうち前記注液孔との対向位置から位置ずれした位置に貫通孔が形成されている請求項３又は４記載の蓄電素子。
　前記筐体を貫通する配線用部材と前記集電体とを前記筺体を挟んで取り付ける際に、前記筐体と前記集電体との間に配設される絶縁性のシール用部材をさらに備え、
　前記シール用部材は、前記注液孔の形成面に略直交する前記筐体の側面と前記集電体との間に形成される空隙に進入する延出部が形成されている請求項３又は４記載の蓄電素子。