WO2014006660A1 - 電解液の注液方法とその注液装置 - Google Patents

電解液の注液方法とその注液装置 Download PDF

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WO2014006660A1
WO2014006660A1 PCT/JP2012/004377 JP2012004377W WO2014006660A1 WO 2014006660 A1 WO2014006660 A1 WO 2014006660A1 JP 2012004377 W JP2012004377 W JP 2012004377W WO 2014006660 A1 WO2014006660 A1 WO 2014006660A1
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liquid injection
nozzle
liquid
injection nozzle
electrolyte
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PCT/JP2012/004377
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English (en)
French (fr)
Inventor
渡辺　信次
Original Assignee
オー・エム・シー株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/627—Filling ports
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a method of injecting electrolyte of a secondary battery and an apparatus therefor.
  • the main components include an assembly of a power generation element including a pair of positive and negative electrodes and a separator for separating the two electrodes so as not to short circuit each other, an electrolyte filled in the power generation body, and these It is an outer can.
  • the positive and negative electrodes and the separator are stacked and wound or inserted in the laminated can main body in the laminated state, the opening of the external can main body is closed with a lid, and then the electrolyte is It is manufactured by the procedure of sealing this liquid inlet after filling from the liquid inlet provided in the lid.
  • the electrolytic solution When the battery case is filled with the electrolytic solution, the electrolytic solution must permeate the entire electrode assembly in which the positive and negative electrodes and the separator are assembled.
  • the gaps between the positive and negative electrodes of the sheet-like positive and negative electrodes and the wound assembly of the separator and the positive and negative electrodes of the electrode assembly, which is a laminate are very narrow and newly penetrated with the air that has entered the gap. It takes time for the electrolyte solution to completely impregnate and permeate into the gap by replacing the electrolyte solution.
  • the electrolyte can be filled, and the container and the as-opened container can be controlled in humidity and temperature, and stored in a large clean room adjusted to an optimum environment to gradually permeate the electrolyte into gaps of the electrode assembly. , Had to stand until replacement was complete. In this method, it takes a long time to impregnate the electrode assembly with the electrolyte and there is a problem that the electrolyte can not be efficiently filled.
  • patent document 1 was proposed as an improvement of the electrolyte solution filling method.
  • the inside of the outer can containing the electrode assembly is depressurized, and the electrolyte is supplied under the reduced pressure, and the electrolytic can be sucked like a dropper by the depressurized outer can. Injection and filling.
  • the injection and filling time is much faster than in the conventional replacement method, but it still remains in the gap of the electrode assembly.
  • micro bubbles increase in volume with depressurization, and the electrolyte does not rotate to the part because it keeps sandwiched between the gaps, and it becomes like the nest enters in the part, and the problem of the dense packing of the electrolyte is still a problem was there.
  • Patent Document 2 As a method of solving the problems of this method, a method described in Patent Document 2 has been proposed.
  • the inside of the outer can is suctioned to a negative pressure, and then the electrolyte is poured, and pressure is applied in the pouring state to reduce the volume of fine air bubbles while being caught in the gap and make it easy to float up from the gap. The pressure reduction and pressurization are repeated.
  • the injection speed was further improved by this method, the buoyancy of the fine bubbles was simply utilized, and there were also fine bubbles that did not float up due to surface tension etc. Thus, the demand for dense packing of the electrolyte was required. could not be completely eliminated.
  • a filling method using only pressurization Patent Document 3
  • a method using centrifugal force Patent Document 4 have also been proposed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-327167
  • the pressure reduction method or the pressure reduction and pressure combination method has problems in stability and reliability as described above and is not satisfactory in mass production.
  • the electrode assembly is being densified (improvement of the degree of filling of the active material or tightening of the packaging / lamination) along with the downsizing of the configuration and the increase in capacity.
  • the shortage of the injection / filling amount of the electrolyte solution may cause problems such as deterioration of cycle characteristics of the electrolyte type battery.
  • the filling nozzle is removed and then the outer can is rotated to achieve dense packing of the electrolyte, so it is necessary to repeat the pouring step and the densification step. Not only does the process become complicated, it also takes a long time to fill, and only the outer can can be rotated while dripping from the electrolyte, so the electrolyte does not actively penetrate into the fine gap, As described above, there is also a problem that the air bubbles caught in the fine gaps are not easily removed and the shortage of the injection / filling amount of the electrolyte solution still remains.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an electrolytic solution secondary battery in which the electrolytic solution is injected and filled with a good impregnation property to the electrode assembly in the outer can, and has a good cycle characteristic.
  • An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for injecting an electrolytic solution which can be manufactured easily and with high yield.
  • the invention relating to the method for injecting electrolyte L according to claim 1 is as follows: “The liquid injection nozzle 10 is inserted into the liquid injection port 101 of the outer can 100 containing the electrode assembly 110 and the periphery of the liquid injection nozzle 10 is enclosed. The liquid injection port 101 is airtightly sealed by the pressure reduction pad 11 provided in and the inside of the outer can 100 is made negative pressure through the pressure reduction pad 11 and the electrolytic solution L is supplied from the liquid injection nozzle 10 to the outer can 100 And the outer can 100 is rotated with the liquid injection nozzle 10 as the rotation center.
  • the rotation of the outer can 100 is performed simultaneously with or after the start of the suction of the air in the outer can 100, and the injection is performed simultaneously with or after the suction.
  • the inside pressure of the outer can 100 becomes negative by suction, and the electrolytic solution L injected into the gap of the electrode assembly 110 in the outer can 100 is moved to the side of the outer can 100 by the centrifugal force generated by rotation.
  • the microbubbles of the air which is swept away and enters the same gap are forced to push sidewardly and the microbubbles of the air are pushed out and push out the extruded microbubbles above the electrode assembly 110. Then, the extruded fine air bubbles are continuously sucked by the decompression pad 11.
  • the electrolyte L smoothly penetrates into the fine gaps between the positive and negative electrodes and the separator, and the densely packed liquid injection is performed.
  • the filling operation is completed almost simultaneously with the completion of filling.
  • rotation of the armored can 100 is based on the liquid injection nozzle 10 as a rotation center, even if the liquid injection port 101 exists in any part of the armored can 100, it does not affect the liquid injection operation.
  • the liquid injection nozzle 10 is inserted into the liquid injection port 101 after pressure reduction inside the outer can 100 by the pressure reduction pad 11
  • the liquid injection method according to claim 3 is characterized in that, in the liquid injection method according to claim 1 or 2, “the pressure is continuously reduced at the time of liquid injection by the liquid injection nozzle 10”. I assume. In the liquid injection method according to claim 2, since the liquid injection nozzle 10 is not inserted into the liquid injection port 101 at the time of pressure reduction, the liquid injection port 101 can be largely opened at the time of pressure reduction, and the pressure reduction speed can be increased.
  • the air remaining in the outer can 100 and the gas occluded in the electrolytic solution L are continuously sucked and removed.
  • the electrolyte L can be filled more rapidly and densely.
  • a fourth aspect of the present invention is an apparatus for carrying out the electrolytic solution pouring method according to any one of the first to third aspects, which holds the outer can 100 containing the electrode assembly 110 and rotates the liquid inlet 101 of the outer can 100.
  • a rotating table 1 that rotates as a center, The liquid injection nozzle 10 is provided so as to coincide with the rotation center of the turntable 1 and supplies the electrolytic solution L to the outer can 100 when inserted into the liquid injection port 101 of the outer can 100, and the periphery of the liquid injection nozzle 10.
  • a liquid injection device 5 which is provided so as to be enclosed and which is adsorbed around the liquid injection port 101 and which decompresses the inside of the outer can 100 at the time of liquid injection;
  • the fifth aspect of the present invention relates to the apparatus according to the fourth aspect, wherein “while the pressure reducing pad 11 is brought into contact with the periphery of the liquid injection port 101 of the outer can 100 and pressure is reduced to a predetermined pressure from the start of pressure reduction in the outer can 100 Is further provided, and the nozzle insertion and removal mechanism 40 is further provided to insert the liquid injection nozzle 10 into the liquid injection port 101 after the pressure reaches a predetermined pressure.
  • the electrolyte L injected into the outer can 100 is an electrode assembly by the synergetic effect of the reduced pressure in the outer can 100 by suction and the centrifugal force by the rotation around the injection nozzle 10 as a rotation center. It rapidly penetrates the very narrow gap of 110 and can complete the infusion in a short time. Further, the rotation around the liquid injection nozzle 10 can be coped with no matter where the liquid injection port 101 is in any part of the outer can 100, and the type of the outer can 100 is not selected.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the device of the present invention.
  • the principal part fragmentary sectional view of 1st Example of this invention apparatus The expanded sectional view of the pouring apparatus of FIG. (A) is a partial front view before inserting the outer can, (B) is a partial front view immediately after inserting the outer can, (C) is a partial front view when the liquid injection nozzle is inserted into the outer can, (D) is The partial front view at the time of inject
  • the expanded sectional view of the injection nozzle insertion-extraction mechanism of 2nd Example which concerns on this invention.
  • the expanded sectional view before liquid injection nozzle insertion of 2nd Example which concerns on this invention.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 6 after the liquid injection nozzle is inserted.
  • the outer can 100 of the work applied to the present invention has the electrode assembly 110 housed inside, and the liquid injection port 101 is provided on the upper surface thereof.
  • the diameter of the liquid injection port 101 is generally determined, but the position thereof varies depending on the type of product. Further, the shape and size of the outer can 100 are also different depending on the type.
  • the outer can 100 also serves as a negative electrode terminal, and is, for example, a bottomed cylindrical or rectangular cylinder made of stainless steel.
  • the built-in electrode assembly 110 is composed of positive and negative electrodes and a separator that separates the positive and negative electrodes. These are sheet-like wound bodies or laminates in which a laminate of sheet-like positive electrode, sheet-like separator and sheet-like negative electrode is spirally wound, and a very narrow gap therebetween. The electrolyte L will be filled in this gap.
  • the apparatus comprises an apparatus body A that rotates intermittently, a disc base 2 provided on the apparatus body A, and a plurality of pieces (four in the present embodiment) extending in the radial direction from the apparatus body A above the disc base 2
  • the turntable 1 installed at 20 is comprised of a control device and a piping system (not shown).
  • a lifting apparatus driving unit 26 is installed below the disc base 2 on a first stage for introducing the outer can 100 and a final stage for discharging.
  • the disc base 2 is fixed to the apparatus main body A, and is intermittently rotated at a predetermined angle according to the number of stages by an intermittent rotation drive mechanism such as, for example, a barrel cam mechanism.
  • an intermittent rotation drive mechanism such as, for example, a barrel cam mechanism.
  • the four stages rotate at intervals of 90 °, but of course the present invention is not limited to this.
  • a plurality of arms 3 extend in the radial direction from the apparatus main body A above the disc base 2 in accordance with the number of stages.
  • the liquid injection device 5 is attached to the arm 3 and configured as follows.
  • the insertion attachment portion 51 a of the nozzle body 51 is inserted into the attachment hole 3 a provided at the tip of the arm 3, and the flange 51 b is bolted to the arm 3.
  • the nozzle body 51 is in the form of an elongated cylinder, and the above-mentioned flange 51b is provided at the top.
  • An attachment ring 51c for attaching an inner ring 31a of the rotational drive device 30, which will be described later, is provided immediately below it.
  • the middle portion is formed thin, and the pressure reducing member 52 is attached to this portion.
  • the portion formed to be thin is referred to as a small diameter portion 51e.
  • the tip end portion is further cut into a thin shape to form the liquid injection nozzle 10, and a nozzle insertion hole 51d is formed at the center of the nozzle main body 51.
  • One or a plurality of first suction holes 51f are bored from the lower end surface to the side surface of the small diameter portion 51e.
  • a liquid injection pipe 56 is connected to the upper end of the liquid injection nozzle 10.
  • the pressure reducing member 52 is configured by the fixed portion 53, the rotating portion 55, and the pressure reducing pad 11.
  • the fixing portion 53 has a through hole at its center, and the aforementioned small diameter portion 51 e is inserted and fixed by a set screw 54.
  • a third suction hole 53a is formed from the lower surface to the side surface, and a packing 54a for closing the gap between the small diameter portion 51e and the through hole is provided on the inner peripheral surface of the through hole.
  • a pressure reducing pipe 58 is connected to the suction outlet of the third suction hole 53a.
  • the rotating portion 55 is a cylindrical member attached directly below the fixed portion 53, and is rotatably attached to a pair of bearings 57 attached to the small diameter portion 51e.
  • a packing 54 b for closing a gap between the upper surface and the lower surface of the fixed portion 53 is attached to the upper surface of the rotating portion 55.
  • the first suction holes 51f of the small diameter portion 51e communicate with the second suction holes 55a.
  • the first suction hole 51f, the second suction hole 55a, the gap between the inner race and the outer race of the bearing 57, and the third suction hole 53a form a suction passage, and are connected to the pressure reducing pipe 58.
  • the suction passage is not limited to such a shape, and although not shown, the suction passage may directly communicate with the third suction hole 53a of the fixed portion 53 through the small diameter portion 51e. Furthermore, it may be opened on the side surface of the nozzle body 51 through the small diameter portion 51 e and connected to the pressure reducing tube 58.
  • the pressure reducing pad 11 is a cylindrical member airtightly fitted to the lower end portion of the rotating portion 55, and is formed of an elastomer such as soft rubber or resin.
  • the suction portion has a cylindrical shape which is narrowed, and the inner diameter thereof is larger than the diameter of the liquid injection port 101 so that the liquid injection port 101 can be reliably covered at the time of adsorption.
  • the suction portion is not limited to the shape as shown in the figure, and may be like a suction cup.
  • the pressure reduction inside the outer can 100 is generally performed by connecting to vacuum evacuation, the degree of evacuation (vacuum degree (vacuum The degree is preferably about 10 torr or less.
  • the rotation drive device 30 is composed of a driven pulley 33, a rotation mechanism portion 31 and a suction rotation body 35.
  • the rotation mechanism portion 31 is rotatably attached to the inner ring 31a via an inner ring 31a bolted to a mounting ring 51c provided on the nozzle main body 51 and a plurality of steel balls 31c arranged at equal intervals. And an outer ring 31b.
  • the driven pulley 33 is attached to the outer ring 31b.
  • a rotational driving force is applied to the driven pulley 33 via a timing belt 34 by a driving pulley (not shown), and the outer ring 31b is rotated at a predetermined speed with respect to the fixed inner ring 31a. .
  • the suction rotary body 35 has a rotary body attachment portion 35a attached to the outer ring 31b, a flange attached to the lower surface of the rotary body attachment portion 35a, a guide member 35b having a through hole at the center, and sliding on the through hole
  • a slide shaft 35c freely inserted a stopper 35e attached to the upper end of the slide shaft 35c, a suction block 35f attached to the lower end of the slide shaft 35c, a suction block 35f and a guide member 35b
  • It is comprised by the spring 35d which press-biases 35f downward, and the suction pad 36 attached to the lower surface of the suction block 35f.
  • suction holes 35 g communicating with the suction pad 36 are formed, and the suction holes 35 g are connected to the second suction holes 55 a of the rotating portion 55 by the suction pipe 37.
  • the lifting device 20 is installed on the disc base 2 as follows in accordance with the arm 3.
  • a pair of flanged guide blocks 21 constituting the lifting and lowering device 20 are bolted to the lower surface of the disc base 2, and the lifting and lowering shaft 22 is vertically inserted.
  • An upper end bar 28 is bridged between the upper ends of the lift shafts 22.
  • a rotary shaft 29 is attached via a bearing to a support base 28a provided on the upper surface of the upper end bar 28, and the rotary base 1 is fixed to the upper end of the rotary shaft 29.
  • the rotation center of the rotation shaft 29 and the center line of the liquid injection nozzle 10 coincide with each other.
  • a compression coil spring 28 b is wound around the elevating shaft 22 and always presses the rotating table 1 upward.
  • the rotating table 1 mounts and fixes the outer can 100.
  • the fixing means is a clamp method (not shown) or the hollow portion 1a is provided inside, and the suction port 1b communicating with the hollow 1a is opened on the upper surface
  • An adsorption type or any other appropriate type for adsorbing the bottom surface of 100 is adopted.
  • a suction method is adopted.
  • the mounting and fixing of the outer can 100 to the rotary table 1 is performed so that the liquid inlet 101 of the outer can 100 and the liquid injection nozzle 10 coincide with each other.
  • a lower end bar 23 is bridged between the lower ends of the lift shafts 22.
  • a lift drive protrusion 24 is attached to the lower surface of the lower end bar 23, and a lift drive groove 25 is recessed in the entire side surface of the lift drive protrusion 24.
  • a lifting device driving unit 26 such as a cylinder (not shown) is provided below the lower surface of the vehicle.
  • a lifting block 27 is attached to a rod of the lifting device driving unit 26, and a lifting drive claw 27a having a bifurcated inverted L-shape of the lifting block 27 whose tip is directed inward is engaged with the lifting drive groove 25 from the left and right. It is possible to take off.
  • the large diameter portion 24a below the elevation drive groove 25 of the elevation drive protrusion 24 is fitted.
  • the large diameter portion 24 a disengages with the intermittent rotation of the base 2.
  • the lifting device drive unit 26 is actuated, and the lifting drive protrusion 24 is pulled down against the elastic force of the compression coil spring 28b to pull down the rotary table 1 to the bottom dead center (lowest point).
  • the empty outer can 100 is transferred onto the turntable 1 by, for example, a transfer means such as a robot hand (not shown), and the liquid inlet 101 of the outer can 100 as described above.
  • the liquid injection nozzle 10 After the liquid injection nozzle 10 is positioned to coincide with the liquid injection nozzle 10, the liquid injection nozzle 10 is locked or suction fixed on the rotating table 1. Subsequently, as shown in FIG. 4C, the lifting device driving unit 26 reversely operates to push up the lifting drive protrusion 24 and push up the rotating table 1 to the top dead center (uppermost point). The liquid injection nozzle 10 waiting immediately above the liquid injection port 101 is thereby inserted into the liquid injection port 101, and at the same time, the decompression pad 11 is pressed around the liquid injection port 101 and the suction pad 36 is also compressed by the compression coil spring 28b. Is pressed against the upper surface of the outer can 100.
  • the decompression device (not shown) is operated in this state, as shown in FIG. 4D, the air in the outer can 100 is sucked by the decompression pad 11 and the pressure in the outer can 100 gradually decreases. At the same time, the air in the suction pad 36 is also sucked, and the suction pad 36 is sucked on the upper surface of the outer can 100. Simultaneously with or after this pressure reduction, the liquid filling device (not shown) is operated to supply the electrolytic solution L into the outer can 100. Further, when the suction of the suction pad 36 is completed, a rotation device such as a motor (not shown) is operated to operate the timing belt 34.
  • the suction pad 36 pivots at a predetermined speed around the liquid injection nozzle 10, and the outer can 100 is rotated together with the rotary table 1.
  • the injected electrolytic solution L rapidly enters the fine gap of the electrode assembly 110 in the pressure-reduced outer can 100, but air bubbles remain in the fine gap.
  • a gas is occluded in the electrolytic solution L, and enters the inside of the outer can 100 together with the electrolytic solution L to prevent the dense packing of the electrolytic solution L.
  • the outer can 100 is rotating as described above, the gas that has entered the outer can 100 along with the remaining minute air bubbles and the electrolytic solution L rapidly enters the fine gap of the electrode assembly 110.
  • the gas and bubbles are pushed upward along the inner surface of the electrode assembly 110 by being pushed by the electrolyte L which has entered and pushed out toward the inner side of the outer can 100 and subsequently pushed by the electrolyte L which has spread in the gap. Pushed out. There is a slight gap between the electrode assembly 110 and the ceiling surface of the outer can 100, and the air or gas pushed out from the gap is sucked into the decompression pad 11, and as a result, rapid dense packing of the electrolyte L To realize.
  • the intermittent rotation of the disc base 2 ends the transfer of the outer can 100 to the rotary table 1, and the lifting device driving unit 26 ascends to insert the liquid injection nozzle 10 into the outer can 100 and the pressure reducing pad 11 as described above.
  • the elevation drive projection 24 is separated from the elevation drive claw 27 a of the elevation block 27.
  • the insertion of the liquid injection nozzle 10 and the pressing of the outer can 100 against the pressure reducing pad 11 and the suction pad 36 are maintained by the resilient force of the compression coil spring 28 b.
  • Injection is performed at the same time as or before (usually after the start of pressure reduction) start of pressure reduction in the outer can 100 by the pressure reduction pad 11.
  • the air remaining in the outer can 100 and the gas occluded in the electrolytic solution L can be continuously suctioned and removed, and thus more rapidly and densely
  • the electrolyte L can be filled.
  • the rotation of the outer can 100 is performed after the suction of the suction pad 36 is completed. Usually, it will be said simultaneously with or after injection, but of course it may be before injection.
  • the pouring operation is maintained from the first stage to the final stage of the turntable 1. Since the lifting device driving unit 26 is provided only on the first stage and the final stage, the lifting drive claw 27a positioned at the top dead center when the outer can 100 filled with the electrolytic solution L reaches the final stage is The rotating table 1 is pulled down to the bottom dead center by the raising and lowering drive claw 27a by reverse operation of the raising and lowering drive projection 24, and the exterior filled with the electrolyte L as shown in FIG. The can 100 is delivered from the turntable 1. On the other hand, an empty outer can 100 is fed to the empty turntable 1 which has reached the first stage as described above.
  • FIGS. 5 to 7 show a second embodiment of the nozzle main body 51, in which the nozzle main body 51 is a double pipe constituted of a sheath pipe 51m and a nozzle pipe 51n.
  • the nozzle pipe 51n moves up and down in the slide hole of the sheath pipe 51m by the rod of the mechanism 40 via the connection communication pipe 41.
  • the tip portion of the nozzle tube 51n is a thin liquid injection nozzle 10, and is advanced and retracted from the lower end of the slide hole of the sheath tube 51m.
  • the sheath tube 51m is bolted to the arm 3, and a liquid injection pipe 56 is connected to the connection communication pipe 41.
  • the lifting and lowering timing of the nozzle tube 51n is performed in accordance with the pressure reducing operation. That is, as shown in FIG. 6, when the depressurization pad 11 blocks the injection port 101 of the armored can 100 at the time of depressurization in the first armored can 100 before pouring, the nozzle pipe 51 n is inside the depressurization pad 11. It is stored, and the liquid injection nozzle 10 is not inserted into the liquid injection port 101. As a result, the suction in the outer can 100 by the decompression pad 11 is performed on the entire surface of the liquid injection port 101, and the suction area is more injected than in the state where the liquid injection nozzle 10 is inserted in the liquid injection port 101 as in the first embodiment.
  • the width of the liquid nozzle 10 is increased, and the suction speed can be increased accordingly.
  • the degree of pressure reduction in the outer can 100 reaches a predetermined value (or when a predetermined time has passed from the start of pressure reduction), as shown in FIG. After inserting it, start pouring. It is preferable to continue depressurization also during pouring.
  • the nozzle tube 51 n is again drawn to the sheath tube 51 m side.
  • FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention in which, in place of the suction pad 36, the rotary shaft 29 is rotated to further raise and lower the liquid injection device 5.
  • the rotary shaft 29 is extended to the lower side of the disc base 2 and the driven pulley 33 is attached to the extended portion.
  • the timing belt 34 is operated, the rotary base 1 attached to the rotary shaft 29 also rotates at a predetermined speed.
  • the main body portion of the nozzle guide 51g for guiding the nozzle main body 51 to be moved up and down is attached to the mounting hole 3a of the arm 3, and the flange portion is bolted from the lower surface.
  • the insertion attachment part 51a of the upper end part of the nozzle main body 51 is made slidable in the guide hole 51h drilled in the nozzle guide 51g.
  • the lifting device 20 of the liquid pouring device 5 is, for example, suspended from a lifting cylinder 26a attached to the arm 3, a guide plate 26c attached to an outer shell 51i provided at the middle stage of the nozzle main body 51, and the arm 3, It is comprised with the raising / lowering guide 26b inserted in the guide hole drilled in the plate 26c.
  • the rods of the elevating cylinder 26a described above are attached to the guide plate 26c.
  • the filling of the electrolytic solution L is performed by the same movement as that of the first embodiment, but the mechanism is different. Therefore, the different parts will be mainly described below.
  • an empty outer can 100 is fed, for example, by a robot arm to the rotary base 1 of the disc base 2 stopped at the first stage by intermittent rotation.
  • the elevating cylinder 26a holds the nozzle main body 51 in a raised state.
  • the elevating cylinder 26a operates to lower the nozzle main body 51 and insert the liquid injection nozzle 10 into the liquid injection port 101.
  • the decompression pad 11 is pressed around the liquid injection port 101.
  • the decompression device When the pressing is completed, when the decompression device (not shown) is operated, the air in the outer can 100 is sucked by the vacuum pad 11, and the pressure in the outer can 100 is gradually reduced. Simultaneously with or after this pressure reduction, the liquid filling device (not shown) is operated to supply the electrolytic solution L into the outer can 100. Further, when the suction of the suction pad 36 is completed, a rotation device such as a motor (not shown) is operated to operate the timing belt 34. As a result, since the decompression pad 11 is adsorbed to the outer can 100, the decompression pad 11 and the rotating portion 55 rotate together with the outer can 100.
  • the close-packing of the electrolytic solution L is performed by the rotation of the outer can 100 around the liquid injection nozzle 10. Then, the injection is completed at or immediately before the final stage, and the pressure reduction is canceled at the same time or after that, and finally the lift cylinder 26a reversely operates to pull up the nozzle body 51, and after that, the rotary table The suction or lock of 1 is released, and the outer can 100 filled with the electrolytic solution L is sent out from the rotary table 1.

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Abstract

【課題】電解液が外装缶内の電極組立体に対して良好な含浸性で注入・充填が行われ、サイクル特性が良好な電解液二次電池を容易に、かつ歩留まりよく製造ができる電解液の液注方法及び電解液注入装置の提供を目的とする。 【解決手段】電極組立体１１０を収納した外装缶１００の注液口１０１に注液ノズル１０を挿入すると共に注液ノズル１０の周囲を囲うように設けられた減圧パッド１１にて注液口１０１を気密的に密閉する。該減圧パッド１１を介して外装缶１００内を負圧にすると共に注液ノズル１０から外装缶１００に電解液Ｌを供給し、且つ、注液ノズル１０を回転中心として外装缶１００を回転させる。

Description

電解液の注液方法とその注液装置
　本発明は、２次電池の電解液の注液方法とその装置に関する。
　リチウムイオン二次電池のような二次電池は、高電圧、高エネルギー密度が実現可能なため、現在、盛んに改良が進められている。その主要な構成要素は、正極と負極の一対の電極およびこの両電極間を短絡しないように隔てるセパレータからなる発電要素体の組立体と、発電要素体に充填される電解液及びこれらを収納する外装缶である。
　実用に供されているリチウム二次電池では、正負両極とセパレータを重ね巻きしたものや積層した状態で外装缶本体に挿入し、外装缶本体の開口を蓋で閉じ、然る後、電解液を蓋に設けた注液口から充填した後、この注液口を封口するという手順で製造されている。
　外装缶に電解液を充填した時、正・負極とセパレータとを組み立てた電極組立体全体に電解液が浸透していなければならない。ところが、シート状の正・負極及びセパレータの巻取体や積層体である電極組立体の正・負極及びセパレータ間の各間隙は非常に狭く、間隙内に入り込んでいた空気と新たに浸透していった電解液とが置換してこの隙間に電解液が完全に含浸浸透するには時間がかかる。そのため、電解液を充填し、開口させたままの外装缶を湿度や温度が管理され、最適な環境に調整された広大なクリーンルームに保存して電極組立体の隙間に徐々に電解液を浸透させ、置換が完了するまで静置する必要があった。この方法では、電解液を電極組立体に含浸させるのに時間が掛かり過ぎて能率よく電解液を充填できないという問題があった。
　そこで、電解液充填方法の改善として特許文献１が提案された。特許文献１に記載の方法によれば、電極組立体を収納した外装缶内を減圧化し、減圧下で電解液を供給する方法で、減圧した外装缶によって、あたかもスポイトのように電解液を吸引して注入・充填するというものである。この方法では、負圧に保たれた外装缶内に電解液を吸引させるのであるから、従来の置換方法に比べて注入充填時間が格段に早くなるが、なお、電極組立体の隙間に残留している微細気泡は減圧と共に体積を増し、隙間間に挟まったままの状態を保つためその部分に電解液が回らず、巣が入ったような状態となり電解液の稠密充填という要求にはなお問題があった。
　更に、この方法の問題点の解決方法として特許文献２に記載の方法が提案された。この方法は外装缶内を吸引によって負圧にした後、電解液を注液し、注液状態で加圧して隙間に挟まったまま微細気泡の体積を下げて間隙から浮上させやすくして充填度を高めるというもので、減圧・加圧を繰り返すというものである。この方法により注液速度は更に向上することとなったが、単に微細気泡の浮力を利用するものであり、表面張力などの関係で浮かび上がらない微細気泡も存在することから電解液の稠密充填という要求を完全に解消することができなかった。その他、加圧のみの充填方法（特許文献３）や遠心力利用の方法（特許文献４）も提案されている。
先行技術特許
特開平０９－１０２４４３
特開平０９－０９９９０１
特開２００２－２７４５０４
特開２００４－３２７１６７
　前記減圧方法又は減圧加圧併用方法は、上記のような安定性もしくは信頼性の点に問題があって量産の点で満足できない。しかもこの種の電解液電池は、構成のコンパクト化や大容量化などに伴って、電極組立体の緻密化（活性物質の充填度向上もしくは捲装・積層の緊縛化）が進められているため、電解液が含浸し難い傾向にある。電解液の含浸性が劣ることは、電解液の注入・充填に要する時間の増加となって生産性が損なわれる。また、電解液の注入・充填量の不足は、電解液型電池のサイクル特性の低下を招来するなどの問題が懸念される。
　遠心力利用の方法では、注液後、注液ノズルを外してから外装缶を回転させて電解液の稠密充填化を図るため、注液工程と稠密化工程とを繰り返す必要があることから製造工程が複雑になるだけでなく、充填に時間が掛かるという問題や、電解液を垂らした状態で外装缶を回転させるだけであるから、電解液が積極的に微細間隙に浸透して行かず、前述のように微細間隙に挟まった気泡が抜けにくくて電解液の注入・充填量の不足が依然として残るという問題もある。
　本発明は上記事情に対処してなされたもので、電解液が外装缶内の電極組立体に対して良好な含浸性で注入・充填が行われ、サイクル特性が良好な電解液二次電池を容易に、かつ歩留まりよく製造ができる電解液の液注方法及び電解液注入装置の提供を目的とする。
　請求項１の電解液Ｌの液注方法に係る発明は、「電極組立体１１０を収納した外装缶１００の注液口１０１に注液ノズル１０を挿入すると共に注液ノズル１０の周囲を囲うように設けられた減圧パッド１１にて注液口１０１を気密的に密閉し、減圧パッド１１を介して外装缶１００内を負圧にすると共に注液ノズル１０から外装缶１００に電解液Ｌを供給し、且つ、注液ノズル１０を回転中心として外装缶１００を回転させる」ことを特徴とする。
　ここで、外装缶１００の回転は、外装缶１００内の空気の吸引開始の同時或いはその後に行われ、注液は吸引と同時又は開始後に行われる。吸引により外装缶１００内は負圧になること、注液されて外装缶１００内の電極組立体１１０の隙間に入り込んだ電解液Ｌが、回転によって発生した遠心力により外装缶１００の側方へ押し流されて同じ隙間に入り込んでいる空気の微細気泡を強制的に側方に押し出し且つこれが押し広がって押し出された微細気泡を電極組立体１１０の上方に押し出す。そして押し出された微細気泡が減圧パッド１１にて連続的に吸引されることになる。また、電解液Ｌ中の吸蔵ガスも同時に減圧パッド１１にて連続的に吸引されることから正・負電極及びセパレータ間の微細な隙間に電解液Ｌがスムーズに浸透し、注液の稠密充填が迅速に行われ、しかも注液の完了とほぼ同時に注液作業が終了する。なお、外装缶１００の回転は注液ノズル１０を回転中心とするものであるから、注液口１０１は外装缶１００のどの部位にあっても注液作業に支障をきたすことがない。
　請求項２に記載の注液方法は、請求項１に記載の注液方法において、「減圧パッド１１による外装缶１００内の減圧後、注液ノズル１０を注液口１０１に挿入して注液する」ことを特徴とし、請求項３に記載の注液方法は、請求項１又は２に記載の注液方法において、「注液ノズル１０による注液時に継続して減圧を行う」ことを特徴とする。請求項２に記載の注液方法では、減圧時に注液ノズル１０が注液口１０１に挿入されていないので、減圧時に注液口１０１が大きく開放し、減圧速度を速めることができる。そして、請求項３のように、注液時も継続的に減圧しておけば、外装缶１００内に残留している空気や、電解液Ｌに吸蔵されているガスを継続的に吸引除去することができて、より迅速且つ稠密に電解液Ｌを充填することができる。
　請求項４は請求項１～３に記載の電解液の液注方法を実施するための装置で、電極組立体１１０を収納した外装缶１００を保持し、外装缶１００の注液口１０１を回転中心として回転する回転台１と、
回転台１の回転中心に一致して設けられ、外装缶１００の注液口１０１に挿入された時に外装缶１００に電解液Ｌを供給する注液ノズル１０、及び、注液ノズル１０の周囲を囲うように設けられ、注液口１０１の周囲に吸着し、注液時に外装缶１００内を減圧状態にする減圧パッド１１とを有する注液装置５と、
回転台１と注液装置５とを相対的に近接離間させ、近接時に減圧パッド１１を注液口１０１の周囲に押し当てて注液口１０１を気密的に密閉する昇降装置２０と、
外装缶１００を回転させる回転駆動装置３０とで構成されたことを特徴とする。
　請求項５は請求項４の装置において、「外装缶１００の注液口１０１の周囲に減圧パッド１１を当接させ、外装缶１００内の減圧開始から所定圧まで減圧する間、注液ノズル１０を注液口１０１の外に保持し、所定圧に達した後、注液ノズル１０を注液口１０１に挿入するノズル挿脱機構４０を更に設けた」ことを特徴とする。
　本発明によれば、吸引による外装缶１００内の減圧と、注液ノズル１０を回転中心とする回転による遠心力の相乗効果で、外装缶１００内に注液された電解液Ｌは電極組立体１１０の非常に狭い間隙に急速に浸透し、短時間での注液を完了させることが出来る。また、注液ノズル１０を中心とする回転は、外装缶１００のどの部位に注液口１０１があっても対応する事が出来、外装缶１００の種類を選ばない。
本発明装置の概略平面図。 本発明装置の第１実施例の要部部分断面図。 図１の注液装置の拡大断面図。 (A)は外装缶挿入前の部分正面図、(B)は外装缶挿入直後の部分正面図、(C)は外装缶に注液ノズルを挿入した時の部分正面図、(D)は注液ノズルから電解液を注入している時の部分正面図。 本発明に係る第２実施例の注液ノズル挿脱機構の拡大断面図。 本発明に係る第２実施例の注液ノズル挿入前の拡大断面図。 図６の注液ノズル挿入後の拡大断面図。 本発明装置の第３実施例の要部部分断面図。
発明の実施の形態
　以下、図１～図４を参照しつつ本発明の第１実施例を説明する。本発明に適用されるワークの外装缶１００は内部に電極組立体１１０が収納され、その上面に注液口１０１が設けられたものである。注液口１０１の直径は概ね決まっているが、その位置は製品の種類によりばらばらである。また、外装缶１００の形状や大きさも種類によってばらばらである。外装缶１００は負極端子を兼ね、たとえばステンレス鋼製の有底円筒又は角筒状のものである。内蔵される電極組立体１１０は、正・負電極と、これをセパレートするセパレータとで構成されている。これらはシート状のものであって、シート状の正極、シート状のセパレータおよびシート状の負極の積層体を渦巻状に捲回した巻取体又は積層体で、これらの間に非常に狭い間隙が存在し、この間隙内に電解液Ｌが充填されることになる。
　本装置は、間欠回転する装置本体Ａ、装置本体Ａに設けられた円板ベース２、円板ベース２の上方にて装置本体Ａから放射方向に伸びた複数本（本実施例では４本）のアーム３、アーム３に取り付けられた注液装置５、注液装置５に設けられた回転駆動装置３０、アーム３に合わせてステージ毎に円板ベース２に設けられた昇降装置２０、昇降装置２０に設置された回転台１は図示しない制御装置と配管系統とで構成されている。装置本体Ａには、円板ベース２の下方にて外装缶１００の導入用の第１ステージ及び排出用の最終ステージに昇降装置駆動部２６が設置されている。
　装置本体Ａには円板ベース２が固設されていて、例えばバレルカム機構のような間欠回転駆動機構により、ステージ数に合わせて所定角度での間欠回転を行うようになっている。本第１実施例では４ステージで９０°間隔で回転するようになっているが、勿論、これに限られるものではない。そして、円板ベース２の上方にて装置本体Ａから放射方向にアーム３がステージ数に合わせて複数本伸びている。
　注液装置５はアーム３に取り付けられ、以下のように構成されている。アーム３の先端に設けられた取付孔３ａにノズル本体５１の挿入取付部５１ａが挿入されており、そのフランジ５１ｂがアーム３にボルト止めされている。このノズル本体５１は細長い円筒状のもので、上部に前述のフランジ５１ｂが設けてある。その直下には後述する回転駆動装置３０の内輪３１ａを取り付けるための取付リング５１ｃが設けられており、中間部分は細く形成されており、この部分に減圧部材５２が装着されている。この細く形成されている部分を細径部５１ｅとする。そして、先端部分が更に細く切落されて注液ノズル１０となっており、ノズル本体５１の中心にはノズル挿入孔５１ｄが穿設されている。前記細径部５１ｅの下端面から側面にかけて第１吸引孔５１ｆが１乃至複数個穿設されている。なお、前記注液ノズル１０の上端部には注液管５６が接続されている。
　減圧部材５２は、固定部５３と回転部５５及び減圧パッド１１とで構成されている。固定部５３は中心に通孔が穿設されており、前述の細径部５１ｅが挿通されて止めネジ５４にて固定されている。そして、その下面から側面にかけて第３吸引孔５３ａが形成されており、さらに細径部５１ｅと通孔との間の間隙を閉塞するためのパッキン５４ａが通孔の内周面に設けてある。第３吸引孔５３ａの吸引出口には、減圧管５８が接続されている。
　回転部５５は固定部５３の直下に取り付けられた円筒状の部材で、細径部５１ｅに取り付けられた一対のベアリング５７に回転可能に取り付けられている。そして、その上面と固定部５３の下面との間の間隙を閉塞するためのパッキン５４ｂが回転部５５の上面に取り付けられている。上下のベアリング５７間において、細径部５１ｅの外周面と回転部５５の内周面との間には隙間があり、この部分が第２吸引孔５５ａとなる。この第２吸引孔５５ａに細径部５１ｅの第１吸引孔５１ｆが連通している。この結果、第１吸引孔５１ｆ、第２吸引孔５５ａ、ベアリング５７のインナーレースとアウターレースの間の間隙、第３吸引孔５３ａが吸引路を形成し、減圧管５８に繋がる。なお、吸引路はこのような形状に限られるものでなく、図示していないが、細径部５１ｅを通って直接、固定部５３の第３吸引孔５３ａに連通するようにしてもよいし、さらには細径部５１ｅを通ってノズル本体５１の側面に開口し、減圧管５８につなげてもよい。
　減圧パッド１１は回転部５５の下端部に気密的に嵌め込まれた円柱状のもので、柔らかいゴム、樹脂などエラストマーで形成されている。吸着部分は絞られた円筒形でその内径は注液口１０１の口径より大きく、吸着時に注液口１０１を確実にカバーできる大きさとなっている。吸着部分は図のような形状に限られず、吸盤状のようなものでもよい。ここで、外装缶１００内の減圧化は、一般的に、真空排気に接続して行われるが、電解液Ｌの吸引的な注入・充填をより効率よく行うためには、その排気度（真空度）は１０ｔｏｒｒ程度以下が好ましい。
　回転駆動装置３０は、従動プーリ３３、回転機構部３１及び吸着回転体３５とで構成されている。回転機構部３１はノズル本体５１に設けられた取付リング５１ｃにボルト止めされた内輪３１ａと、等間隔で配置された複数個の鋼球３１ｃを介して内輪３１ａに対して回転自在に取り付けられている外輪３１ｂとで構成されている。外輪３１ｂには従動プーリ３３が取り付けられている。そして、従動プーリ３３には図示しない駆動プーリによりタイミングベルト３４を介して回転駆動力が与えられており、固定している内輪３１ａに対して外輪３１ｂが所定の速度で回転するようになっている。
　吸着回転体３５は、外輪３１ｂに取り付けられた回転体取付部３５ａ、回転体取付部３５ａの下面に取り付けられたフランジを有し、中心に貫通孔を有するガイド部材３５ｂ、該貫通孔に摺動自在に挿通されたスライド軸３５ｃ、スライド軸３５ｃの上端に取り付けられたストッパ３５ｅ、スライド軸３５ｃの下端に取り付けられた吸着ブロック３５ｆ、吸着ブロック３５ｆとガイド部材３５ｂとの間に設けられ、吸着ブロック３５ｆを下方に押圧付勢するバネ３５ｄ、及び吸着ブロック３５ｆの下面に取り付けられた吸着パッド３６とで構成されている。吸着ブロック３５ｆには吸着パッド３６に連通する吸着孔３５ｇが形成されており、吸着管３７にて吸着孔３５ｇが回転部５５の第２吸引孔５５ａに接続されている。
　昇降装置２０は、アーム３に合わせて円板ベース２に次のように設置されている。昇降装置２０を構成する一対のフランジ付きのガイドブロック２１は円板ベース２の下面にボルト止めされており、昇降シャフト２２が昇降自在に挿通されている。
　昇降シャフト２２の上端間には上端バー２８が架け渡されている。上端バー２８の上面に設けられた支持台部２８ａに回転軸２９がベアリングを介して取り付けられており、さらにこの回転軸２９の上端に回転台１が固着されている。この回転軸２９の回転中心と注液ノズル１０の中心線は一致している。そして、上端バー２８と円板ベース２との間において、昇降シャフト２２に圧縮コイルバネ２８ｂが巻着されており、回転台１を常時上方に押圧付勢している。
　回転台１は外装缶１００を載置固定するもので、その固定手段は、図示しないクランプ方式や内部に空洞部分１ａを設け、その空洞１ａに連通する吸着口１ｂを上面に開口させて外装缶１００の底面を吸着させる吸着式その他適宜の方式が採用される。ここでは吸着方式を採用する。外装缶１００の回転台１への載置固定は外装缶１００の注液口１０１と注液ノズル１０とが一致するように行われる。
　昇降シャフト２２の下端間には下端バー２３が架け渡されている。そして、その下端バー２３の下面に昇降駆動突起２４が取り付けており、この昇降駆動突起２４の側面全周に昇降駆動溝２５が凹設されている。
　円板ベース２の間欠回転の停止位置であるステージの内、空の外装缶１００が供給される第１ステージと、電解液Ｌが充填された外装缶１００を取り出す最終ステージにおいて、円板ベース２の下方に図示しない例えばシリンダのような昇降装置駆動部２６が設置されている。この昇降装置駆動部２６のロッドには昇降ブロック２７が取り付けられており、昇降ブロック２７の二股の逆Ｌ型で先端が内側に向いた昇降駆動爪２７ａが前述の昇降駆動溝２５に左右から係脱可能となっている。換言すれば、昇降ブロック２７の昇降駆動爪２７ａの内側に昇降駆動突起２４が間欠回転により移動してきた時、昇降駆動突起２４の昇降駆動溝２５より下の大径部分２４ａが嵌り込み、円板ベース２の間欠回転と共に大径部分２４ａが離脱する。
　しかして、図１及び図４(A)に示すように、間欠回転して第１ステージで停止した円板ベース２の回転台１の昇降駆動突起２４に昇降装置駆動部２６の昇降駆動爪２７ａが係合し、昇降装置駆動部２６が作動し、圧縮コイルバネ２８ｂの弾発力に抗して昇降駆動突起２４を引き下ろし、回転台１を下死点（最下点）まで引き下げる。そして、図４(B)に示すように、空の外装缶１００が回転台１の上に例えば図示しないロボットハンドのような移送手段によって移送され、前述のように外装缶１００の注液口１０１と注液ノズル１０とが一致するように位置決めされた後、回転台１上にロック或いは吸着固定される。続いて、図４(C)に示すように、昇降装置駆動部２６が逆作動して昇降駆動突起２４を押し上げ、回転台１を上死点（最上点）まで押し上げる。注液口１０１の直上方で待っていた注液ノズル１０は、これによって注液口１０１に挿入され、同時に減圧パッド１１が注液口１０１の周囲に押圧され且つ吸着パッド３６も共に圧縮コイルバネ２８ｂの弾発力によって外装缶１００の上面に押圧される。
　この状態で図示しない減圧装置を作動させると、図４(D)に示すように、減圧パッド１１によって外装缶１００内の空気が吸引されて外装缶１００内の圧力が次第に下がって行く。同時に吸着パッド３６内の空気も吸引されて吸着パッド３６が外装缶１００の上面に吸着する。この減圧と同時或いはその後、図示しない注液装置を作動させて電解液Ｌを外装缶１００内に供給する。また、吸着パッド３６の吸着が完了すると、図示しない例えばモーターのような回転装置を作動させ、タイミングベルト３４を作動させる。
　タイミングベルト３４の作動により、注液ノズル１０を中心として吸着パッド３６が所定の速度で旋回し、外装缶１００を回転台１と共に回転させる。注液された電解液Ｌは、減圧された外装缶１００の中の電極組立体１１０の微細な隙間に急速に入り込んでいくが、なお、微細な隙間内に気泡が残留している。また、電解液Ｌ内にガスが吸蔵されており、電解液Ｌと共に外装缶１００内に入り込み、電解液Ｌの稠密充填を妨げる。ここでは、外装缶１００が前述のように回転しているため、残留している微細な気泡や電解液Ｌと共に外装缶１００内に入り込んだガスは、電極組立体１１０の微細な隙間に急速に入り込んだ電解液Ｌに押されて外装缶１００の内側面方向に押し出され、続いて間隙内を広がった電解液Ｌに押されることによってガスや気泡は内側面に沿って電極組立体１１０の上方に押し出される。電極組立体１１０と外装缶１００の天井面との間には僅かながら隙間があり、この隙間から押し出された空気やガスが減圧パッド１１に吸い出され、結果として電解液Ｌの急速稠密充填が実現する。
　円板ベース２の間欠回転は、外装缶１００の回転台１への移送が終了し、前述のように昇降装置駆動部２６が上昇して外装缶１００に注液ノズル１０の挿入と減圧パッド１１及び吸着パッド３６の押圧が完了すると可能となり、次のステージに移ることになる。この移動により昇降ブロック２７の昇降駆動爪２７ａから昇降駆動突起２４が離脱する。注液ノズル１０の挿入と減圧パッド１１及び吸着パッド３６への外装缶１００の押圧は圧縮コイルバネ２８ｂの弾発力により維持される。
　注液は減圧パッド１１による外装缶１００内の減圧開始と同時又はその前後（通常は減圧開始後）に行われることになる。注液時も継続的に減圧しておけば外装缶１００内に残留している空気や、電解液Ｌに吸蔵されているガスを継続的に吸引除去することができて、より迅速且つ稠密に電解液Ｌを充填することができる。また、外装缶１００の回転は、吸着パッド３６の吸着完了後に行われる。通常は注液と同時又はその後ということになるが、勿論、注液前でもよい。
　回転台１が第１ステージから最終ステージに至るまで注液作業は維持される。昇降装置駆動部２６は第１ステージと最終ステージにのみ設けられているので、そして、電解液Ｌが充填された外装缶１００が最終ステージに至ると、上死点に位置する昇降駆動爪２７ａが昇降駆動突起２４に係合し、続いて昇降装置駆動部２６の逆作動により回転台１が昇降駆動爪２７ａによって下死点まで引き下げられ、図１のように、電解液Ｌが充填された外装缶１００が回転台１から送り出される。一方、第１ステージに至った空の回転台１には前述同様、空の外装缶１００が送り込まれることになる。
　図５～図７はノズル本体５１の第２実施例で、ノズル本体５１が鞘管５１ｍとノズル管５１ｎとで構成された二重管となっており、図示しない例えばシリンダのようなノズル挿脱機構４０のロッドにより接続用連通管４１を介して鞘管５１ｍのスライド孔内をノズル管５１ｎが昇降する。ノズル管５１ｎの先端部分は細い注液ノズル１０となっており、鞘管５１ｍのスライド孔の下端から進退するようになっている。また、前記鞘管５１ｍはアーム３にボルト止めされており、接続用連通管４１には注液管５６が接続されている。
　ノズル管５１ｎの昇降のタイミングは減圧作業に合わせて行われる。即ち、注液前の最初の外装缶１００内の減圧において、図６に示すように、減圧パッド１１が外装缶１００の注液口１０１を塞いだ時、ノズル管５１ｎは減圧パッド１１の内側に収納されていて、注液ノズル１０が注液口１０１に挿入されない状態となっている。これにより、減圧パッド１１による外装缶１００内の吸引は注液口１０１全面で行われ、第１実施例のように注液口１０１に注液ノズル１０が挿入された状態よりも吸引面積は注液ノズル１０の分だけ広くなり、それだけ吸引速度が速くすることができる。外装缶１００内の減圧度が所定の値に達した時（或いは減圧開始から所定時間が経過した時）、図７に示すように、ノズル管１０ｂを突き出して注液ノズル１０を注液口１０１に挿入し、然る後、注液を開始する。注液中も減圧は継続して行うことが好ましい。注液が終了するとノズル管５１ｎは再度鞘管５１ｍ側に引き込まれる。
　図８は本発明の第３実施例で、この場合は吸着パッド３６に代えて、回転軸２９を回転させ、更に注液装置５を昇降させる場合である。この場合、回転軸２９が円板ベース２の下方まで延長され、その延長部分に従動プーリ３３が装着されている。これにより、タイミングベルト３４を作動させれば、回転軸２９に取り付けられている回転台１も所定の速度で回転することになる。
　一方、注液装置５が昇降するために、アーム３の取付孔３ａには昇降するノズル本体５１をガイドするためのノズルガイド５１ｇの本体部分が装着され、フランジ部分が下面からボルト止めされている。そして、ノズルガイド５１ｇに穿設されたガイド孔５１ｈにノズル本体５１の上端部分の挿入取付部５１ａがスライド可能にされている。
　注液装置５の昇降装置２０は、例えば、アーム３に取り付けた昇降シリンダ２６ａと、ノズル本体５１の中段に設けられた外鍔５１ｉに取り付けられたガイドプレート２６ｃ及びアーム３から垂設され、ガイドプレート２６ｃに穿設されたガイド孔に挿入されている昇降ガイド２６ｂとで構成されている。前述の昇降シリンダ２６ａのロッドはガイドプレート２６ｃに取り付けられている。
　第３実施例も第１実施例と同様の動きによって電解液Ｌの注液充填を行うが、機構が異なるので、以下、異なる部分を重点的に説明する。第１実施例と同様、間欠回転により第１ステージで停止した円板ベース２の回転台１に対して空の外装缶１００が例えばロボットアームによって送り込まれる。この時、昇降シリンダ２６ａはノズル本体５１を引き上げた状態を保持している。外装缶１００が吸着或いはロックによって回転台１の所定位置に固定されると、昇降シリンダ２６ａが作動してノズル本体５１を降下させ、注液ノズル１０を注液口１０１に挿入し、これと同時に減圧パッド１１を注液口１０１の周囲に押圧する。
　押圧が完了すると、図示しない減圧装置を作動させると減圧パッド１１によって外装缶１００内の空気を吸引し、外装缶１００内の圧力を次第に下げて行く。この減圧と同時或いはその後、図示しない注液装置を作動させて電解液Ｌを外装缶１００内に供給する。また、吸着パッド３６の吸着が完了すると、図示しない例えばモーターのような回転装置を作動させ、タイミングベルト３４を作動させる。これにより減圧パッド１１が外装缶１００に吸着しているために、外装缶１００と共に減圧パッド１１及び回転部５５が回転する。以下、第１実施例と同様で、注液ノズル１０を中心とする外装缶１００の回転による電解液Ｌの稠密充填が行われる。そして、最終ステージに至ると或いはその直前で注液が完了し、これと同時或いはその後に減圧が解かれ、最後に昇降シリンダ２６ａが逆作動してノズル本体５１を引き上げ、然る後、回転台１の吸着或いはロックが解除され、電解液Ｌが充填された外装缶１００が回転台１から送り出される。
　本発明は上記実施例に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形を取ることが出来る。
1：回転台，２：円板ベース，３：アーム，３ａ：取付孔，５：注液装置，１０：注液ノズル，１０ｃ：スライド孔，１１：減圧パッド，２０：昇降装置，２１：ガイドブロック，２２：昇降シャフト，２３：下端バー，２４：昇降駆動突起，２４ａ：大径部分，２５：昇降駆動溝，２６：昇降装置駆動部，２６ａ：昇降シリンダ，２６ｂ：昇降ガイド，２６ｃ：ガイドプレート，２７：昇降ブロック，２７ａ：昇降駆動爪，２８：上端バー，２８ａ：支持台部，２８ｂ：圧縮コイルバネ，２９：回転軸，３０：回転駆動装置，３１；回転機構部，３１ａ：内輪，３１ｂ：外輪，３１ｃ：鋼球，３３：従動プーリ，３４：タイミングベルト，３５：吸着回転体，３５ａ：回転体取付部，３５ｂ：ガイド部材，３５ｃ：スライド軸，３５ｄ：バネ，３５ｅ：ストッパ，３５ｆ：吸着ブロック，３５ｇ：吸着孔，３６：吸着パッド，３７：吸着管，４０：ノズル挿脱機構，４１：接続用連通管，５１：ノズル本体，５１ａ：挿入取付部，５１ｂ：フランジ，５１ｃ：取付リング，５１ｄ：ノズル挿入孔，５１ｅ：細径部，５１ｆ：第１吸引孔，５１ｇ：ノズルガイド，５１ｈ：ガイド孔，５１ｉ：外鍔，５１ｍ：鞘管，５１ｎ：ノズル管，５２：減圧部材，５３：固定部，５３ａ：第３吸引孔，５４：止めネジ，５４ａ：パッキン，５４ｂ：パッキン，５５：回転部，５５ａ：第２吸引孔，５６：注液管，５７：ベアリング，１００：外装缶，１０１：電解液注液口，１１０：電極組立体，Ａ：装置本体，Ｌ：電解液。

Claims (5)

  1. 　電極組立体を収納した外装缶の注液口に注液ノズルを挿入すると共に注液ノズルの周囲を囲うように設けられた減圧パッドにて注液口を気密的に密閉し、減圧パッドを介して外装缶内を負圧にすると共に注液ノズルから外装缶に電解液を供給し、且つ、注液ノズルを回転中心として外装缶を回転させることを特徴とする電解液の注液方法。
  2. 　減圧パッドによる外装缶内の減圧後、注液ノズルを注液口に挿入して注液すること特徴とする請求項１に記載の注液方法。
  3. 　注液ノズルによる注液時に継続して減圧を行うこと特徴とする請求項１又は２に記載の注液方法。
  4. 　電極組立体を収納した外装缶を保持し、外装缶の注液口を回転中心として回転する回転台と、
    回転台の回転中心に一致して設けられ、外装缶の注液口に挿入された時に外装缶に電解液を供給する注液ノズル、及び、注液ノズルの周囲を囲うように設けられ、注液口の周囲に吸着し、注液時に外装缶内を減圧状態にする減圧パッドとを有する注液装置と、
    回転台と注液装置とを相対的に近接離間させ、近接時に減圧パッドを注液口の周囲に押し当てて注液口を気密的に密閉する昇降装置と、
    外装缶を回転させる回転駆動装置とで構成されたことを特徴とする電解液の注液装置。
  5. 　外装缶の注液口の周囲に減圧パッドを当接させ、外装缶内の減圧開始から所定圧まで減圧する間、注液ノズルを注液口の外に保持し、所定圧に達した後、注液ノズルを注液口に挿入するノズル挿脱機構を更に設けたことを特徴とする請求項４に記載の電解液の注液装置。
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