【課題を解決するための手段】
【0007】
本出願の第1の発明は、二次電池の筐体に形成された開口部からガスを排出させるガス排出工程を有する二次電池の製造方法において、前記ガス排出工程として、前記開口部に、前記筐体内の内圧が外圧よりも高いときに、前記内圧に押圧されて前記開口部からの内気の流出を許容し、且つ、前記筐体内の内圧が外圧よりも低いときに、前記外圧に押圧されて前記開口部からの外気の進入を阻止するように、前記筐体の内外の圧力差によって変位又は変形する第1の封止体を取り付け、前記第1の封止体を取り付けた前記筐体を減圧環境下に配置して、前記筐体内のガスを前記第1の封止体の取り付け箇所を経て前記筐体外へ流出させ、前記筐体内のガスを流出させた後、前記筐体を常圧環境下に戻して前記開口部を封止する。
【0008】
すなわち、二次電池の筐体に形成されている開口部に第1の封止体を取り付けて、例えば製造工程における充電等で発生した二次電池筐体内のガスを排出させる。
この第1の封止体は、前記筐体内の内圧が外圧(筐体外の気圧)よりも高いときに、前記内圧に押圧されて前記開口部からの内気の流出を許容し、且つ、前記筐体内の内圧が外圧よりも低いときに、前記外圧に押圧されて前記開口部からの外気の進入を阻止するように変位又は変形するものであり、二次電池の筐体内から筐体外へのガスの流出のみを許容する一方向性の弁としての機能を有する。
従って、二次電池筐体内に発生ガスが存在する状態で上記第1の封止体を取り付けた二次電池を減圧環境下に配置すると、筐体内のガスが上記第1の封止体を取り付けた開口部を経て筐体外へと流出し、二次電池筐体内の圧力は周囲の減圧環境に近い圧力まで低下する。
このようにして減圧環境下で筐体内のガスを流出させた後に二次電池を常圧環境下に戻すと、二次電池筐体内の内圧が外圧(大気圧)よりも低い状態となり、上記第1の封止体は外圧に押圧されて外気の二次電池筐体内への進入を阻止する。
このように外気の進入が阻止されている状態で、適宜の手段で上記開口部を完全に気密封止すれば良い。
【0009】
又、本出願の第2の発明は、上記第1の発明の構成に加えて、前記
筐体は、扁平な直方体形状である。
扁平な直方体形状の
筐体を有する二次電池は、円筒形状のものと比べて複数並べて配置した場合のデッドスペースが小さいので空間の利用効率の良い配置が可能となり、底面が正方形の直方体形状のものと比べて比表面積が大きいため温度制御が精度良く行えるので長寿命化が図れる。
その反面、
筐体が扁平な直方体形状である場合、電池筐体の内圧が上昇してしまった場合には扁平面が形状変化し易く、使用期間の増大に伴う
筐体の膨れが、円筒形状または底面が正方形の直方体形状のものと比べて顕著となってしまう。
このため、長期間の使用により電池膨れが生じてしまうと、隣り合う二次電池間の空間が狭くなって冷却風の経路として機能できず温度制御の精度が著しく低下してしまう。
従って、電池膨れを想定して隣り合う二次電池間の間隔をある程度広くしておく必要があり、筐体を扁平な直方体形状とする際の利点である空間の利用効率の良さを減殺してしまうものとなっていた。
この点、本発明によれば、電池膨れを抑制できるので、互いの電池を近づける配置が可能となり、且つ、隣り合う二次電池間の空間の形状が長期間維持されることとなり、その結果、従来達成できなかったような省スペース化および長寿命化が図れる。
【0010】
本出願の第3の発明は、上記第1又は第2の発明の構成に加えて、前記ガス排出工程において、前記筐体を常圧環境下に戻した後、第2の封止体にて前記第1の封止体の存在空間を覆う状態で封止する。
すなわち、上記第1の封止体が常圧環境下での外気の進入を阻止して仮封止している状態で、その第1の封止体の存在空間を覆うように第2の封止体で本封止を行うのである。
【0011】
又、本出願の第4の発明は、上記第3の発明の構成に加えて、前記第2の封止体による封止は、前記第2の封止体と前記
筐体とを溶接することによって行う。
前記第2の封止体と前記
筐体とを溶接する方法を用いて封止することによって信頼性の高い気密が長期間維持できる。さらに、本発明によれば、設備コストが大幅に削減できるという効果が同時に得られる。設備コストが大幅に削減できるという効果は、溶接するための装置を常圧環境下で使用できることに起因するものである。尚、溶接するための溶接装置を減圧環境下で使用できるようにするためには、当該装置を含む空間全体を減圧環境にするなどの特別な設備が必要で有り設備コストが高くなるという問題がある。
【0012】
又、本出願の第5の発明は、上記第3又は第4の発明の構成に加えて、前記第1の封止体と前記第2の封止体とは互いに固定されている。
第1の封止体と第2の封止体とを互いに固定することで、第1の封止体と第2の封止体とを同時に取り扱うことができるので、工程を簡略化できる。
【0013】
又、本出願の第6の発明は、上記第3〜第5のいずれかの発明の構成に加えて、前記第2の封止体は板状に形成され、前記筐体を常圧環境下に戻す前に前記第2の封止体の一部を前記
筐体に固定する。
第2の封止体が板状の場合、常圧環境下に戻す工程において第2の封止体が高い頻度で位置ずれするという問題が見出された。これは、常圧に戻すための気体吹き込み方向を調整したり、吹き込み速度を低くしたりしても改善できなかった。前記第2の封止体の一部を前記
筐体に固定(仮止めともいう)することによって、この問題が改善でき、同時に、
気体吹き込み方向を調整したり、吹き込み速度を低くする必要も無くなった。
又、本出願の第7の発明は、上記第1〜第6のいずれかの発明の構成に加えて、前記筐体は金属製である。
【0014】
又、本出願の第8の発明は、開口部が前記筐体に備えられた二次電池において、前記開口部に、前記筐体内の内圧が外圧よりも高いときに、前記内圧に押圧されて前記開口部からの内気の流出を許容し、且つ、前記筐体内の内圧が外圧よりも低いときに、前記外圧に押圧されて前記開口部からの外気の進入を阻止するように、前記筐体の内外の圧力差によって変位又は変形する第1の封止体が備えられ、前記
筐体と前記第1の封止体とで囲まれた空間の内部の圧力は、外部の圧力と比べて低く設定されている。
二次電池の筐体内は第1の封止体による仮封止の作用により減圧環境に近い圧力となっており、ユーザによる二次電池の実使用において二次電池の筐体内でガスが発生しても、元々筐体内が低圧であることによるマージンが存在するので、いわゆる電池膨れを可及的に抑制できる。
【0015】
又、本出願の第9の発明は、上記第8の発明の構成に加えて、前記第1の封止体の存在空間を覆う状態で封止する第2の封止体が備えられ、前記第2の封止体と前記
筐体とが溶接されている。
溶接法を用いて封止することによって信頼性の高い気密が長期間維持でき、簡易な設備で製造することができる。
【0016】
又、本出願の第10の発明は、上記第9の発明の構成に加えて、前記筐体に、前記筐体内の内圧が所定の作動圧力よりも高くなったときに前記筐体内の内気を逃がす安全弁が備えられ、前記第2の封止体の耐圧は、前記安全弁の前記作動圧力よりも高い圧力に設定され、前記第1の封止体が内気の流出を開始する前記筐体内外の圧力差は、前記安全弁が内気の流出を開始する前記筐体内外の圧力差よりも小さい圧力差に設定されている。
すなわち、リチウムイオン電池等の二次電池では、二次電池筐体内の内圧が過度に上昇したときに、内気を筐体外部へ逃がすための安全弁が備えられる。
この安全弁にそれの本来の機能を有効に発揮させるために、気密封止した状態の第2の封止体の耐圧は、上記の安全弁の作動圧力よりも高くなるように設定している。
更に、筐体内のガス抜きのために二次電池を減圧環境下に置いた場合、第1の封止体が電池筐体内のガスの排出を開始する前に安全弁が作動してガスが排出されてしまうような設定では二次電池の製造過程で二次電池を使用できなくしてしまうことになるので、そのようなことのないように第1の封止体が内気の流出を開始する圧力差を設定している。
【0017】
又、本出願の第11の発明は、上記第9又は第10の発明の構成に加えて、前記第1の封止体の取付位置から漏れ出た電解液を、前記第1の封止体の取付位置と前記第2の封止体の取付位置との間で滞留させる滞留部が備えられている。
すなわち、第1の封止体はいわば仮封止の状態となっており、ガス排出工程等において二次電池に振動や衝撃が加わる等した場合には第1の封止体の取り付け箇所を通じて電解液が漏れ出してしまう可能性もある。
このような場合でも、第1の封止体の取付位置と第2の封止体の取付位置との間に備えられる滞留部で電解液を滞留させることができるので、漏れ出た電解液が第2の封止体の取付位置まで拡がってしまうのを抑制できる。
【0018】
又、本出願の第12の発明は、上記第9〜第11のいずれかの発明の構成に加えて、前記第1の封止体と前記第2の封止体とは互いに固定されている。
第1の封止体と第2の封止体とを互いに固定することで、第1の封止体と第2の封止体とを同時に取り扱うことができるので、工程を簡略化できる。
又、本出願の第13の発明は、上記第9〜第12のいずれかの発明の構成に加えて、前記第2の封止体は板状に形成されている。
第2の封止体を板状に形成することで、第2の封止体の重量を軽量にできる。更に、第1の封止体と第2の封止体とが互いに接触または固定されている状態とした場合においては、第2の封止体を軽量とすることによって、第1の封止体の作動圧力を極力小さくすることができる。
【0019】
又、本出願の第14の発明は、上記第8〜第13のいずれかの発明の構成に加えて、前記第1の封止体は、前記開口部における案内部に対して隙間嵌め状態で嵌合する被案内部と、外力による押圧によって前記開口部又は筐体と接当して気密保持する気密保持部とが備えられ、前記筐体内の内圧が外圧よりも高いときにおける前記内圧、又は、前記筐体内の内圧が外圧よりも低いときにおける前記外圧に押圧されて、夫々、前記開口部と前記気密保持部とが離間する状態、又は、前記開口部に前記気密保持部が押圧される状態に、前記被案内部が前記開口部の前記案内部に案内される状態で変位するように構成されている。
すなわち、上記第1の封止体を、前記筐体内の内圧が外圧よりも高いときに、前記内圧に押圧されて前記開口からの内気の流出を許容し、且つ、前記筐体内の内圧が外圧よりも低いときに、前記外圧に押圧されて外気の進入を阻止するための構成として、筐体内外の圧力差を利用して第1の封止体の気密保持部と開口部との接当状態を変化させ、第1の封止体の取付箇所での通気を制御する。
二次電池筐体内の内圧が外圧よりも高くなる減圧環境下では、筐体内の内圧によって第1の封止体が押圧されて変位し、前記開口部と第1の封止体の気密保持部との間に空隙が形成され、内気が開口部を経て筐体外へと流出する。
一方、減圧環境下から常圧環境下に戻したときは、筐体外部の外圧(大気圧)によって第1の封止体が押圧されて、第1に封止体の気密保持部が前記開口部に押し付けられ、外気の筐体内への進入を阻止する。
【0020】
又、本出願の第15の発明は、上記第8〜第13のいずれかの発明の構成に加えて、前記第1の封止体は、前記開口部における前記筐体の内外を貫通する貫通孔の筐体外部側を覆う姿勢で配置され、前記筐体内の内圧が外圧よりも高いときに、前記貫通孔の周囲との接触面において前記開口部との間に存在する空隙を通して前記筐体内の内気の流出を許容し、且つ、前記筐体内の内圧が外圧よりも低いときに、前記外圧に押圧されて弾性変形し、前記貫通孔の周囲と密着して外気の進入を阻止するように構成されている。
すなわち、上記第1の封止体を、前記筐体内の内圧が外圧よりも高いときに、前記内圧に押圧されて前記開口からの内気の流出を許容し、且つ、前記筐体内の内圧が外圧よりも低いときに、前記外圧に押圧されて外気の進入を阻止するための構成として、筐体内外の圧力差を利用して第1の封止体を弾性変形させて、第1の封止体の取付箇所での通気を制御する。
二次電池筐体内の内圧が外圧よりも高くなる減圧環境下では、筐体内の内圧によって第1の封止体が押圧されて、前記開口部の前記貫通部の周囲と第1の封止体との間に形成されている空隙を通過して筐体内のガスが排出される。
一方、減圧環境下から常圧環境下に戻したときは、筐体外部の外圧(大気圧)によって第1の封止体が押圧されて、第1の封止体が前記貫通部の周囲に押し付けられ、弾性変形によって前記貫通部の周囲に密着して外気の筐体内への進入を阻止する。
【0021】
又、本出願の第16の発明は、上記第8〜第15のいずれかの発明の構成に加えて、前記開口部は、前記筐体内に電解液を注液する注液口として形成されている。
すなわち、二次電池筐体内の発生ガスを排出させるための前記開口を、電解液を注液する注液口と兼用させている。
電解液の注液口は本来的に設置される場合が多いので、二次電池筐体内の発生ガスを排出させるために新たに開口を形成する必要がない。
【0022】
又、本出願の第17の発明は、上記第8〜第16のいずれかの発明の構成に加えて、前記
筐体は扁平な直方体形状である。
互いの電池を近づける配置が可能となり、かつ、隣り合う二次電池間の空間の形状が長期間維持されることとなり、その結果、従来達成できなかったような省スペース化および長寿命化が図れる。
又、本出願の第18の発明は、上記第8〜第17のいずれかの発明の構成に加えて、前記筐体は金属製である。
【0023】
又、本出願の第19の発明は、上記第8〜第18のいずれかの発明の構成を備える二次電池を複数個備えて組電池が構成される。
上記第8〜第18のいずれかの発明の二次電池を複数備えていることにより、各電池の電池膨れが抑制されているので、互いの電池を近づける配置が可能となり、かつ、隣り合う二次電池間の空間の形状が長期間維持されることとなり、その結果、従来達成できなかったような省スペース化および長寿命化が図れる。
【発明の効果】
【0024】
上記第1の発明によれば、二次電池筐体の前記開口部に第1の封止体を取り付けた状態で減圧環境下に配置して筐体内の発生ガスを排出し、その後減圧環境下から常圧環境下に戻してから本封止を行えるので、減圧下での特別な製造設備を準備する必要が無く、本封止のための作業を低コストで行える。
このように、常圧環境下で本封止を行う構成であっても、第1の封止体によって外気の進入が阻止されているので、二次電池の筐体内は第1の封止体による仮封止の作用により減圧環境に近い圧力となっており、ユーザによる二次電池の実使用において二次電池の筐体内でガスが発生しても、元々筐体内が低圧であることによるマージンが存在するので、いわゆる電池膨れを可及的に抑制できる。
もって、製造コストの上昇を可及的に抑制しながら、電池膨れの発生を抑制できる二次電池の製造方法を提供できるに至った。
【0025】
又、上記第2の発明によれば、電池筐体内の内圧の上昇によって電池膨れが発生し易い扁平な直方体形状の
筐体を有する二次電池において、的確に電池膨れを抑制できるので、空間の利用効率の良い配置が可能となる電池筐体の形状の利点を有効に生かすことができる。
又、上記第3の発明によれば、上記第1の封止体が常圧環境下での外気の進入を阻止して仮封止している状態で、その第1の封止体の存在空間を覆うように第2の封止体で本封止を行うので、気密封止を的確に行うことができる。
又、上記第4の発明によれば、上記第2の封止体を常圧環境下での溶接作業で封止できるので、設備コストの増大を可及的に抑制できる。
又、上記第5の発明によれば、第1の封止体と第2の封止体とを同時に取り扱って工程を簡略化することで、二次電池の製造コストの低減に寄与できる。
又、上記第6の発明によれば、常圧環境下に戻す際に位置ずれし易い板状の第2の封止体を予め仮止めしておくことで、第2の封止体の封止作業性を向上させることができる。
又、上記第7の発明によれば、長期にわたり安定した保形性を確保することができる。
【0026】
又、上記第8の発明によれば、ユーザによる二次電池の実使用において二次電池の筐体内でガスが発生しても、元々筐体内が低圧であることによるマージンが存在するので、製造コストの上昇を可及的に抑制しながら、電池膨れの発生を抑制できるものとなった。
又、上記第9の発明によれば、溶接法を用いて封止することによって信頼性の高い気密が長期間維持でき、簡易な設備で製造することができるので、製造コストの増大を抑制しながら二次電池の信頼性を向上させることができる。
又、上記第10の発明によれば、気密封止した状態の第2の封止体の耐圧を十分に高く設定して気密の確保を図り、更に、二次電池の製造過程で安全弁が動作してしまうようなことがないようにしながらも、安全弁が的確に動作するようにして二次電池の安全性を確保している。
又、上記第11の発明によれば、二次電池に振動や衝撃が加わる等して第1の封止体の取り付け箇所を通じて電解液が漏れ出てしまった場合でも、漏れ出た電解液が第2の封止体の取付位置まで拡がってしまうのを抑制できるので、漏れ出た電解液に邪魔されることなく第2の封止体の気密封止作業を行うことができて、作業性を向上させることができる。
【0027】
又、上記第12の発明によれば、第1の封止体と第2の封止体とを同時に取り扱って工程を簡略化できるので、二次電池の製造コストの低減に寄与できる。
又、上記第13の発明によれば、第2の封止体を板状に形成して軽量化することで、二次電池の軽量化に寄与できる。
又、上記第14の発明によれば、筐体内外の圧力差を利用して第1の封止体の気密保持部と開口部との接当状態を変化させ、第1の封止体の取付箇所での通気を制御するので、簡素な構成で一方向性の弁を構成することができる。
又、上記第15の発明によれば、筐体内外の圧力差を利用して第1の封止体を弾性変形させて、第1の封止体の取付箇所での通気を制御するので、簡素な構成で一方向性の弁を構成することができる。
【0028】
又、上記第16の発明によれば、本来的に設置される場合が多い電解液の注液口を、二次電池筐体内の発生ガスを排出させるための開口としても利用するため、ガス排出のための新たな開口を形成する必要がなく、装置コストの上昇を抑制することができる。
又、上記第17の発明によれば、電池筐体内の内圧の上昇によって電池膨れが発生し易い扁平な直方体形状の
筐体を有する二次電池において、的確に電池膨れを抑制できるので、空間の利用効率の良い配置が可能となる電池筐体の形状の利点を有効に生かすことができる。
又、上記第18の発明によれば、長期にわたり安定した保形性を確保することができる。
【0029】
又、上記第19の発明によれば、組電池を構成する電池同士を近づける配置が可能となり、且つ、隣り合う二次電池間の空間の形状が長期間維持されることとなり、組電池の省スペース化および長寿命化が図れる。