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▶ プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024105074
(43)【公開日】2024-08-06
(54)【発明の名称】二次電池の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 50/618 20210101AFI20240730BHJP
H01M 10/04 20060101ALI20240730BHJP
H01M 50/103 20210101ALI20240730BHJP
H01G 11/84 20130101ALI20240730BHJP
H01G 11/54 20130101ALI20240730BHJP
【ＦＩ】
H01M50/618
H01M10/04 Z
H01M50/103
H01G11/84
H01G11/54
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023009625
(22)【出願日】2023-01-25
(71)【出願人】
【識別番号】520184767
【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100117606
【弁理士】
【氏名又は名称】安部 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100121186
【弁理士】
【氏名又は名称】山根 広昭
(74)【代理人】
【識別番号】100130605
【弁理士】
【氏名又は名称】天野 浩治
(72)【発明者】
【氏名】米山 顕啓
(72)【発明者】
【氏名】脇元 亮一
【テーマコード（参考）】
5E078
5H011
5H023
5H028
【Ｆターム（参考）】
5E078AA14
5E078AB02
5E078DA20
5E078HA05
5E078KA08
5H011AA03
5H011KK01
5H023AA03
5H023AS02
5H023BB05
5H023BB10
5H023CC30
5H028AA06
5H028AA07
5H028BB03
5H028BB15
5H028HH00
5H028HH01
5H028HH09
(57)【要約】
【課題】電池ケース内における電解液の保持量を増やし、製造効率の低下を抑制できる技術を提供する。
【解決手段】ここに開示される製造方法は、電極体を外装体の内部に配置した状態で上面開口を封口板で封止し、電池ケースを組み立てる電池ケース組立工程と、組立後の電池ケースの内部に、電解液注液孔を介してガスを注入して電池ケースを変形させることによって、電池ケースの内部容積を増加させる容積増加工程と、変形後の電池ケースの内部に、電解液注液孔を介して電解液を注入する注液工程と、注液後の電池ケースの電解液注液孔を封止する封止工程とを包含する。これによって、内部からの膨張による全体的な変形を電池ケースに生じさせ、電池ケースの内部容積を顕著に増加することができる。この結果、電解液の注液を行う回数を減らし、製造効率の低下を抑制することができる。
【選択図】図３
【解決手段】ここに開示される製造方法は、電極体を外装体の内部に配置した状態で上面開口を封口板で封止し、電池ケースを組み立てる電池ケース組立工程と、組立後の電池ケースの内部に、電解液注液孔を介してガスを注入して電池ケースを変形させることによって、電池ケースの内部容積を増加させる容積増加工程と、変形後の電池ケースの内部に、電解液注液孔を介して電解液を注入する注液工程と、注液後の電池ケースの電解液注液孔を封止する封止工程とを包含する。これによって、内部からの膨張による全体的な変形を電池ケースに生じさせ、電池ケースの内部容積を顕著に増加することができる。この結果、電解液の注液を行う回数を減らし、製造効率の低下を抑制することができる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
正極及び負極を含む電極体と、電解液と、前記電極体及び前記電解液を収容する電池ケースとを備えた二次電池の製造方法であって、
前記電池ケースは、
板状の底部と、前記底部の外周縁から上方に延在する側壁と、前記側壁の上端に囲まれた上面開口とを含む外装体と、
前記上面開口を封止し、電解液注液孔が設けられている封口板と
を含み、
ここで、以下の工程：
前記電極体を前記外装体の内部に配置した状態で前記上面開口を前記封口板で封止し、前記電池ケースを組み立てる電池ケース組立工程；
組立後の前記電池ケースの内部に、前記電解液注液孔を介してガスを注入して前記電池ケースを変形させることによって、前記電池ケースの内部容積を増加させる容積増加工程；
変形後の前記電池ケースの内部に、前記電解液注液孔を介して前記電解液を注入する注液工程；
注液後の前記電池ケースの前記電解液注液孔を封止する封止工程；
を包含する、二次電池の製造方法。
前記電池ケースは、
板状の底部と、前記底部の外周縁から上方に延在する側壁と、前記側壁の上端に囲まれた上面開口とを含む外装体と、
前記上面開口を封止し、電解液注液孔が設けられている封口板と
を含み、
ここで、以下の工程：
前記電極体を前記外装体の内部に配置した状態で前記上面開口を前記封口板で封止し、前記電池ケースを組み立てる電池ケース組立工程；
組立後の前記電池ケースの内部に、前記電解液注液孔を介してガスを注入して前記電池ケースを変形させることによって、前記電池ケースの内部容積を増加させる容積増加工程；
変形後の前記電池ケースの内部に、前記電解液注液孔を介して前記電解液を注入する注液工程；
注液後の前記電池ケースの前記電解液注液孔を封止する封止工程；
を包含する、二次電池の製造方法。
【請求項2】
前記容積増加工程における前記電池ケースの内部容積の増加量を１００％としたとき、前記注液工程を開始する際の前記電池ケースの内部容積の増加量が１０％以上に維持されている、請求項１に記載の製造方法。
【請求項3】
前記容積増加工程における前記電池ケースの内部容積の増加量が４０ｃｍ３以上である、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項4】
前記注液工程を開始する際の前記電池ケースの内部容積の増加量が１０ｃｍ３以上である、請求項３に記載の製造方法。
【請求項5】
前記底部は、長尺な矩形の板状部材であり、
前記側壁は、前記底部の長辺から上方に延在する一対の第１側壁と、前記底部の短辺から上方に延在する一対の第２側壁とを備えている、請求項１または２に記載の製造方法。
前記側壁は、前記底部の長辺から上方に延在する一対の第１側壁と、前記底部の短辺から上方に延在する一対の第２側壁とを備えている、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項6】
前記第１側壁は、高さが５ｃｍ以上であり、幅が２０ｃｍ以上である、請求項５に記載の製造方法。
【請求項7】
前記電池ケース組立工程を実施した後から前記注液工程を開始するまでに、前記電池ケース内の前記電極体を乾燥させる乾燥工程を実施する、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項8】
前記注液工程において、前記電池ケース内の圧力を－５０ｋＰａ以下に減圧する減圧処理を実施する、請求項１または２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
ここに開示される技術は、二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
リチウムイオン二次電池等の二次電池は、様々な分野において広く用いられている。この二次電池は、例えば、電池ケース内に電極体と電解液とが収容された構成を有している。このとき、電解液の大部分は、電極体の内部に浸透している。また、二次電池の電池ケースには、電解液を注液するための電解液注液孔が設けられている。この電解液注液孔は、電解液の注液後に封止部材で封止される。
【0003】
特許文献１（特開２０１８－１７０２１０号公報）には、上記構成の二次電池を製造する方法の一例が開示されている。この特許文献１に記載の製造方法は、電極体を収納した容器内に電解液を注液する注液工程と、容器の容積を拡大する内部容積拡大工程と、容器を減圧する減圧工程と、を備えている。これによって、注液後の減圧工程において注液口から電解液が噴出することを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１８－１７０２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、電池ケース内に注液された電解液は、電池ケースと電極体との間の余剰空間に一度保持された後に、長い時間（例えば数時間～数日）を掛けて電極体の内部に浸透する。一方で、近年では、電極体の大型化に伴って、浸透前の電解液を保持する余剰空間が狭くなる傾向がある。この場合、余剰空間に電解液を満たしても、電極体の全体に十分な量の電解液を供給することが難しい。従って、近年の注液工程では、電解液を複数回に分けて注液する必要が生じており、製造効率が低下する原因となっている。
【0006】
ここに開示される技術は、上述の課題を解決するためになされたものであり、電池ケース内における電解液の保持量を増やし、製造効率の低下を抑制できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を実現するべく、ここに開示される技術によって以下の構成の二次電池の製造方法（以下、単に「製造方法」ともいう）が提供される。
【0008】
ここに開示される製造方法は、正極及び負極を含む電極体と、電解液と、電極体及び電解液を収容する電池ケースとを備えた二次電池を製造する。この二次電池の電池ケースは、板状の底部と、底部の外周縁から上方に延在する側壁と、側壁の上端に囲まれた上面開口とを含む外装体と、上面開口を封止し、電解液注液孔が設けられている封口板とを含む。そして、ここに開示される製造方法は、以下の工程：電極体を外装体の内部に配置した状態で上面開口を封口板で封止し、電池ケースを組み立てる電池ケース組立工程；組立後の電池ケースの内部に、電解液注液孔を介してガスを注入して電池ケースを変形させることによって、電池ケースの内部容積を増加させる容積増加工程；変形後の電池ケースの内部に、電解液注液孔を介して電解液を注入する注液工程；注液後の電池ケースの電解液注液孔を封止する封止工程；を包含する。
【0009】
ここに開示される製造方法は、組立後の電池ケースの内部に、電解液注液孔を介してガスを注入して電池ケースを変形させる容積増加工程を備えている。これによって、外力による局所的な変形ではなく、内部からの膨張による全体的な変形が電池ケースに生じる。このため、電池ケースの内部容積を従来の技術に比べて顕著に増加することができる。この結果、電解液の注液を行う回数を減らし、製造効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】一実施形態に係る製造方法によって製造される二次電池の外観を模式的に示す斜視図である。
【図3】一実施形態に係る製造方法を説明するフローチャートである。
【図4】電池ケース組立工程における封口板と電極体との接続を説明する斜視図である。
【図5】容積増加工程における電池ケース内部へのガス注入を説明する縦断面図である。
【図6】注液工程における電解液の注液を説明する縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、ここに開示される技術の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって、ここに開示される技術の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここに開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位に同じ符号を付して説明している。さらに、各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を反映するものではない。
【0012】
本明細書において、「二次電池」とは、電解質を介して正極と負極との間を電荷担体が移動することによって充放電を繰り返し実施できる蓄電デバイス一般をいう。かかる「二次電池」は、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池の他、電気二重層キャパシタ等のキャパシタなどを包含する。すなわち、ここに開示される製造方法は、特定の種類の電池を製造する方法に限定されず、電池ケース内に電極体と電解液が収容された蓄電デバイス全般の製造に広く適用できる。
【0013】
１．二次電池の構造
先ず、本実施形態に係る製造方法の製造対象である二次電池の構造を説明する。図１は、本実施形態に係る製造方法によって製造される二次電池の外観を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示す二次電池の内部構造を模式的に示す縦断面図である。なお、図１及び図２中の符号Ｘは幅方向を示しており、符号Ｙは奥行方向を示しており、符号Ｚは高さ方向を示している。さらに、符号Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ、左方、右方、前方、後方、上方、下方を示している。但し、これらの方向は、説明の便宜上定めたものであり、使用中や製造中の二次電池の設置態様を限定することを意図したものではない。
先ず、本実施形態に係る製造方法の製造対象である二次電池の構造を説明する。図１は、本実施形態に係る製造方法によって製造される二次電池の外観を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示す二次電池の内部構造を模式的に示す縦断面図である。なお、図１及び図２中の符号Ｘは幅方向を示しており、符号Ｙは奥行方向を示しており、符号Ｚは高さ方向を示している。さらに、符号Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ、左方、右方、前方、後方、上方、下方を示している。但し、これらの方向は、説明の便宜上定めたものであり、使用中や製造中の二次電池の設置態様を限定することを意図したものではない。
【0014】
【0015】
（１）電池ケース
本実施形態における電池ケース１０は、内部空間１０ａを有する箱状の容器である。この電池ケース１０の内部空間１０ａには、電極体２０と電解液３０が収容される。図１及び図２に示すように、本実施形態における電池ケース１０は、扁平な直方体状の容器である。また、電池ケース１０は、一定以上の強度を有する金属製の部材であることが好ましい。電池ケース１０の素材の一例として、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。なお、ここに開示される技術を限定することを意図するものではないが、電池ケース１０の内部容積は、５００ｃｍ３以上が好ましく、１０００ｃｍ３以上がより好ましい。このような大容量の二次電池１は、電解液３０の必要量が多いため、ここに開示される技術の効果がより好適に発揮される。なお、電池ケース１０の内部容積の上限は、特に限定されず、３０００ｃｍ３以下でもよく、１５００ｃｍ３以下でもよい。また、ここに開示される技術は、３００ｃｍ３以下（典型的には１５０ｃｍ３以下）の小型電池にも適用できる。
本実施形態における電池ケース１０は、内部空間１０ａを有する箱状の容器である。この電池ケース１０の内部空間１０ａには、電極体２０と電解液３０が収容される。図１及び図２に示すように、本実施形態における電池ケース１０は、扁平な直方体状の容器である。また、電池ケース１０は、一定以上の強度を有する金属製の部材であることが好ましい。電池ケース１０の素材の一例として、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。なお、ここに開示される技術を限定することを意図するものではないが、電池ケース１０の内部容積は、５００ｃｍ３以上が好ましく、１０００ｃｍ３以上がより好ましい。このような大容量の二次電池１は、電解液３０の必要量が多いため、ここに開示される技術の効果がより好適に発揮される。なお、電池ケース１０の内部容積の上限は、特に限定されず、３０００ｃｍ３以下でもよく、１５００ｃｍ３以下でもよい。また、ここに開示される技術は、３００ｃｍ３以下（典型的には１５０ｃｍ３以下）の小型電池にも適用できる。
【0016】
また、本実施形態における電池ケース１０は、外装体１４と封口板１２を備えている。以下、各部材について説明する。
【0017】
（ａ）外装体
外装体１４は、上面が開放された箱状体である。具体的には、外装体１４は、板状の底部１４ｂと、底部１４ｂの外周縁から上方Ｄに延在する側壁１４ｃ、１４ｄと、側壁１４ｃ、１４ｄの上端に囲まれた上面開口１４ａとを含む。なお、上述の通り、図１及び図２に示す電池ケース１０は、扁平な直方体状のケースである。かかる外形の電池ケース１０の場合、外装体１４の底部１４ｂは、長尺な矩形の板状部材となる。そして、側壁１４ｃ、１４ｄは、底部１４ｂの長辺（幅方向Ｘに沿った辺）から上方Ｕに延在する一対の第１側壁１４ｃと、底部１４ｂの短辺（奥行方向Ｙに沿った辺）から上方Ｕに延在する一対の第２側壁１４ｄとを備える。換言すると、第１側壁１４ｃは、相対的に面積が大きい側壁である。一方、第２側壁１４ｄは、相対的に面積が小さい側壁である。かかる扁平な直方体状の電池ケース１０では、内圧が増加した際に第１側壁１４ｃが優先的に変形（膨張）しやすい。このため、後述する容積増加工程Ｓ２０における変形位置や変形量を制御しやすくなる。
外装体１４は、上面が開放された箱状体である。具体的には、外装体１４は、板状の底部１４ｂと、底部１４ｂの外周縁から上方Ｄに延在する側壁１４ｃ、１４ｄと、側壁１４ｃ、１４ｄの上端に囲まれた上面開口１４ａとを含む。なお、上述の通り、図１及び図２に示す電池ケース１０は、扁平な直方体状のケースである。かかる外形の電池ケース１０の場合、外装体１４の底部１４ｂは、長尺な矩形の板状部材となる。そして、側壁１４ｃ、１４ｄは、底部１４ｂの長辺（幅方向Ｘに沿った辺）から上方Ｕに延在する一対の第１側壁１４ｃと、底部１４ｂの短辺（奥行方向Ｙに沿った辺）から上方Ｕに延在する一対の第２側壁１４ｄとを備える。換言すると、第１側壁１４ｃは、相対的に面積が大きい側壁である。一方、第２側壁１４ｄは、相対的に面積が小さい側壁である。かかる扁平な直方体状の電池ケース１０では、内圧が増加した際に第１側壁１４ｃが優先的に変形（膨張）しやすい。このため、後述する容積増加工程Ｓ２０における変形位置や変形量を制御しやすくなる。
【0018】
また、外装体１４の具体的な寸法は、ここに開示される技術の効果を著しく阻害しない限りにおいて適宜変更することができる。例えば、第１側壁１４ｃの高さ（高さ方向Ｚの寸法）は、５ｃｍ以上が好ましく、８ｃｍ以上がより好ましい。そして、第１側壁１４ｃの幅（幅方向Ｘの寸法）は、２０ｃｍ以上が好ましく、２５ｃｍ以上がより好ましい。このように、一定以上の高さと幅（すなわち、面積）を有する第１側壁１４ｃを形成することによって、容積増加工程Ｓ２０において第１側壁１４ｃをより変形させやすくなる。一方、第１側壁１４ｃの高さや幅の上限は、特に限定されない。例えば、第１側壁１４ｃの高さは、１２ｃｍ以下でもよく、１０ｃｍ以下でもよい。また、第１側壁１４ｃの幅は、３５ｃｍ以下でもよく、３０ｃｍ以下でもよい。なお、第１側壁１４ｃのアスペクト比（幅に対する高さの比率）は、２以上が好ましく、３以上がより好ましい。これによって、第１側壁１４ｃをさらに変形させやすくなる。一方、第１側壁１４ｃのアスペクト比の上限も特に限定されず、８以下でもよく、５以下でもよい。
【0019】
また、第２側壁１４ｄの幅（奥行方向Ｙの寸法）は、５ｃｍ以下が好ましく、４ｃｍ以下がより好ましい。このように、第２側壁１４ｄの幅を狭くすることによって、第２側壁１４ｄの変形を好適に抑制できる。一方、第２側壁１４ｄの幅の下限は、特に限定されず、１ｃｍ以上でもよく、３ｃｍ以上でもよい。なお、第２側壁１４ｄの高さ（高さ方向Ｚの寸法）は、上記第１側壁１４ｃと同じ高さに設定される。
【0020】
また、第１側壁１４ｃの厚み（奥行方向Ｙの寸法）は、３ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以下がより好ましく、１．５ｍｍ以下がさらに好ましい。これによって、第１側壁１４ｃをより変形させやすくなる。一方、電池ケース１０の強度を確保するという観点から、第１側壁１４ｃの厚みは、０．１５ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましい。一方、底部１４ｂや第２側壁１４ｄは、第１側壁１４ｃよりも厚い方が好ましい。これによって、第１側壁１４ｃをさらに変形させやすくなる。なお、底部１４ｂの具体的な厚みは、０．５ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましい。これによって、底部１４ｂの変形を好適に抑制できる。一方、二次電池１の重量や材料コストを考慮すると、底部１４ｂの厚みは、４ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下がより好ましく、２．５ｍｍ以下がさらに好ましい。また、第２側壁１４ｄの厚み（幅方向Ｘの寸法）は、０．１５ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましい。これによって、第２側壁１４ｄの変形を抑制できる。一方、二次電池１の重量や材料コストを考慮すると、第２側壁１４ｄの厚みは、３ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以下がより好ましく、１．５ｍｍ以下がさらに好ましい。
【0021】
（ｂ）封口板
封口板１２は、外装体１４の上面開口１４ａを封止する板状部材である。この封口板１２には、電池ケース１０の内部に電解液３０を注液するための電解液注液孔１２ａが設けられている。製造後の二次電池１では、電解液注液孔１２ａは、封止部材１６で封止されている。なお、封口板１２も、第１側壁１４ｃよりも厚い方が好ましい。これによって、容積増加工程Ｓ２０における封口板１２の変形を抑制できる。具体的には、封口板１２の厚みは、１ｍｍ以上が好ましく、１．５ｍｍ以上がより好ましい。一方、二次電池１の重量や材料コストを考慮すると、封口板１２の厚みは、５ｍｍ以下が好ましく、４ｍｍ以下がより好ましい。
封口板１２は、外装体１４の上面開口１４ａを封止する板状部材である。この封口板１２には、電池ケース１０の内部に電解液３０を注液するための電解液注液孔１２ａが設けられている。製造後の二次電池１では、電解液注液孔１２ａは、封止部材１６で封止されている。なお、封口板１２も、第１側壁１４ｃよりも厚い方が好ましい。これによって、容積増加工程Ｓ２０における封口板１２の変形を抑制できる。具体的には、封口板１２の厚みは、１ｍｍ以上が好ましく、１．５ｍｍ以上がより好ましい。一方、二次電池１の重量や材料コストを考慮すると、封口板１２の厚みは、５ｍｍ以下が好ましく、４ｍｍ以下がより好ましい。
【0022】
また、本実施形態における封口板１２には、ガス排出弁１２ｂが形成されている。ガス排出弁１２ｂは、封口板１２の他の部分よりも厚みが薄くなるように形成された薄肉部である。このガス排出弁１２ｂは、分解ガス等の発生によって電池ケース１０の内圧が急激に上昇した場合に開裂する。これによって、充放電中の二次電池１の過剰な変形を防止できる。なお、ガス排出弁１２ｂの厚みは、０．５ｍｍ以下が好ましく、０．３ｍｍ以下がより好ましい。これによって、充放電中の内圧上昇時にガス排出弁１２ｂを適切に作動できる。一方、ガス排出弁１２ｂの厚みの下限は、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。これによって、容積増加工程Ｓ２０におけるガス排出弁１２ｂの誤作動を抑制できる。
【0023】
また、封口板１２には、一対の電極端子４０が取り付けられている。各々の電極端子４０は、複数の導電部材を組み合わせた構造体であり、高さ方向Ｚに沿って延びている。そして、電極端子４０の下端部を構成する集電部材４０ａは、電池ケース１０の内部で電極体２０と接続されている。なお、図４に示すように、本実施形態では、一対の電極端子４０の各々が複数（図４では３つ）の集電部材４０ａを有している。一方、電極端子４０の上端部を構成する外部端子４０ｂは、電池ケース１０の外部に露出している。なお、電極端子４０の構造は、一般的な二次電池で採用され得る構造を特に制限なく使用でき、ここに開示される技術を限定するものではないため詳細な説明を省略する。
【0024】
（２）電極体
上述の通り、電極体２０は、電池ケース１０の内部に収容されている。図４に示すように、本実施形態では、電池ケース１０の内部に複数（図４では３つ）の電極体２０が収容されている。但し、電極体２０の数は、特に限定されず、１つでもよい。また、図示は省略するが、電極体２０と外装体１４との間には、絶縁シートが配置されている。これによって、電極体２０と電池ケース１０との導通を防止できる。
上述の通り、電極体２０は、電池ケース１０の内部に収容されている。図４に示すように、本実施形態では、電池ケース１０の内部に複数（図４では３つ）の電極体２０が収容されている。但し、電極体２０の数は、特に限定されず、１つでもよい。また、図示は省略するが、電極体２０と外装体１４との間には、絶縁シートが配置されている。これによって、電極体２０と電池ケース１０との導通を防止できる。
【0025】
電極体２０は、正極と負極を含んでいる。本実施形態における電極体２０は、扁平状の捲回電極体である。具体的には、電極体２０は、長尺シート状の正極と負極とをセパレータを介して積層してなる積層体を捲回することによって形成される。なお、電極体２０を構成する各部材（正極、負極およびセパレータ等）の素材は、一般的な二次電池で使用され得る材料を特に制限なく使用でき、ここに開示される技術を限定するものではないため詳細な説明を省略する。また、電極体２０は、その捲回軸が外装体１４の底部１４ｂの長辺に沿うように電池ケース１０内に収容される。このため、本実施形態における二次電池１では、電極体２０の扁平面と外装体１４の第１側壁１４ｃとが対向する。
【0026】
なお、電極体２０の寸法は、特に限定されず、電池性能と生産効率との関係を考慮した上で適宜調節される。具体的には、電極体２０を小型化すると電池ケース１０内の余剰空間（電池ケースの内部容積－電極体の体積）が増大するため、後述する注液工程Ｓ３０における注液量を増加できる。これによって、生産効率の向上に貢献できる。かかる観点から、電極体２０の寸法は、電池ケース１０内の余剰空間が５０ｃｍ３以上（より好適には１００ｃｍ３以上、さらに好適には１５０ｃｍ３以上）となるように設定することが好ましい。一方、電極体２０を大型化すると、電池容量などの電池性能を向上させることができる。かかる観点から、電極体２０の寸法は、電池ケース１０内の余剰空間が２５０ｃｍ３以下（より好適には２００ｃｍ３以下、さらに好適には１７０ｃｍ３以下）となるように設定することが好ましい。なお、ここに開示される製造方法では、容積増加工程Ｓ２０において電池ケース１０の内部容量を増加できるため、電池ケース組立工程Ｓ１０の直後の電池ケース１０内の余剰空間が１７０ｃｍ３以下の場合であっても、生産効率の低下を好適に防止できる。
【0027】
（３）電解液
電解液３０は、電極体２０と共に電池ケース１０の内部に収容されている。具体的には、電解液３０は、電極体２０の内部（正極と負極との極間）に浸透している。また、電解液３０の一部は、余剰電解液３２として電極体２０の外部（電極体２０と電池ケース１０との間）に存在していてもよい。これによって、電極体２０の内部で電解液３０が分解された際に、余剰電解液３２を電極体２０の内部に供給できる。なお、電解液３０の成分は、一般的な二次電池で使用され得るものを特に制限なく使用でき、ここに開示される技術を限定するものではないため詳細な説明を省略する。
電解液３０は、電極体２０と共に電池ケース１０の内部に収容されている。具体的には、電解液３０は、電極体２０の内部（正極と負極との極間）に浸透している。また、電解液３０の一部は、余剰電解液３２として電極体２０の外部（電極体２０と電池ケース１０との間）に存在していてもよい。これによって、電極体２０の内部で電解液３０が分解された際に、余剰電解液３２を電極体２０の内部に供給できる。なお、電解液３０の成分は、一般的な二次電池で使用され得るものを特に制限なく使用でき、ここに開示される技術を限定するものではないため詳細な説明を省略する。
【0028】
２．二次電池の製造方法
次に、ここに開示される二次電池の製造方法の一実施形態について説明する。図３は、本実施形態に係る製造方法を説明するフローチャートである。また、図４は、電池ケース組立工程における封口板と電極体との接続を説明する斜視図である。図５は、容積増加工程における電池ケース内部へのガス注入を説明する斜視図である。図６は、注液工程における電解液の注液を説明する斜視図である。
次に、ここに開示される二次電池の製造方法の一実施形態について説明する。図３は、本実施形態に係る製造方法を説明するフローチャートである。また、図４は、電池ケース組立工程における封口板と電極体との接続を説明する斜視図である。図５は、容積増加工程における電池ケース内部へのガス注入を説明する斜視図である。図６は、注液工程における電解液の注液を説明する斜視図である。
【0029】
図３に示すように、本実施形態に係る製造方法は、電池ケース組立工程Ｓ１０と、容積増加工程Ｓ２０と、注液工程Ｓ３０と、封止工程Ｓ４０とを少なくとも備えている。以下、各工程について説明する。
【0030】
（１）電池ケース組立工程Ｓ１０
本工程では、電極体２０を外装体１４の内部に配置した状態で上面開口１４ａを封口板１２で封止し、電池ケース１０を組み立てる。本工程の具体的な手順の一例は、次の通りである。先ず、図４に示すように、複数の電極体２０の各々に電極端子４０の集電部材４０ａを接続する。これによって、封口板１２と電極体２０とが一体化する。この状態で、上面開口１４ａから外装体１４の内部に電極体２０を挿入する。そして、電極体２０と封口板１２をさらに下降させることによって、外装体１４の上面開口１４ａが封口板１２で塞がれる。次に、外装体１４の側壁１４ｃ、１４ｄの上端と封口板１２の外周縁部とを接合する。これによって、内部空間１０ａに電極体２０が収容された電池ケース１０が構築される。なお、封口板１２と外装体１４との接合には、従来公知の接合手段を特に制限なく使用できる。かかる接合手段の好適例としては、レーザ溶接などが挙げられる。
本工程では、電極体２０を外装体１４の内部に配置した状態で上面開口１４ａを封口板１２で封止し、電池ケース１０を組み立てる。本工程の具体的な手順の一例は、次の通りである。先ず、図４に示すように、複数の電極体２０の各々に電極端子４０の集電部材４０ａを接続する。これによって、封口板１２と電極体２０とが一体化する。この状態で、上面開口１４ａから外装体１４の内部に電極体２０を挿入する。そして、電極体２０と封口板１２をさらに下降させることによって、外装体１４の上面開口１４ａが封口板１２で塞がれる。次に、外装体１４の側壁１４ｃ、１４ｄの上端と封口板１２の外周縁部とを接合する。これによって、内部空間１０ａに電極体２０が収容された電池ケース１０が構築される。なお、封口板１２と外装体１４との接合には、従来公知の接合手段を特に制限なく使用できる。かかる接合手段の好適例としては、レーザ溶接などが挙げられる。
【0031】
（２）容積増加工程Ｓ２０
本工程では、組立後の電池ケース１０の内部に、電解液注液孔１２ａを介してガスを注入して電池ケース１０を変形させることによって、電池ケース１０の内部容積を増加させる。一例として、本工程では、図５に示すようなガス供給手段Ｇが用いられる。ガス供給手段Ｇは、供給口Ｇ１とガス発生源Ｇ２とを備えている。供給口Ｇ１は、電解液注液孔１２ａに取り付けた際に電池ケース１０内を密封できるように構成されている。一方、ガス発生源Ｇ２には、高圧ガスを生じさせる種々の機器（コンプレッサやガスボンベなど）が用いられる。そして、本工程では、電解液注液孔１２ａに供給口Ｇ１を取り付け、ガス発生源Ｇ２を稼働させる。これによって、ケース内圧が上昇して側壁１４ｃ、１４ｄ（例えば第１側壁１４ｃ）が全体的に変形（膨張）する。この結果、電池ケース１０の内部容積が大きく増加する。
本工程では、組立後の電池ケース１０の内部に、電解液注液孔１２ａを介してガスを注入して電池ケース１０を変形させることによって、電池ケース１０の内部容積を増加させる。一例として、本工程では、図５に示すようなガス供給手段Ｇが用いられる。ガス供給手段Ｇは、供給口Ｇ１とガス発生源Ｇ２とを備えている。供給口Ｇ１は、電解液注液孔１２ａに取り付けた際に電池ケース１０内を密封できるように構成されている。一方、ガス発生源Ｇ２には、高圧ガスを生じさせる種々の機器（コンプレッサやガスボンベなど）が用いられる。そして、本工程では、電解液注液孔１２ａに供給口Ｇ１を取り付け、ガス発生源Ｇ２を稼働させる。これによって、ケース内圧が上昇して側壁１４ｃ、１４ｄ（例えば第１側壁１４ｃ）が全体的に変形（膨張）する。この結果、電池ケース１０の内部容積が大きく増加する。
【0032】
また、本工程におけるガス供給条件（ガス圧力、供給時間等）は、電池ケース１０が一定以上膨張するように調整されることが好ましい。これによって、電池ケース１０が塑性変形するため、容積増加工程Ｓ２０で増加した内部容積が、注液工程Ｓ３０を開始するまで維持されやすくなる。例えば、容積増加工程Ｓ２０における電池ケース１０の内部容積の増加量を１００％としたとき、注液工程Ｓ３０を開始する際の電池ケース１０の内部容積の増加量が１０％以上（より好適には３０％以上、さら好適には５０％以上）に維持されるようにガス供給条件を設定することが好ましい。これによって、注液工程Ｓ３０において注液可能な電解液量を好適に増大できる。なお、注液工程Ｓ３０開始時の内部容積の増加量の上限値は、特に限定されず、１００％以下（容積増加工程Ｓ２０後の収縮なし）でもよく、７５％以下でもよい。
【0033】
また、容積増加工程Ｓ２０における内部容積の増加量は、４０ｃｍ３以上が好ましく、７０ｃｍ３以上がより好ましく、１００ｃｍ３以上がさらに好ましい。これによって、電池ケース１０の塑性変形が適切に生じるため、注液工程Ｓ３０を開始するまで内部容積の増加量を維持しやすくなる。一方で、内部容積の増加量は、電池ケース１０（ガス排出弁１２ｂ、封口板１２と外装体１４との接合部分など）の破損を防止できる範囲に設定されることが好ましい。具体的には、内部容積の増加量の上限値は、２００ｃｍ３以下が好ましく、１５０ｃｍ３以下がより好ましく、１２０ｃｍ３以下が特に好ましい。
【0034】
なお、電池ケース１０に供給されるガスの圧力は、０．０３ＭＰａ以上が好ましく、０．０５ＭＰａ以上がより好ましく、０．１０ＭＰａ以上が特に好ましい。これによって、電池ケース１０の塑性変形を適切に生じさせることができる。一方、ガス圧力の上限は、０．２０ＭＰａ以下が好ましく、０．１５ＭＰａ以下がより好ましく、０．１２ＭＰａ以下が特に好ましい。これによって、電池ケース１０の破損を抑制できる。また、ガス供給時間は、５ｓｅｃ以上が好ましく、１０ｓｅｃ以上がより好ましく、１２ｓｅｃ以上がさらに好ましい。これによって、電池ケース１０の塑性変形を適切に生じさせることができる。一方で、製造時間の短縮の観点から、ガス供給時間は、３０ｓｅｃ以下が好ましく、２０ｓｅｃ以下がより好ましい。また、本工程において使用されるガスは、製造後の二次電池１の性能を著しく阻害するものでなければ、特に限定されない。かかるガスの一例として、空気、ヘリウムガス、窒素ガス、アルゴンガスなどが挙げられる。また、水分の混入による性能低下を抑制するという観点から、電池ケース１０供給前のガスに乾燥処理を実施することが好ましい。
【0035】
なお、上述した通り、扁平な電池ケース１０を使用すると、相対的に面積が広い第１側壁１４ｃが優先的に膨張するため、本工程における変形位置や変形量を管理しやすくなる。なお、本発明者が実施した実験によると、変形後の第１側壁１４ｃは、高さ方向Ｚにおける中央部分よりも若干上方の部分が最も膨張していることが確認されている。具体的には、第１側壁１４ｃの高さ寸法を１００％とした場合、第１側壁１４ｃは、下端から５０．５％～５２．５％の範囲内（例えば５１％程度の位置）に頂点が生じるように膨張する。また、扁平な電池ケース１０を膨張させると、相対的に面積が小さい第２側壁１４ｄが電池ケース１０の内部に向かって僅かに窪むことも確認されている。
【0036】
（３）注液工程Ｓ３０
本工程では、変形後の電池ケース１０の内部に、電解液注液孔１２ａを介して電解液３０を注入する。一例として、本工程では、次のような手順に従って電解液３０が注液される。先ず、図６に示すように、電解液注液孔１２ａに注液ノズルＰを挿入する。そして、当該注液ノズルＰから電池ケース１０内に電解液３０を注液する。このとき、電解液注液孔１２ａから電解液３０が噴出しないように、電極体２０の内部に電解液３０を浸透させながら複数回に分けて電解液３０を注液する。このとき、本実施形態では、容積増加工程Ｓ２０によって電池ケース１０が膨張しているため、一回の注液で供給可能な電解液量が増加している。このため、本工程における電解液３０の注液回数を減らし、製造効率を大幅に改善できる。
本工程では、変形後の電池ケース１０の内部に、電解液注液孔１２ａを介して電解液３０を注入する。一例として、本工程では、次のような手順に従って電解液３０が注液される。先ず、図６に示すように、電解液注液孔１２ａに注液ノズルＰを挿入する。そして、当該注液ノズルＰから電池ケース１０内に電解液３０を注液する。このとき、電解液注液孔１２ａから電解液３０が噴出しないように、電極体２０の内部に電解液３０を浸透させながら複数回に分けて電解液３０を注液する。このとき、本実施形態では、容積増加工程Ｓ２０によって電池ケース１０が膨張しているため、一回の注液で供給可能な電解液量が増加している。このため、本工程における電解液３０の注液回数を減らし、製造効率を大幅に改善できる。
【0037】
また、本実施形態における注液工程Ｓ３０では、電池ケース１０内の圧力を減少させる減圧処理を実施する。具体的には、本実施形態における注液工程Ｓ３０は、減圧チャンバーＤ内に電池ケース１０を収容した状態で実施される。これによって、電極体２０の内部（正極と負極の極間）が負圧になる。この状態で電解液３０を注液すると、負圧となった電極体２０の内部に電解液３０が吸引される。これによって、電解液３０の浸透に要する時間を短縮できる。また、図６に示すように、減圧チャンバーＤ内で減圧処理を実施した場合、電池ケース１０内が外部よりも負圧になることを防止できる。この結果、電池ケース１０の収縮による内部容積の減少を抑制することができる。
【0038】
なお、減圧処理における電池ケース１０の内圧は、－５０ｋＰａ以下が好ましく、－８０ｋＰａ以下がより好ましい。これによって、電解液３０の浸透時間を好適に短縮できる。一方、減圧チャンバーＤの内部を減圧する場合、減圧処理中の圧力の下限値は、減圧チャンバーＤが破損しない限りにおいて特に限定されない。例えば、減圧チャンバーＤの内の圧力の下限値は、－１００ｋＰａ以上でもよい。なお、減圧処理は、注液工程Ｓ３０における必須処理ではない。例えば、電解液が浸透しやすい電極体（積層電極体など）を採用している場合には、減圧処理を行わずに電解液を注液してもよい。
【0039】
また、上述した通り、本実施形態に係る製造方法では、容積増加工程Ｓ２０において増加した電池ケース１０の内部容積が注液工程Ｓ３０を開始するまで適切に維持されていることが好ましい。一例として、注液工程Ｓ３０開始時の電池ケース１０の内部容積の増加量は、１０ｃｍ３以上が好ましく、２０ｃｍ３以上がより好ましく、３０ｃｍ３以上がさらに好ましい。これによって、一回の注液で供給可能な電解液量を増加し、製造効率を改善できる。なお、電池ケース１０の内部容積を維持する手段は、特に限定されない。例えば、上述したように、電池ケース１０に塑性変形を生じさせることによって電池ケース１０の収縮を抑制することができる。また、電池ケース１０の形状を維持する治具を使用し、電池ケース１０の収縮を機械的に抑制してもよい。
【0040】
（４）封止工程Ｓ４０
本工程では、注液後の電池ケース１０の電解液注液孔１２ａを封止する。これによって、密閉された電池ケース１０内に電極体２０と電解液３０が収容された二次電池１（図１参照）が構築される。なお、電解液注液孔１２ａを封止する封止部材１６は、ここに開示される技術を限定するものではなく、従来公知の部材を特に制限なく使用できる。この封止部材１６の一例として、ブラインドリベットなどが挙げられる。また、封止部材１６で電解液注液孔１２ａを封止した後に、電池ケース１０（封口板１２）に封止部材１６を溶接してもよい。これによって、封止部材１６をより強固に固定できる。
本工程では、注液後の電池ケース１０の電解液注液孔１２ａを封止する。これによって、密閉された電池ケース１０内に電極体２０と電解液３０が収容された二次電池１（図１参照）が構築される。なお、電解液注液孔１２ａを封止する封止部材１６は、ここに開示される技術を限定するものではなく、従来公知の部材を特に制限なく使用できる。この封止部材１６の一例として、ブラインドリベットなどが挙げられる。また、封止部材１６で電解液注液孔１２ａを封止した後に、電池ケース１０（封口板１２）に封止部材１６を溶接してもよい。これによって、封止部材１６をより強固に固定できる。
【0041】
（５）まとめ
以上の通り、本実施形態に係る製造方法では、組立後の電池ケース１０の内部にガスを注入して電池ケース１０を変形させる容積増加工程Ｓ２０を実施する。これによって、外力による局所的な変形ではなく、内部からの膨張による全体的な変形を電池ケース１０に生じさせることができる。この結果、電池ケース１０の内部容積が顕著に増加することが実験で確認されている。具体的には、上記容積増加工程Ｓ２０による電池ケースの内部容積の増加量は、特許文献１のように電池ケースの側面を機械的に引っ張った場合の１０倍以上になることが確認されている。従って、本実施形態に係る製造方法によると、一回の注液で供給可能な電解液量が顕著に増加するため、製造効率を大幅に向上できる。
以上の通り、本実施形態に係る製造方法では、組立後の電池ケース１０の内部にガスを注入して電池ケース１０を変形させる容積増加工程Ｓ２０を実施する。これによって、外力による局所的な変形ではなく、内部からの膨張による全体的な変形を電池ケース１０に生じさせることができる。この結果、電池ケース１０の内部容積が顕著に増加することが実験で確認されている。具体的には、上記容積増加工程Ｓ２０による電池ケースの内部容積の増加量は、特許文献１のように電池ケースの側面を機械的に引っ張った場合の１０倍以上になることが確認されている。従って、本実施形態に係る製造方法によると、一回の注液で供給可能な電解液量が顕著に増加するため、製造効率を大幅に向上できる。
【0042】
３．他の実施形態
以上、ここに開示される製造方法の一実施形態について説明した。なお、ここに開示される製造方法は、上述の実施形態に限定されず、種々の事項を適宜変更できる。以下、上述の実施形態から変更可能な事項の一例について説明する。
以上、ここに開示される製造方法の一実施形態について説明した。なお、ここに開示される製造方法は、上述の実施形態に限定されず、種々の事項を適宜変更できる。以下、上述の実施形態から変更可能な事項の一例について説明する。
【0043】
（１）製造対象の二次電池
ここに開示される製造方法は、上記構成の二次電池１に限定されず、様々な構造の二次電池の製造に広く適用できる。例えば、上述の実施形態における二次電池１は、扁平な直方体状の電池ケース１０を使用している。しかし、電池ケースの形状は、ここに開示される技術を限定するものではない。例えば、電池ケースの形状は、立方体状でもよいし、円筒状でもよい。また、電極体の形状も、ここに開示される技術を限定するものではない。例えば、上述の実施形態では、電極体２０として捲回電極体を使用している。しかし、電極体は、セパレータを介して矩形の電極シートを複数枚積層した積層電極体であってもよい。
ここに開示される製造方法は、上記構成の二次電池１に限定されず、様々な構造の二次電池の製造に広く適用できる。例えば、上述の実施形態における二次電池１は、扁平な直方体状の電池ケース１０を使用している。しかし、電池ケースの形状は、ここに開示される技術を限定するものではない。例えば、電池ケースの形状は、立方体状でもよいし、円筒状でもよい。また、電極体の形状も、ここに開示される技術を限定するものではない。例えば、上述の実施形態では、電極体２０として捲回電極体を使用している。しかし、電極体は、セパレータを介して矩形の電極シートを複数枚積層した積層電極体であってもよい。
【0044】
（２）乾燥工程
ここに開示される製造方法は、図３に示される４つの工程Ｓ１０～Ｓ４０以外の工程を含んでいてもよい。例えば、電池ケース組立工程Ｓ１０を実施した後から注液工程Ｓ３０を開始するまでに、電池ケース内の電極体を乾燥させる乾燥工程を実施してもよい。これによって、電極体内に水分が侵入することによる性能低下（容量低下、出力低下等）を防止できる。なお、乾燥工程では、電池ケース内を減圧しながら加熱を行うことが好ましい。これによって、電極体の内部の水分を効率良く除去できる。例えば、乾燥工程における加熱温度は、８０℃以上が好ましく、９０℃以上がより好ましく、１００℃以上が特に好ましい。これによって、電極体の内部の水分を好適に除去できる。また、加熱温度は、２００℃以下が好ましく、１５０℃以下がより好ましく、１２０℃以下が特に好ましい。これによって、樹脂製の部材（セパレータ、絶縁フィルムなど）の劣化を抑制できる。また、乾燥工程中の電池ケース内の圧力は、－６ｐａ～－１０ｐａまで減圧されていることが好ましい。これによって、蒸発した水分を容易に除去できる。
ここに開示される製造方法は、図３に示される４つの工程Ｓ１０～Ｓ４０以外の工程を含んでいてもよい。例えば、電池ケース組立工程Ｓ１０を実施した後から注液工程Ｓ３０を開始するまでに、電池ケース内の電極体を乾燥させる乾燥工程を実施してもよい。これによって、電極体内に水分が侵入することによる性能低下（容量低下、出力低下等）を防止できる。なお、乾燥工程では、電池ケース内を減圧しながら加熱を行うことが好ましい。これによって、電極体の内部の水分を効率良く除去できる。例えば、乾燥工程における加熱温度は、８０℃以上が好ましく、９０℃以上がより好ましく、１００℃以上が特に好ましい。これによって、電極体の内部の水分を好適に除去できる。また、加熱温度は、２００℃以下が好ましく、１５０℃以下がより好ましく、１２０℃以下が特に好ましい。これによって、樹脂製の部材（セパレータ、絶縁フィルムなど）の劣化を抑制できる。また、乾燥工程中の電池ケース内の圧力は、－６ｐａ～－１０ｐａまで減圧されていることが好ましい。これによって、蒸発した水分を容易に除去できる。
【0045】
なお、乾燥工程は、上述した通り、電池ケース組立工程Ｓ１０を実施した後から注液工程Ｓ３０を開始するまでの間であれば、特に制限なく実施することができる。しかし、乾燥効率を考慮すると、乾燥工程は、容積増加工程Ｓ２０の後に実施することが好ましい。具体的には、容積増加工程Ｓ２０で膨張した後の電池ケースは、内部空間の通気性が向上している。このため、容積増加工程Ｓ２０の後に乾燥工程を実施することによって、加熱で気化した水分を電池ケースの外部に排出しやすくなる。
【0046】
（３）初期充電工程
また、ここに開示される製造方法では、注液工程Ｓ３０と封止工程Ｓ４０との間に、初期充電工程を実施してもよい。この初期充電工程では、電解液注液孔１２ａを開放した状態で、電極端子４０に外部充電装置を接続し、常温（例えば２０℃～３０℃程度）で所定の電圧まで充電する。これによって、電解液３０の一部が分解して分解ガスが大量に発生する。この初期充電を封止工程Ｓ４０の前に実施することによって、初期充電中にガス排出弁が作動することを防止できる。なお、初期充電工程における充電条件は、特に限定されず、製造対象（二次電池）の規格に応じて適宜変更できる。また、初期充電工程を実施した場合には、封止工程Ｓ４０を実施する前に減圧処理を実施することが好ましい。これによって、初期充電工程で発生した分解ガスをより適切に排気できる。
また、ここに開示される製造方法では、注液工程Ｓ３０と封止工程Ｓ４０との間に、初期充電工程を実施してもよい。この初期充電工程では、電解液注液孔１２ａを開放した状態で、電極端子４０に外部充電装置を接続し、常温（例えば２０℃～３０℃程度）で所定の電圧まで充電する。これによって、電解液３０の一部が分解して分解ガスが大量に発生する。この初期充電を封止工程Ｓ４０の前に実施することによって、初期充電中にガス排出弁が作動することを防止できる。なお、初期充電工程における充電条件は、特に限定されず、製造対象（二次電池）の規格に応じて適宜変更できる。また、初期充電工程を実施した場合には、封止工程Ｓ４０を実施する前に減圧処理を実施することが好ましい。これによって、初期充電工程で発生した分解ガスをより適切に排気できる。
【0047】
（４）リーク検査工程
ここに開示される製造方法では、容積増加工程Ｓ２０を実施した後から封止工程Ｓ４０を開始するまでの間（好適には容積増加工程Ｓ２０の直後）に、リーク検査工程を実施することが好ましい。これによって、容積増加工程Ｓ２０による電池ケース（ガス排出弁、封口板と外装体との接合部分など）の破損を検出できる。リーク検査工程の具体的な手順の一例として、以下の手順が挙げられる。リーク検査工程では、最初に、電池ケース内にリーク検査用の検査ガス（例えば、ヘリウムガス）を充填する。そして、検査ガスを検知する検査装置を用いることにより、電池ケース内からの検査ガスの漏出を検査する。これによって、電池ケースの破損の有無や破損位置を検査できる。なお、リーク検査工程は、上述した容積増加工程Ｓ２０に包含させることもできる。具体的には、容積増加工程Ｓ２０は、電池ケース内に注入するガスに検査ガスを使用し、検査装置で検査ガスの漏出を検査しながら電池ケースを変形させてもよい。これによって、破損の有無を確認しながら、電池ケースを膨張させることができる。
ここに開示される製造方法では、容積増加工程Ｓ２０を実施した後から封止工程Ｓ４０を開始するまでの間（好適には容積増加工程Ｓ２０の直後）に、リーク検査工程を実施することが好ましい。これによって、容積増加工程Ｓ２０による電池ケース（ガス排出弁、封口板と外装体との接合部分など）の破損を検出できる。リーク検査工程の具体的な手順の一例として、以下の手順が挙げられる。リーク検査工程では、最初に、電池ケース内にリーク検査用の検査ガス（例えば、ヘリウムガス）を充填する。そして、検査ガスを検知する検査装置を用いることにより、電池ケース内からの検査ガスの漏出を検査する。これによって、電池ケースの破損の有無や破損位置を検査できる。なお、リーク検査工程は、上述した容積増加工程Ｓ２０に包含させることもできる。具体的には、容積増加工程Ｓ２０は、電池ケース内に注入するガスに検査ガスを使用し、検査装置で検査ガスの漏出を検査しながら電池ケースを変形させてもよい。これによって、破損の有無を確認しながら、電池ケースを膨張させることができる。
【0048】
以上、ここに開示される技術の実施形態について説明した。しかし、上述の説明は例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、上述の説明にて例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【0049】
すなわち、ここに開示される技術は、以下の［項目１］～［項目８］に記載の技術を包含する。
【0050】
［項目１］
正極及び負極を含む電極体と、電解液と、前記電極体及び前記電解液を収容する電池ケースとを備えた二次電池の製造方法であって、
前記電池ケースは、
板状の底部と、前記底部の外周縁から上方に延在する側壁と、前記側壁の上端に囲まれた上面開口とを含む外装体と、
前記上面開口を封止し、電解液注液孔が設けられている封口板と
を含み、
ここで、以下の工程：
前記電極体を前記外装体の内部に配置した状態で前記上面開口を前記封口板で封止し、前記電池ケースを組み立てる電池ケース組立工程；
組立後の前記電池ケースの内部に、前記電解液注液孔を介してガスを注入して前記電池ケースを変形させることによって、前記電池ケースの内部容積を増加させる容積増加工程；
変形後の前記電池ケースの内部に、前記電解液注液孔を介して前記電解液を注入する注液工程；
注液後の前記電池ケースの前記電解液注液孔を封止する封止工程；
を包含する、二次電池の製造方法。
正極及び負極を含む電極体と、電解液と、前記電極体及び前記電解液を収容する電池ケースとを備えた二次電池の製造方法であって、
前記電池ケースは、
板状の底部と、前記底部の外周縁から上方に延在する側壁と、前記側壁の上端に囲まれた上面開口とを含む外装体と、
前記上面開口を封止し、電解液注液孔が設けられている封口板と
を含み、
ここで、以下の工程：
前記電極体を前記外装体の内部に配置した状態で前記上面開口を前記封口板で封止し、前記電池ケースを組み立てる電池ケース組立工程；
組立後の前記電池ケースの内部に、前記電解液注液孔を介してガスを注入して前記電池ケースを変形させることによって、前記電池ケースの内部容積を増加させる容積増加工程；
変形後の前記電池ケースの内部に、前記電解液注液孔を介して前記電解液を注入する注液工程；
注液後の前記電池ケースの前記電解液注液孔を封止する封止工程；
を包含する、二次電池の製造方法。
【0051】
［項目２］
前記容積増加工程における前記電池ケースの内部容積の増加量を１００％としたとき、前記注液工程を開始する際の前記電池ケースの内部容積の増加量が１０％以上に維持されている、項目１に記載の製造方法。
前記容積増加工程における前記電池ケースの内部容積の増加量を１００％としたとき、前記注液工程を開始する際の前記電池ケースの内部容積の増加量が１０％以上に維持されている、項目１に記載の製造方法。
【0052】
［項目３］
前記容積増加工程における前記電池ケースの内部容積の増加量が４０ｃｍ３以上である、項目１または２に記載の製造方法。
前記容積増加工程における前記電池ケースの内部容積の増加量が４０ｃｍ３以上である、項目１または２に記載の製造方法。
【0053】
［項目４］
前記注液工程を開始する際の前記電池ケースの内部容積の増加量が１０ｃｍ３以上である、項目１～３のいずれか一項に記載の製造方法。
前記注液工程を開始する際の前記電池ケースの内部容積の増加量が１０ｃｍ３以上である、項目１～３のいずれか一項に記載の製造方法。
【0054】
［項目５］
前記底部は、長尺な矩形の板状部材であり、
前記側壁は、前記底部の長辺から上方に延在する一対の第１側壁と、前記底部の短辺から上方に延在する一対の第２側壁とを備えている、項目１～４のいずれか一項に記載の製造方法。
前記底部は、長尺な矩形の板状部材であり、
前記側壁は、前記底部の長辺から上方に延在する一対の第１側壁と、前記底部の短辺から上方に延在する一対の第２側壁とを備えている、項目１～４のいずれか一項に記載の製造方法。
【0055】
［項目６］
前記第１側壁は、高さが５ｃｍ以上であり、幅が２０ｃｍ以上である、項目５に記載の製造方法。
前記第１側壁は、高さが５ｃｍ以上であり、幅が２０ｃｍ以上である、項目５に記載の製造方法。
【0056】
［項目７］
前記電池ケース組立工程を実施した後から前記注液工程を開始するまでに、前記電池ケース内の前記電極体を乾燥させる乾燥工程を実施する、項目１～６のいずれか一項に記載の製造方法。
前記電池ケース組立工程を実施した後から前記注液工程を開始するまでに、前記電池ケース内の前記電極体を乾燥させる乾燥工程を実施する、項目１～６のいずれか一項に記載の製造方法。
【0057】
［項目８］
前記注液工程において、前記電池ケース内の圧力を－５０ｋＰａ以下に減圧する減圧処理を実施する、項目１～７のいずれか一項に記載の製造方法。
前記注液工程において、前記電池ケース内の圧力を－５０ｋＰａ以下に減圧する減圧処理を実施する、項目１～７のいずれか一項に記載の製造方法。
【符号の説明】
【0058】
１ 二次電池
１０ 電池ケース
１０ａ 内部空間
１２ 封口板
１２ａ 電解液注液孔
１２ｂ ガス排出弁
１４ 外装体
１４ａ 上面開口
１４ｂ 底部
１４ｃ 側壁（第１側壁）
１４ｄ 側壁（第２側壁）
１６ 封止部材
２０ 電極体
３０ 電解液
３２ 余剰電解液
４０ 電極端子
４０ａ 集電部材
４０ｂ 外部端子
１０ 電池ケース
１０ａ 内部空間
１２ 封口板
１２ａ 電解液注液孔
１２ｂ ガス排出弁
１４ 外装体
１４ａ 上面開口
１４ｂ 底部
１４ｃ 側壁（第１側壁）
１４ｄ 側壁（第２側壁）
１６ 封止部材
２０ 電極体
３０ 電解液
３２ 余剰電解液
４０ 電極端子
４０ａ 集電部材
４０ｂ 外部端子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】