二次电池的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及进行向电池壳体内注入电解液的工序的二次电池的制造方法。
【背景技术】
[0002]—直以来，在锂离子二次电池等二次电池的制造工序中，将卷绕正极、负极和隔板而成的卷绕体以横置的姿势收纳于外装体。
[0003]并且，在二次电池的制造工序中，向外装体内注入电解液后将电池容器密封，使电解液浸渗卷绕体。
[0004]专利文献I所公开的技术，将壳体(电池壳体)的开口部堵塞而对壳体内减压，并向减压了的壳体注入电解液。
[0005]专利文献I所公开的技术，一边注入电解液(或与电解液的注入同时地)，一边使壳体内的压力上升至高于大气压的压力，使电解液浸渗卷绕体。
[0006]电解液在刚注入后通过毛细管现象浸渗卷绕体的轴向两端部。由此，在卷绕体的内侧形成密闭空间。
[0007]如专利文献I所公开的技术那样，在一边注入电解液一边使壳体内的压力上升的情况下，如图20所示，加压了的壳体内的空气有可能将浸渗于卷绕体的轴向两端部的电解液挤开，从而使空气侵入卷绕体内(参照图20所示的箭头)。
[0008]S卩，该情况下，在空气的侵入路径和卷绕体的轴向中央部等有可能残留空气。
[0009]如上所述，专利文献I所公开的技术，有可能无法有效地使电解液浸渗卷绕体。
[0010]在先技术文献
[0011 ] 专利文献I:日本特开平9-102443号公报
【发明内容】
[0012]本发明是鉴于以上状况而完成的，提供一种能够有效地使电解液浸渗卷绕体的二次电池的制造方法。
[0013]作为本申请发明的第一技术方案的二次电池的制造方法，进行以下工序:对电池壳体内减压的工序；向减压了的所述电池壳体内注入电解液的工序;使所述电解液从卷绕体的轴向两端部浸渗所述卷绕体的工序;浸渗所述电解液后，为了减少卷绕体外部空间与卷绕体内部空间的差压，增大所述卷绕体的轴向两端部的所述电解液的浸渗量，并且通过浸渗的所述电解液，将卷绕体内部空间和卷绕体外部空间气密化的工序，所述卷绕体外部空间是所述电池壳体与所述卷绕体之间的空间，所述卷绕体内部空间是所述卷绕体的内部空间；以及对差压减少了的所述卷绕体外部空间加压的工序。
[0014]作为本申请发明的第二技术方案的二次电池的制造方法，还进行在注入所述电解液后，将已注液的所述电池壳体密封的工序。
[0015]作为本申请发明的第三技术方案的二次电池的制造方法，在所述气密化的工序中，等待直到所述卷绕体外部空间与所述卷绕体的内部空间的压力平衡为止。
[0016]作为本申请发明的第四技术方案的二次电池的制造方法，在对所述卷绕体外部空间加压的工序中，将所述电池壳体向大气开放。
[0017]作为本申请发明的第五技术方案的二次电池的制造方法，在对所述卷绕体外部空间加压的工序中，从外侧对所述电池壳体加压。
[0018]作为本申请发明的第六技术方案的二次电池的制造方法，在对所述电池壳体内减压的工序之前，进行使所述电池壳体向外侧膨胀的工序，在对所述卷绕体外部空间加压的工序中，对向外侧膨胀了的所述电池壳体加压，将所述电池壳体向与所述膨胀方向相反侧压缩。
[0019]作为本申请发明的第七技术方案的二次电池的制造方法，在对所述卷绕体外部空间加压的工序中，压缩所述电池壳体而将所述卷绕体外部空间加压到大气压以上的压力。
[0020]作为本申请发明的第八技术方案的二次电池的制造方法，具备以下工序:在电池壳体中收纳有电极体的状态下将所述电池壳体的内部抽真空的抽真空工序；向所述电池壳体注入电解液的注液工序;和将所述电池壳体封口的封口工序，所述二次电池的制造方法还具备以下工序:在所述抽真空工序中，使所述电极体的内部负压化，在使所述电极体的内部负压化了的状态下，将所述电极体的内部相对于所述电极体的外部气密化的气密化工序;和在所述电极体的内部相对于所述电极体的外部被气密化了的状态下，将所述电池壳体内向大气开放的大气开放工序，在所述电极体的内部相对于所述电极体的外部气密化、且将所述电池壳体内向大气开放的状态下，进行所述封口工序。
[0021]作为本申请发明的第八技术方案的二次电池的制造方法，所述气密化工序是通过使所述电解液浸渗所述电极体的端部而进行的。
[0022]作为本申请发明的第九技术方案的二次电池的制造方法，所述气密化工序是通过利用毛细管现象使所述电解液浸渗所述电极体的端部而进行的。
[0023]本发明发挥能够有效地使电解液浸渗卷绕体这一效果。
【附图说明】
[0024]图1是表示电池的整体结构的说明图。
[0025]图2是表示制造卷绕体的状态的说明图。(a)是表示将正极、负极和隔板卷绕的状态的图。(b)是表示对卷绕体实施乳制加工的状态的图。
[0026]图3是表示第一实施方式的从减压工序到密封工序的状态的说明图。
[0027I图4是表示注液单元的说明图。
[0028]图5是表示使注液单元工作的状态的说明图。(a)是表示减压工序时的状态的图。(b)是表示注液工序时的状态的图。
[0029]图6是表示注液工序时的电解液的浸渗程度的说明图。(a)是截面图。(b)是卷绕体的立体图。
[0030]图7是表示第一实施方式的从等待工序到初始充电工序的状态的说明图。
[0031 ]图8是表示等待工序时的电解液的浸渗程度的说明图。(a)是截面图。(b)是卷绕体的立体图。
[0032]图9是表示利用卷绕体外部空间与卷绕体内部空间的差压而使电解液浸渗卷绕体时的、卷绕体外部空间与卷绕体内部空间的压力变动的图。
[0033]图10是表示等待工序时和加压工序时的卷绕体外部空间的压力变动的说明图。
[0034]图11是表示加压工序时的电解液的浸渗程度的说明图。(a)是截面图。(b)是卷绕体的立体图。
[0035]图12是表示确认电解液的浸渗程度的状态的说明图。(a)是表示确认电解液浸渗卷绕体的部分的状态的图。(b)是表示确认电解液未浸渗卷绕体的部分的状态的图。
[0036]图13是表示对第一实施方式和第一比较例?第三比较例进行评价的结果的图。
[0037]图14是表示对第一实施方式、第四比较例和第五比较例进行评价的结果的图。
[0038]图15是表示第二实施方式的使外装体膨胀后直到外装体回到大气压的状态的说明图。
[0039]图16是表示使外装体膨胀的状态的说明图。(a)是表示使外装体膨胀过程中的外装体的状态的图。(b)是表示膨胀后的外装体的状态的图。
[0040]图17是表示第二实施方式的从最终密封工序到初始充电工序的状态的说明图。
[0041]图18是表示第一实施方式和第二实施方式的等待工序时和加压工序时的卷绕体外部空间的压力变动的说明图。
[0042]图19是表示在初始充电工序时对外装体加压的状态的说明图。
[0043]图20是表示现有技术中的电解液的浸渗程度的说明图。
[0044]图21是表示本发明的第三实施方式涉及的二次电池的制造方法的适用对象即二次电池的整体结构的示意图。(a)是截面图。(b)是卷绕体的立体图。(C)是外装体的立体图。
[0045]图22是表示二次电池的端部的结构的部分示意图。
[0046]图23是表示本发明的第三实施方式涉及的二次电池的制造方法的流程图。
[0047]图24是表示本发明的第三实施方式涉及的二次电池的制造方法的各工序中的二次电池的状态的示意图。
[0048]图25是表示密封部的形成状况的示意图。
[0049]图26是表示促进电解液对电极体的浸渗的第一方法的示意图。
[0050]图27是表示促进电解液对电极体的浸渗的第二方法的示意图。
[0051 ]图28是表示促进电解液对电极体的浸渗的第三方法的示意图。
[0052]图29是表示确认了本发明的第三实施方式涉及的二次电池的制造方法的应用效果的结果的图。
【具体实施方式】
[0053]以下，对第一实施方式的密闭型电池的制造方法(以下简称为“制造方法”)进行说明。
[0054]首先，对本发明涉及的二次电池的实施方式即电池的概略构成进行说明。
[0055]第一实施方式的电池10是密闭型的锂离子二次电池。再者，本发明适用对象并不限定于锂离子二次电池，也可以适用于镍氢二次电池等其它二次电池。
[0056]如图1所示，电池10具备发电元件20、外装体30、盖40和外部端子50、50。
[0057]发电元件20是使电解液E浸渗于将正极101、负极102和隔板103卷绕而成的卷绕体100中的元件(参照图2和图3)。在电池10的充放电时，通过在发电元件20内发生化学反应(严格地讲，在正极101与负极102之间发生离子经由电解液E的移动)而产生电流的流动。
[0058]作为电池容器的外装体30，是图1中的以左右方向为长度方向的俯视呈大致矩形而形成的角柱形罐。外装体30具有收纳部31和盖部32。
[0059]收纳部31是下面和侧面密闭、且上面开口的有底角筒状的部件，在内部收纳发电元件20。
[0060]盖部32是具有与收纳部31的开口面相对应的形状的平板状的部件，其在将收纳部31的开口面堵塞的状态下与收纳部31接合。在盖部32上，如后所述，在外部端子50、50插通的部位之间，形成用于注入电解液E的注液孔33。
[0061]注液孔33是将盖部32的板面贯穿的孔、即形成于外装体30的上表面的孔。注液孔33是在盖部32的外侧和内侧内径尺寸不同的俯视为大致圆形的孔。注液孔33形成为上侧(外侧)的内径比下侧(内侧)的内径大，在上下中间部形成段差部。
[0062]所述段差部，在电池10的制造工序中焊接俯视为大致圆形的薄膜120。薄膜120在电池1的制造工序中被刺穿。因此，在表示完成了的电池10的图1中，薄膜120为被刺穿的状
??τ O
[0063]盖40是将注液孔33密封的盖体。盖40的下表面形成为从外侧覆盖薄膜120的形状。盖40的外径成为与注液孔33的上侧的内径大致相同的尺寸。
[0064]盖40载置于注液孔33的所述段差部，通过外周缘部被激光焊接而与盖部32接合。
[0065]外部端子50、50以其一部分从盖部32的外侧面向电池10的上方(外侧)突出的状态配置。外部端子50、50经由集电端子51、51与发电元件20的正极101或负极102电连接。外部端子50、50通过在其外周面部嵌装固定部件34，以隔着绝缘部件52、53而相对于盖部32为绝缘状态被固定。外部端子50、50和集电端子51、51作为将储存于发电元件20的电力向外部取出、或将来自外部的电力输入发电元件20的通电路径发挥作用。
[0066]集电端子51、51与发电元件20的正极板、负极板连接。作为集电端子51、51的材料，例如正极侧可以采用铝，负极侧可以采用铜。
[0067]外部端子50、50，在向电池10的外侧突出的部位通过螺纹滚压实施螺纹加工，形成螺栓部。在电池10的实际使用时，利用该螺栓部在外部端子50、50上紧固母线、外部装置的连接端子等。
[0068]紧固时，对外部端子50、50施加紧固扭矩，并且通过螺纹紧固而对轴向赋予外力。因此，作为外部端子50、50的材料，优选采用铁等高强度材料。
[0069]接着，对第一实施方式的制造方法进行说明。
[0070]首先，在制造方法中，使用模涂机等涂布机在集电体(正极集电体和负极集电体)的表面涂布合剂(正极合剂和负极合剂)后，使合剂干燥。
[0071]接着，在制造方法中，通过对集电体的表面上的合剂实施乳制加工，而在集电体的表面形成合剂层(正极合剂层和负极合剂层)，制成正极101和负极102。
[0072]如图2所示，在制造方法中，在正极101与负极102之间夹持隔板103进行层叠。
[0073]在制造方法中，将正极101的轴向作为卷绕轴方向，在正极101与负极102之间夹持隔板103进行卷绕，对所述卷绕而成的制品的外周面实施乳制加工，由此制成卷绕体100(参照图2(b)所示的箭头)。
[0074]并且，在制造方法中，将与外装体30的盖部32—体化的外部端子50、50和集电端子51、51等与卷绕体100连接，