专利名称：二次电池的制造方法、二次电池及电池组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有从形成在二次电池的壳体上的开口排出气体的气体排出工序的二次电池的制造方法、由该二次电池的制造方法制造的二次电池及由该二次电池构成的电池组。
背景技术：
公知在锂离子电池等二次电池中，在二次电池的制造工序中充电时,在二次电池的壳体内产生气体。因此，在二次电池的制造过程中，如以下专利文献I所记载，大多存在具有将二次电池配置在减压环境下来排出产生于二次电池壳体内的气体的工序的情况。 作为用于排出该二次电池内的气体的工序，以往进行如下作业，即，将二次电池配置在减压环境下进行排气后就恢复到常压环境下，并且完全密封用于排气的开口(正式密封)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2008-027741号公报
发明内容
但是，如上述以往结构那样，在将进行完排气后的二次电池恢复到常压环境下进行密封的方法中，在外部气体进入二次电池的壳体内的状态下进行密封。公知锂离子电池等二次电池虽然产生的气体很少，但在该二次电池的实际使用时，在二次电池的壳体内也产生气体。即，该产生的气体与原本存在于二次电池壳体内的空气一起使二次电池壳体内的内部压力上升，并通过该内部压力使壳体膨胀，从而导致电池膨胀。在将这样的二次电池隔开规定间隔并列设置多个而形成的电池组中，可能由于电池膨胀而使多个电池间的间隙变窄，阻碍向该间隙供给的冷却风的流动，从而不能进行适当地冷却。另外，也存在如下问题，即，由于在电池内部的电极之间产生气体滞留时，在该部分不产生充放电反应，所以可能使电池性能降低，使壳体内部的压力成为减压状态是至关重要的。能够通过减少原本存在于二次电池壳体内的空气并将壳体内部的压力保持在比大气压低的压力来抑制这样的电池膨胀，因此，也考虑例如如下方法，即，完全密封用于排气的开口，该开口是在为了排气而将二次电池配置在减压环境下的状态下进行排气而使用的开口。但是，即使这样的减压环境下的密封等作业是例如将塞密封部件设置在壳体的开口部位这样的简单的作业，与大气压下进行的作业相比也非常困难，从而需要用于进行这样的作业的装置设备，由于制造成本上升，所以存在实际上不能量产的问题。本发明是鉴于上述情况而做出的，目的在于，能够尽可能地抑制制造成本的上升，并且抑制电池膨胀的产生。本申请第一发明是一种二次电池的制造方法，具有从形成在二次电池的壳体的开口部排出气体 的气体排出工序，作为所述气体排出工序，在所述开口部安装有第一密封体，该第一密封体通过所述壳体内外的压力差移动或变形，从而在所述壳体内的内部压力比外部压力高时，被所述内部压力推压而允许内部气体从所述开口部流出，并且，在所述壳体内的内部压力比外部压力低时，被所述外部压力推压而阻止外部气体从所述开口部进入，将安装有所述第一密封体的所述壳体配置在减压环境下，使所述壳体内的气体经由所述第一密封体的安装位置向所述壳体外流出，在使所述壳体内的气体流出后，使所述壳体返回常压环境下并密封所述开口部。S卩，在形成于二次电池的壳体的开口部安装有第一密封体，从而排出例如制造工序中的充电等产生的二次电池壳体内的气体。该第一密封体以如下方式移动或变形，S卩，在所述壳体内的内部压力比外部压力(壳体外的气压)高时，被所述内部压力推压而允许内部气体从所述开口部流出，并且，在所述壳体内的内部压力比外部压力低时，被所述外部压力推压而阻止外部气体从所述开口部进入，该第一密封体具有作为仅允许气体从二次电池的壳体内向壳体外流出的单向阀的功倉泛。因此，在存在二次电池壳体内产生的气体的状态下，当将安装有上述第一密封体的二次电池配置在减压环境下时，壳体内的气体经由安装有上述第一密封体的开口部向壳体外流出，二次电池壳体内的压力降低到接近周围的减压环境的压力。如此在减压环境下使壳体内的气体流出后，当使二次电池返回常压环境时，二次电池壳体内的内部压力处于比外部压力(大气压)低的状态，上述第一密封体被外部压力推压而阻止外部气体进入二次电池壳体内。在如上所述地阻止外部气体进入的状态下，通过适当的手段完全气密密封上述开口部即可。另外，本申请的第二发明是在上述第一发明的结构的基础上，所述壳体是扁平的长方体形状。具有扁平的长方体形状壳体的二次电池与圆筒形状的二次电池相比，由于并列配置多个的情况下未利用空间少，所以能够使空间的利用率良好地进行配置，与底面为正方形的长方体形状的二次电池相比，由于表面积系数大，所以能够精度良好地进行温度控制，从而谋求延长寿命。但另一方面，在壳体为扁平的长方体形状的情况下，在电池壳体的内部压力上升的情况下，扁平面容易产生形状变化，与圆筒形或底面为正方形的长方体形状的二次电池相比，伴随使用时间的增长，壳体膨胀变得更显著。因此，在由于长期使用而产生电池膨胀时，相邻的二次电池之间的空间变窄而不能作为冷却风的路径而起作用，导致温度控制的精度明显降低。因此，需要假设电池会膨胀，而一定程度地扩大相邻的二次电池之间的间隔，这就导致抵消掉壳体是扁平长方体形状时的良好的空间利用率这一优点。
这点，根据本发明，由于能够抑制电池膨胀，所以电池能够彼此接近地配置，并且长期维持相邻的二次电池之间的空间的形状，其结果是，能够谋求以往不能实现的节省空间及延长寿命。本申请的第三发明在上述第一或第二发明的结构的基础上，在所述气体排出工序中，使所述壳体返回常压环境后，利用第二密封体在覆盖所述第一密封体的存在空间的状态下进行密封。S卩，在上述第一密封体阻止常压环境下的外部气体进入并进行暂时密封的状态下，利用第二密封体以覆盖该第一密封体的存在空间的方式进行正式密封。 另外，本申请的第四发明在上述第三发明的结构的基础上，通过焊接所述第二密封体和所述壳体来进行所述第二密封体的密封。通过使用焊接所述第二密封体和所述壳体的方法进行密封，能够长期维持可靠性高的气密密封。而且，根据本发明，同时获得能够大幅削减设备成本这样的效果。能够大幅削减设备成本这样的效果是因为能够在常压环境下使用用于焊接的装置。此外，为了能够在减压环境下使用用于焊接的焊接装置，需要使包含该装置在内的空间整个变为减压环境等特别的设备，存在设备成本变高的问题。另外，本申请的第五发明在上述第三或第四发明的结构的基础上，所述第一密封体与所述第二密封体彼此固定。通过使第一密封体与第二密封体彼此固定，能够同时处理第一密封体和第二密封体，从而能够简化工序。另外，本申请的第六发明在上述第三 第五发明中任一项的结构的基础上，所述第二密封体形成为板状，在使所述壳体返回常压环境前，将所述第二密封体的一部分固定在所述壳体上。在第二密封体为板状的情况下，在返回常压环境的工序中，出现第二密封体频频发生错位的问题。即使调整用于返回常压的气体吹入方向，或者降低吹入速度，也不能改善该情况。通过将所述第二密封体的一部分固定在所述壳体上(称为暂时固定)，就能够改善该问题，同时，不需要调整气体吹入方向，或者降低吹入速度。另外，本申请的第七发明在上述第一 第六发明中任一项的结构的基础上，所述壳体是金属制的。另外，本申请的第八发明是一种在所述壳体上具有开口部的二次电池，在所述开口部具有第一密封体，该第一密封体通过所述壳体内外的压力差移动或变形，从而在所述壳体内的内部压力比外部压力高时，被所述内部压力推压而允许内部气体从所述开口部流出，并且，在所述壳体内的内部压力比外部压力低时，被所述外部压力推压而阻止外部气体从所述开口部进入，由所述壳体和所述第一密封体围成的空间的内部压力被设定得比外部压力低。通过第一密封体的暂时密封作用，二次电池的壳体内变为接近减压环境的压力，在使用者实际使用二次电池时，即使在二次电池的壳体内产生气体，由于原本壳体内为低压而存在裕量，所以能够尽可能地抑制所谓的电池膨胀。另外，本申请的第九发明在上述第八发明的结构的基础上，具有在覆盖所述第一密封体的存在空间的状态下进行密封的第二密封体，焊接所述第二密封体和所述壳体。
通过使用焊接法进行密封，能够长期维持可靠性高的气密密封，能够利用简易的设备进行制造。另外，本申请的第十发明在上述第九发明的结构的基础上，所述壳体具有安全阀，所述安全阀在所述壳体内的内部压力比规定的工作压力高时，使所述壳体内的内部气体流出，所述第二密封体的耐压被设定为比所述安全阀的所述工作压力高的压力，所述第一密封体使内部气体开始流出时的所述壳体内外的压力差被设定为比所述安全阀使内部气体开始流出时的所述壳体内外的压力差小的压力差。即，在锂离子电池等二次电池中，具有安全阀，该安全阀用于在二次电池壳体内的内部压力过度上升时,使内部气体向壳体外部流出。为了使该安全阀有效地发挥其原本的功能，气密密封状态的第二密封体的耐压被设定得比上述安全阀的工作压力高。·
而且，在为了排出壳体内的气体而将二次电池置于减压环境下的情况下，在第一密封体开始排出电池壳体内的气体前使安全阀工作并排出气体这样的设定中，导致在二次电池的制造过程中不能使用二次电池，因此，以不产生上述情况的方式设定第一密封体使内部气体开始流出的压力差。另外，本申请的第十一发明在上述第九或第十发明的结构的基础上，具有滞留部，该滞留部使从所述第一密封体的安装位置漏出的电解液滞留在所述第一密封体的安装位置与所述第二密封体的安装位置之间。S卩，第一密封体处于所谓的暂时密封的状态，在气体排出工序等中，在振动或冲击等施加在二次电池的情况下，也有可能通过第一密封体的安装位置漏出电解液。即使在这样的情况下，因为能够使电解液滞留在第一密封体的安装位置与第二密封体的安装位置之间所具有的滞留部，所以能够抑制漏出的电解液扩散到第二密封体的安装位置。另外，本申请的第十二发明在上述第九 第i^一发明中任一项的结构的基础上，所述第一密封体与所述第二密封体彼此固定。由于第一密封体与第二密封体彼此固定，所以能够同时处理第一密封体和第二密封体，因此能够简化工序。另外，本申请的第十三发明在上述第九 第十二发明中任一项的结构的基础上，所述第二密封体形成为板状。通过使第二密封体形成为板状,能够使第二密封体的重量变轻。而且，在第一密封体与第二密封体彼此接触或固定的状态的情况下，通过使第二密封体变轻，能够尽量减小第一密封体的工作压力。另外，本申请的第十四发明在上述第八 第十三发明中任一项的结构的基础上，所述第一密封体具有在间隙配合的状态下与所述开口部的导向部嵌合的被导向部；通过由外力产生的推压与所述开口部或壳体抵接而保持气密的气密保持部，通过使所述壳体内的内部压力比外部压力高时的所述内部压力、或者使所述壳体内的内部压力比外部压力低时的所述外部压力推压所述被导向部，使其在被所述开口部的所述导向部引导的状态下，分别向所述开口部与所述气密保持部分离的状态、或者所述气密保持部被推压在所述开口部上的状态移动。
即，上述第一密封体是在所述壳体内的内部压力比外部压力高时，被所述内部压力推压而允许内部气体从所述开口流出，并且在所述壳体内的内部压力比外部压力低时，被所述外部压力推压而阻止外部气体进入的结构，利用壳体内外的压力差使第一密封体的气密保持部与开口部之间的抵接状态变化，控制第一密封体的安装位置的通气。在二次电池壳体内的内部压力比外部压力高的减压环境下，通过壳体内的内部压力推压第一密封体并使其移动，在所述开口部与第一密封体的气密保持部之间形成空隙，内部气体经由开口部向壳体外流出。另一方面，在从减压环境返回常压环境时，通过壳体外部的外部压力(大气压)推压第一密封体，第一密封体的气密保持部被压在所述开口部上，阻止外部气体进入壳体内。另外，本申请的第十五发明在上述第八 第十三发明中任一项的结构的基础上，所述第一密封体以覆盖所述开口部的贯穿所述壳体内外的通孔的壳体外部侧的姿势而被 配置，在所述壳体内的内部压力比外部压力高时，在与所述通孔的周围接触的接触面上，允许所述壳体内的内部气体通过所述第一密封体与所述开口部之间存在的空隙流出，并且，在所述壳体内的内部压力比外部压力低时，所述第一密封体被所述外部压力推压而产生弹性变形，与所述通孔的周围紧密接触而阻止外部气体进入。即，上述第一密封体是在所述壳体内的内部压力比外部压力高时，被所述内部压力推压而允许内部气体从所述开口流出，并且在所述壳体内的内部压力比外部压力低时，被所述外部压力推压而阻止外部气体的进入的结构，利用壳体内外的压力差使第一密封体弹性变形，从而控制第一密封体的安装位置的通气。在二次电池壳体内的内部压力比外部压力高的减压环境下，通过壳体内的内部压力推压第一密封体，通过形成在所述开口部的所述贯穿部的周围与第一密封体之间的空隙排出壳体内的气体。另一方面，在从减压环境返回常压环境时，通过壳体外部的外部压力(大气压)推压第一密封体，第一密封体被压在所述贯穿部的周围，通过弹性变形与所述贯穿部的周围紧密接触而阻止外部气体进入壳体内。另外，本申请的第十六发明在上述第八 第十五发明中任一项的结构的基础上，所述开口部作为将电解液注入所述壳体内的注液口而形成。S卩，将用于排出产生于二次电池壳体内的气体的所述开口兼用作注入电解液的注液口。由于原本设置电解液的注液口的情况较多，所以不需要为了排出产生于二次电池壳体内的气体而形成新的开口。另外，本申请的第十七发明在上述第八 第十六发明中任一项的结构的基础上，所述壳体是扁平的长方体形状。电池能够相互接近地配置，并且长期维持相邻的二次电池之间的空间的形状，其结果是，实现了以往不能实现的节省空间及延长寿命。另外，本申请的第十八发明在上述第八 第十七发明中任一项的结构的基础上，所述壳体是金属制的。另外，本申请的第十九发明是一种电池组，其由多个具有上述第八 第十八发明中任一项的结构的二次电池构成。
通过具有多个上述第八 第十八发明中任意一项所述的二次电池，能够抑制各电池的电池膨胀，因此，电池能够相互接近地配置，并且长期维持相邻的二次电池之间的空间的形状，其结果是，实现了以往不能实现的节省空间及延长寿命。发明的效果根据上述第一发明，在二次电池壳体的所述开口部安装有第一密封体的状态下，将二次电池配置在减压环境下并排出产生于壳体内的气体，然后，从减压环境返回常压环境，进行正式密封，因此，不需要准备减压环境下的特别的制造设备，能够以低成本进行正式密封的作业。由此，即使在常压环境下进行正式密封的结构中，因为通过第一密封体阻止外部气体的进入，所以二次电池壳体内由于第一密封体的暂时密封作用而成为接近减压环境的压力，在使用者实际使用二次电池时，即使在二次电池的壳体内产生气体，也由于原本壳体内就为低压而存在裕量，所以能够尽可能地抑制所谓的电池膨胀。·
而且，能够提供一种二次电池的制造方法，其能够尽可能地抑制制造成本的上升，并且抑制产生电池膨胀。另外，根据上述第二发明，在由于电池壳体内的内部压力上升而容易产生电池膨胀的具有扁平长方体形状的壳体的二次电池中，能够确实地抑制电池膨胀，因此，能够有效地发挥电池壳体的形状的优点，即，能够实现空间利用效率良好的配置。另外，根据上述第三发明，在上述第一密封体阻止常压环境下的外部气体进入而暂时密封的状态下，以覆盖该第一密封体的存在空间的方式利用第二密封体进行正式密封，从而能够确实地进行气密密封。另外，根据上述第四发明，由于能够通过常压环境下的焊接作业密封上述第二密封体，所以能够尽可能地抑制设备成本的增大。另外，根据上述第五发明，由于同时处理第一密封体和第二密封体而简化工序，所以有助于二次电池的制造成本的降低。另外，根据上述第六发明，通过预先暂时固定返回常压环境时容易错位的板状的第二密封体，能够提高第二密封体的密封作业性。另外，根据上述第七发明，能够长期地确保稳定的形状保持性(保形性)。另外，根据上述第八发明，在使用者实际使用二次电池时，即使在二次电池的壳体内产生气体，也由于原本壳体内为低压而存在裕量，所以能够尽可能地抑制制造成本的上升，并且抑制产生电池膨胀。另外，根据上述第九发明，通过使用焊接法进行密封，能够长期维持可靠性高的气密密封，并且能够以简易的设备进行制造，因此，能够抑制制造成本的增大，并且提高二次电池的可靠性。另外，根据上述第十发明，将气密密封的状态的第二密封体的耐压设定得足够高来谋求确保气密密封，而且，虽然在二次电池的制造过程中不会发生使安全阀动作的情况，但也能够使安全阀确实地工作来确保二次电池的安全性。另外，根据上述第十一发明，即使在振动或冲击施加到二次电池等而使电解液通过第一密封体的安装位置漏出的情况下，也能够抑制漏出的电解液扩散到第二密封体的安装位置，因此，能够不被漏出的电解液妨碍地进行第二密封体的气密密封作业，并且能够提高作业性。另外，根据上述第十二发明，由于同时处理第一密封体和第二密封体而简化工序，所以有助于二次电池的制造成本的降低。另外，根据上述第十三发明，通过使第二密封体形成为板状而减轻重量，能够有助于二次电池的轻量化。另外，根据上述第十四发明，利用壳体内外的压力差使第一密封体的气密保持部与开口部抵接的抵接状态变化，控制第一密封体的安装位置的通气，因此，能够以简单的结构构成单向阀。另外，根据上述第十五发明，利用壳体内外的压力差使第一密封体弹性变形，从而控制第一密封体的安装位置的通气，因此，能够以简单的结构构成单向阀。·另外，根据上述第十六发明，由于还将原本被设置的情况较多的电解液的注液口作为用于排出产生于二次电池壳体内的气体的开口使用，所以不需要形成用于气体排出的新的开口，能够抑制装置成本的上升。另外，根据上述第十七发明，在由于电池壳体内的内部压力的上升而容易产生电池膨胀的具有扁平长方体形状的壳体的二次电池中，能够确实地抑制电池膨胀，因此，能够有效地发挥电池壳体形状的优点，即，能够实现空间利用效率良好的配置。另外，根据上述第十八发明，能够长期地确保稳定的形状保持性。另外，根据上述第十九发明，能够彼此接近地配置构成电池组的电池，并且能够长期维持相邻的二次电池之间的空间形状，实现电池组的节省空间及延长寿命。
图I是本发明实施方式的二次电池的外观立体图。图2是表示本发明实施方式的二次电池的内部的立体图。图3是本发明实施方式的二次电池的主要部位的剖视图。图4是本发明实施方式的二次电池的主视图。图5是用于说明本发明实施方式的气体排出工序的立体图。图6是用于说明本发明实施方式的气体排出工序的立体图。图7是用于说明本发明实施方式的气体排出工序的主要部位的剖视图。图8是用于说明本发明实施方式的气体排出工序的立体图。图9是本发明其他实施方式的主要部位的剖视图。图10是本发明其他实施方式的主要部位的剖视图。图11是本发明其他实施方式的主要部位的剖视图。图12是本发明其他实施方式的主要部位的剖视图。图13是本发明的电池组的俯视图。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的二次电池的实施方式进行说明。在本实施方式中，例举作为二次电池的一个例子的非水电解液二次电池(更具体来说是锂离子电池)。
此外，省略了详细的说明，但是，本实施方式的二次电池RB是构成电池组的一部分，将以下详细说明的二次电池RB并列配置多个而作为电池组使用。〔非水电解液二次电池RB的结构〕如图I和图2的立体图以及图3的侧视图所示，本实施方式的非水电解液二次电池RB具有壳体BC，在有 底筒状(更具体来说是有底矩形筒状)的罐体I的敞开面覆盖并焊接大致平板状的盖部2而构成该壳体BC。盖部2形成为带条状的长方形，壳体BC作为整体具有扁平的长方体形状。作为扁平的长方体形状的尺寸，例如，可以是纵(底面的纵向尺寸)47. 2mm、横(底面的横向尺寸)170. 2mm、高度(包括端子部在内)133. 2mm。此外，图2表示从完成的二次电池RB (图I所示的结构)除去罐体I后壳体BC内部的结构。图2及图4中双点划线所示的发电元件3和集电体4、6以浸溃在电解液中的状态收纳配置在壳体BC的内部。在由箔状正极板和箔状负极板构成的一对电极板上分别涂敷活性物质，并夹着隔膜卷绕而构成发电元件3。在发电元件3中，箔状正极板的未涂敷活性物质部分向侧向延伸并被焊接在集电体4上，箔状负极板的未涂敷活性物质部分向与其相反的侧向延伸并被焊接在集电体6上。在金属制(具体来说是铝制)的盖部2上安装有正极侧的集电体4及与该集电体4连接的正极电极端子即端子螺栓5;负极侧的集电体6及与该集电体6连接的负极端子螺栓7。如图3的剖视图所示，端子螺栓5以在其头部侧具有的方式一体地形成有铆接部5a，该铆接部5a以贯穿形成在盖部2上的电极安装孔8的状态被配置。通过将以夹着盖部2的状态配置的一对衬垫9、10夹在端子螺栓5的头部与集电体4之间而对铆接部5a进行铆接，从而将端子螺栓5安装并固定在盖部2上。虽然省略了图示，但负极侧的结构也与正极侧相同，仅金属部件的材料不同。正极侧的金属部件由铝构成，而负极侧的金属部件由铜构成。如图I及图2所示，在盖部2的长度方向中央位置安装有安全阀11，在安全阀11的侧面配置有处于被密封板12密封的状态的注液口 13。安全阀11是在二次电池RB的壳体BC内的内部压力比规定的工作压力高时，打开阀体使内部气体流出的部件。如图2及作为注液口 13附近的放大图的图7所示，注液口 13由贯穿盖部2的通孔13a、在壳体BC外部侧以通孔13a为中心扩大内径的扩径部13b构成。该注液口 13被树脂制的密封塞14密封，该密封塞14具有使圆柱状的突部14a从圆板状的台座部14b的中央突出的形状。但是，密封塞14的功能不是永久地气密密封注液口 13，而是用于防止外部气体进入壳体BC内的暂时的气密密封，可以说是用于暂时密封的部件。与此相对，密封板12是用于永久地气密密封注液口 13的部件。注液口 13是用于向壳体BC内注入电解液的开口，但如后面详细说明的那样，还具有作为将壳体BC中产生的气体向壳体BC外排出的用于排气的开口部AP的功能。〔二次电池RB的制造工序〕以下，对二次电池RB的制造工序进行简要说明。首先，组装二次电池RB的壳体BC。
如上所述，在长带状的箔状正极板及箔状负极板上分别涂敷正极活性物质及负极活性物质，在干燥处理等后夹着隔膜卷绕，并且推压成扁平形状，从而使发电元件3成形。此外，为了与集电体4、6连接，箔状正极板及箔状负极板在宽度方向的一端侧具有未涂敷活性物质的未涂敷区域。该未涂敷部位于正极和负极的相反一侧的端缘部。另一方面，在盖部2安装用于安装端子螺栓5、7的电极安装孔8或安全阀11的安装孔，而且，在预先形成有注液口 13的铝制的板材上，安装安全阀11，并且以夹着衬垫9、10的状态对铆接部5a进行铆接而固定集电体4、6与端子螺栓5、7。然后，在如上所述地固定于盖部2的集电体4、6上焊接发电元件3的上述未涂敷部，从而使盖部2与发电元件3成为一体。而且，将发电元件3收纳在罐体I内，并焊接盖部2和罐体I，从 而完成二次电池RB的壳体BC的组装。如果完成壳体BC的组装，接着，如图5等所示，从形成在盖部2上的注液口 13向壳体BC内注入电解液，在电解液的注入完成后，在规定的充电条件下，进行二次电池RB的初始充电(预备充电)。在该初始充电时，由于在二次电池RB的壳体BC内产生气体，所以在接下来的气体排出工序中排出壳体BC内的气体。气体排出工序是将壳体BC内初始充电时产生的气体从形成在二次电池RB的壳体BC的开口部AP排出的工序，但在本实施方式中，将形成在盖部2的注液口 13作为用于排出该气体的开口部AP利用。在气体排出工序中，如图6所示，将密封塞14安装在注液口 13，并将完成初始充电的二次电池RB配置在密闭容器内。利用真空泵等对该密闭容器内部进行排气，使密闭容器内的气压减压到比大气压(常压)低的规定压力。由此，将二次电池RB配置在减压环境下。注液口 13的通孔13a和密封塞14的突部14a形成为所谓的“间隙配合”的尺寸，在通孔13a的侧面与突部14a的侧面之间存在微小的空隙。因此，如上所述地将完成初始充电的二次电池RB配置在减压环境下时，使壳体BC内的内部压力处于比外部压力(壳体BC外的气压)高的状态，密封塞14被所述内部压力推压而稍稍抬起。在因该壳体BC内外的压力差使密封塞14移动时，作为导向部GD的通孔13a引导作为被导向部DG的突部14a的移动。此外，在图7中，为了容易理解附图，夸张地表不了密封塞14的上浮量。扩径部13b的底面是气密保持用的抵接面TS，在通过外力将密封塞14侧的作为气密保持部SL的台座部14b推压到上述抵接面TS的状态下，阻止抵接面TS与气密保持部SL(台座部14b)之间的抵接位置的通气，并且保持气密，但如上所述，在密封塞14稍稍上浮并且所述抵接面TS (扩径部13b的底面)与所述气密保持部SL (台座部14b)稍稍分离的状态下，是允许通气的。因此，形成有经由通孔13a与突部14a之间的空隙及扩径部13b的底面与台座部14b之间的空隙的气体排出流路，如图7的箭头A所示，壳体BC内的气体经由通孔13a排出到壳体BC外。S卩，壳体BC内外的压力差需要变为能够形成上述气体排出流路的程度。密封塞14为极轻量，以使形成上述气体排出流路所需的壳体BC内外的压力差足够小。此外，在壳体BC的内部压力比外部压力高时，成为使安装在盖部2的安全阀11工作的因素，但是，由于密封塞14上浮而内部气体开始流出的壳体BC内外的压力差被设定为足够小于由安全阀11使内部气体开始流出的壳体BC内外的压力差，所以在气体排出工序中，不会导致安全阀11工作。在气体从通孔13a流出而使壳体BC内的气压降低，并且使二次电池RB的壳体BC内外的压力差变得足够小时，抬起密封塞14的力变弱，密封塞14的台座部14b的下表面与扩径部13b的底面紧密接触而使气体的流出停止。如上所述，在完成壳体BC内的排气时，不对密封塞14施加特别的操作而直接将外部气体等导入密闭容器而返回常压(大气压)。
在将完成排气的二次电池RB返回常压环境后，壳体BC内的内部压力处于比外部压力低的状态，被所述外部压力推压而将所述气密保持部SL (台座部14b)推压在所述抵接面TS (扩径部13b的底面)上。S卩，由于二次电池RB的壳体BC内外的压力差使台座部14b与扩径部13b的底面变为紧密接触的状态。通过该台座部14b与扩径部13b的底面之间的紧密接触，阻止通气，并且阻止大气经由通孔13a流入壳体BC内。此外，为了使阻止该大气流入的效果更可靠，也可以在扩径部13b的底面涂敷密封材料，或者配置橡胶制的衬垫等。在如上所述地使密封塞14处于阻止大气进入壳体BC内的状态下，如图8所示，以覆盖作为密封塞14的存在空间的扩径部13b的方式配置密封板12，在密封板12的整个周边范围内焊接密封板12的端缘部和盖部2，从而完全进行气密密封，由此结束气体排出工序。如图7等所示，扩径部13b是直径比密封塞14的台座部14b的直径大的空间，在密封塞14与密封板12之间形成有设定容积的空间。该空间的主要目的是，在二次电池RB的制造工序(特别是，上述气体排出工序)中，在电解液从密封塞14漏出的情况下，具有保持漏出的电解液的功能。S卩，密封塞14的安装位置是扩径部13b的底面，该扩径部13b的底面是从作为密封板12的安装位置的盖部2的上表面以阶梯状的方式设置台阶且低一级的位置，在上述气体排出工序中，由于将二次电池RB设置为使盖部2处于上侧的正立姿势，所以即使电解液从密封塞14漏出，密封塞14的安装位置与密封板12的安装位置之间的密封塞14的周围的空间即扩径部13b内也成为滞留部ST而滞留电解液。由此，漏出的电解液不会到达作为密封板12的安装位置的盖部2的上表面，不用在意电解液的漏出，而能够进行密封板12的气密密封作业即焊接作业。如上所述，密封塞14以如下方式工作，即，在壳体BC内的内部压力比外部压力高时，被所述内部压力推压而允许内部气体从注液口 13 (气体排出用的开口)流出，并且在所述壳体BC内的内部压力比外部压力低时，被所述外部压力推压而阻止外部气体从注液口13进入，密封塞14作为密封注液口 13的密封体FS(为了便于说明，称为“第一密封体FS”)而起作用。另外，密封板12作为在覆盖所述第一密封体FS (密封塞14)的存在空间的状态进行密封的密封体SS (为了便于说明，称为“第二密封体SS”)而起作用。然后，适当地进行老化等处理，完成二次电池RB。如上所述地制造的二次电池RB壳体BC内的气压是比大气压低的压力，该低的压力成为裕量，在二次电池RB的实际使用状态下，即使在壳体BC内产生气体，壳体BC内的气压上升，也很难变得比大气压高而导致电池膨胀。另外，密封板12以具有足够的强度的状态焊接在盖部2上，作为第二密封体SS的密封板12的耐压被设定为比安全阀11工作的规定工作压力高足够多的压力。如图13所示，如上所述地制造的二次电池RB作为构成电池组的电池而使用，所述电池组以使正极端子螺栓5及负极端子螺栓7彼此相对的方式，隔着规定的间隔并列设置多个(图13中是4个)二次电池RB并将其收容在壳体中。
各二次电池RB是如上所述防止电池膨胀的结构，因此，多个电池间的间隙不会变窄，向该间隙供给的冷却风能够顺畅地流动而适当地进行冷却。〔其他实施方式〕以下，列举本发明的其他实施方式。( I)在上述实施方式中，例举了将阻止大气进入排气后的二次电池RB壳体BC内的密封塞14的突部14a插入注液口 13的通孔13a的结构的情况，但用于实现该密封塞14的功能的具体结构存在各种变更。例如图9所示，也可以是将在薄板状的金属圆板21 (例如，铝制的圆板)上固定橡胶制的圆板22的结构安装在与上述实施方式同样地形成的注液口 13上的结构。在图9所示的结构中，在对二次电池RB的壳体BC进行初始充电的阶段之前，制造工序都与上述实施方式完全相同，在完成初始充电时，以覆盖注液口 13的通孔13a的壳体BC外部侧的姿势对固定于金属圆板21的圆板22进行配置，将金属圆板21的端缘的一部分焊接在盖部2上来进行暂时固定，以使得圆板22等不脱离盖部2。通过暂时固定，能够防止金属圆板21的错位。因此，在之后进行的焊接金属圆板21的整个圆周而完全气密密封金属圆板21与盖板2的工序中，不需要进行定位。此外，金属圆板21错位这样的现象是由于进行将外部气体等导入收纳壳体BC的密闭容器内而恢复常压的工序，并且金属圆板21的直径方向的面积大而重量轻所引起的。伴随外部气体的导入等产生的气体的流动还产生在金属圆板21与盖板2之间的间隙及滞留部ST的空间内，其结果是，产生使金属圆板21上浮方向的力。由于金属圆板21的直径方向的面积大而重量轻，所以即使气体的流动小也能够使金属圆板21上浮。只要在结束气体排出并从减压环境恢复常压环境之前，随时可以如上所述地暂时固定金属圆板21。在暂时固定金属圆板21的状态下，橡胶制的圆板22处于轻轻地放置在通孔13a上的状态，在圆板22与扩径部13b的底面之间存在微小的空隙。然后，与上述实施方式相同，在将临时固定金属圆板21的二次电池RB配置在减压环境下时，壳体BC内的内部压力处于比外部压力高的状态。在该状态下，通过壳体BC内外的压力差，圆板22被向壳体BC外侧推压，在圆板22与通孔13a的周围接触的接触面，圆板22与注液口 13之间存在的空隙进一步扩大，处于允许内部气体通过该空隙从注液口 13流出的状态。
更具体来说，如图9的箭头B所示，壳体BC内的气体通过通孔13a、橡胶制的圆板22与扩径部13b的底面的通孔13a的周围部分之间的空隙、金属圆板21与盖部2表面之间的空隙向外部流出。在由于壳体BC内的气体的流出而使壳体BC内外的压力差变得足够小后，在使二次电池RB从减压状态的密闭容器返回常压环境下(B卩，大气压的环境下)时，壳体BC内的内部压力处于比外部压力低的状态，在壳体BC内外产生与将二次电池RB配置在减压环境下时相反的压力差。在该状态下，通过所述外部压力，橡胶制的圆板22被推压在扩径部13b的底面上并产生弹性变形，与通孔13a的周围紧密接触而阻止通气。即，阻止外部气体进入壳体BC内。在圆板22阻止大气进入的状态下，在金属圆板21的整个圆周的范围内焊接金属圆板21的端缘部和盖部2,从而完全气密密封。·
自此之后的制造工序与上述实施方式相同。由以上可知，在图9所示的结构中，橡胶制的圆板22与上述实施方式的密封塞14相同，都作为第一密封体FS而起作用，支承圆板22的金属圆板21与上述实施方式的密封板12相同，都作为第二密封体SS而起作用。因此，第一密封体FS和第二密封体SS处于彼此固定的关系。另外，橡胶制的圆板22的周围空间作为滞留经由圆板22的安装位置漏出的电解液的滞留部ST而起作用这一点也与上述实施方式相同。而且，在图9所示的结构中，例举了将支承作为第一密封体FS的橡胶制的圆板22的金属圆板21作为第二密封体SS利用的情况，但是，也可以是相对于金属圆板21独立设置第二密封体SS的结构。具体来说，例如图10所示，将配置金属圆板21及橡胶制的圆板22的注液口 13的部分作为与盖部2不同的部件的注液口单元30而形成，在盖部2形成有直径比金属圆板21的直径稍大的开口 31、直径比该开口 31更大的阶梯部32。在该阶梯部32上配置有作为上述第二密封体SS的金属制(更具体来说是铝制)的密封板33。密封板33覆盖作为第一密封体FS的圆板22和金属圆板21的存在空间，通过在这个圆周范围内焊接密封板33的端缘来完全气密密封注液口 13。注液口单元30以使扩径部13b等与开口 31等同心的方式预先固定在盖部2上，通过与图9说明的制造工序相同的制造工序进行金属圆板21及圆板22的安装等。与图9所示的工序的不同点在于，使二次电池RB从减压环境返回常压环境后的工序，在图9的例子中，说明了在整个圆周范围内焊接金属圆板21的端缘来进行气密密封的情况，但在图10所示的结构中，在从减压环境下返回常压环境后，在圆板22处于阻止外部气体进入的状态下，将密封板33载置在阶梯部32上，并在整个圆周范围内焊接密封板33的端缘来进行气密密封。当然，也可以在安装密封板33前，在整个圆周范围内焊接金属圆板21的端缘来更可靠地进行气密密封。(2)在上述实施方式中，作为第一密封体FS，例举了形成为使圆柱状的突部14a从圆板状的台座部14b中央突出的形状的密封塞14，但具体的形状存在各种变更。以下，列举作为第一密封体FS的变更形态的各种形状的密封塞进行说明。
在图11 (a)中，表示形成为简单的圆柱形(也可以是棱柱形)的密封塞41。在盖部2形成与密封塞41的外形形状匹配的凹陷部42，而且，在该凹陷部42的底面中央形成有注液口 43作为通孔，由凹陷部42和注液口 43构成用于排出壳体BC内的气体的开口部。凹陷部42和密封塞41在间隙配合的状态下嵌合，在两者之间存在通气用的空隙，并且在密封塞41因壳体BC内外的压力差而位移时，凹陷部42的纵侧面成为导向部，将密封塞41的纵侧面作为被 导向部而进行移动引导。另一方面，凹陷部42的底面的注液口 43的周围作为气密保持用的抵接面TS与密封塞41的底面抵接，使密封塞41的底面作为气密保持部SL而起作用。在壳体BC内的内部压力比外部压力高时，通过所述内部压力使密封塞41稍稍上浮，使内部气体经由因此产生的凹陷部42的底面与密封塞41的底面之间的空隙排出。另外，在壳体BC内的内部压力比外部压力低时，通过所述外部压力将密封塞41推压在凹陷部42的底面上，并且利用凹陷部42的底面与密封塞41的底面之间的抵接部分阻止外部气体的进入。图11 (b)所示的密封塞44具有在图11 (a)所示的密封塞41的上端具有凸缘状的宽幅部44a的形状，能够将与该宽幅部44a抵接的盖部2的表面作为气密保持用的抵接面TS而起作用，并且使宽幅部44a的下表面作为气密保持部SL而起作用。图11 (c)所示的密封塞45的下端侧形成为圆锥形状，形成于盖部2的凹陷部46也是与密封塞45的形状相匹配的形状。在凹陷部46的与密封塞45的形状相匹配的圆锥状的凹部的前端(最下端)形成有注液口 43。在图11 (C)所示的例子中，凹陷部46与密封塞45也在间隙配合的状态下嵌合，在两者之间存在通气用的空隙，并且在密封塞45因壳体BC内外的压力差而移动时，凹陷部46的纵侧面成为导向部，将密封塞45的纵侧面作为被导向部而进行移动引导。另外，凹陷部46下端侧的倾斜面作为气密保持用的抵接面TS与密封塞45下端的倾斜面抵接，使密封塞45下端的倾斜面作为气密保持部SL而起作用。图11 (d)所示的密封塞47与图11 (b)所示的密封塞44相同，在上端具有凸缘状的宽幅部47a，其功能也与图11 (b)中说明的宽幅部44a相同。图11 (e)及图11 (f)所示的密封塞48、49相对于图11 (C)及图11 (d)所示的结构，增大了注液口 43的直径，与其匹配地也切掉密封塞48、49的下端。在密封塞49上也设置有具有与宽幅部44a相同形状及功能的宽幅部49a。图12 (a)所示的密封塞50具有从图11 (C)所示的密封塞45切掉圆柱状的部分的形状，仅由圆锥形的部分构成。凹陷部51也与该密封塞50的形状相匹配地凹陷成圆锥形，并将下端作为注液口 43。在图12 (a)所示的例子中，凹陷部51的倾斜面作为气密保持用的抵接面TS与密封塞50的倾斜面抵接，使密封塞50的倾斜面作为气密保持部SL而起作用。与此同时也形成为如下关系，在密封塞50因壳体BC内外的压力差而移动时，凹陷部51的倾斜面成为导向部，将密封塞50的倾斜面作为被导向部而进行移动引导。图12 (b)所示的密封塞52具有与图11 (b)的密封塞44的宽幅部44a等相同的宽幅部52a，其功能也与宽幅部44a等相同。图12 (C)所示的密封塞53具有使旋转椭圆体的一部分与圆柱状部分的下端侧接合的形状。另一方面，凹陷部54形成为具有在间隙配合的状态下与密封塞53的圆柱状部分嵌合的纵壁部、截面弯曲成钩状的底面的形状，将该钩状部分的前端即底面的中央部作为注液口 43。在图11 (a) (f)及图12 (a)、(b)中，上述实施方式例举了第一密封体FS的气密保持部SL (密封塞14的台座部14b等)与开口部AP面接触来阻止外部气体的进入的情况，与此相对，在图12 (c)所示的例子中，截面弯曲成钩状的凹陷部54的底面的注液口 43的端缘部分与密封塞53大致线接触，在由于壳体BC的外部气体产生的外部压力将密封塞53推压到注液口 43的端缘部分时，通过该线接触阻止外部气体的进入。图12 (d)所示的密封塞55具有与图11 (b)的密封塞44的宽幅部44a等相同的凸缘状的宽幅部55a，其功能也与宽幅部44a等相同。图12 Ce)所示的密封塞56形成为旋转椭圆体形状，在间隙配合的状态下嵌合于与图12 (c)等所示的凹陷部相同形状的凹陷部54。 通过密封塞56与注液口 43的端缘部分之间的抵接来阻止外部气体的进入的功能与图12 (c)的例子中说明的相同。由于图12 (f)所示的密封塞57形成为球体形状，所以其功能及作用与图12 Ce)所示的例子相同。(3)在上述实施方式及其他实施方式中，例举了将用于排出壳体内的气体的开口部AP兼用作注液口 13的情况，但也可以采用上述开口部AP与注液口 13分别设置的结构。(4)在上述实施方式中，例举了在初始充电结束后进行将初始充电时二次电池RB的壳体BC内产生的气体排出的气体排出工序的情况，但也可以同时进行初始充电和气体排出工序。(5)在上述实施方式中，例举了将兼用作排出二次电池RB的壳体BC内的气体的开口部AP的注液口 13设置在形成于壳体BC的上表面的盖部2的情况,但也可以设置于壳体BC的侧面(S卩，罐体I的侧面)等，具体的设置位置能够适当地变更。附图标记的说明AP 开口部BC 壳体DG被导向部FS第一密封体⑶导向部RB 二次电池SL气密保持部SS第二密封体ST滞留部11安全阀13 注液口13a 通孔
权利要求
1.一种二次电池的制造方法，具有从形成在二次电池的壳体上的开口部排出气体的气体排出工序，其特征在于， 作为所述气体排出工序， 在所述开口部安装第一密封体，该第一密封体通过所述壳体内外的压力差移动或变形，从而在所述壳体内的内部压力比外部压力高时，被所述内部压力推压而允许内部气体从所述开口部流出，并且，在所述壳体内的内部压力比外部压力低时，被所述外部压力推压而阻止外部气体从所述开口部进入， 将安装有所述第一密封体的所述壳体配置在减压环境下，使所述壳体内的气体经由所述第一密封体的安装位置向所述壳体外流出， 在使所述壳体内的气体流出后，使所述壳体返回常压环境下并密封所述开口部。
2.如权利要求I所述的二次电池的制造方法，其特征在于，所述壳体是扁平的长方体形状。
3.如权利要求I或2所述的二次电池的制造方法，其特征在于， 在所述气体排出工序中， 在使所述壳体返回常压环境下后，利用第二密封体在覆盖所述第一密封体的存在空间的状态下进行密封。
4.如权利要求3所述的二次电池的制造方法，其特征在于，通过焊接所述第二密封体和所述壳体而通过所述第二密封体进行密封。
5.如权利要求3或4所述的二次电池的制造方法，其特征在于，所述第一密封体和所述第二密封体彼此固定。
6.如权利要求:Γ5中任一项所述的二次电池的制造方法，其特征在于， 所述第二密封体形成为板状， 在使所述壳体返回常压环境前，将所述第二密封体的一部分固定在所述壳体上。
7.如权利要求I飞中任一项所述的二次电池的制造方法，其特征在于，所述壳体是金属制的。
8.一种将开口部设置在所述壳体上的二次电池，其特征在于， 在所述开口部具有第一密封体，该第一密封体通过所述壳体内外的压力差移动或变形，从而在所述壳体内的内部压力比外部压力高时，被所述内部压力推压而允许内部气体从所述开口部流出，并且，在所述壳体内的内部压力比外部压力低时，被所述外部压力推压而阻止外部气体从所述开口部进入， 由所述壳体和所述第一密封体围成的空间的内部压力被设定得比外部压力低。
9.如权利要求8所述的二次电池，其特征在于，具有在覆盖所述第一密封体的存在空间的状态下进行密封的第二密封体，焊接所述第二密封体和所述壳体。
10.如权利要求9所述的二次电池，其特征在于， 在所述壳体具有安全阀，所述安全阀在所述壳体内的内部压力比规定的工作压力高时，使所述壳体内的内部气体流出， 所述第二密封体的耐压被设定为比所述安全阀的所述工作压力高的压力， 所述第一密封体使内部气体开始流出时的所述壳体内外的压力差被设定为，比所述安全阀使内部气体开始流出时的所述壳体内外的压力差小的压力差。
11.如权利要求9或10所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池具有滞留部，该滞留部使从所述第一密封体的安装位置漏出的电解液滞留在所述第一密封体的安装位置与所述第二密封体的安装位置之间。
12.如权利要求扩11中任一项所述的二次电池，其特征在于，所述第一密封体与所述第二密封体彼此固定。
13.如权利要求扩12中任一项所述的二次电池，其特征在于，所述第二密封体形成为板状。
14.如权利要求8 13中任一项所述的二次电池，其特征在于， 所述第一密封体具有在间隙配合的状态下与所述开口部的导向部嵌合的被导向部；通过由外力产生的推压而与所述开口部或壳体抵接并保持气密的气密保持部， 通过使所述壳体内的内部压力比外部压力高时的所述内部压力、或者使所述壳体内的内部压力比外部压力低时的所述外部压力推压所述被导向部，使其在被所述开口部的所述导向部引导的状态下，分别向所述开口部与所述气密保持部分离的状态、或者所述气密保持部被推压在所述开口部上的状态移动。
15.如权利要求8 13中任一项所述的二次电池，其特征在于， 所述第一密封体以覆盖所述开口部的贯穿所述壳体内外的通孔的壳体外部侧的姿势而被配置， 在所述壳体内的内部压力比外部压力高时，在与所述通孔的周围接触的接触面上，允许所述壳体内的内部气体通过所述第一密封体与所述开口部之间存在的空隙流出，并且，在所述壳体内的内部压力比外部压力低时，所述第一密封体被所述外部压力推压而产生弹性变形，与所述通孔的周围紧密接触而阻止外部气体进入。
16.如权利要求8 15中任一项所述的二次电池，其特征在于，所述开口部作为将电解液注入所述壳体内的注液口而形成。
17.如权利要求8 16中任一项所述的二次电池，其特征在于，所述壳体是扁平的长方体形状。
18.如权利要求8 17中任一项所述的二次电池，其特征在于，所述壳体是金属制的。
19.一种电池组，其特征在于，由多个权利要求8 18中任一项所述的二次电池构成。
全文摘要
本发明提供一种二次电池的制造方法、二次电池及电池组，该二次电池的制造方法具有从形成在二次电池的壳体(BC)上的开口部(AP)排出气体的气体排出工序，为了尽可能地抑制制造成本的上升，并且抑制二次电池的电池膨胀的产生，在开口部(AP)安装有第一密封体(FS)，该第一密封体(FS)通过壳体(BC)内外的压力差移动或变形，从而在壳体(BC)内的内部压力比外部压力高时允许内部气体从开口部(AP)流出，并且在壳体(BC)内的内部压力比外部压力低时阻止外部气体从开口部(AP)进入，将安装有第一密封体(FS)的壳体(BC)配置在减压环境下，从而使壳体内的气体经由第一密封体(FS)的安装位置向壳体(BC)外流出，然后使壳体(BC)返回常压环境下并密封开口部(AP)。
文档编号H01M2/12GK102959785SQ20118003026
公开日2013年3月6日 申请日期2011年6月22日 优先权日2010年6月30日
发明者加古智典, 森澄男 申请人:株式会社杰士汤浅国际