JP2015232942A - Power storage element, and method for manufacturing power storage element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極とセパレータとが巻回された電極体を備えた蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a power storage element including an electrode body in which an electrode and a separator are wound, and a method for manufacturing the power storage element.
従来から、巻回型の電極群を備えた非水電解質二次電池が知られている(特許文献1参照)。具体的に、前記非水電解質二次電池は、正の極性を有する電極(正極)と負の極性を有する電極(負極)とセパレータとが巻回された電極群と、前記電極群を電解液と共に収容する電池容器と、前記電池容器の開口を塞ぐ蓋であって電解液注液口が設けられた蓋と、前記電解液注液口を封止する封止栓と、を備える。前記電極群では、帯状の電極と帯状のセパレータとが交互に積層された状態で巻回されている。 Conventionally, a non-aqueous electrolyte secondary battery including a wound electrode group is known (see Patent Document 1). Specifically, the non-aqueous electrolyte secondary battery includes an electrode group in which an electrode having a positive polarity (positive electrode), an electrode having a negative polarity (negative electrode) and a separator are wound, and the electrode group as an electrolytic solution. And a battery container that is housed together, a lid that closes the opening of the battery container and provided with an electrolyte injection port, and a sealing plug that seals the electrolyte injection port. In the electrode group, the belt-like electrode and the belt-like separator are wound in a state of being alternately stacked.
前記非水電解質二次電池の製造工程では、前記電極群が収容された前記電池容器の開口が前記蓋によって塞がれ、前記電解液が前記蓋に設けられた前記電解液注液口から前記電池容器の内部に注入された後、前記電解液注液口が前記封止栓によって封止される。前記電池容器の内部では、注入された前記電解液が前記電極群の内部に染み込む(浸入する)。具体的には、以下の通りである。 In the manufacturing process of the non-aqueous electrolyte secondary battery, an opening of the battery container in which the electrode group is accommodated is closed by the lid, and the electrolyte is supplied from the electrolyte injection port provided on the lid. After being injected into the battery container, the electrolyte injection port is sealed with the sealing plug. Inside the battery container, the injected electrolyte solution permeates into (intrudes into) the electrode group. Specifically, it is as follows.
前記電極群は、上述のように、前記電極及び前記セパレータが積層された状態で巻回されることによって形成されている。このため、前記電池容器の内部に注入された前記電解液は、前記電極群の巻回中心方向の端部から、積層状態で巻回されている前記電極と前記セパレータとの間に染み込む。このとき、前記電解液が前記電極群の巻回中心方向の両端から該電極群の内部にそれぞれ浸入するため、前記電極と前記セパレータとの間等にあった空気等の気体の一部が前記電極と前記セパレータとの間から排気されず(即ち、電極群の両端から染み込んできた電解液によって電極群の中央部に閉じこめられ)、該電極群における巻回中心方向の中央部に取り残される場合があった。 As described above, the electrode group is formed by winding the electrode and the separator in a stacked state. For this reason, the electrolyte injected into the battery container penetrates between the electrode wound in a stacked state and the separator from the end in the winding center direction of the electrode group. At this time, since the electrolyte solution enters the inside of the electrode group from both ends in the winding center direction of the electrode group, a part of the gas such as air between the electrode and the separator is When the air is not exhausted between the electrode and the separator (that is, confined in the central part of the electrode group by the electrolyte solution soaked from both ends of the electrode group) and left in the central part in the winding center direction of the electrode group was there.
この場合、前記電解液が前記電極群の内部に満遍なく染み渡らないため、該電極群の内部における負極保護被膜(SEI)の形成状態が不均一になる。前記負極保護被膜の形成が不十分な部分では、前記非水電解質二次電池において充放電が繰り返されることで、他の部位よりも不可逆反応が進み易くなる。 In this case, since the electrolytic solution does not penetrate evenly into the electrode group, the formation state of the negative electrode protective film (SEI) in the electrode group becomes non-uniform. In the portion where the formation of the negative electrode protective film is insufficient, the irreversible reaction is more likely to proceed than in other portions by repeating charge and discharge in the non-aqueous electrolyte secondary battery.
そこで、本発明は、電解液の電極体の内部への染み込みが不均一になり難い蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a power storage element in which the penetration of the electrolyte into the electrode body is less likely to be uneven, and a method for manufacturing the power storage element.
本発明に係る蓄電素子は、
電極とセパレータとが積層された状態で巻回されている電極体と、
前記電極体を収容するケースであって、該ケースに設けられた注液孔が封止されている第一封止部、及び該ケースに設けられた排出孔が封止されている第二封止部を有するケースと、
前記注液孔から注入された電解液を前記ケースの内部において案内するガイド部と、を備え、
前記ガイド部は、前記電解液を、前記排出孔から遠ざかり且つ前記電極体の巻回中心方向における一端に向けて案内する。
The electricity storage device according to the present invention is:
An electrode body wound in a state where the electrode and the separator are laminated,
A case for housing the electrode body, wherein a first sealing portion in which a liquid injection hole provided in the case is sealed, and a second sealing in which a discharge hole provided in the case is sealed A case having a stop,
A guide portion for guiding the electrolyte injected from the liquid injection hole inside the case, and
The guide portion guides the electrolytic solution away from the discharge hole and toward one end in the winding center direction of the electrode body.
かかる構成によれば、蓄電素子の製造時(注入時)において、注入された電解液が、ガイド部によって、排出孔から遠ざかり且つ電極体の巻回中心方向における一端に向けて案内されるため、電解液が排出孔から漏れずに効率よく電極体の一端に供給され、その結果、電極体の一端が他端に比べて注入された電解液に接し易くなる。このため、蓄電素子の製造時(注入時)において、電解液が、電極体の一端から電極体の内部に染み込み(浸入し)易く、これにより、電解液の電極体の内部への染み込みが不均一になるのを防ぐことができる。即ち、ケースの内部に効率よく注入された電解液が電極体の一端に向けて案内されるため、該電解液が一端から他端に向けて該電極体に染み込み、これにより、電解液の注入前に電極とセパレータとの間にあった気体が、染み込んだ電解液に押し出されるように電極体の他端から排気され、その結果、電解液が電極体の内部に染み渡ったときに前記気体が電極体の内部に取り残され難くなる。よって、電解液の電極体の内部への染み込みが不均一になり難い蓄電素子が得られる。 According to such a configuration, at the time of manufacturing the storage element (at the time of injection), the injected electrolytic solution is guided away from the discharge hole and toward one end in the winding center direction of the electrode body by the guide portion. The electrolytic solution is efficiently supplied to one end of the electrode body without leaking from the discharge hole, and as a result, the one end of the electrode body is easily in contact with the injected electrolytic solution compared to the other end. For this reason, at the time of manufacturing (injecting) the electricity storage element, the electrolytic solution easily permeates into (intrudes into) the electrode body from one end of the electrode body, thereby preventing the electrolyte from penetrating into the electrode body. Uniformity can be prevented. That is, since the electrolyte efficiently injected into the case is guided toward one end of the electrode body, the electrolyte soaks into the electrode body from one end to the other end, thereby injecting the electrolyte. The gas that was previously between the electrode and the separator is exhausted from the other end of the electrode body so that it is pushed out by the soaked electrolyte, and as a result, the gas is electroded when the electrolyte has permeated into the electrode body. It becomes difficult to be left behind inside the body. Accordingly, a power storage element in which the penetration of the electrolytic solution into the electrode body is less likely to be uneven is obtained.
前記蓄電素子では、
前記注液孔及び前記排出孔は、前記ケースにおいて、前記電極体における前記巻回中心方向の他端と対向する位置にそれぞれ設けられ、
前記ガイド部は、前記注液孔から、前記巻回中心方向における前記電極体の他端を超えた位置まで前記電解液を案内してもよい。
In the storage element,
The liquid injection hole and the discharge hole are respectively provided at positions facing the other end in the winding center direction of the electrode body in the case,
The guide portion may guide the electrolytic solution from the liquid injection hole to a position beyond the other end of the electrode body in the winding center direction.
かかる構成では、電解液が電極体の一端に向けて案内され、且つ、排出孔がケースにおける電極体の一端から離れた位置に設けられているため、注入の際に、電解液が排出孔からより排出され難くなり、電解液が電極体の一端に効率よく供給される。 In such a configuration, since the electrolytic solution is guided toward one end of the electrode body and the discharge hole is provided at a position away from one end of the electrode body in the case, the electrolytic solution is discharged from the discharge hole at the time of injection. It becomes difficult to be discharged, and the electrolytic solution is efficiently supplied to one end of the electrode body.
この場合、例えば、
前記ガイド部は、筒形状を有し、前記ケースの内部において、前記注液孔から前記巻回中心方向における前記電極体の一端まで、又は該一端を超えた位置まで延びていてもよい。
In this case, for example,
The guide portion may have a cylindrical shape, and may extend from the liquid injection hole to one end of the electrode body in the winding center direction or a position beyond the one end in the case.
かかる構成によれば、筒形状の部材(ガイド部)といった簡素な構成によって、注入された電解液を電極体の一端まで確実に案内することができる。 According to this configuration, the injected electrolyte can be reliably guided to one end of the electrode body with a simple configuration such as a cylindrical member (guide portion).
本発明に係る蓄電素子の製造方法は、
電極とセパレータとが積層された状態で巻回されている電極体と、前記電極体を収容するケースと、を備えた蓄電素子の製造方法であって、
前記ケースに設けられた注液孔が封止されている第一封止部、及び該ケースに設けられた排出孔が封止されている第二封止部を有する前記ケースの内部において、前記注液孔から注入された電解液を前記排出孔から遠ざかり且つ前記電極体の巻回中心方向における一端に向けて案内するガイド部が設けられた該ケースの内部に、封止されていない状態の前記注液孔から電解液を注入することと、
封止されていない状態の前記排出孔から前記ケースの内部の流体を排出することと、を備える。
A method for manufacturing a power storage device according to the present invention includes:
An electrode body wound in a state in which an electrode and a separator are laminated, and a case for housing the electrode body,
In the inside of the case having a first sealing portion in which a liquid injection hole provided in the case is sealed and a second sealing portion in which a discharge hole provided in the case is sealed, In an unsealed state inside the case provided with a guide portion that guides the electrolyte injected from the injection hole away from the discharge hole and toward one end in the winding center direction of the electrode body Injecting an electrolytic solution from the liquid injection hole;
Discharging the fluid inside the case from the discharge hole in an unsealed state.
かかる構成によれば、注入された電解液が、ガイド部によって、排出孔から遠ざかり且つ前記電極体の巻回中心方向における一端に向けて案内されるため、電解液が排出孔から漏れずに効率よく電極体の一端に供給され、その結果、電極体の一端が他端に比べて注入された電解液に接し易くなる。このため、注入時において、電解液が、電極体の一端から電極体の内部に染み込み(浸入し)易く、これにより、電解液の電極体の内部への染み込みが不均一になるのを防ぐことができる。即ち、ケースの内部に注入された電解液が電極体の一端に向けて案内されるため、該電解液が一端から他端に向けて該電極体に染み込み、これにより、電解液の注入前に電極とセパレータとの間にあった気体が、染み込んだ電解液に押し出されるように電極体の他端から排気され、その結果、電解液が電極体の内部に染み渡ったときに前記気体が電極体の内部に取り残され難くなる。よって、電解液の電極体の内部への染み込みが不均一になり難くなる。 According to this configuration, the injected electrolytic solution is guided away from the discharge hole and toward one end in the winding center direction of the electrode body by the guide portion, so that the electrolyte does not leak from the discharge hole and is efficient. It is often supplied to one end of the electrode body, and as a result, one end of the electrode body is easier to contact the injected electrolyte than the other end. For this reason, at the time of injection, the electrolytic solution easily permeates (penetrates) into the inside of the electrode body from one end of the electrode body, thereby preventing the electrolyte from permeating into the inside of the electrode body. Can do. That is, since the electrolyte injected into the case is guided toward one end of the electrode body, the electrolyte soaks into the electrode body from one end to the other end. The gas existing between the electrode and the separator is exhausted from the other end of the electrode body so as to be pushed out by the soaked electrolyte, and as a result, when the electrolyte has permeated into the electrode body, the gas is It becomes difficult to be left inside. Therefore, the penetration of the electrolyte into the electrode body is less likely to be uneven.
また、ケースの内部の流体(空気等)が排出孔から排出されるため、電解液が注液孔からケースの内部に注入されたときに、該注入によってケースの内部圧力が上昇して電解液が注入し難くなるのを防ぐことができる。その結果、効率よく、電解液を電極体の一端に供給することができる。 Further, since the fluid (air or the like) inside the case is discharged from the discharge hole, when the electrolyte is injected into the case from the injection hole, the internal pressure of the case increases due to the injection, and the electrolyte Can be prevented from becoming difficult to inject. As a result, the electrolytic solution can be efficiently supplied to one end of the electrode body.
前記蓄電素子の製造方法では、
前記注液孔及び前記排出孔は、前記ケースにおいて、前記電極体における前記巻回中心方向の他端と対向する位置にそれぞれ設けられ、
前記ガイド部は、前記注液孔から、前記巻回中心方向における前記電極体の他端を超えた位置まで前記電解液を案内してもよい。
In the method of manufacturing the electricity storage device,
The liquid injection hole and the discharge hole are respectively provided at positions facing the other end in the winding center direction of the electrode body in the case,
The guide portion may guide the electrolytic solution from the liquid injection hole to a position beyond the other end of the electrode body in the winding center direction.
かかる構成では、電解液が電極体の一端に向けて案内され、且つ、排出孔がケースにおける電極体の一端から離れた位置に設けられているため、注入の際に、電解液が排出孔からより排出され難くなり、電解液が電極体の一端に効率よく供給される。 In such a configuration, since the electrolytic solution is guided toward one end of the electrode body and the discharge hole is provided at a position away from one end of the electrode body in the case, the electrolytic solution is discharged from the discharge hole at the time of injection. It becomes difficult to be discharged, and the electrolytic solution is efficiently supplied to one end of the electrode body.
この場合、例えば、
前記ガイド部は、筒形状を有し、前記ケースの内部において、前記注液孔から前記巻回中心方向における前記電極体の一端まで、又は該一端を超えた位置まで延びていてもよい。
In this case, for example,
The guide portion may have a cylindrical shape, and may extend from the liquid injection hole to one end of the electrode body in the winding center direction or a position beyond the one end in the case.
かかる構成によれば、筒形状の部材(ガイド部)といった簡素な構成によって、注入された電解液を電極体の一端まで確実に案内することができる。 According to this configuration, the injected electrolyte can be reliably guided to one end of the electrode body with a simple configuration such as a cylindrical member (guide portion).
前記蓄電素子の製造方法において、
前記注入では、前記ケースは、該ケースの内部に収容した前記電極体の巻回中心方向が上下方向を向き、且つ該電極体の巻回中心方向における他端より該電極体の一端が下方に位置する姿勢で前記電解液を注入されてもよい。
In the method for manufacturing the electricity storage element,
In the injection, in the case, the winding center direction of the electrode body housed in the case is directed in the vertical direction, and one end of the electrode body is downward from the other end in the winding center direction of the electrode body. The electrolyte solution may be injected in a position.
かかる構成によれば、ケースの内部において電解液が案内される位置(電極体の一端)が下端となり且つ電極体の一端が下方を向くような姿勢のケースに対して電解液が注入されるため、ガイド部によって案内された電解液が、重力により、電極体の一端近傍により案内され易く且つ電極体の他端にはより向かい難くなる。これにより、注入時において、電極体の一端が電解液により接し易く、その結果、電解液をより効率よく電極体の一端から染み込ませることができる。 According to this configuration, the electrolyte solution is injected into the case in such a posture that the position where the electrolyte solution is guided (one end of the electrode body) is the lower end and the one end of the electrode body faces downward. The electrolytic solution guided by the guide part is easily guided near one end of the electrode body by gravity, and more difficult to face the other end of the electrode body. Thereby, at the time of injection | pouring, the end of an electrode body is easy to contact | connect with electrolyte solution, As a result, electrolyte solution can be infiltrated from the end of an electrode body more efficiently.
前記蓄電素子の製造方法は、
前記注入された電解液の一部を前記注液孔及び前記排出孔の少なくとも一方から排出すること、を備え、
前記注入では、電解液の液面が前記電極体の一端より上方に位置するように前記電解液が注入されてもよい。
The manufacturing method of the electricity storage element is:
Discharging a part of the injected electrolyte from at least one of the liquid injection hole and the discharge hole,
In the injection, the electrolytic solution may be injected such that the surface of the electrolytic solution is positioned above one end of the electrode body.
かかる構成によれば、注入後にケースの内部の電解液の一部を排出するため、注入時に、電極体の一端がケースの内部に溜まった電解液に十分漬かるよう、規定量(蓄電素子の完成時にケースの内部に入っている電解液の量)以上の電解液をケースの内部に注入することができる。これにより、電極体の一端から電解液をより効率よく染み込ませることができる。 According to such a configuration, since a part of the electrolytic solution inside the case is discharged after the injection, a predetermined amount (completed of the storage element is obtained so that one end of the electrode body is sufficiently immersed in the electrolytic solution accumulated in the case at the time of injection. More than the amount of electrolyte in the case can sometimes be injected into the case. Thereby, electrolyte solution can be infiltrated more efficiently from the end of an electrode body.
この場合、
前記注入では、前記電解液の液面が前記電極体の他端の位置、又は該他端より上方に位置するまで電解液が注入されてもよい。
in this case,
In the injection, the electrolytic solution may be injected until the liquid surface of the electrolytic solution is positioned at the other end of the electrode body or above the other end.
かかる構成によれば、電解液の注入時にケースの内部において、電極体の一端(下端)から他端(上端)に向けて徐々に電解液の液面が上昇して電極体全体が電解液に漬かった状態になる。このため、電解液の注入前に電極とセパレータとの間にあった気体は、電極体の内部に染み込んだ電解液によって他端側に押し出されるのに加え、ケースの内部に溜まった電解液によって周囲から電極体に加わる力(水圧)の上端位置が液面の上昇に伴って上昇することによっても他端側に押し出される。その結果、前記液面の上昇に伴って、前記気体が電極体の他端からより確実に押し出される。しかも、電極体全体が電解液に漬かるまで前記液面を上昇させるため、十分な量の電解液を電極体に染み込ませることができる。 According to this configuration, the electrolyte surface gradually rises from one end (lower end) to the other end (upper end) of the electrode body in the case when the electrolyte is injected, so that the entire electrode body becomes the electrolyte. It will be pickled. For this reason, the gas existing between the electrode and the separator before injection of the electrolytic solution is pushed out to the other end side by the electrolytic solution soaked into the electrode body, and from the surroundings by the electrolytic solution accumulated inside the case. The upper end position of the force (water pressure) applied to the electrode body is also pushed out to the other end side as the liquid level rises. As a result, as the liquid level rises, the gas is more reliably pushed out from the other end of the electrode body. And since the said liquid level is raised until the whole electrode body is immersed in electrolyte solution, sufficient amount of electrolyte solution can be made to soak into an electrode body.
前記蓄電素子の製造方法は、
前記注入の後に、前記ガイド部を除去すること、を備えてもよい。
The manufacturing method of the electricity storage element is:
The guide part may be removed after the injection.
かかる構成によれば、蓄電素子の使用時における振動対策等をガイド部に施さなくてもよくなる、即ち、簡素な構成のガイド部を用いることができる。 According to such a configuration, it is not necessary to take measures against vibration when the power storage element is used, that is, a guide unit with a simple configuration can be used.
この場合、例えば、具体的には、
前記ガイド部は、樹脂製のチューブであり、
前記ガイド部の除去では、前記注液孔から前記ガイド部を引き出してもよい。
In this case, for example, specifically,
The guide part is a resin tube,
In removing the guide portion, the guide portion may be pulled out from the liquid injection hole.
樹脂製のチューブは、容易に変形させることができる。このため、ガイド部を樹脂製のチューブにすることで、注入後、注液孔からガイド部を引き出すことが可能となり、これにより、ケースの内部からガイド部を除去することができる。 The resin tube can be easily deformed. For this reason, it becomes possible to draw out a guide part from a liquid injection hole after injection | pouring by making a guide part into resin tubes, and, thereby, a guide part can be removed from the inside of a case.
前記蓄電素子の製造方法は、
前記注入の前に、前記排出孔から前記ケースの内部の流体を排出して該ケースの内部を大気圧より低い低圧状態にすること、を備えてもよい。
The manufacturing method of the electricity storage element is:
Before the injection, the fluid inside the case may be discharged from the discharge hole to bring the inside of the case into a low pressure state lower than atmospheric pressure.
かかる構成によれば、注入の際に電解液がケースの内部に引き込まれるため、電解液をケースの内部に注入し易くなる。 According to this configuration, since the electrolytic solution is drawn into the case at the time of injection, the electrolytic solution can be easily injected into the case.
以上より、本発明によれば、電極体の内部への電解液の染み込みが不均一になり難い蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power storage element in which the penetration of the electrolyte into the electrode body is less likely to be uneven, and a method for manufacturing the power storage element.
以下、本発明に係る蓄電素子の第一実施形態について、図1〜図6を参照しつつ説明する。蓄電素子には、一次電池、二次電池、キャパシタ等がある。本実施形態では、蓄電素子の一例として、充放電可能な二次電池について説明する。尚、本実施形態の各構成部材(各構成要素)の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材(各構成要素)の名称と異なる場合がある。 Hereinafter, a first embodiment of a power storage device according to the present invention will be described with reference to FIGS. Examples of the power storage element include a primary battery, a secondary battery, and a capacitor. In the present embodiment, a chargeable / dischargeable secondary battery will be described as an example of a power storage element. In addition, the name of each component (each component) of this embodiment is a thing in this embodiment, and may differ from the name of each component (each component) in background art.
本実施形態の蓄電素子は、非水電解質二次電池である。より詳しくは、蓄電素子は、リチウムイオンの移動に伴って生じる電子移動を利用したリチウムイオン二次電池である。この種の蓄電素子は、電気エネルギーを供給する。蓄電素子は、単一又は複数で使用される。具体的に、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧が小さいときには、単一で使用される。一方、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧の少なくとも一方が大きいときには、他の蓄電素子と組み合わされて蓄電装置に用いられる。前記蓄電装置では、該蓄電装置に用いられる蓄電素子が電気エネルギーを供給する。 The electricity storage device of this embodiment is a nonaqueous electrolyte secondary battery. More specifically, the power storage element is a lithium ion secondary battery that utilizes electron transfer that occurs as lithium ions move. This type of power storage element supplies electrical energy. One or a plurality of power storage elements are used. Specifically, the storage element is used singly when the required output and the required voltage are small. On the other hand, when at least one of a required output and a required voltage is large, the power storage element is used in a power storage device in combination with another power storage element. In the power storage device, a power storage element used in the power storage device supplies electric energy.
蓄電素子は、図1〜図4に示すように、電極23,24とセパレータ25とが積層された状態で巻回されている電極体2と、電極体2を収容するケース3と、ケース3の内部に配置されるガイド部8と、ケース3の外側に配置される外部端子4であって電極体2と導通する外部端子4と、を備える。また、蓄電素子1は、電極体2、ケース3、ガイド部8、及び外部端子4の他に、電極体2と外部端子4とを導通させる集電体5等を有する。具体的には、以下の通りである。
As shown in FIGS. 1 to 4, the power storage element includes an
電極は、正の極性を有する帯状の電極(正極)23と、負の極性を有する帯状の電極(負極)24と、を有する。電極体2は、正極23と負極24とが互いに絶縁された状態で巻回されることによって形成される。
The electrode includes a strip-shaped electrode (positive electrode) 23 having a positive polarity and a strip-shaped electrode (negative electrode) 24 having a negative polarity. The
正極23は、金属箔と、金属箔の上に形成された正極活物質層と、を有する。金属箔は帯状である。本実施形態の金属箔は、例えば、アルミニウム箔である。正極23は、帯形状の短手方向である幅方向の一方の端縁部に、正極活物質層の非被覆部(正極活物質層が形成されていない部位)231を有する。尚、正極23において、正極活物質層が形成されている部位を被覆部232と称する。
The
負極24は、金属箔と、金属箔の上に形成された負極活物質層と、を有する。金属箔は帯状である。本実施形態の金属箔は、例えば、銅箔である。負極24は、帯形状の短手方向である幅方向の他方(正極23の非被覆部231と反対側)の端縁部に、負極活物質層の非被覆部(負極活物質層が形成されていない部位)241を有する。尚、負極24において、負極活物質層が形成されている部位を被覆部242と称する。
The
本実施形態の電極体2では、以上のように構成される正極23と負極24とがセパレータ25によって絶縁された状態で巻回される。セパレータ25は、絶縁性を有する帯状の部材である。セパレータ25は、正極23と負極24との間に配置される。これにより、電極体2において、正極23と負極24とが互いに絶縁される。また、セパレータ25は、ケース3の内部において、電解液を保持する。これにより、蓄電素子1の充放電時において、リチウムイオンが、セパレータ25を挟んで交互に積層される正極23と負極24との間を移動可能となる。
In the
セパレータ25は、図3に示すように、被覆部232同士が重なるように幅方向に位置ずれした状態で重ね合わされた正極23と負極24との間に配置される。このとき、正極23の非被覆部231と負極24の非被覆部241とは重なっていない。即ち、正極23の非被覆部231が、正極23と負極24との重なる領域から幅方向に突出し、且つ、負極24の非被覆部241が、正極23と負極24との重なる領域から幅方向(正極23の非被覆部231の突出方向と反対の方向)に突出する。以上のように積層された状態の正極23、負極24、及びセパレータ25が巻回されることによって、電極体2が形成される。尚、図3では、正極23、負極24、及びセパレータ25における互いの相対位置を説明し易いよう、各構成の厚さ等を誇張して記載している。
As shown in FIG. 3, the
ケース3は、開口を有するケース本体31と、ケース本体31の開口を塞ぐ(閉じる)蓋板32と、を有する。ケース3は、該ケース3に設けられた注液孔325Aが封止されている第一封止部35Aを有する。また、ケース3は、該ケース3に設けられた排出孔325Bが封止されている第二封止部35Bも有する。このケース3は、電極体2及び集電体5等と共に、電解液を内部空間33に収容する。ケース3は、電解液に耐性を有する金属によって形成される。前記電解液は、非水溶液系電解液である。電解液は、有機溶媒に電解質塩を溶解させることによって得られる。
The
ケース3は、直方体形状を有する。即ち、本実施形態の蓄電素子1は、いわゆる角形電池である。ケース3は、ケース本体31の開口周縁部と、蓋板32の周縁部とを重ね合わせた状態で接合することによって形成される。このケース3は、ケース本体31と蓋板32とによって画定される内部空間33を有する。
ケース本体31は、板状の閉塞部311と、閉塞部311の周縁に接続される筒状の胴部312とを備える。
The case
閉塞部311は、開口が上を向くようにケース本体31が配置されたときに、ケース本体31の下端に位置する(即ち、前記開口が上を向いたときのケース本体31の底壁となる)部位である。閉塞部311は、該閉塞部311の法線方向視において、矩形状である。以下では、図1に示すように、閉塞部311の長辺方向をX軸方向とし、閉塞部311の短辺方向をY軸方向とし、閉塞部311の法線方向をZ軸方向とする。
The closing
本実施形態の胴部312は、角筒形状を有する。詳しくは、胴部312は、偏平な角筒形状を有する。
The
以上のように、ケース本体31は、開口方向(Z軸方向)における一方の端部が塞がれた角筒形状(即ち、有底角筒形状)を有する。
As described above, the
蓋板32は、ケース本体31の開口を塞ぐ板状の部材である。具体的には、蓋板32がケース本体31の開口を塞ぐように、蓋板32の周縁部が該ケース本体31の開口周縁部に重ねられる。前記開口周縁部と蓋板32とが重ねられた状態で、蓋板32とケース本体31との境界部が溶接される。これにより、ケース3が構成される。
The
蓋板32は、Z軸方向視において、ケース本体31の開口周縁部に対応した輪郭形状を有する。即ち、蓋板32は、Z軸方向視において、X軸方向に長い矩形状の板材である。
The
蓋板32は、ケース3の内部のガスを外部に排出可能なガス排出弁321を有する。ガス排出弁321は、ケース3の内部圧力が所定の圧力まで上昇したときに、該ケース3の内部から外部にガスを排出する。本実施形態のガス排出弁321は、X軸方向において、蓋板32の中央位置に対して一方の端部(図4では左側の端部)側に偏った位置に設けられる。
The
具体的に、ガス排出弁321は、破断溝が形成された薄肉部を有する。ガス排出弁321は、ケース3の内部圧力(ガス圧)が所定の値よりも大きくなったときに薄肉部が破断溝から裂けることによって、ケース3の内部(内部空間33)と外部(外部空間)とを連通させる。これにより、ガス排出弁321は、ケース3の内部のガスを外部へ排出する。このようにして、ガス排出弁321は、上昇したケース3の内部圧力を下げる。
Specifically, the
蓋板32には、ケース3の内部と外部とを連通させる一対の貫通孔322が設けられる。貫通孔322は、X軸方向における蓋板32の両端部にそれぞれ設けられる(図4参照)。貫通孔322には、後述する貫通部材7が挿通される。
The
ケース3には、電解液を注入するための注液孔325Aが設けられる。注液孔325Aは、ケース3の内部と外部とを連通する。本実施形態の注液孔325Aは、蓋板32に設けられる。注液孔325Aは、蓋板32をZ軸方向(厚さ方向)に貫通する。注液孔325Aは、X軸方向におけるガス排出弁321と一対の貫通孔322のいずれか一方(図4では右側の貫通孔322)との間、具体的には、ケース3の内部に配置されているガイド部8と対応する位置に設けられる。
The
以上のように構成される注液孔325Aは、注液栓326Aによって密閉され(封止され)、これにより、ケース3の第一封止部35Aを構成する。即ち、第一封止部35Aは、注液孔325Aと注液栓326Aとを有する。本実施形態の注液栓326Aは、溶接によってケース3(本実施形態の例では蓋板32)に固定される。具体的には、注液栓326Aは、注液孔325Aを覆う頭部と、頭部から延びる挿入部とを有する。
The liquid injection hole 325 </ b> A configured as described above is sealed (sealed) by the liquid injection stopper 326 </ b> A, thereby configuring the
前記頭部は、注液孔325Aを覆う部位である。前記頭部は、板状の部位であり、蓋板32と重なるようにして注液孔325Aを覆う。本実施形態の頭部は、Z軸方向視において略円形の輪郭を有する。
The head is a portion covering the
前記挿入部は、前記頭部から注液孔325Aを通ってケース3の内部に向けて延びる。即ち、前記挿入部は、前記頭部から延びる柱状の部位である。前記挿入部は、蓋板32の注液孔325Aよりも僅かに大きい。このため、注液栓326Aが蓋板32に取り付けられるときには、前記挿入部が注液孔325Aに圧入される。
The insertion portion extends from the head portion toward the inside of the
また、ケース3には、ケース3の内部の流体(空気、ガス等の気体、及び電解液等の液体)を排出可能な排出孔325Bが設けられる。排出孔325Bは、注液孔325Aと同様の構成である。即ち、排出孔325Bは、ケース3の内部と外部とを連通する。本実施形態の排出孔325Bは、蓋板32に設けられる。排出孔325Bは、蓋板32をZ軸方向に貫通する。本実施形態の排出孔325Bは、X軸方向におけるガス排出弁321と注液孔325Aとの間、具体的には、ケース3の内部に配置されているガイド部8と対応する位置に設けられる。
In addition, the
以上のように構成される排出孔325Bは、排出栓326Bによって密閉され(封止され)、これにより、ケース3の第二封止部35Bを構成する。即ち、第二封止部35Bは、排出孔325Bと排出栓326Bとを有する。本実施形態の排出栓326Bは、溶接によってケース3(本実施形態の例では蓋板32)に固定される。この排出栓326Bは、注液栓326Aと同様に構成される。即ち、排出栓326Bは、排出孔325Bを覆う板状の頭部と、該頭部から延びて排出孔325Bに圧入される柱状の挿入部とを有する。
The
第一封止部35Aと第二封止部35Bとは(即ち、注液孔325Aと排出孔325Bとは)、X軸方向に所定の距離をおいて設けられている。この所定の距離とは、具体的には、注液孔325Aからケース3の内部に電解液が注入されつつ排出孔325Bからケース3の内部の流体(空気等)が排出されたときに、ガイド部8において、注液孔325Aから注入された電解液が、そのまま排出孔325Bから出ない(吸い出されない)ような距離である。
The
ガイド部8は、注液孔325Aから注入された電解液等をケース3の内部において案内する。具体的に、ガイド部8は、注液孔325Aから注入された電解液を、排出孔325Bから遠ざかり且つ電極体2のX軸方向における一端(図4における右端)201に向けて案内する。本実施形態のガイド部8は、第一ガイド部81及び第二ガイド部82を有し、第一ガイド部81と第二ガイド部82とは、一体に形成されている。ガイド部8は、X軸方向に延び且つ内部に空間を有する長箱状であり、X軸方向における電極体2と蓋板32との間に配置されている。また、ガイド部8は、Z軸方向において、第一封止部35A及び第二封止部35Bと重なっている。詳しくは、第一ガイド部81が、第一封止部35A(注液孔325A)と重なる位置に配置され、第二ガイド部82が、第二封止部35B(排出孔325B)と重なる位置に配置される。
The
第一ガイド部81は、注液孔325Aから電極体2のX軸方向における一端(図4における右端)201に向かう電解液の通過を許容する。具体的に、第一ガイド部81は、図4に示すように、ケース3の内部において、注液孔325Aから電極体2の一端201に向けて延びる筒状(箱状)の第一ガイド本体811と、第一ガイド本体811からの電解液の出入り口となる開口部812と、を有する。
The
第一ガイド本体811は、Z軸方向において注液孔325Aと重なる位置から、蓋板32の内面に沿って電極体2の一端201に向けて延びる。第一ガイド本体811は、内部に、注液孔325Aから電極体2の一端201に向う流路を形成可能な空間(流路空間)を有する。
The
開口部812は、第一ガイド本体811の先端(電極体2の一端201側の端部)に設けられ、第一ガイド本体811の内部(流路空間)を通って注液孔325Aから電極体2の一端201に向かう電解液の通過を許容する。
The
第二ガイド部82は、ケース3の内部から注液孔325Aに向かう流体の通過を許容すると共に、注液孔325Aから電極体2のX軸方向における他端202に向かう電解液を通過し難くする。具体的に、第二ガイド部82は、ケース3の内部において、排出孔325Bから電極体2の他端202に向けて延びる筒状(箱状)の第二ガイド本体821と、第二ガイド本体821からの流体の出入りを制御する通過制御部822と、を有する。
The
第二ガイド本体821は、Z軸方向において排出孔325Bと重なる位置から、蓋板32の内面に沿って電極体2の他端202に向けて延びる。第二ガイド本体821は、内部に、ガイド部8を除くケース3の内部空間であって、電極体2配置される空間(以下、単に「配置空間」と称する。)から排出孔325Bに向う流路を形成可能な流路空間を有する。本実施形態の蓄電素子1では、第一ガイド本体811と第二ガイド本体821とが一体である。即ち、第一ガイド本体811と第二ガイド本体821とがX軸方向に連接され、一つの筒状(長箱状)となっている。このため、第一ガイド本体811の流路空間と、第二ガイド本体821の流路空間とは、連通している。
The second guide
通過制御部822は、第二ガイド本体821の先端(電極体2の他端202側の端部)に設けられ、ケース3の内部から注液孔325Aに向かう流体の通過、即ち、配置空間から第二ガイド本体821の内部への流体の通過を許容する。一方、通過制御部822は、注液孔325A及び排出孔325Bから電極体2の他端202に向かう電解液を通過し難くする。即ち、通過制御部822は、第二ガイド本体821の内部から配置空間へ、流体を通過し難くする。
The
本実施形態の通過制御部823は、第二ガイド本体821の内部に流入する流体の流路(ケース3の内部から注液孔325Aへ向かう流体の流路)と交差するように配置されるメッシュ部材である。これは、気体の粘度に比べて液体の粘度の方が高いため、液体の方が気体よりメッシュ部材を通過し難いことを利用している。このように、本実施形態では、通過制御部823をメッシュ部材によって構成することで、配置空間から第二ガイド部82の内部へ向かう空気等の気体を通過させ易く、且つ、第二ガイド部82の内部から配置空間へ向かう(注液孔325Aから電極体2の他端202に向かう)電解液等の液体を通過させ難くする構成を、実現している。
The passage control unit 823 of the present embodiment is a mesh that is arranged so as to intersect with a flow path of fluid that flows into the second guide main body 821 (fluid flow path from the inside of the
以上のように構成されるガイド部8では、第二封止部35B(排出孔325B)は、第一封止部35A(注液孔325A)より第二ガイド部82に近い位置に配置される。このため、第二ガイド部82において第二通過制御部822から注液孔325Aに向かうケース3の内部(詳しくは、配置空間内)の流体が注液孔325Aよりも排出孔325Bから排出され易くなる。このため、ガイド部8では、注液孔325Aから注入された電解液が第一ガイド部81を通過して電極体2の一端201に供給され、且つ、ケース3の内部(詳しくは、配置空間内)の流体が第二ガイド部82を通過して排出孔325Bから外部に排出され易くなる。
In the
外部端子4は、他の蓄電素子の外部端子又は外部機器等と電気的に接続される部位である。外部端子4は、導電性を有する部材によって形成される。例えば、外部端子4は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料、銅又は銅合金等の銅系金属材料等の溶接性の高い金属材料によって形成される。
The
蓄電素子1は、ケース3を貫通する貫通部材7を備える。貫通部材7は、ケース3の内部に配置される集電体5と、ケース3の外部に配置される外部端子4とを通電させる。貫通部材7は、導電性の金属によって形成され、外部端子4から集電体5まで延びる。本実施形態の貫通部材7は、外部端子4と一体に形成される。蓋板32と、外部端子4及び貫通部材7との間は、密閉されている。即ち、ケース3は、注液孔325A及び排出孔325Bを除いて、気密構造を有する。
The power storage element 1 includes a penetrating
集電体5は、ケース3の内部に配置され、電極体2と通電可能に直接又は間接に接続される。本実施形態の集電体5は、クリップ部材50を介して電極体2と通電可能に接続される。集電体5は、導電性を有する部材によって形成される。図4に示すように、集電体5は、ケース3の内面に沿って配置される。本実施形態の集電体5は、貫通部材7とクリップ部材50とを通電可能に接続する。集電体5は、蓄電素子1の正極と負極とにそれぞれ配置される。本実施形態の蓄電素子1では、ケース3の内部において、電極体2の一端201と、他端202とにそれぞれ接続される。
The
蓄電素子1は、電極体2とケース3とを絶縁する絶縁部材6等を備える。本実施形態の絶縁部材6は、例えば、絶縁カバーである。絶縁カバー6は、ケース3(詳しくはケース本体31)と電極体2との間に配置される。絶縁カバー6は、絶縁性を有する素材によって形成される。絶縁カバー6は、シート状の部材によって構成される。本実施形態の絶縁カバー6は、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド等の樹脂によって形成される。絶縁カバー6は、所定の形状に裁断された絶縁性を有するシート状の部材を折り曲げることによって袋状に形成される。
The power storage element 1 includes an insulating
絶縁カバー6は、シート状の部材を単に折り曲げて袋状に形成せずに、シート状の部材を例えば融着又は溶着して袋状に形成してもよい。また、絶縁カバー6は、初めから袋状に形成されてもよい。絶縁カバー6の代わりに、ケース3の内面に絶縁層が設けられ、これにより、電極体2とケース3とが絶縁されてもよい。
The insulating
本実施形態の蓄電素子1では、袋状の絶縁カバー6に収容された状態の電極体2(詳しくは、電極体2及び集電体5)がケース3の内部に収容される。
In the electricity storage device 1 of the present embodiment, the electrode body 2 (specifically, the
次に、上述のように構成される蓄電素子1の製造方法を、図5及び図6も参照しつつ説明する。 Next, a method for manufacturing the electricity storage device 1 configured as described above will be described with reference to FIGS.
外部端子4、集電体5、電極体2、絶縁カバー6、及びガイド部8等が蓋板32に組み付けられる(ステップS1)。このとき、蓋板32は、注液孔325Aには注液栓326Aが取り付けられておらず、排出孔325Bには排出栓326Bが取り付けられていない状態である。即ち、ケース3の第一封止部35Aにおいて注液孔325Aが封止されていない状態であり、且つ、ケース3の第二封止部35Bにおいて、排出孔325Bが封止されていない状態である。
The
組み付けられた電極体2等がケース本体31に収容され且つ蓋板32がケース本体31の開口を塞ぐように、蓋板32の周縁部がケース本体31の開口周縁部に重ねられる。この状態で、蓋板32とケース本体31との境界部が溶接される(ステップS2)。
The peripheral part of the
次に、ケース3が、注液孔325Aが排出孔325Bより下方に位置するような姿勢にされ、電解液が注液孔325Aからケース3の内部に注入される。具体的には、以下の通りである。
Next, the
先ず、ケース3が、図6に示すように、注液孔325Aが排出孔325Bより下方に位置し且つ電極体2の巻回中心方向(X軸方向)が上下方向(重力方向)を向く姿勢(注液姿勢)にされる(ステップS3)。続いて、注液孔325Aからケース3の内部に空気等が流入しない状態で、ケース3の内部が低圧状態になるように排出孔325Bからケース3の内部の流体(空気等)が排出される(ステップS4)。ここで、ケース3の内部が低圧状態であるとは、ケース3の内部の圧力が大気圧(1気圧)よりも小さい状態をいう。注入の際に電解液がケース3の内部により引き込まれやすいという観点から、ケース3の内部の圧力は、0.1気圧以下が好ましく、0.01気圧以下がさらに好ましい。
First, as shown in FIG. 6, the
ケース3の内部が低圧状態になると、電解液が注液孔325Aからケース3の内部に注入される(ステップS5)。このとき、ガイド部8では、第一ガイド部81が、注液孔325Aから注入された電解液を電極体2201の一端に向けて案内する。このとき、第二ガイド部82では、通過制御部822が、注入された電解液が電極体2の他端202に向かうのを邪魔する(他端202に向かい難くしている)。
When the inside of the
このように、ケース3の内部が低圧になった状態で電解液が注入されると、ケース3の内部では、注液孔325Aからケース3の内部に注入された電解液が第一ガイド部81によって排出孔325Bから遠ざかり且つ電極体2の一端201に向けて案内されると共に、該電解液が電極体2の他端202に向かうのを第二ガイド部82によって邪魔される。このため、電極体2の一端201が他端202に比べ、注入された電解液に接し易くなる。よって、蓄電素子1の製造時(注入時)において、電解液が、電極体2の一端201(詳しくは、開放端203:図3参照)から電極体2の内部に染み込み、電解液が電極体2の内部を一端201から他端202に向けて染み渡る(図6の矢印α参照)。これにより、電解液の注入前に電極(正極23、負極24)とセパレータ25との間にあった気体が、染み込んだ電解液に押し出されるように電極体2の他端202から排出される。その結果、電解液が電極体2全体に染み渡ったときに、前記気体が電極体2の内部に取り残され難くなる。このとき、電極体2の他端202から排出された気体は、第二ガイド部82を通じて排出孔325Bから排出される。
As described above, when the electrolytic solution is injected in a state where the inside of the
前記開放端203は、電極体2において、積層された電極(正極23及び負極24)とセパレータ25との間に電解液が浸入する入口となる部位である。本実施形態における電極体2の一端201側の開放端203は、図3に示すように、正極23と負極24とが幅方向に位置ずれした状態でセパレータ25を介して積層されている電極体2における、正極23と負極24とが重なっている(積層されている)部分のうちの幅方向の一方の端縁位置となる部位である。詳しくは、一端201側の開放端203は、電極体2において、正極23の被覆部232の一方の端縁(非被覆部231と反対側の端縁)位置となる部位である。一方、電極体2の他端202側の開放端204は、電極体2における、正極23と負極24とが重なっている部分のうちの幅方向の他方の端縁位置(前記一端201側の開放端203と反対側の端縁位置)となる部位である。この電極体2の他端202側の開放端204は、注入時において、電極(正極23及び負極24)とセパレータ25との間にあった気体(空気等)が放出される出口となる部位である。詳しくは、他端202側の開放端204は、電極体2において、正極23の被覆部232の他方の端縁(非被覆部231と隣接する端縁)位置となる部位である。
The
尚、本実施形態では、電解液の注入時(ステップS5)において、排出孔325Bからの流体の排出が続けられるが、電解液の注入によってもケース3の内部の低圧状態が維持される場合には、排出孔325Bからの流体の排出が停止されてもよい。
In the present embodiment, when the electrolyte is injected (step S5), the fluid is continuously discharged from the
注入後、所定の時間が経過して電解液が電極体2に十分染み込んだ後、不要な電解液(注入された電解液の一部)が、注液孔325A及び排出孔325Bの少なくとも一方から排出される(ステップS6)。
After the injection, the electrolyte solution has sufficiently soaked into the
不要な電解液が排出されると、注液孔325Aが注液栓326Aによって封止されると共に、排出孔325Bが排出栓326Bによって封止され(ステップS7)、蓄電素子1が完成する。
When the unnecessary electrolyte is discharged, the
以上の蓄電素子1及び蓄電素子1の製造方法によれば、蓄電素子1の製造時(注入時)において、注入された電解液が、ガイド部8によって、排出孔325Bから遠ざかり且つ電極体2の一端201に向けて案内される。このため、電解液が排出孔325Bから漏れずに効率よく電極体2の一端201に供給され、電極体2の一端201が、他端202に比べて注入された電解液に接し易くなる。よって、蓄電素子1の製造時(注入時)において、電解液が、電極体2の一端201から電極体2の内部に染み込み(浸入し)易く、これにより、電解液の電極体2の内部への染み込みが不均一になるのを防ぐことができる。即ち、ケース3の内部に注入された電解液が電極体2の一端201に向けて案内されるため、該電解液が一端201から他端202に向けて該電極体2に染み込み、これにより、電解液の注入前に電極23,24とセパレータ25との間にあった気体が、染み込んだ電解液に押し出されるように電極体2の他端202から排気される。その結果、電解液が電極体2の内部に染み渡ったときに前記気体が電極体2の内部に取り残され難くなる。よって、電解液の電極体2の内部への染み込みが不均一になり難い蓄電素子1が得られる。
According to the power storage element 1 and the method for manufacturing the power storage element 1 described above, when the power storage element 1 is manufactured (at the time of injection), the injected electrolyte is moved away from the discharge hole 325 </ b> B by the
また、排出孔325Bが設けられているため、蓄電素子1の製造時において、電解液が注液孔325Aからケース3の内部に注入されたときに、ケース3の内部の流体(空気等)が排出孔325Bから外部に排出される。このため、前記注入によってケース3の内部圧力が上昇して電解液が注入し難くなるのを防ぐことができる。これにより、電解液を電極体2の一端201から効率よく染み込ませることができる。
Further, since the
本実施形態の蓄電素子1の製造方法では、電解液の注入時に、ケース3は、電極体2のX軸方向(巻回中心方向)が上下を向く姿勢で電解液を注入される。このとき、ケース3の内部において電解液が案内される位置(電極体2の一端201)が下端となり且つ電極体2の一端201が下方を向くような姿勢のケース3に対して電解液が注入されている。このため、電極体2の一端201のZ軸方向全体が電解液に接し易く、これにより、電解液を電極体2により効率よく染み込ませることができる。
In the method for manufacturing the electricity storage device 1 of the present embodiment, when the electrolyte solution is injected, the electrolyte solution is injected into the
次に、本発明の第二実施形態について図7を参照しつつ説明するが、上記第一実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成ついてのみ詳細に説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7, but the same reference numerals are used for the same configurations as in the first embodiment, and detailed descriptions are omitted, and only different configurations are described in detail. explain.
蓄電素子1Aは、電極体2と、電極体2を収容するケース3と、ケース3の内部において電解液を電極体2のX軸方向(巻回中心方向)における一端201に向けて案内するガイド部8Aと、ケース3の外側に設けられる外部端子4と、電極体2と外部端子4とを電気的に接続させる集電体5と、を有する。
1 A of electrical storage elements are the
電極体2の他端202とケース本体31(胴部312)における他端201と対向する部位との間に、ガイド部8A(詳しくは、ガイド部の一部)を配置するための間隔が設けられている。また、電極体2と閉塞部311との間にも、ガイド部8A(詳しくは、ガイド部の一部)を配置するための間隔が設けられている。
An interval is provided between the
第一封止部35Aと第二封止部35Bとは、ケース3において、電極体2の他端(X軸方向における一端201と反対側の端部)202と対向する位置にそれぞれ設けられる。即ち、注液孔325Aと排出孔325Bとは、ケース3(本実施形態の例ではケース本体31、より詳しくは、胴部312)における電極体2の他端202と対向する位置にそれぞれ設けられる。本実施形態の第一封止部35Aは、第二封止部35Bより、閉塞部311に近い位置に設けられる。
The
ガイド部8Aは、注液孔325Aから、X軸方向における電極体2の他端202を超えた位置まで電解液を案内する。本実施形態のガイド部8Aは、筒形状を有し、ケース3の内部において、注液孔325Aから電極体2の一端201まで、又は該一端201を超えた位置まで延びている。ガイド部8Aは、電極体2とケース3との間に設けられた空間に配置される。具体的に、ガイド部8Aは、注液孔325Aから胴部312の内面に沿って閉塞部311まで延び、その先端から閉塞部311の内面に沿って電極体2の一端201と対向する胴部312の内面まで延びている。本実施形態のガイド部は、ポリエチレン又はポリプロピレン等の樹脂製のチューブである。
The
次に、上述のように構成される蓄電素子1Aの製造方法を、図8及び図9も参照しつつ説明する。 Next, a method for manufacturing the electricity storage device 1A configured as described above will be described with reference to FIGS.
蓋板に、外部端子4、集電体5、電極体2、絶縁カバー6、及びガイド部8A等が組み付けられる(ステップS1)。組み付けられた電極体2、ガイド部8A等がケース本体31に収容され且つ蓋板32がケース本体31の開口を塞ぐように、蓋板32がケース本体31の開口周縁部に重ねられる。この状態で、蓋板32とケース本体31との境界部が溶接される(ステップS2)。
The
次に、ケース3が、図9に示すように、電極体2の一端201が他端202より下方に位置し、且つ電極体2のX軸方向が上下方向(重力方向)を向く姿勢(注液姿勢)にされる(ステップS3)。
Next, as shown in FIG. 9, the
続いて、電解液が注液孔325Aからケース3の内部に注入されると共に、ケース3の内部の空気、ガス等の流体を排出孔325Bから排出する(ステップS4―1)。この注液では、電解液の液面(メニスカス面)が電極体2の他端202の位置、又は該他端202より上方の位置(詳しくは、各電極23,24における活物質層よりも上方)まで上昇するように、電解液が注入される。このとき、液面がゆっくり上昇するように電解液が注入される。これにより、電解液の注入前に電極23,24とセパレータ25との間にあった気体は、電極体2の内部に染み込んだ電解液によって他端202側に押し出されるのに加え、ケース3の内部に溜まった電解液によって周囲から電極体2に加わる力(水圧)の上端位置が前記液面の上昇に伴って上昇することによっても他端202側に押し出される。
Subsequently, the electrolytic solution is injected into the
また、排出孔325Bからの流体の排出(本実施形態では、排気)は、自然排気でもよく、ケース3の内部が低圧状態になるような強制排気でもよい。
Further, the discharge of the fluid from the
注入後、所定の時間が経過して電解液が電極体2に十分染み込んだ後、必要に応じて、不要な電解液(注入された電解液の一部)が、排出孔325Bから排出される(ステップS6)。
After the injection, after a predetermined time has passed and the electrolyte has sufficiently soaked into the
不要な電解液が排出されると、注液孔325Aが注液栓326Aによって封止されると共に、排出孔325Bが排出栓326Bによって封止され(ステップS7)、蓄電素子1が完成する。
When the unnecessary electrolyte is discharged, the
以上の蓄電素子1A及び蓄電素子1Aの製造方法によっても、注入された電解液が、ガイド部8Aによって、排出孔325Bから遠ざかり且つ電極体2の201一端に向けて案内される。このため、電解液が排出孔325Bから漏れずに効率よく電極体2の一端201に供給され、これにより、電極体2の一端201が他端202に比べ、注入された電解液に接し易くなる。その結果、注入時において、電解液が、電極体2の一端201から電極体2の内部に染み込み(浸入し)易く、これにより、電解液の電極体2の内部への染み込みが不均一になるのを防ぐことができる。
Also by the storage element 1A and the manufacturing method of the storage element 1A described above, the injected electrolytic solution is guided away from the
また、排出孔325Bが設けられているため、電解液が注液孔325Aからケース3の内部に注入されたときに、ケース3の内部の流体(空気等)が排出孔325Bから外部に排出される。これにより、前記注入によってケース3の内部圧力が上昇して電解液が注入し難くなるのを防ぐことができる。その結果、効率よく、電解液を電極体2の一端201から染み込ませることができる。
Further, since the
また、電解液を注入するときに、電解液の液面が電極体2の他端201、又は該他端より上方に位置するまで電解液が注入されるため、電極体2の一端(下端)201から他端(上端)202に向けて徐々に電解液の液面が上昇して電極体2の全体が電解液に漬かった状態になる。これにより、電解液の注入前に電極とセパレータとの間にあった気体が、電極体2の他端202からより確実に押し出される。しかも、電極体2の全体が電解液に漬かるまで前記液面を上昇させるため、十分な量の電解液を電極体2に染み込ませることができる。
Further, when injecting the electrolytic solution, the electrolytic solution is injected until the liquid level of the electrolytic solution is located at the
尚、本発明の蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。 In addition, the electrical storage element of this invention is not limited to the said embodiment, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment, and a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. Furthermore, a part of the configuration of an embodiment can be deleted.
上記第一実施形態のガイド部8では、第一ガイド本体811の内部(流路空間)と第二ガイド本体821の内部(流路空間)とが連通しているが、この構成に限定されない。例えば、ガイド部8は、第一ガイド本体811の流路空間と第二ガイド本体821の流路空間とを隔てる隔壁部を備えてもよい。かかる構成によれば、注液孔325Aから注入された電解液が配置空間を通過せずに排出孔325Bから排出されるのを防ぐことができる。
In the
上記第二実施形態の蓄電素子1Aの製造方法では、ケース3の内部に電解液が注入された後、ガイド部8Aがケース3の内部に残されたままの状態(即ち、ガイド部8Aがケース3の内部に配置されたままの状態)で、注液孔325A及び排出孔325Bが封止されるが、この構成に限定されない。
In the method of manufacturing the electricity storage device 1A of the second embodiment, after the electrolytic solution is injected into the
例えば、ケース3の内部から不要な電解液がケース3から排出された後、ケース3の内部からガイド部8Aが除去されてもよい。即ち、蓄電素子1Aの製造方法において、図10に示すように、上記第二実施形態の蓄電素子の製造方法(図8参照)におけるステップS6とステップS7との間に、ガイド部8Aがケース3の内部から除去(ステップS6−1)されてもよい。具体的には、ケース3から不要な電解液が排出された後、注液孔325Aからガイド部(樹脂製のチューブ)8Aが引き出される。第二実施形態では、ガイド部8Aが樹脂製のチューブであるため、該ガイド部8Aを容易に変形させることができる。このため、電解液の注入後に注液孔325Aからガイド部8Aを引き出してケース3の内部からガイド部8Aを除去することができる。このように、製造工程においてガイド部8Aがケース3の内部から除去されれば、蓄電素子1Aの使用時における振動対策等をガイド部8Aに施さなくてもよくなる、即ち、簡素な構成のガイド部8A用いることができる。
For example, the
チューブ状(筒状)のガイド部8Aの具体的な配置は、限定されない。上記第二実施形態では、ガイド部8Aは、閉塞部311に沿って配置されているが、例えば、注液孔325AからX軸方向に真っすぐ延びるように配置されてもよく、蓋板32に沿って配置されてもよい。いずれの配置であっても、電極体2のX軸方向が上下を向いた注液姿勢のケース3の内部に電解液が注入されると、ガイド部8Aによって、電解液が電極体2の一端201まで案内される。
The specific arrangement of the tube-shaped (tubular)
また、チューブ状のガイド部8Aは、ケース3の内部において、電極体2の他端202と対向する注液孔325Aから、電極体2の一端201まで延びていなくてもよい。即ち、ガイド部8Aは、注液孔325Aから電極体2の他端202を超えた位置まで延びていればよい。X軸方向が上下を向いた注液姿勢のケース3の内部に電解液が注入されると、電解液が電極体2の一端201に向けて案内される。しかも、排出孔325Bがケース3における電極体2の一端201から離れた位置に設けられているため、電解液の注入の際に、電解液が排出孔325Bから排出され難くなり、電解液が電極体2の一端201に効率よく供給される。
Further, the tube-shaped
上記第一及び第二実施形態の蓄電素子1,1Aの製造方法における注液姿勢は、電極体2のX軸方向(巻回中心方向)が上下方向を向くような姿勢であるが、この注液姿勢に限定されない。注液姿勢は、注液孔325Aが排出孔325Bより下方に位置するような姿勢であればよい。このような注液姿勢とすることで、電極体2の一端201が他端202より下方に位置するため、ガイド部8,8Aによって案内された電解液が、ケース3の内部において、重力によって電極体2の一端201の近傍に向かい易く且つ電極体2の他端202には向かい難くなる。その結果、電解液を電極体2の一端201から効率よく染み込ませることができる。
The pouring posture in the method for manufacturing the electricity storage devices 1 and 1A of the first and second embodiments is such that the X-axis direction (winding center direction) of the
上記実施形態の電極体2は、巻芯を備えていない構成であるが、この構成に限定されない。電極体2は、巻芯を備えた構成でもよい。この場合、巻芯の周囲に、正極23、負極24、及びセパレータ25が積層された状態で巻回されることによって電極体2が形成される。
Although the
また、上記実施形態においては、蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池(例えばリチウムイオン二次電池)として用いられる場合について説明したが、蓄電素子の種類や大きさ(容量)は任意である。また、上記実施形態において、蓄電素子の一例として、リチウムイオン二次電池について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタの蓄電素子にも適用可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the case where an electrical storage element was used as a nonaqueous electrolyte secondary battery (for example, lithium ion secondary battery) which can be charged / discharged was demonstrated, the kind and magnitude | size (capacity | capacitance) of an electrical storage element are arbitrary. It is. Moreover, in the said embodiment, although the lithium ion secondary battery was demonstrated as an example of an electrical storage element, it is not limited to this. For example, the present invention can be applied to various secondary batteries, other primary batteries, and power storage elements of capacitors such as electric double layer capacitors.
蓄電素子(例えば電池)は、図11に示すような蓄電装置(蓄電素子が電池の場合は電池モジュール)11に用いられてもよい。蓄電装置11は、少なくとも二つの蓄電素子1,1Aと、二つの(異なる)蓄電素子1,1A同士を電気的に接続するバスバ部材12と、を有する。この場合、本発明の技術が少なくとも一つの蓄電素子1,1Aに適用されていればよい。
The power storage element (for example, battery) may be used in a power storage device 11 (a battery module when the power storage element is a battery) 11 as shown in FIG. The
1,1A…蓄電素子、2…電極体、201…一端、202…他端、203…開放端、204…開放端、23…正極、231…非被覆部、232…被覆部、24…負極、241…非被覆部、242…被覆部、25…セパレータ、3…ケース、31…ケース本体、311…閉塞部、312…胴部、32…蓋板、321…ガス排出弁、322…貫通孔、325A…注液孔、326A…注液栓、325B…排出孔、326B…排出栓、33…内部空間、35A…第一封止部、35B…第二封止部、4…外部端子、5…集電体、50…クリップ部材、6…絶縁部材(絶縁カバー)、7…貫通部材、8,8A…ガイド部、81…第一ガイド部、811…第一ガイド本体、812…開口部、82…第二ガイド部、821…第二ガイド本体、822…通過制御部、11…蓄電装置、12…バスバ部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... Power storage element, 2 ... Electrode body, 201 ... One end, 202 ... Other end, 203 ... Open end, 204 ... Open end, 23 ... Positive electrode, 231 ... Uncovered part, 232 ... Covered part, 24 ... Negative electrode, 241 ... Non-covered portion, 242 ... covered portion, 25 ... separator, 3 ... case, 31 ... case body, 311 ... closed portion, 312 ... body portion, 32 ... lid plate, 321 ... gas exhaust valve, 322 ... through hole, 325A ... Injection hole, 326A ... Injection stopper, 325B ... Discharge hole, 326B ... Discharge stopper, 33 ... Internal space, 35A ... First sealing part, 35B ... Second sealing part, 4 ... External terminal, 5 ...
Claims (12)
前記電極体を収容するケースであって、該ケースに設けられた注液孔が封止されている第一封止部、及び該ケースに設けられた排出孔が封止されている第二封止部を有するケースと、
前記注液孔から注入された電解液を前記ケースの内部において案内するガイド部と、を備え、
前記ガイド部は、前記電解液を、前記排出孔から遠ざかり且つ前記電極体の巻回中心方向における一端に向けて案内する、蓄電素子。 An electrode body wound in a state where the electrode and the separator are laminated,
A case for housing the electrode body, wherein a first sealing portion in which a liquid injection hole provided in the case is sealed, and a second sealing in which a discharge hole provided in the case is sealed A case having a stop,
A guide portion for guiding the electrolyte injected from the liquid injection hole inside the case, and
The said guide part is an electrical storage element which guides the said electrolyte solution toward the end in the winding center direction of the said electrode body away from the said discharge hole.
前記ガイド部は、前記注液孔から、前記巻回中心方向における前記電極体の他端を超えた位置まで前記電解液を案内する、請求項1に記載の蓄電素子。 The liquid injection hole and the discharge hole are respectively provided at positions facing the other end in the winding center direction of the electrode body in the case,
The electricity storage device according to claim 1, wherein the guide portion guides the electrolytic solution from the liquid injection hole to a position beyond the other end of the electrode body in the winding center direction.
前記ケースに設けられた注液孔が封止されている第一封止部、及び該ケースに設けられた排出孔が封止されている第二封止部を有する前記ケースの内部において、前記注液孔から注入された電解液を前記排出孔から遠ざかり且つ前記電極体の巻回中心方向における一端に向けて案内するガイド部が設けられた該ケースの内部に、封止されていない状態の前記注液孔から電解液を注入することと、
封止されていない状態の前記排出孔から前記ケースの内部の流体を排出することと、を備える、蓄電素子の製造方法。 An electrode body wound in a state in which an electrode and a separator are laminated, and a case for housing the electrode body,
In the inside of the case having a first sealing portion in which a liquid injection hole provided in the case is sealed and a second sealing portion in which a discharge hole provided in the case is sealed, In an unsealed state inside the case provided with a guide portion that guides the electrolyte injected from the injection hole away from the discharge hole and toward one end in the winding center direction of the electrode body Injecting an electrolytic solution from the liquid injection hole;
Discharging the fluid inside the case from the discharge hole in an unsealed state.
前記ガイド部は、前記巻回中心方向において、前記注液孔から前記電極体の他端を超えた位置まで前記電解液を案内する、請求項4に記載の蓄電素子の製造方法。 The liquid injection hole and the discharge hole are respectively provided at positions facing the other end in the winding center direction of the electrode body in the case,
The method of manufacturing an electricity storage element according to claim 4, wherein the guide portion guides the electrolytic solution from the liquid injection hole to a position beyond the other end of the electrode body in the winding center direction.
前記注入では、電解液の液面が前記電極体の一端より上方に位置するように前記電解液が注入される、請求項7に記載の蓄電素子の製造方法。 Discharging a part of the injected electrolyte from at least one of the liquid injection hole and the discharge hole,
The method for manufacturing a storage element according to claim 7, wherein in the injection, the electrolytic solution is injected such that a liquid surface of the electrolytic solution is positioned above one end of the electrode body.
前記ガイド部の除去では、前記注液孔から前記ガイド部を引き出す、請求項10に記載の蓄電素子の製造方法。 The guide part is a resin tube,
The method for manufacturing a power storage element according to claim 10, wherein in the removal of the guide part, the guide part is pulled out from the liquid injection hole.
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