JP5754280B2 - 電池及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自身の内外を連通する貫通孔を有する電池ケースと、この電池ケース内に収容された電極体とを備え、電池ケースの貫通孔を気密に封止してなる電池、及び、この電池の製造方法に関する。

従来より、電解液を注入するための注液孔などの貫通孔が設けられた電池ケースと、この電池ケース内に収容された電極体とを備え、電池ケースの貫通孔を気密に封止した電池が知られている。そして、この貫通孔を封止する封止構造として、種々の構造を用いた電池が提案されている。例えば特許文献１〜４には、樹脂栓部と金属蓋部とを有する封止部材で貫通孔を封止する形態の密閉型電池が開示されている。ここで、樹脂栓部は、電池ケースの貫通孔に圧入されており、これ自身で貫通孔を気密に封止している。一方、金属蓋部は、樹脂栓部による封止をより確実なものとするため、樹脂栓部を電池外部から覆いつつ、樹脂栓部を押圧した状態で、その周囲を散点状に溶接するなどして、電池ケースに接合されている。

特開２００９−８７６５９号公報 特開２００８−４１５４８号公報 特開２００５−１９０６８９号公報 特開２００１−３１３０２２号公報

特許文献１〜４に記載の密閉型電池では、樹脂栓部自身で貫通孔を密栓している。しかしながら、樹脂栓部は、樹脂でできており経時的に劣化するため、樹脂栓部と貫通孔との間の気密性は経時的に低下する。特に、ハイブリッド自動車や電気自動車などの車載用の電池は、例えば１０年以上の長期間にわたって使用されるため、この経時劣化による気密性の低下が懸念される。

一方、金属蓋部は、電池ケースに溶接などで接合され、樹脂栓部による封止を確実なものとしている。
しかるに、特許文献１などでは、金属蓋部は電池ケースに、気密に溶接してはいないので、樹脂栓部が経時劣化したときには、そのまま気密性が低下することとなる。

そこで、樹脂栓部が経時劣化して気密性が低下しても問題がないように、更に金属蓋部を電池ケースに気密に全周溶接などにより接合しておくことが考えられる。
しかしながら、このようにした電池では、製造直後には樹脂栓部がまだ劣化しておらず、樹脂栓部においても気密性が保たれている。このため、もし、金属蓋部と電池ケースとの接合不良による封止不良が生じていたとしても、金属蓋部と電池ケースの間から漏れ出す気体を検知するなどして、金属蓋部の封止不良を検査することができない。
従って、このような構成の電池では、金属蓋部と電池ケースとの間の気密性を確認できなかった。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電池ケースの貫通孔を封止する封止部材と電池ケースとの間の気密性を適切に検査できる電池及びその製造方法を提供することを目的とする。

その態様は、金属からなり、自身の内外を貫通する貫通孔を有する電池ケースと、上記電池ケース内に収容された電極体と、金属からなり、上記貫通孔を外部から覆い、上記電池ケースのうち、上記貫通孔の周縁に位置する貫通孔周縁部に固着して、上記貫通孔を気密に封止する外側封止部材と、上記外側封止部材と上記電池ケースの上記貫通孔周縁部との間の封止空間内に配置され、上記貫通孔に外側から嵌め込んで上記貫通孔を密栓可能でゴム状弾性体からなるゴム状栓体を有する内側封止部材と、上記封止空間内に配置され、記憶されていた第１形状に形状回復された形状記憶材からなる回復後解除部材と、を備える電池の製造方法であって、上記第１形状の記憶を保ちつつ、上記第１形状とは異なる第２形状とされ、形状回復温度以上に昇温させて形状回復させると、上記第１形状の上記回復後解除部材となる部材を、回復前解除部材としたとき、上記内側封止部材の上記ゴム状栓体を外側から上記貫通孔に嵌め込んで、上記貫通孔を密栓すると共に、上記第２形状の上記回復前解除部材を上記第１形状に形状回復させる際の変形によって、上記ゴム状栓体を移動させて、上記ゴム状栓体による上記貫通孔の密栓を解除可能に、上記回復前解除部材を配置する仮封止工程と、上記外側封止部材で、上記貫通孔、上記回復前解除部材、及び、上記内側封止部材を外側から覆い、上記外側封止部材を、上記電池ケースの上記貫通孔周縁部に、気密に固着する固着工程と、上記回復前解除部材を昇温させて、上記第１形状に形状回復させることにより、上記ゴム状栓体を移動させて、上記ゴム状栓体による上記貫通孔の密栓を解除する解除工程と、を備える電池の製造方法である。

ところで、外側封止部材を貫通孔周縁部に固着するに先立ち、貫通孔を仮封止しておかないと、電池ケース内に注液した電解液が貫通孔周縁部に付着するなど、貫通孔周縁部に汚れが付着して、外側封止部材の固着が適切に行えないなどの不具合を生じるおそれがある。しかるに、この電池の製造方法では、ゴム状栓体を有する内側封止部材で貫通孔を密栓する仮封止工程と、外側封止部材を貫通孔周縁部に気密に固着する固着工程を備える。これにより、内側封止部材のゴム状栓体による貫通孔の密栓（仮封止）を行った状態で、外側封止部材を電池ケースの貫通孔周縁部に、適切に固着することができる。しかも、その後の解除工程で、内側封止部材のゴム状栓体による貫通孔の密栓を解除するので、貫通孔は、ゴム状栓体では封止されず、外側封止部材のみで気密に封止された状態となる。このため、このようにして製造された電池では、その後（出荷前、あるいは出荷後の適宜のタイミングで）、外側封止部材による貫通孔の気密性を適切に検査できる。

なお、回復前解除部材とゴム状栓体とは、回復前解除部材の第２形状から第１形状への変形により、結果として、ゴム状栓体を移動させて、ゴム状栓体の貫通孔に対する密栓（仮封止）を解除できる相互の関係（機構）を構成していればよい。
従って、両者を、回復前解除部材の変形により、例えば、ゴム状栓体を貫通孔から抜く方向に持ち上げるなど、ゴム状栓体を直接移動させる関係に構成としても良い。この場合に、回復前解除部材とゴム状栓体とを、別体として構成しても良いし、一体として構成しても良い。
逆に、回復前解除部材とゴム状栓体との間に、他の部材を介在させ、回復前解除部材の変形により、他の部材を移動あるいは変形させ、これによりゴム状栓体を間接的に移動させる構成としても良い。この場合において、回復前解除部材と他の部材とゴム状栓体とを、互いに別体としても良いし、回復前解除部材と他の部材とを一体としても良い、あるいは、他の部材とゴム状栓体とを一体としても良いし、さらには、三者を一体としても良い。

ゴム状栓体の材質としては、例えば、ゴム状弾性体であるエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）に熱可塑性樹脂であるポリプロピレン（ＰＰ）を混合した樹脂が挙げられる。

回復前解除部材及び回復後解除部材（以下、両者を総合して呼ぶときは、単に「解除部材」とも言う）は、形状回復温度以上とすることで形状回復する形状記憶材からなる。具体的には、例えば、ポリウレタン、ポリノルボルネンなどからなる形状記憶樹脂で構成したものが挙げられる。なお、形状記憶樹脂では、ガラス転移温度が形状回復温度に相当する。解除部材を構成する形状記憶樹脂としては、形状回復温度であるガラス転移温度が、３０〜７５℃のものを選択するのが好ましい。ガラス転移温度が、常温（２０〜２５℃）よりも高温であるため、常温では形状回復しない一方、容易にガラス転移温度以上に昇温させて形状回復させうるからである。
その他に、解除部材を構成する形状記憶材としては、例えば、ニッケル・チタン合金、鉄・マンガン・ケイ素合金などの形状記憶合金が挙げられる。なお、形状記憶合金では、変態点が形状回復温度に相当する。形状記憶合金からなる解除部材を用いる場合も、形状記憶樹脂と同様、形状回復温度である変態点が、３０〜７５℃のものが好ましい。
また、解除部材は、ゴム状栓体等と前述の関係を有するほか、電池ケースの貫通孔周縁部と別体に構成したものも、一体に形成されたものも採用しうる。

外側封止部材を電池ケースの貫通孔周縁部に、気密に固着する手法としては、例えば、溶接、ロウ接（ハンダ付け）、接着剤での接着、巻き締めなどの加締めなどの手法が挙げられる。

また、解除工程において、回復前解除部材を形状回復温度以上に昇温させる手法としては、電池ケース（電池）全体を所定の高温とした恒温槽に投入するなどして、電池ケース及び外側封止部材を含めて、回復前解除部材を形状回復温度以上に昇温させる手法が挙げられる。そのほか、外側封止部材及び電池ケースのうちその付近を、熱板に接触させたり、赤外線ヒータの赤外線を輻射したりして、集中して暖めて、回復前解除部材を形状回復温度以上に昇温させる手法も挙げられる。

更に、上述の電池の製造方法であって、前記解除工程の後に、前記外側封止部材と前記電池ケースの前記貫通孔周縁部との間の気密性を検査する、気密検査工程を備える電池の製造方法とすると良い。

この電池の製造方法では、製造段階において、解除工程の後に、外側封止部材と電池ケースの貫通孔周縁部との間の気密性を検査するので、外側封止部材と電池ケースとの気密性を確認した電池を製造できる。

なお、気密検査工程における検査手法としては、外側封止部材と電池ケースの貫通孔周縁部との間に求める気密性を検査しうる手法を採用すればよい。例えば、電池を真空チャンバ内に置いて、真空チャンバ内を減圧し、外側封止部材の近傍に、水素ガス検知器を設置して、外側封止部材と電池ケースとの封止が不十分な場合に、電池ケースから漏出する水素ガスを検知する手法が挙げられる。

更に、上述の電池の製造方法であって、前記第２形状を有する前記回復前解除部材は、その内径が前記貫通孔よりも径大な筒状であり、前記第１形状を有する前記回復後解除部材は、その内径が上記貫通孔よりも径大な筒状で、その高さが上記第２形状の高さよりも高くされてなり、前記内側封止部材は、前記ゴム状栓体と一体とされた金属板を有し、上記金属板の栓体形成面のうち、周縁部よりも内側の中央部から上記ゴム状栓体が突出する形態とされてなり、前記仮封止工程は、筒状の上記回復前解除部材を、その一方端が前記電池ケースの前記貫通孔周縁部に当接し、かつ、その内側に上記貫通孔が位置する形態に配置し、上記回復前解除部材内及び上記貫通孔内に、上記内側封止部材の上記ゴム状栓体を挿通し、上記貫通孔を密栓すると共に、上記回復前解除部材の他方端に、上記金属板の栓体形成面の上記周縁部を当接させる工程であり、前記解除工程は、上記回復前解除部材を上記第１形状に形状回復させ、上記ゴム状栓体を上記貫通孔から抜去する方向に上記金属板及び上記ゴム状栓体を移動させて、上記ゴム状栓体による上記貫通孔の密栓を解除する工程である電池の製造方法とすると良い。

この電池の製造方法では、筒状の解除部材を貫通孔周縁に配置すればよく、解除部材の配置が簡単である。
また、内側封止部材は、ゴム状栓体と一体とされた金属板を有しており、回復後解除部材が変形すると、金属板を押し上げる。これにより、簡単な構造で、内側封止部材のゴム状栓体による貫通孔の密栓を確実に解除できる。

更に、上述の電池の製造方法であって、前記仮封止工程は、大気圧より低い気圧とした減圧下で、前記内側封止部材の前記ゴム状栓体で前記貫通孔を密栓する工程である電池の製造方法とすると良い。

この電池の製造方法では、仮封止工程において、内側封止部材のゴム状栓体による貫通孔の密栓を減圧下で行う。これにより、電池ケース内の減圧状態をその後も維持することができる。このため、その後のコンディショニング（初期充放電）やその後の使用において電池ケース内にガスが発生しても、電池ケース内の内圧が早期に高くなるのを抑制できる。

更に、上述の電池の製造方法であって、前記貫通孔は、前記電池ケース内に、電解液を注入する注液孔であり、前記仮封止工程は、上記注液孔を通じて、上記電解液を注入する注液工程の後に行う電池の製造方法とすると良い。

この電池の製造方法では、仮封止工程を電解液を注液した後に行うことで、その後の工程で電解液が漏れ出るなどして、貫通孔周縁部に電解液が付着したために、外側封止部材の固着が適切に行えない不具合が生じることを防止することができる。

他の態様は、金属からなり、自身の内外を貫通する貫通孔を有する電池ケースと、上記電池ケース内に収容された電極体と、金属からなり、上記貫通孔を外部から覆い、上記電池ケースのうち、上記貫通孔の周縁に位置する貫通孔周縁部に固着して、上記貫通孔を気密に封止する外側封止部材と、上記外側封止部材と上記電池ケースの上記貫通孔周縁部との間の封止空間内に配置され、上記貫通孔に外側から嵌め込んで上記貫通孔を密栓可能なゴム状弾性体からなるゴム状栓体を有する内側封止部材と、上記封止空間内に配置され、第１形状を有した形状記憶材からなる回復後解除部材と、を備える電池であって、上記内側封止部材の上記ゴム状栓体は、上記貫通孔に外側から嵌め込まれて上記貫通孔を密栓し、上記外側封止部材を固着した後の上記第１形状への形状回復に伴う上記回復後解除部材の変形で、上記貫通孔の密栓を解除されてなる電池である。

この電池では、外側封止部材を固着した後の回復後解除部材の変形により、ゴム状栓体による貫通孔の密栓が解除されている。このため、外側封止部材の固着前に電解液などが、貫通孔周縁部に付着することによる外側封止部材の固着不良が生じにくい。しかも、外側封止部材の固着後に、ゴム状栓体による密栓が解除されているので、この電池は、外側封止部材による封止の気密性の検査を適切に行うことができる。

実施形態１に係るリチウムイオン二次電池を示す縦断面図である。 実施形態１に係り、ゴム状栓体と一体とされた金属板を有する内側封止部材の縦断面図である。 実施形態１に係り、（ａ）回復前解除部材及び（ｂ）回復後解除部材の縦断面図である。 実施形態１に係り、仮封止工程後の貫通孔の封止状態を示す縦断面図である。 実施形態１に係り、固着工程後の貫通孔の封止状態を示す縦断面図である。 変形形態１に係り、解除工程後の貫通孔の封止状態を示す縦断面図である。 実施形態２に係るハイブリッド自動車を示す説明図である。 実施形態３に係るハンマードリルを示す説明図である。

（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態１に係るリチウムイオン二次電池（密閉型電池）１（以下、単に電池１とも言う）を示す。また、図４〜図６に、貫通孔１２Ｈ（注液孔）の封止構造を示す（製造過程における状態を含む）。なお、本明細書では、図１及び図４〜図６における上方を電池１の上側ＵＷ、下方を電池１の下側ＤＷとして説明する。

この電池１は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両や、ハンマードリル等の電池使用機器に搭載される角型電池である。この電池１は、直方体形状の電池ケース１０、この電池ケース１０内に収容された捲回型の電極体２０、電池ケース１０に支持された正極端子４０及び負極端子４１等から構成されている（図１参照）。また、電池ケース１０内には、非水系の電解液１７が保持されている。

このうち電池ケース１０は、金属（本実施形態１ではアルミニウム）により構成されている。この電池ケース１０は、上側ＵＷのみが開口した直方体箱状のケース本体部材１１と、このケース本体部材１１の開口１１Ｈを閉塞する形態で溶接された矩形板状のケース蓋部材１２とから構成されている。

ケース蓋部材１２には、電池ケース１０の内圧が所定圧力に達した際に破断する安全弁１５が設けられている。また、このケース蓋部材１２には、電池ケース１０の内外を連通する貫通孔１２Ｈ（注液孔）が設けられている。この貫通孔１２Ｈは、外側封止部材５０で気密に封止されている。

また、ケース蓋部材１２には、それぞれ延出端子部材４２とボルト４３により構成される正極端子４０及び負極端子４１が、樹脂からなる絶縁部材４４を介して固設されている。電池ケース１０内において、正極端子４０は電極体２０の正極板２１（その正極集電部２１ｍ）に接続され、負極端子４１は電極体２０の負極板３１（その負極集電部３１ｍ）に接続されている。

次に、電極体２０について説明する。この電極体２０は、絶縁フィルムを上側ＵＷのみが開口した袋状に形成した絶縁フィルム包囲体１６内に収容され、横倒しにした状態で電池ケース１０内に収容されている。この電極体２０は、帯状の正極板２１と帯状の負極板３１とを、帯状のセパレータ３４を介して互いに重ねて捲回し、扁平状に圧縮したものである。

正極板２１は、芯材として、帯状のアルミニウム箔からなる正極集電箔２２を有する。この正極集電箔２２の両主面のうち、幅方向の一部でかつ長手方向に延びる領域上には、正極活物質層２３が帯状に設けられている。この正極活物質層２３は、正極活物質、導電剤及び結着剤から形成されている。また、正極集電箔２２のうち、幅方向の片方の端部は、自身の厚み方向に正極活物質層２３が存在しない正極集電部２１ｍとなっており、この正極集電部２１ｍは、前述の正極端子４０と接続している。

また、負極板３１は、芯材として、帯状の銅箔からなる負極集電箔３２を有する。この負極集電箔３２の両主面のうち、幅方向の一部でかつ長手方向に延びる領域上には、負極活物質層３３が帯状に設けられている。この負極活物質層３３は、負極活物質、結着剤及び増粘剤から形成されている。また、負極集電箔３２のうち、幅方向の片方の端部は、自身の厚み方向に負極活物質層３３が存在しない負極集電部３１ｍとなっており、この負極集電部３１ｍは、前述の負極端子４１と接続している。

また、セパレータ３４は、樹脂、具体的にはポリプロピレン（ＰＰ）とポリエチレン（ＰＥ）からなる多孔質膜であり、帯状をなす。

次に、貫通孔１２Ｈ（注液孔）の封止構造について説明する。先に説明したように、ケース蓋部材１２には、電池ケース１０の内外を連通する貫通孔１２Ｈ（注液孔）が設けられている。そして、この貫通孔１２Ｈは、外側封止部材５０で気密に封止されている。

図６に示すように、外側封止部材５０は、金属、具体的には、電池ケース１０（ケース蓋部材１２）と同じ材質のアルミニウムからなり、上底部５０ａが平坦な円板状とされ、その周囲に連なって下方ほど拡がるテーパ状の側部５０ｂとで、円錐台形の蓋形をなしている。さらに側部５０ｂの下部には、これに円環状に連なって電池ケース１０（ケース蓋部材１２）に当接する鍔部５０ｃを有している。そして、この外側封止部材５０は、電池ケース１０（ケース蓋部材１２）のうち、貫通孔１２Ｈの周縁に位置する貫通孔周縁部１２ｃに、ケース外側から、その鍔部５０ｃの周囲全体を溶接することにより、溶接部５１で固着されて、貫通孔１２Ｈを気密に封止している。
また、この外側封止部材５０と電池ケース１０（ケース蓋部材１２）の貫通孔周縁部１２ｃとの間の封止空間ＳＳ内には、内側封止部材６０と回復後解除部材７０が配置されている。

そのうち、内側封止部材６０は、図２に示すように、ゴム状弾性体、具体的には、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）に熱可塑性樹脂であるポリプロピレン（ＰＰ）を混合した樹脂からなるゴム状栓体６２と、これと一体とされたアルミニウムからなる円形の金属板６１を有する。そして、金属板６１の栓体形成面６１ａ（図２中、下向きの面）のうち、環状の周縁部６１ｃよりも内側の中央部６１ｂからゴム状栓体６２が突出する形態となっている。このゴム状栓体６２は、貫通孔１２Ｈよりも外径及び内径が大きくされた環状をなし、電池ケース１０（ケース蓋部材１２）に当接して圧縮される部位となる環状圧接部６２ａと、この環状圧接部６２ａの内側から図中下方に突出した円錐台形状をなし、貫通孔１２Ｈ内に挿通される部位となる挿入部６２ｂとからなり、これらが一体に繋がったものである。ここで、挿入部６２ｂは、その先端部が、貫通孔１２Ｈの径よりも小さくされる一方、その基端部は、貫通孔１２Ｈの径よりも大きくされている。そして、このゴム状栓体６２の挿入部６２ｂを、貫通孔１２Ｈに外側から嵌め込んで貫通孔１２Ｈ内に圧入し、挿入部６２ｂの側面の一部を貫通孔１２Ｈの内周面に密接させると共に、環状圧接部６２ａを電池ケース１０（ケース蓋部材１２）の貫通孔周縁部１２ｃに圧接させることで、貫通孔１２Ｈを密栓可能な形態とされている。

また、回復後解除部材７０は、図３に示すように、形状記憶樹脂からなり、記憶されていた第１形状Ｋ１に形状回復されたものである。一方、この第１形状Ｋ１の記憶を保ちつつ、第１形状Ｋ１とは異なる第２形状Ｋ２とされ、形状回復温度であるガラス転移温度Ｔｇ以上に昇温させて形状回復させると、第１形状Ｋ１の回復後解除部材７０となる部材を、回復前解除部材８０とする。この第２形状Ｋ２を有する回復前解除部材８０は、筒状で、その内径Ｒ２が貫通孔１２Ｈよりも径大で、さらにゴム状栓体６２の環状圧接部６２ａの外径よりも径大とされている（図３（ａ）参照）。一方の第１形状Ｋ１を有する回復後解除部材７０も、同じく筒状で、その内径Ｒ１が貫通孔１２Ｈよりも径大で、さらにゴム状栓体６２の環状圧接部６２ａの外径よりも径大とされている。但し、その高さＨ１は、第２形状Ｋ２の高さＨ２よりも高くなっている（図３（ｂ）参照）。
すなわち、回復後解除部材７０は、第２形状Ｋ２から第１形状Ｋ１への形状回復に伴う変形で、その高さがＨ２からＨ１へと高くなるものである。
なお、本実施形態では、回復後解除部材７０及び回復前解除部材８０を形成する形状記憶樹脂として、ＳＭＰテクノロジーズ社製のポリウレタン系形状記憶ポリマー「ダイアリィ」ＭＭ−４５００（ガラス転移温度Ｔｇ＝３０℃）を用いた。

そして、封止空間ＳＳ内に配置された内側封止部材６０のゴム状栓体６２は、後述するように、外側封止部材５０を固着する前には、貫通孔１２Ｈに外側から嵌め込まれて貫通孔１２Ｈを密栓していた。しかし、外側封止部材５０を固着した後に、回復後解除部材７０を第１形状Ｋ１へと形状回復させることで、この回復後解除部材７０で、内側封止部材６０の金属板６１及びこれと一体となったゴム状栓体６２を押し上げて、ゴム状栓体６２による貫通孔１２Ｈの密栓を解除したものとなっている（図６参照）。
このように、この電池１では、外側封止部材５０の固着後に、回復後解除部材７０により、ゴム状栓体６２による貫通孔１２Ｈの密栓が解除されている。このため、貫通孔１２Ｈの気密性は、外側封止部材５０のみによって保たれている。

なお、本実施形態では、電池ケース１０（ケース蓋部材１２）の貫通孔周縁部１２ｃのうち、溶接部５１により外側封止部材５０が固着された外側部位１２ｃ２は、内側封止部材６０及び回復後解除部材７０が配置された内側部位１２ｃ１よりも、貫通孔１２Ｈから見て一回り外側に位置している。そして、貫通孔１２Ｈ近傍である内側部位１２ｃ１は、ケース蓋部材１２の厚さが部分的に薄くされて、それよりも外側に位置する外側部位１２ｃ２よりも一段低くなっており、両者の間には、段差を有している。これにより、回復後解除部材７０及び内側封止部材６０を配置しやすくすると共に、外側封止部材５０の高さを抑えつつ、外側封止部材５０（上底部５０ａ，側面部５０ｂ）と内側封止部材６０の金属板６１との間の距離を稼ぐことができる。但し、電池ケース１０（ケース蓋部材１２）の貫通孔周縁部１２ｃは、必ずしも、このように段差を有する形態である必要はなく、例えば、平板状の貫通孔周縁部に、単に貫通孔を穿孔した形態でも良い。

次いで、本実施形態１に係る電池１の製造方法について説明する。まず、別途形成した帯状の正極板２１及び負極板３１を、帯状のセパレータ３４を介して互いに重ね、円筒状の巻き芯を用いて捲回する。その後、これを扁平状に圧縮して電極体２０を形成する。

一方、安全弁１５及び貫通孔１２Ｈ等を形成したケース蓋部材１２と、延出端子部材４２及びボルト４３とを用意し、射出成形により絶縁部材４４を形成して、ケース蓋部材１２に正極端子４０及び負極端子４１を固設しておく。

次に、正極端子４０と電極体２０の正極集電部２１ｍとを接続（溶接）する。また、負極端子４１と電極体２０の負極集電部３１ｍとを接続（溶接）する。その後、ケース本体部材１１及び絶縁フィルム包囲体１６を用意し、ケース本体部材１１内に絶縁フィルム包囲体１６を介して電極体２０を収容すると共に、ケース本体部材１１の開口１１Ｈをケース蓋部材１２で塞ぐ。そして、レーザ溶接により、ケース本体部材１１とケース蓋部材１２とを溶接して、電池ケース１０を形成する（図１参照）。
また別途、外側封止部材５０、内側封止部材６０、及び第２形状Ｋ２とされた筒状の回復前解除部材８０を用意しておく。

次に、前述の電池を、真空チャンバ内に入れて、真空チャンバ内を減圧する。そして、注液工程において、注液用ノズルを貫通孔１２Ｈ内に挿入して、注液用ノズルから電池ケース１０内に電解液１７を注液する。

次に、真空チャンバ内の減圧下で、内側封止部材６０のゴム状栓体６２で貫通孔１２Ｈを仮封止する（図４参照）。この仮封止工程では、まず、筒状の回復前解除部材８０を、その一方端８１（図４中、下側ＤＷの面）が電池ケース１０の貫通孔周縁部１２ｃに当接し、かつ、その内側に貫通孔１２Ｈが位置する形態に配置する。次に、回復前解除部材８０内に内側封止部材６０のゴム状栓体６２を挿通し、さらに、貫通孔１２Ｈにゴム状栓体６２の挿入部６２ｂを圧入する。これと共に、環状圧接部６２ａを貫通孔周縁部１２ｃに圧接させて、貫通孔１２Ｈを密栓する。これと共に、回復前解除部材８０の他方端８２（図４中、上側ＵＷの面）に、内側封止部材６０の金属板６１の栓体形成面６１ａ（図４中、下側ＤＷの面）のうち、周縁部６１ｃを当接させる。
これにより、内側封止部材６０のゴム状栓体６２で、貫通孔１２Ｈが仮封止されると共に、回復前解除部材８０の配置が完了する。

その後、真空チャンバ内を大気圧に戻して、真空チャンバからこの電池を取り出す。但し、内側封止部材６０のゴム状栓体６２で仮封止された電池ケース１０内は大気圧よりも減圧された状態を保つ。このため、以下の工程は、電池ケース１０内を減圧状態に保ったまま、大気圧下で行うことができる。

続く固着工程では、外側封止部材５０で、貫通孔１２Ｈ、回復前解除部材８０、及び、内側封止部材６０をケース外側から覆い、レーザ溶接により、外側封止部材５０（鍔部５０ｃ）を、電池ケース１０の貫通孔周縁部１２ｃ（外側部位１２ｃ２）に当接させ、その周囲全体にわたって溶接して、溶接部５１で気密に固着する（図５参照）。

次の解除工程では、この電池１を４５℃に設定した恒温槽に投入する。これにより、回復前解除部材８０を、ガラス転移温度Ｔｇ＝３０℃を十分に超える温度まで昇温させて、第２形状Ｋ２から第１形状Ｋ１に形状回復（変形）させる。すると、回復後解除部材７０は、内側封止部材６０の金属板６１を押し上げて、これと一体となったゴム状栓体６２をも押し上げる。そして、ゴム状栓体６２の挿入部６２ｂを貫通孔１２Ｈから抜去し、密栓を解除する。これにより、貫通孔１２Ｈの気密性は、外側封止部材５０のみによって、保たれた状態となる（図６参照）。その後、電池１を恒温槽から取り出す。
なお、本実施形態では、ガラス転移温度が、Ｔｇ＝３０℃の形状記憶樹脂からなる解除部材を用いたので、常温（２０〜２５℃）では形状回復しない一方、昇温に用いる恒温槽の設定温度を比較的低くできる。これにより、容易にガラス転移温度Ｔｇ以上に昇温させて、解除部材を形状回復させることができる。

次に、コンディショニング工程（初期充放電工程）において、この電池１の初期充放電を行う。その際、電池ケース１０内には、水素などのガスが発生する。

更に、本実施形態１では、気密検査工程において、外側封止部材５０と電池ケース１０の貫通孔周縁部１２ｃとの間の気密性を検査する。具体的には、この電池１を真空チャンバ内に置いて、真空チャンバ内を減圧する。そして、外側封止部材５０の近傍に、水素ガス検知器を設置して、水素ガスを検知する。

前述のように、電池ケース１０内には、初期充放電の際に発生した水素ガスが存在するので、外側封止部材５０と電池ケース１０の貫通孔周縁部１２ｃとの間に封止不良が生じている場合には、外側封止部材５０の外に水素ガスが漏れ出る。従って、水素ガス検知器により水素ガスが検知出来れば、外側封止部材５０に封止不良が生じていることが判るので、このような封止不良箇所のある電池を排除できる。かくして、電池１が完成する。

以上で説明したように、本実施形態１に係る電池１の製造方法では、仮封止工程と、固着工程と、解除工程とを備える。
仮封止工程では、内側封止部材６０のゴム状栓体６２を外側から貫通孔１２Ｈに嵌め込んで、貫通孔１２Ｈを密栓する。これと共に、第２形状Ｋ２の回復前解除部材８０を第１形状Ｋ１に形状回復させる際の変形によって、ゴム状栓体６２を移動させて、ゴム状栓体６２による貫通孔１２Ｈの密栓を解除可能に、回復前解除部材８０を配置する。
固着工程では、外側封止部材５０で、貫通孔１２Ｈ、回復前解除部材８０、及び、内側封止部材６０を外側から覆い、外側封止部材５０を、電池ケース１０の貫通孔周縁部１２ｃに、気密に固着する。
解除工程では、回復前解除部材８０を昇温させて、第１形状Ｋ１に形状回復させると共に、内側封止部材６０ゴム状栓体６２を移動させて、ゴム状栓体６２による貫通孔１２Ｈの密栓を解除する。

外側封止部材５０を貫通孔周縁部１２ｃに固着するに先立ち、貫通孔１２Ｈを仮封止しておかないと、電池ケース１０内に注液した電解液１７が貫通孔周縁部１２ｃに付着するなど、貫通孔周縁部１２ｃに汚れが付着して、外側封止部材５０の固着が適切に行えないなどの不具合を生じるおそれがある。しかるに、この電池１の製造方法では、仮封止工程と、固着工程と、解除工程を備える。これにより、内側封止部材６０のゴム状栓体６２による貫通孔１２Ｈの密栓（仮封止）を行った状態で、外側封止部材５０を電池ケース１０の貫通孔周縁部１２ｃに、適切に固着することができる。しかも、その後の解除工程で、内側封止部材６０のゴム状栓体６２による貫通孔１２Ｈの密栓を解除するので、貫通孔１２Ｈは、ゴム状栓体６２では封止されず、外側封止部材５０のみで気密に封止された状態となる。このため、このようにして製造された電池１では、その後の出荷前のタイミングで、外側封止部材５０による貫通孔１２Ｈの気密性を適切に検査できる。

更に、この電池１の製造方法では、製造段階において、解除工程の後に、外側封止部材５０と電池ケース１０の貫通孔周縁部１２ｃとの間の気密性を検査するので、外側封止部材５０と電池ケース１０との気密性を確認した電池１を製造できる。

更に、この電池１の製造方法では、筒状の解除部材（回復前解除部材８０及び回復後解除部材７０）を貫通孔周縁１２ｃに配置すればよく、解除部材の配置が簡単である。
また、内側封止部材６０は、ゴム状栓体６２と一体とされた金属板６１を有しており、回復後解除部材７０が変形すると、金属板６１を押し上げる。これにより、簡単な構造で、内側封止部材６０のゴム状栓体６２による貫通孔１２Ｈの密栓を確実に解除できる。

更に、この電池１の製造方法では、仮封止工程において、内側封止部材６０のゴム状栓体６２による貫通孔１２Ｈの密栓を減圧下で行う。これにより、電池ケース１０内の減圧状態をその後も維持することができる。このため、コンディショニング（初期充放電）やその後の使用において電池ケース１０内にガスが発生しても、電池ケース１０内の内圧が早期に高くなるのを抑制できる。

更に、この電池１の製造方法では、仮封止工程を電解液１７を注液した後に行うことで、その後の工程で電解液１７が漏れ出るなどして、貫通孔周縁部１２ｃに電解液１７が付着したために、外側封止部材５０の固着が適切に行えない不具合が生じることを防止することができる。

また、この電池１では、外側封止部材５０を固着した後の回復後解除部材７０の変形により、ゴム状栓体６２による貫通孔１２Ｈの密栓が解除されている。このため、外側封止部材５０の固着前に電解液１７などが、貫通孔周縁部１２ｃに付着することによる外側封止部材５０の固着不良が生じにくい。しかも、外側封止部材５０の固着後に、ゴム状栓体６２による密栓が解除されているので、この電池１は、外側封止部材５０による封止の気密性の検査を適切に行うことができる。

（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。本実施形態２に係るハイブリッド自動車（車両）７００（以下、単に自動車７００とも言う）は、実施形態１に係る電池１を搭載し、この電池１に蓄えた電気エネルギーを、駆動源の駆動エネルギーの全部または一部として使用するものである（図７参照）。

この自動車７００は、電池１を複数組み合わせた組電池７１０を搭載し、エンジン７４０、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。具体的には、この自動車７００は、その車体７９０に、エンジン７４０と、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０と、組電池７１０（電池１）と、ケーブル７５０と、インバータ７６０とを搭載する。そして、この自動車７００は、組電池７１０（電池１）に蓄えられた電気エネルギを用いて、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０を駆動できるように構成されている。

前述したように、電池１は、外側封止部材５０による封止の気密性の検査を容易に行うことができるので、この検査を行った電池１を搭載することで、自動車７００の信頼性を高くできる。

（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。本実施形態３のハンマードリル８００は、実施形態１に係る電池１を搭載した電池使用機器である（図８参照）。このハンマードリル８００は、本体８２０の底部８２１に、電池１を含むバッテリパック８１０（電池１）が収容されており、このバッテリパック８１０を、ドリルを駆動するためのエネルギー源として利用している。

前述したように、電池１は、外側封止部材５０による封止の気密性の検査を容易に行うことができるので、この検査を行った電池１を搭載することで、ハンマードリル８００の信頼性を高くできる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜３に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。

例えば、実施形態１では、電池ケースの内外を連通する貫通孔１２Ｈを、電解液１７を注入するための注液孔として利用した例を示したが、これに限られない。貫通孔としては、例えば、製造途中（初期充放電など）で発生した電池ケース内のガスを放出するための通気孔などが挙げられる。また、実施形態１では、貫通孔１２Ｈを、電池ケース１０のうちケース蓋部材１２に設けたが、貫通孔の形成位置はこれに限られない。貫通孔は、例えば、ケース本体部材１１の側面や底面に設けてもよい。

また、実施形態１では、解除部材（回復前解除部材８０及び回復後解除部材７０）を筒状として、内側封止部材６０の金属板６１を下から押し上げると共に、これと一体となったゴム状栓体６２を貫通孔１２Ｈから抜去する形態とした。しかし、解除部材の形態はこれに限られない。
例えば、筒状に一体とされたものではなく、貫通孔周縁部１２ｃ上に配置された複数の解除部材で、内側封止部材６０の金属板６１を下から押し上げる形態としても良い。また、金属板６１を下から押し上げるのではなく、解除部材を外側封止部材５０（上底部５０ａ）と一体とし、高さ方法に収縮させて、これに係合する内側封止部材６０の金属板６１及びゴム状栓体６２を引き上げる構造としても良い。さらに、金属板を有しない内側封止部材を用い、ゴム状栓体６２と解除部材とを一体として、外側封止部材５０と一体とした解除部材でゴム状栓体６２を直接引き上げる構造としても良い。
また、解除部材を構成する形状記憶材として、形状記憶樹脂に代えて、形状記憶合金の解除部材を用いても良い。

また、実施形態２では、本発明に係る電池１を搭載する車両として、ハイブリッド自動車７００を例示したが、これに限られない。本発明に係る電池を搭載する車両としては、例えば、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド鉄道車両、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータなどが挙げられる。

また、実施形態３では、本発明に係る電池１を搭載する電池使用機器として、ハンマードリル８００を例示したが、これに限られない。本発明に係る電池を搭載する電池使用機器としては、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器などが挙げられる。

１ リチウムイオン二次電池（密閉型電池）
１０ 電池ケース
１１ ケース本体部材
１２ ケース蓋部材
１２Ｈ 貫通孔（注液孔）
１２ｃ 貫通孔周縁部
１５ 安全弁
１７ 電解液
２０ 電極体
４０ 正極端子
４１ 負極端子
５０ 外側封止部材
５１ 溶接部
ＳＳ 封止空間
６０ 内側封止部材
６１ 金属板
６１ａ （金属板の）栓体形成面
６１ｂ （金属板の栓体形成面の）中央部
６１ｃ （金属板の栓体形成面の）周縁部
６２ ゴム状栓体
７０ 回復後解除部材
Ｋ１ 第１形状
Ｒ１ （回復後解除部材（第１形状）の）内径
Ｈ１ （回復後解除部材（第１形状）の）高さ
８０ 回復前解除部材
Ｋ２ 第２形状
Ｒ２ （回復前解除部材（第２形状）の）内径
Ｈ２ （回復前解除部材（第２形状）の）高さ
Ｔｇ 形状回復温度（形状記憶樹脂のガラス転移温度、形状記憶合金の変態点）
８１ （回復前解除部材の）一方端
８２ （回復前解除部材の）他方端

Claims (6)

1. 金属からなり、自身の内外を貫通する貫通孔を有する電池ケースと、
   上記電池ケース内に収容された電極体と、
   金属からなり、上記貫通孔を外部から覆い、上記電池ケースのうち、上記貫通孔の周縁に位置する貫通孔周縁部に固着して、上記貫通孔を気密に封止する外側封止部材と、
   上記外側封止部材と上記電池ケースの上記貫通孔周縁部との間の封止空間内に配置され、上記貫通孔に外側から嵌め込んで上記貫通孔を密栓可能でゴム状弾性体からなるゴム状栓体を有する内側封止部材と、
   上記封止空間内に配置され、記憶されていた第１形状に形状回復された形状記憶材からなる回復後解除部材と、を備える
   電池の製造方法であって、
   上記第１形状の記憶を保ちつつ、上記第１形状とは異なる第２形状とされ、形状回復温度以上に昇温させて形状回復させると、上記第１形状の上記回復後解除部材となる部材を、回復前解除部材としたとき、
   上記内側封止部材の上記ゴム状栓体を外側から上記貫通孔に嵌め込んで、上記貫通孔を密栓すると共に、上記第２形状の上記回復前解除部材を上記第１形状に形状回復させる際の変形によって、上記ゴム状栓体を移動させて、上記ゴム状栓体による上記貫通孔の密栓を解除可能に、上記回復前解除部材を配置する仮封止工程と、
   上記外側封止部材で、上記貫通孔、上記回復前解除部材、及び、上記内側封止部材を外側から覆い、上記外側封止部材を、上記電池ケースの上記貫通孔周縁部に、気密に固着する固着工程と、
   上記回復前解除部材を昇温させて、上記第１形状に形状回復させることにより、上記ゴム状栓体を移動させて、上記ゴム状栓体による上記貫通孔の密栓を解除する解除工程と、を備える
   電池の製造方法。
2. 請求項１に記載の電池の製造方法であって、
   前記解除工程の後に、前記外側封止部材と前記電池ケースの前記貫通孔周縁部との間の気密性を検査する、気密検査工程を備える
   電池の製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の電池の製造方法であって、
   前記第２形状を有する前記回復前解除部材は、
   その内径が前記貫通孔よりも径大な筒状であり、
   前記第１形状を有する前記回復後解除部材は、
   その内径が上記貫通孔よりも径大な筒状で、その高さが上記第２形状の高さよりも高くされてなり、
   前記内側封止部材は、前記ゴム状栓体と一体とされた金属板を有し、上記金属板の栓体形成面のうち、周縁部よりも内側の中央部から上記ゴム状栓体が突出する形態とされてなり、
   前記仮封止工程は、
   筒状の上記回復前解除部材を、その一方端が前記電池ケースの前記貫通孔周縁部に当接し、かつ、その内側に上記貫通孔が位置する形態に配置し、
   上記回復前解除部材内及び上記貫通孔内に、上記内側封止部材の上記ゴム状栓体を挿通し、上記貫通孔を密栓すると共に、
   上記回復前解除部材の他方端に、上記金属板の栓体形成面の上記周縁部を当接させる工程であり、
   前記解除工程は、
   上記回復前解除部材を上記第１形状に形状回復させ、上記ゴム状栓体を上記貫通孔から抜去する方向に上記金属板及び上記ゴム状栓体を移動させて、上記ゴム状栓体による上記貫通孔の密栓を解除する工程である
   電池の製造方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電池の製造方法であって、
   前記仮封止工程は、
   大気圧より低い気圧とした減圧下で、前記内側封止部材の前記ゴム状栓体で前記貫通孔を密栓する工程である
   電池の製造方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電池の製造方法であって、
   前記貫通孔は、
   前記電池ケース内に、電解液を注入する注液孔であり、
   前記仮封止工程は、
   上記注液孔を通じて、上記電解液を注入する注液工程の後に行う
   電池の製造方法。
6. 金属からなり、自身の内外を貫通する貫通孔を有する電池ケースと、
   上記電池ケース内に収容された電極体と、
   金属からなり、上記貫通孔を外部から覆い、上記電池ケースのうち、上記貫通孔の周縁に位置する貫通孔周縁部に固着して、上記貫通孔を気密に封止する外側封止部材と、
   上記外側封止部材と上記電池ケースの上記貫通孔周縁部との間の封止空間内に配置され、上記貫通孔に外側から嵌め込んで上記貫通孔を密栓可能なゴム状弾性体からなるゴム状栓体を有する内側封止部材と、
   上記封止空間内に配置され、第１形状を有した形状記憶材からなる回復後解除部材と、
   を備える
   電池であって、
   上記内側封止部材の上記ゴム状栓体は、
   上記貫通孔に外側から嵌め込まれて上記貫通孔を密栓し、上記外側封止部材を固着した後の上記第１形状への形状回復に伴う上記回復後解除部材の変形で、上記貫通孔の密栓を解除されてなる
   電池。

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