JP5786898B2 - 密閉型電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、外部に開口する開口部より電池容器内に検知ガスを導入する導入工程を行う密閉型電池の製造方法に関する。

従来から、密閉型電池の製造工程においては、電池容器内に水分が浸入して電池性能が劣化することを防ぐ等の目的で、電池容器の密閉性を検査している。
このとき、密閉型電池の製造工程においては、予め電池容器内に検知ガス（例えば、ヘリウム等）を導入し、前記検知ガスが電池容器から漏れているかどうかを確認する。
検知ガスを導入するための技術としては、例えば、特許文献１に開示される技術等がある。

特許文献１に開示される技術では、注液ノズルを電解液注液口に装着し、注液ノズルより電池缶（電池容器）内に電解液を注液するとともに、電池缶内にヘリウムを導入する。
そして、特許文献１に開示される技術では、電解液注液口より注液ノズルを取り外し、レーザ溶接手段によって電解液注液口を封口する。

特許文献１に開示される技術では、電解液注液口に装着される注液ノズルよりヘリウムを導入する構成、つまり、電解液注液口の上部（電池缶外）からヘリウムを導入する構成である。
従って、空気よりも軽いヘリウムは、電解液注液口を封止するまでに、電解液注液口より多く漏出してしまう。

ヘリウムの漏出量を低減させるための手段としては、図１４に示すように、ヘリウムを噴射可能に構成されるノズルを電解液注液口に挿入し、ヘリウム供給経路を開閉する電磁バルブ開いて、前記ノズルより所定の圧力で一定時間ヘリウムを噴射することが考えられる。
この場合には、前記所定の圧力をある程度大きい圧力に設定し、前記電解液注液口より離れた位置までヘリウムを到達させることができる程度に勢いよく、前記ノズルよりヘリウムを噴射させる。

電池缶内の圧力は、ヘリウム噴射によって大きくなる。このため、ヘリウムの噴射を開始した直後等において、電池缶内の圧力は小さい。
この場合、前記所定の圧力のヘリウムを噴射することで、図１４に示すグラフのように、ヘリウムの噴射を開始した直後に前記所定の圧力のヘリウムが、一気に供給されることによって、供給ノズルから噴射されるヘリウムの流速は、急激に速くなり、その後、安定して一定の流速で維持される。

この場合には、ヘリウムを噴射した直後にヘリウムの流速が速くなり過ぎて、ヘリウム噴射によって電池缶内に発生する、電解液注液口を通って外部に出るような気流の流速が速くなってしまう（図１４の電解液注液口の内側に示す矢印参照）。
図１５に示すように、前記速い気流は、注液時に注液ノズルを伝って電池缶の内側面に付着した電解液を巻き込んで、電池缶の外側に噴き飛ばしてしまう可能性がある。
従って、この場合には、ヘリウムを導入するときに、電池缶の外側面における電解液注液口の周縁部に、電解液が付着してしまう可能性がある（図１５（ｂ）に示す電解液参照）。

この場合には、レーザ溶接手段によって電解液注液孔を封口するときに、前記電池缶の外側面に付着した電解液に対しても熱を与えてしまうこととなる。
前記電池缶の外側面に付着した電解液は、前記熱によって溶融部内で気体となって急激に膨張し、溶融部から外部に出ようとする。これにより、溶融した電池缶の材料（例えば、アルミニウム等）は、突沸してしまう。

つまり、この場合には、電解液注液口を封口するときに溶接不良が発生してしまう可能性がある。

特開２００２−１１７９０１号公報

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、検知ガスの漏出量を低減できるとともに、溶接不良の発生を防止できる密閉型電池の製造方法を提供するものである。

本発明に係る密閉型電池の製造方法は、供給ノズルより所定の噴射圧力で検知ガスを噴射することで、外部に開口する開口部が形成される電池容器内に前記検知ガスを導入する導入工程を行う密閉型電池の製造方法であって、前記導入工程では、前記開口部に前記供給ノズルを挿入し、前記開口部への供給ノズルの挿入後に、前記供給ノズルからの前記検知ガスの噴射を、前記所定の噴射圧力よりも小さな圧力にて開始し、その後、前記検知ガスの噴射圧力が前記所定の噴射圧力となるまで、前記検知ガスの噴射圧力を段階的に大きくし、前記検知ガスとしてヘリウムを用いる、ものである。

本発明は、検知ガスの漏出量を低減できるとともに、溶接不良の発生を防止できる、という効果を奏する。

電池の全体的な構成を示す説明図。 電池の製造工程を示す説明図。 電解液を注液する様子を示す説明図。（ａ）電解液を注液している最中の様子を示す図。（ｂ）電解液を注液した後の蓋部を示す図。 供給ノズルおよび比例流量弁を示す説明図。 供給ノズルを挿入する様子を示す説明図。（ａ）挿入している最中の供給ノズルを示す図。（ｂ）挿入した後の供給ノズルを示す図。 ヘリウムの噴射時間と流速との関係を示す図。 ヘリウムの噴射圧力を第一段階の圧力まで大きくしたときの供給ノズルを示す説明図。 ヘリウムの噴射圧力を第二段階の圧力まで大きくしたときの供給ノズルを示す説明図。 ヘリウムの噴射圧力を所定の圧力まで大きくしたときの供給ノズルを示す説明図。 注液孔を封止する様子を示す説明図。（ａ）注液孔にキャップを載置する様子を示す図。（ｂ）レーザ溶接する様子を示す図。 蓋部の外側面における注液孔の周縁部を評価する様子を示す図。 蓋部の外側面における注液孔の周縁部を評価した結果を示す図。（ａ）本実施形態の製造方法を用いてヘリウムを噴射した場合の結果を示す図。（ｂ）ヘリウムの噴射圧力を段階的に大きくすることなくヘリウムを噴射した場合の結果を示す図。 製造方法の変形例における噴射時間と流速との関係を示す図。（ａ）第一変形例における噴射時間と流速との関係を示す図。（ｂ）第二変形例における噴射時間と流速との関係を示す図。 供給ノズルを注液孔に挿入してから、ヘリウムの噴射圧力を段階的に大きくすることなくヘリウムを噴射する様子を示す図。 電池缶の内側面における電解液注液口の周縁部に付着した電解液が噴き飛ばされる様子を示す説明図。（ａ）電解液が速い気流に巻き込まれる様子を示す図。（ｂ）電池缶の外側面における電解液注液口の周縁部に電解液が噴き飛ばされた状態を示す図。

以下では、本実施形態の密閉型電池の製造方法（以下、単に「製造方法」と表記する）について説明する。

まず、図１を参照して、本発明に係る密閉型電池の実施形態である電池の概略構成について説明する。

本実施形態の電池１０は、密閉型のリチウムイオン二次電池である。なお、本発明が適用される対象はリチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池等の他の密閉型電池についても適用可能である。つまり、電池１０に用いられる電解液は、水系電解液であっても非水系電解液であっても構わない。

電池１０は、発電要素２０、外装３０、キャップ４０、および外部端子５０・５０を具備する。

発電要素２０は、正極、負極、およびセパレータを積層または巻回してなる電極体に電解液を浸透させたものである。電池１０の充放電時に発電要素２０内で化学反応が起こる（厳密には、正極と負極との間で電解液を介したイオンの移動が起こる）ことによって電流の流れが発生する。

電池容器である外装３０は、アルミニウム等の金属材料によって構成される角柱型缶であり、平面視において略矩形状に形成される。図１において、外装３０の長手方向は、左右方向となる。外装３０は、収納部３１と蓋部３２とを有する。

収納部３１は、一面が開口した有底角筒状の部材であり、内部に発電要素２０を収納する。

蓋部３２は、収納部３１の開口面に応じた形状を有する平板状の部材であり、収納部３１の開口面を塞いだ状態で収納部３１と接合される。蓋部３２において、後述するように外部端子５０・５０が挿通される箇所の間には、電解液を注液するための注液孔３３が形成される。

注液孔３３は、蓋部３２の板面を貫通する孔である。注液孔３３は、蓋部３２の外側と内側とで内径寸法が異なる平面視略円状の孔である。注液孔３３は、上側（外側）の内径が下側（内側）の内径よりも大径に形成され、上下中途部に段差部が形成される。

なお、本実施形態の電池は、外装が有底の角筒状に形成された角型電池に構成しているが、これに限るものではなく、例えば、外装が有底の円筒状に形成された円筒型電池に適用することも可能である。

キャップ４０は、注液孔３３を封止するためのものである。キャップ４０は、注液孔３３の上側と略同一の形状に形成される。キャップ４０は、前記段差部に載置され、外周縁部がレーザ溶接されることで、蓋部３２と接合される。

外部端子５０・５０は、その一部が蓋部３２の外側面３２ｂから電池１０の上方（外方）に突出した状態で配置される。外部端子５０・５０は、集電端子５１・５１を介して発電要素２０の正極または負極に電気的に接続される。外部端子５０・５０は、その外周面部に固定部材３４が嵌装されることにより、絶縁部材５２・５３を間に介して蓋部３２に対して絶縁状態で固定される。外部端子５０・５０および集電端子５１・５１は、発電要素２０に蓄えられる電力を外部に取り出す、若しくは、外部からの電力を発電要素２０に取り入れる通電経路として機能する。
集電端子５１・５１は、発電要素２０の正極板、負極板と接続されている。集電端子５１・５１の材料としては、例えば正極側にアルミニウム、負極側に銅を採用することができる。

外部端子５０・５０には、電池１０の外方側に突出する部位にねじ転造によりねじ加工が施され、ボルト部が形成される。電池１０の実使用時には、このボルト部を用いて外部端子５０・５０にバスバー、外部装置の接続端子等が締結固定される。
締結固定する際、外部端子５０・５０には締結トルクがかかるとともに、ねじ締結によって軸方向へ外力が付与される。このため、外部端子５０・５０の材料としては、鉄等の高強度材料を採用することが好ましい。

次に、本実施形態の製造方法について説明する。

製造方法では、ダイコーダ等の塗工機を用いて集電体（正極集電体および負極集電体）の表面に合剤（正極合剤および負極合剤）を塗工した後、合剤を乾燥させる。
次に、製造方法では、集電体の表面上の合剤に対してプレス加工を施すことで、集電体の表面に合剤層（正極合剤層および負極合剤層）を形成する。

製造方法では、このような工程を経て作製される正極および負極と、セパレータとを積層または巻回して電極体を生成する。そして、製造方法では、外装３０の蓋部３２に一体化された外部端子５０・５０および集電端子５１・５１等を電極体に接続し、外装３０の収納部３１に電極体を収納する。その後、製造方法では、外装３０の収納部３１と蓋部３２とを溶接によって接合して封缶する。

外装３０を封缶した時点において、注液孔３３は、キャップ４０によって封止されていない状態である（図２の左上に示す注液孔３３参照）。
従って、この時点において、注液孔３３は、外部に開口している。つまり、本実施形態の注液孔３３は、本発明に係る電池容器に形成される、外部に開口する開口部に対応する。

図２に示すように、外装３０を封缶した後で、製造方法では、注液孔３３より電解液Ｅを注液する（図２に示す矢印Ｅ参照）。
このとき、製造方法では、図３（ａ）に示すようなシール部材１１０等を用いて電解液Ｅの注液を行う。

図３（ａ）に示すように、シール部材１１０は、注液孔３３の下側の内径と略同一の内径を有するとともに、注液孔３３の上側の内径よりも小さい外径を有する略筒状の部材である。
シール部材１１０は、配管およびポンプ等を介して電解液Ｅを貯溜する容器と連通する。

製造方法では、このようなシール部材１１０を注液孔３３の段差部に押し当てて、注液孔３３をシールする（図３（ａ）に黒塗りで示す矢印参照）。
そして、製造方法では、前記ポンプを駆動させ、配管およびシール部材１１０等を介して、外装３０に電解液Ｅを注液する。

このとき、電解液Ｅは、シール部材１１０の内周面を伝って外装３０内に浸入し、その多くが蓋部３２より外装３０の底面に向けて落下するとともに、一部が蓋部３２の内側面３２ａにおける注液孔３３の周縁部に付着する（図３（ａ）に実線で示す矢印参照）。
従って、図３（ｂ）に示すように、蓋部３２の内側面３２ａにおける注液孔３３の周縁部には、電解液Ｅの注液が終わった後も電解液Ｅの一部が付着している。

図２に示すように、電解液Ｅを外装３０に注液した後で、製造方法では、外装３０内にヘリウムＨを導入する（図２に示す矢印Ｈ参照）。
ヘリウムＨを導入する手順については後で詳述する。

外装３０内にヘリウムＨを導入した後で、製造方法では、注液孔３３を封止する。
このとき、製造方法では、キャップ４０を注液孔３３に載置して、レーザ溶接機によってキャップ４０の外縁部に沿ってレーザを照射し、注液孔３３を封止する（図２に示す黒塗りの三角形参照）。

注液孔３３を封止した後で、製造方法では、外装３０からのヘリウムＨの漏れ、つまり、外装３０の密閉度合いを検査する。

このとき、製造方法では、チャンバー１４１内に外装３０を収納し、チャンバー１４１内を真空引きする。その後、製造方法では、単位時間当たりに外装３０から漏れるヘリウムＨの量を、市販のヘリウムリーク検査器を用いて確認する。

そして、製造方法では、ヘリウムリーク検査器の出力値に基づいて外装３０に漏れがあるかを判断する。

このように、本実施形態において、外装３０に導入される検知ガスは、ヘリウムＨである。

なお、検知ガスは、本実施形態のようなヘリウムに限るものでないが、ヘリウムを採用することが好ましい。これは、ヘリウムを採用することで、電池性能に影響を与えることを防止できること、および分子直径が小さく微細な孔からの漏れを検出可能となること等、他の検知ガスと比較して電池の製造工程において有利な効果を得ることができるからである。
また、製造方法は、ヘリウムを導入するときに、ヘリウムとヘリウム以外のガスとを混合した混合ガスを導入しても構わない。

外装３０の密閉度合いを検査した後で、製造方法では、電池１０の初期充電および電圧の検査等を行う。
製造方法では、このようにして密閉型の電池１０を製造する。

次に、ヘリウムＨを導入する手順について説明する。

なお、以下において、外装３０は、大気雰囲気下の環境に設置されているものとする。

本実施形態の製造方法では、図４に示すような供給ノズル１２０および比例流量弁１３０等を用いて、ヘリウムＨの導入を行う。
まず、供給ノズル１２０および比例流量弁１３０の構成について説明する。

図４に示すように、供給ノズル１２０は、注液孔３３の上方に配置され、配管等を介して所定のヘリウム供給源と接続される。供給ノズル１２０の先端部（下端部）は、下面が閉塞するとともに図４における左右両側面が開口する。供給ノズル１２０の開口する部分は、ヘリウムＨを噴射するための噴射口として形成される。

つまり、本実施形態の供給ノズル１２０は、図４における左右方向に沿ってヘリウムＨを噴射可能に構成されている。

このような供給ノズル１２０は、例えば、シリンダ等に連結されることによって昇降可能に構成される。

比例流量弁１３０は、前記ヘリウム供給源と供給ノズル１２０との間に設けられる。比例流量弁１３０は、前記ヘリウム供給源から供給ノズル１２０までのヘリウム供給経路を開放する、若しくは閉鎖する弁体を備える。
比例流量弁１３０は、例えば、所定のコントローラと電気的に接続され、前記コントローラからの電気信号に基づいて、前記弁体の開度を調整可能に構成される。

ヘリウムＨは、比例流量弁１３０の弁体の開度を大きくすることで大きい圧力で噴射され、比例流量弁１３０の弁体の開度を小さくすることで小さい圧力で噴射される。
つまり、比例流量弁１３０は、ヘリウムＨの噴射圧力の大きさを、決まった圧力範囲の中で調整可能に構成される。

製造方法では、以下のような手順でヘリウムＨを導入する。

まず、図５に示すように、製造方法では、供給ノズル１２０の噴射口が注液孔３３および電極体の間に位置するまで供給ノズル１２０を下降させ、注液孔３３に供給ノズル１２０を挿入する。
このとき、製造方法では、比例流量弁１３０によってヘリウムＨが流れる経路を閉鎖している。従って、製造方法では、供給ノズル１２０を挿入するときにヘリウムＨを噴射しない。

つまり、製造方法では、ヘリウムＨの噴射圧力（ゲージ圧）を０にして、供給ノズル１２０を挿入する。

このとき、供給ノズル１２０の噴射口は、外装３０の左右両側面（図１参照）を向いた状態となっている。

注液孔３３に供給ノズル１２０を挿入した後で、製造方法では、比例流量弁１３０の弁体を開いて前記ヘリウム供給源から供給ノズル１２０までのヘリウム供給流路を開放し、供給ノズル１２０によるヘリウムＨの噴射を開始する（図７参照）。

つまり、製造方法では、供給ノズル１２０を挿入した後で、ヘリウムＨの噴射圧力（ゲージ圧）を０よりも大きくする。

これにより、製造方法では、ヘリウムＨを外装３０の左右両側面、すなわち、外装３０の奥深くに向けて噴射する。

製造方法では、所定の噴射圧力となるまでヘリウムＨの噴射圧力を大きくして、前記所定の噴射圧力で一定時間ヘリウムＨを噴射する。
製造方法では、ヘリウムＨが外装３０の左右両側面に到達できる程度に大きい圧力となるように、予め前記所定の噴射圧力の大きさを設定している。

このような所定の噴射圧力の大きさは、外装３０の形状（厳密には外装３０の内部空間の形状）および注液孔３３の位置等に基づいて設定される。
これにより、製造方法では、ヘリウムＨを勢いよく噴射して、ヘリウムＨを外装３０の奥深くまで到達させる。

以下では、このような一定時間ヘリウムＨを噴射するときの、所定の噴射圧力の大きさを「所定の圧力」と表記する。

本実施形態の製造方法では、注液孔３３への供給ノズル１２０の挿入後に、供給ノズル１２０からのヘリウムＨの噴射を、所定の圧力よりも小さな圧力にて開始し、その後、ヘリウムＨの噴射圧力が所定の圧力となるまで、ヘリウムＨの噴射圧力を段階的に大きくする。
これにより、製造方法では、流速ＡでヘリウムＨを噴射する。

ここで、ヘリウムＨの噴射圧力を段階的に大きくするとは、所定の圧力よりも小さい噴射圧力でヘリウムＨを噴射するように、ヘリウムＨの噴射圧力を調整してヘリウムＨの噴射を開始した後で、ヘリウムＨの噴射圧力を段階的に大きくしながらヘリウムＨを噴射し、最終的に所定の圧力でヘリウムＨを噴射するようにすることを指す。

本実施形態の製造方法では、図６の実線で示すグラフのように、比例流量弁１３０の弁体の開度を徐々に大きくして、ヘリウムＨの噴射圧力を四段階に分けて大きくして、ヘリウムＨの流速を徐々に速くする（図６に示す流速Ａ１〜Ａ３・Ａ参照）。

これにより、製造方法では、図６に二点鎖線で示すグラフのように、所定の圧力でヘリウムＨを噴射するように、ヘリウムＨの噴射圧力を調整してヘリウムＨの噴射を開始した場合と比較して、ヘリウムＨの噴射圧力の増加度合い、すなわち、図６に示すグラフの傾きであるヘリウムＨの流速を緩やかなものとしている。

なお、図６に示すグラフは、供給ノズル１２０の下降を開始したときを噴射時間０としている。
従って、図６に示すグラフにおいては、ヘリウムＨの流速が速くなる前の直線部分（グラフの左右両側にある横軸に対して平行な直線のうち、左側の直線）が、供給ノズル１２０を下降させるときのヘリウムＨの流速、すなわち、ヘリウムＨの噴射圧力（ゲージ圧）が０でヘリウムＨの流速が０となっている状態を示している。
また、本実施形態において、四段階目のヘリウムＨの噴射圧力は、一定時間ヘリウムＨを噴射するときの所定の圧力である。

図７に示すように、製造方法では、第一段階の圧力でヘリウムＨを噴射するように、ヘリウムＨの噴射圧力を大きくして、ヘリウムＨの噴射を開始する。

噴射開始時の噴射圧力である第一段階の圧力は、所定の圧力の半分程度の大きさである。従って、ヘリウムＨの噴射圧力を第一段階の圧力まで大きくするときの、供給ノズル１２０によるヘリウム噴射の勢いは、弱いものとなる。つまり、本実施形態の製造方法では、比較的低い圧力のヘリウムＨを、外装３０内に徐々に供給することとなる。
外装３０内の圧力は、ヘリウムＨの噴射を開始する前の時点において、大気圧となっている。

従って、製造方法では、第一段階の圧力までヘリウムＨの噴射圧力を大きくするときに、外装３０内の圧力とヘリウムＨの噴射圧力との圧力差が小さい状態でヘリウムＨを噴射することとなる。
つまり、ヘリウムＨの噴射圧力を第一段階の圧力まで大きくするとき、供給ノズル１２０より噴射されるヘリウムＨの流速は、緩やかに速くなる、すなわち、急激に速くならない（図７に示す流速Ａ１参照）。

そして、図８に示すように、製造方法では、第二段階の圧力でヘリウムＨを噴射するように、ヘリウムＨの噴射圧力を大きくする。

第二段階の圧力は、第一段階の圧力よりも大きく、かつ、所定の圧力よりもやや小さい圧力である。つまり、製造方法では、ヘリウムＨを噴射する勢いを強くする。
外装３０内の圧力は、ヘリウムＨの噴射圧力を第一段階の圧力まで大きくするときのヘリウム噴射によって、大気圧よりもやや大きくなっている。

つまり、製造方法では、ヘリウムＨの噴射圧力を第一段階の圧力まで大きくしてから第二段階の圧力まで大きくすることにより、第二段階の圧力までヘリウムＨの噴射圧力を大きくするために必要な噴射時間を長くして、外装３０内の圧力が大きくなるのを待っているのである。

従って、製造方法では、第二段階の圧力までヘリウムＨの噴射圧力を大きくするときも、外装３０内の圧力とヘリウムＨの噴射圧力との圧力差が小さい状態でヘリウムＨを噴射できる。
つまり、ヘリウムＨの噴射圧力を第一段階の圧力から第二段階の圧力まで大きくするとき、供給ノズル１２０より噴射されるヘリウムＨの流速は、緩やかに速くなる（図８に示す流速Ａ２参照）。
これは、ヘリウムＨの噴射圧力を第二段階の圧力から第三段階の圧力までヘリウムＨの噴射圧力を大きくするとき、および図９に示すようなヘリウムＨの噴射圧力を第三段階の圧力から所定の圧力まで大きくするときにおいても同様である（図９に示す流速Ａ３・Ａ参照）。

これによれば、製造方法は、外装３０内の圧力とヘリウムＨの噴射圧力との圧力差が大きくなることなく、すなわち、噴射されたヘリウムＨの流速が速くなり過ぎることなく、ヘリウムＨの噴射圧力を所定の圧力まで大きくできる。
従って、製造方法は、ヘリウムＨの噴射によって外装３０内に発生する、注液孔３３を通って外部に出るような気流の流速を遅くできる（図９の注液孔３３の内側に示す矢印参照）。

このため、製造方法は、蓋部３２の内側面３２ａにおける注液孔３３の周縁部に電解液Ｅが付着している場合でも、ヘリウムＨの噴射圧力を大きくするときに、前記電解液Ｅが前記気流に巻き込まれ、蓋部３２の外側面３２ｂにおける注液孔３３の周縁部に電解液Ｅが付着してしまうことを防止できる。

ヘリウムＨの噴射圧力を所定の圧力まで大きくした後で、製造方法では、ヘリウムＨの噴射圧力を所定の圧力で維持した状態で一定時間ヘリウムＨを噴射する。

所定の圧力で一定時間ヘリウムＨの噴射を行った後で、製造方法では、ヘリウムＨの噴射を停止する。つまり、製造方法では、比例流量弁１３０の弁体を閉じて、ヘリウムＨの噴射圧力の大きさ（ゲージ圧）を０に戻す。
そして、製造方法では、供給ノズル１２０を上昇させて、ヘリウム導入前の高さ位置に戻す。
製造方法では、このような一連の動作を行うことにより、所定の搬送装置によって搬送される外装３０に連続してヘリウムＨを導入する。

このように、製造方法では、供給ノズル１２０より所定の圧力（所定の噴射圧力）でヘリウムＨを噴射することで、外装３０内にヘリウムＨを導入する導入工程を行う。

所定の圧力で一定時間ヘリウムＨを噴射するとき、外装３０内の圧力は、ヘリウムＨの噴射圧力を段階的に大きくするときのヘリウム噴射によって、ある程度大きくなっている。従って、所定の圧力で一定時間ヘリウムＨを噴射するとき、ヘリウムＨの流速が速くなり過ぎないため、前記気流の流速は遅いままである。

このため、製造方法は、所定の圧力で一定時間ヘリウムＨを噴射するときも、蓋部３２の内側面３２ａにおける注液孔３３の周縁部に付着している電解液Ｅが前記気流に巻き込まれ、蓋部３２の外側面３２ｂにおける注液孔３３の周縁部に電解液Ｅが付着してしまうことを防止できる。
つまり、本実施形態の製造方法では、ヘリウムＨを導入した後も、蓋部３２の内側面３２ａにおける注液孔３３の周縁部に電解液Ｅが付着したままである。

このため、図１０に示すように、製造方法は、蓋部３２の外側面３２ｂにおける注液孔３３の周縁部に電解液Ｅが付着していない状態で、注液孔３３を封止できる。

従って、製造方法は、注液孔３３を封止するときに、蓋部３２の外側面３２ｂにおける注液孔３３の周縁部に付着した電解液Ｅが、レーザの熱によって気体となって急激に膨張してしまうことを防止できる。
このため、製造方法は、気体となった電解液Ｅが溶融部から外部に出ようとすることで、溶融した蓋部３２の材料が突沸してしまうことを防止できる。つまり、製造方法は、レーザの溶け込みを安定させることができる。

これによれば、本実施形態の製造方法は、溶接不良の発生を防止できる。

前述のように、所定の圧力は、ヘリウムＨが外装３０の左右両側面に到達できる程度に大きい。
従って、製造方法は、ヘリウムＨを外装３０の奥深くまで到達させることができるため、ヘリウムＨの漏出量を低減できる。

ここで、溶接不良の発生を防止するための手法としては、ヘリウムＨを噴射しながら注液孔３３に供給ノズル１２０を挿入して、蓋部３２の内側面３２ａにおける注液孔３３の周縁部に付着した電解液Ｅを外装３０の奥深くに噴き飛ばす手法が考えられる。
この場合には、供給ノズル１２０を挿入するまでに噴射されるヘリウムＨの多くが、外装３０に導入されない。

一方、本実施形態の製造方法では、供給ノズル１２０を挿入してからヘリウムＨを噴射するため、ヘリウムＨを噴射しながら供給ノズル１２０を挿入する場合と比較して、ヘリウムＨの漏出量を低減できる。

つまり、製造方法は、溶接不良が原因で出荷できない電池１０を製造してしまう割合を低減できるとともに、ヘリウムＨを無駄なく外装３０に導入できるため、電池１０の製造に要するコストを効果的に低減できる。

次に、蓋部３２の外側面３２ｂにおける注液孔３３の周縁部を評価した結果について説明する。

図１１に示すように、評価では、外装３０に電解液Ｅを注液した後でヘリウムＨを導入し、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、電子顕微鏡）によって電解液Ｅの付着具合を確認した（図１１に二点鎖線で示す確認部分Ｐ参照）。

図１２（ａ）は、ヘリウムＨの噴射圧力を段階的に大きくして外装３０内にヘリウムＨを導入したときの、ＳＥＭの確認結果である。つまり、図１２（ａ）は、本実施形態の製造方法を用いてヘリウムＨを導入したときの評価結果に相当する。

図１２（ｂ）は、ヘリウムＨの噴射圧力を段階的に大きくすることなく、すなわち、所定の圧力でヘリウムＨを噴射するように、ヘリウムＨの噴射圧力を調整してヘリウムＨの噴射を開始して外装３０内にヘリウムＨを導入したときの、ＳＥＭの確認結果である（図１４参照）。つまり、図１２（ｂ）は、従来技術を用いてヘリウムＨを導入したときの評価結果に相当する。
評価では、本実施形態の供給ノズル１２０とヘリウム供給源との間に電磁バルブを設け、ヘリウム噴射時に電磁バルブを開くことで、ヘリウムＨの噴射圧力を段階的に大きくすることなく、ヘリウムＨの噴射を行った。

図１２（ａ）に示すように、ヘリウムＨの噴射圧力を段階的に大きくした場合には、蓋部３２の外側面３２ｂにおける注液孔３３の周縁部に付着物が確認されなかった。

一方、図１２（ｂ）に示すように、ヘリウムＨの噴射圧力を段階的に大きくしなかった場合には、蓋部３２の外側面３２ｂにおける注液孔３３の周縁部に電解液Ｅの成分が確認された。

これは、ヘリウムＨの噴射圧力を大きくするときに、外装３０内の圧力とヘリウムＨの噴射圧力との圧力差が大きくなり過ぎたことによるものであると考えられる。
つまり、この場合には、ヘリウムＨの噴射によって外装３０内の圧力が大きくなる前に、ヘリウムＨの噴射圧力が急激に大きくなってしまうことで、ヘリウムＨの流速が急激に速くなり、その結果、ヘリウム噴射によって発生する気流の流速が速くなってしまう。
従って、この場合には、当該速い気流に蓋部３２の内側面３２ａにおける注液孔３３の周縁部に付着した電解液Ｅが巻き込まれて、蓋部３２の外側面３２ｂにおける注液孔３３の周縁部に電解液Ｅが付着したものであると考えられる（図１５参照）。

以上の評価結果からも明らかなように、本実施形態の製造方法は、ヘリウムＨの噴射圧力を段階的に大きくして外装３０内にヘリウムＨを導入することで、蓋部３２の外側面３２ｂにおける注液孔３３の周縁部に電解液Ｅが付着することを防止できる。
従って、製造方法は、溶接不良の発生を防止できる。

なお、製造方法では、図１３に実線で示すグラフのようにして、ヘリウムＨの噴射圧力を段階的に大きくしても構わない。

つまり、図１３（ａ）に示す第一変形例のように、製造方法は、ヘリウムＨの噴射圧力を段階的に大きくする度に、段階的に大きくした噴射圧力にて一定時間ヘリウムＨの噴射を行ってもよい。
この場合、ヘリウムＨの流速は、所定の圧力で噴射するときの流速Ａよりも前の段階で、一定の流速が維持されることとなる。

また、図１３（ｂ）に示す第二変形例のように、製造方法は、ヘリウムＨの噴射圧力を所定の圧力まで大きくするまでの段階数を多くする等して、ヘリウムＨの噴射圧力が所定の圧力となるまでの圧力増加量が略一定となるようにしてヘリウムＨの噴射を行ってもよい。
この場合、ヘリウムＨの流速の単位時間当たりの増加量は、所定の圧力で噴射するときの流速Ａまで略一定となる。つまり、図１３（ｂ）に示すグラフにおいては、流速Ａまで略直線状に上昇することとなる。

さらに、製造方法は、少なくとも所定の圧力よりも小さい圧力および所定の圧力の二段階に分けて、ヘリウムＨの噴射圧力を大きくすればよく、必ずしも本実施形態のようにヘリウムの噴射圧力を四段階に分けて大きくする必要はない。

なお、ヘリウムの噴射方向は、必ずしも左右方向である必要はない。製造方法は、外装の内側面の中で注液孔から離れている部分に向けてヘリウムを噴射すればよく、例えば、図１において左右方向に対して図１の紙面奥側、若しくは図１の紙面手前側に傾斜する方向に噴射しても構わない。
また、ヘリウムの噴射方向は、左右方向に対して上下方向に傾斜する方向であっても構わない。

製造方法は、必ずしも左方向および右方向の二方向にヘリウムを噴射する必要はない。製造方法は、例えば、左方向の一方向、若しくは右方向の一方向にのみヘリウムを噴射しても構わない。

なお、ヘリウムの噴射圧力を段階的に大きくするための手法は、本実施形態のような比例流量弁を用いたものに限定されるものでない。

１０ 電池（密閉型電池）
３０ 外装（電池容器）
３３ 注液孔（開口部）
１２０ 供給ノズル
Ｈ ヘリウム（検知ガス）

Claims (1)

1. 供給ノズルより所定の噴射圧力で検知ガスを噴射することで、外部に開口する開口部が形成される電池容器内に前記検知ガスを導入する導入工程を行う密閉型電池の製造方法であって、
   前記導入工程では、
   前記開口部に前記供給ノズルを挿入し、
   前記開口部への供給ノズルの挿入後に、前記供給ノズルからの前記検知ガスの噴射を、前記所定の噴射圧力よりも小さな圧力にて開始し、
   その後、前記検知ガスの噴射圧力が前記所定の噴射圧力となるまで、前記検知ガスの噴射圧力を段階的に大きくし、
   前記検知ガスとしてヘリウムを用いる、
   密閉型電池の製造方法。

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