JP5969356B2 - 密閉型電池の製造方法，密閉型電池の封止部材および密閉型電池 - Google Patents

Description

本発明は，リチウムイオン二次電池等の密閉型電池の製造方法等に関する。詳しくは，電解液の注液孔を塞ぐ技術に関する。

近年，リチウムイオン二次電池などの密閉型電池は，携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器，ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両等，多岐にわたる分野で利用されている。特にリチウムイオン二次電池は，エネルギー密度が高いため，各種の機器に搭載する上で好適である。

このような密閉型電池の製造方法の一例として，次に示す方法が知られている。すなわち，まず，正極活物質を有する正極板および負極活物質を有する負極板を備える発電要素（電極体）を，金属製の電池ケース本体内に収納し，電池ケースを封止（密閉）する。次に，電池ケースに設けられた注液孔から，電池ケース内部に電解液を注入して，発電要素に含侵させる。その後，注液栓（封止部材）により注液孔を仮封止する。

ここで，組立直後の電池（電池組立体）は未充電状態にあるので，この電池組立体に対して初期充電を行う。初期充電とは，組み立てた電池に対して初めて行う充電である。初期充電を行うと，電池内にガスが発生し，電池の内圧が上昇する。そのため，初期充電後には，一旦，電池の密閉状態を解いて電池ケース内のガスを放出させる必要がある。

このガスの放出（ガス抜き）は，電池ケースに設けられた注液孔を通じて電池ケースの内外を連通するガス抜き通路を形成することにより行われる。そして，ガス抜きが終了したら，このガス抜き通路を封止して，電池ケース内を再び密閉状態とする。このようにして密閉型電池が製造される。

この種の電池の製造方法に関する従来技術文献として，例えば下記特許文献１が挙げられる。下記特許文献１に記載の技術では，電池ケースの注液孔の周辺にフィルムを溶着させることにより，仮封止を行う。そして，フィルムに孔をあけることでガス抜け通路を形成し，その状態でガス抜きを行う。ガス抜き後は，ガス抜き通路を塞ぐためにさらにフィルムを融着させて2度目の仮封止を行うとともに，そのフィルムの外側から金属部材を溶接（接合）することで本封止を行う。このような電池の製造方法によれば，電池ケースの注液孔をフィルムで塞ぐため，仮封止状態の耐圧密閉性を十分に確保することができた。

特開２００９−１８１９０６号公報

しかしながら，上記文献に記載の技術には次に示す点において改良の余地があった。すなわち，上記文献に示す技術は，仮封止にフィルムを用い，本封止に金属部材を用いるものである。よって，注液孔の封止に必要な部品点数が複数となり，その分，製造工程が複雑となっていた。また，本封止後の電池は，フィルムによる封止（仮封止）と，金属部材の溶接による封止（本封止）との二重の封止がなされた状態にある。よって，溶接不良（接合不良）の有無を容易に調べることができなかった。すなわち，上記文献に記載の技術では，フィルムにより封止状態が保たれるため，仮に金属部材の溶接に不良がある場合でも，ガスセンサーを用いて溶接部分（接合部分）の気密性を容易に検査することが難しかった。

本発明は，上記のような事情に鑑みてなされたものである。すなわちその課題とするところは，仮封止および本封止を単一の部材で行うことができ，且つ，接合部分の気密性検査を，ガスセンサーを用いて容易に行うことが可能な密閉型電池の製造方法を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の密閉型電池の製造方法は，電解液を注入するための注液孔が形成されている電池ケースと，注液孔を封止する封止部材と，を備える密閉型電池の製造方法であって，封止部材として，金属製の蓋部と，蓋部の一側面側に接合された弾性体である軸部と，軸部における蓋部側の端部の周囲を隙間をあけて囲む弾性体である支持突部と，軸部における蓋部の反対側から延設された弾性体である先端部と，を備え，非荷重の状態では，支持突部と先端部との離間距離が注液孔の周縁部の板厚よりも小さく，先端部が，注液孔の径よりも大径の係合部を有し，軸部が，注液孔の径よりも小径で，且つ，注液孔の周縁部の板厚よりも長い軸長を有しているものを用いる。ここで，非荷重の状態とは，封止部材に全く荷重がかかっていない状態のことである。
この密閉型電池の製造方法は，電解液の注入後に係合部を注液孔の周縁部に圧接させることにより，注液孔を気密に仮封止する仮封止工程と，仮封止工程後に密閉型電池を初期充電する活性化工程と，活性化工程後に先端部を注液孔の周縁部の板厚方向に沿って蓋部が電池ケースに接触せず，且つ，先端部が注液孔の周縁部から離れる程度に押し込むことにより，電池ケースの内部側と外部側を連通する連通路を形成して，活性化工程で電池ケースの内部に発生したガスを抜くガス抜き工程と，ガス抜き工程後に先端部を注液孔の周縁部の板厚方向に沿って蓋部が電池ケースに接触するまで押し込んで支持突部を蓋部と電池ケースとの間で圧縮するとともに，蓋部を電池ケースに対して接合することにより，蓋部の内側に連通路を形成したまま注液孔を封止する本封止工程と，を含むことを特徴とする。

本発明によれば，先端部の係合部が注液孔の径よりも大径であるから，仮封止工程では，係合部で注液孔を気密に封止することができる。ここで，封止部材は，非荷重の状態では，支持突部と先端部との離間距離が注液孔の周縁部の板厚よりも小さいものである。そのため，先端部と支持突部とにより注液孔の周縁部を挟持できる。よって，先端部の係合部と，注液孔の周縁部の内表面側とを密着させて，注液孔を強固に封止することができる。
また本発明によれば，軸部が注液孔の径よりも小径であるから，注液孔に挿通された軸部と注液孔の内周面との間に隙間が形成される。また，軸部の軸長が注液孔の周縁部の板厚よりも長いため，先端部と注液孔の周縁部とを離間させることができる。また，支持突部により，接合前の蓋部を電池ケースに対して離間状態に支持することができる。また，この支持突部は，軸部の周囲を隙間をあけて囲むものである。従って，活性化後のガス抜き工程では，先端部を注液孔の周縁部の板厚方向に沿って押し込むことにより，係合部による注液孔の密閉を解き，電池ケースの内部側と外部側を連通する連通路を形成できる。そしてこの連通路を介して，仮封止後の初期充電によって電池ケース内部に発生したガスを，蓋部の接合（本封止）前に電池ケースの外部へ放出することができる。
さらに本発明の本封止工程では，先端部を注液孔の周縁部の板厚方向に沿ってさらに押し込むとともに，蓋部の内側に連通路が形成された状態で蓋部を電池ケースに接合する。そのため，この方法により製造される密閉型電池の注液孔は，蓋部の接合により封止されているのみであり，先端部や軸部，支持突部によっては封止されていない。すなわち，蓋部の接合以外にも封止がなされた二重封止の状態にはない。従って，ガスセンサーを用いることで，接合不良を容易に発見することができる。
このように本発明によれば，一つの部品（封止部材）によって，仮封止工程，ガス抜き工程，及び，本封止工程を行うことが可能となる。また，出来上がった電池に対して接合不良の確認を行うことが可能となる。

ここで本発明の密閉型電池の製造方法では，封止部材として，先端部に，注液孔への押し込み方向に直交する方向に沿う切欠部が形成されているものを用いることが望ましい。
このように構成すれば，先端部を注液孔に挿通させる際に，切欠部によって肉抜きされている分だけ，先端部が撓む。よって，先端部の注液孔への挿通を容易に行うことができる。

また本発明の密閉型電池の封止部材は，電池ケースの外部から内部へ電解液を注入するための注液孔を封止する密閉型電池の封止部材であって，金属製の蓋部と，蓋部の一側面側に接合された弾性体である軸部と，軸部における蓋部側の端部の周囲を隙間をあけて囲む弾性体である支持突部と，軸部における蓋部の反対側から延設された弾性体である先端部と，を備え，非荷重の状態では，支持突部と先端部との離間距離が注液孔の周縁部の板厚よりも小さく，先端部は，注液孔の径よりも大径の係合部を有し，蓋部を電池ケースに対して接合した状態では，注液孔の周縁部から離れるものであり，軸部は，注液孔の径よりも小径で，且つ，注液孔の周縁部の板厚よりも長い軸長を有し，支持突部は，蓋部を電池ケースに対して接合した状態では，蓋部と電池ケースとの間で圧縮されるものである。
本発明の密閉型電池の封止部材を用いれば，上述したように，一つの部品（封止部材）によって，仮封止工程，ガス抜き工程，及び，本封止工程を行うことが可能となる。また，出来上がった電池に対して接合不良の確認を行うことが可能となる。

また本発明の密閉型電池は，電解液を注入するための注液孔が形成されている電池ケースと，注液孔を封止している封止部材と，を備える密閉型電池であって，封止部材は，金属製の蓋部と，蓋部の一側面側に接合された弾性体である軸部と，軸部における蓋部側の端部の周囲を隙間をあけて囲む弾性体である支持突部と，軸部における蓋部の反対側から延設された弾性体である先端部と，を備えており，非荷重の状態では，支持突部と先端部との離間距離が注液孔の周縁部の板厚よりも小さいものであり，蓋部は，電池ケースの外表面側に接合されて注液孔を塞いでおり，先端部は，注液孔の径よりも大径の係合部を有しているとともに，注液孔の周縁部から離れた状態で電池ケースの内部に配されており，軸部は，注液孔の径よりも小径で，且つ，注液孔の周縁部の板厚よりも長い軸長を有しているとともに，注液孔内に位置しており，支持突部は，蓋部と電池ケースとの間で圧縮されており，蓋部の内側には，電池ケースの内部側と外部側を連通する連通路が形成されている。
本発明の密閉型電池によれば，注液孔は蓋部の接合により封止されているのみであり，先端部や軸部，支持突部によっては封止されていない。すなわち，注液孔は，蓋部の接合以外にも封止がなされた二重封止の状態にはない。従って，ガスセンサーを用いることで，接合不良を容易に発見することができる。また本発明によれば，上述したように，その製造過程において，一つの部品（封止部材）によって，仮封止工程，ガス抜き工程，及び，本封止工程を行うことができる。

本発明によれば，仮封止および本封止を単一の部材で行うことができる。加えて，接合部分の気密性検査を，ガスセンサーを用いて容易に行うことができる。

第１実施形態に係る電池を示す縦断面図である。 同電池が備えるケース蓋部材，正極端子及び負極端子等の詳細を示す斜視図である。 同ケース蓋部材に設けられた注液孔を示す端面図である。 同電池が備える封止部材を示す底面図である。 図４に示すＡ−Ａ断面図である。 図４に示すＢ−Ｂ断面図である。 注液孔を封止部材で仮封止した状態を示す端面図である。 注液孔を介して電池ケースの内外を連通させた状態を示す端面図である 注液孔を封止部材で本封止した状態を示す端面図である。 図８に示すＣ−Ｃ断面図である。 同電池の製造工程を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る車両を示す図である。 第３実施形態に係る電池使用機器を示す図である。 変更例に係る電池が備える封止部材を示す側面図である。 図１４に示すＤ−Ｄ断面図である。 他の変更例に係る電池において，注液孔を封止部材で仮封止した状態を示す端面図である。 さらに他の変更例に係る電池における注液孔周辺の構成を示す概略断面図である。

（第１実施形態）
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，第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池（密閉型電池）１００（以下，単に電池１００とも言う）を示す。また，図２に，ケース蓋部材１１３，正極端子１５０及び負極端子１６０等の詳細を示す。

この電池１００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１００は，図１に示すように，角型の電池ケース１１０，この電池ケース１１０内に収容された捲回型の電極体（発電要素）１２０，電池ケース１１０に支持された正極端子１５０及び負極端子１６０等から構成されている。また，電極体１２０には，非水系の電解液１１７が含侵されている。なお，本明細書において，特に断りのない限りは，上下左右は，図１を基準にいうものとし，また，図１中紙面手前側を前方，紙面奥側を後方というものとする。

電池ケース１１０は，金属，具体的にはアルミニウムから形成されている。電池ケース１１０は，上側のみが開口した箱状のケース本体部材１１１と，このケース本体部材１１１の開口１１１ｈを閉塞する形態で溶接された矩形板状のケース蓋部材１１３とから構成されている。ケース蓋部材１１３には，電池ケース１１０の内圧が所定圧力に達した際に破断する安全弁１１３ｊが設けられている（図１及び図２参照）。また，このケース蓋部材１１３には，注液孔１０が設けられている。注液孔１０は，封止部材３０で気密に封止されている。注液孔１０及び封止部材３０については，後に詳述する。

また，ケース蓋部材１１３には，正極端子１５０及び負極端子１６０が，組み付けられている。図２に示すように，正極端子１５０及び負極端子１６０は，それぞれ３つの端子金具１５１，１５２，１５３により構成されている。また，正極端子１５０及び負極端子１６０は，それぞれ３つの絶縁部材１５５，１５６，１５７を介して組み付けられている。図１に示すように，電池ケース１１０内において，正極端子１５０は，電極体１２０の正極板１２１（詳しくは正極板１２１の正極集電部１２１ｍ）に接続されている。また，負極端子１６０は，電極体１２０の負極板１３１（詳しくは負極板１３１の負極集電部１３１ｍ）に接続されている。

電極体１２０は，図１に示すように，絶縁フィルムを上側のみが開口した袋状に形成した絶縁フィルム包囲体１１５内に収容され，横倒しにした状態で電池ケース１１０内に収容されている。この電極体１２０は，帯状の正極板１２１と帯状の負極板１３１とを，通気性を有する帯状のセパレータ１４１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１２１は，帯状のアルミニウム箔からなる正極集電箔（正極芯材）１２２に，正極活物質層を設けたものである。正極活物質層は，正極活物質，導電剤及び結着剤から形成されている。また，負極板１３１は，帯状の銅箔からなる負極集電箔（負極芯材）１３２に，負極活物質層を設けたものである。負極活物質層は，負極活物質，結着剤及び増粘剤から形成されている。また，セパレータ１４１は，帯状の樹脂である。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る。

続いて，注液孔１０及び封止部材３０について詳述する。注液孔１０は，図３に示すように，電解液１１７を電池ケース１１０内に注入するために，電池ケース１１０のケース蓋部材１１３に形成された孔である。注液孔１０は，電池ケース１１０の内外を連通している。注液孔１０の周囲は，ケース蓋部材１１３の上面１１３ａよりも一段下がった円環状の段差面１１ａとなっている。なお，上面１１３ａも段差面１１ａも電池ケースの外表面である。また，注液孔１０は，ケース蓋部材１１３の内壁面１１３ｆによって構成される円孔である。内壁面１１３ｆは，注液孔１０の内周面１０ａでもある。段差面１１ａは，ケース蓋部材１１３の厚み方向（板厚方向）の中央より上側に位置する。段差面１１ａとケース蓋部材１１３の上面１１３ａとは，円筒面１１ｂにより結ばれている。円筒面１１ｂにより囲まれる円孔は，内周面１０ａにより囲まれる注液孔１０よりも大径である。具体的には，内周面１０ａにより形成される注液孔１０の大きさは，直径が１．６ｍｍ程度，高さが１．０５ｍｍ程度である。また，円筒面１１ｂによって形成される円孔の大きさは，直径が３．８ｍｍ，高さが０．３５ｍｍである。

封止部材３０は，図４〜６に示すように，挿入部３１と蓋部７０とから構成されている。図４は，封止部材３０の底面図である。図５は，図４に示すＡ−Ａ断面図である。図６は，図４に示すＢ−Ｂ断面図である。蓋部７０は，電池ケース１１０の材質と同じ材質，具体的には，アルミニウムからなる。この蓋部７０は，第１主面（外表面）７０ａ及び第２主面（内表面，裏面）７０ｂを有する円板状をなす。蓋部７０の直径は，５．０ｍｍ程度である。蓋部７０の第２主面７０ｂの中央には，挿入部３１の上面３１ａが接合されている。これにより，蓋部７０と挿入部３１とが一体化されている。

挿入部３１は，ゴム弾性を有する樹脂材料からなる。具体的には，挿入部３１は，エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）からなる。ＥＰＤＭは，硬度調整可能なゴム材料である。従って，挿入部３１の硬度を適宜調整することにより，電池１００の内圧に応じた注液孔１０にとっての最適なシール性を確保することができる。また，挿入部３１を注液孔１０に挿入する際の押込荷重を適宜調整することができる。なお，挿入部３１には，ＥＰＤＭの他，ニトリルゴム（ＮＢＲ）やスチレンブタンジエンゴム（ＳＢＲ）など他のゴム材料を使用することができる。

この挿入部３１は，図５中，下から蓋部７０に向かって順に，先端部４０，軸部５０，突出部６０を備えている。軸部５０は，鉛直方向に沿って延びる円柱形状をなしている。軸部５０は，封止部材３０の組付完了状態（図９参照）において，注液孔１０内に挿通されている。軸部５０の横断面における直径は，注液孔１０の直径と比べて若干小さく，１．５ｍｍである。そのため，軸部５０と注液孔１０の内周面１０ａとの間には隙間が形成される。また，軸部５０の軸長（ケース蓋部材１１３における注液孔１０の周縁部１１（図３参照）の板厚方向に沿う軸長，さらに言い換えれば，注液孔１０の貫通方向（上下方向）に沿う軸長）は，注液孔１０自体の厚さ寸法よりも長い。そのため，軸部５０を注液孔１０に挿通させた状態において，先端部４０を電池ケース１１０の内表面１１３ｂから離すことができる（図８，９参照）。

先端部４０は，図５に示すように，軸部５０から遠い一端部４０ａと，軸部５０に近い他端部（基端部）４０ｂと，テーパー部４１とを有した略円錐台形状である。テーパー部４１は，一端部４０ａから他端部４０ｂにかけて徐々に拡径している。すなわち先端部４０は，径小な一端面４０ｃと，径大な他端面（基端面）４０ｄと，これらの間を結ぶ側面４０ｅとを有する略円錐台形状をなしている。一端部４０ａの直径（図４中のＤ１参照）は，１．５ｍｍ程度であり，注液孔１０の直径よりも若干小さい。他端部４０ｂの直径（図４中のＤ２参照）は，２．２ｍｍ程度であり，注液孔１０の直径よりも大きい。この挿入部３１を注液孔１０へ挿入する際には，一端部４０ａと他端部４０ｂとの間のテーパー部４１を，注液孔１０の周縁部１１（図３参照）に圧接させることにより，先端部４０を弾性変形させながら押し込む。このようにして，先端部４０を電池ケース１１０内に押し入れた状態が，図７に示す状態である。

また，図４，５に示すように，先端部４０には，底面から見て略一文字状の切欠部４４が形成されている。すなわち，先端部４０は，切欠部４４によって左側先端部４５と，右側先端部４６とに分かれている。このため，先端部４０を注液孔１０に押し込んだときには，左側先端部４５と右側先端部４６とが互いに近づくように撓む。これにより，先端部４０の注液孔１０への挿入がしやすくなっている。なお，この切欠部４４の形状は，底面から見て一文字であるが，Ｙ字や十字形状など他の形状としてもよい。Ｙ字や十字形状であれば，一文字形状よりもさらに先端部４０の挿入性を向上させることができる。但し，一文字形状とした場合よりも先端部４０の剛性が低下するため，その分先端部４０の剛性を高くすることが望ましい。先端部４０の剛性が低すぎると，先端部４０を電池ケース１１０の内部に圧入した後（図７参照），蓋部７０とケース蓋部材１１３との間で圧縮されている突出部６０の復元力により，先端部４０が電池ケース１１０の内部から抜けてしまうおそれがあるからである。この点，実施形態の電池１００では，切欠部４４を一文字とすることにより，先端部４０が注液孔１０から抜け易くならない程度に，先端部４０の注液孔１０への挿通し易さを確保している。また，実施形態では，切欠部４４は，鉛直方向に沿って軸部５０に至る程度の深さで形成されている（図５参照）。しかし切欠部４４は，必ずしも軸部５０に至る程度の深さを有するものでなくてもよい。

突出部６０は，図５，６に示すように，軸部５０における蓋部７０側の端部５０ａからラジアル方向に延設されている。この突出部６０は，図４に示すように，９０度ずつの間隔で４つ設けられている。４つの突出部６０は，切欠部４４に対してバランス良く配置されている。

各突出部６０は，図４，６に示すように，支持突部６１と，支持突部６１と軸部５０とを繋ぐ延設部６５とを備えている。支持突部６１は，挿入部３１を電池ケース１１０の内部に挿入した状態において蓋部７０とケース蓋部材１１３との間に隙間（図８及び図１０に示すＧ１参照）を形成するためのものである。言い換えれば，支持突部６１は，図８に示すように，蓋部７０の裏面７０ｂから電池ケース１１０に向かって突出して，溶接前の蓋部７０を電池ケース１１０に対して離間状態に支持するものである。４つの支持突部６１が蓋部７０を支持し，ケース蓋部材１１３との間に隙間Ｇ１（図８及び図１０参照）を形成している状態においては，段差面１１ａと蓋部７０の裏面７０ｂとの間には，空間部Ｓが形成される。従って実施形態の電池１００では，注液孔１０と空間部Ｓを介して電池ケース１１０の内外を連通させることができる（図８及び図１０参照）。

なお，この空間部Ｓは，後述する本封止後（図９参照）においても形成され続ける。より具体的には，図９に示すように，本封止後の電池１００は，先端部４０の基端面４０ｄがケース蓋部材１１３の内表面１１３ｂから離れている（実施形態では，先端部４０の基端面４０ｄとケース蓋部材１１３の内表面１１３ｂとの間隙は０．１ｍｍ程度）。また，軸部５０の側面５０ｂが注液孔１０の内周面１０ａから離れている。さらには，支持突部６１が段差面１１ａと蓋部７０との間で圧縮されているものの，空間部Ｓが存在している状態にある。すなわち，電池ケース１１０の内部で発生したガスが，注液孔１０及び空間部Ｓを通って円筒面１１ｂまで至ることが可能な状態にある。なお，このようにして蓋部７０の裏面７０ｂ側（内側）に形成されるガス流路を，連通路Ｒ（電池ケース１１０の内部側と外部側とを連通する連通路Ｒ）と称する。

また図９に示す本封止後の電池１００は，蓋部７０がケース蓋部材１１３に対して接合された状態にある。具体的には，蓋部７０の外周縁に沿う円環状の周縁部７１と，ケース蓋部材１１３のうち注液孔１０の周囲（詳しくは段差面１１ａの周囲）を囲む円環状の孔周囲部１１３ｍとが，レーザー溶接によりシームレスに溶接されている。これにより，円環状の溶接部７５が形成される。このような溶接により，蓋部７０の周縁部７１とケース蓋部材１１３の孔周囲部１１３ｍとの間は，気密に封止される。すなわち，注液孔１０は，気密に封止される。

次いで，上記電池１００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１２１及び負極板１３１を，帯状のセパレータ１４１を介して互いに重ねて捲回する。その後，これを扁平状に圧縮して電極体１２０を形成する（図１参照）。

また，安全弁１１３ｊ及び注液孔１０を形成したケース蓋部材１１３を用意し，３種類の端子金具１５１，１５２，１５３と，３種類の絶縁部材１５５，１５６，１５７とを用いて，このケース蓋部材１１３に正極端子１５０及び負極端子１６０を組み付ける（図２参照）。その後，正極端子１５０と電極体１２０の正極集電部１２１ｍとを接続すると共に，負極端子１６０と電極体１２０の負極集電部１３１ｍとを接続する（図１参照）。

次に，ケース本体部材１１１及び絶縁フィルム包囲体１１５を用意し，ケース本体部材１１１内に絶縁フィルム包囲体１１５を介して電極体１２０を収容すると共に，ケース本体部材１１１の開口１１１ｈをケース蓋部材１１３で塞ぐ。そして，レーザー溶接により，ケース本体部材１１１とケース蓋部材１１３とを溶接して，電池ケース１１０を形成する（図１参照）。

電池ケース１１０の形成後は，図１１に示すように，注液工程（Ｓ１０），清掃工程（Ｓ２０），仮封止工程（Ｓ３０），活性化工程（Ｓ４０），ガス抜き工程（Ｓ５０），本封止工程（Ｓ６０），及び，気密検査工程（Ｓ７０）を順次行って，電池１００を完成させる。注液工程では，注液用ノズルを注液孔１０内に挿入して，注液用ノズルから電池ケース１１０内に電解液１１７を注液する。次に，注液孔１０の周囲（孔周囲部１１３ｍを含む）を清掃する（清掃工程）。具体的には，不織布により，注液孔１０の周囲を拭く。前述した電解液１１７の注入の際に，電解液１１７が注液孔１０の周囲に付着するおそれがあるので，この清掃工程で注液孔１０の周囲を清掃することにより，注液孔１０の周囲を清浄するのである。

次に，別途形成した挿入部３１と蓋部７０とからなる封止部材３０（図４〜６参照）を用いて，注液孔１０を仮封止する（仮封止工程）。具体的には，図７に示すように，挿入部３１の先端部４０を，電池ケース１１０の外部から注液孔１０に圧入させていく。そして，注液孔１０を通過させ，電池ケース１１０の内部まで押し入れる。ここで，第１実施形態の電池１００では，支持突部６１と先端部４０との注液孔１０の周縁部１１の板厚方向に沿う離隔距離（図６に示すＬ１参照）は，注液孔１０の周縁部１１の板厚（図３に示すＬ２参照）よりも小さい。従って，電池ケース１１０の内部にある先端部４０と，電池ケース１１０の外部にある支持突部６１とにより，注液孔１０の周縁部１１が挟持されることとなる。そのため，先端部４０における基端部４０ｂの基端面４０ｄと，注液孔１０の周縁部１１の内表面１１３ｂとが密着する。これは，支持突部６１が蓋部７０と電池ケース１１０との間で多少圧縮されることで生じる圧縮応力によるものである。この基端面４０ｄと内表面１１３ｂとの密着により，注液孔１０が電池ケース１１０の内側から気密に封止（仮封止）される。なお，第１実施形態では，先端部４０の基端部４０ｂが，特許請求の範囲の係合部に相当する。この基端部４０ｂは，先端部４０の注液孔１０に対する抜け止めとしても機能している。

次に，この電池１００の初期充電を行う（活性化工程，初期充電工程ともいう）。このとき，電池ケース１１０内には，水素などのガスが発生にする。そのため，活性化工程に続いて，ガス抜き工程を行う。具体的には，図８及び図１０に示すように，蓋部７０を電池ケース１１０に近づけるように押下する。すなわち，挿入部３１を注液孔１０に押し込む。これにより，電池ケース１１０の内外が注液孔１０及び空間部Ｓを介して連通した状態となる。すなわち，この挿入部３１の押込みは，先端部４０の基端面４０ｄが，ケース蓋部材１１３の内表面１１３ｂと離間する程度であって，蓋部７０の裏面７０ｂがケース蓋部材１１３の上面１１３ａと接触しない程度に行う。これにより，活性化工程で電池ケース１１０内に発生したガスを電池ケース１１０外へ放出することができる。

次に，封止部材３０の蓋部７０をケース蓋部材１１３に対してレーザー溶接する（本封止工程）。具体的には，図９に示すように，蓋部７０を押下して挿入部３１を注液孔１０に対してさらに押し込むことにより，蓋部７０の裏面７０ｂをケース蓋部材１１３の上面１１３ａに圧接させる。そしてこの状態で蓋部７０の周縁部７１をケース蓋部材１１３の孔周囲部１１３ｍに対して環状にレーザー溶接する。これにより，注液孔１０が気密に封止される。なお，本封止後の電池１００においては，先端部４０や軸部５０は電池ケース１１０と接していない。また，支持突部６１により空間部Ｓが形成されている。すなわち，支持突部６１は，軸部５０の周囲を隙間（空間部Ｓ）をあけて囲んでいる。そのため，注液孔１０の封止は，あくまで蓋部７０の溶接によるもののみとなっており，蓋部７０の溶接と挿入部３１の圧接による二重封止とはなっていない。

最後に，蓋部７０と孔周囲部１１３ｍとの間の気密性を検査する（気密検査工程）。具体的には，この電池１００を真空チャンバ内に置いて，真空チャンバ内を減圧する（例えば，ゲージ圧：−９０ＫＰａ）。そして，封止部材３０の近傍に，ガスセンサー（例えば，Hydrogen Leak Detector H2000：センシスター製）を設置して，所定時間（例えば，１２０秒間），ガスを検知する。上述したように，実施形態の電池１００では，注液孔１０の封止は二重封止となっていない。そのため，ガスセンサーによりガスが検知された場合には，蓋部７０と孔周囲部１１３ｍとの間に溶接不良（接合不良）が生じていることが判る。もし溶接不良が発見された場合には，その電池１００を排除する。これにより，製造する電池１００の気密信頼性を確保している。以上の工程を経ることで，電池１００が完成する。

以上説明したように，第１実施形態の電池１００は，電極体１２０（発電要素）と，電解液１１７の注液孔１０が形成されているとともに，電極体１２０を内部に収容している電池ケース１１０と，注液孔１０を塞いでいる封止部材３０と，を備える。封止部材３０は，電池ケース１１０の内部に配されている，弾性体である先端部４０と，電池ケース１１０の上面１１３ａ（外表面）側に接合されて注液孔１０を塞いでいる蓋部７０と，先端部４０と蓋部７０とを連繋しており，注液孔１０内に位置している軸部５０と，軸部５０の周囲を隙間をあけて囲んで設けられ，蓋部７０から電池ケース１１０へ向けて突出している，弾性体である４つの支持突部６１と，を備える。すなわち，４つの支持突部６１は，注液孔１０の中心軸から外側に向かう方向に沿って肉のない部分が存在する形状で構成されている。

先端部４０は，注液孔１０よりも太く（すなわち注液孔１０の径より大径に）形成された基端部４０ｂ（係合部）を備える。基端部４０ｂは，注液孔１０の周縁部１１と係合して注液孔１０を封止するものである。軸部５０は，注液孔１０よりも細く（すなわち注液孔１０の径より小径に）形成されており，且つ，電池ケース１１０における注液孔１０の周縁部１１の板厚よりも長い軸長（図６に示すＬ３参照）を有するものである。より詳細には，軸部５０の軸長は，図８及び図１０に示す状態をとることができる程度の長さに設定されている。すなわち，支持突部６１により蓋部７０が電池ケース１１０に対して離間状態に支持されている状態で，先端部４０と電池ケース１１０の内表面１１３ｂとが接しておらず，電池ケース１１０の内外が注液孔１０及び空間部Ｓを介して連通している状態を形成可能な程度の長さに設定されている。支持突部６１は，蓋部７０における電池ケース１１０側の裏面７０ｂと電池ケース１１０の段差面１１ａ（外表面）との間で圧縮されている。

このように構成された第１実施形態の電池１００によれば，注液孔１０よりも太い基端部４０ｂ（係合部）を有する先端部４０により，注液孔１０を仮封止することができる。

また，軸部５０は注液孔１０よりも細い。そのため，注液孔１０に挿通されている軸部５０と，注液孔１０の内周面１０ａとの間には隙間がある。また，軸部５０の軸長は，注液孔１０の周縁部１１の板厚よりも長い。そのため，軸部５０を注液孔１０へ挿通した状態で，先端部４０と電池ケース１１０の内表面１１３ｂとの間に隙間を形成することができる。また，支持突部６１は，蓋部７０が電池ケース１１０に接合されている場合には（図９参照），蓋部７０と電池ケース１１０の間で圧縮されている。言い換えれば，支持突部６１は，蓋部７０が電池ケース１１０に接合される前は（図８参照），蓋部７０の接合時ほど圧縮されていない状態にある。そのため，支持突部６１により，接合前の蓋部７０を電池ケース１１０に対して離間状態に支持することができる。さらにこの支持突部６１は，軸部５０の周囲を隙間をあけて囲んでいる。従って，蓋部７０の接合前には，電池ケース１１０の内外を，注液孔１０や，支持突部６１により形成される軸部５０の周囲の隙間（空間部Ｓ）を介して連通させることができる。よって，仮封止後の初期充電によって電池ケース１１０の内部に発生したガスを，蓋部７０の接合（本封止）前に電池ケース１１０の外部へ放出することができる。

さらに実施形態の電池１００によれば，注液孔１０は蓋部７０の接合により封止されているのみであり，先端部４０や軸部５０，支持突部６１によっては封止されていない。すなわち，注液孔１０は，蓋部７０の溶接以外にも封止がなされた二重封止の状態にはない。従って，ガスセンサーを用いることで，接合不良を容易に発見することができる。

また第１実施形態の電池１００は，注液孔１０の周縁部１１の板厚方向に沿う支持突部６１と先端部４０との離隔距離（図６のＬ１参照）が，注液孔１０の周縁部１１の板厚（図３のＬ２参照）よりも小さい。従って，蓋部７０の溶接前においては，電池ケース１１０の内部にある先端部４０と，電池ケース１１０の外部にある支持突部６１とにより，電池ケース１１０における注液孔１０の周縁部１１が挟持されることとなる。よって，先端部４０の基端部４０ｂと，注液孔１０の周縁部１１の内表面１１３ｂ側とを密着させて，注液孔１０を仮封止することができる。この仮封止は，先端部４０と支持突部６１とが電池ケース１１０を挟持することにより強固に維持される。そのため，単に先端部４０を注液孔１０の周縁部１１の段差面１１ａ（外表面）側に圧接させる封止と比べて，電池１００の内圧上昇による封止部材３０の浮き上がりが生じにくい。よって第１実施形態の電池１００によれば，仮封止状態を確実に維持することができる。

また第１実施形態の電池１００では，先端部４０は，注液孔１０の周縁部１１の板厚方向に直交する方向に沿う切欠部４４を有している。そのため，先端部４０を注液孔１０に挿通させる際には，切欠部４４によって肉抜きされている分だけ，先端部４０が撓む。よって，先端部４０の注液孔１０への挿通を容易に行うことができる。

また第１実施形態の電池１００の製造方法は，電解液１１７の注入後に基端部４０ｂ（係合部）を注液孔１０に圧接させることにより，注液孔１０を気密に仮封止する仮封止工程と，仮封止工程後に電池１００を初期充電する活性化工程と，活性化工程後に先端部４０を注液孔１０の周縁部１１の板厚方向に沿って蓋部７０が電池ケース１１０に接触しない程度に押し込み，電池ケース１１０の内外を注液孔１０および空間部Ｓを介して連通させることにより，活性化工程で電池ケース１１０の内部に発生したガスを抜くガス抜き工程と，ガス抜き工程後に先端部４０を注液孔１０の周縁部１１の板厚方向に沿って蓋部７０が電池ケース１１０に接触するまで押し込み，蓋部７０を電池ケース１１０に対して溶接（接合）することにより，注液孔１０を封止する本封止工程と，を備える。

このような製造方法によれば，仮封止，ガス抜き，及び本封止を単一の封止部材３０により行うことができる。また，本封止としての溶接に不良が生じていないかどうかを，ガスセンサーなどのガスセンサーを用いて容易に検出することができる。また，本封止を溶接により行っているため，リベットを用いたかしめによる本封止と比べて，封止性が良い。

（第２実施形態）
次いで，図１２に基づいて，第２の実施形態について説明する。図１２に示すように，第２の実施形態に係る車両７００は，上記第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００を有する組電池７１０を搭載し，この組電池７１０（電池１００）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。

この車両７００は，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，この車両７００は，車体７９０，エンジン７４０，これに取り付けられたフロントモータ７２０，リアモータ７３０，ケーブル７５０，インバータ７６０を備える。更に，この車両７００は，複数の電池１００，１００，…を自身の内部に有する組電池７１０を備え，この組電池７１０に蓄えられた電気エネルギーを，フロントモータ７２０及びリアモータ７３０の駆動に利用している。

前述したように，電池１００は，本封止後に溶接不良を検査した電池であるので，溶接不良に起因するガス漏れの危険性がほとんどない。よって，このような電池１００を搭載することで，この車両７００の安全性を高めることができる。

（第３実施形態）
次いで，図１３に基づいて，第３の実施形態について説明する。図１３に示すように，第３実施形態に係る電池使用機器８００は，上記第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００を搭載し，このリチウムイオン二次電池１００をエネルギー源の少なくとも１つとして使用するものである。

この電池使用機器８００は，上記第１実施形態に係る電池１００を含むバッテリパック８１０を搭載したハンマードリルである。この電池使用機器８００は，本体８２０の底部８２１に，バッテリパック８１０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１００は，本封止後に溶接不良を検査した電池であるので，溶接不良に起因するガス漏れの危険性がほとんどない。よって，このような電池１００を搭載することで，この電池使用機器８００の安全性を高めることができる。

（変更例）
以上において，本発明を実施形態に即して説明したが，本発明は上述の各実施形態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，実施形態では，突出部６０は，軸部５０からラジアル方向に延びる延設部６５と，延設部６５の先端に設けられた支持突部６１とを備える構成とした。これに対して，突出部を図１４，１５に示すように構成してもよい。図１４，１５に示す突出部８０は，円環状の延設部８１と，円筒状の支持突部８２を備える。延設部８１は，軸部５０の端部５０ａから径方向に円環状に広がっている。支持突部８２は，延設部８１の外周縁を囲むように蓋部７０の裏面７０ｂから図１４中下方へ向けて円筒状に延びている。この支持突部８２は，全周が環状につながっているものではなく，その一部は，肉抜きされた欠損部８３となっている。すなわち，支持突部８２は，円環の一部を切り欠いた形状となっており，軸部５０の周囲を隙間（欠損部８３）をあけて囲うものである。支持突部８２の高さ寸法は，第１実施形態に係る支持突部６１の高さ寸法と同程度（０．５５ｍｍ程度）である。このような支持突部８２によっても，先端部４０を電池ケース１１０の内部に位置させたときには，ガス流路としての空間部Ｓ（図１４，１５参照）を形成することができる。従って，図１４に示す封止部材８８を用いても，上述のガス抜き工程において，電池ケース１１０内部からしっかりとガスを抜くことができる。また，本封止工程の後は，溶接による封止と挿入部３１による封止の二重封止になっていないので，溶接不良をガスセンサーを用いて容易に検出できる。

また実施形態では，先端部４０を注液孔１０を通して電池ケース１１０の内部に配することにより，電池ケース１１０の内表面１１３ｂ側から注液孔１０を仮封止した（図７参照）。これに対して，先端部４０を注液孔１０に挿入し切ることなく，電池ケース１１０の外表面１１３ａ側から注液孔１０を仮封止する構成としてもよい。

具体的には，図１６に示すように，先端部４０におけるテーパー部４１の側面４０ｅを，電池ケース１１０の上面（外表面）１１３ａ側から，注液孔１０の角部１２（注液孔１０を構成する内周面１０ａと段差面１１ａとがなす角部１２）に圧接させることにより，注液孔１０を仮封止するものであってもよい。言い換えれば，テーパー部４１を，注液孔１０の周縁部１１に係合させることにより，注液孔１０を気密に封止するものであってもよい。この場合，テーパー部４１が，特許請求の範囲の係合部に相当する。このような構成とすれば，先端部４０のうち，注液孔１０の角部１２に当接したテーパー部４１が，弾性変形して注液孔１０の角部１２に密着する。そのため，先端部４０と注液孔１０との間を気密に封止することができる。なお，先端部４０には切欠部４４が形成されているが，この切欠部４４は，図１６に示すように仮封止を行う上で，その封止性に影響を与えるものではない。

また実施形態では，ガス抜き工程において，蓋部７０を下方へ押し込んで支持突部６１を圧縮させることにより，先端部４０の基端面４０ｄと電池ケース１１０の内表面１１３ｂとを離した（図８参照）。これに対して上記のように電池ケース１１０の外表面１１３ａ側から注液孔１０を仮封止するものである場合（図１６参照）には，先端部４０を注液孔１０から電池ケース１１０内に押し入れたときに，支持突部６１が圧縮されることなく，先端部４０の基端面４０ｄと電池ケース１１０の内表面１１３ｂとが離間状態となるように構成してもよい。すなわち，注液孔１０の周縁部１１の板厚方向に沿う支持突部６１と先端部４０との離隔距離を，注液孔１０の周縁部１１の板厚よりも大きくしてもよい。この場合，支持突部６１は，圧縮されることなく，溶接前の蓋部７０を電池ケース１１０に対して離間状態に支持する。

また実施形態では，ケース蓋部材１１３における注液孔１０の周縁部１１に，上面１１３ａよりも下がった段差面１１ａを設けた（図９参照）。これに対して，図１７に示すように，ケース蓋部材１１３に段差面１１ａを設けない構成としてもよい。この場合，蓋部９０は，円板状の本体部９１と，本体部の外周縁から下方へ延びる円筒状の側部９２と備えるキャップ形状とする。そして，この側部９２の下端部とケース蓋部材１１３（詳しくは注液孔１０まわりの上面１１３ａ）とを溶接することにより，注液孔１０の本封止を行う。なお，図１７中溶接個所を溶接部９４として示す。また，図１７においては簡単のため挿入部３１の図示を省略しているが，本体部９１の裏面には，第１実施形態と同様の構成の挿入部３１を接合するものとする。

また，上記第１実施形態では，「注液孔」を円孔として構成したが，「注液孔」の形状は，例えば角孔など適宜変更可能である。「注液孔」の形状を角孔など他の形状に変更した場合には，それに合わせて先端部４０の形状も適宜変更する。また，「注液孔」を設ける位置も，適宜変更可能である。

また，上記第１実施形態では，蓋部７０と電池ケース１１０の孔周囲部１１３ｍとの「接合」を，溶接により行っているが，これに限定されない。例えば，両者の「接合」をロウ材や接着剤を用いて行ってもよい。

また上記実施形態では，密閉型電池として，リチウムイオン二次電池１００を例示したが，例えばニッケル水素電池，ニッケルカドミウム電池等の他の種類の二次電池などにも，本発明の技術的思想を適用できる。また上記実施形態では，捲回型の発電要素（電極体１２０）を有する電池１００を例示したが，積層型の発電要素を有する電池などにも，本発明の技術的思想を適用できる。また上記実施形態では，角型の電池ケース１１０を有する電池１００を例示したが，円筒型の電池ケースを有する電池などにも，本発明の技術的思想を適用できる。

また，上記第２実施形態では，本発明に係る電池１００を搭載する車両７００として，ハイブリッド自動車を例示したが，これに限られない。本発明に係る電池を搭載する車両７００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，上記第３実施形態では，本発明に係る電池１００を搭載する電池使用機器８００として，ハンマードリルを例示したが，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８００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。

１００…リチウムイオン二次電池（密閉型電池）
１１０…電池ケース
１１７…電解液
１０…注液孔
１１…周縁部
３０…封止部材
４０…先端部
４０ｂ…基端部（係合部）
４４…切欠部
５０…軸部
６１…支持突部
７０…蓋部
Ｓ…空間部
Ｒ…連通路

Claims (4)

1. 電解液を注入するための注液孔が形成されている電池ケースと，前記注液孔を封止する封止部材と，を備える密閉型電池の製造方法において，
   前記封止部材として，
   金属製の蓋部と，前記蓋部の一側面側に接合された弾性体である軸部と，前記軸部における前記蓋部側の端部の周囲を隙間をあけて囲む弾性体である支持突部と，前記軸部における前記蓋部の反対側から延設された弾性体である先端部と，を備え，
   非荷重の状態では，前記支持突部と前記先端部との離間距離が前記注液孔の周縁部の板厚よりも小さく，
   前記先端部が，前記注液孔の径よりも大径の係合部を有し，
   前記軸部が，前記注液孔の径よりも小径で，且つ，前記注液孔の周縁部の板厚よりも長い軸長を有しているものを用い，
   電解液の注入後に前記係合部を前記注液孔の周縁部に圧接させることにより，前記注液孔を気密に仮封止する仮封止工程と，
   前記仮封止工程後に前記密閉型電池を初期充電する活性化工程と，
   前記活性化工程後に前記先端部を前記注液孔の周縁部の板厚方向に沿って前記蓋部が前記電池ケースに接触せず，且つ，前記先端部が前記注液孔の周縁部から離れる程度に押し込むことにより，前記電池ケースの内部側と外部側を連通する連通路を形成して，前記活性化工程で前記電池ケースの内部に発生したガスを抜くガス抜き工程と，
   前記ガス抜き工程後に前記先端部を前記注液孔の周縁部の板厚方向に沿って前記蓋部が前記電池ケースに接触するまで押し込んで前記支持突部を前記蓋部と前記電池ケースとの間で圧縮するとともに，前記蓋部を前記電池ケースに対して接合することにより，前記蓋部の内側に前記連通路を形成したまま前記注液孔を封止する本封止工程と，を含むことを特徴とする密閉型電池の製造方法。
2. 請求項１に記載の密閉型電池の製造方法であって，
   前記封止部材として，前記先端部に，前記注液孔への押し込み方向に直交する方向に沿う切欠部が形成されているものを用いることを特徴とする密閉型電池の製造方法。
3. 電池ケースの外部から内部へ電解液を注入するための注液孔を封止する密閉型電池の封止部材であって，
   金属製の蓋部と，前記蓋部の一側面側に接合された弾性体である軸部と，前記軸部における前記蓋部側の端部の周囲を隙間をあけて囲む弾性体である支持突部と，前記軸部における前記蓋部の反対側から延設された弾性体である先端部と，を備え，
   非荷重の状態では，前記支持突部と前記先端部との離間距離が前記注液孔の周縁部の板厚よりも小さく，
   前記先端部は，前記注液孔の径よりも大径の係合部を有し，前記蓋部を前記電池ケースに対して接合した状態では，前記注液孔の周縁部から離れるものであり，
   前記軸部は，前記注液孔の径よりも小径で，且つ，前記注液孔の周縁部の板厚よりも長い軸長を有し，
   前記支持突部は，前記蓋部を前記電池ケースに対して接合した状態では，前記蓋部と前記電池ケースとの間で圧縮されるものである
   ことを特徴とする密閉型電池の封止部材。
4. 電解液を注入するための注液孔が形成されている電池ケースと，前記注液孔を封止している封止部材と，を備える密閉型電池であって，
   前記封止部材は，
   金属製の蓋部と，前記蓋部の一側面側に接合された弾性体である軸部と，前記軸部における前記蓋部側の端部の周囲を隙間をあけて囲む弾性体である支持突部と，前記軸部における前記蓋部の反対側から延設された弾性体である先端部と，を備えており，
   非荷重の状態では，前記支持突部と前記先端部との離間距離が前記注液孔の周縁部の板厚よりも小さいものであり，
   前記蓋部は，前記電池ケースの外表面側に接合されて前記注液孔を塞いでおり，
   前記先端部は，前記注液孔の径よりも大径の係合部を有しているとともに，前記注液孔の周縁部から離れた状態で前記電池ケースの内部に配されており，
   前記軸部は，前記注液孔の径よりも小径で，且つ，前記注液孔の周縁部の板厚よりも長い軸長を有しているとともに，前記注液孔内に位置しており，
   前記支持突部は，前記蓋部と前記電池ケースとの間で圧縮されており，
   前記蓋部の内側には，前記電池ケースの内部側と外部側を連通する連通路が形成されていることを特徴とする密閉型電池。
   
   

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