JP2019114410A - 蓄電素子の製造方法及び蓄電素子のケース - Google Patents

Abstract

【課題】注液孔を解放した状態で充電しても電解液が注液孔から噴き出難い蓄電素子の製造方法、及び蓄電素子のケースを提供する。【解決手段】開口部を有するケース本体３１と、開口部を塞ぎ且つ注液孔３４が設けられた蓋本体３３を有する蓋３２と、を備えるケース３に、電極体２を収容するとともに、外部端子を電極体と導通するように蓋本体に取り付けることと、電極体を収容した状態のケースの注液孔から電解液を注入することと、電解液の注入後に、外部端子から充電することと、を備え、蓋本体におけるケースの内側を向いた内面３３０において、注液孔周縁部３３５と外部端子が取り付けられている部位とを含む該内面の一部である凸領域３３２Ａが、ケース本体との隣接領域３３１Ａを含む仮想面Ｖｓよりケースの外側に向けて突出することで、ケース内において仮想面より外側に位置する凸空間３０１を画定し、凸空間は、仮想面より外側で全て連通している。【選択図】図８

Description

本発明は、電極体が収容されたケースに注液孔から電解液が注入される蓄電素子の製造方法、及び前記蓄電素子の製造方法に用いられる蓄電素子のケースに関する。

従来から、ケースの内部に電解液を収容した密閉型電池が知られている（特許文献１参照）。具体的にこの密閉型電池は、図１２に示すように、開口部を有するケース１０１と、ケース１０１の開口部を塞ぐ平板状の蓋部材１０２と、セパレータを介して配置された正極及び負極を有し且つケース１０１の内部に収容される発電要素１０３と、正極及び負極に接続される正極接続端子１０４及び負極接続端子１０５と、を備える。正極接続端子１０４及び負極接続端子１０５のそれぞれは、蓋部材１０２を貫通し、かつ、絶縁部材１０６を介して蓋部材１０２と接合する外部接続部１０７を有する。外部接続部１０７は、板状の部材であり、蓋部材１０２からケース１０１の外側（図１２における上側）に向けて突出する凸状の部位である。この外部接続部１０７は、ねじ部材１０８と接合する。

以上の密閉型電池１００では、板状の外部接続部１０７を蓋部材１０２から突出させ、この外部接続部１０７に画定される空間（詳しくは、蓋部材１０２より外側（図１２における上側）で且つ外部接続部１０７に囲われる空間）に、外部接続部１０７とねじ部材１０８との接合部位（ケース１０１の内側に突出する部位）１０９を配置することで、蓋部材１０２に近接する位置まで発電要素１０３を大きくすることができる。即ち、密閉型電池１００のエネルギー密度を向上させることができる。

このような密閉型電池１００の製造工程では、発電要素１０３がケース１０１内に収容され、該ケース１０１の開口部が蓋部材１０２によって塞がれた後、電解液が蓋部材１０２に設けられた注液孔から注入され（例えば、図１３の矢印Ａ参照）、その後、最初の充電（予備充電）が行われる。

この最初の充電は、該充電によって発電要素１０３から発生するガスを外部へ放出させるために、注液孔が解放された状態（封止されていない状態）で行われるが、図１３に示すようにケース１０１を満す量の電解液がケース１０１内に注入されている状態では、外部接続部１０７に囲われる空間に溜まったガスによって電解液の液面が押されるため（図１３の矢印Ｂ参照）、注液孔から電解液が噴き出す場合がある。

特開２０１１−８１９５０号公報

そこで、本実施形態は、注液孔を解放した状態で充電しても電解液が注液孔から噴き出難い蓄電素子の製造方法、及び蓄電素子のケースを提供することを目的とする。

本実施形態に係る蓄電素子の製造方法は、
開口部を有するケース本体と、前記開口部を塞ぎ且つ注液孔が設けられた蓋本体を有する蓋と、を備えるケースに、電極体を収容するとともに、外部端子を前記電極体と導通するように前記蓋本体に取り付けることと、
前記電極体を収容した状態の前記ケースの前記注液孔から電解液を注入することと、
前記電解液の注入後に、前記外部端子から充電することと、を備え、
前記蓋本体における前記ケースの内側を向いた内面において、注液孔周縁部と前記外部端子が取り付けられている部位とを含む該内面の一部である凸領域が、前記ケース本体との隣接領域を含む仮想面より前記ケースの外側に向けて突出することで、該ケース内において前記仮想面より外側に位置する凸空間を画定し、
前記凸空間は、前記仮想面より外側で全て連通している。

かかる構成によれば、蓋がケース本体の上側に位置するようにケースが配置され、且つ、電解液が仮想面又はその近傍までケース内に注入されている状態（即ち、液面が蓋とケース本体の開口部との境界または境界近傍に位置する量の電解液がケース内に注入されている状態）で充電されても、凸空間が仮想面より外側（上側）で全て連通しているため、発生したガスが凸空間を通じて注液孔まで移動し、該注液孔から外部に放出される。これにより、ケース内において、充電によって発生したガスによって電解液の液面が押されることで注液孔から電解液が噴き出すことを防ぐことができる。

前記蓄電素子の製造方法では、
前記凸領域において、前記注液孔周縁部の前記仮想面からの突出量が他の部位の前記仮想面からの突出量より大きくてもよい。

かかる構成によれば、蓋がケース本体の上側に位置するようにケースが配置されたときに、注液孔（注液孔周縁部）が凸空間において最も高い位置となるため、充電によって電極体から発生したガスが集まって外部に放出されやすくなる。しかも、蓋本体の内面において注液孔（注液孔周縁部）が液面から最も離れた位置となるため、電解液がより噴き出し難くなる。

また、前記蓄電素子の製造方法では、
前記凸領域において、前記仮想面からの突出量は、前記注液孔周縁部に近づくほど大きくてもよい。

かかる構成によれば、蓋がケース本体の上側に位置するようにケースが配置されたときに、凸領域では注液孔周縁部に近づくほど高くなるため、充電によって電極体から発生したガスが注液孔（注液孔周縁部）により集まりやすくなるため、該ガスがより放出されやすくなる。しかも、蓋本体の内面において注液孔（注液孔周縁部）が液面から最も離れた位置となるため、電解液がより噴き出し難くなる。

また、本実施形態に係る蓄電素子のケースは、
開口部を有し且つ前記開口部から電極体が挿入可能なケース本体と、
前記開口部を塞ぎ且つ注液孔が設けられた蓋本体を有する蓋と、を備え、
前記蓋本体が前記ケース本体の前記開口部を塞いだ状態で該蓋本体における前記ケース本体の内側を向いた内面において、注液孔周縁部と該蓋本体における外部端子の取り付け可能な部位とを含む該内面の一部である凸領域が、前記ケース本体との隣接領域を含む仮想面より外側に向けて突出することで、該蓋本体の内側において前記仮想面より外側に位置する凸空間を画定し、
前記凸空間は、前記仮想面より外側で全て連通している。

かかる構成によれば、蓋がケース本体の上側に位置するようにケースが配置され、且つ、電解液が仮想面又はその近傍までケース内に注入されている状態（即ち、液面が蓋とケース本体の開口部との境界または境界近傍に位置する量の電解液がケース内に注入されている状態）で充電されても、凸空間が仮想面より外側（上側）で全て連通しているため、発生したガスが凸空間を通じて注液孔まで移動し、該注液孔から外部に放出される。これにより、ケース内において、充電によって発生したガスによって電解液の液面が押されることで注液孔から電解液が噴き出すことを防ぐことができる。

以上より、本実施形態によれば、注液孔を解放した状態で充電しても電解液が注液孔から噴き出難い蓄電素子の製造方法、及び蓄電素子のケースを提供することができる。

図１は、本実施形態に係る蓄電素子の斜視図である。 図２は、前記蓄電素子の分解斜視図である。 図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ位置の断面図である。 図４は、前記蓄電素子が備える電極体の構成を示す斜視図である。 図５は、前記蓄電素子の蓋の断面斜視図である。 図６は、前記蓋の断面斜視図である。 図７は、前記蓄電素子に注入される電解液の量を示す図である。 図８は、他実施形態に係る蓄電素子の断面図である。 図９は、他実施形態に係る蓄電素子の断面図である。 図１０は、他実施形態に係る蓄電素子における凸空間の範囲を示す図である。 図１１は、前記蓄電素子を備える蓄電装置の斜視図である。 図１２は、従来の密閉型電池の断面図である。 図１３は、前記密閉型電池に電解液が注入された状態を示す図である。

以下、本発明に係る蓄電素子の製造方法の一実施形態について、図１〜図７を参照しつつ説明する。本実施形態に係る製造方法によって製造される蓄電素子には、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。以下では、本実施形態に係る製造方法によって製造される蓄電素子の構成を説明し、その後、蓄電素子の製造方法について説明する。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。

本実施形態に係る製造方法によって製造される蓄電素子は、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。

蓄電素子は、図１〜図３に示すように、電極体２と、電極体２を電解液と共に収容するケース３と、少なくとも一部が外部に露出する外部端子４と、を備える。また、蓄電素子１は、電極体２と外部端子４とを接続する集電体５と、電極体２とケース３との間に配置される絶縁部材６等も、備える。尚、図２の外部端子４は、ケース３に取り付けられる前の状態（かしめられる前の状態）を示している。

電解液は、非水溶液系電解液である。この電解液は、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。有機溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート及びエチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類である。電解質塩は、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、及びＬｉＰＦ_６等である。本実施形態の電解液は、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートを、プロピレンカーボネート：ジメチルカーボネート：エチルメチルカーボネート＝３：２：５の割合で調整した混合溶媒に、１ｍｏｌ／ＬのＬｉＰＦ_６を溶解させたものである。

電極体２は、図４にも示すように、積層された状態で巻回される電極（正極２３及び負極２４）を有する。具体的に、電極体２は、巻芯２１と、正極２３と負極２４とが互いに絶縁された状態で積層され且つ巻芯２１の周囲に巻回された積層体２２と、を備える。電極体２においてリチウムイオンが正極２３と負極２４との間を移動することにより、蓄電素子１が充放電する。本実施形態の電極体２は、正極２３と負極２４との間に配置されるセパレータ２５を有する。この電極体２では、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。即ち、本実施形態の電極体２では、正極２３、負極２４、及びセパレータ２５が重ねられた積層体２２が巻回されている。

巻芯２１は、通常、絶縁材料によって形成される。本実施形態の巻芯２１は、偏平な筒状である。この巻芯２１は、可撓性又は熱可塑性を有するシートを巻回することによって形成される。本実施形態の前記シートは、合成樹脂によって形成されている。尚、巻芯２１は、中空の筒状に限定されず、中実であってもよい。また、電極体２は、巻芯２１のない構成でもよい。

正極２３では、帯状の金属箔２３１と、金属箔２３１に積層されている正極活物質層２３２と、を有する。この正極活物質層２３２は、金属箔２３１における幅方向の一方の端縁部（非被覆部）を露出させた状態で、該金属箔２３１に重ねられている。本実施形態の金属箔２３１は、例えば、アルミニウム箔である。

負極２４では、帯状の金属箔２４１と、金属箔２４１に積層されている負極活物質層２４２と、を有する。この負極活物質層２４２は、金属箔２４１における幅方向の他方（正極２３の金属箔２３１の非被覆部と反対側）の端縁部（非被覆部）を露出させた状態で、該金属箔２４１に重ねられている。本実施形態の金属箔２４１は、例えば、銅箔である。

セパレータ２５は、絶縁性を有する部材であり、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（詳しくは、積層体２２）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、多孔質膜によって構成され、ケース３内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、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、リチウムイオンが移動可能となる。

セパレータ２５の幅方向の寸法は、負極活物質層２４２の幅より大きい。セパレータ２５は、正極活物質層２３２と負極活物質層２４２とが厚さ方向（積層方向）に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の非被覆部が、正極２３と負極２４との重なる領域から幅方向（積層方向と直交する方向）に突出し、且つ、負極２４の非被覆部が、正極２３と負極２４との重なる領域から幅方向（正極２３の非被覆部の突出方向と反対の方向）に突出する。このような状態で積層された正極２３、負極２４、及びセパレータ２５（即ち、積層体２２）が巻回されることによって、電極体２が形成される。

また、本実施形態の電極体２では、正極２３の非被覆部又は負極２４の非被覆部のみが積層された部位によって、電極体２における非被覆積層部２６が構成される。この非被覆積層部２６は、電極体２における集電体５と導通される部位である。

ケース３は、開口を有するケース本体３１と、ケース本体３１の開口を塞ぎ（閉じ）且つ注液孔３４が設けられた蓋本体３３を有する蓋３２と、を備える。また、蓋３２は、注液孔３４を封止する注液栓３５と、ケース３の内部のガスを外部に排出可能なガス排出弁３６と、を備える。このケース３では、ケース本体３１と蓋３２とによって内部空間３０が画定される（図３参照）。ケース３は、この内部空間３０に、電極体２及び集電体５等と共に電解液を収容する。このため、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。本実施形態のケース３は、例えば、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によって形成される。

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（周壁）３１２と、を備える。

閉塞部３１１は、ケース本体３１が開口を上に向けた姿勢で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の底壁部となる）部位である。本実施形態の閉塞部３１１は、矩形状である。

以下では、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。

胴部３１２は、角筒形状、より詳しくは、偏平な角筒形状を有する。胴部３１２は、閉塞部３１１の周縁における長辺から延びる一対の長壁部３１３と、閉塞部３１１の周縁における短辺から延びる一対の短壁部３１４とを有する。短壁部３１４が一対の長壁部３１３の対応（詳しくは、Ｙ軸方向に対向）する端部同士をそれぞれ接続することによって、角筒状の胴部３１２が形成される。

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。このケース本体３１には、電極体２が巻回中心軸ＣをＸ軸方向に向けた状態で収容される（図２及び図３参照）。

蓋本体３３は、ケース本体３１の開口を塞ぐ板状の部材である。蓋本体３３の輪郭形状は、ケース本体３１の開口周縁部３１０（図２参照）に対応している。即ち、蓋本体３３の輪郭形状は、Ｘ軸方向に長い矩形状である。図５及び図６にも示すように、この蓋本体３３におけるケース３の内側を向いた内面３３０において、注液孔周縁部（内面３３０における注液孔３４の周縁部）３３５と外部端子４が取り付けられている部位（内面３３０における外部端子４が挿通される孔の周縁部）３３６とを含む該内面３３０の一部である凸領域３３２Ａが、内面３３０におけるケース本体３１との隣接領域３３１Ａを含む仮想面Ｖｓよりケース３の外側（図３にける上側）に向けて突出する。この凸領域３３２Ａによって、ケース３の内部において（即ち、ケース３によって画定される内部空間３０において）仮想面Ｖｓより外側に位置する凸空間３０１が画定される。具体的には、以下の通りである。

蓋本体３３は、ケース本体３１の開口周縁部３１０と接続される蓋周縁部３３１と、蓋周縁部３３１の内側において該蓋周縁部３３１から突出する蓋凸部３３２と、を有する。

蓋周縁部３３１は、蓋凸部３３２（周壁部３３３）の基部（図５及び図６における下端縁）からＸ−Ｙ面（Ｘ軸とＹ軸とを含む面）方向に広がる鍔状の部位である。本実施形態の蓋周縁部３３１は、仮想面Ｖｓに沿って広がる。蓋周縁部３３１の周縁（外周縁）は、蓋本体３３の周縁（外周縁）を兼ね、ケース本体３１の開口周縁部３１０と接合される。この蓋周縁部３３１におけるケース３の内側を向いた面、即ち、開口周縁部３１０に隣接する位置（領域）にある面が内面３３０における隣接領域３３１Ａである。

本実施形態の仮想面Ｖｓは、ケース本体３１の開口周縁部３１０と蓋３２（蓋本体３３）との境界を含む面である（図３、図５、及び図６参照）。本実施形態の仮想面Ｖｓは、ケース本体３１の開口周縁部３１０と蓋３２（蓋本体３３）との境界を含むＸ−Ｙ面（平面）であり、隣接領域３３１Ａを含む。

蓋凸部３３２は、蓋周縁部３３１の内周縁からＺ軸方向に突出する。本実施形態の蓋凸部３３２は、蓋周縁部３３１の内周縁から立ち上がる周壁部３３３と、周壁部３３３の先端（図５及び図６における上端縁）側を塞ぐ先端閉塞部３３４と、を有する。この蓋凸部３３２におけるケース３の内側を向いた面が内面３３０における凸領域３３２Ａである。

周壁部３３３は、角筒状である。本実施形態の周壁部３３３は、ケース本体３１の開口周縁部３１０と対応した扁平な角筒状である。

先端閉塞部３３４は、周壁部３３３の先端側端部においてＸ−Ｙ面方向に広がる部位である。即ち、先端閉塞部３３４は、蓋周縁部３３１に対してＺ軸方向に間隔をあけてＸ−Ｙ面方向に広がっている。

注液孔３４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３４は、蓋３２、詳しくは、蓋本体３３、より詳しくは、蓋凸部３３２の先端閉塞部３３４に設けられる。この注液孔３４は、蓋３２をＺ軸方向（厚さ方向）に貫通する。

注液栓３５は、注液孔３４を覆う頭部３５１と、頭部３５１から延びる挿入部３５２とを有する（図５及び図６参照）。本実施形態の注液栓３５は、挿入部３５２が注液孔３４に挿入された状態で頭部３５１の周縁部と蓋３２（詳しくは、蓋凸部３３２の先端閉塞部３３４）とが溶接されることで、蓋３２に固着される。

ガス排出弁３６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３６は、図１〜図３、図５、図６に示すように、蓋３２、詳しくは、蓋本体３３、より詳しくは、蓋凸部３３２の先端閉塞部３３４のＸ軸方向の中央部に設けられる。

具体的に、ガス排出弁３６は、破断溝が形成された薄肉部を有する。ガス排出弁３６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３０）と外部（外部空間）とを連通させ、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３６は、ケース３の内部圧力の上昇し過ぎによるケース３の破裂等を防ぐ。

本実施形態のケース３は、この蓋３２の周縁部と、ケース本体３１の開口周縁部３１０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。本実施形態のケース３では、ケース本体３１の開口周縁部３１０と蓋３２の周縁部とが溶接によって接合されている。

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。このため、外部端子４は、導電性を有する部材によって形成される。本実施形態の蓄電素子１は、電極体２の正極２３と導通している外部端子４と、電極体２の負極２４と導通している外部端子４と、を備える。即ち、蓄電素子１は、一対の外部端子４を備える。

また、一対の外部端子４のそれぞれは、溶接性の高い金属材料によって形成される。例えば、正極の外部端子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によって形成され、負極の外部端子４は、銅又は銅合金等の銅系金属材料によって形成される。

具体的に、一対の外部端子４のそれぞれは、バスバ等が溶接可能な面４０を有する端子本体４１と、蓋３２を貫通して集電体５と接続される被接続部４２とを有する。これら一対の外部端子４は、蓋３２、詳しくは、蓋本体３３、より詳しくは、蓋凸部３３２の先端閉塞部３３４のＸ軸方向の両端部に配置されている。即ち、一対の外部端子４は、Ｘ軸方向において、注液孔３４及びガス排出弁３６の両側に配置されている。

集電体５は、ケース３内に配置され、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。即ち、蓄電素子１は、電極体２と集電体５とを通電可能に接続するクリップ部材５０を備える。

集電体５は、導電性を有する部材によって形成される。集電体５は、ケース３の内面に沿って配置される。具体的に、集電体５は、外部端子４と通電可能に接続される第一接続部５１と、電極体２と通電可能に接続される第二接続部５２と、を有する。集電体５では、第一接続部５１がケース３内の蓋３２と短壁部３１４との境界近傍から蓋３２（詳しくは、蓋本体３３の内面３３０）に沿って延びると共に、第二接続部５２が第一接続部５１のＸ軸方向外側の端部から短壁部３１４に沿って延びる。本実施形態の第二接続部５２は、例えば、超音波溶接によってクリップ部材５０と接合される。

以上のように構成される集電体５は、蓄電素子１の正極と負極とにそれぞれ配置される。本実施形態の集電体５は、ケース３内において、電極体２の正極の非被覆積層部２６と、負極の非被覆積層部２６とにそれぞれ配置される。即ち、蓄電素子１は、一対の集電体５を備える。正極の集電体５と負極の集電体５とは、異なる素材によって形成される。具体的には、正極の集電体５は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって形成され、負極の集電体５は、例えば、銅又は銅合金によって形成される。

クリップ部材５０は、電極体２の非被覆積層部２６において積層された正極２３又は負極２４を束ねるように挟む。これにより、クリップ部材５０は、非被覆積層部２６において積層される正極２３の非被覆部同士、又は負極２４の非被覆部同士を導通させる。本実施形態のクリップ部材５０は、板状の金属材料を断面がＵ字状となるように曲げ加工することによって形成される。

絶縁部材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。この絶縁部材６は、絶縁性を有する樹脂によって形成されている。本実施形態の絶縁部材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形成されている。

次に、蓄電素子１の製造方法について、蓄電素子１の構成の説明で参照した図１〜図６に加え、図７も参照しつつ説明する。

先ず、外部端子４、集電体５等が蓋本体３３に組付けられる。続いて、非被覆積層部２６にクリップ部材５０が取り付けられた状態の電極体２が、蓋本体３３に組付けられた状態の集電体５に対し、例えば超音波接合によって接続される。このとき、注液栓３５は、蓋本体３３に取り付けられていない状態、即ち、注液孔３４は、解放された（封止されていない）状態である。

電極体２、外部端子４、及び集電体５等が蓋本体３３に組付けられると、絶縁部材６が電極体２に被せられ、蓋本体３３がケース本体３１の開口周縁部３１０に当接するまで、該蓋本体３３に組付けられた電極体２がケース本体３１の開口部から挿入される。蓋本体３３がケース本体３１の開口周縁部３１０に当接すると、蓋本体３３とケース本体３１の開口周縁部３１０との境界部が溶接(レーザ溶接等)される。

蓋本体３３とケース本体３１とが溶接されると、電解液が注液孔３４からケース３の内部に注入（注液）される。図７に示すように、液面の位置が蓋本体３３の内面３３０（詳しくは、隣接領域３３１Ａ）の位置又はその近傍位置になるまで電解液が注入される。電解液の注入が完了すると、注液孔３４が解放された状態（注液栓３５による封止前の状態）で、蓄電素子１の初回充電（予備充電）が行われる。

この充電時に電極体２からガスが発生するが、蓄電素子１では、蓋凸部３３２によってケース３の内部に液面より上方の空間（凸空間３０１）が形成されており、この空間（凸空間）３０１の各領域が液面より上方位置において連通している。このため、発生したガスは、蓋凸部３３２内の空間（凸空間３０１）を通じて注液孔３４から外部に放出される。

この充電が完了すると、注液栓３５が注液孔３４に挿入され、頭部３５１の周縁部と蓋３２の注液孔３４の周縁部とが溶接されることによって、注液孔３４が封止される。これにより、蓄電素子１が完成する。

以上の蓄電素子１の製造方法によれば、注液孔３４が解放された状態で充電されたときに、凸空間３０１が仮想面Ｖｓより外側（上側）で全て連通しているため、発生したガスが凸空間３０１を通じて注液孔３４まで移動し、該注液孔３４から外部に放出される。これにより、ケース３内において、充電によって発生したガスによって電解液の液面が押されることで注液孔３４から電解液が噴き出すことを防ぐことができる。即ち、注液孔３４から電解液が噴き出し難くなる。

尚、本発明の蓄電素子の製造方法は、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。

上記実施形態の製造方法によって製造される蓄電素子１では、蓋凸部３３２における先端閉塞部３３４の内面（ケース３の内側を向いた面：図６における注液孔周縁部３３５と外部端子４が挿通される孔の周縁部３３６を含む下方を向いた面）は、平面である、即ち、蓋凸部３３２の内面では、注液孔周縁部３３５の仮想面Ｖｓからの突出量（図３における上下方向の距離）が他の部位の仮想面Ｖｓからの突出量と同じであるが、この構成に限定されない。

例えば、図８に示すように、注液孔周縁部３３５の仮想面Ｖｓからの突出量が他の部位の仮想面Ｖｓからの突出量より大きくてもよい。かかる構成によれば、蓋３２がケース本体３１の上側に位置するようにケース３が配置されたときに、注液孔３４（注液孔周縁部３３５）が凸空間３０１において最も高い位置となるため、充電（予備充電）によって電極体２から発生したガスが注液孔３４及びその周辺に集まりやすく、これにより、外部に放出されやすくなる。しかも、蓋本体３３の内面３３０において注液孔３４（注液孔周縁部３３５）が電解液の液面から最も離れた位置となるため、電解液がより噴き出し難くなる。

また、図９に示すように、凸領域３３２Ａにおいて、仮想面Ｖｓからの突出量が、注液孔周縁部３３５に近づくほど大きくなってもよい。かかる構成によれば、蓋３２がケース本体３１の上側に位置するようにケース３が配置されたときに、凸領域３３２Ａでは注液孔周縁部３３５に近づくほど高くなるため、充電（予備充電）によって電極体２から発生したガスが注液孔３４（注液孔周縁部３３５）及びその周辺により集まりやすくなる。このため、該ガスが注液孔３４から外部へより放出されやすくなる。この場合も、蓋本体３３の内面３３０において注液孔３４（注液孔周縁部３３５）が液面から最も離れた位置となるため、電解液がより噴き出し難くなる。この構成の場合、仮想面Ｖｓからの突出量が、注液孔周縁部３３５に向かうにつれて連続して大きくなってもよく、断続して（例えば、階段状に）大きくなってもよい。

上記実施形態の製造方法によって製造される蓄電素子１では、蓋本体３３が板状の部材、即ち、厚さが一定または略一定の部材であるが、この構成に限定されない。蓋本体の厚さ（上記実施形態の例では、Ｚ軸方向の寸法）を部分的に小さくすることで凸領域３３２Ａが形成される構成でもよい（図９参照）。

また、上記実施形態の製造方法によって製造される蓄電素子１では、蓋本体３３の周縁部（蓋周縁部３３１）を除いた中央側の部位全体に、凸空間３０１が形成されているが、この構成に限定されない。図１０のハッチングで示すように、凸空間３０１が、蓋本体３３における外部端子４の取り付けられる部位（領域）と、注液孔３４の設けられる部位（領域）と、これらの部位同士を連通させる部位（領域）と、にのみ形成される構成でもよい。この場合、ガス排出弁３６の周囲の蓋本体３３の厚さ寸法を大きくして当該部位の剛性を確保する構成でもよい。

上記実施形態の蓄電素子１の製造方法では、ケース３への電解液の注入後、注液孔３４が解放された状態（注液栓３５による封止前の状態）で、蓄電素子１の初回の充電（予備充電）が行われるが、この構成に限定されない。例えば、ケース３への電解液の注入後、注液孔３４がゴム弁等によって仮封口（仮封止）された状態で蓄電素子１の予備充電（初回充電）が行われ、続いて、前記ゴム弁等が取り外され、注液栓３５による注液孔３４の封止、又は、注液孔３４から再度の電解液の注入が行われてもよい。これらの場合でも、蓋３２（蓋凸部３３２）の内側に凸空間３０１が形成されていることで、前記ゴム弁等が取り外されて注液孔３４の仮封口が解除されたときに、該注液孔３４から電解液が噴出し難い。

上記実施形態の蓄電素子１の電極体２は、長尺な電極２３、２４が巻回された、いわゆる巻回型であるが、この構成に限定されない。電極体２は、枚葉状の電極２３、２４が積層された、いわゆる積層型でもよく、正極２３又は負極２４の少なくとも一方が長尺で且つつづら折りされた（蛇行するように折り返された）ものでもよい。

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。

蓄電素子（例えば電池）１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と、二つの（異なる）蓄電素子１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に適用されていればよい。

１…蓄電素子、２…電極体、２１…巻芯、２２…積層体、２３…正極（電極）、２３１…金属箔、２３２…正極活物質層、２４…負極（電極）、２４１…金属箔、２４２…負極活物質層、２５…セパレータ、２６…非被覆積層部、３…ケース、３０…内部空間、３０１…凸空間、３１…ケース本体、３１０…開口周縁部、３１１…閉塞部、３１２…胴部、３１３…長壁部、３１４…短壁部、３２…蓋、３２０…注液孔、３３…蓋本体、３３０…内面、３３１…蓋周縁部、３３１Ａ…隣接領域、３３２…蓋凸部、３３２Ａ…凸領域、３３３…周壁部、３３４…先端閉塞部、３３５…注液孔周縁部、３３６…外部端子が挿通される孔の周縁部、３４…注液孔、３５…注液栓、３５１…頭部、３５２…挿入部、３６…ガス排出弁、４…外部端子、４０…面、４１…端子本体、４２…被接続部、５…集電体、５０…クリップ部材、５１…第一接続部、５２…第二接続部、６…絶縁部材、１１…蓄電装置、１２…バスバ部材、１００…密閉型電池、１０１…ケース、１０２…蓋部材、１０３…発電要素、１０４…正極接続端子、１０５…負極接続端子、１０６…絶縁部材、１０７…外部接続部、１０８…ねじ部材、Ｃ…巻回中心軸、Ｖｓ…仮想面

Claims (4)

1. 開口部を有するケース本体と、前記開口部を塞ぎ且つ注液孔が設けられた蓋本体を有する蓋と、を備えるケースに、電極体を収容するとともに、外部端子を前記電極体と導通するように前記蓋本体に取り付けることと、
   前記電極体を収容した状態の前記ケースの前記注液孔から電解液を注入することと、
   前記電解液の注入後に、前記外部端子から充電することと、を備え、
   前記蓋本体における前記ケースの内側を向いた内面において、注液孔周縁部と前記外部端子が取り付けられている部位とを含む該内面の一部である凸領域が、前記ケース本体との隣接領域を含む仮想面より前記ケースの外側に向けて突出することで、該ケース内において前記仮想面より外側に位置する凸空間を画定し、
   前記凸空間は、前記仮想面より外側で全て連通している、蓄電素子の製造方法。
2. 前記凸領域において、前記注液孔周縁部の前記仮想面からの突出量が他の部位の前記仮想面からの突出量より大きい、請求項１に記載の蓄電素子の製造方法。
3. 前記凸領域において、前記仮想面からの突出量は、前記注液孔周縁部に近づくほど大きい、請求項１又は２に記載の蓄電素子の製造方法。
4. 開口部を有し且つ前記開口部から電極体が挿入可能なケース本体と、
   前記開口部を塞ぎ且つ注液孔が設けられた蓋本体を有する蓋と、を備え、
   前記蓋本体が前記ケース本体の前記開口部を塞いだ状態で該蓋本体における前記ケース本体の内側を向いた内面において、注液孔周縁部と該蓋本体における外部端子の取り付け可能な部位とを含む該内面の一部である凸領域が、前記ケース本体との隣接領域を含む仮想面より外側に向けて突出することで、該蓋本体の内側において前記仮想面より外側に位置する凸空間を画定し、
   前記凸空間は、前記仮想面より外側で全て連通している、蓄電素子のケース。

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