JP3464612B2 - Manufacturing method of lithium secondary battery - Google Patents
Manufacturing method of lithium secondary batteryInfo
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Landscapes
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- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明は、電解液の注入お
よび不必要な電解液の排出、ならびに電池の封止を容易
に行うことを可能とすることにより、生産工程の簡素化
および生産コストの低減ならびにエネルギー密度の向上
に寄与するリチウム二次電池の製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to injection of an electrolyte solution .
And discharge of unnecessary electrolyte, and by enabling to carry out sealing of the battery easily, simplify the production process
The present invention also relates to a method for manufacturing a lithium secondary battery, which contributes to reduction of production cost and improvement of energy density.
【0002】[0002]
【従来の技術】 近年、携帯電話、VTR、ノート型コ
ンピュータ等の携帯型電子機器の小型軽量化が加速度的
に進行しており、その電源用電池としては、正極活物質
にリチウム遷移金属複合酸化物を、負極活物質に炭素質
材料を、電解液にLiイオン電解質を有機溶媒に溶解し
た有機電解液を用いた二次電池が用いられるようになっ
てきている。2. Description of the Related Art In recent years, portable electronic devices such as mobile phones, VTRs, and notebook computers have been rapidly reduced in size and weight. As batteries for power supplies thereof, lithium transition metal composite oxide is used as a positive electrode active material. Secondary batteries using a carbonaceous material as a negative electrode active material and an organic electrolytic solution in which a Li ion electrolyte is dissolved in an organic solvent as an electrolytic solution have been used.
【0003】 このような電池は、一般的にリチウム二
次電池、またはリチウムイオン電池と称せられており、
エネルギー密度が大きく、また単電池電圧も約4V程度
と高い特徴を有することから、前述の携帯型電子機器の
みならず、最近の環境問題を背景に、低公害車として積
極的な一般への普及が図られている電気自動車(EV)
あるいはハイブリッド電気自動車(HEV)のモータ駆
動電源としても注目を集めている。Such a battery is generally called a lithium secondary battery or a lithium ion battery,
Due to its high energy density and high unit cell voltage of about 4V, not only the above-mentioned portable electronic devices, but also the widespread use as a low-pollution vehicle in the public due to recent environmental problems. Electric vehicle (EV)
Alternatively, it has been attracting attention as a motor drive power source for a hybrid electric vehicle (HEV).
【0004】 リチウム二次電池には、電池反応を行う
部分である内部電極体として種々の形態があり、コイン
型電池では正極板と負極板とでセパレータを挟んだサン
ドイッチ型の内部電極体が用いられる。ここで、正極板
および負極板は、それぞれ正極材料および負極材料をプ
レス成形等により板状(コイン状)に成形したものが好
適に用いられる。Lithium secondary batteries have various forms as an internal electrode body that is a portion that performs a battery reaction. In coin type batteries, a sandwich type internal electrode body in which a separator is sandwiched between a positive electrode plate and a negative electrode plate is used. To be Here, as the positive electrode plate and the negative electrode plate, those obtained by molding a positive electrode material and a negative electrode material into a plate shape (coin shape) by press molding or the like are preferably used.
【0005】 また、円筒形のリチウム二次電池にあっ
ては、一般的に図8に示すような、集電用のタブ(集電
手段)5が取り付けられた正極板2と負極板3とを互い
に接触しないようにセパレータ4を介して円筒状の巻芯
6の外周に捲回した捲回型内部電極体1が用いられる。
なお、上述した正極板2と負極板3とを小面積に切断し
て複数枚用意し、これらをセパレータ4を介して交互に
積層した積層型の内部電極体も提案されている。Further, in a cylindrical lithium secondary battery, a tab for current collection (current collection ) as shown in FIG. 8 is generally used.
Means) 5 is wound internal electrode body 1 is wound on the outer periphery of the circular cylindrical core 6 via the separator 4 so as not to contact with each other and the positive electrode plate 2 and the negative electrode plate 3 mounted is used.
Incidentally, a plurality of sheets prepared by cutting the positive electrode plate 2 and the negative electrode plate 3 described above in a small area, have been proposed these internal electrodes of multilayer laminated alternately with a separator 4.
【0006】 さて、内部電極体として上記いずれの構
造を採用した場合であっても、これらの内部電極体には
電解液を含浸させる必要がある。ここで、電解液として
は、有機溶媒にリチウム電解質を溶解した非水系電解液
(以下、単に「電解液」という。)が用いられ、例え
ば、コイン型電池では、電池ケース内に内部電極体を載
置した後に、真空雰囲気下で定量ポンプ等を用いて一定
量の電解液を注入し、電池ケースを封止することで電解
液を充填する手法が採られている。また、捲回型内部電
極体を用いた場合であっても、小容量電池、例えば一般
的な18650(直径18mmφ、長さ65mm)円筒
型電池においては、同様の手法が用いられている。Now, no matter which structure is adopted as the internal electrode body, it is necessary to impregnate these internal electrode bodies with the electrolytic solution. Here, as the electrolytic solution, a nonaqueous electrolytic solution in which a lithium electrolyte is dissolved in an organic solvent (hereinafter, simply referred to as “electrolytic solution” ) is used. For example, in a coin-type battery, an internal electrode body is provided in a battery case. After mounting, a method is used in which a fixed amount of electrolytic solution is injected in a vacuum atmosphere using a metering pump or the like, and the battery case is sealed to fill the electrolytic solution. Even when the wound type internal electrode body is used, a similar method is used in a small capacity battery, for example, a general 18650 (diameter 18 mmφ, length 65 mm) cylindrical battery.
【0007】 しかしながら、電解液は一般に高価であ
り、電池部材コストにおいて電解液が占める割合は低い
ものではないにもかかわらず、これら小容量電池におい
てこのような電解液の充填(注入)方法が採られる理由
としては、小容量電池においては、電池内部に内部電極
体が占有しないために余分な電解液(以下、「余剰電解
液」という。)が充填される空間の絶対値が小さい為、
このような小空間に充填された電解液のコストが高くな
いことや、小容量電池においては、電池反応部面積も小
さく、必要最小限の電解液量を充填すれば所定の電池特
性が得られること、また、余剰電解液を回収する工程を
導入することが却って生産コストを引き上げることにつ
ながること等が挙げられる。However, the electrolyte solution is generally expensive, the proportion of the electrolyte in the cell material cost despite not name a low, such a electrolyte filling (injection) methods in these small-capacity battery The reason for this is that in a small capacity battery, since the internal electrode body is not occupied inside the battery, the absolute value of the space filled with extra electrolytic solution (hereinafter referred to as “excess electrolytic solution”) is small,
The cost of the electrolyte filled in such a small space is not high, and in a small-capacity battery, the area of the battery reaction part is also small, and predetermined battery characteristics can be obtained by filling the required minimum amount of electrolyte. In addition, introducing a process of collecting the excess electrolytic solution rather leads to an increase in production cost.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】 EV等へ採用される
大容量電池においては、内部電極体として捲回型または
積層型が用いられるが、大容量化に伴って自然に電池自
体が大型化する。この場合、図8に示した捲回型内部電
極体1を用いた場合には、電池の両端または片端におい
て集電用のタブ5を収容する空間が広くなり、また、一
般的に巻芯6は円筒形であるので、これらの空間の絶対
容積が大きくなる。従って、このような大容量電池にお
いて、上述した小容量電池と同様の手法により電解液を
充填(注入)していたのでは、高価な電解液を無駄に使
用して製品コストを引き上げるのみならず、微小ではあ
るが、電池のエネルギー密度を低下させることとなる。
さらに、内部電極体以外の金属部材や電池ケースのシー
ル材等が常に電解液と接触している状態は、電解液の漏
洩や各部材の腐食等、耐久性の点から決して好ましいと
は言えない。In a large-capacity battery used for an EV or the like, a wound type or a laminated type is used as an internal electrode body, but the battery itself naturally increases in size as the capacity increases. . In this case, when the wound type internal electrode body 1 shown in FIG. 8 is used, the space for accommodating the current collecting tabs 5 becomes wide at both ends or one end of the battery, and the core 6 is generally used. since is a circular cylindrical, the absolute volume of these spaces is increased. Therefore, in such a large-capacity battery, if the electrolytic solution is filled (injected) by the same method as that of the small-capacity battery described above, not only the expensive electrolytic solution is wastefully used but the product cost is increased. However, although it is minute, it reduces the energy density of the battery.
Furthermore, the state where the metal member other than the internal electrode body, the sealing material of the battery case, and the like are always in contact with the electrolytic solution is not preferable in terms of durability such as leakage of the electrolytic solution and corrosion of each member. .
【0009】 また、電池反応面積が広い大型の内部電
極体の内部には、十分に電解液を含浸させる必要があ
り、これが不十分な場合には、所望の電池性能を得るこ
とができなくなるのみならず、個々の電池特性が大きく
ばらつくこととなる。従って、大容量電池においては、
真空雰囲気で内部電極体を過剰な電解液に浸して十分に
含浸処理を行った後、余剰電解液を除去することが好ま
しい。Further, it is necessary to sufficiently impregnate the inside of a large internal electrode body having a wide battery reaction area with an electrolytic solution, and if this is insufficient, desired battery performance cannot be obtained. However, the individual battery characteristics will vary greatly. Therefore, in a large capacity battery,
It is preferable to remove the excess electrolytic solution after immersing the internal electrode body in an excess electrolytic solution in a vacuum atmosphere to sufficiently impregnate it.
【0010】 そこで大容量電池において、電解液の充
填(注入)を小容量電池と同様の方法を用いて行う場合
には、例えば図7に示すように、先ず一方の端部71が
封止された電池(電池ケース)70を、その封止された
端部71を下側にしてグローブボックス等(図示せず)
内に載置し、真空雰囲気とした後に、上部の解放された
別の端部72から、定量ポンプ等で送られてくる電解液
をノズル73等を用いて注入し、液面位置が下がらなく
なるまで、電解液を注入しつつ、所定時間ほど電解液の
含浸処理を行う。次に、グローブボックス等内を不活性
ガスでパージした後、電池(電池ケース)70を逆さに
して余剰電解液を排出し、最後に解放されていた端部7
2を封止する、といった手法が考えられる。Therefore, in the case of filling (injecting) the electrolytic solution in a large capacity battery using the same method as in the small capacity battery, one end 71 is first sealed as shown in FIG. 7, for example. Battery (battery case) 70 with its sealed end 71 facing downwards, such as a glove box (not shown)
After being placed in a chamber and creating a vacuum atmosphere, the electrolytic solution sent by a metering pump or the like is injected from another end 72, which is opened at the upper part, using a nozzle 73 or the like, and the liquid surface position does not lower. up while injecting the electrolytic solution, performing impregnation of the electrolyte as a predetermined time. Next, after purging the inside of the glove box or the like with an inert gas, the battery (battery case) 70 is turned upside down to discharge the excess electrolytic solution, and finally the end portion 7 released
A method of sealing 2 may be considered.
【0011】 ところが、このような電池上部から電解
液を注入する方法では、真空雰囲気下において、内部電
極体の上部から主に電解液の含浸が始まるために、内部
電極体下部において発生する気泡が電池上部から抜けに
くくなり、真空雰囲気での保持時間が長くかかることと
なる。この場合、電解液に揮発性の高い有機溶媒が単独
で用いられている場合には、溶媒の蒸発によって電解質
濃度が変化する問題が生ずる。また、揮発性有機溶媒が
他の不揮発性溶媒等と混合して用いられている場合に
は、揮発性有機溶媒が優先的に蒸発することによって混
合比にずれが生じ、同時に電解質濃度も変化する問題を
招く。そして、これらいずれの場合においても、電解液
の特性が発揮されないこととなる。However, in such a method of injecting the electrolytic solution from the upper part of the battery, in a vacuum atmosphere, impregnation of the electrolytic solution mainly from the upper part of the internal electrode body starts, so that bubbles generated in the lower part of the internal electrode body are generated. It becomes difficult to pull out from the upper part of the battery, and the holding time in a vacuum atmosphere becomes long. In this case, when an organic solvent having high volatility is used alone in the electrolytic solution, there arises a problem that the concentration of the electrolyte changes due to evaporation of the solvent. Further, when the volatile organic solvent is used as a mixture with other non-volatile solvent or the like, the volatile organic solvent is preferentially evaporated to cause a shift in the mixing ratio, and at the same time, the electrolyte concentration also changes. Cause problems. Then, in any of these cases, the characteristics of the electrolytic solution will not be exhibited.
【0012】 さらに、大容量電池の場合には、電池自
体の形状が大きいために、グローブボックス等内で、電
池の開放端を封止することは、封止装置のグローブボッ
クス等内載置によるグローブボックス等の大型化、グロ
ーブボックス等の大型化による真空度の低下や真空ポン
プの大型化、パージガスの大量消費等、種々の問題を引
き起こし、実用的ではない。Further, in the case of a large-capacity battery, since the shape of the battery itself is large, it is necessary to seal the open end of the battery in the glove box or the like by placing it in the glove box or the like of the sealing device. This is not practical because it causes various problems such as an increase in the size of the glove box, a decrease in the degree of vacuum due to the increase in the size of the glove box, an increase in the size of the vacuum pump, and a large consumption of purge gas.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】 本発明は、このような
従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その主目的
は、特に大容量電池の製造方法における電解液の充填
(注入)方法を簡素化し、電解液の注入および不必要な
電解液の排出、ならびに電池の封止を容易に行うことを
可能とすることにより、生産工程の簡素化および生産コ
ストの低減ならびにエネルギー密度の向上に寄与する製
造方法を提供することにある。すなわち、本発明によれ
ば、正極板と負極板とをセパレータを介して筒状の巻芯
外周に捲回してなる内部電極体が収納された電池ケース
内に、電解液注入用ノズルを用いて電解液を注入して、
前記電池ケース内に前記電解液を含浸した前記内部電極
体が収納されたリチウム二次電池を得るリチウム二次電
池の製造方法であって、前記電池ケース内に前記内部電
極体を収納するとともに、前記巻芯の筒孔の外延上にあ
たる領域以外の領域で前記電解液注入用ノズルの挿抜に
障害とならない位置に、一以上の内部端子と、前記内部
端子に接続される複数箇所集電手段とを配設し、前記電
池ケースの少なくとも一端側に、前記巻芯の筒孔の外延
上にあたる部分に電解液注入口が貫通して形成された蓋
を配設して、前記電池ケースの両端を封止し、前記電解
液注入用ノズルの先端を前記電解液注入口から浅くとも
前記電池ケースの他端側における前記内部電極体の端面
の位置にまで挿入して、前記電解液を、前記巻芯の筒孔
を経由して前記内部電極体の下部から、少なくとも前記
内部電極体が浸漬されるまで注入し、次いで、前記電池
ケース内に残留する余剰電解液を電解液排出用ノズルを
用いて外部へ排出して、前記電解液を含浸した前記内部
電極体が収納された、2Ah以上の電池容量を有するリ
チウム二次電池を得ることを特徴とするリチウム二次電
池の製造方法、が提供される。Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and its main purpose is to fill the electrolytic solution particularly in a method for manufacturing a large capacity battery.
(Injection) method is simplified, electrolyte injection and unnecessary
Easily drain the electrolyte and seal the battery.
By making possible, simplification of production process and production
Product that contributes to reduction of strike and improvement of energy density
It is to provide a manufacturing method . That is, according to the present invention, a battery case containing an internal electrode body formed by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate around a cylindrical winding core with a separator interposed therebetween.
Inside, inject the electrolyte using the electrolyte injection nozzle,
The internal electrode in which the electrolytic solution is impregnated in the battery case
A method of manufacturing a lithium secondary battery, wherein a lithium secondary battery having a body housed therein is obtained , comprising:
While accommodating the pole body,
For inserting and removing the electrolyte injection nozzle in areas other than the barrel area
At least one internal terminal and the internal
A plurality of places of current collecting means connected to the terminals are provided, and an electrolyte injection port penetrates at least at one end side of the battery case at a portion corresponding to an outer extension of the cylindrical hole of the winding core. Formed lid
And sealing both ends of the battery case,
Even if the tip of the liquid injection nozzle is shallow from the electrolyte injection port
End face of the internal electrode body on the other end side of the battery case
Insert up to the position, the electrolyte, the cylindrical hole of the winding core
From the lower portion of the internal electrode body via, injected at least until the <br/> internal electrode body is immersed, then the battery
Excessive electrolyte remaining in the case is discharged to the outside using an electrolyte discharge nozzle, and the inside is impregnated with the electrolyte.
Rechargeable battery with an electrode body and a battery capacity of 2 Ah or more.
Provided is a method for manufacturing a lithium secondary battery, which comprises obtaining a lithium secondary battery.
【0014】 このような本発明の製造方法において
は、前記巻芯及び前記電解液注入口を、前記電池ケース
の中央に配置することが好ましい。また、前記電解液注
入用ノズルと前記電解液排出用ノズルとを1つのノズル
で兼用することが、電解液充填(注入)作業を簡素化す
る点から、好ましい。また、前記電解液注入用ノズルま
たは前記電解液排出用ノズルの先端を前記電池ケースの
他端(底部)にまで挿入して、前記電解液の注入または
排出を行うと、余剰電解液をより多く排出することがで
き、好ましい。このとき、前記電池ケースの他端の内側
中央部に窪み部を設け、前記窪み部に残留する前記余剰
電解液を、前記電解液排出用ノズルを用いて排出するこ
とが、この窪み部に余剰電解液が残留し易くなり、これ
を電解液排出用ノズルを用いて容易に排出することがで
きるようになる点から好ましい。そして、前記余剰電解
液の排出後に、前記電解液注入口を、外部からネジ止
め、圧入またはシール材の充填により閉塞することが、
電池の製造工程簡素化の点から好ましい。The present invention as described aboveIn the manufacturing method
IsThe core and theElectrolyte inletThe abovebatteryCase
Placed in the center ofIt is preferable to. Also,The aboveElectrolyte injection
With the input nozzleThe aboveNozzle for discharging electrolyteWhenOne nozzle
Combined withDoCan be filled with electrolyte(Injection)workSimplifies
RuFrom the point, it is preferable. Also,The aboveNozzle for electrolyte injection
OrThe abovePlace the tip of the electrolyte discharge nozzleThe abovebatteryCaseof
Insert up to the other end (bottom)The aboveInjection of electrolyte or
Draining can discharge more electrolyte.
Is preferable. At this time,The abovebatteryOf the caseInside the other end
A dent in the centerToSettingKe, the aboveDepressionSurplus remaining in
Discharge the electrolyte solution using the electrolyte solution discharge nozzle.
AndExcessive electrolyte tends to remain in this recess,
Can be easily discharged using the electrolyte discharge nozzle.
Will be able toPreferable from the point of view. AndThe aboveSurplus electrolysis
After draining the liquid,The aboveExternally fix the electrolyte inlet with screws
Me, PressureEnteringOrCan be blocked by filling with sealing material,
BatteryManufacturingOf process simplificationpointIs preferred.
【0015】 さらに、前記電池ケースの胴体部材とし
てパイプを用い、前記蓋が前記パイプの両端を閉塞する
ように、前記パイプの端部をかしめ加工して前記電池ケ
ースを封止した後に、前記電解液の注入/排出を行うこ
とが、電池の製造工程を簡素化することができる点か
ら、好ましい。なお、本発明の製造方法は、2Ah以上
の電池容量を有する電池を作製する場合に適用される。 Furthermore, have use the pipe as the body member of the battery case, so that the lid closes both ends of the pipe, said cell case by caulking the end portion of the pipe
After sealing the over scan, this performing injection / discharge of the electrolyte
DOO is either a point that can be to simplify the manufacturing process of the battery
Are preferred. The manufacturing method of the present invention, that apply to the case of manufacturing a battery having a battery capacity of more than 2Ah.
【0016】[0016]
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明するが、本発明は、これら
の実施の形態に限定されるものでない。本発明における
リチウム二次電池の製造方法においては、先に図8を引
用して説明したように、正極板2と負極板3とをセパレ
ータ4を介して、巻芯6の外周に捲回してなる内部電極
体1に電解液を含浸する。ここで具体的には、正極板2
はアルミニウム、チタン等、負極板3は銅、ニッケル等
の金属箔を電極基板(集電体)とし、それぞれの電極基
板の両面に電極活物質を塗布して電極活物質層を形成す
ることにより作製される。また、タブ(集電手段)5
は、正極板2と負極板3をセパレータ4とともに捲回す
る時点で、超音波溶接等の手段により電極基板の一辺の
複数箇所に取り付けられ、複数箇所集電手段を構成す
る。このとき、複数箇所集電手段を構成する1つのタブ
5が正極板2と負極板3のそれぞれ一定面積から集電を
行えるように、ほぼ等間隔に配設されることが好まし
く、タブ5の材質はタブ5が取り付けられる電極基板と
同材質とされる場合が多い。巻芯6としては筒孔(中空
部分)7を有する筒状部材が用いられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be explained with reference to the drawings, embodiments of the present invention, the invention is not such limited to these embodiments. In the method for manufacturing a lithium secondary battery in the present invention, as described above with reference to FIG. 8, the positive electrode plate 2 and the negative electrode plate 3 are wound around the outer periphery of the winding core 6 via the separator 4. The inner electrode body 1 to be formed is impregnated with the electrolytic solution. Here, specifically, the positive electrode plate 2
Is a metal foil such as aluminum or titanium, and the negative electrode plate 3 is a metal foil such as copper or nickel as an electrode substrate (current collector), and the electrode active material is applied to both surfaces of each electrode substrate to form an electrode active material layer. It is made. Also, a tab (collecting means) 5
At the time of winding the positive electrode plate 2 and the negative electrode plate 3 together with the separator 4 by means of ultrasonic welding or the like .
Attached to a plurality of locations, to configure a plurality of positions collector means
It At this time, it is preferable that the tabs 5 constituting the current collecting means at a plurality of locations are arranged at substantially equal intervals so that the positive electrode plate 2 and the negative electrode plate 3 can collect current from a fixed area. The material is often the same as the electrode substrate to which the tab 5 is attached. The core 6 is needed use the tubular member having a tubular hole (hollow portion) 7.
【0020】 正極板2の作製に使用される正極活物質
は、特に限定されるものではなく、コバルト酸リチウム
(LiCoO2)やニッケル酸リチウム(LiNi
O2)、マンガン酸リチウム(LiMn2O4)等のリチ
ウム遷移金属複合酸化物が好適に用いられ、アセチレン
ブラック等の炭素微粉末を導電助材として加えることが
好ましい。一方、負極活物質としては、ソフトカーボン
やハードカーボンといったアモルファス系炭素質材料
や、人造黒鉛や天然黒鉛等の高黒鉛化炭素質粉末が用い
られる。これらの各極の電極活物質はスラリー化され、
それぞれの電極基板の両面へ塗布、固着されて電極板2
・3が作製される。The positive electrode active material used for producing the positive electrode plate 2 is not particularly limited, and lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) or lithium nickel oxide (LiNi) is used.
O 2 ), lithium transition metal composite oxides such as lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) are preferably used, and carbon fine powder such as acetylene black is preferably added as a conduction aid. On the other hand, as the negative electrode active material, an amorphous carbonaceous material such as soft carbon or hard carbon, or highly graphitized carbonaceous powder such as artificial graphite or natural graphite is used. The electrode active material of each of these electrodes is slurried,
Apply to both sides of each electrode substrate and fix it to the electrode plate 2
・ 3 is created.
【0021】 また、セパレータ4としては、マイクロ
ポアを有するリチウムイオン透過性のポリエチレンフィ
ルム(PEフィルム)を、多孔性のリチウムイオン透過
性のポリプロピレンフィルム(PPフィルム)で挟んだ
三層構造としたものが好適に用いられる。これは、内部
電極体1の温度が上昇した場合に、PEフィルムが約1
30℃で軟化してマイクロポアが潰れ、リチウムイオン
の移動すなわち電池反応を抑制する安全機構を兼ねたも
のである。そして、このPEフィルムをより軟化温度の
高いPPフィルムで挟持することによって、PEフィル
ムが軟化した場合においても、PPフィルムが形状を保
持して正極板2と負極板3の接触・短絡を防止し、電池
反応の確実な抑制と安全性の確保が可能となる。Further, the separator 4 has a three-layer structure in which a lithium ion permeable polyethylene film (PE film) having micropores is sandwiched between porous lithium ion permeable polypropylene films (PP film). Is preferably used. This is because when the temperature of the internal electrode body 1 rises, the PE film is about 1
It also functions as a safety mechanism that suppresses the movement of lithium ions, that is, the battery reaction, by softening at 30 ° C. to crush the micropores. By sandwiching this PE film between PP films having a higher softening temperature, even when the PE film is softened, the PP film retains its shape and prevents contact and short circuit between the positive electrode plate 2 and the negative electrode plate 3. Therefore, it is possible to surely suppress the battery reaction and ensure safety.
【0022】 電解液としては、エチレンカーボネート
(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチル
カーボネート(DMC)といった炭酸エステル系のも
の、プロピレンカーボネート(PC)やγ−ブチロラク
トン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル等の有機溶
媒の単独溶媒または混合溶媒に、電解質としてのLiP
F6やLiBF4等のリチウム錯体フッ素化合物、あるい
はLiClO4といったリチウムハロゲン化物等を1種
類または2種類以上を溶解した非水系の有機電解液が好
適に用いられる。このような電解液は、電池ケース内に
充填されるとともに、内部電極体1に含浸される。As the electrolytic solution, carbonate-based ones such as ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC) and dimethyl carbonate (DMC), and organic solvents such as propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone, tetrahydrofuran and acetonitrile. LiP as an electrolyte in a single solvent or a mixed solvent
A non-aqueous organic electrolytic solution in which one kind or two or more kinds of a lithium complex fluorine compound such as F 6 or LiBF 4 or a lithium halide such as LiClO 4 is dissolved is preferably used. Such an electrolytic solution is filled in the battery case and impregnated into the internal electrode body 1.
【0023】 ここで、図1に本発明の製造方法によっ
て得られるリチウム二次電池の一の実施の形態を示す。
ここで、電池10における電池ケース23の胴体部材と
してはパイプが用いられており、蓋21・22が、電池
ケース(パイプ)23の両端面を封止するように、電池
ケース(パイプ)23にかしめ加工が施されている。電
池ケース23をこのようなパイプと蓋21・22から構
成すると、内部電極体1を電池ケース(パイプ)23中
に挿入し、電池ケース(パイプ)23の所定位置に絞り
加工部24を設けて内部電極体1の上下方向の移動を抑
制し、さらに、タブ5を内部端子14へ接続し、蓋21
・22により電池ケース(パイプ)23の両端を閉塞す
るといった作業を容易に行うことができ、好ましい。な
お、内部端子14とは、内部電極体1からの電流の取り
出しのために、タブ5を一時的に集合接続させる部材を
いう。Now, referring to FIG. 1, according to the manufacturing method of the present invention.
Shows the one embodiment of the lithium secondary battery obtained Te.
Here, the body member of the battery case 23 of the battery 10 have been used pipes, the lid 21, 22, battery
Battery so that both ends of the case ( pipe ) 23 are sealed
The case ( pipe ) 23 is caulked. When the battery case 23 composed of such pipes and the lid 21, 22, and insert the internal electrode body 1 into the battery case (pipe) 23, a drawn portion 24 provided at a predetermined position of the battery case (pipe) 23 The vertical movement of the internal electrode body 1 is suppressed by connecting the tab 5 to the internal terminal 14, and the lid 21
The operation of closing both ends of the battery case ( pipe ) 23 by means of 22 is easy and is preferable. The internal terminal 14 refers to a member for temporarily connecting the tabs 5 together to take out current from the internal electrode body 1.
【0024】 また、電池ケース23の一端面の蓋21
(この蓋21を上側とする。)における巻芯6の筒孔7
の外延上にあたる位置には、電解液注入口11が設けら
れている。このような構造とすることにより、電解液の
注入や排出を行うノズル(以下、「ノズル」という。)
12の先端を、電解液注入口11と筒孔7を通して電池
ケース23の他端まで挿入することが可能となる。な
お、1本のノズル12を用いて、電解液の注入と排出の
両方を行うことが好ましいが、電解液注入用のノズル
と、電解液排出用のノズルとを使い分けて用いてもよ
い。In addition, the lid 21 on one end surface of the battery case 23
The cylindrical hole 7 of the winding core 6 in (the lid 21 is on the upper side)
An electrolytic solution injection port 11 is provided at a position corresponding to the outer extension of the. With such a structure, a nozzle for injecting and discharging an electrolytic solution (hereinafter referred to as "nozzle").
12 through the electrolyte injection port 11 and the cylindrical hole 7 to the battery
It is possible to insert the other end of the case 23 . It is preferable to perform both the injection and the discharge of the electrolytic solution by using one nozzle 12, but the nozzle for the electrolytic solution injection and the nozzle for the electrolytic solution discharge may be separately used .
Yes .
【0025】 さて、電池ケース23は、電解液を充填
(注入)する際、グローブボックス等の雰囲気調整が可
能な空間に載置される。上述した通り、電池ケース23
の両端は既に蓋21・22により封止されているので、
電解液の充填(注入)が終了した後に電池ケース23の
端部封止を行う必要がなく、従って、封止作業を行う装
置等をグローブボックス等内に載置する必要がない。こ
のため、グローブボックス等として、電池10(電池ケ
ース23)の大きさに応じた小型のものを用いることが
できる。The battery case 23 is filled with an electrolytic solution.
When (injection) , it is placed in a space such as a glove box where the atmosphere can be adjusted. As described above, the battery case 23
Since both ends of are already sealed by the lids 21 and 22,
It is not necessary to seal the end portion of the battery case 23 after the filling (injection) of the electrolytic solution is completed, and therefore, it is not necessary to place a device or the like for performing the sealing work in the glove box or the like. Therefore, as a glove box or the like, the battery 10 (battery case
A small one can be used according to the size of the base 23) .
【0026】 グローブボックス等内を真空ポンプを用
いて真空雰囲気とすると、電池ケース23には電解液注
入口11が設けられているので、電池ケース23の内部
も当然に同じ真空雰囲気となる。ここでは真空度を0.
1torr(13.3Pa)程度より高真空の状態とな
るようにすることが好ましい。[0026] When the vacuum atmosphere using a vacuum pump the inside of the glove box or the like, since the electrolyte injection hole 11 in the battery case 23 is provided, the inner course also the same vacuum atmosphere of the battery case 23. Here, the degree of vacuum is 0.
It is preferable that the vacuum state is higher than about 1 torr (13.3 Pa).
【0027】 この状態において、ノズル12の先端
を、電解液注入口11を通し、次に巻芯6の筒孔7を通
して、浅くとも対向する他端(底部)側における内部電
極体1の端面の位置、すなわち図1中の破線AA’で示
される位置にまで挿入した後に、電解液を少なくとも内
部電極体1が浸漬されるまで、すなわち図1中の破線B
B’で示される位置まで注入する。ここで、ノズル12
の先端を電池ケース23内の最下部(蓋22)まで挿入
すると、電解液の跳ねを抑え、確実に内部電極体1の底
面側の端面から電解液の含浸を開始させることができ
る。In this state, the tip of the nozzle 12 is passed through the electrolytic solution inlet 11 and then through the cylindrical hole 7 of the winding core 6, and the end face of the internal electrode body 1 on the other end (bottom) side facing each other at a shallow depth. 1 to the position indicated by the broken line AA ′ in FIG. 1, and then the electrolytic solution is at least immersed in the internal electrode body 1, that is, the broken line B in FIG.
Inject up to the position indicated by B '. Here, the nozzle 12
Upon insertion of the tip to the bottom (cover 22) in the battery case 23, to suppress the bouncing of the electrolytic solution, it is Rukoto to start reliably impregnation of the electrolytic solution from the end face of the bottom side of the internal electrode body 1.
【0028】 なお、電解液の含浸処理中は、電解液が
沸騰しない程度の真空度に保つことが好ましく、このと
きの真空度は使用する電解液を構成する溶媒の物性に大
きく依存する。また、ノズル12はグローブボックス等
内を真空雰囲気とする前に予め電池ケース23内に挿入
しておいてもよい。ノズル12の材質としては、電解液
による腐食を受けない金属あるいは樹脂が用いられ、ノ
ズル12はチューブやパイプ等を介してグローブボック
ス等外に置かれた電解液貯蔵タンクと接続され、定量ポ
ンプ等を用いて電解液貯蔵タンクから電解液が送られ
る。当然に、ノズル12の根元やチューブあるいはパイ
プ等の途中にはストップバルブ等が設けられる。During the impregnation treatment with the electrolytic solution, it is preferable to maintain the degree of vacuum such that the electrolytic solution does not boil, and the degree of vacuum at this time largely depends on the physical properties of the solvent constituting the electrolytic solution to be used. Further, the nozzle 12 may be inserted into the battery case 23 in advance before the inside of the glove box or the like is made into a vacuum atmosphere. As the material of the nozzle 12, a metal or resin that is not corroded by the electrolytic solution is used, and the nozzle 12 is connected to an electrolytic solution storage tank placed outside the glove box or the like via a tube, a pipe or the like, and a metering pump or the like. Is used to deliver the electrolyte from the electrolyte storage tank. Of course, a stop valve or the like is provided in the root of the nozzle 12 or in the middle of the tube or pipe.
【0029】 このようにして電解液を電池ケース23
の下部から満たしていくことにより、電解液は内部電極
体1において下部から上部へ向かって含浸し、内部電極
体1内部から発生する気泡は、電解液の含浸していない
空間を抜けることができるようになるため、電解液の含
浸を効果的に行うことができるようになる。こうして、
電解液の注入時間を短縮することが可能となり、この場
合、電解液に揮発性の高い溶媒が含まれている場合であ
っても、その蒸発量が最小限に抑えられ、電解液特性の
低下の回避が図られる。In this way, the electrolytic solution is supplied to the battery case 23.
By filling the inside of the internal electrode body 1 from the lower side to the upper side by filling from below, the bubbles generated from inside the internal electrode body 1 can escape through the space not impregnated with the electrolytic solution. Therefore, the impregnation with the electrolytic solution can be effectively performed. Thus
It is possible to shorten the injection time of the electrolytic solution, and in this case, even if the electrolytic solution contains a highly volatile solvent, the evaporation amount is minimized and the electrolytic solution characteristics deteriorate. Is avoided.
【0030】 さて、通常、内部電極体は電池の中央に
配置され、このとき内部電極体の巻芯は必然的に電池の
中央に配置されることとなる。このため、円柱型の内部
電極体1を用いた電池10(電池ケース23)の場合に
は、電解液注入口11は、図1に示すように、外部端子
13と電解液注入口11とが一体化されて電池ケース2
3の一端面の蓋21の中央部に配設されることが、後述
するように、得られた電池10どうしの直列接続を容易
とする点からも好ましい。なお、外部端子13とは、電
池の電流を外部に取り出すために、電池10の外側に配
設される部材である。 Normally, the internal electrode body is arranged in the center of the battery, and at this time, the core of the internal electrode body is necessarily arranged in the center of the battery. Therefore, when the battery 10 using the internal electrode body 1 of cylindrical (battery case 23), the electrolyte injection hole 11, as is shown in Fig 1, the external terminal 13 and the electrolyte injection hole 11 Integrated battery case 2
Be disposed at the central portion of the lid 21 of the 3 end surfaces of, as described later, is preferable from the viewpoint of facilitating a series connection of to what battery 10 obtained. Note that the external terminal 13, to retrieve the current of the battery to the outside, Ru member der disposed on the outside of the battery 10.
【0031】 また、図2の断面図は本発明によって得
られるリチウム二次電池の別の実施の形態を示したもの
であるが、電解液注入口11が電池ケース23の一端面
の蓋21の中央部に形成されるとともに外部端子15が
電解液注入口11を閉塞しない位置において蓋21に配
設される構造としてもよい。Further, the cross-sectional view of FIG. 2 is obtained by the present invention .
Another embodiment of the lithium secondary battery is shown , in which the electrolyte solution inlet 11 is formed in the center of the lid 21 on one end face of the battery case 23 and the external terminal 15 is formed as the electrolyte solution inlet. The structure may be such that it is arranged on the lid 21 at a position where it does not block 11.
【0032】 一方、電池ケース23の内部に着目する
と、図1に示すように、内部端子14およびその内部端
子14に接続されるタブ5は、巻芯6の筒孔の、その軸
方向(長さ方向)の外延上にあたる領域、すなわち、電
解液注入口11から内部電極体1の巻芯6の上端に至る
領域98、および巻芯6の下端から電池ケース23の底
部側の蓋22に至る領域99から外れた位置に配設され
ていることが好ましい。これは、上述した通り、電解液
注入口11からノズル12を出し入れする必要があるの
で、このノズル12の出し入れの障害とならない位置に
内部端子14とタブ5とを配置するためである。 On the other hand, paying attention to the battery case 23, as is shown in Fig 1, the tabs 5 which are connected to the internal terminal 14 and internal terminal 14, the cylindrical hole of the core 6, the axial direction ( A region corresponding to the outer extension in the length direction), that is, a region 98 from the electrolytic solution inlet 11 to the upper end of the core 6 of the internal electrode body 1, and a lower end of the core 6 to the lid 22 on the bottom side of the battery case 23. It is preferable to be arranged at a position outside the reaching region 99. This, as described above, it is necessary to out the nozzle 12 from the electrolyte injection opening 11, in order to place the internal terminal 14 and the tab 5 in a position that does not interfere with loading and unloading of the nozzle 12.
【0033】 なお、内部端子14は、図1に示すよう
に、電池ケース23の一方の端面に1箇所に限定して配
設されるものではなく、図2に示すように、電池ケース
23の一方の端面に2箇所設けてもよく、さらにこれ以
上配設してもよい。ここで、蓋21・22としては、金
属部材が好適に用いられるので、この場合には内部端子
14と外部端子13とは必然的に導通する。一方、蓋2
1・22として絶縁部材を用いた場合には、蓋21・2
2の外周を通して、あるいは蓋21・22に導通孔を設
けること等により、内部端子14と外部端子13の電気
的接続を行えばよい。[0033] The internal terminal 14, as it is shown in Fig 1, but the present invention is arranged to be limited to one place on the one end surface of the battery case 23, as is shown in Fig 2, the battery case
Two may be provided on one end face of 23 , and more may be provided . Here, since metal members are preferably used for the lids 21 and 22, in this case, the internal terminal 14 and the external terminal 13 are necessarily electrically connected. On the other hand, the lid 2
When an insulating member is used as 1.22, the lid 21.2.
The electrical connection between the internal terminal 14 and the external terminal 13 may be made through the outer periphery of 2, or by providing a conductive hole in the lids 21 and 22.
【0034】 ところで、本発明の製造方法によれば、
電解液注入口11以外は密閉された構造となっているた
めに電解液の水位を従来のように目視で観察することは
困難である。このため、電解液の総注入量は、先に図7
を用いて説明したように、上部が開放された電池ケース
23に電解液を注入した場合に、内部電極体が完全に電
解液に浸されるときの最低水位となるだけの量を予め測
定して決定しておけばよい。By the way, according to the manufacturing method of the present invention,
It is difficult to visually observe the water level of the electrolytic solution as in the conventional case because the structure except the electrolytic solution inlet 11 has a closed structure. Therefore, the total injection amount of the electrolytic solution is as shown in FIG.
As explained using , the battery case with the top open
When the electrolytic solution is injected into the electrode 23 , it is sufficient to determine in advance the amount that will be the lowest water level when the internal electrode body is completely immersed in the electrolytic solution.
【0035】 また、図3に示すように、電池ケース2
3に設けられた正極、負極の各外部端子13間の交流イ
ンピーダンスをインピーダンスアナライザ41等を用い
て測定することにより、電解液の含浸の終了を判断する
ことができる。但し、この場合には、電解液として電解
質を含まない有機溶媒のみからなる溶媒を用いる。この
ような溶媒を用いることによって、電解質が交流インピ
ーダンスに及ぼす影響が排除され、交流インピーダンス
が直接に溶媒の含浸面積を反映することとなる。Further, as shown in FIG. 3, the battery case 2
It is possible to determine the end of impregnation with the electrolytic solution by measuring the AC impedance between each of the positive and negative external terminals 13 provided in No. 3 using the impedance analyzer 41 or the like. However, in this case, a solvent consisting of only an organic solvent containing no electrolyte is used as the electrolytic solution. By using such a solvent, the influence of the electrolyte on the AC impedance is eliminated, and the AC impedance directly reflects the impregnated area of the solvent.
【0036】 図4は、この方法により、周波数100
Hzにおいて、本発明による内部電極体の下部からの電
解液の充填(注入)と、従来の図7に示した上部からの
電解液の充填(注入)との場合における、電解液含浸時
間と交流インピーダンスの変化との関係を調べた結果の
一例である。ここで電解液含浸時間とは、真空雰囲気に
おいて電解液の注入を開始した後から真空雰囲気を保持
する(電池ケース内が大気圧にもどるまでの)時間をい
う。図4より、従来の充填(注入)によれば、交流イン
ピーダンスがある一定の値に低下するまで約2時間の電
解液含浸時間を必要としていたのに対し、本発明の充填
(注入)によれば、同等の含浸処理を約30分で行うこ
とができるようになる。こうして、電池の作製時間の短
縮と電解液の特性の確保が図られる。なお、ここでは正
極の電極基板として幅200mm、長さ3600mm、
負極の電極基板として幅200mm、長さ4000mm
の大きさのものを捲回して作製した内部電極体を、内径
48mmφの電池ケースに収容したものを用いている。
また、溶媒としては、ECとDECの等量混合溶媒を用
いている。FIG. 4 shows that the frequency 100
In Hz, exchanges with the filling of the electrolyte from the lower portion of the internal electrode body according to the present invention (injection), in the case of an electrolytic solution filling from the top as shown in the prior art of FIG. 7 (injection), and the electrolyte impregnation time It is an example of the result of having investigated the relationship with the change of impedance. Here, the electrolytic solution impregnation time refers to a time after the injection of the electrolytic solution is started in the vacuum atmosphere and then the vacuum atmosphere is maintained (until the inside of the battery case returns to the atmospheric pressure) . From FIG. 4, according to Hama conventional charging (injection), whereas it has required electrolyte impregnation time of about 2 hours to decrease the certain value AC impedance, Hama charging of the present invention
According to (injection) , the same impregnation treatment can be performed in about 30 minutes. In this way, it is possible to shorten the manufacturing time of the battery and ensure the characteristics of the electrolytic solution. Here, as the positive electrode substrate, a width of 200 mm, a length of 3600 mm,
200 mm wide and 4000 mm long as the negative electrode substrate
The internal electrode body manufactured by winding the above size is housed in a battery case having an inner diameter of 48 mmφ.
Further, as the solvent, an equal amount mixed solvent of EC and DEC is used.
【0037】 次に、電解液の含浸処理が終了した後、
グローブボックス等内を窒素やアルゴンといった不活性
ガスでパージし、その後に電池ケース23内に残留する
余剰電解液をノズル12を用いて外部へ排出する。この
とき、筒孔7内やタブ5の配置スペース等に充填された
余剰電解液をより多く排出するために、ノズル12の先
端は電池ケース23内の底部にまで挿入されていること
が好ましい。ここで、図5(a)の断面図に示すよう
に、電池ケース23の底部を形成する蓋22の内側中央
部に窪み部31が設けられていると、この窪み部31に
電解液が流れ込むようになるため、残留する余剰電解液
をさらに多く排出することができるようになる。なお、
図5(b)の断面図に示すように、蓋22をその中央部
が外側へ凸となるように膨らませて、窪み部31を形成
してもよい。Next, after the impregnation treatment with the electrolytic solution is completed,
The inside of the glove box or the like is purged with an inert gas such as nitrogen or argon, and then the excess electrolytic solution remaining in the battery case 23 is discharged to the outside using the nozzle 12. At this time, it is preferable that the tip of the nozzle 12 is inserted to the bottom of the battery case 23 in order to discharge more of the excess electrolytic solution filled in the cylindrical hole 7 and the space for arranging the tab 5. Here, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5A, when a recess 31 is provided in the center of the inside of the lid 22 that forms the bottom of the battery case 23 , the electrolytic solution flows into the recess 31. As a result, it is possible to further discharge the remaining excess electrolytic solution. In addition,
As shown in the cross-sectional view of FIG. 5B, the lid portion 22 may be inflated so that the central portion thereof is convex outward, and the recess portion 31 may be formed.
【0038】 余剰電解液を排出した後に、グローブボ
ックス等内で電解液注入口11を閉塞する。この閉塞作
業が簡便な方法によって行うことができると、グローブ
ボックス等として電池10(電池ケース23)の大きさ
に合わせた小型のものを用いることができ、前述した電
池ケース23の端部を封止するための装置を載置する必
要がないことと併せて、設備費の低減とパージガスの使
用量の低減を図ることができる。After discharging the excess electrolytic solution, the electrolytic solution inlet 11 is closed in a glove box or the like. When the closure operation can be performed by a simple method, it is possible to use a small to match the size of the battery 10 (battery case 23) as a glove box or the like, electrodeposition described above
In addition to the fact that it is not necessary to mount a device for sealing the end of the pond case 23 , it is possible to reduce the equipment cost and the amount of purge gas used.
【0039】 ここで、電解液注入口11は、外部から
ネジ止め、圧入またはシール材の充填といった簡便な封
止方法により閉塞することが可能であることが好まし
い。ネジ止めは、図1に示した外部端子13に電解液注
入口11を閉塞するネジを填め込む方法や、図6(a)
の断面図に示すように、電解液注入口11をネジ状に形
成して、その形状に相補するネジ16で止めることで、
容易に行うことができる。電解液注入口11が形成され
る蓋21が薄い場合には、図6(b)の断面図に示すよ
うに、蓋21の片面または両面にネジを切った突起部1
7を設け、相補形状のネジ16で止めればよい。また、
圧入は、図6(c)の断面図に示すように、電解液注入
口11に電池内側で径が小さくなるような僅かな勾配を
設けて、その形状と嵌合する金属部品18等を圧入する
ことで行うこともできる。さらに、シール材の充填は、
樹脂等を用いて行うことが可能であり、電解液注入口1
1の開口面積が小さい場合には、金属ロウを極部加熱に
より溶融させて電解液注入口11を封止することも可能
である。[0039] Here, the electrolyte injection hole 11 is set screws from the outside, it is preferred that can be closed by a simple sealing method such as filling the pressure inlet or sealing material. The screwing is carried out by inserting a screw that closes the electrolyte injection port 11 into the external terminal 13 shown in FIG.
As shown in the cross-sectional view, the electrolytic solution inlet 11 is formed in a screw shape, and the screw 16 complementary to the shape is used to stop the
It can be done easily. When the lid 21 on which the electrolytic solution inlet 11 is formed is thin, as shown in the cross-sectional view of FIG. 6B, the protrusion 1 having a screw on one side or both sides of the lid 21.
7 may be provided, and the screws 16 having a complementary shape may be used. Also,
As shown in the cross-sectional view of FIG. 6C, the press-fitting is performed by providing the electrolyte injection port 11 with a slight gradient such that the diameter becomes smaller inside the battery, and press-fitting the metal parts 18 and the like that fit into the shape. It can also be done by doing. Furthermore, the filling of the sealing material is
It is possible to use a resin or the like, and the electrolyte solution inlet 1
When the opening area of No. 1 is small, it is possible to melt the metal wax by heating the pole and seal the electrolyte solution injection port 11.
【0040】 さて、こうして電解液注入口11が封止
されると電池10が完成するが、ここで、作製された電
池の用途として、例えば、EVやHEV等のモータ駆動
用を考える。この場合、モータ駆動のために100〜2
00Vといった電圧が必要となるため、複数の電池を直
列に接続する必要がある。そこで、図1に示す電池10
のように、電池10(電池ケース23)の両端に正負各
電極の外部端子13を別々に設け、かつ、これらの外部
端子13を電池10(電池ケース23)の端面の中央に
配設すると、電池間の接続が容易となり、好ましい。つ
まり、電解液注入口11は図1におけるリチウム二次電
池に示すように、外部端子13と一体化されて形成され
ていることが好ましい。電解液注入口11が形成されて
いない電池10(電池ケース23)の他端の外部端子1
3を端面の中央に配設してもよい。Now, when the electrolytic solution inlet 11 is sealed in this way, the battery 10 is completed. Here, as an application of the manufactured battery, for example, a motor drive such as an EV or an HEV is considered. In this case, to drive the motor 100-2
Since a voltage such as 00V is required, it is necessary to connect a plurality of batteries in series. Accordingly, it is shown to the battery 10 in FIG. 1
More than one time, as provided across the external terminals 13 of the positive and negative electrodes separately of the battery 10 (the battery case 23), and, when disposing these external terminals 13 in the center of the end face of the battery 10 (the battery case 23), This is preferable because it facilitates connection between batteries. That is, the electrolyte inlet 11 is the lithium secondary battery in FIG.
As are shown in a pond, it is preferably formed integral to the external terminal 13. External terminal 1 at the other end of battery 10 (battery case 23) in which electrolyte solution inlet 11 is not formed
3 may be arranged in the center of the end face.
【0041】 以上、本発明の製造方法について説明し
てきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されるも
のでない。例えば、上記実施の形態は断面略円形の巻芯
を用いたものであるが、断面略楕円形、長円形等の巻芯
を用いてもよく、こうして得られる断面略楕円形、長円
形等の内部電極体を収容した電池ケースにおいて、その
巻芯の筒孔の外延上に電解液注入口を設けてもよい。つ
まり、本発明の製造方法は、円柱型電池の製造にのみ適
用されるものではなく、筒孔を有する巻芯を用いた電池
全ての製造に適用することができるものである。The above has been described about the production method of the present invention, the present invention is not such limited to the embodiments described above. For example, the above-described embodiments but is intended with core of substantially circular cross section, a substantially elliptical, may be used winding core oval, etc., thus obtained cross section elliptical, oval, etc. In the battery case accommodating the internal electrode body, the electrolyte solution inlet may be provided on the outer extension of the cylindrical hole of the winding core. That is, the manufacturing method of the present invention can be applied not only to the manufacture of a cylindrical battery , but also to the manufacture of all batteries using a winding core having a cylindrical hole .
【0042】 また、電池ケースについては、電池が小
型化されれば、有底筒型容器に内部電極体を挿入して電
池を組むことが容易となってくる。この場合にあって
は、有底筒型容器の底の部分に、最初から窪み部を設け
ることが可能である。さらに、リチウム二次電池には、
過充電や過放電時に電池内圧が上昇することによって起
こり得る電池の破裂に対する安全機構として、放圧機構
を電池端部に配設することが一般的であるが、本発明の
製造方法においては、この放圧機構の配設に悪影響を及
ぼすことはなく、例えば、図1記載の電池10(電池ケ
ース23)においても、その蓋21・22に破裂溝を形
成することが可能である。Regarding the battery case, if the battery is downsized, it becomes easy to assemble the battery by inserting the internal electrode body into the bottomed cylindrical container. In the this case, the bottom portion of the bottomed tubular container, it is possible to provide a recess portion from the beginning. In addition, the lithium secondary battery,
As a safety mechanism against battery rupture that may occur when the internal pressure of the battery rises during overcharge or overdischarge, the pressure release mechanism
Is generally arranged at the end of the battery.
In the production method is not及<br/> pot Succoth affect the arrangement of the pressure relief mechanism, for example, battery 10 according FIG 1 (cell case
Also in the case 23) , it is possible to form a rupture groove in the lids 21 and 22.
【0043】 本発明の製造方法は、特に2Ah以上の
比較的大きな容量を有する電池の作製に適用される。 The production method of the present invention, that apply to production of batteries, especially having a relatively large capacity of more than 2Ah.
【0044】[0044]
【発明の効果】 上述の通り、本発明のリチウム二次電
池の製造方法は、電解液の充填(注入)を短時間で行う
ことができるようになるために、製造コストの低減を図
ることができるとともに、電解液の特性の安定化ひいて
は電池特性の安定化を図ることができる。また、余剰電
解液を排出して再利用することができることからも製造
コストの低減を図ることができる。さらに、余剰電解液
の電池内残留量が低減されることから、電解液の漏洩や
電池内に配設された各種の部品の電解液による腐食の防
止を図ることができる。加えて、電解液注入後に不活性
雰囲気下で電池ケースの端面を封止する必要が無いの
で、グローブボックス等の小型化等、設備費の低減や不
活性ガスの消費量の低減を図ることができるとともに、
製造工程の簡素化を図ることができる。As described above, according to the method for manufacturing a lithium secondary battery of the present invention, the filling (injection) of the electrolytic solution can be performed in a short time, so that the manufacturing cost can be reduced .
It is Rukoto stabilizing Hiite <br/> characteristics of the electrolytic solution can be stabilized battery characteristics. Further, since the excess electrolytic solution can be discharged and reused, the manufacturing cost can be reduced. In addition, excess electrolyte
From the battery in the residual amount is reduced, it is possible to proof <br/> stop the corrosion by the electrolyte of the various components disposed leakage and the battery electrolyte. In addition, since there is no need to seal the end face of the battery case after electrolyte injection under an inert atmosphere, miniaturization of such a glove box or the like, FIG Rukoto a reduction in consumption reduction and the inert gas equipment costs to Tomo and can,
It is possible to simplify the manufacturing process.
【図1】 本発明の製造方法によって得られるリチウム
二次電池の一の実施の形態を示す説明図である。FIG. 1 Lithium obtained by the production method of the present invention
It is explanatory drawing which shows one Embodiment of a secondary battery .
【図2】 本発明の製造方法によって得られるリチウム
二次電池の別の実施の形態を示す断面図である。FIG. 2 is a lithium obtained by the production method of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another embodiment of a secondary battery .
【図3】 電解液含浸時間測定方法の一例を示す説明図
である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an electrolytic solution impregnation time measuring method.
【図4】 電解液含浸時間と交流インピーダンスの変化
との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between electrolytic solution impregnation time and changes in AC impedance.
【図5】 本発明に好適に用いられる電池ケース底部の
蓋の一の実施の形態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an embodiment of a lid at the bottom of the battery case that is preferably used in the present invention.
【図6】 本発明に好適に用いられる電解液注入口の形
態の一例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the form of an electrolyte solution injection port preferably used in the present invention.
【図7】 従来法による電解液の充填方法の一例を示す
説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a filling method of an electrolytic solution by a conventional method.
【図8】 捲回型内部電極体の一般的な構造を示す斜視
図である。FIG. 8 is a perspective view showing a general structure of a wound internal electrode body.
1…内部電極体、2…正極板、3…負極板、4…セパレ
ータ、5…タブ(集電手段)、6…巻芯、7…筒孔、1
0…電池、11…電解液注入口、12…電解液注入用/
排出用ノズル、13…外部端子、14…内部端子、15
…外部端子、16…ネジ、17…突起部、18…金属部
材、21…(上)蓋、22…(下)蓋、23…電池ケー
ス(パイプ)、24…絞り加工部、31…窪み部、41
…インピーダンスアナライザ、70…電池(電池ケー
ス)、71・72…端部、73…ノズル、98・99…
巻芯の外延領域。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal electrode body, 2 ... Positive electrode plate, 3 ... Negative electrode plate, 4 ... Separator, 5 ... Tab (current collecting means) , 6 ... Core, 7 ... Cylindrical hole , 1
0 ... Battery, 11 ... Electrolyte injection port, 12 ... For electrolyte injection /
Discharge nozzle, 13 ... External terminal, 14 ... Internal terminal, 15
External terminals, 16 ... Screws, 17 ... Projections, 18 ... Metal members, 21 ... (Upper) lid, 22 ... (Lower) lid, 23 ... Battery case (pipe) , 24 ... Drawing portion, 31 ... Recessed portion , 41
… Impedance analyzer, 70… Battery (battery case
S) , 71/72 ... End, 73 ... Nozzle, 98/99 ...
Outer region of the core.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−233233(JP,A) 特開 平9−92238(JP,A) 特開 平9−92335(JP,A) 特開 平9−92250(JP,A) 特開 昭57−9074(JP,A) 特開 昭62−264563(JP,A) 特開 昭58−30073(JP,A) 特開 昭58−30072(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 10/40 H01M 2/26 H01M 2/30 H01M 2/36 101 H01M 2/36 107 Continuation of the front page (56) References JP-A-10-233233 (JP, A) JP-A-9-92238 (JP, A) JP-A-9-92335 (JP, A) JP-A-9-92250 (JP , A) JP 57-9074 (JP, A) JP 62-264563 (JP, A) JP 58-30073 (JP, A) JP 58-30072 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 10/40 H01M 2/26 H01M 2/30 H01M 2/36 101 H01M 2/36 107
Claims (7)
筒状の巻芯外周に捲回してなる内部電極体が収納された
電池ケース内に、電解液注入用ノズルを用いて電解液を
注入して、前記電池ケース内に前記電解液を含浸した前
記内部電極体が収納されたリチウム二次電池を得るリチ
ウム二次電池の製造方法であって、前記電池ケース内に前記内部電極体を収納するととも
に、前記巻芯の筒孔の外延上にあたる領域以外の領域で
前記電解液注入用ノズルの挿抜に障害とならない位置
に、一以上の内部端子と、前記内部端子に接続される複
数箇所集電手段とを配設し、 前記 電池ケースの少なくとも一端側に、前記巻芯の筒孔
の外延上にあたる部分に電解液注入口が貫通して形成さ
れた蓋を配設して、前記電池ケースの両端を封止し、 前記 電解液注入用ノズルの先端を前記電解液注入口から
浅くとも前記電池ケースの他端側における前記内部電極
体の端面の位置にまで挿入して、前記電解液を、前記巻
芯の筒孔を経由して前記内部電極体の下部から、少なく
とも前記内部電極体が浸漬されるまで注入し、次いで、前記 電池ケース内に残留する余剰電解液を電解
液排出用ノズルを用いて外部へ排出して、前記電解液を
含浸した前記内部電極体が収納された、2Ah以上の電
池容量を有するリチウム二次電池を得ることを特徴とす
るリチウム二次電池の製造方法。1. A positive electrode plate and a negative electrode plate via a separator
The internal electrode body wound around the outer circumference of the cylindrical core was housed.
Use the electrolyte injection nozzle to put the electrolyte in the battery case.
Before injecting and impregnating the electrolytic solution in the battery case
A method for manufacturing a lithium secondary battery, wherein a lithium secondary battery having an internal electrode body housed therein is provided, wherein the internal electrode body is housed in the battery case.
In an area other than the area corresponding to the outer extension of the cylindrical hole of the winding core
Position that does not hinder the insertion and removal of the electrolyte injection nozzle
, One or more internal terminals and a plurality of terminals connected to the internal terminals.
Arranged and several places collector means, at least one end of the battery case, wherein the core of the cylindrical hole
The electrolyte injection port penetrates through the outermost part of the
By arranging a lid that, the inner at the other end of the battery case the sealed ends of the battery case, both shallow <br/> the tip of the electrolyte injection nozzle from the electrolyte injection hole and inserted to the position of the end surface of the electrode body, the electrolyte, the winding
From the lower portion of the internal electrode body via a core barrel bore, and injecting at least until the internal electrode body is immersed, then using an electrolytic solution discharge nozzle excess electrolyte remaining in the battery case Discharge the electrolyte to the outside
The impregnated internal electrode body is housed in a battery of 2 Ah or more.
A method for manufacturing a lithium secondary battery, comprising obtaining a lithium secondary battery having a pond capacity .
電池ケースの中央に配置することを特徴とする請求項1
記載のリチウム二次電池の製造方法。Wherein the winding core and the electrolyte injection hole, claim 1, wherein the arrangement child in the center of the <br/> battery case
A method for producing the lithium secondary battery described above.
出用ノズルとを1つのノズルで兼用することを特徴とす
る請求項1または2記載のリチウム二次電池の製造方
法。3. A manufacturing side of a lithium secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the used also and the electrolyte solution discharge nozzle and the electrolyte injection nozzle at one nozzle
Law .
液排出用ノズルの先端を前記電池ケースの他端にまで挿
入して、前記電解液の注入または排出を行うことを特徴
とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のリチウム二
次電池の製造方法。4. Insert until the tip of the electrolyte injection nozzle or the electrolyte solution discharge nozzle at the other end of the battery case, according to claim 1, characterized in that the injection or discharge of the electrolyte 4. The method for manufacturing a lithium secondary battery according to any one of items 1 to 3.
み部を設け、前記窪み部に残留する前記余剰電解液を、
前記電解液排出用ノズルを用いて排出することを特徴と
する請求項4記載のリチウム二次電池の製造方法。5. only set the recess inside the central portion of the other end of the battery case, the excess electrolyte liquid remaining in said recess,
The method for producing a lithium secondary battery according to claim 4, wherein the discharge is performed using the electrolyte solution discharge nozzle.
注入口を、外部からネジ止め、圧入またはシール材の充
填により閉塞することを特徴とする請求項1〜5のいず
れか一項に記載のリチウム二次電池の製造方法。To 6. After ejection of the surplus electrolyte, wherein the electrolyte injection hole, screwing from the outside, any one of claims 1-5, characterized in that for closing the filling pressure inlet or sealing material The method for manufacturing the lithium secondary battery according to 1.
を用い、前記蓋が前記パイプの両端を閉塞するように、
前記パイプの端部をかしめ加工して前記電池ケースを封
止した後に、前記電解液の注入/排出を行うことを特徴
とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のリチウム二
次電池の製造方法。7. A pipe as the body member of the battery case
There use a so that the lid closes both ends of the pipe,
After sealing the battery case by caulking the end portion of the pipe, the lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the injection / discharge of the electrolyte Manufacturing method .
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