JP7100802B2

JP7100802B2 - 電池の製造方法

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Publication number: JP7100802B2
Application number: JP2018195390A
Authority: JP
Inventors: 敦史杉原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2022-07-14
Anticipated expiration: 2038-10-16
Also published as: JP2020064747A

Description

本発明は、電池の製造方法に関する。

近年、リチウムイオン電池等の電池は、パソコン、携帯端末等のポータブル電源や、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の車両駆動用電源等に好適に用いられている。

このような電池は、一般的には、正負の電極が積層された電極体と、非水電解質とが電池ケースに収容され、気密に封止された構成を有し、典型的には、以下の手順で組立てられている。すなわち、まず、金属製のケース本体に電極体を収容し、蓋部材でケース本体を蓋したのち、蓋部材とケース本体とをレーザ溶接により接合する。その後、蓋部材に設けられた注液孔から電池ケース内に非水電解液を注入し、不要となった注液孔に注液栓をレーザ溶接することで、注液孔を封止する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－１７８０５３号公報

ところで、この種の電池については、微小短絡の原因となる金属異物が、電池ケースの封口（嵌め合わせ）工程および溶接工程において、電池ケース内に侵入し得ることが明らかとなってきている。そのため、電池ケースの封口を電池ケースの上下を逆にして実施する手法が提案されている。すなわち、ケース本体の開口を下方に配置させ、ケース本体に下方から電極体を挿入し、下方から蓋部材を嵌め合わせたのち、下方からレーザを照射することで蓋部材とケース本体とを溶接する手法である。この手法により、金属異物の混入による微小短絡の発生は低減されているものの、微小短絡の発生については、なお一層の改善が求められている。

そこで本発明の目的は、金属異物の混入をより一層低減させることができる電池の製造方法を提供することにある。

本発明者の鋭意検討によって、電池ケースの封口を上下逆にして実施した場合であっても、ケース本体と蓋部材とが擦れることによって極めて微細な金属粉が発生し、この金属粉が微小短絡の原因となり得ることを知見した。この金属粉は、例えば図５に示すように、たとえ下方から蓋部材をケース本体に嵌め合わせたとしても、そのまま電池ケースの内側に残留し得る。また、この金属粉は、後に注液される電解液とともに電極体内の例えば正極およびその近傍に侵入し得る。そこでここに開示される電池の製造方法は、開口を有するケース本体と、前記開口を封口するとともに厚み方向に貫通する貫通穴を備える蓋部材と、電極体とを用意する工程、電極体をケース本体に収容する工程、および、ケース本体の開口に蓋部材を嵌め合わせる工程、を含む。そして嵌め合わせ工程は、筒状の送風ノズルであって、当該筒軸方向の先端部が封止されているとともに、筒軸方向と交わる方向にノズル孔が備えられた送風ノズルを用い、蓋部材の前記貫通穴に送風ノズルを挿入し、かつ、当該送風ノズルから前記ケース本体の内部に送風しながらケース本体と蓋部材とを嵌め合わせるとともに、ケース本体と蓋部材とが嵌合するタイミングで、送風ノズルからの送風を停止することを特徴としている。

このような手法によれば、ケース本体の開口に蓋部材を嵌め合わせる工程において、ケース本体と蓋部材との隙間には、ケース内部から外部に向かう気流が形成されている。これにより、ケース本体と蓋部材との摩擦が緩和され、金属粉（金属異物）の発生自体が低減される。また、ケース本体と蓋部材との擦れによって不可避的に金属粉が発生した場合であっても、発生した金属粉は気流に乗って直ちにケースの外部へと送られる。これによって、金属粉のケース内部への混入を抑制することができる。その結果、この金属粉に起因する微小短絡の発生を抑制することができる。なお、送風ノズルは、ノズル孔の経路が適切に調整されている。このことにより、送風によってケース内部から外部に向かう気流を好適に発生することができる。その結果、送風により金属粉をケース内部に送ることなく、ケースの外部に効果的に排出することができる。

一実施形態に係る製造方法によって製造される電池を例示した、部分切り欠き斜視図である。一実施形態に係る電池の製造方法の工程Ｓ１～Ｓ４を模式的に説明する断面フロー図である。一実施形態に係る電池の製造方法の工程Ｓ１～Ｓ４を模式的に説明する斜視フロー図である。（ａ）（ｂ）は、一実施形態に係る嵌め合わせ工程について説明する断面図である。従来の発明の嵌め合わせ工程について説明する断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって、本発明の実施に必要な事柄（例えば、本発明を特徴付けない電池の構成および製造プロセス等）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は、実際の寸法関係を反映するものではない。

なお、本明細書において「電池」とは、一次電池および二次電池に限定されない。ただし、繰り返し充放電することによって長期の使用が前提とされる二次電池であることが好ましい。またこの場合の「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいい、いわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する用語である。
また、本明細書において「リチウムイオン電池」とは、電荷担体としてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンの移動に伴い充放電が実現される二次電池をいう。

本実施形態に係る電池の製造方法は、その一部に、下記の工程Ｓ１～Ｓ３を含む。典型的には、これらの工程に引き続き、下記の工程Ｓ４を含む。
（Ｓ１）開口を有するケース本体と、開口を封口するとともに厚み方向に貫通する貫通穴を備える蓋部材と、電極体とを用意する工程
（Ｓ２）電極体をケース本体に収容する工程
（Ｓ３）ケース本体の開口に蓋部材を嵌め合わせる工程
（Ｓ４）蓋部材とケース本体とを溶接する工程
図１は、電池の一例としてのリチウムイオン電池１である。図２および図３は、一実施形態に係る電池１の製造方法を説明するための工程図である。図中の符号Ｈはリチウムイオン電池１の高さ方向を示し、符号Ｕ、Ｄはそれぞれ上、下を示している。また、図中の符号Ｗは、リチウムイオン電池１の幅方向を示している。以下、リチウムイオン電池１の製造方法の各工程について、電池の構成要素と併せて説明する。

１．用意工程
工程Ｓ１では、電池１の組立てに必要な電池ケース１０と、電極体２０とを用意する。
電池ケース１０は、一の面に開口１１ａを有するケース本体１１と、このケース本体１１の開口１１ａを封口する蓋部材１２と、を備える。必ずしもこれに限定されるわけではないが、電池ケース１０が金属製であると、本発明の効果が顕著に発揮されるために好ましい。電池ケース１０を構成する金属とは、鉄、銅、アルミニウム、チタニウムおよびこれらを含む合金（例えば、鋼）等が好適例として挙げられる。本例のケース本体１１は、扁平な有底角筒形状である。蓋部材１２は、後工程の封口（封缶）のための溶接の品質を高めるために、近年では、電池ケース１０との隙間（あそび）がほぼゼロとなるように設計されている。また、蓋部材１２は、貫通穴１５と、安全弁１８と、正極外部端子３０および負極外部端子４０とを備えている。貫通穴１５は、蓋部材１２を厚み方向に貫通する。貫通穴１５は、後述する電解液の注入孔を兼ねている。図１に示される完成後のリチウムイオン電池１では、貫通穴１５は、後述する注液栓１６によって封止されている。安全弁１８は、密閉後の電池ケース１０の内圧が所定の圧力にまで上昇したときに、電池ケース１０の内圧を外部に開放するための圧力開放弁である。正極外部端子３０および負極外部端子４０は、電池ケース１０の幅方向Ｗの端部において、ケース外側に突出するように一つずつ備えられている。正極外部端子３０および負極外部端子４０は、電池１（電極体２０）に電荷を充電したり取り出したりするために用いられる。

本例の電極体２０は、正極と負極とセパレータとを備えている。正極と負極とは、セパレータによって互いに絶縁された状態で積層され、捲回されることで、電極体２０を構成している。
正極は、正極集電体と、その表面に形成された多孔質の正極活物質層とを備えている。正極集電体には、例えば、アルミニウム箔等の金属箔が好適に使用される。本例では、正極集電体の両面に正極活物質層が設けられている。また、幅方向Ｗにおいて、正極活物質層は正極外部端子３０の側の正極集電体が露出するように幅狭に形成されている。正極活物質層は、粒状の正極活物質を含有している。正極活物質には、従来からリチウムイオン電池に正極活物質として用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。その例としては、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（例、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２等）、リチウムニッケル複合酸化物（例、ＬｉＮｉＯ_２等）、リチウムコバルト複合酸化物（例、ＬｉＣｏＯ_２等）、リチウムニッケルマンガン複合酸化物（例、ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_１．５Ｏ_４等）などのリチウム遷移金属複合酸化物が挙げられる。正極活物質層は、上述した正極活物質の他に、アセチレンブラック（ＡＢ）等の導電材や、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）等のバインダを含有し得る。

負極は、負極集電体と、その表面に形成された多孔質の負極活物質層とを備えている。負極集電体には、例えば、銅箔等の金属箔が好適に使用される。本例では、負極活物質層は、負極集電体の両面に設けられている。また、幅方向Ｗにおいて、負極活物質層は負極外部端子４０の側の負極集電体が露出するように幅狭に形成されている。負極活物質層は、負極活物質を含有する。負極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に負極活物質として用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。その例としては、グラファイトカーボン、アモルファスカーボンなどの炭素系材料、シリコン、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物などが挙げられる。負極活物質層は、上述した負極活物質の他に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）等のバインダや、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の増粘剤を含有し得る。

セパレータは、正極と負極とを電気的に絶縁する多孔性の部材である。本例では、セパレータは、微小な孔を複数有する微多孔性シートで構成されている。セパレータは、例えば、多孔質ポリオレフィン樹脂で構成された単層構造のセパレータや、多層構造のセパレータを用いることができる。セパレータは、耐熱層（ＨＲＬ）を備えていてもよい。

これらの正極および負極は、公知方法により従い作製することができる。例えば、各活物質層の構成成分を含有するペーストを調製し、帯状の集電体上に塗布する。このとき、正極および負極の集電体の幅方向の端部にはペーストを塗布せず、集電体の露出部を設ける。このようにして作製した正極と負極とを、２枚の帯状のセパレータを一枚ずつ介して積層する。このとき、正極集電体の露出部と負極集電体の露出部とが、幅方向の異なる方向で突出するように、正極、負極およびセパレータの重ね合わせ位置を調整する。このように積層された正極、負極およびセパレータを、幅方向を捲回軸とし、断面が長円形となるように捲回することで、捲回型電極体２０を得ることができる。

２．電極体の収容工程
工程Ｓ２では、電極体２０をケース本体１１に収容する。好適な一態様では、電極体２０を、予め蓋部材１２に固定した状態で、ケース本体１１に収容する。具体的には、まず、蓋部材１２のケース内側の表面に、正極集電端子３２および負極集電端子４２をそれぞれ取り付ける。このとき、蓋部材１２のケース外側の表面に備えられた正負の外部端子３０、４０と、正負の集電端子３２、４２とを電気的に接続する。そして、この正極集電端子３２と負極集電端子４２とを、電極体２０の幅方向の端部において突出している正極集電体の露出部と負極集電体の露出部とに接続する。集電端子３２、４２と集電体の露出部とは、例えば超音波溶接することで、電気的かつ機械的に接続することができる。これにより、正極集電端子３２および負極集電端子４２を介して、蓋部材１２によって電極体２０を堅固に支持することができる。また、このことにより、組立て後の電池１において、電池ケース１０内の電極体２０の位置を好適に維持することができる。なお、これにより、電極体２０の幅方向と、リチウムイオン電池１の幅方向Ｗとは一致する。

次いで、例えば、電極体２０を固定した蓋部材１２を、電極体２０が上方に、蓋部材１２が下方に位置するように配置する。そして、蓋部材１２に支持された電極体２０の上方から、ケース本体１１を開口１１ａを下方にして被せる。これにより、電極体２０をケース本体１１に収容することができる。

３．嵌め合わせ工程
工程Ｓ３では、ケース本体１１の開口１１ａと蓋部材１２とを嵌め合わせる。ケース本体１１と蓋部材１２とは、互いの配置が適切となるように、かつ、密閉性と溶接品質とを高め得るように、勘合構造が設計されている。例えば、図４に示すように、ケース本体１１の開口１１ａには、蓋部材１２がケース本体１１の内部に落下しないように、蓋部材１２を受けるための段部１１ｂが設けられている。ケース本体１１は、高さ方向Ｈに直交する面内で、段部１１ｂよりもケース内側の内寸が、蓋部材１２の外寸よりも小さくなるよう設計されている。また、段部１１ｂよりもケース外側の内寸は、蓋部材１２の外寸と概ね一致するように設計されている。換言すると、ケース本体１１の開口１１ａの端部と、蓋部材１２とは、あそび（隙間）が「ゼロ」（許容誤差：例えば、±５０μｍ）となるように構成されている。したがって、嵌め合わせの際には、図５に示す従来技術のように、蓋部材１２とケース本体１１とが接触し、蓋部材１２および／またはケース本体１１の角部が擦れて微小な金属粉Ｍが発生しやすい状況である。

そこで、ここに開示する嵌め合わせ工程では、まず、送風ノズル５０を用意し、この送風ノズル５０を用いて、次の２ステップで蓋部材１２とケース本体１１とを勘合するようにしている。
すなわち、まず、（ａ）第１サブステップでは、蓋部材１２の貫通穴１５に送風ノズル５０を挿入し、かつ、当該送風ノズル５０からケース本体１１の内部に送風しながら、ケース本体１１と蓋部材１２とを嵌め合わせるようにする。このとき、ケース本体１１の平面視での中心と、蓋部材１２の平面視での中心とを一致させたまま、両部材が相対的に近づくように少なくとも一方の部材を移動させるようにする。
続く（ｂ）第２サブステップでは、ケース本体１１と蓋部材１２とが嵌合するタイミングで、送風ノズル５０からの送風を停止する。

第１サブステップにおいて、ケース本体１１に送風しながら嵌め合わせを開始することで、ケース本体１１と蓋部材１２との隙間に、ケース本体１１の内側から外側に向かう気流Ｆを形成することができる。これにより、嵌め合わせが完了するまでに蓋部材１２とケース本体１１とが擦れて金属粉Ｍが発生した場合であっても、その金属粉Ｍを、気流Ｆに乗せて電池ケース１０の外部に排出することができる。また、予め気流Ｆを形成しておくことで、気流Ｆを遮って蓋部材１２とケース本体１１とが接触することに対して反力が作用する。これにより、蓋部材１２とケース本体１１との擦れ（摩擦）を低減することができる。

また、第２サブステップにおいて、ケース本体１１と蓋部材１２とを嵌め終えたタイミングで送風を停止することで、ケース本体１１に蓋部材１２を歪みなくスムーズに嵌め合わせることができる。さらに、嵌合のタイミングで送風を停止することで、送風気流Ｆが電池ケース１０の内部に向けて侵入し、電極体２０に吹き付けて活物質層等にダメージを与えることを抑制することができる。送風の停止は、例えば、ケース本体１１と蓋部材１２との嵌め合わせ操作において、ケース本体１１と蓋部材１２との相対変位がゼロとなったとき（すなわち、蓋部材１２がケース本体１１の段部１１ｂに突き当たったとき）を目安に決定することができる。ケース本体１１と蓋部材１２との相対変位がゼロとなったときよりも後に送風を停止する場合は、相対変位がゼロとなったときから５秒間に満たないタイミングで送風を停止することが好ましい。これにより、金属粉Ｍの発生自体を低減できるとともに、金属粉Ｍが不可避的に発生した場合でも、電池ケース１０内、さらには電極体２０内への侵入を抑制することができる。さらに、送風により発生した球によって電極体２０が損傷するのを抑制することができる。

なお、送風ノズル５０は、図４に示すように、筒状で、先端の小さな穴から勢いよく気体を放出する装置である。送風ノズル５０は、例えば図示しない圧送機に接続されて、所定の流量、タイミングで、気体を放出することができる。この送風ノズル５０は、筒軸方向（図４では高さ方向Ｈに一致する）の先端部が封止されており、筒軸方向と交わる方向にノズル孔が備えられている。本例の送風ノズル５０の送風流路は、送風ノズル５０の先端で、幅方向Ｗと、幅方向に直交する厚み方向との、四方に分岐されている。図４では、厚み方向に分岐された流路が示されている。そして送風ノズル５０の先端部の側壁には、幅方向Ｗと厚み方向との四箇所にノズル孔が設けられている。このような送風ノズル５０を用いることで、ケース本体１１と蓋部材１２との隙間に、ケース本体１１の内側から外側に向かう気流Ｆを好適に形成することができる。また、この気流Ｆは、ケース本体１１の内側には侵入難いことから、金属粉Ｍを効率的に排出することができる。また、金属粉Ｍ、その他の異物等が、ケース本体１１の内側に向けて送られることを防止することができる。送風ノズル５０からケース本体１１に供給する気体は、電池の性状に悪影響を与えないものであれば特に制限されず、例えば、乾燥空気や、窒素、アルゴン等の不活性ガス等が一例として挙げられる。

４．溶接工程
工程Ｓ４では、ケース本体１１と蓋部材１２とを溶接する。溶接は、ケース本体１１および蓋部材１２を溶接線に沿って接合に必要なエネルギーを供給することで実施することができる。溶接は、例えば、アーク溶接、抵抗溶接、高エネルギービーム溶接、ろう接、固相接合などであってよく、好ましくは高エネルギービーム溶接である。エネルギービームとしては、レーザや電子線等であってよく、波長はケース本体１１と蓋部材１２との組成や寸法等により適宜設定することができる。これにより、電極体２０を電池ケース１０内に封缶することができる。

なお、非水電解質として非水電解液を備えるリチウムイオン電池１では、その後の工程で、蓋部材１２に設けられた注液孔１５から、電池ケース１０の内部に電解液を注液する。非水電解液は、非水溶媒と、電解質支持塩と、を含んでいる。電解液は、典型的には常温（典型的には０～２５℃）で液体状態を示す。電解質支持塩は、例えばリチウム塩である。非水溶媒およびリチウム塩については特に限定されず、従来の二次電池の電解液に使用されているものと同様であってよい。非水溶媒の好適例としては、例えば、カーボネート類、エステル類、エーテル類等の非プロトン性溶媒が挙げられる。なかでも、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等の環状カーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等の鎖状カーボネート、および、これらのカーボネートがフッ素化されたフッ素化鎖状または環状カーボネートを、１種または２種以上含むことが好ましい。リチウム塩の好適例としては、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４等が挙げられる。電解液中のリチウム塩の濃度は、例えば０．８～１．３ｍｏｌ／Ｌとすることができる。注液後の注液孔１５は、例えば、注液孔１５を気密に塞ぐ注液栓１６によって封止する。蓋部材１２と注液栓１６とは、例えば、溶接によって堅固に固定されてもよい。これにより、リチウムイオン電池１を構築することができる。

組立て後のリチウムイオン電池１は、適宜、所定の初期充放電処理を施すことにより、電池としての機能を備え得る。また、リチウムイオン電池１の高い品質を確保するために、典型的には、初期充放電処理の前後に、エージング処理や、短絡検査等が施される。これにより、リチウムイオン電池１を製造することができる。このリチウムイオン電池１は、従来よりも封缶時の金属異物の混入が抑制されている。そのため、例えば、短絡検査において短絡が発生する不良品の発生率が低減されている。換言すると、ここに開示される技術によって、歩留まりよく高品質な電池を製造することができる。

以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。

〔実験例〕
〔電池の作製〕
まず、正極活物質としてのニッケルマンガンコバルト酸リチウムと、導電助材としてのアセチレンブラック（ＡＢ）と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と、を含む正極スラリーを調製し、この正極スラリーを、正極集電体としてのアルミニウム箔の両面に塗布して、乾燥させることで、正極活物質層を備える正極を得た。なお、集電体の長手方向に沿う端部には、正極スラリーを塗布せず、集電体の露出部を設けた。

次いで、負極活物質としての黒鉛粉末と、結着材としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、増粘材としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）とを含む負極スラリーを調製し、この負極スラリーを、負極集電体としての銅箔の表面に塗布し、乾燥させることで、負極活物質層を備える負極を得た。なお、集電体の長手方向に沿う端部には、負極スラリーを塗布せず、集電体の露出部を設けた。

そして用意した正極および負極を、平均厚み２０μｍのポリエチレン製の微多孔質シートを介して、正極活物質層および負極活物質層が絶縁され、かつ、正負の集電体露出部がそれぞれ幅方向の反対側に突出するように重ね合わせた。そしてこの電極積層体を扁平に捲回することで捲回型電極体を得た。電池ケースとしては、ＳＵＳ３０４製の蓋部材およびケース本体とからなる扁平角型の金属製電池ケースを用意した。なお、蓋部材には、電解液を注液するための注液孔と、正極および負極の外部端子が設けられている。そして、蓋部材に正負の集電端子を取り付けた後、正負の集電端子と捲回型電極体の正負の集電体露出部とを超音波溶接することにより接合した。これにより、捲回型電極体を蓋部材に固定した。

〔嵌め合わせ工程〕
次いで、蓋部材に固定した捲回型電極体にケース本体を被せ、以下のＡ～Ｄの４とおりの手順で蓋部材とケース本体とを嵌め合わせた。その後、蓋部材とケース本体とをレーザー溶接することで封缶し、電池組立体を得た。電池組立体は、各嵌め合わせパターンについて、１０個ずつ用意した。なお、ドライエアの送風には、図４に示すノズル形状の送風ノズルを用い、注液孔から電池ケース側に送風ノズルの先端を挿入した状態で、送風と停止とを切り替えるようにした。

（Ａ）送風することなく、蓋部材とケース本体とを嵌め合わせた。
（Ｂ）封缶後に、注液孔から電池ケース内にドライエアを送風した。
（Ｃ）捲回型電極体にケース本体を被せ終えるタイミングで注液孔から電池ケース内にドライエアを送風し、蓋部材とケース本体とを嵌め終えたとき（蓋部材とケース本体との変位がゼロのとき）に送風を停止した。
（Ｄ）捲回型電極体にケース本体を被せ終えるタイミングで注液孔から電池ケース内にドライエアを送風し、蓋部材とケース本体とを嵌め終えたとき（蓋部材とケース本体との変位がゼロのとき）から５秒後に送風を停止した。

〔スパイクリーク試験〕
上記のようにして組立てた注液前の各電池組立体に対して、スパイクリーク試験を実施した。具体的には、室温（２５℃）環境において、電池組立体に対し、電池ケースの幅方向に直交する厚み方向に６ｋＮの荷重を印加し、捲回型電極体を電極層の積層方向で圧縮させた。そしてこのような加圧状態において、正負の外部端子間に５００Ｖのスパイク電圧を瞬間的に印加し、リーク電流（絶縁破壊電流）が流れるかどうかを確認した。その結果を、リーク電流が流れなかった場合を「ＯＫ」、リーク電流が流れた場合を「ＮＧ」、として、各結果に該当するセルの数を嵌め合わせ工程ごとに集計して、下記表１に示した。

嵌め合わせを手順（Ａ）で行った場合は、スパイクリーク試験により、全１０個中４個のセルにて短絡が発生することがわかった。これは、嵌め合わせ工程時に発生した金属異物が電極体内部に侵入して短絡の原因となったためであると考えられる。これに対し、手順（Ｃ）で行った場合は、スパイクリーク試験にて短絡が発生したセルは０個であり、電池ケースの嵌め合わせ工程にてエアを注入することで、微小短絡を効果的に抑制できることが確認できた。なお、手順（Ｂ）では、封缶後にエアを注入しているため、金属異物を排出するとの観点から、手順（Ａ）の場合と比較して大きな改善は見られなかった。また、手順（Ｄ）では、嵌め合わせ後もしばらくエアを注入したことによって、１０個中２個のセルにて短絡が発生してしまうことがわかった。これは、電池ケースの嵌め合わせ時に発生した金属異物等はケース外に排出できたものの、その後もエアを注入し続けることで、電極体にダメージを与えて電極活物質層の剥離等を引き起こしてしまったものと予想される。

以上のことから、蓋部材のケース本体への嵌め合わせ時に、勘合部近辺にケース内からケース外に向かう気流を適切なタイミングで発生させることで、勘合に伴い発生する金属異物に起因する短絡を低減できることがわかった。また、気流発生のためのエアの注入は、嵌め合わせ完了とともに停止させることで、電極体損傷等のダメージを発生させることがないことも確認できた。エアの注入停止のタイミングは、嵌め合わせ完了から遅れる場合でも、５秒後よりも早期であることが望ましい。

以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態および実施例は例示にすぎず、ここに開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、電極体は、捲回型に限定されず、複数の平板状の正極と負極とがセパレータを介して積層された、いわゆる積層型の電極体であってもよい。また、ここに開示される技術は、電解質として非水電解液を用いる電池の場合に特に好適に適用できるが、固体電解質を使用する全固体電池に対して適用することもできる。この場合、送風は、注液孔に代えて、安全弁装着部等を利用して実施してもよい。電池ケースの蓋部材とケース本体との嵌め合わせ構造は、上記の例に限定されず、例えば蓋部材は断面形状がＴ字型であり、ケース本体の開口の内面上端から上面にわたって密接して覆うように構成されていてもよい。また、送風ノズルの送風流路の形態（ノズル孔の数、向き、送風角度等）や、ガス種および流量等は、当業者であれば、ここに開示される技術の本質を外れない範囲で適宜設計変更することができる。

１電池
１０電池ケース
１１ケース本体
１２蓋部材
２０電極体

Claims

電極体が収容された電池ケースのケース本体と蓋部材とが溶接されている電池の製造方法であって、
開口を有するケース本体と、前記開口を封口するとともに厚み方向に貫通する貫通穴を備える蓋部材と、電極体とを用意する工程、
前記電極体を前記ケース本体に収容する工程、および、
前記ケース本体の前記開口に前記蓋部材を嵌め合わせる工程、
を含み、
前記嵌め合わせ工程は、
筒状の送風ノズルであって、当該筒軸方向の先端部が封止されているとともに、前記筒軸方向と交わる方向にノズル孔が備えられた送風ノズルを用い、
前記蓋部材の前記貫通穴に前記送風ノズルを挿入し、かつ、当該送風ノズルから前記ケース本体の内部に送風しながら前記ケース本体と前記蓋部材とを嵌め合わせるとともに、前記ケース本体と前記蓋部材とを嵌め終えたタイミングで、前記送風ノズルからの前記送風を停止することを特徴とする、電池の製造方法。