JP4967650B2

JP4967650B2 - ２次電池の製造方法

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Publication number: JP4967650B2
Application number: JP2006352880A
Authority: JP
Inventors: 吉正土岐
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: JP2008166068A

Description

２次電池の製造方法に関する。

正極板、セパレータおよび負極板を積層して形成された電池要素が収容される袋体に、電解質を注入後、袋体の内部から外部に延長する正極端子および負極端子を経由し、電池要素に充電することでガスを発生させ、その後、ガスを排出することで、実使用の際のガス発生による膨れを抑制し、かつ電池特性を安定させている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２１０３７２号公報

しかし、電池要素が収容される袋体は、シート状の外装材の周縁を接合することで形成される。また、電池要素に充電するためには、電解質を注入するための開口部を接合し、袋体を封止し、その後、発生したガスを排出するためには、袋体を開封して、ガスを排出するための開口部を形成する必要がある。そして、当該開口部を接合し、袋体を封止することで、外装ケースが形成される。つまり、２次電池を製造するために、複数回の封止（接合）が必要であり、作業工数が多くなるため、生産性を向上させることが困難である問題を有する。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、良好な生産性を有する２次電池の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
正極板、セパレータおよび負極板を積層して形成された電池要素、２枚のシート状外装材を外周縁で接合することによって袋状に形成され、前記電池要素を内部に収容する外装ケース、および、前記正極板および前記負極板に接続され、前記外装ケースの内部から外部に延長する板状の正極端子および負極端子を有する２次電池の製造方法であって、
２枚の外装材の間に、互いに隙間部を挟んで並置され、かつ前記正極端子および前記負極端子が露出するように、複数の前記電池要素を配置し、前記外装材の周縁を接合し、電解質を注入するための第１開口部を有する袋体を形成するための周縁接合工程、
前記第１開口部を経由し、前記袋体の内側に、電解質を注入するための電解質注入工程、
前記第１開口部を接合し、前記袋体を封止するための第１封止工程、
前記正極端子および負極端子を経由し、前記電池要素に充電することでガスを発生させるためのガス発生工程、
前記袋体に第２開口部を形成するための開封工程、
前記第２開口部を経由し、前記袋体の内側から前記ガスを排出するためのガス抜き工程、
前記第２開口部を接合し、前記袋体を封止するための第２封止工程、
前記隙間部に位置する前記袋体の部位を接合し、前記袋体を仕切る隔壁部を形成するための隔壁部形成工程、および、
前記隔壁部にそって前記袋体を切断し、前記２次電池を複数形成するための切断工程
を有することを特徴とする２次電池の製造方法である。

上記目的を達成するための請求項２に記載の発明は、
正極板、セパレータおよび負極板を積層して形成された電池要素、２枚のシート状外装材を外周縁で接合することによって袋状に形成され、前記電池要素を内部に収容する外装ケース、および、前記正極板および前記負極板に接続され、前記外装ケースの内部から外部に延長する板状の正極端子および負極端子を有する２次電池の製造方法であって、
２枚の外装材の間に、互いに隙間部を挟んで並置され、かつ前記正極端子および前記負極端子が露出するように、複数の前記電池要素を配置し、前記外装材の周縁を接合し、電解質を注入するための第１開口部を有する袋体を形成するための周縁接合工程、
前記隙間部に位置する前記袋体の部位を部分的に接合し、前記袋体を仕切る隔壁部の１部を形成するための第１隔壁部形成工程、
前記第１開口部を経由し、前記袋体の内側に、電解質を注入するための電解質注入工程、
前記第１開口部を接合し、前記袋体を封止するための第１封止工程、
前記正極端子および負極端子を経由し、前記電池要素に充電することでガスを発生させるためのガス発生工程、
前記袋体に第２開口部を形成するための開封工程、
前記第２開口部を経由し、前記袋体の内側から前記ガスを排出するためのガス抜き工程、
前記第２開口部を接合し、前記袋体を封止するための第２封止工程、
前記隙間部に位置する前記袋体の部位における、前記接合された部位を除いた残余を接合し、前記隔壁部を完成させるための第２隔壁部形成工程、および、
前記隔壁部にそって前記袋体を切断し、前記２次電池を複数形成するための切断工程
を有することを特徴とする２次電池の製造方法である。

請求項１および請求項２に記載の発明によれば、複数の電池要素が、２枚のシート状外装材を接合することによって、一括して封止され、２次電池が、複数同時に形成される。そのため、２次電池一個当たりの封止に係る作業工数を、削減することが可能である。したがって、良好な生産性を有する２次電池の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、第１実施形態に係る２次電池を説明するための平面図、図２は図１のＩＩ‐ＩＩ線に沿う断面図である。

２次電池１０は、電池要素２０、外装ケース５０、正極リード（正極端子）４０および負極リード（正極端子）４５を有する。

電池要素２０は、正極活物質層３４が塗布された集電体３２からなる正極板と、負極活物質層３６が塗布された集電体３２からなる負極板とを、電解質を保持するセパレータ（電解質層）３８を介して積層することで、形成されている。

正極活物質層３４は、正極活物質、導電助剤、バインダ等を含んでいる。正極活物質は、例えば、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のリチウム−遷移金属複合酸化物である。導電助剤は、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブである。バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリイミドである。

負極活物質層３６は、負極活物質、導電助剤、バインダ等を含んでいる。負極活物質は、例えば、ハードカーボン（難黒鉛化炭素材料）、黒鉛系炭素材料や、リチウム−遷移金属複合酸化物である。

集電体３２は、例えば、アルミニウム箔、銅箔、ステンレススチール箔、チタン箔、ニッケルとアルミニウムのクラッド材、銅とアルミニウムのクラッド材、ステンレススチールとアルミニウムのクラッド材あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材から、形成される。なお、上記材質のうち、正極の集電体３２は正極電位で、負極の集電体３２では負極の電位で安定な材質が選択され、一般的には、正極の集電体３２にはアルミニウム箔が、負極の集電体３２には銅箔が用いられる。

セパレータ３８は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミドから形成される。セパレータ３８が保持する電解質は、液体系あるいは流動性を有するゲルポリマー系である。

液体電解質（電解液）は、有機溶媒、支持塩および少量の界面活性剤等を含んでいる。有機溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ）等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、テトラヒドロフラン等のエーテル類である。支持塩は、リチウム塩（ＬｉＰＦ_６）等の無機酸陰イオン塩、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３等の有機酸陰イオン塩である。

ゲルポリマー電解質は、電解液、ホストポリマー等を含んでいる。ホストポリマーは、ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のリチウムイオン伝導性を持たない高分子、ＰＥＯ（ポリエチレンオキシド）やＰＰＯ（ポリプロピレンオキシド）等のイオン伝導性を有する高分子（固体高分子電解質）である。

外装ケース５０は、シート状の外装材５２の周縁を、熱溶着によって接合することで、袋状に形成されており、電池要素２０を収容するために使用される。外装材５２は、三層構造を有する高分子−金属複合ラミネートフィルムであり、金属層５４および金属層５４の両面に配置される高分子樹脂層５６を有する。

金属層５４は、例えば、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属箔から構成される。高分子樹脂層５６は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン、アイオノマー、エチレンビニルアセテート等の熱溶着性樹脂フィルムから構成される。なお、外装材５２の接合は、熱溶着を適用することに限定されない。

正極リード４０および負極リード４５は、電池要素２０の集電体３２に接続され、電池要素２０から電流を引き出すために、外装ケース５０の内部から外部に延長している。

図３は、第１実施形態に係る２次電池の製造方法を説明するための工程図である。

２次電池１０の製造方法は、周縁接合工程、電解質注入工程、第１封止工程、ガス発生工程、開封工程、ガス抜き工程、第２封止工程、隔壁部形成工程、切断工程を有する。

周縁接合工程においては、２枚の外装材５２の間に、互いに隙間部を挟んで並置され、かつ正極リード４０および負極リード４５が露出するように、複数の電池要素２０を配置し、外装材５２の周縁の一部を残して接合し、電解質を注入するための第１開口部を有する袋体が形成される。電解質注入工程においては、第１開口部を経由し、袋体の内側に、電解質が注入される。

第１封止工程においては、第１開口部を接合し、袋体が封止される。ガス発生工程においては、正極リード４０および負極リード４５を経由し、電池要素２０に充電することで、ガスが、発生させられる。開封工程においては、袋体に第２開口部が形成される。ガス抜き工程においては、第２開口部を経由し、袋体の内側からガスが排出される。第２封止工程においては、第２開口部が接合され、袋体が封止される。隔壁部形成工程においては、隙間部に位置する袋体の部位が接合される、袋体を仕切る隔壁部が形成される。切断工程においては、隔壁部にそって袋体が切断され、２次電池１０が複数形成される。

以上のように、複数の電池要素が、一括して封止され、電池要素が収容された２次電池１０が、複数同時に形成される。そのため、２次電池一個当たりの封止に係る作業工数を、削減することが可能である。

次に、図４〜図１２を参照し、各工程を詳述する。なお、図４は、図３に示される周縁接合工程を説明するための平面図、図５は、図４に続く、電解質注入工程を説明するための平面図、図６は、図５に続く、第１封止工程を説明するための平面図、図７は、図６に続く、ガス発生工程を説明するための平面図、図８は、図７に続く、開封工程を説明するための平面図、図９は、図８に続く、ガス抜き工程を説明するための平面図、図１０は、図９に続く、第２封止工程を説明するための平面図、図１１は、図１０に続く、隔壁部形成工程を説明するための平面図、図１２は、図１１に続く、切断工程を説明するための平面図である。

周縁接合工程においては、まず、２枚の略矩形形状の外装材５２の間に、２個の略矩形形状の電池要素２０が配置される。電池要素２０は、隙間部１５０を挟んで並置され、かつ、正極リード４０及び負極リード４５は、外装材５２から露出するように、位置決めされる。

その後、外装材５２の周縁が、図４に示すように１辺を残して接合され、接合部１１５，１２５，１３５および第１開口部１４２を有する袋体１００が形成される。

接合部１１５は、正極リード４０が引き出されている第１側辺１１０を、接合することで形成される。接合部１２５は、第１側辺１１０に対し直角に延長する第２側辺１２０を、接合することで形成される。接合部１３５は、第２側辺１２０に対し直角に延長しかつ負極リード４５が引き出されている第３側辺１３０を、接合することで形成される。第１開口部１４２は、第２側辺１２０に相対する第４側辺１４０に位置し、外装材５２の周縁の非接合部から形成される。

接合部１１５，１２５，１３５の形成順序は、特に限定されず、また、一括して形成することも可能である。第１開口部１４２および接合部１２５の配置位置を、入れ替えることも可能である。第１開口部１４２を、正極リード４０が引き出されている第１側辺１１０あるいは負極リード４５が引き出されている第３側辺１３０に、配置することも可能である。

電解質注入工程においては、第１開口部１４２を経由し、袋体１００の内側に、電解質が注入される。電解質の注入方法は、特に限定されず、チューブやノズルを開口部１４２に差し込んで直接注入したり、電解質へ浸漬することで注入したり、することも可能である。

第１封止工程においては、電解質を注入するために使用した第１開口部１４２を、接合して、接合部１４５を形成することで、袋体１００が封止される。

ガス発生工程は、電池要素２０から初期ガスを発生させるための初充電工程、および、初充電工程の後において、ガスを更に発生させ、電池特性を安定化させるためのエージング工程を有する。

初充電工程においては、電池要素２０の有する電池容量の所定割合まで充電した場合に得られる電池電圧を、電池要素２０が発生させるまで、初充電される。初充電の温度は、４５℃よりも低い場合には、ガスの発生が不十分となり、７０℃よりも高い場合には、電池特性が劣化する虞があるため、４５〜７０℃が好ましい。電池容量の所定割合は、３０％より低い場合には、負極表面における不活性被膜の形成が不十分となり、５０％より高い場合には、不活性被膜の形成に対する影響が少ないため、好ましくは、３０〜５０％、より好ましくは、３５〜４５％である。

エージング工程においては、電池要素２０が有する電池容量の９５〜１０５％まで充電した場合に得られる電気量だけ充電した状態で、保持される。充電温度は、約２５℃である。保持温度は、６０℃より低い場合には、ガスの発生が不十分となり、７０℃より高い場合には、電池特性が劣化する虞があるため、６０〜７０℃が、好ましい。保持時間の好ましい範囲は、保持温度に影響され、６０℃の保持温度の場合には、５０〜７２時間であり、７０℃の保持温度の場合には、４０〜５５時間である。

以上のように、ガス発生工程においては、正極リード４０及び負極リード４５を経由し、封止された袋体１００の内部に位置する電池要素２０に、充電することで、ガスが発生させられる。

開封工程においては、接合部１４５を剥離し、袋体１００を開封することで、第４側辺１４０に、第２開口部１４７が形成される。なお、接合部１４５と相対する接合部１２５を剥離し、第２開口部１４７を形成することも可能である。また、接合部１１５あるいは接合部１３５を剥離し、第２開口部１４７を形成することも可能である。

ガス抜き工程においては、例えば、袋体１００を約６０℃のドライ雰囲気（露点が−２０℃）中で保持し、０．４ＭＰａの荷重で押圧することで、第２開口部１４７を経由し、袋体１００の内側からガスが排出される。

第２封止工程においては、第２開口部１４７を接合し、第４側辺１４０に、接合部１４６を再形成することで、袋体１００が封止される。

隔壁部形成工程においては、隙間部１５０に位置する袋体１００の部位が接合され、袋体１００を仕切る隔壁部（接合部）１５５が形成される。隔壁部１５５は、接合部１１５の中央と、接合部１３５の中央との間を、垂直に延長して連結しているため、独立した封止構造体１０１，１０２が形成される。

封止構造体１０１は、接合部１１５、接合部１２５、接合部１３５および隔壁部１５５によって形成され、電池要素２０の一方が収容され、かつ、正極リード４０及び負極リード４５が外部に延長している。封止構造体１０２は、接合部１１５、隔壁部１５５、接合部１３５および接合部１４６によって形成され、電池要素２０の他方が収容され、かつ、正極リード４０及び負極リード４５が外部に延長している。つまり、封止構造体１０１，１０２は、連結された２次電池１０に対応する。

切断工程においては、隔壁部１５５にそって袋体１００が切断され、封止構造体１０１と封止構造体１０２が分離される。つまり、２次電池１０が複数形成される。

次に、比較例として、２次電池を１個ずつ製造する場合を説明する。

図１３は、比較例に係る２次電池の製造方法を説明するための工程図、図１４は、図１３に示される周縁接合工程を説明するための平面図、図１５は、図１３に示される第１封止工程を説明するための平面図、図１６は、図１３に示される第２封止工程を説明するための平面図である。

比較例に係る２次電池の製造方法は、第１実施形態と異なり、隔壁部形成工程および切断工程が存在せず、周縁接合工程、電解質注入工程、第１封止工程、ガス発生工程、開封工程、ガス抜き工程および第２封止工程を有する。

周縁接合工程においては、外装材の周縁が、接合され、接合部１１５，１２５，１３５および第１開口部１４２を有する袋体１００が形成される。したがって、３回の接合作業が実施される。

第１封止工程においては、電解質を注入するために使用した第１開口部１４２が接合され、接合部１４５が形成することで、袋体１００が封止される。したがって、１回の接合作業が実施される。

第２封止工程においては、第２開口部を接合し、第４側辺１４０に、接合部１４６を再形成することで、袋体１００が封止される。したがって、１回の接合作業が実施される。なお、第２開口部は、ガスを排出するために、接合部１４５を剥離し、形成されている。

比較例においては、接合作業は、周縁接合工程においては３回、第１封止工程においては１回、第２封止工程においては１回である。つまり、１個の２次電池が完成するまでに、合計５回の接合作業が実施される。

一方、第１実施形態においては、上述のように、隔壁部形成工程において、さらに１回の接合作業が必要であり、合計６回の接合作業が実施される。しかし、当該作業で、２個の２次電池が完成されるため、１個単位に換算すると、３回の接合作業となる。したがって、第１実施形態は、比較例に対し、封止に係る作業工数を、削減することが可能である。

以上のように、第１実施形態は、良好な生産性を有する２次電池の製造方法を、提供することができる。

なお、第２封止工程および隔壁部形成工程を一体化することで、第２開口部１４７を接合し、袋体１００を封止すると同時に、隙間部１５０に位置する袋体１００の部位を接合し、袋体１００を仕切る隔壁部１５５を形成することも可能である。また、隔壁部形成工程を、第２封止工程の前に実施することも可能である。

次に、第２実施形態を説明する。

図１７は、第２実施形態に係る２次電池の製造方法を説明するための工程図、図１８は、図１７に示される第１隔壁部形成工程を説明するための平面図、図１９は、図１７に示される第２隔壁部形成工程を説明するための平面図である。なお、以下において、第１実施形態と同様の機能を有する部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。

第２実施形態に係る２次電池の製造方法は、隔壁部形成工程が２分割されており、周縁接合工程と電解質注入工程との間に位置する第１隔壁部形成工程、および、第２封止工程と切断工程との間に位置する第２隔壁部形成工程を有する点で、第１実施形態と概して異なる。周縁接合工程、電解質注入工程、第１封止工程、ガス発生工程、開封工程、ガス抜き工程、第２封止工程および切断工程は、第１実施形態と略同一のため、その説明を省略する。

第１隔壁部形成工程においては、隙間部２５０に位置する袋体２００の部位が部分的に接合され、接合部２５６が形成される。接合部２５６は、袋体２００を仕切る隔壁部２５５の１部である。なお、符号２１０，２２０，２３０，２４０は、第１側辺、第２側辺、第３側辺、第４側辺を、示している。符号２１５，２２５，２３５は、第１側辺、第２側辺、第３側辺に形成された接合部を、示している。

第２隔壁部形成工程においては、隙間部２５０に位置する袋体２００の部位における、接合された部位を除いた残余が接合され、接合部２５７が形成される。接合部２５６および接合部２５７は、一体となり、袋体２００を仕切る隔壁部２５５を形成する。つまり、第２隔壁部形成工程においては、隔壁部２５５が完成される。なお、符号２４６は、ガス排出用の第２開口部を接合し再形成された接合部である。

第１実施形態においては、電解質注入工程の後において、隙間部１５０に位置する袋体２００の部位が接合され、隔壁部１５５が形成される。したがって、隙間部１５０の外装材５２の電池内側面に電解質が付着しており、隔壁部１５５の接合強度は、電解質によって影響される可能性がある。

第２実施形態においては、電解質注入工程の前において、隔壁部２５５の一部（接合部２５６）が既に形成されている。したがって、隔壁部２５５の接合強度に対する電解質の影響を抑制することで、第１実施形態と比較し、隔壁部２５５つまり外装ケース５０の接合強度を向上させることが、可能である。

また、第２実施形態においては、隔壁部形成工程が２分割されているため、第１実施形態に比較し、さらに１回の接合作業が必要であり、合計７回の接合作業が実施される。当該作業で、２個の２次電池が完成されるため、１個単位に換算すると、３．５回の接合作業となる。一方、上述の比較例は、合計５回の接合作業を必要とする。したがって、第２実施形態は、比較例に対し、封止に係る作業工数を、削減することが可能である。

以上のように、第２実施形態は、良好な生産性を有し、かつ外装ケースの接合強度を向上させ得る２次電池の製造方法を、提供することができる。

次に、第３実施形態を説明する。

図２０は、第３実施形態に係る２次電池の製造方法における周縁接合工程を説明するための平面図、図２１は、図２０に続く、電解質注入工程の注入を説明するための平面図、図２２は、図２１に続く、第１封止工程を説明するための平面図である。

第３実施形態は、電解質を注入するための第１開口部を複数有する点で、第１実施形態と概して異なる。ガス発生工程〜切断工程は、第１実施形態と略同一のため、その説明を省略する。

周縁接合工程においては、外装材の周縁が接合され、接合部３１５，３２５，３３５，３４５および第１開口部３４２，３４３を有する袋体３００が形成される。

接合部３１５は、正極リード４０が引き出されている第１側辺３１０を、接合することで形成される。接合部３２５は、第１側辺３１０に対し直角に延長する第２側辺３２０を部分的に接合することで形成され、未接合部は、第１開口部３４２を構成する。

接合部３３５は、第２側辺３２０に対し直角に延長しかつ負極リード４５が引き出されている第３側辺３３０を、接合することで形成される。接合部３４５は、第３側辺３３０に対し直角に延長し、第１側辺３１０と連結する第４側辺３４０を部分的に接合することで形成され、未接合部は、第１開口部３４３を構成する。

接合部３１５，３２５，３３５，３４５の形成順序は、特に限定されず、また、一括して形成することも可能である。第１開口部３４２，３４３は、正極リード４０が引き出されている第１側辺３１０あるいは負極リード４５が引き出されている第３側辺３３０に、配置することも可能である。

電解質注入工程においては、第１開口部３４２，３４３を経由し、袋体３００の内側に、電解質が注入される。この際、電解質は、２箇所から注入されるため、注液性を確保することが可能である。したがって、一括して処理する電池要素を増加させることで、袋体３００が大型化した場合であって、電解質を円滑に注入することが可能であり、電解質の注入時間の増加を、抑制することができる。

第１封止工程においては、電解質を注入するために使用した第１開口部３４２，３４３が、接合され、接合部３４３，３４４が形成されることで、袋体３００が封止される。

以上のように、第３実施形態は、第１実施形態と比較し、大型化が容易である。

なお、第３実施形態は、第１実施形態に比較し、周縁接合工程および第１封止工程において、さらに１回の接合作業がそれぞれ必要であり、合計８回の接合作業が実施される。当該作業で、２個の２次電池が完成されるため、１個単位に換算すると、４回の接合作業となる。一方、上述の比較例は、合計５回の接合作業を必要とする。したがって、第３実施形態は、比較例に対し、封止に係る作業工数を、削減することが可能である。

次に、第４実施形態を説明する。

図２３は、第４実施形態に係る２次電池の製造方法における第１隔壁部形成工程を説明するための平面図である。

第４実施形態は、電解質を注入するための第１開口部を複数有する点で、第２実施形態と概して異なる。ガス発生工程〜切断工程は、第２実施形態と略同一のため、その説明を省略する。

周縁接合工程においては、外装材の周縁が接合され、接合部４１５，４２５，４３５，４４５および第１開口部４４２，４４３を有する袋体４００が形成される。

第１隔壁部形成工程においては、第２実施形態の場合と同様に、隙間部４５０に位置する袋体４００の部位が部分的に接合され、接合部４５６が形成される。接合部４５６は、隔壁部の一部であり、隔壁部の接合強度に対する電解質の影響を抑制し、隔壁部つまり外装ケース５０の接合強度を向上させることが、可能である。

電解質注入工程においては、第１開口部４４２，４４３を経由し、袋体４００の内側に、電解質が注入される。この際、電解質は、２箇所から注入されるため、注液性を確保することが可能である。したがって、一括して処理する電池要素を増加させることで、袋体４００が大型化した場合であって、電解質の注入時間の増加を抑制することが可能である。

第１封止工程においては、電解質を注入するために使用した第１開口部４４２，４４３が、接合され、接合部が形成されることで、袋体４００が封止される。

以上のように、第４実施形態は、第２実施形態に比較し、大型化が容易である。

なお、第４実施形態は、第２実施形態に比較し、周縁接合工程および第１封止工程において、さらに１回の接合作業がそれぞれ必要であり、合計９回の接合作業が実施される。当該作業で、２個の２次電池が完成されるため、１個単位に換算すると、４．５回の接合作業となる。一方、上述の比較例は、合計５回の接合作業を必要とする。したがって、第４実施形態は、比較例に対し、封止に係る作業工数を、削減することが可能である。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。

例えば、第３実施形態および第４実施形態に係るガス発生工程の後の開封工程において、ガスを排出するための第２開口部を、複数形成することも好ましい。この場合、第２開口部の設置数に応じて、第２封止工程における第２開口部を接合するため回数が増加することとなる。

本発明に係る２次電池を説明するための平面図である。図１のＩＩ‐ＩＩ線に沿う断面図である。第１実施形態に係る２次電池の製造方法を説明するための工程図である。図３に示される周縁接合工程を説明するための平面図である。図４に続く、電解質注入工程を説明するための平面図である。図５に続く、第１封止工程を説明するための平面図である。図６に続く、ガス発生工程を説明するための平面図である。図７に続く、開封工程を説明するための平面図である。図８に続く、ガス抜き工程を説明するための平面図である。図９に続く、第２封止工程を説明するための平面図である。図１０に続く、隔壁部形成工程を説明するための平面図である。図１１に続く、切断工程を説明するための平面図である。比較例に係る２次電池の製造方法を説明するための工程図である。図１３に示される周縁接合工程を説明するための平面図である。図１３に示される第１封止工程を説明するための平面図である。図１３に示される第２封止工程を説明するための平面図である。第２実施形態に係る２次電池の製造方法を説明するための工程図である。図１７に示される第１隔壁部形成工程を説明するための平面図である。図１７に示される第２隔壁部形成工程を説明するための平面図である。第３実施形態に係る２次電池の製造方法における周縁接合工程を説明するための平面図である。図２０に続く、電解質注入工程の注入を説明するための平面図である。図２１に続く、第１封止工程を説明するための平面図である。第４実施形態に係る２次電池の製造方法における第１隔壁部形成工程を説明するための平面図である。

符号の説明

１０・・２次電池、
２０・・電池要素、
３２・・集電体、
３４・・正極活物質層、
３６・・負極活物質層、
３８・・セパレータ、
４０・・正極リード（正極端子）、
４５・・負極リード（負極端子）、
５０・・外装ケース、
５２・・外装材、
５４・・金属層、
５６・・高分子樹脂層、
１００・・袋体、
１０１，１０２・・封止構造体、
１１０・・第１側辺、
１１５，１２５，１３５，１４５，１４６・・接合部、
１２０・・第２側辺、
１３０・・第３側辺、
１４０・・第４側辺、
１４２・・第１開口部、
１４７・・第２開口部、
１５０・・隙間部、
１５５・・隔壁部、
２００・・袋体、
２１０・・第１側辺、
２１５，２２５，２３５，２４６，２５６，２５７・・接合部、
２２０・・第２側辺、
２３０・・第３側辺、
２４０・・第４側辺、
２５０・・隙間部、
２５５・・隔壁部、
３００・・袋体、
３１０・・第１側辺、
３１５，３２５，３３５，３４３，３４４，３４５・・接合部、
３２０・・第２側辺、
３３０・・第３側辺、
３４０・・第４側辺、
３４２，３４３・・第１開口部、
４００・・袋体、
４１５，４２５，４３５，４４５・・接合部、
４４２，４４３・・第１開口部。

Claims

正極板、セパレータおよび負極板を積層して形成された電池要素、２枚のシート状外装材を外周縁で接合することによって袋状に形成され、前記電池要素を内部に収容する外装ケース、および、前記正極板および前記負極板に接続され、前記外装ケースの内部から外部に延長する板状の正極端子および負極端子を有する２次電池の製造方法であって、
２枚の外装材の間に、互いに隙間部を挟んで並置され、かつ前記正極端子および前記負極端子が露出するように、複数の前記電池要素を配置し、前記外装材の周縁を接合し、電解質を注入するための第１開口部を有する袋体を形成するための周縁接合工程、
前記第１開口部を経由し、前記袋体の内側に、電解質を注入するための電解質注入工程、
前記第１開口部を接合し、前記袋体を封止するための第１封止工程、
前記正極端子および負極端子を経由し、前記電池要素に充電することでガスを発生させるためのガス発生工程、
前記袋体に第２開口部を形成するための開封工程、
前記第２開口部を経由し、前記袋体の内側から前記ガスを排出するためのガス抜き工程、
前記第２開口部を接合し、前記袋体を封止するための第２封止工程、
前記隙間部に位置する前記袋体の部位を接合し、前記袋体を仕切る隔壁部を形成するための隔壁部形成工程、および、
前記隔壁部にそって前記袋体を切断し、前記２次電池を複数形成するための切断工程
を有することを特徴とする２次電池の製造方法。
正極板、セパレータおよび負極板を積層して形成された電池要素、２枚のシート状外装材を外周縁で接合することによって袋状に形成され、前記電池要素を内部に収容する外装ケース、および、前記正極板および前記負極板に接続され、前記外装ケースの内部から外部に延長する板状の正極端子および負極端子を有する２次電池の製造方法であって、
２枚の外装材の間に、互いに隙間部を挟んで並置され、かつ前記正極端子および前記負極端子が露出するように、複数の前記電池要素を配置し、前記外装材の周縁を接合し、電解質を注入するための第１開口部を有する袋体を形成するための周縁接合工程、
前記隙間部に位置する前記袋体の部位を部分的に接合し、前記袋体を仕切る隔壁部の１部を形成するための第１隔壁部形成工程、
前記第１開口部を経由し、前記袋体の内側に、電解質を注入するための電解質注入工程、
前記第１開口部を接合し、前記袋体を封止するための第１封止工程、
前記正極端子および負極端子を経由し、前記電池要素に充電することでガスを発生させるためのガス発生工程、
前記袋体に第２開口部を形成するための開封工程、
前記第２開口部を経由し、前記袋体の内側から前記ガスを排出するためのガス抜き工程、
前記第２開口部を接合し、前記袋体を封止するための第２封止工程、
前記隙間部に位置する前記袋体の部位における、前記接合された部位を除いた残余を接合し、前記隔壁部を完成させるための第２隔壁部形成工程、および、
前記隔壁部にそって前記袋体を切断し、前記２次電池を複数形成するための切断工程
を有することを特徴とする２次電池の製造方法。
前記外装材は、略矩形状であり、
前記第１開口部は、前記隙間部に略平行である前記外装材の対向する２辺に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の２次電池の製造方法。
前記第１開口部は、前記外装材の周縁の非接合部から形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の２次電池の製造方法。
前記第２開口部は、前記袋体の周縁に位置する接合部を剥離し、前記袋体を開封することで、形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の２次電池の製造方法。
前記ガス発生工程は、前記電池要素から初期ガスを発生させるための初充電工程、および、前記初充電工程の後において、ガスを更に発生させ、電池特性を安定化させるためのエージング工程を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の２次電池の製造方法。
前記初充電工程において、前記電池要素は、４５〜７０℃の環境下で、発電要素が有する電池容量の３０〜５０％まで充電した場合に得られる電池電圧を発生させるまで、初充電されることを特徴とする請求項６に記載の２次電池の製造方法。
前記エージング工程においては、前記電池要素が有する電池容量の９５〜１０５％まで充電した場合に得られる電気量だけ充電した状態で、６０〜７０℃の環境下で、４０〜７２時間保持されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の２次電池の製造方法。