(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池ケース内を減圧する工程と、
減圧した前記電池ケース内に電解液を注液する工程と、
捲回体に、前記捲回体の軸方向両端部から前記電解液を浸透させる工程と、
前記電解液を浸透させた後、前記電池ケースと前記捲回体との間の空間である捲回体外部空間と、前記捲回体内部空間との差圧を減少させるために待機する工程と、
前記差圧を減少させた前記捲回体外部空間を加圧する工程と、
を行う、
二次電池の製造方法であって、
前記二次電池は、幅広面を有しかつ平面視略矩形状に形成される角柱型缶である電池ケースと、前記電池ケースの収容部に収容された前記捲回体とを有し、前記幅広面の長手方向を左右方向として、前記電池ケースの上面に注液孔が設けられており、前記捲回体は、その捲回軸方向が前記電池ケースの幅広面の長手方向に対して平行になるように、前記電池ケースの収容部に収容されており、
前記電解液を注液する工程の後、待機する工程の前に、前記電解液を注液した前記電池ケースを密閉する工程、
をさらに行う、
二次電池の製造方法。
【請求項２】
前記待機する工程では、
前記捲回体外部空間と前記捲回体の内部空間との圧力が平衡になるまで待機する、
請求項１に記載の二次電池の製造方法。
【請求項３】
前記捲回体外部空間を加圧する工程では、
前記電池ケースを大気開放する、
請求項１または請求項２に記載の二次電池の製造方法。
【請求項４】
前記捲回体外部空間を加圧する工程では、
前記電池ケースを外側から加圧する、
請求項１または請求項２に記載の二次電池の製造方法。
【請求項５】
前記電池ケース内を減圧する工程より前に、前記電池ケースを外側に膨張させる工程を行い、
前記捲回体外部空間を加圧する工程では、
外側に膨張した前記電池ケースを加圧して、前記電池ケースを前記膨張方向とは反対側に圧縮する、
請求項４に記載の二次電池の製造方法。
【請求項６】
前記捲回体外部空間を加圧する工程では、
前記電池ケースを圧縮して前記捲回体外部空間を大気圧以上の圧力まで加圧する、
請求項５に記載の二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池ケース内に電解液を注液する工程を行う二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リチウムイオン二次電池等の二次電池の製造工程では、正極、負極、およびセパレータを捲回してなる捲回体を横向きの姿勢で外装に収納する。
そして、二次電池の製造工程では、外装内に電解液を注液した後で電池容器を密閉し、捲回体に電解液を浸透させる。
【０００３】
特許文献１に開示される技術では、ケース（電池ケース）の開口部を閉塞してケース内を減圧し、減圧したケースに電解液を注液する。
特許文献１に開示される技術では、電解液を注液しながら（または、電解液の注液と同時に）、ケース内の圧力を大気圧よりも高い圧力まで上昇させて電解液を捲回体に浸透させている。
【０００４】
電解液は、注液直後に毛細管現象によって捲回体の軸方向両端部に浸透する。これにより、捲回体の内側には密閉空間が形成される。
特許文献１に開示される技術のように、電解液を注液しながらケース内の圧力を上昇させた場合には、図２０に示すように、加圧されたケース内の空気が捲回体の軸方向両端部に浸透した電解液を押しのけて、捲回体内に空気が侵入してしまう可能性がある（図２０に示す矢印参照）。
つまり、この場合には、空気の浸入経路および捲回体の軸方向中央部等に空気が残ってしまう可能性がある。
【０００５】
以上のように、特許文献１に開示される技術では、捲回体に電解液を効果的に浸透させることができない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１０２４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、捲回体に電解液を効果的に浸透させることができる二次電池の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る二次電池の製造方法は、電池ケース内を減圧する工程と、減圧した前記電池ケース内に電解液を注液する工程と、捲回体に、前記捲回体の軸方向両端部から前記電解液を浸透させる工程と、前記電解液を浸透させた後、前記電池ケースと前記捲回体との間の空間である捲回体外部空間と、前記捲回体内部空間との差圧を減少させるために待機する工程と、前記差圧を減少させた前記捲回体外部空間を加圧する工程と、を行う、ものである。
【０００９】
本発明に係る二次電池の製造方法は、前記電解液を注液した後に、注液した前記電池ケースを密閉する工程、をさらに行う、のである。
【００１０】
本発明に係る二次電池の製造方法において、前記待機する工程では、前記捲回体外部空間と前記捲回体の内部空間との圧力が平衡になるまで待機する、ものである。
【００１１】
本発明に係る二次電池の製造方法において、前記捲回体外部空間を加圧する工程では、前記電池ケースを大気開放する、ものである。
【００１２】
本発明に係る二次電池の製造方法は、前記捲回体外部空間を加圧する工程では、前記電池ケースを外側から加圧する、ものである。
【００１３】
本発明に係る二次電池の製造方法において前記電池ケース内を減圧する工程より前に、前記電池ケースを外側に膨張させる工程を行い、前記捲回体外部空間を加圧する工程では、外側に膨張した前記電池ケースを加圧して、前記電池ケースを前記膨張方向とは反対側に圧縮する、ものである。
【００１４】
本発明に係る二次電池の製造方法において、前記捲回体外部空間を加圧する工程では、前記電池ケースを圧縮して前記捲回体外部空間を大気圧以上の圧力まで加圧する、ものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、捲回体に電解液を効果的に浸透させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電池の全体的な構成を示す説明図。
【図２】捲回体を製造する様子を示す説明図。（ａ）正極、負極、およびセパレータを捲回する様子を示す図。（ｂ）捲回体にプレス加工を施す様子を示す図。
【図３】第一実施形態の減圧工程から密閉工程までの様子を示す説明図。
【図４】注液ユニットを示す説明図。
【図５】注液ユニットを動作させる様子を示す説明図。（ａ）減圧工程時の様子を示す図。（ｂ）注液工程時の様子を示す図。
【図６】注液工程時における電解液の浸透度合いを示す説明図。（ａ）断面図。（ｂ）捲回体の斜視図。
【図７】第一実施形態の待機工程から初期充電工程までの様子を示す説明図。
【図８】待機工程時における電解液の浸透度合いを示す説明図。（ａ）断面図。（ｂ）捲回体の斜視図。
【図９】捲回体外部空間と捲回体内部空間との差圧を利用して捲回体に電解液を浸透させたときの、捲回体外部空間と捲回体内部空間との圧力変動を示す図。
【図１０】待機工程時および加圧工程時における捲回体外部空間の圧力変動を示す説明図。
【図１１】加圧工程時における電解液の浸透度合いを示す説明図。
【図１２】電解液の浸透度合いを確認する様子を示す説明図。（ａ）電解液が捲回体に浸透している部分を確認する様子を示す図。（ｂ）電解液が捲回体に浸透していない部分を確認する様子を示す図。
【図１３】第一実施形態と第一比較例から第三比較例とを評価した結果を示す図。
【図１４】第一実施形態と第四比較例と第五比較例とを評価した結果を示す図。
【図１５】第二実施形態の外装を膨張させてから外装を大気圧に戻すまでの様子を示す説明図。
【図１６】外装を膨張させる様子を示す説明図。（ａ）外装を膨張させる最中の外装の状態を示す図。（ｂ）膨張後の外装の状態を示す図。
【図１７】第二実施形態の本封止工程から初期充電工程までの様子を示す説明図。
【図１８】第一実施形態および第二実施形態の待機工程時および加圧工程時における、捲回体外部空間の圧力変動を示す説明図。
【図１９】初期充電工程時に外装を加圧する様子を示す説明図。
【図２０】従来技術における電解液の浸透度合いを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、第一実施形態の密閉型電池の製造方法（以下、単に「製造方法」と表記する）について説明する。
【００１８】
まず、本発明に係る二次電池の実施形態である電池の概略構成について説明する。
【００１９】
第一実施形態の電池１０は、密閉型のリチウムイオン二次電池である。なお、本発明が適用される対象はリチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池等の他の二次電池についても適用可能である。
【００２０】
図１に示すように、電池１０は、発電要素２０、外装３０、キャップ４０、および外部端子５０・５０を具備する。
【００２１】
発電要素２０は、正極１０１、負極１０２、およびセパレータ１０３を捲回してなる捲回体１００に電解液Ｅを浸透させたものである（図２および図３参照）。電池１０の充放電時には、発電要素２０内で化学反応が起こる（厳密には、正極１０１と負極１０２との間で電解液Ｅを介したイオンの移動が起こる）ことによって電流の流れが発生する。
【００２２】
電池容器である外装３０は、図１における左右方向を長手方向とする平面視略矩形状に形成される角柱型缶である。外装３０は、収納部３１と蓋部３２とを有する。
【００２３】
収納部３１は、下面および側面が閉塞するとともに、上面が開口した有底角筒状の部材であり、内部に発電要素２０を収納する。
【００２４】
蓋部３２は、収納部３１の開口面に応じた形状を有する平板状の部材であり、収納部３１の開口面を塞いだ状態で収納部３１と接合される。蓋部３２において、後述するように外部端子５０・５０が挿通される箇所の間には、電解液Ｅを注液するための注液孔３３が形成される。
【００２５】
注液孔３３は、蓋部３２の板面を貫通する孔、すなわち、外装３０の上面に形成される孔である。注液孔３３は、蓋部３２の外側と内側とで内径寸法が異なる平面視略円状の孔である。注液孔３３は、上側（外側）の内径が下側（内側）の内径よりも大径に形成され、上下中途部に段差部が形成される。
前記段差部には、電池１０の製造工程の中で平面視略円状のフィルム１２０が溶着される。フィルム１２０は、電池１０の製造工程の中で突き破られる。このため、完成した電池１０を示す図１において、フィルム１２０は、突き破られた状態となっている。
【００２６】
キャップ４０は、注液孔３３を封止する蓋体である。キャップ４０の下面は、フィルム１２０を外側から覆うような形状に形成される。キャップ４０の外径は、注液孔３３の上側の内径と略同一の寸法となっている。
キャップ４０は、注液孔３３の前記段差部に載置され、外周縁部がレーザ溶接されることで、蓋部３２と接合される。
【００２７】
外部端子５０・５０は、その一部が蓋部３２の外側面から電池１０の上方（外方）に突出した状態で配置される。外部端子５０・５０は、集電端子５１・５１を介して発電要素２０の正極１０１または負極１０２に電気的に接続される。外部端子５０・５０は、その外周面部に固定部材３４が嵌装されることにより、絶縁部材５２・５３を間に介して蓋部３２に対して絶縁状態で固定される。外部端子５０・５０および集電端子５１・５１は、発電要素２０に蓄えられる電力を外部に取り出す、若しくは、外部からの電力を発電要素２０に取り入れる通電経路として機能する。
集電端子５１・５１は、発電要素２０の正極板、負極板と接続されている。集電端子５１・５１の材料としては、例えば正極側にアルミニウム、負極側に銅を採用することができる。
【００２８】
外部端子５０・５０には、電池１０の外方側に突出する部位にねじ転造によりねじ加工が施され、ボルト部が形成される。電池１０の実使用時には、このボルト部を用いて外部端子５０・５０にバスバー、外部装置の接続端子等が締結固定される。
締結固定する際、外部端子５０・５０には締結トルクがかかるとともに、ねじ締結によって軸方向へ外力が付与される。このため、外部端子５０・５０の材料としては、鉄等の高強度材料を採用することが好ましい。
【００２９】
次に、第一実施形態の製造方法について説明する。
【００３０】
まず、製造方法では、ダイコーダ等の塗工機を用いて集電体（正極集電体および負極集電体）の表面に合剤（正極合剤および負極合剤）を塗工した後、合剤を乾燥させる。
次に、製造方法では、集電体の表面上の合剤に対してプレス加工を施すことで、集電体の表面に合剤層（正極合剤層および負極合剤層）を形成して正極１０１および負極１０２を生成する。
【００３１】
図２に示すように、製造方法では、正極１０１および負極１０２の間にセパレータ１０３を挟んで積層する。
製造方法では、正極１０１の軸方向を捲回軸方向として正極１０１および負極１０２の間にセパレータ１０３を挟んで捲回し、前記捲回したものの外周面に対してプレス加工を施すことで捲回体１００を生成する（図２（ｂ）に示す矢印参照）。
【００３２】
そして、製造方法では、外装３０の蓋部３２に一体化された外部端子５０・５０および集電端子５１・５１等を捲回体１００に接続し、外装３０の収納部３１に捲回体１００を収納する。その後、製造方法では、外装３０の収納部３１と蓋部３２とを溶接によって接合して封缶する。
【００３３】
このとき、図２および図３に示すように、製造方法では、捲回体１００を横向きの姿勢、すなわち、捲回体１００の軸方向（前記捲回軸方向）が外装３０の長手方向に対して平行となるように、捲回体１００を収納する。
つまり、図３において、捲回体１００の軸方向は、左右方向となる。
【００３４】
以下では、捲回体１００の内部空間、すなわち、正極１０１、負極１０２、およびセパレータ１０３の積層面の間に形成される隙間を「捲回体内部空間Ｓ１」と表記する。
また、外装３０と捲回体１００との間の空間、すなわち、外装３０の内部空間の中から捲回体内部空間Ｓ１を除いた空間を「捲回体外部空間Ｓ」と表記する。
【００３５】
図３に示すように、外装３０を封缶した後で、製造方法では、１気圧の大気雰囲気下に配置される外装３０内の空気を注液孔３３より排出し、外装３０内を減圧する減圧工程を行う（図３に示す上向きの矢印Ａ参照）。
このとき、製造方法では、高い真空度となるまで外装３０内を減圧する。捲回体内部空間Ｓ１の空気は、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂを通って捲回体外部空間Ｓに出た後で、外部に排出される。
【００３６】
外装３０内を減圧した後で、製造方法では、注液孔３３より減圧した外装３０内に電解液Ｅを注液する注液工程を行う（図３に示す矢印Ｅ参照）。
【００３７】
このような減圧工程および注液工程は、例えば、図４に示すような注液ユニット１１０を用いて行われる。
【００３８】
図４に示すように、注液ユニット１１０は、内部に電解液Ｅが貯溜される注液ポッド１１１が三方弁１１２の上側のポートに接続されるとともに、真空ポンプが三方弁１１２の左側のポートに接続されるものである。
注液ユニット１１０は、外装３０の上方に配置され、上下方向に移動可能、すなわち、昇降可能に構成される。図４において、三方弁１１２の下側のポートには、他の部材が接続されていない状態である。
【００３９】
図５（ａ）に示すように、製造方法では、減圧工程を行うときに、注液ユニット１１０を下降させて、三方弁１１２と注液孔３３の段差部とを接触させて注液孔３３をシールし、外装３０を三方弁１１２の下側のポートに接続する。
そして、製造方法では、三方弁１１２を制御して外装３０と真空ポンプとを連通し、真空ポンプを駆動させて外装３０内を減圧する。
【００４０】
図５（ｂ）に示すように、外装３０を減圧した後で、製造方法では、三方弁１１２を制御して外装３０と注液ポッド１１１とを連通し、外装３０内の圧力と真空ポッド内の圧力との差圧を利用して外装３０内に電解液Ｅを注液する。
【００４１】
このとき、図６に示すように、電解液Ｅは、毛細管現象によって、注液直後に捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに勢いよく浸透する（図６に示す矢印参照）。
これにより、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂには、正極１０１、負極１０２、およびセパレータ１０３の積層面の間に空気が残ることなく、電解液Ｅが浸透する。
【００４２】
従って、捲回体内部空間Ｓ１は、注液直後に電解液Ｅによって捲回体外部空間Ｓから隔絶されて密閉空間となる。
つまり、捲回体１００内の空気Ａ１は、注液直後に捲回体１００内に閉じ込められることとなる。
【００４３】
このように、製造方法では、捲回体１００に、捲回体１００の軸方向両端部から電解液Ｅを浸透させる工程を行う。
【００４４】
図３に示すように、電解液Ｅを外装３０内に注液した後で、製造方法では、外装３０内を大気圧（第一実施形態では１気圧）に戻す（図３に示す下向きの矢印Ａ参照）。
このとき、製造方法では、図６（ａ）に示す状態から注液ユニット１１０を上昇させ、外装３０を大気開放する。これにより、製造方法では、捲回体外部空間Ｓを大気圧に戻す。
【００４５】
大気圧に戻した捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧は、最大でも１気圧程度、つまり、小さいものとなる。
従って、大気開放時に外装３０（捲回体外部空間Ｓ）に導入される空気は、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに浸透した電解液Ｅを押しのけることができない。
【００４６】
このため、捲回体内部空間Ｓ１は、外装３０を大気開放した後も、捲回体外部空間Ｓから隔絶されたままの状態、すなわち、減圧されたままの状態である。
【００４７】
なお、製造方法では、注液工程後も捲回体内部空間が捲回体外部空間から隔絶されたままの状態を維持できる程度に、捲回体外部空間の圧力を捲回体内部空間の圧力よりも高くすればよく、必ずしも注液工程後に捲回体外部空間を大気圧に戻す必要はない。
例えば、製造方法は、注液工程後に、捲回体内部空間を大気圧よりも数Ｐａ程度高い圧力、または数Ｐａ程度低い圧力まで加圧しても構わない。
【００４８】
外装３０内を大気圧に戻した後で、製造方法では、フィルム１２０を注液孔３３の段差部に載置して、レーザ溶接機によってキャップ４０の外縁部に沿ってレーザを照射する（図３に示す黒塗りの三角形参照）。
これにより、製造方法では、フィルム１２０を注液孔３３の前記段差部に溶着し、フィルム１２０によって注液孔３３を仮封止（つまり、一時的に封止）して、注液した外装３０を密閉する密閉工程を行う。このとき、捲回体外部空間Ｓは、密閉空間となる。
【００４９】
なお、注液孔を仮封止する手法は、第一実施形態に限定されるものでない。例えば、製造方法は、注液孔にゴム栓を圧入することで注液孔を仮封止しても構わない。
【００５０】
図７に示すように、密閉工程を行った後で、製造方法では、一定時間待機して捲回体１００に電解液Ｅを浸透させる待機工程を行う（図７の左上に示す外装３０参照）。
【００５１】
製造方法では、待機工程前（捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅを浸透させた後）に密閉工程を行うことで、待機工程時に外部から外装３０内に空気が浸入することを防止している。
これにより、製造方法は、電解液Ｅの蒸発や空気に含まれる水分および酸素の影響に起因する電池性能の低下を抑制できる。
【００５２】
密閉工程および待機工程を行うとき、捲回体外部空間Ｓの圧力は大気圧である。一方、捲回体内部空間Ｓ１の圧力は、高い真空度すなわち、真空に近い圧力である。
【００５３】
つまり、製造方法では、捲回体外部空間Ｓの圧力が捲回体内部空間Ｓ１の圧力よりも高い状態で、密閉工程および待機工程を行う。
これにより、図８に示すように、製造方法では、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を埋めるように、捲回体１００に電解液Ｅを浸透させている。
【００５４】
具体的には、電解液Ｅの浸透に伴って電解液Ｅの液面の高さ位置が下がるため、捲回体外部空間Ｓの体積は大きくなる。
従って、図８および図９に示すように、密閉工程後の捲回体外部空間Ｓの圧力は、電解液Ｅの浸透に伴って低くなる（図９に実線で示すグラフ参照）。
【００５５】
なお、図９に示すグラフの横軸は、密閉工程が完了した時点を０としている。
【００５６】
電解液Ｅは、軸方向両端部１００ａ・１００ｂから軸方向中央部１００ｃに向けて浸透するとともに、捲回体内部空間Ｓ１の空気Ａ１を、捲回体１００の軸方向中央部１００ｃに向けて移動させる（図８（ａ）に示す矢印参照）。
従って、捲回体内部空間Ｓ１の体積は、電解液Ｅの浸透に伴って小さくなる。このため、捲回体内部空間Ｓ１の圧力は、電解液Ｅの浸透に伴って高くなる（図９に点線で示すグラフ参照）。
【００５７】
つまり、製造方法では、電解液Ｅの浸透に伴って圧力が低くなる捲回体外部空間Ｓの圧力を予め高くしておくとともに、電解液Ｅの浸透に伴って圧力が高くなる捲回体内部空間Ｓ１の圧力を予め低くしておくことで、電解液Ｅの浸透によって捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧がなくなるようにしているのである。
【００５８】
これによれば、製造方法は、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を利用して、捲回体１００に電解液Ｅを効果的に浸透させることができる。
従って、製造方法は、電解液Ｅの捲回体１００への浸透を促進できる。
【００５９】
このように、待機工程では、捲回体１００の幅方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅを浸透させた後、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力差を減少させるために待機する。
【００６０】
電解液Ｅは、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧が大きいほど、速い速度で捲回体１００に浸透する。このため、電解液Ｅは、密閉工程直後において、捲回体１００に勢いよく浸透する。
電解液Ｅの浸透に伴って、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧が小さくなるため、電解液Ｅは、時間の経過とともに捲回体１００に浸透する速度が遅くなる。
そして、電解液Ｅは、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になったとき（釣り合ったとき）に、捲回体１００への浸透が停止する（図９に示す時間Ｔ１参照）。
【００６１】
そこで、図８および図１０に示すように、第一実施形態の待機工程では、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になるまで待機する（図１０に示す時間Ｔ１参照）。
このような待機工程における待機時間は、例えば、外装３０内、すなわち、捲回体外部空間Ｓの圧力を市販の圧力センサで測定し、前記圧力センサの測定結果が一定となるまでの時間等に基づいて適宜設定される。
【００６２】
なお、図１０に示すグラフの横軸は、密閉工程が完了した時点を０としている。
【００６３】
ここで、捲回体１００は、厚み方向両側面と収納部３１の短手方向両側面との間に僅かな隙間が形成された状態、若しくは、厚み方向両側面と収納部３１の短手方向両側面とが密着した状態で、外装３０に収納される（図１２参照）。
【００６４】
従って、捲回体外部空間Ｓは、電解液Ｅを注液する前の状態において、捲回体１００の上下両側方と左右両側方の空間が、その体積の大部分を占めている。
また、外装３０内に電解液Ｅが注液されることにより、捲回体外部空間Ｓの体積は、例えば、半分程度まで小さくなる。
【００６５】
つまり、捲回体外部空間Ｓは、待機工程を開始した時点における体積が小さいため、電解液Ｅの浸透に伴って圧力が低くなり易い。
従って、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になるまで待機した場合でも、電解液Ｅは、捲回体１００の軸方向中央部１００ｃまで浸透しない。
【００６６】
図７に示すように、待機工程を行った後で、製造方法では、刃具等によってフィルム１２０を突き破って外装３０を大気開放する、すなわち、仮封止を解除する（図７に示す矢印Ａ参照）。
これにより、図１０に示すように、製造方法では、電解液Ｅの浸透に伴って大気圧よりも低い圧力となった捲回体外部空間Ｓの圧力を、大気圧に戻す（図１０に示す時間Ｔ１参照）。
【００６７】
このとき、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧は、１気圧よりも小さいものとなる。また、待機工程が行われた捲回体１００には、ある程度の範囲（軸方向一端部１００ａから軸方向中央部１００ｃと軸方向一端部１００ａとの間まで、および捲回体１００の軸方向他端部１００ｂから軸方向中央部１００ｃと軸方向他端部１００ｂとの間）まで電解液Ｅが浸透している。
従って、仮封止を解除したときに捲回体外部空間Ｓに導入される空気は、捲回体１００に浸透した電解液Ｅを押しのけることができない。
【００６８】
このため、捲回体内部空間Ｓ１は、仮封止を解除した後も、捲回体外部空間Ｓと隔絶されたままの状態、すなわち、大気圧よりも低い圧力のままである。
【００６９】
つまり、製造方法は、仮封止を解除することで、捲回体外部空間Ｓの圧力を、もう一度捲回体内部空間Ｓ１よりも高い圧力にすることができる。
【００７０】
このように、製造方法では、外装３０を大気開放することで、差圧を減少させた捲回体外部空間Ｓを捲回体内部空間Ｓ１に対して相対的に加圧する加圧工程を行う。
【００７１】
これによれば、図１１に示すように、製造方法は、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を利用して、もう一度捲回体１００に電解液Ｅを浸透させることができる（図１１（ａ）に示す矢印参照）。
【００７２】
このとき、製造方法では、ある程度の範囲まで電解液Ｅが浸透している捲回体１００、すなわち、捲回体内部空間Ｓ１の体積がある程度小さくなった捲回体１００に、電解液Ｅを勢いよく浸透させることとなる。
従って、製造方法は、仮封止を解除した直後に、捲回体内部空間Ｓ１の空気Ａ１を、捲回体１００の軸方向中央部１００ｃの僅かな領域に閉じ込めることができる。つまり、製造方法は、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を利用して、捲回体内部空間Ｓ１を捲回体１００の軸方向中央部１００ｃの僅かな領域まで圧縮できる。
【００７３】
また、製造方法では、減圧工程時に捲回体内部空間Ｓ１の空気の多くを外部に排出することで、捲回体内部空間Ｓ１の空気Ａ１の量を減らしている。
従って、製造方法は、仮封止を解除した直後に、前記捲回体１００の軸方向中央部１００ｃの僅かな領域を除く全ての領域に、電解液Ｅを浸透させることができる。
【００７４】
これによれば、製造方法は、捲回体１００に電解液Ｅを効果的に浸透させることができる。
【００７５】
また、製造方法は、外装を大気開放することで加圧工程を行うことにより、外装内の圧力を調整するための設備を用いることなく、簡単に加圧工程を行うことができる。
【００７６】
なお、第一実施形態の製造方法において、待機工程では、必ずしも捲回体外部空間と捲回体内部空間との圧力が平衡になるまで待機する必要はない。
ただし、待機工程では、第一実施形態の製造方法のように、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になるまで待機することが好ましい。
【００７７】
これによれば、製造方法は、加圧工程前に捲回体内部空間Ｓ１の体積をより小さくすることができる。従って、製造方法は、加圧工程時の電解液Ｅの浸透によって、捲回体内部空間Ｓ１を視認不能となる程度まで狭い領域に圧縮できる。
つまり、製造方法は、捲回体１００の軸方向一端部１００ａから軸方向他端部１００ｂまで、すなわち、捲回体１００の全面に電解液Ｅを確実に浸透させることができる。
【００７８】
図７に示すように、加圧工程を行った後で、製造方法では、注液孔３３を本封止する本封止工程を行う。
このとき、製造方法では、キャップ４０を注液孔３３に載置して、レーザ溶接機によってキャップ４０の外縁部に沿ってレーザを照射し、注液孔３３を本封止する（図７に示す黒塗りの三角形参照）。
【００７９】
本封止した後で、製造方法では、電池１０に対して初期充電する初期充電工程を行う。
このとき、製造方法では、外装３０を拘束治具によって拘束し、外装３０の厚み方向（図７における紙面奥側に向かう方向）に沿って、外装３０に対して所定の大きさの荷重を付与する。そして、製造方法では、電源装置１３０の電極を外部端子５０・５０に接続し、電池１０を初期充電する。
【００８０】
このような初期充電工程が行われることにより、捲回体１００には皮膜が形成される。
【００８１】
初期充電を行った後で、製造方法では、電圧の検査を行って、前記拘束治具による外装３０の拘束を解除する。
製造方法では、このようにして電池１０を製造する。
【００８２】
第一実施形態の製造方法は、加圧工程を行うことによって、初期充電工程が行われる前に捲回体１００の全面に電解液Ｅを浸透させることができる。
つまり、製造方法では、浸透ムラを解消した状態で初期充電工程を行うことができるため、均一な皮膜を形成することができる。
このため、製造方法では、ポテンシャルを最大限引き出すことが可能な電池１０を製造できる。
【００８３】
なお、製造方法では、加圧工程時行う捲回体外部空間の加圧によって、捲回体に浸透した電解液が捲回体外部空間の空気に押しのけられない程度に捲回体に電解液を浸透させていればよく、必ずしも電解液を注液した後に密閉工程を行う必要はない。
【００８４】
次に、減圧工程の条件を変更した場合における、電解液Ｅの浸透度合いを評価した結果について説明する。
【００８５】
図１２に示すように、減圧条件の評価では、外装３０の厚み方向両側方に対向配置される送信プローブ２１０および受信プローブ２２０を用いて、電解液Ｅの浸透度合いを確認した。
【００８６】
図１２（ａ）に示すように、正極１０１、負極１０２、およびセパレータ１０３の積層面の間に空気が残ることなく、捲回体１００に電解液Ｅが浸透している部分に当てられる超音波は、受信プローブ２２０で受信される。
一方、図１２（ｂ）に示すように、捲回体１００に電解液Ｅが浸透していない部分、すなわち、前記積層面の間に空気が残存している部分に当てられる超音波は、その反射量が大きくなるため、受信プローブ２２０で受信されない。
【００８７】
減圧条件の評価では、外装３０と送信プローブ２１０および受信プローブ２２０とを、上下方向および捲回体１００の軸方向（図１２における紙面奥側に向かう方向）に相対的に移動させ、捲回体１００の全面に超音波を当てた。
減圧条件の評価では、このときに受信プローブ２２０が前記超音波を受信したかどうかを確認することで、上下方向および捲回体１００の軸方向における電解液Ｅの浸透度合いを確認した。
【００８８】
図１３に示すように、減圧条件の評価では、以下の第一比較例から第三比較例の電池を製造した。
【００８９】
第一比較例の電池は、減圧工程の真空度が低い点を除いて、第一実施形態と同様に製造された電池である。
【００９０】
第二比較例の電池は、減圧工程と注液工程との順番を逆にして製造された電池である。
つまり、第二比較例の電池は、大気雰囲気下で注液工程を行った後で減圧工程を行い、外装３０内を減圧した状態で、第一実施形態のような密閉工程、待機工程、加圧工程、本封止工程が行われて製造された電池である。
第二比較例において減圧工程の真空度は、第一実施形態の減圧工程の真空度よりも低い。
【００９１】
第三比較例の電池は、減圧工程の真空度が高い点を除いて、第二比較例と同様に製造された電池である。
【００９２】
なお、第一比較例から第三比較例までにおける待機工程での待機時間は、第一実施形態の待機工程での待機時間と同じ時間とした。
【００９３】
第一比較例の電池では、注液直後に捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅが浸透したものの、待機工程時に電解液Ｅがあまり浸透しなかった。
これは、減圧工程時の真空度が低すぎて、待機工程時の捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧が、第一実施形態よりも小さくなってしまったことによるものであると考えられる。
【００９４】
また、第一比較例では、加圧工程直後でも、捲回体１００の軸方向中央部１００ｃに多くの空気が残っていた。
これは、減圧工程時の真空度が低すぎて、注液直後に捲回体１００内に多くの空気が残ってしまい、その結果、加圧工程時に捲回体内部空間Ｓ１を視認不能となる程度まで圧縮できなかったことによるものであると考えられる。
【００９５】
以上より、製造方法は、減圧工程時に外装３０内の真空度を高くすることが好ましい。これにより、製造方法は、捲回体１００内の空気をより多く排出できるため、より広い範囲に電解液を浸透させることができる。
【００９６】
第二比較例では、加圧工程後も捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂの一部だけにしか電解液Ｅが浸透しなかった。
【００９７】
なお、第二比較例では、注液工程直後に捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂの一部にしか電解液Ｅが浸透しなかった。
これは、減圧工程前に注液工程を行ったことにより、捲回体１００の厚み方向両側面と収納部３１の短手方向両側面との間に隙間が形成されてしまい、前記隙間の空気によって超音波が反射してしまったことによるものであると考えられる。
従って、第二比較例でも、注液工程直後に捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液が浸透していると考えられる。これは、第三比較例においても同様である。
【００９８】
第二比較例のように、注液工程を行った後で減圧工程を行った場合には、捲回体外部空間Ｓの空気だけが排出されてしまい、待機工程時に捲回体外部空間Ｓの圧力が捲回体内部空間Ｓ１の圧力よりも低くなってしまう。
従って、第二比較例では、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を利用して、電解液Ｅの浸透を促進できなかったものであると考えられる。
【００９９】
第三比較例では、第二比較例よりも電解液Ｅが浸透した部分が増えたものの、加圧工程後も捲回体１００の軸方向中央部１００ｃまで電解液Ｅが浸透しなかった。
【０１００】
また、第三比較例では、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂの下端部等において、注液直後に電解液Ｅが浸透していたにも関わらず、待機工程および加圧工程後に空気が入り込んでしまった。
これは、減圧によって捲回体１００内の空気を引き抜こうとした際に形成された空気の通り道の部分であると考えられる。
【０１０１】
第一実施形態では、注液直後に捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅが浸透し、待機工程時に捲回体１００の軸方向中央部１００ｃに向けて電解液Ｅが浸透していた。
第一実施形態では、加圧工程後に捲回体１００の全面に電解液Ｅが浸透していた。
【０１０２】
以上の評価結果より、捲回体外部空間Ｓの圧力を捲回体内部空間Ｓ１の圧力よりも高くすることで、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を利用して、電解液Ｅの捲回体１００への浸透を促進できることがわかる。
【０１０３】
つまり、製造方法では、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅが浸透するまでに、捲回体１００内の空気を排出できればよい。
従って、製造方法では、必ずしも減圧工程後に注液工程を行う必要はなく、例えば、減圧工程が完了する直前に、注液工程を開始しても構わない。
【０１０４】
また、製造方法では、減圧条件の評価にあるような超音波の反射に基づいて電解液Ｅの浸透度合いを確認することにより、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になるまでの時間を確認しても構わない。
【０１０５】
次に、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を利用して電解液Ｅを浸透させるための条件を変更した場合における、電解液Ｅの浸透度合いを評価した結果について説明する。
【０１０６】
浸透条件の評価では、減圧条件の評価と同様に、超音波の反射量の違いに基づいて電解液Ｅの浸透度合いを確認した（図１２参照）。
【０１０７】
図１４に示すように、浸透条件の評価では、第四比較例および第五比較例の電池を製造し、減圧条件の評価で確認した第一実施形態の電池１０の電解液Ｅの浸透度合いと比較した。
【０１０８】
第四比較例の電池は、第一実施形態の減圧工程の真空度よりも低い真空度で減圧工程を行った後で外装３０内を大気圧に戻し、注液孔３３を本封止して製造された電池である。
つまり、第四比較例の電池は、待機工程時の捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を第一実施形態よりも小さくするとともに、加圧工程を行うことなく製造された電池である。
【０１０９】
第五比較例の電池は、第一実施形態と同じ真空度で減圧工程を行った後で外装３０内を大気圧よりも高い圧力まで加圧し、注液孔３３を本封止して製造された電池である。
つまり、第五比較例の電池は、待機工程時の捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を第一実施形態の電池よりも大きくするとともに、加圧工程を行うことなく製造された電池である。
【０１１０】
なお、図１４に示す結果は、加圧直後の電解液Ｅの浸透度合いを確認したものを示している。
【０１１１】
第四比較例の電池では、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅが浸透したものの、捲回体１００の軸方向中央部１００ｃまで電解液Ｅが浸透しなかった。
これは、待機工程時の捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧が小さすぎたことによるものであると考えられる。
【０１１２】
第五比較例の電池では、捲回体１００の下側に電解液Ｅが浸透したものの、捲回体１００の上側に電解液Ｅが浸透しなかった。
これは、捲回体外部空間Ｓの圧力が捲回体内部空間Ｓ１の圧力に対して高くなりすぎて（捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧が大きくなりすぎて）、捲回体外部空間Ｓの空気が捲回体内部空間Ｓ１に侵入してしまったことによるものであると考えられる。
【０１１３】
以上の評価結果より、待機工程時の捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧は、１気圧程度にとどめておくことが好ましいことがわかる。
また、製造方法では、待機工程および加圧工程の二回に分けて、捲回体１００に電解液Ｅを浸透させることが好ましいことがわかる。
【０１１４】
これにより、製造方法は、捲回体外部空間Ｓの空気が捲回体内部空間Ｓ１に侵入することなく、捲回体１００に電解液Ｅを効果的に浸透させることができる。
【０１１５】
なお、製造方法では、必ずしも一回だけ加圧工程を行う必要はなく、加圧工程を二回以上行っても構わない。
【０１１６】
次に、第二実施形態の製造方法について説明する。
【０１１７】
なお、以下では、第一実施形態と同様に構成される部材について、第一実施形態と同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１８】
図１５に示すように、第二実施形態の製造方法では、第一実施形態の製造方法と同じ要領で捲回体１００を生成し、外装３０の収納部３１に捲回体１００を収納して外装３０を封缶する。
【０１１９】
図１５および図１６に示すように、外装３０を封缶した後で、製造方法では、外装３０内を加圧して、外装３０の収納部３１を厚み方向外側に膨張させる（図１５に示す下向きの矢印Ａ、図１６（ｂ）に示す矢印および収納部３１参照）。
このとき、製造方法では、例えば、注液孔３３を略筒状のシール部材でシールして、前記シール部材より外装３０に圧縮エアを導入する。
【０１２０】
これにより、第二実施形態の製造方法では、捲回体１００の厚み方向両側面と収納部３１の短手方向両側面との間に隙間を形成し、捲回体外部空間Ｓ１０の体積を第一実施形態の捲回体外部空間Ｓの体積よりも大きくする。
【０１２１】
外装３０を膨張させた後で、製造方法では、外装３０が元の形状に戻らないように所定の治具によって外装３０の膨張状態を保持する。
そして、製造方法では、外装３０の膨張状態を保持したままで、第一実施形態と同じ要領で減圧工程と注液工程とを順番に行った後で、外装３０内を大気圧（第二実施形態では１気圧）に戻す（図１５に示す上向きの矢印Ａおよび矢印Ｅ参照）。
【０１２２】
このように、第二実施形態の製造方法では、外装３０内を減圧する工程より前に、外装３０を外側に膨張させる工程を行う。
【０１２３】
図１７に示すように、外装３０内を大気圧に戻した後で、製造方法では、外装３０の膨張状態を保持したままで、略円板状のキャップ１４０を注液孔３３に載置して、レーザ溶接機によってキャップ１４０の外縁部に沿ってレーザを照射する。
これにより、製造方法では、注液孔３３を本封止して注液した外装３０を密閉する密閉工程を行う。つまり、第二実施形態の製造方法では、注液孔３３を仮封止しない。
【０１２４】
そして、製造方法では、外装３０の密閉後に、外装３０の膨張状態を保持したままで待機して、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を減少させる待機工程を行う（図１７に二点鎖線で示す電解液Ｅ参照）。
つまり、第二実施形態の製造方法では、捲回体外部空間Ｓ１０の体積を第一実施形態の捲回体外部空間Ｓの体積よりも大きくした状態で待機工程を行う。
【０１２５】
これによれば、第二実施形態の製造方法では、電解液Ｅが浸透して電解液Ｅの液面の高さ位置が下がった場合でも、捲回体外部空間Ｓ１０の体積の拡大度合いをより小さくできる。
つまり、製造方法では、電解液Ｅの浸透に伴う捲回体外部空間Ｓ１０の圧力低下を抑制できる。
【０１２６】
従って、図１８に示すように、第二実施形態の製造方法は、電解液Ｅが浸透しても、捲回体外部空間Ｓ１０と捲回体内部空間Ｓ１との差圧が大きい状態を維持できるため、待機工程時における電解液Ｅの浸透をより促進できる。
【０１２７】
ここで、第二実施形態の製造方法のように、捲回体外部空間Ｓ１０の体積を第一実施形態の捲回体外部空間Ｓの体積よりも大きくした場合には、捲回体外部空間Ｓ１０と捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になるまでの時間が、第一実施形態よりも長くなってしまう。
【０１２８】
そこで、第二実施形態の製造方法では、第一実施形態の待機工程と同程度まで捲回体１００に電解液Ｅを浸透させるまで待機させてもよい（図１８に示す時間Ｔ２参照）。つまり、第二実施形態の製造方法では、捲回体外部空間Ｓ１０と捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になるまで待機しなくてもよい。
これにより、第二実施形態の製造方法では、待機工程の時間を第一実施形態の待機工程よりも短縮することができる。
【０１２９】
図１７に示すように、待機工程を行った後で、製造方法では、外装３０の膨張状態を解除して初期充電工程を行う。
つまり、図１９に示すように、製造方法では、外装３０の膨張状態を保持するための治具を外してから、外装３０を拘束治具によって拘束し、外装３０の厚み方向に沿って、外装３０に対して所定の大きさの荷重を付与する（図１９に示す矢印参照）。
【０１３０】
これにより、図１８および図１９に示すように、製造方法では、電解液Ｅを浸透させた後、外装３０を外側から加圧して外装３０を圧縮し、捲回体外部空間Ｓ１０の体積を元に戻す。
第二実施形態の製造方法では、このようにして捲回体外部空間Ｓ１０の体積を小さくし、捲回体外部空間Ｓ１０を捲回体内部空間Ｓ１に対して相対的に加圧する加圧工程を行う。
【０１３１】
これによれば、第二実施形態の製造方法は、電池１０を初期充電する前に、捲回体外部空間Ｓ１０の圧力を捲回体内部空間Ｓ１の圧力よりも高い状態にすることができる。
従って、第二実施形態の製造方法では、電池１０を初期充電する前に、捲回体外部空間Ｓ１０と捲回体内部空間Ｓ１との圧力差を利用して、捲回体１００に電解液Ｅを効果的に浸透させることができる。
【０１３２】
初期充電工程を行った後で、製造方法では、電圧の検査を行って、前記拘束治具による外装３０の拘束を解除して電池１０を製造する。
【０１３３】
第二実施形態の製造方法では、外装３０を圧縮したときに、捲回体外部空間Ｓ１０の圧力が大気圧以上の圧力となるように、外装３０を膨張させている。
【０１３４】
つまり、製造方法では、実際に電池１０を製造する前に、市販の圧力センサによって外装３０を圧縮する直前の捲回体外部空間Ｓ１０の圧力を測定し、当該測定結果に基づいて、外装３０の膨張度合いを設定している。
【０１３５】
例えば、外装３０を圧縮する直前の捲回体外部空間Ｓ１０の圧力が大気圧の２分の１の圧力であった場合、製造方法では、捲回体外部空間Ｓ１０の体積が２倍以上の体積となるまで、外装３０を膨張させることとなる。
【０１３６】
このように、加圧工程では、外装３０を圧縮して捲回体外部空間Ｓ１０を大気圧以上の圧力まで加圧する。
【０１３７】
これにより、製造方法は、加圧工程時に捲回体外部空間Ｓ１０と捲回体内部空間Ｓ１との圧力差をより大きくできるため、捲回体に電解液Ｅをより効果的に浸透させることができる。
従って、製造方法は、捲回体１００の全面に電解液Ｅを確実に浸透させることができる。
【０１３８】
なお、製造方法は、必ずしも加圧工程時に外側に膨張した外装を圧縮する必要はない。
この場合、製造方法は、例えば、外装の左右両端部、厳密には、捲回体の左右両側方に対して、初期充電時の拘束荷重よりも高い荷重を部分的に付与する等して外装の左右両端部を意図的に圧縮し、捲回体外部空間の体積を小さくすればよい。
【０１３９】
ただし、製造方法では、第二実施形態のように、外側に膨張した外装３０を加圧工程で加圧して、外装３０を膨張方向とは反対側に圧縮することが好ましい。
これにより、製造方法は、待機工程における捲回体外部空間Ｓ１０の体積をより大きくできるため、待機工程時に電解液Ｅの浸透をより促進できる。
また、製造方法は、加圧工程時に外装３０の圧縮率をより高くできるため、加圧工程時の捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力差をより大きくできる。つまり、製造方法は、加圧工程時に捲回体１００の全面に電解液Ｅをより確実に浸透させることができる。
【０１４０】
なお、第二実施形態において、待機工程では、捲回体外部空間と捲回体内部空間との圧力が平衡になるまで待機しても構わない。
これにより、製造方法は、待機工程時に捲回体により多くの電解液を浸透させることができるため、加圧工程時に捲回体の全面に電解液をより確実に浸透させることができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１０      電池
３０      外装（電池ケース）
１００    捲回体
１００ａ  軸方向一端部
１００ｂ  軸方向他端部
Ｅ        電解液
Ｓ        捲回体外部空間
【図１】
0006011877.tif 000002
【図２】
0006011877.tif 000003
【図３】
0006011877.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006011877.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006011877.tif 000008
【図８】
0006011877.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006011877.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0006011877.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0006011877.tif 000016
【図１６】
0006011877.tif 000017
【図１７】
0006011877.tif 000018
【図１８】
0006011877.tif 000019
【図１９】
0006011877.tif 000020
【図２０】
0006011877.tif 000021