(57)【要約】【課題】電極板およびセパレータ領域の積層工程において、積層された電極板およびセパレータ領域の積層ずれを抑制することができる電池の製造方法を提供する。【解決手段】電池の製造方法であって、少なくとも一方の表面に第１接着層６１１を有する第１セパレータ領域６１を載置する第１ステップと、第１セパレータ領域６１に、第１面および第１面の反対側の第２面を有する第１電極板５１を、第１面と第１接着層６１１とが接するように積層する第２ステップと、第１電極板５１に第２セパレータ領域６２を積層する第３ステップと、第３ステップより前に、第１面と第１接着層６１１とを接着させる接着ステップと、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の表面に第１接着層を有する第１セパレータ領域を載置する第１ステップと、
前記第１セパレータ領域に、第１面および前記第１面の反対側の第２面を有する第１電極板を、前記第１面と前記第１接着層とが接するように積層する第２ステップと、
前記第１電極板に第２セパレータ領域を積層する第３ステップと、
前記第３ステップより前に、前記第１面と前記第１接着層とを接着させる接着ステップとを有する、
電池の製造方法。
【請求項２】
前記接着ステップは、
前記第３ステップより前に、前記第１電極板を加熱する第１加熱ステップと、
前記第２ステップより後で、前記第３ステップより前に、前記第１電極板を前記第１セパレータ領域に向かって加圧する第１加圧ステップとを有する、
請求項１に記載の電池の製造方法。
【請求項３】
前記第１加圧ステップでは、前記第１電極板の前記第２面に押圧部材を当接させ、前記押圧部材を前記第１電極板と前記第１セパレータ領域との接触面に垂直な方向に変位させることにより、前記第１電極板を前記第１セパレータ領域に向かって加圧する、
請求項２に記載の電池の製造方法。
【請求項４】
前記第２セパレータ領域が前記第１電極板と接していない表面に第２接着層を有し、
前記第２セパレータ領域に、第３面および前記第３面の反対側の第４面を有する第２電極板を、前記第３面と前記第２接着層とが接するように積層する第４ステップと、
前記第２電極板を加熱する第２加熱ステップと、
前記第４ステップより後に、前記第４面に押圧部材を当接させ、前記押圧部材を前記第２電極板と前記第２セパレータ領域との接触面に垂直な方向に変位させることにより、前記第２電極板を前記第２セパレータ領域に向かって加圧する第２加圧ステップと、を更に有する、
請求項２または３に記載の電池の製造方法。
【請求項５】
前記第２ステップにおいて積層する前記第１電極板を、前記第２面と当接した状態で支持する搬送機を用いて搬送し、
前記第１加熱ステップでは、前記搬送機が前記第１電極板を搬送する間に、前記搬送機が備える熱源を用いて前記第１電極板を加熱する、
請求項２〜４のいずれか一項に記載の電池の製造方法。
【請求項６】
前記第１加熱ステップでは、前記第２ステップにおいて前記第１電極板が搬送される前に、前記第１電極板を保管する保管部が備える熱源を用いて前記第１電極板を加熱する、
請求項２〜４のいずれか一項に記載の電池の製造方法。
【請求項７】
前記第２ステップにおいて積層する前記第１電極板を、前記第２面と当接した状態で支持する搬送機を用いて搬送し、
前記第２ステップより後、且つ、前記第１加圧ステップより前に、前記第２面における前記搬送機と当接していない領域に保持部材を当接させる保持ステップを更に有し、
前記第１加圧ステップにおける前記押圧部材として前記保持部材を用いる、
請求項２〜４のいずれか一項に記載の電池の製造方法。
【請求項８】
前記第２ステップにおいて、前記第２面の一部と当接した状態で前記第１電極板を支持する搬送機を用いて前記第１電極板を搬送し、
前記第２ステップより後に前記第１加熱ステップを行い、
前記第２ステップより後、且つ、前記第１加熱ステップより前に、前記第２面における前記搬送機と当接していない領域に保持部材を当接させる保持ステップを更に有し、
前記第１加熱ステップでは、前記保持部材が備える熱源を用いて前記第１電極板を加熱する、
請求項２〜４および７のいずれか一項に記載の電池の製造方法。
【請求項９】
前記第１セパレータ領域および前記第２セパレータ領域は、互いに分離したセパレータである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電池の製造方法。
【請求項１０】
前記第１セパレータ領域および前記第２セパレータ領域は、１枚の帯状のセパレータの一部を構成し、
前記第３ステップでは、前記帯状セパレータの前記第１セパレータ領域に隣接する領域で前記帯状セパレータを折り返し、前記帯状セパレータの折り返された領域に含まれる前記第２セパレータ領域を前記第１電極板の前記第２面と接するように積層する、
請求項２〜６のいずれか一項に記載の電池の製造方法。
【請求項１１】
前記帯状セパレータは、一方の表面に前記第１接着層を有し、他方の表面に前記第２面と接する接着層を有する、
請求項１０に記載の電池の製造方法。
【請求項１２】
前記第２ステップにおいて、前記第２面の一部と当接した状態で前記第１電極板を支持する搬送機を用いて前記第１電極板を搬送し、
前記第２ステップより後、且つ、前記第３ステップより前に、前記第２面における前記搬送機と当接していない領域に保持部材を当接させる保持ステップを更に有し、
前記第３ステップでは、前記保持部材を折り返し点にして前記帯状セパレータを折り返す、
請求項１０に記載の電池の製造方法。
【請求項１３】
前記保持ステップより後に前記第１加圧ステップを行い、
前記第１加圧ステップにおける前記押圧部材として前記保持部材を用いる、
請求項１２に記載の電池の製造方法。
【請求項１４】
前記保持ステップより後に前記第１加熱ステップを行い、
前記第１加熱ステップでは、前記保持部材が備える熱源を用いて前記第１電極板を加熱する、
請求項１２に記載の電池の製造方法。
【請求項１５】
前記第１電極板と当接する前記押圧部材の前記第１電極板における当接箇所と、前記第２電極板と当接する前記押圧部材の前記第２電極板における当接箇所とが非対向である、請求項４に記載の電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
正極板、負極板、およびセパレータを含み、正極板および負極板がセパレータを介して積層された電極体を備える電池が広く知られている。このような電極体は、正極および負極を巻回してなる巻回型の電極体と比較して、デッドスペースが小さくなる利点を有する。また、このような電極体は、巻回型の電極体のように正極が折り曲げられて正極活物質層にひび割れ等が生じることが無いため、正極活物質層における正極活物質の充填密度をより高くでき、巻回型の電極体と比較してエネルギー密度を向上することが可能となる。
【０００３】
特許文献１には、セパレータが蛇腹状に折り返されており、かつ折り返されたセパレータが接着されたストッパーを有し、正極板と負極板が交互にセパレータを介して正対している非水系二次電池が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、帯状のセパレータをつづら折り機構を介してテーブル上でつづら折りし、つづら折りによりセパレータが折り返されるたびに、折り返されたセパレータ上に正極板および負極板を正極板供給機構および負極板供給機構を介して交互に供給して、セパレータを介在させた状態で正極板と負極板をテーブル上で交互に積層する工程を含む電池製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許出願公開第２０１３−１９６８３７号公報
【特許文献２】特許出願公開第２０１４−１６５０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
正極板および負極板がセパレータを介して積層された電極体を備える電池では、正極板と負極板との積層ずれが抑制されていることが強く要求されている。これは積層ずれによって正極板において負極板との非対向部が形成されると、電池として充放電特性の劣化が著しくなるためである。そのため、正極板と負極板とがセパレータを介して積層することによって電極体を作製する際に、正極板と負極板とがセパレータ上の所定の位置に積層ずれなく積層される工法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る電池の製造方法は、少なくとも一方の表面に第１接着層を有する第１セパレータ領域を載置する第１ステップと、第１セパレータ領域に、第１面および第１面の反対側の第２面を有する第１電極板を、第１面と第１接着層とが接するように積層する第２ステップと、第１電極板に第２セパレータ領域を積層する第３ステップと、第３ステップより前に、第１面と第１接着層とを接着させる接着ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る電池の製造方法によれば、電極板およびセパレータ領域の積層工程において、積層された電極板およびセパレータ領域の積層ずれを抑制することができ、これにより、電池における電極体の積層ずれの更なる抑制を、その製造から使用期間に至るまで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の一例である電池の外観を示す模式図である。
【図２】実施形態の一例である電極体を示す模式図である。
【図３】実施形態の他の一例である電極体の構成を示す模式図である。
【図４】実施形態の一例である電池の製造方法を示す図である。
【図５】従来の電池の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
複数の電極板およびセパレータが積層された電極体を作製する際、既に積層された複数の電極板およびセパレータの積層ずれを抑えながら、電極板およびセパレータを積層することは、困難が伴う。例えば、特許文献１に記載された電池では、セパレータの折り返し部分に設けたストッパーにより、正極板および負極板が正確に位置決めされることが記載されているが、ストッパーは正極板または負極板の一方向の移動を規定するものでしかなく、他の三方向への積層ずれを抑制することはできないと考えられる。特許文献２に記載された電池の製造方法では、帯状のセパレータをつづら折りする際の谷折りを確保するために使用するつづら折りクランプが、つづら折りおよび電極板の積層の際に押さえ部材として機能することが記載されているが、当該つづら折りクランプが押さえていないときは積層ずれを抑制できず、また、当該つづら折りクランプがその押さえを解く際に積層ずれを起こしてしまうことも考えられる。
【００１１】
本発明者らは、本開示に係る電池の製造方法が、電極板およびセパレータ領域の積層を行いながら、積層された電極板およびセパレータ領域の積層ずれを抑制する手段を講じることにより、電池の製造段階における電極体の積層ずれを抑制し得ることを見出した。
【００１２】
以下、本開示の実施形態の一例について詳細に説明する。なお、本開示に係る電池の製造方法は以下で説明する実施形態に限定されない。実施形態の説明で参照する図面は模式的に記載されたものであるから、図面に描画された構成要素の寸法比率などは以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１３】
［電池］
図１は、本実施形態の一例である電池３の模式図である。図１に例示するように、電池３は、外装体４と、外装体４内に収容された発電要素とを備える。電池３の好適な一例は、非水電解質二次電池であるリチウムイオン二次電池である。発電要素は、例えば、電極体２０と、非水電解質（図示しない）とで構成される。
【００１４】
なお、図１〜図５では、ｚ軸を電極体２０の積層方向に規定し、ｘ軸を外装体４の正極端子７および負極端子９が設けられている辺に沿った方向に規定し、ｙ軸をｘ軸およびｚ軸のそれぞれと直交する方向に規定している。
【００１５】
外装体４は、例えば、図１に示すような有底角筒状の形状を有し、外装体４の開口は封口板５によって封口されている。電極体２０は絶縁シート１７に覆われた状態で、外装体４に挿入されている。発電要素を収容する外装体は、図１に示す有底角筒状の外装体４に限定されるものではなく、ラミネートフィルム等で構成されていてもよい。
【００１６】
本実施形態に係る電池３の製造方法の一例を、具体的に記載する。図１に示すように、封口板５は正極端子取り付け孔５ａおよび負極端子取り付け孔５ｂを有する。正極端子取り付け孔５ａの周囲であって電池内部側に絶縁部材１０および正極集電体６を配置する。また、正極端子取り付け孔５ａの周囲であって電池外部側に絶縁部材１１を配置する。そして、絶縁部材１１、絶縁部材１０および正極集電体６のそれぞれに設けられた貫通孔に、電池外部側から正極端子７を挿入し、正極端子７の先端を正極集電体６にかしめ固定する。なお、正極端子７のかしめ部を正極集電体６に溶接することが好ましい。
【００１７】
負極端子取り付け孔５ｂの周囲であって電池内部側に絶縁部材１２および負極集電体８を配置する。また、負極端子取り付け孔５ｂの周囲であって電池外部側に絶縁部材１３を配置する。そして、絶縁部材１３、絶縁部材１２および負極集電体８のそれぞれに設けられた貫通孔に、電池外部側から負極端子９を挿入し、負極端子９の先端を負極集電体８にかしめ固定する。なお、負極端子９のかしめ部を負極集電体８に溶接することが好ましい。
【００１８】
電極体２０の積層された正極タブ部１を正極集電体６に溶接接続し、電極体２０の積層された負極タブ部２を負極集電体８に溶接接続する。なお、溶接接続としては、抵抗溶接、レーザ溶接、超音波溶接等を用いることができる。
【００１９】
絶縁シート１７で覆われた電極体２０を有底角筒状の外装体４に挿入する。その後、外装体４と封口板５の間を溶接接続し、外装体４の開口を封口する。その後、封口板５に設けられた電解液注液孔１５より電解質および溶媒を含む非水電解液を注入する。その後、電解液注液孔１５を封止栓１６により封止する。
【００２０】
封口板５には、電池内部の圧力が所定値以上となったときに破断し、電池内部のガスを外部へ排出するガス排出弁１４が設けられている。なお、正極板３０と正極端子７の間の導電経路又は負極板４０と負極端子９の間の導電経路に、電流遮断機構を設けることができる。電流遮断機構は、電池内部の圧力が所定値以上となったときに作動し、導電経路を切断するものが好ましい。なお、電流遮断機構の作動圧は、ガス排出弁の作動圧よりも低く設定する。
【００２１】
図２は、正極板３０、負極板４０、および正極板３０と負極板４０との間に配置されているセパレータ領域６０を含む電極体２０の一例の模式図である。図３に示す電極体２０におけるセパレータ領域６０は、セパレータ領域６０どうしが互いに分離して独立しているいわゆる枚葉型のセパレータである。
【００２２】
電極体２０における正極板３０および負極板４０の枚数は特に限定されない。電極体２０は、例えば、図２および図３に示すように、複数の正極板３０および複数の負極板４０が、正極板３０と負極板４０との間のそれぞれにセパレータ領域６０を介して積層されてなる、複層型の電極体２０であってもよいし、単一の正極板３０および単一の負極板４０がセパレータ領域６０を介して積層されてなる、単層型の電極体２０であってもよい。
【００２３】
電極体２０において、正極板３０は、正極芯体の両面に正極活物質層（図示しない）が形成された方形状の領域を有し、正極板３０には、方形状領域における一辺の一方端部に正極リード３２が設けられている。正極板３０を複数枚用いる場合、正極リード３２が複数枚積層されて、正極タブ部１となる。正極リード３２と正極活物質層が形成された方形状領域とが接する部分である根元部分には、絶縁層又は正極芯体より電気抵抗が高い保護層を設けてもよい。
【００２４】
電極体２０において、負極板４０は、負極芯体の両面に負極活物質層が形成された方形状の領域を有し、負極板４０には、方形状領域における一辺の、正極リード３２が設けられている端部とは異なる端部に負極リード４２が設けられている。負極板４０を複数枚用いる場合、負極リード４２が複数枚積層されて、負極タブ部２となる。
【００２５】
図３は、電極体２０の他の例の模式図である。図３に示す電極体２０において、正極板３０と負極板４０との間に配置されている複数のセパレータ領域６０は、１枚の帯状セパレータ７０を構成している。この場合、複数のセパレータ領域６０を含む帯状セパレータ７０は、正極板３０または負極板４０の大きさに合わせて折り畳まれ、その折り返される領域以外の領域においてセパレータ領域６０を形成し、その折り返された領域を挟む２つのセパレータ領域６０が正極板３０または負極板４０を挟むように構成されてなる、いわゆるつづら折り型のセパレータである。
【００２６】
［電極体の製造方法］
電極体２０は、電極板５０ならびにセパレータ領域６０を、各電極板５０の間にセパレータ領域６０が介するようにして積層することによって、作製される。なお、本明細書において「電極板」と記載した場合、正極板３０および負極板４０のいずれか一方であることを意味し、且つ、正極板３０および負極板４０、または、後述する第１電極板５１および第２電極板５２を区別する必要が無い場合であることを意味する。その場合であっても、当然、電極体２０を作製する際は正極板３０および負極板４０がセパレータ領域６０を介して交互に積層される。
【００２７】
図５に、電極体２０の作製における従来の電極板５０およびセパレータ領域６０の積層方法の一例を示す。図５に示す通り、例えば、セパレータ領域６０を積載テーブル８０に載置し（図５の（ａ））、載置したセパレータ領域６０に電極板５０を積層し（図５の（ｂ））、電極板５０に新たなセパレータ領域６０を積層し（図５の（ｃ））、積層されたセパレータ領域６０に、既に積層された電極板５０とは反対の極性を有する電極板５０を積層する（図５の（ｄ））ことにより、複数の電極板５０およびセパレータ領域６０が積層された電極体２０の作製が行われる。電極板５０を更に積層する場合は、同様の電極板５０およびセパレータ領域６０の積層工程が繰り返される。
【００２８】
このような電極板５０およびセパレータ領域６０の積層を行う際に、既に積層された電極板５０およびセパレータ領域６０が積層ずれを起こす可能性がある。上記の通り、押さえ手段により積層した電極板５０やセパレータ領域６０を押さえつけることにより、積層ずれを抑制することが考えられる。しかしながら、電極板５０およびセパレータ領域６０の積層を続けるためには、押さえ手段を離さなければならない期間が必ず生じ、その押さえ手段が離れている間は、電極板５０およびセパレータ領域６０の積層ずれを制御することはできない。また、当該押さえ手段を電極板５０またはセパレータ領域６０から離す際に、両者の摩擦等によって積層ずれを起こすおそれも考えられる。
【００２９】
図４に、本実施形態に係る電池３の製造方法における電極板５０およびセパレータ領域６０の積層方法の一例を示す。図４に示す電極板５０およびセパレータ領域６０の積層方法では、少なくとも一方の表面に第１接着層６１１を有する第１セパレータ領域６１を載置するステップ（第１ステップ）を行い（図４の（ａ））、第１セパレータ領域６１に、第１電極板５１を、第１セパレータ領域６１の第１接着層６１１と第１電極板５１とが接するように積層するステップ（第２ステップ）を行い（図４の（ｂ））、第１電極板５１に、第２セパレータ領域６２を積層するステップ（第３ステップ）を行い（図４の（ｄ））、第２セパレータ領域６２に、第１電極板５１とは反対の極性を有する第２電極板５２を積層するステップ（第４ステップ）を行う（図４の（ｅ））。
【００３０】
ここで、第２セパレータ領域６２を積層するステップよりも前に、第１電極板５１の第１面と第１セパレータ領域６１の第１接着層６１１とを接着させるステップ（接着ステップ）を行う（図４の（ｃ））。なお、図４（ｃ）においては、第１面と第１接着層６１１とを接着させるステップとして、第１電極板５１を加熱するステップ（第１加熱ステップ）と、積層された第１電極板５１を第１セパレータ領域６１に向かって加圧するステップ（第１加圧ステップ）を行っている。図４（ｃ）における矢印は、第１電極板５１を加圧するために用いられている、第１電極板５１に当接する押圧部材８２の、加圧の方向を示す。
【００３１】
本実施形態に係る電池３の製造方法では、電極板５０およびセパレータ領域６０の積層工程において、セパレータ領域６０と電極板５０とを接着させ、セパレータ領域６０と電極板５０との仮止めを行う。このように、電極板５０を積層した後、セパレータ領域６０と電極板５０とを仮止めすることにより、電極体２０の作製段階における積層ずれを抑制することができると考えられる。
【００３２】
以下、本実施形態に係る電池３の製造方法における各ステップを、より詳細に説明する。
【００３３】
〔第１ステップ〕
まず、第１セパレータ領域６１を載置する第１ステップ（載置ステップ）を行う。第１ステップにおいて載置される第１セパレータ領域６１の少なくとも一方の表面には第１接着層６１１が設けられている。第１セパレータ領域６１は、続く第２ステップにおいて積層される第１電極板５１と第１接着層６１１とが接するように、載置される。本実施形態に係る製造方法において、セパレータ領域および電極板５０の積層または載置は、例えば平坦な台などの支持部材からなる積載テーブル８０において行われる。
【００３４】
〔第２ステップ〕
次いで、第１電極板５１を搬送し、載置した第１セパレータ領域６１に第１電極板５１を積層する第２ステップ（第１電極板積層ステップ）を行う。ここで、第１電極板５１において、第１セパレータ領域６１と接する面を第１面とし、第１面と反対側の面を第２面とする。第１セパレータ領域６１に積層される第１電極板５１は、正極板３０および負極板４０のいずれであってもよい。本実施形態では一例として、負極板を第１電極板とする。
【００３５】
第２ステップにおいて、第１電極板５１は、電極板５０を保管する保管部から、公知の搬送機を用いて、積層が行われる積載テーブル８０まで搬送される。例えば、第１電極板５１と当接した状態、より具体的には、第１電極板５１の第２面と当接した状態で、第１電極板５１を支持する搬送機を用いて搬送することができる。そのような搬送機の例としては、吸引方式と静電方式とがある。吸引方式では、吸着パッドを用いた方法や板材に厚さ方向に無数の孔が形成されてこの板材を当接させて上記無数の孔から吸引を行いながら吸着させる方法等が挙げられる。特に板材を用いた方法は吸着時の吸着応力の偏在を抑えることが容易であるため、好ましい。後述するように、搬送機および保管部は、電極板５０を加熱することができる熱源を備えていてもよい。
【００３６】
〔接着ステップ〕
第３ステップよりも前に、第１電極板５１の第１面と第１セパレータ領域６１の第１接着層６１１とを接着させるステップ（接着ステップ）を行う。ここで「電極板の表面と接着層とを接着させる」とは、例えば、電極板の表面と接着層との界面の少なくとも一部の領域において、熱、圧力等の付与によって、当該領域の接着層に含まれる成分が電極板の表面と機械的、物理的または化学的に接合することをいう。
【００３７】
接着ステップを行うことによって、第１電極板５１と第１セパレータ領域６１とが接着され、第１電極板５１と第１セパレータ領域６１とが仮止めされる。第１電極板５１と第１セパレータ領域６１とが「仮止めされる」とは、第１電極板５１と第１セパレータ領域６１の第１接着層６１１との間の機械的、物理的または化学的な接合により、第１電極板５１と第１セパレータ領域６１との接触面に平行な方向における相対的な変位が制限されている状態を言う。第１電極板５１と第１セパレータ領域６１との接着は、第１電極板５１および第１セパレータ領域６１の相対的な変位を制限するものであればよく、第１接着層６１１に含まれる接着成分の反応が完了して接着が完全になされることまでは必須ではない。
【００３８】
本実施形態に係る電池３の製造方法では、第１電極板５１の第１面と第１セパレータ領域６１の第１接着層６１１とを接着させるステップが、後述する加熱ステップおよび加圧ステップの少なくとも一方を有することが好ましく、加熱ステップおよび加圧ステップの両者を有することがより好ましい。接着ステップとして加熱ステップおよび加圧ステップを行うことによって、第１電極板５１と第１セパレータ領域６１との仮止めがより強固になるためである。
【００３９】
〔加熱ステップ〕
第１電極板５１を加熱する第１加熱ステップ（単に「加熱ステップ」ともいう）を行う。加熱ステップは、第１電極板５１に第２セパレータ領域６２を積層する第３ステップよりも前に行われ、且つ、加熱された第１電極板５１と接触させることにより、第１セパレータ領域６１の第１接着層６１１に十分な熱を供給できるものである限り、特に限定されない。加熱ステップは、第２ステップより前に行うことができ、また、第２ステップと同時またはそれ以降に行うこともできる。予め加熱された第１電極板５１を第１セパレータ領域６１に積層することによって、或いは、第１電極板５１が第１セパレータ領域６１に積層された状態にあるときに第１電極板５１を加熱することによって、第１セパレータ領域６１の表面に設けられた第１接着層６１１に熱が供給され、第１電極板５１と第１セパレータ領域６１との接着に用いられる。
【００４０】
加熱ステップを第２ステップより前に行う場合の加熱方法としては、例えば、第１電極板５１を搬送および／または保管する間に加熱する方法が挙げられる。第１電極板５１を支持しながら第１電極板５１を搬送する搬送機は、第１電極板５１を加熱する熱源を備えることにより、第１電極板５１を搬送しながら加熱することができる。また、第１電極板５１を保管する保管部が熱源を備えることにより、当該保管部は、第１電極板５１を保管し、搬送されるまでの間、第１電極板５１を加熱することができる。第１電極板５１を搬送および／または保管する間に第１電極板５１を加熱する場合、第２ステップと同時またはそれ以降に行う場合に比して、第１電極板５１に十分な熱を付与するための時間を短縮することができる。
【００４１】
第１電極板５１の加熱に用いられる熱源としては、電極板５０を加熱することができる公知の熱源であればよく、例えば、カートリッジヒータ、ラバーヒータ等の接触式の熱源、および、炉、ヒーター、電磁波（例えば赤外線等）照射手段等の非接触式の熱源が挙げられる。搬送機または押圧部材８２は、接触式の熱源を備えることにより、第１電極板５１を搬送している間、または、押圧部材８２を第１電極板５１に当接させている間に、第１電極板５１を加熱することができる。非接触式の熱源は、保管部が備える熱源として使用できるほか、第１電極板５１の搬送機による搬送経路に設けられることにより、第１電極板５１が搬送されている間に第１電極板５１を加熱することができる。
【００４２】
加熱ステップによって加熱される第１電極板５１の領域は、第１セパレータ領域６１の第１接着層６１１に十分な熱を供給できるものである限り、第１電極板５１の少なくとも一部であればよく、また、第１電極板５１を全体的に（例えば炉等によって）加熱してもよい。後述するように、電極体２０を作製後、各セパレータ領域６０の接着層が完全に接着するように、電極体２０へ加熱および加圧等を行うことにより、各接着層が電極板５０と均一に接着された状態とすることができる。
【００４３】
〔加圧ステップ〕
第１電極板５１を第１セパレータ領域６１に向かって加圧する第１加圧ステップ（単に「加圧ステップ」ともいう）を行う。加圧ステップは、第２ステップよりも後であって、第３ステップよりも前に行われる。加圧ステップを行うことにより、第１セパレータ領域６１の第１電極板５１と接する表面にある第１接着層６１１が、圧力を受けて、第１電極板５１と第１セパレータ領域６１とを接着させる。加圧ステップにおいて第１セパレータ領域６１に向かって加える圧力は、第１電極板５１と第１接着層６１１との接着に寄与する圧力であれば特に限定はされず、例えば０．５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である。
【００４４】
加圧ステップにおける「第１電極板５１を第１セパレータ領域６１に向かって加圧する」とは、第１電極板５１の少なくとも一部に力を付与して、第１電極板５１と第１セパレータ領域６１との接触面に垂直な成分、即ち、第１電極板５１および第１セパレータ領域６１の積層方向に沿った成分の圧力を生じさせることをいう。加圧ステップにおいて、第１電極板５１は、第１セパレータ領域６１に向かって変位してもよく、また、当該接触面に垂直な成分の圧力が生じている限り、第１セパレータ領域６１に向かう変位が実際には起きていなくてもよい。
【００４５】
加圧ステップにおいて、第１電極板５１を第１セパレータ領域６１に向かって加圧する方法としては、例えば、第１電極板５１の第２面に押圧部材８２を当接させ、押圧部材８２を第１電極板５１と第１セパレータ領域６１との接触面に垂直な方向に変位させる方法が挙げられる。このとき、押圧部材８２のみを変位させてもよく、また、第１ステップにおいて第１セパレータ領域６１を載置した支持部材を同時に押圧部材８２に向かって変位させて、第１電極板５１を第１セパレータ領域６１に向かって加圧してもよい。
【００４６】
加圧ステップにおいて、第１電極板５１を第１セパレータ領域６１に向かって加圧する他の方法としては、例えば、搬送機を用いて第１セパレータ領域６１に第１電極板５１を積層した後、そのまま搬送機を第１セパレータ領域６１に向かって押しつけることにより、第１電極板５１と第１セパレータ領域６１とを加圧する方法等が挙げられる。
【００４７】
押圧部材８２の具体例としては、例えば、後述する保持ステップにおいて用いる保持部材、第１セパレータ領域６１への第１電極板５１の積層に用いられる搬送機を押圧部材８２として用いてもよく、また、保持部材および搬送機とは別に、これらと独立した押圧機構を備える部材を、押圧部材８２として用いてもよい。押圧部材８２として保持部材および搬送機とは別の部材を用いる場合は、保持部材以上の応力で第１電極板５１を第１セパレータ領域６１に向かって加圧できることが好ましい。
【００４８】
〔保持ステップ〕
第２ステップの後、加圧ステップを行う前に、第１電極板５１の第２面に保持部材を当接させる保持ステップ（第１電極板保持ステップ）を行うことができる。保持ステップを行うことにより、第１電極板５１と第１セパレータ領域６１とが仮止めされるまでの間の積層ずれを抑制することができる。第２ステップにおいて、第１電極板５１の第２面と当接した状態で第１電極板５１を支持する搬送機を用いて第１電極板５１を搬送する場合、第１電極板５１の第２面において保持部材を当接させる箇所は、当該搬送機が当接していない箇所であることが好ましい。これにより、積載テーブル８０で搬送機が第１電極板５１と当接した状態から保持部材を当接させることができるとともに、第２ステップ後に搬送機が第１電極板５１から離れる際、保持部材が搬送機の移動を妨げ難くなる。
【００４９】
第１電極板５１を加圧する加圧ステップを、保持部材を押圧部材８２として用いることにより、行うことができる。保持部材を押圧部材８２として用いて加圧ステップを行うことにより、積層に用いられる製造装置を簡略化することができる。また、第１セパレータ領域６１と第１電極板５１とが当接した時点から第１電極板５１の上に第２セパレータ領域６２が積層される時点までの間に最も長く第１電極板５１と当接することができる。そのため、第１電極板５１を介して第１セパレータ領域６１へ圧力を容易に伝えて接着させることができる。
【００５０】
第１電極板５１を加熱する加熱ステップを、上記の熱源を備える保持部材を第１電極板５１の第２面に当接させることにより、行うことができる。熱源を備える保持部材を第１電極板５１に当接させて加熱ステップを行うことにより、積層に用いられる製造装置を簡略化させることができる。また、第１セパレータ領域６１と第１電極板５１とが当接した時点から第１電極板５１の上に第２セパレータ領域６２が積層される時点までの間に最も長く第１電極板５１と当接することができる。そのため、第１電極板５１を介して第１セパレータ領域６１へ熱を容易に伝えて接着させることができる。また、保持部材に熱源が備わっている場合でも、保管部などにおいて予め第１電極板５１を加熱しておいてもよい。
【００５１】
保持部材は、加熱ステップおよび加圧ステップが完了して第１セパレータ領域６１と第１電極板５１とが仮止めされた後で、第１電極板５１の表面に当接した状態から移動して離れる。そのため、保持部材が第１電極板５１から離れる際の積層ずれを格段に抑えることができる。
【００５２】
また、接着ステップにおいて、第１電極板５１を加熱する際、第１電極板５１と第１セパレータ領域６１を接着させたときに、第１セパレータ領域６１の温度より第１電極板５１の温度が高くなるように加熱することが好ましい。第１セパレータ領域６１の温度が第１電極板５１の温度より高くなると、第１セパレータ領域６１における積載テーブル８０と対向する面に接着層が形成されている場合、積載テーブル８０と第１セパレータ領域６１とが接着する可能性が高まるためである。
【００５３】
〔第３ステップ〕
加熱ステップおよび加圧ステップを行った後、第１電極板５１に第２セパレータ領域６２を積層する第３ステップ（第２セパレータ領域積層ステップ）を行う。第３ステップに続けて後述する第４ステップを行う場合、第２セパレータ領域６２の第１電極板５１と接しない側の表面には、第２接着層６２２が設けられる。第２セパレータ領域６２は、第１電極板５１と接する側の表面に第３接着層６２３を有していてもよい。
【００５４】
〔その他〕
第２セパレータ領域６２が、第１ステップにおいて載置する第１セパレータ領域６１に対して独立した、いわゆる枚葉型のセパレータである場合、第２セパレータ領域６２は公知の搬送機によって積載テーブル８０に搬送される。
【００５５】
第２セパレータ領域６２が、第１ステップにおいて載置する第１セパレータ領域６１とともに、１枚の帯状セパレータ７０の一部を構成する場合、第３ステップでは、第１セパレータ領域６１に隣接する領域で帯状セパレータ７０を折り返すことにより、第２セパレータ領域６２が第１電極板５１に積層される。言い換えれば、帯状セパレータ７０を用いて電極体２０を作製する場合、第３ステップにおいて、帯状セパレータ７０の第１セパレータ領域６１に隣接する領域で帯状セパレータ７０が折り返され、その折り返された帯状セパレータ７０のうち、第１電極板５１と接する部分を含む領域が、第２セパレータ領域６２となる。
【００５６】
第１セパレータ領域６１および第２セパレータ領域６２が帯状セパレータ７０の一部を構成する場合、帯状セパレータ７０において、第１セパレータ領域６１における第１接着層６１１が設けられた表面と、第２セパレータ領域６２における第２接着層６２２が設けられた表面とは互いに異なる。帯状セパレータ７０は、両方の表面に接着層を有することが好ましく、この場合、一方の表面が第１接着層６１１を有し、他方の表面が第２接着層６２２を有する。
【００５７】
第１セパレータ領域６１および第２セパレータ領域６２が帯状セパレータ７０の一部を構成する場合、保持ステップに用いる保持部材を、第１電極板５１の第２セパレータ領域６２側の表面における帯状セパレータ７０の折り返しが行われる側の端部に当接させて、帯状セパレータ７０を折り返してもよい。この場合、保持部材が、帯状セパレータ７０を折り返す際の折り返し点となる第１電極板５１を保持することにより、第３ステップにおける積層ずれを抑制することができる。
【００５８】
第３ステップを行った後、更に追加の電極板５０を積層する場合は、上述した第２ステップ、加熱ステップ、加圧ステップおよび第３ステップに従って、これらのステップを繰り返し行えばよく、必要に応じて、保持ステップを行えばよい。
【００５９】
例えば、第３ステップで積層された第２セパレータ領域６２に、第１電極板５１とは反対の極性を有する第２電極板５２を積層する第４ステップ（第２電極板積層ステップ）は、第２ステップに準じて行うことができる。ここで、第２電極板５２において、第２セパレータ領域６２の表面に設けられた第２接着層６２２と接する面を第３面とし、第３面と反対側の面を第４面とする。第４ステップを行うとともに、第２電極板５２の第３面と第２接着層６２２とを接着させる第２接着ステップを行うことができ、第２接着ステップは、上記加熱ステップに準じて行われる第２電極板５２を加熱する第２加熱ステップと、上記加圧ステップに準じて行われる第２電極板５２を加圧する第２加圧ステップとを有することが好ましい。これにより、第２電極板５２と第２セパレータ領域６２とを仮止めすることができる。
【００６０】
第２セパレータ領域６２の第１電極板５１に接する表面に第３接着層６２３を設ける場合、第２電極板５２と第２セパレータ領域６２との仮止めと同時に、第１電極板５１と第２セパレータ領域６２との仮止めを行うことも可能である。第１加熱ステップにより第１電極板５１が加熱されているため、セパレータ領域積層ステップにより第２セパレータ領域６２が第１電極板５１に積層されると、第３接着層６２３は第１電極板５１から熱を受け取ることができる。また、第４ステップを経て、第２加圧ステップにより第２電極板５２を第２セパレータ領域６２に向かって加圧するによって、第３接着層６２３が圧力を受けとることができる。これにより、隣接する第１電極板５１と第２セパレータ領域６２とを接着することができる。
【００６１】
電極板５０およびセパレータ領域６０が積層された電極体２０は、電極板５０およびセパレータ領域６０の積層工程が完了した後、電極体２０の全体を加熱するとともに、積層方向に加圧することにより、各接着層の隣接する電極板５０との接着が完全になされる。これにより、電池３の製造段階のみならず、製造された電池３の出荷および使用における電極板５０とセパレータ領域６０との積層ずれをより一層抑制することができる。積層ずれの更なる抑制のために、作製された電極体２０を、例えば、絶縁テープ、被覆材等の公知の手段により拘束してもよい。
【００６２】
図４では、一対の押圧部材８２を第１電極板５１に当接させて第１セパレータ領域６１と第１電極板５１とを接着させる方法を説明したが、本開示の電池３の製造方法はこの方法に限定されない。例えば、押圧部材８２を電極板５０の一端のみで当接させてもよい。この方法により、特にセパレータ領域６０が帯状のいわゆるつづら折り型セパレータである場合、押圧部材８２（例えば保持部材等）を、セパレータ領域６０を折り返すための起点とすることができる。このように、帯状のセパレータ領域６０を折り返す側の端部のみに押圧部材８２を当接させる方法では、第２電極板５２を積層した後、第１電極板５１における押圧部材８２が当接した一端とは反対側の端部において、押圧部材８２を当接させて加圧することになる。この方法では、第１電極板５１と第２電極板５２とでは仮止めによる接着箇所が互いに逆の端部に形成されている。
【００６３】
セパレータ領域６０が枚葉型であっても、この方法を用いて電極板５０およびセパレータ領域６０を積層することは可能である。この場合、第１電極板５１の加圧に用いた押圧部材８２を第１電極板５１に当接させたままにしておき、第２セパレータ領域６２および第２電極板５２を積層し、別の押圧部材８２を用いて第２電極板５２を加圧した後、押圧部材８２を第１電極板５１から脱離させようとしても、第１電極板５１と当接する押圧部材８２が第１電極板５１に当接している箇所と、第２電極板５２と当接する押圧部材８２が第２電極板５２に当接している箇所が非対向であるため、第１電極板５１と当接する押圧部材８２を容易に脱離させることができる。
【００６４】
以下に、電池３の各構成部材について詳述する。
【００６５】
［セパレータ領域］
セパレータ領域６０は、図２および図４に示すように、各電極板５０に挟まれるセパレータ領域６０が互いに分離して独立しているいわゆる枚葉型のセパレータであってもよく、また、図３に示すように、複数のセパレータ領域６０が帯状セパレータ７０の一部を構成していてもよい。電極体２０は、セパレータ領域６０として枚葉型のセパレータおよび帯状セパレータ７０の両者を有するものであってもよい。
【００６６】
電極体２０において、複数のセパレータ領域６０が帯状セパレータ７０の一部を構成している場合、その帯状セパレータ７０の折り返しは、電極板５０およびセパレータ領域６０の積層後に正極端子７および負極端子９が設けられる辺を避けて行われる。例えば、図３に示す通り、長尺方向がｘ軸に沿うように帯状セパレータ７０を配置し、正極板３０および負極板４０のｙ軸に沿った辺において帯状セパレータ７０を折り返すことにより、正極板３０および負極板４０にセパレータ領域６０が積層される。
【００６７】
セパレータ領域６０は、基材層と少なくとも１つの接着層とを備える。接着層は、セパレータ領域６０の表面の少なくとも一方に設けられるが、セパレータ領域６０の両表面に設けられていることが好ましい。接着層は、例えば、加圧ステップにおいて押圧部材８２が当接する位置に対応する領域にのみに設けられていてもよいが、電極板５０とセパレータ領域６０との距離が接触面内で異なることによる電池性能への影響を少なくするために、セパレータ領域６０の表面に略均一に設けられていることが好ましい。
【００６８】
基材層には、例えば、イオン透過性および絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。多孔性シートの具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布等が挙げられる。基材層の材質としては、特に制限されるものではなく、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樹脂が挙げられる。基材層は、樹脂以外の材料（例えばセルロース等）を含んでいてもよい。基材層は、積層体であってもよく、例えば、ポリエチレン層およびポリプロピレン層を含む積層体であってもよい。接着層に含まれる材料としては、例えばポリフッ化ビニリデン、アクリル系の架橋性ポリマー等が挙げられる。
【００６９】
セパレータ領域６０の厚さは、特に限定されず、例えば５μｍ以上５０μｍ以下である。基材層の厚さおよび接着層の厚さは、特に限定されないが、例えば、基材層を１μｍ以上３０μｍ以下、接着層を０．０１μｍ以上１０μｍ以下とすることが好ましい。
【００７０】
［正極板］
正極板３０は、例えば正極集電体６と、正極集電体６に形成された正極合材層とで構成される。正極集電体６には、アルミニウムなどの正極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。正極合材層は、正極活物質を含み、導電材および結着材を更に含むことが好ましい。正極合材層は、正極集電体６の両面に形成されていることが好ましい。正極活物質としては、例えば、リチウム含有複合酸化物が用いられる。好適なリチウム含有複合酸化物の一例としては、ニッケル−コバルト−マンガン系、ニッケル−コバルト−アルミニウム系等のリチウム含有複合酸化物等が挙げられる。
【００７１】
正極板３０に形成される正極合材層は、例えば、矩形形状を有する。正極リード３２は、正極合材層が形成された領域の一辺における一方側の端部から突出した形状を有する。正極リード３２は、正極集電体６の表面が露出した部分であり、これにより正極端子７と電気的に接続される。正極リード３２と正極合材層が形成された領域とが接する根元部分には、絶縁層又は正極芯体より電気抵抗が高い保護層を設けることが好ましい。
【００７２】
正極板３０の厚みは、特に限定されず、例えば２０μｍ以上３００μｍ以下である。正極板３０は、例えば、長尺状の正極集電体６に正極活物質、導電材、結着材等を含む正極合材スラリーを塗布し、塗膜を圧延して正極合材層を集電体の両面に形成した後、これを各々の正極板３０および正極リード３２の寸法に切断することにより製造できる。なお、正極合材スラリーは正極集電体６において正極リード３２となる部分には塗布されない。
【００７３】
［負極板］
負極板４０は、例えば負極集電体８と、当該負極集電体８の表面に形成された負極合材層とで構成される。負極集電体８には、銅などの負極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。負極合材層は、負極活物質とともに、結着材を含むことが好ましい。負極合材層は、負極集電体８の両面に形成されていることが好ましい。
【００７４】
負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できるものであれば特に限定されず、例えば、天然黒鉛および人造黒鉛等の炭素材料、ＳｉおよびＳｎ等のリチウムと合金化する金属、並びに、これらの金属の合金および複合酸化物等を用いることができる。
【００７５】
負極板４０は、正極板３０と同様の形状を有する。電池３がリチウムイオン電池である場合、正負極間におけるリチウムイオンの円滑な移動を確保するため、負極板４０の寸法は正極板３０の寸法よりも大きいことが好ましい。負極板４０に形成される負極合材層は、例えば、矩形形状を有する。負極リード４２は、負極合材層が形成された領域の一辺における端部であって、正極リード３２とは異なる側の端部から突出した形状を有する。負極リード４２は、負極集電体８の表面が露出した部分であり、これにより負極端子９と電気的に接続される。
【００７６】
負極板４０の厚みは、特に限定されず、例えば２０μｍ以上３００μｍ以下である。負極板４０は、長尺状の負極集電体８に負極活物質、結着材等を含む負極合材スラリーを塗布し、塗膜を圧延して負極合材層を集電体の両面に形成した後、これを各々の負極板４０および負極リード４２の寸法に切断することにより製造できる。なお、負極合材スラリーは負極集電体８において負極リード４２となる部分には塗布されない。
【００７７】
［非水電解質］
非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水電解質は、液体電解質（電解液）に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。
【００７８】
非水溶媒としては、例えば、非水溶媒として一般的に用いられているエチレンカーボネート（ＥＣ）等の環状炭酸エステル、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）等の鎖状エステル、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）等のカルボン酸エステル類、クラウンエーテル等の環状エーテル類、鎖状エーテル類、ニトリル類、アミド類、および、上記非水溶媒の水素原子をフッ素原子などのハロゲン原子で置換したハロゲン置換体、並びにこれらの混合溶媒等を用いることができる。
【００７９】
電解質塩としては、例えば、従来の非水電解質二次電池において支持塩として使用されている一般的なリチウム塩を用いることができる。リチウム塩の具体例としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ１Ｆ２ｌ＋１ＳＯ２）（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ２）（ｌ、ｍは１以上の整数）、ＬｉＣ（ＣＰＦ２ｐ＋１ＳＯ２）（ＣｑＦ２ｑ＋１ＳＯ２）（ＣｒＦ２ｒ＋１ＳＯ２）（ｐ、ｑ、ｒは１以上の整数）、Ｌｉ［Ｂ（Ｃ２Ｏ４）２］（ビス（オキサレート）ホウ酸リチウム（ＬｉＢＯＢ））、Ｌｉ［Ｂ（Ｃ２Ｏ４）Ｆ２］、Ｌｉ［Ｐ（Ｃ２Ｏ４）Ｆ４］、および、Ｌｉ［Ｐ（Ｃ２Ｏ４）２Ｆ２］等が挙げられる。
【符号の説明】
【００８０】
１  正極タブ部、２  負極タブ部、３  電池、４  外装体、５  封口板、５ａ  正極端子取り付け孔、５ｂ  負極端子取り付け孔、６  正極集電体、７  正極端子、８  負極集電体、９  負極端子、１０，１１，１２，１３  絶縁部材、１４  ガス排出弁、１５  電解液注液孔、１６  封止栓、１７  絶縁シート、２０  電極体、３０  正極板、３２  正極リード、４０  負極板、４２  負極リード、５０  電極板、５１  第１電極板、５２  第２電極板、６０  セパレータ領域、６１  第１セパレータ領域、６１１  第１接着層、６２  第２セパレータ領域、６２２  第２接着層、６２３  第３接着層、７０  帯状セパレータ、８０  積載テーブル、８２  押圧部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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