(57)【要約】【課題】重ね合わせた双極型電極間に電解液を注液するための空間を形成させる作業を行うことなく電解液を正極および負極に好適に注液させて、電池性能の優れた双極型電池を製造し得る双極型電池の製造方法、および電池性能の優れた双極型電池を提供する。【解決手段】双極型電池の製造方法は、集電体の一方の面に正極を形成し他方の面に負極を形成した双極型電極を準備する工程（ステップ１１）と、電解液を放出自在な電解液保持部材を双極型電極に重ね合わせる工程（ステップ１２）と、電解液保持部材の内圧と電解液保持部材の周辺雰囲気の外圧との圧力差によって、電解液保持部材から電解液を放出させて正極および負極に注液させる工程（ステップ１４）と、を有している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体の一方の面に正極を形成し他方の面に負極を形成した双極型電極を準備する工程と、
電解液を放出自在な電解液保持部材を前記双極型電極に重ね合わせる工程と、
前記電解液保持部材の内圧と前記電解液保持部材の周辺雰囲気の外圧との圧力差によって、前記電解液保持部材から前記電解液を放出させて前記正極および前記負極に注液させる工程と、を有する双極型電池の製造方法。
【請求項２】
前記電解液を注液させる工程において、前記電解液保持部材の周辺雰囲気を負圧にして前記電解液を放出させる、請求項１に記載の双極型電池の製造方法。
【請求項３】
前記電解液を注液させる工程において、前記電解液保持部材を押圧して前記電解液を放出させる、請求項１に記載の双極型電池の製造方法。
【請求項４】
前記電解液保持部材を重ね合わせる工程において、前記双極型電極と前記電解液保持部材をそれぞれ複数重ね合わせて、前記電解液保持部材を取り出すための開口部位を残しつつ前記複数の双極型電極間を封止し、
前記電解液を注液させる工程の後、前記開口部位から前記電解液保持部材を取り出す工程と、
前記開口部位を封止して前記双極型電極間から前記電解液が漏洩することを防止するシール部を形成する工程と、を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の双極型電池の製造方法。
【請求項５】
前記電解液保持部材を取り出す工程の後、前記複数の双極型電極同士を押し付けて密着させる工程を有する請求項４に記載の双極型電池の製造方法。
【請求項６】
前記電解液保持部材は、外周縁を形成する端辺のうち前記開口部位に面して位置する一の端辺に対向して位置する他の端辺から、前記一の端辺に向かって内部を通して延びる引き出し部を有し、
前記電解液保持部材を取り出す工程において、前記開口部位を介して前記引き出し部を引き抜くことによって前記電解液保持部材を前記他の端辺の側から内側に巻き込みながら取り出す、請求項４または請求項５に記載の双極型電池の製造方法。
【請求項７】
前記電解液保持部材は、前記電解液を放出させる複数の孔部を有し、
前記電解液を注液させる工程において、前記複数の孔部を通じて前記電解液を外部に放出させる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の双極型電池の製造方法。
【請求項８】
前記電解液保持部材を重ね合わせる工程において、前記電解液保持部材と前記双極型電極との間に前記電解液が浸透し得るポーラス状のセパレータを積層させる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の双極型電池の製造方法。
【請求項９】
前記電解液保持部材は、前記電解液を放出させる複数の孔部を有し、
前記電解液を注液させる工程において、前記複数の孔部を通じて前記電解液を外部に放出させ、
前記電解液を放出した前記電解液保持部材を残置させて前記電解液が浸透し得るセパレータとして機能させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の双極型電池の製造方法。
【請求項１０】
前記電解液保持部材は、撥水処理が施されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の双極型電池の製造方法。
【請求項１１】
前記電解液保持部材は、前記双極型電極の面方向に区画して分離された複数のブロックを有する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の双極型電池の製造方法。
【請求項１２】
前記電解液保持部材は、外表面に凹凸部が形成されている請求項１〜１１のいずれか１項に記載の双極型電池の製造方法。
【請求項１３】
集電体の一方の面に正極を形成し他方の面に負極を形成した双極型電極と、
前記双極型電極に重ね合わせられ、保持した電解液を外部に放出する複数の孔部が形成された電解液保持部材と、を有し、
前記電解液保持部材の内圧と前記電解液保持部材の周辺雰囲気の外圧との圧力差によって前記電解液を放出した前記電解液保持部材が前記電解液を浸透させ得るセパレータとして機能する、双極型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双極型電池の製造方法、および双極型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護のため二酸化炭素排出量の低減が望まれている。自動車業界をはじめ、製造業等の幅広い分野において二酸化炭素の排出量の低減に貢献し得る双極型（バイポーラ）電池が注目されている。
【０００３】
双極型電池は、正極および負極が形成された双極型電極と、双極型電極間に配置されるセパレータとを備えている。双極型電極、およびセパレータを複数積層し、または巻回して電池要素を構成している。
【０００４】
双極型電池の製造に際して、電解液を注液させる方法には、様々な方法が存在するが、例えば、巻回した電池要素を袋状の外装体に収納し、外装体内に電解液を注液させる方法が知られている。電池要素と外装体との間にバキュームチャック等を挿入して空間を形成し、その空間内に電解液を注入する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９８８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
双極型電極を複数積層して構成される電池要素に対して上記の注液方法を採用する場合には、層状に積層された電池要素全体の厚さ寸法が比較的大きいため、外装体と電池要素との間にバキュームチャック等を挿入することが困難である。このため、電解液を注液させるための空間を確保することができず、電解液の注液量の不足に伴って双極型電池の電池性能の低下を招く虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、電解液を注液するための空間を形成させる作業を行うことなく電解液を正極および負極に好適に注液させて、電池性能の優れた双極型電池を製造し得る双極型電池の製造方法、および電池性能の優れた双極型電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明に係る双極型電池の製造方法は、集電体の一方の面に正極を形成し他方の面に負極を形成した双極型電極を準備する工程を行う。次に、電解液を放出自在な電解液保持部材を双極型電極に重ね合わせる工程を行う。そして、電解液保持部材の内圧と電解液保持部材の周辺雰囲気の外圧との圧力差によって、電解液保持部材から電解液を放出させて正極および負極に注液させる工程を行う。
【０００９】
また、上記目的を達成する本発明に係る双極型電池は、集電体の一方の面に正極を形成し他方の面に負極を形成した双極型電極と、双極型電極に重ね合わせられ、保持した電解液を外部に放出する孔部が形成された電解液保持部材と、を有している。そして、電解液保持部材の内圧と電解液保持部材の周辺雰囲気の外圧との圧力差によって電解液を放出した電解液保持部材が電解液を浸透させ得るセパレータとして機能する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電解液を保持した電解液保持部材を双極型電極に重ね合わせて配置し、電解液保持部時材の内圧とその周辺雰囲気の外圧との圧力差によって電解液を放出させるため、電解液を注液するための空間を形成させる作業を行うことなく電解液を正極および負極に好適に注液させることができ、電池性能の優れた双極型電池を製造し得る双極型電池の製造方法、および電池性能の優れた双極型電池を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る双極型電池を示す斜視図である。
【図２】双極型電池の要部を示す断面図である。
【図３】図１に示す双極型電池を利用した組電池を示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る双極型電池の製造工程を示すフローチャートである。
【図５】図５（Ａ）は、電解液保持部材の要部を示す断面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）において５Ｂで囲む部位を拡大して示す断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、電解液保持部材を示す平面図、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の矢印６Ｂ方向からみた矢視図である。
【図７】図７（Ａ）は、電解液保持部材の要部を示す断面図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）において７Ｂで囲む部位を拡大して示す断面図である。
【図８】双極型電池の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】双極型電池の製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】双極型電池の製造方法を説明するための平面図である。
【図１１】双極型電池の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】双極型電池の製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】双極型電池の製造方法を説明するための平面図である。
【図１４】双極型電池の製造方法を説明するための断面図である。
【図１５】第１の実施形態の変形例に係る電解液保持部材の要部を示す断面図である。
【図１６】第２の実施形態に係る双極型電池の製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】第３の実施形態に係る双極型電池の製造工程を示すフローチャートである。
【図１８】第３の実施形態に係る双極型電池の製造方法に関する圧力条件を説明するための図である。
【図１９】第３の実施形態に係る双極型電池の製造方法を説明するための断面図である。
【図２０】第４の実施形態に係る双極型電池の要部を示す断面図である。
【図２１】図２１（Ａ）は、第４の実施形態に係る双極型電池の製造方法を説明するための平面図、図２１（Ｂ）は、第４の実施形態に係る双極型電池の製造方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１３】
（第１の実施形態）
本実施形態に係る双極型電池１０について説明する。
【００１４】
図１、および図２を参照して、双極型電池１０は、集電体６５の一方の面６１に設けられた正極６６、および一方の面６１の背面となる他方の面６２に設けられた負極６７を有する双極型電極６０と、ポーラス状のセパレータ９０とを複数積層させて電池要素５０を構成している。
【００１５】
隣接する一対の双極型電極６０、および双極型電極６０間に積層されたセパレータ９０によって単位電池５５を構成している。所定の出力電圧に応じて複数個の単位電池５５を積み重ねることが可能になっている。
【００１６】
正極６６、負極６７、およびセパレータ９０内には、電解液保持部材７０から放出させた電解液８０を浸透させている（図７（Ｂ）参照）。電解液８０には、電解液１００％の液電解質を用いている。電解液は、電解液１００％の液電解質に限定されるものではなく、例えば、半固体のゲル状の流動性を備えた電解質等を用いることも可能である。
【００１７】
集電体６５には、リチウム二次電池等の集電体として公知なステンレススチール箔を利用している。集電体６５に正極６６をなす正極材、および負極６７をなす負極材を塗布して構成している。集電体６５の材質は、ステンレススチールに限定されるものではなく、例えば、アルミニウム箔や、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などを利用することも可能である。
【００１８】
正極材には、ＬｉＭｎ２Ｏ４などのリチウム−マンガン複合酸化物を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、ＬｉＮｉＯ２などのリチウム−ニッケル複合酸化物、ＬｉＣｏＯ２などのリチウム−コバルト複合酸化物などを用いることも可能である。また、負極材には、ハードカーボンを用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、黒鉛系炭素材料、リチウム−遷移金属複合酸化物などを用いることが可能である。
【００１９】
図５〜７を参照して、正極６６、負極６７、およびセパレータ９０への電解液８０の注液には、電解液８０を放出自在な電解液保持部材７０を用いる。電解液保持部材７０には、保持した電解液８０を外部に放出する複数の孔部７３を形成している（図７（Ｂ）参照）。孔部７３は比較的小さな径で形成しているため、表面張力によって電解液８０が漏洩することを防止する。孔部７３を通じて電解液８０を外部へ放出させる。電解液保持部材７０が保持する電解液８０の保持量を管理することによって、正確に注液量を調整することが可能になっている。なお、孔部７３は、理解を容易にするために外表面７２に向けて直線状に図示している。
【００２０】
電解液保持部材７０には、電解液８０を予め保持させて準備する。電解液８０を注液する工程において、電解液保持部材７０の周辺雰囲気を負圧にする。電解液保持部材７０の内圧と電解液保持部材７０の周辺雰囲気の外圧との間に圧力差を形成させる。この圧力差によって、電解液８０が孔部７３を通じて外部へ放出されることになる（図７（Ｂ）、および図１１参照）。孔部７３は、重ね合わせる工程においては表面張力によって電解液８０が漏れ出すことを好適に防止し、注液工程においては電解液保持部材７０の内圧と電解液保持部材７０の周辺雰囲気の外圧との圧力差によって電解液８０の放出をより確実に行うことを可能にする。
【００２１】
電解液保持部材７０には、例えば、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリウレタン等の樹脂製、またはゴム製の微多孔膜を用いることができる。図示例にあっては、微多孔膜を袋状に加工し、袋部分を電解液保持部７１として機能させている（図５Ｂ参照）。電解液保持部材７０として用いる微多孔膜の材質は例示したものに限定されず、電解液８０を保持および放出可能な限りにおいて、適宜変更することが可能である。孔部７３の径、および空孔率（単位面積あたりの空孔部分の面積）は、保持させる電解液８０の種類や量、電解液保持部材７０の内圧と周辺雰囲気の外圧との圧力差、および放出−注液に費やす時間等に合わせて適宜設計することが可能である。
【００２２】
セパレータ９０には、リチウムイオン二次電池等の双極型電池１０に一般的に用いられるポリエチレン製のポーラス状の微多孔膜を利用している。セパレータ９０は、隣り合う正極６６と負極６７とを区分けする。セパレータ９０の孔部９１内に電解液８０を浸透させることによって、正極６６、負極６７間において発生するイオンおよび電流を流すことが可能になる。セパレータ９０は、ポリエチレン製の微多孔膜に限定されるものではなく、不織布などその他双極型電池に用いられる公知の材質のものを適宜選択することが可能である。
【００２３】
電解液保持部材７０を重ね合わせる際には、セパレータ９０を電解液保持部材７０と双極型電極６０との間に積層する。セパレータ９０を積層した状態で電解液８０を注液する工程を行う（図１１参照）。電解液８０は、電解液保持部材７０に隣接する正極６６、負極６７、およびセパレータ９０に注液されることになる。セパレータ９０内を浸透した電解液８０は、セパレータ９０に隣接する正極６６、負極６７にさらに注液されることになる。双極型電池１０の製造作業の作業効率をより向上させることが可能になる。
【００２４】
電解液保持部材７０を重ね合わせる際には、双極型電極６０とセパレータ９０との間にシール材５６を配置する。シール材５６は、電解液保持部材７０の周囲を囲むように配置する（図９、および図１０参照）。電解液８０を注液させる前に、シール材５６によって双極型電極６０間を封止する。この際、開口部位５８（図１０中において二点鎖線で示す）を残して袋状に封止する。開口部位５８は、電解液８０を放出させた電解液保持部材７０を取り出すための取り出し口として利用する（図１２参照）。
【００２５】
電解液８０を注液する工程は、シール材５６によって袋状に封止した状態で行う。電解液８０が双極型電極６０間から漏洩することを抑制することが可能になる。電解液保持部材７０を取り出し後には、開口部位５８を封止してシール部５７を完成させる（図１３、および図１４参照）。製品として利用する際に、電池要素５０から電解液８０が漏洩することをより確実に防止することが可能になる。シール材５６には、例えば、熱硬化性の樹脂（ポリプロピレンやポリエチレン等）や、熱可塑性の樹脂を用いることが可能である。シール部５７は、これらのシール材５６を熱融着させて形成させることが可能になっている。シール材５６の材質や、シール部５７を形成させる方法は、電解液８０の漏洩を防止することが可能な限りにおいて、適宜変更することが可能である。
【００２６】
図５、および図１０を参照して、電解液保持部材７０には、外周縁を形成する端辺７４のうち開口部位５８に面して位置する一の端辺７５に対向して位置する他の端辺７６から、一の端辺７５に向かって内部を通して延びる引き出し部７７を設けている。
【００２７】
引き出し部７７は、紐状に形成し、一端を他の端辺７６に固定し、他端を電解液保持部材７０の外部に引き出している。開口部位５８を形成する際には、開口部位５８から外部に延びるように引き出し部７７を配置させる。電解液保持部材７０を取り出す工程において、この引き出し部７７を引き抜くことによって双極型電極６０に重ね合わせた電解液保持部材７０を取り出す。引き出し部７７を引き抜くと、電解液保持部材７０が他の端辺７６の側から内側に巻き込まれるように取り出されることになる。したがって、電解液保持部材７０と正極６６、負極６７との間における擦れ、および電解液保持部材７０とセパレータ９０との間における擦れを低減させて電解液保持部材７０を取り出すことが可能になる。これによって、双極型電極６０、およびセパレータ９０に傷が付くことを防止し、傷に伴って生じ得る電池性能の低下を防止することが可能になる。引き出し部７７は、電解液保持部材７０内から外部に引き出して形成するため、引き出し部７７を形成した位置から電解液８０が漏れ出さないように取り出し用の微小径の孔等を電解液保持部材７０に適宜設けることが望ましい。引き出し部７７には、例えば、電解液保持部材７０と同様の材質のものを利用することが可能である。
【００２８】
電解液保持部材７０に保持させた電解液８０が十分に放出されず、電解液８０の残留が生じると、電解液８０の注液量が安定しなくなり、電池性能の低下を招くことになる。そこで、電解液保持部材７０には、撥水処理を施している。撥水処理は、電解液保持部７１の内部および外表面７２に施している。電解液保持部材７０内に電解液８０が吸着して放出され難くなることを防止し、電解液８０が残留することを抑制する。さらに、電解液保持部材７０を取り出す際に、注液させた電解液８０が再付着することを防止する。これによって、電解液８０の残留、および再付着による注液量の減少を防止することが可能になる。撥水処理は、例えば、電解液保持部材７０にテフロン等の撥水処理剤を塗布することによって行うことが可能である。撥水処理を施す方法は、これに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。
【００２９】
図６（Ａ）（Ｂ）を参照して、電解液保持部材７０には、双極型電極６０の面方向に区画して分離された複数のブロック７８を形成している。電解液８０を保持した電解液保持部材７０が傾いた状態で運搬されたり、双極型電極６０の面方向に対して傾斜して重ね合わせられたりすると、面方向において電解液８０の保持量の偏りが生じることがある。電解液８０の保持量の偏りが生じている状態で電解液８０を放出させると、注液量にも偏りが生じる。正極６６、負極６７およびセパレータ９０内に均一に電解液８０を行き渡らせることができず、電池性能の低下を招く虞がある。
【００３０】
複数に分割されたそれぞれのブロック７８は、ブロック７８間において電解液８０が流通しないように分離している。したがって、電解液保持部材７０が傾いた状態で運搬されたり、傾斜して重ね合わせられたりするような場合にも電解液８０の保持量の偏りを生じさせることなく、面方向に均一な量の電解液８０を保持させることが可能になる。これによって、正極６６、負極６７およびセパレータ９０に対して面方向に均一に電解液８０を注液させることが可能となり、注液量の偏りによって生じ得る電池性能の低下を防止することが可能になる。
【００３１】
図７（Ａ）（Ｂ）を参照して、電解液保持部材７０の外表面７２には、凹凸部７９を形成している。電解液８０を注液させる際に、電解液保持部材７０の周辺雰囲気を負圧にすると、電解液保持部材７０と正極６６、負極６７とが密着して閉塞した状態になることがある。これによって、電解液保持部材７０から十分な量の電解液８０を放出させることが困難になり、注液量の減少に伴う電池性能の低下が招かれる虞がある。そこで、電解液保持部材７０の外表面７２に凹凸部７９を設けて、電解液保持部材７０と正極６６、負極６７との間に隙間ｇを形成させている。隙間ｇを形成させることによって、電解液保持部材７０と正極６６、負極６７との間が閉塞されることを防止する。この結果、電解液８０の注液量の減少に伴って生じ得る電池性能の低下を防止することが可能になる。凹凸部７９の個数や、形状は図示されたものに限定されるものではなく、閉塞した状態となることを防止することが可能な限りにおいて適宜変更することが可能である。
【００３２】
再び図１、および図２を参照して、電解液８０が注液された電池要素５０は外装ケース１１に収納する。外装ケース１１は、外部からの衝撃を緩和させる機能や、周囲環境の変化に伴う電池性能の劣化を防止する機能を備える。外装ケース１１は、軽量化および熱伝導性の観点から、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）をポリプロピレンフィルム等の絶縁体で被覆した高分子−金属複合ラミネートフィルムなどのシート材から構成している。シート材の外周部の一部または全部を熱融着により接合することによって、外装ケース１１は電池要素５０全体を封止する。
【００３３】
外装ケース１１からは、電池要素５０の最上層に位置する正極６６に接続された正極端子プレート１２、および電池要素５０の最下層に位置する負極６７に接続された負極端子プレート１３を引き出している。端子プレート１２、１３は、高導電性部材からなり、最外層の電極投影面を覆うように配置している。高導電性部材には、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス、これらの合金を用いることが可能である。図示された構成によって、双極型電池１０を単独で使用することを可能にしている。
【００３４】
図３を参照して、双極型電池１０は、例えば、複数個組み合わせて組電池２０の形態で利用することが可能である。組電池２０は、双極型電池１０を直列化および／または並列化し、複数接続することによって構成している。組電池２０は、導電バー２１を備えている。導電バー２１は、双極型電池１０の内部から延長する端子プレート１２、１３に接続している。
【００３５】
双極型電池１０を接続して構成する際に、適宜、直列あるいは並列化することによって、容量および電圧を自由に調整することが可能になっている。接続方法には、例えば、超音波溶接、熱溶接、レーザ溶接、リベット、かしめ、電子ビームなどを採用することができる。
【００３６】
次に、実施形態に係る双極型電池１０の製造方法を説明する。
【００３７】
図４には、実施形態に係る双極型電池１０の製造方法を説明するための全体工程を示す。実施形態に係る双極型電池１０の製造方法は、双極型電極６０を準備する工程（Ｓ１１）と、双極型電極６０に電解液保持部材７０を重ね合わせる工程（Ｓ１２）と、セパレータ９０を積層させる工程（Ｓ１３）と、電解液８０を注液させる工程（Ｓ１４）と、電解液保持部材７０を取り出す工程（Ｓ１５）と、シール部５８を形成する工程（Ｓ１６）と、を有している。
【００３８】
図８を参照して、まず、正極６６、および負極６７が設けられた双極型電極６０を準備する。
【００３９】
次に、双極型電極６０にセパレータ９０を積層する。
【００４０】
図９を参照して、電解液保持部材７０を重ね合わせる。さらに、双極型電極６０、セパレータ９０、電解液保持部材７０を複数個重ね合わせる。
【００４１】
双極型電極６０とセパレータ９０との間には、シール材５６を適宜配置する。
【００４２】
電解液保持部材７０に設けられた孔部７３は比較的小さな径で形成されているため、電解液保持部材７０を重ね合わせる工程において電解液８０が漏れ出すことを表面張力によって好適に防止する（図７（Ｂ）をも参照）。
【００４３】
電解液保持部材７０をブロック７８に区画し、隣接するブロック７８間における電解液８０の流通を防止しているため、電解液８０の保持量の偏りを生じさせることなく、面方向に均一な量の電解液８０を保持させることが可能になっている。正極６６、負極６７およびセパレータ９０に対して面方向に均一に電解液８０を注液させることが可能となり、注液量の偏りによって生じ得る電池性能の低下を防止することが可能になる（図６をも参照）。
【００４４】
図１１を参照して、シール材５６を熱融着させて、双極型電極６０とセパレータ９０との間を封止する。この際、電解液保持部材７０を取り出すための開口部位５８を残しつつ袋状に封止する。開口部位５８から電解液保持部材７０の引き出し部７７を引き出して配置する。
【００４５】
図１２を参照して、電解液保持部材７０の周辺雰囲気を負圧にして、電解液保持部材７０の内圧と、電解液保持部材７０の周辺雰囲気の外圧との間に圧力差を形成させる。電解液保持部材７０から孔部７３を通じて電解液８０を放出させる（図７（Ｂ）をも参照）。
【００４６】
電解液保持部材７０の周辺雰囲気を負圧にする簡易な作業によって電解液８０を注液させることが可能になる。周辺雰囲気を負圧にして電解液８０を放出させるため、電解液８０の放出とともに、電解液８０を正極６６、負極６７およびセパレータ９０内に浸透させることができ、製造作業の作業効率を向上させることが可能になる。
【００４７】
双極型電極６０に重ね合わせた状態にある電解液保持部材７０から電解液８０を放出させて注液させることができる。電解液８０を注液させるための空間を形成させることなく正極６６、負極６７に電解液８０を行き渡らせて好適に注液させることができ、電池性能の優れた双極型電池１０を製造することができる。電解液８０を注液させるための空間を形成させる作業を行う場合と比較し、電解液８０の注液、および浸透に要する作業工程や設備投資費を削減することができる。
【００４８】
電解液保持部材７０から孔部７３を通じて電解液８０を放出させるため、圧力差を利用した電解液８０の放出をより確実に行うことが可能になる。
【００４９】
電解液８０は、電解液保持部材７０に隣接する正極６６、負極６７、およびセパレータ９０に注液させる。セパレータ９０内を浸透した電解液８０は、セパレータ９０に隣接する正極６６、負極６７にまでさらに注液する。したがって、双極型電池１０の製造作業の作業効率をより向上させることが可能になる。
【００５０】
電解液保持部材７０の外表面７２に設けた凹凸部７９によって、電解液保持部材７０と正極６６、負極６７との間に隙間ｇを形成させている。隙間ｇを形成させることによって、電解液保持部材７０と正極６６、負極６７との間が閉塞することを防止する。閉塞による電解液８０の注液量の減少が生じることを防止する（図５（Ｂ）をも参照）。
【００５１】
電解液保持部材７０には、撥水処理を施している。電解液保持部材７０の内部に電解液８０が吸着して放出され難くなることを防止し、電解液８０が残留することを防止する。さらに、電解液保持部材７０を取り出す際に、注液させた電解液８０が再付着することを防止する。電解液８０の残留、および再付着による注液量の減少を防止する。
【００５２】
図１２を参照して、電解液８０を放出させた後、開口部位５８を介して双極型電極６０とセパレータ９０との間から電解液保持部材７０を取り出す。電解液保持部材７０は、引き出し部７７を引き抜いて取り出す。電解液保持部材７０は、他の端辺７６の側から内側に巻き込みながら取り出す。電解液保持部材７０と正極６６、負極６７との間における擦れ、および電解液保持部材７０とセパレータ９０との間における擦れを低減させて電解液保持部材７０を取り出すことが可能になる。電解液保持部材７０を取り出す工程において、正極６６、負極６７、およびセパレータ９０に傷が付くことを防止する。
【００５３】
図１３、および図１４を参照して、電解液保持部材７０を取り出した後、開口部位５８を封止してシール部５７を完成させる。製造工程においては開口部位５８を利用して取り出しを行うことによって、電解液保持部材７０の取り出し作業を簡略化させることができ、製品として利用する際には電池要素５０からの電解液８０の漏洩を防止することが可能になる。
【００５４】
電池要素５０に端子プレート１２、１３を接続し、さらに、電池要素５０を外装ケース１１に収納して製品としての双極型電池１０を完成させる（図２参照）。
【００５５】
上述したように、本実施形態に係る二次電池の製造方法にあっては、双極型電極６０に重ね合わせた状態にある電解液保持部材７０から電解液８０を放出させて注液させることができる。電解液８０を注液させるための空間を形成させることなく正極６６、負極６７に電解液８０を行き渡らせて好適に注液させることができ、電池性能の優れた双極型電池１０を製造することができる。電解液８０を注液させるための空間を形成させる作業を行う場合と比較し、電解液８０の注液、および浸透に要する作業工程や設備投資費を削減することができる。
【００５６】
電解液保持部材７０の周辺雰囲気を負圧にする簡易な作業によって、電解液８０の注液を行うことができる。周辺雰囲気に負圧を形成させて電解液８０を放出させるため、電解液８０の放出とともに、電解液８０を正極６６、負極６７およびセパレータ９０内に浸透させることができ、製造作業の作業効率を向上させることができる。
【００５７】
開口部位５８を形成して、電解液保持部材７０を取り出すため、製造工程においては、開口部位５８を利用した取り出しを行うことによって、電解液保持部材７０の取り出し作業を簡略化させることができる。取り出した後、開口部位５８を封止してシール部５８を形成させるため、製品として利用する際には電池要素５０からの電解液８０の漏洩を防止することができる。
【００５８】
電解液保持部材７０を他の端辺７６の側から内側に巻き込みながら取り出す。電解液保持部材７０と正極６６、負極６７との間における擦れ、および電解液保持部材７０とセパレータ９０との間における擦れを低減させて電解液保持部材７０を取り出すことができる。電解液保持部材７０を取り出す工程において、正極６６、負極６７、およびセパレータ９０に傷が付くことを防止することができる。
【００５９】
電解液保持部材７０には、電解液８０を放出させるための複数の孔部７３を形成している。孔部７３は比較的小さな径で形成されているため、電解液保持部材７０を重ね合わせる工程において電解液８０が漏れ出すことを表面張力によって好適に防止する。電解液保持部材７０から孔部７３を通じて電解液８０を放出させるため、圧力差を利用した電解液８０の放出をより確実に行うことができる。
【００６０】
セパレータ９０を積層した状態で電解液保持部材７０による注液を行うため、セパレータ９０、およびセパレータ９０に隣接する正極、負極６６、６７にまで電解液８０を注液させることができる。したがって、双極型電池１０の製造作業の作業効率をより向上させることができる。
【００６１】
電解液保持部材７０には、撥水処理を施している。電解液保持部材７０の内部に電解液８０が吸着して放出され難くなることを防止し、電解液８０が残留することを防止できる。電解液保持部材７０を取り出す際に、注液させた電解液８０が再付着することを防止できる。電解液８０の残留、および再付着による注液量の減少を防止することができる。
【００６２】
電解液保持部材７０をブロック７８に区画し、隣接するブロック７８間における電解液８０の流通を防止している。電解液８０の保持量の偏りを生じさせることなく、面方向に均一な量の電解液８０を保持させることができる。正極６６、負極６７およびセパレータ９０に対して面方向に均一に電解液８０を注液させることができる。
【００６３】
電解液保持部材７０の外表面７２に設けた凹凸部７９によって、電解液保持部材７０と正極６６、負極６７との間に隙間ｇを形成させることができる。電解液保持部材７０と正極６６、負極６７との間が閉塞することを防止し、閉塞による電解液８０の注液量の減少が生じることを防止することができる。
【００６４】
（第１の実施形態の変形例）
図１５には、第１の実施形態の変形例に係る電解液保持部材７０を示す。上述した第１の実施形態では、偏平形状の電解液保持部材７０を利用しているが、電解液保持部材７０は、例えば、図示されるように開口部位５８の側から対向する部位の側に向けて袋状部分の幅寸法が次第に狭くなる形状を有していることが望ましい。電解液保持部材７０を取り出す工程において、幅寸法が大きな側から引き抜くことによって、電解液保持部材７０を取り出す作業をより円滑に行うことが可能になるためである。このような形状の電解液保持部材７０を利用する場合には、面方向（図中左右方向）における電解液８０の保持量を均一化させるために、開口部位５８の側に位置する電解液保持部材７０の厚さ寸法ｗを、対向する部位の側よりも大きく設定することが望ましい。
【００６５】
上述した実施形態は、適宜変更することが可能である。
【００６６】
電解液保持部材７０には、孔部７３が形成された微多孔膜を利用しているがこれに限定されるものではない。電解液８０を保持し、周辺雰囲気の外圧との関係によって電解液８０を放出し得る部材を適宜選択することが可能である。例えば、電解液保持部材７０自体に電解液８０を保持させる構成とし、袋状の電解液保持部７１の形成を省略することも可能である。
【００６７】
引き出し部７７は、図示された形状に限定されるものではなく、電解液保持部材７０を内側に巻き込みながら取り出すことが可能な限りにおいて適宜変更することが可能である。例えば、シート形状に形成させたものを用いることが可能である。
【００６８】
分割するブロック７８の個数や、個々のブロック７８の形状は、図示されたものに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。それぞれのブロック７８に異なる量の電解液８０を保持させることも可能である。例えば、注液量を増加させたい部位に配置されるブロック７８には、他のブロック７８よりも電解液８０の保持量を増加させたり、注液量を減少させたい部位に配置されるブロック７８には、他のブロック７８よりも電解液８０の保持量を減少させたりすることも可能である。
【００６９】
図示された電解液保持部材７０は、外表面７２のうち、負極６７と接する部位のみに凹凸部７９を形成しているが、例えば、セパレータ９０に接する部位に凹凸部を形成させることも可能である。これによって、電解液保持部材７０とセパレータ９０との間において閉塞が生じることを防止できる。
【００７０】
（第２の実施形態）
図１６を参照して、第２の実施形態にあっては、電解液８０を注液させる工程において、電解液保持部材７０を押圧して電解液保持部材７０の内圧と電解液保持部材７０の周辺雰囲気の外圧との間に圧力差を形成させている。この点において、電解液保持部材７０の周辺雰囲気を負圧にして圧力差を形成させる第１の実施形態と相違している。第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を一部省略する。同一の工程についても説明を省略する。
【００７１】
電解液８０を注液させる工程において、電解液保持部材７０を押圧すると、電解液保持部材７０の内圧と電解液保持部材７０の周辺雰囲気の外圧との間に圧力差が生じる（図１６中において押圧をｐ１で示す）。この圧力差によって、電解液８０が電解液保持部材７０から放出されることになる。電解液保持部材７０を押圧する簡易な作業によって、電解液８０を注液させる工程を行うことができる。押圧する方法は、特に限定されないが、例えば、機械的に押し付け力を付与する方法を採用することが可能である。
【００７２】
本実施形態も第１の実施形態と同様に、双極型電極６０に重ね合わせた状態にある電解液保持部材７０から電解液８０を放出させて注液させることができる。電解液８０を注液させるための空間を形成させることなく正極６６、負極６７に電解液８０を行き渡らせて好適に注液させることができ、電池性能の優れた双極型電池１０を製造することができる。電解液８０を注液させるための空間を形成させる作業を行う場合と比較し、電解液８０の注液、および浸透に要する作業工程や設備投資費を削減することができる。
【００７３】
（第３の実施形態）
図１７には、第３の実施形態に係る双極型電池１０の製造方法の全体工程図を示す。第３の実施形態にあっては、電解液保持部材７０を取り出す工程（ステップ２５）の後、双極型電極６０同士を押し付けて密着させる工程（ステップ２７）を行う点において、上述した第１と第２の実施形態と相違する。第１と第２の実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を一部省略する。同一の工程についても説明を一部省略する。
【００７４】
図１８を参照して、本実施形態にあっては、電解液８０を注液する工程において、真空引きによって電解液保持部材７０の周辺雰囲気を負圧にしている。
【００７５】
電解液８０を注液させる工程に際し、電解液保持部材７０から電解液８０が放出される所定の真空度Ｐｓまで減圧を行う。
【００７６】
電解液保持部材７０から電解液８０が注液され始めたら（Ｔ１）、電解液８０を放出、および注液し終えるまでお所定の時間（Ｔｃ）の間、真空度Ｐｓを維持させる。電解液８０を注液し終えた後（Ｔ２）、真空度Ｐｓ維持しつつ電解液保持部材７０を取り出す工程を行う。
【００７７】
電解液保持部材７０を取り出した後、さらに減圧して、双極型電極６０同士を密着させる。減圧は、双極型電極６０間の空間を閉じきる所定の真空度Ｐｅに至るまで行う。真空度Ｐｅに達すると、双極型電極６０同士が押し付けられて密着する。
【００７８】
図１９を参照して、上記の工程を行うことによって、正極６６、負極６７内に滞留した空気等の気泡が排出されるとともに、注液した電解液８０が正極６６、負極６７内に浸透する。同様に、セパレータ９０内にも電解液８０が浸透する。双極型電極６０は図中矢印ａで示すように互いに密着し、双極型電極６０間が閉じきられた状態になる。
【００７９】
以上のように、双極型電極６０同士を密着させるための真空度Ｐｅを、注液を開始させる真空度Ｐｓよりも大きく設定し、双極型電極６０間を閉じきる前に電解液保持部材７０を取り出す工程を行う。
【００８０】
電解液保持部材には、ポリオレフィンからなる微多孔膜を袋状に加工したものを利用しているが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、カルボキシメチルセルロール、メチルセルロース、ポリイミド、フェノール、アクリル、エポキシ、ゴム系樹脂等を用いることも可能である。
【００８１】
注液を開始させる真空度Ｐｓ、真空度Ｐｓを持続させる時間Ｔｃ、双極型電極６０同士を密着させる真空度Ｐｅ等は、電解液８０の保持量や、双極型電池１０の寸法等に合わせて適宜設計することが可能である。例えば、孔部７３の径が１〜１００μｍ、空孔率が３０〜８０％程度のポリオレフィンを電解液保持部材７０に使用する場合には、注液を開始させる真空度Ｐｓが５０ｋＰａ程度となる。真空度Ｐｓを、３０〜１ｋＰａ程度に維持しつつ電解液保持部材７０を取り出す。双極型電極６０同士を密着させる真空度Ｐｅは、０．１ｋＰａ以下に設定することが望ましい。
【００８２】
また、例えば、微孔の径が０．０１〜１μｍ、空孔率が３０〜８０％程度のポリオレフィンを電解液保持部材７０に使用する場合には、注液を開始させる真空度Ｐｓが５０〜８０ｋＰａ程度となる。真空度Ｐｓを、５０〜８０ｋＰａ程度に維持しつつ電解液保持部材７０を取り出す。この場合も、双極型電極６０同士を密着させる真空度Ｐｅは、０．１ｋＰａ以下に設定することが望ましい。
【００８３】
上述したように、本実施形態にあっては、双極型電極６０同士を密着させる前に、双極型電極６０間に重ね合わせた電解液保持部材７０を取り出す工程を行う。したがって、電解液保持部材７０を取り出す際に、電解液保持部材７０と正極６６、負極６７との間に擦れが生じることを防止できる。同様に、電解液保持部材７０とセパレータ９０との間に擦れが生じることも防止できる。このため、電解液保持部材７０を取り出す工程において、正極６６、負極６７、およびセパレータ９０に傷が付くことをより確実に防止でき、電池性能の低下が生じることを防止することができる。
【００８４】
本実施形態にあっても、第１の実施形態と同様に、双極型電極６０に重ね合わせた状態にある電解液保持部材７０から電解液８０を放出させて注液させることができる。電解液８０を注液させるための空間を形成させることなく正極６６、負極６７に電解液８０を行き渡らせて好適に注液させることができ、電池性能の優れた双極型電池１０を製造することができる。電解液８０を注液させるための空間を形成させる作業を行う場合と比較し、電解液８０の注液、および浸透に要する作業工程や設備投資費を削減することができる。
【００８５】
電解液８０を注液する工程において、電解液保持部材７０の周辺雰囲気を負圧にして電解液８０を放出させているが、電解液保持部材７０を押圧して電解液８０を放出させる工程を行うことも可能である。この場合も同様に、双極型電極６０同士を密着させるための真空度Ｐｅに達する前に電解液保持部材７０を取り出すことによって、正極６６、負極６７およびセパレータ９０に傷が付くことを防止することができる。また、双極型電極６０を密着させる工程にも、外部からの押圧等による押し付けを採用することが可能である。
【００８６】
双極型電極６０同士を密着させる工程は、例えば、密着性をより向上させるためにシール部５７を形成した後に実施することが望ましい。
【００８７】
（第４の実施形態）
図２０、および図２１を参照して、本実施形態に係る双極型電池１０を概説すれば、双極型電池１０は、集電体６５の一方の面６１に正極６６を形成し他方の面６２に負極６７を形成した双極型電極６０と、双極型電極６０に重ね合わせられ、保持した電解液８０を外部に放出する孔部７３が形成された電解液保持部材７０と、を有しており、電解液保持部材７０の内圧と電解液保持部材７０の周辺雰囲気の外圧との圧力差によって電解液８０を放出した電解液保持部材７０が電解液８０を浸透させ得るセパレータ９０として機能する。電解液保持部材７０を放出させた後に電解液保持部材７０を取り出さずに残置させてセパレータ９０として利用する点において、電解液保持部材７０を取り出す第１と第２の実施形態と相違する。第１と第２の実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を一部省略する。同一の工程についても説明を一部省略する。
【００８８】
図２１（Ａ）（Ｂ）を参照して、セパレータ９０として機能させる電解液保持部材７０には、電解液８０を放出させるための複数の孔部７３を設けている。電解液保持部材７０には、第１と第２の実施形態において利用したものと同様のものを利用することが可能である。
【００８９】
本実施形態にあっては、電解液保持部材７０をそのままセパレータ９０として利用するため、開口部位５８を形成させる必要がなく、電解液８０の漏洩を好適に防止することが可能になる。
【００９０】
電解液保持部材７０を取り出す工程を省略することができるため、より簡略化させて双極型電池１０を製造することが可能になる。電解液保持部材７０の取り出しに伴う正極６６、負極６７、およびセパレータ９０に対する負荷を低減することができる。電解液保持部材７０とセパレータ９０とを別途に準備する場合と比較し、部品点数を削減することができ、製造コストの削減や、製品の小型化を図ることができる。これによって、製造コストを削減し、製品の小型化が図られた双極型電池１０を取得することができる。
【００９１】
本実施形態にあっても、第１と第２の実施形態と同様に、双極型電極６０に重ね合わせた状態にある電解液保持部材７０から電解液８０を放出させて注液させることができる。電解液８０を注液させるための空間を形成させることなく正極６６、負極６７に電解液８０を行き渡らせて好適に注液させることができ、電池性能の優れた双極型電池１０を製造することができる。電解液８０を注液させるための空間を形成させる作業を行う場合と比較し、電解液８０の注液、および浸透に要する作業工程や設備投資費を削減することができる。
【００９２】
電解液８０を注液する工程において圧力差を形成させる方法には、電解液保持部材７０の周辺雰囲気を負圧にする方法や、電解液保持部材７０を押圧する方法を適宜選択することが可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１０    双極型電池、
１１    外装ケース、
１２    正極端子プレート、
１３    負極端子プレート
２０    組電池、
２１    導電バー、
５０    電池要素、
５５    単位電池、
５６    シール材、
５７    シール部、
５８    開口部位、
６０    双極型電極、
６１    一方の面、
６２    他方の面、
６５    集電体、
６６    正極、
６７    負極、
７０    電解液保持部材、
７１    電解液保持部、
７２    外表面、
７３    電解液保持部材の孔部、
７４    外周縁を形成する端辺、
７５    一の端辺、
７６    他の端辺、
７７    引き出し部、
７８    ブロック、
７９    凹凸部、
８０    電解液、
９０    セパレータ、
９１    セパレータの孔部、
ｇ      隙間。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
2011040190.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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