(57)【要約】【課題】初回充電工程の前に単セルを成形することによって電池の内部抵抗を低減できる電池の製造方法を提供する。【解決手段】電池１０の製造方法は、正極集電体に電解液を含む正極活物質層が形成されてなる正極と、負極集電体に電解液を含む負極活物質層が形成されてなる負極とを、セパレータを介して積層して単セルを形成する単セル形成工程（Ｓ２０）と、１つの単セルまたは２つ以上積層された単セルに積層方向から加圧部の加圧面を面接触させて加圧する面プレス工程（Ｓ４０）と、面プレス工程の後に、１つの単セルまたは２つ以上積層された単セルを充電する初回充電工程（Ｓ５０）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】
正極集電体に電解液を含む正極活物質層が形成されてなる正極と、負極集電体に電解液を含む負極活物質層が形成されてなる負極とを、セパレータを介して積層して単セルを形成する単セル形成工程と、
１つの前記単セルまたは２つ以上積層された前記単セルに積層方向から加圧部の加圧面を面接触させて加圧する面プレス工程と、
前記面プレス工程の後に、１つの前記単セルまたは２つ以上積層された前記単セルを充電する初回充電工程と、
を有する、電池の製造方法。
【請求項２】
前記正極集電体および前記負極集電体は、樹脂集電体であり、
前記面プレス工程の前に、前記樹脂集電体の外周部をヒートシールするシール工程をさらに有する、請求項１に記載の電池の製造方法。
【請求項３】
前記単セルを複数積層して積層体を形成する積層工程と、
前記積層体を外装体の内部に密封する密封工程と、
をさらに有し、
前記密封工程の後に前記初回充電工程を行う、請求項１または請求項２に記載の電池の製造方法。
【請求項４】
前記面プレス工程において、一または複数の前記単セルを加圧する圧力は、１４．７［Ｐａ］以上３９．２［Ｐａ］以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池の製造方法。
【請求項５】
前記正極および前記負極の電極活物質層におけるバインダの含有量が、全固形分量１００［質量％］に対して、１［質量％］以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）のモータ駆動用電源として、繰り返し充放電可能な二次電池の開発が盛んである。二次電池は、正極活物質を含む正極活物質層を備えた正極と、負極活物質を含む負極活物質層を備えた負極とがセパレータを介して積層されてなる単セルを形成し、当該複数の単セルを積層した積層体を外装体の内部に封入して製造される。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、電極活物質、バインダおよび溶媒を含む電極活物質スラリーを集電体の表面に塗工して塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥させた乾燥電極を用いて単セルを作製する二次電池の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９５５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らの検討によれば、上記特許文献１に開示されているようなバインダを含有する乾燥電極の製造工程においては、電極活物質スラリーを乾燥させる際にひび割れが生じる場合があることが判明した。電極のひび割れは電池性能を大きく低下させる原因となりうる。そこで本発明者らは、このようなひび割れの発生を防止するため、電極活物質スラリーの乾燥工程を含まない製造方法として、集電体と、電解液を含む活物質層とからなる電極を用いて単セルを作製する方法について検討を進めた。
【０００６】
ここで、電解液を含む電極は、乾燥電極に比べて柔らかく変形し易い。また、電解液を含む電極は湿っているため、乾燥電極に比べて単セルを形成する際に集電体やセパレータに皺（凹凸）が発生し易い。本発明者らの検討によれば、このように電極が変形したり、表面に皺が残ったりした状態の単セルに初回充電を行うと、偏ったガスの発生や体積変化によって、単セルが過剰に変形する可能性があることが判明した。過剰に変形した単セルは、初回充電工程後に成形することが難しいため、電池の内部抵抗が高くなってしまう。
【０００７】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、初回充電工程の前に単セルを成形することによって電池の内部抵抗を低減できる電池の製造方法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ための本発明の電池の製造方法は、単セル形成工程、面プレス工程、および面プレス工程の後に実施される初回充電工程を有する。前記単セル形成工程では、正極集電体に電解液を含む正極活物質層が形成されてなる正極と、負極集電体に電解液を含む負極活物質層が形成されてなる負極とを、セパレータを介して積層して単セルを形成する。前記面プレス工程では、１つの前記単セルまたは２つ以上積層された前記単セルに積層方向から加圧部の加圧面を面接触させて加圧する。前記初回充電工程では、前記面プレス工程で加圧した１つの前記単セルまたは２つ以上積層された前記単セルを充電する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電池の製造方法によれば、単セルを積層方向から面プレスすることによって、集電体やセパレータに発生した皺（凹凸）を平らにすることができる。このような面プレスによる単セルの成形を初回充電工程の前に行うことによって、初回充電工程における単セルの過剰な変形を抑制し、電池の内部抵抗を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池の全体構造の概略を示す断面図である。
【図２】図１の二次電池の単セルを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電池の製造方法の一連の工程の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電池の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電池の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】図４に示す電極形成工程（Ｓ１０）のサブルーチンフローチャートである。
【図７】面プレス工程（Ｓ４０）に用いる面プレス装置の一例を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る面プレス工程（Ｓ４０）を模式的に示す断面図である。
【図９】図４に示す電池形成工程（Ｓ６０）のサブルーチンフローチャートである。
【図１０】比較例に係るロールプレス工程を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明するが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、以下の形態のみに制限されない。なお、以下では、便宜上本発明に係る電池の説明をした後、本発明に係る電池の製造方法について詳説する。なお、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。本明細書において、範囲を示す「Ｘ〜Ｙ」は「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。
【００１２】
＜電池＞
本発明の実施形態に係る電池の一例として非水電解質二次電池の１種である双極型リチウムイオン二次電池について説明するが、本発明を適用する電池は双極型リチウムイオン二次電池に制限されない。ここで、双極型リチウムイオン二次電池とは、双極型電極を含み、正極と負極との間をリチウムイオンが移動することで充電や放電を行う二次電池である。例えば、本発明は、発電要素において電極が並列接続されてなる形式のいわゆる並列積層型電池などの従来公知の任意の二次電池にも適用可能である。なお、以下の説明では、双極型リチウムイオン二次電池を単に「電池」と称する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る電池１０を模式的に表した断面図である。電池１０は、外部からの衝撃や環境劣化を防止するために、図１に示すように、実際に充放電反応が進行する発電要素が外装体１２の内部に封止された構造とするのが好ましい。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の電池１０の発電要素は、複数の単セル２０が積層されてなる積層体１１である。以下、発電要素のことを「積層体１１」とも称する。なお、単セル２０の積層回数は、所望する電圧に応じて調節することが好ましい。
【００１５】
図１に示すように、正極３０ａおよび負極３０ｂは、集電体３１の一方の面に電気的に結合した正極活物質層３２ａが形成され、集電体３１の反対側の面に電気的に結合した負極活物質層３２ｂが形成された双極型電極３５を構成する。
【００１６】
なお、図１では、集電体３１は、正極集電体３１ａおよび負極集電体３１ｂを組み合わせた積層構造（２層構造）として図示しているが、単独の材料からなる単層構造であってもよい。
【００１７】
さらに、図１に示す電池１０では、正極側の集電体３１ａに隣接するように正極集電板（正極タブ）３４ａが配置され、これが延長されて外装体１２から導出している。一方、負極側の集電体３１ｂに隣接するように負極集電板（負極タブ）３４ｂが配置され、同様にこれが延長されて外装体１２から導出している。
【００１８】
［単セル］
図２に示すように、単セル２０は、正極３０ａおよび負極３０ｂを、電解質層４０を介して積層して構成される。正極３０ａは、電解液を含む正極活物質層３２ａが正極集電体３１ａに配置されてなる。負極３０ｂは、電解液を含む負極活物質層３２ｂが負極集電体３１ｂに配置されてなる。
【００１９】
正極活物質層３２ａと負極活物質層３２ｂとは、電解質層４０を介して互いに向かい合うように配置されている。正極集電体３１ａおよび負極集電体３１ｂは、単セル２０の最外層に位置する。
【００２０】
単セル２０の外周部には、シール部５０が配置されている。シール部５０は、正極活物質層３２ａ、負極活物質層３２ｂおよび電解質層４０の周囲を液密に封止し、電解液の漏れによる液絡を防止している。また、単セル２０内で正極集電体３１ａと負極集電体３１ｂとを電気的に隔てて、正極集電体３１ａと負極集電体３１ｂとが接触することによる短絡を防止している。
【００２１】
［集電体］
集電体３１（隣接する正極集電体３１ａおよび負極集電体３１ｂ）は、正極活物質層３２ａと接する一方の面から、負極活物質層３２ｂと接する他方の面へと電子の移動を媒介する機能を有する。集電体３１を構成する材料は、特に限定されないが、例えば、導電性を有する樹脂や、金属が用いられうる。
【００２２】
集電体３１の軽量化の観点からは、集電体３１は、導電性を有する樹脂によって形成された樹脂集電体であることが好ましい。なお、単セル２０間のリチウムイオンの移動を遮断する観点からは、樹脂集電体の一部に金属層を設けてもよい。
【００２３】
具体的には、樹脂集電体の構成材料である導電性を有する樹脂としては、導電性高分子材料または非導電性高分子材料に必要に応じて導電性フィラーが添加された樹脂が挙げられる。導電性高分子材料としては、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、およびポリオキサジアゾールなどが挙げられる。かような導電性高分子材料は、導電性フィラーを添加しなくても十分な導電性を有するため、製造工程の容易化または集電体の軽量化の点において有利である。
【００２４】
非導電性高分子材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ；高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）など）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、またはポリスチレン（ＰＳ）などが挙げられる。かような非導電性高分子材料は、優れた耐電位性または耐溶媒性を有しうる。
【００２５】
導電性フィラーは、導電性を有する物質であれば特に制限なく用いることができる。例えば、導電性、耐電位性、またはリチウムイオン遮断性に優れた材料として、金属および導電性カーボンなどが挙げられる。金属としては、特に制限はないが、ニッケル、チタン、アルミニウム、銅、白金、鉄、クロム、スズ、亜鉛、インジウム、アンチモン、およびカリウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属もしくはこれらの金属を含む合金または金属酸化物を含むことが好ましい。また、導電性カーボンとしては、特に制限はない。好ましくは、アセチレンブラック、バルカン（登録商標）、ブラックパール（登録商標）、カーボンナノファイバー、ケッチェンブラック（登録商標）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノホーン、カーボンナノバルーン、およびフラーレンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００２６】
導電性フィラーの添加量は、集電体に十分な導電性を付与できる量であれば特に制限はなく、好ましくは、５〜３５体積％程度である。
【００２７】
また、集電体３１が金属によって形成される場合は、金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス、チタン、銅などが挙げられる。これらのほか、ニッケルとアルミニウムとのクラッド材、銅とアルミニウムとのクラッド材、またはこれらの金属のめっき材などが好ましく用いられうる。また、金属表面にアルミニウムが被覆されてなる箔であってもよい。なかでも、電子伝導性や電池作動電位、集電体へのスパッタリングによる負極活物質の密着性等の観点からは、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケルが好ましい。
【００２８】
［電極活物質層（正極活物質層、負極活物質層）］
電極活物質層（正極活物質層３２ａ、負極活物質層３２ｂ）３２は、電極活物質（正極活物質または負極活物質）および電解液を含む。また、電極活物質層３２は、必要に応じて、被覆剤（被覆用樹脂、導電助剤）、導電部材等を含んでもよい。さらに、電極活物質層３２は、必要に応じてイオン伝導性ポリマー等を含んでもよい。
【００２９】
電極活物質層３２に含まれる電解液は、後述するスラリー調製工程において、電極活物質の分散媒として機能する。電極３０を形成した後の工程で電解液を注入する工程を省いて工数を削減する観点から、電極活物質層３２の電解液は、電池１０の電解質層４０に含まれる電解液と同じ組成を有することがより好ましい。
【００３０】
電解液は、溶媒にリチウム塩が溶解した形態を有する。電解液を構成する溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート等のカーボネート類が挙げられる。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｓＦ６ＬｉＣｌＯ４、Ｌｉ［（ＦＳＯ２）２Ｎ］（ＬｉＦＳＩ）等の無機酸のリチウム塩、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、およびＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等の有機酸のリチウム塩等が挙げられる。
【００３１】
（正極活物質）
正極活物質としては、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ（Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃｏ）Ｏ２およびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの等のリチウム−遷移金属複合酸化物、リチウム−遷移金属リン酸化合物、リチウム−遷移金属硫酸化合物などが挙げられる。場合によっては、２種以上の正極活物質が併用されてもよい。好ましくは、容量、出力特性の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物が、正極活物質として用いられる。より好ましくはリチウムとニッケルとを含有する複合酸化物が用いられる。さらに好ましくはＬｉ（Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃｏ）Ｏ２およびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの（以下、単に「ＮＭＣ複合酸化物」とも称する）、またはリチウム−ニッケル−コバルト−アルミニウム複合酸化物（以下単に、「ＮＣＡ複合酸化物」とも称する）などが用いられる。ＮＭＣ複合酸化物は、リチウム原子層と遷移金属（Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏが秩序正しく配置）原子層とが酸素原子層を介して交互に積み重なった層状結晶構造を有する。そして、遷移金属１原子あたり１個のＬｉ原子が含まれ、取り出せるＬｉ量が、スピネル系リチウムマンガン酸化物の２倍、つまり供給能力が２倍になり、高い容量を持つことができる。
【００３２】
（負極活物質）
負極活物質としては、例えば、グラファイト（黒鉛）、ソフトカーボン、ハードカーボン等の炭素材料、リチウム−遷移金属複合酸化物（例えば、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、金属材料（スズ、シリコン）、リチウム合金系負極材料（例えばリチウム−スズ合金、リチウム−シリコン合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−アルミニウム−マンガン合金等）などが挙げられる。場合によっては、２種以上の負極活物質が併用されてもよい。好ましくは、容量、出力特性の観点から、炭素材料、リチウム−遷移金属複合酸化物、リチウム合金系負極材料が、負極活物質として好ましく用いられる。なお、上記以外の負極活物質が用いられてもよいことは勿論である。また、（メタ）アクリレート系共重合体等の被覆用樹脂は特に炭素材料に対して付着しやすいという性質を有している。したがって、構造的に安定した電極材料を提供するという観点からは、負極活物質として炭素材料を用いることが好ましい。
【００３３】
（導電助剤）
導電助剤は、被覆用樹脂とともに電極活物質の表面を被覆する被覆剤として用いられる。導電助剤は、被覆剤中で電子伝導パスを形成し、電極活物質層３２の電子移動抵抗を低減することで、電池の高レートでの出力特性向上に寄与し得る。
【００３４】
導電助剤としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、銀、金、銅、チタン等の金属、これらの金属を含む合金または金属酸化物；グラファイト、炭素繊維（具体的には、気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）等）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンブラック（具体的には、アセチレンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等）等のカーボンが挙げられるが、これらに限定されない。また、粒子状のセラミック材料や樹脂材料の周りに上記金属材料をめっき等でコーティングしたものも導電助剤として使用できる。これらの導電助剤のなかでも、電気的安定性の観点から、アルミニウム、ステンレス、銀、金、銅、チタン、およびカーボンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましく、アルミニウム、ステンレス、銀、金、およびカーボンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことがより好ましく、カーボンを少なくとも１種を含むことがさらに好ましい。これらの導電助剤は、１種のみを単独で使用してもよいし、２種以上を併用しても構わない。
【００３５】
導電助剤の形状は、粒子状または繊維状であることが好ましい。導電助剤が粒子状である場合、粒子の形状は特に限定されず、粉末状、球状、棒状、針状、板状、柱状、不定形状、燐片状、紡錘状等、いずれの形状であっても構わない。導電助剤が粒子状である場合の平均粒子径（一次粒子径）は、１００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、本明細書中において、「粒子径」とは、導電助剤の輪郭線上の任意の２点間の距離のうち、最大の距離を意味する。「平均粒子径」の値としては、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等の観察手段を用い、数〜数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする。
【００３６】
（導電部材）
導電部材は、電極活物質層３２中で電子伝導パスを形成する機能を有する。特に、導電部材の少なくとも一部が、電極活物質層３２の２つの主面同士を電気的に接続する導電通路を形成していることが好ましい。このような形態を有することで、電極活物質層３２中の厚さ方向の電子移動抵抗がさらに低減されるため、電池の高レートでの出力特性をより一層向上しうる。なお、導電部材の少なくとも一部が、電極活物質層３２の２つの主面同士を電気的に接続する導電通路を形成しているか否かは、ＳＥＭや光学顕微鏡を用いて電極活物質層３２の断面を観察することにより確認することができる。
【００３７】
導電部材は、繊維状の形態を有する導電性繊維であることが好ましい。具体的には、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレスのような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を、導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。なかでも、導電性に優れ、軽量であることから炭素繊維が好ましい。
【００３８】
本実施形態の電池１０において、電極活物質層３２の厚さは、正極活物質層３２ａについては、好ましくは１５０〜１５００μｍであり、より好ましくは１８０〜９５０μｍであり、さらに好ましくは２００〜８００μｍである。また、負極活物質層３２ｂの厚さは、好ましくは１５０〜１５００μｍであり、より好ましくは１８０〜１２００μｍであり、さらに好ましくは２００〜１０００μｍである。電極活物質層３２の厚さが上述した下限値以上の値であれば、電池のエネルギー密度を十分に高めることができる。一方、電極活物質層３２の厚さが上述した上限値以下の値であれば、電極活物質層３２の構造を十分に維持することができる。
【００３９】
なお、本実施形態の電池１０においては、電極活物質層３２の構成部材として、上記の電極活物質や、必要に応じて用いられる導電部材、イオン伝導性ポリマー、リチウム塩、被覆剤（被覆用樹脂、導電助剤）以外の部材を適宜使用しても構わない。しかしながら、電池のエネルギー密度を向上させる観点から、充放電反応の進行にあまり寄与しない部材は、含有させないほうが好ましい。例えば、電極活物質とその他の部材とを結着させ、電極活物質層３２の構造を維持するために添加されるバインダは、極力使用しないことが好ましい。上記の機能を有するバインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の溶剤系バインダや、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の水系バインダ等が挙げられる。具体的には、バインダの含有量は、電極活物質層３２に含まれる全固形分量１００質量％に対して、好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは５質量％以下であり、さらに好ましくは２質量％以下であり、特に好ましくは１質量％以下であり、最も好ましくは０質量％である。
【００４０】
［電解質層］
電解質層４０は、セパレータに電解質が保持されてなる層であり、正極活物質層３２ａと負極活物質層３２ｂとの間にあって両者が直接に接触することを防止する。本実施形態の電解質層４０に使用される電解質は、特に制限はなく、例えば、電解液またはゲルポリマー電解質などが挙げられる。これらの電解質を用いることで、高いリチウムイオン伝導性が確保されうる。
【００４１】
電解液は、上述の電極活物質層３２に使用される電解液と同様のものが用いられうる。なお、電解液におけるリチウム塩の濃度は、０．１〜３．０Ｍであることが好ましく、０．８〜２．２Ｍであることがより好ましい。また、添加剤を使用する場合の使用量は、添加剤を添加する前の電解液１００質量％に対して、好ましくは０．５〜１０質量％、より好ましくは０．５〜５質量％である。
【００４２】
添加剤としては、例えば、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、ジフェニルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、ジエチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、１，２−ジビニルエチレンカーボネート、１−メチル−１−ビニルエチレンカーボネート、１−メチル−２−ビニルエチレンカーボネート、１−エチル−１−ビニルエチレンカーボネート、１−エチル−２−ビニルエチレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、ビニルオキシメチルエチレンカーボネート、アリルオキシメチルエチレンカーボネート、アクリルオキシメチルエチレンカーボネート、メタクリルオキシメチルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、プロパルギルエチレンカーボネート、エチニルオキシメチルエチレンカーボネート、プロパルギルオキシエチレンカーボネート、メチレンエチレンカーボネート、１，１−ジメチル−２−メチレンエチレンカーボネートなどが挙げられる。なかでも、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートが好ましく、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートがより好ましい。これらの環式炭酸エステルは、１種のみが単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【００４３】
ゲルポリマー電解質は、イオン伝導性ポリマーからなるマトリックスポリマー（ホストポリマー）に、上記の電解液が注入されてなる構成を有する。電解質としてゲルポリマー電解質を用いることで電解質の流動性がなくなり、各層間のイオン伝導性を遮断することで容易になる点で優れている。マトリックスポリマー（ホストポリマー）として用いられるイオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶｄＦ−ＨＥＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）およびこれらの共重合体等が挙げられる。
【００４４】
ゲルポリマー電解質のマトリックスポリマーは、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度を発現しうる。架橋構造を形成させるには、適当な重合開始剤を用いて、高分子電解質形成用の重合性ポリマー（例えば、ＰＥＯやＰＰＯ）に対して熱重合、紫外線重合、放射線重合、電子線重合等の重合処理を施せばよい。
【００４５】
セパレータは、電解質を保持して正極３０ａと負極３０ｂとの間のリチウムイオン伝導性を確保する機能、および正極３０ａと負極３０ｂとの間の隔壁としての機能を有する。
【００４６】
セパレータの形態としては、例えば、上記電解質を吸収保持するポリマーや繊維からなる多孔性シートのセパレータや不織布セパレータ等を挙げることができる。
【００４７】
［正極集電板および負極集電板］
集電板３４ａ、３４ｂを構成する材料は、特に制限されず、リチウムイオン二次電池用の集電板として従来用いられている公知の高導電性材料が用いられうる。集電板３４ａ、３４ｂの構成材料としては、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス、これらの合金等の金属材料が好ましい。軽量、耐食性、高導電性の観点から、より好ましくはアルミニウム、銅であり、特に好ましくはアルミニウムである。なお、正極集電板３４ａと負極集電板３４ｂとでは、同一の材料が用いられてもよいし、異なる材料が用いられてもよい。
【００４８】
［シール部］
シール部５０は、集電体３１同士の接触や単セル２０の端部における短絡を防止する機能を有する。シール部５０を構成する材料としては、絶縁性、シール性（液密性）、電池動作温度下での耐熱性等を有するものであればよい。例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ゴム（エチレン−プロピレン−ジエンゴム：ＥＰＤＭ）、等が用いられうる。また、イソシアネート系接着剤や、アクリル樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤などを用いてもよく、ホットメルト接着剤（ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂）などを用いてもよい。なかでも、耐食性、耐薬品性、作り易さ（製膜性）、経済性等の観点から、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂が、絶縁層の構成材料として好ましく用いられ、非結晶性ポリプロピレン樹脂を主成分とするエチレン、プロピレン、ブテンを共重合した樹脂を用いることが好ましい。
【００４９】
［外装体］
図１に示す本実施形態では、外装体１２は、ラミネートフィルムによって袋状に構成されているが、これに限定されず、例えば、公知の金属缶ケースなどを用いてもよい。高出力化や冷却性能に優れ、ＥＶ、ＨＥＶ用の大型機器用電池に好適に利用することができるという観点からは、外装体１２は、ラミネートフィルムによって構成することが好ましい。ラミネートフィルムには、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、アルミニウム、ナイロンをこの順に積層してなる３層構造のラミネートフィルム等を用いることができるが、これらに何ら制限されるものではない。また、外部から掛かる積層体１１への群圧を容易に調整することができ、所望の電解質層４０の厚みへと調整容易であることから、外装体１２はアルミネートラミネートがより好ましい。
【００５０】
＜電池の製造方法＞
本発明の一形態は、電池の製造方法に関するものである。本実施形態に係る電池の製造方法を用いて製造された電池は、例えば上述した実施形態に係る双極型電池等の非水電解質二次電池として用いられうる。
【００５１】
図３は、本実施形態に係る電池１０の製造方法の一連の工程の一例を示す概略図である。図４は、本実施形態に係る電池１０の製造方法を説明するためのフローチャートである。図５は、他の実施形態に係る電池の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【００５２】
電池１０の製造方法は、図３および図４に示すように、電極形成工程（Ｓ１０）、単セル形成工程（Ｓ２０）、シール工程（Ｓ３０）と、面プレス工程（Ｓ４０）、初回充電工程（Ｓ５０）、および電池形成工程（Ｓ６０）を有する。
【００５３】
なお、図３および図４に示す電池１０の製造方法では、電池形成工程（Ｓ６０）の前に単セル２０の初回充電工程（Ｓ５０）を行っているが、これに限定されず、図５に示すように電池形成工程（Ｓ６０）の後に初回充電工程（Ｓ７０）を行ってもよい。単セル２０毎に初回充電を行う場合に比べて、一度の初回充電工程（Ｓ７０）で済むため、製造工程の工数を削減することができる。また、図３に示す電極形成工程（Ｓ１０）では、塗工工程によって得られた塗膜を切り出した後に一枚毎にプレスする例を示しているが、これに限定されず、ロールトゥロール方式を用いて連続的に塗工工程およびプレス工程を行ってもよい。
【００５４】
本実施形態に係る電池１０の製造方法は、１つの単セル２０または２つ以上積層された単セル２０に積層方向から加圧部の加圧面を面接触させて加圧する面プレス工程（Ｓ４０）、および面プレス工程（Ｓ４０）の後に、１つの単セル２０または２つ以上積層された単セル２０を充電する初回充電工程（Ｓ５０）を必須に含む。本実施形態に係る電池１０の製造方法によれば、面プレス工程（Ｓ４０）において、単セル２０を積層方向から面プレスすることによって、単セル２０の厚みを一定にし、電極間距離（各活物質層の表面間の距離）を調整することができる。また、面プレスによって集電体３１やセパレータに発生した皺（凹凸）を平らにすることができる。このような面プレス工程（Ｓ４０）による単セル２０の成形を初回充電工程（Ｓ５０）の前に行うことによって、電池の内部抵抗を低減できる。
【００５５】
以下、上述した特徴も含め、本実施形態に係る電池１０の製造方法について、詳細に説明する。
【００５６】
［電極形成工程］
まず、図６を参照して電極形成工程（Ｓ１０）について説明する。図６は、図４に示す電極形成工程（Ｓ１０）のサブルーチンフローチャートである。図６に示すように、本実施形態に係る電極形成工程（Ｓ１０）は、活物質製造工程（Ｓ１１）と、スラリー調製工程（Ｓ１２）と、塗工工程（Ｓ１３）と、プレス工程（Ｓ１４）とを含むことが好ましい。
【００５７】
（活物質製造工程）
活物質製造工程では、被覆電極活物質を製造する。被覆電極活物質の製造方法は、特に制限されないが、例えば以下の方法が挙げられる。まず電極活物質を万能混合機に入れて１０〜５００ｒｐｍで撹拌した状態で、被覆用樹脂および溶媒を含む溶液（被覆用樹脂溶液）を１〜９０分間かけて滴下混合する。この際の溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類が好適に使用できる。その後、さらに導電助剤を添加し、混合する。そして、撹拌したまま５０〜２００℃に昇温し、０．００７〜０．０４ＭＰａまで減圧した後に、１０〜１５０分間保持することにより、被覆電極活物質を得ることができる。
【００５８】
（スラリー調製工程）
電極活物質および分散媒である電解液を混合して電極活物質スラリーを調製する。電極活物質スラリーは、電極活物質および電解液を必須に含む混合物である。ここで、電極活物質スラリーに含まれる固形分（（被覆）電極活物質、導電部材、イオン伝導性ポリマー、リチウム塩など）の具体的な構成（種類や含有量など）については、上述において説明したものと同様の構成が採用されうるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、必要に応じて少量のバインダを塗布液に添加しても構わない。ただし、バインダの含有量は、上述したように、電極活物質層３２に含まれる全固形分量１００質量％に対して、好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは５質量％以下であり、さらに好ましくは２質量％以下であり、特に好ましくは１質量％以下であり、最も好ましくは０質量％である。
【００５９】
電極活物質スラリーを構成する電解液（分散媒）は、最終的に電極活物質層３２を構成する電解液となる。電極活物質スラリーを構成する電解液（分散媒）は、上述した電極活物質層３２を構成する電解液と同様のため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６０】
ここで、電極活物質スラリーに含まれる各成分を混合して電極活物質スラリーを調製する方法については特に制限はなく、部材の添加順、混合方法等、従来公知の知見が適宜参照されうる。ただし、上記電極活物質スラリーの固形分濃度は比較的高いことから、各材料を混合する混合機として、高せん断を付与できる混合機を用いることが好ましい。具体的には、プラネタリーミキサー、ニーダー、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、ディスパージャー等のブレード型撹拌機が好ましく、特に固練りをするという観点からはプラネタリーミキサーが特に好ましい。また、混合の具体的な方法についても特に制限はないが、最終固形分濃度よりも高い固形分濃度で固練りを実施した後に分散媒成分を追加してさらに混合を行うことで電極活物質スラリーを調製することが好ましい。なお、混合時間は特に制限されず、均一な混合が達成されればよい。一例として、固練りおよびその後の混合はそれぞれ１０〜６０分程度行えばよく、各工程は一度に行ってもよいし数回に分けて行ってもよい。
【００６１】
（塗工工程）
塗工工程では、上記で得られた電極活物質スラリーを集電体の表面に塗工して塗膜を形成する。この塗膜は、最終的に電極活物質層を構成することとなる。
【００６２】
塗工工程における電極活物質スラリーの塗工によって得られる塗膜の厚さについて特に制限はなく、上述した電極活物質層の厚さが達成されるように適宜設定すればよい。
【００６３】
塗工工程における塗工を実施するための塗工手段についても特に制限はなく、従来公知の塗工手段が適宜用いられうる。なかでも、固形分濃度の高い電極活物質スラリーを塗工することにより平坦性の高い表面を有する塗膜（電極活物質層）を得るという観点からは、塗工時に比較的高いせん断応力が加えられるような塗工速度で電極活物質スラリーの塗工を行うことができる塗工手段が用いられることが好ましい。なかでも、スリットから電極活物質スラリーを塗出して塗工するスリットダイコーターによる塗工方式は薄膜の塗工および塗工厚みの均一性に優れていることから、好適な塗工手段の一例である。
【００６４】
本実施形態に係る塗工工程では、電極活物質スラリーを塗工して塗膜を得た後に、得られた塗膜に対して加熱による乾燥処理を施さない。これにより、電極活物質層のひび割れを抑制できるとともに、乾燥処理に必要な製造コストを削減することができる。電極活物質スラリーの塗工後に加熱乾燥しない場合には、電極活物質スラリーの塗工後に所望の面積に電極を切り出すことが難しい。よって、本実施形態に係る電池１０の製造方法においては、所望の面積となるように電極活物質スラリーを集電体の表面に塗工することが必要となる。そのためには、予め塗工部分以外の集電体の表面にマスキング処理等を施してもよい。
【００６５】
（プレス工程）
本実施形態に係る電池１０の製造方法では、電極活物質スラリーの塗工によって得られた塗膜に対してプレス処理を施してもよい。このプレス処理を施す際には、塗膜の表面に多孔質シートを配置した状態でプレスを行うことが好ましい。このようなプレス処理を施すことで、より表面の均一性の高い電極活物質層が得られる。なお、多孔質シートは、塗膜をプレスする際に、プレス装置にスラリーが付着するのを防ぐ目的、プレスの際に滲出する余分な電解液を吸収する目的などで使用される。そのため、多孔質シートの材料や形態は、上記目的を達成できるものであれば特に制限されない。
【００６６】
一例を挙げると、多孔質シートとして、本技術分野でセパレータとして使用される、微多孔膜、不織布などと同様のものを使用することができる。具体的には、微多孔膜としては、ポリイミド、アラミド、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）等の炭化水素系樹脂、ガラス繊維などからなる微多孔膜が挙げられる。また、不織布としては、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル；ＰＰ、ＰＥなどのポリオレフィン；ポリイミド、アラミドなどを、単独または混合して用いた不織布が挙げられる。
【００６７】
なお、上記多孔質シートは、プレス後に取り除いてもよいし、そのまま電池１０のセパレータとして用いても構わない。プレス後に多孔質シートをそのままセパレータとして用いる場合は、当該多孔質シートのみをセパレータとして電解質層を形成してもよいし、当該多孔質シートと別のセパレータとを組み合わせて（すなわち、セパレータを２枚以上として）電解質層を形成してもよい。
【００６８】
プレス処理を施すためのプレス装置は、塗膜の全面に均一に圧力を加えられる装置であることが好ましい。プレスの際に塗膜の単位面積あたりにかかる圧力は、特に制限されないが、好ましくは０．０１〜２ＭＰａであり、より好ましくは０．１〜１ＭＰａである。圧力が上記範囲であると、上述した好ましい実施形態に係る電極活物質層の空隙率や密度を容易に実現することができる。
【００６９】
［単セル形成工程］
単セル形成工程（Ｓ２０）では、図２に示すように、正極３０ａの正極活物質層３２ａと負極３０ｂの負極活物質層３２ｂとがセパレータを介して向かい合うように、正極３０ａ、負極３０ｂおよびセパレータを積層して単セル２０を形成する。この際、正極集電体３１ａの外周部と、負極集電体３１ｂの外周部との間には、シール部５０を介在させる。シール部５０は、集電体３１の外周部に沿って枠状に配置することが好ましい。なお、集電体３１の外周部よりも面方向の外側にシール部５０を配置してもよい。
【００７０】
本実施形態のように、電解液を含む電極活物質層３２の場合は、電極活物質層３２の表面が湿っているため、単セル形成工程においてセパレータが電極活物質層３２に張り付いてセパレータに皺が残り易い。仮に、電極活物質層が乾燥していれば、電解質層が電極活物質層３２に張り付くことがなく、積層する際に皺を容易に伸ばすことができる。また、電極活物質層３２が柔らかいため、集電体３１の表面にも皺が発生し易い。特に、電極３０の面積が大きい場合は、セパレータや集電体３１に皺がより発生しやすくなる。セパレータや集電体３１生じた皺を取り除く方法については、積層工程（Ｓ６１）の説明で詳述する。
【００７１】
［シール工程］
シール工程（Ｓ３０）では、シール部５０を含む電極３０の外周部をシールする。シール手段は特に限定されないが、長期信頼性の観点から、ヒートシールが好ましく用いられうる。また、シール工程は、略真空状態の雰囲気中で行うことが好ましい。略真空状態とすることによって、単セル２０の集電体３１およびシール部５０によって囲まれた内部に外気が侵入することを効率的に防止して密封することができる。シール工程を実施するための装置については特に制限はなく、従来公知のヒートシーラーが適宜用いられうる。
【００７２】
集電体３１が樹脂によって形成された樹脂集電体の場合は、シール工程においてヒートシールする際の熱によって集電体３１が収縮し、単セル２０の表面層に位置する集電体３１に皺が発生する可能性がある。後述するようにシール工程の後に面プレス工程（Ｓ４０）を行うことによって、単セル２０の表面の凹凸を平らにすることができる。
【００７３】
［面プレス工程］
面プレス工程（Ｓ４０）では、１つの単セル２０または２つ以上積層された単セル２０の表面に積層方向から加圧部の加圧面を面接触させて加圧する。ここで、単セル２０の表面とは、単セル２０の外表面のうち積層方向に交差する面を意味する。なお、面プレス工程では、単セル２０を確実に成形する観点から、単セル２０を１枚ずつ加圧することが好ましいが、これに限定されず、複数の単セル２０を同時に加圧して成形してもよい。
【００７４】
面プレス工程を実施するための面プレス装置については、加圧面を備える加圧部を有する限りにおいて、特に制限はなく、従来公知の面プレス装置が適宜用いられうる。例えば、図７に示すような面プレス装置１００を用いることができる。面プレス装置１００は、加圧面１１０Ｓを備える加圧部１１０、載置台１２０および駆動部１３０を有する。
【００７５】
加圧部１１０は、単セル２０の表面に対して略平行に設置された加圧面１１０Ｓを備える。図８に示すように加圧部１１０の加圧面１１０Ｓは、単セル２０の表面の全面に面接触することが好ましい。仮に、単セル２０の表面を部分的に加圧した場合は、片あたりが発生し、単セル２０の厚みが不均一となって抵抗が上昇する等の不具合が発生する可能性がある。全面に面接触させることによって、単セル２０に均等に圧力を加えることができるため、単セル２０の厚みを均一にすることができる。
【００７６】
駆動部１３０は、例えば、油圧等の流体圧を用いて加圧部１１０を載置台１２０に載置された単セル２０に対して接近離反するように駆動するシリンダー１３１と、シリンダー１３１に供給する流体の流体圧を計測する圧力計１３２とを備える。圧力計１３２の値を基にシリンダー１３１内の流体圧を制御することによって、加圧部１１０の加圧力を調整することができる。
【００７７】
面プレス工程において、単セル２０を加圧する際の圧力は、９．８［Ｐａ］以上３９．２［Ｐａ］以下であることが好ましく、１４．７［Ｐａ］以上３９．２［Ｐａ］以下であることがより好ましく、１４．７［Ｐａ］以上２９．４［Ｐａ］以下であることがさらに好ましい。本実施形態に係る電池１０を電気自動車、ハイブリッド電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド燃料電池自動車などの車両の電源として用いる場合、車両に搭載した電池１０の単セル２０にかかる圧力は約９．８［Ｐａ］である。仮に、車両に搭載した際の圧力よりも面プレス工程における圧力が小さい場合、面プレス工程において成形した単セル２０が車両に搭載した際にかかる圧力によって変形する可能性がある。また、面プレス工程の圧力を大きくすることによって、短時間で単セル２０の厚みを調整して抵抗を下げることができる。このため、製造時間を短縮することができる。一方で、圧力を過度に大きくすると、セパレータが破損して短絡が生じる可能性がある。従って、単セル２０を加圧する際の圧力が、上述した下限値以上の値であれば、車両に搭載した際に変形することを抑制でき、単セル２０の成形に要する時間も短縮することができる。一方、単セル２０を加圧する際の圧力が上述した上限値以下の値であれば、面プレス工程の加圧によってセパレータが破損することを防止できる。
【００７８】
［初回充電工程］
次に、初回充電工程について説明する。初回充電工程は、面プレス工程（Ｓ４０）の後に行われる。面プレス工程（Ｓ４０）の後であれば、図４に示すように単セル形成工程（Ｓ２０）と電池形成工程（Ｓ６０）との間で行ってもよいし、図５に示すように電池形成工程（Ｓ６０）の後に行ってもよい。
【００７９】
初回充電工程では、単セル形成工程（Ｓ２０）で得た単セル２０、または電池形成工程（Ｓ６０）で得た電池１０に対して初回充電を行う。初回充電は、単セル２０または電池１０を加圧した状態で行うことが好ましい。初回充電工程において単セル２０または電池１０に対して加圧する際の圧力は、面プレス工程において単セル２０に対して加圧する際の圧力と同程度であることが好ましい。
【００８０】
仮に、初回充電工程後に面プレス工程によって単セル２０を成形した場合、単セル２０の厚みが不均一だったり皺が残ったりした状態で初回充電を行うことになる。このため、初回充電時の偏ったガスの発生や、体積変化によって、単セル２０が過剰に変形する可能性がある。過剰に変形した単セル２０は、初回充電工程後に成形することが難しい。このため、電池の内部抵抗が高くなってしまう。本実施形態のように、面プレス工程で単セル２０を成形した後に、初回充電を行うことによって、単セル２０が過剰に変形することを抑制し、電池の内部抵抗を低減できる。
【００８１】
［電池形成工程］
次に、図９を参照して本実施形態に係る電池形成工程（Ｓ６０）について説明する。図９は、図４に示す電池形成工程（Ｓ６０）のサブルーチンフローチャートである。本実施形態に係る電池形成工程（Ｓ６０）は、積層工程（Ｓ６１）と、密封工程（Ｓ６２）と、を有する。
【００８２】
（積層工程）
積層工程（Ｓ６１）では、複数の単セル２０を積層して発電要素である積層体１１を形成する。
【００８３】
（密封工程）
密封工程（Ｓ６２）では、発電要素である積層体１１を外装体１２の内部に封入する。これにより、図１に示すような電池１０を得ることができる。
【００８４】
密封工程において積層体１１を外装体１２の内部に封入する方法については特に限定されない。例えば、外装体１２がラミネートフィルムである場合には、積層体１１を積層方向に沿った両側から挟持するように被覆して、端部を熱融着等によって封止する方法が挙げられる。また、外装体１２が金属缶ケースである場合は、積層体１１を金属缶ケースの内部に収容して密閉した後に、金属缶ケースの内部を公知の減圧装置を用いて減圧する方法が挙げられる。
【００８５】
以上説明した本実施形態に係る電池１０の製造方法は、以下の効果を奏する。
【００８６】
電池１０の製造方法は、１つの単セル２０または２つ以上積層された単セル２０に積層方向から加圧部の加圧面を面接触させて加圧する面プレス工程と、面プレス工程の後に、１つの単セル２０または２つ以上積層された単セル２０を充電する初回充電工程と、を有する。
【００８７】
上記電池１０の製造方法によれば、面プレスによって集電体３１やセパレータに発生した皺（凹凸）を平らにすることができる。このような面プレスによる単セル２０の成形を初回充電工程の前に行うことによって、初回充電工程における単セルの過剰な変形を抑制し、電池１０の内部抵抗を低減できる。
【００８８】
また、集電体３１が樹脂集電体である場合、面プレス工程の前に、樹脂集電体の外周部をヒートシールするシール工程をさらに有することが好ましい。集電体３１が樹脂集電体である場合は、シール工程においてシールする際の熱によって、樹脂集電体が収縮し、単セル２０の表面に皺が発生する可能性がある。シール工程の後に面プレス工程を行うことによって、単セル２０の表面の凹凸を平らにすることができる。
【００８９】
また、面プレス工程において、単セル２０を加圧する際の圧力は、１４．７［Ｐａ］以上３９．２［Ｐａ］以下であることが好ましい。単セル２０を加圧する際の圧力を車両に搭載した際にかかる圧力約９．８［Ｐａ］よりも大きくすることによって、単セル２０が車両に搭載した際にかかる圧力による変形を抑制できる。また、圧力を３９．２［Ｐａ］以下に設定することによって、セパレータが破損して短絡が生じることを抑制できる。
【００９０】
また、電極３０の電極活物質層３２におけるバインダの含有量が、全固形分量１００質量％に対して、１質量％以下であることが好ましい。これにより、バインダの含有量を少なくするあるいはバインダを含有しないようにすることによって、電池のエネルギー密度を向上させることができる。また、電極活物質層３２が柔らかいため、単セル２０を形成後に加圧して成形しない場合は単セル２０の厚みが不均一となる可能性がある。従って、本実施形態のように、初回充電工程の前に、単セル２０を面プレスして成形することによって、電池１０の内部抵抗を低減することができる。
【実施例】
【００９１】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。
【００９２】
［比較例１］
＜負極活物質被覆用樹脂溶液の作製＞
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロートおよび窒素ガス導入管を付した４つ口フラスコに、酢酸エチル８３部とメタノール１７部とを仕込み６８℃に昇温した。
【００９３】
次いで、メタクリル酸２４２．８部、メチルメタクリレート９７．１部、２−エチルヘキシルメタクリレート２４２．８部、酢酸エチル５２．１部およびメタノール１０．７部を配合したモノマー配合液と、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．２６３部を酢酸エチル３４．２部に溶解した開始剤溶液とを４つ口フラスコ内に窒素を吹き込みながら、撹拌下、滴下ロートで４時間かけて連続的に滴下してラジカル重合を行った。滴下終了後、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．５８３部を酢酸エチル２６部に溶解した開始剤溶液を、滴下ロートを用いて２時間かけて連続的に追加した。さらに、沸点で重合を４時間継続した。溶媒を除去し、樹脂５８２部を得た後、イソプロパノールを１，３６０部加えて、樹脂固形分濃度３０質量％のビニル樹脂からなる負極活物質被覆用樹脂溶液を得た。
【００９４】
＜被覆負極活物質の作製＞
難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）（（株）クレハ・バッテリー・マテリアルズ・ジャパン製  カーボトロン（登録商標）ＰＳ（Ｆ））８８．４部を万能混合機に入れ、室温、１５０ｒｐｍで撹拌した状態で、上記で得られた負極活物質被覆用樹脂溶液（樹脂固形分濃度３０質量％）を樹脂固形分として１０部になるように６０分かけて滴下混合し、さらに３０分撹拌した。
【００９５】
次いで、撹拌した状態でアセチレンブラック［デンカ（株）製  デンカブラック（登録商標）］１．６部を３回に分けて混合し、３０分撹拌したままで７０℃に昇温し、０．０１ＭＰａまで減圧し３０分保持し、被覆負極活物質を得た。なお、被覆負極活物質がコア−シェル構造を有していると考えると、コアとしての難黒鉛化性炭素粉末の平均粒子径は９μｍであった。また、被覆負極活物質１００質量％に対する、アセチレンブラックの固形分量は１．６質量％であった。
【００９６】
＜被覆正極活物質の作製＞
ニッケル・アルミ・コバルト酸リチウム（ＮＣＡ）（ＢＡＳＦ戸田バッテリーマテリアルズ合同会社製）１４０．０部を万能混合機に入れ、室温、１５ｍ／ｓで撹拌した状態で、上記で得られた正極活物質被覆用樹脂溶液（樹脂固形分濃度３０質量％）０．４８部にジメチルホルムアミド１４．６部を追加混合した溶液を３分かけて滴下混合し、さらに５分撹拌した。
【００９７】
次いで、撹拌した状態でアセチレンブラック［デンカ（株）製  デンカブラック（登録商標）］８．６部を混合し、６０分撹拌したままで１４０℃に昇温し、０．０１ＭＰａまで減圧し５時間保持し、被覆正極活物質を得た。なお、被覆正極活物質がコア−シェル構造を有していると考えると、コアとしてのニッケル・アルミ・コバルト酸リチウム粉末の平均粒子径は６μｍであった。また、被覆正極活物質１００質量％に対する、アセチレンブラックの固形分量は０．１質量％であった。
【００９８】
＜電解液の調製＞
エチレンカーボネート（ＥＣ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）の混合溶媒（体積比率１：１）に、Ｌｉ［（ＦＳＯ２）２Ｎ］（ＬｉＦＳＩ）を２ｍｏｌ／Ｌの割合で溶解させて、電解液を得た。
【００９９】
＜負極活物質スラリーの調製＞
上記で得た被覆負極活物質から、平均粒子径（Ｄ５０）２０μｍのものを６１６部取り分け、平均粒子径（Ｄ５０）５μｍのものを２６４部取り分け、これに導電部材としての炭素繊維（大阪ガスケミカル（株）製  ドナカーボ・ミルド  Ｓ−２４３：平均繊維長５００μｍ、平均繊維径１３μｍ：電気伝導度２００ｍＳ／ｃｍ）７６．５部を添加し、１２０℃、１００ｍｍＨｇの減圧下で１６時間乾燥させ、含有水分の除去を行った。
【０１００】
次に、ドライルーム中で、上記の乾燥済みの材料に、上記で得た電解液６３７．７部を添加した。この混合物を、混合撹拌機（ＤＡＬＴＯＮ社製、５ＤＭ−ｒ型（プラネタリーミキサー））を用いて、自転：６３ｒｐｍ、公転：１０７ｒｐｍの回転数で３０分撹拌することにより、固練りを実施した。
【０１０１】
その後、上記で得た電解液６３８．９ｇをさらに添加し、上記と同様の混合撹拌機を用いて、自転：６３ｒｐｍ、公転：１０７ｒｐｍの回転数で１０分×３回撹拌することにより、固練りを実施した。このようにして、負極活物質スラリーを得た。なお、このようにして得られた負極活物質スラリーの固形分濃度は４１質量％であった。
【０１０２】
＜正極活物質スラリーの調製＞
上記で得た被覆正極活物質１５４３．５部に導電部材としての炭素繊維（大阪ガスケミカル（株）製  ドナカーボ・ミルド  Ｓ−２４３：平均繊維長５００μｍ、平均繊維径１３μｍ：電気伝導度２００ｍＳ／ｃｍ）３１．５部を添加し、１２０℃、１００ｍｍＨｇの減圧下で１６時間乾燥させ、含有水分の除去を行った。
【０１０３】
次に、ドライルーム中で、上記の乾燥済みの材料に、上記で得た電解液３９３．８部を添加した。この混合物を、混合撹拌機（ＤＡＬＴＯＮ社製、５ＤＭ−ｒ型（プラネタリーミキサー））を用いて、自転：６３ｒｐｍ、公転：１０７ｒｐｍの回転数で３０分撹拌することにより、固練りを実施した。
【０１０４】
その後、上記で得た混合物に電解液４１７．６部をさらに添加し、上記と同様の混合撹拌機を用いて、自転：６３ｒｐｍ、公転：１０７ｒｐｍの回転数で１０分×３回撹拌することにより、攪拌希釈を実施した。このようにして、正極活物質スラリーを得た。なお、このようにして得られた正極活物質スラリーの固形分濃度は６６質量％であった。
【０１０５】
＜樹脂集電体の作製＞
２軸押出機にて、ポリプロピレン［商品名「サンアロマー（登録商標）ＰＬ５００Ａ」、サンアロマー（株）製］（Ｂ−１）７５質量％、アセチレンブラック（ＡＢ）（デンカブラック（登録商標））２０質量％、樹脂集電体用分散剤（Ａ）として変性ポリオレフィン樹脂（三洋化成工業（株）製ユーメックス（登録商標）１００１）５質量％を１８０℃、１００ｒｐｍ、滞留時間１０分の条件で溶融混練して樹脂集電体用材料を得た。得られた樹脂集電体用材料を、押し出し成形することで、樹脂集電体（２０％ＡＢ−ＰＰ）を得た。
【０１０６】
＜電極の作製＞
上記で得られた負極活物質スラリーおよび正極活物質スラリーを樹脂集電体の表面に塗工してプレス処理を施した。これにより負極および正極を得た。
【０１０７】
＜単セルの作製＞
次に、正極および負極を、電解質層を介して積層して単セルを得た。正極の樹脂集電体の外周部と負極の樹脂集電体の外周部との間には、シール部を配置した。その後、単セルの外周部をヒートシールした。
【０１０８】
上記で得られた単セルに対してプレス処理を施さなかった。
【０１０９】
［比較例２］
上述した比較例１と同様の手法により、単セルを形成した。得られた単セルに対して、
図１０に示すようにロールプレス装置（テスター産業製ＳＡ−６０２）を用いてロールプレスを行った。ロールプレス装置の加圧ロール２００のプレス圧は、２．０［Ｐａ］に設定した。
【０１１０】
［実施例１］
上述した比較例１と同様の手法により、単セルを形成した。得られた単セルに対して、図７に示すような油圧式の面プレス装置１００を用いて、図８に示すように面プレスを行った。面プレスのプレス圧は、２９．４［Ｐａ］に設定した。
【０１１１】
［実施例２］
上述した比較例１と同様の手法により、単セルを形成した。得られた単セルに対して、図７に示すように油圧式の面プレス装置１００を用いて、図８に示すように面プレスを行った。面プレスのプレス圧は、９．８［Ｐａ］に設定した。
【０１１２】
［単セルの評価］
比較例１、２および実施例１、２で得られた単セルの表面の皺を目視で評価し、皺発生エリア（％）を測定した。ここで、皺発生エリア（％）は、単セルの表面に皺（凹凸）が発生した領域を観察し、単セルの表面の全面積に対する凹凸が発生した領域の面積の比率とした。さらに、比較例１、２および実施例１、２で得られた単セルを、１Ｃの電流レートでＳＯＣ５０％まで充電し、ＤＣＲ（直流抵抗）の１０秒値を測定し、抵抗値を算出した。比較例１、２および実施例１、２について、皺発生エリア（％）および抵抗値を下記の表１に示す。
【０１１３】
【表１】
2019186003.tif 000003
【０１１４】
表１に示すように、比較例１（プレスなし）では、単セルの表面の８０％に皺（凹凸）が確認され、ＤＣＲの抵抗値は７．５［ｍΩ／ｃｅｌｌ］だった。これは、電極形成工程やシール工程によって生じた集電体の皺がそのまま単セルの表面や内部に残っているためである。単セルの表面や内部に皺が残った状態では接触抵抗が高くなるためＤＣＲの抵抗値も高くなる。
【０１１５】
また、比較例２（ロールプレス）では、比較例１と同様に、単セルの表面の８０％に皺（凹凸）が確認され、ＤＣＲの抵抗値は７．５［ｍΩ／ｃｅｌｌ］だった。このように、ロールプレスを行っても、単セルの表面に皺が残った状態となるのはロールプレスのプレス圧が低かったため単セルの表面や内部の皺を十分に伸ばすことができなかったと考えられる。しかしながら、面プレスと同様のプレス圧（９．８［Ｐａ］以上）でロールプレスを行うとロールの圧延方向に単セルが引き伸ばされて変形する可能性があるため、大きくすることはできない。
【０１１６】
一方、実施例１、２（面プレス）では、単セルの表面に皺（凹凸）は確認されなかった。この結果から、面プレスによって単セルの表面の凹凸が平らに成形されたことが分かる。また、実施例１、２（面プレス）のＤＣＲ値は、５．１［ｍΩ／ｃｅｌｌ］であり、比較例１、２よりも低かった。単セルの内部抵抗が下がったことから、単セルの内部（セパレータ）の皺も取り除くことができたことが分かる。
【０１１７】
また、実施例１の方が実施例２よりもプレス圧が大きい。プレス圧が大きい実施例１の方が、より短時間で単セルの表面の皺（凹凸）を平らに成形することができるため、製造時間を短縮することができた。
【符号の説明】
【０１１８】
１０    電池、
１１    積層体、
１２    外装体、
２０    単セル、
３０    電極、
３０ａ  正極、
３０ｂ  負極、
３１    集電体、
３１ａ  正極集電体、
３１ｂ  負極集電体、
３２    電極活物質層、
３２ａ  正極活物質層、
３２ｂ  負極活物質層、
４０    電解質層、
５０    シール部、
１００  面プレス装置。
【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】
2019186003.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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