(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装材の素子収容部に対する電池素子の封止と、上記外装材の１または複数の液収容部に対する電解液の封止とを真空状態にて個別に行う工程と、
上記素子収容部と液収容部とを隔離する隔離部を開放し、上記液収容部から上記素子収容部に上記電解液を移し、上記電池素子に上記電解液を含浸させる工程と、
上記素子収容部と上記液収容部との間を封止する工程と
を備える電池の製造方法。
【請求項２】
外装材の素子収容部に対する電池素子の封止と、上記外装材の１または複数の液収容部に対する電解質用組成物の封止とを真空状態にて個別に行う工程と、
上記素子収容部と液収容部とを隔離する隔離部を開放し、上記液収容部から上記素子収容部に上記電解質用組成物を移し、上記電池素子に上記電解質用組成物を含浸させる工程と、
上記電池素子に含浸した電解質用組成物をゲル化する工程と、
上記含浸の工程後上記ゲル化の工程前、または上記ゲル化の工程後に、上記素子収容部と上記液収容部との間を封止する工程と
を備える電池の製造方法。
【請求項３】
上記隔離部は、上記素子収容部と上記液収容部との間を融着した融着部である請求項１または２記載の電池の製造方法。
【請求項４】
上記隔離部は、上記素子収容部と上記液収容部との間を挟持した挟持部である請求項１または２記載の電池の製造方法。
【請求項５】
上記封止の工程後に、上記素子収容部と上記液収容部との間を切断する工程をさらに備える請求項１から４のいずれかに記載の電池の製造方法。
【請求項６】
上記含浸の工程後に、
上記電池素子を充電または充放電させる工程と、
上記充電または充放電により発生したガスを上記液収容部に移す工程と
をさらに備える請求項１記載の電池の製造方法。
【請求項７】
上記ゲル化の工程後に、
上記電池素子を充電または充放電させる工程と、
上記充電または充放電により発生したガスを上記液収容部に移す工程と
をさらに備える請求項２記載の電池の製造方法。
【請求項８】
上記封止の工程では、上記外装材の複数の液収容部にそれぞれ異なる種類の電解液を真空状態にて封止し、
上記含浸の工程では、上記素子収容部と上記複数の液収容部との間の隔離部を開放し、上記複数の液収容部から上記素子収容部に上記異なる種類の電解液を移し、混合する請求項１記載の電池の製造方法。
【請求項９】
上記封止の工程では、上記外装材の複数の液収容部にそれぞれ異なる種類の電解質組成物を真空状態にて封止し、
上記含浸の工程では、上記素子収容部と上記複数の電解液収容部との間の隔離部を開放し、上記複数の液収容部から上記素子収容部に上記異なる種類の電解質組成物を移し、混合する請求項２記載の電池の製造方法。
【請求項１０】
上記外装材に上記隔離部を形成することにより、上記素子収容部と、上記１または複数の液収容部を形成する工程をさらに備える請求項１から９のいずれか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。詳しくは、電池素子を外装材により封止した電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外装材としてラミネートフィルムなどを用いた電池パックは、軽量であると共にエネルギー密度が大きいため、広く使用されている。この電池パックは、正極、負極およびセパレータを含む電池素子を外装材に収容した後、外装材内に電解液を注液し、電池素子に電解液を注液、含浸させることにより作製される。
【０００３】
このような注液および含浸工程を有する電池パックの製造方法としては、例えば、以下に示すものが開示されている（特許文献１参照）。
まず、開口部側を所要形状および寸法よりも大きく設定した外装材に対して、電池素子を収容する。次に、電池素子を収容した外装材を、開口部側が上方となるようにして真空チャンバ内に配置する。次に、減圧下で外装材の開口部に電解液を注入した後、真空チャンバ内を常圧に戻す。これにより、外装材の開口部に注入された電解液が、電池素子より上方の空間部を一時留まり部として電池素子に注液、含浸される。次に、電池素子を収容した外装材を真空チャンバから取り出し、外装材の開口部側の電池素子に近接した領域を熱融着により封着し、封着した領域を残すようにして、外装材の開口部の余剰な部分を切断除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１１６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に開示された技術では、電池素子と、電解液とが混在した状態で真空引きが行われている。したがって、電解液の液量を確保するためには、電解液の沸点以下の減圧条件で脱気処理する必要があり、電池素子のガス抜きを効率よく行うことは困難である。
【０００６】
また、真空引きの際に、電池素子内の気泡が抜け、電池素子の上方に溜められた電解液の自由界面で気泡が膨張および崩壊し、電解液を飛散させてしまう。また、電池素子の材質の表面性状（電極活物質やセパレータ表面などの微細凹凸）によっては、電解液の沸騰が促進され、電解液の飛散量の更なる増加を招くこととなる。このように真空引きの際に電解液が飛散すると、電池素子に注液、含浸させる電解液量の減少を招くこととなる。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、注液および含浸工程における電解液量の減少を抑制する共に、電池素子のガス抜きを効率よく行うことができる電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、第１の発明は、
外装材の素子収容部に対する電池素子の封止と、外装材の１または複数の液収容部に対する電解液の封止とを真空状態にて個別に行う工程と、
素子収容部と液収容部とを隔離する隔離部を開放し、液収容部から素子収容部に電解液を移し、電池素子に電解液を含浸させる工程と、
素子収容部と液収容部との間を封止する工程と
を備える電池の製造方法である。
【０００９】
第２の発明は、
外装材の素子収容部に対する電池素子の封止と、外装材の１または複数の液収容部に対する電解質用組成物の封止とを真空状態にて個別に行う工程と、
素子収容部と液収容部とを隔離する隔離部を開放し、液収容部から素子収容部に電解質用組成物を移し、電池素子に電解質用組成物を含浸させる工程と、
電池素子に含浸した電解質用組成物をゲル化する工程と、
含浸の工程後ゲル化の工程前、またはゲル化の工程後に、素子収容部と液収容部との間を封止する工程と
を備える電池の製造方法である。
【００１０】
第３の発明は、
電解液を含む電池素子と、
電解液を含む電池素子と、
電池素子を封止する外装材と
を備え、
電池素子は、外装材の素子収容部に対する電池素子の封止と、外装材の１または複数の液収容部に対する電解液の封止とを真空状態にて個別に行い、素子収容部と液収容部とを隔離する隔離部を開放し、液収容部から素子収容部に電解液を移し、電池素子に電解液を含浸させることより得られる電池である。
【００１１】
第４の発明は、
ゲル状の電解質を含む電池素子と、
電池素子を封止する外装材と
を備え、
電池素子は、外装材の素子収容部に対する電池素子の封止と、外装材の１または複数の液収容部に対する電解質用組成物の封止とを真空状態にて個別に行い、素子収容部と液収容部とを隔離する隔離部を開放し、液収容部から素子収容部に電解質用組成物を移し、電池素子に電解質用組成物を含浸させ、電池素子に含浸した電解質用組成物をゲル化することにより得られる電池である。
【００１２】
この発明では、素子収容部と液収容部とを個別に減圧環境下において封止するので、電解液または電解質用組成物の沸点に制約されずに素子収容部を封止することができる。したがって、電池素子のガス抜きを効率よく行うことができる。
【００１３】
また、液収容部と素子収容部との間の隔離部により隔離した状態で、電解液または電解質用組成物と電池素子との脱気を独立に行うことができる。したがって、電池素子から抜け出る気泡や、電池素子の表面形状に起因する電解液または電解質用組成物の飛散を回避することができる。すなわち、注液および含浸工程における電解液量または電解質用組成物量の減少を抑制することができる。
【００１４】
また、液収容部と素子収容部との間の隔離部を開放して、電解液または電解質用組成物を液収容部から素子収容部に移すことにより、素子収容部に収容された電池素子に対して電解液または電解質用組成物を含浸させることができる。したがって、一旦封止した素子収容部と液収容部とを外気に晒すことなく、電池素子に対する電解液または電解質用組成物の注液および含浸を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、電池素子のガス抜きを効率よく行うことができる。したがって、放電容量などの電池特性を向上することができる。また、注液および含浸工程における電解液量または電解質用組成物量の減少を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る電池パックの概観の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る電池パックの構成の一例を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、図２に示した電池素子のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｅは、本発明の第１の実施形態に係る電池パックの製造方法の一例を示す工程図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｅは、本発明の第１の実施形態に係る電池パックの製造方法の一例を示す工程図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｄは、本発明の第２の実施形態に係る電池パックの製造方法の一例を示す工程図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｅは、本発明の第２の実施形態に係る電池パックの製造方法の一例を示す工程図である。
【図８】図８Ａ〜図８Ｃは、本発明の第３の実施形態に係る電池パックの製造方法の一例を示す工程図である。
【図９】図９Ａ〜図９Ｃは、本発明の第３の実施形態に係る電池パックの製造方法の一例を示す工程図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｄは、本発明の第３の実施形態に係る電池パックの製造方法の一例を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面を参照しながら以下の順序で説明する。
１．第１の実施形態（素子収容部の一方のサイド側に液収容部を形成した例）
２．第２の実施形態（素子収容部の両サイド側に液収容部を形成した例）
３．第３の実施形態（素子収容部のボトム側に液収容部を形成した例）
【００１８】
＜１．第１の実施形態＞
［電池パックの構成］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電池パックの概観の一例を示す斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る電池パックの構成の一例を示す分解斜視図である。この電池パックは、正極リード１１および負極リード１２が取り付けられた電池素子１をフィルム状の外装材２の内部に収容したものであり、小型化、軽量化および薄型化が可能となっている。本明細書では、電池素子１を外装材２により外装した外装電池を電池パックと称する。以下では、正極リード１１および負極リード１２が導出された電池素子１の端面側をトップ側、それとは反対側の端面側をボトム側と称する。また、トップ側とボトム側との両端部の間に位置する辺部の側をサイド側と称する。
【００１９】
正極リード１１および負極リード１２は、それぞれ、外装材２の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード１１および負極リード１２は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。
【００２０】
外装材２は、例えば、柔軟性を有するフィルムからなる。外装材２は、例えば、熱融着樹脂層、金属層、表面保護層を順次積層した構成を有する。なお、熱融着樹脂層側の面が、電池素子１を収容する側の面となる。この熱融着樹脂層の材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）が挙げられる。金属層の材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）が挙げられる。表面保護層の材料としては、例えばナイロン（Ｎｙ）が挙げられる。具体的には例えば、外装材２は、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装材２は、例えば、ポリエチレンフィルム側と電池素子１とが対向するように配設され、各外縁部が融着または接着剤により互いに密着されている。外装材２と正極リード１１および負極リード１２との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム３が挿入されている。密着フィルム１１は、正極リード１１および負極リード１２に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。
なお、外装材２は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルムまたは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。
【００２１】
図３は、図２に示した電池素子のIII−III線に沿った断面図である。電池素子１は、正極１３と負極１４とをセパレータ１５および電解質層１６を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ１７により保護されている。以下、図３を参照しながら、電池素子１を構成する正極１３、負極１４、セパレータ１５、および電解質層１６について順次説明する。
【００２２】
（正極）
正極１３は、例えば、正極集電体１３Ａの両面に正極活物質層１３Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体１３Ａの片面のみに正極活物質層１３Ｂを設けるようにしてもよい。正極集電体１３Ａは、例えば、アルミニウム箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層１３Ｂは、例えば、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料の１種または２種以上を含んでおり、必要に応じてグラファイトなどの導電剤およびポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んで構成されている。
【００２３】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物などのリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素（Ｏ）とを含むリチウム含有化合物が好ましく、中でも、遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（１）、式（２）もしくは式（３）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（４）に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式（５）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉ0.50Ｃｏ0.20Ｍｎ0.30Ｏ2、ＬｉaＣｏＯ2（ａ≒１）、ＬｉbＮｉＯ2（ｂ≒１）、Ｌｉc1Ｎｉc2Ｃｏ1-c2Ｏ2（ｃ１≒１，０＜ｃ２＜１）、ＬｉdＭｎ2Ｏ4（ｄ≒１）あるいはＬｉeＦｅＰＯ4（ｅ≒１）などがある。
【００２４】
ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ１hＯ(2-j)Ｆk  ・・・（１）
（式中、Ｍ１は、コバルト（Ｃｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ＜０.５、０≦ｈ≦０.５、ｇ＋ｈ＜１、−０.１≦ｊ≦０.２、０≦ｋ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２５】
ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ２nＯ(2-p)Ｆq  ・・・（２）
（式中、Ｍ２は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｍ、ｎ、ｐおよびｑは、０．８≦ｍ≦１．２、０．００５≦ｎ≦０．５、−０．１≦ｐ≦０．２、０≦ｑ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２６】
ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ３sＯ(2-t)Ｆu  ・・・（３）
（式中、Ｍ３は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒ、ｓ、ｔおよびｕは、０．８≦ｒ≦１．２、０≦ｓ＜０．５、−０．１≦ｔ≦０．２、０≦ｕ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｒの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２７】
ＬｉvＭｎ2-wＭ４wＯxＦy  ・・・（４）
（式中、Ｍ４は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗ、ｘおよびｙは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｘ≦４．１、０≦ｙ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２８】
ＬｉzＭ５ＰＯ4  ・・・（５）
（式中、Ｍ５は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｚは、０．９≦ｚ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２９】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳなどのリチウムを含まない無機化合物も挙げられる。
【００３０】
（負極）
負極１４は、例えば、負極集電体１４Ａの両面に負極活物質層１４Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体１４Ａの片面のみに負極活物質層１４Ｂを設けるようにしてもよい。負極集電体１４Ａは、例えば、銅箔などの金属箔により構成されている。
【００３１】
負極活物質層１４Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んで構成されており、必要に応じて正極活物質層１３Ｂと同様の結着剤を含んで構成されている。
【００３２】
なお、この二次電池である電池素子１では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極１３の電気化学当量よりも大きくなっており、充電の途中において負極１４にリチウム金属が析出しないようになっている。
【００３３】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭などの炭素材料が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。また、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどがある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れた特性が得られるので好ましい。更にまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。
【００３４】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、この発明において、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
【００３５】
この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）あるいは白金（Ｐｔ）が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
【００３６】
中でも、この負極材料としては、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、特に好ましいのはケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）の少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）は、リチウム（Ｌｉ）を吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。
【００３７】
スズ（Ｓｎ）の合金としては、例えば、スズ（Ｓｎ）以外の第２の構成元素として、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。ケイ素（Ｓｉ）の合金としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）以外の第２の構成元素として、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
【００３８】
スズ（Ｓｎ）の化合物あるいはケイ素（Ｓｉ）の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）あるいは炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズ（Ｓｎ）またはケイ素（Ｓｉ）に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００３９】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、更に、他の金属化合物あるいは高分子材料が挙げられる。他の金属化合物としては、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13などの酸化物、ＮｉＳ、ＭｏＳなどの硫化物、あるいはＬｉＮ3などのリチウム窒化物が挙げられ、高分子材料としてはポリアセチレン、ポリアニリンあるいはポリピロールなどが挙げられる。
【００４０】
（セパレータ）
セパレータ１５は、正極１３と負極１４とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータ１５としてしは、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜を単層で、またはそれらを複数積層したもの用いることができる。特に、セパレータ１５としては、ポリオレフィン製の多孔質膜が好ましい。ショート防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるからである。また、セパレータ１５としては、ポリオレフィンなどの微多孔膜上に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの多孔性の樹脂層を形成したものを用いてもよい。
【００４１】
（電解質層）
電解質層１６は、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質層１６は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。電解液（すなわち溶媒および電解質塩など）の構成は、第１の実施形態に係る二次電池と同様である。高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンまたはポリカーボネートが挙げられる。特に電気化学的な安定性の点からはポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンあるいはポリエチレンオキサイドが好ましい。
【００４２】
［電池パックの製造方法］
以下、図４Ａ〜図５Ｅを参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る電池パックの製造方法の一例について説明する。
【００４３】
（外装材準備工程）
まず、図４Ａに示すように、矩形状を有する外装材２を準備する。この外装材２の中央部には、その全体を２分するように線状の折り返し部２２が予め形成されている。また、外装材２は、第１の領域Ｒ１と、第１の領域Ｒ１の片側に隣接して設けられた第２の領域Ｒ２とを有する。第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２は、例えば、矩形状の形状を有している。第１の領域Ｒ１は、電池素子１を収容するための素子収容部３１が形成される領域であり、第２の領域Ｒ２は、液状の電解質用組成物を収容するための液収容部３２が形成される領域である。電解質用組成物は、ゲル状の電解質層１６の前駆体である。これらの素子収容部３１および液収容部３２については後述する。
【００４４】
（収容空間成型工程）
次に、図４Ａに示すように、例えば、第１の領域Ｒ１の熱融着樹脂層側となる面のうち、折り返し部２２を境にした一方の部分にエンボス成型などを施し、電池素子１を収容するための収容空間２１を形成する。
【００４５】
（素子収容および外装材折り返し工程）
次に、図４Ｂに示すように、収容空間２１に電池素子１を収容し、外装材２を折り返し部２２で折り返す。そして、外装材２の４つの辺部のうち、対向する２つの辺部同士を、正極リード１１および負極リード１２を挟むようにして電池素子１のトップ側で重ね合わせる。
【００４６】
（熱融着工程）
次に、図４Ｃに示すように、重ね合わせた辺部同士を熱融着し、熱融着部２３を形成する。これにより、電池素子１のトップ側とボトム側が外装材２により封止されると共に、折り返された外装材２の両端部にそれぞれ開口部３１ａ、開口部３２ａが形成される。
【００４７】
（隔離部形成工程）
次に、図４Ｄに示すように、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２との間に隔離部２４を形成する。これにより、開口部３１ａを有する素子収容部３１と、開口部３２ａを有する液収容部３２とが形成される。ここで、液収容部３２は、ゲル状の電解質層１６の前駆体である電解質用組成物を収容するための収容部である。隔離部２４の形成方法としては、例えば、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２と間にて、折り返された外装材２の対向面同士を低融点などで熱融着させる方法、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２と間を挟持手段により挟持する方法、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２と間で外装材２を折り曲げる方法などが挙げられ、これらの方法を２以上組み合わせるようにしてもよい。
【００４８】
（素子収容部の封止工程）
次に、例えば、外装材２に収容された電池素子１を真空チャンバ（図示せず）に搬送し、真空チャンバ内を減圧し、素子収容部３１およびそれに収容された電池素子１を脱気する。その後、図４Ｅに示すように、高真空などの減圧環境下にて外装材２の素子収容部側の開口部３１ａを熱融着し、熱融着部２３を形成する。これにより、素子収容部３１が完全に封止されて、外部から空間的に隔離される。ここで、素子収容部３１を脱気および封止する際の真空度は、極限までに低くすることが好ましい。電池素子１および素子収容部３１の残存ガス量を低減し、放電容量などの電池特性を向上することができるからである。
【００４９】
（注液工程）
次に、例えば、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む液状の電解質用組成物２５を用意する。次に、図５Ａに示すように、真空チャンバ内において、開口部３２ａから液収容部３２に電解質用組成物２５を注液する。注液の方法としては、例えば、開口部３２ａが上方となるように電池素子１を保持し、開口部３２ａからノズルなどの注液手段を液収容部３２に導入し、注液手段により電解質用組成物２５を液収容部３２に供給する方法が挙げられる。また、電解質用組成物２５の注液環境は、大気圧雰囲気および真空雰囲気のいずれであってもよい。また、注液環境は大気圧雰囲気および真空雰囲気に限られず、注液を加圧環境下にて行うことも可能であり、例えば、注液ユニットと真空容器内とに差圧を持たせて、注液を行うことも可能である。
【００５０】
（液収容部の封止工程）
次に、真空チャンバ内を減圧し、液収容部３２およびそれに収容された電解質用組成物２５を脱気する。その後、図５Ｂに示すように、高真空などの減圧環境下にて外装材２の液収容部３２側の開口部３２ａを熱融着し、熱融着部２３を形成する。これにより、液収容部３２が完全に封止されて、外部から空間的に隔離される。ここで、真空度は、電解液または電解質用組成物２５の変質を招くことがない範囲で最も低く設定することが好ましい。具体的には真空度は、約０．１ｋＰａ以下であることが好ましい。ここで、約０．１ｋＰａとは、０．１±０．０５ｋＰａの範囲内のことを示す。真空度は、蒸気圧の低い電解液または電解質用組成物２５を使用することにより、より低い圧力での封止が可能となり、残存ガス量を低減することも可能である。
【００５１】
（隔離部開放および含浸工程）
次に、図５Ｃに示すように、隔離部２４を開放し、素子収容部３１と液収容部３２とを空間的に接続した後、液収容部３２から素子収容部３１に電解質用組成物２５を移し、電池素子１に電解質用組成物２５を注液、含浸させる。隔離部２４の開放の方法は、隔離部２４の種類に応じて異なる。隔離部２４が融着部である場合、その開放の方法としては、例えば、ローラなどの加圧手段により液収容部３２を加圧し、液収容部３２から素子収容部３１の方向に液寄せして、電解質用組成物２５の圧力により融着部を開裂させる方法、ヒートローラやフラットヒータなどの加圧加熱手段により液収容部３２を加圧すると共に、その対向面同士を融着させ、液収容部３２から素子収容部３１の方向に液寄せし、電解質用組成物２５の圧力により融着部を開裂させる方法、吸着パットなどの吸着手段により外装材２を引っ張って融着部を開裂させる方法が挙げられる。隔離部２４が挟持部である場合、その開放の方法としては、例えば、挟持手段による外装材２の挟持を開放する方法が挙げられる。隔離部が折り曲げ部である場合、その開放の方法としては、例えば、外装材２の折り曲げ状態を開放する方法が挙げられる。次に、必要に応じて、ローラなどの加圧手段により液収容部３２から素子収容部３１への電解質用組成物２５への移動、すなわち電池素子１に対する電解質用組成物２５の含浸を促すようにしてもよい。
【００５２】
（ヒートプレス工程）
次に、電解質用組成物２５が含浸された電池素子１をヒートプレス（加熱および加圧）することにより、電解質用組成物２５に含まれるモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層１６を形成すると共に、電池素子１を構成する正極１３、負極１４、およびセパレータ１５を一体化させる。
【００５３】
（充電およびガス逃がし処理工程）
次に、必要に応じて、電池素子１に対して充電または充放電を行う。これによりガスが発生した場合には、発生したガスを液収容部３２に逃がす。この際、ローラなどの加圧手段により素子収容部３１を加圧して、素子収容部３１から液収容部３２への発生ガスの移動を促すようにしてもよい。特に、充電または充放電時のガス発生量が大きい大型の電池パックなどでは、このガス逃がし処理工程を備えることが好ましい。
【００５４】
（封止工程）
次に、図５Ｄに示すように、素子収容部３１と液収容部３２との間を熱融着し、熱融着部２３を形成する。これにより、電池素子１が外装材２により完全に封止される。
【００５５】
（切断工程）
次に、図５Ｅに示すように、素子収容部３１のサイド側に形成された熱融着部２３を残すようにして、余分な電池収容部３２を切断する。
以上により、目的とする電池パックが得られる。
【００５６】
なお、電池パックの製造方法は、上述の工程の順序に限定されるものではない。例えば、上述の例では、素子収容部３１を封止後に液収容部３２を封止しているが、これらの収容部の封止の順序は任意であり、液収容部３２を封止後に素子収容部３１を封止してもよい。また、上述の例では、ヒートプレス工程後に封止工程を行っているが、これらの工程の順序は任意であって、封止工程後にヒートプレス工程を行うようにしてもよい。
【００５７】
＜変形例＞
第１の実施形態では、電解質としてゲル状の電解質を用いる場合を例として説明したが、電解質として液状の電解質である電解液を用いるようにしてもよい。このような電解質を備える電池パックは、注液工程において電解質用組成物２５に代えて電解液を液収容部３２に注液することにより作製することができる。また、電解質として電解液を用いる場合には、ゲル状電解質層１６の前駆体である電解質用組成物２５を重合させるヒートプレス工程は省略可能である。
【００５８】
第１の実施形態によれば、熱融着可能な外装材２により電池素子１を封止する電池パックにおいて、素子収容部３１と液収容部３２とを隔離部２４によって隔離し、両収容部を個別に高真空など減圧環境下において封止する。したがって、素子収容部３１の真空度を極限まで減圧可能であり、従来のように電池素子と電解液とが両方存在する状態での真空引きに比べて電池パック内の残存ガス量を低減することができる。また、この残存ガスを低減した状態において隔壁部２４を開放することで、電池素子１に対する注液、含浸を行うことができる。よって、放電容量などの電池特性を向上することができる。また、従来の製造設備に大幅な変更を招くことなく電池パックを製造できるので、安価で高品質な電池パックを提供できる。
【００５９】
また、初期充電時などに素子収容部３１で発生したガスを、液収容部３２に逃がした後、素子収容部３１と液収容部３２との間を封止し、切断する工程をさらに備えることが好ましい。これにより、膨張した電池パックを一定時間放置してその収縮を待ったり、電池パックを開封してガスを逃がした後に再封止を行う必要がなくなる。上記工程の採用は、充電または充放電時のガス発生による電池パックの膨れが顕著となる大型ポリマー電池や、電解液が含浸された電池素子１を外装材２により封止した電池パックなどにおいて特に有効である。
【００６０】
また、隔離部２４により素子収容部３１と液収容部３２とをそれぞれ隔離した構造としているので、両収容部を個別に高真空封止できる。また、電解液または電解質用組成物２５の突沸現象を抑制し、その液量を安定に確保できる。
【００６１】
従来の電解液の注液および含浸工程では、外装材に電池素子と電解液とが混在する状態において真空引きを行っていたために、電解液沸点以下に真空引きの圧力が制約され、ガス抜きを効率的に行うことが困難であった。これに対して、第１の実施形態の注液および含浸工程では、素子収容部３１と液収容部３２とを隔離部２４により隔離することで、両収容部を個別に高真引きすることが可能であり、ガス抜きを効率的に行うことが可能である。このため、電池パック内の残存ガス量を極少化することが可能となる。
【００６２】
＜２．第２の実施形態＞
図６Ａ〜図７Ｅは、本発明の第２の実施形態に係る電池パックの製造方法の一例について説明する工程図である。第２の実施形態において第１の実施形態と同一または対応する箇所には同一の符号を付す。第２の実施形態は、電子収容部３１の両側に２つの液収容部３２、３３を形成し、これらの液収容部３２、３３から電解質用組成物２５を電池収容部３１に移動させ、電池素子１に対して電解質用組成物２５を注液、含浸させる点において、第１の実施形態とは異なっている。
【００６３】
以下、図６Ａ〜図７Ｅを参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る電池パックの製造方法の一例について説明する。
【００６４】
（外装材準備工程）
まず、図６Ａに示すように、矩形状を有する外装材２を準備する。この外装材２の中央部には、その全体を２分するように線状の折り返し部２２が予め形成されている。また、外装材２は、その中央部に設けられた１つの第１の領域Ｒ１と、この第１の領域Ｒ１の両側に隣接して設けられた２つの第２の領域Ｒ２とを有する。
【００６５】
（収容空間成型工程）
次に、図６Ａに示すように、例えば、第１の領域Ｒ１の熱融着樹脂層側となる面のうち、折り返し部２２を境にした一方の部分にエンボス成型などを施し、電池素子１を収容するための収容空間２１を形成する。
【００６６】
（素子収容および外装材折り返し工程）
次に、図６Ｂに示すように、収容空間２１に電池素子１を収容し、外装材２を折り返し部２２で折り返し、外装材２の４つの辺部のうち、対向する２つの辺部同士を、正極リード１１および負極リード１２を挟むようにして電池素子１のトップ側で重ね合わせる。
【００６７】
（熱融着工程）
次に、図６Ｃに示すように、重ね合わせた辺部同士を熱融着し、熱融着部２３を形成する。これにより、電池素子１のトップ側が外装材２により封止されると共に、折り返された外装材２の両端部にそれぞれ開口部３２ａ、３３ａが形成される。
【００６８】
（隔離部形成工程）
次に、例えば、外装材２に収容された電池素子１を真空チャンバ（図示せず）に搬送し、真空チャンバ内を減圧し、素子収容部３１を脱気する。次に、図６Ｄに示すように、高真空などの減圧環境下にて、第１の領域Ｒ１と、その両側に設けられた２つの第２の領域Ｒ２との間にそれぞれ隔離部２４を形成する。これにより、素子収容部３１が完全に封止されて、外部から空間的に隔離される。また、開口部３２ａを有する第１の液収容部３２と、開口部３３ａを有する第２の液収容部３３とが、素子収容部３１の両側に形成される。
【００６９】
（注液工程）
次に、例えば、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む液状の電解質用組成物２５を用意する。次に、図７Ａに示すように、真空チャンバ内において、開口部３２ａから液収容部３２に電解質用組成物２５を注液すると共に、開口部３３ａから液収容部３３に電解質用組成物２５を注液する。具体的には例えば、外装材２をその中央部から長手方向に折り返して、開口部３２ａ、３３ａが上方となるように、電池素子１を封止した外装材２を保持した後、開口部３２ａ、３３ａに電解質用組成物２５を注液する。ここで、液収容部３２、３３には異なる種類の電解質用組成部２５が注液される。なお、液収容部３２、３３のうちの一方に電解質用組成物２５を注液し、他方に電解液を注液するようにしてもよい。また、電解質としてゲル状の電解質に代えて電解液を用いる場合には、液収容部３２、３３には異なる種類の電解液が注液される。以下では、収容部３２に収容された電解質用組成物２５が、収容部３３に収容された電解質用組成物２５よりも沸点が低い、すなわち、より低い真空度で変質する場合を例として説明する。
【００７０】
（液収容部の封止工程）
次に、真空チャンバ内を減圧し、第１の真空度において液収容部３２およびそれに収容された電解質用組成物２５を脱気した後、液収容部３２の開口部３２ａを熱融着し、熱融着部２３を形成する。これにより、液収容部３２が完全に封止されて、外部から空間的に隔離される。次に、真空チャンバ内をさらに減圧し、第２の真空度において液収容部３３およびそれに収容された電解質用組成物２５を脱気した後、液収容部３３の開口部３３ａを熱融着し、熱融着部２３を形成する。これにより、液収容部３３が完全に封止されて、外部から空間的に隔離される。ここで、第１の真空度は、第２の真空度よりも低い値であり、収容部３２に収容された電解質用組成物２５の変質を招くことがない範囲で最も低く設定することが好ましい。第２の真空度は、収容部３３に収容された電解質用組成物２５の変質を招くことがない範囲で最も低く設定することが好ましい。
【００７１】
（隔離部開放および含浸工程）
次に、図７Ｃに示すように、電池素子１の両側に設けられた隔離部２４を開放し、素子収容部３１と液収容部３２、３３とを空間的に接続する。次に、液収容部３２、３３から素子収容部３１に向かって電解質用組成物２５を移し、電解質用組成物２５を混合させると共に、電池素子１に注液、含浸させる。次に、必要に応じて、ローラなどの加圧手段により液収容部３２、３３から素子収容部３１への電解質用組成物２５への移動、すなわち電池素子１に対する電解質用組成物２５の含浸を促す。なお、電池素子１の両側に設けられた隔離部２４の開放は同時開放に限定されるものではなく、一方の隔離部２４を開放した後に、他方の隔離部２４を開放するようにしてもよい。
【００７２】
（ヒートプレス工程）
次に、電解質用組成物２５が含浸された電池素子１をヒートプレス（加熱および加圧）することにより、電解質用組成物２５をゲル化させると共に、電池素子１を構成する正極１３、負極１４、およびセパレータ１５を一体化させる。
【００７３】
（封止工程）
次に、図７Ｄに示すように、素子収容部３１と液収容部３２、３３との間を線状に熱融着し、熱融着部２３を形成する。これにより、電池素子１が完全に封止されて、外部から空間的に隔離される。
【００７４】
（切断工程）
次に、図７Ｅに示すように、素子収容部３１の両サイド側に形成された熱融着部２３を残すようにして、余分な電池収容部３２、３３を切断する。
【００７５】
＜変形例＞
第１の実施形態において、液収容部３２、３３のうちの一方に電解質溶組成物２５を注液し、真空封止した後、他方に電解質用組成物２５を注液し、真空封止するようにしてもよい。例えば、以下のように液収容部３２、３３を順次真空封止する。まず、真空チャンバ内を減圧し、液収容部３２に電解質用組成物２５を注液する。次に、液収容部３２およびそれに収容された電解質用組成物２５を脱気した後、液収容部３２の開口部３２ａを熱用着し、熱用着部２３を形成する。次に、真空チャンバ内の減圧し、液収容部３３に電解質用組成物２５を注液する。次に、液収容部３３およびそれに収容された電解質用組成物２５を脱気した後、液収容部３３の開口部３３ａを熱用着し、熱用着部２３を形成する。
【００７６】
第２実施形態では、液収容部３２、３３にそれぞれ異なる種類の電解質用組成物２５を供給し、液収容部３２、３３を個別に真空封止するので、電解質用組成物２５の種類に応じた圧力で液収容部３２、３３を真空封止することができる。
【００７７】
＜３．第３の実施形態＞
図８Ａ〜図１０Ｄは、本発明の第３の実施形態に係る電池パックの製造方法の一例について説明する工程図である。第３の実施形態において第１の実施形態と同一または対応する箇所には同一の符号を付す。第３の実施形態は、電池素子１のボトム側に液収容部３２を形成する点において、第１の実施形態とは異なっている。
【００７８】
以下、図８Ａ〜図１０Ｄを参照しながら、本発明の第３の実施形態に係る電池パックの製造方法の一例について説明する。
【００７９】
（外装材準備工程）
まず、図８Ａに示すように、矩形状を有する外装材２を準備する。この外装材２の中央部には、その全体を２分するように線状の折り返し部２２が予め形成されている。また、外装材２は、第１の領域Ｒ１と、この第１の領域Ｒ１の両側に隣接して設けられた第２の領域Ｒ２とを有する。
【００８０】
（収容空間成型工程）
次に、図８Ａに示すように、例えば、第１の領域Ｒ１の熱融着樹脂層側となる面のうち、折り返し部２２を境にした一方の部分にエンボス成型などを施し、電池素子１を収容するための収容空間２１を形成する。
【００８１】
（素子収容および外装材折り返し工程）
次に、図８Ｂに示すように、収容空間２１に電池素子１を収容し、外装材２を折り返し部２２で折り返し、外装材２の４つの辺部のうち、対向する２つの辺部同士を電池素子１のサイド側で重ね合わせる。
【００８２】
（熱融着工程）
次に、図９Ａに示すように、重ね合わせた辺部同士を熱融着し、熱融着部２３を形成する。これにより、電池素子１の両サイド側が外装部材２により封止されると共に、折り返された外装材２の両端部にそれぞれ開口部３１ａ、３２ａが形成される。
【００８３】
（隔離部形成工程）
次に、図９Ａに示すように、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２との間に隔離部２４を形成する。これにより、開口部３１ａを有する素子収容部３１と、開口部３２ａを有する液収容部３２とが形成される。
【００８４】
（素子収容部の封止工程）
次に、例えば、外装材２に収容された電池素子１を真空チャンバ（図示せず）に搬送し、真空チャンバ内を減圧し、素子収容部３１およびそれに収容された電池素子１を脱気する。その後、図９Ｂに示すように、高真空などの減圧環境下にて電池素子１のトップ側の開口部３１ａを封止する。これにより、素子収容部３１が完全に封止されて、外部から空間的に隔離される。
【００８５】
（注液工程）
次に、例えば、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む液状の電解質用組成物２５を用意する。次に、図９Ｃに示すように、例えば、真空チャンバ内において、開口部３２ａが上方となるようにして外装材１を保持し、開口部３２ａから液収容部３２に電解質用組成物２５を注液する。なお、電解質としては、ゲル状の電解質に代えて電解液を用いることも可能である。この場合、注液工程において、電解質用組成物２５に代えて電解液を液収容部３２に注液するようにすればよい。
【００８６】
（液収容部の封止工程）
次に、真空チャンバ内を減圧し、液収容部３２およびそれに収容された電解質溶組成物２５を脱気する。その後、図１０Ａに示すように、高真空などの減圧環境下にて外装材２の液収容部３２側の開口部３２ａを熱融着し、熱融着部２３を形成する。これにより、液収容部３２が完全に封止されて、外部から空間的に隔離される。
【００８７】
（隔離部開放および含浸工程）
次に、図１０Ｂに示すように、隔離部２４を開放し、素子収容部３１と液収容部３２とを空間的に接続した後、液収容部３２から素子収容部３１に電解質用組成物２５を移し、電池素子１に対して電解質用組成物２５を注液、含浸させる。
【００８８】
（ヒートプレス工程）
次に、電解質用組成物２５が含浸された電池素子１をヒートプレス（加熱および加圧）することにより、電解質用組成物２５に含まれるモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層１６を形成すると共に、電池素子１を構成する正極１３、負極１４、およびセパレータ１５を一体化させる。
【００８９】
（放電およびガス逃がし処理工程）
次に、必要に応じて、電池素子１に対して充電または充放電を行う。これによりガスが発生した場合には、発生したガスを素子収容部３１から液収容部３２に逃がす。
【００９０】
（封止工程）
次に、図１０Ｃに示すように、素子収容部３１と液収容部３２との間を熱融着し、電池素子１のボトム側に熱融着部２３する。これにより、電池素子１が外装材２により完全に封止される。
【００９１】
（切断工程）  
次に、図１０Ｄに示すように、電池素子１のボトム側に形成された熱融着部２３を残すようにして、余分な電池収容部３２を切断する。
以上により、目的とする電池パックが得られる。
【００９２】
第３の実施形態では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【００９３】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００９４】
（実施例１）
（正極作製工程）
コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）９５重量％と、鱗片状黒鉛２重量％と、粉状ポリフッ化ビニリデン３重量％とを均一に混合して正極合剤を調製し、これをＮ−メチルピロリドンに分散させて正極合剤スラリーとした。この正極合剤スラリーを、正極集電体となるＡｌ箔の両面に均一に塗布し、１００℃で２４時間減圧乾燥することにより正極活物質層を形成した。
【００９５】
次に、これをロールプレス機で加圧成形することにより正極シートとし、当該正極シートを帯状に切り出して正極とし、活物質の不塗布部分に幅３ｍｍのＡｌリボンの正極リードを溶接した。
【００９６】
（負極作製工程）
人造黒鉛９５重量％と、粉状ポリフッ化ビニリデン５重量％とを均一に混合して負極合剤を調製し、Ｎ−メチルピロリドンに分散させて負極合剤スラリーとした。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体となる銅箔の両面に均一に塗布し、１２０℃で２４時間減圧乾燥することにより負極活物質層を形成した。
【００９７】
次に、これをロールプレス機で加圧成形することにより負極シートとし、当該負極シートを帯状に切り出して負極とし、物質の不塗布部分に幅３ｍｍのＮｉリボンの負極リードを溶接した。
【００９８】
（巻回工程）
次に、帯状の正極と、帯状の負極とを、セパレータを介して積層し、長手方向に巻回することにより電池素子を作製した。
【００９９】
（外装材準備工程）
次に、外装材として、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムを準備した。
【０１００】
（収容空間成型工程）
次に、このアルミラミネートフィルムのポリエチレンフィルム側の面をおよそ４つに等分割したうちの１つの領域に、エンボス成型を施し、収容空間としてのエンボス成型部を形成した。
【０１０１】
（素子収容および外装材折り返し工程）
次に、エンボス成型部に電池素子を収容し、アルミラミネートフィルムを折り返し部により折り返して、アルミラミネートフィルムの対向する辺同士を、正極リードおよび負極リードを挟むようにして重ね合わせた。
【０１０２】
（熱融着工程）
次に、重ね合わせた辺部同士を熱融着して、電池素子のトップ側に熱融着部を形成した。これにより、アルミラミネートフィルムの両端部にそれぞれ開口部が形成された。
【０１０３】
（隔離部形成工程）
次に、折り返したアルミラミネートフィルムのほぼ中央部を、重ね合わせた辺部と直交する方向に向かって直線状に低融点で熱融着して熱融着部（隔離部）を形成した。これにより、一端に開口部を有する素子収容部と液収容部との２つの収容部がアルミラミネートフィルムに形成された。
【０１０４】
（素子収容部の封止工程）
次に、アルミラミネートフィルムに収容された電池素子を真空チャンバに搬送し、真空チャンバ内を減圧し、素子収容部およびそれに収容された電池素子を脱気した。その後、高真空の減圧環境下にてアルミラミネートフィルムの素子収容部側の開口部を封止した。これにより、素子収容部が外部から空間的に隔離された。
【０１０５】
（注液工程）
次に、電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤とを含む液状の電解質用組成物を用意した。電解液としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートを５０：５０の質量比で混合し、０．７ｋｍｏｌ／ｋｇのＬｉＰＦ6を溶解して調製したものを用いた。次に、真空チャンバ内において、液収容部側の開口が上方となるように、アルミラミネートフィルムを保持し、液収容部側の開口部から液収容部に電解質用組成物を注液した。
【０１０６】
（液収容部の封止工程）
次に、真空チャンバ内を減圧し、液収容部およびそれに収容された電解質用組成物を脱気した。次に、高真空の減圧環境下にてアルミラミネートフィルムの液収容部側の開口部を封止した。これにより、液収容部が外部から空間的に隔離された。
【０１０７】
（隔離部開放および含浸工程）
次に、ローラにより、液収容部を素子収容部の方向に向かって順次押圧し、液収容部内の電解質用組成物を素子収容部側に寄せた。これにより、素子収容部と液収容部との間に形成された熱融着部が開裂され、電池素子に対して電解質用組成物が注液および含浸された。
【０１０８】
（ヒートプレス工程）
次に、電解質用組成物が含浸された電池素子をヒートプレスすることにより、電解質用組成物をゲル化させると共に、電池素子を構成する正極、負極、およびセパレータを一体化させた。
【０１０９】
（封止工程）
次に、素子収容部と液収容部との間を熱融着し、熱融着部を形成した。これにより、電池素子がアルミラミネートフィルムにより完全に封止された。
【０１１０】
（切断工程）
次に、電池素子のサイド側に形成された熱融着部を残すようにして、素子収容部と液収容部との間を切断した。
以上により、目的とする電池パックが得られた。
【０１１１】
（比較例１）
まず、隔離部形成工程を省略する以外は、正極作製工程から素子収容部の封止工程までを実施例１と同様にして、一端に開口を有するアルミラミネートフィルムに収容された電池素子を得た。
【０１１２】
次に、所要形状および寸法よりも大きく設定された開口部側が上方となるようにしてアルミラミネートフィルムを配置した。次に、減圧下でアルミラミネートフィルムの開口部に電解質用組成物を注入した後、真空チャンバ内を常圧に戻した。これにより、アルミラミネートフィルムの開口部に注入された電解質用組成物が、電池素子より上方の空間部を電解質用組成物の一時留まり部として電池素子に注入、含浸された。電解質用組成物としては、実施例１と同様のものを用いた。次に、電池素子を真空チャンバから取り出し、アルミラミネートフィルムの開口部側の電池素子に近接した領域を熱融着により封止し、封止した領域を残すようにして、アルミラミネートフィルムの開口部の余剰な部分を切断除去した。次に、ラミネートフィルムにより封止された電池素子をヒートプレスすることにより、電解質用組成物をゲル化させると共に、電池素子を構成する正極、負極、およびセパレータを一体化させた。
以上により、目的とする電池パックが得られた。
【０１１３】
（残存ガス量の評価）
上述のようにして得られた実施例１、比較例１の電池パックの残存ガス量を以下のようにして評価した。その結果を表１に示す。
電池パック全体を流動パラフィンの中に入れ、その中でパッケージを開封し、その時出てくるガスを捕集して、その体積を測定し、それを電池パック内に残存しているガス量とした。
【０１１４】
また、実施例１の残存ガス量に対する比較例１の残存ガス量の減少率を以下の式により求めた。その結果を表１に示した。
残量ガス量の割合＝−［（（比較例１の残存ガス量）／（実施例１の残存ガス量））×１００］≒−８０［％］
【０１１５】
（放電容量の評価）
上述のようにして得られた実施例１、比較例１の電池パックの放電容量を以下のようにして評価した。その結果を表１に示す。
まず、１Ｃの定電流で電池電圧が４．２Ｖに達するまで定電流充電を行ったのち、４．２Ｖの定電圧で充電時間の合計が２．５時間となるまで定電圧充電を行った。次に、０．２Ｃの定電流で電池電圧が３．０Ｖに達するまで定電流放電を行い、放電容量を測定した。その結果を表１に示す。
【０１１６】
また、比較例１の放電容量に対する実施例１の放電容量の増加率を以下の式により求めた。その結果を表１に示した。
放電容量の増加率＝［（（実施例１の放電容量）／（比較例１の放電容量））×１００］−１００］≒３［％］
【０１１７】
（電池パックの厚みの評価）
上述のようにして得られた実施例１、比較例１の電池パックの厚みを以下のようにして評価した。
まず、充電前の電池パックの厚みを測定した。その結果を表１に示す。次に、１Ｃの定電流で電池電圧が４．２Ｖに達するまで定電流充電を行ったのち、４．２Ｖの定電圧で充電時間の合計が２．５時間となるまで定電圧充電を行った。次に、充電後の電池パックの厚みを測定した。その結果を表１に示す。
【０１１８】
また、実施例１の電池パックの充電後の厚みｄ１と、比較例１の電池パックの充電後の厚みｄ２との差（ｄ１−ｄ２）を求めた。さらに、実施例１の電池パックの放電後の厚みｄ１と、比較例１の電池パックの放電後の厚みｄ２との差（ｄ１−ｄ２）を求めた。それらの結果を表１に示す。
【０１１９】
（高温保存試験）
上述のようにして得られた電池パックの高温保存試験を以下のようにして行った。
まず、１Ｃの定電流で電池電圧が４．２Ｖに達するまで定電流充電を行ったのち、４．２Ｖの定電圧で充電時間の合計が２．５時間となるまで定電圧充電を行った。次に、高温保存試験前の電池パックの厚みを測定した。次に、電池パックを８５℃の環境下に２４時間保存する高温保存試験を行ったのち、高温保存試験後の電池パックの厚みを測定した。次に、以下の式により高温保存試験により電池パックの膨らみ量を求めた。その結果を表１に示す。
膨らみ量＝（高温保存試験後の電池パックの厚み）−（高温保存試験前の電池パックの厚み）［ｍｍ］
【０１２０】
また、実施例１の電池パックの高温保存試験後の膨らみ量Ｄ１と、比較例１の電池パックの高温保存試験後の膨らみ量Ｄ２との差（Ｄ１−Ｄ２）を求めた。その結果を表１に示す。
【０１２１】
（液飛散量の評価）
実施例１、比較例１の電池パックの作製時の液飛散量を以下のようにして評価した。
まず、電池パックに注液する電解質用組成物の質量と、注液前の電池パックの質量とを測定した。次に、注液および含浸後の電池パックの質量を測定した。次に、以下の式より電解質用組成物の飛散量を求めた。その結果を表１に示す。
液飛散量＝［［（電池パックに注液する電解質用組成物の質量）＋（注液前の電池パックの質量）］−（注液および含浸後の電池パックの質量）］［ｍｇ］
【０１２２】
また、実施例１の液飛散量Ａ１と、比較例１の液飛散量Ａ２との差（Ａ１−Ａ２）を求めた。その結果を表１に示す。
【０１２３】
【表１】
0005682162.tif 000002
【０１２４】
表１から以下のことがわかる。
実施例１では、比較例１に比して残存ガス量を大幅に低減できる。
実施例１では、比較例１に比して放電容量を向上できる。これは、素子収容部と液収容部とを個別に減圧下で封止することで、効率よく電池パック内のガス抜をできたためと推測される。
実施例１では、充放前または充電後の電池パックの厚みを比較例１に比して薄くできる。
実施例１では、比較例１に比して高温保存試験後の電池の膨らみ量を抑制できる。
実施例１では、比較例１に比して液飛散量を抑制できる。
【０１２５】
（実施例２）
正極作製工程からヒートプレス工程までを実施例１と同様にして、アルミラミネートフィルムにより封止した電池素子を作製した。次に、１Ｃの定電流で電池電圧が４．２Ｖに達するまで定電流充電を行ったのち、４．２Ｖの定電圧で充電時間の合計が２．５時間となるまで定電圧充電を行った。次に、素子収容部を押圧することにより、上記の充電により発生したガスを素子収容部から液収容部に逃がし、素子収容部と液収容部との間を熱融着した。これにより、電池素子がアルミラミネートフィルムにより完全に封止された。次に、電池素子のサイド側に形成された熱融着部を残すようにして、素子収容部と液収容部との間を切断した。以上により、目的とする電池パックが得られた。
【０１２６】
（実施例３）
ガスを素子収容部から液収容部に逃がす工程を省略する以外は実施例２と同様にして電池パックを得た。
【０１２７】
（電池パックの厚み評価）
上述のようにして得られた実施例２、３の電池パックの厚みを測定した。その結果、ガスを素子収容部から液収容部に逃がしたのち電池素子を封止した実施例２では、上記の処理を行わずに電池素子を封止した実施例３に比して電池パックの厚み増加をさらに減少できていることがわかった。
【０１２８】
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１２９】
例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、形状、材料および数値などを用いてもよい。
【０１３０】
また、上述の実施形態の各構成は、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１３１】
また、上述の実施形態では、１枚の外装材を折り返して電池素子を封止する場合を例として説明したが、２枚の外装材をそれらの熱融着層側の面を重ねて、電池素子を封止するようにしてもよい。この場合、一方の外装材を硬質なものとし、他方の外装材の軟質なものとする構成を採用してもよい。
【０１３２】
また、上述の実施形態において、第２の領域Ｒ２の熱融着樹脂層側となる面のうち、折り返し部を境にした一方の部分に、深絞りなどによりエンボス成型などを施し、電解質用組成物または電解液を収容するための収容空間を形成するようにしてもよい。この場合、収容空間に電解質用組成物または電解液などを収容することができるため、液収容部のスペース、すなわち第２の領域Ｒ２のスペースを小さくすることができる。
【０１３３】
また、上述の実施形態において、素子収容部の深絞りエッジ部と液収容部の間をＶの字状に折り曲げて、液収容部側に注液した後、素子収容部と液収容部との真空シール封止を同時に行うようにしてもよい。
【０１３４】
また、上述の実施形態では、素子収容部の周縁に１個または２個の液収容部を形成する場合を例として説明したが、液収容部の構成はこの例に限定されるものではなく、３個以上の液収容部を素子収容部の周縁に形成するようにしてもよい。
【０１３５】
また、上述の実施形態では、リチウムイオン二次電池に対して本発明を適用した例について説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、外装材により電池素子を封止する構造を有する種々の二次電池および一次電池に対して適用可能である。
【０１３６】
また、上述の実施形態では、複数の液収容部に電解質用組成物または電解液を封止する例について説明したが、複数の液収容部のうちの一部のものに電解質用組成物を封止し、残りのものに電解液を封止するようにしてもよい。この場合、素子収容部と複数の液収容部との間に設けられた隔離部を開放することで、素子収容部にて電解質組成物と電解液とを混合、含浸させることができる。
【０１３７】
また、上述の実施形態では、電池素子として扁平型の電池素子を用いる場合を例として説明したが、電池素子の形状はこの例に限定されるものではなく、角形および円筒型などの従来公知の種々の形状の電池素子を用いることが可能である。
【０１３８】
また、上述の実施形態では、扁平型の巻回型電池素子を用いる場合を例として説明したが、電池素子の形状はこの例に限定されるものではなく、長尺電極板をつづら折り状に折り畳んだ電池素子や、短冊状電極板を積層した電池素子などの従来公知の種々の形状の電池素子を用いることが可能である。
【０１３９】
また、上述の実施形態では、素子収容部と液収容部とを個別に真空封止する場合を例として説明したが、電解液、電池素子をそれぞれ液収容部、素子収容部に収容した状態で、両収容部を同時に真空封止するようにしてもよい。但し、電解液によって素子収容部の真空度が制約されるため、素子収容部を極限まで減圧する場合には、素子収容部と液収容部とは個別に真空封止することが好ましい。また、素子収容部と液収容部との真空封止の順序も特に限定されるものではなく、液収容部を真空封止した後に素子収容部を真空封止するようにしてもよい。また、素子収容部の封止工程と液収容部の封止工程との間で大気開放せずに、両工程を真空状態にて連続的に行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１    電池素子
２    外装材
３    密着フィルム
１１    正極リード
１２    負極リード
１３    正極
１４    負極
１３Ａ    正極集電体
１３Ｂ    正極活物質層
１４Ａ    負極集電体
１４Ｂ    負極活物質層
１５    セパレータ
１６    電解質層
１７    保護テープ
２１    収容空間
２２    折り返し部
２３    熱融着部
２４    隔離部
２５    電解質用組成物
３１    素子収容部
３２、３３    液収容部
【図１】
0005682162.tif 000003
【図２】
0005682162.tif 000004
【図３】
0005682162.tif 000005
【図４】
0005682162.tif 000006
【図５】
0005682162.tif 000007
【図６】
0005682162.tif 000008
【図７】
0005682162.tif 000009
【図８】
0005682162.tif 000010
【図９】
0005682162.tif 000011
【図１０】
0005682162.tif 000012