(57)【要約】【課題】気泡の混入を抑制でき、電池性能の優れたバイポーラ電池およびその製造方法を提供する。【解決手段】バイポーラ電池は、集電体１１１の一方の面に正極が形成され他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極を、電解質層を介在させて、複数積層した電池要素と、隣り合う集電体同士の間の空間に、少なくとも正極の周囲および負極の周囲を取り囲むように、充填材料１１４を配置した充填部２０と、充填部に設けられ、バイポーラ電極を積層するときに、集電体、電解質層、および充填材料によって囲まれる内部空間に残留するガスを内部空間の外部に排出する排気部３２と、を有する。【選択図】図５
2008166256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体の一方の面に正極が形成され他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極を、電解質層を介在させて、複数積層した電池要素と、
隣り合う前記集電体同士の間の空間に、少なくとも前記正極の周囲および前記負極の周囲を取り囲むように、充填材料を配置した充填部と、
前記充填部に設けられ、前記バイポーラ電極を積層するときに、前記充填材料によって囲まれる内部空間に残留するガスを前記内部空間の外部に排出する排気部と、を有するバイポーラ電池。
【請求項２】
前記充填部は、前記バイポーラ電極を積層するときには前記内部空間と前記外部とを連通するとともに前記バイポーラ電極を積層した方向に前記充填部を押圧することによって閉塞される隙間部を含み、
前記排気部は、前記隙間部から構成されてなる請求項１に記載のバイポーラ電池。
【請求項３】
前記隙間部を閉塞するために前記隙間部に供給する材料を蓄えた材料溜めが、前記隙間部に臨んで配置されている請求項２に記載のバイポーラ電池。
【請求項４】
前記材料溜めに蓄えられた材料は、前記バイポーラ電極を積層した方向に前記充填部を押圧するときに、前記隙間部に供給される請求項３に記載のバイポーラ電池。
【請求項５】
前記排気部の排気機能は、前記隙間部が閉塞されることによって停止する請求項２〜４のいずれか１つに記載のバイポーラ電池。
【請求項６】
前記充填材料は、熱硬化性を有し、
前記充填部は、前記バイポーラ電極を積層するときには前記内部空間と前記外部とを連通するとともに前記内部空間に残留するガスを前記内部空間の外部に排出した後に硬化される未硬化部を含み、
前記排気部は、前記未硬化部から構成されてなる請求項１に記載のバイポーラ電池。
【請求項７】
前記排気部の排気機能は、前記未硬化部が硬化されることによって停止する請求項６に記載のバイポーラ電池。
【請求項８】
前記充填材料は、熱可塑性を有し、
前記充填部は、前記バイポーラ電極を積層するときには前記内部空間と前記外部とを連通するとともに前記内部空間に残留するガスを前記内部空間の外部に排出した後に硬化される軟化部を含み、
前記排気部は、前記軟化部から構成されてなる請求項１に記載のバイポーラ電池。
【請求項９】
前記排気部の排気機能は、前記軟化部が硬化されることによって停止する請求項８に記載のバイポーラ電池。
【請求項１０】
前記充填材料は、接着処理の前には粘着性のないホットメルト接着機能を有し、
前記充填部は、前記バイポーラ電極を積層するときには前記内部空間と前記外部とを連通するとともに前記内部空間に残留するガスを前記内部空間の外部に排出した後に硬化されるホットメルト接着部を含み、
前記排気部は、前記ホットメルト接着部から構成されてなる請求項１に記載のバイポーラ電池。
【請求項１１】
前記排気部の排気機能は、前記ホットメルト接着部が硬化されることによって停止する請求項１０に記載のバイポーラ電池。
【請求項１２】
前記排気部は、前記バイポーラ電極を積層する方向から見て、異なる位置にずらして配置されている請求項１に記載のバイポーラ電池。
【請求項１３】
前記電解質層は、前記正極と前記負極とを区分けするポーラス状のセパレータに電解質を浸透させた層と、前記セパレータと前記正極又は前記負極との間でイオンを伝導する電解質の層とを有する請求項１に記載のバイポーラ電池。
【請求項１４】
前記電解質層は、液体状またはゲル状の電解質を含み、
前記充填材料は、前記電解質の漏れを防止するシール材である請求項１に記載のバイポーラ電池。
【請求項１５】
集電体の一方の面に正極が形成され他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極と、前記バイポーラ電極を積層する際に介在させる電解質層と、隣り合う前記集電体同士の間の空間に少なくとも前記正極の周囲および前記負極の周囲を取り囲むように配置される充填材料と、を準備し、
前記充填材料を配置した充填部に、前記バイポーラ電極を積層するときに、前記充填材料によって囲まれる内部空間に残留するガスを前記内部空間の外部に排出するための排気部を形成し、
前記排気部を介して前記ガスを外部に排出した後に、前記排気部の排気機能を停止する処理を実施する、バイポーラ電池の製造方法。
【請求項１６】
前記充填材料を隙間部を隔てて塗布し、前記隙間部から前記排気部を形成し、
前記バイポーラ電極を積層した方向に前記充填部を押圧して前記隙間部を閉塞する処理によって、前記排気部の機能を停止する、請求項１５に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項１７】
前記バイポーラ電極を積層した方向に前記充填部を押圧するときに、前記隙間部に臨んで配置した材料溜めに蓄えられた材料を前記隙間部に供給して、前記隙間部を閉塞する、請求項１６に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項１８】
前記充填材料の塗布および塗布停止が自在な塗布ヘッドを前記集電体に対して相対的に移動させることによって、異なる方向に塗布された前記充填材料同士の間に前記隙間部を形成する、請求項１６に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項１９】
前記充填材料は、熱硬化性を有し、
前記充填材料の一部を硬化させないで未硬化部を形成し、前記未硬化部から前記排気部を形成し、
前記未硬化部の前記充填材料を硬化させる処理によって、前記排気部の排気機能を停止する、請求項１５に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項２０】
初期充電により発生したガスを前記排気部を介して外部に排出した後に、前記未硬化部の前記充填材料を硬化させる処理を実施する、請求項１９に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項２１】
前記充填材料は、熱可塑性を有し、
前記充填材料の一部を軟化させて軟化部を形成し、前記軟化部から前記排気部を形成し、
前記軟化部の前記充填材料を硬化させる処理によって、前記排気部の排気機能を停止する、請求項１５に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項２２】
初期充電により発生したガスを前記排気部を介して外部に排出した後に、前記軟化部の前記充填材料を硬化させる処理を実施する、請求項２１に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項２３】
誘導加熱またはレーザ加熱によって前記充填材料を加熱する、請求項１９〜２２のいずれか１つに記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項２４】
前記充填材料は、接着処理の前には粘着性のないホットメルト接着機能を有し、
前記充填材料を塗布してホットメルト接着部を形成し、前記ホットメルト接着部から前記排気部を形成し、
前記ホットメルト接着部の前記充填材料を硬化させる処理によって、前記排気部の排気機能を停止する、請求項１５に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項２５】
前記排気部を、前記バイポーラ電極を積層する方向から見て、異なる位置にずらして配置する、請求項１５に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項２６】
前記内部空間に残留するガスを前記排気部を介して排出する処理を実施する前に、ローラ部材を押し付けながら移動することによって、前記内部空間に残留するガスを前記排気部に向けて移動する処理を実施する、請求項１５に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項２７】
前記電解質層は、電解質が浸透するポーラス状のセパレータを含み、
前記内部空間に残留するガスを前記排気部を介して排出する処理を実施する前に、前記内部空間に残留するガスを前記セパレータを通して排出する処理を実施する、請求項１５に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項２８】
前記内部空間に残留するガスを前記セパレータを通して排出する処理を実施する前に、ローラ部材を押し付けながら移動することによって、前記内部空間に残留するガスを集約する処理を実施する、請求項２７に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項２９】
前記内部空間に残留するガスを、前記セパレータを通して、吸引部材によって吸引することによって排出する、請求項２７または請求項２８に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項３０】
前記吸引部材は、ローラ形状またはノズル形状を有している、請求項２９に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項３１】
前記電解質層は、前記正極と前記負極とを区分けするポーラス状のセパレータに電解質を浸透させた層と、前記セパレータと前記正極又は前記負極との間でイオンを伝導する電解質の層とを有する請求項１５に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【請求項３２】
前記電解質層は、液体状またはゲル状の電解質を含み、
前記充填材料は、前記電解質の漏れを防止するシール材である請求項１５に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイポーラ電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイポーラ電池は、１つの集電体の一面に正極を設けつつ他面に負極を設けたバイポーラ電極を、電解質層を介して複数積層した構造を有しており、例えば特許文献１には、前述のバイポーラ電極を電解質が含浸されたセパレータを介して複数積層した構造が開示されている。
【０００３】
このバイポーラ電極を積層する際には、正極と負極を有する集電体、電解質層（電解質が浸透し且つ正極と負極を区分けするセパレータの層、及び正極または負極とセパレータ間の電解質の層）を設けるのであるが、積層した部位の微妙な隙間によりガス（気泡）が残留することがある。
【０００４】
そのため、積層作業は慎重に行う必要があり、また慎重に行っても十分に除去しきれずに残ってしまうことがある。このように積層した部位に気泡が残ると、その部位ではイオン透過および電子の移動ができないデッドスペースが発生し、出力低下の要因にもなる。このように気泡の混入が出力密度を向上させる際の課題となっている。
【特許文献１】特開平１１−２０４１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、気泡の混入を抑制でき、電池性能の優れたバイポーラ電池およびそ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】
【０００６】
上記目的を達成する本発明に係るバイポーラ電池は、集電体の一方の面に正極が形成され他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極を、電解質層を介在させて、複数積層した電池要素と、
隣り合う前記集電体同士の間の空間に、少なくとも前記正極の周囲および前記負極の周囲を取り囲むように、充填材料を配置した充填部と、
前記充填部に設けられ、前記バイポーラ電極を積層するときに、前記充填材料によって囲まれる内部空間に残留するガスを前記内部空間の外部に排出する排気部と、を有する。
【０００７】
上記目的を達成する本発明に係るバイポーラ電池の製造方法は、集電体の一方の面に正極が形成され他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極と、前記バイポーラ電極を積層する際に介在させる電解質層と、隣り合う前記集電体同士の間の空間に少なくとも前記正極の周囲および前記負極の周囲を取り囲むように配置される充填材料と、を準備し、
前記充填材料を配置した充填部に、前記バイポーラ電極を積層するときに、前記充填材料によって囲まれる内部空間に残留するガスを前記内部空間の外部に排出するための排気部を形成し、
前記排気部を介して前記ガスを外部に排出した後に、前記排気部の排気機能を停止する処理を実施する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、バイポーラ電極を積層するときには、充填材料によって囲まれる内部空間に残留するガスが排気部を通して外部に排出されるため、気泡の混入を抑制でき、電池性能の優れたバイポーラ電池およびその製造方法を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、理解を容易にするために、図面には各構成要素が誇張して示されている。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るバイポーラ電池１０を示す斜視図、図２は、バイポーラ電池１０の要部を示す断面図、図３（Ａ）は、バイポーラ電極１１０を示す断面図、図３（Ｂ）は、単電池層１１０ａの説明に供する断面図、図４（Ａ）（Ｂ）は、充填部２０における充填材料１１４、１１６の配置の形態を説明するための断面図、図５は、充填部２０が隙間部２１を含んでいる、第１の実施形態に係るバイポーラ電池１０の要部を示す平面図、図６は、隙間部２１を閉塞した状態を示す平面図、図７（Ａ）（Ｂ）は、バイポーラ電極１１０と電解質層１２０とを交互に積層するときにガス３０が混入する様子を示す断面図である。図８は、図１に示されるバイポーラ電池１０を利用する組電池１３０を説明するための斜視図、図９は、図８に示される組電池１３０が搭載されている車両１３８の概略図である。
【００１１】
第１の実施形態のバイポーラ電池１０は、概説すれば、集電体１１１の一方の面に正極１１３が形成され他方の面に負極１１２が形成されたバイポーラ電極１１０を電解質層１２０を介在させて複数積層した電池要素１００と、隣り合う集電体１１１同士の間の空間に少なくとも正極１１３の周囲および負極１１２の周囲を取り囲むように充填材料１１４、１１６を配置した充填部２０（図４参照）と、充填部２０の一部に設けられ、バイポーラ電極１１０を積層するときに、充填材料１１４、１１６によって囲まれる内部空間３１に残留するガス３０を内部空間３１の外部に排出する排気部３２と、を有している。なお、充填材料１１４、１１６は、図２に示すバイポーラ電池１０の第１シール層１１５、第２シール層１１７として構成される。
【００１２】
このバイポーラ電池１０を製造するに際しては、まず、バイポーラ電極１１０と、電解質層１２０と、充填材料１１４、１１６と、を準備する。次いで、充填材料１１４、１１６を配置した充填部２０の一部に、バイポーラ電極１１０を積層するときに、充填材料１１４、１１６によって囲まれる内部空間３１に残留するガス３０を内部空間３１の外部に排出するための排気部３２を形成する。そして、排気部３２を介してガス３０を外部に排出した後に、排気部３２の排気機能を停止する処理を実施する。以下、詳述する。
【００１３】
図１に示すように、バイポーラ電池１０は、電池要素１００を外装ケース１０４に収納して構成され、外部からの衝撃や環境劣化が防止されている。
【００１４】
図２および図３（Ａ）を参照して、バイポーラ電極１１０は、集電体１１１の一方の面に正極活物質層を設けて正極１１３が形成され、他方の面に負極活物質層を設けて負極１１２が形成されている。図３（Ｂ）を参照して、隣接する一対の集電体１１１、１１１の間に挟まれる、正極１１３、電解質層１２０、および負極１１２により単電池層１１０ａが構成されている。単電池層１１０ａの積層数は、要求される電圧に応じて定められる。
【００１５】
集電体１１１は、電子を通す一方、イオンを遮断することから、イオン隔壁とも指称される。電解質層１２０は、イオン透過層とも指称される。図４に示すように、電解質層１２０は、正極１１３と負極１１２とを区分けするポーラス状のセパレータ１２１に電解質を浸透させた層と、セパレータ１２１と正極１１３又は負極１１２との間でイオンを伝導する電解質の層１２４、１２５とを有している。電解質は、例えば、高分子ゲル電解質（ゲルポリマー系電解質）である。
【００１６】
図２を再び参照して、電池要素１００の最上位のバイポーラ電極１１０の上に負極端子プレート１０２が配置され、最下位のバイポーラ電極１１０の下に正極端子プレート１０１が配置されている。端子プレート１０１、１０２は、高導電性部材からなり、最外層の電極投影面の全てを、少なくとも覆うように構成されている。したがって、最外層の電流取り出し部は、低抵抗化され、面方向の電流取り出しにおける低抵抗化を図ることにより、電池の高出力化が可能になる。高導電性部材は、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス、これらの合金である。
【００１７】
電池要素１００の最上位および最下位は、バイポーラ電極１１０でなくてもよい。正極活物質層または負極活物質層のみを片面に配置した末端極を積層してもよい。
【００１８】
図４（Ａ）（Ｂ）をも参照して、充填部２０において、充填材料は、隣り合う集電体１１１同士の間の空間に少なくとも正極１１３の周囲および負極１１２の周囲を取り囲むように配置されている。
【００１９】
図４（Ａ）に示される充填部２０は、隣り合う集電体１１１同士の間の空間を電解質層１２０によって２つに区画し、区画されたそれぞれの空間に充填材料１１４、１１６を配置した形態を有している。電解質層１２０と集電体１１１との間の空間において、正極１１３の周囲を取り囲むように充填材料１１４が配置され、負極１１２の周囲を取り囲むように充填材料１１６が配置されている。したがって、隣り合う集電体１１１同士の間の空間に、電解質層１２０を間に挟んで、充填材料１１４、１１６が２段にわたって配置されている。
【００２０】
図４（Ｂ）に示される充填部２０は、隣り合う集電体１１１同士の間の空間に正極１１３の周囲、電解質層１２０の周囲および負極１１２の周囲のすべてを取り囲むように充填材料１１８を配置した形態、すなわち、１つの単電池層１１０ａの周囲を取り囲むように充填材料１１８を配置した形態を有している。
【００２１】
本発明の充填部２０においては、充填材料の配置はいずれの形態であってもよく、特に限定されるものではない。
【００２２】
バイポーラ電池１０においては、電解質層１２０に含まれる電解質が染み出すと、単電池層１１０ａ同士が電気的に接続されてしまい、電池として十分に機能しなくなる。これを液絡と称する。電解質層１２０が液体状または半固体のゲル状の電解質を含む場合、液絡が生じることを防止するために、充填材料１１４、１１６、１１８には、電解質の漏れを防止するシール材が用いられる。電解質層１２０が液絡を生じさせない全固体高分子電解質を含む場合であっても、隣り合う集電体１１１同士が接触して短絡しないようにする観点から、充填部２０が設けられている。この場合における充填材料１１４、１１６、１１８の配置も、図４（Ａ）または（Ｂ）に示したいずれの形態であってもよい。
【００２３】
第１の実施形態では、電解質として、高分子ゲル電解質または電解液を用いている。したがって、充填材料１１４、１１６にはシール材を用いている。また、充填部２０におけるシール材１１４、１１６の配置は、図４（Ａ）に示した形態を採用している（図２をも参照）。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、正極１１３の周囲を取り囲むように延長しているシール材を第１シール材１１４と言い、負極１１２の周囲を取り囲むように延長しているシール材を第２シール材１１６と言う。また、第１シール材１１４によって形成されるシール層を第１シール層１１５と言い、第２シール材１１６によって形成されるシール層を第２シール層１１７と言う。
【００２４】
シール材１１４、１１６は、１液性未硬化エポキシ樹脂であるが、特に制限されない。例えば、その他の熱硬化型樹脂（ポリプロピレンやポリエチレン等）や、熱可塑型樹脂を適用することが可能である。使用環境下において良好なシール効果を発揮するものを、用途に応じて適宜選択することが好ましい。
【００２５】
図７（Ａ）（Ｂ）に、バイポーラ電極１１０と電解質層１２０とを交互に積層するときに、泡状の空気であるガス３０が混入する状態が示される。図７（Ａ）は、充填材料１１４、１１６が電極の厚さよりも厚いために、バイポーラ電極１１０の上に電解質層１２０を積層したときに、充填材料１１４、１１６の近傍にガス３０が混入した状態を示している。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示される電解質層１２０の上にバイポーラ電極１１０をさらに積層したときに、上位のバイポーラ電極１１０と下位の電解質層１２０との間にガス３０が混入した状態を示している。
【００２６】
前述したように、混入したガス３０が気泡となって残ると電池の出力低下の要因にもなることから、積層時にセパレータ１２１をしごく等する気泡除去作業を行っている。このような煩雑な作業をなくし、バイポーラ電池１０の製造の簡素化を実現するためには、バイポーラ電極１１０を積層するときのガス３０の残留を抑制することが重要である。
【００２７】
そこで、本発明のバイポーラ電池１０にあっては、充填部２０の一部に排気部３２を設け、バイポーラ電極１１０を積層するときに、充填材料１１４、１１６によって囲まれる内部空間３１に残留するガス３０を内部空間３１の外部に排出している。排気部３２を設ける位置、大きさ、個数などは、排気機能を十分に達成する範囲で、適宜選択可能である。
【００２８】
図５および図６を参照して、第１の実施形態の充填部２０は、バイポーラ電極１１０を積層するときには内部空間３１と外部とを連通するとともにバイポーラ電極１１０を積層した方向（以下、「積層方向」とも言う）に充填部２０を押圧することによって閉塞される隙間部２１を含んでいる。そして、第１の実施形態の排気部３２は、上記の隙間部２１から構成されている。排気部３２の排気機能は、充填部２０が押圧されて、隙間部２１が閉塞されることによって停止する。
【００２９】
バイポーラ電極１１０と電解質層１２０とを交互に積層するときに空気が泡状となったガス３０が混入しても（図７（Ａ）（Ｂ）参照）、内部空間３１に残留するガス３０は、隙間部２１からなる排気部３２を通って内部空間３１の外部に排出される。充填部２０を積層方向に押圧して隙間部２１が閉塞されるまでの間に、内部空間３１に残留するガス３０の排気がさらに促進される。隙間部２１が閉塞されるまで充填部２０を積層方向に押圧すると（図６）、排気部３２の排気機能が停止される。
【００３０】
このように、排気部３２の排気機能によって、バイポーラ電極１１０を積層するときのガス３０の残留を抑制でき、積層時にセパレータ１２１をしごく等する気泡除去作業が不要になる。煩雑な作業がなくなることを通して、バイポーラ電池１０の製造の簡素化に寄与することができる。
【００３１】
バイポーラ電池１０の構成は、特に説明したものを除き、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられている公知の材料を用いればよく、特に限定されるものではない。以下に、このバイポーラ電池１０に使用することのできる集電体１１１、負極活物質層、正極活物質層、セパレータ１２１等について参考までに説明する。
【００３２】
集電体１１１は、例えば、ステンレススチール箔である。しかし、これに特に限定されず、アルミニウム箔、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、あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材を、利用することも可能である。
【００３３】
負極１１２の負極活物質は、例えば、ハードカーボン（難黒鉛化炭素材料）である。しかし、これに特に限定されず、黒鉛系炭素材料や、リチウム−遷移金属複合酸化物を利用することも可能である。特に、カーボンおよびリチウム−遷移金属複合酸化物からなる負極活物質は、容量および出力特性の観点から好ましい。
【００３４】
正極１１３の正極活物質は、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４である。しかし、これに特に限定されない。なお、容量および出力特性の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物を適用することが好ましい。
【００３５】
正極１１３および負極１１２の厚さは、特に限定されず、電池の使用目的（例えば、出力重視、エネルギー重視）や、イオン伝導性を考慮して設定される。
【００３６】
第１および第２シール層１１５、１１７を構成するシール材１１４、１１６は、例えば、１液性未硬化エポキシ樹脂である。しかし、これに特に限定されず、その他の熱硬化型樹脂（ポリプロピレンやポリエチレン等）や、熱可塑型樹脂を適用することも可能である。なお、使用環境下において良好なシール効果を発揮するものを、用途に応じて適宜選択することが好ましい。
【００３７】
電解質層１２０の一部であるセパレータ１２１の素材は、例えば、電解質を浸透し得る通気性を有するポーラス状のＰＥ（ポリエチレン）である。しかし、これに特に限定されず、ＰＰ（ポリプロピレン）などの他のポリオレフィン、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰの３層構造をした積層体、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、不織布を、利用することも可能である。不織布は、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステルである。
【００３８】
電解質のホストポリマーは、例えば、ＨＦＰ（ヘキサフルオロプロピレン）コポリマーを１０％含むＰＶＤＦ−ＨＦＰ（ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体）である。しかし、これに特に限定されず、その他のリチウムイオン伝導性を持たない高分子や、イオン伝導性を有する高分子（固体高分子電解質）を適用することも可能である。その他のリチウムイオン伝導性を持たない高分子は、例えば、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）である。イオン伝導性を有する高分子は、例えば、ＰＥＯ（ポリエチレンオキシド）やＰＰＯ（ポリプロピレンオキシド）である。
【００３９】
ホストポリマーに保持される電解液は、例えば、ＰＣ（プロピレンカーボネート）およびＥＣ（エチレンカーボネート）からなる有機溶媒、支持塩としてのリチウム塩（ＬｉＰＦ６）を含んでいる。有機溶媒は、ＰＣおよびＥＣに特に限定されず、その他の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、テトラヒドロフラン等のエーテル類を適用することが可能である。リチウム塩は、ＬｉＰＦ６に特に限定されず、その他の無機酸陰イオン塩、ＬｉＣＦ３ＳＯ３等の有機酸陰イオン塩を、適用することが可能である。
【００４０】
図１および図２に示したように、バイポーラ電池１０は、単電池層１１０ａの積層体（電池要素１００に相当する）の形態で、外装ケース１０４に収容されており、外部からの衝撃や環境劣化が防止されている。積層体１００の最外層に位置する集電体１１１には、高導電性部材からなる端子リード１０１、１０２が接続されている。高導電性部材は、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス、これらの合金である。
【００４１】
端子プレート１０１、１０２は、外装ケース１０４の外部に延長しており、積層体１００から電流を引き出すための電極タブを兼用している。なお、独立した別体の電極タブを配置し、直接的あるいはリードを利用して、端子プレート１０１、１０２と接続することにより、積層体１００から電流を引き出すことも可能である。
【００４２】
外装ケース１０４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なり、その外周部の一部または全部が、熱融着により接合さることで形成される。
【００４３】
図８を参照して、バイポーラ電池１０は、単独で使用することが可能であるが、例えば、組電池１３０の形態で利用することが可能である。組電池１３０は、バイポーラ電池１０を直列化および／又は並列化し、複数接続して構成されており、導電バー１３２、１３４を有する。導電バー１３２、１３４は、バイポーラ電池１０の内部から延長する端子プレート１０１、１０２に接続されている。
【００４４】
バイポーラ電池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で、容量および電圧を自由に調整することができる。接続方法は、例えば、超音波溶接、熱溶接、レーザ溶接、リベット、かしめ、電子ビームである。
【００４５】
図９を参照して、組電池１３０自体を、直列化および／又は並列化し、複数接続することで組電池モジュール（大型の組電池）１３６として提供することも可能である。
【００４６】
組電池モジュール１３６は、大出力を確保し得るため、例えば、車両１３８のモータ駆動用電源として搭載することが可能である。車両は、例えば、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電車である。
【００４７】
組電池モジュール１３６は、例えば、内蔵するバイポーラ電池１０毎あるいは組電池１３０毎の充電制御を行うなど、非常にきめ細かい制御ができるため、１回の充電あたりの走行距離の延長、車載電池としての寿命の長期化などの性能の向上を図ることが可能である。
【００４８】
次に、第１の実施形態のバイポーラ電池１０の製造方法について説明する。
【００４９】
図１０は、第１の実施形態に係るバイポーラ電池１０の製造方法を説明するための全体工程図である。
【００５０】
第１の実施形態に係るバイポーラ電池１０の製造方法は、バイポーラ電極１１０、電解質層１２０、充填材料としてのシール材１１４、１１６、およびセパレータ１２１が配置されたサブアッシーユニットとしての集成体１０８（後述する図１８を参照）を形成するための集成体形成工程、集成体１０８（サブアッシーユニット）が積層されアッシーユニットとしての一体化された積層体１００（接合体）を形成するための接合体形成工程、および、アッシーユニットとしての一体化された積層体１００を外装ケース１０４に収容するためのケーシング工程を有する。
【００５１】
図１１は、図１０に示される集成体形成工程を説明するための工程図、図１２は、図１１に示される電極形成工程を説明するための平面図、図１３は、図１１に示される電極形成工程を説明するための断面図、図１４は、図１１に示される電解質配置工程を説明するための断面図、図１５は、図１１に示されるシール材配置（排気部形成）工程において用いられ、充填材料としてのシール材１１４、１１６を塗布する塗布装置４０を示す斜視図、図１６は、図１１に示されるシール材配置（排気部形成）工程を説明するための平面図、図１７は、図１１に示されるシール材配置（排気部形成）工程を説明するための断面図、図１８は、図１１に示されるセパレータ配置工程を説明するための断面図である。
【００５２】
集成体形成工程は、電極形成工程、電解質配置工程、シール材配置（排気部形成）工程、およびセパレータ配置工程を有する。
【００５３】
電極形成工程においては、まず、正極スラリーが、調整される。正極スラリーは、例えば、正極活物質［８５重量％］、導電助剤［５重量％］およびバインダ［１０重量％］を有し、粘度調整溶媒を添加することで、所定の粘度にされる。正極活物質は、ＬｉＭｎ２Ｏ４である。導電助剤は、アセチレンブラックである。バインダは、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）である。粘度調整溶媒は、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）である。正極スラリーは、ステンレススチール箔からなる集電体１１１の一方の面に塗布される。
【００５４】
導電助剤は、例えば、カーボンブラックやグラファイトを利用することも可能である。バインダおよび粘度調整溶媒は、ＰＶＤＦおよびＮＭＰに限定されない。
【００５５】
次に、負極スラリーが、調整される。負極スラリーは、例えば、負極活物質［９０重量％］およびバインダ［１０重量％］を有し、粘度調整溶媒を添加することで、所定の粘度にされる。負極スラリーは、集電体１１１の他方の面に、塗布される。負極活物質は、ハードカーボンである。バインダおよび粘度調整溶媒は、ＰＶＤＦおよびＮＭＰである。負極スラリーは、集電体１１１の他方の面に、塗布される。
【００５６】
正極スラリーの塗膜および負極スラリーの塗膜は、例えば、真空オーブンを利用して、乾燥させられ、正極活物質層からなる正極１１３および負極活物質層からなる負極１１２を形成する（図１２および図１３参照）。この際、ＮＭＰは、揮発することで除去される。
【００５７】
正極１１３および負極１１２の厚さは、特に限定されず、電池の使用目的（例えば、出力重視、エネルギー重視）や、イオン伝導性を考慮して設定される。
【００５８】
電解質配置工程においては、電解質１２４、１２５が、正極１１３および負極１１２の電極部にそれぞれ塗布される（図１４参照）。
【００５９】
電解質１２４、１２５は、例えば、電解液［９０重量％］およびホストポリマー［１０重量％］を有し、粘度調整溶媒を添加することで、塗布に適した粘度にされている。
【００６０】
電解液は、ＰＣ（プロピレンカーボネート）およびＥＣ（エチレンカーボネート）からなる有機溶媒、支持塩としてのリチウム塩（ＬｉＰＦ６）を含んでいる。リチウム塩濃度は、例えば、１Ｍである。
【００６１】
ホストポリマーは、例えば、ＨＦＰ（ヘキサフルオロプロピレン）コポリマーを１０％含むＰＶＤＦ−ＨＦＰ（ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体）である。粘度調製溶媒は、ＤＭＣ（ジメチルカーボネート）である。粘度調製溶媒は、ＤＭＣに限定されない。
【００６２】
シール材配置（排気部形成）工程においては、シール材１１４、１１６を隙間部２１を隔てて塗布し、隙間部２１から排気部３２を形成する。第１および第２シール材１１４、１１６は、正極１１３および負極１１２の周囲を不連続に延長しており、第１および第２シール材１１４、１１６が配置されていない切欠き状の隙間部２１が形成される。第１シール材１１４の塗布について説明する。第２シール材１１６も同様に塗布される。
【００６３】
図１５を参照して、シール材配置（排気部形成）工程において使用される塗布装置４０は、シール材１１４の塗布および塗布停止が自在な塗布ヘッド４１、４２、４３を有している。この塗布ヘッド４１、４２、４３を集電体１１１に対して相対的に移動させることによって、異なる方向に塗布されたシール材１１４同士の間に隙間部２１を形成している。塗布装置４０には、集電体１１１を長手方向に連続的に搬送するためのローラなどの図示しない搬送機構も設けられている。
【００６４】
塗布装置４０には、集電体１１１が搬送される長手方向に対して直交する方向に移動自在な第１の塗布ヘッド４１と、前記直交する方向の両端に配置された第２と第３の塗布ヘッド４２、４３と、が配置されている。集電体１１１を所定位置まで搬送すると、集電体１１１の搬送を停止し、第１の塗布ヘッド４１を移動する。これにより、図１６に符号１１４ａで示されるように、前記直交する方向に沿ってシール材１１４が塗布される。次いで、第１の塗布ヘッド４１による塗布を停止し、集電体１１１の搬送を開始し、第２と第３の塗布ヘッド４２、４３による塗布を開始する。集電体１１１を所定距離だけ搬送すると、集電体１１１の搬送および第２と第３の塗布ヘッド４２、４３による塗布を停止する。これにより、符号１１４ｂ、１１４ｃで示されるように、長手方向に沿ってシール材１１４が塗布される。そして再び、第１の塗布ヘッド４１を移動する。これにより、図１６に符号１１４ｄで示されるように、前記直交する方向に沿ってシール材１１４が塗布される。このようにして、異なる２方向に塗布されたシール材１１４同士の間の４箇所に隙間部２１が形成される。
【００６５】
隙間を空けないようにシール材１１４を塗布する場合には、コーナ部にシール材１１４がオーバラップする部分ができてしまい、その分だけ厚さが不均一になり、シール性の低下を招く虞がある。本実施形態では、コーナ部においてシール材１１４はオーバラップせず、シール性の低下を招く虞はない。
【００６６】
なお、各塗布ヘッド４１、４２、４３の位置を固定し、集電体１１１の側を２方向に移動することによっても、隙間部２１を隔ててシール材１１４を塗布し、それら隙間部２１から排気部３２を形成することもできる。
【００６７】
シール材１１４、１１６は、集電体１１１の両面に塗布される。まず、集電体１１１が露出している正極側外周部かつ正極１１３の周囲を延長するように、第１シール材１１４が、配置される（図１６参照）。
【００６８】
次に、集電体１１１が露出している負極側外周部かつ負極１１２の周囲を延長するように、第２シール材１１６が、配置される。この際、第２シール材１１６は、第１シール材１１４の配置部位と相対するように（重なるように）位置決めされる（図１７参照）。第１および第２シール材１１４、１１６は、１液性未硬化エポキシ樹脂からなる充填材料である。
【００６９】
シール材１１６の塗布が終了すれば、長尺の集電体１１１は、図１６に一点鎖線によって示される箇所で裁断される。
【００７０】
なお、シール材配置工程において、第１シール材１１４の厚みは、正極１１３および電解質１２４の合計厚み未満であり、かつ、第２シール材１１６の厚みは、負極１１２および電解質１２５の合計厚み未満であるように、設定されることが好ましい。この場合、セパレータ１２１が、外周部に位置する第１および第２シール材１１４、１１６に接触する前に、電解質１２４、１２５が配置される中央部位と接触するため、第１および第２シール材１１４、１１６により囲まれた内部に、気泡が残留することが抑制されるためである。
【００７１】
セパレータ配置工程においては、セパレータ１２１が、集電体１１１の一方の電極側（例えば、正極側）の面の全てを覆うように配置される（図１８参照）。これにより、バイポーラ電極１１０、電解質１２４、１２５、シール材１１４、１１６、およびセパレータ１２１が配置された集成体１０８（サブアッシーユニット）が形成される。セパレータ１２１は、ポーラス状のＰＥである。
【００７２】
集成体１０８を積層することにより、集電体１１１と電解質層１２０との間の空間に、正極１１３の周囲および負極１１２の周囲を取り囲むように、充填材料１１４、１１６を配置した充填部２０が形成される。
【００７３】
図１９は、図１０に示される接合体形成工程を説明するための工程図、図２０は、図１９に示される集成体セット工程を説明するための断面図、図２１は、図１９に示される積層工程およびプレス工程を説明するための概略図、図２２は、図１９に示されるシール層形成工程を説明するための概略図、図２３は、図１９に示される界面形成工程を説明するための概略図、図２４は、図１９に示される初充電工程を説明するための概略図である。
【００７４】
接合体形成工程は、集成体セット工程、積層工程、プレス工程、シール層形成工程、界面形成工程、初充電工程および気泡排出工程を有する。
【００７５】
集成体セット工程においては、マガジン１５０に、複数の集成体１０８が順次セットされる（図２０参照）。
【００７６】
マガジン１５０は、集成体１０８のセットの際の干渉を避けるため、フレーム形状であり、集成体１０８の外周部の把持自在であるクランプ機構１５２を有する。
【００７７】
クランプ機構１５２は、集成体１０８が互いに接触しないように、積層方向に間隔をあけて配置される。積層方向は、集成体１０８の面方向に対して垂直な方向である。
【００７８】
クランプ機構１５２は、例えば、バネからなる弾性部材を有しており、弾性力に基づいて、皺などが生じないように、集成体１０８に張力を付与した状態で保持自在に構成されている。
【００７９】
積層工程においては、マガジン１５０が真空処理装置１６０の内部に配置され、真空下で、集成体１０８の積層体１００が形成される（図２１参照）。真空度は、例えば、０．２〜０．５×１０５Ｐａである。積層工程は、空気排出工程を有し、積層体１００を形成する際に、第１および第２シール材１１４、１１６によって囲まれる内部空間３１に残留していたガス３０が、隙間部２１を通って内部空間３１の外部に排出される。さらに、真空下であるため、電極および電解質層１２０の積層界面に対する気泡の混入がさらに抑制される。
【００８０】
積層体１００の形成方法は、特に限定されず、例えば、受け台に向かってマガジン１５０を移動させながら、集成体１０８を把持するクランプ機構１５２を制御し、受け台に接触するタイミングで、集成体１０８の把持を順次解消することで、積層体１００を形成することが可能である。
【００８１】
真空処理装置１６０は、真空手段１６２、プレス手段１７０および制御部１７８を有する。
【００８２】
真空手段１６２は、真空チャンバ１６３、真空ポンプ１６４および配管系１６５を有する。真空チャンバ１６３は、着脱自在（開放自在）の蓋部と、マガジン１５０およびプレス手段１７０が配置される固定式の基部を有する。真空ポンプ１６４は、例えば、遠心式であり、真空チャンバ１６３の内部を真空状態にするために使用される。配管系１６５は、真空ポンプ１６４と真空チャンバ１６３と連結するために使用され、リークバルブ（不図示）が配置されている。
【００８３】
プレス手段１７０は、基部プレート１７１および基部プレート１７１に対して近接離間自在に配置されるプレスプレート１７３を有する。制御部１７８は、プレスプレート１７３の移動や押圧力を制御するために使用される。基部プレート１７１およびプレスプレート１７３に、シート状の弾性体を配置することも可能である。
【００８４】
プレス工程は、空気排出工程および隙間閉塞工程を有し、積層体１００は、真空状態を保持した状態で、プレスプレートおよび基部プレート１７１によって、バイポーラ電極１１０を積層した方向に加圧される（図２１参照）。この際、積層体１００における第１および第２シール材１１４、１１６が配置されている充填部２０が加圧される。加圧条件は、例えば、１〜２×１０６Ｐａである。
【００８５】
これにより、加圧初期においては、第１および第２シール材１１４、１１６によって囲まれる内部空間３１に残留していた空気が、隙間部２１を介し、排出される。そして、加圧が進行することにより、隙間部２１の近傍に位置する第１および第２シール材１１４、１１６が、隙間部２１に向かって流動し、隙間部２１を被覆することにより、隙間部２１を閉塞させるため、排気機能が停止する。つまり、充填部２０を押圧して隙間部２１を閉塞する処理によって、排気部３２の機能を停止する。充填部２０の押圧により、第１および第２シール材１１４、１１６は、所定の厚みを有することなる。
【００８６】
この場合、充填部２０を積層方向に押圧して隙間部２１が閉塞されるまでの間に、内部空間３１に残留するガス３０を、隙間部２１を通って内部空間３１の外部に排出させることが可能であるため、電極部に気泡が残留することが、さらに抑制される。
【００８７】
したがって、イオン透過および電子の移動ができないデッドスペースの発生が抑制されるため、使用時のイオンの移動は、害されず、電池抵抗は増大しないため、高出力密度を達成することができる。つまり、ガス３０の混入が抑制されたバイポーラ電池１０が得られるため、使用時におけるイオンの移動は、害されず、電池抵抗は増大しない。
【００８８】
シール層形成工程においては、積層体１００がオーブン１９０に配置され、加熱されることで、積層体１００に含まれる第１および第２シール材１１４、１１６が熱硬化して、第１および第２シール層１１５、１１７を形成する（図２２参照）。加熱条件は、例えば、８０℃である。積層体１００の加熱方法は、オーブンを使用する形態に、特に限定されない。
【００８９】
リチウム二次電池は、水分を嫌うが、第１および第２シール層１１５、１１７が樹脂から構成されるため、水分の混入は、避けられない。そのため、プレス工程における第１および第２シール材１１４、１１６の前記所定の厚みは、第１および第２シール層１１５、１１７の外気に触れる厚さの寸法を極小にして、侵入する水分を減らす見地から設定されている。
【００９０】
第１および第２シール材１１４、１１６は、熱可塑性樹脂を適用することも可能である。この場合、第１および第２シール材１１４、１１６は、加熱することによって塑性変形し、第１および第２シール層１１５、１１７を形成することとなる。
【００９１】
界面形成工程においては、積層体１００が、プレス手段１８０に配置され、加熱下で加圧されることで、積層体１００に含まれるセパレータ１２１に、電解質１２４、１２５が浸透させられ、ゲル界面が形成される（図２３参照）。加熱温度および加圧条件は、例えば、８０℃および１〜２×１０６Ｐａである。これにより、集成体１０８が積層され、アッシーユニットとしての一体化された積層体１００（接合体）が得られる。
【００９２】
プレス手段１８０は、基部プレート１８１、基部プレート１８１に対して近接離間自在に配置されるプレスプレート１８３、下部加熱手段１８５、上部加熱手段１８７および制御部１８８を有する。下部加熱手段１８５および上部加熱手段１８７は、例えば、抵抗発熱体を有しており、基部プレート１８１およびプレスプレート１８３の内部に配置され、基部プレート１８１およびプレスプレート１８３の温度を上昇させるために使用される。制御部１８８は、プレスプレート１８３の移動や押圧力、下部加熱手段１８５および上部加熱手段１８７の温度を制御するために使用される。
【００９３】
下部加熱手段１８５および上部加熱手段１８７の一方を省略したり、下部加熱手段１８５および上部加熱手段１８７を、基部プレート１８１およびプレスプレート１８３の外部に配置したりすることも可能である。基部プレート１８１およびプレスプレート１８３に、シート状の弾性体を配置することも可能である。
【００９４】
初充電工程においては、積層体１００と電気的に接続された充放電装置１９２によって、初回充電が行われ、気泡が発生させさられる（図２４参照）。初充電条件は、例えば、正極１１３の塗布重量から概算された容量ベースで、２１Ｖ−０．５Ｃで４時間である。
【００９５】
気泡排出工程においては、例えば、ローラを積層体１００の表面に押圧することにより、積層体１００の中央部に位置する気泡が、外周部に移動させられて取り除かれる。したがって、電池の出力密度を向上させることが可能である。
【００９６】
図１０に示したケーシング工程においては、アッシーユニットとしての一体化された積層体１００（接合体）が、外装ケース１０４（図２参照）に収容され、バイポーラ電池１０が製造される（図１および図２参照）。外装ケース１０４は、積層体１００を２枚のシート状の外装材の間に配置し、外装材の外周部を、接合することで形成される。外装材は、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であり、その接合は、熱融着が適用される。
【００９７】
なお、一体化された積層体１００を、さらに複数積層した後に、外装ケース１０４に収容することで、バイポーラ電池１０のさらなる大容量および／又は高出力を、図ることも可能である。積層工程およびプレス工程を、大気下で実施したり、シール層形成工程および界面形成工程を真空下で実施したりすることも可能である。
【００９８】
電解質１２４、１２５、第１および第２シール材１１４、１１６を適宜選択することにより、シール層形成工程および界面形成工程を一体化し、第１および第２シール材１１４、１１６の硬化および電解質層１２０の完成を同時に実施することで、製造工程の短縮を図ることも可能である。シール層形成工程と界面形成工程の間に、積層体１００の各層（バイポーラ単電池）の電位をモニタするためのタブ（リード線）を、取り付けるための工程を追加することも可能である。
【００９９】
以上のように、第１の実施形態は、気泡混入が抑制されたバイポーラ電池１０およびその製造方法を提供することができる。
【０１００】
なお、高分子ゲル電解質は、ポリマー骨格に電解液を保持した熱可塑型であるため、漏液が防止され、液絡を防ぎ信頼性の高いバイポーラ電池１０を構成することが可能である。また、高分子ゲル電解質は、熱可塑型に限定されず、熱硬化型を適用することも可能である。この場合も、加熱下での加圧により、電解質層１２０を硬化させることで漏液が防止され、液絡を防ぐことが可能である。
【０１０１】
プレス工程および界面形成工程における面圧は、１〜２×１０６Ｐａに限定されず、積層体１００の構成材料の強度等の物性を考慮し、適宜設定することが可能である。シール層形成工程における加熱温度は、８０℃に限定されず、電解液の耐熱性や、第１シール材１１４（第１シール層１１５）および第２シール材１１６（第２シール層１１７）の硬化温度などの物性を考慮し、例えば、６０℃〜１５０℃であることが好ましい。
【０１０２】
電解質１２４、１２５は、ゲルポリマー系に限定されず、電解液系を適用することも可能である。この場合、電解質配置工程において、例えば、マイクロピペットを用いて、電解液が、正極１１３および負極１１２の電極部にそれぞれ塗布され、滲み込まされる（図１４参照）。
【０１０３】
電解液は、ＰＣ（プロピレンカーボネート）およびＥＣ（エチレンカーボネート）からなる有機溶媒、支持塩としてのリチウム塩（ＬｉＰＦ６）および少量の界面活性剤を含んでいる。リチウム塩濃度は、例えば、１Ｍである。
【０１０４】
有機溶媒は、ＰＣおよびＥＣに特に限定されず、その他の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、テトラヒドロフラン等のエーテル類を適用することが可能である。リチウム塩は、ＬｉＰＦ６に特に限定されず、その他の無機酸陰イオン塩、ＬｉＣＦ３ＳＯ３等の有機酸陰イオン塩を、適用することが可能である。
【０１０５】
（第２の実施形態）
図２５（Ａ）（Ｂ）は、材料溜め２２、２３が隙間部２１に臨んで配置されている、第２の実施形態に係る充填部２０を示す平面図である。
【０１０６】
第２の実施形態は、隙間部２１に供給する材料を蓄えた材料溜め２２、２３を備える点において、第１の実施形態と相違する。
【０１０７】
第２の実施形態では、充填部２０は、隙間部２１を閉塞するために隙間部２１に供給する材料を蓄えた材料溜め２２、２３が、隙間部２１に臨んで配置されている。図２５（Ａ）の材料溜め２２は、矩形形状を有し、シール材１１４の塗布端部から若干寸法だけ離れて、隙間部２１に向かい合うように配置されている。一方、図２５（Ｂ）の材料溜め２３は、略円形状を有し、シール材１１４の塗布端部に連続し、隙間部２１を形成するように配置されている。いずれの形状の材料溜めにあっても、シール材１１４の配置量が増加することで、シール材１１４の流動性が向上する。後者の形状の材料溜めの場合には、隙間部２１の幅が一定ではなく、隙間部２１の幅が狭くなった部位が存在するため、隙間部２１をより容易に閉塞させることが可能である。シール材１１６についても同様である。材料溜め２２、２３は、シール材配置（排気部形成）工程において形成される。
【０１０８】
プレス工程において充填部２０を積層方向に押圧するときに、隙間部２１に臨んで配置した材料溜め２２、２３に蓄えられた材料は、隙間部２１に向けて供給され、隙間部２１を閉塞する。隙間部２１を閉塞することによって排気部３２の排気機能が停止する点は第１の実施形態と同様である。
【０１０９】
（第３の実施形態）
図２６は、充填部２０が未硬化部２４を含んでいる、第３の実施形態に係るバイポーラ電池１０の要部を示す平面図、図２７は、第３の実施形態に係る集成体形成工程を説明するための工程図、図２８は、第３の実施形態に係る接合体形成工程を説明するための工程図、図２９は、誘導加熱によって充填材料１１４、１１６を加熱する様子を示す図、図３０は、レーザ加熱によって充填材料１１４、１１６を加熱する様子を示す図である。
【０１１０】
第３の実施形態は、未硬化部２４から排気部３２を構成した点で、隙間部２１から排気部３２を構成した第１、第２の実施形態と相違する。
【０１１１】
図２６を参照して、第３の実施形態の充填材料としてのシール材１１４、１１６は熱硬化性を有し、充填部２０は、バイポーラ電極１１０を積層するときには内部空間３１と外部とを連通するとともに内部空間３１に残留するガス３０を内部空間３１の外部に排出した後に硬化される未硬化部２４を含んでいる。未硬化部２４の材料自体や、未硬化部２４とセパレータ１２１との間などには、微小な隙間が存在している。そして、第３の実施形態の排気部３２は、上記の未硬化部２４から構成されている。排気部３２の排気機能は、未硬化部２４が硬化されることによって停止する。
【０１１２】
熱硬化性の充填材料１１４、１１６として、一般的な、エポキシ樹脂を使用することができる。
【０１１３】
バイポーラ電極１１０と電解質層１２０とを交互に積層するときにガス３０が混入しても、内部空間３１に残留するガス３０は、未硬化部２４からなる排気部３２に存在する微小な隙間を通って内部空間３１の外部に排出される。未硬化部２４を硬化させれば、排気部３２の排気機能が停止される。
【０１１４】
このように、排気部３２の排気機能によって、バイポーラ電極１１０を積層するときのガス３０の残留を抑制でき、積層時にセパレータ１２１をしごく等する気泡除去作業が不要になる。煩雑な作業がなくなることを通して、バイポーラ電池１０の製造の簡素化に寄与することができる。
【０１１５】
図２７を参照して、第３の実施形態に係る集成体形成工程は、電極形成工程、電解質配置工程、シール材配置工程、およびセパレータ配置工程を有する。
【０１１６】
シール材配置工程において、正極１１３および負極１１２の周囲を連続して延長するように、シール材１１４、１１６を隙間なく塗布する。他の工程の手順は、第１の実施形態と同様である。
【０１１７】
図２８を参照して、第３の実施形態に係る接合体形成工程は、集成体セット工程、積層工程、プレス工程、シール材一部硬化（排気部形成）工程、界面形成工程、初充電工程およびシール層形成工程を有する。
【０１１８】
集成体セット工程、および積層工程の手順は、第１の実施形態と同様である。なお、シール材１１４、１１６には隙間部２１を設けていないので、積層工程において隙間部２１を通ってガス３０が排出されることはない。
【０１１９】
プレス工程は、空気排出工程を有し、積層体１００は、真空状態を保持した状態で、プレスプレートおよび基部プレート１７１によって、バイポーラ電極１１０を積層した方向に加圧される。
【０１２０】
これにより、第１および第２シール材１１４、１１６によって囲まれる内部空間３１に残留していたガス３０が、硬化されていないシール材１１４、１１６自体を通って、あるいはシール材１１４、１１６と集電体１１１や電解質層１２０との間の微小隙間を介し、排出される。
【０１２１】
シール材一部硬化（排気部形成）工程において、積層体１００を積層方向に加圧しながら、シール材１１４、１１６の一部を熱硬化させないで未硬化部２４を形成し、未硬化部２４から排気部３２を形成する。未硬化部２４を一部分だけに設定するのは、後工程のシール層形成工程において、排気部３２の排気機能を停止するための処理を迅速に行い、気泡を排除した状態を維持するためである。
【０１２２】
シール材一部硬化（排気部形成）工程は、空気排出工程をも有し、積層体１００を形成する際に、第１および第２シール材１１４、１１６によって囲まれる内部空間３１に残留していたガス３０が、未硬化部２４を通って内部空間３１の外部に排出され、電極部に気泡が残留することが抑制される。
【０１２３】
したがって、第１の実施形態と同様に、イオン透過および電子の移動ができないデッドスペースの発生が抑制されるため、使用時のイオンの移動は、害されず、電池抵抗は増大しないため、高出力密度を達成することができる。つまり、ガス３０の混入が抑制されたバイポーラ電池１０が得られるため、使用時におけるイオンの移動は、害されず、電池抵抗は増大しない。
【０１２４】
界面形成工程、初充電工程の手順は、第１の実施形態と同様である。
【０１２５】
シール層形成工程は、空気排出工程をも有し、積層体１００を積層方向に加圧しながら未硬化部２４のシール材１１４、１１６を加熱する。これにより、初期充電により発生したガス３０を排気部３２を介して外部に排出しつつ、積層体１００に含まれる第１および第２シール材１１４、１１６が熱硬化して、第１および第２シール層１１５、１１７を形成する。第１の実施形態の気泡排出工程、つまり、初期充電後に積層体１００の中央部に位置する気泡をローラによりしごいて外周部に移動させる作業を廃止できる。未硬化部２４のシール材１１４、１１６を熱硬化させる処理によって、排気部３２の排気機能を停止する。
【０１２６】
第３の実施形態では、初期充電により発生したガス３０を排気部３２を介して外部に排出した後に、未硬化部２４のシール材１１４、１１６を熱硬化させる処理を実施している。このため、初期充電により発生したガス３０が残留することが、さらに抑制される。したがって、ガス３０の混入が一層抑制され、電池の出力密度を向上させたバイポーラ電池１０が得られる。
【０１２７】
シール材一部硬化（排気部形成）工程およびシール層形成工程においてシール材１１４、１１６を加熱する方式は限定されないが、例えば、誘導加熱によって加熱する方式（図２９参照）や、レーザ加熱によって加熱する方式（図３０参照）を例示できる。また、マイクロウェーブを用いて、熱硬化性樹脂に含まれる水分を加熱して、硬化させる方式でもよい。
【０１２８】
図２９を参照して、誘導加熱方式にあっては、シール材１１４、１１６の位置に対応して配置された誘導加熱コイル５１と、誘導加熱コイル５１に高周波電流を印加する図示しない高周波電流発生装置とが設けられる。シール材１１４、１１６には、熱硬化性樹脂として一般的なエポキシ樹脂に磁性材料を混入させたものが使用される。例えば、一液性熱硬化型接着剤であるプレーンセットＡＥ−３００（商品名、味の素ファインテクノ株式会社製）を使用できる。
【０１２９】
誘導加熱コイル５１に高周波電流を流して変動磁界を発生させると、この変動磁界による誘導渦電流がシール材１１４、１１６に発生し、混入した磁性材料が渦電流によってジュール発熱する。これにより、シール材１１４、１１６は、加熱されて熱硬化する。誘導加熱によりシール材１１４、１１６を集中的に加熱することができるので、周囲の部材の加熱を可及的に抑えることができる。なお、誘導加熱のために混入する磁性材料の含有量や粒度が、シール材１１４、１１６の電気絶縁性を阻害することはない。
【０１３０】
図３０を参照して、レーザ加熱方式にあっては、シール材１１４、１１６に向けてレーザを照射するレーザ照射器５２と、レーザ照射器５２を定められた軌跡に沿って移動する図示しないロボットとが設けられる。シール材１１４、１１６には、熱硬化性樹脂として一般的なエポキシ樹脂が使用される。
【０１３１】
ロボットによってシール材１１４、１１６をトレースしながらレーザ照射器５２を移動し、レーザ照射器５２から発したレーザ光をシール材１１４、１１６に当てる。これにより、シール材１１４、１１６は、加熱されて熱硬化する。レーザ加熱によりシール材１１４、１１６を集中的に加熱することができるので、周囲の部材の加熱を可及的に抑えることができる。
【０１３２】
（第４の実施形態）
図３１は、充填部２０が軟化部２５を含んでいる、第４の実施形態に係るバイポーラ電池１０の要部を示す平面図、図３２は、第４の実施形態に係る接合体形成工程を説明するための工程図である。
【０１３３】
第４の実施形態は、軟化部２５から排気部３２を構成した点で、隙間部２１から排気部３２を構成した第１、第２の実施形態、未硬化部２４から排気部３２を構成した第３の実施形態と相違する。
【０１３４】
図３１を参照して、第４の実施形態の充填材料としてのシール材１１４、１１６は熱可塑性を有し、充填部２０は、バイポーラ電極１１０を積層するときには内部空間３１と外部とを連通するとともに内部空間３１に残留するガス３０を内部空間３１の外部に排出した後に硬化される軟化部２５を含んでいる。軟化部２５の材料自体や、軟化部２５とセパレータ１２１との間などには、微小な隙間が存在している。そして、第４の実施形態の排気部３２は、上記の軟化部２５から構成されている。排気部３２の排気機能は、軟化部２５が硬化されることによって停止する。
【０１３５】
熱可塑性の充填材料１１４、１１６として、一般的な、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）を使用することができる。
【０１３６】
バイポーラ電極１１０と電解質層１２０とを交互に積層するときにガス３０が混入しても、内部空間３１に残留するガス３０は、軟化部２５からなる排気部３２に存在する微小な隙間を通って内部空間３１の外部に排出される。軟化部２５を硬化させれば、排気部３２の排気機能が停止される。
【０１３７】
このように、排気部３２の排気機能によって、バイポーラ電極１１０を積層するときのガス３０の残留を抑制でき、積層時にセパレータ１２１をしごく等する気泡除去作業が不要になる。煩雑な作業がなくなることを通して、バイポーラ電池１０の製造の簡素化に寄与することができる。
【０１３８】
第４の実施形態に係る集成体形成工程は、第３の実施形態と同様に、電極形成工程、電解質配置工程、シール材配置工程、およびセパレータ配置工程を有する（図２７参照）。
シール材配置工程において、正極１１３および負極１１２の周囲を連続して延長するように、シール材１１４、１１６を隙間なく塗布する。
【０１３９】
図３２を参照して、第４の実施形態に係る接合体形成工程は、集成体セット工程、積層工程、プレス工程、シール材一部軟化（排気部形成）工程、界面形成工程、初充電工程およびシール層形成工程を有する。
【０１４０】
集成体セット工程、および積層工程の手順は、第１の実施形態と同様である。なお、シール材１１４、１１６には隙間部２１を設けていないので、積層工程において隙間部２１を通ってガス３０が排出されることはない。
【０１４１】
プレス工程は、空気排出工程を有し、積層体１００は、真空状態を保持した状態で、プレスプレートおよび基部プレート１７１によって、バイポーラ電極１１０を積層した方向に加圧される。
【０１４２】
これにより、第１および第２シール材１１４、１１６によって囲まれる内部空間３１に残留していたガス３０が、硬化されていないシール材１１４、１１６自体を通って、あるいはシール材１１４、１１６と集電体１１１や電解質層１２０との間の微小隙間を介し、排出される。
【０１４３】
シール材一部軟化（排気部形成）工程において、積層体１００を積層方向に加圧しながら、まず、シール材１１４、１１６の全体を硬化温度で硬化させる。その後、シール材１１４、１１６の一部を軟化温度まで加熱し、軟化させて軟化部２５を形成し、軟化部２５から排気部３２を形成する。軟化部２５を一部分だけに設定するのは、後工程のシール層形成工程において、排気部３２の排気機能を停止するための処理を迅速に行い、気泡を排除した状態を維持するためである。
【０１４４】
シール材一部硬化（排気部形成）工程は、空気排出工程をも有し、積層体１００を形成する際に、第１および第２シール材１１４、１１６によって囲まれる内部空間３１に残留していたガス３０が、軟化部２５を通って内部空間３１の外部に排出され、電極部に気泡が残留することが抑制される。
【０１４５】
したがって、第１の実施形態と同様に、イオン透過および電子の移動ができないデッドスペースの発生が抑制されるため、使用時のイオンの移動は、害されず、電池抵抗は増大しないため、高出力密度を達成することができる。つまり、ガス３０の混入が抑制されたバイポーラ電池１０が得られるため、使用時におけるイオンの移動は、害されず、電池抵抗は増大しない。
【０１４６】
界面形成工程、初充電工程の手順は、第１の実施形態と同様である。
【０１４７】
シール層形成工程は、空気排出工程をも有し、積層体１００を積層方向に加圧しながら軟化部２５のシール材１１４、１１６を硬化温度にて再度硬化する。これにより、初期充電により発生したガス３０を排気部３２を介して外部に排出しつつ、積層体１００に含まれる第１および第２シール材１１４、１１６が硬化して、第１および第２シール層１１５、１１７を形成する。第１の実施形態の気泡排出工程、つまり、初期充電後に積層体１００の中央部に位置する気泡をローラによりしごいて外周部に移動させる作業を廃止できる。軟化部２５のシール材１１４、１１６を硬化させる処理によって、排気部３２の排気機能を停止する。
【０１４８】
第４の実施形態では、初期充電により発生したガス３０を排気部３２を介して外部に排出した後に、軟化部２５のシール材１１４、１１６を硬化させる処理を実施している。このため、第３の実施形態と同様に、初期充電により発生したガス３０が残留することが、さらに抑制される。したがって、ガス３０の混入が一層抑制され、電池の出力密度を向上させたバイポーラ電池１０が得られる。
【０１４９】
シール材一部軟化（排気部形成）工程およびシール層形成工程においてシール材１１４、１１６を加熱する方式は限定されないが、上述した、誘導加熱によって加熱する方式（図２９参照）や、レーザ加熱によって加熱する方式（図３０参照）を例示できる。これらの方式によれば、シール材１１４、１１６を集中的に加熱することができるので、周囲の部材の加熱を可及的に抑えることができる。また、マイクロウェーブを用いて、熱可塑性樹脂に含まれる水分を加熱して、軟化させる方式でもよい。
【０１５０】
図３３は、第４の実施形態の改変例に係るバイポーラ電池１０の要部を示す平面図である。
【０１５１】
第４の実施形態では、シール材１１４、１１６の全体を熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性接着剤から形成し、シール材１１４、１１６を部分的に加熱することにより、その部位を軟化部２５にして排気部３２としたが、本発明はこの場合に限定されるものではない。
【０１５２】
図３３に示すように、排気部３２を形成する部位のみに熱可塑性樹脂１１４ａを塗布し、その他の部位には熱硬化性樹脂１１４ｂを塗布しておき、熱可塑性樹脂１１４ａを塗布した部位のみを加熱することにより、その部位を軟化部２５にして排気部３２としてもよい。
【０１５３】
（第５の実施形態）
図３４（Ａ）は、充填部２０が隙間部２２１を含んでいる、第５の実施形態に係るバイポーラ電池１０の要部を示す平面図、図３４（Ｂ）は、図３４（Ａ）の３４Ｂ−３４Ｂ線に沿う断面図である。図３５は、排気部３２の位置を概念的に示す図である。図３６は、第５の実施形態における集成体形成工程を説明するための工程図、図３７は、図３６に示される電極形成工程を説明するための平面図、図３８は、図３６に示される第１シール材配置（排気部形成）工程を説明するための平面図、図３９は、図３６に示される第１シール材配置（排気部形成）工程を説明するための断面図、図４０は、図３６に示されるセパレータ配置工程を説明するための断面図、図４１は、図３６に示される第２シール材配置（排気部形成）工程を説明するための断面図である。
【０１５４】
図３４を参照して、第５の実施形態は、第１の実施形態と同様に、充填部２０が隙間部２２１を含み、この隙間部２２１から排気部３２を構成してある。第５の実施形態は、隙間部２２１の形状（図３４参照）、サブアッシーユニットとしての集成体２０８の構造（図３４、図４１参照）の点において、第１の実施形態と相違する。
【０１５５】
隙間部２２１は、バイポーラ電極１１０を積層するときには内部空間３１と外部とを連通するとともにバイポーラ電極１１０の積層方向に充填部２０を押圧することによって閉塞される限りにおいて、適宜の形状を採用することができる。第１の実施形態では、第１シール材１１４を途中で途切れるように配置し、塗布端部同士の間を、隙間部２１としている。第２シール材１１６についても同様に配置され、塗布端部同士の間を、隙間部２１としている。一方、第５の実施形態では、途中で途切れることがないように配置した第１と第２のシール材１１４、１１６に、隙間部２２１を形成してある。すなわち、図３４（Ａ）（Ｂ）を参照して、第５の実施形態では、途中で途切れることがないように配置した第１と第２のシール材１１４、１１６の一部に、厚み方向の高さが他の部位よりも低い部位２２１ａを形成し、この高さが低い部位２２１ａを隙間部２２１としている。
【０１５６】
プレス工程において充填部２０をバイポーラ電極１１０の積層方向に押圧することによって、隙間部２２１が閉塞され、排気部３２の排気機能が停止する点は第１の実施形態と同様である。
【０１５７】
図３５を参照して、第５の実施形態では、集成体２０８ごとに、位置をずらしながら隙間部２２１を形成してある。したがって、複数の集成体２０８を積層したとき、隙間部２２１から構成される排気部３２は、バイポーラ電極１１０を積層する方向から見て、異なる位置にずらして配置された状態となる。図３５では、積層されている複数の集成体２０８のうち、最上位の集成体２０８における排気部３２の位置を２点鎖線により囲まれる領域２０９ａによって示し、１つ下位側の集成体２０８における排気部３２の位置を２点鎖線により囲まれる領域２０９ｂによって示し、以下順に、下位側の集成体２０８における排気部３２の位置を２点鎖線により囲まれる領域２０９ｃ、２０９ｄ、２０９ｅによって示してある。図３５には、理解の容易のために５個の集成体２０８を積層したときの排気部３２の位置のみを概念的に示してある。実際に使用されるバイポーラ電池はより多数の集成体２０８を積層している。したがって、排気部３２は、バイポーラ電極１１０を積層する方向から見て、矩形枠形状に均等に散らばって配置された状態となる。
【０１５８】
複数の隙間部２２１は、バイポーラ電極１１０の積層方向から見て、一箇所に集中して存在することがなく、矩形枠形状に均等に散らばって配置された状態となる。このため、積層した集成体２０８をバイポーラ電極１１０の積層方向に押圧するとき、それぞれの充填部２０をより均等に押圧することができる。したがって、それぞれの集成体２０８における隙間部２２１を確実に閉塞し、排気部３２の排気機能をより確実に停止することができる。さらに、アッシーユニットとしての積層体１００の厚さも均等になる。
【０１５９】
なお、図３４（Ｂ）に示される１つの集成体２０８においては、第１シール材１１４に設けた隙間部２２１と、第２シール材１１６に設けた隙間部２２１とが、バイポーラ電極１１０の積層方向から見て同じ位置に存在している。１つの集成体２０８において、第１シール材１１４の隙間部２２１と、第２シール材１１６の隙間部２２１とを、位置をずらして設けることもできる。
【０１６０】
第５の実施形態に係るバイポーラ電池１０の製造方法は、第１の実施形態と同様に、集成体形成工程、接合体形成工程、および、ケーシング工程を有する（図１０参照）。
【０１６１】
図３６を参照して、第５の実施形態に係る集成体形成工程は、電極形成工程、電解質配置工程、第１シール材配置（排気部形成）工程、セパレータ配置工程および第２シール材配置（排気部形成）工程を有する。
【０１６２】
第５の実施形態では、予め矩形形状に切断した集電体１１１を用いており、この点で、長尺の集電体１１１を用いている第１の実施形態と相違している。
【０１６３】
電極形成工程の手順は、図３７に示される矩形形状の集電体１１１を用いる点を除いて、第１の実施形態と同様である（図１３参照）。
【０１６４】
電解質配置工程において、電解質１２４、１２５を塗布するには、まず、正極１１３および負極１１２が形成された集電体１１１の一方面である負極１１２側を上面として載置台に設置し、負極１１２に電解質１２５を塗布する。この後、塗布された電解質１２５の上に保護フィルムを貼り付け、バイポーラ電極１１０の表裏を反転させる。保護フィルムを設けることにより、バイポーラ電極１１０を反転しても、電解質が塗布された面を下面として載置台に設置することができる。この保護フィルムは、ポリエチレンなどの樹脂により作製される。この後、上面となった他方面の正極１１３にも電解質１２４を塗布する。電解質１２４、１２５の材料などは、第１の実施形態と同様である（図１４参照）。
【０１６５】
第１シール材配置（排気部形成）工程においては、集電体１１１が露出している正極側外周部かつ正極１１３の周囲を延長するように、充填材料としての第１シール材１１４が、付与される（図３８、図３９を参照）。第１シール材１１４の付与は、例えば、ディスペンサを用いる塗布が適用される。第１シール材１１４の付与の途中において、塗布量を減らすことによって、第１シール材１１４の一部に、厚み方向の高さが他の部位よりも低い部位２２１ａを形成する。この高さが低い部位２２１ａが隙間部２２１になる（図３４（Ｂ）参照）。
【０１６６】
セパレータ配置工程においては、セパレータ１２１が、集電体１１１の正極側の面の全てを覆うように配置する（図４０を参照）。これにより、セパレータ１２１が、電解質１２４および第１シール材１１４に重ねられる。セパレータ１２１は、ポーラス状のＰＥである。
【０１６７】
第２シール材配置（排気部形成）工程においては、セパレータ配置工程において配置されたセパレータ１２１の第１シール材１１４と接する側と反対側に、充填材料としての第２シール材１１６が付与される（図４１参照）。この際、第２シール材１１６は、第１シール材１１４の付与部位と相対するように（重なるように）位置決めされる。第２シール材１１６の付与は、例えば、ディスペンサを用いる塗布が適用される。第２シール材１１６の付与の途中において、塗布量を減らすことによって、第２シール材１１６の一部に、厚み方向の高さが他の部位よりも低い部位２２１ａを形成する。この高さが低い部位２２１ａが隙間部２２１になる（図３４（Ｂ）参照）。
【０１６８】
これにより、バイポーラ電極１１０の一方には電解質１２５が設けられ、他方には電解質１２４、第１、第２シール材１１４、１１６およびセパレータ１２１が配置された集成体２０８（サブアッシーユニット）が形成される。
【０１６９】
他の集成体２０８を形成するときには、隙間部２２１を形成する位置をずらす（図３５参照）。第１と第２のシール材１１４、１１６の付与の途中において、塗布量を減らすタイミングを制御することにより、隙間部２２１を所望の位置にずらすことができる。
【０１７０】
第５の実施形態に係る接合体形成工程は、第１の実施形態と同様に、集成体セット工程、積層工程、プレス工程、シール層形成工程、界面形成工程、初充電工程および気泡排出工程を有する（図１９を参照）。第５の実施形態は、集成体セット工程が第１の実施形態と若干異なり、他の工程は第１の実施形態と同じである。したがって、以下では集成体セット工程のみを説明する。
【０１７１】
図４２は、第５の実施形態に係る集成体セット工程を説明するための断面図である。
【０１７２】
第５の実施形態に集成体セット工程においては、図４２に示すマガジン１５０に、複数の集成体２０８が順次セットされる。この際には、集成体２０８から保護フィルムが取り除かれる。なお、最上部の集成体２０８Ａは、バイポーラ電極１１０に第１シール材１１４のみが設けられ、最下部の集成体２０８Ｂは、集成体２０８の構成に加えて負極１１２側にもシール材が設けられる。また、集成体２０８Ａの上には端子プレート１０２が配置され、集成体２０８Ｂの下には端子プレート１０１が配置される。マガジン１５０やクランプ機構１５２の構成は第１の実施形態と同じである。
【０１７３】
排気部３２をバイポーラ電極１１０を積層する方向から見て異なる位置にずらして配置する点は、排気部３２を隙間部２２１から構成する場合に限定されるものではない。未硬化部２４から構成される排気部３２（第３の実施形態）、軟化部２５から構成される排気部３２（第４の実施形態）の場合にも、同様に適用できる。排気部３２をずらして配置することにより、それぞれの充填部２０をより均等に押圧することができ、アッシーユニットとしての積層体１００の厚さを均等にできる。
【０１７４】
（第６の実施形態）
図４３（Ａ）は、充填部２０がホットメルト接着部３０１を含んでいる、第６の実施形態に係るバイポーラ電池１０の要部を示す平面図、図４３（Ｂ）は、図４３（Ａ）の４３Ｂ−４３Ｂに沿う断面図である。図４４は、第６の実施形態における集成体形成工程を説明するための工程図、図４５（Ａ）は、図４４に示される集電体前処理（排気部形成）工程を説明するための平面図、図４５（Ｂ）は、図４５（Ａ）の４５Ｂ−４５Ｂ線に沿う断面図、図４６（Ａ）は、図４４に示される電極形成工程を説明するための平面図、図４６（Ｂ）は、図４６（Ａ）の４６Ｂ−４６Ｂ線に沿う断面図、図４７（Ａ）は、図４４に示される電解質配置工程を説明するための平面図、図４７（Ｂ）は、図４７（Ａ）の４７Ｂ−４７Ｂ線に沿う断面図、図４８（Ａ）は、図４４に示される第１シール材配置工程を説明するための平面図、図４８（Ｂ）は、図４８（Ａ）の４８Ｂ−４８Ｂ線に沿う断面図、図４９（Ａ）は、図４４に示されるセパレータ配置工程を説明するための平面図、図４９（Ｂ）は、図４９（Ａ）の４９Ｂ−４９Ｂ線に沿う断面図、図５０（Ａ）は、図４４に示されるホットメルト接着剤配置（排気部形成）工程を説明するための平面図、図５０（Ｂ）は、図５０（Ａ）の５０Ｂ−５０Ｂ線に沿う断面図である。図４３（Ａ）は、図４４に示される第２シール材配置工程を説明するための図でもある。
【０１７５】
第６の実施形態は、ホットメルト接着部３０１から排気部３２を構成した点で、第１〜第５の実施形態と相違する。
【０１７６】
図４３（Ａ）（Ｂ）を参照して、第６の実施形態の充填材料は接着処理の前には粘着性のないホットメルト接着機能を有し、充填部２０は、バイポーラ電極１１０を積層するときには内部空間３１と外部とを連通するとともに内部空間３１に残留するガス３０を内部空間３１の外部に排出した後に硬化されるホットメルト接着部３０１を含んでいる。ホットメルト接着部３０１の材料自体や、ホットメルト接着部３０１とセパレータ１２１との間などには、微小な隙間が存在している。そして、第６の実施形態の排気部３２は、上記のホットメルト接着部３０１から構成されている。排気部３２の排気機能は、ホットメルト接着部３０１が硬化されることによって停止する。
【０１７７】
ホットメルト接着機能を有する充填材料として、一般的なホットメルト接着剤を使用することができる。ホットメルト接着剤は、熱可塑性樹脂を主成分とし、有機溶剤を含まない固形接着剤であり、ポリエステル系、変性オレフィン系など種々ある。ホットメルト接着剤は、加熱溶融して塗布し、冷却により固化し、部材同士の接着処理が完了する。ホットメルト接着剤は、接着処理の前には粘着性を有していない。ホットメルト接着剤、例えば常温硬化性のホットメルト接着剤の軟化温度は、１５０℃程度である。
【０１７８】
第６の実施形態では、充填部２０の一部をホットメルト接着部３０１としている。このため、ホットメルト接着部３０１を形成する部位にのみホットメルト接着剤３０４、３０６を塗布し、他の部位には他の塗布材３１４、３１６を塗布している。他の塗布材には、例えば、熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性接着剤から形成したシール材を用いることができる。熱可塑性の材料として、一般的な、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）を使用することができる。
【０１７９】
集電体１１１には、正極１１３および負極１１２を形成する前に、ホットメルト接着剤３０４を予め塗布している。ホットメルト接着剤３０４は、図４３（Ｂ）において集電体１１１上の右縁に塗布している。シール材３１４は、ホットメルト接着剤３０４とともに正極１１３の周囲を取り囲むように、図４３（Ａ）において正極１１３の上側、左側、および下側に塗布している。シール材３１６は、ホットメルト接着剤３０６とともに負極１１２の周囲を取り囲むことが可能なように、図４３（Ａ）において負極１１２の上側、左側、および下側となる部分に塗布している。
【０１８０】
セパレータ１２１の図中右縁は、ホットメルト接着剤３０４の上にオーバラップしている。ホットメルト接着剤３０４、３０６は接着処理の前には粘着性を有していないことから、ホットメルト接着剤とその上にオーバラップしたセパレータ１２１との間などには、微小な隙間が存在している。
【０１８１】
ホットメルト接着剤３０４、３０６は、塗布した後、常温で硬化した状態となる。この状態で、バイポーラ電極１１０と電解質層１２０とが積層される。そして、積層した後に実施されるプレス工程において、ホットメルト接着剤３０４、３０６が加熱されて溶け、部材同士（集電体１１１およびセパレータ１２１、あるいは集電体１１１同士）を接着する。
【０１８２】
基材にホットメルト接着剤を塗布したフィルム状のホットメルト材を使用してもよいが、本実施形態では、ホットメルト接着剤３０４、３０６を直接塗布する方式を採用している。フィルム状のホットメルト材は厚さが比較的大きいことから、ホットメルト接着剤３０４、３０６を直接塗布することによって、サブアッシーユニットとしての集成体３０８の厚さ、ひいては、集成体３０８を積層したアッシーユニットとしての積層体１００（接合体）の厚さを小さくするためである。
【０１８３】
なお、第６の実施形態の説明においては、説明の便宜上、正極１１３の周囲を取り囲むように延長するホットメルト接着剤３０４およびシール材３１４を、それぞれ、第１ホットメルト接着剤３０４および第１シール材３１４と言い、負極１１２の周囲を取り囲むように延長するホットメルト接着剤３０６およびシール材３１６を、それぞれ、第２ホットメルト接着剤３０６および第２シール材３１６と言う。また、第１ホットメルト接着剤３０４および第１シール材３１４によって形成されるシール層を第１シール層３１５と言い、第２ホットメルト接着剤３０６および第２シール材３１６によって形成されるシール層を第２シール層３１７と言う。
【０１８４】
バイポーラ電極１１０と電解質層１２０とを交互に積層するときにガス３０が混入しても、内部空間３１に残留するガス３０は、ホットメルト接着部３０１からなる排気部３２に存在する微小な隙間を通って内部空間３１の外部に排出される。ホットメルト接着部３０１を硬化させれば、排気部３２の排気機能が停止される。
【０１８５】
このように、排気部３２の排気機能によって、バイポーラ電極１１０を積層するときのガス３０の残留を抑制でき、積層時にセパレータ１２１をしごく等する気泡除去作業が不要になる。煩雑な作業がなくなることを通して、バイポーラ電池１０の製造の簡素化に寄与することができる。
【０１８６】
第６の実施形態に係るバイポーラ電池１０の製造方法は、第５の実施形態と同様に、集成体形成工程、接合体形成工程、および、ケーシング工程を有する。
【０１８７】
図４４を参照して、第６の実施形態に係る集成体形成工程は、集電体前処理（排気部形成）工程、電極形成工程、電解質配置工程、第１シール材配置工程、セパレータ配置工程、ホットメルト接着剤配置（排気部形成）工程および第２シール材配置工程を有する。
【０１８８】
集電体前処理（排気部形成）工程において、集電体１１１の上に、第１ホットメルト接着剤３０４を塗布する。第１ホットメルト接着剤３０４の塗布により、ホットメルト接着部３０１からなる排気部３２が形成される。第１ホットメルト接着剤３０４は、図４５（Ｂ）において集電体１１１の右縁に塗布する。第６の実施形態では、第５の実施形態と同様に、予め矩形形状に切断した集電体１１１を用いている。その他の手順は、第１の実施形態と同様である。第１ホットメルト接着剤３０４の付与は、例えば、ディスペンサを用いる塗布が適用される。
【０１８９】
電極形成工程は、図４６に示すように、第１ホットメルト接着剤３０４が集電体１１１の上に予め塗布されている点を除いて、第５の実施形態と同様である。
【０１９０】
電解質配置工程は、図４７に示すように、第１ホットメルト接着剤３０４が集電体１１１の上に予め塗布されている点を除いて、第５の実施形態と同様である。
【０１９１】
第１シール材配置工程においては、まず、集電体１１１が露出している正極側外周部かつ正極１１３の周囲を延長するように、第１シール材３１４が、付与される（図４８参照）。第１シール材３１４の付与は、例えば、ディスペンサを用いる塗布が適用される。第１シール材３１４は、第１ホットメルト接着剤３０４とともに正極１１３の周囲を取り囲むように、図４８（Ａ）において正極１１３の上側、左側、および下側に塗布する。
【０１９２】
セパレータ配置工程においては、セパレータ１２１が、集電体１１１の正極側の面を覆うように配置される（図４９参照）。セパレータ１２１の図中右縁は、第１ホットメルト接着剤３０４の上にオーバラップしている。これにより、セパレータ１２１が、電解質１２４、第１ホットメルト接着剤３０４および第１シール材３１４に重ねられる。セパレータ１２１は、ポーラス状のＰＥである。
【０１９３】
ホットメルト接着剤配置（排気部形成）工程においては、セパレータ配置工程において配置されたセパレータ１２１の第１シール材３１４と接する側と反対側に、第２ホットメルト接着剤３０６が付与される（図５０参照）。この際、第２ホットメルト接着剤３０６は、集電体１１１上の第１ホットメルト接着剤３０４の付与部位と相対するように（重なるように）位置決めされる。第２ホットメルト接着剤３０６の付与は、例えば、ディスペンサを用いる塗布が適用される。第２ホットメルト接着剤３０６の塗布により、ホットメルト接着部３０１からなる排気部３２が形成される。
【０１９４】
第２シール材配置工程においては、セパレータ１２１の第１シール材３１４と接する側と反対側に、第２シール材３１６が付与される（図４３参照）。この際、第２シール材３１６は、第１シール材３１４の付与部位と相対するように（重なるように）位置決めされる。第２シール材３１６の付与は、例えば、ディスペンサを用いる塗布が適用される。
【０１９５】
これにより、バイポーラ電極１１０の一方には電解質１２５が設けられ、他方には電解質１２４、第１、第２シール材３１４、３１６、第１、第２ホットメルト接着剤３０４、３０６およびセパレータ１２１が配置された集成体３０８（サブアッシーユニット）が形成される。
【０１９６】
第６の実施形態に係る接合体形成工程は、第１の実施形態と同様に、集成体セット工程、積層工程、プレス工程、シール層形成工程、界面形成工程、初充電工程および気泡排出工程を有する（図１９を参照）。第６の実施形態は、プレス工程およびシール層形成工程が第１の実施形態と若干異なり、他の工程は第１の実施形態と同じである。したがって、以下ではプレス工程およびシール層形成工程のみを説明する。
【０１９７】
図５１は、第６の実施形態に係るシール層形成工程を説明するための断面図である。
【０１９８】
プレス工程は、空気排出工程を有し、積層体１００は、真空状態を保持した状態で、プレスプレートおよび基部プレート１７１によって、バイポーラ電極１１０を積層した方向に加圧される。
【０１９９】
これにより、第１および第２シール材３１４、３１６、第１および第２ホットメルト接着剤３０４、３０６によって囲まれる内部空間３１に残留していたガス３０が、ホットメルト接着部３０１からなる排気部３２を介して外部に排出される。すなわち、ガス３０は、第１および第２ホットメルト接着剤３０４、３０６自体を通って、あるいは第１および第２ホットメルト接着剤３０４、３０６と集電体１１１や電解質層１２０との間の微小隙間を介し、排出される。
【０２００】
図５１を参照して、シール層形成工程は、空気排出工程をも有し、積層体１００を積層方向に加圧しながら第１および第２ホットメルト接着剤３０４、３０６および第１および第２シール材３１４、３１６を加熱する。これにより、内部空間３１に残留していたガス３０を排気部３２を介して外部に排出しつつ、積層体１００に含まれる第１および第２ホットメルト接着剤３０４、３０６、第１および第２シール材３１４、３１６を加熱溶融し、さらに冷却により固化して、第１および第２シール層３１５、３１７を形成する。ホットメルト接着部３０１の第１および第２ホットメルト接着剤３０４、３０６を硬化させる処理によって、排気部３２の排気機能を停止する。ホットメルト接着部３０１を一部分だけに設定してあるので、排気部３２の排気機能を停止するための処理を迅速に行い、気泡を排除した状態を維持することができる。
【０２０１】
このようにして、電極部に気泡が残留することが抑制される。したがって、第１の実施形態と同様に、イオン透過および電子の移動ができないデッドスペースの発生が抑制されるため、使用時のイオンの移動は、害されず、電池抵抗は増大しないため、高出力密度を達成することができる。つまり、ガス３０の混入が抑制されたバイポーラ電池１０が得られるため、使用時におけるイオンの移動は、害されず、電池抵抗は増大しない。
【０２０２】
なお、充填材料としてホットメルト接着剤３０４、３０６のみを使用し、充填部２０のすべてをホットメルト接着部３０１とすることもできる。
【０２０３】
また、第５の実施形態において説明したように、ホットメルト接着部３０１から構成される排気部３２を、バイポーラ電極１１０を積層する方向から見て異なる位置にずらして配置してもよい。排気部３２をずらして配置することにより、それぞれの充填部２０をより均等に押圧することができ、アッシーユニットとしての積層体１００の厚さを均等にできるからである。
【０２０４】
（第７の実施形態）
図５２（Ａ）〜（Ｃ）は、第７の実施形態において、内部空間３１に残留するガス３０を排気部３２に向けて移動する様子を示す図、図５３（Ａ）（Ｂ）は、ガス移動処理を実施するための装置４１０の概略構成を示す正面図、および要部を示す斜視図である。
【０２０５】
第７の実施形態は、内部空間３１に残留するガス３０を外部に排出し易くするための改変を含んでいる。
【０２０６】
図５２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、第７の実施形態は、内部空間３１に残留するガス３０を排気部３２を介して排出する処理を実施する前に、ローラ部材４０１、４０２を押し付けながら移動することによって、内部空間３１に残留するガス３０を排気部３２に向けて移動する処理（ガス移動処理）を実施する工程を含んでいる。
【０２０７】
図示例では、充填部２０の２箇所に排気部３２を設けてある。排気部３２の具体的な形態は特に限定されないが、例えば、第１の実施形態において説明した隙間部２１から形成してある。この場合、ガス移動処理は、例えば、セパレータ配置工程（図１１、図１８参照）の後に実施する。ローラ部材４０１、４０２は、セパレータ１２１の側からバイポーラ電極１１０に向けて押し付けられる。
【０２０８】
図５３（Ａ）（Ｂ）を参照して、ガス移動処理を実施するための装置４１０は、サブアッシーユニットとしての集成体４０８を載置するパレット４１１と、セパレータ１２１に押し付けられるローラ部材４１２を備えるローラユニット４１３と、ローラユニット４１３を旋回自在な旋回ユニット４１４と、旋回ユニット４１４が取り付けられＸ軸−Ｙ軸の２方向にスライド移動自在なスライドユニット４１５と、を有する。パレット４１１を跨ぐように門型のフレーム４１６が配置され、このフレーム４１６にスライドユニット４１５がスライド移動自在に取り付けられている。
【０２０９】
パレット４１１には、図示しない吸引装置に連通する多数の吸引孔が形成されている。吸引孔を介して集成体４０８を吸引することによって、パレット４１１上に載置される集成体４０８を吸着保持する。
【０２１０】
ローラユニット４１３は、ローラ部材４１２を回転自在に保持するフレーム４２１と、フレーム４２１に接続された加圧シリンダ４２２と、を有する。加圧シリンダ４２２は圧縮エアなどの流体圧によって作動する流体圧シリンダから構成されている。流体圧シリンダへの供給圧力を制御することによって、セパレータ１２１に対するローラ部材４１２の押し付け力を調整する。
【０２１１】
旋回ユニット４１４は、ローラユニット４１３を縦軸を中心に旋回自在に保持する。旋回ユニット４１４には、ローラユニット４１３を旋回するためのサーボモータが内蔵されている。サーボモータの回転動により、ローラユニット４１３は、ローラ部材４１２の回転軸がＸ軸に平行となる位置と、ローラ部材４１２の回転軸がＹ軸に平行となる位置とに旋回する。前者の旋回位置ではローラ部材４１２はＹ軸方向に移動自在となり、後者の旋回位置ではローラ部材４１２はＸ軸方向に移動自在となる。
【０２１２】
スライドユニット４１５は、Ｘ軸方向に移動自在なスライダ４２３と、Ｙ軸方向に移動自在なスライダ４２４とを有している。それぞれのスライダ４２３、４２４には、ボールスクリュー、ガイドレール、駆動モータなどから構成される図示しないスライド機構が設けられている。
【０２１３】
図示したローラ部材４１２の軸方向長さは、当該ローラ部材４１２を押し付けるべき領域（電解質１２４の大きさにほぼ等しい）のＸ軸方向寸法およびＹ軸方向寸法に比べて小さい。このため、Ｘ軸方向にガス３０を移動するときには、ローラ部材４１２を、Ｙ軸方向に位置をずらしながらＸ軸方向に複数回移動する。また、Ｙ軸方向にガス３０を移動するときには、ローラ部材４１２を、Ｘ軸方向に位置をずらしながらＹ軸方向に複数回移動する。
【０２１４】
図５２を参照して、第７の実施形態の作用を説明する。なお、理解の容易のために、図５２（Ｂ）においては軸方向長さが異なる２つのローラ部材４０１、４０２を用いてガス移動処理を実施している様子を示してある。
【０２１５】
図５２（Ａ）に示すように、セパレータ１２１を配置する際に電解質１２４との間にガス３０が気泡となって混入することがある。
【０２１６】
図５２（Ｂ）に示すように、まず、矢印４３１によって示されるように、電解質１２４の図中高さ方向の略中央位置から電解質１２４の図中下端縁まで、ローラ部材４０１をセパレータ１２１に押し付けながら移動する。ローラ部材４０１をセパレータ１２１から離反して前記高さ方向の略中央位置まで復帰する。矢印４３２によって示されるように、前記高さ方向の略中央位置から電解質１２４の図中上端縁まで、ローラ部材４０１をセパレータ１２１に押し付けながら移動する。ローラ部材４０１をセパレータ１２１から離反する。次に、矢印４３３によって示されるように、電解質１２４の図中幅方向の略中央位置から電解質１２４の図中左端縁まで、ローラ部材４０２をセパレータ１２１に押し付けながら移動する。ローラ部材４０２をセパレータ１２１から離反して前記幅方向の略中央位置まで復帰する。矢印４３４によって示されるように、前記幅方向の略中央位置から電解質１２４の図中右端縁まで、ローラ部材４０２をセパレータ１２１に押し付けながら移動する。ローラ部材４０２をセパレータ１２１から離反する。
【０２１７】
図５２（Ｃ）に示すように、ローラ部材４０１、４０２の上記の動作により、内部空間３１に残留するガス３０が排気部３２としての隙間部２１の手前にまで移動する。
【０２１８】
この後、接合体形成工程における積層工程およびプレス工程（図１９、図２１参照）において、内部空間３１に残留していたガス３０が、隙間部２１を通って内部空間３１の外部に排出される。ここに、ガス３０が隙間部２１の手前にまで既に移動しているので、隙間部２１を通してガス３０を外部に排出し易くなる。その結果、ガス３０の混入を一層抑制したバイポーラ電池１０を得ることができ、電池抵抗が増大せず、高出力密度を達成することができる。
【０２１９】
なお、ローラ部材４０１、４０２の移動方向は、排気部３２の位置に応じて変わるものであり、説明した動作に限定されるものではない。
【０２２０】
図５４は、ガス移動処理を実施するための装置の改変例の要部を示す斜視図である。
【０２２１】
ガス移動処理を実施するための装置は、ローラ部材４１２を１個のみ使用する場合に限定されない。例えば、図５４に示すように、ガス移動処理を実施するための装置に、複数個（図示例では４個）のローラ部材４４１、４４２、４４３、４４４を設けてもよい。それぞれのローラ部材４４１〜４４４は、異なる方向に移動することによって、内部空間３１に残留するガス３０を排気部３２に向けて移動する。この改変例では、ガス３０を移動させる方向ごとにローラ部材４４１〜４４４を設けているので、ガス移動処理に要する時間の短縮化を図ることができる。
【０２２２】
（第８の実施形態）
図５５（Ａ）〜（Ｃ）は、第８の実施形態において、内部空間３１に残留するガス３０を中央部に向けて移動し、集約している様子を示す図、図５６は、内部空間３１に残留するガス３０を、セパレータ１２１を通して、吸引部材５５０によって吸引している様子を示す断面図である。
【０２２３】
第８の実施形態は、内部空間３１に残留するガス３０を、セパレータ１２１が備える通気性を利用して、外部に排出するための改変を含んでいる。
【０２２４】
第８の実施形態は、内部空間３１に残留するガス３０を排気部３２を介して排出する処理を実施する前に、内部空間３１に残留するガス３０をセパレータ１２１を通して排出する処理を実施する工程を含んでいる。電解質層は、電解質が浸透するポーラス状のセパレータ１２１を含んでいる。
【０２２５】
図５５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、本実施形態では、内部空間３１に残留するガス３０をセパレータ１２１を通して排出する処理を実施する前に、ローラ部材５０１、５０２を押し付けながら移動することによって、内部空間３１に残留するガス３０を集約する処理（ガス集約処理）を実施する工程を含んでいる。そして、図５６を参照して、内部空間３１に残留するガス３０を、セパレータ１２１を通して、吸引部材５５０によって吸引することによって排出している（ガス排出処理）。吸引部材５５０はノズル形状を有している。
【０２２６】
図示例では、充填部２０の２箇所に排気部３２を設けてある。排気部３２の具体的な形態は特に限定されないが、例えば、第１の実施形態において説明した隙間部２１から形成してある。この場合、ガス集約処理およびガス排出処理は、例えば、セパレータ配置工程（図１１、図１８参照）の後に実施する。ローラ部材５０１、５０２は、セパレータ１２１の側からバイポーラ電極１１０に向けて押し付けられる。
【０２２７】
ガス集約処理を実施する際には、第７の実施形態において説明したガス移動処理を実施するための装置４１０が使用される（図５３（Ａ）（Ｂ）を参照）。
【０２２８】
図５６を参照して、吸引部材５５０は、吸引ノズル５５１から構成されている。吸引ノズル５５１は、空気吸引チューブ５５２を介して、図示しない吸引装置に連通している。吸引装置を作動することにより、内部空間３１に残留するガス３０は、通気性を有するセパレータ１２１を通って、吸引ノズル５５１によって吸引される。
【０２２９】
図５５および図５６を参照して、第８の実施形態の作用を説明する。なお、理解の容易のために、図５５（Ｂ）においては軸方向長さが異なる２つのローラ部材５０１、５０２を用いてガス移動処理を実施している様子を示してある。
【０２３０】
図５５（Ａ）に示すように、セパレータ１２１を配置する際に電解質１２４との間にガス３０が気泡となって混入することがある。
【０２３１】
図５５（Ｂ）に示すように、まず、矢印５３１によって示されるように、電解質１２４の図中下端縁から電解質１２４の図中高さ方向の略中央位置まで、ローラ部材５０１をセパレータ１２１に押し付けながら移動する。ローラ部材５０１をセパレータ１２１から離反して図中上端縁まで移動する。矢印５３２によって示されるように、電解質１２４の図中上端縁から前記高さ方向の略中央位置まで、ローラ部材５０１をセパレータ１２１に押し付けながら移動する。ローラ部材５０１をセパレータ１２１から離反する。次に、矢印５３３によって示されるように、電解質１２４の図中右端縁から電解質１２４の図中幅方向の略中央位置まで、ローラ部材５０２をセパレータ１２１に押し付けながら移動する。ローラ部材５０２をセパレータ１２１から離反して図中左端縁まで移動する。矢印５３４によって示されるように、電解質１２４の図中左端縁から前記幅方向の略中央位置まで、ローラ部材５０２をセパレータ１２１に押し付けながら移動する。ローラ部材５０２をセパレータ１２１から離反する。
【０２３２】
図５５（Ｃ）に示すように、ローラ部材５０１、５０２の上記の動作により、内部空間３１に残留するガス３０が略中央領域まで移動し、集約される。
【０２３３】
次いで、図５６に示すように、吸引ノズル５５１を、集約されたガス３０にセパレータ１２１を介して向かい合う位置に配置する。そして、吸引装置を作動すると、内部空間３１に残留するガス３０は、通気性を有するセパレータ１２１を通って、吸引ノズル５５１によって吸引され、外部に排出される。
【０２３４】
この後、接合体形成工程における積層工程およびプレス工程（図１９、図２１参照）において、内部空間３１に残留していたガス３０が、隙間部２１を通って内部空間３１の外部に排出される。ここに、セパレータ１２１を配置する際に電解質１２４との間に混入したガス３０は吸引ノズル５５１によって吸引され排出されているので、隙間部２１を通して排出されるガス３０は、主として、集成体５０８を積層するときに、上位のバイポーラ電極１１０と下位の電解質層１２０との間に混入したガス３０となる（図７（Ｂ）参照）。隙間部２１を通して排出すべきガス３０の量が減少することから、内部空間３１に残存するガス３０の量も可及的に減少する。その結果、ガス３０の混入を一層抑制したバイポーラ電池１０を得ることができ、電池抵抗が増大せず、高出力密度を達成することができる。
【０２３５】
なお、ガス３０を集約する際のローラ部材５０１、５０２の移動方向は、説明した動作に限定されるものではない。
【０２３６】
図５７（Ａ）（Ｂ）は、内部空間３１に残留するガス３０を中央部に向けて移動し、集約している他の様子を示す図である。
【０２３７】
図５７（Ａ）に示すように、複数個（図示例では８個）のローラ部材５４１〜５４８を用いて、ガス集約処理を実施してもよい。独立した８個のローラ部材５４１〜５４８は、周囲から交互に中央部に向けて転がり、内部空間３１に残留するガス３０を中央部に集約する。
【０２３８】
図５７（Ｂ）に示すように、ローラ部材５０１、５０２の移動は、直線方向に限られるものではない。１個のローラ部材５４９は、周囲から中央部に向かうようにらせん状に転がり、内部空間３１に残留するガス３０を中央部に集約する。
【０２３９】
図５８（Ａ）（Ｂ）は、セパレータ１２１を通してのガス排出処理を実施するための装置５１０の概略構成を示す正面図、および要部を示す斜視図、図５９は、サクションローラ５１２を示す断面図である。
【０２４０】
吸引部材５５０は、ノズル形状に限られず、ローラ形状を有していてもよい。
【０２４１】
図５８（Ａ）（Ｂ）を参照して、セパレータ１２１を通してのガス排出処理を実施するための装置５１０は、サブアッシーユニットとしての集成体５０８を載置するパレット５１１と、セパレータ１２１に押し付けられる吸引部材５５０としてのサクションローラ５１２を備えるローラユニット５１３と、ローラユニット５１３が取り付けられＸ軸方向にスライド移動自在なスライドユニット５１５と、を有する。パレット５１１を跨ぐように門型のフレーム５１６が配置され、このフレームにスライドユニット５１５がスライド移動自在に取り付けられている。
【０２４２】
パレット５１１には、図示しない吸引装置に連通する多数の吸引孔が形成されている。吸引孔を介して集成体５０８を吸引することによって、パレット５１１上に載置される集成体５０８を吸着保持する。
【０２４３】
ローラユニット５１３は、サクションローラ５１２を回転自在に保持するフレーム５２１と、フレーム５２１に接続された加圧シリンダ５２２と、を有する。加圧シリンダ５２２は圧縮エアなどの流体圧によって作動する流体圧シリンダから構成されている。流体圧シリンダへの供給圧力を制御することによって、セパレータ１２１に対するサクションローラ５１２の押し付け力を調整する。
【０２４４】
スライドユニット５１５は、Ｘ軸方向に移動自在なスライダ５２３を有している。スライダ５２３には、ボールスクリュー、ガイドレール、駆動モータなどから構成される図示しないスライド機構が設けられている。
【０２４５】
サクションローラ５１２は、図５９に示すように、多数の空気孔５５３が形成された中空ローラから構成されている。サクションローラ５１２は、ベアリング５５４を介してフレーム５２１に回転自在に保持してある。サクションローラ５１２の内部は、空気吸引チューブ５５５を介して、図示しない吸引装置に連通している。吸引装置を作動しつつサクションローラ５１２を移動することにより、内部空間３１に残留するガス３０は、通気性を有するセパレータ１２１を通って、サクションローラ５１２によって吸引される。サクションローラ５１２を使用する場合には、転がりながらガス３０を吸引するので、ガス集約処理を実施しなくてもよい。
【０２４６】
セパレータ１２１を通してガス３０を吸引する実施形態について説明したが、セパレータ１２１を通してガス３０を排出する処理は、この場合に限定されるものではない。セパレータ１２１が備える通気性を利用することにより、次のように改変することもできる。すなわち、セパレータ１２１の上から押圧力を加えることによって、セパレータ１２１を通してガス３０を排出することができる。さらには、集成体５０８を放置しておくことによっても、セパレータ１２１を通してガス３０を排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２４７】
【図１】第１の実施形態に係るバイポーラ電池を示す斜視図である。
【図２】バイポーラ電池の要部を示す断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、バイポーラ電極を示す断面図、図３（Ｂ）は、単電池層の説明に供する断面図である。
【図４】図４（Ａ）（Ｂ）は、充填部における充填材料の配置の形態を説明するための断面図である。
【図５】充填部が隙間部を含んでいる、第１の実施形態に係るバイポーラ電池の要部を示す平面図である。
【図６】隙間部を閉塞した状態を示す平面図である。
【図７】図７（Ａ）（Ｂ）は、バイポーラ電極と電解質層とを交互に積層するときにガスが混入する様子を示す断面図である。
【図８】図１に示されるバイポーラ電池を利用する組電池を説明するための斜視図である。
【図９】図８に示される組電池が搭載されている車両の概略図である。
【図１０】第１の実施形態に係るバイポーラ電池の製造方法を説明するための全体工程図である。
【図１１】図１０に示される集成体形成工程を説明するための工程図である。
【図１２】図１１に示される電極形成工程を説明するための平面図である。
【図１３】図１１に示される電極形成工程を説明するための断面図である。
【図１４】図１１に示される電解質配置工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１１に示されるシール材配置（排気部形成）工程において用いられ、充填材料としてのシール材、を塗布する塗布装置を示す斜視図である。
【図１６】図１１に示されるシール材配置（排気部形成）工程を説明するための平面図である。
【図１７】図１１に示されるシール材配置（排気部形成）工程を説明するための断面図である。
【図１８】図１１に示されるセパレータ配置工程を説明するための断面図である。
【図１９】図１０に示される接合体形成工程を説明するための工程図である。
【図２０】図１９に示される集成体セット工程を説明するための断面図である。
【図２１】図１９に示される積層工程およびプレス工程を説明するための概略図である。
【図２２】図１９に示されるシール層形成工程を説明するための概略図である。
【図２３】図１９に示される界面形成工程を説明するための概略図である。
【図２４】図１９に示される初充電工程を説明するための概略図である。
【図２５】図２５（Ａ）（Ｂ）は、材料溜めが隙間部に臨んで配置されている、第２の実施形態に係る充填部を示す平面図である。
【図２６】充填部が未硬化部を含んでいる、第３の実施形態に係るバイポーラ電池の要部を示す平面図である。
【図２７】第３の実施形態に係る集成体形成工程を説明するための工程図である。
【図２８】第３の実施形態に係る接合体形成工程を説明するための工程図である。
【図２９】誘導加熱によって充填材料を加熱する様子を示す図である。
【図３０】レーザ加熱によって充填材料を加熱する様子を示す図である。
【図３１】充填部が軟化部を含んでいる、第４の実施形態に係るバイポーラ電池の要部を示す平面図である。
【図３２】第４の実施形態に係る接合体形成工程を説明するための工程図である。
【図３３】第４の実施形態の改変例に係るバイポーラ電池の要部を示す平面図である。
【図３４】図３４（Ａ）は、充填部が隙間部を含んでいる、第５の実施形態に係るバイポーラ電池の要部を示す平面図、図３４（Ｂ）は、図３４（Ａ）の３４Ｂ−３４Ｂ線に沿う断面図である。
【図３５】排気部の位置を概念的に示す図である。
【図３６】第５の実施形態における集成体形成工程を説明するための工程図である。
【図３７】図３６に示される電極形成工程を説明するための平面図である。
【図３８】図３６に示される第１シール材配置（排気部形成）工程を説明するための平面図である。
【図３９】図３６に示される第１シール材配置（排気部形成）工程を説明するための断面図
【図４０】図３６に示されるセパレータ配置工程を説明するための断面図である。
【図４１】図３６に示される第２シール材配置（排気部形成）工程を説明するための断面図である。
【図４２】第５の実施形態に係る集成体セット工程を説明するための断面図である。
【図４３】図４３（Ａ）は、充填部がホットメルト接着部を含んでいる、第６の実施形態に係るバイポーラ電池１０の要部を示す平面図、図４３（Ｂ）は、図４３（Ａ）の４３Ｂ−４３Ｂに沿う断面図である。
【図４４】第６の実施形態における集成体形成工程を説明するための工程図である。
【図４５】図４５（Ａ）は、図４４に示される集電体前処理（排気部形成）工程を説明するための平面図、図４５（Ｂ）は、図４５（Ａ）の４５Ｂ−４５Ｂ線に沿う断面図である。
【図４６】図４６（Ａ）は、図４４に示される電極形成工程を説明するための平面図、図４６（Ｂ）は、図４６（Ａ）の４６Ｂ−４６Ｂ線に沿う断面図である。
【図４７】図４７（Ａ）は、図４４に示される電解質配置工程を説明するための平面図、図４７（Ｂ）は、図４７（Ａ）の４７Ｂ−４７Ｂ線に沿う断面図である。
【図４８】図４８（Ａ）は、図４４に示される第１シール材配置工程を説明するための平面図、図４８（Ｂ）は、図４８（Ａ）の４８Ｂ−４８Ｂ線に沿う断面図である。
【図４９】図４９（Ａ）は、図４４に示されるセパレータ配置工程を説明するための平面図、図４９（Ｂ）は、図４９（Ａ）の４９Ｂ−４９Ｂ線に沿う断面図である。
【図５０】図５０（Ａ）は、図４４に示されるホットメルト接着剤配置（排気部形成）工程を説明するための平面図、図５０（Ｂ）は、図５０（Ａ）の５０Ｂ−５０Ｂ線に沿う断面図である。
【図５１】第６の実施形態に係るシール層形成工程を説明するための断面図である。
【図５２】図５２（Ａ）〜（Ｃ）は、第７の実施形態において、内部空間に残留するガスを排気部に向けて移動する様子を示す図である。
【図５３】図５３（Ａ）（Ｂ）は、ガス移動処理を実施するための装置の概略構成を示す正面図、および要部を示す斜視図である。
【図５４】ガス移動処理を実施するための装置の改変例の要部を示す斜視図である。
【図５５】図５５（Ａ）〜（Ｃ）は、第８の実施形態において、内部空間に残留するガスを中央部に向けて移動し、集約している様子を示す図である。
【図５６】内部空間に残留するガスを、セパレータを通して、吸引部材によって吸引している様子を示す断面図である。
【図５７】図５７（Ａ）（Ｂ）は、内部空間に残留するガスを中央部に向けて移動し、集約している他の様子を示す図である。
【図５８】図５８（Ａ）（Ｂ）は、セパレータを通してのガス排出処理を実施するための装置の概略構成を示す正面図、および要部を示す斜視図である。
【図５９】サクションローラを示す断面図である。
【符号の説明】
【０２４８】
１０      バイポーラ電池、
２０      充填部、
２１      隙間部、
２２、２３    材料溜め、
２４      未硬化部、
２５      軟化部、
３０      ガス、
３１      内部空間、
３２      排気部、
４０      塗布装置、
４１〜４３  塗布ヘッド、
５１      誘導加熱コイル、
５２      レーザ照射器、
１００    電池要素、積層体、アッシーユニット、
１０４    外装ケース、
１０８    集成体、サブアッシーユニット、
１１０    バイポーラ電極、
１１０ａ  単電池層、
１１１    集電体、
１１２    負極、
１１３    正極、
１１４    第１シール材（充填材料）、
１１５    第１シール層、
１１６    第２シール材（充填材料）、
１１７    第２シール層、
１１８    シール材（充填材料）、
１２０    電解質層、
１２１    セパレータ、
１２４、１２５    電解質、
１３０    組電池、
１３２、１３４    導電バー、
１３６    組電池モジュール、
１３８    車両、
２０８    集成体、
２２１    隙間部、
２２１ａ  高さが低い部位、
３０１    ホットメルト接着部、
３０４    第１ホットメルト接着剤（充填材料）、
３０６    第２ホットメルト接着剤（充填材料）、
３０８    集成体、
３１４    第１シール材（充填材料）、
３１５    第１シール層、
３１６    第２シール材（充填材料）、
３１７    第２シール層、
４０８    集成体、
４１２    ローラ部材、
５０８    集成体、
５１２    サクションローラ（吸引部材）、
５５０    吸引部材、
５５１    吸引ノズル（吸引部材）。
【図１】
2008166256.tif 000003
【図２】
2008166256.tif 000004
【図３】
2008166256.tif 000005
【図４】
2008166256.tif 000006
【図５】
2008166256.tif 000007
【図６】
2008166256.tif 000008
【図７】
2008166256.tif 000009
【図８】
2008166256.tif 000010
【図９】
2008166256.tif 000011
【図１０】
2008166256.tif 000012
【図１１】
2008166256.tif 000013
【図１２】
2008166256.tif 000014
【図１３】
2008166256.tif 000015
【図１４】
2008166256.tif 000016
【図１５】
2008166256.tif 000017
【図１６】
2008166256.tif 000018
【図１７】
2008166256.tif 000019
【図１８】
2008166256.tif 000020
【図１９】
2008166256.tif 000021
【図２０】
2008166256.tif 000022
【図２１】
2008166256.tif 000023
【図２２】
2008166256.tif 000024
【図２３】
2008166256.tif 000025
【図２４】
2008166256.tif 000026
【図２５】
2008166256.tif 000027
【図２６】
2008166256.tif 000028
【図２７】
2008166256.tif 000029
【図２８】
2008166256.tif 000030
【図２９】
2008166256.tif 000031
【図３０】
2008166256.tif 000032
【図３１】
2008166256.tif 000033
【図３２】
2008166256.tif 000034
【図３３】
2008166256.tif 000035
【図３４】
2008166256.tif 000036
【図３５】
2008166256.tif 000037
【図３６】
2008166256.tif 000038
【図３７】
2008166256.tif 000039
【図３８】
2008166256.tif 000040
【図３９】
2008166256.tif 000041
【図４０】
2008166256.tif 000042
【図４１】
2008166256.tif 000043
【図４２】
2008166256.tif 000044
【図４３】
2008166256.tif 000045
【図４４】
2008166256.tif 000046
【図４５】
2008166256.tif 000047
【図４６】
2008166256.tif 000048
【図４７】
2008166256.tif 000049
【図４８】
2008166256.tif 000050
【図４９】
2008166256.tif 000051
【図５０】
2008166256.tif 000052
【図５１】
2008166256.tif 000053
【図５２】
2008166256.tif 000054
【図５３】
2008166256.tif 000055
【図５４】
2008166256.tif 000056
【図５５】
2008166256.tif 000057
【図５６】
2008166256.tif 000058
【図５７】
2008166256.tif 000059
【図５８】
2008166256.tif 000060
【図５９】
2008166256.tif 000061