(57)【要約】【課題】密閉された筐体内に電池セルが収容された電池の製造方法であって、該電池セルに十分な加圧力を発生させるだけの気体を筐体内に封入することが容易な電池の製造方法を提供する。【解決手段】電池セルと、該電池セルを収容して密閉可能な筐体とを備え、電池セルを加圧する気体が筐体内に充填された電池の製造方法であって、電池セルを筐体内に収容する、セル収容工程と、気体の温度が筐体内において電池の使用時の温度より低い温度になるように、気体を筐体内に充填して密閉する、気体封入工程と、を有する、電池の製造方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルと、該電池セルを収容して密閉可能な筐体とを備え、前記電池セルを加圧する気体が前記筐体内に充填された電池の製造方法であって、
前記電池セルを前記筐体内に収容する、セル収容工程と、
前記筐体内に前記気体を充填し終わった時点での前記気体の温度が、前記電池の使用時の温度より低温になるように、前記気体を前記筐体内に充填して密閉する、気体封入工程と、
を有する、電池の製造方法。
【請求項２】
前記気体封入工程において、前記気体を前記筐体内に充填する前に、前記気体の温度を前記電池の使用時の温度より低温にしてから前記筐体内に充填する、請求項１に記載の電池の製造方法。
【請求項３】
前記気体封入工程において、前記気体を液体又は固体を含む状態にして前記筐体内に充填する、請求項１又は２に記載の電池の製造方法。
【請求項４】
前記気体封入工程において、前記筐体を冷却する、請求項１〜３のいずれかに記載の電池の製造方法。
【請求項５】
前記気体として、乾燥空気又は不活性気体を用いる、請求項１〜４のいずれかに記載の電池の製造方法。
【請求項６】
前記セル収容工程が、乾燥空気又は不活性気体雰囲気下で前記電池セルを前記筐体に収容する工程である、請求項１〜５のいずれかに記載の電池の製造方法。
【請求項７】
前記気体封入工程において、前記電池の使用時に前記気体の圧力が０．０１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下となるように、前記気体を前記筐体内に充填する、請求項１〜６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、密閉された筐体内に電池セルが収容された電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、他の二次電池よりもエネルギー密度が高く、高電圧での動作が可能という特徴を有している。そのため、小型軽量化を図りやすい二次電池として携帯電話等の情報機器に使用されており、近年、電気自動車やハイブリッド自動車用等、大型の動力用としての需要も高まっている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池には、正極層及び負極層と、これらの間に配置される電解質層とが備えられ、電解質層に備えられる電解質としては、例えば非水系の液体や固体が用いられる。電解質に液体（以下において、「電解液」という。）が用いられる場合には、電解液が正極層や負極層の内部へと浸透しやすい。そのため、正極層や負極層に含有されている活物質と電解液との界面が形成されやすく、性能を向上させやすい。ところが、広く用いられている電解液は可燃性であるため、安全性を確保するためのシステムを搭載する必要がある。一方、固体の電解質（以下において、「固体電解質」という。）は不燃性であるため、上記システムを簡素化できる。それゆえ、不燃性である固体電解質を含有する層（以下において、「固体電解質層」という。）が備えられる形態のリチウムイオン二次電池（以下において、「固体電池」という。）が提案されている。
【０００４】
このような電池に関する技術として、例えば特許文献１には、リチウムを挿入脱離できる負極及び正極、非水電解液とこれらを収納するケースで構成された素電池（電池セル）を複数個組み合わせて組電池ケース（筐体）に収納してなる組電池において、上記素電池ケース外で、上記組電池ケース内の空間に気体、液体または固体粉末の少なくても１種類、もしくはそれらの混合物質を充填することで組電池ケース内に生じる静水圧を用いて素電池を加圧することを特徴とするリチウム二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２１４６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、リチウムイオン二次電池は大型の動力用としての需要も高まっているため、大容量のリチウムイオン二次電池の開発が要求されている。リチウムイオン二次電池の大容量化を図るためには、特許文献１に開示されている固体電池のように、複数の電池セルを直列又は並列に接続して電池を構成することが考えられる。また、固体電池を大型化しつつ性能を確保するためには、上記のように接続された電池セルを加圧し、電池セル内部での電気抵抗を低減させることが好ましい。特許文献１に記載されている固体電池は、筐体内の空間に気体、液体または固体粉末の少なくても１種類、もしくはそれらの混合物質を充填することで筐体内に生じる静水圧を用いて電池セルを加圧している。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された固体電池のように、気体、液体または固体粉末等の媒体を介して電池セルを加圧する場合、電池セルを十分に加圧できる圧力で媒体を筐体内に封入することが困難であった。
【０００８】
そこで本発明は、密閉された筐体内に電池セルが収容された電池の製造方法であって、該電池セルに十分な加圧力を発生させるだけの気体を筐体内に封入することが容易な電池の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成をとる。すなわち、
本発明は、電池セルと、該電池セルを収容して密閉可能な筐体とを備え、電池セルを加圧する気体が筐体内に充填された電池の製造方法であって、電池セルを筐体内に収容する、セル収容工程と、筐体内に気体を充填し終わった時点での該気体の温度が、電池の使用時の温度より低温になるように、気体を筐体内に充填して密閉する、気体封入工程と、を有する、電池の製造方法である。
【００１０】
ここに、本発明において、「電池セル」とは、正極層と負極層と正極層及び負極層の間に配設された電解質とを含み、電気化学反応で生じたイオン及び電子が移動することによって生じる電気エネルギーを外部に取り出せる構造体をいう。また、本発明において、「筐体」は、電池セルを収容する容器である。本発明における筐体は、電池セル及び当該電池セルを加圧する気体を収容して密閉できる構成であれば良い。また、本発明において、「電池セルを加圧する気体」とは、電池の使用時に気体状態であり、筐体内に収容された電池セルを加圧できる物質を意味する。なお、本発明において、「電池の使用時」とは、電気エネルギーを電池セルから外部へ取り出す直前から直後までの間を意味する。また、本発明において、「電池の使用時の温度より低温」とは、電池の使用時において、筐体内で電池セルを加圧する気体が取り得る温度範囲の最低温度より低い温度を意味する。
【００１１】
また、上記本発明の電池の製造方法の気体封入工程において、気体を筐体内に充填する前に、該気体の温度を電池の使用時の温度より低温にしてから筐体内に充填することが好ましい。
【００１２】
また、上記本発明の電池の製造方法の気体封入工程において、筐体内で電池セルを加圧する気体を液体又は固体を含む状態にして筐体内に充填することが好ましい。
【００１３】
ここに、本発明において、「気体を液体又は固体を含む状態にして」とは、電池の使用時には筐体内で気体となっている物質を、一旦、液体又は固体を含む状態にすることを意味する。なお、「液体又は固体を含む状態」とは、全てが液体状態又は固体状態であってもよく、液体及び固体が混在する状態であってもよく、液体及び／又は固体と気体とが混在する状態であってもよい。
【００１４】
また、上記本発明の電池の製造方法の気体封入工程において、筐体を冷却することが好ましい。
【００１５】
また、上記本発明の電池の製造方法において、筐体内で電池セルを加圧する気体として、乾燥空気又は不活性気体を用いることが好ましい。
【００１６】
ここに、本発明において、「不活性気体」とは、筐体内において電池の使用を阻害するような反応を起こさない気体を意味する。これらの気体は一種を単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。
【００１７】
また、上記本発明の電池の製造方法において、セル収容工程が、乾燥空気又は不活性気体雰囲気下で電池セルを筐体に収容する工程であることが好ましい。
【００１８】
また、上記本発明の電池の製造方法の気体封入工程において、電池の使用時に気体の圧力が０．０１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下となるように、気体を筐体内に充填することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電池の製造方法によれば、筐体内に気体を充填し終わった時点での該気体の温度が、電池の使用時の温度より低温になるように、気体を筐体内に充填して密閉することによって、電池の使用時の温度での体積よりある程度収縮させた状態で気体を筐体内に充填することができる。気体を充填後に筐体を密閉することによって、該気体の体積は略一定となる。一方、気体は電池の使用時の温度より低い温度で筐体内に充填されているため、電池の使用時等には該気体の温度が上昇する。筐体内に充填された気体は、電池の使用時等に、体積が略一定の状態で温度が上昇するため、圧力が上昇し、筐体内に収容された電池セルを等方加圧することができる。したがって、本発明の電池の製造方法によれば、電池セルが収容された筐体内に所定の条件で気体を充填するだけで、該気体によって筐体内に収容された電池セルを十分に加圧することができる。すなわち、本発明の電池の製造方法によれば、密閉された筐体内に収容された電池セルに十分な加圧力を発生させるだけの気体を筐体内に封入することが容易である。
【００２０】
また、本発明において、気体封入工程で、気体を筐体内に充填する前に、該気体の温度を電池の使用時の温度より低温にしてから筐体内に充填することによって、筐体内に気体を充填し終わった時点での該気体の温度を、電池の使用時の温度より低温にすることが容易になる。
【００２１】
また、本発明において、気体封入工程で、筐体内で電池セルを加圧する気体を液体又は固体を含む状態にして筐体内に充填することによって、筐体内に気体を充填し終わった時点での該気体の温度を、電池の使用時の温度より低温にすることが容易になる。
【００２２】
また、本発明において、気体封入工程で筐体を冷却することにより、筐体内に充填された気体を冷却しながら、又は筐体内に充填された気体の温度上昇を抑えながら、気体を充填し続けられるため、筐体内に気体を充填し終わった時点での該気体の温度を、電池の使用時の温度より低温にすることが容易になる。
【００２３】
また、本発明において、筐体内で電池セルを加圧する気体として、乾燥空気又は不活性気体を用いることによって、当該気体と筐体内の部材との間で電池の使用を阻害する反応が起こることを抑制できる。
【００２４】
また、本発明において、セル収容工程を、乾燥空気又は不活性気体雰囲気下で電池セルを筐体に収容する工程とすることによって、セル収容工程において筐体内に乾燥空気又は不活性気体以外の気体が混入することを防止できる。
【００２５】
また、本発明において、電池の使用時に気体の圧力が０．０１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下となるように気体を筐体内に充填することによって、電池セル等の電池を構成する部材が破損することを防止しつつ、筐体内の電池セルを十分に加圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の電池の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の電池の製造方法によって得られる電池の一例について、その構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の電池の製造方法によって得られる電池の他の例について、その構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の電池の製造方法によって得られる電池の他の例について、その構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ、本発明について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の電池の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１に示した本発明の電池の製造方法は、セル作製工程（以下、「Ｓ１１」と表記する場合がある。）と、セル収容工程（以下、「Ｓ１２」と表記する場合がある。）と、気体封入工程（以下、「Ｓ１３」と表記する場合がある。）とを有する。これらの工程を経ることによって、電池を製造することができる。図２〜図４は、本発明の電池の製造方法によって得られる電池の一例について、その構成を概略的に示す図である。図２〜図４では、電池の構成について理解を容易にするため、電池セル等を簡略化して示している。また、図２〜図４において、同様の構成のものには同符号を付している。
【００２９】
図２に示した電池１００は、複数の電池セル１、１、…、を有する電池モジュール１１と、電池モジュール１１を収容した筐体８とを有している。さらに、筐体８内には電池セル１、１、…を加圧する気体１０が充填されている。
【００３０】
筐体８は、気体１０の圧力に耐え得る構造を有している。また、筐体８は、密閉可能な容器である。気体１０の圧力に耐え得る程度の密閉性を筐体８に備えさせることによって、筐体８内への水分の侵入を防止する機能を高められる。さらに、筐体８には封入口９が設けられており、後に説明するようにして、封入口９から気体１０を筐体８内に充填することができる。封入口９は、気体１０を筐体８内に充填可能であり、筐体８内の気体１０が筐体８外に漏洩することを防止できる構造を有している。このような形態とする具体例としては、封入口９に適宜開閉可能な弁を設けることが考えられる。また、筐体８内に気体１０を充填した後に封入口９を封じることによって、筐体８内の気体１０が筐体８外に漏洩することを防止してもよい。ただし、メンテナンス性等を考慮すると、封入口９に適宜開閉可能な弁を設けることが好ましい。封入口９に適宜開閉可能な弁を設けることによって、経時変化によって筐体８内の気体１０の圧力が低下した場合に、封入口９に設けられた弁を解放し、筐体８内にさらに気体１０を充填して筐体８内の気体１０の圧力を所定の値に戻すことができる。なお、図示はしていないが、筐体８には、電池として必要な電流端子及びセンサ等の導入口・出口が備えられている。
【００３１】
気体１０は、筐体８内で電池セル１、１、…を加圧している。気体１０によって電池セル１、１、…を加圧する構造とすることにより、電池１００の質量エネルギー密度の低下を抑制しつつ、筐体８内に収容された全ての電池セル１、１、…を均等かつ定圧で等方加圧し、高い電池性能を確保することが容易になる。
【００３２】
電池セル１は、正極層と、負極層と、正極層及び負極層の間に配設された電解質層とを有している。正極層は少なくとも正極活物質を有する層であり、正極層には正極集電体が接続されている。負極層は少なくとも負極活物質を有する層であり、負極層には負極集電体が接続されている。電池セル１としては、従来の電池に用いられているものを特に限定することなく用いることができる。例えば、一般的な液電池、ゲル電解質を用いた電池、ポリマー電池、酸化物や硫化物を含む固体電解質を用いた電池等を用いることができる。
【００３３】
電池モジュール１１は、複数の電池セル１、１、…と、当該電池セル１から電気エネルギーを取り出せるように、複数の電池セル１、１、…のそれぞれに接続された端子２、２、…、及び端子３、３、…と、端子２、２、…、を接続するセル間接続端子４と、端子３、３、…、を接続するセル間接続端子５と、端子２、２、…のいずれか、又はセル間接続端子４に接続された正極端子６と、端子３、３、…のいずれか、又はセル間接続端子５に接続された負極端子７とを備えている。電池セル１では、端子２が正極集電体に接続され、端子３が負極集電体に接続される。端子２、３、セル間接続端子４、５、正極端子６及び負極端子７としては、導電性を有するものであって、従来の電池に用いられるものであれば、特に限定されることなく用いることができる。このように、複数の電池セル１、１、…を接続することによって、電池モジュール１１の高容量化を図ることができる。電池モジュール１１に備えられる電池セル１の数は特に限定されず、１つでもよく、直列又は並列に接続された電池セル１を複数備えていてもよい。
【００３４】
また、本発明において、筐体内に収容される電池モジュールの数は特に限定されない。図３に示した電池２００は、筐体２８内に２つの電池モジュール１１を収容した形態の電池である。筐体２８は、電池モジュール１１を２つ収容可能な空間を有する以外は、筐体８と同様とすることができる。
【００３５】
また、本発明に用いる筐体としては、図４に示した電池３００のように、循環手段３１を内側に有する筐体３８を用いることもできる。筐体３８は、循環手段３１を有する以外は筐体８と同様とすることができる。循環手段３１は筐体３８内の気体１０を攪拌できるものであれば特に限定されず、公知のファン等を用いることができる。循環手段３１を使用することによって、筐体３８内の気体１０を攪拌し、筐体３８内において気体１０の温度等を均一に近付けることができるため、電池セル１、１、…に均等な圧力を付与しやすくなる。同時に、気体１０によって電池セル１、１、…を冷却するという効果も加えることができる。
【００３６】
＜セル作製工程（Ｓ１１）＞
Ｓ１１は、電池セルを作製する工程である。本発明において、使用できる電池セルは特に限定されるものではなく、公知のものを適宜用いることができる。また、本発明において、電池セルの製造方法は特に限定されず、公知の方法を適宜用いることができる。
【００３７】
電池セル１として硫化物全固体電池を用いる場合、Ｓ１１は、例えば、以下に説明する正極集電体、正極層、固体電解質層、負極層、及び負極集電体を、この順で積層し、これらを積層した積層体を圧縮して外装材へと収容することにより、電池セル１を作製する工程とすることができる。
【００３８】
固体電解質層は、硫化物固体電解質をプレスして作製することができる。または、硫化物固体電解質を溶媒と混ぜてスラリー状にしたものを塗布して乾燥させることによっても、固体電解質層を作製することができる。固体電解質層は、後に説明する正極層又は負極層上に形成することができる。
【００３９】
固体電解質層に用いる硫化物固体電解質としては、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−Ｌｉ２Ｏ−ＬｉＩ、Ｌｉ２−Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−ＬｉＩ、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ＬｉＳ２−ＳｉＳ２−ＬｉＩ、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−ＬｉＢｒ、ＬｉＳ２−ＳｉＳ２−ＬｉＣｌ、ＬｉＳ２−ＳｉＳ２−Ｂ２Ｓ３−ＬｉＩ、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−Ｐ２Ｓ５−ＬｉＩ、ＬｉＳ２−Ｂ２Ｓ３、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−ＺｍＳｎ（ただし、ｍ、ｎは正の数。Ｚは、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｇａのいずれか。）、Ｌｉ２Ｓ−ＧｅＳ２、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−Ｌｉ３ＰＯ４、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−ＬｉｘＭＯｙ（ただし、ｘ、ｙは正の数。Ｍは、Ｐ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎのいずれか。）等を例示することができる。
【００４０】
正極層は、正極材（リチウム遷移金属酸化物、カルコゲン化合物）と固体電解質とを含む正極合材をプレスして作製することができる。または、当該正極合材を溶媒と混ぜてスラリー状にしたものを塗布して乾燥させることによっても、正極層を作製することができる。このとき、当該正極合材を正極集電体として機能する導電性材料（例えば、金属箔）上に配置又は塗布して正極層を作製することが好ましい。金属箔上に正極層を形成することによって、正極層と金属箔とを強く密着させることが可能になる。正極集電体に使用可能な金属箔としては、例えば、Ａｌ箔、Ｃｕ箔、Ｎｉ箔、Ｆｅ箔、ＣｕＮｉ箔、及び、ＣｕＦｅ箔等を挙げることができる。
【００４１】
正極層に用いるリチウム遷移金属酸化物としては、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、鉄オリビン、コバルトオリビン、マンガンオリビン、チタン酸リチウム等が挙げられる。また、正極層に用いるカルコゲン化合物としては、銅シュブレル、硫化鉄、硫化コバルト、硫化ニッケル等が挙げられる。また、正極層に用いる固体電解質としては、上記固体電解質層に用いる硫化物固体電解質と同様のものを用いることができる。
【００４２】
負極層は、負極材（カーボン、リチウム遷移金属酸化物、金属合金）と固体電解質とを含む負極合材をプレス（例えば、４．０ｔｏｎ／ｃｍ２程度）して作製することができる。このとき、当該負極合材を負極集電体として機能する導電性材料（例えば、金属箔）上に配置して負極層を作製することができる。負極集電体に使用可能な金属箔としては、例えば、Ａｌ箔、Ｃｕ箔、Ｎｉ箔、Ｆｅ箔、ＣｕＮｉ箔、及び、ＣｕＦｅ箔等を挙げることができる。
【００４３】
負極層に用いるリチウム遷移金属酸化物としては、チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）等が挙げられる。また、負極層に用いる金属合金としては、Ｌａ３Ｎｉ２Ｓｎ７等が挙げられる。また、負極層に用いる固体電解質としては、上記固体電解質層に用いる硫化物固体電解質と同様のものを用いることができる。
【００４４】
電池セル１の外装材としては、後述する気体１０の圧力によって破損しない程度の強度を有するとともに、当該気体１０のよる圧力を内部の正極層、負極層、及び電解質層等に伝えられる程度の柔軟性を有するものが好ましい。このような外装材としては、公知のものを用いることができる。なお、図２〜図４には、電池セル１を板状に示しているが、本発明に用いることができる電池セルの形態はかかる形態に限定されず、電池セルの外装材は、電池セルの形態に応じた形状ものを適宜選択すればよい。電池セルの形態としては、例えば、正極集電体、正極層、固体電解質層、負極層、及び負極集電体を板状に積層した形態や、該積層体を折り畳んだ形態や、該積層体を捲回した形態などがある。このような形態に応じた外装材として、アルミニウムや樹脂等からなる公知のラミネートシート、アルミニウム等からなる直方体状や円筒状のケース等が考えられる。
【００４５】
＜セル収容工程（Ｓ１２）＞
Ｓ１２は、電池セルを筐体内に収容する工程である。
【００４６】
筐体内に収容する電池セルの数はとくに限定されない。Ｓ１２は、例えば、図２〜図４に示した電池１００、２００、３００のように、複数の電池セル１、１、…、を有する電池モジュール１１を用意し、当該電池モジュール１１を筐体８内に収容する工程とすることができる。このとき、正極端子６及び負極端子７を介して電池エネルギーを外部に取り出せるように、電池モジュール１１を筐体８内に収容する。
【００４７】
Ｓ１２は、乾燥空気又は不活性気体雰囲気下で電池セルを筐体内に収容する工程とすることが好ましい。かかる形態とすることによって、Ｓ１２において、筐体内に乾燥空気又は不活性気体以外の気体が筐体内に混入することを防止できる。乾燥空気又は不活性気体以外の気体が筐体内に混入させないことによって、筐体内において、電池の使用を阻害するような反応が起きることを防止できる。
【００４８】
＜気体封入工程（Ｓ１３）＞
Ｓ１３は、筐体内に気体を充填し終わった時点での該気体の温度が、電池の使用時の温度より低温になるように、気体を筐体内に充填して密閉する工程である。以下、図２に示した電池１００の製造方法を例にして説明すると、Ｓ１３は、筐体８に設けられた封入口９から気体１０を筐体８内に封入する工程とすることができる。筐体８内に気体１０を充填し終わった時点での気体１０の温度が、電池１００の使用時の温度より低温になるように、気体１０を筐体８内に充填して密閉することによって、電池１００の使用時の温度での体積よりある程度収縮させた状態で気体１０を筐体８内に充填することができる。気体１０を充填後に筐体８を密閉することによって、気体１０の体積は略一定となる。一方、気体１０は電池１００の使用時の温度より低い温度で筐体８内に充填されているため、電池１００の使用時等には気体１０の温度が上昇する。筐体８内に充填された気体１０は、体積が略一定の状態で温度が上昇するため、圧力が上昇し、筐体８内に収容された電池セル１、１、…を等方加圧することができる。したがって、本発明の電池の製造方法によれば、電池セルが収容された筐体内に所定の条件で気体を充填するだけで、該気体によって筐体内に収容された電池セルを十分に加圧することができる。すなわち、本発明の電池の製造方法によれば、密閉された筐体内に収容された電池セルに十分な加圧力を発生させるだけの気体を筐体内に封入することが容易である。
【００４９】
また、Ｓ１３は、気体１０を筐体８内に充填する前に、気体１０の温度を電池１００の使用時の温度より低温にしてから筐体８内に充填する工程であることが好ましい。かかる形態とすることによって、筐体８内に気体１０を充填し終わった時点での気体１０の温度を、電池１００の使用時の温度より低温にすることが容易になる。
【００５０】
また、Ｓ１３は、気体１０を、当該気体１０を構成する物質の液体又は固体を含む状態にして筐体８内に充填する工程とすることが好ましい。かかる形態とすることによっても、筐体８内に気体１０を充填し終わった時点での気体１０の温度を、電池１００の使用時の温度より低温にすることが容易になる。
【００５１】
また、Ｓ１３は、筐体８を冷却して行うことも好ましい。かかる形態とすることによって、筐体８内に充填された気体１０を冷却しながら、又は筐体８内に充填された気体１０の温度上昇を抑えながら、気体１０を筐体８内に充填し続けられるため、筐体８内に気体１０を充填し終わった時点での気体１０の温度を、電池１００の使用時の温度より低温にすることが容易になる。
【００５２】
本発明に用いる気体１０としては、乾燥空気又は不活性気体を用いることが好ましい。不活性気体としては、窒素や公知の冷媒等を挙げることができる。当該冷媒としては、ＨＦＣ（Ｒ４１０ＡやＲ４０７Ｃ）等のフッ素系ガス、イソブタン、二酸化炭素等を挙げることができる。気体１０として用いるこれらの気体は、一種を単独で用いてもよく二種以上を混合して用いてもよい。気体１０として、乾燥空気又は不活性気体を用いることによって、気体１０と筐体８内の部材との間で電池１００の使用を阻害する反応が起こることを抑制できる。
【００５３】
電池セルは、出力及び耐久性の温度依存性が高い。そのため、電池セルを保温又は冷却することによって、電池セルの耐久性及び高出力を確保することができる。本発明によれば、筐体内において、電池セルの周囲に気体の層が形成されるため、該気体の層によって、電池セルを保温及び冷却する効果を生じさせることができる。また、電池セルを加圧する気体として上記冷媒を用い、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器等を組み合わせて用いることによって、電池の使用中に電池セルを冷却することができる。すなわち、気体１０として冷媒を用いることによって、圧縮機を用いて気体１０を圧縮し、次いで凝縮器を用いて圧縮した気体１０を冷却して圧力が高い液体を作り、膨張弁で当該液体の圧力を下げ、蒸発器を用いて当該液体を低温で気化させることによって、そのときの気化熱で電池セル１の熱を奪って冷却することができる。
【００５４】
また、Ｓ１３では、電池１００の使用時に気体１０の圧力が０．０１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下となるように、筐体８内に気体１０を充填することが好ましい。気体１０のより好ましい圧力範囲は、０．１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下である。気体１０の圧力が０．０１ＭＰａ未満であれば、気体１０によって電池セル１、１、…を加圧する力が不十分になる虞がある。一方、気体１０の圧力が２０ＭＰａを超えると、その圧力に耐えうる筐体８や電池セル１等を作製することが困難になる。
【００５５】
以上、現時点において最も実践的で好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明した。しかしながら、本発明は本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電池の製造方法もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の電池の製造方法は、携帯機器、電気自動車、ハイブリッド車等の電源として用いられる電池の製造に適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  電池セル
２  端子
３  端子
４  セル間接続端子
５  セル間接続端子
６  正極端子
７  負極端子
８  筐体
９  封入口
１０  気体
１１  電池モジュール
２８  筐体
３８  筐体
３１  循環手段
１００、２００、３００  電池
【図１】
2012119153.tif 000003
【図２】
2012119153.tif 000004
【図３】
2012119153.tif 000005
【図４】
2012119153.tif 000006