(57)【要約】【課題】発電性能の高い電池を製造することが可能な、電池の製造方法を提供する。【解決手段】型枠との間に隙間を有するように、電池セルを型枠内へ配置する型枠内配置工程と、該型枠配置工程後に、隙間へ流体を流入させる流入工程と、該流入工程後に、隙間へ流入させた流体に、２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力を加える加圧工程と、隙間へ流入させた樹脂を硬化させる硬化工程とを有する、電池の製造方法とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周の少なくとも一部が硬化樹脂で覆われた電池セルを有する電池を製造する方法であって、
型枠との間に隙間を有するように、前記電池セルを前記型枠内へ配置する型枠内配置工程と、
前記型枠内配置工程後に、前記隙間へ流体を流入させる流入工程と、
前記流入工程後に、前記隙間へ流入させた前記流体に、２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力を加える加圧工程と、
前記隙間へ流入させた樹脂を硬化させる硬化工程と、
を有する、電池の製造方法。
【請求項２】
前記流体が、流動状態の樹脂である、請求項１に記載の電池の製造方法。
【請求項３】
前記流体が、前記隙間へと流入させる前記樹脂とは異なる流体であり、且つ、前記加圧工程と前記硬化工程との間に、前記隙間へ樹脂を流入させる樹脂流入工程を有する、請求項１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、硬化した樹脂が周囲に配置された電池セルを有する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、電気自動車用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状や固体状の物質が用いられる。液体状の電解質（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、不燃性である固体状の電解質（以下において、「固体電解質」という。）を用いると、上記システムを簡素化できる。それゆえ、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】
このような固体電池に関する技術として、例えば特許文献１には、正極と負極との間に固体電解質を介在させてなる全固体電池素子が外装材で被覆され、固体電解質が硫化物系化合物を含有し、外装材が熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなり、外装材に吸着剤及び／又はアルカリ性物質を含有させた全固体電池が開示されている。特許文献１では、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン樹脂やプリブタジエン樹脂等が例示されており、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂等が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０３２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
固体電池では、性能を高めるために、電解液が用いられるリチウムイオン二次電池に比べ高圧に加圧する必要がある。性能を高めた固体電池を得るには、固体電池セルに均一な圧力を付与することが重要であるが、従来の平面プレスやロールプレスでは、表面に凹凸を有する固体電池セルを均一に加圧することは困難であるため、固体電池の発電性能を向上させ難かった。また、自動車等の高電圧、高容量が必要な物に固体電池を用いる場合には、複数の固体電池セルを重ねて更に外部から拘束した構造としなければならない。複数の固体電池セルを重ねると、各々の固体電池セルの厚さばらつきが累積し、端子の位置を事前に推定することが困難である。そのため、複数の固体電池セルの端子接続配線のコストが増大しやすかった。加えて、複数の固体電池セルを重ねて外部から拘束する場合、各々の固体電池セルが凹凸を有しているため、外部から拘束する際に各々の固体電池セルを均一に加圧することは極めて困難である。
特許文献１に開示されている技術では、型枠内に樹脂を充填し、冷却して樹脂を硬化させた後に金型から外しており、型枠内で固体電子素子に圧力を付与していない。そのため、固体電池素子表面の凹凸を低減することは困難である。固体電池素子の表面に凹凸が存在する状態で周囲の樹脂が硬化すると、固体電池素子に均一な圧力を付与することが困難になり、固体電素子内において部位毎に発電のムラ等が生じやすい。したがって、特許文献１に開示されている技術を用いて電池を製造しても、発電性能を向上させ難いという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、発電性能の高い電池を製造することが可能な、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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
本発明は、外周の少なくとも一部が硬化樹脂で覆われた電池セルを有する電池を製造する方法であって、型枠との間に隙間を有するように、電池セルを型枠内へ配置する型枠内配置工程と、該型枠内配置工程後に、隙間へ流体を流入させる流入工程と、該流入工程後に、隙間へ流入させた流体に、２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力を加える加圧工程と、隙間へ流入させた樹脂を硬化させる硬化工程と、を有する、電池の製造方法である。
【０００９】
本発明の電池の製造方法は、電池セルと型枠との隙間に流入させた流体に、２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力を加える工程を有している。流体を用いて電池セルにこのような圧力を加えることにより、電池セル表面が凹凸を有していても均等に各電池セルに加圧ができ、加圧後の電池セルに電池セル表面に倣う液体樹脂を注入することにより外部から電池セルに均等に拘束圧を付与できる。外部から拘束圧が均等に付与されることにより、電池セルの発電ムラを低減することが可能になり、その結果、電池の性能を高めることが可能になる。さらに、型枠内の隙間へ流入させた樹脂を硬化させる工程を有しているので、型枠内に複数の電池セルを配置する場合には、硬化させた樹脂によって複数の電池セルを固定することができる。かかる形態とすることにより、複数の電池セルそれぞれに備えられている端子の位置を定めやすくなるので、電池の性能を高めやすくなる。したがって、本発明によれば、発電性能の高い電池を製造することが可能な、電池の製造方法を提供することができる。なお、本発明の電池の製造方法では、加圧工程で加えられる圧力の上限値を「６００ＭＰａ以下」としたが、型枠及びポンプ強度が許すならそれ以上の圧力（例えば、９００ＭＰａ）であっても良い。以下においても同様である。
【００１０】
また、上記本発明において、流体が、流動状態の樹脂であっても良い。流入工程で型枠内の隙間へ流入させる流体が、流動状態の樹脂であることにより、加圧工程において２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力を加えられた流動状態の樹脂を用いて電池セルを加圧することができ、電池セルが加圧された状態を維持しながら、硬化工程で樹脂を硬化させることが可能になる。かかる形態とすることにより、後工程で外部拘束の装置等を取り付けることにより、電池セル全体を均一に加圧でき、電池性能を高めやすくなる。
【００１１】
また、上記本発明において、流体が、隙間へと流入させる樹脂とは異なる流体であり、且つ、加圧工程と硬化工程との間に、隙間へ樹脂を流入させる樹脂流入工程を有していても良い。樹脂とは異なる流体が、流入工程で用いられる形態であっても、電池セルを、外部からの拘束圧が均等に付与される形態にすることが可能になるので、発電性能の高い電池を製造することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発電性能の高い電池を製造することが可能な、電池の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電池セル１を説明する図である。図１（ａ）は電池セル１の正面図であり、図１（ｂ）は電池セル１の側面図であり、図１（ｃ）は電池セル１の断面図である。
【図２】第１実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明するフロー図である。
【図３】第１実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明する図である。
【図４】第１実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明する図である。
【図５】第２実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明するフロー図である。
【図６】第２実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明する図である。
【図７】第２実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明する図である。
【図８】第３実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明するフロー図である。
【図９】第３実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明する図である。
【図１０】第３実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明する図である。
【図１１】第３実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明する図である。
【図１２】第４実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明するフロー図である。
【図１３】第４実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明する図である。
【図１４】第４実施形態にかかる本発明の電池の製造方法を説明する図である。
【図１５】セルパック１９を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明について説明する。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されない。
【００１５】
図１は、本発明の電池の製造方法（以下において、「本発明の製造方法」ということがある。）によって製造される電池に備えられる電池セル１を説明する図である。図１（ａ）は電池セル１の正面図であり、図１（ｂ）は電池セル１の側面図であり、図１（ｃ）は電池セル１の断面図である。図１では、電池セル１を簡略化して示しており、図１（ａ）では外装体１ｃに収容されている電極体１ｄを点線で示している。
【００１６】
図１（ａ）に示したように、電池セル１は、外装体１ｃと、外装体１ｃの外側に露出している端子１ａ（以下において、「正極電極体１ａ」ということがある。）及び端子１ｂ（以下において、「負極電極体１ｂ」ということがある。）と、を有し、端子１ａ及び端子１ｂに接続されている電極体１ｄが、外装体１ｃに収容されている。図１（ｃ）に示したように、電極体１ｄは、正極層１ｄｘ及び負極層１ｄｚと、これらの間に配設された電解質層１ｄｙとを有しており、電解質層１ｄｙには、固体電解質が用いられている。すなわち、電池セル１は固体電池である。電解質として固体電解質を用いる固体電池は、電解質と活物質（正極活物質、負極活物質）との界面が固／固界面になるため、電解液を用いる電池と比較して、電解質／活物質界面を物質が移動する際の抵抗が増大しやすい。そこで、抵抗を低減するために、固体電池では、電極体の厚さ方向（正極層、固体電解質層、及び、負極層の積層方向）に、電解液を用いる電池よりも大きな圧縮力が付与される。電極体１ｄへと加えられる圧力が不均一の状態では、電極体１ｄの面内（上記積層方向を法線方向とする平面内）における抵抗にばらつきが生じるため、電池セル１の充放電性能が低下しやすい。それゆえ、発電性能を高めた電池を製造するには、電池に備えられる電池セル１に、外力が均一に付与される形態とすることが好ましい。そこで、本発明の製造方法では、以下に説明する構成とすることにより、電池セル１に外力が均一に付与される形態としている。
【００１７】
図２は、第１実施形態にかかる本発明の製造方法を説明するフロー図であり、図３及び図４は、第１実施形態にかかる本発明の製造方法を説明する図である。図３は電池セル作製工程（Ｓ１１）から加圧工程（Ｓ１５）を説明する図であり、図４は硬化工程（Ｓ１６）及び取り出し工程（Ｓ１７）を説明する図である。図３及び図４において、図１と同様の構成には図１で使用した符号と同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。なお、以下の図面では、繰り返される符号の記載を一部省略することがある。
【００１８】
図２乃至図４に示したように、第１実施形態にかかる本発明の製造方法は、電池セル作製工程（Ｓ１１）と、絶縁処理工程（Ｓ１２）と、型枠内配置工程（Ｓ１３）と、流入工程（Ｓ１４）と、加圧工程（Ｓ１５）と、硬化工程（Ｓ１６）と、取り出し工程（Ｓ１７）と、を有している。
【００１９】
電池セル作製工程（以下において、「Ｓ１１」という。）は、電池セル１、１、…を作製する工程である。Ｓ１１は、電池セル１、１、…を作製可能であれば、その形態は特に限定されず、公知の方法によって電池セル１、１、…を作製する工程とすることができる。Ｓ１１では、例えば、公知の導電性材料によって構成した端子１ａが接続された正極集電体又はそれ自体が正極集電体として機能する端子１ａに、正極活物質及び固体電解質を含有する正極用組成物を塗布し、必要に応じてその厚さ方向に所定の圧力でプレスする過程を経て、正極層を作製することができる。また、公知の導電性材料によって構成した端子１ｂが接続された負極集電体に、負極活物質を含有する負極用組成物を塗布し、必要に応じてその厚さ方向に所定の圧力でプレスする過程を経て、負極層を作製することができる。また、固体電解質を含有する電解質組成物を、正極層及び／又は負極層の表面に塗布し、必要に応じてその厚さ方向に所定の圧力でプレスする過程を経て、固体電解質層を作製することができる。そして、固体電解質層が正極層及び負極層によって挟まれるように積層して積層体を作製した後、必要に応じて積層体の厚さ方向に所定の圧力でプレスする過程を経て、電極体１ｄを作製することができる。こうして、端子１ａ及び端子１ｂが接続された電極体１ｄを作製したら、端子１ａ及び端子１ｂの一端が覆われないようにしながら、外装体（例えば、ラミネートフィルム）で電極体１ｄを包み、外装体内を減圧しながら外装体を密封する過程を経て、端子１ａ及び端子１ｂが接続された電極体１ｄと、これを包む外装体１ｃとを有する電池セル１を作製することができる。
【００２０】
絶縁処理工程（以下において、「Ｓ１２」という。）は、外装体１ｃの外に露出している端子１ａ及び端子１ｂの表面を絶縁材Ｘ、Ｘで覆うことにより、端子１ａ及び端子１ｂの表面が絶縁材Ｘ、Ｘで覆われている電池セル１’を得る工程である。端子１ａ及び端子１ｂの表面を絶縁材Ｘで覆うことにより、型枠と電池セル１との絶縁性を確保することができる。
【００２１】
型枠内配置工程（以下において、「Ｓ１３」という。）は、型枠内に複数の電池セル１’、１’、…を配置する工程である。Ｓ１３は、例えば、上側の型２ｘ及び下側の型２ｙに分割可能であり、且つ、電池セル１’、１’、…の周囲に確保される空間（隙間）へと流入される流体が流通可能な流路２ｚ、及び、減圧時に流体が移動する流路２ｚ’を備えた型枠２内に、型枠２と複数の電池セル１’、１’、…との間に隙間を有するように、複数の電池セル１’、１’、…を型枠２内へ配置する工程である。型枠２内に複数の電池セル１’、１’、…を配置した後、型枠２は密封される。
【００２２】
流入工程（以下において、「Ｓ１４」という。）は、Ｓ１３の後に、弁２１を開けた状態でポンプ２０を作動させることによって型枠２内を減圧した後、弁２１を閉じ、弁５を開けた状態で樹脂射出機６を作動させることにより、流動状態の樹脂７を、型枠２内に確保されている、複数の電池セル１’、１’、…と型枠２との隙間へ流入させる工程である。
【００２３】
加圧工程（以下において、「Ｓ１５」という。）は、Ｓ１４の後に、弁５を閉じ、弁４を開けた状態でポンプ３を作動させることにより、Ｓ１４で型枠２内へと流入させた流動状態の樹脂７に、２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力を加える工程である。圧力を２００ＭＰａ以上とするのは、物質が移動する際の抵抗を低減した固体電池を作製するためである。なお、ここでは圧力の上限値を「６００ＭＰａ以下」としたが、型枠２及びポンプ３の強度が許すならそれ以上の圧力（例えば、９００ＭＰａ）であっても良い。
【００２４】
硬化工程（以下において、「Ｓ１６」という。）は、Ｓ１５の後に、Ｓ１５で加えられた圧力が維持された状態で、圧力が加えられた後（３０秒〜１０分以上。ただし使用する電解質、正極材の形状、粒径等で変わる。）、樹脂７を硬化させる工程である。Ｓ１６は、樹脂７を硬化させることが可能であれば、その形態は特に限定されない。Ｓ１６は、例えば、冷却することにより、樹脂７を硬化させる工程、とすることができる。
【００２５】
取り出し工程（以下において、「Ｓ１７」という。）は、Ｓ１６の後に、硬化した樹脂７ｘ及び該樹脂７ｘによって固定された複数の電池セル１’、１’、…を有するセルパック８を、型枠２から取り出す工程である。こうしてセルパック８を取り出したら、絶縁材Ｘ、Ｘ、…を取り外し、セルパックを筐体へ収容する等の過程を経て、電池を製造することができる。
【００２６】
以上説明した、第１実施形態にかかる本発明の製造方法では、Ｓ１５において、２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力に加圧された流動状態の樹脂７を用いて複数の電池セル１’、１’、…を加圧する（型枠２及びポンプ３の強度が許すなら６００ＭＰａ以上の圧力（例えば、９００ＭＰａ）であっても良い）。このような圧力で電池セル１’、１’、…を加圧することにより、電池セル１’、１’、…を、外部からの拘束圧が均等に付与される形態にすることが可能になるので、電池セル１、１、…の発電ムラを低減することが可能になり、その結果、発電性能を高めることが可能になる。また、型枠２内の隙間に流入させた流動状態の樹脂７をＳ１５で加圧し、Ｓ１５で加圧された樹脂７をＳ１６で硬化させる第１実施形態にかかる本発明の製造方法によれば、工程数の増大を防止しつつ、電池セル１’、１’、…が加圧された後、電池セル表面形状に倣った形で樹脂７を硬化させることができる。加圧された状態で複数の電池セル１、１、…の位置が固定されることにより、電池セル１、１、…の抵抗を低減しやすくなるので、発電性能を高めることが可能になる。さらに、第１実施形態にかかる本発明の製造方法では、型枠２内で硬化した樹脂７ｘによって複数の電池セル１’、１’、…の位置を固定することができるので、各電池セル１、１、…に備えられている端子１ａ、１ａ、…及び端子１ｂ、１ｂ、…の位置を定めやすくなる。したがって、第１実施形態にかかる本発明の製造方法によれば、発電性能の高い電池を製造することができる。
【００２７】
また、固体電池は、電極活物質が水分と反応すると性能が低下するため、これを防止するために、ドライルームや局所ドライ装置等を用いる必要がある。上記第１実施形態では、Ｓ１１で電池セル１を作製した後にＳ１５で加圧しているので、電極体１ｄを外装体１ｃで包む前に加圧する形態と比較して、ドライ工程の省スペース化を図ることも可能になる。
【００２８】
本発明の製造方法において、端子１ａ及び端子１ｂは、固体電池の端子として使用可能な公知の導電性材料を適宜用いることができる。そのような導電性材料としては、金属や炭素材料等を例示することができる。
【００２９】
また、外装体１ｃは、固体電池の電極体を密封する外装体として使用可能な公知の材料を適宜用いることができる。そのような外装体としては、ポリエチレン、ポリフッ化ビニルやポリ塩化ビニリデン等で構成された樹脂フィルムのほか、これらの表面にアルミニウム等の金属を蒸着させた金属蒸着フィルム等を例示することができる。
【００３０】
また、電極体１ｄを構成する正極層に用いられる正極活物質としては、固体電池の正極層に含有させることが可能な活物質を適宜用いることができる。そのような正極活物質としては、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等を例示することができる。また、正極層に含有させる固体電解質としては、固体電池の正極層に含有させることが可能な公知の固体電解質を適宜用いることができる。そのような固体電解質としては、Ｌｉ３ＰＯ４等の酸化物系固体電解質のほか、Ｌｉ３ＰＳ４や、Ｌｉ２Ｓ：Ｐ２Ｓ５＝５０：５０〜１００：０となるようにＬｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５を混合して作製した硫化物系固体電解質（例えば、質量比で、Ｌｉ２Ｓ：Ｐ２Ｓ５＝７５：２５となるようにＬｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５を混合して作製した硫化物固体電解質）等を例示することができる。このほか、正極層には、正極活物質と固体電解質とを結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていても良い。正極層に含有させることが可能なバインダーとしては、ブチレンゴム等を例示することができ、正極層に含有させることが可能な導電材としては、カーボンブラック等を例示することができる。また、正極層を作製する際には、固体電池の正極層作製時に用いるスラリーを調整する際に使用可能な公知の溶媒を適宜用いることができる。そのような溶媒としては、ヘプタン等を例示することができる。
【００３１】
また、電極体１ｄを構成する負極層に用いられる負極活物質としては、固体電池の負極層に含有させることが可能な活物質を適宜用いることができる。そのような活物質としては、グラファイト等を例示することができる。また、負極層には固体電解質を含有させることができる。負極層に含有させることが可能な固体電解質としては、正極層に含有させることが可能な上記固体電解質等を例示することができる。このほか、負極層には、負極活物質と固体電解質とを結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていても良い。負極層に含有させることが可能なバインダーや導電材としては、正極層に含有させることが可能な上記バインダーや導電材等を例示することができる。また、負極層を作製する際には、正極層を作製する際に使用可能な上記溶媒等を適宜用いることができる。
【００３２】
また、電極体１ｄを構成する固体電解質層には、正極層に含有させることが可能な上記固体電解質等を用いることができる。固体電解質層を作製する際には、正極層を作製する際に使用可能な上記溶媒等を適宜用いることができる。
【００３３】
また、本発明の製造方法において、絶縁材Ｘは、型枠２と電池セル１との絶縁性を確保可能な公知の絶縁材を適宜用いることができる。そのような絶縁材としては、ポリイミド、エポキシ樹脂等を例示することができる。
【００３４】
また、本発明の製造方法において、型枠２は、Ｓ１５で加えられる圧力に耐え得る公知の材料によって構成された型枠を適宜用いることができる。型枠２は、例えば、ダイス鋼、超硬合金等の金属製とすることができる。
【００３５】
また、本発明の製造方法において、ポンプ３は、型枠２内へ流入させた流体に２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下（型枠２及びポンプ３の強度が許すならそれ以上の圧力（例えば、９００ＭＰａ）も可。）の圧力を付与可能な、公知のポンプを適宜用いることができる。さらに、ポンプ２０は、型枠２内を減圧可能な公知のポンプを適宜用いることができる。
【００３６】
また、本発明の製造方法において、弁４、弁５、及び、弁２１は、公知の弁を適宜用いることができる。さらに、樹脂射出機６は、樹脂を射出成型する際に使用可能な公知の機器を適宜用いることができる。
【００３７】
また、本発明の製造方法において、樹脂７は、固体電池の使用環境に耐え得る、硬化する樹脂を適宜用いることができる。そのような樹脂としては、熱硬化樹脂のユリア樹脂、フェノール樹脂等を例示することができる。
【００３８】
図５は、第２実施形態にかかる本発明の製造方法を説明するフロー図であり、図６及び図７は、第２実施形態にかかる本発明の製造方法を説明する図である。図６及び図７では、第１実施形態と同様の工程の記載を一部省略している。図６は流入工程（Ｓ２４）から樹脂注入工程（Ｓ２７）を説明する図であり、図７は硬化工程（Ｓ２８）及び取り出し工程（Ｓ２９）を説明する図である。以下、図３乃至図７を参照しつつ、第２実施形態にかかる本発明の製造方法について説明する。
【００３９】
図５乃至図７に示したように、第２実施形態にかかる本発明の製造方法は、電池セル作製工程（Ｓ２１）と、絶縁処理工程（Ｓ２２）と、型枠内配置工程（Ｓ２３）と、流入工程（Ｓ２４）と、加圧工程（Ｓ２５）と、液体排出工程（Ｓ２６）と、樹脂流入工程（Ｓ２７）と、硬化工程（Ｓ２８）と、取り出し工程（Ｓ２９）と、を有している。
【００４０】
電池セル作製工程（以下において、「Ｓ２１」という。）は、電池セル１、１、…を作製する工程である。Ｓ２１はＳ１１と同様の工程であるため、ここでは説明を省略する。
【００４１】
絶縁処理工程（以下において、「Ｓ２２」という。）は、外装体１ｃの外に露出している端子１ａ及び端子１ｂの表面を絶縁材Ｘ、Ｘで覆う工程である。Ｓ２２はＳ１２と同様の工程である。
【００４２】
型枠内配置工程（以下において、「Ｓ２３」という。）は、型枠２内に複数の電池セル１’、１’、…を配置する工程である。Ｓ２３はＳ１３と同様の工程であるため、ここでは説明を省略する。
【００４３】
流入工程（以下において、「Ｓ２４」という。）は、Ｓ２３の後に、弁２１を開けた状態でポンプ２０を作動させることによって型枠２内を減圧した後、弁２１を閉じ、弁９を開けた状態で不図示のポンプを作動させることにより、水タンク１０に充填されていた水を、型枠２内に確保されている、複数の電池セル１’、１’、…と型枠２との隙間へと流入させる工程である。
【００４４】
加圧工程（以下において、「Ｓ２５」という。）は、Ｓ２４の後に、弁９を閉じ、弁４を開けた状態でポンプ３を作動させることにより、Ｓ２４で型枠２内へと流入させた水に、２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力を加える工程である。圧力を２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下とする理由は、Ｓ１５の場合と同様である。なお、ここでは圧力の上限値を「６００ＭＰａ以下」としたが、型枠２及びポンプ３の強度が許すならそれ以上の圧力（例えば、９００ＭＰａ）であっても良い。
【００４５】
液体排出工程（以下において、「Ｓ２６」という。）は、Ｓ２５の後に、弁４を閉じ、弁９を開けて不図示のポンプを作動させることにより、電池セル１’、１’、…を加圧していた水を水タンク１０へと排出する工程である。
【００４６】
樹脂流入工程（以下において、「Ｓ２７」という。）は、Ｓ２６の後に、弁９を閉じ、弁５を開けた状態で樹脂射出機６を作動させることにより、流動状態の樹脂７を、型枠２内に確保されている、複数の電池セル１’、１’、…と型枠２との隙間へ流入させる工程である。
【００４７】
硬化工程（以下において、「Ｓ２８」という。）は、Ｓ２７で型枠２内へと流入させた樹脂７を硬化させる工程である。Ｓ２８は、流動状態の樹脂７を硬化させることが可能であれば、その形態は特に限定されない。Ｓ２８は、例えば、冷却することにより、樹脂７を硬化させる工程、とすることができる。
【００４８】
取り出し工程（以下において、「Ｓ２９」という。）は、Ｓ２７の後に、硬化した樹脂７ｙ及び該樹脂７ｙによって固定された複数の電池セル１’、１’、…を有するセルパック８ｘを、型枠２から取り出す工程である。こうしてセルパック８ｘを取り出したら、絶縁材Ｘ、Ｘ、…を取り外し、セルパックを筐体へ収容する等の過程を経て、電池を製造することができる。
【００４９】
以上説明した、第２実施形態にかかる本発明の製造方法では、Ｓ２５において、２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力に加圧された水を用いて複数の電池セル１’、１’、…を加圧する（型枠２及びポンプ３の強度が許すなら６００ＭＰａ以上の圧力（例えば、９００ＭＰａ）であっても良い）。水により加圧した後、樹脂７を注入することにより電池セル表面に倣って樹脂が硬化するため、外部からの拘束力が均等に電池セルにかかり、高性能な電池性能となる。型枠２内の隙間に注入した流動状態の樹脂７をＳ２８で硬化させる第２実施形態にかかる本発明の製造方法によれば、硬化した樹脂７ｙによって複数の電池セル１、１、…の位置を固定することができるので、各電池セル１、１、…に備えられている端子１ａ、１ａ、…及び端子１ｂ、１ｂ、…の位置を定めやすくなる。したがって、第２実施形態にかかる本発明の製造方法によれば、発電性能の高い電池を製造することができる。さらに、第２実施形態にかかる本発明の製造方法では、Ｓ２１で電池セル１を作製した後にＳ２５で加圧しているので、電極体１ｄを外装体１ｃで包む前に加圧する形態と比較して、ドライ工程の省スペース化を図ることも可能になる。
【００５０】
本発明の製造方法において、弁９には公知の弁を適宜用いることができ、水タンク１０は水を収容することが可能な公知のタンクを適宜用いることができる。
【００５１】
図８は、第３実施形態にかかる本発明の製造方法を説明するフロー図であり、図９乃至図１１は、第３実施形態にかかる本発明の製造方法を説明する図である。図９乃至図１１では、第１実施形態と同様の工程の記載を一部省略している。以下、図３、図４、及び、図８乃至図１１を参照しつつ、第３実施形態にかかる本発明の製造方法について説明する。
【００５２】
図８乃至図１１に示したように、第３実施形態にかかる本発明の製造方法は、電池セル作製工程（Ｓ３１）と、絶縁処理工程（Ｓ３２）と、型枠配置工程（Ｓ３３）と、流入硬化工程（Ｓ３４）と、取り出し工程（Ｓ３５）と、を有し、流入硬化工程（Ｓ３４）は、第１流入工程（Ｓ３４ａ）と、第１硬化工程（Ｓ３４ｂ）と、反転工程（Ｓ３４ｃ）と、第２流入工程（Ｓ３４ｄ）と、第２硬化工程（Ｓ３４ｅ）と、第３流入工程（Ｓ３４ｆ）と、加圧工程（Ｓ３４ｇ）と、第３硬化工程（Ｓ３４ｈ）と、を有している。
【００５３】
電池セル作製工程（以下において、「Ｓ３１」という。）は、電池セル１、１、…を作製する工程である。Ｓ３１はＳ１１と同様の工程であるため、ここでは説明を省略する。
【００５４】
絶縁処理工程（以下において、「Ｓ３２」という。）は、外装体１ｃの外に露出している端子１ａ及び端子１ｂの表面を絶縁材Ｘ、Ｘで覆う工程である。Ｓ３２はＳ１２と同様の工程である。
【００５５】
型枠内配置工程（以下において、「Ｓ３３」という。）は、型枠内に複数の電池セル１’、１’、…を配置する工程である。Ｓ３３は、例えば、上側の型１１ｘ及び下側の型１１ｙに分割可能であって、電池セル１’、１’、…の周囲に確保される空間（隙間）へと流入される流体が流通可能な流路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、及び、減圧時に流体が移動する流路１１ｚを備えた型枠１１内に、型枠１１と複数の電池セル１’、１’、…との間に隙間を有するように、複数の電池セル１’、１’、…を型枠１１内へ配置する工程である。型枠１１内に複数の電池セル１’、１’、…を配置した後、型枠１１は密封される。
【００５６】
第１流入工程（以下において、「Ｓ３４ａ」という。）は、Ｓ３３の後に、弁２１を開けた状態でポンプ２０を作動させることによって型枠１１内を減圧した後、弁１３、１４、１５、２１を閉じ、弁１２を開けた状態で樹脂射出機６を作動させることにより、流動状態の樹脂７を、電池セル１’、１’、…の一端側に確保されている、電池セル１’、１’、…と型枠１１との隙間へ流入させる工程である。
【００５７】
第１硬化工程（以下において、「Ｓ３４ｂ」という。）は、Ｓ３４ａの後に、流動状態の樹脂７を硬化させる工程である。Ｓ３４ａはＳ２８と同様の工程であるため、ここでは説明を省略する。
【００５８】
反転工程（以下において、「Ｓ３４ｃ」という。）は、Ｓ３４ｂの後に、型１１ｘが下側に、型１１ｙが上側に配置されるように、型枠１１を回転する工程である。
【００５９】
第２流入工程（以下において、「Ｓ３４ｄ」という。）は、Ｓ３４ｃの後に、弁１２、１３、１５、２１を閉じ、弁１４を開けた状態で樹脂射出機６を作動させることにより、流動状態の樹脂７を、樹脂が配置されていない側の電池セル１’、１’、…の端部に確保されている、電池セル１’、１’、…と型枠１１との隙間へ流入させる工程である。
【００６０】
第２硬化工程（以下において、「Ｓ３４ｅ」という。）は、Ｓ３４ｄの後に、流動状態の樹脂７を硬化させる工程である。Ｓ３４ｅはＳ２８と同様の工程であるため、ここでは説明を省略する。
【００６１】
第３流入工程（以下において、「Ｓ３４ｆ」という。）は、Ｓ３４ｅの後に、弁２１を開けた状態でポンプ２０を作動させることによって型枠１１内を減圧した後、弁１２、１４、１５、２１を閉じ、弁１３を開けた状態で樹脂射出機６を作動させることにより、流動状態の樹脂７を、型枠１１内に確保されている、電池セル１’、１’、…の中央部（硬化した樹脂によって覆われていない部位）と型枠１１との隙間へ流入させる工程である。
【００６２】
加圧工程（以下において、「Ｓ３４ｇ」という。）は、Ｓ３４ｆの後に、弁１３を閉じ、弁１５を開けた状態でポンプ３を作動させることにより、Ｓ３４ｆで型枠１１内へと流入させた流動状態の樹脂７に、２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力を加える工程である。圧力を２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下とする理由は、Ｓ１５の場合と同様である。なお、ここでは圧力の上限値を「６００ＭＰａ以下」としたが、型枠１１及びポンプ３の強度が許すならそれ以上の圧力（例えば、９００ＭＰａ）であっても良い。
【００６３】
第３硬化工程（以下において、「Ｓ３４ｈ」という。）は、Ｓ３４ｇの後に、樹脂７を硬化させる工程である。Ｓ３４ｈはＳ１６と同様の工程であるため、ここでは説明を省略する。
【００６４】
取り出し工程（以下において、「Ｓ３５」という。）は、Ｓ３４ｈの後に、硬化した樹脂７ｘ、７ｙ、７ｙ及び該樹脂７ｘ、７ｙ、７ｙによって固定された複数の電池セル１’、１’、…を有するセルパック８ｙを、型枠１１から取り出す工程である。こうしてセルパック８ｙを取り出したら、絶縁材Ｘ、Ｘ、…を取り外してから筐体にセルパックを収容する等の過程を経て、電池を製造することができる。
【００６５】
以上説明した、第３実施形態にかかる本発明の製造方法では、Ｓ３４ｇにおいて、２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力に加圧された流動状態の樹脂７を用いて複数の電池セル１’、１’、…を加圧する（型枠１１及びポンプ３の強度が許すなら６００ＭＰａ以上の圧力（例えば、９００ＭＰａ）であっても良い）。このような圧力で電池セル１’、１’、…を加圧することにより、電池セル１’、１’、…を均等に加圧でき、電池セル表面に倣って樹脂７を硬化させることにより、外部からの拘束圧を均等に電池セルに加圧でき、その結果、発電性能を高めることが可能になる。さらに、第３実施形態にかかる本発明の製造方法では、Ｓ３４ｂにおいて電池セル１’、１’、…の一端側を硬化した樹脂７ｙで固定し、Ｓ３４ｅにおいて電池セル１’、１’、…の他端側を硬化した樹脂７ｙで固定する。かかる形態とすることにより、電池セル側面部（電極の端部全周）に過剰な圧力が掛かることを防止し、過剰な圧力による電池セル側面部の変形を防止し、電池セルの短絡を防止可能とする。さらに、各電池セル１’、１’、…に備えられている端子１ａ、１ａ、…及び端子１ｂ、１ｂ、…の位置を定め易くする。加えて、第３実施形態にかかる本発明の製造方法では、Ｓ３１で電池セル１’、１’、…を作製した後にＳ３４ｇで加圧しているので、電極体１ｄを外装体１ｃで包む前に加圧する形態と比較して、ドライ工程の省スペース化を図ることも可能になる。
【００６６】
本発明の製造方法において、型枠１１は型枠２と同様の材料によって構成することができ、弁１２、１３、１４、１５には公知の弁を適宜用いることができる。
【００６７】
図１２は、第４実施形態にかかる本発明の製造方法を説明するフロー図であり、図１３及び図１４は、第４実施形態にかかる本発明の製造方法を説明する図である。図１３及び図１４では、第１実施形態と同様の工程の記載を省略している。以下、図３、図４、及び、図１２乃至図１４を参照しつつ、第４実施形態にかかる本発明の製造方法について説明する。
【００６８】
図１２乃至図１４に示したように、第４実施形態にかかる本発明の製造方法は、電池セル作製工程（Ｓ４１）と、接続端子取り付け工程（Ｓ４２）と、型枠内配置工程（Ｓ４３）と、流入工程（Ｓ４４）と、加圧工程（Ｓ４５）と、硬化工程（Ｓ４６）と、取り出し工程（Ｓ４７）と、を有している。
【００６９】
電池セル作製工程（以下において、「Ｓ４１」という。）は、電池セル１、１、…を作製する工程である。Ｓ４１はＳ１１と同様の工程であるため、ここでは説明を省略する。
【００７０】
接続端子取り付け工程（以下において、「Ｓ４２」という。）は、電池セル１、１、…のそれぞれに備えられている端子１ａ、１ａ、…と接続端子１６とを接続し、電池セル１、１、…のそれぞれに備えられている端子１ｂ、１ｂ、…と接続端子１７とを接続する工程である。Ｓ４２は、端子１ａ、１ａ、…と接続端子１６とを接続し、端子１ｂ、１ｂ、…と接続端子１７とを接続可能であれば、その形態は特に限定されない。Ｓ４２は、溶接等の公知の方法によって、端子１ａ、１ａ、…と接続端子１６とを接続し、端子１ｂ、１ｂ、…と接続端子１７とを接続する工程、とすることができる。
【００７１】
型枠内配置工程（以下において、「Ｓ４３」という。）は、Ｓ４２の後に、型枠内へ、接続端子１６、１７に接続された複数の電池セル１、１、…を配置する工程である。Ｓ４３は、例えば、上側の型１８ｘ及び下側の型１８ｙに分割可能であり、且つ、電池セル１、１、…の周囲に確保される空間（隙間）へと流入される流体が流通可能な流路１８ｚ、及び、減圧時に流体が移動する流路１８ｚ’を備えた型枠１８内に、接続端子１６、１７に接続された複数の電池セル１、１、…と型枠１８との間に隙間を有するように、複数の電池セル１、１、…を型枠１８内へ配置する工程である。型枠１８内に複数の電池セル１、１、…を配置した後、型枠１８は密封される。
【００７２】
流入工程（以下において、「Ｓ４４」という。）は、Ｓ４３の後に、弁２１を開けた状態でポンプ２０を作動させることによって型枠１８内を減圧した後、弁２１を閉じ、弁５を開けた状態で樹脂射出機６を作動させることにより、流動状態の樹脂７を、型枠１８内に確保されている、複数の電池セル１、１、…と型枠１８との隙間へ流入させる工程である。
【００７３】
加圧工程（以下において、「Ｓ４５」という。）は、Ｓ４４の後に、弁５を閉じ、弁４を開けた状態でポンプ３を作動させることにより、Ｓ４４で型枠１８内へと流入させた流動状態の樹脂７に、２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力を加える工程である。圧力を２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下とする理由は、Ｓ１５の場合と同様である。なお、ここでは圧力の上限値を「６００ＭＰａ以下」としたが、型枠１８及びポンプ３の強度が許すならそれ以上の圧力（例えば、９００ＭＰａ）であっても良い。
【００７４】
硬化工程（以下において、「Ｓ４６」という。）は、Ｓ４５の後に、Ｓ４５で加えられた圧力が維持された状態で、圧力が加えられている樹脂７を硬化させる工程である。Ｓ４６はＳ１６と同様の工程であるため、ここでは説明を省略する。
【００７５】
取り出し工程（以下において、「Ｓ４７」という。）は、Ｓ４６の後に、硬化した樹脂７ｘ及び該樹脂７ｘによって固定された複数の電池セル１、１、…を有するセルパック８ｚを、型枠１８から取り出す工程である。こうしてセルパック８ｚを取り出したら、セルパック８ｚを筐体へ収容する等の過程を経て、電池を製造することができる。
【００７６】
以上説明した、第４実施形態にかかる本発明の製造方法では、Ｓ４５において、２００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の圧力に加圧された流動状態の樹脂７を用いて複数の電池セル１、１、…を加圧する（型枠１８及びポンプ３の強度が許すなら６００ＭＰａ以上の圧力（例えば、９００ＭＰａ）であっても良い）。このような圧力で電池セル１、１、…を加圧することにより、第１実施形態にかかる本発明の製造方法と同様に、電池セル表面形状に倣った形で樹脂７を硬化させることができるので、発電性能を高めることが可能になる。さらに、第４実施形態にかかる本発明の製造方法では、Ｓ４２において、端子１ａ、１ａ、…と接続端子１６とを接続し、且つ、端子１ｂ、１ｂ、…と接続端子１７とを接続する。かかる形態であっても、端子１ａ、１ａ、…及び端子１ｂ、１ｂ、…の位置を定めることが可能である。加えて、第４実施形態にかかる本発明の製造方法では、Ｓ４１で電池セル１、１、…を作製した後にＳ４５で加圧しているので、電極体１ｄを外装体１ｃで包む前に加圧する形態と比較して、ドライ工程の省スペース化を図ることも可能になる。
【００７７】
本発明の製造方法において、接続端子１６、１７は端子１ａ、１ｂと同様の材料によって構成することができ、型枠１８は型枠２と同様の材料によって構成することができる。
【００７８】
以上説明した、本発明の製造方法によれば、例えば、型枠２、１１、１８の形状を変更することにより、セルパックを構成する隣り合う電池セル１、１の間隔を変更することができる。また、本発明の製造方法に関する上記説明では、複数の電池セル１、１、…を固定する硬化した樹脂７ｘ、７ｙに孔が設けられていない形態を例示したが、本発明の製造方法は当該形態に限定されない。本発明の製造方法で製造されるセルパックは、例えば図１５に示したように、複数の孔１９ｘ、１９ｘ、…を有する硬化した樹脂によって固定された複数の電池セル１、１、…を有するセルパック１９であっても良い。このようなセルパック１９は、例えば、取り出し工程後に、樹脂に孔を開けることにより、作製することができる。
【００７９】
本発明の製造方法に関する上記説明では、圧力を加えられた水又は流動状態の樹脂を介して、型枠２、１１、１８内に配置された複数の電池セル１、１、…を加圧する形態を例示したが、本発明の製造方法は当該形態に限定されない。本発明の製造方法は、水及び樹脂以外の流体を用いて、型枠内に配置された複数の電池セルを加圧する形態とすることも可能である。そのような、水及び樹脂以外の流体としては、油やアルコール等を例示することができる。
【００８０】
本発明の製造方法によって製造される電池は、複数の電池セルを固定する硬化した樹脂によって、セルパックの強度を確保することが可能である。また、本発明の製造方法によって製造される電池は、その使用時に、電池セル内の圧力が所定値以上に上昇すると、複数の電池セルを固定している樹脂が破断することにより電池セルの外装体を破損させ、この外装体の破損部位から、外装体内の気体を逃がすことが可能になる。このような形態とすることにより、安全弁又はガスリリース弁を不用にすることが可能になる。
【符号の説明】
【００８１】
Ｘ…絶縁材
１…電池セル
１ａ、１ｂ…端子
１ｃ…外装体
１ｄ…電極体
２、１１、１８…型枠
２ｘ、１１ｘ、１８ｘ…上側の型
２ｙ、１１ｙ、１８ｙ…下側の型
２ｚ、２ｚ’、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｚ、１８ｚ、１８ｚ’…流路
３、２０…ポンプ
４、５、９、１２、１３、１４、１５、２１…弁
６…樹脂射出機
７、７ｘ、７ｙ…樹脂
８、８ｘ、８ｙ、８ｚ、１９…セルパック
１０…水タンク
１６、１７…接続端子
１９ｘ…孔
【図２】
2013069529.tif 000003
【図５】
2013069529.tif 000004
【図８】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１】
2013069529.tif 000008
【図３】
2013069529.tif 000009
【図４】
2013069529.tif 000010
【図６】
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【図７】
2013069529.tif 000012
【図９】
2013069529.tif 000013
【図１０】
2013069529.tif 000014
【図１１】
2013069529.tif 000015
【図１３】
2013069529.tif 000016
【図１４】
2013069529.tif 000017