(57)【要約】【課題】電極群内での電解液の含浸ムラを生じさせ難く、短時間で電解液を注液することが可能なフィルム外装電気デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】セパレータを介して積層された正極と負極とを有する電極群を収納した開口部を有する袋状ラミネートフィルム外装材が設置された注液チャンバ内を大気圧より低い圧力まで減圧する減圧工程と、前記減圧工程後に前記開口部から外装材内に所定注液量の電解液を注液する注液工程と、前記注液工程後、注液チャンバ内の圧力を、前記注液工程時よりも低い圧力まで減圧する注液後の減圧工程と、を含むフィルム外装電気デバイスの製造方法により達成する。【選択図】図４
2013140783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを介して積層された正極と負極とを有する電極群を収納した開口部を有する袋状ラミネートフィルム外装材が設置された注液チャンバ内を大気圧より低い圧力まで減圧する減圧工程と、
前記減圧工程後に前記開口部から外装材内に所定注液量の電解液を注液する注液工程と、
前記注液工程後、注液チャンバ内の圧力を、前記注液工程時よりも低い圧力まで減圧する注液後の減圧工程と、を含むフィルム外装電気デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記注液工程での圧力は、前記電極群への電解液の含浸を阻害する空気膨脹が起こらない圧力であり、
前記注液後の減圧工程での圧力は、電解液が沸騰しない圧力であることを特徴とする請求項１に記載のフィルム外装電気デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記注液工程は、注液チャンバ内を減圧後の圧力に維持したまま、前記開口部から外装材内に所定注液量の電解液の少なくとも一部を注液することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム外装電気デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記注液工程後、前記開口部を封止する前に、注液チャンバ内の圧力を、前記注液工程時よりも加圧し、さらに減圧するサイクルを１回ないし複数回行う加減圧工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルム外装電気デバイスの製造方法。
【請求項５】
セパレータを介して積層された正極と負極とを有する電極群を収納した開口部を有する袋状ラミネートフィルム外装材が設置された注液チャンバ内の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記開口部から外装材内に電解液を注入する注液手段と、
注液チャンバ内を大気圧より低い圧力まで減圧させ、減圧後の圧力を維持したまま、前記注入手段により外装材内に所定注液量の電解液を注液させ、その後、前記圧力調整手段により、前記注液後、注液チャンバ内の圧力を、前記注液時よりも低い圧力まで減圧する制御手段と、を有することを特徴とするフィルム外装電気デバイスの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池やキャパシタに代表される、電気デバイス要素をラミネートフィルムに収容したフィルム外装電気デバイスの製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサや電池に代表される電気デバイスは、電極群を入れた金属等からなるケースに電解液を注液して電気デバイス要素を得、その後ケースを閉塞して製造される。なお、本明細書における説明では、セパレータを介して積層された正極と負極とを有し、電解液の一連の注液工程が完了する前の状態（段階）のものを「電極群」と称し、電解液の一連の注液工程が完了した状態（段階）のものを「電気デバイス要素」として区別している。
【０００３】
従来、垂直に立てたケースに所定量の電解液を注液し、その後長時間静置することで電極群の隙間に徐々に電解液を浸透させていた。しかしながら、一般に、電極群は、電極板を密に積層してなるものであることから電極群の隙間に電解液を含浸させるには時間を要する。静置した電解液が自然に電極間の隙間に浸透するまで、たとえば一昼夜放置させておく必要があり、極めて生産効率が悪い。
【０００４】
また、電解液の含浸速度が極めて遅いことから、ケース内に必要な量の電解液を一度に供給すると電解液がケースから溢れてしまう。よって、ケースの開口部に水密にカバーを装着しておき、このカバー内に、所定量の電解液を注液しておく等の方法が採用されていた。しかしながら、この方法はケースに一つずつカバーを装着する手間がかかるため、製造効率を高めることを困難にしている。
【０００５】
特許文献１では、このような課題を解決すべく、電解液の注液・含浸方法を開示している。すなわち、ケースの開口部を気密に閉塞して減圧し、減圧したケースに電解液を注液して電極群の隙間に電解液を含浸させる。電解液を大気圧で注液して、その後に減圧するのではなく、ケースの開口部を減圧した後に電解液を注液し、一端液溜まりを形成する。減圧したケースに電解液を注液して、電極群の隙間に電解液を浸透させた後、さらに、ケース内の圧力を上昇させて液溜まりの電解液を電極群の隙間に浸透させる。
【０００６】
この方法は、いったん減圧状態として、電極群の隙間にある、電解液の含浸を阻害する空気を排除し、隙間に電解液が浸透しやすい状態としてから電解液を注液し、その後、さらに加圧して液溜まりの電解液を注液する。このように減圧と加圧との組み合わせにより、電解液の含浸に要する時間の短縮化のみならず、加圧を開放した際に電解液の飛び散りも防止している。
【０００７】
一方、上述のような金属製のケースを用いた電気デバイスの他、外装体にアルミニウムなどの金属層と熱溶着性の樹脂層とを接着剤層を介して重ね合わせて薄いフィルムとなしたラミネートフィルム外装材を用いたフィルム外装電気デバイスが開発されている。ラミネートフィルム外装材は、一般に、アルミニウム等の薄い金属層の両表面を薄い樹脂層で被覆した構造をなしており、酸やアルカリに強く、かつ軽量で柔軟な性質を有するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許３４６７１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
フィルム外装電気デバイスのラミネートフィルム外装材は、金属製のケースとは異なり柔軟性を有する。つまりラミネートフィルム外装材は容易に変形するため、電解液の注液においても変形しにくい金属製のケースにはない課題を生じる。
【００１０】
まず、袋状ラミネートフィルム外装材の開口部に注入された電解液は、開口部に液だまりを形成することなく、電極群の主面とラミネートフィルムとの間に流れ込んでしまう。このため液だまりによって電極群を一時的に外部に対して封止し、電極群と外部と間に圧力差を設けて液だまりを形成している電解液を電極群に含浸させるという特許文献１に開示された方法をそのまま採用することはできない。そのため、ラミネートフィルム外装材を用いてなるフィルム外装電気デバイスでは、上記したように、電極群の隙間に電解液を含浸させるには時間を要する。静置した電解液が自然に電極間の隙間に浸透するまで、たとえば一昼夜放置させておく必要があり、極めて生産効率が悪い。
【００１１】
また、電解液は一様な速度で電極群内へと含浸するわけではなく、含浸させる部位、特に電極群の中央部において、電解液が十分に含浸し得ない現象（含浸ムラ）を生しやすいという問題がある。この電解液の含浸ムラは、ラミネートフィルムが柔軟性を有することでラミネートフィルムの表面にしわとして現れてことにもなり得る。
【００１２】
また、この電極群内での電解液の含浸ムラは、正負極間のイオン伝導特性の低い領域を面内で部分的に生じさせ、その結果、電池の電気特性を低下させてしまうという不具合を生じる。
【００１３】
そこで、本発明は、電極群内での電解液の含浸ムラを生じさせ難く、短時間で電解液の注液後の浸透、含浸を促進させることが可能なフィルム外装電気デバイスの製造方法及びその装置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】
【００１４】
上記目的を達成するため本発明のフィルム外装電気デバイスの製造方法は、以下の（１）〜（３）の各工程を含む点に特徴を有するものである。
【００１５】
（１）セパレータを介して積層された正極と負極とを有する電極群を収納した開口部を有する袋状ラミネートフィルム外装材が設置された注液チャンバ内を大気圧より低い圧力まで減圧する減圧工程を有する。
【００１６】
（２）前記減圧工程後、前記開口部から外装材内に所定注液量の電解液を注液する注液工程を有する。
【００１７】
（３）前記注液工程後、注液チャンバ内の圧力を、前記注液工程時よりも低い圧力まで減圧する注液後の減圧工程を有する。
【００１８】
また、上記目的を達成するため本発明のフィルム外装電気デバイスの製造装置は、以下の（１）〜（３）の各手段を含む点に特徴を有するものである。
【００１９】
（１）セパレータを介して積層された正極と負極とを有する電極群を収納した開口部を有する袋状ラミネートフィルム外装材が設置された注液チャンバ内の圧力を調整する圧力調整手段を有する。
【００２０】
（２）前記開口部から外装材内に電解液を注入する注液手段を有する。
【００２１】
（３）前記圧力調整手段により、注液チャンバ内を大気圧より低い圧力まで減圧させ、減圧後の圧力を維持したまま、前記注入手段により外装材内に所定注液量の電解液を注液させ、その後、前記圧力調整手段により、前記注液後、注液チャンバ内の圧力を、前記注液時よりも低い圧力まで減圧する制御手段を有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、減圧下で注液した後、注液時よりも低い圧力まで減圧するので、注液時よりも電解液を凝縮してより浸透させられる。その結果、電解液の含浸ムラを生じさせず、注液後、短時間で電解液を浸透、含浸させることが可能なフィルム外装電気デバイスの製造方法及びその装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態のフィルム外装電池の構成を模式的に表した断面図である。
【図２（ａ）】第１実施形態のフィルム外装電池を模式的に表した完成斜視図である。
【図２（ｂ）】図２（ａ）の第１実施形態のフィルム外装電池を各構成要件ごとに分解した状態を模式的に表した視分解斜視図である。
【図３】第１実施形態のフィルム外装電池内の発電要素の主面および積層側面を説明するための発電要素の模式的な斜視図である。
【図４】本発明のフィルム外装電気デバイス製造装置の代表的な一実施形態（第１実施形態）として、電極群を収納した開口部を有する袋状ラミネートフィルム外装材内（電池セル）に電解液を注液・含浸するための注液・含浸装置の構成を示す模式図である。
【図５】本実施形態の注液・含浸装置による電解液の注液・含浸方法による、注液プロファイルと含浸状態を表す図面である。
【図６】本実施形態の注液・含浸装置による電解液の注液・含浸方法による、各注液ステップによる注液量と真空圧を表す図面である。
【図７】注液時の泡発生の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００２５】
図１は、第１実施形態のフィルム外装電池１０の構成を模式的に表した断面図である。図２は、第１実施形態のフィルム外装電池を模式的に表した斜視図であり、図２（ａ）はフィルム外装電池の完成斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の第１実施形態のフィルム外装電池を各構成要件ごとに分解した状態を模式的に表した視分解斜視図である。
【００２６】
（フィルム外装電池）
まず、第１実施形態のフィルム外装電池１０の構成の概要を説明する。
【００２７】
本実施形態のフィルム外装電池１０は、図１に示すように、実際に充放電反応が進行する略矩形の発電要素２１が、外装体２９である袋状ラミネートフィルムの内部に封止された構造を有する。詳しくは、発電要素２１と、発電要素２１に設けられた正極集電部１２ｂおよび負極集電部１１ｂとを、ともに収納する袋状ラミネートフィルムからなる外装体２９とを有する。更にフィルム外装電池１０は、正極集電部１２ｂに接続された正極タブ２７と、負極集電部１１ｂに接続された負極タブ２５とを有する。
【００２８】
ここで、本実施形態では、セパレータを介して積層された正極板（正極）１６と負極板（負極）１４とを有し、電解液２０の一連の注液工程が完了する前の状態（段階）のものを「電極群」と称し、電解液２０の一連の注液工程が完了した状態（段階）のものを「発電要素」として区別している。電解液２０は、主に発電要素２１を構成する電解質層１７に用いられる。詳しくは、セパレータに電解液２０を含浸することで電解質層１７を形成することができる。但し、電解液２０は、必ずしも全量がセパレータのみに含浸されている必要はなく、電極活物質層１３、１５にも含浸されているのが望ましく、さらに発電要素２１と外装材２９との隙間（空隙部）にも存在していてもよい。
【００２９】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、発電要素２１の各層の電極（の集電体１１、１２）から電流を取り出すために、金属板（または金属箔）からなる電極集電部１１ｂ、１２ｂの延出部１１ａ、１２ａが延びている。各層の電極（の集電体１１、１２）それぞれの延出部１１ａ、１２ａが正極集電部１２ｂ、負極集電部１１ｂにおいて、それぞれ負極タブ２５、正極タブ２７に接続されている。詳しくは、それぞれの負極集電体１１および正極集電体１２に延出部１１ａ、１２ａの一端がそれぞれ接続されており、各延出部１１ａ、１２ａの他端には各集電部１１ｂ、１２ｂが設置ないし接続されている。また、負極タブ２５及び正極タブ２７は、袋状ラミネートフィルムからなる外装材２９の端部（封止部ないしシール部２９ｆ）に挟まれるようにして該外装材２９の外部に導出される構造を有している。負極タブ２５および正極タブ２７、電極集電部１１ｂ、１２ｂの延出部１１ａ、１２ａ、各電極の負極集電体１１および正極集電体１２の間のそれぞれの接続は、超音波溶接や抵抗溶接等により取り付けるのが望ましい。
【００３０】
図２（ａ）、図２（ｂ）には袋状ラミネートフィルムからなる外装材２９に発電要素２１を収納するための凹部２９ｅが形成されており、また、外装材２９には２枚のラミネートフィルムを対向させて４辺を封止するタイプを示している。ただし、本実施形態ではこれに限らず、凹部を形成しない平坦なラミネートフィルムを外装材２９として用いてもよく、１枚のラミネートフィルムを折り返して３辺を封止するタイプに適用してもよい。あるいは、凹部を形成しない２枚の平坦なラミネートフィルムを外装材２９として用いてもよく、２枚のラミネートフィルムを重ね合せて４辺を封止するタイプに適用してもよいなど、特に制限されるものではない。
【００３１】
図１に示すように、発電要素２１は、いずれも略矩形の複数の負極板（負極）１４と複数の正極板（正極）１６とを、いずれも略矩形の電解質層１７を介して交互に複数積層して構成されている。負極板（負極）１４は、負極集電体１１と該負極集電体１１の両面に形成された負極活物質層１３とからなる。正極板（正極）１６は、正極集電体１２と該正極集電体１２の両面に形成された正極活物質層１５とからなる。また電解質層１７は、多孔質のセパレータ（不織布セパレータを含む）に電解液２０を含浸してなるものである。即ち、負極板（負極）１４、電解質層１７および正極板（正極）１６がこの順に複数積層されており、負極板１４の１つの負極活物質層１３とこれに隣接する正極板１６の１つの正極活物質層１５とが、電解質層１７を介して対向するようにして、１つの単電池層１９を構成する。したがって、本実施形態のフィルム外装電池１０は、単電池層１９が複数積層されることで、電気的に並列接続されてなる構成を有するともいえる。なお、発電要素２１の両最外層に位置する最外層負極集電体には、いずれも片面のみに負極活物質層１３が配置されているが、両面に負極活物質層１３が設けられてもよい。すなわち、片面にのみ活物質層を設けた最外層専用の集電体とするのではなく、両面に活物質層がある集電体をそのまま最外層の集電体として用いてもよい。また、図１とは正極および負極の配置を逆にすることで、発電要素２１の両最外層に最外層正極集電体が位置するようにし、該最外層正極集電体の片面または両面に正極活物質層１５が配置されているようにしてもよい。以下、本実施形態においては、図３に示すように、発電要素２１を、積層方向に見た面を主面２１ａとし、積層方向を横方向からみた面を積層側面２１ｂと呼称するものとする。
【００３２】
図３に示すように、各負極板１４は、負極集電体１１（例えば、銅箔）の両面に負極活物質層（負極電極）１３が塗布、形成されており、各正極板（正極）１６は、正極集電体１２（例えば、アルミニウム箔）の両面に正極活物質層（正極電極）１５が塗布、形成されている。負極集電体１１及び正極集電体１２は、積層領域から延出している。詳しくは、図１、図２（ｂ）に示すように各集電体１１、１２の電極材料が塗布されていない延出部は、負極板側の延出部１１ａ同士及び正極板側の延出部１２ａ同士がそれぞれ一括して超音波溶接されている。これにより、中継部である正極集電部１２ｂおよび負極集電部１１ｂが形成される。これと同時に負極集電部１１ｂへの負極タブ２５の接続、および正極集電部１２ｂへの正極タブ２７の接続も超音波溶接がなされる。
【００３３】
ラミネートフィルム外装材２９は、１例として、上記したように１枚の矩形状のラミネートフィルムを２つ折りにして電池要素２１をその厚み方向両側から挟んで包囲している。外装材２９に用いるラミネートフィルムは、熱融着性を有する熱融着性樹脂層、金属層（例えばアルミニウム箔）および（絶縁性）保護層を積層してなるものである。１例を挙げれば、ＰＰ（ポリプロピレン）からなる熱融着性樹脂層が本実施形態のフィルム外装電池１０の内側の層となるようにして、ラミネートフィルム外装材２９の外周部（外縁部）の熱融着部を熱融着することで封止部（シール部）２９ｆが形成される。これにより、収納されている電池要素２１が封止（密封ないし絶縁シール）される。ただし、本実施形態のラミネートフィルム外装材２９に関しては、上記構成に何ら制限されるものではなく、従来公知の各種ラミネートフィルム外装材を適宜用いることができる。
【００３４】
電解液２０としては、１ｍｏｌ／リットルのＬｉＰＦ６を支持塩とし、プロピレンカーボネートとエチレンカーボネートの混合溶媒（質量比５０：５０）を溶媒とするものなどを用いることができる。ただし、本実施形態では、これらに何ら制限されるものではない。即ち、電解液２０は、溶媒に支持塩が適量溶解した形態を有する。溶媒としては、例えば、上記したエチレンカーボネート（ＥＣ）及びプロピレンカーボネート（ＰＣ）のほか、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）等のカーボネート類などを用いることができる。これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。また、支持塩としては、上記したＬｉＰＦ６のほか、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＴａＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３等を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。また、支持塩の濃度も０．５〜２ｍｏｌ／リットル程度の範囲で適宜決定すればよいが、かかる範囲に何ら制限されるものではない。
【００３５】
（フィルム外装電池の製造装置）
以下に、フィルム外装電池セルに電解液を注液するための本実施形態における注液・含浸装置の構成について図面を用いて説明する。
【００３６】
図４は、本発明のフィルム外装電気デバイス製造方法の代表的な一実施形態（第１実施形態）として、フィルム外装電池セルに電解液を注液・含浸するための注液・含浸装置の構成を示す模式図である。
【００３７】
図４に示すように、本実施形態の注液・含浸装置１は、注液チャバー２と、押さえ治具３ａを有する注液マガジン３と、電解液供給ライン４と、排気ライン５と、ガス導入ライン６と、制御部７とを有する。
【００３８】
制御部７は、押さえ治具３ａ、排気ライン５に接続された真空ポンプ５ｂ、電解液供給ライン４に接続された電解液の貯蔵タンク４ａの動作制御を行う。なお、制御部７により制御される各部の動作については、以下詳細に説明する。
【００３９】
注液チャバー２内には電解液２０が未注液状態の電池セル１０ａを多数（図４）収納する押さえ治具３ａを有する注液マガジン３が設置されており、注液チャバー２の壁面には電解液供給ライン４、排気ライン５及びガス導入ライン６がそれぞれ接続されている。
【００４０】
注液マガジン３に備え付けの押さえ治具３ａは、電解液未注液状態の多数の電池セル１０ａを安定して保持するように設置された板状治具（板部材）である。かかる押さえ治具３ａにより、電池群２１’を収納した袋状ラミネートフィルム外装材２９内に、その開口部２９ａより電解液２０を注液する際に、外装材２９を電池群２１’の厚み方向両側（両主面２１ａ側；図３参照）から挟持して保持し得るものである。
【００４１】
押さえ治具３ａに挟持された電池群２１’を収納したラミネートフィルム外装材２９は、袋状に形成されている。すなわち、袋状ラミネートフィルム外装材２９は、上方の開口部２９ａ以外の辺において熱融着されており、開口部２９ａだけが開口されている。これは、開口部２９ａから、電池群２１’を収納した袋状ラミネートフィルム外装材２９内に電解液２０を注入可能な袋形状とするためである。
【００４２】
注液手段を構成する電解液供給ライン４は、その一端は電解液を貯留するタンク４ａに接続されている。電解液供給ライン４の他端は、途中で複数に分割され、各系統ごとに、電解液移送ポンプ４ｃに接続されている。電解液移送ポンプ４ｃは、バルブ４ｄに接続されている。バルブ４ｄは、制御部７により開閉が制御され、また開度が調節されて、各系統ごとに少量ずつ数回に分けて注液を可能とする。これらのポンプ４ｃとバルブ４ｄは、注液チャンバ２の外部に設置され、注液チャンバ２内に設けられた各注液ノズル４ｂと連結されている。電解液供給ライン４の他端側の注液ノズル４ｂは、上方に向けて開口しているラミネートフィルム外装材２９の開口部２９ａに対応するように配置されている。電解液供給ライン４から供給された電解液２０をこの開口部２９ａから注入するためである。
【００４３】
本実施形態では、複数の注液ノズル４ｂは、並んだ複数の電池セル１０ａの開口部２９ａ上方に順次移動可能である。したがって、１つのノズル４ｂにより複数の電池セル１０ａに順次、繰り返して電解液２０を供給できる。注液ノズル４ｂを移動可能にする構成としては、例えば、注液チャンバ２内に設けられた走行レール（図示せず）が考えられる。このレールに沿って注液ノズル４ｂを移動させることができる。
【００４４】
圧力調整手段（主に減圧側の調整手段）を構成する排気ライン５は、主にバルブ５ａ及び真空ポンプ５ｂを有し、注液チャンバ２内部を真空引きして減圧することができるように制御部７に接続されている。
【００４５】
圧力調整手段（主に加圧側の調整手段）を構成するガス導入ライン６は、排気ライン５により真空引きされた注液チャンバ２内部に乾燥空気・あるいは不活性ガスを導入することで、注液チャンバ２の内圧を真空状態ないし減圧状態から上昇させるためのものである。このガス導入ライン６は、主に、バルブ６ａ及びガス貯留タンク６ｂを有し、注液チャンバ２内部を真空状態ないし減圧状態から上昇（加圧・昇圧）させることができるようにバルブ６ａなどが制御部７に接続されている。
【００４６】
（フィルム外装電池の製造方法）
次に本実施形態のフィルム外装電池の製造方法に含まれる工程について説明する。
【００４７】
（電解液の注液・含浸方法）
以下に、フィルム外装電池セルに電解液を注液・含浸するための本実施形態の注液・含浸装置１による電解液２０の注液・含浸方法について図面を用いて説明する。図５は、本実施形態の注液・含浸装置１による電解液２０の注液・含浸方法による、注液プロファイルと含浸状態を表す図面である。図６は、本実施形態の注液・含浸装置１による電解液２０の注液・含浸方法による、各注液ステップによる注液量と真空圧を表す図面である。図７は、注液時泡の発生の様子を示す図である。
【００４８】
なお、図５中の（ａ）から（ｊ）は、注液初期から終盤、更には注液後の圧力操作による、注液マガジンの左端の電池表面に電解液が含浸する様子を表した図面である。図中、白色で表されている部分は、電池表面に設けた最外層のセパレータが電解液を含浸する前の未注液の部分である。一方、黒色で表されている部分は、電池表面に設けた最外層のセパレータが電解液を含浸した部分である。これは、図１に示すように、通常の電池表面には電極が位置するが、本図では、セパレータへの電解液の含浸状態のモニタリングを容易にするために、電池表面にセパレータを更に設置したものである。このように、本実施形態のフィルム外装電池においては、電極群の最外層にセパレータを設置する形態を何ら排除するものではない。
【００４９】
図５、６に示すグラフでは、図４の注液ノズルにより注液される、電池セル１０ａについての注液量および時間の関係を示す。
【００５０】
図７（ａ）は、電解液の含浸を阻害する空気膨張が起こる圧力まで注液時の減圧度を高めて（高真空度として）、泡発生が生じて電解液の飛び散りが起こっている既存の注液状態を示す図面である。図７（ｂ）は、電解液の含浸を阻害する空気膨張が起こらない圧力にて、注液時の減圧度を抑えて、泡発生を抑えることで電解液の飛び散りを抑えた本実施形態による注液状態を示す図面である。
【００５１】
本実施形態の注液・含浸装置１による電解液２０の注液・含浸方法は、図５に示すように、注液チャンバ２内を大気圧より低い圧力に維持したまま、前記開口部２９ａから外装材２９内に所定注液量の電解液２０の全量を注液するものである。所定注液量の電解液２０の全量を注液した時点が、図５中の丸印Ａの時点になる。本実施形態の電解液２０の注液・含浸方法は、注液チャンバ２内の圧力（減圧）を減圧したまま、電池群２１’を収納した袋状ラミネートフィルム外装材２９の開口部２９ａに電解液２０の全量を注液することである、詳しくは、図５、６に示すように注液ステップ＃１〜ステップ＃７の間に圧力（減圧）を維持したままで、以下の手順により電解液２０の注液が行われる。
【００５２】
（減圧工程）
図４に示すようにチャンバ２内に、複数の電池セル１０ａが整列される。
【００５３】
次に、制御部７を通じて、バルブ５ａを開いた状態で排気ライン５の真空ポンプ５ｂを駆動して注液チャンバ２内を大気圧より低い圧力まで減圧する。所定の真空度に達したならバルブ５ａを閉じる。この状態では、前記電極群２１’の内部を含む注液チャンバ２の内部は等しく所定の圧力に減圧されている。なお、図５に示すように、注液段階（例えば、図５のＴ１まで）では、注液後に圧力操作する際（例えば、図５のＴ５、Ｔ８、Ｔ１０）の減圧度（−１００ＫＰａ程度の真空度）よりも高い圧力で行うのが望ましい。これは、注液段階では、電解液２０がセパレータなどに含浸する間に、発泡して飛び散ったりするのを有効に防止することができる点で優れている（図７（ａ）と図７（ｂ）とを対比参照のこと）。また、図５、６に示すように、注液チャンバ２内の減圧度は、大気圧より低い圧力であればよいが、好ましくは電解液２０が沸騰して激しく発泡する状態にならない範囲内で、より真空に近い圧力まで減圧するのが好ましい。これにより、電池セル１０ａ内の余分な空気（ガス）を追い出し、ガス溜まりの発生を防止し、電解液を十分に含浸できるようにすることができる。例えば、５ｋＰａ以下の圧力、より好ましくは３ｋＰａ以下、特に好ましくは１．５〜２ｋＰａ程度の範囲内である。但し、本実施形態では、かかる範囲に何ら制限されるものではない。
【００５４】
本工程での含浸状態は、図５の（ａ）に示されるように、セパレータへの電解液の含浸はなく、全面が白色である。
【００５５】
（注液工程）
次に、前記注液チャンバ２内を上記減圧工程により達成した圧力（大気圧より低い圧力）に維持したまま、前記開口部２９ａから前記外装材２９内に所定注液量（規定の電解液量）の電解液の全量を注液する。
【００５６】
詳しくは、外装材２９の上方部分の開口部２９ａを介して電解液供給ライン４から注液ノズル４ｂを通じて少量ずつ数回に分けて（図５、６では７回に分けて）、所定注液量（規定の電解液量）の電解液２０の全量を注入する。電池群２１’は、その厚さ方向は、押さえ部材３ａの板部材の主面全面で適度に押さえられているので、電池群２１’の主面２１ａ側の中央部まで電解液２０が流れ込む隙間はない。また、押さえ部材３ａに押さえられていることで、電極群２１’を構成する複数の正極板、セパレータ、負極板の間の隙間は小さく、複数の正極板、セパレータ、負極板の間に電解液２０が流れ込むことも殆どない。さらには、電池群２１’の内部を含む注液チャンバ２の内部は等しく所定の圧力に減圧されていることから電解液２０が電池群２１’内の負圧によって電池群２１’の内部に吸引されることもない。そのため、電池群２１’の外周部から中央部付近までが電解液２０で浸される状態となるまで、所定注液量（規定の電解液量）の電解液２０が少量ずつ数回に分けて注入される（図５の（ａ）→（ｂ）→（ｄ’）参照）。
【００５７】
詳しくは、図５の（ｄ’）に示すように、本工程完了時点では、電池群２１’の主面２１ａ側の中央部までは電解液２０が含浸しておらず、セパレータの含浸状態も中央部は白色のままであり、未含浸であることがわかる。
【００５８】
なお、図５、６に示すように本工程で電解液２０を少量ずつ数回に分けて注液するのは、電解液が外装材２９から溢れ出て、飛散するのを防止するためである。電池群２１’に電解液が含浸するには時間がかかる。最終的には含浸される量の電解液でも、含浸しきれていない状態で一度に注液してしまうと、外装材２９から溢れてしまう可能性がある。ただし、本工程で注液された電解液２０は、たとえ少量ずつに分けて注液した場合であっても素早く流れ込む隙間はない。そのため電池群２１’の上部側で若干泡立ちながら（図７（ｂ）参照）、徐々に電極群２１’の比較的含浸しやすい（即ち、若干隙間があり押圧力が印加されにくい）外周部から浸透（含浸）されていくことがわかる。（図５の（ａ）→（ｂ）→（ｄ’）参照）。なお、本工程中の真空圧は、図５、６に示すように、前工程で大気圧より低い圧力に減圧した状態を維持したまま、一定に保持されている。
【００５９】
また、本工程では、注液ノズル４ｂを通じて電池セル１０ａに少量ずつ数回に分けて所定注液量（規定の電解液量）の電解液２０を注入している。具体的には、図５、６に示す注液プロファイルのグラフに示すように、注液ステップ＃１〜＃７まで７回に分けて所定注液量（規定の電解液量）を、所定時間内で徐々に注液している。
【００６０】
図５、６に示すように、１つの電池セル１０ａについてみれば、自身が注液された後、他の電池セル１０ａが注液されてから、もう一度注液される。したがって、他の電池セル１０ａが注液されている間は、注液されずに状態が維持されていることがわかる。こうすることで、各回の注液後の一定時間中に電解液の含浸が促進される点で望ましい。但し、本実施形態では、上記に何ら制限されるものではなく、注液回数、注液量、注液時間、減圧度などは、電池サイズや形状、電解液濃度などになどに応じて適宜決定すればよい。例えば、注液回数は、大量に電解液を注液して吹き出したり、飛び散ったりしない範囲内でできるだけ少なくすることで電解液量を無駄なく有効に注液し、電解液の注液時間を短縮することが望ましい。圧力条件により注液回数を増やす方が電解液の注液時間を短縮することができる場合には、注液回数を増やすのが望ましいといえる。
【００６１】
以上のように、各種条件を最適化する過程で最適な注液回数等を決定すればよい。また注液量は、図６に示すように、本工程内において注液ステップ数が増えるに従って注液量は減少傾向にある。これは注液回数が増えるに従って、電池群２１’の主面２１ａ側の中央部まで電解液２が含浸しにくくなるため、注液ステップ数が増えるに従って注液量は減少させることで飛び散りを効果的に抑えることができるものである。注液時間は、真空度や電池群２１’への含浸速度から適宜決定できる。減圧度は、上記したように電解液２０が沸騰して激しく泡立ち、飛散するのを抑えることができる範囲内で、より高真空度とするのが望ましい。これは、電池セル１０ａ内部に空気が残存することで、注液段階でも当該残存する空気部分に電解液が浸透できず、ガス溜まりを生じる恐れがあるためである。
【００６２】
また、電池セル数や注液ノズル数も適宜決定すればよい。例えば、電池セル１０ａと注液ノズル４ｂを同数として、固定式のノズルを用いて、可動式の機構やこれを制御するシステムなどを省略することで、システムトラブルを低減するようにしてもよい。また、注液チャンバ２の大きさにもよるが、複数の注液マガジンを平面内に設置してもよいし、複数の注液マガジンを適当な間隔をあけて立体的に積み重ねるようにして設置してもよいし、これらを組み合わせてもよい。注液マガジン３も、図４に示すように複数の電池セル１０ａを１列に並べる形態であってもよいし、複数の電池セル１０ａを複数列に並べる形態であってもよい。また、注液マガジン３は、図４に示すように箱型であってもよいし、円型であってもよい。円形の場合には、複数の電池セル１０ａは半径方向に順に並べればよい。
【００６３】
注液ステップ＃１〜＃７まで、各ステップの注液量が徐々に減っているのは、注液ステップが進むにつれて電池群２１’の周辺部からより中央部に向けて含浸していく必要があり、電解液２０が含浸し得る注液量も徐々に少なくなるためである。そのため、本工程では、所定注液量（規定の電解液量）を注液後も電池群２１’のセパレータの中央部のかなりの部分が未注液状態のままとなっている（図５の（ａ）→（ｂ）→（ｄ’）参照）。
【００６４】
注液工程の変形例
次に本実施形態の電解液２０の注液・含浸方法の変形例としては、前記注液工程として、注液チャンバ内を減圧後の圧力に維持したまま、前記開口部から外装材内に所定注液量の電解液の一部を注液する第１注液工程を行う。その後、さらに注液チャンバ内を前記圧力よりも高い圧力に昇圧した後、昇圧後の圧力を一定時間保持して電解液の所定注液量の残部を注液する第２注液工程を行う。以下、本実施形態の前記注液工程として好適な第１注液工程と第２注液工程とを行う好適例につき、詳しく説明する。
【００６５】
本変形例の電解液２０の注液・含浸方法は、電池群２１’を収納した袋状ラミネートフィルム外装材２９の開口部２９ａに電解液２０を注液中に、圧力（減圧）を大気圧側（大気圧未満）に戻し、一定時間保持することを特徴とするものである、詳しくは、図５、６に示すように注液ステップ＃４とステップ＃５の間に圧力（減圧）を大気圧側（大気圧未満）に戻し、その圧力を注液ステップ＃５〜＃７の間、一定時間保持することを特徴とするものである。そこで、以下の手順により電解液２０の注液が行われる。
【００６６】
（第１注液工程）
次に本実施形態の好適な態様では、注液チャンバ２内を上記減圧工程により達成した圧力（大気圧より低い圧力）に維持したまま、前記開口部２９ａから前記外装材２９内に所定注液量（規定の電解液量）の電解液の一部を注液する。
【００６７】
詳しくは、外装材２９の上方部分の開口部２９ａを介して電解液供給ライン４から注液ノズル４ｂを通じて少量ずつ数回に分けて（図５、６では４回に分けて）、所定注液量（規定の電解液量）の電解液２０の一部を注入する。たとえば、図５、６の注液プロファイルに示すように、所定注液量（規定の電解液量）の電解液２０の約６０％が注液される。
【００６８】
電池群２１’は、その厚さ方向は、押さえ部材３ａの板部材の主面全面で適度に押さえられているので、電池群２１’の主面２１ａ側の中央部まで電解液２０が流れ込む隙間はない。また、押さえ部材３ａに押さえられていることで、電極群２１’を構成する複数の正極板、セパレータ、負極板の間の隙間は小さく、複数の正極板、セパレータ、負極板の間に電解液２０が流れ込むことも殆どない。さらには、電池群２１’の内部を含む注液チャンバ２の内部は等しく所定の圧力に減圧されていることから電解液２０が電池群２１’内の負圧によって電池群２１’の内部に吸引されることもない。そのため、第１注液工程では、所定注液量（規定の電解液量）の電解液２０の一部（図５、６では全体の約６割）を少量ずつ数回に分けて電池群２１’の外周部が電解液２０で浸される状態となるまで注入される（図５の（ｂ）参照）。
【００６９】
詳しくは、図５（ｂ）の含浸状態に示すように、本工程完了時点では、電池群２１’の主面２１ａ側の中央部までは電解液２０が含浸しておらず、セパレータの含浸状態も中央部は白色のままであり、未含浸であることがわかる。なお、図５、６に示すように本工程で電解液２０を少量ずつ数回に分けて注液するのは、電解液が外装材２９から溢れ出て、飛散するのを防止するためである。電池群２１’に電解液が含浸するには時間がかかる。最終的には含浸される量の電解液でも、含浸しきれていない状態で一度に注液してしまうと、外装材２９から溢れてしまう可能性がある。ただし、本工程で注液された電解液２０は、たとえ少量ずつに分けて注液した場合であっても素早く流れ込む隙間はない。そのため電池群２１’の上部側で若干泡立ちながら（図７（ａ）参照）、徐々に電極群２１’の比較的含浸しやすい（即ち、若干隙間があり押圧力が印加されにくい）外周部から浸透（含浸）されていくことがわかる。（図５の（ｂ）参照）。なお、本工程中の真空圧は、図５、６に示すように、前工程で大気圧より低い圧力に減圧した状態を維持したまま、一定に保持されている。
【００７０】
また、本工程では、注液ノズル４ｂを通じて電池セル１０ａに少量ずつ数回に分けて所定注液量（規定の電解液量）の電解液２０の一部を注入している。具体的には、図５、６に示す注液プロファイルのグラフに示すように、注液ステップ＃１〜＃４まで４回に分けて所定注液量（規定の電解液量）の６０％程度まで、徐々に注液している。
【００７１】
図５、６に示すように、１つの電池セル１０ａについてみれば、自身が注液された後、他の電池セル１０ａが注液されてから、もう一度注液される。したがって、他の電池セル１０ａが注液されている間は、注液されずに状態が維持されていることがわかる。こうすることで、各回の注液後の一定時間中に電解液の含浸が促進される点で望ましい。但し、本実施形態では、上記に何ら制限されるものではなく、注液回数、注液量、注液時間、減圧度などは、電池サイズや形状、電解液濃度などになどに応じて適宜決定すればよい。例えば、注液回数は、大量に電解液を注液して吹き出したり、飛び散ったりしない範囲内でできるだけ少なくすることで電解液量を無駄なく有効に注液し、電解液の注液時間を短縮することが望ましい。圧力条件により注液回数を増やす方が電解液の注液時間を短縮することができる場合には、注液回数を増やすのが望ましいといえる。
【００７２】
以上のように、各種条件を最適化する過程で最適な注液回数等を決定すればよい。また注液量は、図６に示すように、本工程内において注液ステップ数が増えるに従って注液量は減少傾向にある。このことから、大気圧より低い圧力を維持した状態での注液可能な量は、概ね５０〜７０％程度とするのが、電解液の飛散を防止しつつ電解液の注液時間を短縮する観点から望ましいといえる。注液時間は、真空度や電池群への含浸速度から適宜決定できる。減圧度は、上記したように電解液が沸騰して激しく泡立ち、飛散するのを抑えることができる範囲内で、より高真空度とするのが望ましい。これは、電池セル１０ａ内部に空気が残存することで、注液段階でも当該残存する空気部分に電解液が浸透できず、ガス溜まりを生じる恐れがあるためである。
【００７３】
また、電池セル数や注液ノズル数も適宜決定すればよい。例えば、電池セル１０ａと注液ノズル４ｂを同数として、固定式のノズルを用いて、可動式の機構やこれを制御するシステムなどを省略することで、システムトラブルを低減するようにしてもよい。また、注液チャンバ２の大きさにもよるが、複数の注液マガジンを平面内に設置してもよいし、複数の注液マガジンを適当な間隔をあけて立体的に積み重ねるようにして設置してもよいし、これらを組み合わせてもよい。注液マガジン３も、図４に示すように複数の電池セル１０ａを１列に並べる形態であってもよいし、複数の電池セル１０ａを複数列に並べる形態であってもよい。また、注液マガジン３は、図４に示すように箱型であってもよいし、円型であってもよい。円形の場合には、複数の電池セル１０ａは半径方向に順に並べればよい。
【００７４】
上記したように、注液ステップ＃１〜＃４まで、各ステップの注液量が徐々に減っているのは、注液ステップが進むにつれて電池群２１’の周辺部からより中央部に向けて含浸していく必要があり、電解液２０が含浸し得る注液量も徐々に少なくなるためである。そのため、上記した本実施形態の注液工程では、所定注液量（規定の電解液量）を注液後も電池群２１’のセパレータの中央部のかなりの部分が未注液状態のままとなっている（図５の（ａ）→（ｂ）→（ｄ’）参照）。一方、本実施形態の好適な態様の注液工程では、本工程の第１注液工程後に、次工程の第２注液工程を実施することで、所定注液量（規定の電解液量）を注液・含浸させるまでに時間を大幅に短縮できる。さらに注液後も電池群２１’のセパレータの中央部までほぼ完全に注液状態とすることができる。（図５の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）までの含浸状態と、（ａ）→（ｂ）→（ｄ’）までの含浸状態を対比参照のこと）。
【００７５】
（第２注液工程）
本実施形態の好適な態様では、第２注液工程として、注液チャンバ２内を前記圧力（大気圧より低い圧力）よりも高い圧力に昇圧した後、当該圧力（昇圧後の圧力）を一定時間保持して前記電解液の所定注液量（規定の電解液量）の残部を注液する（図５、６参照）。
【００７６】
具体的には、制御部７を通じて、ガス導入ライン６のバルブ６ａを開き、注液チャンバ２内にガスを導入し、注液チャンバ２内の前記圧力（大気圧より低い圧力）よりも高い圧力に昇圧する。かかる操作により、電池群２１’の主面２１ａ側は、図５の（ｂ）から図５（ｃ）の含浸状態になるが、大きな変化は認められない。これは、この間、電解液２０は注液していないため、中央部まで含浸させるのに必要な電解液量はなく、セパレータの含浸状態も中央部は白色のままであり、大きな変化は生じ得ないものといえる。
【００７７】
前記圧力（大気圧より低い圧力）よりも高い圧力に昇圧した後、ガス導入ライン６のバルブ６ａを閉じて当該圧力（昇圧後の圧力）を一定時間保持する。この間、外装材２９の上方部分の開口部２９ａを介して電解液供給ライン４から注液ノズル４ｂを通じて電解液２０の所定注液量（規定の電解液量）の残部を少量ずつ数回に分けて（図５、６では３回に分けて）注液する。具体的には、図５、６の注液プロファイルに示すように、所定注液量（規定の電解液量）の電解液２０の残り約４０％が注液されていることがわかる。こうした操作により、電池群２１’の主面２１ａ側の中央部までは電解液２０を含浸させることができる。また所定注液量（規定の電解液量）を全て注液することで、液面が電極群２１’の上端面より上になる状態まで注入されることになる。なお、所定注液量（規定の電解液量）を全て注液しても液面が電極群２１’の上端面より下の状態だと、注液不足の状態であり、充放電過程で電極やセパレータの一部が乾いた状態になり、電池性能の低下を招く恐れがある。これは、注液中に電解液の一部が飛散することで、所望の電解液量が電池セル１０ａ内に注液できないなどの原因が考えられる。そのため、こうした場合には、更に電解液０の注液を行うことで、液面が電極群２１’の上端面より上になる状態まで注入するのが望ましい。
【００７８】
図５の（ｄ）に示すように、本工程完了時点では、電池群２１’の主面２１ａ側の中央部までは電解液２０が含浸しており、セパレータの含浸状態も中央部の一部だけが白色のままであり、十分に含浸できることがわかる。これは、ガスの導入により注液チャンバ２内の圧力は瞬時に前記圧力よりも高い圧力まで上昇するが、電池群２１’の内部は真空引きされて減圧された状態のままである。よって、電池セル１０ａの電池群２１’の内部と注液チャンバ２内との間で圧力差を生じることとなる。即ち、電池群２１’の内部がより高真空状態（減圧状態）であることから、電解液２０を少量ずつ数回に分けて（図５、６では３回に分けて）注液することで、この負圧によって電池群２１’の中央部にまで電解液が速やかに含浸される（吸い込まれる）ことになる。その結果、電解液の含浸性が向上し、注液時間を短縮することができる。一方、第１注液工程時の減圧のまま当該圧力よりも高い圧力まで昇圧することなく、図５に示す丸印のＡの点まで、電解液２０を少量ずつ数回に分けて（図５では全部で７回に分けて）注液した場合には、図５の（ｄ’）の含浸状態のように、中央部への含浸はほとんど進行せず、中央部に大きな未含浸部分が残る結果となることがわかる。
【００７９】
なお、電解液２０の量がフィルム外装電池１０として必要な量に満たない場合、本工程をさらに少量ずつ数回に分けて注液する操作として繰り返してもよい。
【００８０】
本工程において、注液チャンバ２内を一定時間保持する圧力は、第１注液時の真空圧と大気圧との半値よりも低いことが望ましい（図５及び図６参照のこと）。即ち、第１注液時の真空圧と大気圧との半値よりも低いので、前の圧力（大気圧より低い圧力）との圧力差が大きくなりすぎず、電解液の飛び散りを防止できる（図７ａ参照のこと）。ただし、逆に前の圧力（大気圧より低い圧力）との圧力差が小さすぎても、図５の（ｄ’）のように十分な含浸性向上効果が得られない恐れがあるため、具体的には、少なくとも１ｋＰａ以上の圧力差、好ましくは１０ｋＰａ以上の圧力差、より好ましくは１５〜２０ｋＰａ程度の圧力差を設けるのが望ましいといえる。但し、本実施形態の好適な態様では、かかる範囲に何ら制限されるものではない。
【００８１】
また、本工程において、注液チャンバ２内の圧力を、段階的に高めつつ、各段階で一定時間圧力を保持して電解液２０を注液してもよい。この場合にも、上記した圧力条件を満足するのがより望ましいといえる。かかる操作により、段階的に含浸（速度）を促進することができ、注液時間を短縮することができる点で優れている。かかる操作は、図示されていないが、例えば、注液チャンバ２内の圧力を、例えば、前工程の圧力から（１）１５ｋＰａ→（２）２０ｋＰａ→（３）２５ｋＰａのように段階的に高めつつ、各段階で一定時間圧力を保持して電解液２０を注液する。ここで、例えば、前記（１）段階では、ＴＡ時間１５ｋＰａの圧力を保持して、この間に電解液２０を少量づつ２回に分けて注液を行い、その後ＴＡより短いＴＢ時間で前記（２）の段階の圧力まで昇圧する。同様にして、前記（２）段階では、ＴＡ時間２０ｋＰａの圧力を保持して、この間に電解液２０を少量づつ２回に分けて注液を行い、その後ＴＢ時間で前記（３）の段階の圧力まで昇圧する。最後に、前記（３）段階では、ＴＡ時間２５ｋＰａの圧力を保持して、この間に電解液２０を少量づつ２回に分けて注液を行うようにしてもよい。但し、本実施形態の好適な態様ではこれらに何ら制限されるものではない。圧力を段階的に高めることで、段階的に含浸（速度）を促進し得る観点からは、前記（３）段階（＝前工程との圧力差が最大となる段階）での保持時間及び注液量（及び注液回数）を他の段階よりも多くするのがより効果的といえる。
【００８２】
また図５、６に示すように、第１注液工程と本第２注液工程の両工程で注液を（少量づつ）数回に分けて注液を行うと共に、本第２注液工程での各回の注液量を、第１注液工程の最終回の注液量よりも多くするのが望ましい。かかる操作により、前工程と本工程とで圧力が変わって、本工程で電解液が含浸しやすくなった分、注液量を多くすることができ、注液時間を短縮できる。当該効果は、最後に、注液ノズル４ｂによる電解液２０の注液を停止する。具体的には、制御部７を通じて、各ポンプ４ｃ、バルブ４ｄ及び注液ノズル４ｂの駆動モータを停止させる。これにより第２注液工程を終えることができ、本実施形態の電解液の注液・含浸方法の好適な態様を達成することができる。
【００８３】
以上述べたように、本実施形態の電解液の注液・含浸方法の好適な態様では、高い圧力で一定時間保持するので、圧力差を利用した含浸を促進でき、注液時間を短縮することができる。加えて、フィルム外装電池の外装材として柔軟なラミネートフィルムを使いつつも、積層面間がたるまず、電解液の注液時のセパレータのしわ発生を抑制することもできる。
【００８４】
（注液工程以降の操作）
後処理（１）
本実施形態では、図５、６に示すように、後処理（１）として、前記注液工程（上記した好適な態様を含む）後、注液チャンバ２内の圧力を、前記注液工程時よりも低い圧力まで減圧する注液後の減圧工程を行うことを特徴とする。その後、必要に応じて前記開口部を封止する前に、注液チャンバ内の圧力を、前記注液工程時よりも加圧し、さらに減圧する加減圧工程を行ってもよい。最後に、開口部２９ａを封止する封止工程を行った後、注液チャンバ２内の圧力を大気圧に戻す昇圧工程を順に行うことで、電解液が注液され、含浸されたフィルム外装電池１０を得る（取り出す）ことができる。以下、上記各工程につき、順次説明する。
【００８５】
（注液後の減圧工程）
注液後の減圧工程では、前記注液工程後、注液チャンバ２内の圧力を、前記注液工程時よりも低い圧力まで減圧する。注液チャンバ２内の圧力を注液時よりも低い圧力に減圧するので、注液時よりも電解液を凝縮してより浸透させることができる点で優れている。具体的には、図５中、白抜きの太い矢印で示すように、図５（ｂ）での圧力（注液時の最大負圧）よりも図５（ｇ）での圧力（注液後の最大負圧）の方が低い圧力まで減圧されているのが望ましい。図５中、図５（ｄ’）から図５（ｇ）への丸印１の破線ルートにより、注液工程時よりも低い圧力まで減圧してもよいし、図５（ｄ）から図５（ｇ）への丸印２の破線ルートにより、注液工程時よりも低い圧力まで減圧してもよい。好ましくは、図５（ｄ）または（ｄ’）→図５（ｅ）または（ｅ’）→図５（ｆ）→図５（ｇ）の丸印３の実線ルートにより、注液工程時よりも低い圧力まで減圧する。特に好ましくは、好適な態様の注液工程を経る、図５（ｄ）→図５（ｅ）→図５（ｆ）→図５（ｇ）の丸印３の実線ルートにより、注液工程時よりも低い圧力まで減圧する。
【００８６】
本工程では、前記注液工程での圧力は、前記電極群への電解液の含浸を阻害する空気膨脹が起こらない圧力とし、前記注液後の減圧工程での圧力は、電解液が沸騰しない圧力とするのが望ましい。これは、注液完了前は、電池群２１’中に残存する空気が多いため減圧しすぎると泡が発生して含浸が進まないので（図７（ｂ）参照）、これを考慮した圧力とし、注液完了後は残存空気ではなく電解液の沸点が作業温度とならないように考慮した圧力とするためである。なお、電解液の含浸を阻害する空気膨脹が起こらない圧力としては、図７（ａ）に示すように、泡発生を抑え、電解液の含浸が進行し得る圧力であればよい。当該圧力を超えた場合には、図７（ｂ）に示すように激しく泡が発生し、電解液が飛散するなどして電解液の含浸を阻害する空気膨脹が起こる圧力とみなすことができる。また、注液中から注液完了後の注液チャンバ内の温度は特に管理する必要はなく、室温（概ね０〜４０℃の範囲）状態で実施可能である。そのため、注液完了後の作業温度である、電解液の沸点を超えない作業温度となるように考慮した圧力とは、図５の丸印Ｃの圧力（高真空状態）であってもよい。図５の丸印Ｃの時点での図５（ｇ）の含浸状態においても、電解液の沸騰は認められておらず、上記要件を満足することがわかる。即ち、図５、６に示す大気圧から最大負圧（図５の丸印Ｃ等の注液後の減圧時の圧力）の範囲内の圧力であれば、上記要件を満足するものといえる。
【００８７】
また、本工程では、図５、６に示すように、前記注液工程後、本工程を行う前に、注液チャンバ２内の圧力は、事前に加圧（昇圧）されていてもよい。加圧する際には大気圧まで加圧にするのが望ましい。これは、大気圧まで加圧するので、注液時から大きく圧力差が得られ、含浸を促進できるためである。加えて、大気圧に戻すには真空引きを停止するだけでよいので構造が簡易であるためである。かかる操作により、好適な態様の注液工程後に加圧する場合には、電池群２１’の主面２１ａ側は、図５（ｄ）から図５（ｅ）の含浸状態になり、中央部で含浸が促進されていることが認められる。これは、この間、電池群２１’内が加圧されるため、注液時から大きく圧力差が得られ、注液された電解液２０の中央部への含浸が促進されるものといえる。加えて、図５（ｅ）のように、注液した電解液２０は電極群２１’内部に含浸されており、図５、６に示すように、急激な加圧（昇圧）によっても、含浸された電解液２０の飛び散りもなく、短時間で大気圧に戻すことができ、注液工程の短縮に寄与し得るものである。
【００８８】
さらに、注液工程後、事前に加圧（昇圧）する時には、図５、６に示すように、一定時間圧力を保持するのが望ましい（図５、６のＴ２からＴ３までのＴＣ時間大気圧を保持する段階を参照のこと）。加圧時に一定時間圧力を保持することで含浸を促進できる。かかる操作により、電池群２１’の主面２１ａ側は、図５（ｅ）又は（ｅ’）→図５（ｆ）の含浸状態になり、中央部で含浸が促進されていることが認められる。これは、この間、電池群２１’内が加圧されるため、注液時から大きく圧力差が得ら、注液された電解液２０が中央部への含浸が促進されるものといえる。
【００８９】
本実施形態における注液後の減圧工程においては、上記したように必要に応じて加圧後に、注液チャンバ２内の圧力を、前記注液工程時よりも低い圧力まで減圧するものである。ただし、注液後、加圧することなく、注液チャンバ内の圧力を、前記注液工程時よりも低い圧力まで減圧してもよいことはいうまでもない。
【００９０】
（加減圧工程）
加減圧工程は、前記注液工程後、具体的には、前記注液後の減圧工程後、封止前に、必要に応じて行うものである。即ち、本実施形態では、前記注液工程後、具体的には、前記注液後の減圧工程後、開口部２９ａを封止する前に、注液チャンバ２内の圧力を、前記注液工程時よりも加圧し、さらに減圧するサイクルを１回ないし複数回行う加減圧工程を行う。これにより、注液した後に封止前に加減圧を行うので、含浸を促進できる。注液後なので、セパレータに電解液２０が保持されており、加減圧しても、飛び散りは起こらない点でも優れている。
【００９１】
例えば、図５、６に示すように、前記注液工程後、具体的には、前記注液後の減圧工程後（図５（ｇ）の時点後）、開口部２９ａを封止する前に、注液チャンバ２内の圧力を、前記注液工程（上記の第１および第２注液工程を含む）時よりも加圧する（図５（ｈ）参照）。かかる操作は、制御部７を通じて、ガス導入ライン６のバルブ６ａを開き、注液チャンバ２内にガスを導入し、注液チャンバ２内を前記注液工程時よりも高い圧力に加圧する（図５、６のＴ５からＴ６までの昇圧段階を参照のこと）。
【００９２】
本工程では、加圧する際には、図５、６に示すように、大気圧まで加圧にするのが望ましい。大気圧まで加圧することによって、注液時から大きく圧力差が得られ、含浸を促進できるためである。加えて、大気圧に戻すには真空引きを停止するだけでよいので構造が簡易である点でも優れている。かかる操作により、電池群２１’の主面２１ａ側は、図５（ｇ）→図５（ｈ）の含浸状態になり、中央部で含浸が大幅に促進されていることが認められる。
【００９３】
さらに、加圧する時には、図５、６に示すように、さらに、一定時間圧力を保持するのが望ましい（図５、６のＴ６からＴ７までのＴＣ時間大気圧を保持する段階を参照のこと）。加圧時に一定時間圧力を保持することで含浸を促進できる。かかる操作により、電池群２１’の主面２１ａ側は、図５（ｇ）から図５（ｈ）の含浸状態になり、中央部で電解液の含浸が大幅に促進されていることが認められる。これは、この間、電池群２１’内が加圧されるため、注液時から大きく圧力差が得られ、注液された電解液２０の中央部への含浸が大幅に促進されるものといえる。
【００９４】
本実施形態における加減圧工程においては、前記加圧後に、さらに注液チャンバ２内の圧力を減圧する。減圧する際には、前記注液工程（上記した好適な態様の第１および第２注液工程を含む）の注液時よりも低い圧力まで減圧するのが望ましい。かかる操作は、制御部７を通じて、バルブ５ａを開いた状態で排気ライン５の真空ポンプ５ｂを駆動して注液チャンバ２内を、（好ましくは、前記注液工程の注液時よりも低い圧力まで）減圧する。所定の真空度に達したならバルブ５ａを閉じる。本工程では、加圧後に、さらに減圧するので、好ましくは加圧後に、更に注液時よりも減圧するので、注液時よりも電解液２０を凝縮してより浸透させることができる点で優れている。このときの含浸状態は図示していないが、電解液２０は電極群２１’内部に凝縮してより浸透（含浸）させられており、セパレータの中央部まで含浸がより促進され、中央部の未含浸の白色部分を更に減少させることができる。また、図５に示すように、注液時よりも低い圧力まで急激に減圧しても、含浸された電解液２０の沸騰は抑えられる、そのため、電解液の飛び散りもなく、短時間で減圧することができ、本実施形態における加減圧工程により、電解液を注液後、含浸させるのに要する時間の短縮に大いに寄与し得るものである。
【００９５】
また、本実施形態における加減圧工程において、加圧および減圧する時には、それぞれ一定時間圧力を保持し、加圧する時の圧力の保持時間の方が、減圧する時の圧力の保持時間よりも長くすることが望ましい。加圧時の方が含浸が進むので、その時間を長くすることで含浸を促進できるためである。具体的には図５、６に示すように、加圧時はＴ６からＴ７までのＴＣ時間大気圧を保持し、減圧時はＴ８からＴ９までのＴＣより短いＴＤ時間、注液時よりも低い圧力を保持しており、加圧時の方が減圧時の圧力保持時間より長いことがわかる。
【００９６】
さらに、本工程において、加圧および減圧のサイクルを複数回繰り返すことが望ましい（図５、６では、２サイクル行った例を示す）。複数サイクル行うので、電解液の含浸をより促進できる。具体的には、１サイクル目の加圧時の図５（ｈ）の、２サイクル目の加圧時の図５（ｉ）と、各含浸状態から複数サイクル行うことでより電解液の含浸を促進できることがわかる。
【００９７】
（封止工程）
本実施形態では、上記注液後の減圧工程後、必要に応じて上記加減圧工程を行った後、封止工程、昇圧工程を順に行うことで、電解液が注液され、含浸されたフィルム外装電池１０を得る（取り出す）ことができる。以下では、上記注液後の減圧工程後、上記加減圧工程を行った後の封止工程、昇圧工程につき、説明するが、上記注液後の減圧工程後、上記加減圧工程を行うことなく、封止工程、昇圧工程を行う場合も、以下に説明する封止工程、昇圧工程と同様にして行うことができるものである。
【００９８】
封止工程では、前記加減圧工程後に当該圧力を保持したままで（図５の丸印Ｃの時点での圧力）、あるいは電解液が沸騰しない範囲内でより低い圧力（高真空状態）まで減圧した状態で開口部２９ａを熱融着により封止（密封・シール）。後者の場合、制御部７を通じて、バルブ５ａを開いた状態で排気ライン５の真空ポンプ５ｂを駆動して注液チャンバ２内を電解液が沸騰しない範囲内でより低い圧力（高真空状態）まで減圧する。所定の真空度に達したならバルブ５ａを閉じる。次に、注液チャンバ２内に設けられた熱圧着（融着）手段（図示せず）を用いて、開口部２９ａを熱融着することにより封止（密封・シール）すればよい。
【００９９】
但し、その後の初回充放電時（特に初回充電時）にフィルム外装電池１０内に比較的多くのガスが発生する特有の現象があり、２回目以降の充放電時には特にそうしたガス発生は殆ど認められない。そのため、当該封止工程では、開口部の一部を残して熱融着して封止し、残された開口部を適当なクリップ等の着脱自在な封止部材を用いて開閉自在な状態にて封止（仮止め）しておくのが望ましい。そして、後工程で初回充放電を行った後に当該クリップ等の封止部材を外して開口し、フィルム外装電池１０内に発生した比較的多くのガスを電池１０外部に取り除いた後（例えば、減圧除去した後）、当該開口部を最終的に熱融着により確実に封止（密封、シール）するのが望ましい。
【０１００】
（昇圧工程）
封止工程後、注液チャンバ２内の圧力を大気圧に戻す昇圧工程を行うことで、電解液２０が注液され、含浸されたフィルム外装電池１０を得る（取り出す）ことができる。詳しくは、制御部７を通じて、ガス導入ライン６のバルブ６ａを開き、注液チャンバ２内にガスを導入し、注液チャンバ２内の圧力を大気圧に戻す。これにより本実施形態の注液・含浸装置１による電解液２０の注液・含浸方法を達成することができる。かかる操作により、電池群２１’の主面２１ａ側は、図５（ｉ）→図５（ｊ）の含浸状態になるが、ともに中央部まで含浸が促進されていることから、セパレータの含浸状態も中央部に殆ど白色部分は認められず、セパレータの含浸状態も中央部は白色のままであり、大きな変化は生じていないものといえる。
【０１０１】
なお、上記注液後の減圧工程後、加減圧工程を行うことなく、直ちに封止工程及び昇圧工程を行う場合、当該封止工程及び昇圧工程については、上記した封止工程及び昇圧工程で説明したのと同様にして行うことができる。よって、ここでの説明は省略する。
【０１０２】
（電解液の注液の改良）
次に、本実施形態における電解液２０の注液・含浸方法について図４を用いて説明する。電解液２０は電池群２１’の積層側面２１ｂ側から電池要素２１に含浸されている。矩形形状の電池要素２１は４つの積層側面２１ｂを有することとなるがこれら４つの積層側面２１ｂの全てを有効に用いて電解液２０の注液を行うのが注液時間の短縮化及びラミネートフィルム外装材２９へのしわ発生を防止する点で重要となる。そのため、注液ノズル４ｂは、１回の注液ごとに、開口部２９の一端から他端まで走行しながら、所定量の電解液２０を開口部２９の一端から他端まで均一に分布するように注液してもよい。さらに、注液ノズル４ｂの先端が直下から左右に４５°程度上方まで傾ける（可動する）ことができるものを用い、１回の注液ごとに、開口部２９の一端から他端まで均一に分布するように、所定量の電解液２０を注液してもよい。ただし、本実施形態ではこれらに何ら特に制限されるものではなく、均一に注液可能な既存の注液・含浸方法を適宜選択することができる。
【０１０３】
以上述べたように本実施形態のフィルム外装電池の製造方法及びその装置、なかでもフィルム外装電池セルへの電解液の注液・含浸方法及びその装置では、以下の作用効果を奏し得るものである。（１）注液後、注液時よりも低い圧力（真空側）まで減圧するので、注液時よりも電解液を凝縮してより浸透させることができる。また、（２）注液中の圧力（減圧）は、電解液の含浸を阻害する空気膨張が起こらない圧力とすることで、注液完了前は、電池積層体注に残存する空気が多いため減圧しすぎると泡が発生して含浸が進まないので、これを考慮した圧力とすることができる。加えて、注液後の圧力は、電解液が沸騰しない圧力とすることで、注液完了後は残存空気ではなく電解液の沸点が作業温度とならないように考慮した圧力とすることができる。（３）大気圧よりも低い圧力で注液した後、前記圧力よりも高い圧力を一定時間保持して注液することで、高い圧力で一定時間保持するので、圧力差を利用した電解液の含浸を大幅に促進できる。（４）注液後、封止前に、注液時よりも加圧し、さらに減圧するサイクルを１回又は複数回行うことで、電解液の含浸をより促進できる。また注液後なので、セパレータに電解液が保持されており、加減圧しても、飛び散りは起こらない。
【符号の説明】
【０１０４】
１  電解液の注液・含浸装置、
２  注液チャンバ、
３  注液マガジン、
３ａ  押さえ治具、
４  電解液供給ライン、
４ａ  電解液の貯蔵タンク、
４ｂ  注液ノズル、
４ｃ  電解液供給ライン上の電解液供給ポンプ、
４ｄ  電解液供給ライン上の開閉ないし液流量調整バルブ、
５  排気ライン、
５ａ  排気用開閉バルブ、
５ｂ  排気用の真空ポンプ、
６  ガス導入ライン、
６ａ  ガス導入ライン上の開閉ないしガス流量調整バルブ、
６ｂ  ガスの貯蔵タンク、
７  制御部、
１０  フィルム外装電池（フィルム外装電気デバイス）、
１０ａ  フィルム外装電池セル、
１１  負極集電体、
１１ａ  負極（集電体からの）延出部、
１１ｂ  負極集電部、
１２  正極集電体、
１２ａ  正極（集電体からの）延出部、
１２ｂ  正極集電部、
１３  負極活物質層、
１４  負極板（＝負極）
１５  正極活物質層、
１６  正極板（＝正極）
１７  電解質層（電解液が含浸したセパレータ）、
１９  単電池層、
２０  電解液、
２０ａ  電解液の液滴、
２１  電池要素、
２１ａ  電池要素の主面、
２１ｂ  電池要素の積層側面、
２５  負極タブ、
２７  正極タブ、
２９  ラミネートフィルム外装材、
２９ａ  ラミネートフィルム外装材の開口部、
２９ｂ  ラミネートフィルム外装材の底部、
２９ｅ  ラミネートフィルム外装材の凹部、
２９ｆ  ラミネートフィルム外装材の封止部ないしシール部。
【図１】
2013140783.tif 000003
【図２（ａ）】
2013140783.tif 000004
【図２（ｂ）】
2013140783.tif 000005
【図３】
2013140783.tif 000006
【図４】
2013140783.tif 000007
【図６】
2013140783.tif 000008
【図５】
2013140783.tif 000009
【図７】
2013140783.tif 000010