(57)【要約】【課題】生産性の高い二次電池及び二次電池の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明にかかる二次電池の製造方法は、並列接続された複数の単位電池２１を有する二次電池の製造方法であって、第１電極層１と、金属酸化物半導体層２と、充電層３と、第２電極層５とが積層された構成を有するシート状の単位電池２１を用意する工程と、積層した複数の単位電池２１を並列に接続して、セルシート３０を形成する工程と、セルシート３０の容量を測定する工程と、容量が規格値よりも小さい場合に、容量調整用の単位電池２１ａをセルシート３０に並列に接続する工程と、を備えるものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続された複数の単位電池を有する二次電池の製造方法であって、
第１電極層と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極層とが積層された構成を有するシート状の単位電池を用意する工程と、
複数の前記単位電池を積層し並列に接続して、セルシートを形成する工程と、
前記セルシートの容量を測定する工程と、
前記容量が規格値よりも小さい場合に、容量調整用の単位電池を前記セルシートに並列に接続する工程と、
を備える二次電池の製造方法。
【請求項２】
並列接続された複数の単位電池を有する二次電池の製造方法であって、
第１電極層と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極層とが積層された構成を有するシート状の単位電池を用意する工程と、
複数の単位電池の容量をそれぞれ測定する工程と、
規格値以上の容量を有するように前記容量の測定結果に基づいて容量の異なる単位電池を組み合わせて積層し、積層された前記単位電池が並列に接続されたセルシートを作製する工程と、
を備える二次電池の製造方法。
【請求項３】
並列接続された複数のセルシートを有する二次電池の製造方法であって、
第１電極層と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極層とが積層された構成を有するシート状の単位電池を用意し、積層された複数の前記単位電池が並列に接続されているセルシートを用意する工程と、
複数のセルシートを並列に接続して組セルを形成する工程と、
組セルの容量を測定する工程と、
前記容量が規格値よりも小さい場合に、容量調整用の単位電池、及び容量調整用のセルシートの少なくとも一方を前記組セルに並列に接続する工程と、
を備える二次電池の製造方法。
【請求項４】
前記組セルには、容量が異なるセルシートが含まれている請求項３に記載の二次電池の製造方法。
【請求項５】
並列接続された複数のセルシートを有する二次電池の製造方法であって、
第１電極層と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極層とが積層された構成を有するシート状の単位電池を用意し、積層された複数の前記単位電池が並列に接続されているセルシートを用意する工程と、
複数の前記セルシートの容量をそれぞれ測定する工程と、
規格値以上の容量を有するように前記容量の測定結果に基づいて容量の異なるセルシートを組み合わせて積層し、積層された前記セルシートが並列に接続された組セルを作製する工程と、
を備える二次電池の製造方法。
【請求項６】
前記セルシートには、容量の異なる単位電池が含まれている請求項１、３、４、又は５に記載の二次電池の製造方法。
【請求項７】
前記セルシートに含まれる全ての単位電池のうち、容量が最大の単位電池と容量が最小の単位電池との容量比に応じて、前記単位電池の組み合わせの適否を判定している請求項２に記載の二次電池の製造方法。
【請求項８】
前記組セルに含まれる全ての単位電池のうち、容量が最大の単位電池と容量が最小の単位電池との容量比に応じて、前記セルシートの組み合わせの適否を判定している請求項５に記載の二次電池の製造方法。
【請求項９】
容量の異なる複数の単位電池が前記容量調整用の単位電池として予め用意されており、
前記容量の測定結果に応じて選択された前記容量調整用の単位電池が選択される請求項１、又は３に記載の二次電池の製造方法。
【請求項１０】
容量の異なる複数の前記セルシートが前記容量調整用のセルシートとして予め用意されており、
前記容量の測定結果に応じて前記容量調整用のセルシートが選択される請求項３に記載の二次電池の製造方法。
【請求項１１】
少なくとも２つの単位電池が並列に接続された二次電池であって、
前記単位電池のそれぞれは、第１電極と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極とが積層された構成を備え、
少なくとも２つの単位電池には、容量の異なる単位電池が含まれている二次電池。
【請求項１２】
少なくとも２つのセルシートが並列に接続された二次電池であって、
前記セルシートのそれぞれは、並列に接続された複数のシート状の単位電池を備え、
前記単位電池のそれぞれは、第１電極と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極とが積層された構成を備え、
少なくとも２つのセルシートには、容量の異なるセルシートが含まれている二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繰り返し充放電可能な電池（二次電池と称する）、及び二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜２には、全固体型の物理二次電池である量子電池が開示されている。特許文献１に開示された量子電池は、基板上に、第１電極層、ｎ型金属酸化物半導体層、充電層、ｐ型金属酸化物半導体層、及び第２電極層が積層された構成を有している。充電層は、絶縁性物質で覆われた微粒状のｎ型金属酸化物半導体を光励起構造変化させることにより電子を捕獲可能にした層である。
【０００３】
特許文献１には、複数の量子電池を直列に接続して端子電圧を高めたものや、並列に接
続して電流容量を大きくしたものが示されている。また、特許文献２には、量子電池の充放電特性や電気的特性を測定する方法及び装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１５４０４６号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１３／０３５１４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された構成は、例えば、第１電極層（負極）と第２電極層（正極）との間に充電層を備える二次電池として機能する最小単位のシート状の電池（以下、単位電池と称する）を複数有している。そして、その複数の単位電池を第１電極層と第２電極層を向かい合わせて重ねるようにして積層している。こうすることにより、複数の電池が直列に接続された電池が示されている。
【０００６】
また、特許文献１には、複数の単位電池が並列に接続された構成が示されている。２つの単位電池の第２電極層同士が向かい合わせて配置され、２つの単位電池の間には、正極端子が挟まれている。この構成において、正極端子を挟んで重ねた１対の単位電池（シート状電池）を１つの積層単位としている。複数の積層単位の電池は、第１電極層同士が向かい合うように配置されている。そして、隣り合う２つの積層単位の電池は、負極端子を挟んで積層されている。また、上記のように直列に接続されて積層された複数の電池を、並列に接続して積層した電池も示されている。
【０００７】
このように複数のシート状の単位電池を電気的に接続（並列接続、直列接続、又はその組み合わせ）して積層した電池（以下、セルシートと称する）が特許文献１には開示されている。こうすることで、端子電圧や容量（電流容量やエネルギー容量）を高めることができる。また、複数のセルシートを組み合わせて電気的に接続した電池（以下、組セルと称する）を形成することで、さらに端子電圧や容量を高めることができる。
【０００８】
複数の単位電池、又はセルシート（以下、セルシートや組セルを形成する際の組み合わせの単位となる電池をまとめて組合せ単位電池と称する）を並列に接続する場合、同じ容量のものを複数用意して組み合わせて、規格の容量を満たしたセルシートや組セルを作製している。したがって、容量が低い単位電池やセルシートは電池の作製に利用することができないという問題点がある。また、容量の低い単位電池やセルシートを備える電池は、規格の容量を満たさない可能性がある。このため、容量を正確に製造しなければならないため、製造の手間やコストがかかるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、高容量の二次電池を高い生産性で製造することができる二次電池、及び二次電池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】
【００１０】
本発明の一態様に係る二次電池の製造方法は、並列接続された複数の単位電池を有する二次電池の製造方法であって、第１電極層と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極層とが積層された構成を有するシート状の単位電池を用意する工程と、複数の前記単位電池を積層し並列に接続して、セルシートを形成する工程と、前記セルシートの容量を測定する工程と、前記容量が規格値よりも小さい場合に、容量調整用の単位電池を前記セルシートに並列に接続する工程と、を備えるものである。これにより、種々の容量を有する単位電池を有効に利用することができるため、生産性を向上することができる。
【００１１】
本発明の一態様に係る二次電池の製造方法は、並列接続された複数の単位電池を有する二次電池の製造方法であって、第１電極層と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極層とが積層された構成を有するシート状の単位電池を用意する工程と、複数の単位電池の容量をそれぞれ測定する工程と、規格値以上の容量を有するように前記容量の測定結果に基づいて容量の異なる単位電池を組み合わせて積層し、積層された前記単位電池が並列に接続されたセルシートを作製する工程と、を備えるものである。これにより、種々の容量を有する単位電池を有効に利用することができるため、生産性を向上することができる。
【００１２】
本発明の一態様に係る二次電池の製造方法は、並列接続された複数のセルシートを有する二次電池の製造方法であって、第１電極層と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極層とが積層された構成を有するシート状の単位電池を用意し、積層された複数の前記単位電池が並列に接続されているセルシートを用意する工程と、複数のセルシートを並列に接続して組セルを形成する工程と、組セルの容量を測定する工程と、前記容量が規格値よりも小さい場合に、容量調整用の単位電池、及び容量調整用のセルシートの少なくとも一方を前記組セルに並列に接続する工程と、を備えるものである。これにより、種々の容量を有するセルシートを有効に利用することができるため、生産性を向上することができる。
【００１３】
上記の製造方法において、前記組セルには、容量が異なるセルシートが含まれていてもよい。
【００１４】
本発明の一態様に係る二次電池の製造方法は、並列接続された複数のセルシートを有する二次電池の製造方法であって、第１電極層と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極層とが積層された構成を有するシート状の単位電池を用意し、積層された複数の前記単位電池が並列に接続されているセルシートを用意する工程と、複数の前記セルシートの容量をそれぞれ測定する工程と、規格値以上の容量を有するように前記容量の測定結果に基づいて容量の異なるセルシートを組み合わせて積層し、積層された前記セルシートが並列に接続された組セルを作製する工程と、を備えるものである。これにより、種々の容量を有するセルシートを有効に利用することができるため、生産性を向上することができる。
【００１５】
上記の製造方法において、前記セルシートには、容量の異なる単位電池が含まれていてもよい。
【００１６】
上記の製造方法において、前記セルシートに含まれる全ての単位電池のうち、容量が最大の単位電池と容量が最小の単位電池との容量比に応じて、前記単位電池の組み合わせの適否を判定してもよい。こうすることで、途中までの充放電を繰り返した場合でも、電池の劣化を防ぐことができる。
【００１７】
上記の製造方法において、前記組セルに含まれる全ての単位電池のうち、容量が最大の単位電池と容量が最小の単位電池との容量比に応じて、前記セルシートの組み合わせの適否を判定してよい。こうすることで、途中までの充放電を繰り返した場合でも、電池の劣化を防ぐことができる。
【００１８】
上記の製造方法において、容量の異なる複数の単位電池が前記容量調整用の単位電池として予め用意されており、前記容量の測定結果に応じて選択された前記容量調整用の単位電池が選択されていてもよい。
【００１９】
上記の製造方法において、容量の異なる複数の前記セルシートが前記容量調整用のセルシートとして予め用意されており、前記容量の測定結果に応じて前記容量調整用のセルシートが選択されてもよい。
【００２０】
本発明の一態様に係る二次電池は、少なくとも２つの単位電池が並列に接続された二次電池であって、前記単位電池のそれぞれは、第１電極と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極とが積層された構成を備え、少なくとも２つの単位電池には、容量の異なる単位電池が含まれているものである。これにより、種々の容量を有する単位電池を有効に利用することができるため、生産性を向上することができる。
【００２１】
本発明の一態様に係る二次電池は、少なくとも２つのセルシートが並列に接続された二次電池であって、前記セルシートのそれぞれは、並列に接続された複数のシート状の単位電池を備え、前記単位電池のそれぞれは、第１電極と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極とが積層された構成を備え、少なくとも２つのセルシートには、容量の異なるセルシートが含まれているものである。これにより、種々の容量を有するセルシートを有効に利用することができるため、生産性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２２】
高容量の二次電池を高い生産性で製造することができる二次電池、及び二次電池の製造方法を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】量子電池の構造を示す断面図である。
【図２】本実施の形態にかかるセルシートの構成を模式的に示す図である。
【図３】サンプルの単位電池、及びセルシートの放電特性を示すグラフである。
【図４】組セルの構成を模式的に示す図である。
【図５】セルシートの製造方法を示すフローチャートである。
【図６】セルシートの製造方法を説明するための図である。
【図７】組セルの製造方法を示すフローチャートである。
【図８】組セルの製造方法を説明するための図である。
【図９】実施の形態２に係るセルシートの製造方法を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２にかかるセルシートの製造方法を説明するための図である
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。
【００２５】
（量子電池の構成）
以下に説明する各実施形態の電池は、量子電池の技術を適用したものである。そこで、各実施形態の説明に先立ち、量子電池について簡単に説明する。量子電池は、絶縁性物質で覆われた金属酸化物半導体の光励起構造変化を利用して、電子を捕獲することを可能する動作原理に基づく繰り返し充放電可能な電池（二次電池）である。
【００２６】
量子電池は、全固体型の物理二次電池であり、単独で電池として機能する。量子電池の構成の一例は、図１に表される。図１は、本発明を適用する量子電池の断面構造を示す図である。なお、図１では、正極端子及び負極端子等の端子部材、外装部材や被覆部材などの実装部材を省略して図示している。
【００２７】
シート状の電池２１は、基材１０上に、第１電極層１、Ｎ型半導体層２、充電層３、Ｐ型半導体層４、及び第２電極層５が積層された構成を備えている。したがって、充電層３は、充電動作、すなわち第１電極層１と第２電極層５との間に充電電圧（または充電電力）が印加されると、電子を蓄積（捕獲）し、放電動作、すなわち第１電極層と第２電極層５との間に負荷が接続されると蓄積した電子を放出する。充電層３は、充放電がなされていない状態で、電子を保持（蓄電）している層である。充電層３は、光励起構造変化技術が適用されて形成されている。
【００２８】
ここで、光励起構造変化は、例えば、国際公開ＷＯ／２００８／０５３５６１に記載されている。所定値以上のバンドギャップを持つ半導体であって金属酸化物半導体が絶縁被覆された状態で有効な励起エネルギーを与えられると、バンドギャップ内に電子不在のエネルギー順位が多数発生する。量子電池は、これらのエネルギー順位に電子を捕獲させることで充電し、捕獲した電子を放出させることで放電するものである。
【００２９】
充電層３は、絶縁被覆されたｎ型金属酸化物半導体の微粒子が充填され、そのｎ型金属酸化物半導体が紫外線照射によって光励起構造変化を起し、電子を蓄えることができるように変化したものである。充電層３は、絶縁被覆されたｎ型金属酸化物半導体の微粒子を多数含んでいる。充電層３で使用可能なｎ型金属酸化物半導体材料としては、二酸化チタン、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が好適であり、二酸化チタンと酸化スズと酸化亜鉛を組み合わせた材料としてもよい。そして、充電層のｎ型金属酸化物半導体は、例えばシリコーン等の絶縁性被膜で覆われている。
【００３０】
基材１０は、絶縁性の物質でも導電性の物質でもよく、例えば、ガラス基板や高分子フィルムの樹脂シート、あるいは金属箔シートが使用可能である。基材１０として導電性物質を用いる場合、基材１０を第１電極層１として用いることも可能である。すなわち、導電性の基材１０が第１電極層１として機能する。
【００３１】
電極層（第１電極層１及び第２電極層５）は、図１で示した例では、第１電極層１が負極であり、第２電極層５が正極である。第１電極層１と第２電極層５は、導電膜で形成されていればよく、例えば金属材料として、アルミニウムＡｌを含む銀Ａｇ合金膜等で形成することができる。あるいは、第１電極層１、及び第２電極層５は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜であってもよい。導電膜の形成方法としては、スパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着、真空蒸着、化学蒸着等の気相成膜法を挙げることができる。また、第１電極層１と第２電極層５は、電解メッキ法、無電解メッキ法等により形成することができる。メッキに使用される金属としては、一般に銅、銅合金、ニッケル、アルミニウム、銀、金、亜鉛又はスズ等を使用することが可能である。なお、上記したように、基材１０として導電性物質を用いる場合、基材１０が第１電極層１として機能するため、第１電極層１の成膜工程を省略することができる。
【００３２】
Ｎ型半導体層２は、例えば、Ｎ型金属酸化物半導体層であり、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）を材料として用いることができる。
【００３３】
Ｎ型半導体層２は、充電層３中のｎ型金属酸化物半導体の絶縁被覆が不十分な場合に、そのｎ型金属酸化物半導体が第１電極層１に直接接してしまい、再結合により電子がそのｎ型金属酸化物半導体に注入されてしまうことを防ぐために設けられている。図１に示したようにＮ型半導体層２は第１電極層１と充電層３との間に形成されている。Ｎ型半導体層２は省略することも可能である。
【００３４】
充電層３上に形成したＰ型半導体層４は、例えば、Ｐ型金属酸化物半導体層であり、上部の第２電極層５からの電子の注入を防止するために設けられている。Ｐ型半導体層４の材料としては、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、銅アルミ酸化物（ＣｕＡｌＯ２）等のＰ型金属酸化物半導体が使用可能である。図１に示したようにＰ型半導体層４は第２電極層５と充電層３との間に形成されている。
【００３５】
なお、上記の説明では、充電層３の下にＮ型半導体層２が配置され、上にＰ型半導体層４が配置されている構成としたが、Ｎ型半導体層２とＰ型半導体層４とは反対の構成になっていてもよい。すなわち、充電層３の上にＮ型半導体層２が配置され、下にＰ型半導体層４が配置されている構成であってもよい。また、この反対の構成でＮ型半導体層２が省略されている場合は、充電層３の上に第２電極層５が配置され、下にＰ型半導体層４が配置されている構成であってもよい。このような場合、第１電極層１が正極、第２電極層５が負極となる。すなわち、電池２１は、第１電極層１及び第２電極層５の間に、充電層３がＮ型半導体層２とＰ型半導体層４に挟まれている層構成、または、充電層３とＰ型半導体層４の層構成を有していれば、その積層順は問わない。換言すると、シート状の電池２１は、第１電極層１と第２電極層５との間が、第１金属酸化物半導体層、充電層３、第２金属酸化物半導体層の順番で積層されている構成、または、充電層３、金属酸化物半導体層の順番で積層されている構成であればよい。
【００３６】
また、電池２１の平面視形状は特に限定されないが、例えば矩形にすることができる。
【００３７】
ここで、上述したシート状の量子電池２１は、二次電池として機能する最小単位のシート状電池であり、前記した通り単位電池２１と称する。
【００３８】
なお、以下の各実施形態においては、単位電池２１は、基材１０が導電性物質からなり第１電極層１を兼ねている場合で説明する。また、電池２１の平面視形状は矩形の場合で説明する。
【００３９】
実施の形態１．
（セルシートの構成）
以下、本実施の形態１にかかるセルシートの構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態にかかるセルシート３０の構成を模式的に示す断面図である。セルシート３０は、図１で示したシート状の量子電池２１である単位電池２１を複数積層して電気的に接続された電池である。
【００４０】
なお、図２では、複数の単位電池２１を単位電池２１１及び単位電池２１２として示している。複数の単位電池２１のうち、第１電極層１が下側に位置し、第２電極層５が上側に位置するものを単位電池２１１として示している。また、複数の単位電池２１のうち、第１電極層１が上側に位置し、第２電極層５が下側に位置するものを単位電池２１２として示している。
【００４１】
複数の単位電池２１は並列に接続されている。したがって、セルシート３０は、負極端子５２と正極端子５３とを備えている。負極端子５２は、単位電池２１の第１電極層１（負極）にそれぞれ接続される。正極端子５３は、単位電池２１の第２電極層５（正極）にそれぞれ接続される。そして、単位電池２１１と単位電池２１２とは交互に積層されている。単位電池２１１の第２電極層５と単位電池２１２の第２電極層５との間には正極端子５３が配置されている。単位電池２１１の第１電極層１と単位電池２１２の第１電極層１との間には負極端子５２が配置されている。
【００４２】
両外側に位置する単位電池２１１、２１２については、第１電極層１が外側に位置している場合にはその上に負極端子５２が重ねられ、第２電極層５が外側に位置している場合にはその上に正極端子５３が重ねられている。
【００４３】
図２では、５つの単位電池２１を有するセルシート３０について示しているが、セルシート３０には、６つ以上の単位電池２１が設けられていてもよいし、２つ以上４つ以下の単位電池２１が設けられていてもよい。すなわち、セルシート３０では、複数の単位電池２１が並列に接続されている。
【００４４】
なお、複数の単位電池２１を並列に接続して積層する方法は、図２に示したものには限定されない。例えば、複数の単位電池２０を同じ向きに絶縁層を介して積層し、それぞれの単位電池２１の第１電極層１が負極端子５２に接続されるとともに、それぞれの単位電池２１の第２電極層５が正極端子５３に接続されるようにしてもよい。この場合、電極層１、５と電極端子５２、５３との接続は、絶縁層と第１電極層１との間に負極端子５２を配置し、絶縁層と第２電極層５との間に正極端子５３を配置するようにして行ってもよい。
【００４５】
ここで、複数の単位電池２１は異なる容量の単位電池２１を有している。すなわち、本実施の形態にかかるセルシート３０は、異なる容量を有する複数の単位電池２１が並列に接続された構成を有している。量子電池では、異なる容量を有する電池を並列に接続した場合も、過充電や過放電等の問題が生じない。よって、容量の異なる電池を含む単位電池２１を並列に接続することにより、大容量のセルシート３０を実現することができる。容量の異なる単位電池２１を用いることが可能になるため、生産性を向上することが可能になる。容量の異なる単位電池２１は、後述する調整用単位電池２１ａとなっていてもよい。
【００４６】
なお、単位電池２１を異なる容量とするためには、例えば、充電層３の体積を変えることにより行ってもよい。図１で示した充電層３の厚さ又は面積を変えることによって、容量を変えることができる。また、図２では、複数の単位電池２１が同じ大きさで示されているが、異なる大きさであってもよい。例えば、製作された単位電池２１をカットすることにより充電層の面積を変えて容量を変えてもよい。
【００４７】
本実施の形態では、種々の容量の単位電池２１を組み合わせることができ、所定の規格を満たすセルシート３０を臨機応変に設計することができる。例えば、所定の規格の容量を有するセルシート３０を作製する場合、あらかじめ容量値を異ならせた単位電池２１を作製しておき、それらを組み合わせて規格の容量値を満たしたセルシート３０を作ることができる。単位電池の容量値を正確に揃える必要がなくなり、許容される単位電池の容量の範囲が広がるため、生産性を向上することができる。
【００４８】
なお、セルシート３０が３つ以上の単位電池２１を備える場合、１つ以上の単位電池２１が他の単位電池２１と異なる容量であればよい。また、異なる容量の単位電池の容量は、最も大きい容量の単位電池の容量と最も小さい容量の単位電池の容量との比を基に設定することができる。例えば、セルシート３０に含まれる単位電池２１のうち、最も容量が大きい単位電池を最大単位電池とし、最も容量が小さい単位電池を最小単位電池とすると、最小単位電池の容量Ｃｍｉｎの最大単位電池の容量Ｃｍａｘに対する比の値が０．８以下となっていることが好ましい。このようにすることで、容量選択の幅を広くすることができる。種々の容量を有する単位電池を有効に利用することができるため、生産性を向上することができる。
【００４９】
次に、異なる容量を有する単位電池２１を組み合わせることができる点について、図３を用いて説明する。図３は、単位電池及びセルシートの放電特性を示すグラフである。図３では、横軸が放電時間、縦軸が電圧となっており、３つのサンプルの単位電池、及びセルシートの放電特性を示している。図３では、容量の小さい単位電池２１をサンプルＡ、容量の大きい単位電池２１をサンプルＢ、及びそれら単位電池を並列に接続したセルシート３をサンプル（Ａ＋Ｂ）として、それぞれの放電カーブを示している。なお、サンプルＡの容量のサンプルＢの容量に対する比の値は０．５となっている。
【００５０】
図３に示すように、サンプルＡ，サンプルＢとも放電とともに徐々に電圧が降下して、ある一定の時間となると急激に電圧が降下する。ここで、サンプルＡの容量は、サンプルＢの容量よりも小さくなっているため、サンプルＡでは急激に電圧が降下する時間が早くなっている。すなわち、容量の小さいサンプルＡは、容量の大きいサンプルＢよりも早くＯＶとなる。換言すると、サンプルＢは、サンプルＡよりも容量が大きいため、放電可能時間が長くなる。
【００５１】
サンプルＡとサンプルＢを並列に接続したサンプル（Ａ＋Ｂ）もサンプルＡ、及びサンプルＢと同様の放電カーブとなる。すなわち、所定の時間までは、電圧が徐々に降下していき、ある一定の時間となると急激に電圧が降下する。また、サンプル（Ａ＋Ｂ）の放電時間や容量は、サンプルＡとサンプルＢを足し合わせた状態にほぼ一致している。したがって、容量の異なるサンプルＡとサンプルＢを並列に組み合わせたとしても、問題なく使用できることが分かる。もちろん、容量の大きいサンプル（Ａ＋Ｂ）は、サンプルＢよりも急激に電圧が降下するまでの時間が遅くなる。サンプル（Ａ＋Ｂ）は、サンプルＢよりも容量が大きくなるため、放電可能時間が長くなる。
【００５２】
異なる容量のサンプルＡ，サンプルＢを並列に接続した状態では、容量の差がなくなるまではより大きな容量のサンプルＢの放電が優先的に行われることになる。したがって、満充電状態から途中まで放電した場合、容量の違いに応じて、放電に寄与する割合が異なっている。サンプル（Ａ＋Ｂ）を０Ｖまで放電する場合、サンプルＡとサンプルＢの両方が０Ｖまで放電することになるので、両方のサンプルとも放電に寄与することになり、並列接続したサンプル（Ａ＋Ｂ）を問題なく使用できる。ただ、並列接続したサンプル（Ａ＋Ｂ）では、容量の差がなくなるまでサンプルＢがより放電に寄与することになるから、途中まで放電してから満充電することを繰り返す場合、サンプルＢがより放電に使用されることになる。よって、本実施形態では、途中まで放電するときの容量を想定し、それに基づいて組み合わせる複数の単位電池のうちの最大単位電池の容量に対する最小単位電池の容量の比を設定している。そして、この容量比が０．５以上であるとより好ましい。すなわち、組み合わせる複数の単位電池２１のうちの最小単位電池の容量を、最大単位電池の容量の半分以上としている。この理由について以下に説明する。
【００５３】
サンプル（Ａ＋Ｂ）を０Ｖまで放電させる場合、サンプルＡとサンプルＢの両方が０Ｖまで放電することになる。一方、サンプル（Ａ＋Ｂ）を満充電してから途中まで放電して満充電することを繰り返す場合、サンプルＢがサンプルＡよりも放電に寄与することになる。サンプルＡとサンプルＢの容量差がより大きくなると、容量の大きいサンプルＢがより放電に寄与することになり、サンプルＡがあまり放電に寄与しなくなる。したがって、１００％（満充電時）から７０％までの充放電を繰り返すと、サンプルＢの容量に対するサンプルＡの容量の比の値が０．５を満たない場合、サンプルＢのみが集中的に使用されてしまい、サンプルＡがほとんど放電に寄与しなくなる恐れがある。そこで、本実施の形態では、最小単位電池の容量Ｃｍｉｎの最大単位電池の容量Ｃｍａｘ対する比の値を０．５以上としている。すなわち、最小単位電池の容量Ｃｍｉｎは最大単位電池の容量Ｃｍａｘの半分以上となっている。
【００５４】
また、複数の異なる容量の単位電池２１を有するセルシート３０において、途中のある容量までの放電を繰り返す場合を想定し、次の式（１）に基づいて容量比の値Ｃｒを設定してもよい。
Ｃｒ≧Ｃｈ／（２−Ｃｈ）    ・・・（１）
【００５５】
ここで、Ｃｈは途中まで放電したときのセルシート全体の容量に対する残りの容量の比の値であり、Ｃｒは、最大単位電池の容量Ｃｍａｘに対する最小単位電池の容量Ｃｍｉｎの比の値である。なお、容量はエネルギー容量（Ｗｈ）または電流容量（Ａｈ）である。
【００５６】
このように、セルシート３０において、途中までの放電が繰り返し行われることを想定して、セルシート３０に含まれる単位電池２１のうち、最大単位電池の容量Ｃｍａｘに対する最小単位電池の容量Ｃｍｉｎが設定されている。途中までの放電を繰り返し行う場合でも、セルシート３０に含まれる単位電池２１を効率よく利用することができる。よって、高性能のセルシート３０を実現することができる。
【００５７】
量子電池では、容量の異なるサンプルを並列接続した場合でも、過充電や過放電による影響を受けない。このため、過充電や過充電による破損の恐れがない。容量の小さい単位電池が容量の大きい単位電池よりも早く空となることがない。このため、放電途中における急激な電圧降下を防ぐことができる。量子電池では、単位電池に容量差がある状態で放電した場合でも、容量差が徐々に小さくなるように放電が行われる。よって、容量が異なる量子電池を組み合わせた場合でも、適切に電池を使用することができる。
【００５８】
（組セルの構成）
以下、本実施の形態１にかかる組セルの構成について、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態にかかる組セル４０の構成を模式的に示す断面図である。組セル４０は、図２で示したセルシート３０を複数組み合わせて電気的に接続された電池である。
【００５９】
組セル４０は、異なる容量の単位電池２１を有するセルシート３０を有することができる。また、異なる容量のセルシート３０を有することもできる。例えば、組セル４０には、容量の異なるセルシートが１つ以上含まれている。容量の異なるセルシート３０は、後述する調整用セルシート３０ａとなっていてもよい。
【００６０】
この複数のセルシート３０は並列に接続される。複数のセルシート３０の正極端子５３には、正極配線５３０が接続されている。複数のセルシート３０の負極端子５２には、負極配線５２０が接続されている。したがって、複数のセルシート３０が並列に接続されている。
【００６１】
また、組セル４０は、並列に接続された複数のセルシート３０に加えて、それらより容量の小さい１つ又は複数の単位電池２１をそれら複数のセルシート３０に対して並例に接続することもできる。この加えられる単位電池２１は、後述する調整用単位電池２１ａとなっていてもよい。例えば、図４において、調整用セルシート３０ａを単位電池２１に置き換えたような構成であってもよい。この場合は、単位電池２１の第１電極層１は、負極配線に５２０に接続され、第２電極層５は、正極配線５３０に接続される。したがって複数のセルシート３０及び単位電池２１が並列に接続される。
【００６２】
量子電池では、このような異なる容量の電池を有する組セル４０においても、過充電や過放電の問題が生じない。よって、容量の異なるセルシート３０や単位電池２１を接続することにより、大容量の組セル４０を実現することができる。容量の異なる調整用のセルシート３０を用いることが可能になるため、生産性を向上することができる。なお、セルシート３０を異なる容量とするためには、それを構成する単位電池２１の容量や枚数などを変えることによって行ってもよい。単位電池を異なる容量とする方法は前記した通りである。
【００６３】
本実施の形態では、種々の容量のセルシート３０を組み合わせることができ、所定の規格を満たす組セル４０を臨機応変に設計することができる。例えば、所定の規格の容量を有する組セル４０を作製する場合、あらかじめ容量値を異ならせたセルシート３０を作製しておき、それらを組み合わせて規格の容量値を満たした組セル４０を作ることができる。セルシート３０の容量値を正確に揃える必要がなくなり、許容されるセルシート３０の容量の範囲が広がるため、生産性を向上することができる。
【００６４】
なお、組セル４０が３つ以上のセルシート３０を備える場合、１つ以上のセルシート３０が他のセルシート３０と異なる容量であればよい。また、異なる容量のセルシート３０や単位電池２１を組み合わせるにあたっては、組セル４０に含まれる全ての単位電池２１、すなわち、全てのセルシートに含まれる単位電池２１及び調整用単位電池２１ａにおける、最大単位電池（以下、組セル内最大単位電池と称する）の容量と、最小単位電池（以下、組セル内最小単位電池と称する）の容量との比を基に、組み合わせるセルシート３０や調整用単位電池２１を設定できる。この組セル内最大単位電池の容量と組セル内最小単位電池の容量は、それぞれのセルシートにおける最大単位電池の容量と最小単位電池の容量が分かっていると容易に得られる。
【００６５】
例えば、組セル内最小単位電池の容量Ｃｔｍｉｎの、組セル内最大単位電池の容量Ｃｔｍａｘに対する比の値が０．８以下となっていることが好ましい。このようにすることで、容量選択の幅を広くすることができる。種々の容量を有するセルシートを有効に利用することができるため、生産性を向上することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、途中まで放電するときの容量を想定し、それに基づいて組み合わせる複数のセルシートや調整用単位電池における組セル内最大単位電池の容量に対する組セル内最小単位電池の容量の比を設定している。例えば、１００％（満充電時）から７０％までの充放電を繰り返すと想定して、組セル内最小単位電池の容量の、組セル内最大単位電池の容量に対する比の値が０．５以上であると好ましい。すなわち、組み合わせる複数のセルシートにおける組セル内最小単位電池の容量を、組セル内最大単位電池の容量の半分以上としている。
【００６７】
また、複数の異なる容量のセルシート３０や調整用単位電池２１ａを有する組セル４０において、途中のある容量までの放電を繰り返す場合を想定し、次の式（２）に基づいて容量比の値Ｃｔｒを設定してもよい。
Ｃｔｒ≧Ｃｔｈ／（２−Ｃｔｈ）  ・・・（２）
【００６８】
ここで、Ｃｔｈは途中まで放電したときの組セル全体の容量に対する残りの容量の比の値であり、Ｃｔｒは、組セル内最大単位電池の容量Ｃｔｍａｘに対する組セル内最小単位電池の容量Ｃｔｍｉｎの比の値である。なお、容量はエネルギー容量（Ｗｈ）または電流容量（Ａｈ）である。
【００６９】
このように、組セル４０において、途中までの放電が繰り返し行われることを想定して、組セル４０に含まれる単位電池２１のうち、組セル内最大単位電池の容量Ｃｔｍａｘに対する組セル内最小単位電池の容量Ｃｔｍｉｎが設定されている。途中までの放電を繰り返し行う場合でも、組セル４０に含まれるセルシート３０を効率よく利用することができる。よって、高性能の組セル４０を実現することができる。
【００７０】
（セルシートの製造方法）
本実施の形態にかかるセルシート３０の製造方法について、以下に説明する。図５は、本実施の形態にかかるセルシート３０の製造方法を示すフローチャートである。図５では、単位電池２１が図１に示したシート状の単位電池２１であり、セルシート３０が複数の単位電池２１を有するセルシート３０であるとして説明する。図６は、セルシートの製造方法を説明するための図である。
【００７１】
まず、シート状の単位電池２１を製作する（Ｓ１１）。ここでは、図６に示すように、複数のシート状の単位電池２１を製作する。例えば、１６枚あるいはそれ以上の単位電池２１を用意する。複数の単位電池２１は、同じ容量となっていても、異なる容量となっていてもよい。そして、シート状の単位電池２１を積層する（Ｓ１２）。例えば、図６に示すように複数の単位電池２１を積層していく。より具体的には、図２で示したように、複数の単位電池２１を積み重ねて、並列に接続する。こうすることで、複数の単位電池２１が積層された容量調整前のセルシート３１（以下、調整前セルシートと称する）が形成される。なお、図６では、正極端子、及び負極端子を省略している。なお、単位電池２１または調整前セルシート３１は、容量が測定される前に、充放電動作を行うなどしてコンディショニング処理が施される。
【００７２】
そして、調整前セルシート３１の容量を確認する（Ｓ１３）。具体的には、調整前セルシート３１の容量が、予め定められた規格を満たすか否かを電池容量測定装置を用いて確認する。電池容量測定装置は、例えば特許文献２に示されているような、充放電源、電圧計、電流計、プローブ等を備え、充放電特性や電気特性を測定可能な装置を使用することができる。また、電池容量測定装置は、コンディショニング機能を備え、コンディショニング後の容量を測定可能な装置であっても良い。電池容量測定装置に接続した調整前セルシート３１の充放電特性等を計測して電池容量を測定する。電池容量の測定値が予め定められた規格値以上であった場合（Ｓ１３のＯＫ）、セルシート３０が完成する。
【００７３】
一方、測定値が規格値よりも小さかった場合（Ｓ１３のＮＧ）、不足容量分だけ電池をさらに積層する（Ｓ１４）。例えば、図６に示すように、複数の単位電池２１を含む調整前セルシート３１に対して、不足分を補うように調整用単位電池２１ａを追加する。調整用単位電池２１ａは、複数の単位電池２１と並列に接続される。そして、調整用単位電池２１ａが追加された状態のセルシート３０の容量が規格値以上であるかを確認する（Ｓ１３）。セルシートの容量が規格値以上となるまで、Ｓ１３とＳ１４の処理を繰り返すことで、容量が規格を満たすセルシート３０が完成する。
【００７４】
図５、図６では、図１に示したシート状の単位電池２１を積層している。すなわち、複数のシート状の単位電池２１を組み合わせることで、セルシート３０を作成している。具体的には、複数の単位電池を有するセルシート（電池）３０を製作している。これにより、規格を満たす容量のセルシート３０を作製することができる。なお、調整用単位電池２１ａは、上述した単位電池２１と同じ構成を有し、同様の方法で製造されたものを使用できる。調整前セルシートを構成する単位電池２１と異なる容量を有する単位電池であると好ましい。
【００７５】
さらに、図６に示すように容量の異なる複数の調整用単位電池２１ａ〜２１ｄを用意しておき、不足する容量に応じて最適な調整用単位電池２１ａを選択することも可能である。例えば、調整前セルシート３１の状態での不足容量をＣとして、調整用単位電池２１ａ〜２１ｄの電池容量をそれぞれＣａ〜Ｃｄとする。容量Ｃａ〜Ｃｄは予め測定されており、異なる値となっている。容量Ｃａ〜Ｃａのうち、不足容量Ｃ以上で、不足容量Ｃに最も近い値の容量がＣａであるとすると、調整用電池２１ａが選択される。このようにすることで、著しく容量の大きいセルシート３０を作製するのを防ぐことができる。もちろん、２つ以上の調整用単位電池を追加するようにしてもよい。例えば、容量Ｃａ〜Ｃｄのそれぞれが不足容量Ｃよりも小さい場合、２つの調整用単位電池２１ａ、２１ｂを追加することができる。
【００７６】
図６に示す構成において、セルシート３０に含まれる単位電池２１は調整用単位電池２１ａ及び調整前セルシート３１を構成する複数の単位電池２１とからなる。そして、セルシート３０に含まれる全ての単位電池２１において、容量が最小の単位電池を最小単位電池とし、容量が最大の単位電池を最大単位電池とする。セルシート３０において満充電（１００％）から７０％の容量になるまでの放電を繰り返す場合を想定し、最小単位電池の容量Ｃｍｉｎの最大単位電池の容量Ｃｍａｘに対する比の値が０．５以上となっている。換言すると、最大単位電池の容量Ｃｍａｘが最小単位電池の容量Ｃｍｉｎの２倍以下となっている。このようにすることで、図３を用いて説明したように、特定の電池のみが繰り返し放電に寄与されることを防ぐことができる。
【００７７】
なお、セルシート３０の作製工程において、最大単位電池の容量と最小単位電池の容量の比に基づいて、単位電池の組み合わせの適否を判定する工程を設けることもできる。例えば、Ｓ１４で不足容量を補うために加える単位電池を決める時にその適否の判定を行うようにしても良い。  
【００７８】
このように、セルシート３０において、途中までの放電が繰り返し行われることを想定して、セルシート３０に含まれる単位電池２１、調整用単位電池２１ａのうち、最小単位電池の容量の、最大単位電池の容量に対する比の値が０．５以上となっている。途中までの放電を繰り返し行う場合でも、高性能のセルシート３０を実現することができる。また、任意の容量への設計変更が容易になる。
【００７９】
また、１００枚、あるいは１０００枚以上の多数のシート状の単位電池２１を組み合わせる場合、シート状の単位電池２１の容量がばらついていると、容量調整前セルシート３１の容量が、規格値を大きく下回る可能性がある。このような場合でも調整用単位電池２１ａを１枚あるいは複数枚追加することで、規格を容易に満たすことができるセルシート３０を製造することができる。また、種々の容量を任意に組み合わせが可能となるため、設計が容易となる。さらに、容量の微調整や変更も容易になる。種々の容量を有する単位電池を有効に利用することができるため、生産性を向上することができる。
【００８０】
（組セルの製造方法）
次に、量子電池の組セルの製造方法について説明する。図７は、組セルの製造方法を示すフローチャートである。図８は、組セルの製造方法を説明するための図である。図７、図８では、複数のセルシート３０が並列に接続されて組セル４０となっている。
【００８１】
組セル４０の製造方法においても、不足分を補うように、容量調整用の電池を追加している。なお、容量調整用の電池には、単位電池２１やセルシート３０を用いることができる。容量調整用電池として用いる単位電池２１は、調整用単位電池と称し、セルシート３０は調整用セルシートと称する。調整用単位電池と調整用セルシートをあわせて調整用電池と称する。
【００８２】
まず、セルシート３０を作製する（Ｓ２１）。ここでは、図８に示すように、複数のセルシート３０を製作する。例えば、１６枚あるいはそれ以上のセルシート３０を用意する。複数のセルシート３０は、同じ容量となってもよく、異なる容量となっていてもよい。それぞれのセルシート３０は、上記のように、シート状の単位電池２１が積層された構成を有している。なお、セルシート３０は図５に示す製造方法で製造されていてもよく、その他の方法で製造されていてもよい。
【００８３】
そして、複数のセルシート３０を組み合わせる（Ｓ２２）。図８に示すように複数のセルシート３０が並列に接続された容量調整前の組セル４１（以下、調整前組セルと称する）が形成される。なお、図８では、正極端子、及び負極端子を省略している。なお、組セル４０を構成するセルシート３０、または、セルシート３０を構成する単位電池２１には、容量が測定される前に、充放電動作を行うなどしてコンディショニング処理が施される。
【００８４】
そして、調整前組セル４１の容量を確認する（Ｓ２３）。具体的には、調整前組セル４１の容量が、予め定められた規格を満たすか否かを電池容量測定装置を用いて確認する。電池容量測定装置は、上記セルシート３０の製造方法で説明した物と同様の物を使用することができる。電池容量測定装置に接続した調整前組セル４１の充放電特性等を計測して電池容量を測定する。電池容量の測定値が予め定められた規格値以上であった場合（Ｓ２３のＯＫ）、組セル４０が完成する。
【００８５】
一方、測定値が規格値よりも小さかった場合（Ｓ２３のＮＧ）、不足容量分の電池をさらに組み合わせる（Ｓ２４）。例えば、図８に示すように、複数のセルシート３０を含む調整前組セル４１に対して、不足分を補うように調整用セルシート３０ａを追加する。調整用セルシート３０ａは、複数のセルシート３０と並列に接続される。そして、調整用セルシート３０ａが追加された状態の組セル４０の容量が規格値以上であるかを確認する（Ｓ２３）。組セル４０の容量が規格値以上となるまで、Ｓ２３とＳ２４の処理を繰り返すことで、容量が規格を満たす組セル４０が完成する。なお、容量の異なる複数のセルシート３０を調整用のセルシートとして予め用意しておき、容量の測定結果に応じて調整用のセルシート３０ａを選択すればよい。
【００８６】
図７、図８では、複数のセルシート３０を組み合わせて、組セル４０を形成している。すなわち、複数のセルシート３０を組み合わせることで、モジュール化された組セル４０を作製している。具体的には、セルシート３０を組み合わせ単位として、複数のセルシート３０を有する組セル（電池）４０を製作している。これにより、規格を満たす容量の組セル４０を作製することができる。なお、調整用セルシート３０ａは、上述したセルシート３０と同じ構成を有し、同様の方法で製造されたものを使用できる。調整前組セルを構成するセルシート３０と異なる容量を有する単位電池であると好ましい。
【００８７】
なお、上記においては調整用電池として調整用セルシート３０ａを追加する場合で説明したが、調整用セルシート３０ａの代わりに調整用単位電池２１ａを追加しても良いし、調整用セルシート３０ａと調整用単位電池２１ａを組み合わせて追加しても良い。すなわち、調整用電池として、調整用セルシート３０ａ、及び調整用単位電池２１ａの少なくとも一方を調整前組セル４１に追加すればよい。そして、追加した調整用電池を調整前組セル４１に並列接続すればよい。
【００８８】
図８に示す構成において、組セル４０は、複数のセルシート４０と、１つ又は複数の調整用電池を有している。これらセルシート４０と調整用電池は、それぞれ単位電池２１で構成されている。組セル４０に含まれる全ての単位電池２１のうち、容量が最小の単位電池を組セル内最小単位電池とし、容量が最大の単位電池を組セル内最大単位電池とする。組セル４０において満充電（１００％）から７０％の容量になるまでの放電を繰り返す場合を想定し、組セル内最小単位電池の容量Ｃｔｍｉｎの組セル内最大単位電池の容量Ｃｔｍａｘに対する比の値が０．５以上となっている。換言すると、組セル内最大単位電池の容量Ｃｔｍａｘが組セル内最小単位電池の容量Ｃｔｍｉｎの２倍以下となっている。このようにすることで、図３を用いて説明したように、特定の単位電池のみが繰り返し放電されることを防ぐことができる。
【００８９】
このように、組セル４０において、途中までの放電が繰り返し行われることを想定して、組セル４０に含まれる全ての単位電池のうち、組セル内最大単位電池の容量に対する組セル内最小単位電池の容量の比の値が０．５以上となっている。途中までの放電を繰り返し行う場合でも、高性能の組セル４０を実現することができる。また、任意の容量への設計変更が容易になる。
【００９０】
なお、組セル４０の作製工程において、組セル内最大単位電池の容量と組セル内最小単位電池の容量の比に基づいて、組セル４０を構成するセルシート３０や調整用電池の組み合わせの適否を判定する工程を設けることもできる。例えば、Ｓ２４で不足容量を補うために加える調整用電池を決める時にその適否の判定を行うようにしても良い。
【００９１】
実施の形態２．
本実施の形態に係る電池の製造方法について図９、及び図１０を用いて説明する。図９は、セルシート３０の製造方法を示すフローチャートである。図１０は、セルシート３０の製造方法を説明するための図である。本実施形態では、単位電池２１の容量の測定結果に基づいて複数の単位電池を組み合わせて、規格値以上の容量を有する電池を作製している。図９、図１０では、あらかじめ作製してある１２個の単位電池２１−１〜２１−１２から３つのセルシート３０−１〜３０−３を製造する例を示している。もちろん、製造するセルシート３０の数、及びセルシート３０に含まれる単位電池２１の数は、図に示す例に限定されるものではない。
【００９２】
まず、単位電池であるシート状の単位電池２１を製作する（Ｓ３１）。ここでは、図１０に示すような単位電池２１−１〜２１−１２を１２個作製している。そして、それぞれの単位電池２１−１〜２１−１２の容量を測定する（Ｓ３２）。そして、容量の測定結果に基づいて、単位電池２１−１〜２１−１２を組み合わせる（Ｓ３３）。例えば、３枚の単位電池２１からなるセルシート３０を作製する場合、１２個の単位電池２１−１〜２１−１２から選出された３つの単位電池２１を並列に接続するようにして積層する。これにより、規格値以上の容量を有する３つのセルシート３０−１〜３０−３が形成される。
【００９３】
ここで、各単位電池２１−１〜２１−１２の容量の測定結果に基づいて、３つのセルシート３０−１〜３０−３が容量の規格を満たすように、単位電池２１−１〜２１−１２の組み合わせを決定している。３つの単位電池の合計容量がセルシート３０の規格以上となるように組み合わせが決定される。図１０では、セルシート３０−１が、単位電池２１−１、単位電池２１−２、及び単位電池２１−４を有している。セルシート３０−２が単位電池２１−３、単位電池２１−５、及び単位電池２１−９を有している。セルシート３０−３が単位電池２１−８、単位電池２１−１０、及び単位電池２１−１２を有している。セルシート３０−１〜３０−３がそれぞれ、予め定められた容量規格を満たすように、組み合わせられた複数の単位電池を有する。
【００９４】
例えば、セルシート３０のエネルギー容量の規格値が３Ｗｈとする。また、セルシート３０を構成する単位電池２１の基本の枚数は３枚とする。単位電池２１は、規格値の容量を基本枚数で割った容量である１Ｗｈを挟んで所定の範囲内でばらつきを持つように予め作製しストックしておく。例えば、満充電から７０％までの充放電を繰り返す場合を想定し、前記したように最大単位電池の容量Ｃｍａｘに対する最小単位電池の容量Ｃｍｉｎの比が０．５以上になるような範囲内でばらつきを持つように作製する。具体的には、０．７〜１．４Ｗｈの範囲内でばらつきを持つように作製する。作製されたそれぞれの単位電池２１は、コンディショニング行った後、容量が測定されている。それぞれの単位電池には識別コードが設定されており、測定された容量は、対応する識別コードに関連付けられて、例えばコンピュータ等に記憶されている。
【００９５】
具体的には、１２個の単位電池２１−１〜２１−１２の容量は、単位電池２１−１２が０．７Ｗｈ、単位電池２１−７が０．８Ｗｈ、単位電池２１−９及び単位電池２１−１１がそれぞれ０．９Ｗｈ、単位電池２１−１、単位電池２１−２、及び単位電池２１−５がそれぞれ１．０Ｗｈ、単位電池２１−４及び単位電池２１−８がそれぞれ１．１Ｗｈ、単位電池２１−３が１．２Ｗｈ、単位電池２１−１０が１．３Ｗｈ、単位電池２１−６が１．４Ｗｈであるとする。
【００９６】
セルシート３０−１は、単位電池２１−１、単位電池２１−２、及び単位電池２１−４が選択され、容量の合計は３．１Ｗｈである。セルシート３０−２は、単位電池２１−３、単位電池２１−５、及び単位電池２１−９が選択され、容量の合計が３．１Ｗｈである。セルシート３０−３は、単位電池２１−８、単位電池２１−１０、及び単位電池２１−１２が選択され、容量の合計が３．１Ｗｈである。このように組み合わせることで、単位電池２１−１〜２１−１２を利用して、規格値（３Ｗｈ）を満たす３つのセルシート３０−１〜３０−３を製作することができる。よって、生産性を向上することができる。もちろん、電池２１の組み合わせは上記の例に限られるものではない。容量が小さい単位電池２１−７、２１−９、２１−１１、２１−１２を容量の大きい単位電池２１−３、２１−４、２１−６、２１−８、２１−１０で補うように単位電池の組み合わせを決定すればよい。なお、この例では規格値を超える容量を得られ、かつ、規定値を大きく超えないように３．１Ｗｈを目標に組み合わせた例である。
【００９７】
なお、あらかじめ作製されてストックされている単位電池２１−１〜２１−１２には、新たに製作した単位電池を随時し追加し、その追加された分も含めてストックされている単位電池を用いて、それらの組み合わせによるセルシートの製作を継続するようにすることもできる。これにより効率よく量産が可能になる。
【００９８】
このように、単位電池２１−１〜２１−１２の容量の測定結果から、セルシート３０−１〜３０−３に含まれる単位電池の組み合わせを決定する。これにより、規格値以上の容量を有するセルシートを作製するように、単位電池の組み合わせを決定することができる。単位電池２１−１〜２１−１２の容量にバラツキを持たせて、適切な組み合わせを選択することができる。よって、単位電池２１−１〜２１−１２を無駄なく利用することができ、生産性を向上することができる。
【００９９】
種々の容量を任意に組み合わせが可能となるため、設計が容易となる。さらに、容量の微調整や変更も容易になる。種々の容量を有する単位電池を有効に利用することができるため、生産性を向上することができる
【０１００】
Ｓ３３において、セルシート３０に含まれる全ての単位電池２１のうち、容量が最大の単位電池と容量が最小の単位電池との容量比に応じて、単位電池２１の組み合わせの適否を判定すればよい。
【０１０１】
なお、Ｓ３３における電池２１の組み合わせは、コンピュータにより自動的に計算させて決めてもよく、あるいは、作製者が決めてもよい。さらに、実施の形態１と実施の形態２の製造方法を組み合わせてもよい。例えば、Ｓ３３の電池の組み合わせを行った後、図５のＳ１３、Ｓ１４で示したように、セルシートの容量確認と、不足容量の積層を行ってもよい。また、実施の形態２では、シート状の単位電池２１を組み合わせたセルシート３０を電池としたが、セルシート３０を組み合わせた組セル４０を電池とする製造方法にも適用可能である。
【０１０２】
この場合も、あらかじめ容量にばらつきを持つように複数（例えばｎ個）のセルシート３０−１~３０−ｎを作成しておく。そして、それぞれのセルシート３０−１~３０−ｎの容量を測定し、その測定結果をそれぞれのセルシート３０−１~３０−ｎの識別コードに関連付けて記憶しておく。この時、それぞれのセルシート３０−１~３０−ｎの最大単位電池の容量と最小単位電池の容量も記憶しても良い。そして、作成したい電池の容量を満たすように、複数のセルシート３０−１~３０−ｎの組み合わせを決定し、その決定に従って該当する複数のセルシートを用意して並列に接続して、組セル４０を作製する。なお、組み合わせる電池として、セルシート３０−１~３０−ｎに加えて単位電池２１を用いても良い。
【０１０３】
また、組セル４０を構成するセルシート３０−１~３０−ｎの組み合わせを決めるにあたっては、組セル内最大単位電池の容量と組セル内最小単位電池の容量の比に基づいてセルシート３０−１~３０−ｎの組み合わせの適否を判定するようにしても良い。この場合も途中の容量までの充放電を繰り返すことを想定して、組セル内最大単位電池の容量に対すると組セル内最小単位電池の容量の比の値の下限を設定すると良く、例えば０．５以上となるように組み合わせると好ましい。
【０１０４】
本発明の一態様にかかる二次電池の製造方法は、並列接続された複数の単位電池を有する二次電池の製造方法であって、第１電極層と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極層とが積層された構成を有するシート状の単位電池を用意する工程と、複数の前記単位電池を積層し並列に接続して、セルシートを形成する工程と、前記セルシートの容量を測定する工程と、前記容量が規格値よりも小さい場合に、容量調整用の単位電池を前記セルシートに並列に接続する工程と、を備えるものである。こうすることで、種々の容量を有する単位電池を有効に利用することができるため、生産性を向上することができる
【０１０５】
本発明の一態様にかかる二次電池の製造方法は、並列接続された複数の単位電池を有する二次電池の製造方法であって、第１電極層と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極層とが積層された構成を有するシート状の単位電池を用意する工程と、複数の単位電池の容量をそれぞれ測定する工程と、規格値以上の容量を有するように前記容量の測定結果に基づいて容量の異なる単位電池を組み合わせて積層し、積層された前記単位電池が並列に接続されたセルシートを作製する工程と、を備えるものである。こうすることで、種々の容量を有する単位電池を有効に利用することができるため、生産性を向上することができる
【０１０６】
本発明の一態様にかかる二次電池の製造方法は、並列接続された複数のセルシートを有する二次電池の製造方法であって、第１電極層と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極層とが積層された構成を有するシート状の単位電池を用意し、積層された複数の前記単位電池が並列に接続されているセルシートを用意する工程と、複数のセルシートを並列に接続して組セルを形成する工程と、前記組セルの容量を測定する工程と、前記容量が規格値よりも小さい場合に、容量調整用の単位電池、及び容量調整用のセルシートの少なくとも一方を前記組セルに並列に接続する工程と、を備えるものである。こうすることで、種々の容量を有するセルシートを有効に利用することができるため、生産性を向上することができる。組セルには、容量が異なるセルシートが含まれていてもよい。
【０１０７】
本発明の一態様にかかる二次電池の製造方法は、並列接続された複数のセルシートを有する二次電池の製造方法であって、第１電極層と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極層とが積層された構成を有するシート状の単位電池を用意し、積層された複数の前記単位電池が並列に接続されているセルシートを用意する工程と、複数の前記セルシートの容量をそれぞれ測定する工程と、規格値以上の容量を有するように前記容量の測定結果に基づいて容量の異なるセルシートを組み合わせて積層し、積層された前記セルシートが並列に接続された組セルを作製する工程と、を備えるものである。こうすることで、種々の容量を有するセルシートを有効に利用することができるため、生産性を向上することができる。
【０１０８】
なお、前記セルシートには、容量の異なる単位電池が含まれていてもよい。
【０１０９】
本発明の他の一態様にかかる二次電池は、少なくとも２つの単位電池が並列に接続された二次電池であって、前記単位電池のそれぞれは、第１電極と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極とが積層された構成を備え、少なくとも２つの単位電池には、容量の異なる単位電池が含まれているものである。こうすることで、種々の容量を有する単位電池を有効に利用することができるため、生産性を向上することができる。
【０１１０】
前記セルシートに含まれる全ての単位電池のうち、容量が最大の単位電池と容量が最小の単位電池との容量比に応じて、前記単位電池の組み合わせの適否を判定してもよい。
【０１１１】
前記組セルに含まれる全ての単位電池のうち、容量が最大の単位電池と容量が最小の単位電池との容量比に応じて、前記セルシートの組み合わせの適否を判定してもよい。
【０１１２】
容量の異なる複数の単位電池が前記容量調整用の単位電池として予め用意されており、
前記容量の測定結果に応じて選択された前記容量調整用の単位電池が選択されていてもよい。
【０１１３】
容量の異なる複数の前記セルシートが前記容量調整用のセルシートとして予め用意されており、前記容量の測定結果に応じて前記容量調整用のセルシートが選択されていてもよい。
【０１１４】
本発明の他の一態様にかかる二次電池は、少なくとも２つのセルシートが並列に接続された二次電池であって、前記セルシートのそれぞれは、並列に接続された複数のシート状の単位電池を備え、前記単位電池のそれぞれは、第１電極と、金属酸化物半導体層と、充電層と、第２電極とが積層された構成を備え、少なくとも２つの単位電池には、容量の異なる単位電池が含まれているものである。こうすることで、種々の容量を有するセルシートを有効に利用することができるため、生産性を向上することができる
【０１１５】
また、二次電池に含まれる全ての単位電池のうち、最大の容量を有する単位電池と採用の容量を有する単位電池との容量比は５０％以上であることが好ましく、８０％以下であることが好ましい。
【０１１６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態による限定は受けない。
【符号の説明】
【０１１７】
１  第１電極層
２  Ｎ型半導体層
３  充電層
４  Ｐ型半導体層
５  第２電極層
１０  基材
２１  電池（単位電池）
２１ａ〜２１ｄ  調整用単位電池
２１−１〜２１−１２  単位電池
３０  セルシート
３０−１〜３０−３  セルシート
３１  調整前セルシート
４０  組セル
４１  調整前組セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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