(57)【要約】【課題】電極体への電解液の浸透状態を簡単に精度よく判定する方法および装置、ならびに該判定方法を用いた二次電池製造方法を提供する。【解決手段】本発明により提供される二次電池製造方法は、電極体３０と電解液Ｅとを容器１２に収容して電池組立体２０を構築する工程と、電極体３０を電解液Ｅに浸して該電解液を電極体に浸透させる工程と、組立体２０の重量バランスの下側への偏りの程度を把握する工程と、その偏りの程度を予め設定した目標値と比較する工程とを備える。上記偏りの程度は、例えば、重力に抗して傾いた姿勢に保持された組立体２０が重力に従って回転しようとする力を荷重計６８で測定することにより把握され得る。偏りの程度が目標値以下であれば浸透十分と判定して下流の工程に移行し、偏りの程度が目標値よりも大きければ浸透不十分と判定して下流の工程への移行を保留する。【選択図】図６
2009048964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の電極が重ね合わされた形態の電極体と電解液とを容器に収容して電池組立体を構築する工程と、
前記電極体を前記電解液に浸して該電解液を前記電極体に浸透させる工程と、
前記組立体の重量バランスの鉛直方向下側への偏りの程度を把握する工程と、
その偏りの程度を予め設定した目標値と比較する工程と、
を備え、
ここで、前記偏りの程度が前記目標値以下である場合には前記電解液の浸透が十分に進行したと判定して下流の工程に移行し、前記偏りの程度が前記目標値よりも大きい場合には前記電解液の浸透が不十分と判定して下流の工程への移行を保留する、二次電池製造方法。
【請求項２】
前記組立体の下部が上部に対して回転し得るように該組立体を支持し、該組立体を重力に抗して傾いた姿勢に保持して、該組立体が重力に従った姿勢をとるために回転しようとすることで生じるモーメント力を測定することにより前記重量バランスの偏りの程度を把握する、請求項１に記載の二次電池製造方法。
【請求項３】
前記重力に抗して傾いた姿勢は、前記重力に従った姿勢から３０°〜４５°傾いた姿勢である、請求項２に記載の二次電池製造方法。
【請求項４】
前記組立体の対向する二箇所を支点として該組立体を支持する、請求項２または３に記載の二次電池製造方法。
【請求項５】
前記電極体は、前記重ね合わされたシート状の電極が長手方向に捲回された捲回電極体である、請求項１から４のいずれか一項に記載の二次電池製造方法。
【請求項６】
シート状の電極が重ね合わされた形態の電極体と電解液とが容器に収容された構成の電池組立体について、該電解液の前記電極体への浸透状態を判定する方法であって、
前記組立体の重量バランスの鉛直方向下側への偏りの程度を把握する工程と、
その偏りの程度を予め設定した目標値と比較する工程と、
前記偏りの程度が前記目標値以下である場合には前記電解液の浸透が十分に進行したと判定し、前記偏りの程度が前記目標値よりも大きい場合には前記電解液の浸透が不十分と判定する工程と、
を備える、電解液浸透状態判定方法。
【請求項７】
前記組立体の下部が上部に対して回転し得るように該組立体を支持し、該組立体を重力に抗して傾けた姿勢に保持して、該組立体が重力に従った姿勢をとるために回転しようとすることで生じるモーメント力を測定することにより前記重量バランスの偏りの程度を把握する、請求項６に記載の電解液浸透状態判定方法。
【請求項８】
電極体および電解液が容器に収容された構成の電池組立体について、該電解液の前記電極体への浸透状態を判定する装置であって、
前記組立体の下部が上部に対して回転し得るように該組立体を支持する支持部と、
その支持された前記組立体が重力に抗して傾いた姿勢から重力に従った姿勢をとるために回転しようとすることで生じるモーメント力を測定する測定部と、
を備える、電解液浸透状態判定装置。
【請求項９】
前記測定部は、前記組立体が重力に抗して傾いた姿勢から重力に従った姿勢に回転することを妨げる位置に配置されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法により製造された二次電池を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極体に電解液が浸透した構成の二次電池を製造する方法および該電極体への電解液浸透状態を判定する方法に関する。また本発明は、該方法の実施に適した電解液浸透状態判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シート状の電極が典型的にはシート状のセパレータを介して重ね合わされた形態の電極体を液状の電解質（電解液）とともに容器に収容した構成の二次電池（例えばリチウムイオン電池）が知られている。この種の電池を製造する一つの代表的な方法では、上記容器内において電極体を電解液に浸すことで該電解液を上記電極体に浸透させる。電極体への電解液の浸透が不十分なまま電池の充放電を行うと、本来の電池性能が発揮されず、あるいは電池の劣化を招く虞がある。このため、遅くとも電池製品の出荷前には上記電解液が十分に浸透した状態が実現されていることが好ましい。電池構成要素の組立後に初期充放電を行う所謂コンディショニング工程を経て製品化される二次電池では、該コンディショニング工程の前に上記電解液が十分に浸透した状態が実現されていることが好ましい。
【０００３】
特許文献１には、正負極間の静電容量および／またはインピーダンスを測定することにより電極体への電解液の含浸状態を判定することが記載されている。特許文献２は、所定量の電解液を電池容器に精度よく注入する技術に関する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１０２５２号公報
【特許文献２】特開平１１−１８５７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、正負極間の静電容量やインピーダンスは電解液の浸透状態以外の種々の要因（例えば、電極の製造ばらつき、電極体の捲回状態等）によって大きく変動し得る。電解液の浸透状態をより精度よく、かつ簡単に把握することができれば有益である。
【０００６】
そこで本発明は、電極体への電解液の浸透状態を簡単に精度よく判定する方法および該方法の実施に適した判定装置を提供することを目的とする。本発明の他の一つの目的は、上記判定方法を適用して二次電池を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、電極体と電解液とが容器に収容された構成の電池組立体では、該電解液の電極体への浸透の程度によって上記容器内における電解液の配置（重量の分配）が異なり、したがって上記組立体の上下方向（鉛直方向）の重量バランスが異なる点に着目した。そして、かかる重量バランスの偏りを指標に用いることにより上記課題を解決し得ることを見出して本発明を完成した。
【０００８】
本発明により提供される二次電池製造方法は、シート状の電極が重ね合わされた形態の電極体と電解液とを容器に収容して電池組立体を構築する工程を備える。該製造方法は、また、前記電極体を前記電解液に浸して該電解液を前記電極体に浸透させる工程を備える。また、前記組立体の重量バランスの鉛直方向下側への偏りの程度を把握する工程を備える。また、その偏りの程度を予め設定した目標値と比較する工程を備える。ここで、前記偏りの程度が前記目標値以下である場合には、前記電解液の浸透が十分に進行したと判定して下流の工程（例えばコンディショニング工程）に移行する。一方、前記偏りの程度が前記目標値よりも大きい場合には、前記電解液の浸透が不十分と判定して、下流の工程への移行を保留する。
【０００９】
電極体に浸透していない電解液（以下、「残留電解液」ともいう。）は、重力に従って容易に移動（流動）することができるため、電池組立体の姿勢に応じて当該姿勢における容器の鉛直方向下（以下、単に「下」ということもある。）側に溜まることとなる。これに対して、電極体に浸透した（染み込んだ）電解液は、容器の姿勢に拘わらずその浸透した位置に保持される。このため、上記残留電解液の量（重量）が多いほど、上記組立体が所定の姿勢にあるときの重量バランスの下側への偏りの程度が大きくなる。この残留電解液の量は、容器内に供給された電解液の量から電極体に浸透した電解液の量を差し引いた残量に相当する。したがって、該残留電解液の量が予め設定した目標値（典型的には、電極体に電解液が十分に浸透した場合における残留電解液量に基づいて設定される。）よりも多い場合には、電極体への電解液の浸透が不十分であるといえる。
ここに開示される方法によると、上記残留電解液量を電池組立体の重量バランスの下側への偏りの程度として把握することにより、電極体への電解液の浸透状態（電極体に浸透した電解液の量）を的確に把握することができる。したがって、電解液の浸透が十分と判定された組立体については下流の（より製品の完成に近い）工程に移行し、電解液の浸透が十分と判定された組立体については電解液が十分に浸透するまで上記浸透工程を延長する等の浸透状態を改善する措置をとるか或いは製造ラインから外すことにより、品質（電池性能）の安定した二次電池を安定して製造することができる。
【００１０】
なお、本明細書において「電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス一般を指す用語であって、一次電池および二次電池を含む概念である。また、本明細書において「二次電池」とは、リチウムイオン電池、金属リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する概念である。
【００１１】
本発明によると、またシート状の電極が重ね合わされた形態の電極体と電解液とが容器に収容された構成の電池組立体について、該電解液の前記電極体への浸透状態を判定する方法が提供される。その方法は、前記組立体の重量バランスの鉛直方向下側への偏りの程度を把握する工程を含む。また、その偏りの程度を予め設定した目標値と比較する工程を含む。また、前記偏りの程度が前記目標値以下である場合には前記電解液の浸透が十分に進行したと判定し、前記偏りの程度が前記目標値よりも大きい場合には前記電解液の浸透が不十分と判定する工程を含む。かかる方法によると、上述した二次電池製造方法と同様に、上記残留電解液量を電池組立体の重量バランスの下側への偏りの程度として把握することによって電極体への電解液の浸透状態を的確に把握することができる。
なお、ここに開示されるいずれかの電解液浸透状態判定方法は、電池（典型的には二次電池）の製造過程において好ましく利用されるほか、完成した電池の電解液浸透状態を判定する方法としても好ましく利用することができる。したがって、ここに開示される判定方法における「電池組立体」は、完成した電池（電池製品）であり得る。
【００１２】
上記重量バランスの偏りの程度は、例えば以下のようにして好適に把握され得る。すなわち、前記組立体の下部が上部に対して回転し得るように該組立体を支持し、該組立体を重力に抗して傾いた姿勢（例えば、前記重力に従った姿勢に対して凡そ３０°〜４５°程度傾いた姿勢が好ましい。）に保持する。そして、該組立体が重力に従った姿勢をとるために回転しようとすることで生じるモーメント力を測定することにより前記重量バランス偏りの程度を把握する。かかる方法によると、簡単にかつ精度よく上記重量バランスの偏りを把握し、電極体への電解液の浸透状態を的確に判定することができる。
上記モーメント力の測定は、例えば、上記組立体が重力に抗して傾斜した姿勢から重力に従った姿勢に回転することを妨げる位置に荷重計またはその測定端子等の測定機器（測定部）を配置することにより好ましく実施することができる。該測定機器による測定値（上記モーメント力に対応する）と予め設定した目標値とを比較することにより、該測定値が目標値以下である場合には前記電解液の浸透が十分に進行したと判定し、該測定値が目標値よりも大きい場合には前記電解液の浸透が不十分であると判定することができる。
【００１３】
上記組立体を支持する態様としては、前記組立体の対向する二箇所を支点として該組立体を支持する態様を好ましく採用することができる。例えば上記容器が直方体状である場合、該直方体の平行な二面の対向する箇所を支点とすることが好ましい。かかる態様によると、簡単な機構によって上記組立体を適切に支持する（例えば吊り下げる）ことができる。
【００１４】
ここに開示されるいずれかの二次電池製造方法および電解液浸透状態判定方法は、重ね合わされたシート状の電極が長手方向に捲回された捲回電極体を備える電池（典型的には二次電池）の製造に特に好ましく適用され得る。このような捲回電極体は、電解液の浸透する経路が主として該捲回電極体の軸方向の端面に限られるため、十分な浸透状態が実現されるまでの所要時間を見積もりにくい。したがって本発明の方法を適用することによる効果が特によく発揮され得る。また、いったん捲回電極体に浸透した電解液は該電極体の内部（浸透位置）に確実に保たれるので、電極体に浸透した電解液と該電極体に浸透していない電解液（残留電解液）とが明確に区別される。このことは、本発明を適用して電解液浸透状態の判定を行うのに好都合である。
【００１５】
本発明によると、また、電極体および電解液が容器に収容された構成の電池組立体について、該電解液の前記電極体への浸透状態を判定する装置が提供される。その装置は、前記組立体の下部が上部に対して回転し得るように該組立体を支持する支持部を備える。例えば、前記組立体の対向する二箇所を支点として該組立体を支持し得るように構成された支持部が好ましい。また、その支持された前記組立体が重力に抗して傾いた姿勢（例えば、前記重力に従った姿勢から凡そ３０°〜４５°程度傾いた姿勢が好ましい。）から重力に従った姿勢をとるために回転しようとすることで生じるモーメント力を測定する測定部を備える。該測定部は、前記組立体が重力に抗して傾いた姿勢から重力に従った姿勢に回転することを妨げる位置に配置されていることが好ましい。
かかる構成の電解液浸透状態判定装置によると、上述した二次電池製造方法および電解液浸透状態判定方法と同様に、上記残留電解液量を組立体の重量バランスの下側への偏りの程度として把握することにより、電極体への電解液の浸透状態を的確に把握することができる。したがって、当該判定装置は、ここに開示されるいずれかの二次電池製造方法および電解液浸透状態判定方法に使用される装置として好適である。
【００１６】
ここに開示されるいずれかの方法により製造された二次電池（例えばリチウムイオン電池）は、車両に搭載される電池として好適に利用され得る。したがって、本発明によると、ここに開示されるいずれかの方法により製造された二次電池を備える車両（例えば自動車）が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
本発明に係る方法を適用して製造された二次電池は、特に自動車等の車両に搭載されるモータ（電動機）用電源として好適に使用し得る。したがって本発明は、図１０に模式的に示すように、かかる二次電池１０（当該電池１０を複数個直列に接続して形成される組電池の形態であり得る。）を電源として備える車両（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車）１を提供する。
【００１８】
特に限定することを意図したものではないが、以下では捲回型の電極体（捲回電極体）と非水電解液とを角形（箱形）容器に収容した形態のリチウムイオン電池の製造および該捲回電極体への電解液浸透状態の判定に本発明を適用する場合を例として、本発明を詳細に説明する。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。
【００１９】
本実施形態より製造されるリチウムイオン電池は、例えば図２に示すように、シート状の電極が重ね合わされて扁平に捲回された形態の捲回電極体３０と、該捲回電極体３０と適当な電解液とを収容し得る形状（本実施形態では扁平な箱形）の容器１２とを備える。容器１２の材質（ここではアルミニウム等の金属製）は従来の密閉型電池で使用されるものと同じであればよく、特に制限はない。
この容器１２は、一端（本実施形態に係る電池の通常の使用状態における上側の端部に相当する。）に開口部を有する箱形（すなわち有底四角筒状）の容器本体１３と、その開口部に取り付けられて該開口部を塞ぐ蓋体１４とを備える。蓋体１４には、外部接続用の正極端子１５および負極端子１６が設けられており、それら端子１５，１６の一部は蓋体１４の外方に突出している。正極端子１５および負極端子１６は、それぞれ、容器１２の内部に収容された捲回電極体３０の正極および負極と電気的に接続されている。蓋体１４には、さらに、電解液Ｅの注入に使用される電解液注入口１７が設けられている。
【００２０】
容器１２に収容される捲回電極体３０は、通常のリチウムイオン電池の捲回電極体と同様、長尺シート状の正極（正極シート）３２と長尺シート状の負極（負極シート）３４とを計二枚の長尺シート状のセパレータ（セパレータシート）（図示せず）とともに積層して長手方向に捲回し、次いで得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって作製され得る。ここで、正極シート３２と負極シート３４とは幅方向に位置をややずらして、上記セパレータシートの幅方向の一端および他端から該シート３２，３４の幅方向の一端がそれぞれはみ出すように積層された状態で捲回される。その結果として、捲回電極体１２の捲回軸方向の一方および他方の端部には、図２に示すように、正極シート３０の幅方向の一端が捲回コア部分３１（すなわち正極シート３２と負極シート３４とセパレータシートとが密に捲回された部分）から外方にはみ出した部分３２Ａと、負極シート３４の幅方向の一端が捲回コア部分３１から外方にはみ出した部分３４Ａとがそれぞれ形成されている。
【００２１】
かかる捲回電極体３０を構成する材料および部材自体は、従来のリチウムイオン電池に備えられる電極体と同様でよく、特に制限はない。例えば正極シート３２は、長尺状の正極集電体（例えばアルミニウム箔）の上に正極活物質層が形成された構成であり得る。この正極活物質層の形成に用いる正極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２等のリチウム遷移金属酸化物が挙げられる。例えば、長さ２ｍ〜４ｍ（例えば２．７ｍ）、幅８ｃｍ〜１５ｃｍ（例えば１２ｃｍ）、厚さ５μｍ〜２０μｍ（例えば１５μｍ）程度のアルミニウム箔を正極集電体として使用し、その表面の所定領域に常法によってニッケル酸リチウムを主体とする正極活物質層（例えばニッケル酸リチウム８８質量％、アセチレンブラック１０質量％、ポリテトラフルオロエチレン１質量％、カルボキシメチルセルロース１質量％）を形成することによって好適な正極シート３２が得られる。
【００２２】
一方、負極シート３４は、長尺状の負極集電体（例えば銅箔）の上に負極活物質層が形成された構成であり得る。この負極活物質層の形成に用いる負極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物等が挙げられる。例えば、長さ２ｍ〜４ｍ（例えば２．９ｍ）、幅８ｃｍ〜１５ｃｍ（例えば１２ｃｍ）、厚さ５μｍ〜２０μｍ（例えば１０μｍ）程度の銅箔を負極集電体として使用し、その表面の所定領域に常法によって黒鉛を主体とする負極活物質層（例えば黒鉛９８質量％、スチレンブタジエンラバー１質量％、カルボキシメチルセルロース１質量％）を形成することによって好適な負極シート３４が得られる。
【００２３】
これらの電極シート３２，３４とともに捲回されるセパレータシートの好適例としては、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。例えば、長さ２ｍ〜４ｍ（例えば３．１ｍ）、幅８ｃｍ〜１２ｃｍ（例えば１０ｃｍ）、厚さ５μｍ〜３０μｍ（例えば２５μｍ）程度の合成樹脂製（例えばポリエチレン等のポリオレフィン製）の多孔質セパレータシートを好ましく使用し得る。
【００２４】
かかる構成のリチウムイオン電池を製造する方法の要部につき、図２〜４に示す模式図を参照しつつ、図１に示すフローチャートに沿って説明する。なお、これらの図２〜４および後述する図５〜７では、本発明の理解を容易にするため、容器１２の内部の様子が一部透けて見えるように表示している。
【００２５】
上述した構成を備える容器１２および捲回電極体３０を用意し、容器１２に捲回電極体３０を収容する（図１に示すステップＳ１０）。この電極体３０の容器１２への収容を行う際には、例えば、まず蓋体１４に設けられた正極端子１５および負極端子１６の一端（容器１２の内側に延びる端部）を正極シートおよび負極シートのはみ出し部３２Ａ，３４Ａにそれぞれ接合（例えば溶接）することにより電極体３０と蓋体１４とを結合する。そして、この蓋体１４に結合された電極体３０を容器本体１３の開口部から内部に収めるようにして該開口部に蓋体１４を被せ、蓋体１４と容器本体１３との合わせ目を例えばレーザ溶接により封止する。このようにして容器１２に捲回電極体３０が収容される。
【００２６】
次いで、図２に示すように、蓋体１４に設けられた電解液注入口１７から容器１２内に所定量の電解液Ｅを注入する（図１に示すステップＳ２０）。この電解液の注入（供給）は、典型的には真空チャンバ内において好ましく実施することができる。容器１２内への電解液供給量は、例えば、電解液Ｅの注入による容器１２（電極体３０および供給された電解液Ｅを収容する。）の質量増を検出することによって適切に管理することができる。所定量の電解液を注入したら、注入口１７に適当な封止部材（図示せず）を取り付けて該注入口１７を封止する。このようにして、捲回電極体３０と電解液Ｅとが容器１２に収容された電池組立体２０を得る。
【００２７】
なお、上記電解液としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。かかる非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する。上記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。また、上記支持塩としては、例えば、使用する非水溶媒に溶解可能な各種リチウム塩から選択される一種または二種以上を用いることができる。例えば、ＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４，ＬｉＡｓＦ６，ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３，ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２，ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等のようなフッ素を構成元素とするリチウム塩を好ましく用いることができる。本実施形態に係るリチウムイオン電池では、ジエチルカーボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒（例えば質量比１：１）に支持塩としてのヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有させた電解液を用いている。
【００２８】
ここで、一般に捲回電極体３０（特に捲回コア部分３１）は正極シート３２と負極シート３４とセパレータシートとが密に捲回されているので、上記ステップＳ２０において容器１２内に電解液Ｅを注入しても、該電解液Ｅが即座に電極体３０の全体に染み渡ることはない。すなわち、ステップＳ２０において容器１２に電解液Ｅを注入すると、図３に示すように、未だ電極体３０に浸透していない電解液Ｅが該電極体３０の外部に溜まり、この電解液Ｅが主として捲回電極体３０の軸方向端部から徐々に該電極体３０の内部へと浸透する（図１に示すステップＳ３０）。かかる電解液Ｅの浸透（染み込み）につれて電極体３０の外部にある電解液（すなわち残留電解液）Ｅの液面は徐々に下がるが、図４に示すように、電極体３０に浸透した電解液Ｅの一部は該液面よりも高い位置に保持される。したがって、電極体３０への電解液Ｅの浸透が進行するにつれて、組立体２０の重心の位置は該組立体２０の上方へと移動する。通常は、捲回電極体３０の全体に電解液Ｅが適切に行き渡った状態（目標とする理想的な電解液浸透状態）においても電極体３０の下端（本実施形態のように捲回軸が横倒しとなるように捲回電極体３０が容器１２に収容された形態の電池では、捲回軸方向の端部の下端）が若干浸る程度の残留電解液が残る程度に（例えば凡そ１ｃｍ３〜１０ｃｍ３程度、本実施形態では３ｃｍ３）、上記ステップＳ２０における容器１２への電解液供給量を設定することが好ましい。かかる構成によると、該残留電解液が必要に応じて電極体３０に補充される（吸い上げられる）ので、電極体３０の全体に電解液が適切に行き渡った状態を長期間に亘ってよりよく維持することができる。
【００２９】
本実施形態に係る製造方法では、ステップＳ２０において容器１２に電解液Ｅを注入した後、所定時間かけて捲回電極体３０に電解液Ｅを浸透させる（ステップＳ３０）。ここで電解液Ｅを浸透させる時間は、例えばそれまでの製造実績や予備実験の結果に基づいて、平均的に製造された電池組立体２０において電極体３０の全体に電解液Ｅを適切に浸透させるに足る時間（例えば４時間程度）に、ばらつき分を見込んである程度の余裕（例えば１時間程度）を持たせた時間として設定することができる。本実施形態では上記電解液浸透時間を５時間としている。
【００３０】
そして、電解液Ｅの注入から上記所定時間が経過した後に、電池組立体２０の重量バランスを測定し（図１に示すステップＳ４０）、該重量バランスの下側への偏りの程度を把握する。これにより電極体３０への電解液Ｅの浸透状態を判定する（ステップＳ５０）。
上記重量バランスの偏りの程度（すなわち電解液Ｅの浸透状態）は、例えば図８に示す概略構成を有する電解液浸透状態判定装置５０を用いて把握することができる。この装置５０は、大まかに言って、電池組立体２０の下部が上部に対して回転し得るように該組立体２０を支持する支持部５２と、その支持された前記組立体２０が重力に抗して傾いた姿勢から重力に従った姿勢に回転しようとする力を測定し得るように構成された測定部６２とを備える。
【００３１】
支持部５２は、容器１２をその側面（ここでは捲回電極体３０の軸方向に垂直な側面。図５参照。）１２Ａの対向する二箇所で挟持するための二本のアーム５４を備える。組立体２０は、容器１２の両側面１２Ａにアーム５４の先端がそれぞれ当接する位置を支点Ｐとして、該支点Ｐを結ぶ線を回転軸Ｒとして回転し得るように支持部５２に支持される。
ここで、上記支点Ｐの位置は、回転軸Ｒを軸として回転自在な状態で組立体２０をアーム５４により支点Ｐ間に狭持して吊り下げた場合に、該組立体２０の上下（最終的に製造される電池の通常の使用状態における姿勢の鉛直方向に対する上下をいう。）が逆転しない位置に設定することが好ましい。したがって、組立体２０が目標とする浸透状態にある場合における該組立体２０の重心の位置よりも上記回転軸Ｒが上方となるように上記支点Ｐの位置を設定することが好ましい。通常は、支点Ｐの位置を設定する目安として、組立体２０が目標とする浸透状態にある場合における該組立体２０の重心の位置に代えて、電解液Ｅが注入されない場合における組立体２０の重心の位置を用いることができる。また、上記支点Ｐの位置を容器１２の側面１２Ａの上端とするよりは、上記重心よりも上となる範囲で且つ該側面１２Ａの上端よりも下がった位置とすることにより、重量バランスの偏りの程度の多少（残留電解液量の多少に関係する。）をより感度よく検出することができる。例えば、容器１２の側面１２Ａの上端から支点Ｐまでの距離Ｄ１と、該側面１２Ａにおいて組立体２０が目標とする浸透状態にある場合の重心の高さから支点Ｐまでの距離Ｄ２との比（Ｄ１：Ｄ２）を凡そ９：１〜１：９の範囲とすることができる。通常はこの比（Ｄ１：Ｄ２）を凡そ９：１〜５：５の範囲とすることが好ましい。本実施形態に係る電池１０では、容器１２の側面１２Ａの長さは９０ｍｍであり、この側面１２Ａの上端から４０ｍｍの位置を該側面１２Ａの幅方向の中央部においてアーム５４で支持した。
【００３２】
また、測定部６２は、有底円筒状のホルダ６４と、ホルダ６４の内部に該ホルダ６４の軸方向に摺動可能に収容された測定端子６６と、ホルダ６４の底部（測定端子６６とホルダ６４の底面との間）に設置された圧縮型荷重計６８とを備える。本実施形態では、荷重計６８として、株式会社東京測器研究所製品の圧縮型荷重計、型名「ＣＬＳ−２０ＮＡ」（容量２０Ｎ）を使用した。なお、荷重計６８には測定データを処理するデータ処理部７２が接続されている。該データ処理部７２は、例えば、後述する目標値の保持（記憶）、該目標値と測定値との比較、該比較結果の保持、該比較結果の出力等を行い得るように構成されている。
この測定部６２は、上記支点Ｐで吊られた組立体２０が重力に従った姿勢（典型的には、図５に示すように容器１２の側面１２Ａの長手方向が鉛直方向とほぼ一致する姿勢）から傾いた姿勢で、容器１２の幅広面（最も面積の広い面）１２Ｂの下端近くであって該幅広面１２Ｂの幅方向（捲回電極体３０の軸方向）の中央部に測定端子６６の先端が当接するように設置されている。ここで組立体２０を重力に従った姿勢から傾ける角度は、凡そ３０°〜４５°の範囲から選択される一定の角度とすることが好ましい。この傾け角度が大きすぎると、組立体２０を傾けることによって残留電解液が容器１２内で大きく移動し、これにより電解液の浸透状態が変わってしまう場合がある。すなわち、浸透状態を判定する操作自体が判定対象の状態（すなわち浸透状態）を変化させ得ることとなるため好ましくない。また、上記傾け角度が小さすぎると後述する荷重計６２により検出される測定値が小さくなるので測定精度が低下傾向となる場合がある。図８には、好ましい一例として、組立体２０が上記重力に従った姿勢から４５°傾いた姿勢で測定端子６６の先端に当接するように構成された例を示している。このときホルダ６４の軸方向（測定端子６６の摺動方向）が容器１２の幅広面１２Ｂに対して略垂直となるように測定部６２を配置することが好ましい。
【００３３】
このように組立体２０を重力に抗して傾けた姿勢で容器１２の幅広面１２Ｂの下端付近を測定端子６６の先端に係止することにより、その傾いた姿勢から重力に従った姿勢に回転しようとする組立体２０が重力により測定端子６６を押す力を荷重計６８により測定する。ここで、図６に示すように容器１２内に注入された電解液が電極体３０に十分に浸透している組立体２０に比べて、図７に示すように電解液の浸透が不十分である組立体２０では残留電解液Ｅの量が多い。この残留電解液Ｅは容器１２の下側に溜まるため、図７に示す組立体２０については図６に示す組立体２０に比べて荷重計６８による測定値が大きくなることとなる。上記残留電解液量と荷重（荷重計６８による測定値）との関係を図９に模式的に示す。この図９は、図７に示すように残留電解液量がより多い（電極体３０への電解液Ｅの浸透量が足りない）組立体２０では、図６に示すように残留電解液量がより少ない（電極体３０に電解液Ｅがよりよく浸透している）組立体２０に比べて測定される荷重の値が大きくなることを表している。この関係を利用して、上記測定値を予め設定した目標値（例えば、電極体３０に電解液が十分に浸透した状態にある電池組立体２０を用いて得られた荷重計６８の測定値に基づいて設定され得る。本実施形態ではＷ０＝０．０８Ｎとした。）と比較することにより、残留電解液Ｅの量が十分に（例えば３ｃｍ３以下になるまで）減っているかどうか、換言すれば電極体３０に電解液Ｅが十分に浸透しているかどうかを判定する（図１に示すステップＳ５０）。
【００３４】
すなわち、荷重計６８による測定値Ｗ１が上記目標値Ｗ０以下である（Ｗ１≦Ｗ０）組立体２０については、電極体３０への電解液の浸透が十分に進行したものと判定する（ＹＥＳ判定）。このＹＥＳ判定された組立体２０については電解液の浸透を完了し（ステップＳ６０）、下流の工程（例えばコンディショニング工程）に移行する。
一方、荷重計６８による測定値Ｗ１が上記目標値Ｗ０よりも大きい（Ｗ１＞Ｗ０）組立体２０については、電極体３０への電解液の浸透が不十分であるものと判定する（ＮＯ判定）。このＮＯ判定された組立体２０は、しばらく放置してさらに電解液の浸透を進行させ（ステップＳ３０に戻る）、その後、上記と同様にして再び重量バランスを測定する（ステップＳ４０）。その結果、Ｗ１≦Ｗ０が達成された（ＹＥＳ判定）場合には下流の工程に移行し、依然としてＷ１＞Ｗ０である（ＮＯ判定）場合にはステップＳ３０に戻る。ここで、前回の測定値と比較して該測定値の減少がみられない（残留電解液量が減っていない、すなわち電解液の浸透に改善がみられないことを意味する。）組立体２０については、電解液の浸透を妨げる何らかの要因があるものと判断し、製造ラインから排除することとしてもよい。
かかる実施形態によると、捲回電極体３０への電解液Ｅの浸透状態を簡単に精度よく判定することができる。また、電解液Ｅが捲回電極体３０に適切に浸透したリチウムイオン電池１０を安定して製造することができる。
【００３５】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん種々の改変が可能である。例えば上記実施形態では捲回電極体をその捲回軸が横倒しになる姿勢で容器に収容した形態の電池を例として説明したが、例えば捲回軸が縦向き（典型的には、該電池の通常の使用状態における鉛直方向）となる姿勢で容器に収容した形態の電池に本発明を適用してもよい。電極体の構成は上述のような捲回タイプに限られず、例えば正極シートと負極シートをセパレータシートと共に交互に積層して成る積層タイプ電極体（積層電極体）であってもよい。電池の種類は上述したリチウムイオン電池に限られず、電極体構成材料や電解液の組成が異なる種々の電池、例えばリチウム金属やリチウム合金を負極とするリチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、あるいは電気二重層キャパシタ（物理電池）であってもよい。
【００３６】
また、上記実施形態では、図８に示すように重力に抗して傾いた姿勢に保持された電池組立体２０が重力に従って回転しようとすることで荷重計６８を押すことにより検出される測定値（荷重）を指標として該組立体２０の重量バランスの下側への偏りの程度を把握したが、重量バランスの偏りの程度を把握する手法はこれに限定されない。例えば、図５に示すように重力に従った姿勢で組立体２０を吊り下げておき、この組立体２０を重力に抗して傾いた姿勢に変移させるために要する力（慣性モーメント）を検出することで、上記重量バランスの偏りの程度を把握する構成としてもよい。
また、ここに開示される技術は、電池（典型的には二次電池）の製造過程において好ましく利用されるほか、完成した電池（製品）の電解液浸透状態を判定する方法としても好ましく利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】一実施形態に係る電池製造方法の要部を示すフローチャートである。
【図２】容器に電解液を注入する工程を模式的に示す説明図である。
【図３】電極体に電解液を浸透させる工程を模式的に示す説明図である。
【図４】電極体に電解液を浸透させる工程を模式的に示す説明図である。
【図５】電解液浸透状態の判定方法を模式的に示す説明図である。
【図６】電解液浸透状態の判定方法を模式的に示す説明図である。
【図７】電解液浸透状態の判定方法を模式的に示す説明図である。
【図８】一実施形態に係る電解液浸透状態判定装置の概略構成を模式的に示す説明図である。
【図９】測定される荷重と残留電解液量との関係を模式的に示す説明図である。
【図１０】一実施形態に係る二次電池（リチウムイオン電池）を備えた車両（自動車）を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  車両（自動車）
１０  リチウムイオン電池（二次電池）
１２  容器
１２Ａ  側面
１７  注入口
２０  電池組立体
３０  捲回電極体
５０  浸透状態測定装置
５２  支持部
５４  アーム
６２  測定部
６８  荷重計
【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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