CN116207366A - 二次电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及二次电池的制造方法。提供一种能够提高电解液向电极体的浸渗效率的技术。在此公开的二次电池的制造方法的优选的一实施方式中，提供一种具备电极体、电解液以及电池壳体的二次电池的制造方法。该制造方法具有向上述电池壳体内注入上述电解液的注液工序和对上述注液工序后的上述电池壳体内进行减压的减压工序。在此，在上述注液工序后，在经过10小时以上之后实施上述减压工序。

Description

二次电池的制造方法
技术领域
本公开涉及二次电池的制造方法。
背景技术
锂离子二次电池等二次电池在车辆、便携终端等各种领域中被广泛使用。这种二次电池例如具备作为发电要素的电极体、电解液、以及收纳电极体和电解液的电池壳体。在专利文献1、2中公开了二次电池的制造方法的一例。在该文献中，记载了向收纳有电极体的电池壳体注入电解液时的步骤。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开2007-165170号公报
专利文献2：国际公开第2015/087618号
发明内容
然而，期望的是，使注入到电池壳体的电解液更高效地浸渗于电极体。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种在制造二次电池时能够提高电解液向电极体的浸渗效率的技术。
用于解决问题的方案
根据在此公开的技术，提供一种二次电池的制造方法，该二次电池具备：电极体，包括正极板、负极板以及配置于该正极板与该负极板之间的间隔件；电解液；以及电池壳体，收纳上述电极体和上述电解液。该制造方法具有：注液工序，在该注液工序中，向上述电池壳体内注入上述电解液；以及减压工序，在该减压工序中，对上述注液工序后的上述电池壳体内进行减压。在此，在上述注液工序后，在经过10小时以上之后实施上述减压工序。
在上述二次电池的制造方法中，通过在注液工序之后实施减压工序，能够将残留在电极体内的气体排出到外部，增大电极体内外的压力差。并且，能够增大电解液向电极体的浸渗速度，提高浸渗效率。
另外，在此处公开的制造方法的优选的一技术方案中，上述电极体是将带状的上述正极板和带状的上述负极板隔着带状的上述间隔件卷绕而成的卷绕电极体。在卷绕电极体中，电解液的浸渗会花费更长的时间。因此，优选应用在此公开的技术。
另外，在此处公开的制造方法的优选的另一技术方案中，上述正极板具备正极集电箔和形成于该正极集电箔上的正极活性物质层，上述正极活性物质层在该正极板的短边方向上的宽度为20cm以上。根据该结构，能够制造更大容量的二次电池。另外，在具备正极活性物质层的宽度为上述范围的正极板的电极体中，电解液的浸渗会花费更长的时间。因此，优选应用在此公开的技术。
另外，在此处公开的制造方法的优选的另一技术方案中，在上述间隔件的两表面设有粘接层，利用上述粘接层将上述正极板和上述间隔件粘接，并将上述负极板和上述间隔件粘接。根据该结构，能够提高二次电池的生产率。另外，在具备设有粘接层的间隔件的电极体中，电解液的浸渗会花费更长的时间。因此，优选应用在此公开的技术。
另外，在此处公开的制造方法的优选的另一技术方案中，包括：在上述注液工序之前，将上述电池壳体内减压至绝对压力为5kPa以下。根据该结构，能够理想地实现在此公开的技术的效果。
另外，在此处公开的制造方法的优选的另一技术方案中，在上述注液工序后的上述减压工序中，将上述电池壳体内减压至绝对压力为5kPa～50kPa。根据该结构，能够理想地实现在此公开的技术的效果。
附图说明
图1是示意性地表示作为一实施方式的制造方法的制造对象的二次电池的立体图。
图2是示意性地表示安装有集电体的电极体的立体图。
图3是表示电极体的结构的示意图。
图4是一实施方式的制造方法的工序图。
图5是说明一实施方式的制造方法中的制造工序的一部分的示意图。
图6是说明电解液向电极体的浸渗率的经时变化的图表。
附图标记说明
10、电池壳体；12、外装体；14、封口体；20、电极体；22、正极板；22a、正极活性物质层；22c、正极集电箔；22p、正极保护层；22t、正极极耳；23、正极极耳组；24、负极板；24a、负极活性物质层；24c、负极集电箔；26、间隔件；30、正极端子；40、负极端子；50、正极集电体；60、负极集电体；70、腔室；71、真空泵；72、压力传感器；73、计时器；74、阀；80、配管；100、二次电池。
具体实施方式
以下，参照附图对在此公开的技术的几个优选的实施方式进行说明。在此说明的实施方式当然并不意图特别限定本发明。在此公开的技术只要没有特别提及，就不限定于在此说明的实施方式。各附图是示意性地描绘的，不一定反映实物。另外，对产生相同的作用的构件和/或部位适当地标注相同的附图标记，省略重复的说明。需要说明的是，本说明书中特别提及的事项以外的、在此公开的技术的实施所需的事项(例如，不对在此公开的技术赋予特征的二次电池的通常的结构和制造工艺)能够作为基于本领域中的现有技术的本领域技术人员的设计事项来掌握。在此公开的技术能够基于本说明书中公开的内容和本领域中的技术常识来实施。另外，在本说明书中，表示数值范围的“A～B”的表述是指“A以上且B以下”，并且也包含超过A且低于B的情况。
在本说明书中，“二次电池”是指能够反复充放电的全部蓄电器件的术语，是包含锂离子二次电池、镍氢电池等所谓的蓄电池(化学电池)和双电层电容器等电容器的概念。
在本说明书中参照的附图中的附图标记X表示“进深方向”，附图标记Y表示“宽度方向”，附图标记Z表示“高度方向”。另外，进深方向X上的F表示“前”，Rr表示“后”。宽度方向Y上的L表示“左”，R表示“右”。并且，高度方向Z上的U表示“上”，D表示“下”。但是，这些只不过是为了便于说明的方向，对二次电池和二次电池的制造工序中的二次电池组装体的设置方式没有任何限定。
图1是示意性地表示作为一实施方式的制造方法的制造对象的二次电池的立体图。图2是示意性地表示安装有集电体的电极体的立体图。图3是表示一实施方式的电极体的结构的示意图。图1所示的二次电池100具备电池壳体10、电极体20(参照图2、3)以及电解液。在该实施方式中，二次电池100为锂离子二次电池。
在该实施方式中，电池壳体10是收纳电极体20和电解液的框体。电池壳体10在此为扁平状，具有有底的长方体形状(方形)的外形。电池壳体10的材质与以往使用的材质相同即可，没有特别限制。电池壳体10优选为金属制，更优选例如由铝、铝合金、铁、铁合金等构成。
电池壳体10具备具有开口部的外装体12和堵塞该开口部的封口体(盖体)14。如图1所示，外装体12具备平面矩形的底部12a、从底部12a的相对的一对边沿高度方向Z延伸并相互相对的一对第1侧壁12b、以及从底部12a的相对的一对边沿高度方向Z延伸并相互相对的一对第2侧壁12c。在该实施方式中，第1侧壁12b是从底部12a的相对的一对长边延伸的长侧壁。另外，第2侧壁12c是从底部12a的相对的一对短边延伸的短侧壁。在该实施方式中，第2侧壁12c的面积比第1侧壁12b的面积小。虽然省略了详细的图示，但底部12a与开口部相对。封口体14对外装体12的开口部进行封口。封口体14与外装体12的底部12a相对。封口体14在俯视下为大致矩形状。电池壳体10通过在外装体12的开口部的周缘接合封口体14而一体化。电池壳体10被气密地密封(密闭)。
在封口体14设有注液孔15和气体排出阀17。注液孔15用于在将封口体14组装于外装体12后注入电解液。注液孔15被密封构件16密封。气体排出阀17是构成为在电池壳体10内的压力成为预定值以上时断裂而将电池壳体10内的气体向外部排出的薄壁部。
在封口体14分别安装有正极端子30和负极端子40。正极端子30配置于封口体14的宽度方向Y上的一侧(图1的左侧)。正极端子30经由正极集电体50与电极体20的正极板22电连接(参照图2、3)。正极端子30例如使用铝等。负极端子40配置于封口体14的宽度方向Y上的另一侧(图1的右侧)。负极端子40经由负极集电体60与电极体20的负极板24电连接(参照图2、3)。负极端子40例如使用铜等。
电解液例如是非水电解液。电解液例如含有非水溶剂和支持盐。作为非水溶剂和支持盐，能够没有特别限制地使用在这种二次电池(在此为锂离子二次电池)的电解液中使用的各种溶剂。作为非水溶剂，例如可列举出碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等各种碳酸酯类。作为支持盐，例如能够使用LiPF6等锂盐。根据需要，电解液也可以含有覆膜形成剂、增稠剂、分散剂等以往公知的添加剂。
二次电池100例如具备一个或多个(2个以上、3个以上、或者5个以上。例如3个。)电极体20。虽然省略了详细的图示，但一个或多个电极体20以被由聚乙烯(PE)等树脂制片构成的电极体保持件覆盖的状态配置于外装体12的内部。
电极体20是二次电池100的发电要素，包括正极板22、负极板24、以及配置于正极板22与负极板24之间的间隔件26。如图3所示，电极体20是将带状的正极板22和带状的负极板24隔着带状的间隔件26层叠并沿长边方向卷绕而成的卷绕电极体。如图2所示，电极体20具有一对宽幅面20a和一对宽度方向Y上的端面20b。端面20b是正极板22、负极板24以及间隔件26的层叠面，相对于电极体20的外部开放。
虽然省略了详细的图示，但电极体20以卷绕轴WL与宽度方向Y平行的朝向配置于外装体12的内部。在该实施方式中，电极体20以卷绕轴WL与底部12a平行的朝向配置于外装体12的内部。另外，在外装体12的内部，宽幅面20a与第1侧壁12b相对。另外，端面20b与第2侧壁12c相对。
正极板22具有纵长的带状的正极集电箔22c(例如铝箔)和形成在正极集电箔22c的至少一个表面上的正极活性物质层22a。在该实施方式中，正极活性物质层22a沿着正极集电箔22c的长边方向(在图3中为正极板22的长边方向)设置为带状。虽然没有特别限定，但也可以根据需要在正极板22的宽度方向Y上的一侧缘部设有正极保护层22p。需要说明的是，构成正极活性物质层22a、正极保护层22p的材料能够没有特别限制地使用在这种二次电池(在该实施方式中为锂离子二次电池)中使用的材料，由于不是对在此公开的技术赋予特征的材料，因此省略在此的详细说明。
在正极集电箔22c的宽度方向Y上的一端部(图3的左端部)设有多个正极极耳22t。多个正极极耳22t分别朝向宽度方向Y上的一侧(图3的左侧)突出。多个正极极耳22t沿着正极板22的长边方向隔开间隔地(间断地)设置。正极极耳22t是正极集电箔22c的一部分，是正极集电箔22c的未形成正极活性物质层22a和正极保护层22p的部分(集电箔暴露部)。例如，多个正极极耳22t在宽度方向Y上的一端部(图3的左端部)层叠，构成正极极耳组23(参照图2)。如图2所示，正极集电体50与正极极耳组23接合。
在该实施方式中，正极板22的短边方向(图3的宽度方向Y)上的正极活性物质层22a的宽度(以下，也简称为“正极活性物质层22a的宽度”。)为20cm以上。正极活性物质层22a的宽度例如也可以为25cm以上。正极活性物质层22a的宽度例如既可以为40cm以下，也可以为30cm以下。需要说明的是，在图3所示的实施方式中，正极活性物质层22a的宽度比下述负极活性物质层24a的宽度和间隔件26的宽度(间隔件26的短边方向上的长度)中的任一者都小。
负极板24具有纵长的带状的负极集电箔24c(例如铜箔)和在负极集电箔24c的至少一个表面上形成的负极活性物质层24a。在该实施方式中，负极活性物质层24a沿着负极集电箔24c的长边方向(在图3中为负极板24的长边方向)设置为带状。需要说明的是，构成负极活性物质层24a的材料能够没有特别限制地使用在这种二次电池(在该实施方式中为锂离子二次电池)中使用的材料，由于不是对在此公开的技术赋予特征的材料，因此省略在此的详细说明。
在负极集电箔24c的宽度方向Y上的一端部(图3的右端部)设有多个负极极耳24t。多个负极极耳24t朝向宽度方向Y上的一侧(图3的右侧)突出。多个负极极耳24t沿着负极板24的长边方向隔开间隔地(间断地)设置。负极极耳24t在此是负极集电箔24c的一部分，是负极集电箔24c的未形成负极活性物质层24a的部分(集电箔暴露部)。例如，多个负极极耳24t在宽度方向Y上的一端部(图3的右端部)层叠，构成负极极耳组25(参照图2)。如图2所示，负极集电体60与负极极耳组25接合。
在该实施方式中，负极板24的短边方向(图3的宽度方向Y)上的负极活性物质层24a的宽度(以下，也简称为“负极活性物质层24a的宽度”。)为20cm以上。负极活性物质层24a的宽度例如也可以为25cm以上。负极活性物质层24a的宽度例如既可以为40cm以下，也可以为30cm以下。需要说明的是，在图3所示的实施方式中，负极活性物质层24a的宽度大于正极活性物质层22a的宽度。另外，负极活性物质层24a的宽度小于间隔件26的宽度(间隔件26的短边方向上的长度)。
间隔件26是将正极板22的正极活性物质层22a与负极板24的负极活性物质层24a绝缘的构件。间隔件26构成卷绕电极体20的外表面。作为间隔件26，例如使用由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂构成的树脂制的多孔性片。
在该实施方式中，在间隔件26的两表面设有粘接层。在该实施方式中，利用该粘接层将正极板22与间隔件26粘接，将负极板24与间隔件26粘接。需要说明的是，粘接层也可以不必设于间隔件26的两表面。在另一实施方式中，粘接层设于间隔件26的单侧的表面上。或者，在另一实施方式中，在间隔件26不设置粘接层。
粘接层例如是包含树脂粘合剂的层。作为树脂粘合剂，能够没有特别限制地使用在这种用途中使用的树脂材料。作为该树脂材料，例如可列举出聚偏二氟乙烯(PVDF)、丙烯酸系树脂等。粘接层例如除了树脂粘合剂以外，还可以包含无机填料。作为无机填料，能够没有特别限制地使用在这种用途中使用的无机颗粒。作为该无机颗粒，例如可列举出氧化铝、勃姆石、氢氧化铝、二氧化钛等。
顺便提及，具备电解液的二次电池的制造过程例如具有：对电池壳体内进行减压；向减压后的状态的电池壳体内注入电解液；以及使注入到电池壳体内的电解液浸渗于电极体。如上所述，通过对电池壳体内进行减压，能够从电极体内和电池壳体内排出气体。另外，在电解液向电极体的浸渗中，例如，使电池壳体内与外部气氛连通，在电池壳体内，使电极体内外产生压差。此时，例如电极体外的压力变得比电极体内的压力高，因此基于该压差，电解液浸渗于电极体。然而，由于电解液浸渗于电极体，电极体内的空间不断减少。因此，电极体内的压力变高，电极体外的压力变低。于是，随着浸渗时间的经过，上述压差不断被消除。
如上所述，当电极体内外的压差不断被消除时，电解液通过毛细现象浸渗于电极体。基于毛细现象的浸渗的驱动力小于基于压差的浸渗的驱动力。因此，若从基于压差的浸渗转变为基于毛细现象的浸渗，则电解液向电极体的浸渗效率降低，到浸渗完成为止需要更长的时间。近年来，随着二次电池的普及，存在二次电池的尺寸大型化的倾向，更强烈地要求提高电解液向电极体的浸渗效率。本发明的发明人等研究了如下情况：在二次电池的制造过程中，在浸渗电解液的期间中，再次在电极体内外设置压力差。
图4是一实施方式的制造方法的工序图。图5是说明一实施方式的制造方法中的制造工序的一部分的示意图。如图4所示，该实施方式中的二次电池100的制造方法具有电极体收纳工序S1、第1减压工序S2、注液工序S3、第1浸渗工序S4、第2减压工序S5、第2浸渗工序S6、密封工序S7。在以下的说明中，适当参照图1～图5。
在电极体收纳工序S1中，例如将电极体20收纳于电池壳体10。在该实施方式中，首先，通过以往公知的方法制作电极体20。接下来，在电极体20的正极极耳组23安装正极集电体50，进而在负极极耳组25安装负极集电体60。接下来，在封口体14安装正极端子30和负极端子40。利用以往公知的方法(例如，超声波接合、电阻焊接、激光焊接等)将同极的电极集电体接合于这些电极端子。接下来，将电极体20收纳于树脂制的电极体保持件。然后，将由电极体保持件覆盖的电极体20插入外装体12。在该状态下，使封口体14与外装体12的开口部重叠，将它们焊接而对外装体12封口。
在第1减压工序S2中，例如，在电极体20收纳于电池壳体10的状态下，对该电池壳体10内进行减压。在该实施方式中，首先，将在电极体收纳工序S1中在内部收纳有电极体20的电池壳体10配置在图5所示那样的腔室70内。在腔室70例如连接有真空泵71。接下来，将真空泵71的开关接通，对腔室70内进行减压。腔室70内的温度例如能够设定为常温。
第1减压工序S2中的电池壳体10内例如被减压至电池壳体10不产生损伤的程度(例如，气体排出阀17不损伤的程度)的减压状态。为了更加减少残留于电极体20的内部的气体量，在减压状态下例如电池壳体10内优选为绝对压力为5kPa以下，更优选为4kPa以下，进一步优选为3kPa以下，越接近0kPa越好。
在该实施方式中，电池壳体10内的压力例如能够由腔室70的内压规定。如图5所示，在腔室70连接有压力传感器72。在该实施方式中，利用压力传感器72测定腔室70的内压。
在第1减压工序S2中，例如，优选在电池壳体10内达到所期望的减压状态后，将该减压状态维持预定的期间。例如，为了更加减少残留于电极体20的内部的气体量，上述预定的期间优选为30秒以上，更优选为60秒以上，进一步优选为100秒以上。虽然没有特别限定，但从设备规模的缩小的观点以及成本削减的观点出发，上述预定的期间例如为600秒以下为佳，能够设为300秒以下。需要说明的是，如图5所示，在腔室70连接有计时器73。在该实施方式中，利用计时器73测定上述的维持期间以及后述的各工序中的期间。
在注液工序S3中，向电池壳体10内注入电解液。在该实施方式中，在第1减压工序S2之后，在电池壳体10的内部被减压后的状态下，经由注液孔15向电池壳体10的内部注入电解液。例如，将与腔室70连接的配管80与电池壳体10的注液孔15连接，向外装体12注入电解液。配管80例如是注液用的配管，与电解液的供给源(例如，收纳电解液的罐等)连接。在电解液的注液开始后，在电极体20的至少一部分浸渍于电解液的状态下，停止注液。在注液工序S3中，构筑具备电极体20、电解液以及电池壳体10的二次电池组装体。在本说明书中，“二次电池组装体”是指例如具有电极体20、电解液以及电池壳体10且未进行初始充电的构筑物。
在第1浸渗工序S4中，例如使电解液浸渗于电极体20。在该实施方式中，在注液工序S3之后，首先，使电池壳体10的内部与外部气氛连通。例如，在停止经由配管80的电解液的注入之后，将与腔室70连接的真空泵71的开关断开，将阀74打开。由此，能够使腔室70内气氛与外部气氛连通。此时，例如，从注液孔15拆下配管80，将注液孔15开封为佳。能够经由开封后的注液孔15，使电池壳体10的内部对外部气氛开放。通过使电池壳体10的内部对外部气氛开放，能够使电池壳体10内升压。电池壳体10的内压例如升压至大气压左右。
接下来，在该实施方式中，在使电池壳体10的内部与外部气氛连通的状态下，将二次电池组装体静置10小时以上。在该静置期间，注入到电池壳体10的电解液浸渗到电极体20中。为了使电解液向电极体20的浸渗效率更好，上述静置的期间优选为15小时以上，更优选为20小时以上。从缩小设备规模的观点和削减成本的观点出发，上述静置的期间例如优选为50小时以下，更优选为40小时以下。在优选的一技术方案中，上述静置的期间为10小时以上且30小时以下。
虽然没有特别限定，但在第1浸渗工序S4中，能够适当使用在这种用途中使用的各种传感器来监视电解液向电极体20的浸渗状态。在第1浸渗工序S4中，例如，考虑到在实现在此公开的技术的效果上将实施了下述第2减压工序S5后的电极体20内外的压差设为是优选的，将二次电池组装体静置直至电解液向电极体20的浸渗率为50％以上为佳。另一方面，例如，若考虑到使电解液向电极体20的浸渗效率更好以及抑制二次电池组装体所包含的金属(例如铜等)的溶出，则上述浸渗率能够设定为95％以下。在优选的一技术方案中，在第1浸渗工序S4中，以上述浸渗率成为70％～90％以下的方式对二次电池组装体静置。
在第2减压工序S5中，例如对第1浸渗工序S4后的电池壳体10内进行减压。在该实施方式中，在第1浸渗工序S4中，将二次电池组装体静置10小时以上后，实施第2减压工序S5。在该实施方式中，关闭在第1浸渗工序S4中打开的阀74，并且接通真空泵71的开关，对腔室70内进行减压。
第2减压工序S5中的电池壳体10内例如被减压至注入到电池壳体10的电解液在常温下不沸腾的程度的减压状态。考虑到进一步减少残留于电极体20的内部的气体量以及抑制电解液的挥发，例如将电池壳体10内减压至绝对压力为5kPa～50kPa为佳，优选减压至10kPa～20kPa。
在第2减压工序S5中，例如，在电池壳体10内达到期望的减压状态后，将该减压状态维持预定的期间。例如，为了进一步减少残留于电极体20的内部的气体量，上述预定的期间优选为100秒以上，更优选为200秒以上，进一步优选为300秒(5分钟)以上。虽然没有特别限定，但从防止电解液挥发的观点、缩小设备规模的观点以及削减成本的观点出发，上述预定的期间例如为1800秒(30分钟)以下为佳，能够设为1200秒(20分钟)以下。
第2减压工序S5中的上述减压和上述维持也可以实施1次，但为了更好地实现在此公开的技术的效果，也可以重复多次。该重复次数例如设为2次～5次为佳。在反复进行多次上述减压和上述维持的情况下，例如，在反复之前(即，上述维持与接下来的上述减压之间)，考虑到提高电解液向电极体20的浸渗效率并且抑制二次电池100的生产率的降低，设为使电池壳体10的内部与外部气氛连通10秒钟～180秒钟的状态为佳。需要说明的是，在反复进行多次上述减压和上述维持的情况下，将电池壳体10内设为所期望的减压状态的期间没有特别限定，但合计设为20分钟～50分钟为佳。
在第2浸渗工序S6中，例如使电解液浸渗于电极体20。在该实施方式中，在第2减压工序S5之后(在多次反复进行了上述减压和上述维持的情况下，在最后的减压后)，在使电池壳体10的内部与外部气氛连通的状态下，将二次电池组装体静置预定的期间。上述预定的期间设为大致5小时～40小时(例如，10小时～30小时)为佳。
在密封工序S7中，例如将电池壳体10密封。在该实施方式中，在第2浸渗工序S6后，使用密封构件16将二次电池组装体的注液孔15密封。例如，使用金属制的密封栓作为密封构件16，将该密封栓嵌入注液孔15。接下来，在用密封构件16堵塞注液孔15的状态下，实施激光焊接等，将注液孔15密封。
在密封工序S7之后，例如，通过在预定的条件下对二次电池组装体进行初始充电和老化处理，能够得到可使用状态的二次电池100。
通过在此公开的制造方法制造得到的二次电池100能够用于各种用途，例如能够适当地用作搭载于乘用车、卡车等车辆的马达用的动力源(驱动用电源)。车辆的种类没有特别限定，例如可列举出插电式混合动力汽车(PHEV)、混合动力汽车(HEV)、电动汽车(BEV)等。
在上述实施方式中，说明了具备包含正极板22、负极板24及配置于该正极板22与该负极板24之间的间隔件26的电极体20、电解液、以及收纳电极体20及电解液的电池壳体10的二次电池的制造方法的一例。该制造方法具有向电池壳体10内注入电解液的注液工序S3和对注液工序S3后的电池壳体10内进行减压的第2减压工序S5。在此，在注液工序S3后，经过10小时以上后实施第2减压工序S5。
在此公开的制造方法中，关于电解液向电极体20的浸渗效率提高的机理，本发明的发明人等如以下那样进行了考察(附图标记适当参照图1～6)。但是，并不意图限定于以下记载的机理。需要说明的是，图6是说明电解液向电极体的浸渗率的经时变化的图表。在该图中，横轴表示时间经过，纵轴表示浸渗率(％)。虚线K表示电极体20中的电解液的浸渗率100％。
在上述二次电池的制造方法中，通过第1减压工序S2，从电极体20排出气体，并且对电池壳体10内进行减压。在注液工序S3中，在第1减压工序S2后，向减压后的状态的电池壳体10内注入电解液。若在注液后使电池壳体10内与外部气氛连通，则在电池壳体10内，在电极体20内外产生压力差。通过该压力差，电解液浸渗于电极体20。如图6中的曲线A所示，电极体20中的电解液的浸渗率随着时间经过而上升。但是，通过电解液向电极体20的浸渗，在电极体20内外产生的压力差随着时间经过而被消除。于是，电解液通过毛细现象而浸渗于电极体20。在上述制造方法中，通过实施第2减压工序S5，能够将残留于电极体20内的气体向外部排出，增大电极体20内外的压力差。通过增大电极体20内外的压力差，能够利用压差使电解液浸渗于电极体20。在上述制造方法中，通过在注液工序S3后经过10小时以上后实施第2减压工序S5(图6中的点P所示的时机)，如曲线B所示，能够增大电解液向电极体20的浸渗速度，从而提高浸渗效率。
另外，在上述制造方法中，电极体20是将带状的正极板22和带状的负极板24隔着带状的间隔件26卷绕而成的卷绕电极体。通过采用卷绕电极体作为电极体20，能够提高二次电池100的生产率。此时，在电极体20中，气体主要从端面20b向电极体20外排出，电解液浸渗到电极体20内。卷绕电极体是电解液的浸渗会花费更长的时间的结构。因此，优选应用在此公开的技术。
另外，在上述制造方法中，正极板22具备正极集电箔22c和形成于该正极集电箔22c上的正极活性物质层22a，该正极板22的短边方向(图3中的宽度方向Y)上的正极活性物质层22a的宽度为20cm以上。通过将正极活性物质层22a的宽度设为上述范围，能够使二次电池100成为更高容量的二次电池。另外，在电极体20中，正极活性物质层22a、负极活性物质层24a以及间隔件26重叠的部分与其他部分(例如，仅间隔件26重叠的部分、间隔件26与负极活性物质层24a重叠的部分等)相比，在电极体20的厚度方向上空隙少，可能成为电解液的浸渗花费时间的部分。具备正极活性物质层22a的宽度为上述范围的正极板22的电极体20是电解液的浸渗会花费更长时间的结构。因此，优选应用在此公开的技术。
另外，在上述制造方法中，在间隔件26的两表面设有粘接层，利用该粘接层将正极板22与间隔件26粘接，将负极板24与间隔件26粘接。通过在间隔件26的两表面设置粘接层，能够抑制电极体20的厚度增加，提高生产率。具备设有粘接层的间隔件26的电极体20是电解液的浸渗会花费更长时间的结构。因此，优选应用在此公开的技术。
另外，上述制造方法在注液工序S3之前包括：将电池壳体10内减压至绝对压力为5kPa以下(例如，第1减压工序S2)。若在注入电解液之前将电池壳体内减压至上述压力范围，则能够使电池壳10内的电极体20内外的压差成为对于电解液浸渗于电极体20而言优选的压差。因此，由此，能够理想地实现在此公开的技术的效果。
另外，在上述制造方法中，在第2减压工序S5中，将电池壳体10内减压至绝对压力为5kPa～50kPa。由此，能够理想地实现在此公开的技术的效果。
以下，对与本发明相关的试验例进行说明。需要说明的是，以下记载的试验例的内容并不意图限定本发明。
<例1>
-电极体收纳工序-
使用行星式混合器，将作为正极活性物质的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、作为导电材料的乙炔黑(AB)以及作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVDF)以正极活性物质：AB：PVDF＝94：3：3的质量比在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中混合，制备正极活性物质层形成用浆料。将该浆料涂布于带状的铝箔的两面，进行干燥。之后，通过对其进行压制来制作正极板。正极活性物质层的宽度为28.0cm。另外，将作为负极活性物质的天然石墨(C)、作为粘合剂的丁苯橡胶(SBR)以及作为增稠剂的羧甲基纤维素(CMC)以C：SBR：CMC＝98：1：1的质量比在离子交换水中混合，制备负极活性物质层形成用浆料。将该浆料涂布于带状的铜箔的两面，进行干燥。之后，通过对其进行压制而制作负极板。负极活性物质层的宽度为28.5cm。另外，准备2张带状的间隔件(PP/PE/PP的三层构造的多孔质聚烯烃片)。该间隔件的宽度为29.0cm。该间隔件在该间隔件的两表面形成有粘接层。粘接层是包含氧化铝粉末和聚偏二氟乙烯(PVDF)的粘接层。将制作的正极板、负极板以及准备的2张间隔件重叠并卷绕，制作筒状层叠体。通过将该筒状层叠体在上述重叠方向上压扁并拉扯，制作扁平状的卷绕电极体。在制作的卷绕电极体的正极板和负极板分别焊接并安装电极端子。将其收纳于具有注液孔的电池壳体。该电池壳体具有宽度为31cm、高度为10cm、厚度为4cm的一对相对的宽幅面。
-第1减压工序-
如上所述，将收纳有卷绕电极体的电池壳体配置在腔室内。真空泵、压力传感器以及计时器连接到该腔室。接通真空泵的开关，用10秒钟将腔室内减压至4kPaabs。将该减压状态保持120秒。
-注液工序-
在上述第1减压工序后，经由该电池壳体的注液孔在15秒内向减压后的状态的电池壳体内注入310cc的电解液，制作出二次电池组装体。
-第1浸渗工序-
如上所述，向电池壳体内注入电解液后，打开设于腔室的阀，使电池壳体内与外部气氛连通。将二次电池组装体在电池壳体内与外部气氛连通的状态下静置24小时。
-第2减压工序-
在上述24小时静置后，关闭阀门。接下来，接通真空泵的开关，以第1条件对腔室内进行减压。第1条件是指，用10分钟将腔室内减压至10kPa后，打开阀并静置1分钟，之后，重复3次上述减压和上述静置。
-第2浸渗工序-
在重复3次上述减压和上述静置后，将二次电池组装体在电池壳体内与外部气氛连通的状态下静置，直至电解液向卷绕电极体的浸渗完成。将从上述第1浸渗工序开始(即，注液工序刚刚结束)起至浸渗完成为止的时间示于表1的相应栏中。表1中记载的浸渗时间为第1浸渗工序的时间、第2减压工序的实施所需的时间以及第2浸渗工序的时间的合计时间。
通过将二次电池组装体解体，确认从卷绕电极体的宽度方向上的两端部浸渗的电解液的前端在该方向上的中央部附近合流来判断浸渗完成。需要说明的是，预先预测浸渍完成的时间，从比该预测浸渍时间短的时间开始二次电池组装体的解体。在使解体的时机一致的3个二次电池组装体的全部中，记录判断为“浸渗完成”时的浸渗时间。
<例2>
在第1浸渗工序中，将二次电池组装体在电池壳体内与外部气氛连通的状态下静置36小时。在上述36小时的静置后，实施第2减压工序。除此以外，与例1同样地实施本例。
<例3>
在第1浸渗工序中，将二次电池组装体在电池壳体内与外部气氛连通的状态下静置12小时。在上述12小时的静置后，实施第2减压工序。除此以外，与例1同样地实施本例。
<例4>
在第1浸渗工序中，将二次电池组装体在电池壳体内与外部气氛连通的状态下静置1小时。在上述1小时的静置后，实施第2减压工序。除此以外，与例1同样地实施本例。
<例5>
在本例中，未实施第2减压工序。除此以外，与例1同样地实施本例。需要说明的是，表1的“第2减压工序”栏中的“-”的记载表示不实施本工序(例6也相同)。另外，本例中的浸渗工序中没有第1和第2的区别。因此，在表1的“第1浸渗工序”栏中记载为“-”。另外，“浸渗时间(小时)”栏的记载表示从注液工序刚刚结束之后到判断浸渗完成为止的期间。
<例6>
在本例中，未实施第1浸渗工序。在注液工序中向电池壳体注入电解液后立即实施第2条件的第2减压工序。在第2减压工序后，实施第2浸渗工序。除此以外，与例1同样地实施本例。第2条件是指，将腔室内设为1000kPa的加压状态，保持加压状态3分钟，之后减压至10kPa，保持减压状态10分钟，之后，静置1分钟，之后，反复进行3次上述减压和上述静置。
<例7>
在本例中，在腔室内配置具有临时贮藏从电解液的供给源(电解液贮藏罐)供给的电解液的电解液临时贮藏层和旋转盘的装置。将二次电池组装体以与电解液临时贮藏层连接的状态配置在旋转盘上。在该状态下，实施第1减压工序。在第1减压工序中，用15秒减压至1kPa，将该减压状态保持60秒。在第1减压工序后，在保持电池壳体内的减压状态的状态下使上述装置的旋转盘旋转。通过该旋转，成为对二次电池组装体施加了约300G的离心力的状态，之后开始从电解液临时贮藏层向二次电池组装体注入电解液。在开始电解液的注入后，将腔室内升压至1000kPa。用60秒注入310cc的电解液。在刚刚进行注液之后，使腔室内与外部气氛连通。在腔室内刚达到与外部气氛相同的气压后，将腔室内减压至21.3kPa，将该减压状态保持10秒。之后，使腔室内与外部气氛连通。在该状态下实施第2浸渗工序。在第2浸渗工序后，停止旋转盘的旋转。需要说明的是，适当参照上述专利文献1中公开的制造方法来进行本例。
<例8>
在第1浸渗工序中，将二次电池组装体在电池壳体内与外部气氛连通的状态下静置10分钟。在上述10分钟的静置后，实施第2减压工序。在第2减压工序中，将腔室内减压至10kPa，将该减压状态保持10秒。除此以外，与例1同样地实施本例。需要说明的是，适当参照上述专利文献2中公开的制造方法来进行本例。
[表1]
Figure BDA0003968526000000181
将例1～例3的结果与例4～例8的结果进行比较可知，若实施如下的二次电池的制造方法，则能够缩短电解液向电极体的浸渗时间(提高电解液的浸渗效率)，在该二次电池的制造方法中，具有向电池壳体内注入电解液的注入工序和对注入工序后的电池壳体内进行减压的减压工序(在此为第2减压工序)，在此，在注入工序后经过10小时以上后实施减压工序(在此为第2减压工序)。根据例1～例3的结果，认为在该试验例中，在从注液起24小时后的时间点，电解液的浸渗从基于电极体内外的压差的浸渗转变为基于毛细现象的浸渗，浸渗速度降低。
若将例5的结果与例6～例8的结果进行比较，则认为在对电池壳体进行了加压的状态以及对电池壳体施加了离心力的状态下，电解液向电极体的浸渗效率提高。然而，可知当在适当的时机实施第2减压工序的情况下，能够更好地得到上述浸渗效率的提高效果。
以上，对在此公开的技术的具体例进行了详细说明，但这些只不过是例示，并不限定权利要求书。在权利要求书所记载的技术中，包含对以上例示的具体例进行各种变形、变更而得到的技术。
例如，在上述实施方式中，在注液工序S3之前实施第1减压工序S2。然而，并不限定于此，在另一实施方式中，能够省略第1减压工序S2。即使在省略了第1减压工序S2的情况下，通过实施第2减压工序S5，也能够在电解液的浸渗中，在电池壳体10内在电极体20内外形成对于电解液向电极体20的浸渗而言优选的压差，因此能够实现在此公开的技术的效果。

Claims (6)

1.一种二次电池的制造方法，该二次电池具备：
电极体，包括正极板、负极板以及配置于该正极板与该负极板之间的间隔件；
电解液；以及
电池壳体，收纳所述电极体和所述电解液，其中，
所述二次电池的制造方法具有：
注液工序，在该注液工序中，向所述电池壳体内注入所述电解液；以及
减压工序，在该减压工序中，对所述注液工序后的所述电池壳体内进行减压，
在此，在所述注液工序后，在经过10小时以上之后实施所述减压工序。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，
所述电极体是将带状的所述正极板和带状的所述负极板隔着带状的所述间隔件卷绕而成的卷绕电极体。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，
所述正极板具备正极集电箔和形成于该正极集电箔上的正极活性物质层，所述正极活性物质层在该正极板的短边方向上的宽度为20cm以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的制造方法，其中，
在所述间隔件的两表面设有粘接层，
利用所述粘接层将所述正极板与所述间隔件粘接，并将所述负极板与所述间隔件粘接。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的制造方法，其中，
在所述注液工序之前包括：将所述电池壳体内减压至绝对压力为5kPa以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的制造方法，其中，
在所述注液工序后的所述减压工序中，将所述电池壳体内减压至绝对压力为5kPa～50kPa。
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