JP2011238486A - 二次電池およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性の向上を図ることが可能な二次電池を提供する。
【解決手段】この二次電池は、側部１１ｂに注液口１０ａが形成された電池缶１０と、電池缶１０の内部に収納された電極群１と、注液口１０ａから電池缶１０の内部に注液されることによって電極群１に浸透された電解液とを備えている。そして、側部１１ｃが電極群１を挟んで側部１１ｂと対向する側に配置されており、電解液を側部１１ｂ側から側部１１ｃ側に向かって流動させるための流路１０ａが電池缶１０の内部に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池およびその製造方法に関し、特に、電極群が筐体の内部に収納されている二次電池およびその製造方法に関する。

近年、ノート型パソコンや携帯電話などの携帯機器においては、その電源として、高エネルギー密度を持つリチウム二次電池が広く用いられている。さらに、リチウム二次電池は、特に長寿命を要求される電力貯蔵用蓄電池や電気自動車（ハイブリッド車）用蓄電池としての利用も検討されている。

従来から知られているリチウム二次電池の構成の一例を簡単に説明すると、筐体としては缶（以下、電池缶と言う）が用いられており、その電池缶の内部に電極群が収納されている（たとえば、特許文献１参照）。

電池缶の内部に収納される電極群は、正極板および負極板を含んでおり、それら正極板および負極板がセパレータによって互いに電気的に絶縁された構造を有している。言い換えると、正極板および負極板は、セパレータを挟んで互いに対向するように重ね合わされている。そして、セパレータを挟み込んだ正極板および負極板は捲回され、その状態で電池缶の内部に収納されている。

また、電池缶の内部には電解液が注液されており、その電解液は、電極群（正極板、負極板およびセパレータ）に浸透されている。

なお、電池缶の壁部のうちの所定の壁部には、電池缶の内部に電解液を注液するための注液口が形成されている。そして、リチウム二次電池の製造工程の１つである電解液の注液工程の際に、注液口から電池缶の内部に電解液が注液されることによって、電極群に電解液が浸透される。

特開２００６−３１８８９２号公報

上記した従来のリチウム二次電池の構成では、電解液の注液工程の際に、注液口から電池缶の内部に電解液を注液すると、電池缶の内部のうちの注液口側（電池缶の注液口が形成された所定の壁部側）の領域に電解液が流れ込み、注液口側に位置する電極群の部分からの電解液の染み込みは良好になされる。その一方、電池缶の内部のうちの注液口側とは反対側の領域には電解液が流れ込み難いので、注液口側とは反対側に位置する電極群の部分からの電解液の染み込みについては少ない。このため、特に、リチウム二次電池が大型である場合、すなわち、電極群のサイズが比較的大きい場合には、電極群への電解液の浸透が十分になされるまでの時間が長くなるので、電解液の注液工程に多くの時間をとられてしまう。その結果、リチウム二次電池の製造速度が遅くなり、生産性を向上させるのが困難になるという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、生産性の向上を図ることが可能な二次電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の局面による二次電池は、所定領域を囲む複数の壁部を有し、その所定領域が収納領域とされているとともに、複数の壁部のうちの第１壁部の側に注液口が形成された筐体と、収納領域に収納され、正極および負極を少なくとも含む電極群と、注液口から収納領域に注液されることによって電極群に浸透された電解液とを備えている。そして、複数の壁部のうちの第２壁部が電極群を挟んで第１壁部と対向する側に配置されており、電解液を第１壁部側から第２壁部側に向かって流動させるための流動促進用の流路が収納領域に設けられている。なお、本発明の「流路」とは、電極群と筐体の壁部との間の隙間などではないし、筐体の剛性を高める目的で形成されたリブによって生じる溝部などでもない。

第１の局面による二次電池では、上記のように、電解液を第１壁部側から第２壁部側に向かって流動させるための流動促進用の流路を収納領域に設けることによって、注液口から収納領域に注液した電解液を電極群に浸透させる工程（電解液の注液工程）の際に、電極群への電解液の浸透速度を速くすることができる。具体的に言うと、注液口から収納領域に電解液が注液された場合（収納領域の第１壁部側に電解液が注液された場合）、その電解液は、電極群の第１壁部側の部分から電極群に染み込んでいく一方、流路にも流れ込んでいく。そして、流路に流れ込んだ電解液は、第１壁部側から第２壁部側に向かって流動するとともに、電極群の第２壁部側の部分からも電極群に染み込んでいく。すなわち、注液口から収納領域に電解液が注液されると、電極群の第１壁部側の部分および電極群の第２壁部側の部分の両方から電極群に電解液が染み込んでいくことになるので、電極群への電解液の染み込みが速やかになされる。これにより、電極群への電解液の浸透が十分になされるまでの時間が短くなり、電解液の注液工程が短縮される。その結果、二次電池の製造速度が速くなるので、生産性を向上させることができる。また、この場合には、電極群への電解液の浸透が良好に行われるので、二次電池を安定して製造することもできる。

上記第１の局面による二次電池において、流路の形状が溝形状であることが好ましい。このように構成すれば、流路に流れ込んだ電解液を第１壁部側から第２壁部側に向かって良好にガイドすることができる。

上記第１の局面による二次電池において、第１壁部から第２壁部に向かう方向に流路が直線的に延びていることが好ましい。このように構成すれば、速やかに、流路に流れ込んだ電解液が第１壁部側から第２壁部側に達する。すなわち、電解液を注液口から収納領域に注液した後に、その電解液が第１壁部側を経て第２壁部側に達するまでの時間が短縮される。これにより、電極群の第２壁部側の部分への電解液の染み込みの開始を早めることができる。

第１壁部から第２壁部に向かう方向に流路が直線的に延びている構成において、流路に沿って延びる直線上に注液口が配置されていることが好ましい。このように構成すれば、注液口から収納領域に注液された電解液の流路への流れ込みがより平易になる。

第１壁部から第２壁部に向かう方向に流路が直線的に延びている構成において、流路の一方の端部が注液口の近傍に配置されていることが好ましい。このように構成すれば、注液口から収納領域に注液された電解液が流路に流れ込み易くなる。このため、注液口から収納領域に注液された電解液の第１壁部側から第２壁部側への流動を良好に行うことができる。

さらに、流路の一方の端部が注液口の近傍に配置されている構成において、流路の一方の端部とは反対側の他方の端部が第２壁部の近傍に配置されていることがより好ましい。このように構成すれば、確実に、流路に流れ込んだ電解液を第１壁部側から第２壁部側に達せさせることができる。

また、第１壁部側から第２壁部側に向かう方向に流路が直線的に延びている構成において、その流路が第１壁部側から第２壁部側に達するまで連続して延びていることが好ましい。このように構成すれば、より速やかに、流路に流れ込んだ電解液を第１壁部側から第２壁部側に向かって流動させることができる。

上記第１の局面による二次電池において、複数の壁部のうちの第３壁部の両端に第１壁部および第２壁部がそれぞれ立設されており、第３壁部の収納領域側に流路が設けられていることが好ましい。このように構成すれば、第３壁部は第１壁部と第２壁部とを繋ぐ壁部であるため、注液口から収納領域に電解液を注液したときに、容易に、電解液を第１壁部側から第２壁部側に向かって良好に流動させることができる。

また、両端に第１壁部および第２壁部がそれぞれ立設された第３壁部の収納領域側に流路が設けられている構成において、底部および底部の外縁に立設された側部を有する収納容器と、収納容器の底部と対向する側の開口を塞ぐ蓋とを含むものが筐体として用いられているとともに、収納容器の底部上に電極群が載置された状態で収納容器の開口が蓋で塞がれており、収納容器の側部のうちの所定側の部分が第１壁部とされているとともに、収納容器の側部のうちの所定側とは反対側の部分が第２壁部とされ、収納容器の底部および蓋の少なくとも一方が第３壁部とされていてもよい。

この場合、第３壁部のうちの電極群と重畳しない箇所に流路の第１壁部側の端部が配置されていることが好ましく、さらに、第３壁部のうちの電極群と重畳しない箇所に流路の第２壁部側の端部が配置されていることがより好ましい。このように構成すれば、注液口から注液された電解液の流路への流れ込みがより良好になり、かつ、その電解液をより確実に第１壁部側から第２壁部側に達せさせることができる。

上記第１の局面による二次電池において、複数の壁部の一部を収納領域側から外側に向かって凹ますことで得られる凹部が流路とされていることが好ましい。このように構成すれば、容易に、収納領域に流路が設けられた構造を得ることができる。

上記第１の局面による二次電池において、複数の壁部の収納領域側の一部上に板状部材が取り付けられているとともに、第１壁部から第２壁部に向かう方向に延びる溝部が板状部材に形成されており、その板状部材の溝部が流路とされていてもよい。このように構成すれば、容易に、収納領域に流路が設けられた構造を得ることができる。また、筐体の剛性を高めることもできる。

上記第１の局面による二次電池において、電極群が少なくとも２つに分離されているとともに、少なくとも２つに分離された電極群の間の間隙が第１壁部から第２壁部に向かう方向に延びており、その間隙が流路とされていてもよい。このように構成すれば、収納領域に流路が設けられた構造を容易に得ることができる。

また、この構成において、少なくとも２つに分離された電極群を固定するための固体部材が間隙に挿入されているとともに、第１壁部から第２壁部に向かう方向に延びる溝部が固定部材に形成されており、その固定部材の溝部が流路とされていてもよい。このように構成すれば、少なくとも２つに分離された電極群を固定しながら、収納領域に流路が設けられた構造を得ることができる。

上記第１の局面による二次電池において、流路が収納領域に複数設けられていれば、二次電池が大型である場合、すなわち、電極群（電極群が収納される収納領域）が比較的大きい場合に、良好に、注液口から収納領域に注液された電解液を第１壁部側から第２壁部側に向かって流動させることができる。

また、上記第１の局面による二次電池において、収納領域が長方形状となっており、第１壁部および第２壁部が収納領域の短手方向に電極群を挟んで互いに対向配置されているとともに、収納領域の短手方向に流路が延びていてもよい。このように構成すれば、収納領域が長方形状の場合に、注液口から注液された電解液の第１壁部側から第２壁部側への流動が速くなり、電極群の第２壁部側の部分への電解液の染み込みの開始を早くすることができる。

本発明の第２の局面による二次電池の製造方法は、所定領域を囲む複数の壁部を有し、その所定領域が収納領域とされているとともに、複数の壁部のうちの第１壁部の側に注液口が形成された筐体を準備する工程と、正極および負極を少なくとも含む電極群を収納領域に収納する工程と、注液口から収納領域に電解液を注液することによって、電極群に電解液を浸透させる工程とを備えている。そして、筐体を準備する工程は、複数の壁部のうちの第２壁部が電極群を挟んで第１壁部と対向する側に配置されているとすると、電解液を第１壁部側から第２壁部側に向かって流動させるための流動促進用の流路を収納領域に設ける工程を含み、電極群に電解液を浸透させる工程は、注液口から収納領域に電解液を注液する際に、少なくとも一度、第１壁部が上側で第２壁部が下側となるように筐体を傾ける工程を含んでいる。

第２の局面では、上記のような工程を経て二次電池を製造することによって、生産性が向上し、二次電池の安定した製造を行うことができる。

以上のように、本発明によれば、容易に、生産性の向上を図ることができる。

第１実施形態による二次電池の分解斜視図である。 第１実施形態による二次電池の電極群の分解斜視図である。 第１実施形態による二次電池の斜視図（収納容器の開口が蓋で塞がれた状態の図）である。 第１実施形態による二次電池の断面図（電池缶の内部に電極群が収納された状態の図）である。 第１実施形態による二次電池の電池缶の内部の平面図（蓋が省略された図）である。 図５の１００−１００線に沿った断面に対応する図である。 図５の２００−２００線に沿った断面に対応する図である。 第１実施形態による二次電池の電池缶の内部に電解液を注液したときの状態を表した図である。 第１実施形態による二次電池の電池缶の内部に電解液を注液したときの状態を表した図である。 第１実施形態の第１変形例による二次電池の電池缶（蓋）の平面図である。 図１０の１００−１００線に沿った断面に対応する図である。 図１０の２００−２００線に沿った断面に対応する図である。 第１実施形態の第２変形例による二次電池の電池缶の内部の平面図（蓋が省略された図）である。 第２実施形態による二次電池の電池缶の内部の平面図（蓋が省略された図）である。 図１４の１００−１００線に沿った断面に対応する図である。 図１４の２００−２００線に沿った断面に対応する図である。 第２実施形態による二次電池の電池缶の内部に電解液を注液したときの状態を表した図である。 第２実施形態による二次電池の電池缶の内部に電解液を注液したときの状態を表した図である。 第３実施形態による二次電池の電池缶の内部の平面図（蓋が省略された図）である。 図１９の１００−１００線に沿った断面に対応する図である。 図１９の２００−２００線に沿った断面に対応する図である。 第３実施形態による二次電池の電池缶の内部に電解液を注液したときの状態を表した図である。 第３実施形態による二次電池の電池缶の内部に電解液を注液したときの状態を表した図である。 比較例による二次電池の電池缶の内部の平面図（蓋を省略した図）である。 図２４の１００−１００線に沿った断面に対応する図である。 図２４の２００−２００線に沿った断面に対応する図である。 比較例による二次電池の電池缶の内部に電解液を注液したときの状態を表した図である。 比較例による二次電池の電池缶の内部に電解液を注液したときの状態を表した図である。 本発明の効果を確認するために行った実験の結果を示すグラフである。 本発明の効果を確認するために行った実験の結果を示すグラフである。 本発明の効果を確認するために行った実験の結果を示すグラフである。 第４実施形態による二次電池の電池缶の内部の平面図（蓋が省略された図）である。 図３２の２００−２００線に沿った断面に対応する図である。 第４実施形態による二次電池の電池缶の内部（収納容器の底部上）に取り付けられた板状部材の斜視図である。 第５実施形態による二次電池の分解斜視図である。 第５実施形態による二次電池の電池缶の内部の平面図（蓋が省略された図）である。 図３６の２００−２００線に沿った断面に対応する図である。 第５実施形態の変形例による二次電池の分解斜視図である。 本発明の変形例による二次電池の断面図である。

（第１実施形態）
以下に、図１〜図７を参照して、第１実施形態による二次電池としてのリチウム二次電池の構成について説明する。なお、以下に説明する第１実施形態によるリチウム二次電池は、単電池容量が１０Ａｈ以上（好ましくは、５０Ａｈ以上）の蓄電池として使用するのに好適であって、長寿命を要求される蓄電池、たとえば、電力貯蔵用蓄電池や電気自動車（ハイブリッド車）用蓄電池などに適用可能なものである。

具体的な構造としては、第１実施形態によるリチウム二次電池は、図１に示すように、電極群１と、その電極群１が内部に収納される電池缶１０とを少なくとも備えている。なお、電池缶１０は、本発明の「筐体」の一例である。

電池缶１０に収納される電極群１は、図２に示すように、複数の電極板（正極２および負極３）を含んでいるとともに、電極板としての正極２および負極３が１つずつ交互に積層された積層構造となっている。また、電極群１は、正極２および負極３に加えて、正極２と負極３との間に挟み込まれたセパレータ４をさらに含んでいる。そして、そのセパレータ４によって、正極２と負極３との間において絶縁が図られている。また、電極群１（正極２、負極３およびセパレータ４）には、正極２と負極３との間でリチウムイオンの移動を可能にするための電解液が浸透されている。

電極群１のうちの正極２は、正極活物質からなる正極活物質層２ａが正極集電体（たとえば、アルミニウム箔）２ｂの両面上に形成された構造となっている。なお、正極２の構造は特に限定されるものではなく、少なくとも正極活物質を含む構造であればよい。

正極２の正極活物質（正極活物質層３ａの構成材料）としては、リチウムが含有された酸化物（ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＦｅＯ₂、ＬｉＭｎＯ₂およびＬｉＭｎ₂Ｏ₄）や、その酸化物の遷移金属の一部を他の金属元素で置換した化合物などが挙げられる。なかでも、通常の使用において正極２が保有するリチウムの８０％以上を電池反応に利用し得るものを正極活物質として用いれば、過充電などの事故に対する安全性を高めることができる。このような正極活物質としては、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄のようなスピネル構造の化合物や、ＬｉＭＰＯ₄（Ｍは、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｎおよびＦｅから選ばれる１種以上の元素）で表されるオリビン構造の化合物などがある。特に、コストを考慮すると、ＭｎおよびＦｅのうちの少なくとも一方を含むものを正極活物質として用いるのが好ましく、また、安全性および充電電圧などを考慮すると、ＬｉＦｅＰＯ₄を正極活物質として用いるのが好ましい。なお、ＬｉＦｅＰＯ₄が安全性に優れているのは、全ての酸素が強固な共有結合によって燐と結合されており、それによって温度上昇による酸素の放出が起こり難くなるためである。

なお、正極２の正極活物質層２ａに、正極活物質に加えて、導電材、増粘材および結着材などの正極活物質以外の材料が含有されていてもよい。

正極２の導電材としては、化学的に安定なものを使用するのが好ましい。具体的には、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイト（天然黒鉛および人造黒鉛）および炭素繊維などの炭素質材料や、導電性金属酸化物などが挙げられる。

正極２の増粘材としては、ポリエチレングリコール類、セルロース類、ポリアクリルアミド類、ポリＮ−ビニルアミド類およびポリＮ−ビニルピロリドン類などが挙げられる。このなかでも、ポリエチレングリコール類やセルロース類が好ましく、特に、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）がより好ましい。

正極２の結着材としては、フッ素系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマーおよびスチレンブタジエンゴムなどが挙げられる。なお、フッ素系ポリマーには、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリビニルピリジンおよびポリテトラフルオロエチレンなどがあり、ポリオレフィン系ポリマーには、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどがある。

そして、正極２の結着材、増粘材および導電材の混合比としては、それらの種類によって異なるが、１００重量部の正極活物質に対して、結着材が１重量部〜５０重量部程度、増粘材が０．１重量部〜２０重量部程度、導電材が０．１重量部〜５０重量部程度であればよい。

このような混合比から外れた比率で各材料（結着材、増粘材および導電材）を混合させると、種々の不都合が発生する場合がある。すなわち、結着材が約１重量部よりも少ないと、結着能力が不十分となることがある一方、結着材が約５０重量部よりも多いと、正極２内に含まれる正極活物質が減り、正極２の抵抗や分極が大きくなって放電容量が小さくなることがある。また、増粘材が約０．１重量部より少ないと、増粘能力が不十分となることがある一方、増粘材が約２０重量部よりも多いと、正極２内に含まれる正極活物質が減り、正極２の抵抗や分極が大きくなって放電容量が小さくなることがある。さらに、導電材が約０．１重量部より少ないと、正極２の抵抗や分極が大きくなって放電容量が小さくなることがある一方、導電材が約５０重量部よりも多いと、正極２内に含まれる正極活物質が減ることで放電容量が小さくなることがある。

また、正極２と対となる負極３は、負極活物質からなる負極活物質層３ａが負極集電体（たとえば、銅箔）３ｂの両面上に形成された構造となっている。なお、負極３の構造は特に限定されるものではなく、少なくとも負極活物質を含む構造であればよい。

負極３の負極活物質（負極活物質層３ａの構成材料）としては、リチウムが含有された物質やリチウムの挿入／脱離が可能な物質が用いられる。特に、高いエネルギー密度を持たせるためには、リチウムの挿入／脱離電位が金属リチウムの析出／溶解電位に近いものを用いるのが好ましい。その典型例は、粒子状（鱗片状、塊状、繊維状、ウィスカー状、球状および粉砕粒子状など）の天然黒鉛もしくは人造黒鉛である。また、負極活物質として、メソカーボンマイクロビーズ、メソフェーズピッチ粉末および等方性ピッチ粉末などを黒鉛化して得られる人造黒鉛を使用してもよいし、非晶質炭素を表面に付着させた黒鉛粒子を使用してもよい。

さらに、これらに加えて、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物、遷移金属酸化物および酸化シリコンなども負極活物質として使用可能である。そのうち、リチウム遷移金属酸化物としてのチタン酸リチウム（Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂）を使用すると、負極の劣化が少なくなり、長寿命化が図られる。

なお、負極３の負極活物質層３ａに、負極活物質に加えて、導電材、増粘材および結着材などの負極活物質以外の材料が含有されていてもよい。これら負極３の導電材、増粘材および結着材としては、正極２の導電材、増粘材および結着材と同じものを使用することができる。

また、正極２と負極３との間に挟み込まれるセパレータ４としては、微多孔性の高分子フィルムを用いることが好ましい。具体的には、ナイロン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリプロピレン、ポリエチレンおよびポリブテンなどのポリオレフィン高分子からなるフィルムがセパレータ４として使用可能である。

そして、正極２、負極３およびセパレータ４を含む電極群１の内部に浸透させる電解液としては、有機電解液を用いることが好ましい。具体的には、有機電解液の有機溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ−ブチロラクトンなどのエステル類、テトラヒドロフラン、２ーメチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、メトキシエトキシエタンなどのエーテル類、さらに、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、ギ酸メチルおよび酢酸メチルなどが使用可能である。なお、これらの有機溶媒は、単独で使用してもよいし、２種類以上を混合して使用してもよい。

さらに、有機溶媒には電解質塩が含まれていてもよい。この電解質塩としては、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ₄）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ₄）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）および四塩化アルミン酸リチウム（ＡｌＣｌ₄Ｌｉ）などのリチウム塩が挙げられる。なお、これらの電解質塩は、単独で使用してもよいし、２種類以上を混合して使用してもよい。

電解質塩の濃度は特に限定されないが、約０．５ｍｏｌ／Ｌ〜約２．５ｍｏｌ／Ｌであれば好ましく、約１．０ｍｏｌ／Ｌ〜約２．２ｍｏｌ／Ｌであればより好ましい。なお、電解質塩の濃度が約０．５ｍｏｌ／Ｌ未満の場合には、電解液中においてキャリア濃度が低くなり、電解液の抵抗が高くなる恐れがある。一方、電解質塩の濃度が約２．５ｍｏｌ／Ｌよりも高い場合には、塩自体の解離度が低くなり、電解液中のキャリア濃度が上がらない恐れがある。

そして、この電解液の電極群１への浸透は、図１に示した電池缶１０の内部に電極群１を収納した後、電池缶１０の所定の壁部に形成された注液口１０ａから電池缶１０の内部に電解液を注液することによってなされる。

電池缶１０の構造としては、収納容器１１と蓋１２とを組み合わせたものであり、鉄、ニッケルメッキが施された鉄、ステンレススチールおよびアルミニウムなどからなっている。なお、電池缶１０の構成材料としては、安価な材料である鉄が好ましい。ただし、長期間の信頼性を確保することを考慮する場合には、ニッケルメッキが施された鉄、ステンレススチールおよびアルミニウムなどを電池缶１０の構成材料として用いるのがより好ましい。また、この電池缶１０は、収納容器１１と蓋１２とが組み合わされたときに、外形形状が実質的に偏平角型形状となるように形成されている。

収納容器１１は、略長方形状の底面を持つ底部１１ａと、底部１１ａの外縁に立設された側部（立設部）１１ｂ〜１１ｅとを有し、底部１１ａ上の側部１１ｂ〜１１ｅで囲まれた略長方形状の領域が収納領域とされている。さらに、収納容器１１の底部１１ａの収納領域側に向く内壁面（底面）と対向する側は開口されており、それによって、電池缶１０の内部への電極群１の挿入が可能となっている。また、収納容器１１の側部１１ｂおよび１１ｃには、電極群１に電気的に接続される接続端子１１ｆが設けられている。

ところで、収納容器１１の側部１１ｂ〜１１ｅのうち、側部１１ｂおよび１１ｃが短辺側の側部であり、側部１１ｄおよび１１ｅが長辺側の側部である。すなわち、収納容器１１の側部１１ｂおよび１１ｃが収納領域を挟んで長手方向に対向し、収納容器１１の側部１１ｄおよび１１ｅが収納領域を挟んで短手方向に対向していることになる。そして、注液口１０ａは、収納容器１１の側部１１ｂに形成された円形状の貫通孔からなっており、電池缶１０の内部に電解液を注液した後に金属球などで封口される。なお、収納容器１１の注液口１０ａが形成された側部１１ｂは、本発明の「第１壁部」の一例であり、収納容器１１の収納領域を挟んで側部１１ｂと対向する側部１１ｃは、本発明の「第２壁部」の一例である

また、収納容器１１と共に電池缶１０をなす蓋１２は、主表面が略長方形状（収納容器１１の開口と略同じ形状）となるように板状に形成されている。

そして、図３および図４に示すように、収納容器１１の底部１１ａ上に電極群１が載置された状態で、収納容器１１の開口縁に蓋１２の外縁が固定されている。言い換えると、収納容器１１の底部１１ａと蓋１２との間に電極群１が挟み込まれ、それによって、電池缶１０の内部において電極群１が保持されている。なお、収納容器１１に対する蓋１２の固定は、たとえば、レーザ溶接などによってなされる。

ここで、第１実施形態では、図１に示すように、電池缶１０の内部に流動促進用の流路１０ｂが設けられており、その流路１０ｂにガイドされながら、注液口１０ａから電池缶１０の内部に注液された電解液が所定方向に流動するようになっている。

具体的には、図５〜図７に示すように、収納容器１１の底部１１ａの一部が収納領域側から外側に凹まされており、それによって、収納容器１１の底部１１ａの内壁面に、収納容器１１の側部１１ｂから側部１１ｃに向かう方向（長手方向）に延びる細長状の溝部（凹部）が設けられた状態となっている。そして、その収納容器１１の底部１１ａに設けられた細長状の溝部が流路１０ｂとされている。これにより、注液口１０ａから電池缶１０の内部に注液された電解液は、流路１０ｂにガイドされながら、収納容器１１の側部１１ｂ側から側部１１ｃ側に向かって流動される。なお、収納容器１１の流路１０ｂが設けられた底部１１ａは、本発明の「第３壁部」の一例である。

また、流路１０ｂは、長手方向に直線的に連続して延びるように形成されている。さらに、この流路１０ｂの一方の先端部は、収納容器１１の側部１１ｂの近傍（注液口１０ａの近傍）で、かつ、電極群１と重畳しない箇所に配置されており、流路１０ｂの他方の先端部は、収納容器１１の側部１１ｃの近傍で、かつ、電極群１と重畳しない箇所に配置されている。そして、流路１０ｂに沿って延びる直線上の所定位置が注液口１０ａの形成位置とされている。

第１実施形態では、上記のように、電池缶１０の内部に流路１０ｂを設けることによって、注液口１０ａから電池缶１０の内部に注液した電解液を電極群１に浸透させる工程（電解液の注液工程）の際において、電極群１への電解液の浸透速度を速くすることができる。具体的に言うと、図８および図９に示すように、注液口１０ａから電池缶１０の内部に電解液が注液された場合、その電解液は、収納容器１１の側部１１ｂ側に位置する電極群１の部分から電極群１に染み込んでいく一方、流路１０ｂにも流れ込む。そして、流路１０ｂに流れ込んだ電解液は、収納容器１１の側部１１ｂ側から側部１１ｃ側に向かって流動するとともに、収納容器１１の側部１１ｃ側に位置する電極群１の部分からも電極群１に染み込んでいく。すなわち、注液口１０ａから電池缶１０の内部に電解液が注液されると、収納容器１１の側部１１ｂ側に位置する電極群１の部分および収納容器１１の側部１１ｃ側に位置する電極群１の部分の両方から電極群１に電解液が染み込んでいくことになるので、電極群１への電解液の染み込みが速やかになされる。このため、電極群１への電解液の浸透が十分になされるまでの時間が短くなり、電解液の注液工程が短縮される。その結果、リチウム二次電池の製造速度が速くなるので、生産性を向上させることができる。また、この場合には、電極群１への電解液の浸透が良好に行われるので、リチウム二次電池を安定して製造することもできる。なお、図８および図９において、電解液の流動方向は図中の矢印で示されている。

また、第１実施形態では、上記のように、流路１０ｂを溝形状とすることによって、流路１０ｂに流れ込んだ電解液を収納容器１１の側部１１ｂ側から側部１１ｃ側に向かって良好にガイドすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、電池缶１０の壁部（収納容器１１の底部１１ａ）を収納領域側から外側に向かって凹ますことで得られる溝部を流路１０ｂとすることによって、容易に、溝形状の流路１０ｂが電池缶１０の内部に設けられた状態にすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、収納容器１１の側部１１ｂから側部１１ｃに向かう方向に流路１０ｂを直線的に延ばすことによって、速やかに、流路１０ｂに流れ込んだ電解液が収納容器１１の側部１１ｂ側から側部１１ｃ側に達する。すなわち、電解液を注液口１０ａから電池缶１０の内部に注液した後、その電解液が収納容器１１の側部１１ｂ側を経て側部１１ｃ側に達するまでの時間が短縮される。これにより、収納容器１１の側部１１ｃ側に位置する電極群１の部分への電解液の染み込みの開始を早めることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、流路１０ｂに沿って延びる直線上に注液口１０ａが配置されるようにすることによって、注液口１０ａから電池缶１０の内部に注液された電解液の流路１０ｂへの流れ込みがより平易になる。

また、第１実施形態では、上記のように、収納容器１１の側部１１ｂの近傍（注液口１０ａの近傍）で、かつ、電極群１と重畳しない箇所に流路１０ｂの一方の先端部を配置することによって、注液口１０ａから電池缶１０の内部に注液された電解液が流路１０ｂに流れ込み易くなる。このため、注液口１０ａから電池缶１０の内部に電解液を注液したときに、収納容器１１の側部１１ｂ側から側部１１ｃ側への電解液の流動が良好になされることになる。

また、第１実施形態では、上記のように、収納容器１１の側部１１ｃの近傍で、かつ、電極群１と重畳しない箇所に流路１０ｂの他方の先端部を配置することによって、より確実に、流路１０ｂに流れ込んだ電解液を収納容器１１の側部１１ｂ側から側部１１ｃ側に達せさせることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、流路１０ｂを収納容器１１の側部１１ｂ側から側部１１ｃ側に達するまで連続して延ばすことによって、より速やかに、流路１０ｂに流れ込んだ電解液を収納容器１１の側部１１ｂ側から側部１１ｃ側に向かって流動させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、電池缶１０の壁部のうち、収納容器１１の底部１１ａに流路１０ｂを設けることによって、収納容器１１の底部１１ａは側部１１ｂと側部１１ｃとを繋ぐ壁部であるため、注液口１０ａから電池缶１０の内部に電解液を注液したときに、容易に、電解液を収納容器１１の側部１１ｂ側から側部１１ｃ側に向かって良好に流動させることができる。

なお、第１実施形態の構成において、図１０〜図１２に示す第１変形例のように、蓋１２の一部を収納領域側から外側に凹ますことにより得られる溝部（凹部）を流路１０ｂとしてもよい。言い換えると、本発明の「第３壁部」、すなわち、流路が設けられた壁部が蓋１２であってもよい。この場合にも、第１実施形態と同様の効果を持たせることができる。さらに、収納容器１１の底部１１ａおよび蓋１２の両方に溝（凹部）を設け、それらを流路１０ｂとしてもよい。

また、第１実施形態の構成において、図１３に示す第２変形例のように、収納容器１１の側部１１ｂおよび１１ｃを長辺側の側部とし、かつ、収納容器１１の側部１１ｄおよび１１ｅを短辺側の側部としてもよい。すなわち、流路１０ｂが短手方向に延ばされていてもよい。このように構成すれば、注液口１０ａから電池缶１０の内部に電解液を注液したときに、収納容器１１の側部１１ｂ側から側部１１ｃ側への電解液の流動が速くなり、収納容器１１の側部１１ｃ側に位置する電極群１の部分への電解液の染み込みの開始を早めることができる。

（第２実施形態）
以下に、図１４〜図１６を参照して、第２実施形態による二次電池としてのリチウム二次電池の構成について説明する。なお、この第２実施形態によるリチウム二次電池の構成は、図１４〜図１６に示すような電池缶２０が用いられていること以外は、上記第１実施形態によるリチウム二次電池の構成と同様である。

第２実施形態の電池缶２０は、図１４〜図１６に示すような収納容器２１および蓋２２を組み合わせたものであって、鉄、ニッケルメッキが施された鉄、ステンレススチールおよびアルミニウムなどからなっている。また、この電池缶２０は、収納容器２１と蓋２２とが組み合わされたときに、外形形状が実質的に偏平角型形状となるように形成されている。なお、電池缶２０は、本発明の「筐体」の一例である。

収納容器２１は、略長方形状の底面を持つ底部２１ａと、底部２１ａの外縁に立設された側部（立設部）２１ｂ〜２１ｅとを有し、底部２１ａ上の側部２１ｂ〜２１ｅで囲まれた略長方形状の領域が収納領域とされている。また、収納容器２１の底部２１ａの収納領域側に向く内壁面（底面）と対向する側が開口されているとともに、収納容器２１の側部２１ｂに注液口２０ａが形成されている。さらに、収納容器２１の側部２１ｂおよび２１ｃには、電極群１に電気的に接続される接続端子２１ｆが設けられている。そして、収納容器２１の側部２１ｂ〜２１ｅのうち、側部２１ｂおよび２１ｃが短辺側の側部とされており、側部２１ｄおよび２１ｅが長辺側の側部とされている。なお、収納容器２１の注液口２０ａが形成された側部２１ｂは、本発明の「第１壁部」の一例であり、収納容器２１の収納領域を挟んで側部２１ｂと対向する側部２１ｃは、本発明の「第２壁部」の一例である。

また、収納容器２１と共に電池缶２０をなす蓋２２は、主表面が略長方形状（収納容器２１の開口と略同じ形状）となるように板状に形成されている。そして、この蓋２２は、収納容器２１の底部２１ａ上に電極群１が載置された状態で、収納容器２１の開口を塞いでいる。

ここで、第２実施形態では、上記第１実施形態と同様、電池缶２０の内部に流動促進用の流路２０ｂが設けられており、その流路２０ｂにガイドされながら、注液口２０ａから電池缶２０の内部に注液された電解液が所定方向に流動するようになっている。

すなわち、収納容器２１の底部２１ａの一部が収納領域側から外側に凹まされており、それによって、収納容器２１の底部２１ａの内壁面に、収納容器２１の側部２１ｂから側部２１ｃに向かう方向（長手方向）に延びる細長状の溝部（凹部）が設けられた状態となっている。そして、その収納容器２１の底部２１ａに設けられた細長状の溝部が流路２０ｂとされている。なお、収納容器２１の流路２０ｂが設けられた底部２１ａは、本発明の「第３壁部」の一例である。

ただし、第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、流路２０ｂの長手方向の中心付近に仕切り２０ｃが設けられており、その仕切り２０ｃによって、流路２０ｂが２つに分断されている。すなわち、この流路２０ｂは、連続的ではなく断続的に長手方向に延びていることになる。そして、流路２０ｂの分断された一方部分の先端部が、収納容器２１の側部２１ｂの近傍（注液口２０ａの近傍）で、かつ、電極群１と重畳しない箇所に配置されているとともに、流路２０ｂの分断された他方部分の先端部が、収納容器２１の側部２１ｃの近傍で、かつ、電極群１と重畳しない箇所に配置されている。なお、注液口２０ａの形成位置としては、上記第１実施形態と同様、流路２０ｂに沿って延びる直線上の所定位置とされている。

第２実施形態では、上記したような流路２０ｂを電池缶２０の内部に設けることによって、電解液の注液工程の際に、電池缶２０の内部において電解液が流路２０ｂにガイドされながら流動する。すなわち、図１７および図１８に示される矢印方向に沿って電解液が流動する。これにより、収納容器２１の側部２１ｂ側に位置する電極群１の部分および収納容器２１の側部２１ｃ側に位置する電極群１の部分の両方から電極群１に電解液が染み込んでいくので、電極群１への電解液の染み込みが速やかになされ、電解液の注液工程を短縮することができる。その結果、上記第１実施形態と同様、リチウム二次電池の製造速度が速くなり、生産性の向上を図ることが可能となる。ただし、第２実施形態では、流路２０ｂが分断されているので、その分、電解液の注液工程にかかる時間が長くなる。

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態の効果と同様である。

なお、第２実施形態の変形例としては、たとえば、上記第１実施形態の変形例を適用したものが考えられる。すなわち、蓋２２の一部を収納領域側から外側に凹ますことにより得られる溝部（図示せず）を流路２０ｂとしてもよい。また、収納容器２１の側部２１ｂおよび２１ｃを長辺側の側部とするとともに、収納容器２１の側部２１ｄおよび２１ｅを短辺側の側部とし、流路２０ｂを短手方向に延ばしてもよい。

（第３実施形態）
以下に、図１９〜図２１を参照して、第３実施形態による二次電池としてのリチウム二次電池の構成について説明する。なお、この第３実施形態によるリチウム二次電池の構成は、図１９〜図２１に示すような電池缶３０が用いられていること以外は、上記第１実施形態によるリチウム二次電池の構成と同様である。

第３実施形態の電池缶３０は、図１９〜図２１に示すような収納容器３１および蓋３２を組み合わせたものであって、鉄、ニッケルメッキが施された鉄、ステンレススチールおよびアルミニウムなどからなっている。また、この電池缶３０は、収納容器３１と蓋３２とが組み合わされたときに、外形形状が実質的に偏平角型形状となるように形成されている。なお、電池缶３０は、本発明の「筐体」の一例である。

収納容器３１は、略長方形状の底面を持つ底部３１ａと、底部３１ａの外縁に立設された側部（立設部）３１ｂ〜３１ｅとを有し、底部３１ａ上の側部３１ｂ〜３１ｅで囲まれた略長方形状の領域が収納領域とされている。また、収納容器３１の底部３１ａの収納領域側に向く内壁面（底面）と対向する側が開口されているとともに、収納容器３１の側部３１ｂに注液口３０ａが形成されている。さらに、収納容器３１の側部３１ｂおよび３１ｃには、電極群１に電気的に接続される接続端子３１ｆが設けられている。そして、収納容器３１の側部３１ｂ〜３１ｅのうち、側部３１ｂおよび３１ｃが短辺側の側部とされており、側部３１ｄおよび３１ｅが長辺側の側部とされている。なお、収納容器３１の注液口３０ａが形成された側部３１ｂは、本発明の「第１壁部」の一例であり、収納容器３１の収納領域を挟んで側部３１ｂと対向する側部３１ｃは、本発明の「第２壁部」の一例である。

また、収納容器３１と共に電池缶３０をなす蓋３２は、主表面が略長方形状（収納容器３１の開口と略同じ形状）となるように板状に形成されている。そして、この蓋３２は、収納容器３１の底部３１ａ上に電極群１が載置された状態で、収納容器３１の開口を塞いでいる。

ここで、第３実施形態では、上記第１実施形態と同様、電池缶３０の内部に流動促進用の流路３０ｂが設けられており、その流路３０ｂにガイドされながら、注液口３０ａから電池缶３０の内部に注液された電解液が所定方向に流動するようになっている。

すなわち、収納容器３１の底部３１ａの一部が収納領域側から外側に凹まされており、それによって、収納容器３１の底部３１ａの内壁面に、収納容器３１の側部３１ｂから側部３１ｃに向かう方向（長手方向）に延びる細長状の溝部（凹部）が設けられた状態となっている。そして、その収納容器３１の底部３１ａに設けられた細長状の溝部が流路３０ｂとされている。なお、収納容器３１の流路３０ｂが設けられた底部３１ａは、本発明の「第３壁部」の一例である。

また、流路３０ｂは、長手方向に直線的に連続して延びるように形成されている。さらに、この流路３０ｂの一方の先端部は、収納容器３１の側部３１ｂの近傍（注液口３０ａの近傍）で、かつ、電極群１と重畳しない箇所に配置されており、流路３０ｂの他方の先端部は、収納容器３１の側部３１ｃの近傍で、かつ、電極群１と重畳しない箇所に配置されている。

ただし、第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、流路３０ｂが複数設けられており、その複数の流路３０ｂが短手方向に互いに所定の間隔を隔てて並べられている。そして、中央に位置する流路３０ｂに沿って延びる直線上の所定位置が注液口３０ａの形成位置とされている。

第３実施形態では、上記したような流路３０ｂを電池缶３０の内部に設けることによって、電解液の注液工程の際に、電池缶３０の内部において電解液が流路３０ｂにガイドされながら流動する。すなわち、図２２および図２３に示される矢印方向に沿って電解液が流動する。これにより、収納容器３１の側部３１ｂ側に位置する電極群１の部分および収納容器３１の側部３１ｃ側に位置する電極群１の部分の両方から電極群１に電解液が染み込んでいくので、電極群１への電解液の染み込みが速やかになされ、電解液の注液工程を短縮することができる。その結果、上記第１実施形態と同様、リチウム二次電池の製造速度が速くなり、生産性の向上を図ることが可能となる。

また、第３実施形態では、上記のように、複数の流路３０ｂが電池缶３０の内部に設けられているので、電池缶３０が比較的大きいサイズであったとしても、注液口３０ａから電池缶３０の内部に電解液を注液したときに、収納容器３１の側部３１ｂ側から側部３１ｃ側に向かって良好に流動させることができる。

さらに、第３実施形態では、収納容器３１の底部３１ａに複数の溝部（凹部）が形成されていることで、電池缶３０の剛性が高まり、それによって、リチウム二次電池が長寿命となる。

第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態の効果と同様である。

なお、第３実施形態の変形例としては、たとえば、上記第１実施形態の変形例を適用したものが考えられる。すなわち、蓋３２の一部を収納領域側から外側に凹ますことにより得られる溝部（図示せず）を流路３０ｂとしてもよい。また、収納容器３１の側部３１ｂおよび３１ｃを長辺側の側部とするとともに、収納容器３１の側部３１ｄおよび３１ｅを短辺側の側部とし、流路３０ｂを短手方向に延ばしてもよい。

次に、上記した第１〜第３実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。なお、この確認実験では、上記した第１〜第３実施形態に対応するリチウム二次電池を実施例１〜３として実際に作製するとともに、従来のリチウム二次電池を比較例として実際に作製した。そして、実施例１〜３および比較例のそれぞれについて評価を行った。

（実施例１〜３および比較例共通）
［正極の作製］
正極活物質としてのＬｉＦｅＰＯ₄（９０重量部）と、導電材としてのアセチレンブラック（５重量部）と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（５重量部）とを混合し、溶媒としてのＮ−メチル−２−ピロリドンを適量加えて分散させることでスラリーを調製した。そして、このスラリーをアルミニウム箔（厚み：２０μｍ）の両面上に均一に塗布して乾燥させた後、ロールプレスで圧縮し、所望のサイズ（縦１４０ｍｍ×横２５０ｍｍ）に切断することにより、図２に示した板状の正極２を３２枚作製した。なお、正極２の厚みは、２３０μｍであった。

［負極の作製］
負極活物質としての天然黒鉛（９０重量部）と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（１０重量部）とを混合し、溶媒としてのＮ−メチル−２−ピロリドンを適量加えて分散させることでスラリーを調製した。そして、このスラリーを銅箔（厚み：１６μｍ）の両面上に均一に塗布して乾燥させた後、ロールプレスで圧縮し、所望のサイズ（縦１４４ｍｍ×横２５５ｍｍ）に切断することによって、図２に示した板状の負極３を３３枚作製した。なお、負極３の厚みは、１４６μｍであった。

［電極群の作製］
正極２および負極３を１つずつ交互に積層し、かつ、正極２と負極３との間にセパレータ４を挟み込むことによって、図２に示した積層構造の電極群１を作製した。なお、セパレータ４の枚数は６４枚であり、２５μｍの厚みを有する微多孔性のポリエチレンフィルムを所望のサイズ（縦１４５ｍｍ×横２５５ｍｍ）に切断することで得た。

［電解液の作製］
エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを３：７の容積比で混合した混合溶媒に、ＬｉＰＦ₆を１．０ｍｏｌ／Ｌの割合で溶解させることによって２５０ｍｌの電解液を調製した。

なお、ここまでの作製プロセスは、実施例１〜３および比較例で共通である。

（実施例１）
［電池缶の作製および電解液の注液］
まず、図５〜図７に示した電池缶１０を作製した。なお、電池缶１０の構成材料としては、１ｍｍの厚みを有するニッケルメッキされた鉄板を用いた。電池缶１０の収納領域の寸法としては、長手方向の長さを３２０ｍｍとするとともに、短手方向の長さを１５０ｍｍとし、収納容器１１の底部１１ａと蓋１２との間の長さを４０ｍｍとした。また、注液口１０ａの直径を３ｍｍとした。さらに、流路（溝部）１０ｂの寸法としては、短手方向の溝幅を５ｍｍとし、溝深さを２ｍｍとした。

次に、収納容器１１の底部１１ａ上に電極群１を載置した後、収納容器１１の開口を蓋１２で塞いだ。なお、収納容器１１の底部１１ａ上に電極群１を載置する際には、収納容器１１の側部１１ｂ（側部１１ｃ）と電極群１との間隔を２２．５ｍｍとするとともに、流路１０ｂの長手方向の両端を電極群１から１０ｍｍだけ露出させた。

続いて、図８および図９に示したように、注液口１０ａが斜め上方に向くように電池缶１０を傾けて、注液口１０ａから電池缶１０の内部に電解液を注液した（図中の矢印参照）。このときには、電池缶１０の内部の注液口１０ａ側に電解液が溜まり、注液口１０ａ側に位置する電極群１の部分から電極群１に電解液が染み込んでいく。また、同時に、電解液は流路１０ｂを流動するために、電池缶１０の内部の注液口１０ａ側とは反対側にも電解液が溜まる。これにより、注液口１０ａ側とは反対側に位置する電極群１の部分からも電極群１に電解液が染み込んでいく。

そして、電池缶１０の内部の注液口１０ａ側が電解液によって満たされた時に注液を一旦止め、電池缶１０の内部の注液口１０ａ側の電解液が電極群１にある程度染み込んだ後で再び注液を開始するという作業を何回か繰り返した。なお、この際、電池缶１０の内部の空気は、電極群１と電池缶１０の壁部との間の隙間などを介して抜けていく。

（実施例２）
［電池缶の作製および電解液の注液］
まず、図１４〜図１６に示した電池缶２０を作製した。なお、電池缶２０の構成材料としては、１ｍｍの厚みを有するニッケルメッキされた鉄板を用いた。電池缶２０の収納領域の寸法としては、長手方向の長さを３２０ｍｍとするとともに、短手方向の長さを１５０ｍｍとし、収納容器２１の底部２１ａと蓋２２との間の長さを４０ｍｍとした。また、注液口２０ａの直径を３ｍｍとした。さらに、流路（溝部）２０ｂの寸法としては、短手方向の溝幅を５ｍｍとし、溝深さを２ｍｍとした。そして、仕切り２０ｃの長手方向の長さ、すなわち、長手方向に隣接する溝部の間隔を２０ｍｍとした。

次に、収納容器２１の底部２１ａ上に電極群１を載置した後、収納容器２１の開口を蓋２２で塞いだ。なお、収納容器２１の底部２１ａ上に電極群１を載置する際には、収納容器２１の側部２１ｂ（側部２１ｃ）と電極群１との間隔を２２．５ｍｍとするとともに、流路２０ｂの長手方向の両端を電極群１から１０ｍｍだけ露出させた。

続いて、図１７および図１８に示したように、注液口２０ａが斜め上方に向くように電池缶２０を傾けて、注液口２０ａから電池缶２０の内部に電解液を注液した（図中の矢印参照）。そして、実施例１と同様、注液の一旦停止および再開を何回か繰り返した。このときの電解液の流動状態としては、実施例１において注液口１０ａから電池缶１０の内部に電解液を注液したときと同様である。

（実施例３）
［電池缶の作製および電解液の注液］
まず、図１９〜図２１に示した電池缶３０を作製した。なお、電池缶３０の構成材料としては、１ｍｍの厚みを有するニッケルメッキされた鉄板を用いた。電池缶３０の収納領域の寸法としては、長手方向の長さを３２０ｍｍとするとともに、短手方向の長さを１５０ｍｍとし、収納容器３１の底部３１ａと蓋３２との間の長さを４０ｍｍとした。また、注液口３０ａの直径を３ｍｍとした。さらに、流路（溝部）３０ｂの寸法としては、短手方向の溝幅を５ｍｍとし、溝深さを２ｍｍとした。そして、短手方向に隣接する流路３０ｂの間隔を２０ｍｍとした。

次に、収納容器３１の底部３１ａ上に電極群１を載置した後、収納容器３１の開口を蓋３２で塞いだ。なお、収納容器３１の底部３１ａ上に電極群１を載置する際には、収納容器３１の側部３１ｂ（側部３１ｃ）と電極群１との間隔を２２．５ｍｍとするとともに、流路３０ｂの長手方向の両端を電極群１から１０ｍｍだけ露出させた。

続いて、図２２および図２３に示したように、注液口３０ａが斜め上方に向くように電池缶３０を傾けて、注液口３０ａから電池缶３０の内部に電解液を注液した（図中の矢印参照）。そして、実施例１と同様、注液の一旦停止および再開を何回か繰り返した。このときの電解液の流動状態としては、実施例１において注液口１０ａから電池缶１０の内部に電解液を注液したときと同様である。

（比較例）
［電池缶の作製および電解液の注液］
まず、図２４〜図２６に示すような電池缶１１０を作製した。なお、電池缶１１０の構成材料としては、１ｍｍの厚みを有するニッケルメッキされた鉄板を用いた。電池缶１１０の収納領域の寸法としては、長手方向の長さを３２０ｍｍとするとともに、短手方向の長さを１５０ｍｍとし、収納容器１１１の底部１１１ａと蓋１１２との間の長さを４０ｍｍとした。また、注液口１１０ａの直径を３ｍｍとした。そして、この比較例では、実施例１〜３とは異なり、流路を設けなかった。

次に、収納容器１１１の底部１１１ａ上に電極群１を載置した後、収納容器１１１の開口を蓋１１２で塞いだ。なお、収納容器１１１の底部１１１ａ上に電極群１を載置する際には、収納容器１１１の側部１１１ｂ（側部１１１ｃ）と電極群１との間隔を２２．５ｍｍとした。

続いて、図２７および図２８に示すように、注液口１１０ａが斜め上方に向くように電池缶１１０を傾けて、注液口１１０ａから電池缶１１０の内部に電解液を注液した（図中の矢印参照）。そして、実施例１〜３と同様、注液の一旦停止および再開を何回か繰り返した。このときの電解液の流動状態としては、電池缶１１０の内部の注液口１１０ａ側に電解液が溜まり、注液口１１０ａ側に位置する電極群１の部分から電極群１に電解液が染み込んでいく。なお、比較例では、実施例１〜３とは異なり、電池缶１１０の内部の注液口１１０ａ側とは反対側には電解液がほとんど溜まらない。

ところで、図中の符号１１１ｄおよび１１１ｅは、収納容器１１１の側部であり、図中の符号１１１ｆは、接続端子である。

（実施例１〜３および比較例共通）
［電極群に対する電解液の染み込み特性の評価］
上記の実施例１〜３および比較例のそれぞれについて、電解液の注液時間とインピーダンスとの関係を調べた。その結果を図２９〜図３１に示す。なお、図２９〜図３１では、比較例のインピーダンスが目標インピーダンスに達したときの電解液の注液時間を１００％としている。

図２９を参照して、実施例１と比較例とを比べると、実施例１では、目標インピーダンスに達するまでの電解液の注液時間が６０％となり、比較例に対して４０％の短縮を図ることができた。

また、図３０を参照して、実施例２と比較例とを比べると、実施例２では、目標インピーダンスに達するまでの電解液の注液時間が８０％となり、比較例に対して２０％の短縮を図ることができた。ただし、実施例２では、実施例１と比べて、目標インピーダンスに達するまでの電解液の注液時間が長くなった。

また、図３１を参照して、実施例３と比較例とを比べると、実施例３では、目標インピーダンスに達するまでの電解液の注液時間が６０％となり、比較例に対して４０％の短縮を図ることができた。すなわち、目標インピーダンスに達するまでの電解液の注液時間が実施例１と略同じとなった。

これらの結果から、実施例１〜３では、電極群１への電解液の染み込み速度が速くなったため、電極群１への電解液の浸透が十分になされるまでの時間が短くなったと考えられる。

また、実施例１〜３および比較例のそれぞれのインピーダンスのばらつきを調べたところ、以下の表１に示すようになった。

表１に示す結果から、実施例１〜３の方が比較例よりもばらつきが小さく、リチウム二次電池の作製を安定して行うことができたと言える。

さらに、実施例１および３と実施例２とを比較すると、実施例１および３の方が実施例２よりもばらつきが小さかった。このことから、流路の形状としては、断続的にではなくて連続的に延びる形状であるのがより好ましいと言える。

なお、確認実験で作製したリチウム二次電池の初期電池性能を測定したところ、公称電圧が３．２Ｖで内部抵抗が３ｍΩであった。さらに、雰囲気温度が２５℃の条件下において、１０Ａの定電流および３．８Ｖの定電圧で６時間の充電を行い、１０Ａで２．２５Ｖまで放電した際の放電容量は５０Ａｈであった。

（第４実施形態）
以下に、図３２〜図３４を参照して、第４実施形態による二次電池としてのリチウム二次電池の構成について説明する。

この第４実施形態の電池缶４０は、図３２および図３３に示すように、それぞれが所定の金属（鉄、ニッケルメッキが施された鉄、ステンレススチールおよびアルミニウムなど）からなる収納容器４１および蓋４２を組み合わせたものであって、外形形状が実質的に偏平角型形状となるように形成されている。なお、電池缶４０は、本発明の「筐体」の一例である。

収納容器４１は、略長方形状の底面を持つ底部４１ａと、底部４１ａの外縁に立設された側部（立設部）４１ｂ〜４１ｅとを有し、底部４１ａ上の側部４１ｂ〜４１ｅで囲まれた略長方形状の領域が収納領域とされている。また、収納容器４１の底部４１ａの収納領域側に向く内壁面（底面）と対向する側が開口されているとともに、収納容器４１の側部４１ｂに注液口４０ａが形成されている。さらに、収納容器４１の側部４１ｂおよび４１ｃには、電極群１に電気的に接続される接続端子４１ｆが設けられている。そして、収納容器４１の側部４１ｂ〜４１ｅのうち、側部４１ｂおよび４１ｃが短辺側の側部とされており、側部４１ｄおよび４１ｅが長辺側の側部とされている。なお、収納容器４１の注液口４０ａが形成された側部４１ｂは、本発明の「第１壁部」の一例であり、収納容器４１の収納領域を挟んで側部４１ｂと対向する側部４１ｃは、本発明の「第２壁部」の一例である。

また、収納容器４１と共に電池缶４０をなす蓋４２は、主表面が略長方形状（収納容器４１の開口と略同じ形状）となるように板状に形成されている。そして、この蓋４２は、収納容器４１の底部４１ａ上に電極群１が載置された状態で、収納容器４１の開口を塞いでいる。

ここで、第４実施形態では、図３４に示すような板状部材４３が収納容器４１の底部４１ａ上に取り付けられている。すなわち、板状部材４３を介して、収納容器４１の底部４１ａ上に電極群１が載置されていることになる。なお、板状部材４３としては、樹脂板であってもよいし、金属板であってもよい。

この板状部材４３には、収納容器４１の側部４１ｂから側部４１ｃに向かう方向（長手方向）に延びる細長状の溝部４３ａが形成されている。これにより、注液口４０ａから電池缶４０の内部に電解液が注液された場合には、その電解液が板状部材４３の溝部４３ａにガイドされながら、収納容器４１の側部４１ｂ側から側部４１ｃ側に向かって流動される。すなわち、第４実施形態では、収納容器４１の底部４１ａに溝部が形成されずに略平坦となっており、収納容器４１の略平坦な底部４１ａ上に板状部材４３が取り付けられることで、電池缶４０の内部に本発明の「流路」が設けられた状態となっている。

ところで、板状部材４３に形成された溝部（流路）４３ａは、長手方向に直線的に連続して延びるように形成されている。そして、収納容器４１の側部４１ｂの近傍（注液口４０ａの近傍）で、かつ、電極群１と重畳しない箇所に溝部（流路）４３ａの一方の先端部が配置されており、収納容器４１の側部４１ｃの近傍で、かつ、電極群１と重畳しない箇所に溝部（流路）４３ａの他方の先端部が配置されている。

第４実施形態によるリチウム二次電池のその他の構成は、上記第１実施形態によるリチウム二次電池の構成と同様である。

第４実施形態では、上記のように、収納容器４１の底部４１ａ上に、収納容器４１の側部４１ｂから側部４１ｃに向かう方向に延びる溝部４３ａを有する板状部材４３を取り付けることによって、電池缶４０の壁部（収納容器４１の底部４１ａなど）に溝部を形成しなかったとしても、電解液の注液工程の際に、板状部材４３の溝部４３ａを通じて、収納容器４１の側部４１ｂ側から側部４１ｃ側に向かって電解液を流動させることができる。これにより、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

さらに、第４実施形態では、板状部材４３が補強部材としても機能するので、電池缶４０の剛性を高めることもできる。そして、電池缶４０の剛性が高まると、リチウム二次電池の長寿命化が図られる。

また、第４実施形態では、板状部材４３の構成材料が電解液によって膨潤する材料であれば、電池缶４０の内部における電極群１の保持をより確実に行うことができる。

なお、第４実施形態の構成において、図示しないが、複数の溝部４３ａを板状部材４３に形成してもよい。

（第５実施形態）
以下に、図３５〜図３７を参照して、第５実施形態による二次電池としてのリチウム二次電池の構成について説明する。

第５実施形態では、上記第４実施形態の電池缶４０と同様の電池缶４０が用いられている。すなわち、第５実施形態の電池缶４０は、収納容器４１の底部４１ａが略平坦となっている。そして、その収納容器４１の底部４１ａ上に、２つに分離された電極群１が載置されている。なお、第５実施形態の電極群１の構造としては、２つに分離されていること以外は、上記第１実施形態の電極群１の構造と同じである。

ここで、第５実施形態では、２つの電極群１の間に間隙１ａが存在している。そして、その２つの電極群１の間の間隙１ａは、収納容器４１の側部４１ｂから側部４１ｃに向かう方向（長手方向）に直線的に連続して延ばされている。このため、注液口４０ａから電池缶４０の内部に電解液が注液された場合には、その電解液が２つの電極群１の間の間隙１ａにガイドされながら、収納容器４１の側部４１ｂ側から側部４１ｃ側に向かって流動される。すなわち、第５実施形態では、２つの電極群１の間の間隙１ａが本発明の「流路」とされている。

第５実施形態では、上記のように、電極群１を２つに分離することによって、電池缶４０の壁部（収納容器４１の底部４１ａなど）に溝部を形成しなかったとしても、電解液の注液工程の際に、２つの電極群１の間の間隙１ａを通じて、収納容器４１の側部４１ｂ側から側部４１ｃ側に向かって電解液を流動させることができる。これにより、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、第５実施形態の構成において、図３８に示す変形例のように、２つの電極群１の間に固定部材４４を挿入することによって、２つの電極群１を固定してもよい。この場合には、固定部材４４に溝部４４ａを形成し、その固定部材４４の溝部４４ａを本発明の「流路」とすればよい。

また、第５実施形態の構成において、図示しないが、電極群１を３つ以上に分離し、２つの電極群１の間の間隙１ａが複数存在するようにしてもよい。

今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、収納容器の底部（蓋）に流路を設けるようにしたが、本発明はこれに限らず、収納容器の側部に流路を設けてもよい。また、収納容器の底部（蓋）および側部の両方に流路を設けてもよい。

さらに、電極群に流路を設けてもよい。具体的には、正極の正極活物質層に溝部を形成し、その正極の溝部を本発明の「流路」としてもよいし、負極の負極活物質層に溝部を形成し、その負極の溝部を本発明の「流路」としてもよい。さらに、正極および負極の両方に、本発明の「流路」となる溝部を形成してもよい。そして、この場合には、本発明の「流路」となる溝部を電池缶の壁部に形成してもよいし、形成しなくてもよい。

また、上記実施形態では、本発明の「第１壁部」に注液口を形成したが、本発明はこれに限らず、本発明の「第１壁部」とは異なる壁部に注液口を形成してもよい。たとえば、第１実施形態の構成を例にとって説明すると、図３９に示すように、蓋１２のうち、収納容器１１の側部１１ｂ側の部分に注液口１０ａを形成してもよい。

また、上記実施形態では、収納領域が長方形状となるように電池缶を形成したが、本発明はこれに限らず、収納領域の形状としては長方形状以外の形状であってもよい。たとえば、収納領域の形状が正方形状であってもよいし、円形状であってもよい。

また、上記実施形態では、収納容器の側部に注液口を形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、注液口を蓋に形成してもよい。すなわち、本発明の「第１壁部」に相当するものが蓋で、本発明の「第２壁部」に相当するものが収納容器の底部であってもよい。

また、上記実施形態では、電極群を積層型としたが、本発明はこれに限らず、電極群が捲回型であってもよい。

１ 電極群
１ａ 間隙
２ 正極
３ 負極
１０、２０、３０、４０ 電池缶（筐体）
１０ａ、２０ａ、３０ａ、４０ａ 注液口
１０ｂ、２０ｂ、３０ｂ 流路
１１、２１、３１、４１ 収納容器
１１ａ、２１ａ、３１ａ 底部（第３壁部）
１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ 側部（第１壁部）
１１ｃ、２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ 側部（第２壁部）
１２、２２、３２ 蓋
４３ 板状部材
４３ａ 溝部（流路）
４４ 固定部材
４４ａ 溝部（流路）

Claims (18)

1. 所定領域を囲む複数の壁部を有し、前記所定領域が収納領域とされているとともに、前記複数の壁部のうちの第１壁部の側に注液口が形成された筐体と、
   前記収納領域に収納され、正極および負極を少なくとも含む電極群と、
   前記注液口から前記収納領域に注液されることによって前記電極群に浸透された電解液とを備え、
   前記複数の壁部のうちの第２壁部が前記電極群を挟んで前記第１壁部と対向する側に配置されており、
   前記電解液を前記第１壁部側から前記第２壁部側に向かって流動させるための流動促進用の流路が前記収納領域に設けられていることを特徴とする二次電池。
2. 前記流路の形状が溝形状であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
3. 前記第１壁部から前記第２壁部に向かう方向に前記流路が直線的に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の二次電池。
4. 前記流路に沿って延びる直線上に前記注液口が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の二次電池。
5. 前記流路の一方の端部が前記注液口の近傍に配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の二次電池。
6. 前記流路の一方の端部とは反対側の他方の端部が前記第２壁部の近傍に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
7. 前記流路が前記第１壁部側から前記第２壁部側に達するまで連続して延びていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の二次電池。
8. 前記複数の壁部のうちの第３壁部の両端に前記第１壁部および前記第２壁部がそれぞれ立設されており、
   前記第３壁部の前記収納領域側に前記流路が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の二次電池。
9. 底部および前記底部の外縁に立設された側部を有する収納容器と、前記収納容器の底部と対向する側の開口を塞ぐ蓋とを含むものが前記筐体として用いられているとともに、前記収納容器の底部上に前記電極群が載置された状態で前記収納容器の開口が前記蓋で塞がれており、
   前記収納容器の側部のうちの所定側の部分が前記第１壁部とされているとともに、前記収納容器の側部のうちの所定側とは反対側の部分が前記第２壁部とされ、前記収納容器の底部および前記蓋の少なくとも一方が前記第３壁部とされていることを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
10. 前記第３壁部のうちの前記電極群と重畳しない箇所に前記流路の前記第１壁部側の端部が配置されていることを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
11. 前記第３壁部のうちの前記電極群と重畳しない箇所に前記流路の前記第２壁部側の端部が配置されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の二次電池。
12. 前記複数の壁部の一部を前記収納領域側から外側に向かって凹ますことで得られる凹部が前記流路とされていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の二次電池。
13. 前記複数の壁部の前記収納領域側の一部上に板状部材が取り付けられているとともに、前記第１壁部から前記第２壁部に向かう方向に延びる溝部が前記板状部材に形成されており、
    前記板状部材の溝部が前記流路とされていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の二次電池。
14. 前記電極群が少なくとも２つに分離されているとともに、少なくとも２つに分離された前記電極群の間の間隙が前記第１壁部から前記第２壁部に向かう方向に延びており、
    前記間隙が前記流路とされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の二次電池。
15. 少なくとも２つに分離された前記電極群を固定するための固体部材が前記間隙に挿入されているとともに、前記第１壁部から前記第２壁部に向かう方向に延びる溝部が前記固定部材に形成されており、
    前記固定部材の溝部が前記流路とされていることを特徴とする請求項１４に記載の二次電池。
16. 前記流路が前記収納領域に複数設けられていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の二次電池。
17. 前記収納領域が長方形状となっており、
    前記第１壁部および前記第２壁部が前記収納領域の短手方向に前記電極群を挟んで互いに対向配置されているとともに、前記収納領域の短手方向に前記流路が延びていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の二次電池。
18. 所定領域を囲む複数の壁部を有し、前記所定領域が収納領域とされているとともに、前記複数の壁部のうちの第１壁部の側に注液口が形成された筐体を準備する工程と、
    正極および負極を少なくとも含む電極群を前記収納領域に収納する工程と、
    前記注液口から前記収納領域に電解液を注液することによって、前記電極群に前記電解液を浸透させる工程とを備え、
    前記筐体を準備する工程は、前記複数の壁部のうちの第２壁部が前記電極群を挟んで前記第１壁部と対向する側に配置されているとすると、前記電解液を前記第１壁部側から前記第２壁部側に向かって流動させるための流動促進用の流路を前記収納領域に設ける工程を含み、
    前記電極群に前記電解液を浸透させる工程は、前記注液口から前記収納領域に前記電解液を注液する際に、少なくとも一度、前記第１壁部が上側で前記第２壁部が下側となるように前記筐体を傾ける工程を含んでいることを特徴とする二次電池の製造方法。

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