JP2018107120A - 電気化学デバイスの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 製造工程の効率化を図ることが可能になるとともに、良好なデバイス性能および長期安定性を実現し得る電気化学デバイスを製造することが可能な電気化学デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】 一対の電極と、これらの間に位置する電解質と、を備える電気化学デバイスの製造方法である。電気化学デバイスが備える電解質は、少なくともマトリクス材および電解液により構成されるゲル状体であり、かつ、架橋可能な反応基を含む、ゲル電解質の硬化度を上昇させたもの（硬質ゲル電解質）である。この電気化学デバイスの製造方法には、ゲル電解質が一対の電極の間に保持された状態で、反応基の架橋反応を進行させて、当該ゲル電解質の硬化度を上昇させるとともに、架橋反応の進行に伴って当該ゲル電解質から電解液を漏出させる、電解質硬化度上昇工程が含まれる。【選択図】 図２

Description

本発明は、一対の電極と、これらの間に位置する電解質と、を備え、電気化学反応を利用したデバイスである電気化学デバイスの製造方法に関し、例えば、リチウムイオン電池、色素増感太陽電池、または電気二重層キャパシタ等の製造に好適に用いることが可能な電気化学デバイスの製造方法に関する。
電気化学反応を用いた電気化学デバイスとしては、例えば、各種の電池、太陽電池の一部、キャパシタ（コンデンサ）等が知られている。これら電気化学デバイスに用いられる電解質は、従来から液体（電解液）が用いられている。ただし、電解質が一般的な電解液であれば、電気化学デバイスから電解質の液漏れが生じる可能性を否定できない。そこで、近年では、例えば、特許文献１に開示される電気化学電池およびその製造方法のように、電解液をゲル化したゲル電解質を用いる構成、あるいは、特許文献２に開示される固体電解質を用いる構成等が提案されている。
特表２０１１−５１９１１６号公報 特開平１０−３２１０４０号公報
しかしながら、電気化学デバイスの電解質としてゲル電解質を用いる構成では、電解液を注液する工程が必要となる。当該工程は、比較的長い時間を要する場合があるため、電気化学デバイスの製造工程を十分に効率化できないおそれがある。
また、電気化学デバイスの電解質として固体電解質を用いる構成では、当該固体電解質と電極とが互いに点接触する。このため、点接触する箇所が少ない場合には、固体電解質および電極の接触抵抗が上昇するおそれがある。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、製造工程の効率化を図ることが可能になるとともに、良好なデバイス性能を実現し得る電気化学デバイスを製造することが可能な電気化学デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
本発明のある局面に係る電気化学デバイスの製造方法は、前記の課題を解決するために、一対の電極と、これらの間に位置する電解質と、を備える電気化学デバイスの製造方法であって、前記電解質は、少なくともマトリクス材および電解液により構成されるゲル状体であり、かつ、架橋可能な反応基を含む、ゲル電解質の硬化度を上昇させたものであり、前記ゲル電解質が前記一対の電極の間に保持された状態で、前記反応基の架橋反応を進行させて、前記ゲル電解質の硬化度を上昇させるとともに、架橋反応の進行に伴って当該ゲル電解質から前記電解液を漏出させる、電解質硬化度上昇工程を含む構成である。
本発明では、以上の構成により、製造工程の効率化を図ることが可能になるとともに、良好なデバイス性能を実現し得る電気化学デバイスを製造することが可能な電気化学デバイスの製造方法を提供することができる、という効果を奏する。
本発明の実施の形態に係る電気化学デバイスの一例である、リチウムイオン電池の構成の一例を示す模式的断面図である。 本発明の実施の形態に係る電気化学デバイスの製造方法の一例を示す概略工程図である。 （Ａ）は、図１に示すリチウムイオン電池の製造工程を模式的に示す工程図であり、（Ｂ）は、従来のリチウムイオン電池の製造工程を模式的に示す工程図である。
本開示に係る電気化学デバイスの製造方法は、一対の電極と、これらの間に位置する電解質と、を備える電気化学デバイスの製造方法であって、前記電解質は、少なくともマトリクス材および電解液により構成されるゲル状体であり、かつ、架橋可能な反応基を含む、ゲル電解質の硬化度を上昇させたものであり、前記ゲル電解質が前記一対の電極の間に保持された状態で、前記反応基の架橋反応を進行させて、前記ゲル電解質の硬化度を上昇させるとともに、架橋反応の進行に伴って当該ゲル電解質から前記電解液を漏出させる、電解質硬化度上昇工程を含む構成である。
前記構成によれば、電解質硬化度上昇工程では、一対の電極間に保持された状態にあるゲル電解質の硬化度を上昇させるとともに、当該ゲル電解質から電解液を滲み出すように漏出させることになる。そのため、ゲル電解質の硬化度の上昇が十分に進行したゲル電解質（硬質ゲル電解質）になっても、当該ゲル電解質にはゲル電解液が十分な量で含まれているとともに、漏出した電解液は一対の電極の接触面に良好に接触することになる。これにより、電解質および電極の界面において良好な接触面積を実現することができるため、反応抵抗の増加を有効に抑制することができる。
しかも、ゲル電解質は、マトリクス材および電解液により構成されるゲル状体であるため、従来の製造方法では必須の工程であった電解液の注液が不要になるとともに、電気化学デバイスが大型の場合であっても注液不足のおそれを回避することができる。これにより製造工程の効率化を図ることが可能になるとともに、良好なデバイス性能および長期信頼性を実現することが可能となる。さらに、硬化度が上昇したゲル電解質は、セパレータとして機能し得るので、電気化学デバイスの構成要素としてセパレータが必須でなくなる。これにより、電気化学デバイスを構成する部材点数を削減することが可能となる。
前記構成の電気化学デバイスの製造方法においては、前記一対の電極は、正極および負極であり、これら正極および負極の少なくとも一方は、前記電解質への接触面が多孔質状である構成であってもよい。
前記構成によれば、一対の電極である正極および負極のいずれか一方または両方の接触面が多孔質状であるので、これら正極および負極とゲル電解質に含まれる電解液との接触面積を増加させることができる。
前記構成の電気化学デバイスの製造方法においては、前記一対の電極の少なくとも一方は、前記電解質への接触面に形成された活物質層を含み、当該活物質層は、活物質を含む塗布液の塗布により形成される構成であってもよい。
前記構成によれば、電極の接触面に形成される活物質層を塗布液の塗布により形成するので、薄層の活物質層を容易に形成することができる。
前記構成の電気化学デバイスの製造方法においては、前記塗布液には、前記ゲル電解質または前記ゲル電解質の硬化度を上昇させた硬質ゲル電解質が含まれている構成であってもよい。
前記構成によれば、塗布液にゲル電解質または硬質ゲル電解質が含まれることにより、電極の接触面に形成される活物質層とゲル電解質との接触頻度をより一層向上させることができる。
前記構成の電気化学デバイスの製造方法においては、前記電解質硬化度上昇工程の前に行われ、前記一対の電極の間で前記ゲル電解質を保持した積層構造体を封止材により封止する封止工程を、さらに含む構成であってもよい。
前記構成によれば、予め積層構造体を封止してから電解質硬化度上昇工程を行うことになるので、ゲル電解質を一対の電極間に良好に保持した状態で当該ゲル電解質の硬化度を上昇させることができる。
前記構成の電気化学デバイスの製造方法においては、前記電解質硬化度上昇工程では、前記ゲル電解質に対して前記積層構造体の外部からエネルギーを供給することにより、前記架橋反応を進行させる構成であってもよい。
前記構成によれば、外部から供給されるエネルギーによりゲル電解質の硬化度を上昇させることになるので、積層構造体に含まれるゲル電解質に対して物理的な操作を行うことなく電解質硬化度上昇工程を行うことができる。
前記構成の電気化学デバイスの製造方法においては、前記電解質硬化度上昇工程では、さらに、前記ゲル電解質が、前記正極および前記負極の間に保持された状態で加圧される構成であってもよい。
前記構成によれば、ゲル電解質の硬化度を上昇させながら加圧されるので、ゲル電解質の厚みを制御することができるとともにゲル電解質からの電解液の漏出を制御することができる。
前記構成の電気化学デバイスの製造方法においては、前記電気化学デバイスが、リチウムイオン電池、色素増感太陽電池、または電気二重層キャパシタである構成であってもよい。
前記構成によれば、電気化学デバイスが少なくとも前述したいずれかであれば、本開示に係る電気化学デバイスの製造方法を適用することにより、製造工程の効率化を図りつつ、良好なデバイス性能を実現し得る電気化学デバイスを製造することができる。
以下、本開示の代表的な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
［電気化学デバイス］
本開示に係る電気化学デバイスの製造方法により得られる電気化学デバイスは、電気化学反応を利用したもの（化学エネルギーと電気エネルギーとを変換可能とするもの）であればよいが、基本的な構成としては、一対の電極と、これらの間に位置する電解質と、を備える構成であればよい。
電気化学デバイスが備える一対の電極の具体的な構成は特に限定されないが、代表的には、一対の電極は、それぞれ正極および負極として構成される。これら正極および負極の具体的な構成は特に限定されないが、電解質に含まれる電解液との接触面積を増加させるために、例えば、その接触面（電解質に対向する面）が多孔質状であることが好ましい。このような多孔質状の接触面は、正極のみが有してもよいし、負極のみが有してもよいし、正極および負極の双方が有してもよい。なお、一対の電極（正極、負極）のより具体的な構成は特に限定されず、電気化学デバイスの種類または用途等に応じて、さまざまな材質、形状、寸法等のものを好適に用いることができる。
多孔質状の接触面の形成方法は特に限定されないが、代表的には、電極材料（活物質）の粉末（または粒子）を電極基材の表面に層状に形成する方法が挙げられる。このような粉末材料を層状に形成する方法としては、電極材料（活物質）の粉末を有機ビヒクル（溶媒および／またはバインダー樹脂等）に混合してペースト化し、これを電極基材の表面に塗布して乾燥、硬化、または焼成等する方法が挙げられる。
電気化学デバイスが備える電解質は、一対の電極の間に介在しているが、本開示においては、この電解質は、架橋可能な反応基を有するマトリクス材および電解液により構成されるゲル状体である、ゲル電解質の硬化度を上昇させたものであればよい。ここでいう硬化度とは、ゲル電解質の硬化の程度を示し、例えば、ゲル電解質に含まれる反応基の架橋反応の程度で評価したり、公知の硬化度の測定方法等により評価したりすることができる。以下の説明では、便宜上、このように硬化度の上昇したゲル電解質を「硬質ゲル電解質」と称する。また、単に「ゲル電解質」と称する場合、硬化度の上昇する前のゲル電解質を意味するものとする。
ゲル電解質を構成するマトリクス材は、電解液とともにゲル状体（ゲル電解質）を形成することができるものであれば特に限定されない。マトリクス材としては、例えば、架橋反応が可能な反応基を有するものを好適に用いることができる。あるいは、電解液として、マトリクス材と架橋反応可能な反応基を有する成分を含有するものを用いることができる。例えば、架橋反応可能な反応基を有するイオン液体、有機溶媒、およびアルカリ金属塩等を挙げることができる。すなわち、本開示においては、ゲル電解質には架橋反応が可能な反応基が含まれていればよく、当該反応基は、マトリクス材が有するものであってもよいし電解液が有するものであってもよいし、マトリクス材および電解液の双方が有するものであってもよい。
マトリクス材および電解液により構成されるゲル状体の具体的な構成も特に限定されない。代表的には、架橋構造が共有結合により構成される化学ゲルであって、未架橋の反応基を有するもの、架橋構造が共有結合以外の結合により構成される物理ゲルであって、未架橋の反応基を有するもの、あるいは、未架橋の反応基を有さない化学ゲルまたは物理ゲルであって、未架橋の反応基を有する化合物または組成物（便宜上「架橋反応物質」と称する）を含むもの等が挙げられる。
これらマトリクス材を構成するゲルのより具体的な構成は特に限定されず、電気化学デバイスの種類または用途等に応じて、さまざまな有機高分子、無機高分子、有機低分子、または無機低分子等を用いることができる。また、マトリクス材を構成するゲルに架橋反応物質が含まれる場合には、当該架橋反応物質の具体的な構成も特に限定されず、さまざまな有機高分子、無機高分子、有機低分子、または無機低分子等を用いることができる。代表的な架橋反応物質としては、未架橋の反応基を有するプレポリマー等を挙げることができる。
また、マトリクス材は、電解液を含浸することによりゲル状体（ゲル電解液）を構成できるもの、すなわち、予めマトリクス構造を有する材料として構成されてもよい。あるいは、マトリクス材の原料と電解液とを混合した後、マトリクス材の原料を半硬化させることにより、電解液を含むゲル状体（ゲル電解液）を構成するものであってもよい。
ゲル電解質においては、マトリクス材および電解液で構成されたゲル状体であり、後述する電解質硬化度上昇工程を経るまでは、当該ゲル状体に含まれる反応基の架橋反応が進行していない。これに対して、電解質硬化度上昇工程を経た後の硬質ゲル電解質は架橋反応が進行して硬化度が上昇したゲル状体となる。そのため、本開示では、架橋反応が進行する前（硬化度が上昇する前）のゲル電解質を、前記の通り、単に「ゲル電解質」と称し、架橋反応が進行して硬化度が上昇したゲル電解質を、前記の通り、「硬質ゲル電解質」と称する。
硬化度が上昇する前のゲル電解質または硬化度が上昇した後の硬質ゲル電解質は、いずれの状態においても電解液を含んでいる。この電解液は、一対の電極の間に電圧が印加された状態で電気化学反応を呈するものであればよいが、代表的には、溶媒およびイオン性物質またはイオン対を含む組成物を挙げることができる。電解液のより具体的な構成については特に限定されず、電気化学デバイスの種類または用途、あるいは、電解液とともにゲル電解質を構成するマトリクス材の種類等に応じて、公知の溶媒および塩等を適宜選択して用いることができる。また、電解液には、溶媒およびイオン性物質またはイオン対以外の成分が適宜含まれてもよい。
硬化度が上昇する前のゲル電解質には、マトリクス材および電解液以外に他の成分、例えば、各種添加剤を含んでもよい。具体的な添加剤としては、例えば、マトリクス材に含まれる未架橋の反応基の架橋反応を促進するために、重合開始剤を挙げることができる。後述する実施例では、実施例２において、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）を添加剤として用いている。
本開示においては、電解質硬化度上昇工程を経る前の電気化学デバイスは、一対の電極の間にゲル電解質が介在する構成であり、電解質硬化度上昇工程を経た後の電気化学デバイスは、一対の電極の間に硬質ゲル電解質が介在する構成である。本開示において、電気化学デバイスは、広義には、電解質硬化度上昇工程を経る前のものと経た後のものとの双方を含むが、説明の便宜上、狭義には、電解質硬化度上昇工程を経る前の電気化学デバイスを「硬化度上昇前電気化学デバイス」と称し、電解質硬化度上昇工程を経た後の電気化学デバイスを「硬化度上昇後電気化学デバイス」と称する。
本開示においては、硬化度上昇前電気化学デバイスは、前述した一対の電極およびゲル電解質を備え、硬化度上昇後電気化学デバイスは、前述した一対の電極および硬質ゲル電解質を備えていればよいが、本開示における電気化学デバイスの構成はこれに限定されず、一対の電極およびゲル電解質または硬質ゲル電解質以外の構成要素または部材を備えていてもよい。このような他の構成要素または他の部材の具体的な構成は特に限定されず、電気化学デバイスの具体的な種類に応じたさまざまな構成要素または部品を用いることができる。
本開示における電気化学デバイスの具体的な構成は特に限定されず、前記の通り、一対の電極とこれらの間に位置する電解質とを備える構成を有し、電気化学反応を利用するものであればよい。代表的な電気化学デバイスとしては、リチウムイオン電池、色素増感太陽電池、または電気二重層キャパシタ等を挙げることができる。
［リチウムイオン電池］
次に、本開示における電気化学デバイスの代表的な例であるリチウムイオン電池の具体的な構成について、図１を参照して具体的に説明する。
図１に示すように、電気化学デバイスの一種であるリチウムイオン電池１０は、一対の電極として正極１２および負極１３を備えるとともに、正極１２および負極１３の間に硬質ゲル電解質１４が保持された構成を有している。なお、正極１２、硬質ゲル電解質１４および負極１３が積層されて構成される構造体（正極１２および負極１３に硬質ゲル電解質１４が保持される構造体）を、便宜上、積層構造体１１と称する。リチウムイオン電池１０は、この積層構造体１１を封止材１５で封止した構成となっている。
正極１２は、図１に示すように、正極基材２１の表面（負極１３に対する対向面であり、硬質ゲル電解質１４に接する面である）に正極活物質層２２が形成された構成を有している。同様に、負極１３は、負極基材３１の表面（正極１２に対する対向面であり、硬質ゲル電解質１４に接する面である）に負極活物質層３２が形成された構成を有している。
正極基材２１および負極基材３１は、正極活物質層２２および負極活物質層３２の電気化学反応により生じる電子を集電する集電体として機能する。正極基材２１および負極基材３１の具体的な構成は特に限定されず、公知の金属板または金属箔を用いればよい。後述する実施例では、正極基材２１としてアルミニウム箔を用いている。また、負極基材３１としては代表的には銅箔が用いられる。
正極活物質層２２に用いられる正極活物質としては、代表的には、遷移金属酸化物のリチウム塩が挙げられるが特に限定されない。後述する実施例では、正極活物質として、三元系のリチウム塩であるＬｉ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｎ酸化物（ＮＣＭ）を用いている。負極活物質層３２に用いられる負極活物質としては、代表的には、リチウム金属箔または炭素材料が用いられる。後述する実施例では、負極活物質としてリチウム金属箔を用いている。また、正極活物質層２２は正極活物質のみで構成されてもよいし、負極活物質層３２は負極活物質のみで構成されてもよいが、他の成分を含む層として構成されてもよい。
例えば、正極活物質層２２および負極活物質層３２が、活物質を含む塗布液により塗布して形成される場合には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の公知のバインダ樹脂、並びに、カーボンブラック等の公知の導電助剤が含まれてもよい。また、塗布液には、活物質、バインダ樹脂、導電助剤以外に溶媒（分散媒）が含まれていればよい。また、正極活物質層２２または負極活物質層３２との接触頻度を向上させる観点から、塗布液には、硬化度を上昇させる前のゲル電解質、あるいは、硬質ゲル電解質１４と同程度に硬化度を上昇させたゲル電解質（硬質ゲル電解質成分）を含んでいてもよい。
正極活物質層２２は、正極１２において負極１３に対向する対向面を構成するとともに、硬質ゲル電解質１４に対する接触面を構成する。同様に、負極活物質層３２は、負極１３において正極１２に対向する対向面を構成するとともに、硬質ゲル電解質１４に対する接触面を構成する。それゆえ、前述したように、正極活物質層２２および負極活物質層３２の少なくともいずれか一方は多孔質状に形成されていることが好ましい。
これら活物質層２２および３２を多孔質状に形成する方法は特に限定されず、公知のさまざまな手法を用いることができる。代表的には、前記の通り、活物質を含むペーストを塗布して乾燥する手法を挙げることができる。また、活物質層２２および３２のいずれか一方は、多孔質状でなくてもよい。後述する実施例では、正極活物質層２２は多孔質状に形成されるが、負極活物質層３２はリチウム箔のみで形成される。
なお、リチウム箔は負極活物質とともに集電体（負極基材３１）を兼ねるので、後述する実施例では、負極１３はリチウム箔のみで構成されている。したがって、正極１２および負極１３の少なくともは、図１に例示するように、活物質層２２および３２とこれを支持する基材２１および３１で構成されている必要はない。
硬質ゲル電解質１４は、前述したようにゲル電解質の硬化度を上昇させることにより形成される。硬質ゲル電解質１４に含まれる電解液としては、公知の溶媒に公知のリチウム塩を溶解させたものであればよい。溶媒としては、カーボネート系溶媒、ニトリル系溶媒、エーテル系溶媒、イオン液体等を挙げることができるが特に限定されない。リチウム塩としては、代表的には、リチウムヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＬｉＴＦＳＩ）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）等が挙げられるが、特に限定されない。
代表的な溶媒としては、環状カーボネートおよび鎖状カーボネートの混合溶媒を挙げることができる。環状カーボネートとしては、代表的には、エチレンカーボネート（ＥＣ）またはプロピレンカーボネート（ＰＣ）が挙げられ、鎖状カーボネートとしては、代表的には、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等が挙げられるが特に限定されない。後述する実施例では、電解液の溶媒としてエチレンカーボネートおよびジエチルカーボネートを体積比３：７で混合した混合溶媒を用いている。
また、他の代表的な溶媒としては、イオン液体を挙げることができる。具体的には、例えば、１，２−エチルメチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）イミド、１，２−エチルメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−メチルプロピルピロリジニウムビス（フルオロスルホニル）イミド、Ｎ−メチルプロピルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ジエチルメチルメトキシエチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、シエチルアンモニウムビス（フルオロスルホニル）イミド、ジアリルジメチルアンモニウム（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ジアリルジメチルアンモニウム（フルオロスルホニル）イミド等が挙げられるが、特に限定されない。
電解液とともにゲル電解質を構成するマトリクス材としては、前記の通り、電解液を含んだ状態でゲル状体を形成することができればよく、例えば、反応基を架橋反応させることで硬化度を上昇させることができるものを好適に用いることができる。本開示においては、硬化度上昇前のマトリクス材として、未架橋の反応基を有さない物理ゲルまたは化学ゲルと、未架橋の反応基を有する架橋反応物質と、で構成されるゲル組成物を挙げることができる。
物理ゲルまたは化学ゲルとなり得る物質としては、電解液の種類に応じて公知の有機高分子化合物を用いることができ、架橋反応物質としては、（メタ）アクリル基（アクリル基およびメタアクリル基）、アリル基等の二重結合性官能基、あるいは、；エポキシ、オキセタン等のオキシラン化合物；イソシアネート基、ブロックイソシアネート基等のウレタン結合；ウレア結合；等の結合を形成できる官能基（架橋可能な反応基）を含む化合物を挙げることができる。このような架橋反応物質は、前述したように、例えばプレポリマーを好適に用いることができる。なお、これら官能基は架橋反応物質に１種類のみ含まれてもよいし、２種類以上含まれてもよい。
物理ゲルまたは化学ゲルと架橋反応物質との混合比率は特に限定されない。また、マトリクス材には、物理ゲルまたは化学ゲルおよび架橋反応物質以外の成分が含まれてもよい。なお、後述する実施例では、物理ゲルとなり得る有機高分子化合物として、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ）またはポリフッ化ビニリデン（ＰＤＶＦ）を用い、架橋反応物質としては、メチルメタクリレート−オキセタニルメタクリレート共重合体、または、四官能ポリエーテルアクリレートを用いている。
なお、前述したように、反応基はマトリクス材ではなく電解液に含まれてもよいので、架橋反応物質は電解液の一成分として当該電解液に混合されてもよい。もちろん、架橋反応物質は、マトリクス材および電解液の双方に混合されることにより、マトリクス材にも電解液にも反応基が含まれてもよい。
封止材１５は、正極１２、負極１３および硬質ゲル電解質１４により構成される積層構造体１１を封止できるものであれば特に限定されない。封止材１５としては、電気化学デバイスがリチウムイオン電池１０であれば、代表的には、公知の積層フィルム、または、公知の金属缶等が挙げられる。積層フィルムとしては、代表的には、アルミニウム箔またはステンレス箔等の金属箔にポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂フィルムを積層したものが挙げられるが特に限定されない。また、電気化学デバイスが色素増感太陽電池であれば、封止材１５としては例えば公知のシール剤が挙げられる。
なお、図１に示すリチウムイオン電池１０は、セパレータを備えていない。これは、正極１２および負極１３に保持される硬質ゲル電解質１４がセパレータと同様に機能することができるためである。また、リチウムイオン電池１０は、別途セパレータを備えてもよいし、正極１２、負極１３および硬質ゲル電解質１４以外の部材等を備えてもよい。
［電気化学デバイスの製造方法］
次に、前述したリチウムイオン電池１０を例に挙げて、本開示に係る電気化学デバイスの製造方法を図２および図３（Ａ），（Ｂ）を参照して具体的に説明する。
本開示に係る電気化学デバイスの製造方法は、図２に示すように、少なくとも電解質硬化度上昇工程を含んでいればよい。本開示における電解質硬化度上昇工程とは、ゲル電解質が一対の電極の間に保持された状態で、反応基の架橋反応を進行させて、当該ゲル電解質の硬化度を上昇させる工程であるが、ゲル電解質の硬化度の上昇、すなわち、ゲル電解質に含まれる反応基の架橋反応の進行に伴って当該ゲル電解質から電解液の一部を漏出させる。
ゲル電解質からの電解液の一部漏出は、硬化度の上昇（反応基の架橋反応の進行）に伴うものであるので、ゲル電解質そのものは十分な電解液を含む状態にある。また電解液は、硬化度の上昇の進行に伴って徐々に漏出するので、電解質硬化度上昇工程に際しては、ゲル電解質から電解液が滲み出すように排出されることになる。このように漏出した電解液は、一対の電極における接触面に供給されるので、ゲル電解質と電極との界面では十分な接触面積が維持される。
ゲル電解質の硬化が進行して硬質ゲル電解質が形成されても、漏出した電解液によって、電極との界面においては十分な接触面積が保持されることになる。特に、一対の電極の接触面のうち少なくとも一方あるいは両方が多孔質状であれば、漏出した電解液はこれら電極の接触面で良好に保持される。それゆえ、硬質ゲル電解質および電極の界面では、十分な接触面積をより良好に保持することが可能になる。通常、電気化学デバイスでは、電解液は漏出しないように保持されることが求められるが、本開示では、硬化度の上昇に伴って敢えて電解液を漏出させている。それゆえ、得られる電気化学デバイスにおいては反応抵抗の増加を有効に抑制することができる。
反応基の架橋反応を進行させる方法は特に限定されないが、代表的には、ゲル電解質に対して外部からエネルギーを供給する方法を挙げることができる。供給されるエネルギーとしては、熱エネルギー、電磁波エネルギー等が挙げられるが特に限定されない。熱エネルギーを供給する方法としては、例えば、積層構造体を所定温度範囲内で加熱したり保温したりする方法が挙げられる。電磁波エネルギーを供給する方法としては、紫外線の照射、放射線の照射等が挙げられる。また、赤外線の照射は、電磁波エネルギーの供給方法であるとともに熱エネルギーの供給方法ともなり得る。
なお、硬質ゲル電解質は、ゲル電解質の硬化度が十分に上昇した状態、言い換えれば、マトリクス材または電解液に含まれる反応基の架橋反応が十分に進んだ状態にあることを意味する。そのため、硬質ゲル電解質においては、マトリクス材または電解液に含まれる実質的に全ての反応基が架橋反応している必要はない。硬質ゲル電解質に要求される諸条件に応じて、架橋反応の進行度（硬化度の上昇度）は適宜調整することができる。
ここで、電解質硬化度上昇工程では、反応基の架橋反応の進行と並行して、ゲル電解質に対して圧力を加えてもよい。すなわち、電解質硬化度上昇工程では、エネルギーの供給に加えて、ゲル電解質を正極および負極の間に保持した状態で（積層構造体を構成した状態で）加圧してもよい。加圧の条件は特に限定されず、電気化学デバイスの種類、ゲル電解質の種類、硬質ゲル電解質に求められる厚さの範囲等の諸条件に応じて適宜設定することができる。また、加圧の方法も特に限定されず、公知の方法を好適に用いることができる。
また、本開示に係る電気化学デバイスの製造方法では、電解質硬化度上昇工程の前段において、図２に示すように、積層構造体作製工程が行われてもよい。積層構造体作製工程では、一対の電極の間にゲル電解質を保持して積層構造体を作製するが、その具体的な作製方法は特に限定されない。代表的には、一対の電極の一方の接触面にゲル電解質となる組成物を塗布して他方の電極を積層してもよいし、予めシート状のゲルとして形成されたゲル電解質を一対の電極の間に保持してもよい。
また、電気化学デバイスが、前述したリチウムイオン電池１０等であれば、本開示に係る電気化学デバイスの製造方法では、電解質硬化度上昇工程の前段において、積層構造体作製工程で得られた積層構造体を封止材により封止する封止工程が行われてもよい。具体的な封止方法は特に限定されず、電気化学デバイスの構造あるいは封止材の種類等の諸条件に応じた封止方法を採用すればよい。例えば、電気化学デバイスがリチウムイオン電池１０であって、封止材が積層フィルムであれば、積層構造体をラミネートパッケージングすればよく、封止材が金属缶であれば金属缶内へ積層構造体を収容し、金属缶を封止すればよい。このとき、積層構造体はロール状にして金属缶内に封止してもよい。また、電気化学デバイスが、色素増感太陽電池であって、封止材がシール剤であれば、当積層構造体の周囲をシール剤により封止すればよい。
図２に示す例では、積層構造体作製工程、封止工程、および電解質硬化度上昇工程を経ることにより、ゲル電解質の硬化度が上昇して硬質ゲル電解質となるので、電気化学デバイスが完成する。しかしながら、本開示に係る電気化学デバイスの製造方法は、図２に示す工程に限定されず、少なくとも電解質硬化度上昇工程を含んでいればよい。
また、本開示に係る電気化学デバイスの製造方法では、図２に示す工程以外の工程を含んでもよい。例えば、電気化学デバイスの種類によっては、電解質硬化度上昇工程の後に、電気化学デバイスを完成させるための仕上げ工程が含まれてもよい。また、積層構造体作製工程の前段で、一対の電極を作製するための電極作製工程が含まれてもよい。電極作製工程には、前述したように、電極基材（正極基材２１および／または負極基材３１）の表面（硬質ゲル電解質１４への接触面）に活物質層（正極活物質層２２および／または負極活物質層３２）を塗布液の塗布により形成する工程（活物質層形成工程）が含まれてもよい。この塗布液には、前述したように、ゲル電解質または硬質ゲル電解質と同様のゲル成分が含まれてもよい。
図２に示す電気化学デバイスの製造方法を、図１に示すリチウムイオン電池１０の製造方法に適用した例が図３（Ａ）に示す模式的工程図に相当する。一方、図３（Ｂ）に示す模式的工程図は、従来のリチウムイオン電池１００の製造方法の一例を示す。
図３（Ａ）の最上段に示すように、リチウムイオン電池１０の製造方法においては、まず、一対の電極である正極１２および負極１３の間に、ゲル電解質１６を保持し、積層構造体１１を作製する（積層構造体作製工程）。次に、図３（Ａ）の第二段に示すように、作製された積層構造体１１を封止材１５で封止し、硬化度上昇前電気化学デバイスである封止体４０を作製する（封止工程）。
なお、図３（Ａ）に示す本開示におけるリチウムイオン電池１０、および、図３（Ｂ）に示す従来のリチウムイオン電池１００のいずれにおいても、正極１２は、正極基材２１の一方の面に正極活物質層２２が積層された構成であり、負極１３は、負極基材３１の一方の面に負極活物質層３２が積層された構成である（図１参照）が、前述したように、正極１２および負極１３の具体的な構成はこれに限定されない。
また、図３（Ａ）および図３（Ｂ）では、図１に示すリチウムイオン電池１０の模式的断面図に合わせてハッチングを施しているが、電解液の漏出を説明する便宜上、図３（Ａ）では、硬化度が上昇する前のゲル電解質１６に対しては、電解液を含むことを意味する「液体を表すハッチング」のみ施している。また、図３（Ａ）では、硬化度が上昇した後の硬質ゲル電解質１４に対しては、図１と同様の格子状のハッチングとともに、電解液を含むことを意味する「液体を表すハッチング」を重ねて施している。
次に、図３（Ａ）の第三段に示すように、封止体４０に対して白抜きのブロック矢印で示すように、封止体４０に対して外部からエネルギーを供給すること（加熱処理等）により、積層構造体１１に含まれるゲル電解質１６の硬化度を上昇させる。このとき、ゲル電解質１６では架橋反応が進行し、これに伴ってゲル電解質１６に含まれる電解液は、黒のブロック矢印で示すように正極１２の正極活物質層２２および負極１３の負極活物質層３２に向かって漏出する（電解質硬化度上昇工程）。
その後、図３（Ａ）の最下段に示すように、ゲル電解質１６の硬化度が十分に上昇して硬質ゲル電解質１４となる。これにより硬化度上昇後電気化学デバイスであるリチウムイオン電池１０が完成する。
ところで、従来の電気化学デバイスの製造方法においては、電解質としてゲル電解質を用いた場合、例えば、次のような課題が生ずる。
電解液をゲル化するためには、一般的にプレポリマーが用いられ、プレポリマーは電解液に予め溶解させておく。この電解液を、説明の便宜上「プレポリマー電解液」と称すると、電気化学デバイスの製造に際しては、多くの場合、プレポリマー電解液を電気化学デバイス内に注液し、その後の加熱処理等によってプレポリマーを反応させてゲル化を進行させる。ところが、プレポリマー電解液は、通常の電解液より粘度が高いため、電解液を注液するために長時間を要する。これにより電気化学デバイスの製造効率に影響が生じるおそれがある。
また、電気化学デバイスが大型電池である場合には、高粘度のプレポリマー電解液を注液する量が大量になるため、電解液の注液不足が生じやすい。このようなプレポリマー電解液の注液不足が生じると、十分なデバイス性能を実現できない可能性がある。
本開示に係る電気化学デバイスの製造方法では、前述したリチウムイオン電池１０の製造例の通り、電解質硬化度上昇工程により硬質ゲル電解質１４を形成している。それゆえ、従来の製造方法では必須の工程であった電解液の注液が不要になる。さらに、例えば、リチウムイオン電池１０が大型の場合であっても電解液の注液が不要であるため、注液不足のおそれを回避することができる。これにより製造工程の効率化を図ることが可能になるとともに、良好なデバイス性能を実現することが可能となる。
例えば、従来のリチウムイオン電池１００の製造方法では、図３（Ｂ）の最上段および第二段に示すように、本開示におけるリチウムイオン電池１０の製造方法と同様に、積層構造体作製工程および封止工程が実行される。具体的には、正極１２および負極１３の間に、ゲル電解質１６の代わりにセパレータ１０４（例えば、ポリオレフィン製多孔膜）を保持し、積層構造体１０１を作製し、この積層構造体１０１を封止材１５で封止し、硬化度上昇前電気化学デバイスである封止体１１０を作製する。
ここで、従来のリチウムイオン電池１００の製造方法では、これに対して、図３（Ｂ）の第三段に示すように、封止体１１０の内部に電解液を注液する工程（電解液注液工程）が必要となる。従来のリチウムイオン電池１００の電解質がゲル電解質であれば、電解液としては、予めプレポリマーが溶解された「プレポリマー電解液」が用いられる。それゆえ、封止体１１０の内部には、高粘度のプレポリマー電解液を注液することになる。その後、図３（Ｂ）の最下段に示すように、外部からのエネルギーの供給（加熱処理等）によってプレポリマーを反応させてゲル化を進行させ、従来のリチウムイオン電池１００が完成する。プレポリマーを反応させてゲル化を進行させる工程は、従来の電解質硬化度上昇工程ということができる。
ここで、プレポリマー電解液は、前記の通り高粘度であるため、電解液注液工程では、プレポリマー電解液を注液するために長時間を要する。また、電気化学デバイスが大型電池である場合には、高粘度のプレポリマー電解液を注液する量が大量になるため、電解液の注液不足が生じやすい。このように、従来のリチウムイオン電池１００の製造方法においては、製造工程の十分に効率化できないおそれがあり、また、注液不足等により電池性能および長期安定性も十分に実現できないおそれがある。
これに対して、本開示に係るリチウムイオン電池１０の製造方法（電気化学デバイスの製造方法）では、正極１２および負極１３の間にゲル電解質１６を保持した状態でゲル電解質１６の硬化度を上昇させる際に、ゲル電解質１６から電解液を滲み出すように漏出させることになる。そのため、ゲル電解質１６の硬化度が上昇して硬質ゲル電解質１４になっても、当該硬質ゲル電解質１４には十分な電解液が含まれているとともに、漏出した電解液は正極１２および負極１３の接触面に良好に接触することになる。これにより、硬質ゲル電解質１４および正極１２の界面、並びに、硬質ゲル電解質１４および負極１３の界面のそれぞれにおいて良好な接触面積を実現することができるため、反応抵抗の増加を有効に抑制することができる。
特に、正極１２の接触面である正極活物質層２２、および、負極１３の接触面である負極活物質層３２の少なくともいずれかが多孔質層であれば、漏出した電解液をそれぞれの電極表面（接触面）で良好に保持することができる。それゆえ、硬質ゲル電解質１４との接触面積をより一層良好に保持することができる。
しかも、ゲル電解質１６は、マトリクス材および電解液によりゲル状体として構成されているため、従来のリチウムイオン電池１００の製造方法では必須の工程であったセパレータ１０４への電解液の注液が不要になるとともに、リチウムイオン電池１００が大型の場合に生じ得る注液不足のおそれを回避することができる。これにより製造工程の効率化を図ることが可能になるとともに、良好なデバイス性能および長期安定性を実現することが可能となる。
さらに、硬質ゲル電解質１４は、セパレータ１０４として機能し得るので、本開示におけるリチウムイオン電池１０においては、従来のリチウムイオン電池１００の構成要素であるセパレータ１０４が必須でなくなる。これにより、リチウムイオン電池１０を構成する部材点数を削減することが可能となる。
なお、従来の電気化学デバイスにおいては、電解質としてゲル電解質ではなく固体電解質を用いる場合もある。固体電解質の形成方法としては、電極上に固体電解質を塗布して形成する等の方法が知られている。ところが、固体電解質は電極と互いに点接触するため、点接触する箇所が少ない場合には、固体電解質および電極の接触抵抗が上昇するおそれがある。また、電気化学デバイスの動作時には電極に体積変化が生じる場合がある。この場合、固体電解質と電極との接触状態が悪化すること等によって、電気化学デバイスの寿命が早期に低下し、良好な長期安定性を実現できないおそれがある。したがって、固体電解質を備える電気化学デバイスにおいても、良好なデバイス性能を十分に実現できない可能性がある。
これに対して、本開示に係るリチウムイオン電池１０の製造方法（電気化学デバイスの製造方法）では、前述したように、電解質硬化度上昇工程においてゲル電解質１６の硬化度を上昇させるとともに、当該ゲル電解質１６から電解液を滲み出すように漏出させることになる。そのため、ゲル電解質１６が硬質ゲル電解質１４になっても、当該硬質ゲル電解質１４には電解液が十分な量で含まれているとともに、漏出した電解液は正極１２および負極１３の接触面に良好に接触することになる。
これにより、硬質ゲル電解質１４および正極１２および負極１３の界面において良好な接触面積を実現することができるため、反応抵抗の増加を有効に抑制することができる。また、リチウムイオン電池１０の動作時に正極１２または負極１３に体積変化が生じることがあっても、正極１２および負極１３と硬質ゲル電解質１４とは漏出した電解液によって良好に面接触することができる。それゆえ、リチウムイオン電池１０における電池寿命の早期の低下が抑制され、良好な長期安定性を実現することが可能になる。
本開示に係る電気化学デバイスの製造方法について、実施例および比較例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更、修正、および改変を行うことができる。
（実施例１）
［正極の作製］
正極活物質であるＬｉＮｉ1/3Ｃｏ1/3Ｍｎ1/3Ｏ2（ＮＣＭ）を１００ｇ、導電助剤としてカーボンブラック（ティムカル・グラファイト＆カーボン社製、製品名：Ｓｕｐｅｒ−Ｐ）を７．８ｇ、バインダ樹脂としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ，重量平均分子量Ｍｗ：約３０万、株式会社クレハ製、製品名：＃１３００）を３．３ｇ、分散媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を３８．４ｇ秤量し、それぞれを遊星型ミキサーで混合し、固形分５１％の正極活物質層の塗布液を調製した。この塗布液を塗布装置で厚み１５μｍのアルミニウム箔（正極基材）上にコーティングし、１３０℃で乾燥した後にロールプレス処理を行い、２．３ｍｇ／ｃｍ2 の正極活物質層を有する正極を得た。
［ゲル電解質の塗布液の調製］
以下の作業は露点−５０℃以下の乾燥空気雰囲気下で実施した。溶媒としてエチレンカーボネート／ジエチルカーボネート＝３／７（体積比）を１００重量部、リチウムヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）を１８重量部、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ，重量平均分子量Ｍｗ：約３８万、株式会社クレハ製、製品名：＃８５００）１０重量部、およびメチルメタクリレート−オキセタニルメタクリレート共重合体（重量平均分子量Ｍｗ＝約４０万、第一工業製薬株式会社製、製品名：ELEXCEL ACG）を５重量部配合して混合した後、自転／公転ミキサーにより均一になるように混錬し、ゲル電解質の塗布液を調製した。
［リチウムイオン電池の製造］
前記の通りに作製した正極に対して、前記の通りに作製したゲル電解質をアプリケータで膜厚が約４０μｍになるように塗布した後、直径１４ｍｍの円形状に打ち抜いて、正極およびゲル電解質で構成される打抜き体を得た。
正極および負極の接触を防止するスペーサーとして、内径１２ｍｍ、外径２０ｍｍのリング状に形成したポリイミドフィルム（膜厚２５μｍ）を準備し、これを打抜き体の上に載置した。このリング状のポリイミドフィルムに重ならないように、負極である直径１２ｍｍリチウム箔を、打抜き体の上に載置して、積層構造体を作製した（積層構造体作製工程）。
得られた積層構造体をコインセル冶具（有限会社トムセル製）で固定し、コインセル治具内に密閉して封止することにより、硬化度上昇前電気化学デバイスである封止体を作製した（封止工程）。
その後、封止体を６０℃の恒温槽内に１８時間静置することで、ゲル電解質に含まれる反応基の架橋反応を進行させた後、室温に戻した（電解質硬化度上昇工程）。これにより、ゲル電解質の硬化が進行して硬質ゲル電解質となり、硬化度上昇後電気化学デバイスである、実施例１に係るリチウムイオン電池を得た。
［電池発電特性評価］
得られた実施例１に係るリチウムイオン電池について、充放電試験装置（東洋システム株式会社製、製品名：ＴＯＳＣＡＴ３１００）を用いて、２５℃の条件下で、０．２Ｃ時間率で充電を実行するとともに、０．２Ｃから１Ｃ時間率の条件で放電を実行し、０．１Ｃ放電容量に対する１Ｃ放電容量の容量保持率（Ｑ１Ｃ／Ｑ０．１Ｃ）について評価した。その結果、実施例１に係るリチウムイオン電池は、９０％の容量保持率を実現することができた。
（実施例２）
ゲル電解質の塗布液の調製において、メチルメタクリレート−オキセタニルメタクリレート共重合体５重量部に代えて、四官能ポリエーテルアクリレート（重量平均分子量Ｍｗ＝約１１，０００、第一工業製薬株式会社製、製品名：ELEXCEL TA-210）１０重量部を配合するとともに、添加剤として、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）（和光純薬工業株式会社製、製品名：Ｖ−６５）０．５７重量部を配合した以外は、実施例１と同様にして、実施例２に係るリチウムイオン電池を得た。
得られた実施例２に係るリチウムイオン電池について、実施例１と同様にして容量保持率について評価した。その結果、実施例２に係るリチウムイオン電池は、８６％の容量保持率を実現することができた。
（実施例３）
ゲル電解質の塗布液の調製において、ＰＶＤＦ−ＨＦＰに代えてＰＶＤＦ（株式会社クレハ製、製品名：＃１３００）を１０重量部配合した以外は、実施例１と同様にして、実施例３に係るリチウムイオン電池を得た。
得られた実施例３に係るリチウムイオン電池について、実施例１と同様にして容量保持率について評価した。その結果、実施例３に係るリチウムイオン電池は、９０％の容量保持率を実現することができた。
（比較例）
ゲル電解質の塗布液の調製において、メチルメタクリレート−オキセタニルメタクリレート共重合体５重量部を配合しなかった以外は、実施例１と同様にして、比較例に係るリチウムイオン電池を得た。
得られた比較例に係るリチウムイオン電池について、実施例１と同様にして容量保持率について評価した。その結果、比較例に係るリチウムイオン電池では、充放電試験時に短絡が発生し、正常に動作することができなかった。
このように、本開示に係る電気化学デバイスの製造方法においては、一対の電極の間でゲル電解質を保持し、ゲル電解質に含まれる反応基の架橋反応を進行させて、当該ゲル電解質の硬化度を上昇させるとともに、架橋反応の進行に伴って当該ゲル電解質から前記電解液を漏出させる、電解質硬化度上昇工程を含んでいる。
電解質硬化度上昇工程では、一対の電極間に保持されたゲル電解質の硬化度を上昇させるとともに、当該ゲル電解質から電解液を滲み出すように漏出させることになる。そのため、ゲル電解質の硬化度が十分に上昇して硬質ゲル電解質になっても、当該硬質ゲル電解質にはゲル電解液が十分な量で含まれているとともに、漏出した電解液は一対の電極の接触面に良好に接触することになる。これにより、電解質および電極の界面において良好な接触面積を実現することができるため、反応抵抗の増加を有効に抑制することができる。
しかも、ゲル電解質は、マトリクス材および電解液によりゲル状体として構成されているため、従来の製造方法では必須の工程であった電解液の注液が不要になるとともに、電気化学デバイスが大型の場合であっても注液不足のおそれを回避することができる。これにより製造工程の効率化を図ることが可能になるとともに、良好なデバイス性能および長期信頼性を実現することが可能となる。さらに、硬質ゲル電解質は、セパレータとして機能し得るので、電気化学デバイスの構成要素としてセパレータが必須でなくなる。これにより、電気化学デバイスを構成する部材点数を削減することが可能となる。
なお、本発明は前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、リチウムイオン電池、色素増感太陽電池、電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスを製造する分野に広く好適に用いることができる。
１０ リチウムイオン電池
１１ 積層構造体
１２ 正極
１３ 負極
１４ 硬質ゲル電解質
１５ 封止材
１６ ゲル電解質
２１ 正極基材
２２ 正極活物質層
３１ 負極基材
３２ 負極活物質層
４０ 封止体

Claims (8)

  1. 一対の電極と、これらの間に位置する電解質と、を備える電気化学デバイスの製造方法であって、
    前記電解質は、少なくともマトリクス材および電解液により構成されるゲル状体であり、かつ、架橋可能な反応基を含む、ゲル電解質の硬化度を上昇させたものであり、
    前記ゲル電解質が前記一対の電極の間に保持された状態で、前記反応基の架橋反応を進行させて、前記ゲル電解質の硬化度を上昇させるとともに、架橋反応の進行に伴って当該ゲル電解質から前記電解液を漏出させる、電解質硬化度上昇工程を含むことを特徴とする、
    電気化学デバイスの製造方法。
  2. 前記一対の電極は、正極および負極であり、
    これら正極および負極の少なくとも一方は、前記電解質への接触面が多孔質状であることを特徴とする、
    請求項１に記載の電気化学デバイスの製造方法。
  3. 前記一対の電極の少なくとも一方は、前記電解質への接触面に形成された活物質層を含み、
    当該活物質層は、活物質を含む塗布液の塗布により形成されることを特徴とする、
    請求項１または２に記載の電気化学デバイスの製造方法。
  4. 前記塗布液には、前記ゲル電解質または前記ゲル電解質の硬化度を上昇させた硬質ゲル電解質が含まれていることを特徴とする、
    請求項３に記載の電気化学デバイスの製造方法。
  5. 前記電解質硬化度上昇工程の前に行われ、前記一対の電極の間で前記ゲル電解質を保持した積層構造体を封止材により封止する封止工程を、さらに含むことを特徴とする、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の電気化学デバイスの製造方法。
  6. 前記電解質硬化度上昇工程では、前記ゲル電解質に対して前記積層構造体の外部からエネルギーを供給することにより、前記架橋反応を進行させることを特徴とする、
    請求項５に記載の電気化学デバイスの製造方法。
  7. 前記電解質硬化度上昇工程では、さらに、前記ゲル電解質が、前記正極および前記負極の間に保持された状態で加圧されることを特徴とする、
    請求項１から６のいずれか１項に記載の電気化学デバイスの製造方法。
  8. 前記電気化学デバイスが、リチウムイオン電池、色素増感太陽電池、または電気二重層キャパシタであることを特徴とする、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の電気化学デバイスの製造方法。

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