JP7069625B2 - 蓄電素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電素子の製造方法に関する。

携帯電話、電気自動車等の様々な機器に、充放電可能な蓄電素子が使用されている。近年、これらの機器の高出力化や高性能化に伴い、より小型でエネルギー密度（単位体積当たりの電気容量）が大きい蓄電素子が求められている。

一般に蓄電素子は、表面に正極活物質層が形成された正極板と表面に負極活物質層が形成された負極板とを電気的絶縁性を有するセパレータを介して交互に積層して形成される積層電極体を有する。

このような蓄電素子でエネルギー密度を大きくするには、セパレータを薄くすることが有効である。このため、セパレータを厚さが小さい多孔性樹脂フィルムによって形成した蓄電素子が実用化されている。

薄いセパレータを使用する蓄電素子では、負極において電析によって生成される金属析出物（例えばリチウムデンドライトや金属異物の溶解析出による金属析出物）がセパレータを貫通して正極板と負極板とを微小短絡させる可能性がある。このような電析による短絡を抑制するためには、正極板とセパレータとの間に金属イオンを生じる金属種が混入することを防止することが効果的である。

金属種の混入を防止する具体的な方法としては、例えば特表２００８－５４６１３５号公報に記載されるように、セパレータを正極板及び負極板に熱融着により接合することで金属種が入り込む隙間をなくす方法が知られている。つまり、積層電極体は、正極板、負極板及びセパレータを積層した状態で加熱して積層方向に加圧することで、セパレータを正極板及び負極板に接着して形成される。

正極板及び負極板は、通常、金属箔から形成される集電体と、この集電体の両面に積層され、電極活物質（正極活物質又は負極活物質）を含む合材から形成される多孔質性の一対の活物質層とを有する構成とされる。セパレータは、通常、絶縁性を有する多孔性の樹脂シートから形成される。蓄電素子において、活物質層及びセパレータには電解液が含浸され、正極板と負極板とが電解液中のイオンを介して電荷を受け渡すことができるよう構成される。

一般的な正極板及び負極板は、例えば特開２０１４－２０７０７９号公報に記載されるように、金属箔に電極活物質の微粒子及びバインダを有機溶媒に分散した合材分散液を塗布及び乾燥することにより形成される。活物質層中に水分が含有していると蓄電素子の内部抵抗が大きくなるため、正極板及び負極板は使用される前に活物質層中の水分を完全に除去できるよう十分に乾燥される。一般的に、正極板及び負極板は、活物質層を効率よく乾燥するために加熱される。

特表２００８－５４６１３５号公報 特開２０１４－２０７０７９号公報

活物質層を乾燥した正極板及び負極板にセパレータを熱接合すると、加熱処理を複数回行う必要があるため、製造効率の低下を招く要因となる。

そこで、本発明は、エネルギー密度が大きい蓄電素子を効率よく製造できる蓄電素子の製造方法を提供することを課題とする。

本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、複数の正極板及び負極板を、加熱により粘着性を発現する接着層を両面に有するセパレータを介して交互に積層することと、前記複数の正極板、負極板及びセパレータの積層体を加熱空間で加熱することと、前記加熱空間で前記積層体を積層方向に加圧することとを備える。

本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、複数の正極板、負極板及びセパレータを積層してから加熱することによって正極板及び負極板の活物質層を乾燥すると共に、加熱状態の積層体を積層方向に加圧することでセパレータを正極板及び負極板に接合する。このため、当該蓄電素子の製造方法は、１回の加熱処理で正極板、負極板の乾燥及びセパレータとの接合を行うことができるので、エネルギー密度が大きい蓄電素子を効率よく製造することができる。

本発明の一実施形態の蓄電素子の製造方法によって製造される蓄電素子の模式的分解斜視図である。 図１の蓄電素子の模式的断面図である。 図２の蓄電素子の積層電極体を構成する正極板、負極板及びセパレータを示す模式的分解断面図である。 図２の蓄電素子の積層電極体の模式的平面図である。 本発明の一実施形態の蓄電素子の製造方法の手順を示すフローチャートである。 図２の積層電極体を構成するサブユニットの模式的断面図である。

本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、複数の正極板及び負極板を、加熱により粘着性を発現する接着層を両面に有するセパレータを介して交互に積層することと、前記複数の正極板、負極板及びセパレータの積層体を加熱空間で加熱することと、前記加熱空間で前記積層体を積層方向に加圧することとを備える。

当該蓄電素子の製造方法は、複数の正極板、負極板及びセパレータを積層してから、この積層体を加熱することによって正極板及び負極板の活物質層を乾燥すると共にセパレータの接着層の粘着性を発現させ、加熱状態の積層体を積層方向に加圧することでセパレータを正極板及び負極板に接着接合する。このため、当該蓄電素子の製造方法は、１回の加熱処理で正極板、負極板の乾燥及びセパレータとの接合を行うことができるので、エネルギー密度が大きい蓄電素子を効率よく製造することができる。

当該蓄電素子の製造方法において、前記加熱空間で加熱する際、加熱空間内を減圧してもよい。この方法によれば、加熱空間の減圧により正極板、負極板の活物質層の乾燥を促進することができるので、積層電極体の製造効率をより向上すると共に、熱による集電体等の酸化を抑制することができる。

当該蓄電素子の製造方法において、前記加熱空間で加熱する際、一定温度以上に前記積層体を加熱してから加熱空間内を減圧してもよい。この方法によれば、熱による集電体等の酸化をより確実に抑制することができる。

当該蓄電素子の製造方法は、前記加熱空間で加熱する前に加熱空間内の空気を不活性ガスで置換することをさらに備えてもよい。この方法によっても、熱による集電体等の酸化を抑制することができる。

当該蓄電素子の製造方法において、前記積層体の加圧を前記接着層が粘着性を喪失する温度に冷却されるまで行ってもよい。この方法によれば、加圧終了後に外力が作用してセパレータが正極板及び負極板正から剥離することを防止できる。

当該蓄電素子の製造方法において、前記積層体をケースに収容してから前記加熱空間で加熱してもよい。この方法によれば、ケースを介して積層体を加圧することができるので、加圧時に積層体を損傷させることを防止できる。

当該蓄電素子の製造方法において、前記ケースが弾性力により前記積層体を積層方向に加圧する加圧構造を有し、前記積層体を前記ケースによって加圧した状態で加熱してもよい。この方法によれば、ケースに加圧構造を設けることで、加熱空間内に加圧のための装置を配置する必要がなく、蓄電素子の製造がより簡単となる。

前記加圧構造が前記ケースの前記積層体に対向する壁を内側に凹ませた凹部であってもよい。この構成によれば、簡素な構成で効率よく積層体を加圧することができるため、比較的安価に蓄電素子を製造することができる。

なお、「不活性ガス」とは、加熱しても金属と反応しないガスを意味する。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。

本発明の一実施形態に係る蓄電素子の製造方法は、図１に例示するように、積層電極体１と、この積層電極体１を収容するケース２とを備え、ケース２の中に積層電極体１と共に電解液が封入される蓄電素子を製造するため適用することができる。

積層電極体１は、図２に示すように、複数の正極板３及び負極板４を、セパレータ５を介して交互に積層して形成される。この積層電極体１が、セパレータ５が正極板３及び負極板４にそれぞれ接着されることにより、正極板３、負極板４及びセパレータ５が相対的に面方向に位置ずれしないようになっている。また、積層電極体１は、複数の正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体の外周を覆う絶縁性を有する樹脂フィルム６を有することが好ましい。

正極板３は、図３に示すように、導電性を有する箔状乃至シート状の正極集電体７と、この正極集電体７の表面に積層される正極活物質層８とを有する構成とすることができる。より具体的には、正極板３は、図４に示すように、正極集電体７の表面に正極活物質層８が積層される平面視矩形状の活物質領域と、この活物質領域から正極集電体７が活物質領域よりも幅の小さい帯状に延出する正極タブ９とを有する構成とすることができる。

負極板４は、図３に示すように、導電性を有する箔状乃至シート状の負極集電体１０と、この負極集電体１０の表面に積層される負極活物質層１１とを有する構成とすることができる。より具体的には、負極板４は、図４に示すように、負極集電体１０の表面に活物質層が積層される平面視矩形状の活物質領域と、この活物質領域から活物質領域よりも幅の小さい帯状に、正極タブ９と間隔を空けて正極タブ９と同じ方向に延出する負極タブ１２とを有する構成とすることができる。

セパレータ５は、正極板３と負極板４との間に介在して正極板３と負極板４とが直接接触することを防止すると共に、その内部に電解液が含浸して、正極板３と負極板４との間でイオンを介した電荷の受け渡しを可能にする。

セパレータ５は、図３に示すように、シート状の多孔質樹脂層１３と、この多孔質樹脂層１３の少なくとも正極板３に対向する面に積層された耐酸化層１４と、この多孔質樹脂層１３及び耐酸化層１４の積層体の両面にそれぞれ形成され、加熱により粘着性を発現する一対の接着層１５とを有する。

ケース２は、図１に示すように、有底四角筒状のケース本体１６と、このケース本体１６の開口を封止する板状の蓋体１７とを有する構成とすることができる。

前記蓋体１７には、正極板３の正極タブ９に電気的に接続される正極外部端子１８と、負極板４の負極タブ１２に電気的に接続される負極外部端子１９とが配設されてもよい。具体的には、正極外部端子１８及び負極外部端子１９は、蓋体１７を貫通するよう設けられる。

ケース２は、弾性力により積層電極体１を積層方向に加圧する加圧構造２０を有することが好ましい。

蓄電素子は、ケース２の内側で正極外部端子１８及び負極外部端子１９に取り付けられ、積層電極体１の正極タブ９及び負極タブ１２が接続される正極接続部材２１及び負極接続部材２２をさらに有してもよい。

当該蓄電素子の製造方法は、図５に示すように、複数の正極板３及び負極板４を、セパレータ５を介して交互に積層すること（ステップＳ１：積層工程）と、複数の正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体を加熱空間に配置して加熱空間内の空気を不活性ガスで置換する工程（ステップＳ２：置換工程）と、複数の正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体を加熱空間で加熱すること（ステップＳ３：加熱工程）と、加熱空間で積層体を積層方向に加圧すること（ステップＳ４：加圧工程）とを備える。さらに、当該蓄電素子の製造方法は、正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体を収容したケース２内に電解液を充填すること（ステップＳ５：充填工程）と、ケース２を封止すること（ステップＳ６：封止工程）とを備える。

ステップＳ１の積層工程では、十分に乾燥されておらず、水分を含んだ正極板３及び負極板４を使用することができる。

積層工程では、正極板３、負極板４及びセパレータ５を１枚ずつ積層してもよいが、図６に示すようにセパレータ５、正極板３、セパレータ５及び負極板４がこの順に積層されて貼り合されたサブユニットＰを形成する工程（サブユニット形成工程）と、複数のサブユニットＰを積層してｎ枚（ｎは自然数）の正極板３及び負極板４と２ｎ枚のセパレータ５とから形成される複数の電極ユニットＱを形成する工程（電極ユニット形成工程）と、複数の電極ユニットＱとさらなる１枚の負極板４とを積層する工程（電極ユニット積層工程）とを有してもよい。

サブユニットＰは、２枚のセパレータ５と、この２枚のセパレータ５の間に配置されて接着固定された１枚の正極板３と、２枚のセパレータ５のうちの一方の正極板３と反対側の面に接着固定された１枚の負極板４とを備える。サブユニットＰにおいて、２枚のセパレータ５は、その端部が正極板３及び負極板４の端部から突出している。

サブユニット形成工程は、２枚のセパレータ５の間に１枚の正極板３を配置すると共に２枚のセパレータ５のうちの一方のセパレータ５上に１枚の負極板４を配置する工程（配置工程）と、１枚の負極板４、２枚のセパレータ５の一方、１枚の正極板３及び２枚のセパレータ５の他方をこの順番に積層した状態で加熱及び加圧して熱接着する工程（熱接着工程）とを有することができる。

サブユニット形成工程は、最初に切断工程を行って予めサブユニットＰにおける寸法に切断されたセパレータ５を用いて行ってもよいが、セパレータ５が一方向に切れ目なく繋がった長尺シート状のセパレータ母材を用いて連続的に配置工程及び熱接着工程を行った後に切断工程を行ってもよい。

具体的に説明すると、配置工程では、２枚のセパレータ母材を連続的に供給して長手方向に搬送し、この搬送状態の２つのセパレータ母材の間に最終製品における寸法に切断された正極板３を等間隔（サブユニットの幅と等しいピッチ）で順次挿入すると共に、一方のセパレータ母材の外側に正極板３と対向するよう最終製品における寸法に切断された負極板４を順次配置する。

熱接着工程では、この長尺の積層体を連続搬送しつつ加熱及び加圧する。加熱と加圧とは、同時に行ってもよく、加熱後にセパレータ５の接着層１５の温度が接着力を喪失する温度まで低下する前に積層体を加圧してもよい。

また、セパレータ母材、正極板３及び負極板４の積層体の連続搬送は、例えば離型性を有する搬送ベルト等を用いて行うことができる。

熱接着工程における積層体の加熱は、例えば前記積層体を挟み込むよう配置されるプレートヒータを用いて行うことができる。また、熱接着工程における加圧は、例えば前記積層体を挟み込む一対の加圧ローラを用いて行うことができる。代替的に、前記積層体を挟み込んで発熱する一対の加熱ローラを用いて加熱と加圧とを同時に行ってもよい。

熱接着工程における加熱温度としては、セパレータ５の接着層１５が接着力を発現する温度以上、かつ樹脂層４のシャットダウン温度未満とされ、例えば８０℃以上１２０℃以下とすることができる。

熱接着工程における加圧圧力としては、加圧ローラの単位長さ当たりの荷重で、例えば０．１Ｎ／ｃｍ以上１０．０Ｎ／ｃｍ以下とすることができる。

切断工程では、カッタによりセパレータ母材を切断して所定の長さのセパレータ５とすることによって、サブユニットＰを順次分離する。

電極ユニット形成工程は、サブユニットＰを複数積層する工程（サブユニット積層工程）と、積層した複数のサブユニットＰそれぞれの正極板３及び負極板４の端部から突出するセパレータ５同士を溶着する工程（溶着工程）とを有することができる。また、電極ユニット形成工程は、溶着した複数のセパレータ５の外側部分をトリミングする工程（トリミング工程）と、複数のセパレータ５の溶着部分を正極板３及び負極板４の側縁に沿って折り曲げる工程（折り曲げ工程）とをさらに有してもよい。

サブユニット積層工程では、複数のサブユニットＰを同じ向きに配向して積層する。これにより、複数の正極板３と複数の負極板４とがセパレータ５を介して交互に配置され、最も外側の正極板３のさらに外側にセパレータ５が配置される積層体が形成される。

複数のサブユニットＰの積層は、例えばセパレータ５の四方の外縁に当接するガイド等を用いて、前記サブユニット形成工程で形成されたサブユニットＰを順番にガイド内に投入して重力によりサブユニットＰを積み重ねることで、比較的迅速かつ正確に行うことができる。

積層するサブユニットＰの数としては、例えば５以上１５以下とすることができる。サブユニットＰの積層数をこの範囲とすることによって、両外側のセパレータ５間の距離が大きくなり過ぎない、これにより、各サブユニットＰの正極板３及び負極板４の端部から突出するセパレータ５の長さを小さくしても、セパレータ５の端部同士を束ねて溶着し、複数のサブユニットＰを一体化することができるので、セパレータ５の使用量を低減することができる。

溶着工程では、全てのセパレータ５の端部を互いに密着させるよう束ねて溶着する。具体的には、セパレータ５の耐酸化層１４を破壊して樹脂層４同士を溶着させる。このため、セパレータ５の溶着は、超音波振動圧子（ホーン）を用いて行うことが好ましい。また、超音波振動圧子として、当接面に例えば多数の微細な突起が形成されたものを使用することで、耐酸化層１４を破壊し、耐酸化層１４の破片を掻き分けるようにして樹脂層４同士を効率よく溶着することができる。

トリミング工程では、セパレータ５の溶着領域の外側に突出する部分を切り落とす。セパレータ５は、溶着領域を形成できる最小限の大きさに設計されるが、溶着工程で複数のセパレータ５を互いに密着するよう束ねたことによって、正極板３及び負極板４の厚さによりセパレータ５の端部が階段状に位置ずれするため、全てのセパレータ５が積層される部分に形成される溶着領域の外側にセパレータ５が突出することになる。従って、このトリミング工程では、溶着領域の外側に階段状に突出する部分を主に切除する。これにより、積層電極体１を形成したときに溶着領域の外側のセパレータ５が占有するデッドスペースを小さくして、積層電極体１のエネルギー密度を大きくすることができる。

折り曲げ工程では、セパレータ５の正極板３及び負極板４から突出する部分を、正極板３及び負極板４の側縁に沿って折り曲げる。これにより、積層電極体１を形成したときにセパレータ５の正極板３及び負極板４から突出する部分が占有するデッドスペースを小さくして、積層電極体１のエネルギー密度を大きくすることができる。

電極ユニット積層工程では、電極ユニットＱを複数積層すると共に、最も外層に配置されるセパレータ５上に１枚の負極板４を配置する。また、電極ユニット積層工程では、後工程において電極ユニットＱが位置ずれすることを防止するために、複数の電極ユニット及び１枚の負極板４の積層体の外周を樹脂フィルム６で覆う工程をさらに有することが好ましい。

電極ユニット積層工程では、複数の電極ユニットＱを同じ向きに配向して積層する。つまり、隣接する２つの電極ユニットＱ間では、一方の電極ユニットＱの負極板４に他方の電極ユニットＱのセパレータ５が当接する。これにより、複数の正極板３及び負極板４がセパレータ５を介して積層された積層体を形成する。

負極板配置工程では、最も外層に配置されるセパレータ５の外側にさらなる負極板４を積層することで、両外側に負極板４が配置され、複数の正極板３と負極板４とがそれぞれセパレータ５を介して交互に積層された積層体を形成する。

なお、「セパレータ上に１枚の負極板を配置する」とは、複数の電極ユニットＱとさらなる負極板４との上下関係を限定することは意図せず、最も外側に積層される２つの電極ユニットＱのうち隣接する電極ユニットＱのセパレータ５に負極板４を当接させている方の電極ユニットＱの負極板４と反対側のセパレータ５のさらに外側にさらなる負極板４を積層することを意味する。従って、１枚の負極板４を最初に配置し、その上に複数の電極ユニットを積層してもよい。

ステップＳ２の置換工程における前記加熱空間、つまり加熱手段としては、例えば加熱炉、ヒーター付き断熱室等を挙げることができ、中でも気密性を有し、内部をガス置換できる、減圧可能なガス循環加熱炉を用いることが好ましい。

この置換工程では、正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体を加熱空間（加熱することができる空間）内に配置して、加熱空間内の空気を不活性ガスで置換してもよい。このように、正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体の雰囲気を不活性ガスとすることによって、次の加熱工程において、負極集電体１０等が雰囲気中の酸素と反応して酸化することを抑制できる。

加熱空間内の空気を置換する不活性ガスとしては、例えば窒素、二酸化炭素等を用いることができ、中でも安価で安全性が高い窒素ガスが特に好適に用いられる。

また、置換工程では、加熱空間内を減圧してもよい。加熱空間内を減圧することによっても、前記積層体の雰囲気中の酸素量を低減して負極集電体１０等の酸化をより確実に抑制することができる。また、加熱空間内を減圧することによって、水分の蒸発を促進することができる。

また、置換工程では、加熱空間内の空気を不活性ガスで置換するための準備として、加熱空間内を減圧してもよい。具体的には、先ず、加熱空間内を減圧（真空引き）することにより加熱空間内の酸素濃度を低減し、続いて、加熱空間内に不活性ガスを導入することによって加熱空間内の空気を効率よく不活性ガスに置換することができる。

置換後の加熱空間の酸素濃度の下限としては５ｐｐｍが好ましい。上限としては、１００体積ｐｐｍが好ましく、２０体積ｐｐｍがより好ましい。不活性ガスによる置換後の加熱空間の酸素濃度を前記下限以上とすることによって、不活性ガスによる置換のための時間及び費用の増大を抑制することができる。また、前記上限以下とすることによって、負極集電体１０等の酸化を十分に抑制することができる。

ステップＳ３の加熱工程では、正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体を加熱することによって、正極板３の正極活物質層８及び負極板４の負極活物質層１１に含まれる水分を蒸発させて乾燥すると共に、セパレータ５の接着層１５の粘着性を発現させる。

加熱工程は、前記積層体をケース２に収容してから行ってもよい。つまり、前記積層体をケース２に収容した状態で加熱空間内に配置し、加熱することによって、ケース２内の正極板３及び負極板４を乾燥すると共に、接着層１５に粘着性を発現させてもよい。前記積層体をケース２内に収容し、ケース２の外壁によって前記積層体を均等に加圧することで、前記積層体の損傷を防止することができる。

加熱工程における加熱温度（到達温度）の下限としては、６０℃が好ましく、８０℃がより好ましい。一方、加熱工程における加熱温度の上限としては、１２０℃が好ましく、１１０℃がより好ましい。加熱工程における加熱温度を前記下限以上とすることによって、正極板３及び負極板４を比較的短時間で乾燥することができる。また、加熱工程における加熱温度を前記上限以下とすることによって、例えば多孔質樹脂層１１等の他の構成要素にダメージを与えることなく、正極板３及び負極板４の乾燥並びに正極板３及び負極板４のセパレータ５への接着を行うことができる。

加熱工程における加熱時間は、加熱温度、加熱空間内の圧力等の他の条件を考慮して、正極板３及び負極板４を十分に乾燥できるよう選択される。具体例として、加熱時間は、例えば１００℃で１時間以上５時間以下とすることができる。

減圧後の加熱空間内の圧力の下限としては、５Ｐａが好ましく、１０Ｐａがより好ましい。上限としては、１００Ｐａが好ましく、５０Ｐａがより好ましい。減圧後の加熱空間内の圧力を減圧後の加熱空間内の圧力を前記下限以上とすることによって、減圧のための設備費用を抑制することができる。また、前記上限以下とすることによって、負極集電体１０等の酸化を効果的に抑制することができる。

加熱空間の減圧は、加熱工程の前に行ってもよいが、加熱工程で最終到達温度より低い一定温度以上に前記積層体を加熱してから行うことが好ましい。比較的温度が低く、負極集電体１０等の酸化が進行しにくい間は、前記積層体の周囲に気体が存在することによって前記積層体の加熱を促進することができる。一方、比較的温度が高くなった後は、前記積層体の雰囲気を減圧することで負極集電体１０等の酸化を抑制することができる。

加熱空間内の減圧を開始する温度の下限としては、３０℃が好ましく、３５℃がより好ましい。一方、加熱空間内の減圧を開始する温度の上限としては、６０℃が好ましく、７０℃がより好ましい。加熱空間内の減圧を開始する温度を前記下限以上とすることによって、積層体の温度を効率よく上昇させて正極板３及び負極板４の乾燥を促進することができる。また、加熱空間内の減圧を開始する温度を前記上限以下とすることによって負極集電体１０等の酸化を効果的に抑制することができる。

ステップＳ４の加圧工程では、前記加熱工程で粘着性を発現したセパレータ５の接着層１５を正極板３及び負極板４に圧接することにより、セパレータ５を正極板３及び負極板４に接着する。

この加圧工程は、前記加熱工程でセパレータ５の接着層１５が粘着性を発現した後にプレス装置等を用いて行ってもよいが、前記加熱工程と並行して行うことができる。具体的には、正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体を治具等で加圧した状態で加熱空間内に配置することで、加圧工程を加熱工程と並行して行うことができる。

また、加圧工程は、セパレータ５が正極板３及び負極板４に対して位置ずれすることを防止するために、加熱工程後にセパレータ５の接着層１５が粘着性を喪失する温度に冷却されるまで行うことが好ましい。つまり、接着層１５が粘着性を発現している間は前記積層体を加圧し続けることが好ましい。

このセパレータ５の冷却を促進するために、加熱空間内のガスを循環冷却することが好ましい。

加圧工程における前記積層体の加圧は、ケース２の加圧構造２０によって行ってもよい。前記積層体の加圧を後で詳述する加圧構造２０によって行うことによって、加熱空間内に加圧治具等を配置する必要がないため、加熱工程で一度により多くの前記積層体を加熱することができ、蓄電素子の製造効率をより向上することができる。

ステップＳ５の充填工程では、ケース２の中に電解液を充填し、積層電極体１に電解液を含浸させる。電解液の充填は、蓋体１７で封止する前にケース本体１６の開口から行ってもよいが、ケース本体１６又は蓋体１７に設けた封止可能な注入口から行うことが簡便である。つまり、ケース本体１６に蓋体１７を取り付けてから前記加熱工程を行ってもよい。

ステップＳ６の封止工程では、ケース本体１６の開口部を蓋体１７で封止、又はケース２に設けられた注入口を封止することで、ケース２を密閉状態とする。これにより、ケース２内に積層電極体１を電解液と共に封入した蓄電素子を得ることができる。

以下、当該製造方法によって製造される蓄電素子の限定ではなく例示的な構成を説明する。

正極板３の正極集電体７の材質としては、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、導電性の高さとコストとのバランスからアルミニウム、アルミニウム合金、銅及び銅合金が好ましく、アルミニウム及びアルミニウム合金がより好ましい。また、正極集電体７の形成形態としては、箔、蒸着膜等が挙げられ、コストの面から箔が好ましい。つまり、正極集電体７としてはアルミニウム箔が好ましい。なお、アルミニウム又はアルミニウム合金としては、ＪＩＳ－Ｈ４０００（２０１４）に規定されるＡ１０８５Ｐ、Ａ３００３Ｐ等が例示できる。

正極集電体７の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、正極集電体７の平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。正極集電体７の平均厚さを前記下限以上とすることによって、正極集電体７に十分な強度を付与することができる。また、正極集電体７の平均厚さを前記上限以下とすることによって、積層電極体１のエネルギー密度を大きくすることができる。

正極活物質層８は、正極活物質を含むいわゆる正極合材から形成される。また、正極活物質層８を形成する正極合材は、必要に応じて導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。

前記正極活物質としては、例えばＬｉ_ｘＭＯ_ｙ（Ｍは少なくとも一種の遷移金属を表す）で表される複合酸化物（Ｌｉ_ｘＣｏＯ_２、Ｌｉ_ｘＮｉＯ_２、Ｌｉ_ｘＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_ｘＭｎＯ_３、Ｌｉ_ｘＮｉ_αＣｏ_{（１－α）}Ｏ_２、Ｌｉ_ｘＮｉ_αＭｎ_βＣｏ_{（１－α－β）}Ｏ_２、Ｌｉ_ｘＮｉ_αＭｎ_{（２－α）}Ｏ_４等）、Ｌｉ_ｗＭｅ_ｘ（ＸＯ_ｙ）_ｚ（Ｍｅは少なくとも一種の遷移金属を表し、Ｘは例えばＰ、Ｓｉ、Ｂ、Ｖ等を表す）で表されるポリアニオン化合物（ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_２ＭｎＳｉＯ_４、Ｌｉ_２ＣｏＰＯ_４Ｆ等）が挙げられる。これらの化合物中の元素又はポリアニオンは他の元素又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。正極活物質層８においては、これら化合物の一種を単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。また、正極活物質の結晶構造は、層状構造又はスピネル構造であることが好ましい。

正極活物質層８における正極活物質の含有量の下限としては、５０質量％が好ましく、７０質量％がより好ましく、８０質量％がさらに好ましい。一方、正極活物質の含有量の上限としては、９９質量％が好ましく、９４質量％がより好ましい。正極活物質の含有量を前記下限以上とすることによって、積層電極体１のエネルギー密度を大きくすることができる。また、正極活物質の含有量を前記上限以下とすることによって、正極活物質層８の強度を確保することができる。

前記導電剤としては、電池性能に悪影響を与えない導電性材料であれば特に限定されない。このような導電剤としては、天然又は人造の黒鉛、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、金属、導電性セラミックスなどが挙げられる。導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。

正極活物質層８における導電剤の含有量の下限としては、０．１質量％が好ましく、０．５質量％がより好ましい。一方、導電剤の含有量の上限としては、１０質量％が好ましく、５質量％がより好ましい。導電剤の含有量を前記範囲内とすることで、積層電極体１ひいては蓄電素子のエネルギー密度を大きくすることができる。

前記バインダとしては、例えばフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド等の熱可塑性樹脂、例えばエチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム等のエラストマー、多糖類高分子などが挙げられる。

正極活物質層８におけるバインダの含有量の下限としては、１質量％が好ましく、２質量％がより好ましい。一方、バインダの含有量の上限としては、１０質量％が好ましく、５質量％がより好ましい。バインダの含有量を前記範囲内とすることで、正極活物質を安定して保持することができる。

前記増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。また、増粘剤がリチウムと反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させておくことが好ましい。

前記フィラーとしては、電池性能に悪影響を与えないものであれば特に限定されない。フィラーの主成分としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、シリカ、アルミナ、ゼオライト、ガラス、炭素などが挙げられる。

正極活物質層８の平均厚さの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。一方、正極活物質層８の平均厚さの上限としては、１００μｍが好ましく、８０μｍがより好ましい。正極活物質層８の平均厚さを前記下限以上とすることによって、正極反応を十分に活性化することができる。また、正極活物質層８の平均厚さを前記上限以下とすることによって、積層電極体１ひいては蓄電素子のエネルギー密度を大きくすることができる。

負極板４の負極集電体１０は、上述の正極集電体７と同様の構成とすることができるが、材質としては、銅又は銅合金が好ましい。つまり、負極板４の負極集電体１０としては銅箔が好ましい。銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。

負極活物質層１１は、負極活物質を含むいわゆる負極板合材から形成される。また、負極活物質層１１を形成する負極板合材は、必要に応じて導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分は、正極活物質層８と同様のものを用いることができる。

負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材質が好適に用いられる。具体的な負極活物質としては、例えばリチウム、リチウム合金等の金属、金属酸化物、ポリリン酸化合物、例えば黒鉛、非晶質炭素（易黒鉛化炭素又は難黒鉛化性炭素）等の炭素材料などが挙げられる。

前記負極活物質の中でも、正極板３と負極板４との単位対向面積当たりの放電容量を好適な範囲内とする観点から、Ｓｉ、Ｓｉ酸化物、Ｓｎ、Ｓｎ酸化物又はこれらの組み合わせを用いることが好ましく、Ｓｉ酸化物を用いることが特に好ましい。なお、ＳｉとＳｎとは、酸化物にした際に、黒鉛の３倍程度の放電容量を持つことができる。

負極活物質としてＳｉ酸化物を用いる場合、Ｓｉ酸化物に含まれるＯのＳｉに対する原子数の比としては０超２未満が好ましい。つまり、Ｓｉ酸化物としては、ＳｉＯ_ｘ（０＜ｘ＜２）で表される化合物が好ましい。また、前記原子数の比としては、０．５以上１．５以下がより好ましい。

なお、負極活物質は上述したものを一種単体で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。例えば、Ｓｉ酸化物と他の負極活物質とを混合して用いることで、正極板３と負極板４との単位対向面積当たりの放電容量及び後述する負極活物質の質量に対する前記正極活物質の質量の比が共に好適な値となるように調整できる。Ｓｉ酸化物と混合して用いる他の負極活物質としては、黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン、コークス類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、気相成長炭素繊維、フラーレン、活性炭等の炭素材料が挙げられる。これらの炭素材料は、一種のみをＳｉ酸化物と混合してもよいし、二種以上を任意の組み合わせ及び比率でＳｉ酸化物と混合してもよい。これらの他の負極活物質の中でも、充放電電位が比較的卑である黒鉛が好ましく、黒鉛を用いることで高いエネルギー密度の二次電池素子が得られる。Ｓｉ酸化物と混合して用いる黒鉛としては、鱗片状黒鉛、球状黒鉛、人造黒鉛、天然黒鉛等が挙げられる。これらの中でも、充放電を繰り返してもＳｉ酸化物粒子表面との接触を維持し易い鱗片状黒鉛が好ましい。

さらに、負極活物質層１１は、Ｓｉ酸化物に加えて少量のＢ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等の典型非金属元素、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ等の典型金属元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｗ等の遷移金属元素を含有してもよい。

前記Ｓｉ酸化物（一般式ＳｉＯ_ｘで表される物質）として、ＳｉＯ_２及びＳｉの両相を含むものを使用することが好ましい。このようなＳｉ酸化物は、ＳｉＯ_２のマトリックス中のＳｉにリチウムが吸蔵及び放出されるため、体積変化が小さく、且つ充放電サイクル特性に優れる。

また、前記Ｓｉ酸化物の平均粒子径は、１μｍ以上１５μｍ以下が好ましい。Ｓｉ酸化物の平均粒子径を前記上限以下とすることで、積層電極体１の充放電サイクル特性を向上することができる。

前記Ｓｉ酸化物は、高結晶性のものからアモルファスのものまで使用することができる。さらに、Ｓｉ酸化物としては、フッ化水素、硫酸などの酸で洗浄されているものや水素で還元されているものを使用してもよい。

負極活物質におけるＳｉ酸化物の含有量の下限としては、３０質量％が好ましく、５０質量％がより好ましく、７０質量％がさらに好ましい。一方、Ｓｉ酸化物の含有量の上限としては、通常１００質量％であり、９０質量％が好ましい。負極活物質におけるＳｉ酸化物の含有量を前記範囲内とすることで、積層電極体１の放電サイクル特性を向上することができる。

負極活物質層１１における負極活物質の含有量の下限としては、６０質量％が好ましく、８０質量％がより好ましく、９０質量％がさらに好ましい。一方、負極活物質の含有量の上限としては、９９質量％が好ましく、９８質量％がより好ましい。負極活物質の含有量を前記範囲内とすることで、積層電極体１ひいては蓄電素子のエネルギー密度を大きくすることができる。

負極活物質層１１におけるバインダの含有量の下限としては、１質量％が好ましく、５質量％がより好ましい。一方、バインダの含有量の上限としては、２０質量％が好ましく、１５質量％がより好ましい。バインダの含有量を前記範囲内とすることで、負極活物質を安定して保持することができる。

負極活物質層１１の平均厚さの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。一方、負極活物質層１１の平均厚さの上限としては、１００μｍが好ましく、８０μｍがより好ましい。負極活物質層１１の平均厚さを前記下限以上とすることによって、負極反応を十分に活性化することができる。また、負極活物質層１１の平均厚さを前記上限以下とすることによって、積層電極体１ひいては蓄電素子のエネルギー密度を大きくすることができる。

セパレータ５の多孔質樹脂層１３は、主に電解液を保持する層であり、多孔質樹脂フィルムから形成される。

この多孔質樹脂層１３の主成分としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－メチルアクリレート共重合体、エチレン－エチルアクリレート共重合体、塩素化ポリエチレン等のポリオレフィン誘導体、エチレン－プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートや共重合ポリエステル等のポリエステルなどを採用することができる。中でも、多孔質樹脂層１３の主成分としては、耐電解液性及び耐久性に優れるポリエチレン及びポリプロピレンが好適に用いられる。なお、「主成分」とは、最も質量含有率が大きい成分を意味する。

多孔質樹脂層１３の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、多孔質樹脂層１３の平均厚さの上限としては、３０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。多孔質樹脂層１３の平均厚さを前記下限以上とすることによって、セパレータ５の十分な強度を確保することができる。また、多孔質樹脂層１３の平均厚さを前記上限以下とすることによって、積層電極体１のエネルギー密度を大きくすることができる。

セパレータ５の耐酸化層１４は、多孔質樹脂層１３が酸化して劣化することを抑制するために設けられる層であり、多数の無機粒子とこの無機粒子間を接続するバインダとを含む。

無機粒子の主成分としては、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄等の酸化物、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物、シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレイ、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウムなどが挙げられる。中でも、耐酸化層１４の無機粒子の主成分としては、アルミナ、シリカ及びチタニアが特に好ましい。

耐酸化層１４の無機粒子の平均粒子径の下限としては、１ｎｍが好ましく、７ｎｍがより好ましい。一方、無機粒子の平均粒子径の上限としては、５μｍが好ましく、１μｍがより好ましい。無機粒子の平均粒子径を前記下限以上とすることによって、耐酸化層１４中のバインダの比率を小さくして、耐酸化層１４の耐熱性を大きくすることができる。また、無機粒子の平均粒子径を前記上限以下とすることによって、均質な耐酸化層１４を形成することができる。なお、「平均粒子径」とは、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）又は走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてＪＩＳ－６７０に準じて測定される値である。

耐酸化層１４のバインダの主成分としては、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン－テトラフルオロエチレン共重合体等のフッ素ゴム、スチレン－ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体及びその水素化物、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体及びその水素化物、メタクリル酸エステル－アクリル酸エステル共重合体、スチレン－アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル－アクリル酸エステル共重合体等の合成ゴム、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩等のセルロース誘導体、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド及びその前駆体（ポリアミック酸等）等のポリイミド、エチレン－エチルアクリレート共重合体等のエチレン－アクリル酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステルなどが挙げられる。

耐酸化層１４の平均厚さの下限としては、２μｍが好ましく、４μｍがより好ましい。一方、耐酸化層１４の平均厚さの上限としては、６μｍが好ましく、５μｍがより好ましい。耐酸化層１４の平均厚さを前記下限以上とすることによって、耐酸化層１４がセパレータ５の接着固定時に破断することを防止できる。また、耐酸化層１４の平均厚さを前記上限以下とすることによって、セパレータ５の厚さが不必要に大きくなることを抑制して積層電極体１ひいては蓄電素子のエネルギー密度を大きくすることができる。

セパレータ５の接着層１５は、セパレータ５を正極板３及び負極板４に接着可能とするために形成される層であるが、正極板３及び負極板４における電極反応を可能にするためにイオン伝導性を有する。

接着層１５は、常温を超え、且つセパレータ５のシャットダウン温度未満の温度に晒されたときに粘着性を発現することが好ましい。具体的には、接着層１５が粘着性を発現する温度の下限としては、６０℃が好ましく、８０℃がより好ましい。一方、接着層１５が粘着性を発現する温度の上限としては、１２０℃が好ましく、１１０℃がより好ましい。接着層１５が粘着性を発現する温度を前記下限以上とすることによって、一度接着したセパレータ５が正極板３及び負極板４に対して位置ずれすることを防止できる。また、接着層１５が粘着性を発現する温度を前記上限以下とすることによって、加熱工程における加熱温度を低く設定することができるので、他の構成要素に対するダメージを防止できると共に、蓄電素子を安価且つ容易に製造することができる。

接着層１５は、イオン伝導性を発現する粒子と、バインダとを含む混合材料から形成することができる。具体的には、接着層１５は、電解液を含んでイオン伝導性を担保する固体電解質粒子と、例えば加熱、超音波振動等により粘着性を発現するバインダとを含む材料から形成することができる。接着層１５は、液体及び気体が通過できるよう、連続気孔を有することが好ましい。

接着層１５の平均厚さの下限としては、０．１μｍが好ましく、０．２μｍがより好ましく、０．４μｍがさらに好ましい。一方、接着層１５の平均厚さの上限としては、５μｍが好ましく、３μｍがより好ましく、１．２μｍがさらに好ましい。接着層１５の平均厚さを前記下限以上とすることによって、十分な粘着性を得ることができる。また、接着層１５の平均厚さを前記上限以下とすることによって、十分なイオン伝導性を得ることができる。

接着層１５の固体電解質粒子の材質としては、例えば無機固体電解質、純正固体高分子電解液、高分子ゲル電解液（Ｇｅｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ）等が挙げられるが、中でもイオン伝導度を大きくできると共に均質で粒子径を調節し易い高分子ゲル電解液が特に好適に用いられる。

高分子ゲル電解液は、電解液を高分子によってゲル化することによって取り扱いを容易化したものである。電解液をゲル化する高分子としては、例えばフッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリメチルメタクリル酸、ポリアクリロニトリル等を挙げることができる。

高分子ゲル電解液の電解液としては、有機溶媒に支持電解液を溶解した有機電解液が用いられる。支持電解液としては、リチウム塩が好適に用いられる。リチウム塩としては、特に制限はないが、例えばＬｉＰＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＡｌＣｌ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＣＦ_３ＳＯ_３Ｌｉ、Ｃ_４Ｆ_９ＳＯ_３Ｌｉ、ＣＦ_３ＣＯＯＬｉ、（ＣＦ_３ＣＯ）_２ＮＬｉ、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ、（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）ＮＬｉ等が挙げられる。中でも、有機溶媒に溶けやすく高い解離度を示すＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＣＦ_３ＳＯ_３Ｌｉが特に好ましい。

電解液に使用する有機溶媒としては、支持電解液を溶解できるものであれば特に限定されないが、例えばジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、メチルエチルカーボネート等のカーボネート類、例えばγ－ブチロラクトン、ギ酸メチル等のエステル類、例えば１，２－ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類など一種又は複数種を組み合わせて用いることができる。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いカーボネート類が特に好適に用いられる。

電解液中における支持電解液の濃度の下限としては、１質量％が好ましく、５質量％がより好ましい。一方、電解液中における支持電解液の濃度の上限としては、３０質量％が好ましく、２０質量％がより好ましい。電解液中における支持電解液の濃度を前記範囲内とすることによって、比較的大きいイオン伝導性を得ることができる。

固体電解質粒子の平均粒子径の下限としては、０．１μｍが好ましく、０．２μｍがより好ましい。一方、固体電解質粒子の平均粒子径の上限としては、２μｍが好ましく、１μｍがより好ましい。固体電解質粒子の平均粒子径を前記下限以上とすることによって、固体電解質粒子同士を接触させて接着層１５にイオン伝導性を付与することが容易となる。また、固体電解質粒子の平均粒子径を前記上限以下とすることによって、接着層１５を均一な膜状に形成することが容易となる。

固体電解質粒子の形状としては、固体電解質粒子同士の接触を促進してイオン伝導性を大きくできるよう、例えば棒状、錐状、板状等の真球度が小さい形状が好ましい。

接着層１５のバインダとしては、加熱により、固体電解質粒子及び正極活物質層８及び負極活物質層１１に対して粘着性を発現できるものであればよいが、比較的低い温度で加熱することによって正極活物質層８及び負極活物質層１１に対して粘着可能な樹脂、つまり比較的低いガラス転移点を有し、粘着性を発現する高分子材料が好適に用いられる。

バインダのガラス転移点の下限としては、－５０℃が好ましく、－４５℃がより好ましい。一方、バインダのガラス転移点の上限としては、５０℃が好ましく、４５℃がより好ましい。バインダのガラス転移点を前記下限以上とすることによって、接着層１５の強度を確保できる。また、バインダのガラス転移点を前記上限以下とすることによって、多孔質樹脂層１３を損傷しない温度でセパレータ５を正極板３又は負極板４並びに正極板３又は負極板４を挟んで対向するセパレータ５の外縁部に接着することができる。

バインダの主成分としては、例えばアクリル系重合体等が挙げられる。アクリル重合体としては、ニトリル基を有する単量体単位及び（メタ）アクリル酸エステル単量体単位を含むニトリル基含有アクリル重合体が好適に用いられる。ここで、ニトリル基を有する単量体単位とは、例えばアクリロニトリル、メタアクリロニトリル等を重合して得られる構造単位であり、（メタ）アクリル酸エステル単量体単位とは、ＣＨ_２＝ＣＲ^１－ＣＯＯＲ^２（式中、Ｒ^１は水素原子又はメチル基を、Ｒ^２はアルキル基又はシクロアルキル基を表す。）で表される化合物由来の単量体単位である。ニトリル基含有アクリル重合体は、ニトリル基を有する単量体単位及び（メタ）アクリル酸エステル単量体単位に加えて、エチレン性不飽和酸単量体を重合して形成されるエチレン性不飽和酸単量体単位を含んでいてもよい。また、ニトリル基含有アクリル重合体は、架橋されていてもよい。

接着層１５における固体電解質粒子の割合の下限としては、７０質量％が好ましく、８０質量％がより好ましい。一方、接着層１５における固体電解質粒子の割合の上限としては、９５質量％が好ましく、９０質量％がより好ましい。接着層１５における固体電解質粒子の割合を前記下限以上とすることによって、接着層１５に十分なイオン伝導性を付与することができる。また、接着層１５における固体電解質粒子の割合を前記上限以下とすることによって、相対的にバインダの割合を一定以上として接着層１５に十分な粘着性を付与することができる。

樹脂フィルム６の主成分としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等を挙げることができる。中でも、樹脂フィルム６の主成分としては、ヒートシール性が良好なポリプロピレンが特に好適である。

樹脂フィルム６の平均厚さの下限としては、２０μｍが好ましく、５０μｍがより好ましい。一方、樹脂フィルム６の平均厚さの上限としては、１５０μｍが好ましく、１００μｍがより好ましい。樹脂フィルム６の平均厚さを前記下限以上とすることによって、破れることなく複数の電極ユニットＱ及び負極板４の位置ずれを防止すると共に負極板４を保護することができる。また、樹脂フィルム６の平均厚さを前記上限以下にすることによって、複数の電極ユニットＱ及び負極板４の積層体を容易かつ隙間なくタイトに被覆することができるので、電極ユニットＱ及び負極板４の位置ずれを防止する効果を確実にすることができ、積層電極体１のエネルギー密度向上に貢献する。

ケース２は、積層電極体１を収容し、内部に電解液が封入される密閉容器である。

ケース２の材質としては、電解液を封入できるシール性と、積層電極体１を保護できる強度とを備えるものであれば、例えば樹脂等であってもよいが、金属が好適に用いられる。換言すると、ケース２としては、例えばラミネートフィルムから形成され、可撓性を有する袋体等であってもよいが、積層電極体１をより確実に保護でき、比較的容易に加圧構造２０を設けることができる金属ケースを用いることが好ましい。

ケース２の加圧構造２０は、積層電極体１を常に積層方向に加圧するよう構成される。加圧構造２０を有するケース２の中に積層電極体１を配置した状態で加熱空間に配置することで、ステップＳ３の加熱工程とステップＳ４の加圧工程とを同時に行うことができる。また、ケース２が加圧構造２０を有することにより、積層電極体１を加圧する装置を加熱空間内に配置する必要がないため、限られた加熱空間内により多くの積層電極体１を配置して効率よく蓄電素子を製造することが可能となる。

加圧構造２０は、ケース２の弾性力により、複数の正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体（最終的には積層電極体１）を積層方向に加圧するよう構成することができる。具体例として、加圧構造２０は、ケース本体１６の前記積層体に積層方向に対向する壁を内側に凹ませた凹部とすることができる。加圧構造２０をこのような凹部とすることで、構成が簡素でありながら前記積層体を加圧することができるため、比較的安価に蓄電素子を製造することができる。

ケース２に積層電極体１と共に封入される電解液としては、蓄電素子に通常用いられる公知の電解液が使用でき、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート、又はジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネートを含有する溶媒に、リチウムヘキサフルオロホスフェート等を溶解した溶液を用いることができる。

以上のように、当該蓄電素子の製造方法は、加熱工程において、複数の正極板３、負極板４及びセパレータ５を積層してから、この積層体を加熱することによって正極板３及び負極板４を乾燥すると共にセパレータ５の接着層１５の粘着性を発現させ、加圧工程において、加熱状態の前記積層体を積層方向に加圧することでセパレータ５を正極板３及び負極板４に接合する。このため、当該蓄電素子の製造方法は、１回の加熱処理で正極板３、負極板４の乾燥と、正極板３及び負極板４へのセパレータ５の接着を同時に行うことができるので、エネルギー密度が大きい蓄電素子を効率よく製造できる。

前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。

当該蓄電素子の製造方法は、置換工程を有しない方法であってもよい。

当該蓄電素子の製造方法で用いるセパレータは、耐酸化層を有しないものであってもよい。

本発明に係る蓄電素子の製造方法及び蓄電素子の製造方法は、多様な蓄電素子を製造するために利用することができるが、特に電気自動車やプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）といった車両の電力源として用いられる二次電池を製造するために好適に利用される。

１ 積層電極体
２ ケース
３ 正極板
４ 負極板
５ セパレータ
６ 樹脂フィルム
７ 正極集電体
８ 正極活物質層
９ 正極タブ
１０ 負極集電体
１１ 負極活物質層
１２ 負極タブ
１３ 多孔質樹脂層
１４ 耐酸化層
１５ 接着層
１６ ケース本体
１７ 蓋体
１８ 正極外部端子
１９ 負極外部端子
２０ 加圧構造
２１ 正極接続部材
２２ 負極接続部材
Ｐ サブユニット
Ｑ 電極ユニット
Ｓ１ 積層工程
Ｓ２ 置換工程
Ｓ３ 加熱工程
Ｓ４ 加圧工程
Ｓ５ 充填工程
Ｓ６ 封止工程

Claims (7)

1. 複数の正極板及び負極板を、加熱により粘着性を発現する接着層を両面に有するセパレータを介して交互に積層した積層体を加熱空間で一回の加熱をすることと、
   前記加熱空間で前記積層体を積層方向に加圧することと
   を備え、
   前記加熱によって、前記正極板及び前記負極板を乾燥させると共に、前記セパレータの接着層の粘着性を発現させ、
   前記加圧を、前記加熱と並行して行い、又は前記加熱後に前記接着層の粘着性が発現している間に行い、
   前記加熱空間で加熱する際、一定温度以上に前記積層体を加熱してから加熱空間内を減圧する蓄電素子の製造方法。
2. 前記複数のセパレータの端部を溶着することをさらに備える請求項１に記載の蓄電素子の製造方法。
3. 前記加熱空間で加熱する前に加熱空間内の空気を不活性ガスで置換することをさらに備える
   請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子の製造方法。
4. 前記積層体の加圧を前記接着層が粘着性を喪失する温度に冷却されるまで行う
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電素子の製造方法。
5. 前記積層体をケースに収容してから前記加熱空間で加熱する
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の蓄電素子の製造方法。
6. 前記ケースが弾性力により前記積層体を積層方向に加圧する加圧構造を有し、
   前記積層体を前記ケースによって加圧した状態で加熱する
   請求項５に記載の蓄電素子の製造方法。
7. 前記加圧構造が前記ケースの前記積層体に対向する壁を内側に凹ませた凹部である
   請求項６に記載の蓄電素子の製造方法。

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