JP7198417B2 - 組電池および組電池の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、組電池およびその製造方法に関する。具体的には、非水電解液二次電池を単セルとして複数備えた組電池と、当該組電池を製造する方法に関する。
近年、非水電解液二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池）は、パソコン、携帯端末等のポータブル電源や、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の種々の車両の駆動用電源などに用いられている。かかる非水電解液二次電池は、例えば、正極および負極を備えた電極体と、非水電解液（以下、単に「電解液」ともいう）とが電池ケース内に収容された構成を有する。かかる非水電解液二次電池の一例が特許文献１～３に開示されている。
特許文献１に記載の蓄電素子（電池）では、気体が密封された気体密封袋が発電要素（電極体）と共に外装体（電池ケース）の内部に配置されている。かかる電池では、外装体の内部が減圧環境になった際に、気体密封袋が膨張して電極体を圧迫することによって、電極間の距離が広がることを抑制する。また、特許文献２には、電解液を内包する袋体を筐体内に配置し、筐体の密閉後に袋体を破裂させる技術が開示されている。これによって、筐体と蓋体との接合部に電解液が付着することを防止しつつ、筐体内部に電解液を注液できる。また、特許文献３に記載の電極構造体では、正極と負極との間に介在させるセパレータが袋状に成形されており、当該袋状のセパレータの内部に負極と非水電解液とが収容されている。これによって、負極からの電解液の移動を抑制し、内部抵抗の増加を抑制できる。
ところで、この種の非水電解液二次電池は、組電池の形態で使用されることがある。かかる組電池は、非水電解液二次電池（単セル）を所定の配列方向に沿って相互に隣接するように複数配列し、該配列方向に沿って複数の単セルを拘束することによって構築される。また、この種の組電池では、単セルに掛かる拘束圧の調節や放熱効率の向上のために、隣接した単セルの間にスペーサを介在させている。
上記構成の組電池では、充放電中に電極の膨張収縮や電解液の体積膨張に起因したポンプ効果が生じ、電極体の内部から電解液が押し出されることがある。これによって、電極体内部で電荷担体の濃度ムラや液枯れなどが生じ、ハイレート特性が低下するおそれがある。上記ポンプ効果による電解液の流出を防止するために、特許文献４に記載の組電池では、単セルの間に配置されるスペーサに、電極体の反応部（コア部）の一部を押圧する突起である押圧部が形成されている。かかる組電池では、単セル内の電極体に対して均一な拘束圧を加える技術と異なり、押圧部によって押圧される押圧部分（拘束領域）と、押圧部に押圧されない非押圧部分（非拘束領域）とが電極体に形成される。このとき、押圧部分（拘束領域）が電解液の移動を規制するストッパとして機能すると共に、非押圧部分（非拘束領域）が保液空間として機能するため、電極体外部への電解液の流出によるハイレート特性の低下を防止できる。
特開２０１５－７９７２２号公報 特開２０１９－８７３７１号公報 特開２０１５－２３０８２４号公報 特開２０１８－１８１７６５号公報
ところで、近年の非水電解液二次電池の分野では、当該非水電解液二次電池の普及に伴って、より高いハイレート特性を有する組電池を構築することへの要求が高まっている。本発明者は、かかる要求に応えるために、電極体の外部への電解液の流出をより好適に防止できる技術について種々の実験および検討を行っている。かかる実験・検討の結果、本発明者は、上述した電極の膨張収縮や電解液の体積膨張以外に、電極体の外部へ電解液が流出する原因があることを発見した。
具体的には、一般的な非水電解液二次電池の製造工程では、電極体の内部へ電解液を浸透させるために、電池ケースの内部を減圧した後で電解液を注入し、さらにその後に電池ケースを封止する。このとき、電解液の注液後に負圧が解消されないまま電池ケースが封止されると、負圧によって電極体が収縮する自己拘束が生じる。この場合、電極体の内部（正極と負極との極間）に保持できる電解液の量が減少するため、上記特許文献４のように電極体に保液空間を形成したとしても、電極体全体の保液量が低下しているため、ハイレート耐性向上効果が十分に発揮されなくなる可能性がある。また、電解液の注入後に電池ケースを開放したまま長時間（１時間程度）放置すると上述の負圧は解消されるが、製造効率の低下や異物混入の可能性が高くなるため、現実の製造工程で採用することは困難である。
本発明は、かかる課題を解決すべく創出されたものであり、組電池を構成する単セル内の負圧を適切に解消し、電極体の外部への電解液の流出によるハイレート特性の低下をより好適に防止できる技術を提供することを目的とする。
ここに開示される組電池は、複数の単セルが所定の配列方向に沿って配列され、該配列方向に沿って各々の単セルが拘束されている。単セルは、扁平な角型の電池ケースの内部に電極体と非水電解液とを収容することによって構成された非水電解液二次電池である。また、隣接した単セルの隙間の各々に板状のスペーサが配置され、当該スペーサの表面の一部に、単セルの扁平面と当接する凸状のリブが形成されている。このとき、単セルの扁平面のうち、リブが当接する領域が拘束領域となり、リブが当接しない領域が非拘束領域となる。そして、ここに開示される組電池では、複数の単セルの少なくとも一部の単セルの電池ケースの内部に、ガスが充填された内圧調整袋が収容され、当該内圧調整袋は、少なくとも非拘束領域の一部に配置されている。さらに、この組電池は、密閉された電池ケースの内部空間に内圧調整袋内のガスを供給するガス供給手段を備えている。
ここに開示される組電池は、電池ケースの内部に配置され、ガスが充填された内圧調整袋と、密閉された電池ケースの内部空間に内圧調整袋内のガスを供給するガス供給手段とを備えている。これによって、電池ケースが封止された後に電池ケース内の負圧を解消できるため、自己拘束による電極体内部の保液性の低下を防止できる。加えて、上記構成の組電池では、凸条のリブを有するスペーサを用い、電極体内部に保液空間を形成する非拘束領域を生じさせ、かつ、当該非拘束領域を含む領域に内圧調整袋を配置している。これによって、非拘束領域における保液性を十分に確保できる。従って、ここに開示される組電池によると、組電池を構成する単セル内の負圧を適切に解消し、電極体の外部への電解液の流出によるハイレート特性の低下をより好適に防止できる。
また、ここに開示される組電池の一態様において、ガス供給手段は、内圧調整袋の少なくとも一部に形成され、かつ、非水電解液に溶解する材料で構成された溶解部であり、電極体と電池ケースとの間に、電極体の内部に浸透しない余剰電解液が存在している。
ここに開示される組電池におけるガス供給手段には種々の構成を採用できる。かかるガス供給手段の一例として、非水電解液に溶解する溶解部を内圧調整袋に形成し、電極体外部の余剰電解液に溶解部を溶解させるという構成が挙げられる。かかる構成を採用し、電池ケースの封止後に溶解部を溶解させることによって内圧調整袋の外部に適切にガスを供給して電池ケース内の負圧を解消できる。
ここに開示される組電池の他の一態様において、ガス供給手段は、内圧調整袋の少なくとも一部に形成され、かつ、ガス透過性を有する材料で形成されたガス透過部である。
上記ガス供給手段の他の例として、ガス透過性を有するガス透過部を内圧調整袋に形成するという構成が挙げられる。かかる構成を採用した場合、内圧調整袋内のガスがガス透過部を介して徐々に放出されるため、製造した組電池を流通・使用するまでに電池ケース内の負圧を解消することができる。
ここに開示される組電池の他の一態様において、ガス供給手段は、内圧調整袋と対向する電極体の外側面に形成された先端が鋭利な突起である。
ガス供給手段の他の例として、内圧調整袋を破損させる鋭利な突起を電極体の外側面に形成するという構成が挙げられる。かかる構成を採用した場合、電池ケース封止後に、突起が形成された領域を電池ケースの外側から押圧する。これによって、内圧調整袋を破損させ、電池ケースの内部にガスを供給して負圧を解消できる。
ここに開示される組電池の他の一態様において、ガス供給手段は、内圧調整袋の他の領域よりも強度が低い開裂部であり、内圧調整袋の一部が拘束領域に配置されている。
ガス供給手段の他の例として、内圧調整袋の他の領域よりも強度が低い開裂部を形成するという構成が挙げられる。かかる構成を採用した場合、内圧調整袋の一部を拘束領域に配置することによって、拘束工程において内圧調整袋の内圧を上昇させ、開裂部を開裂させて電池ケースの内部にガスを供給することができる。
また、ここに開示される組電池の好適な一態様では、内圧調整袋に充填されたガスが不活性ガスである。
これによって、内圧調整袋から供給されたガスが電池性能を低下させることを防止できる。
また、ここに開示される組電池の好適な一態様では、内圧調整袋に充填されたガスの水分含有量が０．１ｇ／ｍ３以下である。
これによって、内圧調整袋から供給されたガスが電池性能を低下させることを防止できる。
また、ここに開示される組電池の好適な一態様では、電極体は、セパレータを介して正極合材層と負極合材層とが対向したコア部を有しており、コア部の幅方向の両側縁部に拘束領域が形成されるようにスペーサのリブが形成されている。
このようにコア部の幅方向の両側縁部に拘束領域を形成することによって、主な充放電の場であるコア部の外側へ電解液が流出することを抑制できるため、ハイレート特性の低下をより好適に防止できる。
また、ここに開示される技術の他の側面として組電池の製造方法（以下、単に「製造方法」ともいう）が提供される。ここに開示される製造方法は、複数の単セルが所定の配列方向に沿って配列され、該配列方向に沿って各々の単セルが拘束されている組電池を製造する。この製造方法は、扁平な角型の電池ケースの内部に電極体を収容する収容工程と、電池ケースの内部を減圧して非水電解液を注液した後に、当該電池ケースを密封して単セルを形成するセル形成工程と、表面の一部に凸状のリブが形成されたスペーサと単セルとを交互に配列し、単セルの扁平面にリブを当接させる配列工程と、配列方向に沿って複数の単セルを拘束し、単セルの扁平面に、リブが当接する拘束領域と、リブが当接しない非拘束領域とを形成する拘束工程とを備えている。そして、ここに開示される製造方法では、収容工程において、ガスが充填された内圧調整袋を電池ケースの内部に収容し、当該内圧調整袋を少なくとも非拘束領域の一部に配置する。そして、セル形成工程以降に、内圧調整袋の外部へガスを供給するガス供給工程を実施する。
上記構成の製造方法では、収容工程において電池ケース内の非拘束領域に内圧調整袋を配置し、セル形成工程以降に内圧調整袋からガスを供給する。これによって、密閉後の電池ケース内部の拘束領域近傍における負圧を解消できるため、電極体の外部への電解液の流出をより好適に防止することができる。この結果、ここに開示される製造方法によると、高いハイレート耐性を有する組電池を製造できる。
また、ここに開示される製造方法の一態様では、内圧調整袋の少なくとも一部に、非水電解液に溶解する材料で構成された溶解部が形成されており、ガス供給工程は、セル形成工程よりも後の工程において、電極体と電池ケースとの間に存在する余剰電解液に溶解部を溶解させて内圧調整袋を開放する工程である。
上記したように、内圧調整袋に溶解部を形成し、この溶解部を非水電解液に溶解させることによって、内圧調整袋を開放してガスを供給することができる。本態様では、セル形成工程よりも後の工程において内圧調整袋が開放されるように種々の条件が調節される。
また、ここに開示される製造方法の一態様では、内圧調整袋の少なくとも一部に、ガス透過性を有する材料で形成されたガス透過部が形成されており、ガス供給工程は、セル形成工程以降の工程において、ガス透過部を介して内圧調整袋の外部へガスを供給し続ける工程である。
上記したように、内圧調整袋にガス透過部を形成することによって、内圧調整袋の外部にガスを供給できる。本態様では、ガス透過部を介して徐々にガスを供給して電池ケースの内圧を上昇させるガス供給工程が、セル形成工程以降の工程で継続して実施される。
また、ここに開示される製造方法の一態様では、内圧調整袋と対向する電極体の外側面に先端が鋭利な突起が形成されており、ガス供給工程は、セル形成工程よりも後の工程において、突起が形成された領域を電池ケースの外側から押圧して内圧調整袋を破損させる工程である。
上記したように、内圧調整袋と対向する電極体に先端が鋭利な突起を形成し、当該突起によって内圧調整袋を破損させることによって内圧調整袋の外部にガスを供給できる。かかる構成を採用した場合には、電池ケースを封止するセル形成工程よりも後の工程であれば、任意のタイミングでガス供給工程を実施できる。
また、ここに開示される製造方法の一態様では、内圧調整袋に内圧調整袋の他の領域よりも強度が低い開裂部が形成され、内圧調整袋の一部が拘束領域に配置されており、ガス供給工程は、拘束工程において内圧調整袋の内圧を上昇させ、開裂部を開裂させる工程である。
かかる構成を採用した場合には、拘束工程において確実にガス供給工程を実施できる。
本発明の第１の実施形態に係る組電池を模式的に示す斜視図である。 図１中の単電池を模式的に示す斜視図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う縦断面図である。 図３中の電極体を模式的に示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る組電池の配列方向に沿った縦断面図である。 本発明の第１の実施形態において使用されるスペーサを模式的に示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る組電池の配列方向に沿った縦断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る組電池の配列方向に沿った縦断面図である。 本発明の第４の実施形態において使用されるスペーサを模式的に示す平面図である。 スペーサの他の例を模式的に示す平面図である。 スペーサの他の例を模式的に示す平面図である。 スペーサの他の例を模式的に示す平面図である。 スペーサの他の例を模式的に示す平面図である。
以下、ここに開示される技術について図面を参照しながら説明する。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、ここに開示される技術の実施に必要な事柄（例えば、電極体の材料等）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。
また、本明細書において参照する図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、各図における符号Ｘは「（単セルの）幅方向」を示し、符号Ｙは「（単セルの）奥行方向」を示し、符号Ｚは「（単セルの）高さ方向」を示す。これらの方向は、説明の便宜上定めた方向であり、ここに開示される技術（例えば、使用時の組電池の向き）を限定することを意図したものではない。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）についても実際の寸法関係を反映するものではない。
Ａ．組電池
ここに開示される技術の一側面として組電池が提供される。以下、ここに開示される組電池について、第１～第４の実施形態を例示して説明する。
１．第１の実施形態
図１は、第１の実施形態に係る組電池を模式的に示す斜視図である。図２は、図１中の単電池を模式的に示す斜視図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う縦断面図である。図４は、図３中の電極体を模式的に示す斜視図である。図５は、第１の実施形態に係る組電池の配列方向に沿った縦断面図である。
（１）組電池の全体構造
まず、本実施形態に係る組電池１の全体構造について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る組電池１では、複数の単セル１０が所定の配列方向Ｓに沿って配列され、該配列方向Ｓに沿って各々の単セル１０が拘束されている。換言すると、本実施形態に係る組電池１は、複数の単セル１０を配列したセル群１０Ａと、当該セル群１０Ａを拘束する拘束部材５０とを備えている。
単セル１０は、扁平な角型（典型的には直方体形状）の電池ケース３０を有している（図２参照）。そして、単セル１０は、当該電池ケース３０の扁平面３０ａ（換言すると、単セル１０の扁平面１０ａ）が相互に対向するように配列される。この結果、本実施形態に係る組電池１では、奥行方向Ｙと配列方向Ｓとが揃うように単セル１０が配列される。また、本実施形態に係る組電池１のセル群１０Ａは、単セル１０とスペーサ４０とを交互に配列することによって構築される。これによって、隣接した単セル１０の隙間の各々に板状のスペーサ４０が配置される。
一方、拘束部材５０は、一対のエンドプレート５４と、複数の拘束バンド５２とを備えている。この一対のエンドプレート５４の間にセル群１０Ａを挟み込ませた後、拘束バンド５２によって一対のエンドプレート５４を架橋することによって、配列方向Ｓに沿ってセル群１０Ａが拘束される。
（２）単セルの構造
次に、本実施形態において使用される単セル１０の具体的な構造を説明する。本実施形態に係る組電池１では、単セル１０として非水電解液二次電池が使用されている。非水電解液二次電池は、非水系の電解液を使用した二次電池であり、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ等を包含する。図２～図４に示すように、かかる非水電解液二次電池（単セル１０）は、電極体２０と、非水電解液６０と、電池ケース３０とを備えている。
（ａ）電池ケース
電池ケース３０は、電極体２０と非水電解液６０とを収容する筐体である。上述の通り、電池ケース３０は、扁平面３０ａを有する角型（直方体形状）の外形を有した箱状の部材である。具体的には、電池ケース３０は、上面に開口部を有する扁平な角型のケース本体３２と、当該開口部を塞ぐ板状部材である蓋体３４とを備えている。かかる電池ケース３０には、所定の強度を有する金属材料が用いられる。かかる電池ケース３０の素材の一例として、アルミニウム、鉄およびこれらの合金などが挙げられる。また、蓋体３４には、正極端子３３と負極端子３５が設けられている。これらの正極端子３３と負極端子３５とは、隣接した２個の単セル１０の間でバスバー１８によって接続される（図１参照）。これによって、各々の単セル１０が電気的に直列に接続した組電池１が構築される。
また、蓋体３４には、電池ケース３０内に電解液を注液するための注液口３６が形成されている。後に詳しく説明するが、本実施形態における単セル１０の作製では、まず、電池ケース３０の内部に電極体２０を収容し、注液口３６から電池ケース３０内を吸引して減圧する。そして、注液口３６から非水電解液６０を注液した後に、注液口３６を封止する。これによって、電池ケース３０が密閉された単セル１０が作製される。
（ｂ）電極体
図３および図４に示すように、電極体２０は、正極２２と負極２４とセパレータ２６とを備えている。本実施形態における電極体２０は捲回電極体である。かかる捲回電極体は、セパレータ２６を介して正極２２と負極２４を積層させた積層体を作製し、捲回軸ＷＬを中心として積層体を捲回することによって形成される。なお、ここに開示される技術における電極体の構造は、上述の捲回電極体に限定されず、従来公知の構造を特に制限なく採用できる。電極体の構造の他の例として、セパレータを介在させながら複数枚の正極と負極とを交互に積層させた積層電極体などが挙げられる。但し、捲回電極体は、高さ方向Ｚにおける上辺と下辺が封止されているため、電極体内部の負圧が解消されにくい傾向がある。ここに開示される技術は、かかる捲回電極体内部の負圧も適切に解消できるため、捲回電極体を有する非水電解液二次電池を単セルとして使用する組電池に特に好適に適用できる。
図４に示すように、正極２２は、箔状の正極集電体２２ａと、当該正極集電体２２ａの表面（両面）に塗工された正極合材層２２ｂとを備えている。また、正極２２の幅方向Ｘの一方の側縁部には、正極合材層２２ｂが塗工されておらず、正極集電体２２ａが露出した正極露出部２２ｃが形成されている。一方、負極２４は、箔状の負極集電体２４ａと、当該負極集電体２４ａの表面（両面）に塗工された負極合材層２４ｂとを備えている。そして、負極２４の幅方向Ｘの一方の側縁部には、負極合材層２４ｂが塗工されておらず、負極集電体２４ａが露出した負極露出部２４ｃが形成されている。なお、正極２２および負極２４を構成する材料は、非水電解液二次電池において一般に使用されるものを特に制限なく使用できるため詳しい説明を省略する。
図３に示すように、この電極体２０では、セパレータ２６を介して正極合材層２２ｂと負極合材層２４ｂとが対向したコア部２０Ａが幅方向Ｘの中央部に形成される。このコア部２０Ａは、電極体２０における充放電反応が行われる場となる。また、幅方向Ｘの一方（図中の左側）の側縁部には、正極露出部２２ｃのみが捲回された正極接続部２０Ｂが形成される。この正極接続部２０Ｂには、正極端子３３が接続される。そして、幅方向Ｘの他方（図中の右側）の側縁部には、負極露出部２４ｃのみが捲回された負極接続部２０Ｃが形成される。この負極接続部２０Ｃには、負極端子３５が接続される。また、幅方向Ｘにおける電極体２０の両側の側面２０ｓは開放されており、当該両側の側面２０ｓを介して電極体２０の内外に非水電解液６０が移動できるように構成されている。
（ｃ）非水電解液
非水電解液６０は、有機溶媒（非水溶媒）を含む液状の電解質であり、正極２２と負極２４との間で電荷担体（例えばリチウムイオン）を移動させる場となる。かかる非水電解液６０の大部分は、電極体２０の内部（すなわち、正極２２と負極２４との極間）に浸透している。一方、本実施形態では、電極体２０の内部に浸透しない余剰電解液６０Ａが、電極体２０の外部（すなわち、電極体２０と電池ケース３０との間）に存在している。これによって、電極体２０内部の非水電解液６０が減少した際に、電極体２０内へ余剰電解液６０Ａを供給できる。なお、非水電解液６０の材料についても、非水電解液二次電池において一般に使用されるものを特に制限なく使用できるため詳しい説明は省略する。
（３）スペーサの構造
次に、隣接した単セル１０の隙間に介在させるスペーサ４０（図１参照）について説明する。スペーサ４０は、各々の単セル１０に掛かる拘束圧を調節する他に、単セル１０で生じた熱を拡散する放熱板としての役割を有している。スペーサ４０の素材としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材料が挙げられる。また、放熱性を考慮すると、熱伝導性の良い金属材料なども用いられ得る。
図５に示すように、本実施形態では、スペーサ４０の表面の一部に凸状のリブ４２が形成されている。具体的には、本実施形態におけるスペーサ４０は、板状のベース部４４と、当該ベース部４４の表面から配列方向Ｓ（奥行方向Ｙ）に突出するリブ４２とを備えている。かかるリブ４２を有したスペーサ４０を単セル１０の間に介在させると、単セル１０の扁平面１０ａ（換言すると、電池ケース３０の扁平面３０ａ）にリブ４２が当接する。そして、単セル１０の扁平面１０ａのうち、リブ４２が当接した領域は拘束圧が掛かる拘束領域Ｗ１となり、リブ４２が当接しない領域は拘束圧が掛からない非拘束領域Ｗ２となる。
上記拘束領域Ｗ１は、非水電解液６０の移動を規制するストッパとして機能し、非拘束領域Ｗ２は、非水電解液６０を保持する保液空間（液だめ）として機能する。この点について図６を参照しながら説明する。図６は、第１の実施形態において使用されるスペーサを模式的に示す平面図である。なお、図６における点線はスペーサ４０に対する内圧調整袋７０の配置位置を示し、二点鎖線はスペーサ４０に対する電極体２０の配置位置を示している。
先ず、図６に示すように、本実施形態におけるスペーサ４０には、４つのリブ４２ａ～４２ｄが形成されている。各々のリブ４２ａ～４２ｄは、平面視において所定の方向に延びた凸条である。具体的には、このスペーサ４０は、幅方向Ｘの両端部において高さ方向Ｚに沿って延びるリブ４２ａ、４２ｂと、幅方向Ｘの中央部において高さ方向Ｚに沿って延びるリブ４２ｃと、高さ方向Ｚの中央部において幅方向Ｘに沿って延びる４２ｄとを備えている。そして、単セル１０の扁平面１０ａには、上記リブ４２ａ～４２ｄに対応した拘束領域Ｗ１（図６中の斜線で示す領域）が形成される。このとき、本実施形態では、幅方向Ｘの両端部のリブ４２ａ、４２ｂによって形成された拘束領域Ｗ１が電極体２０のコア部２０Ａの両側縁部と重なっている。これによって、コア部２０Ａの内部に浸透した非水電解液が外部に流出することを規制し、非拘束領域Ｗ２が形成されたコア部２０Ａの中央部が非水電解液を保持する保液空間となる。また、本実施形態では、リブ４２ｃ、４２ｄによって、コア部２０Ａの中央部を十字状に押圧する拘束領域Ｗ１が形成されている。このコア部２０Ａの中央部に形成された拘束領域Ｗ１は、正極２２や負極２４の膨張収縮による局所的な隙間やうねり等の変形を抑制できる。
（４）内圧調整袋
そして、本実施形態に係る組電池１は、図５に示すように、単セル１０の電池ケース３０の内部に内圧調整袋７０が収容されている。この内圧調整袋７０は、内部にガスが充填された袋状の部材である。詳しくは後述するが、本実施形態に係る組電池１を構成する各々の単セル１０は、内圧調整袋７０の内部からガスを供給することによって電池ケース３０内の負圧を解消する機能（ガス供給手段）を有している。また、図５および図６に示すように、内圧調整袋７０は、非拘束領域Ｗ２の一部に配置されている。これによって、非拘束領域Ｗ２の近傍における負圧を適切に解消し、非拘束領域Ｗ２における保液性を十分に確保できる。このため、本実施形態に係る組電池１は、電極体２０の外部への非水電解液６０の流出によるハイレート特性の低下を好適に防止できる。
以下、内圧調整袋７０について具体的に説明する。図５に示すように、内圧調整袋７０は、電池ケース３０の扁平面３０ａの内面と対向するように、電極体２０と電池ケース３０との間に配置されている。また、図６に示すように、本実施形態では、２つの内圧調整袋７０Ａ、７０Ｂが用いられている。一方の内圧調整袋７０Ａは、リブ４２ａ、４２ｃ、４２ｄによる拘束領域Ｗ１に囲まれた非拘束領域Ｗ２ａ、Ｗ２ｂのうち、下側の非拘束領域Ｗ２ｂに配置されている。他方の内圧調整袋７０Ｂは、リブ４２ｂ、４２ｃ、４２ｄによる拘束領域Ｗ１に囲まれた非拘束領域Ｗ２ｃ、Ｗ２ｄのうち、下側の非拘束領域Ｗ２ｄに配置されている。すなわち、本実施形態における内圧調整袋７０Ａ、７０Ｂは、何れも高さ方向Ｚにおける下側の非拘束領域Ｗ２に配置されている。本発明者らの検討によると、高さ方向Ｚの下側は、上側と比べて電極体２０内部が負圧になりやすい傾向がある。かかる電極体２０の下側に生じた負圧を適切に解消するという観点から、内圧調整袋７０は、高さ方向Ｚの下側に配置されている方が好ましい。また、高さ方向Ｚの下側に内圧調整袋７０を配置することによって、重力による位置ずれを抑制するという効果も得られる。
但し、内圧調整袋は、少なくとも非拘束領域の一部に配置されていればよく、図６に示された配置位置に限定されない。例えば、内圧調整袋は、高さ方向の上側に形成された非拘束領域に配置されていてもよい。この場合でも、電池ケース内の負圧を解消し、電極体内部の保液性の低下を防止できる。また、後述する第４の実施形態において詳しく説明するが、内圧調整袋の全体が非拘束領域に配置されている必要はなく、内圧調整袋の一部が拘束領域に配置されていてもよい。さらに、一つの単セルの電池ケース内に収容される内圧調整袋の数は、特に限定されず、必要に応じて増減させることができる。
なお、内圧調整袋７０には、非水電解液に溶解しない材料が用いられる。かかる非水電解液に溶解しない材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの樹脂材料が挙げられる。また、内圧調整袋７０内部のガスは、単セル１０の充放電反応を阻害しないガスであることが好ましい。一例として、窒素（Ｎ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）などが挙げられる。また、電極体２０の内部に水分が供給されると、充放電反応が阻害される可能性がある。このため、内圧調整袋７０内部のガスは、水分を実質的に含まないことが好ましい。具体的には、ガスの水分量は、０．５ｇ／ｍ３以下が好ましく、０．１ｇ／ｍ３以下がより好ましく、０．０５ｇ／ｍ３以下がさらに好ましく、０．０１ｇ／ｍ３以下が特に好ましい。
さらに、電池ケース３０内部の負圧を適切に解消するという観点から、内圧調整袋７０内部のガスの圧力は、標準大気圧（１０１．３２５ｋＰａ）以上であると好ましい。また、負圧をより効率よく解消するという観点から、上記ガスの圧力は、１０５ｋＰａ以上がより好ましく、１１０ｋＰａ以上がさらに好ましく、１２０ｋＰａ以上が特に好ましい。また、作製中の内圧調整袋７０が破裂しなければ、ガスの圧力の上限は、特に限定されず、１６０ｋＰａ以下であってもよく、１５０ｋＰａ以下であってもよく、１４０ｋＰａ以下であってもよい。また、一つの単セル１０に使用される内圧調整袋７０の合計容量は、電池ケース３０の容量の５％以上が好ましく、１０％以上がより好ましく、１５％以上がさらに好ましく、２０％以上が特に好ましい。これによって、電池ケース３０内部の負圧をより好適に解消できる。一方、十分な性能を発揮できる電極体サイズを維持するという観点から、内圧調整袋７０の合計容量の上限は、電池ケース３０の容量の３５％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、２７％以下がさらに好ましく、２５％以下が特に好ましい。
（５）ガス供給手段
そして、ここに開示される組電池は、密閉された電池ケース３０の内部空間に内圧調整袋７０内のガスを供給するガス供給手段を備えている。かかるガス供給手段の具体的な構造は、特に限定されず、物理的な作用で内圧調整袋を破損させる構造や、化学的な作用で内圧調整袋を開放する構造などの種々の構造を採用できる。
一例として、本実施形態では、ガス供給手段として、内圧調整袋７０の一部に形成され、非水電解液（非水溶媒）に対して溶解する材料によって構成された溶解部７２が採用されている（図５参照）。この溶解部７２を電極体２０外部の余剰電解液６０Ａに溶解させることによって、内圧調整袋７０が開放され、電池ケース３０の内部空間にガスが供給される。かかる溶解部７２の材料の一例として、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが上げられる。
また、本実施形態においては、図５に示すように、内圧調整袋７０の高さ方向Ｚの上側に溶解部７２が形成されている。具体的には、本実施形態における溶解部７２は、高さ方向Ｚにおいて、余剰電解液６０Ａの液面よりも上側に位置するように形成されている。これによって、電池ケース３０の封止前に溶解部７２が溶解し、内圧調整袋７０内のガスが電池ケース３０の外側に漏れることを防止できる。そして、本実施形態のような位置に溶解部７２を形成した場合には、電池ケース３０の封止後に単セル１０（又は組電池１）を傾けて余剰電解液６０Ａと溶解部７２とを接触させる工程を設けると好ましい。これによって、電池ケース３０の封止後に内圧調整袋７０からガスを供給することができる。なお、溶解部の形成位置は、図５に示される位置に限定されない。例えば、溶解部の素材や厚み、電解液の注液から電池ケースの封止までの時間などを調節すれば、余剰電解液の液面よりも下側に溶解部を形成した場合でも、電池ケースの封止後に内圧調整袋を開放させることができる。また、かかる観点から、内圧調整袋の全てが非水電解液に溶解する材料（溶解部）によって構成されているような形態を採用することもできる。
なお、溶解部７２が溶解した後の組電池１において、当該溶解部７２が形成されていたか否かは、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）分析法や液体クロマトグラフィーなどを使用して、非水電解液６０の元素分析を行うことによって判断することができる。一例として、溶解部７２の材料としてポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を用いた場合には、当該ＰＶＣに由来する特徴的な元素である塩素（Ｃｌ）が非水電解液６０の元素分析において確認される。
２．他の実施形態
以上、ここに開示される技術の第１の実施形態について説明した。しかし、上述したように、ここに開示される組電池におけるガス供給手段は、溶解部７２を形成する第１の実施形態に示した構成に限定されず、種々の構成を採用することができる。以下、第１の実施形態と異なる構成のガス供給手段を採用した第２～第４の実施形態に係る組電池について説明する。
（１）第２の実施形態
図７は、第２の実施形態に係る組電池の配列方向に沿った縦断面図である。本実施形態におけるガス供給手段は、ガス透過性を有する材料で形成されたガス透過部７４である。かかるガス透過部７４を有した内圧調整袋７０は、ガス透過部７４を介して徐々にガスを供給し続ける。これによって、封止後の電池ケース３０の内圧が少しずつ上昇するため、組電池１を流通・使用する時点で電池ケース３０内の負圧が解消されている。また、本実施形態のように、ガス供給手段としてガス透過部７４を形成する場合には、単セル１０の作製後にエージング工程を実施し、高温環境で単セル１０を所定時間保持することが好ましい。これによって、ガス透過部７４を介したガス供給を促進し、より効率よく電池ケース３０内の負圧を解消できる。
なお、ガス透過部７４の材料は、内圧調整袋７０内のガスの種類に応じて適宜選択することが好ましい。例えば、内圧調整袋７０内のガスに対して５００ｃｃ／ｍ２以上（より好ましくは１０００ｃｃ／ｍ２以上、１２００ｃｃ／ｍ２以上、１５００ｃｃ／ｍ２以上）のガス透過性を有する材料でガス透過部７４を形成すると好ましい。これによって、ガス透過部７４を介したガス供給の効率を向上させることができる。一方、ガス透過部７４のガス透過性の上限値は、特に限定されず、３０００ｃｃ／ｍ２以下であってもよい。但し、電池ケース３０封止前のガス漏出量を低減するという観点から、ガス透過部７４のガス透過性の上限値は、２５００ｃｃ／ｍ２以下が好ましく、２３００ｃｃ／ｍ２以下がより好ましく、２１００ｃｃ／ｍ２以下がさらに好ましく、２０００ｃｃ／ｍ２以下が特に好ましい。上述したようなガス透過性を満たす材料の一例として、低密度ポリエチレン、延伸ポリエチレン、ポリメチルペンテンなどが挙げられる。
また、図７に示されるガス透過部７４は、高さ方向Ｚにおける内圧調整袋７０の下部に形成されている。しかし、ガス透過部７４の形成位置は、特に限定されない。但し、上述した溶解部７２（図５参照）と異なり、ガス透過部７４は、特段の設計検討を行うことなく、余剰電解液６０Ａの液面の下側に配置することができる。そして、上記したように、高さ方向Ｚの下側は、上側と比べて電極体２０内部が負圧になる可能性が高い。これらの点を考慮すると、ガス供給手段としてガス透過部７４を形成する場合には、図７に示すように、高さ方向Ｚにおける内圧調整袋７０の下部にガス透過部７４を形成した方が好ましい。なお、ガスの圧力や容量等によっては、内圧調整袋７０の全てを、ガス透過性を有する材料（ガス透過部７４）で構成してもよい。
（２）第３の実施形態
図８は、第３の実施形態に係る組電池の配列方向に沿った縦断面図である。本実施形態に係る組電池１は、ガス供給手段として、内圧調整袋７０と対向する電極体２０の外側面２０ａに形成された先端が鋭利な突起２６ａを備えている。具体的には、正極合材層２２ｂや負極合材層２４ｂ（図４参照）の脱落を防止するため、一般的な非水電解液二次電池の電極体２０の外周面にはセパレータ２６が配置される。このセパレータ２６によって構成された電極体２０の外側面２０ａは、充放電反応に寄与しないため、所望の形状の部材を容易に形成することができる。そして、電極体２０の外側面２０ａに先端が鋭利な突起２６ａを形成し、当該突起２６ａで内圧調整袋７０を破損させることによって、電池ケース３０の内部空間へ確実にガスを供給できる。なお、本実施形態では、電池ケース３０の封止後に、突起２６ａが形成された位置を電池ケース３０の外側から押圧する。これによって、電池ケース３０の封止前にガスを漏出させることなく、所望のタイミングでガスの供給を開始することができる。
なお、上記第３の実施形態では、電極体２０の外側面２０ａに突起２６ａが形成されている。しかし、所望のタイミングで内圧調整袋を破損させることができれば、突起は、電極体以外の部材に形成されていてもよい。例えば、一般的な非水電解液二次電池では、電池ケースへの通電を防止する目的で、電極体と電池ケースとの間に絶縁フィルムが配置されているため、この絶縁フィルムの方に鋭利な突起を形成してもよい。このような構成を採用した場合でも、突起が形成された位置を電池ケースの外側から押圧することによって、内圧調整袋を破損させてガスの供給を開始することができる。但し、突起による電極体の破損を確実に防止するという観点からは、上記第３の実施形態のように電極体２０の外側面２０ａに突起２６ａを形成した方が好ましい。
（３）第４の実施形態
図９は、第４の実施形態において使用されるスペーサを模式的に示す平面図である。また、図９に示すように、本実施形態に係る組電池では、ガス供給手段として、内圧調整袋７０の内圧上昇に伴って開裂する開裂部７６が設けられている。かかる開裂部７６は、内圧調整袋７０の他の領域よりも強度が低くなるように形成されている。一例として、内圧調整袋７０は、樹脂材料からなる２枚のフィルムの外周縁部を溶着することによって形成される。このとき、一部の溶着領域を狭くすることによって、他の領域よりも強度が低い開裂部７６を形成することができる。そして、本実施形態では、幅方向Ｘの中央部に形成されたリブ４２ｃによる拘束領域Ｗ１に内圧調整袋７０の一部が配置されている。これによって、単セルの拘束を行った際に、内圧調整袋７０がリブ４２ｃに押し潰されて、内圧調整袋７０の内圧が上昇する。この結果、他の領域よりも強度が低い開裂部７６が開裂し、電池ケース３０の内部空間にガスが供給される。
（４）その他の変更点
なお、ここに開示される組電池では、ガス供給手段以外の構造も適宜変更することができる。例えば、上述した第１～第４の実施形態において使用されたスペーサ４０では、図６および図９に示すように、所定の方向に延びる４つのリブ４２ａ～４２ｄが形成されている。しかし、リブの形状・数、形成位置は、適宜変更することができ、特に限定されない。一例として、ここで開示される組電池には、図１０～図１３において示される構成のスペーサ４０Ａ～４０Ｄを使用することができる。
例えば、図１０に示すスペーサ４０Ａでは、幅方向Ｘに延びるリブ４２ｄ（図６および図９参照）の代わりに、電極体２０のコア部２０Ａの中央近傍を点で押圧する２つのリブ４２ｅ、４２ｆが形成されている。かかる構造のスペーサ４０Ａは、図６および図９に示されるスペーサ４０と同様に、このコア部２０Ａの中央部における局所的な隙間やうねり等の変形を抑制することができる。また、高さ方向Ｚの上端から下端まで連通する非拘束領域Ｗ２が形成されるため、外気が流通しやすくなって放熱効率も向上する。
また、図１１に示すスペーサ４０Ｂでは、高さ方向Ｚに延びるリブ４２ａ、４２ｂ、４２ｃのみが形成されており、幅方向Ｘに延びるリブ４２ｄ（図６参照）が形成されていない。このような形状のスペーサ４０Ｂを設けた場合でも、非拘束領域Ｗ２において電解液を保持できる。また、図１０に示すスペーサ４０Ａと同様に、放熱効率を向上させることができる。なお、コア部２０Ａの中央部における電極体２０の変形を抑制するという観点からは、図６および図９に示されるスペーサ４０の方が好ましい。
また、図１２に示すように、幅方向の両側縁部において高さ方向Ｚに延びるリブ４２ａ、４２ｂのみが形成されたスペーサ４０Ｃを使用することもできる。上記リブ４２ａ、４２ｂのように、コア部２０Ａの両側縁部に拘束領域Ｗ１を形成するリブ４２が形成されていれば、少なくとも、コア部２０Ａに保液空間を形成できる。但し、電極体２０の変形の抑制や極間距離の均一化という観点からは、コア部２０Ａの両側縁部を押圧するリブだけでなく、コア部２０Ａの中央部を押圧するリブも形成されている方が好ましい。
また、コア部２０Ａの幅方向Ｘの両側縁部の全域を押圧するリブ（図６および図１０～図１２中のリブ４２ａ、４２ｂ）が形成されていなくても、本発明による電解液の流出防止効果を適切に発揮することができる。例えば、図１３に示すスペーサ４０Ｄでは、複数のリブ４２が櫛歯状に配置されており、かつ、コア部２０Ａの幅方向Ｘの中央部の下方に当接する領域にリブが形成されていない。かかる構造のスペーサ４０Ｄを使用した場合でも、コア部２０Ａの幅方向Ｘの両側縁部に拘束領域Ｗ１が形成され、コア部２０Ａの幅方向Ｘの中央部の下方に非拘束領域Ｗ２が形成されるため、当該非拘束領域Ｗ２に電解液を保持できる。そして、かかる非拘束領域Ｗ２に内圧調整袋７０を配置することによって、内圧調整袋７０から供給されたガスで非拘束領域Ｗ２における負圧を好適に解消できる。
また、図１３に示すスペーサ４０Ｄでは、複数のリブ４２の間に、多くの隙間Ｐがされている。この隙間Ｐを介して単セル１０の扁平面１０ａの全域に外気を接触させることができるため、放熱効率をさらに向上させることができる。また、内圧調整袋７０が配置されるコア部２０Ａの中央部下方の非拘束領域Ｗ２を除く領域において、多くの拘束領域Ｗ１が均一に形成されているため、電極体２０に掛かる拘束圧の分布を均一化し、正極と負極の極間距離のばらつきを抑制できる。このため、スペーサ４０Ｄを使用した場合、電池性能の安定化を図ることもできる。
なお、スペーサ以外の構成についても適宜変更できる。例えば、上述した第１～第４の実施形態では、組電池１を構成する単セル１０の各々において、電池ケース３０の内部に内圧調整袋７０が収容されている。しかし、内圧調整袋は、全ての単セルの内部に収容されていなくてもよい。一部の単セルに内圧調整袋が収容されていれば、組電池全体としてハイレート特性の向上効果が発揮される。
Ｂ．組電池の製造方法
また、ここに開示される技術の他の側面として、組電池の製造方法が提供される。以下、ここに開示される製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る製造方法は、複数の単セル１０が所定の配列方向Ｓに沿って配列され、該配列方向Ｓに沿って各々の単セル１０が拘束されている組電池１（図１参照）を製造する方法である。この製造方法は、収容工程と、セル形成工程と、配列工程と、拘束工程と、ガス供給工程とを備えている。以下、各工程について説明する。
（１）収容工程
本工程では、扁平な角型の電池ケース３０の内部に電極体２０を収容する（図３参照）。具体的には、本工程では、最初に、ケース本体３２の上面の開口部から電極体２０を挿入する。そして、蓋体３４に設けられた正極端子３３と負極端子３５を電極体２０に接続した後、蓋体３４でケース本体３２の開口部を塞ぐ。これによって、電池ケース３０の内部に電極体が収容される。
なお、本実施形態に係る製造方法では、この収容工程を行う際に、内圧調整袋７０（図５参照）を電池ケース３０の内部に収容する。このとき、少なくとも内圧調整袋７０の一部を非拘束領域Ｗ２に配置する（図６～図１３参照）。なお、内圧調整袋７０を収容する際には、粘着テープなどを使用して電極体２０の側面に内圧調整袋７０を固定することが好ましい。これによって、電極体２０と同時に内圧調整袋７０を電池ケース３０内に収容できる。また、収容後の内圧調整袋７０の配置位置にずれが生じることも防止できる。
（２）セル形成工程
本工程では、電池ケース３０の内部を減圧して非水電解液６０を注液した後に、当該電池ケース３０を密封して単セル１０を形成する。具体的には、まず、蓋体３４の注液口３６から電池ケース３０内部を吸引する減圧処理を行う。このとき、電池ケース３０の圧力が５ｋＰａ～２０ｋＰａ程度になるように減圧処理を行うと好ましい。そして、注液口３６に注液ノズルを取り付けて、減圧状態を維持したまま電池ケース３０の内部への電解液の注液を開始する。これによって、電池ケース３０と電極体２０との間の空間における負圧は解消されるが、電極体２０内部の正極２２と負極２４との極間は負圧のままという状態になる。これによって、電池ケース３０と電極体２０との間の空間に注液された非水電解液６０が正極２２と負極２４との極間（電極体２０の内部）に徐々に浸透する。そして、本工程では、所定の時間（１０秒～５分程度）、電池ケース３０の注液口３６を開放したまま保持した後に注液口３６を封止する。これによって、電池ケース３０が密封された単セル１０が作製される。
（３）配列工程
本工程では、単セル１０と、表面に凸状のリブ４２が形成されたスペーサ４０とを、単セル１０の扁平面１０ａにスペーサ４０のリブ４２が当接するように交互に配列する。これによって、スペーサ４０を介して複数の単セル１０が所定の配列方向Ｓに沿って配列されたセル群１０Ａが構築される。なお、単セル１０とスペーサ４０を配置する際の位置関係は、既に説明したため、ここでは詳しい説明を省略する。
（４）拘束工程
本工程では、配列方向Ｓに沿って各々の単セル１０を拘束する。具体的には、上述したように、一対のエンドプレート５４でセル群１０Ａを挟み込んだ後に、拘束バンド５２でエンドプレート５４を架橋する。これによって、配列方向Ｓに沿って複数の単セル１０が拘束される。このとき、本実施形態では、単セル１０の扁平面１０ａにスペーサ４０のリブ４２が当接しているため、単セル１０の扁平面１０ａには、拘束圧が掛かる拘束領域Ｗ１と、拘束圧が掛からない非拘束領域Ｗ２が形成される。
（５）ガス供給工程
そして、本実施形態に係る製造方法では、セル形成工程以降に、内圧調整袋７０の外部へガスを供給するガス供給工程が設けられている。上述したセル形成工程において、保持時間内に電極体２０内部に十分な量の非水電解液６０が浸透しなかった場合や、電池ケース３０内部の減圧量と電解液の供給量とのバランスが崩れた場合などに、電極体２０の内部が負圧になったまま注液口３６が封止される。しかしながら、本実施形態では、電池ケース３０内部の非拘束領域Ｗ２に配置された内圧調整袋７０からガスを供給することができるため、封止後の電池ケース３０の内部の負圧を解消できる。これによって、自己拘束によって電極体２０内部の保液量が低下することを防止し、高いハイレート特性を有した組電池１を製造することができる。
なお、ガス供給工程は、内圧調整袋７０の外部にガスを供給して電池ケース３０内の負圧を解消できればよく、その内容および実施するタイミングは限定されない。例えば、第１の実施形態のように溶解部７２を有する内圧調整袋７０（図５参照）を用いた場合には、溶解部７２が溶解した際にガス供給工程が実施されることになる。既に説明したため詳しい説明は省略するが、溶解部７２を溶解させるタイミングは、溶解部７２の形成位置、素材、厚みなどによって適宜調整できる。また、溶解部７２が形成される位置によっては、単セル１０（若しくは組電池１）を傾けて溶解部７２と余剰電解液６０Ａとを意図的に接触させる工程をガス供給工程として設けることもできる。
また、第２の実施形態のように、ガス透過部７４を設けた場合には、当該ガス透過部７４からガスが徐々に供給され続ける。そして、電池ケース３０の封止後（セル形成工程以降）に、電池ケース３０内の負圧が徐々に解消され、製造後の組電池１の流通・使用までに電池ケース３０内の負圧が十分に解消される。
また、第３の実施形態のように、内圧調整袋７０を破損させる突起２６ａ（図８参照）を形成する場合には、当該突起２６ａが形成された領域を押圧して内圧調整袋７０を破損させた際にガス供給工程が実施されることになる。この内圧調整袋７０を破損させるタイミングは、電池ケース３０を封止するセル形成工程の後であれば特に限定されない。例えば、セル形成工程で単セル１０を形成した直後に、突起２６ａが形成された領域を押圧してガス供給工程を開始してもよい。また、拘束工程において、組電池１を構成する複数の単セル１０に対して一度にガス供給工程を実施することもできる。具体的には、突起２６ａを形成した領域を押圧するリブをスペーサ４０に形成し、セル群１０Ａを拘束することによって、全ての単セル１０に対して同時にガス供給工程を実施できる。
また、第４の実施形態のように、開裂部７６を有した内圧調整袋７０（図９参照）を用いる場合には、拘束工程と同時にガス供給工程が実施されることになる。具体的には、この形態では、拘束領域Ｗ１に内圧調整袋７０が配置されているため、拘束工程を実施した際に内圧調整袋７０に拘束圧が掛かって内圧調整袋７０の内圧が上昇する。このとき、内圧調整袋７０には、他の部分よりも強度が低い開裂部７６が形成されているため、当該開裂部７６が開裂し、内圧調整袋７０からガスを供給することができる。
以上、本発明を詳細に説明したが、上述の説明は例示にすぎず、ここで開示される技術には上述した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
１ 組電池
１０ 単セル
１０Ａ セル群
１８ バスバー
２０ 電極体
２０Ａ コア部
２０Ｂ 正極接続部
２０Ｃ 負極接続部
２２ 正極
２４ 負極
２６ セパレータ
２６ａ 突起
３０ 電池ケース
３２ ケース本体
３３ 正極端子
３４ 蓋体
３５ 負極端子
３６ 注液口
４０、４０Ａ～４０Ｄ スペーサ
４２、４２ａ～４２ｆ リブ
４４ ベース部
５０ 拘束部材
５２ 拘束バンド
５４ エンドプレート
６０ 非水電解液
６０Ａ 余剰電解液
７０ 内圧調整袋
７２ 溶解部
７４ ガス透過部
７６ 開裂部
Ｗ１ 拘束領域
Ｗ２ 非拘束領域

Claims (13)

  1. 複数の単セルが所定の配列方向に沿って配列され、該配列方向に沿って各々の単セルが拘束されている組電池であって、
    前記単セルは、扁平な角型の電池ケースの内部に電極体と非水電解液とを収容することによって構成された非水電解液二次電池であり、
    隣接した単セルの隙間の各々に板状のスペーサが配置され、当該スペーサの表面の一部に、前記単セルの扁平面と当接する凸状のリブが形成されており、
    前記単セルの扁平面のうち、前記リブが当接する領域が拘束領域となり、前記リブが当接しない領域が非拘束領域となり、
    前記複数の単セルの少なくとも一部の単セルの前記電池ケースの内部に、ガスが充填された内圧調整袋が収容され、当該内圧調整袋は、少なくとも前記非拘束領域の一部に配置されており、
    さらに、密閉された前記電池ケースの内部空間に前記内圧調整袋内のガスを供給するガス供給手段を備えている、組電池。
  2. 前記ガス供給手段は、前記内圧調整袋の少なくとも一部に形成され、かつ、前記非水電解液に溶解する材料で構成された溶解部であり、
    前記電極体と前記電池ケースとの間に、電極体の内部に浸透しない余剰電解液が存在している、請求項１に記載の組電池。
  3. 前記ガス供給手段は、前記内圧調整袋の少なくとも一部に形成され、かつ、ガス透過性を有する材料で形成されたガス透過部である、請求項１に記載の組電池。
  4. 前記ガス供給手段は、前記内圧調整袋と対向する前記電極体の外側面に形成された先端が鋭利な突起である、請求項１に記載の組電池。
  5. 前記ガス供給手段は、前記内圧調整袋の他の領域よりも強度が低い開裂部であり、前記内圧調整袋の一部が前記拘束領域に配置されている、請求項１に記載の組電池。
  6. 前記内圧調整袋に充填されたガスが不活性ガスである、請求項１～５のいずれか一項に記載の組電池。
  7. 前記内圧調整袋に充填されたガスの水分含有量が０．１ｇ／ｍ３以下である、請求項１～６のいずれか一項に記載の組電池。
  8. 前記電極体は、セパレータを介して正極合材層と負極合材層とが対向したコア部を有しており、前記コア部の幅方向の両側縁部に前記拘束領域が形成されるように前記スペーサのリブが形成されている、請求項１に記載の組電池。
  9. 複数の単セルが所定の配列方向に沿って配列され、該配列方向に沿って各々の単セルが拘束されている組電池を製造する方法であって、
    扁平な角型の電池ケースの内部に電極体を収容する収容工程と、
    前記電池ケースの内部を減圧して非水電解液を注液した後に、当該電池ケースを密封して前記単セルを形成するセル形成工程と、
    表面の一部に凸状のリブが形成されたスペーサと前記単セルとを交互に配列し、前記単セルの扁平面に前記リブを当接させる配列工程と、
    前記配列方向に沿って前記複数の単セルを拘束し、前記単セルの扁平面に、前記リブが当接する拘束領域と、前記リブが当接しない非拘束領域とを形成する拘束工程と
    を備え、
    前記収容工程において、ガスが充填された内圧調整袋を前記電池ケースの内部に収容し、当該内圧調整袋を少なくとも前記非拘束領域の一部に配置し、
    前記セル形成工程以降に、前記内圧調整袋の外部へ前記ガスを供給するガス供給工程を実施する、組電池の製造方法。
  10. 前記内圧調整袋の少なくとも一部に、前記非水電解液に溶解する材料で構成された溶解部が形成されており、
    前記ガス供給工程は、前記セル形成工程よりも後の工程において、前記電極体と前記電池ケースとの間に存在する余剰電解液に前記溶解部を溶解させて前記内圧調整袋を開放する工程である、請求項９に記載の組電池の製造方法。
  11. 前記内圧調整袋の少なくとも一部に、ガス透過性を有する材料で形成されたガス透過部が形成されており、
    前記ガス供給工程は、前記セル形成工程以降の工程において、前記ガス透過部を介して前記内圧調整袋の外部へ前記ガスを供給し続ける工程である、請求項９に記載の組電池の製造方法。
  12. 前記内圧調整袋と対向する前記電極体の外側面に先端が鋭利な突起が形成されており、
    前記ガス供給工程は、前記セル形成工程よりも後の工程において、前記突起が形成された領域を前記電池ケースの外側から押圧して前記内圧調整袋を破損させる工程である、請求項９に記載の組電池の製造方法。
  13. 前記内圧調整袋に前記内圧調整袋の他の領域よりも強度が低い開裂部が形成され、前記内圧調整袋の一部が前記拘束領域に配置されており、
    前記ガス供給工程は、前記拘束工程において前記内圧調整袋の内圧を上昇させ、前記開裂部を開裂させる工程である、請求項９に記載の組電池の製造方法。
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