JP7261920B1 - リチウムイオン電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】完成品からの設計自由度が高く、電池利用者が所望する電池態様を自在に得ることができるリチウムイオン電池を提供する。【解決手段】リチウムイオン電池は、リチウムイオン電池用活物質が有する表面の少なくとも一部を、被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆してなる、被覆正極活物質及び被覆負極活物質と、ポリオレフィン樹脂、導電性フィラー及びフィラー分散剤を含む樹脂組成物からなる、正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体と、正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体の間に配置され、正極活物質及び負極活物質を封止する樹脂製の枠部材と、を備えるリチウムイオン電池であって、第１電圧の性能を有する第１リチウムイオン電池の第１外形から、当該第１外形とは異なる第２外形の第２リチウムイオン電池に変形可能であり、第２リチウムイオン電池が電池機能を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、リチウムイオン電池に関するものである。
近時では、高容量で小型軽量な、例えば車載用の電池として、リチウムイオン電池が注目されている。一般的なリチウムイオン電池は、例えば特許文献１のように、正極集電体、正極活物質層、セパレータ、負極集電体、及び負極活物質層が積層された単電池を複数重ねて組電池とされた状態で、電池外装材により封止されて構成されている。
特許第６０７０８２２号公報
従来のリチウムイオン電池は、当該電池の完成品を大きく変形、特に穿孔したり切断したりした場合、電池としての性能が維持されず、リチウムイオン電池として使用することができない。そのため、リチウムイオン電池は、完成品として製造された状態から自由に変形することができず、完成品からの設計自由度は低い。
リチウムイオン電池の利用者によっては、例えば自動車における限られたスペースにリチウムイオン電池を適宜収納することを所望する場合がある。しかしながら、従来のリチウムイオン電池では、一度、完成品として製造された後ではこれを自由に変形できないため、利用者のリチウムイオン電池に対する様々な態様の要望に応えることができないという問題がある。
そこで本発明は、完成品からの設計自由度が高く、電池利用者が所望する電池態様を自在に得ることができるリチウムイオン電池を提供することを目的とする。
本発明者は、上記のような知見に基づいて鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の態様に想到した。
リチウムイオン電池用活物質の表面の少なくとも一部を、被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆した、被覆正極活物質及び被覆負極活物質と、
ポリオレフィン樹脂、導電性フィラー及びフィラー分散剤を含む樹脂組成物を有する、正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体と、
を備えるリチウムイオン電池であって、
第１電圧の性能を有する第１リチウムイオン電池の第１外形から、当該第１外形とは異なる第２外形の第２リチウムイオン電池に変形可能であり、前記第２リチウムイオン電池の電池性能が維持される、
リチウムイオン電池。
本発明によれば、完成品からの設計自由度が高く、電池利用者が所望する電池態様を自在に得ることができるリチウムイオン電池が実現する。
第１の実施形態におけるリチウムイオン二次電池を一部切り欠いて示す概略斜視図である。 図１のリチウムイオン二次電池の側断面図である。 第１の実施形態における組電池を示す概略斜視図である。 リチウムイオン二次電池を形状変更した本実施形態の第１態様を示す模式図である。 リチウムイオン二次電池に穿孔した第１の実施形態の第２態様を示す模式図である。 第２態様におけるリチウムイオン二次電池に保護部材が設けられた様子を示す模式図である。 リチウムイオン二次電池を切断分離した第３態様における実施例１の様子を示す模式図である。 第３態様における実施例１のリチウムイオン二次電池に保護部材が設けられた様子を示す模式図である。 第３態様における実施例２のリチウムイオン二次電池を示す模式図である。 第３態様における実施例３のリチウムイオン二次電池を示す模式図である。 第３態様における実施例３のリチウムイオン二次電池に保護部材が設けられた様子を示す模式図である。 第２の実施形態の実施例１によるリチウムイオン二次電池の製造方法に用いられる製造装置の最小構成を示す模式図である。 第２の実施形態の実施例１によるリチウムイオン二次電池の製造方法を工程順に示すフロー図である。 第２の実施形態の実施例２によるリチウムイオン二次電池の製造方法を工程順に示すフロー図である。 第２の実施形態の実施例３によるリチウムイオン二次電池の製造方法に用いられる製造装置の最小構成を示す模式図である。 第２の実施形態の実施例３によるリチウムイオン二次電池の製造方法を工程順に示すフロー図である。 第３の実施形態によるリチウムイオン二次電池の提供システムの概略構成を示す模式図である。 第３の実施形態によるリチウムイオン二次電池の提供システムの構成要素であるリチウムイオン二次電池の製造装置の概略構成を示す模式図である。 第３の実施形態によるリチウムイオン二次電池の提供システムを用いた電池供給方法を工程順に示すフロー図である。 第３の実施形態によるリチウムイオン二次電池の提供システムの電池製造装置によるリチウムイオン二次電池の製造方法を工程順に示すフロー図である。
以下、本発明を適用した好適な諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用した第１の実施形態に係るリチウムイオン二次電池を示す斜視図であり、図２はその側断面図を示している。
リチウムイオン二次電池１は、蓄電要素である、負極集電体１１及び負極活物質層１２からなる負極２と、正極活物質層１４及び正極集電体１５からなる正極３とが、セパレータ１３を介して積層させた平板上の積層電池（単電池）からなる電池セル２０を備えて構成される。即ち、電池セル２０は、負極集電体１１、負極活物質層１２、セパレータ１３、正極活物質層１４、正極集電体１５が、図２における上方向に向けて積層され、全体として例えば略矩形平板状に形成されている。
リチウムイオン二次電池１は、更に電池セル２０の周縁に配設される環状の枠部材９を備えている。枠部材９は、セパレータ１３の端部が埋め込まれてなることで当該セパレータ１３を支持すると共に、枠部材９は、その上面及び下面に正極集電体１５及び負極集電体１１を面接触させた上でそれぞれ固定している。負極集電体１１、正極集電体１５及びセパレータ１３の周縁部がこの枠部材９を介して固定されることにより、負極活物質層１２及び正極活物質層１４を外部に漏洩させることなく強固に封止することが可能となる。また、枠部材９は、負極集電体１１、セパレータ１３、正極集電体１５のそれぞれの位置関係を定めることができる。負極集電体１１とセパレータ１３との間隔、セパレータ１３と正極集電体１５との間隔は、電池の容量に応じて予め調整されるが、枠部材９を通じてこの調整された間隔を保持できるように負極集電体１１、セパレータ１３、正極集電体１５を固定することができる。
負極集電体１１の下側には、導電体層としての負極側電流供給層１０が平面状に積層され、正極集電体１５の上側には、同じく導電体層としての正極側電流取出層１６が平面状に積層されている。負極側電流供給層１０及び正極側電流取出層１６には、それぞれ電流が供給される箇所となる導電部７，８が形成されている。
本発明を適用したリチウムイオン二次電池では、単電池で構成される場合に限定されるものではない。例えば図３に示すように、上記した単電池構造の電池セル２０を複数（図示の例では５層）に亘り積層させて接続してなる組電池３０を形成するものであってもよい。
組電池３０は、複数の電池セル２が積層され、下側の電池セル２０の正極集電体１５と上側の電池セル２０の負極集電体１１とが面接触して電気的に接続されて全体として直列接続されてなるものである。リチウムイオン二次電池１としては、複数の電池セル２０を並列接続するようにしてもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせてもよい。このような組電池３０を構成することにより、高容量、高出力と得ることができる。
以下、リチウムイオン二次電池の各構成要素を構成する材料の好ましい態様について説明をする。
正極活物質層１４に含まれる正極活物質としては、リチウム遷移金属複合酸化物、即ちリチウムと遷移金属との複合酸化物｛遷移金属が１種である複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＡｌＭｎＯ4、ＬｉＭｎＯ2及びＬｉＭｎ2Ｏ4等）、遷移金属元素が２種である複合酸化物（例えばＬｉＦｅＭｎＯ4、ＬｉＮｉ1-xＣｏxＯ2、ＬｉＭｎ1-yＣｏyＯ2、ＬｉＮｉ1/3Ｃｏ1/3Ａｌ1/3Ｏ2及びＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2）及び金属元素が３種類以上である複合酸化物［例えばＬｉＭaＭ'bＭ''cＯ2（Ｍ、Ｍ'及びＭ''はそれぞれ異なる遷移金属元素であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１を満たす。例えばＬｉＮｉ1/3Ｍｎ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2）等］等｝、リチウム含有遷移金属リン酸塩（例えばＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＣｏＰＯ4、ＬｉＭｎＰＯ4及びＬｉＮｉＰＯ4）、遷移金属酸化物（例えばＭｎＯ2及びＶ2Ｏ5）、遷移金属硫化物（例えばＭｏＳ2及びＴｉＳ2）及び導電性高分子（例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリ－ｐ－フェニレン及びポリビニルカルバゾール）等が挙げられる。正極活物質４２は、上述した各リチウム遷移金属複合酸化物等を２種以上併用してもよい。なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。
正極活物質は、少なくとも一部が、導電助剤及び被覆用樹脂で被覆された被覆正極活物質である。正極活物質の周囲が被覆用樹脂で被覆されていることにより、電極の体積変化が緩和され、電極の膨張を抑制することができる。
導電助剤としては、金属系導電助剤［アルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）、銀、金、銅及びチタン等］、炭素系導電助剤［グラファイト及びカーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック及びサーマルランプブラック等）等］、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの導電助剤は、１種単独で用いられてもよいし、２種以上併用してもよい。また導電助剤は、これらの合金又は金属酸化物として用いられてもよい。導電助剤は、電気的安定性の観点から、より好ましくはアルミニウム、ステンレス、銀、金、銅、チタン、炭素系導電助剤及びこれらの混合物で構成されていることが好ましい。中でも導電助剤は、銀、金、アルミニウム、ステンレス及び炭素系導電助剤で構成されていることが更に好ましく、また炭素系導電助剤で構成されていることが特に好ましい。
またこれらの導電助剤としては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料をめっき等でコーティングしたものを適用するようにしてもよい。このコーティングする導電性材料は、上述した導電助剤のうち金属のもので構成することが好ましい。
導電助剤の形態は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等、いわゆるフィラー系導電助剤として実用化されている形態とされていてもよい。
被覆用樹脂としては、特開２０１７－０５４７０３号公報に記載されている、非水系二次電池活物質被覆用樹脂として記載されている材料を用いるようにしてもよい。
なお、被覆用樹脂と導電助剤の比率は特に限定されるものではないが、電池の内部抵抗等の観点から、重量比率で被覆用樹脂（樹脂固形分重量）：導電助剤が１：０．０１～１：５０であることが好ましく、１：０．２～１：３．０であることがより好ましい。
正極活物質は、被覆正極活物質に含まれる導電助剤以外にも更に導電助剤を含んでもよい。この更に含める導電助剤としては、上述した被覆正極活物質に含まれる導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。
正極活物質は、互いに当該正極活物質同士を結着する結着剤を含まない非結着体であることが好ましい。ここで、非結着体とは、正極活物質がいわゆるバインダとしての結着剤により位置を固定することなく、正極活物質同士及び正極活物質と集電体が不可逆的に固定されていない状態をいう。正極活物質が非結着体である場合には、正極活物質同士が不可逆的に固定されていないため、正極活物質同士の界面を機械的に破壊することなく分離することができ、正極活物質層に応力がかかった場合でも正極活物質が移動することで正極活物質層１４の破壊を防止することができる。非結着体である正極活物質、正極活物質と電解液とを含みかつ結着剤を含まない正極活物質層にする等の方法で得ることができる。
なお、本明細書において、結着剤とは、正極活物質同士及び正極活物質と集電体とを可逆的に固定することができない薬剤を意味し、デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、スチレン－ブタジエンゴム、ポリエチレン及びポリプロピレン等の公知の溶剤乾燥型のリチウムイオン電池用結着剤等が挙げられる。これらの結着剤は溶剤に溶解又は分散して用いられ、溶剤を揮発、留去することで表面が粘着性を示すことなく固体化するので正極活物質４２同士及び正極活物質と集電体とを可逆的に固定することができない。
正極活物質層１４は、上述した正極活物質以外に粘着性樹脂が含まれていてもよい。粘着性樹脂としては、例えば、特開２０１７－０５４７０３号公報に記載された非水系二次電池活物質被覆用樹脂に少量の有機溶剤を混合してそのガラス転移温度を室温以下に調整したもの、及び、特開平１０－２５５８０５公報に粘着剤として記載されたもの等を好適に用いることができる。
なお、粘着性樹脂は、溶媒成分を揮発させて乾燥させても固体化せずに粘着性を有する樹脂を意味する。ここでいう粘着性とは、水、溶剤、熱などを使用せずに僅かな圧力を加えることで接着する性質を意味する。一方、結着剤として用いられる溶液乾燥型の電極バインダは、溶媒成分を揮発させることで乾燥、固体化して活物質同士を強固に接着固定するものを意味する。従って、結着剤としての溶液乾燥型の電極バインダと粘着性樹脂とは互いに異なる材料である。
正極活物質層１４の厚みは、特に限定されるものではないが、電池性能の観点から、２５００μｍ～６００μｍであることが好ましく、３５０μｍ～５００μｍであることがより好ましい。
負極活物質層１２に含まれる負極活物質としては、公知のリチウムイオン電池用負極活物質が使用でき、炭素系材料［黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、樹脂焼成体（例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等）、コークス類（例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等）及び炭素繊維等］、珪素系材料［珪素、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、珪素－炭素複合体（炭素粒子の表面を珪素及び／又は炭化珪素で被覆したもの、珪素粒子又は酸化珪素粒子の表面を炭素及び／又は炭化珪素で被覆したもの並びに炭化珪素等）及び珪素合金（珪素－アルミニウム合金、珪素－リチウム合金、珪素－ニッケル合金、珪素－鉄合金、珪素－チタン合金、珪素－マンガン合金、珪素－銅合金及び珪素－スズ合金等）等］、導電性高分子（例えばポリアセチレン及びポリピロール等）、金属（スズ、アルミニウム、ジルコニウム及びチタン等）、金属酸化物（チタン酸化物及びリチウム・チタン酸化物等）及び金属合金（例えばリチウム－スズ合金、リチウム－アルミニウム合金及びリチウム－アルミニウム－マンガン合金等）等及びこれらと炭素系材料との混合物等が挙げられる。
また、負極活物質は、上述した被覆正極活物質と同様の導電助剤及び被覆用樹脂で被覆された被覆負極活物質で構成されていてもよい。導電助剤及び被覆用樹脂としては、上述した被覆正極活物質と同様の導電助剤及び被覆用樹脂を好適に用いることができる。
負極活物質層は、被覆負極活物質に含まれる導電助剤以外にも更に導電助剤を含んでもよい。この更に含める導電助剤としては、上述した被覆正極活物質に含まれる導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。
負極活物質層は、正極活物質層と同様に、互いに当該負極活物質同士を結着する結着剤を含まない非結着体であることが好ましい。また、正極活物質層と同様に、粘着性樹脂が含まれていてもよい。
負極活物質層１２の厚みは、特に限定されるものではないが、電池性能の観点から、３８０μｍ～７８０μｍであることが好ましく、４８０μｍ～６８０μｍであることがより好ましい。
負極活物質層１２及び正極活物質層１４にそれぞれ含まれる電解液は、公知のリチウムイオン電池の製造に用いられる、電解質及び非水溶媒を含有する公知の電解液を使用することができる。
電解液は、負極と正極との間を多数のリチウムイオンが高速で移動することができる、いわゆる高電気伝導率を確保することができ、電気化学的安定性（充電時の耐酸化性、放電時の耐還元性）や熱的安定性の観点から最適な材料が選択され、かつ電荷キャリアとなるリチウムイオンを含む物質が適用される。この電解液としては、例えば、ＬｉＮ（ＦＳＯ2）2、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｓＦ6及びＬｉＣｌＯ4等の無機酸のリチウム塩、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2及びＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3等の有機酸のリチウム塩等が挙げられる。これらのうち、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのはイミド系電解質［ＬｉＮ（ＦＳＯ2）2、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2及びＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2等］及びＬｉＰＦ6である。
非水溶媒としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等及びこれらの混合物を用いることができる。非水溶媒は、１種を単独で用いるようにしてもよいし、２種以上を併用するようにしてもよい。
非水溶媒のうち、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのは、ラクトン化合物、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル及びリン酸エステルであり、より好ましいのはラクトン化合物、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルであり、さらに好ましいのは環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルの混合液である。特に好ましいのはプロピレンカーボネート（ＰＣ）、またはエチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合液である。
電解液の電解質濃度は、１ｍｏｌ／Ｌ～５ｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、１．５ｍｏｌ／Ｌ～４ｍｏｌ／Ｌであることがより好ましく、２ｍｏｌ／Ｌ～３ｍｏｌ／Ｌであることが更に好ましい。
電解液の電解質濃度が１ｍｏｌ／Ｌ未満であると、電池の充分な入出力特性が得られないことがあり、５ｍｏｌ／Ｌを超えると、電解質が析出してしまうことがある。
なお、電解液の電解質濃度は、電池セルを構成する電解液を、溶媒などを用いずに抽出して、その濃度を測定することで確認することができる。
負極集電体１１及び正極集電体１５を構成する材料は、導電性高分子材料からなる樹脂集電体である。樹脂集電体を構成する導電性高分子材料としては、例えば、マトリックス樹脂に対して必要に応じて導電剤を添加したものを用いることができる。導電性高分子材料を構成する導電剤としては、上述した被覆正極活物質に含まれる導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。
導電性高分子材料を構成するマトリックス樹脂としては、ポリオレフィンが用いられる。電気的安定性の観点から、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）及びポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）を適用することが好ましく、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリメチルペンテン（ＰＭＰ）を適用することが更に好ましい。
マトリックス樹脂に導電剤を添加することにより樹脂集電体を構成する場合において、この導電剤は、導電性フィラーで構成されている。導電性フィラーは、金属［ニッケル、アルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）、銀、銅及びチタン等］、炭素系材料［グラファイト及びカーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等）等］、及びこれらの混合物等が挙げられるが、この中でも炭素系材料が好ましい。導電性フィラーが炭素系材料であれば、負極活物質、正極活物質に、負極集電体１１及び正極集電体１５に由来する金属が混入することを防止することができる。特に正極活物質においては、特性劣化の抑制につながる。
このような導電性フィラーは、１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。また、導電性フィラーは、上述した金属の合金又は金属酸化物を用いてもよい。また導電性フィラーとしては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに、上述した金属等で構成される導電性材料をめっき等でコーティングしたものでもよい。
導電性フィラーの平均粒子径は、特に限定されるものではないが、電池の電気特性の観点から、０．０１μｍ～１０μｍであることが好ましく、０．０２μｍ～５μｍであることがより好ましく、０．０３μｍ～１μｍであることが更に好ましい。
また、導電性フィラーの形状（形態）は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、カーボンナノチューブ等、いわゆるフィラー系導電性樹脂組成物として実用化されている形態であってもよい。
導電性フィラーは、その形状が繊維状である導電性繊維であってもよい。導電性繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。導電性フィラーは、これらの導電性繊維の中では炭素繊維が好ましく、またグラフェンを練りこんだポリプロピレン樹脂も好ましい。因みに、導電性フィラーが導電性繊維である場合、その平均繊維径は０．１～２０μｍであることが好ましい。
負極集電体１１及び正極集電体１５中の導電性フィラーの重量割合は、５重量％～９０重量％であることが好ましく、２０重量％～８０重量％であることがより好ましい。特に、導電性フィラーがカーボンの場合、導電性フィラーの重量割合は、２０重量％～３０重量％であることが好ましい。
樹脂集電体は、マトリックス樹脂及び導電性フィラーのほかに、その他の成分（分散剤、架橋促進剤、架橋剤、着色剤、紫外線吸収剤、可塑剤等）を含んでいてもよい。また、複数の樹脂集電体を積層して用いてもよく、樹脂集電体と金属箔とを積層して用いてもよい。
負極集電体１１及び正極集電体１５の厚さは特に限定されないが、５μｍ～１５０μｍであることが好ましい。複数の樹脂集電体を積層して負極集電体１１及び正極集電体１５として用いる場合には、積層後の全体の厚さが５μｍ～１５０μｍであることが好ましい。
負極集電体１１及び正極集電体１５は、例えば、マトリックス樹脂、導電性フィラー及び必要により用いるフィラー用分散剤を溶融混練して得られる導電性樹脂組成物を公知の方法でフィルム状に成形することにより得ることができる。このような導電性樹脂組成物をフィルム状に成形する方法としては、例えば、Ｔダイ法、インフレーション法及びカレンダー法等の公知のフィルム成形法が挙げられる。なお、負極集電体１１及び正極集電体１５は、フィルム成形以外の成形方法によっても得ることができる。
負極集電体１１及び正極集電体１５の形状は特に限定されず、上述した材料からなるシート体又は板状体、又は上述した材料で構成された微粒子からなる堆積層であってもよい。負極集電体１１及び正極集電体１５の厚さは、特に限定されないが、５０μｍ～５００μｍであることが好ましい。
セパレータ１３は、その要求される電気絶縁性、イオン伝導性の観点から、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン製や芳香族ポリアミド製の多孔性フィルム、多孔性ポリエチレンフィルムと多孔性ポリプロピレンとの積層フィルム、ポリエステル繊維及びアラミド繊維等の合成樹脂、又はガラス繊維、フッ素樹脂等からなる不織布、及びそれらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの等が適用される。なお、セパレータ１３を構成する材料は、上述した例に限定されるものではなく、公知のリチウムイオン二次電池用のセパレータの材料を適用するようにしてもよいことは勿論である。
負極側電流供給層１０及び正極側電流取出層１６は、負極集電体１１及び正極集電体１５と同様に、導電性高分子材料からなる樹脂集電体で構成されることが好ましい。樹脂集電体を構成する導電性高分子材料としては、例えば、導電性高分子や、マトリックス樹脂に対して必要に応じて導電性フィラーからなる導電剤を添加したものを用いるようにしてもよい。導電性フィラーとしては上述した樹脂集電体と同様のものを適用することができるが、導電性フィラーとゴム状高分子とを溶融混合することで得られる導電性エラストマーを適用することも可能である。このゴム状高分子としてはシリコーン、ウレタン、ネオプレン、ブチルゴム、エテン－プロペンゴム、アクリレートゴム、ブタジエンゴム、コロプレンゴム、ニトリルゴム、１－１プロペンゴム、フッ素系ゴム、スチレン－ブタジエン、天然ゴム及びそれらの組み合わせ等を適用可能である。
負極側電流供給層１０及び正極側電流取出層１６としては、例えば銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル及びこれらの合金等の金属材料、並びに、焼成炭素、導電性ガラス等で構成するようにしてもよい。
また、負極側電流供給層１０及び正極側電流取出層１６を構成する材料は、負極側電流供給層１０及び正極側電流取出層１６の何れか一方又は両方を、導電性高分子材料やカーボンファイバー等からなる不織布等のような弾性変形可能な弾性材で構成してもよい。負極側電流供給層１０や正極側電流取出層１６が弾性変形自在になることで、負極集電体１１や正極集電体１５、更には枠部材９との密着性を高めた状態で固定することが可能となる。なお、負極側電流供給層１０は、負極集電体１１と別体で構成される場合に限定されるものでは無く、互いに一体化されたものであってもよい。同様に正極側電流取出層１６は、正極集電体１５と別体で構成される場合に限定されるものでは無く、互いに一体化されたものであってもよい。
枠部材９を構成する材料としては、柔軟な樹脂材料であり、負極集電体１１及び正極集電体１５との接着性を有し、電解液４３に対して耐久性のある材料であれば特に限定されないが、高分子材料、特に熱硬化性樹脂が好ましい。枠部材９を構成する材料は、具体的には、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリフッ化ビニデン樹脂等が挙げられ、耐久性が高く取り扱いが容易であることからエポキシ系樹脂が好ましい。
上述した構成からなる単電池からなるリチウムイオン二次電池（電池セル）の製造方法としては、例えば、負極集電体１１、負極活物質層１２、セパレータ１３、正極活物質層１４、正極集電体１５の順に重ね合わせた後、電解液を注入し、負極活物質層１２、セパレータ１３及び正極活物質層１４の外周を枠部材９で封止し、更に負極側電流供給層１０及び正極側電流取出層１６を積層させることで得ることができる。負極活物質層１２及び正極活物質層１４の外周を枠部材９で封止する方法としては、負極活物質層１２及び正極活物質層１４を一方の枠部材９の上面及び下面に接合して封止し、他方の枠部材９においてセパレータ１３を挿入した状態で、一方の枠部材９と他方の枠部材９同士を接着して封止する方法で単電池からなるリチウムイオン二次電池を得ることができる。
なお、上述した形態からなる電池セル２０では、液体状の電解液の代わりに固体電解質を用いた、いわゆる全固体リチウムイオン電池で構成した電池セルに代替させるようにしてもよい。この電池セルでは、セパレータ１３の構成を省略し、負極２から正極３に至るまで固体電解質で満たされた状態となる。負極活物質層１２では、この固体電解質内に負極活物質が介在された状態となる。正極活物質層１４では、この固体電解質内に正極活物質が介在された状態となる。この電池セルを構成する各構成要素の詳細や材料については、電池セル２０を構成する各構成要素と同様であることから、これと同一の符号を付すことにより、以下での説明を省略する。
固体電解質としては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体のような公知の固体高分子電解質が挙げられる。固体電解質４６中には、イオン伝導性を確保するために支持塩（リチウム塩）が含まれる。支持塩としては、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2、またはこれらの混合物等が使用できる。但し、固体電解質を構成するＰＥＯ、ＰＰＯのようなポリアルキレンオキシド系高分子は、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2等のリチウム塩をよく溶解し得る特質を備え、両者間で架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度を発現させることができる。
上述した固体電解質を電解質として用いる電池セルによれば、電解質の流動性がないので、電解質の流出を防止するためのシール構造が不要となり、電池セルの構成を簡略化することが可能となる。これに加えて、電池セルによれば、電解質として固体を用いることで、漏液を防止することが可能となり、リチウムイオン二次電池特有の問題である液絡を防ぎ、信頼性をより向上させることが可能となる。
本発明者は、上記のように構成されるリチウムイオン二次電池（「第１電池」とする）においては、その完成品の第１外形（例えば、略矩形平板状）から当該第１外形とは異なる第２外形のリチウムイオン二次電池（「第２電池」とする）に変形可能であり、且つ第２電池の電池性能が維持される、即ち電圧、容量、使用時の温度上昇の程度等のリチウムイオン二次電池としての諸性能が十分に電池使用に耐え得る旨を見出した。ここで、「変形」とは、リチウムイオン二次電池の元の状態（第１電池）から形状を自在に変えた状態（第２電池）に変更することのみならず、リチウムイオン二次電池（第１電池）に穿孔して任意の形状・サイズの貫通孔を形成した電池（第２電池）に変更したり、リチウムイオン二次電池（第１電池）を切断して１つ又は複数の任意の形状・サイズのリチウムイオン二次電池（第２電池）を分離したりすることを意味する。
以下、リチウムイオン二次電池の上記で例示した「変形」の３態様について詳述する。なお、以下の３態様では、第１の実施形態で説明した単電池構造のリチウムイオン二次電池１を用いる場合を例示するが、本実施形態で説明した組電池３０を以下に示すリチウムイオン二次電池１と同様に「変形」させることも可能である。なお、リチウムイオン二次電池を表した以下の各図において、図示の便宜上、リチウムイオン二次電池の厚みを実際のものよりも厚く描画している。
［第１態様：形状変更］
本実施形態によるリチウムイオン二次電池は、その構成要素が全て柔軟性に優れた材質からなるものである。即ち当該電池は、集電体、セパレータ、枠部材、及び電流取出層が樹脂組成物等から構成され、活物質層が、活物質の有する表面の少なくとも一部を被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆してなる被覆活物質から構成されており、電池全体として高い柔軟性を有している。そのため、本実施形態によるリチウムイオン二次電池は、高い自由度をもって形状変更することができる。
図４は、リチウムイオン二次電池を形状変更した本実施形態の第１態様を示す模式図である。
リチウムイオン二次電池１は、自在に形状を変更することができる。リチウムイオン二次電池１の完成品は、その全体が柔軟な絶縁性の外装フィルム９で覆われていることが好ましい。外装フィルム９としては、外側にナイロンフィルム、中央部にアルミニウム箔、内側に変性ポリプロピレン等の接着層を有した３層ラミネートフィルムを用いてもよい。
第１態様のリチウムイオン二次電池１は、例えば図４（ａ）のようにいくつか（図示の例では３つ）に織り込んだり、図４（ｂ）のように丸めたりすることが可能である。リチウムイオン二次電池１は、例えば図４（ａ），（ｂ）のように変形しても、変形前と比べてその電池性能は変わることはなく、例えば電圧や容量等が同一に保たれることが確認された。
このように、第１態様によるリチウムイオン二次電池においては、電圧等の電池性能を変化させることなく自在にその形状を変更することができる。これにより、リチウムイオン二次電池の利用者は、電池の設置状況（収納場所や収納スペース等）に応じてリチウムイオン二次電池を自由に形状変更して所望の使用をすることができる。
［第２態様：穿孔］
本実施形態によるリチウムイオン二次電池は、その構成要素が全て柔軟性に優れた材料からなるものである。本実施形態によるリチウムイオン二次電池は、集電体、セパレータ、枠部材、及び電流取出層が樹脂組成物等から構成され、活物質層が活物質の有する表面の少なくとも一部を被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆してなる被覆活物質から構成されており、電池全体として軟質である。そのため、比較的容易に穿孔して所期の形状・サイズの貫通孔を形成することができる。
図５は、リチウムイオン二次電池に穿孔した第１の実施形態の第２態様を示す模式図である。
リチウムイオン二次電池１は、例えば図５のように穿孔して貫通孔１ａを形成しても、全体的に一体として電気的に導通していれば、１つの電池として機能する。リチウムイオン二次電池１は、穿孔前と比べて電池性能が変わることはなく、電圧や容量もほぼ同一に保たれることが確認された。貫通孔１ａの側面には、負極側電流供給層１０、負極２、セパレータ１３、正極３、及び正極側電流取出層１６の一部が露出するところ、電池性能を劣化させることはなく、温度上昇もなく発火等の危険はない。この露出側面から負極活物質層１２及び正極活物質層１４の活物質が若干脱落することも想定されるが、機能低下の懸念や発火等の危険はない。
ここで、図６に示すように、穿孔されて貫通孔１ａが形成されたリチウムイオン二次電池１において、負極側電流供給層１０、負極２、セパレータ１３、正極３、及び正極側電流取出層１６の一部が露出する貫通孔１ａの側面を、電池利用者が絶縁性及び防水性の保護部材２３で覆うようにしてもよい。保護部材２３としては、例えば電池の貫通孔の側面部分を陥合させて封止するものや、絶縁性の接着テープ等が考えられる。貫通孔１ａの露出面を保護部材２３で覆うことにより、確実に電池の絶縁性及び防水性を確保することができる。
このように、第２態様によるリチウムイオン二次電池においては、リチウムイオン二次電池としての所期の電池性能を維持した状態で自在に（ただし、全体的に一体として電気的に導通が確保される限度で）穿孔して貫通孔を形成することができる。これにより、リチウムイオン二次電池の利用者は、電池の使用状況（リチウムイオン二次電池１を貫通孔１ａで収納場所の所定箇所に引掛けて垂下させたい等）に応じてリチウムイオン二次電池に自由に貫通孔１ａを形成して所期の使用をすることができる。
［第３態様：切断分離］
本実施形態によるリチウムイオン二次電池は、その構成要素が全て柔軟性に優れた材料からなるものである。本実施形態によるリチウムイオン二次電池は、集電体、セパレータ、枠部材、及び電流取出層が樹脂組成物等から構成され、活物質層が活物質の有する表面の少なくとも一部を被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆してなる被覆活物質から構成されており、電池全体として軟質である。そのため、比較的容易に切断し、いくつかの所期の形状・サイズに分割することができる。
（実施例１）
図７は、リチウムイオン二次電池を切断分離した第３態様における実施例１の様子を示す模式図である。
実施例１のリチウムイオン二次電池１においては、いくつかの分割リチウムイオン二次電池に切断分離しても、各分割リチウムイオン二次電池はリチウムイオン二次電池としての性能・機能が維持され、十分に使用可能である。図７のようにいくつか（図示の例では３つ）に切断分離しても、各分割リチウムイオン二次電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃがそれぞれ体的に一体として電気的に導通していれば、それぞれ１つの電池として機能する。
分割リチウムイオン二次電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、例えばそれぞれが図示のように相異なる様々な面積であっても、リチウムイオン二次電池としての所期の電池性能が維持される。特に、同一面積であれば、形状が異なる分割リチウムイオン二次電池でも（ただし、それぞれ１つの電池として全体として電気的に導通していることを要する）、同じ電池性能（容量、電圧等）を示すことが確認された。この場合、分割リチウムイオン二次電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃの切断面には、負極側電流供給層１０、負極２、セパレータ１３、正極３、及び正極側電流取出層１６の一部が露出するところ、電池性能を劣化させることはなく、温度上昇もなく発火等の危険はない。この露出切断面から負極活物質層１２及び正極活物質層１４の活物質が若干脱落することも想定されるが、機能低下の懸念や発火等の危険はない。
ここで、図８に示すように、リチウムイオン二次電池１から切断分離された分割リチウムイオン二次電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいて、負極側電流供給層１０、負極２、セパレータ１３、正極３、及び正極側電流取出層１６の一部が露出する側面部分（ここでは、切断面が露出する２側面）を、電池利用者が絶縁性及び防水性の保護部材２４で覆うようにしてもよい。保護部材２４としては、例えば絶縁材料からなる枠状部材であり、電池の側面部分を陥合させて封止するものや、絶縁性の接着テープ等が考えられる。切断面を保護部材２４で覆って封止することにより、分割リチウムイオン二次電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃの絶縁性及び防水性を確実に確保することができる。
このように、第３態様の実施例１によるリチウムイオン二次電池においては、自在に切断分離してもリチウムイオン二次電池としての所期の電池性能を維持した状態で所望の形状・サイズのリチウムイオン二次電池に分割することができる。これにより、リチウムイオン二次電池の利用者は、電池の設置状況（収納場所や収納スペース等）に応じてリチウムイオン二次電池を自在に分割して所期の使用をすることができる。
（実施例２）
第３態様の実施例２によるリチウムイオン二次電池としては、いくつかの切断予定箇所が適宜設けられており、当該切断予定箇所で切断されて複数の分割リチウムイオン二次電池にそれぞれ分離可能とされているものが挙げられる。このリチウムイオン二次電池の具体例を図９に示す。ここで、（ａ）がリチウムイオン二次電池の平面図、（ｂ）が切断分離された各分割リチウムイオン二次電池を示す平面図である。リチウムイオン二次電池１Ｄは、切断予定箇所が複数設けられており（図示の例では２箇所：切断予定箇所２１，２２）、切断予定箇所２１，２２で切断されて３つの分割リチウムイオン二次電池１Ｄａ，１Ｄｂ，１Ｄｃにそれぞれ分離可能とされている。
リチウムイオン二次電池１Ｄにおいては、枠部材９が枠状部分９ａに加えて分割部分９ｂ１，９ｂ２を有しており、枠状部分９ａと分割部分９ｂ１，９ｂ２とが一体形成されている。負極側電流供給層１０及び正極側電流取出層１６は、第１の実施形態のリチウムイオン二次電池１と同様にそれぞれ電池の全面に亘るサイズとされており、３つの電池部分を電気的に接続している。負極側電流供給層１０の表面（及び／又は正極側電流取出層１６の表面）には、下層に分割部分９ｂ１，９ｂ２が存する箇所に切断予定箇所２１，２２が表示されている。電池の利用者は、リチウムイオン二次電池１Ｄを分割して使用したい場合には、切断予定箇所２１及び又は切断予定箇所２２に沿って切断して分離することにより、分割リチウムイオン二次電池１Ｄａ，１Ｄｂ，１Ｄｃのうちの１つ乃至３つを適宜得ることができる。実施例２では、リチウムイオン二次電池１Ｄの分割時において、負極活物質層１２及び正極活物質層１４等の存しない切断予定箇所２１，２２で切断分離されるため、分割リチウムイオン二次電池１Ｄａ，１Ｄｂ，１Ｄｃにおける負極活物質層１２及び正極活物質層１４等は依然として枠部材９（枠状部分９ａの一部及び分割部分９ｂ１，９ｂ２の一部）で囲まれて側面部分が封止されている。
このように、第３態様の実施例２によるリチウムイオン二次電池においては、明示された切断予定箇所に沿ってリチウムイオン二次電池を切断分離して、リチウムイオン二次電池としての所期の電池性能を維持した状態の分割リチウムイオン二次電池を得ることができる。電池の利用者は、負極活物質層１２及び正極活物質層１４の活物質の脱落を懸念することなく、分割リチウムイオン二次電池１Ｄａ，１Ｄｂ，１Ｄｃを適宜活用することが可能となる。
（実施例３）
第３態様の実施例３によるリチウムイオン二次電池としては、切断分離された複数の分割リチウムイオン二次電池を積層して用いるものが挙げられる。このリチウムイオン二次電池の具体例を図１０に示す。ここで、（ａ）が３つの分割リチウムイオン二次電池に切断分離された状態を示す平面図、（ｂ）が３つの分割リチウムイオン二次電池が積層された状態を示す側面図である。電池の利用者は、リチウムイオン二次電池１を例えばそれぞれ同じサイズに切断分離して、複数（図示の例では３つ）の分割リチウムイオン二次電池１Ｅａ，１Ｅｂ，１Ｅｃに分割する。分割リチウムイオン二次電池１Ｅａ，１Ｅｂ，１Ｅｃを順次積層し、適宜固定することにより、積層リチウムイオン二次電池１Ｅとなる。積層リチウムイオン二次電池１Ｅでは、下側の分割リチウムイオン二次電池の正極集電体１５と上側の分割リチウムイオン二次電池の負極集電体１１とが面接触して電気的に接続されて全体として直列接続されている。積層リチウムイオン二次電池１Ｅは、分割リチウムイオン二次電池１Ｅａ，１Ｅｂ，１Ｅｃを積層することにより、分割リチウムイオン二次電池１の電圧よりも高い電圧（分割リチウムイオン二次電池１の電圧の例えば２～３倍程度の電圧）に維持されることが確認された。
この場合、分割リチウムイオン二次電池１Ｅａ，１Ｅｂ，１Ｅｃの各切断面には、負極側電流供給層１０、負極２、セパレータ１３、正極３、及び正極側電流取出層１６の一部が露出するところ、電池機能を劣化させることはなく、温度上昇もなく発火等の危険はない。この露出切断面から負極活物質層１２及び正極活物質層１４の活物質が若干脱落することも想定されるが、機能低下の懸念や発火等の危険はない。
ここで、図１１に示すように、積層リチウムイオン二次電池１Ｅにおいて、負極側電流供給層１０、負極２、セパレータ１３、正極３、及び正極側電流取出層１６の一部が露出する切断面（積層された分割リチウムイオン二次電池１Ｅａ，１Ｅｂ，１Ｅｃの切断面（側面部分））を、電池利用者が絶縁性及び防水性の保護部材２５で覆うようにしてもよい。保護部材２５としては、例えば絶縁材料からなる枠状部材であり、積層リチウムイオン二次電池１Ｅの側面部分（ここでは、切断面が露出する２側面）を陥合させて封止するものや、絶縁性の接着テープ等が考えられる。切断面を保護部材２５で覆って封止することにより、積層リチウムイオン二次電池１Ｅの絶縁性及び防水性を確実に確保することができる。
このように、第３態様の実施例３によるリチウムイオン二次電池においては、リチウムイオン二次電池をリチウムイオン二次電池としての所期の電池性能を維持した状態で複数に切断分離し、これらを順次積層することにより、所期の高出力の積層分割リチウムイオン二次電池を得ることができる。これにより、リチウムイオン二次電池の利用者は、電池の設置状況（収納場所や収納スペース等）や、電池に所望する高容量、高出力に応じてリチウムイオン二次電池を自由に分割及び積層し、所期の使用をすることができる。
＜第２の実施形態＞
近時では、高容量で小型軽量な、例えば車載用の電池として、リチウムイオン電池が注目されている。一般的なリチウムイオン電池は、例えば特許第６０７０８２２号公報のように、正極集電体、正極活物質層、セパレータ、負極集電体、及び負極活物質層が積層された単電池を複数重ねて組電池とされた状態で、電池外装材により封止されて構成されている。
その一方で、資源リサイクルの観点から、電池材料のリサイクルについても広く検討が行われている。しかし、上記したような一般的なリチウムイオン電池では、活物質同士、又は、活物質と電極（或いは集電体）とがバインダによって結着されているため、電極活物質までリサイクルすることが困難であった。このような問題を解決することを意図して、例えば特開２０１７－７９２１１号公報のように、活物質層の再利用を行う技術が提案されている。
しかしながら、特開２０１７－７９２１１号公報のように活物質層の再利用を行うことは可能であるものの、リチウムイオン電池をリサイクルする工程において単電池を構成する各要素に分解することは容易ではないことに加え、例えばリサイクルによりサイズの異なるリチウムイオン電池を製造することを所望する場合には、単電池の各要素を当該サイズに合わせて新たに形成することが必要であり、多大な手間や製造コストを要するという問題がある。
本実施形態では、リサイクルによって、回収されたリチウムイオン電池よりも小型の新たなリチウムイオン電池を容易且つ省コストで得ることができるリチウムイオン電池の製造方法を提供することを目的とする。
上述したように、第１の実施形態によるリチウムイオン二次電池は、自在に切断して分割すること等が可能であり、分割されたリチウムイオン二次電池は、リチウムイオン二次電池としての所期の電池性能が維持される。第２の実施形態では、第１の実施形態によるリチウムイオン二次電池の当該性質を利用して、リチウムイオン二次電池の再生産（リサイクル）に係る製造方法を開示する。
（実施例１）
実施例１では、第１の実施形態の実施例１に係るリチウムイオン二次電池について、当該電池の再生産（リサイクル）に係る製造方法を開示する。図１２は、本実施形態の実施例１によるリチウムイオン二次電池の製造方法に用いられる製造装置の最小構成を示す模式図である。図１３は、本実施形態の実施例１によるリチウムイオン二次電池の製造方法を工程順に示すフロー図である。
回収された第１の実施形態の実施例１に係るリチウムイオン二次電池は、リサイクル処理に供される。リサイクル処理の対象となるリチウムイオン二次電池としては、例えば、タブレット端末のような比較的大面積の画面を有する情報端末機器等に用いられる大面積のリチウムイオン二次電池が主なものとして挙げられる。
リサイクル処理に係る製造装置は、回収されたリチウムイオン二次電池１が載置される載置台１１０、載置台１１０の駆動部１２０、リチウムイオン二次電池１を切断して分割する切断部１３０、切断分離された分割リチウムイオン二次電池１Ｆの切断面を補強処理する補強部１４０、及び駆動部１２０、切断部１３０、補強部１４０をそれぞれ駆動制御する制御部１５０を備えている。制御部１５０による各種制御機能は、例えば所期のコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）により実現される。
載置台１１０は、リチウムイオン二次電池１が載置され、駆動部１２０により図中矢印Ａ方向に所期の速度で移動し、リチウムイオン二次電池１を運搬する。
切断部１３０は、リチウムイオン二次電池１を切断分割して複数の分割リチウムイオン二次電池１Ｆを切り出す。切断部１３０としては、特に限定されないが、例えば回転式切断刃、ギロチン刃、又はレーザ等の切断機構を有している。リチウムイオン二次電池１は、ハサミやカッター等の簡易な道具によっても、容易に切断することができるものである。切断部１３０は、同一の分割リチウムイオン二次電池１Ｆのみならず、１つのリチウムイオン二次電池１から必要に応じて様々な形状・サイズの分割リチウムイオン二次電池を切り出すことができる。
補強部１４０は、分割リチウムイオン二次電池１Ｆの切断面（側面部分）を、例えば図８で示した絶縁性及び防水性の保護部材２４で覆って封止する。分割リチウムイオン二次電池１Ｆの切断面には、負極側電流供給層１０、負極２、セパレータ１３、正極３、及び正極側電流取出層１６の一部が露出するところ、当該切断面を保護部材１８で覆って封止することにより、分割リチウムイオン二次電池１Ｆの絶縁性及び防水性を確実に確保することができる。
実施例１のリチウムイオン二次電池のリサイクルに係る製造方法では、先ず、リチウムイオン二次電池１を搭載した本体からリチウムイオン二次電池１が回収される（ステップＳ１）。このリチウムイオン二次電池１は、比較的大面積の第１の実施形態の実施例１に係るリチウムイオン二次電池である。
続いて、回収されたリチウムイオン二次電池１は、載置台１１０上に載置される（ステップＳ２）。載置台１１０上に載置されたリチウムイオン二次電池１は、駆動部１２０により載置台１１０が駆動されて、切断部１３０に向かって運搬される。
続いて、切断部１３０は、リチウムイオン二次電池１を切断分割し、所期の形状・サイズ、ここでは例えば同一サイズ・同一形状の複数の分割リチウムイオン二次電池１Ｆを切り出す（ステップＳ３）。リチウムイオン二次電池１から切り出された各分割リチウムイオン二次電池１Ｆは、載置台１１０上で補強部１４０に向かって運搬される。
続いて、補強部１４０は、各分割リチウムイオン二次電池１Ｆの切断面を絶縁性及び防水性の保護部材２４で覆って封止する（ステップＳ４）。リチウムイオン二次電池１から切り出された分割リチウムイオン二次電池１Ｆの切断面（側面部分）には、負極側電流供給層、負極２、セパレータ、正極、及び正極側電流取出層の一部が露出している。ステップＳ４では、分割リチウムイオン二次電池１Ｆの当該切断面を保護部材２４で覆って封止することにより、負極及び正極の各活物質層の活物質の切断面からの脱落が確実に抑止され、電池の絶縁性及び防水性が保たれる。
本実施形態の実施例１では、自在に切断して分割が可能であり、分割しても所期の電池性能が維持される第１の実施形態に係るリチウムイオン二次電池について、当該リチウムイオン二次電池を回収し、所期の形状・サイズに切断分割して小型の新たなリチウムイオン電池を得ることができる。このように実施例１によれば、リサイクルによって、回収されたリチウムイオン電池を個々の部品に解体することなく分割して利用し、極めて容易に所期の小サイズの新たなリチウムイオン電池を生産することが可能となる。
（実施例２）
実施例２では、第１の実施形態の実施例２に係るリチウムイオン二次電池について、当該電池の再生産（リサイクル）に係る製造方法を開示する。実施例２では、例えば実施例１の図１２に示した製造装置を用いて、図１４に示す製造フローに従ってリチウムイオン二次電池を再生産する。ただし実施例２では、図１２の製造装置において、補強部１４０は使用を要しない。リサイクル処理の対象となるリチウムイオン二次電池としては、例えば、タブレット端末のような比較的大面積の画面を有する情報端末機器等に用いられる大面積のリチウムイオン二次電池が主なものとして挙げられる。
実施例２における製造方法では、先ず、リチウムイオン二次電池が回収される（ステップＳ１）。このリチウムイオン二次電池は、比較的大面積の第１の実施形態の実施例２に係るリチウムイオン二次電池である。例えば図９で示したように、回収されたリチウムイオン二次電池１Ｄでは、枠部材９が枠状部分９ａに加えて例えば分割部分９ｂ１，９ｂ２を有しており、枠状部分９ａと分割部分９ｂ１，９ｂ２とが一体形成されており、下層に分割部分９ｂ１，９ｂ２が存する箇所に切断予定箇所２１，２２が表示されている。
続いて、回収されたリチウムイオン二次電池は、載置台１１０上に載置される（ステップＳ２）。載置台１１０上に載置されたリチウムイオン二次電池は、駆動部１２０により載置台１１０が駆動されて、切断部１３０に向かって運搬される。
続いて、切断部１３０は、リチウムイオン二次電池を枠部材９の分割部分に沿って切断分割し、所期の形状・サイズに複数の分割リチウムイオン二次電池を切り出す（ステップＳ３）。各分割リチウムイオン二次電池では、負極活物質層１２及び正極活物質層１４等の存しない切断予定箇所で切断分離されるため、負極活物質層１２及び正極活物質層１４等は分割後も依然として枠部材９（枠状部分の一部及び分割部分の一部）で囲まれて側面部分が封止されている。実施例２では、リチウムイオン二次電池を分割しても、特に切断部に手当てをすることを要さず、各分割リチウムイオン二次電池の各活物質層の活物質の脱落が確実に抑止され、電池の絶縁性及び防水性が保たれる。
このように実施例２によれば、リサイクルによって、回収されたリチウムイオン電池を個々の部品に解体することなく分割して利用し、極めて容易に所期の小サイズで優れた絶縁性及び防水性が保持された新たなリチウムイオン電池を生産することが可能となる。
（実施例３）
実施例３では、第１の実施形態の実施例３に係るリチウムイオン二次電池について、当該電池の再生産（リサイクル）に係る製造方法を開示する。図１５は、本実施形態の実施例３によるリチウムイオン二次電池の製造方法に用いられる製造装置の最小構成を示す模式図である。図１６は、本実施形態の実施例３によるリチウムイオン二次電池の製造方法を工程順に示すフロー図である。
回収された第１の実施形態の実施例３に係るリチウムイオン二次電池は、リサイクル処理に供される。リサイクル処理の対象となるリチウムイオン二次電池としては、例えば、タブレット端末のような比較的大面積の画面を有する情報端末機器等に用いられる大面積のリチウムイオン二次電池が主なものとして挙げられる。
リサイクル処理に係る製造装置は、第１の実施形態の実施例１で説明した載置台１１０、駆動部１２０、切断部１３０、補強部１４０、及び制御部１５０に加え、切断分離された複数の分割リチウムイオン二次電池１Ｅａ，１Ｅｂ，１Ｅｃを順次積層する積層部１６０を備えている。制御部１５０は、駆動部１２０、切断部１３０、補強部１４０、及び積層部１６０をそれぞれ駆動制御する。
実施例３における製造方法では、先ず、リチウムイオン二次電池が回収される（ステップＳ１）。このリチウムイオン二次電池１は、比較的大面積の第１の実施形態の実施例３に係るリチウムイオン二次電池である。
続いて、回収されたリチウムイオン二次電池１は、載置台１１０上に載置される（ステップＳ２）。載置台１１０上に載置されたリチウムイオン二次電池１は、駆動部１２０により載置台１１０が駆動されて、切断部１３０に向かって運搬される。
続いて、切断部１３０は、リチウムイオン二次電池１を切断分離し、所期の形状・サイズ、ここでは例えば同一サイズ・同一形状の複数（図示の例では３つ）の分割リチウムイオン二次電池１Ｅａ，１Ｅｂ，１Ｅｃを切り出す（ステップＳ３）。リチウムイオン二次電池１から切り出された分割リチウムイオン二次電池１Ｅａ，１Ｅｂ，１Ｅｃは、載置台１１０上で積層部１６０に向かって運搬される。
続いて、積層部１６０は、切断分離された分割リチウムイオン二次電池１Ｅａ，１Ｅｂ，１Ｅｃを順次積層する（ステップＳ１１）。このとき、積層された分割リチウムイオン二次電池１Ｅａ，１Ｅｂ，１Ｅｃでは、下側の分割リチウムイオン二次電池の正極集電体１５と上側の分割リチウムイオン二次電池の負極集電体１１とが面接触して電気的に接続されて全体として直列接続され、積層リチウムイオン二次電池１Ｅとされる。積層リチウムイオン二次電池１Ｅは、載置台１１０上で補強部１４０に向かって運搬される。
続いて、補強部１４０は、積層リチウムイオン二次電池１Ｅの切断面（積層された分割リチウムイオン二次電池１Ｅａ，１Ｅｂ，１Ｅｃの側面が一体化された側面部分）を絶縁性及び防水性の保護部材２５で覆って封止する（ステップＳ４）。積層リチウムイオン二次電池１Ｅの切断面には、負極側電流供給層、負極２、セパレータ、正極、及び正極側電流取出層の一部が露出している。ステップＳ４では、積層リチウムイオン二次電池１Ｅの当該切断面を保護部材２５で覆って封止することにより、負極及び正極の各活物質層の活物質の切断面からの脱落が確実に抑止され、電池の絶縁性及び防水性が保たれる。
このように実施例３によれば、リサイクルによって、回収されたリチウムイオン電池を個々の部品に解体することなく利用して分割し、極めて容易に所期の小サイズで優れた絶縁性及び防水性が保持された高出力の新たなリチウムイオン電池を生産することが可能となる。
本実施形態において、図１２及び図１５の制御部１５０としては、例えば、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＨＤＤ等の記憶媒体と、表示部と、操作部とを有するコンピュータが適用される。当然ながら、制御部１５０はこの形態に限定されず、ＰＤＡ、タブレットＰＣ、携帯電話等の情報端末等でも良い。制御部１５０の表示部としては、例えば、液晶表示装置等の各種表示デバイスが適用される。制御部１５０の操作部としては、キーボードやタッチパネル等の各種入力装置が適用される。ＲＯＭ又は記憶媒体には、電池製造装置を制御するためのコンピュータプログラムが格納される。このコンピュータプログラムは、例えば、図１２及び図１５の駆動部１２０、切断部１３０、補強部１４０、及び積層部１６０等の諸機能を実現するためのプログラム、即ち、例えば図１３（ステップＳ２～Ｓ４）、図１４（ステップＳ２～Ｓ３）、図１６（ステップＳ２～Ｓ４，Ｓ１１）に示すフローチャートに対応したプログラムである。そして、制御部１５０のＣＰＵは、ＲＯＭ又は記憶媒体からコンピュータプログラムを読み出し、ＲＡＭを作業領域として用いて実行する。これにより、制御部１５０は、電池製造装置の各部を制御する。
＜第３の実施形態＞
近時では、例えば車載用の電池として、リチウムイオン電池が注目されている。一般的なリチウムイオン電池は、例えば特許第６０７０８２２号公報のように、正極集電体、正極活物質層、セパレータ、負極集電体、及び負極活物質層が積層された単電池を複数重ねて組電池とされた状態で、電池外装材により封止されて構成されている。
リチウムイオン電池は、小型軽量で高容量の電池であって、高い汎用性が期待されている。そのため、例えば車載用途として自動車における限られたスペースに適宜収納したり、特殊な形状の電子機器や各種建築物、胴体パネル等に使用したりする場合等、様々な用途に合わせた電池サイズ・電池形状のバリエーションの要求が想定される。しかしながら、現在のところ、このような要求に応える技術的・商業的検討は何等されていない現況になる。
リチウムイオン電池は、単電池構造であっても正極集電体、正極活物質層、セパレータ、負極集電体、及び負極活物質層を最小構成要素として順次作製して積層することで製造されるものであり、電池製造に要する手間や時間、製造コストを考慮すれば、電池利用者による種々のバリエーションの要求に都度応じたリチウムイオン電池を製造して提供することは現実的であるとはいえない。
本実施形態では、電池利用者による電池サイズ・電池形状等の要求に応じたリチウムイオン電池を容易且つ迅速に省製造コストで提供することを可能とするリチウムイオン電池の提供方法を実現することを目的とする。
上述したように、第１の実施形態によるリチウムイオン二次電池は、自在に切断して分割すること等が可能であり、分割されたリチウムイオン二次電池は、リチウムイオン二次電池としての所期の電池性能が維持される。第３の実施形態では、第１の実施形態によるリチウムイオン二次電池の当該性質を利用して、電池利用者の様々なニーズに応じたリチウムイオン二次電池を提供する、リチウムイオン二次電池の提供システムを開示する。
図１７は、本実施形態によるリチウムイオン二次電池の提供システムの概略構成を示す模式図である。図１８は、本実施形態によるリチウムイオン二次電池の提供システムの構成要素であるリチウムイオン二次電池の製造装置の概略構成を示す模式図である。図１９は、本実施形態によるリチウムイオン二次電池の提供システムを用いた電池供給方法を工程順に示すフロー図である。
リチウムイオン二次電池の提供システムは、顧客（電池利用者、電池販売者等）からの要求を受ける受注者用端末２０１、及び当該要求に応じたリチウムイオン二次電池を製造する電池製造装置２０２を備えている。
受注者用端末２０１は、インターネット等の電気通信回線を通じてユーザ用端末２００と接続される。ユーザ用端末２００では、顧客の操作により、例えば表示画面を用いて、顧客が所望するリチウムイオン二次電池の注文、例えば電池サイズ、電池形状（矩形、円形、多角形、所定形状・所定径の貫通孔等）、積層電池の積層数、電池電圧や電池容量等の電池性能などの諸条件の情報が例えば文字、数値や画像選択等で入力される。
受注者用端末２０１は、ユーザ用端末２００で入力された顧客が所望するリチウムイオン二次電池の諸条件の情報を受信し、受信した諸条件に基づいたリチウムイオン二次電池の製造を電池製造装置２０２に指示する。
本実施形態では、第１の実施形態に係るリチウムイオン二次電池であって、顧客の要求する形状・サイズを包含する面積を有する、通常使用に供されるものよりも大面積のリチウムイオン二次電池（以下、大面積電池３００とする）が予め用意されている。電池製造装置２０２は、用意された大面積電池３００が載置される載置台３１０、載置台３１０の駆動部３２０、大面積電池３００に切断等の加工を施す加工部３３０、複数の加工された電池（以下、被加工リチウムイオン二次電池３００Ａとする）を順次積層する積層部３４０、大面積電池３００の被加工面を補強処理する補強部３５０、及び駆動部３２０、加工部３３０、積層部３４０、補強部３５０をそれぞれ駆動制御する制御部３６０を備えている。制御部３６０による各種制御機能は、例えば所期のコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）により実現される。
載置台３１０は、用意された大面積電池３００が載置され、駆動部３２０により図中矢印Ａ方向に所期の速度で移動し、大面積電池３００を運搬する。
加工部３３０は、顧客の注文（電池サイズ、電池形状、電池電圧、穿孔の有無等）に基づいて、大面積電池３００を加工、具体的には大面積電池３００を要求される形状・サイズに切断分割したり、分割された分割電池に穿孔して所定径・所定形状の貫通孔を形成したりして、被加工リチウムイオン二次電池３００Ａを形成する。加工部３３０としては、特に限定されないが、例えば回転式切断刃、ギロチン刃、又はレーザ、穿孔ドリル等の加工機構を有している。大面積電池３００は、ハサミやカッター、クギ等の簡易な道具によっても、容易に切断・穿孔することができるものである。
積層部３４０は、顧客の要求に基づいて積層リチウムイオン二次電池を形成するときに用いられる。この場合、積層部３４０は、加工部３３０で同一サイズ及び同一形状に形成された複数の被加工リチウムイオン二次電池３００Ａを順次積層して、積層リチウムイオン二次電池３００Ｂを形成する。
補強部３５０は、被加工リチウムイオン二次電池３００Ａや積層リチウムイオン二次電池３００Ｂの被加工面（切断面や貫通孔の側面部分等）を、例えば絶縁性及び防水性の保護部材で覆って封止する。例えば、貫通孔の側面部分が図６の保護部材２３で、分割リチウムイオン二次電池の切断面（側面部分）が図８の保護部材２４で、積層リチウムイオン二次電池の切断面（側面部分）が図１１の保護部材２５で、それぞれ覆われ、絶縁性及び防水性が確実に確保される。
本実施形態では、上記のように構成されたリチウムイオン二次電池の提供システムを用いて、以下のようにリチウムイオン二次電池を顧客に供給する。図１９は、本実施形態によるリチウムイオン二次電池の提供システムを用いた電池供給方法を工程順に示すフロー図である。
予め、大面積電池３００を用意する（ステップＳ２１）。
先ず、インターネット等の電気通信回線を通じてユーザ用端末２００と接続されたユーザ用端末２００は、顧客が所望するリチウムイオン二次電池の注文、例えば電池サイズ、電池形状（矩形、円形、多角形、所定形状・所定径の貫通孔等）、積層電池の積層数、電池電圧や電池容量等の電池性能などの諸条件の情報を受信する（ステップＳ２２）。
続いて、受注者用端末２０１は、ユーザ用端末２００から受信したリチウムイオン二次電池の諸条件の情報に基づいて、電池製造装置２０２にリチウムイオン二次電池の製造を指示する（ステップＳ２３）。
電池製造装置２０２は、制御部３６０が受注者用端末２０１からの電池製造の指示を受け、制御部３６０による各種駆動制御により、以下のようにリチウムイオン二次電池を製造する（ステップＳ２４）。図２０は、電池製造装置によるリチウムイオン二次電池の製造方法を工程順に示すフロー図である。
ステップＳ２４では、先ず大面積電池３００は、載置台３１０上に載置される（ステップＳ３１）。載置台３１０上に載置された大面積電池３００は、駆動部３２０により載置台３１０が駆動されて、加工部３３０に向かって運搬される。
続いて、加工部３３０は、顧客の要求に基づいて、大面積電池３００を要求される形状・サイズに切断分割したり、分割された分割電池に穿孔して所定径・所定形状の貫通孔を形成したりして、大面積電池３００とは異なる外形の被加工リチウムイオン二次電池３００Ａを形成する（ステップＳ３２）。大面積電池３００から形成された各被加工リチウムイオン二次電池３００Ａは、載置台３１０上で顧客の要求（電池積層の実行の有無）に基づいて、積層部３４０又は補強部３５０に向かって運搬される。
電池積層を行う場合には、積層部３４０は、顧客の要求に基づいて、加工部３３０で同一サイズ及び同一形状に形成された複数の被加工リチウムイオン二次電池３００Ａを順次積層して、積層リチウムイオン二次電池３００Ｂを形成する（ステップＳ３３）。形成された積層リチウムイオン二次電池３００Ｂは、載置台３１０上で補強部３５０に向かって運搬される。
続いて、補強部３５０は、被加工リチウムイオン二次電池３００Ａ、又はステップＳ３３を経た場合には積層リチウムイオン二次電池３００Ｂの被加工面（切断面や貫通孔の側面部分等）を、例えば絶縁性及び防水性の保護部材で覆って封止する（ステップＳ３４）。例えば、貫通孔の側面部分や分割リチウムイオン二次電池３００Ａの切断面（側面部分）、積層リチウムイオン二次電池３００Ｂの切断面（側面部分）が保護部材でそれぞれ覆われ、絶縁性及び防水性が確実に確保される。
しかる後、必要に応じて、作製された被加工リチウムイオン二次電池３００Ａや積層リチウムイオン二次電池３００Ｂを所定の外装フィルムで覆う等の後処理を行った後、被加工リチウムイオン二次電池３００Ａや積層リチウムイオン二次電池３００Ｂが顧客に提供される（ステップ２５）。
以上説明したように、本実施形態によれば、自在に切断して分割しても電池性能・電池機能が確保される第１の実施形態によるリチウムイオン二次電池である大面積電池３００を予め用意して、この大面積電池３００を電池サイズ・電池形状等の顧客の注文に応じて切断等の加工を施すことにより、顧客の要求に応じたリチウムイオン電池を容易且つ迅速に省製造コストで提供することを可能とするリチウムイオン電池の提供システムが実現する。
本実施形態において、図１８の制御部３６０としては、例えば、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＨＤＤ等の記憶媒体と、表示部と、操作部とを有するコンピュータが適用される。当然ながら、制御部３６０はこの形態に限定されず、ＰＤＡ、タブレットＰＣ、携帯電話等の情報端末等でも良い。制御部３６０の表示部としては、例えば、液晶表示装置等の各種表示デバイスが適用される。制御部３６０の操作部としては、キーボードやタッチパネル等の各種入力装置が適用される。ＲＯＭ又は記憶媒体には、リチウムイオン二次電池の提供システムを制御するためのコンピュータプログラムが格納される。このコンピュータプログラムは、例えば、図１８に示した電池製造装置の駆動部３２０、加工部３３０、積層部４４０、及び補強部３５０等の諸機能を実現するためのプログラム、即ち、例えば図２０（ステップＳ３１～Ｓ３４）に示すフローチャートに対応したプログラムである。そして、制御部３６０のＣＰＵは、ＲＯＭ又は記憶媒体からコンピュータプログラムを読み出し、ＲＡＭを作業領域として用いて実行する。これにより、制御部３６０は、リチウムイオン二次電池の提供システムの各部を制御する。
（電池１）本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、
リチウムイオン電池用活物質の表面の少なくとも一部を、被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆した、被覆正極活物質及び被覆負極活物質と、
ポリオレフィン樹脂、導電性フィラー及びフィラー分散剤を含む樹脂組成物を有する、正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体と、
を備えるリチウムイオン電池であって、
第１電圧の性能を有する第１リチウムイオン電池の第１外形から、当該第１外形とは異なる第２外形の第２リチウムイオン電池に変形可能であり、前記第２リチウムイオン電池の電池性能が維持される。
（電池２）上記電池１では、
前記第２リチウムイオン電池は、前記第２外形として前記第１リチウムイオン電池から切断分離されたリチウムイオン電池であり、
互いに分離された前記第１リチウムイオン電池内及び前記第２リチウムイオン電池内においてそれぞれ電気的に導通している。
（電池３）上記電池２では、
前記第１リチウムイオン電池は、切断予定箇所が設けられており、前記切断予定箇所で切断されて前記第２リチウムイオン電池に変形可能とされている。
（電池４）上記電池３では、
前記第１リチウムイオン電池は、前記正極樹脂集電体及び前記負極樹脂集電体の間に配置され、前記正極活物質及び前記負極活物質を封止する樹脂製の枠部材を備えており、
前記枠部材は、前記切断予定箇所に設けられた分割部分が一体形成されており、
前記分割部分により分割された前記第２リチウムイオン電池が形成されている。
（電池５）上記電池２～４のいずれか１つでは、
前記第１リチウムイオン電池から切断分離された複数の前記第２リチウムイオン電池について、一方の前記第２リチウムイオン電池の一面と、他方の前記第２リチウムイオン電池の他面とを隣り合うように積層した積層電池を構成したとき、
前記積層電池は、前記第２リチウムイオン電池の電圧よりも高電圧に維持される。
（電池６）上記電池４では、
前記枠部材が配置される領域には、前記第１リチウムイオン電池の状態を検出する電子部品が配置され、
当該電子部品は、前記正極樹脂集電体及び前記負極樹脂集電体と電気的に接続され、
前記第２リチウムイオン電池は、分割正極樹脂集電体及び分割負極樹脂集電体の間に配置され、分割正極活物質及び分割負極活物質を封止する樹脂製の分割枠部材を備えており、
前記分割枠部材が配置される領域には、前記第２リチウムイオン電池の状態を検出する電子部品が配置され、
当該電子部品は、前記分割正極樹脂集電体及び前記分割負極樹脂集電体と電気的に接続される。
（電池７）上記電池１では、
前記第２リチウムイオン電池は、前記第２外形として前記第１リチウムイオン電池に貫通孔が形成されたリチウムイオン電池であり、
前記貫通孔が形成された前記第２リチウムイオン電池内において電気的に導通している。
（電池の製造方法１）本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の製造方法は、
リチウムイオン電池用活物質の表面の少なくとも一部を、被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆した、被覆正極活物質及び被覆負極活物質と、
ポリオレフィン樹脂、導電性フィラー及びフィラー分散剤を含む樹脂組成物を有する、正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体と、
を備える第１リチウムイオン電池を搭載した本体から前記第１リチウムイオン電池を回収する工程と、
回収された前記第１リチウムイオン電池から、前記被覆正極活物質及び被覆負極活物質、並びに、前記正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体、を切断分離する工程と、
当該切断分離した分割被覆正極活物質及び分割被覆負極活物質、並びに、分割正極樹脂集電体及び分割負極樹脂集電体、をそれぞれ備えた、前記第１リチウムイオン電池の第１外形とは異なる第２外形の第２リチウムイオン電池を製造する工程と、
を含む。
（電池の製造方法２）上記電池の製造方法１では、前記第２リチウムイオン電池のうちの一方である第１分割リチウムイオン電池、及び、前記第２リチウムイオン電池のうちの他方である第２分割リチウムイオン電池、が同面積である場合には、それぞれ同一の電池性能を有する電池が製造される。
（電池の製造方法３）上記電池の製造方法１又は２では、前記第１リチウムイオン電池には切断予定箇所が設けられており、
前記第１リチウムイオン電池を前記切断予定箇所で切断することにより、前記第２リチウムイオン電池を構成する第１分割リチウムイオン電池及び第２分割リチウムイオン電池が製造される。
（電池の製造方法４）上記電池の製造方法３では、前記第１リチウムイオン電池は、前記正極樹脂集電体及び前記負極樹脂集電体の間に配置され、前記正極活物質及び前記負極活物質を封止する樹脂製の枠部材を備えており、
前記枠部材は、前記切断予定箇所に設けられた分割部分が一体形成されており、
前記分割部分により分割された前記第１分割リチウムイオン電池及び前記第２分割リチウムイオン電池が形成されている。
（電池の製造方法５）上記電池の製造方法１～４のいずれか１つでは、
第１分割リチウムイオン電池及び第２分割リチウムイオン電池を製造した後、
前記第１分割リチウムイオン電池の一面と、前記第２分割リチウムイオン電池の他面とを隣り合うように積層して積層電池を製造する工程、
を備えており、
前記積層電池は、前記リチウムイオン電池の電圧よりも高電圧に維持される。
（電池の提供方法１）本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の提供方法は、
リチウムイオン電池用活物質の表面の少なくとも一部を、被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆した、被覆正極活物質及び被覆負極活物質と、
ポリオレフィン樹脂、導電性フィラー及びフィラー分散剤を含む樹脂組成物を有する、正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体と、
前記正極樹脂集電体及び前記負極樹脂集電体の間に配置され、前記正極活物質及び前記負極活物質を封止する樹脂製の枠部材と、
を備えるリチウムイオン電池であって、顧客の要求する電池形状を包含する面積を有する第１外形の第１リチウムイオン電池を予め用意する第１ステップと、
電池形状を含む顧客の要求を受信する第２ステップと、
受信した前記要求に従って前記第１リチウムイオン電池を切断して、前記要求を満たした、前記第１外形とは異なる第２外形の第２リチウムイオン電池を製造する第３ステップと、
前記第２リチウムイオン電池を顧客に提供する第４ステップと、
を備える。
（電池の提供方法２）上記電池の提供方法１では、
前記第３ステップは、受信した前記要求に従って前記第２リチウムイオン電池に穿孔して貫通孔を形成する。
（電池の提供方法３）上記電池の提供方法１又は２では、
前記第３ステップは、受信した前記要求に従って前記第１外形の前記第１リチウムイオン電池から、前記第１外形とは異なる第２外形に相当する前記電池形状の前記第２リチウムイオン電池に切断分離し、
一方の前記第２リチウムイオン電池の一面と、他方の前記第２リチウムイオン電池の他面とを隣り合うように積層して積層電池を製造する第５ステップ
を更に備えており、
前記第４ステップは、前記積層電池を顧客に提供する。
上記した電池６のように、第１リチウムイオン電池及び／又は第２リチウムイオン電池には、単数又は複数の電子部品が設けられていてもよい。電子部品は、第１及び第２リチウムイオン電池に設けられた枠部材が配置される領域に設けられていてもよい。
電子部品は、単電池内の状態を検出するための電子部品である。
例えば、単電池内の所定部位における温度、電圧、電流又はアコースティックエミッションを測定するセンサであることが好ましい。
また、単電池内の状態を示す信号を単電池の外部に無線出力することができる電子部品であることが好ましい。
電子部品がセンサであると単電池内の状態を検出することができ、無線出力することができる電子部品であると、検出した状態を示す信号を無線出力して電池外部で測定結果を受信することができ、単電池を解体することなく単電池内の状態を知ることができる。
単電池内の温度、電圧又は電流を測定することで、単電池内の一部でショート等の不具合が生じた場合に引き起こされる局所的な温度上昇、電流値の上昇、電圧の低下等を検出することができる。
また、アコースティックエミッションを測定することで電池内に破損や変形が生じているかを検出することができる。
電子部品としては、受動素子、能動素子を使用することができる。
これらの素子としては、コンデンサ、インダクタ、抵抗、トランジスタ、ダイオード、ＩＣ、ＬＳＩ等の任意の素子を使用することができる。
また、無線出力することができる電子部品である場合、アンテナ、フィルタ、増幅器、発振器等の部品であってもよく、これらの部品がモジュール化された無線通信モジュールであってもよく、センサ一体型モジュールであってもよい。
また、枠部材内に配置された電子部品により単電池内の状態の検出を行う、行わないの切り替えをするスイッチを有し、外部からの信号が与えられた場合にスイッチを切り替えて単電池内の状態の検出を行うようになっていてもよい。
外部からの信号が与えられた場合のみ単電池内の状態の検出を行うようにしておくことによって、電子部品による電力消費を抑えることができる。
また、上記構成の場合、電子部品は外部からの信号を受信するためのアンテナ素子を備えていることが好ましい。
外部からの信号としては、単電池内の状態の検出を行うように指令する信号、単電池内の状態の検出を止めるように指令する信号等が挙げられる。
電子部品は負極集電体及び正極集電体と電気的に接続されており、リチウムイオン電池からの電力供給を受けることができるようになっていることが好ましい。
電子部品が負極集電体及び正極集電体と電気的に接続されていると、リチウムイオン電池からの電力供給を受けて作動することができる。電子部品を作動させるための電源及び配線を設ける必要が無いため簡便な構成とすることができる。
また、電子部品が負極集電体及び正極集電体と電気的に接続される場合、負極集電体及び正極集電体は樹脂集電体であり、負極集電体及び正極集電体が電子部品に直接結合して電気的に接続されていることが好ましい。
樹脂集電体を使用する場合、樹脂集電体と電子部品の電極を接触させ、樹脂集電体を加熱して樹脂を軟化させることにより、樹脂集電体と電子部品を直接結合させることができる。すなわち、樹脂集電体を使用することによって半田等の他の接合材を集電体と電子部品の間に介することなく電気的な接続を行うことができる。
また、枠部材内に配置される電子部品は、光信号を出力する発光素子であってもよい。
発光素子を枠部材内に配置する場合、発光素子からの光が単電池の外に向くように、発光素子が枠部材の側面に露出する形で枠部材内に埋め込まれていることが好ましい。
このような形態であると、単電池内の状態を示す信号を光信号の形で単電池の外部に無線出力することができる。
発光素子は、単電池から取得した電気信号を光信号に変換する。
例えば、単電池における正極集電体と負極集電体の間の電圧を測定し、電圧に対応する光信号パターンで発光することによって、単電池の電圧を検出して光信号の形で単電池の外部に無線出力することができる。電圧を測定し、電圧に対応する光信号パターンで発光素子を発光させるために、発光基板が設けられていてもよい。
発光基板には、発光素子の他に、正極集電体と負極集電体の間の電圧を測定する電圧測定端子と、電圧測定端子により測定された電圧に応じて発光素子を所定の光信号パターンで発光させる制御を行う制御素子が設けられていることが好ましい。
発光基板には負極集電体及び正極集電体と電気的に接続されており、発光素子及び制御素子が単電池からの電力供給を受けることができるようになっていることが好ましい。
ここで、発光基板の制御素子に短絡が生じた場合に、発光素子に電流が常に流れた状態となってしまい発光素子が光ったままになることがあり得る。光ったままの発光素子があると他の発光素子からの信号が一切判別できなくなるため問題がある。
このような場合を想定して、制御素子に短絡等の故障が生じた場合に異常な信号の発信を抑制する目的で電流を遮断する素子（ヒューズ）が設けられていてもよい。
ヒューズの抵抗が高く、かつ発光素子の発光電圧が高いと、正常時であっても発光素子を光らせることができない。そのため、ヒューズと発光素子の仕様をそれぞれ調整することによって、通常の状態では発光素子を適切に発光させることができるようにし、かつ、異常状態では発光素子への電流を遮断して異常な信号の発信を抑制するようにする。
電圧に応じた光信号パターンの例としては、電圧測定端子により測定された電圧が高いほどパルス間隔を狭くして発光のＯＮ／ＯＦが切り替わるパターンや、単位時間当たりの発光時間が長くなるパターン等が挙げられる。
上記には、単電池の電圧を測定し、電圧に対応する光信号パターンを出力する例について説明したが、単電池の特性として電圧以外の特性を測定してもよい。例えば、単電池の温度を測定して温度に対応する光信号パターンを出力するようにしてもよい。
単電池の外部に出力された光信号パターンは、単電池の外部に設けられ、単電池とは絶縁状態にある受光素子（図示しない）により受信される。受光素子により光信号を電気信号に逆変換することで単電池内の状態を示す電気信号を得ることができる（フォトカプラと同様の機構）。
発光素子としては発光ダイオード等、受光素子としてはフォトトランジスタ等が挙げられる。
発光素子と受光素子が無線状態であり、電気的に絶縁されているため安全性の観点から好ましい。例えば、単電池内回路又は単電池外回路のどちらかで異常電圧が発生した場合（スイッチＯＮ／ＯＦＦなどに伴うパルス的な高電圧など）、その電圧がもう片方に伝わると、対の回路が破損する恐れがある。電気的に絶縁状態であるとこれらの破損を回避できるため好ましい。
なお、本発明において枠部材（第１リチウムイオン電池の枠部材、第２リチウムイオン電池の枠部材）内に電子部品を配置する構成は、上記の例に限定されない。例えば、枠部材内に電子部品が埋め込まれて配置される構成であっても良く、枠部材の外周面に形成された切欠部（凹部）に電子部品を収容する構成としても良く、枠部材が配置される領域（正極集電体と負極集電体との間の周縁部の領域）内に電子部品が配置されていれば他の様々な構成に変更することが可能である。
１，Ｄ リチウムイオン二次電池
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄａ，１Ｄｂ，１Ｄｃ，１Ｅａ，１Ｅｂ，１Ｅｃ，１Ｆ 分割リチウムイオン二次電池
１Ｅ，３００Ｂ 積層リチウムイオン二次電池
１ａ 貫通孔
２ 負極
３ 正極
５ 負極整流部
６ 正極整流部
７ 導電部
８ 導電部
９ 枠部材
９ａ 枠状部分
９ｂ１，９ｂ２ 分割部分
１０ 負極側電流供給層
１１ 正極集電体
１２ 負極活物質層
１３ セパレータ
１４ 正極活物質層
１５ 正極集電体
１６ 正極側電流取出層
２１，２２ 切断予定箇所
２３,２４,２５ 保護部材
３０ 組電池
１１０，３１０ 載置台
１２０，３２０ 駆動部
１３０，３３０ 切断部
１４０，３４０ 補強部
１５０，３６０ 制御部
１６０，３５０ 積層部
２００ ユーザ用端末
２０１ 受注者用端末
２０２ 電池製造装置
３００ 大面積電池
３００Ａ 被加工リチウムイオン二次電池

Claims (15)

  1. リチウムイオン電池用活物質の表面の少なくとも一部を、被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆した、被覆正極活物質及び被覆負極活物質と、
    ポリオレフィン樹脂、導電性フィラー及びフィラー分散剤を含む樹脂組成物を有する、正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体と、
    を備えるリチウムイオン電池であって、
    第１電圧の性能を有する第１リチウムイオン電池の第１外形から、当該第１外形とは異なる第２外形の第２リチウムイオン電池に変形可能であり、前記第２リチウムイオン電池の電池性能が維持される、
    リチウムイオン電池。
  2. 前記第２リチウムイオン電池は、前記第２外形として前記第１リチウムイオン電池から切断分離されたリチウムイオン電池であり、
    互いに分離された前記第１リチウムイオン電池内及び前記第２リチウムイオン電池内においてそれぞれ電気的に導通している、
    請求項１に記載のリチウムイオン電池。
  3. 前記第１リチウムイオン電池は、切断予定箇所が設けられており、前記切断予定箇所で切断されて前記第２リチウムイオン電池に変形可能とされている、
    請求項２に記載のリチウムイオン電池。
  4. 前記第１リチウムイオン電池は、前記正極樹脂集電体及び前記負極樹脂集電体の間に配置され、前記被覆正極活物質及び前記被覆負極活物質を封止する樹脂製の枠部材を備えており、
    前記枠部材は、前記切断予定箇所に設けられた分割部分が一体形成されており、
    前記分割部分により分割された前記第２リチウムイオン電池が形成されている、
    請求項３に記載のリチウムイオン電池。
  5. 前記第１リチウムイオン電池から切断分離された複数の前記第２リチウムイオン電池について、一方の前記第２リチウムイオン電池の一面と、他方の前記第２リチウムイオン電池の他面とを隣り合うように積層した積層電池を構成したとき、
    前記積層電池は、前記第２リチウムイオン電池の電圧よりも高電圧に維持される、
    請求項２～４のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池。
  6. 前記枠部材が配置される領域には、前記第１リチウムイオン電池の状態を検出する電子部品が配置され、
    当該電子部品は、前記正極樹脂集電体及び前記負極樹脂集電体と電気的に接続され、
    前記第２リチウムイオン電池は、分割正極樹脂集電体及び分割負極樹脂集電体の間に配置され、分割正極活物質及び分割負極活物質を封止する樹脂製の分割枠部材を備えており、
    前記分割枠部材が配置される領域には、前記第２リチウムイオン電池の状態を検出する電子部品が配置され、
    当該電子部品は、前記分割正極樹脂集電体及び前記分割負極樹脂集電体と電気的に接続される、
    請求項４に記載のリチウムイオン電池。
  7. 前記第２リチウムイオン電池は、前記第２外形として前記第１リチウムイオン電池に貫通孔が形成されたリチウムイオン電池であり、
    前記貫通孔が形成された前記第２リチウムイオン電池内において電気的に導通している、
    請求項１に記載のリチウムイオン電池。
  8. リチウムイオン電池用活物質の表面の少なくとも一部を、被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆した、被覆正極活物質及び被覆負極活物質と、
    ポリオレフィン樹脂、導電性フィラー及びフィラー分散剤を含む樹脂組成物を有する、正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体と、
    を備える第１リチウムイオン電池を搭載した本体から前記第１リチウムイオン電池を回収する工程と、
    回収された前記第１リチウムイオン電池から、前記被覆正極活物質及び被覆負極活物質、並びに、前記正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体、を切断分離する工程と、
    当該切断分離した分割被覆正極活物質及び分割被覆負極活物質、並びに、分割正極樹脂集電体及び分割負極樹脂集電体、をそれぞれ備えた、前記第１リチウムイオン電池の第１外形とは異なる第２外形の第２リチウムイオン電池を製造する工程と、
    を含む、
    リチウムイオン電池の製造方法。
  9. 前記第２リチウムイオン電池のうちの一方である第１分割リチウムイオン電池、及び、前記第２リチウムイオン電池のうちの他方である第２分割リチウムイオン電池、が同面積である場合には、それぞれ同一の電池性能を有する電池が製造される、
    請求項８に記載のリチウムイオン電池の製造方法。
  10. 前記第１リチウムイオン電池には切断予定箇所が設けられており、
    前記第１リチウムイオン電池を前記切断予定箇所で切断することにより、前記第２リチウムイオン電池を構成する第１分割リチウムイオン電池及び第２分割リチウムイオン電池が製造される、
    請求項８又は９に記載のリチウムイオン電池の製造方法。
  11. 前記第１リチウムイオン電池は、前記正極樹脂集電体及び前記負極樹脂集電体の間に配置され、前記被覆正極活物質及び前記被覆負極活物質を封止する樹脂製の枠部材を備えており、
    前記枠部材は、前記切断予定箇所に設けられた分割部分が一体形成されており、
    前記分割部分により分割された前記第１分割リチウムイオン電池及び前記第２分割リチウムイオン電池が形成されている、
    請求項１０に記載のリチウムイオン電池の製造方法。
  12. 第１分割リチウムイオン電池及び第２分割リチウムイオン電池を製造した後、
    前記第１分割リチウムイオン電池の一面と、前記第２分割リチウムイオン電池の他面とを隣り合うように積層して積層電池を製造する工程、
    を備えており、
    前記積層電池は、前記リチウムイオン電池の電圧よりも高電圧に維持される、
    請求項８に記載のリチウムイオン電池の製造方法。
  13. リチウムイオン電池用活物質の表面の少なくとも一部を、被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆した、被覆正極活物質及び被覆負極活物質と、
    ポリオレフィン樹脂、導電性フィラー及びフィラー分散剤を含む樹脂組成物を有する、正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体と、
    前記正極樹脂集電体及び前記負極樹脂集電体の間に配置され、前記被覆正極活物質及び前記被覆負極活物質を封止する樹脂製の枠部材と、
    を備えるリチウムイオン電池であって、顧客の要求する電池形状を包含する面積を有する第１外形の第１リチウムイオン電池を予め用意する第１ステップと、
    電池形状を含む顧客の要求を受信する第２ステップと、
    受信した前記要求に従って前記第１リチウムイオン電池を切断して、前記要求を満たした、前記第１外形とは異なる第２外形の第２リチウムイオン電池を製造する第３ステップと、
    前記第２リチウムイオン電池を顧客に提供する第４ステップと、
    を備える、
    リチウムイオン電池の提供方法。
  14. 前記第３ステップは、受信した前記要求に従って前記第２リチウムイオン電池に穿孔して貫通孔を形成する、
    請求項１３に記載のリチウムイオン電池の提供方法。
  15. 前記第３ステップは、受信した前記要求に従って前記第１外形の前記第１リチウムイオン電池から、前記第１外形とは異なる第２外形に相当する前記電池形状の前記第２リチウムイオン電池に切断分離し、
    一方の前記第２リチウムイオン電池の一面と、他方の前記第２リチウムイオン電池の他面とを隣り合うように積層して積層電池を製造する第５ステップ
    を更に備えており、
    前記第４ステップは、前記積層電池を顧客に提供する、
    請求項１３又は１４に記載のリチウムイオン電池の提供方法。
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