JP7652003B2 - Manufacturing method of power storage device - Google Patents

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Description

本開示は、蓄電装置の製造方法に関する。 This disclosure relates to a method for manufacturing an electricity storage device.

特許文献1には、二次電池の製造装置を用いた注液工程及び含浸工程が記載されている。この注液工程及び含浸工程の対象となる電池セルは、容器の内部に、正極板及び負極板をセパレータを介在させて渦巻状に捲回させて構成されるコイルが収容されている。そして、この注液工程では、まず、減圧装置のチャンバ内に電池セルが配置される。ここでは、電池セルの注液孔に電解液の注液ノズルが当接され、電解液の供給部及び減圧装置が連通される。 Patent Document 1 describes a liquid injection process and an impregnation process using a secondary battery manufacturing device. The battery cell that is the subject of this liquid injection process and impregnation process is housed in a container with a coil that is formed by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate in a spiral shape with a separator interposed therebetween. In this liquid injection process, the battery cell is first placed in the chamber of the pressure reducing device. Here, an electrolyte injection nozzle is abutted against the electrolyte injection hole of the battery cell, and the electrolyte supply unit and the pressure reducing device are connected.

特開2013-197035号公報JP 2013-197035 A

特許文献1の製造装置では、電池セル内の圧力が大気圧とされている状態において、減圧装置によりチャンバ内を減圧することにより、チャンバ内において電池セル外の圧力を電池セル内の圧力よりも低くして、圧力差により電池セルの容器を膨張させる。これにより、コイルに含浸されるべき所定量の電解液を、膨張した容器内に注液可能とすることを図っている。 In the manufacturing device of Patent Document 1, when the pressure inside the battery cell is atmospheric pressure, the pressure inside the chamber is reduced by a pressure reducing device, making the pressure outside the battery cell lower than the pressure inside the battery cell in the chamber, and the battery cell container expands due to the pressure difference. This makes it possible to inject a predetermined amount of electrolyte to be impregnated into the coil into the expanded container.

しかしながら、特許文献1の製造装置では、圧力差によって電池セルの容器が膨張するものの、コイルを構成する正極と負極との間の空間の内外には圧力差が生じず空隙が生じにくい。よって、膨張した容器内に所定量の電解液を収容できたとしても、依然として、正極及び負極への電解液の含浸は長時間を要する。 However, in the manufacturing device of Patent Document 1, although the battery cell container expands due to the pressure difference, no pressure difference occurs inside and outside the space between the positive and negative electrodes that make up the coil, making it difficult for voids to form. Therefore, even if a specified amount of electrolyte can be accommodated in the expanded container, it still takes a long time for the electrolyte to penetrate into the positive and negative electrodes.

本開示は、電解液の含浸に係る時間を短縮可能とする蓄電装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a method for manufacturing an electricity storage device that can shorten the time required for electrolyte impregnation.

本開示に係る蓄電装置の製造方法は、第1集電体及び第1集電体に設けられた第1活物質層を含む第1電極と、第2集電体及び第2集電体に設けられた第2活物質層を含み、第1活物質層と第2活物質層とが対向するように第1電極に積層された第2電極と、第1活物質層及び第2活物質層を囲むように第1集電体及び第2集電体に接合され、第1集電体と第2集電体との間に封止空間を形成する封止体と、を含む電池要素を準備する準備工程と、準備工程の後に、封止空間の内部の圧力を封止空間の外部の圧力よりも高くすることにより、封止空間を膨張させる膨張工程と、膨張工程の後に、封止空間が膨張している状態において封止空間に電解液を注液する注液工程と、注液工程の後に、封止空間の内部の圧力を封止空間の外部の圧力よりも低くする含浸工程と、を備える。 The method for manufacturing the electric storage device according to the present disclosure includes a preparation step for preparing a battery element including a first electrode including a first current collector and a first active material layer provided on the first current collector, a second electrode including a second current collector and a second active material layer provided on the second current collector, the second electrode being laminated on the first electrode such that the first active material layer and the second active material layer face each other, and a sealing body that is joined to the first current collector and the second current collector so as to surround the first active material layer and the second active material layer and forms a sealed space between the first current collector and the second current collector, an expansion step for expanding the sealed space by increasing the pressure inside the sealed space to a pressure outside the sealed space after the preparation step, an injection step for injecting an electrolyte into the sealed space while the sealed space is expanded after the expansion step, and an impregnation step for reducing the pressure inside the sealed space to a pressure outside the sealed space after the injection step.

この製造方法では、まず、第1電極と第2電極との間に活物質層を含む封止空間が形成された電池要素が準備される。その後、差圧を利用して封止空間を膨張させつつ、当該膨張した封止空間に電解液を注液する。このように、この製造方法では、第1電極及び第1活物質層と第2電極及び第2活物質層との間の空隙が拡大された状態で電解液が注液されるので、第1活物質層及び第2活物質層のより広い領域に電解液が濡れ広がりやすくなる。よって、電解液の含浸に係る時間の短縮が図られる。さらに、この製造方法では、注液後、封止空間の内部の圧力が相対的に低くされるため、封止空間の膨張が解除されて第1活物質層と第2活物質層との間の空隙が縮小される。よって、当該空隙に配置されていた電解液の第1活物質層及び第2活物質層への含浸が促進される。以上のように、この製造方法によれば、電解液の含浸に係る時間を短縮可能である。 In this manufacturing method, first, a battery element is prepared in which a sealed space including an active material layer is formed between a first electrode and a second electrode. Then, the sealed space is expanded by using a pressure difference, and an electrolyte is injected into the expanded sealed space. In this manner, in this manufacturing method, the electrolyte is injected in a state in which the gap between the first electrode and the first active material layer and the second electrode and the second active material layer is expanded, so that the electrolyte is more likely to wet and spread over a wider area of the first active material layer and the second active material layer. Therefore, the time required for the electrolyte to be impregnated is shortened. Furthermore, in this manufacturing method, after the injection, the pressure inside the sealed space is relatively low, so that the expansion of the sealed space is released and the gap between the first active material layer and the second active material layer is reduced. Therefore, the impregnation of the electrolyte that was placed in the gap into the first active material layer and the second active material layer is promoted. As described above, according to this manufacturing method, the time required for the electrolyte to be impregnated can be shortened.

本開示に係る蓄電装置の製造方法では、膨張工程では、電池要素をチャンバ内に配置すると共に、封止空間の内部の圧力を大気圧よりも低い第1圧力に減圧し、且つ、チャンバ内の圧力を第1圧力よりも低い第2圧力に減圧し、含浸工程では、チャンバ内の圧力を第1圧力よりも高い第3圧力に昇圧してもよい。この場合、注液工程及び含浸工程において、封止空間の内部が大気圧よりも低くされる。このため、封止空間の内部に気泡が残ることによる電解液の浸透・含浸の阻害が抑制される。この結果、電解液の含浸に係る時間をより確実に短縮可能である。 In the manufacturing method of the electricity storage device according to the present disclosure, in the expansion step, the battery element is placed in the chamber, and the pressure inside the sealed space is reduced to a first pressure lower than atmospheric pressure, and the pressure inside the chamber is reduced to a second pressure lower than the first pressure, and in the impregnation step, the pressure inside the chamber may be increased to a third pressure higher than the first pressure. In this case, in the injection step and the impregnation step, the pressure inside the sealed space is made lower than atmospheric pressure. This suppresses the inhibition of the penetration and impregnation of the electrolyte solution due to air bubbles remaining inside the sealed space. As a result, it is possible to more reliably shorten the time required for impregnation of the electrolyte solution.

本開示に係る蓄電装置の製造方法は、含浸工程の後に、封止空間内の電解液の量が規定量となるように電解液の一部を排出する排出工程を備え、注液工程では、規定量を超過する量の電解液を封止空間に注液してもよい。この場合、より多くの電解液を注液することにより、電解液の濡れ広がりを促進できる。また、排出工程で電解液の一部(例えば超過量)を排出することにより、余分な電解液が使用時の電池反応の妨げとなることが抑制される。 The manufacturing method of the electricity storage device according to the present disclosure includes a discharge step of discharging a portion of the electrolyte solution after the impregnation step so that the amount of electrolyte solution in the sealed space is a specified amount, and in the injection step, an amount of electrolyte solution exceeding the specified amount may be injected into the sealed space. In this case, injecting a larger amount of electrolyte solution can promote the wetting and spreading of the electrolyte solution. In addition, discharging a portion of the electrolyte solution (e.g., an excess amount) in the discharge step prevents the excess electrolyte solution from interfering with the battery reaction during use.

本開示に係る蓄電装置の製造方法では、排出工程では、封止空間における電解液の排出口に向かって配列された複数の拘束点のうち、排出口から遠い拘束点から排出口に近い拘束点に向けて順に封止空間に拘束圧を付加することにより、排出口から電解液の一部を排出し、隣り合う拘束点のピッチは、排出口に向かうにつれて狭くなっていてもよい。この場合、余分な電解液をより確実に排出可能である。 In the manufacturing method of the electricity storage device according to the present disclosure, in the discharge step, a constraining pressure is applied to the sealed space in order from the constraining point farthest from the discharge port to the constraining point closest to the discharge port among a plurality of constraining points arranged toward the discharge port of the electrolyte in the sealed space, and a portion of the electrolyte is discharged from the discharge port, and the pitch between adjacent constraining points may be narrower toward the discharge port. In this case, excess electrolyte can be discharged more reliably.

本開示に係る蓄電装置の製造方法では、膨張工程では、第1電極及び第2電極の積層方向に電池要素を挟むように配置された拘束板を用いて、封止空間の膨張量を規制してもよい。この場合、膨張工程での封止空間の膨張量をコントロールすることが可能となる。 In the manufacturing method of the energy storage device according to the present disclosure, in the expansion process, the amount of expansion of the sealed space may be restricted using restraining plates arranged to sandwich the battery element in the stacking direction of the first electrode and the second electrode. In this case, it is possible to control the amount of expansion of the sealed space in the expansion process.

本開示によれば、電解液の含浸に係る時間を短縮可能とする蓄電装置の製造方法を提供できる。 The present disclosure provides a method for manufacturing an electricity storage device that can shorten the time required for electrolyte impregnation.

図1は、一実施形態の蓄電装置を示す概略的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an electricity storage device according to an embodiment. 本実施形態に係る蓄電装置製造方法の一工程を示す模式図である。5 is a schematic diagram showing one step of a method for manufacturing an electricity storage device according to the present embodiment. FIG. 本実施形態に係る蓄電装置製造方法の一工程を示す模式図である。5A to 5C are schematic diagrams illustrating a process of a method for manufacturing an electricity storage device according to the present embodiment. 本実施形態に係る蓄電装置製造方法の一工程を示す模式図である。5 is a schematic diagram showing one step of a method for manufacturing an electricity storage device according to the present embodiment. FIG. 本実施形態に係る蓄電装置製造方法の一工程を示す模式図である。5 is a schematic diagram showing one step of a method for manufacturing an electricity storage device according to the present embodiment. FIG. 本実施形態に係る蓄電装置製造方法の一工程を示す模式図である。5 is a schematic diagram showing one step of a method for manufacturing an electricity storage device according to the present embodiment. FIG.

以下、添付図面を参照しながら本開示の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。 Embodiments of the present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or equivalent elements are designated by the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.

図1は、一実施形態の蓄電装置を示す概略的な断面図である。図1に示す蓄電装置1は、例えば、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリに用いられる蓄電モジュールである。蓄電装置1は、例えばニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等の二次電池である。蓄電装置1は、電気二重層キャパシタであってもよい。本実施形態では、蓄電装置1がリチウムイオン二次電池である場合を例示する。 Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a power storage device. The power storage device 1 shown in Figure 1 is a power storage module used in batteries for various vehicles such as forklifts, hybrid cars, and electric cars. The power storage device 1 is a secondary battery such as a nickel-metal hydride secondary battery or a lithium-ion secondary battery. The power storage device 1 may be an electric double layer capacitor. In this embodiment, the power storage device 1 is a lithium-ion secondary battery.

蓄電装置1は、複数の蓄電セル2を積層することで構成される積層体5を含む。ここでは、蓄電セル2の積層方向をZ軸方向とする。各蓄電セル2は、正極(第1電極)11と、負極(第2電極)12と、セパレータ13と、第1シール部材(封止体)14と、を備える。正極11は、第1集電体20と、第1集電体20の一方面20aに設けられた正極活物質層(第1活物質層)22とを備える。第1集電体20は例えば矩形板状であり、正極11は、例えば矩形状の電極である。 The energy storage device 1 includes a stack 5 formed by stacking a plurality of storage cells 2. Here, the stacking direction of the storage cells 2 is the Z-axis direction. Each storage cell 2 includes a positive electrode (first electrode) 11, a negative electrode (second electrode) 12, a separator 13, and a first seal member (sealing body) 14. The positive electrode 11 includes a first current collector 20 and a positive electrode active material layer (first active material layer) 22 provided on one surface 20a of the first current collector 20. The first current collector 20 is, for example, a rectangular plate, and the positive electrode 11 is, for example, a rectangular electrode.

負極12は、第2集電体21と、第2集電体21の一方面21aに設けられた負極活物質層(第1活物質層と異なる極性の第2活物質層)23とを備える。第2集電体21は例えば矩形板状であり、負極12は、例えば矩形状の電極である。一つの蓄電セル2では、負極12は、負極活物質層23が正極活物質層22と対向するように正極11に積層されている。本実施形態では、正極11及び負極12の積層方向は、蓄電セル2の積層方向と一致している(Z軸方向である)。以下、蓄電セル2の積層方向と正極11及び負極12の積層方向を単に「積層方向」と称する場合がある。本実施形態では、正極活物質層22及び負極活物質層23は、いずれも矩形状に形成されている。負極活物質層23は、正極活物質層22よりも一回り大きく形成されており、平面視において(積層方向からみたとき)、正極活物質層22の形成領域の全体が負極活物質層23の形成領域内に位置している。 The negative electrode 12 includes a second current collector 21 and a negative electrode active material layer (a second active material layer having a polarity different from that of the first active material layer) 23 provided on one surface 21a of the second current collector 21. The second current collector 21 is, for example, a rectangular plate, and the negative electrode 12 is, for example, a rectangular electrode. In one storage cell 2, the negative electrode 12 is stacked on the positive electrode 11 so that the negative electrode active material layer 23 faces the positive electrode active material layer 22. In this embodiment, the stacking direction of the positive electrode 11 and the negative electrode 12 coincides with the stacking direction of the storage cell 2 (Z-axis direction). Hereinafter, the stacking direction of the storage cell 2 and the stacking direction of the positive electrode 11 and the negative electrode 12 may be simply referred to as the "stacking direction". In this embodiment, the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23 are both formed in a rectangular shape. The negative electrode active material layer 23 is formed to be slightly larger than the positive electrode active material layer 22, and in a plan view (when viewed from the stacking direction), the entire formation area of the positive electrode active material layer 22 is located within the formation area of the negative electrode active material layer 23.

第1集電体20は、一方面20aとは反対側の面である他方面20bを有する。他方面20bには、正極活物質層22が形成されていない。第2集電体21は、一方面21aとは反対側の面である他方面21bを有する。他方面21bには、負極活物質層23が形成されていない。積層体5は、一の蓄電セル2の第1集電体20の他方面20bと、別の蓄電セル2の第2集電体21の他方面21bとが互いに重ね合わされるように、複数の蓄電セル2を積層することにより構成されている。 The first current collector 20 has a second surface 20b opposite to the first surface 20a. The positive electrode active material layer 22 is not formed on the second surface 20b. The second current collector 21 has a second surface 21b opposite to the first surface 21a. The negative electrode active material layer 23 is not formed on the second surface 21b. The stack 5 is formed by stacking a plurality of storage cells 2 such that the second surface 20b of the first current collector 20 of one storage cell 2 and the second surface 21b of the second current collector 21 of another storage cell 2 are superimposed on each other.

これにより、積層体5において、複数の蓄電セル2が電気的に直列に接続される。積層体5では、積層方向に隣り合う蓄電セル2により、互いに接する第1集電体20及び第2集電体21を電極体とする疑似的なバイポーラ電極10が形成される。すなわち、1つのバイポーラ電極10は、第1集電体20、第2集電体21、正極活物質層22及び負極活物質層23を含む。積層方向の一端には、終端電極として正極11が配置される。積層方向の他端には、終端電極として負極12が配置される。なお、ここでは、一方面20a,21a及び他方面20b,21bに沿う方向をX軸方向及びY軸方向とする。 As a result, in the stack 5, the multiple storage cells 2 are electrically connected in series. In the stack 5, the storage cells 2 adjacent to each other in the stacking direction form a pseudo bipolar electrode 10 with the first current collector 20 and the second current collector 21 in contact with each other as an electrode body. That is, one bipolar electrode 10 includes the first current collector 20, the second current collector 21, the positive electrode active material layer 22, and the negative electrode active material layer 23. At one end of the stacking direction, a positive electrode 11 is arranged as a terminal electrode. At the other end of the stacking direction, a negative electrode 12 is arranged as a terminal electrode. Here, the directions along the one side 20a, 21a and the other side 20b, 21b are the X-axis direction and the Y-axis direction.

第1集電体20及び第2集電体21のそれぞれ(以下、単に「集電体」という場合がある)は、リチウムイオン二次電池の放電又は充電の間、正極活物質層22及び負極活物質層23に電流を流し続けるための化学的に不活性な電気伝導体である。集電体を構成する材料としては、例えば、金属材料、導電性樹脂材料、導電性無機材料等を用いることができる。導電性樹脂材料としては、例えば、導電性高分子材料又は非導電性高分子材料に必要に応じて導電性フィラーが添加された樹脂等が挙げられる。集電体は、前述した金属材料又は導電性樹脂材料を含む1以上の層を含む複数層を備えてもよい。集電体の表面は、公知の保護層により被覆されてもよい。集電体の表面は、メッキ処理等の公知の方法により処理されてもよい。 Each of the first current collector 20 and the second current collector 21 (hereinafter, sometimes simply referred to as "current collector") is a chemically inactive electrical conductor for continuing to pass current to the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23 during discharging or charging of the lithium ion secondary battery. Examples of materials that can be used to form the current collector include metal materials, conductive resin materials, conductive inorganic materials, etc. Examples of conductive resin materials include resins in which a conductive filler is added as necessary to a conductive polymer material or a non-conductive polymer material. The current collector may have multiple layers including one or more layers containing the above-mentioned metal material or conductive resin material. The surface of the current collector may be covered with a known protective layer. The surface of the current collector may be treated by a known method such as plating.

集電体は、例えば箔、シート、フィルム、線、棒、メッシュ又はクラッド材等の形態を有してもよい。集電体は、アルミニウム箔、銅箔以外に、例えば、ニッケル箔、チタン箔又はステンレス鋼箔等の金属箔であってもよい。機械的強度を確保する観点から、集電体は、ステンレス鋼箔(例えばJIS G 4305:2015にて規定されるSUS304、SUS316、SUS301等)であってもよい。集電体は、上記金属の合金箔であってもよい。第1集電体20は、アルミニウム膜によって被覆された基材を含む箔であってもよい。本実施形態において、第1集電体20はアルミニウム箔であり、第2集電体21は銅箔である。第2集電体21は、銅膜によって被覆された基材を含む箔であってもよい。箔状の集電体の場合、その厚みは1μm~100μmの範囲内であってもよい。 The current collector may have a form such as a foil, sheet, film, wire, rod, mesh, or clad material. The current collector may be a metal foil such as nickel foil, titanium foil, or stainless steel foil, in addition to aluminum foil or copper foil. From the viewpoint of ensuring mechanical strength, the current collector may be a stainless steel foil (e.g., SUS304, SUS316, SUS301, etc., as specified in JIS G 4305:2015). The current collector may be an alloy foil of the above metals. The first current collector 20 may be a foil including a substrate coated with an aluminum film. In this embodiment, the first current collector 20 is an aluminum foil, and the second current collector 21 is a copper foil. The second current collector 21 may be a foil including a substrate coated with a copper film. In the case of a foil-shaped current collector, the thickness may be within a range of 1 μm to 100 μm.

正極活物質層22は、リチウムイオン等の電荷担体を吸蔵及び放出し得る正極活物質を含む。正極活物質としては、層状岩塩構造を有するリチウム複合金属酸化物、スピネル構造の金属酸化物、ポリアニオン系化合物など、リチウムイオン二次電池の正極活物質として使用可能なものを採用すればよい。また、2種以上の正極活物質を併用してもよい。本実施形態において、正極活物質層22は複合酸化物としてのオリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO)を含む。 The positive electrode active material layer 22 includes a positive electrode active material capable of absorbing and releasing charge carriers such as lithium ions. As the positive electrode active material, any material that can be used as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, such as a lithium composite metal oxide having a layered rock salt structure, a metal oxide having a spinel structure, or a polyanion-based compound, may be used. Two or more types of positive electrode active materials may be used in combination. In this embodiment, the positive electrode active material layer 22 includes an olivine-type lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) as a composite oxide.

負極活物質層23は、リチウムイオンなどの電荷担体を吸蔵及び放出可能である単体、合金又は化合物であれば特に限定はなく使用可能である。例えば、負極活物質としてLiや、炭素、金属化合物、リチウムと合金化可能な元素もしくはその化合物等が挙げられる。炭素としては天然黒鉛、人造黒鉛、あるいはハードカーボン(難黒鉛化性炭素)やソフトカーボン(易黒鉛化性炭素)を挙げることができる。人造黒鉛としては、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ等が挙げられる。リチウムと合金化可能な元素の例としては、シリコン(ケイ素)及びスズが挙げられる。本実施形態において、負極活物質層23は炭素系材料としての黒鉛を含む。 The negative electrode active material layer 23 can be any element, alloy, or compound capable of absorbing and releasing charge carriers such as lithium ions. Examples of the negative electrode active material include Li, carbon, metal compounds, elements that can be alloyed with lithium, or compounds thereof. Examples of carbon include natural graphite, artificial graphite, hard carbon (hardly graphitizable carbon), and soft carbon (easily graphitizable carbon). Examples of artificial graphite include highly oriented graphite and mesocarbon microbeads. Examples of elements that can be alloyed with lithium include silicon and tin. In this embodiment, the negative electrode active material layer 23 includes graphite as a carbon-based material.

正極活物質層22及び負極活物質層23のそれぞれ(以下、単に「活物質層」という場合がある)は、必要に応じて電気伝導性を高めるための導電助剤、結着剤、電解質(ポリマーマトリクス、イオン伝導性ポリマー、電解液等)、イオン伝導性を高めるための電解質支持塩(リチウム塩)等をさらに含み得る。活物質層に含まれる成分又は当該成分の配合比及び活物質層の厚さは特に限定されず、リチウムイオン二次電池についての従来公知の知見が適宜参照され得る。活物質層の厚みは、例えば2~150μmである。集電体の表面に活物質層を形成させるには、ロールコート法等の従来から公知の方法を用いてもよい。正極11又は負極12の熱安定性を向上させるために、集電体の表面(片面又は両面)又は活物質層の表面に耐熱層を設けてもよい。耐熱層は、例えば、無機粒子と結着剤とを含み、その他に増粘剤等の添加剤を含んでもよい。 Each of the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23 (hereinafter, sometimes simply referred to as "active material layer") may further contain, as necessary, a conductive assistant, a binder, an electrolyte (polymer matrix, ion-conductive polymer, electrolyte solution, etc.), an electrolyte supporting salt (lithium salt) for increasing ion conductivity. The components contained in the active material layer or the blending ratio of the components and the thickness of the active material layer are not particularly limited, and conventionally known knowledge about lithium ion secondary batteries may be appropriately referred to. The thickness of the active material layer is, for example, 2 to 150 μm. To form the active material layer on the surface of the current collector, a conventionally known method such as a roll coating method may be used. In order to improve the thermal stability of the positive electrode 11 or the negative electrode 12, a heat-resistant layer may be provided on the surface (one side or both sides) of the current collector or on the surface of the active material layer. The heat-resistant layer contains, for example, inorganic particles and a binder, and may also contain additives such as a thickener.

導電助剤は、正極11又は負極12の導電性を高めるために添加される。そのため、導電助剤は、正極11又は負極12の導電性が不足する場合に任意に加えられてもよく、正極11又は負極12の導電性が十分に優れている場合には加えられなくてもよい。導電助剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等である。 The conductive assistant is added to increase the conductivity of the positive electrode 11 or the negative electrode 12. Therefore, the conductive assistant may be added if the conductivity of the positive electrode 11 or the negative electrode 12 is insufficient, and may not be added if the conductivity of the positive electrode 11 or the negative electrode 12 is sufficiently excellent. Examples of the conductive assistant include acetylene black, carbon black, graphite, etc.

結着剤は、活物質又は導電助剤を集電体の表面に繋ぎ止める役割を果たす。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂、アクリル酸やメタクリル酸などのモノマー単位を含むアクリル系樹脂、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸アンモニウム等のアルギン酸塩、水溶性セルロースエステル架橋体、デンプン-アクリル酸グラフト重合体を例示することができる。これらの結着剤は、単独で又は複数で用いられ得る。溶媒には、例えば、水、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)等が用いられる。 The binder plays a role in binding the active material or conductive assistant to the surface of the current collector. Examples of binders include fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, and fluorine rubber, thermoplastic resins such as polypropylene and polyethylene, imide resins such as polyimide and polyamideimide, alkoxysilyl group-containing resins, acrylic resins containing monomer units such as acrylic acid and methacrylic acid, styrene-butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose, alginates such as sodium alginate and ammonium alginate, water-soluble cellulose ester crosslinked bodies, and starch-acrylic acid graft polymers. These binders can be used alone or in combination. Examples of the solvent that can be used include water and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP).

セパレータ13は、正極11と負極12とを隔離し、両極の接触による短絡を防止しつつ、リチウムイオン等の電荷担体を通過させる。一つの蓄電セル2において、セパレータ13は、正極11と負極12との間に配置されている。セパレータ13は、蓄電セル2をスタックした際に隣り合うバイポーラ電極10,10間の短絡を防止する。 The separator 13 separates the positive electrode 11 and the negative electrode 12, preventing short circuits caused by contact between the two electrodes, while allowing charge carriers such as lithium ions to pass through. In one storage cell 2, the separator 13 is disposed between the positive electrode 11 and the negative electrode 12. The separator 13 prevents short circuits between adjacent bipolar electrodes 10, 10 when the storage cells 2 are stacked.

セパレータ13は、例えば、電解質を吸収保持するポリマーを含む多孔性シート又は不織布である。セパレータ13を構成する材料としては、例えば、ポリプロピレン(PP)からなる多孔質フィルムが用いられる。セパレータ13を構成する材料は、ポリプロピレン或いはメチルセルロース等からなる織布又は不織布等であってもよい。セパレータ13は、単層構造又は多層構造を有してもよい。多層構造は、例えば、耐熱層としてのセラミック層等を有してもよい。電解質としては、具体的には、従来公知の材料として、液体電解質(電解液)を用いることができる。電解液は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質とを含む。 The separator 13 is, for example, a porous sheet or nonwoven fabric containing a polymer that absorbs and retains an electrolyte. For example, a porous film made of polypropylene (PP) is used as a material constituting the separator 13. The material constituting the separator 13 may be a woven or nonwoven fabric made of polypropylene or methylcellulose. The separator 13 may have a single-layer structure or a multi-layer structure. The multi-layer structure may have, for example, a ceramic layer as a heat-resistant layer. Specifically, the electrolyte may be a liquid electrolyte (electrolytic solution) as a conventionally known material. The electrolytic solution contains a non-aqueous solvent and an electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent.

電解液は、非水溶媒と非水溶媒に溶解した電解質とを含んでいる。非水溶媒としては、環状カーボネート類、環状エステル類、鎖状カーボネート類、鎖状エステル類、エーテル類等の公知の溶媒を使用できる。また、これらの材料を単独、または二種以上組合せて用いてもよい。電解質としては、LiClO、LiAsF、LiPF、LiBF、LiCFSO、LiN(FSO、LiN(CFSO等の公知のリチウム塩を使用できる。 The electrolytic solution contains a non-aqueous solvent and an electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent. As the non-aqueous solvent, known solvents such as cyclic carbonates, cyclic esters, chain carbonates, chain esters, ethers, etc. can be used. These materials may be used alone or in combination of two or more. As the electrolyte, known lithium salts such as LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN(FSO 2 ) 2 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 can be used.

第1シール部材14は、少なくとも、第1集電体20と第2集電体21との間に形成され、第1集電体20及び第2集電体21の両方に接合されている。第1シール部材14は、絶縁材料を含み、第1集電体20と第2集電体21との間を絶縁することによって短絡を防止する。本実施形態において、第1シール部材14は、絶縁材料として樹脂であるポリエチレンを含む。第1シール部材14を構成する樹脂材料としては、ポリエチレンの他に、ポリスチレン、ABS樹脂、変性ポリプロピレン、及びAS樹脂が挙げられる。 The first seal member 14 is formed at least between the first current collector 20 and the second current collector 21, and is bonded to both the first current collector 20 and the second current collector 21. The first seal member 14 contains an insulating material and prevents a short circuit by insulating between the first current collector 20 and the second current collector 21. In this embodiment, the first seal member 14 contains polyethylene, which is a resin, as an insulating material. In addition to polyethylene, examples of the resin material constituting the first seal member 14 include polystyrene, ABS resin, modified polypropylene, and AS resin.

本実施形態において、第1シール部材14は、第1集電体20の周縁部20e及び第2集電体21の周縁部21eに沿って延在している。第1シール部材14は、積層方向からみて正極活物質層22及び負極活物質層23を取り囲む枠である。第1シール部材14は、第1集電体20及び第2集電体21に接合されている。より具体的には、封止体4は、平面視において矩形の枠状をなしており、第1集電体20の周縁部20e及び第2集電体21の周縁部21eに溶着されている。これにより、第1シール部材14は、第1集電体20と第2集電体21との間の空間を封止して封止空間Sを形成する。 In this embodiment, the first seal member 14 extends along the peripheral portion 20e of the first current collector 20 and the peripheral portion 21e of the second current collector 21. The first seal member 14 is a frame surrounding the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23 when viewed from the stacking direction. The first seal member 14 is joined to the first current collector 20 and the second current collector 21. More specifically, the sealing body 4 has a rectangular frame shape in a plan view and is welded to the peripheral portion 20e of the first current collector 20 and the peripheral portion 21e of the second current collector 21. As a result, the first seal member 14 seals the space between the first current collector 20 and the second current collector 21 to form a sealed space S.

封止空間Sには、正極活物質層22、負極活物質層23、及びセパレータ13の少なくとも一部が含まれる。封止空間Sには、電解液が収容されている。第1シール部材14は、封止空間Sから電解液の漏れを防止する。また、第1シール部材14は、蓄電装置1の外部から封止空間S内への水分の侵入を防止し得る。さらに、第1シール部材14は、例えば充放電反応等により正極11又は負極12から発生したガスが蓄電装置1の外部に漏れることを防止し得る。なお、セパレータ13は、縁部13eにおいて第1シール部材14に埋設されている。ここでは、積層方向に沿って互いに隣り合う第1シール部材14同士は、互いに離間している。したがって、積層方向に交差する方向(例えばX軸方向又はY軸方向)からみたとき、互いに隣り合う第1シール部材14の間に第1集電体20及び第2集電体21の側端面が露出されている。 The sealed space S includes at least a part of the positive electrode active material layer 22, the negative electrode active material layer 23, and the separator 13. The sealed space S contains an electrolyte. The first seal member 14 prevents leakage of the electrolyte from the sealed space S. The first seal member 14 can also prevent moisture from entering the sealed space S from the outside of the storage device 1. The first seal member 14 can also prevent gas generated from the positive electrode 11 or the negative electrode 12 due to, for example, a charge/discharge reaction from leaking to the outside of the storage device 1. The separator 13 is embedded in the first seal member 14 at the edge 13e. Here, the first seal members 14 adjacent to each other along the stacking direction are spaced apart from each other. Therefore, when viewed from a direction intersecting the stacking direction (for example, the X-axis direction or the Y-axis direction), the side end surfaces of the first current collector 20 and the second current collector 21 are exposed between the adjacent first seal members 14.

蓄電装置1は、積層方向における積層体5の一端及び他端のそれぞれに設けられた正負一対の導電板をさらに含む。より具体的には、積層体5の一端には、積層方向から見て矩形状の導電板30が設けられている。また、積層体5の他端には、積層方向から見て矩形状の導電板40が設けられている。導電板30の一方面30aは、第1集電体20の他方面20bに接している。導電板40の一方面40aは、第2集電体21の他方面21bに接している。 The energy storage device 1 further includes a pair of positive and negative conductive plates provided at one end and the other end of the laminate 5 in the stacking direction. More specifically, a conductive plate 30 having a rectangular shape when viewed from the stacking direction is provided at one end of the laminate 5. A conductive plate 40 having a rectangular shape when viewed from the stacking direction is provided at the other end of the laminate 5. One surface 30a of the conductive plate 30 is in contact with the other surface 20b of the first current collector 20. One surface 40a of the conductive plate 40 is in contact with the other surface 21b of the second current collector 21.

導電板30,40のそれぞれは、板状の良導電性材料によって構成されている。導電板30,40の構成材料としては、例えば集電体の構成材料と同じ材料が用いられる。導電板30,40の厚さは、積層体5に用いられた集電体の厚さより大きくてもよい。ここでは、導電板30,40は、積層方向からみて積層体5(蓄電セル2)よりも小さく構成されており、導電板30,40の外縁は第1シール部材14の内側面14aよりも内側に位置している。ただし、導電板30,40は、積層方向からみて積層体5(蓄電セル2)よりも大きく構成されていてもよい(同程度に構成されてもよい)。この場合、積層方向からみて、導電板30,40は、第1シール部材14の外側面14bよりも外側に突出していてもよい。なお、第1シール部材14の内側面14aは、第1シール部材14における封止空間Sに臨む面であって、第1シール部材14の外側面14bは、内側面14aの反対側の面である。 Each of the conductive plates 30, 40 is made of a plate-shaped material with good electrical conductivity. The conductive plates 30, 40 may be made of the same material as the current collector. The thickness of the conductive plates 30, 40 may be greater than the thickness of the current collector used in the stack 5. Here, the conductive plates 30, 40 are smaller than the stack 5 (storage cell 2) when viewed from the stacking direction, and the outer edge of the conductive plates 30, 40 is located inside the inner surface 14a of the first seal member 14. However, the conductive plates 30, 40 may be larger than the stack 5 (storage cell 2) when viewed from the stacking direction (may be configured to be about the same). In this case, the conductive plates 30, 40 may protrude outward from the outer surface 14b of the first seal member 14 when viewed from the stacking direction. The inner surface 14a of the first seal member 14 is the surface of the first seal member 14 that faces the sealed space S, and the outer surface 14b of the first seal member 14 is the surface opposite the inner surface 14a.

以上の導電板30,40は、一例として、端子を設けることで、当該端子を通じて蓄電装置1の充放電を行うために用いられ得る。或いは、導電板30,40は、導電板30,40を介して複数の蓄電装置1を積層することにより、複数の蓄電装置1を電気的に接続するために用いられ得る。なお、導電板30,40は、積層体5(蓄電セル2)を冷却するための冷却機能を有することができる。その場合、導電板30,40は、例えば面内方向に延在する流路を備えており、当該流路内に冷却流体(例えば空気)を流すことにより積層体5との間で熱交換を行ってもよい。 The conductive plates 30, 40 described above may be used, for example, to provide terminals and charge and discharge the energy storage device 1 through the terminals. Alternatively, the conductive plates 30, 40 may be used to electrically connect a plurality of energy storage devices 1 by stacking the plurality of energy storage devices 1 via the conductive plates 30, 40. The conductive plates 30, 40 may have a cooling function for cooling the stack 5 (energy storage cells 2). In this case, the conductive plates 30, 40 may have flow paths extending in the in-plane direction, for example, and heat exchange may be performed between the conductive plates 30, 40 and the stack 5 by flowing a cooling fluid (e.g., air) through the flow paths.

蓄電装置1は、積層体5の外側面に設けられた第2シール部材50をさらに備える。積層体5の外側面は、第1シール部材14の外側面14bと、隣り合う第1シール部材14の間に露出された集電体の側端面とによって構成されている。第2シール部材50は、積層体5を一括して封止する絶縁性の部材である。第2シール部材50は、第1シール部材14の外側面14bと、隣り合う第1シール部材14の間に露出する集電体の側端面とに設けられている(接触している)。 The energy storage device 1 further includes a second seal member 50 provided on the outer surface of the laminate 5. The outer surface of the laminate 5 is composed of the outer surface 14b of the first seal member 14 and the side end surface of the current collector exposed between adjacent first seal members 14. The second seal member 50 is an insulating member that seals the laminate 5 as a whole. The second seal member 50 is provided on (in contact with) the outer surface 14b of the first seal member 14 and the side end surface of the current collector exposed between adjacent first seal members 14.

すなわち、第2シール部材50は、互いに隣り合う第1シール部材14の間に入り込むことにより、互いに隣り合う蓄電セル2間における第1集電体20及び第2集電体21の側端面(界面)を封止する。また、第2シール部材50は、積層方向について、導電板30から導電板40にわたって延在している。なお、第2シール部材50は、第1シール部材14の外側面14bのみに接触していてもよい。 That is, the second seal member 50 enters between the adjacent first seal members 14, thereby sealing the side end surfaces (interfaces) of the first current collector 20 and the second current collector 21 between the adjacent storage cells 2. The second seal member 50 also extends from the conductive plate 30 to the conductive plate 40 in the stacking direction. The second seal member 50 may be in contact with only the outer surface 14b of the first seal member 14.

第2シール部材50は、積層体5の一端では導電板30の一方面30aに接触されると共に、積層体5の他端では導電板40の一方面40aに接触されている。これにより、第2シール部材50は、蓄電セル2のそれぞれを含む積層体5の全体を取り囲んで封止している。第2シール部材50の材料は、例えば、シリコンゴム、ポリオレフィン、又はウレタンゴム等を用いることができる。 The second seal member 50 is in contact with one surface 30a of the conductive plate 30 at one end of the stack 5, and is in contact with one surface 40a of the conductive plate 40 at the other end of the stack 5. As a result, the second seal member 50 surrounds and seals the entire stack 5 including each of the storage cells 2. The second seal member 50 can be made of a material such as silicone rubber, polyolefin, or urethane rubber.

このような第2シール部材50は、例えば、複数の蓄電セル2を積層して積層体5を構成すると共に、積層体5の両端に導電板30,40を配置した後に、積層体5の外側面に対して未硬化の上記材料を塗布して硬化させることにより形成され得る。第2シール部材50が溶融した状態の材料を第1シール部材14に塗布することで形成される場合、第2シール部材50を形成する際に第1シール部材14に与える熱影響を低減する目的から、第2シール部材50を構成する材料を、第1シール部材14を構成する材料の融点よりも低い融点の材料とすることができる。 Such a second seal member 50 can be formed, for example, by stacking a plurality of storage cells 2 to form a stack 5, arranging conductive plates 30, 40 on both ends of the stack 5, and then applying the uncured material to the outer surface of the stack 5 and curing it. When the second seal member 50 is formed by applying a molten material to the first seal member 14, the material constituting the second seal member 50 can be a material with a melting point lower than that of the material constituting the first seal member 14 in order to reduce the thermal effect on the first seal member 14 when the second seal member 50 is formed.

引き続いて、一実施形態に係る蓄電装置の製造方法について説明する。図2~図6は、蓄電装置の製造方法の一工程を示す模式図である。なお、図3以降の図では、蓄電セルに係る構成の模式的な断面を示すが、煩雑化を避ける目的からハッチングを省略する場合がある。また、図3以降の図では、同様の目的から、図2に示された電池要素2Aからセパレータ13を省略して示す場合がある。 Next, a method for manufacturing an energy storage device according to one embodiment will be described. Figures 2 to 6 are schematic diagrams showing a step in the method for manufacturing an energy storage device. Note that in Figure 3 and subsequent figures, a schematic cross section of the configuration related to the energy storage cell is shown, but hatching may be omitted to avoid complication. Also, in Figure 3 and subsequent figures, for the same purpose, separator 13 may be omitted from battery element 2A shown in Figure 2.

この製造方法では、まず、図2に示されるように、電池要素2Aを準備する(工程S101:準備工程)。電池要素2Aは、上述した蓄電セル2と比較して封止空間Sに電解液が収容されていない点で相違する。すなわち、電池要素2Aは、正極11と、セパレータ13と、セパレータ13を介して正極11に積層された負極12と、第1集電体20及び第2集電体21に接合されて封止空間Sを形成する第1シール部材14と、を有する。この製造方法では、電池要素2Aの封止空間Sに電解液を配置することにより蓄電セル2を製造する。そのために、電池要素2Aでは、第1シール部材14を貫通して外部から封止空間Sに至る注液部材60が設けられている。注液部材60には、開閉可能なバルブ61が設けられている。注液部材60は、封止空間Sの内外を連通する筒状の樹脂部材によって構成される。なお、注液部材60の構成はこれに限られず、第1シール部材14を貫通して封止空間Sの内外を連通する孔であってもよいし、バルブ61は設けられなくてもよい。 In this manufacturing method, first, as shown in FIG. 2, a battery element 2A is prepared (step S101: preparation step). The battery element 2A is different from the above-mentioned storage cell 2 in that the electrolyte is not contained in the sealed space S. That is, the battery element 2A has a positive electrode 11, a separator 13, a negative electrode 12 laminated on the positive electrode 11 via the separator 13, and a first seal member 14 joined to the first current collector 20 and the second current collector 21 to form the sealed space S. In this manufacturing method, the storage cell 2 is manufactured by disposing the electrolyte in the sealed space S of the battery element 2A. For this purpose, the battery element 2A is provided with a liquid injection member 60 that penetrates the first seal member 14 and reaches the sealed space S from the outside. The liquid injection member 60 is provided with an openable and closable valve 61. The liquid injection member 60 is made of a cylindrical resin member that communicates between the inside and outside of the sealed space S. The configuration of the liquid injection member 60 is not limited to this, and it may be a hole that penetrates the first seal member 14 and communicates between the inside and outside of the sealed space S, and the valve 61 may not be provided.

続いて、図3に示されるように、工程S101で準備された電池要素2Aを注液装置PのチャンバP1内に配置する(工程S102:膨張工程)。チャンバP1には、ラインL1及びラインL2を介して真空ポンプP2が接続されている。ラインL1,L2には、それぞれ、チャンバP1と真空ポンプP2との間において、真空レギュレータP3,P4が設けられている。ラインL1は、バルブ61を介して電池要素2Aの注液部材60に接続されている。ラインL1には、チャンバP1(バルブ61)と真空レギュレータP3との間において、切り替え弁P5が設けられ、切り替え弁P5には、電解液Rを貯留するタンクP6が接続されている。したがって、注液装置Pでは、真空ポンプP2が封止空間Sに接続された状態と、電解液RのタンクP6が封止空間Sに接続された状態と、を切り替え弁P5の制御により切り替えることが可能となっている。なお、注液装置Pでは、切り替え弁P5を閉状態とすることにより、切り替え弁P5においてラインL1を閉鎖した状態とすることも可能である。 3, the battery element 2A prepared in step S101 is placed in the chamber P1 of the liquid injection device P (step S102: expansion step). The vacuum pump P2 is connected to the chamber P1 via lines L1 and L2. The lines L1 and L2 are provided with vacuum regulators P3 and P4 between the chamber P1 and the vacuum pump P2, respectively. The line L1 is connected to the liquid injection member 60 of the battery element 2A via a valve 61. The line L1 is provided with a switching valve P5 between the chamber P1 (valve 61) and the vacuum regulator P3, and the switching valve P5 is connected to a tank P6 that stores the electrolyte R. Therefore, in the liquid injection device P, it is possible to switch between a state in which the vacuum pump P2 is connected to the sealed space S and a state in which the tank P6 of the electrolyte R is connected to the sealed space S by controlling the switching valve P5. In addition, in the liquid injection device P, it is also possible to close the line L1 at the switching valve P5 by closing the switching valve P5.

引き続いて、図4の(a)に示されるように、封止空間Sを膨張させる工程が実施されるが、チャンバP1内には、封止空間Sの膨張量を規制するための一対の拘束板Hが配置されており、電池要素2AをチャンバP1内に配置する際には、この拘束板Hの間に電池要素2Aを配置させる。このとき、一対の拘束板Hは、正極11及び負極12の積層方向に電池要素2Aを挟むように位置し、一対の拘束板Hにわたって設けられたボルトやナット等の部材により互いの間隔が適当に維持される。 Next, as shown in FIG. 4(a), a process of expanding the sealed space S is carried out. A pair of constraint plates H are arranged in the chamber P1 to regulate the amount of expansion of the sealed space S. When the battery element 2A is arranged in the chamber P1, the battery element 2A is arranged between the constraint plates H. At this time, the pair of constraint plates H are positioned to sandwich the battery element 2A in the stacking direction of the positive electrode 11 and the negative electrode 12, and the distance between them is appropriately maintained by members such as bolts and nuts provided across the pair of constraint plates H.

続いて、その状態において、封止空間Sの内部の圧力を封止空間Sの外部の圧力よりも高くすることにより、封止空間Sを膨張させる(工程S102:膨張工程)。一例として、この工程S102では、ラインL1及び真空ポンプP2を用いて封止空間S内の排気を行うことにより、封止空間Sを大気圧よりも低い第1気圧に減圧する。これと共に、ラインL2及び真空ポンプP2を用いてチャンバP1内の排気を行うことにより、電池要素2Aの外部の空間T(チャンバP1内)を第1気圧よりも低い第2気圧に減圧する。これにより、封止空間Sの内部と外部との間に差圧を生じさせ、封止空間Sを膨張させる。 Next, in this state, the pressure inside the sealed space S is made higher than the pressure outside the sealed space S, thereby expanding the sealed space S (step S102: expansion step). As an example, in this step S102, the sealed space S is evacuated using line L1 and vacuum pump P2, thereby reducing the pressure inside the sealed space S to a first atmospheric pressure lower than atmospheric pressure. At the same time, the chamber P1 is evacuated using line L2 and vacuum pump P2, thereby reducing the pressure inside the space T (inside chamber P1) outside the battery element 2A to a second atmospheric pressure lower than the first atmospheric pressure. This creates a pressure difference between the inside and outside of the sealed space S, causing the sealed space S to expand.

このとき、第1集電体20及び第2集電体21はその周縁部において第1シール部材14に接合されて固定されているため、正極活物質層22の表面22sと負極活物質層23の表面23sとの間の距離Dcが、第1集電体20及び第2集電体21の中心部分において相対的に大きくなるように(膨張前と比較して拡大するように)封止空間Sが膨張される。このときの封止空間Sの膨張量は、第1集電体20及び第2集電体21が拘束板Hに接触してそれ以上の変形が阻害されることにより、拘束板H同士の間隔に応じた一定量に規制される。 At this time, since the first current collector 20 and the second current collector 21 are joined and fixed to the first seal member 14 at their peripheral portions, the sealed space S expands so that the distance Dc between the surface 22s of the positive electrode active material layer 22 and the surface 23s of the negative electrode active material layer 23 becomes relatively large (expanded compared to before expansion) at the center portion of the first current collector 20 and the second current collector 21. The amount of expansion of the sealed space S at this time is restricted to a constant amount according to the distance between the restraining plates H because the first current collector 20 and the second current collector 21 come into contact with the restraining plates H and further deformation is inhibited.

続いて、封止空間Sが膨張している状態において、切り替え弁P5によってラインL1をタンクP6側に切り替えることにより、図4の(b)に示されるようにラインL1及び注液部材60を介して封止空間Sに電解液Rを注液する(工程S103、注液工程)。タンクP6には、予め、封止空間Sに注入すべき量の電解液Rが貯留され、且つ、タンクP6内が例えば大気圧とされている。これにより、ラインL1をタンクP6側に切り替えられると、タンクP6に貯留された電解液Rの略全量が封止空間Sの内部に注入され得る。 Next, while the sealed space S is in an expanded state, the line L1 is switched to the tank P6 side by the switching valve P5, and the electrolyte R is injected into the sealed space S via the line L1 and the injection member 60 as shown in FIG. 4(b) (step S103, injection step). The tank P6 is previously stored with the amount of electrolyte R to be injected into the sealed space S, and the inside of the tank P6 is set to, for example, atmospheric pressure. As a result, when the line L1 is switched to the tank P6 side, substantially the entire amount of electrolyte R stored in the tank P6 can be injected into the sealed space S.

このとき、蓄電セル2としての規定量を超過する量の電解液Rを封止空間Sに注液する。蓄電セル2としての規定量とは、一例として、蓄電セル2が要求される能力を発揮するために必要な電解液Rの量であり、例えば正極活物質層22及び負極活物質層23の体積・空孔率等応じた量である。ただし、当該規定量は、蓄電セル2を運用する際の電解液Rの予備量を含むことができる。ここでは、第2集電体21及び負極活物質層23が、第1集電体20及び正極活物質層22よりも鉛直下方に位置しており、この負極活物質層23の表面23sの全体が電解液に浸る(濡れる)程度の量の電解液Rを封止空間Sに注液することができる。これにより、後の工程で封止空間Sの膨張を解除したときに、負極活物質層23の表面32sに対向する正極活物質層22の表面22sの全体にも、確実に電解液Rを行き渡らせることが可能となる。 At this time, an amount of electrolyte R exceeding the specified amount for the storage cell 2 is injected into the sealed space S. The specified amount for the storage cell 2 is, for example, the amount of electrolyte R necessary for the storage cell 2 to exhibit the required capacity, and is, for example, an amount according to the volume and porosity of the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23. However, the specified amount can include a reserve amount of electrolyte R when the storage cell 2 is operated. Here, the second current collector 21 and the negative electrode active material layer 23 are located vertically below the first current collector 20 and the positive electrode active material layer 22, and an amount of electrolyte R sufficient to immerse (wet) the entire surface 23s of the negative electrode active material layer 23 in the electrolyte can be injected into the sealed space S. This makes it possible to reliably spread the electrolyte R over the entire surface 22s of the positive electrode active material layer 22 facing the surface 32s of the negative electrode active material layer 23 when the expansion of the sealed space S is released in a later process.

続く工程では、図5の(a)に示されるように、封止空間Sの内部の圧力を封止空間Sの外部の圧力よりも低くする(工程S104:含浸工程)。より具体的には、この工程S104では、切り替え弁P5を閉状態としつつ、チャンバP1内の圧力(封止空間Sの外部の空間Tの圧力)を封止空間S内の第1圧力よりも高い第3圧力に昇圧する。一例として、封止空間Sを大気圧よりも低い気圧に維持しつつ、チャンバP1を大気に開放して封止空間Sの外部の空間Tの圧力を大気圧とする。これにより、封止空間Sの内外に差圧を発生させ、封止空間Sを収縮させて(膨張を解除して)距離Dcを縮小する。これにより、正極活物質層22の表面22s、及び負極活物質層23の表面23sの両方に好適に電解液Rが接触させられ、電解液Rの含浸が進行する。なお、このとき、封止空間Sの気圧は、上記の第1気圧に維持されてもよいし、第3圧力を超えない範囲で第1気圧から変化させられてもよい。 In the next step, as shown in FIG. 5(a), the pressure inside the sealed space S is made lower than the pressure outside the sealed space S (step S104: impregnation step). More specifically, in this step S104, the switching valve P5 is closed and the pressure inside the chamber P1 (the pressure in the space T outside the sealed space S) is increased to a third pressure higher than the first pressure inside the sealed space S. As an example, while maintaining the sealed space S at a pressure lower than atmospheric pressure, the chamber P1 is opened to the atmosphere and the pressure in the space T outside the sealed space S is made atmospheric pressure. This generates a pressure difference between the inside and outside of the sealed space S, contracts the sealed space S (releases the expansion) and reduces the distance Dc. As a result, the electrolyte R is suitably brought into contact with both the surface 22s of the positive electrode active material layer 22 and the surface 23s of the negative electrode active material layer 23, and the impregnation of the electrolyte R proceeds. At this time, the air pressure in the sealed space S may be maintained at the first air pressure described above, or may be changed from the first air pressure within a range not exceeding the third pressure.

続いて、図5の(b)に示されるように、電池要素2AをチャンバP1から取り出すと共に、注液部材60に設けられたバルブ61を閉状態とする。また、注液部材60からラインL1を切り離す。その後、電解液Rが正極活物質層22及び負極活物質層23に十分に含浸するまで(例えば1時間程度)放置する。上述したように、工程S103において、封止空間Sには、規定量を超過する量の電解液Rが注液されている。したがって、電解液Rの含浸が完了した後に、封止空間Sの空間部に余剰の電解液が残存する。なお、ここでの余剰の電解液とは、蓄電セル2を使用するうえでの予備量をさらに超過した量の電解液である。 5(b), the battery element 2A is removed from the chamber P1, and the valve 61 provided on the liquid injection member 60 is closed. The line L1 is also disconnected from the liquid injection member 60. After that, the battery element 2A is left to stand (for example, for about one hour) until the electrolyte R is sufficiently impregnated into the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23. As described above, in step S103, an amount of electrolyte R exceeding the specified amount is injected into the sealed space S. Therefore, after the impregnation of the electrolyte R is completed, an excess of electrolyte remains in the space of the sealed space S. The excess electrolyte here refers to an amount of electrolyte that further exceeds the reserve amount for using the storage cell 2.

続く工程では、注液部材60に設けられたバルブ61を開状態として、この余剰の電解液を排出する。すなわち、電解液Rの含浸が完了した後に、封止空間Sの空間部に残存する電解液Rの少なくとも一部を排出する(工程S105:排出工程)。このとき、封止空間S内の電解液Rの量が規定量となるように、当該電解液Rの一部を排出することができる。なお、蓄電セル2を使用するうえで、予備として封止空間Sの空間部に電解液を残存させる必要が無い場合には、空間部に残存する電解液Rの全量を排出してもよい。 In the next step, the valve 61 provided on the liquid injection member 60 is opened to drain the excess electrolyte. That is, after the impregnation of the electrolyte R is completed, at least a portion of the electrolyte R remaining in the space of the sealed space S is drained (step S105: draining step). At this time, a portion of the electrolyte R can be drained so that the amount of electrolyte R in the sealed space S becomes a specified amount. Note that, when using the storage cell 2, if there is no need to leave electrolyte in the space of the sealed space S as a reserve, the entire amount of electrolyte R remaining in the space may be drained.

図6の(a),(b)に示されるように、この工程S105では、電池要素2Aを拘束装置70にセットする。なお、図6の(b)は、図6の(a)の領域RAを拡大して示す模式図である。拘束装置70は、板状の支持部材71と、支持部材71に対向して配置された複数の棒状の拘束部材72と、を含む。電池要素2Aは、一対の樹脂板81及び一対のスポンジ層82の間に挟まれた状態で、支持部材71と拘束部材72との間に配置される。拘束部材72は、一方向に沿って配列されている。また、隣り合う拘束部材72のピッチH1,H2は、当該一方向の一方から他方に向かって狭くなるようにされている。拘束部材72は、それぞれ、支持部材71に向けて電池要素2Aに拘束圧を付加する。したがって、拘束部材72のそれぞれは、電池要素2Aに拘束圧を付加する際の拘束点である。 As shown in (a) and (b) of FIG. 6, in this step S105, the battery element 2A is set in the restraining device 70. Note that (b) of FIG. 6 is a schematic diagram showing an enlarged area RA of (a) of FIG. 6. The restraining device 70 includes a plate-shaped support member 71 and a plurality of rod-shaped restraining members 72 arranged opposite the support member 71. The battery element 2A is arranged between the support member 71 and the restraining member 72 in a state where it is sandwiched between a pair of resin plates 81 and a pair of sponge layers 82. The restraining members 72 are arranged along one direction. In addition, the pitches H1 and H2 of the adjacent restraining members 72 are narrowed from one side to the other side in the one direction. Each of the restraining members 72 applies a restraining pressure to the battery element 2A toward the support member 71. Therefore, each of the restraining members 72 is a restraining point when applying a restraining pressure to the battery element 2A.

ここでは、相対的に狭いピッチH2で配列された拘束部材72が、封止空間Sにおける電解液Rの排出口として機能する注液部材60側に位置するように、電池要素2Aを拘束装置70にセットする。そして、工程S105では、注液部材60に向かって配列された複数の拘束点のうち、注液部材60から遠い拘束点から注液部材60に近い拘束点に向けて順に封止空間に拘束圧を付加する。これにより、電解液Rが、封止空間Sのうちの注液部材60からセパレータ13により隔てられた空間部S1から、封止空間Sのうちの注液部材60に直接的に繋がる空間部S2に向けて、セパレータ13を透過して移動し、注液部材60から排出される。このとき、封止空間Sの注液部材60に近い部分では、空間部S1において注液部材60から遠い拘束点から順に押し流されてきた電解液Rが、空間部S2に向けてセパレータ13を透過するための圧力が必要となるが、当該部分は相対的に狭いピッチH2で配列された拘束部材72により拘束されるため、当該圧力が好適に付与されることとなり、より確実に電解液Rを排出できる。工程S105では、注液部材60から排出された電解液Rの量、或いは、電解液Rの排出により減少する電池要素2Aの重量を検出しつつ、電池要素2Aの拘束をコントロールすることにより、適切な量の電解液Rを排出させることができる。 Here, the battery element 2A is set in the restraining device 70 so that the restraining members 72 arranged at a relatively narrow pitch H2 are positioned on the side of the liquid injection member 60 that functions as an outlet for the electrolyte R in the sealed space S. Then, in step S105, a restraining pressure is applied to the sealed space in order from the restraining point farthest from the liquid injection member 60 to the restraining point closest to the liquid injection member 60 among the multiple restraining points arranged toward the liquid injection member 60. This causes the electrolyte R to move through the separator 13 from the space S1 in the sealed space S separated from the liquid injection member 60 by the separator 13 toward the space S2 in the sealed space S that is directly connected to the liquid injection member 60, and is discharged from the liquid injection member 60. At this time, in the portion of the sealed space S close to the liquid injection member 60, pressure is required for the electrolyte R, which has been pushed in order from the restraint points farthest from the liquid injection member 60 in the space S1, to pass through the separator 13 toward the space S2. However, since this portion is restrained by the restraint members 72 arranged at a relatively narrow pitch H2, this pressure is applied appropriately, and the electrolyte R can be more reliably discharged. In step S105, the amount of electrolyte R discharged from the liquid injection member 60 or the weight of the battery element 2A that is reduced by the discharge of the electrolyte R is detected, and the restraint of the battery element 2A is controlled, so that an appropriate amount of electrolyte R can be discharged.

その後、活性化及びガス抜きを行った後に、バルブ61の取り外し及び注液部材60の封止を行うことにより、蓄電セル2が得られる。このようにして得られた複数の蓄電セル2を用いて、図1に示される蓄電装置1を製造することができる。すなわち、蓄電装置1を製造する場合、まず、蓄電セル2を一方向に積層して積層体5を構成する(積層工程)。続いて、積層体5の外側面に第2シール部材50を設けて積層体5を一括して封止する(封止工程)。その後、積層体5の積層方向の両端に導電板30,40を設置する(設置工程)。これにより、蓄電装置1が得られる。このように、上述した蓄電セル2の製造方法は、蓄電装置1の製造方法の一部に含まれ得る。 After that, activation and degassing are performed, and then the valve 61 is removed and the liquid injection member 60 is sealed to obtain the storage cell 2. The storage device 1 shown in FIG. 1 can be manufactured using the plurality of storage cells 2 thus obtained. That is, when manufacturing the storage device 1, first, the storage cells 2 are stacked in one direction to form the stack 5 (stacking process). Next, the stack 5 is sealed as a whole by providing a second sealing member 50 on the outer surface of the stack 5 (sealing process). Then, the conductive plates 30 and 40 are installed on both ends of the stack 5 in the stacking direction (installation process). This results in the storage device 1. In this way, the manufacturing method of the storage cell 2 described above can be included as part of the manufacturing method of the storage device 1.

以上説明したように、本実施形態に係る蓄電装置の製造方法では、まず、正極11と負極12との間に正極活物質層22及び負極活物質層23を含む封止空間Sが形成された電池要素2Aが準備される。その後、差圧を利用して封止空間Sを膨張させつつ、当該膨張した封止空間Sに電解液Rを注液する。このように、この製造方法では、正極活物質層22と負極活物質層23との間の空隙(例えば距離Dc)が拡大された状態で電解液Rが注液されるので、正極活物質層22及び負極活物質層23のより広い領域に電解液Rが濡れ広がりやすくなる。よって、電解液Rの含浸に係る時間の短縮が図られる。さらに、この製造方法では、注液後、封止空間Sの内部の圧力が相対的に低くされるため、封止空間Sの膨張が解除されて正極活物質層22と負極活物質層23の間の空隙(例えば距離Dc)が縮小される。よって、当該空隙に配置されていた電解液Rの正極活物質層22及び負極活物質層23への含浸が促進される。以上のように、この製造方法によれば、電解液Rの含浸に係る時間を短縮可能である。 As described above, in the manufacturing method of the storage device according to this embodiment, first, a battery element 2A is prepared in which a sealed space S including a positive electrode active material layer 22 and a negative electrode active material layer 23 is formed between the positive electrode 11 and the negative electrode 12. Then, the sealed space S is expanded by using a pressure difference, and the electrolyte solution R is injected into the expanded sealed space S. In this manner, in this manufacturing method, the electrolyte solution R is injected in a state in which the gap (e.g., distance Dc) between the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23 is expanded, so that the electrolyte solution R is more likely to wet and spread over a wider area of the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23. Thus, the time required for impregnation of the electrolyte solution R is shortened. Furthermore, in this manufacturing method, since the pressure inside the sealed space S is relatively low after injection, the expansion of the sealed space S is released and the gap (e.g., distance Dc) between the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23 is reduced. This promotes the impregnation of the electrolyte solution R that was placed in the gap into the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23. As described above, this manufacturing method can shorten the time required for the electrolyte solution R to be impregnated.

また、本実施形態に係る製造方法では、工程S102(膨張工程)では、電池要素2AをチャンバP1内に配置すると共に、封止空間Sの内部の圧力を大気圧よりも低い第1圧力に減圧し、且つ、チャンバP1内の圧力を第1圧力よりも低い第2圧力に減圧する。また、工程S104(含浸工程)では、チャンバP1内の圧力を第1圧力よりも高い第3圧力に昇圧する。このため、工程S103(注液工程)及び工程S104において、封止空間Sの内部が大気圧よりも低くされる。このため、封止空間Sの内部に気泡が残ることによる電解液Rの浸透・含浸の阻害が抑制される。この結果、電解液Rの含浸に係る時間をより確実に短縮可能である。 In the manufacturing method according to the present embodiment, in step S102 (expansion step), the battery element 2A is placed in the chamber P1, and the pressure inside the sealed space S is reduced to a first pressure lower than atmospheric pressure, and the pressure inside the chamber P1 is reduced to a second pressure lower than the first pressure. In step S104 (impregnation step), the pressure inside the chamber P1 is increased to a third pressure higher than the first pressure. Therefore, in steps S103 (pouring step) and S104, the pressure inside the sealed space S is made lower than atmospheric pressure. Therefore, the inhibition of the penetration and impregnation of the electrolyte solution R due to air bubbles remaining inside the sealed space S is suppressed. As a result, the time required for impregnation of the electrolyte solution R can be more reliably shortened.

また、本実施形態に係る製造方法は、工程S104の後に、封止空間S内の電解液Rの一部を排出する工程S105(排出工程)を備えている。そして、工程S102では、当該蓄電セル2としての規定量を超過する量の電解液Rを封止空間Sに注液する。このため、より多くの電解液Rを注液することにより、電解液Rの濡れ広がりを促進できる。また、工程S105で電解液Rの一部(例えば超過量)を排出することにより、余分な電解液Rが使用時の電池反応の妨げとなることが抑制される。 The manufacturing method according to this embodiment also includes a step S105 (discharge step) of discharging a portion of the electrolyte solution R in the sealed space S after step S104. Then, in step S102, an amount of electrolyte solution R that exceeds the specified amount for the storage cell 2 is injected into the sealed space S. Therefore, by injecting a larger amount of electrolyte solution R, it is possible to promote the wetting and spreading of the electrolyte solution R. Also, by discharging a portion of the electrolyte solution R (e.g., an excess amount) in step S105, it is possible to prevent the excess electrolyte solution R from interfering with the battery reaction during use.

ここで、蓄電装置1がリチウムイオン二次電池等の非水系二次電池である場合、封止空間Sに含まれる水分をできるだけ少なくする必要がある。このため、例えば、活物質層に含まれる水分を除去するために活物質層を加熱して水分を飛ばす場合があるが、活物質層に水分が残存するおそれがある。これに対して、上記のように過剰な電解液Rを封止空間Sに注液して排出を行うことにより、正極活物質層22及び負極活物質層23内に残存する水分を電解液R中に混合させて除去できる。特に、電解液Rの注液に先立って封止空間Sの内部を減圧する場合には、正極活物質層22及び負極活物質層23から封止空間Sの空間部への水分の蒸発が促進されるため、より有効である。一実施例によると、注液前の電解液Rの水分量に対して、排出された電解液Rの水分量が5倍程度に増加することが確認されている。すなわち、その増加分だけ封止空間Sの内部から水分を除去できたこととなる。 Here, when the energy storage device 1 is a non-aqueous secondary battery such as a lithium ion secondary battery, it is necessary to reduce the amount of moisture contained in the sealed space S as much as possible. For this reason, for example, in order to remove the moisture contained in the active material layer, the active material layer may be heated to evaporate the moisture, but there is a risk that moisture may remain in the active material layer. In contrast, by injecting an excess of electrolyte solution R into the sealed space S as described above and then discharging it, the moisture remaining in the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23 can be mixed into the electrolyte solution R and removed. In particular, when the inside of the sealed space S is depressurized prior to the injection of the electrolyte solution R, the evaporation of moisture from the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 23 into the space of the sealed space S is promoted, which is more effective. According to one embodiment, it has been confirmed that the amount of moisture in the discharged electrolyte solution R increases by about five times compared to the amount of moisture in the electrolyte solution R before injection. In other words, the moisture can be removed from the inside of the sealed space S by the amount of increase.

また、本実施形態に係る製造方法では、工程S105では、封止空間Sにおける電解液の排出口である注液部材60に向かって配列された複数の拘束点(拘束部材72)のうち、注液部材60から遠い拘束点から注液部材60に近い拘束点に向けて順に封止空間Sに拘束圧を付加することにより、注液部材60から電解液Rの一部を排出する。このとき、隣り合う拘束点のピッチH1,H2は、注液部材60に向かうにつれて狭くなっている。このため、注液部材60の近いほどより大きな拘束圧を付加し、余分な電解液Rをより確実に排出可能である。 In addition, in the manufacturing method according to this embodiment, in step S105, among the multiple constraint points (constraint members 72) arranged toward the liquid injection member 60, which is an outlet for the electrolyte in the sealed space S, a constraining pressure is applied to the sealed space S in order from the constraint point farthest from the liquid injection member 60 to the constraint point closest to the liquid injection member 60, thereby discharging a portion of the electrolyte R from the liquid injection member 60. At this time, the pitches H1, H2 between adjacent constraint points become narrower toward the liquid injection member 60. Therefore, the closer the liquid injection member 60 is, the greater the constraining pressure that can be applied, making it possible to more reliably discharge excess electrolyte R.

さらに、本実施形態に係る製造方法では、工程S102では、正極11及び負極12の積層方向に電池要素2Aを挟むように配置された一対の拘束板Hを用いて、封止空間Sの膨張量を規制する。このため、工程S102での封止空間Sの膨張量をコントロールすることが可能となる。 Furthermore, in the manufacturing method according to this embodiment, in step S102, the amount of expansion of the sealed space S is restricted using a pair of restraining plates H arranged to sandwich the battery element 2A in the stacking direction of the positive electrode 11 and the negative electrode 12. This makes it possible to control the amount of expansion of the sealed space S in step S102.

以上の実施形態は、本開示に係る蓄電装置の製造方法の一態様である。したがって、上述した蓄電装置の製造方法は、変形され得る。 The above embodiment is one aspect of the method for manufacturing an energy storage device according to the present disclosure. Therefore, the method for manufacturing an energy storage device described above can be modified.

例えば、上記の例では、工程S102において、封止空間Sの内部を第1気圧に減圧し、且つ、封止空間Sの外部(チャンバP1の内部)を第1気圧よりも低い第2気圧に減圧した。しかしながら、工程S102では、封止空間Sの内外に差圧を生じさせて封止空間Sを膨張させればよいため、封止空間Sの内部は減圧されていなくてもよい。 For example, in the above example, in step S102, the inside of the sealed space S is depressurized to a first atmospheric pressure, and the outside of the sealed space S (inside the chamber P1) is depressurized to a second atmospheric pressure lower than the first atmospheric pressure. However, in step S102, the inside of the sealed space S does not need to be depressurized because it is sufficient to create a pressure difference between the inside and outside of the sealed space S to expand the sealed space S.

また、上記の例では、工程S103において、規定量を超過する電解液Rを封止空間Sに注液したが、規定量の電解液Rを封止空間Sに注液するようにしてもよい。この場合、電解液Rの一部を排出する工程S105は省略される。 In the above example, in step S103, the electrolyte R exceeds a specified amount and is injected into the sealed space S. However, a specified amount of the electrolyte R may be injected into the sealed space S. In this case, step S105 of discharging a portion of the electrolyte R is omitted.

さらに、上記の例では、工程S102を実施するに際して、一対の拘束板Hの間に電池要素2Aを配置することにより、封止空間Sの膨張量を機械的に規制したが、拘束板Hを用いることは必須ではない。 Furthermore, in the above example, when carrying out step S102, the amount of expansion of the sealed space S is mechanically restricted by disposing the battery element 2A between a pair of restraining plates H, but the use of the restraining plates H is not essential.

なお、以上の実施形態では、蓄電装置1が、第1集電体20と第2集電体21とで区切られて独立した蓄電セル2を複数含む場合であって、それぞれの蓄電セル2の元となる電池要素2Aのそれぞれに対して電解液Rを注液し、蓄電セル2を個別に製造する場合について説明した。しかし、例えば1枚の集電体の両面に正極活物質層22及び負極活物質層23が形成されて隣り合う蓄電セル2の間で第1集電体20及び/又は第2集電体21が共通化され、それぞれの蓄電セル2が明確に区切られていない場合であっても、それぞれの蓄電セル2の元となる複数の電池要素2Aが積層された状態において、上述した製造方法により当該電池要素2Aの封止空間Sのそれぞれに電解液Rを注液して(積層された状態の)蓄電セル2で蓄電装置1を製造することもできる。 In the above embodiment, the storage device 1 includes a plurality of independent storage cells 2 separated by the first current collector 20 and the second current collector 21, and the storage cells 2 are individually manufactured by injecting the electrolyte R into each of the battery elements 2A that are the basis of each storage cell 2. However, even if, for example, a positive electrode active material layer 22 and a negative electrode active material layer 23 are formed on both sides of a single current collector, and the first current collector 20 and/or the second current collector 21 are common between adjacent storage cells 2, and each storage cell 2 is not clearly separated, the storage device 1 can be manufactured with the storage cells 2 (in a stacked state) by injecting the electrolyte R into each of the sealed spaces S of the battery elements 2A by the above-mentioned manufacturing method in a stacked state of the plurality of battery elements 2A that are the basis of each storage cell 2.

1…蓄電装置、2…蓄電セル、2A…電池要素、11…正極(第1電極)、12…負極(第2電極)、14…第1シール部材(封止体)、20…第1集電体、21…第2集電体、22…正極活物質層(第1活物質層)、23…負極活物質層(第2活物質層)、P1…チャンバ、S…封止空間、R…電解液。 1...electricity storage device, 2...electricity storage cell, 2A...battery element, 11...positive electrode (first electrode), 12...negative electrode (second electrode), 14...first seal member (sealing body), 20...first current collector, 21...second current collector, 22...positive electrode active material layer (first active material layer), 23...negative electrode active material layer (second active material layer), P1...chamber, S...sealed space, R...electrolyte.

Claims (5)

第1集電体及び前記第1集電体に設けられた第1活物質層を含む第1電極と、第2集電体及び前記第2集電体に設けられた第2活物質層を含み、前記第1活物質層と前記第2活物質層とが対向するように前記第1電極に積層された第2電極と、前記第1活物質層及び前記第2活物質層を囲むように前記第1集電体及び前記第2集電体に接合され、前記第1集電体と前記第2集電体との間に封止空間を形成する封止体と、を含む電池要素を準備する準備工程と、
前記準備工程の後に、前記電池要素をチャンバ内に配置すると共に、前記チャンバ内の圧力を前記封止空間の内部の圧力よりも低く制御することで、前記封止空間の内部の圧力を前記封止空間の外部の圧力よりも高くすることにより、前記封止空間を膨張させる膨張工程と、
前記膨張工程の後に、前記封止空間が膨張している状態において前記封止空間に電解液を注液する注液工程と、
前記注液工程の後に、前記チャンバ内の圧力を前記封止空間の内部の圧力よりも高く制御することで、前記封止空間の内部の圧力を前記封止空間の外部の圧力よりも低くする含浸工程と、
を備える蓄電装置の製造方法。
a preparation step of preparing a battery element including: a first electrode including a first current collector and a first active material layer provided on the first current collector; a second electrode including a second current collector and a second active material layer provided on the second current collector, the second electrode being stacked on the first electrode such that the first active material layer and the second active material layer face each other; and a sealant bonded to the first current collector and the second current collector so as to surround the first active material layer and the second active material layer, and forming a sealed space between the first current collector and the second current collector;
an expansion step of disposing the battery element in a chamber after the preparation step, and controlling a pressure in the chamber to be lower than a pressure inside the sealed space, thereby making the pressure inside the sealed space higher than a pressure outside the sealed space, thereby expanding the sealed space;
a liquid injection step of injecting an electrolyte into the sealed space while the sealed space is in a state in which the sealed space is expanded after the expansion step;
an impregnation step of controlling a pressure in the chamber to be higher than a pressure inside the sealed space after the liquid injection step, thereby making the pressure inside the sealed space lower than a pressure outside the sealed space;
A method for manufacturing an electricity storage device comprising the steps of:
前記膨張工程では、前記封止空間の内部の圧力を大気圧よりも低い第1圧力に減圧し、且つ、前記チャンバ内の圧力を前記第1圧力よりも低い第2圧力に減圧し、
前記含浸工程では、前記チャンバ内の圧力を前記第1圧力よりも高い第3圧力に昇圧する、
請求項1に記載の蓄電装置の製造方法。
In the expansion step, a pressure inside the sealed space is reduced to a first pressure lower than atmospheric pressure, and a pressure inside the chamber is reduced to a second pressure lower than the first pressure,
In the impregnation step, the pressure in the chamber is increased to a third pressure higher than the first pressure.
A method for manufacturing the electricity storage device according to claim 1 .
前記含浸工程の後に、前記封止空間内の前記電解液の量が規定量となるように前記電解液の一部を排出する排出工程を備え、
前記注液工程では、前記規定量を超過する量の前記電解液を前記封止空間に注液する、
請求項1又は2に記載の蓄電装置の製造方法。
a discharge step of discharging a part of the electrolytic solution so that the amount of the electrolytic solution in the sealed space becomes a specified amount after the impregnation step,
In the injection step, the electrolyte solution is injected into the sealed space in an amount exceeding the specified amount.
A method for manufacturing the electricity storage device according to claim 1 or 2.
前記排出工程では、前記封止空間における前記電解液の排出口に向かって配列された複数の拘束点のうち、前記排出口から遠い前記拘束点から前記排出口に近い前記拘束点に向けて順に前記封止空間に拘束圧を付加することにより、前記排出口から前記電解液の一部を排出し、
隣り合う前記拘束点のピッチは、前記排出口に向かうにつれて狭くなっている、
請求項3に記載の蓄電装置の製造方法。
In the discharge step, a constraining pressure is applied to the sealed space in order from a constraining point farthest from the discharge port to a constraining point closer to the discharge port among a plurality of constraining points arranged toward a discharge port of the electrolyte in the sealed space, thereby discharging a part of the electrolyte from the discharge port;
The pitch between adjacent constraint points becomes narrower toward the discharge port.
A method for manufacturing the electricity storage device according to claim 3.
前記膨張工程では、前記第1電極及び前記第2電極の積層方向に前記電池要素を挟むように配置された拘束板を用いて、前記封止空間の膨張量を規制する、
請求項1~4のいずれか一項に記載の蓄電装置の製造方法。
In the expansion step, an expansion amount of the sealed space is restricted by using restraining plates arranged to sandwich the battery element in a stacking direction of the first electrode and the second electrode.
A method for manufacturing the electricity storage device according to any one of claims 1 to 4.
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