JP7753390B2 - 二次電池の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、二次電池の製造方法に関する。

特許文献１には、リチウムイオン二次電池の製造方法の一例が開示されている。当該製造方法は、以下の注液工程と、第１押圧工程と、予備充電工程と、第２押圧工程と、本充電工程と、を含む。注液工程は、未注液のリチウムイオン二次電池内に電解液を注液する工程である。第１押圧工程は、注液工程の後に、電極体を、正極板、セパレータおよび負極板の積層方向に第１圧力で押圧する工程である。予備充電工程は、電極体を第１圧力で押圧した状態で、リチウム二次電池を第１電池電圧まで予備充電する工程である。第２押圧工程は、予備充電工程の後に、リチウムイオン電池を加温し電解液の粘度を下げた状態で、電極体を、第１圧力よりも高い第２圧力で上記積層方向に押圧する工程である。本充電工程は、第１電池電圧よりも高い第２電池電圧までリチウム二次電池をコンディショニング充電する工程である。

日本国特開２０１９－２１５１０号公報

本開示の一態様に係る二次電池の製造方法は、正極材料、負極材料および電解質を含む少なくとも１つの電極体を予備充電する予備充電工程と、前記予備充電工程の期間およびその後の期間において、機械的圧力により前記電極体を加圧状態とする１または複数の加圧工程と、前記予備充電工程の期間およびその後の期間において、前記電極体の雰囲気を減圧状態とする１または複数の減圧工程と、を含む。

本開示に係る二次電池の外観を示す斜視図である。 本開示に係るユニットセルの外観を示す斜視図である。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面について分解して示すモデル図である。 図１のＩＶ－ＩＶ線における断面について分解して示すモデル図である。 電極体の具体的な構造を示すモデル図である。 本開示に係る二次電池の製造方法の一例を示すフローチャートである。 本開示に係る予備充電装置の概略的な構成の一例を示す概略図である。 上下方向に隣接する２つのトレーの間にスペーサを配置した状態を分解して示すモデル図である。 本開示に係る予備充電装置の処理の一例を示すフローチャートである。

本実施形態では、主として、製造中の二次電池に対して予備充電を行うときの具体的な処理について説明する。予備充電は、製造中の二次電池に対する初回の充電であってよい。本実施形態では、当該具体的な処理の説明に先立ち、二次電池の構成および二次電池の製造プロセスの一例について説明する。

〔二次電池の構成〕
図１は、二次電池１の外観を示す斜視図である。二次電池１は、外部端子と電気的に接続されることにより、充電または放電を行うことが可能な電池である。例えば、住宅用、基地局用、車載用、ドローン等のロボット用、医療器具用の蓄電装置に、少なくとも１つの二次電池１が搭載されてよい。二次電池１は、ユニットセル１０と、接続端子２１および２２と、第２収容体５０とを備えてよい。ユニットセル１０の構成については後述する。

第２収容体５０は、ユニットセル１０を収容してよい。第２収容体５０は、例えばアルミパウチフィルム、あるいは、ステンレス鋼またはニッケル等の金属箔層を有するラミネートフィルムで形成されてよい。アルミパウチフィルムは、アルミニウムをフィルムに蒸着させたもの、または、アルミニウム箔とフィルムとをラミネートしたものであってよい。フィルムの材料は、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、またはポリエチレンテレフタレート等であってよい。第２収容体５０の厚みは、５０μｍ以上３００μｍ以下であってよく、例えば２００μｍであってよい。

第２収容体５０がアルミパウチフィルムである場合、第２収容体５０は、２枚のアルミパウチフィルムがユニットセル１０の積層方向（Ｚ軸方向）における両側に位置する構成を有してよい。また、第２収容体５０がアルミパウチフィルムである場合、第２収容体５０は、１枚のアルミパウチフィルムが２つ折りにされ、その内部にユニットセル１０が位置する構成を有してもよい。

接続端子２１および２２は、二次電池１から電力を取出す、または二次電池１に電力を供給するために、外部端子と接続される端子であってよい。接続端子２１および２２は、第２収容体５０の内部から外部まで突出してよい。接続端子２１および２２の材料は、例えば銅、アルミニウム、またはニッケルであってよい。接続端子２１および２２の厚みは、５０μｍ以上かつ５００μｍ以下であってよく、例えば２００μｍであってよい。また、接続端子２１および２２には、接着部材（不図示）との接着性を向上させるための表面処理が施されていてもよい。接着部材は、第２収容体５０に対する接続端子２１および２２の位置を決定するために、接続端子２１および２２と、接続端子２１および２２の上下に位置する第２収容体５０とを接着する。

図２は、ユニットセル１０の外観を示す斜視図である。図２に示すように、ユニットセル１０は、電極体１４と第１収容体１５とを備えていてよい。電極体１４は、シート状の形状を有していてよい。シート状の電極体１４は、正電極１１および負電極１２を備えていてよい。

第１収容体１５は、電極体１４を収容してよい。電極体１４を収容する第１収容体１５が複数積層される場合、複数の第１収容体１５同士は、図示しない粘着層により互いに接着されてよい。第１収容体１５の材料は、例えばフィルム状のＰＥＴ（polyethylene terephthalate）またはナイロンであってよい。より具体的には、例えば２枚の第１収容体１５は、ユニットセル１０の積層方向（Ｚ軸方向）における両側に位置する構成を有してよい。第１収容体１５の基材の厚みは、例えば１０μｍ以上かつ４０μｍ以下であってよく、例えば２５μｍであってよい。粘着層の材料は、例えばポリプロピレンまたはポリエチレンであってよい。

第１収容体１５は、例えば透明であってもよい。図２は、ユニットセル１０に透明の第１収容体１５を用いることにより、第１収容体１５を通して電極体１４を確認することができる様子を示す図である。

第１収容体１５は、切欠部１６を有していてよい。例えば、正電極１１側の第１収容体１５、および、負電極１２側の第１収容体１５のそれぞれに、切欠部１６が設けられていてよい。ユニットセル１０の一部に封止されていない部分として切欠部１６を設けることにより、ユニットセル１０の内部において、電解液、または微量の水分の分解反応によって発生するガスを、ユニットセル１０の外部に放出できる。また、切欠部１６を設けることによって、正電極１１側の一部と、負電極１２側の一部とが、第１収容体１５から露出した構成を有してもよい。または、正電極１１側の一部と、負電極１２側の一部とが、第１収容体１５から露出していない構成を有してもよい。後者の場合、ユニットセル１０の正電極１１側の内部の空間とユニットセル１０の外部の空間とが連通した構成を有するとともに、ユニットセル１０の負電極１２側の内部の空間とユニットセル１０の外部の空間とが連通した構成を有してもよい。また、正電極１１側の切欠部１６の位置において、負電極１２側の第１収容体１５が露出し、負電極１２側の切欠部１６の位置において、正電極１１側の第１収容体１５が露出してもよい。

正電極１１は、第１収容体１５から露出する露出部１１ｅを有してよい。負電極１２は、第１収容体１５から露出する露出部１２ｅを有してよい。接続端子２１および２２は、例えば超音波溶着、レーザ溶着、または抵抗溶接により、それぞれ露出部１１ｅおよび１２ｅに電気的に接続されてよい。正電極１１および負電極１２の詳細については後述する。

二次電池１は、正電極１１および負電極１２を第１収容体１５に収容したユニットセル１０を、さらに第２収容体５０に収容した構成を有してよい。この構成を有することにより、電極体１４が二重に収容されるため、二次電池１の安全性を高めることができる。また、第２収容体５０をさらなる収容体に収容してもよい。ただし、二次電池１は、正電極１１および負電極１２を備えるものであればよく、少なくとも１つの収容体により収容されていればよい。

実施形態１においては、二次電池１は、複数のユニットセル１０を重ね合わせた構成を備え、例えば１０層分のユニットセル１０を重ね合わせた構成を備える。ただし、本開示に係る二次電池１は、ユニットセル１０を１０層とは異なる複数層備えてもよく、１層のみ備えていてもよい。二次電池１がユニットセル１０を複数層備える場合、それらのユニットセル１０は積層されていてよい。図１に示す二次電池１を平面視した場合、接続端子２１および２２を除いた箇所は、略矩形状であってよく、異なる形状であってもよい。また、図２に示すユニットセル１０を平面視した場合、露出部１１ｅおよび１２ｅを除いた箇所は、略矩形状であってよく、異なる形状であってもよい。

図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面について分解して示すモデル図である。図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線における断面について分解して示すモデル図である。簡単のため、図３および図４では第２収容体５０は省略されている。また、図３および図４は、主として各構成要素の位置関係を示すものである。このため、各構成要素の厚みの大小関係については、必ずしも図３および図４のとおりではない。

図３および図４に示すように、二次電池１は、第１保護部材３０をさらに備えてよい。
第１保護部材３０は、各ユニットセル１０の第１収容体１５から露出した露出部１１ｅ同士を電気的に接続した第１接続部と、各ユニットセル１０の第１収容体１５から露出した露出部１２ｅ同士を電気的に接続した第２接続部と、を保護してよい。露出部１１ｅ同士および露出部１２ｅ同士はそれぞれ、例えば超音波溶着、レーザ溶着、または抵抗溶接により接続されてよい。図３および図４において、正電極１１の露出部１１ｅ同士および負電極１２の露出部１２ｅ同士が接続されていないが、上述したように実際には接続されている。

第１保護部材３０の材料は、例えばフィルム状のポリオレフィンまたはポリイミドであってよい。第１保護部材３０は、図示しない粘着層により、露出部１１ｅおよび１２ｅに接着されていてよい。また、第１保護部材３０における粘着層の材料は、電解液（電解質）に溶出しにくいものであればよい。粘着層の材料は、例えばアクリル系粘着剤であってよい。

本実施形態では、第１保護部材３０は、第１接続部および第２接続部から第１収容体１５の一部に亘って被覆していてよい。これにより、露出部１１ｅまたは１２ｅにおいて応力が生じた場合に、応力集中を生じにくくできることから、第１接続部および第２接続部の近傍において露出部１１ｅまたは１２ｅが損傷または破断する可能性を低減できる。ただし、第１保護部材３０は、少なくとも第１接続部および第２接続部を保護していればよく、必ずしも第１接続部および第２接続部から第１収容体１５に亘って被覆していなくてもよい。

また、図３および図４に示すように、正電極１１は、電極導電体１１ａおよび正極活物質層１１ｂを有してよい。負電極１２は、電極導電体１２ａおよび負極活物質層１２ｂを有してよい。

電極導電体１１ａは、例えばアルミニウム箔であってよい。電極導電体１１ａの厚みは５μｍ以上２５μｍ以下であってよく、例えば１０μｍであってよい。電極導電体１２ａは、例えば銅箔であってよい。電極導電体１２ａの厚みは５μｍ以上２５μｍ以下であってよく、例えば１０μｍであってよい。

図５は、電極体１４の具体的な構造を示す断面図である。図５に示すように、正極活物質層１１ｂは、正極活物質１１ｃおよび導電助剤１１ｄの混合物である正極材料の層であってよい。また、負極活物質層１２ｂは、負極活物質１２ｃおよび導電助剤１２ｄの混合物である負極材料の層であってよい。正極活物質１１ｃは、例えばコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リン酸鉄リチウム、またはマンガン酸リチウムであってよい。負極活物質１２ｃは、例えばグラファイトまたはチタン酸リチウムであってよい。導電助剤１１ｄおよび１２ｄは、例えばカーボンブラックまたはアセチレンブラックであってよい。ただし正極活物質１１ｃ、負極活物質１２ｃ、導電助剤１１ｄおよび１２ｄはこれらに限られない。

正極材料は、正極活物質１１ｃと導電助剤１１ｄとから構成される混合物に電解液を混ぜ込んだ、いわゆる粘土状の性質を有していてよい。負極材料は、負極活物質１２ｃと導電助剤１２ｄとから構成される混合物に電解液を混ぜ込んだ、いわゆる粘土状の性質を有していてよい。正電極１１は、正極材料が電極導電体１１ａに塗工された電極であってよい。負電極１２は、負極材料が電極導電体１２ａに塗工された電極であってよい。

電解液は、非水溶媒に電解質であるリチウム塩を溶解させたものである。非水溶媒としては、カーボネート系溶媒であってもよい。カーボネート系溶媒としては、γ－ブチロラクトンであってもよいし、エチレンカーボネートであってもよいし、γ－ブチロラクトンとエチレンカーボネートとの両方であってもよい。また、カーボネート系溶媒として、少なくともγ－ブチロラクトンとエチレンカーボネートとのいずれか一方を含んでいれば、他の溶媒を含んでいてもよい。他の溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジメトキシエタン、ジエチルカーボネート、テトラヒドロフラン、トリエチレングリコールジメチルエーテルが挙げられる。電解質としては、六フッ化リン酸リチウムまたはリチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）であってよい。

また、電極体１４は、セパレータ１３をさらに備えていてよい。正電極１１、負電極１２およびセパレータ１３は、正極活物質層１１ｂおよび負極活物質層１２ｂがセパレータ１３に接するような位置関係を有していてよい。すなわち、ユニットセル１０は、セパレータ１３を介して正電極１１および負電極１２を積層した構造であってよい。セパレータ１３は、正電極１１および負電極１２を絶縁する絶縁部材として機能してよい。セパレータ１３には、例えばシート状の不織布または多孔質材が用いられてよい。

セパレータ１３として多孔質材を用いる場合、具体的には、融点が８０℃～１４０℃程度の熱可塑性樹脂からなる多孔フィルムを用いてよい。熱可塑性樹脂として、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系ポリマー、またはポリエチレンテレフタレートを用いてよい。

粘土状の性質を有する正極材料および負極材料を用いる場合、正電極および負電極とセパレータとの間にバインダーを用いなくてもよい。また、正電極および負電極の電極成形前に、正極材料および負極材料に電解液を混ぜ込んでいる。そのため、正電極および負電極の性能を向上させることができる。正極材料および負極材料に電解液を混ぜ込んでいることにより、正電極および負電極の電極成形における工程数を、電解液を混ぜ込んでいない正極材料および負極材料を用いる場合に比べ削減できる。また、二次電池の製造工程において、電解液を注入する工程を削減できる。さらに、電解液を混ぜ込んでいない正極材料および負極材料を用いる場合に比べ、電極導電体に正極材料および負極材料を厚く塗工できる。そのため、所定の蓄電量を有する二次電池を実現するにあたり、粘土状の性質を有しない正極材料および負極材料を用いる場合よりも、使用する電極導電体およびセパレータの数を少なくできる。そのため、部材コストを削減でき、かつエネルギー密度を高めることができる。

正極材料および負極材料は、粘土状の性質を有していなくてもよい。この場合、正極活物質１１ｃおよび負極活物質１２ｃには電解液が混ぜ込まれていなくてよい。例えば、正極材料は、正極活物質１１ｃと導電助剤１１ｄとから構成される混合物と、バインダーと、溶媒とからなる正極スラリーであり、正極スラリーを電極導電体１１ａに塗工し、乾燥させて正極活物質層１１ｂを形成してもよい。また、負極材料は、負極活物質１２ｃと導電助剤１２ｄとから構成される混合物と、バインダーと、溶媒とからなる負極スラリーであり、負極スラリーを電極導電体１２ａに塗工し、乾燥させて負極活物質層１２ｂを形成してもよい。バインダーは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）またはポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等であってよい。溶媒は、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）等の有機溶剤であってよい。またこの場合、ユニットセル１０の内部に電解液が充填されており、電解液は、セパレータ１３に含浸して保持されていてよい。

本開示に係る二次電池は、少なくとも正極材料、負極材料および電解液を含む電極体を備えていればよい。本開示に係る二次電池は、製造段階において、予備充電されるとともに、二次電池の電極体からガスが発生する二次電池であれば、どのような二次電池であってもよい。

〔二次電池の製造プロセス〕
図６は、二次電池１の製造工程（製造方法）の一例を示すフローチャートである。第２収容体５０は２枚のアルミパウチフィルムで構成されるものとする。

二次電池１の製造工程では、二次電池１を製造する製造装置（不図示）は、まず正電極１１および負電極１２を製造する（Ｓ１およびＳ２）。

正電極１１は、例えば以下のように製造される。製造装置は、原料としての正極活物質１１ｃおよび導電助剤１１ｄを粉砕した後、正極活物質１１ｃおよび導電助剤１１ｄを混合する。製造装置は、正極活物質１１ｃおよび導電助剤１１ｄを混合した混合物に電解液を導入しながら混錬することにより、粘土状の正極材料を製造する（スラリー化する）。その後、製造装置は、金属箔（例えばアルミニウム箔）に対して、例えば打抜き加工を施すことにより成形した電極導電体１１ａに、粘土状の正極材料を塗工する。すなわち、電極導電体１１ａと正極活物質層１１ｂとが積層され、一体化した正電極１１が製造される。あらかじめ電極導電体１１ａの一方の面に第１収容体１５をラミネート加工し、その後、他方の面に正極材料を塗工してもよい。すなわち、第１収容体１５によってラミネートされた正電極１１が製造されてもよい。

負電極１２は、例えば以下のように製造される。製造装置は、原料としての負極活物質１２ｃおよび導電助剤１２ｄを粉砕した後、負極活物質１２ｃおよび導電助剤１２ｄを混合する。製造装置は、負極活物質１２ｃおよび導電助剤１２ｄを混合した混合物に電解液を導入しながら混錬することにより、粘土状の負極材料を製造する（スラリー化する）。その後、製造装置は、金属箔（例えば銅箔）に対して、例えば打抜き加工を施すことにより成形した電極導電体１２ａに、粘土状の負極材料を塗工する。すなわち、電極導電体１２ａと負極活物質層１２ｂとが積層され、一体化した負電極１２が製造される。あらかじめ電極導電体１２ａの一方の面に第１収容体１５をラミネート加工し、その後、他方の面に負極材料を塗工してもよい。すなわち、第１収容体１５によってラミネートされた負電極１２が製造されてもよい。

次に、製造装置は、正電極１１と負電極１２とでセパレータ１３を挟んだ状態で正電極１１と負電極１２とを貼り合わせることにより、電極体１４を形成する。そして、第１収容体１５を電極体１４の正電極１１側と負電極１２側とにそれぞれ重ね合わせ、第１収容体１５のうち電極体１４の外周よりも外側の部位で、第１収容体１５同士を貼り合わせることにより、第１収容体１５の間に電極体１４を封止する。第１収容体１５のうち切欠部１６の部位においては、第１収容体１５同士が貼り合わされず、ユニットセル１０の内部の空間とユニットセル１０の外部の空間とが連通した構成となる。換言すると、正電極１１側の第１収容体１５と負電極１２側の第１収容体１５との外周の一部を除いて、当該外周において電極体１４が封止される。封止しなかった部分が切欠部１６となる。このようにして、ユニットセル１０が製造される（Ｓ３）。

Ｓ１～Ｓ３の工程を経て複数のユニットセル１０が製造される。製造装置は、製造した複数のユニットセル１０を積層する（Ｓ４）。次に、製造装置は、積層したユニットセル１０の電極導電体１１ａおよび１２ａに、接続端子２１および２２を溶着する（Ｓ５）。具体的には、製造装置は、複数の電極導電体１１ａの露出部１１ｅ同士を溶着し、最も外側に位置する露出部１１ｅａに接続端子２１を溶着する。また、製造装置は、複数の電極導電体１２ａの露出部１２ｅ同士を溶着し、最も外側に位置する露出部１２ｅａに接続端子２２を溶着する。

さらに、製造装置は、ユニットセル１０同士を、切欠部１６を除く外周において溶着する（Ｓ６）。ユニットセル１０同士は、ユニットセル１０の外周において、例えば超音波溶着、熱溶着、または接着テープにより溶着されてよい。

続けて、製造装置は、外周を溶着した複数のユニットセル１０のうち最も外側に位置する一方のユニットセル１０と他方のユニットセル１０との最外表面に、第２収容体５０の材料であるアルミパウチフィルムを仮熱溶着する（Ｓ７）。仮熱溶着は、ユニットセル１０に対するアルミパウチフィルムの位置を決定するためのものである。仮熱溶着は、必要に応じてユニットセル１０から剥がすことが可能な、強度の低い溶着であってよい。製造装置は、アルミパウチフィルムの位置を決定した後、ユニットセル１０の外周よりも外側の部位で、アルミパウチフィルム同士を貼り合わせ、略矩形状であるアルミパウチフィルムの４辺のうち、３辺を溶着する（Ｓ８）。１枚のアルミパウチフィルムが２つ折りにされ、その内部にユニットセル１０が位置する構成の場合には、残り３辺のうち、２辺を溶着すればよい。次に、製造装置は、アルミパウチフィルムの３辺が溶着された状態で、アルミパウチフィルムの外形を所望の形状にカットする（Ｓ９）。アルミパウチフィルムは、例えば、Ｓ７における仮熱溶着を行う前に外形を所望の形状にカットしてもよい。

次に、製造装置は、アルミパウチフィルムの３辺が溶着された状態の二次電池の電極体１４を予備充電する（Ｓ１０）。予備充電は、製造装置に含まれる予備充電装置４によって行われてよい。予備充電装置４の構成および処理の詳細については後述する。予備充電は、負電極１２の表面に良質なＳＥＩ（Solid Electrolyte Interphase；固体電解質界面）を形成するために行われる。また、特に予備充電時には、電極体１４からガスが発生する。当該ガスは、例えば、電解液および負極材料等の反応によりＳＥＩ形成時に生じる副生成物である。また、当該ガスは、例えば電解液等に含まれる微量の水の電気分解によって生じる。当該ガスは、切欠部１６およびアルミパウチフィルムの溶着されていない部分から排出させることができる。

また、複数のユニットセル１０を収容したアルミパウチフィルムの３辺は閉じられており、１辺は開かれている。すなわち、アルミパウチフィルムには、ガスが排出できる程度の開口部が設けられているだけである。そのため、予備充電時に、ユニットセル１０から電解液が漏れ出たとしても、当該電解液をアルミパウチフィルム内に留めておくことができる。従って、生産トラブルが発生する可能性を低減できる。

次に、製造装置は、第２収容体５０の中の空気を抜きつつ、Ｓ１０の予備充電の工程まで溶着されていなかったアルミパウチフィルムの１辺を溶着し、二次電池１を製造する。換言すると、アルミパウチフィルムの内部を真空シールする（Ｓ１１）。真空シールにおいて、アルミパウチフィルムの最後の１辺を溶着することで、第２収容体５０が形成され、二次電池１を製造できる。

上述した工程を必要に応じて入れ替えてもよい。例えば、正電極１１の製造と負電極１２の製造とは並行して実行されてもよいし、正電極１１の製造後に負電極１２が製造されても、負電極１２の製造後に正電極１１が製造されてもよい。また例えば、Ｓ４の工程の前にＳ５の工程が実行されてもよく、Ｓ９の工程の前にＳ１０およびＳ１１の工程が実行されてもよい。

〔予備充電の詳細〕
以下では、図６のＳ１０における予備充電の詳細について説明する。上述したように、予備充電は、予備充電装置４により実行される。以下では、予備充電装置４の構成例について説明した後、予備充電装置４の処理例について説明する。

＜予備充電装置の構成＞
予備充電装置４は、製造中の二次電池に対して予備充電を実行する装置であってよい。予備充電の対象となる製造中の二次電池は、予備充電装置４によって電極体１４への充電が可能であり、かつ、電極体１４の内部において発生したガスを電極体１４の外部に排出することが可能な構造となっていればよい。本実施形態では、予備充電の対象となる製造中の二次電池は、アルミパウチフィルムの３辺が溶着されることなどにより閉じられ、１辺が溶着されていない二次電池である。以下の説明では、製造中の二次電池を二次電池１ａと称する。

図７は、予備充電装置４の概略的な構成の一例を示す概略図である。図７は、予備充電装置４を、作業者が二次電池１ａを収容する側（正面側）から見たときの、予備充電装置４の概略図である。図８は、上下方向に隣接する２つのトレー４４の間にスペーサ５を配置した状態を分解して示すモデル図である。図８では、トレー４４に二次電池１ａが収容される前の状態を示している。

図７に示すように、予備充電装置４は、加圧部４１と収容部４２とを備えてよい。

加圧部４１は、機械的圧力により二次電池１ａの電極体１４を加圧状態とする機構であってよい。加圧部４１には、例えば、エアシリンダまたは油圧シリンダが用いられてよい。収容部４２は、加圧部４１により加圧される二次電池１ａが収容される筐体であってよい。

上記「加圧状態」とは、電極体１４に対する機械的圧力の印加を開始した後の状態を指す。すなわち、「加圧状態」には、電極体１４に機械的圧力が印加されてから予め決められた規定値に達するまでの間の状態、および、規定値の機械的圧力が電極体１４に印加されている状態を指す。規定値は、例えば、効率の良い電極体１４からのガス抜きを考慮して設定されていてよい。また、加圧方向は、二次電池１ａにおいて表裏をなす２つの主面（最も広い面積を有する面）の法線方向に沿う方向であってよい。

収容部４２は、台座４３、トレー４４およびクランプ４５を備えてよい。図７の領域Ａ１においては、台座４３からトレー４４を取り除いた状態を示している。

台座４３には、トレー４４が載置されてよい。台座４３は、上下方向（ｚ軸方向）に移動可能に収容部４２に設けられていてよい。トレー４４は、収容部４２に収容される複数の二次電池１ａ（電極体１４）のうちの少なくとも２つを収容するものであってよい。トレー４４は、例えば一面が開口した浅い略箱型の形状を有し、複数の二次電池１ａを重ねて収容可能なものであってよい。換言すると、トレー４４は、二次電池１ａを構成する複数のシート状の電極体１４を、電極体１４を構成する正電極１１および負電極１２の積層方向へ積み重ねた状態で収容可能なものであってもよい。図７の例では、収容部４２には、上下方向に配置された４段の台座４３が２列に亘って設けられている。台座４３の配置および数はこれに限定されない。台座４３には、トレー４４に収容された二次電池１ａに対して、加圧部４１が機械的圧力を加えることできるように、加圧部４１による加圧方向に沿ってトレー４４が複数積み重ねて配置されていればよい。換言すると、複数のトレー４４はそれぞれ、複数の二次電池１ａを収容した状態で、加圧方向に重なるように配置されてよい。そして、加圧部４１によって上段のトレー４４中の二次電池１ａに加えられる機械的圧力は、上段のトレー４４を介して、下段のトレー４４中に収容されている二次電池１ａに加えられる。加圧方向は、二次電池１ａ（電極体１４）の主面の法線方向に沿う方向であってよい。

本実施形態では、加圧部４１は、収容部４２の天井部４２ａから底部４２ｂへと下降することにより、加圧部４１は、積み重ねて配置されたトレー４４の上方（天井部４２ａ側）から機械的圧力を加えてよい。具体的には、加圧部４１が下降することにより最上段のトレー４４を下方向に押す。この押下に伴い、最上段の台座４３は下降する。加圧部４１がさらに下降することにより、最上段の台座４３はその下段の台座４３を下方向に押す。すなわち、加圧部４１の下降により、上段の台座４３が下段の台座４３を押していくことにより、最上段の台座４３から最下段の台座４３までの間に配置された複数の二次電池１ａに機械的圧力が加えられる。これにより、加圧部４１は、トレー４４に収容された複数の二次電池１ａのそれぞれを加圧状態としてよい。

複数のトレー４４に分けて複数の二次電池１ａを重ねて収容することにより、全ての二次電池１ａをまとめて重ねた場合よりも、加圧時の二次電池１ａの姿勢を安定させることができる。また、複数のトレー４４を積み重ねて配置し、積み重ねた複数のトレー４４の上方から機械的圧力を加えることにより、１つの加圧部４１により、全ての二次電池１ａをまとめて加圧できる。

本実施形態では、加圧部４１は、天井部４２ａ側に設けられ、天井部４２ａから底部４２ｂへと移動することにより、二次電池１ａの電極体１４に機械的圧力を加えているが、これに限らない。例えば、加圧部４１は、底部４２ｂ側に設けられ、底部４２ｂから天井部４２ａへと移動することにより、二次電池１ａの電極体１４に機械的圧力を加えてもよい。また、天井部４２ａおよび底部４２ｂにそれぞれ加圧部４１が設けられていてもよい。すなわち、積み重ねて配置された複数のトレー４４に収容された二次電池１ａの電極体１４に対して、複数のトレー４４の上方および下方の少なくとも一方から機械的圧力が加えられればよい。

図７に示す予備充電装置４は、上述のように、二次電池１ａの主面が水平面と略平行となるように二次電池１ａを収容部４２に配置した状態において、予備充電装置４の上方から機械的圧力を加える構造を有している。しかし、予備充電装置４は、二次電池１ａの主面が水平面と略垂直となるように二次電池１ａを収容部４２に配置した状態において、予備充電装置４の側方から機械的圧力を加えてもよい。この場合、複数のトレー４４は、開口した一面が予備充電装置４の側方方向を向くように配置されてよい。すなわち、複数のトレー４４は、加圧方向に沿って配置されていればよい。

換言すると、収容部４２において、複数の二次電池１ａ（電極体１４）は、二次電池１ａが有する２つの主面のうちの少なくとも１つの主面が、別の二次電池１ａの主面と対向するように、並べて配置されてよい。その状態において、予備充電装置４は、最も外側に位置する２つの電極体のうちの少なくとも一方の側から、機械的圧力を加えてよい。この場合、予備充電装置４は、複数の二次電池１ａをまとめて加圧できる。

クランプ４５は、予備充電装置４が二次電池１ａの電極体１４に電流を供給する（通電する）ための接続部であってよい。図７に示すように、クランプ４５は、予備充電装置４の背面側に設けられている。クランプ４５は、各台座４３に配置されたトレー４４に対向して設けられている。クランプ４５は、各トレー４４に重ねて収容された複数の二次電池１ａの接続端子２１および２２をそれぞれ挟持することにより、予備充電装置４と接続端子２１および２２とを電気的に接続する。ただし、接続端子２１および２２に電流を供給する機構は、クランプ４５のように接続端子２１および２２のそれぞれを挟持する機構に限らず、予備充電装置４と接続端子２１および２２とを電気的に接続できる構成であればよい。予備充電装置４は、１つのトレー４４に収容された例えば２～１０枚程度の二次電池１ａが電気的に接続された状態において、電極体１４に電流を供給することにより、電極体１４に対する予備充電を実行する。予備充電装置４は、接続端子２１および２２に対して、例えば５Ａ以上かつ８０Ａ以下の電流を供給してよい。電流の大きさは、１つの電極体１４に所定の電流が流れるように、適宜調整されてもよい。

上述したように、複数のユニットセル１０はそれぞれ、接続端子２１および２２に接続されている。そのため、接続端子２１および２２と予備充電装置４とを電気的に接続するだけで、複数のユニットセル１０の電極体１４に対して同時に充電できる。従って、二次電池１の製造効率を向上させることできるため、二次電池１の生産性を向上させることができる。

図８の例では、トレー４４には、４枚の二次電池１ａが積み重ねられて収容されるが、４枚に限らず、複数枚の二次電池１ａが積み重ねられて収容されてよい。また、トレー４４に収容される二次電池１ａの数は予め決められていてよく、例えば、２～１０枚の二次電池１ａが積み重ねられて収容されてよい。

また、図８に示すように、隣接する２つのトレー４４の間にスペーサ５が配置されてよい。加圧部４１は、スペーサ５が配置された状態で、複数の二次電池１ａのそれぞれを加圧状態としてよい。スペーサ５の上面５ａおよび下面５ｂの大きさは、トレー４４に収容可能な大きさであってよい。また、スペーサ５の高さ（厚み）ＨＳは、規定数の二次電池１ａがトレー４４に収容された状態で加圧部４１によって加圧されたときに、隣接する２つのトレー４４が接触しない程度の厚みであればよい。このようなスペーサ５が配置されることにより、加圧部４１による加圧時にトレー４４同士が接触してしまい、電極体１４が適切に加圧されないという状況が発生する可能性を低減できる。

加圧部４１が二次電池１ａに加える機械的圧力は、複数の二次電池１を積層することによりモジュール化した蓄電装置（不図示）において、複数の二次電池１に加えられる機械的圧力と同等の圧力であってよい。すなわち、予備充電中に電極体１４に加えられる機械的圧力と、完成品としての蓄電装置において電極体１４に加えられる機械的圧力とは、同等の圧力であってよい。蓄電装置では、蓄電装置を構成する筐体の両側面に弾性部材を設けることにより、積層された複数の二次電池１の両側から、複数の二次電池１に対して機械的圧力を加えてよい。機械的圧力は、例えば、０．１ｋｇｆ／ｃｍ^２以上かつ１．４ｋｇｆ／ｃｍ^２ 以下であってよい。

本実施形態では収容部４２にトレー４４が複数設けられているが、少なくとも１つのトレー４４が設けられていればよい。また本実施形態では、１つのトレー４４に複数の二次電池１ａが収容されるが、少なくとも１つの二次電池１ａが収容されればよい。すなわち、予備充電装置４は、少なくとも１つの電極体１４に対して機械的圧力を加えることができればよい。

また、トレー４４およびスペーサ５は、絶縁材料により構成されてよく、例えば、ポリエチレンまたはポリ塩化ビニル等のプラスチックであってよい。また、トレー４４およびスペーサ５は同じ材料で構成されてもよいし、異なる材料で構成されてもよい。また、トレー４４の形状は、トレー４４が二次電池１ａを載置することができるものであれば、浅い箱状の形状に限られない。トレー４４の形状は、例えば、平たい板のような盆状のもの、または、盆状の板に二次電池１ａを収容する部位を位置決めするための案内ピンを立てたものであってもよい。

また、本明細書において、トレー４４に二次電池１ａ（電極体１４）を収容するとは、少なくとも１つの二次電池１ａ（電極体１４）を、トレー４４の所定の位置へ配置することをいうものとする。さらに、上記では、トレー４４に二次電池１ａを収容した例を用いて説明したが、トレー４４にユニットセル１０を収容し、予備充電装置４がユニットセル１０に機械的圧力を加えてもよい。

＜予備充電装置の処理＞
次に、予備充電装置４が電極体１４を予備充電するときの具体的な処理について、図９のフローチャートを参照しながら説明する。図９は、予備充電装置４の処理の一例を示すフローチャートである。

まず、作業者は、少なくとも１つ以上のトレー４４を準備し、トレー４４に複数の二次電池１ａを収容する（Ｓ２１）。そして、トレー４４を予備充電装置４の収容部４２に配置する。このとき、作業者は、複数のトレー４４を積み重ねて配置してよく、また隣接する２つのトレー４４の間にスペーサ５を配置してよい。次に、予備充電装置４は、作業者による予備充電開始の入力操作を受付けると、クランプ４５に接続端子２１および２２を挟持させることにより、クランプ４５と接続端子２１および２２とを電気的に接続する（Ｓ２２）。Ｓ２２の状態では、予備充電装置４は、接続端子２１および２２への電流供給を実行していない。この状態において、予備充電装置４は、加圧部４１を制御することにより、二次電池１ａへの加圧を開始する（Ｓ２３）。すなわち、Ｓ２３において、予備充電装置４は、二次電池１ａの電極体１４に対する機械的圧力の印加を開始する。Ｓ２２の処理に先立ちＳ２３の処理が実行されてもよいし、Ｓ２２の処理とＳ２３の処理とが平行して実行されてもよい。

次に、予備充電装置４は、二次電池１ａの電極体１４を覆う雰囲気を減圧状態としてよい（第１減圧工程：Ｓ２４）。この減圧により、電極体１４に対する予備充電前に、電極体１４においてガスが発生している場合であっても、二次電池１ａからガスを抜いておくことができる。また、第１減圧工程により、電極体１４からのガスを除去することができるため、二次電池１ａの各部材の密着性を向上させることができる。

上記「電極体１４を覆う雰囲気（電極体１４の雰囲気）」とは、二次電池１ａが置かれた環境を満たしている気体を指し、例えば空気であってもよい。但し、二次電池１ａの周囲は、空気以外の気体（例えば窒素）によって満たされていてもよい。本実施形態では、電極体１４の雰囲気は、収容部４２内を満たしている空気を指す。

また、上記「減圧状態」とは、電極体１４の周囲の圧力（本実施形態では収容部４２内の気圧）が変化直前の圧力よりも低くなった状態のことを意味する。すなわち、「減圧状態」には、電極体１４の周囲の圧力が変化直前の圧力から予め決められた第１規定値に達するまでの間の状態、および、第１規定値の圧力に維持されている状態が含まれる。第１規定値は、例えば、効率の良い電極体１４に対する予備充電、および効率の良い二次電池１ａからのガス抜きを考慮して設定されていてよい。

予備充電装置４は、電極体１４の雰囲気を減圧状態とした後、電極体１４に対する予備充電を開始してよい（Ｓ２５）。すなわち、Ｓ２５において、予備充電装置４は、クランプ４５を介した電極体１４への電流の供給を開始する。

次に、予備充電装置４は、電極体１４の雰囲気を昇圧状態としてよい（昇圧工程：Ｓ２６）。「昇圧状態」とは、電極体１４の周囲の圧力が変化直前の圧力よりも高くなった状態のことを意味する。すなわち、「昇圧状態」には、電極体１４の周囲の圧力が変化直前の圧力から予め決められた第２規定値に達するまでの間の状態、および、第２規定値の圧力に維持されている状態が含まれる。第２規定値もまた、例えば、効率の良い電極体１４に対する予備充電、および効率の良い二次電池１ａからのガス抜きを考慮して設定されていてよい。

例えば、Ｓ２４の第１減圧工程において、予備充電装置４は、電極体１４の雰囲気を大気圧の状態から真空状態としてよい。また、Ｓ２６の昇圧工程において、予備充電装置４は、電極体１４の雰囲気を真空状態から大気圧の状態としてよい。この場合、第１規定値は約１０^－１～１０^－３気圧、第２規定値は約１気圧であってよい。

また例えば、収容部４２と真空ポンプ（不図示）とを接続する接続管（不図示）の途中に第１バルブが設けられていてよい。また、収容部４２の内部と外部とを接続する接続管（不図示）、または収容部４２と窒素等のガス供給部（不図示）とを接続する接続管（不図示）の途中に第２バルブが設けられていてよい。この場合、予備充電装置４は、第１バルブを開状態とし、第２バルブを閉状態とすることにより、収容部４２内（すなわち電極体１４の雰囲気）を減圧状態としてよい。また、予備充電装置４は、第２バルブを開状態とし、第１バルブを閉状態とすることにより、収容部４２内を昇圧状態としてよい。

予備充電装置４は、Ｓ２５での電極体１４に対する予備充電開始後に、Ｓ２６の昇圧工程を開始しているが、これに限られない。予備充電装置４は、Ｓ２６の昇圧工程の開始後に、Ｓ２５での電極体１４に対する予備充電を開始してもよいし、Ｓ２５での電極体１４に対する予備充電の開始と、Ｓ２６の昇圧工程の開始とが同時に実行されてもよい。Ｓ２６の昇圧工程は、Ｓ２４の第１減圧工程後に実行されればよい。

具体的には、予備充電装置４は、第２バルブを開状態とし、第１バルブを閉状態とする前に、電極体１４に対する予備充電を開始してもよい。この場合、第１減圧工程中に予備充電が開始されることになる。また、予備充電装置４は、第２バルブを開状態とし、第１バルブを閉状態とするのと同時に、電極体１４に対する予備充電を開始してもよい。また、予備充電装置４は、第２バルブを開状態とし、第１バルブを閉状態とした後であって、電極体１４の周囲の圧力が第２規定値となる前に、電極体１４に対する予備充電を開始してもよい。また、予備充電装置４は、第２バルブを開状態とし、第１バルブを閉状態とした後であって、電極体１４の周囲の圧力が第２規定値となった後に、予備充電を開始してもよい。

次に、予備充電装置４は、電極体１４の雰囲気を減圧状態としてよい（第２減圧工程：Ｓ２７）。例えば、第２減圧工程においても、予備充電装置４は、電極体１４の雰囲気を大気圧の状態から真空状態としてよい。次に、予備充電装置４は、Ｓ２６の昇圧工程とＳ２７の第２減圧工程とを、第１規定回数実行したかを判定する（Ｓ２８）。本実施形態では、第１規定回数は、複数回に設定されていてよい。第１規定回数は、例えば、昇圧工程および第２減圧工程の実行回数がそれぞれ、２～１０回のいずれかとなるように設定されていてよい。予備充電装置４は、Ｓ２６の昇圧工程とＳ２７の第２減圧工程とを第１規定回数実行したと判定した場合（Ｓ２８でＹＥＳ）、電極体１４に対する予備充電を終了する。一方、予備充電装置４は、Ｓ２６の昇圧工程とＳ２７の第２減圧工程とを第１規定回数実行していないと判定した場合（Ｓ２８でＮＯ）、Ｓ２６の処理を再度実行する。

上述の通り、予備充電装置４は、Ｓ２５で電極体１４に対する予備充電を開始し、Ｓ２９で電極体１４に対する予備充電を終了する。すなわち本実施形態では、予備充電装置４は、Ｓ２４の第１減圧工程中または第１減圧工程後のＳ２５～Ｓ２９において、電極体１４を予備充電する予備充電工程を実行してよい。また、予備充電装置４は、Ｓ２４の第１減圧工程後にＳ２６の昇圧工程を実行し、当該昇圧工程後にＳ２７の第２減圧工程を実行してよい。この昇圧工程および第２減圧工程により、昇圧状態において、電極体１４全体に亘って略均一（ムラなく）に充電できるとともに、減圧状態において、昇圧状態のときよりも、電極体１４から抜ける単位時間あたりのガスの量を多くできる。そのため、電極体１４から効率良くガスを抜きつつ、電極体１４に効率良く充電を行うことができる。

減圧時には、電極体１４全体に亘って均一に充電できなくなる現象が生じることが経験則により判明している。この現象は、減圧時に、電極体１４から抜けずに電極体１４内に残存するガスが膨張することにより、電極体１４の抵抗が大きくなるためと推察される。従って、予備充電装置４は、予備充電工程において、第２減圧工程を実行することにより電極体１４から効率良くガスを抜くだけではなく、昇圧工程を実行することにより電極体１４への充電効率を高めている。

また、予備充電装置４は、Ｓ２４の第１減圧工程において二次電池１ａの各部材の密着性を向上させた後に、Ｓ２５およびＳ２６において、予備充電開始とほほ同時期に昇圧工程を開始してよい。そのため、予備充電装置４は、電極体１４全体に亘ってより略均一に充電できる。

また、電極体１４の雰囲気を減圧し続けるよりも間欠的に減圧した方が、電極体１４から抜ける単位時間あたりのガスの量が多くなることが経験則により判明している。当該経験則によれば、上述したように第２減圧工程とともに昇圧工程が実行されることにより、予備充電中に電極体１４から効率よくガスを抜くことができる。つまり、電極体１４から効率よくガスを抜きつつ、電極体１４に効率よく充電を行うことができる。

また、予備充電工程において電極体１４を予備充電している期間のうち、Ｓ２６の昇圧工程による昇圧状態の期間は、Ｓ２７の第２減圧工程による減圧状態の期間よりも長くてもよい。昇圧状態の期間を減圧状態の期間よりも長くすることにより、電極体１４全体に亘ってより均一に充電することが可能となる。

Ｓ２６における昇圧状態の期間は、例えば、５分以上かつ２０分以下の長さに設定されてよい。Ｓ２７における減圧状態の期間は、例えば、１分以上かつ１０分以下の長さに設定されてよい。上記昇圧状態および減圧状態の期間の長さは、効率の良い予備充電およびガス抜きが可能となるように、電流量、予備充電工程の期間の長さ、Ｓ２６の昇圧工程およびＳ２７の第２減圧工程の実行回数等を考慮して設定されていればよい。

また本実施形態では、上述したように、第１規定回数は複数回に設定されている。すなわち、予備充電装置４は、予備充電工程中に、Ｓ２６の昇圧工程とＳ２７の第２減圧工程とを、交互にかつ複数回実行してよい。これにより、電極体１４からのガス抜きを主目的とする第２減圧工程を間欠的に実行できるため、電極体１４からムラなくガスを抜くことができる。ただし、第１規定回数は、複数回でなく、１回に設定されていてもよい。第１規定回数は、効率の良い予備充電およびガス抜きが可能となるように、電流量、第１および第２規定値、機械的圧力の値、昇圧工程および第２減圧工程の期間の長さ等を考慮して設定されていればよい。

また、予備充電装置４は、電極体１４に対する予備充電を、Ｓ２７の第２減圧工程中に終了してよい。電極体１４に対する予備充電によって電極体１４からガスが発生しやすい。そのため、予備充電装置４は、第２減圧工程中に予備充電を終了することにより、電極体１４から効率良くガスを抜くことができる。ただし、予備充電装置４は、電極体１４に対する予備充電を、第２減圧工程の終了と同時に終了してもよい。また、予備充電装置４は、電極体１４に対する予備充電を、第１規定回数の昇圧工程および第２減圧工程を行った後に実行する、Ｓ３０の昇圧工程中または昇圧工程の終了と同時に終了してもよい。

予備充電工程の期間は、例えば５０分以上かつ１５０分以下であってよい。また、充電レートは、例えば０．０５Ｃ以上かつ０．３Ｃ以下であってよい。充電レート（Ｃレート）は、二次電池に対して充放電するときの電流の大きさを表す指標である。１Ｃは、１時間で満充電状態から放電した状態になるときの電流値、または放電した状態から満充電状態になるときの電流値と定義される。例えば、２Ｃは、１／２時間で満充電状態から放電した状態になるときの電流値、または放電した状態から満充電状態となるときの電流値を意味する。また、電極体１４に不可逆容量分の電気量以上を充電できればよく、充電終了時の充電率は、例えば１０％以上かつ３０％以下であってよい。

本実施形態では、予備充電装置４は、Ｓ２９において電極体１４に対する予備充電を終了した後に、電極体１４の雰囲気を昇圧状態としてよい（昇圧工程：Ｓ３０）。次に、予備充電装置４は、電極体１４の雰囲気を減圧状態としてよい（第２減圧工程：Ｓ３１）。このように、予備充電装置４は、予備充電を終了した後に、昇圧工程と第２減圧工程とを実行してよい。昇圧工程および第２減圧工程により、予備充電終了後も、電極体１４からガスを抜くことができる。また、上述した経験則によれば、第２減圧工程とともに昇圧工程が実行されることにより、予備充電終了後の期間に電極体１４から効率よくガスを抜くことができる。予備充電装置４は、Ｓ３０の昇圧工程中または昇圧工程の終了と同時に電極体１４に対する予備充電を終了した場合においても、予備充電を終了した後に、Ｓ３０の昇圧工程とＳ３１の第２減圧工程とを実行してよい。

また、予備充電終了後においては、Ｓ３１の第２減圧工程による減圧状態の期間は、Ｓ３０の昇圧工程による昇圧状態の期間よりも長くてもよい。予備充電中は、電極体１４に充電することが重視される一方、予備充電終了後は、電極体１４への充電中に電極体１４で発生したガスを、電極体１４から抜くことが重視される。そのため、第２減圧状態の期間を昇圧状態の期間より長くすることにより、予備充電終了後の期間において、電極体１４から効率良くガスを抜くことができる。

Ｓ３０における昇圧状態の期間は、例えば、１分以上かつ１０分以下であってよい。Ｓ３１における減圧状態の期間は、例えば、５分以上かつ２０分以下であってよい。上記昇圧状態および減圧状態の期間の長さは、効率の良いガス抜きが可能となるように、Ｓ３０の昇圧工程およびＳ３１の第２減圧工程の実行回数等を考慮して設定されていればよい。

ところで、本実施形態では、上述の通り、予備充電装置４は、Ｓ２５～Ｓ２９の予備充電工程の期間、および、Ｓ３０～Ｓ３４の予備充電工程後の期間のそれぞれにおいて、昇圧工程と第２減圧工程とを少なくとも１回ずつ実行する。昇圧工程と第２減圧工程との１回ずつの実行を１サイクルと称した場合、１サイクルに要する時間は、予備充電工程の期間中の時間（Ｓ２６およびＳ２７の処理時間）よりも予備充電工程後の期間における時間（Ｓ３０およびＳ３１の処理時間）の方が長くてよい。予備充電工程の期間中の昇圧工程と第２減圧工程との実行は、電極体１４への略均一な充電と電極体１４からのガス抜きとの両方を効率良く行うことを主目的としている。一方、予備充電工程後の期間における昇圧工程と第２減圧工程との実行は、電極体１４からのガス抜きを主目的としている。上記のように１サイクルに要する時間を設定することにより、上記主目的を実現しやすい。

次に、予備充電装置４は、Ｓ３０の昇圧工程とＳ３１の第２減圧工程とを、第２規定回数実行したかを判定する（Ｓ３２）。本実施形態では、第２規定回数は、複数回に設定されていてよい。例えば、第２規定回数は、昇圧工程および第２減圧工程の実行回数がそれぞれ、２～１０回のいずれかとなるように設定されていてよい。すなわち、予備充電装置４は、予備充電終了後の期間においても、Ｓ３０の昇圧工程とＳ３１の第２減圧工程とを、交互にかつ複数回実行してよい。ただし、第２規定回数は、複数回でなく、１回に設定されていてもよい。第２規定回数もまた、効率の良い予備充電およびガス抜きが可能となるように、電流量、第１および第２規定値、機械的圧力の値、昇圧工程および第２減圧工程の期間の長さ等を考慮して設定されていればよい。

予備充電装置４は、Ｓ３０の昇圧工程とＳ３１の第２減圧工程とを第２規定回数実行したと判定した場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、電極体１４の雰囲気を昇圧状態としてよい（Ｓ３３）。次に、予備充電装置４は、二次電池１ａへの加圧を終了する（Ｓ３４）。Ｓ３３の処理に先立ちＳ３４の処理が実行されてもよいし、Ｓ３３の処理とＳ３４の処理とが並行して実行されてもよい。一方、予備充電装置４は、Ｓ３０の昇圧工程とＳ３１の第２減圧工程とを第２規定回数実行していないと判定した場合（Ｓ３２でＮＯ）、Ｓ３０の処理を再度実行する。

上述の通り、予備充電装置４は、Ｓ２３で電極体１４に対する機械的圧力の印加を開始し、Ｓ３４で電極体１４に対する機械的加圧の印加を終了する。すなわち本実施形態では、予備充電装置４は、少なくとも予備充電工程の期間および予備充電工程後の期間において、機械的圧力により電極体１４を加圧状態とする加圧工程を継続して１回実行してよい。また本実施形態では、予備充電装置４は、予備充電工程の期間において、Ｓ２７の第２減圧工程（減圧工程）を少なくとも１回実行し、予備充電工程後の期間において、Ｓ３１の第２減圧工程（減圧工程）を少なくとも１回実行してよい。

予備充電中に加圧工程および第２減圧工程が実行されることにより、予備充電中に発生するガスを電極体１４から抜くことができる。また、予備充電終了後の期間において加圧工程および第２減圧工程が実行されることにより、電極体１４に残存または発生するガスを、予備充電終了後の期間に電極体１４から抜くことができる。そのため、電極体１４から発生したガスを、より多く電極体１４から抜くことができる。

また、予備充電装置４が加圧工程を継続して１回実行する場合、予備充電中から予備充電終了後の期間に亘り、機械的圧力による電極体１４への加圧状態を継続させることになる。そのため、電極体１４から効率よくガスを抜くことができる。さらに、予備充電装置４が予備充電中および予備充電終了後の期間のそれぞれにおいて少なくとも１回、第２減圧工程を実行する場合、第２減圧工程は間欠的に実行されることになる。上述した経験則によれば、第２減圧工程が間欠的に実行されることにより、電極体１４から効率よくガスを抜くことができる。

ただし、予備充電装置４は、予備充電工程の期間および予備充電工程後の期間において、加圧工程を複数回実行してよい。予備充電装置４は、例えば、Ｓ２９で予備充電を終了するときに、電極体１４に対する機械的圧力の印加を一旦終了してもよい。その後、予備充電装置４は、例えばＳ３０の昇圧工程を実行するときに、電極体１４に対する機械的圧力の印加を再度実行してもよい。

また、予備充電装置４は、予備充電工程の期間および予備充電工程後の期間において、第２減圧工程を継続して１回実行してもよい。予備充電装置４は、例えば、Ｓ２７の第２減圧工程を、Ｓ３３の昇圧工程を実行するまで継続して実行してもよい。この場合、予備充電装置４は、Ｓ２８、Ｓ３０～Ｓ３２を実行しなくてよい。

また、予備充電装置４は、例えば、Ｓ２４の第１減圧工程（減圧工程）をＳ３３の昇圧工程を実行するまで継続して実行してもよい。この場合、予備充電装置４は、Ｓ２６～Ｓ２８、Ｓ３０～Ｓ３２を実行しなくてよい。さらに、予備充電装置４は、Ｓ２４の第１減圧工程を、Ｓ２５の予備充電の開始時または当該予備充電の開始後に実行してもよい。

以上のとおり、本開示に係る二次電池１の製造方法によれば、予備充電および電極体１４からのガス抜きを効率よく行うことができる。そのため、二次電池１の不良品が発生する可能性を低減できる。従って、二次電池１の不良品の製造に消費されるエネルギーおよび資源を節約することができるので、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の達成に貢献できる。

〔付記事項〕
以上、本開示に係る発明について、諸図面および実施例に基づいて説明してきた。しかし、本開示に係る発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。すなわち、本開示に係る発明は本開示で示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示に係る発明の技術的範囲に含まれる。つまり、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。また、これらの変形または修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、予備充電装置４は、電極体１４に対する予備充電を、第１減圧工程の開始前（例えば直前）または第１減圧工程と同時に開始してもよい。ただし、上述したように、電極体１４に対する予備充電を第１減圧工程中または第１減圧工程後に実行することにより、電極体１４からのガスを除去し、二次電池１ａの各部材の密着性を向上させた状態で、電極体１４に対する予備充電を実行できる。

１ 二次電池
４ 予備充電装置
５ スペーサ
１０ ユニットセル
１１ 正電極
１２ 負電極
１３ セパレータ
１４ 電極体
２１、２２ 接続端子
４１ 加圧部
４２ 収容部
４３ 台座
４４ トレー

Claims (5)

1. 正極材料、負極材料および電解質を含む少なくとも１つの電極体を予備充電する予備充電工程と、
   前記予備充電工程の期間およびその後の期間において、機械的圧力により前記電極体を加圧状態とする１または複数の加圧工程と、
   前記予備充電工程の期間およびその後の期間において、前記電極体の雰囲気を減圧状態とする１または複数の減圧工程と、
   を含み、
   前記予備充電工程の期間およびその後の期間のそれぞれにおいて、前記減圧工程が少なくとも１回実行される、
   二次電池の製造方法。
2. 前記予備充電工程の期間およびその後の期間において、前記加圧工程が継続して１回実行される、
   請求項１に記載の二次電池の製造方法。
3. 前記予備充電工程の期間において、前記電極体の雰囲気を昇圧状態とする１または複数の昇圧工程を含む、
   請求項１または２に記載の二次電池の製造方法。
4. 前記予備充電工程の期間後の期間において、前記電極体の雰囲気を昇圧状態とする１または複数の昇圧工程を含む、
   請求項１から３の何れか１項に記載の二次電池の製造方法。
5. 正極材料、負極材料および電解質を含む少なくとも１つの電極体を予備充電する予備充電工程と、
   前記予備充電工程の期間およびその後の期間において、機械的圧力により前記電極体を加圧状態とする１または複数の加圧工程と、
   前記予備充電工程の期間およびその後の期間において、前記電極体の雰囲気を減圧状態とする１または複数の減圧工程と、
   を含み、
   前記の各工程では、前記電極体として、表裏をなす２つの主面を有する複数の電極体を対象とし、
   前記加圧工程では、前記２つの主面のうちの少なくとも１つの主面が別の電極体の主面と対向するように、前記複数の電極体を並べて配置した状態において、最も外側に位置する２つの電極体のうちの少なくとも一方の側から機械的圧力を加えることにより、前記複数の電極体のそれぞれを加圧状態とし、
   前記加圧工程では、前記複数の電極体のうちの少なくとも２つを収容するトレーを加圧方向に沿って複数配置すると共に、隣接する２つの前記トレーの間にスペーサを配置した状態で、複数の前記電極体のそれぞれを加圧状態とする、
   二次電池の製造方法。