JP7766646B2 - 二次電池の製造方法 - Google Patents

Description

本技術は、二次電池の製造方法に関する。

特許第４５３７３５３号公報（特許文献１）には、両端に開口部（１４ａ，１４ｂ）を有するケース（１４）に電極群（２５）が収納され、開口部（１４ａ，１４ｂ）を封口するキャッププレート（３３，３３’）に電極端子（２１，２３）を各々取り付けた角形の二次電池が示されている。

特許第４５３７３５３号公報

二次電池のエネルギー密度のさらなる向上が求められている。エネルギー密度の向上という観点から、特許文献１に記載の電池には、さらなる改良の余地がある。

本技術の目的は、エネルギー密度が高い二次電池が得られる二次電池の製造方法を提供することにある。

本技術は、以下の二次電池の製造方法を提供する。

［１］第１開口と、第１開口と対向する第２開口とを有するケース本体を準備する工程と、第１電極と、第１電極とは異なる極性を有する第２電極とを含み、第１端部に第１電極に接続された第１電極タブを有し、第１端部に対して逆側の第２端部に第２電極に接続された第２電極タブを有する電極体を作製する工程と、第１封口板に設けられた第１電極端子と第１電極タブとを電気的に接続する工程と、第１電極端子と第１電極タブとを電気的に接続した後、第１開口を介して、電極体を第２端部側からケース本体に挿入する工程と、電極体をケース本体に挿入した後、第２封口板に設けられた第２電極端子と第２電極タブとを電気的に接続する工程と、電極体をケース本体に挿入した後、第１封口板により第１開口を封口する工程と、第２電極端子と第２電極タブとを電気的に接続した後、第２封口板により第２開口を封口する工程とを備えた、二次電池の製造方法。

［２］第１封口板と電極体との間にスペーサを配置する工程をさらに備え、第１封口板によりスペーサを介して電極体を押圧することにより電極体をケース本体に挿入する、［１］に記載の二次電池の製造方法。

［３］電極体をケース本体に挿入する工程において、スペーサは、電極体の第１端部における第１電極タブと離間した位置に当接する、［２］に記載の二次電池の製造方法。

［４］スペーサを配置する工程は、第１封口板にスペーサを固定することを含む、［２］または［３］に記載の二次電池の製造方法。

［５］スペーサを配置する工程は、電極体にスペーサを固定することを含む、［２］または［３］に記載の二次電池の製造方法。

［６］ケース本体に挿入される前の電極体を絶縁性の電極体ホルダで覆う工程をさらに備えた、［１］から［５］のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法。

［７］第１封口板と電極体との間にスペーサを配置する工程をさらに備え、電極体を保持して電極体の一部をケース本体に挿入した後、第１封口板によりスペーサを介して電極体を押圧することにより、第１封口板がケース本体に当接するまで電極体をケース本体に挿入する、［１］に記載の二次電池の製造方法。

本技術によれば、互いに対向する第１開口および第２開口を有するケース本体に電極体を挿入し、第１開口および第２開口を各々封口する第１封口板および第２封口板に第１電極端子および第２電極端子を各々設けることにより、二次電池の高さを低減し、二次電池の車両への搭載性を高めることができる。さらに、第１電極端子と第１電極タブとを電気的に接続した後、第１開口を介して、電極体を第２端部側からケース本体に挿入する、すなわち、ケース本体に電極体を挿入する前に第１封口板を第１電極タブに取り付けることにより、ケース本体に電極体を挿入した後に第１封口板を第１電極タブに取り付ける場合と比較して、第１電極タブの長さを比較的短く形成することが可能となる。この結果、ケース本体内の空間において電極体が占める体積を大きくすることができるので、二次電池のエネルギー密度を向上させることができる。

二次電池の正面図である。 図１に示す二次電池を矢印ＩＩ方向からみた状態を示す図である。 図１に示す二次電池を矢印ＩＩＩ方向からみた状態を示す図である。 図１に示す二次電池を矢印ＩＶ方向からみた状態を示す図である。 図１に示す二次電池の正面断面図である。 負極板が成形される前の負極原板を示す正面図である。 図６に示す負極原板のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。 負極原板から形成された負極板を示す正面図である。 正極板が成形される前の正極原板を示す正面図である。 図９に示す正極原板のＸ－Ｘ断面図である。 正極原板から形成された正極板を示す正面図である。 二次電池から取り出した電極体と集電体とを示す図である。 負極タブ群と負極集電体との接続構造を示す図である。 図１３に示す接続構造の正面図である。 図１３に示す接続構造の断面図である。 電極体をケース本体に挿入する工程を示す図である。 封口板と電極体との間にスペーサを配置する工程を示す図である。 封口板と電極体との間にスペーサを配置した状態を示す断面図である。 スペーサの変形例を示す図である。 封口板およびスペーサを介して電極体を押圧する機構の一例を示す図である。 図２０に示す機構をＺ軸方向から見た状態を示す図である。 スペーサの変形例を示す図（その１）である。 スペーサの変形例を示す図（その２）である。 スペーサの変形例を示す図（その３）である。 スペーサの変形例を示す図（その４）である。 スペーサの変形例を示す図（その５）である。 スペーサの変形例を示す図（その６）である。 二次電池の製造方法の各工程を示すフロー図である。

以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。

なお、本明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。

また、本明細書において幾何学的な文言および位置・方向関係を表す文言、たとえば「平行」、「直交」、「斜め４５°」、「同軸」、「沿って」などの文言が用いられる場合、それらの文言は、製造誤差ないし若干の変動を許容する。本明細書において「上側」、「下側」などの相対的な位置関係を表す文言が用いられる場合、それらの文言は、１つの状態における相対的な位置関係を示すものとして用いられるものであり、各機構の設置方向（たとえば機構全体を上下反転させる等）により、相対的な位置関係は反転ないし任意の角度に回動し得る。

本明細書において、「電池」は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池およびナトリウムイオン電池などの他の電池を含み得る。本明細書において、「電極」は正極および負極を総称し得る。また、「電極板」は正極板および負極板を総称し得る。

（電池の全体構成）
図１は、本実施の形態に係る二次電池１の正面図である。図２ないし図４は、各々、図１に示す二次電池１を矢印ＩＩ方向、矢印ＩＩＩ方向、矢印ＩＶ方向からみた状態を示す図である。図５は、図１に示す二次電池１の正面断面図である。

二次電池１は、電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、およびハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）などに搭載可能である。ただし、二次電池１の用途は、車載用に限定されるものではない。

図１ないし図５に示すように、二次電池１は、外装体１００と、電極体２００と、集電体３００とを含む。外装体１００は、ケース本体１１０と、封口板１２１（第１封口板）と、封口板１２２（第２封口板）とを含む。

本願明細書においては、図１ないし図５に示すＸ軸方向（第１の方向）を二次電池１ないしケース本体１１０の「幅方向」と称し、同じくＹ軸方向（第２の方向）を二次電池１ないしケース本体１１０の「厚み方向」と称し、同じくＺ軸方向（第３の方向）を二次電池１ないしケース本体１１０の「高さ方向」と称する場合がある。

二次電池１を含む組電池を構成するときは、複数の二次電池１が、それらの厚み方向に積層される。積層された二次電池１は、拘束部材により積層方向（Ｙ軸方向）に拘束されて電池モジュールとされてもよいし、拘束部材を用いることなく、電池パックのケースの側面に組電池が直接的に支持されてもよい。

ケース本体１１０は、筒状、好ましくは角筒状の部材からなる。これにより、角形の二次電池１が得られる。ケース本体１１０は、金属製である。具体的には、ケース本体１１０は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄または鉄合金などにより構成されている。

図１，図２に示すように、ケース本体の両端部に封口板１２１，１２２が各々設けられる。ケース本体１１０は、たとえば、曲げ加工を施した板状部材の端辺どうしを当接させ（図２に例示する接合部１１０Ａ）、互いに接合（たとえばレーザ溶接）することで、角筒状に形成され得る。「角筒状」の角部はＲ形状を有してもよい。

本実施の形態において、ケース本体１１０は、二次電池１の幅方向（Ｘ軸方向）において、二次電池１の厚み方向（Ｙ軸方向）および高さ方向（Ｚ軸方向）よりも長く形成される。ケース本体１１０のＸ軸方向の寸法（幅）は、好ましくは３０ｃｍ以上程度である。これにより、比較的大型（高容量）の二次電池１を構成することができる。ケース本体１１０のＺ軸方向の寸法（高さ）は、好ましくは２０ｃｍ以下程度であり、より好ましくは１５ｃｍ以下程度であり、さらに好ましくは１０ｃｍ以下程度である。これにより、比較的高さの低い（低ハイト）の二次電池１を構成することができ、たとえば車両への搭載性が向上する。

図３に示すように、ケース本体１１０の一方の端部には開口１１１（第１開口）が設けられる。開口１１１は、封口板１２１により封口される。封口板１２１には、負極端子１３１（第１電極端子）と、注液孔１４１と、ガス排出弁１５１とが設けられる。負極端子１３１、注液孔１４１およびガス排出弁１５１の位置は適宜変更され得る。開口１１１および封口板１２１は、Ｙ軸方向が短手方向、Ｚ軸方向が長手方向となる略矩形形状を有する。

図４に示すように、ケース本体１１０の一方の端部には開口１１２（第２開口）が設けられる。開口１１２は、封口板１２２により封口される。封口板１２２には、正極端子１３２（第２電極端子）と、注液孔１４２と、ガス排出弁１５２とが設けられる。正極端子１３２、注液孔１４２およびガス排出弁１５２の位置は適宜変更され得る。開口１１２および封口板１２２は、Ｙ軸方向が短手方向、Ｚ軸方向が長手方向となる略矩形形状を有する。

封口板１２１，１２２は、金属製である。具体的には、封口板１２１，１２２は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄または鉄合金などにより構成されている。

負極端子１３１は、電極体２００の負極と電気的に接続される。正極端子１３２は、電極体２００の正極と電気的に接続される。

負極端子１３１は、導電性素材（より具体的には金属）により構成され、たとえば銅または銅合金などにより構成され得る。負極端子１３１の外側表面部分にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる部分ないし層を設けてもよい。

正極端子１３２は、導電性素材（より具体的には金属）により構成され、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金などにより構成され得る。

注液孔１４１，１４２は、封止部材（図示せず）により封止される。封止部材としては、たとえばブラインドリベットおよびその他の金属部材を用いることができる。

ガス排出弁１５１，１５２は、外装体１００内の圧力が所定値以上になったときに破断し、外装体１００内のガスを外部に排出する。

電極体２００は、後述する正極板および負極板を有する扁平形状の電極体である。具体的には、電極体２００は、図示しない帯状のセパレータを介して帯状の正極板および帯状の負極板がともに巻回された巻回型電極体である。ただし、本明細書において「電極体」は巻回型電極体に限定されず、複数枚の正極板と複数枚の負極板とが交互に積層された積層型電極体であってもよい。電極体が複数の正極板と複数の負極板を含み、各正極板に設けられた正極タブが積層されて正極タブ群を構成してもよく、各負極板に設けられた負極タブが積層されて負極タブ群を構成してもよい。

図５に示すように、外装体１００は、電極体２００を収容する。電極体２００は、その巻回軸がＸ軸方向と平行になるように外装体１００内に収容される。

具体的には、外装体１００内に配置された後述の絶縁シート６００の内側に、単数または複数の巻回型電極体が図示しない電解液（電解質）とともに収容されている。電解液（非水電解液）としては、たとえば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを、体積比（２５℃）３０：３０：４０の割合で混合した非水溶媒に、ＬｉＰＦ_６を１．２モル／Ｌの濃度で溶解させたものを用いることができる。なお、電解液に代えて、固体電解質が用いられてもよい。

電極体２００は、封口板１２１側の端部（第１端部）に設けられた負極タブ群２１０Ａ（第１電極タブ群）と、封口板１２２側の端部（第２端部）に設けられた正極タブ群２２０Ａ（第２電極タブ群）とを含む。負極タブ群２１０Ａおよび正極タブ群２２０Ａは、電極体２００の負極および正極に各々接続される。負極タブ群２１０Ａおよび正極タブ群２２０Ａは、電極体２００の本体部分（正極板と負極板とがセパレータを介して積層された部分）から各々封口板１２１，１２２に向かって突出するように形成される。

集電体３００は、負極集電体３１０（第１集電体）と正極集電体３２０（第２集電体）とを含む。負極集電体３１０および正極集電体３２０は、各々板状部材からなる。電極体２００は、集電体３００を介して負極端子１３１および正極端子１３２と電気的に接続される。

負極集電体３１０は、樹脂製の絶縁部材４１０を介して、封口板１２１上に配置されている。負極集電体３１０は、負極タブ群２１０Ａおよび負極端子１３１と電気的に接続される。負極集電体３１０は、導電性素材（より具体的には金属）により構成され、たとえば銅または銅合金などにより構成され得る。

正極集電体３２０は、樹脂製の絶縁部材４２０を介して、封口板１２２上に配置されている。正極集電体３２０は、正極タブ群２２０Ａおよび正極端子１３２と電気的に接続される。正極集電体３２０は、導電性素材（より具体的には金属）により構成され、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金などにより構成され得る。なお、正極タブ群２２０Ａは、直接、または正極集電体３２０を介して封口板１２２に電気的に接続されてもよい。この場合、封口板１２２が正極端子１３２を兼ねてもよい。

（電極体２００の構成）
図６は、負極板２１０（第１電極）が成形される前の負極原板２１０Ｓを示す正面図であり、図７は、図６に示す負極原板２１０ＳのＶＩＩ－ＶＩＩ断面図であり、図８は、負極原板２１０Ｓから形成された負極板２１０を示す正面図である。

負極板２１０は、負極原板２１０Ｓを加工することにより製造される。図６および図７に示すように、負極原板２１０Ｓは、負極芯体２１１と、負極活物質層２１２とを含む。負極芯体２１１は、銅箔または銅合金箔である。

負極芯体２１１には、両面の一方側の端部を除いて負極活物質層２１２が形成されている。負極活物質層２１２は、負極活物質層スラリーをダイコータによって塗布することにより形成される。

負極活物質層スラリーは、負極活物質としての黒鉛、結着材としてのスチレンブタジエンゴム(ＳＢＲ)及びカルボキシメチルセルロース(ＣＭＣ)、および、分散媒としての水を、黒鉛：ＳＢＲ：ＣＭＣの質量比が約９８：１：１となるように混練することによって作製される。

負極活物質層スラリーが塗布された負極芯体２１１を乾燥させ、負極活物質層スラリーに含まれる水を除去することにより、負極活物質層２１２が形成される。さらに、負極活物質層２１２を圧縮することにより、負極芯体２１１および負極活物質層２１２を含む負極原板２１０Ｓが形成される。負極原板２１０Ｓを所定の形状に切断することにより、負極板２１０が成形される。負極原板２１０Ｓは、エネルギー線の照射によるレーザ加工、金型加工、または、カッター加工などにより切断することができる。

図８に示すように、負極原板２１０Ｓから成形された負極板２１０の幅方向の一方端部には、負極芯体２１１からなる負極タブ２１０Ｂが複数設けられている。負極板２１０を巻回したとき、複数の負極タブ２１０Ｂが積層されて負極タブ群２１０Ａとなる。複数の負極タブ２１０Ｂの各々の位置および突出方向の長さは、負極タブ群２１０Ａが負極集電体３１０に接続される状態を考慮して適宜調整される。なお、負極タブ２１０Ｂの形状は図８に例示するものに限定されない。

図９は、正極板２２０（第２電極）が成形される前の正極原板２２０Ｓを示す正面図であり、図１０は、図９に示す正極原板２２０ＳのＸ－Ｘ断面図であり、図１１は、正極原板２２０Ｓから形成された正極板２２０を示す正面図である。

正極板２２０は、正極原板２２０Ｓを加工することにより製造される。図９および図１０に示すように、正極原板２２０Ｓは、正極芯体２２１と、正極活物質層２２２と、正極保護層２２３とを含む。正極芯体２２１は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔である。

正極芯体２２１には、両面の一方側の端部を除いて正極活物質層２２２が形成されている。正極活物質層２２２は、正極活物質層スラリーをダイコータによって塗布することにより正極芯体２２１上に形成される。

正極活物質層スラリーは、正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着材としてのポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ)、導電材としての炭素材料、および、分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ)を、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物：ＰＶｄＦ：炭素材料の質量比が約９７．５：１：１．５となるように混練することによって作製される。

正極保護層２２３は、正極芯体２２１に接し、正極活物質層２２２の幅方向の一方側の端部に形成されている。正極保護層２２３は、正極保護層スラリーをダイコータによって塗布することにより正極芯体２２１上に形成される。正極保護層２２３は、正極活物質層２２２の電気抵抗よりも大きな電気抵抗を有する。

正極保護層スラリーは、アルミナ粉末、導電材としての炭素材料、結着材としてのＰＶｄＦ、および、分散媒としてのＮＭＰを、アルミナ粉末：炭素材料：ＰＶｄＦの質量比が約８３：３：１４となるように混練することによって作製される。

正極活物質層スラリーおよび正極保護層スラリーが塗布された正極芯体２２１を乾燥させ、正極活物質層スラリーおよび正極保護層スラリーに含まれるＮＭＰを除去することにより、正極活物質層２２２および正極保護層２２３が形成される。さらに、正極活物質層２２２を圧縮することにより、正極芯体２２１、正極活物質層２２２および正極保護層２２３を含む正極原板２２０Ｓが形成される。正極原板２２０Ｓを所定の形状に切断することにより、正極板２２０が成形される。正極原板２２０Ｓは、エネルギー線の照射によるレーザ加工、金型加工、または、カッター加工などにより切断することができる。

図１１に示すように、正極原板２２０Ｓから成形された正極板２２０の幅方向の一方端部には、正極芯体２２１からなる正極タブ２２０Ｂが複数設けられている。正極板２２０を巻回したとき、複数の正極タブ２２０Ｂが積層されて正極タブ群２２０Ａとなる。複数の正極タブ２２０Ｂの各々の位置および突出方向の長さは、正極タブ群２２０Ａが正極集電体３２０に接続される状態を考慮して適宜調整される。なお、正極タブ２２０Ｂの形状は図１１に例示するものに限定されない。

複数の正極タブ２２０Ｂの各々の根元には、正極保護層２２３が設けられている。正極タブ２２０Ｂの根元に必ずしも正極保護層２２３が設けられていなくてもよい。

典型的な例では、負極タブ２１０Ｂ（１枚）の厚みは、正極タブ２２０Ｂ（１枚）の厚みよりも小さい。この場合、負極タブ群２１０Ａの厚みは、正極タブ群２２０Ａの厚みよりも小さい。

（電極体２００と集電体３００との接続構造）
図１２は、二次電池１から取り出した電極体２００と集電体３００とを示す図である。図１２に示すように、電極体２００は、各々が巻回型電極体である２つの電極体２０１，２０２を重ねることによって形成されている。図１２に示す例では、２つの巻回型電極体を重ねる構造を示しているが、電極体２００は１つの巻回型電極体により構成されてもよいし、３つ以上の巻回型電極体により構成されてもよいし、積層型電極体により構成されてもよい。

負極タブ群２１０Ａは、接合部３１０Ａにおいて負極集電体３１０と接合され、正極タブ群２２０Ａは、接合部３２０Ａにおいて正極集電体３２０と接合される。接合部３１０Ａ，３２０Ａは、たとえば超音波接合、抵抗溶接、レーザ溶接、カシメ等により形成し得る。接合部３１０Ａ，３２０Ａは、負極タブ群２１０Ａおよび正極タブ群２２０Ａと負極端子１３１および正極端子１３２との間の導電経路を構成する。

図１３は、負極タブ群２１０Ａと負極集電体３１０との接続構造を示す図である。図１４，図１５は、各々、図１３に示す接続構造の正面図および断面図である。

図１３ないし図１５に示すように、負極集電体３１０は、電極体２００と封口板１２１との間において負極端子１３１と接続されている。負極集電体３１０は、第１導電部材３１１と、第２導電部材３１２とを含む。第１導電部材３１１と第２導電部材３１２とは、接合部３１３において接合される。

負極タブ群２１０Ａは、接合部３１０Ａにおいて負極集電体３１０の第１導電部材３１１と接合される。第１導電部材３１１は、接合部３１３において第２導電部材３１２と接続される。接合部３１３は、たとえば超音波接合、抵抗溶接、レーザ溶接、カシメ等により形成し得る。

第１導電部材３１１および第２導電部材３１２は、樹脂製の絶縁部材４１０を介して封口板１２１の内面側に取り付けられる。

負極端子１３１は、樹脂製の絶縁部材４１０Ａを介して封口板１２１に取り付けられる。負極端子１３１は、封口板１２１の外側に露出し、かつ、封口板１２１の内面側に設けられた負極集電体３１０の第２導電部材３１２に達するように設けられる。負極端子１３１と第２導電部材３１２とは、たとえば超音波接合、抵抗溶接、レーザ溶接、カシメ等により接続され得る。本実施の形態では、第２導電部材３１２に貫通孔を設け、負極端子１３１を当該貫通孔に挿入し、負極端子１３１を第２導電部材３１２上でカシメた後、カシメ部分と第２導電部材３１２とを接合部１３１Ａにおいて溶接することによって負極端子１３１と第２導電部材３１２とが接続される。

各部品の組み付け手順としては、まず、負極端子１３１および第２導電部材３１２が、絶縁部材４１０，４１０Ａとともに封口板１２１に取り付けられる。続いて、電極体２００に接続された第１導電部材３１１が第２導電部材３１２に取り付けられる。このとき、第１導電部材３１１の一部が第２導電部材３１２と重なるように第１導電部材３１１が絶縁部材４１０上に配置される。続いて、接合部３１３において第１導電部材３１１と第２導電部材３１２とが溶接接続される。なお、絶縁部材４１０，４１０Ａは一部材から構成されてもよい。

ただし、負極端子１３１は封口板１２１と電気的に接続されていてもよい。また、封口板１２１が負極端子１３１の役割を果たしてもよい。

なお、図１３ないし図１５においては、２つの部品（第１導電部材３１１および第２導電部材３１２）からなる負極集電体３１０を例示したが、負極集電体３１０は、１つの部品から構成されていてもよい。

図１３ないし図１５においては負極側の接続構造について示したが、正極側についても、基本的な接続構造は負極側と同様である。

（電極体２００の挿入工程）
図１６は、電極体２００をケース本体１１０に挿入する工程を示す図である。図１６に示すように、電極体２００とケース本体１１０の間には樹脂製の絶縁シート６００（電極体ホルダ）が配置される。

絶縁シート６００は、たとえば樹脂により構成し得る。より具体的には、絶縁シート６００の材質は、たとえば、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、ポリフェニレンサルファイド(ＰＰＳ)、ポリイミド(ＰＩ)またはポリオレフィン(ＰＯ)である。

絶縁シート６００は、必ずしも電極体２００の全面を覆う必要はない。絶縁シート６００は、好ましくは電極体の外表面の５０％以上程度、より好ましくは７０％以上程度の面積を覆う。絶縁シート６００は、略直方体状（扁平形状）の電極体２００の６面のうち、少なくとも負極タブ群２１０Ａおよび正極タブ群２２０Ａが各々形成された２面以外の４面の全体を覆うことが好ましい。

図１７は、封口板１２１と電極体２００との間にスペーサ５１０を配置する工程を示す図である。図１８は、封口板１２１と電極体２００との間にスペーサ５１０を配置した状態を示す断面図である。

図１７，図１８に示すように、電極体２００から封口板１２１に向かう負極タブ群２１０Ａは、封口板１２１のＹ軸方向の中央部から端部に向かい、その後、逆向きに折り返して中央部に向かうように湾曲させられる。湾曲した負極タブ群２１０Ａ（湾曲部）を収納するようにスペーサ５１０が配置される。

スペーサ５１０は、第１スペーサ５１１と、第２スペーサ５１２とを含む。第１スペーサ５１１および第２スペーサ５１２は、各々、封口板１２１の端部側から中央側に向かうようにＹ軸方向に沿ってスライドさせることにより、互いに係合する。これにより、スペーサ５１０は、絶縁部材４１０を介して封口板１２１に固定され、スペーサ５１０の位置の安定性が増す。

図１８に示すように、スペーサ５１０は、負極集電体３１０を収納する内部空間を形成し、負極タブ群２１０Ａの先端部分もスペーサ５１０の内部空間に収納される。スペーサ５１０は、負極タブ群２１０Ａを通過させる孔部を有する。

スペーサ５１０の素材は特に限定されないが、樹脂などの絶縁性素材を用いることが好ましい。より具体的には、ポリオレフィン(ＰＯ)製のシートを用いることが好ましい。また、スペーサ５１０と電極体２００との間に絶縁シート６００を介在させてもよい。

再び図１６を参照して、本実施の形態に係る二次電池１の製造方法においては、負極端子１３１と負極タブ群２１０Ａとを電気的に接続した後に、開口１１１を介して、電極体２００を正極タブ群２２０Ａ側の端部側からケース本体１１０に挿入している。電極体２００をケース本体１１０の所定の位置まで挿入したとき、正極タブ群２２０Ａはケース本体１１０の開口１１２からケース本体１１０の外部に突出する。これにより、電極体２００をケース本体１１０に挿入した後、正極端子１３２と正極タブ群２２０Ａとの接続を行うことができる。

ケース本体１１０に電極体２００を挿入した後に、封口板１２１に取り付けられた負極端子１３１と負極タブ群２１０Ａとを電気的に接続する場合には、ケース本体１１０に収納された電極体２００の負極タブ群２１０Ａがケース本体１１０の外部に十分に突出する長さが負極タブ群２１０Ａに求められる。ケース本体１１０に電極体２００を挿入する前に、封口板１２１に取り付けられた負極端子１３１と負極タブ群２１０Ａとを電気的に接続することにより、ケース本体１１０に電極体２００を挿入した後に接続する場合と比較して、負極タブ群２１０Ａの長さを縮小することができる。結果として、ケース本体１１０の内部空間における負極板２１０および正極板２２０の体積占有率を増大させることができる。

また、図１６の例では、負極タブ群２１０Ａの湾曲部を収納するスペーサ５１０を配置した後に電極体２００をケース本体１１０に挿入している。このようにすることで、電極体２００の挿入工程における負極タブ群２１０Ａの湾曲部の保護を図ることができる。

また、図１６の例では、電極体２００が絶縁シート６００により覆われた状態で電極体２００をケース本体１１０に挿入している。これにより、ケース本体１１０への挿入時の電極体２００の損傷を抑制することができる。

電極体２００の挿入工程時に、ケース本体１１０を所定の角度に保持することができる。一例として、Ｘ軸方向（ケース本体１１０の幅方向）が水平方向に対して±４５°以下程度の角度で交差するようにケース本体１１０を保持した状態で電極体２００を挿入することが好ましい。たとえば、鉛直方向において、電極体２００が挿入される開口１１１の上端部が、開口１１２の上端部よりも上方に位置するよう、ケース本体１１０を傾けた状態とし、ケース本体１１０に電極体２００を挿入することができる。

電極体２００の挿入工程は、開口１１１側から電極体２００を押し込む態様に限定されず、たとえば、開口１１２側から電極体２００を引っ張る態様であってもよい。

図１９は、スペーサ５１０の変形例を示す図である。図１６ないし図１８の例では、封口板１２１の高さ方向（Ｚ軸方向）の一部にスペーサ５１０が配置されているが、図１９に示すように、封口板１２１の高さ方向の略全域にわたってスペーサ５１０が配置されてもよい。このとき、スペーサ５１０は、負極タブ群２１０ＡからＺ軸方向に離間した位置（第１領域）において、負極タブ群２１０Ａの近傍（第２領域）よりも電極体２００側に突出する部分を有してもよい。第１領域と第２領域との境界に段差（好ましくは１ｍｍ以上程度の段差）が形成されてもよい。このようにすることで、電極体２００のケース本体１１０への挿入時における負極タブ群２１０Ａの損傷を抑制することができる。

（電極体を押圧する機構）
図２０は、封口板１２１およびスペーサ５１０Ａを介して電極体２００を押圧する機構の一例を示す図である。図２１は、図２０に示す機構をＺ軸方向から見た状態を示す図である。スペーサ５１０Ａは、上述したスペーサ５１０の変形例である。

図２０，図２１に示すように、スペーサ５１０Ａは、封口板１２１および電極体２００の高さ方向（Ｚ軸方向）において、負極タブ群２１０Ａおよび負極集電体３１０を避けた位置（負極タブ群２１０Ａおよび負極集電体３１０から離間した位置）に配置される。より具体的には、スペーサ５１０Ａは、Ｚ軸方向において負極タブ群２１０Ａを挟むように２箇所に分かれて配置される。スペーサ５１０Ａは、電極体２００において、負極タブ群２１０Ａが設けられていない部分を押圧することが好ましい。特に、負極板２１０の端部よりもセパレータが突出した部分を押圧することが好ましい。スペーサ５１０Ａは、Ｚ軸方向において負極タブ群２１０Ａの片側にのみ設けられてもよい。スペーサ５１０Ａは、たとえば接着、溶着、テープ貼り付けなどの方法により封口板１２１および／または電極体２００に固定し得る。なお、スペーサ５１０Ａが負極タブ群２１０Ａに接触してもよい。

スペーサ５１０Ａにおいて注液孔１４１が対向する位置には、貫通孔、切り欠き、スリット等を設けることが好ましい。また、スペーサ５１０Ａにおいてガス排出弁１５１が対向する位置には、貫通孔、切り欠き、スリット等を設けることが好ましい。これにより、注液孔１４１あるいはガス排出弁１５１の機能をより確実に確保できる。

図２０，図２１の例では、スペーサ５１０Ａを介して電極体２００を押圧することにより電極体２００がケース本体１１０に挿入される。電極体２００の挿入工程の初期には電極体２００を保持して電極体２００の一部がケース本体１１０に挿入された状態とした後、スペーサ５１０Ａを介して電極体２００を押圧することにより電極体２００をさらに挿入してもよい。

次に、図２２ないし図２７を用いて、スペーサ５１０Ａのさらなる変形例について説明する。

図２２に示すスペーサ５１０Ｂは、２つの突出部５１０Ｂ１を有する。２つの突出部５１０Ｂ１は、先端に向かってＹ軸方向の幅が縮小するテーパ形状を各々有する。２つの突出部５１０Ｂ１の先端は、各々、電極体２０１，２０２とケース本体１１０の内面との間に挿入される。電極体２００の挿入工程において、突出部５１０Ｂ１を介して、電極体２０１，２０２をケース本体１１０の内部へ押圧することが可能である。

図２３に示すスペーサ５１０Ｃは、突出部５１０Ｃ１を有する。突出部５１０Ｃ１は、先端に向かってＹ軸方向の幅が縮小するテーパ形状を有する。突出部５１０Ｃ１の先端は、電極体２０１，２０２の間に挿入される。電極体２００の挿入工程において、突出部５１０Ｃ１を介して、ケース本体１１０の内部へ電極体２０１，２０２を押圧することが可能である。

突出部５１０Ｂ１，５１０Ｃ１の形状は適宜変更可能である。たとえば、突出部５１０Ｂ１，５１０Ｃ１の先端が曲線形状（Ｒ形状）を有していてもよい。

図２４に示すスペーサ５１０Ｄは、接合部５１０Ｄ１において、絶縁シート６００に固定されている。接合部５１０Ｄ１は、たとえば、熱溶着、接着、嵌合、テープ貼り付けなどにより構成され得る。電極体２００の挿入工程において、スペーサ５１０Ｄおよび絶縁シート６００を介して、ケース本体１１０の内部へ電極体２０１，２０２を押圧することが可能である。

図２４の例では、絶縁シート６００がスペーサ５１０Ｄを部分的に覆う構造を示したが、絶縁シート６００がスペーサ５１０Ｄを完全に覆う構造であってもよい。また、スペーサ５１０Ｄと絶縁シート６００との接合部５１０Ｄ１に代えて、または接合部５１０Ｄ１に加えて、絶縁シート６００どうしの接合部を設けてもよい。

図２５に示すスペーサ５１０Ｅは、負極集電体３１０と封口板１２１との間を絶縁する絶縁部を兼ねる。当該構成により、電極体２００の挿入工程において、スペーサ５１０Ｅでより安定的に電極体２００を押圧することができる。なお、スペーサ５１０Ｅを封口板１２１に設けられた凹部１２１Ａに嵌合することができる。

スペーサ５１０Ｆ（図２６）は、負極集電体３１０の両側に分離して２つ配置されている。また、絶縁部材４１０は、負極端子１３１と封口板１２１との間に設けられる第１絶縁部材４１１（ガスケット）と、負極集電体３１０と封口板１２１との間に設けられる第２絶縁部材４１２とを含む。スペーサ５１０Ｆは、封口板１２１に設けられた凹部１２１Ａに嵌合している。

図２５，図２６に例示する構造においては、スペーサ５１０Ｅ，５１０Ｆと封口板１２１との凹凸嵌合によりスペーサ５１０Ｅ，５１０Ｆが封口板１２１に固定され得る。この凹凸嵌合に代えて、または凹凸嵌合に加えて、他の固定手段（接着、溶着、テープ貼り付けなど）を用いてもよい。また、ラッチ固定が用いられてもよい。

図２７に示すスペーサ５１０Ｇは、負極タブ群２１０Ａの湾曲部をＺ軸方向に横切るように配置される。電極体２００の挿入工程において、スペーサ５１０Ｇを介して、電極体２００をケース本体１１０の内部へ押圧することが可能である。

上述した各スペーサに代えて、電極体２００に固定されたスペーサを配置してもよい。電極体２００へのスペーサの固定は、たとえば、テープ貼り付けなどにより行われる。

（二次電池１の製造工程）
図２８は、二次電池１の製造方法の各工程を示すフロー図である。図２８に示すように、Ｓ１０において、ケース本体１１０を準備する。次に、Ｓ２０において、電極体２００を作製する。Ｓ３０において、封口板１２１，１２２に設けられた電極端子と電極体２００の電極タブ群とを電気的に接続する。このとき、まず負極端子１３１と負極タブ群２１０Ａとを電気的に接続し（Ｓ３１）、その後に負極側の封口板１２１と電極体２００との間にスペーサ５１０を配置し（Ｓ４０）、さらに電極体２００をケース本体１１０に挿入する（Ｓ５０）。このとき、正極タブ群２２０Ａは、ケース本体１１０の開口１１２からケース本体１１０の外側に突出する。電極体２００がケース本体１１０に挿入された後に、正極端子１３２と正極タブ群２２０Ａとを電気的に接続する（Ｓ３２）。

本実施の形態においては、負極端子１３１と負極タブ群２１０Ａとの接続（Ｓ３１）、電極体２００の挿入（Ｓ５０）、正極端子１３２と正極タブ群２２０Ａとの接続（Ｓ３２）の順で行う例について説明したが、本技術の範囲はこれに限定されず、正極端子１３２と正極タブ群２２０Ａとの接続（Ｓ３２）、電極体２００の挿入（Ｓ５０）、負極端子１３１と負極タブ群２１０Ａとの接続（Ｓ３１）の順で行う場合もある。

電極端子と電極タブ群との接続（Ｓ３０）が完了した後、封口板１２１，１２２により開口１１１，１１２を各々封口する（Ｓ６０）。封口板１２１，１２２による封口工程は、たとえばレーザ溶接により行われる。

負極側の封口板１２１により開口１１１を封口する工程（Ｓ６１）は、電極体２００をケース本体１１０に挿入する工程（Ｓ５０）の後であればよく、正極側の封口板１２２により開口１１２を封口する工程（Ｓ６２）は、正極端子１３２と正極タブ群２２０Ａとを電気的に接続する工程（Ｓ３２）の後であればよい。

したがって、たとえば、封口板１２１により開口１１１を封口する工程（Ｓ６１）を、正極端子１３２と正極タブ群２２０Ａとを電気的に接続する工程（Ｓ３２）の前に行ってもよいし、封口板１２１により開口１１１を封口する工程（Ｓ６１）を、封口板１２２により開口１１２を封口する工程（Ｓ６２）の後に行ってもよい。さらに、封口板１２１，１２２による封口を行う工程（Ｓ６１，Ｓ６２）の少なくとも一部を同時進行で行うことも可能である。

（要約）
本実施の形態に係る二次電池１の製造方法について、上述した内容を要約すると、以下のとおりである。

二次電池１の製造方法は、図２８に示すように、開口１１１と、開口１１１と対向する開口１１２とを有するケース本体１１０を準備する工程（Ｓ１０）と、負極板２１０と正極板２２０とを含み、一方の端部に負極板２１０に接続された負極タブ２１０Ｂを含む負極タブ群２１０Ａを有し、他方の端部に正極板２２０に接続された正極タブ２２０Ｂを含む正極タブ群２２０Ａを有する電極体２００を作製する工程（Ｓ２０）と、封口板１２１に設けられた負極端子１３１と負極タブ群２１０Ａとを電気的に接続する工程（Ｓ３１）と、負極端子１３１と負極タブ群２１０Ａとを電気的に接続した後、開口１１１を介して、電極体２００を正極タブ群２２０Ａ側の端部側からケース本体１１０に挿入する工程（Ｓ５０）と、電極体２００をケース本体１１０に挿入した後、封口板１２２に設けられた正極端子１３２と正極タブ群２２０Ａとを電気的に接続する工程（Ｓ３２）と、電極体２００をケース本体１１０に挿入した後、封口板１２１により開口１１１を封口する工程（Ｓ６１）と、正極端子１３２と正極タブ群２２０Ａとを電気的に接続した後、封口板１２２により開口１１２を封口する工程（Ｓ６２）とを備える。

一例に係る二次電池１の製造方法は、ケース本体１１０に挿入される前の電極体２００を絶縁シート６００で覆うようにしてもよい。ただし、本技術において、電極体２００を覆う絶縁シート６００は必ずしも必須ではない。

一例に係る二次電池１の製造方法は、封口板１２１と電極体２００との間にスペーサ５１０を配置する工程（Ｓ４０）をさらに備える。ただし、本技術において、スペーサ５１０を配置する工程（Ｓ４０）は必ずしも必須ではない。

スペーサ５１０を配置することにより、スペーサ５１０を介して電極体２００を押圧することにより電極体２００をケース本体１１０に挿入することができる。スペーサ５１０を介して電極体２００を押圧するとき、封口板１２１をＸ軸方向から押圧することにより、スペーサ５１０を介して電極体２００を押圧してもよいし、封口板１２１を保持（Ｙ軸方向に挟持）しながら電極体２００側に移動させることにより、スペーサ５１０を介して電極体２００を押圧してもよい。

二次電池１の製造方法において、電極体２００を保持して電極体２００の一部をケース本体１１０に挿入した後、封口板１２１によりスペーサ５１０を介して電極体２００を押圧することにより、封口板１２１がケース本体１１０に当接するまで電極体２００をケース本体１１０に挿入することができる。これにより、少なくとも電極体２００において正極タブ群２２０Ａを除く部分の全体がケース本体１１０内に配置される。

一例に係る二次電池１では、電極体２００をケース本体１１０に挿入する工程（Ｓ５０）において、スペーサ５１０は、電極体２００の封口板１２１側の端部における負極タブ群２１０Ａと離間した位置に当接する。なお、スペーサ５１０は、電極体２００に含まれるセパレータが露出した部分を直接または絶縁シート６００等を介して間接的に押圧することが好ましい。ただし、スペーサ５１０が電極体２００に当接する位置は適宜変更される。また、スペーサ５１０は、必ずしも電極体２００に当接しなくてもよい。

本実施の形態においては、負極側に配置されるスペーサについて説明したが、正極側に同様のスペーサを配置してもよい。負極側および正極側の両方にスペーサを配置してもよいし、負極側および正極側の一方にのみスペーサを配置してもよい。

（作用効果）
本実施の形態に係る二次電池１によれば、互いに対向する開口１１１，１１２を有するケース本体１１０に電極体２００を挿入し、開口１１１，１１２を各々封口する封口板１２１，１２２に負極端子１３１および正極端子１３２を各々設ける構造とすることにより、二次電池１の高さを低減し、二次電池１の車両への搭載性を高めることができる。さらに、負極端子１３１と負極タブ群２１０Ａとを電気的に接続した後、開口１１１を介して、電極体２００を正極タブ群２２０Ａ側からケース本体１１０に挿入する、すなわち、ケース本体１１０に電極体２００を挿入する前に封口板１２１を負極タブ群２１０Ａに取り付けることにより、ケース本体１１０に電極体２００を挿入した後に封口板１２１を負極タブ群２１０Ａに取り付ける場合と比較して、負極タブ群２１０Ａの長さを比較的短く形成することが可能となる。この結果、ケース本体１１０内の空間において電極体２００が占める体積を大きくすることができるので、二次電池１のエネルギー密度を向上させることができる。

また、上述の例では、封口板１２１と電極体２００との間にスペーサ５１０を配置し、スペーサを介して電極体２００を押圧することで電極体２００をケース本体１１０に挿入している。これにより、電極体２００の挿入工程において負極タブ群２１０Ａに過度の負荷が加わることを抑制し、負極タブ群２１０Ａの損傷を抑制することができる。したがって、二次電池１をより効率的、安定的に製造することができる。

以上、本技術の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本技術の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 二次電池、１００ 外装体、１１０ ケース本体、１１０Ａ 接合部、１１１，１１２ 開口、１２１，１２２ 封口板、１２１Ａ 凹部、１３１ 負極端子、１３１Ａ 接合部、１３２ 正極端子、１４１，１４２ 注液孔、１５１，１５２ ガス排出弁、２００，２０１，２０２ 電極体、２１０ 負極板、２１０Ａ 負極タブ群、２１０Ｂ 負極タブ、２１０Ｓ 負極原板、２１１ 負極芯体、２１２ 負極活物質層、２２０ 正極板、２２０Ａ 正極タブ群、２２０Ｂ 正極タブ、２２０Ｓ 正極原板、２２１ 正極芯体、２２２ 正極活物質層、２２３ 正極保護層、３００ 集電体、３１０ 負極集電体、３１０Ａ 接合部、３１１ 第１導電部材、３１２ 第２導電部材、３１３ 接合部、３２０ 正極集電体、３２０Ａ 接合部、４１０，４１０Ａ 絶縁部材、４１１ 第１絶縁部材、４１２ 第２絶縁部材、５１０，５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃ，５１０Ｄ，５１０Ｅ，５１０Ｆ，５１０Ｇ スペーサ、５１０Ｂ１，５１０Ｃ１ 突出部、５１０Ｄ１ 接合部、５１１ 第１スペーサ、５１２ 第２スペーサ、６００ 絶縁シート。

Claims (10)

1. 第１開口と、前記第１開口と対向する第２開口とを有するケース本体を準備する工程と、
   第１電極と、前記第１電極とは異なる極性を有する第２電極とを含み、第１端部に前記第１電極に接続された第１電極タブを有し、前記第１端部に対して逆側の第２端部に前記第２電極に接続された第２電極タブを有する電極体を作製する工程と、
   第１封口板に設けられた第１電極端子と前記第１電極タブとを電気的に接続する工程と、
   前記第１電極端子と前記第１電極タブとを電気的に接続した後、前記第１封口板と前記電極体との間にスペーサが配置され、前記電極体が電極体ホルダで覆われ、前記スペーサと前記電極体ホルダとが接合された状態で、前記第１開口を介して、前記電極体を前記第２端部側から前記ケース本体に挿入する工程と、
   前記電極体を前記ケース本体に挿入した後、第２封口板に設けられた第２電極端子と前記第２電極タブとを電気的に接続する工程と、
   前記電極体を前記ケース本体に挿入した後、前記第１封口板により前記第１開口を封口する工程と、
   前記第２電極端子と前記第２電極タブとを電気的に接続した後、前記第２封口板により前記第２開口を封口する工程とを備えた、二次電池の製造方法。
2. 前記第１封口板により前記スペーサを介して前記電極体を押圧することにより前記電極体を前記ケース本体に挿入する、請求項１に記載の二次電池の製造方法。
3. 前記電極体を前記ケース本体に挿入する工程において、前記スペーサは、前記電極体の前記第１端部における前記第１電極タブと離間した位置に当接する、請求項１に記載の二次電池の製造方法。
4. 前記スペーサは、前記第１封口板に固定される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法。
5. 前記スペーサは、前記電極体に固定される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法。
6. 前記電極体を保持して前記電極体の一部を前記ケース本体に挿入した後、前記第１封口板により前記スペーサを介して前記電極体を押圧することにより、前記第１封口板が前記ケース本体に当接するまで前記電極体を前記ケース本体に挿入する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法。
7. 第１開口と、前記第１開口と対向する第２開口とを有するケース本体を準備する工程と、
   第１電極と、前記第１電極とは異なる極性を有する第２電極とを含み、第１端部に前記第１電極に接続された第１電極タブを有し、前記第１端部に対して逆側の第２端部に前記第２電極に接続された第２電極タブを有する電極体を作製する工程と、
   第１封口板に設けられた第１電極端子と前記第１電極タブとを電気的に接続する工程と、
   前記第１電極端子と前記第１電極タブとを電気的に接続した後、前記第１封口板と前記電極体との間にスペーサを配置する工程と、
   前記第１封口板と前記電極体との間にスペーサを配置した後、前記第１開口を介して、前記電極体を前記第２端部側から前記ケース本体に挿入する工程と、
   前記電極体を前記ケース本体に挿入した後、第２封口板に設けられた第２電極端子と前記第２電極タブとを電気的に接続する工程と、
   前記電極体を前記ケース本体に挿入した後、前記第１封口板により前記第１開口を封口する工程と、
   前記第２電極端子と前記第２電極タブとを電気的に接続した後、前記第２封口板により前記第２開口を封口する工程とを備え、
   前記スペーサはそれぞれ別部品である第１スペーサと第２スペーサとを含み、
   前記第１封口板と前記電極体との間にスペーサを配置する工程において、前記第１スペーサと前記第２スペーサとを前記第１電極タブの両側から配置する、二次電池の製造方法。
8. 前記第１封口板は、短手方向と長手方向とを含む略矩形形状を有し、
   前記第１スペーサと前記第２スペーサとは、前記短手方向に並んで配置される、請求項７に記載の二次電池の製造方法。
9. 前記スペーサは、前記第１封口板に直交する方向において前記第１電極タブと前記電極体の前記第１端部との間に位置する部分を有する、請求項７または請求項８に記載の二次電池の製造方法。
10. 前記第１封口板と前記電極体との間にスペーサを配置する工程において、前記第１スペーサと前記第２スペーサとを当接させる、請求項７または請求項８に記載の二次電池の製造方法。