WO2015056583A1 - 二次電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

　捲回体に電解液を効果的に浸透させることができる二次電池の製造方法を提供する。　外装３０内を減圧する工程と、減圧した外装３０内に電解液Ｅを注液する工程と、外装３０内を減圧する工程と、減圧した外装３０内に電解液Ｅを注液する工程と、捲回体に、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂから電解液Ｅを浸透させる工程と、電解液Ｅを浸透させた後、外装３０と捲回体との間の空間である捲回体外部空間Ｓと、捲回体内部空間Ｓ１との差圧を減少させるために待機する工程と、捲回体外部空間Ｓを加圧する工程と、を行う。

Description

二次電池の製造方法

　本発明は、電池ケース内に電解液を注液する工程を行う二次電池の製造方法に関する。

　従来から、リチウムイオン二次電池等の二次電池の製造工程では、正極、負極、およびセパレータを捲回してなる捲回体を横向きの姿勢で外装に収納する。
　そして、二次電池の製造工程では、外装内に電解液を注液した後で電池容器を密閉し、捲回体に電解液を浸透させる。

　特許文献１に開示される技術では、ケース（電池ケース）の開口部を閉塞してケース内を減圧し、減圧したケースに電解液を注液する。
　特許文献１に開示される技術では、電解液を注液しながら（または、電解液の注液と同時に）、ケース内の圧力を大気圧よりも高い圧力まで上昇させて電解液を捲回体に浸透させている。

　電解液は、注液直後に毛細管現象によって捲回体の軸方向両端部に浸透する。これにより、捲回体の内側には密閉空間が形成される。
　特許文献１に開示される技術のように、電解液を注液しながらケース内の圧力を上昇させた場合には、図２０に示すように、加圧されたケース内の空気が捲回体の軸方向両端部に浸透した電解液を押しのけて、捲回体内に空気が侵入してしまう可能性がある（図２０に示す矢印参照）。
　つまり、この場合には、空気の浸入経路および捲回体の軸方向中央部等に空気が残ってしまう可能性がある。

　以上のように、特許文献１に開示される技術では、捲回体に電解液を効果的に浸透させることができない可能性がある。

特開平９－１０２４４３号公報

　本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、捲回体に電解液を効果的に浸透させることができる二次電池の製造方法を提供するものである。

　本願発明の第一の態様である二次電池の製造方法は、電池ケース内を減圧する工程と、減圧した前記電池ケース内に電解液を注液する工程と、捲回体に、前記捲回体の軸方向両端部から前記電解液を浸透させる工程と、前記電解液を浸透させた後、前記電池ケースと前記捲回体との間の空間である捲回体外部空間と、前記捲回体の内部空間である捲回体内部空間との差圧を減少させるために、前記捲回体の軸方向両端部における前記電解液の浸透量を増大させるとともに、浸透させた前記電解液によって、前記捲回体の内部空間である捲回体内部空間と、前記電池ケースと前記捲回体との間の空間である捲回体外部空間を気密化する工程と、差圧を減少させた前記捲回体外部空間を加圧する工程と、を行う、ものである。

　本願発明の第二の態様である二次電池の製造方法は、前記電解液を注液した後に、注液した前記電池ケースを密閉する工程、をさらに行う、ものである。

　本願発明の第三の態様である二次電池の製造方法は、前記気密化する工程において、前記捲回体外部空間と前記捲回体の内部空間との圧力が平衡になるまで待機する、ものである。

　本願発明の第四の態様である二次電池の製造方法は、前記捲回体外部空間を加圧する工程において、前記電池ケースを大気開放する、ものである。

　本願発明の第五の態様である二次電池の製造方法は、前記捲回体外部空間を加圧する工程では、前記電池ケースを外側から加圧する、ものである。

　本願発明の第六の態様である二次電池の製造方法は、前記電池ケース内を減圧する工程より前に、前記電池ケースを外側に膨張させる工程を行い、前記捲回体外部空間を加圧する工程では、外側に膨張した前記電池ケースを加圧して、前記電池ケースを前記膨張方向とは反対側に圧縮する、ものである。

　本願発明の第七の態様である二次電池の製造方法は、前記捲回体外部空間を加圧する工程において、前記電池ケースを圧縮して前記捲回体外部空間を大気圧以上の圧力まで加圧する、ものである。

　本願発明の第八の態様である二次電池の製造方法は、電池ケースに電極体を収容した状態で前記電池ケースの内部を真空引きする真空引き工程と、前記電池ケースに電解液を注液する注液工程と、前記電池ケースを封口する封口工程と、を備える二次電池の製造方法であって、前記真空引き工程において、前記電極体の内部を負圧化し、前記電極体の内部を負圧化した状態で、前記電極体の内部を前記電極体の外部に対して気密化する気密化工程と、前記電極体の内部が前記電極体の外部に対して気密化された状態で、前記電池ケース内を大気に開放する大気開放工程と、を備え、前記封口工程を、前記電極体の内部が前記電極体の外部に対して気密化し、かつ、前記電池ケース内を大気に開放した状態で行うものである。

　本願発明の第八の態様である二次電池の製造方法は、前記気密化工程は、前記電極体の端部に前記電解液を含浸させることにより行うものである。

　本願発明の第九の態様である二次電池の製造方法は、前記気密化工程は、毛細管現象により、前記電極体の端部に前記電解液を含浸させることにより行うものである。

　本発明は、捲回体に電解液を効果的に浸透させることができる、という効果を奏する。

電池の全体的な構成を示す説明図。 捲回体を製造する様子を示す説明図。（ａ）正極、負極、およびセパレータを捲回する様子を示す図。（ｂ）捲回体にプレス加工を施す様子を示す図。 第一実施形態の減圧工程から密閉工程までの様子を示す説明図。 注液ユニットを示す説明図。 注液ユニットを動作させる様子を示す説明図。（ａ）減圧工程時の様子を示す図。（ｂ）注液工程時の様子を示す図。 注液工程時における電解液の浸透度合いを示す説明図。（ａ）断面図。（ｂ）捲回体の斜視図。 第一実施形態の待機工程から初期充電工程までの様子を示す説明図。 待機工程時における電解液の浸透度合いを示す説明図。（ａ）断面図。（ｂ）捲回体の斜視図。 捲回体外部空間と捲回体内部空間との差圧を利用して捲回体に電解液を浸透させたときの、捲回体外部空間と捲回体内部空間との圧力変動を示す図。 待機工程時および加圧工程時における捲回体外部空間の圧力変動を示す説明図。 加圧工程時における電解液の浸透度合いを示す説明図。（ａ）断面図。（ｂ）捲回体の斜視図。 電解液の浸透度合いを確認する様子を示す説明図。（ａ）電解液が捲回体に浸透している部分を確認する様子を示す図。（ｂ）電解液が捲回体に浸透していない部分を確認する様子を示す図。 第一実施形態と第一比較例から第三比較例とを評価した結果を示す図。 第一実施形態と第四比較例と第五比較例とを評価した結果を示す図。 第二実施形態の外装を膨張させてから外装を大気圧に戻すまでの様子を示す説明図。 外装を膨張させる様子を示す説明図。（ａ）外装を膨張させる最中の外装の状態を示す図。（ｂ）膨張後の外装の状態を示す図。 第二実施形態の本封止工程から初期充電工程までの様子を示す説明図。 第一実施形態および第二実施形態の待機工程時および加圧工程時における、捲回体外部空間の圧力変動を示す説明図。 初期充電工程時に外装を加圧する様子を示す説明図。 従来技術における電解液の浸透度合いを示す説明図。 本発明の第三実施形態に係る二次電池の製造方法の適用対象たる二次電池の全体構成を示す模式図。（ａ）断面図。（ｂ）捲回体の斜視図。（ｃ）外装の斜視図。 二次電池の端部の構造を示す部分模式図。 本発明の第三実施形態に係る二次電池の製造方法を示すフロー図。 本発明の第三実施形態に係る二次電池の製造方法の各工程における二次電池の状態を示す模式図。 シール部の形成状況を示す模式図。 電極体に対する電解液の浸透を促進させる第一の方法を示す模式図。 電極体に対する電解液の浸透を促進させる第二の方法を示す模式図。 電極体に対する電解液の浸透を促進させる第三の方法を示す模式図。 本発明の第三実施形態に係る二次電池の製造方法の適用効果を確認した結果を示す図。

　以下では、第一実施形態の密閉型電池の製造方法（以下、単に「製造方法」と表記する）について説明する。

　まず、本発明に係る二次電池の実施形態である電池の概略構成について説明する。

　第一実施形態の電池１０は、密閉型のリチウムイオン二次電池である。なお、本発明が適用される対象はリチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池等の他の二次電池についても適用可能である。

　図１に示すように、電池１０は、発電要素２０、外装３０、キャップ４０、および外部端子５０・５０を具備する。

　発電要素２０は、正極１０１、負極１０２、およびセパレータ１０３を捲回してなる捲回体１００に電解液Ｅを浸透させたものである（図２および図３参照）。電池１０の充放電時には、発電要素２０内で化学反応が起こる（厳密には、正極１０１と負極１０２との間で電解液Ｅを介したイオンの移動が起こる）ことによって電流の流れが発生する。

　電池容器である外装３０は、図１における左右方向を長手方向とする平面視略矩形状に形成される角柱型缶である。外装３０は、収納部３１と蓋部３２とを有する。

　収納部３１は、下面および側面が閉塞するとともに、上面が開口した有底角筒状の部材であり、内部に発電要素２０を収納する。

　蓋部３２は、収納部３１の開口面に応じた形状を有する平板状の部材であり、収納部３１の開口面を塞いだ状態で収納部３１と接合される。蓋部３２において、後述するように外部端子５０・５０が挿通される箇所の間には、電解液Ｅを注液するための注液孔３３が形成される。

　注液孔３３は、蓋部３２の板面を貫通する孔、すなわち、外装３０の上面に形成される孔である。注液孔３３は、蓋部３２の外側と内側とで内径寸法が異なる平面視略円状の孔である。注液孔３３は、上側（外側）の内径が下側（内側）の内径よりも大径に形成され、上下中途部に段差部が形成される。
　前記段差部には、電池１０の製造工程の中で平面視略円状のフィルム１２０が溶着される。フィルム１２０は、電池１０の製造工程の中で突き破られる。このため、完成した電池１０を示す図１において、フィルム１２０は、突き破られた状態となっている。

　キャップ４０は、注液孔３３を封止する蓋体である。キャップ４０の下面は、フィルム１２０を外側から覆うような形状に形成される。キャップ４０の外径は、注液孔３３の上側の内径と略同一の寸法となっている。
　キャップ４０は、注液孔３３の前記段差部に載置され、外周縁部がレーザ溶接されることで、蓋部３２と接合される。

　外部端子５０・５０は、その一部が蓋部３２の外側面から電池１０の上方（外方）に突出した状態で配置される。外部端子５０・５０は、集電端子５１・５１を介して発電要素２０の正極１０１または負極１０２に電気的に接続される。外部端子５０・５０は、その外周面部に固定部材３４が嵌装されることにより、絶縁部材５２・５３を間に介して蓋部３２に対して絶縁状態で固定される。外部端子５０・５０および集電端子５１・５１は、発電要素２０に蓄えられる電力を外部に取り出す、若しくは、外部からの電力を発電要素２０に取り入れる通電経路として機能する。
　集電端子５１・５１は、発電要素２０の正極板、負極板と接続されている。集電端子５１・５１の材料としては、例えば正極側にアルミニウム、負極側に銅を採用することができる。

　外部端子５０・５０には、電池１０の外方側に突出する部位にねじ転造によりねじ加工が施され、ボルト部が形成される。電池１０の実使用時には、このボルト部を用いて外部端子５０・５０にバスバー、外部装置の接続端子等が締結固定される。
　締結固定する際、外部端子５０・５０には締結トルクがかかるとともに、ねじ締結によって軸方向へ外力が付与される。このため、外部端子５０・５０の材料としては、鉄等の高強度材料を採用することが好ましい。

　次に、第一実施形態の製造方法について説明する。

　まず、製造方法では、ダイコーダ等の塗工機を用いて集電体（正極集電体および負極集電体）の表面に合剤（正極合剤および負極合剤）を塗工した後、合剤を乾燥させる。
　次に、製造方法では、集電体の表面上の合剤に対してプレス加工を施すことで、集電体の表面に合剤層（正極合剤層および負極合剤層）を形成して正極１０１および負極１０２を生成する。

　図２に示すように、製造方法では、正極１０１および負極１０２の間にセパレータ１０３を挟んで積層する。
　製造方法では、正極１０１の軸方向を捲回軸方向として正極１０１および負極１０２の間にセパレータ１０３を挟んで捲回し、前記捲回したものの外周面に対してプレス加工を施すことで捲回体１００を生成する（図２（ｂ）に示す矢印参照）。

　そして、製造方法では、外装３０の蓋部３２に一体化された外部端子５０・５０および集電端子５１・５１等を捲回体１００に接続し、外装３０の収納部３１に捲回体１００を収納する。その後、製造方法では、外装３０の収納部３１と蓋部３２とを溶接によって接合して封缶する。

　このとき、図２および図３に示すように、製造方法では、捲回体１００を横向きの姿勢、すなわち、捲回体１００の軸方向（前記捲回軸方向）が外装３０の長手方向に対して平行となるように、捲回体１００を収納する。
　つまり、図３において、捲回体１００の軸方向は、左右方向となる。

　以下では、捲回体１００の内部空間、すなわち、正極１０１、負極１０２、およびセパレータ１０３の積層面の間に形成される隙間を「捲回体内部空間Ｓ１」と表記する。
　また、外装３０と捲回体１００との間の空間、すなわち、外装３０の内部空間の中から捲回体内部空間Ｓ１を除いた空間を「捲回体外部空間Ｓ」と表記する。

　図３に示すように、外装３０を封缶した後で、製造方法では、１気圧の大気雰囲気下に配置される外装３０内の空気を注液孔３３より排出し、外装３０内を減圧する減圧工程を行う（図３に示す上向きの矢印Ａ参照）。
　このとき、製造方法では、高い真空度となるまで外装３０内を減圧する。捲回体内部空間Ｓ１の空気は、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂを通って捲回体外部空間Ｓに出た後で、外部に排出される。

　外装３０内を減圧した後で、製造方法では、注液孔３３より減圧した外装３０内に電解液Ｅを注液する注液工程を行う（図３に示す矢印Ｅ参照）。

　このような減圧工程および注液工程は、例えば、図４に示すような注液ユニット１１０を用いて行われる。

　図４に示すように、注液ユニット１１０は、内部に電解液Ｅが貯溜される注液ポッド１１１が三方弁１１２の上側のポートに接続されるとともに、真空ポンプが三方弁１１２の左側のポートに接続されるものである。
　注液ユニット１１０は、外装３０の上方に配置され、上下方向に移動可能、すなわち、昇降可能に構成される。図４において、三方弁１１２の下側のポートには、他の部材が接続されていない状態である。

　図５（ａ）に示すように、製造方法では、減圧工程を行うときに、注液ユニット１１０を下降させて、三方弁１１２と注液孔３３の段差部とを接触させて注液孔３３をシールし、外装３０を三方弁１１２の下側のポートに接続する。
　そして、製造方法では、三方弁１１２を制御して外装３０と真空ポンプとを連通し、真空ポンプを駆動させて外装３０内を減圧する。

　図５（ｂ）に示すように、外装３０を減圧した後で、製造方法では、三方弁１１２を制御して外装３０と注液ポッド１１１とを連通し、外装３０内の圧力と真空ポッド内の圧力との差圧を利用して外装３０内に電解液Ｅを注液する。

　このとき、図６に示すように、電解液Ｅは、毛細管現象によって、注液直後に捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに勢いよく浸透する（図６に示す矢印参照）。
　これにより、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂには、正極１０１、負極１０２、およびセパレータ１０３の積層面の間に空気が残ることなく、電解液Ｅが浸透する。

　従って、捲回体内部空間Ｓ１は、注液直後に電解液Ｅによって捲回体外部空間Ｓから隔絶されて密閉空間となる。
　つまり、捲回体１００内の空気Ａ１は、注液直後に捲回体１００内に閉じ込められることとなる。

　このように、製造方法では、捲回体１００に、捲回体１００の軸方向両端部から電解液Ｅを浸透させる工程を行う。

　図３に示すように、電解液Ｅを外装３０内に注液した後で、製造方法では、外装３０内を大気圧（第一実施形態では１気圧）に戻す（図３に示す下向きの矢印Ａ参照）。
　このとき、製造方法では、図６（ａ）に示す状態から注液ユニット１１０を上昇させ、外装３０を大気開放する。これにより、製造方法では、捲回体外部空間Ｓを大気圧に戻す。

　大気圧に戻した捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧は、最大でも１気圧程度、つまり、小さいものとなる。
　従って、大気開放時に外装３０（捲回体外部空間Ｓ）に導入される空気は、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに浸透した電解液Ｅを押しのけることができない。

　このため、捲回体内部空間Ｓ１は、外装３０を大気開放した後も、捲回体外部空間Ｓから隔絶されたままの状態、すなわち、減圧されたままの状態である。

　なお、製造方法では、注液工程後も捲回体内部空間が捲回体外部空間から隔絶されたままの状態を維持できる程度に、捲回体外部空間の圧力を捲回体内部空間の圧力よりも高くすればよく、必ずしも注液工程後に捲回体外部空間を大気圧に戻す必要はない。
　例えば、製造方法は、注液工程後に、捲回体内部空間を大気圧よりも数Ｐａ程度高い圧力、または数Ｐａ程度低い圧力まで加圧しても構わない。

　外装３０内を大気圧に戻した後で、製造方法では、フィルム１２０を注液孔３３の段差部に載置して、レーザ溶接機によってキャップ４０の外縁部に沿ってレーザを照射する（図３に示す黒塗りの三角形参照）。
　これにより、製造方法では、フィルム１２０を注液孔３３の前記段差部に溶着し、フィルム１２０によって注液孔３３を仮封止（つまり、一時的に封止）して、注液した外装３０を密閉する密閉工程を行う。このとき、捲回体外部空間Ｓは、密閉空間となる。

　なお、注液孔を仮封止する手法は、第一実施形態に限定されるものでない。例えば、製造方法は、注液孔にゴム栓を圧入することで注液孔を仮封止しても構わない。

　図７に示すように、密閉工程を行った後で、製造方法では、一定時間待機して捲回体１００に電解液Ｅを浸透させる待機工程を行う（図７の左上に示す外装３０参照）。

　製造方法では、待機工程前（捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅを浸透させた後）に密閉工程を行うことで、待機工程時に外部から外装３０内に空気が浸入することを防止している。
　これにより、製造方法は、電解液Ｅの蒸発や空気に含まれる水分および酸素の影響に起因する電池性能の低下を抑制できる。

　密閉工程および待機工程を行うとき、捲回体外部空間Ｓの圧力は大気圧である。一方、捲回体内部空間Ｓ１の圧力は、高い真空度すなわち、真空に近い圧力である。

　つまり、製造方法では、捲回体外部空間Ｓの圧力が捲回体内部空間Ｓ１の圧力よりも高い状態で、密閉工程および待機工程を行う。
　これにより、図８に示すように、製造方法では、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を埋めるように、捲回体１００に電解液Ｅを浸透させている。

　具体的には、電解液Ｅの浸透に伴って電解液Ｅの液面の高さ位置が下がるため、捲回体外部空間Ｓの体積は大きくなる。
　従って、図８および図９に示すように、密閉工程後の捲回体外部空間Ｓの圧力は、電解液Ｅの浸透に伴って低くなる（図９に実線で示すグラフ参照）。

　なお、図９に示すグラフの横軸は、密閉工程が完了した時点を０としている。

　電解液Ｅは、軸方向両端部１００ａ・１００ｂから軸方向中央部１００ｃに向けて浸透するとともに、捲回体内部空間Ｓ１の空気Ａ１を、捲回体１００の軸方向中央部１００ｃに向けて移動させる（図８（ａ）に示す矢印参照）。
　従って、捲回体内部空間Ｓ１の体積は、電解液Ｅの浸透に伴って小さくなる。このため、捲回体内部空間Ｓ１の圧力は、電解液Ｅの浸透に伴って高くなる（図９に点線で示すグラフ参照）。

　つまり、製造方法では、電解液Ｅの浸透に伴って圧力が低くなる捲回体外部空間Ｓの圧力を予め高くしておくとともに、電解液Ｅの浸透に伴って圧力が高くなる捲回体内部空間Ｓ１の圧力を予め低くしておくことで、電解液Ｅの浸透によって捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧がなくなるようにしているのである。

　これによれば、製造方法は、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を利用して、捲回体１００に電解液Ｅを効果的に浸透させることができる。
　従って、製造方法は、電解液Ｅの捲回体１００への浸透を促進できる。

　このように、待機工程では、捲回体１００の幅方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅを浸透させた後、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力差を減少させるために待機する。

　電解液Ｅは、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧が大きいほど、速い速度で捲回体１００に浸透する。このため、電解液Ｅは、密閉工程直後において、捲回体１００に勢いよく浸透する。
　電解液Ｅの浸透に伴って、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧が小さくなるため、電解液Ｅは、時間の経過とともに捲回体１００に浸透する速度が遅くなる。
　そして、電解液Ｅは、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になったとき（釣り合ったとき）に、捲回体１００への浸透が停止する（図９に示す時間Ｔ１参照）。

　そこで、図８および図１０に示すように、第一実施形態の待機工程では、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になるまで待機する（図１０に示す時間Ｔ１参照）。
　このような待機工程における待機時間は、例えば、外装３０内、すなわち、捲回体外部空間Ｓの圧力を市販の圧力センサで測定し、前記圧力センサの測定結果が一定となるまでの時間等に基づいて適宜設定される。

　なお、図１０に示すグラフの横軸は、密閉工程が完了した時点を０としている。

　ここで、捲回体１００は、厚み方向両側面と収納部３１の短手方向両側面との間に僅かな隙間が形成された状態、若しくは、厚み方向両側面と収納部３１の短手方向両側面とが密着した状態で、外装３０に収納される（図１２参照）。

　従って、捲回体外部空間Ｓは、電解液Ｅを注液する前の状態において、捲回体１００の上下両側方と左右両側方の空間が、その体積の大部分を占めている。
　また、外装３０内に電解液Ｅが注液されることにより、捲回体外部空間Ｓの体積は、例えば、半分程度まで小さくなる。

　つまり、捲回体外部空間Ｓは、待機工程を開始した時点における体積が小さいため、電解液Ｅの浸透に伴って圧力が低くなり易い。
　従って、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になるまで待機した場合でも、電解液Ｅは、捲回体１００の軸方向中央部１００ｃまで浸透しない。

　図７に示すように、待機工程を行った後で、製造方法では、刃具等によってフィルム１２０を突き破って外装３０を大気開放する、すなわち、仮封止を解除する（図７に示す矢印Ａ参照）。
　これにより、図１０に示すように、製造方法では、電解液Ｅの浸透に伴って大気圧よりも低い圧力となった捲回体外部空間Ｓの圧力を、大気圧に戻す（図１０に示す時間Ｔ１参照）。

　このとき、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧は、１気圧よりも小さいものとなる。また、待機工程が行われた捲回体１００には、ある程度の範囲（軸方向一端部１００ａから軸方向中央部１００ｃと軸方向一端部１００ａとの間まで、および捲回体１００の軸方向他端部１００ｂから軸方向中央部１００ｃと軸方向他端部１００ｂとの間）まで電解液Ｅが浸透している。
　従って、仮封止を解除したときに捲回体外部空間Ｓに導入される空気は、捲回体１００に浸透した電解液Ｅを押しのけることができない。

　このため、捲回体内部空間Ｓ１は、仮封止を解除した後も、捲回体外部空間Ｓと隔絶されたままの状態、すなわち、大気圧よりも低い圧力のままである。

　つまり、製造方法は、仮封止を解除することで、捲回体外部空間Ｓの圧力を、もう一度捲回体内部空間Ｓ１よりも高い圧力にすることができる。

　このように、製造方法では、外装３０を大気開放することで、差圧を減少させた捲回体外部空間Ｓを捲回体内部空間Ｓ１に対して相対的に加圧する加圧工程を行う。

　これによれば、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、製造方法は、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を利用して、もう一度捲回体１００に電解液Ｅを浸透させることができる（図１１（ａ）に示す矢印参照）。

　このとき、製造方法では、ある程度の範囲まで電解液Ｅが浸透している捲回体１００、すなわち、捲回体内部空間Ｓ１の体積がある程度小さくなった捲回体１００に、電解液Ｅを勢いよく浸透させることとなる。
　従って、製造方法は、仮封止を解除した直後に、捲回体内部空間Ｓ１の空気Ａ１を、捲回体１００の軸方向中央部１００ｃの僅かな領域に閉じ込めることができる。つまり、製造方法は、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を利用して、捲回体内部空間Ｓ１を捲回体１００の軸方向中央部１００ｃの僅かな領域まで圧縮できる。

　また、製造方法では、減圧工程時に捲回体内部空間Ｓ１の空気の多くを外部に排出することで、捲回体内部空間Ｓ１の空気Ａ１の量を減らしている。
　従って、製造方法は、仮封止を解除した直後に、前記捲回体１００の軸方向中央部１００ｃの僅かな領域を除く全ての領域に、電解液Ｅを浸透させることができる。

　これによれば、製造方法は、捲回体１００に電解液Ｅを効果的に浸透させることができる。

　また、製造方法は、外装を大気開放することで加圧工程を行うことにより、外装内の圧力を調整するための設備を用いることなく、簡単に加圧工程を行うことができる。

　なお、第一実施形態の製造方法において、待機工程では、必ずしも捲回体外部空間と捲回体内部空間との圧力が平衡になるまで待機する必要はない。
　ただし、待機工程では、第一実施形態の製造方法のように、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になるまで待機することが好ましい。

　これによれば、製造方法は、加圧工程前に捲回体内部空間Ｓ１の体積をより小さくすることができる。従って、製造方法は、加圧工程時の電解液Ｅの浸透によって、捲回体内部空間Ｓ１を視認不能となる程度まで狭い領域に圧縮できる。
　つまり、製造方法は、捲回体１００の軸方向一端部１００ａから軸方向他端部１００ｂまで、すなわち、捲回体１００の全面に電解液Ｅを確実に浸透させることができる。

　図７に示すように、加圧工程を行った後で、製造方法では、注液孔３３を本封止する本封止工程を行う。
　このとき、製造方法では、キャップ４０を注液孔３３に載置して、レーザ溶接機によってキャップ４０の外縁部に沿ってレーザを照射し、注液孔３３を本封止する（図７に示す黒塗りの三角形参照）。

　本封止した後で、製造方法では、電池１０に対して初期充電する初期充電工程を行う。
　このとき、製造方法では、外装３０を拘束治具によって拘束し、外装３０の厚み方向（図７における紙面奥側に向かう方向）に沿って、外装３０に対して所定の大きさの荷重を付与する。そして、製造方法では、電源装置１３０の電極を外部端子５０・５０に接続し、電池１０を初期充電する。

　このような初期充電工程が行われることにより、捲回体１００には皮膜が形成される。

　初期充電を行った後で、製造方法では、電圧の検査を行って、前記拘束治具による外装３０の拘束を解除する。
　製造方法では、このようにして電池１０を製造する。

　第一実施形態の製造方法は、加圧工程を行うことによって、初期充電工程が行われる前に捲回体１００の全面に電解液Ｅを浸透させることができる。
　つまり、製造方法では、浸透ムラを解消した状態で初期充電工程を行うことができるため、均一な皮膜を形成することができる。
　このため、製造方法では、ポテンシャルを最大限引き出すことが可能な電池１０を製造できる。

　なお、製造方法では、加圧工程時行う捲回体外部空間の加圧によって、捲回体に浸透した電解液が捲回体外部空間の空気に押しのけられない程度に捲回体に電解液を浸透させていればよく、必ずしも電解液を注液した後に密閉工程を行う必要はない。

　次に、減圧工程の条件を変更した場合における、電解液Ｅの浸透度合いを評価した結果について説明する。

　図１２に示すように、減圧条件の評価では、外装３０の厚み方向両側方に対向配置される送信プローブ２１０および受信プローブ２２０を用いて、電解液Ｅの浸透度合いを確認した。

　図１２（ａ）に示すように、正極１０１、負極１０２、およびセパレータ１０３の積層面の間に空気が残ることなく、捲回体１００に電解液Ｅが浸透している部分に当てられる超音波は、受信プローブ２２０で受信される。
　一方、図１２（ｂ）に示すように、捲回体１００に電解液Ｅが浸透していない部分、すなわち、前記積層面の間に空気が残存している部分に当てられる超音波は、その反射量が大きくなるため、受信プローブ２２０で受信されない。

　減圧条件の評価では、外装３０と送信プローブ２１０および受信プローブ２２０とを、上下方向および捲回体１００の軸方向（図１２における紙面奥側に向かう方向）に相対的に移動させ、捲回体１００の全面に超音波を当てた。
　減圧条件の評価では、このときに受信プローブ２２０が前記超音波を受信したかどうかを確認することで、上下方向および捲回体１００の軸方向における電解液Ｅの浸透度合いを確認した。

　図１３に示すように、減圧条件の評価では、以下の第一比較例から第三比較例の電池を製造した。

　第一比較例の電池は、減圧工程の真空度が低い点を除いて、第一実施形態と同様に製造された電池である。

　第二比較例の電池は、減圧工程と注液工程との順番を逆にして製造された電池である。
　つまり、第二比較例の電池は、大気雰囲気下で注液工程を行った後で減圧工程を行い、外装３０内を減圧した状態で、第一実施形態のような密閉工程、待機工程、加圧工程、本封止工程が行われて製造された電池である。
　第二比較例において減圧工程の真空度は、第一実施形態の減圧工程の真空度よりも低い。

　第三比較例の電池は、減圧工程の真空度が高い点を除いて、第二比較例と同様に製造された電池である。

　なお、第一比較例から第三比較例までにおける待機工程での待機時間は、第一実施形態の待機工程での待機時間と同じ時間とした。

　第一比較例の電池では、注液直後に捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅが浸透したものの、待機工程時に電解液Ｅがあまり浸透しなかった。
　これは、減圧工程時の真空度が低すぎて、待機工程時の捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧が、第一実施形態よりも小さくなってしまったことによるものであると考えられる。

　また、第一比較例では、加圧工程直後でも、捲回体１００の軸方向中央部１００ｃに多くの空気が残っていた。
　これは、減圧工程時の真空度が低すぎて、注液直後に捲回体１００内に多くの空気が残ってしまい、その結果、加圧工程時に捲回体内部空間Ｓ１を視認不能となる程度まで圧縮できなかったことによるものであると考えられる。

　以上より、製造方法は、減圧工程時に外装３０内の真空度を高くすることが好ましい。これにより、製造方法は、捲回体１００内の空気をより多く排出できるため、より広い範囲に電解液を浸透させることができる。

　第二比較例では、加圧工程後も捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂの一部だけにしか電解液Ｅが浸透しなかった。

　なお、第二比較例では、注液工程直後に捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂの一部にしか電解液Ｅが浸透しなかった。
　これは、減圧工程前に注液工程を行ったことにより、捲回体１００の厚み方向両側面と収納部３１の短手方向両側面との間に隙間が形成されてしまい、前記隙間の空気によって超音波が反射してしまったことによるものであると考えられる。
　従って、第二比較例でも、注液工程直後に捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液が浸透していると考えられる。これは、第三比較例においても同様である。

　第二比較例のように、注液工程を行った後で減圧工程を行った場合には、捲回体外部空間Ｓの空気だけが排出されてしまい、待機工程時に捲回体外部空間Ｓの圧力が捲回体内部空間Ｓ１の圧力よりも低くなってしまう。
　従って、第二比較例では、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を利用して、電解液Ｅの浸透を促進できなかったものであると考えられる。

　第三比較例では、第二比較例よりも電解液Ｅが浸透した部分が増えたものの、加圧工程後も捲回体１００の軸方向中央部１００ｃまで電解液Ｅが浸透しなかった。

　また、第三比較例では、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂの下端部等において、注液直後に電解液Ｅが浸透していたにも関わらず、待機工程および加圧工程後に空気が入り込んでしまった。
　これは、減圧によって捲回体１００内の空気を引き抜こうとした際に形成された空気の通り道の部分であると考えられる。

　第一実施形態では、注液直後に捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅが浸透し、待機工程時に捲回体１００の軸方向中央部１００ｃに向けて電解液Ｅが浸透していた。
　第一実施形態では、加圧工程後に捲回体１００の全面に電解液Ｅが浸透していた。

　以上の評価結果より、捲回体外部空間Ｓの圧力を捲回体内部空間Ｓ１の圧力よりも高くすることで、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を利用して、電解液Ｅの捲回体１００への浸透を促進できることがわかる。

　つまり、製造方法では、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅが浸透するまでに、捲回体１００内の空気を排出できればよい。
　従って、製造方法では、必ずしも減圧工程後に注液工程を行う必要はなく、例えば、減圧工程が完了する直前に、注液工程を開始しても構わない。

　また、製造方法では、減圧条件の評価にあるような超音波の反射に基づいて電解液Ｅの浸透度合いを確認することにより、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になるまでの時間を確認しても構わない。

　次に、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を利用して電解液Ｅを浸透させるための条件を変更した場合における、電解液Ｅの浸透度合いを評価した結果について説明する。

　浸透条件の評価では、減圧条件の評価と同様に、超音波の反射量の違いに基づいて電解液Ｅの浸透度合いを確認した（図１２参照）。

　図１４に示すように、浸透条件の評価では、第四比較例および第五比較例の電池を製造し、減圧条件の評価で確認した第一実施形態の電池１０の電解液Ｅの浸透度合いと比較した。

　第四比較例の電池は、第一実施形態の減圧工程の真空度よりも低い真空度で減圧工程を行った後で外装３０内を大気圧に戻し、注液孔３３を本封止して製造された電池である。
　つまり、第四比較例の電池は、待機工程時の捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を第一実施形態よりも小さくするとともに、加圧工程を行うことなく製造された電池である。

　第五比較例の電池は、第一実施形態と同じ真空度で減圧工程を行った後で外装３０内を大気圧よりも高い圧力まで加圧し、注液孔３３を本封止して製造された電池である。
　つまり、第五比較例の電池は、待機工程時の捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を第一実施形態の電池よりも大きくするとともに、加圧工程を行うことなく製造された電池である。

　なお、図１４に示す結果は、加圧直後の電解液Ｅの浸透度合いを確認したものを示している。

　第四比較例の電池では、捲回体１００の軸方向両端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅが浸透したものの、捲回体１００の軸方向中央部１００ｃまで電解液Ｅが浸透しなかった。
　これは、待機工程時の捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧が小さすぎたことによるものであると考えられる。

　第五比較例の電池では、捲回体１００の下側に電解液Ｅが浸透したものの、捲回体１００の上側に電解液Ｅが浸透しなかった。
　これは、捲回体外部空間Ｓの圧力が捲回体内部空間Ｓ１の圧力に対して高くなりすぎて（捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧が大きくなりすぎて）、捲回体外部空間Ｓの空気が捲回体内部空間Ｓ１に侵入してしまったことによるものであると考えられる。

　以上の評価結果より、待機工程時の捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧は、１気圧程度にとどめておくことが好ましいことがわかる。
　また、製造方法では、待機工程および加圧工程の二回に分けて、捲回体１００に電解液Ｅを浸透させることが好ましいことがわかる。

　これにより、製造方法は、捲回体外部空間Ｓの空気が捲回体内部空間Ｓ１に侵入することなく、捲回体１００に電解液Ｅを効果的に浸透させることができる。

　なお、製造方法では、必ずしも一回だけ加圧工程を行う必要はなく、加圧工程を二回以上行っても構わない。

　次に、第二実施形態の製造方法について説明する。

　なお、以下では、第一実施形態と同様に構成される部材について、第一実施形態と同様の符号を付し、その説明を省略する。

　図１５に示すように、第二実施形態の製造方法では、第一実施形態の製造方法と同じ要領で捲回体１００を生成し、外装３０の収納部３１に捲回体１００を収納して外装３０を封缶する。

　図１５および図１６に示すように、外装３０を封缶した後で、製造方法では、外装３０内を加圧して、外装３０の収納部３１を厚み方向外側に膨張させる（図１５に示す下向きの矢印Ａ、図１６（ｂ）に示す矢印および収納部３１参照）。
　このとき、製造方法では、例えば、注液孔３３を略筒状のシール部材でシールして、前記シール部材より外装３０に圧縮エアを導入する。

　これにより、第二実施形態の製造方法では、捲回体１００の厚み方向両側面と収納部３１の短手方向両側面との間に隙間を形成し、捲回体外部空間Ｓ１０の体積を第一実施形態の捲回体外部空間Ｓの体積よりも大きくする。

　外装３０を膨張させた後で、製造方法では、外装３０が元の形状に戻らないように所定の治具によって外装３０の膨張状態を保持する。
　そして、製造方法では、外装３０の膨張状態を保持したままで、第一実施形態と同じ要領で減圧工程と注液工程とを順番に行った後で、外装３０内を大気圧（第二実施形態では１気圧）に戻す（図１５に示す上向きの矢印Ａおよび矢印Ｅ参照）。

　このように、第二実施形態の製造方法では、外装３０内を減圧する工程より前に、外装３０を外側に膨張させる工程を行う。

　図１７に示すように、外装３０内を大気圧に戻した後で、製造方法では、外装３０の膨張状態を保持したままで、略円板状のキャップ１４０を注液孔３３に載置して、レーザ溶接機によってキャップ１４０の外縁部に沿ってレーザを照射する。
　これにより、製造方法では、注液孔３３を本封止して注液した外装３０を密閉する密閉工程を行う。つまり、第二実施形態の製造方法では、注液孔３３を仮封止しない。

　そして、製造方法では、外装３０の密閉後に、外装３０の膨張状態を保持したままで待機して、捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との差圧を減少させる待機工程を行う（図１７に二点鎖線で示す電解液Ｅ参照）。
　つまり、第二実施形態の製造方法では、捲回体外部空間Ｓ１０の体積を第一実施形態の捲回体外部空間Ｓの体積よりも大きくした状態で待機工程を行う。

　これによれば、第二実施形態の製造方法では、電解液Ｅが浸透して電解液Ｅの液面の高さ位置が下がった場合でも、捲回体外部空間Ｓ１０の体積の拡大度合いをより小さくできる。
　つまり、製造方法では、電解液Ｅの浸透に伴う捲回体外部空間Ｓ１０の圧力低下を抑制できる。

　従って、図１８に示すように、第二実施形態の製造方法は、電解液Ｅが浸透しても、捲回体外部空間Ｓ１０と捲回体内部空間Ｓ１との差圧が大きい状態を維持できるため、待機工程時における電解液Ｅの浸透をより促進できる。

　ここで、第二実施形態の製造方法のように、捲回体外部空間Ｓ１０の体積を第一実施形態の捲回体外部空間Ｓの体積よりも大きくした場合には、捲回体外部空間Ｓ１０と捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になるまでの時間が、第一実施形態よりも長くなってしまう。

　そこで、第二実施形態の製造方法では、第一実施形態の待機工程と同程度まで捲回体１００に電解液Ｅを浸透させるまで待機させてもよい（図１８に示す時間Ｔ２参照）。つまり、第二実施形態の製造方法では、捲回体外部空間Ｓ１０と捲回体内部空間Ｓ１との圧力が平衡になるまで待機しなくてもよい。
　これにより、第二実施形態の製造方法では、待機工程の時間を第一実施形態の待機工程よりも短縮することができる。

　図１７に示すように、待機工程を行った後で、製造方法では、外装３０の膨張状態を解除して初期充電工程を行う。
　つまり、図１９に示すように、製造方法では、外装３０の膨張状態を保持するための治具を外してから、外装３０を拘束治具によって拘束し、外装３０の厚み方向に沿って、外装３０に対して所定の大きさの荷重を付与する（図１９に示す矢印参照）。

　これにより、図１８および図１９に示すように、製造方法では、電解液Ｅを浸透させた後、外装３０を外側から加圧して外装３０を圧縮し、捲回体外部空間Ｓ１０の体積を元に戻す。
　第二実施形態の製造方法では、このようにして捲回体外部空間Ｓ１０の体積を小さくし、捲回体外部空間Ｓ１０を捲回体内部空間Ｓ１に対して相対的に加圧する加圧工程を行う。

　これによれば、第二実施形態の製造方法は、電池１０を初期充電する前に、捲回体外部空間Ｓ１０の圧力を捲回体内部空間Ｓ１の圧力よりも高い状態にすることができる。
　従って、第二実施形態の製造方法では、電池１０を初期充電する前に、捲回体外部空間Ｓ１０と捲回体内部空間Ｓ１との圧力差を利用して、捲回体１００に電解液Ｅを効果的に浸透させることができる。

　初期充電工程を行った後で、製造方法では、電圧の検査を行って、前記拘束治具による外装３０の拘束を解除して電池１０を製造する。

　第二実施形態の製造方法では、外装３０を圧縮したときに、捲回体外部空間Ｓ１０の圧力が大気圧以上の圧力となるように、外装３０を膨張させている。

　つまり、製造方法では、実際に電池１０を製造する前に、市販の圧力センサによって外装３０を圧縮する直前の捲回体外部空間Ｓ１０の圧力を測定し、当該測定結果に基づいて、外装３０の膨張度合いを設定している。

　例えば、外装３０を圧縮する直前の捲回体外部空間Ｓ１０の圧力が大気圧の２分の１の圧力であった場合、製造方法では、捲回体外部空間Ｓ１０の体積が２倍以上の体積となるまで、外装３０を膨張させることとなる。

　このように、加圧工程では、外装３０を圧縮して捲回体外部空間Ｓ１０を大気圧以上の圧力まで加圧する。

　これにより、製造方法は、加圧工程時に捲回体外部空間Ｓ１０と捲回体内部空間Ｓ１との圧力差をより大きくできるため、捲回体に電解液Ｅをより効果的に浸透させることができる。
　従って、製造方法は、捲回体１００の全面に電解液Ｅを確実に浸透させることができる。

　なお、製造方法は、必ずしも加圧工程時に外側に膨張した外装を圧縮する必要はない。
　この場合、製造方法は、例えば、外装の左右両端部、厳密には、捲回体の左右両側方に対して、初期充電時の拘束荷重よりも高い荷重を部分的に付与する等して外装の左右両端部を意図的に圧縮し、捲回体外部空間の体積を小さくすればよい。

　ただし、製造方法では、第二実施形態のように、外側に膨張した外装３０を加圧工程で加圧して、外装３０を膨張方向とは反対側に圧縮することが好ましい。
　これにより、製造方法は、待機工程における捲回体外部空間Ｓ１０の体積をより大きくできるため、待機工程時に電解液Ｅの浸透をより促進できる。
　また、製造方法は、加圧工程時に外装３０の圧縮率をより高くできるため、加圧工程時の捲回体外部空間Ｓと捲回体内部空間Ｓ１との圧力差をより大きくできる。つまり、製造方法は、加圧工程時に捲回体１００の全面に電解液Ｅをより確実に浸透させることができる。

　なお、第二実施形態において、待機工程では、捲回体外部空間と捲回体内部空間との圧力が平衡になるまで待機しても構わない。
　これにより、製造方法は、待機工程時に捲回体により多くの電解液を浸透させることができるため、加圧工程時に捲回体の全面に電解液をより確実に浸透させることができる。

　ここで、本発明の係る二次電池の製造方法のさらに別の第三実施形態について、説明をする。
　リチウムイオン二次電池は、使用中に発生するガスによってセルの内圧が上昇するため、ガスの発生時においてもセルの内圧が許容される圧力となるように、セル製造時におけるセルの内圧を低く抑えておくことが望まれる。
　初充電時に発生したガスが電極体内に残留していると、セル内圧が高くなるため、初充電後にセル内を減圧し、ガスを除去してからセルを封口する技術が公知となっている。

　従来の二次電池の製造方法では、減圧チャンバーを使用して、セル内を減圧しながらセルの封口作業を行う構成としている。
　これにより、封口後におけるセルの内圧を低減することを可能にしている。
　しかしながら従来は、封口後におけるセルの内圧を低減するために、減圧チャンバー等の大掛かりな装置を使用する必要があった。
　このため、減圧チャンバー等の大掛かりな装置を使用することなく、簡易な構成の装置を使用しながら、封口後のセルの内圧を低減する技術の開発が望まれていた。

　ここで、本発明の第三実施形態に係る製造方法を適用する電池１０について、改めて説明をすると、図２１（ａ）に示すように、電池１０は、捲回体１００と、捲回体１００を収容する外装３０と、外装３０の開口部３０ａを封止する蓋部３２を備え、外装３０の内部には電解液Ｅが注液されている。
　蓋部３２には、電解液Ｅを注液するための注液孔３３が形成されており、注液孔３３をキャップ４０で封口することによって、密閉された空間が形成されている。

　図２１（ｂ）に示す如く、電池１０を構成する捲回体１００は捲回型であり、図２２に示すようなシート状の正極１０１と負極１０２を、セパレータ１０３を介して積層したもので捲回体を形成するとともに、さらにその捲回体を捲回軸に対して垂直な方向に扁平させることによって形成される。

　捲回体１００の、捲回軸方向における正極側の軸方向一端部１００ａは正極未塗工部として構成され、負極側の軸方向他端部１００ｂは負極未塗工部として構成される。
　そして、図２１（ａ）に示すように、正極側の軸方向一端部１００ａには外部端子５０（正極端子５０ａ）に接続された集電端子５１（集電体５１ａ）が溶接され、負極側の軸方向他端部１００ｂには外部端子５０（負極端子５０ｂ）に接続された集電端子５１（集電体５１ｂ）が溶接される。
　尚、各端子６・８の突出方法を上向きにしている図２１（ａ）に示す態様が、電池１０の通常の使用状態における姿勢であり、図２１（ａ）における上下方向が電池１０の高さ方向であり、左右方向が電池１０の幅方向であり、紙面に垂直な方向が電池１０の厚み方向である。

　図２１（ｃ）に示す如く、電池１０を構成する外装３０は箱型であり、上部に開口部３０ａが形成されている。
　そして、図２１（ａ）に示すように、開口部３０ａに蓋部３２を溶接することで、電池１０の筐体が形成される。

　尚、本実施形態では、捲回型の捲回体１００を備える箱型の電池１０を例示しているが、本発明の第三実施形態に係る製造方法を適用する二次電池の種類をこれに限定するものではなく、例えば、積層型の電極体を有する二次電池や、筒型の形状を有する二次電池等であってもよい。

　次に、本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法について、図２３～図２５を用いて説明をする。

　（真空引き工程）
　本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法では、まず始めに、図２３および図２４に示すように、外装３０内に捲回体１００を収容し、外装３０の開口部３０ａを蓋部３２で封止した状態で、蓋部３２の注液孔３３から、外装３０内を真空引きする（ＳＴＥＰ－１）。

　真空引き工程（ＳＴＥＰ－１）では、外装３０内を負圧化するとともに、捲回体１００の内部に残留する気体も吸い出して、捲回体１００の内部を負圧化する。
　また、真空引き工程（ＳＴＥＰ－１）における外装３０内の到達圧力を圧力Ｐ１と規定し、捲回体１００内部の圧力も圧力Ｐ１となっている。
　尚、ここでいう「負圧」とは、大気圧よりも低い圧力を意味しており、また「大気」とは、外装３０外側の雰囲気であり、「大気圧」とは、外装３０の外側の空気の圧力である。

　（注液工程）
　本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法では、次に、外装３０内に電解液Ｅを注液する（ＳＴＥＰ－２）。
　注液工程（ＳＴＥＰ－２）は、外装３０内を圧力Ｐ１（負圧）に維持した状態で行う。
　外装３０内を負圧に維持したまま注液を行う方法としては、電解液Ｅを注液するための容器（ポット）内を減圧しながら行う方法や、外装３０内を負圧にした後に逆止弁を有する配管系統から電解液Ｅを供給する方法などがある。

　（気密化工程）
　本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法では、次に、捲回体１００において、捲回体１００の内部と外部の気密を確保するための部位であるシール部６０（図２４中の軸方向一端部１００ａ・１００ｂに示す斜線部）を形成する（ＳＴＥＰ－３）。
　気密化工程（ＳＴＥＰ－３）では、捲回体１００に対して、軸方向一端部１００ａ・１００ｂから電解液Ｅを含浸させることによって、シール部６０を形成する。捲回体１００の内部と外部とは、軸方向一端部１００ａ・１００ｂおける電解液Ｅが含浸した部分であるシール部６０により分断されることとなる。そして、シール部６０が形成された状態において、シール部６０の内側における捲回体１００の内部の圧力は、圧力Ｐ１を維持している。

　捲回体１００は、図２２に示すように、正極１０１、負極１０２およびセパレータ２３を積層して構成されている。正極１０１および負極１０２の表面を覆う活物質は多孔性であり、各孔に電解液Ｅが入り込むことで正極１０１および負極１０２の気密性が確保されるとともに、各部材１０１・１０２・１０３同士の隙間に電解液Ｅが流入し、隙間が封止されることでシール部６０が形成される。

　また捲回体１００は、図２５に示すように、その下部が電解液Ｅに浸されていると、毛細管現象によって、電解液Ｅの液面よりも高い位置に電解液Ｅが浸透していき、やがて、両軸方向一端部１００ａ・１００ｂの端面全体に電解液Ｅが含浸した状態に至ることで、シール部６０・６０が形成される。

　毛細管現象によってシール部６０を形成する場合には、捲回体１００の内部と外部で流体の流通が可能な隙間が徐々に減少しながら、シール部６０が形成される。シール部６０は、例えば、捲回体１００と電解液Ｅが収容された外装３０を回転させたり振ったりすることで、捲回体１００の軸方向一端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅを積極的に接触させて、より短時間で形成する構成としてもよい。

　尚、シール部６０が形成されたか否かの判断においては、電解液Ｅの浸透が軸方向一端部１００ａ・１００ｂの端面全体に及んだか否かだけでなく、軸方向一端部１００ａ・１００ｂにおける通気抵抗（圧損）を考慮して判断する。
　捲回体１００の軸方向一端部１００ａ・１００ｂにおける通気抵抗（圧損）が十分に大きい場合には、軸方向一端部１００ａ・１００ｂに対する電解液Ｅの浸透が不完全な（隙間が残っている）状態であっても、空気等が流通することがなく、シール性が確保されるため、このような場合には、シール部６０が形成されたと判断してもよい。

　（大気開放工程）
　本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法では、次に、図２３および図２４に示すように、外装３０内を大気圧Ｐ２に復圧する（ＳＴＥＰ－４）。
　大気開放工程（ＳＴＥＰ－４）では、大気圧下で、注液孔３３から電解液Ｅを注液するためのポットを取り外すことで、自然に行われる。
　大気開放工程（ＳＴＥＰ－４）では、捲回体１００の外部における外装３０内の圧力は、大気圧Ｐ２となっており、一方、捲回体１００の内部の圧力は、圧力Ｐ１が維持されている。

　尚、捲回体１００の軸方向一端部１００ａ・１００ｂにおける通気抵抗（圧損）が十分に大きい場合には、軸方向一端部１００ａ・１００ｂに対する電解液Ｅの浸透が不完全な（隙間が残っている）状態で外装３０内を大気に開放しても、捲回体１００の内部の圧力Ｐ１が上昇することはない。
　このため、このような場合には、軸方向一端部１００ａ・１００ｂに対する電解液Ｅの浸透が不完全であってもシール部６０が形成されたものとして、気密化工程（ＳＴＥＰ－３）から大気開放工程（ＳＴＥＰ－４）に移行してもよい。
　また、大気開放工程（ＳＴＥＰ－４）は、できる限り短時間で済ませて、次工程に移行することが好ましい。

　（封口工程）
　本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法では、次に、蓋部３２の注液孔３３を封口する（ＳＴＥＰ－５）。
　本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法において、封口工程（ＳＴＥＰ－５）は、大気圧下で行うことができる。
　封口工程（ＳＴＥＰ－５）で、注液孔３３を封口した直後においては、捲回体１００の外部における外装３０内の圧力は大気圧Ｐ２に略等しく、捲回体１００の内部の圧力は、圧力Ｐ１に略等しい状態が維持されている。

　尚、封口工程（ＳＴＥＰ－５）は、注液後、捲回体１００に対する電解液Ｅの浸透ができるだけ少ない状態で完了させるのが好適である。
　このため、軸方向一端部１００ａ・１００ｂに対する電解液Ｅの浸透が不完全でありながらシール部６０が形成されたと判断できるように構成した電極体を用いて、注液後、できるだけ速やかに、気密化工程（ＳＴＥＰ－３）～封口工程（ＳＴＥＰ－５）まで完了させる構成とするのが好適である。

　（含浸工程）
　本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法では、次に、捲回体１００の内部に電解液Ｅをさらに含浸させる（ＳＴＥＰ－６）。
　含浸工程（ＳＴＥＰ－６）では、捲回体１００の捲回軸方向における両軸方向一端部１００ａ・１００ｂから中央側に向けて電解液Ｅを浸透させていき、捲回体１００の内部にまで電解液Ｅを含浸させる。

　シール部６０のシール性は、短時間（例えば、数時間程度）においては、捲回体１００の内部を圧力Ｐ１に維持できる程度の強さを有しており、長時間（例えば、数日）においては、捲回体１００の内部と外部で流体の行き来が可能な性質を有するものである。

　このため、捲回体１００に対する電解液Ｅの浸透が進み、含浸量が増大していくと、図２４に示す如く、捲回体１００の外部における外装３０内の圧力Ｐ２と、捲回体１００の内部の圧力Ｐ１が平衡すべく変化し、捲回体１００の外部における外装３０内の圧力Ｐ２は低下して圧力Ｐ３となる。
　また、捲回体１００の内部における圧力Ｐ１を維持している範囲は、捲回体１００に対する電解液Ｅの浸透が進むのに伴って減少していく。

　本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法では、このようにして、真空チャンバー等の大掛かりな装置を用いることなく、外装３０内の圧力を、大気圧Ｐ２に比して低い圧力Ｐ３にすることができ、電池１０の製造設備の簡素化を実現している。
　また、本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法では、大気開放工程（ＳＴＥＰ－４）以降の工程は、大気圧下で行うことができるため、電池１０の製造効率の向上も実現している。

　即ち、本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法は、外装３０に捲回体１００を収容した状態で外装３０の内部を真空引きする真空引き工程（ＳＴＥＰ－１）と、外装３０に電解液Ｅを注液する注液工程（ＳＴＥＰ－２）と、外装３０を封口する封口工程（ＳＴＥＰ－５）と、を備えるものであって、真空引き工程（ＳＴＥＰ－１）において、捲回体１００の内部を負圧化し、捲回体１００の内部を負圧化した状態で、捲回体１００の内部を捲回体１００の外部に対して気密化する気密化工程（ＳＴＥＰ－３）と、捲回体１００の内部が捲回体１００の外部に対して気密化された状態で、外装３０内を大気に開放する大気開放工程（ＳＴＥＰ－４）と、を備え、封口工程（ＳＴＥＰ－５）を、捲回体１００の内部が捲回体１００の外部に対して気密化し、かつ、外装３０内を大気に開放した状態で行うものである。

　また、本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法において、気密化工程（ＳＴＥＰ－３）は、捲回体１００の軸方向一端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅを含浸させることにより行うものであり、さらに、気密化工程（ＳＴＥＰ－３）は、毛細管現象により、捲回体１００の軸方向一端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅを含浸させることにより行うものである。

　このような構成により、簡易な構成の装置を使用しながら、セルの内圧低減を実現することができる。
　そして、定常的にセルの内圧を低く抑えることで、電解液Ｅ等の還元分解に伴い発生するガスに対する許容度が増し、ひいては、内圧上昇に起因する金属疲労の発生（即ち、安全弁や電流遮断装置の誤作動）を抑制して、電池１０の信頼性向上を図ることができる。

　次に、捲回体１００に対する電解液Ｅの浸透を促進させるための方法について、図２６～図２８を用いて説明をする。
　本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法における、捲回体１００に対する電解液Ｅの浸透を促進させるための第一の方法は、電池１０を上下に反転させて、電解液Ｅを浸透させる方法である。

　図２６に示す如く、第一の方法では、電池１０の幅方向に平行な軸を基準として上下対称となるように電池１０を反転させる構成としている。
　第一の方法では、初めに、捲回体１００の下部から電解液Ｅを浸透させておき、その後、電池１０を上下に反転させることで、捲回体１００の上部にあたる部位から電解液Ｅを浸透させる構成としている。
　このような構成によって、捲回体１００に対する電解液Ｅの含浸量を増大させることができる。

　本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法における、捲回体１００に対する電解液Ｅの浸透を促進させるための第二の方法は、電池１０を左右に横転させて、電解液Ｅを浸透させる方法である。

　図２７に示す如く、第二の方法では、電池１０の厚み方向に平行な軸を基準として、その軸回りに左右に電池１０を回転させる構成としている。
　第二の方法では、初めに、左右の何れかに捲回体１００を９０度回転させた状態で、捲回体１００の一方の軸方向一端部１００ａから電解液Ｅを浸透させておき、その後、電池１０を１８０度回転させることで、捲回体１００の他方の軸方向他端部１００ｂから電解液Ｅを浸透させる構成としている。尚、第二の方法における捲回体１００の回転角度は、適宜変更してもよい。
　このような構成によって、捲回体１００に対する電解液Ｅの含浸量を増大させることができる。

　本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法における、捲回体１００に対する電解液Ｅの浸透を促進させるための第三の方法は、電池１０を回転させて、電解液Ｅを外装３０の内部で迫上がらせることによって浸透させる方法である。

　図２８に示す如く、第三の方法では、平面視において電池１０の中心を通り、電池１０の高さ方向に平行な軸回りに電池１０を回転させる構成としている。
　第三の方法では、電池１０を回転させることで、遠心力によって、電解液Ｅを外装３０内の左右の壁面に沿って上方に迫上がらせる構成としている。
　そして、第三の方法では、迫上がった電解液Ｅを捲回体１００の左右の軸方向一端部１００ａ・１００ｂに接触させることで、捲回体１００の軸方向一端部１００ａ・１００ｂにおけるより広い範囲から電解液Ｅを浸透させて、捲回体１００に対する電解液Ｅの含浸量を増大させる。

　次に、本発明の第三実施形態に係る二次電池の製造方法の適用効果について、図２９を用いて説明をする。
　図２９には、本発明の第三実施形態に係る二次電池の製造方法を適用した二次電池について、含浸工程（ＳＴＥＰ－６）の開始２日後におけるセル内圧を測定した結果を示している。
　図２９に示す実施例１～実施例４および比較例１では、製造方法が異なっている。

　比較例１は、従来の二次電池の製造方法を適用した場合であり、注液前に外装３０内を大気に開放し、捲回体１００内部の圧力が大気圧になっている状態で注液し、その後注液孔３３を封口した場合である。

　実施例１は、図２５に示した態様に対応しており、気密化工程（ＳＴＥＰ－３）において、毛細管現象によって、捲回体１００の軸方向一端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅの浸透をさせて、シール部６０を形成した場合である。尚、実施例１においては、他の実施例２～４、比較例１に比して、注液する電解液Ｅの量を５０％増量している。

　実施例２は、図２６に示した態様に対応しており、気密化工程（ＳＴＥＰ－３）において、毛細管現象によって、捲回体１００の軸方向一端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅの浸透をさせて、シール部６０を形成するとともに、含浸工程（ＳＴＥＰ－６）において、電池１０を上下に反転させることで、捲回体１００に対する電解液Ｅの浸透を促進させた場合である。

　実施例３は、図２７に示した態様に対応しており、気密化工程（ＳＴＥＰ－３）において、毛細管現象によって、捲回体１００の軸方向一端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅの浸透をさせて、シール部６０を形成するとともに、含浸工程（ＳＴＥＰ－６）において、電池１０を左右に回転させることで、捲回体１００に対する電解液Ｅの浸透を促進させた場合である。

　実施例４は、図２８に示した態様に対応しており、気密化工程（ＳＴＥＰ－３）において、毛細管現象によって、捲回体１００の軸方向一端部１００ａ・１００ｂに電解液Ｅの浸透をさせて、シール部６０を形成するとともに、含浸工程（ＳＴＥＰ－６）において、電池１０を回転させて、電解液Ｅを外装３０の内部で迫上がらせることによって、捲回体１００に対する電解液Ｅの浸透を促進させた場合である。

　図２９に示す結果によると、実施例３に係る二次電池の製造方法の場合が、セル内圧の低減に最も効果的であることが判り、次いで、実施例２、実施例４、実施例１の順に効果的であることが判った。また、比較例１の場合には、セル内圧は低減しなかった。

　即ち、図２９に示す結果から、本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法を適用すれば、セル内圧の低減を実現できることが確認できた。
　また、本発明の第三実施形態に係る電池１０の製造方法を適用した場合には、外装３０を封口した後で、捲回体１００に対する電解液Ｅの浸透をさらに促進させることで、セル内圧の更なる低減が可能になることが判った。

Claims (10)

1. 　電池ケース内を減圧する工程と、
   　減圧した前記電池ケース内に電解液を注液する工程と、
   　捲回体に、前記捲回体の軸方向両端部から前記電解液を浸透させる工程と、
   　前記電解液を浸透させた後、前記電池ケースと前記捲回体との間の空間である捲回体外部空間と、前記捲回体の内部空間である捲回体内部空間との差圧を減少させるために、前記捲回体の軸方向両端部における前記電解液の浸透量を増大させるとともに、浸透させた前記電解液によって、前記捲回体の内部空間である捲回体内部空間と、前記電池ケースと前記捲回体との間の空間である捲回体外部空間を気密化する工程と、
   　差圧を減少させた前記捲回体外部空間を加圧する工程と、
   　を行う、
   　二次電池の製造方法。
2. 　前記電解液を注液した後に、注液した前記電池ケースを密閉する工程、
   　をさらに行う、
   　請求項１に記載の二次電池の製造方法。
3. 　前記気密化する工程では、
   　前記捲回体外部空間と前記捲回体の内部空間との圧力が平衡になるまで待機する、
   　請求項２に記載の二次電池の製造方法。
4. 　前記捲回体外部空間を加圧する工程では、
   　前記電池ケースを大気開放する、
   　請求項２または請求項３に記載の二次電池の製造方法。
5. 　前記捲回体外部空間を加圧する工程では、
   　前記電池ケースを外側から加圧する、
   　請求項２または請求項３に記載の二次電池の製造方法。
6. 　前記電池ケース内を減圧する工程より前に、前記電池ケースを外側に膨張させる工程を行い、
   　前記捲回体外部空間を加圧する工程では、
   　外側に膨張した前記電池ケースを加圧して、前記電池ケースを前記膨張方向とは反対側に圧縮する、
   　請求項５に記載の二次電池の製造方法。
7. 　前記捲回体外部空間を加圧する工程では、
   　前記電池ケースを圧縮して前記捲回体外部空間を大気圧以上の圧力まで加圧する、
   　請求項６に記載の二次電池の製造方法。
8. 　電池ケースに捲回体を収容した状態で前記電池ケースの内部を減圧する工程と、
   　前記電池ケースに電解液を注液する工程と、
   　前記電池ケースを封口する工程と、
   　を備える二次電池の製造方法であって、
   　前記電池ケースの内部を減圧する工程において、前記捲回体の内部空間である捲回体内部空間を負圧化し、
   　前記捲回体内部空間を負圧化した状態で、前記捲回体内部空間を前記電池ケースと前記捲回体との間の空間である捲回体外部空間に対して気密化する工程と、
   　前記捲回体内部空間が前記捲回体外部空間に対して気密化された状態で、前記電池ケース内を大気に開放する工程と、
   　を備え、
   　前記電池ケースを封口する工程を、
   　前記捲回体内部空間が前記捲回体外部空間に対して気密化し、かつ、前記電池ケース内を大気に開放した状態で行う、
   　ことを特徴とする二次電池の製造方法。
9. 　前記捲回体内部空間を負圧化した状態で、前記捲回体内部空間を前記電池ケースと前記捲回体との間の空間である捲回体外部空間に対して気密化する工程は、
   　前記捲回体の端部に前記電解液を含浸させることにより行う、
   　ことを特徴とする請求項８に記載の二次電池の製造方法。
10. 　前記捲回体内部空間を負圧化した状態で、前記捲回体内部空間を前記電池ケースと前記捲回体との間の空間である捲回体外部空間に対して気密化する工程は、
    　毛細管現象により、前記捲回体の端部に前記電解液を含浸させることにより行う、
    　ことを特徴とする請求項９に記載の二次電池の製造方法。

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