WO2019198495A1 - 電池の製造方法 - Google Patents

電池の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019198495A1
WO2019198495A1 PCT/JP2019/012805 JP2019012805W WO2019198495A1 WO 2019198495 A1 WO2019198495 A1 WO 2019198495A1 JP 2019012805 W JP2019012805 W JP 2019012805W WO 2019198495 A1 WO2019198495 A1 WO 2019198495A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
active material
electrode active
battery
single cell
current collector
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/012805
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智裕 蕪木
佐藤　一
依田　和之
渡辺　茂雄
水野　雄介
悠祐 江守
拓也 櫻井
Original Assignee
日産自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日産自動車株式会社 filed Critical 日産自動車株式会社
Priority to CN201980024198.8A priority Critical patent/CN111937209B/zh
Priority to US16/979,898 priority patent/US11652241B2/en
Priority to EP19786143.8A priority patent/EP3780216A4/en
Publication of WO2019198495A1 publication Critical patent/WO2019198495A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/202—Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a battery manufacturing method.
  • Secondary battery that can be repeatedly charged and discharged is actively developed as a motor drive power source for electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV).
  • the secondary battery forms a single cell in which a positive electrode including a positive electrode active material layer including a positive electrode active material and a negative electrode including a negative electrode active material layer including a negative electrode active material are stacked via a separator, A laminate in which a plurality of single cells are laminated is enclosed in an exterior body.
  • an electrode active material slurry containing an electrode active material, a binder, and a solvent is applied to the surface of a current collector to form a coating film.
  • a single cell is produced using the dried dry electrode.
  • the electrode containing the electrolyte is softer and easier to deform than the dry electrode. Moreover, since the electrode containing electrolyte solution is moist, it is easy to generate wrinkles (unevenness) on the current collector and the separator when forming a single cell as compared with a dry electrode. According to the study by the present inventors, it was found that when a plurality of single cells are stacked and then pressed at a time to form a single cell, irregularities may remain on the surface or inside of the single cell. Thereby, the internal resistance of a single cell and the contact resistance between single cells may become high, and the internal resistance of a battery may increase.
  • this invention is made
  • the battery manufacturing method of the present invention includes a positive electrode in which a positive electrode active material layer containing an electrolytic solution is formed on a positive electrode current collector, and a negative electrode active material layer containing an electrolytic solution in the negative electrode current collector A stacking step of stacking a plurality of single cells each having a negative electrode formed by forming a stack through separators. Further, in the stacking step, each time the single cells are stacked, the stacked single cells are pressurized from the stacking direction.
  • a bipolar lithium ion secondary battery which is a kind of nonaqueous electrolyte secondary battery, will be described as an example of a battery according to an embodiment of the present invention.
  • a battery to which the present invention is applied is limited to a bipolar lithium ion secondary battery.
  • the bipolar lithium ion secondary battery is a secondary battery that includes a bipolar electrode and performs charging and discharging by moving lithium ions between a positive electrode and a negative electrode.
  • the present invention can be applied to any conventionally known secondary battery such as a so-called parallel stacked battery in which electrodes are connected in parallel in a power generation element.
  • the bipolar lithium ion secondary battery is simply referred to as “battery”.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a battery 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery 10 has a structure in which a power generation element in which a charge / discharge reaction actually proceeds is sealed inside an exterior body 12 as shown in FIG. preferable.
  • the power generation element of the battery 10 of the present embodiment is a stacked body 11 in which a plurality of single cells 20 are stacked.
  • the power generation element is also referred to as “laminated body 11”.
  • the positive electrode 30 a and the negative electrode 30 b are formed with a positive electrode active material layer 32 a electrically coupled to one surface of the current collector 31, and electrically connected to the opposite surface of the current collector 31.
  • a bipolar electrode 35 is formed on which the bonded negative electrode active material layer 32b is formed.
  • the current collector 31 is illustrated as a laminated structure (two-layer structure) in which the positive electrode current collector 31 a and the negative electrode current collector 31 b are combined.
  • the current collector 31 has a single layer structure made of a single material. May be.
  • a positive electrode current collector plate (positive electrode tab) 34a is disposed adjacent to the positive electrode current collector 31a on the positive electrode side, and this is extended and led out from the exterior body 12.
  • a negative electrode current collector plate (negative electrode tab) 34b is disposed so as to be adjacent to the negative electrode current collector 31b on the negative electrode side, and is similarly extended and led out from the exterior body 12.
  • the single cell 20 includes a positive electrode 30 a and a negative electrode 30 b and an electrolyte layer 40.
  • the positive electrode 30a has a positive electrode active material layer 32a containing an electrolytic solution disposed on a positive electrode current collector 31a.
  • the negative electrode 30b is formed by disposing a negative electrode active material layer 32b containing an electrolytic solution on a negative electrode current collector 31b.
  • the positive electrode active material layer 32 a and the negative electrode active material layer 32 b are disposed so as to face each other with the electrolyte layer 40 interposed therebetween.
  • the positive electrode current collector 31 a and the negative electrode current collector 31 b are located in the outermost layer of the single cell 20.
  • a seal portion 50 is disposed on the outer periphery of the single cell 20.
  • the seal part 50 liquid-tightly seals the periphery of the positive electrode active material layer 32a, the negative electrode active material layer 32b, and the electrolyte layer 40, and prevents liquid junction due to leakage of the electrolyte.
  • the positive electrode current collector 31a and the negative electrode current collector 31b are electrically separated in the single cell 20 to prevent a short circuit due to contact between the positive electrode current collector 31a and the negative electrode current collector 31b.
  • Current collector 31 (adjacent positive electrode current collector 31a and negative electrode current collector 31b) mediates the movement of electrons from one surface in contact with positive electrode active material layer 32a to the other surface in contact with negative electrode active material layer 32b. It has the function to do.
  • the material which comprises the electrical power collector 31 is not specifically limited, For example, resin and metal which have electroconductivity can be used.
  • the current collector 31 is preferably a resin current collector formed of a conductive resin. From the viewpoint of blocking the movement of lithium ions between the single cells 20, a metal layer may be provided on a part of the resin current collector.
  • the conductive resin that is a constituent material of the resin current collector includes a resin in which a conductive filler is added to a conductive polymer material or a non-conductive polymer material as necessary.
  • the conductive polymer material include polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, polyparaphenylene, polyphenylene vinylene, and polyoxadiazole. Since such a conductive polymer material has sufficient conductivity without adding a conductive filler, it is advantageous in terms of facilitating the manufacturing process or reducing the weight of the current collector.
  • Non-conductive polymer materials include, for example, polyethylene (PE; high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), etc.), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyether nitrile (PEN), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyamide (PA), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene-butadiene rubber (SBR), polyacrylonitrile (PAN), polymethyl acrylate (PMA), polymethyl methacrylate (PMMA) , Polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVdF), or polystyrene (PS).
  • PE polyethylene
  • HDPE high density polyethylene
  • LDPE low density polyethylene
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyether nitrile
  • PI polyimide
  • PAI polyamideimide
  • PA polyamide
  • PTFE polytetraflu
  • the conductive filler can be used without particular limitation as long as it has a conductivity.
  • metals, conductive carbon, etc. are mentioned as a material excellent in electroconductivity, electric potential resistance, or lithium ion barrier
  • the metal is not particularly limited, but at least one metal selected from the group consisting of nickel, titanium, aluminum, copper, platinum, iron, chromium, tin, zinc, indium, antimony, and potassium, or these metals It is preferable to contain an alloy or metal oxide containing. Moreover, there is no restriction
  • acetylene black Vulcan (registered trademark), black pearl (registered trademark), carbon nanofiber, ketjen black (registered trademark), carbon nanotube (CNT), carbon nanohorn, carbon nanoballoon, and fullerene It is preferable to include at least one selected.
  • the amount of the conductive filler added is not particularly limited as long as it is an amount that can impart sufficient conductivity to the current collector, and is preferably about 5 to 35% by volume.
  • the current collector 31 when the current collector 31 is formed of a metal, examples of the metal include aluminum, nickel, iron, stainless steel, titanium, and copper. In addition to these, a clad material of nickel and aluminum, a clad material of copper and aluminum, or a plating material of these metals can be preferably used. Moreover, the foil by which aluminum is coat
  • the electrode active material layer (positive electrode active material layer, negative electrode active material layer) 32 includes an electrode active material (positive electrode active material or negative electrode active material) and an electrolytic solution.
  • the electrode active material layer 32 may include a coating agent (a coating resin or a conductive auxiliary agent), a conductive member, or the like as necessary.
  • the electrode active material layer 32 may include an ion conductive polymer or the like as necessary.
  • the electrolyte contained in the electrode active material layer 32 functions as a dispersion medium for the electrode active material in a slurry preparation step described later. From the viewpoint of reducing the number of steps by omitting the step of injecting the electrolytic solution in the step after forming the electrode 30, the electrolytic solution of the electrode active material layer 32 has the same composition as the electrolytic solution contained in the electrolyte layer 40 of the battery 10. It is preferable to have.
  • the electrolytic solution has a form in which a lithium salt is dissolved in a solvent.
  • the solvent constituting the electrolytic solution include carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate.
  • the lithium salt LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAsF 6 LiClO 4, Li [(FSO 2) 2 N] (LiFSI) lithium salts of inorganic acids such as, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN ( Examples thereof include lithium salts of organic acids such as C 2 F 5 SO 2 ) 2 and LiC (CF 3 SO 2 ) 3 .
  • the positive electrode active material examples include LiMn 2 O 4 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , Li (Ni—Mn—Co) O 2, and lithium-- such as those in which some of these transition metals are substituted with other elements.
  • Examples include transition metal composite oxides, lithium-transition metal phosphate compounds, and lithium-transition metal sulfate compounds.
  • two or more positive electrode active materials may be used in combination.
  • a lithium-transition metal composite oxide is used as the positive electrode active material. More preferably, a composite oxide containing lithium and nickel is used.
  • NMC composite oxide Li (Ni—Mn—Co) O 2 and a part of these transition metals substituted with other elements
  • NMC composite oxide lithium-nickel-cobalt -Aluminum composite oxide
  • the NMC composite oxide has a layered crystal structure in which lithium atomic layers and transition metal (Mn, Ni, and Co are arranged in order) atomic layers are alternately stacked via oxygen atomic layers. Then, one Li atom is contained per one transition metal atom, and the amount of Li that can be taken out is twice that of spinel lithium manganese oxide, that is, the supply capacity is doubled, so that a high capacity can be obtained.
  • the negative electrode active material examples include carbon materials such as graphite (graphite), soft carbon, and hard carbon, lithium-transition metal composite oxides (for example, Li 4 Ti 5 O 12 ), metal materials (tin, silicon), lithium, and the like.
  • Examples thereof include alloy-based negative electrode materials (for example, lithium-tin alloy, lithium-silicon alloy, lithium-aluminum alloy, lithium-aluminum-manganese alloy).
  • alloy-based negative electrode materials for example, lithium-tin alloy, lithium-silicon alloy, lithium-aluminum alloy, lithium-aluminum-manganese alloy.
  • two or more negative electrode active materials may be used in combination.
  • a carbon material, a lithium-transition metal composite oxide, and a lithium alloy negative electrode material are preferably used as the negative electrode active material.
  • negative electrode active materials other than those described above may be used.
  • a coating resin such as a (meth) acrylate-based copolymer has a property that it easily adheres to a carbon material. Therefore, it is preferable to use a carbon material as the negative electrode active material from the viewpoint of providing a structurally stable electrode material.
  • the conductive auxiliary agent is used as a coating agent that covers the surface of the electrode active material together with the coating resin.
  • the conductive auxiliary agent can contribute to improving the output characteristics of the battery at a high rate by forming an electron conduction path in the coating agent and reducing the electron transfer resistance of the electrode active material layer 32.
  • Examples of the conductive assistant include metals such as aluminum, stainless steel, silver, gold, copper, and titanium, alloys or metal oxides containing these metals; graphite, carbon fibers (specifically, vapor-grown carbon fibers (VGCF)), carbon nanotubes (CNT), carbon black (specifically, acetylene black, ketjen black (registered trademark), furnace black, channel black, thermal lamp black, etc.), and the like. It is not limited to. Moreover, what coated the said metal material by plating etc. around the particulate ceramic material and the resin material can also be used as a conductive support agent.
  • metals such as aluminum, stainless steel, silver, gold, copper, and titanium, alloys or metal oxides containing these metals
  • graphite carbon fibers (specifically, vapor-grown carbon fibers (VGCF)), carbon nanotubes (CNT), carbon black (specifically, acetylene black, ketjen black (registered trademark), furnace black, channel black, thermal lamp black, etc.), and the
  • conductive assistants from the viewpoint of electrical stability, it is preferable to include at least one selected from the group consisting of aluminum, stainless steel, silver, gold, copper, titanium, and carbon. More preferably, it contains at least one selected from the group consisting of silver, gold, and carbon, and more preferably contains at least one carbon. These conductive assistants may be used alone or in combination of two or more.
  • the shape of the conductive auxiliary agent is preferably particulate or fibrous.
  • the shape of the particles is not particularly limited, and may be any shape such as powder, sphere, rod, needle, plate, column, indefinite shape, flake shape, and spindle shape. It doesn't matter.
  • the average particle diameter (primary particle diameter) when the conductive additive is in the form of particles is preferably 100 nm or less.
  • the “particle diameter” means the maximum distance among the distances between any two points on the contour line of the conductive additive.
  • the value of “average particle size” is the average value of the particle size of particles observed in several to several tens of fields using an observation means such as a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM). The calculated value shall be adopted.
  • the conductive member has a function of forming an electron conduction path in the electrode active material layer 32.
  • the output characteristics at a high rate of the battery can be further improved.
  • Whether or not at least a part of the conductive member forms a conductive path that electrically connects the two main surfaces of the electrode active material layer 32 is determined using an SEM or an optical microscope. This can be confirmed by observing the cross section.
  • the conductive member is preferably a conductive fiber having a fibrous form.
  • carbon fibers such as PAN-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers, conductive fibers obtained by uniformly dispersing conductive metal and graphite in synthetic fibers, and metals such as stainless steel are made into fibers.
  • carbon fiber is preferable because of its excellent conductivity and light weight.
  • the thickness of the electrode active material layer 32 is preferably 150 to 1500 ⁇ m, more preferably 180 to 950 ⁇ m, and further preferably 200 to 800 ⁇ m for the positive electrode active material layer 32a. is there.
  • the thickness of the negative electrode active material layer 32b is preferably 150 to 1500 ⁇ m, more preferably 180 to 1200 ⁇ m, and further preferably 200 to 1000 ⁇ m. If the thickness of the electrode active material layer 32 is a value equal to or higher than the lower limit value described above, the energy density of the battery can be sufficiently increased. On the other hand, if the thickness of the electrode active material layer 32 is not more than the above-described upper limit value, the structure of the electrode active material layer 32 can be sufficiently maintained.
  • the electrode active material layer 32 As the constituent member of the electrode active material layer 32, the electrode active material, a conductive member used as necessary, an ion conductive polymer, a lithium salt, a coating agent (for coating) Members other than the resin and the conductive auxiliary agent may be used as appropriate. However, from the viewpoint of improving the energy density of the battery, it is preferable not to include a member that does not contribute much to the progress of the charge / discharge reaction. For example, it is preferable that a binder added to bind the electrode active material and other members and maintain the structure of the electrode active material layer 32 is not used as much as possible.
  • the binder having the above function examples include a solvent-based binder such as polyvinylidene fluoride (PVdF), an aqueous binder such as styrene-butadiene rubber (SBR), and the like.
  • the content of the binder is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and still more preferably with respect to 100% by mass of the total solid content contained in the electrode active material layer 32. Is 2% by mass or less, particularly preferably 1% by mass or less, and most preferably 0% by mass.
  • the electrolyte layer 40 is a layer in which an electrolyte is held in a separator, and is between the positive electrode active material layer 32a and the negative electrode active material layer 32b and prevents both from coming into direct contact.
  • electrolyte solution or a gel polymer electrolyte is mentioned. By using these electrolytes, high lithium ion conductivity can be ensured.
  • the electrolytic solution the same electrolytic solution used for the electrode active material layer 32 described above can be used.
  • concentration of the lithium salt in the electrolytic solution is preferably 0.1 to 3.0M, and more preferably 0.8 to 2.2M.
  • the amount used is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass with respect to 100% by mass of the electrolytic solution before the additive is added. is there.
  • additives examples include vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, dimethyl vinylene carbonate, phenyl vinylene carbonate, diphenyl vinylene carbonate, ethyl vinylene carbonate, diethyl vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, 1,2-divinyl ethylene carbonate, 1-methyl- 1-vinylethylene carbonate, 1-methyl-2-vinylethylene carbonate, 1-ethyl-1-vinylethylene carbonate, 1-ethyl-2-vinylethylene carbonate, vinyl vinylene carbonate, allyl ethylene carbonate, vinyloxymethyl ethylene carbonate, Allyloxymethylethylene carbonate, acryloxymethylethylene carbonate, methacryloxymethyl Ethylene carbonate, ethynyl ethylene carbonate, propargyl carbonate, ethynyloxy methylethylene carbonate, propargyloxy ethylene carbonate, methylene carbonate, etc.
  • 1,1-dimethyl-2-methylene-ethylene carbonate 1,1-dimethyl-2-methylene-ethylene carbonate.
  • vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, and vinyl ethylene carbonate are preferable, and vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate are more preferable.
  • These cyclic carbonates may be used alone or in combination of two or more.
  • the gel polymer electrolyte has a configuration in which the above electrolytic solution is injected into a matrix polymer (host polymer) made of an ion conductive polymer.
  • a gel polymer electrolyte as the electrolyte is superior in that the fluidity of the electrolyte is lost and the ion conductivity between the layers is easily cut off.
  • the ion conductive polymer used as the matrix polymer (host polymer) include polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), polyethylene glycol (PEG), polyacrylonitrile (PAN), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene ( PVdF-HEP), polymethyl methacrylate (PMMA), and copolymers thereof.
  • the matrix polymer of the gel polymer electrolyte can express excellent mechanical strength by forming a crosslinked structure.
  • thermal polymerization, ultraviolet polymerization, radiation polymerization, electron beam polymerization, etc. are performed on a polymerizable polymer (for example, PEO or PPO) for forming a polymer electrolyte using an appropriate polymerization initiator.
  • a polymerization treatment may be performed.
  • the separator has a function of holding an electrolyte and ensuring lithium ion conductivity between the positive electrode 30a and the negative electrode 30b, and a function as a partition between the positive electrode 30a and the negative electrode 30b.
  • separator examples include a separator made of a porous sheet made of a polymer or fiber that absorbs and holds the electrolyte and a nonwoven fabric separator.
  • the material constituting the current collecting plates 34a and 34b is not particularly limited, and a known highly conductive material conventionally used as a current collecting plate for a lithium ion secondary battery can be used.
  • a constituent material of the current collector plates 34a and 34b for example, metal materials such as aluminum, copper, titanium, nickel, stainless steel, and alloys thereof are preferable. From the viewpoint of light weight, corrosion resistance, and high conductivity, aluminum and copper are more preferable, and aluminum is particularly preferable.
  • the positive electrode current collector plate 34a and the negative electrode current collector plate 34b may be made of the same material or different materials.
  • the seal part 50 has a function of preventing contact between the current collectors 31 and a short circuit at the end of the single cell 20.
  • the material constituting the seal portion 50 may be any material having insulating properties, sealing properties (liquid tightness), heat resistance under battery operating temperature, and the like.
  • acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyimide resin, rubber (ethylene-propylene-diene rubber: EPDM), and the like can be used.
  • an isocyanate-based adhesive an acrylic resin-based adhesive, a cyanoacrylate-based adhesive, or the like may be used, and a hot-melt adhesive (urethane resin, polyamide resin, polyolefin resin) or the like may be used.
  • a hot-melt adhesive urethane resin, polyamide resin, polyolefin resin
  • polyethylene resin and polypropylene resin are preferably used as the constituent material of the insulating layer, and the main component is amorphous polypropylene resin. It is preferable to use a resin obtained by copolymerizing ethylene, propylene and butene.
  • the exterior body 12 is configured in a bag shape by a laminate film, but is not limited thereto, and for example, a known metal can case may be used.
  • the exterior body 12 is preferably composed of a laminate film from the viewpoint that it is excellent in high output and cooling performance and can be suitably used for a battery for large equipment for EV and HEV.
  • the laminate film for example, a laminate film having a three-layer structure in which polypropylene (PP), aluminum, and nylon are laminated in this order can be used, but the laminate film is not limited thereto.
  • the exterior body 12 is more preferably an aluminate laminate.
  • One embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing a battery.
  • a battery manufactured using the method for manufacturing a battery according to this embodiment can be used as a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a bipolar battery according to the above-described embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a series of steps of the method for manufacturing the battery 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the manufacturing method of the battery 10 according to the present embodiment.
  • the manufacturing method of the battery 10 according to the present embodiment includes an electrode forming step (S 10), a single cell forming step (S 20), a sealing step (S 30), and a battery forming step ( S40).
  • the first charging process is performed between the sealing process (S30) and the battery forming process (S40), but the present invention is not limited to this, and the battery forming process (S40).
  • the first charging step may be performed after
  • the electrode formation process (S10) shown in FIG. 3 although the example which presses every sheet after cutting out the coating film obtained by the coating process is shown, it is not limited to this, A roll to roll system You may perform a coating process and a press process continuously using.
  • the stacked single cells 20 are stacked each time one or a plurality of single cells 20 are stacked.
  • the lamination process (S41) which pressurizes from a lamination direction is essential included.
  • the thickness of the single cell 20 can be adjusted by pressing each time the single cell 20 is stacked, and can be formed to an appropriate inter-electrode distance.
  • the internal resistance of the single cell 20 can be reduced.
  • “distance between electrodes” means the distance between the surfaces of each active material layer in one bipolar electrode 35.
  • corrugation of the surface of the single cell 20 can be flattened by pressurization, the contact resistance between the single cells 20 can be reduced. As a result, the internal resistance of the battery can be reduced.
  • FIG. 5 is a subroutine flowchart of the electrode formation step (S10) shown in FIG.
  • the electrode formation process (S10) according to this embodiment includes an active material manufacturing process (S11), a slurry preparation process (S12), a coating process (S13), and a pressing process (S14). Are preferably included.
  • a coated electrode active material is manufactured.
  • the manufacturing method of a covering electrode active material is not restrict
  • a solution containing a coating resin and a solvent (coating resin solution) is dropped and mixed over 1 to 90 minutes.
  • the solvent in this case, alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol can be preferably used.
  • a conductive additive is further added and mixed.
  • the temperature is raised to 50 to 200 ° C. with stirring, the pressure is reduced to 0.007 to 0.04 MPa, and then held for 10 to 150 minutes, whereby a coated electrode active material can be obtained.
  • An electrode active material slurry is prepared by mixing an electrode active material and an electrolyte solution as a dispersion medium.
  • the electrode active material slurry is a mixture that essentially includes an electrode active material and an electrolytic solution.
  • the specific configuration (type, content, etc.) of the solid content ((coating) electrode active material, conductive member, ion conductive polymer, lithium salt, etc.) contained in the electrode active material slurry is described above. Since a configuration similar to that described above can be employed, detailed description thereof is omitted here. Moreover, you may add a small amount of binders to a coating liquid as needed.
  • the content of the binder is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, with respect to 100% by mass of the total solid content contained in the electrode active material layer 32, as described above. More preferably, it is 2 mass% or less, Most preferably, it is 1 mass% or less, Most preferably, it is 0 mass%.
  • the electrolytic solution (dispersion medium) constituting the electrode active material slurry finally becomes the electrolytic solution constituting the electrode active material layer 32. Since the electrolytic solution (dispersion medium) constituting the electrode active material slurry is the same as the electrolytic solution constituting the electrode active material layer 32 described above, detailed description thereof is omitted here.
  • the method for preparing the electrode active material slurry by mixing the respective components contained in the electrode active material slurry is not particularly limited, and conventionally known knowledge such as the order of addition of the members, the mixing method, and the like can be appropriately referred to.
  • a mixer capable of imparting high shear as a mixer for mixing the materials.
  • a blade-type stirrer such as a planetary mixer, a kneader, a homogenizer, an ultrasonic homogenizer, or a disperser is preferable, and a planetary mixer is particularly preferable from the viewpoint of kneading.
  • the specific mixing method is not particularly limited, but the electrode active material slurry is obtained by further mixing by adding a dispersion medium component after carrying out solid kneading at a solid content concentration higher than the final solid content concentration. Is preferably prepared.
  • the mixing time is not particularly limited as long as uniform mixing is achieved. As an example, the kneading and the subsequent mixing may be performed for about 10 to 60 minutes, and each step may be performed once or divided into several times.
  • the electrode active material slurry obtained above is applied to the surface of the current collector 31 to form a coating film.
  • This coating film finally constitutes the electrode active material layer 32.
  • the coating means for performing the coating in the coating process there is no particular limitation on the coating means for performing the coating in the coating process, and conventionally known coating means can be appropriately used. Among these, from the viewpoint of obtaining a coating film (electrode active material layer 32) having a highly flat surface by coating an electrode active material slurry having a high solid content concentration, a relatively high shear stress is applied during coating. It is preferable to use a coating means capable of coating the electrode active material slurry at a coating speed that can be added. Among them, the coating method by the slit die coater that coats and applies the electrode active material slurry from the slit is excellent in uniformity of thin film coating and coating thickness, and is therefore an example of a suitable coating means. is there.
  • the coating process according to the present embodiment after the electrode active material slurry is applied to obtain a coating film, the obtained coating film is not subjected to drying treatment by heating. Thereby, the crack of the electrode active material layer 32 can be suppressed, and the manufacturing cost required for the drying process can be reduced.
  • the electrode active material slurry is not heated and dried after the application of the electrode active material slurry, it is difficult to cut out the electrode to a desired area after the application of the electrode active material slurry. Therefore, in the manufacturing method of the battery 10 according to the present embodiment, it is necessary to apply the electrode active material slurry to the surface of the current collector 31 so as to have a desired area. For this purpose, a masking process or the like may be applied to the surface of the current collector 31 other than the coating portion in advance.
  • a press treatment may be performed on the coating film obtained by applying the electrode active material slurry.
  • the porous sheet is used for the purpose of preventing the slurry from adhering to the pressing device when the coating film is pressed, and for the purpose of absorbing excess electrolyte solution that exudes during pressing. Therefore, the material and form of the porous sheet are not particularly limited as long as the object can be achieved.
  • a porous sheet similar to a microporous film or a nonwoven fabric used as a separator in this technical field can be used.
  • the microporous membrane include a microporous membrane made of a hydrocarbon resin such as polyimide, aramid, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVdF-HFP), glass fiber, and the like.
  • the nonwoven fabric include cotton, rayon, acetate, nylon, polyester; polyolefin such as PP and PE; polyimide, aramid, and the like, which are used alone or in combination.
  • the porous sheet may be removed after pressing, or may be used as a separator for the battery 10 as it is.
  • the electrolyte layer may be formed using only the porous sheet as a separator, or a combination of the porous sheet and another separator (that is, two separators). As described above, an electrolyte layer may be formed.
  • the press apparatus for performing the press treatment is an apparatus that can apply pressure uniformly to the entire surface of the coating film.
  • the pressure applied per unit area of the coating film during pressing is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 2 MPa, more preferably 0.1 to 1 MPa.
  • the pressure is in the above range, the porosity and density of the electrode active material layer 32 according to the preferred embodiment described above can be easily realized.
  • the positive electrode 30a, the negative electrode 30b, and the separator are arranged so that the positive electrode active material layer 32a of the positive electrode 30a and the negative electrode active material layer 32b of the negative electrode 30b face each other with a separator interposed therebetween.
  • sticker part 50 is interposed between the outer peripheral part of the positive electrode collector 31a, and the outer peripheral part of the negative electrode collector 31b.
  • the seal portion 50 is preferably disposed in a frame shape along the outer peripheral portion of the current collector 31. Note that the seal portion 50 may be disposed outside the outer peripheral portion of the current collector 31 in the surface direction.
  • the surface of the electrode active material layer 32 is wet, so that the separator sticks to the electrode active material layer 32 in the single cell forming step. It is easy to leave wrinkles. If the electrode active material layer is dry, the electrolyte layer does not stick to the electrode active material layer, and the wrinkles can be easily stretched during lamination. Moreover, since the electrode active material layer 32 is soft, wrinkles are likely to occur on the surface of the current collector 31. In particular, when the area of the electrode 30 is large, wrinkles are more likely to occur in the separator and the current collector 31. A method for removing wrinkles generated in the separator and the current collector 31 will be described in detail in the description of the stacking step (S41).
  • the sealing step (S30) the outer peripheral portion of the single cell 20 including the seal portion 50 is sealed.
  • the sealing means is not particularly limited, but heat sealing can be preferably used from the viewpoint of long-term reliability.
  • a conventionally well-known heat sealer can be used suitably.
  • FIG. 6 is a subroutine flowchart of the battery formation step (S40) shown in FIG.
  • the battery formation process (S40) according to the present embodiment includes a stacking process (S41) and a sealing process (S42).
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the stacking step (S41).
  • the stacking step (S41) the plurality of single cells 20 are stacked to form the stacked body 11 that is a power generation element.
  • the single cells 20 are transported and stacked (mounted).
  • the stacked (placed) single cells 20 are pressed and molded from the stacking direction.
  • a new single cell 20 is conveyed and stacked on the formed single cell 20.
  • stacked single cell 20 is pressurized from a lamination direction.
  • a new unit cell 20 that has been stacked is formed.
  • a laminate 11 consisting of a plurality of finally formed single cells 20 is formed.
  • the electrode 30 containing the electrolytic solution since the electrode 30 containing the electrolytic solution is soft and easily deformed, it may be deformed when the single cell 20 is conveyed. In addition, as described above, a large number of irregularities may be generated on the surface or inside of the single cell 20 due to wrinkles generated in the separator or the current collector 31 in the single cell formation step.
  • the thickness of the single cell 20 can be adjusted by pressing each time the single cell 20 is stacked, and the single cell 20 can be formed at an appropriate inter-electrode distance. Thereby, the internal resistance of the single cell 20 can be lowered. Moreover, the surface of the single cell 20 and the unevenness
  • the pressure when the single cell 20 is pressurized is preferably 9.8 [Pa] or more and 39.2 [Pa] or less, and 14.7 [Pa] or more and 39.2 [Pa] or less. More preferably.
  • the pressure applied to the single cell 20 of the battery 10 mounted on the vehicle is about 9.8. [Pa]. If the pressure in the stacking process is smaller than the pressure when mounted on the vehicle, the unit cell 20 formed in the stacking process may be deformed by the pressure applied when mounted on the vehicle.
  • the thickness of the single cell 20 can be adjusted in a short time to form an appropriate interelectrode distance. For this reason, manufacturing time can be shortened.
  • the pressure at the time of pressurizing the single cell 20 is a value equal to or higher than the above-described lower limit value, it can be prevented from being deformed when mounted on the vehicle, and the time required for forming the single cell 20 can be shortened. it can.
  • the pressure at the time of pressurizing the single cell 20 is a value equal to or lower than the upper limit value described above, the separator can be prevented from being damaged by the pressurization in the stacking step.
  • the pressure at the time of pressurization is constant in the pressurization step performed a plurality of times.
  • the thickness of the plurality of unit cells 20 can be made constant.
  • the stacking step it is preferable to stack and press the single cells 20 one by one from the viewpoint of reliably forming the single cells 20 when pressed, but the present invention is not limited to this, and a plurality of single cells 20 are simultaneously pressed. Lamination pressure may be applied.
  • the “stacked single cells 20” is not limited to the stacked single cells 20 and includes a single cell 20 as well. In other words, when one single cell 20 is transported and mounted for the first time, the single cell 20 mounted is also defined as “stacked single cell 20”.
  • the stacking pressure device 100 includes a stacking unit 110, a pressing unit 120, a transport unit 130, and a mounting table 140.
  • the stacking unit 110 can be configured by, for example, a suction head 111 that holds the single cell 20 with a suction force, and a hand robot 112 that drives the suction head 111.
  • the suction head 111 is connected to, for example, a known negative pressure supply source and exhibits a suction force by a negative pressure.
  • the pressurizing unit 120 can be configured by a press machine that can adjust the pressurizing pressure by controlling the fluid pressure such as hydraulic pressure. It is preferable that the pressurization unit 120 has a configuration in which the pressurization surface 120 ⁇ / b> S is brought into surface contact with the surface of the single cell 20 and pressurization (surface press) from the stacking direction.
  • the surface of the single cell 20 means a surface that intersects the stacking direction on the outer surface of the single cell 20.
  • the thickness of the single cell 20 can be made constant, so that the distance between the electrodes can be made uniform. Thereby, the effect which reduces the contact resistance between the single cells 20 increases more.
  • corrugation inside can be more reliably made flat by making surface contact compared with the case where it makes line contact like a roll press.
  • the pressurizing unit 120 pressurizes the pressurizing surface 120 ⁇ / b> S in surface contact with the entire surface of the single cell 20. If the surface of the unit cell 20 is partially pressurized, contact may occur, and the unit cell 20 may have a non-uniform thickness in the surface, leading to an increase in internal resistance. There is. By pressing the entire surface of the single cell 20 in contact with the surface, the thickness of the single cell 20 can be uniformly formed. Thereby, the contact resistance between the single cells 20 can be reduced.
  • the transport unit 130 is configured to be movable alternately between the stacking unit 110 and the pressurizing unit 120, and transports the stacked single cells 20 to the stacking unit 110 and the pressurizing unit 120.
  • the exterior body 12 is a metal can case
  • the metal can case itself can be used as the conveyance unit 130.
  • the stacking pressure device 100 can pressurize the single cell 20 while laminating the inside of the metal can case, and can close and seal the lid of the metal can case after the stacking.
  • the exterior body 12 is a laminate film
  • the laminate film is placed on the transport unit 130, pressed while laminating the single cell 20 on the laminate film, and the end of the laminate film is laminated after the lamination. It can be sealed.
  • a roller guide for guiding the movement of the transport unit 130, a stopper for restricting the movement of the transport unit 130 so as not to fall off the mounting table 140, and the like may be arranged.
  • sealing process In the sealing step (S42), the laminated body 11 which is a power generation element is enclosed in the exterior body 12. Thereby, the battery 10 as shown in FIG. 1 can be obtained.
  • the method for encapsulating the laminate 11 in the exterior body 12 in the sealing step is not particularly limited.
  • the exterior body 12 is a laminate film
  • a method of covering the laminated body 11 so as to be sandwiched from both sides along the laminating direction and sealing the end portion by heat fusion or the like can be mentioned.
  • the exterior body 12 is a metal can case, after accommodating the laminated body 11 in the inside of a metal can case and sealing, the method of decompressing the inside of a metal can case using a well-known decompression device is mentioned. .
  • the initial charging step is performed between the single cell forming step (S20) and the battery forming step (S40) or after the battery forming step (S40).
  • the initial charging is performed on the single cell 20 obtained in the single cell forming step (S20) or the battery 10 obtained in the battery forming step (S40).
  • the initial charging is preferably performed in a state where the single cell 20 or the battery 10 is pressurized. It is preferable that the pressure when the single cell 20 or the battery 10 is pressurized in the initial charging process is approximately the same as the pressure when the single cell 20 is pressurized in the stacking process.
  • the method for manufacturing the battery 10 according to the present embodiment described above has the following effects.
  • the manufacturing method of the battery 10 includes a positive electrode 30a in which a positive electrode active material layer 32a including an electrolytic solution is formed on a positive electrode current collector 31a, and a negative electrode active material layer 32b including an electrolytic solution in a negative electrode current collector 31b.
  • the thickness of the single cell 20 can be adjusted by pressing each time the single cell 20 is stacked, and can be molded to an appropriate inter-electrode distance. For this reason, the internal resistance of the battery 10 can be reduced. Moreover, since the unevenness
  • the single cell 20 is pressed (surface press) by bringing the pressing surface of the pressing portion into surface contact from the stacking direction. Since the thickness of the unit cell 20 can be made constant by surface pressing with the pressing surface of the pressing unit, the distance between the electrodes can be made uniform. Thereby, the effect which reduces the contact resistance between the single cells 20 increases more.
  • the pressure when the single cell 20 is pressurized be 14.7 [Pa] or more and 39.2 [Pa] or less.
  • the pressure at the time of pressurizing the single cell 20 greater than the pressure of about 9.8 [Pa] applied when mounted on the vehicle, deformation of the single cell 20 due to the pressure applied when mounted on the vehicle can be suppressed.
  • it can suppress that a separator breaks and a short circuit arises by setting a pressure to 39.2 [Pa] or less.
  • the binder content in the electrode active material layer 32 of the electrode 30 is preferably 1% by mass or less with respect to 100% by mass of the total solid content.
  • the energy density of the battery can be improved by reducing the binder content or not containing the binder.
  • the electrode active material layer 32 is soft, it is difficult to press and form after lamination. As in this embodiment, by pressing each time the single cells 20 are stacked, the effect of adjusting the distance between the electrodes and reducing the internal resistance of the battery 10 is further enhanced.
  • an initiator solution prepared by dissolving 0.583 parts of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) in 26 parts of ethyl acetate was continuously added over 2 hours using a dropping funnel. . Furthermore, the polymerization was continued for 4 hours at the boiling point. After removing the solvent to obtain 582 parts of resin, 1,360 parts of isopropanol was added to obtain a resin solution for coating a negative electrode active material comprising a vinyl resin having a resin solid content concentration of 30% by mass.
  • Non-graphitizable carbon (hard carbon) (Carbotron (registered trademark) PS (F)) manufactured by Kureha Battery Materials Japan Co., Ltd. 88.4 parts in a universal mixer and stirred at room temperature at 150 rpm Then, the negative electrode active material coating resin solution (resin solid content concentration of 30% by mass) obtained above was dropped and mixed over 60 minutes so that the resin solid content was 10 parts, and the mixture was further stirred for 30 minutes.
  • acetylene black [DENKA Black (registered trademark) manufactured by Denka Co., Ltd.] 1.6 parts were mixed in 3 portions while stirring, and the temperature was raised to 70 ° C. while stirring for 30 minutes. The pressure was reduced to 30 minutes, and a coated negative electrode active material was obtained. Assuming that the coated negative electrode active material has a core-shell structure, the average particle diameter of the non-graphitizable carbon powder as the core was 9 ⁇ m. Further, the solid content of acetylene black relative to 100% by mass of the coated negative electrode active material was 1.6% by mass.
  • acetylene black [DENKA BLACK (registered trademark) manufactured by Denka Co., Ltd.] is mixed while stirring, and the temperature is raised to 140 ° C. while stirring for 60 minutes, and the pressure is reduced to 0.01 MPa for 5 hours.
  • the coated positive electrode active material was obtained. Assuming that the coated positive electrode active material has a core-shell structure, the average particle diameter of the nickel / aluminum / lithium cobalt oxide powder as the core was 6 ⁇ m.
  • the solid content of acetylene black relative to 100% by mass of the coated positive electrode active material was 0.1% by mass.
  • Li [(FSO2) 2N] LiFSI was dissolved in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) (volume ratio 1: 1) at a rate of 2 mol / L to obtain an electrolytic solution.
  • ⁇ Single cell stacking process> As shown in FIG. 7, every time the single cells obtained above were stacked one by one, the stacked single cells 20 were pressurized (surface press) from the stacking direction. The pressing surface of the surface press was brought into surface contact with the entire surface of the single cell 20. The pressure at the time of pressurization was 14.7 [Pa]. The laminated body 11 was obtained by repeating the pressurization and lamination of the single cell 20.
  • the laminate 11 obtained above was housed in a laminate film and sealed to obtain a battery.
  • the thickness of the single cell 20 became non-uniform, and irregularities remained on the surface and inside of the single cell 20.
  • the thickness of the single cell 20 was uniformly adjusted, and the surface and internal irregularities of the single cell 20 could be flattened by pressing. .
  • the internal resistance of the single cell 20 and the contact resistance between the single cells 20 are reduced, and the internal resistance of the battery is lowered.
  • 10 battery 11 laminates, 12 exterior body, 20 single cells, 30 electrodes, 30a positive electrode, 30b negative electrode, 31 current collector, 31a positive electrode current collector, 31b negative electrode current collector, 32 electrode active material layer, 32a positive electrode active material layer, 32b negative electrode active material layer, 40 electrolyte layer, 50 seal part, 100 laminating pressure device, 110 Laminating part, 120 Pressurization part.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

【課題】単セルを積層する際に単セルの成形を行うことによって電池の内部抵抗を低減できる電池の製造方法を提供する。 【解決手段】電池の製造方法は、集電体と、正極集電体に電解液を含む正極活物質層が形成されてなる正極と、負極集電体に電解液を含む負極活物質層が形成されてなる負極とを、セパレータを介して積層した単セル２０を複数積層する積層工程を有する。積層工程では、単セルを積層する毎に、積層された単セルを積層方向から加圧する。

Description

電池の製造方法
　本発明は、電池の製造方法に関する。
　電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）のモータ駆動用電源として、繰り返し充放電可能な二次電池の開発が盛んである。二次電池は、正極活物質を含む正極活物質層を備えた正極と、負極活物質を含む負極活物質層を備えた負極とがセパレータを介して積層されてなる単セルを形成し、当該複数の単セルを積層した積層体を外装体の内部に封入して製造される。
　例えば、下記特許文献１に記載された電池の製造方法では、電極活物質、バインダおよび溶媒を含む電極活物質スラリーを集電体の表面に塗工して塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥させた乾燥電極を用いて単セルを作製する。
特開２０１３－２５４７２７号公報
　本発明者らの検討によれば、上記特許文献１に開示されているようなバインダを含有する乾燥電極の製造工程においては、電極活物質スラリーを乾燥させる際にひび割れが生じる場合があることが判明した。電極のひび割れは電池性能を大きく低下させる原因となりうる。そこで本発明者らは、このようなひび割れの発生を防止するため、電極活物質スラリーの乾燥工程を含まない製造方法として、集電体と、電解液を含む活物質層とからなる電極を用いて単セルを作製する方法について検討を進めた。
　ここで、電解液を含む電極は、乾燥電極に比べて柔らかく変形し易い。また、電解液を含む電極は湿っているため、乾燥電極に比べて単セルを形成する際に集電体やセパレータに皺（凹凸）が発生し易い。本発明者らの検討によれば、複数の単セルを積層後に、一度にプレスして単セルの成形をすると、単セルの表面や内部に凹凸が残存する可能性があることが判明した。これにより、単セルの内部抵抗や単セル間の接触抵抗が高くなり、電池の内部抵抗が増加してしまう可能性がある。
　そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、単セルを積層する際に単セルの成形を行うことによって電池の内部抵抗を低減できる電池の製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するための本発明の電池の製造方法は、正極集電体に電解液を含む正極活物質層が形成されてなる正極と、負極集電体に電解液を含む負極活物質層が形成されてなる負極とを、セパレータを介して積層した単セルを複数積層する積層工程を有する。さらに、前記積層工程では、前記単セルを積層する毎に、積層された前記単セルを積層方向から加圧する。
本発明の一実施形態に係る電池の全体構造の概略を示す断面図である。 図１の二次電池の単セルを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る電池の製造方法の一連の工程の一例を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る電池の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図４に示す電極形成工程（Ｓ１０）のサブルーチンフローチャートである。 図４に示す電池形成工程（Ｓ４０）のサブルーチンフローチャートである。 図６に示す積層工程（Ｓ４１）を模式的に示す断面図である。 図６に示す積層工程（Ｓ４１）に用いる積層加圧装置の一例を示す断面図である。 比較例に係る積層工程を模式的に示す断面図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明するが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、以下の形態のみに制限されない。なお、以下では、便宜上本発明に係る電池の説明をした後、本発明に係る電池の製造方法について詳説する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。本明細書において、範囲を示す「Ｘ～Ｙ」は「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。
　＜電池＞
　本発明の実施形態に係る電池の一例として非水電解質二次電池の１種である双極型リチウムイオン二次電池について説明するが、本発明を適用する電池は双極型リチウムイオン二次電池に制限されない。ここで、双極型リチウムイオン二次電池とは、双極型電極を含み、正極と負極との間をリチウムイオンが移動することで充電や放電を行う二次電池である。例えば、本発明は、発電要素において電極が並列接続されてなる形式のいわゆる並列積層型電池などの従来公知の任意の二次電池にも適用可能である。なお、以下の説明では、双極型リチウムイオン二次電池を単に「電池」と称する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る電池１０を模式的に表した断面図である。電池１０は、外部からの衝撃や環境劣化を防止するために、図１に示すように、実際に充放電反応が進行する発電要素が外装体１２の内部に封止された構造とするのが好ましい。
　図１に示すように、本実施形態の電池１０の発電要素は、複数の単セル２０が積層されてなる積層体１１である。以下、発電要素のことを「積層体１１」とも称する。なお、単セル２０の積層回数は、所望する電圧に応じて調節することが好ましい。
　図１に示すように、正極３０ａおよび負極３０ｂは、集電体３１の一方の面に電気的に結合した正極活物質層３２ａが形成され、集電体３１の反対側の面に電気的に結合した負極活物質層３２ｂが形成された双極型電極３５を構成する。
　なお、図１では、集電体３１は、正極集電体３１ａおよび負極集電体３１ｂを組み合わせた積層構造（２層構造）として図示しているが、単独の材料からなる単層構造であってもよい。
　さらに、図１に示す電池１０では、正極側の正極集電体３１ａに隣接するように正極集電板（正極タブ）３４ａが配置され、これが延長されて外装体１２から導出している。一方、負極側の負極集電体３１ｂに隣接するように負極集電板（負極タブ）３４ｂが配置され、同様にこれが延長されて外装体１２から導出している。
　［単セル］
　図２に示すように、単セル２０は、正極３０ａおよび負極３０ｂと、電解質層４０とから構成される。正極３０ａは、電解液を含む正極活物質層３２ａが正極集電体３１ａに配置されてなる。負極３０ｂは、電解液を含む負極活物質層３２ｂが負極集電体３１ｂに配置されてなる。
　正極活物質層３２ａと負極活物質層３２ｂとは、電解質層４０を介して互いに向かい合うように配置されている。正極集電体３１ａおよび負極集電体３１ｂは、単セル２０の最外層に位置する。
　単セル２０の外周部には、シール部５０が配置されている。シール部５０は、正極活物質層３２ａ、負極活物質層３２ｂおよび電解質層４０の周囲を液密に封止し、電解液の漏れによる液絡を防止している。また、単セル２０内で正極集電体３１ａと負極集電体３１ｂとを電気的に隔てて、正極集電体３１ａと負極集電体３１ｂとが接触することによる短絡を防止している。
　［集電体］
　集電体３１（隣接する正極集電体３１ａおよび負極集電体３１ｂ）は、正極活物質層３２ａと接する一方の面から、負極活物質層３２ｂと接する他方の面へと電子の移動を媒介する機能を有する。集電体３１を構成する材料は、特に限定されないが、例えば、導電性を有する樹脂や、金属が用いられうる。
　集電体３１の軽量化の観点からは、集電体３１は、導電性を有する樹脂によって形成された樹脂集電体であることが好ましい。なお、単セル２０間のリチウムイオンの移動を遮断する観点からは、樹脂集電体の一部に金属層を設けてもよい。
　具体的には、樹脂集電体の構成材料である導電性を有する樹脂としては、導電性高分子材料また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が挙げられる。導電性高分子材料としては、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、およびポリオキサジアゾールなどが挙げられる。かような導電性高分子材料は、導電性フィラーを添加しなくても十分な導電性を有するため、製造工程の容易化または集電体の軽量化の点において有利である。
　非導電性高分子材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ；高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）など）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、またはポリスチレン（ＰＳ）などが挙げられる。かような非導電性高分子材料は、優れた耐電位性または耐溶媒性を有しうる。
　導電性フィラーは、導電性を有する物質であれば特に制限なく用いることができる。例えば、導電性、耐電位性、またはリチウムイオン遮断性に優れた材料として、金属および導電性カーボンなどが挙げられる。金属としては、特に制限はないが、ニッケル、チタン、アルミニウム、銅、白金、鉄、クロム、スズ、亜鉛、インジウム、アンチモン、およびカリウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属もしくはこれらの金属を含む合金または金属酸化物を含むことが好ましい。また、導電性カーボンとしては、特に制限はない。好ましくは、アセチレンブラック、バルカン（登録商標）、ブラックパール（登録商標）、カーボンナノファイバー、ケッチェンブラック（登録商標）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノホーン、カーボンナノバルーン、およびフラーレンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
　導電性フィラーの添加量は、集電体に十分な導電性を付与できる量であれば特に制限はなく、好ましくは、５～３５体積％程度である。
　また、集電体３１が金属によって形成される場合は、金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス、チタン、銅などが挙げられる。これらのほか、ニッケルとアルミニウムとのクラッド材、銅とアルミニウムとのクラッド材、またはこれらの金属のめっき材などが好ましく用いられうる。また、金属表面にアルミニウムが被覆されてなる箔であってもよい。なかでも、電子伝導性や電池作動電位、集電体へのスパッタリングによる負極活物質の密着性等の観点からは、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケルが好ましい。
　［電極活物質層（正極活物質層、負極活物質層）］
　電極活物質層（正極活物質層３２ａ、負極活物質層３２ｂ）３２は、電極活物質（正極活物質または負極活物質）および電解液を含む。また、電極活物質層３２は、必要に応じて、被覆剤（被覆用樹脂、導電助剤）、導電部材等を含んでもよい。さらに、電極活物質層３２は、必要に応じてイオン伝導性ポリマー等を含んでもよい。
　電極活物質層３２に含まれる電解液は、後述するスラリー調製工程において、電極活物質の分散媒として機能する。電極３０を形成した後の工程で電解液を注入する工程を省いて工数を削減する観点から、電極活物質層３２の電解液は、電池１０の電解質層４０に含まれる電解液と同じ組成を有することが好ましい。
　電解液は、溶媒にリチウム塩が溶解した形態を有する。電解液を構成する溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート等のカーボネート類が挙げられる。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｓＦ６ＬｉＣｌＯ４、Ｌｉ［（ＦＳＯ２）２Ｎ］（ＬｉＦＳＩ）等の無機酸のリチウム塩、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、およびＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等の有機酸のリチウム塩等が挙げられる。
　（正極活物質）
　正極活物質としては、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ（Ｎｉ－Ｍｎ－Ｃｏ）Ｏ２およびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの等のリチウム－遷移金属複合酸化物、リチウム－遷移金属リン酸化合物、リチウム－遷移金属硫酸化合物などが挙げられる。場合によっては、２種以上の正極活物質が併用されてもよい。好ましくは、容量、出力特性の観点から、リチウム－遷移金属複合酸化物が、正極活物質として用いられる。より好ましくはリチウムとニッケルとを含有する複合酸化物が用いられる。さらに好ましくはＬｉ（Ｎｉ－Ｍｎ－Ｃｏ）Ｏ２およびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの（以下、単に「ＮＭＣ複合酸化物」とも称する）、またはリチウム－ニッケル－コバルト－アルミニウム複合酸化物（以下単に、「ＮＣＡ複合酸化物」とも称する）などが用いられる。ＮＭＣ複合酸化物は、リチウム原子層と遷移金属（Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏが秩序正しく配置）原子層とが酸素原子層を介して交互に積み重なった層状結晶構造を有する。そして、遷移金属１原子あたり１個のＬｉ原子が含まれ、取り出せるＬｉ量が、スピネル系リチウムマンガン酸化物の２倍、つまり供給能力が２倍になり、高い容量を持つことができる。
　（負極活物質）
　負極活物質としては、例えば、グラファイト（黒鉛）、ソフトカーボン、ハードカーボン等の炭素材料、リチウム－遷移金属複合酸化物（例えば、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、金属材料（スズ、シリコン）、リチウム合金系負極材料（例えばリチウム－スズ合金、リチウム－シリコン合金、リチウム－アルミニウム合金、リチウム－アルミニウム－マンガン合金等）などが挙げられる。場合によっては、２種以上の負極活物質が併用されてもよい。好ましくは、容量、出力特性の観点から、炭素材料、リチウム－遷移金属複合酸化物、リチウム合金系負極材料が、負極活物質として好ましく用いられる。なお、上記以外の負極活物質が用いられてもよいことは勿論である。また、（メタ）アクリレート系共重合体等の被覆用樹脂は特に炭素材料に対して付着しやすいという性質を有している。したがって、構造的に安定した電極材料を提供するという観点からは、負極活物質として炭素材料を用いることが好ましい。
　（導電助剤）
　導電助剤は、被覆用樹脂とともに電極活物質の表面を被覆する被覆剤として用いられる。導電助剤は、被覆剤中で電子伝導パスを形成し、電極活物質層３２の電子移動抵抗を低減することで、電池の高レートでの出力特性向上に寄与し得る。
　導電助剤としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、銀、金、銅、チタン等の金属、これらの金属を含む合金または金属酸化物；グラファイト、炭素繊維（具体的には、気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）等）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンブラック（具体的には、アセチレンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等）等のカーボンが挙げられるが、これらに限定されない。また、粒子状のセラミック材料や樹脂材料の周りに上記金属材料をめっき等でコーティングしたものも導電助剤として使用できる。これらの導電助剤のなかでも、電気的安定性の観点から、アルミニウム、ステンレス、銀、金、銅、チタン、およびカーボンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましく、アルミニウム、ステンレス、銀、金、およびカーボンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことがより好ましく、カーボンを少なくとも１種を含むことがさらに好ましい。これらの導電助剤は、１種のみを単独で使用してもよいし、２種以上を併用しても構わない。
　導電助剤の形状は、粒子状または繊維状であることが好ましい。導電助剤が粒子状である場合、粒子の形状は特に限定されず、粉末状、球状、棒状、針状、板状、柱状、不定形状、燐片状、紡錘状等、いずれの形状であっても構わない。導電助剤が粒子状である場合の平均粒子径（一次粒子径）は、１００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、本明細書中において、「粒子径」とは、導電助剤の輪郭線上の任意の２点間の距離のうち、最大の距離を意味する。「平均粒子径」の値としては、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等の観察手段を用い、数～数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする。
　（導電部材）
　導電部材は、電極活物質層３２中で電子伝導パスを形成する機能を有する。特に、導電部材の少なくとも一部が、電極活物質層３２の２つの主面同士を電気的に接続する導電通路を形成していることが好ましい。このような形態を有することで、電極活物質層３２中の厚さ方向の電子移動抵抗がさらに低減されるため、電池の高レートでの出力特性をより一層向上しうる。なお、導電部材の少なくとも一部が、電極活物質層３２の２つの主面同士を電気的に接続する導電通路を形成しているか否かは、ＳＥＭや光学顕微鏡を用いて電極活物質層３２の断面を観察することにより確認することができる。
　導電部材は、繊維状の形態を有する導電性繊維であることが好ましい。具体的には、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレスのような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を、導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。なかでも、導電性に優れ、軽量であることから炭素繊維が好ましい。
　本実施形態の電池１０において、電極活物質層３２の厚さは、正極活物質層３２ａについては、好ましくは１５０～１５００μｍであり、より好ましくは１８０～９５０μｍであり、さらに好ましくは２００～８００μｍである。また、負極活物質層３２ｂの厚さは、好ましくは１５０～１５００μｍであり、より好ましくは１８０～１２００μｍであり、さらに好ましくは２００～１０００μｍである。電極活物質層３２の厚さが上述した下限値以上の値であれば、電池のエネルギー密度を十分に高めることができる。一方、電極活物質層３２の厚さが上述した上限値以下の値であれば、電極活物質層３２の構造を十分に維持することができる。
　なお、本実施形態の電池１０においては、電極活物質層３２の構成部材として、上記の電極活物質や、必要に応じて用いられる導電部材、イオン伝導性ポリマー、リチウム塩、被覆剤（被覆用樹脂、導電助剤）以外の部材を適宜使用しても構わない。しかしながら、電池のエネルギー密度を向上させる観点から、充放電反応の進行にあまり寄与しない部材は、含有させないほうが好ましい。例えば、電極活物質とその他の部材とを結着させ、電極活物質層３２の構造を維持するために添加されるバインダは、極力使用しないことが好ましい。上記の機能を有するバインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の溶剤系バインダや、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の水系バインダ等が挙げられる。具体的には、バインダの含有量は、電極活物質層３２に含まれる全固形分量１００質量％に対して、好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは５質量％以下であり、さらに好ましくは２質量％以下であり、特に好ましくは１質量％以下であり、最も好ましくは０質量％である。
　［電解質層］
　電解質層４０は、セパレータに電解質が保持されてなる層であり、正極活物質層３２ａと負極活物質層３２ｂとの間にあって両者が直接に接触することを防止する。本実施形態の電解質層４０に使用される電解質は、特に制限はなく、例えば、電解液またはゲルポリマー電解質などが挙げられる。これらの電解質を用いることで、高いリチウムイオン伝導性が確保されうる。
　電解液は、上述の電極活物質層３２に使用される電解液と同様のものが用いられうる。なお、電解液におけるリチウム塩の濃度は、０．１～３．０Ｍであることが好ましく、０．８～２．２Ｍであることがより好ましい。また、添加剤を使用する場合の使用量は、添加剤を添加する前の電解液１００質量％に対して、好ましくは０．５～１０質量％、より好ましくは０．５～５質量％である。
　添加剤としては、例えば、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、ジフェニルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、ジエチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、１，２－ジビニルエチレンカーボネート、１－メチル－１－ビニルエチレンカーボネート、１－メチル－２－ビニルエチレンカーボネート、１－エチル－１－ビニルエチレンカーボネート、１－エチル－２－ビニルエチレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、ビニルオキシメチルエチレンカーボネート、アリルオキシメチルエチレンカーボネート、アクリルオキシメチルエチレンカーボネート、メタクリルオキシメチルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、プロパルギルエチレンカーボネート、エチニルオキシメチルエチレンカーボネート、プロパルギルオキシエチレンカーボネート、メチレンエチレンカーボネート、１，１－ジメチル－２－メチレンエチレンカーボネートなどが挙げられる。なかでも、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートが好ましく、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートがより好ましい。これらの環式炭酸エステルは、１種のみが単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
　ゲルポリマー電解質は、イオン伝導性ポリマーからなるマトリックスポリマー（ホストポリマー）に、上記の電解液が注入されてなる構成を有する。電解質としてゲルポリマー電解質を用いることで電解質の流動性がなくなり、各層間のイオン伝導性を遮断することで容易になる点で優れている。マトリックスポリマー（ホストポリマー）として用いられるイオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリフッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶｄＦ－ＨＥＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）およびこれらの共重合体等が挙げられる。
　ゲルポリマー電解質のマトリックスポリマーは、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度を発現しうる。架橋構造を形成させるには、適当な重合開始剤を用いて、高分子電解質形成用の重合性ポリマー（例えば、ＰＥＯやＰＰＯ）に対して熱重合、紫外線重合、放射線重合、電子線重合等の重合処理を施せばよい。
　セパレータは、電解質を保持して正極３０ａと負極３０ｂとの間のリチウムイオン伝導性を確保する機能、および正極３０ａと負極３０ｂとの間の隔壁としての機能を有する。
　セパレータの形態としては、例えば、上記電解質を吸収保持するポリマーや繊維からなる多孔性シートのセパレータや不織布セパレータ等を挙げることができる。
　［正極集電板および負極集電板］
　集電板３４ａ、３４ｂを構成する材料は、特に制限されず、リチウムイオン二次電池用の集電板として従来用いられている公知の高導電性材料が用いられうる。集電板３４ａ、３４ｂの構成材料としては、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス、これらの合金等の金属材料が好ましい。軽量、耐食性、高導電性の観点から、より好ましくはアルミニウム、銅であり、特に好ましくはアルミニウムである。なお、正極集電板３４ａと負極集電板３４ｂとでは、同一の材料が用いられてもよいし、異なる材料が用いられてもよい。
　［シール部］
　シール部５０は、集電体３１同士の接触や単セル２０の端部における短絡を防止する機能を有する。シール部５０を構成する材料としては、絶縁性、シール性（液密性）、電池動作温度下での耐熱性等を有するものであればよい。例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ゴム（エチレン－プロピレン－ジエンゴム：ＥＰＤＭ）、等が用いられうる。また、イソシアネート系接着剤や、アクリル樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤などを用いてもよく、ホットメルト接着剤（ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂）などを用いてもよい。なかでも、耐食性、耐薬品性、作り易さ（製膜性）、経済性等の観点から、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂が、絶縁層の構成材料として好ましく用いられ、非結晶性ポリプロピレン樹脂を主成分とするエチレン、プロピレン、ブテンを共重合した樹脂を用いることが好ましい。
　［外装体］
　図１に示す本実施形態では、外装体１２は、ラミネートフィルムによって袋状に構成されているが、これに限定されず、例えば、公知の金属缶ケースなどを用いてもよい。高出力化や冷却性能に優れ、ＥＶ、ＨＥＶ用の大型機器用電池に好適に利用することができるという観点からは、外装体１２は、ラミネートフィルムによって構成することが好ましい。ラミネートフィルムには、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、アルミニウム、ナイロンをこの順に積層してなる３層構造のラミネートフィルム等を用いることができるが、これらに何ら制限されるものではない。また、外部から掛かる積層体１１への群圧を容易に調整することができ、所望の電解質層４０の厚みへと調整容易であることから、外装体１２はアルミネートラミネートがより好ましい。
　＜電池の製造方法＞
　本発明の一形態は、電池の製造方法に関するものである。本実施形態に係る電池の製造方法を用いて製造された電池は、例えば上述した実施形態に係る双極型電池等の非水電解質二次電池として用いられうる。
　図３は、本実施形態に係る電池１０の製造方法の一連の工程の一例を示す概略図である。図４は、本実施形態に係る電池１０の製造方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係る電池１０の製造方法は、図３および図４に示すように、電極形成工程（Ｓ１０）と、単セル形成工程（Ｓ２０）と、シール工程（Ｓ３０）と、電池形成工程（Ｓ４０）と、を有する。
　なお、図３に示す電池１０の製造方法では、シール工程（Ｓ３０）と電池形成工程（Ｓ４０）との間に初回充電工程を行っているが、これに限定されず、電池形成工程（Ｓ４０）の後に初回充電工程を行ってもよい。また、図３に示す電極形成工程（Ｓ１０）では、塗工工程によって得られた塗膜を切り出した後に一枚毎にプレスする例を示しているが、これに限定されず、ロールトゥロール方式を用いて連続的に塗工工程およびプレス工程を行ってもよい。
　本実施形態に係る電池１０の製造方法は、電池形成工程（Ｓ４０）において、単セル２０を複数積層する際に、一または複数の単セル２０を積層する毎に、積層された単セル２０を積層方向から加圧する積層工程（Ｓ４１）を必須に含む。本実施形態に係る電池１０の製造方法によれば、単セル２０を積層する毎に加圧することによって、単セル２０の厚みを調整し、適切な電極間距離に成形することができる。これにより、単セル２０の内部抵抗を低減することができる。ここで、「電極間距離」とは、一の双極型電極３５において各活物質層の表面間の距離を意味する。また、単セル２０の表面の凹凸を加圧によって平らにすることができるため、単セル２０間の接触抵抗を低減することができる。その結果、電池の内部抵抗を低減できる。
　以下、上述した特徴も含め、本実施形態に係る電池１０の製造方法について、詳細に説明する。
　［電極形成工程］
　まず、図５を参照して電極形成工程（Ｓ１０）について説明する。図５は、図４に示す電極形成工程（Ｓ１０）のサブルーチンフローチャートである。図５に示すように、本実施形態に係る電極形成工程（Ｓ１０）は、活物質製造工程（Ｓ１１）と、スラリー調製工程（Ｓ１２）と、塗工工程（Ｓ１３）と、プレス工程（Ｓ１４）とを含むことが好ましい。
　（活物質製造工程）
　活物質製造工程では、被覆電極活物質を製造する。被覆電極活物質の製造方法は、特に制限されないが、例えば以下の方法が挙げられる。まず電極活物質を万能混合機に入れて１０～５００ｒｐｍで撹拌した状態で、被覆用樹脂および溶媒を含む溶液（被覆用樹脂溶液）を１～９０分間かけて滴下混合する。この際の溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類が好適に使用できる。その後、さらに導電助剤を添加し、混合する。そして、撹拌したまま５０～２００℃に昇温し、０．００７～０．０４ＭＰａまで減圧した後に、１０～１５０分間保持することにより、被覆電極活物質を得ることができる。
　（スラリー調製工程）
　電極活物質および分散媒である電解液を混合して電極活物質スラリーを調製する。電極活物質スラリーは、電極活物質および電解液を必須に含む混合物である。ここで、電極活物質スラリーに含まれる固形分（（被覆）電極活物質、導電部材、イオン伝導性ポリマー、リチウム塩など）の具体的な構成（種類や含有量など）については、上述において説明したものと同様の構成が採用されうるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、必要に応じて少量のバインダを塗布液に添加しても構わない。ただし、バインダの含有量は、上述したように、電極活物質層３２に含まれる全固形分量１００質量％に対して、好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは５質量％以下であり、さらに好ましくは２質量％以下であり、特に好ましくは１質量％以下であり、最も好ましくは０質量％である。
　電極活物質スラリーを構成する電解液（分散媒）は、最終的に電極活物質層３２を構成する電解液となる。電極活物質スラリーを構成する電解液（分散媒）は、上述した電極活物質層３２を構成する電解液と同様のため、ここでは詳細な説明を省略する。
　ここで、電極活物質スラリーに含まれる各成分を混合して電極活物質スラリーを調製する方法については特に制限はなく、部材の添加順、混合方法等、従来公知の知見が適宜参照されうる。ただし、上記電極活物質スラリーの固形分濃度は比較的高いことから、各材料を混合する混合機として、高せん断を付与できる混合機を用いることが好ましい。具体的には、プラネタリーミキサー、ニーダー、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、ディスパージャー等のブレード型撹拌機が好ましく、特に固練りをするという観点からはプラネタリーミキサーが特に好ましい。また、混合の具体的な方法についても特に制限はないが、最終固形分濃度よりも高い固形分濃度で固練りを実施した後に分散媒成分を追加してさらに混合を行うことで電極活物質スラリーを調製することが好ましい。なお、混合時間は特に制限されず、均一な混合が達成されればよい。一例として、固練りおよびその後の混合はそれぞれ１０～６０分程度行えばよく、各工程は一度に行ってもよいし数回に分けて行ってもよい。
　（塗工工程）
　塗工工程では、上記で得られた電極活物質スラリーを集電体３１の表面に塗工して塗膜を形成する。この塗膜は、最終的に電極活物質層３２を構成することとなる。
　塗工工程における電極活物質スラリーの塗工によって得られる塗膜の厚さについて特に制限はなく、上述した電極活物質層３２の厚さが達成されるように適宜設定すればよい。
　塗工工程における塗工を実施するための塗工手段についても特に制限はなく、従来公知の塗工手段が適宜用いられうる。なかでも、固形分濃度の高い電極活物質スラリーを塗工することにより平坦性の高い表面を有する塗膜（電極活物質層３２）を得るという観点からは、塗工時に比較的高いせん断応力が加えられるような塗工速度で電極活物質スラリーの塗工を行うことができる塗工手段が用いられることが好ましい。なかでも、スリットから電極活物質スラリーを塗出して塗工するスリットダイコーターによる塗工方式は薄膜の塗工および塗工厚みの均一性に優れていることから、好適な塗工手段の一例である。
　本実施形態に係る塗工工程では、電極活物質スラリーを塗工して塗膜を得た後に、得られた塗膜に対して加熱による乾燥処理を施さない。これにより、電極活物質層３２のひび割れを抑制できるとともに、乾燥処理に必要な製造コストを削減することができる。電極活物質スラリーの塗工後に加熱乾燥しない場合には、電極活物質スラリーの塗工後に所望の面積に電極を切り出すことが難しい。よって、本実施形態に係る電池１０の製造方法においては、所望の面積となるように電極活物質スラリーを集電体３１の表面に塗工することが必要となる。そのためには、予め塗工部分以外の集電体３１の表面にマスキング処理等を施してもよい。
　（プレス工程）
　本実施形態に係る電池１０の製造方法では、電極活物質スラリーの塗工によって得られた塗膜に対してプレス処理を施してもよい。このプレス処理を施す際には、塗膜の表面に多孔質シートを配置した状態でプレスを行うことが好ましい。このようなプレス処理を施すことで、より表面の均一性の高い電極活物質層３２が得られる。なお、多孔質シートは、塗膜をプレスする際に、プレス装置にスラリーが付着するのを防ぐ目的、プレスの際に滲出する余分な電解液を吸収する目的などで使用される。そのため、多孔質シートの材料や形態は、上記目的を達成できるものであれば特に制限されない。
　一例を挙げると、多孔質シートとして、本技術分野でセパレータとして使用される、微多孔膜、不織布などと同様のものを使用することができる。具体的には、微多孔膜としては、ポリイミド、アラミド、ポリフッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶｄＦ－ＨＦＰ）等の炭化水素系樹脂、ガラス繊維などからなる微多孔膜が挙げられる。また、不織布としては、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル；ＰＰ、ＰＥなどのポリオレフィン；ポリイミド、アラミドなどを、単独または混合して用いた不織布が挙げられる。
　なお、上記多孔質シートは、プレス後に取り除いてもよいし、そのまま電池１０のセパレータとして用いても構わない。プレス後に多孔質シートをそのままセパレータとして用いる場合は、当該多孔質シートのみをセパレータとして電解質層を形成してもよいし、当該多孔質シートと別のセパレータとを組み合わせて（すなわち、セパレータを２枚以上として）電解質層を形成してもよい。
　プレス処理を施すためのプレス装置は、塗膜の全面に均一に圧力を加えられる装置であることが好ましい。プレスの際に塗膜の単位面積あたりにかかる圧力は、特に制限されないが、好ましくは０．０１～２ＭＰａであり、より好ましくは０．１～１ＭＰａである。圧力が上記範囲であると、上述した好ましい実施形態に係る電極活物質層３２の空隙率や密度を容易に実現することができる。
　［単セル形成工程］
　単セル形成工程（Ｓ２０）では、図２に示すように、正極３０ａの正極活物質層３２ａと負極３０ｂの負極活物質層３２ｂとがセパレータを介して向かい合うように、正極３０ａ、負極３０ｂおよびセパレータを積層して単セル２０を形成する。この際、正極集電体３１ａの外周部と、負極集電体３１ｂの外周部との間には、シール部５０を介在させる。シール部５０は、集電体３１の外周部に沿って枠状に配置することが好ましい。なお、集電体３１の外周部よりも面方向の外側にシール部５０を配置してもよい。
　本実施形態のように、電解液を含む電極活物質層３２の場合は、電極活物質層３２の表面が湿っているため、単セル形成工程においてセパレータが電極活物質層３２に張り付いてセパレータに皺が残り易い。仮に、電極活物質層が乾燥していれば、電解質層が電極活物質層に張り付くことがなく、積層する際に皺を容易に伸ばすことができる。また、電極活物質層３２が柔らかいため、集電体３１の表面にも皺が発生し易い。特に、電極３０の面積が大きい場合は、セパレータや集電体３１に皺がより発生し易くなる。セパレータや集電体３１に生じた皺を取り除く方法については、積層工程（Ｓ４１）の説明で詳述する。
　［シール工程］
　シール工程（Ｓ３０）では、シール部５０を含む単セル２０の外周部をシールする。シール手段は特に限定されないが、長期信頼性の観点から、ヒートシールが好ましく用いられうる。また、シール工程は、略真空状態の雰囲気中で行うことが好ましい。略真空状態とすることによって、単セル２０の集電体３１およびシール部５０によって囲まれた内部に外気が侵入することを効率的に防止して密封することができる。シール工程を実施するための装置については特に制限はなく、従来公知のヒートシーラーが適宜用いられうる。
　［電池形成工程］
　次に、図６を参照して本実施形態に係る電池形成工程（Ｓ４０）について説明する。図６は、図４に示す電池形成工程（Ｓ４０）のサブルーチンフローチャートである。本実施形態に係る電池形成工程（Ｓ４０）は、積層工程（Ｓ４１）および密封工程（Ｓ４２）を有する。
　（積層工程）
　図７は、積層工程（Ｓ４１）を模式的に示す断面図である。積層工程（Ｓ４１）では、複数の単セル２０を積層して発電要素である積層体１１を形成する。具体的には、図７に示すように、まず、単セル２０を搬送して積層（載置）する。次に、積層（載置）した単セル２０を積層方向から加圧して成形する。さらに、成形した単セル２０に新たな単セル２０を搬送して積層する。そして、積層された新たな単セル２０とともに前回積層した単セル２０を積層方向から加圧する。このとき、前回積層した単セル２０は既に成形されているため、積層された新たな単セル２０が成形される。この積層と加圧を繰り返して、最終的に成形された複数の単セル２０からなる積層体１１を形成する。
　ここで、電解液を含む電極３０は、柔らかく変形し易いため単セル２０を搬送する際に変形する可能性がある。また、上述したように、単セル形成工程においてセパレータや集電体３１に発生した皺によって、単セル２０の表面や内部には多数の凹凸が発生する可能性がある。
　本実施形態に係る積層工程によれば、単セル２０を積層する毎に加圧することによって、単セル２０の厚みを調整し、適切な電極間距離に成形することができる。これにより、単セル２０の内部抵抗を下げることができる。また、単セル２０の表面や内部の凹凸を加圧によって平らにすることができる。これにより、単セル２０間の接触抵抗を低減することができる。その結果、電池１０の内部抵抗を低減できる。
　積層工程において、単セル２０を加圧する際の圧力は、９．８［Ｐａ］以上３９．２［Ｐａ］以下であることが好ましく、１４．７［Ｐａ］以上３９．２［Ｐａ］以下であることがより好ましい。本実施形態に係る電池１０を電気自動車、ハイブリッド電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド燃料電池自動車などの車両の電源として用いる場合、車両に搭載した電池１０の単セル２０にかかる圧力は約９．８［Ｐａ］である。仮に、車両に搭載した際の圧力よりも積層工程における圧力が小さい場合、積層工程において成形した単セル２０が車両に搭載した際にかかる圧力によって変形する可能性がある。また、積層工程の圧力を大きくすることによって、短時間で単セル２０の厚みを調整して適切な電極間距離に成形することができる。このため、製造時間を短縮することができる。一方で、圧力を過度に大きくすると、セパレータが破損して短絡が生じる可能性がある。従って、単セル２０を加圧する際の圧力が、上述した下限値以上の値であれば、車両に搭載した際に変形することを抑制でき、単セル２０の成形に要する時間も短縮することができる。一方、単セル２０を加圧する際の圧力が上述した上限値以下の値であれば、積層工程の加圧によってセパレータが破損することを防止できる。
　また、加圧する際の圧力は、複数回行う加圧工程において一定とすることが好ましい。積層された単セル２０を全て同じ圧力で成形することによって、複数の単セル２０の厚みを一定にすることができる。
　なお、積層工程では、加圧した際に単セル２０を確実に成形する観点から、単セル２０を１枚ずつ積層加圧することが好ましいが、これに限定されず、複数の単セル２０を同時に積層加圧してもよい。また、本明細書中において「積層された単セル２０」は、複数積層された単セル２０に限定されず、１枚の単セル２０も含むものとする。換言すると、１回目に１枚の単セル２０を搬送して載置した場合、載置された１枚の単セル２０も「積層された単セル２０」と定義する。
　積層工程を実施するための積層装置や加圧装置については、特に制限はなく、従来公知の積層装置や加圧装置が適宜用いられうる。例えば、図８に示すような単セル２０の積層および加圧を連続して行う積層加圧装置１００を用いることができる。積層加圧装置１００は、積層部１１０、加圧部１２０、搬送部１３０および載置台１４０を有する。
　積層部１１０は、例えば、単セル２０を吸着力によって保持する吸着ヘッド１１１、および吸着ヘッド１１１を駆動するハンドロボット１１２によって構成することができる。吸着ヘッド１１１は、例えば、公知の負圧供給源に接続されて負圧によって吸着力を発揮する。
　加圧部１２０は、油圧等の流体圧を制御することによって加圧の圧力を調整自在なプレス機により構成することができる。加圧部１２０は、加圧面１２０Ｓを単セル２０の表面に面接触させて積層方向から加圧（面プレス）できる構成であることが好ましい。ここで、単セル２０の表面とは、単セル２０の外表面のうち積層方向に交差する面を意味する。加圧面１２０Ｓによって面プレスすることによって、単セル２０の厚みを一定にすることができるため、電極間距離を均一にすることができる。これにより、単セル２０間の接触抵抗を低減する効果がより高まる。また、ロールプレスのように線接触させる場合に比べて、面接触させることによって単セル２０の表面や内部の凹凸をより確実に平らにすることができる。
　また、加圧部１２０は、加圧面１２０Ｓを単セル２０の表面の全面に面接触させて加圧することが好ましい。仮に、単セル２０の表面を部分的に加圧した場合は、片あたりが発生し、単セル２０の厚みが面内で不均一となって内部抵抗が上昇する等の不具合が発生する可能性がある。単セル２０の表面の全面に面接触させて加圧することによって、単セル２０の厚みを均一に成形することができる。これにより、単セル２０間の接触抵抗を低減することができる。
　搬送部１３０は、積層部１１０と加圧部１２０との間を交互に移動可能に構成され、積層された単セル２０を積層部１１０および加圧部１２０に搬送する。外装体１２が金属缶ケースである場合は、金属缶ケース自体を搬送部１３０として用いることができる。この場合、積層加圧装置１００は、金属缶ケースの内部に単セル２０を積層しながら加圧し、積層後に金属缶ケースの蓋を閉じて密閉することができる。また、外装体１２がラミネートフィルムである場合には、ラミネートフィルムを搬送部１３０の上に載置し、そのラミネートフィルム上に単セル２０を積層しながら加圧し、積層後にラミネートフィルムの端部を封止することができる。
　載置台１４０上には、搬送部１３０の移動をガイドするローラーガイドや搬送部１３０の移動を規制して載置台１４０上から脱落しないようにするためのストッパーなどを配置してもよい。
　（密封工程）
　密封工程（Ｓ４２）では、発電要素である積層体１１を外装体１２の内部に封入する。これにより、図１に示すような電池１０を得ることができる。
　密封工程において積層体１１を外装体１２の内部に封入する方法については特に限定されない。例えば、外装体１２がラミネートフィルムである場合には、積層体１１を積層方向に沿った両側から挟持するように被覆して、端部を熱融着等によって封止する方法が挙げられる。また、外装体１２が金属缶ケースである場合は、積層体１１を金属缶ケースの内部に収容して密閉した後に、金属缶ケースの内部を公知の減圧装置を用いて減圧する方法が挙げられる。
　（初回充電工程）
　次に、初回充電工程について説明する。初回充電工程は、単セル形成工程（Ｓ２０）と電池形成工程（Ｓ４０）との間、または電池形成工程（Ｓ４０）の後に行う。
　初回充電工程では、単セル形成工程（Ｓ２０）で得た単セル２０、または電池形成工程（Ｓ４０）で得た電池１０に対して初回充電を行う。初回充電は、単セル２０または電池１０に加圧した状態で行うことが好ましい。初回充電工程において単セル２０または電池１０に対して加圧する際の圧力は、積層工程において単セル２０を加圧する際の圧力と同程度であることが好ましい。
　以上説明した本実施形態に係る電池１０の製造方法は、以下の効果を奏する。
　電池１０の製造方法は、正極集電体３１ａに電解液を含む正極活物質層３２ａが形成されてなる正極３０ａと、負極集電体３１ｂに電解液を含む負極活物質層３２ｂが形成されてなる負極３０bとを、セパレータを介して積層した単セル２０を複数積層する積層工程を有する。積層工程では、単セル２０を積層する毎に、積層された単セル２０を積層方向から加圧する。
　上記電池１０の製造方法によれば、単セル２０を積層する毎に加圧することによって、単セル２０の厚みを調整し、適切な電極間距離に成形することができる。このため、電池１０の内部抵抗を低減することができる。また、単セル２０の表面や内部の凹凸を加圧によって平らにすることができるため、単セル２０間の接触抵抗を低減することができる。その結果、電池１０の内部抵抗を低減できる。
　また、積層工程では、単セル２０を積層方向から加圧部の加圧面を面接触させて加圧（面プレス）することが好ましい。加圧部の加圧面によって面プレスすることによって、単セル２０の厚みを一定にすることができるため、電極間距離を均一にすることができる。これにより、単セル２０間の接触抵抗を低減する効果がより高まる。
　また、積層工程において、単セル２０を加圧する際の圧力は、１４．７［Ｐａ］以上３９．２［Ｐａ］以下であることが好ましい。単セル２０を加圧する際の圧力を車両に搭載した際にかかる圧力約９．８［Ｐａ］よりも大きくすることによって、車両に搭載した際にかかる圧力による単セル２０の変形を抑制できる。また、圧力を３９．２［Ｐａ］以下に設定することによって、セパレータが破損して短絡が生じることを抑制できる。
　また、電極３０の電極活物質層３２におけるバインダの含有量が、全固形分量１００質量％に対して、１質量％以下であることが好ましい。これにより、バインダの含有量を少なくするあるいはバインダを含有しないようにすることによって、電池のエネルギー密度を向上させることができる。また、電極活物質層３２が柔らかいため、積層後に加圧して成形することが困難である。本実施形態のように、単セル２０を積層する毎に加圧することによって、電極間距離を調整して電池１０の内部抵抗を低減する効果がより高まる。
　以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。
　［実施例］
　＜負極活物質被覆用樹脂溶液の作製＞
　撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロートおよび窒素ガス導入管を付した４つ口フラスコに、酢酸エチル８３部とメタノール１７部とを仕込み６８℃に昇温した。
　次いで、メタクリル酸２４２．８部、メチルメタクリレート９７．１部、２－エチルヘキシルメタクリレート２４２．８部、酢酸エチル５２．１部およびメタノール１０．７部を配合したモノマー配合液と、２，２’－アゾビス（２，４－ジメチルバレロニトリル）０．２６３部を酢酸エチル３４．２部に溶解した開始剤溶液とを４つ口フラスコ内に窒素を吹き込みながら、撹拌下、滴下ロートで４時間かけて連続的に滴下してラジカル重合を行った。滴下終了後、２，２’－アゾビス（２，４－ジメチルバレロニトリル）０．５８３部を酢酸エチル２６部に溶解した開始剤溶液を、滴下ロートを用いて２時間かけて連続的に追加した。さらに、沸点で重合を４時間継続した。溶媒を除去し、樹脂５８２部を得た後、イソプロパノールを１，３６０部加えて、樹脂固形分濃度３０質量％のビニル樹脂からなる負極活物質被覆用樹脂溶液を得た。
　＜被覆負極活物質の作製＞
　難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）（（株）クレハ・バッテリー・マテリアルズ・ジャパン製　カーボトロン（登録商標）ＰＳ（Ｆ））８８．４部を万能混合機に入れ、室温、１５０ｒｐｍで撹拌した状態で、上記で得られた負極活物質被覆用樹脂溶液（樹脂固形分濃度３０質量％）を樹脂固形分として１０部になるように６０分かけて滴下混合し、さらに３０分撹拌した。
　次いで、撹拌した状態でアセチレンブラック［デンカ（株）製　デンカブラック（登録商標）］１．６部を３回に分けて混合し、３０分撹拌したままで７０℃に昇温し、０．０１ＭＰａまで減圧し３０分保持し、被覆負極活物質を得た。なお、被覆負極活物質がコア－シェル構造を有していると考えると、コアとしての難黒鉛化性炭素粉末の平均粒子径は９μｍであった。また、被覆負極活物質１００質量％に対する、アセチレンブラックの固形分量は１．６質量％であった。
　＜被覆正極活物質の作製＞
　ニッケル・アルミ・コバルト酸リチウム（ＮＣＡ）（ＢＡＳＦ戸田バッテリーマテリアルズ合同会社製）１４０．０部を万能混合機に入れ、室温、１５ｍ／ｓで撹拌した状態で、上記で得られた正極活物質被覆用樹脂溶液（樹脂固形分濃度３０質量％）０．４８部にジメチルホルムアミド１４．６部を追加混合した溶液を３分かけて滴下混合し、さらに５分撹拌した。
　次いで、撹拌した状態でアセチレンブラック［デンカ（株）製　デンカブラック（登録商標）］８．６部を混合し、６０分撹拌したままで１４０℃に昇温し、０．０１ＭＰａまで減圧し５時間保持し、被覆正極活物質を得た。なお、被覆正極活物質がコア－シェル構造を有していると考えると、コアとしてのニッケル・アルミ・コバルト酸リチウム粉末の平均粒子径は６μｍであった。また、被覆正極活物質１００質量％に対する、アセチレンブラックの固形分量は０．１質量％であった。
　＜電解液の調製＞
　エチレンカーボネート（ＥＣ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）の混合溶媒（体積比率１：１）に、Ｌｉ［（ＦＳＯ２）２Ｎ］（ＬｉＦＳＩ）を２ｍｏｌ／Ｌの割合で溶解させて、電解液を得た。
　＜負極活物質スラリーの調製＞
　上記で得た被覆負極活物質から、平均粒子径（Ｄ５０）２０μｍのものを６１６部取り分け、平均粒子径（Ｄ５０）５μｍのものを２６４部取り分け、これに導電部材としての炭素繊維（大阪ガスケミカル（株）製　ドナカーボ・ミルド　Ｓ－２４３：平均繊維長５００μｍ、平均繊維径１３μｍ：電気伝導度２００ｍＳ／ｃｍ）７６．５部を添加し、１２０℃、１００ｍｍＨｇの減圧下で１６時間乾燥させ、含有水分の除去を行った。
　次に、ドライルーム中で、上記の乾燥済みの材料に、上記で得た電解液６３７．７部を添加した。この混合物を、混合撹拌機（ＤＡＬＴＯＮ社製、５ＤＭ－ｒ型（プラネタリーミキサー））を用いて、自転：６３ｒｐｍ、公転：１０７ｒｐｍの回転数で３０分撹拌することにより、固練りを実施した。
　その後、上記で得た電解液６３８．９ｇをさらに添加し、上記と同様の混合撹拌機を用いて、自転：６３ｒｐｍ、公転：１０７ｒｐｍの回転数で１０分×３回撹拌することにより、固練りを実施した。このようにして、負極活物質スラリーを得た。なお、このようにして得られた負極活物質スラリーの固形分濃度は４１質量％であった。
　＜正極活物質スラリーの調製＞
　上記で得た被覆正極活物質１５４３．５部に導電部材としての炭素繊維（大阪ガスケミカル（株）製　ドナカーボ・ミルド　Ｓ－２４３：平均繊維長５００μｍ、平均繊維径１３μｍ：電気伝導度２００ｍＳ／ｃｍ）３１．５部を添加し、１２０℃、１００ｍｍＨｇの減圧下で１６時間乾燥させ、含有水分の除去を行った。
　次に、ドライルーム中で、上記の乾燥済みの材料に、上記で得た電解液３９３．８部を添加した。この混合物を、混合撹拌機（ＤＡＬＴＯＮ社製、５ＤＭ－ｒ型（プラネタリーミキサー））を用いて、自転：６３ｒｐｍ、公転：１０７ｒｐｍの回転数で３０分撹拌することにより、固練りを実施した。
　その後、上記で得た混合物に電解液４１７．６部をさらに添加し、上記と同様の混合撹拌機を用いて、自転：６３ｒｐｍ、公転：１０７ｒｐｍの回転数で１０分×３回撹拌することにより、攪拌希釈を実施した。このようにして、正極活物質スラリーを得た。なお、このようにして得られた正極活物質スラリーの固形分濃度は６６質量％であった。
　＜樹脂集電体の作製＞
　２軸押出機にて、ポリプロピレン［商品名「サンアロマー（登録商標）ＰＬ５００Ａ」、サンアロマー（株）製］（Ｂ－１）７５質量％、アセチレンブラック（ＡＢ）（デンカブラック（登録商標））２０質量％、樹脂集電体用分散剤（Ａ）として変性ポリオレフィン樹脂（三洋化成工業（株）製ユーメックス（登録商標）１００１）５質量％を１８０℃、１００ｒｐｍ、滞留時間１０分の条件で溶融混練して樹脂集電体用材料を得た。得られた樹脂集電体用材料を、押し出し成形することで、樹脂集電体（２０％ＡＢ－ＰＰ）を得た。
　＜電極の作製＞
　上記で得られた負極活物質スラリーおよび正極活物質スラリーを樹脂集電体の表面に塗工してプレス処理を施した。これにより負極および正極を得た。
　＜単セルの作製＞
　次に、正極および負極を、セパレータを介して積層して単セル２０を得た。正極の樹脂集電体の外周部と負極の樹脂集電体の外周部との間には、シール部を配置した。その後、単セルの外周部をヒートシールした。
　＜単セルの積層工程＞
　図７に示すように、上記で得られた単セルを１枚ずつ積層する毎に、積層された単セル２０を積層方向から加圧（面プレス）した。面プレスの加圧面は、単セル２０の表面の全面に面接触させた。加圧する際の圧力は、１４．７［Ｐａ］とした。単セル２０の加圧と積層を繰り返して積層体１１を得た。
　＜電池の作製＞
　上記で得られた積層体１１をラミネートフィルムに収納して密封して電池を得た。
　［比較例］
　図９に示すように、積層工程において、単セル２０を全て積層した積層体１１を形成した後に、積層体１１を一括で積層方向から加圧（面プレス）した。面プレスの加圧面は、積層体１１の表面の全面に面接触させた。他の製造工程は、実施例と同様である。加圧する際の圧力は、１４．７［Ｐａ］とした。
　［電池の評価］
　実施例および比較例で製造した電池をＳＯＣ５０％まで充電し、ＤＣＲ（直流抵抗）の１０秒値を測定し、抵抗値を算出した。抵抗値を下記の表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、実施例で単セルを積層する毎に、積層された単セル２０を積層方向から加圧した場合は、比較例で積層した後に一括で加圧する場合に比べて電池の内部抵抗が下がることが分かった。これは以下の理由によるものと考えられる。
　比較例のように積層体１１を一括で積層方向から加圧した場合、単セル２０の厚みが不均一となり、単セル２０の表面や内部に凹凸が残った。一方、実施例のように単セルを積層する毎に加圧することによって、単セル２０の厚みを均一に調整し、単セル２０の表面や内部の凹凸を加圧によって平らにすることができた。その結果、単セル２０の内部抵抗および単セル２０間の接触抵抗が低減し、電池の内部抵抗が下がったためである。
　本出願は、２０１８年４月９日に出願された日本国特許出願第２０１８－０７４６９２号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。
１０　　電池、
１１　　積層体、
１２　　外装体、
２０　　単セル、
３０　　電極、
３０ａ　正極、
３０ｂ　負極、
３１　　集電体、
３１ａ　正極集電体、
３１ｂ　負極集電体、
３２　　電極活物質層、
３２ａ　正極活物質層、
３２ｂ　負極活物質層、
４０　　電解質層、
５０　　シール部、
１００　積層加圧装置、
１１０　積層部、
１２０　加圧部。

Claims (4)

  1. 　正極集電体に電解液を含む正極活物質層が形成されてなる正極と、負極集電体に電解液を含む負極活物質層が形成されてなる負極とを、セパレータを介して積層した単セルを複数積層する積層工程を有し、
    　前記積層工程では、前記単セルを積層する毎に、積層された前記単セルを積層方向から加圧する、電池の製造方法。
  2. 　前記積層工程では、前記単セルに積層方向から加圧部の加圧面を面接触させて加圧する、請求項１に記載の電池の製造方法。
  3. 　前記積層工程において、前記単セルを加圧する際の圧力は、１４．７［Ｐａ］以上３９．２［Ｐａ］以下である、請求項１または請求項２に記載の電池の製造方法。
  4. 　前記正極および前記負極の電極活物質層におけるバインダの含有量が、全固形分量１００［質量％］に対して、１［質量％］以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池の製造方法。
PCT/JP2019/012805 2018-04-09 2019-03-26 電池の製造方法 WO2019198495A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980024198.8A CN111937209B (zh) 2018-04-09 2019-03-26 电池的制造方法
US16/979,898 US11652241B2 (en) 2018-04-09 2019-03-26 Battery manufacturing method
EP19786143.8A EP3780216A4 (en) 2018-04-09 2019-03-26 BATTERY MANUFACTURING PROCESS

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018074692A JP7037992B2 (ja) 2018-04-09 2018-04-09 電池の製造方法
JP2018-074692 2018-04-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019198495A1 true WO2019198495A1 (ja) 2019-10-17

Family

ID=68163604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/012805 WO2019198495A1 (ja) 2018-04-09 2019-03-26 電池の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11652241B2 (ja)
EP (1) EP3780216A4 (ja)
JP (1) JP7037992B2 (ja)
CN (1) CN111937209B (ja)
WO (1) WO2019198495A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020105156A1 (de) 2020-02-27 2021-09-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Elektrode
DE102020105155A1 (de) 2020-02-27 2021-09-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Elektrode

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010135265A (ja) * 2008-12-08 2010-06-17 Nissan Motor Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2011151016A (ja) * 2004-12-10 2011-08-04 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ電池
JP2013254727A (ja) 2012-05-07 2013-12-19 Nitto Denko Corp 積層型導電シート、その製造方法、集電体およびバイポーラ電池
JP2017098235A (ja) * 2015-11-12 2017-06-01 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池
JP2017117729A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 三洋化成工業株式会社 積層電池の製造装置
JP2018074692A (ja) 2016-10-27 2018-05-10 三菱電機株式会社 電力変換装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100515572B1 (ko) * 2000-02-08 2005-09-20 주식회사 엘지화학 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조 방법
JP2007273350A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Toyota Motor Corp 積層型電池およびその製造方法
JP5382130B2 (ja) * 2009-11-02 2014-01-08 トヨタ自動車株式会社 固体電解質電池の製造方法
KR101269943B1 (ko) * 2010-12-02 2013-05-31 주식회사 엘지화학 전지셀 제조 장치
JP5741689B2 (ja) * 2011-07-08 2015-07-01 株式会社村田製作所 全固体電池およびその製造方法
WO2014126432A1 (ko) * 2013-02-15 2014-08-21 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전극 조립체 및 그 제조방법
JP6295638B2 (ja) 2013-12-18 2018-03-20 日産自動車株式会社 二次電池の製造方法、製造装置及び当該製造装置に用いられる押圧力付与部材
KR102416651B1 (ko) * 2014-02-25 2022-07-04 미쯔비시 케미컬 주식회사 비수계 전해액 및 그것을 사용한 비수계 전해액 2 차 전지
KR20170041470A (ko) * 2015-10-07 2017-04-17 주식회사 엘지화학 전극조립체를 구성하는 분리막의 기공 내에 겔화 전해액 성분을 포함하고 있는 전지셀
JP6534975B2 (ja) * 2016-08-16 2019-06-26 トヨタ自動車株式会社 バイポーラ電池
JP2018073641A (ja) * 2016-10-31 2018-05-10 株式会社日立製作所 二次電池、及び二次電池の製造方法
JP6787241B2 (ja) * 2017-04-28 2020-11-18 トヨタ自動車株式会社 電極積層体及び電池の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151016A (ja) * 2004-12-10 2011-08-04 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ電池
JP2010135265A (ja) * 2008-12-08 2010-06-17 Nissan Motor Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2013254727A (ja) 2012-05-07 2013-12-19 Nitto Denko Corp 積層型導電シート、その製造方法、集電体およびバイポーラ電池
JP2017098235A (ja) * 2015-11-12 2017-06-01 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池
JP2017117729A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 三洋化成工業株式会社 積層電池の製造装置
JP2018074692A (ja) 2016-10-27 2018-05-10 三菱電機株式会社 電力変換装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3780216A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020105156A1 (de) 2020-02-27 2021-09-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Elektrode
DE102020105155A1 (de) 2020-02-27 2021-09-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Elektrode

Also Published As

Publication number Publication date
US20210028496A1 (en) 2021-01-28
EP3780216A1 (en) 2021-02-17
CN111937209B (zh) 2024-06-11
US11652241B2 (en) 2023-05-16
JP7037992B2 (ja) 2022-03-17
CN111937209A (zh) 2020-11-13
EP3780216A4 (en) 2021-06-09
JP2019186004A (ja) 2019-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3188292B1 (en) Electrical connection structure
JP5200367B2 (ja) 双極型電池用電極
JP7190314B2 (ja) 双極型二次電池
US10388957B2 (en) Lithium ion battery electrode
US10431810B2 (en) Method for making lithium ion battery electrode
JP5418088B2 (ja) リチウムイオン二次電池用集電体
JP6785110B2 (ja) リチウムイオン電池用集電体及びリチウムイオン電池
JP2019216061A (ja) リチウムイオン電池用電極、及び、リチウムイオン電池
JP2011060559A (ja) リチウムイオン二次電池用電極
WO2019198495A1 (ja) 電池の製造方法
JP2021082391A (ja) リチウムイオン電池モジュール及び電池パック
WO2019198454A1 (ja) 電池の製造方法
WO2019198453A1 (ja) 電池の製造方法
CN108365164B (zh) 电池的制造方法
JP5515257B2 (ja) 双極型二次電池
JP7097283B2 (ja) 電池用電極の製造方法および電池用電極の製造装置
CN111937211B (en) Method for manufacturing battery
JP7510749B2 (ja) リチウムイオン電池の製造方法
JP7256706B2 (ja) 全固体リチウムイオン二次電池用電極活物質成形体、全固体リチウムイオン二次電池用電極、全固体リチウムイオン二次電池及び全固体リチウムイオン二次電池用電極活物質成形体の製造方法
CN117637982A (zh) 电极、电池和电极的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19786143

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019786143

Country of ref document: EP

Effective date: 20201109