特開 2022-139499 二次電池の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022139499

(43)【公開日】2022-09-26

(54)【発明の名称】二次電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20220915BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20220915BHJP

   H01G 11/84 20130101ALI20220915BHJP

   H01G 11/26 20130101ALI20220915BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 W

H01M10/0587

H01G11/84

H01G11/26

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021039917

(22)【出願日】2021-03-12

(71)【出願人】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100136423

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(72)【発明者】

【氏名】原 尊

【テーマコード（参考）】

5E078

5H028

5H029

【Ｆターム（参考）】

5E078AB13

5E078BA73

5E078LA02

5H028AA05

5H028BB04

5H028BB05

5H028CC12

5H028HH05

5H029AJ14

5H029AK03

5H029AL07

5H029BJ02

5H029BJ14

5H029CJ02

5H029CJ03

5H029HJ04

(57)【要約】

【課題】電極体の内部における乾燥ムラの発生を抑制できる技術を提供する。
【解決手段】ここに開示される製造方法は、少なくとも一対の矩形面を有する電極体と、該電極体を収容する電池ケースと、を備える二次電池の製造方法である。当該方法は、上記電池ケースに上記電極体を収容して、電池組立体を作製すること；上記電池組立体の上記電池ケースの外側に、上記電池ケースの対向する２面であって、該ケース内部に収容された上記電極体の上記一対の矩形面のそれぞれと対向する２面を挟むように把持具を配置して、上記電池組立体を把持すること；および、上記電池組立体を把持し、かつ、加熱した状態で、上記電池組立体の内部を乾燥させること、を包含する。ここで、上記把持において、上記電極体の上記矩形面の長辺方向の中心線を含む中央領域に、上記矩形面の他の領域よりも大きな拘束圧が付与される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極、負極、および該正極と該負極とを離隔するセパレータを備え、少なくとも一対の矩形面を有する電極体と、該電極体を収容する電池ケースと、を備える二次電池を製造する方法であって、
前記電池ケースに前記電極体を収容して、電池組立体を作製すること；
前記電池組立体の前記電池ケースの外側に、前記電池ケースの対向する２面であって、該ケース内部に収容された前記電極体の前記一対の矩形面のそれぞれと対向する２面を挟むように把持具を配置して、前記電池組立体を把持すること；および、
前記電池組立体を把持し、かつ、加熱した状態で、前記電池組立体の内部を乾燥させること、
を包含し、
ここで、前記把持において、前記電極体の前記矩形面の長辺方向の中心線を含む中央領域に、該中央領域を除く前記矩形面の他の領域よりも大きな拘束圧が付与される、製造方法。

【請求項2】

前記電極体における前記矩形面の長辺方向の長さＬ１と、前記中央領域の前記長辺方向の長さＬ２との比（Ｌ２／Ｌ１）は、１／８以上１／２以下である、請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記長さＬ１は、１００ｍｍ以上である、請求項１または２に記載の製造方法。

【請求項4】

前記正極は、長尺な帯状の正極シートであり、
前記負極は、長尺な帯状の負極シートであり、
前記電極体は、前記正極シートおよび前記負極シートが、前記セパレータを介在させつつ積層されて、シート長手方向に直交する捲回軸を中心として捲回された捲回電極体であり、
ここで、前記正極シート、前記負極シート、および前記セパレータの積層面は、前記捲回軸方向の両端から前記電極体の外部に対して開放されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項5】

前記把持具は、前記中央領域との対向領域で前記電池ケースと接しており、前記他の領域との対向領域で前記電池ケースと接していない、請求項１～４に記載の製造方法。

【請求項6】

前記把持具には、発熱体が装着されている、請求項５に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の二次電池は、車両や携帯端末等の様々な分野において広く使用されている。この種の二次電池の典型例として、正極、負極、および該正極と該負極とを離隔するセパレータを備える電極体と、該電極体を収容する電池ケースと、を備える構成のものが挙げられる。

【0003】

上記構成の二次電池を製造する方法として、例えば特許文献１に記載の方法が挙げられる。特許文献１では、電極体が電池ケースに収容されており、かつ、電解液が注液されていない状態の電池組立体の内部を乾燥させる工程について、記載されている。当該文献で開示される製造方法は、以下の工程：電極体が電池ケースに収容された状態の電池組立体を真空乾燥炉の内部に配置する配置工程；真空乾燥炉の内部を昇温かつ減圧された状態にして、電池組立体を乾燥させる乾燥工程；および、電池組立体を乾燥させた後に、真空乾燥炉の内部を昇圧する昇圧工程、を包含する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－６２６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記のような電池組立体の乾燥において、電極体の内部に乾燥ムラがあると、電流の分布や電位の分布に不均一さを生じさせる要因となり得るため、好ましくない。

【0006】

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電極体の内部における乾燥ムラの発生を抑制できる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ここに開示される二次電池の製造方法は、正極、負極、および該正極と該負極とを離隔するセパレータを備え、少なくとも一対の矩形面を有する電極体と、該電極体を収容する電池ケースと、を備える二次電池を製造する方法である。当該製造方法は、上記電池ケースに上記電極体を収容して、電池組立体を作製すること；上記電池組立体の上記電池ケースの外側に、上記電池ケースの対向する２面であって、該ケース内部に収容された上記電極体の上記一対の矩形面のそれぞれと対向する２面を挟むように把持具を配置して、上記電池組立体を把持すること；および、上記電池組立体を把持し、かつ、加熱した状態で、上記電池組立体の内部を乾燥させること、を包含する。ここで、上記把持において、上記電極体の上記矩形面の長辺方向の中心線を含む中央領域に、該中央領域を除く上記矩形面の他の領域よりも大きな拘束圧が付与される。

【0008】

かかる構成の製造方法では、電極体の中央領域に、他の領域よりも大きな拘束圧を付与しながら電池組立体を乾燥させている。これによって、当該中央領域からの水分の除去を促し、電極体の内部に乾燥ムラが発生するのを抑制することができる。

【0009】

ここに開示される製造方法の好適な一態様では、上記電極体における上記矩形面の長辺方向の長さＬ１と、上記中央領域の上記長辺方向の長さＬ２との比（Ｌ２／Ｌ１）は、１／８以上１／２以下である。上記比（Ｌ２／Ｌ１）を上記範囲となるように設定した構成において、ここで開示される技術の効果は、適切に実現され得る。

【0010】

ここに開示される製造方法の好適な他の一態様では、上記長さＬ１は、１００ｍｍ以上である。ここで開示される技術の効果は、長さＬ１が１００ｍｍ以上の電極体を有する電池組立体を乾燥させる時、好ましく発揮され得る。

【0011】

ここに開示される製造方法の好適な他の一態様では、上記正極は、長尺な帯状の正極シートであり、上記負極は、長尺な帯状の負極シートである。上記電極体は、上記正極シートおよび上記負極シートが、上記セパレータを介在させつつ積層されて、シート長手方向に直交する捲回軸を中心として捲回された捲回電極体である。ここで、上記正極シート、上記負極シート、および上記セパレータの積層面は、上記捲回軸方向の両端から上記電極体の外部に対して開放されている。上記構成の捲回電極体の乾燥では、電極体中の水分が開放積層面から外部に出ていくため、捲回電極体では乾燥ムラが発生しやすい。ここで開示される技術の効果は、捲回電極体を有する電池組立体を乾燥させる時、好ましく発揮され得る。

【0012】

ここに開示される製造方法の好適な他の一態様では、上記把持具は、上記中央領域との対向領域で上記電池ケースと接しており、上記他の領域との対向領域で上記電池ケースと接していない。かかる構成によると、中央領域からの水分の除去をより選択的に促進することができる。

【0013】

ここに開示される製造方法の好適な他の一態様では、上記把持具には、発熱体が装着されている。かかる構成によると、上記効果をより好ましく実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】一実施形態に係る製造方法によって製造される二次電池を模式的に示す斜視図である。

【図2】一実施形態に係る製造方法で用いられる電極体を模式的に示す斜視図である。

【図3】一実施形態に係る製造方法で用いられる電極体の構成を示す模式図である。

【図4】一実施形態に係る製造方法における把持工程を説明する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら、ここで開示される技術のいくつかの好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、ここで開示される技術を特徴付けない二次電池の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここで開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

【0016】

本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電が可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池（化学電池）と、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）と、を包含する概念である。

【0017】

本明細書において参照する各図における符号Ｘは「奥行方向」を示し、符号Ｙは「幅方向」を示し、符号Ｚは「高さ方向」を示す。また、奥行方向ＸにおけるＦは「前」を示し、Ｒｒは「後」を示す。幅方向ＹにおけるＬは「左」を示し、Ｒは「右」を示す。そして、高さ方向ＺにおけるＵは「上」を示し、Ｄは「下」を示す。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、二次電池の設置形態を何ら限定するものではない。

【0018】

ここで開示される製造方法を実施することによって得られる二次電池の一例を、図１に示す。図１は、一実施形態に係る製造方法によって製造される二次電池を模式的に示す斜視図である。二次電池１００は、図示されない電極体および電解液と、該電極体および該電解液を収容する電池ケース１０と、を備えている。二次電池１００は、ここではリチウムイオン二次電池である。なお、電解液については、この種の二次電池において使用され得るものを特に制限なく使用することができ、ここに開示される技術を特徴づけるものではないため詳細な説明を省略する。

【0019】

電池ケース１０は、開口を有するケース本体１２と、開口を塞ぐ蓋体１４と、を備えている。電池ケース１０は、ケース本体１２の開口の周縁に蓋体１４が接合されることによって、一体化されて気密に封止（密閉）されている。蓋体１４には、注液孔１５と、安全弁１７と、正極外部端子３０と、負極外部端子４０と、が設けられている。注液孔１５は、電池ケース１０内に電解液を注液するための孔であり、封止栓１６により封止されている。安全弁１７は、電池ケース１０内の圧力が所定値以上になったときに破断して、電池ケース１０内のガスを外部に排出するように構成された薄肉部である。正極外部端子３０および負極外部端子４０は、電池ケース１０内に収容された電極体と電気的に接続されている。

【0020】

電池ケース１０は、一対の矩形状幅広面１２ｂと、一対の幅広面１２ｂの間にある４つの矩形状側面と、を有する六面箱型状に形成されている。電池ケース１０は、一対の矩形状幅広面１２ｂの他、矩形状の底面１２ａと、一対の矩形状幅狭面１２ｃと、を有している。即ち、図１において、上記４つの矩形状側面のうちの３つが、底面１２ａと、一対の幅狭面１２ｃとで構成されており、残りの一つが蓋体１４で構成されている。

【0021】

電池ケース１０は、例えば金属製である。電池ケース１０を構成する金属材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金等が挙げられる。あるいは、電池ケース１０はポリイミド樹脂等の耐熱性樹脂材料により構成されてもよい。

【0022】

電極体は、二次電池１００の発電要素であり、正極、負極、および該正極と該負極とを離隔するセパレータを備えている。図２は、一実施形態に係る製造方法で用いられる電極体を模式的に示す斜視図である。図３は、一実施形態に係る製造方法で用いられる電極体の構成を示す模式図である。図２，３に示すように、電極体２０には、正極内部端子５０と負極内部端子６０とが取り付けられている。正極内部端子５０は、正極外部端子３０（図１参照）と接続される。負極内部端子６０は、負極外部端子４０（図１参照）と接続される。

【0023】

図３に示すように、電極体２０は、正極２２および負極２４を有する。電極体２０は、ここでは、長尺な帯状の正極シート２２と帯状の長尺な帯状の負極シートとが長尺な帯状のセパレータ２６を介して積層され、シート長手方向に直交する捲回軸ＷＬを中心として捲回された、扁平形状の捲回電極体である。図２に示すように、電極体２０は、一対の矩形面２０ａと、一対の幅方向Ｙの端面２０ｂと、を有している。端面２０ｂは、正極２２、負極２４、およびセパレータ２６の積層面であり、電極体２０の外部に対して開放されている。

【0024】

詳細な図示は省略するが、電極体２０は、捲回軸ＷＬが幅方向Ｙと平行になる向きで、外装体１２の内部に配置されている。図１の電池ケース１０内に収容された状態において、電極体２０の一対の矩形面２０ａは、電池ケース１０の幅広面１２ｂと対向している。また、一対の端面２０ｂは、幅狭面１２ｃと対向している。

【0025】

正極シート２２は、長尺な帯状の正極集電箔２２ｃ（例えばアルミニウム箔）と、正極集電箔２２ｃの少なくとも一方の表面上に固着された正極活物質層２２ａとを有する。特に限定するものではないが、正極シート２２の幅方向Ｙにおける一方の側縁部には、必要に応じて、正極保護層２２ｐが設けられていてもよい。なお、正極活物質層２２ａや正極保護層２２ｐを構成する材料は、この種の二次電池において使用されるものを特に制限なく使用することができ、ここに開示される技術を特徴づけるものではないため、ここでの詳細な説明は省略する

【0026】

正極集電箔２２ｃの幅方向Ｙの一方の端部（図３の左端部）には、複数の正極タブ２２ｔが設けられている。複数の正極タブ２２ｔは、それぞれ幅方向Ｙの一方側（図３の左側）に向かって突出している。複数の正極タブ２２ｔは、正極板２２の長手方向に沿って間隔を置いて（間欠的に）設けられている。正極タブ２２ｔは、正極集電箔２２ｃの一部であり、正極集電箔２２ｃの正極活物質層２２ａおよび正極保護層２２ｐが形成されていない部分（集電箔露出部）である。複数の正極タブ２２ｔは幅方向Ｙの一方の端部（図３の左端部）で積層され、正極タブ群２３を構成している。正極タブ群２３に、正極内部端子５０が接合されている。

【0027】

負極シート２４は、長尺な帯状の負極集電箔２４ｃ（例えば銅箔）と、負極集電箔２４ｃの少なくとも一方の表面上に固着された負極活物質層２４ａと、を有する。なお、負極活物質層２４ａを構成する材料は、この種の二次電池において使用されるものを特に制限なく使用することができ、ここに開示される技術を特徴づけるものではないため、ここでの詳細な説明は省略する。

【0028】

負極集電箔２４ｃの幅方向Ｙの一方の端部（図３の右端部）には、複数の負極タブ２４ｔが設けられている。複数の負極タブ２４ｔは、幅方向Ｙの一方側（図３の右側）に向かって突出している。複数の負極タブ２４ｔは、負極板２４の長手方向に沿って間隔を置いて（間欠的に）設けられている。負極タブ２４ｔは、ここでは負極集電箔２４ｃの一部であり、負極集電箔２４ｃの負極活物質層２４ａが形成されていない部分（集電箔露出部）である。複数の負極タブ２４ｔは幅方向Ｙの一方の端部（図３の右端部）で積層され、負極タブ群２５を構成している。負極タブ群２５に、負極内部端子６０が接合されている。

【0029】

ここで開示される二次電池の製造方法は、少なくとも以下の工程（１）～（３）：
（１）電池組立体作製工程；
（２）把持工程；および、
（３）乾燥工程、
を包含する。

【0030】

（１）電池組立体作製工程では、電池ケースに電極体を収容して、電池組立体を作製する。本工程は、電極体２０および蓋体１４との合体物を作製すること、該合体物をケース本体１２に収容すること、および、ケース本体１２を封口すること、を含み得る。本工程を限定する意図はないが、まず、電極体２０を従来公知の方法で作製する。次いで、電極体２０の正極タブ群２３に正極内部端子５０を取り付け、さらに負極タブ群２５に負極内部端子６０を取り付けて、電極体と内部端子との合体物（第１合体物）を用意する。次いで、第１合体物と蓋体１４とを一体化して、第２合体物を用意する。具体的には、例えば、蓋体１４に予め取り付けられた正極外部端子３０と第１合体物の正極内部端子５０とを接合する。同様に、蓋体１４に予め取り付けられた負極外部端子４０と第１合体物の負極内部端子６０とを接合する。接合手段としては、例えば、超音波接合、抵抗溶接、レーザ溶接等を用いることができる。

【0031】

次いで、第２合体物を、ケース本体１２に収容する。具体的には、例えば、絶縁性の樹脂シート（例えばポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン製）を、袋状または箱状に折り曲げて作製した電極体ホルダに電極体２０を収容する。そして、電極体ホルダで覆われた電極体２０を、ケース本体に挿入する。この状態で、ケース本体１２の開口部に蓋体１４を重ね合わせて、ケース本体１２と蓋体１４とを溶接する。このようにして、ケース本体１２を封口し、電池組立体を作製する。なお、電池組立体は、電池ケース１０内に電解液を含まない。また、電池ケース１０に収容される電極体２０の数は特に限定されず、１個であってよく、複数（２以上）であってよい。

【0032】

（２）把持工程では、把持具を用いて電池組立体を把持する。図４は、一実施形態に係る製造方法における把持工程を説明する斜視図である。本工程では、図４に示すように、電池組立体１０１の電池ケース１０の外側に、電池ケース１０の対向する２面であって、該ケース内部に収容された電極体２０の一対の矩形面２０ａ（図２参照）のそれぞれと対向する２面（即ち、幅広面１２ｂ）を挟むように把持具２００を配置して、電池組立体１０１を把持する。把持具２００は、複数の把持板２１０を有している。複数の把持板２１０は所定の方向（図４では、電池組立体１０１の奥行方向Ｘ）に配列している。奥行方向Ｘにおいて、隣接する２つの把持板の間（図４における把持板２１１と把持板２１２との間の空間Ｓ１）には、電池組立体１０１が配置されている。図４において、説明の便宜上、電池組立体１０１のＦ側に配置される把持板を把持板２１１、および、電池組立体１０１のＲｒ側に配置される把持板を把持板２１２と称する。また、把持板２１１および把持板２１２、ならびにこれらの間に配置される電池組立体１０１からなる構成物を、把持体３００と称する。

【0033】

本実施形態では、隣接する２つの把持体３００の間の空間Ｓ２に、弾性体（例えば、ばね）を配置することによって、各電池組立体１０１に所定の拘束圧が付与されている。かかる拘束圧は、例えば、０．５Ｍｐａ～５Ｍｐａの範囲で、ここで開示される技術の効果を実現できるように設定されている。

【0034】

図２，４に示すように、把持板２１０は、電極体２０の中央領域２０１（詳しくは後述）には、中央領域２０１を除く矩形面２０ａの他の領域よりも大きな拘束圧が付与されるように配置される。ここで、「他の領域」とは、例えば、図２における、中央領域２０１の左側にある左側端部領域２０２、および、中央領域２０１の右側にある右側端部領域２０３である。一例として、把持板２１０は、ケース本体１２の幅広面１２ｂにおける、電極体２０の中央領域２０１と対向する領域（便宜上、以下「領域Ａ」と称する。）で電池ケース１０（ケース本体１２）と接しているが、上記他の領域との対向する領域（便宜上、以下「領域Ｂ」と称する。）で電池ケース１０（ケース本体１２）と接していない。この時、領域Ａには把持具２００からの拘束圧が付与されるが、領域Ｂには拘束圧が付与されない。

【0035】

電極体２０の中央領域２０１は、図２に示すように、電極体２０の矩形面２０ａの長辺方向Ｙ（以下、「幅方向Ｙ」を適宜「長辺方向Ｙ」ともいう。）の中心線Ｃを含む領域である。ここで、「中心線Ｃを含む」とは、中央領域２０１中に中心線Ｃを含んでいればよく、当該領域の中心線が中心線Ｃである場合と、当該領域の中心線が中心線Ｃでない場合とを包含する。中央領域２０１の中心線が中心線Ｃでない場合、中央領域２０１の中心線と中心線Ｃとの距離が１／４Ｌ２以下となるように設定するとよい（長さＬ２については後述）。

【0036】

電極体２０の矩形面２０ａの長辺方向Ｙにおける長さＬ１と、中央領域２０１の同方向の長さＬ２との比（Ｌ２／Ｌ１）は、例えば、１／８以上とすることができ、乾燥ムラを低減する観点から、好ましくは１／６以上であり、より好ましくは１／４以上である。また、比（Ｌ２／Ｌ１）は、例えば、１／２以下とすることができ、乾燥ムラを低減する観点から、好ましくは２／５以下であり、より好ましくは１／３以下である。

【0037】

本発明者の検討によると、上記長さＬ１が大きくなるほど乾燥ムラが発生しやすいことがわかっている。ここで開示される技術の効果は、上記長さＬ１が１００ｍｍ以上の電極体を有する二次電池の製造において好ましく実現され得る。また、上記長さＬ１が２００ｍｍ以上、２５０ｍｍ以上、あるいは３００ｍｍ以上であっても、ここで開示される技術の効果を好ましく実現することができる。上記長さＬ１は、特に限定するものではないが、例えば、１０００ｍｍ以下とすることができる。

【0038】

（３）乾燥工程では、電池組立体１０１を把持し、かつ、加熱した状態で、電池組立体１０１の内部を乾燥させる。例えば、電池組立体１０１の温度が予め定められた温度になるまで加熱し、当該温度に達してから所定の時間（例えば、１０分～４時間）維持するとよい。当該温度は、電池組立体１０１の内部から水分を十分に除去し得る温度であれば特に限定されないが、例えば、１００℃以上１５０℃以下となるように設定するとよい。

【0039】

電池組立体１０１の加熱する方法としては、例えば、発熱体を用いることが挙げられる。発熱体としては、例えば、プレートヒータや電熱ヒータ等の従来公知の発熱体を使用してよい。例えば、乾燥チャンバ内に電池組立体１０１と発熱体とを収容し、乾燥チャンバ内を加熱することによって、電池組立体１０１を加熱する。この場合、まず、乾燥チャンバ内に、把持具２００を用いて把持された状態の電池組立体１０１を配置する。次いで、発熱体のスイッチをオンにして、乾燥チャンバ内を加熱する。この時、乾燥チャンバ内の温度が予め定められた温度になるまで加熱し、当該温度に達してから所定の時間（例えば、１０分～４時間）維持するとよい。

【0040】

ここで開示される技術のある一態様では、把持具２００には、発熱体が装着されている。ここで、「発熱体が装着されている」とは、把持具２００と発熱体とが一体化していることを意味し、把持具２００（例えば把持板２１０）自体が発熱体を兼ねる場合を包含する。一例として、まず、発熱体としてプレートヒータを用い、該プレートヒータ上に、把持具２００を用いて把持された状態の電池組立体１０１を配置する。この時、発熱体（プレートヒータ）と把持具２００とは、一体化している。次いで、プレートヒータのスイッチをオンにして、把持具２００を加熱すると、電池組立体１０１に伝熱する。この時、電池組立体１０１の温度が予め定められた温度になるまで加熱し、当該温度に達してから所定の時間（例えば、１０分～４時間）維持するとよい。本態様では、乾燥チャンバを使用してよく、上記のように乾燥チャンバ内を加熱してよい。

【0041】

乾燥チャンバを使用する場合、必要に応じて乾燥チャンバ内を減圧することができる。例えば、乾燥チャンバに真空ポンプを接続し、該真空ポンプのスイッチをオンにして、乾燥チャンバ内を減圧する。乾燥チャンバ内の圧力が予め定められた圧力まで低下するまで減圧し、当該圧力に達してから所定の時間（例えば、１時間～３時間）維持するとよい。当該圧力は、特に限定されないが、大気圧（０．１ＭＰａ）に対して、例えば、－０．０５ＭＰａ以下、－０．０８ＭＰａ以下、－０．０９ＭＰａ以下とすることができ、より低い圧力であるほどよい。

【0042】

なお、乾燥チャンバ内を減圧すると、水の沸点が低下する。そのため、乾燥チャンバ内の減圧を行う場合、加熱時の温度を上記よりも低く設定することができる。乾燥チャンバ内の温度を６０℃以上（例えば７０℃以上、８０℃以上、９０℃以上）としてよい。

【0043】

乾燥工程の後、発熱体（例えばプレートヒータ）のスイッチをオフにして、電池組立体１０１の温度（乾燥チャンバ内の温度）を低下させる。また、乾燥チャンバ内を減圧している場合は、真空ポンプのスイッチをオフにして、概ね大気圧と同程度になるまで乾燥チャンバ内を昇圧する。

【0044】

電池組立体１０１を乾燥チャンバから取り出し、従来公知の方法にて注液孔１５を介して、電池ケース１０に電解液を注液する。その後、注液孔１５を封止栓１６にて封止することで、二次電池１００が得られる。そして、所定の条件の下、二次電池１００の初期充電およびエージング処理を行うことで、使用可能状態とすることができる。

【0045】

以下、本発明者が行った試験例を説明する。

【0046】

＜電池組立体の構築＞
正極活物質としてのＮＣＭと、バインダとしてのＰＶｄＦと、導電材としてのアセチレンブラックとを、質量比が９８：１：１となるように秤量し、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中で混合して、正極スラリーを調製した。この正極スラリーを、長尺な帯状の正極集電体（アルミニウム箔）の両面に塗布し、乾燥させた。これを所定のサイズに切り取り、ロールプレスで圧延することにより、正極集電体の両面に正極活物質層を備えた正極シートを得た。

【0047】

負極活物質としての黒鉛粉末と、バインダとしてのスチレンブタジエンラバーと、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースとを、質量比が、９８：１：１となるように秤量し、水を中で混合して、負極スラリーを調製した。この負極スラリーを長尺な帯状の負極集電体（銅箔）の両面に塗布し、乾燥させた。これを所定のサイズに切り取り、ロールプレスで圧延することにより、負極集電体の両面に負極活物質層を備えた負極シートを得た。次に、上記作製した正極シートと負極シートとを、ポリエチレン製のセパレータシートを介して対向させて積層した。これをシート長手方向に捲回することにより、図２に示すような捲回電極体を作製した。

【0048】

次いで、正極シート（正極タブ群）には正極内部端子としてのアルミリードを溶接し、負極シート（負極タブ群）には負極内部端子としてのニッケルリードを溶接した。なお、電極体の寸法関係については、以下のとおり：
Ｗ：１１．６ｍｍ±０．２ｍｍ；
Ｌ１：３３２ｍｍ±１．６ｍｍ；
Ｈ１：９４ｍｍ±０．２５ｍｍ；および、
Ｈ２：８１ｍｍ
であった。なお、各符号は、図２に記載のとおりである。具体的には、Ｗは、電極体２０の厚みである。Ｌ１は、電極体２０の幅である。Ｈ１は、電極体２０の高さである。Ｈ２は、電極体２０の矩形面２０ａの高さである。また、上記寸法関係は、３つ電極体を作製して得られた平均値である。

【0049】

次いで、正極内部端子および負極内部端子を介して、電極体と電池ケースの蓋体とを接続した。これをケース本体に挿入し、該ケース本体と蓋体とを溶接した。このようにして、試験用の電池組立体を構築した。

【0050】

＜電池組立体の乾燥＞
次いで、上記試験用電池組立体を、プレートヒータを備えた乾燥チャンバ内に収容した。乾燥チャンバ内では、プレートヒータ上に試験用電池組立体を配置した。次いで、乾燥チャンバに接続された真空ポンプのスイッチと、プレートヒータのスイッチとをオンにして、該乾燥チャンバ内を所定の圧力まで減圧し、かつ、所定の温度まで加熱した。その後、この減圧状態および加熱状態を所定の時間維持した。上記所定の時間経過後、真空ポンプのスイッチとプレートヒータのスイッチをオフにして、乾燥チャンバ内を昇圧、かつ、冷却した。その後、試験用電池組立体を乾燥チャンバから取り出した。なお、本試験例では、把持具を用いた試験用電池組立体の把持を行わなかった。

【0051】

＜水分測定＞
乾燥前後の試験用電池組立体における水分量を測定して、試験用電池組立体における乾燥状態を評価した。具体的には、まず、ドライルーム内にて、乾燥前後の試験用電池組立体の正極シートから、２ｃｍ×２ｃｍの試験片を切り出した。当該試験片の用意に関して、電極体２０の矩形面２０ａを、長辺方向Ｙにおいて、３つの領域（左側端部領域２０２、中央領域２０１、および右側端部領域２０３）に区分けし（図２参照）、各領域から３枚ずつの試験片を切り出した。なお、当該３つの領域の同方向の長さは、いずれも１／３Ｌ１であった。

【0052】

次いで、カールフィッシャー水分測定装置を用いて、上記試験片における水分量を測定した。測定時の加熱温度は、１５０℃であった。各領域における乾燥前後の水分量を比較して、乾燥によって電極体から水分が一定量除去されたことを確認した。表１の「水分残量」欄に、各領域における水分残量（即ち、乾燥後の水分量）として、右側端部領域における水分残量を１としたときの相対値を示す。なお、上記各領域から切り出した３枚の試験片における測定値を用いて得られた平均値を用いて表１に記載の数値を算出した。

【0053】

【表1】

【0054】

表１に示す結果から、乾燥後の電極体の中央領域における水分残量は、該中央領域を除く他の領域（即ち、端部領域）よりも多かった。即ち上記試験用電池組立体の電極体では、乾燥ムラが生じていることがわかった。

【0055】

ここで開示される製造方法では、電池組立体１０１を作製し、電池組立体１０１の電池ケース１０の外側に、電池ケース１０の対向する２面であって、該ケース内部に収容された電極体２０の一対の矩形面２０ａのそれぞれと対向する２面を挟むように把持具２００を配置して、電池組立体１０１を把持する。このように電池組立体１０１を把持し、加熱した状態で、電池組立体１０１を乾燥させる。ここで、上記把持において、電極体２０の矩形面２０ａの長辺方向Ｙの中心線Ｃを含む中央領域２０１に、該中央領域を除く矩形面の他の領域（例えば端部領域２０２，２０３）よりも大きな拘束圧が付与される。把持具２００を用いて中央領域２０１を把持することによって、当該領域への伝熱効率を高めることができる。このため、当該領域からの水分の除去を促進して、電極体２０における乾燥ムラの発生を抑制することができる。

【0056】

捲回電極体の乾燥に関して、捲回電極体内の水分は、電極体の外部に対して開放された積層面（図２における端面２０ｂ）から除去される。捲回電極体では、本発明者の検討例にも示されるとおり、中央領域に水分が残り、乾燥ムラが発生しやすい。ここで開示される技術を、捲回電極体を備える二次電池の製造に適用することで、捲回電極体における乾燥ムラの発生を抑制することができる。

【0057】

以上、ここで開示される技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。ここで開示される技術には上記の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、ここで開示される技術は、ナトリウムイオン二次電池にも適用することができる。また、ここで開示される技術は、積層電極体を備える二次電池にも適用することができる。

【0058】

上記実施形態では、図４に示すように、隣接する２つの把持体３００の間（即ち、空間Ｓ２）に、弾性体を配置することによって、電極体２０の中央領域２０１に拘束圧を付与していた。しかし、これに限定されない。例えば、空間Ｓ２に弾性体を配置せず、空間Ｓ１と同様、電池組立体１０１を配置してよい。この状態で、電池組立体１０１の配列方向（図４における方向Ｘ）において、把持具２００のＦ側およびＲｒ側の端部のそれぞれに位置する把持板２１０をバンド等で架橋してよい。あるいは、上記端部の把持板２１０にネジ等の拘束治具を設けておき、これを締めることで、電極体２０の中央領域２０１に拘束圧を付与してよい。

【0059】

上記実施形態では、電極体２０の中央領域２０１のみと対向するように把持板２１０が配置されており、把持板２１０は他の領域（例えば、端部領域２０２，２０３）と対向していない。しかし、これに限定されない。例えば、電極体２０の矩形面２０ａ全体と対向する把持板を使用することできる。この把持板には、例えば中央領域２０１と対向する部分にのみ突出部を設けておくことができる。このような突出部によって、中央領域２０１に付与される拘束圧を選択的に高めることができる。

【0060】

上記実施形態では、把持板２１０の平面形状が矩形であるが、特に限定されない。ここで開示される技術の効果を実現し得る程度に、領域Ａと接していればよい。領域Ａの面積（即ち、中央領域２０１の面積）を１００％としたときに、把持板２１０と領域Ａとの接触面積は、４０％以上とすることができ、例えば５０％以上であり、好ましくは６０％以上であり、より好ましくは７０％以上であり、さらに好ましくは８０％以上であり、１００％に近いほど（例えば９０％以上、あるいは９５％以上）よい。

【符号の説明】

【0061】

１０ 電池ケース
１２ ケース本体
１４ 蓋体
１５ 注液孔
１６ 封止栓
１７ 安全弁
２０ 電極体
２２ 正極（正極シート）
２２ａ 正極活物質層
２２ｃ 正極集電箔
２２ｐ 正極保護層
２２ｔ 正極タブ
２３ 正極タブ群
２４ 負極（負極シート）
２５ 負極タブ群
２６ セパレータ
３０ 正極外部端子
４０ 負極外部端子
５０ 正極内部端子
６０ 負極内部端子
１００ 二次電池
１０１ 電池組立体
２００ 把持具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】