特許 7660668 電気化学セルの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-03

(45)【発行日】2025-04-11

(54)【発明の名称】電気化学セルの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/30 20210101AFI20250404BHJP

   H01M 50/105 20210101ALI20250404BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20250404BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20250404BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20250404BHJP

   H01M 10/0585 20100101ALI20250404BHJP

【ＦＩ】

H01M50/30

H01M50/105

H01M50/211

H01M50/204 101

H01M10/04 Z

H01M10/0585

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023515957

(86)(22)【出願日】2021-04-21

(86)【国際出願番号】 JP2021016215

(87)【国際公開番号】W WO2022224385

(87)【国際公開日】2022-10-27

【審査請求日】2023-11-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】宇都 保之

(72)【発明者】

【氏名】三島 洋光

【審査官】今井 拓也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０８７９５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５２４７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３３７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２３２１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２８８８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７４５９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／３０ － ５０／３９２

Ｈ０１Ｍ ５０／２０ － ５０／２９８

Ｈ０１Ｍ １０／００ － １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０６ － １０／３４

Ｈ０１Ｍ １０／０５ － １０／０５８７

Ｈ０１Ｍ １０／３６ － １０／３９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１フィルム、第１集電体及び第１電極を積層することによって第１構造体を製造する工程Ａと、
第２フィルム、第２集電体及び第２電極を積層することによって第２構造体を製造する工程Ｂと、
前記第１構造体と前記第２構造体との間にセパレータを配置する工程Ｃと、
前記第１フィルムの外周の少なくとも一部に第１非封止領域を残しながら、前記第１電極及び前記第２電極の外側において前記第１フィルムの外周及び前記第２フィルムの外周を封止することによってユニットセルを製造する工程Ｄと、を備え、
前記第１フィルム、前記第１集電体及び前記第１電極の積層方向から見た平面視において、前記第１フィルムの外周は、前記第１電極の外周よりも外側に張り出す第１封止領域と、前記第１電極の外周よりも内側に入り込む第１切欠き領域と、を含み、
前記工程Ｄは、前記第１封止領域及び前記第１切欠き領域上において、前記第１フィルム及び前記第２フィルムを封止することによって、前記第１切欠き領域に前記第１非封止領域を形成する工程を含む、電気化学セルの製造方法。

【請求項2】

前記工程Ｄは、前記第２フィルムの外周の少なくとも一部に第２非封止領域を残しながら、前記第１電極及び前記第２電極の外側において前記第１フィルムの外周及び前記第２フィルムの外周を封止する工程を含む、請求項１に記載の電気化学セルの製造方法。

【請求項3】

前記第２フィルム、前記第２集電体及び前記第２電極の積層方向から見た平面視において、前記第２フィルムの外周は、前記第２電極の外周よりも外側に張り出す第２封止領域と、前記第２電極の外周よりも内側に入り込む第２切欠き領域と、を含み、
前記工程Ｄは、前記第２封止領域及び前記第２切欠き領域上において、前記第１フィルム及び前記第２フィルムを封止することによって、前記第２切欠き領域に前記第２非封止領域を形成する工程を含む、請求項２に記載の電気化学セルの製造方法。

【請求項4】

前記ユニットセルを包装体内に封止することによってスタックセルを製造する工程Ｅを備え、
前記工程Ｅは、前記包装体の内壁と前記ユニットセルとの間に間隙を形成する工程を含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電気化学セルの製造方法。

【請求項5】

前記工程Ａは、前記第１フィルム、前記第１集電体及び前記第１電極の積層方向から見た平面視において、前記第１集電体の外周よりも外側に張り出すように前記第１電極を積層する工程を含む、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電気化学セルの製造方法。

【請求項6】

前記工程Ｂは、前記第２フィルム、前記第２集電体及び前記第２電極の積層方向から見た平面視において、前記第２集電体の外周よりも外側に張り出すように前記第２電極を積層する工程を含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電気化学セルの製造方法。

【請求項7】

前記工程Ｃは、前記第１構造体、前記セパレータ及び前記第２構造体の積層方向から見た平面視において、前記第１構造体の外周及び前記第２構造体の外周よりも外側に張り出すように前記セパレータを配置する工程を含み、
前記工程Ｄは、前記第１構造体、前記セパレータ及びと前記第２構造体の積層方向から見た平面視において、前記セパレータの外周よりも内側において、前記第１フィルム及び前記第２フィルムとともに前記セパレータを封止する工程を含む、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電気化学セルの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気化学セルの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半固体の電極を使用する電気化学セルが提案されている。電気化学セルは、第１構造体及び第２構造体によってセパレータを挟む構造を有する。第１構造体は、第１集電体及び第１電極を積層した構造を有し、第２構造体は、第２集電体及び第２電極を積層した構造を有する。第１電極は、正極及び負極のいずれか一方であり、第２電極は、正極及び負極のいずれか他方である。

【0003】

このような電気化学セルにおいて、第１電極及び第２電極などの電極で生じ得る気体を逃がすための孔を有する包装体によって、第１構造体、第２構造体及びセパレータを被覆する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１９／０８７９５６号パンフレット

【発明の概要】

【0005】

開示の一態様に係る電気化学セルの製造方法は、第１フィルム、第１集電体及び第１電極を積層することによって第１構造体を製造する工程Ａと、第２フィルム、第２集電体及び第２電極を積層することによって第２構造体を製造する工程Ｂと、前記第１構造体と前記第２構造体との間にセパレータを配置する工程Ｃと、前記第１フィルムの外周の少なくとも一部に第１非封止領域を残しながら、前記第１電極及び前記第２電極の外側において前記第１フィルムの外周及び前記第２フィルムの外周を封止することによってユニットセルを製造する工程Ｄと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、実施形態に係るユニットセル１００を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係るユニットセル１００を示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係るユニットセル１００を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係るスタックセル２００を示す図である。

【図5】図５は、実施形態に係るユニットセル１００の製造方法を説明するための図である。

【図6】図６は、実施形態に係るユニットセル１００の製造方法を説明するための図である。

【図7】図７は、実施形態に係るユニットセル１００の製造方法を説明するための図である。

【図8】図８は、実施形態に係るユニットセル１００の製造方法を説明するための図である。

【図9】図９は、実施形態に係るユニットセル１００の製造方法を説明するための図である。

【図10】図１０は、実施形態に係るスタックセル２００の製造方法を説明するための図である。

【図11】図１１は、実施形態に係るスタックセル２００の製造方法を説明するための図である。

【図12】図１２は、実施形態に係る製造方法のまとめを説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものである。

【0008】

［実施形態］
（ユニットセル）
以下において、実施形態に係るユニットセルについて、図１～図３を参照しながら説明する。図１は、ユニットセル１００を積層方向から見た平面視（以下、単に平面視）を示す図である。図２は、図１に示すユニットセル１００のA-A断面を示す図である。図３は
、図１に示すユニットセル１００のB-B-断面を示す図である。ユニットセル１００は、電気化学セルの一例である。以下において、正極構造体１１０、セパレータ１３０及び負極構造体１２０が積層される方向を「積層方向」と称する。

【0009】

図１～図３に示すように、ユニットセル１００は、平面視において矩形形状を有していてもよい。言い換えると、ユニットセル１００は、短手方向に沿った１対の短手辺１０１Ａ及び１０１Ｂと、長手方向に沿った１対の長手辺１０２Ａ及び１０２Ｂを有していてもよい。ユニットセル１００は、正極構造体１１０と、負極構造体１２０と、セパレータ１３０と、を有する。

【0010】

正極構造体１１０は、正極フィルム１１１と、正極集電体１１２と、正極電極１１３と、を有する。正極構造体１１０は、正極フィルム１１１、正極集電体１１２及び正極電極１１３の積層体である。実施形態では、正極構造体１１０は、第１構造体の一例である。

【0011】

正極フィルム１１１は、絶縁性及び非通気性を有する材料によって構成される。実施形態では、正極フィルム１１１は、第１フィルムの一例である。正極フィルム１１１は、シート状の形状を有する。正極フィルム１１１は、２以上の層（例えば、３つの層）によって構成される複数層構造を有していてもよい。例えば、正極フィルム１１１は、ユニットセル１００の外側に露出する外層と、ユニットセル１００の内側に露出する内層と、外層と内層との間に配置される中間層と、を有していてもよい。

【0012】

外層は、絶縁材料によって構成されてもよい。例えば、外層を構成する絶縁材料としては、ポリエチレンテレフタラート（PET）、ポリブチレンテレフタラート（PBT）、ナイロン、高純度ポリエチレン（HDPE）、オリエンテッドボリプロピレン（o-PP）、塩化ポリビニル（PVC）、ポリイミド（PI）及びポリスルフォン（PSU）の少なくとも１以上の材料によって構成された重合体フィルムを用いることができる。外層は、難燃性PETによってコ
ーティングされてもよい。

【0013】

中間層は、金属材料によって構成されてもよい。中間層を構成する金属材料としては、アルミニウム（Al）、銅（Cu）、ステンレススチール（SUS）の中から選択された１以上
の材用によって構成される層（箔、基板又はフィルム等）を用いることができる。

【0014】

内層は、絶縁材料によって構成されてもよい。内層を構成する絶縁材料としては、キャストポリプロピレン（c-PP）、ポリエチレン（PE）、エチレンビニルアセテート（EVA）
、ポリエチレンテレフタラート（PET）、ポリビニルアセテート（PVA）、ポリアミド（PA）、粘着性アクリル、紫外線（UV）硬化樹脂、電子線（EB）硬化樹脂及び赤外線（I R）
硬化樹脂の中から選択された１以上の材料によって構成される重合体フィルムを用いることができる。

【0015】

内層は、難燃性材料によって構成されてもよい。内層を構成する難燃性材料としては、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリエチレンナフタレン（PEN）、ポリエーテル
スルフォン（PES）、ポリイミド（PI）、ポリエチレンスルフィド（PPS）及びポリエチレンオキシド（PPO）の中から選択された１以上の材料を用いることができる。

【0016】

ここでは、正極フィルム１１１が三層構造を有するケースについて説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。正極フィルム１１１は、二層構造を有していてもよく、単層構造を有していてもよい。正極フィルム１１１は、燃焼阻害物質を含んでもよい。

【0017】

正極集電体１１２は、正極電極１１３との間で電子を受け渡す機能を有する。実施形態では、正極集電体１１２は、第１集電体の一例である。正極集電体１１２は、正極フィルム１１１と正極電極１１３との間に配置される。正極集電体１１２は、シート状の形状を有していてもよく、メッシュ状の形状を有していてもよい。正極集電体１１２の厚みは、1～40μmであってもよい。

【0018】

正極集電体１１２は、金属材料によって構成される。正極集電体１１２を構成する金属材料としては、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケルークロム合金、アルミニウム、チタン、銅、鉛、鉛合金、耐熱金属及び貴金属の中から選択された１以上の材料を用いることができる。正極集電体１１２は、導電性材料でコーティングされてもよい。導電性材料としては、金属、金属酸化物及び炭素の中から選択された１以上の材料を用いることができる。金属としては、白金（Pt）、金（Au）及びニッケル（Ni）の中から選択された１以上の材料を用いることができる。金属酸化物としては、酸化バナジウムを用いることができる。

【0019】

実施形態では、正極集電体１１２は、正極端子１１２Ａを含んでもよい。正極端子１１２Ａは、平面視において正極フィルム１１１の外側に張り出していてもよい。正極端子１１２Ａは、短手辺１０１Ａにおいて、正極フィルム１１１の外側に張り出していてもよい。正極端子１１２Ａは、正極集電体１１２と一体として形成されてもよい。正極端子１１２Ａの少なくとも一部に、正極電極１１３が積層されてもよい。２以上のユニットセル１００が積層された態様（後述するスタックセル２００）において、正極端子１１２Ａは、他のユニットセル１００の正極端子１１２Ａと電気的に接続される（並列接続）。

【0020】

正極電極１１３は、正極集電体１１２と電気的に接続される。実施形態では、正極電極は、第１電極の一例である。正極電極１１３は、放電動作において正極集電体１１２から電子を受け取り、充電動作において正極集電体１１２に電子を放出する。正極電極１１３は、電気化学的に活性な半固体である。言い換えると、正極電極１１３は、正極活物質と電解液との混合物である。正極電極１１３は、例えば、粘土状のスラリー、粒子懸濁液、コロイド懸濁液、乳濁液、ゲル又はミセルのような液相と固相との混合物であってもよい。正極電極１１３は、正極集電体１１２とセパレータ１３０との間に配置される。正極電極１１３は、層状の形状を有する。正極電極の厚みは、250～2000μmであってもよい。

【0021】

正極電極１１３は、正極活物質として、ニッケルコバルトアルミニウム系リチウム複合酸化物（ＮＣＡ）、スピネル系マンガン酸リチウム（ＬＭＯ）、リン酸鉄リチウム（ＬＦＰ）、コバルト酸リチウム（ＬＣＯ）、ニッケルコバルトマンガン系リチウム複合酸化物（ＮＣＭ）等を含んでいてもよい。正極電極１１３は、正極活物質として、例えば、ニッケル水素バッテリ、ニッケルカドミウムバッテリ等で用いられる、当業者にとって既知の固体化合物を含んでいてもよい。正極電極１１３は、正極活物質として、例えば、ＭｇがドープされたＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２等を含んでいてもよい。

【0022】

負極構造体１２０は、負極フィルム１２１と、負極集電体１２２と、負極電極１２３と、を有する。負極構造体１２０は、負極フィルム１２１、負極集電体１２２及び負極電極１２３の積層体である。実施形態では、負極構造体１２０は、第２構造体の一例である。

【0023】

負極フィルム１２１は、絶縁性及び非通気性を有する材料によって構成される。実施形態では、負極フィルム１２１は、第２フィルムの一例である。負極フィルム１２１は、シート状の形状を有する。負極フィルム１２１は、２以上の層（例えば、３つの層）によって構成される複数層構造を有していてもよい。負極フィルム１２１の構成は、正極フィルム１１１と同様であってもよいため、負極フィルム１２１の詳細については省略する。

【0024】

負極集電体１２２は、負極電極１２３との間で電子を受け渡す機能を有する。実施形態では、負極集電体１２２は、第２集電体の一例である。負極集電体１２２は、負極フィルム１２１と負極電極１２３との間に配置される。負極集電体１２２は、シート状の形状を有していてもよく、メッシュ状の形状を有していてもよい。負極集電体１２２の厚みは、1～20μmであってもよい。

【0025】

負極集電体１２２は、金属材料によって構成される。負極集電体１２２を構成する金属材料としては、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケルークロム合金、チタン、酸化鉛及び貴金属の中から選択された１以上の材料を用いることができる。負極集電体１２２は、導電性材料でコーティングされてもよい。導電性材料としては、

【0026】

実施形態では、負極集電体１２２は、負極端子１２２Ａを含んでもよい。負極端子１２２Ａは、平面視において負極フィルム１２１の外側に張り出していてもよい。負極端子１２２Ａは、短手辺１０１Ａにおいて、負極フィルム１２１の外側に張り出していてもよい。負極端子１２２Ａは、負極集電体１２２と一体として形成されてもよい。負極端子１２２Ａの少なくとも一部に、負極電極１２３が積層されてもよい。２以上のユニットセル１００が積層された態様（後述するスタックセル２００）において、負極端子１２２Ａは、他のユニットセル１００の負極端子１２２Ａと電気的に接続される（並列接続）。

【0027】

負極電極１２３は、負極集電体１２２と電気的に接続される。実施形態では、負極電極１２３は、第２電極の一例である。負極電極１２３は、放電動作において負極集電体１２２から電子を放出し、充電動作において負極集電体１２２に電子を受け取る。負極電極１２３は、電気化学的に活性な半固体である。言い換えると、負極電極１２３は、負極活物質と電解液との混合物である。負極電極１２３は、例えば、粘土状のスラリー、粒子懸濁液、コロイド懸濁液、乳濁液、ゲル又はミセルのような液相と固相との混合物であってもよい。負極電極１２３は、負極集電体１２２とセパレータ１３０との間に配置される。負極電極１２３は、層状の形状を有する。正極電極の厚みは、250～2000μmであってもよい。

【0028】

負極電極１２３は、負極活物質として、グラファイト、ハードカーボン、ソフトカーボン、カーボンナノチューブ、グラフェン等の炭素系材料を含んでいてもよい。また、負極電極１２３は、例えば、チタン酸リチウム、二酸化チタン等のチタン系酸化物を含んでいてもよい。また、負極電極１２３は、例えば、鉄、コバルト、銅、マンガン、ニッケル等を含有する遷移金属化合物を含んでいてもよい。

【0029】

正極電極１１３および負極電極１２３は、電解液を含んでいてもよい。電解液としては、カーボネート系溶媒であってもよい。カーボネート系溶媒としては、γ－ブチロラクトンであってもよいし、エチレンカーボネートであってもよいし、γ－ブチロラクトンとエチレンカーボネートとの両方であってもよい。また、カーボネート系溶媒として、少なくともγ－ブチロラクトンとエチレンカーボネートとのいずれか一方を含んでいれば、他の溶媒を含んでいてもよい。他の溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジメトキシエタン、ジエチルカーボネート、テトラヒドロフラン、トリエチレングリコールジメチルエーテルが挙げられる。γ－ブチロラクトンおよびエチレンカーボネートと、これら他の溶媒とを併用する場合、カーボネート系溶媒は、２５℃において、蒸気圧が０．１ｋＰａよりも小さいものとすればよい。

【0030】

正極電極１１３および負極電極１２３は、添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、無水マレイン酸またはリチウムビス（オキサラト）ボレートまたはビフェニルの少なくともいずれかを含んでいてもよい。

【0031】

セパレータ１３０は、正極構造体１１０と負極構造体１２０との間に配置される。ユニットセル１００において、正極構造体１１０と負極構造体１２０との間の短絡を抑制する機能を有する。セパレータ１３０は、絶縁体によって構成されてもよい。セパレータ１３０は、延性及び弾性を有するポリマーによって構成されてもよい。例えば、セパレータ１３０は、ポリオレフィン、塩化ポリビニル、ナイロン、フルオロカーボン及びポリスチレンの中から選択された１以上の材料によって構成されてもよい。

【0032】

ここで、正極フィルム１１１及び負極フィルム１２１は、平面視において、正極電極１１３及び負極電極１２３の外側において封止され、正極電極１１３及び負極電極１２３は、正極フィルム１１１及び負極フィルム１２１によって構成される包装体内に収容される。

【0033】

このような前提下において、正極フィルム１１１及び負極フィルム１２１によって構成される包装体は、開口１０５Ａ及び開口１０５Ｂを有する。例えば、開口１０５Ａは、セパレータ１３０よりも正極電極１１３側において、包装体の内側と外側に連通する開口であってもよい。開口１０５Ｂは、セパレータ１３０よりも負極電極１２３側において、包装体の内側と外側に連通する開口であってもよい。

【0034】

開口１０５Ａは、短手辺１０１Ａの反対側に設けられる短手辺１０１Ｂに形成されてもよい。開口１０５Ａは、短手辺１０１Ａと長手辺１０２Ｂとによって構成される角に形成されてもよい。すなわち、開口１０５Ａは、正極端子１１２Ａに対して、ユニットセル１００の対角位置に形成されてもよい。開口１０５Ａのサイズは、ユニットセル１００の短手方向において、0.1～10mmであってもよく、ユニットセル１００の長手方向において、10～30mmであってもよい。

【0035】

開口１０５Ｂは、短手辺１０１Ａの反対側に設けられる短手辺１０１Ｂに形成されてもよい。開口１０５Ｂは、短手辺１０１Ａと長手辺１０２Ａとによって構成される角に形成されてもよい。すなわち、開口１０５Ｂは、負極端子１２２Ａに対して、ユニットセル１００の対角位置に形成されてもよい。開口１０５Ｂのサイズは、ユニットセル１００の短手方向において、0.1～10mmであってもよく、ユニットセル１００の長手方向において、10～30mmであってもよい。

【0036】

（スタックセル）
以下において、実施形態に係るスタックセルについて説明する。図４は、スタックセル２００の断面を示す図である。スタックセル２００は、電気化学セルの一例であってもよい。

【0037】

図４に示すように、スタックセル２００は、２以上のユニットセル１００が積層された積層体である。２以上のユニットセル１００は、正極構造体１１０、セパレータ１３０及び負極構造体１２０の積層方向と同じ方向で積層される。言い換えると、２以上のユニットセル１００の積層方向は、正極構造体１１０、セパレータ１３０及び負極構造体１２０の積層方向と同義であると考えてもよい。積層体は、包装体１５０内に封止される。包装体１５０の内壁とユニットセル１００の積層体との間に間隙が形成されてもよい。

【0038】

ここで、包装体１５０は、シート状の形状を有する２つの部材（第１包装部材１５０Ａ及び第２包装部材１５０Ｂ）によって構成されてもよい。第１包装部材１５０Ａは、第１凹み部分１５１Ａ及び第１フランジ部分１５２Ａを有するトレー形状を有する。第１包装部材１５０Ａに形成された第１凹み部分１５１Ａの内壁とユニットセル１００との間に間隙を形成しながら、第１凹み部分１５１Ａにユニットセル１００が配置される。同様に、第２包装部材１５０Ｂは、第２凹み部分１５１Ｂ及び第２フランジ部分１５２Ｂを有するトレー形状を有する。第２包装部材１５０Ｂに形成された第２凹み部分１５１Ｂの内壁とユニットセル１００との間に間隙を形成しながら、第２凹み部分１５１Ｂにユニットセル１００が配置される。第１フランジ部分１５２Ａは、第１凹み部分１５１Ａの外周の全体に亘って形成されており、第２フランジ部分１５２Ｂは、第２凹み部分１５１Ｂの外周の全体に亘って形成される。従って、第１フランジ部分１５２Ａ及び第２フランジ部分１５２Ｂを封止することによって、第１包装部材１５０Ａ及び第２包装部材１５０Ｂによって構成される包装体１５０によってユニットセル１００の積層体が収容される。

【0039】

包装体１５０は、非通気性部材によって構成されてもよい。包装体１５０は、疎水性部材によって構成されてもよい。例えば、包装体１５０は、金属材料によって構成されてもよい。金属材料としては、ステンレススチール、アルミニウム及び銅の中から選択された１以上の材料を用いることができる。

【0040】

ユニットセル１００の正極端子１１２Ａは、他のユニットセル１００の正極端子１１２Ａと電気的に接続される（並列接続）。同様に、ユニットセル１００の負極端子１２２Ａは、他のユニットセル１００の負極端子１２２Ａと電気的に接続される（並列接続）。最終的には、スタックセル２００として１対の取出端子２１０が包装体１５０の外側に露出する。１対の取出端子２１０は、スタックセル２００に含まれる少なくとも１以上のユニットセル１００の正極端子１１２Ａ及び負極端子１２２Ａによって構成されてもよく、ユニットセル１００の正極端子１１２Ａ及び負極端子１２２Ａとは別部材によって構成されてもよい。

【0041】

なお、包装体１５０と区別するために、正極フィルム１１１及び負極フィルム１２１によって構成される包装体は第１包装体と称されてもよい。同様の趣旨で、包装体１５０は第２包装体と称されてもよい。

【0042】

（ユニットセルの製造方法）
以下において、ユニットセル１００の製造方法について説明する。以下においては、図１に示すB-B断面を用いて製造方法を説明する。

【0043】

第１に、正極構造体１１０の製造方法について、図５を参照しながら説明する。

【0044】

図５に示すように、正極フィルム１１１上に正極集電体１１２が積層される。正極集電体１１２を正極フィルム１１１に接合することによって、正極集電体１１２が積層されてもよい。正極集電体１１２を構成する材料を正極フィルム１１１に印刷することによって、正極集電体１１２が積層されてもよい。

【0045】

続いて、正極電極１１３が正極集電体１１２上に積層される。正極電極１１３を構成する材料が正極集電体１１２に塗布されることによって、正極電極１１３が積層されてもよい。ここで、正極電極１１３は、平面視において、正極集電体１１２の外側に張り出すように積層されてもよい。

【0046】

第２に、負極構造体１２０の製造方法について、図６を参照しながら説明する。

【0047】

図６に示すように、負極フィルム１２１上に負極集電体１２２が積層される。負極集電体１２２を負極フィルム１２１に接合することによって、負極集電体１２２が積層されてもよい。負極集電体１２２を構成する材料を負極フィルム１２１に印刷することによって、負極集電体１２２が積層されてもよい。

【0048】

続いて、負極電極１２３が負極集電体１２２上に積層される。負極電極１２３を構成する材料が負極集電体１２２に塗布されることによって、負極電極１２３が積層されてもよい。ここで、負極電極１２３は、平面視において、負極集電体１２２の外側に張り出すように積層されてもよい。

【0049】

第３に、ユニットセル１００の組立工程について、図７を参照しながら説明する。

【0050】

図７に示すように、正極構造体１１０及び負極構造体１２０との間にセパレータ１３０が配置される。セパレータ１３０は、平面視において、正極構造体１１０の外周及び負極構造体１２０の外周よりも外側に張り出すように配置される。

【0051】

続いて、正極フィルム１１１の外周及び負極フィルム１２１の外周が封止される。封止方法は、超音波シールであってもよく、熱圧着シールであってもよい。平面視において、セパレータ１３０の外周よりも内側において、正極フィルム１１１及び負極フィルム１２１とともにセパレータ１３０が封止される。

【0052】

ここで、封止では、正極フィルム１１１の少なくとも一部に正極非封止領域を残しながら、正極電極１１３及び負極電極１２３の外側において、正極フィルム１１１の外周及び負極フィルム１２１の外周が封止される。

【0053】

具体的には、図８に示すように、正極フィルム１１１の外周は、正極電極１１３の外周よりも外側に張り出す正極封止領域１１１Ａと、正極電極１１３の外周よりも内側に入り込む正極切欠き領域１１１Ｂと、を含む。正極封止領域１１１Ａ及び正極切欠き領域１１１Ｂ上において、正極フィルム１１１及び負極フィルム１２１を封止することによって、正極切欠き領域１１１Ｂ上に正極非封止領域が形成される。例えば、正極フィルム１１１と負極フィルム１２１との封止位置が短手方向及び長手方向に沿った直線状であるケースを想定すると、正極切欠き領域１１１Ｂが封止位置よりも内側に入り込むため、正極切欠き領域１１１Ｂでは、封止位置において正極フィルム１１１が存在していないため、上述した正極非封止領域が形成される。すなわち、正極切欠き領域１１１Ｂによって構成される正極非封止領域は、上述した開口１０５Ａを構成する。正極切欠き領域１１１Ｂは、正極端子１１２Ａに対して、ユニットセル１００（正極構造体１１０）の対角位置に形成されてもよい。なお、図８では、説明の便宜から、負極構造体１２０及びセパレータ１３０が省略されていることに留意すべきである。平面視において、封止位置は、セパレータ１３０の外周よりも内側であってもよい。

【0054】

同様に、封止では、負極フィルム１２１の少なくとも一部に負極非封止領域を残しながら、正極電極１１３及び負極電極１２３の外側において、正極フィルム１１１の外周及び負極フィルム１２１の外周が封止される。

【0055】

具体的には、図９に示すように、負極フィルム１２１の外周は、負極電極１２３の外周よりも外側に張り出す負極封止領域１２１Ａと、負極電極１２３の外周よりも内側に入り込む負極切欠き領域１２１Ｂと、を含む。負極封止領域１２１Ａ及び負極切欠き領域１２１Ｂ上において、正極フィルム１１１及び負極フィルム１２１を封止することによって、負極切欠き領域１２１Ｂ上に負極非封止領域が形成される。例えば、正極フィルム１１１と負極フィルム１２１との封止位置が短手方向及び長手方向に沿った直線状であるケースを想定すると、負極切欠き領域１２１Ｂが封止位置よりも内側に入り込むため、負極切欠き領域１２１Ｂでは、封止位置において負極フィルム１２１が存在しないため、上述した負極非封止領域が形成される。すなわち、負極切欠き領域１２１Ｂによって構成される負極非封止領域は、上述した開口１０５Ｂを構成する。負極切欠き領域１２１Ｂは、負極端子１２２Ａに対して、ユニットセル１００（負極構造体１２０）の対角位置に形成されてもよい。なお、図９では、説明の便宜から、正極構造体１１０が省略されていることに留意すべきである。平面視において、封止位置は、セパレータ１３０の外周よりも内側であってもよい。

【0056】

開口１０５Ａ及び開口１０５Ｂは、充放電の副反応、特にプリチャージ、により生じた気体をユニットセル１００（正極構造体１１０または負極構造体１２０）の内側から外側に逃がすことができる。そのため、正極集電体１１２と正極電極１１３との間、負極集電体１２２と負極電極１２３との間、正極電極１１３とセパレータ１３０との間または負極電極１２３とセパレータ１３０との間に気体が留まりにくくすることができる。その結果、充放電の主反応の効率を低下しにくくすることができ、電池容量を低下しにくくすることができる。

【0057】

（スタックセルの製造方法）
以下において、スタックセル２００の製造方法について説明する。以下においては、図１に示すA-A断面を用いて製造方法を説明する。

【0058】

第１に、図１０に示すように、２以上のユニットセル１００を積層することによって、ユニットセル１００の積層体が得られる。続いて、ユニットセル１００の正極端子１１２Ａは、他のユニットセル１００の正極端子１１２Ａと電気的に接続される（並列接続）。同様に、ユニットセル１００の負極端子１２２Ａは、他のユニットセル１００の負極端子１２２Ａと電気的に接続される（並列接続）。

【0059】

第２に、ユニットセル１００の積層体が包装体１５０内に配置される。例えば、第１包装部材１５０Ａに形成された第１凹み部分１５１Ａの内壁とユニットセル１００との間に間隙を形成しながら、第１凹み部分１５１Ａにユニットセル１００が配置される。第２包装部材１５０Ｂに形成された第２凹み部分１５１Ｂの内壁とユニットセル１００との間に間隙を形成しながら、第２凹み部分１５１Ｂにユニットセル１００が配置される。ユニットセル１００が配置された第１包装部材１５０Ａ及びユニットセル１００が配置された第２包装部材１５０Ｂが積層される。この段階において、第１包装部材１５０Ａ（第１フランジ部分１５２Ａ）及び第２包装部材１５０Ｂ（第２フランジ部分１５２Ｂ）の第１部分が封止されずに、第１包装部材１５０Ａ（第１フランジ部分１５２Ａ）及び第２包装部材１５０Ｂ（第２フランジ部分１５２Ｂ）の第２部分が封止されてもよい。第１部分は、取出端子２１０が包装体１５０の外側に引き出すための部分であってもよい。第２部分は、第１部分以外の部分であってもよい。

【0060】

第３に、図１１に示すように、２以上のユニットセル１００が積層された状態で、積層方向において２以上のユニットセル１００を加圧しながら、２以上のユニットセル１００の充電が実行される。このような充電は、プリチャージと称されてもよい。プリチャージによって、ユニットセル１００の製造段階で正極電極１１３及び負極電極１２３で気体を生じさせ、正極電極１１３及び負極電極１２３で生じた気体を予め逃がすことができる。プリチャージは、減圧雰囲気下で実行されてもよい。減圧雰囲気は、例えば、５０ｋＰａ以下であってもよい。また、減圧雰囲気は、１００Ｐａ以下であってもよい。減圧雰囲気は、真空雰囲気を含んでもよい。この段階において、第１部分が封止されていなくてもよい。

【0061】

第４に、第１包装部材１５０Ａ及び第２包装部材１５０Ｂの全体が封止される。言い換えると、上述した第１部分が封止される。第１部分は、取出端子２１０が包装体１５０の外側に引き出すための部分であってもよい。

【0062】

（製造方法のまとめ）
以下において、実施形態に係る製造方法のまとめについて説明する。

【0063】

図１２に示すように、ステップＳ１１において、正極フィルム１１１、正極集電体１１２及び正極電極１１３を積層することによって正極構造体１１０を製造する（図５を参照）。ステップＳ１１は、工程Ａの一例である。

【0064】

ステップＳ１２において、負極フィルム１２１、負極集電体１２２及び負極電極１２３を積層することによって負極構造体１２０を製造する（図６を参照）。ステップＳ１２は、工程Ｂの一例である。

【0065】

ステップＳ１３において、正極構造体１１０と負極構造体１２０との間にセパレータ１３０を配置する（図７を参照）。ステップＳ１３は、工程Ｃの一例である。

【0066】

ステップＳ１４において、正極フィルム１１１の外周及び負極フィルム１２１の外周を封止することによって、ユニットセル１００を製造する（図７を参照）。ステップＳ１４では、正極フィルム１１１の外周の少なくとも一部に正極非封止領域（正極切欠き領域１１１Ｂ）を残しながら封止が実行される。ステップＳ１４は、工程Ｄの一例である。

【0067】

ここで、ステップＳ１１～ステップＳ１４は、ユニットセル１００を製造する工程である。図１２では、ステップＳ１１がステップＳ１２の前に実行されるが、ステップＳ１２がステップＳ１１の前に実行されてもよい。

【0068】

ステップＳ２１において、２以上のユニットセル１００を積層するとともに、ユニットセル１００の積層体を包装体１５０内に配置する（図１０を参照）。

【0069】

ステップＳ２２において、第１包装部材１５０Ａ及び第２包装部材１５０Ｂの第２部分を封止する（図１０を参照）。第２部分の封止は第１封止と称されてもよい。

【0070】

ステップＳ２３において、２以上のユニットセル１００の積層方向において２以上のユニットセル１００を加圧しながら２以上のユニットセル１００を充電する（図１１を参照）。ステップＳ２３（プリチャージ）は、減圧雰囲気下で実行されてもよい。減圧雰囲気は、真空雰囲気を含んでもよい。

【0071】

ステップＳ２４において、第１包装部材１５０Ａ及び第２包装部材１５０Ｂの第１部分を封止することによって、スタックセル２００を製造する（図１１を参照）。第１部分の封止は第２封止と称されてもよい。第１部分は、取出端子２１０が包装体１５０の外側に引き出すための部分であってもよい。

【0072】

すなわち、プリチャージ（ステップＳ２３）は、包装体１５０内にユニットセル１００が配置された後であって、包装体１５０を完全に封止される前に実行される。

【0073】

ここで、ステップＳ２１～ステップＳ２４は、スタックセル２００を製造する工程である。図１２では、第１封止（ステップＳ２２）及び第２封止（ステップＳ２４）が別々に実行されるが、第１封止及び第２封止は同時に実行されてもよい。このようなケースにおいて、第１封止及び第２封止は、プリチャージ（ステップＳ２３）の後に実行されてもよい。

【0074】

（作用及び効果）
実施形態では、正極フィルム１１１の外周の少なくとも一部に正極非封止領域（例えば、正極切欠き領域１１１Ｂ）を残しながら、正極電極１１３及び負極電極１２３の外側において正極フィルム１１１の外周及び負極フィルム１２１の外周を封止することによってユニットセル１００を製造してもよい。このような構成によれば、正極フィルム１１１及び負極フィルム１２１の封止工程の一環として、正極非封止領域（開口１０５Ａ）を形成することができる。特に、封止位置と重なる位置に正極切欠き領域１１１Ｂが形成されているため、開口１０５Ａを簡易に形成することができる。従って、正極電極１１３で生じ得る気体を逃がすことが可能なユニットセル１００を適切に製造することができる。

【0075】

実施形態では、負極フィルム１２１の外周の少なくとも一部に負極非封止領域（例えば、負極切欠き領域１２１Ｂ）を残しながら、正極電極１１３及び負極電極１２３の外側において正極フィルム１１１の外周及び負極フィルム１２１の外周を封止することによってユニットセル１００を製造してもよい。このような構成によれば、正極フィルム１１１及び負極フィルム１２１の封止工程の一環として、負極非封止領域（開口１０５Ｂ）を形成することができる。特に、封止位置と重なる位置に正極切欠き領域１１１Ｂが形成されているため、開口１０５Ａを簡易に形成することができる。従って、負極電極１２３で生じ得る気体を逃がすことが可能なユニットセル１００を適切に製造することができる。

【0076】

実施形態では、スタックセル２００の製造工程において、包装体１５０の内壁とユニットセル１００との間に間隙が形成されてもよい。従って、正極電極１１３又は負極電極１２３で生じ得る気体を間隙に収容することができ、少なくともユニットセル１００内に気体が滞留することを抑制することができる。

【0077】

実施形態では、平面視において、正極構造体１１０の外周及び負極構造体１２０の外周の外側に張り出すようにセパレータ１３０が配置され、正極フィルム１１１及び負極フィルム１２１とともにセパレータ１３０が封止されてもよい。このような構成によれば、正極構造体１１０と負極構造体１２０との間の短絡を適切に抑制することができる。

【0078】

実施形態では、正極構造体１１０、セパレータ１３０及び負極構造体１２０の積層方向においてユニットセル１００を加圧しながら充電してもよい（プリチャージ）。このような構成によれば、プリチャージによって、ユニットセル１００の製造段階で正極電極１１３及び負極電極１２３で気体を生じさせ、正極電極１１３及び負極電極１２３で生じた気体を予め逃がすことができる。従って、正極電極１１３及び負極電極１２３で生じる気体を予め効果的に逃がすことができる。

【0079】

実施形態では、減圧雰囲気下においてプリチャージが実行されてもよい。このような構成によれば、正極電極１１３及び負極電極１２３で生じた気体を効率的に逃がすことができる。

【0080】

実施形態では、ユニットセル１００について、正極非封止領域（例えば、正極切欠き領域１１１Ｂ）が形成されていてもよい。このような構成によれば、正極電極１１３で生じる気体を予め効果的に逃がすことができる。同様に、ユニットセル１００について、ユニットセル１００について、負極非封止領域（例えば、負極切欠き領域１２１Ｂ）が形成されていてもよい。このような構成によれば、負極電極１２３で生じる気体を予め効果的に逃がすことができる。

【0081】

実施形態では、スタックセル２００について、２以上のユニットセル１００が積層された状態でプリチャージが実行されてもよい。このような構成によれば、２以上のユニットセル１００のプリチャージを同時に実行することができ、プリチャージを効率的に実行することができる。

【0082】

実施形態では、包装体１５０を完全に封止される前にプリチャージが実行されてもよい。このような構成によれば、正極電極１１３及び負極電極１２３で生じた気体を効率的に逃がすことができる。

【0083】

［その他の実施形態］
本発明は上述した開示によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

【0084】

上述した開示では、正極構造体１１０が第１構造体であるケースについて例示した。しかしながら、上述した開示はこれに限定されるものではない。正極構造体１１０は、第２構造体であってもよい。このようなケースにおいて、「正極」は「第２」と読み替えられてもよい。同様に、負極構造体１２０が第２構造体であるケースについて例示した。しかしながら、上述した開示はこれに限定されるものではない。負極構造体１２０は、第１構造体であってもよい。このようなケースにおいて、「負極」は「第１」と読み替えられてもよい。

【0085】

上述した開示では、包装体１５０は、２以上のユニットセル１００の積層体を被覆する。しかしながら、上述した開示はこれに限定されるものではない。包装体１５０は、１つのユニットセル１００を被覆してもよい。

【0086】

上述した開示では、プリチャージ（図１２に示すステップＳ２３）は、２以上のユニットセル１００が積層された状態で実行されるケースについて例示した。しかしながら、上述した開示はこれに限定されるものではない。例えば、１つのユニットセル１００毎にプリチャージが実行されてもよい。

【0087】

上述した開示では、ユニットセル１００の製造工程で気体を逃がすための工程として、ユニットセル１００の充電について例示した。しかしながら、上述した開示はこれに限定されるものではない。上述した工程は、ユニットセル１００の充電に加えて、ユニットセル１００の放電を含んでもよい。

【0088】

上述した開示では、包装体１５０が第１包装部材１５０Ａ及び第２包装部材１５０Ｂによって構成されるケースについて例示した。しかしながら、上述した開示はこれに限定されるものではない。例えば、包装体１５０は、第２部分が存在しない袋状の形状を有していてもよい。このようなケースでは、第２部分を封止する工程（図１２に示すＳ２２）は省略されてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】