JP2003036885A - 非水電解質電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷特性を向上することが可能な非水電解質
電池の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 正極及び負極を含む積層物が扁平形状に
捲回もしくは折り曲げられた形状を有する電極群９をフ
ィルム製の含浸用容器８内に収納する工程と、前記含浸
用容器８内に非水電解液を注入する工程と、前記含浸用
容器８内を減圧する工程と、前記含浸用容器８を密閉す
る工程と、前記含浸用容器８に外側から圧力を加える工
程と、前記含浸用容器８から取り出された前記電極群９
をフィルム製外装体内もしくは扁平型の外装体内に密封
する工程とを具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解質電池の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器の発達に伴い、小型で、
軽量、かつエネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放
電が可能な非水電解質二次電池の開発が要望されてい
る。このような二次電池として、リチウム二次電池やリ
チウムイオン二次電池が知られている。かかる二次電池
の電極群の構造としては、捲回構造、積層構造、ペレッ
ト構造などが挙げられる。一般に、正極と負極の反応面
積が大きいほど負荷特性が良好であり、時間当たりの電
流使用量が大きい電子機器に用いられる場合には、負荷
特性を良好にするために捲回構造にすることが望まし
い。また、メモリーのバックアップ等の長期使用におい
ては、負荷特性がさほど要求されないため、ペレット形
状の正極及び負極を使用することができる。

【０００３】ところが、最近は、小型の電子機器用にお
いても、通信や表示のために高い負荷特性を有する電池
が要望されている。負荷特性を良好にするためには、正
極と負極の反応面積を大きくする必要がある。

【０００４】反応面積を大きくするには、捲回構造の電
極群を使用することが望ましい。特開平１１−３４５６
２６号公開公報及び特開２０００−１６４２５９号公開
公報には、金属製の正極ケースと負極ケースを、これら
の電気的絶縁をとる樹脂製ガスケットを介してかしめて
封口する扁平形電池の電極群として、捲回構造の電極群
を用いることが開示されている。

【０００５】これら公開公報に記載されている扁平形電
池によれば、小型にしても、大きな反応面積が得られ
る。また、特開２０００−１６４２５９号公開公報の段
落［００１７］〜［００１８］には、扁平形電池の製造
方法が開示されている。まず、正極板、負極板をセパレ
ータを介して巻き回し、断面長円形の極板群に加圧成形
する。密閉容器の中で電解液に極板群を浸し、容器を６
０ｍｍＨｇまで減圧に引き、１０秒間ホールドし、大気
圧に戻す作業を３回繰り返すことにより、極板群に電解
液を含浸させる。次いで、この極板群を正極ケースに入
れ、ガスケットを封口部分に嵌め込んだ負極ケースをか
ぶせ、封口金型に挿入し、油圧プレスでかしめ封口を行
うことにより、扁平形電池が得られる。

【０００６】しかしながら、特開２０００−１６４２５
９号公開公報に記載された製造方法によると、高い負荷
特性を得ることが困難であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、負荷特性を
向上することが可能な非水電解質電池の製造方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る非水電解質
電池の製造方法は、正極及び負極を含む積層物が扁平形
状に捲回もしくは折り曲げられた形状を有する電極群を
フィルム製の含浸用容器内に収納する工程と、前記含浸
用容器内に非水電解液を注入する工程と、前記含浸用容
器内を減圧する工程と、前記含浸用容器を密閉する工程
と、前記含浸用容器に外側から圧力を加える工程と、前
記含浸用容器から取り出された前記電極群をフィルム製
外装体内もしくは扁平型の外装体内に密封する工程とを
具備することを特徴とするものである。

【０００９】本発明に係る非水電解質電池の製造方法
は、正極及び負極を含む積層物が扁平形状に捲回もしく
は折り曲げられた形状を有する電極群をフィルム製の含
浸用容器内に収納する工程と、前記含浸用容器内にゲル
電解質前駆体を注入する工程と、前記含浸用容器を密閉
する工程と、前記含浸用容器の厚さを一定寸法に固定し
ながら前記ゲル電解質前駆体をゲル化させる工程と、前
記含浸用容器から取り出された前記電極群をフィルム製
外装体内もしくは扁平型の外装体内に密封する工程とを
具備することを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係る第１の非水電解質電
池の製造方法の一例を説明する。

【００１１】この第１の非水電解質電池の製造方法は、
正極及び負極を含む積層物が扁平形状に捲回もしくは折
り曲げられた形状を有する電極群をフィルム製の含浸用
容器内に収納する工程と、前記含浸用容器内に非水電解
液を注入する工程と、前記含浸用容器内を減圧する工程
と、前記含浸用容器を密閉する工程と、前記含浸用容器
に外側から圧力を加える工程と、前記含浸用容器から取
り出された前記電極群をフィルム製外装体内もしくは扁
平型の外装体内に密封する工程とを具備する。

【００１２】このような製造方法によれば、非水電解液
を注入後、含浸用容器内を減圧し、減圧状態で容器を密
閉した後、容器に外側から圧力を加えることによって、
電極群に非水電解液を均一に、かつ速やかに含浸させる
ことができる。その結果、非水電解質電池の負荷特性を
向上することができる。また、電池の外装体とは別の容
器で電解液の含浸を行うため、外装体の封止部が電解液
で汚染されるのを防止することができ、外装体の封止部
に付着した電解液で電子機器の電気回路等が腐食される
のを回避することができる。また、外装体の封止部を洗
浄する工程が不要になるため、製造方法を簡略化するこ
とが可能になる。

【００１３】本発明に係る第２の非水電解質電池の製造
方法の一例を説明する。

【００１４】この第２の非水電解質電池の製造方法は、
正極及び負極を含む積層物が扁平形状に捲回もしくは折
り曲げられた形状を有する電極群をフィルム製の含浸用
容器内に収納する工程と、前記含浸用容器内にゲル電解
質前駆体を注入する工程と、前記含浸用容器を密閉する
工程と、前記含浸用容器の厚さを一定寸法に固定しなが
ら前記ゲル電解質前駆体をゲル化させる工程と、前記含
浸用容器から取り出された前記電極群をフィルム製外装
体内もしくは扁平型の外装体内に密封する工程とを具備
する。

【００１５】ここで、含浸用容器の厚さとは、含浸用容
器の壁の厚さではなく、含浸用容器全体の厚さを意味す
る。

【００１６】このような製造方法によれば、フィルム製
外装体を用いた際にも正極と負極間の距離を一定に保つ
ことができるため、電池の内部抵抗を低くして負荷特性
を向上することができると共に、充放電サイクルの進行
に伴って電池厚さがばらついて電池が変形するのを抑制
することができる。また、電池の外装体とは別の容器で
電解液の含浸を行うため、外装体の封止部が電解液で汚
染されるのを防止することができる。

【００１７】この製造方法において、フィルム製外装体
を用いる際、電池厚さを一定に保ちながら初充電を行う
ことが好ましい。これにより、電池の負荷特性をさらに
向上することができる。

【００１８】以下、第１及び第２の製造方法において使
用される正極、負極、セパレータ、外装体及び含浸用容
器について説明する。

【００１９】１）正極 この正極は、活物質及び導電性材料を含む正極層が集電
体に担持されたものから形成される。

【００２０】前記活物質としては、種々の酸化物（例え
ば、ＬｉＭｎ₂ Ｏ₄ などのリチウムマンガン複合酸化
物、二酸化マンガン、例えば、ＬｉＮｉＯ₂ などのリチ
ウムニッケル複合酸化物、例えばＬｉＣｏＯ₂ などのリ
チウムコバルト複合酸化物、リチウムコバルトニッケル
複合酸化物、リチウムを含む非晶質五酸化バナジウムな
ど）や、カルコゲン化合物（例えば、二硫化チタン、二
硫化モリブデンなど）等を挙げることができる。中で
も、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムコバルト複
合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物を用いるのが好
ましい。

【００２１】前記集電体としては、例えば、アルミニウ
ム製エキスパンドメタル、アルミニウム箔、アルミニウ
ム製メッシュ、アルミニウム製パンチドメタル等を用い
ることができる。

【００２２】前記導電性材料（導電性フィラー）として
は、例えば、カーボンブラック（例えばアセチレンブラ
ック、ファーネスブラック、ケッチェンブラックな
ど）、グラファイト類（例えば、人造黒鉛、粉末状黒
鉛、粉末状膨張黒鉛など）、グラッシーカーボン粉砕
物、粉末状あるいは破砕状コークス類、炭素繊維粉砕
物、黒鉛化炭素繊維粉砕物、ニッケル粉末等を挙げるこ
とができる。前記導電性材料は、単独で使用しても、あ
るいは２種以上混合して使用しても良い。

【００２３】前記正極は、例えば、正極活物質、導電性
材料及び結着剤を溶媒の存在下で混練することによりス
ラリーを調製し、前記スラリーを集電体に塗布し、乾燥
した後、プレス成形を施すことにより作製される。

【００２４】前記結着剤としては、例えば、ポリビニリ
デンフルオライド、スチレン・ブタジエン共重合体、カ
ルボキシメチルセルロース及びその誘導体等を挙げるこ
とができる。

【００２５】２）負極 この負極は、活物質を含む負極層が集電体に担持された
ものから形成される。

【００２６】前記活物質としては、例えば、リチウムイ
オンを吸蔵・放出する炭素質材料を挙げることができ
る。かかる炭素質材料としては、例えば、有機高分子化
合物（例えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリ
ル、セルロース等）を焼成することにより得られるも
の、コークスや、メソフェーズピッチを焼成することに
より得られるもの、人造グラファイト、天然グラファイ
ト等に代表される炭素質材料を挙げることができる。中
でも、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中
において、５００〜３０００℃の温度で、常圧または減
圧下にて前記メソフェーズピッチを焼成して得られる炭
素質材料を用いるのが好ましい。

【００２７】前記集電体としては、例えば、銅製エキス
パンドメタル、銅箔、銅製メッシュ、銅製パンチドメタ
ル等を用いることができる。

【００２８】前記負極には、導電性材料（導電性フィラ
ー）を含むことを許容する。導電性材料（導電性フィラ
ー）としては、前述した正極で説明したのと同様なもの
を挙げることができる。

【００２９】前記負極は、例えば、負極活物質及び結着
剤を溶媒の存在下で混練することによりスラリーを調製
し、前記スラリーを集電体に塗布し、乾燥した後、プレ
ス成形を施すことにより作製される。

【００３０】前記結着剤としては、前述した正極で説明
したのと同様なものを挙げることができる。

【００３１】３）セパレータ セパレータは、正極と負極を隔離しつつ、リチウムイオ
ンの移動が可能なものであればどのようなものでも良
い。かかるセパレータとしては、例えば、ポリオレフィ
ン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン）を主成分
とする微多孔膜、不織布を用いることができる。

【００３２】４）外装体 外装体に使用するフィルムとしては、例えば、熱可塑性
樹脂層と樹脂層の間に金属層が介在されたラミネートフ
ィルムなどを挙げることができる。

【００３３】前記熱可塑性樹脂層は、外装体のヒートシ
ール面としての役割を担う。前記熱融着性樹脂として
は、例えば、変性ポリエチレンフタレート、酸変性ポリ
エチレン、酸変性ポリプロピレン、アイオノマー、エチ
レンビニルアセテート（ＥＶＡ）等を挙げることができ
る。前記熱可塑性樹脂層は、単層か、もしくは複数の熱
可塑性樹脂からなる多層構造にすることができる。

【００３４】前記金属層は、水分の侵入を防止する役割
を担う。前記金属層は、例えば、アルミニウム、ニッケ
ル、ステンレスから形成することができる。

【００３５】前記樹脂層は、前記金属層を保護する役割
を担っている。前記樹脂層は、例えば、ナイロン、ポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレンの
ようなポリオレフィンから形成することができる。前記
樹脂層は、単層か、もしくは複数の樹脂からなる多層構
造にすることができる。

【００３６】扁平型の外装体は、例えば、ステンレスの
ような金属から形成することができる。

【００３７】５）含浸用容器 含浸用容器を形成するフィルムとしては、例えば、熱可
塑性樹脂層と樹脂層の間に金属層が介在されたラミネー
トフィルム等を挙げることができる。なお、熱可塑性樹
脂層、樹脂層及び金属層については、前述した（５）外
装体の欄で説明したのと同様なものを挙げることができ
る。

【００３８】前述した第１の製造方法で使用される非水
電解液について説明する。

【００３９】非水電解液は、例えば、非水溶媒に電解質
を溶解させることにより調製される。

【００４０】前記非水溶媒としては、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（Ｐ
Ｃ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、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（ＥＭＣ）、γ−ブチロラク
トン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，
２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、
ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２
−メチルテトラヒドロフラン等を挙げることができる。
前記非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上混合して
使用してもよい。

【００４１】前記電解質としては、例えば、過塩素酸リ
チウム（ＬｉＣｌＯ₄ ）、六フッ化リン酸リチウム（Ｌ
ｉＰＦ_{6 ）}、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ₄ ）、六フ
ッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ₆ ）、トリフルオロメタ
ンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ₃ ＳＯ₃ ）等のリチウ
ム塩を挙げることができる。前記電解質は、単独で使用
しても、２種以上混合して使用してもよい。

【００４２】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、０．２ｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｏｌ／Ｌの範囲内にするこ
とが望ましい。

【００４３】前述した第２の製造方法で使用されるゲル
電解質前駆体について説明する。

【００４４】ゲル電解質前駆体は、非水電解液及びゲル
化剤を含む。

【００４５】非水電解液としては、前述したのと同様な
ものを挙げることができる。

【００４６】ゲル化剤としては、例えば、共有結合によ
って架橋構造となる有機物または無機物、繰り返し構造
を有する直線状または枝分かれ状の高分子または共重合
体等を挙げることができる。かかる有機物または無機物
としては、例えば、反応性官能基を２個以上有するも
の、２官能アクリレート、３官能アクリレート、４官能
アクリレート、高分子中に反応性官能基が存在し、分子
内または分子間で反応する材料としてプレポリマー化さ
れたエポキシ樹脂、高分子中に反応性官能基が存在し、
反応性官能基と低分子材料が反応して架橋構造を形成す
る材料などを挙げることができる。一方、かかる高分子
または共重合体は、高分子鎖同士の絡み合いによって増
粘作用を発現するものであり、具体的には、ポリエチレ
ンオキサイドまたはその誘導体、ポリアクリロニトリル
またはその誘導体等を挙げることができる。電解液の増
粘作用が材料同士の絡み合いから発現されるため、分子
量が大きいほど、また、枝分かれ構造の方が増粘効果が
高い。

【００４７】ゲル化剤は、電解液に溶解することが望ま
しい。また、ゲル電解質前駆体に使用されるゲル化剤の
種類は、１種類または２種類以上にすることができる。

【００４８】ゲル化は、例えば、加熱、光照射等によっ
て行うことができる。

【００４９】本発明に係る第１の方法及び第２の方法で
製造される非水電解質電池の一例を図１に示す。図１
は、本発明に係る方法で製造される非水電解質二次電池
の一例（例えば、コイン型非水電解質二次電池）を示す
断面図である。

【００５０】有底円筒形の負極容器１に有底円筒形の正
極容器２が絶縁ガスケット３を介してかしめ固定された
扁平型の密閉容器内には、電極群４が収納されている。
電極群４は、正極５と負極６がその間にセパレータ７が
介在されて扁平形状に捲回された構造を有する。電極群
４の最大面積を有する面のうち、一方の面には正極５が
露出して正極容器２の内面と接触している。また、他方
の面には負極６が露出して負極容器１の内面と接してい
る。

【００５１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００５２】図２は、実施例１のコイン型非水電解質二
次電池における電解液含浸工程を示す断面図で、図３は
実施例３の薄型非水電解質二次電池に用いられる電極群
及びラミネートフィルムを示す斜視図で、図４は実施例
３の薄型非水電解質二次電池のゲル化工程で使用される
ラミネートパックを示す平面図で、図５は実施例３の薄
型非水電解質二次電池のゲル化工程を示す断面図であ
る。

【００５３】（実施例１） ＜正極の作製＞Ｎ−メチルピロリドン２５質量部にポリ
フッ化ビニリデン（呉羽化学工業製商品名：＃１１０
０）３質量部を溶解させた後、正極活物質として平均粒
径３μｍのＬｉＣｏＯ₂８９質量部と導電性材料として
グラファイト（ロンザ社製商品名：ＫＳ６）８質量部と
を添加し、ディゾルバー及びビーズミルを用いて攪拌混
合し、正極スラリーを調製した。このスラリーを集電体
としての厚さ１５μｍのアルミニウム箔の両面にダイス
コータを用いて一定間隔を開けて塗付し、乾燥させ、プ
レスし、スリットすることにより、リール状正極を得
た。

【００５４】＜負極の作製＞メソフェーズピッチ系炭素
繊維粉末（ペトカ社製）１００質量部に対して、グラフ
ァイト粉末（ロンザ社製商品名：ＫＳ１５）を１０質量
部添加して混合し、さらにスチレン／ブタジエンラテッ
クス（旭化成工業社製商品名：Ｌ１５７１、固形分が４
８重量％）４．２質量部と、増粘剤としてカルボキシメ
チルセルロース（第１工業製薬製商品名：ＢＳＨ１２）
の水溶液（固形分１重量％）１３０質量部と、蒸留水２
０質量部とを加えて混合し、スラリーを調製した。この
スラリーを厚さ１０μｍの銅箔の両面にダイスコータを
用いて一定間隔を開けて塗付し、乾燥し、プレスし、ス
リットすることにより、リール状負極を得た。

【００５５】＜電極群の作製＞得られたリール状正極と
負極にリードタブをそれぞれ接合した後、捲回機を用
い、正極と負極をセパレータとしてポリエチレン製多孔
膜を介して渦巻き状に捲回した。次いで、一方の表面に
正極が露出し、かつ他方の面に負極が露出するように扁
平形状にプレス成型することにより電極群を得た。

【００５６】＜非水電解液の調製＞エチレンカーボネー
ト（ＥＣ）とγ−ブチルラクトン（γ−ＢＬ）を体積比
で１：３で混合し、得られた混合溶媒に電解質としてＬ
ｉＢＦ₄を１．５ｍｏｌ／Ｌ溶解させることにより非水
電解液を調製した。

【００５７】＜非水電解液の含浸＞図２に示すように、
最外層からナイロン、アルミニウム箔及び熱融着性樹脂
フィルムの順に積層された厚さ０．１５ｍｍのラミネー
トフィルム製の袋状容器８内に電極群９を複数収納し
た。次いで、電解液を電池１個当り１ｇ注入した後、１
３００Ｐａ（１０Torr）まで減圧した状態で５分間保持
し、ひきつづき、減圧状態のまま容器８の開口部を加熱
により封止し、ラミネートパックを得た。このラミネー
トパックをホルダに挟んで厚さＴ（含浸用容器の厚さ）
を４．５ｍｍに固定した。厚さＴを固定したまま、ラミ
ネートパックを０．５ＭＰａの加圧雰囲気に５分間放置
することにより電極群に非水電解液を含浸させた。

【００５８】＜電池の組立て＞電極群をラミネートパッ
クから取り出した後、電極群の表面に付着している余分
な電解液を拭き取り、その後、電極群の重量を測定する
ことにより電解液含有量を算出し、その結果（電池１０
個の平均値）を下記表１に示す。

【００５９】電池容器には２４５０サイズ（径が２４ｍ
ｍで、高さが５ｍｍ）の扁平型容器を使用した。負極容
器内に電極群を負極面が負極容器内面と接するように収
納した。また、正極容器の開口端に環状の絶縁ガスケッ
トを取りつけた。次いで、正極容器を負極容器にかしめ
固定することにより、前述した図１に示す構造を有し、
設計容量が１００ｍＡｈのコイン型非水電解質電池を得
た。

【００６０】＜初充電工程＞組立て後、室温で２４時間
貯蔵した後、２０ｍＡ、４．２Ｖで定電流定電圧充電を
８時間行うことで初充電を施した。

【００６１】（実施例２） ＜ゲル電解質前駆体の調製＞ゲル前駆体として多官能メ
タクリレート（下記化１に示す官能基を複数含む化合
物）と、重合開始剤として過酸化物と、実施例１で説明
したのと同様な非水電解液とを混合することによりゲル
電解質前駆体を調製した。各成分の配合量は、（非水電
解液）：（ゲル化剤）：（過酸化物）＝１００：６：
０．１２とした。

【００６２】

【化１】

【００６３】＜ゲル電解質前駆体の含浸＞実施例１で説
明したのと同様なラミネートフィルム製の袋状容器内に
電極群を複数収納した。次いで、ゲル電解質前駆体を電
池１個当り１ｇ注入した後、１３００Ｐａ（１０Torr）
まで減圧した状態で５分間保持し、ひきつづき、減圧状
態のまま容器の開口部を加熱により封止し、ラミネート
パックを得た。このラミネートパックをホルダに挟んで
厚さＴ（含浸用容器の厚さ）を４．５ｍｍに固定した。
厚さＴを固定したまま、ラミネートパックを８０℃の雰
囲気中に１時間保持することにより、ゲル電解質前駆体
をゲル化させた。

【００６４】＜電池の組立て＞電極群をラミネートパッ
クから取り出した後、電極群の表面に付着している余分
なゲル電解質を拭き取り、その後、電極群の重量からゲ
ル電解質含有量を求め、その結果（電池１０個の平均
値）を下記表１に示す。

【００６５】実施例１と同様なサイズの扁平型電池容器
を用意した。負極容器内に電極群を負極面が負極容器内
面と接するように収納した。また、正極容器の開口端に
環状の絶縁ガスケットを取りつけた。次いで、正極容器
を負極容器にかしめ固定することにより、前述した図１
に示す構造を有し、設計容量が１００ｍＡｈのコイン型
非水電解質電池を得た。

【００６６】得られた二次電池について、実施例１で説
明したのと同様な条件で２４時間放置後、初充電を施し
た。

【００６７】（実施例３） ＜電極群の作製＞実施例１で説明したのと同様なリール
状正極に厚さ０．０５ｍｍで、幅が４ｍｍのアルミニウ
ム製タブ１０を接続し、また、実施例１で説明したのと
同様な負極に厚さ０．０５ｍｍで、幅が４ｍｍの銅製タ
ブ１１を接続した。捲回機を用い、正極と負極をセパレ
ータとしてポリエチレン製多孔膜を介して渦巻き状に捲
回した。次いで、扁平形状にプレス成型することにより
図３に示す構造を有する電極群１２を得た。

【００６８】＜ゲル電解質前駆体の含浸＞実施例１で説
明したのと同様なラミネートフィルム１３を二つ折りに
したもので電極群１２を正極タブ１０及び負極タブ１１
がフィルムの外部に延出するように被覆し、フィルムの
対向箇所をゲル電解質前駆体注入口を除いてヒートシー
ルした。次いで、ゲル電解質前駆体を１ｇ注入した後、
１３００Ｐａまで減圧した状態で５分間保持し、ひきつ
づき、減圧状態のまま注入口を加熱により封止し、ラミ
ネートパックを得た。このラミネートパックをホルダ１
４に挟んで厚さＴ₁（含浸用容器の厚さ）を４．６ｍｍ
に固定した。厚さＴ₁を固定したまま、ラミネートパッ
クを８０℃の雰囲気中に１時間保持することにより、ゲ
ル電解質前駆体をゲル化させた。

【００６９】＜電池の組立て＞電極群をラミネートパッ
クから取り出した後、電極群の表面に付着している余分
なゲル電解質を拭き取り、その後、電極群の重量からゲ
ル電解質含有量を求め、その結果（電池１０個の平均
値）を下記表１に示す。

【００７０】実施例１で説明したのと同様なラミネート
フィルムで電極群を正極タブ及び負極タブがフィルムの
外部に延出するように被覆し、フィルムの４辺をヒート
シールし、設計容量が１００ｍＡｈの薄型非水電解質二
次電池を得た。フィルムの４辺のうち１辺を封止する際
には、減圧雰囲気下で行い、フィルム内に気体が残らな
いようにした。

【００７１】得られた二次電池について、実施例１で説
明したのと同様な条件で２４時間放置後、初充電を施し
た。

【００７２】（実施例４）以下に説明する条件で初充電
を行うこと以外は、前述した実施例３で説明したのと同
様にして薄型非水電解質電池を製造した。

【００７３】＜初充電工程＞組立て後、室温で２４時間
貯蔵した後、電池を再びホルダで挟んで厚さＴ₁（電池
厚さ）を４．７ｍｍに固定した。厚さＴ₁を固定したま
ま、電池を２０ｍＡ、４．２Ｖで定電流定電圧充電を８
時間行うことで初充電を施した。

【００７４】（比較例１）前述した実施例１で説明した
のと同様にして作製した電極群を負極容器内に収納した
後、実施例１で説明したのと同様な非水電解液を０．４
ｇ、０．５ｇ、０．６ｇ注入した。次いで、正極容器を
負極容器に絶縁ガスケットを介してかしめ固定した後、
常温で２４時間保持することにより電極群に非水電解液
を浸透させ、前述した図１に示す構造を有し、設計容量
が１００ｍＡｈのコイン型非水電解質電池を得た。ひき
つづき、実施例１で説明したのと同様な条件で初充電を
施した。

【００７５】電極群中の電解液含有量は、２４時間常温
で静置した充電前の電池を分解し、電極群の外周に付着
した電解液を拭き取った後、電極群の重量測定から算出
した。

【００７６】（比較例２）前述した実施例１で説明した
のと同様にして作製した電極群を負極容器内に収納した
後、実施例２で説明したのと同様なゲル電解質前駆体を
０．４ｇ、０．５ｇ、０．６ｇ注入した。次いで、正極
容器を負極容器に絶縁ガスケットを介してかしめ固定し
た後、常温で２４時間保持することにより電極群にゲル
電解質前駆体を浸透させた。次いで、８０℃で１時間加
熱することでゲル電解質前駆体をゲル化させ、前述した
図１に示す構造を有し、設計容量が１００ｍＡｈのコイ
ン型非水電解質電池を得た。次いで、実施例１で説明し
たのと同様な条件で初充電を施した。

【００７７】電極群中のゲル電解質の含有量は、初充電
前の電池を分解し、電極群の外周に付着したゲル電解質
を拭き取った後、電極群の重量測定から算出した。

【００７８】（比較例３）前述した実施例３で説明した
のと同様な電極群を正極タブ及び負極タブがフィルムの
外部に延出するように被覆し、フィルムの対向箇所をゲ
ル電解質前駆体注入口を除いてヒートシールした。次い
で、実施例２で説明したのと同様なゲル電解質前駆体を
０．４ｇ、０．５ｇ、０．６ｇ注入した後、注入口を加
熱により封止した。フィルムの注入口を封止する際に
は、減圧雰囲気下で行い、フィルム内に気体が残らない
ようにした。これを常温で２４時間静置することにより
電極群にゲル電解質前駆体を浸透させた後、ホルダに挟
んで厚さを４．７ｍｍに固定した。厚さを固定したま
ま、ラミネートパックを８０℃の雰囲気中に１時間保持
することにより、ゲル電解質前駆体をゲル化させ、設計
容量が１００ｍＡｈの薄型非水電解質電池を得た。次い
で、実施例１で説明したのと同様な条件で初充電を施し
た。

【００７９】電極群中のゲル電解質の含有量は、初充電
前の電池を分解し、電極群の外周に付着したゲル電解質
を拭き取った後、電極群の重量測定から算出した。

【００８０】（比較例４）含浸用容器の厚さを固定しな
い状態でゲル化を行うこと以外は、前述した比較例３と
同様にして薄型非水電解質二次電池を製造した。

【００８１】

【表１】

【００８２】表１から明らかなように、比較例１〜４の
ように外装体が含浸用容器を兼ねる場合、過剰量の電解
液を注入しないと、電極群を電解液に浸漬した実施例１
〜４の場合と同量の電解液を電極群に浸透させることが
できないことがわかる。さらに、注液量を０．６ｇと多
くしても、電極群の電解液含有量は注液量が０．５ｇの
場合とさほど変わらないことがわかる。

【００８３】以下の性能評価では、比較例１〜４につい
ては、注液量が０．４〜０．６ｇのうち注液量が０．５
ｇのものを用い、電極群中の電解質含有量が実施例１〜
４とほぼ等しくなるように設定した。ここでは、電極群
中の電解質含有量をほぼ一定にするために注液量が０．
５ｇの比較例を評価試験に使用するが、実施例１〜４の
ように予め電極群中に非水電解液もしくはゲル電解質前
駆体を浸透させておけば、電解液量の削減が可能である
ため、工業的に有利になると考えられる。

【００８４】＜評価試験＞実施例１〜４及び比較例１〜
４の二次電池について、１．０Ｃ、４．２Ｖの定電流定
電圧充電を３時間行った後、０．２Ｃ、放電終止電圧
３．０Ｖの定電流放電をし、その際の放電容量を０．２
Ｃ放電容量として下記表２に示す。次いで、１．０Ｃで
４．２Ｖの定電流定電圧充電を３時間行った後、１．０
Ｃ、放電終止電圧３．０Ｖの定電流放電をし、その際の
放電容量を１Ｃ放電容量として下記表２に示す。また、
０．２Ｃでの放電容量を１００％とした際の１Ｃでの放
電容量を負荷特性として下記表２に示す。

【００８５】さらに、実施例１〜４及び比較例１〜４の
二次電池について、１ｋＨｚの交流法で内部抵抗を測定
し、その結果を下記表２に示す。

【００８６】また、実施例１〜４及び比較例１〜４の二
次電池について、１．０Ｃ、４．２Ｖの定電流定電圧充
電を３時間行った後、６０℃で１ヶ月貯蔵した。貯蔵
後、外観を観察し、次いで、１Ｃで３．０Ｖ終止の定電
流放電を行い、再度、１．０Ｃ、４．２Ｖの定電流定電
圧充電を３時間行った後、電池厚さを測定した。得られ
た電池厚さを貯蔵前の電池厚さと比較し、その結果を下
記表２に示す。

【００８７】

【表２】

【００８８】コイン型のような扁平型電池容器を使用し
た実施例１，２及び比較例１，２の電池では、貯蔵によ
って外観に変化が見られた。比較例１，２では、絶縁ガ
スケットに白色の粒子が観察された。この白色粒子は、
電池の分解調査及び析出物の成分分析により電解液であ
ることがわかった。電池表面に付着した電解質は、電気
回路に付着した場合、腐食によって回路の切断、短絡を
招く恐れがある。一方、実施例１，２の電池では、貯蔵
後の外観に変化が見られず、絶縁ガスケットが電解液で
汚染されなかったことが分かった。

【００８９】ラミネートフィルム製容器を用いる実施例
３と比較例３を比較すると、実施例３の電池は、比較例
３の電池に比べて負荷特性が高く、貯蔵後の厚さ変化が
少ないことがわかる。実施例３と比較例３の電池をそれ
ぞれ分解すると、比較例３の方が充電むらが大きいこと
がわかった。実施例で使用されている活物質は、充電時
に膨張し、放電時に収縮することが知られている。非水
電解液やゲル電解質前駆体が電極群に均一に浸透してい
る方が、電極反応が均一に進行して電極厚さが均等に変
化するため、実施例３の電池は変形が少ないと考えられ
る。

【００９０】これに対し、電解液の分布が不均一な比較
例３は電極内部での反応性が異なるため、電極群の膨張
反応が部分的に進行し、電池が変形する。電池の変形に
よる二次的な弊害として、電極間距離が不均一になるこ
とが挙げられる。電極間距離が広くなった部分では内部
抵抗が増大し、反応し難い部分となり、前述の電極反応
の不均一さがさらに進行すると考えられる。実施例１〜
４のように電解液を予め電極群に浸透させることによっ
て、電池形状の安定化と電池特性の安定化を図ることが
できる。

【００９１】比較例４は電極群をゲル電解質前駆体に注
入した後、ゲル化の際に電極群を固定しなかった例であ
る。この比較例４によれば、電極間距離が等間隔でな
く、比較例３と同様に電極反応が不均一に生じ、電池形
状の変形及び電池性能の劣化を生じるものと考えられ
る。

【００９２】実施例４の電池では、電池厚さを定寸に固
定しながら初充電を行ったため、実施例３と比較して負
荷特性に優れ、かつ内部抵抗が低くなることがわかる。

【００９３】なお、前述した実施例では、二次電池に適
用した例を説明したが、一次電池に同様に適用すること
ができる。

【００９４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、負
荷特性に優れた非水電解質電池の製造方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る方法で製造される非水電解質二次
電池の一例（例えば、コイン型非水電解質二次電池）を
示す断面図。

【図２】実施例１のコイン型非水電解質二次電池におけ
る電解液含浸工程を示す断面図。

【図３】実施例３の薄型非水電解質二次電池に用いられ
る電極群及びラミネートフィルムを示す斜視図。

【図４】実施例３の薄型非水電解質二次電池のゲル化工
程で使用されるラミネートパックを示す平面図。

【図５】実施例３の薄型非水電解質二次電池のゲル化工
程を示す断面図。

【符号の説明】

１…負極容器、 ２…正極容器、 ３…絶縁ガスケット、 ４…電極群、 ５…正極、 ６…負極、 ７…セパレータ、 ８…フィルム製の含浸用容器、 ９…電極群。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H029 AJ02 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ03 BJ04 CJ01 CJ07 CJ13 CJ28

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正極及び負極を含む積層物が扁平形状に
   捲回もしくは折り曲げられた形状を有する電極群をフィ
   ルム製の含浸用容器内に収納する工程と、 前記含浸用容器内に非水電解液を注入する工程と、 前記含浸用容器内を減圧する工程と、 前記含浸用容器を密閉する工程と、 前記含浸用容器に外側から圧力を加える工程と、 前記含浸用容器から取り出された前記電極群をフィルム
   製外装体内もしくは扁平型の外装体内に密封する工程と
   を具備することを特徴とする非水電解質電池の製造方
   法。
2. 【請求項２】 正極及び負極を含む積層物が扁平形状に
   捲回もしくは折り曲げられた形状を有する電極群をフィ
   ルム製の含浸用容器内に収納する工程と、 前記含浸用容器内にゲル電解質前駆体を注入する工程
   と、 前記含浸用容器を密閉する工程と、 前記含浸用容器の厚さを一定寸法に固定しながら前記ゲ
   ル電解質前駆体をゲル化させる工程と、 前記含浸用容器から取り出された前記電極群をフィルム
   製外装体内もしくは扁平型の外装体内に密封する工程と
   を具備することを特徴とする非水電解質電池の製造方
   法。