专利名称：双极性电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种双极性电池及其制造方法。
背景技术：
双极性电池具有隔着电解质层层叠了多个在1个集电体的一面设有正极、且在另一面设有负极的双极性电极的构造，在例如专利文献1中，公开有一种隔着浸渗有电解质的隔板层叠了多个上述双极性电极的构造。
在层叠该双极性电极时，设置了具有正极和负极的集电体、和电解质层(渗透有电解质、且将正极和负极隔离开的隔板层，以及正极或负极与隔板之间的电解质层)，但有时会因层叠部位的微小间隙而残留气体(气泡)。
因此，层叠作业需要慎重地进行，而有时即使慎重地进行，也会无法充分除去气泡而会残留气泡。在这样层叠的部位中残留气泡时，会在该部位产生无法使离子透过及电子移动的死区，也会导致降低输出。这样，气泡混入成为要提高输出密度时需要解决的问题。
专利文献日本特开平11-204136号公报
发明内容
本发明即是为了解决上述现有技术的问题而做成的，其目的在于提供一种可以抑制气泡混入的、电池性能优良的双极性电池及其制造方法。
用于达到上述目的的本发明的双极性电池包括电池元件、填充部和排气部；上述电池元件隔着电解质层层叠了多个双极性电极而成，该双极性电极在集电体的一面形成有正极，在其另一面形成有负极；上述填充部在相邻的上述集电体相互间的空间中配置有填充材料，从而至少将上述正极的周围及上述负极的周围包围住；上述排气部设于上述填充部上，在层叠上述双极性电极时，将残留于由上述填充材料围成的内部空间中的气体排出到上述内部空间的外部。
用于达到上述目的的本发明的双极性电池的制造方法为，准备在集电体的一面形成有正极、且在其另一面形成有负极的双极性电极、在层叠上述双极性电极时夹入双极性电极之间的电解质层、和以至少将上述正极的周围及上述负极的周围包围住的方式配置于相邻的上述集电体相互间的空间中的填充材料，在配置有上述填充材料的填充部上形成排气部，该排气部用于在层叠上述双极性电极时，将残留于由上述填充材料围成的内部空间中的气体排出到上述内部空间的外部，在通过上述排气部将气体排出到外部之后，实施停止上述排气部的排气功能的处理。
根据本发明，由于可在层叠双极性电极时，通过排气部将残留于由填充材料围成的内部空间中的气体排出到外部，因此可以提供一种可抑制气泡混入的、电池性能优良的双极性电池及其制造方法。
图1是表示第1实施方式的双极性电池的立体图。
图2是表示双极性电池的主要部分的剖视图。
图3(A)是表示双极性电极的剖视图，图3(B)是用于说明单体电池层的剖视图。
图4(A)、(B)是用于说明填充部中的填充材料配置形态的剖视图。
图5是表示填充部包含间隙部的、第1实施方式的双极性电池主要部分的俯视图。
图6是表示堵塞了间隙部的状态的俯视图。
图7(A)、(B)是表示交替层叠双极性电极和电解质层时，混入气体的情况的剖视图。
图8是用于说明利用了图1所示的双极性电池的电池组的立体图。
图9是搭载有图8所示的电池组的车辆的概略图。
图10是用于说明第1实施方式的双极性电池的制造方法的整体步骤图。
图11是用于说明图10所示的集成体形成步骤的步骤图。
图12是用于说明图11所示的电极形成步骤的俯视图。
图13是用于说明图11所示的电极形成步骤的剖视图。
图14是用于说明图11所示的电解质配置步骤的剖视图。
图15是表示图11所示的密封材料配置(排气部形成)步骤中所采用的、用于涂敷作为填充材料的密封材料的涂敷装置的立体图。
图16是用于说明图11所示的密封材料配置(排气部形成)步骤的俯视图。
图17是用于说明图11所示的密封材料配置(排气部形成)步骤的剖视图。
图18是用于说明图11所示的隔板配置步骤的剖视图。
图19是用于说明图10所示的接合体形成步骤的步骤图。
图20是用于说明图19所示的集成体装配步骤的剖视图。
图21是用于说明图19所示的层叠步骤及加压步骤的概略图。
图22是用于说明图19所示的密封层形成步骤的概略图。
图23是用于说明图19所示的界面形成步骤的概略图。
图24是用于说明图19所示的初充电步骤的概略图。
图25(A)、(B)是表示面临间隙部地配置有材料储存部的、第2实施方式的填充部的俯视图。
图26是表示填充部包括未固化部的、第3实施方式的双极性电池主要部分的俯视图。
图27是用于说明第3实施方式的集成体形成步骤的步骤图。
图28是用于说明第3实施方式的接合体形成步骤的步骤图。
图29是表示利用感应加热对填充材料进行加热的情况的图。
图30是表示利用激光加热对填充材料进行加热的情况的图。
图31是表示填充部包括软化部的、第4实施方式的双极性电池主要部分的俯视图 图32是用于说明第4实施方式的接合体形成步骤的步骤图。
图33是表示第4实施方式改变例的双极性电池主要部分的俯视图。
图34(A)是表示填充部包括间隙部的、第5实施方式的双极性电池主要部分的俯视图，图34(B)是沿着图34(A)的34B-34B线的剖视图。
图35是概念地表示排气部的位置的图。
图36是用于说明第5实施方式的集成体形成步骤的步骤图。
图37是用于说明图36所示的电极形成步骤的俯视图。
图38是用于说明图36所示的第1密封材料配置(排气部形成)步骤的俯视图。
图39是用于说明图36所示的第1密封材料配置(排气部形成)步骤的剖视图。
图40是用于说明图36所示的隔板配置步骤的剖视图。
图41是用于说明图36所示的第2密封材料配置(排气部形成)步骤的剖视图。
图42是用于说明第5实施方式集成体装配步骤的剖视图。
图43(A)是表示填充部包括热熔粘接部的、第6实施方式的双极性电池10主要部分的俯视图，图43(B)是沿着图43(A)的43B-43B线的剖视图。
图44是用于说明第6实施方式的集成体形成步骤的步骤图。
图45(A)是用于说明图44所示的集成体前处理(排气部形成)步骤的俯视图，图45(B)是沿着图45(A)的45B-45B线的剖视图。
图46(A)是用于说明图44所示的电极形成步骤的俯视图，图46(B)是沿着图46(A)的46B-46B线的剖视图。
图47(A)是用于说明图44所示的电解质配置步骤的俯视图，图47(B)是沿着图47(A)的47B-47B线的剖视图。
图48(A)是用于说明图44所示的第1密封材料配置步骤的俯视图，图48(B)是沿着图48(A)的48B-48B线的剖视图。
图49(A)是用于说明图44所示的隔板配置步骤的俯视图，图49(B)是沿着图49(A)的49B-49B线的剖视图。
图50(A)是用于说明图44所示的热熔粘接剂配置(排气部形成)步骤的俯视图，图50(B)是沿着图50(A)的50B-50B线的剖视图。
图51是用于说明第6实施方式的密封层形成步骤的剖视图。
图52(A)～(C)是表示第7实施方式中的、使残留于内部空间中的气体向排气部移动的情况的图。
图53(A)、(B)是表示用于实施气体移动处理的装置的概略构成的主视图，及表示主要部分的立体图。
图54是表示用于实施气体移动处理的装置的改变例的主要部分的立体图。
图55(A)～(C)是表示第8实施方式中的、使残留于内部空间中的气体向中央部移动而汇集的情况的图。
图56是表示残留于内部空间中的气体通过隔板，而被吸引构件吸引的情况的剖视图。
图57(A)、(B)是表示使残留于内部空间中的气体向中央部移动而汇集的其他情况的图。
图58(A)、(B)是表示用于穿过隔板实施气体排出处理的装置的概略构成的主视图，及表示主要部分的立体图。
图59是表示吸引辊的剖视图。
具体实施例方式 下面，参照
本发明的实施方式。另外，为了便于理解，在附图中夸张表示了各构成元件。
第1实施方式 图1是表示第1实施方式的双极性电池10的立体图，图2是表示双极性电池10的主要部分的剖视图，图3(A)是表示双极性电极110的剖视图，图3(B)是用于说明单体电池层110a的剖视图，图4(A)、(B)是用于说明填充部20中的填充材料114、116的配置形态的剖视图，图5是表示填充部20包含间隙部21的、第1实施方式的双极性电池10主要部分的俯视图，图6是表示堵塞了间隙部21的状态的俯视图，图7(A)、(B)是表示交替层叠双极性电极110和电解质层120时，混入气体30的情况的剖视图。图8是用于说明利用了图1所示的双极性电池10的电池组130的立体图，图9是搭载有图8所示的电池组130的车辆138的概略图。
概略地说，第1实施方式的双极性电池10包括电池元件100、填充部20和排气部32；上述电池元件100是隔着电解质层120层叠了多个双极性电极110而成的，该双极性电极110在集电体111的一面形成有正极113，在其另一面形成有负极112；上述填充部20在相邻的集电体111相互间的空间中配置有填充材料114、116，从而至少将正极113的周围及负极112的周围包围住(参照图4)；上述排气部32设于填充部20的局部，在层叠双极性电极110时，将残留于由填充材料114、116围成的内部空间31中的气体30排出到内部空间31的外部。另外，填充材料114、116可构成为图2所示的双极性电池10的第1密封层115、第2密封层117。
在制造该双极性电池10时，首先，准备双极性电极110、电解质层120、填充材料114、116。接着，在配置有填充材料114、116的填充部20的局部形成排气部32。该排气部32用于在层叠双极性电极110时，将残留于由填充材料114、116围成的内部空间31中的气体30排出到内部空间31的外部。然后，在气体30通过排气部32排出到外部之后，实施停止排气部32的排气功能的处理。下面，详细进行说明。
如图1所示，双极性电池10是通过将电池元件100收容于外装壳104中而成的，可防止来自外部的冲击、环境恶化。
参照图2及图3(A)，在双极性电极110的集电体111的一面设置正极活性物质层而形成正极113，在其另一面设置负极活性物质层而形成负极112。参照图3(B)，由夹在相邻的一对集电体111、111之间的正极113、电解质层120及负极112构成单体电池层110a。单体电池层110a的层叠数量根据所要求的电压来确定。
集电体111使电子通过而阻断离子，因此也可将该集电体111称为离子隔壁。电解质层120也可被称为离子透过层。如图4所示，电解质层120具有在将正极113和负极112隔离开的多孔状的隔板121中渗透有电解质的层、和在隔板121与正极113或负极112之间传导离子的电解质层124、125。电解质例如为高分子凝胶电解质(凝胶聚合物系电解质)。
再次参照图2，在电池元件100最上层的双极性电极110上方配置有负极端子板102，在电池元件100最下层的双极性电极110下方配置有正极端子板101。端子板101、102由高导电性材料构成，其至少覆盖最外层整个电极投影面。因此，降低了最外层的电流引出部的电阻，谋求降低沿表面方向引出电流时的电阻，从而可以提高电流的输出。高导电性材料例如为铝、铜、钛、镍、不锈钢或者它们的合金。
电池元件100的最上层及最下层也可以不是双极性电极110。也可以层叠在单面仅配置正极活性物质层或负极活性物质层的末端电极。
参照图4(A)、(B)，对于填充部20，在相邻的集电体111相互间的空间中配置填充材料，从而至少将正极113的周围及负极112的周围包围住。
图4(A)所示的填充部20具有这样的形态由电解质层120将相邻的集电体111相互间的空间划分为2部分，在划分出的各个空间中配置填充材料114、116。在电解质层120与集电体111之间的空间中，配置有填充材料114，从而将正极113的周围包围住，并配置有填充材料116，从而将负极112的周围包围住。因此，在相邻的集电体111相互间的空间中，在其间夹入电解质层120，将填充材料114、116配置成跨越2层。
图4(B)所示的填充部20具有这样的形态在相邻的集电体111相互间的空间中配置填充材料118，从而将正极113的周围、电解质层120的周围、及负极112的周围的全部包围住，即配置填充材料118，从而将1个单体电池层110a的周围包围住。
对于本发明的填充部20，填充材料的配置可以是任一形态，并没有特别的限定。
在双极性电池10中，电解质层120所含有的电解质渗出时，单体电池层110a相互电连接，不能充分地发挥作为电池的功能。这被称作盐桥。在电解质层120包含液体状或半固体状的凝胶状电解质时，为了防止发生盐桥，对于填充材料114、116、118，使用用于防止电解质泄漏的密封材料。从不使相邻的集电体111相互接触而发生短路的方面考虑，即使在电解质层120含有不发生盐桥的全固体高分子电解质的情况下，也设有填充部20。此时的填充材料114、116、118的配置也可以是图4(A)或图4(B)所示的任一形态。
在第1实施方式中，将高分子凝胶电解质或电解液用作电解质。因此，对于填充材料114、116使用密封材料。另外，填充部20中的密封材料114、116的配置采用图4(A)所示的形态(也参照图2)。另外，在以下说明中，为了便于说明，将以包围正极113周围的方式延伸的密封材料称作第1密封材料114，将以包围负极112周围的方式延伸的密封材料称作第2密封材料116。另外，将由第1密封材料114形成的密封层称作第1密封层115，将由第2密封材料116形成的密封层称作第2密封层117。
密封材料114、116为一液性未固化环氧树脂，但并没有特别限定。例如可以应用其他的热固化性树脂(聚丙烯或聚乙烯等)、热塑性树脂。优选是根据用途而适当选择可在使用环境下发挥良好密封效果的材料。
图7(A)、(B)中表示了在交替层叠双极性电极110和电解质层120时，混入作为泡状空气的气体30的状态。图7(A)表示因填充材料114、116的厚度大于电极厚度，在双极性电极110上层叠电解质层120时，在填充材料114、116附近混入了气体30的状态。图7(B)表示在图7(A)所示的电解质层120上进一步层叠双极性电极110时，在上层的双极性电极110与下层的电解质层120之间混入了气体30的状态。
如上所述，在混入的气体30变成气泡而残留时，也会导致降低电池输出，因此在层叠时要进行刮隔板121等除去气泡作业。为了消除这样烦杂的作业，而实现简化双极性电池10制造，在层叠双极性电极110时抑制气体30的残留较为重要。
因此，在本发明的双极性电池10中，在填充部20的局部设置排气部32，在层叠双极性电极110时，将残留于由填充材料114、116围成的内部空间31中的气体30排出到内部空间31的外部。排气部32的设置位置、尺寸、个数等可在充分达到排气功能的范围内适当选择。
参照图5及图6，第1实施方式的填充部20包括间隙部21。在层叠双极性电极110时，该间隙部21使内部空间31与外部连通，并沿层叠双极性电极110的方向(以下，称作“层叠方向”)按压填充部20而被堵塞。而且，第1实施方式的排气部32由上述间隙部21构成。通过按压填充部20而堵塞间隙部21，从而停止排气部32的排气功能。
即使在交替层叠双极性电极110和电解质层120时混入空气变成泡状的气体30(参照图7(A)、(B))，残留于内部空间31中的气体30也可通过由间隙部21构成的排气部32排出到内部空间31的外部。在沿层叠方向按压填充部20，直到间隙部21被堵塞为止的期间里，可进一步促进排出残留于内部空间31中的气体30。在沿层叠方向按压填充部20直到间隙部21被堵塞时(图6)，可停止排气部32的排气功能。
这样，利用排气部32的排气功能，可以抑制层叠双极性电极110时残留气体30，在层叠时不需要刮隔板121等除去气泡作业。由于消除了烦杂作业，可有助于简化双极性电池10的制造。
对于双极性电池10的构成，除特别说明的内容之外，使用通常的锂离子二次电池所采用的公知材料即可，并没有特别限定。下面，说明可用于该双极性电池10的集电体111、负极活性物质层、正极活性物质层、隔板121等，以供参考。
集电体111例如为不锈钢箔。但对此并没有特别限定，也可以使用铝箔、镍和铝的金属包层材料、铜和铝的金属包层材料、或者这些金属组合的电镀材料。
负极112的负极活性物质例如为硬炭黑(非石墨化碳材料)。但对此并没有特别限定，也可以使用石墨系碳材料、锂-过渡金属复合氧化物。特别是从容量及输出特性的方面考虑，优选由炭黑及锂-过渡金属复合氧化物构成的负极活性物质。
正极113的正极活性物质例如为LiMn2O4。但并不限定于此。另外，从容量及输出特性的方面考虑，优选应用锂-过渡金属复合氧化物。
对于正极113及负极112的厚度，并没有特别限定，可以考虑电池的使用目的(例如，重视输出、重视能量)、离子传导性而设定。
构成第1密封层115及第2密封层117的密封材料114、116为例如一液性未固化环氧树脂。但并不限定于此，也可以应用其他的热固化性树脂(聚丙烯或聚乙烯等)、热塑性树脂。另外，优选是根据用途而适当选择可在使用环境下发挥良好密封效果的材料。
作为电解质层120的一部分的隔板121的原料例如为具有可渗透有电解质的透气性的多孔状的PE(聚乙烯)。但并不限定于此，也可以使用PP(聚丙烯)等其他聚烯烃、构成为PP/PE/PP三层构造的层叠体、聚酰胺、聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、无纺布。无纺布例如为棉、人造纤维、醋酸纤维、尼龙、聚酯。
电解质的主体聚合物(host polymer)例如为含有10％HFP(六氟丙烯)共聚物的PVDF-HFP(聚偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物)。但并不限定于此，也可以应用其他的不带有锂离子传导性的高分子、具有离子传导性的高分子(固体高分子电解质)。其他的不带有锂离子传导性的高分子例如为PAN(聚丙烯腈)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。具有离子传导性的高分子为例如PEO(聚环氧乙烷)、PPO(聚环氧丙烷)。
保持于主体聚合物中的电解质包含例如由PC(碳酸丙二酯)及EC(碳酸乙二酯)构成的有机溶剂、作为支持电解质的锂盐(LiPF6)。有机溶剂并不特别限定为PC及EC，可以应用其他的环状碳酸酯类、碳酸二甲酯等链状碳酸酯类、四氢呋喃等醚类。锂盐并不特别限定为LiPF6，可以应用其他的无机酸阴离子盐、LiCF3SO3等有机酸阴离子盐。
如图1及图2所示，双极性电池10以单体电池层110a的层叠体(相当于电池元件100)的形态，被收容于外装壳104中，可防止来自外部的冲击、环境恶化。在位于层叠体100最外层的集电体111上连接有由高导电性材料构成的端子板101、102。高导电性材料例如为铝、铜、钛、镍、不锈钢或者它们的合金。
端子板101、102沿外装壳104的外部延伸，其兼用作用于自层叠体100引出电流的电极引板。另外，也可以配置独立的电极引板，直接地或利用导线连接于端子板101、102，从而自层叠体100引出电流。
从轻量化及导热性的方面考虑，外装壳104由以聚丙烯膜等绝缘体包覆铝、不锈钢、镍、铜等金属(包括合金)而成的高分子-金属复合层压膜等密封材料构成，其外周部的局部或全部通过热熔接接合而形成。
参照图8，可单独使用双极性电池10，但也可以例如以电池组130的形式应用。电池组130是通过串联及/或并联地连接多个双极性电池10而构成，并具有导电杆132、134。导电杆132、134连接于自双极性电池10内部延伸出的端子板101、102。
在连接构成双极性电池10时，可适当地通过串联或并联来自由调整容量及电压。连接方法例如为超声波焊接、热熔接、激光焊接、铆接、卷边连接，电子束。
参照图9，也可以通过串联及/或并联地连接多个电池组130自身，来提供电池组组件(大型电池组)136。
由于可确保电池组组件136的输出较大，因此，可将电池组组件136作为例如车辆138的电动机驱动用电源来搭载。车辆例如为电力机动车、混合电力机动车、电车。
对于电池组组件136，由于可以对例如所内装的每个双极性电池10或每个电池组130进行充电控制等、非常细致的控制，因此可以谋求提高延长每1次充电的行驶距离、作为车载电池的长寿命化等性能。
接着，说明第1实施方式的双极性电池10的制造方法。
图10是用于说明第1实施方式的双极性电池10的制造方法的整体步骤图。
第1实施方式的双极性电池10的制造方法包括集成体形成步骤、接合体形成步骤、及包装步骤；上述集成体形成步骤用于形成配置有双极性电极110、电解质层120、作为填充材料的密封材料114、116、以及隔板121的作为总成单元的集成体108(参照后述的图18)；上述接合体形成步骤用于层叠集成体108(总成单元)，而形成作为组件单元的、一体化了的层叠体100(接合体)；上述包装步骤用于将作为组件单元的、一体化了的层叠体100收容于外装壳104中。
图11是用于说明图10所示的集成体形成步骤的步骤图，图12是用于说明图11所示的电极形成步骤的俯视图，图13是用于说明图11所示的电极形成步骤的剖视图，图14是用于说明图11所示的电解质配置步骤的剖视图，图15是表示图11所示的密封材料配置(排气部形成)步骤中所采用的、用于涂敷作为填充材料的密封材料114、116的涂敷装置40的立体图，图16是用于说明图11所示的密封材料配置(排气部形成)步骤的俯视图，图17是用于说明图11所示的密封材料配置(排气部形成)步骤的剖视图，图18是用于说明图11所示的隔板配置步骤的剖视图。
集成体形成步骤包括电极形成步骤、电解质配置步骤、密封材料配置(排气部形成)步骤、及隔板配置步骤。
在电极形成步骤中，首先调整正极浆。正极浆含有例如正极活性物质(85重量％)、导电助剂(5重量％)、及粘合剂(10重量％)，通过添加粘度调整溶剂将其调整为规定粘度。正极活性物质为LiMN2O4。导电助剂为乙炔炭黑。粘合剂为PVDF(聚偏氟乙烯)。粘度调整溶剂为NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)。正极浆涂敷于由不锈钢箔构成的集电体111的一面上。
导电助剂也可以使用炭黑、石墨。粘合剂及粘度调整溶剂并不限定为PVDF及NMP。
接着，调整负极浆。负极浆含有例如负极活性物质(90重量％)、及粘合剂(10重量％)，通过添加粘度调整溶剂将其调整为规定粘度。负极浆涂敷于集电体111的另一面上。负极活性物质为硬炭黑。粘合剂及粘度调整溶剂为PVDF及NMP。负极浆涂敷于集电体111的另一面上。
正极浆的涂膜及负极浆的涂膜例如利用真空烤炉进行干燥，其形成由正极活性物质层构成的正极113及由负极活性物质层构成的负极112(参照图12及图13)。此时，NMP可通过挥发而被除去。
对于正极113及负极112的厚度并没有特别限定，可以考虑电池的使用目的(例如，重视输出、重视能量)、离子传导性而设定。
在电解质配置步骤中，电解质124、125分别涂敷于正极113及负极112的电极部上(参照图14)。
电解质124、125含有例如电解液(90重量％)、及主体聚合物(10重量％)，通过添加粘度调整溶剂将其调整为适于涂敷的粘度。
电解液含有由PC(碳酸丙二酯)及EC(碳酸乙二酯)构成的有机溶剂、作为支持电解质的锂盐(LiPF6)。锂盐浓度为例如1M。
主体聚合物例如为含有10％HFP(六氟丙烯)共聚物的PVDF-HFP(聚偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物)。粘度调整溶剂为DMC(碳酸二甲酯)。粘度调整溶剂并不限定为DMC。
在密封材料配置(排气部形成)步骤中，间隔间隙部21地涂敷密封材料114、116，由间隙部21形成排气部32。第1及第2密封材料114、116在正极113及负极112的周围不连续地延伸，形成了未配置第1及第2密封材料114、116的切口状的间隙部21。对第1密封材料114的涂敷进行说明。也同样地涂敷第2密封材料116。
参照图15，密封材料配置(排气部形成)步骤中所使用的涂敷装置40具有可自由涂敷及停止涂敷密封材料114的涂敷头41、42、43，通过使该涂敷头41、42、43相对于集电体111进行移动，在沿不同方向涂敷的密封材料114相互间形成间隙部21。在涂敷装置40中也设有用于沿长度方向连续输送集电体111的辊等未图示的输送机构。
在涂敷装置40中配置有可沿与输送集电体111的长度方向正交的方向自由移动的第1涂敷头41、和配置于上述正交方向两端的第2和第3涂敷头42、43。在将集电体111输送至规定位置时，停止输送集电体111，使第1涂敷头41移动。由此，如图16中的附图标记114a所示，可沿上述正交方向涂敷密封材料114。接着，停止由第1涂敷头41进行的涂敷，开始输送集电体111，开始由第2和第3涂敷头42、43进行涂敷。在以规定距离输送集电体111时，停止输送集电体111、及由第2和第3涂敷头42、43进行的涂敷。由此，如附图标记114b及114c所示，可沿长度方向涂敷密封材料114。然后，再次使第1涂敷头41移动。由此，如图16中的附图标记114d所示，可沿上述正交方向涂敷密封材料114。这样，在沿2个不同方向涂敷的密封材料114相互间的4个部位形成了间隙部21。
在未空出间隙地涂敷密封材料114时，会在角部形成密封材料114重叠的部分，由于该重叠部分，使得厚度不均匀，可能会导致降低密封性能。在本实施方式中，在角部密封材料114不会叠加，而不会导致降低密封性能。
另外，即使固定各涂敷头41、42、43的位置，使集电体111的一侧沿2个方向移动，也可以间隔间隙部21地涂敷密封材料114，并由这些间隙部21形成排气部32。
密封材料114、116涂敷于集电体111的两面上。首先，以在集电体111露出的正极侧外周部、且正极113的周围延伸的方式，配置第1密封材料114(参照图16)。
接着，以在集电体111露出的负极侧外周部、且负极112的周围延伸的方式，配置第2密封材料116。此时，第2密封材料116被定位成与第1密封材料114的配置部位相对(重叠)(参照图17)。第1及第2密封材料114、116为由一液性未固化环氧树脂构成的填充材料。
若密封材料116的涂敷结束，则在图16中的点划线所示的部位剪断长条状集电体111。
另外，在密封材料配置步骤中优选设定为，第1密封材料114的厚度小于正极113及电解质124的合计厚度，且第2密封材料116的厚度小于负极112及电解质125的合计厚度。此时，由于隔板121在与位于外周部的第1及第2密封材料114、116接触之前，与配置有电解质124、125的中央部位接触，因此可抑制气泡残留于由第1及第2密封材料114、116所围成的内部。
在隔板配置步骤中，以隔板121覆盖集电体111的一个电极侧(例如，正极一侧)整个面的方式配置(参照图18)。由此，形成了配置有双极性电极110、电解质124、125、密封材料114、116、及隔板121的集成体108(总成单元)。隔板121为多孔状的PE。
通过层叠集成体108，在集电体111与电解质层120之间的空间中形成了配置有填充材料114、116的填充部20，以使将正极113的周围及负极112的周围包围住。
图19是用于说明图10所示的接合体形成步骤的步骤图，图20是用于说明图19所示的集成体装配步骤的剖视图，图21是用于说明图19所示的层叠步骤及加压步骤的概略图，图22是用于说明图19所示的密封层形成步骤的概略图，图23是用于说明图19所示的界面形成步骤的概略图，图24是用于说明图19所示的初充电步骤的概略图。
接合体形成步骤包括集成体装配步骤、层叠步骤、加压步骤、密封层形成步骤、界面形成步骤、初充电步骤、及气泡排出步骤。
在集成体装配步骤中，在料盘150中依次装配多个集成体108(参照图20)。
为了避免装配集成体108时的干扰，料盘150为框架状，其具有可自由把持集成体108外周部的夹持机构152。
夹持机构152沿层叠方向隔开间隔地配置，使得集成体108不会互相接触。层叠方向为与集成体108表面方向垂直的方向。
夹持机构152具有例如由弹簧构成的弹性构件，为了基于弹力而不会产生褶皱等，以对集成体108施加张力的状态自由保持。
在层叠步骤中，将料盘150配置于真空处理装置160的内部，在真空条件下，形成集成体108的层叠体100(参照图21)。真空度例如为0.2～0.5×105Pa。层叠步骤包括空气排出步骤，在形成层叠体100时，残留于由第1及第2密封材料114、116所围成的内部空间31中的气体30可通过间隙部21而被排出到内部空间31的外部。并且，由于是在真空条件下，因此可进一步抑制气泡混入到电极及电解质层120的层叠界面中。
对于层叠体100的形成方法并没有特别限定，例如可以一边使料盘150朝向承载台移动，一边控制保持着集成体108的夹持机构152，在使料盘150与承载台接触的时刻，依次解除对集成体108的把持，从而形成层叠体100。
真空处理装置160具有真空机构162、加压机构170、及控制部178。
真空机构162包括真空室163、真空泵164及配管系统165。真空室163包括自由装卸(自由开放)的盖部、和配置有料盘150及加压机构170的固定式基部。真空泵164例如为离心式泵，可用于将真空室163的内部成为真空状态。配管系统165可用于连结真空泵164和真空室163，其配置有泄漏阀(未图示)。
加压机构170包括基板171、及以可相对于基板171自由靠近、远离的方式配置的加压板173。控制部178可用于控制加压板173的移动和按压力。也可以在基板171及加压板173上配置片状的弹性体。
加压步骤包括空气排出步骤及间隙堵塞步骤，在保持真空状态的状态下，由加压板及基板171沿层叠双极性电极110的方向对层叠体100加压(参照图21)。此时，可对层叠体100中的配置有第1及第2密封材料114、116的填充部20加压。加压条件例如为1～2×106Pa。
由此，在加压初始，残留于由第1及第2密封材料114、116所围成的内部空间31中的空气可通过间隙部21排出。然后，通过进行加压，使位于间隙部21附近的第1及第2密封材料114、116流向间隙部21，包覆间隙部21，从而堵塞间隙部21，因此停止排气功能。即，通过按压填充部20来堵塞间隙部21的处理，停止排气部32的功能。通过按压填充部20，使第1及第2密封材料114、116具有规定的厚度。
此时，在到沿层叠方向按压填充部20直到堵塞间隙部21为止的期间里，可将残留于内部空间31中的气体30通过间隙部21排出到内部空间31的外部。因此可进一步抑制气泡残留于电极部。
因此，可抑制产生无法使离子透过及电子移动的死区，使用时的离子移动不会受到阻碍，不会增大电池电阻，因此可以达到高输出密度。即，由于可得到可抑制气体30混入的双极性电池10，因此使用时的离子移动不会受到阻碍，不会增大电池电阻。
在密封层形成步骤中，通过将层叠体100配置于烤炉190中，对其进行加热，使层叠体100所含有的第1及第2密封材料114、116热固化，从而形成第1及第2密封层115、117(参照图22)。加热条件例如为80℃。层叠体100的加热方式并不限定为使用烤炉的方式。
二次锂电池厌水，而由于第1及第2密封层115、117由树脂构成，因此无法避免混入水分。因此，可从将第1及第2密封层115、117的与外部气体接触的厚度尺寸设定的极小，来减少侵入水分的观点出发，设定加压步骤中的第1及第2密封材料114、116的上述规定厚度。
第1及第2密封材料114、116也可以应用热塑性树脂。此时，第1及第2密封材料114、116因加热而塑性变形，从而形成第1及第2密封层115、117。
在界面形成步骤中，通过将层叠体100配置于加压机构180中，在加热条件下对其加压，使电解质124、125渗透层叠体100所含有的隔板121，从而形成凝胶界面(参照图23)。加热温度及加压条件例如为80℃及1～2×106Pa。由此，层叠集成体108，形成作为组件单元的、一体化了的层叠体100(接合体)。
加压机构180包括基板181、以相对于基板181自由靠近、远离的方式配置的加压板183、下部加热机构185、上部加热机构187、及控制部188。下部加热机构185及上部加热机构187具有例如电阻发热体，其配置于基板181及加压板183的内部，可用于使基板181及加压板183的温度上升。控制部188可用于控制加压板183的移动和按压力、下部加热机构185及上部加热机构187的温度。
也可以省略下部加热机构185及上部加热机构187中的一个，或将下部加热机构185及上部加热机构187配置于基板181及加压板183的外部。也可以在基板181及加压板183上配置片状的弹性体。
在初充电步骤中，由与层叠体100电连接的充放电装置192进行初次充电，而产生气泡(参照图24)。初充电条件为例如以根据正极113的涂敷重量概略计算出的容量，在21V、-0.5℃的条件下为4小时。
在气泡排出步骤中，通过例如将辊按压在层叠体100的表面上，使位于层叠体100中央部的气泡向外周部移动，而将其除去。因此，可提高电池的输出密度。
在图10所示的包装步骤中，通过将作为组件单元的、一体化了的层叠体100(接合体)收容于外装壳104(参照图2)中，而制成双极性电池10(参照图1及图2)。通过将层叠体100配置于2枚片状的外装材料之间，并接合外装材料的外周部来形成外装壳104。外装材料为以聚丙烯膜等绝缘体包覆的高分子-金属复合层压膜，其接合可应用热熔接。
另外，进一步层叠多个一体化了的层叠体100之后，将其收容于外装壳104中，从而也可以谋求进一步增大双极性电池10的容量及/或提高输出。也可以在大气条件下实施层叠步骤及加压步骤，或在真空条件下实施密封层形成步骤及界面形成步骤。
通过适当选择电解质124、125、第1及第2密封材料114、116，使密封层形成步骤及界面形成步骤一体化，同时完成第1及第2密封材料114、116的固化及电解质层120，从而也可以谋求缩短制造步骤。也可以在密封层形成步骤与界面形成步骤之间追加用于安装引板(导线)的步骤。该引板用于监控层叠体100各层(双极性单体电池)的电位。
如上所述，第1实施方式可以提供一种可抑制气泡混入的双极性电池10及其制造方法。
由于高分子凝胶电解质为用于将电解液保持于聚合物骨架中的热塑性物质，因此可以构成可防止液体泄漏、防止盐桥的可靠性较高的双极性电池10。另外，高分子凝胶电解质并不限定为热塑性物质，也可以应用热固化性物质。在这种情况下，也可以通过由加热条件下的加压使电解质层120固化，来防止液体泄漏，并防止盐桥。
加压步骤及界面形成步骤中表面压力并不限定为1～2×106Pa，也可以考虑到层叠体100的构成材料的强度等物性而适当设定。密封层形成步骤中的加热温度并不限定为80℃，考虑到电解液的耐热性、第1密封材料114(第1密封层115)及第2密封材料116(第2密封层117)的固化温度等物性，优选例如为60℃～150℃。
电解质124、125并不限定为凝胶聚合物系，也可以应用电解液系。此时，在电解质配置步骤中，例如使用微量吸管将电解液分别涂敷于正极113及负极112的电极部上，并使其渗入(参照图14)。
电解液含有由PC(碳酸丙二酯)及EC(碳酸乙二酯)构成的有机溶剂、作为支持电解质的锂盐(LiPF6)、及少量表面活性剂。锂盐浓度例如为1M。
有机溶剂并不特别限定为PC及EC，可以应用其他的环状碳酸酯类、碳酸二甲酯等链状碳酸酯类、四氢呋喃等醚类。锂盐并不特别限定为LiPF6，可以应用其他的无机酸阴离子盐、LiCF3SO3等有机酸阴离子盐。
第2实施方式 图25(A)、(B)是表示面临间隙部21地配置有材料储存部22、23的、第2实施方式的填充部20的俯视图。
第2实施方式与第1实施方式的不同点在于，包括用于储存向间隙部21中供给的材料的材料储存部22、23这一点。
在第2实施方式中，填充部20面临间隙部21地配置有用于储存为堵塞间隙部21而向间隙部21中供给的材料的材料储存部22、23。图25(A)的材料储存部22具有矩形形状，其以自密封材料114的涂敷端部远离若干尺寸的方式配置成面临间隙部21。另一方面，图25(B)的材料储存部23具有大致圆形形状，其以连接于密封材料114的涂敷端部地形成间隙部21的方式配置。对于任意形状的材料储存部，均可通过增加密封材料114的配置量来提高密封材料114的流动性。在后者形状的材料储存部的情况下，间隙部21的宽度不恒定，存在间隙部21的宽度变窄的部位，因此可以更容易地堵塞间隙部21。对于密封材料116也相同。材料储存部22、23可在密封材料配置(排气部形成)步骤中形成。
在加压步骤中，沿层叠方向按压填充部20时，储存于面临间隙部21地配置的材料储存部22、23中的材料被向间隙部21供给，从而堵塞间隙部21。通过堵塞间隙部21来停止排气部32的排气功能这一点，与第1实施方式相同。
第3实施方式 图26是表示填充部20包括未固化部24的、第3实施方式的双极性电池10主要部分的俯视图，图27是用于说明第3实施方式的集成体形成步骤的步骤图，图28是用于说明第3实施方式的接合体形成步骤的步骤图，图29是表示利用感应加热对填充材料114、116进行加热的情况的图，图30是表示利用激光加热对填充材料114、116进行加热的情况的图。
第3实施方式在由未固化部24构成排气部32这一点上，与由间隙部21构成排气部32的第1、第2实施方式不同。
参照图26，作为第3实施方式填充材料的密封材料114、116具有热固化性，填充部20包括未固化部24，该未固化部24在层叠双极性电极110时，连通内部空间31与外部，并将残留于内部空间31中的气体30排出到内部空间31的外部之后进行固化。在未固化部24的材料自身、未固化部24与隔板121之间等中存在微小的间隙。而且，第3实施方式的排气部32由上述未固化部24构成。排气部32的排气功能因未固化部24固化而停止。
作为热固化性的填充材料114、116可以使用通常的环氧树脂。
即使在交替层叠双极性电极110和电解质层120时混入气体30，残留于内部空间31中的气体30也可以通过存在于由未固化部24构成的排气部32中的微小间隙排出到内部空间31的外部。若使未固化部24固化，则可停止排气部32的排气功能。
这样，利用排气部32的排气功能，可以抑制在层叠双极性电极110时残留气体30，从而不需要在层叠时进行刮隔板121等除去气泡作业。由于消除了烦杂的作业，可有助于简化双极性电池10的制造。
参照图27，第3实施方式的集成体形成步骤包括电极形成步骤、电解质配置步骤、密封材料配置步骤、及隔板配置步骤。
在密封材料配置步骤中，没有间隙地涂敷密封材料114、116，从而使其在正极113及负极112的周围连续地延伸。其他的步骤顺序与第1实施方式相同。
参照图28，第3实施方式的接合体形成步骤包括集成体装配步骤、层叠步骤、加压步骤、密封材料局部固化(排气部形成)步骤、界面形成步骤、初充电步骤、及密封层形成步骤。
集成体装配步骤及层叠步骤的顺序与第1实施方式相同。另外，由于在密封材料114、116中未设置间隙部21，因此不能在层叠步骤中通过间隙部21排出气体30。
加压步骤包括空气排出步骤，在保持真空状态的状态下，由加压板及基板171沿层叠双极性电极110的方向对层叠体100加压。
由此，残留于由第1及第2密封材料114、116所围成的内部空间31中的气体30可通过未固化的密封材料114、116自身，或通过密封材料114、116与集电体111、电解质层120之间的微小间隙而排出。
在密封材料局部固化(排气部形成)步骤中，在沿层叠方向对层叠体100加压的同时，使密封材料114、116的局部不固化地形成未固化部24，从而由未固化部24形成排气部32。仅将局部设定为未固化部24是由于在之后步骤的密封层形成步骤中，要迅速进行用于停止排气部32的排气功能的处理，维持排除了气泡的状态。
密封材料局部固化(排气部形成)步骤也包括空气排出步骤，在形成层叠体100时，残留于由第1及第2密封材料114、116所围成的内部空间31中的气体30可通过未固化部24排出到内部空间31的外部，可抑制气泡残留于电极部。
因此，与第1实施方式相同，可抑制产生无法使离子透过及电子移动的死区，使用时的离子移动不会受到阻碍，不会增大电池电阻，因此可以达到高输出密度。即，由于可得到可抑制混入气体30的双极性电池10，因此使用时的离子移动不会受到阻碍，不会增大电池电阻。
界面形成步骤、初充电步骤的程序与第1实施方式相同。
密封层形成步骤也包括空气排出步骤，一边沿层叠方向对层叠体100加压，一边对未固化部24的密封材料114、116进行加热。由此，在通过排气部32将因初始充电而产生的气体30排出到外部，并使层叠体100中所含有的第1及第2密封材料114、116热固化，从而形成第1及第2密封层115、117。可以废除第1实施方式的气泡排出步骤、即在初始充电之后由辊刮除位于层叠体100中央部的气泡，而使气泡向外周部移动的作业。通过使未固化部24的密封材料114、116热固化的处理，停止排气部32的排气功能。
在第3实施方式中，在将因初始充电而产生的气体30通过排气部32排出到外部之后，实施使未固化部24的密封材料114、116热固化的处理。因此，可进一步抑制残留因初始充电而产生的气体30。因此，可进一步抑制混入气体30，从而得到可提高电池输出密度的双极性电池10。
在密封材料局部固化(排气部形成)步骤及密封层形成步骤中，对于加热密封材料114、116的方式并没有限定，可以示例出例如，利用感应加热进行加热的方式(参照图29)、利用激光加热进行加热的方式(参照图30)。另外，也可以是利用微波对热固化性树脂所含有的水分进行加热，而使其固化的方式。
参照图29，关于感应加热方式，设有与密封材料114、116的位置对应地配置的感应加热线圈51、和用于对感应加热线圈51施加高频电流的未图示的高频电流产生装置。密封材料114、116使用了在作为热固化性树脂的通常的环氧树脂中混入磁性材料而成的构件。例如，可以使用作为一液性热固化型粘接剂的平列式直针AE-300(商品名称、味の素フアインテクト株式会社制)。
在使高频电流在感应加热线圈51中流动而产生变动磁场时，在密封材料114、116中产生由该变动磁场带来的感应涡电流，混入的磁性材料因涡电流而产生焦耳热。由此，密封材料114、116被加热而热固化。由于可以利用感应加热对密封材料114、116集中加热，因此可以尽量抑制对周围构件进行加热。另外，为了进行感应加热而混入的磁性材料的含量、粒度不会妨碍密封材料114、116的电绝缘性。
参照图30，对于激光加热方式，设有用于向密封材料114、116照射激光的激光照射器52、和用于使激光照射器52沿规定轨迹移动的未图示的机械手。密封材料114、116使用了作为热固化性树脂的通常的环氧树脂。
通过机械手，一边扫描密封材料114、116，一边使激光照射器52移动，使由激光照射器52发出的激光照射到密封材料114、116上。由此，密封材料114、116被加热而热固化。由于可以利用激光加热对密封材料114、116集中加热，因此可以尽量抑制对周围构件进行加热。
第4实施方式 图31是表示填充部20包括软化部25的、第4实施方式的双极性电池10主要部分的俯视图，图32是用于说明第4实施方式的接合体形成步骤的步骤图。
第4实施方式在由软化部25构成排气部32这一点上，与由间隙部21构成排气部32的第1、第2实施方式、由未固化部24构成排气部32的第3实施方式不同。
参照图31，作为第4实施方式填充材料的密封材料114、116具有热塑性，填充部20包括软化部25，该软化部25在层叠双极性电极110时，连通内部空间31与外部，并将残留于内部空间31中的气体30排出到内部空间31的外部之后进行固化。在软化部25的材料自身、软化部25与隔板121之间等中存在微小的间隙。而且，第4实施方式的排气部32由上述软化部25构成。排气部32的排气功能因软化部25固化而停止。
作为热塑性的填充材料114、116，可以使用通常的硅系树脂、聚氨酯系树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS树脂)。
即使在交替层叠双极性电极110和电解质层120时混入气体30，残留于内部空间31中的气体30也可以通过存在于由软化部25构成的排气部32中的微小间隙排出到内部空间31的外部。若使软化部25固化，则可停止排气部32的排气功能。
这样，利用排气部32的排气功能，可以抑制在层叠双极性电极110时残留气体30，从而不需要在层叠时进行捋刮隔板121等除去气泡作业。由于消除了烦杂的作业，可有助于简化双极性电池10的制造。
与第3实施方式相同，第4实施方式的集成体形成步骤包括电极形成步骤、电解质配置步骤、密封材料配置步骤、及隔板配置步骤(参照图27)。在密封材料配置步骤中，没有间隙地涂敷密封材料114、116，从而使其在正极113及负极112的周围连续地延伸。
参照图32，第4实施方式的接合体形成步骤包括集成体装配步骤、层叠步骤、加压步骤、密封材料局部软化(排气部形成)步骤、界面形成步骤、初充电步骤、及密封层形成步骤。
集成体装配步骤及层叠步骤的顺序与第1实施方式相同。另外，由于在密封材料114、116中未设置间隙部21，因此不能在层叠步骤中通过间隙部21排出气体30。
加压步骤包括空气排出步骤，在保持真空状态的状态下，由加压板及基板171沿层叠双极性电极110的方向对层叠体100加压。
由此，残留于由第1及第2密封材料114、116所围成的内部空间31中的气体30可通过未固化的密封材料114、116自身，或通过密封材料114、116与集电体111、电解质层120之间的微小间隙而排出。
在密封材料局部软化(排气部形成)步骤中，在沿层叠方向对层叠体100加压的同时，首先，使密封材料114、116的整体在固化温度下进行固化。之后，将密封材料114、116的局部加热至软化温度，使其软化而形成软化部25，从而由软化部25形成排气部32。仅将局部设定为软化部25是由于在之后步骤的密封层形成步骤中，要迅速进行用于停止排气部32的排气功能的处理，维持排除了气泡的状态。
密封材料局部固化(排气部形成)步骤也包括空气排出步骤，在形成层叠体100时，残留于由第1及第2密封材料114、116所围成的内部空间31中的气体30可通过软化部25排出到内部空间31的外部，可抑制气泡残留于电极部。
因此，与第1实施方式相同，可抑制产生无法使离子透过及电子移动的死区，使用时的离子移动不会受到阻碍，不会增大电池电阻，因此可以达到高输出密度。即，由于可得到可抑制混入气体30的双极性电池10，因此使用时的离子移动不会受到阻碍，不会增大电池电阻。
界面形成步骤、初充电步骤的顺序与第1实施方式相同。
密封层形成步骤也包括空气排出步骤，在沿层叠方向对层叠体100加压的同时，再次以固化温度使软化部25的密封材料114、116固化。由此，在通过排气部32将因初始充电而产生的气体30排出到外部的同时，使层叠体100中所含有的第1及第2密封材料114、116固化，从而形成第1及第2密封层115、117。可以废除第1实施方式的气泡排出步骤、即在初始充电之后由辊刮除位于层叠体100中央部的气泡，而使气泡向外周部移动的作业。通过使软化部25的密封材料114、116固化的处理，停止排气部32的排气功能。
在第4实施方式中，在通过排气部32将因初始充电而产生的气体30排出到外部之后，实施使软化部25的密封材料114、116固化的处理。因此，与第3实施方式相同，可进一步抑制残留因初始充电而产生的气体30。因此，可进一步抑制混入气体30，从而得到可提高电池输出密度的双极性电池10。
在密封材料局部软化(排气部形成)步骤及密封层形成步骤中，对于加热密封材料114、116的方式并没有限定，可以示例出例如，上述利用感应加热进行加热的方式(参照图29)、利用激光加热进行加热的方式(参照图30)。采用这些方式，可以对密封材料114、116集中加热，因此可以尽量抑制对周围构件加热。另外，也可以是利用微波对热塑性树脂所含有的水分进行加热，而使其软化的方式。
图33是表示第4实施方式改变例的双极性电池10主要部分的俯视图。
在第4实施方式中，由热塑性树脂或热塑性粘接剂形成密封材料114、116整体，并对密封材料114、116局部加热，将该部位做成软化部25而形成排气部32，但本发明并不限定于这种情况。
如图33所示，也可以这样操作仅在形成有排气部32的部位涂敷热塑性树脂114a，在其他部位涂敷热固化树脂114b，通过仅对涂敷有热塑性树脂114a的部位加热，将该部位做成软化部25而形成排气部32。
第5实施方式 图34(A)是表示填充部20包括间隙部221的、第5实施方式的双极性电池10主要部分的俯视图，图34(B)是沿着图34(A)的34B-34B线的剖视图。图35是概念地表示排气部32的位置的图。图36是用于说明第5实施方式的集成体形成步骤的步骤图，图37是用于说明图36所示的电极形成步骤的俯视图，图38是用于说明图36所示的第1密封材料配置(排气部形成)步骤的俯视图，图39是用于说明图36所示的第1密封材料配置(排气部形成)步骤的剖视图，图40是用于说明图36所示的隔板配置步骤的剖视图，图41是用于说明图36所示的第2密封材料配置(排气部形成)步骤的剖视图。
参照图34，与第1实施方式相同，第5实施方式的填充部20包括间隙部221，由该间隙部221构成排气部32。第5实施方式与第1实施方式的不同点在于间隙部221的形状(参照图34)、作为总成单元的集成体208的构造(参照图34、图41)。
只要是在层叠双极性电极110时，通过使内部空间31与外部连通，并沿层叠双极性电极110的层叠方向按压填充部20而堵塞间隙部221，间隙部221就可以采用适当的形状。在第1实施方式中，将第1密封材料114中途间断开地配置该第1密封材料114，将涂敷端部相互间设为间隙部21。也同样地配置第2密封材料116，将涂敷端部相互间设为间隙部21。另一方面，在第5实施方式中，在不被中途间断地配置的第1和第2密封材料114、116上形成间隙部221。即，参照图34(A)、(B)，在第5实施方式中，在不被中途间断地配置的第1和第2密封材料114、116的局部形成厚度方向上的高度低于其他部位的部位221a，将该高度较低的部位221a设为间隙部221。
在加压步骤中，沿层叠双极性电极110的层叠方向按压填充部20来堵塞间隙部221，停止排气部32的排气功能，这一点与第1实施方式相同。
参照图35，在第5实施方式中，在每个集成体208上错位地形成间隙部221。因此，在层叠多个集成体208后，从层叠双极性电极110的方向看由间隙部221构成的排气部32，其成为错开地配置在不同位置的状态。在图35中，以由双点划线围成的区域209a表示层叠的多个集成体208中的、最上层集成体208的排气部32的位置，以由双点划线围成的区域209b表示下一层一侧集成体208的排气部32的位置，以下按顺序地以由双点划线围成的区域209c、209d、209e表示下一层侧集成体208的排气部32的位置。在图35中，为了便于理解，概念地仅表示了层叠5个集成体208时排气部32的位置。实际中使用的双极性电池还要层叠更多个集成体208。因此，从层叠双极性电极110的方向看排气部32，其成为均匀散开地配置成矩形框状的状态。
从双极性电极110的层叠方向看多个间隙部212，其不会以集中于一处的方式存在，而成为均匀散开配置成矩形框状的状态。因此，在沿双极性电极110的层叠方向按压层叠起来的集成体208时，可以更加均匀地按压各个填充部20。因此，可以确实地堵塞各个集成体208的间隙部221，而更加确实地停止排气部32的排气功能。并且，作为组件单元的层叠体100的厚度也均匀。
另外，在图34(B)所示的1个集成体208中，设于第1密封材料114上的间隙部221与设于第2密封材料116上的间隙部221，从双极性电极110的层叠方向看存在于相同位置。也可以在1个集成体208中，错位地设置第1密封材料114的间隙部221和第2密封材料116的间隙部221。
与第1实施方式相同，第5实施方式的双极性电池10的制造方法包括集成体形成步骤、接合体形成步骤、及包装步骤(参照图10)。
参照图36，第5实施方式的集成体形成步骤包括电极形成步骤、电解质配置步骤、第1密封材料配置(排气部形成)步骤、隔板配置步骤、及第2密封材料配置(排气部形成)步骤。
在第5实施方式中，使用预先切断为矩形的集电体111，这一点与使用长条状集电体111的第1实施方式不同。
除使用图37所示的矩形的集电体111这一点之外，电极形成步骤的顺序与第1实施方式相同(参照图13)。
在电解质配置步骤中，在涂敷电解质124、125时，首先，将形成有正极113及负极112的集电体111的一个面、即负极112一侧作为上表面地设置载置台，在负极112上涂敷电解质125。之后，在涂敷的电解质125上粘贴保护膜，并将双极性电极110的表里翻转。通过设置保护膜，即使翻转双极性电极110，也可以将涂敷有电解质的面作为下表面地设置载置台。该保护膜由聚乙烯等树脂制成。之后，在成为上表面的另一面的正极113上也涂敷电解质124。电解质124、125的材料等与第1实施方式相同(参照图14)。
在第1密封材料配置(排气部形成)步骤中，以在集电体111露出的正极侧外周部、且正极113的周围延伸的方式，施加作为填充材料的第1密封材料114(参照图38、图39)。第1密封材料114的施加可应用例如使用分配器进行的涂敷。在施加第1密封材料114的中途，通过减少涂敷量，而在第1密封材料114的局部形成厚度方向上的高度低于其他部位的部位221a。该高度较低的部位221a成为间隙部221(参照图34(B))。
在隔板配置步骤中，隔板121以覆盖集电体111正极一侧的整个面的方式配置(参照图40)。由此，隔板121与电解质124及第1密封材料114重叠。隔板121为多孔状的PE。
在第2密封材料配置(排气部形成)步骤中，在隔板配置步骤中配置的隔板121的、与连接于第1密封材料114的一侧相反的一侧，施加作为填充材料的第2密封材料116(参照图41)。此时，第2密封材料116被定位成与第1密封材料114的施加部位相对(重叠)。施加第2密封材料116可应用例如使用分配器进行的涂敷。在施加第2密封材料116的中途，通过减少涂敷量，而在第2密封材料116的局部形成厚度方向上的高度低于其他部位的部位221a。该高度较低的部位221a成为间隙部221(参照图34(B))。
由此，形成了在双极性电极110的一方配置有电解质125、在另一方配置有电解质124、第1、第2密封材料114、116、及隔板121的集成体208(总成单元)。
在形成其他的集成体208时，错开形成有间隙部221的位置(参照图35)。通过在施加第1、第2密封材料114、116的中途控制减少涂敷量的时机，可以将间隙部221错开至所期望的位置。
与第1实施方式相同，第5实施方式的接合体形成步骤包括集成体装配步骤、层叠步骤、加压步骤、密封层形成步骤、界面形成步骤、初充电步骤、及气泡排出步骤(参照图19)。第5实施方式的集成体装配步骤与第1实施方式有些许不同，其他步骤与第1实施方式相同。因此，以下仅说明集成体装配步骤。
图42是用于说明第5实施方式集成体装配步骤的剖视图。
在第5实施方式的集成体装配步骤中，在图42所示的料盘150中依次装配多个集成体208。此时，自集成体208上除去保护膜。另外，在最上部的集成体208A的双极性电极110上仅设有第1密封材料114，最下部的集成体208B在集成体208的构造基础之上，还在负极112一侧设有密封材料。另外，在集成体208A之上配置有端子板102，在集成体208B之下配置有端子板101。料盘150、夹持机构152的构成与第1实施方式相同。
从层叠双极性电极110的方向看，错开至不同位置地配置排气部32这一点并不限定于由间隙部221构成排气部32的情况。对于由未固化部24构成的排气部32(第3实施方式)、由软化部25构成的排气部32(第4实施方式)的情况，也同样可以适用。通过错位地配置排气部32，可以更加均匀地按压各个填充部20，从而可以使作为组件单元的层叠体100的厚度均匀。
第6实施方式 图43(A)是表示填充部20包括热熔粘接部301的、第6实施方式的双极性电池10主要部分的俯视图，图43(B)是沿着图43(A)的43B-43B线的剖视图。图44是用于说明第6实施方式的集成体形成步骤的步骤图，图45(A)是用于说明图44所示的集成体前处理(排气部形成)步骤的俯视图，图45(B)是沿着图45(A)的45B-45B线的剖视图，图46(A)是用于说明图44所示的电极形成步骤的俯视图，图46(B)是沿着图46(A)的46B-46B线的剖视图，图47(A)是用于说明图44所示的电解质配置步骤的俯视图，图47(B)是沿着图47(A)的47B-47B线的剖视图，图48(A)是用于说明图44所示的第1密封材料配置步骤的俯视图，图48(B)是沿着图48(A)的48B-48B线的剖视图，图49(A)是用于说明图44所示的隔板配置步骤的俯视图，图49(B)是沿着图49(A)的49B-49B线的剖视图，图50(A)是用于说明图44所示的热熔粘接剂配置(排气部形成)步骤的俯视图，图50(B)是沿着图50(A)的50B-50B线的剖视图。图43(A)是用于说明图44所示的第2密封材料配置步骤的图。
第6实施方式与第1～5实施方式的不同点在于，由热熔粘接部301构成排气部32。
参照图43(A)、(B)，第6实施方式的填充材料具有在粘接处理之前没有粘着性的热熔粘接功能，填充部20包括热熔粘接部301，在层叠双极性电极110时，该热熔粘接部301连通内部空间31与外部，并将残留于内部空间31中的气体30排出到内部空间31的外部之后进行固化。在热熔粘接部301的材料自身、热熔粘接部301与隔板121之间等中存在微小的间隙。而且，第6实施方式的排气部32由上述热熔粘接部301构成。排气部32的排气功能因热熔粘接部301固化而停止。
作为具有热熔接合功能的填充材料，可以使用通常的热熔粘接剂。热熔粘接剂以热塑性树脂为主要成分，是不含有有机溶剂的固态接合剂，有聚酯系、改性烯烃系等各种粘接剂。热熔粘接剂被加热熔融后被涂敷，并因冷却而固化，从而完成构件相互的粘接处理。热熔粘接剂在粘接处理之前不具有粘着性。热熔粘接剂，例如常温固化性热熔粘接剂的软化温度为150℃左右。
在第6实施方式中，将填充部20的局部做成热熔粘接部301。因此，仅对形成有热熔粘接部301的部位涂敷热熔粘接剂304、306，并对其他部位涂敷其他的涂敷材料314、316。对于其他的涂敷材料，例如可以使用由热塑性树脂或热塑性接合剂形成的密封材料。作为热塑性的材料，可以使用通常的硅系树脂、聚氨酯系树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS树脂)。
在形成正极113及负极112之前，预先在集电体111上涂敷热熔粘接剂304。热熔粘接剂304涂敷于图43(B)中集电体111上的右边缘。密封材料314涂敷于图43(A)中正极113的上侧、左侧及下侧，从而与热熔粘接剂304一同将正极113的周围围住。密封材料316涂敷于图43(A)中负极112的上侧、左侧及下侧部分，从而与热熔粘接剂306一同将负极112的周围围住。
隔板121的图中右边缘叠加于热熔粘接剂304上。由于热熔粘接剂304、306在粘接处理之前不具有粘着性，因此在热熔粘接剂与叠加于其上的隔板121之间等中存在微小间隙。
热熔粘接剂304、306在涂敷之后，在常温下成为固化的状态。在该状态下，可层叠双极性电极110和电解质层120。然后，在层叠之后实施的加压步骤中，热熔粘接剂304、306被加热溶化，从而将构件相互间(集电体111及隔板121、或集电体111相互间)接合。
也可以使用在基体材料上涂敷有热熔粘接剂的膜状的热熔材料，但在本实施方式中，采用了直接涂敷热熔粘接剂304、306的方式。由于膜状热熔材料的厚度较大，因此通过直接涂敷热熔粘接剂304、306，减小了作为总成单元的集成体308的厚度、进而减小了作为层叠了集成体308的组件单元的层叠体100(接合体)的厚度。
另外，在第6实施方式的说明中，为了便于说明，将以包围正极113的周围的方式延伸的热熔粘接剂304及密封材料314分别称作第1热熔粘接剂304及第1密封材料314，将以包围负极112的周围的方式延伸的热熔粘接剂306及密封材料316分别称作第2热熔粘接剂304及第2密封材料116。另外，将由第1热熔粘接剂304及第1密封材料314形成的密封层称作第1密封层315，将由第2热熔粘接剂306及第2密封材料316形成的密封层称作第1密封层317。
即使在交替层叠双极性电极110和电解质层120时混入气体30，残留于内部空间31中的气体30也可以通过存在于由热熔粘接部301构成的排气部32中的微小间隙排出到内部空间31的外部。若使热熔粘接部301固化，则可停止排气部32的排气功能。
这样，利用排气部32的排气功能，可以抑制在层叠双极性电极110时残留气体30，从而不需要在层叠时进行刮隔板121等除去气泡作业。由于消除了烦杂的作业，可有助于简化双极性电池10的制造。
与第5实施方式相同，第6实施方式的双极性电池10的制造方法包括集成体形成步骤、接合体形成步骤、及包装步骤。
参照图44，第6实施方式的集成体形成步骤包括集成体前处理(排气部形成)步骤、电极形成步骤、电解质配置步骤、第1密封材料配置步骤、隔板配置步骤、热熔粘接剂配置(排气部形成)步骤、及第2密封材料配置步骤。
在集成体前处理(排气部形成)步骤中，在集电体111上涂敷第1热熔粘接剂304。通过涂敷第1热熔粘接剂304，可形成由热熔粘接剂301构成的排气部32。第1热熔粘接剂304涂敷于图45(B)中集电体111上的右边缘。与第5实施方式相同，在第6实施方式中，使用预先切断为矩形的集电体111。其他顺序与第1实施方式相同。施加第1热熔粘接剂304可应用例如使用分配器进行的涂敷。
如图46所示，除预先在集电体111上涂敷第1热熔粘接剂304这一点之外，电极形成步骤与第5实施方式相同。
如图47所示，除预先在集电体111上涂敷第1热熔粘接剂304这一点之外，电解质配置步骤与第5实施方式相同。
在第1密封材料配置步骤中，首先，以在集电体111露出的正极侧外周部、且正极113的周围延伸的方式，施加第1密封材料314(参照图48)。施加第1密封材料314可应用例如使用分配器进行的涂敷。第1密封材料314涂敷于图48(A)中正极113的上侧、左侧及下侧，从而与第1热熔粘接剂304一同将正极113的周围围住。
在隔板配置步骤中，隔板121以覆盖集电体111正极一侧的面的方式配置(参照图49)。隔板121的图中右边缘叠加于第1热熔粘接剂304上。由此，隔板121与电解质124、第1热熔粘接剂304、及第1密封材料314重叠。隔板121为多孔状的PE。
在热熔粘接剂配置(排气部形成)步骤中，在隔板配置步骤中配置的隔板121的、与连接于第1密封材料314的一侧相反的一侧，施加第2热熔粘接剂306(参照图50)。此时，第2热熔粘接剂306被定位成与集电体111上的第1热熔粘接剂304的施加部位相对(重叠)。施加第2热熔粘接剂306可应用例如使用分配器进行的涂敷。通过涂敷第2热熔粘接剂306，可形成由热熔粘接部301构成的排气部32。
在第2密封材料配置步骤中，在隔板121的、与连接于第1密封材料314的一侧相反的一侧，施加第2密封材料316(参照图43)。此时，第2密封材料316被定位成与第1密封材料314的施加部位相对(重叠)。第2密封材料316的施加可应用例如，使用分配器进行的涂敷。
由此，形成了在双极性电极110的一方配置有电解质125、在另一方配置有电解质124、第1、第2密封材料314、316、第1、第2热熔粘接剂304、306、及隔板121的集成体308(总成单元)。
与第1实施方式相同，第6实施方式的接合体形成步骤包括集成体装配步骤、层叠步骤、加压步骤、密封层形成步骤、界面形成步骤、初充电步骤、及气泡排出步骤(参照图19)。第6实施方式的加压步骤及密封层形成步骤与第1实施方式有些许不同，其他步骤与第1实施方式相同。因此，以下仅说明加压步骤及密封层形成步骤。
图51是用于说明第6实施方式密封层形成步骤的剖视图。
加压步骤包括空气排出步骤，在保持真空状态的状态下，由加压板及基板171沿层叠双极性电极110的方向对层叠体100加压。
由此，残留于由第1及第2密封材料314、316、第1及第2热熔粘接剂304、306所围成的内部空间31中的气体30可通过由热熔粘接剂301构成的排气部32排出到外部。即，气体30可通过第1及第2热熔粘接剂304、306自身，或通过第1及第2热熔粘接剂304、306与集电体111、电解质层120之间的微小间隙而排出。
参照图51，密封层形成步骤也包括空气排出步骤，一边沿层叠方向对层叠体100加压，一边对第1及第2热熔粘接剂304、306、以及第1及第2密封材料314、316加热。由此，在通过排气部32将残留于内部空间31中的气体30排出到外部的同时，对层叠体100中所含有的第1及第2热熔粘接剂304、306、第1及第2密封材料314、316加热使其熔融，并通过冷却使其固化，从而形成第1及第2密封层315、317。通过使热熔粘接部301的第1及第2热熔粘接剂304、306固化的处理，停止排气部32的排气功能。由于仅将局部做成热熔粘接部301，因此可以迅速进行用于停止排气部32的排气功能的处理，可以维持排除了气泡的状态。
这样，可抑制气泡残留于电极部。因此，与第1实施方式相同，由于可抑制产生无法使离子透过及电子移动的死区，使用时离子移动不会受到阻碍，不会增大电池电阻，因此可以达到高输出密度。即，由于可得到可抑制混入气体30的双极性电池10，因此使用时的离子移动不会受到阻碍，不会增大电池电阻。
另外，也可以仅将热熔粘接剂304、306用作填充材料，而将全部填充部20设为热熔粘接部301。
另外，也可以如第5实施方式中说明的那样，从层叠双极性电极110的方向看，错开至不同位置地配置由热熔粘接部301构成的排气部32。通过错位地配置排气部32，可以更加均等地按压各个填充部20，从而可以使作为组件单元的层叠体100的厚度均匀。
第7实施方式 图52(A)～(C)是表示第7实施方式中的、使残留于内部空间31中的气体30向排气部32移动的情况的图，图53(A)、(B)是表示用于实施气体移动处理的装置410的概略构成的主视图，及表示主要部分的立体图。
第7实施方式包含用于使残留于内部空间31中的气体30易于排出到外部的改变。
参照图52(A)～(C)，第7实施方式包括这一步骤在实施通过排气部32将残留于内部空间31中的气体30排出的处理之前，一边按压辊构件401、402，一边使其移动，从而实施使残留于内部空间31中的气体30向排气部32移动的处理(气体移动处理)。
在图示例子中，在填充部20上的2处设有排气部32。对于排气部32的具体形态没有特别限定，例如，由在第1实施方式中说明的间隙部21形成排气部32。此时，例如在隔板配置步骤(参照图11、图18)之后实施气体移动处理。自隔板121一侧朝向双极性电极110按压辊构件401、402。
参照图53(A)、(B)，用于实施气体移动处理的装置410包括托盘411、辊单元413、旋转单元414、和滑动单元415；上述托盘411用于载置作为总成单元的集成体408；上述辊单元413具有可压靠于隔板121上的辊构件412；上述旋转单元414可使辊单元413自由旋转；上述滑动单元415安装有旋转单元414，且可向X轴-Y轴2方向自由滑行移动。以横跨托盘411的方式配置有门形的框架416，在该框架416上安装有滑行移动自由的滑动单元415。
在托盘411上形成有许多个连通于未图示的吸引装置的吸引孔。通过该吸引孔吸引集成体408，从而吸附保持载置于托盘411上的集成体408。
辊单元413包括用于保持旋转自由的辊构件412的框架421、和连接于框架421的加压缸422。加压缸422由因压缩空气等的流体压力而工作的流体压力缸构成。通过控制对流体压力缸供给的压力，来调整辊构件412对隔板121的按压力。
旋转单元414保持着以纵轴为中心旋转自由的辊单元413。在旋转单元414中内装有用于使辊单元413旋转的伺服电动机。借助伺服电动机的旋转驱动，辊单元413旋转至使辊构件412的旋转轴与X轴平行的位置、和使辊构件412的旋转轴与Y轴平行的位置。在前者的旋转位置，辊构件412沿Y轴自由移动，在后者的旋转位置，辊构件412沿X轴自由移动。
滑动单元415包括沿X轴方向自由移动的滑块423、和沿Y轴方向自由移动的滑块424。在各个滑块423、424中设有由滚珠丝杠、导轨、驱动电动机等构成的、未图示的滑动机构。
图示的辊构件412的轴向长度小于应按压该辊构件412的区域(大致等于电解质124的尺寸)的X轴向尺寸及Y轴向尺寸。因此，在使气体30沿X轴向移动时，一边使辊构件412沿Y轴向错位，一边使其沿X轴向移动多次。另外，在使气体30沿Y轴向移动时，一边使辊构件412沿X轴向错位，一边使其沿Y轴向移动多次。
参照图52，说明第7实施方式的作用。另外，为了便于理解，在图52(B)中表示了使用轴向长度不同的2个辊构件401、402来实施气体移动处理的情况。
如图52(A)所示，在配置隔板121时，有时气体30会成为气泡混入到隔板121与电解质124之间。
如图52(B)所示，首先，如箭头431所示，在一边将辊构件401按压在隔板121上，一边使其自电解质124的图中高度方向上的大致中央位置移动到电解质124的图中下端边缘。使辊构件401远离隔板121而返回至上述高度方向上的大致中央位置。如箭头432所示，一边将辊构件401按压在隔板121上，一边使其自上述高度方向上的大致中央位置移动到电解质124的图中上端边缘。使辊构件401远离隔板121。接着，如箭头433所示，一边将辊构件402按压在隔板121上，一边使其自电解质124的图中宽度方向上的大致中央位置移动到电解质124的图中左端边缘。使辊构件402远离隔板121而返回至上述宽度方向上的大致中央位置。如箭头434所示，一边将辊构件402按压在隔板121上，一边使其自上述宽度方向上的大致中央位置移动到电解质124的图中右端边缘。使辊构件402远离隔板121。
如图52(C)所示，通过辊构件401、402的上述动作，使残留于内部空间31中的气体30移动至作为排气部32的间隙部21跟前。
之后，在接合体形成步骤的层叠步骤及加压步骤(参照图19、图21)中，残留于内部空间31中的气体30可通过间隙部21排出到内部空间31的外部。在此，由于气体30已移动至间隙部21的跟前，因此易于通过间隙部21将气体排出到外部。结果，可以得到进一步抑制了混入气体30的双极性电池10，从而可以不增大电池电阻而达到高输出密度。
另外，辊构件401、402的移动方向根据排气部32的位置而变化，并不限定于说明的动作。
图54是表示用于实施气体移动处理的装置改变例的主要部分的立体图。
用于实施气体移动处理的装置并不限定于仅使用1个辊构件412的情况。例如图54所示，也可以在用于实施气体移动处理的装置中设置多个(图示例子中为4个)辊构件441、442、443、444。通过使各个辊构件441～444向不同方向移动，使残留于内部空间31中的气体30向排气部32移动。在该改变例中，由于在每个使气体30移动的方向上设有辊构件441～444，因此可以谋求缩短气体移动处理所需要的时间。
第8实施方式 图55(A)～(C)是表示第8实施方式中的、使残留于内部空间31中的气体30向中央部移动而汇集的情况的图，图56是表示残留于内部空间31中的气体30通过隔板121，而被吸引构件550吸引的情况的剖视图。
第8实施方式包含用于利用隔板121所具有的透气性，将残留于内部空间31中的气体30排出到外部的改变。
第8实施方式包括这一步骤在实施通过排气部32将残留于内部空间31中的气体30排出的处理之前，实施使残留于内部空间31中的气体30通过隔板121而排出的处理。电解质层包括渗透有电解质的多孔状的隔板121。
参照图55(A)～(C)，在本实施方式中包括这一步骤在实施通过隔板121将残留于内部空间31中的气体30排出的处理之前，一边按压辊构件501、502，一边使其移动，从而实施使残留于内部空间31中的气体30汇集的处理(气体汇集处理)。然后，通过使残留于内部空间31中的气体30通过隔板121，被吸引构件550吸引而排出(气体排出处理)。吸引构件550具有喷嘴形状。
在图示例子中，在填充部20上的2处设有排气部32。对于排气部32的具体形态没有特别限定，例如，由在第1实施方式中说明的间隙部21形成。此时，例如在隔板配置步骤(参照图11、图18)之后实施气体汇集处理和气体移动处理。自隔板121一侧朝向双极性电极110按压辊构件501、502。
在实施气体汇集处理时，可以使用在第7实施方式中说明的用于实施气体移动处理的装置410(参照图53(A)、(B))。
参照图56，吸引构件550由吸引喷嘴551构成。吸引喷嘴551通过空气吸引管552连通于未图示的吸引装置。通过使吸引装置工作，使残留于内部空间31中的气体30通过具有透气性的隔板121，而被吸引喷嘴551所吸引。
参照图55及图56，说明第8实施方式的作用。另外，为了便于理解，在图55(B)中表示了使用轴向长度不同的2个辊构件501、502来实施气体移动处理的情况。
如图55(A)所示，在配置隔板121时，有时气体30会成为气泡混入到隔板121与电解质124之间。
如图55(B)所示，首先，如箭头531所示，一边将辊构件501按压在隔板121上，一边使其自电解质124的图中下端边缘移动到电解质124的图中高度方向大致中央位置。使辊构件501远离隔板121而返回至图中上端边缘。如箭头532所示，一边将辊构件501按压在隔板121上，一边使其自电解质124的图中上端边缘移动到上述高度方向上的大致中央位置。使辊构件501远离隔板121。接着，如箭头533所示，一边将辊构件502按压在隔板121上，一边使其自电解质124的图中右端边缘移动到电解质124的图中宽度方向上的大致中央位置。使辊构件502远离隔板121而返回至图中左端边缘。如箭头534所示，一边将辊构件502按压在隔板121上，一边使其自电解质124的图中左端边缘移动到上述宽度方向上的大致中央位置。使辊构件502远离隔板121。
如图55(C)所示，通过辊构件501、502的上述动作，使残留于内部空间31中的气体30移动至大致中央区域而汇集。
接着，如图56所示，将吸引喷嘴551配置在穿过隔板121而与汇集的气体30相对的位置上。然后，在使吸引装置工作时，残留于内部空间31中的气体30通过具有透气性的隔板121，被吸引喷嘴551所吸引，而排出到外部。
之后，在接合体形成步骤的层叠步骤及加压步骤(参照图19、图21)中，残留于内部空间31中的气体30可通过间隙部21排出到内部空间31的外部。在此，由于在配置隔板121时，混入到隔板121与电解质124之间的气体30被吸引喷嘴551吸引而排出，因此通过间隙部21排出的气体30主要成为了在层叠集成体508时，混入到上层的双极性电极110与下层的电解质层120之间的气体30(参照图7(B))。由于减少了应通过间隙部21排出的气体30的量，也尽量减少了残留于内部空间31中的气体30的量。结果，可以得到进一步抑制了气体30混入的双极性电池10，从而可以不增大电池电阻而达到高输出密度。
另外，汇集气体30时的辊构件501、502的移动方向并不限定于说明的动作。
图57(A)、(B)是表示使残留于内部空间31中的气体30向中央部移动而汇集的其他情况的图。
如图57(A)所示，也可以使用多个(图示例子中为8个)辊构件541～548来实施气体汇集处理。独立的8个辊构件541～548交替地自周围向中央部滚动，从而使残留于内部空间31中的气体30汇集于中央部。
如图57(B)所示，辊构件501、502的移动并不限定为直线方向。1个辊构件549自周围向中央部螺旋状地滚动，从而使残留于内部空间31中的气体30汇集于中央部。
图58(A)、(B)是表示用于通过隔板121实施气体排出处理的装置510概略构成的主视图，及表示主要部分的立体图，图59是表示吸引辊512的剖视图。
吸引构件550并不限定为喷嘴形状，也可以具有辊形状。
参照图58(A)、(B)，用于通过隔板121实施气体排出处理的装置510包括托盘511、辊单元513、和滑动单元515；上述托盘511用于载置作为总成单元的集成体508；上述辊单元513具有作为可按压在隔板上的吸引构件550的吸引辊512；上述滑动单元515安装有辊单元513，且可向X轴向自由滑行移动。以横跨托盘511的方式配置有门形的框架516，在该框架上安装有滑行移动自由的滑动单元515。
在托盘511上形成有许多个连通于未图示的吸引装置的吸引孔。通过吸引孔吸引集成体508，从而吸附保持载置于托盘511上的集成体508。
辊单元513包括用于保持旋转自由的吸引辊512的框架521、和连接于框架521的加压缸522。加压缸522由因压缩空气等的流体压力而工作的流体压力缸构成。通过控制对流体压力缸供给的压力，来调整吸引辊512对隔板121的按压力。
滑动单元515具有沿X轴移动自由的滑块523。在滑块523中设有由滚珠丝杠、导轨、驱动电动机等构成的、未图示的滑动机构。
如图59所示，吸引辊512由形成有许多个空气孔553的中空辊构成。吸引辊512通过轴承554保持着旋转自由的框架521。吸引辊512的内部通过空气吸引管555连通于未图示的吸引装置。通过在吸引装置工作的同时使吸引辊512移动，使残留于内部空间31中的气体30通过具有透气性的隔板121，而被吸引辊512所吸引。在使用吸引辊512时，由于一边滚动一边吸引气体30，因此也可以不实施气体汇集处理。
对通过隔板121吸引气体30的实施方式进行的说明，但通过隔板121排出气体30的处理并不限定于这种情况。通过利用隔板121所具有的透气性，也可以做如下改变。即，也可以通过自隔板121之上施加按压力，而通过隔板121排出气体30。并且，即使预先放置了集成体508，也可以通过隔板121排出气体30。
权利要求
1.一种双极性电池，包括电池元件、填充部和排气部；
上述电池元件是隔着电解质层层叠了多个双极性电极而成的，该双极性电极在集电体的一面形成有正极，在其另一面形成有负极；
上述填充部在相邻的上述集电体相互间的空间中配置有填充材料，使该填充材料至少将上述正极的周围及上述负极的周围包围住；
上述排气部设于上述填充部上，在层叠上述双极性电极时，将残留于由上述填充材料围成的内部空间中的气体排出到上述内部空间的外部。
2.根据权利要求1所述的双极性电池，上述填充部包括间隙部，在层叠上述双极性电极时，该间隙部使上述内部空间与上述外部连通，并通过沿层叠上述双极性电极的方向按压上述填充部而被堵塞，
上述排气部由上述间隙部构成。
3.根据权利要求2所述的双极性电池，面临上述间隙部地配置材料储存部，该材料储存部用于储存为堵塞上述间隙部而向上述间隙部中供给的材料。
4.根据权利要求3所述的双极性电池，在沿层叠上述双极性电极的方向按压上述填充部时，储存于上述材料储存部中的材料被供给到上述间隙部。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的双极性电池，上述排气部的排气功能因上述间隙部被堵塞而停止。
6.根据权利要求1所述的双极性电池，上述填充材料具有热固化性，
上述填充部包括未固化部，在层叠上述双极性电极时，该未固化部连通上述内部空间与上述外部、并将残留于上述内部空间中的气体排出到上述内部空间的外部之后进行固化，
上述排气部由上述未固化部构成。
7.根据权利要求6所述的双极性电池，上述排气部的排气功能因上述未固化部固化而停止。
8.根据权利要求1所述的双极性电池，上述填充材料具有热塑性，
上述填充部包括软化部，在层叠上述双极性电极时，该软化部连通上述内部空间与上述外部，并将残留于上述内部空间中的气体排出到上述内部空间的外部之后进行固化，
上述排气部由上述软化部构成。
9.根据权利要求8所述的双极性电池，上述排气部的排气功能因上述软化部固化而停止。
10.根据权利要求1所述的双极性电池，上述填充材料具有在粘接处理之前没有粘着性的热熔粘接功能，
上述填充部包括热熔粘接部，在层叠上述双极性电极时，该热熔粘接部连通上述内部空间与上述外部，并将残留于上述内部空间中的气体向上述内部空间的外部排出之后进行固化，
上述排气部由上述热熔粘接部构成。
11.根据权利要求10所述的双极性电池，上述排气部的排气功能因上述热熔粘接部固化而停止。
12.根据权利要求1所述的双极性电池，从层叠上述双极性电极的方向看上述排气部，其错开配置在不同位置。
13.根据权利要求1所述的双极性电池，上述电解质层具有在将上述正极和上述负极隔离开的多孔状的隔板中渗透有电解质的层、和在上述隔板与上述正极或上述负极之间传导离子的电解质层。
14.根据权利要求1所述的双极性电池，上述电解质层包含液体状或凝胶状的电解质，
上述填充材料为用于防止上述电解质泄漏的密封材料。
15.一种双极性电池的制造方法，准备在集电体的一面形成有正极、且在其另一面形成有负极的双极性电极、在层叠上述双极性电极时夹入双极性电极之间的电解质层、和以至少将上述正极的周围及上述负极的周围包围住的方式配置于相邻的上述集电体相互间的空间中的填充材料，
在配置有上述填充材料的填充部上形成排气部，该排气部用于在层叠上述双极性电极时，将残留于由上述填充材料围成的内部空间中的气体排出到上述内部空间的外部，
在通过上述排气部将上述气体排出到外部之后，实施停止上述排气部的排气功能的处理。
16.根据权利要求15所述的双极性电池的制造方法，间隔间隙部地涂敷上述填充材料，由上述间隙部形成上述排气部，
通过沿层叠上述双极性电极的方向按压上述填充部而堵塞上述间隙部的处理，来停止上述排气部的功能。
17.根据权利要求16所述的双极性电池的制造方法，在沿层叠上述双极性电极的方向按压上述填充部时，储存于面临上述间隙部地配置的材料储存部中的材料被供给到上述间隙部，从而堵塞上述间隙部。
18.根据权利要求16所述的双极性电池的制造方法，通过使自由涂敷及停止涂敷上述填充材料的涂敷头相对于上述集电体进行移动，而在沿不同方向涂敷的上述填充材料相互间形成上述间隙部。
19.根据权利要求15所述的双极性电池的制造方法，上述填充材料具有热固化性，
使上述填充材料的局部不固化而形成未固化部，从而由上述未固化部形成上述排气部，
通过使上述未固化部的上述填充材料固化的处理，停止上述排气部的排气功能。
20.根据权利要求19所述的双极性电池的制造方法，在通过上述排气部将因初始充电而产生的气体排出到外部之后，实施使上述未固化部的上述填充材料固化的处理。
21.根据权利要求15所述的双极性电池的制造方法，上述填充材料具有热塑性，
使上述填充材料的局部软化而形成软化部，从而由上述软化部形成上述排气部，
通过使上述软化部的上述填充材料固化的处理，停止上述排气部的排气功能。
22.根据权利要求21所述的双极性电池的制造方法，在通过上述排气部将因初始充电而产生的气体排出到外部之后，实施使上述软化部的上述填充材料固化的处理。
23.根据权利要求19～22中任一项所述的双极性电池的制造方法，利用感应加热、或利用激光加热对上述填充材料加热。
24.根据权利要求15所述的双极性电池的制造方法，上述填充材料具有在粘接处理之前没有粘着性的热熔粘接功能，
涂敷上述填充材料而形成热熔粘接部，从而由上述热熔粘接部形成上述排气部，
通过使上述热熔粘接部的上述填充材料固化的处理，停止上述排气部的排气功能。
25.根据权利要求15所述的双极性电池的制造方法，从层叠上述双极性电极的方向看，将上述排气部错开配置在不同位置。
26.根据权利要求15所述的双极性电池的制造方法，在实施通过上述排气部将残留于上述内部空间中的气体排出的处理之前，一边按压辊构件，一边使其移动，从而实施使残留于上述内部空间中的气体向上述排气部移动的处理。
27.根据权利要求15所述的双极性电池的制造方法，上述电解质层包括渗透有电解质的多孔状的隔板，
在实施通过上述排气部将残留于上述内部空间中的气体排出的处理之前，实施使残留于上述内部空间中的气体通过上述隔板而排出的处理。
28.根据权利要求27所述的双极性电池的制造方法，在实施通过上述隔板将残留于上述内部空间中的气体排出的处理之前，一边按压辊构件，一边使其移动，从而实施使残留于上述内部空间中的气体汇集的处理。
29.根据权利要求27或28所述的双极性电池的制造方法，通过使残留于上述内部空间中的气体通过隔板，被吸引构件吸引而排出。
30.根据权利要求29所述的双极性电池的制造方法，上述吸引构件具有辊形状或喷嘴形状。
31.根据权利要求15所述的双极性电池的制造方法，上述电解质层具有在将上述正极和上述负极隔离开的多孔状的隔板中渗透有电解质的层、和在上述隔板与上述正极或上述负极之间传导离子的电解质层。
32.根据权利要求15所述的双极性电池的制造方法，上述电解质层包含液体状或凝胶状的电解质，
上述填充材料为用于防止上述电解质泄漏的密封材料。
全文摘要
本发明提供一种可以抑制气泡混入、且电池性能优良的双极性电池及其制造方法。双极性电池包括电池元件、填充部(20)和排气部(32)；上述电池元件是隔着电解质层层叠了多个双极性电极而成的，该双极性电极在集电体(111)的一面形成有正极，在其另一面形成有负极；上述填充部(20)在相邻集电体相互间的空间中配置有填充材料(114)，从而由该填充材料至少将正极的周围及负极的周围包围住；上述排气部(32)设于填充部上，在层叠双极性电极时，将残留于由集电体、电解质层、及填充材料围成的内部空间中的气体排出到内部空间的外部。
文档编号H01M10/40GK101202365SQ20071019901
公开日2008年6月18日 申请日期2007年12月7日 优先权日2006年12月8日
发明者高山元, 佐藤一, 保坂贤司, 滨田谦二, 濑川辉夫 申请人:日产自动车株式会社