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KR102036701B1 - 2차 전지 및, 2차 전지의 제조 방법 - Google Patents

2차 전지 및, 2차 전지의 제조 방법 Download PDF

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KR102036701B1
KR102036701B1 KR1020187006697A KR20187006697A KR102036701B1 KR 102036701 B1 KR102036701 B1 KR 102036701B1 KR 1020187006697 A KR1020187006697 A KR 1020187006697A KR 20187006697 A KR20187006697 A KR 20187006697A KR 102036701 B1 KR102036701 B1 KR 102036701B1
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Abstract

본 실시 형태에 따른 2차 전지의 제조 방법은, 병렬 접속된 복수의 단위 전지(21)를 갖는 2차 전지의 제조 방법으로서, 제1 전극층(1)과, 금속 산화물 반도체층(2)과, 충전층(3)과, 제2 전극층(5)이 적층된 구성을 갖는 시트 형상의 단위 전지(21)를 준비하는 공정과, 적층된 복수의 단위 전지(21)를 병렬로 접속하여, 셀 시트(30)를 형성하는 공정과, 셀 시트(30)의 용량을 측정하는 공정과, 용량이 규격값보다도 작은 경우에, 용량 조정용의 단위 전지(21a)를 셀 시트(30)에 병렬로 접속하는 공정을 구비하는 것이다.

Description

2차 전지 및, 2차 전지의 제조 방법{SECONDARY BATTERY AND SECONDARY BATTERY MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 반복 충방전 가능한 전지(2차 전지라고 칭함) 및, 2차 전지의 제조 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1∼2에는, 전체 고체형의 물리 2차 전지인 양자 전지가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 양자 전지는, 기판 상에, 제1 전극층, n형 금속 산화물 반도체층, 충전층, p형 금속 산화물 반도체층 및, 제2 전극층이 적층된 구성을 갖고 있다. 충전층은, 절연성 물질로 덮인 미립 형상의 n형 금속 산화물 반도체를 광 여기 구조 변화시킴으로써 전자를 포획 가능하게 한 층이다.
특허문헌 1에는, 복수의 양자 전지를 직렬로 접속하여 단자 전압을 높인 것이나, 병렬로 접속하여 전류 용량을 크게 한 것이 나타나 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 양자 전지의 충방전 특성이나 전기적 특성을 측정하는 방법 및 장치가 나타나 있다.
국제공개 제2013/154046호 명세서 국제공개 제2013/035149호 명세서
특허문헌 1에 개시된 구성은, 예를 들면, 제1 전극층(부극)과 제2 전극층(정극)의 사이에 충전층을 구비하는 2차 전지로서 기능하는 최소 단위의 시트 형상의 전지(이하, 단위 전지라고 칭함)를 복수 갖고 있다. 그리고, 그 복수의 단위 전지를 제1 전극층과 제2 전극층을 서로 마주보게 하여 겹치도록 하여 적층하고 있다. 이렇게 함으로써, 복수의 전지가 직렬로 접속된 전지가 나타나 있다.
또한, 특허문헌 1에는, 복수의 단위 전지가 병렬로 접속된 구성이 나타나 있다. 2개의 단위 전지의 제2 전극층끼리가 서로 마주보게 하여 배치되고, 2개의 단위 전지의 사이에는, 정극 단자가 사이에 끼워져 있다. 이 구성에 있어서, 정극 단자를 사이에 끼워 겹치게 한 1쌍의 단위 전지(시트 형상 전지)를 1개의 적층 단위로 하고 있다. 복수의 적층 단위의 전지는, 제1 전극층끼리가 서로 마주보도록 배치되어 있다. 그리고, 서로 이웃하는 2개의 적층 단위의 전지는, 부극 단자를 사이에 끼워 적층되어 있다. 또한, 상기와 같이 직렬로 접속되어 적층된 복수의 전지를, 병렬로 접속하여 적층한 전지도 나타나 있다.
이와 같이 복수의 시트 형상의 단위 전지를 전기적으로 접속(병렬 접속, 직렬 접속, 또는 그 조합)하여 적층한 전지(이하, 셀 시트라고 칭함)가 특허문헌 1에는 개시되어 있다. 이와 같이 함으로써, 단자 전압이나 용량(전류 용량이나 에너지 용량)을 높일 수 있다. 또한, 복수의 셀 시트를 조합하여 전기적으로 접속한 전지(이하, 집합 셀(collective cell)이라고 칭함)를 형성함으로써, 추가로 단자 전압이나 용량을 높일 수 있다.
복수의 단위 전지, 또는 셀 시트(이하, 셀 시트나 집합 셀을 형성할 때의 조합의 단위가 되는 전지를 통합하여 조합 단위 전지라고 칭함)를 병렬로 접속하는 경우, 동일한 용량의 것을 복수 준비하여 조합하고, 규격의 용량을 충족시킨 셀 시트나 집합 셀을 제작하고 있다. 따라서, 용량이 낮은 단위 전지나 셀 시트는 전지의 제작에 이용할 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 용량이 낮은 단위 전지나 셀 시트를 구비하는 전지는, 규격의 용량을 충족시키지 않을 가능성이 있다. 이 때문에, 용량을 정확하게 제조하지 않으면 안되기 때문에, 제조의 수고나 비용이 드는 문제가 있다.
본 발명은, 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 고용량의 2차 전지를 높은 생산성으로 제조할 수 있는 2차 전지 및, 2차 전지의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 2차 전지의 제조 방법은, 병렬 접속된 복수의 단위 전지를 갖는 2차 전지의 제조 방법으로서, 제1 전극층과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극층이 적층된 구성을 갖는 시트 형상의 단위 전지를 준비하는 공정과, 복수의 상기 단위 전지를 적층하여 병렬로 접속하여, 셀 시트를 형성하는 공정과, 상기 셀 시트의 용량을 측정하는 공정과, 상기 용량이 규격값보다도 작은 경우에, 용량 조정용의 단위 전지를 상기 셀 시트에 병렬로 접속하는 공정을 구비하는 것이다. 이에 따라, 여러 가지의 용량을 갖는 단위 전지를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 2차 전지의 제조 방법은, 병렬 접속된 복수의 단위 전지를 갖는 2차 전지의 제조 방법으로서, 제1 전극층과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극층이 적층된 구성을 갖는 시트 형상의 단위 전지를 준비하는 공정과, 복수의 단위 전지의 용량을 각각 측정하는 공정과, 규격값 이상의 용량을 갖도록 상기 용량의 측정 결과에 기초하여 용량이 상이한 단위 전지를 조합하여 적층하고, 적층된 상기 단위 전지가 병렬로 접속된 셀 시트를 제작하는 공정을 구비하는 것이다. 이에 따라, 여러 가지의 용량을 갖는 단위 전지를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 2차 전지의 제조 방법은, 병렬 접속된 복수의 셀 시트를 갖는 2차 전지의 제조 방법으로서, 제1 전극층과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극층이 적층된 구성을 갖는 시트 형상의 단위 전지를 준비하고, 적층된 복수의 상기 단위 전지가 병렬로 접속되어 있는 셀 시트를 준비하는 공정과, 복수의 셀 시트를 병렬로 접속하여 집합 셀을 형성하는 공정과, 집합 셀의 용량을 측정하는 공정과, 상기 용량이 규격값보다도 작은 경우에, 용량 조정용의 단위 전지 및, 용량 조정용의 셀 시트 중 적어도 한쪽을 상기 집합 셀에 병렬로 접속하는 공정을 구비하는 것이다. 이에 따라, 여러 가지의 용량을 갖는 셀 시트를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기의 제조 방법에 있어서, 상기 집합 셀에는, 용량이 상이한 셀 시트가 포함되어 있어도 좋다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 2차 전지의 제조 방법은, 병렬 접속된 복수의 셀 시트를 갖는 2차 전지의 제조 방법으로서, 제1 전극층과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극층이 적층된 구성을 갖는 시트 형상의 단위 전지를 준비하고, 적층된 복수의 상기 단위 전지가 병렬로 접속되어 있는 셀 시트를 준비하는 공정과, 복수의 상기 셀 시트의 용량을 각각 측정하는 공정과, 규격값 이상의 용량을 갖도록 상기 용량의 측정 결과에 기초하여 용량이 상이한 셀 시트를 조합하여 적층하고, 적층된 상기 셀 시트가 병렬로 접속된 집합 셀을 제작하는 공정을 구비하는 것이다. 이에 따라, 여러 가지의 용량을 갖는 셀 시트를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기의 제조 방법에 있어서, 상기 셀 시트에는, 용량이 상이한 단위 전지가 포함되어 있어도 좋다.
상기의 제조 방법에 있어서, 상기 셀 시트에 포함되는 모든 단위 전지 중, 용량이 최대인 단위 전지와 용량이 최소인 단위 전지의 용량비에 따라서, 상기 단위 전지의 조합의 적합 여부를 판정해도 좋다. 이렇게 함으로써, 도중(midpoint)까지의 충방전을 반복한 경우에도, 전지의 열화를 막을 수 있다.
상기의 제조 방법에 있어서, 상기 집합 셀에 포함되는 모든 단위 전지 중, 용량이 최대인 단위 전지와 용량이 최소인 단위 전지의 용량비에 따라서, 상기 셀 시트의 조합의 적합 여부를 판정해도 좋다. 이렇게 함으로써, 도중까지의 충방전을 반복한 경우에도, 전지의 열화를 막을 수 있다.
상기의 제조 방법에 있어서, 용량이 상이한 복수의 단위 전지가 상기 용량 조정용의 단위 전지로서 미리 준비되어 있고, 상기 용량의 측정 결과에 따라서 선택된 상기 용량 조정용의 단위 전지가 선택되어 있어도 좋다.
상기의 제조 방법에 있어서, 용량이 상이한 복수의 상기 셀 시트가 상기 용량 조정용의 셀 시트로서 미리 준비되어 있고, 상기 용량의 측정 결과에 따라서 상기 용량 조정용의 셀 시트가 선택되어도 좋다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 2차 전지는, 적어도 2개의 단위 전지가 병렬로 접속된 2차 전지로서, 상기 단위 전지의 각각은, 제1 전극과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극이 적층된 구성을 구비하고, 적어도 2개의 단위 전지에는, 용량이 상이한 단위 전지가 포함되어 있는 것이다. 이에 따라, 여러 가지의 용량을 갖는 단위 전지를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 2차 전지는, 적어도 2개의 셀 시트가 병렬로 접속된 2차 전지로서, 상기 셀 시트의 각각은, 병렬로 접속된 복수의 시트 형상의 단위 전지를 구비하고, 상기 단위 전지의 각각은, 제1 전극과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극이 적층된 구성을 구비하고, 적어도 2개의 셀 시트에는, 용량이 상이한 셀 시트가 포함되어 있는 것이다. 이에 따라, 여러 가지의 용량을 갖는 셀 시트를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
고용량의 2차 전지를 높은 생산성으로 제조할 수 있는 2차 전지 및, 2차 전지의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 양자 전지의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 실시의 형태에 따른 셀 시트의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 샘플의 단위 전지 및, 셀 시트의 방전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 집합 셀의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 셀 시트의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 6은 셀 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 집합 셀의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 집합 셀의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 실시의 형태 2에 따른 셀 시트의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 10은 실시의 형태 2에 따른 셀 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명은, 본 발명의 적합한 실시의 형태를 나타내는 것으로서, 본 발명의 범위가 이하의 실시의 형태에 한정되는 것은 아니다. 이하의 설명에 있어서, 동일한 부호가 붙여진 것은 실질적으로 동일한 내용을 나타내고 있다.
(양자 전지의 구성)
이하에 설명하는 각 실시 형태의 전지는, 양자 전지의 기술을 적용한 것이다. 그래서, 각 실시 형태의 설명에 앞서, 양자 전지에 대해서 간단하게 설명한다. 양자 전지는, 절연성 물질로 덮인 금속 산화물 반도체의 광 여기 구조 변화를 이용하여, 전자를 포획하는 것을 가능하게 하는 동작 원리에 기초하는 반복 충방전 가능한 전지(2차 전지)이다.
양자 전지는, 전체 고체형의 물리 2차 전지이고, 단독으로 전지로서 기능한다. 양자 전지의 구성의 일 예는, 도 1에 나타난다. 도 1은, 본 발명을 적용하는 양자 전지의 단면 구조를 나타내는 도면이다. 또한 도 1에서는, 정극 단자 및 부극 단자 등의 단자 부재, 외장 부재나 피복 부재 등의 실장 부재를 생략하여 도시하고 있다.
시트 형상의 전지(21)는, 기재(10) 상에, 제1 전극층(1), N형 반도체층(2), 충전층(3), P형 반도체층(4) 및, 제2 전극층(5)이 적층된 구성을 구비하고 있다. 따라서, 충전층(3)은, 충전 동작, 즉 제1 전극층(1)과 제2 전극층(5)의 사이에 충전 전압(또는 충전 전력)이 인가되면, 전자를 축적(포획)하고, 방전 동작, 즉 제1 전극층과 제2 전극층(5)의 사이에 부하가 접속되면 축적한 전자를 방출한다. 충전층(3)은, 충방전이 행해지지 않은 상태에서, 전자를 보존유지(축전)하고 있는 층이다. 충전층(3)은, 광 여기 구조 변화 기술이 적용되어 형성되고 있다.
여기에서, 광 여기 구조 변화는, 예를 들면, 국제공개 WO/2008/053561에 기재되어 있다. 소정값 이상의 밴드 갭을 갖는 반도체로서 금속 산화물 반도체가 절연 피복된 상태에서 유효한 여기 에너지가 주어지면, 밴드 갭 내에 전자 부재(不在)의 에너지 순위가 다수 발생한다. 양자 전지는, 이들 에너지 순위에 전자를 포획시킴으로써 충전하고, 포획된 전자를 방출시킴으로써 방전하는 것이다.
충전층(3)은, 절연 피복된 n형 금속 산화물 반도체의 미립자가 충전되고, 그 n형 금속 산화물 반도체가 자외선 조사에 의해 광 여기 구조 변화를 일으켜, 전자를 축적할 수 있도록 변화한 것이다. 충전층(3)은, 절연 피복된 n형 금속 산화물 반도체의 미립자를 다수 포함하고 있다. 충전층(3)으로 사용 가능한 n형 금속 산화물 반도체 재료로서는, 이산화 티탄, 산화 주석(SnO2), 산화 아연(ZnO)이 적합하고, 이산화 티탄과 산화 주석과 산화 아연을 조합한 재료로 해도 좋다. 그리고, 충전층의 n형 금속 산화물 반도체는, 예를 들면 실리콘 등의 절연성 피막으로 덮여 있다.
기재(10)는, 절연성의 물질이라도 도전성의 물질이라도 좋고, 예를 들면, 유리 기판이나 고분자 필름의 수지 시트, 혹은 금속박 시트가 사용 가능하다. 기재(10)로서 도전성 물질을 이용하는 경우, 기재(10)를 제1 전극층(1)으로서 이용하는 것도 가능하다. 즉, 도전성의 기재(10)가 제1 전극층(1)으로서 기능한다.
전극층(제1 전극층(1) 및 제2 전극층(5))은, 도 1에서 나타낸 예에서는, 제1 전극층(1)이 부극이고, 제2 전극층(5)이 정극이다. 제1 전극층(1)과 제2 전극층(5)은, 도전막으로 형성되어 있으면 좋고, 예를 들면 금속 재료로서, 알루미늄 Al을 포함하는 은 Ag 합금막 등으로 형성할 수 있다. 혹은, 제1 전극층(1) 및, 제2 전극층(5)은, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전막이라도 좋다. 도전막의 형성 방법으로서는, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 전자빔 증착, 진공 증착, 화학 증착 등의 기상 성막법을 들 수 있다. 또한, 제1 전극층(1)과 제2 전극층(5)은, 전해 도금법, 무전해 도금법 등에 의해 형성할 수 있다. 도금에 사용되는 금속으로서는, 일반적으로 구리, 구리 합금, 니켈, 알루미늄, 은, 금, 아연 또는 주석 등을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 상기한 바와 같이, 기재(10)로서 도전성 물질을 이용하는 경우, 기재(10)가 제1 전극층(1)으로서 기능하기 때문에, 제1 전극층(1)의 성막 공정을 생략할 수 있다.
N형 반도체층(2)은, 예를 들면, N형 금속 산화물 반도체층이고, 이산화 티탄(TiO2), 산화 주석(SnO2) 또는 산화 아연(ZnO)을 재료로서 이용할 수 있다.
N형 반도체층(2)은, 충전층(3) 중의 n형 금속 산화물 반도체의 절연 피복이 불충분한 경우에, 그 n형 금속 산화물 반도체가 제1 전극층(1)에 직접 접해 버려, 재결합에 의해 전자가 그 n형 금속 산화물 반도체에 주입되어 버리는 것을 막기 위해서 형성되어 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이 N형 반도체층(2)은 제1 전극층(1)과 충전층(3)의 사이에 형성되어 있다. N형 반도체층(2)은 생략하는 것도 가능하다.
충전층(3) 상에 형성한 P형 반도체층(4)은, 예를 들면, P형 금속 산화물 반도체층이고, 상부의 제2 전극층(5)으로부터의 전자의 주입을 방지하기 위해서 형성되어 있다. P형 반도체층(4)의 재료로서는, 산화 니켈(NiO), 구리 알루미늄 산화물(CuAlO2) 등의 P형 금속 산화물 반도체가 사용 가능하다. 도 1에 나타낸 바와 같이 P형 반도체층(4)은 제2 전극층(5)과 충전층(3)의 사이에 형성되어 있다.
또한, 상기의 설명에서는, 충전층(3)의 아래에 N형 반도체층(2)이 배치되고, 위에 P형 반도체층(4)이 배치되어 있는 구성으로 했지만, N형 반도체층(2)과 P형 반도체층(4)은 반대의 구성으로 되어 있어도 좋다. 즉, 충전층(3)의 위에 N형 반도체층(2)이 배치되고, 아래에 P형 반도체층(4)이 배치되어 있는 구성이라도 좋다. 또한, 이 반대의 구성으로 N형 반도체층(2)이 생략되어 있는 경우는, 충전층(3)의 위에 제2 전극층(5)이 배치되고, 아래에 P형 반도체층(4)이 배치되어 있는 구성이라도 좋다. 이러한 경우, 제1 전극층(1)이 정극, 제2 전극층(5)이 부극이 된다. 즉, 전지(21)는, 제1 전극층(1) 및 제2 전극층(5)의 사이에, 충전층(3)이 N형 반도체층(2)과 P형 반도체층(4)의 사이에 끼워져 있는 층 구성, 또는, 충전층(3)과 P형 반도체층(4)의 층 구성을 갖고 있으면, 그 적층 순서는 상관없다. 환언하면, 시트 형상의 전지(21)는, 제1 전극층(1)과 제2 전극층(5)의 사이가, 제1 금속 산화물 반도체층, 충전층(3), 제2 금속 산화물 반도체층의 순서로 적층되어 있는 구성, 또는, 충전층(3), 금속 산화물 반도체층의 순서로 적층되어 있는 구성이면 좋다.
또한, 전지(21)의 평면에서 본 형상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 직사각형으로 할 수 있다.
여기에서, 전술한 시트 형상의 양자 전지(21)는, 2차 전지로서 기능하는 최소 단위의 시트 형상 전지이고, 상기한 대로 단위 전지(21)라고 칭한다.
또한, 이하의 각 실시 형태에 있어서는, 단위 전지(21)는, 기재(10)가 도전성 물질로 이루어지고 제1 전극층(1)을 겸하고 있는 경우로 설명한다. 또한, 전지(21)의 평면에서 본 형상은 직사각형인 경우로 설명한다.
실시의 형태 1.
(셀 시트의 구성)
이하, 본 실시의 형태 1에 따른 셀 시트의 구성에 대해서, 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2는, 본 실시의 형태에 따른 셀 시트(30)의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 셀 시트(30)는, 도 1에서 나타낸 시트 형상의 양자 전지(21)인 단위 전지(21)를 복수 적층하여 전기적으로 접속된 전지이다.
또한, 도 2에서는, 복수의 단위 전지(21)를 단위 전지(211) 및 단위 전지(212)로서 나타내고 있다. 복수의 단위 전지(21) 중, 제1 전극층(1)이 하측에 위치하고, 제2 전극층(5)이 상측에 위치하는 것을 단위 전지(211)로서 나타내고 있다. 또한, 복수의 단위 전지(21) 중, 제1 전극층(1)이 상측에 위치하고, 제2 전극층(5)이 하측에 위치하는 것을 단위 전지(212)로서 나타내고 있다.
복수의 단위 전지(21)는 병렬로 접속되어 있다. 따라서, 셀 시트(30)는, 부극 단자(52)와 정극 단자(53)를 구비하고 있다. 부극 단자(52)는, 단위 전지(21)의 제1 전극층(1)(부극)에 각각 접속된다. 정극 단자(53)는, 단위 전지(21)의 제2 전극층(5)(정극)에 각각 접속된다. 그리고, 단위 전지(211)와 단위 전지(212)는 번갈아 적층되어 있다. 단위 전지(211)의 제2 전극층(5)과 단위 전지(212)의 제2 전극층(5)의 사이에는 정극 단자(53)가 배치되어 있다. 단위 전지(211)의 제1 전극층(1)과 단위 전지(212)의 제1 전극층(1)의 사이에는 부극 단자(52)가 배치되어 있다.
양 외측에 위치하는 단위 전지(211, 212)에 대해서는, 제1 전극층(1)이 외측에 위치하고 있는 경우에는 그 위에 부극 단자(52)가 겹쳐지고, 제2 전극층(5)이 외측에 위치하고 있는 경우에는 그 위에 정극 단자(53)가 겹쳐져 있다.
도 2에서는, 5개의 단위 전지(21)를 갖는 셀 시트(30)에 대해서 나타내고 있지만, 셀 시트(30)에는, 6개 이상의 단위 전지(21)가 형성되어 있어도 좋고, 2개 이상 4개 이하의 단위 전지(21)가 형성되어 있어도 좋다. 즉, 셀 시트(30)에서는, 복수의 단위 전지(21)가 병렬로 접속되어 있다.
또한, 복수의 단위 전지(21)를 병렬로 접속하여 적층하는 방법은, 도 2에 나타낸 것에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 복수의 단위 전지(21)를 동일한 방향으로 절연층을 개재하여 적층하고, 각각의 단위 전지(21)의 제1 전극층(1)이 부극 단자(52)에 접속됨과 함께, 각각의 단위 전지(21)의 제2 전극층(5)이 정극 단자(53)에 접속되도록 해도 좋다. 이 경우, 전극층(1, 5)과 전극 단자(52, 53)의 접속은, 절연층과 제1 전극층(1)의 사이에 부극 단자(52)를 배치하고, 절연층과 제2 전극층(5)의 사이에 정극 단자(53)를 배치하도록 하여 행해도 좋다.
여기에서, 복수의 단위 전지(21)는 상이한 용량의 단위 전지(21)를 갖고 있다. 즉, 본 실시의 형태에 따른 셀 시트(30)는, 상이한 용량을 갖는 복수의 단위 전지(21)가 병렬로 접속된 구성을 갖고 있다. 양자 전지에서는, 상이한 용량을 갖는 전지를 병렬로 접속한 경우도, 과충전이나 과방전 등의 문제가 발생하지 않는다. 따라서, 용량이 상이한 전지를 포함하는 단위 전지(21)를 병렬로 접속함으로써, 대용량의 셀 시트(30)를 실현할 수 있다. 용량이 상이한 단위 전지(21)를 이용하는 것이 가능해지기 때문에, 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다. 용량이 상이한 단위 전지(21)는, 후술하는 조정용 단위 전지(21a)로 되어 있어도 좋다.
또한, 단위 전지(21)를 상이한 용량으로 하기 위해서는, 예를 들면, 충전층(3)의 체적을 바꿈으로써 행해도 좋다. 도 1에서 나타낸 충전층(3)의 두께 또는 면적을 바꿈으로써, 용량을 바꿀 수 있다. 또한, 도 2에서는, 복수의 단위 전지(21)가 동일한 크기로 나타나 있지만, 상이한 크기라도 좋다. 예를 들면, 제작된 단위 전지(21)를 컷함으로써 충전층의 면적을 바꾸고 용량을 바꾸어도 좋다.
본 실시의 형태에서는, 여러 가지의 용량의 단위 전지(21)를 조합할 수 있고, 소정의 규격을 충족시키는 셀 시트(30)를 임기응변으로 설계할 수 있다. 예를 들면, 소정의 규격의 용량을 갖는 셀 시트(30)를 제작하는 경우, 미리 용량값을 상이하게 한 단위 전지(21)를 제작해 두고, 그들을 조합하여 규격의 용량값을 충족시킨 셀 시트(30)를 만들 수 있다. 단위 전지의 용량값을 정확하게 맞출 필요가 없어져, 허용되는 단위 전지의 용량의 범위가 넓어지기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 셀 시트(30)가 3개 이상의 단위 전지(21)를 구비하는 경우, 1개 이상의 단위 전지(21)가 다른 단위 전지(21)와 상이한 용량이면 좋다. 또한, 상이한 용량의 단위 전지의 용량은, 가장 큰 용량인 단위 전지의 용량과 가장 작은 용량인 단위 전지의 용량의 비를 기초로 설정할 수 있다. 예를 들면, 셀 시트(30)에 포함되는 단위 전지(21) 중, 가장 용량이 큰 단위 전지를 최대 단위 전지로 하고, 가장 용량이 작은 단위 전지를 최소 단위 전지로 하면, 최소 단위 전지의 용량 Cmin의 최대 단위 전지의 용량 Cmax에 대한 비의 값이 0.8 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 용량 선택의 폭을 넓게 할 수 있다. 여러 가지의 용량을 갖는 단위 전지를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 상이한 용량을 갖는 단위 전지(21)를 조합할 수 있는 점에 대해서, 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은, 단위 전지 및 셀 시트의 방전 특성을 나타내는 그래프이다. 도 3에서는, 가로축이 방전 시간, 세로축이 전압으로 되어 있고, 3개의 샘플의 단위 전지 및, 셀 시트의 방전 특성을 나타내고 있다. 도 3에서는, 용량이 작은 단위 전지(21)를 샘플 A, 용량이 큰 단위 전지(21)를 샘플 B 및, 그들 단위 전지를 병렬로 접속한 셀 시트(3)를 샘플 (A＋B)로 하여, 각각의 방전 커브를 나타내고 있다. 또한, 샘플 A의 용량의 샘플 B의 용량에 대한 비의 값은 0.5로 되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 샘플 A, 샘플 B 모두 방전과 함께 서서히 전압이 강하하고, 어느 일정한 시간이 되면 급격하게 전압이 강하한다. 여기에서, 샘플 A의 용량은, 샘플 B의 용량보다도 작게 되어 있기 때문에, 샘플 A에서는 급격하게 전압이 강하하는 시간이 빨라진다. 즉, 용량이 작은 샘플 A는, 용량이 큰 샘플 B보다도 빨리 OV가 된다. 환언하면, 샘플 B는, 샘플 A보다도 용량이 크기 때문에, 방전 가능 시간이 길어진다.
샘플 A와 샘플 B를 병렬로 접속한 샘플 (A＋B)도 샘플 A 및, 샘플 B와 동일한 방전 커브가 된다. 즉, 소정의 시간까지는, 전압이 서서히 강하해 가고, 어느 일정한 시간이 되면 급격하게 전압이 강하한다. 또한, 샘플 (A＋B)의 방전 시간이나 용량은, 샘플 A와 샘플 B를 서로 합한 상태에 거의 일치하고 있다. 따라서, 용량이 상이한 샘플 A와 샘플 B를 병렬로 조합했다고 해도, 문제없이 사용할 수 있는 것을 알 수 있다. 물론, 용량이 큰 샘플 (A＋B)는, 샘플 B보다도 급격하게 전압이 강하하기까지의 시간이 늦어진다. 샘플 (A＋B)는, 샘플 B보다도 용량이 커지기 때문에, 방전 가능 시간이 길어진다.
상이한 용량의 샘플 A, 샘플 B를 병렬로 접속한 상태에서는, 용량의 차가 없어지기까지는 보다 큰 용량의 샘플 B의 방전이 우선적으로 행해지게 된다. 따라서, 만충전 상태에서 도중까지 방전한 경우, 용량의 차이에 따라서, 방전에 기여하는 비율이 상이하다. 샘플 (A＋B)를 0V까지 방전하는 경우, 샘플 A와 샘플 B의 양쪽이 0V까지 방전하게 되기 때문에, 양쪽의 샘플 모두 방전에 기여하게 되어, 병렬 접속한 샘플 (A＋B)를 문제없이 사용할 수 있다. 단, 병렬 접속한 샘플 (A＋B)에서는, 용량의 차가 없어지기까지 샘플 B가 보다 방전에 기여하게 되기 때문에, 도중까지 방전하고 나서 만충전하는 것을 반복하는 경우, 샘플 B가 보다 방전에 사용되게 된다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 도중까지 방전할 때의 용량을 상정하고, 그것에 기초하여 조합하는 복수의 단위 전지 중 최대 단위 전지의 용량에 대한 최소 단위 전지의 용량의 비를 설정하고 있다. 그리고, 이 용량비가 0.5 이상이면 보다 바람직하다. 즉, 조합하는 복수의 단위 전지(21) 중 최소 단위 전지의 용량을, 최대 단위 전지의 용량의 반 이상으로 하고 있다. 이 이유에 대해서 이하에 설명한다.
샘플 (A＋B)를 0V까지 방전시키는 경우, 샘플 A와 샘플 B의 양쪽이 0V까지 방전하게 된다. 한편, 샘플 (A＋B)를 만충전하고 나서 도중까지 방전하여 만충전하는 것을 반복하는 경우, 샘플 B가 샘플 A보다도 방전에 기여하게 된다. 샘플 A와 샘플 B의 용량차가 보다 커지면, 용량이 큰 샘플 B가 보다 방전에 기여하게 되고, 샘플 A가 그다지 방전에 기여하지 않게 된다. 따라서, 100％(만충전시)에서 70％까지의 충방전을 반복하면, 샘플 B의 용량에 대한 샘플 A의 용량의 비의 값이 0.5를 충족시키지 않는 경우, 샘플 B만이 집중적으로 사용되어 버려, 샘플 A가 거의 방전에 기여하지 않게 될 우려가 있다. 그래서, 본 실시의 형태에서는, 최소 단위 전지의 용량 Cmin의 최대 단위 전지의 용량 Cmax에 대한 비의 값을 0.5 이상으로 하고 있다. 즉, 최소 단위 전지의 용량 Cmin은 최대 단위 전지의 용량 Cmax의 반 이상으로 되어 있다.
또한, 복수의 상이한 용량의 단위 전지(21)를 갖는 셀 시트(30)에 있어서, 도중의 어느 용량까지의 방전을 반복하는 경우를 상정하고, 다음의 식 (1)에 기초하여 용량비의 값 Cr을 설정해도 좋다.
Cr≥Ch/(2-Ch) … (1)
여기에서, Ch는 도중까지 방전했을 때의 셀 시트 전체의 용량에 대한 나머지 용량의 비의 값이고, Cr은, 최대 단위 전지의 용량 Cmax에 대한 최소 단위 전지의 용량 Cmin의 비의 값이다. 또한, 용량은 에너지 용량 (Wh) 또는 전류 용량 (Ah)이다.
이와 같이, 셀 시트(30)에 있어서, 도중까지의 방전이 반복 행해지는 것을 상정하고, 셀 시트(30)에 포함되는 단위 전지(21) 중, 최대 단위 전지의 용량 Cmax에 대한 최소 단위 전지의 용량 Cmin이 설정되어 있다. 도중까지의 방전을 반복 행하는 경우에도, 셀 시트(30)에 포함되는 단위 전지(21)를 효율적으로 이용할 수 있다. 따라서, 고성능의 셀 시트(30)를 실현할 수 있다.
양자 전지에서는, 용량이 상이한 샘플을 병렬 접속한 경우에도, 과충전이나 과방전에 의한 영향을 받지 않는다. 이 때문에, 과충전이나 과방전에 의한 파손의 우려가 없다. 용량이 작은 단위 전지가 용량이 큰 단위 전지보다도 빨리 비게 되는 일이 없다. 이 때문에, 방전 도중에 있어서의 급격한 전압 강하를 막을 수 있다. 양자 전지에서는, 단위 전지에 용량차가 있는 상태로 방전한 경우에도, 용량차가 서서히 작아지도록 방전이 행해진다. 따라서, 용량이 상이한 양자 전지를 조합한 경우에도, 적절히 전지를 사용할 수 있다.
(집합 셀의 구성)
이하, 본 실시의 형태 1에 따른 집합 셀의 구성에 대해서, 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는, 본 실시의 형태에 따른 집합 셀(40)의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 집합 셀(40)은, 도 2에 나타낸 셀 시트(30)를 복수 조합하여 전기적으로 접속된 전지이다.
집합 셀(40)은, 상이한 용량의 단위 전지(21)를 갖는 셀 시트(30)를 가질 수 있다. 또한, 상이한 용량의 셀 시트(30)를 가질 수도 있다. 예를 들면, 집합 셀(40)에는, 용량이 상이한 셀 시트가 1개 이상 포함되어 있다. 용량이 상이한 셀 시트(30)는, 후술하는 조정용 셀 시트(30a)로 되어 있어도 좋다.
이 복수의 셀 시트(30)는 병렬로 접속된다. 복수의 셀 시트(30)의 정극 단자(53)에는, 정극 배선(530)이 접속되어 있다. 복수의 셀 시트(30)의 부극 단자(52)에는, 부극 배선(520)이 접속되어 있다. 따라서, 복수의 셀 시트(30)가 병렬로 접속되어 있다.
또한, 집합 셀(40)은, 병렬로 접속된 복수의 셀 시트(30)에 더하여, 그들보다 용량이 작은 1개 또는 복수의 단위 전지(21)를 그들 복수의 셀 시트(30)에 대하여 병렬로 접속할 수도 있다. 이 더해지는 단위 전지(21)는, 후술하는 조정용 단위 전지(21a)로 되어 있어도 좋다. 예를 들면, 도 4에 있어서, 조정용 셀 시트(30a)를 단위 전지(21)로 치환한 바와 같은 구성이라도 좋다. 이 경우는, 단위 전지(21)의 제1 전극층(1)은, 부극 배선(520)에 접속되고, 제2 전극층(5)은, 정극 배선(530)에 접속된다. 따라서 복수의 셀 시트(30) 및 단위 전지(21)가 병렬로 접속된다.
양자 전지에서는, 이러한 상이한 용량의 전지를 갖는 집합 셀(40)에 있어서도, 과충전이나 과방전의 문제가 발생하지 않는다. 따라서, 용량이 상이한 셀 시트(30)나 단위 전지(21)를 접속함으로써, 대용량의 집합 셀(40)을 실현할 수 있다. 용량이 상이한 조정용의 셀 시트(30)를 이용하는 것이 가능해지기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 셀 시트(30)를 상이한 용량으로 하기 위해서는, 그것을 구성하는 단위 전지(21)의 용량이나 매수 등을 바꿈으로써 행해도 좋다. 단위 전지를 상이한 용량으로 하는 방법은 상기한 대로이다.
본 실시의 형태에서는, 여러 가지의 용량의 셀 시트(30)를 조합할 수 있어, 소정의 규격을 충족시키는 집합 셀(40)을 임기응변으로 설계할 수 있다. 예를 들면, 소정의 규격의 용량을 갖는 집합 셀(40)을 제작하는 경우, 미리 용량값을 상이하게 한 셀 시트(30)를 제작해 두고, 그들을 조합하여 규격의 용량값을 충족시킨 집합 셀(40)을 만들 수 있다. 셀 시트(30)의 용량값을 정확하게 맞출 필요가 없어져, 허용되는 셀 시트(30)의 용량의 범위가 넓어지기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 집합 셀(40)이 3개 이상인 셀 시트(30)를 구비하는 경우, 1개 이상의 셀 시트(30)가 다른 셀 시트(30)와 상이한 용량이면 좋다. 또한, 상이한 용량의 셀 시트(30)나 단위 전지(21)를 조합하는데 있어서는, 집합 셀(40)에 포함되는 모든 단위 전지(21), 즉, 모든 셀 시트에 포함되는 단위 전지(21) 및 조정용 단위 전지(21a)에 있어서의, 최대 단위 전지(이하, 집합 셀 내 최대 단위 전지라고 칭함)의 용량과, 최소 단위 전지(이하, 집합 셀 내 최소 단위 전지라고 칭함)의 용량의 비를 기초로, 조합하는 셀 시트(30)나 조정용 단위 전지(21)를 설정할 수 있다. 이 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량과 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량은, 각각의 셀 시트에 있어서의 최대 단위 전지의 용량과 최소 단위 전지의 용량을 알고 있으면 용이하게 얻어진다.
예를 들면, 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량 Ctmin의, 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량 Ctmax에 대한 비의 값이 0.8 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 용량 선택의 폭을 넓게 할 수 있다. 여러 가지의 용량을 갖는 셀 시트를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도중까지 방전할 때의 용량을 상정하고, 그에 기초하여 조합하는 복수의 셀 시트나 조정용 단위 전지에 있어서의 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량에 대한 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량의 비를 설정하고 있다. 예를 들면, 100％(만충전시)에서 70％까지의 충방전을 반복하는 것으로 상정하고, 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량의, 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량에 대한 비의 값이 0.5 이상이면 바람직하다. 즉, 조합하는 복수의 셀 시트에 있어서의 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량을, 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량의 반 이상으로 하고 있다.
또한, 복수의 상이한 용량의 셀 시트(30)나 조정용 단위 전지(21a)를 갖는 집합 셀(40)에 있어서, 도중의 어느 용량까지의 방전을 반복하는 경우를 상정하고, 다음의 식 (2)에 기초하여 용량비의 값 Ctr을 설정해도 좋다.
Ctr≥Cth/(2-Cth) …(2)
여기에서, Cth는 도중까지 방전했을 때의 집합 셀 전체의 용량에 대한 나머지 용량의 비의 값이고, Ctr은, 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량 Ctmax에 대한 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량 Ctmin의 비의 값이다. 또한, 용량은 에너지 용량 (Wh) 또는 전류 용량 (Ah)이다.
이와 같이, 집합 셀(40)에 있어서, 도중까지의 방전이 반복 행해지는 것을 상정하고, 집합 셀(40)에 포함되는 단위 전지(21) 중, 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량 Ctmax에 대한 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량 Ctmin이 설정되어 있다. 도중까지의 방전을 반복 행하는 경우에도, 집합 셀(40)에 포함되는 셀 시트(30)를 효율좋게 이용할 수 있다. 따라서, 고성능의 집합 셀(40)을 실현할 수 있다.
(셀 시트의 제조 방법)
본 실시의 형태에 따른 셀 시트(30)의 제조 방법에 대해서, 이하에 설명한다. 도 5는, 본 실시의 형태에 따른 셀 시트(30)의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다. 도 5에서는, 단위 전지(21)가 도 1에 나타낸 시트 형상의 단위 전지(21)이고, 셀 시트(30)가 복수의 단위 전지(21)를 갖는 셀 시트(30)인 것으로 하여 설명한다. 도 6은, 셀 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 시트 형상의 단위 전지(21)를 제작한다(S11). 여기에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 복수의 시트 형상의 단위 전지(21)를 제작한다. 예를 들면, 16매 혹은 그 이상의 단위 전지(21)를 준비한다. 복수의 단위 전지(21)는, 동일한 용량으로 되어 있어도, 상이한 용량으로 되어 있어도 좋다. 그리고, 시트 형상의 단위 전지(21)를 적층한다(S12). 예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이 복수의 단위 전지(21)를 적층해 간다. 보다 구체적으로는, 도 2에서 나타낸 바와 같이, 복수의 단위 전지(21)를 겹쳐 쌓고, 병렬로 접속한다. 이와같이 함으로써, 복수의 단위 전지(21)가 적층된 용량 조정 전의 셀 시트(31)(이하, 조정 전 셀 시트라고 칭함)가 형성된다. 또한, 도 6에서는, 정극 단자 및, 부극 단자를 생략하고 있다. 또한, 단위 전지(21) 또는 조정 전 셀 시트(31)는, 용량이 측정되기 전에, 충방전 동작을 행하는 등으로 하여 컨디셔닝 처리가 실시된다.
그리고, 조정 전 셀 시트(31)의 용량을 확인한다(S13). 구체적으로는, 조정 전 셀 시트(31)의 용량이, 미리 정해진 규격을 충족시키는지 여부를 전지 용량 측정 장치를 이용하여 확인한다. 전지 용량 측정 장치는, 예를 들면 특허문헌 2에 나타나 있는 바와 같은, 충방전원, 전압계, 전류계, 프로브 등을 구비하고, 충방전 특성이나 전기 특성을 측정 가능한 장치를 사용할 수 있다. 또한, 전지 용량 측정 장치는, 컨디셔닝 기능을 구비하고, 컨디셔닝 후의 용량을 측정 가능한 장치라도 좋다. 전지 용량 측정 장치에 접속한 조정 전 셀 시트(31)의 충방전 특성 등을 계측하여 전지 용량을 측정한다. 전지 용량의 측정값이 미리 정해진 규격값 이상인 경우(S13의 OK), 셀 시트(30)가 완성된다.
한편, 측정값이 규격값보다도 작은 경우(S13의 NG), 부족 용량분만큼 전지를 추가로 적층한다(S14). 예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 복수의 단위 전지(21)를 포함하는 조정 전 셀 시트(31)에 대하여, 부족분을 보충하도록 조정용 단위 전지(21a)를 추가한다. 조정용 단위 전지(21a)는, 복수의 단위 전지(21)와 병렬로 접속된다. 그리고, 조정용 단위 전지(21a)가 추가된 상태의 셀 시트(30)의 용량이 규격값 이상인지를 확인한다(S13). 셀 시트의 용량이 규격값 이상이 되기까지, S13와 S14의 처리를 반복함으로써, 용량이 규격을 충족시키는 셀 시트(30)가 완성된다.
도 5, 도 6에서는, 도 1에 나타낸 시트 형상의 단위 전지(21)를 적층하고 있다. 즉, 복수의 시트 형상의 단위 전지(21)를 조합함으로써, 셀 시트(30)를 작성하고 있다. 구체적으로는, 복수의 단위 전지를 갖는 셀 시트(전지)(30)를 제작하고 있다. 이에 따라, 규격을 충족시키는 용량의 셀 시트(30)를 제작할 수 있다. 또한, 조정용 단위 전지(21a)는, 전술한 단위 전지(21)와 동일한 구성을 갖고, 동일한 방법으로 제조된 것을 사용할 수 있다. 조정 전 셀 시트를 구성하는 단위 전지(21)와 상이한 용량을 갖는 단위 전지이면 바람직하다.
추가로, 도 6에 나타내는 바와 같이 용량이 상이한 복수의 조정용 단위 전지(21a∼21d)를 준비해 두고, 부족한 용량에 따라서 최적의 조정용 단위 전지(21a)를 선택하는 것도 가능하다. 예를 들면, 조정 전 셀 시트(31)의 상태에서의 부족 용량을 C로 하고, 조정용 단위 전지(21a∼21d)의 전지 용량을 각각 Ca∼Cd로 한다. 용량 Ca∼Cd는 미리 측정되어 있고, 상이한 값으로 되어 있다. 용량 Ca∼Cd 중, 부족 용량 C 이상이고, 부족 용량 C에 가장 가까운 값의 용량이 Ca라고 하면, 조정용 전지(21a)가 선택된다. 이와 같이 함으로써, 현저하게 용량이 큰 셀 시트(30)를 제작하는 것을 막을 수 있다. 물론, 2개 이상의 조정용 단위 전지를 추가하도록 해도 좋다. 예를 들면, 용량 Ca∼Cd의 각각이 부족 용량 C보다도 작은 경우, 2개의 조정용 단위 전지(21a, 21b)를 추가할 수 있다.
도 6에 나타내는 구성에 있어서, 셀 시트(30)에 포함되는 단위 전지(21)는 조정용 단위 전지(21a) 및 조정 전 셀 시트(31)를 구성하는 복수의 단위 전지(21)로 이루어진다. 그리고, 셀 시트(30)에 포함되는 모든 단위 전지(21)에 있어서, 용량이 최소인 단위 전지를 최소 단위 전지로 하고, 용량이 최대인 단위 전지를 최대 단위 전지로 한다. 셀 시트(30)에 있어서 만충전(100％)에서 70％의 용량이 되기까지의 방전을 반복하는 경우를 상정하고, 최소 단위 전지의 용량 Cmin의 최대 단위 전지의 용량 Cmax에 대한 비의 값이 0.5 이상으로 되어 있다. 환언하면, 최대 단위 전지의 용량 Cmax가 최소 단위 전지의 용량 Cmin의 2배 이하로 되어 있다. 이와 같이 함으로써, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같이, 특정의 전지만이 반복 방전에 기여되는 것을 막을 수 있다.
또한, 셀 시트(30)의 제작 공정에 있어서, 최대 단위 전지의 용량과 최소 단위 전지의 용량의 비에 기초하여, 단위 전지의 조합의 적합 여부를 판정하는 공정을 설정할 수도 있다. 예를 들면, S14에서 부족 용량을 보충하기 위해서 더하는 단위 전지를 결정할 때에 그 적합 여부의 판정을 행하도록 해도 좋다.
이와 같이, 셀 시트(30)에 있어서, 도중까지의 방전이 반복 행해지는 것을 상정하고, 셀 시트(30)에 포함되는 단위 전지(21), 조정용 단위 전지(21a) 중, 최소 단위 전지의 용량의, 최대 단위 전지의 용량에 대한 비의 값이 0.5 이상으로 되어 있다. 도중까지의 방전을 반복 행하는 경우에도, 고성능의 셀 시트(30)를 실현할 수 있다. 또한, 임의의 용량으로의 설계 변경이 용이해진다.
또한, 100매, 혹은 1000매 이상의 다수의 시트 형상의 단위 전지(21)를 조합하는 경우, 시트 형상의 단위 전지(21)의 용량이 일정하지 않으면, 용량 조정 전 셀 시트(31)의 용량이, 규격값을 크게 하회할 가능성이 있다. 이러한 경우에도 조정용 단위 전지(21a)를 1매 혹은 복수매 추가함으로써, 규격을 용이하게 충족시킬 수 있는 셀 시트(30)를 제조할 수 있다. 또한, 여러 가지의 용량을 임의로 조합이 가능해지기 때문에, 설계가 용이해진다. 또한, 용량의 미세조정이나 변경도 용이해진다. 여러 가지의 용량을 갖는 단위 전지를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
(집합 셀의 제조 방법)
다음으로, 양자 전지의 집합 셀의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 7은, 집합 셀의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다. 도 8은, 집합 셀의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7, 도 8에서는, 복수의 셀 시트(30)가 병렬로 접속되어 집합 셀(40)로 되어 있다.
집합 셀(40)의 제조 방법에 있어서도, 부족분을 보충하도록, 용량 조정용의 전지를 추가하고 있다. 또한, 용량 조정용의 전지에는, 단위 전지(21)나 셀 시트(30)를 이용할 수 있다. 용량 조정용 전지로서 이용하는 단위 전지(21)는, 조정용 단위 전지라고 칭하고, 셀 시트(30)는 조정용 셀 시트라고 칭한다. 조정용 단위 전지와 조정용 셀 시트를 합쳐 조정용 전지라고 칭한다.
우선, 셀 시트(30)를 제작한다(S21). 여기에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복수의 셀 시트(30)를 제작한다. 예를 들면, 16매 혹은 그 이상의 셀 시트(30)를 준비한다. 복수의 셀 시트(30)는, 동일한 용량으로 되어도 좋고, 상이한 용량으로 되어 있어도 좋다. 각각의 셀 시트(30)는, 상기와 같이, 시트 형상의 단위 전지(21)가 적층된 구성을 갖고 있다. 또한, 셀 시트(30)는 도 5에 나타내는 제조 방법으로 제조되어 있어도 좋고, 그 외의 방법으로 제조되어 있어도 좋다.
그리고, 복수의 셀 시트(30)를 조합한다(S22). 도 8에 나타내는 바와 같이 복수의 셀 시트(30)가 병렬로 접속된 용량 조정 전의 집합 셀(41)(이하, 조정 전 집합 셀이라고 칭함)이 형성된다. 또한, 도 8에서는, 정극 단자 및, 부극 단자를 생략하고 있다. 또한, 집합 셀(40)을 구성하는 셀 시트(30), 또는, 셀 시트(30)를 구성하는 단위 전지(21)에는, 용량이 측정되기 전에, 충방전 동작을 행하는 등으로 하여 컨디셔닝 처리가 실시된다.
그리고, 조정 전 집합 셀(41)의 용량을 확인한다(S23). 구체적으로는, 조정 전 집합 셀(41)의 용량이, 미리 정해진 규격을 충족시키는지 여부를 전지 용량 측정 장치를 이용하여 확인한다. 전지 용량 측정 장치는, 상기 셀 시트(30)의 제조 방법에서 설명한 물건과 동일한 물건을 사용할 수 있다. 전지 용량 측정 장치에 접속한 조정 전 집합 셀(41)의 충방전 특성 등을 계측하여 전지 용량을 측정한다. 전지 용량의 측정값이 미리 정해진 규격값 이상인 경우(S23의 OK), 집합 셀(40)이 완성된다.
한편, 측정값이 규격값보다도 작은 경우(S23의 NG), 부족 용량분의 전지를 추가로 조합한다(S24). 예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복수의 셀 시트(30)를 포함하는 조정 전 집합 셀(41)에 대하여, 부족분을 보충하도록 조정용 셀 시트(30a)를 추가한다. 조정용 셀 시트(30a)는, 복수의 셀 시트(30)와 병렬로 접속된다. 그리고, 조정용 셀 시트(30a)가 추가된 상태의 집합 셀(40)의 용량이 규격값 이상인지를 확인한다(S23). 집합 셀(40)의 용량이 규격값 이상이 되기까지, S23과 S24의 처리를 반복함으로써, 용량이 규격을 충족시키는 집합 셀(40)이 완성된다. 또한, 용량이 상이한 복수의 셀 시트(30)를 조정용의 셀 시트로서 미리 준비해 두고, 용량의 측정 결과에 따라서 조정용의 셀 시트(30a)를 선택하면 좋다.
도 7, 도 8에서는, 복수의 셀 시트(30)를 조합하여, 집합 셀(40)을 형성하고 있다. 즉, 복수의 셀 시트(30)를 조합함으로써, 모듈화된 집합 셀(40)을 제작하고 있다. 구체적으로는, 셀 시트(30)를 조합 단위로 하여, 복수의 셀 시트(30)를 갖는 집합 셀(전지)(40)을 제작하고 있다. 이에 따라, 규격을 충족시키는 용량의 집합 셀(40)을 제작할 수 있다. 또한, 조정용 셀 시트(30a)는, 전술한 셀 시트(30)와 동일한 구성을 갖고, 동일한 방법으로 제조된 것을 사용할 수 있다. 조정 전 집합 셀을 구성하는 셀 시트(30)와 상이한 용량을 갖는 단위 전지이면 바람직하다.
또한, 상기에 있어서는 조정용 전지로서 조정용 셀 시트(30a)를 추가하는 경우로 설명했지만, 조정용 셀 시트(30a) 대신에 조정용 단위 전지(21a)를 추가해도 좋고, 조정용 셀 시트(30a)와 조정용 단위 전지(21a)를 조합하여 추가해도 좋다. 즉, 조정용 전지로서, 조정용 셀 시트(30a) 및 조정용 단위 전지(21a) 중 적어도 한쪽을 조정 전 집합 셀(41)에 추가하면 좋다. 그리고, 추가한 조정용 전지를 조정 전 집합 셀(41)에 병렬 접속하면 좋다.
도 8에 나타내는 구성에 있어서, 집합 셀(40)은, 복수의 셀 시트(40)와, 1개 또는 복수의 조정용 전지를 갖고 있다. 이들 셀 시트(40)와 조정용 전지는, 각각 단위 전지(21)로 구성되어 있다. 집합 셀(40)에 포함되는 모든 단위 전지(21) 중, 용량이 최소인 단위 전지를 집합 셀 내 최소 단위 전지로 하고, 용량이 최대인 단위 전지를 집합 셀 내 최대 단위 전지로 한다. 집합 셀(40)에 있어서 만충전(100％)에서 70％의 용량이 되기까지의 방전을 반복하는 경우를 상정하고, 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량 Ctmin의 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량 Ctmax에 대한 비의 값이 0.5 이상으로 되어 있다. 환언하면, 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량 Ctmax가 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량 Ctmin의 2배 이하로 되어 있다. 이와 같이 함으로써, 도 3을 이용하여 설명한 바와 같이, 특정의 단위 전지만이 반복 방전되는 것을 막을 수 있다.
이와 같이, 집합 셀(40)에 있어서, 도중까지의 방전이 반복 행해지는 것을 상정하고, 집합 셀(40)에 포함되는 모든 단위 전지 중, 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량에 대한 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량의 비의 값이 0.5 이상으로 되어 있다. 도중까지의 방전을 반복 행하는 경우에도, 고성능의 집합 셀(40)을 실현할 수 있다. 또한, 임의의 용량으로의 설계 변경이 용이해진다.
또한, 집합 셀(40)의 제작 공정에 있어서, 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량과 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량의 비에 기초하여, 집합 셀(40)을 구성하는 셀 시트(30)나 조정용 전지의 조합의 적합 여부를 판정하는 공정을 설정할 수도 있다. 예를 들면, S24에서 부족 용량을 보충하기 위해서 더하는 조정용 전지를 결정할 때에 그 적합 여부의 판정을 행하도록 해도 좋다.
실시의 형태 2.
본 실시의 형태에 따른 전지의 제조 방법에 대해서 도 9 및, 도 10을 이용하여 설명한다. 도 9는, 셀 시트(30)의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다. 도 10은, 셀 시트(30)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시 형태에서는, 단위 전지(21)의 용량의 측정 결과에 기초하여 복수의 단위 전지를 조합하여, 규격값 이상의 용량을 갖는 전지를 제작하고 있다. 도 9, 도 10에서는, 미리 제작되어 있는 12개의 단위 전지(21-1∼21-12)로부터 3개의 셀 시트(30-1∼30-3)를 제조하는 예를 나타내고 있다. 물론, 제조하는 셀 시트(30)의 수 및, 셀 시트(30)에 포함되는 단위 전지(21)의 수는, 도면에 나타내는 예에 한정되는 것은 아니다.
우선, 단위 전지인 시트 형상의 단위 전지(21)를 제작한다(S31). 여기에서는, 도 10에 나타내는 바와 같은 단위 전지(21-1∼21-12)를 12개 제작하고 있다. 그리고, 각각의 단위 전지(21-1∼21-12)의 용량을 측정한다(S32). 그리고, 용량의 측정 결과에 기초하여, 단위 전지(21-1∼21-12)를 조합한다(S33). 예를 들면, 3매의 단위 전지(21)로 이루어지는 셀 시트(30)를 제작하는 경우, 12개의 단위 전지(21-1∼21-12)로부터 선출된 3개의 단위 전지(21)를 병렬로 접속하도록 하여 적층한다. 이에 따라, 규격값 이상의 용량을 갖는 3개의 셀 시트(30-1∼30-3)가 형성된다.
여기에서, 각 단위 전지(21-1∼21-12)의 용량의 측정 결과에 기초하여, 3개의 셀 시트(30-1∼30-3)가 용량의 규격을 충족하도록, 단위 전지(21-1∼21-12)의 조합을 결정하고 있다. 3개의 단위 전지의 합계 용량이 셀 시트(30)의 규격 이상이 되도록 조합이 결정된다. 도 10에서는, 셀 시트(30-1)가, 단위 전지(21-1), 단위 전지(21-2) 및, 단위 전지(21-4)를 갖고 있다. 셀 시트(30-2)가 단위 전지(21-3), 단위 전지(21-5) 및 단위 전지(21-9)를 갖고 있다. 셀 시트(30-3)가 단위 전지(21-8), 단위 전지(21-10) 및, 단위 전지(21-12)를 갖고 있다. 셀 시트(30-1∼30-3)가 각각, 미리 정해진 용량 규격을 충족하도록, 조합된 복수의 단위 전지를 갖는다.
예를 들면, 셀 시트(30)의 에너지 용량의 규격값을 3Wh로 한다. 또한, 셀 시트(30)를 구성하는 단위 전지(21)의 기본 매수는 3매로 한다. 단위 전지(21)는, 규격값의 용량을 기본 매수로 나눈 용량인 1Wh를 사이에 두고 소정의 범위 내에서 편차를 갖도록 미리 제작하여 스톡해 둔다. 예를 들면, 만충전에서 70％까지의 충방전을 반복하는 경우를 상정하고, 상기한 바와 같이 최대 단위 전지의 용량 Cmax에 대한 최소 단위 전지의 용량 Cmin의 비가 0.5 이상이 되는 바와 같은 범위 내에서 편차를 갖도록 제작한다. 구체적으로는, 0.7∼1.4Wh의 범위 내에서 편차를 갖도록 제작한다. 제작된 각각의 단위 전지(21)는, 컨디셔닝을 행한 후, 용량이 측정되고 있다. 각각의 단위 전지에는 식별 코드가 설정되어 있고, 측정된 용량은, 대응하는 식별 코드에 관련지어져, 예를 들면 컴퓨터 등에 기억되어 있다.
구체적으로는, 12개의 단위 전지(21-1∼21-12)의 용량은, 단위 전지(21-12)가 0.7Wh, 단위 전지(21-7)가 0.8Wh, 단위 전지(21-9) 및 단위 전지(21-11)가 각각 0.9Wh, 단위 전지(21-1), 단위 전지(21-2) 및, 단위 전지(21-5)가 각각 1.0Wh, 단위 전지(21-4) 및 단위 전지(21-8)가 각각 1.1Wh, 단위 전지(21-3)가 1.2Wh, 단위 전지(21-10)가 1.3Wh, 단위 전지(21-6)가 1.4Wh인 것으로 한다.
셀 시트(30-1)는, 단위 전지(21-1), 단위 전지(21-2) 및, 단위 전지(21-4)가 선택되고, 용량의 합계는 3.1Wh이다. 셀 시트(30-2)는, 단위 전지(21-3), 단위 전지(21-5) 및, 단위 전지(21-9)가 선택되고, 용량의 합계가 3.1Wh이다. 셀 시트(30-3)는, 단위 전지(21-8), 단위 전지(21-10) 및, 단위 전지(21-12)가 선택되고, 용량의 합계가 3.1Wh이다. 이와 같이 조합함으로써, 단위 전지(21-1∼21-12)를 이용하여, 규격값(3Wh)을 충족시키는 3개의 셀 시트(30-1∼30-3)를 제작할 수 있다. 따라서, 생산성을 향상시킬 수 있다. 물론, 전지(21)의 조합은 상기의 예에 한정되는 것은 아니다. 용량이 작은 단위 전지(21-7, 21-9, 21-11, 21-12)를 용량이 큰 단위 전지(21-3, 21-4, 21-6, 21-8, 21-10)로 보충하도록 단위 전지의 조합을 결정하면 좋다. 또한, 이 예에서는 규격값을 초과하는 용량이 얻어지고, 또한, 규정값을 크게 초과하지 않도록 3.1Wh를 목표로 조합한 예이다.
또한, 미리 제작되어 스톡되어 있는 단위 전지(21-1∼21-12)에는, 새롭게 제작한 단위 전지를 수시로 추가하고, 그 추가된 분도 포함하여 스톡되어 있는 단위 전지를 이용하여, 그들 조합에 의한 셀 시트의 제작을 계속하도록 할 수도 있다. 이에 따라 효율좋게 양산이 가능해진다.
이와 같이, 단위 전지(21-1∼21-12)의 용량의 측정 결과로부터, 셀 시트(30-1∼30-3)에 포함되는 단위 전지의 조합을 결정한다. 이에 따라, 규격값 이상의 용량을 갖는 셀 시트를 제작하도록, 단위 전지의 조합을 결정할 수 있다. 단위 전지(21-1∼21-12)의 용량에 편차를 갖게 하여, 적절한 조합을 선택할 수 있다. 따라서, 단위 전지(21-1∼21-12)를 낭비 없이 이용할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다.
여러 가지의 용량을 임의로 조합이 가능해지기 때문에, 설계가 용이해진다. 추가로, 용량의 미세조정이나 변경도 용이해진다. 여러 가지의 용량을 갖는 단위 전지를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
S33에 있어서, 셀 시트(30)에 포함되는 모든 단위 전지(21) 중, 용량이 최대인 단위 전지와 용량이 최소인 단위 전지의 용량비에 따라서, 단위 전지(21)의 조합의 적합 여부를 판정하면 좋다.
또한, S33에 있어서의 전지(21)의 조합은, 컴퓨터에 의해 자동적으로 계산시켜 결정해도 좋고, 혹은, 제작자가 결정해도 좋다. 추가로, 실시의 형태 1과 실시의 형태 2의 제조 방법을 조합해도 좋다. 예를 들면, S33의 전지의 조합을 행한 후, 도 5의 S13, S14에서 나타낸 바와 같이, 셀 시트의 용량 확인과, 부족 용량의 적층을 행해도 좋다. 또한, 실시의 형태 2에서는, 시트 형상의 단위 전지(21)를 조합한 셀 시트(30)를 전지로 했지만, 셀 시트(30)를 조합한 집합 셀(40)을 전지로 하는 제조 방법에도 적용 가능하다.
이 경우도, 미리 용량에 편차를 갖도록 복수(예를 들면 n개)의 셀 시트(30-1∼30-n)를 작성해 둔다. 그리고, 각각의 셀 시트(30-1∼30-n)의 용량을 측정하고, 그 측정 결과를 각각의 셀 시트(30-1∼30-n)의 식별 코드에 관련지어 기억해 둔다. 이 때, 각각의 셀 시트(30-1∼30-n)의 최대 단위 전지의 용량과 최소 단위 전지의 용량도 기억해도 좋다. 그리고, 작성하고 싶은 전지의 용량을 충족하도록, 복수의 셀 시트(30-1∼30-n)의 조합을 결정하고, 그 결정에 따라서 해당하는 복수의 셀 시트를 준비하여 병렬로 접속하여, 집합 셀(40)을 제작한다. 또한, 조합하는 전지로서, 셀 시트(30-1∼30-n)에 더하여 단위 전지(21)를 이용해도 좋다.
또한, 집합 셀(40)을 구성하는 셀 시트(30-1∼30-n)의 조합을 결정하는데 있어서는, 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량과 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량의 비에 기초하여 셀 시트(30-1∼30-n)의 조합의 적합 여부를 판정하도록 해도 좋다. 이 경우도 도중의 용량까지의 충방전을 반복하는 것을 상정하고, 집합 셀 내 최대 단위 전지의 용량에 대한 집합 셀 내 최소 단위 전지의 용량의 비의 값의 하한을 설정하면 좋고, 예를 들면 0.5 이상이 되도록 조합하면 바람직하다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 2차 전지의 제조 방법은, 병렬 접속된 복수의 단위 전지를 갖는 2차 전지의 제조 방법으로서, 제1 전극층과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극층이 적층된 구성을 갖는 시트 형상의 단위 전지를 준비하는 공정과, 복수의 상기 단위 전지를 적층하여 병렬로 접속하여, 셀 시트를 형성하는 공정과, 상기 셀 시트의 용량을 측정하는 공정과, 상기 용량이 규격값보다도 작은 경우에, 용량 조정용의 단위 전지를 상기 셀 시트에 병렬로 접속하는 공정을 구비하는 것이다. 이와 같이 함으로써, 여러 가지의 용량을 갖는 단위 전지를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 2차 전지의 제조 방법은, 병렬 접속된 복수의 단위 전지를 갖는 2차 전지의 제조 방법으로서, 제1 전극층과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극층이 적층된 구성을 갖는 시트 형상의 단위 전지를 준비하는 공정과, 복수의 단위 전지의 용량을 각각 측정하는 공정과, 규격값 이상의 용량을 갖도록 상기 용량의 측정 결과에 기초하여 용량이 상이한 단위 전지를 조합하여 적층하고, 적층된 상기 단위 전지가 병렬로 접속된 셀 시트를 제작하는 공정을 구비하는 것이다. 이와 같이 함으로써, 여러 가지의 용량을 갖는 단위 전지를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 2차 전지의 제조 방법은, 병렬 접속된 복수의 셀 시트를 갖는 2차 전지의 제조 방법으로서, 제1 전극층과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극층이 적층된 구성을 갖는 시트 형상의 단위 전지를 준비하고, 적층된 복수의 상기 단위 전지가 병렬로 접속되어 있는 셀 시트를 준비하는 공정과, 복수의 셀 시트를 병렬로 접속하여 집합 셀을 형성하는 공정과, 상기 집합 셀의 용량을 측정하는 공정과, 상기 용량이 규격값보다도 작은 경우에, 용량 조정용의 단위 전지 및, 용량 조정용의 셀 시트 중 적어도 한쪽을 상기 집합 셀에 병렬로 접속하는 공정을 구비하는 것이다. 이와 같이 함으로써, 여러 가지의 용량을 갖는 셀 시트를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다. 집합 셀에는, 용량이 상이한 셀 시트가 포함되어 있어도 좋다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 2차 전지의 제조 방법은, 병렬 접속된 복수의 셀 시트를 갖는 2차 전지의 제조 방법으로서, 제1 전극층과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극층이 적층된 구성을 갖는 시트 형상의 단위 전지를 준비하고, 적층된 복수의 상기 단위 전지가 병렬로 접속되어 있는 셀 시트를 준비하는 공정과, 복수의 상기 셀 시트의 용량을 각각 측정하는 공정과, 규격값 이상의 용량을 갖도록 상기 용량의 측정 결과에 기초하여 용량이 상이한 셀 시트를 조합하여 적층하고, 적층된 상기 셀 시트가 병렬로 접속된 집합 셀을 제작하는 공정을 구비하는 것이다. 이와 같이 함으로써, 여러 가지의 용량을 갖는 셀 시트를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 셀 시트에는, 용량이 상이한 단위 전지가 포함되어 있어도 좋다.
본 발명의 다른 일 실시 형태에 따른 2차 전지는, 적어도 2개의 단위 전지가 병렬로 접속된 2차 전지로서, 상기 단위 전지의 각각은, 제1 전극과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극이 적층된 구성을 구비하고, 적어도 2개의 단위 전지에는, 용량이 상이한 단위 전지가 포함되어 있는 것이다. 이와 같이 함으로써, 여러 가지의 용량을 갖는 단위 전지를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 셀 시트에 포함되는 모든 단위 전지 중, 용량이 최대인 단위 전지와 용량이 최소인 단위 전지의 용량비에 따라서, 상기 단위 전지의 조합의 적합 여부를 판정해도 좋다.
상기 집합 셀에 포함되는 모든 단위 전지 중, 용량이 최대인 단위 전지와 용량이 최소인 단위 전지의 용량비에 따라서, 상기 셀 시트의 조합의 적합 여부를 판정해도 좋다.
용량이 상이한 복수의 단위 전지가 상기 용량 조정용의 단위 전지로서 미리 준비되어 있고, 상기 용량의 측정 결과에 따라서 선택된 상기 용량 조정용의 단위 전지가 선택되어 있어도 좋다.
용량이 상이한 복수의 상기 셀 시트가 상기 용량 조정용의 셀 시트로서 미리 준비되어 있고, 상기 용량의 측정 결과에 따라서 상기 용량 조정용의 셀 시트가 선택되어 있어도 좋다.
본 발명의 다른 일 실시 형태에 따른 2차 전지는, 적어도 2개의 셀 시트가 병렬로 접속된 2차 전지로서, 상기 셀 시트의 각각은, 병렬로 접속된 복수의 시트 형상의 단위 전지를 구비하고, 상기 단위 전지의 각각은, 제1 전극과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극이 적층된 구성을 구비하고, 적어도 2개의 단위 전지에는, 용량이 상이한 단위 전지가 포함되어 있는 것이다. 이와 같이 함으로써, 여러 가지의 용량을 갖는 셀 시트를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 2차 전지에 포함되는 모든 단위 전지 중, 최대의 용량을 갖는 단위 전지와 최소의 용량을 갖는 단위 전지의 용량비는 50％ 이상인 것이 바람직하고, 80％ 이하인 것이 바람직하다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은 그 목적과 이점을 해치지 않는 적절한 변형을 포함하고, 추가로, 상기의 실시 형태에 의한 한정은 받지 않는다.
이 출원은, 2015년 9월 8일에 출원된 일본 출원특원 2015-176250을 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시된 전체를 여기에 기재한다.
1 : 제1 전극층
2 : N형 반도체층
3 : 충전층
4 : P형 반도체층
5 : 제2 전극층
10 : 기재
21 : 전지(단위 전지)
21a∼21d : 조정용 단위 전지
21-1∼21-12 : 단위 전지
30 : 셀 시트
30-1∼30-3 : 셀 시트
31 : 조정 전 셀 시트
40 : 집합 셀
41 : 조정 전 집합 셀

Claims (12)

  1. 병렬 접속된 복수의 단위 전지를 갖는 2차 전지의 제조 방법으로서,
    제1 전극층과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극층이 적층된 구성을 갖는 시트 형상의 단위 전지를 준비하는 공정과,
    복수의 상기 단위 전지를 적층하여 병렬로 접속하여, 셀 시트를 형성하는 공정과,
    상기 셀 시트의 용량을 측정하는 공정과,
    상기 용량의 측정값이 규격값보다도 작은 경우에, 부족분을 보충하도록, 용량 조정용의 단위 전지를 상기 셀 시트에 병렬로 접속하는 공정
    을 구비하는 2차 전지의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 병렬 접속된 복수의 셀 시트를 갖는 2차 전지의 제조 방법으로서,
    제1 전극층과, 금속 산화물 반도체층과, 충전층과, 제2 전극층이 적층된 구성을 갖는 시트 형상의 단위 전지를 준비하고, 적층된 복수의 상기 단위 전지가 병렬로 접속되어 있는 셀 시트를 준비하는 공정과,
    복수의 셀 시트를 병렬로 접속하여 집합 셀을 형성하는 공정과,
    집합 셀의 용량을 측정하는 공정과,
    상기 용량의 측정값이 규격값보다도 작은 경우에, 부족분을 보충하도록, 용량 조정용의 단위 전지 및, 용량 조정용의 셀 시트 중 적어도 한쪽을 상기 집합 셀에 병렬로 접속하는 공정
    을 구비하는 2차 전지의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 집합 셀에는, 용량이 상이한 셀 시트가 포함되어 있는 2차 전지의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 셀 시트에는, 용량이 상이한 단위 전지가 포함되어 있는 2차 전지의 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    용량이 상이한 복수의 단위 전지가 상기 용량 조정용의 단위 전지로서 미리 준비되어 있고,
    상기 부족분을 보충하도록, 상기 용량의 측정 결과에 따라서 선택된 상기 용량 조정용의 단위 전지가 추가되는 2차 전지의 제조 방법.
  10. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    용량이 상이한 복수의 상기 셀 시트가 상기 용량 조정용의 셀 시트로서 미리 준비되어 있고,
    상기 부족분을 보충하도록, 상기 용량의 측정 결과에 따라서 선택된 상기 용량 조정용의 셀 시트가 추가되는 2차 전지의 제조 방법.
  11. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차 전지에 포함되는 상기 단위 전지 중, 최대의 용량을 갖는 최대 단위 전지와 최소의 용량을 갖는 최소 단위 전지와의 용량의 비가 0.5 이상으로 되어 있는 2차 전지의 제조 방법.
  12. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용량 조정용의 단위 전지가 2 이상 추가되는 2차 전지의 제조 방법.
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