CN108075100A - 集成分隔物的电极板及其制造方法、电极板对、蓄电元件 - Google Patents

集成分隔物的电极板及其制造方法、电极板对、蓄电元件 Download PDF

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Abstract

公开了集成分隔物的电极板及其制造方法、电极板对、蓄电元件，该集成分隔物的电极板包括：集电板；形成在集电板上的活性材料层；以及形成在活性材料层上的树脂分隔层。沿着激光切割边缘的带状激光切割端部具有树脂渗透部，激光切割边缘在集成分隔物的电极板的厚度方向上被激光切割并且形成集成分隔物的电极板的外围边缘的一部分，在树脂渗透部中，形成树脂分隔层的树脂在大于树脂分隔层的厚度的两倍的宽度范围内渗透活性材料层。

Description

集成分隔物的电极板及其制造方法、电极板对、蓄电元件
技术领域
本发明涉及一种集成分隔物的电极板，在该集成分隔物的电极板中，在集电板上设置有活性材料层，并且在活性材料层上进一步集成地设置有分隔层，并且本发明还涉及在集成分隔物的电极板上堆叠有第二电极板的电极板对、使用电极板对的堆叠型蓄电元件、以及制造集成分隔物的电极板的方法。
背景技术
在诸如一次电池、二次电池或电容器的蓄电元件中，形成有如下电极组件：其中，允许离子穿过的分隔物插入在面对彼此的电极板之间。在这种情况下，还已知一种分隔物集成地形成在至少一个电极板上的集成分隔物的电极板。例如，日本专利申请公开第2001-84985号(JP 2001-84985A)公开了一种制造集成分隔物的负电极板的方法，其中，将膜形式的各个分隔物分别经由粘合剂接合至负电极板的两个表面并进行干燥；以及公开了一种制造堆叠型电池组件的方法，其中，将正电极板堆叠在集成分隔物的负电极板上。日本专利申请公开第2014-107035号(JP 2014-107035A)公开了一种电池，在该电池中，分隔物是涂布在用作待被涂布的电极板的正电极板和负电极板中至少之一的主表面上的分隔层；以及公开了一种电池制造方法，其中，将通过将热塑性树脂颗粒分散在溶剂中而得到的绝缘浆料涂布在待被涂布的电极板的主表面上并进行干燥，从而形成分隔层(树脂颗粒层)。
还已知激光束用于切割电极板。例如，2015-188908(JP2015-188908A)公开了当制造电极时，利用激光束(特别地，利用两个激光束)进行切割。
发明内容
然而，已经发现，当使用激光束对树脂颗粒或多孔树脂膜被集成地设置为树脂分隔层的集成分隔物的电极板进行切割时，在之后处理电极板时或在将电极板组装成蓄电元件之后，在靠近激光切割边缘的与电极板集成的树脂分隔层上易于发生故障。具体地，例如，在形成树脂分隔层SS的多孔树脂膜接合至电极板的活性材料层的集成分隔物的电极板SEB中，在诸如使用输送辊HR进行输送的处理期间，存在树脂分隔层(多孔树脂膜)SS在激光切割边缘处卷起的情况(见图18)。在具有通过在电极板的活性材料层上沉积树脂颗粒而形成的树脂分隔层SS的集成分隔物的电极板中，存在如下情况：形成树脂分隔层SS的树脂颗粒由于在诸如输送的处理期间受到的力、冲击等而在激光切割边缘附近以块状的形式碎裂。
本发明提供了一种集成分隔物的电极板，在该集成分隔物的电极板中，尽管是树脂分隔层设置在电极板上的集成分隔物的电极板，但是在激光切割边缘处的树脂分隔层上也不太可能发生故障，并且还提供了一种在集成分隔物的电极板上堆叠有第二电极板的电极板对、使用电极板对的堆叠型蓄电元件、以及制造集成分隔物的电极板的方法。
本发明的一个方面是一种集成分隔物的电极板，其包括：集电板；形成在集电板上的活性材料层；以及形成在活性材料层上的树脂分隔层，其中，沿着激光切割边缘的带状激光切割端部具有树脂渗透部，激光切割边缘在集成分隔物的电极板的厚度方向上被激光切割并且形成集成分隔物的电极板的外围边缘的一部分，在树脂渗透部中，形成树脂分隔层的树脂在大于树脂分隔层的厚度的两倍的宽度范围内渗透活性材料层。
在该电极板中，沿着激光切割边缘的带状激光切割端部包括宽度大于树脂分隔层的厚度的两倍的树脂渗透部。也就是说，由于树脂在该宽度范围内渗入活性材料层，所以活性材料层上的树脂分隔层在激光切割端部处于牢固固定的状态。因此，当在激光切割后处理电极板时或者在将电极板组装成蓄电元件之后，可以防止在激光切割边缘附近的树脂分隔层上发生故障，例如树脂分隔层从激光切割边缘卷起或者树脂分隔层在激光切割边缘附近以块状形式碎裂。
这里，作为集成分隔物的电极板，不仅可以列举在集电板的一个表面上具有活性材料层和树脂分隔层的电极板，还可以列举在集电板的两个表面中的每一个表面上均具有活性材料层和树脂分隔层的电极板。作为该电极板，可以采用在集电板上具有正电极活性材料层的正电极板和在集电板上具有负电极活性材料层的负电极板。作为用于双极型电池的电极板，可以被配置成使得正电极活性材料层被设置在集电板的一侧，而负电极活性材料层被设置在集电板的另一侧。当活性材料层为负电极活性材料层时，可以使用以下材料作为该负电极活性材料层的负电极活性材料：例如，诸如天然石墨、球化石墨、涂布有无定形碳的石墨或人造石墨的石墨基材料，钛酸锂(Li4Ti5O12)，诸如乙炔黑、炉黑或科琴黑的炭黑，碳纳米纤维或碳纳米管。当活性材料层为正电极活性材料层时，可以使用以下材料作为该正电极活性材料层的正电极活性材料：例如，钴酸锂(LiCoO2)，锂锰氧化物(LiMn2O4)或钴-镍-锂锰氧化物(LiCO1/3Ni1/3Mn1/3O2、Li(LiαCOxNiyMnzO2))。
作为树脂分隔层，可以列举接合至活性材料层的具有含有聚乙烯(以下也称为PE)、聚丙烯(以下也称为PP)等的单层结构或者具有PP/PE/PP的三层结构的多孔膜。可替选地，也可以列举通过在活性材料层上沉积含有PE、PP、乙烯-丙烯共聚物树脂等的树脂颗粒而形成的膜。作为树脂颗粒，例如可以使用单一类型的聚乙烯树脂颗粒，同时可以将具有不同颗粒尺寸或不同颗粒形状的树脂颗粒混合在一起，例如可以将熔点不同的聚乙烯树脂颗粒混合在一起，或者可以将聚乙烯树脂颗粒和聚丙烯树脂颗粒混合在一起，从而形成树脂分隔层。可替选地，可以在活性材料层上设置聚酰亚胺层，并且可以在聚酰亚胺层上沉积树脂颗粒，由此提供包含聚酰亚胺层和树脂颗粒沉积层的树脂分隔层。
树脂渗透部被形成为使得形成设置在活性材料层上的树脂分隔层的树脂的至少一部分一旦熔化，则渗透多孔活性材料层中的间隙，然后被固化。树脂渗透部包括剩余树脂以膜的形式粘附到活性材料层的上表面的状态。
在该电极板中，树脂渗透部的宽度被设定为大于树脂分隔层的厚度的两倍。如果树脂渗透部的宽度被设定为大于树脂分隔层的厚度的三倍，则可以更可靠地抑制在激光切割边缘附近在树脂分隔层上出现故障。另一方面，宽度可以被设定为小于厚度的四倍。这是因为随着树脂渗透部的宽度减小，活性材料层的有效面积增加。
此外，集成分隔物的电极板可以被配置成使得树脂分隔层包括伸展的多孔树脂膜并接合至活性材料层。
在该电极板中，伸展的多孔树脂膜用作树脂分隔层。因此，与通过沉积树脂颗粒形成的具有树脂分隔层的集成分隔物的电极板相比，树脂分隔层的强度变得更高，从而能够提高电极板的穿孔强度。另一方面，当在激光切割之后处理电极板时，易于发生使得树脂分隔层(多孔树脂膜)从激光切割边缘卷起的故障。然而，在该电极板中，树脂渗透部设置在沿着激光切割边缘的激光切割端部处。因此，不太可能发生树脂分隔层(多孔树脂膜)从激光切割边缘卷起的故障。此外，由于伸展的多孔树脂膜用作树脂分隔层，所以当施加热时，多孔树脂膜易于受到热收缩。然而，在该电极板中，由于树脂分隔层在树脂渗透部处被固定到活性材料层，所以可以抑制多孔树脂膜的热收缩，使得可以防止活性材料层由于热收缩而从树脂分隔层露出。
作为形成树脂分隔层的伸展的多孔树脂膜，如上所述，可以列举具有含有PE、PP等的单层结构或者具有PP/PE/PP的三层结构的伸展多孔膜。作为将多孔树脂膜接合至活性材料层的方法，可以列举在活性材料层上薄薄地涂布树脂颗粒并将多孔树脂膜与之接合的方法或者在活性材料层上薄薄地涂布粘合剂并将多孔树脂膜与之接合的方法。作为要使用的粘合剂，可以列举例如在诸如NMP(N-甲基吡咯烷酮)的溶剂中溶解有诸如PVDF(聚偏二氟乙烯)、PE或PP的树脂的树脂溶液，或者其中进一步分散有诸如氧化铝粉末的陶瓷粉末的树脂溶液。使用树脂溶液，使得溶剂在涂布和接合之后被干燥和去除。
此外，集成分隔物的电极板可以被配置成使得活性材料层和树脂分隔层设置在集电板的两个表面中的每一个表面上。
在该电极板中，针对单个集电板设置两个活性材料层，因此能够有效地利用集电板。此外，在该集成分隔物的电极板中，树脂分隔层设置在电极板的两个外侧，以将内部集电板和两个活性材料层夹在其间。因此，通过交替地堆叠集成分隔物的电极板和相反极性的第二电极板，即在相反极性的第二集电板的两个表面上均具有第二活性材料层的第二电极板，可以容易地形成堆叠型电极组件。
此外，电极板对可以包括集成分隔物的电极板、第二集电板以及分别形成在第二集电板的两个表面上的一对第二活性材料层，其中，第二电极板被堆叠成使得第二活性材料层之一被放置在集成分隔物的电极板的树脂分隔层之一上。
电极板对包括：在单个集电板的两个表面中的每个表面上均具有活性材料层和树脂分隔层的集成分隔物的电极板；以及堆叠在集成分隔物的电极板的树脂分隔层之一上的第二电极板。因此，电极板对作为单位，使得可以通过将多个电极板对堆叠在一起而容易地形成堆叠型电极组件。
形成电极板对的集成分隔物的电极板的树脂分隔层和树脂分隔层上面对面堆叠的第二电极板的第二活性材料层可以使用粘合剂等被完全地彼此接合在一起。这是因为集成分隔物的电极板和第二电极板构成的一对可以作为单电极板对一体地处理。具体地，为了将集成分隔物的电极板和第二电极板完全彼此结合，可以在树脂分隔层或第二活性材料层上涂布例如其中在诸如NMP的溶剂中溶解有PVDF的树脂的树脂溶液、或者其中进一步分散有诸如氧化铝粉末的陶瓷粉末的树脂溶液，并且可以在将两者接合在一起之后干燥和去除溶剂。第二活性材料层可以包括含有活性材料的层，以及除此之外还包括在含有活性材料的层的表面上的包含诸如氧化铝陶瓷粉末的陶瓷粉末的耐热层。
此外，一种堆叠型蓄电元件可以包括堆叠型电极组件，其被配置成使得多个上述电极板对堆叠在一起。
由于这种堆叠型蓄电元件包括通过将多个电极板对堆叠在一起而形成的堆叠性电极组件，因此可以提供结构简单且成本低的蓄电元件。
作为蓄电元件，可以列举诸如锂离子二次电池的二次电池、电容器等。
本发明的另一方面是一种制造集成分隔物的电极板的方法，该集成分隔物的电极板包括：集电板；形成在集电板上的活性材料层；以及形成在活性材料层上的树脂分隔层，其中，沿着激光切割边缘的带状激光切割端部具有树脂渗透部，激光切割边缘在集成分隔物的电极板的厚度方向上被激光切割并且形成集成分隔物的电极板的外围边缘的一部分，在树脂渗透部中，形成树脂分隔层的树脂在大于树脂分隔层的厚度的两倍的宽度范围内渗透活性材料层，该方法包括：树脂渗透步骤，在该渗透后切割步骤中，向未切割集成电极板的带状的未切割渗透区施加热能，以熔化未切割树脂分隔层的位于未切割渗透区中的区域内部分，使得树脂渗透未切割活性材料层的位于未切割渗透区中的区域内活性材料部，该未切割集成电极板包括未切割集电板、形成在未切割集电板上的未切割活性材料层以及形成在未切割活性材料层上的未切割树脂分隔层，未切割渗透区包括在未切割渗透区中的计划切割部；以及渗透后切割步骤，在该渗透后切割步骤中，对未切割集成电极板的计划切割部进行激光切割，使得在激光切割之后形成具有上述宽度的树脂渗透部。
根据该制造方法，可以制造在激光切割端部处设置有宽度大于树脂分隔层的厚度的两倍的宽树脂渗透部的集成分隔物的电极板。也就是说，可以可靠地制造其中不太可能发生使得活性材料层上的树脂分隔层从激光切割边缘卷起或在激光切割边缘附近碎裂的故障的集成分隔物的电极板。
当对在活性材料层上具有树脂分隔层的集成分隔物的电极板进行激光切割时，存在树脂分隔层被部分燃烧的情况。即使在激光切割期间提供诸如氮气或氩气的非可燃气体作为辅助气体以便防止树脂分隔层燃烧，也存在树脂分隔层燃烧的情况。这被认为是因为由于在树脂分隔层与活性材料层之间或活性材料层的间隙中积聚的空气中所含的氧而使树脂被燃烧。存在如下情况：在树脂分隔层燃烧时，形成树脂分隔层的树脂碳化，烟灰粘附至电极板的各部分，或树脂分隔层部分地碎裂。碳化树脂或粘附烟灰的绝缘电阻低，从而降低了树脂分隔层的绝缘性，使得存在导致电池中微短路的可能性。
在这方面，集成分隔物的电极板的制造方法包括：树脂渗透步骤，在该树脂渗透步骤中，在渗透后切割步骤中对未切割集成电极板的计划切割部进行激光切割之前，使树脂渗透位于未切割渗透区中的区域内活性材料部。渗透有树脂的树脂渗透部与树脂渗透之前的状态相比，没有含有空气(氧)的间隙或含有较少的间隙，因此即使在对未切割集成负电极板进行激光切割时，也可以抑制渗透树脂渗透部的树脂的燃烧，从而防止由树脂的燃烧引起的树脂碳化、树脂分隔层的碎裂、烟灰的附着等。
作为向未切割集成电极板的带状的未切割渗透区施加热能以熔化形成位于未切割渗透区中的未切割树脂分隔层(区域内部分)的树脂，从而使树脂渗透位于未切割渗透区中的未切割活性材料层(区域内活性材料部)的方法，例如可以列举下述方法作为非接触方法：向形成未切割树脂分隔层(区域内部分)的树脂照射来自CO2激光器等的激光束、红外光束、微波等以熔化树脂，从而使树脂渗透未切割活性材料层。还可以列举以下方法：照射不被树脂吸收而被活性材料层吸收的光纤激光器等的激光束以加热未切割活性材料层(区域内活性材料部)，从而间接地熔化形成未切割树脂分隔层(区域内部分)的树脂以使树脂渗透未切割活性材料层。还可以列举以下方法：将被加热到等于或高于树脂的熔点的加热体压在未切割树脂分隔层上以熔化树脂，从而使树脂渗透未切割活性材料层。作为用于对未切割集成电极板进行激光切割的激光器，优选地使用在活性材料层和集电板的加工方面优异的光纤激光器、YAG激光器等。
此外，在树脂分隔层是在制造的集成分隔物的电极板中接合至活性材料层的伸展的多孔树脂膜的情况下，由于树脂分隔层的端部被固定至树脂渗透部，所以可以有利地防止形成树脂分隔层的树脂膜在施加热时发生热收缩。
此外，集成分隔物的电极板的制造方法可以被配置成使得当在树脂渗透步骤中使树脂渗透位于未切割渗透区中的区域内活性材料部时，将加热至等于或高于树脂的熔点的加热体压在未切割集成电极板的未切割渗透区上，熔化形成未切割树脂分隔层的区域内部分的树脂，以使树脂渗透区域内活性材料部。
在该制造方法中，由于加热体用于熔化树脂，所以形成未切割树脂分隔层的树脂可以在短时间内容易地熔化。此外，由于加热体被压在未切割渗透区上，因此可以可靠地使熔化树脂渗透未切割活性材料层。
可替选地，集成分隔物的电极板的制造方法可以被配置成使得当在树脂渗透步骤中使树脂渗透位于未切割渗透区中的区域内活性材料部时，将熔化激光束照射到未切割集成电极板的未切割渗透区，熔化形成未切割树脂分隔层的区域内部分的树脂，以使树脂渗透区域内活性材料部。
由于熔化激光束用于熔化形成未切割树脂分隔层的区域内部分的树脂，因此可以以相对于未切割树脂分隔层的非接触方式熔化树脂，此外，可以可靠地使熔化树脂渗透区域内活性材料部。
作为用于熔化树脂的熔化激光束，可以列举例如发射被树脂有效地吸收的红外光束(波长10.6μm)的CO2激光器。
本发明的另一方面是一种制造集成分隔物的电极板的方法，该集成分隔物的电极板包括：集电板；形成在集电板上的活性材料层；以及形成在活性材料层上的树脂分隔层，其中，沿着激光切割边缘的带状激光切割端部具有树脂渗透部，激光切割边缘在集成分隔物的电极板的厚度方向上被激光切割并且形成集成分隔物的电极板的外围边缘的一部分，在树脂渗透部中，形成树脂分隔层的树脂在大于树脂分隔层的厚度的两倍的宽度范围内渗透活性材料层，该方法包括：渗透切割步骤，在渗透切割步骤中，向未切割集成电极板的带状的未切割渗透区施加热能，以熔化未切割树脂分隔层的位于未切割渗透区中的区域内部分，使树脂渗透未切割活性材料层的位于未切割渗透区中的区域内活性材料部，未切割集成电极板包括未切割集电板、形成在未切割集电板上的未切割活性材料层以及形成在未切割活性材料层上的未切割树脂分隔层，未切割渗透区包括在未切割渗透区中的计划切割部；同时，对未切割集成电极板的计划切割部进行激光切割，使得在激光切割之后形成具有上述宽度的树脂渗透部。
根据该制造方法，可以制造在激光切割端部处设置有宽度大于树脂分隔层的厚度的两倍的宽树脂渗透部的集成分隔物的电极板。也就是说，可以可靠地制造其中不太可能发生使得活性材料层上的树脂分隔层从激光切割边缘卷起或在激光切割边缘附近碎裂的故障的集成分隔物的电极板。
此外，在该制造方法中，当在渗透切割步骤中对未切割集成电极板的计划切割部进行激光切割时，熔化形成未切割树脂分隔层的区域内部分的树脂以渗入未切割活性材料层的区域内活性材料部，同时切割未切割集成电极板，使得可以在短时间内完成该过程。
作为熔化树脂以使树脂渗透未切割活性材料层的区域内活性材料部并同时切割未切割集成电极板的方法，可以列举例如以下方法：使用分束器将光纤激光器的激光束分成用于树脂熔化的激光束和用于电极板切割的激光束，使用用于树脂熔化的激光束加热未切割活性材料层以通过热来熔化区域内部分的树脂，从而使树脂渗透未切割活性材料层的区域内活性材料部，并且使用用于电极板切割的激光束来切割未切割集成电极板。还可以列举以下方法：使用用于树脂熔化的CO2激光器的激光束使区域内部分的树脂熔化，从而使树脂渗透未切割活性材料层的区域内活性材料部，并且使用用于电极板切割的光纤激光器的激光束来切割未切割集成电极板。可以将通过加热体的接触或红外光束的照射来熔化区域内部分的树脂与使用用于电极板切割的激光束来切割未切割集成电极板相结合。
本发明的另一方面是一种制造集成分隔物的电极板的方法，该集成分隔物的电极板包括：集电板；形成在集电板上的活性材料层；以及形成在活性材料层上的树脂分隔层，其中，沿着激光切割边缘的带状的激光切割端部具有树脂渗透部，激光切割边缘在集成分隔物的电极板的厚度方向上被激光切割并且形成集成分隔物的电极板的外围边缘的一部分，在树脂渗透部中，形成树脂分隔层的树脂在大于树脂分隔层的厚度的两倍的宽度范围内渗透活性材料层，该方法包括：渗透前切割步骤，在渗透前切割步骤中，对未切割集成电极板进行激光切割，未切割集成电极板包括未切割集电板、形成在未切割集电板上的未切割活性材料层以及形成在未切割活性材料层上的未切割树脂分隔层；以及切割后渗透步骤，在切割后渗透步骤中，向激光切割端部施加热能以熔化形成树脂分隔层的树脂，使树脂渗透活性材料层，以使得沿着通过激光切割产生的激光切割边缘形成具有上述宽度的树脂渗透部。
根据该制造方法，可以制造在激光切割端部处设置有宽度大于树脂分隔层的厚度的两倍的宽树脂渗透部的集成分隔物的电极板。也就是说，可以可靠地制造其中不太可能发生使得活性材料层上的树脂分隔层从激光切割边缘卷起或在激光切割边缘附近碎裂的故障的集成分隔物的电极板。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是根据实施方式和修改方式的锂离子二次电池的透视图；
图2是根据实施方式和修改方式的锂离子二次电池的纵向截面图；
图3是示出根据实施方式和修改方式的电极组件中的正电极板和负电极板的堆叠状态的说明图；
图4是根据实施方式的图2中的集成分隔物的负电极板的A-A截面图；
图5是根据实施方式的图2中的集成分隔物的负电极板的B-B截面图；
图6是根据实施方式的图2中的电极板对的A-A截面图；
图7是根据实施方式的图2中的电极板对的B-B截面图；
图8是根据实施方式的图2中的电极组件的A-A截面图；
图9是根据实施方式的图2中的电极组件的B-B截面图；
图10是示出根据实施方式的集成分隔物的负电极板、电极板对和电池的制造过程的流程图；
图11A是示出根据实施方式的集成分隔物的负电极板的制造过程的截面说明图，其中示出了树脂渗透步骤之前的未切割集成电极板的状态；
图11B是示出根据实施方式的集成分隔物的负电极板的制造过程的截面说明图，其中示出了在加热体被压在未切割树脂分隔层上的树脂渗透步骤之后的状态；
图11C是示出根据实施方式的集成分隔物的负电极板的制造过程的截面说明图，其中示出了进行激光切割的渗透后切割步骤之后的状态；
图12A是根据实施方式的示出通过按压辊的热板来熔化未切割树脂分隔层的树脂从而使树脂渗透未切割活性材料层的状态的说明图，并且是集成分隔物的负电极板的纵向截面图；
图12B是根据实施方式的示出通过按压辊的热板来熔化未切割树脂分隔层的树脂从而使树脂渗透未切割活性材料层的状态的说明图，并且是集成分隔物的负电极板的横向截面图；
图13A是示出根据第一修改方式的集成分隔物的负电极板的制造过程的截面说明图，其中示出了在树脂渗透步骤之前的未切割集成电极板的状态；
图13B是示出根据第一修改方式的集成分隔物的负电极板的制造过程的截面说明图，其中示出了在照射熔化激光束以熔化未切割树脂分隔层的树脂渗透步骤之后的状态；
图13C是示出根据第一修改方式的集成分隔物的负电极板的制造过程的截面说明图，其中示出了进行激光切割的渗透后切割步骤之后的状态；
图14是示出根据第二修改方式的集成分隔物的负电极板、电极板对和电池的制造过程的流程图；
图15A是示出根据第二修改方式的集成分隔物的负电极板的制造过程的截面说明图，其中示出了在渗透切割步骤之前的未切割集成电极板的状态；
图15B是示出根据第二修改方式的集成分隔物的负电极板的制造过程的截面说明图，其中示出了在照射熔化激光束以熔化未切割树脂分隔层并同时进行激光切割的渗透切割步骤之后的状态；
图16是示出根据第三修改方式的集成分隔物的负电极板、电极板对和电池的制造过程的流程图；
图17A是示出根据第三修改方式的集成分隔物的负电极板的制造过程的截面说明图，其中示出了在渗透前切割步骤之前的未切割集成电极板的状态。
图17B是示出根据第三修改方式的集成分隔物的负电极板的制造过程的截面说明图，其中示出了进行激光切割的渗透前切割步骤之后的状态；
图17C是示出根据第三修改方式的集成分隔物的负电极板的制造过程的截面说明图，其中示出了在激光切割之后将加热体压在树脂分隔层上的切割后渗透步骤之后的状态；以及
图18是示出当通过辊输送现有技术的集成分隔物的电极板时在树脂分隔层上发生的故障的状态的说明图。
具体实施方式
(实施方式)以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是根据本实施方式的锂离子二次电池(以下也简称为“电池”)1的透视图。图2是电池1的纵向截面图。图3示出了在容纳在电池1中的电极组件20中的正电极板21和负电极板31的堆叠状态。图4示出了根据本实施方式的沿图2中的A-A截面截取的负电极板31的截面结构。图5示出了根据本实施方式的沿图2中的B-B截面截取的负电极板31的截面结构。以下，对于电池1，电池厚度方向BH、电池宽度方向CH、电池高度方向DH、堆叠方向(负电极板31的厚度方向)EH、一侧EH1、另一侧EH2、电极抽取方向FH、第一侧FH1以及第二侧FH2被定义为如图1至图3所示。在电池1的组装状态下，堆叠方向EH对应于电池厚度方向BH，而电极抽取方向FH对应于电池宽度方向CH。
电池1是安装在诸如混合动力车辆、插电式混合动力车辆或电动车辆的车辆中的棱柱形密封的锂离子二次电池。电池1包括：电池壳体10；容纳在电池壳体10中的堆叠型电极组件20；由电池壳体10支承的正电极端子构件50和负电极端子构件60；等等(见图2)。在电池壳体10中，非水电解质溶液19被储存并部分地渗透到电极组件20中。
电池壳体10具有矩形盒形状并且由金属(在该实施方式中为铝)制成。电池壳体10包括：具有仅在其上侧开口的底部矩形盒形状的壳体本体构件11；以及具有矩形板形状并且被焊接以封闭壳体本体构件11的开口的壳体盖构件13。由铝制成的正电极端子构件50被固定至壳体盖构件13同时与壳体盖构件13绝缘。正电极端子构件50将电池壳体10中的堆叠型电极组件20的正电极板21的正电极集电部21m捆绑并连接在一起，并且使其通过壳体盖构件13延伸到电池外部。由铜制成的负电极端子构件60被固定至壳体盖构件13同时与壳体盖构件13绝缘。负电极端子构件60将电池壳体10中的电极组件20的负电极板31的负电极集电部31m捆绑并连接在一起，并且使其通过壳体盖构件13延伸到电池外部。
电极组件20(见图2和图3)具有大致长方体形状，并且被容纳在电池壳体10中，使得正电极板21和负电极板31的堆叠方向EH与电池厚度方向BH一致，并且使得电极抽取方向FH与电池宽度方向CH一致。电极组件20是通过沿着堆叠方向EH交替堆叠矩形正电极板21和矩形负电极板31而形成的，其中，分隔层34分别插入在矩形正电极板21与矩形负电极板31之间。在堆叠方向EH的两端均设置有分隔层34，并且在其内侧设置有负电极板31。在本实施方式中，实际上，如后所述，多个电极板对40堆叠在彼此之上，每个电极板对40均形成为使得包括负电极板31和分隔层34的集成负电极板30与正电极板21一体地堆叠并且还使得集成负电极板30从一侧EH1堆叠。
每个正电极板21(见图6和图7)形成为使得具有矩形形状的正电极活性材料层23(一侧的正电极活性材料层23A和另一侧的正电极活性材料层23B)分别被设置在包括矩形铝箔的正电极集电箔22的两个表面(一侧表面22c和另一侧表面22d)中的相应一个表面的、沿着电极抽取方向FH的第一侧FH1(即，图3中的左侧)的部分上。在每个正电极板21的正电极集电箔22的第二侧FH2(即，图3的右侧)的部分在其任一侧没有设置正电极活性材料层23，并且该部分用作暴露正电极集电箔22的正电极集电部21m。正电极板21的正电极集电部21m沿着堆叠方向EH被捆绑在一起并且被焊接至正电极端子构件50。
在正电极板21中使用的正电极集电箔22是厚度为6μm至25μm(具体地，在本实施方式中为10μm)的轧制铝箔。正电极活性材料层23的厚度为例如10μm至80μm(具体地，在本实施方式中为60μm)。作为用于锂离子二次电池的正电极活性材料，作为示例，可以列举可以吸收和释放Li+离子的材料，例如LiCoO2、LiMnO4、LiNixMnyCozO2、LiNixCoyAlzO2或LiFePO4。在本实施方式中，使用LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2作为正电极活性材料，并且正电极活性材料层23除了包含正电极活性材料以外，还包含作为导电材料的乙炔黑和作为接合剂的PVDF。
接下来，将描述作为根据本实施方式的集成分隔物的电极板的集成负电极板30(见图4和图5)。集成负电极板30形成为使得分隔层34、34分别设置在负电极板31的两个表面上。
负电极板31形成为使得具有矩形形状的负电极活性材料层33(一侧的负电极活性材料层33A和另一侧的负电极活性材料层33B)分别被设置在包括矩形铜箔的负电极集电箔32的第二侧FH2(即，在图4中的右侧)的两个表面上(即，一侧表面32c和另一侧表面32d)。在负电极板31的负电极集电箔32的第一侧FH1(即，图4中的左侧)的部分在其任一侧都没有设置负电极活性材料层33，并且该部分用作其中负电极集电箔32被暴露的负电极集电部31m。负电极板31的负电极集电部31m沿堆叠方向EH被捆绑在一起并且被焊接至负电极端子构件60。
一侧的分隔层34A设置在负电极板31的一侧的负电极活性材料层33A(沿堆叠方向EH的一侧EH1)上，而另一侧的分隔层34B设置在负电极板31的另一侧的负电极活性材料层33B(沿堆叠方向EH的另一侧EH2)上，从而形成集成负电极板30。
在负电极板31中使用的负电极集电箔32是厚度为6μm至20μm(具体地，在本实施方式中为10μm)的铜箔。负电极活性材料层33的厚度为例如10μm至80μm(具体地，在本实施方式中为20μm)。作为用于锂离子二次电池的负电极活性材料，作为示例，可以列举可以吸收和释放Li+离子的材料，例如，诸如天然石墨、球化石墨、涂布有无定形碳的石墨或人造石墨的石墨颗粒，硬碳，软碳，Li4Ti5O12，Li4.4Si或Li4.4Ge。在本实施方式中，负电极活性材料层33除了包含天然石墨之外，还包含作为导电材料的乙炔黑和作为接合剂的CMC。
在本实施方式中，分隔层34(34A、34B)均包括具有PP/PE/PP的三层结构并沿伸展方向被伸展的多孔膜。可替选地，可以使用PE单层多孔膜。可替选地，可以通过在负电极活性材料层33上沉积含有PE等的树脂颗粒来形成分隔层。
当使用负电极板31形成诸如锂离子二次电池的蓄电元件时，分隔层34(34A、34B)均用作使得在电解质溶液中的诸如Li+离子的离子通过的分隔物。如图4所示，分隔层34(34A、34B)均形成为在电极抽取方向FH上比负电极活性材料层33大，使得分隔层34(34A、34B)均在电极抽取方向FH上从活性材料层外围边缘33e突出。
另一方面，如图5所示，相对于电池高度方向DH，分隔层34(34A、34B)均形成为与负电极活性材料层33大小相等，使得分隔层34(34A、34B)均不从任一活性材料层外围边缘33e(活性材料层激光切割边缘33es)突出。也就是说，在集成负电极板30中，形成分隔层34的树脂(PE、PP)渗入一侧的负电极活性材料层33A和另一侧的负电极活性材料层33B，以在沿着集成负电极板30的外围边缘30e的激光切割边缘30es(图5中的左边缘和右边缘)的、作为带状区域的激光切割端部30sp处形成树脂渗透部33Aj和33Bj，激光切割边缘30es通过后面描述的激光切割形成。在激光切割端部30sp处，熔化的树脂(PE和PP的混合物)以膜的形式部分地留在树脂渗透部33Aj和33Bj上。树脂渗透部33Aj和33Bj的宽度Wa被设定为大于分隔层34的厚度Ts的两倍(Wa>2TS)。如后所述(见图11A、图11B、图11C以及图12A、图12B)，由于树脂渗透部33Aj和33Bj是通过将热板HB压在分隔层34上而形成的，所以每个分隔层34的邻近激光切割端部30sp的部分呈突出的膨胀部分34b的形式。
在集成负电极板30中，如上所述，在沿着激光切割边缘30es的带状激光切割端部30sp处设置有宽度Wa大于分隔层34的厚度Ts的两倍的树脂渗透部33Aj和33Bj。也就是说，由于树脂在宽度Wa的范围内渗入负电极活性材料层33A和33B，所以在负电极活性材料层33A和33B上的分隔层34A和34B在激光切割端部30sp处于牢固地固定的状态。因此，当在激光切割之后处理集成负电极板30时或在将集成负电极板30组装成电池1之后，可以防止在激光切割端部30sp发生故障，例如，分隔层34从激光切割边缘30es卷起。
在集成负电极板30中，使用伸展的多孔树脂膜作为分隔层34。因此，与通过沉积树脂颗粒形成的分隔层相比，伸展的多孔树脂膜是优选的，在于分隔层的强度变得更高。此外，在集成负电极板30中，树脂渗透部33Aj和33Bj设置在沿激光切割边缘30es的激光切割端部30sp处。因此，如上所述，不太可能发生分隔层34(多孔树脂膜)从激光切割边缘30es卷起的故障。另外，在集成负电极板30中，由于分隔层34分别在树脂渗透部33Aj和33Bj处固定至负电极活性材料层33A和33B，所以可以抑制分隔层34(多孔树脂膜)的热收缩，从而可以防止负电极活性材料层33A和33B由于热收缩而从分隔层34A和34B露出。
此外，在集成负电极板30中，为单个负电极集电箔32设置两个负电极活性材料层33A和33B，因此能够有效地利用负电极集电箔32。此外，在集成负电极板30中，分隔层34设置在负电极板31的两个外侧，以将内部的负电极集电箔32和两个负电极活性材料层33A和33B夹在其间。因此，通过交替地堆叠集成负电极板30和相反极性的正电极板21，即在正电极集电箔22的两个表面上具有正电极活性材料层23、23的正电极板21，可以容易地形成堆叠型电极组件20。
此外，在本实施方式中，在制造如后所述的电极组件20和电池1之前，使用集成负电极板30和正电极板21形成图6和图7所示的电极板对40。电极板对40形成为使得正电极板21的另一侧的正电极活性材料层23B被置于集成负电极板30的一侧的分隔层34A上并且两者彼此接合。
电极板对40包括集成负电极板30和堆叠在分隔层34上的正电极板21。因此，图6和图7所示的电极板对40作为单位，使得可以通过堆叠多个电极板对40而容易地形成堆叠型电极组件20。也就是说，可以通过如图8和图9所示堆叠多个电极板对40然后最终在位于最外侧(图8和图9的最上侧)的正电极板21上堆叠集成负电极板30来形成堆叠型电极组件20。包括如此形成的堆叠型电极组件20的电池1结构简单并且成本低。
接下来，将描述制造集成负电极板30、电极板对40和电池1的方法(见图10至图12A、12B)。首先，通过已知的方法制造正电极板21(步骤S5)。也就是说，将正电极活性材料、导电材料和接合剂与溶剂(NMP)混合以制备正电极浆料。然后，通过模具涂布法将正电极浆料涂布在正电极集电箔22的一侧表面22c上，然后通过加热干燥，从而形成正电极活性材料层23。同样，将正电极浆料也涂布在正电极集电箔22的另一侧表面22d上，然后通过加热干燥，从而形成正电极活性材料层23。然后，通过压力辊按压该正电极板21以增加正电极活性材料层23的密度。以这种方式，形成正电极板21。
除了上述正电极板21的制造之外，通过已知的方法制造未切割负电极板71(步骤S1)。具体地，将负电极活性材料、导电材料和接合剂与溶剂(水)混合以制备负电极浆料。然后，通过模具涂布法将负电极浆料反复涂布在未切割负电极集电箔72上并干燥，从而在未切割负电极集电箔72的两个表面上形成未切割负电极活性材料层73、73。通过压力辊按压未切割负电极板71以增加未切割负电极活性材料层73、73的密度。
在随后的步骤S2处，分别在未切割负电极活性材料层73、73上形成未切割分隔层74、74。具体地，制备均具有PP/PE/PP的三层结构并且在伸展方向上伸展的已知多孔膜。将其中作为粘合剂的PVDF溶解在NMP中的树脂溶液薄薄地涂布在未切割负电极活性材料层73、73上，然后将制备的多孔膜分别放置在未切割负电极活性材料层73、73上，然后进行干燥。以这种方式，形成未切割集成负电极板70，使得均包括多孔膜的未切割分隔层74、74分别通过多孔PVDF接合至未切割负电极活性材料层73、73以被集成在一起(见图11A)。
如图11A所示，未切割集成负电极板70的带状部将被称为计划切割部70C，该带状部之后将通过激光切割而被切割和去除。未切割集成负电极板70的其中包括计划切割部70C的带状部将被称为未切割渗透区70D。在本实施方式中，未切割渗透区70D表示包括计划切割部70C并且确保在计划切割部70C的两侧的宽度Wa均大于未切割分隔层74的厚度Ts的两倍的区域。每个未切割负电极活性材料层73的位于未切割渗透区70D中的部分将被称为区域内活性材料部73D。每个未切割分隔层74的位于未切割渗透区70D中的部分将被称为区域内部分74D。
在随后的树脂渗透步骤S3中，如图11B所示，将加热到等于或高于PE的熔点(120℃)和PP的熔点(168℃)的温度(在本实施方式中为300℃)的热板HB压在未切割集成负电极板70的未切割渗透区70D上。因此，未切割分隔层74、74的区域内部分74D、74D被熔化，使得树脂渗透未切割负电极活性材料层73、73的区域内活性材料部73D、73D。以这种方式，在未切割负电极活性材料层73、73的区域内活性材料部73D、73D中形成树脂渗透部73j、73j。在每个树脂渗透部73j、73j的上部上形成使得熔化树脂固化成膜的熔化膜部74y。此外，未切割分隔层74、74沿着未切割渗透区70D分别形成有膨胀部(膨胀部34b)。
为了如上所述按压热板HB以形成树脂渗透部73j、73j，优选地使用一对热辊KR、KR，每个热辊KR、KR均在预定位置处设置有热板HB，如图12A和图12B所示。也就是说，将热板HB预先加热到等于或高于树脂的熔点，并且使未切割集成负电极板70在热辊KR、KR之间通过。因此，可以以预定间隔连续地在未切割集成负电极板70中设置树脂渗透部73j、73j。
此后，在步骤S4中，如图11C所示，将来自光纤激光器的切割激光束CL(波长1.06μm)照射到计划切割部70C，从而对未切割集成负电极板70进行切割。以这种方式，制造集成负电极板30。
根据本实施方式的制造方法，可以可靠地制造在激光切割端部30sp处设置有均具有大于分隔层34的厚度Ts的两倍的宽度Wa(Wa>2TS)的宽树脂渗透部33j、33j(对应于图5和图7中33Aj和33Bj)的集成负电极板30。此外，根据本实施方式的集成负电极板30的制造方法，将使树脂渗透到每个未切割负电极活性材料层73的位于未切割渗透区70D中的区域内活性材料部73D的树脂渗透步骤S3设置于在渗透后切割步骤S4中对未切割集成负电极板70进行切割之前。与树脂渗透之前的状态相比，渗透有树脂的树脂渗透部73j没有含有空气(氧)的空隙或有较少的空隙，因此即使在未切割集成负电极板70被激光切割时，也能够抑制渗透到树脂渗透部73j的树脂的燃烧，从而防止由树脂的燃烧引起的树脂碳化、分隔层34的碎裂、烟灰的附着等。
此外，根据该制造方法，由于热板HB用于熔化树脂，所以形成未切割分隔层74的树脂可以在短时间内容易地熔化。此外，由于将热板HB压在未切割渗透区70D上，所以能够使熔化树脂可靠地渗透未切割负电极活性材料层73。
然后，在步骤S6中，将在步骤S4处制造的集成负电极板30和在步骤S5中处单独制造的正电极板21堆叠在一起以制造电极板对40(见图6和图7)。具体地，将粘合剂薄薄地涂布在集成负电极板30的一侧的分隔层34A上，然后将正电极板21的另一侧的正电极活性材料层23B放置在其上，然后进行干燥，使得正电极板21通过多孔PVDF接合并堆叠在集成负电极板30上。以这种方式，形成电极板对40。
然后，在步骤S7中，使用在步骤S6处制造的多个电极板对40和单个集成负电极板30来制造电极组件20(见图3、图8和图9)。具体地，通过将多个电极板对40堆叠在一起并且从电极板对40之中的位于在堆叠方向EH上的一侧EH1的最远处的电极板对40上的一侧EH1进一步堆叠集成负电极板30而形成电极组件20。
然后，使用电极组件20，通过已知的方法制造电池1。具体地，将正电极端子构件50和负电极端子构件60固定至壳体盖构件13(见图2)。然后，将电极组件20的正电极板21的正电极集电部21m捆绑在一起并焊接至正电极端子构件50。此外，将电极组件20的负电极板31的负电极集电部31m捆绑在一起并焊接至负电极端子构件60。此后，将电极组件20插入到壳体本体构件11中，并且壳体本体构件11的开口11h被壳体盖构件13封闭。然后，将壳体本体构件11和壳体盖构件13通过激光焊接至彼此以形成电池壳体10。此外，从设置在壳体盖构件13中的注入孔13h将非水电解质溶液19注入电池壳体10中，以便使其渗透到电极组件20中，然后用密封构件15密封注入孔13h，使得完成电池1。
(第一修改方式)在上述实施方式中，在制造集成负电极板30时，如图11B所示，在树脂渗透步骤S3中，将热板HB、HB压在未切割集成负电极板70的未切割渗透区70D上，以在未切割负电极活性材料层73、73的区域内活性材料部73D、73D中形成树脂渗透部73j、73j。
另一方面，在该第一修改方式中，当制造集成负电极板30时，使用激光束以非接触的方式形成树脂渗透部73j、73j。具体地，首先，如图13A所示，制备如在实施方式中图11A所示的未切割集成负电极板70。在树脂渗透步骤S3a(见图10)中，如图13B所示，从两侧向未切割集成负电极板70的其中包括计划切割部70C的带状未切割渗透区70D照射熔化激光束ML、ML，以熔化未切割分隔层74、74的区域内部分74D、74D，从而使区域内部分74D、74D的树脂渗透未切割负电极活性材料层73、73的区域内活性材料部73D、73D。
即使通过该制造方法，也可以制造在激光切割端部30sp处设置有均具有大于分隔层34的厚度Ts的两倍的宽度Wa的宽树脂渗透部33j、33j的集成负电极板30。也就是说，可以可靠地制造其中不太可能发生负电极活性材料层33上的分隔层34从激光切割边缘30es卷起的故障的集成负电极板30。
作为熔化激光束ML，使用发射红外光束的CO2激光器(波长10.6μm)，该红外光束被诸如PE或PP的树脂有效地吸收，并且光束形状被调整为使得其光斑直径基本上等于未切割渗透区70D的宽度。除此之外，可以向未切割渗透区70D照射光纤激光(波长1.06μm)，以加热未切割负电极活性材料层73、73的区域内活性材料部73D、73D，从而间接地熔化未切割分隔层74、74的区域内部分74D、74D。可替选地，可以照射红外光、微波等以熔化区内部分74D、74D的树脂，从而使树脂渗透到区域内活性材料部73D、73D。
以这种方式，在未切割负电极活性材料层73、73的区域内活性材料部73D、73D中形成树脂渗透部73j、73j。在每个树脂渗透部73j、73j的上部上形成使得熔化树脂被固化成膜的熔化膜部74y。然而，与实施方式不同，沿着未切割渗透区70D没有形成膨胀部34b。
此后，在步骤S4处，如图13C所示，从一个方向(在第一修改方式中从图13C中的上方)向计划切割部70C照射来自光纤激光器(波长1.06μm)的切割激光束CL，从而切割未切割集成负电极板70。以这种方式，制造集成负电极板30。由此，可以制造电极板对40(步骤S6)、电极组件20(步骤S7)和电池1(步骤S8)。
(第二修改方式)在上述实施方式和第一修改方式中，首先利用热板HB、HB或熔化激光束ML、ML制造形成有树脂渗透部73j、73j的未切割集成负电极板70(树脂渗透步骤S3、S3a)，然后利用切割激光束CL切割未切割集成负电极板70(渗透后切割步骤S4)，从而制造集成负电极板30。
另一方面，在该第二修改方式中，在制造集成负电极板30时，在未切割集成负电极板70中形成树脂渗透部73j、73j(树脂渗透部33j、33j)，并且同时，切割未切割集成负电极板70(见图14和图15A、图15B)。具体地，在渗透切割步骤S14中，首先，如图15A所示，制备如实施方式中的图11A所示的未切割集成负电极板70。在渗透切割步骤S14中，如图15B所示，从两侧向未切割集成负电极板70的其中包括计划切割部70C的带状未切割渗透区70D照射熔化激光束ML、ML，以熔化未切割分隔层74、74的区域内部分74D、74D，从而使区域内部分74D、74D的树脂渗透未切割负电极活性材料层73、73的区域内活性材料部73D、73D。
此外，与此同时，从一个方向(在第二修改方式中从图15B中的上方)向计划切割部70C照射到来自光纤激光器(波长1.06μm)的切割激光束CL，由此切割未切割集成负电极板70。以这种方式，制造集成负电极板30。为了防止激光束ML、ML和CL的光轴彼此重合，优选地照射激光束ML、ML和CL，使得它们的光轴相对于未切割集成负电极板70以不同的角度倾斜。
即使通过该制造方法，也可以制造在激光切割端部30sp处设置有均具有大于分隔层34的厚度Ts的两倍的宽度Wa的宽树脂渗透部33j、33j的集成负电极板30。也就是说，可以可靠地制造其中不太可能发生负电极活性材料层33上的分隔层34从激光切割边缘30es卷起的故障的集成负电极板30。
此外，根据该制造方法，在渗透切割步骤S14中，形成未切割分隔层74、74的区域内部分74D、74D的树脂被熔化以渗透未切割负电极活性材料层73、73的区域内活性材料部73D、73D，同时切割未切割集成负电极板70，使得能够在短时间内完成该步骤。
在上述第二修改方式中，给出了使用CO2激光器作为熔化激光束ML的光源同时使用光纤激光器作为切割激光束CL的光源的示例。然而，可以使用分束器将光纤激光器的激光束分成熔化激光束ML和切割激光束CL，从而使用熔化激光束ML加热未切割负电极活性材料层73，以通过热来熔化区内部分74D的树脂，并使用切割激光束CL切割未切割集成负电极板70。
此后，与实施方式和第一修改方式一样，使用集成负电极板30，可以制造电极板对40(步骤S6)、电极组件20(步骤S7)和电池1(步骤S8)。
(第三修改方式)在上述实施方式和第一修改方式中，首先制造形成有树脂渗透部73j、73j的未切割集成负电极板70(树脂渗透步骤S3、S3a)，然后切割未切割集成负电极板70(渗透后切割步骤S4)，从而制造集成负电极板30。在第二修改方式中，未切割集成负电极板70形成有树脂渗透部73j、73j并且同时被切割(渗透切割步骤S14)，由此制造集成负电极板30。
另一方面，在该第三修改方式中，当制造集成负电极板30时，首先切割未切割集成负电极板70，然后在集成负电极板30中形成树脂渗透部33j、33j(见图16和图17A、图17B、图17C)。具体地，首先，如图17A所示，制备如实施方式中的图11A所示的未切割集成负电极板70。如图17B所示，在渗透前切割步骤S23中，从一个方向(在第三修改方式中从图17B中的上方)向计划切割部70C照射来自光纤激光器(波长1.06μm)的切割激光束CL，从而切割未切割集成负电极板70。以这种方式，制造没有形成树脂渗透部33j的集成负电极板30。
此后，如图17C所示，从两侧将加热到等于或高于PE和PP的熔点的温度(在该第三修改方式中为300℃)的热板HB压在沿着集成负电极板30的激光切割边缘30es的带状激光切割端部30sp上。因此，每个集成负电极板30的分隔层34、34的在激光切割端部30sp处的熔化区34D、34D熔化，从而使熔化区34D、34D的树脂渗透负电极活性材料层33、33的渗透区33D、33D。以这种方式，在负电极活性材料层33、33的渗透区33D、33D中形成树脂渗透部33j、33j。分别在每个树脂渗透部33j、33j的上部和端面上形成使熔化树脂被固化成膜的熔化膜部34y和端部熔化膜部34yh。
为了如上所述按压热板HB以形成树脂渗透部33j、33j，如在实施方式中，优选地使用一对热辊KR、KR，每个热辊KR、KR均在预定的位置处设置有热板HB(见图12A、图12B)。
即使通过该制造方法，也可以制造在激光切割端部30sp处设置有均具有大于分隔层34的厚度Ts的两倍的宽度Wa的宽树脂渗透部33j、33j的集成负电极板30。也就是说，可以可靠地制造其中不太可能发生负电极活性材料层33上的分隔层34从激光切割边缘30es卷起的故障的集成负电极板30。
图17C示出了在切割之后在两个集成负电极板30中形成树脂渗透部33j、33j的状态。然而，可以在切割之后独立地在每个集成负电极板30中形成树脂渗透部33j、33j。取代使用热板HB、HB，可以使用熔化激光束ML、ML来熔化分隔层34、34的在激光切割端部30sp处的熔化区34D、34D，从而使熔化区34D、34D的树脂渗透负电极活性材料层33、33的渗透区33D、33D。
虽然已经参考实施方式和第一修改方式至第三修改方式来描述了本发明，但是不用说，本发明不限于上述实施方式等，并且可以在不脱离其要旨的范围内适当地应用各种变化。在上述实施方式等中，集成负电极板30被配置成使得包括多孔膜的分隔层34接合至负电极板31。然而，代替多孔膜，可以将诸如PE颗粒的树脂颗粒沉积在负电极活性材料层33上并用作树脂分隔层。可替选地，可以在负电极活性材料层33上设置聚酰亚胺层，并且可以在聚酰亚胺层上沉积树脂颗粒，从而提供包括聚酰亚胺层和树脂颗粒的沉积层的树脂分隔层。另外，在这些情况下，通过设置树脂渗透部33j，可以抑制诸如在激光切割边缘30es附近树脂分隔层碎裂的故障的发生。
在上述实施方式等中，通过示例的方式示出了被配置成使得分隔层34与负电极板31集成的集成负电极板30。然而，本发明可以应用于被配置成使得分隔层与正电极板成集成的集成正电极板，从而在激光切割端部处设置具有宽度Wa的树脂渗透部。在双极型蓄电元件的情况下，本发明可以应用于集成分隔物的电极板，其被配置成使得树脂分隔层分别被设置在电极板的两个表面上，从而在激光切割端部处设置具有宽度Wa的树脂渗透部，该电极板具有在集电板的一个表面上的正电极活性材料层以及在集电板的另一表面上的负电极活性材料层。

Claims (10)

1.一种集成分隔物的电极板，其特征在于，包括：
集电板；
形成在所述集电板上的活性材料层；以及
形成在所述活性材料层上的树脂分隔层，
其中，沿着激光切割边缘的带状激光切割端部具有树脂渗透部，所述激光切割边缘在所述集成分隔物的电极板的厚度方向上被激光切割并且形成所述集成分隔物的电极板的外围边缘的一部分，在所述树脂渗透部中，形成所述树脂分隔层的树脂在大于所述树脂分隔层的厚度的两倍的宽度范围内渗透所述活性材料层。
2.根据权利要求1所述的集成分隔物的电极板，其特征在于，
所述树脂分隔层包括伸展的多孔树脂膜并接合至所述活性材料层。
3.根据权利要求1或2所述的集成分隔物的电极板，其特征在于，
所述活性材料层和所述树脂分隔层设置在所述集电板的两个表面中的每一个表面上。
4.一种电极板对，其特征在于，包括：
根据权利要求3所述的集成分隔物的电极板；
第二集电板；以及
分别形成在所述第二集电板的两个表面上的一对第二活性材料层，
其中，第二电极板被堆叠成使得所述一对第二活性材料层之一被放置在所述集成分隔物的电极板的一个所述树脂分隔层上。
5.一种堆叠型蓄电元件，其特征在于，包括：
堆叠型电极组件，其被配置成使得多个根据权利要求4所述的电极板对堆叠在一起。
6.一种制造集成分隔物的电极板的方法，所述集成分隔物的电极板包括：集电板；形成在所述集电板上的活性材料层；以及形成在所述活性材料层上的树脂分隔层，其中，沿着激光切割边缘的带状激光切割端部具有树脂渗透部，所述激光切割边缘在所述集成分隔物的电极板的厚度方向上被激光切割并且形成所述集成分隔物的电极板的外围边缘的一部分，在所述树脂渗透部中，形成所述树脂分隔层的树脂在大于所述树脂分隔层的厚度的两倍的宽度范围内渗透所述活性材料层，所述方法的特征在于，包括：
树脂渗透步骤，在所述树脂渗透步骤中，向未切割集成电极板的带状的未切割渗透区施加热能，以熔化未切割树脂分隔层的位于所述未切割渗透区中的区域内部分，使得所述树脂渗透未切割活性材料层的位于所述未切割渗透区中的区域内活性材料部，所述未切割集成电极板包括未切割集电板、形成在所述未切割集电板上的所述未切割活性材料层以及形成在所述未切割活性材料层上的所述未切割树脂分隔层，所述未切割渗透区包括在所述未切割渗透区中的计划切割部；以及
渗透后切割步骤，在所述渗透后切割步骤中，对所述未切割集成电极板的所述计划切割部进行激光切割，使得在激光切割之后形成具有所述宽度的所述树脂渗透部。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
当在所述树脂渗透步骤中使所述树脂渗透位于所述未切割渗透区中的所述区域内活性材料部时，将被加热到等于或高于所述树脂的熔点的加热体压在所述未切割集成电极板的所述未切割渗透区上，熔化形成所述未切割树脂分隔层的所述区域内部分的树脂，以使所述树脂渗透所述区域内活性材料部。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
当在所述树脂渗透步骤中使所述树脂渗透位于所述未切割渗透区中的所述区域内活性材料部时，将熔化激光束照射到所述未切割集成电极板的所述未切割渗透区，熔化形成所述未切割树脂分隔层的所述区域内部分的树脂，以使所述树脂渗透所述区域内活性材料部。
9.一种制造集成分隔物的电极板的方法，所述集成分隔物的电极板包括：集电板；形成在所述集电板上的活性材料层；以及形成在所述活性材料层上的树脂分隔层，其中，沿着激光切割边缘的带状激光切割端部具有树脂渗透部，所述激光切割边缘在所述集成分隔物的电极板的厚度方向上被激光切割并且形成所述集成分隔物的电极板的外围边缘的一部分，在所述树脂渗透部中，形成所述树脂分隔层的树脂在大于所述树脂分隔层的厚度的两倍的宽度范围内渗透所述活性材料层，所述方法的特征在于，包括：
渗透切割步骤，在所述渗透切割步骤中，向未切割集成电极板的带状的未切割渗透区施加热能，以熔化未切割树脂分隔层的位于所述未切割渗透区中的区域内部分，使所述树脂渗透未切割活性材料层的位于所述未切割渗透区中的区域内活性材料部，所述未切割集成电极板包括未切割集电板、形成在所述未切割集电板上的所述未切割活性材料层以及形成在所述未切割活性材料层上的所述未切割树脂分隔层，所述未切割渗透区包括在所述未切割渗透区中的计划切割部；同时，对所述未切割集成电极板的所述计划切割部进行激光切割，使得在激光切割之后形成具有所述宽度的所述树脂渗透部。
10.一种制造集成分隔物的电极板的方法，所述集成分隔物的电极板包括：集电板；形成在所述集电板上的活性材料层；以及形成在所述活性材料层上的树脂分隔层，其中，沿着激光切割边缘的带状的激光切割端部具有树脂渗透部，所述激光切割边缘在所述集成分隔物的电极板的厚度方向上被激光切割并且形成所述集成分隔物的电极板的外围边缘的一部分，在所述树脂渗透部中，形成所述树脂分隔层的树脂在大于所述树脂分隔层的厚度的两倍的宽度范围内渗透所述活性材料层，所述方法的特征在于，包括：
渗透前切割步骤，在所述渗透前切割步骤中，对未切割集成电极板进行激光切割，所述未切割集成电极板包括未切割集电板、形成在所述未切割集电板上的未切割活性材料层以及形成在所述未切割活性材料层上的未切割树脂分隔层；以及
切割后渗透步骤，在所述切割后渗透步骤中，向所述激光切割端部施加热能以熔化形成所述树脂分隔层的树脂，使所述树脂渗透所述活性材料层，以使得沿着通过所述激光切割产生的所述激光切割边缘形成具有所述宽度的所述树脂渗透部。
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