CN110199424A - 单电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种以片状的负极(3)、片状的分隔件(4)、片状的正极(5)的顺序层叠而成的单电池(1)的制造方法。在该制造方法中，在将粘接剂(14A、14B、14C)以多个点配置于负极(3)的上表面(3a)之后，将该负极(3)的上表面(3a)与分隔件(4)的下表面(4b)接合，而且，在将粘接剂(20A、20B、20C)以多个点配置于正极(5)的下表面(5b)之后，将该正极(5)的下表面(5b)与分隔件(4)的上表面(4a)接合。在此，在从单电池(1)的层叠方向观察时，粘接剂(14A、14B、14C)的位置与粘接剂(20A、20B、20C)的位置并不相互重叠。并且，将粘接剂(25A、25B、25C)以多个点配置于正极(5)的上表面(5a)，并将分隔件(6)的下表面(6b)与正极(5)的上表面(5a)接合。

Description

单电池的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在呈片状的正极和呈片状的负极这两个电极之间配置片状的分隔件而成的单电池(日文：モノセル)的制造方法。
背景技术
作为在片状的正极与片状的负极之间配置片状的分离膜而成的基本单位体的一个例子，可列举在专利文献1中所记载的基本单位体。在专利文献1的基本单位体中，正极与分离膜之间的接合以及负极与分离膜之间的接合由以例如网状物形态整体地配置到接合面的粘接剂来进行。
在如此配置了粘接剂的状态下，从基本单位体的层叠方向观察时，存在有正极与分离膜之间的粘接剂的位置同负极与分离膜之间的粘接剂的位置重叠的部分，也就是说存在有在分离膜的两面都涂敷有粘接剂的部分。因而，基本单位体的厚度有可能过大。
本发明是着眼于这样的问题而做成的，其提供一种抑制了由粘接剂导致的单电池的厚度的增加的单电池的制造方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2015-529957号公报
发明内容
本发明是在呈片状的正极和呈片状的负极这两个电极之间配置片状的分隔件而成的单电池的制造方法，其中，将粘接剂配置成，从单电池的层叠方向观察时，位于分隔件的一个面的粘接剂不与位于分隔件的另一个面的粘接剂重叠。
根据本发明，由于在从单电池的层叠方向观察时，未在分隔件的相同的位置向分隔件的两面配置粘接剂，因此，单电池的厚度不会过大。
附图说明
图1是一实施例的电极层叠装置的立体图。
图2是单电池的立体图。
图3是单电池的侧视图。
图4是第1分配器的喷嘴和传感器的说明图。
图5是表示由第1分配器、第2分配器以及第3分配器进行的粘接剂的配置工序和涂敷位置的说明图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的一实施例进行说明。
在图1中示出了用于制造单电池(单位层叠体)1的电极层叠装置2。例如像图2和图3所示那样，单电池1是通过从下侧起以作为电极的片状的负极3、片状的分隔件4、作为电极的片状的正极5的顺序层叠并使它们一体化而形成的。而且，在本实施例中，片状的分隔件6被接合在正极5之上，而成为4层构造的单电池1。负极3通过将混合活性物质、导电助剂、粘合剂以及有机溶剂等而成的浆料以预定的厚度涂布于集电箔、例如铜箔的两面并使该浆料干燥，从而呈片状形成。同样地，正极5通过将混合活性物质、导电助剂、粘合剂以及有机溶剂等而成的浆料以预定的厚度涂布于集电箔、例如铝箔的两面并使该浆料干燥，从而呈片状形成。负极3形成得比正极5薄，且比正极5大。如图2所示，负极3以将极耳部7残留下来的方式被裁断，另一方面，正极5以将极耳部8残留下来的方式被裁断。
将多个如此构成的单电池1层叠而形成矩形的电极层叠体(发电元件)，通过将该电极层叠体与电解液一起收容于未图示的层压膜封装体内，从而形成覆膜电池，例如锂离子二次电池。
分隔件4和分隔件6实质上相同，均具有在防止正极5与负极3之间的短路的同时保持电解液的功能。分隔件4、6由例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等合成树脂的微多孔性膜或者无纺布构成。另外，分隔件4、6形成得比负极3大。
如图1所示，在电极层叠装置2中，以呈带状较长地连续的分隔件4为中心设置有：上下一对输送辊9；负极用吸附滚筒10，其位于该输送辊9的下游侧；夹持辊11，其位于该负极用吸附滚筒10的上方；正极用吸附滚筒12，其位于夹持辊11的下游侧；以及夹持辊13，其位于该正极用吸附滚筒12的下方。
上述输送辊9将分隔件4沿着输送方向T输送。
上述负极用吸附滚筒10对被裁断成预定的尺寸、且呈点状配置有来自第1分配器15的粘接剂14A、14B、14C的片状的负极3进行吸附，并使该负极3与分隔件4叠置。
上述夹持辊11通过将叠置起来的负极3和分隔件4向负极用吸附滚筒10按压，从而在分隔件4粘贴负极3。
上述正极用吸附滚筒12对被裁断成预定的尺寸、且呈点状配置有来自第2分配器21的粘接剂20A、20B、20C的片状的正极5进行吸附，并以使正极5处于与负极3相对应的位置的方式使该正极5与分隔件4叠置。
上述夹持辊13通过将叠置起来的负极3、分隔件4以及正极5向正极用吸附滚筒12按压，从而在分隔件4粘贴正极5。
在夹持辊13的下游侧设置有：第3分配器26；输送辊29，其位于该第3分配器26的下游侧；以及夹持辊40，其位于该输送辊29的上方。
第3分配器26在负极3、分隔件4以及正极5叠置起来的状态下向正极5呈点状配置粘接剂25A、25B、25C。
上述输送辊29将叠置起来的负极3、分隔件4和正极5、以及从分隔件4的上方输送来的呈带状较长地连续的分隔件6沿着输送方向T输送。
上述夹持辊40通过将分隔件6与具备粘接剂25A、25B、25C的正极5叠置，并将层叠起来的负极3、分隔件4、正极5以及分隔件6向输送辊29按压，从而在正极5粘贴分隔件6。
在夹持辊40的下游侧设置有分隔件切割器30。分隔件切割器30用于在相邻的两个负极3等之间切断分隔件4、6。通过分隔件4、6的切断，如图2和图3所示那样形成使负极3、分隔件4、正极5和分隔件6一体化而成的单电池1。
此外，在本实施例中，输送方向T是沿着如图2那样呈长方形状的负极3、正极5的短边的方向。极耳部7和极耳部8相对于输送方向T成为朝向侧方的姿势。
在此，为了以下的说明的便利，将与输送方向T正交的方向定义为电极层叠装置2的“宽度方向W”。
另外，在图3所示的负极3等的姿势下，将负极3的上侧的面设为“上表面3a”，将负极3的下侧的面设为“下表面3b”。同样地，将分隔件4的上侧的面设为“上表面4a”，将分隔件4的下侧的面设为“下表面4b”。同样地，将正极5的上侧的面设为“上表面5a”，将正极5的下侧的面设为“下表面5b”。同样地，将分隔件6的上侧的面设为“上表面6a”，将分隔件6的下侧的面设为“下表面6b”。
而且，对于负极3，如图5所示，将负极3的在输送方向T上处于下游侧的缘部设为“前缘31”，并将负极3的处于上游侧的缘部设为“后缘32”，将负极3的处于右侧的缘部设为“右缘16”，将负极3的处于左侧的缘部(除了极耳部7之外的部分)设为“左缘17”。同样地，对于正极5，如图5所示，将正极5的在输送方向T上处于下游侧的缘部设为“前缘33”，将正极5的处于上游侧的缘部设为“后缘34”，将正极5的处于右侧的缘部设为“右缘27”，将正极5的处于左侧的缘部(除了极耳部8之外的部分)设为“左缘28”。
如图1所示，为了将负极3的上表面3a与分隔件4的下表面4b接合，在与负极用吸附滚筒10相对的位置设置有第1分配器15。第1分配器15具备用于向负极3的上表面3a的一部分呈点状配置(涂敷)粘接剂14A、14B、14C的3个喷嘴15A、15B、15C。3个喷嘴15A、15B、15C实质上同样地构成，并沿着宽度方向W以预定的间隔分别设置。在此，两侧的喷嘴15A、15C分别设置于如下位置：能够在靠近负极3的相对于输送方向T的右缘16和左缘17(除了极耳部7之外的部分)(参照图5)的位置配置粘接剂14A、14C。
而且，在第1分配器15的上游侧设置有用于检测负极3的基准位置18(参照图5)的传感器19。在本实施例中，负极3的基准位置18是负极3的前缘31和右缘16交叉的点(参照图5)。此外，能够将基准位置18设为前缘31上的任意的点。传感器19检测到基准位置18成为用于自传感器19下游侧的第1分配器15的喷嘴15A、15B、15C配置粘接剂的触发。若如图4所示那样在负极3移动着时由传感器19检测到负极3的基准位置18，则向第1分配器15发送粘接剂14A、14B、14C的涂敷信号。然后，基于该涂敷信号，由未图示的计时器开始计数，在经过预定的时间之后，第1分配器15的喷嘴15A、15B、15C向负极3的上表面3a呈点状配置粘接剂14A、14B、14C。来自喷嘴15A、15B、15C的粘接剂14A、14B、14C使用计时器的计数地沿着输送方向T以多个点(在实施例中，是3个点)配置。
同样地，为了将正极5的下表面5b与分隔件4的上表面4a接合，在与正极用吸附滚筒12相对的位置设置有第2分配器21。第2分配器21具备用于向正极5的下表面5b的一部分呈点状配置粘接剂20A、20B、20C的3个喷嘴21A、21B、21C。3个喷嘴21A、21B、21C实质上同样地构成，并沿着宽度方向W以预定的间隔分别设置。第2分配器21的中央的喷嘴21B设置于与第1分配器15的中央的喷嘴15B同样的宽度方向W中央的位置。另一方面，第2分配器21的两侧的喷嘴21A、21C设置于比第1分配器15的两侧的喷嘴15A、15C靠宽度方向W内侧的位置。
另外，在第2分配器21的上游侧设置有用于检测正极5的基准位置23(参照图5)的传感器24。在本实施例中，正极5的基准位置23是正极5的前缘33和右缘27交叉的点(参照图5)。也就是说，从单电池1的层叠方向观察时，实施例的基准位置23处于与基准位置18同样的角。此外，能够将基准位置23设为前缘33上的任意的点。
而且，为了将分隔件6的下表面6b与正极5的上表面5a接合，在正极用吸附滚筒12的下游侧设置有第3分配器26。第3分配器26具备用于向正极5的上表面5a的一部分呈点状配置粘接剂25A、25B、25C的3个喷嘴26A、26B、26C。3个喷嘴26A、26B、26C实质上同样地构成，并沿着宽度方向W以预定的间隔分别设置。第3分配器26的中央的喷嘴26B设置于与第1分配器15以及第2分配器21的中央的喷嘴15B、21B同样的宽度方向W中央的位置。另一方面，第3分配器26的两侧的喷嘴26A、26C设置于如下位置：能够向比喷嘴15A、15C靠近正极5的右缘27和左缘28(除了极耳部8的部分)的位置涂敷粘接剂25A、25C。
与第2分配器21上游侧的传感器24同样地，在第3分配器26的上游侧设置有用于检测正极5的上述基准位置23的传感器37。
接着，参照图5来说明由第1分配器15、第2分配器21以及第3分配器26进行的粘接剂14A、14B、14C、20A、20B、20C、25A、25B、25C的配置工序和涂敷位置。在图5中，在省略了图示的分隔件4的下表面4b接合有负极3的上表面3a，并在分隔件4的上表面4a接合有正极5的下表面5b。因而，比负极3小的正极5隔着分隔件4层叠于该负极3之上，从单电池1的层叠方向观察时，除了极耳部7、8之外，负极3的周围从正极5的周围稍微突出。
在图5中，以圆形表示第1分配器15的粘接剂14A、14B、14C，以在内部带点的圆形表示第2分配器21的粘接剂20A、20B、20C，而且，以将内部设为格子状的圆形表示第3分配器26的粘接剂25A、25B、25C。
而且，在图5中分别示出有喷嘴15A、15B、15C(虚线的圆形)、喷嘴21A、21B、21C(单点划线的圆形)以及喷嘴26A、26B、26C(双点划线的圆形)的宽度方向W的位置。
在此，出于说明的便利，将朝向前缘31、33的一侧定义为“前侧”，将朝向后缘32、34的一侧定义为“后侧”。
在本实施例中，利用第1分配器15、第2分配器21以及第3分配器26的各喷嘴15A、15B、15C、21A、21B、21C、26A、26B、26C，沿着输送方向T呈点状配置3次粘接剂14A、14B、14C、20A、20B、20C、25A、25B、25C。由此，分配器15、21、26均涂敷共计9个点的粘接剂。
首先，利用第1分配器15的3个喷嘴15A、15B、15C向负极3的上表面3a呈点状配置粘接剂14A、14B、14C。在配置时，利用两侧的喷嘴15A、15C向负极3的前缘31附近呈点状配置粘接剂14A、14C，然后，在输送方向T的中央位置呈点状配置粘接剂14A、14C，接下来，向负极3的后缘32附近呈点状配置粘接剂14A、14C。在粘接剂14A、14C的配置完成后，3个粘接剂14A、14A、14A和3个粘接剂14C、14C、14C在右缘16和左缘17(除了极耳部7之外的部分)的附近的位置沿着输送方向T等间隔地排列。另外，利用中央的喷嘴15B向负极3的前缘31配置粘接剂14B，然后，通过利用计时器的调整使涂敷时期错开，从而向比输送方向T中央的粘接剂14A、14C靠前侧的位置配置粘接剂14B，接下来，向负极3的后缘32附近配置粘接剂14B。在粘接剂14B的配置完成后，在前缘31侧和后缘32侧这两侧，粘接剂14B沿着宽度方向W与粘接剂14A、14C排成一列，在输送方向T中央，粘接剂14B设于比粘接剂14A、14C靠前侧的位置。
接着，利用第2分配器21的3个喷嘴21A、21B、21C向正极5的下表面5b呈点状配置粘接剂20A、20B、20C。在配置粘接剂20A、20B、20C之际，向使粘接剂20A、20B、20C不与粘接剂14A、14B、14C重叠的位置配置粘接剂20A、20B、20C。具体而言，对于两侧的喷嘴21A、21C，通过在比两侧的喷嘴15A、15C靠宽度方向W内侧的位置设置喷嘴21A、21C，使粘接剂20A、20C相对于粘接剂14A、14C向宽度方向W内侧错开，对于中央的喷嘴21B，通过利用计时器来调整粘接剂20B的涂敷时期，从而使粘接剂20B相对于粘接剂14B在输送方向T上错开。
在配置时，利用两侧的喷嘴21A、21C向正极5的前缘33附近呈点状配置粘接剂20A、20C，然后，在输送方向T的中央位置呈点状配置粘接剂20A、20C，接下来，向正极5的后缘34附近呈点状配置粘接剂20A、20C。在粘接剂20A、20C的配置完成后，3个粘接剂20A、20A、20A和3个粘接剂20C、20C、20C在比粘接剂14A、14A、14A和粘接剂14C，14C，14C靠宽度方向W内侧的位置沿着输送方向T等间隔地排列。另外，利用中央的喷嘴21B向比前缘33侧的粘接剂14B靠后侧的位置呈点状配置粘接剂20B，然后，向比输送方向T中央的粘接剂14B靠后侧的位置呈点状配置粘接剂20B，接下来，向比后缘34侧的14B靠前侧的位置呈点状配置粘接剂20B。在粘接剂20B的配置完成后，3个粘接剂20B、20B、20B分别相对于3个粘接剂14B、14B、14B在输送方向T上错开。
在由第2分配器21进行的粘接剂20A、20B、20C的配置完成后，利用第3分配器26的3个喷嘴26A、26B、26C向正极5的上表面5a呈点状配置粘接剂25A、25B、25C。在配置时，利用设置于与中央的喷嘴15B、21B同样的宽度方向W中央的位置的中央的喷嘴26B，向前缘33的附近呈点状配置粘接剂25B，然后，在输送方向T中央的位置呈点状配置粘接剂25B，接下来，向后缘34的附近呈点状配置粘接剂25B。在粘接剂25B的配置完成后，3个粘接剂25B、25B、25B沿着输送方向T等间隔地排列。另外，利用设置到比两侧的喷嘴15A、15C靠宽度方向W外侧的两侧的喷嘴26A、26C，向前缘33的附近呈点状配置粘接剂25A、25C，然后，在输送方向T中央的位置呈点状配置粘接剂25A、25C，接下来，向后缘34的附近配置粘接剂25A、25C。在粘接剂25A、25C的配置完成后，3个粘接剂25A、25A、25A和3个粘接剂25C、25C、25C在比3个粘接剂14A、14A、14A和3个粘接剂14C、14C、14C靠宽度方向W外侧的位置沿着输送方向T等间隔地配置。另外，3个粘接剂25A、25B、25C在前缘33附近、输送方向T中央以及后缘34附近沿着宽度方向W以等间隔排列。
如上述那样，在本实施例中，从单电池1的层叠方向观察时，分隔件4的下表面4b侧的粘接剂14A、14B、14C的位置与上表面4a侧的粘接剂20A、20B、20C的位置并不相互重叠。从单电池1的层叠方向观察时，未在分隔件4的相同的位置向分隔件4的两面配置粘接剂14A、14B、14C和粘接剂20A、20B、20C，因此，单电池1的厚度不会过大。
另外，在本实施例中，配置到负极3侧的粘接剂14A、14C设于比配置到正极5侧的粘接剂20A、20C靠宽度方向W的外侧的位置。负极3由于形成得比正极5薄而与正极5相比容易从分隔件4剥离，因此，通过如此将负极3侧的粘接剂14A、14C设于外侧，使负极3不易从分隔件4剥离。
而且，在本实施例中，为了将分隔件6的下表面6b粘贴于正极5的上表面5a，而将粘接剂25A、25C配置到正极5的上表面5a上的宽度方向W的最外侧，因此，能够将由于位于单电池1的最上侧所以容易例如被风翻起的分隔件6可靠地粘贴于正极5。
此外，在图5中，从单电池1的层叠方向观察时，粘接剂14A和粘接剂25A彼此、粘接剂14B和粘接剂25B彼此、粘接剂20B和粘接剂25B彼此、以及粘接剂14C和粘接剂25C彼此局部地相互重叠，但这是为了重视使位于最外侧的负极3、分隔件6不易剥离而产生的结果。
如此，在本实施例中，1个分隔件4的下表面4b的粘接剂14A、14B、14C与上表面4a的粘接剂20A、20B、20C并不相互重叠。而且，若有需要，则也能够将用于接合分隔件6的粘接剂25A、25B、25C配置于不重叠的位置。
此外，在本实施例中，公开了如图1所示那样直线地输送分隔件4的例子，但输送生产线的结构并不限于图1所示的结构。
另外，在本实施例中，公开了单电池1构成为由负极3、分隔件4、正极5以及分隔件6形成的4层构造的例子，但也能够将具有3层构造的单电池应用于本发明。

Claims (5)

1.一种单电池的制造方法，其是在呈片状的正极和呈片状的负极这两个电极之间配置片状的分隔件而成的单电池的制造方法，其中，
借助配置成多个点的粘接剂将所述分隔件的一个面和一个电极接合，
借助配置成多个点的粘接剂将所述分隔件的另一个面和另一个电极接合，
将所述粘接剂配置成，从所述单电池的层叠方向观察时，位于所述分隔件的一个面的粘接剂不与位于所述分隔件的另一个面的粘接剂重叠。
2.根据权利要求1所述的单电池的制造方法，其中，
所述一个电极是负极，所述另一个电极是正极，将所述负极侧的粘接剂配置于比所述正极侧的粘接剂靠外侧的位置。
3.根据权利要求1或2所述的单电池的制造方法，其中，
在所述另一个电极的周缘部配置粘接剂，且该粘接剂配置成多个点，将所述另一个电极和片状的第2分隔件接合。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的单电池的制造方法，其中，
用于向所述一个电极配置所述粘接剂的第1分配器具有多个喷嘴，用于向所述另一个电极配置所述粘接剂的第2分配器具有多个喷嘴，所述第1分配器的多个喷嘴与所述第2分配器的多个喷嘴在与所述单电池的输送方向正交的方向上相互错开。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的单电池的制造方法，其中，
用于向所述一个电极配置所述粘接剂的第1分配器具有多个喷嘴，用于向所述另一个电极配置所述粘接剂的第2分配器具有多个喷嘴，所述第1分配器的多个喷嘴和所述第2分配器的多个喷嘴设置于与所述单电池的输送方向正交的方向上的同样的位置，来自所述第2分配器的多个喷嘴的粘接剂的涂敷时期和来自所述第1分配器的多个喷嘴的粘接剂的涂敷时期错开。
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