CN111354922A - 卷绕型电池和卷绕型电池的制造方法 - Google Patents

卷绕型电池和卷绕型电池的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种卷绕型电池和卷绕型电池的制造方法，所述卷绕型电池是生产简便的卷绕型的电池，且即使在施加了充分的层叠压制压力或约束压力的情况下，裂纹或缺口等的产生也得到抑制而成品率提高，并且压曲或短路、或者电极复合材料的脱落等得到抑制而安全性提高。本发明设为如下结构：对于通过按压和约束而作为电池发挥功能的平坦部，使其维持原本的状态，且在不作为电池发挥功能的弯曲部不配置电极复合材料。

Description

卷绕型电池和卷绕型电池的制造方法
技术领域
本发明涉及一种卷绕型电池和卷绕型电池的制造方法。更详细而言，本发明涉及如下的卷绕型电池和其制造方法：所述卷绕型电池是生产简便的卷绕型，并且即使在施加了充分的层叠压制压力或约束压力(confining pressure)的情况下，成品率也提高，同时其安全性提高。
背景技术
以往，作为具有高能量密度的二次电池，锂离子二次电池广泛普及。锂离子二次电池具有在正极与负极之间存在隔膜、填充有液体电解质(电解液)的结构。
此处，锂离子二次电池的电解液通常是可燃性的有机溶剂，因此尤其是存在针对热的安全性成为问题的情况。因此，提出了一种使用无机系的固体电解质代替有机系的液体电解质的锂离子固体电池(参照专利文献1)。
锂离子固体电池具有在正极层与负极层之间配置固体的电解质层的结构。通常正极层和负极层是使包含电极活性物质粉末以及固体电解质粉末的电极复合材料载持于作为集电体的金属箔等上而形成。
此处，锂离子固体电池例如是利用如下方法来制造：制造在集电箔的两表面涂敷电极复合材料而成的电极片，在所述电极片的电极复合材料的上表面配置固体电解质而构成层叠体，将所述层叠体切成任意形状而制作所希望的大小的正极电极片以及负极电极片，在将所述正极电极片以及负极电极片交替地层叠后，进行压制成形(参照专利文献2)。
固体电池为了确保、维持所希望的性能，在形成了成为电池的层叠体的状态下，需要在高的表面压力下进行压制成形、和其后的高约束压力。
作为固体电池的另一制造方法，也提出了一种与以往的使用电解液的锂离子二次电池的制造方法类似的方法。在专利文献3中，提出了如下方法：制造在集电箔的两表面涂敷电极复合材料而成的电极片，在所述电极片的电极复合材料的上表面配置固体电解质而构成层叠体后，将正极片和负极片重合并加以卷绕，由此形成卷绕型的电池(参照专利文献3)。
利用专利文献3所记载的方法形成的卷绕型的固体电池在生产简便这一点上具有吸引力。然而，如上所述，固体电池必须进行特有的层叠压制、和其后的约束压力，因此在其制造过程中产生裂纹或缺口等，成品率变差。另外，由于压曲(buckling)或短路、或者电极复合材料的脱落等，其安全性上也有不安因素。
与此相对，在降低层叠压制压力或约束压力来制造固体电池的情况下，层叠界面的密接性降低而成为初期性能(initial performance)差的电池。另外，由于反复充放电所引起的膨胀、收缩，在层叠界面上会发生剥落，产生电池的生命周期缩短的问题。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2000-106154号公报
[专利文献2]日本专利特开2015-118870号公报
[专利文献3]日本专利特开2011-222288号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明是鉴于所述背景技术而完成的，其目的在于提供一种卷绕型电池和其制造方法，所述卷绕型电池是生产简便的卷绕型的电池，且即使在施加了充分的层叠压制压力或约束压力的情况下，裂纹或缺口等的产生也得到抑制而成品率提高，并且压曲或短路、或者电极复合材料的脱落等得到抑制而安全性提高。
[解决问题的技术手段]
本发明人等人注意到，所述课题是由于施加至卷绕型电池的弯曲部与平坦部的压力差、以及弯曲部与平坦部的应变应力而产生的。而且发现，在卷绕型电池中，如果设为如下结构，则能够解决所述课题，从而完成了本发明，即，对于通过按压和约束而作为电池发挥功能的平坦部，使其维持原本的状态，且在不作为电池发挥功能的弯曲部不配置电极复合材料。
即，本发明是一种卷绕型电池，包括正极片以及负极片，所述卷绕型电池是具有弯曲部以及平坦部的扁平形状，所述正极片在正极集电体上具有层叠有正极复合材料的正极复合材料涂敷部、以及未层叠所述正极复合材料的正极复合材料未涂敷部，所述正极复合材料未涂敷部配置于所述弯曲部。
所述正极片中可交替地形成有所述正极复合材料涂敷部与所述正极复合材料未涂敷部。
所述负极片可为包含负极活性物质的片。
所述负极片可在负极集电体上具有层叠有负极复合材料的负极复合材料涂敷部、以及未层叠所述负极复合材料的负极复合材料未涂敷部，在所述平坦部中，所述负极复合材料涂敷部可层叠配置于所述正极复合材料涂敷部。
所述负极复合材料涂敷部的面积可为所述正极复合材料涂敷部的面积以上。
在所述平坦部可连结有接片(tab)。
所述正极片和所述负极片的至少一者可在表面具有固体电解质层。
在所述正极片与所述负极片之间可配置固体电解质片和隔膜中的至少任一者。
所述固体电解质片可为包含固体电解质的片。
所述卷绕型电池的最外层可为所述固体电解质片或所述隔膜，且在所述固体电解质片或所述隔膜的内侧配置所述负极片。
另一本发明是一种卷绕型电池的制造方法，所述卷绕型电池包括正极片以及负极片，且为具有弯曲部以及平坦部的扁平形状，所述卷绕型电池的制造方法包含：正极片形成工序，在正极集电体的两表面的同一位置，通过断续地涂敷正极复合材料，交替地形成了层叠有正极复合材料的正极复合材料涂敷部、以及未层叠所述正极复合材料的正极复合材料未涂敷部，而形成正极片；中心平坦部形成工序，将所述正极片的端部与所述负极片的端部重叠，制作成为卷绕的起点的中心平坦部；卷绕结构体形成工序，从所述中心平坦部，将所述正极片与所述负极片以所述正极复合材料涂敷部层叠于同一位置的方式卷绕，以形成卷绕结构体，以及按压工序，以夹持所述卷绕结构体的所述正极复合材料涂敷部的层叠部的方式按压所述卷绕结构体，以形成平坦部。
在所述中心平坦部形成工序中，可将所述正极片的端部或所述负极片的端部折成山状而形成卷芯。
所述负极片可为包含负极活性物质的片。
所述负极片可在负极集电体上具有层叠有负极复合材料的负极复合材料涂敷部、以及未层叠所述负极复合材料的负极复合材料未涂敷部，在所述卷绕结构体形成工序中，可以所述正极复合材料涂敷部与所述负极复合材料涂敷部层叠于同一位置的方式进行卷绕。
所述负极复合材料涂敷部的面积可为所述正极复合材料涂敷部的面积以上。
所述正极片和所述负极片的至少一者可在表面具有固体电解质层。
在所述中心平坦部形成工序中，可在所述正极片与所述负极片之间配置固体电解质片和隔膜中的至少任一者，来制作所述中心平坦部。
在所述卷绕结构体形成工序中，可以所述卷绕结构体的最外层成为所述固体电解质片或所述隔膜的方式进行卷绕。
所述固体电解质片可为包含固体电解质的片。
[发明的效果]
本发明的卷绕型电池是生产简便的卷绕型，并且即使在施加了充分的层叠压制压力或约束压力的情况下，也成为成品率提高、同时其安全性也提高的电池。
另外，由于可在高载荷(high load)下进行层叠压制成形，所以层叠界面的密接性提高，其结果，所获得的电池的能量密度和输出密度提高，另外，可实现长寿命化。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的卷绕型电池的剖面图。
图2是表示作为本发明的卷绕型电池的构成零件的正极片的一个实施方式的图。
图3是表示作为本发明的卷绕型电池的构成零件的负极片的一个实施方式的图。
图4的(a)和(b)是表示作为本发明的一个实施方式的卷绕型电池的构成零件的固体电解质片的图。
符号的说明
1：正极片
2：正极复合材料涂敷部
3：正极复合材料未涂敷部
5：负极片
7、9：固体电解质片
10：卷绕型电池
A1、A2：弯曲部
B：平坦部
L1、L2：正极复合材料涂敷部的间隔
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
＜卷绕型电池＞
本发明的卷绕型电池包括正极片以及负极片。本发明的卷绕型电池是具有弯曲部以及平坦部的扁平形状，正极片在正极集电体上具有层叠有正极复合材料的正极复合材料涂敷部、以及未层叠正极复合材料的正极复合材料未涂敷部，正极复合材料未涂敷部配置于弯曲部。
在本发明中，“弯曲部”是指在对将正极片与负极片层叠而成的层叠体进行卷绕而形成为扁平形状的结构体中弯曲的部位(R部)，“平坦部”是指所述结构体中的“弯曲部”以外的部位。在本发明的卷绕型电池中，对“平坦部”施加层叠压制压力。
本发明的卷绕型电池的种类并无特别限定。可为包括液体电解质的液体系电池，也可为包括固体或凝胶状电解质的固体电池。另外，在设为包括固体或凝胶状电解质的电池的情况下，电解质可为有机系，也可为无机系。
将本发明的卷绕型电池的一个实施方式示于图1。图1是本发明的卷绕型电池10的剖面图。作为本发明的一个实施方式的卷绕型电池10为扁平形状，在中央部具有平坦部B，且在所述平坦部B的两侧部具有弯曲部A1和弯曲部A2。
图1所示的卷绕型电池10包含正极片1、负极片5、固体电解质片7、和固体电解质片9作为其构成零件。正极片1在正极集电体上具有层叠有正极复合材料层的正极复合材料涂敷部2、以及不具有正极复合材料层的正极复合材料未涂敷部3。而且，在正极片1的单面的正极复合材料涂敷部2与负极片5之间配置固体电解质片7，在正极片1的另一面的正极复合材料涂敷部2与负极片5之间配置固体电解质片9，将它们向长度方向卷绕，而成为卷绕型电池10。
在图1所示的卷绕型电池10中，仅在平坦部B配置正极复合材料涂敷部2，在成为卷绕型电池10的端部的弯曲部A1和弯曲部A2配置正极复合材料未涂敷部3，因此在弯曲部A1和弯曲部A2不存在正极复合材料。
此外，图1所示的箭头是对卷绕型电池10的平坦部B施加的层叠压制的方向。特别是固体电池为了确保、维持所希望的性能，在形成了成为电池的层叠体的状态下，需要在高的表面压力下进行压制成形、和其后的高约束压力。在图1所示的卷绕型电池10中，以夹入所述平坦部B的方式从箭头方向施加必要的按压。
因此，卷绕型电池10由于层叠压制而在弯曲部A1和弯曲部A2与平坦部B之间产生压力差，并产生应变应力。即，由于不对弯曲部A1和弯曲部A2施加压力，所以其电阻值变大。然而，在弯曲部A1和弯曲部A2上不存在正极复合材料，因此成为不作为电池发挥功能的领域，对电池性能并无影响。
图1所示的一个实施方式的卷绕型电池10使用固体电解质片7与固体电解质片9这两片固体电解质片而形成。而且，在卷绕型电池10中，成为由固体电解质片9包覆卷绕型电池10的外周的构成。而且，在固体电解质片9的内侧配置有负极片5。
如图1所示的卷绕型电池般，在本发明的卷绕型电池是具有固体电解质片的构成的情况下，优选在最外层配置固体电解质片，且在所述固体电解质片的内侧配置负极片。通过设为所述构成，能够提高电池的安全性。
[正极片]
成为本发明的卷绕型电池的构成零件的正极片是在正极集电体上层叠有正极复合材料层的构成。本发明的正极复合材料层并非形成于正极集电体的整个面上，而是断续地形成。其结果，成为本发明的卷绕型电池的构成零件的正极片在正极集电体上具有层叠有正极复合材料的正极复合材料涂敷部、以及未层叠正极复合材料的正极复合材料未涂敷部。
图2是表示作为本发明的卷绕型电池的构成零件的正极片的一个实施方式的图。如图2所示，正极片1在正极集电体上具有层叠有正极复合材料的正极复合材料涂敷部2、以及未层叠正极复合材料的正极复合材料未涂敷部3，且正极复合材料涂敷部2与正极复合材料未涂敷部3交替地形成。
(正极集电体)
构成成为本发明的卷绕型电池的构成零件的正极片的正极集电体并无特别限定，可应用作为锂离子二次电池的正极集电体而公知的正极集电体。
作为正极集电体的材料，例如可列举：SUS、Ni、Cr、Au、Pt、Al、Fe、Ti、Zn、Cu等金属材料等。另外，作为正极集电体的形状，例如可列举：箔状、板状、网状、无纺布状、发泡状等。另外，为了提高密接性，可在集电体的表面配置碳等，也可使表面粗糙化。对于其厚度也无特别限定，可根据需要适宜选择。
(正极复合材料)
在本发明的正极片中，层叠于正极集电体上的电极复合材料并无特别限定，只要是制作电池时可使用的材料即可。
正极复合材料至少含有正极活性物质，进而可调配固体电解质、导电助剂、粘结剂等。作为正极活性物质，只要是能够吸藏、释放锂离子，则并无特别限定，例如可列举：LiCoO2、LiCoO4、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4、硫化锂、硫等。
(正极复合材料涂敷部与正极复合材料未涂敷部)
成为本发明的卷绕型电池的构成零件的正极片在正极集电体上断续地形成有正极复合材料层。其结果，正极片具有层叠有正极复合材料的正极复合材料涂敷部、以及未层叠正极复合材料的正极复合材料未涂敷部。而且，在本发明的卷绕型电池中，以正极复合材料涂敷部被层叠的方式进行卷绕而形成卷绕结构体，然后夹持卷绕结构体的正极复合材料涂敷部的层叠部进行按压，由此，由正极复合材料涂敷部的层叠部形成卷绕型电池的平坦部，且正极复合材料未涂敷部配置于弯曲部。
因此，本发明的卷绕型电池在弯曲部不具有正极复合材料层。由此，即使在弯曲部配置有负极复合材料层的情况下，弯曲部也不会表现出电池的功能，例如，即使在负极复合材料剥落的情况下也能够防止短路，能够提高电池的安全性。另外，仅在正极复合材料涂敷部的层叠部上能够以高载荷进行层叠压制，因此能够提高作为电池发挥功能的部分的层叠界面的密接性，其结果，能够提高所获得的电池的能量密度(energy density)和输出密度(power density)，另外，能够实现长寿命化。
在图2所示的本发明的一个实施方式的正极片中，正极复合材料涂敷部2与正极复合材料未涂敷部3交替形成，图中的L1与L2表示正极复合材料涂敷部2彼此的间隔。在图2所示的正极片的情况下，当进行卷绕以形成卷绕结构体时，使正极复合材料涂敷部2层叠于同一位置。然后，在所形成的卷绕结构体中，夹持层叠有正极复合材料涂敷部2的部分进行按压，形成为卷绕型电池的平坦部。由此，正极复合材料未涂敷部3每隔一个配置于卷绕型电池的两端的任一弯曲部(在图1中为A1与A2)。
在本发明所使用的正极片中，正极复合材料涂敷部的大小、正极复合材料涂敷部彼此的间隔可根据要构成的电池的大小等适宜设定。例如，在进行卷绕来形成结构体时，也可使成为结构体的两端部的弯曲部(在图1中为A1与A2)的大小不同，在所述情况下，每隔一个使正极复合材料涂敷部彼此的间隔不同。即，通过使图2中的正极复合材料涂敷部2彼此的间隔L1与间隔L2交替地不同，能够使所获得的卷绕型电池的弯曲部的大小在左右不同。
另外，本发明所使用的正极片可在表面具有固体电解质层。固体电解质层只要配置成至少包覆正极复合材料涂敷部的表面即可。通过正极片具有固体电解质层，在制作电池时，不需要使用固体电解质片或隔膜，能够简化生产工序。
在正极片中，作为配置于正极复合材料涂敷部上的固体电解质，只要是能够在正极与负极之间进行锂离子传导的物质即可。例如可列举：氧化物系电解质或硫化物系电解质、含锂的盐等无机系固体电解质、聚环氧乙烷(polyethylene oxide)等聚合物系固体电解质、包含含锂的盐(lithium-containing salts)或锂离子传导性的离子液体(lithiumion conductive ionic liquids)的凝胶系固体电解质等。另外，固体电解质根据需要也可包含粘结剂等。
[负极片]
成为本发明的卷绕型电池的构成零件的负极片只要具有进行负极活性物质层的集电的功能，则并无特别限定。作为负极活性物质，只要能够吸藏、释放锂离子，则并无特别限定，例如可列举：金属锂、锂合金、金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物、氧化硅、硅、和石墨等碳材料等。
本发明的卷绕型电池所使用的负极片例如如图3的负极片5所示，优选为包含负极活性物质其本身的片。在为包含负极活性物质的片的情况下，当与正极片和固体电解质片或隔膜一起卷绕而构成卷绕结构体时，通过仅调整正极复合材料涂敷部的配置，便可制造本发明的卷绕型电池。此时，在所获得的卷绕型电池的弯曲部中，虽存在负极活性物质，但在弯曲部中不存在正极活性物质，因此弯曲部不会表现出作为电池的功能。
另外，本发明的卷绕型电池所使用的负极片可为在负极集电体上形成有负极复合材料层的构成。在所述情况下，负极复合材料层可形成于负极集电体的整个面上，也可与正极片同样地断续地形成。
此外，当在负极集电体上断续地形成负极复合材料层时，优选具有层叠有负极复合材料的负极复合材料涂敷部、以及未层叠负极复合材料的负极复合材料未涂敷部。而且，当与正极片和固体电解质片一起卷绕负极片来构成卷绕结构体时，理想的是以隔着固体电解质片将负极复合材料涂敷部层叠配置于正极复合材料涂敷部，将负极复合材料未涂敷部配置于弯曲部的方式进行调整。
在负极片包含集电体的情况下，负极集电体并无特别限定，可应用作为锂离子二次电池的负极集电体而公知的负极集电体。作为负极集电体，例如可列举Cu、SUS、Ni、Ti等材料，作为形状，例如可列举箔状、板状、网状、无纺布状、发泡状等。另外，为了提高密接性，可在集电体的表面配置碳等，也可加以粗糙化。对于负极集电体的厚度也无特别限定，可根据需要适宜选择。
另外，对于负极复合材料也无特别限定，只要是制作电池时可使用的材料即可。只要至少含有负极活性物质即可，根据需要，也可含有固体电解质、导电助剂、粘结剂等。
此外，在为层叠有负极复合材料层的构成的负极片的情况下，负极复合材料涂敷部的面积优选为正极片的正极复合材料涂敷部的面积以上。在正极复合材料涂敷部比负极复合材料涂敷部小的情况下，通过在将它们层叠配置而形成卷绕结构体后进行的压制，正极复合材料涂敷部被埋没于负极复合材料涂敷部的内侧，有时在负极复合材料涂敷部的端部会产生裂纹。另外，通过使负极复合材料涂敷部的面积为正极片的正极复合材料涂敷部的面积以上，可避免电结晶(electrocrystallization)。
其中，优选负极复合材料涂敷部的面积与正极复合材料涂敷部的面积相同。如果面积相同，则可均匀地施加层叠压制的压力，可降低电阻值。
进而，本发明所使用的负极片可在表面具有固体电解质层。在负极片具有固体电解质层的情况下，固体电解质层只要配置成至少包覆负极复合材料涂敷部的表面即可。在负极片为包含负极活性物质本身的片的情况下，固体电解质层也可层叠于负极片整体。通过负极片具有固体电解质层，在制作电池时，不需要使用固体电解质片或隔膜，能够简化生产工序。
在负极片具有固体电解质层的情况下，作为固体电解质，可与所述正极片所使用的物质相同，也可不同。只要是能够在正极与负极之间进行锂离子传导的物质即可，例如可列举：氧化物系电解质或硫化物系电解质、含锂的盐等无机系固体电解质、聚环氧乙烷等聚合物系固体电解质、包含含锂的盐或锂离子传导性的离子液体的凝胶系固体电解质等。另外，固体电解质根据需要也可包含粘结剂等。
[固体电解质片]
在本发明的卷绕型电池中，作为任意的构成零件，也可使用固体电解质片。当在本发明的卷绕型电池中使用固体电解质片时，固体电解质片配置于正极片与负极片之间。此外，在所述正极片和负极片的至少一者具有固体电解质层的情况下，即使不使用固体电解质片，也能够构成本发明的卷绕型电池。
本发明所使用的固体电解质片并无特别限定，例如可列举：包含无机系固体电解质与粘结剂的致密的片；或在由聚丙烯、纤维素、玻璃等构成的无纺布等多孔质片中埋入固体电解质并加以复合化而成的片；或者有机系的固体电解质片等。
作为固体电解质片所使用的固体电解质，只要是能够在正极与负极之间进行锂离子传导的物质即可，例如可列举：氧化物系电解质或硫化物系电解质、含锂的盐等无机系固体电解质、聚环氧乙烷等聚合物系固体电解质、包含含锂的盐或锂离子传导性的离子液体的凝胶系固体电解质等。另外，固体电解质根据需要也可包含粘结剂等。关于固体电解质中所含的各物质的组成比，只要电池能够适当地工作，则并无特别限定。
当在本发明的卷绕型电池中使用固体电解质片时，例如可列举以下形态：使用至少两片固体电解质片，将一片固体电解质片配置于负极片的单面，将另一片固体电解质片配置于负极片的另一面。此时，两片固体电解质片的材料可相同，也可不同。
或者，可列举使用一片固体电解质片来配置于负极片或正极片的任一者的表面和背面的形态。
图4的(a)和(b)中示出构成图1所示的卷绕型电池10的固体电解质片7和固体电解质片9。在图1所示的卷绕型电池10中，固体电解质片7配置于负极片5的单面与正极片1的正极复合材料涂敷部2之间，固体电解质片9配置于负极片5的另一面与正极片1的正极复合材料涂敷部2之间。而且，将它们向长边方向卷绕，而形成了卷绕型电池10。
在本发明的卷绕型电池具有固体电解质片的情况下，为了提高安全性，优选用固体电解质片包覆卷绕型电池的外周，从而将最外层设为固体电解质片。而且，优选在固体电解质片的内侧配置负极片。
在图1所示的卷绕型电池10中，成为由固体电解质片9包覆卷绕型电池10的外周的构成。而且，在固体电解质片9的内侧配置有负极片5。
[隔膜]
在本发明的卷绕型电池中，作为任意的构成零件，也可使用隔膜。在本发明的卷绕型电池具有隔膜的情况下，隔膜配置于正极片与负极片之间。通过使用隔膜，本发明的卷绕型电池可成为使用液体电解质的形态。
本发明的卷绕型电池所使用的隔膜只要能够含浸电解液等，则并无特别限定，可应用作为锂离子二次电池的隔膜而公知的隔膜。例如可列举无纺布或多孔性膜等多孔质片。
对于隔膜的材料也无特别限定，例如可列举：聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、乙烯-丙烯共聚物、纤维素等。
另外，隔膜的单位面积重量或厚度并无特别限定，可根据卷绕型电池的要求性能等适宜设定。
[电解液]
在本发明的卷绕型电池为包括液体电解质的电池的情况下，使用电解液。本发明的卷绕型电池所使用的电解液并无特别限定，可应用锂离子二次电池中使用的公知的电解液。
作为构成电解液的溶剂，例如可列举碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丙酯等，也可将所述溶剂混合使用。另外，作为构成电解液的电解质，可列举LiPF6、LiBF4、LiClO4等含锂的盐，或LiTFSi等含锂的离子液体，也可将所述电解质混合使用。另外，电解液根据需要也可包含添加剂等。
[其他构成]
在本发明的卷绕型电池中，可任意包含用于表现出作为电池的功能的其他构成。例如，优选在卷绕型电池的平坦部连结正极接片和负极接片。
另外，本发明的卷绕型电池的外装形态并无特别限定。例如，可封入金属罐中而形成为罐单元，也可封入铝等的层压片中而形成为层压体单元。
＜卷绕型电池的制造方法＞
本发明的卷绕型电池的制造方法并无特别限定，例如可列举包含正极片形成工序、中心平坦部形成工序、卷绕结构体形成工序、以及按压工序的方法。
[正极片形成工序]
正极片形成工序是在正极集电体的两表面的同一位置，通过断续地涂敷正极复合材料，交替地形成层叠有正极复合材料的正极复合材料涂敷部、以及未层叠正极复合材料的正极复合材料未涂敷部的工序。
断续地涂敷正极复合材料的方法并无特别限定。例如可列举如下方法：形成包含正极活性物质的正极复合材料，并将所述正极复合材料通过断续涂敷而涂布于正极集电体上，其后进行干燥及轧制。
另外，在本发明中，在正极片形成工序中，也可至少在正极复合材料涂敷部上形成固体电解质层。固体电解质层的形成方法并无特别限定，可应用公知的方法。
[中心平坦部形成工序]
中心平坦部形成工序是将在正极片形成工序中获得的正极片的端部与负极片的端部重叠，制作成为卷绕的起点的中心平坦部的工序。
在正极片与负极片之间，根据需要可配置固体电解质片和隔膜中的至少任一者。
在中心平坦部形成工序中，可将正极片的端部或负极片的端部折成山状(mountain fold)而形成卷芯。通过形成卷芯，能够以卷芯为轴来进行卷绕。
此外，在形成卷芯的情况下，中心平坦部成为将负极片重叠于折成山状后的正极片的形态、将正极片重叠于折成山状后的负极片的形态、或者将折成山状后的正极片与折成山状后的负极片重叠的形态。在折成山状后的卷芯的内侧(中心)，也可配置固体电解质片或隔膜中的任一者。
在图1所示的本发明的一个实施方式的卷绕型电池10中，在中心平坦部形成工序中，在负极片5的单面配置固体电解质片7、在另一面配置固体电解质片9后，将端部折成山状而形成卷芯，使正极片1重叠于固体电解质片9的外侧来制作中心平坦部。
在本发明中，作为负极片，可为包含负极活性物质本身的片，也可为在负极集电体上形成有负极复合材料层的构成。当设为在负极集电体上形成有负极复合材料层的构成时，负极复合材料涂敷部的面积优选设为正极复合材料涂敷部的面积以上。
另外，在本发明中，作为负极片，也可使用在表面具有固体电解质层的负极片。在负极片具有固体电解质层的情况下，固体电解质层只要配置成至少包覆负极复合材料涂敷部的表面即可。在负极片为包含负极活性物质本身的片的情况下，固体电解质层也可层叠于负极片整体。固体电解质层的形成方法并无特别限定，可应用公知的方法。
[卷绕结构体形成工序]
卷绕结构体形成工序是以在中心平坦部形成工序中制作的中心平坦部为起点，将正极片与负极片以正极复合材料涂敷部层叠于同一位置的方式卷绕，以形成卷绕结构体的工序。此外，在卷绕结构体形成工序中，根据需要，也可在将固体电解质片和隔膜中的至少任一者配置于正极片与负极片之间的状态下进行卷绕。
作为负极片，当使用在负极集电体上形成有负极复合材料层的构成的片时，优选在卷绕结构体形成工序中，以负极复合材料涂敷部层叠配置于正极复合材料涂敷部的方式进行调整，来形成卷绕结构体。
另外，在本发明中，为了提高安全性，理想的是将电池的最外层设为固体电解质片或隔膜。因此，优选使用具有足够长度的固体电解质片或隔膜进行卷绕，来制作由固体电解质片或隔膜的端部包覆的卷绕结构体。
图1所示的卷绕型电池10使用大致相同长度的固体电解质片9与固体电解质片7，在卷绕结构体形成工序中，以成为固体电解质片9包覆卷绕型电池10的外周的形态的方式进行卷绕。由此，在固体电解质片9的内侧配置负极片5。
[按压工序]
按压工序是以夹持在卷绕结构体形成工序中获得的卷绕结构体的正极复合材料涂敷部的层叠部的方式按压卷绕结构体，以形成平坦部的工序。在形成平坦部的同时，形成弯曲部。
图1所示的箭头表示按压卷绕结构体的方向。在图1所示的实施方式中，夹持层叠有正极复合材料涂敷部2的区域，对卷绕结构体施加压力，由此制作平坦部B、以及弯曲部A1和弯曲部A2，从而制作出卷绕型电池10。

Claims (19)

1.一种卷绕型电池，包括正极片以及负极片，
所述卷绕型电池是具有弯曲部以及平坦部的扁平形状，
所述正极片在正极集电体上具有层叠有正极复合材料的正极复合材料涂敷部、以及未层叠所述正极复合材料的正极复合材料未涂敷部，
所述正极复合材料未涂敷部配置于所述弯曲部。
2.根据权利要求1所述的卷绕型电池，其中所述正极片中交替地形成有所述正极复合材料涂敷部与所述正极复合材料未涂敷部。
3.根据权利要求1或2所述的卷绕型电池，其中所述负极片是包含负极活性物质的片。
4.根据权利要求1或2所述的卷绕型电池，其中所述负极片在负极集电体上具有层叠有负极复合材料的负极复合材料涂敷部、以及未层叠所述负极复合材料的负极复合材料未涂敷部，
在所述平坦部中，所述负极复合材料涂敷部层叠配置于所述正极复合材料涂敷部。
5.根据权利要求4所述的卷绕型电池，其中所述负极复合材料涂敷部的面积为所述正极复合材料涂敷部的面积以上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的卷绕型电池，其中在所述平坦部连结有接片。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的卷绕型电池，其中所述正极片和所述负极片的至少一者在表面具有固体电解质层。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的卷绕型电池，其中在所述正极片与所述负极片之间配置固体电解质片和隔膜中的至少任一者。
9.根据权利要求8所述的卷绕型电池，其中所述卷绕型电池的最外层是所述固体电解质片或所述隔膜，且在所述固体电解质片或所述隔膜的内侧配置所述负极片。
10.根据权利要求8或9所述的卷绕型电池，其中所述固体电解质片是包含固体电解质的片。
11.一种卷绕型电池的制造方法，所述卷绕型电池包括正极片以及负极片，且为具有弯曲部以及平坦部的扁平形状，所述卷绕型电池的制造方法包含：
正极片形成工序，在正极集电体的两表面的同一位置，通过断续地涂敷正极复合材料，交替地形成了层叠有所述正极复合材料的正极复合材料涂敷部、以及未层叠所述正极复合材料的正极复合材料未涂敷部，而形成正极片；
中心平坦部形成工序，将所述正极片的端部与所述负极片的端部重叠，制作成为卷绕的起点的中心平坦部；
卷绕结构体形成工序，从所述中心平坦部，将所述正极片与所述负极片以所述正极复合材料涂敷部层叠于同一位置的方式卷绕，以形成卷绕结构体，以及
按压工序，以夹持所述卷绕结构体的所述正极复合材料涂敷部的层叠部的方式按压所述卷绕结构体，以形成所述平坦部。
12.根据权利要求11所述的卷绕型电池的制造方法，其中在所述中心平坦部形成工序中，将所述正极片的端部或所述负极片的端部折成山状而形成卷芯。
13.根据权利要求11或12所述的卷绕型电池的制造方法，其中所述负极片是包含负极活性物质的片。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的卷绕型电池的制造方法，其中所述负极片在负极集电体上具有层叠有负极复合材料的负极复合材料涂敷部、以及未层叠所述负极复合材料的负极复合材料未涂敷部，
在所述卷绕结构体形成工序中，以所述正极复合材料涂敷部与所述负极复合材料涂敷部层叠于同一位置的方式进行卷绕。
15.根据权利要求14所述的卷绕型电池的制造方法，其中所述负极复合材料涂敷部的面积为所述正极复合材料涂敷部的面积以上。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的卷绕型电池的制造方法，其中所述正极片和所述负极片的至少一者在表面具有固体电解质层。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的卷绕型电池的制造方法，其中在所述中心平坦部形成工序中，在所述正极片与所述负极片之间配置固体电解质片和隔膜中的至少任一者，来制作所述中心平坦部。
18.根据权利要求17所述的卷绕型电池的制造方法，其中在所述卷绕结构体形成工序中，以所述卷绕结构体的最外层成为所述固体电解质片或所述隔膜的方式进行卷绕。
19.根据权利要求17或18所述的卷绕型电池的制造方法，其中所述固体电解质片是包含固体电解质的片。
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