CN115461903A - 蓄电单体、蓄电装置以及蓄电装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种蓄电单体(2)，具备正极(11)、负极(12)、隔离物(13)以及间隔件(14)。正极(11)具有第1集电体(20)和设置于第1集电体(20)的一个面(20a)的正极活性物质层(22)。负极(12)具有第2集电体(21)和设置于第2集电体(21)的一个面(21a)的负极活性物质层(23)。隔离物(13)具有基材层(13a)、第1粘接层(13b)以及第2粘接层(13c)。第1集电体(20)的一个面(20a)粘接于隔离物(13)的缘部(13e)中的第1粘接层(13b)。间隔件(14)粘接于隔离物(13)的缘部(13e)中的第2粘接层(13c)。

Description

蓄电单体、蓄电装置以及蓄电装置的制造方法
技术领域
本公开涉及蓄电单体、蓄电装置以及蓄电装置的制造方法。
背景技术
专利文献1公开了一种蓄电元件，其具备装袋正极板，在所述装袋正极板中，设置于隔离物的表面的粘接层粘接于正极板的极耳。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2018-152236号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述蓄电元件中，当隔离物对极耳的粘接力下降时，隔离物有可能会收缩。
本公开提供能够抑制隔离物的收缩的蓄电单体、蓄电装置以及蓄电装置的制造方法。
用于解决问题的方案
本公开的一方面所涉及的蓄电单体具备：正极，其具有第1集电体和设置于所述第1集电体的一个面的正极活性物质层；负极，其具有第2集电体和设置于所述第2集电体的一个面的负极活性物质层，所述负极以所述负极活性物质层与所述正极活性物质层相对的方式与所述正极层叠配置；隔离物，其具有基材层，配置在所述正极与所述负极之间；以及间隔件，其形成在所述第1集电体与所述第2集电体之间，接合于所述第1集电体和所述第2集电体中的至少一方，在从所述正极与所述负极的层叠方向观看时，所述隔离物具有：中央部，其与所述正极活性物质层和所述负极活性物质层重叠；以及缘部，其包围所述中央部并且与所述正极活性物质层和所述负极活性物质层不重叠，所述隔离物至少在所述隔离物的所述缘部具有设置于所述基材层的第1面的第1粘接层、以及设置于所述基材层的第2面的第2粘接层，所述第1集电体和所述第2集电体中的任意一方粘接于所述隔离物的所述缘部中的所述第1粘接层，所述间隔件粘接于所述隔离物的所述缘部中的所述第2粘接层。
根据上述蓄电单体，隔离物的缘部粘接于第1集电体和第2集电体中的任意一方和间隔件，因此，能够抑制隔离物的收缩。
也可以是，所述第1粘接层和所述第2粘接层分别设置于所述隔离物的所述中央部。在这种情况下，能够将第1粘接层和第2粘接层粘接于正极活性物质层和负极活性物质层。
也可以是，所述第1粘接层和所述第2粘接层中的一方粘接于所述正极活性物质层和所述负极活性物质层中的一方，所述第1粘接层和所述第2粘接层中的另一方粘接于所述正极活性物质层和所述负极活性物质层中的另一方。在这种情况下，即使活性物质层进行了收缩时，也能够抑制粘接层与活性物质层的接触面积的下降。
也可以是，所述间隔件粘接于所述第1粘接层的端面和所述第2粘接层的端面。在这种情况下，隔离物与间隔件之间的粘接性提高。
也可以是，所述第1粘接层和所述第2粘接层中的至少一方包含热固化性粘接剂。在这种情况下，即使在热固化性粘接剂的固化后蓄电单体被加热，热固化性粘接剂也不会熔化。因此，能够将隔离物更可靠地安装到第1集电体和第2集电体中的任意一方或者间隔件。
也可以是，所述第1粘接层粘接于所述第2集电体的所述一个面。在负极中，在第2集电体与间隔件的界面，有可能间隔件与电解质以第2集电体为催化剂发生反应而加剧间隔件的劣化，使间隔件与第2集电体的粘接力下降。即使在这样的情况下，通过在第2集电体与间隔件的界面配置隔离物的端部，也能够使间隔件的劣化的进展延迟。
也可以是，在所述第1集电体和所述第2集电体中的粘接于所述第1粘接层的集电体中，所述一个面的表面粗糙度大于与所述一个面为相反侧的另一个面的表面粗糙度。在这种情况下，第1粘接层与一个面之间的接触面积增大，因此，第1粘接层与一个面之间的粘接性提高。
本公开的一方面所涉及的蓄电装置具备层叠体，所述层叠体包含层叠的多个蓄电单体，所述多个蓄电单体包含上述蓄电单体。
根据上述蓄电装置，能够抑制隔离物的收缩。
也可以是，上述蓄电装置还具备设置于所述蓄电单体的所述间隔件的外表面的金属层。在这种情况下，能够抑制水蒸气或氧等气体透过间隔件。
也可以是，上述蓄电装置还具备：一对约束板，其在所述层叠体的层叠方向上夹着所述层叠体；以及集电板，其配置在所述一对约束板中的每一个约束板与所述层叠体之间。在这种情况下，能够通过一对约束板在层叠方向上对层叠体附加约束载荷。
本公开的一方面所涉及的蓄电装置的制造方法包含：准备第1电极单元的工序，所述第1电极单元具有第1电极，所述第1电极具有第1集电体和设置于所述第1集电体的一个面的第1活性物质层；准备第2电极单元的工序，所述第2电极单元具有：第2电极，其具有第2集电体和设置于所述第2集电体的一个面的第2活性物质层；以及间隔件，其接合于所述第2集电体的缘部，所述第2电极具有与所述第1电极不同的极性；以所述第2活性物质层隔着隔离物与所述第1活性物质层相对的方式将所述第1电极单元与所述第2电极单元交替层叠的工序，所述隔离物具有基材层、设置于所述基材层的第1面的第1粘接层、以及设置于所述基材层的第2面的第2粘接层，所述隔离物的缘部配置在所述第2集电体的所述一个面与所述间隔件之间，所述隔离物的所述缘部中的所述第1粘接层与所述第2集电体的所述一个面相对，所述隔离物的所述缘部中的所述第2粘接层与所述间隔件相对；通过将在所述第1电极单元与所述第2电极单元的层叠方向上相邻的所述间隔件彼此熔接，来形成将所述第1电极与所述第2电极之间的空间密封的密封体的工序；以及在形成所述密封体后进行包含所述第1电极、所述第2电极以及所述隔离物的蓄电装置的充放电的工序。
根据上述蓄电装置的制造方法，在将第1电极单元与第2电极单元交替层叠的工序或者进行蓄电装置的充放电的工序中，例如由于充放电时的蓄电装置的发热或者内部所包含的水分等，第1粘接层和第2粘接层分别发挥粘接性。其结果是，隔离物的缘部中的第1粘接层与第1集电体的一个面粘接。隔离物的缘部中的第2粘接层与间隔件粘接。由此，能够抑制隔离物的收缩。
发明效果
根据本公开，可提供能够抑制隔离物的收缩的蓄电单体、蓄电装置以及蓄电装置的制造方法。
附图说明
图1是示出一实施方式的蓄电装置的概略截面图。
图2的(a)～(d)是示出一实施方式的蓄电装置的制造方法的各工序的截面图。
图3是示出一实施方式的蓄电装置的制造方法的一工序的截面图。
图4是示出其它实施方式的蓄电装置的概略性截面图。
图5是示出其它实施方式的蓄电装置的概略性截面图。
图6是示出其它实施方式的蓄电装置的一部分的概略性截面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本公开的实施方式。在附图的说明中，针对相同或者等同的要素使用相同的附图标记，省略重复的说明。
图1是示出一实施方式的蓄电装置的概略性截面图。图1所示的蓄电装置1例如是用于叉车、混合动力汽车、电动汽车等各种车辆的电池的蓄电模块。蓄电装置1例如是镍氢二次电池或锂离子二次电池等二次电池。蓄电装置1可以是双电层电容器，也可以是全固体电池。在本实施方式中，例示蓄电装置1为锂离子二次电池的情况。
蓄电装置1构成为包含多个蓄电单体(cell)2在层叠方向上堆叠(层叠)而成的电池堆叠体5(层叠体)。以下，将多个蓄电单体2的层叠方向简称为层叠方向。在从层叠方向观看时，蓄电装置1例如具有边为50cm以上的矩形形状。如图1所示，各蓄电单体2具备正极11、负极12、隔离物13以及间隔件14。正极11具备第1集电体20和设置于第1集电体20的一个面20a的正极活性物质层22。正极11例如是从层叠方向观看时为矩形形状的电极。负极12具备第2集电体21和设置于第2集电体21的一个面21a的负极活性物质层23。负极12例如是从层叠方向观看时为矩形形状的电极。负极12以负极活性物质层23与正极活性物质层22在层叠方向上相互相对的方式与正极11层叠配置。也就是说，正极11和负极12相对的方向与层叠方向一致。在本实施方式中，正极活性物质层22和负极活性物质层23均形成为矩形形状。负极活性物质层23形成为比正极活性物质层22大一圈，在从层叠方向观看时，正极活性物质层22的整个形成区域位于负极活性物质层23的形成区域内。
第1集电体20具有作为与一个面20a为相反侧的面的另一个面20b。在另一个面20b未形成有正极活性物质层22。第2集电体21具有作为与一个面21a为相反侧的面的另一个面21b。在另一个面21b未形成有负极活性物质层23。通过以第1集电体20的另一个面20b与第2集电体21的另一个面21b相互接触的方式堆叠蓄电单体2，从而构成电池堆叠体5。由此，多个蓄电单体2被电串联连接。在电池堆叠体5中，由在层叠方向上相邻的蓄电单体2、2形成以相互接触的第1集电体20和第2集电体21为电极体的疑似的双极电极10。即，1个双极电极10包含第1集电体20、第2集电体21、正极活性物质层22以及负极活性物质层23。在层叠方向的一端配置第1集电体20作为终端电极。在层叠方向的另一端配置第2集电体21作为终端电极。
第1集电体20和第2集电体21(以下，也简称为“集电体”)分别是在锂离子二次电池的放电或者充电的期间用于使电流持续流过正极活性物质层22和负极活性物质层23的化学惰性的电导体。作为构成集电体的材料，例如能够使用金属材料、导电性树脂材料、导电性无机材料等。作为导电性树脂材料，例如可举出在导电性高分子材料或者非导电性高分子材料中根据需要添加导电性填料而成的树脂等。集电体可以具备包括含有上述的金属材料或者导电性树脂材料的1个以上的层的多个层。集电体的表面可以由公知的保护层被覆。在集电体的表面也可以通过镀敷处理或者喷涂等公知的方法形成被覆层。例如，可以在集电体的表面(例如一个面20a和一个面21a)设置有碳膜。集电体例如可以形成为板状、箔状、片状、膜状、网状等形态。在将集电体设为金属箔的情况下，例如能够使用铝箔、铜箔、镍箔、钛箔或者不锈钢箔等。在使用了铝箔、铜箔、或者不锈钢箔作为集电体的情况下，能够确保集电体的机械强度。集电体也可以是上述金属的合金箔或者包覆箔，还可以是在金属箔的单面形成有金属镀敷被膜的集电体。在本实施方式中，第1集电体20是铝箔，第2集电体21是铜箔。在使用箔状的集电体的情况下，其厚度例如可以设为1μm～100μm。
正极活性物质层22包含能吸纳和放出锂离子等电荷载体的正极活性物质。作为正极活性物质，只要采用例如具有层状岩盐结构的锂复合金属氧化物、尖晶石结构的金属氧化物、聚阴离子系化合物等能作为锂离子二次电池的正极活性物质使用的物质即可。另外，也可以同时采用2种以上的正极活性物质。在本实施方式中，正极活性物质层22包含作为聚阴离子系化合物的橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)。
负极活性物质层23只要是能吸纳和放出锂离子等电荷载体的单质、合金或者化合物即可，能没有特别限定地使用。例如，作为负极活性物质，可举出Li、碳、金属化合物以及能与锂合金化的元素或其化合物等。作为碳，能够举出天然石墨、人造石墨、或者硬碳(难石墨化性碳)和软碳(易石墨化性碳)等。作为人造石墨，可举出高取向性黑铅、中间相碳微球等。作为能与锂合金化的元素的例子，例如可举出硅(silicon)和锡等。在本实施方式中，负极活性物质层23包含作为碳的石墨。
正极活性物质层22和负极活性物质层23(以下也简称为“活性物质层”)分别根据需要还可以包含用于提高电导性的导电助剂、粘结剂、电解质(聚合物基体、离子传导性聚合物、电解液等)、用于提高离子传导性的电解质支持盐(锂盐)等。活性物质层所包含的成分或者该成分的配混比以及活性物质层的厚度没有特别限定，可以适当参照关于锂离子二次电池的现有公知的见解。活性物质层的厚度例如是2～150μm。为了在集电体的表面形成活性物质层，可以使用辊涂法等以往以来公知的方法。为了提高正极11或者负极12的热稳定性，也可以在集电体的表面(单面或者双面)或者活性物质层的表面设置耐热层。耐热层包含例如无机粒子和粘结剂，除此以外也可以包含增稠剂等添加剂。
导电助剂是为了提高正极11或者负极12的导电性而添加的。导电助剂例如是乙炔黑、炭黑、黑铅(graphite)等。
作为粘结剂，能够例示出聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、氟橡胶等含氟树脂；聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂；聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等酰亚胺系树脂；含有烷氧基甲硅烷基的树脂；聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸等丙烯酸系树脂；苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)；羧甲基纤维素(CMC)；海藻酸钠、海藻酸铵等海藻酸盐；水溶性纤维素酯交联物；淀粉-丙烯酸接枝聚合物。这些粘结剂能单独使用或使用多个。溶剂例如使用水、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等。
隔离物13将正极11与负极12隔离，不仅防止由两极的接触导致的短路，而且使锂离子等电荷载体通过。隔离物13配置在正极11与负极12之间。隔离物13防止在将蓄电单体2进行了堆叠时相邻的双极电极10、10之间的短路。
隔离物13具有：基材层13a；第1粘接层13b，其设置于基材层13a的第1面13aa；以及第2粘接层13c，其设置于作为与第1面13aa为相反侧的面的基材层13a的第2面13ab。在从正极11与负极12的层叠方向观看时，隔离物13具有：中央部13d，其与正极活性物质层22和负极活性物质层23重叠；缘部13e，其包围隔离物13的中央部13d并且与正极活性物质层22和负极活性物质层23不重叠；以及连接部，其将隔离物13的中央部13d与缘部13e连接。第1粘接层13b和第2粘接层13c至少设置于隔离物13的缘部13e。
在本实施方式中，第1粘接层13b还设置于隔离物13的中央部13d。也就是说，第1粘接层13b设置于基材层13a的第1面13aa的整个面。第1粘接层13b粘接于正极活性物质层22。第1粘接层13b防止正极11与基材层13a之间的位置偏移。
在本实施方式中，第2粘接层13c还设置于隔离物13的中央部13d。也就是说，第2粘接层13c设置于基材层13a的第2面13ab的整个面。第2粘接层13c粘接于负极活性物质层23。第2粘接层13c防止负极12与基材层13a之间的位置偏移。
基材层13a例如可以是包含对电解质进行吸收保持的聚合物的多孔性片或者无纺布。作为构成基材层13a的材料，例如，使用包括聚丙烯(PP)的多孔质膜。构成基材层13a的材料也可以是包括聚丙烯或甲基纤维素等的纺织布或无纺布等。基材层13a可以具有单层结构或多层结构。多层结构例如可以具有粘接层、作为耐热层的陶瓷层等。可以在基材层13a中浸渍有电解质。也可以使基材层13a本身由高分子固体电解质或者无机固体型电解质等电解质来构成。
作为基材层13a中浸渍的电解质，例如可举出包含非水溶剂和溶解在非水溶剂中的电解质盐的液体电解质(电解液)、或者包含保持在聚合物基体中的电解质的高分子凝胶电解质等。
在基材层13a中浸渍电解液的情况下，作为其电解质盐，能够使用LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(FSO2)2、LiN(CF3SO2)2等公知的锂盐。另外，作为非水溶剂，能够使用环状碳酸酯类、环状酯(ester)类、链状碳酸酯类、链状酯类、醚(ether)类等公知的溶剂。此外，也可以将这些公知的溶剂材料组合两种以上来使用。
第1粘接层13b和第2粘接层13c各自可以包含热固化性粘接剂或者热塑性粘接剂，也可以包含例如与电解液等的水分发生反应而固化的粘接剂(湿气固化型粘接剂)。湿气固化型粘接剂例如可以在比蓄电装置1的使用温度(例如常温)高的温度固化。在使用酯系电解液的情况下，湿气固化型粘接剂可以在80℃以下固化。热固化性粘接剂可以包含环氧树脂、酚醛树脂等热固化性树脂。热塑性粘接剂可以包含聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯(PVDF)等热塑性树脂。第1粘接层13b和第2粘接层13c也可以分别通过涂敷粘接剂而形成。
间隔件14至少形成在第1集电体20与第2集电体21之间，接合或者固定到第1集电体20和第2集电体21。间隔件14包含绝缘材料，通过将第1集电体20与第2集电体21之间绝缘来防止短路。在本实施方式中，间隔件14包含作为树脂的酸改性聚乙烯作为绝缘材料。此外，作为间隔件14的材料，除了酸改性聚乙烯以外，还能够使用例如聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、ABS树脂、聚丙烯(PP)、改性聚丙烯(改性PP)以及丙烯腈苯乙烯(AS)树脂。
在本实施方式中，间隔件14是沿着第1集电体20的缘部20e和第2集电体21的缘部21e中的至少一方延伸并包围正极活性物质层22和负极活性物质层23中的至少一方的框。
在本实施方式中，间隔件14还作为将正极11与负极12之间的空间S密封的密封部发挥功能。在本实施方式中，配置于各蓄电单体2的间隔件14具有配置在一对集电体间的部分和比集电体的缘部更向外侧延伸的部分，在电池堆叠体5的层叠方向上相邻的间隔件14的向外侧延伸的部分彼此被接合而一体化。多个间隔件14被一体化而形成了密封体14a。在由间隔件14、正极11以及负极12包围的空间S收纳有隔离物13的基材层13a中浸渍的电解质(电解液)。间隔件14从层叠方向观看时呈矩形的框状，粘接于第2集电体21的缘部21e。密封体14a从配置在电池堆叠体5的层叠方向的一端的第1集电体20沿层叠方向延伸到配置在层叠方向的另一端的第2集电体21。密封体14a是筒状的构件。如后所述，这种密封体14a是通过将多个树脂框25彼此熔接而形成的(参照图2)。
间隔件14通过将正极11与负极12之间的空间S密封，能防止电解质的透过。另外，间隔件14通过将正极11与负极12之间的空间S密封，能防止水分从蓄电装置1的外部向空间S内侵入。而且，间隔件14能防止例如通过充放电反应等从正极11或者负极12产生的气体漏到蓄电装置1的外部。
在本实施方式中，第1集电体20的一个面20a粘接于隔离物13的缘部13e中的第1粘接层13b。即，第1集电体20的一个面20a包含粘接于第1粘接层13b的粘接面20aa。第1集电体20的一个面20a包含形成有正极活性物质层22的形成区域、以及未形成有正极活性物质层22的非形成区域。非形成区域设置于形成区域的周围，包含粘接于第1粘接层13b的粘接面20aa。
间隔件14粘接于隔离物13的缘部13e中的第2粘接层13c。间隔件14也可以粘接于第1粘接层13b的端面13bs和第2粘接层13c的端面13cs。隔离物13的缘部13e夹在粘接面20aa与间隔件14之间。隔离物13的缘部13e埋入于间隔件14。
根据本实施方式的蓄电装置1和蓄电单体2，隔离物13的缘部13e粘接于第1集电体20和间隔件14，因此隔离物13的缘部13e被固定，能够抑制隔离物13的收缩或者位置偏移。
本实施方式的隔离物13的缘部13e不仅一个面粘接于集电体，而且另一个面是与粘接固定于别的集电体的间隔件14粘接的。由于间隔件14以固定状态配置于蓄电单体2的端部，因此，即使隔离物13的缘部13e的一个面与集电体的粘接力下降，隔离物13的缘部13e也会由间隔件14保持。因此，在本实施方式中，与隔离物13的缘部13e未粘接于任何部位的情况或者隔离物13的缘部13e仅粘接于集电体的情况相比较，得以抑制隔离物13的收缩。因而，能够抑制由隔离物13热收缩导致的正极与负极的短路。另外，有可能由于正极活性物质层22或负极活性物质层23反复进行膨胀和收缩，导致因残留应力等的影响而在电极与隔离物之间产生间隙，但通过第1粘接层13b和第2粘接层13c，能够抑制第1集电体20的一个面20a与第2集电体21的一个面21a之间的距离的扩大，能够抑制电池性能下降。
如果第1粘接层13b和第2粘接层13c分别设置于隔离物13的中央部13d，则能够将第1粘接层13b和第2粘接层13c分别粘接于正极活性物质层22和负极活性物质层23。
虽然有可能由于正极活性物质层22或者负极活性物质层23反复进行膨胀和收缩，导致因残留应力等的影响而在电极与隔离物之间产生间隙，但由于第1粘接层13b粘接于正极活性物质层22，第2粘接层13c粘接于负极活性物质层23，因此能够抑制正极活性物质层22与负极活性物质层23之间的距离的扩大。其结果是，得到降低蓄电装置1的电阻值的增大，因此能够抑制蓄电装置1的容量的下降。另外，在如本实施方式这样从层叠方向观看时蓄电装置1的尺寸大的情况下，会加大蓄电装置1的中央部13d处的集电体间的距离的扩大。即使在这样的情况下，由于在隔离物13的中央部13d处第1粘接层13b和第2粘接层13c分别粘接于正极活性物质层22和负极活性物质层23，因此在从层叠方向观看时的蓄电装置1的中央部13d处也能够抑制第1集电体20的一个面20a与第2集电体21的一个面21a之间的距离的扩大。
在间隔件14粘接于第1粘接层13b的端面13bs和第2粘接层13c的端面13cs的情况下，隔离物13与间隔件14之间的粘接面积变大，因此能够将隔离物13更牢固地粘接于间隔件14。
在第1粘接层13b和第2粘接层13c中的至少一方包含热固化性粘接剂的情况下，即使在热固化性粘接剂的固化后蓄电单体2被加热，热固化性粘接剂也不会熔化。因此，能够将隔离物13更可靠地安装到第1集电体20或者间隔件14。
图2的(a)～(d)和图3是示出一实施方式的蓄电装置的制造方法的各工序的截面图。蓄电装置1例如可以如以下这样制造。
(正极单元的准备)
首先，如图2的(a)所示，准备正极单元U1(第1电极单元)。正极单元U1具有正极11(第1电极)，所述正极11(第1电极)具有第1集电体20和设置于第1集电体20的一个面20a的正极活性物质层22(第1活性物质层)。在本实施方式中，正极单元U1具有设置在第1集电体20的一个面20a上的隔离物13。隔离物13配置成覆盖正极活性物质层22。隔离物13具有基材层13a、设置于基材层13a的第1面13aa的第1粘接层13b、以及设置于基材层13a的第2面13ab的第2粘接层13c。隔离物13的缘部13e中的第1粘接层13b配置成与第1集电体20的一个面20a相对。隔离物13的缘部13e中的第1粘接层13b也可以粘接于第1集电体20的一个面20a。在本工序中，在隔离物13的第1粘接层13b和第2粘接层13c包含热固化性粘接剂的情况下，热固化性粘接剂是未固化的，但对第1集电体20的一个面20a具有粘接性。
(负极单元的准备)
另外，如图2的(b)所示，准备负极单元U2(第2电极单元)。负极单元U2具有：负极12(具有与第1电极不同的极性的第2电极)，其具有第2集电体21和设置于第2集电体21的一个面21a的负极活性物质层23(第2活性物质层)；以及树脂框25(间隔件)，其接合于第2集电体21的缘部21e。也可以对树脂框25内供应电解液。
(正极单元与负极单元的层叠)
接下来，如图2的(c)所示，以负极活性物质层23隔着隔离物13与正极活性物质层22相对的方式将正极单元U1与负极单元U2交替层叠。隔离物13的缘部13e配置到第1集电体20的一个面20a与树脂框25之间。隔离物13的缘部13e中的第1粘接层13b与第1集电体20的一个面20a相对。隔离物13的缘部13e中的第2粘接层13c与树脂框25相对。多个树脂框25在正极单元U1与负极单元U2的层叠方向上相互间隔开排列。
(密封体的形成)
接下来，如图2的(d)所示，通过将在正极单元U1与负极单元U2的层叠方向上相邻的树脂框25彼此熔接，来形成将正极11与负极12之间的空间S密封的密封体14a。例如，通过将热板按压到各树脂框25的外周面25s，而将相邻的树脂框25彼此熔接。
(蓄电装置的充放电)
接下来，如图3所示，进行包含正极11、负极12以及隔离物13的蓄电装置1的充放电(活性化工序)。在本实施方式中，在对正极11、负极12以及隔离物13在层叠方向上进行了约束的状态下进行充放电。通过在层叠方向上将蓄电装置1夹在一对约束构件30之间来约束蓄电装置1。在一个约束构件30与配置于层叠方向的一端的第1集电体20之间，配置电连接到第1集电体20的正极集电板40。在正极集电板40与一个约束构件30之间配置绝缘板41。在另一个约束构件30与配置于层叠方向的另一端的第2集电体21之间，配置电连接到第2集电体21的负极集电板50。在负极集电板50与另一个约束构件30之间配置绝缘板51。
蓄电装置1的充放电(初始充放电)例如通过将由一对约束构件30约束的蓄电装置1配置在恒温槽内并使电流流过正极集电板40与负极集电板50之间来进行。
在活性化工序之后，解除由一对约束构件30进行的约束，取出蓄电装置1。这样，能够制造出蓄电装置1。
根据本实施方式的蓄电装置1的制造方法，在第1粘接层13b和第2粘接层13c包含热固化性粘接剂的情况下，在进行蓄电装置1的充放电的工序中，通过充放电时的蓄电装置1的发热(例如90℃)，第1粘接层13b和第2粘接层13c分别固化。其结果是，隔离物13的缘部13e中的第1粘接层13b与第1集电体20的一个面20a的粘接面20aa粘接。隔离物13的缘部13e中的第2粘接层13c与间隔件14粘接。隔离物13的缘部13e被夹在第1集电体20的一个面20a的粘接面20aa与间隔件14之间。由此，能够抑制隔离物13的收缩。
在第1粘接层13b和第2粘接层13c包含热塑性粘接剂的情况下，在正极单元与负极单元的层叠工序中，通过热压接，第1粘接层13b与粘接面20aa粘接，第2粘接层13c与间隔件14粘接。在第1粘接层13b和第2粘接层13c包含湿气固化型粘接剂的情况下，在正极单元与负极单元的层叠工序中，通过与对树脂框25内滴下的电解液的水分的反应，第1粘接层13b与粘接面20aa粘接，第2粘接层13c与间隔件14粘接。
图4是示出其它实施方式的蓄电装置的概略性截面图。图4所示的蓄电装置1a具备图1的蓄电装置1、一对约束板31、正极集电板40以及负极集电板50。一对约束板31在电池堆叠体5的层叠方向上夹着蓄电装置1、正极集电板40以及负极集电板50。一对约束板31彼此例如由螺栓32和螺母33等紧固构件连结。正极集电板40配置在一个约束板31与配置于层叠方向的一端的第1集电体20之间。在正极集电板40与一个约束板31之间配置绝缘板41。负极集电板50配置在另一个约束板31与配置于层叠方向的另一端的第2集电体21之间。在负极集电板50与另一个约束板31之间配置绝缘板51。
在蓄电装置1a中，也能得到与蓄电装置1同样的作用效果。而且，通过一对约束板31，能够在层叠方向上对电池堆叠体5附加约束载荷。蓄电装置1a能由与蓄电装置1同样的方法来制造。
图5是示出其它实施方式的蓄电装置的概略性截面图。图5所示的蓄电装置1b除了隔离物13的缘部13e不是粘接于第1集电体20的一个面20a而是粘接于第2集电体21的一个面21a以外，具备与图1的蓄电装置1相同的构成。即，蓄电装置1b具备在图1的蓄电装置1中将正极11与负极12调换并使隔离物13上下反转而成的构成。因此，在蓄电装置1b中，第2集电体21的一个面21a具有粘接于隔离物13的缘部13e中的第1粘接层13b的粘接面21aa。在这种情况下，隔离物13的缘部13e中的第2粘接层13c粘接于间隔件14。
在蓄电装置1b中，也能得到与蓄电装置1同样的作用效果。在负极12中，在第2集电体21与间隔件14的界面，有时会由于间隔件14(例如树脂)与电解质以第2集电体21(例如铜)为催化剂发生反应而加剧间隔件14的劣化。即使在这样的情况下，通过在第2集电体21与间隔件14的界面配置隔离物13的缘部13e，也能够使间隔件14的劣化延迟。另外，在负极12的负极活性物质层23为石墨、正极11的正极活性物质层22为橄榄石型磷酸铁锂的情况下，负极活性物质层23成为比正极活性物质层22柔软的层。因此，在隔离物13粘接于形成有负极活性物质层23的第2集电体21的本实施方式中，得以抑制隔离物13因活性物质层的角部而受损。另外，由于以覆盖与正极活性物质层22相比面积较大的负极活性物质层23的方式设置有隔离物13，因此能够抑制负极活性物质层23从第2集电体21的剥离。
蓄电装置1b能通过与蓄电装置1同样的方法来制造。在正极单元的准备工序中，准备包含正极11和树脂框25的正极单元。在负极单元的准备工序中，准备包含负极12和隔离物13的负极单元。之后，在对正极单元的树脂框25内供应了电解液后，进行正极单元与负极单元的层叠。
图6是示出其它实施方式的蓄电装置的一部分的概略性截面图。图6所示的蓄电装置除了第1集电体20的一个面20a被进行了粗面化以外，具备与图1的蓄电装置1相同的构成。被进行了粗面化的区域可以仅为粘接面20aa，但在本实施方式中，第1集电体20的一个面20a的整体被进行了粗面化。第1集电体20的一个面20a的表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra)大于第1集电体20的另一个面20b的表面粗糙度。在第1集电体20的一个面20a的整体被进行了粗面化的情况下，只要第1集电体20的一个面20a的整体的表面粗糙度比第1集电体20的另一个面20b的整体的表面粗糙度大即可。在仅第1集电体20的粘接面20aa被进行了粗面化的情况下，只要第1集电体20的粘接面20aa的表面粗糙度比第1集电体20的另一个面20b的整体的表面粗糙度大即可。一个面20a的表面粗糙度例如是50～300μm。另一个面20b例如是平滑面，但也可以被粗面化。在一个面20a例如设置有向层叠方向突出的多个突起20p。突起20p配置在第1粘接层13b内。即，突起20p的高度比第1粘接层13b的厚度小。第1粘接层13b进入到形成在相邻的突起20p之间的凹部内，得以发挥锚定效果。
突起20p例如在基端与顶端之间具有收窄部。换句话说，突起20p在基端与顶端之间具有悬垂(overhang)部。进一步换句话说，突起20p具有从基端侧去往顶端侧而直径变大的扩张部分、以及从基端侧去往顶端侧而直径变小的缩小部分。通过具有该收窄部的多个突起20p，能够进一步提高锚定效果。此外，图6是示意图，突起20p的大小、形状以及密度等没有特别限定。突起20p可以通过电解镀敷来形成，也可以通过蚀刻来形成。突起20p例如也可以具有从基端侧去往顶端侧而变细的形状。
在图6的蓄电装置中，第1粘接层13b与一个面20a之间的接触面积增大，因此第1粘接层13b与一个面20a之间的粘接性提高。因而，能够进一步抑制隔离物13的收缩。
第1集电体20的另一个面20b与相邻的蓄电单体2的第2集电体21的另一个面21b接触。当第1集电体20的另一个面20b和第2集电体21的另一个面21b为平滑面时，第1集电体20与第2集电体21之间的接触阻力会降低。
在图4的蓄电装置1a中也是同样，第1集电体20的一个面20a的表面粗糙度可以大于第1集电体20的另一个面20b的表面粗糙度。在图5的蓄电装置1b中也是同样，第2集电体21的一个面21a的表面粗糙度可以大于第2集电体21的另一个面21b的表面粗糙度。
以上，关于本公开的优选实施方式详细地进行了说明，但本公开不限于上述实施方式。
隔离物13例如也可以通过对正极活性物质层22或者负极活性物质层23涂敷隔离物材料来形成。第1粘接层13b也可以部分地(非连续地、断续地)设置于基材层13a的第1面13aa。第2粘接层13c也可以部分地(非连续地、断续地)设置于基材层13a的第2面13ab。
间隔件14也可以是以包围正极活性物质层22或者负极活性物质层23的方式将多个构件组合而成的框。间隔件14也可以沿着第1集电体20的缘部20e或者第2集电体21的缘部21e不连续地设置。在这种情况下，能够减少间隔件14的材料。
在堆叠蓄电单体2而成的电池堆叠体5中，第1集电体20的缘部20e和第2集电体21的缘部21e也可以配置成从间隔件14露出。在这种情况下，与第1集电体20的缘部20e和第2集电体21的缘部21e埋进间隔件14的构成相比较，能够减少间隔件14的材料。
也可以在间隔件14的外表面(外周面)形成有金属层15。金属层15从配置在电池堆叠体5的层叠方向的一端的第1集电体20沿层叠方向延伸到配置在层叠方向的另一端的第2集电体21。金属层15例如可以通过粘接层16层压于间隔件14的外表面，也可以形成为不经由粘接层16地与间隔件14的外表面接触。在这种情况下，例如可以通过蒸镀来形成金属层15，也可以通过将金属箔熔接于间隔件14的外表面来形成金属层15。金属层15在形成了密封体14a之后，例如通过粘接层16层压于密封体14a的外表面(间隔件14的外表面)。也可以在金属层15的外表面进一步形成树脂层17。
通过金属层15，能够抑制水蒸气或者氧等气体透过间隔件14。其结果是，能够抑制由该气体造成的蓄电装置1、1a、1b的电池性能的下降。
间隔件14可以包含陶瓷等作为绝缘材料。间隔件14也可以包括例如橡胶等具有高弹性的材料。
负极单元U2的准备可以在正极单元U1的准备前进行，也可以在正极单元U1的准备后进行，还可以与正极单元U1的准备同时进行。
正极单元U1也可以不具有隔离物13。在这种情况下，隔离物13可以在正极单元与负极单元的层叠工序中配置到正极单元U1与负极单元U2之间。
在图3中，也可以不进行约束地进行蓄电装置1的充放电。
在制造图4的蓄电装置1a时，也可以在进行蓄电装置1a的充放电的活性化工序中，代替一对约束构件30而使用一对约束板31、螺栓32以及螺母33。在这种情况下，无需在活性化工序之后解除由一对约束板31进行的约束。
附图标记说明
1、1a、1b 蓄电装置
2 蓄电单体
5 电池堆叠体(层叠体)
11 正极(第1电极)
12 负极(第2电极)
13 隔离物
13a 基材层
13aa 第1面
13ab 第2面
13b 第1粘接层
13c 第2粘接层
13d 中央部
13e、20e、21e 缘部
14 间隔件
15 金属层
20 第1集电体
20a、21a 一个面
20b、21b 另一个面
20aa、21aa 粘接面
21 第2集电体
22 正极活性物质层(第1活性物质层)
23 负极活性物质层(第2活性物质层)
25 树脂框
31 约束板
S 空间
U1 正极单元(第1电极单元)
U2 负极单元(第2电极单元)。

Claims (11)

1.一种蓄电单体，其特征在于，具备：
正极，其具有第1集电体和设置于所述第1集电体的一个面的正极活性物质层；
负极，其具有第2集电体和设置于所述第2集电体的一个面的负极活性物质层，所述负极以所述负极活性物质层与所述正极活性物质层相对的方式与所述正极层叠配置；
隔离物，其具有基材层，配置在所述正极与所述负极之间；以及
间隔件，其形成在所述第1集电体与所述第2集电体之间，接合于所述第1集电体和所述第2集电体中的至少一方，
在从所述正极与所述负极的层叠方向观看时，所述隔离物具有：中央部，其与所述正极活性物质层和所述负极活性物质层重叠；以及缘部，其包围所述中央部并且与所述正极活性物质层和所述负极活性物质层不重叠，
所述隔离物至少在所述隔离物的所述缘部具有设置于所述基材层的第1面的第1粘接层、以及设置于所述基材层的第2面的第2粘接层，
所述第1集电体和所述第2集电体中的任意一方粘接于所述隔离物的所述缘部中的所述第1粘接层，
所述间隔件粘接于所述隔离物的所述缘部中的所述第2粘接层。
2.根据权利要求1所述的蓄电单体，其中，
所述第1粘接层和所述第2粘接层分别设置于所述隔离物的所述中央部。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电单体，其中，
所述第1粘接层和所述第2粘接层中的一方粘接于所述正极活性物质层和所述负极活性物质层中的一方，
所述第1粘接层和所述第2粘接层中的另一方粘接于所述正极活性物质层和所述负极活性物质层中的另一方。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的蓄电单体，其中，
所述间隔件粘接于所述第1粘接层的端面和所述第2粘接层的端面。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的蓄电单体，其中，
所述第1粘接层和所述第2粘接层中的至少一方包含热固化性粘接剂。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的蓄电单体，其中，
所述第1粘接层粘接于所述第2集电体的所述一个面。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的蓄电单体，其中，
在所述第1集电体和所述第2集电体中的粘接于所述第1粘接层的集电体中，所述一个面的表面粗糙度大于与所述一个面为相反侧的另一个面的表面粗糙度。
8.一种蓄电装置，其特征在于，
具备层叠体，所述层叠体包含层叠的多个蓄电单体，
所述多个蓄电单体包含权利要求1至7中的任意一项所述的蓄电单体。
9.根据权利要求8所述的蓄电装置，其中，
还具备设置于所述蓄电单体的所述间隔件的外表面的金属层。
10.根据权利要求8或9所述的蓄电装置，其中，
还具备：一对约束板，其在所述层叠体的层叠方向上夹着所述层叠体；以及
集电板，其配置在所述一对约束板中的每一个约束板与所述层叠体之间。
11.一种蓄电装置的制造方法，其特征在于，包含：
准备第1电极单元的工序，所述第1电极单元具有第1电极，所述第1电极具有第1集电体和设置于所述第1集电体的一个面的第1活性物质层；
准备第2电极单元的工序，所述第2电极单元具有：第2电极，其具有第2集电体和设置于所述第2集电体的一个面的第2活性物质层；以及间隔件，其接合于所述第2集电体的缘部，所述第2电极具有与所述第1电极不同的极性；
以所述第2活性物质层隔着隔离物与所述第1活性物质层相对的方式将所述第1电极单元与所述第2电极单元交替层叠的工序，所述隔离物具有基材层、设置于所述基材层的第1面的第1粘接层、以及设置于所述基材层的第2面的第2粘接层，所述隔离物的缘部配置在所述第2集电体的所述一个面与所述间隔件之间，所述隔离物的所述缘部中的所述第1粘接层与所述第2集电体的所述一个面相对，所述隔离物的所述缘部中的所述第2粘接层与所述间隔件相对；
通过将在所述第1电极单元与所述第2电极单元的层叠方向上相邻的所述间隔件彼此熔接，来形成将所述第1电极与所述第2电极之间的空间密封的密封体的工序；以及
在形成所述密封体后进行包含所述第1电极、所述第2电极以及所述隔离物的蓄电装置的充放电的工序。
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