CN117321849A - 制造方法、程序、制造系统、层叠集电体、电池、移动体以及飞行体 - Google Patents
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Abstract
提供一种层叠集电体的制造方法,其具备:准备工序,准备层叠有集电体的层叠体,所述集电体包含树脂层和配置于树脂层的两面的第一金属层以及第二金属层;配置工序,在层叠体的上表面侧以及下表面侧的一方配置极耳,在另一方配置Sub极耳;加热压缩工序,将极耳、层叠体以及Sub极耳的焊接对象部分沿层叠方向加热压缩而使焊接对象部分的树脂层的树脂溶出;以及焊接工序,对焊接对象部分进行电阻焊接。
Description
技术领域
本发明涉及制造方法、程序、制造系统、层叠集电体、电池、移动体以及飞行体。
背景技术
已知有金属镀敷树脂薄膜(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-181823号公报
发明内容
根据本发明的一个实施方式,提供一种层叠集电体的制造方法。制造方法可以具备准备工序,该准备工序准备层叠有集电体的层叠体,该集电体包含树脂层和配置于树脂层的两面的第一金属层以及第二金属层。制造方法可以具备配置工序,在层叠体的上表面侧以及下表面侧的一方配置极耳,在另一方配置Sub极耳。制造方法可以具备加热压缩工序,将极耳、层叠体以及Sub极耳的焊接对象部分沿层叠方向加热压缩而使焊接对象部分的树脂层的树脂溶出。制造方法可以具备焊接工序,对焊接对象部分进行电阻焊接。
根据权利要求1所述的层叠集电体的制造方法,上述加热压缩工序仅将上述极耳,上述层叠体以及上述Sub极耳的上述焊接对象部分沿层叠方向加热压缩,使上述焊接对象部分的上述树脂层的树脂溶出。上述准备工序可以准备层叠有上述集电体的上述层叠体,上述集电体包含具有满足下述数学式1的厚度的上述树脂层、上述第一金属层以及上述第二金属层。
[数学式1]
0.04≤(第一金属层的厚度+第二金属层的厚度)/(树脂层的厚度)
上述准备工序可以准备层叠有上述集电体的上述层叠体,上述集电体包含具有3~7μm厚度的树脂层、具有0.1~2μm厚度的上述第一金属层和具有0.1~2μm厚度的上述第二金属层。上述焊接对象部分可以具有直径为1~10mm的圆形状。上述焊接对象部分的直径、上述第一金属层的厚度和上述第二金属层的厚度的合计、以及上述树脂层的厚度满足下述的数学式2。
[数学式2]
上述焊接对象部分的直径、上述第一金属层的厚度和上述第二金属层的厚度的合计、以及上述树脂层的厚度可以满足下述的数学式3。
[数学式3]
上述焊接对象部分的直径、上述第一金属层的厚度和上述第二金属层的厚度的合计、以及上述树脂层的厚度可以满足下述的数学式4。
[数学式4]
上述焊接对象部分的直径、上述第一金属层的厚度和上述第二金属层的厚度的合计、以及上述树脂层的厚度可以满足下述的数学式5。
[数学式5]
上述树脂层的树脂的TD方向的热收缩可以为1%以下。上述第一金属层以及上述第二金属层的材质可以为铜,上述树脂层的材质可以为聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、聚苯硫醚或聚对苯二甲酸乙二醇酯。上述极耳的厚度可以为100~300μm。上述极耳的厚度可以在100~300μm的范围内根据电流值的大小来决定。上述Sub极耳的厚度可以为50~100μm。上述焊接对象部也可以具有多边形状。
根据本发明的一个实施方式,提供一种程序,用于使计算机执行上述的层叠集电体的制造方法。
根据本发明的一个实施方式,提供一种电池的制造方法。制造方法可以具备准备工序,准备层叠有集电体的层叠体,所述集电体包含具有3~7μm的厚度的树脂层和配置于树脂层的两面的分别具有0.1~2μm厚度的第一金属层以及第二金属层。制造方法可以具备配置工序,在层叠体的上表面侧以及下表面侧的一方配置极耳,在另一方配置Sub极耳。制造方法可以具备加热压缩工序,将极耳、层叠体以及Sub极耳的直径为1~10mm的焊接对象部分沿层叠方向加热压缩而使焊接对象部分的树脂层的树脂溶出。制造方法可以具备焊接工序,对焊接对象部分进行电阻焊接,生成层叠集电体。制造方法可以具备电池生成工序,生成使用层叠集电体,搭载太阳能电池板以及电池,利用电池的电力的飞行体的电池。上述电池生成工序可以生成使用上述层叠集电体,搭载上述太阳能电池板以及上述电池并在平流层飞行,向地面提供无线通信服务的HAPS的上述电池。
根据本发明的一个实施方式,提供一种制造系统。制造系统可以具备准备部,准备层叠有集电体的层叠体,所述集电体包含树脂层和配置于树脂层的两面的第一金属层以及第二金属层。制造系统可以具备配置部,在层叠体的上表面侧以及下表面侧的一方配置极耳,在另一方配置Sub极耳。制造系统可以具备加热压缩部,将极耳、层叠体以及Sub极耳的焊接对象部分沿层叠方向加热压缩而使焊接对象部分的树脂层的树脂溶出。制造系统可以具备焊接部,对焊接对象部分进行电阻焊接。
根据本发明的一个实施方式,提供一种层叠集电体,层叠有多个集电体,在上侧以及下侧的一方配置有极耳,在另一方配置有Sub极耳。层叠集电体可以具备:第一区域,不被极耳与Sub极耳夹着,在多个集电体的各自的中间包含树脂层;第二区域,被极耳与Sub极耳夹着,在多个集电体的各自的中间包含树脂层;以及第三区域,被极耳与Sub极耳夹着,多个集电体各自的中间的树脂的量比第一区域中的多个集电体各自的树脂层的树脂的量少,或者在多个集电体各自的中间没有树脂,并被电阻焊接。
根据本发明的一个实施方式,提供一种电池,具有上述的层叠集电体。根据发明的一个实施方式,提供一种移动体,具有上述电池。根据发明的一个实施方式,提供一种飞行体,具有上述电池。
根据本发明的一个实施方式,提供一种集电体的制造方法。制造方法可以具备准备树脂层的准备工序。制造方法可以具备生成工序,在树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面配置金属,通过侧面的至少一部分的金属,生成上表面的金属层与下表面的金属层电连接的集电体。
上述生成工序可以通过使所述金属与上述树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面分子接合来配置所述金属。上述生成工序可以在上述树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面上通过溅射来配置金属。上述生成工序可以在上述树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面上通过溅射来形成金属薄膜,在上述金属薄膜上镀敷所述金属。上述生成工序可以在四边形状的上述树脂层的4个侧面中的至少一个侧面、上表面以及下表面上配置上述金属,从而生成上述集电体。上述生成工序可以通过在整体上配置上述金属并切断上述树脂层,来生成在至少一个侧面上配置有上述金属的多个上述集电体。上述准备工序可以准备具有从上表面贯通到下表面的至少一个孔的上述树脂层,上述生成工序可以在上述树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面和上述孔的内表面上配置上述金属,从而生成上述集电体。
上述生成工序可以通过在整体配置有上述金属的四边形状的上述树脂层的上述金属层的上表面的第一端部以外的区域配置活性物质并切断,从而生成分别包含上述第一端部的一部分和配置有上述活性物质的部分这两者的多个上述集电体。在上述生成工序中,可以在整体配置有上述金属的四边形状的上述树脂层的上述金属层的上表面的第一端部以外的区域配置活性物质,通过切断上述树脂层的上述第一端部的部分的一部分,在上述第一端部的部分形成多个凸部,通过切断上述树脂层,从而生成分别包含上述多个凸部中的一个和配置有上述活性物质的部分这两者的多个上述集电体。
在上述生成工序中,可以通过在整体配置有上述金属的四边形状的上述树脂层的上述金属层的上表面的第一端部以及与上述第一端部对置的第二端部以外的区域配置活性物质并切断,从而生成分别包含上述第一端部的一部分或上述第二端部的一部分和配置有上述活性物质的部分这两者的多个上述集电体。也可以是,在上述生成工序中,在上述树脂层的上述金属层的上表面的上述第一端部以及上述第二端部以外的区域配置活性物质,将在配置有上述活性物质的部分切断的、包含上述第一端部的第一部分树脂层以及包含上述第二端部的第二部分树脂层分别切断,从而生成分别包含上述第一端部的一部分和配置有上述活性物质的部分这两者的多个上述集电体、和分别包含上述第二部分的一部分和配置有上述活性物质的部分这两者的上述集电体。也可以是,在上述生成工序中,通过在上述树脂层的上述金属层的上表面的上述第一端部以及上述第二端部以外的区域配置活性物质,切断上述树脂层的上述第一端部的部分的一部分,从而在上述第一端部的部分形成多个凸部,通过切断上述树脂层的上述第二端部的部分的一部分,从而在上述第二端部的部分形成多个凸部,切断上述树脂层,从而生成分别包含上述第一端部的上述多个凸部中的一个或上述第二端部的上述多个凸部中的一个和配置有上述活性物质的部分这两者的多个上述集电体。
也可以是,在上述生成工序中,通过切断四边形状的上述树脂层的第一端部的一部分,在上述第一端部形成多个凸部之后,在上述树脂层的整体配置上述金属,在上述树脂层的上述第一端部以外的部分的上表面的区域配置活性物质,通过切断上述树脂层,生成分别包含上述多个凸部中的一个和配置有上述活性物质的部分这两者的多个上述集电体。也可以是,在上述生成工序中,通过切断四边形状的上述树脂层的上述第一端部的一部分,在上述第一端部形成多个凸部,通过切断上述树脂层的与上述第一端部对置的第二端部的一部分,在上述第二端部形成多个凸部之后,在上述树脂层的整体配置上述金属,在上述树脂层的上述第一端部以及上述第二端部以外的部分的上表面的区域配置活性物质,通过切断上述树脂层,从而生成分别包含上述第一端部的上述多个凸部中的一个或上述第二端部的上述多个凸部中的一个和配置有上述活性物质的部分这两者的多个上述集电体。
根据本发明的一个实施方式,提供一种制造方法。制造方法可以具备准备工序,准备具有从上表面贯通到下表面的至少一个孔的树脂层。制造方法可以具备生成工序,在树脂层的上表面和下表面以及孔的内表面上配置金属,通过内表面的金属生成上表面的金属层和下表面的金属层电连接的集电体。上述集电体可以是具有上述树脂层和配置在上述树脂层上的铜层的负极集电体。上述集电体可以是具有上述树脂层和配置在上述树脂层上的铝层的正极集电体。
根据本发明的一个实施方式,提供一种用于使计算机执行上述集电体的上述制造方法的程序。
根据本发明的一个实施方式,提供一种制造系统。制造系统可以具备准备树脂层的准备部。制造系统可以具备生成部,该生成部在树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面上配置金属,生成在中间包含树脂层的集电体。
根据本发明的一个实施方式,提供一种制造系统。制造系统可以具备准备部,该准备部准备具有从上表面贯通到下表面的至少一个孔的树脂层。制造系统可以具备生成部,该生成部在树脂层的上表面和下表面以及孔的内表面上配置金属,通过内表面的金属生成将上表面的金属层和下表面的金属层电连接的集电体。
根据本发明的一个实施方式,提供一种集电体。集电体可以具备树脂层和配置于树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面的金属层,可以通过侧面的至少一部分的金属将上表面的金属层和下表面的金属层电连接。
根据本发明的一个实施方式,提供一种集电体。集电体可以具备树脂层和金属,所述树脂层具有从上表面贯通到下表面的至少一个孔,所述金属配置在树脂层的上表面和下表面以及孔的内表面,通过内表面的金属将上表面的金属层和下表面的金属层电连接。
根据本发明的一个实施方式,提供一种具有上述集电体的电池。
需要说明的是,上述的发明内容并未列举出本发明的全部必要特征。另外,这些特征组的子组合也可以成为发明。
附图说明
图1概略地表示电池构成物10的一例。
图2概略地表示电池构成物10的另一例。
图3概略地表示负极集电体200的结构的一例。
图4概略地表示正极集电体300的结构的一例。
图5概略地表示制造系统400的功能结构的一例。
图6是用于说明层叠集电体100的制造方法的说明图。
图7是用于说明层叠集电体100的制造方法的说明图。
图8是用于说明层叠集电体100的制造方法的说明图。
图9是用于说明层叠集电体100的制造方法的说明图。
图10是用于说明层叠集电体100的制造方法的说明图。
图11是用于说明树脂层210的镀敷的说明图。
图12是用于说明树脂层210的镀敷的说明图。
图13是用于说明树脂层210的镀敷的说明图。
图14是A-A剖视图。
图15概略地表示由集电体生成部430进行的处理流程的一例。
图16是用于说明负极集电体200的制造工序的说明图。
图17是用于说明负极集电体200的制造工序的说明图。
图18是用于说明负极集电体200的制造工序的说明图。
图19概略地表示集电体生成部430的处理流程的一例。
图20是用于说明负极集电体200的制造工序的说明图。
图21是用于说明负极集电体200的制造工序的说明图。
图22概略地表示由集电体生成部430进行的处理流程的一例。
图23是用于说明负极集电体200的制造工序的说明图。
图24是用于说明负极集电体200的制造工序的说明图。
图25概略地表示作为制造系统400发挥功能的计算机1200的硬件结构的一例。
具体实施方式
以下,通过发明的实施方式说明本发明,但以下的实施方式并不限定于权利要求书所涉及的发明。另外,在实施方式中说明的特征的组合并不一定全部是发明的解决方案所必须的。
图1概略地表示电池构成物10的一例。如图1所示,电池构成物10具有隔着隔膜40交替层叠的多个负极20以及正极30。负极20具有负极集电体200。正极30具有正极集电体300。
电池构成物10可以是任意种类的电池的构成物。电池构成物10例如是锂离子电池的构成物。例如,在层叠有负极集电体200的层叠体280和层叠有正极集电体300的层叠体380上分别焊接极耳,将电池构成物10的整体放入框体等中,充满电解液,由此形成锂离子电池。电池构成物10也可以是锂空气电池的构成物。电池构成物10也可以是其他种类的电池的构成物。
在图1中,例示了负极集电体200以及正极集电体300配置在同一方向上的情况,但不限于此。负极集电体200和正极集电体300可以配置在不同的方向上。例如,负极集电体200和正极集电体300可以配置在相反方向上。
图2概略地表示电池构成物10的另一例。如图2所示,电池构成物10具有层叠的层压电池50。层压电池50具有负极集电体200以及正极集电体300。例如,在电池构成物10为锂离子电池的构成物的情况下,在层叠体280和层叠体380上分别焊接极耳,将电池构成物10的整体放入框体等中,由此形成锂离子电池。
在图2中,例示了负极集电体200以及正极集电体300配置在同一方向上的情况,但不限于此。负极集电体200和正极集电体300可以配置在不同的方向上。例如,负极集电体200和正极集电体300可以配置在相反方向上。
图3概略地表示负极集电体200的结构的一例。图3中例示的负极集电体200具有树脂层210、配置于树脂层210的两面的金属层231以及金属层232。负极集电体200例如具有树脂层210、涂敷在树脂层210上的金属层231以及金属层231。
作为本实施方式所涉及的树脂层210的树脂,采用导电性比金属层231以及金属层232的金属低,且密度比金属层231以及金属层232的金属低的树脂。作为树脂层210的树脂的例子,可以列举出PI(聚酰亚胺)。另外,作为树脂层210的树脂的例子,可以列举出PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。作为树脂层210的树脂,也可以使用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)以及PPS(聚苯硫醚)等。这些是例示,作为树脂层210的树脂可以使用其他种类的树脂。例如,在电池构成物10是锂离子电池的构成物的情况下,金属层231以及金属层232的金属可以是铜,树脂层210的树脂可以是聚酰亚胺。金属层231以及金属层232的金属也可以是其他金属。
根据电池的用途,有时电流可以较低但希望减轻重量。例如,就搭载太阳能电池板以及电池并利用电池的电力的飞行体而言,由于飞行速度的变化较少,所以电池的输出电流可以较低但要求飞行体整体的重量较轻。作为这样的飞行体的例子,可以列举出在平流层飞行、向地面提供无线通信服务的HAPS(High Altitude Platform Station:高空平台)、飞机等。这样,还存在电流可以较低但要求减轻重量的用途。
例如,在锂离子电池的情况下,作为负极集电体使用铜箔的情况较多,但通过使铜箔的厚度变薄,能够满足这样的要求。但是,使铜箔的厚度变薄存在技术上的限制,另外,如果使铜箔的厚度过薄,则不能保持强度,破损的可能性变高。本实施方式所涉及的负极集电体200由于中间为树脂层210,因此与仅由金属构成的负极集电体相比,虽然电阻变大,但能够降低密度。另外,也能够维持负极集电体200的强度。
例如,在假设金属层230的金属为铜、树脂层210的树脂为PET的情况下,铜的密度约为8.96g/cm3,PET的密度约为1.38g/cm3,因此与负极集电体仅由铜构成的情况相比,能够大幅降低重量。
例如,在负极集电体200的厚度为8μm的情况下,如果树脂层210的厚度为6μm,则密度约为3.25g/cm3,与仅由铜构成的情况的重量比为35%左右,能够削减重量65%左右。另外,当树脂层210的厚度为7μm时,密度约为2.30g/cm3,与仅由铜构成的情况的重量比为25%左右,能够削减重量75%左右。
在负极集电体仅由金属构成的情况下,即使将负极集电体多层化,由于是金属彼此(导电性的材料彼此),因此通过利用超声波焊接、电阻焊接以及激光焊接等进行焊接,也可以确保导电路径。与此相对,在将中间具有树脂层的负极集电体多层化的情况下,无法确保导电路径。因此,不能直接进行电阻焊接。另外,金属层与树脂层之间在沸点、热膨胀以及强度等方面特性不同,因此例如在想要进行激光焊接的情况下,可能会产生破裂、残存空孔等问题。另外,在进行超声波焊接的情况下,可能产生裂纹或断裂。
图4概略地表示正极集电体300的结构的一例。本实施方式所涉及的正极集电体300具有树脂层310、配置于树脂层310的两面的金属层331以及金属层332。正极集电体300例如具有树脂层310、涂敷在树脂层310上的金属层331以及金属层332。
作为本实施方式所涉及的树脂层310的树脂,采用导电性比金属层331以及金属层332的金属低,且密度比金属层331以及金属层332的金属低的树脂。作为树脂层310的树脂的例子,可以列举出PI(聚酰亚胺)。另外,作为树脂层310的树脂的例子,可以列举出PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。作为树脂层310的树脂,也可以使用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)以及PPS(聚苯硫醚)等。这些是例示,作为树脂层310的树脂可以使用其他种类的树脂。例如,在电池构成物10是锂离子电池的构成物的情况下,金属层330的金属可以是铝,树脂层310的树脂可以是聚酰亚胺。金属层330的金属也可以是其他金属。
图5概略地表示制造系统400的功能结构的一例。制造系统400具备准备部402、层叠集电体生成部410、电池生成部420以及集电体生成部430。需要说明的是,制造系统400不一定必须具备全部这些部件。
制造系统400可以由一个装置构成。另外,制造系统400也可以由多个装置构成。例如,制造系统400由具备准备部402以及电池生成部420的装置、具备电池生成部420的装置、具备集电体生成部430的装置构成。制造系统400也可以不具备电池生成部420。制造系统400也可以不具备集电体生成部430。
准备部402准备层叠体280以及层叠体380。准备部402可以准备电池构成物10。准备部402例如通过从其他装置接收电池构成物10来准备电池构成物10。准备部402也可以通过层叠负极20、正极30以及隔膜40来准备电池构成物10。层叠体准备部402也可以通过层叠压压电池50来准备电池构成物10。
树脂层210的厚度可以为3~7μm。作为树脂层210的厚度的例子,可以列举出3μm、4μm、5μm、6μm以及7μm等。
金属层231的厚度可以为0.1~2μm。金属层231的厚度例如可以为0.5μm~1μm。作为金属层231的厚度的例子,可以列举出0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm以及2μm等。
金属层232的厚度可以为0.1~2μm。金属层232的厚度例如可以为0.5μm~1μm。作为金属层232的厚度的例子,可以列举出0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm以及2μm等。
树脂层210的树脂的TD(Transverse direction:横向)方向的热收缩可以为1%以下。准备部402可以准备树脂层210由TD方向的热收缩1%以下的树脂构成的电池构成物10。准备部402可以准备树脂层210由通过调整材质、制造方法以及加工方法等而使TD方向的热收缩成为1%以下的树脂构成的电池构成物10。
树脂层310的树脂的TD方向的热收缩可以为1%以下。准备部402可以准备树脂层310由TD方向的热收缩为1%以下的树脂构成的电池构成物10。准备部402可以准备树脂层310由通过调整材质、制造方法以及加工方法等而使TD方向的热收缩成为1%以下的树脂构成的电池构成物10。
准备部402可以准备层叠有负极集电体200的层叠体280,该负极集电体200包含具有满足下述的数学式6的厚度的树脂层210、金属层231以及金属层232。
[数学式6]
0.04≤(金属层231的厚度+金属层232的厚度)/(树脂层210的厚度)
树脂层310的厚度可以为3~7μm。作为树脂层310的厚度的例子,可以列举出3μm、4μm、5μm、6μm以及7μm等。
金属层331的厚度可以为0.1~2μm。金属层331的厚度例如可以为0.5μm~1μm。作为金属层331的厚度的例子,可以列举出0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm以及2μm等。
金属层332的厚度可以为0.1~2μm。金属层332的厚度例如可以为0.5μm~1μm。作为金属层332的厚度的例子,可以列举出0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm以及2μm等。
准备部402可以准备层叠有正极集电体300的层叠体380,所述正极集电体300包含树脂层310、金属层331以及金属层332,所述树脂层310、金属层331以及金属层332具有满足将上述数学式6的金属层231的厚度、金属层232的厚度以及树脂层210的厚度置换为金属层331的厚度、金属层332的厚度以及树脂层310的厚度的数学式的厚度。
层叠集电体生成部410由利用准备部402准备的层叠体280以及层叠体380生成层叠集电体。层叠集电体生成部410具备配置部412、加热压缩部414以及焊接部416。
配置部412例如在层叠体280的上表面侧以及下表面侧的一方配置极耳,在另一方配置Sub极耳。配置部412例如在层叠体280的上表面侧配置极耳,在层叠体280的下表面侧配置Sub极耳。配置部412例如在层叠体280的上表面侧配置Sub极耳,在层叠体280的下表面侧配置极耳。
配置部412例如在层叠体380的上表面侧以及下表面侧的一方配置极耳,在另一方配置Sub极耳。配置部412例如在层叠体380的上表面侧配置极耳,在层叠体380的下表面侧配置Sub极耳。配置部412例如在层叠体380的上表面侧配置Sub极耳,在层叠体380的下表面侧配置极耳。
相对于层叠体280配置的极耳的材质可以与金属层231以及金属层232的材质相同。例如,在金属层231以及金属层232的材质为铜的情况下,相对于层叠体280配置的极耳的材质也可以为铜。需要说明的是,相对于层叠体280配置的极耳的材质也可以与金属层231以及金属层232的材质不同。
相对于层叠体380配置的极耳的材质可以与金属层331以及金属层332的材质相同。例如,在金属层331以及金属层332的材质为铝的情况下,相对于层叠体380配置的极耳的材质也可以为铝。需要说明的是,相对于层叠体380配置的极耳的材质也可以与金属层331以及金属层332的材质不同。
极耳的厚度优选为100~300μm。极耳的厚度可以在100~300μm的范围内根据电流值的大小来决定。
Sub极耳的厚度在维持层叠集电体的强度方面优选较厚,在层叠集电体的轻量化方面优选较薄。例如,Sub极耳的厚度优选为50~100μm。
加热压缩部414在层叠方向上对极耳、层叠体280以及Sub极耳的焊接对象部分进行加热压缩,使焊接对象部分的树脂层210的树脂溶出。加热压缩部414可以仅将极耳、层叠体280以及Sub极耳的焊接对象部分沿层叠方向加热压缩而使焊接对象部分的树脂层210的树脂溶出。加热压缩部414可以在与树脂层210的树脂种类对应的温度下进行加热压缩。与树脂的种类对应的温度例如是树脂的熔点以上的温度,是预先确定的温度。
加热压缩部414将极耳、层叠体380以及Sub极耳的焊接对象部分沿层叠方向加热压缩而使焊接对象部分的树脂层310的树脂溶出。加热压缩部414可以仅将极耳、层叠体380以及Sub极耳的焊接对象部分沿层叠方向加热压缩而使焊接对象部分的树脂层310的树脂溶出。加热压缩部414可以在与树脂层310的树脂种类对应的温度下进行加热压缩。与树脂的种类对应的温度例如是树脂的熔点以上的温度,是预先确定的温度。
焊接部416对由加热压缩部414加热压缩的极耳、层叠体280以及Sub极耳的焊接对象部分进行电阻焊接。焊接部416通过对该焊接对象部分进行电阻焊接而生成层叠集电体100。焊接部416对由加热压缩部414加热压缩后的极耳、层叠体380以及Sub极耳的焊接对象部分进行电阻焊接。焊接部416通过对该焊接对象部分进行电阻焊接而生成层叠集电体150。作为进行电阻焊接的装置,例如可以采用NAG系统的精密电阻焊机等。
焊接对象部分例如具有直径为1~10mm的圆形状。焊接对象部分优选具有3~5mm的圆形状。需要说明的是,焊接对象部分的形状不限于圆形状,也可以是多边形状等。焊接对象部分的直径、金属层231的厚度和金属层232的厚度的合计、以及树脂层210的厚度也可以决定为满足下述的数学式7。制造系统400也可以设计为焊接对象部分的直径、金属层231的厚度以及金属层232的厚度的合计、以及树脂层210的厚度满足下述的数学式7。
[数学式7]
焊接对象部分的直径、金属层231的厚度和金属层232的厚度的合计、以及树脂层210的厚度也可以决定为满足下述的数学式8。制造系统400也可以设计为焊接对象部分的直径、金属层231的厚度和金属层232的厚度的合计、以及树脂层210的厚度满足下述的数学式8。
[数学式8]
焊接对象部分的直径、金属层231的厚度和金属层232的厚度的合计、以及树脂层210的厚度也可以决定为满足下述的数学式9。制造系统400也可以设计为焊接对象部分的直径、金属层231的厚度和金属层232的厚度的合计、以及树脂层210的厚度满足下述的数学式9。
[数学式9]
焊接对象部分的直径、金属层231的厚度和金属层232的厚度的合计、以及树脂层210的厚度也可以决定为满足下述的数学式10。制造系统400也可以设计为焊接对象部分的直径、金属层231的厚度和金属层232的厚度的合计、以及树脂层210的厚度满足下述的数学式10。
[数学式10]
电池生成部420使用由层叠集电体生成部410生成的层叠集电体来生成电池。电池生成部420例如将包含由层叠集电体生成部410生成的层叠集电体100以及层叠集电体150的电池构成物10放入框体,进行电解液的注入等与电池的种类对应的作业,由此生成电池。电池生成部420也可以生成具有所生成的电池的移动体。例如,电池生成部420通过将生成的电池搭载在移动体上,生成具有电池的移动体。电池生成部420也可以生成具有所生成的电池的飞行体。例如,电池生成部420通过将生成的电池搭载于飞行体来生成具有电池的飞行体。作为飞行体的例子,可以列举出HAPS以及飞机等。
需要说明的是,在此,以负极集电体200以及正极集电体300两者在中间包含树脂层的情况为例进行说明,但不限于此。例如,也可以是,在负极集电体200以及正极集电体300中,仅负极集电体200在中间包含树脂层,正极集电体300仅由金属构成。在该情况下,可以不对层叠体380进行加热压缩。另外,也可以是,在负极集电体200以及正极集电体300中,仅正极集电体300在中间包含树脂层,负极集电体200仅由金属构成。在该情况下,可以不对层叠体280进行加热压缩。
集电体生成部430在中间包含树脂层,生成上表面的金属层与下表面的金属层电连接的集电体。集电体生成部430具备准备部432以及生成部434。
准备部432准备树脂层。生成部434在准备部432准备的树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面上配置金属,利用树脂层的侧面的至少一部分的金属生成树脂层的上表面的金属层与树脂层的下表面的金属层电连接的集电体。生成部434例如使金属与树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面分子接合。生成部434例如通过在树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面涂布分子接合剂并实施金属镀敷而生成集电体。在此,主要以使用分子接合的情况为例进行说明,但生成部434也可以使用溅射来代替分子接合。例如,生成部434在树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面上通过溅射来配置金属。生成部434例如在树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面上通过溅射形成金属薄膜,并实施金属镀敷,从而生成集电体。
准备部432例如准备四边形状的树脂层。生成部434可以使金属与四边形状的树脂层的4个侧面中的至少一个侧面、上表面以及下表面分子接合,利用树脂层的侧面中的至少一个侧面的金属生成树脂层的上表面的金属层与树脂层的下表面的金属层电连接的集电体。生成部434可以使金属与四边形状的树脂层的整体分子接合。生成部434也可以使金属与四边形状的树脂层的3个侧面、上表面以及下表面分子接合。生成部434也可以使金属与四边形状的树脂层的两个侧面、上表面以及下表面分子接合。生成部434也可以使金属与四边形状的树脂层的一个侧面、上表面以及下表面分子接合。生成部434也可以通过切断使金属与整体分子接合的树脂层,生成使金属与至少一个侧面分子接合的多个集电体。
生成部434可以通过在生成的集电体上涂布活性物质,生成具有活性物质的集电体。生成部434也可以通过在使金属与整体分子接合的树脂层的上表面的金属层上涂布活性物质之后进行切断,从而生成分别具有活性物质的多个集电体。
例如,在生成具有负极集电体200的负极20的情况下,准备部432准备树脂层210。然后,生成部434可以通过使金属与准备部432准备的树脂层210的侧面的至少一部分、上表面以及下表面分子接合,在上表面的金属层上涂布负极材料,从而生成具有树脂层210、金属层230以及负极材料的负极20。
例如,在生成具有正极集电体300的正极30的情况下,准备部432准备树脂层310。然后,生成部434可以通过使金属与准备部432准备的树脂层310的侧面的至少一部分、上表面以及下表面分子接合,在上表面的金属层上涂布正极材料,从而生成具有树脂层310、金属层330以及正极材料的正极30。
准备部402也可以通过层叠由集电体生成部430生成的负极20和正极30以及隔膜40来准备电池构成物10。准备部402也可以从集电体生成部430取得集电体生成部430通过层叠负极20、正极30以及隔膜40而生成的电池构成物10。由此,除了焊接对象部分之外,通过树脂层的侧面的至少一部分的金属,能够生成树脂层的上表面的金属层和树脂层的下表面的金属层电连接的层叠集电体。
图6~图10是用于说明层叠集电体100的制造方法的说明图。在此,对层叠集电体100的制造方法进行说明,层叠集电体150的制造方法也与层叠集电体100的制造方法相同。
如图6所示,首先,准备部402准备层叠体280,配置部412在层叠体280的上表面侧配置极耳102,在层叠体280的下表面侧配置Sub极耳104。需要说明的是,如图6所示,省略了层叠体280的图中的左右方向的图示。
接着,加热压缩部414在层叠方向上加热压缩极耳102、层叠体280以及Sub极耳104的焊接对象部分110,使焊接对象部分的树脂层210的树脂溶出。加热压缩部414可以通过加热压缩机502以及加热压缩机504从上下方向对极耳102、层叠体280以及Sub极耳104的焊接对象部分110进行加热压缩。由此,如图7所示,焊接对象部分110的树脂层210的树脂溶出,多个负极集电体200的金属层231以及金属层232接触。
接着,焊接部416对由加热压缩部414加热压缩后的焊接对象部分110进行电阻焊接。焊接部416也可以通过焊机512以及焊机514从上下方向夹入极耳102、层叠体280以及Sub极耳104的焊接对象部分110,通过负荷电流而进行电阻焊接。由此,如图9所示,生成在焊接点120沿层叠方向电导通的层叠集电体100。极耳102、层叠体280以及Sub极耳104通过由极耳102以及Sub极耳104夹着的树脂层部即固定部130固定。
焊接点120的焊接直径122可以是1~10mm。焊接直径122优选为3~5mm。固定部130的固定部宽度132可以为0.3mm以上。固定部宽度132可以为1mm以上。无树脂&无固定的部分的宽度134可以为0.1mm以下。
图10概略地示出了从上表面侧观察的层叠集电体100。如图10所示,焊接点120可以仅为一个部位。也可以在多个部位生成焊接点120。
下述的表1表示将树脂层210的厚度和两面的金属层的厚度的合计(金属层231的厚度和金属层232的厚度的合计)进行各种组合而生成层叠集电体100时的电阻偏差的实验结果。
[表1]
(两面的金属层的厚度合计)/(树脂层厚度) | 电阻偏差 |
0.02 | 3/10 |
0.04 | 8/10 |
0.14 | 9/11 |
0.20 | 10/10 |
0.40 | 10/10 |
在本实验中,使5个负极集电体200层叠并焊接在极耳102以及Sub极耳104上,测定每一个负极集电体200与极耳102的电阻,计算出平均和标准偏差。然后,以电阻的标准偏差σ×2≤平均值为合格,记录了合格率。
当“两面的金属层的厚度合计/树脂层厚度”为0.04以上时,与小于0.04的情况相比,合格率变高,合格率超过80%。因此,在本实施方式所涉及的制造系统400中,可以将数学式1和数学式6作为条件。
如表1所示,金属层越厚,树脂层越薄,电阻越稳定。另外,如果树脂层过薄,则强度变弱,焊接不顺利的可能性变高。另外,金属层越厚越重,因此从轻量化的观点出发不优选。因此,优选“两面的金属层的厚度合计/树脂层厚度”为0.04以上,并且不过大。
下述表2表示将焊接点120的焊接直径122、树脂层210的厚度、两面的金属层的厚度的合计(金属层231的厚度和金属层232的厚度的合计)进行各种组合而生成层叠集电体100时的焊接合格数和电阻偏差的实验结果。
[表2]
在本实验中,使5个负极集电体200层叠并焊接在极耳102以及Sub极耳104上,拉伸层叠体280和极耳102,测定了断裂强度。以1N/10mm以上且无断裂为焊接合格,记录了合格率。关于电阻偏差,使5个负极集电体200层叠并焊接在极耳102以及Sub极耳104上,测定每一个负极集电体200与极耳102的电阻,计算出平均和标准偏差。然后,以电阻的标准偏差σ×2≤平均值为合格,记录了合格率。
当“(焊接直径)/(两面的金属层厚度合计)×(树脂层厚度)”的值较小时,由于焊接直径较小或树脂层较薄,因此焊接强度降低。可以认为其原因是焊接面积较小或保持强度的树脂层变薄。在焊接面积较小的情况下,可以认为电阻偏差也变大。另外,当“(焊接直径)/(两面的金属层厚度合计)×(树脂层厚度)”较大时,由于焊接直径较大或树脂层较厚,因此可以认为此时强度也降低。
关于焊接合格数以及电阻偏差这两者,“(焊接直径)/(两面的金属层厚度合计)×(树脂层厚度)”在0.25~500的范围内,与范围外相比,合格数变高,合格率超过80%。因此,在本实施方式所涉及的制造系统400中,可以将数学式2和数学式7作为条件。
另外,关于焊接合格数以及电阻偏差这两者,“(焊接直径)/(两面的金属层厚度合计)×(树脂层厚度)”在2.25~175的范围内,与范围外相比,合格数进一步提高。因此,在本实施方式所涉及的制造系统400中,可以将数学式3和数学式8作为条件。
另外,关于焊接合格数以及电阻偏差这两者,“(焊接直径)/(两面的金属层厚度合计)×(树脂层厚度)”在7.5~15的范围内,与范围外相比,合格数进一步提高。因此,在本实施方式所涉及的制造系统400中,可以将数学式4和数学式9作为条件。
下述表3表示使用TD方向的热收缩不同的树脂生成层叠集电体100时的焊接合格数的实验结果。
[表3]
热收缩量 | 焊接合格数 |
0.50% | 10/10 |
1.00% | 8/10 |
1.50% | 5/11 |
2.00% | 2/10 |
在本实验中,使5个负极集电体200层叠并焊接在极耳102以及Sub极耳104上,拉伸层叠体280和极耳102,测定了断裂强度。以1N/10mm以上且无断裂为焊接合格,记录了合格率。
可以认为,当热收缩较大时,加热时树脂的变形较大,不能进行均匀的焊接,焊接强度降低。如表3所示,热收缩为1%以下,与比1%高的情况相比,合格率变高,合格率超过80%。因此,本实施方式所涉及的制造系统400能够将使用由TD方向的热收缩为1%以下的树脂构成的树脂层作为条件。
图11是用于说明由集电体生成部430进行的树脂层210的金属镀敷的说明图。如图6所示,生成部434可以通过使金属与由准备部432准备的树脂层210的整体分子接合来生成金属层230。金属层230包含与树脂层210的上表面211分子接合的金属、与树脂层210的下表面212分子接合的金属、与树脂层210的边缘部分,即树脂层210的4个侧面213分子接合的金属。这样,通过使金属与树脂层210的整体分子接合,能够生成导电率较高的负极集电体200。在图11中,对树脂层210进行了说明,树脂层310也是同样。另外,生成部434也可以使用溅射来代替分子接合。
图12是用于说明由集电体生成部430进行的树脂层210的金属镀敷的说明图。如图12所示,生成部434也可以通过使金属与由准备部432准备的树脂层210的4个侧面213中的一个、上表面211、下表面212分子接合来生成金属层230。金属层230包含与树脂层210的上表面211分子接合的金属、与树脂层210的下表面212分子接合的金属、与树脂层210的一个侧面213分子接合的金属。这样,通过使金属与树脂层210的侧面的至少一部分分子接合,与图11所示的集电体相比,能够生成导电率较低但重量较轻的负极集电体200。在图12中,对树脂层210进行了说明,树脂层310也是同样。另外,生成部434也可以使用溅射来代替分子接合。
图13是用于说明树脂层210的金属镀敷的说明图。图14是A-A剖视图。准备部432可以准备具有从上表面贯通到下表面的至少一个孔240的树脂层210。在图13所示的例子中,树脂层210具有4个孔240。
生成部434例如通过在具有孔240的树脂层210的上表面211、下表面212以及孔240的内表面242上涂布分子接合剂并实施金属镀敷,从而生成包含树脂层210、树脂层210的上表面侧的金属层231、树脂层210的下表面侧的金属层232以及配置在孔240的内表面的金属的负极集电体200。金属层231和金属层232通过配置在孔240的内表面的金属电连接。通过分子接合,能够实现对这样的孔240的内表面242的金属镀敷。
孔240的数量以及大小可以根据树脂层210的种类、树脂层210的大小以及金属的种类等来决定。例如,可以通过在树脂层210的种类、树脂层210的大小、金属的种类等各种条件下进行实验来决定适当的孔240的数量以及大小。作为具体例子,孔240的大小可以是直径为0.01mm~5mm。另外,孔240的间隔可以是中心间距离为0.05~5mm。
准备部432可以通过取得形成有孔240的树脂层210来准备具有孔240的树脂层210。另外,准备部432也可以取得未形成孔240的树脂层210,在该树脂层210上形成孔240。例如,准备部432通过化学蚀刻在树脂层210上形成一个或多个孔240。通过使用化学蚀刻,例如能够以100μm的间距形成直径为30μm~200μm的孔240。
准备部432也可以通过超声波激光在树脂层210上形成一个或多个孔240。另外,准备部432也可以通过使用了挖掘用的钻头的挖掘,在树脂层210上形成一个或多个孔240。另外,准备部432也可以通过气体激光在树脂层210上形成一个或多个孔240。
如图13所示,通过使金属与树脂层210的上表面211、下表面212以及孔240的内表面242分子接合,与图11所示的负极集电体200相比,能够生成重量较轻的负极集电体200。集电体生成部430也可以通过使金属与树脂层210的侧面213的至少一个、上表面211、下表面212以及孔240的内表面242分子接合来生成负极集电体200。由此,能够在实现负极集电体200的轻量化的同时,提高负极集电体200的导电性。在图13以及图14中,对树脂层210进行了说明,树脂层310也是同样。另外,生成部434也可以使用溅射来代替分子接合。例如,生成部434在具有孔240的树脂层210的上表面211、下表面212以及孔240的内表面242上通过溅射形成金属薄膜,并实施金属镀敷,由此生成包含树脂层210、树脂层210的上表面侧的金属层231、树脂层210的下表面侧的金属层232以及配置在孔240的内表面的金属的负极集电体200。
图15概略地表示由集电体生成部430进行的处理流程的一例。在此,对生成具有活性物质的多个集电体的情况下的处理流程进行说明。
在步骤(有时将步骤省略记载为S。)102中,准备部432准备四边形状的树脂层。在S104中,生成部434使金属与S102中准备的树脂层分子接合。生成部434使金属与树脂层的整体分子接合。需要说明的是,生成部434也可以使金属与树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面分子接合。生成部434也可以使用溅射来代替分子接合。
在S106中,生成部434在树脂层的上表面的金属层上配置活性物质。生成部434例如在金属层的上表面的第一端部以外的区域配置活性物质。在S108中,生成部434在S106中切断配置有活性物质的树脂层,由此生成分别包含第一端部的一部分和配置有活性物质的部分这两者的多个集电体。
图16~图18是用于说明负极集电体200的制造工序的说明图。生成部434生成整体配置有金属的四边形状的树脂层210(有时记载为多层体250。)。生成部434可以通过分子接合来配置金属,也可以通过溅射来配置金属。图16是多层体250的俯视图。多层体250也可以是带形状。
生成部434在多层体250的上表面的端部251以及与端部251对置的端部253以外的区域255配置活性物质260,切断多层体250,由此生成分别包含端部251的一部分或端部253的一部分和配置有活性物质的部分这两者的多个负极集电体200。如图17所示,生成部434可以通过在区域255配置活性物质260,并分别切断在配置有活性物质260的部分切断的、包含端部251的部分树脂层256以及包含端部253的部分树脂层257,从而生成分别包含端部251的一部分或端部253的一部分,和配置有活性物质的部分这两者的多个负极集电体200。多层体250的生成、活性物质260的配置等可以通过任意方法来实现,例如可以采用辊对辊方式等。
根据图17所示的例子,制造出4个在两个侧面上配置有金属的负极集电体200、10个在一个侧面上配置有金属的负极集电体200。这样,根据图16至图18中说明的制造工序,能够有效地生成多个负极集电体200。在图16~图18中,说明了负极集电体200的制造工序,正极集电体300的制造工序也是同样。
图19概略地表示由集电体生成部430进行的处理流程的一例。在此,对生成具有活性物质的多个集电体的情况下的处理流程进行说明。
在S202中,准备部432准备四边形状的树脂层。在S204中,生成部434使金属与S202中准备的树脂层分子接合。生成部434可以使金属与树脂层的整体分子接合。需要说明的是,生成部434也可以使金属与树脂层的侧面的至少一部分、上表面以及下表面分子接合。生成部434也可以使用溅射来代替分子接合。
在S206中,生成部434在树脂层的上表面的金属层上配置活性物质。生成部434例如在金属层的上表面的第一端部以外的区域配置活性物质。在S208中,生成部434通过切断树脂层的第一端部的部分的一部分,将第一端部切断成锯齿型,在第一端部的部分形成多个凸部。在S210中,生成部434通过将树脂层切断成长条状,生成分别包含一个凸部和配置有活性物质的部分这两者的多个集电体。
图20以及图21是用于说明负极集电体200的制造工序的说明图。生成部434通过在多层体250的上表面的端部251以及与端部251对置的端部253以外的区域255上配置活性物质260,并切断多层体250的端部251的部分的一部分,从而在端部251的部分上形成多个凸部252,通过切断多层体250的端部253的部分的一部分,从而在端部253的部分上形成多个凸部254,并切断多层体250,生成分别包含一个凸部252或一个凸部254,和配置有活性物质260的部分这两者的多个负极集电体200。由此,通过凸部的前端部分的金属层,能够生成确保了导电性的负极集电体200。在图20以及图21中,说明了负极集电体200的制造工序,正极集电体300的制造工序也是同样。
图22概略地表示由集电体生成部430进行的处理流程的一例。在此,对生成具有活性物质的多个集电体的情况下的处理流程进行说明。
在S302中,准备部432准备四边形状的树脂层。在S304中,生成部434通过切断树脂层的第一端部的部分的一部分,将第一端部切断成锯齿型,在第一端部的部分形成多个凸部。
在S306中,生成部434在S304中使金属与第一端部的部分形成有多个凸部的树脂层的整体分子接合。生成部434也可以使用溅射来代替分子接合。在S308中,生成部434在树脂层的第一端部以外的部分的上表面的区域配置活性物质。在S310中,生成部434通过将树脂层切断成长条状,生成分别包含一个凸部和配置有活性物质的部分这两者的多个集电体。
图23以及图24是用于说明负极集电体200的制造工序的说明图。生成部434通过切断四边形状的树脂层210的端部221的一部分,在端部221上形成多个凸部222,通过切断树脂层210的端部223的一部分,在端部223上形成多个凸部224之后,使金属与树脂层210的整体分子接合,在树脂层210的端部221以及端部223以外的部分的上表面的区域225上配置活性物质,通过切断树脂层210,生成分别包含一个凸部222或一个凸部224,和配置有活性物质的部分这两者的多个负极集电体200。生成部434可以将树脂层210切断成长条状。在图23以及图24中,说明了负极集电体200的制造工序,正极集电体300的制造工序也是同样。生成部434也可以使用溅射来代替分子接合。
图25概略地表示作为制造系统400发挥功能的计算机1200的硬件结构的一例。安装在计算机1200中的程序能够使计算机1200作为本实施方式所涉及的装置的一个或多个“部分”发挥功能,或者使计算机1200执行与本实施方式所涉及的装置相关联的操作或该一个或多个“部分”,和/或使计算机1200执行本实施方式所涉及的过程或该过程的阶段。为了使计算机1200执行与本说明书中记载的流程图以及框图的块中的几个或全部相关联的特定操作,这样的程序可以由CPU1212执行。
本实施方式的计算机1200包括CPU1212、RAM1214以及图形控制器1216,它们通过主机控制器1210相互连接。计算机1200还包括通信接口1222、存储装置1224、DVD驱动器、以及IC卡驱动器这样的输入输出单元,它们经由输入输出控制器1220与主机控制器1210连接。DVD驱动器可以是DVD-ROM驱动器以及DVD-RAM驱动器等。存储装置1224可以是硬盘驱动器以及固态驱动器等。计算机1200还包括ROM1230以及键盘等传统的输入输出单元,它们经由输入输出芯片1240连接到输入输出控制器1220。
CPU1212按照存储在ROM1230以及RAM1214内的程序进行工作,从而控制各单元。图形控制器1216在RAM1214内提供的帧缓冲器等或其自身中,取得由CPU1212生成的图像数据,使图像数据显示在显示设备1218上。
通信接口1222经由网络与其他电子设备进行通信。存储装置1224存储由计算机1200内的CPU1212使用的程序以及数据。DVD驱动器从DVD-ROM等读取程序或数据,提供给存储装置1224。IC卡驱动器从IC卡读取程序以及数据,和/或将程序以及数据写入IC卡。
ROM1230在其中存储激活时由计算机1200执行的引导程序等,和/或依赖于计算机1200的硬件的程序。输入输出芯片1240还可以经由USB端口、并行端口、串行端口、键盘端口、鼠标端口等将各种输入输出单元连接到输入输出控制器1220。
程序由DVD-ROM或IC卡等计算机可读存储介质提供。程序从计算机可读存储介质读取,安装在也是计算机可读存储介质的例子的存储装置1224、RAM1214或ROM1230中,由CPU1212执行。这些程序内记述的信息处理被计算机1200读取,实现程序与上述各种类型的硬件资源之间的协作。装置或方法可以通过根据计算机1200的使用实现信息的操作或处理来构成。
例如,在计算机1200以及外部设备之间执行通信的情况下,CPU1212可以执行加载到RAM1214中的通信程序,基于在通信程序中记述的处理,指示通信接口1222进行通信处理。通信接口1222在CPU1212的控制下,读取存储在RAM1214、存储装置1224、DVD-ROM,或者IC卡等记录介质内提供的发送缓冲区域中的发送数据,将读取到的发送数据发送到网络,或者将从网络接收到的接收数据写入到记录介质上提供的接收缓冲区域等中。
另外,CPU1212可以使RAM1214读取存储装置1224、DVD驱动器(DVD-ROM)、IC卡等存储在外部记录介质中的文件或数据库的全部或必要部分,对RAM1214上的数据执行各种类型的处理。CPU1212接着可以将处理后的数据写回到外部记录介质。
各种类型的程序、数据、表格以及数据库等各种类型的信息可以被存储在记录介质中,并且可以接受信息处理。CPU1212可以对从RAM1214读取的数据执行包括在本公开的各处记载的由程序的指令序列指定的各种类型的操作、信息处理、条件判断、条件分支、无条件分支、信息的检索/替换等各种类型的处理,并且将结果写回到RAM1214。另外,CPU1212也可以检索记录介质内的文件、数据库等中的信息。例如,在分别具有与第二属性的属性值相关联的第一属性的属性值的多个条目被存储在记录介质内的情况下,CPU1212可以从该多个条目中检索与第一属性的属性值所指定的条件一致的条目,并读取存储在该条目内的第二属性的属性值,由此取得与满足预定条件的第一属性相关联的第二属性的属性值。
以上说明的程序或软件模块可以存储在计算机1200上或计算机1200附近的计算机可读存储介质中。另外,在与专用通信网络或因特网连接的服务器系统内提供的硬盘或RAM等记录介质能够作为计算机可读存储介质使用,由此将程序经由网络提供给计算机1200。
本实施方式中的流程图以及框图中的块可以表示执行操作的过程的阶段或具有执行操作的作用的装置的“部分”。特定的阶段以及“部分”可以由专用电路、与存储在计算机可读存储介质上的计算机可读指令一起提供的可编程电路,和/或与存储在计算机可读存储介质上的计算机可读指令一起提供的处理器来实现。专用电路可以包括数字和/或模拟硬件电路,也可以包括集成电路(IC)和/或分立电路。可编程电路例如可以包含现场可编程门阵列(FPGA)以及可编程逻辑阵列(PLA)等可重构的硬件电路,该可重构的硬件电路包含逻辑积、逻辑和、异或、与非、或非以及其他逻辑运算、触发器、寄存器以及存储元件。
计算机可读存储介质可以包含能够存储由适当的设备执行的指令的任意有形的设备,其结果是,具有存储在其中的指令的计算机可读存储介质包括产品,该产品包含为了制成用于执行由流程图或框图指定的操作的单元而能够执行的指令。作为计算机可读存储介质的例子,可以包含电子存储介质、磁性存储介质、光存储介质、电磁存储介质、半导体存储介质等。作为计算机可读存储介质的更具体的例子,可以包括软(Floppy(注册商标))盘、磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、蓝光(注册商标)盘、记忆棒、集成电路卡等。
计算机可读指令包括汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器依赖指令、微码、固件指令、状态设定数据,或Smalltalk(注册商标)、JAVA(注册商标)、C++等面向对象编程语言、以及“C”编程语言或同样的编程语言等现有的过程型编程语言,也可以包括以一个或多个编程语言的任意组合记述的源代码或对象代码中的任意一个。
计算机可读指令为了使通用计算机、特殊目的的计算机,或者其他可编程的数据处理装置的处理器,或可编程电路生成用于执行由流程图或框图指定的操作的单元而执行该计算机可读指令,也可以经由本地或局域网(LAN)、因特网等广域网(WAN)提供给通用计算机、特殊目的的计算机,或者其他可编程的数据处理装置的处理器,或者可编程电路。作为处理器的例子,包括计算机处理器、处理单元、微处理器、数字信号处理器、控制器、微控制器等。
以上,使用实施方式说明了本发明,但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。对于本领域技术人员来说显而易见的是,能够对上述实施方式进行多种变更或改良。根据权利要求书的记载可以明确,进行了这样的变更或改良的方式也包含在本发明的技术范围内。
应当注意的是,权利要求书、说明书以及附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤以及阶段等各处理的执行顺序,只要没有特别明示为“更早”、“之前”等,或者没有在后续处理中使用先前处理的输出,就可以以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程,为了方便而使用“首先”、“接着”等进行了说明,但不意味着必须按照该顺序实施。
附图标记说明
10:电池构成物;20:负极;30:正极;40:隔膜;50:层压电池;100:层叠集电体;102:极耳;104:Sub极耳;110:焊接对象部分;120:焊接点;122:焊接直径;130:固定部;132:固定部宽度;134:宽度;150:层叠集电体;200:负极集电体;210:树脂层;211:上表面;212:下表面;213:侧面;221:端部;222:凸部;223:端部;224:凸部;225:区域;230:金属层;231:金属层;232:金属层;240:孔;242:内表面;250:多层体;251:端部;252:凸部;253:端部;254:凸部;255:区域;256:部分树脂层;257:部分树脂层;260:活性物质;280:层叠体;300:正极集电体;310:树脂层;330:金属层;380:层叠体;400:制造系统;402:准备部;410:层叠集电体生成部;412:配置部;414:加热压缩部;416:焊接部;420:电池生成部;430:集电体生成部;502:加热压缩机;504:加热压缩机;512:焊机;514:焊机;1200:计算机;1210:主机控制器;1212:CPU;1214:RAM;1216:图形控制器;1218:显示设备;1220:输入输出控制器;1222:通信接口;1224:存储装置;1230:ROM;1240:输入输出芯片。
Claims (19)
1.一种层叠集电体的制造方法,具备:
准备工序,准备层叠有集电体的层叠体,所述集电体包含树脂层和配置于所述树脂层的两面的第一金属层以及第二金属层;
配置工序,在所述层叠体的上表面侧以及下表面侧的一方配置极耳,在另一方配置Sub极耳;
加热压缩工序,将所述极耳、所述层叠体以及所述Sub极耳的焊接对象部分沿层叠方向加热压缩而使所述焊接对象部分的所述树脂层的树脂溶出;以及
焊接工序,对所述焊接对象部分进行电阻焊接。
2.根据权利要求1所述的层叠集电体的制造方法,
所述加热压缩工序仅将所述极耳、所述层叠体以及所述Sub极耳的所述焊接对象部分沿层叠方向加热压缩,使所述焊接对象部分的所述树脂层的树脂溶出。
3.根据权利要求1或2所述的层叠集电体的制造方法,
所述准备工序准备层叠有所述集电体的所述层叠体,所述集电体包含具有满足下述数学式1的厚度的所述树脂层、所述第一金属层以及所述第二金属层,
[数学式1]
0.04≤(第一金属层的厚度+第二金属层的厚度)/(树脂层的厚度)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的层叠集电体的制造方法,
所述准备工序准备层叠有所述集电体的所述层叠体,所述集电体包含具有3~7μm厚度的树脂层、具有0.1~2μm厚度的所述第一金属层和具有0.1~2μm厚度的所述第二金属层。
5.根据权利要求3或4所述的层叠集电体的制造方法,
所述焊接对象部分具有直径为1~10mm的圆形状。
6.根据权利要求5所述的层叠集电体的制造方法,
所述焊接对象部分的直径、所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的合计、以及所述树脂层的厚度满足下述的数学式2,
[数学式2]
7.根据权利要求5所述的层叠集电体的制造方法,
所述焊接对象部分的直径、所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的合计、以及所述树脂层的厚度满足下述的数学式3,
[数学式3]
8.根据权利要求5所述的层叠集电体的制造方法,
所述焊接对象部分的直径、所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的合计、以及所述树脂层的厚度满足下述的数学式4,
[数学式4]
9.根据权利要求5所述的层叠集电体的制造方法,
所述焊接对象部分的直径、所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的合计、以及所述树脂层的厚度满足下述的数学式5,
[数学式5]
10.根据权利要求1至8中任一项所述的层叠集电体的制造方法,
所述树脂层的树脂的横向方向的热收缩为1%以下。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的层叠集电体的制造方法,
所述第一金属层以及所述第二金属层的材质为铜,
所述树脂层的材质为聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、聚苯硫醚或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
12.一种程序,用于使计算机执行权利要求1至11中任一项所述的层叠集电体的制造方法。
13.一种电池的制造方法,具备:
准备工序,准备层叠有集电体的层叠体,所述集电体包含具有3~7μm的厚度的树脂层和配置于所述树脂层的两面的分别具有0.1~2μm厚度的第一金属层以及第二金属层;
配置工序,在所述层叠体的上表面侧以及下表面侧的一方配置极耳,在另一方配置Sub极耳;
加热压缩工序,将所述极耳、所述层叠体以及所述Sub极耳的直径为1~10mm的焊接对象部分沿层叠方向加热压缩而使所述焊接对象部分的所述树脂层的树脂溶出;以及
焊接工序,对所述焊接对象部分进行电阻焊接,生成层叠集电体;以及
电池生成工序,生成使用所述层叠集电体,搭载太阳能电池板以及电池,利用所述电池的电力的飞行体的所述电池。
14.根据权利要求13所述的电池的制造方法,
所述电池生成工序生成使用所述层叠集电体,搭载所述太阳能电池板以及所述电池并在平流层飞行,向地面提供无线通信服务的高空平台的所述电池。
15.一种制造系统,具备:
层叠体准备部,准备层叠有集电体的层叠体,所述集电体包含树脂层和配置于所述树脂层的两面的第一金属层以及第二金属层;
配置部,在所述层叠体的上表面侧以及下表面侧的一方配置极耳,在另一方配置Sub极耳;
加热压缩部,将所述极耳、所述层叠体以及所述Sub极耳的焊接对象部分沿层叠方向加热压缩而使所述焊接对象部分的所述树脂层的树脂溶出;以及
焊接部,对所述焊接对象部分进行电阻焊接。
16.一种层叠集电体,层叠有多个集电体,在上侧以及下侧的一方配置有极耳,在另一方配置有Sub极耳,所述层叠集电体具备:
第一区域,不被所述极耳与所述Sub极耳夹着,在所述多个集电体的各自的中间包含树脂层;
第二区域,被所述极耳与所述Sub极耳夹着,在所述多个集电体的各自的中间包含树脂层;以及
第三区域,被所述极耳与所述Sub极耳夹着,所述多个集电体各自的中间的树脂的量比所述第一区域中的所述多个集电体各自的树脂层的树脂的量少,或者在所述多个集电体各自的中间没有树脂,并被电阻焊接。
17.一种电池,具有权利要求16所述的层叠集电体。
18.一种移动体,具有权利要求17所述的电池。
19.一种飞行体,具有权利要求17所述的电池。
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