CN1225813C - 锂离子二次电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

通过利用在卷绕时不容易发生极板组的卷偏或纵向弯曲，在制成时一体化的卷绕式极板组，实现能够抑制充放电循环时引起的极板膨胀和收缩或者在高温保存时等情况下产生的气体造成的循环特性和保存特性的恶化的锂离子二次电池。在含有以聚合物材料a为主成分的粘结剂的极板A，以及与之具有相反极性的极板B上形成以前述聚合物材料a或者聚合物材料a的共聚物为主成分的多孔质聚合物层，进而将它们卷绕成扁平状，形成扁平极板组，用非水电解液使扁平极板组浸润，在保持浸润状态不变的情况下，一边沿厚度方向对前述扁平极板组加压，一面进行加热和冷却，将极板组一体化。

Description

锂离子二次电池的制造方法
技术领域
本发明涉及卷绕式锂二次电池的制造方法。本发明特别涉及使用将隔板和极板一体化形成的卷绕式极板组的锂离子二次电池的制造方法。
背景技术
作为锂离子二次电池，主要使用卷绕式电池，所述卷绕式电池的结构为，将正极板和负极板与微孔的多孔性聚乙烯板等隔板一起卷绕起来制作卷绕式极板组，将该卷绕式极板组和非水电解液一起收存到规定的壳体内。
进而，从向设备内的收存性能的观点出发，对于卷绕式电池，一般喜欢采用将卷绕成圆筒状的极板组加压，或者将其卷绕成扁平状制作扁平状的卷绕式极板组，将这种扁平状卷绕式极板组收存到具有矩形或者长椭圆形截面的扁平形状的金属制的电池容器内的形式的方形电池。
近年来，主要从安全的观点出发，具有把多孔质聚合物层配置在正极板和负极板之间的结构的、被称之为聚合物电池的锂离子二次电池也被受瞩目。作为这种类型的锂离子二次电池，一般是含有将板状的正极板和负极板中间经由多孔质聚合物层进行叠层和一体化获得的叠层极板组的叠层型电池。
进而，伴随着为了达到高容量化将隔板减薄，对安全性的要求变得更加严格，所以，对于卷绕式电池，提出了在极板上形成多孔质聚合物层，将其卷绕制作卷绕式极板组的卷绕式电池的方案(例如，特开平11-345606号公报和特开平11-86844号公报等)。但是，在卷绕型极板中，如果不是在进行卷绕之后，就不能将整个极板一体化。
反之，仅把一个极板和隔板一体化并卷绕制作的极板组由于不能将所获得的极板组整个一体化，所以，在充放电循环时引起的极板膨胀和收缩，或者在高温下保存等情况下产生的气体，或者气体滞留在极板组内引起极板组变形，会使电池特性恶化。
本发明从上述观点出发，其目的是提供一种锂离子二次电池的制造方法，通过采用能够进行卷绕、而且在制作完毕时其整体一体化的扁平状的卷绕式极板组，能够抑制因充放电循环引起的极板膨胀和收缩或者在高温下保存时产生的气体造成的循环特性和保存特性的恶化。
发明内容
根据本发明的锂离子二次电池的制造方法，其特征为，它包括以下工序：
(a)制作包含吸留、放出锂离子的活性物质和以聚合物材料a为主成分的粘结剂的极板A，以及包含吸留、放出锂离子的活性物质和以聚合物材料b为主成分的粘结剂的极板B的极板制作工序，
(b)在前述极板B上形成以前述聚合物材料a或者聚合物材料a的共聚物为主成分的多孔质聚合物层以形成隔板的隔板制作工序，
(c)中间经由前述隔板将前述极板A和前述极板B对向地重叠作为叠层体，通过将前述叠层体卷绕成扁平状形成扁平极板组的极板组形成工序，
(d)将前述扁平状极板组和非水电解液收存到电池容器内，用前述非水电解液浸润前述扁平极板组的浸润工序，以及
(e)保持浸润状态不变，一面向前述扁平极板组的厚度方向施加压力，一面在80-100℃的加热温度下将前述扁平极板组加热，冷却，将前述扁平极板组一体化的一体化工序。
前述聚合物材料a优选地为聚偏二氟乙烯。
前述一体化工序(e)优选地是在保持浸润状态不变的情况下，一面沿前述扁平极板组的厚度方向施加1～50kg/cm2的压力，一面在80～100℃的加热温度下将前述扁平极板组加热，冷却到室温，将前述极板组一体化的工序。
在前述制造方法中，优选地，在前述浸润工序(d)之后，将前述扁平极板组调整到显示3.5V以上的开电路电压的状态，在保持前述状态不变的情况下，进行前述一体化工序(e)。
附图说明
图1是表示实施例和比较例的电池的循环数与放电容量的关系的图示。
图2是表示A组电池的循环数与放电容量的关系的图示。
具体实施方式
本发明涉及锂离子二次电池的制造方法，其特征为，该制造方法包括以下工序：
(a)制作包含吸留、放出锂离子的活性物质和以聚合物材料a为主成分的粘结剂的极板A，以及包含吸留、放出锂离子的活性物质和以聚合物材料部为主成分的粘结剂的极板B的极板制作工序，
(b)在前述极板B上形成以前述聚合物材料a或者聚合物材料a的共聚物为主成分的多孔质聚合物层、制作隔板的隔板制作工序，
(c)中间经由前述隔板将前述极板A和前述极板B对向地重叠作为叠层体，通过将前述叠层体卷绕成扁平状形成扁平极板组的极板组形成工序，
(d)将前述扁平状极板组和非水电解液收存到电池容器内，用前述非水电解液浸润前述扁平极板组的浸润工序，以及
(e)保持浸润状态不变，一面向前述扁平极板组的厚度方向施加压力，一面在80℃以上的加热温度下将前述扁平极板组加热，冷却，将前述扁平极板组一体化的一体化工序。
特别是，在极板组形成工序(c)中，由于和多孔质聚合物层一体化的极板B与极板A是分离的，所以，在卷绕时不容易卷偏。进而，极板A的粘结剂和多孔质聚合物层是由相同的聚合物材料或者它们的共聚物构成的。因此，在极板组形成工序(c)中形成极板组之后，在一体化工序(e)中，极板A和多孔质聚合物层熔敷，结果，极板组一体化。通过把这样一体化的极板组用于锂离子二次电池，可以抑制因充放电循环引起的极板膨胀以及收缩或者在高温保存时等情况下产生的气体造成的循环特性及保存特性的恶化。下面，按照工序说明根据本发明的锂离子二次电池的制造方法。
(a)极板制作工序，
首先，在极板制作工序(a)中，制作包含吸留、放出锂离子的活性物质和以聚合物材料a为主成分的粘结剂的极板A，以及包含吸留、放出锂离子的活性物质和以聚合物材料b为主成分的粘结剂的极板B。
极板A是正极或者是负极都可以。与极板A具有相反极性的极板B，在极板A是正的情况下当然是负极，在极板A为负极的情况下是正极。吸留、放出锂离子的活性物质，对于正极也好，对于负极也好，都可以使用现有技术中公知的材料。对于正极活性物质，优选地为LiCoO2等含有锂的过度族金属，对于负极活性物质，优选地为人造石墨或将表面进行了改性的天然石墨等各种石墨。
作为聚合物材料a和聚合物材料b，例如，可以使用聚乙烯(PE)，聚偏二氟乙烯(PVdF)以及苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)等现有技术中公知的极板粘结剂用聚合物材料。但是，在把聚合物材料a或聚合物材料b用于正极时，需要注意不应使用SBR等在高电压下分解的聚合物材料。
此外，不必一定要同时制作极板A和极板B。特别是，由于极板A不用于隔板制作工序，所以，制作极板B，然后，在极板B上制作隔板之后，再制作极板A也可以。
其中，聚合物材料a优选地是(PVdF)。
在根据本发明的锂离子二次电池的制造方法中，如前面所述，作为聚合物材料，可以使用聚乙烯，聚丙烯和PVdF等对非水电解质溶液稳定、并且电化学也稳定的热塑性材料或者它们的初级体。其中，作为聚合物材料，PVdF以及PVdF和六氟丙稀(HFP)的共聚物在多孔质聚合物层的离子导电性和结合性两个方面是优选地。特别是，在把聚合物材料a用作正极使用时，它们在高电位的正极是稳定的，所以是特别优选的材料。
(b)隔板制作工序
其次，在工序(b)中，在前述极板B上形成以前述聚合物材料a或者聚合物材料a的共聚物为主成分的多孔质聚合物层，制作隔板。
作为在该极板B上形成多孔质聚合物层的方法，只要极板B和多孔质聚合物层充分粘结，用什么方法都可以。例如，可以采用用N-甲基吡咯烷酮(NMP)等溶剂将聚合物材料a或者其共聚物溶解，将获得的溶液涂布到极板B上，然后，通过干燥等将溶剂除去，将聚合物层多孔质化的同时向极板B上进行粘结的方法。此外，还有不用涂布，而是将极板B浸渍到聚合物溶液容器内，然后，通过干燥等将溶剂除去，将聚合物层多孔质化的同时向极板B上进行粘结的方法。
在这些方法中，由于将多孔质聚合物层直接形成在极板B上，所以，充分确保多孔质层和极板B的粘结。因此，作为极板B的粘结剂的主成分的聚合物材料b与作为多孔质聚合物层的主成分的聚合物材料a或者其共聚物并不一定是相同的。但是，只就多孔质聚合物层与极板B的粘结而言，聚合物材料a和聚合物材料b最好是相同的或类似的。关于聚合物材料b的选定，可以根据电池特性及成本等其它主要因素决定。
在该隔板制作工序(b)中，如前面所述，多孔质聚合物层可以形成在正极和负极任何一个电极的表面上，但一般地，在卷绕式极板组中，由于负极的面积大于正极的面积，所以优选地地形成在负极的表面上。从而，优选地，极板A为正极，极板B为负极。
(c)极板组形成工序
在极板组形成工序(c)中，中间经由前述隔板将前述极板B和前述极板A对向重合制成叠层体，通过将前述叠层体卷绕成扁平状，形成扁平极板组。
这里，将多孔质聚合物层作为隔板，使极板A和极板B对向地重合，将叠层体卷绕成扁平状。由于在这时极板A和多孔质聚合物层没有粘结，所以，在卷绕一体化的极板组时不容易产生卷偏或纵向弯曲。
(d)浸润工序
接着，将前述扁平状极板组和非水电解液收存到电池容器内，用前述非水电解液浸润前述扁平状极板组。
这里，首先，将扁平状极板组和非水电解液收存到电池容器内，用非水电解液浸润极板组。作为电池容器，优选地使用由树脂层压的铝箔制作的电池容器，或者用铁或铝制的方形电池容器。
作为非水电解液，可以使用现有技术中公知的非水电解液，从具有优异的电池特性的观点出发，使用由环形碳酸酯和链状碳酸酯的混合溶媒构成非水电解液，以及将LiPF6等锂盐溶解到环形内酯等有机溶媒中获得的非水电解液是有益的。
这里，所用的容器是任意的。既可以是最终的电池容器，也可以使用树脂薄膜制容器等和最终的电池容器不同的容器，在后面所述的一体化工序(e)结束之后，将极板组移到最终的电池容器中。
(e)一体化工序
最后，在保持浸润状态不变的状态下，一面沿厚度方向对前述扁平状极板组施加压力，一面将前述扁平极板组在80℃以上的加热温度下加热，冷却，将前述扁平极板组一体化。
在保持扁平极板组湿润的状态下，一面沿厚度方向对扁平极板组加压，一面进行加热。这时，通过加压，极板A和多孔质聚合物层贴紧。进而，通过在湿润状态下加热到80℃以上，作为极板A的粘结剂的主成分的聚合物材料a以及作为多孔质聚合物层的主成分的聚合物材料a或者其共聚物，由于非水电解液的存在而熔融，通过其后的冷却，由于极板A和多孔质聚合物层用同一种聚合物材料构成，所以很容易熔敷。结果是，获得正极、负极以及隔板一体化的扁平极板组。
此外，加压方法也是任意的。例如，在使用象树脂膜制造的容器，以及用树脂层压的铝箔制的容器这种在厚度方向没有抵抗力的容器的场合，在把扁平极板组放入容器内状态下，通过对该容器加压，可以对前述扁平极板组加压。此外，在使用于厚度方向没有抵抗力的容器的情况下，也可以在容器周围配置衬垫。
另一方面，也可以使用在厚度方向具有抵抗力的扁平方形容器。在这种情况下，在对扁平极板组加压后，可以将其移送到金属制容器中。此外，也可以使用具有以规定的厚度尺寸承受负荷的抵抗力的容器。
具体地说，优选地，沿厚度方向对前述扁平极板组施加1～50kg/cm2的压力，在80～100℃的温度下加热后，冷却到室温。更优选地，以1～30kg/cm2的压力进行加压。
在这种一体化工序(e)中加压的压力会影响接合力。优选地将加压压力在扁平极板组的厚度方向上控制在1～50kg/cm2的范围内。当加压压力低于1kg/cm2时，接合力降低，反之，当压力超过50kg/cm2时，减少表面聚合物层的多孔度，难以保持非水电解液。即，在上述范围之外，会导致获得的电池的特性下降。
另一方面，加热温度依表面聚合物层的材质和加压压力有一定的差别。当过分低时，结合不充分，当过高时，有电池容量下降的倾向。从上述观点出发，优选地，加热温度为80～100℃。
通过上面所述的一体化工序(e)，可以抑制因放电循环引起的极板膨胀和收缩或者在高温保存时等产生的气体造成的循环特性和保存特性的恶化。
进而，在本发明中，在前述浸润工序(d)之后，优选地，将前述扁平极板组调整到显示3.5V以上的开路电压状态，保持这种状态不变地进行前述一体化工序(e)。
在浸润工序(d)中由电解液浸润的扁平极板组可以原封不动移送到一体化工序(e)中，但是，由于未吸留锂的负极的不稳定电位，有电池特性上产生偏差的危险。为了避免这种危险性，优选地使扁平极板组处于稍稍充电的状态。从管理上，优选地，注液后的扁平极板组的开路电压为3.5V以上。为了形成这种状态的补加工序，可以在充电时或者放电时任何时候进行调整。
此外，充电没有必要是完全充电状态，优选地，充电到开路电压至少显示出3.5～4.0V，或者在充放电一次以上之后，充电到开路电压至少显示出3.5～4.0V。但是，上述充电操作或充放电操作在接近室温的温度下进行，在万一产生气体的情况下，优选地利用单向阀将其排出到容器的外部。
下面，利用实施例更详细地对本发明进行说明。但本发明并不局限于与此。
实施例
在本实施例中，制造作为负极含有形成多孔质聚合物层的极板B，作为正极含有极板A的电池。
(1)电池组A
正极按下述方式制作。在100份重量的作为活性物质的LiCoO2中加入3份重量的碳黑，获得混合物。然后，将溶解了12重量％的PVdFNMP溶液作为粘结剂，以含有6份重量的树脂成分的形式，加入到前述混合物中，进行混练，制作正极合剂。用公知的方法将这种正极合剂涂布到厚度为20μm的铝箔的两面上，进行干燥，加压和剪裁，获得以PVdF作为粘结剂的树脂成分的厚度为150μm的正极板。
按下述方式制作负极。在100份重量的作为活性物质的石墨粉末中含有SBR的微粒子40重量％的乳剂作为粘结剂材料，以树脂成分含有3份重量的方式，进行混练，制作负极合合剂。用通常的方法将这种负极合剂涂布到厚度为15μm的铜箔上，进行干燥、加压和剪裁，获得以SBR作为粘结剂的树脂成分的厚度为150μm的负极板(极板制作工序(a))。
接着，在上述负极板的两个表面上，涂布将含有PVdF与HFP为88∶12摩尔比的共聚物溶解到NMP内(PVdF-HFP/NMP)的10重量％溶液，形成厚度20μm的涂布层。将涂布后的负极板浸渍水中，将NMP置换成水，进而进行干燥，形成含有与正极的粘结剂相同的作为树脂材料的PVdF的多孔质聚合物层(隔板制作工序(b))。
在上述正极和备有表面多孔质聚合物层的负极上分别安装引线，将前述正极和前述负极中间经由前述多孔质聚合物层重合获得的叠层体在保持多孔质聚合物层与前述正极处于非结合状态的情况下卷绕成长椭圆形。进而，沿厚度方向对卷绕的叠层体加压，制成设计容量为650mAh的卷绕式的扁平极板组(极板组形成工序(c))。
接着，将前述扁平极板组收存到方形的铝制壳体内，将前述扁平极板组中的正极引线和负极引线与装有安全阀的铝制的封口板接合，利用激光焊接将前述壳体和前述封口板一体化。在这种状态下，封口板的一部分设置注入电解液用的孔。
将前述壳体内保持在减压状态，从注液口注入规定量的作为电解液的非水电解质溶液。这里使用的电解液，是通过将1.25M的LiPF6溶解到含有1∶3(体积比)的乙烯碳酸酯(EC)与甲基-乙基碳酸酯(EMC)混合溶媒中获得的。利用这种电解液，将极板润湿，将极板组浸润(浸润工序(d))。
其次，将上述极板组以139mA的电流充电到终止电压为3.8V。将进行这种充放电时产生的气体排放到壳体之外。此外，在上述充电后，确认上述电池的开路电压为3.5～4.0V。在这种状态下，用铝板通过激光焊接接合将注液口堵塞，将前述壳体封口形成完全密闭的状态。
其次，利用由树脂绝缘被覆的不锈钢制的加压板夹持上述电池，在相对于极板组的厚度方向的投影面积给予10kg/cm2负荷的状态下，在60、70、80、90、100或110℃的温度环境下加热30分钟，然后，冷却到室温。将在这些各加热温度下获得的电池分别作为电池1、电池2、电池3、电池4、电池5、和电池6(电池组A)。
(2)电池组B
除作为形成在负极表面上的多孔质聚合物层的聚合物材料，采用将10重量％的PVdF溶解到NMP中获得的PVdF/NMP溶液之外，用其它和电池组A相同的方法制作电池。将加热温度为60、70、80、90、100或110℃的电池作为电池7、电池8、电池9、电池10、电池11和电池12(电池组B)。
(3)电池组C
为了获得作为对电极的正极的粘结剂采用与表面聚合物层不同种类的树脂成分的电池，除利用在正极粘结剂中使用PTFE分散剂之外，用和电池组A同样的制造方法制作电池。将加热温度为60、70、80、90、100或110℃的电池作为电池13、电池14、电池15、电池16、电池17和电池18(电池组C)。
(4)电池组D
为了获得利用现有技术中大多采用的多孔体(微多孔膜)薄膜隔板构成的电池，除在正极粘结剂中使PTFE分散剂，不形成负极表面的多孔质聚合物层，配备聚乙烯(PE)制的多孔薄膜，省略在加压状态下加热一体化工序(e)之外，用其余和电池组A相同的制造方法制作电池。将所获得的电池作为电池19(电池组D)。按上述方式构成的电池组A～D的特征集中在表1中。
                                                        表1
电池组   正极聚合物材料   负极聚合物材料 隔板
  A   PVdF   SBR   由PVdF-HFP构成的多孔质聚合物层
  B   PVdF   SBR   由PVdF构成的多孔质聚合物层
  C   PVdF   SBR   由PVdF-HFP构成的多孔质聚合物层
  D   PVdF   SBR   PE隔板
其次，研究上面所示的电池组的各电池的电池特性，其结果汇总在表2中。
                                                       表2
电池 电池组   加热温度(℃)   内部电阻(mΩ)   2C/0.2C容量(％)   容量恢复率(％)
  1   A   60   59   80   68
  2   A   70   60   83   70
  3   A   80   53   87   77
  4   A   90   48   90   79
  5   A   100   47   91   79
  6   A   110   47   87   78
  7   B   60   62   79   69
  8   B   70   63   82   70
  9   B   80   57   86   75
  10   B   90   50   89   78
  11   B   100   49   90   78
  12   B   110   49   88   77
  13   C   60   58   81   70
  14   C   70   58   81   69
  15   C   80   60   80   71
  16   C   90   61   82   70
  17   C   100   60   81   68
  18   C   110   59   80   67
  19   D   -   52   86   71
首先，利用电池电阻测定仪测定电池的内部电阻。现有技术例的电池19的内部电阻为52mΩ。如从表2可以看出的，在电池组A和电池组B的电池中，当加热温度超过70℃时，内部电阻显著降低。与此相对，在电池组C的电池中，即使升高加热温度，内部电阻也未降低。从而，当加热温度超过80℃时，在电池组A和电池组B的电池中，与其它电池相比有优越性。
从将上述电池分解的结果可以看出，显示出低的内部电阻的电池3～6和9～12的极板组很难剥离解体，牢固地熔接在一起。与此相对，显示出高的内部电阻的电池1、2、7和8以及电池组C的各个电池中，极板组处于很容易解体的状态。
上述结果是由于在多孔质聚合物层的主成分与含在对电极的粘结剂中的聚合物材料是相同材料的情况下，通过在湿润状态给予适当的加压和加热条件，极板组经由多孔质聚合物层在良好地贴紧的状态下一体化，形成很好的离子导电性的缘故。与此相对，在使用现有技术的隔板的情况下，扁平极板组不能很好地一体化。此外，即使通过简单地将多孔质层贴紧到极板的表面上制作卷绕式极板组，在多孔质聚合物层和含在对电极的粘结剂中的成分不同的情况下，由于不能很好地粘结，因此不能一体化。
其次，作为上述电池的高效率放电特性的指标，在将电池完全充电的状态下，测定130mA(0.2C)的放电和1300mA(2.0C)的放电容量，求出2C放电的容量相对于0.2C放电容量的比例(2C/0.2C容量)，其结果也表示在表2中。
从表2可以看出，在把与形成在负极的表面上的多孔质聚合物层的主成分相同种类的PVdF-HFP或者PVdF用作正极用粘结剂的聚合物材料的电池组A和电池组B的电池中，当加热温度超过70℃时，2C/0.2C容量开始直线上升，在100℃到达极大值，随着温度进一步上升，稍稍下降。与此相对，电池组C的电池通过同样的加压和加热没有表现出特别的改进。此外，对于现有技术例的电池19，其2C/0.2C容量为86％，是比较低的值。从而，当加热温度超过80℃时，在电池组A和电池组B的电池中，与其它电池相比，显示出优越性。此外，加热温度从90℃到100℃的电池4、5、10和11的电池特别优异。
上述结果与前述内部电阻的倾向相同，这是由于改进内部电阻可以改进急剧放电特性的缘故。
作为表2所示的特性的最后，测定将各个电池在85℃的环境下保存3天之后的0.2C的容量恢复率。从表2可以看出，在使用和形成在负极表面的多孔质聚合物层的主成分相同的PVdF-HFP或者PVdF作为正极粘结剂的聚合物材料的电池组A和电池组B的电池中，当加热温度超过70℃时，容量恢复率提高，在90～100℃达到极大值，当温度进一步上升时有所下降。此外，对现有技术例的电池19，其容量恢复率为71％，是比较低的值。从而，当加热温度超过80℃时，在电池组A和电池组B的电池中，与其它电池相比，显示出优越性。此外，加热温度从90℃至100℃的电池4、5、10和11的电池特别优异。
上述结果和前述与内部电阻及2C/0.2C的容量相关的倾向相同。可以认为，其原因是，容量恢复率好的电池由于极板是一体化的，可以抑制在保存时产生的气体造成的极板的剥离以及纵向弯曲，所谓的气体的掺入的问题。
其次，对于前述电池，利用0.7C-4.2V的定电流-定电压充电和放电到3.0V的1C的放电条件，研究充放电循环特性。作为其结果的两个例子，在图1中表示出了作为本发明的代表性的实施例的电池4，以及作为比较例的电池16和19的充放电循环以及电池容量比例的关系。纵轴是将第一次循环的容量作为100％的放电容量。
如从图1可以看出的，极板一体化的电池4与极板未一体化的电池16及电池19相比，显示出良好的循环特性。可以认为，这是由于抑制了因循环引起的极板的膨胀和收缩及产生气体造成的剥离和纵向弯曲的缘故。
进而，在图2中，表示出电池组A的各电池的充放电循环与电池容量比例的关系。纵轴和图1一样，是将第一次循环的容量作为100％的放电容量。
如从图2可以看出的，加热温度在60、70℃之前，循环特性差。但是，在80℃时，可以看出循环特性上升，在90℃、100℃时因循环引起的容量降低明显减少，循环寿命提高。此外，在110℃，显示出比60～80℃好的特性，但稍差于100℃时的特性。可以看出，对于上述特性，与表2中所得的结果类似。
另一方面，当比较上述循环中的电池的外观时，在显示出优异的循环寿命特性的电池中，厚度方向的变形少，在循环特性不好的电池中，变形加大。这表示，通过根据本发明选定适当的聚合物材料和进行适当的加压和加热，不仅改进接合部的离子导电性，而且在卷绕式极板组上产生厚度方向的抵抗力，导致长期稳定的循环特性。
此外，在本实施例的一体化工序中，对于对卷绕式极板组加压的压力，对极板组的厚度方向的投影面积给予5kg/cm2的负荷的条件进行了描述。下面说明对本实施例的加压条件另外进行详细研究的结果。
即，在本发明的结构中，在加热温度为80、90、100和110℃四种温度条件下，使加压压力在0～100kg/cm2的负荷的范围内变化，制作和前面的实施例相同的电池，对电池特性进行和前面的评价相同的评价。其结果是，满足电池特性的最佳加压压力在1～50kg/cm2的范围内。在低于这一最佳将范围的压力时，很难具有粘结性，反之当高于这一压力时，会产生降低高效率放电特性的问题。
根据如上所述的本发明的锂离子二次电池的制造方法，在扁平的卷绕式极板组中，由于极板组牢固地一体化构成，所以，可以提供一种解决了作为现有技术中的课题的问题，实现不会发生卷偏或所接合的极板组的纵向弯曲，并且，在扁平卷绕式极板组的厚度方向具有抵抗力的结构，保存特性和循环特性优异的新的锂离子二次电池的制造方法。
此外，在上述实施例中，在负极表面上形成表面聚合物层，将含有和上述表面聚合物层相同种类的树脂成分的对电极作为正极，但是，即使将上述正极和负极颠倒过来，也可以获得同样的扁平状卷绕式极板组的熔接效果。
如上所述，本发明在利用扁平状的卷绕式极板组的锂离子二次电池的制造方法中，可以避免极板组的纵向弯曲，隔板层的剥离等，通过极板组的一体化，可以很容易而且可靠地实现循环特性和保存特性优异的锂离子二次电池。

Claims (4)

1、一种锂离子二次电池的制造方法，其特征为，包括以下工序：
(a)制作包含吸留、放出锂离子的活性物质和以聚合物材料a为主成分的粘结剂的极板A，以及包含吸留、放出锂离子的活性物质和以聚合物材料b为主成分的粘结剂的极板B的工序，
(b)在前述极板B上形成以前述聚合物材料a或者聚合物材料a的共聚物为主成分的多孔质聚合物层以形成隔板的工序，
(c)中间经由前述隔板将前述极板A和前述极板B对向地重叠作为叠层体，通过将前述叠层体卷绕成扁平状形成扁平极板组的工序，
(d)将前述扁平状极板组和非水电解液收存到电池容器内，用前述非水电解液浸润前述扁平极板组的工序，以及
(e)保持浸润状态不变，一面向前述扁平极板组的厚度方向施加压力，一面在80-100℃的加热温度下将前述扁平极板组加热，冷却，将前述扁平极板组一体化的工序。
2、如权利要求1所述的锂离子二次电池的制造方法，其特征为，前述聚合物材料a是聚偏二氟乙烯。
3、如权利要求1所述的锂离子二次电池的制造方法，其特征为，前述工序(e)是在保持浸润状态不变的情况下，一面沿前述扁平极板组的厚度方向施加1～50kg/cm2的压力，一面在80～100℃的加热温度下将前述扁平极板组加热，冷却到室温，将前述扁平极板组一体化的工序。
4、如权利要求1所述的锂离子二次电池的制造方法，其特征为，在前述工序(d)之后，将前述扁平极板组调整到显示3.5V以上的开电路电压的状态，在保持前述状态不变的情况下，进行前述工序(e)。
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