JP2004319449A - エネルギーデバイス及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 可とう性長尺基板2、負極集電体3、固体電解質5、正極活物質6、及び正極集電体7をこの順に備える帯状積層体8が、可とう性長尺基板2を内側にして平板状に巻回される。特定の順序に積層された帯状積層体8が、基板2側が内側にして巻回されていることにより、短絡の発生確率を低くすることができる。また、帯状積層体8が固体電解質5を備え、平板状に巻回されていることにより、薄型化と高体積エネルギー密度化とを両立できる。
【選択図】図2
Description
本発明のエネルギーデバイスの構成の一例を説明する。図1は本発明の実施の形態1に係るエネルギーデバイス1の概略構成を示した斜視図である。図2(A)は、図1における2A−2A線での矢視断面図、図2(B)は図2(A)における部分2Bの拡大断面図である。
本発明のエネルギーデバイス1の製造方法の一例を説明する。
本発明のエネルギーデバイス1の製造方法の別の一例を説明する。
本発明の実施の形態1で説明したエネルギーデバイスを、実施の形態2で説明した真空成膜法(図3)を行い、その後、実施の形態3で説明した巻回工程(図6)及びプレス工程(図7)を行って作成した。
図8(A)、図8(B)に示すエネルギーデバイスを作成した。このエネルギーデバイスは、可とう性長尺基板上2に、正極集電体7、正極活物質6、固体電解質5、負極活物質4、負極集電体3がこの順に形成された帯状積層体8’が、基板2が内側になるようにして平板状に巻回されている。
実施例1〜5及び比較例1〜5のエネルギーデバイスのそれぞれについて、以下の方法により短絡発生率を調べた。
本発明の実施の形態1で説明したエネルギーデバイスを、実施の形態2で説明した真空成膜法(図3)を行い、その後、実施の形態3で説明した巻回工程(図6)及びプレス工程(図7)を行って作成した。
図8(A)、図8(B)に示すエネルギーデバイスを作成した。このエネルギーデバイスは、可とう性長尺基板上2に、正極集電体7、正極活物質6、固体電解質5、負極活物質4、負極集電体3がこの順に形成された帯状積層体8’が、基板2が内側になるようにして平板状に巻回されている。
実施例6〜10及び比較例6〜10のエネルギーデバイスのそれぞれについて、以下の方法により短絡発生率を調べた。
2・・・可とう性長尺基板
3・・・負極集電体
4・・・負極活物質
5・・・固体電解質
6・・・正極活物質
7・・・正極集電体
8・・・帯状積層体
9・・・外部電極
10・・・巻回体
11・・・内芯
20・・・真空成膜装置
21・・・真空槽
21a・・隔壁
21b・・搬送室
21c・・薄膜形成室
21d・・隔壁
24・・・真空ポンプ
25・・・巻き出しロール
26・・・搬送ロール
27・・・ボビン
28a・・・第1薄膜形成源
28b・・・第2薄膜形成源
29a・・・第1パターンマスク
29b・・・第2パターンマスク
30・・・巻き取り装置
31・・・切断装置
40・・・湿式塗工装置
41・・・巻き出しロール
42・・・ボビン
50a・・・第1塗工部
50b・・・第2塗工部
51a,51b・・・搬送ロール
52a,52b・・・リバースロール
53a,53b・・・ファウンテン
54a,54b・・・加熱装置
55a,55b・・・材料供給部
56a,56b・・・マスキングテープ
57a,57b・・・巻き出しロール
58a,58b・・・巻き取りロール
60・・・巻き取り装置
62・・・略円筒状の巻回体
70・・・プレス装置
Claims (21)
- 可とう性長尺基板、負極集電体、固体電解質、正極活物質、及び正極集電体をこの順に備える帯状積層体が、前記可とう性長尺基板を内側にして平板状に巻回されてなる巻回体を有することを特徴とするエネルギーデバイス。
- 前記可とう性長尺基板が絶縁性基板からなる請求項1に記載のエネルギーデバイス。
- 前記負極集電体と前記固体電解質との間に負極活物質を更に備える請求項1に記載のエネルギーデバイス。
- 前記負極活物質の厚みが前記正極活物質の厚みより薄い請求項3に記載のエネルギーデバイス。
- 前記可とう性長尺基板の外側面の最小半径が、前記可とう性長尺基板を除いた前記帯状積層体の厚みの5倍以上100倍以下である請求項1に記載のエネルギーデバイス。
- 可とう性長尺基板、負極集電体、固体電解質、正極活物質、及び正極集電体をこの順に備える帯状積層体が、前記可とう性長尺基板を内側にして平板状に巻回されてなる巻回体と、前記巻回体の巻き芯部に配置された内芯とを有することを特徴とするエネルギーデバイス。
- 前記可とう性長尺基板が絶縁性基板からなる請求項6に記載のエネルギーデバイス。
- 前記負極集電体と前記固体電解質との間に負極活物質を更に備える請求項6に記載のエネルギーデバイス。
- 前記負極活物質の厚みが前記正極活物質の厚みより薄い請求項8に記載のエネルギーデバイス。
- 前記内芯が略平板であり、前記内芯の厚みの半分と前記可とう性長尺基板の厚みとの和が、前記可とう性長尺基板を除いた前記帯状積層体の厚みの5倍以上100倍以下である請求項6に記載のエネルギーデバイス。
- 可とう性長尺基板上に、負極集電体、固体電解質、正極活物質、及び正極集電体をこの順に積層して帯状積層体を得る工程と、
前記帯状積層体を前記可とう性長尺基板を内側にして平板状に巻回して巻回体を得る工程と
を有することを特徴とするエネルギーデバイスの製造方法。 - 前記平板状に巻回する工程の後に、前記平板状に巻回された巻回物を加圧して平板化を促進する工程を更に有する請求項11に記載のエネルギーデバイスの製造方法。
- 可とう性長尺基板上に、負極集電体、固体電解質、正極活物質、及び正極集電体をこの順に積層して帯状積層体を得る工程と、
前記帯状積層体を前記可とう性長尺基板を内側にして略円筒状に巻回する工程と、
前記略円筒状に巻回された巻回物を加圧して平板状の巻回体を得る工程と
を有することを特徴とするエネルギーデバイスの製造方法。 - 前記負極集電体と前記固体電解質との間に負極活物質を積層する請求項11又は13に記載のエネルギーデバイスの製造方法。
- 前記帯状積層体が真空成膜法により得られる請求項11又は13に記載のエネルギーデバイスの製造方法。
- 前記真空成膜法が、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、及びレーザーアブレーション法のいずれかである請求項15に記載のエネルギーデバイスの製造方法。
- 前記帯状積層体が湿式塗工法により得られる請求項11又は13に記載のエネルギーデバイスの製造方法。
- 前記湿式塗工法が、グラビアコート、リバースコート、スプレーコート、スクリーンコート、及びオフセットコートのいずれかである請求項17に記載のエネルギーデバイスの製造方法。
- 前記加圧の際に、前記巻回物の巻き芯部に内芯を配置する請求項12又は13に記載のエネルギーデバイスの製造方法。
- 前記巻回体に外部電極を付与する工程を更に有する11又は13に記載のエネルギーデバイスの製造方法。
- 前記外部電極が、溶射、メッキ、及び塗布のいずれかにより付与される請求項20に記載のエネルギーデバイスの製造方法。
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