JP2007149701A

JP2007149701A - 積層形ポリマー電解質電池の製造方法およびその製造方法により製造した積層形ポリマー電解質電池。

Info

Publication number: JP2007149701A
Application number: JP2007026366A
Authority: JP
Inventors: Tsunemi Oiwa; 恒美大岩; Tetsuo Kawai; 徹夫川合; Osamu Ishida; 修石田
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】積層電極群の上下最外層を構成する電極の集電体形状に工夫を凝らすことにより積層電極の作製を効率良く行えるようにすることを目的とする。
【解決手段】集電体上に正極合剤層を形成してなる正極と、集電体上に負極合剤層を形成してなる負極とを、それぞれの間にポリマー電解質層を介在させて積層した積層電極群を外装体で外装する積層形ポリマー電解質電池の製造方法であって、上記積層電極群を構成する上下最外層の電極を同一極性とし、かつ、当該電極のリード部を電極幅方向の中央に形成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、積層形ポリマー電解質電池に関し、さらに詳しくは、特に携帯用電子機器、電気自動車、ロードレベリングなどの電源として使用するのに適した積層形ポリマー電解質電池の製造方法とその製造方法により製造した積層形ポリマー電解質電池に関する。

ポリマー電解質電池では、電解質をシート状にすることができ、それによって、Ａ４版、Ｂ５版などの大面積でしかも薄形の電池の作製が可能になり、各種薄形製品への適用が可能になって、電池の使用範囲が大きく広がっている。このポリマー電解質を用いた電池は、耐漏液性を含めた安全性、貯蔵性が優れており、しかも薄く、フレキシブルであることから、機器の形状に合わせた電池を設計できるという、今までの電池にない特徴を持っている。

このポリマー電解質電池は、通常、アルミニウムフィルムを芯材にし、外装体として使用した際に内面側になる面に接着層としての樹脂フィルムを配置したラミネートフィルムを外装体に用い、シート状の電極とシート状のポリマー電解質層とを積層したユニットセルを上記外装体で外装することによって、薄いシート形電池に仕上げられる。

この種の積層形電池を構成するシート状電極は、図１（積層電極群の断面構造を模式的に示したものである）に示すように、容量密度を向上させることを目的として、集電体の両面に活物質層を塗布形成した、いわゆる両面塗布電極が多く採用される。すなわち、集電体１枚でその両面（２面）の活物質層への電子の授受を担わせている。そして、かかる電極構成において電池反応を進行させるには、当然のことながら中心となる電極１の両面に、ポリマー電解質層２を介して、他極性を有する電極３を存在させておく必要がある。

ところが、上記電極１同様、電極３も集電体の両面に活物質層を形成した電極構成とすると、積層電極群を構成する上下最外層に相当する電極で、電極１と対向していない電極３の活物質層部分が電池反応に寄与しないことになり、容量密度向上のために活物質を両面に設けた電極構成が活かされないという問題が生じる。

かかる問題を解決するためには、図２（積層電極群の断面構造を模式的に示したものである）に示すように、積層電極群を構成する上下最外層に相当する電極３を、集電体の片面のみに活物質層を設けたいわゆる片面塗布電極とし、その活物質層３がポリマー電解質層２を介して電極１と対向するように構成することで、上記で述べた容量密度の低下という問題を解決することが可能となる。

しかしながら、従来の積層形電池では図３（電極１と電極３を重ねた状態を模式的に示した平面図である）に示すように、電池反応に伴い発生した電流を外部に取り出すために電極１には集電体上に活物質層が形成されていないリード部４、同様に電極３にも集電体上に活物質層が形成されていないリード部５が形成されており、このリード部４、５は、シート状の電極１、３を打ち抜き型によって打ち抜くことによって形成されるが、形状的にはほぼ相似形で形成されている。

積層形電池の容量密度を向上させるためには、上記で述べたように、積層電極群の上下最外層の電極に片面塗布電極を採用する必要がある。ところが、積層電極群の作製にあたっては、電池反応に寄与させるため最外層を構成する２枚の片面塗布電極のみ活物質層形成面が内側を向くように、言い換えれば電極３のリード部５の位置を一定方向に揃えた形で積層電極群作製工程へと搬送する必要があり、作業が繁雑になるばかりでなく、正規以外の面に活物質層を形成した電極を誤って積層電極群作製工程に供給するという問題をも惹起する。

本発明は、上記のような問題点を解決するもので、積層電極群の上下最外層を構成する電極の集電体形状に工夫を凝らすことにより積層形電池の作製を効率良く行えるようにすることを目的とする。

本発明では、容量密度の高い電池を電池組立時の作業性の低下を来すことなく製造することが可能となる。

本発明は、集電体上に正極合剤層を形成してなる正極と、集電体上に負極合剤層を形成してなる負極とを、それぞれの間にポリマー電解質層を介在させて積層した積層電極群を外装体で外装する積層形ポリマー電解質電池の製造方法であって、上記積層電極群を構成する上下最外層の電極を同一極性とし、かつ、当該電極のリード部を電極幅方向の中央に形成したことを特徴とする積層形ポリマー電解質電池を提供することを目的とする。

本発明において、正極の集電体としてはアルミニウム製の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、アルミニウム箔が用いられる。この正極の集電体は、正極全体の厚みを薄くする関係上、厚みが３０μm以下のものが好ましく、本発明では、そのように薄いものであっても、その露出部が外装体のシール部分より外部に出ないので、破損する恐れが少ない。

ただし、あまりにも薄すぎると、正極の作製にあたって、正極合剤含有ペーストを塗布した際に皺が発生したり、引っ張りにより破れが生じる恐れがあるので、その厚みが上記のように３０μm以下で１０μm以上が好ましい。

正極側のリード部は、通常、正極作製時にアルミニウム製の集電体の一部に正極合剤層を形成せずに集電体の露出部を残し、そこをリード部とすることによって設けられる。ただし、リード部は必ずしも当初から集電体と一体化されたものであることは要求されず、集電体にアルミニウム製の箔などを後から接続することによって設けても良い。
本発明において、負極の集電体としては銅製の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、銅箔が用いられる、この負極の集電体は、負極全体の厚みを薄くする関係上、厚みが３０μm以下のものが好ましく、本発明では、そのように薄いものであっても、その露出部が外装体のシール部分より外部に出ないので、破損するおそれが少ない。

ただし、あまりにも薄すぎると、負極の作製にあたって、負極合剤含有ペーストを塗布した際に皺が発生したり、引っ張りにより破れが生じる恐れがあるので、その厚みは上記のように３０μm以下で５μm以上が好ましい。

また、負極側のリード部も、通常、負極作製時に銅製の集電体の一部に負極合剤層を形成せずに集電体の露出部を残し、そこをリード部とすることによって設けられる。ただし、この負極側のリード部は必ずしも当初から集電体と一体化されたものであることは要求されず、集電体に銅製の箔などを後から接続することによって設けても良い。

本発明においては、正極または負極の少なくとも一方の電極をポリマー電解質質層で包囲して、電極とポリマー電解質層とを一体化しておくことが好ましい。この場合の態様としては、ポリマー電解質層の支持体となる多孔質シートを袋状にして電極を包囲した後、その全体をポリマー電解質の前駆体であるゲル化成分を含有する電解液を保持、ゲル化して、ポリマー電解質を含有した電極とポリマー電解質層との一体化物を作製する場合や、ポリマー電解質を含有した電極を、多孔質シートの支持体を内在した、短冊状のポリマー電解質シートで挟み込むことによって、電極とポリマー電解質層とを一体化する場合などが挙げられる。さらに、後者の電極を短冊状のポリマー電解質シートで挟み込むことにより電極を電解質層で包囲する場合、１枚の短冊状のポリマー電解質シートをそのほぼ中央部で折り返してそのポリマー電解質シートの間に電極を挟み込むことにより電極をポリマー電解質層で包囲する場合と、２枚の短冊状のポリマー電解質シートの間に電極を挟み込むことにより電極をポリマー電解質層で包囲する場合とがある。

本発明において、ポリマー電解質の支持体となる多孔質シートとしては、例えば、不織布や微孔性フィルムなどが用いられる。上記不織布としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどの不織布などが挙げられる。また、微孔性フィルムとしては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体の微孔性フィルムなどが挙げられる。

不織布は、空孔率が高く、ゲル化成分を含有する電解液を保持させやすいので、本発明においては不織布を支持体として用いる場合について詳述する。この不織布についてさらに詳しく説明すると、例えば、坪量が１２ｇ／ｍ^２で厚さが３０μmという非常に薄い不織布を用いることができる。

このような不織布は、薄いために引張り強度をはじめとする機械的強度が低く、単体では取り扱いにくいが、例えば、袋状にし、その袋状の不織布に電極を収容することにより電極を包囲して、不織布と電極とを一体化させることにより、電極の強度で不織布の強度不足を補うことができる。また、袋状にしなくても、短冊状の不織布をそのほぼ中央部で折り返してその不織布の間に電極を挟み込むことにより電極を不織布で包囲して電極と不織布とを一体化させることや２枚の短冊状の不織布を重ね合せその一端をシールしてその不織布の間に電極を挟み込むことにより電極を支持体で包囲して電極と不織布とを一体化させることによっても、電極の強度で不織布の強度不足を補うことができ、電池組立時の作業性の向上や内部抵抗の減少、負荷特性の向上を達成できるので好適に使用される。また、支持体として微孔性フィルムを用いる場合も、上記不織布の場合と同様である。

上記のように、不織布などの多孔質シートからなる支持体で電極を包囲して電極と支持体とを一体化し、それにゲル化成分を含有する電解液を保持させてゲル化することにより、電極とポリマー電解質層との間が、それぞれ単独でゲル化して電極とポリマー電解質シートにしてから積層するよりも、界面の接着状態が良好で、層間に気泡、異物などが介在することがないので、界面でのイオン移動がスムーズになり、正負極間の反応性が向上する。また、正極、負極のいずれか一方の電極を支持体で包囲することによって、物理的セパレートの役割も果たすことができる。

本発明においては、正極または負極のいずれか一方の電極を電解質層で包囲して電極と電解質層とを一体化させればよいが、その際、正極を電解質層で包囲して正極と電解質層とを一体化させると、負極を電解質層で包囲する場合より、電池容量を大きくすることができる。すなわち、通常、デンドライトの発生の防止や安全性の確保から負極を正極より大きくすることが一般に行われているので、正極を電解質層で包囲すれば、負極を電解質層で包囲するより、電解質層の寸法を小さくでき、その結果、電池容量を大きくすることができる。また、負極を電解質層で包囲して負極と電解質層とを一体化させる場合も、負極と電解質層との界面状態を均一にすることができるので、正極と同様、反応性向上の効果がある。

さらに、正極および負極の両電極を電解質層で包囲すると、そのぶん電解質層の厚みは増加するが、両電極とも電解質層とが一体化するので、正極、負極のいずれについても分極を減少させることができ、充放電時の反応をスムーズに進行させることができるので、負荷特性を大幅に向上させることができる。

本発明において、電極と電解質層との一体化とは、電極と電解質層との間に気泡や異物などを含まないで、電極と電解質層とを密接させることを意味していて、不可分に接着させることなどを意味するものではない。

上記不織布などの多孔質シートからなる支持体を袋状にする場合、その袋状体は、例えば、四角形状のものとして説明すると、通常、一辺が開口し、他の三辺がシールされているが、そのシールにあたって、連続的にシールすることは必ずしも要求されず、不連続にシールしたものであってもよい。

また、電極を袋状の支持体に収容するにあたって、あらかじめ支持体を袋状にしておくことは要求されず、電極を短冊状の支持体（例えば、長さが電極の長さの２倍以上で、幅が電極の幅より広いサイズの短冊状の支持体）の長さ方向のほぼ中央部より一方の側に載置し、他方の側を折り返し（つまり、電極がほぼ中央部で折り返した支持体間に挟み込まれる状態にし）、その幅方向の両側部を連続的または不連続的にシールして、電極が袋状の支持体に収容された状態にすればよい。

また、２枚の支持体を重ね合せてその一端をシールしてその間に電極を挟み込む場合も、あらかじめシールしておくことは要求されず、電極を１枚の短冊状の支持体（例えば、長さが電極の長さより長く、幅が電極の幅より広いサイズの短冊状の支持体）に載置し、もう１枚の短冊状の支持体をその上にのせ、それらの支持体の一端を連続的または不連続的にシールして、電極が支持体の間に挟み込まれた状態にすればよい。

ポリマー電解質層を形成する電解液としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピオン酸メチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ガンマーブチロラクトン、エチレングリコールサルファイト、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、２−メチル−テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどの有機溶媒に、例えば、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＣＯ_２、Ｌｉ_２Ｃ_２Ｆ_４（ＳＯ_３）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＣ_ｎＦ_２ｎ＋１ＳＯ_３（ｎ≧２）、ＬｉＮ（ＲｆＯＳＯ_２）_２〔ここでＲｆはフルオロアルキル基〕などの無機イオン塩を溶解させることによって調製したものが使用される。この無機イオン塩の電解液中の濃度としては、０.５〜１.５mol／ｌ、特に０.９〜１.２５mol／ｌが好ましい。

同様に、電解液をポリマー電解質に変化させるゲル化成分としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリロニトリル、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体などのように直鎖状のポリマーを加熱することにより電解液に溶解させた後、冷却することによって電解液をゲル化させるポリマーや、活性光線で重合可能な二重結合を一分子あたり２個以上含むモノマーまたはプレポリマーを主成分とする架橋性組成物などが挙げられる。

上記活性光線で重合可能なモノマーとしては、まず、二重結合を一分子あたり２個有するモノマー（二官能架橋性モノマー）として、例えば、１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、ノボラックジアクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグルコールジアクリレートなどの二官能アクリレートおよび上記アクリレートと同様の二官能メタクリレートなどが挙げられる。

また、活性光線で重合可能な二重結合を一分子あたり３個有するモノマー（三官能架橋性モノマー）としては、例えば、トリス(２−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化グリセリルトリアクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレートなどの三官能アクリレートおよび上記アクリレートと同様の三官能メタクリレートなどが挙げられる。

そして、活性光線で重合可能な二重結合を一分子あたり４個以上有するモノマー（四官能以上の架橋性モノマー）としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどの四官能以上のアクリレートおよび上記アクリレートと同様の四官能以上のメタクリレートなどが挙げられる。

また、活性光線で重合可能な二重結合を２個以上、好ましくは４個以上有するプレポリマーとしては、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレートのプレポリマーなどが挙げられ、前記のモノマーに代えて用いることができる。

本発明において、上記の活性光線で重合可能な二重結合を一分子あたり２個以上有するモノマーまたはプレポリマーは、主成分として用いられておればよく、例えばゲル硬さなどの物性調整のために一官能モノマーなどとも併用することができる。また、二官能モノマーと六官能モノマーとを混合するというような使い方もできる。

本発明において、活性光線で重合可能な二重結合を一分子あたり２個以上有するモノマーまたはプレポリマーを主成分とする架橋性組成物とは、上記架橋性組成物を活性光線で重合可能な二重結合を一分子あたり２個以上有するモノマーまたはプレポリマーのみで構成する場合と、一官能モノマーなどと活性光線で重合可能な二重結合を一分子あたり２個以上有するモノマーまたはプレポリマーとを併用する場合の両者を含むが、後者のように活性光線で重合可能な二重結合を一分子あたり２個以上有するモノマーまたはプレポリマーを一官能モノマーなどと併用する場合、その架橋性組成物において、活性光線で重合可能な二重結合を一分子あたり２個以上有するモノマーまたはプレポリマーが５０重量％以上、特に７０重量％以上であることが好ましい。また、架橋性組成物はそれを構成するものがすべて架橋性でなくてもよく、全体として架橋性であればよく、例えば、必要に応じて他の成分を添加することができる。

そして、必要に応じ、重合開始剤として、例えば、ベンゾイン類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンゾフェノン類、ベンゾイルフェニルフォスフィンオキサイド類、アセトフェノン類、チオキサントン類、アントラキノン類などを使用することができる。さらに重合開始剤の増感剤としてアルキルアミン類、アミノエステル類なども使用することができる。

本発明において、活性光線としては、例えば、紫外線（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）、可視光線、遠紫外線などを使用することができる。
つぎに、実施例をあげて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は実施例に例示のもののみに限定されるものではない。

正極の作製：正極活物質であるＬｉＣｏＯ2 ８０重量部、導電助剤であるアセチレンブラック１０重量部、バインダーであるポリフッ化ビニリデン１０重量部とをＮ−メチルピロリドンを溶剤として均一になるように混合し、正極合剤含有ペーストを調製した。そのペーストを集電体となる厚さ２０μmのアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥した後、カレンダー処理を行って、全厚が１３０μmになるように正極合剤層の厚みを調整し、活物質塗布面積部分が７０mm×４０mmになるように切断して正極を作製した。ただし、上記正極の作製にあたっては、アルミニウム箔の一部に正極合剤含有ペーストを塗布せず、アルミニウム箔の露出部をリード部として残し、そのリード部を正極端子との接続部分とした。

負極Ａの作製：負極活物質である黒鉛９０重量部とポリフッ化ビニリデン１０重量部とをＮ−メチルピロリドンを溶剤として均一になるように混合して負極合剤含有ペーストを調製し、銅箔からなる厚さ１０μmの集電体の両面に塗布し、乾燥した後、カレンダー処理を行って全厚が１３０μmになるように負極合剤層の厚みを調整し、活物質塗布面積部分が７２mm×４２mmになるように切断して負極Ａを作製した。切断は、負極端子との接続部分となるリード部を、電極の幅方向に対して中央位置になるようにした。また、上記正極同様、負極Ａの作製にあたっても、リード部分には負極合剤含有ペーストを塗布せず、銅箔の露出部をリード部として残した。

負極Ｂの作製：上記同様の負極合剤含有ペーストを、銅箔からなる厚さ１０μmの集電体の片面に塗布し、乾燥した後、カレンダー処理を行って全厚が７０μmになるように負極合剤層の厚みを調整し、活物質塗布面積部分が７２mm×４２mmになるように切断して負極Ｂを作製した。上記正極同様、負極Ｂの作製にあたっても、リード部分には負極合剤含有ペーストを塗布せず、銅箔の露出部をリード部として残した。

ゲル化成分含有電解液の調製：プロピレンカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比１：１の混合溶媒にＬｉＰＦ_６を１．２２mol／ｌ溶解させることによって調製した電解液に開始剤として２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド〔商品名：ルシリンＴＰＯ、ビーエーエスエフジャパン(株)製〕をあらかじめモノマー成分に対して２重量％加えて溶解しておき、そこにジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを使用開始１０分前に濃度が６重量％になるように加えて混合し、ゲル化成分を含有する電解液を調製した。このゲル化成分を含有する電解液を以下においては上記標題のように「ゲル化成分含有電解液」と簡略化して表現する。

この実施例では、正極をポリマー電解質層の支持体となる不織布で包んで。正極と支持体とを一体化しておき、その全体にゲル化成分含有電解液を保持、ゲル化して、ポリマー電解質含有正極ユニットを得た。負極は不織布で包むことなく、ゲル化成分含有電解液を保持、ゲル化して、ポリマー電解質含有負極を得た。

ポリマー電解質含有正極ユニットの作製：支持体としては、厚さ３０μm、坪量１２ｇ／ｍ2のポリブチレンテレフタレート不織布〔ＮＫＫ社製、ＭＢ１２３０(商品名)〕を用い、これを長さ×幅が１４４mm×４２mmの短冊状に切断した。

正極の活物質層塗布位置とリード部にまたがるように、厚さ５０μm、幅３mmのポリイミドテープをその両面から貼着し、短絡の防止および端子の強度保持とした。また、端子の溶接に用いる部分のすべての表面を、熱により接着面の粘着性が失なわれる熱剥離テープで被覆した後、上記ポリブチレンテレフタレート不織布の長さ方向の中央部より左側の部分に載置し、右側の部分を折り返して正極を覆った後、その幅方向の両側部を熱融着器〔商品名：ポリシーラー、富士インパルス(株)製〕でシールして支持体としてのポリブチレンテレフタレート不織布を袋状にし、両者を密接させて正極と支持体とを一体化した。この一体化したものを前記ゲル化成分含有電解液に減圧下で１分間浸漬して正極ユニットにゲル化成分含有電解液を保持させた後、ポリエチレン製の袋に入れ、密閉した。つぎに、ポリエチレン製袋の両面から、フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン(株)製の紫外線照射装置を用いて、紫外線を１Ｗ／cm2の照度で１０秒間照射し、電解液中のモノマー成分を重合させるとともに、電解液をゲル化してゲル状ポリマー電解質とした。ゲル化してゲル状ポリマー電解質を保持させた、ポリマー電解質層と正極との一体化物を袋から取り出し、その端子部分に１５０℃の熱風を吹きつけることによって熱剥離テープを端子部分から剥がし、ポリマー電解質保持正極ユニットを得た。

ポリマー電解質含有負極Ａの作製：正極同様、負極Ａの活物質塗布位置とリード部にまたがるように、厚さ５０μm、幅３mmのポリイミドテープをその両面から貼着し、短絡の防止および端子の強度保持とした。また、端子の溶接に用いる部分のすべての表面を、熱により接着面の粘着性が失なわれる熱剥離テープで被覆し、前記ゲル化成分含有電解液に減圧下で１分間浸漬して、ゲル化成分含有電解液を保持させた後、ポリエチレン製の袋に入れ、密閉した。つぎに、ポリエチレン製袋の両面から、フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン(株)製の紫外線照射装置を用いて、紫外線を１Ｗ／cm2の照度で１０秒間照射し、電解液中のモノマー成分を重合させるとともに、電解液をゲル化してゲル状ポリマー電解質とした。ゲル化してゲル状ポリマー電解質を保持させたを負極Ａを袋から取り出し、その端子部分に１５０℃の熱風を吹きつけることによって熱剥離テープを端子部分から剥がし、ポリマー電解質含有負極Ａを得た。

ポリマー電解質含有負極Ｂの作製：負極Ａ同様、負極Ｂの活物質塗布位置とリード部にまたがるように、厚さ５０μm、幅３mmのポリイミドテープをその両面から貼着し、短絡の防止および端子の強度保持とした。また、端子の溶接に用いる部分のすべての表面を、熱により接着面の粘着性が失なわれる熱剥離テープで被覆し、前記ゲル化成分含有電解液に減圧下で１分間浸漬して、ゲル化成分含有電解液を保持させた後、ポリエチレン製の袋に入れ、密閉した。つぎに、活物質層形成面にあたるポリエチレン製袋の外側から、フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン(株)製の紫外線照射装置を用いて、紫外線を１Ｗ／cm2の照度で１０秒間照射し、電解液中のモノマー成分を重合させるとともに、電解液をゲル化してゲル状ポリマー電解質とした。ゲル化してゲル状ポリマー電解質を保持させたを負極Ｂを袋から取り出し、その端子部分に１５０℃の熱風を吹きつけることによって熱剥離テープを端子部分から剥がし、ポリマー電解質含有負極Ｂを得た。

上記のようにして得た、ポリマー電解質保持正極ユニットＣ５枚と、ポリマー電解質保持負極Ａ（負極Ａ）４枚、および、ポリマー電解質保持負極Ｂ（負極Ｂ）２枚をそれぞれ用意し、図４（積層電極群の断面構造を模式的に示したものである）に示すように、ポリマー電解質保持負極Ｂ、ポリマー電解質保持正極ユニットＣ、ポリマー電解質保持負極Ａ、ポリマー電解質保持正極ユニットＣ、………、ポリマー電解質保持正極ユニットＣ、ポリマー電解質保持負極Ｂの順に積み重ねて積層電極群を得る。

この時、２枚のポリマー電解質保持負極Ｂの活物質層は、いずれも電極群中央方向に向かって載置されている。すなわち、ポリマー電解質保持負極Ｂの集電体は、いずれも最外層を向いていることになる。得られた積層電極群をポリエステルフィルム−アルミニウムフィルム−変性ポリオレフィンフィルムの三層構造のラミネートフィルムからなる外装体で外装してポリマー電解質電池を作製した。

得られた積層形電池を図５（積層形電池を模式的に示す平面図である）に示す。図中８は正極端子、９は負極端子、６は正極、７は負極、１０は外装体のシール部を示している。この図では内部構造を理解し易くするために、外装体の一部を破断したものとなっている。なお、上記正極端子８および負極端子９は正極リード部８'および負極リード部９'に対して溶接により接続され、外部に引出されたものである。

積層電極群の断面構造を示す模式図である。改良された積層電極群の断面構造を示す模式図である。電極を重ねた状態を模式的に示す平面図である。本発明の実施例の積層電極群を模式的に示す断面図である。本発明の実施例で得られた電池の概略を示す平面図である。

符号の説明

６正極
７負極
８リード部
９リード部
８’ 正極端子
９’ 負極端子

Claims

集電体上に正極合剤層を形成してなる正極と、集電体上に負極合剤層を形成してなる負極とを、それぞれの間にポリマー電解質層を介在させて積層した積層電極群を外装体で外装する積層形ポリマー電解質電池の製造方法であって、上記積層電極群を構成する上下最外層の電極を同一極性とし、かつ、当該電極のリード部を電極幅方向の中央に形成することを特徴とする積層形ポリマー電解質電池の製造方法。
上下最外層の電極活物質層を集電体の片面のみに形成することを特徴とする請求項１記載の積層形ポリマー電解質電池の製造方法。
請求項１または請求項２記載の製造方法で製造された積層形ポリマー電解質電池。