JP2009117052A - Method and device for manufacturing bipolar battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バイポーラ電池の製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a bipolar battery manufacturing method and manufacturing apparatus.
バイポーラ電池の製造の際、ゲルポリマー系電解質にセパレータを重ね合せて、ゲルポリマー系電解質を、セパレータに含浸させている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、ゲルポリマー系電解質に対し、セパレータを重ねる際に、セパレータに皺が生じて微少隙間が形成されたり、気泡が混入したりすることがあり、その場合にはゲルポリマー電解質の粘着性が高いために気泡を残したままゲルポリマー系電解質とセパレータが密着し、容易に気泡を排出できず、そのため残留気泡を有するバイポーラ電池が製造される虞がある。残留気泡は、イオンの透過および電子の移動ができないデッドスペースを発生させ、電池の性能低下を引き起こす問題を有する。 However, when the separators are stacked on the gel polymer electrolyte, wrinkles may be formed in the separators to form minute gaps or bubbles may be mixed. In that case, the gel polymer electrolyte has high adhesiveness. For this reason, the gel polymer electrolyte and the separator are in close contact with each other while leaving bubbles, and the bubbles cannot be easily discharged, so that a bipolar battery having residual bubbles may be manufactured. Residual bubbles generate a dead space in which ions cannot pass through and move electrons, causing a problem in that the battery performance is degraded.
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、気泡の混入を抑制することにより、良好な電池性能を有するバイポーラ電池を製造するための製造方法および製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the problems associated with the above-described prior art, and provides a manufacturing method and a manufacturing apparatus for manufacturing a bipolar battery having good battery performance by suppressing the mixing of bubbles. The purpose is to do.
上記目的を達成するための本発明の一様相は、集電体の一方の面に正極が形成され他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極の少なくとも一方の面にゲルポリマー系電解質を配置する電解質配置工程と、前記電解質が配置された前記正極と負極のいずれか一方の面に、前記電解質が浸透するよう通気性を有したセパレータを配置するセパレータ配置工程と、前記セパレータが配置される以前に前記電解質の粘度を低下させる粘度制御工程を有するバイポーラ電池の製造方法である。 In order to achieve the above object, the uniform phase of the present invention is such that a gel polymer electrolyte is disposed on at least one surface of a bipolar electrode in which a positive electrode is formed on one surface of a current collector and a negative electrode is formed on the other surface. An electrolyte disposing step, a separator disposing step of disposing a separator having air permeability so that the electrolyte permeates on one surface of the positive electrode and the negative electrode where the electrolyte is disposed, and before the separator is disposed. And a method of manufacturing a bipolar battery having a viscosity control step of reducing the viscosity of the electrolyte.
上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、集電体の一方の面に正極が形成され他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極に対し、ゲルポリマー系電解質が浸透するよう通気性を有したセパレータを含む電解質層を設け、これらを複数積層したバイポーラ電池の製造装置である。当該製造装置は、前記電解質の粘度を低下させる粘度制御手段を有しており、前記セパレータは、粘度の低下した前記電解質に配置される。 Another uniform phase of the present invention for achieving the above object is that the gel polymer electrolyte permeates the bipolar electrode in which the positive electrode is formed on one surface of the current collector and the negative electrode is formed on the other surface. This is an apparatus for manufacturing a bipolar battery in which an electrolyte layer including a breathable separator is provided and a plurality of these layers are stacked. The said manufacturing apparatus has a viscosity control means to reduce the viscosity of the said electrolyte, and the said separator is arrange | positioned at the said electrolyte with which the viscosity fell.
本発明の一様相によれば、粘度制御工程における電解質の粘度の低下に伴って、その粘着性も低下するため、セパレータ配置工程において、セパレータは、電解質の表面(電解質が配置されたバイポーラ電極の一方側)に円滑に配置される。したがって、セパレータに皺が生じて微少隙間が形成されたり、気泡が混入したりすることが抑制され、イオンの透過および電子の移動ができないデッドスペースを発生させ、電池の性能低下を引き起こす残留気泡が低減される。つまり、気泡の混入を抑制することにより、良好な電池性能を有するバイポーラ電池を製造するための製造方法を提供することができる。 According to the uniform phase of the present invention, as the viscosity of the electrolyte in the viscosity control step decreases, the tackiness also decreases. Therefore, in the separator placement step, the separator is the surface of the electrolyte (the bipolar electrode on which the electrolyte is placed). On one side). Therefore, it is possible to suppress the formation of minute gaps in the separator due to wrinkles in the separator or the inclusion of bubbles, and the generation of dead spaces that cannot transmit ions and move electrons, resulting in residual bubbles that cause a decrease in battery performance. Reduced. That is, by suppressing the mixing of bubbles, a manufacturing method for manufacturing a bipolar battery having good battery performance can be provided.
本発明の別の一様相によれば、粘度制御手段によって電解質の粘度を低下させる場合、電解質の粘着性が低下するため、セパレータを、電解質の表面に円滑に配置することができる。したがって、セパレータに皺が生じて微少隙間が形成されたり、気泡が混入したり
することが抑制され、イオンの透過および電子の移動ができないデッドスペースを発生させ、電池の性能低下を引き起こす残留気泡を低減することが可能である。つまり、気泡の混入を抑制することにより、良好な電池性能を有するバイポーラ電池を製造するための製造装置を提供することができる。
According to another uniform phase of the present invention, when the viscosity of the electrolyte is lowered by the viscosity control means, the adhesiveness of the electrolyte is lowered, so that the separator can be smoothly disposed on the surface of the electrolyte. Therefore, it is possible to suppress the formation of minute gaps due to the formation of wrinkles in the separator and the introduction of bubbles, and to create a dead space where ions cannot permeate and move electrons. It is possible to reduce. That is, it is possible to provide a manufacturing apparatus for manufacturing a bipolar battery having good battery performance by suppressing the mixing of bubbles.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、実施の形態1に係るバイポーラ電池を説明するための斜視図、図2は、実施の形態1に係るバイポーラ電池を説明するための断面図である。 FIG. 1 is a perspective view for explaining the bipolar battery according to the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the bipolar battery according to the first embodiment.
バイポーラ電池10は、リチウム二次電池であり、後述するように、気泡の混入を抑制することにより、良好な電池性能を備えており、外装ケース14、外装ケース14の内部に配置される積層体16および端子プレート11,12を有する。
The
外装ケース14は、外部からの衝撃や環境劣化を防止するために使用されており、シート材の外周部の一部または全部を、熱融着により接合することで形成される。シート材は、軽量化および熱伝導性の観点から、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属(合金を含む)をポリプロピレンフィルム等の絶縁体で被覆した高分子−金属複合ラミネートフィルムなどのシート材から構成されることが好ましい。
The
積層体16は、複数の単電池(電池要素)を有しており、バイポーラ電極20、電解質層30、第1シール部25および第2シール部27を有する。バイポーラ電極20は、負極22、正極23および集電体21を有する。正極23および負極22は、集電体21の一方および他方の面に形成されており、集電体21は、正極23および負極22の間に位置している。
The
負極22は、ハードカーボン(難黒鉛化炭素材料)からなる負極活物質を有する。負極活物質は、例えば、黒鉛系炭素材料や、リチウム−遷移金属複合酸化物を利用することも可能である。しかし、カーボンおよびリチウム−遷移金属複合酸化物からなる負極活物質は、容量および出力特性の観点から好ましい。正極23は、LiMn2O4からなる正極活物質を有する。正極活物質は、LiMn2O4に制限されないが、容量および出力特性の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物を適用することが好ましい。正極23および負極22の厚さは、電池の使用目的(例えば、出力重視あるいはエネルギー重視)や、イオン伝導性を考慮して適宜設定される。
The
集電体21は、ステンレススチール箔から形成される。集電体21の素材として、アルミニウム箔、ニッケルとアルミニウムのクラッド材、銅とアルミニウムのクラッド材、あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材を、利用することも可能である。
The
電解質層30は、通気性を有するセパレータに電解質を浸透させてなる基部層、および、セパレータと正極23あるいはセパレータと負極22との間でイオンを伝導する電解質からなる表面層を有する。
The
セパレータは、多孔性(ポーラス)のPE(ポリエチレン)から形成される。セパレータの素材として、PP(ポリプロピレン)などの他のポリオレフィン、PP/PE/PPの3層構造をした積層体、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、不織布を、利用することが可能である。不織布は、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステルである。なお、セパレータは、絶縁体であるが、電解質が浸透することによって、イオンの透過性および電気伝導性を呈することとなる。 The separator is formed from porous (porous) PE (polyethylene). As a material for the separator, other polyolefins such as PP (polypropylene), a laminate having a three-layer structure of PP / PE / PP, polyamide, polyimide, aramid, and non-woven fabric can be used. Nonwoven fabrics are, for example, cotton, rayon, acetate, nylon, and polyester. In addition, although a separator is an insulator, when electrolyte penetrates, it will exhibit ion permeability and electrical conductivity.
電解質は、ゲルポリマー系であり、電解液およびホストポリマーを有する。 The electrolyte is a gel polymer system and has an electrolytic solution and a host polymer.
電解液は、PC(プロピレンカーボネート)およびEC(エチレンカーボネート)からなる有機溶媒、支持塩としてのリチウム塩(LiPF6)を含んでいる。有機溶媒は、例えば、その他の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、テトラヒドロフラン等のエーテル類を適用することが可能である。リチウム塩は、例えば、その他の無機酸陰イオン塩、LiCF3SO3等の有機酸陰イオン塩を、適用することが可能である。 The electrolytic solution contains an organic solvent composed of PC (propylene carbonate) and EC (ethylene carbonate), and a lithium salt (LiPF 6 ) as a supporting salt. As the organic solvent, for example, other cyclic carbonates, chain carbonates such as dimethyl carbonate, and ethers such as tetrahydrofuran can be applied. As the lithium salt, for example, other inorganic acid anion salts and organic acid anion salts such as LiCF 3 SO 3 can be applied.
ホストポリマーは、HFP(ヘキサフルオロプロピレン)コポリマーを10%含むPVDF−HFP(ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体)である。ホストポリマーは、その他のリチウムイオン伝導性を持たない高分子や、イオン伝導性を有する高分子(固体高分子電解質)を適用することも可能である。その他のリチウムイオン伝導性を持たない高分子は、例えば、PAN(ポリアクリロニトリル)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)である。イオン伝導性を有する高分子は、例えば、PEO(ポリエチレンオキシド)やPPO(ポリプロピレンオキシド)である。 The host polymer is PVDF-HFP (copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene) containing 10% of HFP (hexafluoropropylene) copolymer. As the host polymer, other polymer having no lithium ion conductivity or polymer having ion conductivity (solid polymer electrolyte) can be applied. Other polymers having no lithium ion conductivity are, for example, PAN (polyacrylonitrile) and PMMA (polymethyl methacrylate). Examples of the polymer having ion conductivity include PEO (polyethylene oxide) and PPO (polypropylene oxide).
なお、セパレータは、バイポーラ電池10の製造の際。粘度の低下した電解質に配置されている。電解質の粘着性は、その粘度の低下に伴って、低下するため、セパレータは、電解質の表面(電解質が配置されたバイポーラ電極の一方側)に、円滑に配置される。したがって、セパレータに皺が生じて微少隙間が形成されたり、気泡が混入したりすることが抑制され、イオンの透過および電子の移動ができないデッドスペースを発生させ、電池の性能低下を引き起こす残留気泡が低減されている。
The separator is used when the
第1シール部25は、集電体21の一方の面に配置されかつ正極23の周囲を取り囲むように延長している充填部であり、良好なシール効果を発揮し、例えば、水分の内部混入を抑制する。電解質層30は、正極23および第1シール部25を覆うように配置されている。第2シール部27は、第1シール部25と位置合せされて、集電体21の他方の面に配置されかつ負極22の周囲を取り囲むように延長している充填部であり、良好なシール効果を発揮し、例えば、水分の内部混入を抑制する。
The
第1シール部25および第2シール部27を構成するシール材は、一液熱硬化型エポキシ樹脂である。シール材は、その他の熱硬化型樹脂(ポリプロピレンやポリエチレン等)や、熱可塑型樹脂を適用することが可能である。しかし、例えば、使用環境下において良好なシール効果を発揮するものを、用途に応じて適宜選択することが好ましい。
The sealing material constituting the
端子プレート11,12は、高導電性部材からなり、外装ケース14の内部から外部に向かって延長しており、積層体16から電流を引き出すための電極タブを兼用している。独立した別体の電極タブを配置し、直接的あるいはリードを利用して、端子プレート11,12と接続することで、積層体16から電流を引き出すことも可能である。高導電性部材は、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス、これらの合金である。
The
端子プレート11,12は、積層体16の最外層(最上位および最下位)に配置され、その電極投影面の全てを、少なくとも覆うように構成されている。したがって、最外層の電流取り出し部(面方向の電流取り出し)は、低抵抗化され、電池の高出力化が可能になる。なお、積層体16の最外層に位置する集電体21によって、端子プレート11,12を構成することも可能である。また、端子プレート11,12のさらに外側に、補強板を配置することも可能である。
The
図3は、図1に示されるバイポーラ電池を利用する組電池を説明するための斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view for explaining an assembled battery using the bipolar battery shown in FIG.
バイポーラ電池10は、単独で使用することが可能であるが、組電池50の形態で利用することが可能である。組電池50は、バイポーラ電池10を直列化および/又は並列化し、複数接続して構成されており、導電バー52,54を有する。導電バー52,54は、各バイポーラ電池10の外装ケース14から延長する端子プレート11,12に接続されている。接続方法は、例えば、超音波溶接、熱溶接、レーザー溶接、リベット、かしめ、電子ビームである。容量および電圧は、例えば、バイポーラ電池10を接続する際に、適宜、直列あるいは並列化することで、自由に調整することが可能である。
The
図4は、図3に示される組電池が搭載されている車両の概略図である。 FIG. 4 is a schematic view of a vehicle on which the assembled battery shown in FIG. 3 is mounted.
組電池50自体を、直列化および/又は並列化し、複数接続することで組電池モジュール(大型の組電池)140として提供することも可能である。組電池モジュール60は、大出力を確保し得るため、例えば、車両70のモータ駆動用電源として搭載することが可能である。車両は、例えば、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電車である。
The assembled
組電池モジュール60は、例えば、内蔵する外装ケース14毎あるいは組電池50毎の充電制御を行うなど、非常にきめ細かい制御ができるため、1回の充電あたりの走行距離の延長、車載電池としての寿命の長期化などの性能の向上を図ることが可能である。
The assembled
図5は、実施の形態1に係るバイポーラ電池の製造方法を説明するための全体工程図、図6は、図5に示される集成体形成工程を説明するための工程図、図7は、図6に示されるセパレータ配置工程を説明するための断面図、図8は、図6に示される第2シール材配置工程を説明するための断面図、図9は、図5に示される接合体形成工程を説明するための工程図である。 FIG. 5 is an overall process diagram for explaining the manufacturing method of the bipolar battery according to the first embodiment, FIG. 6 is a process diagram for explaining the assembly forming process shown in FIG. 5, and FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the second sealing material placement step shown in FIG. 6, and FIG. 9 is a joined body formation shown in FIG. It is process drawing for demonstrating a process.
実施の形態1に係るバイポーラ電池の製造方法は、集成体(サブアッシーユニット)を形成するための集成体形成工程、集成体の積層体(接合体)を形成するための接合体形成工程(アッシー工程)、および、積層体を外装ケースに収容するため組立工程を有する。 The manufacturing method of the bipolar battery according to the first embodiment includes an assembly forming process for forming an assembly (sub-assembly unit), and an assembly forming process (assembly) for forming a stacked body (joint) of the assembly. Step) and an assembly step for accommodating the laminate in the outer case.
集成体形成工程は、電極形成工程、電解質配置工程、第1シール材配置工程、粘度制御工程、セパレータ配置工程および第2シール材配置工程に分割される。 The assembly forming process is divided into an electrode forming process, an electrolyte arranging process, a first sealing material arranging process, a viscosity control process, a separator arranging process, and a second sealing material arranging process.
電極形成工程においては、集電体21の一方および他方の面に、正極スラリーおよび負極スラリーが、それぞれ塗布される。
In the electrode forming step, the positive electrode slurry and the negative electrode slurry are respectively applied to one and the other surfaces of the
正極スラリーは、例えば、正極活物質[85重量%]、導電助剤[5重量%]およびバインダ[10重量%]を有し、粘度調整溶媒を添加することで、所定の粘度に調整されている。正極活物質は、LiMn2O4である。導電助剤は、アセチレンブラックである。バインダは、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)である。粘度調整溶媒は、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)である。導電助剤は、カーボンブラックやグラファイトを利用することも可能である。バインダおよび粘度調整溶媒は、PVDFおよびNMPに限定されない。 The positive electrode slurry has, for example, a positive electrode active material [85 wt%], a conductive additive [5 wt%], and a binder [10 wt%], and is adjusted to a predetermined viscosity by adding a viscosity adjusting solvent. Yes. The positive electrode active material is LiMn 2 O 4 . The conductive auxiliary agent is acetylene black. The binder is PVDF (polyvinylidene fluoride). The viscosity adjusting solvent is NMP (N-methyl-2-pyrrolidone). Carbon black or graphite can also be used as the conductive assistant. The binder and viscosity adjusting solvent are not limited to PVDF and NMP.
負極スラリーは、例えば、負極活物質[90重量%]およびバインダ[10重量%]を有し、粘度調整溶媒を添加することで、所定の粘度に調整されている。負極活物質は、ハードカーボンである。バインダおよび粘度調整溶媒は、PVDFおよびNMPである。 The negative electrode slurry has, for example, a negative electrode active material [90% by weight] and a binder [10% by weight], and is adjusted to a predetermined viscosity by adding a viscosity adjusting solvent. The negative electrode active material is hard carbon. The binder and viscosity adjusting solvent are PVDF and NMP.
正極スラリーの塗膜および負極スラリーの塗膜は、例えば、真空オーブンを利用して、乾燥させられ、正極活物質層からなる正極23および負極活物質層からなる負極22を形成する。この際、NMPは、揮発することで除去される。
The coating film of the positive electrode slurry and the coating film of the negative electrode slurry are dried using, for example, a vacuum oven to form the
電解質配置工程においては、集電体21の一方および他方の面に、電解質34,35が、塗布される。電解質34,35の塗布部位は、正極23および負極22の電極部である。なお、最初に塗布された電解質34の表面には、保護フィルムが貼り付けられる。保護フィルムは、例えば、ポリエチレン等の樹脂から形成される。
In the electrolyte arrangement step,
電解質34,35は、例えば、電解液[90重量%]およびホストポリマー[10重量%]の有し、粘度調整溶媒を添加することで、塗布に適した粘度にされている。電解液は、PCおよびECからなる有機溶媒、支持塩としてのリチウム塩を含んでいる。リチウム塩濃度は、1Mである。ホストポリマーは、HFPコポリマーを10%含むPVDF−HFPである。粘度調製溶媒は、DMC(ジメチルカーボネート)である。粘度調製溶媒は、DMCに限定されない。なお、この実施の形態では、正極23と負極22に電解質35,34を塗布し、セパレータが重ねられない負極22側の電解質34に保護フィルムを貼り付けるようにしているが、この時点で負極22には電解質34を塗布せず、後述する積層工程の前に電解質34を塗布するようにしてもよい。
The
第1シール材配置工程においては、第1シール材24が、集電体21が露出している正極側外周部かつ正極23の周囲を延長するように配置され、半集成体40が形成される。第1シール材24は、第1シール部25を構成することとなる一液熱硬化型エポキシ樹脂である。第1シール材24の配置は、例えば、ディスペンサを用いる塗布が適用される。
In the first sealing material arranging step, the
粘度制御工程においては、半集成体40の表面に位置する電解質35の粘度が、バイポーラ電極に配置された状態で、低下させられる。
In the viscosity control step, the viscosity of the
セパレータ配置工程においては、セパレータ31が、半集成体40が有する集電体21の正極側面(電解質35の表面)の全てを覆うように配置される(図7参照)。これにより、セパレータ31が、電解質35および第1シール材24に重ねられる。
In the separator arrangement step, the
セパレータ31が配置される電解質35は、粘度が低下している。電解質35の粘着性は、その粘度の低下に伴って、低下するため、セパレータ31は、円滑に配置される。したがって、セパレータに皺が生じて微少隙間が形成されたり、気泡が混入したりすることが抑制され、イオンの透過および電子の移動ができないデッドスペースを発生させ、電池の性能低下を引き起こす残留気泡が低減される。
The
第2シール材配置工程においては、第2シール材26が、セパレータ31上に配置され、集成体(サブアッシーユニット)45が形成される(図8参照)。この際、第2シール材26は、第1シール材24の配置部位と相対するように(重なるように)位置決めされる。第2シール材26は、第2シール部27を構成することとなる一液熱硬化型エポキシ樹脂である。第2シール材26の配置は、例えば、ディスペンサを用いる塗布が適用される。
In the second sealing material arranging step, the second sealing material 26 is arranged on the
第1シール材24の厚みは、正極23および電解質34の合計厚み未満であり、かつ、第2シール材26の厚みは、負極22および電解質35の合計厚み未満であるように、設定されることが好ましい。この場合、セパレータ31が、外周部に位置する第1シール材24および第2シール材26に接触する前に、電解質34,35が設けられる中央部位と接触するため、第1シール材24および第2シール材26により囲まれた内部に、気泡を
残留することを抑制することが可能である。
The thickness of the
次に、図9を参照し、集成体形成工程に続く接合体形成工程を説明する。 Next, with reference to FIG. 9, a joined body forming process subsequent to the assembly forming process will be described.
接合体形成工程は、積層工程、プレス工程、シール材硬化工程、ゲル界面形成工程、初充電工程および気泡排出工程に分割される。 The joined body forming process is divided into a laminating process, a pressing process, a sealing material curing process, a gel interface forming process, an initial charging process, and a bubble discharging process.
積層工程においては、集成体45から保護フィルムが取り除かれ、マガジンに順次セットされる。この際、集成体45は、互いに接触しないように、積層方向に間隔をあけて配置される。積層方向は、集成体45の面方向に対して垂直な方向である。そして、所定数の集成体45のセットが完了すると、例えば、集成体45が順次降下し、積層体を形成する。
In the lamination step, the protective film is removed from the
プレス工程においては、第1および第2シール材24,26が所定の厚みを有するように、複数の集成体45からなる積層体が、真空下で加圧される。例えば、真空度は、0.2〜0.5×105Paであり、加圧力は、1〜2×106Paである。
In the pressing step, the laminated body composed of the plurality of
なお、真空下での加圧であり、電極および電解質層の積層界面に対する気泡の混入が抑制されるため、残留気泡を有するバイポーラ電池が製造される虞がさらに低減される。また、積層工程における集成体45のセットの完了後に、マガジンを真空下に配置して、積層体を形成することも、気泡の混入の抑制の観点から、好ましい。
In addition, since it is pressurization under a vacuum and mixing of the bubble with respect to the lamination | stacking interface of an electrode and an electrolyte layer is suppressed, possibility that the bipolar battery which has a residual bubble will be manufactured is further reduced. In addition, it is also preferable from the viewpoint of suppressing the mixing of bubbles that the magazine is placed under vacuum after the
シール材硬化工程においては、積層体を加熱することで、第1および第2シール材24,26を熱硬化し、第1および第2シール部25,27を形成する。加熱条件は、例えば、80℃である。積層体の加熱は、例えば、オーブンを適用することが可能である。
In the sealing material curing step, the first and
バイポーラ電池10は、リチウム二次電池であり、水分を嫌うが、第1および第2シール部25,27が樹脂から構成されるため、水分の混入は、避けられない。そのため、プレス工程における第1および第2シール材24,26の前記所定の厚みは、第1および第2シール部25,27の外気に触れる厚さの寸法を極小にして、侵入する水分を減らす見地から設定されている。
The
ゲル界面形成工程においては、積層体を加熱下で加圧することで、積層体に含まれるセパレータ31に、電解質34,35が浸透させられ、ゲル界面が形成される。加熱温度および加圧条件は、例えば、80℃および1〜2×106Paである。これにより、複数の集成体45が一体化された積層体(接合体)16(図2参照)が得られる。
In the gel interface forming step, by pressing the laminate under heating, the
初充電工程においては、積層体16と電気的に接続された充放電装置によって、初回充電が行われ、気泡が発生させさられる。初充電条件は、例えば、正極の塗布重量から概算された容量ベースで、21V−0.5Cで4時間である。 In the initial charge step, the initial charge is performed by the charge / discharge device electrically connected to the laminate 16 to generate bubbles. The initial charging condition is, for example, 4 hours at 21 V-0.5 C on a capacity basis estimated from the coating weight of the positive electrode.
気泡排出工程においては、例えば、積層体16の表面をローラによって押圧することにより、積層体16の中央部に位置する気泡が、外周部に移動させられて取り除かれる。したがって、電池の出力密度を向上させることが可能である。なお、ゲル界面形成工程で、既に気泡が十分排出されるので、気泡排出工程は必ずしも必要ではないが、この工程によって、気泡の抑制がより確実となる。 In the bubble discharging step, for example, by pressing the surface of the laminate 16 with a roller, the bubbles located at the center of the laminate 16 are moved to the outer peripheral portion and removed. Therefore, it is possible to improve the output density of the battery. In the gel interface forming step, the bubbles are already sufficiently discharged, so the bubble discharging step is not always necessary, but this step makes it possible to more reliably suppress the bubbles.
なお、接合体形成工程(アッシー工程)に続く組立工程においては、積層体16が、外装ケース14に収容され、バイポーラ電池10が製造される(図1参照)。
In the assembly process subsequent to the joined body forming process (assembly process), the laminate 16 is accommodated in the
次に、粘度制御工程に適用される粘度制御装置を詳述する。 Next, the viscosity control apparatus applied to the viscosity control step will be described in detail.
図10は、図5に示される粘度制御工程に適用される粘度制御装置を説明するための側面図、図11は、図9に示される粘度制御装置の正面図、図12は、図10に示されるローラ部の断面図、図13は、図12のXIII−XIIIに関する断面図、図14は、図12のXIV−XIVに関する断面図、図15は、図12に示されるカラーを説明するための平面図、図16は、図15のカラーの側面図、図17は、図12に示されるスリーブを説明するための平面図、図18は、図17のスリーブの側面図である。 10 is a side view for explaining the viscosity control device applied to the viscosity control step shown in FIG. 5, FIG. 11 is a front view of the viscosity control device shown in FIG. 9, and FIG. 13 is a cross-sectional view relating to XIII-XIII in FIG. 12, FIG. 14 is a cross-sectional view relating to XIV-XIV in FIG. 12, and FIG. 15 is for explaining the collar shown in FIG. FIG. 16 is a side view of the collar of FIG. 15, FIG. 17 is a plan view for explaining the sleeve shown in FIG. 12, and FIG. 18 is a side view of the sleeve of FIG.
実施の形態1に係るバイポーラ電池の製造装置が有する粘度制御装置(粘度制御手段)100は、パレット110、台座部120、ローラ部(冷却手段)130、駆動手段170およびチャンバ190を有する。
The bipolar battery manufacturing apparatus according to the first embodiment includes a viscosity control device (viscosity control unit) 100 including a
パレット110は、第1シール材配置工程からの半集成体40を投入するために使用され、半集成体40の端部を固定するためにクランプ部112を有する。なお、半集成体40は、バイポーラ電極の両面に配置された電解質34,35、および、集電体21が露出している正極側外周部かつ正極23の周囲を延長している第1シール材24を有する。
The
台座部120は、パレット110が載置される支持部122、パレット110の移動を制止するためのストッパー124、および、パレット110を所定位置に位置決めするためのロケートピン126を有する。
The
ローラ部130は、半集成体40の表面に位置する電解質35の粘度を低下させるために使用され、ローラ131、シャフト137、冷媒通路140および軸受部150を有する。
The
ローラ131は、中央部133および中央部133の両側に位置する端部132,134からなり、半集成体40の表面に位置する電解質35と当接自在に配置される。中央部133および端部132,134は、別部材であり、外周近傍を外周に沿って延長する第1Oリング134を介し、ボルトなどの適当な締結手段によって、一体化されている。シャフト137は、ローラ131の軸部を貫通して配置されており、ローラ131は、回転自在である。
The
冷媒通路140は、ローラ131を冷却する冷媒を流通させるために使用され、連結部142、放射状部143、環状部144および円柱部145を有する。
The
連結部142は、シャフト137の一方および他方の端部の軸部を延長する通路である。ローラ131の端部132側の連結部142は、コネクタ141を経由し冷媒が供給されるチューブ138に連通されている。ローラ131の端部134側の連結部142は、コネクタ149を経由し冷媒が排出されるチューブ139に連通されている。チューブ138,139は、断熱材を巻いて保冷し、雰囲気中の水分が凝縮するのを防止することが好ましい。
The connecting
放射状部143は、ローラ131の中央部から外周に向かって延長する十文字状の通路であり、連結部142と連通している。環状部144は、ローラ131の外周に沿って延長する通路であり、放射状部143と連通している。実施の形態1においては、ローラ131の中央部133の端面に、十文字状の溝および外周に沿って延長する環状溝が形成されており、中央部133の端面と当接させることによって、放射状部143および環状部144が形成されている(図13参照)。
The
円柱部145は、外周に沿って8箇所に配置されており、ローラ131の中央部133の外周近傍を長手な方向に沿って延長し、中央部133の一方の端面に位置している放射状部143と、中央部133の他方の端面に位置している放射状部143を連通している。円柱部145の設置箇所数は、特に8箇所に限定されない。
The
上記構成の冷媒通路140においては、チューブ138に冷媒が導入されると、当該冷媒は、コネクタ141を経由しローラ131の内部に供給され、ローラ131を冷却した後で、コネクタ149を経由しチューブ139から排出される。これにより、半集成体40の表面に位置する電解質に比較し、ローラ131の温度は低下するため、電解質に当接させると、電解質は冷却され、その粘度も低下する。
In the
冷媒は、特に限定されない。しかし、電解質を硬化させる場合、例えば、電解質を−58℃まで冷却する場合、冷媒は、液体窒素(−196℃(77K))などの極低温流体を用いることが好ましい。 The refrigerant is not particularly limited. However, when the electrolyte is cured, for example, when the electrolyte is cooled to −58 ° C., it is preferable to use a cryogenic fluid such as liquid nitrogen (−196 ° C. (77 K)) as the refrigerant.
軸受部150は、ローラ131を回転自在に支持すると共に冷媒通路140を流通する冷媒が漏出しないように構成されており、ベアリング152、カラー153、第2Oリング154、スリーブ155および第3Oリング156を有する。
The bearing
ベアリング152は、ローラ131の端部132,134の端面に配置され、シャフト137が貫通している。第2Oリング154は、ベアリング152の内側に配置されている。カラー153(図14および図15参照)は、ベアリング152と第2Oリング154との間に配置されている。
The
スリーブ155(図16および図17参照)は、円柱状であり、冷媒通路140の放射状部143と対応する開口部が外周部に形成されており、シャフト137に配置される冷媒通路140の連結部142と、ローラ131に配置される放射状部143との接続面に位置決めさている。第3Oリング156は、スリーブ155の内側に配置されており、ローラ131の中央部133の端部端面の近傍に位置している。
The sleeve 155 (see FIGS. 16 and 17) has a cylindrical shape, an opening corresponding to the
第1Oリング134、第2Oリング154および第3Oリング156の材質は、良好なシール性を有しておれば、特に限定されない。しかし、例えば、冷媒として液体窒素などの極低温流体が用いられる場合は、フッ素ゴム、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素樹脂、PTFE被覆メタルの適用が好ましい。
The material of the first O-
駆動手段170は、ローラ131の回転および水平移動のために使用され、フレーム172、第1サーボモータ176、エアシリンダ部178およびリニアアクチュエーター180を有する。
The driving
フレーム172は、ローラ部130のシャフト137を支持している。第1サーボモータ176は、ハーモニックドライブ減速機174および歯車機構175を介してローラ131に連結されている。したがって、第1サーボモータ176を制御することで、ローラ131を回転させることが可能である。
The
エアシリンダ部178は、フレーム172の上部中央に連結されており、フレーム172を降下させることにより、半集成体40の表面に位置する電解質35に対してローラ131を当接させるように設定されている。
The
リニアアクチュエーター180は、エアシリンダ部178を支持しており、エアシリンダ部178に連結されるフレーム172を介して、ローラ131を水平移動させるために
使用され、支持部182、ガイドレール部183、ボールねじ部185および第2サーボモータ188を有する。
The
支持部182は、チャンバ190に連結されており、ガイドレール部183およびボールねじ部185が固定されている。ガイドレール部183は、エアシリンダ部178をスライド自在に支持している。ボールねじ部185は、回転することで、エアシリンダ部178を水平方向に駆動するように設定されている。
The
第2サーボモータ188は、カップリング186を介して、ボールねじ部185に連結されている。したがって、第2サーボモータ188を制御することで、ボールねじ部185、エアシリンダ部178およびフレーム172を介し、ローラ131を水平移動させることが可能である。なお、第1サーボモータ176および第2サーボモータ188は、同期制御される。
The
チャンバ190は、パレット110、台座部120、ローラ部130および駆動手段170を収容するために使用され、下部に台座部120の支持部122が載置され、上部に駆動手段170のリニアアクチュエーター180の支持部182が連結されている。
The
したがって、粘度制御装置100は、低温のローラ131を、半集成体40の表面に位置する電解質35に当接させ、回転させながら水平移動させることで、電解質35の全面を冷却し電解質35の粘度を低下させることが可能である。
Therefore, the
以上のように、実施の形態1に係るバイポーラ電池の製造方法は、電解質の粘度を低下させるための粘度制御工程を有している。粘度制御工程における電解質の粘度の低下に伴って、その粘着性も低下するため、セパレータ配置工程において、セパレータは、電解質の表面(電解質が配置されたバイポーラ電極の一方側)に、円滑に配置される。したがって、セパレータに皺が生じて微少隙間が形成されたり、気泡が混入したりすることが抑制され、イオンの透過および電子の移動ができないデッドスペースを発生させ、電池の性能低下を引き起こす残留気泡が低減される。つまり、気泡の混入を抑制することにより、良好な電池性能を有するバイポーラ電池を製造するための製造方法を提供することができる。 As described above, the method for manufacturing a bipolar battery according to Embodiment 1 has a viscosity control step for reducing the viscosity of the electrolyte. As the viscosity of the electrolyte in the viscosity control step decreases, its adhesiveness also decreases. Therefore, in the separator placement step, the separator is smoothly placed on the electrolyte surface (one side of the bipolar electrode on which the electrolyte is placed). The Therefore, it is possible to suppress the formation of minute gaps in the separator due to wrinkles in the separator or the inclusion of bubbles, and the generation of dead spaces that cannot transmit ions and move electrons, resulting in residual bubbles that cause a decrease in battery performance. Reduced. That is, by suppressing the mixing of bubbles, a manufacturing method for manufacturing a bipolar battery having good battery performance can be provided.
また、電解質の粘度は、電解質を冷却することによって、低下させられており、電解質の粘度を容易に低下させることができる。 Moreover, the viscosity of the electrolyte is lowered by cooling the electrolyte, and the viscosity of the electrolyte can be easily lowered.
電解質は、硬化するまで冷却されることが好ましい。この場合。硬化した電解質の粘着性は、極めて低いため、セパレータは、電解質の表面により円滑に配置される。したがって、セパレータに皺が生じて微少隙間が形成されたり、気泡が混入したりすることが、確実に抑制される。 The electrolyte is preferably cooled until it is cured. in this case. Since the adhesiveness of the cured electrolyte is extremely low, the separator is arranged more smoothly on the surface of the electrolyte. Therefore, the occurrence of wrinkles in the separator to form a minute gap or the mixing of bubbles is reliably suppressed.
また、粘度制御工程は、電解質配置工程の後に位置しており、粘度制御工程において、電解質は、バイポーラ電極の両面に配置された状態で冷却される。したがって、セパレータが配置される直前に電解質が冷却されているため、作業性が良好である。 Further, the viscosity control step is located after the electrolyte placement step, and in the viscosity control step, the electrolyte is cooled in a state of being placed on both surfaces of the bipolar electrode. Therefore, workability is good because the electrolyte is cooled immediately before the separator is disposed.
電解質は、電解質の温度より低温のローラを当接させることによって、冷却される。つまり、電解質の冷却は、当接するローラの熱伝導によって引き起こされるため、効率的となる。また、ローラの内部には、冷媒が循環しているため、ローラを容易かつ効率的に冷却することができる。 The electrolyte is cooled by bringing a roller having a temperature lower than that of the electrolyte into contact therewith. In other words, the cooling of the electrolyte is efficient because it is caused by the heat conduction of the abutting roller. Further, since the refrigerant circulates inside the roller, the roller can be cooled easily and efficiently.
一方、実施の形態1に係るバイポーラ電池の製造装置は、電解質の粘度を低下させるた
めの粘度制御装置を有している。したがって、粘度制御手段によって電解質の粘度を低下させる場合、電解質の粘着性が低下するため、セパレータを、電解質の表面に円滑に配置することができる。したがって、セパレータに皺が生じて微少隙間が形成されたり、気泡が混入したりすることが抑制され、イオンの透過および電子の移動ができないデッドスペースを発生させ、電池の性能低下を引き起こす残留気泡を低減することが可能である。つまり、気泡の混入を抑制することにより、良好な電池性能を有するバイポーラ電池を製造するための製造装置を提供することができる。
On the other hand, the bipolar battery manufacturing apparatus according to Embodiment 1 has a viscosity control apparatus for reducing the viscosity of the electrolyte. Therefore, when the viscosity of the electrolyte is lowered by the viscosity control means, the adhesiveness of the electrolyte is lowered, so that the separator can be smoothly disposed on the surface of the electrolyte. Therefore, it is possible to suppress the formation of minute gaps due to the formation of wrinkles in the separator and the introduction of bubbles, and to create a dead space where ions cannot permeate and move electrons. It is possible to reduce. That is, it is possible to provide a manufacturing apparatus for manufacturing a bipolar battery having good battery performance by suppressing the mixing of bubbles.
粘度制御装置は、電解質を冷却するためのローラ部を有するため、電解質の粘度を容易に低下させることができる。ローラ部は、電解質を硬化するまで冷却することができる。この場合、硬化した電解質の粘着性は、極めて低いため、セパレータは、電解質の表面により円滑に配置することができる。したがって、セパレータに皺が生じて微少隙間が形成されたり、気泡が混入したりすることが、確実に抑制することが可能である。 Since the viscosity control device has a roller portion for cooling the electrolyte, the viscosity of the electrolyte can be easily reduced. The roller portion can be cooled until the electrolyte is cured. In this case, since the adhesiveness of the cured electrolyte is extremely low, the separator can be arranged more smoothly on the surface of the electrolyte. Therefore, it is possible to reliably suppress the occurrence of wrinkles in the separator and the formation of a minute gap or the mixing of bubbles.
ローラ部は、電解質を、バイポーラ電極の両面に配置された状態で、冷却することができる。この場合、セパレータが配置される直前に電解質が冷却されるため、良好な作業性が確保することが可能である。ローラ部は、電解質の温度より低温かつ電解質に当接自在のローラを有しており、電解質の冷却は、当接するローラの熱伝導によって引き起こされるため、効率的となる。ローラの内部には、冷媒が循環する配管系が配置されているため、ローラを容易かつ効率的に冷却することができる。 The roller portion can cool the electrolyte in a state where the electrolyte is disposed on both surfaces of the bipolar electrode. In this case, since the electrolyte is cooled immediately before the separator is disposed, it is possible to ensure good workability. The roller portion has a roller that is lower than the temperature of the electrolyte and that can freely come into contact with the electrolyte. Cooling of the electrolyte is caused by the heat conduction of the contacting roller, and thus becomes efficient. Since a piping system in which the refrigerant circulates is arranged inside the roller, the roller can be easily and efficiently cooled.
図19は、実施の形態2を説明するための断面図である。 FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining the second embodiment.
実施の形態2は、粘度制御装置のチャンバの構造に関し、実施の形態1と概して異なる。なお、以下において、実施の形態1と同様の機能を有する部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。 The second embodiment is generally different from the first embodiment regarding the structure of the chamber of the viscosity control device. In the following, members having the same functions as those of the first embodiment are denoted by similar reference numerals, and the description thereof is omitted to avoid duplication.
実施の形態2に係る粘度制御装置200のチャンバ290は、真空断熱2重構造の壁部を有し、壁部の内部には、冷却コイル(露点低下手段)292が配置されている。冷却コイル292の内部を流通する冷媒は、液体窒素である。冷却コイル292は、例えば、チャンバ290の内部の雰囲気温度および露点が、−60℃および−65℃になるように設定される。
The
以上のように、実施の形態2は、雰囲気の露点を低下させるための冷却コイル292を有する。したがって、粘度制御工程において、粘度制御装置のローラ231は、露点が低下させられた雰囲気下で、半集成体40の表面に位置する電解質35を冷却することが可能であり、雰囲気中の水分が凝縮(例えば、ローラ表面に結露)しないため、水分の混入による不具合を避けることができる。
As described above, the second embodiment has the cooling
図20は、実施の形態3に係る双極型2次電池の製造方法を説明するための工程図、図21は、実施の形態3に係る粘度制御工程を説明するための断面図である。 FIG. 20 is a process diagram for explaining the manufacturing method of the bipolar secondary battery according to the third embodiment, and FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining the viscosity control process according to the third embodiment.
実施の形態3は、粘度制御工程の実施順番に関し、実施の形態1と概して異なり、電解質配置工程と第1シール材配置工程の間に、粘度制御工程が実施される。この場合、粘度を低下させる電解質35の周囲に第1シール材24が存在せず、第1シール材24との干渉を考慮する必要がないため、電解質35を冷却するためのローラ331の制御が容易である。
The third embodiment is generally different from the first embodiment regarding the execution order of the viscosity control step, and the viscosity control step is performed between the electrolyte arrangement step and the first seal material arrangement step. In this case, since the
図22は、実施の形態4に係る双極型2次電池の製造方法を説明するための工程図、図23は、実施の形態4に係る双極型2次電池の製造装置を説明するための断面図、図24
は、図22に示される電解質配置工程を説明するための断面図である。
FIG. 22 is a process diagram for explaining the manufacturing method of the bipolar secondary battery according to the fourth embodiment, and FIG. 23 is a cross-sectional view for explaining the bipolar secondary battery manufacturing apparatus according to the fourth embodiment. Figure 24
FIG. 23 is a cross-sectional view for explaining an electrolyte arrangement step shown in FIG. 22.
実施の形態4は、粘度制御工程の実施順番および粘度制御装置の構成に関し、実施の形態1と概して異なる。 The fourth embodiment is generally different from the first embodiment with respect to the execution order of the viscosity control process and the configuration of the viscosity control device.
実施の形態4に係る粘度制御工程は、電解質配置工程の前に位置している。したがって、電解質35は、バイポーラ電極に配置される前であるため、実施の形態1に比較し、容易に冷却することができる。
The viscosity control process according to Embodiment 4 is located before the electrolyte placement process. Therefore, since
粘度制御工程に適用される粘度制御装置400は、例えば、チャンバ490、台座部420および冷却コイル(冷却手段かつ露点低下手段)430を有する。チャンバ490は、真空断熱2重構造の壁部を有する。冷却コイル430は、チャンバ490の壁部の内部に配置されている。台座部420は、電解質を板状に硬化するために使用される。
The
冷却コイル430の内部を流通する冷媒は、液体窒素である。冷却コイル430は、例えば、チャンバ490の内部の雰囲気温度を−60℃であり、露点が−65℃となるように設定される。
The refrigerant that circulates inside the cooling
したがって、台座部420に載置される電解質35は、冷却コイル430によって冷却し、硬化されることで、粘度が低下する。また、露点が低下させられた雰囲気下で、電解質が冷却され、雰囲気中の水分が凝縮しないため、水分の混入による不具合を避けることができる。
Therefore, the
そして、電解質配置工程においては、バイポーラ電極に硬化している電解質35が配置される。
In the electrolyte placement step, the cured
以上のように、実施の形態4に係る粘度制御工程は、電解質配置工程の前に位置しており、電解質35は、バイポーラ電極に配置される前であるため、実施の形態1に比較し、容易に冷却することができ、また、粘度制御装置400の構成を単純化することが可能である。
As described above, the viscosity control step according to the fourth embodiment is located before the electrolyte placement step, and the
また、生産性の観点から、粘度制御装置400において硬化される電解質35のサイズを大きくし、適宜短冊状に切断することも好ましい。また、低温の電解質35に、雰囲気中の水分が凝縮しないように、電解質配置工程、第1シール材配置工程およびセパレータ配置工程および第2シール材配置工程を、露点が低下させられた雰囲気下で実施することも好ましい。さらに、電解質34も同様に、板状に硬化させて使用することも可能である。
From the viewpoint of productivity, it is also preferable to increase the size of the
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims.
例えば、第1および第2シール材24,26は、熱可塑性樹脂を適用することも可能である。この場合、第1および第2シール材24,26は、加熱することによって塑性変形し、第1および第2シール部25,27を形成することとなる。
For example, a thermoplastic resin can be applied to the first and
電解質は、熱可塑型に限定されず、熱硬化型を適用することも可能である。この場合も、加熱下での加圧により、電解質層を硬化させることで漏液が防止され、液絡を防ぐことが可能である。 The electrolyte is not limited to the thermoplastic type, and a thermosetting type can also be applied. In this case as well, liquid leakage is prevented by curing the electrolyte layer by pressurization under heating, and a liquid junction can be prevented.
プレス工程における面圧は、1〜2×106Paに限定されず、積層体16の構成材料
の強度等の物性を考慮し、適宜設定することが可能である。シール材硬化工程における加熱温度は、80℃に限定されず、電解液の耐熱性や、第1シール材24(第1シール部25)および第2シール材26(第2シール部27)の硬化温度などの物性を考慮し、例えば、60℃〜150℃であることが好ましい。
The surface pressure in the pressing step is not limited to 1 to 2 × 10 6 Pa, and can be appropriately set in consideration of physical properties such as the strength of the constituent material of the laminate 16. The heating temperature in the sealing material curing step is not limited to 80 ° C., the heat resistance of the electrolytic solution, and the curing of the first sealing material 24 (first sealing portion 25) and the second sealing material 26 (second sealing portion 27). Considering physical properties such as temperature, for example, it is preferably 60 ° C to 150 ° C.
電解質34,35、第1および第2シール材24,26を適宜選択することにより、シール材硬化工程およびゲル界面形成工程を一体化し、第1および第2シール材24,26の硬化および電解質層の完成を同時に実施することで、製造工程の短縮を図ることも可能である。シール材硬化工程とゲル界面形成工程の間に、積層体16の各層(双極型単電池)の電位をモニタするためのタブ(リード線)を、取り付けるための工程を追加することも可能である。
By appropriately selecting the
10 バイポーラ電池、
11,12 端子プレート、
14 外装ケース、
16 積層体、
20 バイポーラ電極、
21 集電体、
22 負極、
23 正極、
24,26 シール材、
25,27 シール部、
30 電解質層、
31 セパレータ、
34,35 電解質、
40 半集成体、
45 集成体、
50 組電池、
52,54 導電バー、
60 組電池モジュール、
70 車両、
100 粘度制御装置(粘度制御手段)、
110 パレット、
112 クランプ部、
120 台座部、
122 支持部、
124 ストッパー、
126 ロケートピン、
130 ローラ部(冷却手段)、
131 ローラ、
132,134 端部、
133 中央部、
134 第1Oリング、
137 シャフト、
138,139 チューブ、
140 冷媒通路、
141 149コネクタ、
142 連結部、
143 放射状部、
144 環状部、
145 円柱部、
150 軸受部、
152 ベアリング、
153 カラー、
154 第2Oリング、
155 スリーブ、
156 第3Oリング、
170 駆動手段、
172 フレーム、
174 ハーモニックドライブ減速機、
175 歯車機構、
176 第1サーボモータ、
178 エアシリンダ部、
180 リニアアクチュエーター、
182 支持部、
183 ガイドレール部、
185 ボールねじ部、
186 カップリング、
188 第2サーボモータ、
190 チャンバ、
200 粘度制御装置(粘度制御手段)、
231 ローラ、
290 チャンバ、
292 冷却コイル(露点低下手段)、
331 ローラ、
400 粘度制御装置(粘度制御手段)、
420 台座部、
430 冷却コイル(冷却手段かつ露点低下手段)、
490 チャンバ。
10 Bipolar battery,
11,12 terminal plate,
14 exterior case,
16 laminates,
20 bipolar electrodes,
21 current collector,
22 negative electrode,
23 positive electrode,
24, 26 sealing material,
25, 27 seal part,
30 electrolyte layer,
31 separator,
34,35 electrolyte,
40 semi-aggregates,
45 Assembly,
50 battery packs,
52, 54 conductive bar,
60 battery module,
70 vehicles,
100 Viscosity control device (viscosity control means),
110 palettes,
112 Clamp part,
120 pedestal,
122 support part,
124 stopper,
126 Locate pin,
130 roller section (cooling means),
131 Laura,
132,134 ends,
133 Central part,
134 1st O-ring,
137 shaft,
138, 139 tubes,
140 refrigerant passage,
141 149 connector,
142 connecting part,
143 radial part,
144 annulus,
145 cylindrical part,
150 bearing part,
152 bearing,
153 colors,
154 2nd O-ring,
155 sleeve,
156 3rd O-ring,
170 driving means,
172 frames,
174 Harmonic drive reducer,
175 gear mechanism,
176 1st servo motor,
178 Air cylinder part,
180 linear actuator,
182 support,
183 guide rail,
185 ball screw part,
186 coupling,
188 Second servo motor,
190 chambers,
200 Viscosity control device (viscosity control means),
231 Laura,
290 chambers,
292 cooling coil (dew point lowering means),
331 Roller,
400 Viscosity control device (viscosity control means),
420 pedestal,
430 cooling coil (cooling means and dew point lowering means),
490 chamber.
Claims (16)
前記集電体に形成された正極と負極の少なくとも一方の面にゲルポリマー系電解質を配置する電解質配置工程と、
前記電解質が配置された前記正極と負極のいずれか一方の面に、前記セパレータを配置するセパレータ配置工程を有し、
前記セパレータ配置工程において前記正極と負極のいずれか一方の面にセパレータが配置される以前に、前記電解質の粘度を低下させる粘度制御工程を有する
ことを特徴とするバイポーラ電池の製造方法。 A bipolar electrode in which a positive electrode is formed on one surface of a current collector and a negative electrode is formed on the other surface, and an electrolyte layer including a separator having air permeability is provided so that the electrolyte can permeate. A battery manufacturing method comprising:
An electrolyte disposing step of disposing a gel polymer electrolyte on at least one surface of the positive electrode and the negative electrode formed on the current collector;
A separator disposition step of disposing the separator on one surface of the positive electrode and the negative electrode where the electrolyte is disposed;
A bipolar battery manufacturing method comprising: a viscosity control step of reducing the viscosity of the electrolyte before the separator is disposed on one of the positive electrode and the negative electrode in the separator disposing step.
前記粘度制御工程において、前記電解質が前記電極に配置された状態で冷却される
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のバイポーラ電池の製造方法。 The viscosity control step is located after the electrolyte placement step,
The method for manufacturing a bipolar battery according to claim 3 or 4, wherein, in the viscosity control step, the electrolyte is cooled in a state of being disposed on the electrode.
前記電解質配置工程において、前記バイポーラ電極の少なくとも一方の面に、硬化している前記電解質が配置される
ことを特徴とする請求項4に記載のバイポーラ電池の製造方法。 The viscosity control step is located before the electrolyte placement step,
The method for manufacturing a bipolar battery according to claim 4, wherein, in the electrolyte placement step, the cured electrolyte is placed on at least one surface of the bipolar electrode.
前記電解質の粘度を低下させる粘度制御手段を有しており、
前記セパレータは、粘度の低下した前記電解質に配置される
ことを特徴とするバイポーラ電池の製造装置。 A bipolar electrode in which a positive electrode is formed on one surface of a current collector and a negative electrode is formed on the other surface, and an electrolyte layer including a separator having air permeability is provided so that the electrolyte can permeate. A battery manufacturing apparatus,
Having a viscosity control means for reducing the viscosity of the electrolyte,
The bipolar battery manufacturing apparatus, wherein the separator is disposed on the electrolyte having a reduced viscosity.
10に記載のバイポーラ電池の製造装置。 The bipolar battery manufacturing apparatus according to claim 10, wherein the viscosity control unit includes a cooling unit that cools the electrolyte.
前記冷却手段は、露点が低下させられた雰囲気下で、前記電解質を冷却する
ことを特徴とする請求項11〜15のいずれか1項に記載のバイポーラ電池の製造装置。 It has dew point lowering means to lower the dew point of the atmosphere,
The bipolar battery manufacturing apparatus according to any one of claims 11 to 15, wherein the cooling means cools the electrolyte under an atmosphere in which a dew point is lowered.
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