JP2012185976A - Laminated battery - Google Patents

Laminated battery Download PDF

Info

Publication number
JP2012185976A
JP2012185976A JP2011047573A JP2011047573A JP2012185976A JP 2012185976 A JP2012185976 A JP 2012185976A JP 2011047573 A JP2011047573 A JP 2011047573A JP 2011047573 A JP2011047573 A JP 2011047573A JP 2012185976 A JP2012185976 A JP 2012185976A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
positive electrode
negative electrode
battery
stacked
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011047573A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kengo Matsuo
研吾 松尾
Yoshiharu Kaneshima
義治 金島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2011047573A priority Critical patent/JP2012185976A/en
Publication of JP2012185976A publication Critical patent/JP2012185976A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated battery which can suppress variation in battery performance without using surplus members in the battery performance.SOLUTION: In the laminated battery having a laminate structure where a positive electrode P and a negative electrode N are laminated alternately while sandwiching a separator S, the negative electrode N is larger than the positive electrode P, and the difference in sizes of the negative electrode N and the positive electrode P is set based on the positioning accuracy of the negative electrode N and the positive electrode P when they are laminated, and the electric capacitance between the negative electrode N and the positive electrode P at the edges thereof when the edge of the negative electrode N is shifted from the edge of the positive electrode P.

Description

本発明は、積層型電池に関するものである。   The present invention relates to a stacked battery.

電池の形態は、円筒型電池と積層型電池とに大別され、後者の電池は、矩形状の正極と負極とをセパレータを挟んで交互に積層した積層構造を有する。このように、矩形状の電極を積層して電池を構成する場合、電極の端縁における短絡を防止するためには、電極よりも一回り大きな面積を有するセパレータを用いることが好ましい。しかしながら、電極と大きさの異なるセパレータを用いる場合、当該セパレータを挟んで隣り合う電極同士を位置決めして積層するのが困難となる。また、電極の位置がずれると電池性能のバラツキを引き起こす。   The form of the battery is roughly classified into a cylindrical battery and a stacked battery, and the latter battery has a stacked structure in which rectangular positive electrodes and negative electrodes are alternately stacked with a separator interposed therebetween. Thus, when a battery is formed by stacking rectangular electrodes, it is preferable to use a separator having an area that is slightly larger than that of the electrodes in order to prevent a short circuit at the edges of the electrodes. However, when a separator having a size different from that of the electrode is used, it is difficult to position and stack adjacent electrodes with the separator interposed therebetween. In addition, if the position of the electrode is shifted, the battery performance varies.

下記特許文献1には、電極間の積層ずれを抑制して、サイクル特性の向上等を図ることができる積層式リチウムイオン電池が開示されている。この電池は、セパレータ、正極、セパレータ、負極からなる積層電極体を、複数重ねる際、各積層電極体を跨ぐように、ずれ防止用テープを貼付し、電極の移動を阻止する構成となっている。   Patent Document 1 below discloses a stacked lithium-ion battery that can suppress cycle shift between electrodes and improve cycle characteristics. In this battery, when a plurality of laminated electrode bodies composed of a separator, a positive electrode, a separator, and a negative electrode are stacked, a misalignment prevention tape is applied so as to straddle each laminated electrode body to prevent movement of the electrodes. .

特開2008−91099号公報JP 2008-91099 A

しかしながら、上記従来技術では、ずれ防止用テープという電池性能的には余分な部材を必要とする。また、上記従来技術では、ずれ防止用テープを貼付するための機械も別途必要となる。   However, the above prior art requires an extra member in terms of battery performance, such as a slip prevention tape. Moreover, in the said prior art, the machine for affixing the tape for slippage prevention is also needed separately.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電池性能的に余分な部材を用いずに、電池性能のバラツキを抑制することができる積層型電池の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stacked battery that can suppress variation in battery performance without using an extra member in battery performance.

上記の課題を解決するために、本発明は、極性の異なる電極がセパレータを間に挟んで交互に積層された積層構造を有する積層型電池であって、上記電極のうち、一方の極性を有する第1の電極は、他方の極性を有する第2の電極よりも大きく、上記第1の電極と上記第2の電極との大きさの差分は、上記積層するときの上記第1の電極と上記第2の電極との位置決め精度と、上記第1の電極の端縁が上記第2の電極の端縁に対してずれて配置されたときの当該端縁における上記第1の電極と上記第2の電極との間の電気容量と、に基づいて設定されているという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、位置決め精度及び電気容量に基づいて第1の電極を第2の電極よりも大きくし、過剰に第1の電極を大きくせずに、積層後、第1の電極によって第2の電極の全てを覆わせ、電池性能を一定にさせる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a stacked battery having a stacked structure in which electrodes having different polarities are alternately stacked with separators in between, and has one of the electrodes. The first electrode is larger than the second electrode having the other polarity, and the difference in size between the first electrode and the second electrode is different from that of the first electrode and the second electrode when stacked. Positioning accuracy with the second electrode, and the first electrode and the second electrode at the edge when the edge of the first electrode is shifted from the edge of the second electrode The configuration is set based on the electric capacity between the electrodes.
By adopting this configuration, in the present invention, the first electrode is made larger than the second electrode on the basis of the positioning accuracy and the electric capacity, and the first electrode is not excessively enlarged, and after the stacking, All of the second electrodes are covered with one electrode to make the battery performance constant.

また、本発明においては、上記第1の電極は、負極であり、上記第2の電極は、正極であるという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、正極よりも比較的材料コストが安価な負極を大きくする。
In the present invention, the first electrode is a negative electrode, and the second electrode is a positive electrode.
By adopting this configuration, in the present invention, the negative electrode whose material cost is relatively lower than that of the positive electrode is enlarged.

また、本発明においては、上記負極は、少なくとも一方の面にカーボンを含む活物質を有し、上記正極は、少なくとも一方の面にリチウム化合物を含む活物質を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、レアメタルであるリチウム化合物を含む活物質を有する正極よりも材料コストが安価なカーボンを含む活物質を有する負極を大きくする。
In the present invention, the negative electrode has an active material containing carbon on at least one surface, and the positive electrode has an active material containing a lithium compound on at least one surface.
By adopting this configuration, in the present invention, a negative electrode having an active material containing carbon whose material cost is lower than that of a positive electrode having an active material containing a lithium compound that is a rare metal is made larger.

本発明によれば、極性の異なる電極がセパレータを間に挟んで交互に積層された積層構造を有する積層型電池であって、上記電極のうち、一方の極性を有する第1の電極は、他方の極性を有する第2の電極よりも大きく、上記第1の電極と上記第2の電極との大きさの差分は、上記積層するときの上記第1の電極と上記第2の電極との位置決め精度と、上記第1の電極の端縁が上記第2の電極の端縁に対してずれて配置されたときの当該端縁における上記第1の電極と上記第2の電極との間の電気容量と、に基づいて設定されているという構成を採用することによって、位置決め精度及び電気容量に基づいて第1の電極を第2の電極よりも大きくし、過剰に第1の電極を大きくせずに、積層後、第1の電極によって第2の電極の全てを覆わせ、電池性能を一定にさせる。
したがって、本発明では、電池性能的に余分な部材を用いずに、電池性能のバラツキを抑制することができる。
According to the present invention, there is provided a stacked battery having a stacked structure in which electrodes having different polarities are alternately stacked with separators interposed therebetween, wherein the first electrode having one polarity is the other of the electrodes. The difference in size between the first electrode and the second electrode is larger than that of the second electrode having the polarity, and the positioning of the first electrode and the second electrode when the layers are stacked Accuracy and the electrical power between the first electrode and the second electrode at the edge when the edge of the first electrode is displaced with respect to the edge of the second electrode By adopting the configuration that is set based on the capacitance, the first electrode is made larger than the second electrode based on the positioning accuracy and the electric capacitance, and the first electrode is not excessively enlarged. Then, after lamination, cover all of the second electrode with the first electrode. To the battery performance constant.
Therefore, in the present invention, variations in battery performance can be suppressed without using extra members in battery performance.

本発明の実施形態における電極積層装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the electrode lamination apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における積層型電池の積層構造を示す平面図である。It is a top view which shows the laminated structure of the laminated battery in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における積層型電池の積層構造を示す断面構成図である。It is a section lineblock diagram showing the lamination structure of the lamination type battery in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における位置決め精度に基づく大きさの差分の設定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of the difference of the magnitude | size based on the positioning accuracy in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における電気容量に基づく大きさの差分の設定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of the difference of the magnitude | size based on the electrical capacitance in embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
先ず、本発明の積層型電池に係るリチウム2次電池を製造する電極積層装置について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, an electrode stacking apparatus for manufacturing a lithium secondary battery according to the stacked battery of the present invention will be described.

図1は、本発明の実施形態における電極積層装置1を示す構成図である。
電極積層装置1は、正極シートPSを繰り出す正極ロール2を有する。正極ロール2は、活物質としてリチウム含有金属酸化物が両面に印刷された(付着した)、例えば厚さ8〜20μm程度の金属箔の正極シートPSを繰り出す構成となっている。正極シートPSは、例えばアルミニウム箔を基材に用い、粉末状のリチウム含有金属酸化物を基材の面上に配置する等して形成されている。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an electrode stacking apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
The electrode stacking apparatus 1 has a positive electrode roll 2 that feeds out the positive electrode sheet PS. The positive electrode roll 2 has a configuration in which a positive electrode sheet PS of, for example, a metal foil having a thickness of about 8 to 20 μm, on which lithium-containing metal oxide is printed (attached) as an active material, is provided. The positive electrode sheet PS is formed by using, for example, an aluminum foil as a base material and arranging a powdery lithium-containing metal oxide on the surface of the base material.

電極積層装置1は、正極ロール2の下流側に、正極シートPSから正極(第2の電極)Pを切り出すカッター装置3を有する。カッター装置3は、正極Pを切り出すと共に、正極シートPSの幅方向の一端部の一部を切り落とし、正極Pのタブを形成する。なお、切り落とし片は、トレイ4に落下する。   The electrode stacking apparatus 1 has a cutter device 3 that cuts out the positive electrode (second electrode) P from the positive electrode sheet PS on the downstream side of the positive electrode roll 2. The cutter device 3 cuts out the positive electrode P and cuts off part of one end in the width direction of the positive electrode sheet PS to form a tab of the positive electrode P. Note that the cut pieces fall onto the tray 4.

電極積層装置1は、カッター装置3の下流側に、切り出された正極Pを支持するセパレータシートSSを繰り出すセパレータロール11を有する。セパレータロール11は、例えば厚さ8〜25μm程度の絶縁性樹脂材のセパレータシートSSを繰り出す構成となっている。セパレータシートSSは、例えば多孔質のポリエチレンやポリエステルから形成されている。   The electrode stacking apparatus 1 includes a separator roll 11 that feeds out a separator sheet SS that supports the cut out positive electrode P on the downstream side of the cutter apparatus 3. The separator roll 11 is configured to feed out a separator sheet SS made of an insulating resin material having a thickness of about 8 to 25 μm, for example. The separator sheet SS is made of, for example, porous polyethylene or polyester.

電極積層装置1は、セパレータロール11の下流側に、セパレータシートSS上の正極Pを検査する検査カメラ12を有する。検査カメラ12は、正極Pを上方から撮像し、当該撮像により取得したデータを不図示の制御装置に伝送する構成となっている。不図示の制御装置では、撮像データを画像処理し、正極Pの姿勢、形状、活物質の剥がれ、穴等の不良状態の有無を検査する。   The electrode stacking apparatus 1 has an inspection camera 12 that inspects the positive electrode P on the separator sheet SS on the downstream side of the separator roll 11. The inspection camera 12 is configured to image the positive electrode P from above and transmit data acquired by the imaging to a control device (not shown). In a control device (not shown), the imaging data is subjected to image processing, and the posture and shape of the positive electrode P, the active material peeling, and the presence or absence of a defective state such as a hole are inspected.

電極積層装置1は、検査カメラ12の下流側に、正極Pを挟み込むセパレータシートSSを繰り出すセパレータロール13を有する。セパレータロール13は、セパレータロール11と同様に、例えば厚さ8〜25μm程度の絶縁性樹脂材のセパレータシートSSを繰り出す構成となっている。   The electrode stacking apparatus 1 includes a separator roll 13 that feeds out a separator sheet SS that sandwiches the positive electrode P on the downstream side of the inspection camera 12. Similarly to the separator roll 11, the separator roll 13 is configured to feed out a separator sheet SS of an insulating resin material having a thickness of about 8 to 25 μm, for example.

電極積層装置1は、セパレータロール13の下流側に、正極Pを挟んだ上下のセパレータシートSSを検査する検査カメラ14,15を有する。検査カメラ14,15は、セパレータシートSSを撮像し、当該撮像により取得したデータを不図示の制御装置に伝送する構成となっている。不図示の制御装置では、撮像データを画像処理し、セパレータシートSSの縒れ、シワ、欠損(ピンホールや破れ)等の不良状態の有無を検査する。   The electrode stacking apparatus 1 includes inspection cameras 14 and 15 that inspect upper and lower separator sheets SS sandwiching the positive electrode P on the downstream side of the separator roll 13. The inspection cameras 14 and 15 are configured to image the separator sheet SS and transmit data acquired by the imaging to a control device (not shown). In a control device (not shown), the imaged data is subjected to image processing and inspected for the presence or absence of a defective state such as the separator sheet SS being curled, wrinkled, or missing (pinhole or torn).

電極積層装置1は、検査カメラ14,15の下流側に、正極Pと上下のセパレータシートSSとを固定する加熱溶融固定装置16を有する。加熱溶融固定装置16は、加熱によって、上下のセパレータシートSSを溶かし張り合わせると共に、正極Pをシート内で固定する。   The electrode stacking apparatus 1 has a heating and melting fixing device 16 that fixes the positive electrode P and the upper and lower separator sheets SS on the downstream side of the inspection cameras 14 and 15. The heat melting and fixing device 16 melts and bonds the upper and lower separator sheets SS by heating and fixes the positive electrode P in the sheet.

電極積層装置1は、加熱溶融固定装置16の下流側に、正極P毎に、セパレータシートSSを切断し、セパレータS、正極P、セパレータSからなるセルCを形成するカッター装置17を有する。カッター装置17は、セパレータシートSSを焼き切るヒートカッターを有する。カッター装置17の切断によって形成されたセルCは、コンベア装置20によって下流側に搬送される。   The electrode laminating apparatus 1 has a cutter device 17 that cuts the separator sheet SS for each positive electrode P and forms a cell C composed of the separator S, the positive electrode P, and the separator S on the downstream side of the heating and melting and fixing device 16. The cutter device 17 has a heat cutter that burns off the separator sheet SS. The cell C formed by the cutting of the cutter device 17 is conveyed downstream by the conveyor device 20.

電極積層装置1は、負極Nを切り出すもう一つのラインを有する。電極積層装置1のもう一つのラインには、負極シートNSを繰り出す負極ロール22が設けられている。負極ロール22は、活物質として炭素材料が両面に印刷された(付着した)、例えば厚さ8〜20μm程度の金属箔の負極シートNSを繰り出す構成となっている。負極シートNSは、例えば銅箔を基材に用い、粉末状の炭素を基材の面上に配置する等して形成されている。   The electrode stacking apparatus 1 has another line for cutting out the negative electrode N. On the other line of the electrode stacking apparatus 1, a negative electrode roll 22 for feeding out the negative electrode sheet NS is provided. The negative electrode roll 22 has a configuration in which a negative electrode sheet NS of a metal foil having a thickness of about 8 to 20 μm, for example, having a carbon material printed (attached) on both sides as an active material is fed out. The negative electrode sheet NS is formed by, for example, using copper foil as a base material and arranging powdery carbon on the surface of the base material.

電極積層装置1は、負極ロール22の下流側に、負極シートNSから負極(第1の電極)Nを切り出すカッター装置23を有する。カッター装置23は、負極Nを切り出すと共に、負極シートNSの幅方向の一端部の一部を切り落とし、負極Nのタブを形成する。なお、切り落とし片は、トレイ26に落下する。   The electrode stacking apparatus 1 has a cutter device 23 that cuts out the negative electrode (first electrode) N from the negative electrode sheet NS on the downstream side of the negative electrode roll 22. The cutter device 23 cuts out the negative electrode N and cuts off part of one end in the width direction of the negative electrode sheet NS to form a tab of the negative electrode N. Note that the cut pieces fall onto the tray 26.

電極積層装置1は、カッター装置23の下流側に、切り出された負極Nを下流側に搬送するコンベア装置24と、コンベア装置24上の負極Nを検査する検査カメラ25を有する。検査カメラ25は、負極Nを上方から撮像し、当該撮像により取得したデータを不図示の制御装置に伝送する構成となっている。不図示の制御装置では、撮像データを画像処理し、負極Nの姿勢、形状、活物質の剥がれ、穴等の不良状態の有無を検査する。   The electrode stacking apparatus 1 includes a conveyor device 24 that conveys the cut negative electrode N to the downstream side, and an inspection camera 25 that inspects the negative electrode N on the conveyor device 24 on the downstream side of the cutter device 23. The inspection camera 25 is configured to image the negative electrode N from above and transmit data acquired by the imaging to a control device (not shown). In a control device (not shown), the imaging data is subjected to image processing, and the posture and shape of the negative electrode N, the active material peeling, and the presence / absence of a defective state such as a hole are inspected.

電極積層装置1は、コンベア装置20上のセルCと、コンベア装置24上の負極Nとを交互に積層するロボットハンド30を有する。ロボットハンド30は、不図示の制御装置の下に駆動し、検査カメラ12,14,15,25における検査をクリアしたものを積層する。なお、検査カメラ12,14,15,25における検査で不良状態と判断されたものは、積層せずに廃棄する。これにより、欠陥品のみを積層前に廃棄でき、電池セル生産の歩留まりを向上させることができる。   The electrode laminating apparatus 1 includes a robot hand 30 that alternately stacks cells C on the conveyor device 20 and negative electrodes N on the conveyor device 24. The robot hand 30 is driven under a control device (not shown), and the robot hands 30 that have cleared the inspections in the inspection cameras 12, 14, 15, and 25 are stacked. In addition, what was judged as a defective state by the inspection in the inspection cameras 12, 14, 15, and 25 is discarded without being stacked. As a result, only defective products can be discarded before stacking, and the yield of battery cell production can be improved.

電極積層装置1は、この重ね合わせを繰り返し、セパレータS、正極P、セパレータS、負極Nを1セットとして、このセットを複数(例えば100セット程度)積層することにより、トレイ上に、正極Pと負極NとをセパレータSを間に挟んで積層した電極積層体を形成する。   The electrode laminating apparatus 1 repeats this superposition, and the separator S, the positive electrode P, the separator S, and the negative electrode N are set as one set, and a plurality of the sets (for example, about 100 sets) are stacked, so that the positive electrode P and An electrode laminate in which the negative electrode N and the separator S are sandwiched therebetween is formed.

その後、この電極積層体を載置したトレイを他の場所に移動させ、所定の処理をする。具体的には、正極P及び負極Nのタブをそれぞれ溶接し、この電極積層体を例えばアルミニウムからなるラミネートフィルムに入れ、電解液を注液し、電極積層体を含浸させる。この後、シールして密閉することにより、ラミネート型のリチウム2次電池セル(積層型電池)が得られる。   Thereafter, the tray on which the electrode stack is placed is moved to another place, and a predetermined process is performed. Specifically, the tabs of the positive electrode P and the negative electrode N are welded, respectively, and this electrode laminate is put into a laminate film made of, for example, aluminum, an electrolyte is injected, and the electrode laminate is impregnated. Thereafter, sealing and sealing are performed to obtain a laminated lithium secondary battery cell (laminated battery).

図2は、本発明の実施形態における積層型電池の積層構造を示す平面図である。図3は、本発明の実施形態における積層型電池の積層構造を示す断面構成図である。
図2及び図3において、符号P1は正極Pのタブを示し、符号P2は正極Pの活物質(リチウム含有金属酸化物)を示し、符号P3は正極Pの集電体(アルミニウム箔)を示し、また、符号N1は負極Nのタブを示し、符号N2は負極Nの活物質(炭素材料)を示し、符号N3は負極Nの集電体(銅箔)を示す。
FIG. 2 is a plan view showing a stacked structure of the stacked battery according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram illustrating a stacked structure of the stacked battery according to the embodiment of the present invention.
2 and 3, reference numeral P1 indicates a tab of the positive electrode P, reference numeral P2 indicates an active material (lithium-containing metal oxide) of the positive electrode P, and reference numeral P3 indicates a current collector (aluminum foil) of the positive electrode P. Moreover, the code | symbol N1 shows the tab of the negative electrode N, the code | symbol N2 shows the active material (carbon material) of the negative electrode N, and the code | symbol N3 shows the electrical power collector (copper foil) of the negative electrode N.

図2及び図3に示すように、負極Nは、正極Pよりも大きい構成となっている。より詳しくは、負極Nの活物質N2の印刷領域(面積)が、正極Pの活物質N2の印刷領域(面積)よりも大きい構成となっている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the negative electrode N is larger than the positive electrode P. More specifically, the printing region (area) of the active material N2 of the negative electrode N is larger than the printing region (area) of the active material N2 of the positive electrode P.

負極Nの一辺(X軸方向の一辺)の大きさをAと、負極Nのもう一辺(Y軸方向の一辺)の大きさをBとし、また、正極Pの一辺(X軸方向の一辺)の大きさをCと、正極Pのもう一辺(Y軸方向の一辺)の大きさをDとすると、負極Nの大きさは、下記の式(1)、式(2)で示すことができる。   The size of one side of the negative electrode N (one side in the X-axis direction) is A, the size of the other side of the negative electrode N (one side in the Y-axis direction) is B, and one side of the positive electrode P (one side in the X-axis direction). Is C and the other side of the positive electrode P (one side in the Y-axis direction) is D, the size of the negative electrode N can be expressed by the following equations (1) and (2). .

A = C+2ΔX+α …(1)
B = D+2ΔY+β …(2)
A = C + 2ΔX + α (1)
B = D + 2ΔY + β (2)

ここで、ΔX及びΔYは、ロボットハンド30による積層の際の負極Nと正極Pとの位置決め精度に基づく値である。一方、α及びβは、負極Nの端縁が正極Pの端縁に対してずれて配置されたときの当該端縁における負極Nと正極Pとの間の電気容量に基づく値である。なお、本実施形態では、積層の際に、ロボットハンド30を2回使用するため、ΔX及びΔYを2倍している。   Here, ΔX and ΔY are values based on the positioning accuracy of the negative electrode N and the positive electrode P when the robot hands 30 are stacked. On the other hand, α and β are values based on the electric capacity between the negative electrode N and the positive electrode P at the end edge when the end edge of the negative electrode N is shifted from the end edge of the positive electrode P. In the present embodiment, ΔX and ΔY are doubled because the robot hand 30 is used twice during stacking.

図4は、本発明の実施形態における位置決め精度に基づく大きさの差分の設定を説明するための図である。
図4に示すように、正極Pの四隅のうちの一つの角部の座標であるP点を基準として、位置決め精度を考えると、移動ズレとしてΔx,Δyがあり、回転ズレとしてΔθがある。
FIG. 4 is a diagram for explaining setting of the magnitude difference based on the positioning accuracy in the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, when considering the positioning accuracy with reference to the point P which is the coordinate of one of the four corners of the positive electrode P, there are Δx and Δy as movement shifts and Δθ as rotation shifts.

P点の座標は、P(C/2,D/2)で示すことができる。これに、位置ズレを加算すると、P´点の座標は、P´(C/2+Δx,D/2+Δy)となる。これに、回転ズレを加算すると、P´点の座標は、下記の式(3)、式(4)で示すことができる。なお、式(3)は+側に回転ズレが生じた場合の式を示し、式(4)は−側に回転ズレが生じた場合の式を示す。   The coordinates of the point P can be represented by P (C / 2, D / 2). If the positional deviation is added to this, the coordinates of the point P ′ become P ′ (C / 2 + Δx, D / 2 + Δy). If the rotational deviation is added to this, the coordinates of the point P ′ can be expressed by the following equations (3) and (4). Equation (3) shows an equation when a rotational deviation occurs on the + side, and Equation (4) shows an equation when a rotational deviation occurs on the-side.

Figure 2012185976
Figure 2012185976

Figure 2012185976
Figure 2012185976

位置ズレとしては、移動ズレとしてΔx,Δyがあることを前提に、さらに、回転ズレとしてΔθがあった場合が最大のズレとなる。X軸方向の最大のズレは、回転ズレとして−Δθがあった場合であり、Y軸方向の最大のズレは、回転ズレとして+Δθがあった場合であることを考慮すると、位置決め精度に基づくΔX及びΔYの値は、下記式(5)、式(6)によって示すことができる。   As the positional deviation, on the assumption that there are Δx and Δy as the movement deviation, the maximum deviation is obtained when there is Δθ as the rotation deviation. In consideration of the fact that the maximum deviation in the X axis direction is −Δθ as the rotational deviation and the maximum deviation in the Y axis direction is the case where there is + Δθ as the rotational deviation, ΔX based on the positioning accuracy. And ΔY can be expressed by the following equations (5) and (6).

Figure 2012185976
Figure 2012185976

図5は、本発明の実施形態における電気容量に基づく大きさの差分の設定を説明するための図である。
電池性能で電極面寸法に依存するのは、負極Nの活物質N2の印刷領域(面積)のみである。したがって、図5に示すように、負極Nの端縁が正極Pの端縁に対してずれて配置されたとき、当該端縁においても電界が生じ、電気容量がその分増加する。
FIG. 5 is a diagram for explaining the setting of the magnitude difference based on the electric capacity in the embodiment of the present invention.
It is only the printing region (area) of the active material N2 of the negative electrode N that depends on the electrode surface dimensions in battery performance. Therefore, as shown in FIG. 5, when the edge of the negative electrode N is shifted from the edge of the positive electrode P, an electric field is generated at the edge, and the electric capacity increases accordingly.

電気容量に基づく大きさの差分であるα及びβは、積層された正極Pの集電体P3と負極Nの集電体N3との間の距離をLで示すと、以下の式で示すことができる。
α = L×tan(a) …(7)
β = L×tan(a) …(8)
aは、負極Nと正極Pとがずれた端縁に生じる電界に基づく値である。本実施形態のaは、例えば45度に設定している。
Α and β, which are the difference in size based on the electric capacity, are expressed by the following equation, when the distance between the stacked current collector P3 of the positive electrode P and the current collector N3 of the negative electrode N is represented by L. Can do.
α = L × tan (a) (7)
β = L × tan (a) (8)
a is a value based on the electric field generated at the edge where the negative electrode N and the positive electrode P are displaced. In the present embodiment, a is set to 45 degrees, for example.

上述の式(5)、式(7)を式(1)に代入し、また、式(6)、式(8)を式(2)に代入すると、正極Pに対して設定すべき負極Nの大きさが求められる。
電極積層装置1においては、当該大きさの差分に基づいて、正極P、負極Nを切り出し、積層する。これにより、負極Nによって正極Pの全てを覆わせると共に電池性能を一定にさせ、電池性能のバラツキの少ないリチウム2次電池セル(積層型電池)を製造できる。また、この電池によれば、電池性能的に余分なずれ防止用テープや当該テープを貼付する機械、さらには、高精度な位置決め装置を用いることなく、セルの電池性能のバラツキを抑えることができる。また、負極Nの大きさも必要最小源に設定できるため、過剰に負極Nの材料を用いることもなくなる。
When the above formulas (5) and (7) are substituted into formula (1) and formulas (6) and (8) are substituted into formula (2), the negative electrode N to be set for the positive electrode P Is required.
In the electrode stacking apparatus 1, the positive electrode P and the negative electrode N are cut out and stacked based on the difference in size. As a result, all of the positive electrode P is covered with the negative electrode N, the battery performance is made constant, and a lithium secondary battery cell (laminated battery) with little variation in battery performance can be manufactured. Further, according to this battery, it is possible to suppress variations in battery performance of cells without using an excessive slip prevention tape in terms of battery performance, a machine for applying the tape, and a high-precision positioning device. . Further, since the size of the negative electrode N can be set to a necessary minimum source, the material of the negative electrode N is not excessively used.

したがって、上述の本実施形態によれば、正極Pと負極NとがセパレータSを間に挟んで交互に積層された積層構造を有する積層型電池であって、負極Nは、正極Pよりも大きく、負極Nと正極Pとの大きさの差分は、上記積層するときの負極Nと正極Pとの位置決め精度と、負極Nの端縁が正極Pの端縁に対してずれて配置されたときの当該端縁における負極Nと正極Pとの間の電気容量と、に基づいて設定されているという構成を採用することによって、電池性能的に余分な部材を用いずに、電池性能のバラツキを抑制することができる。また、本実施形態では、レアメタルであるリチウム化合物を含む活物質P2を有する正極Pよりも材料コストが安価なカーボンを含む活物質N2を有する負極Nを大きく設定することで、電池全体のコストの増加を抑制することができる。   Therefore, according to the above-described embodiment, the stacked battery has a stacked structure in which the positive electrode P and the negative electrode N are alternately stacked with the separator S interposed therebetween, and the negative electrode N is larger than the positive electrode P. The difference in size between the negative electrode N and the positive electrode P is determined when the positioning accuracy of the negative electrode N and the positive electrode P when the layers are stacked and when the edge of the negative electrode N is shifted from the edge of the positive electrode P. By adopting a configuration that is set on the basis of the electric capacity between the negative electrode N and the positive electrode P at the edge, the battery performance variation can be reduced without using extra members in terms of battery performance. Can be suppressed. Further, in the present embodiment, by setting the negative electrode N having the active material N2 containing carbon whose material cost is lower than that of the positive electrode P having the active material P2 containing the lithium compound which is a rare metal, the cost of the entire battery is reduced. Increase can be suppressed.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、負極Nを正極Pよりも大きくする構成について説明したが、原理的には正極Pを負極Nよりも大きくする構成であっても良い。   For example, in the above embodiment, the configuration in which the negative electrode N is made larger than the positive electrode P has been described. However, in principle, the configuration in which the positive electrode P is made larger than the negative electrode N may be used.

また、例えば、上記実施形態では、積層型電池として、リチウム2次電池を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えばリチウム電池やニカド電池、ニッケル水素電池等にも適用できる。   Further, for example, in the above-described embodiment, a lithium secondary battery is exemplified as the stacked battery, but the present invention is not limited to this configuration, and can be applied to, for example, a lithium battery, a nickel-cadmium battery, a nickel metal hydride battery, and the like. it can.

N…負極(第1の電極)、P…正極(第2の電極)、N2…活物質、P2…活物質   N: negative electrode (first electrode), P: positive electrode (second electrode), N2: active material, P2: active material

Claims (3)

極性の異なる電極がセパレータを間に挟んで交互に積層された積層構造を有する積層型電池であって、
前記電極のうち、一方の極性を有する第1の電極は、他方の極性を有する第2の電極よりも大きく、
前記第1の電極と前記第2の電極との大きさの差分は、前記積層するときの前記第1の電極と前記第2の電極との位置決め精度と、前記第1の電極の端縁が前記第2の電極の端縁に対してずれて配置されたときの当該端縁における前記第1の電極と前記第2の電極との間の電気容量と、に基づいて設定されていることを特徴とする積層型電池。
A laminated battery having a laminated structure in which electrodes of different polarities are alternately laminated with separators in between,
Of the electrodes, the first electrode having one polarity is larger than the second electrode having the other polarity,
The difference in size between the first electrode and the second electrode is that the positioning accuracy between the first electrode and the second electrode when the layers are stacked and the edge of the first electrode are It is set based on the electric capacity between the first electrode and the second electrode at the edge when the second electrode is displaced with respect to the edge. A feature of a stacked battery.
前記第1の電極は、負極であり、前記第2の電極は、正極であることを特徴とする請求項1に記載の積層型電池。   The stacked battery according to claim 1, wherein the first electrode is a negative electrode, and the second electrode is a positive electrode. 前記負極は、少なくとも一方の面にカーボンを含む活物質を有し、
前記正極は、少なくとも一方の面にリチウム化合物を含む活物質を有することを特徴とする請求項2に記載の積層型電池。
The negative electrode has an active material containing carbon on at least one surface,
The stacked battery according to claim 2, wherein the positive electrode has an active material containing a lithium compound on at least one surface.
JP2011047573A 2011-03-04 2011-03-04 Laminated battery Withdrawn JP2012185976A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011047573A JP2012185976A (en) 2011-03-04 2011-03-04 Laminated battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011047573A JP2012185976A (en) 2011-03-04 2011-03-04 Laminated battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012185976A true JP2012185976A (en) 2012-09-27

Family

ID=47015902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011047573A Withdrawn JP2012185976A (en) 2011-03-04 2011-03-04 Laminated battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012185976A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180061872A (en) * 2016-11-30 2018-06-08 주식회사 엘지화학 Manufacturing Apparatus of Electrode Assembly and Method for Manufacturing Electrode Assembly
CN108417903A (en) * 2018-02-01 2018-08-17 深圳前海优容科技有限公司 A kind of laminating machine and battery pole piece laminating method
CN110416630A (en) * 2018-04-27 2019-11-05 丰田自动车株式会社 All-solid-state battery
JP2020500407A (en) * 2016-11-24 2020-01-09 マンツ、イタリー、ソシエタ、ア、レスポンサビリタ、リミタータManz Italy S.R.L Manufacture of electrical energy storage devices

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020500407A (en) * 2016-11-24 2020-01-09 マンツ、イタリー、ソシエタ、ア、レスポンサビリタ、リミタータManz Italy S.R.L Manufacture of electrical energy storage devices
KR20180061872A (en) * 2016-11-30 2018-06-08 주식회사 엘지화학 Manufacturing Apparatus of Electrode Assembly and Method for Manufacturing Electrode Assembly
KR102264685B1 (en) * 2016-11-30 2021-06-15 (주)엘지에너지솔루션 Manufacturing Apparatus of Electrode Assembly and Method for Manufacturing Electrode Assembly
CN108417903A (en) * 2018-02-01 2018-08-17 深圳前海优容科技有限公司 A kind of laminating machine and battery pole piece laminating method
CN110416630A (en) * 2018-04-27 2019-11-05 丰田自动车株式会社 All-solid-state battery
CN110416630B (en) * 2018-04-27 2022-08-26 丰田自动车株式会社 All-solid-state battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2985805B1 (en) Curved secondary battery and method of manufacturing the same
JP2023041827A (en) battery
US20140272529A1 (en) Manufacturing techniques using uniform pressure to form three-dimensional stacked-cell batteries
JP6638593B2 (en) Manufacturing method of electrode assembly
JP6210352B2 (en) Lamination device including electrode guide
KR20180001458A (en) Stacking Apparatus for Secondary Battery, Stacking Method of The Same and Secondary Battery thereof
JP6481258B2 (en) Electric device separator bonding method, electric device separator bonding apparatus, and electric device
JP5971095B2 (en) Storage element and method for manufacturing the same
JP2011181395A (en) Laminated lithium ion secondary battery, and method and device of manufacturing the same
JP2012199210A (en) Production apparatus and production method of electrode laminate
JP5932619B2 (en) Manufacturing method of multilayer secondary battery and suction pad used therefor
JP2012185976A (en) Laminated battery
JP2016167416A (en) Separator housing type electrode body of power storage device, electrode assembly of power storage device, and manufacturing apparatus of power storage device
JPWO2018116543A1 (en) Device for manufacturing electrode stack
JP2012204070A (en) Manufacturing apparatus and method of electrode laminate
JP2013222602A (en) Method for manufacturing laminated type cell and laminated electrode body
JP2016105348A (en) Laminate outer package battery
JP2016219274A (en) Method for manufacturing electrode assembly and electrode laminate
JP6357944B2 (en) Assembled battery
KR101805529B1 (en) Electrode Assembly Having Electrode Tab Having Asymmetric Round Corner
JP2009170134A (en) Manufacturing method and manufacturing device of battery
JP2017054813A (en) Inspection method of electrode laminate
KR20140088343A (en) Electrode Assembly Having Separators Attached to Each Other and Battery Cell Comprising the Same
JP2019102196A (en) Manufacturing method of battery
JP6575118B2 (en) Electrode laminator

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140513