JP2012243395A - 固体組電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】正極層11、固体電解質層12および負極層13からこの順で形成した薄膜電池要素単体10を、帯状正極集電体1に複数配置するとともに、帯状負極集電体3を介して積層した固体組電池の製造方法であって、上記帯状正極集電体1の表裏面に、開口部21が長さ方向に複数形成された帯状熱融着フィルム20を配置し、上記薄膜電池要素単体10の正極層11を上記帯状正極集電体1に接触させるように、当該薄膜電池要素単体10を上記各開口部21に配置して、隣り合う薄膜電池要素単体10の両負極層13で上記帯状負極集電体3を表裏面から挟み込むように、上記帯状正極集電体1と帯状負極集電体3とを交差させて交互に折り込んで、積層体を形成し、この積層体を、上記薄膜電池要素単体10の積層方向に加圧する。
【選択図】図1
Description
上記帯状電極集電体の表裏面に、開口部が長さ方向に複数形成された帯状絶縁体を配置し、
上記電池要素単体の電極層を上記帯状電極集電体に接触させるように、当該電池要素単体を上記各開口部に配置して、
隣り合う電池要素単体の両対極層で上記帯状対極集電体を表裏面から挟み込むように、上記帯状電極集電体と帯状対極集電体とを交差させて交互に折り込んで、積層体を形成し、
この積層体を、上記電池要素単体の積層方向に加圧するものである。
積層体を加圧すると同時に、または加圧した後に、上記帯状絶縁体を加熱して融着させ、電池要素単体を封止するものである。
以下、本発明の実施の形態1に係る固体組電池の製造方法を図面に基づき説明する。
まず、固体組電池の基本構成について説明する。
まず、図2に示すように、帯状正極集電体1よりも幅広の帯状熱融着フィルム20を、当該帯状正極集電体1の表裏面に、当該帯状正極集電体1と幅方向の中心を一致させて貼り合わせる。上記帯状熱融着フィルム20には、帯状正極集電体1よりも幅狭で矩形状の開口部21が、長さ方向に等間隔で複数形成されている。また、隣り合う上記開口部21の中間には、1つ置きにスリット22が形成されている。これらスリット22の位置は、上記帯状正極集電体1を帯状負極集電体3と交互に交差して折り込んだ際に、帯状正極集電体1および帯状熱融着フィルム20の各山折り部となる位置(山折り位置)である。
図4に示すように、このラミネート工程71では、平行に配置された表面用ロール82Aおよび裏面用ロール82Bからそれぞれ帯状熱融着フィルム20が巻き出されるとともに、表面用ロール82Aと裏面用ロール82Bとの間に配置された正極集電体用ロール81から帯状正極集電体1が上記両帯状熱融着フィルム20間に巻き出される。巻き出された両帯状熱融着フィルム20および帯状正極集電体1を、平行に且つ接して配置された両合板ローラ84間を通過させて、帯状正極集電体1の表裏面に両帯状熱融着フィルム20を連続的に貼り合わせる。
この両面成膜工程72では、幅方向を鉛直方向にして長さ方向へ移動させる帯状正極集電体1に対して、表裏面の両側からそれぞれ静電スプレー(後述する)で薄膜電池要素単体10を噴き付けて連続的に成膜していく。
上記両面成膜装置99により、幅方向を鉛直方向にして長さ方向へ移動する帯状正極集電体1に対して、帯状熱融着フィルム20の開口部21より僅かに大きな薄膜電池要素単体10を、帯状熱融着フィルム20の各開口部21に表裏面の両側から連続的に成膜していく。
この仮プレス工程73では、長さ方向に移動する帯状正極集電体1に対して、固定された仮プレス機88により、この帯状正極集電体1の表裏面に成膜された薄膜電池要素単体10を表裏面の両側から連続的に加圧していく。なお、この仮プレス機88には、単動プレスやローラプレスなどが用いられる。
まず、帯状正極集電体1の一端部に、負極集電体用ロール83から巻き出された帯状負極集電体3の一端部を交差させて重ねる。そして、図6に示すように、帯状正極集電体1および帯状負極集電体3の互いの一端部を接触させたまま、帯状負極集電体3の長さ方向を軸Xにして帯状正極集電体1を巻き取るように帯状負極集電体3を反転させる。これにより、帯状正極集電体1が折り込まれる。次に、帯状正極集電体1の長さ方向を軸にして帯状負極集電体3を巻き取るように帯状正極集電体1を反転させる。これにより、帯状負極集電体3が折り込まれる。同様にして、帯状正極集電体1と帯状負極集電体3とを交互に折り込んでいき、薄膜電池要素単体10の所望する積層数が得られると、帯状正極集電体1および帯状負極集電体3を切断して、当該帯状正極集電体1および帯状負極集電体3から積層体を分離させる、つまり積層体を形成する。
本プレス工程75では、図示しないが、コンベアで搬送される各積層体に対して、固定された本プレス機により、薄膜電池要素単体10の積層方向に加圧していく。また、この加圧と同時に、積層体を加熱して帯状熱融着フィルム20を各層で融着させて薄膜電池要素単体10を封止し、封止積層体を形成する。
パッケージ工程76で用いる装置には、図示しないが、導電板を湾曲させてU字型に形成した正極板41および負極板43と、金属箔片である正極リード51および負極リード53と、封止積層体を包装する外装体とが複数準備されている。そして、パッケージ工程76で用いる装置により、封止積層体における帯状正極集電体1の一端側から正極板41を嵌め込んで帯状正極集電体1の各山折り部に当該正極板41を接触させるとともに、当該封止積層体における帯状負極集電体3の他端側から負極板43を嵌め込んで帯状負極集電体3の各山折り部に当該負極板43を接触させて、半製品を製造する。その後、正極層11および負極層13に正極リード51および負極リード53をそれぞれ接続し、この半製品を外装体で包装するとともに、上記正極リード51および負極リード53の各一端部を外装体の外側に配置して、固体組電池が製造される。
[実施の形態2]
次に、本発明の実施の形態2に係る固体組電池の製造方法を説明する。
3 帯状負極集電体
10 薄膜電池要素単体
11 正極層
12 固体電解質層
13 負極層
20 帯状熱融着フィルム
21 開口部
22 スリット
41 正極板
43 負極板
51 正極リード
53 負極リード
81 正極集電体用ロール
82A 表面用ロール
82B 裏面用ロール
83 負極集電体用ロール
88 仮プレス機
91 成膜用開口部
92 無端ベルト型マスク
99 両面成膜装置
Claims (4)
- 電極層、固体電解質層および対極層からこの順に形成した電池要素単体を、帯状電極集電体に複数配置するとともに、帯状対極集電体を介して積層した固体組電池の製造方法であって、
上記帯状電極集電体の表裏面に、開口部が長さ方向に複数形成された帯状絶縁体を配置し、
上記電池要素単体の電極層を上記帯状電極集電体に接触させるように、当該電池要素単体を上記各開口部に配置して、
隣り合う電池要素単体の両対極層で上記帯状対極集電体を表裏面から挟み込むように、上記帯状電極集電体と帯状対極集電体とを交差させて交互に折り込んで、積層体を形成し、
この積層体を、上記電池要素単体の積層方向に加圧することを特徴とする固体組電池の製造方法。 - 帯状絶縁体が熱融着性を有するものであり、
積層体を加圧すると同時に、または加圧した後に、上記帯状絶縁体を加熱して融着させ、電池要素単体を封止することを特徴とする請求項1に記載の固体組電池の製造方法。 - 帯状絶縁体が、各山折り位置において帯状電極集電体を露出させるスリットが形成されたものであることを特徴とする請求項1または2に記載の固体組電池の製造方法。
- 帯状絶縁体が帯状電極集電体よりも幅広であり、開口部が帯状電極集電体よりも幅狭であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の固体組電池の製造方法。
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