JP2013127857A - Lithium ion battery and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium ion battery which inhibits internal short circuits due to metal foreign objects, improves the reliability, and is advantageous in terms of cost, and to provide a manufacturing technique of the lithium ion battery.SOLUTION: According to one embodiment 1, a separator SP1 and a separator SP2 are bonded to both surfaces of a positive electrode PEL. This structure prevents a gap from occurring between the positive electrode PEL and the separator SP1 or between the positive electrode PEL and the separator SP2. The positive electrode PEL, the separator SP1, and the separator SP2 are integrally formed in this way. Here, the separator SP1 (SP2) is formed by, for example, a material including a binder, a ceramic that is an insulating material, and an organic material.

Description

本発明は、リチウムイオン電池およびその製造技術に関し、特に、正極、負極、および、正極と負極とを電気的に分離するセパレータとを備えるリチウムイオン電池およびその製造技術に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a lithium ion battery and a manufacturing technique thereof, and more particularly, to a lithium ion battery including a positive electrode, a negative electrode, and a separator that electrically separates the positive electrode and the negative electrode, and a technique effective when applied to the manufacturing technique. .

本技術分野の背景技術として、特開2006−139978号公報(特許文献1)がある。この特許文献1には、正極、あるいは、負極とセパレータが一体化した例が記載されている。   As background art in this technical field, there is JP-A-2006-139978 (Patent Document 1). Patent Document 1 describes an example in which a positive electrode or a negative electrode and a separator are integrated.

特開2006−139978号公報JP 2006-139978 A

携帯電子機器の発達に伴い、これらの携帯電子機器の電力供給源として、繰り返し充電が可能な小型二次電池が使用されている。中でも、エネルギー密度が高く、サイクルライフが長いとともに、自己放電性が低く、かつ、作動電圧が高いリチウムイオン電池が注目されている。リチウムイオン電池は、上述した利点を有するため、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機などの携帯電子機器に多用されている。さらに、近年では、電気自動車用電池や電力貯蔵用電池として、高容量、高出力、かつ、高エネルギー密度を実現できる大型のリチウムイオン電池の研究開発が進められている。特に、自動車産業においては、環境問題に対応するため、動力源としてモータを使用する電気自動車や、動力源としてエンジン(内燃機関)とモータとの両方を使用するハイブリッド車の開発が進められている。このような電気自動車やハイブリッド車の電源としてもリチウムイオン電池が注目されている。ただし、リチウムイオン電池は、作動電圧が高く、エネルギー密度が高いがゆえに、内部短絡や外部短絡などによる異常発熱に対する十分な対策が必要とされている。   With the development of portable electronic devices, small secondary batteries that can be repeatedly charged are used as power supply sources for these portable electronic devices. Of these, lithium ion batteries are attracting attention because of their high energy density, long cycle life, low self-discharge characteristics, and high operating voltage. Lithium ion batteries have the advantages described above, and are therefore widely used in portable electronic devices such as digital cameras, notebook personal computers, and mobile phones. Furthermore, in recent years, research and development of large-sized lithium ion batteries capable of realizing high capacity, high output, and high energy density as batteries for electric vehicles and power storage batteries have been promoted. In particular, in the automobile industry, in order to cope with environmental problems, development of an electric vehicle that uses a motor as a power source and a hybrid vehicle that uses both an engine (internal combustion engine) and a motor as a power source are in progress. . Lithium ion batteries have attracted attention as power sources for such electric vehicles and hybrid vehicles. However, since the lithium ion battery has a high operating voltage and high energy density, sufficient countermeasures against abnormal heat generation due to an internal short circuit or an external short circuit are required.

リチウムイオン電池は、例えば、正極活物質を塗着した正極板と、負極活物質を塗着した負極板と、正極板と負極板の接触を防止するセパレータとを捲回した電極捲回体を備えている。そして、リチウムイオン電池では、この電極捲回体が外装缶に挿入されるとともに、外装缶内に電解液が注入されている。つまり、リチウムイオン電池では、金属箔に正極活物質を塗着した正極板と、金属箔に負極活物質を塗着した負極板とが帯状に形成され、帯状に形成された正極板と負極板が直接接触しないように、セパレータを介して断面渦巻状に捲回されて電極捲回体が形成される。   Lithium ion batteries include, for example, an electrode winding body in which a positive electrode plate coated with a positive electrode active material, a negative electrode plate coated with a negative electrode active material, and a separator that prevents contact between the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound. I have. In the lithium ion battery, the electrode winding body is inserted into the outer can and the electrolyte is injected into the outer can. That is, in a lithium ion battery, a positive electrode plate in which a positive electrode active material is applied to a metal foil and a negative electrode plate in which a negative electrode active material is applied to a metal foil are formed in a band shape, and the positive electrode plate and the negative electrode plate formed in a band shape The electrode winding body is formed by winding in a spiral shape through the separator so that the electrode does not directly contact.

このように、正極板と負極板とセパレータとを軸芯の回りに捲回して電極捲回体が形成されるが、通常のリチウムイオン電池では、正極板と負極板とセパレータが別部品(別体)により構成されているため、例えば、正極板とセパレータとの間に隙間が存在する。そして、リチウムイオン電池の製造工程では、上述した捲回体を形成する前に正極板と負極板を所定の大きさに切断し、加えて正極並びに負極の集電タブをやはり正極板と負極板を切断して形成する。さらに、上述した電極捲回体を形成した後、例えば、正極板に形成されている正極集電タブを正極集電リングに超音波溶着したり、負極板に形成されている負極集電タブを負極集電リングに超音波溶着する工程が存在する。さらには、電極捲回体は、外装缶(容器)に挿入されて、この外装缶に電解液を注入した後、外装缶の内部を密閉するために、外装缶と蓋とを溶接などで接続する工程が存在する。   Thus, the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are wound around the axis to form an electrode winding body. However, in a normal lithium ion battery, the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are separate components (separate parts). For example, a gap exists between the positive electrode plate and the separator. In the manufacturing process of the lithium ion battery, the positive electrode plate and the negative electrode plate are cut to a predetermined size before forming the above-described wound body, and in addition, the positive electrode and negative electrode current collecting tabs are also connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate. Is formed by cutting. Further, after forming the above-described electrode winding body, for example, the positive electrode current collecting tab formed on the positive electrode plate is ultrasonically welded to the positive electrode current collecting ring, or the negative electrode current collecting tab formed on the negative electrode plate is There is a step of ultrasonic welding to the negative electrode current collector ring. Furthermore, the electrode winding body is inserted into an outer can (container), and after injecting electrolyte into the outer can, the outer can and lid are connected by welding or the like to seal the inside of the outer can. There is a process to do.

具体的に、正極集電タブと正極集電リングとは、正極集電タブにアルミニウムリボンを捲きつけ、このアルミニウムリボンに正極集電タブを超音波溶着で接続することが行われている。このとき使用される超音波溶着は、アルミニウムリボンと正極集電タブとを擦りつけることによる原子相互拡散によって、アルミニウムリボンと正極集電タブとを接続するものである。したがって、正極集電タブとアルミニウムリボンとを超音波溶着で接続する場合、アルミニウムリボンと正極集電タブとの擦り合いによって金属異物(アルミニウム)が発生するおそれが高くなる。同様の現象は、負極集電タブと銅リボンの接続でも生じる。つまり、負極集電タブと銅リボンとを超音波溶着で接続する場合、銅リボンと負極集電タブとの擦り合いによって金属異物(銅)が発生するおそれが高くなる。さらに、外装缶と蓋とを接続する工程で使用される溶接(アーク溶接)では、例えば、溶接屑が発生しやすくなる。   Specifically, in the positive electrode current collecting tab and the positive electrode current collecting ring, an aluminum ribbon is wound around the positive electrode current collecting tab, and the positive electrode current collecting tab is connected to the aluminum ribbon by ultrasonic welding. The ultrasonic welding used at this time connects the aluminum ribbon and the positive electrode current collector tab by atomic interdiffusion by rubbing the aluminum ribbon and the positive electrode current collector tab. Therefore, when the positive electrode current collector tab and the aluminum ribbon are connected by ultrasonic welding, there is a high possibility that metal foreign matter (aluminum) is generated due to friction between the aluminum ribbon and the positive electrode current collector tab. The same phenomenon occurs in the connection between the negative electrode current collecting tab and the copper ribbon. That is, when the negative electrode current collector tab and the copper ribbon are connected by ultrasonic welding, there is a high possibility that metal foreign matter (copper) is generated due to friction between the copper ribbon and the negative electrode current collector tab. Furthermore, in welding (arc welding) used in the process of connecting the outer can and the lid, for example, welding scraps are likely to be generated.

以上のことから、電極捲回体を形成する前後に実施される工程によって、電極捲回体の内部に金属異物が侵入するポテンシャルが高くなる。特に、通常のリチウムイオン電池では、正極板と負極板とセパレータが別部品で構成されているため、例えば、正極板とセパレータとの間に隙間が存在し、この隙間に上述した製造工程で発生した金属異物が侵入しやすくなる。このようにして、電極捲回体の内部に金属異物が侵入すると、侵入した金属異物がセパレータを突き破って、正極と負極が金属異物で短絡したり、例えば、正極とセパレータの隙間に侵入した金属異物が正極に付着すると、付着した金属異物が電解液中に溶解し、その後、負極に析出する現象が生じる。そして、負極からの析出によって成長し
た金属が正極まで達すると、正極と負極とが短絡してしまう問題点が生じる。
From the above, the potential for metal foreign matter to enter the electrode winding body is increased by the steps performed before and after forming the electrode winding body. In particular, in a normal lithium ion battery, since the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are composed of separate parts, for example, a gap exists between the positive electrode plate and the separator, and this gap is generated in the manufacturing process described above. It becomes easy for the foreign metal to enter. In this way, when a metal foreign object enters the inside of the electrode winding body, the metal foreign object that has penetrated breaks through the separator, and the positive electrode and the negative electrode are short-circuited by the metal foreign object, for example, metal that has entered the gap between the positive electrode and the separator. When the foreign matter adheres to the positive electrode, a phenomenon occurs in which the attached metal foreign matter is dissolved in the electrolytic solution and then deposited on the negative electrode. When the metal grown by precipitation from the negative electrode reaches the positive electrode, there arises a problem that the positive electrode and the negative electrode are short-circuited.

以上、通常のリチウムイオン電池である電極捲回体を形成するタイプのリチウムイオン電池を用いて説明したが、例えば、正極活物質を塗着した正極板と、負極活物質を塗着した負極板と、正極板と負極板の接触を防止するセパレータからなるリチウムイオン電池であれば、電極捲回体を形成しないラミネートタイプのリチウムイオン電池でも、正極板と負極板を所定の大きさに切断するための切断工程によって生じる金属異物が、正極板と負極板とセパレータとの間に侵入すると、金属異物がセパレータを突き破って、正極と負極が金属異物で短絡したり、例えば、正極とセパレータの隙間に侵入した金属異物が正極に付着すると、付着した金属異物が電解液中に溶解し、その後、負極に析出する現象が生じ
る。そして、負極からの析出によって成長した金属が正極まで達すると、正極と負極とが短絡してしまう問題点が生じる。
As described above, the lithium ion battery of the type that forms an electrode winding body that is a normal lithium ion battery has been described. For example, a positive electrode plate coated with a positive electrode active material and a negative electrode plate coated with a negative electrode active material If the lithium ion battery is made of a separator that prevents contact between the positive electrode plate and the negative electrode plate, the positive electrode plate and the negative electrode plate are cut to a predetermined size even in a laminate type lithium ion battery that does not form an electrode winding body. When the metal foreign matter generated by the cutting process for intrudes between the positive electrode plate, the negative electrode plate and the separator, the metal foreign matter breaks through the separator, and the positive electrode and the negative electrode are short-circuited by the metal foreign matter, for example, the gap between the positive electrode and the separator. When the foreign metal intruding into the positive electrode adheres to the positive electrode, a phenomenon occurs in which the adhered foreign metal is dissolved in the electrolytic solution and then deposited on the negative electrode. When the metal grown by precipitation from the negative electrode reaches the positive electrode, there arises a problem that the positive electrode and the negative electrode are short-circuited.

そこで、正極板および負極板とセパレータとの間の隙間への金属異物が侵入し,正極と負極とが短絡するのを防止するためには、正極板および負極板とセパレータとを一体化して形成し、例えば、正極とセパレータの間の隙間を無くすることが有効である。例えば、上述した特許文献1には、正極板および負極板にセパレータを直接形成することで、正極板および負極板とセパレータを一体化した例が記載されている。   Therefore, in order to prevent metal foreign matter from entering the gap between the positive electrode plate and the negative electrode plate and the separator and short-circuiting the positive electrode and the negative electrode, the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are integrally formed. For example, it is effective to eliminate the gap between the positive electrode and the separator. For example, Patent Document 1 described above describes an example in which the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are integrated by directly forming the separator on the positive electrode plate and the negative electrode plate.

ところが、上述した特許文献1に記載されている電池では、例えば、金属箔に活物質を塗着した電極板を乾燥し、加圧処理を実施した後に、電極板表面にスラリー状のセパレータを塗布し、乾燥することで電極板とセパレータが一体化した構造を形成している。しかし、この技術では、工程数が多く、製造コストの増大を引き起こすといった問題がある。   However, in the battery described in Patent Document 1 described above, for example, after drying an electrode plate in which an active material is applied to a metal foil and performing pressure treatment, a slurry separator is applied to the surface of the electrode plate. Then, by drying, a structure in which the electrode plate and the separator are integrated is formed. However, this technique has a problem that the number of processes is large and the manufacturing cost is increased.

本発明の目的は,金属異物に起因する内部短絡を抑制して信頼性向上を図ることができ、なおかつ、コスト面に優れたリチウムイオン電池およびその製造技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a lithium ion battery and a manufacturing technique thereof that can improve reliability by suppressing internal short circuit caused by a metal foreign object and that are excellent in cost.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本発明におけるリチウムイオン電池の製造方法は、(a)電極板上に活物質を含む第1スラリーを塗布し、前記第1スラリー上に、有機粒子と無機粒子を含む第2スラリーを塗布する工程を備える。そして、(b)前記(a)工程後、塗布した前記第1スラリーおよび第2スラリーを乾燥させることにより、前記電極板上に前記活物質を形成し、前記活物質上に前記有機粒子および前記無機粒子を含むセパレータを形成する工程を備える。さらに、(c)前記(b)工程後、前記活物質および前記セパレータに対して、加熱下での加圧処理を施す工程を備える。   The method for producing a lithium ion battery according to the present invention includes: (a) applying a first slurry containing an active material on an electrode plate, and applying a second slurry containing organic particles and inorganic particles on the first slurry. Is provided. (B) After the step (a), the applied first slurry and second slurry are dried to form the active material on the electrode plate, and the organic particles and the active material are formed on the active material. A step of forming a separator containing inorganic particles. Furthermore, (c) after the said (b) process, the process of performing the pressurization process under a heating with respect to the said active material and the said separator is provided.

また、本発明におけるリチウムイオン電池の製造方法は、(a)電極板の第1面上に活物質を含む第1スラリーを塗布し、前記第1スラリー上に有機粒子と無機粒子を含む第2スラリーを塗布する工程と、(b)前記(a)工程後、前記第1面上に塗布した前記第1スラリーおよび前記第2スラリーを乾燥させることにより、前記電極板の前記第1面上に前記活物質を形成し、前記活物質上に前記有機粒子および前記無機粒子を含む第1セパレータを形成する工程と、を備える。そして、(c)前記(b)工程後、前記電極板の前記第1面とは反対側の第2面上に前記第1スラリーを塗布し、前記第1スラリー上に前記第2スラリーを塗布する工程と、(d)前記(c)工程後、前記第2面上に塗布した前記第1スラリーおよび前記第2スラリーを乾燥させることにより、前記電極板の前記第2面上に前記活物質を形成し、前記活物質上に前記有機粒子および前記無機粒子を含む第2セパレータを形成する工程と、を備える。さらに、(e)前記(d)工程後、前記第1面に形成されている前記活物質および前記第1セパレータと、前記第2面に形成されている前記活物質および前記第2セパレータと、に対して、加熱下での加圧処理を施す工程と、を備える。   In the method of manufacturing a lithium ion battery according to the present invention, (a) a first slurry containing an active material is applied on the first surface of the electrode plate, and a second slurry containing organic particles and inorganic particles on the first slurry. A step of applying a slurry; and (b) after the step (a), the first slurry and the second slurry applied on the first surface are dried to form the first surface of the electrode plate. Forming the active material, and forming a first separator including the organic particles and the inorganic particles on the active material. (C) After the step (b), the first slurry is applied on the second surface of the electrode plate opposite to the first surface, and the second slurry is applied on the first slurry. And (d) after the step (c), the active material is formed on the second surface of the electrode plate by drying the first slurry and the second slurry applied on the second surface. And forming a second separator containing the organic particles and the inorganic particles on the active material. Further, (e) after the step (d), the active material and the first separator formed on the first surface, the active material and the second separator formed on the second surface, A step of applying a pressure treatment under heating.

また、本発明におけるリチウムイオン電池の製造方法は、(a)電極板上に活物質を含む第1スラリーを塗布し、前記第1スラリー上に第1物質を含む第2スラリーを塗布し、前記第2スラリー上に前記第1物質とは異なる第2物質を含む第3スラリーを塗布する工程を備える。さらに、(b)前記(a)工程後、塗布した前記第1スラリー、第2スラリーおよび前記第3スラリーを乾燥させることにより、前記電極板上に前記活物質を形成し、前記活物質上に前記第1物質を含む第1絶縁膜と前記第2物質を含む第2絶縁膜からなるセパレータを形成する工程を備える。そして、(c)前記(b)工程後、前記活物質および前記セパレータに対して、加熱下での加圧処理を施す工程を備える。   In the method of manufacturing a lithium ion battery according to the present invention, (a) a first slurry containing an active material is applied on an electrode plate, a second slurry containing a first material is applied on the first slurry, A step of applying a third slurry containing a second substance different from the first substance on the second slurry is provided. Further, (b) after the step (a), the active material is formed on the electrode plate by drying the applied first slurry, second slurry, and third slurry, and the active material is formed on the active material. Forming a separator including a first insulating film containing the first material and a second insulating film containing the second material. And (c) After the said (b) process, the process which performs the pressurization process under a heating with respect to the said active material and the said separator is provided.

さらに、本発明におけるリチウムイオン電池の製造方法は、(a)電極板の第1面上に活物質を含む第1スラリーを塗布し、前記第1スラリー上に第1物質を含む第2スラリーを塗布し、前記第2スラリー上に前記第1物質とは異なる第2物質を含む第3スラリーを塗布する工程を備える。そして、(b)前記(a)工程後、前記第1面上に塗布した前記第1スラリー、前記第2スラリーおよび前記第3スラリーを乾燥させることにより、前記電極板の前記第1面上に前記活物質を形成し、前記活物質上に前記第1物質を含む第1絶縁膜と前記第2物質を含む第2絶縁膜からなる第1セパレータを形成する工程を備える。さらに、(c)前記(b)工程後、前記電極板の前記第1面とは反対側の第2面上に前記第1スラリーを塗布し、前記第1スラリー上に前記第2スラリーを塗布し、前記第2スラリー上に前記第3スラリーを塗布する工程を備える。次に、(d)前記(c)工程後、前記第2面上に塗布した前記第1スラリー、前記第2スラリーおよび前記第3スラリーを乾燥させることにより、前記電極板の前記第2面上に前記活物質を形成し、前記活物質上に前記第1物質を含む前記第1絶縁膜と前記第2物質を含む前記第2絶縁膜からなる第2セパレータを形成する工程を備える。続いて、(e)前記(d)工程後、前記第1面に形成されている前記活物質および前記第1セパレータと、前記第2面に形成されている前記活物質および前記第2セパレータと、に対して、加熱下での加圧処理を施す工程と、を備える。   Further, in the method of manufacturing a lithium ion battery according to the present invention, (a) a first slurry containing an active material is applied on the first surface of the electrode plate, and a second slurry containing the first material is applied on the first slurry. Applying and applying a third slurry containing a second substance different from the first substance on the second slurry. (B) After the step (a), by drying the first slurry, the second slurry, and the third slurry applied on the first surface, on the first surface of the electrode plate Forming the active material, and forming a first separator including a first insulating film containing the first material and a second insulating film containing the second material on the active material. Further, (c) after the step (b), the first slurry is applied on the second surface of the electrode plate opposite to the first surface, and the second slurry is applied on the first slurry. And applying the third slurry onto the second slurry. Next, (d) after the step (c), by drying the first slurry, the second slurry, and the third slurry applied on the second surface, the second surface of the electrode plate Forming the active material, and forming a second separator comprising the first insulating film containing the first material and the second insulating film containing the second material on the active material. Subsequently, (e) after the step (d), the active material and the first separator formed on the first surface, and the active material and the second separator formed on the second surface, And a step of applying a pressure treatment under heating.

本発明におけるリチウムイオン電池は、(a)正極と、(b)負極と、(c)前記正極と前記負極のいずれか一方の電極と一体化したセパレータと、を備え、前記セパレータは、有機粒子と無機粒子を含み、前記有機粒子の平均粒径は、前記無機粒子の平均粒径よりも小さいことを特徴とするものである。   The lithium ion battery according to the present invention includes (a) a positive electrode, (b) a negative electrode, and (c) a separator integrated with one of the positive electrode and the negative electrode, and the separator includes organic particles. The organic particles have an average particle size smaller than the average particle size of the inorganic particles.

また、本発明におけるリチウムイオン電池は、(a)正極と、(b)負極と、(c)前記正極と前記負極のいずれか一方の電極と一体化したセパレータと、を備え、前記セパレータは、(c1)前記電極上に形成された第1絶縁膜と、(c2)前記第1絶縁膜上に形成された第2絶縁膜と、を有することを特徴とするものである。   The lithium ion battery according to the present invention includes (a) a positive electrode, (b) a negative electrode, and (c) a separator integrated with one of the positive electrode and the negative electrode. (C1) A first insulating film formed on the electrode, and (c2) a second insulating film formed on the first insulating film.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

金属異物に起因する内部短絡を抑制して、信頼性向上を図ることができる。また、コスト面に優れたリチウムイオン電池を得ることができる。   It is possible to improve the reliability by suppressing the internal short circuit due to the metal foreign matter. In addition, a lithium ion battery excellent in cost can be obtained.

リチウムイオン電池の模式的な構成を示す図である。It is a figure which shows the typical structure of a lithium ion battery. 円筒形のリチウムイオン電池の内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of a cylindrical lithium ion battery. 本発明者が検討した技術において、電極捲回体を構成する前段階の構成要素を示す図である。In the technique which this inventor examined, it is a figure which shows the component of the previous step which comprises an electrode winding body. 本発明者が検討した技術において、正極、第1セパレータ、負極、および、第2セパレータを軸芯の回りに捲回して電極捲回体を形成する様子を示す模式図である。In the technique which this inventor examined, it is a schematic diagram which shows a mode that a positive electrode, a 1st separator, a negative electrode, and a 2nd separator are wound around an axial center, and an electrode winding body is formed. 実施の形態1における正極および負極の構成を示す断面図である。3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a positive electrode and a negative electrode in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるセパレータ付き正極と、負極とを重ね合わせた状態を示す図である。3 is a diagram illustrating a state in which a positive electrode with a separator and a negative electrode are overlapped in Embodiment 1. FIG. 軸芯の回りに、セパレータ付き正極と負極とを捲回させる様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the positive electrode with a separator and a negative electrode are wound around an axial center. 第1変形例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a 1st modification. 第2変形例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a 2nd modification. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1で使用する塗布装置の一例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of a coating apparatus used in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。5 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in Embodiment 1. FIG. 実施の形態2におけるセパレータ付き正極の構成を示す図である。6 is a diagram showing a configuration of a positive electrode with a separator in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。6 is a diagram showing a manufacturing process of a lithium ion battery in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。6 is a diagram showing a manufacturing process of a lithium ion battery in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。6 is a diagram showing a manufacturing process of a lithium ion battery in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。6 is a diagram showing a manufacturing process of a lithium ion battery in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。6 is a diagram showing a manufacturing process of a lithium ion battery in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。6 is a diagram showing a manufacturing process of a lithium ion battery in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。6 is a diagram showing a manufacturing process of a lithium ion battery in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。6 is a diagram showing a manufacturing process of a lithium ion battery in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。6 is a diagram showing a manufacturing process of a lithium ion battery in Embodiment 2. FIG. 実施の形態3におけるセパレータ付き正極の構成を示す図である。6 is a diagram illustrating a configuration of a separator-attached positive electrode in Embodiment 3. FIG. 実施の形態3におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in the third embodiment. 実施の形態3におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in the third embodiment. 実施の形態3におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in the third embodiment. 実施の形態3におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in the third embodiment. 実施の形態3におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process of the lithium ion battery in the third embodiment.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., unless otherwise specified, and in principle, it is not considered that it is clearly apparent in principle. Including those that are approximate or similar to the shape. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。   In all the drawings for explaining the embodiments, the same members are denoted by the same reference symbols in principle, and the repeated explanation thereof is omitted. In order to make the drawings easy to understand, even a plan view may be hatched.

(実施の形態1)
<リチウムイオン電池の概要>
リチウムは、酸化還元電位が−3.03V(vs.NHE)であり、地球上に存在する最も卑な金属である。電池の電圧は、正極と負極との電位差によって決まるので、リチウムを負極活物質に使用すると、最も高い起電力が得られる。また、リチウムの原子量は6.94であり、密度も0.534g/cmであってともに小さいことから、単位電気量あたりの重量が小さく、エネルギー密度も高くなる。したがって、リチウムを負極活物質に使用すると小型で軽量の電池を製造することができる。
(Embodiment 1)
<Outline of lithium-ion battery>
Lithium has a redox potential of −3.03 V (vs. NHE), and is the most base metal present on the earth. Since the voltage of the battery is determined by the potential difference between the positive electrode and the negative electrode, the highest electromotive force can be obtained when lithium is used as the negative electrode active material. Further, since the atomic weight of lithium is 6.94 and the density is 0.534 g / cm 3 , both of which are small, the weight per unit amount of electricity is small and the energy density is also high. Therefore, when lithium is used for the negative electrode active material, a small and lightweight battery can be manufactured.

このように、リチウムは電池の負極活物質として魅力的な物質であるが、充放電可能な二次電池に適用する場合に問題が生じる。すなわち、リチウムを負極に使用した電池で充放電を繰り返すと、リチウムの溶解による放電反応と、リチウムの析出による充電反応が起こる。この場合、繰り返し充電によって、リチウムの析出反応が生じるため、二次電池の性能劣化や安全性に問題が生じる。例えば、充電過程で生成されるリチウムは活性表面で電解液溶媒と反応し、その一部はSEI(Solid Electrolyte Interface)(固定電解質界面)と呼ばれる皮膜の形成に消費される。このため、電池の内部抵抗が高くなり、放電効率も低下してくる。つまり、充放電のサイクルを繰り返すごとに電池容量が小さくなる。さらに、急速に充電すると、リチウムは針状・樹枝状の結晶形態(リチウムデンドライト)で析出し、二次電池での様々なトラブルを引き起こす元となる。例えば、リチウムデンドライトは、比表面積が大きく、副反応による電流効率の低下を加速するとともに、針状であるためにセパレータを突き破って正極と負極との間の内部短絡を引き起こすこともある。このような状態になると、自己放電が大きく電池として使用できなくなったり、内部短絡による発熱でガス噴出や発火に至る場合もある。以上のことから、リチウムを負極に使用した二次電池では、性能劣化や安全性に問題が生じることがわかる。   As described above, lithium is an attractive material as a negative electrode active material of a battery, but problems arise when applied to a chargeable / dischargeable secondary battery. That is, when charging and discharging are repeated in a battery using lithium as a negative electrode, a discharge reaction due to dissolution of lithium and a charge reaction due to precipitation of lithium occur. In this case, repetitive charging causes a lithium precipitation reaction, which causes problems in the performance deterioration and safety of the secondary battery. For example, lithium generated in the charging process reacts with the electrolyte solvent on the active surface, and part of it is consumed for forming a film called SEI (Solid Electrolyte Interface). For this reason, the internal resistance of the battery increases and the discharge efficiency also decreases. In other words, the battery capacity decreases each time the charge / discharge cycle is repeated. Furthermore, when rapidly charged, lithium precipitates in a needle-like / dendritic crystal form (lithium dendrite), which causes various troubles in the secondary battery. For example, lithium dendrite has a large specific surface area, accelerates a decrease in current efficiency due to side reactions, and also has a needle shape, so it may break through the separator and cause an internal short circuit between the positive electrode and the negative electrode. In such a state, the self-discharge is so large that it cannot be used as a battery, or heat generation due to an internal short circuit may cause gas ejection or ignition. From the above, it can be seen that secondary batteries using lithium as the negative electrode have problems in performance degradation and safety.

そこで、溶解と析出という従来の原理と相違する原理の新型二次電池が検討されている。具体的には、正極と負極の両方にリチウムイオンを挿入・放出する活物質を使用する二次電池が検討されている。この二次電池の充放電過程では、リチウムの溶解と析出という現象は起こらず、リチウムイオンが電極活物質の間で挿入・脱離されるだけである。このタイプの二次電池は、「ロッキング・チェア」型、あるいは、「シャトルコック」型と呼ばれており、充放電の繰り返しに対して、リチウムイオンが挿入・脱離されるだけであるので、安定であるという特徴がある。この種類の電池を本明細書ではリチウムイオン電池と呼ぶことにする。上述したように、リチウムイオン電池では、正極と負極の両方とも充放電においてその構造は変化せず、リチウムイオンが挿入・脱離されるだけであるので(ただし、活物質の結晶格子は、リチウムイオンの挿入・脱離に対して膨張収縮する)、格段に長寿命のサイクル特性を有するとともに、電極に金属リチウムを使用しないので、安全性も飛躍的に高まっているという特徴を有する。   Therefore, a new type secondary battery having a principle different from the conventional principle of dissolution and precipitation has been studied. Specifically, a secondary battery using an active material that inserts and releases lithium ions into both the positive electrode and the negative electrode has been studied. In the charging / discharging process of the secondary battery, the phenomenon of dissolution and precipitation of lithium does not occur, and only lithium ions are inserted and desorbed between the electrode active materials. This type of secondary battery is called “rocking chair” type or “shuttle cock” type, and it is stable because lithium ions are only inserted and extracted with repeated charging and discharging. There is the feature that it is. This type of battery will be referred to herein as a lithium ion battery. As described above, in the lithium ion battery, the structure of both the positive electrode and the negative electrode does not change during charging and discharging, and only lithium ions are inserted and desorbed (however, the active material crystal lattice is lithium ion). In addition to the fact that it has an extremely long life cycle characteristic and does not use metallic lithium for the electrode, it has the characteristics that the safety is also dramatically improved.

ここで、リチウムイオンを挿入・脱離できる材料が電極の活物質に使用されるが、この活物質に要求される条件は以下に示すようなものである。すなわち、リチウムイオンという有限の大きさのイオンが挿入・脱離するので、リチウムイオンの納まるべきサイト(位置)と、リチウムイオンが拡散可能なチャンネル(経路)が活物質に必要とされる。さらに、活物質には、リチウムイオンの挿入(吸蔵)に伴い電子が材料中に導入される必要がある。   Here, a material capable of inserting / extracting lithium ions is used for the active material of the electrode. The conditions required for this active material are as follows. That is, since ions of a finite size called lithium ions are inserted and desorbed, a site (position) where lithium ions should be stored and a channel (path) through which lithium ions can be diffused are required for the active material. Furthermore, electrons need to be introduced into the active material as lithium ions are inserted (occluded).

以上のような条件を満たす正極活物質としては、リチウム含有遷移金属酸化物が挙げられる。例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムなどが代表的な正極活物質として挙げられるが、これらに限定されるものではない。具体的に、正極活物質としては、リチウムを挿入・脱離可能な材料であり、予め充分な量のリチウムを挿入したリチウム含有遷移金属酸化物であればよく、遷移金属として、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、鉄(Fe)などの単体、または、2種類以上の遷移金属を主成分とする材料であってもよい。また、スピネル結晶構造や層状結晶構造などの結晶構造についても、上述したサイトとチャンネルが確保されるものであれば特に限定されない。さらに、結晶中の遷移金属やリチウムの一部をFe、Co、Ni、Cr、Al、Mgなどの元素で置換した材料や、結晶中にFe、Co、Ni、Cr、Al、Mgなどの元素をドープした材料を正極活物質として使用してもよい。   Examples of the positive electrode active material that satisfies the above conditions include lithium-containing transition metal oxides. Examples of typical positive electrode active materials include, but are not limited to, lithium cobaltate, lithium nickelate, and lithium manganate. Specifically, the positive electrode active material is a material capable of inserting / extracting lithium, and may be any lithium-containing transition metal oxide in which a sufficient amount of lithium has been previously inserted, and manganese (Mn) as a transition metal , Nickel (Ni), cobalt (Co), iron (Fe) or the like, or a material mainly composed of two or more transition metals. Further, the crystal structure such as the spinel crystal structure and the layered crystal structure is not particularly limited as long as the above-described sites and channels are ensured. Further, a material in which a part of the transition metal or lithium in the crystal is replaced with an element such as Fe, Co, Ni, Cr, Al, Mg, or an element such as Fe, Co, Ni, Cr, Al, Mg in the crystal A material doped with may be used as the positive electrode active material.

さらに、上述した条件を満たす負極活物質として、結晶質の炭素材料や非晶質の炭素材料を使用することができる。ただし、負極活物質はこれらの物質に限定されるものではなく、例えば、天然黒鉛や、人造の各種黒鉛剤、コークスなどの炭素材料などを使用してもよい。そして、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状など様々な粒子形状のものが適用可能である。   Furthermore, a crystalline carbon material or an amorphous carbon material can be used as the negative electrode active material that satisfies the above-described conditions. However, the negative electrode active material is not limited to these materials. For example, natural graphite, various artificial graphite agents, carbon materials such as coke, and the like may be used. And also in the particle shape, various particle shapes such as a scale shape, a spherical shape, a fiber shape, and a lump shape are applicable.

<リチウムイオン電池の模式的な構成>
以下に、上述したリチウムイオン電池の模式的な構成について図面を参照しながら説明する。図1は、リチウムイオン電池の模式的な構成を示す図である。図1において、リチウムイオン電池は、外装缶CSを有しており、この外装缶CSの内部に電解液ELが充填されている。この電解液ELが充填されている外装缶CSには、正極板PEPと負極板NEPが対向して設けられており、対向して設けられた正極板PEPと負極板NEPの間にセパレータSPが配置されている。
<Schematic configuration of lithium-ion battery>
Hereinafter, a schematic configuration of the above-described lithium ion battery will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a lithium ion battery. In FIG. 1, the lithium ion battery has an outer can CS, and the outer can CS is filled with an electrolyte EL. In the outer can CS filled with the electrolyte EL, the positive electrode plate PEP and the negative electrode plate NEP are provided to face each other, and the separator SP is provided between the positive electrode plate PEP and the negative electrode plate NEP provided to face each other. Has been placed.

そして、正極板PEPには、正極活物質が塗着されており、負極板NEPには負極活物質が塗着されている。例えば、正極活物質は、リチウムイオンを挿入・脱離可能なリチウム含有遷移金属酸化物から形成されている。図1では、このリチウム含有遷移金属酸化物が正極板PEPに塗着されている様子を模式的に示している。つまり、図1には、正極板PEPに塗着されているリチウム含有遷移金属酸化物として、酸素と金属原子とリチウムが配置されている模式的な結晶構造が示されている。この正極板PEPと正極活物質により正極が構成されている。   A positive electrode active material is applied to the positive electrode plate PEP, and a negative electrode active material is applied to the negative electrode plate NEP. For example, the positive electrode active material is formed of a lithium-containing transition metal oxide capable of inserting / extracting lithium ions. FIG. 1 schematically shows that the lithium-containing transition metal oxide is applied to the positive electrode plate PEP. That is, FIG. 1 shows a schematic crystal structure in which oxygen, metal atoms, and lithium are arranged as the lithium-containing transition metal oxide applied to the positive electrode plate PEP. This positive electrode plate PEP and the positive electrode active material constitute a positive electrode.

一方、例えば、負極活物質は、リチウムイオンを挿入・脱離可能な炭素材料から形成されている。図1では、この炭素材料が負極板NEPに塗着されている様子を模式的に示している。つまり、図1には、負極板NEPに塗布されている炭素材料として、炭素が配置されている模式的な結晶構造が示されている。この負極板NEPと負極活物質により負極が構成されている。   On the other hand, for example, the negative electrode active material is formed of a carbon material capable of inserting and removing lithium ions. FIG. 1 schematically shows a state in which this carbon material is applied to the negative electrode plate NEP. That is, FIG. 1 shows a schematic crystal structure in which carbon is arranged as the carbon material applied to the negative electrode plate NEP. The negative electrode is composed of the negative electrode plate NEP and the negative electrode active material.

セパレータSPは、正極と負極との電気的な接触を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるスペーサとしての機能を有している。セパレータSPとしては、例えば、従来技術として、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、あるいは、これらの材料の組み合わせから構成されている。   The separator SP has a function as a spacer that allows lithium ions to pass through while preventing electrical contact between the positive electrode and the negative electrode. As the separator SP, for example, polyethylene (PE), polypropylene (PP), or a combination of these materials is used as a conventional technique.

電解液ELは、非水電解液が使用される。リチウムイオン電池は、活物質でのリチウムイオンの挿入・脱離を利用して充放電を行う電池であり、電解液EL中をリチウムイオンが移動する。リチウムは、強い還元剤であり、水と激しく反応して水素ガスを発生する。したがって、リチウムイオンが電解液EL中を移動するリチウムイオン電池では、従来の電池のように水溶液を電解液ELに使用することができない。このことから、リチウムイオン電池では、電解液ELとして非水電解液が使用される。具体的に、非水電解液の電解質としては、LiPF、LiClO、LiAsF、LiBF、LiB(C、CHSOLi、CFSOLiなどやこれらの混合物を使用することができる。また、有機溶媒としては、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリルなどや、これらの混合液を使用することができる。 A non-aqueous electrolyte is used as the electrolyte EL. The lithium ion battery is a battery that performs charging / discharging by using insertion / extraction of lithium ions in an active material, and lithium ions move in the electrolyte EL. Lithium is a strong reducing agent and reacts violently with water to generate hydrogen gas. Therefore, in a lithium ion battery in which lithium ions move in the electrolytic solution EL, an aqueous solution cannot be used as the electrolytic solution EL unlike a conventional battery. For this reason, in the lithium ion battery, a non-aqueous electrolyte is used as the electrolyte EL. Specifically, as the electrolyte of the nonaqueous electrolyte, LiPF 6, LiClO 4, LiAsF 6, LiBF 4, LiB (C 6 H 5) 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li , etc., and mixtures thereof Can be used. Examples of the organic solvent include ethylene carbonate, dimethyl carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl- 1,3 dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propionitrile, etc., or a mixture thereof can be used.

<充放電のメカニズム>
リチウムイオン電池は上記のように構成されており、以下に充放電のメカニズムについて説明する。まず、充電のメカニズムについて説明する。図1に示すように、リチウムイオン電池を充電する際、正極と負極との間に充電器CUを接続する。この場合、リチウムイオン電池では、正極活物質内に挿入されているリチウムイオンが脱離し、電解液EL中に放出される。このとき、正極活物質からリチウムイオンが脱離することにより、正極から充電器へ電子が流れる。そして、電解液EL中に放出されたリチウムイオンは、電解液EL中を移動し、微多孔質膜からなるセパレータSPを通過して、負極に到達する。この負極に到達したリチウムイオンは、負極を構成する負極活物質内に挿入される。このとき、負極活物質にリチウムイオンが挿入することにより、負極に電子が流れ込む。このようにして、充電器を介して正極から負極に電子が移動することにより充電が完了する。
<Mechanism of charge / discharge>
The lithium ion battery is configured as described above, and the charging / discharging mechanism will be described below. First, the charging mechanism will be described. As shown in FIG. 1, when charging a lithium ion battery, a charger CU is connected between the positive electrode and the negative electrode. In this case, in the lithium ion battery, lithium ions inserted in the positive electrode active material are desorbed and released into the electrolyte EL. At this time, the lithium ions are desorbed from the positive electrode active material, whereby electrons flow from the positive electrode to the charger. The lithium ions released into the electrolytic solution EL move through the electrolytic solution EL, pass through the separator SP made of a microporous film, and reach the negative electrode. The lithium ions that have reached the negative electrode are inserted into the negative electrode active material constituting the negative electrode. At this time, when lithium ions are inserted into the negative electrode active material, electrons flow into the negative electrode. In this way, charging is completed as electrons move from the positive electrode to the negative electrode via the charger.

続いて、放電のメカニズムについて説明する。図1に示すように、正極と負極の間に外部負荷を接続する。すると、負極活物質内に挿入されていたリチウムイオンが脱離して電解液EL中に放出される。このとき、負極から電子が放出される。そして、電解液EL中に放出されたリチウムイオンは、電解液EL中を移動し、微多孔質膜からなるセパレータSPを通過して、正極に到達する。この正極に到達したリチウムイオンは、正極を構成する正極活物質内に挿入される。このとき、正極活物質にリチウムイオンが挿入することにより、正極に電子が流れ込む。このようにして、負極から正極に電子が移動することにより放電が行われる。言い換えれば、正極から負極に電流が流れて負荷を駆動することができる。以上のようにして、リチウムイオン電池においては、リチウムイオンを正極活物質と負極活物質との間で挿入・脱離することにより、充放電することができる。   Next, the discharge mechanism will be described. As shown in FIG. 1, an external load is connected between the positive electrode and the negative electrode. Then, lithium ions inserted in the negative electrode active material are desorbed and released into the electrolyte EL. At this time, electrons are emitted from the negative electrode. The lithium ions released into the electrolytic solution EL move through the electrolytic solution EL, pass through the separator SP made of a microporous film, and reach the positive electrode. The lithium ions reaching the positive electrode are inserted into the positive electrode active material constituting the positive electrode. At this time, when lithium ions are inserted into the positive electrode active material, electrons flow into the positive electrode. In this way, discharge is performed by the movement of electrons from the negative electrode to the positive electrode. In other words, a current can flow from the positive electrode to the negative electrode to drive the load. As described above, in a lithium ion battery, charging / discharging can be performed by inserting / extracting lithium ions between the positive electrode active material and the negative electrode active material.

<リチウムイオン電池の構成>
次に、実際のリチウムイオン電池LIBの構成例について説明する。図2は、円筒形のリチウムイオン電池LIBの内部構造を示す断面図である。図2に示すように、底部を有する円筒形の外装缶CSの内部には、正極PELとセパレータSP1、SP2と負極NELからなる電極捲回体WRFが形成されている。具体的に、電極捲回体WRFは、正極PELと負極NELの間にセパレータSP1(SP2)を挟むように積層され、外装缶CSの中心部にある軸芯CRの回りに捲回されている。そして、負極NELは外装缶CSの底部に設けられている負極リード板NTと電気的に接続されており、正極PELは外装缶CSの上部に設けられている正極リード板PTと電気的に接続されている。外装缶CSの内部に形成されている電極捲回体の内部には電解液が注入されている。そして、外装缶CSは、電池蓋CAPにより密閉されている。
<Configuration of lithium ion battery>
Next, a configuration example of an actual lithium ion battery LIB will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of a cylindrical lithium ion battery LIB. As shown in FIG. 2, an electrode winding body WRF including a positive electrode PEL, separators SP1 and SP2, and a negative electrode NEL is formed inside a cylindrical outer can CS having a bottom. Specifically, the electrode winding body WRF is stacked so as to sandwich the separator SP1 (SP2) between the positive electrode PEL and the negative electrode NEL, and is wound around the axis CR in the center of the outer can CS. . The negative electrode NEL is electrically connected to the negative electrode lead plate NT provided at the bottom of the outer can CS, and the positive electrode PEL is electrically connected to the positive electrode lead plate PT provided at the upper portion of the outer can CS. Has been. An electrolyte is injected into the electrode winding body formed inside the outer can CS. The outer can CS is sealed with a battery lid CAP.

正極PELは、正極活物質PASと結着剤(バインダ)を含有する塗液を正極板(正極集電体)PEPに塗布して乾燥させた後、加圧することにより形成されている。この正極PELの上端部には複数の矩形状の正極集電タブPTABが形成されており、この複数の正極集電タブPTABが正極集電リングPRと接続されている。そして、この正極集電リングPRが正極リード板PTと電気的に接続されている。したがって、正極PELは、正極集電タブPTABおよび正極集電リングPRを介して正極リード板PTと電気的に接続されていることになる。複数の正極集電タブPTABは、正極PELの低抵抗化および電流の取り出しを迅速にするために設けられている。   The positive electrode PEL is formed by applying a coating liquid containing a positive electrode active material PAS and a binder (binder) to a positive electrode plate (positive electrode current collector) PEP, drying it, and then pressurizing it. A plurality of rectangular positive electrode current collecting tabs PTAB are formed at the upper end portion of the positive electrode PEL, and the plurality of positive electrode current collecting tabs PTAB are connected to the positive electrode current collecting ring PR. The positive electrode current collection ring PR is electrically connected to the positive electrode lead plate PT. Therefore, the positive electrode PEL is electrically connected to the positive electrode lead plate PT via the positive electrode current collecting tab PTAB and the positive electrode current collecting ring PR. The plurality of positive electrode current collecting tabs PTAB are provided in order to reduce the resistance of the positive electrode PEL and to quickly extract current.

正極PELを構成する正極活物質PASは、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムなどに代表される上述した材料を使用することができる。また、結着剤は、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどを使用することができる。さらに、正極板には、例えば、アルミニウムなどの導電性金属からなる金属箔や網状金属などが使用される。   As the positive electrode active material PAS constituting the positive electrode PEL, for example, the above-described materials represented by lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate and the like can be used. As the binder, for example, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, or the like can be used. Furthermore, for the positive electrode plate, for example, a metal foil or a net-like metal made of a conductive metal such as aluminum is used.

負極NELは、負極活物質NASと結着剤(バインダ)を含有する塗液を負極板(負極集電体)NEPに塗布して乾燥させた後、加圧することにより形成されている。この負極NELの下端部には複数の矩形状の負極集電タブNTABが形成されており、この複数の負極集電タブNTABが負極集電リングNRと接続されている。そして、この負極集電リングNRが負極リード板NTと電気的に接続されている。したがって、負極NELは、負極集電タブNTABおよび負極集電リングNRを介して負極リード板NTと電気的に接続されていることになる。   The negative electrode NEL is formed by applying a coating liquid containing the negative electrode active material NAS and a binder (binder) to the negative electrode plate (negative electrode current collector) NEP and drying it, followed by pressurization. A plurality of rectangular negative electrode current collecting tabs NTAB are formed at the lower end of the negative electrode NEL, and the plurality of negative electrode current collecting tabs NTAB are connected to the negative electrode current collecting ring NR. And this negative electrode current collection ring NR is electrically connected with the negative electrode lead board NT. Therefore, the negative electrode NEL is electrically connected to the negative electrode lead plate NT via the negative electrode current collecting tab NTAB and the negative electrode current collecting ring NR.

負極NELを構成する負極活物質NASは、例えば、炭素材料などに代表される上述した材料を使用することができる。また、結着剤は、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどを使用することができる。さらに、負極板には、例えば、銅などの導電性金属からなる金属箔や網状金属などが使用される。   As the negative electrode active material NAS constituting the negative electrode NEL, for example, the above-described materials typified by a carbon material can be used. As the binder, for example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, or the like can be used. Furthermore, for the negative electrode plate, for example, a metal foil made of a conductive metal such as copper or a mesh metal is used.

<本発明者が見出した課題>
まず、従来の電極捲回体の詳細な構成について説明する。図3は、電極捲回体を構成する前段階の構成要素を示す図である。図3において、電極捲回体を構成する構成要素は、正極PEL、セパレータSP1、負極NEL、および、セパレータSP2である。このとき、正極PELは、正極板PEPの両面に正極活物質PASが塗布された構造をしており、負極NELは、負極板NEPの両面に負極活物質NASが塗布された構造をしている。そして、正極PELの上辺側には矩形状の正極集電タブPTABが複数形成されている。同様に、負極NELの下辺側には矩形状の負極集電タブNTABが複数形成されている。すなわち、従来技術においては、正極PELや負極NELと、セパレータSP1やセパレータSP2は、別部品(別体)として構成されている。
<Problems found by the inventor>
First, the detailed structure of the conventional electrode winding body is demonstrated. FIG. 3 is a diagram showing components in a previous stage constituting the electrode winding body. In FIG. 3, the components constituting the electrode winding body are a positive electrode PEL, a separator SP1, a negative electrode NEL, and a separator SP2. At this time, the positive electrode PEL has a structure in which the positive electrode active material PAS is applied to both surfaces of the positive electrode plate PEP, and the negative electrode NEL has a structure in which the negative electrode active material NAS is applied to both surfaces of the negative electrode plate NEP. . A plurality of rectangular positive electrode current collecting tabs PTAB are formed on the upper side of the positive electrode PEL. Similarly, a plurality of rectangular negative electrode current collecting tabs NTAB are formed on the lower side of the negative electrode NEL. That is, in the prior art, the positive electrode PEL and the negative electrode NEL, and the separator SP1 and the separator SP2 are configured as separate parts (separate bodies).

具体的に、従来技術における電極捲回体WRFの構成について説明する。図4は、正極PEL、セパレータSP1、負極NEL、および、セパレータSP2を軸芯CRの回りに捲回して電極捲回体WRFを形成する様子を示す模式図である。図4に示すように、正極PELと負極NELの間に別部品であるセパレータSP1を挟み、かつ、別部品であるセパレータSP1とセパレータSP2で負極NELを挟むようにして、正極PEL、セパレータSP1、負極NEL、および、セパレータSP2が捲回される。このとき、正極PELに形成されている正極集電タブPTABは電極捲回体WRFの上部側に配置される一方、負極NELに形成されている負極集電タブ(図示せず)は電極捲回体WRFの下部側に配置される。以上のようにして、従来技術における電極捲回体WRFが構成されている。   Specifically, the configuration of the electrode winding body WRF in the prior art will be described. FIG. 4 is a schematic diagram showing how the electrode wound body WRF is formed by winding the positive electrode PEL, the separator SP1, the negative electrode NEL, and the separator SP2 around the axis CR. As shown in FIG. 4, a separator SP1 which is a separate part is sandwiched between the positive electrode PEL and the negative electrode NEL, and the negative electrode NEL is sandwiched between the separator SP1 and the separator SP2 which are separate parts. And the separator SP2 is wound. At this time, the positive electrode current collecting tab PTAB formed on the positive electrode PEL is arranged on the upper side of the electrode winding body WRF, while the negative electrode current collecting tab (not shown) formed on the negative electrode NEL is wound on the electrode. Located on the lower side of the body WRF. As described above, the electrode winding body WRF in the prior art is configured.

通常のリチウムイオン電池では、正極板と負極板とセパレータが別部品(別体)により構成されているため、電極捲回体WRFを形成した後でも、例えば、正極板とセパレータとの間に隙間が存在する。そして、リチウムイオン電池の製造工程では、上述した捲回体を形成する前に正極板と負極板を所定の大きさに切断し、加えて正極並びに負極の集電タブをやはり正極板と負極板を切断して形成する。さらに、電極捲回体を形成した後、例えば、正極板に形成されている正極集電タブを正極集電リングに超音波溶着したり、負極板に形成されている負極集電タブを負極集電リングに超音波溶着する工程が存在する。さらには、電極捲回体は外装缶(容器)に挿入されて、この外装缶に電解液を注入した後、外装缶の内部を密閉するために、外装缶と蓋とを溶接などで接続する工程が存在する。   In a normal lithium ion battery, since the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are composed of separate parts (separate bodies), for example, a gap is formed between the positive electrode plate and the separator even after the electrode winding body WRF is formed. Exists. In the manufacturing process of the lithium ion battery, the positive electrode plate and the negative electrode plate are cut to a predetermined size before forming the above-described wound body, and in addition, the positive electrode and negative electrode current collecting tabs are also connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate. Is formed by cutting. Furthermore, after forming the electrode winding body, for example, the positive electrode current collecting tab formed on the positive electrode plate is ultrasonically welded to the positive electrode current collecting ring, or the negative electrode current collecting tab formed on the negative electrode plate is There is a process of ultrasonic welding to the electric ring. Furthermore, after the electrode winding body is inserted into an outer can (container) and an electrolyte is injected into the outer can, the outer can and the lid are connected by welding or the like to seal the inside of the outer can. There is a process.

具体的に、正極集電タブと正極集電リングとは、正極集電タブにアルミニウムリボンを捲きつけ、このアルミニウムリボンに正極集電タブを超音波溶着で接続することが行われている。このとき使用される超音波溶着は、アルミニウムリボンと正極集電タブとを擦りつけることによる原子相互拡散によって、アルミニウムリボンと正極集電タブとを接続するものである。したがって、正極集電タブとアルミニウムリボンとを超音波溶着で接続する場合、アルミニウムリボンと正極集電タブとの擦り合いによって金属異物(アルミニウム)が発生するおそれが高くなる。同様の現象は、負極集電タブと銅リボンの接続でも生じる。つまり、負極集電タブと銅リボンとを超音波溶着で接続する場合、銅リボンと負極集電タブとの擦り合いによって金属異物(銅)が発生するおそれが高くなる。さらに、外装缶と蓋とを接続する工程で使用される溶接(アーク溶接)では、例えば、溶接屑が発生しやすくなる。   Specifically, in the positive electrode current collecting tab and the positive electrode current collecting ring, an aluminum ribbon is wound around the positive electrode current collecting tab, and the positive electrode current collecting tab is connected to the aluminum ribbon by ultrasonic welding. The ultrasonic welding used at this time connects the aluminum ribbon and the positive electrode current collector tab by atomic interdiffusion by rubbing the aluminum ribbon and the positive electrode current collector tab. Therefore, when the positive electrode current collector tab and the aluminum ribbon are connected by ultrasonic welding, there is a high possibility that metal foreign matter (aluminum) is generated due to friction between the aluminum ribbon and the positive electrode current collector tab. The same phenomenon occurs in the connection between the negative electrode current collecting tab and the copper ribbon. That is, when the negative electrode current collector tab and the copper ribbon are connected by ultrasonic welding, there is a high possibility that metal foreign matter (copper) is generated due to friction between the copper ribbon and the negative electrode current collector tab. Furthermore, in welding (arc welding) used in the process of connecting the outer can and the lid, for example, welding scraps are likely to be generated.

以上のことから、電極捲回体を形成する前後に実施される工程によって、電極捲回体の内部に金属異物が侵入するポテンシャルが高くなる。特に、通常のリチウムイオン電池では、正極板と負極板とセパレータが別部品で構成されているため、例えば、正極板とセパレータとの間に隙間が存在し、この隙間に上述した製造工程で発生した金属異物が侵入しやすくなる問題点がある。   From the above, the potential for metal foreign matter to enter the electrode winding body is increased by the steps performed before and after forming the electrode winding body. In particular, in a normal lithium ion battery, since the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are composed of separate parts, for example, a gap exists between the positive electrode plate and the separator, and this gap is generated in the manufacturing process described above. There is a problem that the metal foreign matter easily enters.

このようにして発生した金属異物が電極捲回体WRFの内部に侵入すると、正極と負極との間で内部短絡が引き起こされる可能性がある。具体的に、電極捲回体の内部に金属異物が侵入する状態とは、正極板とセパレータとの間に形成されている隙間や負極板とセパレータとの間に形成されている隙間に金属異物が浸入する状態を意味している。例えば、金属異物が銅の場合、隙間に浸入した銅が正極に付着すると、正極の高い電位によって銅が酸化され(電子が奪われ)、金属イオンとなって電解液中に溶解する。そして、この金属イオンが負極に到達すると、金属イオンが還元されて(電子が供給されて)金属(銅)として負極に析出する。このようなメカニズムによって負極に金属が析出し続けると、負極から成長した金属がセパレータの孔を通過して正極に達し、この析出した金属を介して正極と負極が内部短絡するのである。一方、金属異物がアルミニウムの場合、酸化還元反応による溶解・析出の現象は生じないが、侵入する金属異物の大きさが大きくなると、セパレータを突き破って正極と負極が金属異物(アルミニウム)により内部短絡する。正極と負極が内部短絡すると、リチウムイオン電池として機能しなくなる。このように、リチウムイオン電池の製造工程では、金属異物が発生する可能性があり、発生した金属異物が、正極板とセパレータとの間に形成されている隙間や負極板とセパレータとの間に形成されている隙間に侵入すると、正極と負極が内部短絡するおそれがあることがわかる。   When the metal foreign matter generated in this way enters the electrode winding body WRF, an internal short circuit may be caused between the positive electrode and the negative electrode. Specifically, the state in which the metal foreign matter enters the inside of the electrode winding body refers to a metal foreign matter in a gap formed between the positive electrode plate and the separator or a gap formed between the negative electrode plate and the separator. Means a state of intrusion. For example, when the metal foreign matter is copper, if copper that has entered the gap adheres to the positive electrode, the copper is oxidized (electrons are taken away) by the high potential of the positive electrode and is dissolved into the electrolyte as metal ions. When this metal ion reaches the negative electrode, the metal ion is reduced (electrons are supplied) and deposited on the negative electrode as metal (copper). When metal continues to deposit on the negative electrode by such a mechanism, the metal grown from the negative electrode passes through the holes of the separator and reaches the positive electrode, and the positive electrode and the negative electrode are internally short-circuited through the deposited metal. On the other hand, when the metal foreign material is aluminum, no dissolution / precipitation phenomenon occurs due to the oxidation-reduction reaction. However, when the size of the metal foreign material that penetrates increases, the separator breaks through and the positive and negative electrodes are internally short-circuited by the metal foreign material (aluminum). To do. If the positive electrode and the negative electrode are internally short-circuited, it will not function as a lithium ion battery. As described above, in the manufacturing process of the lithium ion battery, there is a possibility that metal foreign matter may be generated, and the generated metal foreign matter is between the gap formed between the positive electrode plate and the separator or between the negative electrode plate and the separator. It can be seen that when entering the formed gap, the positive electrode and the negative electrode may be internally short-circuited.

そこで、本実施の形態1では、金属異物に起因する内部短絡を抑制して、リチウムイオン電池の信頼性向上を図ることができる工夫を施している。以下に、この工夫を施した本実施の形態1における技術的思想について説明する。   Therefore, in the first embodiment, a device that can suppress the internal short circuit caused by the metal foreign matter and improve the reliability of the lithium ion battery is provided. Below, the technical idea in this Embodiment 1 which gave this device is demonstrated.

<本実施の形態1における特徴>
本実施の形態1における技術的思想は、例えば、正極とセパレータが別部品の状態で電極捲回体を形成した場合に、正極とセパレータとの間に隙間が生じ、この隙間に金属異物が侵入することで、リチウムイオン電池に内部短絡が発生するポテンシャルが高まることに着目している。そして、この着目点を考慮し、本実施の形態1では、電極捲回体を構成した場合でも、例えば、正極とセパレータとの間に形成される隙間が無くなれば、金属異物がリチウムイオン電池の内部に侵入することを抑制できるため、リチウムイオン電池の信頼性を向上することができることに基づいてなされたものである。そして、本実施の形態1における基本思想に基づき、以下に示す本実施の形態1の特徴が想到されている。この本実施の形態1における特徴について説明する。
<Characteristics in Embodiment 1>
The technical idea in the first embodiment is that, for example, when the electrode winding body is formed in a state where the positive electrode and the separator are separate parts, a gap is formed between the positive electrode and the separator, and a metal foreign object enters the gap. By doing so, attention is focused on the potential for the occurrence of an internal short circuit in the lithium ion battery. In consideration of this point of interest, in the first embodiment, even when the electrode winding body is configured, for example, if there is no gap formed between the positive electrode and the separator, the metal foreign matter is removed from the lithium ion battery. This is based on the fact that the reliability of the lithium ion battery can be improved because it can be prevented from entering the inside. Based on the basic idea in the first embodiment, the following features of the first embodiment are conceived. The features of the first embodiment will be described.

本実施の形態1における特徴は、例えば、正極とセパレータを一体的に形成すれば、そもそも、正極とセパレータとの間に隙間が生じなくなるので、正極とセパレータとの間に金属異物が侵入することを防止できるのではないかという知見に基づいてなされている。そして、本実施の形態1では、この知見を具現化することによって、本実施の形態1の特徴を実現している。つまり、本実施の形態1では、例えば、正極とセパレータとを一体的に形成し、正極とセパレータとの間に隙間が存在しないように構成することに特徴がある。言い換えれば、正極とセパレータが一体化しているということは、正極とセパレータが接着しているということもできる。具体的に、正極とセパレータが一体的に構成されている構成について、図面を参照しながら説明する。   A feature of the first embodiment is that, for example, if the positive electrode and the separator are formed integrally, a gap does not occur between the positive electrode and the separator in the first place, so that a metal foreign object enters between the positive electrode and the separator. This is based on the knowledge that this can be prevented. And in this Embodiment 1, the characteristic of this Embodiment 1 is implement | achieved by embodying this knowledge. That is, the first embodiment is characterized in that, for example, the positive electrode and the separator are integrally formed, and there is no gap between the positive electrode and the separator. In other words, the fact that the positive electrode and the separator are integrated can also mean that the positive electrode and the separator are bonded. Specifically, a configuration in which the positive electrode and the separator are integrally formed will be described with reference to the drawings.

図5は、本実施の形態1における正極PELおよび負極NELの構成を示す断面図である。図5に示すように、まず、正極PELは、例えば、アルミニウムからなる正極板PEPを有しており、この正極板PEPの両面に、例えば、コバルト酸リチウムなどからなる正極活物質PASが形成されている。そして、正極板PEPの両面に形成された正極活物質PASと接着するように、セパレータSP1およびセパレータSP2が形成されている。すなわち、本実施の形態1では、例えば、正極PELの第1面に形成された正極活物質PASと接着するようにセパレータSP1が形成され、かつ、正極PELの第1面とは反対側の第2面に形成された正極活物質PASと接着するセパレータSP2が形成されている。このように、本実施の形態1では、正極板PEPと正極活物質PASからなる正極PELと、セパレータSP1およびセパレータSP2が一体的に形成されている。したがって、本実施の形態1によれば、正極PELとセパレータSP1との間、あるいは、正極PELとセパレータSP2の間に隙間が存在しないことから、正極PELに付着する金属異物の侵入を防止することができる。この結果、金属異物によるリチウムイオン電池内の内部短絡を防止することができ、これによって、リチウムイオン電池の信頼性を向上させることができる。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of positive electrode PEL and negative electrode NEL in the first embodiment. As shown in FIG. 5, first, the positive electrode PEL has, for example, a positive electrode plate PEP made of aluminum, and a positive electrode active material PAS made of, for example, lithium cobaltate is formed on both surfaces of the positive electrode plate PEP. ing. And separator SP1 and separator SP2 are formed so that it may adhere to positive electrode active material PAS formed in both surfaces of positive electrode plate PEP. That is, in the first embodiment, for example, the separator SP1 is formed so as to adhere to the positive electrode active material PAS formed on the first surface of the positive electrode PEL, and the first surface opposite to the first surface of the positive electrode PEL is formed. A separator SP2 that adheres to the positive electrode active material PAS formed on the two surfaces is formed. Thus, in Embodiment 1, the positive electrode PEL made of the positive electrode plate PEP and the positive electrode active material PAS, the separator SP1 and the separator SP2 are integrally formed. Therefore, according to the first embodiment, since there is no gap between the positive electrode PEL and the separator SP1, or between the positive electrode PEL and the separator SP2, it is possible to prevent intrusion of metal foreign matters attached to the positive electrode PEL. Can do. As a result, it is possible to prevent an internal short circuit in the lithium ion battery due to the metal foreign matter, thereby improving the reliability of the lithium ion battery.

一方、図5に示すように、負極NELは、例えば、銅からなる負極板NEPの両面に、例えば、炭素材料(カーボン材料)からなる負極活物質NASが形成された構造をしている。このようにして、本実施の形態1におけるセパレータSP1(SP2)付き正極PELと、負極NELが構成されている。   On the other hand, as shown in FIG. 5, the negative electrode NEL has a structure in which, for example, a negative electrode active material NAS made of, for example, a carbon material (carbon material) is formed on both surfaces of a negative electrode plate NEP made of copper. In this way, the positive electrode PEL with the separator SP1 (SP2) and the negative electrode NEL in the first embodiment are configured.

例えば、図3に示す従来技術では、正極PEL、セパレータSP1、セパレータSP2、および、負極NELが別部品(別体)で構成されているため、図4に示すように、電極捲回体WRFを形成した場合、必ず、正極PELとセパレータSP1(セパレータSP2)の間に隙間が生じてしまう。この結果、従来技術では、その後の組立工程で実施される超音波溶着やアーク溶接で発生した金属異物が上述した隙間に侵入するポテンシャルが高まる。そして、正極PELとセパレータSP1(セパレータSP2)との間に形成された隙間に金属異物が侵入すると、金属異物に起因するリチウムイオン電池の内部短絡が生じることから、リチウムイオン電池の信頼性が低下してしまう。   For example, in the prior art shown in FIG. 3, since the positive electrode PEL, the separator SP1, the separator SP2, and the negative electrode NEL are configured as separate parts (separate bodies), as shown in FIG. When formed, a gap is always generated between the positive electrode PEL and the separator SP1 (separator SP2). As a result, in the prior art, the potential for metal foreign matter generated by ultrasonic welding or arc welding performed in the subsequent assembly process to enter the gap is increased. And when a metal foreign material penetrate | invades into the clearance gap formed between positive electrode PEL and separator SP1 (separator SP2), the internal short circuit of the lithium ion battery resulting from a metal foreign material will arise, and the reliability of a lithium ion battery falls. Resulting in.

これに対し、本実施の形態1では、図5に示すように、正極PELとセパレータSP1とセパレータSP2が一体的に形成されている。言い換えれば、正極PELとセパレータSP1、あるいは、正極PELとセパレータSP2は接着している。このため、正極PELとセパレータSP1の間、および、正極PELとセパレータSP2の間に隙間が生じる余地はない。したがって、本実施の形態1によれば、正極PELとセパレータSP1との間、あるいは、正極PELとセパレータSP2の間に隙間が存在しないことから、正極PELに付着する金属異物の侵入を防止することができる。この結果、金属異物によるリチウムイオン電池内の内部短絡を防止することができ、これによって、リチウムイオン電池の信頼性を向上させることができる。   On the other hand, in the first embodiment, as shown in FIG. 5, the positive electrode PEL, the separator SP1, and the separator SP2 are integrally formed. In other words, the positive electrode PEL and the separator SP1 or the positive electrode PEL and the separator SP2 are bonded. For this reason, there is no room for gaps between the positive electrode PEL and the separator SP1 and between the positive electrode PEL and the separator SP2. Therefore, according to the first embodiment, since there is no gap between the positive electrode PEL and the separator SP1, or between the positive electrode PEL and the separator SP2, it is possible to prevent intrusion of metal foreign matters attached to the positive electrode PEL. Can do. As a result, it is possible to prevent an internal short circuit in the lithium ion battery due to the metal foreign matter, thereby improving the reliability of the lithium ion battery.

具体的に、本実施の形態1におけるセパレータSP1(SP2)付き正極PELと負極NELとを捲回して電極捲回体WRFを形成する状態について説明する。図6は、本実施の形態1におけるセパレータSP1(SP2)付き正極PELと、負極NELとを重ね合わせた状態を示している。そして、このようにセパレータSP1(SP2)付き正極PELと負極NELとを重ね合わせた状態で、図7に示すように、軸芯CRの回りに、セパレータSP1(SP2)付き正極PELと負極NELとを捲回させる。このとき、図7に示すように、正極PELの両面には、セパレータSP1およびセパレータSP2が接着しているので、電極捲回体WRFを形成した後も、正極PELとセパレータSP1の間、あるいは、正極PELとセパレータSP2の間に隙間が形成されないことがわかる。   Specifically, the state in which the positive electrode PEL with the separator SP1 (SP2) and the negative electrode NEL in Embodiment 1 are wound to form the electrode winding body WRF will be described. FIG. 6 shows a state in which the positive electrode PEL with separator SP1 (SP2) and the negative electrode NEL in Embodiment 1 are overlapped. Then, in such a state where the positive electrode PEL with the separator SP1 (SP2) and the negative electrode NEL are overlapped with each other, as shown in FIG. 7, the positive electrode PEL with the separator SP1 (SP2) and the negative electrode NEL are arranged around the axis CR.捲. At this time, as shown in FIG. 7, since the separator SP1 and the separator SP2 are adhered to both surfaces of the positive electrode PEL, even after the electrode winding body WRF is formed, between the positive electrode PEL and the separator SP1, or It can be seen that no gap is formed between the positive electrode PEL and the separator SP2.

ここで、本実施の形態1で重要な点は、正極PELとセパレータSP1およびセパレータSP2を一体的に形成している点である。つまり、本実施の形態1では、正極PELの両面にセパレータSP1とセパレータSP2を接着させるように構成することにより、正極PELとセパレータSP1、あるいは、正極PELとセパレータSP2との間に隙間が生じないようにしている。このように正極PELとセパレータSP1とセパレータSP2とを一体的に形成しているのは、以下に示す理由による。すなわち、本発明者が新たに見出した課題の欄で説明したように、正極PELに、例えば、銅などの金属異物が付着すると、正極PELに付着した金属異物が電解液中に溶解し、電解液に溶解した金属異物が負極NELに析出する。この現象が継続すると、負極NELに析出した金属異物が正極PELに達して、正極PELと負極NELとの内部短絡を引き起こすことになる。したがって、金属異物の溶解・析出というメカニズムによるリチウムイオン電池の内部短絡は、正極PELに金属異物が付着することが原因となる。このことは、金属異物の溶解・析出というメカニズムによるリチウムイオン電池の内部短絡を効果的に抑制するためには、正極PELに金属異物が付着しないようにすることが重要であることがわかる。このことから、本実施の形態1では、正極PELとセパレータSP1およびセパレータSP2を一体的に形成している。この構成によれば、正極PELとセパレータSP1の間、あるいは、正極PELとセパレータSP2の間に隙間が無くなるので、隙間から金属異物が侵入して、正極PELに付着することを防止できる。つまり、本実施の形態1では、リチウムイオン電池の内部短絡を発生させる一因として考えられている金属異物の溶解・析出を防止する観点からなされたものであり、正極PELとセパレータSP1およびセパレータSP2を一体的に形成することによって、金属異物の溶解・析出によるリチウムイオン電池の内部短絡を効果的に防止することができるのである。   Here, an important point in the first embodiment is that the positive electrode PEL, the separator SP1, and the separator SP2 are integrally formed. That is, in the first embodiment, the separator SP1 and the separator SP2 are configured to adhere to both surfaces of the positive electrode PEL, so that no gap is generated between the positive electrode PEL and the separator SP1 or between the positive electrode PEL and the separator SP2. I am doing so. The reason why the positive electrode PEL, the separator SP1, and the separator SP2 are integrally formed is as follows. That is, as described in the section of the problem newly found by the present inventor, when a metal foreign matter such as copper adheres to the positive electrode PEL, for example, the metal foreign matter attached to the positive electrode PEL is dissolved in the electrolytic solution and electrolysis is performed. Metal foreign matter dissolved in the liquid is deposited on the negative electrode NEL. If this phenomenon continues, the metal foreign matter deposited on the negative electrode NEL reaches the positive electrode PEL, causing an internal short circuit between the positive electrode PEL and the negative electrode NEL. Therefore, the internal short circuit of the lithium ion battery due to the dissolution / precipitation mechanism of the metallic foreign matter is caused by the metallic foreign matter adhering to the positive electrode PEL. This indicates that it is important to prevent the metallic foreign matter from adhering to the positive electrode PEL in order to effectively suppress the internal short circuit of the lithium ion battery due to the dissolution / precipitation mechanism of the metallic foreign matter. Therefore, in the first embodiment, the positive electrode PEL, the separator SP1, and the separator SP2 are integrally formed. According to this configuration, since there is no gap between the positive electrode PEL and the separator SP1, or between the positive electrode PEL and the separator SP2, it is possible to prevent metal foreign matter from entering through the gap and adhering to the positive electrode PEL. That is, in the first embodiment, it is made from the viewpoint of preventing dissolution / precipitation of a metallic foreign material, which is considered as a cause of causing an internal short circuit of the lithium ion battery. The positive electrode PEL, the separator SP1, and the separator SP2 are used. As a result, the internal short circuit of the lithium ion battery due to the dissolution / precipitation of the metal foreign matter can be effectively prevented.

ただし、本実施の形態1における特徴構成によれば、隙間を無くすことができるので、金属異物の溶解・析出によるリチウムイオン電池の内部短絡を防止できるだけでなく、大きな金属異物自体の侵入も防止することができ、これによって、大きな金属異物自体がセパレータSP1(SP2)を突き破ることによる正極PELと負極NELとの短絡も防止することができる。すなわち、正極PELとセパレータSP1およびセパレータSP2を一体的に形成するという本実施の形態1の特徴構成は、金属異物の溶解・析出というメカニズムによるリチウムイオン電池の内部短絡を防止することができるとともに、大きな金属異物が直接セパレータSP1(SP2)を突き破ることによるリチウムイオン電池の内部短絡も防止することができるのである。言い換えれば、本実施の形態1における特徴構成によれば、主に、サイズの小さな金属異物による溶解・析出現象による内部短絡から、主に、サイズの大きな金属異物でのセパレータSP1(SP2)を直接突き破ることによる内部短絡という異なるメカニズムに起因する内部短絡を効果的に防止することができる。つまり、本実施の形態1における特徴によれば、サイズの小さな金属異物による内部短絡からサイズの大きな金属異物による内部短絡まで、幅広くリチウムイオン電池の内部短絡を防止することができ、この結果、リチウムイオン電池の充分な信頼性向上を図ることができる。   However, according to the characteristic configuration in the first embodiment, since the gap can be eliminated, not only the internal short circuit of the lithium ion battery due to the dissolution / precipitation of the metal foreign matter can be prevented, but also the entry of the large metal foreign matter itself can be prevented. This can also prevent a short circuit between the positive electrode PEL and the negative electrode NEL due to the large metal foreign substance itself breaking through the separator SP1 (SP2). That is, the characteristic configuration of the first embodiment in which the positive electrode PEL and the separator SP1 and the separator SP2 are integrally formed can prevent the internal short circuit of the lithium ion battery due to the mechanism of dissolution / precipitation of the metal foreign matter, It is also possible to prevent internal short-circuiting of the lithium ion battery due to large metal foreign matter directly breaking through the separator SP1 (SP2). In other words, according to the characteristic configuration of the first embodiment, the separator SP1 (SP2) mainly with the large metal foreign material is directly connected mainly from the internal short circuit due to the dissolution / precipitation phenomenon due to the small metal foreign material. It is possible to effectively prevent an internal short circuit due to a different mechanism of internal short circuit due to breakthrough. That is, according to the feature in the first embodiment, it is possible to prevent the internal short circuit of the lithium ion battery widely from the internal short circuit due to the small metal foreign object to the internal short circuit due to the large metal foreign object. The reliability of the ion battery can be improved sufficiently.

以上のように本実施の形態1における構成によれば、正極PELとセパレータSP1およびセパレータSP2を一体的に形成している。これにより、リチウムイオン電池の内部短絡を抑制することができるが、さらに、本実施の形態1では、たとえ、リチウムイオン電池に内部短絡が生じても、熱暴走をストップさせる安全上の対策を施している。つまり、本実施の形態1では、リチウムイオン電池の内部短絡の発生を充分に抑制するとともに、たとえ、内部短絡が発生しても熱暴走を抑制する手段を設けているのである。以下に、この安全を確保するための工夫点について説明する。   As described above, according to the configuration of the first embodiment, the positive electrode PEL, the separator SP1, and the separator SP2 are integrally formed. As a result, the internal short circuit of the lithium ion battery can be suppressed. However, in the first embodiment, a safety measure is taken to stop thermal runaway even if an internal short circuit occurs in the lithium ion battery. ing. That is, in the first embodiment, a means for sufficiently suppressing the occurrence of an internal short circuit in the lithium ion battery and suppressing thermal runaway even if an internal short circuit occurs is provided. Below, the point for ensuring this safety is demonstrated.

本実施の形態1のさらなる特徴は、セパレータSP1やセパレータSP2に使用される材料にある。つまり、本実施の形態1で使用されるセパレータSP1やセパレータSP2の材料は、従来技術における材料と異なる。なぜなら、本実施の形態1では、後述するように、セパレータSP1やセパレータSP2の製造工程が従来技術と異なるとともに、セパレータSP1やセパレータSP2と正極PELとを接着させる必要があるからである。すなわち、従来技術におけるセパレータは、正極PELと別部品(別体)で構成されているとともに、正極PELと接着していない構成をしているのに対し、本実施の形態1におけるセパレータSP1(SP2)は、正極PELと接着して一体的に形成されているからである。具体的に、本実施の形態1におけるセパレータSP1(SP2)は、例えば、バインダ(結着剤)と絶縁物質であるセラミックと有機材料とを含む材料から構成することができる。このときのセラミックとしては、例えば、アルミナ(Al)やシリカ(SiO)を挙げることができる。これにより、セパレータSP1(SP2)の耐熱性を向上させることができる。また、有機材料としては、高密度ポリエチレン(融点:130℃〜137℃)や直鎖状低密度ポリエチレン(融点:122℃〜124℃)などに代表されるポリオレフィン系樹脂を挙げることができる。 A further feature of the first embodiment resides in materials used for the separator SP1 and the separator SP2. That is, the material of the separator SP1 and the separator SP2 used in the first embodiment is different from the material in the prior art. This is because, in the first embodiment, as described later, the manufacturing process of the separator SP1 and the separator SP2 is different from that of the prior art, and it is necessary to bond the separator SP1 or separator SP2 and the positive electrode PEL. That is, the separator in the prior art is configured as a component (separate) from the positive electrode PEL and is not bonded to the positive electrode PEL, whereas the separator SP1 (SP2) in the first embodiment is used. ) Is integrally formed by adhering to the positive electrode PEL. Specifically, the separator SP1 (SP2) in the first embodiment can be made of, for example, a material including a binder (binder), a ceramic that is an insulating material, and an organic material. Examples of the ceramic at this time include alumina (Al 2 O 3 ) and silica (SiO 2 ). Thereby, the heat resistance of separator SP1 (SP2) can be improved. Examples of the organic material include polyolefin resins typified by high-density polyethylene (melting point: 130 ° C. to 137 ° C.) and linear low-density polyethylene (melting point: 122 ° C. to 124 ° C.).

特に、本実施の形態1では、正極PELと一体的に形成されるセパレータSP1(SP2)の構成材料に、無機材料(セラミック)よりも融点の低い有機材料が含まれている点に特徴がある。つまり、本実施の形態1では、セパレータSP1(SP2)として、ポリオレフィン系樹脂に代表される有機材料を含んでいる。この有機材料は、電池短絡による異常電流、急激な内圧や温度の上昇および発火を防ぐという機能も合わせもっている。つまり、本実施の形態1におけるセパレータSP1(SP2)は、正極と負極の電気的接触を防止し、かつ、リチウムイオンを通過させる機能の他に、短絡と過充電防止のための熱ヒューズとしての機能を有していることになる。この有機材料の持つシャットダウン機能によって、リチウムイオン電池の安全性を保つことができる。例えば、リチウムイオン電池が何らかの原因で外部短絡を引き起こした場合、瞬時ではあるが大電流が流れ、ジュール熱により異常に温度が上昇するおそれがある。このとき、セパレータSP1(SP2)にセラミックよりも融点の低い有機材料が含まれている場合、短絡により温度の異常上昇が生じても、セラミックよりも融点の低い有機材料が溶融し、これによって、融点近傍で空孔(微細孔)が閉塞するため、正極と負極との間のリチウムイオンの透過を阻止することができる。言い換えれば、セパレータSP1(SP2)に、セラミックよりも融点の低い有機材料を含有させることにより、外部短絡時に電流を遮断し、リチウムイオン電池の内部の温度上昇をストップさせることができる。つまり、本実施の形態1によれば、セパレータSP1(SP2)をセラミック(無機材料)と、セラミックよりも融点の低い有機材料の両方を含むように構成しているため、耐熱性に優れながら、短絡時における異常電流を遮断するシャットダウン機能を持たせることができる。この結果、本実施の形態1によれば、安全性が高く、信頼性に優れたリチウムイオン電池を提供することができる。   In particular, the first embodiment is characterized in that the constituent material of the separator SP1 (SP2) formed integrally with the positive electrode PEL includes an organic material having a melting point lower than that of the inorganic material (ceramic). . That is, in the first embodiment, the separator SP1 (SP2) includes an organic material typified by a polyolefin resin. This organic material also has the function of preventing abnormal current due to a short circuit of the battery, rapid internal pressure and temperature rise, and ignition. In other words, the separator SP1 (SP2) in the first embodiment serves as a thermal fuse for preventing electrical contact between the positive electrode and the negative electrode and allowing lithium ions to pass therethrough, as well as preventing short circuit and overcharge. It has a function. The shutdown function of this organic material can maintain the safety of the lithium ion battery. For example, when a lithium ion battery causes an external short circuit for some reason, a large current flows instantaneously, and the temperature may rise abnormally due to Joule heat. At this time, when the separator SP1 (SP2) contains an organic material having a melting point lower than that of the ceramic, an organic material having a melting point lower than that of the ceramic melts even if an abnormal temperature rise occurs due to a short circuit. Since the vacancies (micropores) close in the vicinity of the melting point, it is possible to prevent the transmission of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. In other words, when the separator SP1 (SP2) contains an organic material having a melting point lower than that of the ceramic, current can be interrupted at the time of an external short circuit, and the temperature rise inside the lithium ion battery can be stopped. That is, according to the first embodiment, the separator SP1 (SP2) is configured to include both ceramic (inorganic material) and an organic material having a melting point lower than that of the ceramic, so that the heat resistance is excellent. It is possible to provide a shutdown function that cuts off an abnormal current during a short circuit. As a result, according to the first embodiment, it is possible to provide a lithium ion battery with high safety and excellent reliability.

このとき、本実施の形態1では、有機材料を構成する有機粒子の平均粒径が無機材料(セラミック)を構成する無機粒子の平均粒径よりも小さいことが望ましい。なぜなら、有機材料を構成する有機粒子の平均粒径が小さくなるということは、それだけ、有機粒子が密に充填されることを意味し、これによって、有機粒子が溶融した際、空孔(微細孔)が閉塞しやすくなり、有機粒子によるシャットダウン機能を充分に発揮させることができるからである。具体的には、例えば、有機粒子の平均粒径は、1μmであり、無機粒子の平均粒径は、4μmである。   At this time, in Embodiment 1, it is desirable that the average particle diameter of the organic particles constituting the organic material is smaller than the average particle diameter of the inorganic particles constituting the inorganic material (ceramic). The reason is that the average particle size of the organic particles constituting the organic material is reduced, which means that the organic particles are densely packed. As a result, when the organic particles melt, This is because it is easy to block, and the shutdown function by the organic particles can be sufficiently exhibited. Specifically, for example, the average particle diameter of the organic particles is 1 μm, and the average particle diameter of the inorganic particles is 4 μm.

ここで、有機粒子や無機粒子の粒径は、例えば、レーザ回折・散乱法を使用することにより測定することができる。このレーザ回折・散乱法とは、粒子にレーザビームを照射すると、粒子から回折散乱光が発生することを利用した測定法である。このとき、回折散乱光の光強度分布は、粒子サイズごとに相違するため、回折散乱光の光強度分布を検出・解析することにより、粒度分布を測定することができる。そして、平均粒径とは、粉体(粒子)の粒度分布をある粒子径を境界にして2つの領域に分けた場合、粒径の大きな領域と粒径の小さな領域が等しくなる粒子径として定義される。この平均粒子径は、一般的に、「d50」と呼ばれている。   Here, the particle size of the organic particles and inorganic particles can be measured by using, for example, a laser diffraction / scattering method. This laser diffraction / scattering method is a measurement method utilizing the fact that when a particle is irradiated with a laser beam, diffraction scattered light is generated from the particle. At this time, the light intensity distribution of the diffracted and scattered light is different for each particle size, and therefore the particle size distribution can be measured by detecting and analyzing the light intensity distribution of the diffracted and scattered light. The average particle size is defined as the particle size in which the large particle size region and the small particle size region are equal when the particle size distribution of the powder (particles) is divided into two regions with a certain particle size as a boundary. Is done. This average particle diameter is generally called “d50”.

以上のように、本実施の形態1によれば、正極PELの両面にセパレータSP1とセパレータSP2を接着して一体化するように構成しているので、正極PELとセパレータSP1の間、あるいは、正極PELとセパレータSP2の間に生じる隙間を無くすことができる。この結果、金属異物によるリチウムイオン電池内の内部短絡を防止することができ、これによって、リチウムイオン電池の信頼性を向上させることができる。   As described above, according to the first embodiment, since the separator SP1 and the separator SP2 are bonded and integrated on both surfaces of the positive electrode PEL, the positive electrode PEL and the separator SP1 or the positive electrode A gap generated between the PEL and the separator SP2 can be eliminated. As a result, it is possible to prevent an internal short circuit in the lithium ion battery due to the metal foreign matter, thereby improving the reliability of the lithium ion battery.

そして、本実施の形態1におけるリチウムイオン電池によれば、製造工程(組立工程)中に発生する金属異物に起因する内部短絡を抑制することができるので、リチウムイオン電池の製造歩留まりを向上させることができる。この結果、本実施の形態1によれば、リチウムイオン電池のコスト削減も実現できる。特に、本実施の形態1では、製造歩留まりの向上によるコスト削減の効果の他に、セパレータを別部品として用意する必要がなくなる観点からも、リチウムイオン電池のコスト削減を図ることができる。例えば、従来のリチウムイオン電池では、別部品であるセパレータのコストが高いため、リチウムイオン電池のコスト削減を図ることが困難であったが、本実施の形態1では、別部品であるセパレータを用意する必要が無くなるとともに、別部品であるセパレータを製造する設備も不要となることから、リチウムイオン電池の大幅なコスト削減効果が期待できる。つまり、後述するように、本実施の形態1では、正極PELとセパレータSP1(SP2)を一体的に形成するため、正極PELを製造する工程を多少変更するだけでよく、セパレータSP1(SP2)自体を製造する設備を設ける必要がなくなるので、リチウムイオン電池のコスト削減を図ることができる。   And according to the lithium ion battery in this Embodiment 1, since the internal short circuit resulting from the metal foreign material which generate | occur | produces during a manufacturing process (assembly process) can be suppressed, the manufacturing yield of a lithium ion battery is improved. Can do. As a result, according to the first embodiment, the cost of the lithium ion battery can be reduced. In particular, in the first embodiment, in addition to the effect of cost reduction by improving the manufacturing yield, the cost of the lithium ion battery can be reduced from the viewpoint that it is not necessary to prepare a separator as a separate part. For example, in a conventional lithium ion battery, since the cost of a separator which is a separate part is high, it has been difficult to reduce the cost of the lithium ion battery. In Embodiment 1, a separator which is a separate part is prepared. This eliminates the need to perform the process and eliminates the need for a facility for manufacturing a separate separator, which can greatly reduce the cost of the lithium ion battery. That is, as will be described later, in the first embodiment, since the positive electrode PEL and the separator SP1 (SP2) are integrally formed, the process of manufacturing the positive electrode PEL only needs to be slightly changed, and the separator SP1 (SP2) itself Since there is no need to provide facilities for manufacturing the battery, the cost of the lithium ion battery can be reduced.

さらに、本実施の形態1では、無機材料よりも融点の低い有機材料と、無機材料とを含むようにセパレータSP1(SP2)を構成している。これにより、本実施の形態1によれば、耐熱性に優れながら、短絡時における異常電流を遮断するシャットダウン機能を有するセパレータSP1(SP2)を提供することができる。この結果、本実施の形態1によれば、安全性が高く、信頼性に優れたリチウムイオン電池を提供することができる。   Furthermore, in this Embodiment 1, separator SP1 (SP2) is comprised so that the organic material with a melting | fusing point lower than an inorganic material and an inorganic material may be included. Thereby, according to this Embodiment 1, separator SP1 (SP2) which has the shutdown function which interrupts | blocks the abnormal current at the time of a short circuit can be provided, being excellent in heat resistance. As a result, according to the first embodiment, it is possible to provide a lithium ion battery with high safety and excellent reliability.

本実施の形態1では、特に、金属異物の溶解・析出というメカニズムによるリチウムイオン電池の内部短絡を防止する観点と、大きな金属異物が直接セパレータSP1(SP2)を突き破ることによるリチウムイオン電池の内部短絡も防止する観点の両方から、正極PELとセパレータSP1およびセパレータSP2を一体的に形成する構成を取っているが、本実施の形態1における技術的思想は、これに限らない。つまり、本実施の形態1における技術的思想は、隙間を無くすことにあり、この隙間が無くなることで、金属異物がリチウムイオン電池の内部に侵入することを防止することにある。このため、上述した本実施の形態1のように、必ずしも、正極PELとセパレータSP1およびセパレータSP2を一体的に形成する構成にする必要はなく、隙間を無くす別の構成例も考えることができる。以下に、この変形例について説明する。   In the first embodiment, in particular, the internal short circuit of the lithium ion battery due to the mechanism of dissolution / precipitation of the metallic foreign material and the internal short circuit of the lithium ion battery caused by the large metallic foreign material directly breaking through the separator SP1 (SP2). From the standpoint of preventing both, the positive electrode PEL, the separator SP1, and the separator SP2 are integrally formed. However, the technical idea of the first embodiment is not limited to this. In other words, the technical idea of the first embodiment is to eliminate the gap, and to eliminate the gap to prevent the metal foreign matter from entering the lithium ion battery. For this reason, it is not always necessary to form the positive electrode PEL, the separator SP1, and the separator SP2 integrally as in the first embodiment described above, and another configuration example in which a gap is eliminated can be considered. Hereinafter, this modification will be described.

<実施の形態1における変形例>
図8は、第1変形例の構成を示す断面図である。図8において、前記実施の形態1と相違する点は、本第1変形例では、負極NELとセパレータSP1およびセパレータSP2を一体的に形成する構成を取っている点である。具体的に、負極NELは、例えば、銅からなる負極板NEPを有しており、この負極板NEPの両面に、例えば、炭素材料(カーボン材料)などからなる負極活物質NASが形成されている。そして、負極板NEPの両面に形成された負極活物質NASと接着するように、セパレータSP1およびセパレータSP2が形成されている。すなわち、本第1変形例では、例えば、負極NELの第1面に負極活物質NASに接着するようにセパレータSP1が形成され、かつ、負極NELの第1面とは反対側の第2面に負極活物質NASに接着するセパレータSP2が形成されている。このように、本第1変形例では、負極板NEPと負極活物質NASからなる負極NELと、セパレータSP1およびセパレータSP2が一体的に形成されている。したがって、本第1変形例によれば、負極NELとセパレータSP1との間、あるいは、負極NELとセパレータSP2の間に隙間が存在しないことから、負極NELに付着する金属異物の侵入を防止することができる。この結果、金属異物によるリチウムイオン電池内の内部短絡を防止することができ、これによって、リチウムイオン電池の信頼性を向上させることができる。さらには、前記実施の形態1と同様に、セパレータSP1(SP2)を無機材料よりも融点の低い有機材料と、無機材料とを含むように構成しているため、シャットダウン機能による安全性が高く、信頼性に優れたリチウムイオン電池を提供することができる。
<Modification in Embodiment 1>
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the first modification. In FIG. 8, the difference from the first embodiment is that in the first modification, the negative electrode NEL, the separator SP1 and the separator SP2 are integrally formed. Specifically, the negative electrode NEL has, for example, a negative electrode plate NEP made of copper, and a negative electrode active material NAS made of, for example, a carbon material (carbon material) is formed on both surfaces of the negative electrode plate NEP. . The separator SP1 and the separator SP2 are formed so as to adhere to the negative electrode active material NAS formed on both surfaces of the negative electrode plate NEP. That is, in the first modification, for example, the separator SP1 is formed on the first surface of the negative electrode NEL so as to adhere to the negative electrode active material NAS, and the second surface opposite to the first surface of the negative electrode NEL is formed. A separator SP2 that adheres to the negative electrode active material NAS is formed. Thus, in the first modified example, the negative electrode plate NEP and the negative electrode NEL made of the negative electrode active material NAS, the separator SP1 and the separator SP2 are integrally formed. Therefore, according to the first modification, since there is no gap between the negative electrode NEL and the separator SP1, or between the negative electrode NEL and the separator SP2, it is possible to prevent the intrusion of metal foreign matters attached to the negative electrode NEL. Can do. As a result, it is possible to prevent an internal short circuit in the lithium ion battery due to the metal foreign matter, thereby improving the reliability of the lithium ion battery. Furthermore, since the separator SP1 (SP2) is configured to include an organic material having a melting point lower than that of the inorganic material and the inorganic material as in the first embodiment, the safety due to the shutdown function is high. A lithium ion battery with excellent reliability can be provided.

一方、図8に示すように、正極PELは、例えば、アルミニウムからなる正極板PEPの両面に、例えば、コバルト酸リチウムからなる正極活物質PASが形成された構造をしている。このようにして、本第1変形例におけるセパレータSP1(SP2)付き負極NELと、正極PELが構成されている。   On the other hand, as shown in FIG. 8, the positive electrode PEL has a structure in which, for example, a positive electrode active material PAS made of, for example, lithium cobaltate is formed on both surfaces of a positive electrode plate PEP made of aluminum. In this way, the negative electrode NEL with the separator SP1 (SP2) and the positive electrode PEL in the first modified example are configured.

続いて、図9は、第2変形例の構成を示す断面図である。図9において、前記実施の形態1と相違する点は、本第2変形例では、正極PELの片面にセパレータSP1が接着して一体化されているとともに、負極NELの片面にセパレータSP2が接着して一体化されている点である。具体的に、図9に示すように、正極PELは、正極板PEPの両面に正極活物質PASが形成されており、一方の面に形成されている正極活物質PASと接着するようにセパレータSP1が形成されている。一方、負極NELは、負極板NEPの両面に負極活物質NASが形成されており、一方の面に形成されている負極活物質NASと接着するようにセパレータSP2が形成されている。このように構成されている本第2変形例においても、正極PELとセパレータSP1との間、あるいは、負極NELとセパレータSP2との間で隙間を無くすことができるので、リチウムイオン電池の内部への金属異物の侵入を防止することができる。この結果、金属異物によるリチウムイオン電池内の内部短絡を防止することができ、これによって、リチウムイオン電池の信頼性を向上させることができる。さらには、前記実施の形態1と同様に、セパレータSP1(SP2)を無機材料よりも融点の低い有機材料と、無機材料とを含むように構成しているため、シャットダウン機能による安全性が高く、信頼性に優れたリチウムイオン電池を提供することができる。   Subsequently, FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a second modification. In FIG. 9, the difference from the first embodiment is that in the second modification, the separator SP1 is bonded and integrated on one side of the positive electrode PEL, and the separator SP2 is bonded on one side of the negative electrode NEL. It is an integrated point. Specifically, as shown in FIG. 9, the positive electrode PEL has the positive electrode active material PAS formed on both surfaces of the positive electrode plate PEP, and the separator SP1 is adhered to the positive electrode active material PAS formed on one surface. Is formed. On the other hand, in the negative electrode NEL, the negative electrode active material NAS is formed on both surfaces of the negative electrode plate NEP, and the separator SP2 is formed so as to adhere to the negative electrode active material NAS formed on one surface. Also in the second modified example configured as described above, a gap can be eliminated between the positive electrode PEL and the separator SP1, or between the negative electrode NEL and the separator SP2, so that the lithium ion battery can be connected to the inside. Intrusion of metallic foreign matter can be prevented. As a result, it is possible to prevent an internal short circuit in the lithium ion battery due to the metal foreign matter, thereby improving the reliability of the lithium ion battery. Furthermore, since the separator SP1 (SP2) is configured to include an organic material having a melting point lower than that of the inorganic material and the inorganic material as in the first embodiment, the safety due to the shutdown function is high. A lithium ion battery with excellent reliability can be provided.

<実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造方法>
本実施の形態1におけるリチウムイオン電池は上記のように構成されており、以下に、その製造方法について図面を参照しながら説明する。
<Method for Manufacturing Lithium Ion Battery in Embodiment 1>
The lithium ion battery in the first embodiment is configured as described above, and the manufacturing method thereof will be described below with reference to the drawings.

まず、本実施の形態1の特徴であるセパレータSP1(SP2)付き正極PELを形成する工程について説明する。図10に示すように、例えば、コバルト酸リチウムからなる正極活物質PASと導電助剤としてのカーボンを混合する。そして、図11に示すように、例えば、ポリフッ化ビニリデンからなる結着剤(バインダ)をNメチルピロリドン(NMP)に溶解させた溶液を形成し、この溶液に正極活物質PASおよび導電助剤を混練してスラリーSL1を作製する。   First, a process of forming the positive electrode PEL with the separator SP1 (SP2), which is a feature of the first embodiment, will be described. As shown in FIG. 10, for example, a positive electrode active material PAS made of lithium cobalt oxide and carbon as a conductive additive are mixed. Then, as shown in FIG. 11, for example, a solution in which a binder (binder) made of polyvinylidene fluoride is dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP) is formed, and the positive electrode active material PAS and the conductive auxiliary agent are added to this solution. The slurry SL1 is prepared by kneading.

同様に、図12に示すように、例えば、アルミナ(Al)やシリカ(SiO)などのセラミック粉体CRS(粒径は、例えば、4μm)と、例えば、高密度ポリエチレン(融点:130〜137℃)や直鎖状低密度ポリエチレン(融点:122〜124℃)などに代表されるポリオレフィン系樹脂からなる有機材料OM(粒径は、例えば、1μm)を混合する。そして、図13に示すように、例えば、ポリフッ化ビニリデンからなる結着剤(バインダ)をNメチルピロリドン(NMP)に溶解させた溶液を形成し、この溶液にセラミック粉体CRSおよび有機材料OMを混練してスラリーSL2を作製する。 Similarly, as shown in FIG. 12, for example, ceramic powder CRS (particle size is, for example, 4 μm) such as alumina (Al 2 O 3 ) or silica (SiO 2 ), for example, high-density polyethylene (melting point: 130 to 137 ° C.) or linear low density polyethylene (melting point: 122 to 124 ° C.) or the like, and an organic material OM (particle size is, for example, 1 μm) made of a polyolefin resin. Then, as shown in FIG. 13, for example, a solution in which a binder (binder) made of polyvinylidene fluoride is dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP) is formed, and ceramic powder CRS and organic material OM are added to this solution. The slurry SL2 is prepared by kneading.

その後、図14に示すように、正極活物質PASと結着剤(バインダ)を含有するスラリーSL1を正極板(正極集電体)PEPに塗布する。具体的には、図15に示すように、例えば、ダイコータDCを使用して、アルミニウムからなる正極板PEP上に正極活物質PAS(導電助剤も含む)を含むスラリーSL1を塗布する。   Then, as shown in FIG. 14, slurry SL1 containing positive electrode active material PAS and a binder (binder) is apply | coated to positive electrode plate (positive electrode collector) PEP. Specifically, as shown in FIG. 15, for example, a die coater DC is used to apply a slurry SL1 containing a positive electrode active material PAS (including a conductive additive) on a positive electrode plate PEP made of aluminum.

続いて、図16に示すように、正極板PEPに塗布した正極活物質PASを含むスラリーSL1上にセラミック粉体CRSと有機材料OMを混練させたスラリーSL2を塗布する。具体的には、図17に示すように、ダイコータDCを使用して、正極板PEPに塗布した正極活物質PASを含むスラリーSL1上に、セラミック粉体CRSと有機材料OMを混練させたスラリーSL2を塗布する。ここでは、まず、ダイコータDCを使用して、正極板PEP上に正極活物質PASを混練させたスラリーSL1を塗布した後、このスラリーSL1上にセラミック粉体CRSと有機材料OMを混練させたスラリーSL2を塗布する逐次塗布法について説明したが、例えば、正極板PEP上に正極活物質PASを混練させたスラリーSL1と、セラミック粉体CRSと有機材料OMを混練させたスラリーSL2とをダイコータDCを使用して同時に正極板PEP上に塗布する同時塗布法を使用することもできる。   Subsequently, as shown in FIG. 16, the slurry SL2 obtained by kneading the ceramic powder CRS and the organic material OM is applied onto the slurry SL1 containing the positive electrode active material PAS applied to the positive electrode plate PEP. Specifically, as shown in FIG. 17, slurry SL2 in which ceramic powder CRS and organic material OM are kneaded on slurry SL1 containing positive electrode active material PAS applied to positive electrode plate PEP using die coater DC. Apply. Here, first, a slurry SL1 in which the positive electrode active material PAS is kneaded is applied onto the positive electrode plate PEP using the die coater DC, and then a slurry in which the ceramic powder CRS and the organic material OM are kneaded on the slurry SL1. The sequential application method for applying SL2 has been described. For example, a slurry SL1 in which the positive electrode active material PAS is kneaded on the positive electrode plate PEP and a slurry SL2 in which the ceramic powder CRS and the organic material OM are kneaded are combined with the die coater DC. It is also possible to use a simultaneous coating method in which the coating is simultaneously performed on the positive electrode plate PEP.

具体的に、スラリーSL1およびスラリーSL2の一括塗布工程は、例えば、図18に示す塗布装置で行われる。図18は、本実施の形態1で使用する塗布装置の一例を示す模式図である。図18において、塗布装置は、例えば、回転自在なローラRL1を有しており、このローラRL1の表面に正極板PEPが配置される。そして、ローラRL1の表面に配置された正極板PEPに対して、ダイコータDC1とダイコータDC2が配置される。このダイコータDC1は、例えば、供給ポンプPMP1を介してスラリーSL1が蓄えられたタンクと接続されており、タンクに蓄積されているスラリーSL1は、供給ポンプPMP1によってダイコータDC1に流入し、このダイコータDC1から正極板PEP上にスラリーSL1が塗布されるように構成されている。同様に、ダイコータDC2は、例えば、供給ポンプPMP2を介して、スラリーSL2が蓄えられたタンクと接続されており、タンクに蓄積されているスラリーSL2は、供給ポンプPMP2によってダイコータDC2に流入し、このダイコータDC2から正極板PEP上にスラリーSL2が塗布されるように構成されている。以上のように構成されている塗布装置を使用することにより、まず、正極板PEP上にスラリーSL1を塗布し、このスラリーSL1上にスラリーSL2を塗布することができる。   Specifically, the batch application process of the slurry SL1 and the slurry SL2 is performed by, for example, an application apparatus illustrated in FIG. FIG. 18 is a schematic diagram illustrating an example of a coating apparatus used in the first embodiment. In FIG. 18, the coating apparatus has, for example, a rotatable roller RL1, and a positive electrode plate PEP is disposed on the surface of this roller RL1. A die coater DC1 and a die coater DC2 are disposed on the positive electrode plate PEP disposed on the surface of the roller RL1. The die coater DC1 is connected to, for example, a tank in which the slurry SL1 is stored via the supply pump PMP1, and the slurry SL1 stored in the tank flows into the die coater DC1 by the supply pump PMP1, and the die coater DC1 The slurry SL1 is applied on the positive electrode plate PEP. Similarly, the die coater DC2 is connected to, for example, a tank in which the slurry SL2 is stored via the supply pump PMP2, and the slurry SL2 stored in the tank flows into the die coater DC2 by the supply pump PMP2. The slurry SL2 is applied from the die coater DC2 onto the positive electrode plate PEP. By using the coating apparatus configured as described above, first, the slurry SL1 can be applied onto the positive electrode plate PEP, and the slurry SL2 can be applied onto the slurry SL1.

次に、図19に示すように、正極板PEPに塗布した正極活物質PASを含むスラリーおよびセラミック粉体CRSと有機材料OMを含むスラリーを乾燥させる。具体的には、例えば、120℃以下で正極板PEPを加熱することにより、正極板PEP上に塗布されているスラリーSL1およびスラリーSL2を乾燥させる。ここでの加熱処理は、スラリーSL2に含まれる有機材料OMが溶融しない温度に設定する必要がある。以上のようにして、スラリーSL1およびスラリーSL2を乾燥させることにより、正極板PEP上に正極活物質PASを形成し、この正極活物質PAS上に、セラミック粉体CRSと有機材料OMの混合物を形成することができる。   Next, as shown in FIG. 19, the slurry containing the positive electrode active material PAS applied to the positive electrode plate PEP and the slurry containing the ceramic powder CRS and the organic material OM are dried. Specifically, for example, by heating the positive electrode plate PEP at 120 ° C. or lower, the slurry SL1 and the slurry SL2 applied on the positive electrode plate PEP are dried. The heat treatment here needs to be set to a temperature at which the organic material OM contained in the slurry SL2 does not melt. By drying slurry SL1 and slurry SL2 as described above, positive electrode active material PAS is formed on positive electrode plate PEP, and a mixture of ceramic powder CRS and organic material OM is formed on this positive electrode active material PAS. can do.

そして、正極板PEPの片面(第1面)に塗布された正極活物質PAS、および、セラミック粉体CRSと有機材料OMを含む混合物を乾燥させた後、図20に示すように、正極板PEPのもう一方の面(第2面)に正極活物質PASを混練させたスラリーSL1と、セラミック粉体CRSと有機材料OMを混練させたスラリーSL2を塗布する。   Then, after the positive electrode active material PAS applied to one surface (first surface) of the positive electrode plate PEP and the mixture containing the ceramic powder CRS and the organic material OM are dried, as shown in FIG. 20, the positive electrode plate PEP The other surface (second surface) of slurry SL1 in which positive electrode active material PAS is kneaded and slurry SL2 in which ceramic powder CRS and organic material OM are kneaded are applied.

その後、図21に示すように、例えば、120℃以下で正極板PEPを加熱することにより、正極板PEPのもう一方の面に塗布されているスラリーSL1およびスラリーSL2を乾燥し、正極板PEPの両面に正極活物質PAS、および、セラミック粉体CRSと有機材料OMの混合物を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 21, for example, by heating the positive electrode plate PEP at 120 ° C. or lower, the slurry SL1 and the slurry SL2 applied to the other surface of the positive electrode plate PEP are dried, and the positive electrode plate PEP A positive electrode active material PAS and a mixture of ceramic powder CRS and organic material OM are formed on both sides.

続いて、図22に示すように、正極板PEPに対して、ローラRLを使用した加熱・加圧処理を実施する。この加熱・加圧処理は、例えば、120℃以下で実施される。これにより、正極板PEPに塗着された正極活物質PASの高密度化を図ることができる。このようにして、本実施の形態1によれば、図23に示すように、正極板PEP上に正極活物質PASを形成し、この正極活物質PAS上に、セラミック粉体CRSと有機材料OMを含むセパレータSP1およびセパレータSP2を形成することができる。   Subsequently, as shown in FIG. 22, a heating / pressurizing process using a roller RL is performed on the positive electrode plate PEP. This heating / pressurizing process is performed at 120 ° C. or less, for example. Thereby, it is possible to increase the density of the positive electrode active material PAS applied to the positive electrode plate PEP. Thus, according to the first embodiment, as shown in FIG. 23, the positive electrode active material PAS is formed on the positive electrode plate PEP, and the ceramic powder CRS and the organic material OM are formed on the positive electrode active material PAS. Separator SP1 and separator SP2 containing can be formed.

本実施の形態1によれば、セパレータSP1(SP2)と正極を一括で乾燥処理および加圧処理して一体化形成することができるため、工程数を削減でき、製造コストを削減できる利点が得られる。また、本実施の形態1によれば、セパレータSP1(SP2)はセラミック粉体CRSと有機材料OMを含むように構成されているため、耐熱性に優れ、なおかつ、シャットダウン機能を有しているしたがって、本実施の形態1によれば、安全性の高いリチウムイオン電池を製造することができる。さらに、本実施の形態1によれば、セパレータSP1(SP2)と正極が一体的に形成されているため、セパレータSP1(SP2)と正極間の隙間を無くすことができるので、金属異物の侵入を防止することができる。そのため、内部短絡の防止が可能であり、信頼性の高いリチウムイオン電池を製造可能である。   According to the first embodiment, the separator SP1 (SP2) and the positive electrode can be integrally formed by performing a drying process and a pressurizing process all at once, so that the number of steps can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. It is done. Further, according to the first embodiment, since the separator SP1 (SP2) is configured to include the ceramic powder CRS and the organic material OM, it has excellent heat resistance and has a shutdown function. According to the first embodiment, a highly safe lithium ion battery can be manufactured. Furthermore, according to the first embodiment, since the separator SP1 (SP2) and the positive electrode are integrally formed, the gap between the separator SP1 (SP2) and the positive electrode can be eliminated, so that the entry of metal foreign matter can be prevented. Can be prevented. Therefore, an internal short circuit can be prevented, and a highly reliable lithium ion battery can be manufactured.

続いて、負極NELを形成する工程について説明する。図24に示すように、例えば、炭素材料(カーボン材料)からなる負極活物質NASを作製する。そして、図25に示すように、例えば、ポリフッ化ビニリデンからなる結着剤(バインダ)をNメチルピロリドン(NMP)に溶解させた溶液を形成し、この溶液に負極活物質NASを混練してスラリーSL3を作製する。   Subsequently, a process of forming the negative electrode NEL will be described. As shown in FIG. 24, for example, a negative electrode active material NAS made of a carbon material (carbon material) is produced. Then, as shown in FIG. 25, for example, a solution in which a binder (binder) made of polyvinylidene fluoride is dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP) is formed, and the negative electrode active material NAS is kneaded with this solution to form a slurry. SL3 is produced.

その後、図26に示すように、負極活物質NASと結着剤(バインダ)を含有するスラリーSL3を負極板(負極集電体)NEPに塗布する。具体的には、図26に示すように、例えば、ダイコータを使用して、銅からなる負極板NEP上に負極活物質NASを塗布する。そして、負極板NEPに塗布した負極活物質NASを乾燥させる。具体的には、例えば、120℃以下で負極板NEPを加熱することにより、負極板NEP上に塗布されている負極活物質NASを乾燥させる。   Thereafter, as shown in FIG. 26, a slurry SL3 containing a negative electrode active material NAS and a binder (binder) is applied to a negative electrode plate (negative electrode current collector) NEP. Specifically, as shown in FIG. 26, the negative electrode active material NAS is applied onto the negative electrode plate NEP made of copper, for example, using a die coater. Then, the negative electrode active material NAS applied to the negative electrode plate NEP is dried. Specifically, for example, the negative electrode active material NAS applied on the negative electrode plate NEP is dried by heating the negative electrode plate NEP at 120 ° C. or lower.

そして、負極板NEPの片面に塗布された負極活物質NASを乾燥させた後、負極板NEPのもう一方の面に負極活物質NASを混練させたスラリーSL3を塗布する。その後、例えば、120℃以下で負極板NEPを加熱することにより、負極板NEPのもう一方の面に塗布されている負極活物質NASを乾燥させる。   Then, after the negative electrode active material NAS applied to one surface of the negative electrode plate NEP is dried, the slurry SL3 in which the negative electrode active material NAS is kneaded is applied to the other surface of the negative electrode plate NEP. Thereafter, the negative electrode active material NAS applied to the other surface of the negative electrode plate NEP is dried by, for example, heating the negative electrode plate NEP at 120 ° C. or lower.

このようにして、図27に示すように、負極板NEPの両面に負極活物質NASを形成した後、負極板NEPに対して、加熱・加圧処理を実施する。この加熱・加圧処理は、例えば、120℃以下で実施される。これにより、負極板NEPに塗着された負極活物質NASの高密度化を図ることができる。以上のようにして、負極板NEPを形成することができる。   In this manner, as shown in FIG. 27, after the negative electrode active material NAS is formed on both surfaces of the negative electrode plate NEP, the negative electrode plate NEP is subjected to a heating / pressurizing process. This heating / pressurizing process is performed at 120 ° C. or less, for example. Thereby, it is possible to increase the density of the negative electrode active material NAS applied to the negative electrode plate NEP. As described above, the negative electrode plate NEP can be formed.

続いて、図28に示すように、セパレータSP1(SP2)および正極活物質PASを塗着した正極板PEPを切断して加工する。これにより、正極板PEPの一辺(上辺)に矩形形状をした複数の正極集電タブPTABを形成することができる。このようにして、セパレータSP1(SP2)と一体化して加工された正極PELを形成することができる。   Subsequently, as shown in FIG. 28, the positive electrode plate PEP coated with the separator SP1 (SP2) and the positive electrode active material PAS is cut and processed. Thereby, a plurality of positive electrode current collecting tabs PTAB having a rectangular shape on one side (upper side) of the positive electrode plate PEP can be formed. In this way, the positive electrode PEL processed integrally with the separator SP1 (SP2) can be formed.

同様に、負極活物質NASを塗着した負極板NEPを切断して加工する。これにより、負極板NEPの一辺(下辺)に矩形形状をした複数の負極集電タブNTABを形成することができる。このようにして、図29に示すように、負極板NEPに負極活物質NASを塗着して加工された負極NELを形成することができる。   Similarly, the negative electrode plate NEP coated with the negative electrode active material NAS is cut and processed. Accordingly, a plurality of negative electrode current collecting tabs NTAB having a rectangular shape on one side (lower side) of the negative electrode plate NEP can be formed. Thus, as shown in FIG. 29, the negative electrode NEL processed by applying the negative electrode active material NAS to the negative electrode plate NEP can be formed.

次に、図30に示すように、セパレータSP1(SP2(図示されず))と一体化して形成された正極PELと、負極NELとを重ね合わせる。このとき、正極PELに形成されている正極集電タブPTABと、負極NELに形成されている負極集電タブNTABとが反対方向に配置されるようにする。   Next, as shown in FIG. 30, the positive electrode PEL formed integrally with the separator SP1 (SP2 (not shown)) and the negative electrode NEL are overlapped. At this time, the positive electrode current collecting tab PTAB formed in the positive electrode PEL and the negative electrode current collecting tab NTAB formed in the negative electrode NEL are arranged in opposite directions.

その後、図31に示すように、セパレータSP1(SP2)付き正極PELと、負極NELとを重ね合わせた状態で軸芯CRに捲回して電極捲回体WRFを形成する。このようにして、電極捲回体WRFを形成することができる。   Then, as shown in FIG. 31, the electrode wound body WRF is formed by winding the positive electrode PEL with the separator SP1 (SP2) and the negative electrode NEL around the shaft CR in a state where the negative electrode NEL is overlapped. In this way, the electrode winding body WRF can be formed.

続いて、図32に示すように、電極捲回体WRFの上端部から突出している正極集電タブPTABを正極集電リングPRに接続する。同様に、電極捲回体WRFの下端部から突出している負極集電タブNTABを負極集電リングNRに接続する。ここで、正極集電タブPTABの正極集電リングPRへの接続、および、負極集電タブNTABの負極集電リングNRへの接続は、例えば、超音波溶着によって行われる。このため、正極PELと、セパレータSP1(SP2)が別部品で分離して構成されている場合、正極PELとセパレータSP1(SP2)との間に隙間が存在することになるため、上述した超音波溶着時に金属異物が飛散して、金属異物が正極PELとセパレータSP1(SP2)の間に形成されている隙間に侵入する可能性がある。これに対し、本実施の形態1では、正極PELとセパレータSP1(SP2)が一体的に形成されて隙間が存在しないため、超音波溶着時に発生する金属異物が電極捲回体WRFの内部に侵入して正極PELに付着することを防止できる。   Subsequently, as shown in FIG. 32, the positive electrode current collecting tab PTAB protruding from the upper end portion of the electrode winding body WRF is connected to the positive electrode current collecting ring PR. Similarly, the negative electrode current collecting tab NTAB protruding from the lower end of the electrode winding body WRF is connected to the negative electrode current collecting ring NR. Here, the connection of the positive electrode current collector tab PTAB to the positive electrode current collector ring PR and the connection of the negative electrode current collector tab NTAB to the negative electrode current collector ring NR are performed by, for example, ultrasonic welding. For this reason, when the positive electrode PEL and the separator SP1 (SP2) are separated and configured, there is a gap between the positive electrode PEL and the separator SP1 (SP2). There is a possibility that the metal foreign matter is scattered at the time of welding, and the metal foreign matter enters the gap formed between the positive electrode PEL and the separator SP1 (SP2). On the other hand, in the first embodiment, since the positive electrode PEL and the separator SP1 (SP2) are integrally formed and there is no gap, the metal foreign matter generated during ultrasonic welding enters the electrode winding body WRF. Thus, adhesion to the positive electrode PEL can be prevented.

次に、図33に示すように、電極捲回体WRFを外装缶CSの内部に挿入する。そして、図34に示すように、外装缶CSを加工して溝DTを形成する。この溝DTは、外装缶CSの内部に挿入されている電極捲回体WRFが上下方向に移動しないように固定するために設けられるものである。   Next, as shown in FIG. 33, the electrode winding body WRF is inserted into the outer can CS. Then, as shown in FIG. 34, the outer can CS is processed to form the groove DT. The groove DT is provided to fix the electrode winding body WRF inserted in the outer can CS so as not to move in the vertical direction.

そして、図35に示すように、電極捲回体WRFを挿入した外装缶CSの内部に電解液ELを注入する。その後、外装缶CSの上部をキャップで封止することにより、本実施の形態1におけるリチウムイオン電池を製造することができる。   And as shown in FIG. 35, electrolyte EL is inject | poured into the exterior can CS which inserted the electrode winding body WRF. Then, the lithium ion battery in this Embodiment 1 can be manufactured by sealing the upper part of the armored can CS with a cap.

<実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造方法の利点>
例えば、正極とセパレータとを一体的に形成する製造技術として、正極活物質を乾燥させて加圧処理を実施した後、この乾燥処理と加圧処理を実施した正極活物質上に、セパレータ材(スラリー)を塗布する技術が考えられる。この技術の場合、正極とセパレータとの一体化を比較的容易に実現することができる利点がある。このような製造技術は、乾燥させた正極活物質上に、スラリー状のセパレータ材を塗布することから、ウェットオンドライ方式と呼ばれることもある。
<Advantage of Lithium Ion Battery Manufacturing Method in Embodiment 1>
For example, as a manufacturing technique for integrally forming a positive electrode and a separator, a positive electrode active material is dried and subjected to a pressure treatment, and then a separator material ( A technique for applying a slurry) is conceivable. In the case of this technique, there is an advantage that the integration of the positive electrode and the separator can be realized relatively easily. Such a manufacturing technique is sometimes called a wet-on-dry method because a slurry-like separator material is applied onto the dried positive electrode active material.

上述したウェットオンドライ方式では、例えば、電極材を含むスラリーを塗布する工程と、セパレータ材を含むスラリーを塗布する工程が別々となっているため、塗布工程が複数存在することになる。すなわち、ウェットオンドライ方式では、電極材を含むスラリーを塗布した後、このスラリーを乾燥させて、乾燥させた電極材に加圧処理を施すことになる。ここまでの工程は、正極を製造する従来の製造設備で行なうことができる。その後、形成した電極材上にセパレータ材を塗布する工程が存在するため、正極を製造する従来の製造設備の他に、セパレータ材を塗布して乾燥させる新たな製造設備が必要となる。このことから、リチウムイオン電池の製造工程が長くなるともに、充分なコスト低減を図ることができない問題点が存在する。つまり、ウェットオンドライ方式は、製造容易性に重点を置いた技術であり、コスト低減をさらに推進する観点からは、改良する余地がある技術ということができる。   In the above-described wet-on-dry method, for example, a step of applying a slurry containing an electrode material and a step of applying a slurry containing a separator material are separate, and therefore there are a plurality of application steps. That is, in the wet-on-dry method, after applying a slurry containing an electrode material, the slurry is dried and pressure treatment is performed on the dried electrode material. The steps so far can be performed by conventional manufacturing equipment for manufacturing a positive electrode. Thereafter, since there is a step of applying a separator material on the formed electrode material, new manufacturing equipment for applying and drying the separator material is required in addition to the conventional manufacturing equipment for manufacturing the positive electrode. For this reason, there are problems in that the manufacturing process of the lithium ion battery becomes long and sufficient cost reduction cannot be achieved. In other words, the wet-on-dry method is a technology with an emphasis on manufacturability, and it can be said that there is room for improvement from the viewpoint of further promoting cost reduction.

これに対し、本実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造方法によれば、電極材(正極活物質)とセパレータ材(セラミックおよび有機材料)とを正極板上に一括塗布している。このことから、別々に電極材とセパレータ材を塗布するウェットオンドライ方式に比べて、さらなるコスト低減を図ることができる。つまり、本実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造方法では、スラリー状態の電極材と、スラリー状態のセパレータ材とを一括して塗布した後、スラリー状態の電極材とスラリー状態のセパレータ材とを一括乾燥し、その後、乾燥した電極材とセパレータ材とを一括加圧処理する。このことから、本実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造方法によれば、従来から存在する正極の製造設備をそのまま応用して、セパレータ材も電極材上に形成することができる。このことから、セパレータ材を塗布するためだけの別の製造設備を新たに設ける必要がないため、コスト低減を充分に図ることができるのである。すなわち、本実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造方法では、電極の製造ラインをそのまま使用することにより、電極材およびセパレータ材の一括塗布、一括乾燥、一括加圧処理を実現できるため、充分なコスト低減を図ることができる利点が得られる。なお、このコスト低減に着目した本実施の形態1におけるリチウムイオン電池の製造方法は、スラリー状態の電極材上に、スラリー状態のセパレータ材を塗布するため、ウェットオンウェット方式と呼ばれることもある。   On the other hand, according to the manufacturing method of the lithium ion battery in this Embodiment 1, the electrode material (positive electrode active material) and the separator material (ceramic and organic material) are collectively apply | coated on the positive electrode plate. Therefore, further cost reduction can be achieved as compared with the wet-on-dry method in which the electrode material and the separator material are separately applied. That is, in the method for manufacturing a lithium ion battery according to the first embodiment, after the slurry-like electrode material and the slurry-state separator material are applied together, the slurry-state electrode material and the slurry-state separator material are combined. Batch drying is performed, and then the dried electrode material and separator material are collectively pressed. From this, according to the manufacturing method of the lithium ion battery in this Embodiment 1, the separator material can also be formed on an electrode material, applying the manufacturing facility of the positive electrode which exists conventionally. From this, it is not necessary to newly provide another manufacturing facility only for applying the separator material, and therefore the cost can be sufficiently reduced. That is, in the manufacturing method of the lithium ion battery according to the first embodiment, the electrode material and separator material can be collectively applied, collectively dried, and collectively pressurized by using the electrode production line as it is. There is an advantage that the cost can be reduced. In addition, the manufacturing method of the lithium ion battery according to the first embodiment focusing on the cost reduction is sometimes referred to as a wet-on-wet method because a slurry separator material is applied onto a slurry electrode material.

(実施の形態2)
<実施の形態2の特徴>
前記実施の形態1では、有機材料および無機材料を含むセパレータと、正極とを一体化したリチウムイオン電池について説明したが、本実施の形態2では、正極とセパレータとを一体化するとともに、セパレータを、無機材料を含む第1絶縁膜(無機絶縁膜)と、有機材料を含む第2絶縁膜(有機絶縁膜)との積層膜から形成する例について説明する。
(Embodiment 2)
<Characteristics of Embodiment 2>
In the first embodiment, the lithium ion battery in which the separator including the organic material and the inorganic material and the positive electrode are integrated has been described. In the second embodiment, the positive electrode and the separator are integrated, and the separator is used. An example in which a first insulating film containing an inorganic material (inorganic insulating film) and a second insulating film containing an organic material (organic insulating film) are stacked is described.

図36は、本実施の形態2におけるセパレータと正極との一体構造を示す断面図である。図36に示すように、本実施の形態2におけるセパレータと正極との一体構造では、正極板PEPの両面に正極活物質PASが形成されており、この正極活物質PASに直接接触するように、例えば、セラミック粉体CRS(アルミナやシリカ)などの無機材料を含む絶縁膜IF1が形成されている。そして、この絶縁膜IF1に直接接触するように、ポリオレフィン系樹脂などの有機材料OMを含む絶縁膜IF2が形成されている。つまり、本実施の形態2では、絶縁膜IF1と絶縁膜IF2の積層膜からセパレータSP1(SP2)が形成されていることになる。以下に、この構成の利点について説明する。   FIG. 36 is a cross-sectional view showing an integrated structure of the separator and the positive electrode in the second embodiment. As shown in FIG. 36, in the integrated structure of the separator and the positive electrode in the second embodiment, the positive electrode active material PAS is formed on both surfaces of the positive electrode plate PEP, so that the positive electrode active material PAS is in direct contact with the positive electrode active material PAS. For example, an insulating film IF1 containing an inorganic material such as ceramic powder CRS (alumina or silica) is formed. An insulating film IF2 containing an organic material OM such as polyolefin resin is formed so as to be in direct contact with the insulating film IF1. That is, in the second embodiment, the separator SP1 (SP2) is formed from the laminated film of the insulating film IF1 and the insulating film IF2. The advantages of this configuration will be described below.

例えば、前記実施の形態1にように、無機材料と有機材料とを一緒に含むようにセパレータSP1(SP2)を構成することが考えられる。この場合、セパレータSP1(SP2)にセラミックよりも融点の低い有機材料が含まれている場合、短絡により温度の異常上昇が生じても、セラミックよりも融点の低い有機材料が溶融し、これによって、融点近傍で空孔(微細孔)が閉塞するため、正極と負極との間のリチウムイオンの透過を阻止することができる。言い換えれば、セパレータSP1(SP2)に、セラミックよりも融点の低い有機材料を含有させることにより、外部短絡時に電流を遮断し、リチウムイオン電池の内部の温度上昇をストップさせることができる。つまり、前記実施の形態1のように、セパレータSP1(SP2)をセラミック(無機材料)と、セラミックよりも融点の低い有機材料の両方を含むように構成することにより、耐熱性に優れながら、短絡時における異常電流を遮断するシャットダウン機能を持たせることができる。この結果、前記実施の形態1によれば、安全性が高く、信頼性に優れたリチウムイオン電池を提供することができる。   For example, as in the first embodiment, it is conceivable to configure the separator SP1 (SP2) so as to include an inorganic material and an organic material together. In this case, when the separator SP1 (SP2) contains an organic material having a melting point lower than that of the ceramic, the organic material having a melting point lower than that of the ceramic melts even if an abnormal temperature rise occurs due to a short circuit. Since the vacancies (micropores) close in the vicinity of the melting point, it is possible to prevent transmission of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. In other words, when the separator SP1 (SP2) contains an organic material having a melting point lower than that of the ceramic, current can be interrupted at the time of an external short circuit, and the temperature rise inside the lithium ion battery can be stopped. That is, as in the first embodiment, the separator SP1 (SP2) is configured to include both a ceramic (inorganic material) and an organic material having a melting point lower than that of the ceramic, thereby providing a short circuit while being excellent in heat resistance. It is possible to provide a shutdown function that cuts off abnormal current at the time. As a result, according to the first embodiment, a lithium ion battery having high safety and excellent reliability can be provided.

ところが、実際に無機材料と有機材料とを含むセパレータSP1(SP2)を形成する場合、セパレータSP1(SP2)中で有機材料が偏在化する可能性がある。このように、セパレータSP1(SP2)中で有機材料が偏在化すると、リチウムイオン電池における異常発熱時に、セパレータSP1(SP2)内での有機材料の偏在化に起因した空孔(微細孔)の閉塞不良が発生するおそれがある。つまり、有機材料が偏在化するということは、セパレータSP1(SP2)内に有機材料が多く存在する領域と、少なく存在する領域が存在することを意味する。そして、有機材料が少ない領域では、有機材料が溶融しても、絶対量が少ないため、多数の空孔を埋めることができなくなるのである。この結果、異常発熱時に、電極反応の遮断不良を引き起こし、有機材料の溶融によるシャットダウン機能を充分に発揮させることができなくなるおそれが高まる。   However, when the separator SP1 (SP2) actually including an inorganic material and an organic material is formed, the organic material may be unevenly distributed in the separator SP1 (SP2). As described above, when the organic material is unevenly distributed in the separator SP1 (SP2), the pores (micropores) are blocked due to the uneven distribution of the organic material in the separator SP1 (SP2) during abnormal heat generation in the lithium ion battery. Defects may occur. That is, when the organic material is unevenly distributed, it means that there are a region where a large amount of organic material is present and a region where a small amount is present in the separator SP1 (SP2). In a region where the organic material is small, even if the organic material is melted, the absolute amount is small, so that a large number of holes cannot be filled. As a result, when abnormal heat is generated, there is a high possibility that the electrode reaction may be interrupted and the shutdown function due to melting of the organic material cannot be fully exhibited.

これに対し、本実施の形態2では、無機材料を含む絶縁膜IF1と、有機材料を含む絶縁膜IF2の積層膜からセパレータSP1(SP2)を形成している。したがって、本実施の形態2におけるセパレータSP1(SP2)では、無機材料と有機材料が分離されているため、無機材料と有機材料を混合する場合に発生する有機材料の偏在化という問題が生じることはない。このことから、本実施の形態2によれば、有機材料の偏在化に起因したシャットダウン機能の低下を抑制することができる。すなわち、本実施の形態2によれば、リチウムイオン電池の異常発熱時において、セパレータSP1(SP2)内での有機材料の偏在化に起因した空孔(微細孔)の閉塞不良を抑制することができる。この結果、本実施の形態2によれば、電極反応の遮断不全を起こすことなく、確実にシャットダウン機能を発現させることができ、これによって、リチウムイオン電池の電極反応を効果的に遮断することができる。   In contrast, in the second embodiment, the separator SP1 (SP2) is formed from a laminated film of the insulating film IF1 containing an inorganic material and the insulating film IF2 containing an organic material. Therefore, in the separator SP1 (SP2) in the second embodiment, since the inorganic material and the organic material are separated, there is a problem of uneven distribution of the organic material that occurs when the inorganic material and the organic material are mixed. Absent. From this, according to this Embodiment 2, the fall of the shutdown function resulting from the uneven distribution of an organic material can be suppressed. That is, according to the second embodiment, it is possible to suppress the blockage failure of the pores (micropores) due to the uneven distribution of the organic material in the separator SP1 (SP2) at the time of abnormal heat generation of the lithium ion battery. it can. As a result, according to the second embodiment, the shutdown function can be surely exhibited without causing the failure of the electrode reaction to be blocked, thereby effectively blocking the electrode reaction of the lithium ion battery. it can.

なお、本実施の形態2においても、正極の両面にセパレータSP1とセパレータSP2を接着して一体化するように構成しているので、正極とセパレータSP1の間、あるいは、正極とセパレータSP2の間に生じる隙間を無くすことができる。この結果、金属異物によるリチウムイオン電池内の内部短絡を防止することができ、これによって、リチウムイオン電池の信頼性を向上させることができる。   In the second embodiment, since the separator SP1 and the separator SP2 are bonded and integrated on both surfaces of the positive electrode, the positive electrode and the separator SP1 or between the positive electrode and the separator SP2 are configured. The gap which arises can be eliminated. As a result, it is possible to prevent an internal short circuit in the lithium ion battery due to the metal foreign matter, thereby improving the reliability of the lithium ion battery.

<実施の形態2におけるリチウムイオン電池の製造方法>
本実施の形態2におけるリチウムイオン電池は上記のように構成されており、以下に、その製造方法について図面を参照しながら説明する。本実施の形態2では、正極とセラミック粉体CRSと有機材料OMが層状で一体化して形成されている例について説明する。
<Method for Manufacturing Lithium Ion Battery in Embodiment 2>
The lithium ion battery according to the second embodiment is configured as described above, and the manufacturing method thereof will be described below with reference to the drawings. In the second embodiment, an example in which the positive electrode, the ceramic powder CRS, and the organic material OM are integrally formed in a layered manner will be described.

まず、図10および図11に示すように、上述した前記実施の形態1と同様な方法で、正極活物質PASを含むスラリーSL1を作製する。さらに、本実施の形態2では、例えば、図37に示すように、アルミナ(Al)やシリカ(SiO)などのセラミック粉体CRS(粒径は、例えば、4μm)を用意する。そして、図38に示すように、例えば、ポリフッ化ビニリデンからなる結着剤(バインダ)をNメチルピロリドン(NMP)に溶解させた溶液を形成し、この溶液にセラミック粉体CRSを混練してスラリーSL4を作製する。同様に、本実施の形態2では、例えば、図39に示すように、例えば、高密度ポリエチレン(融点:130〜137℃)や直鎖状低密度ポリエチレン(融点:122〜124℃)などに代表されるポリオレフィン系樹脂からなる有機材料OM(粒径は、例えば、1μm)を用意する。そして、図40に示すように、例えば、ポリフッ化ビニリデンからなる結着剤(バインダ)をNメチルピロリドン(NMP)に溶解させた溶液を形成し、この溶液に有機材料OMを混練してスラリーSL5を作製する。 First, as shown in FIGS. 10 and 11, slurry SL1 containing positive electrode active material PAS is produced by the same method as in the first embodiment described above. Furthermore, in the second embodiment, for example, as shown in FIG. 37, ceramic powder CRS (particle size is 4 μm, for example) such as alumina (Al 2 O 3 ) or silica (SiO 2 ) is prepared. Then, as shown in FIG. 38, for example, a solution in which a binder (binder) made of polyvinylidene fluoride is dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP) is formed, and ceramic powder CRS is kneaded with this solution to form a slurry. SL4 is produced. Similarly, in the second embodiment, for example, as shown in FIG. 39, for example, high density polyethylene (melting point: 130 to 137 ° C.), linear low density polyethylene (melting point: 122 to 124 ° C.), etc. An organic material OM (particle diameter is, for example, 1 μm) made of polyolefin resin is prepared. Then, as shown in FIG. 40, for example, a solution in which a binder (binder) made of polyvinylidene fluoride is dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP) is formed, and an organic material OM is kneaded with this solution to obtain a slurry SL5. Is made.

その後、図41に示すように、正極活物質PASと結着剤(バインダ)を含有するスラ
リーSL1を正極板(正極集電体)PEPに塗布する。具体的には、図41に示すように、例えば、ダイコータDCを使用して、アルミニウムからなる正極板PEP上に正極活物質PAS(導電助剤も含む)を塗布する。続いて、ダイコータDCを使用して、正極板PEPに塗布したスラリーSL1上にセラミック粉体CRSを混練させたスラリーSL4を塗布する。次に、ダイコータDCを使用して、スラリーSL4上に、有機材料OMを混練させたスラリーSL5を塗布する。ここでは、まず、ダイコータDCを使用して、正極板PEP上に正極活物質PASを混練させたスラリーSL1を塗布した後、このスラリーSL1上にセラミック粉体CRSを混練させたスラリーSL4を塗布し、さらに、有機材料OMを混練させたスラリーSL5を塗布する逐次塗布法について説明したが、例えば、正極板PEP上に正極活物質PASを混練させたスラリーSL1と、セラミック粉体CRSを混練させたスラリーSL4と、有機粒子を混練させたスラリーSL5と、をダイコータDCを使用して同時に正極板PEP上に塗布する同時塗布法を使用することもできる。
Then, as shown in FIG. 41, slurry SL1 containing positive electrode active material PAS and a binder (binder) is apply | coated to positive electrode plate (positive electrode collector) PEP. Specifically, as shown in FIG. 41, for example, using a die coater DC, a positive electrode active material PAS (including a conductive additive) is applied onto a positive electrode plate PEP made of aluminum. Subsequently, slurry SL4 in which ceramic powder CRS is kneaded is applied onto slurry SL1 applied to positive electrode plate PEP using die coater DC. Next, the slurry SL5 in which the organic material OM is kneaded is applied onto the slurry SL4 using the die coater DC. Here, first, using the die coater DC, the slurry SL1 in which the positive electrode active material PAS is kneaded is applied on the positive electrode plate PEP, and then the slurry SL4 in which the ceramic powder CRS is kneaded is applied on the slurry SL1. Further, the sequential coating method for applying the slurry SL5 in which the organic material OM is kneaded has been described. For example, the slurry SL1 in which the positive electrode active material PAS is kneaded on the positive electrode plate PEP and the ceramic powder CRS are kneaded. A simultaneous coating method in which slurry SL4 and slurry SL5 in which organic particles are kneaded are simultaneously coated on positive electrode plate PEP using die coater DC can also be used.

次に、図42に示すように、正極板PEPに塗布したスラリーSL1およびスラリーSL4とスラリーSL5を乾燥させる。具体的には、例えば、120℃以下で正極板PEPを加熱することにより、正極板PEP上に塗布されているスラリーSL1およびスラリーSL4とスラリーSL5を乾燥させる。ここでの加熱処理は、有機材料OMを構成する有機粒子が溶融しない温度に設定する必要がある。これにより、正極板PEP上に正極活物質PASを形成し、この正極活物質PAS上に、セラミック粉体CRSを含む絶縁膜IF1を形成することができる。そして、この絶縁膜IF1上に、有機材料OMを含む絶縁膜IF2を形成することができる。   Next, as shown in FIG. 42, slurry SL1, slurry SL4, and slurry SL5 applied to positive electrode plate PEP are dried. Specifically, for example, by heating the positive electrode plate PEP at 120 ° C. or lower, the slurry SL1, the slurry SL4, and the slurry SL5 applied on the positive electrode plate PEP are dried. The heat treatment here needs to be set to a temperature at which the organic particles constituting the organic material OM do not melt. Thereby, the positive electrode active material PAS can be formed on the positive electrode plate PEP, and the insulating film IF1 containing the ceramic powder CRS can be formed on the positive electrode active material PAS. Then, the insulating film IF2 containing the organic material OM can be formed on the insulating film IF1.

そして、正極板PEPの片面(第1面)に正極活物質PAS、および、セラミック粉体CRSを含む絶縁膜IF1と有機材料OMを含む絶縁膜IF2を形成した後、図43に示すように、正極板PEPのもう一方の面(第2面)に正極活物質PASを混練させたスラリーSL1と、セラミック粉体CRSを混練させたスラリーSL4と、有機材料OMを混練させたスラリーSL5を塗布する。その後、例えば、120℃以下で正極板PEPを加熱することにより、正極板PEPのもう一方の面に塗布されているスラリーSL1およびスラリーSL4とスラリーSL5を乾燥させる。これにより、図44に示すように、正極板PEPのもう一方の面にも、正極板PEP上に正極活物質PASを形成し、この正極活物質PAS上に、セラミック粉体CRSを含む絶縁膜IF1を形成することができる。そして、この絶縁膜IF1上に、有機材料OMを含む絶縁膜IF2を形成することができる。   Then, after forming the positive electrode active material PAS and the insulating film IF1 containing the ceramic powder CRS and the insulating film IF2 containing the organic material OM on one surface (first surface) of the positive electrode plate PEP, as shown in FIG. The other surface (second surface) of the positive electrode plate PEP is coated with the slurry SL1 kneaded with the positive electrode active material PAS, the slurry SL4 kneaded with the ceramic powder CRS, and the slurry SL5 kneaded with the organic material OM. . Thereafter, for example, by heating the positive electrode plate PEP at 120 ° C. or lower, the slurry SL1, the slurry SL4, and the slurry SL5 applied to the other surface of the positive electrode plate PEP are dried. As a result, as shown in FIG. 44, the positive electrode active material PAS is formed on the positive electrode plate PEP also on the other surface of the positive electrode plate PEP, and the insulating film containing the ceramic powder CRS is formed on the positive electrode active material PAS. IF1 can be formed. Then, the insulating film IF2 containing the organic material OM can be formed on the insulating film IF1.

このようにして、正極板PEPの両面に正極活物質PASおよび絶縁膜IF1と絶縁膜IF2を形成した後、図45に示すように、正極板PEPに対して、ローラRLを使用した加熱・加圧処理を実施する。この加熱・加圧処理は、例えば、120℃以下で実施される。これにより、正極板PEPに塗着された正極活物質PASの高密度化を図ることができる。以上のようにして、図36に示すように、正極板PEPの両面に正極活物質PASを形成し、この正極活物質PASに直接接触するように、例えば、セラミック(アルミナやシリカ)などの無機材料を含む絶縁膜IF1を形成することができる。そして、この絶縁膜IF1に直接接触するように、ポリオレフィン系樹脂などの有機材料を含む絶縁膜IF2を形成することができる。つまり、本実施の形態2では、絶縁膜IF1と絶縁膜IF2の積層膜からセパレータSP1(SP2)を形成することができる。   After the positive electrode active material PAS, the insulating film IF1 and the insulating film IF2 are thus formed on both surfaces of the positive electrode plate PEP, as shown in FIG. 45, the positive electrode plate PEP is heated and heated using a roller RL. Perform pressure treatment. This heating / pressurizing process is performed at 120 ° C. or less, for example. Thereby, it is possible to increase the density of the positive electrode active material PAS applied to the positive electrode plate PEP. As described above, as shown in FIG. 36, the positive electrode active material PAS is formed on both surfaces of the positive electrode plate PEP, and an inorganic material such as ceramic (alumina or silica) is used so as to be in direct contact with the positive electrode active material PAS. An insulating film IF1 containing a material can be formed. Then, the insulating film IF2 containing an organic material such as polyolefin resin can be formed so as to be in direct contact with the insulating film IF1. That is, in the second embodiment, the separator SP1 (SP2) can be formed from the laminated film of the insulating film IF1 and the insulating film IF2.

本実施の形態2によれば、セラミック粉体CRSで構成される絶縁膜IF1と有機材料OMで構成される絶縁膜IF2からなるセパレータSP1(SP2)と正極を一括で乾燥、加圧して層状で一体化形成するため、工程数を削減でき、製造コストを削減できる利点が得られる。また、電池異常発熱時に、セパレータSP1(SP2)内での有機粒子の偏在化に起因した閉塞不良による電極反応の遮断不全を起こすことなく、確実にシャットダウン機能を発現させて、電極反応を遮断することができる。   According to the second embodiment, the separator SP1 (SP2) made of the insulating film IF1 made of the ceramic powder CRS and the insulating film IF2 made of the organic material OM and the positive electrode are collectively dried and pressed to form a layer. Since they are integrally formed, the number of processes can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. In addition, when the battery abnormally generates heat, the electrode reaction is blocked by reliably causing a shutdown function without causing a failure in blocking the electrode reaction due to poor blockage due to the uneven distribution of organic particles in the separator SP1 (SP2). be able to.

なお、以降の工程は、前記実施の形態1とほぼ同様であるため再度の説明は省略する。以上のようにして、本実施の形態2におけるリチウムイオン電池を製造することができる。   Since the subsequent steps are substantially the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted. As described above, the lithium ion battery according to the second embodiment can be manufactured.

(実施の形態3)
<実施の形態3における特徴>
本実施の形態3におけるリチウムイオン電池の構成は、前記実施の形態2におけるリチウムイオン電池の構成とほぼ同様である。すなわち、前記実施の形態2では、正極とセパレータとを一体化するとともに、セパレータを、無機材料を含む第1絶縁膜と、有機材料を含む第2絶縁膜との積層膜から形成する例について説明した。本実施の形態3では、正極とセパレータとを一体化するとともに、セパレータを、有機材料を含む第1絶縁膜(有機絶縁膜)と、無機材料を含む第2絶縁膜(無機絶縁膜)との積層膜から形成する例について説明する。
(Embodiment 3)
<Characteristics in Embodiment 3>
The configuration of the lithium ion battery in the third embodiment is substantially the same as the configuration of the lithium ion battery in the second embodiment. That is, in the second embodiment, an example in which the positive electrode and the separator are integrated and the separator is formed from a laminated film of a first insulating film containing an inorganic material and a second insulating film containing an organic material will be described. did. In Embodiment 3, the positive electrode and the separator are integrated, and the separator is made up of a first insulating film (organic insulating film) containing an organic material and a second insulating film (inorganic insulating film) containing an inorganic material. An example of forming from a laminated film will be described.

図46は、本実施の形態3におけるセパレータと正極との一体構造を示す断面図である。図46に示すように、本実施の形態3におけるセパレータと正極との一体構造では、正極板PEPの両面に正極活物質PASが形成されており、この正極活物質PASに直接接触するように、例えば、ポリオレフィン系樹脂などの有機材料OMを含む絶縁膜IF1が形成されている。そして、この絶縁膜IF1に直接接触するように、セラミック粉体CRS(アルミナやシリカ)などの無機材料を含む絶縁膜IF2が形成されている。つまり、本実施の形態3では、絶縁膜IF1と絶縁膜IF2の積層膜からセパレータSP1(SP2)が形成されていることになる。   FIG. 46 is a cross-sectional view showing an integrated structure of the separator and the positive electrode in the third embodiment. As shown in FIG. 46, in the integrated structure of the separator and the positive electrode in the present third embodiment, the positive electrode active material PAS is formed on both surfaces of the positive electrode plate PEP, so that the positive electrode active material PAS is in direct contact with the positive electrode active material PAS. For example, an insulating film IF1 containing an organic material OM such as polyolefin resin is formed. An insulating film IF2 containing an inorganic material such as ceramic powder CRS (alumina or silica) is formed so as to be in direct contact with the insulating film IF1. That is, in the third embodiment, the separator SP1 (SP2) is formed from the laminated film of the insulating film IF1 and the insulating film IF2.

このように、本実施の形態3では、有機材料を含む絶縁膜IF1と、無機材料を含む絶縁膜IF2の積層膜からセパレータSP1(SP2)を形成している。したがって、本実施の形態3におけるセパレータSP1(SP2)でも、無機材料と有機材料が分離されているため、無機材料と有機材料を混合する場合に発生する有機材料の偏在化という問題が生じることはない。このことから、本実施の形態3によれば、前記実施の形態2と同様に、有機材料の偏在化に起因したシャットダウン機能の低下を抑制することができる。すなわち、本実施の形態3によれば、リチウムイオン電池の異常発熱時において、セパレータSP1(SP2)内での有機材料の偏在化に起因した空孔(微細孔)の閉塞不良を抑制することができる。この結果、本実施の形態3によれば、電極反応の遮断不全を起こすことなく、確実にシャットダウン機能を発現させることができ、これによって、リチウムイオン電池の電極反応を効果的に遮断することができる。   Thus, in this Embodiment 3, separator SP1 (SP2) is formed from the laminated film of insulating film IF1 containing an organic material, and insulating film IF2 containing an inorganic material. Therefore, even in the separator SP1 (SP2) in the third embodiment, since the inorganic material and the organic material are separated, there is a problem of uneven distribution of the organic material that occurs when the inorganic material and the organic material are mixed. Absent. From this, according to this Embodiment 3, like the said Embodiment 2, the fall of the shutdown function resulting from the uneven distribution of an organic material can be suppressed. That is, according to the third embodiment, it is possible to suppress the blockage failure of the pores (micropores) due to the uneven distribution of the organic material in the separator SP1 (SP2) at the time of abnormal heat generation of the lithium ion battery. it can. As a result, according to the third embodiment, the shutdown function can be surely exhibited without causing failure of the electrode reaction to be blocked, thereby effectively blocking the electrode reaction of the lithium ion battery. it can.

なお、本実施の形態3においても、正極の両面にセパレータSP1とセパレータSP2を接着して一体化するように構成しているので、正極とセパレータSP1の間、あるいは、正極とセパレータSP2の間に生じる隙間を無くすことができる。この結果、金属異物によるリチウムイオン電池内の内部短絡を防止することができ、これによって、リチウムイオン電池の信頼性を向上させることができる。   In Embodiment 3, the separator SP1 and the separator SP2 are bonded and integrated on both surfaces of the positive electrode, so that the positive electrode and the separator SP1 or between the positive electrode and the separator SP2 are integrated. The gap which arises can be eliminated. As a result, it is possible to prevent an internal short circuit in the lithium ion battery due to the metal foreign matter, thereby improving the reliability of the lithium ion battery.

<実施の形態3におけるリチウムイオン電池の製造方法>
本実施の形態3におけるリチウムイオン電池は上記のように構成されており、以下に、その製造方法について図面を参照しながら説明する。本実施の形態3でも、正極とセラミック粉体CRSと有機材料OMが層状で一体化して形成される例について説明する。
<Method for Manufacturing Lithium Ion Battery in Embodiment 3>
The lithium ion battery according to Embodiment 3 is configured as described above, and the manufacturing method thereof will be described below with reference to the drawings. Also in the third embodiment, an example in which the positive electrode, the ceramic powder CRS, and the organic material OM are integrally formed in a layered manner will be described.

図47に示すように、例えば、ダイコータDCを使用して、アルミニウムからなる正極板PEP上に正極活物質PAS(導電助剤も含む)を含むスラリーSL1を塗布する。続いて、ダイコータDCを使用して、正極板PEPに塗布したスラリーSL1上に有機材料OMを混練させたスラリーSL5を塗布する。その後、ダイコータDCを使用して、有機材料OMを含むスラリーSL5上に、セラミック粉体CRSを混練させたスラリーSL4を塗布する。ここでは、まず、ダイコータDCを使用して、正極板PEP上に正極活物質PASを混練させたスラリーSL1を塗布した後、この正極活物質PAS上に有機材料OMを混練させたスラリーSL5を塗布し、さらに、セラミック粉体CRSを混練させたスラリーSL4を塗布する逐次塗布法について説明したが、例えば、正極板PEP上に正極活物質PASを混練させたスラリーSL1と、有機材料OMを混練させたスラリーSL5と、セラミック粉体CRSを混練させたスラリーSL4と、をダイコータDCを使用して同時に正極板PEP上に塗布する同時塗布法を使用することもできる。   As shown in FIG. 47, for example, a die coater DC is used to apply a slurry SL1 containing a positive electrode active material PAS (including a conductive additive) on a positive electrode plate PEP made of aluminum. Subsequently, using the die coater DC, the slurry SL5 in which the organic material OM is kneaded is applied onto the slurry SL1 applied to the positive electrode plate PEP. Thereafter, slurry SL4 in which ceramic powder CRS is kneaded is applied onto slurry SL5 containing organic material OM using die coater DC. Here, first, using the die coater DC, the slurry SL1 in which the positive electrode active material PAS is kneaded is applied on the positive electrode plate PEP, and then the slurry SL5 in which the organic material OM is kneaded is applied on the positive electrode active material PAS. Further, the sequential application method for applying the slurry SL4 in which the ceramic powder CRS is kneaded has been described. For example, the slurry SL1 in which the positive electrode active material PAS is kneaded on the positive electrode plate PEP and the organic material OM are kneaded. It is also possible to use a simultaneous coating method in which the slurry SL5 and the slurry SL4 in which the ceramic powder CRS is kneaded are simultaneously coated on the positive electrode plate PEP using the die coater DC.

次に、図48に示すように、正極板PEPに塗布したスラリーSL1およびスラリーSL5とスラリーSL4を乾燥させる。具体的には、例えば、120℃以下で正極板PEPを加熱することにより、正極板PEP上に塗布されているスラリーSL1およびスラリーSL5とスラリーSL4を乾燥させる。ここでの加熱処理は、有機材料OMを構成する有機粒子が溶融しない温度に設定する必要がある。これにより、正極板PEP上に正極活物質PASを形成し、この正極活物質PAS上に、有機材料OMを含む絶縁膜IF1を形成することができる。そして、この絶縁膜IF1上に、セラミック粉体CRSを含む絶縁膜IF2を形成することができる。   Next, as shown in FIG. 48, slurry SL1, slurry SL5, and slurry SL4 applied to positive electrode plate PEP are dried. Specifically, for example, by heating the positive electrode plate PEP at 120 ° C. or lower, the slurry SL1, the slurry SL5, and the slurry SL4 applied on the positive electrode plate PEP are dried. The heat treatment here needs to be set to a temperature at which the organic particles constituting the organic material OM do not melt. Thereby, the positive electrode active material PAS can be formed on the positive electrode plate PEP, and the insulating film IF1 containing the organic material OM can be formed on the positive electrode active material PAS. Then, the insulating film IF2 containing the ceramic powder CRS can be formed on the insulating film IF1.

そして、正極板PEPの片面(第1面)に正極活物質PAS、および、セラミック粉体CRSを含む絶縁膜IF2と有機材料OMを含む絶縁膜IF1を形成した後、図49に示すように、正極板PEPのもう一方の面(第2面)に正極活物質PASを混練させたスラリーSL1と、有機材料OMを混練させたスラリーSL5と、セラミック粉体CRSを混練させたスラリーSL4を塗布する。その後、例えば、120℃以下で正極板PEPを加熱することにより、正極板PEPのもう一方の面に塗布されているスラリーSL1およびスラリーSL5とスラリーSL4を乾燥させる。これにより、図50に示すように、正極板PEPのもう一方の面にも、正極板PEP上に正極活物質PASを形成し、この正極活物質PAS上に、有機材料OMを含む絶縁膜IF1を形成することができる。そして、この絶縁膜IF1上に、セラミック粉体CRSを含む絶縁膜IF2を形成することができる。   Then, after forming the positive electrode active material PAS and the insulating film IF2 containing the ceramic powder CRS and the insulating film IF1 containing the organic material OM on one surface (first surface) of the positive electrode plate PEP, as shown in FIG. The other surface (second surface) of the positive electrode plate PEP is coated with the slurry SL1 kneaded with the positive electrode active material PAS, the slurry SL5 kneaded with the organic material OM, and the slurry SL4 kneaded with the ceramic powder CRS. . Thereafter, for example, by heating the positive electrode plate PEP at 120 ° C. or lower, the slurry SL1, the slurry SL5, and the slurry SL4 applied to the other surface of the positive electrode plate PEP are dried. As a result, as shown in FIG. 50, the positive electrode active material PAS is formed on the other surface of the positive electrode plate PEP on the positive electrode plate PEP, and the insulating film IF1 containing the organic material OM is formed on the positive electrode active material PAS. Can be formed. Then, the insulating film IF2 containing the ceramic powder CRS can be formed on the insulating film IF1.

このようにして、正極板PEPの両面に正極活物質PASおよび絶縁膜IF1と絶縁膜IF2を形成した後、図51に示すように、正極板PEPに対して、ローラRLを使用した加熱・加圧処理を実施する。この加熱・加圧処理は、例えば、120℃以下で実施される。これにより、正極板PEPに塗着された正極活物質PASの高密度化を図ることができる。以上のようにして、図46に示すように、正極板PEPの両面に正極活物質PASを形成し、この正極活物質PASに直接接触するように、例えば、ポリオレフィン系樹脂などの有機材料を含む絶縁膜IF1を形成することができる。そして、この絶縁膜IF1に直接接触するように、セラミック(アルミナやシリカ)などの無機材料を含む絶縁膜IF2を形成することができる。つまり、本実施の形態3では、絶縁膜IF1と絶縁膜IF2の積層膜からセパレータSP1(SP2)を形成することができる。   In this way, after the positive electrode active material PAS and the insulating film IF1 and the insulating film IF2 are formed on both surfaces of the positive electrode plate PEP, the positive electrode plate PEP is heated and heated using a roller RL as shown in FIG. Perform pressure treatment. This heating / pressurizing process is performed at 120 ° C. or less, for example. Thereby, it is possible to increase the density of the positive electrode active material PAS applied to the positive electrode plate PEP. As described above, as shown in FIG. 46, the positive electrode active material PAS is formed on both surfaces of the positive electrode plate PEP, and an organic material such as a polyolefin-based resin is included so as to be in direct contact with the positive electrode active material PAS. The insulating film IF1 can be formed. Then, the insulating film IF2 containing an inorganic material such as ceramic (alumina or silica) can be formed so as to be in direct contact with the insulating film IF1. That is, in the third embodiment, the separator SP1 (SP2) can be formed from the laminated film of the insulating film IF1 and the insulating film IF2.

本実施の形態3によれば、有機材料OMで構成される絶縁膜IF1とセラミック粉体CRSで構成される絶縁膜IF2からなるセパレータSP1(SP2)と正極を一括で乾燥、加圧して層状で一体化形成するため、工程数を削減でき、製造コストを削減できる利点が得られる。また、電池異常発熱時に、セパレータSP1(SP2)内での有機粒子の偏在化に起因した閉塞不良による電極反応の遮断不全を起こすことなく、確実にシャットダウン機能を発現させて、電極反応を遮断することができる。   According to the third embodiment, the separator SP1 (SP2) made of the insulating film IF1 made of the organic material OM and the insulating film IF2 made of the ceramic powder CRS and the positive electrode are collectively dried and pressed to form a layer. Since they are integrally formed, the number of processes can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. In addition, when the battery abnormally generates heat, the electrode reaction is blocked by reliably causing a shutdown function without causing a failure in blocking the electrode reaction due to poor blockage due to the uneven distribution of organic particles in the separator SP1 (SP2). be able to.

なお、以降の工程は、前記実施の形態1とほぼ同様であるため再度の説明は省略する。以上のようにして、本実施の形態3におけるリチウムイオン電池を製造することができる。   Since the subsequent steps are substantially the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted. As described above, the lithium ion battery according to the third embodiment can be manufactured.

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

なお、実施の形態1〜3では、正極の両面にセパレータを一体的に形成する例について説明したが、本願発明の技術的思想は、これに限られるものではない。例えば、正極の片面にセパレータを一体的に形成し、かつ、負極の片面にもう1つのセパレータを一体的に形成することもできるし、さらには、負極の両面にセパレータを一体的に形成する場合にも、本願発明の技術的思想を適用することができる。   In Embodiments 1 to 3, the example in which the separators are integrally formed on both surfaces of the positive electrode has been described. However, the technical idea of the present invention is not limited to this. For example, a separator can be integrally formed on one side of the positive electrode, and another separator can be integrally formed on one side of the negative electrode. Furthermore, a separator can be integrally formed on both sides of the negative electrode. Also, the technical idea of the present invention can be applied.

ここで、前記実施の形態1でも説明したように、金属異物の溶解・析出というメカニズムによるリチウムイオン電池の内部短絡は、正極に金属異物が付着することが原因となる。したがって、金属異物の溶解・析出というメカニズムによるリチウムイオン電池の内部短絡を効果的に抑制するためには、正極に金属異物が付着しないようにすることが重要である。このことから、本願発明の技術的思想において、セパレータと一体的に形成される電極は、正極と負極のいずれでも構わないが、特に、金属異物の溶解・析出というメカニズムによるリチウムイオン電池の内部短絡を効果的に抑制する観点からは、前記実施の形態1〜3で説明したように、正極の両面にセパレータを一体的に形成する構成が望ましい。   Here, as described in the first embodiment, the internal short circuit of the lithium ion battery due to the mechanism of dissolution / precipitation of the metal foreign matter is caused by the adhesion of the metal foreign matter to the positive electrode. Therefore, in order to effectively suppress the internal short circuit of the lithium ion battery due to the mechanism of dissolution / deposition of the metal foreign matter, it is important to prevent the metal foreign matter from adhering to the positive electrode. Therefore, in the technical idea of the present invention, the electrode formed integrally with the separator may be either a positive electrode or a negative electrode, but in particular, an internal short circuit of a lithium ion battery by a mechanism of dissolution / precipitation of metal foreign matter. From the viewpoint of effectively suppressing the above, it is desirable that the separators are integrally formed on both surfaces of the positive electrode as described in the first to third embodiments.

また、前記実施の形態1〜3では、リチウムイオン電池を例に挙げて、本発明の技術的思想について説明したが、本発明の技術的思想は、リチウムイオン電池に限定されるものではなく、正極、負極、および、正極と負極とを電気的に分離するセパレータとを備える蓄電デバイス(例えば、電池やキャパシタなど)に幅広く適用することができる。   In the first to third embodiments, the technical idea of the present invention has been described by taking a lithium ion battery as an example. However, the technical idea of the present invention is not limited to a lithium ion battery. It can be widely applied to an electricity storage device (for example, a battery or a capacitor) including a positive electrode, a negative electrode, and a separator that electrically separates the positive electrode and the negative electrode.

本発明は、例えば、リチウムイオン電池に代表される電池を製造する製造業に幅広く利用することができる。   The present invention can be widely used in, for example, a manufacturing industry for manufacturing a battery represented by a lithium ion battery.

CAP 電池蓋
CR 軸芯
CRS セラミック粉体
CS 外装缶
CU 充電器
DC ダイコータ
DC1 ダイコータ
DC2 ダイコータ
EL 電解液
IF1 絶縁膜
IF2 絶縁膜
LIB リチウムイオン電池
NAS 負極活物質
NEL 負極
NEP 負極板
NR 負極集電リング
NT 負極リード板
NTAB 負極集電タブ
OM 有機材料
PAS 正極活物質
PEL 正極
PEP 正極板
PMP1 供給ポンプ
PMP2 供給ポンプ
PR 正極集電リング
PT 正極リード板
PTAB 正極集電タブ
RL ローラ
RL1 ローラ
SL1 スラリー
SL2 スラリー
SL3 スラリー
SL4 スラリー
SL5 スラリー
SP セパレータ
SP1 セパレータ
SP2 セパレータ
WRF 電極捲回体
CAP Battery cover CR Shaft core CRS Ceramic powder CS Exterior can CU Charger DC Die coater DC1 Die coater DC2 Die coater EL Electrolytic solution IF1 Insulating film IF2 Insulating film LIB Lithium ion battery NAS Negative electrode active material NEL Negative electrode NEP Negative electrode plate NT Negative electrode lead plate NTAB Negative electrode current collector tab OM Organic material PAS Positive electrode active material PEL Positive electrode PEP Positive electrode plate PMP1 Supply pump PMP2 Supply pump PR Positive electrode current collector ring PT Positive electrode lead plate PTAB Positive electrode current collector tab RL Roller RL1 Roller SL1 Slurry SL2 Slurry SL3 Slurry SL4 slurry SL5 slurry SP separator SP1 separator SP2 separator WRF electrode winding body

Claims (24)

(a)電極板上に活物質を含む第1スラリーを塗布し、前記第1スラリー上に、有機粒子と無機粒子を含む第2スラリーを塗布する工程と、
(b)前記(a)工程後、塗布した前記第1スラリーおよび第2スラリーを乾燥させることにより、前記電極板上に前記活物質を形成し、前記活物質上に前記有機粒子および前記無機粒子を含むセパレータを形成する工程と、
(c)前記(b)工程後、前記活物質および前記セパレータに対して、加熱下での加圧処理を施す工程と、を備えることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
(A) applying a first slurry containing an active material on the electrode plate, and applying a second slurry containing organic particles and inorganic particles on the first slurry;
(B) After the step (a), the applied first slurry and second slurry are dried to form the active material on the electrode plate, and the organic particles and the inorganic particles are formed on the active material. Forming a separator comprising:
(C) After the said (b) process, The process of performing the pressurization process under a heating with respect to the said active material and the said separator is provided, The manufacturing method of a lithium ion battery characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載のリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記(a)工程の段階で、前記有機粒子の平均粒径は、前記無機粒子の平均粒径よりも小さいことを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion battery according to claim 1,
In the step (a), the average particle size of the organic particles is smaller than the average particle size of the inorganic particles.
請求項1に記載のリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記有機粒子は、ポリオレフィン系樹脂から構成されていることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion battery according to claim 1,
The method for producing a lithium ion battery, wherein the organic particles are made of a polyolefin resin.
請求項1に記載のリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記無機粒子は、セラミックから構成されていることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion battery according to claim 1,
The said inorganic particle is comprised from the ceramic, The manufacturing method of the lithium ion battery characterized by the above-mentioned.
請求項4に記載のリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記無機粒子は、アルミナ、あるいは、シリカから構成されていることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion battery according to claim 4,
The said inorganic particle is comprised from the alumina or the silica, The manufacturing method of the lithium ion battery characterized by the above-mentioned.
(a)電極板の第1面上に活物質を含む第1スラリーを塗布し、前記第1スラリー上に有機粒子と無機粒子を含む第2スラリーを塗布する工程と、
(b)前記(a)工程後、前記第1面上に塗布した前記第1スラリーおよび前記第2スラリーを乾燥させることにより、前記電極板の前記第1面上に前記活物質を形成し、前記活物質上に前記有機粒子および前記無機粒子を含む第1セパレータを形成する工程と、
(c)前記(b)工程後、前記電極板の前記第1面とは反対側の第2面上に前記第1スラリーを塗布し、前記第1スラリー上に前記第2スラリーを塗布する工程と、
(d)前記(c)工程後、前記第2面上に塗布した前記第1スラリーおよび前記第2スラリーを乾燥させることにより、前記電極板の前記第2面上に前記活物質を形成し、前記活物質上に前記有機粒子および前記無機粒子を含む第2セパレータを形成する工程と、
(e)前記(d)工程後、前記第1面に形成されている前記活物質および前記第1セパレータと、前記第2面に形成されている前記活物質および前記第2セパレータと、に対して、加熱下での加圧処理を施す工程と、を備えることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
(A) applying a first slurry containing an active material on the first surface of the electrode plate, and applying a second slurry containing organic particles and inorganic particles on the first slurry;
(B) After the step (a), the active material is formed on the first surface of the electrode plate by drying the first slurry and the second slurry applied on the first surface, Forming a first separator containing the organic particles and the inorganic particles on the active material;
(C) After the step (b), a step of applying the first slurry on the second surface of the electrode plate opposite to the first surface, and applying the second slurry on the first slurry. When,
(D) After the step (c), the active material is formed on the second surface of the electrode plate by drying the first slurry and the second slurry applied on the second surface, Forming a second separator containing the organic particles and the inorganic particles on the active material;
(E) After the step (d), the active material and the first separator formed on the first surface, and the active material and the second separator formed on the second surface, And a step of applying pressure treatment under heating. A method for producing a lithium ion battery, comprising:
(a)電極板上に活物質を含む第1スラリーを塗布し、前記第1スラリー上に第1物質を含む第2スラリーを塗布し、前記第2スラリー上に前記第1物質とは異なる第2物質を含む第3スラリーを塗布する工程と、
(b)前記(a)工程後、塗布した前記第1スラリー、第2スラリーおよび前記第3スラリーを乾燥させることにより、前記電極板上に前記活物質を形成し、前記活物質上に前記第1物質を含む第1絶縁膜と前記第2物質を含む第2絶縁膜からなるセパレータを形成する工程と、
(c)前記(b)工程後、前記活物質および前記セパレータに対して、加熱下での加圧処理を施す工程と、を備えることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
(A) applying a first slurry containing an active material on the electrode plate, applying a second slurry containing a first material on the first slurry, and applying a second slurry different from the first material on the second slurry; Applying a third slurry containing two substances;
(B) After the step (a), by drying the applied first slurry, second slurry, and third slurry, the active material is formed on the electrode plate, and the first slurry is formed on the active material. Forming a separator comprising a first insulating film containing one substance and a second insulating film containing the second substance;
(C) After the said (b) process, The process of performing the pressurization process under a heating with respect to the said active material and the said separator is provided, The manufacturing method of a lithium ion battery characterized by the above-mentioned.
請求項7に記載のリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記第1物質は無機粒子であり、
前記第2物質は有機粒子であり、
前記第1絶縁膜は、前記無機粒子を含む無機絶縁膜であり、
前記第2絶縁膜は、前記有機粒子を含む有機絶縁膜であることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion battery according to claim 7,
The first substance is inorganic particles;
The second substance is organic particles;
The first insulating film is an inorganic insulating film containing the inorganic particles,
The method of manufacturing a lithium ion battery, wherein the second insulating film is an organic insulating film containing the organic particles.
請求項8に記載のリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記第1物質は、セラミックであり、
前記第2物質は、ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion battery according to claim 8,
The first material is ceramic;
The method of manufacturing a lithium ion battery, wherein the second substance is a polyolefin resin.
請求項9に記載のリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記第1物質は、アルミナ、あるいは、シリカであることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion battery according to claim 9,
The method of manufacturing a lithium ion battery, wherein the first substance is alumina or silica.
請求項7に記載のリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記第1物質は、有機粒子であり、
前記第2物質は、無機粒子であり、
前記第1絶縁膜は、前記有機粒子を含む有機絶縁膜であり、
前記第2絶縁膜は、前記無機粒子を含む無機絶縁膜であることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion battery according to claim 7,
The first substance is an organic particle,
The second substance is inorganic particles,
The first insulating film is an organic insulating film containing the organic particles,
The method of manufacturing a lithium ion battery, wherein the second insulating film is an inorganic insulating film containing the inorganic particles.
請求項11に記載のリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記第1物質は、ポリオレフィン系樹脂であり、
前記第2物質は、セラミックであることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion battery according to claim 11,
The first substance is a polyolefin resin,
The method of manufacturing a lithium ion battery, wherein the second substance is ceramic.
請求項12に記載のリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記第2物質は、アルミナ、あるいは、シリカであることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion battery according to claim 12,
The method for manufacturing a lithium ion battery, wherein the second substance is alumina or silica.
(a)電極板の第1面上に活物質を含む第1スラリーを塗布し、前記第1スラリー上に第1物質を含む第2スラリーを塗布し、前記第2スラリー上に前記第1物質とは異なる第2物質を含む第3スラリーを塗布する工程と、
(b)前記(a)工程後、前記第1面上に塗布した前記第1スラリー、前記第2スラリーおよび前記第3スラリーを乾燥させることにより、前記電極板の前記第1面上に前記活物質を形成し、前記活物質上に前記第1物質を含む第1絶縁膜と前記第2物質を含む第2絶縁膜からなる第1セパレータを形成する工程と、
(c)前記(b)工程後、前記電極板の前記第1面とは反対側の第2面上に前記第1スラリーを塗布し、前記第1スラリー上に前記第2スラリーを塗布し、前記第2スラリー上に前記第3スラリーを塗布する工程と、
(d)前記(c)工程後、前記第2面上に塗布した前記第1スラリー、前記第2スラリーおよび前記第3スラリーを乾燥させることにより、前記電極板の前記第2面上に前記活物質を形成し、前記活物質上に前記第1物質を含む前記第1絶縁膜と前記第2物質を含む前記第2絶縁膜からなる第2セパレータを形成する工程と、
(e)前記(d)工程後、前記第1面に形成されている前記活物質および前記第1セパレータと、前記第2面に形成されている前記活物質および前記第2セパレータと、に対して、加熱下での加圧処理を施す工程と、を備えることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
(A) Applying a first slurry containing an active material on a first surface of an electrode plate, applying a second slurry containing a first material on the first slurry, and applying the first material on the second slurry. Applying a third slurry containing a second substance different from
(B) After the step (a), by drying the first slurry, the second slurry, and the third slurry applied on the first surface, the active surface is formed on the first surface of the electrode plate. Forming a material and forming a first separator comprising a first insulating film containing the first material and a second insulating film containing the second material on the active material;
(C) After the step (b), the first slurry is applied on the second surface of the electrode plate opposite to the first surface, and the second slurry is applied on the first slurry, Applying the third slurry onto the second slurry;
(D) After the step (c), by drying the first slurry, the second slurry, and the third slurry applied on the second surface, the active surface is formed on the second surface of the electrode plate. Forming a material and forming a second separator comprising the first insulating film containing the first material and the second insulating film containing the second material on the active material;
(E) After the step (d), the active material and the first separator formed on the first surface, and the active material and the second separator formed on the second surface, And a step of applying pressure treatment under heating. A method for producing a lithium ion battery, comprising:
(a)正極と、
(b)負極と、
(c)前記正極と前記負極のいずれか一方の電極と一体化したセパレータと、を備え、
前記セパレータは、有機粒子と無機粒子を含み、
前記有機粒子の平均粒径は、前記無機粒子の平均粒径よりも小さいことを特徴とするリチウムイオン電池。
(A) a positive electrode;
(B) a negative electrode;
(C) a separator integrated with any one of the positive electrode and the negative electrode;
The separator includes organic particles and inorganic particles,
The lithium ion battery, wherein an average particle size of the organic particles is smaller than an average particle size of the inorganic particles.
請求項15に記載のリチウムイオン電池であって、
前記有機粒子は、ポリオレフィン系樹脂から構成され、
前記無機粒子は、セラミックから構成されていることを特徴とするリチウムイオン電池。
The lithium ion battery according to claim 15,
The organic particles are composed of a polyolefin resin,
The said inorganic particle is comprised from the ceramic, The lithium ion battery characterized by the above-mentioned.
請求項16に記載のリチウムイオン電池であって、
前記無機粒子は、アルミナ、あるいは、セラミックから構成されていることを特徴とするリチウムイオン電池。
The lithium ion battery according to claim 16,
The said inorganic particle is comprised from the alumina or the ceramic, The lithium ion battery characterized by the above-mentioned.
(a)正極と、
(b)負極と、
(c)前記正極と前記負極のいずれか一方の電極と一体化したセパレータと、を備え、
前記セパレータは、
(c1)前記電極上に形成された第1絶縁膜と、
(c2)前記第1絶縁膜上に形成された第2絶縁膜と、を有することを特徴とするリチウムイオン電池。
(A) a positive electrode;
(B) a negative electrode;
(C) a separator integrated with any one of the positive electrode and the negative electrode;
The separator is
(C1) a first insulating film formed on the electrode;
(C2) A lithium ion battery, comprising: a second insulating film formed on the first insulating film.
請求項18に記載のリチウムイオン電池であって、
前記第1絶縁膜は、無機粒子を含む無機絶縁膜であり、
前記第2絶縁膜は、有機粒子を含む有機絶縁膜であることを特徴とするリチウムイオン電池。
The lithium ion battery according to claim 18,
The first insulating film is an inorganic insulating film containing inorganic particles,
The lithium ion battery, wherein the second insulating film is an organic insulating film containing organic particles.
請求項19に記載のリチウムイオン電池であって、
前記第1絶縁膜は、セラミックを含む前記無機絶縁膜であり、
前記第2絶縁膜は、ポリオレフィン系樹脂を含む前記有機絶縁膜であることを特徴とするリチウムイオン電池。
The lithium ion battery according to claim 19,
The first insulating film is the inorganic insulating film containing ceramic,
The lithium ion battery, wherein the second insulating film is the organic insulating film containing a polyolefin-based resin.
請求項20に記載のリチウムイオン電池であって、
前記第1絶縁膜は、アルミナ、あるいは、シリカを含む前記無機絶縁膜であることを特徴とするリチウムイオン電池。
The lithium ion battery according to claim 20,
The lithium ion battery, wherein the first insulating film is the inorganic insulating film containing alumina or silica.
請求項18に記載のリチウムイオン電池であって、
前記第1絶縁膜は、有機粒子を含む有機絶縁膜であり、
前記第2絶縁膜は、無機粒子を含む無機絶縁膜であることを特徴とするリチウムイオン電池。
The lithium ion battery according to claim 18,
The first insulating film is an organic insulating film containing organic particles,
The lithium ion battery, wherein the second insulating film is an inorganic insulating film containing inorganic particles.
請求項22に記載のリチウムイオン電池であって、
前記第1絶縁膜は、ポリオレフィン系樹脂を含む前記有機絶縁膜であり、
前記第2絶縁膜は、セラミックを含む前記無機絶縁膜であることを特徴とするリチウムイオン電池。
The lithium ion battery according to claim 22,
The first insulating film is the organic insulating film containing a polyolefin resin,
The lithium ion battery, wherein the second insulating film is the inorganic insulating film containing ceramic.
請求項23に記載のリチウムイオン電池であって、
前記第2絶縁膜は、アルミナ、あるいは、シリカを含む前記無機絶縁膜であることを特徴とするリチウムイオン電池。
The lithium ion battery according to claim 23,
The lithium ion battery, wherein the second insulating film is the inorganic insulating film containing alumina or silica.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015069783A (en) * 2013-09-27 2015-04-13 株式会社日立ハイテクノロジーズ Power storage device manufacturing apparatus, power storage device, and method for manufacturing the same
JP2016126832A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 トヨタ自動車株式会社 Electrode body
WO2016111063A1 (en) * 2015-01-09 2016-07-14 株式会社日立ハイテクファインシステムズ Lithium ion battery, method for manufacturing same, and apparatus for manufacturing lithium ion battery
KR101780155B1 (en) 2015-09-21 2017-09-19 도요타지도샤가부시키가이샤 Manufacturing method and manufacturing apparatus of electrode body
KR101800348B1 (en) 2015-05-28 2017-11-22 도요타 지도샤(주) Electrode and method of manufacturing electrode
JP2019083147A (en) * 2017-10-31 2019-05-30 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing electrode sheet with separator
US10340505B2 (en) 2015-05-08 2019-07-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Production method of electrode laminate
US10367181B2 (en) 2015-10-30 2019-07-30 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lithium-ion battery
US10553894B2 (en) 2017-03-21 2020-02-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrode structure, secondary battery, battery pack, and vehicle

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017059511A (en) * 2015-09-18 2017-03-23 リチウム エナジー アンド パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフッング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフトLithium Energy and Power GmbH & Co. KG Power storage device
JP6604479B2 (en) * 2015-10-30 2019-11-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 Lithium ion battery
JP6455498B2 (en) * 2016-11-16 2019-01-23 トヨタ自動車株式会社 Electrode plate manufacturing apparatus, positive electrode plate manufacturing method, and negative electrode plate manufacturing method
KR102445275B1 (en) * 2019-02-21 2022-09-19 주식회사 엘지에너지솔루션 Method of preparing electrode for secondary battery

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000323129A (en) * 1999-05-14 2000-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of battery electrode
JP2007311151A (en) * 2006-05-18 2007-11-29 Hitachi Maxell Ltd Separator for battery and lithium secondary battery
WO2008114727A1 (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Hitachi Maxell, Ltd. Separator for electrochemical device, electrode for electrochemical device, and electrochemical device
JP2008305783A (en) * 2005-12-08 2008-12-18 Hitachi Maxell Ltd Separator for electrochemical element and its manufacturing method as well as electrochemical element and its manufacturing method
WO2010024328A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 日本ゼオン株式会社 Porous membrane, secondary battery electrode and lithium ion secondary battery
JP2010231957A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Mitsubishi Paper Mills Ltd Separator integrated electrode, manufacturing method for the same, and electrochemical element
JP2011108516A (en) * 2009-11-18 2011-06-02 Teijin Ltd Electrode sheet for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery employing the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102122704B (en) * 2010-12-29 2013-03-20 中科院广州化学有限公司 Composite microporous membrane used as lithium ion battery diaphragm as well as preparation method and application thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000323129A (en) * 1999-05-14 2000-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of battery electrode
JP2008305783A (en) * 2005-12-08 2008-12-18 Hitachi Maxell Ltd Separator for electrochemical element and its manufacturing method as well as electrochemical element and its manufacturing method
JP2007311151A (en) * 2006-05-18 2007-11-29 Hitachi Maxell Ltd Separator for battery and lithium secondary battery
WO2008114727A1 (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Hitachi Maxell, Ltd. Separator for electrochemical device, electrode for electrochemical device, and electrochemical device
WO2010024328A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 日本ゼオン株式会社 Porous membrane, secondary battery electrode and lithium ion secondary battery
JP2010231957A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Mitsubishi Paper Mills Ltd Separator integrated electrode, manufacturing method for the same, and electrochemical element
JP2011108516A (en) * 2009-11-18 2011-06-02 Teijin Ltd Electrode sheet for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery employing the same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015069783A (en) * 2013-09-27 2015-04-13 株式会社日立ハイテクノロジーズ Power storage device manufacturing apparatus, power storage device, and method for manufacturing the same
JP2016126832A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 トヨタ自動車株式会社 Electrode body
WO2016111063A1 (en) * 2015-01-09 2016-07-14 株式会社日立ハイテクファインシステムズ Lithium ion battery, method for manufacturing same, and apparatus for manufacturing lithium ion battery
JPWO2016111063A1 (en) * 2015-01-09 2017-11-02 株式会社日立ハイテクファインシステムズ Lithium ion battery and method for manufacturing the same, and lithium ion battery manufacturing apparatus
US10340505B2 (en) 2015-05-08 2019-07-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Production method of electrode laminate
KR101800348B1 (en) 2015-05-28 2017-11-22 도요타 지도샤(주) Electrode and method of manufacturing electrode
KR101780155B1 (en) 2015-09-21 2017-09-19 도요타지도샤가부시키가이샤 Manufacturing method and manufacturing apparatus of electrode body
US10367181B2 (en) 2015-10-30 2019-07-30 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lithium-ion battery
US10553894B2 (en) 2017-03-21 2020-02-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrode structure, secondary battery, battery pack, and vehicle
JP2019083147A (en) * 2017-10-31 2019-05-30 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing electrode sheet with separator

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