JP2013206700A - Electrochemical device - Google Patents

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真一朗 筧
Yu Nishimura
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrochemical device which is free of a short-circuit problem between positive and negative electrodes and is less liable to cause a lamination deviation in a plurality of electrodes.SOLUTION: In the electrochemical device having a cathode and an anode laminated one on another in order via a separator, there are included a first and a second separator at the top and the bottom of the anode. At least the second separator is larger than the anode itself, and the second separator has its peripheral portion divided into a predetermined number of segments. The divided peripheral portions are folded alternately to the top and the bottom sides of the anode, whereby a bagged electrode is formed. The end portion folded to the top face of the anode overlaps the end portion of the first separator, whereby rugged portions are formed on the electrode. The bagged electrode is laminated in a plurality of layers, which are engaged with the rugged portions.

Description

本発明は、積層された電極対を有する電気化学デバイスに関する。   The present invention relates to an electrochemical device having stacked electrode pairs.

近年、携帯電話、ノートパソコンなどをはじめとする携帯用電子機器の普及に伴い、小型・軽量で薄く、なおかつ長時間の連続稼動が可能な二次電池などの電気化学デバイスが求められている。この要求に応えるべく積層型非水電解質電池、中でもリチウムイオンのドープ・脱ドープを利用したリチウムイオン二次電池に関して種々の提案がなされている。中でも外装体にアルミラミネートフィルムを用いることにより、より薄く、より軽い二次電池を作ることが有効となっている。   In recent years, with the widespread use of portable electronic devices such as mobile phones and notebook computers, electrochemical devices such as secondary batteries that are compact, lightweight, thin, and capable of continuous operation for a long time are required. In order to meet this demand, various proposals have been made on laminated nonaqueous electrolyte batteries, particularly lithium ion secondary batteries using lithium ion doping / undoping. In particular, it is effective to make a thinner and lighter secondary battery by using an aluminum laminate film for the exterior body.

例えば上記リチウムイオン二次電池は、正極集電体の両面に正極活物質を設けた正極と、負極集電体の両面に負極活物質を設けた負極が、セパレータを介して対向し配置されひとつの電極群をなし、その電極群は通常複数積層され、電解液と共に外装体により封入された構造を持つ。   For example, in the lithium ion secondary battery, a positive electrode in which a positive electrode active material is provided on both sides of a positive electrode current collector and a negative electrode in which a negative electrode active material is provided on both sides of a negative electrode current collector are arranged to face each other with a separator interposed therebetween. The electrode group usually has a structure in which a plurality of electrode groups are laminated and sealed together with an electrolyte with an outer package.

外装体に封入する電極群を作製する方法として、長い電極を巻回する方法と多数枚を積層する方法とがある。   There are a method of winding a long electrode and a method of laminating a large number of methods as a method for producing an electrode group to be sealed in an exterior body.

巻回法は円筒型電池の発展型として設備をそのまま流用できるが電池の形状に制限があり、立方体、直方体や円柱型以外の形の電池を作ることが困難である。また、巻きずれにより電極間のショートが起こりやすく、薄い電池を作ろうとした場合、巻きにより電極にクラックが発生したり、切れたりする可能性があるため厚く密度の高い電極を使用できず、エネルギー密度の面でも制約を受ける構造である。   The winding method can be used as it is as an advanced type of cylindrical battery, but the shape of the battery is limited, and it is difficult to make a battery other than a cube, a rectangular parallelepiped or a column. Also, shorting between electrodes is likely to occur due to winding deviation, and when trying to make a thin battery, cracking may occur in the electrode due to winding, and it is possible to use a thick, high-density electrode, and energy cannot be used. This structure is also restricted in terms of density.

一方、積層法は電池の形状が比較的自由にでき、また巻く必要がないため厚く密度の高い電極が使用でき、より薄く、よりエネルギー密度の高い電池を作ることが可能であるが、積層ずれによる電極間のショートの可能性は少なからず内在している。   On the other hand, the stacking method allows the battery shape to be relatively free, and it is not necessary to wind it, so that a thick and dense electrode can be used, and it is possible to make a thinner and higher energy density battery. The possibility of short-circuiting between electrodes is not a little inherent.

その様なことから、積層法でも短絡の可能性を最小限にするため数々の提案がなされてきた。   For this reason, many proposals have been made to minimize the possibility of short-circuiting even in the lamination method.

積層法は、正極集電体の両面に正極活物質を設けた正極と、負極集電体の両面に負極活物質を設けた負極が、セパレータを介して対向して配置され、それら三者が交互に複数枚積層され積層体をなした構造を持つ。   In the lamination method, a positive electrode in which a positive electrode active material is provided on both sides of a positive electrode current collector and a negative electrode in which a negative electrode active material is provided on both sides of a negative electrode current collector are arranged to face each other via a separator. It has a structure in which a plurality of layers are alternately stacked to form a stacked body.

その構造の中で特にセパレータの配置は短絡問題に大きく影響するため最も重要である。たとえば正極と負極とがセパレータを介して対向する部分において、両電極よりもセパレータが十分な大きさを有し、かつ両電極をすべて完全に覆っていれば、リチウムイオンが正常にセパレータを通過し、電池の充放電がなされる。   Among these structures, the arrangement of the separator is particularly important because it greatly affects the short circuit problem. For example, in the part where the positive electrode and the negative electrode face each other with the separator interposed between them, if the separator is sufficiently larger than both electrodes and completely covers both electrodes, lithium ions will normally pass through the separator. The battery is charged and discharged.

ところが正極および負極がセパレータの周縁からはみ出して対向した場合、正極と負極が直接対向した部分でセパレータを介さないイオンの流れが生じ、短絡あるいは電池の急激な温度上昇などの問題が生じてしまう。   However, when the positive electrode and the negative electrode protrude from the peripheral edge of the separator and face each other, an ion flow that does not pass through the separator occurs at a portion where the positive electrode and the negative electrode directly face each other, thereby causing problems such as a short circuit or a rapid rise in battery temperature.

これを改善する手法のひとつに袋工法がある。特許文献1、特許文献2、特許文献3などで開示されているように、一般的には二枚のセパレータの間に電極を挟み、続いて周縁部を熱溶着などの手段により接合し、袋状セパレータに収容された電極を作製する。こうすることで、前述したような電極間の短絡を防止した電池としている。   One technique for improving this is the bag method. As disclosed in Patent Literature 1, Patent Literature 2, Patent Literature 3, and the like, generally, an electrode is sandwiched between two separators, and then the peripheral edge is joined by means such as thermal welding, An electrode housed in a separator is produced. By doing so, the battery prevents the short circuit between the electrodes as described above.

しかし、袋状セパレータに収容した電極は、積層の際、袋状のセパレータからはみ出すことはないものの、対向して配置すべき正極-負極間での位置ずれの問題は完全に払拭されているわけではなく、より確実に正極と負極を対向配置させることが好ましい。例えば、正極を負極に投影させたときに正極が負極からはみ出した位置に配置されれば、実質的に対向する面積は減ってしまうことから電池特性として十分な特性が発揮できない。   However, the electrode housed in the bag-shaped separator does not protrude from the bag-shaped separator during lamination, but the problem of misalignment between the positive electrode and the negative electrode that should be placed facing each other is completely eliminated. Instead, it is preferable to more reliably arrange the positive electrode and the negative electrode to face each other. For example, if the positive electrode is arranged at a position protruding from the negative electrode when projected on the negative electrode, the area facing substantially decreases, so that sufficient battery characteristics cannot be exhibited.

特開平6−36801号公報JP-A-6-36801 特開平9−213377号公報JP-A-9-213377 特開平10−55795号公報JP-A-10-55795

本発明の目的は、上記課題に鑑み、正負両電極間の短絡問題がなく、複数の電極の積層ずれが生じにくい電気化学デバイスを提供することである。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electrochemical device that does not cause a short circuit between the positive and negative electrodes and is unlikely to cause stacking deviation of a plurality of electrodes.

本発明にかかる電気化学デバイスは、正極と、負極と、が交互に積層され、前記負極は、第1のセパレータと第2のセパレータを互いに重ねあわせ、その周縁部を接合することにより作製した袋状セパレータに収容され、前記袋状セパレータの周縁部は、所定数に分割され、その分割された周縁部を袋状セパレータの上面側及び下面側に交互に折り込まれた複数の折り込み部を有し、その折り込み部は、前記袋状セパレータを側面から見たとき、その袋状セパレータの主面よりも突出しており、前記袋状セパレータは、隣接する袋状セパレータと、その折り込み部により互いに咬み合わされて積層されていることを特徴としている。   In the electrochemical device according to the present invention, a positive electrode and a negative electrode are alternately laminated, and the negative electrode is a bag produced by superimposing a first separator and a second separator on each other and joining the peripheral portions thereof. The peripheral portion of the bag-shaped separator is divided into a predetermined number, and has a plurality of folded portions in which the divided peripheral portions are alternately folded on the upper surface side and the lower surface side of the bag-shaped separator. The folded portion protrudes from the main surface of the bag-shaped separator when the bag-shaped separator is viewed from the side, and the bag-shaped separator is engaged with each other by the adjacent bag-shaped separator and the folded portion. It is characterized by being laminated.

本発明にかかる電気化学デバイスによれば、正負両電極間の短絡問題がなく、複数の電極の積層ずれが生じにくい電気化学デバイスを提供することが可能となる。   According to the electrochemical device of the present invention, it is possible to provide an electrochemical device in which there is no short circuit problem between the positive and negative electrodes and the stacking deviation of the plurality of electrodes hardly occurs.

本発明にかかる電気化学デバイスは、好ましくは、前記袋状セパレータが、矩形または正方形のフィルムであり、前記袋状セパレータにおいて、端子引き出し部が位置する辺を除く3辺に対し、1辺当たり均等に3分割していることを特徴としている。   In the electrochemical device according to the present invention, preferably, the bag-shaped separator is a rectangular or square film, and the bag-shaped separator is evenly per side with respect to three sides excluding the side where the terminal lead portion is located. It is characterized by being divided into three.

かかる電気化学デバイスによれば、正負両電極間の短絡問題がなく、複数の電極の積層ずれがより生じにくい電気化学デバイスを提供することが可能となる。   According to such an electrochemical device, it is possible to provide an electrochemical device in which there is no short circuit problem between the positive and negative electrodes, and the stacking deviation of the plurality of electrodes is less likely to occur.

本発明によれば、正負両電極間の短絡問題がなく、複数の電極の積層ずれが生じにくい電気化学デバイスを提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide an electrochemical device that does not have a short circuit problem between the positive and negative electrodes and is less likely to cause misalignment of a plurality of electrodes.

図1は、本発明にかかる電気化学デバイスの構成例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of an electrochemical device according to the present invention. 図2は、図1のA−A’断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 1. 図3は、本発明にかかる負極を収納した袋状セパレータの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a bag-shaped separator containing a negative electrode according to the present invention. 図4は図1のB−B‘断面図である。4 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'of FIG. 図5aは、本発明にかかる負極を収納した袋状セパレータの斜視図である。FIG. 5a is a perspective view of a bag-shaped separator containing a negative electrode according to the present invention. 図5bは、本発明にかかる負極を収納した袋状セパレータの側面図である。FIG. 5b is a side view of the bag-shaped separator containing the negative electrode according to the present invention. 図6aは、本発明にかかる負極を収納したセパレータと正極の積層形態を示す模式図である。FIG. 6 a is a schematic view showing a laminated form of a separator and a positive electrode containing a negative electrode according to the present invention. 図6bは、本発明にかかる負極を収納したセパレータと正極の積層形態を示す模式図である。FIG. 6B is a schematic view showing a laminated form of a separator and a positive electrode containing a negative electrode according to the present invention. 図6cは、本発明にかかる負極を収納したセパレータと正極の積層形態を示す模式図である。FIG. 6 c is a schematic view showing a laminated form of a separator and a positive electrode containing a negative electrode according to the present invention. 図7aは、本発明にかかるより好ましい袋状セパレータ端部形態の断面図の一例である。FIG. 7 a is an example of a cross-sectional view of a more preferable bag-like separator end form according to the present invention. 図7bは、本発明にかかるより好ましい袋状セパレータ端部形態の断面図の一例である。FIG. 7 b is an example of a cross-sectional view of a more preferable bag-like separator end configuration according to the present invention. 図7cは、本発明にかかるより好ましい袋状セパレータ端部形態の断面図の一例である。FIG. 7 c is an example of a cross-sectional view of a more preferable end portion of the bag-like separator according to the present invention. 図7dは、本発明にかかるより好ましい袋状セパレータ端部形態の断面図の一例である。FIG. 7d is an example of a cross-sectional view of a more preferable end portion of the bag-like separator according to the present invention. 図8は、本発明にかかるより好ましい袋状セパレータ端部形態の作製プロセスを示した断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a more preferable bag-like separator end form according to the present invention. 図8は、図8aによってできた本発明にかかるより好ましい袋状セパレータ端部形態の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a more preferred bag-like separator end configuration according to the present invention made according to FIG. 8a. 図9aは、本発明にかかるより好ましい袋状セパレータ端部形状の側面図であり、FIG. 9a is a side view of a more preferable bag-like separator end shape according to the present invention, 図9bは本発明にかかる負極を収納したセパレータと正極の積層形態を示す側面図である。FIG. 9B is a side view showing a laminated form of a separator and a positive electrode containing a negative electrode according to the present invention. 図10は、正極の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the positive electrode. 図11は、負極の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the negative electrode. 図12は、実施例2に用いる熱圧子の模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram of a thermal indenter used in the second embodiment. 図13は、実施例1で得られた本発明の形態の断面図である。13 is a cross-sectional view of the embodiment of the present invention obtained in Example 1. FIG. 図14は、実施例2で得られた本発明の形態のセパレータ側面図である。14 is a side view of the separator according to the embodiment of the present invention obtained in Example 2. FIG.

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる電気化学デバイスの好適な実施の一例を詳細に説明する。ただし、本発明の電気化学デバイスは、以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
本実施形態の電気化学デバイスは、正極と、負極と、が交互に積層され、前記負極は、第1のセパレータと第2のセパレータを互いに重ねあわせ、その周縁部を接合することにより作製した袋状セパレータに収容され、前記袋状セパレータの周縁部は、所定数に分割され、その分割された周縁部を袋状セパレータの上面側及び下面側に交互に折り込まれた複数の折り込み部を有し、その折り込み部は、前記袋状セパレータを側面から見たとき、その袋状セパレータの主面よりも突出しており、前記袋状セパレータは、隣接する袋状セパレータと、その折り込み部により互いに咬み合わされて積層されていることを特徴としている。
Hereinafter, an example of a preferred embodiment of an electrochemical device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the electrochemical device of the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, the dimensional ratio of drawing is not restricted to the ratio of illustration.
In the electrochemical device of this embodiment, a positive electrode and a negative electrode are alternately stacked, and the negative electrode is a bag produced by superimposing a first separator and a second separator on each other and joining the peripheral portions thereof. The peripheral portion of the bag-shaped separator is divided into a predetermined number, and has a plurality of folded portions in which the divided peripheral portions are alternately folded on the upper surface side and the lower surface side of the bag-shaped separator. The folded portion protrudes from the main surface of the bag-shaped separator when the bag-shaped separator is viewed from the side, and the bag-shaped separator is engaged with each other by the adjacent bag-shaped separator and the folded portion. It is characterized by being laminated.

換言すれば、正極と負極とがセパレータを介して積層した積層体を有する電気化学デバイスであって、負極の四辺から外方へはみ出したセパレータ余剰部を複数分割し、その分割された余剰部が負極縁端に沿って交互に負極上面側と下面側へと折り込み、隣り合う余剰部同士において少なくとも一対以上の上面凸部と下面凸部の組ができるようにセパレータ袋体に凸部を形成せしめ、その上下面には凸部と凸部の間にできる凹部も同時に形成される。その凹凸は、セパレータ袋体を複数積層することで互いの凸部と、その凹部により嵌めあわされていることを特徴としている。   In other words, an electrochemical device having a laminate in which a positive electrode and a negative electrode are laminated via a separator, and a separator surplus portion protruding outward from four sides of the negative electrode is divided into a plurality of portions, and the divided surplus portion is The separator bag body is formed with a convex portion so that at least one pair of upper surface convex portion and lower surface convex portion is formed between the adjacent surplus portions by alternately folding along the negative electrode edge along the negative electrode upper surface side and lower surface side. The upper and lower surfaces are simultaneously formed with concave portions formed between the convex portions. The unevenness is characterized in that a plurality of separator bag bodies are laminated to each other so as to be fitted with each other by the convex portions and the concave portions.

このようにして得られた電気化学デバイスは、正負両電極間の短絡問題がなく、複数の電極の積層ずれが生じにくい電気化学デバイスを提供し、更に単位体積あたりのエネルギー密度にも優れている。   The electrochemical device thus obtained does not have a short circuit problem between the positive and negative electrodes, provides an electrochemical device that is less prone to misalignment of a plurality of electrodes, and is excellent in energy density per unit volume. .

また、本実施形態の電気化学デバイスは、好ましくは、前記袋状セパレータが、矩形または正方形のフィルムであり、前記袋状セパレータにおいて、端子引き出し部が位置する辺を除く3辺に対し、1辺当たり均等に3分割していることを特徴としている。   In the electrochemical device of this embodiment, preferably, the bag-shaped separator is a rectangular or square film, and the bag-shaped separator has one side with respect to three sides excluding the side where the terminal lead portion is located. It is characterized by being equally divided into three.

かかる電気化学デバイスによれば、正負両電極間の短絡問題がなく、複数の電極の積層ずれが、より生じにくい電気化学デバイスを提供することが可能となる。   According to such an electrochemical device, there is no short circuit problem between the positive and negative electrodes, and it is possible to provide an electrochemical device in which the stacking deviation of a plurality of electrodes is less likely to occur.

次に、図を参照しつつ、本実施形態の電気化学デバイスについて、より詳細に説明する。   Next, the electrochemical device of the present embodiment will be described in more detail with reference to the drawings.

図1、図2、図4は、それぞれ、本実施形態の電気化学デバイスの概略構成を示した斜視図、A−A’断面図、B−B’断面図である。なお、各図において外装体は省略している。図において、積層体2は、正極5と、負極1が、セパレータ3を介して交互に積層された構造を有する。   1, 2, and 4 are a perspective view, a cross-sectional view taken along the line A-A ′, and a cross-sectional view taken along the line B-B ′, respectively, illustrating the schematic configuration of the electrochemical device according to the present embodiment. In each figure, the exterior body is omitted. In the figure, the laminate 2 has a structure in which positive electrodes 5 and negative electrodes 1 are alternately laminated with separators 3 interposed therebetween.

図2のA−A’断面図が示すように、負極1は袋状セパレータ3(3a,3b)に収納された形態を成しており、また袋状セパレータ3の縁端部については、後述するような手法により折り込み加工が施されている。   As shown in the AA ′ sectional view of FIG. 2, the negative electrode 1 is housed in a bag-like separator 3 (3a, 3b), and the edge of the bag-like separator 3 will be described later. Folding is performed by such a method.

図のように、折り込み加工部はA−A’断面図に対して直交するB−B’断面図において前記折り込み加工の向きが逆向きとなるように設定されている。   As shown in the figure, the folding portion is set so that the direction of the folding processing is reversed in the B-B 'sectional view orthogonal to the A-A' sectional view.

このように袋詰めした負極を、正極と対向するように互いに複数重ね合わせたものが積層体2である。   A laminate 2 is obtained by stacking a plurality of negative electrodes packed in this manner so as to face the positive electrode.

さらにその積層体2を、図示しないが、外装体に電解液と共に封入すれば電気化学デバイスが完成する。   Further, although not shown, the laminated body 2 is sealed together with the electrolytic solution in the exterior body to complete the electrochemical device.

図3は、負極が袋状セパレータに収納された状態の周縁部を折り込む前の断面図である。図のように、袋状セパレータ3は、第1のセパレータ3aと第2のセパレータ3bを有し、第1のセパレータ3aも第2のセパレータ3bも互いにその大きさが正極5、負極1からなる電極よりも大きくなっていて、積層したときに電極(正極5,負極1)の周囲にはみ出すように設定されている。もちろん、第1のセパレータ3aと第2のセパレータ3bのいずれか一方が大きくてもよく、同じ大きさであっても良い。同じ大きさの方が端部に余計なセパレータが残らないため好ましい。   FIG. 3 is a cross-sectional view before folding the peripheral edge in a state where the negative electrode is housed in the bag-shaped separator. As shown in the figure, the bag-shaped separator 3 includes a first separator 3a and a second separator 3b, and the first separator 3a and the second separator 3b are each composed of a positive electrode 5 and a negative electrode 1. It is larger than the electrode, and is set to protrude around the electrode (positive electrode 5, negative electrode 1) when laminated. Of course, one of the first separator 3a and the second separator 3b may be large or the same size. The same size is preferable because an extra separator does not remain at the end.

これら第一と第二のセパレータは、外周部において互いに接合され負極1を包み込むように袋状に形成される。なお、図1上の4は、接合部を示す袋状セパレータの端部である接合痕を示す。このとき袋状セパレータ3は、その周辺部、つまり積層したときに平面投影図で負極1と重なり合わない周縁部分で接合されている。   These first and second separators are formed in a bag shape so as to be joined to each other at the outer peripheral portion and wrap around the negative electrode 1. In addition, 4 on FIG. 1 shows the joining trace which is an edge part of the bag-shaped separator which shows a junction part. At this time, the bag-like separator 3 is joined at the peripheral portion thereof, that is, at the peripheral portion that does not overlap the negative electrode 1 in a plan view when stacked.

ここで接合とはセパレータ周辺同士を物理的に結合させ固定する手段を指し、熱溶着をはじめ、接着材を用いるなどさまざまな手段がある。セパレータの材質、形状により最適な接合方法を用いることが望ましい。   Here, joining refers to means for physically bonding and fixing the periphery of the separator, and there are various means such as heat welding and using an adhesive. It is desirable to use an optimum joining method depending on the material and shape of the separator.

また、こうして得られた接合部について適宜不要分はトリミングを行うことが好ましい。   In addition, it is preferable to trim the unnecessary portion of the joint thus obtained as appropriate.

ここで袋状セパレータを形成するにあたり、少なくとも負極の取り出し電極部は接合しても、しなくても構わない。すなわち、負極1は、外部導出端子(取り出し電極)を取り付けるか、それ自体で外部導出端子を構成するように、その一部がセパレータの外周からはみ出すような引き出し部1aを有する。   Here, when forming the bag-shaped separator, at least the extraction electrode portion of the negative electrode may or may not be joined. That is, the negative electrode 1 has an extraction portion 1a that is partly protruded from the outer periphery of the separator so that an external extraction terminal (extraction electrode) is attached or the external extraction terminal itself is configured.

これまで2枚のセパレータを重ね合わせ、その周辺部で接合する形態について説明してきたが、別な手段として1枚のセパレータシートを半分に折り返したのち負極をこのセパレータで挟み込み、周縁部を接合するという形態をとっても良い。   Up to now, the description has been given of the mode in which two separators are overlapped and joined at the periphery thereof, but as another means, after folding one separator sheet in half, the negative electrode is sandwiched between the separators and the peripheral portions are joined. It may take the form.

次に袋状セパレータの端部形成について図を用いて詳述する。   Next, end formation of the bag-shaped separator will be described in detail with reference to the drawings.

袋状セパレータの端部においては、図3のように袋状セパレータの接合部を含めた余剰部6が負極の側方に形成されている。この余剰部にセパレータの縁端から負極の縁端へ向かう方向に切り込みを設けたのち、その切り込みを境にして、図1のように一方の余剰部を負極の縁端に沿って袋状セパレータ上面側へと折り込む(6a)。また隣り合う他方の余剰部を負極の縁端に沿ってセパレータ下面側へと折り込む(6b)。   At the end of the bag-like separator, as shown in FIG. 3, the surplus portion 6 including the joint portion of the bag-like separator is formed on the side of the negative electrode. After forming a cut in the surplus portion in the direction from the edge of the separator toward the edge of the negative electrode, with the cut as a boundary, one surplus portion is formed along the edge of the negative electrode as shown in FIG. It folds to the upper surface side (6a). Further, the other adjacent surplus portion is folded along the edge of the negative electrode toward the lower surface of the separator (6b).

なお、上記切り込みはセパレータを接合する前にあらかじめ設けていてもよい。   The notches may be provided in advance before joining the separator.

上記袋状セパレータ上面側折り込み部(6a)、あるいは下面側折り込み部(6b)は、その位置を保持するためになんらかの固定手段を用いても良い。例えば部分的な熱溶着や、接着剤や樹脂による固定といった手段が考えられる。   The bag-shaped separator upper surface side folded portion (6a) or lower surface side folded portion (6b) may use some fixing means in order to maintain its position. For example, means such as partial heat welding and fixing with an adhesive or resin can be considered.

こうして形成された端部形状を持つ袋状セパレータ3と、内包された負極1と正極5とが交互に積み重ねられ、図2に示すような積層体2が形成される。   The bag-shaped separator 3 having the end shape formed in this way, the negative electrode 1 and the positive electrode 5 included therein are alternately stacked, and a laminate 2 as shown in FIG. 2 is formed.

図5aと図5bにその一例を示す。この例においてはセパレータ余剰部に一辺につき2か所の切り込みを設け袋状を成すセパレータ接合を行い、その切り込みを境にしてセパレータ余剰部は互いに逆のセパレータ面に向かって折り込まれている。ただしここで袋状セパレータ角部の四点についてはあらかじめ切り込みが設けられているものとする。   An example is shown in FIGS. 5a and 5b. In this example, the separator surplus portion is provided with two cuts per side to form a bag-like separator joint, and the separator surplus portion is folded toward the opposite separator surfaces with the cut as a boundary. However, here, it is assumed that cuts are provided in advance at the four points of the bag-shaped separator corner.

切り込みの数は例に示したような一辺あたり2本というように特に制限されるものではなく、電極形状や厚み、積層数などによって適宜本数の選択が可能である。   The number of cuts is not particularly limited to two per side as shown in the example, and the number of cuts can be appropriately selected depending on the electrode shape, thickness, number of stacked layers, and the like.

図6aは、袋状セパレータ端部の上面凸部および下面凸部の模式図である。この図が示すように、セパレータ余剰部をセパレータ上面側あるいは下面側へと切り込みを境にして折り込むことにより袋状セパレータ端部には上面凸部および下面凸部が形成されている。そして、それらは対向する辺同士において少なくとも一対以上の上面凸部と下面凸部の組を持つ。   FIG. 6A is a schematic diagram of the upper surface convex portion and the lower surface convex portion of the end portion of the bag-shaped separator. As shown in this figure, the upper surface convex portion and the lower surface convex portion are formed at the end portion of the bag-like separator by folding the separator excess portion toward the upper surface side or the lower surface side of the separator at the notch. And they have a pair of at least a pair of upper surface convex portions and lower surface convex portions on opposite sides.

図6bは端部に上面凸部および下面凸部が形成された袋状セパレータに正極が重ねられた様子を示す。袋状セパレータ端部の上面凸部および下面凸部は、その袋状セパレータの上面に対して垂直方向から見たときの平面投影図で、正極位置と重なり合わないような位置とされていることが肝要であり、正極の外部導出端子を含むすべての面において重なりを阻害しないように配置される。   FIG. 6b shows a state in which the positive electrode is superimposed on a bag-like separator having an upper surface convex portion and a lower surface convex portion formed at the end portion. The upper surface convex portion and the lower surface convex portion of the end portion of the bag-shaped separator are plan projections when viewed from the vertical direction with respect to the upper surface of the bag-shaped separator, and are positioned so as not to overlap with the positive electrode position. Is important and is arranged so as not to inhibit the overlap in all surfaces including the external lead-out terminal of the positive electrode.

図6cは、袋状セパレータに内包された負極と、正極とが交互に積み重ねられ積層体となったものを示す模式図である。この図が示すように、袋状セパレータ端部の上面凸部および下面凸部は、隣り合った袋状セパレータ端部の上面凸部および下面凸部によりできる凸部と凸部の間の凹部と互いに嵌め合わされ、このようにして積層された積層体は位置ずれを起こしにくい。   FIG. 6 c is a schematic view showing a laminate in which negative electrodes and positive electrodes included in a bag-like separator are alternately stacked. As shown in this figure, the upper surface convex portion and the lower surface convex portion of the bag-shaped separator end portion are the convex portions formed by the upper surface convex portion and the lower surface convex portion of the adjacent bag-shaped separator end portion and the concave portion between the convex portions. The laminated bodies that are fitted to each other and thus laminated are less likely to be displaced.

また、このような積層体の形態をとることで、上記電気化学デバイスは、正負両電極間の短絡問題がなく、かつセパレータ余剰部が積層体の側方に突出して配置されないため、位置ずれを起こしにくく、単位体積あたりのエネルギー密度にも優れている。   In addition, by taking such a laminated body form, the electrochemical device has no short circuit problem between the positive and negative electrodes, and the separator surplus portion is not arranged to protrude to the side of the laminated body. It is difficult to cause, and has excellent energy density per unit volume.

袋状セパレータ端部の凸型の形成については図7に示すようにその他いくつかの形態が考えられる。   Regarding the formation of the convex shape at the end of the bag-like separator, several other forms are conceivable as shown in FIG.

図7aは基本的な折り込み形態の例であり、負極側方で接合されたセパレータの接合部およびセパレータ余剰部を、袋状セパレータ内側へと折り込んだ形態である。   FIG. 7 a is an example of a basic folding form, in which the separator joining portion and the separator surplus portion joined on the negative electrode side are folded into the bag-shaped separator inside.

図7bのようにセパレータ接合部をあらかじめ負極表面上で形成し、その後、その接合部を内側に折り、袋状セパレータ表面に接する様にしてもよい。この形態は、凸部状の強度向上に有効である。   As shown in FIG. 7b, the separator joint may be formed in advance on the negative electrode surface, and then the joint may be folded inward to contact the bag-like separator surface. This form is effective for improving the strength of the convex portion.

図7cのように接合部が負極の側方の下部寄りとなるようにしたのち、その接合部を負極の側方から袋状セパレータ上面へと折り込んでいてもよい。この形態は、積層体としたときの歪みに対する強度向上に有効な形態である。   As shown in FIG. 7c, after the joining portion is located closer to the lower portion on the side of the negative electrode, the joining portion may be folded from the side of the negative electrode to the upper surface of the bag-like separator. This form is an effective form for improving the strength against strain when a laminate is formed.

図7dのように接合部を負極上面の端部に近接する様に形成し、折り込み部分も極力小さくしてもよい。この場合、電解液の浸入を阻害しにくく、有効な形態である。   As shown in FIG. 7d, the joining portion may be formed so as to be close to the end portion of the upper surface of the negative electrode, and the folded portion may be made as small as possible. In this case, it is an effective form that hardly impedes the penetration of the electrolytic solution.

このように、図7a〜(d)に示したように、折り込み部の形態は多彩であり、本発明の効果が発生する範囲内でバリエーションが可能であり、(d)のように90度立ち上がる様な形態から、(a)のようにUターンする折り返し形態であってもよい。   Thus, as shown in FIGS. 7A to 7D, the shape of the folded portion is various and can be varied within the range where the effect of the present invention occurs, and rises 90 degrees as shown in (d). From such a form, a folded form that makes a U-turn as shown in FIG.

また図8のように、例えば針のように鋭利な先端を持つ道具を用いてあらかじめ袋状セパレータ余剰部に複数の突起を設けて形成してもよい。この場合、当該余剰部を負極上面側及び下面側へと折り込んで形成させたときにできる袋状セパレータ端部の凸型の頭頂部には複数の突起が存在することとなり、隣り合った袋状セパレータと重なり合ったときに滑り止めの効果が生じるため、電極の位置ずれ防止性がさらに向上し有効な形態である。   Further, as shown in FIG. 8, for example, a plurality of protrusions may be provided in the bag-like separator surplus portion in advance using a tool having a sharp tip such as a needle. In this case, there will be a plurality of protrusions on the convex top of the bag-like separator end formed when the surplus portion is folded into the negative electrode upper surface side and lower surface side, and adjacent bag shapes Since the anti-slip effect is produced when the separator overlaps with the separator, the prevention of positional deviation of the electrode is further improved, which is an effective form.

このような突起を形成させるにあたっては、その手段自体がセパレータの接合手段と兼ねていても良い。また、この突起形状は例として挙げた点状以外にも、棒状、鉤状、三角すい状など様々な形状をとることができる。   In forming such protrusions, the means itself may also serve as a separator joining means. Further, the shape of the protrusion can take various shapes such as a rod shape, a bowl shape, and a triangular cone shape in addition to the dot shape given as an example.

また図9や図14の例のように、セパレータ余剰部に切り込みを設けず、袋状セパレータ上面側端部の凸部状と袋状セパレータ下面側端部の凸形状とを一体化して形成することもできる。これは例えば上下セパレータの端部を熱溶着による接合手段で袋状セパレータとする工程において、図12に示すような袋状セパレータの各辺に対応する熱圧子にあらかじめ負極の厚み寸法に相当する段差を設けておき、しかるのちにその熱圧子によって上下から挟むようにして上下セパレータ端部を熱溶着することにより、その接合痕は袋状セパレータの同一辺においても袋状セパレータ表面側および裏面側へと意図する通りに突出して形成される。   Further, as in the examples of FIGS. 9 and 14, the separator excess portion is not cut, and the convex shape of the upper end portion on the upper side of the bag-like separator and the convex shape of the lower end side of the bag-like separator are integrally formed. You can also. This is, for example, a step corresponding to the thickness dimension of the negative electrode in advance in the thermal indenter corresponding to each side of the bag-shaped separator as shown in FIG. After that, the upper and lower separator ends are thermally welded so as to be sandwiched from above and below by the thermal indenter, so that the joining marks are intended to be on the front side and back side of the bag separator even on the same side of the bag separator. It is formed so as to protrude.

このような形態は、切り込み形成工程を増やすことなく所望の凸形状を得ることができるとともに、セパレータ接合工程と兼用できるため、作業の省力化も図れ、特に良好な形態である。   Such a form is a particularly good form because it can obtain a desired convex shape without increasing the cut forming process and can also be used as a separator joining process, thereby saving labor.

(電気化学デバイス)
上述した形態をもって作製された積層体は、負極引出し部1a、正極引出し部5aだけを外部へと引出しつつ、外装体の内側へ収納され非水電解液とともに密封され、リチウムイオン二次電池に代表される電気化学デバイスとなる。
(Electrochemical device)
The laminate manufactured in the above-described form is stored inside the exterior body and sealed together with the non-aqueous electrolyte while only the negative electrode extraction portion 1a and the positive electrode extraction portion 5a are extracted to the outside, and is representative of a lithium ion secondary battery. It becomes an electrochemical device.

(外装体)
外装体は上記積層体を収納するための袋体で、例えばアルミニウムを用いたラミネートフィルムで構成される。ラミネートフィルムは、例えば、接着層、金属層、表面保護層を順次積層した積層構造を有する。接着層は、熱や超音波で溶けて互いに融着する高分子フィルムからなり、この高分子フィルムを構成する材料としては、例えばポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、無延伸ポリプロピレン(CPP)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)が挙げられる。金属層は金属箔からなり、水分、酸素、光の進入を防ぎ内容物を守る最も重要な役割を担っている。金属箔を構成する材料としては、軽さ、伸び性、価格、加工のしやすさ等、の観点から、例えばアルミニウム(Al)が用いられる。また、金属箔を構成する材料としては、アルミニウム(Al)以外の金属を用いることも可能である。表面保護層を構成する材料としては、例えば外観の美しさや強靱さ、柔軟性などから、ナイロン(Ny)、ポリエチレンテレフタレート(PET)が用いられる。なお、接着層側の面が、積層体を収納する側の収納面となる。
(Exterior body)
The exterior body is a bag body for housing the laminated body, and is composed of, for example, a laminate film using aluminum. The laminate film has, for example, a laminated structure in which an adhesive layer, a metal layer, and a surface protective layer are sequentially laminated. The adhesive layer is made of a polymer film that melts and fuses with heat or ultrasonic waves, and examples of the material constituting the polymer film include polypropylene (PP), polyethylene (PE), unstretched polypropylene (CPP), Examples include linear low density polyethylene (LLDPE) and low density polyethylene (LDPE). The metal layer is made of a metal foil and plays the most important role in protecting the contents by preventing the ingress of moisture, oxygen and light. As a material constituting the metal foil, for example, aluminum (Al) is used from the viewpoints of lightness, extensibility, price, ease of processing, and the like. Moreover, as a material which comprises metal foil, it is also possible to use metals other than aluminum (Al). As a material constituting the surface protective layer, for example, nylon (Ny) or polyethylene terephthalate (PET) is used because of its beautiful appearance, toughness, flexibility, and the like. The surface on the adhesive layer side is the storage surface on the side for storing the laminate.

このようなラミネートフィルムには、接着層側から表面層側に向けて凸状である絞り収容部が設けられており、この絞り収容部に積層体を収容することにより積層体の封止性を向上させることができる。   Such a laminate film is provided with a throttle containing portion that is convex from the adhesive layer side to the surface layer side, and the laminated body is accommodated in the restricting containing portion so that the laminate can be sealed. Can be improved.

(非水電解液)
非水電解液は上記積層体と共に外装体の内側に密封される。非水電解液には、非水電解質電池に一般的に使用される電解質塩と有機溶媒が使用可能である。
(Nonaqueous electrolyte)
The non-aqueous electrolyte is sealed inside the outer package together with the laminate. As the non-aqueous electrolyte, an electrolyte salt and an organic solvent that are generally used in non-aqueous electrolyte batteries can be used.

非水溶媒としては、具体的には、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジプロピルカーボネート(DPC)、エチルプロピルカーボネート(EPC)、またはこれらの炭酸エステル類の水素をハロゲンに置換した溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は一種類を単独で用いてもよく、また複数種を所定の組成で混合してもよい。   Specific examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), dipropyl carbonate ( DPC), ethylpropyl carbonate (EPC), or a solvent in which hydrogen of these carbonates is substituted with halogen. One of these solvents may be used alone, or a plurality of these solvents may be mixed with a predetermined composition.

また、電解質塩としては通常の非水電解液に用いられる材料を使用することが可能である。具体的には、LiCl、LiBr、LiI、LiClO、LiClO、LiBF、LiPF、LiNO、LiN(CFSO、LiN(CSO、LiAsF、LiCFSO、LiC(SOCF、LiAlCl、LiSiF等を挙げることができるが、酸化安定性の点からLiPF、LiBFが望ましい。これらリチウム塩は単独で用いても複数種を混合して用いても良い。リチウム塩を溶解する濃度として、上記溶媒に溶解することができる濃度であれば問題ないが、リチウムイオン濃度が非水溶媒に対して0.4mol/kg以上、2.0mol/kg以下の範囲であることが好ましい。 Moreover, as an electrolyte salt, it is possible to use the material used for a normal non-aqueous electrolyte. Specifically, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 3 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiNO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiAlCl 4 , LiSiF 6 and the like can be mentioned, but LiPF 6 and LiBF 4 are preferable from the viewpoint of oxidation stability. These lithium salts may be used alone or in combination of two or more. There is no problem as long as the lithium salt can be dissolved in the above solvent, but the lithium ion concentration is 0.4 mol / kg or more and 2.0 mol / kg or less with respect to the non-aqueous solvent. Preferably there is.

(積層体)
積層体は、前述のように正極、負極、セパレータによって構成されている。
(Laminate)
As described above, the laminate is composed of the positive electrode, the negative electrode, and the separator.

(正極)
正極は、以下のようなものが用いられる。正極5は、図10に示すように、正極集電体51と、この正極集電体51の両面に形成された正極活物質層52とからなる。正極集電体51は、例えばアルミニウム(Al)などからなる金属箔である。また、正極5の一辺からは、正極集電体51と一体に形成された正極端子が導出されている。
また、正極5は、打ち抜き加工などの手段を用いて所望の形状にする。
(Positive electrode)
The following is used for the positive electrode. As shown in FIG. 10, the positive electrode 5 includes a positive electrode current collector 51 and a positive electrode active material layer 52 formed on both surfaces of the positive electrode current collector 51. The positive electrode current collector 51 is a metal foil made of, for example, aluminum (Al). Further, a positive electrode terminal formed integrally with the positive electrode current collector 51 is led out from one side of the positive electrode 5.
Moreover, the positive electrode 5 is made into a desired shape using means such as punching.

正極活物質層52は、例えば正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。   The positive electrode active material layer 52 includes, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder.

正極活物質としては、目的とする電池の種類に応じて、金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子等を用いることができる。例えばリチウムイオン電池を構成する場合、LiMO(式中、Mは、一種以上の遷移金属を表し、xは、電池の充放電状態によって異なり、通常0.05以上1.10以下である)を主体とするリチウムと遷移金属との複合酸化物が用いられる。 As the positive electrode active material, a metal oxide, a metal sulfide, a specific polymer, or the like can be used depending on the type of the target battery. For example, in the case of constituting a lithium ion battery, Li x MO 2 (wherein M represents one or more transition metals, and x varies depending on the charge / discharge state of the battery, and is usually 0.05 or more and 1.10 or less. ) And a composite oxide of lithium and a transition metal.

このようなリチウム複合酸化物として、具体的には、LiCoO、LiNiO、LiMn、LiNiCo1−y(0<y<1)、LiNiCoMnO、等が挙げられる。また、遷移金属元素の一部を他の元素に置換した固溶体も使用可能である。LiNi0.5Co0.5、LiNi0.8Co0.2、LiMnO・LiMn、等がその例として挙げられる。更にLiFePOなどのオリビン骨格を有する活物質やLiVOPOのようなリン酸遷移金属リチウム等、これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものとして有効である。さらに、正極活物質としてTiS、MoS、NbSe、V等のリチウムを有しない金属硫化物または酸化物を使用しても良い。これらの正極活物質は、単独で用いるか、もしくは複数種を混合して用いてもよい。 Specific examples of such a lithium composite oxide include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi y Co 1-y O 2 (0 <y <1), LiNiCoMnO 2 , and the like. A solid solution in which a part of the transition metal element is substituted with another element can also be used. Examples include LiNi 0.5 Co 0.5 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 , Li 2 MnO 2 .LiMn 2 O 4 , and the like. Further, these lithium composite oxides such as an active material having an olivine skeleton such as LiFePO 4 and a transition metal lithium phosphate such as LiVOPO 4 are effective as being capable of generating a high voltage and having an excellent energy density. Furthermore, TiS 2, MoS 2, NbSe 2, V 2 O no lithium metal sulfides such as 5 or may be used an oxide as the positive electrode active material. These positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

また、導電剤としては、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料等が用いられる。また、結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等が用いられる。   As the conductive agent, for example, a carbon material such as carbon black or graphite is used. As the binder, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE) or the like is used.

(負極)
負極は、以下のようなものが用いられる。負極1は図11に示すように、正極集電体51よりも外寸が数mm大きい負極集電体11と、この負極集電体11の両面に形成された負極活物質層12とからなる。負極集電体は、例えば銅(Cu)、ニッケル(Ni)あるいはステンレス(SUS)などからなる金属箔である。また、負極1の一辺からは、負極集電体11と一体に成型された負極端子が、正極と同様に導出されている。
なお、負極1は、打ち抜き加工などの手段を用いて所望の形状にする。
(Negative electrode)
The following is used for the negative electrode. As shown in FIG. 11, the negative electrode 1 includes a negative electrode current collector 11 having an outer dimension several mm larger than the positive electrode current collector 51, and a negative electrode active material layer 12 formed on both surfaces of the negative electrode current collector 11. . The negative electrode current collector is a metal foil made of, for example, copper (Cu), nickel (Ni), stainless steel (SUS), or the like. Further, from one side of the negative electrode 1, a negative electrode terminal molded integrally with the negative electrode current collector 11 is led out in the same manner as the positive electrode.
In addition, the negative electrode 1 is formed into a desired shape using a means such as punching.

負極活物質層12は、例えば負極活物質と、必要であれば導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。   The negative electrode active material layer 12 includes, for example, a negative electrode active material, a conductive agent if necessary, and a binder.

負極活物質としては、リチウム金属、リチウム合金またはリチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料または金属系材料と炭素系材料との複合材料が用いられる、シリコン化合物。具体的に、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料としては、グラファイト、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素等が挙げられる。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類(ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス)、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体(フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの)、炭素繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。また、リチウムを合金化可能な材料としては、多様な種類の金属等が使用可能であるが、スズ(Sn)、コバルト(Co)、インジウム(In)、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)およびこれらの合金がよく用いられる。金属リチウムを使用する場合は、必ずしも粉体を結着剤で塗布膜にする必要はなく、圧延したリチウム金属箔を集電体に圧着する方法でも構わない。   As the negative electrode active material, a silicon compound in which lithium metal, a lithium alloy, a carbon material that can be doped / undoped with lithium, or a composite material of a metal-based material and a carbon-based material is used. Specifically, examples of the carbon material that can be doped / undoped with lithium include graphite, non-graphitizable carbon, and graphitizable carbon. More specifically, pyrolytic carbons, cokes (pitch coke, needle coke, petroleum coke), graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies (phenolic resin, furan resin, etc.) at an appropriate temperature. Carbon materials such as those obtained by firing and carbonization), carbon fibers, activated carbon, and the like can be used. As a material capable of alloying lithium, various kinds of metals can be used, such as tin (Sn), cobalt (Co), indium (In), aluminum (Al), silicon (Si) and These alloys are often used. When metallic lithium is used, it is not always necessary to use powder as a coating film with a binder, and a method of pressure bonding a rolled lithium metal foil to a current collector may be used.

結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレンブタジエンゴム(SBR)等が用いられる。   As the binder, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene butadiene rubber (SBR) or the like is used.

(セパレータ)
セパレータは、以下のようなものが用いられる。セパレータ3を形成するセパレータシートは、その構成材料がポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフイン類の一種又は二種以上(二種以上の場合、二層以上の張り合わせフィルムなどがある)、ポリエチレンテレフターレートのようなポリエステル類、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体のような熱可塑性フッ素樹脂類、セルロース類などである。シートの形態はJIS−P8117に規定する方法で測定した通気度が5〜2000秒/100cc程度、厚さが5〜100μm 程度の微多孔膜フィルム、織布、不織布などがある。
(Separator)
The following separators are used. The separator sheet forming the separator 3 is composed of one or two or more types of polyolefins such as polyethylene and polypropylene (in the case of two or more types, there are two or more laminated films), such as polyethylene terephthalate. Polyesters, thermoplastic fluororesins such as ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, and celluloses. The form of the sheet includes a microporous membrane film, a woven fabric, a non-woven fabric, etc. having an air permeability measured by the method specified in JIS-P8117 of about 5 to 2000 sec / 100 cc and a thickness of about 5 to 100 μm.

なお、セパレータ3としては、電池作製工程において電解液を注液し、セパレータ3に電解液が含浸した際に電解液がゲル化するような構成としても良い。   The separator 3 may be configured such that when the electrolytic solution is injected in the battery manufacturing process and the separator 3 is impregnated with the electrolytic solution, the electrolytic solution gels.

本実施形態では、特にセパレータとして所謂シャットダウンセパレータを用いることが望ましい。シャットダウンセパレータを用いることにより、電気化学デバイス内部の温度上昇につれて、セパレータの微細孔が閉じ、イオンの導通を抑制して電流を抑制し、熱暴走を防止することができる。このようなシャットダウンセパレータとしては、例えば低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)の中から少なくとも一種を含む微細孔を有する合成樹脂フィルムよりなるセパレータや、重量平均分子量が7×10以上の超高分子量ポリエチレンや、重量平均分子量/数平均分子量が10〜300のポリエチレン組成物からなる微多孔膜が挙げられる。また、厚さが0.1〜25μm、空孔率が40〜95%、平均貫通孔径が0.001〜0.1μm、及び10mm幅の破断強度が0.5kg以上となるものが好ましく利用できる。 In the present embodiment, it is particularly desirable to use a so-called shutdown separator as the separator. By using the shutdown separator, as the temperature inside the electrochemical device rises, the micropores of the separator are closed, and the conduction of ions is suppressed, current is suppressed, and thermal runaway can be prevented. As such a shutdown separator, for example, a separator made of a synthetic resin film having micropores including at least one of low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), and high density polyethylene (HDPE), And a microporous membrane made of an ultrahigh molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 7 × 10 5 or more, and a polyethylene composition having a weight average molecular weight / number average molecular weight of 10 to 300. Further, a material having a thickness of 0.1 to 25 μm, a porosity of 40 to 95%, an average through hole diameter of 0.001 to 0.1 μm, and a 10 mm width breaking strength of 0.5 kg or more can be preferably used. .

(外部導出端子)
本実施形態の電気化学デバイスは、例えば、アルミニウム箔や銅箔等の金属箔等で構成される正負両極の電極とセパレータとが交互に積層された構造を有する。そして正負両極の電極には、それぞれ外部導出端子(取り出し電極)が接続されている。外部導出端子は、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス等の金属箔で構成される。
(External lead terminal)
The electrochemical device of the present embodiment has a structure in which positive and negative electrodes and separators made of metal foil such as aluminum foil and copper foil are alternately laminated. External lead-out terminals (extraction electrodes) are connected to the positive and negative electrodes, respectively. The external lead-out terminal is made of a metal foil such as aluminum, copper, nickel, and stainless steel.

以下、本発明にかかる電気化学デバイスについて、実施例、比較例によりさらに詳細に説明する。
(実施例1)
正極は、LiCoO(C−010、セイミケミカル製)、カーボンブラック(HS−100、電気化学工業製)、グラファイト(KS−6、TIMCAL製)、PVDF(KF−1300、呉羽製)からなる正極材をドクターブレード法でアルミニウム箔の両面に塗布・乾操し、作製した。
Hereinafter, the electrochemical device according to the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
Example 1
The positive electrode is made of LiCoO 2 (C-010, manufactured by Seimi Chemical), carbon black (HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo), graphite (KS-6, manufactured by TIMCAL), PVDF (KF-1300, manufactured by Kureha). The material was applied and dried on both sides of an aluminum foil by a doctor blade method.

また塗布された正極材はプレスを行い、厚みが両面で計200μmとなるように調整した。正極全体の厚みはアルミニウム箔の厚み20μmと合わせて220μmとした。   The applied positive electrode material was pressed and adjusted to have a total thickness of 200 μm on both sides. The total thickness of the positive electrode was 220 μm, including the aluminum foil thickness of 20 μm.

負極は、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB、大阪ガス製)、カーボンブラック(HS−100、電気化学工業製)、PVDF(KF−1100、呉羽製)からなる負極材をドクターブレード法で銅箔の両面に塗布・乾燥し作製した。   The negative electrode is made of mesocarbon microbeads (MCMB, manufactured by Osaka Gas), carbon black (HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo), and PVDF (KF-1100, manufactured by Kureha). It was applied and dried.

また塗布された負極材はプレスを行い、厚みが両面で計120μmとなるように調整した。負極全体の厚みは銅箔の厚み15μmと合わせて135μmとした。   The applied negative electrode material was pressed and adjusted so that the thickness on both sides was 120 μm in total. The total thickness of the negative electrode was 135 μm, including the thickness of the copper foil of 15 μm.

上記正負極を、負極外形が正極外形よりも縦横に4mm大きくなるような所定サイズで打ち抜いた。   The positive and negative electrodes were punched in a predetermined size such that the negative electrode outer shape was 4 mm larger than the positive electrode outer shape in the vertical and horizontal directions.

セパレータは厚み25μm、ポリエチレン製微多孔膜フィルム(旭化成製、商品名:微多孔膜ハイポアN910)を準備した。   As the separator, a polyethylene microporous membrane film (product name: Asahi Kasei, trade name: microporous membrane Hypore N910) was prepared.

負極よりも大きい二枚のセパレータで負極を挟み、その両セパレータが負極端よりも外側に四方にはみ出すように配置したのち、はさみを用いてセパレータ端部から負極端に到達する長さまで一辺につき二カ所の両セパレータへの切り込みを設けた。   After sandwiching the negative electrode between two separators larger than the negative electrode, and placing both separators so that they protrude outward in four directions from the negative electrode end, use scissors to reach the length of the negative electrode end from the separator end. Cuts were made in both separators.

次に上述した両セパレータを熱プレスにより接合するため、接着剤の役割を果たす厚み150μmのポリエチレンシート片(以下、PEとする。)を準備した。   Next, in order to join both separators mentioned above by hot press, a polyethylene sheet piece (hereinafter referred to as PE) having a thickness of 150 μm serving as an adhesive was prepared.

二枚のセパレータに挟まれた負極の任意の一辺において、上記PEをその一辺と負極端とが平行でかつ負極端から0.8mm離れた余剰部の位置となるように辺全体に渡り、枠状にセットした。このときPEはあらかじめ分割しておき、上記切り込み部にかからないように注意した。   In any one side of the negative electrode sandwiched between two separators, the PE extends over the entire side so that the one side and the negative electrode end are parallel to each other and the position of the surplus part is 0.8 mm away from the negative electrode end. Set in the shape. At this time, the PE was divided in advance, and care was taken not to cover the cut portion.

こうして作製された辺について負極端に平行かつ1.5mm離れた位置を熱プレスにより熱溶着し、下側セパレータ、PE、上側セパレータの3つを一体に接合した。その一体となった接合部の全体厚みは、合計で200μm(=25μm+150μm+25μm)となった。   With respect to the side thus produced, the position parallel to the negative electrode end and 1.5 mm away was thermally welded by hot pressing, and the lower separator, PE, and upper separator were joined together. The total thickness of the integrated joint was 200 μm (= 25 μm + 150 μm + 25 μm) in total.

この接合の際の加熱温度は200℃、加熱時間は1.5sec、加圧時の圧力は10kg/cmとした。また、それと同時に接合部に生じた不要部は、熱溶着時の熱がセパレータを焼切るように作用することで分断され、トリミングがなされた。顕微鏡を用いて観察したところ、溶着痕よりもさらに先端側には不要部がまったく付着していないことを確認した。 The heating temperature at the time of joining was 200 ° C., the heating time was 1.5 sec, and the pressure during pressurization was 10 kg / cm 2 . At the same time, unnecessary portions generated in the joints were cut and trimmed by the action of heat at the time of heat welding so as to burn off the separator. As a result of observation with a microscope, it was confirmed that no unnecessary portion was adhered to the tip side further than the welding mark.

他の三辺についても同様に実施し、四辺に長さ1.8mmのセパレータ余剰量を持つ、セパレータ接合部の厚みが200μmの袋状セパレータとした。   It implemented similarly about the other three sides, and it was set as the bag-shaped separator whose thickness of the separator junction part which has a separator surplus length of 1.8 mm in length at four sides is 200 micrometers.

袋状セパレータの一辺において、切り込み部を境にして一方のセパレータ余剰部を負極縁端に沿って袋状セパレータの上面側に折り込んだ。同様にして、隣接する他方のセパレータ余剰部を負極縁端に沿って袋状セパレータの下面側に折り込んだ。この作業を負極の周囲に沿って交互に繰り返し、そして折り込んだセパレータ余剰部には各5点程度針状の加熱端子を押し当てて、内側に位置するセパレータとともにスポット熱溶着を行い、折り込み形状を保持させた。   On one side of the bag-like separator, one separator surplus portion was folded along the negative electrode edge to the upper surface side of the bag-like separator, with the cut portion as a boundary. Similarly, the other adjacent separator surplus part was folded along the negative electrode edge to the lower surface side of the bag-like separator. This operation is alternately repeated along the periphery of the negative electrode, and about 5 points of needle-shaped heating terminals are pressed against the folded separator surplus part, spot heat welding is performed together with the separator located inside, and the folded shape is formed. Held.

この操作を他の三辺についても同様に実施し、図13のような端部の袋状セパレータを得た。   This operation was similarly performed on the other three sides to obtain a bag-like separator having an end as shown in FIG.

すなわち、上部凸部あるいは下部凸部の任意の10点の高さは、200μm±30μmとなっていることをデジタルマイクロメーターを用いて測定することにより確認した。   That is, it was confirmed by measuring using a digital micrometer that the height of any 10 points on the upper or lower convex portion was 200 μm ± 30 μm.

また、上部凸部あるいは下部凸部の任意の10点の幅は、1.5mm±0.3mmとなっていることを測長顕微鏡を用いて測定することにより確認した。   Moreover, it confirmed by measuring using the length measuring microscope that the width | variety of arbitrary 10 points | pieces of an upper convex part or a lower convex part was 1.5 mm +/- 0.3mm.

セパレータ余剰部(=負極端からセパレータ端までの距離)の任意の10点の長さは、0.1mm以下となっていることをデジタルマイクロメーターを用いて測定することにより確認した。   It was confirmed by measuring using a digital micrometer that the length of any 10 points of the separator surplus portion (= distance from the negative electrode end to the separator end) was 0.1 mm or less.

正極は負極よりも縦横が4mm小さく作製されているため、上記セパレータ端部の凸部あるいは下部凸部と干渉することなくセパレータと重なり合うことができる。   Since the positive electrode is made 4 mm smaller in length and width than the negative electrode, it can overlap with the separator without interfering with the convex portion or the lower convex portion of the separator end.

このようにして袋状セパレータに収納した負極の袋体と、袋状セパレータに収納しない正極とを準備し、負極が収納された袋体28枚、および正極27枚の計55枚を交互に積層した。このとき、隣り合った袋状セパレータ端部の上面凸部および下面凸部は、その上面凸部および下面凸部によりできる凸部と凸部の間の凹部と互いに嵌め合わされ図6cのような形態をとることを確認した。   In this way, a negative electrode bag housed in the bag-shaped separator and a positive electrode not housed in the bag-shaped separator were prepared, and a total of 55 sheets of 28 bags each containing the negative electrode and 27 positive electrodes were alternately laminated. did. At this time, the upper surface convex portion and the lower surface convex portion of the adjacent bag-shaped separator end portions are fitted with the concave portions between the convex portions formed by the upper surface convex portion and the lower surface convex portion, and the form shown in FIG. 6c. Confirmed to take.

その後、すべての負極取出し部とリード線を溶接して一体化させた。同様にすべての正極取出し部とリード線を溶接して一体化させた。   Thereafter, all the negative electrode take-out portions and the lead wires were welded and integrated. Similarly, all positive electrode take-out portions and lead wires were welded and integrated.

この積層体に意図的に振動を加えた。振動は、積層体のリード線をつかんで手でぶらさげるように持ち、左右に十往復するように振り、さらに上下に十往復するように振ることとした。   Vibration was intentionally applied to this laminate. The vibration was held by holding the lead wire of the laminated body and hanging it by hand, swinging it back and forth 10 times, and swinging it up and down 10 times.

この積層体を外装体(アルミラミネートフィルム)に挿入し、EC/DEC=4/6、LiPFが1M(mol/L)なる電解液を注液し、封口し、予備充電、エージングを行い、積層型の非水電解液リチウムイオン二次電池を作製した。 This laminate is inserted into an outer package (aluminum laminate film), an electrolytic solution of EC / DEC = 4/6, LiPF 6 of 1M (mol / L) is injected, sealed, precharged, and subjected to aging. A laminated non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery was produced.

得られた非水電解液リチウムイオン二次電池の電池容量は10Ahであった。   The battery capacity of the obtained non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery was 10 Ah.

この非水電解液リチウムイオン二次電池を、45℃の環境下にて充放電させたところ、約1,000回程度で、8Ah(80%)程度の容量となった。なお、このように容量値が80%となる充放電回数をサイクル特性の評価値として表1中に示した。したがって、回数が多いほどサイクル特性としては優れていることとなる。   When this nonaqueous electrolyte lithium ion secondary battery was charged and discharged in an environment of 45 ° C., the capacity was about 8 Ah (80%) after about 1,000 times. The charge / discharge frequency at which the capacity value is 80% is shown in Table 1 as the evaluation value of the cycle characteristics. Therefore, the greater the number of times, the better the cycle characteristics.

この非水電解液リチウムイオン二次電池を、室温環境下にて1C放電および10C放電させたところ、放電容量比(=10C放電容量/1C放電容量)は65%となった。   When this non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery was subjected to 1C discharge and 10C discharge in a room temperature environment, the discharge capacity ratio (= 10C discharge capacity / 1C discharge capacity) was 65%.

(実施例2)
実施例1と同様にして正負極を作製し、所定サイズで打ち抜いた。
(Example 2)
Positive and negative electrodes were produced in the same manner as in Example 1, and punched out at a predetermined size.

セパレータは実施例1と同様のものを準備した。   The same separator as in Example 1 was prepared.

負極よりも大きい二枚のセパレータで負極を挟み、その両セパレータが負極端よりも外側に四方にはみ出すように配置した。   The negative electrode was sandwiched between two separators larger than the negative electrode, and both the separators were arranged so as to protrude outward from the negative electrode end.

次に図12に示すような上下に段差を設けた噛み合わせ形状を持つ熱圧子を用意した。上記段差は0.6mmとした。   Next, a hot indenter having a meshing shape with a step difference in the vertical direction as shown in FIG. 12 was prepared. The step was 0.6 mm.

上記両セパレータの一辺について負極端に平行かつ0.4mm離れた位置を上記熱圧子を用いて熱プレスを行い熱溶着した。このとき負極の厚み方向の中央と、上記熱圧子の噛み合わせ部の中央高さを一致させるように両者を配置した。また、このとき加熱温度は200℃。加熱時間は1.5sec。加圧時の圧力は10kg/cmとした。またそれと同時に接合部に生じた不要部は熱溶着時の熱がセパレータを焼切るように作用することで分断され、トリミングがなされた。顕微鏡を用いて観察したところ、溶着痕よりもさらに先端側には不要部がまったく付着していないことを確認した。 On one side of both separators, a position parallel to the negative electrode end and 0.4 mm away was hot-pressed using the hot indenter and heat-welded. At this time, both were arranged so that the center in the thickness direction of the negative electrode and the center height of the meshing portion of the thermal indenter coincided. At this time, the heating temperature is 200 ° C. Heating time is 1.5 sec. The pressure at the time of pressurization was 10 kg / cm 2 . At the same time, unnecessary portions generated in the joints were cut and trimmed by the action of heat at the time of heat welding so that the separator was burned out. As a result of observation with a microscope, it was confirmed that no unnecessary portion was adhered to the tip side further than the welding mark.

二枚のセパレータと負極の厚み合計は約0.2mmで上記熱圧子段差は0.6mmであることから、同一熱溶着辺でありながら一方の接合部は下部セパレータ表面から0.2mm下方へ突き出た形態に、別の一方の接合部は上部セパレータ表面から0.2mm上部へ突き出た形態となった。   Since the total thickness of the two separators and the negative electrode is about 0.2 mm and the thermal indenter step is 0.6 mm, one joint protrudes 0.2 mm downward from the surface of the lower separator while having the same heat welding side The other one of the joints protruded 0.2 mm upward from the upper separator surface.

上記二枚のセパレータの残り三辺についても同様の熱プレスを行い、袋状セパレータとし図14のようなセパレータ端部形状を得た。   The remaining three sides of the two separators were also subjected to the same hot press to obtain a separator-like shape as a bag-like separator as shown in FIG.

セパレータ端部の上部凸部の任意の10点の高さが0.2mm±50μmとなっていることを、デジタルマイクロメーターを用いて測定することにより確認した。同様にセパレータ端部の下部凸部の任意の10点の高さが0.2mm±50μmとなっていることを、デジタルマイクロメーターを用いて測定することにより確認した。   It was confirmed by measuring using a digital micrometer that the height of any 10 points on the upper convex portion of the separator end was 0.2 mm ± 50 μm. Similarly, it was confirmed by measuring using a digital micrometer that the height of any 10 points on the lower convex portion at the end of the separator was 0.2 mm ± 50 μm.

セパレータ余剰部(=負極端からセパレータ端までの距離)の任意の10点の長さは、0.5±0.05mmとなっていることをデジタルマイクロメーターを用いて測定することにより確認した。   The length of any 10 points of the separator excess part (= distance from the negative electrode end to the separator end) was confirmed to be 0.5 ± 0.05 mm by measuring with a digital micrometer.

実施例1と同様にして袋状セパレータに収納した負極の袋体と、袋状セパレータに収納しない正極とを準備し、負極が収納された袋体28枚、および正極27枚の計55枚を交互に積層した。   In the same manner as in Example 1, a negative electrode bag housed in a bag-shaped separator and a positive electrode not housed in the bag-shaped separator were prepared, and a total of 55 sheets of 28 bag bodies housing the negative electrode and 27 positive electrodes were assembled. Alternatingly stacked.

そして、すべての負極取出し部とリード線を溶接して一体化させた。同様にすべての正極取出し部とリード線を溶接して一体化させた。   And all the negative electrode taking-out parts and lead wires were welded and integrated. Similarly, all positive electrode take-out portions and lead wires were welded and integrated.

その後、実施例1と同様にしてこの積層体に意図的に振動を加えた。 Thereafter, vibration was intentionally applied to the laminate in the same manner as in Example 1.

実施例1と同様にしてこの積層体を外装体(アルミラミネートフィルム)に挿入し、EC/DEC=4/6、LiPFが1Mなる電解液を注液し、封口し、予備充電、エージングを行い、積層型の非水電解液リチウムイオン二次電池を作製した。 In the same manner as in Example 1, this laminate was inserted into an outer package (aluminum laminate film), and an electrolyte solution having EC / DEC = 4/6 and LiPF 6 of 1M was injected, sealed, precharged, and subjected to aging. Then, a multilayer non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery was produced.

得られた非水電解液リチウムイオン二次電池の電池容量は10.6Ahであった。   The battery capacity of the obtained non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery was 10.6 Ah.

この非水電解液リチウムイオン二次電池を、45℃の環境下にて充放電させたところ、約1,090回程度で、8Ah(80%)程度の容量となった。   When this nonaqueous electrolyte lithium ion secondary battery was charged and discharged in an environment of 45 ° C., the capacity was about 8 Ah (80%) after about 1,090 times.

この非水電解液リチウムイオン二次電池を、室温環境下にて1C放電および10C放電させたところ、放電容量比(=10C放電容量/1C放電容量)は70%となった。   When this non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery was subjected to 1C discharge and 10C discharge in a room temperature environment, the discharge capacity ratio (= 10C discharge capacity / 1C discharge capacity) was 70%.

(比較例)
実施例1と同様にして正負極を作製し、所定サイズで打ち抜いた。
(Comparative example)
Positive and negative electrodes were produced in the same manner as in Example 1, and punched out at a predetermined size.

セパレータは実施例1と同様のものを準備した。   The same separator as in Example 1 was prepared.

負極よりも大きい二枚のセパレータで負極を挟み、両セパレータが負極端よりも外側に四方にはみ出すように配置したのち、両セパレータ四辺について負極端に平行かつ1.5mm離れた位置を熱プレスにより熱溶着した。
この接合の際の加熱温度は200℃、加熱時間は1.5sec、加圧時の圧力は10kg/cmとした。またそれと同時に接合部に生じた不要部は、熱溶着時の熱がセパレータを焼切るように作用することで分断され、トリミングがなされた。顕微鏡を用いて観察したところ、溶着痕よりもさらに先端側には不要部がまったく付着していないことを確認した。
After sandwiching the negative electrode between two separators larger than the negative electrode and arranging both separators so that they protrude outwardly from the negative electrode end, both sides of the separator are parallel to the negative electrode end and 1.5 mm apart by hot pressing. Heat welded.
The heating temperature at the time of joining was 200 ° C., the heating time was 1.5 sec, and the pressure during pressurization was 10 kg / cm 2 . At the same time, unnecessary portions generated in the joint portion were cut and trimmed by the action of heat at the time of heat welding so that the separator was burned out. As a result of observation with a microscope, it was confirmed that no unnecessary portion was adhered to the tip side further than the welding mark.

各辺におけるセパレータ余剰量(=負極端からセパレータ端までの距離)はそれぞれ1.8mmとなるようにした。負極の側方に接合部が存在する図3に示すような一般的なセパレータ端部形状を作製した。   The separator surplus amount (= distance from the negative electrode end to the separator end) on each side was set to 1.8 mm. A general separator end shape as shown in FIG. 3 in which a joint exists on the side of the negative electrode was produced.

実施例1と同様にして袋状セパレータに収納した負極の袋体と、袋状セパレータに収納しない正極とを準備し、負極が収納された袋体28枚、および正極27枚の計55枚を交互に積層した。   In the same manner as in Example 1, a negative electrode bag housed in a bag-shaped separator and a positive electrode not housed in the bag-shaped separator were prepared, and a total of 55 sheets of 28 bag bodies housing the negative electrode and 27 positive electrodes were assembled. Alternatingly stacked.

そして、すべての負極取出し部とリード線を溶接して一体化させた。同様にすべての正極取出し部とリード線を溶接して一体化させた。   And all the negative electrode taking-out parts and lead wires were welded and integrated. Similarly, all positive electrode take-out portions and lead wires were welded and integrated.

その後、実施例1と同様にしてこの積層体に意図的に振動を加えた。   Thereafter, vibration was intentionally applied to the laminate in the same manner as in Example 1.

実施例1と同様にしてこの積層体を外装体(アルミラミネートフィルム)に挿入し、EC/DEC=4/6、LiPFが1Mなる電解液を注液し、封口し、予備充電、エージングを行い、積層型の非水電解液リチウムイオン二次電池を作製した。 In the same manner as in Example 1, this laminate was inserted into an outer package (aluminum laminate film), and an electrolyte solution having EC / DEC = 4/6 and LiPF 6 of 1M was injected, sealed, precharged, and subjected to aging. Then, a multilayer non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery was produced.

得られた非水電解液リチウムイオン二次電池の電池容量は8.9Ahであった。   The battery capacity of the obtained non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery was 8.9 Ah.

この非水電解液リチウムイオン二次電池を、45℃の環境下にて充放電させたところ、約800回程度で、8Ah(80%)程度の容量となった。   When this non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery was charged and discharged in an environment of 45 ° C., the capacity was about 8 Ah (80%) after about 800 times.

この非水電解液リチウムイオン二次電池を、室温環境下にて1C放電および10C放電させたところ、放電容量比(=10C放電容量/1C放電容量)は50%となった。   When this non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery was subjected to 1C discharge and 10C discharge in a room temperature environment, the discharge capacity ratio (= 10C discharge capacity / 1C discharge capacity) was 50%.

実施例1、2および比較例1の評価結果を表1に示す。   The evaluation results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are shown in Table 1.

Figure 2013206700
Figure 2013206700

表1に示す振動試験後のリチウムイオン二次電池の諸特性の結果から、上記実施例は、正負両電極間の短絡問題がなく、複数の電極の積層ずれが生じにくいことが明らかな構成であることがわかった。   From the results of various characteristics of the lithium ion secondary battery after the vibration test shown in Table 1, it is clear that the above example has no short circuit problem between the positive and negative electrodes and is difficult to cause stacking deviation of a plurality of electrodes. I found out.

本発明は、リチウムイオン二次電池のみならずEDLC等のセパレータを有する電気化学デバイスに広く応用可能である。   The present invention is widely applicable not only to lithium ion secondary batteries but also to electrochemical devices having a separator such as EDLC.

1 負極
2 積層体
3 袋状セパレータ
3a 第1のセパレータ
3b 第2のセパレータ
4 接合痕
5 正極
1a 負極引出部
5a 正極引出部
6 セパレータ余剰部
6a セパレータ上面側への折り込み部(上面凸部)
6b セパレータ下面側への折り込み部(下面凸部)
7 熱圧子
11 負極集電体
12 負極活物質層
51 正極集電体
52 正極活物質層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Negative electrode 2 Laminated body 3 Bag-shaped separator 3a 1st separator 3b 2nd separator 4 Joining trace 5 Positive electrode 1a Negative electrode extraction part 5a Positive electrode extraction part 6 Separator surplus part 6a Folding part to upper surface side of separator (upper surface convex part)
6b Folding part to the lower side of the separator (lower surface convex part)
7 Hot Indenter 11 Negative Electrode Current Collector 12 Negative Electrode Active Material Layer 51 Positive Electrode Current Collector 52 Positive Electrode Active Material Layer

Claims (2)

正極と、負極と、が交互に積層され、
前記負極は、第1のセパレータと第2のセパレータを互いに重ねあわせ、その周縁部を接合することにより作製した袋状セパレータに収容され、
前記袋状セパレータの周縁部は、所定数に分割され、その分割された周縁部を袋状セパレータの上面側及び下面側に交互に折り込まれた複数の折り込み部を有し、
その折り込み部は、前記袋状セパレータを側面から見たとき、その袋状セパレータの主面よりも突出しており、
前記袋状セパレータは、隣接する袋状セパレータと、その折り込み部により互いに咬み合わされて積層されていることを特徴とする電気化学デバイス。
The positive electrode and the negative electrode are alternately stacked,
The negative electrode is accommodated in a bag-shaped separator produced by superimposing the first separator and the second separator on each other and joining the peripheral edge portions thereof,
The peripheral portion of the bag-shaped separator is divided into a predetermined number, and the divided peripheral portions have a plurality of folded portions that are alternately folded on the upper surface side and the lower surface side of the bag-shaped separator,
The folded portion protrudes from the main surface of the bag-shaped separator when the bag-shaped separator is viewed from the side surface.
2. The electrochemical device according to claim 1, wherein the bag-like separator is laminated by being bitten together by adjacent bag-like separators.
前記袋状セパレータは、矩形または正方形のフィルムであり、
前記袋状セパレータにおいて、端子引き出し部が位置する辺を除く、3辺に対し1辺当たり均等に3分割していることを特徴とする請求項1の電気化学デバイス。
The bag-shaped separator is a rectangular or square film,
2. The electrochemical device according to claim 1, wherein in the bag-shaped separator, three sides are equally divided into three sides excluding the side where the terminal lead portion is located.
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JPWO2015156344A1 (en) * 2014-04-09 2017-04-13 Necエナジーデバイス株式会社 Lithium ion secondary battery

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