JP2014238915A - Laminated battery and manufacturing method therefor - Google Patents

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Hitoshi Maeda
仁史 前田
雅之 藤原
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雅之 藤原
昌孝 新屋敷
Masataka Shinyashiki
昌孝 新屋敷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated battery which can be manufactured easily while reducing the manufacturing cost, and in which occurrence of short circuit or sudden short circuit can be prevented effectively.SOLUTION: A laminated battery includes a laminated electrode body produced by laminating a positive electrode plate 1 where a positive electrode active material layer 1a is formed on a positive electrode collector, and a negative electrode plate where a negative electrode active material layer is formed on a negative electrode collector, with a separator 3a interposed therebetween, and the positive electrode plate 1 and negative electrode plate have a positive electrode lead 11 and a negative electrode lead projecting from the peripheral part, respectively. In at least one of the positive electrode lead 11 and negative electrode lead, a protective layer 13A composed of a photo-curing resin is formed at a part adjacent to the positive electrode active material layer 1a or the negative electrode active material layer.

Description

本発明は、積層式電池およびその製造方法に関し、なかでも、方形状の正負極板およびセパレータを積層してなる積層電極体を用いた積層式電池およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a stacked battery and a method for manufacturing the same, and more particularly to a stacked battery using a stacked electrode body in which square positive and negative plates and a separator are stacked, and a method for manufacturing the same.

近年、電池は、携帯電話、ノートパソコン、PDA等の移動情報端末の電源のみならず、ロボット、電気自動車、バックアップ電源などに使用されるようになってきており、さらなる高容量化が要求されるようになってきている。このような要求に対し、特に二次電池分野においては、高いエネルギー密度を有し高容量であるリチウムイオン電池に代表される非水系二次電池が、上記のような駆動電源として広く利用されている。   In recent years, batteries have been used not only for power sources of mobile information terminals such as mobile phones, notebook personal computers, and PDAs, but also for robots, electric vehicles, backup power sources, etc., and further increase in capacity is required. It has become like this. In response to such demands, particularly in the field of secondary batteries, non-aqueous secondary batteries represented by lithium ion batteries having high energy density and high capacity are widely used as drive power sources as described above. Yes.

このようなリチウムイオン電池の電池形態としては、大別して、渦巻状の電極体を外装体に封入した渦巻式のものと、方形状電極を複数積層した積層電極体を外装缶またはラミネートフィルムを溶着することにより作製したラミネート外装体に封入した積層式のもの(積層タイプの角型リチウムイオン電池)とがある。   Battery types of such lithium ion batteries can be broadly divided into a spiral type in which a spiral electrode body is enclosed in an exterior body, and a laminated electrode body in which a plurality of rectangular electrodes are laminated, and an exterior can or laminate film is welded. And a laminated type (laminated type prismatic lithium ion battery) encapsulated in a laminated outer package produced by doing so.

これらリチウムイオン電池のうち、積層式電池の積層電極体の具体的な構成は、正極リードを延出させたシート状の正極板と、負極リードを延出させたシート状の負極板とを、ポリエチレン、ポリプロピレン等よりなるセパレータを介して必要な数だけ積層するような構成である。   Among these lithium ion batteries, the specific structure of the laminated electrode body of the laminated battery is a sheet-like positive electrode plate with a positive electrode lead extended and a sheet-like negative electrode plate with a negative electrode lead extended, A required number of layers are laminated through a separator made of polyethylene, polypropylene, or the like.

上記積層式電池においては、2枚のセパレータを周縁部で接合して袋状に構成し、この袋状セパレータに正極板および負極板のうちのいずれか一方を収容するようにして、この正極板または負極板が収容された袋状セパレータと、袋状セパレータに収容されていない負極板または正極板とを交互に積層して積層電極体を構成することが従来よりなされている。この構成によれば、正極板および負極板のうちのいずれか一方が袋状セパレータに収容された状態で保持されるため、正極板と負極板とがズレ等により接触して短絡することを効果的に防止することができる。   In the laminated battery, two separators are joined at the peripheral edge to form a bag shape, and either one of the positive electrode plate and the negative electrode plate is accommodated in the bag-like separator. Alternatively, a laminated electrode body is conventionally formed by alternately laminating a bag-shaped separator in which a negative electrode plate is accommodated and a negative electrode plate or a positive electrode plate not accommodated in the bag-shaped separator. According to this configuration, since either one of the positive electrode plate and the negative electrode plate is held in the state of being accommodated in the bag-like separator, the positive electrode plate and the negative electrode plate are brought into contact with each other due to misalignment or the like, and are short-circuited. Can be prevented.

ところで、リチウムイオン電池に代表される非水系二次電池においては、充電時に正極活物質から放出されたリチウムイオンを負極活物質に確実かつスムーズに吸蔵させるために、負極板の負極合剤塗布部は正極板の正極合剤塗布部よりも大面積となるように形成することが好ましい。このため、正極板の端縁部において、正極合剤が塗布されずに集電体であるアルミニウム箔等の金属シートが露出した状態で延出して正極リードが形成されている正極リード部では、当該金属シートの露出部が、セパレータを介して負極板の負極合剤塗布部と対向した構造となっているのが通例である。   By the way, in a non-aqueous secondary battery typified by a lithium ion battery, a negative electrode mixture coating portion of a negative electrode plate is used to reliably and smoothly occlude lithium ions released from the positive electrode active material during charging into the negative electrode active material. Is preferably formed to have a larger area than the positive electrode mixture coating portion of the positive electrode plate. For this reason, at the edge portion of the positive electrode plate, the positive electrode lead portion is formed by extending a metal sheet such as an aluminum foil as a current collector without applying the positive electrode mixture, In general, the exposed portion of the metal sheet has a structure facing the negative electrode mixture application portion of the negative electrode plate via a separator.

このように、一方の電極の金属集電体の露出部分がセパレータを介して他方の電極と対向した構造の場合、落下や振動等による衝撃といった何等かの原因により一方の電極の金属集電体の露出部分ないし他方の電極がセパレータを貫通してこれらが接触して短絡すると、大電流が流れて激しい反応が起こり発煙、発火等が生じる危険性がある。特に、たとえ前述の袋状セパレータを用いた場合であっても、正極リード部においては正極リードが延出していてセパレータを溶着することができないため、セパレータがずれやすく、そのぶん短絡の生じる虞がより大きい。さらに、大電流が必要な用途では、幅広のリード部が形成されることからこの傾向が顕著である。   As described above, when the exposed portion of the metal current collector of one electrode is opposed to the other electrode via the separator, the metal current collector of one electrode is caused by any cause such as an impact caused by dropping or vibration. If the exposed part of the electrode or the other electrode passes through the separator and contacts with each other to cause a short circuit, there is a risk that a large current flows and a violent reaction occurs, resulting in smoke, ignition, or the like. In particular, even when the above-described bag-shaped separator is used, the positive electrode lead is extended at the positive electrode lead portion and the separator cannot be welded, so the separator is likely to be displaced, possibly causing a short circuit. Greater than. Furthermore, in applications that require a large current, this tendency is remarkable because a wide lead portion is formed.

また、電極体の製造工程においては、負極板および正極板を切り出す際に切断端部にバリが発生することがあり、このバリによりセパレータが突き破られ、このバリを介して負極板と正極板とが短絡することがある。   Further, in the manufacturing process of the electrode body, when the negative electrode plate and the positive electrode plate are cut out, burrs may be generated at the cut ends, and the separator breaks through the burrs, and the negative electrode plate and the positive electrode plate are interposed through the burrs. May be short-circuited.

また、積層式電池においては、積層電極体から延出した複数枚の正極リードを束ねた状態で正極集電端子に接合するようにして集電を行うため、正極リード部とセパレータとの間に隙間が生じ、正極リードの基端部(根元部分)と溶着されていないセパレータがずれたり捲れたりして短絡が生じ易い構造となる。さらに、積層式電池の場合、電池の大容量化のためには極板の積層枚数は必然的に多くなり、これとともに正極リードの積層枚数も多くなるが、極板および正極リードの積層枚数が多くなるほど、セパレータがより捲れ易くなる。   Also, in a stacked battery, current is collected by joining a plurality of positive leads extending from the laminated electrode body to a positive current collector terminal in a bundled state. A gap is formed, and the base end portion (root portion) of the positive electrode lead and the separator that is not welded are displaced or twisted, so that a short circuit is likely to occur. In addition, in the case of a stacked battery, the number of stacked electrode plates is inevitably increased to increase the capacity of the battery, and the number of stacked positive electrode leads is also increased. The greater the number, the easier the separator will sag.

そこで、特許文献1に開示されているように、電極板のリード部となる突出部の根本部分に、絶縁体よりなる短絡防止層を形成することが提案されている。これにより、リード部における短絡の発生を防止することが可能となる。   Therefore, as disclosed in Patent Document 1, it has been proposed to form a short-circuit prevention layer made of an insulator at the base portion of the protruding portion that becomes the lead portion of the electrode plate. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of a short circuit in the lead portion.

特許第4366783号公報Japanese Patent No. 4366783

しかしながら、上記のような短絡防止層を形成するには、リード部の根本部分に樹脂を塗布する工程および塗布した樹脂を乾燥させる工程が必要であり、そのぶん製造コストが増大するという問題がある。   However, in order to form the short-circuit prevention layer as described above, a step of applying a resin to the base portion of the lead portion and a step of drying the applied resin are necessary, which increases the manufacturing cost. .

本発明は、上記問題点に鑑み、短絡、あるいは急激な短絡の発生を効果的に防止することができるとともに、容易に作製することができて製造コストを低減することが可能な積層式電池を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a stacked battery that can effectively prevent a short circuit or a sudden short circuit and can be easily manufactured to reduce manufacturing costs. The purpose is to provide.

また本発明は、短絡、あるいは急激な短絡の発生を効果的に防止することが可能な電池を容易かつ低コストで作製することが可能な積層式電池の製造方法を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a stacked battery that can easily and inexpensively produce a battery that can effectively prevent the occurrence of a short circuit or a sudden short circuit. .

上記目的を達成する為に、本発明に係る積層式電池は、
正極集電体上に正極活物質層が形成された正極板と、負極集電体上に負極活物質層が形成された負極板とが、セパレータを介して積層されてなる積層電極体を備え、前記正極板および前記負極板が、それぞれ辺縁部から突出する正極リードおよび負極リードを有する積層式電池であって、
前記正極リードおよび前記負極リードの少なくとも一方において、正極活物質層ないし負極活物質層に隣接する部位に、光硬化性樹脂よりなる保護層が形成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the laminated battery according to the present invention is:
Provided is a laminated electrode body in which a positive electrode plate having a positive electrode active material layer formed on a positive electrode current collector and a negative electrode plate having a negative electrode active material layer formed on a negative electrode current collector are laminated via a separator. The positive electrode plate and the negative electrode plate are each a stacked battery having a positive electrode lead and a negative electrode lead protruding from the edge portion, respectively.
In at least one of the positive electrode lead and the negative electrode lead, a protective layer made of a photocurable resin is formed in a portion adjacent to the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer.

上記本発明の構成によれば、保護層により、正極リードないし負極リードにおける短絡、あるいは急激な短絡の発生を効果的に防止することができる。さらにこのとき、保護層が光硬化性樹脂よりなるので、光の照射により樹脂を短時間に硬化させることができる。従って、長時間の乾燥工程を行う場合に比して、保護層を容易に形成することができて製造コストも低減することができる。   According to the configuration of the present invention, the protective layer can effectively prevent the occurrence of a short circuit or a sudden short circuit in the positive electrode lead or the negative electrode lead. Furthermore, at this time, since the protective layer is made of a photocurable resin, the resin can be cured in a short time by irradiation with light. Accordingly, the protective layer can be easily formed and the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where a long drying process is performed.

前記保護層が、前記正極リードに形成されていることが望ましい。   It is desirable that the protective layer is formed on the positive electrode lead.

保護層は、正極リードおよび負極リードのいずれに形成されていてもよく、また正極リードおよび負極リードの両者に形成されていてもよい。しかしながら、前述の通り、負極板の負極合剤塗布部すなわち負極活物質層は正極板の正極合剤塗布部すなわち正極活物質層よりも大面積となるように形成することが好ましいことから、正極板の端縁部において、集電体の金属が露出した状態で延出している正極リードでは、当該金属の露出部が、セパレータを介して負極活物質層と対向した構造となっているのが通例である。このため、負極リードでも大きな積層ずれが生じると短絡が生じる可能性はあるものの、通常は正極リードにおけるほうが短絡の危険性は大であり、従って少なくとも正極リードに保護層を形成することが望ましい。   The protective layer may be formed on either the positive electrode lead or the negative electrode lead, or may be formed on both the positive electrode lead and the negative electrode lead. However, as described above, the negative electrode mixture application portion of the negative electrode plate, that is, the negative electrode active material layer is preferably formed to have a larger area than the positive electrode mixture application portion of the positive electrode plate, that is, the positive electrode active material layer. In the positive electrode lead that extends in a state where the metal of the current collector is exposed at the edge portion of the plate, the exposed portion of the metal has a structure facing the negative electrode active material layer through the separator. It is customary. For this reason, although there is a possibility that a short circuit may occur if a large misalignment occurs even in the negative electrode lead, the risk of a short circuit is usually greater in the positive electrode lead. Therefore, it is desirable to form a protective layer at least on the positive electrode lead.

前記正極リードおよび前記負極リードが、前記正極集電体および前記負極集電体にそれぞれ一体的に形成されていることが望ましい。   The positive electrode lead and the negative electrode lead are preferably formed integrally with the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, respectively.

例えば、正極集電体ないし負極集電体に、別に調製された正極リードないし負極リードを溶接等により接合した構成としてもよいが、これによれば、接続抵抗が生じることや、接合部の厚みも増大し、また接合部の稜角部がセパレータを損傷して短絡を生じる原因ともなりやすいといった問題がある。従ってこうした観点からすれば、例えば1枚の金属板の隅部を切欠くように成形加工することにより、正極集電体ないし負極集電体に正極リードないし負極リードを一体的に形成することが望ましい。   For example, a positive electrode lead or a negative electrode lead prepared separately may be joined to the positive electrode current collector or the negative electrode current collector by welding or the like. According to this, however, connection resistance occurs or the thickness of the joint portion is increased. In addition, there is a problem that the ridge corners of the joint portion are liable to cause damage to the separator and cause a short circuit. Therefore, from this point of view, the positive electrode lead or the negative electrode lead can be formed integrally with the positive electrode current collector or the negative electrode current collector, for example, by forming the corner of one metal plate so as to be cut out. desirable.

前記セパレータが袋状に成形され、この袋状のセパレータに一方の電極が収容されてい
ることが望ましい。
It is desirable that the separator is formed into a bag shape, and one electrode is accommodated in the bag-shaped separator.

セパレータの形態としては特に限定されないが、セパレータを重ね合わせた状態で周縁部を溶着等により接合して袋状とし、これに一方の電極を収容した構成とすると、この収容された一方の電極と他方の電極との接触を効果的に防止することができる。また一方の電極を袋状セパレータ内に収容して保持した状態で位置決めおよび固定をすることができるため、位置決めおよび固定もし易くなる。しかしながら、この袋状セパレータの場合でも、電極リードにおいては電極リードが延出しているためセパレータを接合できない。したがってセパレータのずれや捲れが生じ易い。そこで、電極リードに保護層を形成することによって、電極リードにおいてセパレータのずれや捲れが生じたとしても短絡を効果的に防止することができる。換言すれば、袋状セパレータは短絡防止に有効な構成であるものの、従来は電極リードにおいてセパレータのずれや捲れにより短絡が生じることを防止するのが困難であるという課題があったので、電極リードに保護層を形成するようにした本発明の効果が特に発揮される。   Although it does not specifically limit as a form of a separator, When it is set as a bag shape by joining a peripheral part by welding etc. in the state where a separator was piled up and this was stored in one electrode, Contact with the other electrode can be effectively prevented. Moreover, since positioning and fixing can be performed in a state where one electrode is housed and held in the bag-shaped separator, positioning and fixing are also facilitated. However, even in the case of this bag-shaped separator, the electrode lead is extended in the electrode lead, so that the separator cannot be joined. Accordingly, the separator is liable to be displaced or twisted. Therefore, by forming a protective layer on the electrode lead, it is possible to effectively prevent a short circuit even if a separator is displaced or twisted in the electrode lead. In other words, although the bag-shaped separator has an effective configuration for preventing a short circuit, there has conventionally been a problem that it is difficult to prevent a short circuit from occurring due to the displacement or twisting of the separator in the electrode lead. In particular, the effect of the present invention in which the protective layer is formed is exhibited.

前記袋状のセパレータに正極板が収容されていることが望ましい。   It is desirable that a positive electrode plate is accommodated in the bag-shaped separator.

前述の通り、負極活物質層は正極活物質層よりも大面積となるように形成することが好ましいことから、負極板は通常、正極板よりも大きい寸法に調製される。このため、袋状セパレータに正極板が収納された構成とするほうが、省スペースの観点から望ましい。   As described above, since the negative electrode active material layer is preferably formed to have a larger area than the positive electrode active material layer, the negative electrode plate is usually prepared to have a size larger than that of the positive electrode plate. For this reason, it is desirable from the viewpoint of space saving that the positive electrode plate is accommodated in the bag-shaped separator.

前記袋状のセパレータが、セパレータを重ね合わせた状態で周縁部を断続的に接合して構成されていることが望ましい。   It is desirable that the bag-shaped separator is constructed by intermittently joining the peripheral edges in a state where the separators are overlapped.

セパレータを重ね合わせた状態で周縁部を断続的に、即ち未接合部を残しつつ接合するようにすると、この未接合部を通して袋状セパレータ内の電極に電解液が浸透しやすい構成とすることができる。この場合、セパレータの周縁部の長さに対する、周縁部において接合されている領域の長さの割合(接合領域の割合)が、30〜70%程度となっていることが望ましい。接合領域の割合を30〜70%とすることにより、セパレータの接合強度が十分に強く、且つ、電解液の浸透性が優れたものとなる。   When the peripheral portions are joined intermittently with the separators overlapped, that is, with the unjoined portions remaining, the electrolyte solution can easily penetrate into the electrodes in the bag-like separator through the unjoined portions. it can. In this case, it is desirable that the ratio of the length of the region joined at the peripheral portion (the proportion of the joint region) to the length of the peripheral portion of the separator is about 30 to 70%. By setting the proportion of the joining region to 30 to 70%, the joining strength of the separator is sufficiently strong and the electrolyte permeability is excellent.

前記保護層が、当該保護層が形成されている正極リードまたは負極リードよりも電子伝導性が低く、かつ非絶縁性であることが望ましい。   It is desirable that the protective layer has a lower electronic conductivity than the positive electrode lead or the negative electrode lead on which the protective layer is formed, and is non-insulating.

保護層としては、短絡の発生を防止するために電子伝導性を有していない即ち絶縁性を有するものであってもよい。しかしながら、例えば前述のように、極板を切り出す際に切断端部にバリが発生し、このバリがセパレータを突き破った場合であっても、保護層が絶縁性であると、保護層により短絡が食い止められてさえいれば充放電が可能である。しかも、このようにバリがセパレータを突き破って保護層と接触しても、電圧の変化として表れることがないため、外部からはこの異常の発生が検知されない。したがって、この状態で長期にわたり電池を使用し続けると、損傷した部分が起点となりセパレータが破膜して急激な短絡を引き起こし、電池が異常な発熱を生じる虞がある。即ち、絶縁性の保護層により一旦は短絡の発生を食い止めることは可能であっても、その状態からさらに進んでセパレータが破膜した場合等にはやはり急激な短絡が生じて異常発熱に至ってしまう虞がある。   As a protective layer, in order to prevent generation | occurrence | production of a short circuit, it may not have electronic conductivity, ie, it may have insulation. However, as described above, for example, when the electrode plate is cut out, burrs are generated at the cut end, and even if the burrs break through the separator, if the protective layer is insulative, a short circuit is caused by the protective layer. Charging / discharging is possible as long as it is stopped. Moreover, even if the burr breaks through the separator and comes into contact with the protective layer in this way, it does not appear as a change in voltage, so the occurrence of this abnormality is not detected from the outside. Therefore, if the battery is continuously used in this state for a long time, the damaged portion may be a starting point, and the separator may be broken to cause a sudden short circuit, which may cause the battery to generate abnormal heat. That is, even if it is possible to stop the occurrence of a short circuit once by the insulating protective layer, if the separator further breaks down from that state, a sudden short circuit will occur again, leading to abnormal heat generation. There is a fear.

そこで、当該保護層が形成される正極リードまたは負極リードよりも電子伝導性が低いが非絶縁性(本明細書ではこのような性質を「半導電性」とも称し、この半導電性を有する層を「半導電層」とも称す)の材料を用いて保護層を形成するようにすれば、上述のようにバリ等がセパレータを突き破った状態となった場合に、保護層により絶縁性を維持するよりもむしろ穏やかな放電を引き起こすことができる。これにより、異常な発熱を避けながら、電池電圧の低下によって機器側で電池の異常を検知することができる。また、こうして徐々に放電していって最終的には電池が完全に放電してしまうために、後発的に正極板と負極板との間で直接的な短絡が生じた場合でも大電流が流れることがない。したがって、効果的に電池の安全性を確保することができる(特開2007−95656号公報参照)。   Therefore, although the electron conductivity is lower than that of the positive electrode lead or the negative electrode lead on which the protective layer is formed, it is non-insulating (this property is also referred to as “semiconductive” in the present specification, and this semiconductive layer. If the protective layer is formed using a material of a semi-conductive layer, the insulating property is maintained by the protective layer when burrs or the like break through the separator as described above. Rather, it can cause a gentle discharge. Thereby, it is possible to detect an abnormality of the battery on the device side by a decrease in the battery voltage while avoiding abnormal heat generation. In addition, since the battery is gradually discharged and eventually the battery is completely discharged, a large current flows even when a direct short circuit occurs between the positive electrode plate and the negative electrode plate later. There is nothing. Therefore, the safety of the battery can be effectively ensured (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-95656).

前記保護層が、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、脂環式エポキシ樹脂、およびポリエステルビニルエーテル樹脂の少なくとも一種を含有して構成されていることが望ましい。   It is desirable that the protective layer contains at least one of an epoxy acrylate resin, a urethane acrylate resin, an alicyclic epoxy resin, and a polyester vinyl ether resin.

本発明の保護層を構成する光硬化性樹脂としては、光により硬化し得る樹脂が広汎に含まれるが、なかでも、硬化速度等の点から紫外線硬化性樹脂が最も好適である。紫外線硬化性樹脂は、紫外線を照射すると瞬時に硬化するため乾燥工程を不要とすることができる。また、塗布する溶媒(例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等)が正極活物質層ないし負極活物質層に流れることもない。紫外線硬化性樹脂には、一般に、主成分がアクリレート、変性アクリレートや不飽和ポリエステルであるラジカル重合型のものと、主成分がエポキシ樹脂やビニルエーテルであるカチオン重合型のものとがある。前者のラジカル重合型のうち、エポキシアクリレート樹脂やウレタンアクリレート樹脂は、電池性能に悪影響を与え難く、耐電解液性に優れる。後者のカチオン重合型のうち、脂環式エポキシ樹脂、ポリエステルビニルエーテル樹脂も、耐薬品性や耐湿性に優れることから本発明において好適に使用することができる。カチオン重合型のものは硬化時の体積変化が小さいため接着力が高く、例えばテープ等で保護層を構成した場合よりも箔への接着力が高い、といった特性を有することから、光硬化性樹脂のなかでも特に好ましいものである。   The photocurable resin constituting the protective layer of the present invention includes a wide range of resins that can be cured by light. Among them, an ultraviolet curable resin is most preferable from the viewpoint of the curing speed and the like. Since the ultraviolet curable resin is instantly cured when irradiated with ultraviolet rays, a drying step can be eliminated. Further, a solvent to be applied (for example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)) does not flow into the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer. In general, the ultraviolet curable resin includes a radical polymerization type whose main component is an acrylate, a modified acrylate or an unsaturated polyester, and a cationic polymerization type whose main component is an epoxy resin or vinyl ether. Among the former radical polymerization types, epoxy acrylate resins and urethane acrylate resins are less likely to adversely affect battery performance and are excellent in electrolytic solution resistance. Of the latter cationic polymerization types, alicyclic epoxy resins and polyester vinyl ether resins are also excellent in chemical resistance and moisture resistance and can be suitably used in the present invention. The cationic polymerization type has a high adhesive force because of a small volume change at the time of curing. For example, it has a characteristic that the adhesive strength to the foil is higher than that of a protective layer made of a tape or the like. Among these, it is particularly preferable.

前記保護層の電気抵抗率が7.5〜150Ω・mであることが望ましい。   It is desirable that the protective layer has an electrical resistivity of 7.5 to 150 Ω · m.

保護層の電気抵抗率が7.5〜150Ω・mであれば、効果的に急激な短絡を防止するとともに緩やかな放電を行うことができる。   When the electrical resistivity of the protective layer is 7.5 to 150 Ω · m, it is possible to effectively prevent a sudden short circuit and perform a gentle discharge.

前記保護層の厚みが5〜40μm、より好適には5〜25μmであることが望ましい。   The protective layer preferably has a thickness of 5 to 40 μm, more preferably 5 to 25 μm.

光硬化性樹脂よりなる保護層の厚みを上記のように規制することにより、容易に一定の抵抗値を有する保護層を得ることができる。即ち、所望の半導電性を有する保護層とすることができる。   By regulating the thickness of the protective layer made of a photocurable resin as described above, a protective layer having a certain resistance value can be easily obtained. That is, a protective layer having a desired semiconductivity can be obtained.

また、保護層の厚みが5μm以上であれば、光硬化性樹脂を安定して塗布することができ、特にインクジェット方式により安定して塗布することができる。一方、保護層の厚みを40μm以下に規制するのは、正極活物質層ないし負極活物質層が40μm程度の厚みに形成される場合(薄塗り電極の場合)があり、保護層はこれよりも厚み方向に突出しないように薄く形成する必要があるためである。また、保護層の厚みが過大となると絶縁層となる、即ち半導電性が得られなくなるためである。   Moreover, if the thickness of a protective layer is 5 micrometers or more, a photocurable resin can be apply | coated stably and it can apply | coat stably especially by an inkjet system. On the other hand, the thickness of the protective layer is restricted to 40 μm or less when the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer is formed to a thickness of about 40 μm (in the case of a thin-coated electrode). It is because it is necessary to form thinly so that it may not protrude in the thickness direction. Further, if the thickness of the protective layer is excessive, it becomes an insulating layer, that is, semiconductivity cannot be obtained.

前記保護層の抵抗値が0.5〜10Ωであることが望ましい。   The resistance value of the protective layer is preferably 0.5 to 10Ω.

保護層の抵抗値が0.5〜10Ωであれば、効果的に急激な短絡を防止するとともに緩やかな放電を行うことができる。即ち、保護層が安全性に優れる半導電層として機能することができる。   If the resistance value of the protective layer is 0.5 to 10Ω, it is possible to effectively prevent a sudden short circuit and perform a gentle discharge. That is, the protective layer can function as a semiconductive layer having excellent safety.

前記保護層は、前記正極リードないし前記負極リードから、前記正極活物質層上ないし前記負極活物質層上にかけて形成されており、前記正極活物質層上ないし前記負極活物質層上に形成された前記保護層の厚みが、前記正極リード上ないし前記負極リード上に形成された前記保護層の厚みよりも小さく、前記保護層を構成する光硬化性樹脂が前記正極活物質層ないし前記負極活物質層の空隙内で硬化しているようにすることができる。   The protective layer is formed from the positive electrode lead or the negative electrode lead to the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer, and is formed on the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer. The thickness of the protective layer is smaller than the thickness of the protective layer formed on the positive electrode lead or the negative electrode lead, and the photocurable resin constituting the protective layer is the positive electrode active material layer or the negative electrode active material. It can be cured within the voids of the layer.

上述のように、正極側及び負極側の少なくとも一方において、保護層が、リードから活物質層上にかけて形成されており、活物質層上に形成された保護層の厚みが、リード上に形成された保護層の厚みよりも小さく、保護層を構成する光硬化性樹脂が活物質層の空隙内で硬化しているようにすると、より電池特性に優れ、且つより安全性の高い積層式電池となる。 As described above, the protective layer is formed from the lead to the active material layer on at least one of the positive electrode side and the negative electrode side, and the thickness of the protective layer formed on the active material layer is formed on the lead. When the thickness of the protective layer is smaller than the thickness of the protective layer and the photocurable resin constituting the protective layer is cured in the voids of the active material layer, the battery is more excellent in battery characteristics and safer. Become.

急激な短絡をより確実に防止するためには、保護層をリードから活物質層上にかけて設け、保護層と活物質層の間に隙間が生じないようにすることが好ましい。しかしながら、活物質層上に保護層を形成すると、活物質層の形成領域において一部のみが盛り上がり、積層型電極体の状態とした場合には、保護層の形成部に対応する部分が、極部的に厚くなるという問題がある。このように、積層型電極体の一部が局部的に分厚くなると、外装体等から電極体にかかる構成圧が不均一となり、充放電反応が不均一となるため好ましくない。   In order to prevent a sudden short circuit more reliably, it is preferable to provide a protective layer from the lead to the active material layer so that no gap is formed between the protective layer and the active material layer. However, when a protective layer is formed on the active material layer, only a part rises in the active material layer formation region, and when the laminated electrode body is in a state, the portion corresponding to the protective layer forming portion is There is a problem of partial thickening. As described above, when a part of the laminated electrode body is locally thickened, the constituent pressure applied from the exterior body or the like to the electrode body becomes non-uniform, and the charge / discharge reaction becomes non-uniform.

これに対し、上記のように保護層を構成する光硬化性樹脂が前記正極活物質層ないし前記負極活物質層の空隙内で硬化している構成によると、活物質層上の保護層の厚みを小さくすることが可能となり、積層型電極体の一部が局部的に分厚くなることを避けることができる。上記の構成の積層式電池は、活物質層上に塗布した光硬化性樹脂が活物質層中に染み込むようにし、光硬化性樹脂が活物質層中に染み込んだ状態で光硬化性樹脂を硬化させることにより得られる。これにより、活物質層中の空隙中に硬化した光硬化性樹脂が存在すると共に、活物質層上に形成された保護層の厚みが、リード上に形成された保護層の厚みよりも小さくなる。また、光硬化性樹脂が活物質層の空隙内で硬化させることにより、活物質層の強度を向上させることができる。したがって、活物質層端部の脱落を防止することも可能となる。 On the other hand, according to the configuration in which the photocurable resin constituting the protective layer is cured in the gaps of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer as described above, the thickness of the protective layer on the active material layer It is possible to reduce the thickness of the laminated electrode body, and it is possible to avoid a partial thickening of the laminated electrode body. In the stacked battery having the above configuration, the photocurable resin applied on the active material layer is soaked into the active material layer, and the photocurable resin is cured while the photocurable resin is soaked in the active material layer. Is obtained. Accordingly, the cured photocurable resin exists in the voids in the active material layer, and the thickness of the protective layer formed on the active material layer is smaller than the thickness of the protective layer formed on the lead. . Moreover, the intensity | strength of an active material layer can be improved because a photocurable resin hardens within the space | gap of an active material layer. Therefore, it is possible to prevent the end of the active material layer from falling off.

なお、「活物質層上の保護層の厚み」とは、活物質層表面に存在する保護層の厚みであり、
活物質層中に存在する硬化した光硬化性樹脂は含まないものとする。活物質層上の保護層の厚みは、リード上の保護層の厚みの1/3以下であることが好ましく、1/5以下であることがより好ましく、1/10以下であることがさらに好ましい。光硬化性樹脂が、活物質層中に染み込むようにするためには、塗布時の光硬化性樹脂の粘度や活物質層の密度、活物質層の空隙率等を制御するようにすればよい。例えば、正極側に保護層を形成する場合、塗布時の光硬化性樹脂の粘度を50〜1500cpsとすることが好ましく、正極活物質層の密度を3.10〜3.25g/cmとすることが好ましい。
The “thickness of the protective layer on the active material layer” is the thickness of the protective layer present on the surface of the active material layer,
It does not include a cured photocurable resin present in the active material layer. The thickness of the protective layer on the active material layer is preferably 1/3 or less of the thickness of the protective layer on the lead, more preferably 1/5 or less, and even more preferably 1/10 or less. . In order for the photocurable resin to penetrate into the active material layer, the viscosity of the photocurable resin at the time of coating, the density of the active material layer, the porosity of the active material layer, and the like may be controlled. . For example, when the protective layer is formed on the positive electrode side, the viscosity of the photocurable resin at the time of application is preferably 50 to 1500 cps, and the density of the positive electrode active material layer is 3.10 to 3.25 g / cm 3 . It is preferable.

前記正極活物質層ないし負極活物質層と前記保護層との間に隙間が形成されているようにすることができる。   A gap may be formed between the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer and the protective layer.

積層式電池においては、前述の通り、積層電極体から延出した複数枚の正極リードおよび負極リードをそれぞれ集束した状態で正極集電端子および負極集電端子に接合するようにして集電を行うため、正極リードおよび負極リードがそれぞれ延出基端部(根元部)で集束位置の方へ多少とも折り曲げられた体勢とならざるを得ない。この折り曲げ量は、集束位置から離隔した位置にある正極リードないし負極リードの場合ほど大きく、当然ながら極板の積層枚数が多くなるほど、集束位置から最も離隔する正極リードないし負極リードまでの距離が大となり、これにともない折り曲げ量も大となる。この場合、正極リードないし負極リードに保護層が形成されていると、当該正極リードないし負極リードが折れ曲がり難くなる。また、当該正極リードないし負極リードを折り曲げたとしても、反発力により元の体勢に戻りやすくなるため、当該正極リードないし負極リードを折り曲げた体勢に安定して保持することが困難である。   In the stacked battery, as described above, current collection is performed by joining a plurality of positive electrode leads and negative electrode leads extending from the stacked electrode body to the positive electrode current collector terminal and the negative electrode current collector terminal in a focused state. For this reason, the positive electrode lead and the negative electrode lead are inevitably bent at the extending base end portion (root portion) toward the converging position. The amount of bending is larger for the positive electrode lead or the negative electrode lead that is separated from the converging position. Of course, the greater the number of stacked electrode plates, the greater the distance from the converging position to the positive electrode or negative electrode lead that is farthest from the converging position. As a result, the amount of bending increases. In this case, when the protective layer is formed on the positive electrode lead or the negative electrode lead, the positive electrode lead or the negative electrode lead is not easily bent. Further, even if the positive electrode lead or the negative electrode lead is bent, it easily returns to the original posture due to the repulsive force, and it is difficult to stably hold the positive electrode lead or the negative electrode lead in the bent posture.

そこで、正極活物質層ないし負極活物質層と保護層との間に隙間を設けることにより、保護層による急激な短絡を防止する効果を維持したまま、正極リードないし負極リードが延出基端部(根元部)で折れ曲がりやすくなり、従ってその集束が容易となる。また、正極リードないし負極リードを折り曲げた体勢に安定して保持することができる。   Therefore, by providing a gap between the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer and the protective layer, the positive electrode lead or the negative electrode lead is extended to the base end portion while maintaining the effect of preventing a sudden short circuit by the protective layer. It becomes easy to bend at the (root part), and therefore its focusing becomes easy. Further, the positive electrode lead or the negative electrode lead can be stably held in a bent posture.

また、正極活物質層ないし負極活物質層と保護層との間に隙間が設けられていると、保護層を形成する際に光硬化性樹脂が正極活物質層ないし負極活物質層にのらないようにする場合は、望ましい。   In addition, when a gap is provided between the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer and the protective layer, the photocurable resin is not spread on the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer when the protective layer is formed. If not, it is desirable.

前記正極活物質層ないし負極活物質層と前記保護層との間の隙間が、0.3〜0.8mm程度、より好適には0.3〜0.5mm程度であることが望ましい。   A gap between the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer and the protective layer is preferably about 0.3 to 0.8 mm, more preferably about 0.3 to 0.5 mm.

正極活物質層ないし負極活物質層と保護層との間の隙間が0.3mm程度以上であれば、正極リードないし負極リードの折り曲げを十分に容易とすることができ、また光硬化性樹脂が正極活物質層ないし負極活物質層にのることを効果的に回避することができる。一方、この隙間が0.8mm程度以下であれば、当該保護層による急激な短絡を防止する効果を維持することができる。   If the gap between the positive electrode active material layer or negative electrode active material layer and the protective layer is about 0.3 mm or more, the positive electrode lead or negative electrode lead can be bent sufficiently easily, and the photocurable resin It is possible to effectively avoid the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer. On the other hand, if this gap is about 0.8 mm or less, the effect of preventing a sudden short circuit by the protective layer can be maintained.

前記保護層の縦寸法が5〜8mm程度であることが望ましい。なお、保護層の「縦寸法」とは、正極リードないし負極リードの突出方向に直交する方向の寸法(即ち横幅)ではなく、正極リードないし負極リードの突出方向に沿った方向の寸法のことである。   It is desirable that the vertical dimension of the protective layer is about 5 to 8 mm. The “vertical dimension” of the protective layer is not a dimension in the direction perpendicular to the protruding direction of the positive electrode lead or the negative electrode lead (that is, a horizontal width) but a dimension in the direction along the protruding direction of the positive electrode lead or the negative electrode lead. is there.

保護層の縦寸法が5mm未満となると、保護層による急激な短絡を防止する効果が及ぶ範囲が不十分となり、一方、8mmより大となると、保護層が必要以上にスペースを占有して省スペースの観点から望ましくない。   When the vertical dimension of the protective layer is less than 5 mm, the range in which the effect of preventing a sudden short circuit by the protective layer is insufficient, while when it exceeds 8 mm, the protective layer occupies more space than necessary and saves space. From the viewpoint of.

前記積層電極体における正極板の積層枚数が15以上であることが望ましい。   It is desirable that the number of positive electrode plates stacked in the multilayer electrode body is 15 or more.

積層電極体における正極板の積層枚数が15以上となると、セパレータのずれや捲れが特に生じ易くなるため、保護層を形成することによる効果が特に発揮される。   When the number of stacked positive electrode plates in the laminated electrode body is 15 or more, the separator is liable to be displaced or twisted, so that the effect of forming the protective layer is particularly exerted.

前記保護層が形成されている正極リードまたは負極リードの幅が30mm以上であることが望ましい。   The width of the positive electrode lead or negative electrode lead on which the protective layer is formed is desirably 30 mm or more.

保護層が形成されている正極リードまたは負極リードの幅が30mm以上となると、セパレータのずれや捲れが特に生じ易くなるため、保護層を形成することによる効果が特に発揮される。   When the width of the positive electrode lead or the negative electrode lead on which the protective layer is formed is 30 mm or more, the separator is liable to be displaced or twisted, so that the effect of forming the protective layer is particularly exerted.

前記保護層が、前記セパレータの端部よりも外部まで突出するように形成されていることが望ましい。   It is desirable that the protective layer is formed so as to protrude from the end of the separator to the outside.

上記構成によれば、例えば一方の電極(例えば負極板)がずれてセパレータよりも外側まではみ出した場合でも、保護層の突出部により、この一方の電極と他方の電極(例えば正極板)とが直接的に接触することを防止することができる。またこの保護層の突出部を形成しておくことで、一方の電極(例えば負極板)がずれた場合に備えてセパレータの寸法を余分に大きくとるといったことも不要となる。   According to the above configuration, for example, even when one electrode (for example, the negative electrode plate) is displaced and protrudes to the outside of the separator, the one electrode and the other electrode (for example, the positive electrode plate) are separated by the protruding portion of the protective layer. Direct contact can be prevented. Further, by forming the protruding portion of the protective layer, it is not necessary to increase the size of the separator in preparation for the case where one electrode (for example, the negative electrode plate) is displaced.

前記保護層の突出部は、電池寸法等にもよるが、セパレータよりも外側へ2〜6mm程度突出していることが望ましい。   The protruding portion of the protective layer preferably protrudes about 2 to 6 mm outward from the separator, although it depends on the battery size and the like.

前記保護層における前記正極活物質層ないし負極活物質層に対向する側と反対側の端縁が、前記正極活物質層ないし負極活物質層の端縁と平行となっていることが望ましい。   It is desirable that an edge of the protective layer opposite to the side facing the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer is parallel to an edge of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer.

上記構成によれば、正極板および負極板をセパレータを介して積層する際、特に正極板ないし負極板を袋状セパレータに収容した際に、セパレータの端縁と保護層の端縁とが平行になっているか否かを確認することで、正極板ないし負極板とセパレータとが誤って互いに傾いた体勢となった場合にこれを容易に検知することができる。   According to the above configuration, when the positive electrode plate and the negative electrode plate are laminated via the separator, particularly when the positive electrode plate or the negative electrode plate is accommodated in the bag-like separator, the edge of the separator and the edge of the protective layer are parallel to each other. By checking whether or not the positive electrode plate or the negative electrode plate and the separator are erroneously inclined to each other, this can be easily detected.

さらに、保護層に前記突出部が形成されている場合に、該突出部の端縁(突出端縁)が、前記正極活物質層ないし負極活物質層の端縁と平行となっているようにすると、セパレータの端縁よりも外部に突出した位置にある保護層の端縁によって平行状態をみることができるので、確認がしやすい。   Further, when the protrusion is formed on the protective layer, the edge of the protrusion (projection edge) is parallel to the edge of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer. Then, since a parallel state can be seen by the edge of the protective layer at a position protruding outward from the edge of the separator, confirmation is easy.

また、上記目的を達成する為に、本発明に係る積層式電池の製造方法は、
正極集電体上に正極活物質層が形成された正極板と、負極集電体上に負極活物質層が形成された負極板とが、セパレータを介して積層されてなる積層電極体を備え、前記正極板および前記負極板が、それぞれ辺縁部から突出する正極リードおよび負極リードを有する積層式電池の製造方法であって、
前記正極リードおよび前記負極リードの少なくとも一方において、正極活物質層ないし負極活物質層に隣接する部位に、光硬化性樹脂を塗布し、ついで光を照射し、該光硬化性樹脂を硬化させて、保護層を形成する工程を有することを特徴とするものである。
In addition, in order to achieve the above object, a method for manufacturing a stacked battery according to the present invention includes:
Provided is a laminated electrode body in which a positive electrode plate having a positive electrode active material layer formed on a positive electrode current collector and a negative electrode plate having a negative electrode active material layer formed on a negative electrode current collector are laminated via a separator. The positive electrode plate and the negative electrode plate are each a manufacturing method of a laminated battery having a positive electrode lead and a negative electrode lead protruding from the edge portion, respectively.
In at least one of the positive electrode lead and the negative electrode lead, a photocurable resin is applied to a portion adjacent to the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer, and then irradiated with light to cure the photocurable resin. And a step of forming a protective layer.

上記本発明の構成によれば、保護層を形成することにより、正極リードないし負極リードにおける急激な短絡の発生を効果的に防止することが可能な積層式電池を得ることができる。しかもこのとき、光硬化性樹脂を塗布し、光を照射して該光硬化性樹脂を硬化させることにより保護層を形成するので、樹脂を短時間に硬化させて保護層を形成することができ、従って、長時間の乾燥工程を行う場合に比して、保護層を容易に形成することができて製造コストも低減することができる。   According to the configuration of the present invention, it is possible to obtain a stacked battery capable of effectively preventing the occurrence of a sudden short circuit in the positive electrode lead or the negative electrode lead by forming the protective layer. In addition, at this time, a protective layer is formed by applying a photocurable resin and irradiating light to cure the photocurable resin. Therefore, the protective layer can be formed by curing the resin in a short time. Therefore, the protective layer can be easily formed and the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where a long drying process is performed.

前記保護層を、当該保護層が形成されている正極リードまたは負極リードよりも電子伝導性が低く、かつ非絶縁性のものとすることが望ましい。   It is desirable that the protective layer has an electron conductivity lower than that of the positive electrode lead or the negative electrode lead on which the protective layer is formed and is non-insulating.

これは、前述と同様の理由による。   This is for the same reason as described above.

前記保護層を、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、脂環式エポキシ樹脂、およびポリエステルビニルエーテル樹脂の少なくとも一種を含有して構成されているものとすることが望ましい。   The protective layer is preferably configured to contain at least one of an epoxy acrylate resin, a urethane acrylate resin, an alicyclic epoxy resin, and a polyester vinyl ether resin.

これは、前述と同様の理由による。   This is for the same reason as described above.

前記保護層の電気抵抗率を7.5〜150Ω・mとすることが望ましい。   The protective layer preferably has an electrical resistivity of 7.5 to 150 Ω · m.

これは、前述と同様の理由による。   This is for the same reason as described above.

前記保護層の厚みを5〜40μm、より好適には5〜25μmとすることが望ましい。   The thickness of the protective layer is preferably 5 to 40 μm, more preferably 5 to 25 μm.

これは、前述と同様の理由による。   This is for the same reason as described above.

前記保護層の抵抗値を0.5〜10Ωとすることが望ましい。   The resistance value of the protective layer is preferably 0.5 to 10Ω.

これは、前述と同様の理由による。   This is for the same reason as described above.

前記保護層を形成する工程において、前記光硬化性樹脂を、前記正極リードないし前記負極リードから、前記正極活物質層上ないし前記負極活物質層上にかけて塗布し、前記正極活物質層上ないし前記負極活物質層上に塗布した前記光硬化性樹脂が前記正極活物質層中ないし前記負極活物質層中に染み込んだ後、前記光硬化性樹脂を塗布した領域に光を照射し、前記光硬化性樹脂を硬化させることができる。   In the step of forming the protective layer, the photocurable resin is applied from the positive electrode lead or the negative electrode lead to the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer, and the positive electrode active material layer or the After the photocurable resin applied on the negative electrode active material layer has soaked into the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer, the photocurable resin is irradiated with light to irradiate the photocurable resin layer. The functional resin can be cured.

これは、前述と同様の理由による。ここで、活物質層上に塗布した光硬化性樹脂の全てが活物質層中に染み込む必要はなく、活物質層上に形成される保護層の厚みがリード上に形成される保護層の厚みの1/3以下、より好ましくは1/5以下、さらに好ましくは1/10以下となるようにすればよい。なお、活物質層中に染み込んだ光硬化性樹脂も光の照射により、活物質層中において硬化する。   This is for the same reason as described above. Here, it is not necessary for all of the photocurable resin applied on the active material layer to penetrate into the active material layer, and the thickness of the protective layer formed on the active material layer is the thickness of the protective layer formed on the lead. Of 1/3 or less, more preferably 1/5 or less, and still more preferably 1/10 or less. Note that the photocurable resin soaked in the active material layer is also cured in the active material layer by light irradiation.

前記正極活物質層ないし負極活物質層と前記保護層との間に隙間を形成することができる。   A gap can be formed between the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer and the protective layer.

これは、前述と同様の理由による。   This is for the same reason as described above.

前記正極活物質層ないし負極活物質層と前記保護層との間の隙間を、0.3〜0.8mm程度、より好適には0.3〜0.5mm程度とすることが望ましい。   The gap between the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer and the protective layer is preferably about 0.3 to 0.8 mm, more preferably about 0.3 to 0.5 mm.

これは、前述と同様の理由による。   This is for the same reason as described above.

前記光硬化性樹脂をインクジェット方式により塗布することが望ましい。   It is desirable to apply the photocurable resin by an inkjet method.

光硬化性樹脂の塗布をインクジェット方式により行うことで、正極リードないし負極リード上に薄くかつ均一な保護層を精度よく形成することができる。従って、厚みが薄い保護層を形成する場合や、あるいは正極活物質層ないし負極活物質層と保護層との間に隙間を形成する場合に特に有利である。また、光硬化性樹脂を薄く塗布することができることから、所望の半導電性を有する保護層を形成しやすい。   By applying the photocurable resin by an ink jet method, a thin and uniform protective layer can be accurately formed on the positive electrode lead or the negative electrode lead. Therefore, it is particularly advantageous when a protective layer having a small thickness is formed, or when a gap is formed between the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer and the protective layer. Moreover, since a photocurable resin can be applied thinly, it is easy to form a protective layer having a desired semiconductivity.

本発明によれば、積層式電池において、保護層の形成により短絡、あるいは急激な短絡の発生を効果的に防止することができるとともに、保護層を容易に形成することができて製造コストを低減することができる。   According to the present invention, it is possible to effectively prevent occurrence of a short circuit or a sudden short circuit by forming a protective layer in a stacked battery, and it is possible to easily form a protective layer and reduce manufacturing costs. can do.

本発明の積層式電池の一部を示す図であって、同図(a)は正極板の平面図、同図(b)はセパレータの平面図、同図(c)は正極板が内部に配置された袋状セパレータを示す平面図である。It is a figure which shows a part of laminated battery of this invention, Comprising: The same figure (a) is a top view of a positive electrode plate, the same figure (b) is a top view of a separator, The same figure (c) is a positive electrode plate inside. It is a top view which shows the bag-shaped separator arrange | positioned. 本発明の積層式電池に用いる負極板の平面図である。It is a top view of the negative electrode plate used for the laminated battery of this invention. 正極リードに光硬化性樹脂を塗布した状況を示す平面図である。It is a top view which shows the condition which apply | coated the photocurable resin to the positive electrode lead. 光硬化性樹脂を硬化させて保護層(半導電層)とした状況を示す平面図である。It is a top view which shows the condition which hardened photocurable resin and was used as the protective layer (semiconductive layer). 保護層の抵抗値を測定する方法を摸式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of measuring the resistance value of a protective layer. 正極活物質層と保護層との間に隙間を設けた正極板の一例を示す部分平面図である。It is a fragmentary top view which shows an example of the positive electrode plate which provided the clearance gap between the positive electrode active material layer and the protective layer. 本発明の積層式電池に用いる正極板が内部に配置された袋状セパレータを示す平面図である。It is a top view which shows the bag-shaped separator by which the positive electrode plate used for the laminated battery of this invention was arrange | positioned inside. 本発明の積層式電池に用いる積層電極体の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the laminated electrode body used for the laminated battery of this invention. 本発明の積層式電池に用いる積層電極体の平面図である。It is a top view of the laminated electrode body used for the laminated battery of this invention. 正負極リードと正負極集電端子とを接合した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which joined the positive / negative electrode lead and the positive / negative current collector terminal. 積層電極体を収容したラミネート外装体の斜視図である。It is a perspective view of the laminated exterior body which accommodated the laminated electrode body. 本発明の変形例1における正極リード上及び正極活物質層上に光硬化性樹脂を塗布した状況を示す平面図である。It is a top view which shows the condition where the photocurable resin was apply | coated on the positive electrode lead and positive electrode active material layer in the modification 1 of this invention. 図12のX−Xに沿った断面図であり、図13(a)は、光硬化性樹脂を塗布した直後の状態を示すものであり、図13(b)は、光硬化性樹脂が正極活物質層中に染み込んだ状態を示すものである。It is sectional drawing along XX of FIG. 12, FIG. 13 (a) shows the state immediately after apply | coating photocurable resin, FIG.13 (b) shows that photocurable resin is a positive electrode. It shows a state of being soaked in the active material layer. 本発明の変形例2における光硬化性樹脂を塗布する前の正極板の平面図である。It is a top view of the positive electrode plate before apply | coating the photocurable resin in the modification 2 of this invention. 本発明の変形例2における光硬化性樹脂を塗布した後の正極板の平面図である。It is a top view of the positive electrode plate after apply | coating the photocurable resin in the modification 2 of this invention.

以下、本発明を図面を参照しながら更に詳細に説明するが、本発明は以下の最良の形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能なものである。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following best modes, and can be implemented with appropriate modifications without departing from the spirit of the present invention. It is a thing.

〔正極板の作製〕
正極活物質としてのLiCoOを90質量%と、導電剤としてのカーボンブラックを5質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を5質量%と、溶剤としてのNMP溶液とを混合して正極用スラリーを調製した。この正極用スラリーを、正極集電体としてのアルミニウム箔(厚み:15μm)の両面に塗布した。その後、加熱することにより溶剤を乾燥して除去し、ローラーで厚み0.1mmにまで圧縮した後、図1(a)に示すように、幅L1=85mm、高さL2=85mmになるように切断して、アルミニウム箔の両面に正極活物質層1aを有する正極板1を作製した。この際、正極板1における幅L1方向に延びる一辺の一方端部(図1(a)では左端部)から幅L3=30mm、高さL4=20mmの正極活物質層1aが形成されていないアルミニウム箔を延出させて正極リード11とした。
[Preparation of positive electrode plate]
Mixing 90% by mass of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 5% by mass of carbon black as a conductive agent, 5% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and an NMP solution as a solvent Thus, a positive electrode slurry was prepared. This positive electrode slurry was applied to both surfaces of an aluminum foil (thickness: 15 μm) as a positive electrode current collector. Thereafter, the solvent is dried and removed by heating, and after compression to a thickness of 0.1 mm with a roller, the width L1 = 85 mm and the height L2 = 85 mm as shown in FIG. The positive electrode plate 1 which cut | disconnected and has the positive electrode active material layer 1a on both surfaces of aluminum foil was produced. At this time, aluminum in which the positive electrode active material layer 1a having a width L3 = 30 mm and a height L4 = 20 mm from one end portion (left end portion in FIG. 1A) extending in the width L1 direction of the positive electrode plate 1 is not formed. The foil was extended to form a positive electrode lead 11.

〔負極板の作製〕
負極活物質としての黒鉛粉末を95質量%と、結着剤としてのPVdFを5質量%と、溶剤としてのNMP溶液とを混合して負極用スラリーを調製した。この負極用スラリーを負極集電体としての銅箔(厚み:10μm)の両面に塗布した。その後、乾燥することにより溶剤を除去し、ローラーで厚み0.08mmにまで圧縮した後、図2に示すように、幅L7=90mm、高さL8=90mmになるように切断して、銅箔の両面に負極活物質層2aを有する負極板2を作製した。この際、負極板2の幅方向に延びる一辺において上記正極板1の正極リード11形成側端部と反対側となる端部(図2では右端部)から幅L9=30mm、高さL10=20mmの負極活物質層2aが形成されていない銅箔を延出させて負極リード12とした。
(Production of negative electrode plate)
A negative electrode slurry was prepared by mixing 95% by mass of graphite powder as a negative electrode active material, 5% by mass of PVdF as a binder, and an NMP solution as a solvent. This negative electrode slurry was applied to both sides of a copper foil (thickness: 10 μm) as a negative electrode current collector. Thereafter, the solvent is removed by drying, and after compressing to a thickness of 0.08 mm with a roller, as shown in FIG. 2, it is cut so as to have a width L7 = 90 mm and a height L8 = 90 mm. The negative electrode plate 2 which has the negative electrode active material layer 2a on both surfaces was produced. At this time, the width L9 = 30 mm and the height L10 = 20 mm from the end (right end in FIG. 2) opposite to the positive electrode lead 11 formation side end of the positive electrode plate 1 on one side extending in the width direction of the negative electrode plate 2. A copper foil in which the negative electrode active material layer 2a was not formed was extended to form a negative electrode lead 12.

〔保護層の形成〕
図3に示すように、正極板1の正極リード11における基端部(根元部分)の両面に、即ち、正極リード11の両面において正極活物質層1aの形成部と未形成部との境界(図3では正極板1の正極リード11形成側端縁である上端縁の延長線)に沿って外側に、横幅L3=30mm、高さ(縦寸法)L11=5mmとなるように紫外線硬化性樹脂13Pをインクジェット方式により塗布した。紫外線硬化性樹脂13Pとしては、脂環式エポキシ樹脂を用いた。
(Formation of protective layer)
As shown in FIG. 3, on both surfaces of the base end portion (root portion) of the positive electrode lead 11 of the positive electrode plate 1, that is, on both surfaces of the positive electrode lead 11, In FIG. 3, an ultraviolet curable resin is formed so that the lateral width L3 = 30 mm and the height (vertical dimension) L11 = 5 mm outward along the positive electrode lead 11 formation side edge of the positive electrode plate 1. 13P was applied by an inkjet method. An alicyclic epoxy resin was used as the ultraviolet curable resin 13P.

この後、正極リード11に塗布した紫外線硬化性樹脂13Pに高圧水銀灯により紫外線を照射して硬化させ、これにより図4に示すように保護層(半導電層)13Aとした。硬化条件は、紫外線照度130mW/cm、照射時間10秒(露光量1300mJ/cm)とし、これを正極リード11の両面に対して実施した。硬化後の厚み即ち保護層13Aの厚みは片面で10μmとなるようにした。 Thereafter, the ultraviolet curable resin 13P applied to the positive electrode lead 11 was cured by irradiating ultraviolet rays with a high-pressure mercury lamp, thereby forming a protective layer (semiconductive layer) 13A as shown in FIG. The curing conditions were an ultraviolet illuminance of 130 mW / cm 2 and an irradiation time of 10 seconds (exposure amount 1300 mJ / cm 2 ). The thickness after curing, that is, the thickness of the protective layer 13A was set to 10 μm on one side.

〔保護層の抵抗値測定〕
図5に摸式的に示すように、正極板1の正極リード11に形成された保護層13Aの上に、アルミニウム箔34を重ね合わせ、この重ね合わせ部分を両面側から2枚のガラス板35、35で挟んでクリップ(図示省略)で固定した。ここで、アルミニウム箔34が保護層13Aの上面の全面に接するようにした。ついで、正極板1(正極リード11)およびアルミニウム箔34に接続したテスタ36により、正極板1(正極リード11)とアルミニウム箔34との間の抵抗値を測定した。この結果、片面の保護層13Aの抵抗値は5Ωであることが確認された。
[Measurement of resistance value of protective layer]
As schematically shown in FIG. 5, an aluminum foil 34 is overlaid on the protective layer 13 </ b> A formed on the positive electrode lead 11 of the positive electrode plate 1, and this overlapped portion is formed from two glass plates 35 from both sides. , 35 and fixed with clips (not shown). Here, the aluminum foil 34 was in contact with the entire upper surface of the protective layer 13A. Subsequently, the resistance value between the positive electrode plate 1 (positive electrode lead 11) and the aluminum foil 34 was measured by a tester 36 connected to the positive electrode plate 1 (positive electrode lead 11) and the aluminum foil 34. As a result, it was confirmed that the resistance value of the protective layer 13A on one side was 5Ω.

〔別態様による正極板の作製〕
また一方、図6に示すように、正極活物質層1aと保護層13Bとの間に隙間S1=0.5mmを設けるようにした以外は全て上述の正極板1の場合と同様にして、別の態様に係る正極板1Dを作製した。
[Production of positive electrode plate according to another embodiment]
On the other hand, as shown in FIG. 6, except that the gap S1 = 0.5 mm is provided between the positive electrode active material layer 1a and the protective layer 13B, all the same as in the case of the positive electrode plate 1 described above, A positive electrode plate 1D according to the embodiment was prepared.

〔正極板が内部に配置された袋状セパレータの作製〕
図1(b)に示すように、幅L5=90mmおよび高さL6=90mmを有する2枚の方形状のポリプロピレン(PP)製のセパレータ3a(厚み30μm)の間に正極板1を配置した後、図1(c)に示すように、セパレータ3aの4辺(周縁部;正極リード11延出部を除く)を熱溶着して接合することにより各辺にそれぞれ沿って延びる接合部4を形成し、正極板1が内部に収納・配置された袋状セパレータ3を作製した。
[Production of bag-shaped separator with positive electrode plate arranged inside]
After arranging the positive electrode plate 1 between two rectangular polypropylene (PP) separators 3a (thickness 30 μm) having a width L5 = 90 mm and a height L6 = 90 mm as shown in FIG. As shown in FIG. 1 (c), the four sides (peripheral portion; excluding the positive electrode lead 11 extending portion) of the separator 3a are thermally welded and joined to form the joint portions 4 extending along the respective sides. Then, a bag-like separator 3 in which the positive electrode plate 1 was housed and arranged was produced.

このとき、図7にも示すように、セパレータ3aの接合部4は断続的に(間隔をおいて複数が列状に連なるように)形成するようにし、該接合部4の接合領域の割合は50%とした。   At this time, as shown also in FIG. 7, the joining portions 4 of the separator 3 a are formed intermittently (so that a plurality are connected in a row at intervals), and the proportion of the joining regions of the joining portions 4 is as follows. 50%.

またこのとき、図7に示すように、保護層13Aは、セパレータ3aよりも外側(図7では上方)へL12=2.5mm突出するので、これにより突出部13Eが形成されている。さらにこのとき、該突出部13Eの端縁(突出端縁)E1が、正極板1における正極活物質層1aの正極リード11側端縁(図7では上側端縁)E2と平行となるようにし、セパレータ3aの間に正極板1を配置して袋状セパレータ3を作製する際に、セパレータ3aにおける正極リード11に対向する端縁(図7では上側端縁)E3と突出部13Eの端縁E1とが平行になっているか否かを確認することで、正極板1とセパレータ3aとが互いに傾いておらず正しく配置されているか否かを確認するようにした。   At this time, as shown in FIG. 7, the protective layer 13A protrudes L12 = 2.5 mm outward from the separator 3a (upward in FIG. 7), thereby forming a protruding portion 13E. Further, at this time, the edge (projection edge) E1 of the protrusion 13E is parallel to the positive electrode lead 11 side edge (upper edge in FIG. 7) E2 of the positive electrode active material layer 1a in the positive electrode plate 1. When the positive electrode plate 1 is disposed between the separators 3a to produce the bag-shaped separator 3, the edge (upper edge in FIG. 7) E3 and the edge of the protrusion 13E in the separator 3a. By confirming whether or not E1 is parallel, it is confirmed whether or not the positive electrode plate 1 and the separator 3a are correctly arranged without being inclined with respect to each other.

〔積層電極体の作製〕
上記正極板1が内部に配置された袋状セパレータ3を35枚、負極板2を36枚調製し、図8に示すように、該袋状セパレータ3と負極板2とを交互に積層した。その際、積層方向における両端部に負極板2が位置するようにした。ついで、図9に示すように、この積層体の両端面を形状保持のための絶縁テープ26で接続して、積層電極体10を得た。
(Production of laminated electrode body)
Thirty-five bag-like separators 3 and 36 negative-electrode plates 2 with the positive electrode plate 1 disposed therein were prepared, and the bag-like separators 3 and the negative electrode plates 2 were alternately laminated as shown in FIG. At that time, the negative electrode plate 2 was positioned at both ends in the stacking direction. Next, as shown in FIG. 9, both end surfaces of this laminate were connected with an insulating tape 26 for maintaining the shape to obtain a laminate electrode assembly 10.

〔集電端子の溶接〕
図10に示すように、正極リード11および負極リード12のそれぞれの延出端部に、幅30mm、厚み0.4mmのアルミニウム板よりなる正極集電端子15ならびに幅30mm、厚み0.4mmの銅板よりなる負極集電端子16を、それぞれ超音波溶接法により溶接点14で溶接して接合した。
[Welding of current collector terminal]
As shown in FIG. 10, a positive electrode current collecting terminal 15 made of an aluminum plate having a width of 30 mm and a thickness of 0.4 mm and a copper plate having a width of 30 mm and a thickness of 0.4 mm are provided at the extended ends of the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12. Each of the negative electrode current collecting terminals 16 formed by welding was welded and joined at a welding point 14 by an ultrasonic welding method.

なお、図10およびその他の図面に示す参照符号31は、後述する外装体18を熱封止する際の密閉性を確保するために正負極集電端子15、16にそれぞれ幅方向に沿って帯状に固着するように成形された樹脂封止材(糊材)を指示する。   Note that reference numeral 31 shown in FIG. 10 and other drawings is a belt-like shape along the width direction of the positive and negative current collecting terminals 15 and 16 in order to ensure hermeticity when heat-sealing an exterior body 18 to be described later. The resin sealing material (glue material) molded so as to be fixed to is indicated.

〔外装体への封入〕
図11に示すように、あらかじめ電極体が収納できるように成形したラミネートフィルム17で構成した外装体18に、上記積層電極体10を挿入し、正極集電端子15および負極集電端子16のみが外装体18より外部に突出するよう正極集電端子15および負極集電端子16がある辺以外の3辺の内、1辺を残して、3辺を熱融着した。
[Encapsulation in exterior body]
As shown in FIG. 11, the laminated electrode body 10 is inserted into an exterior body 18 composed of a laminate film 17 that has been previously molded so that the electrode body can be accommodated, and only the positive electrode current collector terminal 15 and the negative electrode current collector terminal 16 are present. Of the three sides other than the side where the positive electrode current collecting terminal 15 and the negative electrode current collecting terminal 16 are projected from the exterior body 18, three sides were heat-sealed except for one side.

〔電解液の封入、密封化〕
上記外装体18の熱溶着していない1辺から、エチレンカーボネート(EC)とメチルエチルカーボネート(MEC)とが体積比で30:70の割合で混合された混合溶媒に、LiPFが1M(モル/リットル)の割合で溶解された電解液を注入し、最後に熱溶着していない1辺を熱溶着することにより電池を作製した。
[Encapsulation and sealing of electrolyte]
LiPF 6 is 1M (moles) in a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and methyl ethyl carbonate (MEC) are mixed at a volume ratio of 30:70 from one side where the outer package 18 is not thermally welded. The battery was fabricated by injecting an electrolytic solution dissolved at a ratio of 1 / liter) and finally thermally welding one side that was not thermally welded.

〔変形例1〕
保護層を、リードから活物質層上にかけて形成し、活物質層上に形成された保護層の厚みが、リード上に形成された保護層の厚みよるも小さく、保護層を構成する光硬化性樹脂が活物質層の空隙内で硬化している形態について説明する。正極側及び負極側のいずれか一方又は、両方について適用可能であるが、正極側を用いて説明する。
[Modification 1]
A protective layer is formed from the lead to the active material layer, and the thickness of the protective layer formed on the active material layer is smaller than the thickness of the protective layer formed on the lead, and the photo-curing property constituting the protective layer A mode in which the resin is cured in the voids of the active material layer will be described. Although it is applicable to either one or both of the positive electrode side and the negative electrode side, description will be made using the positive electrode side.

図12及び図13に示すように、正極板1の正極リード11における基端部(根元部分)から正極活物質層1a上にかけて紫外線硬化性樹脂13Pをインクジェット方式により塗布した。ここで、紫外線硬化性13Pを正極リード11の両面において正極活物質層1aの形成部と未形成部との境界に沿って、横幅L3=30mm、高さ(縦寸法)L13=6mm(正極リード11上は3mm、正極活物質層1a上は3mm)となるように塗布した。紫外線硬化性樹脂13Pとしては、ウレタンアクリレート樹脂を用いた。また、紫外線硬化性樹脂13Pを正極活物質層1aに染み込ませるために、塗布時の紫外線硬化性樹脂13Pの粘度を1000cpsとし、正極活物質層の密度を3.20g/cmとした。 As shown in FIGS. 12 and 13, an ultraviolet curable resin 13 </ b> P was applied from the base end portion (root portion) of the positive electrode lead 11 of the positive electrode plate 1 to the positive electrode active material layer 1 a by an inkjet method. Here, the UV curable 13P is formed on both surfaces of the positive electrode lead 11 along the boundary between the formed part and the non-formed part of the positive electrode active material layer 1a, the width L3 = 30 mm, and the height (vertical dimension) L13 = 6 mm (positive electrode lead). 11 is 3 mm, and the positive electrode active material layer 1 a is 3 mm). A urethane acrylate resin was used as the ultraviolet curable resin 13P. Further, in order to soak the ultraviolet curable resin 13P into the positive electrode active material layer 1a, the viscosity of the ultraviolet curable resin 13P during application was set to 1000 cps, and the density of the positive electrode active material layer was set to 3.20 g / cm 3 .

図13(a)に示すように、紫外線硬化性樹脂13Pは正極リード11から正極活物質層1a上にかけて塗布され、図13(b)に示すように、正極活物質層1a上に塗布された紫外線硬化性樹脂13Pは正極活物質層1a中に染み込む。なお、図13(b)において、13P´は正極活物質層1aに染み込んだ紫外線硬化性樹脂を示す。その後、紫外線硬化性樹脂13Pを塗布した領域、及び正極活物質層1aにおいて紫外線硬化性樹脂13P´が存在する領域に高圧水銀灯により紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂13P、13P´を硬化させた。硬化条件は、紫外線照度130mW/cm、照射時間10秒(露光量1300mJ/cm)とし、これを正極板1の両面に対して実施した。硬化後のリード上に形成された保護層の厚みは10μmであり、硬化後の正極活物質層1a上に形成された保護層の厚みは3μmであった。また、硬化後、紫外線硬化性樹脂が活物質内部で硬化していることを走査型電子顕微鏡(SEM)により確認した。このようにして作製した正極板を用いて、上述の方法で積層式電池を作製することができる。 As shown in FIG. 13A, the ultraviolet curable resin 13P was applied from the positive electrode lead 11 to the positive electrode active material layer 1a, and as shown in FIG. 13B, the ultraviolet curable resin 13P was applied on the positive electrode active material layer 1a. The ultraviolet curable resin 13P penetrates into the positive electrode active material layer 1a. In FIG. 13B, 13P ′ indicates an ultraviolet curable resin soaked in the positive electrode active material layer 1a. Thereafter, the ultraviolet curable resins 13P and 13P ′ were cured by irradiating the region where the ultraviolet curable resin 13P was applied and the region where the ultraviolet curable resin 13P ′ was present in the positive electrode active material layer 1a with a high pressure mercury lamp. . The curing conditions were an ultraviolet illuminance of 130 mW / cm 2 and an irradiation time of 10 seconds (exposure amount 1300 mJ / cm 2 ). The thickness of the protective layer formed on the lead after curing was 10 μm, and the thickness of the protective layer formed on the positive electrode active material layer 1a after curing was 3 μm. Further, after curing, it was confirmed by a scanning electron microscope (SEM) that the ultraviolet curable resin was cured inside the active material. Using the positive electrode plate thus produced, a stacked battery can be produced by the above-described method.

〔変形例2〕
図14に示すように、正極活物質層1aを正極リード11の領域まで形成するようにし、その後、図15に示すように変形例1と同様の方法で紫外線硬化性13Pを塗布し硬化させて保護層を設けることができる。このような構成とすると、電池容量を低下させることなく、保護層と活物質層の間に隙間が生じることを防止でき、より安全性の高い積層式電池が得られる。なお、図14および図15におけるKは、正極活物質層1aの形成部と未形成部との境界線を示す。
[Modification 2]
As shown in FIG. 14, the positive electrode active material layer 1a is formed up to the region of the positive electrode lead 11, and then UV curable 13P is applied and cured in the same manner as in the first modification as shown in FIG. A protective layer can be provided. With such a configuration, it is possible to prevent a gap from being formed between the protective layer and the active material layer without reducing the battery capacity, and a more safe stacked battery can be obtained. 14 and 15, K represents a boundary line between the formed part and the unformed part of the positive electrode active material layer 1a.

〔その他の事項〕
(1)上記実施形態においては、方形状の正負極板1、2およびセパレータ3aを積層してなる積層電極体10をラミネート外装体18に封入して角形の外形となるように構成された角型の積層式電池が作製されていたが、外装体としては、電池缶等を用いるようにしてもよい。
[Other matters]
(1) In the above-described embodiment, a corner configured to form a rectangular outer shape by enclosing the laminated electrode body 10 formed by laminating the square positive and negative electrode plates 1 and 2 and the separator 3a in the laminate exterior body 18. Although a stacked battery of a type has been produced, a battery can or the like may be used as the outer package.

(2)上記実施形態においては、袋状セパレータ3の接合部4が熱溶着により形成されているが、接合部における接合方法としては熱溶着以外にも、例えば超音波溶着や、接着剤による接合などを用いるようにしてもよい。 (2) In the above embodiment, the joining portion 4 of the bag-like separator 3 is formed by thermal welding. However, as a joining method in the joining portion, in addition to thermal welding, for example, ultrasonic welding or joining by an adhesive is used. Etc. may be used.

(3)上記実施形態においては、袋状セパレータ3に正極板1が収納された構成となっていたが、袋状セパレータに負極板が収納された構成としてもよい。ただし、通常は負極板が正極板よりも大きい寸法に調製されることから、袋状セパレータに正極板が収納された構成とするほうが、省スペースの観点から望ましい。 (3) In the above-described embodiment, the positive electrode plate 1 is housed in the bag-shaped separator 3, but the negative electrode plate may be housed in the bag-shaped separator. However, since the negative electrode plate is usually prepared with a size larger than that of the positive electrode plate, it is desirable from the viewpoint of space saving that the positive electrode plate is accommodated in a bag-like separator.

(4)上記実施形態においては、袋状セパレータ3が、2枚のセパレータ3aの4辺(周縁部)を接合することにより袋状に構成されていたが、例えばこれにかえて、1枚のセパレータを折り曲げ、折り曲げ部以外の3辺(周縁部)を接合することにより袋状に構成するようにしてもよい。 (4) In the above embodiment, the bag-shaped separator 3 is configured in a bag shape by joining the four sides (peripheral portions) of the two separators 3a. You may make it comprise in a bag shape by bend | folding a separator and joining 3 sides (peripheral part) other than a bending part.

(5)正極活物質としては、上記コバルト酸リチウムに限定されるものではなく、コバルト−ニッケル−マンガン、アルミニウム−ニッケル−マンガン、アルミニウム−ニッケル−コバルト等のコバルト、ニッケル或いはマンガンを含むリチウム複合酸化物や、スピネル型マンガン酸リチウム等でも構わない。 (5) The positive electrode active material is not limited to the above-described lithium cobalt oxide, and lithium composite oxide containing cobalt such as cobalt-nickel-manganese, aluminum-nickel-manganese, aluminum-nickel-cobalt, nickel, or manganese. Or a spinel type lithium manganate may be used.

(6)負極活物質としては、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛以外にも、グラファイト・コークス・酸化スズ・金属リチウム・珪素・及びそれらの混合物等、リチウムイオンを挿入脱離できうるものであれば構わない。 (6) As the negative electrode active material, in addition to graphite such as natural graphite and artificial graphite, graphite, coke, tin oxide, metal lithium, silicon, and a mixture thereof can be used to insert and desorb lithium ions. It doesn't matter.

(7)電解液としても特に本実施例で示したものに限定されるものではなく、支持塩としては例えばLiBF、LiPF、LiN(SOCF、LiN(SO、LiPF6―x(C2n+1[但し、1<x<6、n=1又は2]等が挙げられ、これらの1種もしくは2種以上を混合して使用できる。支持塩の濃度は特に限定されないが、電解液1リットル当り0.8〜1.8モルが望ましい。また、溶媒種としては上記ECやMEC以外にも、プロピレンカーボネート(PC)、γ−ブチロラクトン(GBL)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)等のカーボネート系溶媒が好ましく、更に好ましくは環状カーボネートと鎖状カーボネートの組合せが望ましい。 (7) The electrolyte solution is not particularly limited to that shown in the present embodiment, and examples of the supporting salt include LiBF 4 , LiPF 6 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , and LiN (SO 2 C 2 F). 5 ) 2 , LiPF 6-x (C n F 2n + 1 ) x [where 1 <x <6, n = 1 or 2] and the like can be used, and one or more of these can be used in combination. The concentration of the supporting salt is not particularly limited, but is preferably 0.8 to 1.8 mol per liter of the electrolyte. In addition to the above EC and MEC, the solvent species include carbonate solvents such as propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone (GBL), ethyl methyl carbonate (EMC), dimethyl carbonate (DMC), and diethyl carbonate (DEC). More preferably, a combination of a cyclic carbonate and a chain carbonate is desirable.

本発明は、例えばロボットや電気自動車等に搭載される動力、バックアップ電源などの高出力用途の電源(例えば大容量の角型電池等)に好適に適用することができ、またこれ以外にも広汎な用途に適用することが可能である。   The present invention can be suitably applied to, for example, a power source mounted on a robot or an electric vehicle, a power source for high output such as a backup power source (for example, a large-capacity prismatic battery, etc.). It is possible to apply to various uses.

1:正極板
1a:正極活物質層
11:正極リード
13A:保護層
3a:セパレータ
1: Positive electrode plate 1a: Positive electrode active material layer 11: Positive electrode lead 13A: Protective layer 3a: Separator

Claims (17)

正極集電体上に正極活物質層が形成された正極板と、負極集電体上に負極活物質層が形成された負極板とが、セパレータを介して積層されてなる積層電極体を備え、前記正極板および前記負極板が、それぞれ辺縁部から突出する正極リードおよび負極リードを有する積層式電池であって、
前記正極リードおよび前記負極リードの少なくとも一方において、正極活物質層ないし負極活物質層に隣接する部位に、光硬化性樹脂よりなる保護層が形成されていることを特徴とする積層式電池。
Provided is a laminated electrode body in which a positive electrode plate having a positive electrode active material layer formed on a positive electrode current collector and a negative electrode plate having a negative electrode active material layer formed on a negative electrode current collector are laminated via a separator. The positive electrode plate and the negative electrode plate are each a stacked battery having a positive electrode lead and a negative electrode lead protruding from the edge portion, respectively.
A laminated battery, wherein a protective layer made of a photocurable resin is formed in a portion adjacent to the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer in at least one of the positive electrode lead and the negative electrode lead.
前記保護層が、当該保護層が形成されている正極リードまたは負極リードよりも電子伝導性が低く、かつ非絶縁性である、請求項1に記載の積層式電池。   The stacked battery according to claim 1, wherein the protective layer has a lower electronic conductivity than the positive electrode lead or the negative electrode lead on which the protective layer is formed, and is non-insulating. 前記保護層が、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、脂環式エポキシ樹脂、およびポリエステルビニルエーテル樹脂の少なくとも一種を含有して構成されている、請求項1または請求項2に記載の積層式電池。   The stacked battery according to claim 1 or 2, wherein the protective layer includes at least one of an epoxy acrylate resin, a urethane acrylate resin, an alicyclic epoxy resin, and a polyester vinyl ether resin. 前記保護層の電気抵抗率が7.5〜150Ω・mである、請求項2または請求項3に記載の積層式電池。   The stacked battery according to claim 2 or 3, wherein the protective layer has an electrical resistivity of 7.5 to 150 Ω · m. 前記保護層の厚みが5〜40μmである、請求項2から請求項4のいずれかに記載の積層式電池。   The laminated battery according to any one of claims 2 to 4, wherein the protective layer has a thickness of 5 to 40 µm. 前記保護層の抵抗値が0.5〜10Ωである、請求項2から請求項5のいずれかに記載の積層式電池。   The stacked battery according to claim 2, wherein the protective layer has a resistance value of 0.5 to 10Ω. 前記保護層は、前記正極リードないし前記負極リードから、前記正極活物質層上ないし前記負極活物質層上にかけて形成されており、前記正極活物質層上ないし前記負極活物質層上に形成された前記保護層の厚みが、前記正極リード上ないし前記負極リード上に形成された前記保護層の厚みよりも小さく、前記保護層を構成する光硬化性樹脂が前記正極活物質層ないし前記負極活物質層の空隙内で硬化している、請求項1から請求項6のいずれかに記載の積層式電池。   The protective layer is formed from the positive electrode lead or the negative electrode lead to the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer, and is formed on the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer. The thickness of the protective layer is smaller than the thickness of the protective layer formed on the positive electrode lead or the negative electrode lead, and the photocurable resin constituting the protective layer is the positive electrode active material layer or the negative electrode active material. The laminated battery according to any one of claims 1 to 6, which is cured in a void of the layer. 前記正極活物質層ないし負極活物質層と前記保護層との間に0.3〜0.8mmの隙間が形成されている、請求項1から請求項6のいずれかに記載の積層式電池。   The stacked battery according to any one of claims 1 to 6, wherein a gap of 0.3 to 0.8 mm is formed between the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer and the protective layer. 正極集電体上に正極活物質層が形成された正極板と、負極集電体上に負極活物質層が形成された負極板とが、セパレータを介して積層されてなる積層電極体を備え、前記正極板および前記負極板が、それぞれ辺縁部から突出する正極リードおよび負極リードを有する積層式電池の製造方法であって、
前記正極リードおよび前記負極リードの少なくとも一方において、正極活物質層ないし負極活物質層に隣接する部位に、光硬化性樹脂を塗布し、ついで光を照射し、該光硬化性樹脂を硬化させて、保護層を形成する工程を有することを特徴とする積層式電池の製造方法。
Provided is a laminated electrode body in which a positive electrode plate having a positive electrode active material layer formed on a positive electrode current collector and a negative electrode plate having a negative electrode active material layer formed on a negative electrode current collector are laminated via a separator. The positive electrode plate and the negative electrode plate are each a manufacturing method of a laminated battery having a positive electrode lead and a negative electrode lead protruding from the edge portion, respectively.
In at least one of the positive electrode lead and the negative electrode lead, a photocurable resin is applied to a portion adjacent to the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer, and then irradiated with light to cure the photocurable resin. A method for producing a stacked battery, comprising the step of forming a protective layer.
前記保護層を、当該保護層が形成されている正極リードまたは負極リードよりも電子伝導性が低く、かつ非絶縁性のものとする、請求項9に記載の積層式電池の製造方法。   The method for manufacturing a stacked battery according to claim 9, wherein the protective layer has an electron conductivity lower than that of the positive electrode lead or the negative electrode lead on which the protective layer is formed and is non-insulating. 前記保護層を、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、脂環式エポキシ樹脂、およびポリエステルビニルエーテル樹脂の少なくとも一種を含有して構成されているものとする、請求項9または請求項10に記載の積層式電池の製造方法。   The laminated type according to claim 9 or 10, wherein the protective layer includes at least one of an epoxy acrylate resin, a urethane acrylate resin, an alicyclic epoxy resin, and a polyester vinyl ether resin. Battery manufacturing method. 前記保護層の電気抵抗率を7.5〜150Ω・mとする、請求項10または請求項11に記載の積層式電池の製造方法。   The method for manufacturing a stacked battery according to claim 10 or 11, wherein the protective layer has an electrical resistivity of 7.5 to 150 Ω · m. 前記保護層の厚みを5〜40μmとする、請求項10から請求項12のいずれかに記載の積層式電池の製造方法。   The method for manufacturing a stacked battery according to any one of claims 10 to 12, wherein the protective layer has a thickness of 5 to 40 µm. 前記保護層の抵抗値を0.5〜10Ωとする、請求項10から請求項13のいずれかに記載の積層式電池の製造方法。   The method for manufacturing a stacked battery according to claim 10, wherein the protective layer has a resistance value of 0.5 to 10Ω. 前記保護層を形成する工程において、前記光硬化性樹脂を、前記正極リードないし前記負極リードから、前記正極活物質層上ないし前記負極活物質層上にかけて塗布し、前記正極活物質層上ないし前記負極活物質層上に塗布した前記光硬化性樹脂が前記正極活物質層中ないし前記負極活物質層中に染み込んだ後、前記光硬化性樹脂を塗布した領域に光を照射し、前記光硬化性樹脂を硬化させる、請求項9から14のいずれかに記載の積層式電池の製造方法。   In the step of forming the protective layer, the photocurable resin is applied from the positive electrode lead or the negative electrode lead to the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer, and the positive electrode active material layer or the After the photocurable resin applied on the negative electrode active material layer has soaked into the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer, the photocurable resin is irradiated with light to irradiate the photocurable resin layer. The method for manufacturing a laminated battery according to claim 9, wherein the functional resin is cured. 前記正極活物質層ないし負極活物質層と前記保護層との間に0.3〜0.8mmの隙間を形成する、請求項9から請求項14のいずれかに記載の積層式電池の製造方法。   The method for manufacturing a stacked battery according to any one of claims 9 to 14, wherein a gap of 0.3 to 0.8 mm is formed between the positive electrode active material layer or negative electrode active material layer and the protective layer. . 前記光硬化性樹脂をインクジェット方式により塗布する、請求項9から請求項16のいずれかに記載の積層式電池の製造方法。   The method for producing a laminated battery according to any one of claims 9 to 16, wherein the photocurable resin is applied by an inkjet method.
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