JP2017059442A - リチウムイオン二次電池及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】端子用タブの取り付けを確実に行うことができ、かつ体積エネルギー密度を大きくすることができる。【解決手段】集電体２１、３１の表面に活物質未塗布部分２Ａ、３Ａを残して活物質が塗布されて電極活物質層２２、３２が形成されてなる正極板２と負極板３とを、セパレータを介して積層した電極積層体１０を備え、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａは、集電体２１、３１の長手方向Ｘの一端側に沿って設けられ、電極積層体１０は、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａに端子用タグ４、５を集電体２１、３１から突出させて設けられ、端子用タグ４、５を突出させた状態の電極積層体１０を内部に収容して封止するシート状の外装体６を備え、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの集電体２１、３１は、外装体６とともに長手方向Ｘに沿って蛇腹状に折り畳まれた折畳み部７を有する構成のリチウムイオン二次電池を提供する。【選択図】図１
Description
本発明は、リチウムイオン二次電池及びその製造方法に関する。
従来、リチウムイオン二次電池は、鉛蓄電池やニッケル水素電池に比べてエネルギー密度及び起電力が高いという特徴を有するため、小型化及び軽量化が要求される各種の携帯機器やノートパソコン等の電源として広く使用されている。リチウムイオン二次電池は、通常、正極活物質が正極集電体に塗布された正極板と、負極活物質が負極集電体に塗布された負極板とを、これらの間にセパレータ及び電解質を介装させて積層し、正極板、セパレータ及び負極板を積層させた積層体を外装体内に密封することで製造されている。この際、電解質としては、液体又は固体の電解質の他、ゲル状の電解質が用いられている。
そして、リチウムイオン二次電池は、積層体の各電極板に各々接続された端子用タブを外装体から突出させた状態で、この外装体で封止して概略構成される。
そして、リチウムイオン二次電池は、積層体の各電極板に各々接続された端子用タブを外装体から突出させた状態で、この外装体で封止して概略構成される。
このような二次電池として、例えば特許文献１に示されるように、積層体を外装体内に密封して得られた二次電池を、外装体に貼付けた両面接着テープを用いて外装ケースに固定・収納して使用することが知られている。特許文献１に記載の二次電池によれば、二次電池と外装ケースとが両面接着テープで一体化されるため、外部からの振動や衝撃によって端子用タブがずれたりするのを防止でき、断線等が生じるのを防止できるというものである。
しかしながら、上記特許文献１に示されるような積層型構造のリチウムイオン二次電池では、以下のような問題があった。
すなわち、リチウムイオン二次電池では、正極および負極の電極から電気を取り出すために、集電体の一方向に延びる長手方向の一端には活物質が塗布されていない活物質未塗布部分が形成され、その活物質未塗布部分に端子用タグを集電体から突出させるように溶着させて設けられている。このような活物質塗布部は、二次電池にした際に電池の容量に寄与する部分となるが、端子用タグの溶着が可能な面積を確保した活物質未塗布部分を設けることで、その分だけ活物質塗布部の割合が小さくなり、体積エネルギー密度が小さくなることから、この点で改善の余地があった。
すなわち、リチウムイオン二次電池では、正極および負極の電極から電気を取り出すために、集電体の一方向に延びる長手方向の一端には活物質が塗布されていない活物質未塗布部分が形成され、その活物質未塗布部分に端子用タグを集電体から突出させるように溶着させて設けられている。このような活物質塗布部は、二次電池にした際に電池の容量に寄与する部分となるが、端子用タグの溶着が可能な面積を確保した活物質未塗布部分を設けることで、その分だけ活物質塗布部の割合が小さくなり、体積エネルギー密度が小さくなることから、この点で改善の余地があった。
なお、リチウムイオン二次電池は限られたスペースの中で設置される採用される場合も多く、電池全体の大きさ（面積）には制限がある。そのため、活物質塗布部の面積を大きくして、活物質未塗布部分の面積を狭くすることで体積エネルギー密度を増大することが実現できるが、端子用タブの取り付けが困難になり、溶着部分の固定強度の低下を招き、端子用タグがずれたり、外れ易くなったりするおそれがあり、電池内の内部抵抗が増大するといった導通の信頼性が低下するという問題があった。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、電池の大きさの制限に応じて、端子用タブの取り付けを確実に行える点と、体積エネルギー密度を大きくすることが可能となる点とをバランスよく達成することができるリチウムイオン二次電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係るリチウムイオン二次電池は、集電体の表面に活物質未塗布部分を残して活物質が塗布されて電極活物質層が形成されてなる正極と負極とを、絶縁体を介して積層した電極積層体を備えたリチウムイオン二次電池であって、前記活物質未塗布部分は、前記集電体の一方向に延びる長さ方向の一端側に沿って設けられ、 前記電極積層体は、前記活物質未塗布部分に端子用タグを前記集電体から突出させて設けられ、前記端子用タグを突出させた状態の前記電極積層体を内部に収容して封止するシート状の外装体を備え、前記活物質未塗布部分の集電体は、前記外装体とともに前記長さ方向に沿って蛇腹状に折り畳まれた折畳み部を有していることを特徴としている。
また、本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法は、集電体の表面に活物質未塗布部分を残して活物質が塗布されて電極活物質層が形成されてなる正極と負極とを、絶縁体を介して積層した電極積層体を備えたリチウムイオン二次電池の製造方法であって、前記集電体の一方向に延びる長さ方向の一端側に沿って活物質未塗布部分を残した状態で集電体の表面に活物質を塗布する工程と、前記活物質未塗布部分に端子用タグを前記集電体から突出させて設ける工程と、前記端子用タグを突出させた状態の前記電極積層体をシート状の外装体の内部に収容して封止する工程と、前記活物質未塗布部分の集電体を、前記外装体とともに前記長さ方向に沿って蛇腹状に折り畳む工程と、を有することを特徴としている。
本発明では、活物質未塗布部分の集電体を外装体とともに長さ方向に沿って蛇腹状に折り畳む構成とすることで、その折畳み部の長さ方向の長さ寸法を小さくすることができる。すなわち、集電体の表面に形成する電極活物質層の面積を大きくしても、活物質未塗布部分の面積を小さくする必要がなくなり、活物質未塗布部分の長さ寸法を端子用タブの溶着を確実に行える十分な固定領域を確保することができる。そのため、外部からの振動や衝撃によって端子用タブの固定部がずれたり、外れたりすることを抑制することができ、断線等を防止でき、導通の信頼性の低下を抑えることができる。
このように、リチウムイオン二次電池の全体の面積の大きさに制限がある場合において、活物質未塗布部分の面積を確保しつつ電極活物質層の面積も大きくすることが可能となるので、体積エネルギー密度を大きくすることができ、電池効率を向上させることができる。
このように、リチウムイオン二次電池の全体の面積の大きさに制限がある場合において、活物質未塗布部分の面積を確保しつつ電極活物質層の面積も大きくすることが可能となるので、体積エネルギー密度を大きくすることができ、電池効率を向上させることができる。
また、本発明に係るリチウムイオン二次電池は、前記折畳み部は、前記電極活物質層が形成される前記外装体を含めた前記電極積層体の厚さ寸法の領域内に設けられていることが好ましい。
この場合には、折畳み部が、前記電極活物質層が形成される前記外装体を含めた前記電極積層体の厚さ寸法の領域から厚さ方向に突出することがなく、リチウムイオン二次電池全体の厚さ寸法が増大することを防止できる。
また、本発明に係るリチウムイオン二次電池は、前記折畳み部は、蛇腹状に折り畳まれた状態で全体が圧着または接着により固定されていることが好ましい。
また、本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法は、活物質未塗布部分の集電体が蛇腹状に折り畳まれた後、その折り畳まれた部分が圧着または接着により固定されることが好ましい。
この場合には、圧着、または接着テープや接着剤を使用した接着による簡単な方法により蛇腹状に折り畳まれた活物質未塗布部分の集電体の折畳み部を外装体とともに固定することができる。そのため、折り畳まれた折畳み部が復元する方向に伸びることがなくなり、折畳み部の長さ寸法を一定に維持することができる。
また、本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法は、前記蛇腹状に折り畳まれた折畳み部の前記一方向の長さ寸法は、折り畳む前の状態の６０％以下であることが好ましい。
本発明のリチウムイオン二次電池及びその製造方法によれば、電池の大きさの制限に応じて、端子用タブの取り付けを確実に行うことができる点と、体積エネルギー密度を大きくすることが可能となる点とをバランスよく達成することができる。
以下、本発明の実施の形態によるリチウムイオン二次電池及びその製造方法について、図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、本実施の形態によるリチウムイオン二次電池１は、電極板である正極板２（正極）と負極板３（負極）とを、半固体又は固体状の電解質層及びセパレータ（絶縁体）を介挿して積層させ、正極板２および負極板３のそれぞれの端部から端子用タブ４、５を突出させた電極積層体１０と、この電極積層体１０を内部に収容して封止するシート状の外装体６と、を備えて概略構成されている。
電極積層体１０は、正極板２または負極板３の少なくとも何れか一方の板面上にゲル状電解液が塗布されることで、ゲル状の電解質層及びセパレータ（図示省略）が形成されてなる。
リチウムイオン二次電池１は、多層（ここでは２層）の電極積層体１０が、例えば、アルミニウム材料やポリマーフィルム等からなる外装体６によって包装されるとともに、正極板２に接続された端子用タブ４及び負極板３に接続された端子用タブ５を外部に突出させながら、外装体６の外周部６ａが封止されて構成されている。
正極板２は、図３に示すように、例えば平面視で長方形状に形成されたアルミニウム箔からなる正極集電体２１において、その長尺方向Ｘ（一方向に延びる長さ方向）の一端部の領域を除いた両面側に活物質が塗布されてなる正極活物質層２２（電極活物質層）が形成されたものである。この長尺方向Ｘにおける一方の端部が、活物質未塗布部分２Ａとなる端子用タブ４の接合代とされる。
正極集電体２１は、導電性金属箔が用いられ、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタンまたはこれらの合金などが採用される。
正極集電体２１は、導電性金属箔が用いられ、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタンまたはこれらの合金などが採用される。
正極活物質層２２は、例えば、正極活物質、導電助剤、及び、バインダーとなる結着剤を溶媒に分散させてなる正極用スラリーを集電体２１に塗布することで形成されるものであり、例えば集電体２１の幅方向Ｙの両端部間の領域において、両面に塗布される。
正極活物質としては、特に制限されず、例えば、一般式ＬｉＭｘＯｙ（ただし、Ｍは金属であり、ｘ及びｙは金属Ｍと酸素Ｏの組成比である）で表される金属酸リチウム化合物を用いることができる。具体的には、金属酸リチウム化合物としては、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムや、これらの三元系（ニッケル・マンガン・コバルト系）の他、リン酸鉄リチウム等が用いられる。
正極活物質層２２における導電助剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンナノファイバー等が用いられ、結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン等が用いられる。
正極活物質としては、特に制限されず、例えば、一般式ＬｉＭｘＯｙ（ただし、Ｍは金属であり、ｘ及びｙは金属Ｍと酸素Ｏの組成比である）で表される金属酸リチウム化合物を用いることができる。具体的には、金属酸リチウム化合物としては、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムや、これらの三元系（ニッケル・マンガン・コバルト系）の他、リン酸鉄リチウム等が用いられる。
正極活物質層２２における導電助剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンナノファイバー等が用いられ、結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン等が用いられる。
正極板２の端子用タブ４は、正極板２の長尺方向Ｘにおける一方の端部（活物質未塗布部分２Ａ）に接合されて長尺方向Ｘで外方に突出するように設けられ、例えば、アルミニウム板等により形成されている。
負極板３は、図４に示すように、正極板２と同様、例えば、平面視で長方形状に形成された銅（Ｃｕ）からなる集電体３１において、その長尺方向Ｘの一端部の領域を除いた両面側に、負極活物質層３２（電極活物質層）が形成されたものである。長尺方向Ｘにおける一方の端部（活物質未塗布部分３Ａ）が、端子用タブ５の接合代とされている。
負極集電体３１は、導電性金属箔が用いられ、例えば銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンまたはこれらの合金が作用される。
負極集電体３１は、導電性金属箔が用いられ、例えば銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンまたはこれらの合金が作用される。
負極活物質層３２は、例えば、負極活物質、バインダーとなる結着剤、及び、必要に応じて加えられた導電助剤を溶媒に分散させてなる負極用スラリーを集電体３１に塗布することで形成されるものであり、例えば集電体３１の幅方向Ｙの両端部間の領域において、両面に塗布される。
負極活物質としては、特に制限されず、例えば、炭素粉末や黒鉛粉末等からなる炭素材料やチタン酸リチウム等の金属酸化物を用いることができるが、より高容量のリチウムイオン二次電池１が実現できる観点から、シリコン系活物質を用いることが好ましい。
結着材としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン等を用いることができ、導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ等を用いることができる。
負極活物質としては、特に制限されず、例えば、炭素粉末や黒鉛粉末等からなる炭素材料やチタン酸リチウム等の金属酸化物を用いることができるが、より高容量のリチウムイオン二次電池１が実現できる観点から、シリコン系活物質を用いることが好ましい。
結着材としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン等を用いることができ、導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ等を用いることができる。
負極板３の端子用タブ５は、負極板３の長尺方向Ｘにおける一方の端部に接合されて長尺方向Ｘで外方に突出するように設けられたものであり、例えば、ニッケルめっきを施した銅板等により形成される。
電解質層は、例えば、帯状の負極板３の板面上に、液状、半固体（ゲル状）の電解質が塗布されて形成されるか、あるいは、固体状の電解質が積層されてなる。図示例においては、電解質層を、セパレータと同じ位置で示している。
この電解質層としては、帯状の正極板２または負極板３の何れかの面に設けられていればよいが、例えば、正極板２及び負極板３の両板面に設けられていてもよい。
前記電解質層は、セパレータ機能を有する構成であってもよい。例えば、絶縁性多孔質体の空隙に電解質が含浸されている構成を例示できる。
なお、電解質は、電解質層以外に、正極板２および負極板３の電極活物質層の空隙にも存在することが好ましい。
この電解質層としては、帯状の正極板２または負極板３の何れかの面に設けられていればよいが、例えば、正極板２及び負極板３の両板面に設けられていてもよい。
前記電解質層は、セパレータ機能を有する構成であってもよい。例えば、絶縁性多孔質体の空隙に電解質が含浸されている構成を例示できる。
なお、電解質は、電解質層以外に、正極板２および負極板３の電極活物質層の空隙にも存在することが好ましい。
電解質層を半固定であるゲル状電解質から形成する場合には、例えば、高分子マトリックス及び非水電解質液（即ち、非水溶媒及び電解質塩）からなり、ゲル化されて表面に粘着性を生じるものを電極板上に塗布することで電解質層を形成できる。あるいは、後述するように、ゲル状電解質として、高分子マトリックス及び非水溶媒からなり、塗布後に固体化することで固体電解質となるものを用いることも可能である。
なお、本実施の形態においては、半固定又は固定の何れの電解質を用いてもよいが、半固定のゲル状電解質を用いる場合には、正極板２または負極板３に塗布された際に粘着性を有するものが用いられ、また、正極板２または負極板３の板面から分離しない自立膜を形成するものを用いることが好ましい。
なお、本実施の形態においては、半固定又は固定の何れの電解質を用いてもよいが、半固定のゲル状電解質を用いる場合には、正極板２または負極板３に塗布された際に粘着性を有するものが用いられ、また、正極板２または負極板３の板面から分離しない自立膜を形成するものを用いることが好ましい。
高分子マトリックスとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ）、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシドやポリプロピレンオキシド等のアルキレンエーテルをはじめ、ポリエステル、ポリアミン、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン等を用いることができる。
非水溶媒としては、例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン化合物；エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等の炭酸エステル化合物；ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等のカルボン酸エステル化合物；テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル化合物；テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル化合物；アセトニトリル等のニトリル化合物；スルホラン等のスルホン化合物、ジメチルホルムアミド等のアミド化合物等を、単独または２種類以上を混合して調製されたものを用いることができる。
なお、ゲル状の電解質を塗布後に固体化させ、固体電解質層として形成することも可能であり、この場合には、ゲル状電解液として、例えば、アセトニトリル等のニトリル化合物；テトラヒドロフラン等のエーテル化合物：ジメチルホルムアミド等のアミド系化合物を単独または２種類以上を混合して調製されたものを用いることができる。
電解質塩としては、特に限定されないが、六フッ化リン酸リチウム、過塩素酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム等のリチウム塩等を使用することができる。
電解質塩としては、特に限定されないが、六フッ化リン酸リチウム、過塩素酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム等のリチウム塩等を使用することができる。
セパレータの材質としては、特に限定されないが、例えば、オレフィン系のポリエチレン、ポリプロピレンやセルロース系の材料からなるものを用いることができる。そして、これらの材料からなる不織布等をセパレータに採用することができる。
外装体６は、図５に示すように、シート状の金属材料からなる基材と、この基材の表面側の少なくとも一部に設けられる接着層とから構成される。外装体６の基材としては、例えば、可撓性を有するラミネート樹脂フィルム、アルミニウム材料、ステンレス鋼材料等、この分野で従来から用いられている公知の材料を用いることができる。
また、外装体６は、上述したように長手方向Ｘの長さ寸法を長く形成された電極板２、３の活物質未塗布部分２Ａ、３Ａを含むように電極積層体１０を収容して封止できる大きさに形成されている。そして、外装体６は、電極積層体１０の周縁部に沿って、電極積層体１０が配置された領域以外の外周部６ａが封止されている。
また、外装体６は、上述したように長手方向Ｘの長さ寸法を長く形成された電極板２、３の活物質未塗布部分２Ａ、３Ａを含むように電極積層体１０を収容して封止できる大きさに形成されている。そして、外装体６は、電極積層体１０の周縁部に沿って、電極積層体１０が配置された領域以外の外周部６ａが封止されている。
図５に示すように、正極板２および負極板３において、集電体２１、３１の活物質未塗布部分２Ａ、３Ａは、外装体６とともに長尺方向Ｘに沿って蛇腹状に折り畳まれた折畳み部７を形成している。
折畳み部７は、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの長手方向Ｘの長さ寸法Ｌ１（図６参照）は、集電体２１、３１に活物質を塗布する製造過程の状態（すなわち折畳み部７の形成前の状態）において、形成されるリチウムイオン二次電池１における長手方向Ｘの片側の外装体６を含んだ折畳み部７の長さ寸法Ｌ２（図１及び図５参照）よりも長くなる寸法に設定されている。例えば蛇腹状に折り畳まれた折畳み部７の一方向の長さ寸法Ｌ２は、折り畳む前の状態の６０％以下であることが好ましい。
折畳み部７は、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの長手方向Ｘの長さ寸法Ｌ１（図６参照）は、集電体２１、３１に活物質を塗布する製造過程の状態（すなわち折畳み部７の形成前の状態）において、形成されるリチウムイオン二次電池１における長手方向Ｘの片側の外装体６を含んだ折畳み部７の長さ寸法Ｌ２（図１及び図５参照）よりも長くなる寸法に設定されている。例えば蛇腹状に折り畳まれた折畳み部７の一方向の長さ寸法Ｌ２は、折り畳む前の状態の６０％以下であることが好ましい。
折畳み部７における端子用タブ４、５は、図５に示すように蛇腹状に折り畳まれないように形成することができるが、集電体２１、３１や外装体６とともに蛇腹状に折り畳まれていても良い。
そして、折畳み部７は、複数回、折り曲げられた状態の折り曲げ部分同士が圧着、あるいはテープ、接着剤等を使用した接着によって全体が固定され、所定の長さ寸法Ｌ２の折畳み状態が保持された構成となっている。
折畳み部７の折畳み回数として、電池として使用された場合において、電池の発熱等による寸法変化を吸収可能とする点で、２回以上折り畳まれることが好ましい。
電池に対する応力が加わっても、端子用タブと外装体との密着性が長期にわたって維持される点で、３回以上折り畳まれることが好ましい。より好ましくは４回以上である。
また、図３における、正極板２と端子用タブ４との接続部及び負極板３と端子用タブ５の接続部が外れ難くなる点で、３回以上折り畳まれることが好ましい。より好ましくは４回以上である。
なお、本実施の形態では、前述の折畳み回数について、活物質層が形成された集電体に直近の略９０度の折り曲げも１回の折畳み回数に数えている。
そして、折畳み部７は、複数回、折り曲げられた状態の折り曲げ部分同士が圧着、あるいはテープ、接着剤等を使用した接着によって全体が固定され、所定の長さ寸法Ｌ２の折畳み状態が保持された構成となっている。
折畳み部７の折畳み回数として、電池として使用された場合において、電池の発熱等による寸法変化を吸収可能とする点で、２回以上折り畳まれることが好ましい。
電池に対する応力が加わっても、端子用タブと外装体との密着性が長期にわたって維持される点で、３回以上折り畳まれることが好ましい。より好ましくは４回以上である。
また、図３における、正極板２と端子用タブ４との接続部及び負極板３と端子用タブ５の接続部が外れ難くなる点で、３回以上折り畳まれることが好ましい。より好ましくは４回以上である。
なお、本実施の形態では、前述の折畳み回数について、活物質層が形成された集電体に直近の略９０度の折り曲げも１回の折畳み回数に数えている。
また、折畳み部７は、図５に示すように、正極活物質層２２及び負極活物質層３２が形成される外装体６を含めた電極積層体１０の厚さ寸法Ｈ１の領域内となるように設定されている。本実施の形態では、折畳み部７の高さ寸法Ｈ２が電池厚さ寸法Ｈ１の略半分の寸法になっている。
次に、上述したリチウムイオン二次電池１の製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。
図１、図２及び図５に示すように、リチウムイオン二次電池１の製造方法においては、正極集電体２１及び負極集電体３１の一端側に沿って活物質未塗布部分２Ａ、３Ａを残した状態で集電体２１、３１の表面に活物質を塗布する工程と、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａに端子用タグ４、５を集電体２１、３１から突出させて設ける工程と、端子用タグ４、５を突出させた状態の電極積層体１０をシート状の外装体６の内部に収容して封止する工程と、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの集電体２１、３１を、外装体６とともに長手方向Ｘに沿って蛇腹状に折り畳む工程と、を有している。
図１、図２及び図５に示すように、リチウムイオン二次電池１の製造方法においては、正極集電体２１及び負極集電体３１の一端側に沿って活物質未塗布部分２Ａ、３Ａを残した状態で集電体２１、３１の表面に活物質を塗布する工程と、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａに端子用タグ４、５を集電体２１、３１から突出させて設ける工程と、端子用タグ４、５を突出させた状態の電極積層体１０をシート状の外装体６の内部に収容して封止する工程と、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの集電体２１、３１を、外装体６とともに長手方向Ｘに沿って蛇腹状に折り畳む工程と、を有している。
具体的には、先ず、電極積層体１０を形成する。この際、例えば、帯状に形成された正極板２、負極板３、セパレータを、予めセル単位に切断した後に、これらを、負極板３、セパレータ及び正極板２の順で積層する方法とすることができる。あるいは、帯状の正極板２、負極板３及びセパレータを、これらを巻回したロールから連続的に繰り出して順次積層した後、この積層体をセル単位に分割する方法を採用できる。
また、半固定又は固定の電解質層１３を形成する方法としては、例えば、積層前に、正極板２又は負極板３の少なくとも一方の板面状、あるいは、セパレータの両面上に予め形成しておく方法を採用することができる。
また、半固定又は固定の電解質層１３を形成する方法としては、例えば、積層前に、正極板２又は負極板３の少なくとも一方の板面状、あるいは、セパレータの両面上に予め形成しておく方法を採用することができる。
なお、リチウムイオン二次電池１に備えられる電極積層体１０は、各電極板２、３、セパレータ及びゲル状電解質層が各１層ずつ設けられた構成とされているが、これに限定されるものではない。例えば、詳細な図示を省略するが、電極積層体として、上記構成の膜電極接合体をさらに複数重ね合わせた構成とすることもでき、このような場合、セル単位に分割した電極積層体を複数積層してもよいし、帯状とされた電極積層体を、正極板が内側に位置するように巻回した構成としてもよい。この際、例えば、正極板を９層、負極板を１０層で積層し、両最外層が負極板とされた多層の電極積層体を形成することも可能であり、このような構成の電極積層体を備えるリチウムイオン二次電池を製造するケースにおいても、本発明を何ら制限無く適用することが可能である。
なお、多層の電極積層体を形成するにあたっては、正極活物質層が多層の電極積層体の最下層の外方を向く板面、又は、最上層の外方を向く板面とはならないように形成し、デンドライトの発生を防止できる構成とすることが好ましい。
なお、多層の電極積層体を形成するにあたっては、正極活物質層が多層の電極積層体の最下層の外方を向く板面、又は、最上層の外方を向く板面とはならないように形成し、デンドライトの発生を防止できる構成とすることが好ましい。
また、正極板２及び負極板３のそれぞれにおいて、正極集電体２１及び負極集電体３１の一端側に沿って活物質未塗布部分２Ａ、３Ａを残した状態で集電体２１、３１の表面に活物質を塗布する。このとき、本実施の形態では、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの長手方向Ｘの長さ寸法Ｌ１（図６参照）は、形成されるリチウムイオン二次電池１における長手方向Ｘの片側の折畳み部７の長さ寸法Ｌ２（図５参照）よりも十分に長くなるように形成する。
そして、電極積層体１０を形成する工程においては、溶接等の接合手段により、正極板２及び負極板３の端部となる活物質未塗布部分２Ａ、３Ａに、端子用タブ４、５を接合する。
具体的には、不図示の溶接電極を電極積層体１０の上下に配置し、正極板２と端子用タブ４とを、下方に負極板３、セパレータ及び電解質層を介した状態で上下から溶接電極で狭持し、溶接を行なう方法とすることができる。同様に、負極板３と端子用タブ５とを、上方にセパレータ、ゲル状電解質層及び正極板２を介した状態で上下から溶接電極で狭持し、溶接を行なう方法とすることができる。
具体的には、不図示の溶接電極を電極積層体１０の上下に配置し、正極板２と端子用タブ４とを、下方に負極板３、セパレータ及び電解質層を介した状態で上下から溶接電極で狭持し、溶接を行なう方法とすることができる。同様に、負極板３と端子用タブ５とを、上方にセパレータ、ゲル状電解質層及び正極板２を介した状態で上下から溶接電極で狭持し、溶接を行なう方法とすることができる。
次に、上記方法で得られた電極積層体１０を外装体６に収容して封止する。
図６に示すように、外装体６の裏面側で上下方向から電極積層体１０を挟み込んで収容した後、端子用タブ４、５が外部に突出した状態として、外周部６ａを封止する。この際、外装体６における外周部６ａが確実に封止されるように、この外周部６ａを、真空ラミネータ、ローラー又は真空包装機を用いて加熱及び加圧して融着する方法を採用することができる。
図６に示すように、外装体６の裏面側で上下方向から電極積層体１０を挟み込んで収容した後、端子用タブ４、５が外部に突出した状態として、外周部６ａを封止する。この際、外装体６における外周部６ａが確実に封止されるように、この外周部６ａを、真空ラミネータ、ローラー又は真空包装機を用いて加熱及び加圧して融着する方法を採用することができる。
次に、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの集電体２１、３１を、折畳み手段によって外装体６とともに長手方向Ｘに沿って蛇腹状に折り畳むとともに、適宜な圧着や接着などの固着手段を用いて蛇腹形成部分の全体を固定することで折畳み部７を形成する。具体的には、例えば逐次折り畳み形状を付与するように曲げたり、治具を用いて一度に折り畳み形状を形成したりすることができる。この場合の治具（折畳み手段）としては、山谷のある凸型と凹型からなる治具を例示できる。
次に、上述したリチウムイオン二次電池及びその製造方法の作用について図面を用いて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施の形態では、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの集電体２１、３１を外装体６とともに長手方向Ｘに沿って蛇腹状に折り畳む構成とすることで、その折畳み部７の長手方向Ｘの長さ寸法を小さくすることができる。すなわち、集電体２１、３１の表面に形成する活物質層２２、３２の面積を大きくしても、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの面積を小さくする必要がなくなり、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの長さ寸法を端子用タブ４、５の溶着を確実に行える十分な固定領域を確保することができる。そのため、外部からの振動や衝撃によって端子用タブ４、５の固定部がずれたり、外れたりすることを抑制することができ、断線等を防止でき、導通の信頼性の低下を抑えることができる。
このように、リチウムイオン二次電池１の全体の面積の大きさに制限がある場合において、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの面積を確保しつつ活物質層２２、３２の面積も大きくすることが可能となるので、体積エネルギー密度を大きくすることができ、電池効率を向上させることができる。
図１及び図２に示すように、本実施の形態では、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの集電体２１、３１を外装体６とともに長手方向Ｘに沿って蛇腹状に折り畳む構成とすることで、その折畳み部７の長手方向Ｘの長さ寸法を小さくすることができる。すなわち、集電体２１、３１の表面に形成する活物質層２２、３２の面積を大きくしても、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの面積を小さくする必要がなくなり、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの長さ寸法を端子用タブ４、５の溶着を確実に行える十分な固定領域を確保することができる。そのため、外部からの振動や衝撃によって端子用タブ４、５の固定部がずれたり、外れたりすることを抑制することができ、断線等を防止でき、導通の信頼性の低下を抑えることができる。
このように、リチウムイオン二次電池１の全体の面積の大きさに制限がある場合において、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの面積を確保しつつ活物質層２２、３２の面積も大きくすることが可能となるので、体積エネルギー密度を大きくすることができ、電池効率を向上させることができる。
また、本実施の形態では、折畳み部７が、活物質層２２、３２が形成される外装体６を含めた電極積層体１０の厚さ寸法の領域から厚さ方向に突出することがなく、リチウムイオン二次電池１全体の厚さ寸法が増大することを防止できる。
また、本実施の形態では、圧着、または接着テープや接着剤を使用した接着による簡単な方法により蛇腹状に折り畳まれた活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの集電体２１、３１の折畳み部７を外装体６とともに固定することができる。そのため、折り畳まれた折畳み部７が復元する方向に伸びることがなくなり、折畳み部７の長さ寸法を一定に維持することができる。
上述のように本実施の形態によるリチウムイオン二次電池の製造方法では、電池の大きさの制限に応じて、端子用タブ４、５の取り付けを確実に行うことができる点と、体積エネルギー密度を大きくすることが可能となる点とをバランスよく達成することができる。
以上、本発明によるリチウムイオン二次電池の製造方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、積層体１０の形状、積層構造、材質、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの位置、活物質部の厚さ等の構成についても上述した実施の形態に限定されることはなく、適宜、設定することが可能である。
例えば、積層体１０の形状、積層構造、材質、活物質未塗布部分２Ａ、３Ａの位置、活物質部の厚さ等の構成についても上述した実施の形態に限定されることはなく、適宜、設定することが可能である。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
１ リチウムイオン二次電池
２ 正極板（正極）
２Ａ 活物質未塗布部分
３ 負極板（負極）
３Ａ 活物質未塗布部分
４ 正極板側の端子用タグ
５ 負極板側の端子用タグ
６ 外装体
６ａ 外周部
７ 折畳み部
１０ 電極積層体
２１ 正極集電体
２２ 正極活物質層（電極活物質層）
３１ 負極集電体
３２ 負極活物質層（電極活物質層）
Ｘ 長手方向（長さ方向）
２ 正極板（正極）
２Ａ 活物質未塗布部分
３ 負極板（負極）
３Ａ 活物質未塗布部分
４ 正極板側の端子用タグ
５ 負極板側の端子用タグ
６ 外装体
６ａ 外周部
７ 折畳み部
１０ 電極積層体
２１ 正極集電体
２２ 正極活物質層（電極活物質層）
３１ 負極集電体
３２ 負極活物質層（電極活物質層）
Ｘ 長手方向（長さ方向）
Claims (6)
- 集電体の表面に活物質未塗布部分を残して活物質が塗布されて電極活物質層が形成されてなる正極と負極とを、絶縁体を介して積層した電極積層体を備えたリチウムイオン二次電池であって、
前記活物質未塗布部分は、前記集電体の一方向に延びる長さ方向の一端側に沿って設けられ、
前記電極積層体は、前記活物質未塗布部分に端子用タグを前記集電体から突出させて設けられ、
前記端子用タグを突出させた状態の前記電極積層体を内部に収容して封止するシート状の外装体を備え、
前記活物質未塗布部分の集電体は、前記外装体とともに前記長さ方向に沿って蛇腹状に折り畳まれた折畳み部を有していることを特徴とするリチウムイオン二次電池。 - 前記折畳み部は、前記電極活物質層が形成される前記外装体を含めた前記電極積層体の厚さ寸法の領域内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記折畳み部は、蛇腹状に折り畳まれた状態で全体が圧着または接着により固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウムイオン二次電池。
- 集電体の表面に活物質未塗布部分を残して活物質が塗布されて電極活物質層が形成されてなる正極と負極とを、絶縁体を介して積層した電極積層体を備えたリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
前記集電体の一方向に延びる長さ方向の一端側に沿って活物質未塗布部分を残した状態で集電体の表面に活物質を塗布する工程と、
前記活物質未塗布部分に端子用タグを前記集電体から突出させて設ける工程と、
前記端子用タグを突出させた状態の前記電極積層体をシート状の外装体の内部に収容して封止する工程と、
前記活物質未塗布部分の集電体を、前記外装体とともに前記長さ方向に沿って蛇腹状に折り畳む工程と、
を有することを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。 - 活物質未塗布部分の集電体が蛇腹状に折り畳まれた後、その折り畳まれた部分が圧着または接着により固定されることを特徴とする請求項４に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記蛇腹状に折り畳まれた折畳み部の前記一方向の長さ寸法は、折り畳む前の状態の６０％以下であることを特徴とする請求項４又は５に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
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Cited By (3)
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| CN111048791A (zh) * | 2018-10-11 | 2020-04-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池及其电极构件 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005038613A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 板型電池 |
| JP2012142126A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Toyota Industries Corp | 電池 |
| JP2015095329A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 日産自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005038613A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 板型電池 |
| JP2012142126A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Toyota Industries Corp | 電池 |
| JP2015095329A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 日産自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111048791A (zh) * | 2018-10-11 | 2020-04-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池及其电极构件 |
| WO2022119399A1 (ko) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | 삼성전자 주식회사 | 플렉서블 전극 조립체 및 이를 포함하는 배터리 |
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