JP2017228415A - Sheet-like secondary battery and method for manufacturing sheet-like secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート状二次電池及びシート状二次電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a sheet-like secondary battery and a method for producing a sheet-like secondary battery.
基本的構成が薄板状(シート状)に構成されている電池がある。このようなシート状の単位電池(以下、単にシート状電池とも呼ぶ。)を形成するために、対向電極を成膜する際に、形の決まったマスクを用いて電極を区分して、シート状電池をカットして所定サイズの複数の電池を形成している。 There is a battery whose basic configuration is a thin plate (sheet shape). In order to form such a sheet-shaped unit cell (hereinafter also simply referred to as a sheet-shaped battery), when forming the counter electrode, the electrode is divided using a mask having a predetermined shape, and the sheet-shaped unit cell is formed. The battery is cut to form a plurality of batteries of a predetermined size.
特許文献1の記載技術は、有機薄膜太陽電池の製造方法に関する。特許文献1の記載技術は、マスクを用いて下部の電極を形成し、複数の単位セルを製造することが記載されている。特許文献1の記載技術は、有機薄膜太陽電池の有機層を成膜する前に、セルを構成する下部の電極が、隣接するセルの下部電極と、完全に電気的に絶縁している。
The technology described in
ところで、近年、固体薄膜化して構成される全固体型の二次電池の研究、開発が進展しており、小型化を実現する二次電池が期待されている。このような二次電池の1つとして、特許文献2に記載されるものがある。
By the way, in recent years, research and development of an all-solid-state secondary battery configured by forming a solid thin film has progressed, and a secondary battery that realizes downsizing is expected. One such secondary battery is described in
特許文献2には、金属酸化物半導体の光励起構造変化を利用して、バンドギャップ中に新たなエネルギー準位を形成して電子を捕獲する動作原理に基づく二次電池が開示されている。この電池は、第1電極と第2電極との間に、絶縁性の被膜に覆われた微粒子のn型金属酸化物半導体が充填された充電層を備えている。その充電層は、紫外線照射による光励起構造変化現象により、n型金属酸化物半導体のバンドギャップ内に新たなエネルギー準位が形成されており、そのエネルギー準位に電子を捕獲してエネルギーを充電する。ここで、本明細書においては、このような金属酸化物の光励起構造変化を利用した全固体型の二次電池を「量子電池」と称する。
しかしながら、上述したような従来技術は、形の決まったマスクを用いて電極を分割して規格化された形状の電池を切り出すため、任意の形状の電池に加工することができなかった。例えば、リチウムイオン二次電池等の化学電池は、そのサイズが規格により規定されているため、規格化された形状の電池を形成できるが、小片化した電池を形成できず、及び対向する電極間に電解質等を注入して電池を製造するため、電池製造後に、電池形状を変更することができない。 However, in the conventional technology as described above, a standard-shaped battery is cut out by dividing the electrode by using a mask having a fixed shape, and thus cannot be processed into a battery having an arbitrary shape. For example, a chemical battery such as a lithium ion secondary battery has a standardized size, and thus can form a battery with a standardized shape, but cannot form a small-sized battery and between opposing electrodes. Since the battery is manufactured by injecting an electrolyte into the battery, the battery shape cannot be changed after the battery is manufactured.
また、従来技術は、マスクを用いて電極を成膜するため、製造コストがかかってしまうという問題もある。 In addition, the conventional technique has a problem that the manufacturing cost is increased because the electrode is formed using a mask.
さらに、従来技術のように、電極の成膜後、マスクを用いて区分した電極をカットする場合、対向する電極間に配置された充電層が薄いため、カットによる応力が働き、電極が変形してしまい、特に端面において当該電極が他方の電極と接触してショートするおそれがある。 Furthermore, as in the prior art, when the electrode separated by using a mask is cut after the electrode is formed, the charging layer disposed between the opposing electrodes is thin, so the stress due to the cut acts and the electrode deforms. In particular, there is a possibility that the electrode contacts the other electrode and short-circuits particularly at the end face.
本発明は、シート状二次電池から任意の形状の複数の小電池を容易に形成でき、且つショートを回避しながらシート状二次電池から複数の小電池を形成することができるシート状二次電池及びシート状二次電池の製造方法を提供しようとすることを目的とする。 The present invention can easily form a plurality of small batteries of an arbitrary shape from a sheet-like secondary battery, and can form a plurality of small batteries from a sheet-like secondary battery while avoiding a short circuit. It aims at providing the manufacturing method of a battery and a sheet-like secondary battery.
かかる課題を解決するために、第1の本発明に係るシート状電池は、正極層及び負極層の間に充電層を有するシート状二次電池において、(1)充電層の一方の面に成層された正極層と、他方の面に成層された負極層のうちいずれか一方又は双方が、膜厚方向に除去されて形成された複数の溝部と、(2)複数の溝部により区分される複数の小電池とを有することを特徴とする。 In order to solve this problem, a sheet-like battery according to the first aspect of the present invention is a sheet-like secondary battery having a charging layer between a positive electrode layer and a negative electrode layer. (1) A layer is formed on one surface of the charging layer. A plurality of grooves formed by removing one or both of the formed positive electrode layer and the negative electrode layer formed on the other surface in the film thickness direction, and (2) a plurality divided by the plurality of grooves. And a small battery.
第2の本発明に係るシート状二次電池の製造方法は、正極層及び負極層の間に充電層を有するシート状二次電池の製造方法において、(1)充電層の一方の面に正極層を成層し、充電層の他方の面に負極層を成層するステップと、(2)充電層に成層された正極層と負極層のうちいずれか一方又は双方を膜厚方向に除去して、複数の溝部を形成する溝部形成ステップとを有することを特徴とする。 The method for producing a sheet-like secondary battery according to the second aspect of the present invention is the method for producing a sheet-like secondary battery having a charge layer between the positive electrode layer and the negative electrode layer. (1) The positive electrode on one surface of the charge layer Forming a layer, forming a negative electrode layer on the other surface of the charge layer, and (2) removing one or both of the positive electrode layer and the negative electrode layer formed on the charge layer in the film thickness direction, A groove portion forming step for forming a plurality of groove portions.
本発明によれば、シート状二次電池から任意の形状の複数の小電池を容易に形成でき、且つショートを回避しながらシート状二次電池から複数の小電池を形成することができる。 According to the present invention, a plurality of small batteries having an arbitrary shape can be easily formed from a sheet-like secondary battery, and a plurality of small batteries can be formed from a sheet-like secondary battery while avoiding a short circuit.
(A)第1の実施形態
以下では、本発明に係るシート状二次電池及びシート状二次電池の製造方法の第1の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
(A) 1st Embodiment Below, 1st Embodiment of the manufacturing method of the sheet-like secondary battery which concerns on this invention and a sheet-like secondary battery is described in detail, referring drawings.
この明細書において、「シート状電池」とは、電極層(正極層、負極層)と、これら正極層及び負極層の間に介在する電極間層とを、備えた平行平板状(シート状)の電池をいう。これら正極層及び負極層と電極間層とは、1つのシート状電池の厚み方向に複数のシート状電池が多段に積層されても良いし、シート状電池の広がり方向に複数のシート状電池が並んでいても良い。 In this specification, the “sheet-like battery” refers to a parallel plate (sheet-like) having an electrode layer (positive electrode layer, negative electrode layer) and an interelectrode layer interposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer. Battery. The positive electrode layer, the negative electrode layer, and the interelectrode layer may be formed by stacking a plurality of sheet batteries in the thickness direction of one sheet battery, or a plurality of sheet batteries in the spreading direction of the sheet battery. You may line up.
また、正極層と負極層との間に介在する電極間層は、正極層と負極層の接触を防止するとともに起電力の発生や蓄電に寄与する部分であり、例えば、電解質やセパレータ、充放電層(以下では、この充放電層を「充電層」と呼ぶ)等とすることができ、特に二次電池の充電層に好適であり、より好ましくは量子電池の充電層に適用できる。 In addition, the interelectrode layer interposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer is a portion that prevents contact between the positive electrode layer and the negative electrode layer and contributes to the generation of electromotive force and power storage. Layer (hereinafter, this charge / discharge layer is referred to as a “charge layer”) or the like, and is particularly suitable for a charge layer of a secondary battery, and more preferably applicable to a charge layer of a quantum battery.
シート状電池は、例えば、化学電池や物理電池を原理とする一次電池や二次電池に広く適用することができ、特に全固体型の二次電池に好適であり、より好ましくは量子電池に適用できる。 The sheet-like battery can be widely applied to, for example, a primary battery and a secondary battery based on the principle of a chemical battery or a physical battery, and is particularly suitable for an all-solid-state secondary battery, more preferably a quantum battery. it can.
この明細書において、「シート状二次電池」は、二次電池を適用したシート状電池をいう。特に、シート状二次電池は、電極間層が全固体型であるシート状の二次電池、若しくは、量子電池を用いたシート状の二次電池をいう。 In this specification, “sheet-like secondary battery” refers to a sheet-like battery to which a secondary battery is applied. In particular, the sheet-like secondary battery refers to a sheet-like secondary battery in which the interelectrode layer is an all-solid type or a sheet-like secondary battery using a quantum battery.
(A−1)量子電池について
この実施形態では、本発明に係るシート状二次電池が量子電池である場合を例示する。そのため、はじめに量子電池の基本構成について説明する。
(A-1) About Quantum Battery In this embodiment, the case where the sheet-like secondary battery according to the present invention is a quantum battery is exemplified. Therefore, first, the basic configuration of the quantum battery will be described.
量子電池は、金属酸化物の光励起構造変化を利用して、バンドギャップ中に新たなエネルギー準位を形成して電子を捕獲する動作原理に基づく二次電池である。 A quantum cell is a secondary cell based on the principle of operation that captures electrons by forming a new energy level in a band gap by utilizing a photoexcitation structure change of a metal oxide.
量子電池は、全固体型の二次電池であり、単独の二次電池として機能する構成は、負極層と正極層との間に固体の充電層を有する。 The quantum battery is an all-solid-state secondary battery, and the configuration that functions as a single secondary battery has a solid charge layer between the negative electrode layer and the positive electrode layer.
充電層は、充電動作で電子を蓄え、放電動作で蓄電している電子を放出し、充放電がなされていない状態で電子を保持(蓄電)している層であり、光励起構造変化技術が適用されて形成されている。 The charge layer is a layer that stores electrons in the charge operation, releases the electrons stored in the discharge operation, and holds (stores) the electrons in a state where no charge / discharge is performed. Has been formed.
充電層は、絶縁被膜で覆われたn型金属酸化物半導体の微粒子が、負極層に対して薄膜状に付着され、n型金属酸化物半導体が紫外線照射によって光励起構造変化を起こし、電子を蓄えることができるように変化した層である。 In the charging layer, fine particles of n-type metal oxide semiconductor covered with an insulating film are attached to the negative electrode layer in a thin film shape, and the n-type metal oxide semiconductor undergoes photoexcitation structural change by ultraviolet irradiation and stores electrons. It is a layer that has changed so that it can.
正極層は、正極本体層と、充電層に接するように形成されたp型金属酸化物半導体層とを有する。p型金属酸化物半導体層は、正極本体層から充電層への電子の注入を防止するために設けられている。 The positive electrode layer has a positive electrode main body layer and a p-type metal oxide semiconductor layer formed so as to be in contact with the charging layer. The p-type metal oxide semiconductor layer is provided to prevent injection of electrons from the positive electrode main body layer to the charging layer.
負極層と、正極層の正極本体層とは、導電層として形成されていれば良い。 The negative electrode layer and the positive electrode main body layer of the positive electrode layer may be formed as a conductive layer.
このような基本構成からなる量子電池は、必要により電極層に電極端子を取り付けたり、周囲に外装部材や被覆部材等を取り付けたりして電池としての体裁を整えることができる。また、この量子電池の基本構成を単層電池とし、この単層電池を積層して直列又は並列に接続してパッケージすることもできる。さらに、単層電池としての量子電池を折り曲げたり、蛇腹状に折り畳んだりして、複数の単層電池を積層して、直列又は並列に接続してパッケージすることもできる。 A quantum battery having such a basic configuration can be arranged as a battery by attaching electrode terminals to the electrode layer as needed, or attaching an exterior member, a covering member, or the like around the electrode. The basic configuration of the quantum battery may be a single-layer battery, and the single-layer batteries may be stacked and connected in series or in parallel to be packaged. Furthermore, a quantum battery as a single-layer battery can be folded or folded in a bellows shape, and a plurality of single-layer batteries can be stacked and connected in series or in parallel to be packaged.
(A−2)シート状二次電池
第1の実施形態では、シート状二次電池(以下では、単にシート状電池1と呼ぶ。)は、上記基本構成を備えたシート状の量子電池である場合を説明する。
(A-2) Sheet-like Secondary Battery In the first embodiment, the sheet-like secondary battery (hereinafter simply referred to as the sheet-like battery 1) is a sheet-like quantum battery having the above basic configuration. Explain the case.
図2は、この実施形態に係るシート状電池1の正面図である。図3は、図2のシート状電池1のA−A線断面図である。
FIG. 2 is a front view of the
図2及び図3に示すように、第1の実施形態に係るシート状電池1は、前述した量子電池の基本構成である負極層3、充電層6、及び正極層2が順に積層された薄板状の長尺物である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図3に示すように、シート状電池1は、充電層6の一方の面に成層された正極層2と、充電層6の他方の面に成層された負極層とを有する。正極層2及び負極層3は、導電性を有する層であればよく、例えば、金属板や金属膜、透明導電膜などを利用できる。
As shown in FIG. 3, the sheet-
図2に示すように、シート状電池1の幅方向における両側縁は互いに平行に形成されている。このシート状電池1の幅長は、特に限定されないが、例えば幅長を10mm〜500mm程度とすることができる。シート状電池1の長手方向(すなわち、同一面における幅方向に対して垂直方向)の長さは、シート状電池1を一度折り曲げて、シート状電池1の正極層2(若しくは負極層3)同士の重ね合わせができる長さ以上であれば特に限定されず、例えば10mm〜100m程度とすることができる。
As shown in FIG. 2, both side edges in the width direction of the
なお、シート状電池1の折り曲げ方法としては、シート状電池1の折り曲げ方向を交互に変えて、2回以上折り畳む(すなわち、蛇腹状に折り畳む)ようにしても良い。
In addition, as a folding method of the sheet-
正極層2及び負極層3の膜厚方向の長さ(すなわち膜厚長)は10nm〜1μm程度にでき、充電層6の膜厚長は50nm〜10μm程度にできる。このシート状電池1は柔軟性を有するように構成させることができ、製造後ロール状に巻くことも可能である。例えば、図4に示すように、シート状電池1をロール状に巻回することができる。
The length of the
(A−3)電極層のカッティング方法
図1(A)は、第1の実施形態において、ロール状に巻回したシート状電池1のカッティング位置を説明する説明図である。図1(B)は、図1(A)のカッティング位置でカッティング後に形成される複数の小電池を示す図である。
(A-3) Electrode Layer Cutting Method FIG. 1A is an explanatory diagram for explaining a cutting position of the
図1では、シート状電池1の正極層2をカッティングする場合を例示するが、シート状電池1の負極層3をカッティングするようにしても良い。
Although FIG. 1 illustrates the case where the
この明細書において、「小電池」とは、充電層6の一方の面に正極層2が成層され、充電層6の他方の面に負極層3が成層されて、シート状電池1が二次電池としての電池機能(すなわち、充電動作、放電動作)する状態において、カッティングにより形成された溝部5によって複数に区分される電池をいう。
In this specification, “small battery” means that the
シート状電池1の電極層(正極層2、負極層3)のカッティング方法は、種々の方法を広く適用することができる。
Various methods can be widely applied as a method for cutting the electrode layers (the
しかし、シート状電池1の充電層6の膜厚長が薄いため、カッティングの際に物理的なカが作用し、応力により電極層(正極層2、負極層3)が移動してしまい、カッティングをしたシート状電池1の端面において、正極層2と負極層3が接触してしまい短絡が生じ得る。この様に、正極層2と負極層3が接触してしまい短絡が生じることを「金属ダレショート」と略記して以下説明する。
However, since the thickness of the
そのため、電極層のカッティング方法は、例えば、シート状電池1の正極層2、負極層3に対してレーザ光を照射して、正極層2、負極層3を除去するレーザスクライブ方法や、シート状電池1の正極層2、負極層3に対して超音波を照射して、正極層2、負極層3を除去する超音波スクライブ方法等を適用することが望ましい。この実施形態では、電極層(正極層2、負極層3)をカッティングする方法としてレーザスクライブ方法を適用する場合を例示する。
Therefore, the electrode layer cutting method includes, for example, a laser scribing method in which the
図1(A)において、点線で囲んだ領域4が、シート状電池1の正極層2に対してレーザ光を照射する位置であり、シート状電池1の膜厚方向に正極層2をスクライブする領域である。
In FIG. 1A, a
図1(A)に示すように、正極層2における領域4に向けて、シート状電池1の膜厚方向にレーザ光を照射して、正極層2をスクライブすることで、図1(B)に示すように、正極層2は膜厚方向に除去されて溝部5が形成される。その結果、図1(B)に示すように、矩形形状に加工された複数の小電池10を形成することができる。つまり、小電池10は、溝部5により区分される。
As shown in FIG. 1 (A), the
電極層のカッティング方法としてレーザスクライブ方法を適用する場合、電極層に照射するレーザ光の幅長や波長や照射時間や出力値等は、加工後に形成する電池形状や、カッティングする電極層の膜厚などに応じて、任意に設定することができる。 When a laser scribing method is applied as the electrode layer cutting method, the width, wavelength, irradiation time, output value, etc. of the laser light applied to the electrode layer are determined according to the shape of the battery formed after processing and the thickness of the electrode layer to be cut. It can be arbitrarily set according to the above.
例えば、図1(A)及び図1(B)に示す矩形形状の小電池10を形成する場合、領域4の幅長を30〜100μm程度として、正極層2に対してレーザ光を照射することで実現できる。また、カッティングする正極層2の膜厚に応じて、レーザ光の波長や照射時間や出力値を調整することが望ましい。
For example, when the rectangular
図5は、シート状電池1の正極層2に対するカッティングの膜厚方向の深さを説明する説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the depth in the film thickness direction of cutting with respect to the
図5(A)は、正極層2をスクライブしたシート状電池1の平面図である。図5(B)及び図5(C)は、正極層2をスクライブした後のシート状電池1の正面図であり、溝部5の断面形状を示す図である。
FIG. 5A is a plan view of the
図5(A)において、シート状電池1の正極層2を膜厚方向にスクライブする際、上述したようにレーザ光の波長や幅長や照射時間や出力値等を調整することができる。
In FIG. 5A, when scribing the
このとき、図5(B)に示すように、シート状電池1において、正極層2のみをスクライブして、正極層2の膜厚長に相当する深さの溝部5を形成するようにしても良い。換言すると、シート状電池1の長手方向の断面において、溝部5の断面形状を見ると(図5(B)参照)、溝部5の膜厚方向の長さは、正極層2(又は負極層3)の膜厚長と同程度の長さであり、溝部5の底部が充電層6に達するようにする。
At this time, as shown in FIG. 5B, in the sheet-
これにより、シート状電池1において正極層2のみが膜厚方向に除去され、充電層6の上部に正極層2が存在しない領域が形成される。また、後述するように、溝部5を基準としてシート状電池1を折り曲げたり又は蛇腹状に折り畳んだりしたとしても、溝部5が折り畳み部として機能し、正極層2と負極層3との間には充電層6が存在するため、正極層2と負極層3との接触を防ぐことができ、ショートが発生することを回避できる。
Thereby, only the
また、シート状電池1における溝部5の断面形状の別の例を、図5(C)を参照して説明する。
Another example of the cross-sectional shape of the
図5(C)に示すように、レーザ光の幅長や波長や照射時間や出力値等を調整して、シート状電池1において、正極層2のスクライブだけでなく、充電層6の膜厚の全て、又は一部もスクライブしても良い。換言すると、シート状電池1の長手方向の断面において、溝部5の断面形状を見ると(図5(C)参照)、溝部5の膜厚方向の長さは、正極層2(又は負極層3)と充電層6との膜厚長を足し合わせた長さ程度であり、溝部5の底部が、充電層6に対して対向して成層された他方の負極層3(又は正極層2)付近又は他方の負極層3(又は正極層2)に達するようにする。
As shown in FIG. 5C, by adjusting the width, wavelength, irradiation time, output value, etc. of the laser light, in the
図5(C)は、溝部5の膜厚方向の長さが、正極層2と充電層6との膜厚長を足し合わせた長さであり、溝部5の底部が負極層3に達している場合を示している。これにより、シート状電池1の膜厚方向において、より深い溝部5を形成することができるため、シート状電池1を折り曲げたり又は蛇腹状に折り畳んだりする際の加工性を良くすることができる。
In FIG. 5C, the length of the
ここで、第1の実施形態では、シート状電池1が、全固体型の物理電池を原理とする量子電池である場合を例示している。量子電池は、例えばリチウムイオン二次電電池等の化学電池と異なり電解液等を必要としないで、電池として機能する。従って、負極層3と正極層2とが充電層6と接触していれば、スクライブにより充電層6が除去されたとしても、小片化された各小電池10は電池として機能する。
Here, in 1st Embodiment, the case where the sheet-
次に、シート状電池1に形成する各溝部5の断面形状の変形例を、図6を用いて説明する。
Next, the modification of the cross-sectional shape of each
図6は、シート状電池1の正極層2に対する膜厚方向のカッティング方法の別の変形例を説明する説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view illustrating another modification of the cutting method in the film thickness direction for the
図6に示すように、正極層2における溝部5の幅長に対する充電層6における溝部5の幅長が短くなるように正極層2及び充電層をスクライブするようにしても良い。つまり、溝部5の断面形状が、図6のように段々となるようにスクライブしても良い。
As shown in FIG. 6, the
換言すると、シート状電池1を長手方向に沿った断面における各溝部5の形状は、各溝部5の膜厚方向の長さが、正極層2(又は負極層3)及び充電層6の膜厚長の各長さを足し合わせた長さと同程度の長さである。また、正極層2(又は負極層3)における各溝部5の開口部の幅長(シート状電池1の長手方向の長さ)は、充電層6に達している溝部5の底部の幅長よりも長い。
In other words, the shape of each
具体的なカッティング方法は、種々の方法を適用することができるが、例えば、まず、レーザスクライブにより、溝部5の深さが正極層2の膜厚長に相当する深さであって、正極層2に対して、シート状電池1の長手方向に比較的長い幅長となるようにレーザ光を正極層2に照射する。その後、レーザ光の出力値やレーザ光の幅長を調整して、充電層6に対してレーザ光の幅長を狭くしながら、充電層6に対してレーザ光を照射して、溝部5の底部が負極層3に達するようにする。換言すると、レーザ光の幅長を比較的広くして正極層2に対してレーザ光を照射して、正極層2の膜厚方向を除去してカッティングした後、レーザ光の幅長を比較的狭くして、正極層2の下層にある充電層6に対してレーザ光を照射して充電層6の膜厚方向をカッティングする。
As a specific cutting method, various methods can be applied. For example, first, the depth of the
図6に例示するように、溝部5の断面形状が段々形状となるように、正極層2及び充電層6をカッティングすることで、シート状電池1を折り曲げたり又は蛇腹状に折り畳んだりする際に、仮に正極層2が移動したとしても、正極層2の下層に配置されている充電層6がストッパーとして正極層2を支持することができるため、正極層2と負極層3との接触をより一層防ぐことができショートすることを回避できる。
As illustrated in FIG. 6, when the sheet-
なお、各溝部5の膜厚方向の長さが、正極層2及び充電層6の膜厚長の各長さを足し合わせた長さと同程度であり、正極層2における各溝部5の開口部の幅長は、充電層6に達している溝部5の底部の幅長よりも長くできるのであれば、溝部5の断面形状は図6の形状に限定されない。
In addition, the length of each
例えば、レーザスクライブ方法では、レーザ光の幅長や出力値等を調整することができるため、スクライブ後の溝部5の断面形状が、膜厚方向に深くなるにつれて、溝部5の幅長がV字形状(逆ピラミッド型)や、U字形状等とするようにしても良い。
For example, in the laser scribing method, the width and output value of the laser beam can be adjusted. Therefore, as the cross-sectional shape of the
図1(A)及び図1(B)では、シート状電池1において正極層2をカッティングする場合を例示した。しかし、シート状電池1において、負極層3をカッティングしても良いし、正極層2と負極層3の両方をカッティングしても良い。
1A and 1B exemplify a case where the
例えば、シート状電池1の正極層2又は負極層3のいずれか一方をカッティングする場合、カッティングする正極層2又は負極層3に対してレーザ光を照射して、正極層2又は負極層3において各溝部5を形成することができる。
For example, when either one of the
また、シート状電池1の正極層2と負極層3の両方をカッティングする場合、次のような方法を適用できる。
Moreover, when cutting both the
例えば、シート状電池1のシート面の両面のそれぞれに対して垂直な方向から、正極層2と負極層3の両方にレーザ光を照射して正極層2と負極層3をスクライブして、正極層2における各溝部5(正極層溝部とも呼ぶ)と、負極層3における各溝部5(負極層溝部とも呼ぶ)を形成する。
For example, both the
また例えば、シート状電池のシート面のうち、一方の面(例えば、正極層2)に対して垂直な方向からレーザ光を正極層2に照射して、正極層2をスクライブして正極層溝部を形成した後に、他方の面(例えば、負極層3)に対して垂直な方向からレーザ光を負極層3に照射して、負極層3をスクライブして負極層溝部を形成するようにしても良い。
Also, for example, the
上記のように、シート状電池1の正極層2と負極層3の両方に各溝部5を形成することにより、後述するようにシート状電池1の折り畳み方向を交互に変えて蛇腹状に折り畳む場合に、各正極層溝部と各負極層溝部の両方を基準にして折り畳むことができる。
As described above, by forming the
また、図1(A)及び図1(B)では、シート状電池1の幅方向に亘ってレーザ光を照射してスクライブして、溝部5を境界して複数の小電池を形成する場合を例示した。
Moreover, in FIG. 1 (A) and FIG. 1 (B), the case where a laser beam is irradiated and scribed across the width direction of the sheet-
しかし、図7(A)及び図7(B)に例示するように、シート状電池1の幅方向にレーザ光を照射すると共に、シート状電池1の長手方向に亘ってレーザ光を照射して、シート状電池1の幅方向及び長手方向に正極層2をスクライブして、溝部5により区分した複数の小電池を形成するようにしても良い。
However, as illustrated in FIGS. 7A and 7B, the laser beam is irradiated in the width direction of the
図7(A)の場合、シート状電池1の幅方向及び長手方向に正極層2をスクライブしているため、図7(B)に示すように、シート状電池1の幅方向の溝部5と、長手方向の溝部5aが形成される。したがって、図7(B)の複数の小電池10のそれぞれは、図1の小電池10よりも更に小片化される。
In the case of FIG. 7A, since the
なお、シート状電池1の電極層をスクライブして形成する小電池10の形状は、矩形形状に限定されるものではなく、円形、楕円形、3角形、5角形等の多角形、星形等のように任意の形状とすることができる。
In addition, the shape of the
(A−4)シート状電池1の折り曲げについて
シート状電池1は、折り曲げたり、又は、折り畳み方向を交互に変えて折り畳んだりすることができ、適宜、電極端子と接続させることで、直列又は並列の積層構造の電池を形成することができる。
(A-4) Bending of the sheet-
図8は、折り畳み方向を交互に変えてシート状電池1を折り畳んだときのイメージを示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an image when the
図8に示すように、折り畳み方向を交互に変えてシート状電池1を折り畳む際、折り畳み部の内側に位置する電極層(正極層2、負極層3)が圧迫されてしまう。
As shown in FIG. 8, when the sheet-
例えば、図9に示すように、電極層をスクライブしない状態で、シート状電池1を折り畳む場合、シート状電池1の折り畳み部における外径と内径の差から、この折り畳み部の内側にある電極層(例えば正極層2)が充電層6を外側に押し込むことになり、内側の電極層が充電層6を破壊してしまうおそれがある。更には、充電層6の破壊に伴い、その破壊した部分において、内側にある一方の電極層(例えば正極層2)が、外側にある他方の電極層(例えば負極層3)と接触してしまいショートを起こしてしまうおそれがある。
For example, as shown in FIG. 9, when the sheet-
これに対して、第1の実施形態に係るシート状電池1のように、スクライブされた電極層が除去され、その箇所が溝部5として形成されることにより、図10に示すように、各溝部5が各折り畳み部として機能する。ここで、折り畳み部は、シート状電池1を折り曲げる際に、シート状電池1を折り曲げる位置の基準となる部分である。
On the other hand, the scribed electrode layer is removed as in the sheet-
ここで、図8に示すように、シート状電池1の折り曲げ方向を交互に変えて蛇腹状に折り畳む際、シート状電池1の正極層2に対してレーザ光を照射して、正極層溝部を形成すると共に、シート状電池1の負極層3に対してレーザ光を照射して膜厚方向に負極層溝部を形成する。
Here, as shown in FIG. 8, when the folding direction of the
また、シート状電池1を蛇腹状に折り畳むことができるようにするため、正極層溝部と負極層溝部とのそれぞれの位置は、充電層6に対して、対向しない位置(すなわち非対向位置)に交互に形成される。これにより、シート状電池1を蛇腹状に折り畳む際に、各正極層溝部及び各負極層溝部は、折り曲げる位置の基準である折り畳み部として機能することができる。
Moreover, in order to be able to fold the sheet-
この場合、図10に示すように、各折り畳み部における内側の電極層(例えば正極層2)が充電層6との接触を防止できるため、内側の電極層が充電層6を外側に押し込むことがなくなる。したがって、内側の電極層が充電層6を破壊することを回避でき、更には、内側の電極層(例えば正極層2)が外側の電極層(例えば負極層)との接触によるショートを回避することができる。
In this case, as shown in FIG. 10, the inner electrode layer (for example, the positive electrode layer 2) in each folded portion can prevent contact with the
なお、図8〜図10では、折り畳み方向を交互に変えてシート状電池1を折り畳んだ場合を例示したが、シート状電池1を折り曲げる場合にも同様に有効である。
8 to 10 exemplify the case where the sheet-
(A−5)第1の実施形態の効果
以上のように、第1の実施形態によれば、電極層を成膜した後に、シート状電池の電極層をストライブすることで、任意の形状の複数の電池を分割することができる。
(A-5) Effects of the First Embodiment As described above, according to the first embodiment, after forming the electrode layer, the electrode layer of the sheet battery is striped to obtain an arbitrary shape. A plurality of batteries can be divided.
また、第1の実施形態によれば、シート状電池の電極層をストライブすることにより、端面における電極層の金属ダレにより他方の電極層との接触を防止でき、金属ダレショートを回避することができる。 In addition, according to the first embodiment, by striking the electrode layer of the sheet battery, contact with the other electrode layer can be prevented by metal sagging of the electrode layer at the end face, and metal sagging short-circuit can be avoided. Can do.
さらに、第1の実施形態によれば、シート状電池の電極層をストライブして溝部を形成することにより、シート状電池を折り曲げたり又は折り畳んだりする際に、折り畳み部分における充電層の破壊や破壊した充電層の部分でのショートを回避することができる。 Further, according to the first embodiment, when the sheet-like battery is folded or folded, the electrode layer of the sheet-like battery is striped to form a groove portion. It is possible to avoid a short circuit in the portion of the charging layer that has been destroyed.
(B)第2の実施形態
次に、本発明に係るシート状二次電池及びシート状二次電池の製造方法の第2の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
(B) 2nd Embodiment Next, 2nd Embodiment of the manufacturing method of the sheet-like secondary battery and sheet-like secondary battery which concerns on this invention is described in detail, referring drawings.
(B−1)第2の実施形態の構成
第2の実施形態においても、シート状電池1が量子電池である場合を例示するため、第1の実施形態に係る図2〜図4を用いて、第2の実施形態に係るシート状電池を詳細に説明する。
(B-1) Configuration of Second Embodiment Also in the second embodiment, in order to illustrate the case where the
第2の実施形態は、シート状電池1の電極層(正極層2、負極層3)のカッティングの方法が第1の実施形態と異なり、電極層のスクライブにより形成する各溝部5の形状が第1の実施形態と異なる。
The second embodiment is different from the first embodiment in the method of cutting the electrode layers (
そこで、第2の実施形態では、シート状電池1の電極層のカッティング方法を詳細に説明する。
Therefore, in the second embodiment, a method for cutting the electrode layer of the
図11(A)は、第2の実施形態において、ロール状に巻回したシート状電池1のカッティング位置を説明する説明図である。図11(B)は、図11(A)のカッティング位置でカッティング後に形成される複数の小電池を示す図である。
FIG. 11A is an explanatory diagram for explaining a cutting position of the sheet-
図11(A)において、点線で囲んだ斜線部分の領域4が、レーザ光を照射して正極層2をスクライブする領域であり、領域4は、所定の間隔を空けた所定幅長の2列の領域としている。
In FIG. 11A, a shaded
従って、ある小電池10と、これに隣接する小電池10とを区分する溝部5の中央部分には、スクライブされていない正極層2の凸部7が設けられる。この各凸部7は、各溝部5の中央部分に島状に残留するため、島部とも呼ぶ。これにより、図11(B)に示すように、矩形形状に加工された複数の小電池10と、ある小電池10と隣接する小電池10との間に溝部5及び凸部7が形成される。
Therefore, the
なお、電極層のスクライブの際に、島状の凸部7を形成することにより、小電池10を加工する箇所であることを認識させるマーク(目印)として利用することも可能である。従って、凸部7の機能的な観点から、凸部7を加工認識部とも呼ぶ。
In addition, when scribing the electrode layer, it is also possible to use the island-shaped
また、図11(A)及び図11(B)では、正極層2の凸部7が、シート状電池1の幅方向に亘って四角柱である場合を例示したが、凸部7は、シート状電池1の幅方向に亘って点々と、シート状電池1の幅方向に向けて複数の四角柱を点在させても良い。
11A and 11B exemplify the case where the
さらに、図11(A)及び図11(B)では、シート状電池1の幅方向に、1列の凸部7を形成する場合を例示したが、各凸部7は、シート状電池1の幅方向に、2列、3列等の複数列として形成しても良い。
Further, in FIG. 11A and FIG. 11B, the case where one row of
第2の実施形態に係るカッティング方法は、第1の実施形態と同様に、種々の方法を広く適用することができ、例えばレーザスクライブ方法や超音波スクライブ方法等を適用できる。この実施形態においても、レーザスクライブ方法を適用する場合を例示する。 As with the first embodiment, various methods can be widely applied to the cutting method according to the second embodiment. For example, a laser scribe method, an ultrasonic scribe method, or the like can be applied. Also in this embodiment, the case where a laser scribing method is applied is illustrated.
図12(A)及び図12(B)は、正極層2のスクライブ後の各溝部5の断面形状を示す図である。
12A and 12B are views showing the cross-sectional shape of each
図12(A)及び図12(B)において、正極層2における、2本の溝部5のそれぞれの幅長は、例えば30nm〜50nm程度とすることができる。また、正極層2における凸部7の幅長は、例えば50nm〜100nm程度とすることができる。例えば、幅長が30nm〜50nm程度のレーザ光を正極層2に照射して、正極層2において1本目の溝部5を形成する。そして、1本目の溝部5に対して、50nm〜100nm程度の間隔を空けて、更に幅長が30nm〜50nm程度のレーザ光を正極層2に照射して、正極層2において2本目の溝部5を形成する。このようにして、正極層2において、溝部5の中央部分に凸部7を有する溝を形成できる。
12A and 12B, the width of each of the two
なお、正極層2をスクライブする幅長や正極層2の凸部7の幅長は、レーザ光の波長や幅長や照射時間や出力値等を調整することで実現することができ、各小電池10の形状等の加工精度に応じて任意に設定することができる。
Note that the width of the scribing of the
また、シート状電池1の正極層2に対するカッティングの深さは、第1の実施形態と同様に、図12(A)に示すように、正極層2の膜厚長に相当する深さとしても良い。この場合、正極層2の凸部7の高さは、正極層2の膜厚に相当する高さとなる。
Also, the cutting depth of the sheet-
また例えば、図12(B)に示すように、より深い溝部5を形成するために、充電層6の全て又は一部までスクライブするようにしても良い。この場合、各溝部5の深さは、正極層2と充電層6との膜厚長を足し合わせた膜厚長と同程度とすることができる。この場合、正極層2の凸部7の高さは、正極層2の膜厚と充電層6の膜厚とを加えた高さとなる。なお、溝部5の断面は、第1の実施形態と同様に、段々形状としても良いしV字形状、U字形状等としても良い。
Further, for example, as shown in FIG. 12 (B), in order to form a
さらに、シート状電池1の電極層のカッティングは、シート状電池1の正極層2に限定されるものではなく、負極層3をストライブするようにしても良いし、シート状電池1の両面に成膜した電極層をストライブするようにしても良い。
Further, the cutting of the electrode layer of the
図13は、第2の実施形態に係る折り畳み方向を交互に変えてシート状電池1を折り畳んだときのイメージを示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing an image when the
図11の第2の実施形態のシート状電池1を、折り畳み方向を交互に変えて折り畳んだとき、シート状電池1の折り畳み部が凸部7を基準点として折り畳むことができる。つまり、シート状電池1の折り畳み部の内側に凸部7が位置して折り曲げられる。
When the
凸部7の両隣には各溝部5が形成されているため、折り畳み部における内側の電極層(例えば正極層2)が充電層6との接触を防止できるので、内側の電極層が充電層6を外側に押し込むことがなくなる。したがって、内側の電極層が充電層6を破壊することを回避でき、更には、内側の電極層(例えば正極層2)が外側の電極層(例えば負極層)との接触によるショートを回避することができる。
Since the
(B−2)第2の実施形態の効果
以上のように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果に、電極層を成膜した後に、シート状電池の電極層をストライブすることで、任意の形状の複数の電池を分割することができる。
(B-2) Effects of the Second Embodiment As described above, according to the second embodiment, the electrode of the sheet battery is formed after the electrode layer is formed in the same effect as the first embodiment. A plurality of batteries having an arbitrary shape can be divided by striping the layers.
また、第2の実施形態によれば、シート状電池の電極層をストライブすることにより、端面における電極層の金属ダレにより他方の電極層との接触を防止でき、金属ダレショートを回避することができる。 In addition, according to the second embodiment, by striking the electrode layer of the sheet-like battery, contact with the other electrode layer can be prevented by metal sag of the electrode layer at the end face, and metal sag short is avoided. Can do.
さらに、第2の実施形態によれば、シート状電池の電極層をストライブして溝部を形成することにより、シート状電池を折り曲げたり又は折り畳んだりする際に、折り畳み部分における充電層の破壊や破壊した充電層の部分でのショートを回避することができる。 Furthermore, according to the second embodiment, when the sheet-like battery is folded or folded, the electrode layer of the sheet-like battery is striped to form a groove portion. It is possible to avoid a short circuit in the portion of the charging layer that has been destroyed.
(C)第3の実施形態
次に、本発明に係るシート状電池の第3の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
(C) Third Embodiment Next, a third embodiment of the sheet battery according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
電池の製造工程では、製造工程の途中あるいは完成後に、電池の性能等を試験することが行なわれる。ここで、「電池の試験」とは、電池の性能の評価、電池の正常性の検査、電池性能の測定や試験を含み、例えば、電池性能検査、充放電試験、コンディショニング、充放電サイクル試験、エージング試験等を含む概念である。 In the battery manufacturing process, the performance of the battery is tested during or after the manufacturing process. Here, “battery test” includes battery performance evaluation, battery normality inspection, battery performance measurement and test, for example, battery performance inspection, charge / discharge test, conditioning, charge / discharge cycle test, This concept includes an aging test and the like.
電池の製造工程の途中あるいは完成後に、電池の試験を行うが、従来のように、複数の電池に分割(区分)していないシート状電池1の欠陥や異常等がある場合、1カ所の欠陥等の箇所があるために、シート状電池1の全体の試験結果に影響を与えてしまっていた。
A battery test is performed during or after the battery manufacturing process. If there are defects or abnormalities in the sheet-
また、シート状電池に欠陥や異常等の箇所がある場合、その欠陥や異常等の箇所を修復したり又は不活性にしたりするリペアが必要となる。 Further, when the sheet-like battery has a defect or abnormality, a repair for repairing or deactivating the defect or abnormality is required.
そこで、第3の実施形態では、第1及び第2の実施形態で説明した電極層のスクライブにより各小電池10に分割したシート状電池1における、電池の試験の方法と、欠陥や異常等の箇所のリペア方法を説明する。
Therefore, in the third embodiment, the battery testing method and defects, abnormalities, etc., in the sheet-
ここで、シート状電池における欠陥箇所は、正極層2、負極層3、充電層6のいずれか又は全てに生じ得る電気的特性の欠陥箇所である。例えば、正極層2又は負極層3の欠陥箇所は、正極層2又は負極層3の電気的特性が正常に表れない箇所をいう。また例えば、充電層6の欠陥箇所は、充電層6の充電動作や放電動作や蓄電動作が正常に動作しない箇所や、充電層6において欠陥が生じている正極層2又は負極層3が存在している箇所をいう。
Here, the defective part in a sheet-like battery is a defective part of the electrical property which may arise in any or all of the
(C−1)電池の試験の方法
まず、第1及び第2の実施形態に係るシート状電池1の電池の試験方法を説明する。
(C-1) Battery Testing Method First, a battery testing method for the
図14は、シート状電池1の試験の概略的な構成を示す構成図である。図14では、シート状電池1の性能検査、充放電試験、コンディショニング、充放電サイクル試験、エージング試験等を行なう。
FIG. 14 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a test of the
図14において、シート状電池1の試験は、概ね、電池試験機55、押圧部51、押圧台54を有してなされる。
In FIG. 14, the sheet-shaped
なお、図14において、シート状電池1は、第1及び第2の実施形態で説明したように、電極層(正極層2、負極層3)をスクライブして、スクライブした箇所が各溝部5となっている。この溝部5により、シート状電池1が複数の小電池10に区分されている。
In FIG. 14, as described in the first and second embodiments, the
電池試験機55は、折り畳み方向を交互に変えて蛇腹状に折り畳んだシート状電池1の各折り畳み部の間や上下面に、電気接続用の負極端子板521及び正極端子板522を配設して、電池の試験を行うために必要な電力の供給や電気的特性の測定を行う。
The
押圧部51は、シート状電池1を、その折り畳み部分や上下面に正極端子板522及び負極端子板521が配置された状態で両外面から挟んで圧力を加える。押圧部51がシート状電池1に圧力を加えることにより、シート状電池1の折り畳み部分に挟まれたり上下面に配置されたりしている正極端子板522及び負極端子板521と、シート状電池1の正極層2、負極層3との接触を確実にすることができる。この実施形態では、押圧部51が、折り畳まれたシート状電池1を載せる押圧台54と、その押圧台54に載せられたシート状電池1を上方から下方に向かつて押圧する押圧板56と、この押圧板56を押圧方向に可動させる図示しない押圧機構部とを有している。
The pressing portion 51 applies pressure by sandwiching the sheet-
押圧板56は、シート状電池1に対して、例えば上方から下方に向けて圧力を加えるための板状体である。押圧板56は、押圧可能な平坦な押圧面を有しており、前記押圧機構部によりシート状電池1の上方から押圧台54に向かって、前記押圧面を水平に保ちながら下方に移動し、シート状電池1の上面を押圧する。ここで、押圧板56は、正極端子板522及び負極端子板521とシート状電池1との接触性を良好とするために、シート状電池1の上面全体を押圧する押圧面を有するが、少なくとも正極端子板522及び負極端子板521の導電部と、シート状電池1の正極層2、負極層3とが接触する領域(すなわち、シート状電池1の上面の一部領域)を押圧する押圧面を有するものであっても良い。
The
押圧台54は、シート状電池1を載置する。押圧台54は、押圧板56の押圧方向の下側に設けられている。押圧台54は、押圧板56の押圧面と対向する平坦な載置面を有しており、押圧板56により押圧される載置面上のシート状電池1を下面から支持する。前記載置面は、シート状電池1の下面全体を支持するが、少なくとも正極端子板522及び負極端子板521の導電性部材と、蛇腹状のシート状電池1の電極層とが接触する領域(すなわち、シート状電池1の下面の一部領域)を支持する。これにより、折り畳まれたシート状電池1を、押圧板56と押圧台54とで挟み込み圧力を加えることができる。
The
なお、押圧部51により押圧する折り畳まれたシート状電池1は、直接押圧台54の載置面に載せても良いし、後述するようにトレー101に載せた状態で載せても良い。
Note that the folded
また、この実施形態では、押圧台54を固定した状態で、押圧板56を上方から下方に移動させて押圧する場合を例示するが、これに限定されるものではない。つまり、折り畳まれたシート状電池1を両面から挟んで圧力を加えることができるのであれば良い。例えば、押圧板56を固定して押圧台54を下方から上方に押し上げて押圧するようにしても良い。また、押圧台54及び押圧板56が可動式であり、押圧台54が下方から上方に移動すると共に、押圧板56が上方から下方に移動するものであっても良い。
Further, in this embodiment, the case where the
図14において、折り畳まれたシート状電池1は蛇腹状となり、その内側に折り込まれた部分の隙間に、正極端子板522及び負極端子板521が挿入される。つまり、シート状電池1の正極層2が内側になるように折り込まれた部分には、正極端子としての正極端子板522が挿入される。また、シート状電池1の負極層3が内側になるように折り込まれた部分には、負極端子としての負極端子板521が挿入される。
In FIG. 14, the folded
電池試験機106は、シート状電池1に接触している正極端子板522及び負極端子板521を電気接続用の電極端子として接続し、試験のための電力供給を行なう(例えば、電圧を印加したり、電流を流したりする)。正極端子板522は、電線を介して電池試験機55の正極側端子55aに接続されている。また、負極端子板521は、電線を介して電池試験機55の負極側端子55bに接続されている。
The battery testing machine 106 connects the positive
なお、電池試験機55は、正極端子板522と負極端子板521との間に電圧をかけたり電流を流したりする機能に加え、正極端子板522と負極端子板521の間の電流や電圧等の電気特性を測定する機能を有するようにしても良い。
The
電池試験機106は、測定された電気特性があらかじめ登録されている許容範囲内にあるかどうかを判断して、その測定箇所の電池が正常であるか異常であるかの判定をする機能を有するようにしても良い。 The battery testing machine 106 has a function of determining whether the measured electrical characteristics are within a pre-registered allowable range and determining whether the battery at the measurement location is normal or abnormal. You may do it.
異常個所(試験体)はその異常と判定される測定値が測定された正極端子板522と負極端子板521が特定されることにより、あるいは正極端子板522が特定されることにより判断される。
The abnormal part (test body) is determined by specifying the positive
電池試験機106は、折り畳まれたシート状電池の隣り合う折線の間あるいはシート状電池1の端辺とその隣の折線の間に位置している小電池10を1個の試験体とみなした場合に複数の小電池10に対して同時に並列的に試験を行うことができる。
The battery testing machine 106 regarded the
さらに、電池試験機106は、複数の小電池10を並列的に試験することができるため、同時に試験を行っている複数の小電池10のうち、いずれかの小電池10に不具合があった場合には、その不具合が生じた小電池10からの試験体への電気供給を個別的に遮断することができる。
Furthermore, since the battery testing machine 106 can test a plurality of
より具体的には、図15に例示すように、複数の小電池10のうち、不具合があった小電池10の間に、正極端子板522又は負極端子板521に代えて、絶縁体60を挿入するようにする。これにより、不具合が生じた試験体である小電池10を絶縁体60で絶縁させることができ、それ以外の小電池10(不具合の生じていない試験体)の電池の試験を継続させることができるため、試験の効率化を図ることができる。
More specifically, as illustrated in FIG. 15, among the plurality of
試験完了後、シート状電池1は、正極端子板522、負極端子板521、絶縁体60が抜き取られ、蛇腹状のまま次の工程に移されたり、保管されたりする。
After the test is completed, the positive
なお、試験工程で異常が検知された部分の電池(例えば、異常を検知した正極端子板522と負極端子板521とに挟まれた試験体)については、その後の工程でその部分を補修したり、取り除いたりすることができる。
In addition, about the battery (for example, the test body pinched | interposed into the positive
(C−2)リペア方法
図16は、正極層2をスクライブして複数の小電池10に分割したシート状電池1における欠陥箇所(文は異常箇所)を示す図である。図16において、右から2番目の小電池10において欠陥箇所70があったものとする。この欠陥箇所70の検出方法は、上述した電池の試験方法の試験工程で、例えば電気的にショートしている欠陥箇所を特定したり、又は外観目視やCCDカメラ等を使用して欠陥箇所を特定したりする。
(C-2) Repair Method FIG. 16 is a diagram showing a defective portion (a sentence is an abnormal portion) in the sheet-
電池の試験工程において、図16に示すように、小電池10に欠陥箇所70が確認されると、図17に示すように、電極層(正極層2、負極層3)のスクライブ方法と同様のスクライブ方法を用いて、その欠陥箇所70をスクライブして、欠陥箇所70を修復したり又は不活性にしたりすることができる。
In the battery testing process, as shown in FIG. 16, when a
より具体的には、図18(A)に示すように、正極層2と負極層3との間の充電層6に欠陥箇所70があったものとする。このとき、欠陥箇所70の位置の電極層(正極層2又は負極層3)をスクライブして、正極層2又は負極層3を部分的に除去する。このように、図18(B)に示すように、欠陥箇所70と接触していた正極層2又は負極層3が除去されることになるので、欠陥箇所70の電池性能等に与える悪影響を回避することができる。
More specifically, as shown in FIG. 18A, it is assumed that there is a
また、図18(C)に示すように、図18(B)で正極層2又は負極層3をスクライブして除去した後、その除去した部分を、正極層2又は負極層3と同じ材質の電極で、マスク80することで、そのマスク80でスクライブ箇所を覆うことができる。これにより、欠陥箇所70が見つかったシート状電池1のリペアすることができる。
Further, as shown in FIG. 18C, after the
1…シート状電池、2…負極層、3…正極層、6…充電層、4…スクライブ領域、5…溝部、10…電池、7…凸部。
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記充電層の一方の面に成層された前記正極層と、他方の面に成層された前記負極層とのうち、いずれか一方又は双方が膜厚方向に除去されて形成された複数の溝部と、
前記複数の溝部により区分される複数の小電池と
を有することを特徴とするシート状二次電池。 In a sheet-like secondary battery having a charge layer between the positive electrode layer and the negative electrode layer,
A plurality of grooves formed by removing one or both of the positive electrode layer formed on one surface of the charging layer and the negative electrode layer formed on the other surface in the film thickness direction, and ,
A sheet-like secondary battery comprising: a plurality of small batteries divided by the plurality of grooves.
前記正極層溝部と前記負極層溝部とが、当該シート状電池を折り畳む際の折り畳み部となることを特徴とする請求項1に記載のシート状二次電池。 The positive electrode layer groove portion as the positive electrode layer groove portion and the negative electrode layer groove portion as the negative electrode layer groove portion are alternately formed at the non-opposing positions with respect to the charging layer in the longitudinal direction of the sheet-like battery. ,
The sheet-like secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode layer groove portion and the negative electrode layer groove portion serve as a folding portion when the sheet-like battery is folded.
前記除去領域をマスクするマスク部と、
を有していることを特徴とする請求項1に記載のシート状二次電池。 Among the plurality of small batteries, in the small battery having a defective portion, a removal region in which the region of the positive electrode layer or the negative electrode layer corresponding to the defective portion is removed,
A mask portion for masking the removal region;
The sheet-like secondary battery according to claim 1, comprising:
前記充電層の一方の面に前記正極層を成層し、前記充電層の他方の面に前記負極層を成層するステップと、
前記充電層に成層された前記正極層と前記負極層のうちいずれか一方又は双方を膜厚方向に除去して、複数の溝部を形成する溝部形成ステップと
を有することを特徴とするシート状二次電池の製造方法。 In the method for producing a sheet-like secondary battery having a charging layer between the positive electrode layer and the negative electrode layer,
Stratifying the positive electrode layer on one surface of the charging layer and stratifying the negative electrode layer on the other surface of the charging layer;
A groove forming step for forming a plurality of grooves by removing one or both of the positive electrode layer and the negative electrode layer formed on the charging layer in the film thickness direction. A method for manufacturing a secondary battery.
前記正極層又は前記負極層の膜厚長よりも長く、各溝部の底部が前記充電層に達するように、前記正極層又は前記負極層を除去することにより、前記各溝部を形成する
ことを特徴とする請求項10に記載のシート状二次電池の製造方法。 The groove forming step includes
The groove portions are formed by removing the positive electrode layer or the negative electrode layer so that the thickness of the positive electrode layer or the negative electrode layer is longer than the thickness of the positive electrode layer or the negative electrode layer and the bottom of each groove portion reaches the charging layer. The method for producing a sheet-like secondary battery according to claim 10.
前記正極層又は前記負極層における前記各溝の開口部の幅長を、前記充電層に達している前記各溝部の底部の幅長よりも長くして、前記各溝部を形成する
ことを特徴とする請求項11に記載のシート状二次電池の製造方法。 The groove forming step includes
The width of the opening of each groove in the positive electrode layer or the negative electrode layer is made longer than the width of the bottom of each groove reaching the charging layer to form each groove. The manufacturing method of the sheet-like secondary battery of Claim 11.
前記正極層の膜厚方向に前記正極層を除去して複数の正極層溝部を形成するステップと、
当該シート状二次電池の長手方向に亘って、前記充電層を基準として、前記複数の溝部のそれぞれの位置とは非対向位置となる位置に、前記負極層の膜厚方向に前記負極層を除去して複数の負極層溝部を形成するステップと
を有し、
前記正極層溝部と前記負極層溝部とをそれぞれ折り畳み部として、前記正極層と前記負極層とが交互に内側となるように、当該シート状二次電池の交互に折り畳む折り畳みステップ
を有することを特徴とする請求項10に記載のシート状二次電池の製造方法。 The groove forming step includes
Removing the positive electrode layer in the film thickness direction of the positive electrode layer to form a plurality of positive electrode layer grooves;
The negative electrode layer is arranged in a film thickness direction of the negative electrode layer at a position that is non-opposing to each position of the plurality of grooves with respect to the charging layer as a reference over the longitudinal direction of the sheet-like secondary battery. Removing and forming a plurality of negative electrode layer grooves, and
A step of folding the sheet-like secondary battery alternately so that the positive electrode layer groove and the negative electrode layer groove are folded portions, respectively, so that the positive electrode layer and the negative electrode layer are alternately inside. The method for producing a sheet-like secondary battery according to claim 10.
前記複数の溝部に形成された前記凸部を折り畳み部として、前記シート状二次電池を折り畳む折り畳みステップ
を有することを特徴とする請求項10に記載のシート状二次電池の製造方法。 The groove part forming step removes one or both of the positive electrode layer and the negative electrode layer in the film thickness direction so that a convex part is formed in the central part of each groove part,
The method for manufacturing a sheet-shaped secondary battery according to claim 10, further comprising a folding step of folding the sheet-shaped secondary battery with the convex portions formed in the plurality of groove portions as folding portions.
前記複数の溝部で区分される複数の小電池のうち、欠陥箇所を含む小電池が試験の対象とならないように前記欠陥個所を含む電池を絶縁する絶縁ステップと
を有することを特徴とする請求項10に記載のシート状二次電池の製造方法。
Folding the sheet-shaped secondary battery alternately, sandwiching the electrode terminal in the folded portion, and testing the sheet-shaped secondary battery,
The insulating step of insulating the battery including the defective portion so that the small battery including the defective portion is not subjected to the test among the plurality of small batteries divided by the plurality of groove portions. A method for producing the sheet-like secondary battery according to 10.
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