JP2018045901A - Lithium ion battery and method for manufacturing the same - Google Patents

Lithium ion battery and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2018045901A
JP2018045901A JP2016180547A JP2016180547A JP2018045901A JP 2018045901 A JP2018045901 A JP 2018045901A JP 2016180547 A JP2016180547 A JP 2016180547A JP 2016180547 A JP2016180547 A JP 2016180547A JP 2018045901 A JP2018045901 A JP 2018045901A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
current collector
electrode composition
lithium ion
exterior
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016180547A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6738701B2 (en
Inventor
健一 川北
Kenichi Kawakita
健一 川北
浩太郎 那須
Kotaro Nasu
浩太郎 那須
大澤 康彦
Yasuhiko Osawa
康彦 大澤
雄樹 草地
Takeki Kusachi
雄樹 草地
佐藤 一
Hajime Sato
一 佐藤
赤間 弘
Hiroshi Akama
弘 赤間
堀江 英明
Hideaki Horie
英明 堀江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd, Sanyo Chemical Industries Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2016180547A priority Critical patent/JP6738701B2/en
Publication of JP2018045901A publication Critical patent/JP2018045901A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6738701B2 publication Critical patent/JP6738701B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively make use of containing space to bring advantage in ensuring a capacity, and to simplify an assembling process in connection with a lithium ion battery.SOLUTION: A lithium ion battery comprises a first-polarity current collector, a first-polarity electrode composition, a separator, a second-polarity electrode composition and a second-polarity current collector which are encased in an outer packaging body. In the lithium ion battery, a first exterior packaging part and a second exterior packaging part each have a bottom, a side wall and an opening. In the first exterior packaging part, the first-polarity current collector and the first-polarity electrode composition are encased. In the second exterior packaging part, the second-polarity current collector and the second-polarity electrode composition are encased. Further, the first exterior packaging part which contains the first-polarity current collector and the first-polarity electrode composition is arranged in the second exterior packaging part which contains the second-polarity current collector and the second-polarity electrode composition so that the first-polarity electrode composition is opposed to the second-polarity electrode composition through the separator.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、第1極集電体、第1極電極組成物、セパレータ、第2極電極組成物および第2極集電体が外装体に収容されてなるリチウムイオン電池及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a lithium ion battery in which a first electrode current collector, a first electrode electrode composition, a separator, a second electrode electrode composition, and a second electrode current collector are housed in an exterior body, and a method for manufacturing the same.

リチウムイオン(二次)電池は、高容量で小型軽量な二次電池として、近年様々な用途に多用されている。一般的なリチウムイオン電池は、正極活物質及び電解液を含む正極電極組成物層と、同様に負極活物質及び電解液を含む負極電極組成物層とがセパレータを挾んで積層されてなる単電池が外装体たる容器に収納されて構成されている。   Lithium ion (secondary) batteries have been widely used in various applications in recent years as high-capacity, small and lightweight secondary batteries. A general lithium ion battery is a single battery in which a positive electrode composition layer containing a positive electrode active material and an electrolyte and a negative electrode composition layer containing a negative electrode active material and an electrolyte are laminated with a separator interposed therebetween. Is housed in a container as an exterior body.

このようなリチウムイオン電池において、容器により単電池を封止することで、外部からの水分の侵入や電解液の漏れを防止し、リチウムイオン電池の性能維持を図ることが好ましい。このような容器の一例として、例えば、特許文献1、2に開示されたものが挙げられる。   In such a lithium ion battery, it is preferable to maintain the performance of the lithium ion battery by sealing the single battery with a container to prevent intrusion of moisture from the outside and leakage of the electrolytic solution. As an example of such a container, what was indicated by patent documents 1 and 2 is mentioned, for example.

特開2016−1537号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-1537 特開2015−165460号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-165460

しかし、従来のリチウムイオン電池は、2つの外装部材を重ねて封止部分を構成しているので、この封止部分が嵩張るという課題があった。リチウムイオン電池を容積の小さいスペースに収容する場合に、嵩張る封止部分は容量確保の面で不利である。特許文献1に記載の電池は、封止部分を折り畳むことで収容スペースの有効活用を可能としている。封止部分は大きくする方が外部からの水分の侵入や電解液の漏れを防止する効果が高いが、封止部分の面積を大きくすると収容スペースの有効活用との両立が困難になるという課題がある。   However, the conventional lithium ion battery has a problem that the sealing portion is bulky because the sealing portion is formed by overlapping two exterior members. When the lithium ion battery is accommodated in a space having a small volume, the bulky sealing portion is disadvantageous in terms of securing the capacity. The battery described in Patent Document 1 enables effective utilization of the accommodation space by folding the sealing portion. Enlarging the sealed part is more effective in preventing moisture from entering from outside and leakage of the electrolyte, but increasing the area of the sealed part makes it difficult to achieve effective use of the storage space. is there.

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、外部からの水分の侵入や電解液の漏れの防止と収容スペースの有効活用の両立が図れるため、容量確保の点で有利であり、更に、組立工程の簡略化を図ることの可能なリチウムイオン電池及びその製造方法の提供を、その目的の一つとしている。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and is advantageous in terms of securing capacity, since it is possible to achieve both the prevention of moisture intrusion from outside and leakage of electrolyte solution and effective utilization of the storage space. An object of the present invention is to provide a lithium ion battery that can simplify the assembly process and a method for manufacturing the lithium ion battery.

本発明は、第1極集電体、第1極電極組成物、セパレータ、第2極電極組成物および第2極集電体が外装体に収容されてなるリチウムイオン電池に適用される。そして、外装体が第1の外装部と第2の外装部とを備え、第1の外装部及び第2の外装部がそれぞれ底部と側壁と開口部とを有し、第1の外装部には第1極集電体及び第1極電極組成物が収容され、第2の外装部には第2極集電体及び第2極電極組成物が収容され、更に第1極集電体及び第1極電極組成物を収容した第1の外装部が、第1極電極組成物と第2極電極組成物とがセパレータを介して相対する向きになるように、第2極集電体及び第2極電極組成物を収容した第2の収容部内に収容されることにより、上述の課題の少なくとも一つを解決している。   The present invention is applied to a lithium ion battery in which a first electrode current collector, a first electrode electrode composition, a separator, a second electrode electrode composition, and a second electrode current collector are accommodated in an exterior body. And an exterior body is provided with the 1st exterior part and the 2nd exterior part, and the 1st exterior part and the 2nd exterior part have a bottom part, a side wall, and an opening, respectively, Contains the first electrode current collector and the first electrode electrode composition, the second exterior portion contains the second electrode current collector and the second electrode electrode composition, and further the first electrode current collector and The second electrode current collector and the first electrode part containing the first electrode composition are oriented so that the first electrode composition and the second electrode composition face each other with the separator interposed therebetween. By accommodating in the 2nd accommodating part which accommodated the 2nd electrode composition, at least one of the above-mentioned subject is solved.

第1の外装部が第2の外装部内に収容されることで2つの外装部材の側壁部が重ね合わされた積層部分を構成し、これにより電池の本体から突出した嵩張る封止部分を形成することなく外部からの水分の侵入や電解液の漏れをさらに防止することができる。   The first exterior part is accommodated in the second exterior part to form a laminated part in which the side wall parts of the two exterior members are overlapped, thereby forming a bulky sealing part protruding from the battery body. In addition, it is possible to further prevent moisture from entering from outside and leakage of the electrolyte.

また、2つの外装部である第1の外装部及び第2の外装部の側壁が重ね合わされた積層部分を有することで、外装体の積層部分を有さない従来の電池と比較して強度が高く、破損や変形に対して優れた耐性を有するという効果も有する。   In addition, by having a laminated portion in which the side walls of the first exterior portion and the second exterior portion that are two exterior portions are overlapped, the strength is higher than that of a conventional battery that does not have a laminated portion of the exterior body. High, and also has the effect of having excellent resistance to breakage and deformation.

ここで、更に第2の外装部が有する開口部の周縁部と第1の外装部の一部とが重ね合わされた封止部を有することで収容スペースを小さく保ったまま封止することができ好ましい。   Here, by further including a sealing portion in which the peripheral portion of the opening of the second exterior portion and a part of the first exterior portion are overlapped, sealing can be performed while keeping the accommodation space small. preferable.

また第1の外装部及び第2の外装部がそれぞれ可撓性を有することで多様な形状のスペースへの電池の収納が可能となり好ましい。   In addition, it is preferable that the first exterior portion and the second exterior portion have flexibility so that the battery can be stored in various shapes of spaces.

また、本発明の製造方法は、第1極集電体、第1極電極組成物、セパレータ、第2極電極組成物および第2極集電体が外装体に収容されてなるリチウムイオン電池の製造方法に適用される。そして、外装体が、それぞれ底部と側壁と開口部とを有する第1の外装部と第2の外装部とを備え、第1極集電体及び第1極電極組成物を収容された第1の外装部を、第1極電極組成物と第2極電極組成物とがセパレータを介して相対する向きになるように、第2極集電体及び第2極集電体及び第2極電極組成物が収容された第2の外装部内に収容する収容工程と、第2の外装部が有する開口部の周縁部を内方に屈曲して第1の外装部の底部と重ね合わせて封止する封止工程とを備えることにより、上述の課題の少なくとも一つを解決している。   The manufacturing method of the present invention also provides a lithium ion battery in which a first electrode current collector, a first electrode electrode composition, a separator, a second electrode electrode composition, and a second electrode current collector are accommodated in an outer package. Applicable to manufacturing method. And the exterior body is provided with the 1st exterior part and the 2nd exterior part which respectively have a bottom part, a side wall, and an opening part, and the 1st electrode current collector and the 1st electrode composition were stored. The second electrode current collector, the second electrode current collector, and the second electrode so that the first electrode composition and the second electrode composition face each other with the separator therebetween. A housing step for housing the composition in the second exterior portion, and a peripheral portion of the opening of the second exterior portion bent inward and overlapped with the bottom of the first exterior portion to be sealed By providing the sealing process, at least one of the above-described problems is solved.

ここで、更に、第1の外装部内に、第1極集電体と第1極電極組成物とを配置する第1極形成工程と、第2の外装部内に、第2極集電体と第2極電極組成物と配置する第2極形成工程とを備えることが好ましい。   Here, further, a first electrode forming step in which the first electrode current collector and the first electrode composition are disposed in the first exterior part, and a second electrode current collector in the second exterior part. It is preferable to provide a 2nd electrode formation process arrange | positioned with a 2nd electrode composition.

本発明によれば、外部からの水分の侵入や電解液の漏れの防止と収容スペースの有効活用の両立を図って容量確保の点で有利であり、更に、組立工程の簡略化を図ることの可能なリチウムイオン電池及びその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is advantageous in terms of securing capacity by preventing both intrusion of moisture from the outside and leakage of electrolyte solution and effective utilization of the storage space, and further simplifies the assembly process. A possible lithium ion battery and a method for manufacturing the same can be provided.

本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the lithium ion battery which is one Embodiment of this invention. 一実施形態であるリチウムイオン電池の断面図である。It is sectional drawing of the lithium ion battery which is one Embodiment. 本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the lithium ion battery which is one Embodiment of this invention. 一実施形態のリチウムイオン電池が適用される頭部装着型電子機器の一例を示す一部省略斜視図である。It is a partially omitted perspective view showing an example of a head-mounted electronic device to which the lithium ion battery of one embodiment is applied.

(一実施形態)
図1及び図2を参照して、本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池について詳細を説明する。図1は本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池を示す斜視図、図2は一実施形態であるリチウムイオン電池の断面図であり、図2(a)は図1のA−A矢視断面図、図2(b)は図1のB−B矢視断面図、図2(c)は図1のC−C矢視断面図である。
(One embodiment)
With reference to FIG.1 and FIG.2, the detail is demonstrated about the lithium ion battery which is one Embodiment of this invention. FIG. 1 is a perspective view showing a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the lithium ion battery according to an embodiment, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 1, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG. 1.

これら図において、本実施形態のリチウムイオン電池Lは、外形略直方体状のリチウム二次単電池1と、このリチウム二次単電池1を収容する外装体たる容器20とを備える。   In these drawings, a lithium ion battery L of the present embodiment includes a lithium secondary single battery 1 having a substantially rectangular parallelepiped shape and a container 20 that is an exterior body that houses the lithium secondary single battery 1.

ここで、本発明においてリチウム二次単電池1とは、正極電極活物質と電解液とを含む正極電極組成物層を正極集電体の表面に形成した正極と、負極電極活物質と電解液とを含む負極電極組成物層を負極集電体の表面に形成した負極とを有し、正極電極組成物と負極電極組成物とがセパレータを介して積層された構造を有し、電池容器、端子配置及び電子制御装置等を備えていない電池である(参考:日本工業規格JIS C8715-2「産業用リチウム二次電池の単電池及び電池システム」)。なお、リチウム二次単電池1は単電池と略する場合がある。   Here, in the present invention, the lithium secondary cell 1 refers to a positive electrode in which a positive electrode composition layer including a positive electrode active material and an electrolytic solution is formed on the surface of the positive electrode current collector, a negative electrode active material, and an electrolytic solution. A negative electrode composition layer including a negative electrode formed on the surface of the negative electrode current collector, and having a structure in which the positive electrode composition and the negative electrode composition are laminated via a separator, It is a battery that does not have a terminal arrangement, electronic control unit, etc. (Reference: Japanese Industrial Standards JIS C8715-2 “Industrial Lithium Secondary Battery Cell and Battery System”). The lithium secondary cell 1 may be abbreviated as a cell.

本実施形態のリチウムイオン電池Lを構成する容器20は、図2に詳細を示すように、第1の容器(第1の外装部)21及び第2の容器(第2の外装部)22に分割されて構成されている。第1の容器21及び第2の容器22は、それぞれ底部21a、22a、側壁部21b、22b及び開口部21c、22cを備えている。   As shown in detail in FIG. 2, the container 20 constituting the lithium ion battery L of the present embodiment includes a first container (first exterior part) 21 and a second container (second exterior part) 22. It is divided and configured. The first container 21 and the second container 22 include bottom portions 21a and 22a, side wall portions 21b and 22b, and opening portions 21c and 22c, respectively.

より詳細には、第1の容器21の側壁部21bは底部21aから略垂直に立ち上がって形成され、第1極または第2極が配置される底部21aに対向する位置に開口部を有した断面が略コ字状の容器に形成されている。一方、第2の容器22の側壁部22bは、その断面において下部が絞り込まれた下部側壁部22dと、断面において直立する上部側壁部22eとを備え、前記の底部21aに配置した電極の対極を配置した底部22aに対向する位置に開口部22cを有している。そして、第1の容器に収容された電極組成物と第2の容器に収容された対極の電極組成物とがセパレータ4を介して相対する向きに、第1の容器を第2の容器内に収容することで、第1の容器21の底部21aにより第2の容器22の開口部22cが覆われ、さらに、第2の容器22の側壁部22bの周縁部22fと第1の容器21の底部21aの一部とが重複されて封止部となる重複部23が形成され、さらに、この重複部23が図略のシール部材により封止されることで、単電池1が容器20内に収容、封止されている。   More specifically, the side wall 21b of the first container 21 is formed so as to rise substantially vertically from the bottom 21a, and has a cross section having an opening at a position facing the bottom 21a where the first pole or the second pole is disposed. Is formed in a substantially U-shaped container. On the other hand, the side wall portion 22b of the second container 22 includes a lower side wall portion 22d whose lower portion is narrowed down in the cross section and an upper side wall portion 22e that stands upright in the cross section, and serves as a counter electrode of the electrode disposed on the bottom portion 21a. An opening 22c is provided at a position facing the disposed bottom 22a. The first container is placed in the second container so that the electrode composition housed in the first container and the counter electrode composition housed in the second container face each other with the separator 4 therebetween. By housing, the opening 22c of the second container 22 is covered by the bottom 21a of the first container 21, and the peripheral portion 22f of the side wall 22b of the second container 22 and the bottom of the first container 21 are covered. An overlapping portion 23 is formed as a sealing portion by overlapping with a part of 21 a, and further, the overlapping portion 23 is sealed by a seal member (not shown), whereby the unit cell 1 is accommodated in the container 20. Is sealed.

単電池1は、図2に詳細を示すように、略板状の正極集電体(第1極集電体)7の表面に正極電極活物質と電解液とを含む略平板状の正極電極組成物層(第1極電極組成物)5が形成された正極2と、同様に略板状の負極集電体(第2極集電体)8の表面に負極電極活物質と電解液とを含む略平板状の負極電極組成物層(第2極電極組成物)6が形成された負極3とが、同様に略平板状のセパレータ4を介して積層されて構成され、全体として略直方体状に形成されている。   As shown in detail in FIG. 2, the cell 1 includes a substantially plate-like positive electrode including a positive electrode active material and an electrolyte solution on the surface of a substantially plate-like positive electrode current collector (first electrode current collector) 7. On the surface of the positive electrode 2 on which the composition layer (first electrode composition) 5 is formed, and on the surface of a substantially plate-like negative electrode current collector (second electrode current collector) 8, a negative electrode active material and an electrolyte solution And a negative electrode 3 on which a substantially flat negative electrode composition layer 6 (second electrode composition) 6 is formed and laminated with a substantially flat separator 4 interposed therebetween. It is formed in a shape.

より詳細には、第1の容器21の底部21aには正極集電体7が収容されているとともに、第1の容器21の底部21a及び側壁部21bにより形成される収容部には正極電極組成物層5が収容されている。正極集電体7の一部7aは、図2(b)にもっとも詳しく示されるように、第1の容器21の底部21aから側壁部21bの内面に立ち上がり、さらに、側壁部21bの外面に延びて、その先端部7bは図1に示すように第1の容器21の底部21aの図中上面にまで至っている。また、セパレータ4は、第1の容器21の開口部21cを覆うようにして設けられている。   More specifically, the positive electrode current collector 7 is accommodated in the bottom 21a of the first container 21, and the positive electrode composition is contained in the accommodating part formed by the bottom 21a and the side wall 21b of the first container 21. A material layer 5 is accommodated. A portion 7a of the positive electrode current collector 7 rises from the bottom portion 21a of the first container 21 to the inner surface of the side wall portion 21b and further extends to the outer surface of the side wall portion 21b as shown in FIG. 2 (b). As shown in FIG. 1, the tip 7 b reaches the upper surface of the bottom 21 a of the first container 21 in the drawing. The separator 4 is provided so as to cover the opening 21 c of the first container 21.

一方、第2の容器22の底部22aには負極集電体8が収容されているとともに、第2の容器22の底部22a及び側壁部22bにより形成される収容部には負極電極組成物層6が収容されている。負極集電体8の一部8aは、図2(c)にもっとも詳しく示されるように、第2の容器22の底部22aから側壁部22bの内面に立ち上がり、さらに、第1の容器21の側壁部21bと第2の容器22の側壁部22bとの間に延びて、その先端部8bは図1に示すように第1の容器21の底部21aの図中上面にまで至っている。そして、これら正極集電体7及び負極集電体8の先端部7b、8bが、本実施形態のリチウムイオン電池Lからの電源電圧を取り出すための電極端子とされる。   On the other hand, the negative electrode current collector 8 is accommodated in the bottom portion 22a of the second container 22, and the negative electrode composition layer 6 is disposed in the accommodating portion formed by the bottom portion 22a and the side wall portion 22b of the second container 22. Is housed. A part 8a of the negative electrode current collector 8 rises from the bottom 22a of the second container 22 to the inner surface of the side wall part 22b as shown in FIG. 2 (c), and further the side wall of the first container 21. The end portion 8b extends between the portion 21b and the side wall portion 22b of the second container 22 and reaches the upper surface of the bottom portion 21a of the first container 21 in the drawing as shown in FIG. And the front-end | tip parts 7b and 8b of these positive electrode collectors 7 and negative electrode collectors 8 are used as electrode terminals for taking out the power supply voltage from the lithium ion battery L of this embodiment.

正極集電体7とセパレータ4との間の間隔、及び、負極集電体8とセパレータ4との間の間隔は単電池1の容量に応じて調整され、これら正極集電体7、負極集電体8及びセパレータ4の位置関係は必要な間隔が得られるように定められている。   The distance between the positive electrode current collector 7 and the separator 4 and the distance between the negative electrode current collector 8 and the separator 4 are adjusted according to the capacity of the unit cell 1. The positional relationship between the electric body 8 and the separator 4 is determined so as to obtain a necessary interval.

正極電極活物質は正極活物質粒子を含んでなり、正極活物質粒子としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物(例えばLiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、Li(Ni−Mn−Co)O及びLiMn24並びにこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの)、遷移金属酸化物(例えばMnO2及びV25)、遷移金属硫化物(例えばMoS2及びTiS2)及び導電性高分子(例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン及びポリカルバゾール)等が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。正極活物質粒子としては、容量及び出力特性等の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物が、好ましく用いられる。 The positive electrode active material includes positive electrode active material particles, and the positive electrode active material particles include a composite oxide of lithium and a transition metal (for example, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , Li (Ni—Mn—Co) O). 2 and LiMn 2 O 4 and parts of these transition metals substituted by other elements), transition metal oxides (eg MnO 2 and V 2 O 5 ), transition metal sulfides (eg MoS 2 and TiS) 2 ) and conductive polymers (for example, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, poly-p-phenylene, and polycarbazole). Two or more of these may be used in combination. As the positive electrode active material particles, lithium-transition metal composite oxides are preferably used from the viewpoint of capacity and output characteristics.

また、負極電極活物質は負極活物質粒子を含んでなり、負極活物質粒子としては、黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、高分子化合物焼成体(例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等)、コークス類(例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等)、炭素繊維、導電性高分子(例えばポリアセチレン及びポリキノリン等)、スズ、シリコン、及び金属合金(例えばリチウム−スズ合金、リチウム−シリコン合金、リチウム−アルミニウム合金及びリチウム−アルミニウム−マンガン合金等)並びにリチウムと遷移金属との複合酸化物(例えばLi4Ti512等)等が挙げられる。これらの負極活物質は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The negative electrode active material includes negative electrode active material particles. As the negative electrode active material particles, graphite, non-graphitizable carbon, amorphous carbon, a polymer compound fired body (for example, a phenol resin, a furan resin, or the like is fired). Carbonized, etc.), coke (eg, pitch coke, needle coke, petroleum coke, etc.), carbon fiber, conductive polymer (eg, polyacetylene, polyquinoline, etc.), tin, silicon, and metal alloy (eg, lithium-tin alloy) , Lithium-silicon alloys, lithium-aluminum alloys and lithium-aluminum-manganese alloys) and composite oxides of lithium and transition metals (for example, Li 4 Ti 5 O 12 ). These negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

単電池1においては、正極活物質粒子及び負極活物質粒子は、耐久性等の観点から、表面の少なくとも一部が被覆用樹脂及び導電助剤を含む被覆剤で被覆されてなる被覆活物質粒子であることが好ましい。活物質粒子の周囲が被覆剤で被覆されていると、電極の体積変化が緩和され、電極の膨脹を抑制することができ、更に腕装着した際に生じる振動等による劣化を抑制することができる。なお、正極活物質粒子及び負極活物質粒子の表面に被覆剤が付着している状態は、走査型電子顕微鏡(SEMともいう)等を用いて得られた被覆活物質粒子の拡大観察画像を観察することで確認することができる。   In the unit cell 1, the positive electrode active material particles and the negative electrode active material particles are coated active material particles in which at least a part of the surface is coated with a coating agent containing a coating resin and a conductive auxiliary agent from the viewpoint of durability and the like. It is preferable that When the periphery of the active material particles is coated with a coating agent, the volume change of the electrode is mitigated, the expansion of the electrode can be suppressed, and the deterioration due to vibration or the like generated when the arm is worn can be suppressed. . In addition, the state where the coating agent is attached to the surfaces of the positive electrode active material particles and the negative electrode active material particles is obtained by observing an enlarged observation image of the coated active material particles obtained using a scanning electron microscope (also referred to as SEM). This can be confirmed.

被覆用樹脂としては、ビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂及びポリカーボネート等が挙げられる。これらの中ではビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又はポリアミド樹脂が好ましい。   Examples of the coating resin include vinyl resin, urethane resin, polyester resin, polyamide resin, epoxy resin, polyimide resin, silicone resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, aniline resin, ionomer resin, and polycarbonate. Among these, vinyl resin, urethane resin, polyester resin or polyamide resin is preferable.

導電助剤としては、導電性を有する材料から選択される。   As a conductive support agent, it selects from the material which has electroconductivity.

導電性を有する材料としては、金属[アルミニウム、ステンレス(SUS)、銀、金、銅及びチタン等]、導電性カーボン[グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、バルカン(登録商標)、ケッチェンブラック(登録商標)、ブラックパール(登録商標)、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック、カーボンナノチューブ(単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブ等)、カーボンナノホーン、カーボンナノバルーン、ハードカーボン及びフラーレン等]、及びこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。   Examples of conductive materials include metals [aluminum, stainless steel (SUS), silver, gold, copper, titanium, etc.], conductive carbon [graphite, carbon black, acetylene black, Vulcan (registered trademark), ketjen black (registered) Trademark), black pearl (registered trademark), furnace black, channel black, thermal lamp black, carbon nanotube (such as single-walled carbon nanotube and multi-walled carbon nanotube), carbon nanohorn, carbon nanoballoon, hard carbon, fullerene, etc.], and these However, the present invention is not limited to these.

これらの導電助剤は1種単独で用いられてもよいし、2種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物が用いられてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、金、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、金、アルミニウム、ステンレス及びカーボンであり、更に好ましくはカーボンである。またこれらの導電助剤とは、粒子系セラミック材料や樹脂材料等の非導電性材料の周りに導電性材料(上記した導電助剤の材料のうち金属のもの)をメッキ等でコーティングしたものでもよい。   These conductive assistants may be used alone or in combination of two or more. Moreover, these alloys or metal oxides may be used. From the viewpoint of electrical stability, aluminum, stainless steel, carbon, silver, gold, copper, titanium and mixtures thereof are preferred, silver, gold, aluminum, stainless steel and carbon are more preferred, and carbon is more preferred. is there. In addition, these conductive assistants may be those in which a conductive material (a metal among the conductive auxiliary materials described above) is coated by plating or the like around a non-conductive material such as a particulate ceramic material or a resin material. Good.

導電助剤の形状に特に制限はなく、球状、不定形状、繊維状、単一粒子状、凝集体及びこれらの組み合わせ等の形状を有するものを用いることができ、なかでも、導電性等の観点から、一次粒子径が5〜50nmの微粒子の凝集体であることが好ましい。導電助剤の形状は、SEM等を用いて得られた導電助剤の拡大観察画像を観察し視野にある粒子を計測することで得ることができる。   The shape of the conductive auxiliary agent is not particularly limited, and those having a spherical shape, an indeterminate shape, a fibrous shape, a single particle shape, an aggregate shape, and a combination thereof can be used. Therefore, an aggregate of fine particles having a primary particle diameter of 5 to 50 nm is preferable. The shape of the conductive auxiliary agent can be obtained by observing a magnified observation image of the conductive auxiliary agent obtained using SEM or the like and measuring particles in the visual field.

導電助剤としては、導電性繊維を用いることも可能である。導電性繊維としては、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。これらの導電性繊維の中では炭素繊維が好ましい。   As the conductive auxiliary agent, it is also possible to use conductive fibers. Examples of conductive fibers include carbon fibers such as PAN-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers, conductive fibers obtained by uniformly dispersing highly conductive metal and graphite in synthetic fibers, and metals such as stainless steel. Examples thereof include fiberized metal fibers, conductive fibers in which the surface of organic fiber is coated with metal, and conductive fibers in which the surface of organic fiber is coated with a resin containing a conductive substance. Among these conductive fibers, carbon fibers are preferable.

被覆活物質粒子は、例えば、活物質粒子を万能混合機に入れて30〜500rpmで撹拌した状態で、被覆用樹脂及び必要により用いる導電助剤を含む樹脂溶液を1〜90分かけて滴下混合し、更に必要により用いる導電助剤を混合し、撹拌したまま50〜200℃に昇温し、0.007〜0.04MPaまで減圧した後に10〜150分保持することにより得ることができる。被覆活物質粒子が得られたことは、走査型電子顕微鏡(SEMともいう)等を用いて得られた被覆活物質粒子の拡大観察画像を観察することで確認することができる。   The coated active material particles are, for example, dropped and mixed with a resin solution containing a coating resin and a conductive auxiliary agent used as needed over a period of 1 to 90 minutes while the active material particles are put in a universal mixer and stirred at 30 to 500 rpm. Further, it is possible to obtain the mixture by mixing the conductive aid used if necessary, raising the temperature to 50 to 200 ° C. with stirring, reducing the pressure to 0.007 to 0.04 MPa, and holding for 10 to 150 minutes. It can be confirmed that the coated active material particles are obtained by observing an enlarged observation image of the coated active material particles obtained using a scanning electron microscope (also referred to as SEM).

電解液としては、リチウムイオン電池の製造に用いられる、電解質及び非水溶媒を含有する電解液を使用することができる。   As the electrolytic solution, an electrolytic solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent used for manufacturing a lithium ion battery can be used.

電解質としては、通常の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6及びLiClO4等の無機酸のリチウム塩、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22及びLiC(CF3SO23等の有機酸のリチウム塩等が挙げられ、これらの電解質は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのはLiPF6である。 As the electrolyte, those used in ordinary electrolytic solutions can be used. For example, lithium salts of inorganic acids such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 and LiClO 4 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and lithium salts of organic acids such as LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 and LiC (CF 3 SO 2 ) 3. These electrolytes may be used alone or in combination of two kinds. You may use the above together. Among these, LiPF 6 is preferable from the viewpoint of battery output and charge / discharge cycle characteristics.

非水溶媒としては、通常の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等及びこれらの混合物を用いることができる。   As the non-aqueous solvent, those used in ordinary electrolytic solutions can be used, for example, lactone compounds, cyclic or chain carbonates, chain carboxylates, cyclic or chain ethers, phosphates, nitriles. Compounds, amide compounds, sulfones, sulfolanes and the like and mixtures thereof can be used.

非水溶媒は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   A non-aqueous solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

非水溶媒の内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのは、ラクトン化合物、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル及びリン酸エステルであり、より好ましいのはラクトン化合物、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルであり、更に好ましいのは環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルの混合液である。特に好ましいのはプロピレンカーボネート(PC)、又はエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の混合液である。   Among the nonaqueous solvents, lactone compounds, cyclic carbonates, chain carbonates and phosphates are preferred from the viewpoint of battery output and charge / discharge cycle characteristics, and more preferred are lactone compounds, cyclic carbonates and chains. A carbonic acid ester is more preferable, and a mixed solution of a cyclic carbonate and a chain carbonate is more preferable. Particularly preferred is propylene carbonate (PC) or a mixture of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC).

本発明において正極活物質層及び負極活物質層は、イオン抵抗を低減できる等の観点から、それぞれ前記の被覆活物質粒子と繊維状導電性物質を含むことが好ましい。繊維状導電性物質としては、前記の導電性繊維と同じものを用いることができ、なかでも炭素繊維が好ましい。   In the present invention, the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer preferably each include the above-described coated active material particles and a fibrous conductive material from the viewpoint of reducing ionic resistance. As the fibrous conductive material, the same conductive fibers as those described above can be used, and among these, carbon fibers are preferable.

セパレータ4としては、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン(PVdF−HFP)等の炭化水素系樹脂及びポリオレフィン(ポリエチレン及びポリプロピレン等)製の多孔性フィルム、多孔性フィルムの多層フィルム(例えば、PP/PE/PPの3層構造をした積層体等)、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等からなる不織布からなる微多孔質フィルム並びにそれらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの等の公知のリチウムイオン電池用セパレータ等を用いることができる。   Examples of the separator 4 include a hydrocarbon-based resin such as polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVdF-HFP), a porous film made of polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), and a multilayer film of a porous film (for example, PP / PE / Laminated bodies having a three-layer structure of PP, etc.), microporous films made of nonwoven fabric made of polyester fiber, aramid fiber, glass fiber, etc., and those having ceramic fine particles such as silica, alumina, titania, etc. attached to their surfaces, etc. Known separators for lithium ion batteries can be used.

正極集電体7及び負極集電体8としては、公知の金属集電体又は樹脂集電体を用いることができ、なかでも樹脂集電体であると好ましい。樹脂集電体である正極集電体7、負極集電体8は、導電性高分子材料から構成された樹脂集電体であっても、導電性を付与した非導電性高分子材料から構成された樹脂集電体であってもよい。     As the positive electrode current collector 7 and the negative electrode current collector 8, a known metal current collector or resin current collector can be used, and among them, a resin current collector is preferable. The positive electrode current collector 7 and the negative electrode current collector 8 that are resin current collectors are composed of a non-conductive polymer material imparted with conductivity even if they are resin current collectors composed of a conductive polymer material. It may be a resin current collector.

樹脂集電体を構成する高分子材料のうち、導電性高分子材料としては、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアクリロニトリル、及びポリオキサジアゾール等が挙げられる。   Among the polymer materials constituting the resin current collector, examples of the conductive polymer material include polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, polyparaphenylene, polyphenylene vinylene, polyacrylonitrile, and polyoxadiazole.

非導電性高分子材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリシクロオレフィン(PCO)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメチルアクリレート(PMA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物等が挙げられる。   Non-conductive polymer materials include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP), polycycloolefin (PCO), polyethylene terephthalate (PET), polyethernitrile (PEN), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene butadiene rubber (SBR), polyacrylonitrile (PAN), polymethyl acrylate (PMA), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinylidene fluoride (PVdF), epoxy resin, silicone resin, or a mixture thereof. It is done.

電気的安定性の観点から、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)及びポリシクロオレフィン(PCO)が好ましく、更に好ましくはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)及びポリメチルペンテン(PMP)である。   From the viewpoint of electrical stability, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP) and polycycloolefin (PCO) are preferable, and polyethylene (PE), polypropylene (PP) and polymethylpentene are more preferable. (PMP).

また、樹脂集電体は、導電性高分子材料から構成された樹脂集電体の導電性を向上させる目的、あるいは、非導電性高分子材料から構成された樹脂集電体に導電性を付与する目的から、導電性フィラーを含んでいると好ましい。導電性フィラーは、導電性を有する材料から得られるフィラーから選択される。導電性を有する材料としては、好ましくは、集電体内のイオン透過を抑制する観点から、電荷移動媒体として用いられるイオンに関して伝導性を有さない材料を用いるのが好ましい。具体的には、カーボン材料、アルミニウム、金、銀、銅、鉄、白金、クロム、スズ、インジウム、アンチモン、チタン、ニッケル及びステンレス(SUS)等の合金材などから得られるフィラー等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、耐食性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン材料、ニッケル、より好ましくはカーボン材料から得られるフィラーである。これらの導電性フィラーは1種単独で用いられてもよいし、2種以上併用してもよい。また、これらの導電性フィラーは、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに、上記で示される金属をメッキ等でコーティングしたものであってもよい。   In addition, the resin current collector is intended to improve the conductivity of the resin current collector composed of a conductive polymer material, or imparts conductivity to the resin current collector composed of a non-conductive polymer material. Therefore, it is preferable that a conductive filler is included. The conductive filler is selected from fillers obtained from conductive materials. As the conductive material, it is preferable to use a material that does not have conductivity with respect to ions used as the charge transfer medium from the viewpoint of suppressing ion permeation in the current collector. Specific examples include fillers obtained from carbon materials, aluminum, gold, silver, copper, iron, platinum, chromium, tin, indium, antimony, titanium, nickel and stainless steel (SUS). From the viewpoint of corrosion resistance, the filler is preferably aluminum, stainless steel, a carbon material, nickel, and more preferably a filler obtained from a carbon material. These conductive fillers may be used alone or in combination of two or more. In addition, these conductive fillers may be those obtained by coating the metal shown above with a plating or the like around a particulate ceramic material or resin material.

樹脂集電体は、特開2012−150905号公報及び国際公開番号WO2015/005116号等に記載の公知の方法で得ることができ、具体例としては、ポリプロピレンに導電性フィラーとしてアセチレンブラックを5〜20部分散させた後、熱プレス機で圧延したものが挙げられる。また、その厚みも特に制限されず、公知のものと同様、あるいは適宜変更して適用することができる。   The resin current collector can be obtained by a known method described in JP 2012-150905 A and International Publication No. WO 2015/005116, and specific examples include 5 to 5 acetylene black as a conductive filler in polypropylene. Examples thereof include 20 parts dispersed and then rolled with a hot press. Moreover, the thickness is not particularly limited, and can be applied in the same manner as known ones or with appropriate changes.

重複部23を封止するシール部材を構成する材料としては、第1の容器21及び第2の容器22に対する接着性を有し、電解液に対して耐久性のある材料であれば特に限定されないが、高分子材料、特に熱硬化性樹脂が好ましい。具体的には、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリフッ化ビニデン樹脂等が挙げられ、可撓性が高く取り扱いが容易であることからポリオレフィン系樹脂が好ましい。   The material constituting the sealing member that seals the overlapping portion 23 is not particularly limited as long as the material has adhesiveness to the first container 21 and the second container 22 and is durable to the electrolytic solution. However, polymer materials, particularly thermosetting resins are preferred. Specific examples include epoxy resins, polyolefin resins, polyurethane resins, and polyvinylidene fluoride resins. Polyolefin resins are preferred because they are highly flexible and easy to handle.

第1の容器21、第2の容器22を含む容器20を構成する外装材の材料は、容器20内に正極電極組成物層5及び負極電極組成物層6を収納しうる材料であれば、任意の材料が好適に適用可能である。但し、電極組成物と容器20とが接触する可能性があることを考慮して、容器20を構成する材料は絶縁性を有する材料であることが好ましい。加えて、容器20は、電極組成物を内部に収納した状態で減圧封止されることが好ましく、任意の形状のスペースへの収納が可能となる点で、容器20を構成する材料は可撓性及び気密性を有する材料であることが好ましい。   If the material of the exterior material constituting the container 20 including the first container 21 and the second container 22 is a material that can accommodate the positive electrode composition layer 5 and the negative electrode composition layer 6 in the container 20, Any material is suitably applicable. However, considering that there is a possibility that the electrode composition and the container 20 are in contact with each other, the material constituting the container 20 is preferably an insulating material. In addition, the container 20 is preferably sealed under reduced pressure with the electrode composition stored therein, and the material constituting the container 20 is flexible in that it can be stored in a space of any shape. It is preferable that the material has property and airtightness.

このような材料としては、ラミネートフィルムが好ましい。ラミネートフィルムとしては、耐熱性樹脂フィルムを含む外層と熱可塑性樹脂フィルムを含む内層との間に金属層を介在した複合フィルムを用いることができ、耐熱性樹脂フィルムとしてはポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂の延伸フィルム等を好ましく用いることができ、熱可塑性樹脂フィルムとしては未延伸ポリオレフィンフィルム等を好ましく用いることができる。金属層としては、アルミニウム箔、ステンレス箔及び銅箔等による層を用いることができる。なお、耐熱性とはフィルムの融点が内層となる熱可塑性樹脂フィルムの融点よりも高いことを意味し、それによってリチウム二次電池を製造する際の開口部のヒートシールを確実に行うことが可能になる。ラミネートフィルムの一例としては、アルミニウム又はニッケル等の金属層の両面を高分子フィルムで覆ったフィルムが挙げられる。より詳細には、容器20の外面を耐熱性樹脂フィルムで形成し、容器20の内面を熱可塑性樹脂フィルムで形成したフィルムが上げられる。さらに、金属層の両面に配置される高分子フィルムのうち、容器20の内面となる高分子フィルムがポリエチレン及びポリプロピレン等の熱融着性樹脂からなる高分子フィルムであるラミネートフィルムが挙げられる。   As such a material, a laminate film is preferable. As the laminate film, a composite film in which a metal layer is interposed between an outer layer containing a heat-resistant resin film and an inner layer containing a thermoplastic resin film can be used. As the heat-resistant resin film, a polyamide resin or a polyester resin is stretched. A film or the like can be preferably used, and an unstretched polyolefin film or the like can be preferably used as the thermoplastic resin film. As a metal layer, the layer by aluminum foil, stainless steel foil, copper foil, etc. can be used. Heat resistance means that the melting point of the film is higher than the melting point of the thermoplastic resin film that forms the inner layer, which makes it possible to reliably heat seal the opening when manufacturing a lithium secondary battery. become. An example of a laminate film is a film in which both surfaces of a metal layer such as aluminum or nickel are covered with a polymer film. More specifically, a film in which the outer surface of the container 20 is formed of a heat resistant resin film and the inner surface of the container 20 is formed of a thermoplastic resin film is raised. Furthermore, among the polymer films disposed on both surfaces of the metal layer, a laminate film in which the polymer film serving as the inner surface of the container 20 is a polymer film made of a heat-fusible resin such as polyethylene and polypropylene can be used.

次に、本実施形態のリチウムイオン電池の製造方法について、図3を参照して説明する。   Next, the manufacturing method of the lithium ion battery of this embodiment is demonstrated with reference to FIG.

まず、図3(a)に示すように、底部21a及び側壁部21bが形成された第1の容器21の底部21a上に正極集電体7を収容し、次いで、この第1の容器21内に正極電極組成物層5を収容する。第1の容器21内に正極電極組成物層5を収容する手法に限定はなく、一例として、図3(a)に示すように、正極電極組成物層5が格納されたタンクからノズル30を介して第1の容器21内に正極電極組成物層5を充填する手法や、インクジェット装置により第1の容器21内に正極電極組成物層5を充填する手法、周知の手法が好適に適用される。   First, as shown in FIG. 3A, the positive electrode current collector 7 is accommodated on the bottom 21a of the first container 21 in which the bottom 21a and the side wall 21b are formed. The positive electrode composition layer 5 is accommodated in. There is no limitation on the method of accommodating the positive electrode composition layer 5 in the first container 21, and as an example, as shown in FIG. 3A, the nozzle 30 is inserted from the tank in which the positive electrode composition layer 5 is stored. The method of filling the positive electrode composition layer 5 in the first container 21 through the method, the method of filling the positive electrode composition layer 5 in the first container 21 with an inkjet device, and a well-known method are suitably applied. The

次いで、図3(b)に示すように、正極電極組成物層5及び正極集電体7が配置された第1の容器21の開口部21c(図中上面)に、平板状のセパレータ4を配置することで、図3(c)に示すように、この開口部21cをセパレータ4で覆う。セパレータ4を配置する手法は任意であり、一例として、図3(b)に示すように、所定の大きさに加工(切断を含む)されたセパレータ4を真空チャック31等により保持して第1の容器21の開口部21cの上方に配置し、この真空チャック31を下降させて第1の容器21の開口部21cにセパレータ4を配置(載置)するような手法が挙げられる。   Next, as shown in FIG. 3B, the flat separator 4 is placed in the opening 21c (upper surface in the figure) of the first container 21 in which the positive electrode composition layer 5 and the positive electrode current collector 7 are arranged. By arranging, the opening 21c is covered with the separator 4 as shown in FIG. The method of disposing the separator 4 is arbitrary, and as an example, as shown in FIG. 3B, the separator 4 processed (including cutting) into a predetermined size is held by a vacuum chuck 31 or the like to be first. There is a method in which the separator 4 is disposed (placed) on the opening 21c of the first container 21 by lowering the vacuum chuck 31 and placing the separator 4 above the opening 21c of the container 21.

セパレータ4は、開口部21cに配置する他にも、後述する第2の容器22に配置された負極電極組成物層6の上に配置することでもきるが、第1の容器21の開口部21cにセパレータ4を配置することが好ましい。この際、セパレータ4の大きさを第1の容器21の開口部21cよりもやや大きく加工し、真空チャック31の一部を折曲可能に構成することで、セパレータ4の周縁部を第1の容器21の側壁部21bの外面の一部にまで至らせることがさらに好ましい。これにより、正極電極組成物層5がある程度の流動性を有する場合であっても、後述する製造工程の際に第1の容器21の開口部21cを下方に位置させる場合(図3(e)参照)であっても、セパレータ4により第1の容器21をある程度封止して正極電極組成物層5の流出を抑止することができる。   The separator 4 can be arranged on the negative electrode composition layer 6 arranged in the second container 22 described later, in addition to the arrangement in the opening 21c, but the opening 21c of the first container 21 can be arranged. It is preferable to arrange the separator 4 on the surface. At this time, the size of the separator 4 is processed to be slightly larger than the opening 21c of the first container 21, and a part of the vacuum chuck 31 is configured to be foldable, so that the peripheral edge of the separator 4 is It is more preferable to reach a part of the outer surface of the side wall 21b of the container 21. Thereby, even when the positive electrode composition layer 5 has a certain degree of fluidity, the opening 21c of the first container 21 is positioned below in the manufacturing process described later (FIG. 3E). Even if it is a reference), the separator 4 can seal the first container 21 to some extent to prevent the positive electrode composition layer 5 from flowing out.

次いで、図3(d)に示すように、底部22a及び側壁部22bが形成された第2の容器22の底部22a上に負極集電体8を収容し、次いで、この第2の容器22内に負極電極組成物層6を収容する。第2の容器22内に負極電極組成物層6を収容する手法についても限定はなく、正極電極組成物層5を収容する手法と同様に種々の手法が採用可能である。   Next, as shown in FIG. 3D, the negative electrode current collector 8 is accommodated on the bottom portion 22a of the second container 22 in which the bottom portion 22a and the side wall portion 22b are formed. The negative electrode composition layer 6 is accommodated in. There is no limitation on the method of housing the negative electrode composition layer 6 in the second container 22, and various methods can be employed in the same manner as the method of housing the positive electrode composition layer 5.

次いで、図3(e)に示すように、開口部21c及びこれを覆うセパレータ4が下方に位置するように、つまり、図3(c)に示す状態から裏返して、正極電極組成物層5、正極集電体7が収容された第1の容器21を配置し、この状態で、セパレータ4と負極電極組成物層6とが互いに接するように、負極電極組成物層6及び負極集電体8が収容された第2の容器22内に第1の容器21を収容する。これにより、正極電極組成物5と負極電極組成物6とがセパレータ4を介して相対する。第1の容器21を収容する手法も任意であり、一例として、図3(e)に示すように、真空チャック31等により第1の容器21の底部21aを保持して第2の容器22の開口部22cの上方に配置し、この真空チャック31を下降させて第2の容器22内に第1の容器21を配置するような手法が挙げられる。   Next, as shown in FIG. 3 (e), the opening 21c and the separator 4 covering the opening 21c are positioned below, that is, from the state shown in FIG. The first container 21 containing the positive electrode current collector 7 is disposed, and in this state, the negative electrode composition layer 6 and the negative electrode current collector 8 are disposed so that the separator 4 and the negative electrode composition layer 6 are in contact with each other. The first container 21 is accommodated in the second container 22 in which is stored. Thereby, the positive electrode composition 5 and the negative electrode composition 6 are opposed to each other through the separator 4. The method of accommodating the first container 21 is also arbitrary. As an example, as shown in FIG. 3E, the bottom 21a of the first container 21 is held by the vacuum chuck 31 or the like, and the second container 22 There is a method of disposing the first container 21 in the second container 22 by disposing the vacuum chuck 31 and placing the first container 21 above the opening 22c.

そして、図3(f)に示すように、第2の容器22の下部側壁部22dの外面に合致する形状を有する凹部32aを備える基台32に、この凹部32aに下部側壁部22dが嵌まり込むようにして第2の容器22を一時的に固定し、さらに、固定プレート33により第2の容器22の上部側壁部22eの移動を規制した状態で、第2の容器22の周縁部22fの内面に図略のシール部材を塗布してからこの周縁部22fを圧着プレート34により第1の容器21の底部21aに圧着することで重複部23を封止する。   And as shown in FIG.3 (f), the lower side wall part 22d fits into this recessed part 32a in the base 32 provided with the recessed part 32a which has a shape corresponding to the outer surface of the lower side wall part 22d of the 2nd container 22. As shown in FIG. The second container 22 is temporarily fixed in such a manner that the movement of the upper side wall portion 22e of the second container 22 is restricted by the fixing plate 33, and the inner surface of the peripheral edge portion 22f of the second container 22 is restricted. After applying an unillustrated seal member, the overlapping portion 23 is sealed by crimping the peripheral edge portion 22 f to the bottom portion 21 a of the first container 21 by the crimping plate 34.

以上の工程により、単電池1が容器20に封止された、本実施形態のリチウムイオン電池Lを製造することができる。   Through the above steps, the lithium ion battery L of the present embodiment in which the unit cell 1 is sealed in the container 20 can be manufactured.

本実施形態のリチウムイオン電池Lは、例えば、図4に示すような、機能部であるヘッドマウントディスプレイを有する眼鏡Gを一例とする頭部装着型電子機器に好適に適用可能である。図4に示す眼鏡Gは、一対のレンズLEを有するフロント部40と、このフロント部40の両端から略垂直な同一方向に延び、このフロント部40を支持する一対の支持部(テンプル:図4では一方のみ図示している)41と、一方のテンプル41(図4において奥側のテンプル41)に支持され、画像表示機能を有する機能部であるヘッドマウントディスプレイ42とを備える。   The lithium ion battery L of the present embodiment can be suitably applied to, for example, a head-mounted electronic device using eyeglasses G having a head-mounted display as a functional unit as shown in FIG. 4 includes a front portion 40 having a pair of lenses LE, and a pair of support portions (temples: FIG. 4) that extend from both ends of the front portion 40 in substantially the same vertical direction and support the front portion 40. In Fig. 4, only one of them is shown) 41, and a head-mounted display 42 is supported by one of the temples 41 (the temple 41 on the back side in Fig. 4) and is a functional unit having an image display function.

一方のテンプル41には、図4に示すように、その延在方向に沿って延びる縦溝41aが形成され、本実施形態のリチウムイオン電池Lはこの縦溝41a内に収容される。また、ヘッドマウントディスプレイ42の一対の電極端子42aは、テンプル41を貫通して縦溝41a内に露出しており、これら電極端子42aがリチウムイオン電池Lの電極端子7b、8b(いずれも図4では図示略)と電気的にそれぞれ接触することで、リチウムイオン電池Lからの電源電圧がヘッドマウントディスプレイ42に供給される。   As shown in FIG. 4, one temple 41 is formed with a vertical groove 41a extending in the extending direction, and the lithium ion battery L of the present embodiment is accommodated in the vertical groove 41a. The pair of electrode terminals 42a of the head mounted display 42 penetrates the temple 41 and is exposed in the vertical groove 41a. These electrode terminals 42a are the electrode terminals 7b and 8b of the lithium ion battery L (both shown in FIG. 4). The power supply voltage from the lithium ion battery L is supplied to the head mounted display 42 by being in electrical contact with each other.

従って、本実施形態のリチウムイオン電池Lでは、第1の容器21と第2の容器22との重複部23が、第2の容器22の周縁部22fと第1の容器21の底部21aの一部とが重ね合わされてなることから、この重複部23が簡便な構造となって嵩張ることがない。これにより、収容スペースの有効活用を図って容量確保の点で有利であり、更に、組立工程の簡略化を図ることの可能なリチウムイオン電池及びその製造方法を提供することができる。   Therefore, in the lithium ion battery L of the present embodiment, the overlapping portion 23 between the first container 21 and the second container 22 is one of the peripheral edge portion 22f of the second container 22 and the bottom portion 21a of the first container 21. Since the portions are overlapped with each other, the overlapping portion 23 has a simple structure and does not become bulky. This makes it possible to provide a lithium ion battery and a method for manufacturing the lithium ion battery, which is advantageous in terms of securing capacity by effectively using the accommodation space and further simplifying the assembly process.

L リチウムイオン電池
1 単電池
2 正極
3 負極
4 セパレータ
5 正極電極組成物層
6 負極電極組成物層
7 正極集電体
8 負極集電体
20 容器
21 第1の容器
22 第2の容器
21a、22a 底部
21b、22b 側壁部
21c、22c 開口部
22f 周縁部
23 重複部
L Lithium ion battery 1 Single cell 2 Positive electrode 3 Negative electrode 4 Separator 5 Positive electrode composition layer 6 Negative electrode composition layer 7 Positive electrode collector 8 Negative electrode collector 20 Container 21 First container 22 Second container 21a, 22a Bottom part 21b, 22b Side wall part 21c, 22c Opening part 22f Peripheral part 23 Overlapping part

Claims (5)

第1極集電体、第1極電極組成物、セパレータ、第2極電極組成物および第2極集電体が外装体に収容されてなるリチウムイオン電池において、
前記外装体は、第1の外装部と第2の外装部とを備え、
前記第1の外装部及び前記第2の外装部は、それぞれ底部と側壁と開口部とを有し、
前記第1の外装部には前記第1極集電体及び前記第1極電極組成物が収容され、
前記第2の外装部には前記第2極集電体及び前記第2極電極組成物が収容され、
更に、前記第1極集電体及び前記第1極電極組成物を収容した前記第1の外装部が、前記第1極電極組成物と前記第2極電極組成物とが前記セパレータを介して相対する向きになるように、前記第2極集電体及び前記第2極電極組成物を収容した前記第2の外装部内に収容されてなること特徴とするリチウムイオン電池。
In a lithium ion battery in which a first electrode current collector, a first electrode electrode composition, a separator, a second electrode electrode composition, and a second electrode current collector are accommodated in an exterior body,
The exterior body includes a first exterior part and a second exterior part,
Each of the first exterior part and the second exterior part has a bottom part, a side wall, and an opening part,
The first exterior portion contains the first electrode current collector and the first electrode composition,
The second exterior part contains the second electrode current collector and the second electrode composition,
Furthermore, the first exterior part containing the first electrode current collector and the first electrode composition is formed by the first electrode composition and the second electrode composition through the separator. A lithium ion battery, which is accommodated in the second exterior part containing the second electrode current collector and the second electrode composition so as to face each other.
請求項1に記載のリチウムイオン電池において、
前記第2の外装部が有する前記開口部の周縁部と前記第1の外装部の一部とが重ね合わされた封止部を有すること特徴とするリチウムイオン電池。
The lithium ion battery according to claim 1,
A lithium ion battery comprising: a sealing portion in which a peripheral edge portion of the opening included in the second exterior portion and a part of the first exterior portion are overlapped.
請求項1または2に記載のリチウムイオン電池において、
前記第1の外装部及び前記第2の外装部がそれぞれ可撓性を有することを特徴とするリチウムイオン電池。
The lithium ion battery according to claim 1 or 2,
The lithium ion battery, wherein each of the first exterior part and the second exterior part has flexibility.
第1極集電体、第1極電極組成物、セパレータ、第2極電極組成物および第2極集電体が外装体に収容されてなるリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記外装体は、それぞれ底部と側壁と開口部とを有する第1の外装部と第2の外装部とを備え、
前記第1極集電体及び前記第1極電極組成物が収容された第1の外装部を、前記第1極電極組成物と前記第2極電極組成物とが前記セパレータを介して相対する向きになるように、前記第2極集電体及び前記第2極電極組成物が収容された前記第2の外装部内に収容する収容工程と、
前記第2の外装部が有する開口部の周縁部を内方に屈曲して前記第1の外装部の底部と重ね合わせて封止する封止工程と
を備えることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
A method of manufacturing a lithium ion battery in which a first electrode current collector, a first electrode electrode composition, a separator, a second electrode electrode composition, and a second electrode current collector are accommodated in an outer package,
The exterior body includes a first exterior part and a second exterior part each having a bottom part, a side wall, and an opening part,
The first electrode composition and the second electrode composition are opposed to each other with the first electrode current collector and the first electrode composition containing the first electrode composition interposed between the first electrode composition and the second electrode composition. An accommodating step of accommodating the second electrode current collector and the second electrode composition in the second exterior portion in which the second electrode current collector and the second electrode electrode composition are accommodated,
A sealing step of sealing a sealing portion that is bent inward and overlapped with a bottom portion of the first exterior portion and sealed. Production method.
請求項4に記載のリチウムイオン電池の製造方法であって、
更に、前記第1の外装部内に、前記第1極集電体と前記第1極電極組成物とを配置する第1極形成工程と、
前記第2の外装部内に、前記第2極集電体と前記第2極電極組成物とを配置する第2極形成工程と
を備えることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion battery according to claim 4,
A first electrode forming step of disposing the first electrode current collector and the first electrode composition in the first exterior part;
A method for producing a lithium ion battery, comprising: a second electrode forming step of disposing the second electrode current collector and the second electrode composition in the second exterior part.
JP2016180547A 2016-09-15 2016-09-15 Method for manufacturing lithium-ion battery Active JP6738701B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016180547A JP6738701B2 (en) 2016-09-15 2016-09-15 Method for manufacturing lithium-ion battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016180547A JP6738701B2 (en) 2016-09-15 2016-09-15 Method for manufacturing lithium-ion battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018045901A true JP2018045901A (en) 2018-03-22
JP6738701B2 JP6738701B2 (en) 2020-08-12

Family

ID=61693834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016180547A Active JP6738701B2 (en) 2016-09-15 2016-09-15 Method for manufacturing lithium-ion battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6738701B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021256403A1 (en) * 2020-06-15 2021-12-23 株式会社村田製作所 Solid-state battery and method for producing solid-state battery

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59267U (en) * 1982-06-24 1984-01-05 青木 朋幸 battery
JPH0425008A (en) * 1990-05-16 1992-01-28 Elna Co Ltd Energy reserving device
JP2001250516A (en) * 2000-03-06 2001-09-14 Mitsubishi Chemicals Corp Battery
JP2012079689A (en) * 2010-09-07 2012-04-19 Swissbatt Ag Battery cell casing
JP2015153513A (en) * 2014-02-12 2015-08-24 株式会社デンソー Laminate packaged battery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59267U (en) * 1982-06-24 1984-01-05 青木 朋幸 battery
JPH0425008A (en) * 1990-05-16 1992-01-28 Elna Co Ltd Energy reserving device
JP2001250516A (en) * 2000-03-06 2001-09-14 Mitsubishi Chemicals Corp Battery
JP2012079689A (en) * 2010-09-07 2012-04-19 Swissbatt Ag Battery cell casing
JP2015153513A (en) * 2014-02-12 2015-08-24 株式会社デンソー Laminate packaged battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021256403A1 (en) * 2020-06-15 2021-12-23 株式会社村田製作所 Solid-state battery and method for producing solid-state battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP6738701B2 (en) 2020-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101684026B1 (en) Nonaqueous electrolyte battery, battery pack and storage battery apparatus
KR101451044B1 (en) Bipolar battery
US20130177787A1 (en) Current collector and nonaqueous secondary battery
JP5525551B2 (en) Square battery
JP6585964B2 (en) Method for manufacturing lithium ion battery
JP2017168266A (en) Nonaqueous electrolyte battery and battery pack
JP7475825B2 (en) Lithium-ion battery module and battery pack
JP5937969B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP2020061221A (en) Bipolar secondary battery
JP2017117729A (en) Manufacturing apparatus of laminated battery
JP6731716B2 (en) Lithium-ion battery and manufacturing method thereof
JP7136592B2 (en) lithium ion battery
JP2020061282A (en) Lithium ion battery and manufacturing method of the same
JP6611329B2 (en) Secondary battery module and non-contact charging system
JP6850621B2 (en) Lithium ion battery
JP6738701B2 (en) Method for manufacturing lithium-ion battery
JP6861016B2 (en) Lithium ion battery
JP6652813B2 (en) Stacked battery module
JP6611321B2 (en) Battery module and manufacturing method thereof
JP6747845B2 (en) Wearable electronic device and contactless charging system
JP6738706B2 (en) Lithium ion battery
JP7016234B2 (en) Lithium ion battery
JP2017117713A (en) Collector for lithium ion battery and lithium ion battery
JP6940378B2 (en) Battery manufacturing method and battery
JP2019075268A (en) Lithium ion battery

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20170517

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170522

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20170616

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20190409

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20190410

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20190409

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190628

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200310

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200421

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200707

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200720

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6738701

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250