JP2022548586A

JP2022548586A - 電極タブおよびその形成方法

Info

Publication number: JP2022548586A
Application number: JP2022516169A
Authority: JP
Inventors: ピー．リーマー、ダグラス; エフ．ラドウィッグ、ピーター; ディ．スターキー、ジョセフ; ダブリュ．デイビス、マイケル; エム．ジェルキン、デュアン
Original assignee: Hutchinson Technology Inc
Current assignee: Hutchinson Technology Inc
Priority date: 2019-09-13
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2022-11-21
Also published as: US11791521B2; US20210083257A1; WO2021050997A3; WO2021050997A2; CN114746273A

Abstract

電極タブおよびその製造方法が説明される。方法は、誘電体層を、第１面および第２面を有する基材の第２面に配置することを含む。方法は、基材の第２面に誘電体層を現像することを含む。また、方法は、電極タブを形成するために基材の第１面をエッチングすることを含む。

Description

本開示の実施形態は、一般的に、リチウムイオンパウチ型電池等の電池に関する。特に、本開示の実施形態は、電極タブを形成するためのプロセスに関する。

リチウムイオンパウチ型電池は、２つの電気端子、すなわち、パウチの外に延びるアノードタブおよびカソードタブを有する。アノードタブは、電池のアノード箔に取り付けられ、また、カソードタブは、電池のカソード箔に取り付けられる。両方の端子は、タブの製造、および、アノードおよびカソードへのタブの取り付けの間、バリの影響を受けやすい。

例えば、アノードタブをアノード箔に、カソードタブをカソード箔に固定するために、超音波溶接が一般的に用いられるが、これは、凹凸、すなわちバリを生じさせ得る。そのようなバリは、セパレータ膜を貫通して電池の反対側に短絡することによって、電池の短絡を引き起こし得る。そのため、超音波溶接中のバリの形成を排除する、またはバリの形成を防止する電極タブが必要とされている。

本開示の実施形態のその他の特徴および利点は、添付の図面およびそれを参照する詳細な説明から明らかになるであろう。
本開示の実施形態は、限定するものではなく例示として、類似する符号が類似の要素を示す、添付された図面に示される。

図１は、本開示のいくつかの実施形態に係る、形成されたアノードタブを示す。図２は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材のロールを示す。図３は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材の一面に配置された結合層を示す。図４は、本開示のいくつかの実施形態に係る、結合層に配置された誘電体層を示す。図５は、本開示のいくつかの実施形態に係る、エッチングパターンを有するアノードタブを示す。図６は、本開示のいくつかの実施形態に係る、丸められた端部を有する基材を示す。図７は、本開示のいくつかの実施形態に係る、マイクロエッチングされた結合層を示す。図８は、本開示のいくつかの実施形態に係る、アノードタブに電気めっきされたニッケル層を示す。図９は、本開示のいくつかの実施形態に係る、パネル化され、ＡＯＩ検査され、欠陥マーキングされたアノードタブを示す。図１０は、本開示のいくつかの実施形態に係る、アノードタブの形状を形成するためにポリイミドコーティングが切断されるアノードタブを示す。図１１は、本開示のいくつかの実施形態に係る、その上に塗布される密封剤を有するアノードタブを示す。図１２は、本開示のいくつかの実施形態に係る、カソードタブを示す。図１３は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材のロールを示す。図１４は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材の第２面に配置された誘電体層を示す。図１５は、本開示のいくつかの実施形態に係る、エッチングパターンを有するカソードタブを示す。図１６は、本開示のいくつかの実施形態に係る、丸められた端部を有する基材を示す。図１７は、本開示のいくつかの実施形態に係る、カソードタブの第１面に塗布される誘電体層を示す。図１８は、本開示のいくつかの実施形態に係る、パネル化され、ＡＯＩ検査され、欠陥マーキングされたカソードタブを示す。図１９は、本開示のいくつかの実施形態に係る、カソードタブの形状を形成するためにポリイミドコーティングが切断されるカソードタブを示す。図２０は、本開示のいくつかの実施形態に係る、その上に塗布される密封剤を有するカソードタブを示す。図２１は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材のロールを示す。図２２は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材に配置された誘電体層を示す。図２３は、本開示のいくつかの実施形態に係る、その上にエッチングされたパターンを有するアノードタブのアレイを示す。図２４は、本開示のいくつかの実施形態に係る、アノードタブのアレイに電気めっきされたニッケル層を示す。図２５は、本開示のいくつかの実施形態に係る、パネル化され、ＡＯＩ検査され、欠陥マーキングされたアノードタブのアレイを示す。図２６は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材のロールを示す。図２７は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材に配置された誘電体層を示す。図２８は、本開示のいくつかの実施形態に係る、その上にエッチングされたパターンを有するカソードタブのアレイを示す。図２９は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材の箔側面に配置された第２誘電体層を有するカソードタブのアレイを示す。図３０は、本開示のいくつかの実施形態に係る、パネル化され、ＡＯＩ検査され、欠陥マーキングされたカソードタブのアレイを示す。図３１は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材のロールを示す。図３２は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材に配置された誘電体層を示す。図３３は、本開示のいくつかの実施形態に係る、その上にエッチングされたパターンを有する基材のセパレータ側面に配置された誘電体層を示す。図３４は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材の箔側面にエッチングされたパターンを示す。図３５は、本開示のいくつかの実施形態に係る、基材の箔側面に露出する銅の上に配置されたニッケル層を示す。図３６は、本開示のいくつかの実施形態に係る、ニッケル層にエッチングされたパターンを示す。図３７は、本開示のいくつかの実施形態に係る、その上にエッチングされたパターンを有する、箔側面の上部に配置される第２誘電体層を示す。図３８は、本開示のいくつかの実施形態に係る、アノードタブのアレイ上の電気めっきされたニッケル層を示す。図３９は、本開示のいくつかの実施形態に係る、パネル化され、ＡＯＩ検査され、欠陥マーキングされたアノードタブのアレイを示す。図４０は、本開示のいくつかの実施形態に係る、その上に塗布される密封剤を有するアノードタブを示す。

電極タブおよび電極タブの形成方法の実施形態が説明される。図１は、アノードタブの第１面１１ａおよびアノードタブの第２面１１ｂを示す。図１を参照すると、本明細書に開示されている方法によって形成されたアノードタブ１１が示されている。アノードタブ１１は、基材１２、ポリイミドコーティング１３、およびアノードタブ１１の短軸に沿って配置される密封剤１４を含む。

図２から図１１は、アノードタブ１１の形成方法を示す。図２を参照すると、基材１２のロールが示されている。いくつかの実施形態において、基材１２は、ニッケルよりも高い導電性を有する材料である。いくつかの実施形態において、基材１２は、銅箔である。銅箔は、２０～５０ミクロン（μｍ）の厚さを有し得る。いくつかの実施形態において、銅箔は、３０μｍの厚さを有し得る。

図３は、基材１２の一面に配置された結合層１５を示す。いくつかの実施形態において、結合層１５は、約２ｎｍから約５００ｎｍまでの厚さの範囲であり得て、真空スパッタリング、真空蒸着、化学蒸着、化学めっき、化成皮膜（例えば、クロメート化成皮膜）、および当技術分野において既知のその他の技術などの方法によって形成される。結合層１５は、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、またはそれらに関する合金製であり得る。結合層は、当技術分野において既知のその他の材料によって形成されてもよい。いくつかの実施形態において、結合層１５は、スパッタされたクロムシード層である。

図４は、結合層１５に配置される誘電体層、例えばポリイミドコーティング１３を示す。セオリーに拘束されることなく、基材１２とポリイミドコーティング１３との間の接着を促進し、基材１２とポリイミドコーティング１３との間の境界面における腐食を防止または最小化し、基材１２とポリイミドコーティング１３との間に拡散バリアを提供するために、薄い結合層１５が用いられる。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング１３は、アノードタブ１１の厚さを最小化するために、５～１０μｍの厚さで塗布され得る。ポリイミドコーティング１３は、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、塗布される。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング１３は、液体スロットダイによって塗布され、その後、現像される。ポリイミドコーティング１３は、当技術分野において既知の、適切な溶媒を用いて現像される。

図５は、エッチングパターン１７を有するアノードタブ１１を示す。レジストコーティングは、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、基材１２に塗布される。レジストコーティングは、その後、紫外線に露光され、エッチングされ（すなわち、基材１２がレジストパターンによって保護されていない範囲においてエッチングされ）、そしてフォトリソグラフィおよび当技術分野において既知の技術を含むエッチング技術を用いて剥離される。いくつかの実施形態において、レジストコーティングは、片面、すなわち、基材１２に塗布され、結合層１５は、アノードタブ１１の第２面に対するエッチングバリアとして機能する。

図６は、任意の丸められた端部１８を有する基材１２を示す。いくつかの実施形態において、アノードタブの形成方法は、エッチングの後に、残った基材１２の端部１８を丸めることを含む。基材１２の端部１８を丸めることは、当技術分野において既知の技術を用いて実行され得る。いくつかの実施形態において、エッチングの後に残った基材１２の端部１８を丸めることは、アノードタブの製造方法における任意のステップである。

図７は、マイクロエッチングされた結合層１５を示す。いくつかの実施形態において、方法は、結合層１５のマイクロエッチングを含む。結合層１５のマイクロエッチングは、基材１２がエッチングされた領域および、アノードタブ１１の第２面上のポリイミドコーティング１３のレーンの間で実行され得る。結合層１５のマイクロエッチングは、酸化処理または当技術分野において既知のその他の技術によって実行され得る。

図８は、アノードタブ１１に電気めっきされたニッケル層１９を示す。いくつかの実施形態において、方法は、アノードタブ１１にニッケルを電気めっきすることを含む。いくつかの実施形態において、ニッケル層１９は、約１～５μｍの厚さである。好ましくは、ニッケル層１９は、約２μｍの厚さである。アノードタブ１１へのニッケルの電気めっきは、電解めっき、無電解めっき、および当技術分野において既知のものを含む技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、実行され得る。

図９は、パネル化され、自動光学検査（ＡＯＩ：automated optical inspection）され、欠陥マーキングされたアノードタブ１１を示す。そのようなステップは、当技術分野において既知の技術を用いて実行され得る。

図１０は、アノードタブ１１の形状を形成するためにポリイミドコーティング１３が切断される、アノードタブ１１を示す。いくつかの実施形態において、方法は、アノードタブ１１の周囲に位置するポリイミドコーティング１３を切断することを含む。ポリイミドコーティング１３の切断は、金属プレス加工またはレーザ切断加工を用いて実行され得る。当技術分野において既知のその他の技術も、アノードタブ１１の周囲に位置するポリイミドコーティングを切断するために用いられ得る。

図１１は、その上に塗布される密封剤１４を有するアノードタブ１１を示す。いくつかの実施形態において、方法は、その上に密封剤１４を塗布することを含む。密封剤１４は、アノードタブ１１の第１面および第２面において、アノードタブ１１の短軸に沿って塗布され得る。いくつかの実施形態において、密封剤１４は、ＥＶＡ、ポリプロピレン、およびＰＥＴ等のような、しかしこれらに限定されない、ヒートシールテープである。当技術分野において既知のその他の密封剤も用いられ得る。

いくつかの実施形態によると、アノードタブ１１は、ニッケルめっきされた銅によって構成されるアノードタブの片面に配置される、ポリイミド層等の誘電体層を含む。アノードタブ１１は、バリの防止を維持しながら、従来のアノードタブと比較して全体の厚さを減少させる。例えば、従来のニッケル／クロムタブは、約８０μｍの厚さを有する。従来のタブは、アクリル系粘着剤を備えるＰＥＴ製のフィルムのような、バリの防止のための、約１０μｍの厚さを有する追加のテープを必要とする。したがって、従来のアノードタブは、約９０μｍの厚さを有する。本開示のいくつかの実施形態によると、アノードタブ１１は、約３０μｍの基材および約５～１０μｍのポリイミドコーティングを有し得る。したがって、本開示のいくつかの実施形態によると、従来のアノードタブが約９０μｍの厚さを有するのに対して、アノードタブ１１は、約３５～４０μｍの厚さを有し得る。

図１２は、カソードタブの第１面５１ａおよびカソードタブの第２面５１ｂを示す。図１２を参照すると、本明細書に開示されている方法によって形成されたカソードタブ５１が示されている。カソードタブ５１は、基材５２、ポリイミドコーティング５３、およびカソードタブ５１の短軸に沿って配置される密封剤５４を含む。

図１３から図２０は、カソードタブの製造方法を示す。図１３を参照すると、基材５２のロールが示されている。いくつかの実施形態において、基材５２は、アルミニウム箔である。アルミニウム箔は、２０～５０μｍの厚さを有し得る。いくつかの実施形態において、アルミニウム箔は、３０μｍの厚さを有し得る。

図１４は、基材５２の第２面に配置される誘電体層、例えばポリイミドコーティング５３を示す。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング５３は、カソードタブ５１の厚さを最小化するために、５～１０μｍの厚さで塗布され得る。ポリイミドコーティング５３は、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、塗布される。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング５３は、液体スロットダイによって塗布され、その後、現像される。ポリイミドコーティング５３は、当技術分野において既知の、適切な溶媒を用いて現像される。

図１５は、エッチングパターン５５を有するカソードタブ５１を示す。レジストコーティングは、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、基材５２に塗布される。レジストコーティングは、その後、紫外線に露光され、エッチングされ（すなわち、基材５２がレジストパターンによって保護されていない範囲においてエッチングされ）、そしてフォトリソグラフィおよび当技術分野において既知の技術を含むエッチング技術を用いて剥離される。いくつかの実施形態において、レジストコーティングは、片面、すなわち、基材５２に塗布される。

図１６は、丸められた端部５６を有する基材５２を示す。いくつかの実施形態において、カソードタブの形成方法は、エッチングの後に、残った基材５２の端部５６を丸めることを含む。基材５２の端部５６を丸めることは、当技術分野において既知の技術を用いて実行され得る。いくつかの実施形態において、エッチングの後に残った基材５２の端部５６を丸めることは、カソードタブの製造方法における任意のステップである。

図１７は、カソードタブ５１の第１面に塗布される誘電体層５７を示す。いくつかの実施形態において、方法は、カソードタブ５１の第１面に誘電体層５７を塗布することを含む。いくつかの実施形態において、誘電体層５７は、例えば、ステンシル、インクジェット、または当技術分野において既知のその他の同様の技術によって、基材５２の丸められた端部５６に沿って選択的に塗布され得る。誘電体層５７は、いくつかの実施形態によると、ポリプロピレン、ＰＥＴ、アクリル、ポリアミド、非感光性ポリイミド、シリコーン、またはこれらの組み合わせ等の、しかしこれらに限定されない、感光性でない絶縁体／絶縁層である。当技術分野において既知のその他の絶縁材料も用いられ得る。

図１８は、パネル化され、自動光学検査（ＡＯＩ）され、欠陥マーキングされたカソードタブ５１を示す。そのようなステップは、当技術分野において既知の技術を用いて実行され得る。

図１９は、カソードタブ５１の形状を形成するためにポリイミドコーティング５３が切断される、カソードタブ５１を示す。いくつかの実施形態において、方法は、カソードタブ５１の周囲に位置するポリイミドコーティング５３を切断することを含む。ポリイミドコーティング５３の切断は、金属プレス加工またはレーザ切断加工を用いて実行され得る。当技術分野において既知のその他の技術も、カソードタブ５１の周囲に位置するポリイミドコーティング５３を切断するために用いられ得る。

図２０は、その上に塗布される密封剤５４を有するカソードタブ５１を示す。いくつかの実施形態において、方法は、その上に密封剤５４を塗布することを含む。いくつかの実施形態によると、密封剤５４は、カソードタブ５１の短軸に沿って、タブの第１面および第２面の両方において塗布される。いくつかの実施形態において、密封剤５４は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリプロピレン、およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のような、しかしこれらに限定されない、ヒートシールテープである。当技術分野において既知のその他の密封剤も用いられ得る。

いくつかの実施形態によると、カソードタブ５１は、アルミニウムによって構成されるカソードタブの片面に配置される、ポリイミド層等の誘電体層５３を含む。カソードタブ５１は、本明細書において説明される実施形態によると、バリの防止を維持しながら、従来のアノードタブと比較して全体の厚さを減少させる。例えば、従来のカソードタブは、約８０μｍの厚さを有する。従来のタブは、アクリル系粘着剤を備えるＰＥＴ製のフィルムのような、バリの防止のための約１０μｍの厚さを有する追加のテープを、従来のタブのそれぞれの面において必要とする。したがって、従来のカソードタブは、約１００μｍの厚さを有する。本開示のいくつかの実施形態によると、カソードタブ５１は、約３０μｍの基材および約５～１０μｍのポリイミドコーティングを有し得る。したがって、本開示のいくつかの実施形態によると、従来のアノードタブが約１００μｍの厚さを有するのに対して、カソードタブ５１は、約３５～４０μｍの厚さを有し得る。

図２１から図２５は、本開示のいくつかの実施形態に係る、アノードタブのアレイ２１を説明する。図２１を参照すると、基材２２のロールが示されている。いくつかの実施形態において、基材２２は、ニッケルよりも高い導電性を有する材料である。いくつかの実施形態において、基材２２は、銅箔である。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティングの直接的な結合を支援するために、銅箔は、結合層を形成するためにクロメート処理される。いくつかの実施形態によると、銅箔は、２０～５０μｍの厚さを有する。いくつかの実施形態において、銅箔は、３５μｍの厚さを有し得る。

図２２は、基材２２に配置される、ポリイミドコーティング２３等の誘電体層／絶縁材料を示す。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング２３は、基材２２の、図２３ａに示されているセパレータ側面２４のみに配置され、基材２２の、図２３ｂに示されている箔側面２５には配置されない。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング２３は、アノードタブのアレイ２１における各アノードタブの厚さを最小化するために、５～１０μｍの厚さで塗布され得る。ポリイミドコーティング２３は、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、塗布される。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング２３は、液体スロットダイによって塗布される。いくつかの実施形態によると、ポリイミドコーティング２３は、紫外線に露光されない、または現像されない。

いくつかの実施形態において、方法はさらに、本明細書において説明されているような技術を用いて、基材２２をマーキングすることおよび穴あけすることを含む。マーキングおよび穴あけは、当技術分野において既知の技術を用いて実行され得る。マーキングおよび穴あけは、ポリイミドコーティング２３を基材に配置する前後においても実行され得る。

図２３は、その上にエッチングされたパターンを有するアノードタブのアレイ２１を示す。いくつかの実施形態において、方法は、クロメート処理を除去するために、ポリイミドコーティング２３によって覆われていない露出した基材２２をマイクロエッチングすることを含む。例えば、基材２２のマイクロエッチングは、ポリイミドコーティング２３のレーンの間で実行され得る。マイクロエッチングは、酸化処理または当技術分野において既知のその他の技術によって実行され得る。

いくつかの実施形態において、方法はさらに、レジスト層をコーティングすること、レジスト層を紫外線に露光すること、レジスト層を現像すること、基材をエッチングすること、および、レジスト層を剥離することを含む。レジストコーティングは、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、基材２２に塗布される。レジストコーティングは、その後、紫外線に露光され、エッチングされ（すなわち、基材２２がレジストパターンによって保護されていない範囲においてエッチングされ）、そしてフォトリソグラフィおよび当技術分野において既知の技術を含むエッチング技術を用いて剥離される。

図２４は、アノードタブのアレイ２１に電気めっきされたニッケル層２７を示す。いくつかの実施形態において、方法は、アノードタブのアレイ２１にニッケルを電気めっきすることを含む。露出した銅を有する基材のすべての領域は、ニッケルによって電気めっきされ得る。いくつかの実施形態において、ニッケル層２７は、約１～５μｍの厚さである。好ましくは、ニッケル層２７は、約２μｍの厚さである。ニッケルをアノードタブのアレイ２１の各アノードタブ１１へ電気めっきすることは、当技術分野において既知の技術を用いて実行され得る。

図２５は、パネル化され、自動光学検査（ＡＯＩ）され、欠陥マーキングされたアノードタブのアレイ２１を示す。そのようなステップは、当技術分野において既知の技術を用いて実行され得る。そして、アノードタブ１１は、この形態で出荷され得る。

いくつかの実施形態によると、アノードタブのアレイ２１の各アノードタブ１１は、ニッケルめっきされた銅によって構成されるアノードタブの片面に配置される、ポリイミド層２３等の誘電体層を含む。アノードタブ１１は、バリの防止を維持しながら、従来のアノードタブと比較して全体の厚さを減少させる。例えば、従来のニッケル／クロムタブは、約８０μｍの厚さを有する。従来のタブは、アクリル系粘着剤を備えるＰＥＴ製のフィルムのような、バリの防止のための、約１０μｍの厚さを有する追加のテープを必要とする。したがって、従来のアノードタブは、約９０μｍの厚さを有する。対照的に、本開示のいくつかの実施形態によると、アノードタブ１１は、約３５μｍの基材および約５～１０μｍのポリイミドコーティングを有し得る。したがって、本開示のいくつかの実施形態によると、従来のアノードタブが約９０μｍの厚さを有するのに対して、アノードタブ１１は、約３０～４５μｍの厚さを有し得る。

図２６から図３０は、本開示のいくつかの実施形態に係る、カソードタブのアレイ６１を説明する。図２６を参照すると、基材６２のロールが示されている。いくつかの実施形態において、基材６２は、アルミニウム箔である。いくつかの実施形態によると、アルミニウム箔は、２０～５０μｍの厚さを有し得る。いくつかの実施形態において、アルミニウム箔は、３５μｍの厚さを有し得る。

図２７は、基材６２に配置される、ポリイミドコーティング６３等の誘電体層を示す。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング６３は、基材６２のセパレータ側面６４のみに配置され、基材６２の箔側面６５には配置されない。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング６３は、カソードタブの厚さを最小化するために、５～１０μｍの厚さで塗布され得る。ポリイミドコーティング６３は、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、塗布される。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング６３は、液体スロットダイによって塗布される。ポリイミドコーティング６３は、図２７に示されているように、５つのレーンに塗布され得る。いくつかの実施形態によると、ポリイミドコーティング６３は、紫外線に露光されない、または現像されない。

いくつかの実施形態において、方法はさらに、基材６２をマーキングすることおよび穴あけすることを含む。マーキングおよび穴あけは、当技術分野において既知の技術を用いて実行され得る。マーキングおよび穴あけは、ポリイミドコーティング６３を基材に配置する前後においても実行され得る。

図２８は、その上にエッチングされたパターンを有するカソードタブのアレイ６１を示す。いくつかの実施形態において、方法は、レジスト層をコーティングすること、レジスト層を紫外線に露光すること、レジスト層を現像すること、基材をエッチングすること、および、レジスト層を剥離することを含む。レジストコーティングは、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、基材６２に塗布される。レジストコーティングは、その後、紫外線に露光され、エッチングされ（すなわち、基材６２がレジストパターンによって保護されていない範囲においてエッチングされ）、そしてフォトリソグラフィおよび当技術分野において既知の技術を含むエッチング技術を用いて剥離される。

図２９は、基材６２の箔側面６５に配置される、ポリイミドコーティング６６等の第２誘電体層を有する、カソードタブのアレイ６１を示す。いくつかの実施形態において、第２ポリイミドコーティング６６は、カソードタブの厚さを最小化するために、５～１０μｍの厚さで塗布され得る。第２ポリイミドコーティング６６は、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、塗布される。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング６６は、液体スロットダイによって塗布される。いくつかの実施形態によると、ポリイミドコーティング６６は、紫外線に露光されない、または現像されない。

図２９に示されているように、ポリイミドコーティング６６等の誘電体層は、箔側面６５に絶縁を提供するために、５つの狭いレーンに塗布される。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング６６の狭いレーンは、約４～５ｍｍの幅であり、図２７に示されているように、セパレータ側面６４に覆われた表面積の約１０％～２０％を占める。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング６６の狭いレーンは、セパレータ側面６４に覆われた表面積の約１１％を占める。

図３０は、パネル化され、自動光学検査（ＡＯＩ）され、欠陥マーキングされたカソードタブのアレイ６１を示す。そのようなステップは、当技術分野において既知の技術を用いて実行され得る。そして、カソードタブのアレイ６１は、この形態で出荷され得る。

いくつかの実施形態によると、カソードタブのアレイ６１は、アルミニウムによって構成されるカソードタブ６７の２つの面に配置される、ポリイミド層６３等の誘電体層を含む。カソードタブのアレイ６１は、バリの防止を維持しながら、従来のカソードタブと比較して全体の厚さを減少させる。例えば、従来のカソードタブは、約８０μｍの厚さを有する。従来のタブは、アクリル系粘着剤を備えるＰＥＴ製のフィルムのような、バリの防止のための、約１０μｍの厚さを有する追加のテープを必要とする。したがって、従来のカソードタブは、約１００μｍの厚さを有する。対照的に、本開示のいくつかの実施形態によると、カソードタブのアレイ６１の各カソードタブ６７は、約３５μｍの基材および、それぞれ約５～１０μｍの２つのポリイミドコーティングを有し得る。したがって、本開示のいくつかの実施形態によると、従来のカソードタブが約１００μｍの厚さを有するのに対して、カソードタブのアレイ６１は、約４５～５５μｍの厚さを有し得る。

図３１から図４０は、本開示のいくつかの実施形態に係る、アノードタブのアレイ３１を説明する。図３１を参照すると、基材３２のロールが示されている。いくつかの実施形態において、基材３２は、ニッケルよりも高い導電性を有する材料である。いくつかの実施形態において、基材３２は、銅箔である。いくつかの実施態において、ポリイミドコーティングの直接的な結合を支援するために、銅箔はクロメート処理されている。銅箔は、２０～５０μｍの厚さを有し得る。いくつかの実施形態において、銅箔は、３５μｍの厚さを有し得る。

図３２は、基材３２に配置される、ポリイミドコーティング３３等の誘電体層を示す。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング３３は、基材３２のセパレータ側面３４のみに配置され、基材３２の箔側面３５には配置されない。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング３３は、アノードタブ６１の厚さを最小化するために、５～１０μｍの厚さで塗布され得る。ポリイミドコーティング３３は、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、塗布される。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング３３は、液体スロットダイによって塗布される。いくつかの実施形態によると、ポリイミドコーティング３３は、感光性のポリイミドであり、紫外線に露光され、現像され、硬化される。

図３３は、その上にエッチングされたパターン３６を有する基材３２のセパレータ側面３４に配置された、ポリイミドコーティング３３を示す。ポリイミドコーティング３３にエッチングされたパターン３６は、基準電極端子３７、測温抵抗体（ＲＴＤ）端子３８、基準電極３９、および、メインアノード端子４０への接続点を含む。

いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング３３上にパターン３６を形成するために、ポリイミドコーティング３３上にフォトレジスト層が形成される。フォトレジスト層は、いくつかの実施形態によると、当技術分野において既知のものを含むフォトリソグラフィ技術を用いて露光され、当技術分野において既知のものを含むウェットエッチング技術を用いて現像される。そして、このパターン形成されたフォトレジスト層は、ウェット技術またはドライ技術のいずれかが使用され得るポリイミド除去プロセス（エッチング）の間、ポリイミドコーティング３３にパターンを提供する。そして、フォトレジスト層は、当技術分野において既知の技術によって剥離され得る。さらに別のパターン形成方法は、不必要な誘電体のレーザアブレーションである。

図３４は、基材３２の箔側面３５にエッチングされた、パターン４１を示す。いくつかの実施形態において、パターン４１がその上にエッチングされた後のアノードタブのアレイ３１は、メインアノード４２、２つのＲＴＤリード４３、および、基準電極リード４４を有する。

いくつかの実施形態において、基材３２の箔側面３５にパターン４１をエッチングするために、方法はさらに、レジスト層をコーティングすること、レジスト層を紫外線に露光すること、レジスト層を現像すること、基材をエッチングすること、および、レジスト層を剥離することを含む。レジストコーティングは、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、基材３２に塗布される。レジストコーティングは、その後、紫外線に露光され、エッチングされ（すなわち、基材３２がレジストパターンによって保護されていない範囲においてエッチングされ）、そしてフォトリソグラフィおよび当技術分野において既知の技術を含むエッチング技術を用いて剥離される。

いくつかの実施形態において、方法はさらに、クロメート処理を除去するために、アノードタブのアレイ３１をマイクロエッチングすることを含む。マイクロエッチングは、酸化処理または当技術分野において既知のその他の技術によって実行され得る。

図３５は、基材３２の箔側面３５上に露出する銅の上に配置された、ニッケル層４５を示す。いくつかの実施形態において、方法は、箔側面３５にニッケルをスパッタリングすることを含む。いくつかの実施形態において、ニッケル層４５は、約１～５μｍの厚さである。好ましくは、ニッケル層４５は、約２μｍの厚さである。箔側面３５へのニッケルのスパッタリングは、当技術分野において既知の技術を用いて実行され得る。

図３６は、ニッケル層４５にエッチングされたパターン４６を示す。いくつかの実施形態において、ニッケル層４５にパターン４６をエッチングするために、方法はさらに、レジスト層をコーティングすること、レジスト層を紫外線に露光すること、レジスト層を現像すること、基材をエッチングすること、および、レジスト層を剥離することを含む。レジストコーティングは、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、ニッケル層４５に塗布される。レジストコーティングは、その後、紫外線に露光され、エッチングされ（すなわち、ニッケル層４５がレジストパターンによって保護されていない範囲においてエッチングされ）、そしてフォトリソグラフィおよび当技術分野において既知の技術を含むエッチング技術を用いて剥離される。

図３７は、その上にエッチングされたパターンを有した状態で箔側面３５の上部に配置される、ポリイミド層４６のような第２誘電体層を示す。いくつかの実施形態において、ポリイミドコーティング４６は、アノードタブのアレイ３１の厚さを最小化するために、５～１０μｍの厚さで塗布され得る。第２ポリイミドコーティング４６は、液体スロットダイ、ローラコート、スプレー、カーテンコート、ドライフィルムラミネーション、およびスクリーン印刷技術を含むがこれらに限定されない技術を用いて、塗布される。いくつかの実施形態において、第２ポリイミドコーティング４６は、液体スロットダイによって塗布される。いくつかの実施形態によると、第２ポリイミドコーティング４６は、感光性のポリイミドであり、紫外線に露光され、現像され、硬化される。第２ポリイミドコーティング４６にエッチングされたパターンは、４つのピンアウト４８およびメイン箔取付面４９への接続点を含む。パターンは、本開示において議論される技術、または、当技術分野において既知のその他の技術を用いて、エッチングされ得る。

図３８は、アノードタブのアレイ３１上の電気めっきされたニッケル層１００を示す。いくつかの実施形態において、方法は、アノードタブのアレイ３１の両面（すなわち、箔側面およびセパレータ側面）にニッケルを電気めっきすることを含む。いくつかの実施形態において、ニッケル層１００は軟質ニッケルであり、アノードタブのアレイ３１の露出したニッケル面をすべて覆う。いくつかの実施形態において、ニッケル層１００は、約１～５μｍの厚さである。好ましくは、ニッケル層１００は、約２～３μｍの厚さである。アノードテープへのニッケルの電気めっきは、マスクを使用しない当技術分野において既知の技術を用いて実行され得る。

図３９は、パネル化され、自動光学検査（ＡＯＩ）され、欠陥マーキングされたアノードタブのアレイ３１を示す。そのようなステップは、当技術分野において既知の技術を用いて実行され得る。

さらに、方法は、基準電極材料１０１を選択的に塗布することを含み得る。いくつかの実施形態において、黒鉛スラリー材料の薄いコーティングが、インクジェット、ジェット、シリンジディスペンス、ステンシル、および、当技術分野において既知のその他の同様の技術によって、露出した基準電極３９に選択的に塗布される。方法はさらに、選択的に基準電極材料１０１を塗布した後に、アノードタブ３１をベーキングすることも含み得る。ベーキングは、当技術分野において既知の条件において実行され得る。

図４０は、アノードタブの短軸においてその上に塗布される密封剤１０３を有する、アノードタブを示す。いくつかの実施形態において、方法は、アノードタブを個片化し、その上に密封剤１０３を塗布することを含む。密封剤１０３は、アノードタブの第１面および第２面において、アノードタブ３１の短軸に沿って塗布され得る。いくつかの実施形態において、密封剤１０３は、ヒートシールテープである。当技術分野において既知のその他の密封剤も用いられ得る。

カソードタブの形成方法が、アノードタブの形成方法と同様に実行され得る。当業者は、アノードタブの形成方法に基づく、カソードタブを製造するための変更を容易に理解するであろう。例えば、ＲＴＤは基準電極に置き換えられ、リチウム酸化物材料等の異なるスラリー材料が、基準電極に塗布されるであろう。

これらの実施形態に関連して説明されたが、当業者は、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細に変更を加えることができることを認識するであろう。

Claims

誘電体層を、第１面および第２面を有する基材の前記第２面に配置することと、
前記基材の前記第２面に前記誘電体層を現像することと、
電極タブを形成するために前記基材の前記第１面をエッチングすることと、を含む、製造方法。
前記誘電体を配置する前に、前記基材の前記第２面に結合層を配置することを含む、請求項１に記載の製造方法。
前記基材の前記第１面をエッチングした後に、前記結合層をマイクロエッチングすることを含む、請求項２に記載の製造方法。
前記基材の端部を丸めることを含む、請求項１に記載の製造方法。
前記電極タブをニッケルで電気めっきすることを含む、請求項１に記載の製造方法。
前記電極タブの周囲を覆うポリイミドコーティングを切断することを含む、請求項１に記載の製造方法。
前記電極タブの両面に密封剤を配置することを含む、請求項１に記載の製造方法。
前記電極タブはアノードタブである、請求項１に記載の製造方法。
前記電極タブはカソードタブである、請求項１に記載の製造方法。
第１面に誘電体層を選択的に塗布することを含む、請求項１に記載の製造方法。
前記結合層は有機酸化防止剤である、請求項２に記載の方法。
前記結合層は化成皮膜である、請求項２に記載の方法。
前記結合層は接着特性によって選択された蒸着金属である、請求項２に記載の方法。
ニッケルが電解めっき、または無電解めっきによってめっきされる、請求項２に記載の方法。
基材の第１面に誘電体のレーンを配置することと、
電極タブを形成するために前記基材をパターンエッチングすることと、を含む、製造方法。
前記基材は、クロメート層を含む銅箔である、請求項１５に記載の方法。
銅面を露出させるために、前記基材をマイクロエッチングすることを含む、請求項１５に記載の方法。
すべての露出した銅面をニッケルでめっきすることを含む、請求項１５に記載の方法。
前記基材は、アルミニウム箔である、請求項１５に記載の方法。
すべての露出したアルミニウム面の端部を丸めることを含む、請求項１９に記載の方法。
前記基材の第２面にポリイミドのレーンを配置することを含む、請求項２０に記載の方法。
前記基材の前記第２面上の前記ポリイミドのレーンは、前記基材の前記第１面上の前記ポリイミドのレーンよりも幅が狭い、請求項２１に記載の方法。
クロメート層を形成するクロメート処理された銅箔である、基材を供給することと、
前記基材のセパレータ側面に感光性ポリイミド層を配置することと、
前記感光性ポリイミド層をパターン現像することと、
アノードタブを形成するために前記基材の箔側面をパターンエッチングすることと、
前記クロメート層を除去するために前記基材をマイクロエッチングすることと、
前記基材の前記箔側面にニッケル層を配置することと、
測温抵抗体回路を形成するために前記ニッケル層をエッチングすることと、
前記基材の前記箔側面に第２感光性ポリイミド層を配置することと、
前記第２感光性ポリイミド層をパターン現像することと、
前記基材の前記箔側面および前記セパレータ側面をニッケルでめっきすることと、を含む、製造方法。
基準電極材料を選択的に塗布することを含む、請求項２３に記載の方法。
アルミニウム箔である基材のセパレータ側面に感光性ポリイミド層を配置することと、
前記感光性ポリイミド層を現像することと、
カソードタブを形成するために前記基材の箔側面をエッチングすることと、
前記基材の前記箔側面にニッケル層を配置することと、
測温抵抗体回路を形成するために前記ニッケル層をパターンエッチングすることと、
前記基材の前記箔側面に第２感光性ポリイミド層を配置することと、
前記第２感光性ポリイミド層をパターン現像することと、を含む、製造方法。
前記セパレータ側面の前記露出した基材の一部分に、基準電極材料を選択的に塗布することを含む、請求項２１に記載の方法。
アルミニウム箔である基材のセパレータ側面に感光性ポリイミド層を配置することと、
前記感光性ポリイミド層を現像することと、
前記基材の箔側面をエッチングすることと、を含む、一体化された基準電極を有するカソードタブの製造方法。
前記基材の前記箔側面に第２感光性ポリイミド層を配置することと、
前記第２感光性ポリイミド層を現像することと、
前記セパレータ側面の前記露出した基材の一部分に、基準電極材料を選択的に塗布することを含む、請求項２７に記載の方法。
アルミニウム箔である基材のセパレータ側面に感光性ポリイミド層を配置することと、
前記感光性ポリイミド層を現像することと、
前記基材の箔側面をエッチングすることと、を含む、一体化された基準電極を有するカソードタブの製造方法。
前記基材の前記箔側面に第２絶縁体または誘電体層のレーンを配置することと、
前記セパレータ側面の前記露出した基材の一部分に、基準電極材料を塗布することと、を含む、請求項２９に記載の方法。