JP4009410B2 - Flat plate battery and method for manufacturing flat plate battery - Google Patents

Flat plate battery and method for manufacturing flat plate battery Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平板状の単位電池要素が厚み方向に積層されて構成される、平板積層型電池及び平板積層型電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯端末等の携帯機器において小型化の要求が高まっているが、携帯機器において、寸法的にも重量的にも電池の占める割合は大きく、携帯機器の小型化は、即ち、電池の小型化とも言える。このような背景において、最近、薄膜化可能な平板積層型電池が注目を集めている。
【０００３】
平板積層型電池は、平板状の単位電池要素を積層することにより構成され、薄膜化だけでなく、単位電池要素の積層数を増加させることによって容易に容量を上げられる点や、単位電池要素を巻回して構成される巻回型電池とは異なり、単位電池要素の平板形状を任意のものに変更することにより様々な形状の電池を構成できる点でも注目されている。
【０００４】
ところで、このような平板積層型電池は、例えば携帯機器に用いられるが、携帯機器を持ち運び中に誤って落下させる等すると、この携帯機器に取り付けられた電池にも、落下による衝撃が加えられる。さらには、落下後、人や車両に踏みつけられ、電池に圧壊力が加えられることもあるし、又は、持ち運び中に携帯機器が何かに衝突されることもあり得る。平板積層型電池の場合、側面の強度が他の面に比べ相対的に不足しており、上記のような衝撃によって電極そのものが一部破壊されて電池性能が低下することがある。
【０００５】
また、平板積層型電池は上述したように複数の単位電池要素が積層されて構成されるが、単位電池要素の積層構造内や単位電池要素の相互間、特に、各単位電池要素の相互間では滑りが生じやすく、上述したような落下衝撃や、圧壊力や、衝突等の外部応力が加えられると、積層された各単位電池要素が、積層方向と交叉する方向にずれてしまい、この結果、微短絡が生じ電池性能が低下してしまうこともある。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、外部より衝撃が加えられた際の微短絡による電池性能の低下を抑制できるようにした、平板積層型電池及び平板積層型電池の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の平板積層型電池は、正極，負極及び電解質層をそなえてなる平板状の単位電池要素が厚み方向に複数積層されて構成される平板積層型電池において、該電解質層が電解液をアクリル系高分子によって保持するゲル状電解質層であり、該単位電池要素がアクリル系高分子を含む固着材により該単位電池要素の周縁部で相互に固着されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の本発明の平板積層型電池は、正極，負極及び電解質層をそなえてなる平板状の単位電池要素が厚み方向に複数積層されて構成される平板積層型電池において、該電解質層が電解液をアクリル系高分子によって保持するゲル状電解質層であり、該正極及び該負極の周縁部よりも大きくなるように周縁部が形成された平板状部材が該厚み方向に複数設けられ、該複数の平板状部材がそれぞれアクリル系高分子を含む固着材により該平板状部材の周縁部で相互に固着されていることを特徴としている。
【０００９】
この場合、平板状部材が該電解質層により構成されることが好ましい（請求項３）。
【００１０】
また、該正極と該負極とのそれぞれに電気的に接続されたタブの相互間に該固着材が介装されていることが好ましい（請求項４）。
また、該固着材が周縁部の全周にわたって塗工されていることが好ましい（請求項５）。
請求項６記載の本発明の平板積層型電池は、正極と負極と該正極の周縁部及び該負極の周縁部よりも大きくなるように周縁部が形成された電解質層とをそなえてなる平板状の単位電池要素が、厚み方向に複数積層されて構成される平板積層型電池において、該正極及び該負極がリチウムイオンを吸収・放出可能な活物質をそれぞれ含み、該電解質層が、電解液をアクリル系高分子によって保持するゲル状電解質で構成されるとともに、アクリル系高分子を含む固着材により該電解質層の該周縁部で相互に固着されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項７記載の本発明の平板積層型電池の製造方法は、少なくとも、電解液をアクリル系高分子によって保持するゲル状の電解質層をそなえた複数の平板状の単位電池要素、及び該単位電池要素の周縁よりも大きく周縁が形成された複数の電解質からなる平板状部材を積層して電池要素を構成する第１ステップと、該電池要素をハウジング内に収容する第２ステップと、該ハウジングと該電池要素との空隙にアクリル系高分子を含む固着材を供給する第３ステップと、該ハウジングを封止する第４ステップとをそなえて構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項８記載の本発明の平板積層型電池の製造方法は、複数の平板状の単位電池要素及び該単位電池要素の周縁部よりも大きく周縁部が形成された複数の電解質からなる平板状部材を積層して電池要素を構成する第１ステップと、該複数の平板状部材の周縁部に固着材を塗工する第２ステップと、該電池要素をハウジング内に収容する第３ステップと、該ハウジングを封止する第４ステップとをそなえて構成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項７又は８記載の平板積層型電池の製造方法において、該固着材に光硬化性の材料を使用して、該固着材に光を当てて該固着材を固化させるようにしても良いし（請求項９）、該固着材に熱硬化性の材料を使用して、該固着材を加熱して固化させるようにしても良い（請求項１０）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１〜図１０は本発明の一実施形態としての平板積層型電池及びその製造方法について示す図である。なお、本実施形態としては、本発明の平板積層型電池を、リチウム二次電池に適用した例を説明する。
【００１５】
本発明にかかる平板積層型リチウム二次電池（以下、単に平板積層型電池という）は、図４に示すような可撓性のハウジング２の内部に図３に示す電池要素１が収容されて構成されている。電池要素１は、図１及び図２を用いて後述するように複数の単位電池要素１０が積層されて構成されており、これらの単位電池要素１０は、図３中に網掛けで示す周縁部において固着材８により相互に固着されている。
【００１６】
ハウジング２は、図４に示すように、蓋部２ａ及び収容部２ｂから構成され、電池要素１を収容部２ｂの凹部に収容後、蓋部２ａの周縁部２１ａと収容部２ｂの周縁部２１ｂとを重ね合わせた後、真空封止して形成され、周縁部２１ａ，２１ｂの合わせ面から、電池要素１に電気的に接続されたリード３Ａ，３Ｂが露出されている。図２ではリード３Ｂしか示していないが、リード３Ａ，３Ｂは、ハウジング２の内部で一端を、タブ１３Ａ，１３Ｂ（タブ１３Ａ，１３Ｂについては後述する）が結束されて構成される結合端子にそれぞれ接合されるとともに、他端を、ハウジング２の外部で図示しない外部機器に電気的に接続されるようになっている。
なお、図２は拡大図であるが、水平方向よりも電池要素１の厚み方向に大きく拡大して示している。
【００１７】
電池要素１は、電池の高容量化を図るべく、図２に示すように平板状の単位電池要素１０を複数（ここでは３個）積層して構成される。各単位電池要素１０は、正極１０Ａ，負極１０Ｂ及び正極１０Ａと負極１０Ｂとの間に介装される電解質層１０Ｃとをそなえて構成される。また、単位電池要素１０には、図２において、正極１０Ａを上側とし負極１０Ｂを下側とした順姿勢のものと、これとは逆に、負極１０Ｂを上側とし正極１０Ａを下側とした逆姿勢のものとがある。
【００１８】
そして、電池要素１は、これらの異なる姿勢の単位電池要素１０を交互に積層することにより、積層方向に隣り合う単位電池要素１０，１０が、互いに同極（即ち、正極１０Ａと正極１０Ａ、又は負極１０Ｂと負極１０Ｂ）で接するように構成されている。
また、正極１０Ａにはアルミニウム製のタブ（極端子）１３Ａが、負極１０Ｂには銅製のタブ（極端子）１３Ｂがそれぞれ設けられている。そして、電池は、ここでは、複数積層された単位電池要素１０を並列に接続する構成になっており、このため、図２に示すように積層された各単位電池要素１０の負極側のタブ１３Ｂをそれぞれ重合して結束し易いように、同様に、積層された各単位電池要素１０の正極側のタブ１３Ａをそれぞれ重合して結束し易いように、ここでは、何れの単位電池要素１０においても、図１に示す上面視で、各正極用タブ１３Ａが図中で下側に、各負極用タブ１３Ｂが図中で上側になるように、各単位電池要素１０は形成されている。
【００１９】
このため、上述したように単位電池要素１０には順姿勢で積層されるものと逆姿勢で積層されるものとがあるが、順姿勢で積層されるものは、正極１０Ａを上方に且つ負極１０Ｂを下方にした姿勢で、上面視でタブ１３Ａ，１３Ｂを上にして見ると正極側タブ１３Ａが右側になるように形成され〔したがって、この単位電池要素１０をライトタイプ（以下、略してＲタイプという）又はＲタイプの単位電池要素１０と呼ぶ〕、一方、逆姿勢で積層されるものは、正極１０Ａを上方に且つ負極１０Ｂを下方にした姿勢で、上面視でタブ１３Ａ，１３Ｂを上にして見ると正極側タブが左側になるように形成される〔したがって、この単位電池要素１０をレフトタイプ（以下、略してＬタイプという）又はＬタイプの単位電池要素１０と呼ぶ〕。このようなＲタイプとＬタイプとでは、正極用タブ１３Ａと負極用タブ１３Ｂとの配置が、中心線ＣLに対し対称の構造となっている。
【００２０】
このような構造にすることにより、上述したように、これらの単位電池要素１０を互いに上下（厚み方向に対して）反対にして積層したときに（即ち、Ｒタイプでは正極を上とし、Ｌタイプでは負極を上とするか、或いは、Ｒタイプでは負極を上とし、Ｌタイプでは正極を上としたときに）、正極用タブ１３Ａと負極用タブ１３Ｂとをそれぞれ片側に集中させて結束させやすい構造としているのである。
【００２１】
ここで、正極１０Ａ，負極１０Ｂ，電解質層１０Ｃの大きさについて説明すると、図１の平面図に示すように、負極１０Ｂは、正極１０Ａの周縁よりも大きな周縁を有するように形成され、電解質層１０Ｃは、さらに、負極１０Ｂの周縁よりも大きな周縁を有するように形成されている。
つまり、正極１０Ａよりも負極１０Ｂを大きく形成する（正極１０Ａの周縁よりも負極１０Ｂの周縁を大きく形成する）ことにより、平板積層型電池の起電力物質（リチウム電池であればリチウム）の析出、即ちデンドライトを抑制することができるようになっている。
【００２２】
また、電解質層１０Ｃは、多孔性を有するスペーサの空隙中に電解質が充填されて形成され、正極１０Ａと負極１０Ｂとを離隔して短絡を防止する機能を有している。この電解質層１０Ｃ（スペーサ）を正極１０Ａ及び負極１０Ｂよりも大きくする（電解質層１０Ｃの周縁を正極１０Ａの周縁及び負極１０Ｂの周縁よりもを大きく形成する）ことにより、正極１０Ａと負極１０Ｂとの離隔を万全なものとして正極１０Ａと負極１０Ｂとの接触による短絡を防止できるようになっている。
【００２３】
そして、上述したように、各単位電池要素１０は周縁部で相互に固着されているが、ここでは、図１及び図２に示すように、各単位電池要素１０の電解質層（平板状部材）１０Ｃの周縁部に全周に渡って固着材８を塗工して電解質層１０Ｃを周縁部で固着するようにしている。これにより、各単位電池要素１０が相互に固着されて単位電池要素１０間で滑りが発生する（単位電池要素１０が積層方向と交叉する方向にずれる）ことが防止される。
【００２４】
なお、図２では負極側しか示していないが、タブ１３Ａ，１３Ｂ及びリード３Ａ，３Ｂの接合部の周囲を図示するように固着材８により完全に被覆してしまうことが好ましい。つまり、例えば、図２において、符号Ｘで示す負極側タブ１３Ｂの先端と、符号Ｙで示す正極１０Ａの端部とは、外部から衝撃を受けて単位電池素１０が積層方向と交叉する方向、特にタブ１３Ａ，１３Ｂが突出する方向（図２中で左右方向）にずれると容易に接触してしまうが、固着材８により、タブ１３Ａ，１３Ｂ及びリード３Ａ，３Ｂの接合部を被覆することで、かかる接触を確実に防止することができる。
【００２５】
このため、固着材８としては絶縁性を有するものが使用される。特に固着材８として、前駆体となるモノマーを使用し、熱或いは所定の光（例えば赤外線や紫外線等）等のエネルギによってポリマーとすることにより固化するのが好ましい。また、固化された固着材は、電解質層１０Ｃがゲル状電解質により構成される場合には、電解質層１０Ｃに用いられる後述する高分子と同じ種類のものを使用することが好ましく、これにより、電池性能に何ら悪影響を与えることなしに電解質層１０Ｃを相互に固着することができる。好ましい態様としては、電解質層に用いる高分子と固化後の固着材の高分子とを共にアクリル系のものとするのが好ましい。その結果、より良好な電池性能と生産性を得ることができる。
【００２６】
さて、以下、ハウジング２，正極１０Ａ，負極１０Ｂ，電解質層１０Ｃ及びリード３Ａ，３Ｂについて説明する。
先ず、ハウジング２について説明すると、ハウジング２の構造は、機械的強度を有するとともに密封性を有するものであればいかなる構造であってもよいが、上述した図４に示す構成の他、例えば、図５〜図７に示すようなハウジング２′，４，１４を使用しても良い。図５に示すハウジング２′は、図４に示すハウジング２に対し、蓋部２ａと収容部２ｂとが別体に構成されたものでり、図６に示すハウジング４は、浅箱状の収容部４ａ，４ｂとが屈曲可能に連続的に構成されている。また、図７（Ａ）に示すように１枚のシート状のハウジング１４を中央辺１４ａを中心に２つに折り返して、第１片１４Ａと第２片１４Ｂとの間に電池要素１を介在させ、図７（Ｂ）に示すように第１片１４Ａの周縁部と第２片１４Ｂの周縁部とを接合し、電池要素１を封入するように構成しても良い。
【００２７】
図４〜７に示すように、重ね合わされたハウジングを封止する構成とするのが、製造の容易さや電池容量等の電池性能の点で好ましい。この場合、リード３Ａ，３Ｂを、容易に、ハウジングの封止部から外部に露出させることができる。リードをハウジングの封止部から露出させることは、内部に収容される電池要素１との電気的接続が容易であり、その結果、電池の歩留まりや安全性を高める上で好ましい態様である。
【００２８】
また、ハウジングは、電池の形状を様々に変更することが容易になるので、形状可変性を有するのが好ましい。また、電池要素１をハウジングに収容してハウジングの外縁部を封止する際、かかる封止前にハウジング内部を真空状態とすることが好ましい。これにより、電池要素１に押付力を付与することができ、サイクル特性等の電池特性を向上させることができる。
【００２９】
また、ハウジングの材料としては、アルミニウム，ニッケルメッキをした鉄，銅等の金属又は合成樹脂等を用いることができるが、軽量で防湿性が高く且つ加工が容易なので、金属と合成樹脂が積層された可撓性フィルム状の複合材〔例えば、ラミネート状の複合材（ラミネートフィルム）〕を用いるのが好ましい。ラミネート状の複合材を用いることにより、ハウジングを構成する部材の薄膜化・軽量化が可能となり、電池全体としての容量を向上させることができる。
【００３０】
ラミネート状の複合材としては、図８（Ａ）に示すように、金属層５と合成樹脂層６とが積層されたものを使用することができる。この金属層５は、水分の浸入の防止あるいは形状保持性を維持させるもので、アルミニウム，鉄，銅，ニッケル，チタン，モリブデン及び金等の単体金属や、ステンレス，ハステロイ等の合金、又は酸化アルミニウム等の金属酸化物でもよいが、特に、加工性の優れたアルミニウムが好ましい。金属層５は、金属箔，金属蒸着膜，金属スパッター等により形成することができる。
【００３１】
合成樹脂６は、金属層５と電池要素１等との接触を防止したり、あるいは金属層５の保護のために用いられるものであって、弾性率，引張り伸び率については特に制限されず、一般にエラストマーと称されるものも含む。そして、合成樹脂６は、熱可塑性プラスチック，熱可塑性エラストマー類，熱硬化性樹脂及びプラスチックアロイが使われる。これらの樹脂にはフィラー等の充填材が混合されているものも含んでいる。
【００３２】
また、ラミネート状複合材は、図８（Ｂ）に示すように金属層５の外側面に外側保護層として機能する合成樹脂層６Ａと、内側面に電解質による腐蝕や金属層５と電池要素１との接触を防止したり、金属層５を保護するための内側保護層として機能する合成樹脂層６Ｂとを積層した三層構造体とすることもできる。
この場合、外側保護層に使用する樹脂６Ａには、ポリエチレン，ポリプロピレン，変性ポリオレフィン，アイオノマー，非晶性ポリオレフィン，ポリエチレンテレフタレート，ポリアミド等の耐薬品性や機械的強度に優れた樹脂を使用するのが望ましい。一方、内側保護層に使用する樹脂６Ｂには、耐薬品性の合成樹脂が用いられ、例えばポリエチレン，ポリプロピレン，変性ポリオレフィン，アイオノマー，エチレン−酢酸ビニル共重合体等を用いることができる。
【００３３】
また、ラミネート状複合材は、図８（Ｃ）に示すように金属層５と、保護層形成用合成樹脂６Ａと、内側保護層用合成樹脂層６Ｂとの各相互間に、それぞれ接着剤７を介装してもよい。さらにまた、ハウジング部材の接続部（封止部）を接着するために、複合材の最内面に、溶着可能なポリエチレン，ポリプロピレン等の樹脂からなる接着層を設けることもできる。
【００３４】
また、ハウジングの成形は、フィルム状体の周囲を融着して形成してもよく、シート状体を真空成形、圧空成形、プレス成形等によって絞り成形してもよい。また、合成樹脂を射出成形することによって成形することもできる。射出成形によるときは、金属層はスパッタリング等によって形成されるのが通常である。
次に、正極１０Ａ及び負極１０Ｂについて図９を参照しながら説明すると、正極１０Ａは、正極集電体１２Ａを芯材としてこの正極集電体１２Ａの片面に正極活物質層１１Ａを形成して構成され、同様に、負極１０Ｂは、負極集電体１２Ｂを芯材としてこの負極集電体１２Ｂの片面に負極活物質層１１Ｂを形成して構成される。また、各正極集電体１２Ａからは、正極タブ１３Ａが延設され、同様に、各負極集電体１２Ｂからは、負極タブ１３Ｂが延設される。なお、集電体１２Ａ，１２Ｂの両面に、活物質層１１Ａ，１１Ｂをそれぞれ形成するように構成してもよい。
【００３５】
また、集電体１２Ａ，１２Ｂとしては、一般的に金属からなる箔が用いられ、ここでは、活物質層１１Ａ，１１Ｂとの相性から、正極集電体１２Ａ（タブ１３Ａも含む）としてアルミニウムが、負極集電体１２Ｂ（タブ１３Ｂも含む）として銅がそれぞれ用いられている。集電体１２Ａ，１２Ｂの厚みは、適宜選択されるものであるが、薄すぎると機械的強度が弱くなるため加工が困難なものになって生産性の低下を招き、一方、厚すぎると電池全体としてのエネルギ密度の低下を招く虞があるので、１〜３０μｍの範囲にあることが好ましい。
【００３６】
また、集電体１２Ａ，１２Ｂと活物質層１１Ａ，１１Ｂとの接着強度を高めるべく、活物質１１Ａ，１１Ｂを塗布する前に、集電体１２Ａ，１２Ｂの表面を予め粗面化処理することが好ましく、このような表面の粗面化方法としては、例えば、機械的研磨法，電解研磨法，化学研磨法等がある。機械的研磨法としては、例えば、研磨剤粒子を固着した研磨布紙，砥石，エメリバフ，鋼線等を備えたワイヤーブラシで、集電体表面を研磨する方法が挙げられる。また、各集電体１２Ａ，１２Ｂは、板状部材や網状部材や或いはパンチングメタル等により構成される。
【００３７】
正極活物質層１１Ａは、正極活物質を含む。正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出可能であれば無機化合物でも有機化合物でも使用できる。無機化合物として、遷移金属酸化物、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属硫化物等のカルコゲン化合物等が挙げられる。ここで遷移金属としてはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ等が用いられる。具体的には、ＭｎＯ，Ｖ2Ｏ5，Ｖ6Ｏ13，ＴｉＯ2等の遷移金属酸化物、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウムなどのリチウムと遷移金属との複合酸化物、ＴｉＳ2、ＦｅＳ，ＭｏＳ2などの遷移金属硫化物等が挙げられる。これらの化合物はその特性を向上させるために部分的に元素置換したものであってもよい。有機化合物としては、例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリアセン、ジスルフィド系化合物、ポリスルフィド系化合物等が挙げられる。正極活物質として、これらの無機化合物、有機化合物を混合して用いてもよい。好ましくは、コバルト、ニッケル及ぴマンガンからなる群から選ばれる少なくとも１種の遷移金属とリチウムとの複合酸化物である。
【００３８】
また、正極活物質の粒径は、それぞれ電池の他の構成要素とのかねあいで適宜選択すればよいが、通常１〜１００μｍ、特に２〜６０μｍとするのが初期効率、サイクル特性等の電池特性が向上するので好ましい。
負極活物質層１１Ｂは負極活物質を含む。負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なものとして、通常、グラファイトやコークス等の炭素系物質が挙げられる。かかる炭素系物質は、金属、金属塩、酸化物などとの混合体や被覆体の形態で利用することもできる。また、負極材としては、ケイ素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の酸化物や硫酸塩、金属リチウム、Ｌｉ−Ａ１，Ｌｉ−Ｂｉ−Ｃｄ，Ｌｉ−Ｓｎ−Ｃｄ等のリチウム合金、リチウム遷移金属窒化物、シリコン等も使用できる。好ましくは、容量の面からグラファイトまたはコークスである。
【００３９】
負極活物質の粒径が大きすぎると電子伝導性が悪化し、初期効率，レイト特性，サイクル特性等の電池特性の向上の観点から、負極活物質の平均粒径は、上限については、通常１２μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下であり、下限については、通常は０．５μｍ以上、好ましくは７μｍ以上である。
これらの正極活物質及び負極活物質をそれぞれ集電体１２Ａ，１２Ｂ及び相互に結着させるため、正極活物質層１１Ａ及び負極活物質層１１Ｂにはバインダを混合することが好ましい。バインダとしてはシリケート、ガラスのような無機化合物や、主として高分子からなる各種の樹脂が使用できる。樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１，１−ジメチルエチレンなどのアルカン系ポリマー；ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー；ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリビニルピリジン、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンなどの環を有するポリマー；ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミドなどのアクリル系ポリマー；ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂；ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンシアニドなどのＣＮ基含有ポリマー；ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール系ポリマー；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのハロゲン含有ポリマー；ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが使用できる。また上記のポリマーなどの混合物、変性体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体などであっても使用できる。
【００４０】
なお、バインダの量が少なすきると電極の強度が低下する虞があり、一方、バインダの量が多すぎると容量が低下したり、レイト特性が低下する虞があるため、活物質１００重量部に対するバインダの配合量は、０．１〜３０重量部とするのが好ましく、１〜１５重量部とするのが一層好ましい。
また、活物質層１１Ａ，１１Ｂ中に、必要に応じて導電材料，補強材等の各種ば特に制限は無いが、通常、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛などの炭素粉末や、各種の金属のファイバー、箔などが挙げられる。添加剤としてはトリフルオロプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、１，６−Ｄｉｏｘａｓｐｉｒｏ〔４，４〕ｎｏｎａｎｅ−２，７−ｄｉｏｎｅ、１２−クラウン−４−エーテルなどが電池の安定性、寿命を高めるために使用することができる。補強材としては各種の無機、有機の球状、繊維状フィラーなどが使用できる。
【００４１】
活物質層１１Ａ，１１Ｂを集電体１２Ａ，１２Ｂ上に形成する手法としては、例えば、粉体状の活物質をバインダとともに溶剤と混合し、これを、ボールミルやサンドミルや二軸混練機等を用いて分散塗料化したものを、集電体１２Ａ，１２Ｂ上に塗布して乾燥する方法がある。この場合、用いられる溶剤の種類は、活物質に対して不活性であり且つバインダを溶解しうるものであれば特に制限されず、例えばＮ−メチルピロリドン等の一般的に使用される無機溶剤又は有機溶剤のいずれも使用できる。
【００４２】
また、活物質をバインダと混合し加熱することにより軟化させた状態で、集電体１２Ａ，１２Ｂ上に圧着、あるいは吹き付けることにより、集電体１２Ａ，１２Ｂ上に活物質の層を形成することもできる。或いは、バインダを混合させずに、活物質を単独で集電体１２Ａ，１２Ｂ上に焼成することによって、集電体１２Ａ，１２Ｂ上に活物質層１１Ａ，１１Ｂを形成することもできる。
【００４３】
また、活物質層には、活物質層内でのイオンの移動を容易にすべく、後述する電解質層１０Ｃに使用するのと同様の電解質が混合されている。混合される電解質が多いほど、活物質層１１Ａ，１１Ｂ中においてイオンの移動が容易になるのでレイト特性上は好ましいが、その一方、電解物質が少ないほどエネルギ密度は高くなる。このため、活物質層中の電解質の割合は、１０〜５０体積％とすることが好ましい。
【００４４】
また、各活物質層１１Ａ，１１Ｂの膜厚は、容量的には厚い方が好ましい一方、レイト特性上は薄い方が好ましい。このため、各活物質１１Ａ，１１Ｂの膜厚は、下限としては、通常２０μｍ以上、好ましくは３０μｍ以上、さらに好ましくは５０μｍ以上、最も好ましくは８０μｍ以上であり、一方、上限としては、通常２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下である。
【００４５】
さて、次に電解質層１０Ｃについて説明すると、電解質層１０Ｃは、上述したように、正極１０Ａと負極１０Ｂとの間に介装されており、例えば、多孔性シートに後述する電解質を含浸させて構成され、電解質層１０Ｃの厚みは、通常１〜２００μｍ、好ましくは５〜５０μｍである。
多孔性シートとしては、通常、空隙率が１０〜９５％のものが使用されるが、空隙率が３０〜８５％程度のものを使用するのが好ましい。また、多孔性シートの材質としては、ポリオレフィン又は水素原子の一部もしくは全部がフッ素置換されたポリオレフィンからなる延伸フィルムや不織布や織布等が使用される。また、多孔性シートの厚さについては、通常は１〜２００μｍ、好ましくは５μｍ〜５０μｍのものが使用される。
【００４６】
また、多孔性シートに含浸される電解質としては、流動性電解質（以下、電解液という）や、ゲル状電解質や完全固体型電解質等の非流動性電解質等の各種の電解質が使用される。電池の特性上は、電解液又ゲル状電解質を使用するが好ましく、また、安全上は、非流動性電解質を使用するのが好ましい。特に、非流動性電解質を使用した場合、従来の電解液を使用する電池に対してより有効に液漏れが防止できるので、上述したように、電解質層１０Ｃを含む電池要素１を収容するハウジング２の材質として、薄膜且つ形状可変の例えばラミネート状複合材のような材質を用いても安全性が高度に確保される。
【００４７】
なお、上述したように、電解質層１０Ｃの周縁部は、正極１０Ａ及び負極１０Ｂの周縁部よりも大きくなるように形成されるが、電解質層１０Ｃの周縁部近傍はイオン伝導に与える影響はあまり大きくないので電解質が存在していなくても良い。
このような電解液，ゲル状電解質及び完全固体型電解質について説明する。
【００４８】
先ず、電解質層１０Ｃに適用可能な電解液について説明すると、電解液は、通常、支持電解質を非水系溶媒に溶解させて生成される。支持電解質としては、電解質として正極活物質及び負極活物質に対して安定であり、且つ、リチウムイオンが正極活物質又は負極活物質と電気化学反応をするための移動をおこない得る非水物質であればいずれのものでも使用することができる。具体的にはＬｉＰＦ6、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＩ，ＬｉＢｒ，ＬｉＣｌ，ＬｉＡｌＣｌ，ＬｉＨＦ2，ＬｉＳＣＮ，ＬｉＳ０3ＣＦ2等のリチウム塩を使用することができる。これらのうちでは特にＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4を使用するのが好ましい。
【００４９】
これらの支持電解質に対し非水系溶媒を溶剤としている場合、濃度は、一般的に０．５〜２．５ｍｏｌ／Ｌの濃度の電解液が使用される。また、これら支持電解質を溶解する非水系溶媒は特に限定されないが、比較的高誘電率の溶媒を用いるのが好ましい。具体的には、エチレンカーボネート，プロピレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート，ジエチルカーボネート，エチルメチルカーボネート等の非環状カーボネート類、テトラヒドロフラン，２一メチルテトラヒドロフラン，ジメトキシエタン等のグライム類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、スルフォラン等の硫黄化合物、アセトニトリル等のニトリル類等が使用される。これらの溶媒は、単体で使用することも可能であり、或いは２種以上混合して使用することも可能である。
【００５０】
特に、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの非環状カーボネート類の内の何れか１種類を使用するか、又は、この内の何れか２種以上を混合して使用することが好ましい。また、これらの溶媒の分子中の水素原子の一部をハロゲンなどに置換したものも使用可能である。
【００５１】
また、これらの溶媒に、添加剤などを加えてもよい。添加剤としては、例えば、トリフルオロプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、１，６−Ｄｉｏｘａｓｐｉｒｏ〔４，４〕ｎｏｎａｎｅ−２，７−ｄｉｏｎｅ，１２−クラウン−４−エーテルなどが、電池の安定性や性能や寿命を高める目的で使用できる。
【００５２】
次に、電解質層１０Ｃに適用可能なゲル状電解質について説明すると、ゲル状電解質は、通常、上記電解液を高分子によって保持させることにより生成される。即ち、ゲル状電解質とは、通常、電解液が高分子のネットワーク中に保持されて全体としての流動性が著しく低下したものである。このようなゲル状電解質では、イオン伝導性等の特性については、上記電解液に近い特性を有しながらも、流動性や揮発性等については著しく抑制されて安全性が高められている。ゲル状電解質中の高分子の比率は、低すぎると電解液を保持できず液漏れが発生する虞があり、一方、高すぎるとイオン伝導度が低下して電池特性が悪くなる傾向にあるので、１〜５０重量％の範囲にあることが好ましい。
【００５３】
ゲル状電解質に使用される高分子としては、電解液と共にゲルを構成しうる高分子であれば特に制限はなく、ポリエステル，ポリアミド，ポリカーボネート，ポリイミド等の重縮合によって生成されるものや、ポリウレタン，ポリウレア等のように重付加によって生成されるものや、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル誘導体系ポリマーや、ポリ酢酸ビニル，ポリ塩化ビニル，ポリフッ化ビニリデン等のポリビニル系等の付加重合で生成されるもの等がある。
【００５４】
好ましい高分子としては、ポリアクリロニトリル，ポリフッ化ビニリデンを挙げることができる。ここで、ポリフッ化ビニリデンとは、フッ化ビニリデンの単独重合体のみならず、ヘキサフルオロプロピレン等他のモノマー成分との共重合体をも包含する。また、アクリル酸，アクリル酸メチル，アクリル酸エチル，エトキシエチルアクリレート，メトキシエチルアクリレート，エトキシエトキシエチルアクリレート，ポリエチレングリコールモノアクリレート，エトキシエチルメタクリレート，メトキシエチルメタクリレート，エトキシエトキシエチルメタクリレート，ポリエチレングリコールモノメタクリレート，Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート，Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート，グリシジルアクリレート，アリルアクリレート，アクリロニトリル，Ｎ−ビニルピロリドン，ジエチレングリコールジアクリレート，トリエチレングリコールジアクリレート，テトラエチレングリコールジアクリレート，ポリエチレングリコールジアクリレート，ジエチレングリコールジメタクリレート，トリエチレングリコールジメタクリレート，テトラエチレングリコールジメタクリレート，ポリエチレングリコールジメタクリレート等のアクリル誘導体系を重合して得られるアクリル系ポリマーを使用することもできる。上述したように、好ましくは、上記高分子としてアクリル系ポリマを使用し、且つ、固化後の固着材として同様のアクリル系ポリマを使用するのが好ましい。
【００５５】
高分子の重量平均分子量／高分子の電解液に対する濃度は、低すぎると、電解液の保持性が低下して（ゲルを形成しにくくなって）電解質が流動して電池要素外やさらにはハウジング外に洩れる（液漏れする）虞があり、一方、高すぎると、粘度が過剰に高くなって製作工程上困難を生じ、或いは、電解液の割合が低いためイオン伝導度も低く電池特性（例えばレイト特性）が低下する虞がある。このため、重量平均分子量については、通常、10,000〜5,000,000の範囲を使用することが好ましく、また、高分子の電解液に対する濃度は、０．１重量％〜３０重量％の範囲とすることが好ましい。
【００５６】
次に、電解質層１０Ｃに適用可能な完全固体状電解質について説明すると、完全固体状電解質としては、これまで知られている種々の固体電解質を用いることができる。例えば、上述のゲル状電解質で用いられる高分子と支持電解質塩を適度な比で混合して形成することができる。この場合、伝導度を高めるため、高分子は極性が高いものを使用し、側鎖を多数有するような骨格にすることが好ましい。
【００５７】
次に、リード３Ａ，３Ｂについて図２を参照しながら説明する。電池要素１の各負極用タブ１３Ｂは超音波溶着等により互いに重ね合わされてリード結合端子を形成し、このリード結合端子が同時にリード３Ｂと接合されている。図示しないが、同様に、電池要素１の各正極用タブ１３Ａは、互いに重ね合わされてリード結合端子を形成し、ハウジング２内部でリード３Ａと接合されている。そして、リード３Ａ，３Ｂは、タブ１３Ａ，１３Ｂと接合されていない側の端部を、携帯電話等の外部機器に電気的に接続されている。
【００５８】
また、ハウジング２内でタブ１３Ａに接続されるリード３Ａは、電食を起こさないようにタブ１３Ａと同材（ここではアルミニウム材）により構成され、同様に、ハウジング２内でタブ１３Ｂに接続されるリード３Ｂはタブ１３Ｂと同材（ここでは銅材）により構成されている。また、リード３Ａ，３Ｂには、焼鈍された金属を用いることが好ましい。
【００５９】
ここで、本平板積層型電池の製造方法について図１０（Ａ）〜（Ｄ）を参照しながら説明する。先ず、図１０（Ａ）に示す第１ステップで、図２に示すように複数の単位電池要素１０が積層される（Stacking）とともにタブ１３Ａ，１３Ｂとリード３Ａ，３Ｂとがそれぞれ結束され、電池要素１が形成される。次に、図１０（Ｂ）に示す第２ステップで、ハウジング２の収容部２ｂに電池要素１が収容される(Setting)。
【００６０】
そして、図１０（Ｃ）に示す第３ステップで、電池要素１とハウジング２（収容部２ｂ）との隙間の例えば図１０（Ｃ）中に矢印で示すポイントから固着材８が注入される(Dispensing)。固着材８は、通常は粘度の低い前駆体の状態で電池要素１の周囲に注入され、このようなポイントから固着材８を注入すると、この固着材８は、毛細管現象により、電池要素１とハウジング２（収容部２ｂ）との隙間（例えば０．２５ｍｍ）及び単位電池要素１０の電解質層１０Ｃの各相互間に引かれ、電解質層１０Ｃの周縁部において全周に行き渡る。
【００６１】
この際、タブ１３Ａ，１３Ｂとリード３Ａ，３Ｂとの結束部周囲から重点的に固着材８を注入することにより、上述したようにかかる結束部を固着材８により完全に被覆して短絡を防止するようにしている。
本例のように、凹部を有する収容部２ｂ内に電池要素１を収容する場合には、このように電池要素１をハウジング２内に収容してから固着材（前駆体）８を注入することが、電解質層１０Ｃの周縁部に固着材（前駆体）８を容易に注入できる点で好ましい。
【００６２】
そして、図１０（Ｄ）に示すステップ４で、ハウジング２が真空封止され(Sealing)、その後、前駆体状態の固着材８を固化させる(Curing)ことにより、電解質層１０Ｃをその周縁部で相互に固着させ、平板積層型電池の製造が完了する。なお、このように、電池要素１をハウジング２内に真空封止後に、固着材８を硬化させる場合には、固着材８として熱硬化性のものが使用され、電池要素１全体が加熱される。
【００６３】
また、固着材（前駆体）８の硬化は、ハウジング２を真空封止する前に行なうようにしても良い。この場合も、ハウジング２に妨げられて固着面（電池要素１の周縁部）に光を照射するのは困難なので、固着材（前駆体）８として熱硬化性のものを使用するのが好ましいが、電池要素１とハウジング２との隙間が比較的広く、固着面の一部に光を照射できるのであれば、光硬化性の前駆体（固着材）を使用することも可能である。光硬化性の固着材には、熱硬化性を併せ持つものもあり、また、硬化する際には固着材は発熱するので、固着材が塗工された固着面の一部に光を照射するだけでも、光を照射された箇所を基点として熱が伝播し固着面全体を硬化させることが可能なのである。この場合、光を照射するだけで容易に前駆体を硬化できる。
【００６４】
また、電池要素１をハウジング２内に収容する前に、電池要素１（電解質層１０Ｃ）の周縁部の固着を行なうようにしても良い。
つまり、先ず、図１０（Ａ）に示す第１ステップで複数の単位電池用１０を積層する等して電池要素１を構成し、図示しない第２ステップで、この電池要素１の電解質層１０Ｃの周縁部に、前駆体の状態で固着材８を塗工し、この前駆体８が熱硬化性のものであれば電池要素１を所定温度に加熱して硬化させ、或いは、前駆体８が光硬化性のものであれば電池要素１に所定の光を照射して硬化させて、電池要素１（電解質層１０Ｃ）をその周縁部で相互に固着させる。そして、図１０（Ｂ）に示す第３ステップで、周縁部が固着されたこの電池要素１をハウジング２内に収容し、図１０（Ｄ）に示す第４ステップでハウジング２が真空封止されて平板積層型電池の製造が完了する。
【００６５】
このように、ハウジング２内に収容する前に電池要素１（電解質層１０Ｃ）の周縁部に固着材８を供給することにより、例えばハウジング２の張り合わせ部（蓋部２ａの周縁部２１ａ，収容部２ｂの周縁部２１ｂ）に固着材８が付着してしまうことがなくなるので、電池要素１をハウジング２内に確実に安定して収容することができる。
【００６６】
本発明の一実施形態としての平板積層型電池及び平板積層型電池の製造方法は上述のように構成されているので以下のような利点が得られる。
つまり、電池要素１（電解質層１０Ｃ）の周縁部が固着材８により相互に固着されているので、外部から不慮の力が加えられたとしても、単位電池要素１０が積層方向と交叉する方向にずれてしまう（単位電池要素１０の相互間で滑りが生じる）ことを防止でき、且つ側面の強度が高いので、微短絡による電池性能の低下を抑制できるという利点がある。
【００６７】
特に、タブ１３Ａ，１３Ｂとリード３Ａ，３Ｂとの結束部先端は、従来電池構造では異なる電極面に接触し易いが、本電池構造では固着材８により完全に被覆されるのでは、かかる電極面との接触が完全に防止され、この点からも、微短絡による電池性能の低下を抑制できるという利点がある。
また、一般的に電池を極端に過充電すると発熱し電池性能が低下する虞があるが、本平板積層型電池では、従来に比べ、このような過充電による電池性能の低下を抑制できることが判明した。これは、電池要素１の周縁部が固着材８で相互に固着されることにより、過充電状態における電池の部分的な劣化や構造変化が抑制されることによると推測される。
【００６８】
また、固着材８が電解質層１０Ｃの周縁部の全周に渡って塗工されるので、上記利点を顕著なものとすることができるという利点がある。
また、単位電池要素１０の構成要素である電解質層１０Ｃを、電池要素１を周縁部で相互に固着するための平板状部材として兼用するので、従来に比べ新たな部材を使用する必要がなく、したがって、製造コストや寸法や重量を殆ど増加させることなく、上記利点を得ることができるという利点もある。
【００６９】
さらに、固着材８として、電解質層１０Ｃに用いられる高分子と同じアクリル系高分子を使用することにより、電池性能に何ら悪影響を与えることなしに単位電池要素を周縁部で相互に固着することができる。
また、上述したが、製造の際に、電池要素１をハウジング２内に収容してから固着材（前駆体）８を注入することにより、電解質層１０Ｃの周縁部に固着材（前駆体）８を容易に注入することができるようになり、生産効率を向上させることができるという利点がある。
【００７０】
また、電池要素１をハウジング２内に収容する前に、電池要素１（電解質層１０Ｃ）の周縁部の固着を行なうようにすれば、ハウジング２の張り合わせ部に固着材８が付着してしまうことがなくなるので、電池要素１をハウジング２内に確実に安定して収容できるようになる。
なお、本発明の平板積層型電池は上述の実施形態に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を行なうことが可能である。
【００７１】
例えば、上述の実施形態では、平板状部材として電解質層１０Ｃを用いているが、平板状部材を、電解質層１０Ｃとは別に単位電池要素１０の相互間の全て又は一部に介装し、この平板状部材の周縁部を固着材８により相互に固着するように構成しても良い。平板状部材としては、電解質層１０Ｃの多孔性シートとして上述したものと同様のものが適用できる。
【００７２】
また、上述の実施形態では、固着材８が電解質層１０Ｃの周縁部の全周に渡って塗工されているが、周縁部の一部（例えば電解質層１０Ｃの四辺の内の三辺）を塗工するようにしても良い。この場合でも、単位電池要素１０の相互間の滑りを従来よりも大幅に抑制して微短絡による電池性能の低下を抑制することができる。
【００７３】
また、上述の実施形態では、各単位電池要素１０は、四角形状に形成されているが、単位電池要素１０の形状は設計条件に応じて適宜設定されるもので、例えば、四角形以外の多角形は勿論、円形であってもよい。
また、上述の実施形態では、本発明の平板積層型電池を、リチウムイオンを起電力物質としたリチウム電池に適用した例を説明したが、この他の物質を起電力物質とした各種電池に適用可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の平板積層型電池によれば、単位電池要素が固着材により単位電池要素の周縁部で相互に固着されているので、単位電池要素の相互間で滑りが生じてしまうことを抑制でき、且つ、側面（単位電池要素が積層されて形成される面）の強度が向上するので、外部より衝撃が加えられた際の微短絡による電池性能の低下を抑制できるという利点がある。また、過充電に対する安全性の向上及び電池性能の劣化抑制を図ることができるという利点がある。また、電解質層が電解液をアクリル系高分子によって保持するゲル状電解質層であり、固着材として、アクリル系高分子を含むものを使用しているので、電池性能に悪影響を及ぼすことなく、単位電池要素を周辺部で相互に固着できるようになるという利点がある。
【００７５】
請求項２記載の本発明の平板積層型電池によれば、正極及び負極の周縁部よりも大きくなるように周縁部が形成された平板状部材が厚み方向に複数設けられ、これらの複数の平板状部材がそれぞれ固着材により平板状部材の周縁部で相互に固着されているので、請求項１記載の平板積層型電池と同様に、外部より衝撃が加えられた際の微短絡による電池性能の低下を抑制できるとともに、過充電に対する安全性の向上及び電池性能の劣化抑制を図ることができるという利点がある。また、電解質層が電解液をアクリル系高分子によって保持するゲル状電解質層であり、固着材として、アクリル系高分子を含むものを使用しているので、電池性能に悪影響を及ぼすことなく、単位電池要素を周辺部で相互に固着できるようになるという利点がある。
【００７６】
この場合、平板状部材を電解質層で構成することにより、平板状部材として新たに追加する部材が不要となるので、従来の平板積層型電池に比べ製造コストや寸法や重量を殆ど増加させることなく上記利点を得ることができるようになるという利点がある（請求項３）。
【００７７】
また、単位電池要素の正極と負極とのそれぞれに電気的に接続されたタブは、異なる電極に接触しやすいが、これらのタブの相互間に固着材を介装してタブを固着材で完全に被覆することにより、異なる電極へのタブの接触を防止して、さらに効果的に、外部より衝撃が加えられた際の微短絡による電池性能の低下を抑制できるようになるという利点がある（請求項４）。
【００７８】
また、固着材を周縁部の全周にわたって塗工することにより、一層効果的に、外部より衝撃が加えられた際の微短絡による電池性能の低下を抑制できるようになるという利点がある（請求項５）。
請求項６記載の本発明の平板積層型電池によれば、正極及び負極がリチウムイオンを吸収・放出可能な活物質をそれぞれ含み、電解質層が、電解液を高分子によって保持するゲル状電解質で構成されるとともに、固着材により電解質層の周縁部で相互に固着されているので、リチウム電池において上記請求項１〜３と同様の効果を得ることができるという利点がある。また、電解質層が電解液をアクリル系高分子によって保持するゲル状電解質層であり、固着材として、アクリル系高分子を含むものを使用しているので、電池性能に悪影響を及ぼすことなく、単位電池要素を周辺部で相互に固着できるようになるという利点がある。
【００７９】
請求項７記載の本発明の平板積層型電池の製造方法によれば、電池要素がハウジング内に収容された状態で、電池要素とハウジングとの隙間に固着材が注入されるので、固着材の塗工を容易に行えるという利点がある。また、電解質層が電解液をアクリル系高分子によって保持するゲル状電解質層であり、固着材として、アクリル系高分子を含むものを使用しているので、電池性能に悪影響を及ぼすことなく、単位電池要素を周辺部で相互に固着できるようになるという利点がある。
請求項８記載の本発明の平板積層型電池の製造方法によれば、ハウジング内に収容する前に平板状部材の周縁部に固着材が塗工されるので、固着材がハウジングの封止部に付着してしまうことがなく、したがって、安定して製造を行なえるという利点がある。
【００８０】
また、請求項７又は８記載の平板積層型電池の製造方法において、固着材に光硬化性の材料を使用して、固着材に光を照射して固着材を固化させることにより、平板状部材の周縁部の固着を容易に行なえるという利点がある（請求項９）。また、固着材に熱硬化性の材料を使用すれば、固着面に光を照射するのが困難で光硬化性の材料を使用できない場合でも、固着材を加熱して固化させることにより平板状部材を周縁部で相互に固着できるという利点がある（請求項１０）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての平板積層型電池にかかる電池要素及び単位電池要素の構成を示す模式的な平面図である。
【図２】本発明の一実施形態としての平板積層型電池にかかる電池要素の構造を拡大して示す模式的な断面図（図１のＡ１−Ａ１断面図）である。
【図３】本発明の一実施形態としての平板積層型電池にかかる電池要素の構造を示す模式的な斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態としての平板積層型電池の全体構成を示す模式的な斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態としての平板積層型電池にかかるハウジングの別の例の全体構成を示す模式的な斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態としての平板積層型電池にかかるハウジングの別の例の全体構成を示す模式的な斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態としての平板積層型電池にかかるハウジングの別の例について示す図であり、（Ａ）はその全体構成を示す模式的な斜視図、（Ｂ）はその全体構成を示す模式的な平面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態としての平板積層型電池にかかるハウジングの構成部材の構造を拡大して示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の一実施形態としての平板積層型電池にかかる単位電池要素の構造を拡大して示す模式的な要部断面図（図１のＡ２−Ａ２矢視断面に対応する図）である。
【図１０】本発明の一実施形態としての平板積層型電池の製造方法を説明するための図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は何れも模式的な斜視図である。
【符号の説明】
１ 電池要素
２，２′，４，１４ ハウジング
２ａ 蓋部
２ｂ 収容部
３Ａ 正極側リード
３Ｂ 負極側リード
４ａ，４ｂ 収容部
５ 金属層
６，６Ａ，６Ｂ 合成樹脂層
７ 接着材
８ 固着材
１０ 単位電池要素
１０Ａ 正極
１０Ｂ 負極
１０Ｃ 電解質層
１１Ａ 正極活物質
１１Ｂ 負極活物質
１２Ａ，１２Ｂ 集電体
１３Ａ 正極側タブ
１３Ｂ 負極側タブ
１４Ａ 第１片
１４Ｂ 第２片
１４ａ 中央辺
２１ａ，２１ｂ 周縁部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flat battery stack and a method of manufacturing a flat battery stack, in which flat unit battery elements are stacked in the thickness direction.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization in portable devices such as mobile phones and portable terminals. However, in portable devices, the proportion of batteries is large in terms of both dimensions and weight. It can be said that the battery is downsized. Against this background, recently, flat-stacked batteries that can be made thin have attracted attention.
[0003]
The flat battery stack is formed by stacking flat unit battery elements, and is not only thinned, but can be easily increased in capacity by increasing the number of unit battery elements stacked, In contrast to a wound battery configured by winding, attention is also paid to the fact that batteries having various shapes can be configured by changing the flat shape of the unit battery element to an arbitrary one.
[0004]
By the way, although such a flat laminated battery is used in, for example, a portable device, if the portable device is accidentally dropped while being carried, an impact due to the drop is also applied to the battery attached to the portable device. Furthermore, after dropping, a person or a vehicle may be stepped on, a crushing force may be applied to the battery, or the portable device may collide with something while being carried. In the case of a flat plate type battery, the strength of the side surface is relatively insufficient as compared with other surfaces, and the electrode itself may be partially destroyed by the impact as described above, and the battery performance may deteriorate.
[0005]
Further, as described above, a flat battery stack is formed by laminating a plurality of unit battery elements. However, in the stacked structure of unit battery elements and between unit battery elements, in particular, between unit cell elements. Sliding easily occurs, and when the external impact such as the drop impact, the crushing force, and the collision as described above is applied, the stacked unit cell elements are shifted in the direction crossing the stacking direction. A slight short circuit may occur and the battery performance may deteriorate.
[0006]
The present invention was devised in view of such a problem, and is capable of suppressing deterioration in battery performance due to a short circuit when an impact is applied from the outside, and production of a flat battery stack and a flat battery stack It aims to provide a method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  For this reason, the flat laminated battery of the present invention according to claim 1 is a flat laminated battery constituted by laminating a plurality of flat unit battery elements each having a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer in the thickness direction.The electrolyte layer is a gel electrolyte layer that holds the electrolyte solution with an acrylic polymer;The unit battery element isContains acrylic polymerThe unit battery elements are fixed to each other at the peripheral edge by a fixing material.
[0008]
  The flat laminated battery of the present invention according to claim 2 is a flat laminated battery comprising a plurality of flat unit battery elements each having a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer laminated in the thickness direction.The electrolyte layer is a gel electrolyte layer that holds the electrolyte solution with an acrylic polymer;A plurality of flat members each having a peripheral portion formed so as to be larger than the peripheral portions of the positive electrode and the negative electrode are provided in the thickness direction, and the plurality of flat members are respectively provided.Contains acrylic polymerIt is characterized by being fixed to each other at the periphery of the flat plate member by a fixing material.
[0009]
  In this case, it is preferable that the flat plate member is constituted by the electrolyte layer..
[0010]
  Preferably, the fixing material is interposed between tabs electrically connected to the positive electrode and the negative electrode, respectively.4).
  Further, it is preferable that the fixing material is applied over the entire circumference of the peripheral portion (claims).5).
  Claim6The flat-plate laminated battery according to the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a peripheral edge of the positive electrode, and an electrolyte layer having a peripheral edge formed so as to be larger than the peripheral edge of the negative electrode. In the flat battery stack configured by stacking a plurality of elements in the thickness direction, the positive electrode and the negative electrode each include an active material capable of absorbing and releasing lithium ions, and the electrolyte layer contains an electrolyte solution.AcrylicConsists of a gel electrolyte retained by a polymer, Including acrylic polymerIt is characterized by being fixed to each other at the peripheral portion of the electrolyte layer by a fixing material.
[0011]
  Claim7The manufacturing method of the flat laminated battery of the present invention describedAt least a gel-like electrolyte layer that holds the electrolyte solution with an acrylic polymerMultiple flat unit cell elements,And a plurality of peripheral edges formed larger than the peripheral edge of the unit cell elementMade of electrolyteA first step of forming a battery element by laminating flat plate members; a second step of accommodating the battery element in the housing; and a gap between the housing and the battery element.Contains acrylic polymerIt is characterized by comprising a third step of supplying the fixing material and a fourth step of sealing the housing.
[0012]
  Claim8The method for manufacturing a flat battery stack according to the present invention includes a plurality of flat unit battery elements and a plurality of peripheral parts formed larger than the peripheral parts of the unit battery elements.Made of electrolyteA first step of stacking flat plate members to form a battery element; a second step of applying a fixing material to the peripheral edge of the plurality of flat plate members; and a third step of housing the battery element in a housing. And a fourth step for sealing the housing.
[0013]
  Claim7Or8In the method for manufacturing a flat battery stack described above, a photocurable material may be used for the fixing material, and the fixing material may be solidified by applying light to the fixing material.9), A thermosetting material may be used for the fixing material, and the fixing material may be heated and solidified (claims).10).
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1-10 is a figure shown about the flat laminated battery as one Embodiment of this invention, and its manufacturing method. In the present embodiment, an example in which the flat battery stack of the present invention is applied to a lithium secondary battery will be described.
[0015]
A flat laminated lithium secondary battery according to the present invention (hereinafter simply referred to as a flat laminated battery) has a configuration in which a battery element 1 shown in FIG. 3 is accommodated in a flexible housing 2 as shown in FIG. Has been. The battery element 1 is configured by stacking a plurality of unit battery elements 10 as will be described later with reference to FIGS. 1 and 2, and these unit battery elements 10 are peripheral portions shown by hatching in FIG. 3. Are fixed to each other by the fixing material 8.
[0016]
As shown in FIG. 4, the housing 2 includes a lid portion 2 a and a housing portion 2 b. After the battery element 1 is housed in the concave portion of the housing portion 2 b, the peripheral portion 21 a of the lid portion 2 a and the peripheral portion 21 b of the housing portion 2 b And the leads 3A and 3B electrically connected to the battery element 1 are exposed from the mating surfaces of the peripheral portions 21a and 21b. Although only the lead 3B is shown in FIG. 2, the leads 3A and 3B are respectively connected to coupling terminals formed by binding one end inside the housing 2 and tabs 13A and 13B (tabs 13A and 13B will be described later). While being joined, the other end is electrically connected to an external device (not shown) outside the housing 2.
Although FIG. 2 is an enlarged view, it is greatly enlarged in the thickness direction of the battery element 1 than in the horizontal direction.
[0017]
The battery element 1 is configured by stacking a plurality (three in this case) of flat unit battery elements 10 as shown in FIG. 2 in order to increase the capacity of the battery. Each unit cell element 10 includes a positive electrode 10A, a negative electrode 10B, and an electrolyte layer 10C interposed between the positive electrode 10A and the negative electrode 10B. In addition, the unit battery element 10 in FIG. 2 has a positive posture with the positive electrode 10A on the upper side and the negative electrode 10B on the lower side, and conversely, with the negative electrode 10B on the upper side and the positive electrode 10A on the lower side. Some of them have postures.
[0018]
Then, the battery element 1 is formed by alternately stacking the unit battery elements 10 having different postures so that the unit battery elements 10 and 10 adjacent in the stacking direction have the same polarity (that is, the positive electrode 10A and the positive electrode 10A, or The negative electrode 10B and the negative electrode 10B) are in contact with each other.
The positive electrode 10A is provided with an aluminum tab (electrode terminal) 13A, and the negative electrode 10B is provided with a copper tab (electrode terminal) 13B. Here, the battery has a configuration in which a plurality of unit battery elements 10 stacked in parallel are connected in parallel. For this reason, as shown in FIG. 2, a tab 13B on the negative electrode side of each of the unit battery elements 10 stacked. Similarly, in order to easily polymerize and bind the tabs 13A on the positive electrode side of the stacked unit battery elements 10 to each other, the unit battery elements 10 in each unit battery element 10 are easily connected. 1, each unit cell element 10 is formed such that each positive electrode tab 13A is on the lower side in the drawing and each negative electrode tab 13B is on the upper side in the drawing.
[0019]
For this reason, as described above, there are unit battery elements 10 that are stacked in a normal posture and those that are stacked in a reverse posture, but those that are stacked in a normal posture have a positive electrode 10A upward and a negative electrode 10B. When the tabs 13A and 13B are viewed from above when viewed from above, the positive side tab 13A is formed on the right side. [Therefore, this unit battery element 10 is formed as a light type (hereinafter abbreviated as R type). On the other hand, those stacked in the reverse orientation are those with the positive electrode 10A facing upward and the negative electrode 10B facing downward, with the tabs 13A and 13B facing upward as viewed from above. When viewed, the positive electrode tab is formed on the left side (therefore, this unit cell element 10 is referred to as a left type (hereinafter referred to as L type) or L type unit cell element 10). In such R type and L type, the arrangement of the positive electrode tab 13A and the negative electrode tab 13B is the center line C.LThe structure is symmetrical.
[0020]
By adopting such a structure, as described above, when these unit cell elements 10 are stacked upside down (relative to the thickness direction) (that is, in the R type, the positive electrode is up, the L type In this case, the positive electrode tab 13A and the negative electrode tab 13B are each concentrated on one side for easy binding. It is structured.
[0021]
Here, the sizes of the positive electrode 10A, the negative electrode 10B, and the electrolyte layer 10C will be described. As shown in the plan view of FIG. 1, the negative electrode 10B is formed to have a larger periphery than the periphery of the positive electrode 10A. 10C is further formed to have a larger periphery than the periphery of the negative electrode 10B.
That is, the negative electrode 10B is formed larger than the positive electrode 10A (the peripheral edge of the negative electrode 10B is formed larger than the peripheral edge of the positive electrode 10A), whereby the electromotive substance (lithium in the case of a lithium battery) is deposited. That is, dendrite can be suppressed.
[0022]
In addition, the electrolyte layer 10C is formed by filling an electrolyte in a void of a porous spacer, and has a function of separating the positive electrode 10A and the negative electrode 10B to prevent a short circuit. By making the electrolyte layer 10C (spacer) larger than the positive electrode 10A and the negative electrode 10B (the periphery of the electrolyte layer 10C is formed larger than the peripheral edge of the positive electrode 10A and the peripheral edge of the negative electrode 10B), the positive electrode 10A and the negative electrode 10B It is possible to prevent a short circuit due to contact between the positive electrode 10A and the negative electrode 10B with a perfect separation.
[0023]
As described above, the unit battery elements 10 are fixed to each other at the peripheral portion. Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the electrolyte layer (flat plate member) of each unit battery element 10 is used. The fixing material 8 is applied to the periphery of 10C over the entire periphery so that the electrolyte layer 10C is fixed at the periphery. This prevents the unit battery elements 10 from being fixed to each other and causing slippage between the unit battery elements 10 (the unit battery elements 10 are shifted in a direction crossing the stacking direction).
[0024]
Although only the negative electrode side is shown in FIG. 2, it is preferable that the periphery of the joint between the tabs 13A and 13B and the leads 3A and 3B is completely covered with the fixing material 8 as shown. That is, for example, in FIG. 2, the tip of the negative electrode side tab 13 </ b> B indicated by the symbol X and the end of the positive electrode 10 </ b> A indicated by the symbol Y are in the direction in which the unit cell element 10 crosses the stacking direction due to external impacts. In particular, when the tabs 13A and 13B are displaced in the protruding direction (left and right direction in FIG. 2), the tabs 13A and 13B easily come into contact with each other. Such contact can be reliably prevented.
[0025]
For this reason, as the fixing material 8, an insulating material is used. In particular, the fixing material 8 is preferably solidified by using a monomer as a precursor and forming a polymer by heat or energy such as predetermined light (for example, infrared rays or ultraviolet rays). In addition, when the electrolyte layer 10C is made of a gel electrolyte, the solidified fixing material is preferably the same type as the later-described polymer used for the electrolyte layer 10C. The electrolyte layers 10C can be fixed to each other without adversely affecting the performance. As a preferred embodiment, it is preferable that both the polymer used for the electrolyte layer and the polymer of the solidified fixing material are acrylic. As a result, better battery performance and productivity can be obtained.
[0026]
Now, the housing 2, the positive electrode 10A, the negative electrode 10B, the electrolyte layer 10C, and the leads 3A and 3B will be described below.
First, the housing 2 will be described. The structure of the housing 2 may be any structure as long as it has mechanical strength and sealing properties. For example, in addition to the configuration shown in FIG. 5 to 7 may be used. The housing 2 'shown in FIG. 5 is configured such that the lid 2a and the accommodating portion 2b are separate from the housing 2 shown in FIG. 4, and the housing 4 shown in FIG. The parts 4a and 4b are continuously configured to be bendable. Further, as shown in FIG. 7A, a sheet-like housing 14 is folded back into two around a central side 14a, and the battery element 1 is interposed between the first piece 14A and the second piece 14B. Then, as shown in FIG. 7B, the peripheral portion of the first piece 14A and the peripheral portion of the second piece 14B may be joined to enclose the battery element 1.
[0027]
As shown in FIGS. 4-7, it is preferable from the point of battery performance, such as ease of manufacture and a battery capacity, to set it as the structure which seals the housing which overlapped. In this case, the leads 3A and 3B can be easily exposed to the outside from the sealing portion of the housing. Exposing the lead from the sealing portion of the housing is easy for electrical connection with the battery element 1 accommodated therein, and as a result, is a preferable aspect for improving the yield and safety of the battery.
[0028]
Moreover, since it becomes easy to change the shape of a battery variously, it is preferable that a housing has a shape changeability. Further, when the battery element 1 is accommodated in the housing and the outer edge of the housing is sealed, it is preferable that the inside of the housing is in a vacuum state before the sealing. Thereby, a pressing force can be applied to the battery element 1, and battery characteristics such as cycle characteristics can be improved.
[0029]
As the housing material, aluminum, nickel-plated metal such as iron or copper, or synthetic resin can be used. However, since it is lightweight, moisture-proof and easy to process, the metal and synthetic resin are laminated. It is preferable to use a flexible film-like composite material [for example, a laminate-like composite material (laminate film)]. By using a laminate-like composite material, it is possible to reduce the thickness and weight of the members constituting the housing, thereby improving the capacity of the entire battery.
[0030]
As the laminated composite material, as shown in FIG. 8A, a laminate in which a metal layer 5 and a synthetic resin layer 6 are laminated can be used. The metal layer 5 prevents moisture from entering or maintains shape retention, and is made of a single metal such as aluminum, iron, copper, nickel, titanium, molybdenum and gold, an alloy such as stainless steel or hastelloy, or aluminum oxide. Although metal oxides such as these may be used, aluminum having excellent workability is particularly preferable. The metal layer 5 can be formed by a metal foil, a metal vapor deposition film, metal sputtering, or the like.
[0031]
The synthetic resin 6 is used for preventing contact between the metal layer 5 and the battery element 1 or the like, or for protecting the metal layer 5, and is not particularly limited in terms of elastic modulus and tensile elongation. Also included are what are generally called elastomers. As the synthetic resin 6, thermoplastic plastics, thermoplastic elastomers, thermosetting resins, and plastic alloys are used. These resins include those in which fillers such as fillers are mixed.
[0032]
8B, the laminated composite material includes a synthetic resin layer 6A that functions as an outer protective layer on the outer surface of the metal layer 5, and corrosion caused by electrolyte or metal layer 5 and the battery element 1 on the inner surface. It is also possible to form a three-layer structure in which a synthetic resin layer 6B that functions as an inner protective layer for protecting the metal layer 5 is laminated.
In this case, as the resin 6A used for the outer protective layer, a resin having excellent chemical resistance and mechanical strength such as polyethylene, polypropylene, modified polyolefin, ionomer, amorphous polyolefin, polyethylene terephthalate, and polyamide may be used. desirable. On the other hand, as the resin 6B used for the inner protective layer, a chemical-resistant synthetic resin is used. For example, polyethylene, polypropylene, modified polyolefin, ionomer, ethylene-vinyl acetate copolymer, and the like can be used.
[0033]
Further, as shown in FIG. 8C, the laminated composite material has adhesive 7 between the metal layer 5, the protective layer forming synthetic resin 6A, and the inner protective layer synthetic resin layer 6B. May be interposed. Furthermore, in order to adhere the connecting portion (sealing portion) of the housing member, an adhesive layer made of a resin such as polyethylene or polypropylene that can be welded can be provided on the innermost surface of the composite material.
[0034]
The housing may be formed by fusing the periphery of the film-like body, or the sheet-like body may be drawn by vacuum forming, pressure forming, press forming or the like. It can also be formed by injection molding a synthetic resin. In the case of injection molding, the metal layer is usually formed by sputtering or the like.
Next, the positive electrode 10A and the negative electrode 10B will be described with reference to FIG. 9. The positive electrode 10A is configured by forming a positive electrode active material layer 11A on one surface of the positive electrode current collector 12A using the positive electrode current collector 12A as a core material. Similarly, the negative electrode 10B is configured by forming the negative electrode active material layer 11B on one surface of the negative electrode current collector 12B with the negative electrode current collector 12B as a core material. Also, a positive electrode tab 13A extends from each positive electrode current collector 12A, and similarly, a negative electrode tab 13B extends from each negative electrode current collector 12B. The active material layers 11A and 11B may be formed on both surfaces of the current collectors 12A and 12B, respectively.
[0035]
In addition, a foil made of metal is generally used as the current collectors 12A and 12B. Here, aluminum is used as the positive electrode current collector 12A (including the tab 13A) because of compatibility with the active material layers 11A and 11B. Copper is used as the negative electrode current collector 12B (including the tab 13B). The thicknesses of the current collectors 12A and 12B are appropriately selected. However, if the thickness is too thin, the mechanical strength is weakened, so that the processing becomes difficult and the productivity is lowered. Since there exists a possibility of causing the fall of the energy density as a whole, it exists in the range of 1-30 micrometers.
[0036]
Further, in order to increase the adhesive strength between the current collectors 12A and 12B and the active material layers 11A and 11B, the surfaces of the current collectors 12A and 12B are previously roughened before the active materials 11A and 11B are applied. Such surface roughening methods include, for example, a mechanical polishing method, an electrolytic polishing method, and a chemical polishing method. Examples of the mechanical polishing method include a method of polishing the surface of the current collector with a wire brush provided with abrasive cloth paper, grindstones, emery buffs, steel wires and the like to which abrasive particles are fixed. Each of the current collectors 12A and 12B is configured by a plate-like member, a net-like member, a punching metal, or the like.
[0037]
The positive electrode active material layer 11A includes a positive electrode active material. As the positive electrode active material, an inorganic compound or an organic compound can be used as long as it can occlude / release lithium ions. Examples of the inorganic compound include transition metal oxides, composite oxides of lithium and transition metals, and chalcogen compounds such as transition metal sulfides. Here, Fe, Co, Ni, Mn or the like is used as the transition metal. Specifically, MnO, V2OFive, V6O13, TiO2Transition metal oxides such as lithium nickel oxide, lithium cobaltate, lithium manganate and other complex oxides of Ti and transition metals, TiS2, FeS, MoS2And transition metal sulfides. These compounds may be partially element-substituted in order to improve the characteristics. Examples of the organic compound include polyaniline, polypyrrole, polyacene, disulfide compounds, polysulfide compounds, and the like. A mixture of these inorganic compounds and organic compounds may be used as the positive electrode active material. Preferably, it is a complex oxide of lithium and at least one transition metal selected from the group consisting of cobalt, nickel and manganese.
[0038]
The particle size of the positive electrode active material may be appropriately selected depending on the balance with other components of the battery, but the battery characteristics such as initial efficiency and cycle characteristics are usually 1 to 100 μm, particularly 2 to 60 μm. Is preferable.
The negative electrode active material layer 11B includes a negative electrode active material. As the negative electrode active material, carbon-based materials such as graphite and coke are usually cited as materials capable of inserting and extracting lithium ions. Such a carbon-based material can also be used in the form of a mixture with a metal, a metal salt, an oxide or the like or a cover. Further, as the negative electrode material, oxides and sulfates such as silicon, tin, zinc, manganese, iron and nickel, lithium metal, lithium alloys such as Li-A1, Li-Bi-Cd and Li-Sn-Cd, lithium Transition metal nitrides, silicon and the like can also be used. From the viewpoint of capacity, graphite or coke is preferable.
[0039]
If the particle size of the negative electrode active material is too large, the electron conductivity is deteriorated, and the average particle size of the negative electrode active material is usually 12 μm from the viewpoint of improving battery characteristics such as initial efficiency, late characteristics, cycle characteristics and the like. In the following, it is preferably 10 μm or less, and the lower limit is usually 0.5 μm or more, preferably 7 μm or more.
In order to bind the positive electrode active material and the negative electrode active material to the current collectors 12A and 12B and the positive electrode active material layer 11A and the negative electrode active material layer 11B, respectively, it is preferable to mix a binder. As the binder, inorganic compounds such as silicate and glass, and various resins mainly composed of polymers can be used. Examples of the resin include alkane polymers such as polyethylene, polypropylene, and poly-1,1-dimethylethylene; unsaturated polymers such as polybutadiene and polyisoprene; polystyrene, polymethylstyrene, polyvinylpyridine, and poly-N-vinylpyrrolidone. Polymers having a ring such as polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide and the like; polyfluoride Fluorine-based resins such as vinyl, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene; CN group-containing polymers such as polyacrylonitrile and polyvinylidene cyanide; polyvinylidene such as polyvinyl acetate and polyvinyl alcohol Alcohol polymers; polyvinyl chloride, halogen-containing polymers such as polyvinylidene chloride; and conductive polymers such as polyaniline can be used. Further, a mixture such as the above-mentioned polymer, a modified body, a derivative, a random copolymer, an alternating copolymer, a graft copolymer, a block copolymer, and the like can be used.
[0040]
If the amount of the binder is too small, the strength of the electrode may be lowered. On the other hand, if the amount of the binder is too large, the capacity may be lowered or the rate characteristics may be lowered. The blending amount of the binder is preferably 0.1 to 30 parts by weight, and more preferably 1 to 15 parts by weight.
The active material layers 11A and 11B are not particularly limited as long as necessary, such as a conductive material and a reinforcing material, but are usually carbon powders such as acetylene black, carbon black, graphite, and various metal fibers. And foil. Additives such as trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate, 1,6-Dioxaspiro [4,4] nonane-2,7-dione, 12-crown-4-ether are used to increase battery stability and life. can do. As the reinforcing material, various inorganic, organic spherical and fibrous fillers can be used.
[0041]
As a method of forming the active material layers 11A and 11B on the current collectors 12A and 12B, for example, a powdered active material is mixed with a solvent together with a binder, and this is mixed with a ball mill, a sand mill, a biaxial kneader, or the like. There is a method in which a dispersion paint used is applied onto the current collectors 12A and 12B and dried. In this case, the type of the solvent used is not particularly limited as long as it is inert to the active material and can dissolve the binder. For example, a commonly used inorganic solvent such as N-methylpyrrolidone or the like Any organic solvent can be used.
[0042]
Further, a layer of the active material is formed on the current collectors 12A and 12B by pressing or spraying on the current collectors 12A and 12B in a state where the active material is mixed with a binder and heated to be softened. You can also. Alternatively, the active material layers 11A and 11B can be formed on the current collectors 12A and 12B by firing the active material alone on the current collectors 12A and 12B without mixing the binder.
[0043]
The active material layer is mixed with an electrolyte similar to that used for the electrolyte layer 10C described later in order to facilitate the movement of ions in the active material layer. The more electrolyte is mixed, the easier it is for ions to move in the active material layers 11A and 11B, which is preferable in terms of rate characteristics. On the other hand, the less the electrolyte, the higher the energy density. For this reason, it is preferable that the ratio of the electrolyte in an active material layer shall be 10-50 volume%.
[0044]
Further, the thickness of each of the active material layers 11A and 11B is preferably large in terms of capacity, but is preferably thin in terms of the rate characteristics. Therefore, the film thickness of each of the active materials 11A and 11B is usually 20 μm or more, preferably 30 μm or more, more preferably 50 μm or more, and most preferably 80 μm or more as the lower limit, while the upper limit is usually 200 μm or less. The thickness is preferably 150 μm or less.
[0045]
Next, the electrolyte layer 10C will be described. The electrolyte layer 10C is interposed between the positive electrode 10A and the negative electrode 10B as described above. For example, the electrolyte layer 10C is configured by impregnating a porous sheet with an electrolyte described later. The thickness of the electrolyte layer 10C is usually 1 to 200 μm, preferably 5 to 50 μm.
As the porous sheet, one having a porosity of 10 to 95% is usually used, but one having a porosity of about 30 to 85% is preferably used. In addition, as a material for the porous sheet, a stretched film, a nonwoven fabric, a woven fabric, or the like made of polyolefin or a polyolefin in which some or all of hydrogen atoms are substituted with fluorine are used. The thickness of the porous sheet is usually 1 to 200 μm, preferably 5 to 50 μm.
[0046]
As the electrolyte impregnated in the porous sheet, various electrolytes such as a fluid electrolyte (hereinafter referred to as an electrolytic solution), a non-fluid electrolyte such as a gel electrolyte and a complete solid electrolyte are used. From the viewpoint of battery characteristics, it is preferable to use an electrolytic solution or a gel electrolyte, and from the viewpoint of safety, it is preferable to use a non-fluidic electrolyte. In particular, when a non-fluid electrolyte is used, liquid leakage can be more effectively prevented with respect to a battery using a conventional electrolyte solution. Therefore, as described above, the housing 2 that houses the battery element 1 including the electrolyte layer 10C. Even if a material such as a laminated composite material having a thin film shape and a variable shape is used as the material, a high level of safety can be ensured.
[0047]
As described above, the peripheral portion of the electrolyte layer 10C is formed to be larger than the peripheral portions of the positive electrode 10A and the negative electrode 10B, but the peripheral portion of the electrolyte layer 10C has a large influence on ion conduction. Because there is no electrolyte, the electrolyte may not be present.
Such an electrolytic solution, a gel electrolyte, and a completely solid electrolyte will be described.
[0048]
First, an electrolyte solution applicable to the electrolyte layer 10C will be described. The electrolyte solution is usually generated by dissolving a supporting electrolyte in a non-aqueous solvent. The supporting electrolyte may be a non-aqueous material that is stable as an electrolyte with respect to the positive electrode active material and the negative electrode active material, and that allows lithium ions to move for an electrochemical reaction with the positive electrode active material or the negative electrode active material. Any of them can be used. Specifically, LiPF6, LiAsF6, LiSbF6, LiBFFourLiClOFour, LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl, LiHF2, LiSCN, LiS0ThreeCF2Lithium salts such as can be used. Of these, LiPF in particular6LiClOFourIs preferably used.
[0049]
When a nonaqueous solvent is used as a solvent for these supporting electrolytes, an electrolyte solution having a concentration of 0.5 to 2.5 mol / L is generally used. Further, the non-aqueous solvent for dissolving the supporting electrolyte is not particularly limited, but it is preferable to use a solvent having a relatively high dielectric constant. Specifically, cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, acyclic carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, glymes such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and dimethoxyethane, γ-butyrolactone, etc. Lactones, sulfur compounds such as sulfolane, nitriles such as acetonitrile, and the like are used. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
[0050]
In particular, use any one of cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, and non-cyclic carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, or any two or more of them. Are preferably used in combination. Moreover, what substituted some hydrogen atoms in the molecule | numerator of these solvents by the halogen etc. can be used.
[0051]
Moreover, you may add an additive etc. to these solvents. Examples of additives include trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate, 1,6-Dioxaspiro [4,4] nonane-2,7-dione, 12-crown-4-ether, and the like. Can be used for the purpose of extending the service life.
[0052]
Next, the gel electrolyte applicable to the electrolyte layer 10C will be described. The gel electrolyte is usually generated by holding the electrolyte solution with a polymer. That is, the gel electrolyte is usually one in which the electrolyte is held in a polymer network and the fluidity as a whole is significantly reduced. In such a gel electrolyte, characteristics such as ionic conductivity are close to those of the above electrolytic solution, but fluidity and volatility are remarkably suppressed and safety is enhanced. If the ratio of the polymer in the gel electrolyte is too low, the electrolyte solution cannot be retained and liquid leakage may occur. On the other hand, if it is too high, the ionic conductivity tends to decrease and battery characteristics tend to deteriorate. 1 to 50% by weight is preferable.
[0053]
The polymer used in the gel electrolyte is not particularly limited as long as it is a polymer that can form a gel together with the electrolytic solution, such as those produced by polycondensation such as polyester, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyurethane, Those produced by polyaddition, such as polyurea, and those produced by addition polymerization of acrylic derivatives such as polymethyl methacrylate, and polyvinyls such as polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, and polyvinylidene fluoride. Etc.
[0054]
Preferred examples of the polymer include polyacrylonitrile and polyvinylidene fluoride. Here, the polyvinylidene fluoride includes not only a homopolymer of vinylidene fluoride but also a copolymer with other monomer components such as hexafluoropropylene. Also, acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, methoxyethyl acrylate, ethoxyethoxyethyl acrylate, polyethylene glycol monoacrylate, ethoxyethyl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, ethoxyethoxyethyl methacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, N N-diethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, glycidyl acrylate, allyl acrylate, acrylonitrile, N-vinylpyrrolidone, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, Diethylene glycol It dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, also be used an acrylic polymer obtained by polymerizing an acrylic derivative type, such as polyethylene glycol dimethacrylate. As described above, preferably, an acrylic polymer is used as the polymer, and a similar acrylic polymer is used as the fixing material after solidification.
[0055]
If the polymer weight average molecular weight / concentration of the polymer with respect to the electrolyte is too low, the electrolyte retainability decreases (becomes difficult to form a gel) and the electrolyte flows to the outside of the battery element or even the housing. On the other hand, if it is too high, the viscosity will be excessively high, causing difficulty in the manufacturing process, or the ratio of the electrolyte is low, so the ionic conductivity is low and the battery characteristics (for example, There is a possibility that the rate characteristic will be lowered. For this reason, the weight average molecular weight is usually preferably in the range of 10,000 to 5,000,000, and the concentration of the polymer to the electrolytic solution is preferably in the range of 0.1% by weight to 30% by weight. .
[0056]
Next, a complete solid electrolyte applicable to the electrolyte layer 10C will be described. As the complete solid electrolyte, various solid electrolytes known so far can be used. For example, it can be formed by mixing the polymer used in the gel electrolyte and the supporting electrolyte salt in an appropriate ratio. In this case, in order to increase conductivity, it is preferable to use a polymer having a high polarity and a skeleton having a large number of side chains.
[0057]
Next, the leads 3A and 3B will be described with reference to FIG. The negative electrode tabs 13B of the battery element 1 are superposed on each other by ultrasonic welding or the like to form a lead coupling terminal, and the lead coupling terminal is simultaneously joined to the lead 3B. Although not shown, similarly, the positive electrode tabs 13A of the battery element 1 are overlapped with each other to form a lead coupling terminal, and are joined to the lead 3A inside the housing 2. The leads 3A and 3B are electrically connected to an external device such as a mobile phone at the end portion not joined to the tabs 13A and 13B.
[0058]
Further, the lead 3A connected to the tab 13A in the housing 2 is made of the same material (here, aluminum material) as the tab 13A so as not to cause electric corrosion. Similarly, the lead 3A is connected to the tab 13B in the housing 2. The lead 3B is made of the same material as the tab 13B (here, copper material). Further, it is preferable to use annealed metal for the leads 3A and 3B.
[0059]
Here, the manufacturing method of this flat plate laminated battery will be described with reference to FIGS. First, in the first step shown in FIG. 10A, a plurality of unit battery elements 10 are stacked as shown in FIG. 2 and the tabs 13A and 13B and the leads 3A and 3B are bound to each other, thereby Element 1 is formed. Next, in the second step shown in FIG. 10B, the battery element 1 is accommodated in the accommodating portion 2b of the housing 2 (Setting).
[0060]
Then, in the third step shown in FIG. 10C, the fixing material 8 is injected from the point indicated by the arrow in FIG. 10C, for example, in the gap between the battery element 1 and the housing 2 (accommodating portion 2b) ( Dispensing). The fixing material 8 is usually injected around the battery element 1 in a precursor state having a low viscosity. When the fixing material 8 is injected from such a point, the fixing material 8 is separated from the battery element 1 by capillary action. A gap (for example, 0.25 mm) with the housing 2 (accommodating portion 2b) and the electrolyte layer 10C of the unit cell element 10 are drawn between each other, and reach the entire periphery at the peripheral edge of the electrolyte layer 10C.
[0061]
At this time, by injecting the fixing material 8 from the periphery of the binding portion between the tabs 13A and 13B and the leads 3A and 3B, the binding portion is completely covered with the fixing material 8 as described above to prevent a short circuit. Like to do.
When the battery element 1 is accommodated in the accommodating portion 2b having the recess as in this example, the fixing material (precursor) 8 is injected after the battery element 1 is accommodated in the housing 2 in this way. However, it is preferable in that the fixing material (precursor) 8 can be easily injected into the peripheral portion of the electrolyte layer 10C.
[0062]
Then, in step 4 shown in FIG. 10 (D), the housing 2 is sealed in a vacuum (Sealing), and then the precursor-state fixing material 8 is solidified (Curing), so that the electrolyte layer 10C is formed at its peripheral edge. By fixing them to each other, the manufacture of the flat plate type battery is completed. As described above, when the fixing member 8 is cured after vacuum sealing the battery element 1 in the housing 2, a thermosetting material is used as the fixing member 8, and the entire battery element 1 is heated. .
[0063]
Further, the fixing material (precursor) 8 may be cured before the housing 2 is vacuum-sealed. In this case as well, it is difficult to irradiate the fixing surface (peripheral edge portion of the battery element 1) with the housing 2, so it is preferable to use a thermosetting material as the fixing material (precursor) 8. If the gap between the battery element 1 and the housing 2 is relatively wide and a part of the fixing surface can be irradiated with light, a photocurable precursor (fixing material) can be used. Some photo-curing adhesives have both thermosetting properties. Also, since the adhesives generate heat when they are cured, just irradiate a part of the fixing surface where the adhesives are applied. However, heat can propagate from the location irradiated with light to cure the entire fixing surface. In this case, the precursor can be easily cured simply by irradiating light.
[0064]
Further, before the battery element 1 is accommodated in the housing 2, the peripheral edge of the battery element 1 (electrolyte layer 10C) may be fixed.
That is, first, the battery element 1 is configured by laminating a plurality of unit cell units 10 in the first step shown in FIG. 10A, and the electrolyte layer 10C of the battery element 1 is formed in the second step (not shown). The fixing material 8 is applied to the peripheral portion in a precursor state, and if the precursor 8 is thermosetting, the battery element 1 is heated to a predetermined temperature to be cured, or the precursor 8 is light If it is curable, the battery element 1 is irradiated with predetermined light to be cured, and the battery element 1 (electrolyte layer 10C) is fixed to each other at its peripheral edge. Then, in the third step shown in FIG. 10 (B), the battery element 1 to which the peripheral edge is fixed is accommodated in the housing 2, and in the fourth step shown in FIG. 10 (D), the housing 2 is vacuum-sealed. Thus, the manufacture of the flat plate type battery is completed.
[0065]
In this way, by supplying the fixing material 8 to the peripheral portion of the battery element 1 (electrolyte layer 10C) before being accommodated in the housing 2, for example, the bonded portion of the housing 2 (the peripheral portion 21a of the lid portion 2a, the accommodating portion). Since the fixing material 8 does not adhere to the peripheral edge 21b) of 2b, the battery element 1 can be reliably and stably accommodated in the housing 2.
[0066]
Since the flat plate type battery and the method for manufacturing the flat plate type battery as one embodiment of the present invention are configured as described above, the following advantages are obtained.
That is, since the peripheral portions of the battery element 1 (electrolyte layer 10C) are fixed to each other by the fixing material 8, even if an unexpected force is applied from the outside, the unit battery element 10 crosses the stacking direction. There is an advantage that it is possible to prevent the unit battery elements 10 from slipping (slip between the unit battery elements 10) and to suppress the deterioration of the battery performance due to the fine short circuit because the strength of the side surface is high.
[0067]
In particular, the tips of the binding portions of the tabs 13A and 13B and the leads 3A and 3B are likely to come into contact with different electrode surfaces in the conventional battery structure. From this point, there is an advantage that the deterioration of the battery performance due to the fine short circuit can be suppressed.
In general, if the battery is excessively overcharged, heat may be generated and the battery performance may be deteriorated. However, it has been found that this flat battery stack can suppress such deterioration in battery performance due to overcharge compared to the conventional battery. did. This is presumed to be due to the fact that the peripheral portions of the battery element 1 are fixed to each other by the fixing material 8, thereby suppressing partial deterioration and structural change of the battery in an overcharged state.
[0068]
Further, since the fixing material 8 is applied over the entire periphery of the peripheral portion of the electrolyte layer 10C, there is an advantage that the above advantages can be made remarkable.
In addition, since the electrolyte layer 10C, which is a constituent element of the unit battery element 10, is also used as a flat plate member for fixing the battery element 1 to each other at the peripheral edge portion, it is not necessary to use a new member as compared with the prior art. Therefore, there is also an advantage that the above advantages can be obtained with almost no increase in manufacturing cost, size and weight.
[0069]
Further, by using the same acrylic polymer as the polymer used for the electrolyte layer 10C as the fixing material 8, the unit battery elements can be fixed to each other at the peripheral portion without any adverse effect on the battery performance. it can.
In addition, as described above, when the battery element 1 is accommodated in the housing 2 during the production, the fixing material (precursor) 8 is injected, thereby fixing the fixing material (precursor) 8 to the peripheral portion of the electrolyte layer 10C. Can be easily injected, and production efficiency can be improved.
[0070]
Further, if the periphery of the battery element 1 (electrolyte layer 10C) is fixed before the battery element 1 is accommodated in the housing 2, the fixing material 8 will adhere to the bonded portion of the housing 2. Therefore, the battery element 1 can be reliably and stably accommodated in the housing 2.
In addition, the flat laminated battery of this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.
[0071]
For example, in the above-described embodiment, the electrolyte layer 10C is used as the flat plate member. However, the flat plate member is interposed between all or part of the unit battery elements 10 separately from the electrolyte layer 10C. You may comprise so that the peripheral part of a flat member may mutually adhere with the adhering material 8. FIG. As the flat member, the same one as described above as the porous sheet of the electrolyte layer 10C can be applied.
[0072]
In the above-described embodiment, the fixing material 8 is applied over the entire periphery of the peripheral portion of the electrolyte layer 10C. However, a part of the peripheral portion (for example, three sides of the four sides of the electrolyte layer 10C) is used. You may make it apply. Even in this case, it is possible to significantly suppress the sliding between the unit battery elements 10 as compared with the conventional case and to suppress the deterioration of the battery performance due to the fine short circuit.
[0073]
Further, in the above-described embodiment, each unit battery element 10 is formed in a square shape, but the shape of the unit battery element 10 is appropriately set according to the design conditions, for example, a polygon other than a square. Of course, it may be circular.
In the above-described embodiment, the example in which the flat battery of the present invention is applied to a lithium battery using lithium ions as an electromotive substance has been described. However, the present invention is applicable to various batteries using other substances as electromotive substances. Is possible.
[0074]
【The invention's effect】
  As described above in detail, according to the flat laminated battery of the present invention, the unit battery elements are fixed to each other at the peripheral edge of the unit battery element by the fixing material. And the strength of the side surface (surface formed by laminating unit cell elements) is improved, so that the battery performance due to the micro short circuit when an impact is applied from the outside is improved. There is an advantage that the decrease can be suppressed. Moreover, there is an advantage that it is possible to improve safety against overcharge and to suppress deterioration of battery performance.In addition, the electrolyte layer is a gel electrolyte layer that holds the electrolyte solution with an acrylic polymer, and since the adhesive material containing an acrylic polymer is used, the unit does not adversely affect battery performance. There is an advantage that the battery elements can be fixed to each other at the periphery.
[0075]
  According to the flat laminated battery of the present invention described in claim 2, a plurality of flat members each having a peripheral portion formed so as to be larger than the peripheral portions of the positive electrode and the negative electrode are provided in the thickness direction. Since the plate-like members are fixed to each other at the peripheral edge of the plate-like member by the fixing material, the battery performance due to the micro short circuit when an impact is applied from the outside as in the case of the plate laminated battery according to claim 1. There is an advantage that it is possible to suppress the decrease, improve safety against overcharge, and suppress deterioration of battery performance.In addition, the electrolyte layer is a gel electrolyte layer that holds the electrolyte solution with an acrylic polymer, and since the adhesive material containing an acrylic polymer is used, the unit does not adversely affect battery performance. There is an advantage that the battery elements can be fixed to each other at the periphery.
[0076]
  In this case, by constituting the flat plate member with an electrolyte layer, a member to be newly added as a flat plate member becomes unnecessary, so that the manufacturing cost, size and weight are hardly increased as compared with the conventional flat plate type battery. There is an advantage that the above-mentioned advantage can be obtained (Claim 3)..
[0077]
  In addition, the tabs that are electrically connected to the positive and negative electrodes of the unit cell element are likely to come into contact with different electrodes, but the tabs are completely covered with the fixing material by interposing a fixing material between these tabs. By covering the surface, it is possible to prevent the contact of the tabs with different electrodes, and to more effectively suppress the deterioration of the battery performance due to the micro short circuit when an impact is applied from the outside ( Claim4).
[0078]
  In addition, by applying the fixing material over the entire circumference of the peripheral portion, there is an advantage that it is possible to more effectively suppress a decrease in battery performance due to a fine short circuit when an impact is applied from the outside (claim). Term5).
  Claim6According to the flat laminated battery of the present invention described above, the positive electrode and the negative electrode each include an active material capable of absorbing and releasing lithium ions, and the electrolyte layer is composed of a gel electrolyte that holds the electrolytic solution with a polymer. At the same time, since they are fixed to each other at the periphery of the electrolyte layer by the fixing material, there is an advantage that the same effects as in the first to third aspects can be obtained in the lithium battery.In addition, the electrolyte layer is a gel electrolyte layer that holds the electrolyte solution with an acrylic polymer, and since the adhesive material containing an acrylic polymer is used, the unit does not adversely affect battery performance. There is an advantage that the battery elements can be fixed to each other at the periphery.
[0079]
  Claim7According to the manufacturing method of the flat laminated battery of the present invention described above, since the fixing material is injected into the gap between the battery element and the housing in a state where the battery element is accommodated in the housing, the fixing material is applied. There is an advantage that it can be easily performed.In addition, the electrolyte layer is a gel electrolyte layer that holds the electrolyte solution with an acrylic polymer, and since the adhesive material containing an acrylic polymer is used, the unit does not adversely affect battery performance. There is an advantage that the battery elements can be fixed to each other at the periphery.
  Claim8According to the method for manufacturing a flat battery of the present invention described above, the fixing material is applied to the peripheral edge of the flat plate member before being housed in the housing, so that the fixing material adheres to the sealing portion of the housing. Therefore, there is an advantage that the production can be performed stably.
[0080]
  Claims7Or8In the manufacturing method of the flat battery stack described above, the fixing of the peripheral portion of the flat plate member is facilitated by using a photocurable material as the fixing material and irradiating the fixing material with light to solidify the fixing material. (See claims)9). In addition, if a thermosetting material is used for the fixing material, even if it is difficult to irradiate light to the fixing surface and the photocurable material cannot be used, the fixing material is heated and solidified to form a flat plate member. Can be secured to each other at the periphery (claims)10).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing configurations of a battery element and a unit battery element according to a flat laminated battery as one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view (A1-A1 cross-sectional view in FIG. 1) showing an enlarged structure of a battery element according to the flat-stacked battery as one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a structure of a battery element according to a flat plate type battery as one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing an overall configuration of a flat plate type battery as one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing an entire configuration of another example of a housing according to the flat-stacked battery as one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing an entire configuration of another example of a housing according to the flat-stacked battery as one embodiment of the present invention.
7A and 7B are diagrams showing another example of a housing according to a flat-plate laminated battery as an embodiment of the present invention, where FIG. 7A is a schematic perspective view showing the overall configuration, and FIG. It is a typical top view which shows a structure.
FIGS. 8A to 8C are schematic cross-sectional views showing, in an enlarged manner, the structure of the constituent members of the housing according to the flat plate type battery as one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of an essential part showing an enlarged structure of a unit battery element according to a flat-stacked battery as one embodiment of the present invention (a view corresponding to a cross section taken along arrow A2-A2 in FIG. 1). It is.
FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining a method for manufacturing a flat-plate laminated battery according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 10A to 10D are schematic perspective views.
[Explanation of symbols]
1 Battery element
2,2 ', 4,14 housing
2a Lid
2b housing part
3A Positive side lead
3B Negative lead
4a, 4b housing part
5 Metal layer
6,6A, 6B Synthetic resin layer
7 Adhesive
8 Adhesive material
10 Unit battery element
10A positive electrode
10B negative electrode
10C electrolyte layer
11A Positive electrode active material
11B Negative electrode active material
12A, 12B Current collector
13A Positive side tab
13B Negative electrode tab
14A 1st piece
14B second piece
14a Central side
21a, 21b peripheral edge

Claims (10)

正極，負極及び電解質層をそなえてなる平板状の単位電池要素が厚み方向に複数積層されて構成される平板積層型電池において、
該電解質層が電解液をアクリル系高分子によって保持するゲル状電解質層であり、
該単位電池要素がアクリル系高分子を含む固着材により該単位電池要素の周縁部で相互に固着されている
ことを特徴とする、平板積層型電池。In a flat battery stack comprising a plurality of flat unit battery elements each having a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte layer, laminated in the thickness direction,
The electrolyte layer is a gel electrolyte layer that holds the electrolyte solution with an acrylic polymer;
A flat battery stack characterized in that the unit battery elements are fixed to each other at the periphery of the unit battery element by a fixing material containing an acrylic polymer . 正極，負極及び電解質層をそなえてなる平板状の単位電池要素が厚み方向に複数積層されて構成される平板積層型電池において、
該電解質層が電解液をアクリル系高分子によって保持するゲル状電解質層であり、
該正極及び該負極の周縁部よりも大きくなるように周縁部が形成された平板状部材が該厚み方向に複数設けられ、
該複数の平板状部材がそれぞれアクリル系高分子を含む固着材により該平板状部材の周縁部で相互に固着されている
ことを特徴とする、平板積層型電池。In a flat battery stack comprising a plurality of flat unit battery elements each having a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte layer, laminated in the thickness direction,
The electrolyte layer is a gel electrolyte layer that holds the electrolyte solution with an acrylic polymer;
A plurality of plate-like members having peripheral portions formed so as to be larger than the peripheral portions of the positive electrode and the negative electrode are provided in the thickness direction,
The flat-plate laminated battery, wherein the plurality of flat-plate members are fixed to each other at a peripheral portion of the flat-plate member by an adhesive material containing an acrylic polymer . 該平板状部材が該電解質層により構成されている
ことを特徴とする、請求項２記載の平板積層型電池。 3. The flat laminated battery according to claim 2, wherein the flat plate member is constituted by the electrolyte layer . 該正極と該負極とのそれぞれに電気的にタブが接続され、
該タブの相互間に該固着材が介装されている
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れかの項に記載の平板積層型電池。A tab is electrically connected to each of the positive electrode and the negative electrode,
The flat-plate laminated battery according to any one of claims 1 to 3 , wherein the fixing material is interposed between the tabs. 該固着材が周縁部の全周にわたって塗工されている
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れかの項に記載の平板積層型電池。The flat-plate laminated battery according to any one of claims 1 to 4 , wherein the fixing material is applied over the entire periphery of the peripheral portion. 正極と負極と該正極の周縁部及び該負極の周縁部よりも大きくなるように周縁部が形成された電解質層とをそなえてなる平板状の単位電池要素が、厚み方向に複数積層されて構成される平板積層型電池において、
該正極及び該負極が、リチウムイオンを吸収・放出可能な活物質をそれぞれ含み、
該電解質層が、電解液をアクリル系高分子によって保持するゲル状電解質で構成されるとともに、アクリル系高分子を含む固着材により該電解質層の該周縁部で相互に固着されている
ことを特徴とする、平板積層型電池。A plurality of flat unit cell elements each having a positive electrode, a negative electrode, a peripheral edge of the positive electrode, and an electrolyte layer having a peripheral edge formed so as to be larger than the peripheral edge of the negative electrode are stacked in the thickness direction. In the flat plate laminated battery,
The positive electrode and the negative electrode each include an active material capable of absorbing and releasing lithium ions,
Electrolyte layer, characterized in that liquid with is composed of gel electrolyte held by the acrylic polymer electrolytic are fixed to each other at peripheral edges of the electrolyte layer by adhesive material including an acrylic polymer A flat battery stack. 少なくとも、電解液をアクリル系高分子によって保持するゲル状の電解質層をそなえた複数の平板状の単位電池要素、及び該単位電池要素の周縁よりも大きく周縁が形成された複数の電解質からなる平板状部材を積層して電池要素を構成する第１ステップと、
該電池要素をハウジング内に収容する第２ステップと、
該ハウジングと該電池要素との空隙にアクリル系高分子を含む固着材を供給する第３ステップと、
該ハウジングを封止する第４ステップとをそなえて構成されていることを特徴とする、平板積層型電池の製造方法。A flat plate comprising a plurality of flat unit battery elements having at least a gel electrolyte layer for holding an electrolyte solution with an acrylic polymer , and a plurality of electrolytes having a peripheral edge larger than the peripheral edge of the unit battery element A first step of laminating a member to constitute a battery element;
A second step of accommodating the battery element in a housing;
A third step of supplying a fixing material containing an acrylic polymer to a gap between the housing and the battery element;
A method for producing a flat-plate laminated battery, comprising: a fourth step for sealing the housing. 複数の平板状の単位電池要素及び該単位電池要素の周縁部よりも大きく周縁部が形成された複数の電解質からなる平板状部材を積層して電池要素を構成する第１ステップと、
該複数の平板状部材の周縁部に固着材を塗工する第２ステップと、
該電池要素をハウジング内に収容する第３ステップと、
該ハウジングを封止する第４ステップとをそなえて構成されている
ことを特徴とする、平板積層型電池の製造方法。A first step of forming a battery element by laminating a plurality of plate-shaped unit battery elements and a plurality of plate-shaped members made of a plurality of electrolytes having peripheral edges formed larger than the peripheral edges of the unit battery elements;
A second step of applying a fixing material to the peripheral portions of the plurality of flat plate members;
A third step of accommodating the battery element in a housing;
A method for producing a flat-plate laminated battery, comprising: a fourth step for sealing the housing. 該固着材に光硬化性の材料を使用して、該固着材に光を当てて該固着材を固化させる
ことを特徴とする、請求項７又は８記載の平板積層型電池の製造方法。Using photocurable material to the solid adhesive material, characterized in that solidifying the solid adhesive material highlights the solid adhesive material, manufacturing method of the flat plate laminate battery according to claim 7 or 8, wherein. 該固着材に熱硬化性の材料を使用して、該固着材を加熱して固化させる
ことを特徴とする、請求項７又は８記載の平板積層型電池の製造方法。The method for producing a flat-plate laminated battery according to claim 7 or 8 , wherein a thermosetting material is used for the fixing material, and the fixing material is heated to be solidified.
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