JP4522084B2 - 電気化学素子 - Google Patents
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Description
前記第1側面および前記第2側面以外の前記極板群の側面にも、前記第1集電体シート
の絶縁部および前記第2集電体シートの絶縁部が配されていてもよい。
前記第1側面と前記第2側面とは、互いに前記極板群の反対側に位置することが好ましい。
(イ)第1電極の作製
まず、所望数の集電体シートを与え得る大きさの樹脂シート21aを準備する。次いで、樹脂シート21aの両面の同じ位置に、複数の所定の形状パターンの導電層を設ける。例えば、所定形状の導電層を、図2に示すように複数行、複数列に樹脂シート上に形成する。このような導電層は、例えば、樹脂シートにマトリックス状の開口部を有するマスクを被せ、開口部から露出する樹脂シート部分に金属を蒸着させることにより、得ることができる。
両面に第2電極合剤層を有する第2電極は、第1電極と同様の方法で作製することができる。すなわち、所望数の集電体シートを与え得る大きさの樹脂シート21bの両面の同じ位置に、複数の所定の形状パターンの導電層を設け、各導電層の上に、第2電極合剤層22bを2つずつ形成する。2つの第2電極合剤層の間には、合剤を有さない導電層の露出部23bを残しておく。このとき合剤からなるペーストが塗工されなかった導電層の露出部は、極板群の構成後には、第2端子との接続部24bとなる。また、片面だけに第2電極合剤層を有する第2電極についても、他方の面に導電層、第2電極合剤層および絶縁材料を設けないこと以外、上記と同様の方法で作製することができる。
作製された複数の第1電極からなる集合体と複数の第2電極からなる集合体とを、セパレータを介して積層する。このとき、第1電極の第1電極合剤層22aと第2電極の第2電極合剤層22bとが互いに対面するようにこれらを積層する。また、第1電極における導電層の露出部23aおよび絶縁材料が、それぞれ第2電極における絶縁材料および導電層の露出部23bと対面するように両極板を配置する。そして、両最外面に、片面だけに第2電極合剤層を有する一対の第2電極を配し、これらで内側の電極を挟持し、全体をプレスする。その結果、複数の極板スタックからなる集合体が得られる。
捲回型極板群に用いる第1電極および第2電極は、帯状の形状を有すること以外、積層型極板群に用いる第1電極および第2電極と同様の構造を有する。従って、第1電極および第2電極の製造法は、積層型の場合とほぼ同様である。例えば、図3に示したのと同様の第1電極および第2電極からなる集合体をそれぞれ作製する。次に、上記と同様に、電極合剤層の周縁部のうち、少なくとも導電層の露出部側の反対側に、絶縁材料を塗工する。この部分は、極板群において、対極の導電層の露出部と隣接することになる。
第1電極からなる集合体と第2電極からなる集合体とを、セパレータ40を介して捲回する。このとき、帯状の第1電極合剤層32aと第2電極合剤層32bとが互いに対面するように電極を配置する。また、第1電極における導電層の露出部および絶縁材料が、それぞれ第2電極における絶縁材料および導電層の露出部と対面するように両極板を配置する。その結果、交互に逆向きに配列した複数の捲回型極板群からなる長尺筒状の集合体が得られる。
(イ)第1電極の作製
横198mm、縦282mm、厚さ7μmのポリエチレンテレフタレート(以下、PETという)のシートを準備した。次いで、マトリックス状の開口部を有するマスクを用いて、PETシートの両面の同じ位置に、3行6列に配列する複数の矩形(65mm×46mm)の銅の蒸着膜を形成した。銅の蒸着膜の厚さは、0.1μmとした。
横198mm、縦282mm、厚さ7μmのPETシートを準備した。次いで、マトリックス状の開口部を有するマスクを用いて、PETシートの両面の同じ位置に、3行6列に配列する複数の矩形(64mm×45mm)のアルミニウムの蒸着膜を形成した。Al蒸着膜の厚さは、0.1μmとした。
両面に第1電極合剤層を有する第1電極からなる集合体2つで、両面に第2電極合剤層を有する第2電極からなる集合体1つを、セパレータを介して挟持した。このとき、第1電極合剤層と第2電極合剤層とが互いに対面するように、また、第1電極における蒸着膜の露出部およびポリフッ化ビニリデンが、それぞれ第2電極におけるポリフッ化ビニリデンおよび蒸着膜の露出部と対面するように、両極板を配置した。そして、両最外面に、片面だけに第2電極合剤層を有する一対の第2電極を配し、これらで内側の電極を挟持し、全体をプレスした。その結果、複数の極板スタックからなる集合体が得られた。
充放電は、20℃雰囲気中で行った。
充電および放電は、それぞれ電極面積に対して2.5mA/cm2の電流モードで行った。充電終止電圧は4.2Vとした。放電終止電圧は3.0Vとした。上記条件によって得られた電気容量は900mAhであった。また、実施例1のリチウムイオン二次電池を落下させて機械的衝撃を与えても、内部短絡に由来する電圧降下などの異常は認められなかった。
11a、b 樹脂シート
11x、y 樹脂シートの端部
12a、b 導電層
12x、y 導電層の端部
13a 第1集電体シート
13b 第2集電体シート
14a 第1電極合剤層
14b 第2電極合剤層
15a 第1電極
15b、b’ 第2電極
16 セパレータ
17a 第1端子
17b 第2端子
18a 第1絶縁材料部
18b 第2絶縁材料部
21a、b 樹脂シート
22a 第1電極合剤層
22b 第2電極合剤層
23a、b 導電層の露出部
24a 第1端子との接続部
24b 第2端子との接続部
25a、b 樹脂シートの露出部に対応する切断部
31a、b 樹脂シート
32a 帯状の第1電極合剤層
32b 帯状の第2電極合剤層
33a、b 導電層の露出部
34a 第1端子との接続部
34b 第2端子との接続部
35a、b 樹脂シートの露出部に対応する切断部
40 セパレータ
41 第1端子
42 第2端子
Claims (9)
- (a)少なくとも1つの第1電極、(b)少なくとも1つの第2電極、および(c)第1電極と第2電極との間に介在するセパレータからなる極板群を有する電気化学素子であって、
前記第1電極(a)は、導電部と絶縁部とを有する第1集電体シートおよびこれに担持された少なくとも1つの第1電極合剤層からなり、
前記第2電極(b)は、導電部と絶縁部とを有する第2集電体シートおよびこれに担持された少なくとも1つの第2電極合剤層からなり、
前記第1集電体シートの導電部が前記極板群の第1側面において第1端子と接続され、
前記第2集電体シートの導電部が前記極板群の第2側面において第2端子と接続され、前記第1集電体シートの絶縁部が前記第2側面に配され、前記第2集電体シートの絶縁部が前記第1側面に配されており、
前記極板群が、前記第1側面および前記第2側面以外に、前記第1集電体シートの絶縁部および/または前記第2集電体シートの絶縁部が配されている側面を有する電気化学素子。 - 前記第1側面および前記第2側面以外の前記極板群の側面に、前記第1集電体シートの絶縁部および前記第2集電体シートの絶縁部が配されている請求項1記載の電気化学素子。
- 前記第1側面と前記第2側面とが、互いに前記極板群の反対側に位置する請求項1記載の電気化学素子。
- 前記第1側面には、前記第1端子と前記第2電極とを絶縁するための第1絶縁材料部が設けられており、前記第2側面には、前記第2端子と前記第1電極とを絶縁するための第2絶縁材料部が設けられている請求項1記載の電気化学素子。
- 第1電極と第2電極とをセパレータを介して捲回した極板群を有する電気化学素子であって、
前記第1電極は、導電部と絶縁部とを有する第1集電体シートおよびこれに担持された少なくとも1つの第1電極合剤層からなり、
前記第2電極は、導電部と絶縁部とを有する第2集電体シートおよびこれに担持された少なくとも1つの第2電極合剤層からなり、
前記第1集電体シートの導電部が前記極板群の第1底面において第1端子と接続され、
前記第2集電体シートの導電部が前記極板群の第2底面において第2端子と接続され、
前記第1集電体シートの絶縁部が前記第2底面に配され、
前記第2集電体シートの絶縁部が前記第1底面に配され、
前記第1底面には、前記第1端子と前記第2電極とを絶縁するための第1絶縁材料部が設けられており、
前記第2底面には、前記第2端子と前記第1電極とを絶縁するための第2絶縁材料部が設けられている電気化学素子。 - 複数の第1電極と複数の第2電極とをセパレータを介して交互に積層した極板群を有する電気化学素子であって、
前記複数の第1電極は、それぞれ導電部と絶縁部とを有する第1集電体シートおよびこれに担持された少なくとも1つの第1電極合剤層からなり、
前記複数の第2電極は、それぞれ導電部と絶縁部とを有する第2集電体シートおよびこれに担持された少なくとも1つの第2電極合剤層からなり、
前記第1集電体シートの導電部が前記極板群の第1側面において第1端子と接続され、
前記第2集電体シートの導電部が前記極板群の第2側面において第2端子と接続され、
前記第1集電体シートの絶縁部が前記第2側面に配され、
前記第2集電体シートの絶縁部が前記第1側面に配されており、
前記極板群が、前記第1側面および前記第2側面以外に、前記第1集電体シートの絶縁部および/または前記第2集電体シートの絶縁部が配されている側面を有する電気化学素子。 - 複数の第1電極と複数の第2電極とをセパレータを介して交互に積層した極板群を有する電気化学素子であって、
前記複数の第1電極は、それぞれ導電部と絶縁部とを有する第1集電体シートおよびこれに担持された少なくとも1つの第1電極合剤層からなり、
前記複数の第2電極は、それぞれ導電部と絶縁部とを有する第2集電体シートおよびこれに担持された少なくとも1つの第2電極合剤層からなり、
前記第1集電体シートの導電部が前記極板群の第1側面において第1端子と接続され、
前記第2集電体シートの導電部が前記極板群の第2側面において第2端子と接続され、
前記第1集電体シートの絶縁部が前記第2側面に配され、
前記第2集電体シートの絶縁部が前記第1側面に配され、
前記第1側面には、前記第1端子と前記第2電極とを絶縁するための第1絶縁材料部が設けられており、
前記第2側面には、前記第2端子と前記第1電極とを絶縁するための第2絶縁材料部が設けられている電気化学素子。 - 複数の第1電極と複数の第2電極とをセパレータを介して交互に積層した極板群を有する電気化学素子であって、
前記複数の第1電極は、それぞれ導電部と絶縁部とを有する第1集電体シートおよびこれに担持された少なくとも1つの第1電極合剤層からなり、
前記複数の第2電極は、それぞれ導電部と絶縁部とを有する第2集電体シートおよびこれに担持された少なくとも1つの第2電極合剤層からなり、
前記第1集電体シートの導電部が前記極板群の第1側面において第1端子と接続され、
前記第2集電体シートの導電部が前記極板群の第2側面において第2端子と接続され、
前記第1集電体シートの絶縁部が前記極板群の前記第1側面以外の全側面に配され、
前記第2集電体シートの絶縁部が前記極板群の前記第2側面以外の全側面に配されている電気化学素子。 - 複数の第1電極と複数の第2電極とをセパレータを介して交互に積層した極板群を有す
る電気化学素子であって、
前記複数の第1電極は、それぞれ導電部と絶縁部とを有する第1集電体シートおよびこれに担持された少なくとも1つの第1電極合剤層からなり、
前記複数の第2電極は、それぞれ導電部と絶縁部とを有する第2集電体シートおよびこれに担持された少なくとも1つの第2電極合剤層からなり、
前記第1集電体シートの導電部が前記極板群の第1側面において第1端子と接続され、
前記第2集電体シートの導電部が前記極板群の第2側面において第2端子と接続され、
前記第1集電体シートの絶縁部が前記極板群の前記第1側面以外の全側面に配され、
前記第2集電体シートの絶縁部が前記極板群の前記第2側面以外の全側面に配され、
前記第1側面には、前記第1端子と前記第2電極とを絶縁するための第1絶縁材料部が設けられており、
前記第2側面には、前記第2端子と前記第1電極とを絶縁するための第2絶縁材料部が設けられている電気化学素子。
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