JP5875803B2 - 非水電解質二次電池及びその製造方法 - Google Patents

非水電解質二次電池及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5875803B2
JP5875803B2 JP2011186156A JP2011186156A JP5875803B2 JP 5875803 B2 JP5875803 B2 JP 5875803B2 JP 2011186156 A JP2011186156 A JP 2011186156A JP 2011186156 A JP2011186156 A JP 2011186156A JP 5875803 B2 JP5875803 B2 JP 5875803B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrolyte secondary
secondary battery
electrode body
nonaqueous electrolyte
laminated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011186156A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013048054A (ja
Inventor
晋也 宮崎
晋也 宮崎
尚子 角村
尚子 角村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2011186156A priority Critical patent/JP5875803B2/ja
Priority to CN201210300950.7A priority patent/CN102969527B/zh
Priority to US13/595,061 priority patent/US20130052510A1/en
Publication of JP2013048054A publication Critical patent/JP2013048054A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5875803B2 publication Critical patent/JP5875803B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49108Electric battery cell making
    • Y10T29/4911Electric battery cell making including sealing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Description

本発明は、正極板と負極板とがセパレータを介して積層された積層電極体が非水電解質と共に外装体内に収納されてなる非水電解質二次電池に関する。
リチウムイオン電池をはじめとする非水電解質二次電池は、携帯電話、ノートパソコン、PDAといった携帯用機器の電源、あるいは、ロボット、電気自動車の電源などに使用されている。
リチウムイオン電池における電極体の形態としては、正極板及び負極板を、セパレータを介して巻回した渦巻状の電極体と、方形状の電極を複数積層した積層式とがある。外装体としては、例えば、ラミネートフィルムを溶着することにより作製したラミネート外装体が用いられている。
積層式の電極体は、正極集電タブを有するシート状の正極板と、負極集電タブを有するシート状の負極板とが、セパレータを介して必要な数だけ積層されて構成され、その電極体の表面には、端面を跨ぐように両最外面にかけてテープが貼り付けられて、各電極同士の位置が固定されている。
特許文献1,2には、粘着テープの基材の例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートなどの無延伸あるいは延伸フィルムなどが挙げられている。
特許文献3には、粘着テープのフィルム基材の例として、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸メチル共重合体、ポリウレタン、ポリエチレン、テフロン(登録商標)などが挙げられている。
特開平11−102722号公報 特開平11−121044号公報
上記のように、積層電極体の積層上面から積層下面にかけてテープを貼付けると、テープの厚み分だけ、テープが貼り付けられた領域では積層方向の厚みが大きくなるので、充放電サイクル時に電極体が膨らむとテープが貼り付けられていない領域と比べて、外装体から積層電極体にかかる圧力が大きくなる。
このように領域ごとにかかる圧力の不均一によって、電池反応が領域ごとに不均一になるため、サイクル特性など電池性能が低下することがある。
特に、このような非水電解質二次電池をケース内に収納して組電池を構成するときには、電池性能の低下が生じやすい。
また、このような問題は、外装体がラミネート外装体の場合に生じやすいが、外装缶の場合にも、充放電に伴って電極が膨張・収縮して、積層電極体が外装缶によって押圧されることもあるので、領域ごとに圧力の不均一は生じ得る。
本発明は上記課題を考慮してなされたものであって、積層上面、端面、積層下面に掛けてテープを貼り付けた積層電極体を、外装体に収納してなる非水電解質二次電池において、積層電極体における領域間での電池反応を均一化して、サイクル特性を向上させることを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明にかかる非水電解質二次電池は、正極板と負極板とが、セパレータを介して積層された積層電極体が、非水電解質とともに外装体内に収納されたものであって、積層電極体の積層上面と端面と積層下面に掛けて貼着層を貼付け、その貼着層を、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムから選択された1種以上の材料で形成することとした。
また、本発明にかかる非水電解質二次電池の製造方法においては、正極板と負極板とをセパレータを介して積層して積層電極体を作製する電極体作製工程と、積層電極体の積層上面と端面と積層下面に掛けて、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムから選択された1種以上の材料を基材に用いたテープを貼付ける貼付工程と、外装体に電極体を挿入するとともに電解液を注液する電極体挿入工程と、電極体を挿入した外装体を封止する封止工程とを設けた。
ここで、電極体挿入工程において電解液を注液した後に、電解液をポリマー化してもよい。
上記本発明にかかる非水電解質二次電池、並びに本発明の製造方法によって製造された非水電解質二次電池は、積層電極体の表面において積層上面と端面と積層下面に掛けて、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムから選択された1種以上の材料からなる貼着層が貼付られているが、これらスチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムから選択された1種以上の材料は、非水電解液に接触することによって糊状化が進行している。
このように糊状化が進行した貼着層は、外装体から圧力が加わると薄く変形するので、貼着層が貼付けられた領域に大きな圧力がかかることがなく、全体に均一的に圧力がかかる。
よって、領域ごとに電池反応が均一的に行われ、電池性能の低下が抑えられる。
また、糊状化した貼着層は、貼り付けられた位置において積層電極体の表面と外装体との間に留まり、外装体に対する各電極の位置を保持するので、各電極及びセパレータの位置ずれも防止できる。
なお、このような効果は、非水電解質が、非水電解液の場合に顕著であるが、ポリマー電解質の場合にも得られる。
外装体がラミネートフィルムで形成されている場合、一般的に積層電極体における貼着層を貼付けた箇所が外装体から圧力を受けやすいが、上記発明を適用することによって圧力を低減できるので、得られる効果も大きい。
また、ラミネートフィルムからなる外装体の内部を減圧状態にして封止した場合、積層電極体に構成圧がかかる点では、サイクル特性や出力特性の向上に有利であるが、一方で、貼付け箇所に圧力がかかりやすい。ここで、上記発明を適用することによってその圧力を低減できるので、サイクル特性や出力特性に優れた非水電解質二次電池を実現できる。
貼着層は、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムから選択された1種以上の材料を基材に用いたテープによって容易に形成することができ、テープにおける基材の一方の面に糊剤を塗布することによって、積層電極体にテープを容易に貼付けることができる。
糊剤としては耐熱・耐候・耐溶剤性にバランスがとれたアクリル酸エステル共重合体が好ましい。
テープを積層電極体の複数箇所に貼り付けることによって、極板及びセパレータの位置ずれをより確実に防止することができる。
外装体がラミネートフィルムで形成された非水電解質二次電池を用いて組電池を構成すると、テープを貼り付けた箇所において積層電極体に圧力がかかりやすいが、本発明を適用した非水電解質二次電池を用いることによって、積層電極体にかかる圧力を均一化することができる。
非水電解質二次電池1の外観を示す図である。 積層電極体10の構成を示す斜視図である。 積層電極体10の構成を示す分解図である。 (a)は、積層電極体10を上辺に沿って切断した断面図、(b)は、非水電解質二次電池1の断面図、(c)は比較例にかかる非水電解質二次電池を切断した断面図である。
本発明の非水電解質二次電池について、実施の形態として角型リチウムイオン電池を例にとって説明するが、本発明は、下記の形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
(非水電解質二次電池1の構造)
図1は、非水電解質二次電池1の外観を示す図である。
非水電解質二次電池1は、ラミネート外装体2a,2bの中に、積層電極体10及び非水電解液が収納されて構成されている。
ラミネート外装体2a,2bは、図1に示すように、収納凹部が形成された2枚のラミネートフィルムの外縁部分が溶着されて形成され、内部に積層電極体10を収納する空間が形成されている。ラミネート外装体2a,2bは、アルミニウム箔の両面に樹脂層が積層された構造である。
なお、ラミネート外装体2a,2bにおいて、収納凹部は、一方のラミネート外装体にのみに設け、他方のラミネート外装体には収納凹部を設けない構造でも良い。また、2枚のラミネートフィルムを用いる必要はなく、1枚のラミネートフィルムを折り返してラミネート外装体を構成しても良い。
積層電極体10は、図3に示すように、セパレータ13を介して正極板11と負極板12とが複数積層されて構成されている。
負極板12の枚数が正極板11の枚数より1枚多く、積層電極体10の最外部には、負極板12が配置されている。
上記ラミネート外装体2a,2bにおける外周部の貼り合わせ部分を貫通するように、アルミニウム板(厚さ:0.5mm)から成る正極集電端子16と、銅板(厚さ:0.5mm)からなる負極集電端子17が突出している。
正極板11は、方形状のアルミニウム箔から成る正極用導電性芯体の両面もしくは片面に、正極活物質、結着剤、及び導電剤が混合された混合物からなる正極活物質層が設けられた構造である。
正極活物質としては、例えば、LiCoO2、LiNiO2、LiMn24、或いはこれらの複合体等が挙げられる。
正極板11の上辺から、上記正極用導電性芯体と一体形成されると共に上記正極活物質層が設けられていない正極集電タブ14が突出している。
この正極集電タブ14は、重ねられた状態で正極集電端子16の両面に溶着されている。
負極板12は、方形状の銅箔から成る負極用導電性芯体の両面もしくは片面に、負極活物質と、結着剤とが混合された混合物からなる負極活物質層が設けられた構造である。
負極活物質としては天然黒鉛、人造黒鉛等が挙げられる。
負極板12の上辺から、負極用導電性芯体と一体形成された負極集電タブ12が突出している。
セパレータ13は、ポリエチレン(PE)あるいはポリプロピレン(PP)製の微多孔膜である。
正極集電タブ14は、重ねられた状態で正極集電端子16の両面に溶着され、負極集電タブ15は、重ねられた状態で負極集電端子17の両面に溶着されている。
正極集電端子16はアルミニウム板、負極集電端子17は銅板で形成するが、これらをニッケル板で形成しても良い。
非水電解液は、非水溶媒に支持電解質が溶解している溶液である。
非水溶媒としては、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)、γーブチルラクトン(GBL)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジメチルカーボネート(DMC)等のカーボネート系を組み合わせた溶媒が好ましく、特に、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを組み合わせた溶媒が好ましい。
支持塩としては、LiBF4、LiPF6、LiN(SO2CF32、LiN(SO2252、LiPF6-x(CnF2n-1x [但し、1<x<6、n=1または2]等が挙げられる。
(テープについて)
図2に示すように、積層電極体10の外周部においては、積層電極体10を積層方向に跨いでテープ21〜24が貼着されている。すなわち、各テープ21〜24は、積層電極体10における積層上面10a、端面10c、積層下面10bに掛けて貼り付けられている。なお、積層上面10aは、積層方向における一方の一番外側に存在する極板の外面、積層下面10bは、積層方向における他方の一番外側に存在する極板の外面、端面10cは、積層されている複数の極板の縁で形成される面である。
各テープ21〜24は、基材がスチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムのいずれかで形成されている。
テープ21〜24において、基材の表面に糊材を塗布して糊材層を形成しておけば、テープ21〜24を積層電極体10に容易に貼り付けることができる。ただし、基材に糊材が塗布されていなくてもよい。この場合、例えば、基材を熱溶着すること等が可能である。糊材の種類は問わないが、アクリル系、シリコーン系、ゴム系が代表的である。
積層電極体10に対してテープを貼り付ける箇所は1か所でもよいが、積層電極体10を構成する極板どうしをしっかりと固定する上で、積層電極体10における複数箇所においてテープを貼り付けることが好ましく、特に図2に示すように、積層電極体10における4つの辺(上辺、下辺、左辺、右辺)に相当する箇所にテープ21〜24を貼り付けることが好ましい。
(非水電解質二次電池1による効果)
上記の実施形態にかかる非水電解質二次電池1は、積層電極体10の表面において、積層上面10aと端面10cと積層下面10bに掛けて、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムから選択された1種以上の材料で、基材もしくは粘着層が形成されたテープ21〜24が貼り付けられて製造されている。
ここで、テープ21〜24は、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、もしくはこれらの2種以上を混合した混合物でテープ基材が形成されていることが好ましいが、テープ21〜24は、薄い基材に粘着層が付けられていて、その粘着層が、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、もしくはこれらの2種以上を混合した混合物で形成されているものであってもよい。
これらスチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムは、非水電解液に接触することによって糊状化が進行し易いので、これらの材料あるいはその混合物によって形成されたテープ21〜24は、非水電解質二次電池1の中において、糊状化した貼着層21〜24となって積層電極体10の表面に貼り付いている。
このように糊状化が進行した貼着層21〜24に、外装体2a,2bから押圧力が加わっても、貼着層21〜24は容易に変形して薄くなるので、貼着層21〜24を貼付けた領域に大きな圧縮力がかかることはない。従って、積層電極体10全体に均一的に圧力がかかる。
よって、積層電極体10全体において電池反応が均一的に行われ、電池性能も向上する。
この点について図4(a)〜(c)を参照しながら説明する。
図4(a),(b)は実施の形態にかかる非水電解質二次電池1に関するものであって、図4(a)は、テープ21〜24が貼り付けられた積層電極体10を上辺に沿って、図2のB−B線で切断した断面を模式的に示す図である。図4(b)は、非水電解質二次電池1を、図1のA−A線で切断した断面を模式的に示す図である。
積層電極体10に貼り付けられたテープ21が非水電解液に接触する前は、図4(a)に示すようにテープ21はその形状を保っているが、外装体2a,2bの中に、非水電解液と共に積層電極体10が収納されると、図4(b)に示すように、テープ21は糊状化して、積層電極体10の表面に貼り付いた貼着層21となる。
外装体2a,2bがラミネートフィルムで形成され、また、積層電極体10に構成圧がかかる点で、サイクル特性や出力特性の向上に有利である。
また、外装体2a,2bから糊状化が進行した貼着層21に押圧力が加わっても、貼着層21の箇所に大きな圧力がかかることはない。すなわち、積層電極体10に対して全体に均一的に圧力がかかるので、電池反応が均一的に行われ、サイクル特性や出力特性に優れた非水電解質二次電池が実現できる。
また、糊状化が進行した貼着層21は、積層電極体10に貼り付けられた位置に留まり、各極板11,12及びセパレータ13の位置ずれを防止する。特に貼着層21〜24が、積層電極体10の複数箇所に貼り付けられているので、極板11,12及びセパレータ13の位置ずれをより確実に防止することができる。
図4(c)は、比較例にかかる非水電解質二次電池を切断した断面を示す図である。
この比較例は、テープの基材がPPあるいはPEである点を除いて、実施の形態にかかる非水電解質二次電池1と同様の構成である。
この比較例の非水電解質二次電池は、積層電極体10に貼り付けられているテープの基材がPPあるいはPEであるため、非水電解液に接触してもテープ基材の形状が維持されて、積層電極体10におけるテープ121を貼付けた箇所が、積層方向に突出している。
また、ラミネートフィルムからなる外装体の内部を減圧状態にして封止しているので、図4(c)中において白抜き矢印で示すように、この箇所において外装体2a,2bから大きな圧力を受けるので、積層電極体10における電池反応が不均一になりやすい。
なお、従来技術にかかる非水電解質二次電池において、積層電極体に貼り付けられているテープの中にも、非水電解液と接触して基材が膨潤するものはあるが、糊状化することはなくテープ基材の形状が維持されるので、基材がスチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムゴムからなるテープを貼り付けた実施の形態にかかる非水電解質二次電池と比べると、積層電極体にかかる圧力を均一化する効果は劣る。
非水電解質二次電池1の作製方法について実施例を示す。
〔正極板11の作製〕
正極活物質としてのLi(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2が94重量部、導電剤としての炭素粉末が3重量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンが3重量部となるように混合して、これに溶剤としてのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液とを混合して正極スラリーを調製する。
このスラリーを、アルミニウム箔(厚さ:20μm)から成る正極用導電性芯体の両面に、ドクターブレード法で塗布する。その後、乾燥し、圧延ローラで圧縮した後、正極用導電性芯体を所定の形状に切断することによって、正極集電タブ14付きの正極板11を作製する。
正極板11のサイズは、例えば幅が145mm、高さが150mであり、正極集電タブ14のサイズは、例えば幅が30mm、高さが20mmである。
〔負極板12の作製〕
負極活物質としての黒鉛粉末が95質量%と、結着剤(カルボキシメチルセルロース及びスチレンブタジエン)が5質量%と、水とを混合してスラリーを調製する。
その後、このスラリーを、負極用導電性芯体としての銅箔(厚み:10μm)の両面にドクターブレード法で塗布する。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで圧縮した後、所定の形状に切断することによって負極板12を作製した。
負極板12のサイズは、例えば幅が150mm、高さが155mmであり、負極集電タブ12のサイズは例えば幅が30mm、高さが20mmである。
[積層電極体10の作製]
正極板11を20枚、負極板12を21枚、セパレータ13を介してを交互に積層して積層電極体10を作製する。積層電極体10における最外側(積層方向の上面と下面)には負極板12を配置する。
セパレータ13のサイズは、負極板12と同等の高さ150mm、幅155mmであって、その厚さは20μmである。
次に、積層電極体10における4辺に相当する箇所に、テープ21〜24を貼付ける。
テープ21〜24は、基材がスチレンブタジエンゴムで形成され、基材厚みが20μmであり、糊材はアクリル酸ブチルを主としたアクリル酸エステル共重合体からなり糊材層の厚みは10μmである。
積層電極体10の上辺にテープ21、下辺にテープ22、左辺にテープ23、右辺にテープ24を貼り付け、各テープ21〜24は、積層上面10aから端面10cを跨いで積層下面10bに掛かるように貼り付ける。
このようにテープ21〜24は糊材層を有しているので、積層電極体10に貼付けるのが容易であり、テープ21〜24を貼り付けることによって、正極板11,負極板12,セパレータ13を互いに固定することができる。
積層電極体10から突出した複数枚の正極集電タブ14と正極集電端子16とを超音波溶接法で溶着すると共に、積層電極体10から突出した複数枚の負極集電タブ15と負極集電端子17とを超音波溶接法で溶着した後、ラミネート外装体2a,2bの間の収納空間内に積層電極体10を配置する。
〔非水電解質二次電池1の組立〕
その後、正極集電端子16と負極集電端子17とがラミネート外装体2a,2bの上辺から突出した状態で、ラミネート外装体2a,2bにおける4辺の中の3辺を溶着して封止する。
そして、ラミネート外装体の開口した1辺から非水電解液を注液する。非水電解液としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)とメチルエチルカーボネート(MEC)とを体積比で30:70の割合で混合した混合溶媒に、LiPF6を1M(モル/リットル)の割合で溶解したものを使用する。
ラミネート外装体の内部を減圧にした状態で、ラミネート外装体における未溶着の1辺を溶着して封止することによって、非水電解質二次電池1が出来上がる。
〔サイクル試験〕
上記の製法によって作製した実施例にかかる非水電解質二次電池(テープ基材はスチレンブタジエンゴム、糊剤はアクリル酸エステル共重合体)と、テープの基材としてPP、糊剤としてアクリル酸エステル共重合体を用いた比較例1にかかる非水電解質二次電池、テープの基材としてPE、糊剤としてアクリル酸エステル共重合体を用いた比較例2にかかる非水電解質二次電池について、サイクル試験を行った。
実施例及び比較例1,2にかかる非水電解質二次電池は、用いたテープの基材の種類だけが異なり、それ以外の構成は同様である。
サイクル試験の方法:
各電池を、25℃の温度環境で、定電流充電(電流1C、終止電圧4.2V)−定電圧充電(電圧4.2V、終止電流1/50C)の後、電流2Cレートで2.5Vまで放電する。このような充放電を1サイクルとして、200サイクル充放電を繰り返して行い、1サイクル目の充放電容量に対する200サイクル目の充放電容量の比率(%)を充放電維持率とする。
測定した充放電維持率は表1に示す通りである。
Figure 0005875803
実施例にかかる非水電解質二次電池は、比較例1,2にかかる非水電解質二次電池と比べて、充放電維持率が高い。
これは、比較例1,2にかかる非水電解質二次電池においては、サイクル充放電時にテープを貼り付けた領域に高い圧力が加わるため電池反応が不均一になるのに対して、実施例にかかる非水電解質二次電池においては、テープが非水電解液と接触して糊状化が進行しているので、サイクル充放電時にテープを貼り付けた領域に高い圧力が加わることがなく、電池反応が均一に行われるため、また、実施例の非水電解質二次電池においては、テープが非水電解液と接触して糊状化が進行していることにより、充放電時に積層電極体が膨潤するのに伴って緊迫する度合いも低減されるためと考えられる。
(組電池への適用)
上記の非水電解質二次電池1を外装ケース内に複数個配列して組電池を構成することもできる。
組電池においては、複数個の非水電解質二次電池が並べて拘束されるため、各非水電解質二次電池に大きな圧力が加えられる。そのため、積層電極体10におけるテープを貼付けた箇所に外装体2a,2bから圧力がかかりやすい。
本発明によると、積層電極体10にかかる圧力を均一化することができるので、不均一な反応を回避することができる。したがって、組電池を構成する非水電解質二次電池に本発明を適用すると、より効果的である。
(その他の事項)
上記実施の形態では、非水電解質が非水電解液であったが、非水電解質がポリマー電解質である場合も同様の効果が得られる。ただし、非水電解質が非水電解液である場合に効果が大きい。
上記実施の形態では、外装体がラミネートフィルムで形成されている非水電解質二次電池を示したが、本発明は、外装体が金属缶で形成されている非水電解質二次電池においても、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムのいずれかからなるテープを積層電極体の積層上面、端面、積層下面にかけて貼り付けることによって同様の効果が得られる。ただし、外装体がラミネートフィルムで形成されている非水電解質二次電池に本発明を適用した場合、より効果的である。
本発明は、携帯用機器の電源、ロボット、電気自動車の動力電源やバックアップ電源などに用いる非水電解質二次電池に適用することができる。
1 非水電解質二次電池
2a,2b ラミネート外装体
10 積層電極体
10a 積層上面
10b 積層下面
10c 端面
11 正極板
12 負極板
13 セパレータ
14 正極集電タブ
15 負極集電タブ
16 正極集電端子
17 負極集電端子
21〜24 テープ(貼着層)

Claims (14)

  1. 正極板と負極板とが、セパレータを介して積層された積層電極体が、非水電解質とともに外装体内に収納された非水電解質二次電池であって、
    前記積層電極体の表面には、
    積層上面と端面と積層下面に掛けて、貼着層が貼付けられ、
    前記貼着層は、
    スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムから選択された1種以上の材料からなることを特徴とする非水電解質二次電池。
  2. 前記外装体は、
    ラミネートフィルムで形成されていることを特徴とする請求項1記載の非水電解質二次電池。
  3. 前記外装体は、
    内部が減圧状態で封止されていることを特徴とする請求項1または2記載の非水電解質二次電池。
  4. 前記貼着層は、
    スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムから選択された1種以上の材料を基材に用いたテープからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の非水電解質二次電池。
  5. 前記テープは、前記基材に糊剤が塗布されていることを特徴とする請求項4記載の非水電解質二次電池。
  6. 前記糊剤がアクリル酸エステル共重合体からなることを特徴とする請求項5記載の非水電解質二次電池。
  7. 前記貼着層は、
    前記積層電極体の複数箇所に貼付られていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか記
    載の非水電解質二次電池。
  8. 請求項2記載の非水電解質二次電池を複数個備える組電池。
  9. 正極板と負極板とをセパレータを介して積層して積層電極体を作製する電極体作製工程と、
    前記積層電極体の表面における積層上面と端面と積層下面に掛けて、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムから選択された1種以上の材料を基材に用いたテープを貼付ける貼付工程と、
    外装体に前記電極体を挿入するとともに電解液を注液する電極体挿入工程と、
    前記電極体を挿入した外装体を封止する封止工程とを備えることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。
  10. 前記封止工程で用いる外装体は、
    ラミネートフィルムで形成されていることを特徴とする請求項9記載の非水電解質二次電池の製造方法。
  11. 前記封止工程では、
    前記外装体の内部を減圧状態にして封止することを特徴とする請求項10記載の非水電解質二次電池の製造方法。
  12. 前記貼付工程で用いるテープは、
    前記基材の一方の面に糊剤が塗布されていることを特徴とする請求項9〜11のいずれか記載の非水電解質二次電池の製造方法。
  13. 前記糊剤がアクリル酸エステル共重合体からなることを特徴とする請求項12記載の非水電解質二次電池の製造方法。
  14. 前記貼付工程において、
    前記テープを、前記積層電極体の複数箇所に貼付けることを特徴とする請求項9〜13のいずれか記載の非水電解質二次電池の製造方法。
JP2011186156A 2011-08-29 2011-08-29 非水電解質二次電池及びその製造方法 Active JP5875803B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011186156A JP5875803B2 (ja) 2011-08-29 2011-08-29 非水電解質二次電池及びその製造方法
CN201210300950.7A CN102969527B (zh) 2011-08-29 2012-08-22 非水电解质二次电池及其制造方法
US13/595,061 US20130052510A1 (en) 2011-08-29 2012-08-27 Non-aqueous electrolyte secondary-cell battery and manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011186156A JP5875803B2 (ja) 2011-08-29 2011-08-29 非水電解質二次電池及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013048054A JP2013048054A (ja) 2013-03-07
JP5875803B2 true JP5875803B2 (ja) 2016-03-02

Family

ID=47744167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011186156A Active JP5875803B2 (ja) 2011-08-29 2011-08-29 非水電解質二次電池及びその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20130052510A1 (ja)
JP (1) JP5875803B2 (ja)
CN (1) CN102969527B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021107315A1 (ko) * 2019-11-27 2021-06-03 주식회사 엘지에너지솔루션 전극조립체 및 그 제조방법

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2014141753A1 (ja) * 2013-03-12 2017-02-16 Necエナジーデバイス株式会社 電池モジュール
KR20140123007A (ko) 2013-04-11 2014-10-21 주식회사 엘지화학 라운드 코너를 포함하는 전지셀
KR101620173B1 (ko) * 2013-07-10 2016-05-13 주식회사 엘지화학 적층 형태 안정성이 우수한 단차를 갖는 전극 조립체 및 그 제조방법
WO2015005697A1 (ko) * 2013-07-10 2015-01-15 주식회사 엘지화학 적층 형태 안정성이 우수한 단차를 갖는 전극 조립체 및 그 제조방법
KR101782669B1 (ko) * 2013-10-30 2017-09-27 주식회사 엘지화학 수계 바인더를 포함하는 전극을 구비한 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP2015167103A (ja) * 2014-03-04 2015-09-24 株式会社オートネットワーク技術研究所 蓄電モジュール
JP5858074B2 (ja) 2014-03-13 2016-02-10 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
KR102201306B1 (ko) * 2014-06-17 2021-01-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2017033420A1 (ja) * 2015-08-26 2017-03-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 蓄電装置
KR102562335B1 (ko) * 2015-11-23 2023-07-31 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 외장재 및 이를 포함하는 이차 전지
KR101834561B1 (ko) 2015-11-25 2018-04-13 주식회사 테이팩스 유체 반응형 마감 테이프
CN110419136B (zh) 2017-03-07 2023-01-10 远景Aesc日本有限公司 二次电池
DE102017216152A1 (de) 2017-09-13 2019-03-14 Robert Bosch Gmbh Stapelvorrichtung für mehrlagige, flache Elektrodenstapel
JP7107150B2 (ja) * 2018-10-05 2022-07-27 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
KR20210056824A (ko) * 2019-11-11 2021-05-20 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR20220109177A (ko) * 2021-01-28 2022-08-04 주식회사 엘지에너지솔루션 외형고정틀이 구비된 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4210633A (en) * 1978-10-20 1980-07-01 Eli Lilly And Company Flurandrenolide film formulation
JPH11121044A (ja) * 1997-10-16 1999-04-30 Nitto Denko Corp 電池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート
US6145280A (en) * 1998-03-18 2000-11-14 Ntk Powerdex, Inc. Flexible packaging for polymer electrolytic cell and method of forming same
JP4449109B2 (ja) * 1999-08-12 2010-04-14 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 非水電解質二次電池及びその製造方法
JP4712152B2 (ja) * 2000-04-18 2011-06-29 パナソニック株式会社 角形電池及びその製造方法
JP2003151634A (ja) * 2001-11-12 2003-05-23 Asahi Kasei Corp 非水系二次電池
US6844109B2 (en) * 2001-12-18 2005-01-18 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Li-ion and/or Li-ion polymer battery with edge protectors
US6928256B2 (en) * 2002-09-30 2005-08-09 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic endless belt, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP4515709B2 (ja) * 2003-01-17 2010-08-04 日東電工株式会社 粘着剤組成物および粘着テープ
JP4495994B2 (ja) * 2004-03-29 2010-07-07 株式会社東芝 非水電解質二次電池
JP2008091099A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Sanyo Electric Co Ltd 積層式リチウムイオン電池
JP2008130360A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Sony Corp 非水電解液二次電池
JP2009032668A (ja) * 2007-06-22 2009-02-12 Panasonic Corp 非水系二次電池、電池パック、電源システム、及び電動機器
US8920953B2 (en) * 2010-01-13 2014-12-30 Panasonic Corporation Lithium ion secondary battery including an elastic member arranged inside an electrode assembly and method for producing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021107315A1 (ko) * 2019-11-27 2021-06-03 주식회사 엘지에너지솔루션 전극조립체 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN102969527A (zh) 2013-03-13
JP2013048054A (ja) 2013-03-07
US20130052510A1 (en) 2013-02-28
CN102969527B (zh) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5875803B2 (ja) 非水電解質二次電池及びその製造方法
US8119277B2 (en) Stack type battery
KR101676406B1 (ko) 스택-폴딩형 전극 조립체
JP4892893B2 (ja) バイポーラ電池
EP2863449B1 (en) Secondary battery
US20120202105A1 (en) Stack type battery and method of manufacturing the same
US9276240B2 (en) Laminate battery housing flat electrode assembly and manufacturing method therefor
JP5541957B2 (ja) 積層型二次電池
JP2011238504A (ja) 二次電池
CN110249473B (zh) 非水电解质二次电池
KR101446160B1 (ko) 테이프 처리된 전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR20050031982A (ko) 필름상 외장체를 갖는 전지
KR102505716B1 (ko) 전극 조립체
JP2013025999A (ja) 非水二次電池
WO2013047515A1 (ja) 非水電解質二次電池
JP2006054119A (ja) バイポーラ電池および組電池
JP2002157997A (ja) 折り畳み型リチウム電池の製造方法
KR102083712B1 (ko) 편평형 이차 전지
JP2011222128A (ja) 二次電池
JP5392063B2 (ja) リチウムイオン二次電池、車両及び電池搭載機器
JP6682203B2 (ja) 二次電池の製造方法
US20230246272A1 (en) Electrochemical apparatus and electronic apparatus
JP2003151638A (ja) リチウムイオン二次電池
JP2004327374A (ja) バイポーラ電池、バイポーラ電池の製造方法、組電池および車両
JP2022110492A (ja) 固体電池及び固体電池ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140818

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150313

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150407

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20150616

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150811

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151009

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5875803

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350