JP6781079B2 - 二次電池および二次電池の製造方法 - Google Patents
二次電池および二次電池の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6781079B2 JP6781079B2 JP2017040859A JP2017040859A JP6781079B2 JP 6781079 B2 JP6781079 B2 JP 6781079B2 JP 2017040859 A JP2017040859 A JP 2017040859A JP 2017040859 A JP2017040859 A JP 2017040859A JP 6781079 B2 JP6781079 B2 JP 6781079B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- negative electrode
- electrode active
- material region
- material layer
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 23
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 79
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 75
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 70
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 41
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 35
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 31
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 25
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 12
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 9
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 7
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical group [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 17
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 12
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 12
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 10
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 9
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910015014 LiNiCoAlO Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 2
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 2
- KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N methyl propyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OC KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 1
- 101150004907 litaf gene Proteins 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
本実施形態に係る二次電池100を図1〜図4を参照しつつ説明する。本実施形態では、二次電池100として、非水電解質二次電池、より具体的にはリチウムイオン二次電池を例示して説明する。
図2を参照して、発電要素110は、電解質層30を介して正極10と負極20とを積層してなる。発電要素110は、電解液とともに、外装部材120の内部に封止されている。
電解液の種類は特に限定されず、従来公知のものを適宜利用することができる。本実施形態では、電解液として、液体電解質を用いたものを使用するが、ゲル電解質を用いた電解液を使用してもよい。
外装部材120は、発電要素110を電解液とともに収容する。
正極10は、正極集電体11の両面11a、11b上に正極活物質層12を配置してなる。
負極20は、負極集電体21の両面21a、21b上に負極活物質層22を配置してなる。
電解質層30は、セパレータを有する。セパレータは、電解液に含まれる電解質を保持する。
図2および図3を参照して、正極集電体11は、活物質領域13および非活物質領域14を有する。活物質領域13は、正極活物質層12が配置される領域であり、かつ、セパレータを介して負極活物質層22と対向する対向部13aである。
図4を参照して、活物質領域23と非活物質領域24との境界L1と、非活物質領域24の一部と、を含む部分は、負極集電体21のうちの当該部分以外の部分よりも剛性の低い低剛性部25である。具体的には、低剛性部25は、負極集電体21のうちの低剛性部25以外の部分よりも引張剛性が小さい。
本実施形態に係る二次電池100は、燃料電池車およびハイブリッド電気自動車等の車両のモータ等の駆動用電源や補助電源として充放電が繰り返しなされる。
図5を参照して、本実施形態に係る二次電池100の製造方法を説明する。図5は、本実施形態に係る二次電池100の製造方法を説明するためのフローチャートである。
本実施形態に係る二次電池100および二次電池100の製造方法は、正極集電体11の両面11a、11b上に正極活物質を含む正極活物質層12を配置してなる正極10と、負極集電体21の両面21a、21b上に負極活物質を含む負極活物質層22を配置してなる負極20とを、電解質を保持する電解質層30を介して、正極活物質層12と負極活物質層22とが対向した状態で積層してなる発電要素110を有する。負極集電体21は、負極活物質層22が配置されている活物質領域23と、負極活物質層22が配置されていない非活物質領域24と、を含む。そして、活物質領域23と非活物質領域24との境界L1と、非活物質領域24の一部と、を含む部分は、負極集電体21のうちの当該部分以外の部分よりも剛性の低い低剛性部25である。
低剛性部25の配置形態は、低剛性部25が、境界L1の少なくとも一部と、非活物質領域24の少なくとも一部と、を含む限りにおいて、特に限定されない。
11 正極集電体(第1集電体)、
11a、11b 面、
12 正極活物質層、
20 負極、
21 負極集電体(第2集電体)、
21a、21b 面、
22 負極活物質層、
23 活物質領域、
24 非活物質領域、
24a 接合部位、
25 低剛性部、
26 負極タブ(電極タブ)、
30 電解質層、
100 二次電池、
110 発電要素、
D1 低剛性部の平均結晶粒子径、
D2 低剛性部以外の部分の平均結晶粒子径、
L1 活物質領域と非活物質領域との境界。
Claims (6)
- 第1集電体の少なくとも一の面上に正極活物質を含む正極活物質層を配置してなる正極と、第2集電体の少なくとも一の面上に負極活物質を含む負極活物質層を配置してなる負極とを、電解質を保持する電解質層を介して、前記正極活物質層と前記負極活物質層とが対向した状態で積層してなる発電要素を有し、
前記第2集電体は、前記負極活物質層が配置されている活物質領域と、前記負極活物質層が配置されていない非活物質領域と、を含み、
前記非活物質領域は、前記発電要素から外部に電流を入出力するための電極タブが接合される接合部位を有し、
前記活物質領域と前記非活物質領域との境界の少なくとも一部と、前記非活物質領域の一部と、を含む部分は、前記第2集電体のうちの当該部分以外の部分よりも剛性の低い低剛性部であり、前記低剛性部は、前記非活物質領域のうち前記低剛性部以外の部分よりも剛性が低く、前記接合部位から外れた箇所に配置されている、積層型二次電池。 - 前記第2集電体は、銅箔であり、
前記銅箔の前記低剛性部における平均結晶粒子径は、前記銅箔のうちの前記低剛性部以外の部分の平均結晶粒子径よりも大きくなっている、請求項1に記載の積層型二次電池。 - リチウムイオン二次電池であり、
前記負極活物質の少なくとも1種は、シリコン単体、シリコン合金およびシリコン酸化物からなる群から選択される、請求項1または請求項2に記載の積層型二次電池。 - 第1集電体の少なくとも一の面上に正極活物質を含む正極活物質層を配置してなる正極と、第2集電体の少なくとも一の面上に負極活物質を含む負極活物質層を配置してなる負極と、を準備し、
電解質を保持する電解質層を介して前記正極活物質層と前記負極活物質層とが対向した状態で、前記正極と前記負極とを積層することによって発電要素を形成し、
前記負極を準備する際には、前記第2集電体として銅箔を有し、前記銅箔が、前記負極活物質層が配置されている活物質領域と、前記負極活物質層が配置されていない非活物質領域と、を含む、前記負極を準備し、
前記銅箔のうち、前記活物質領域と前記非活物質領域との境界の少なくとも一部と、前記非活物質領域の一部と、を含む部分をアニール処理し、
前記アニール処理する際には、前記発電要素から外部に電流を入出力するための電極タブが接合される接合部位から外れた箇所をアニール処理する、積層型二次電池の製造方法。 - 150℃以上で前記アニール処理を行う、請求項4に記載の積層型二次電池の製造方法。
- リチウムイオン二次電池の製造方法であり、
前記負極を準備する際には、前記負極活物質の少なくとも1種を、シリコン単体、シリコン合金およびシリコン酸化物からなる群から選択する、請求項4または請求項5に記載の積層型二次電池の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017040859A JP6781079B2 (ja) | 2017-03-03 | 2017-03-03 | 二次電池および二次電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017040859A JP6781079B2 (ja) | 2017-03-03 | 2017-03-03 | 二次電池および二次電池の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018147676A JP2018147676A (ja) | 2018-09-20 |
JP6781079B2 true JP6781079B2 (ja) | 2020-11-04 |
Family
ID=63591468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017040859A Active JP6781079B2 (ja) | 2017-03-03 | 2017-03-03 | 二次電池および二次電池の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6781079B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115810837A (zh) * | 2021-11-16 | 2023-03-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种电池壳体、电池外壳、电池单体及用电装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4954585B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-06-20 | 株式会社デンソー | リチウムイオン電池用電極の製造方法 |
JP2014099262A (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 円筒形非水電解質二次電池 |
-
2017
- 2017-03-03 JP JP2017040859A patent/JP6781079B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018147676A (ja) | 2018-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5451694B2 (ja) | 非水電解質電池モジュール | |
JP5699559B2 (ja) | 非水電解質電池 | |
JP2012113843A (ja) | 電池およびその製造方法、バッテリユニット、ならびにバッテリモジュール | |
JP4655593B2 (ja) | バイポーラ電池 | |
US11764448B2 (en) | Secondary battery | |
JP2011103249A (ja) | 二次電池 | |
JP2009211949A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2006202680A (ja) | ポリマー電池 | |
WO2013105362A1 (ja) | 電池の製造方法 | |
JP5161421B2 (ja) | 非水電解質電池 | |
JP5623073B2 (ja) | 二次電池 | |
CN108432023B (zh) | 二次电池及其制造方法 | |
JP5376036B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP6781079B2 (ja) | 二次電池および二次電池の製造方法 | |
JP2011096485A (ja) | 二次電池 | |
JP2011086483A (ja) | ラミネート型2次電池 | |
JP2011048991A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP6048477B2 (ja) | 非水電解質電池の製造方法 | |
JP2004171954A (ja) | ラミネート二次電池、複数のラミネート二次電池からなる組電池モジュール、複数の組電池モジュールからなる組電池ならびにこれらいずれかの電池を搭載した電気自動車 | |
JP5181422B2 (ja) | 双極型二次電池 | |
EP3595075B1 (en) | Secondary battery | |
JP5472941B2 (ja) | 非水電解質電池 | |
JP2012195122A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP2010251017A (ja) | 双極型二次電池、その双極型二次電池を用いた組電池および車両 | |
JP2021061214A (ja) | 積層型電池の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20190528 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20190606 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190708 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200225 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200406 |
|
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: 20200923 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201015 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6781079 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |