JP6835925B1 - 積層型電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
封止空間を形成する外装体と、
前記封止空間に設けられた膜電極接合体であって、積層方向に交互に積層された複数の第1電極板および複数の第2電極板を有する膜電極接合体と、
前記積層方向で見たときの第1方向において前記膜電極接合体の一側に配置された第1タブと、を備え、
前記第1電極板は、互いに隣接する第1接続領域および第1有効領域を含む第1電極集電体と、前記第1有効領域に設けられた第1電極活物質層と、を含み、
複数の前記第1接続領域が重ね合わされて第1接続部が形成され、
前記第1タブは、前記第1接続部に接合され、
前記第1接続部は、前記積層方向で見たときに前記第1タブとは異なる位置に設けられた第1固定部であって、前記第1接続領域の各々が互いに固定された第1固定部を含む。
前記第1固定部は、前記積層方向で見たときに前記第1方向に直交する第2方向において前記第1タブの両側に設けられている、
ようにしてもよい。
前記第1固定部は、前記積層方向で見たときに前記第1タブから離間している、
ようにしてもよい。
前記第1固定部は、スポット状に形成されている、
ようにしてもよい。
前記積層方向で見たときの前記第1電極板の面積は、20,000mm2以上である、
ようにしてもよい。
前記第1方向において前記膜電極接合体の他側に配置された第2タブを更に備え、
前記第2電極板は、互いに隣接する第2接続領域および第2有効領域を含む第2電極集電体と、前記第2有効領域に設けられた第2電極活物質層と、を含み、
複数の前記第2接続領域が重ね合わされて第2接続部が形成され、
前記第2タブは、前記第2接続部に接合され、
前記第2接続部は、前記積層方向で見たときに前記第2タブとは異なる位置に設けられた第2固定部であって、前記第2接続領域の各々が互いに固定された第2固定部を含む、
ようにしてもよい。
前記第2固定部は、前記積層方向で見たときに前記第1方向に直交する第2方向において前記第2タブの両側に設けられている、
ようにしてもよい。
前記第2固定部は、前記積層方向で見たときに前記第2タブから離間している、
ようにしてもよい。
前記第2固定部は、スポット状に形成されている、
ようにしてもよい。
前記積層方向で見たときの前記第2電極板の面積は、20,000mm2以上である、
ようにしてもよい。
前記外装体は、金属層と前記金属層の内面に設けられた樹脂接着層とを含む第1基材と、前記第1基材に対向する第2基材と、を有し、前記第1基材と前記第2基材とをヒートシールして、前記第1基材と前記第2基材との間に前記封止空間を形成する、
ようにしてもよい。
複数の第1電極板および複数の第2電極板を積層方向に交互に積層して電極積層体を形成する積層工程であって、前記第1電極板は、互いに隣接する第1接続領域および第1有効領域を含む第1電極集電体と、前記第1有効領域に設けられた第1電極活物質層と、を含み、複数の前記第1接続領域が重ね合わされて第1接続部が形成される、積層工程と、
前記積層工程の後、前記第1接続部で前記第1接続領域の各々を互いに固定して、第1固定部を形成する固定工程と、
前記固定工程の後、前記第1接続部に第1タブを接合するとともに、前記第1接続部で前記第1接続領域の各々を互いに接合して、膜電極接合体を得る接合工程と、
外装体内に前記膜電極接合体を封止する封止工程と、を備え、
前記固定工程において、前記第1固定部は、前記積層方向で見たときに、前記接合工程の際に前記第1タブが接合される位置とは異なる位置に形成される。
前記積層工程において、前記第2電極板は、互いに隣接する第2接続領域および第2有効領域を含む第2電極集電体と、前記第2有効領域に設けられた第2電極活物質層と、を含み、複数の前記第2接続領域が重ね合わされて第2接続部が形成され、
前記固定工程において、前記第2接続部で前記第2接続領域の各々が互いに固定されて、第2固定部が形成され、
前記接合工程において、前記第2接続部に第2タブが接合されるとともに、前記第2接続部で前記第2接続領域の各々が互いに接合され、
前記固定工程において、前記第2固定部は、前記積層方向で見たときに、前記接合工程の際に前記第2タブが接合される位置とは異なる位置に形成される、
ようにしてもよい。
前記封止工程において、前記外装体は、金属層と前記金属層の内面に設けられた樹脂接着層とを含む第1基材と、前記第1基材に対向する第2基材と、を有し、前記第1基材と前記第2基材とをヒートシールして、前記第1基材と前記第2基材との間に前記膜電極接合体が封止される、
ようにしてもよい。
図1〜図5は、本発明の実施の形態による積層型電池を説明するための図である。
外装体40は、膜電極接合体5を封止するための包装材である。外装体40は、第1基材41(上側外装体)と、第1基材41に対向する第2基材42(下側外装体)と、を有している(図5参照)。本実施の形態においては、第1基材41と第2基材42は、別体として構成されている。
膜電極接合体5は、積層方向dLに交互に積層された正極板10X(第1電極板)および負極板20Y(第2電極板)を含む複数の電極板10X,20Yを有している。
図2および図3に示すように、第1方向d1において膜電極接合体5の一側(図3における右側)に正極タブ16が配置されている。上述したように、本実施の形態においては、正極タブ16は、正極接続部13の第2面13bに接続されている。また、正極タブ16は、積層方向dLで見たときに、上述した正極タブ接合部15において抵抗溶接や超音波接合、熱溶着等によって接合されている。これにより、正極タブ16は、各々の正極集電体11Xと電気的に接続されている。
次に、リチウムイオン二次電池として構成された本実施の形態による積層型電池1の製造方法について説明する。以下に説明する積層型電池の製造方法は、複数の正極板10Xおよび複数の負極板20Yを積層方向dLに交互に積層して電極積層体3を形成する積層工程と、電極積層体3の接続部13,23で各接続領域a1,a2を互いに固定して固定部17a,17b,27a,27bを形成する固定工程と、を備える。また、積層型電池の製造方法は、接続部13,23にタブ16,26を接合するとともに、接続部13,23で各接続領域a1,a2を互いに接合して、膜電極接合体5を得る接合工程と、外装体40内に膜電極接合体5を封止する封止工程と、を備える。以下、各工程について説明する。
積層工程では、正極板10Xおよび負極板20Yを積層して電極積層体3を形成する。積層工程は、正極板10Xおよび負極板20Yをそれぞれ準備する工程と、正極板10Xおよび負極板20Yを交互に積層する工程と、を含んでいる。
積層工程の後に、固定工程が行われる。固定工程では、電極積層体3の接続部13,23で各接続領域a1,a2を互いに固定して固定部17a,17b,27a,27bする。固定工程は、正極接続部13で各正極接続領域a1を互いに固定して正極固定部17a,17bを形成する工程と、負極接続部23で各負極接続領域a2を互いに固定して負極固定部27a,27bする工程と、を含んでいる。
固定工程の後に、接合工程が行われる。接合工程では、電極積層体3の接続部13,23にタブ16,26を接合する。接合工程は、正極タブ16および負極タブ26をそれぞれ準備する工程と、正極接続部13に正極タブ16を接合する工程と、負極接続部23に負極タブ26を接合する工程と、を含んでいる。
接合工程の後に、封止工程が行われる。封止工程では、外装体40内に膜電極接合体5を封止する。封止工程は、第1基材41および第2基材42をそれぞれ準備する工程と、第1基材41および第2基材42の間に膜電極接合体5を封止する工程と、を含んでいる。
上述した実施の形態において、正極固定部17a,17bが、第2方向d2において正極タブ16の両側に設けられている例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、正極固定部17a,17bは、正極タブ16と異なる位置であれば、正極接続部13の任意の位置に設けられていてもよい。また、正極接続部13に任意の数の正極固定部17a,17bが設けられていてもよい。
また、上述した実施の形態において、正極固定部17a,17bが、積層方向dLで見たときに正極タブ16から離間している例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、正極固定部17a,17bは、正極タブ16と隣接するように設けられていてもよい。このような場合であっても、各正極板10Xの正極接続領域a1を互いに固定することができ、正極板10Xが位置ずれを起こすことを防止することができる。
また、上述した実施の形態において、正極固定部17a,17bが、スポット状に形成されている例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、正極固定部17a,17bは、所定の広範な領域を有するように形成されてもよい。
また、上述した実施の形態において、正極固定部17a,17bが、超音波接合によって形成される例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、正極固定部17a,17bは、各正極接続領域a1を互いに固定することができれば、任意の方法により形成されてもよい。
また、上述した実施の形態において、固定部17a,17b,27a,27bが、正極接続部13および負極接続部23の両方に設けられている例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、固定部17a,17b,27a,27bは、正極接続部13および負極接続部23のうちのいずれか一方にのみ設けられていてもよい。このような場合であっても、正極板10Xおよび負極板20Yのうちのいずれか一方が位置ずれを起こすことを防止することができる。
また、上述した実施の形態において、第1基材41と第2基材42とが、別体として構成されている例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、第1基材41と第2基材42とが、一体的に連続状に形成されていてもよい。例えば、第1基材41と第2基材42とが、第2方向d2における他側(図1における上側)で連続して、単一のシート状に形成されていてもよい。そして、第1基材41と第2基材42との境界で折り曲げられて、外装体40が形成されてもよい。この折り曲げた部分にはシール部46が形成されていなくてもよい。このように第1基材41と第2基材42とが一体的に連続状に形成されていることにより、第1基材41と第2基材42とがシールされる部分を少なくすることができ、積層型電池1の封止性能を向上させることができる。
また、上述した実施の形態において、正極板10Xおよび負極板20Yの間に絶縁シート31が配置されている例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、正極板10Xおよび負極板20Yの間に絶縁シート31が配置されていなくてもよい。このような場合であっても、正極板10Xおよび負極板20Yの少なくとも一方が、他方に対向する面に機能層30Aを有していることにより、正極板10Xおよび負極板20Yが短絡することを防止することができる。
3 電極積層体
5 膜電極接合体
10X 正極板
11X 正極集電体
12X 正極活物質層
13 正極接続部
16 正極タブ
17a 正極固定部
17b 正極固定部
20Y 負極板
21Y 負極集電体
22Y 負極活物質層
23 負極接続部
26 負極タブ
27a 負極固定部
27b 負極固定部
40 外装体
40a 金属層
40b 樹脂接着層
41 第1基材
42 第2基材
45 封止空間
a1 正極接続領域
a2 負極接続領域
b1 正極有効領域
b2 負極有効領域
Claims (2)
- 複数の第1電極板および複数の第2電極板を積層方向に交互に積層して電極積層体を形成する積層工程であって、前記第1電極板は、互いに隣接する第1接続領域および第1有効領域を含む第1電極集電体と、前記第1有効領域に設けられた第1電極活物質層と、を含み、複数の前記第1接続領域が重ね合わされて第1接続部が形成される、積層工程と、
前記積層工程の後、前記第1接続部で前記第1接続領域の各々を互いに固定して、第1固定部を形成する固定工程と、
前記固定工程の後、前記第1接続部に第1タブを接合するとともに、前記第1接続部で前記第1接続領域の各々を互いに接合して、膜電極接合体を得る接合工程と、
外装体内に前記膜電極接合体を封止する封止工程と、を備え、
前記固定工程において、前記第1固定部は、前記積層方向で見たときに、前記接合工程の際に前記第1タブが接合される位置とは異なる位置に形成され、
前記積層工程において、前記第2電極板は、互いに隣接する第2接続領域および第2有効領域を含む第2電極集電体と、前記第2有効領域に設けられた第2電極活物質層と、を含み、複数の前記第2接続領域が重ね合わされて第2接続部が形成され、
前記固定工程において、前記第2接続部で前記第2接続領域の各々が互いに固定されて、第2固定部が形成され、
前記接合工程において、前記第2接続部に第2タブが接合されるとともに、前記第2接続部で前記第2接続領域の各々が互いに接合され、
前記固定工程において、前記第2固定部は、前記積層方向で見たときに、前記接合工程の際に前記第2タブが接合される位置とは異なる位置に形成される、
積層型電池の製造方法。 - 前記封止工程において、前記外装体は、金属層と前記金属層の内面に設けられた樹脂接着層とを含む第1基材と、前記第1基材に対向する第2基材と、を有し、前記第1基材と前記第2基材とをヒートシールして、前記第1基材と前記第2基材との間に前記膜電極接合体が封止される、
請求項1に記載の積層型電池の製造方法。
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