JPWO2016051645A1 - フレキシブル電池 - Google Patents
フレキシブル電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2016051645A1 JPWO2016051645A1 JP2016551483A JP2016551483A JPWO2016051645A1 JP WO2016051645 A1 JPWO2016051645 A1 JP WO2016051645A1 JP 2016551483 A JP2016551483 A JP 2016551483A JP 2016551483 A JP2016551483 A JP 2016551483A JP WO2016051645 A1 JPWO2016051645 A1 JP WO2016051645A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- active material
- material layer
- positive electrode
- negative electrode
- 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.)
- Pending
Links
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 84
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 168
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 32
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 20
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 19
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 18
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 13
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical group FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 11
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 11
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 10
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 10
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 10
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 5
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical group [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 3
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoroethene Chemical group FC=C(F)F MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 5-valerolactone Chemical compound O=C1CCCCO1 OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018871 CoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005678 chain carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 1
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000010220 ion permeability Effects 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 239000006233 lamp black Substances 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006284 nylon film Polymers 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920000233 poly(alkylene oxides) Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000006234 thermal black Substances 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920005609 vinylidenefluoride/hexafluoropropylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
- H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
- H01M50/178—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
- H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/552—Terminals characterised by their shape
- H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/562—Terminals characterised by the material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
Description
以下、電極群の第1実施形態について、図2(a)および(b)を参照しながら説明する。
LA1−LA2
=(r+TD1+TE+TD2)×θ−r×θ
=(TD1+TE+TD2)×θ
=(TD1+TE+TD2)×LA2/r
の式に基づいて算出することができ、これからLAnを決定することができる。
本実施形態では、第1実施形態に、さらに第二電極3(D2)および第一電極2(D1)が積層されており、電極群は、D1/D2/D1m/D2/D1によって構成されている(図4参照)。中間の第一電極D1mは、第一集電体5の両面に第一活物質層A1を備えている。この場合、上記TD1は、第一集電体5の片面に形成された第一活物質層A1の厚みである。第一電極D1mの第一活物質層A1には、非対向部分Ptおよび非対向部分Pnがそれぞれ形成されている。外側に配置された2枚の第一電極D1も、それぞれ非対向部分Ptおよび非対向部分Pnを備えている。各第一電極D1が備える非対向部分Ptの最短の長さLAtと非対向部分Pnの最短の長さLAnとは、水平状態で、LAt<LAnを満たしている。
本実施形態は、第二電極3(D2)の第二活物質層A2の大きさを変えたこと以外は、第2実施形態と同じである(図5参照)。図5に示すように、S1t付近を固定して、S1n側を紙面の下方に引張る場合、紙面の下方(屈曲の内側)にある第二電極D2bの第二活物質層A2の大きさを、上方(屈曲の外側)の第二活物質層A2より小さくしてもよい。この場合、中間の第一電極D1mの両面の第一活物質層A1は、水平状態において、それぞれ長さの異なる(図5におけるLAn1およびLAn2)非対向部分Pnを備える。これにより、フレキシブル電池の屈曲の程度が第2実施形態よりも大きい場合や、フレキシブル電池が厚い場合であっても、第二活物質層A2の全面を、これと隣接する第一活物質層A1に対向させることがさらに容易となる。非対向部分Ptの長さは、それぞれ同じであっても良いし、異なっていても良い。
第一電極D1は、サイクル特性を向上させる観点から、負極であることが好ましい。
負極リード端子の材質は、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば、特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。なかでも、金属箔であることが好ましい。金属箔としては、例えば、銅箔、銅合金箔、ニッケル箔、ステンレス鋼箔などが挙げられる。負極リード端子の厚みは、25〜200μmが好ましく、50〜100μmがより好ましい。
第二電極D2は、好ましくは正極である。正極は、正極集電体と正極活物質層とを含み、正極活物質層は、正極集電体の一部に形成されている。正極集電体としては、金属フィルム、金属箔および金属繊維の不織布などの金属材料が挙げられる。使用される金属種としては、例えば、銀、ニッケル、チタン、金、白金、アルミニウムおよびステンレス鋼などが挙げられる。これら金属種は単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせてもよい。正極集電体の厚みは、5〜30μmが好ましく、8〜15μmがより好ましい。
正極リード端子の材質は、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば、特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。なかでも、金属箔であることが好ましい。金属箔としては、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、ステンレス鋼箔などが挙げられる。正極リード端子の厚みは、25〜200μmが好ましく、50〜100μmがより好ましい。
電解質層としては、特に限定されない。例えば、ポリマーマトリックスに電解質塩を含有させたドライポリマー電解質、ポリマーマトリックスに溶媒と電解質塩とを含浸させたゲルポリマー電解質、無機固体電解質、溶媒に電解質塩が溶解された液体電解質(電解液)などが挙げられる。
電解質層には、短絡防止のためにセパレータを含ませてもよい。セパレータの材料としては、特に限定されず、所定のイオン透過度、機械的強度および絶縁性を有する多孔質シートなどが挙げられる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリアミドイミド等のポリアミド、または、セルロースなどからなる多孔性フィルムや不織布などが好ましい。セパレータの厚さは、例えば8〜30μmである。
外装体は、特に限定されないが、ガス透過率が低く、柔軟性が高いフィルム材料で構成されることが好ましい。具体的には、バリア層の両面または片面に形成された樹脂層を含むラミネートフィルムなどが挙げられる。バリア層としては、強度、ガスバリア性能、曲げ剛性の観点から、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、鉄、白金、金、銀などの金属材料や、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムなどの無機材料(セラミックス材料)を含むことが好ましい。同様の観点から、バリア層の厚みは、5〜50μmであることが好ましい。
負極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などの溶剤に分散させて負極合剤スラリーを調製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体の片面あるいは両面に塗布する。このとき、負極合剤スラリーは負極集電体の一部にのみ塗布し、負極合剤スラリーを塗布しない部分(例えば、リードタブ)を形成しても良い。次いで、溶剤を乾燥させた後、ロールプレス機などにより圧縮成形して、負極を作製する。負極活物質層が金属リチウムおよび/またはリチウム合金である場合は、その箔を負極集電体に圧着して、負極を作製してもよい。
正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をNMPなどの溶剤に分散させて正極合剤スラリーを調製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体の片面あるいは両面に塗布する。このとき、正極合剤スラリーは正極集電体の一部にのみ塗布し、正極合剤スラリーを塗布しない部分(例えば、リードタブ)を形成しても良い。溶剤を乾燥させた後、ロールプレス機などにより圧縮成形して、正極を作製する。
電解質層は、無機固体電解質の粉末をバインダーと混合して、フィルムに塗布した後、剥離する方法、無機固体電解質の堆積膜をフィルムに形成した後、剥離する方法、ポリマーマトリックスと溶媒と電解質塩とをセパレータに含浸させる方法、溶媒と電解質塩(電解液)とをセパレータに含浸させる方法などにより、作製することができる。溶媒と電解質塩とをセパレータに含浸させるのは、電極群を外装体に挿入した後でもよい。
作製された正極と負極とを、電解質層を介して重ね合わせ、電極群を構成する。このとき、LAt<LAnとなるように、負極(第一電極D1)と正極(第二電極D2)とを積層する。
電極群を、外装体の外部に正極リード端子および負極リード端子の他方の端部がそれぞれ引き出されるように、外装体に収容する。次いで、減圧下において熱板などで所定箇所を熱融着して、封止する。このとき、外装体の一辺を残して、熱板などで熱融着した後、袋状になった外装体の開口部から電解液(溶媒および/または電解質塩)を注液し、その後、残りの一辺を減圧下で封止してもよい。これにより、フレキシブル電池が作製される。
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下の手順で、<負極/正極/負極>の構造を有するフレキシブル電池を作製した。
平均粒径22μmの黒鉛(負極活物質)100質量部と、VdF−HFP共重合体(VdF単位の含有量5モル%、結着剤)8質量部と、適量のNMPとを混合して、ペースト状の負極合剤を得た。
平均粒径20μmのLiCoO2(正極活物質)と、アセチレンブラック(導電剤)と、PVdF(結着剤)とを、LiCoO2:アセチレンブラック:PVdFの質量比が100:2:2となるようにNMP中で混合した後、NMPをさらに適量加えて粘度を調整し、ペースト状の正極合剤を得た。
EC:PC:DEC=40:5:55(体積比)の割合で混合して得られた非水溶媒に、LiPF6(電解質塩)を1mol/Lとなるように溶解させて、液体電解質を調製した。
作製された2枚の負極D1および正極D2を、LAt0.5mm、LAn1.5mmとなるように積層した(図2参照)。次いで、2枚の負極のリードタブ同士を、超音波溶接により電気的に接合した。その後、90℃、1.0MPaで30秒間熱プレスして、電極群(厚み350μm)を作製した。
バリア層がアルミニウム箔(厚み20μm)であり、バリア層の一方の面にシール層としてPEフィルム(厚み30μm)、他方の面に保護層(厚み20μm)としてナイロンフィルムを備えたフィルム材料(ナイロン保護層/Al層/PEシール層)を準備した。このフィルム材料を、60mm×25mmの袋状の外装体に成形した後、外装体の開口部から正極リード端子および負極リード端子の他方の端部が外部へ露出するように、電極群を挿入した。電極群が挿入された外装体を、圧力660mmHgに調整された雰囲気中に置き、この雰囲気内において開口部を熱融着した。これにより、長辺60mm×短辺25mm×厚み0.49mmのフレキシブル電池を作製した。
実施例1と同様に作製した2枚の負極D1および2枚の正極D2と、両面に負極活物質層(厚み各100μm)を形成した負極D1mとを使用したこと以外は、実施例1と同様にして、図4に示すような<負極/正極/負極(D1m)/正極/負極>の構造を有するフレキシブル電池(厚み0.84mm)を作製した。
実施例2と同様に作製した3枚の負極(D1(2枚)およびD1m)、および、以下に示すようにして作製した2枚の正極D2を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、図4に示すような<負極/正極/負極/正極/負極>の構造を有するフレキシブル電池を作製した。なお、LAt0.8mm、LAn1.2mmとした。
正極集電体の主要部を長辺42mm×短辺16mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、両面に同じ大きさの正極活物質層を有する正極D2を2枚作製した。
実施例1と同様に作製した2枚の負極D1および正極D2と、実施例2と同様に作製した負極D1mと、以下に示すようにして作製した正極D2bを使用したこと以外は、実施例1と同様にして、図5に示すような<負極/正極/負極(D1m)/正極(D2b)/負極>の構造を有するフレキシブル電池を作製した。なお、LAt0.5mm、LAn11.5mm、LAn22.5mmとした。
正極集電体の主要部を長辺44mm×短辺16mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、両面に同じ大きさの正極活物質層を有する正極D2bを作製した。
正極集電体の長辺の長さを46mmにしたこと以外は、実施例1と同様にして、図7に示すような<負極/正極/負極>の構造を有するフレキシブル電池を作製した。なお、LAtおよびLAnをともに0.5mmとした。
作製したフレキシブル電池に対して、25℃の環境下にて、以下の充放電を行い、水平状態での初期容量を求めた。ただし、フレキシブル電池の設計容量を1C(mAh)とする。
(2)定電圧充電:4.2V(終止電流0.05CmA)
(3)定電流放電:0.2CmA(終止電圧3V)
[放電容量維持率]
作製したフレキシブル電池について、以下に示す屈曲状態で、上記充放電(1)〜(3)を1サイクルとする充放電を500サイクル行った。500サイクル後に上記と同じ条件で水平状態での放電容量を測定し、(500サイクル後の放電容量/初期の放電容量)×100(%)の計算式で、放電容量維持率を求めた。容量維持率は、それぞれ10個のセルの平均値として算出した。結果を表1に示す。
2 第一電極(D1)
3 第二電極(D2)
4 電解質層
5 第一集電体
6 第二集電体
10,11 電極群
20 外装体
30,40 電極リード端子
50 治具
200 負極
200A 負極活物質層
300 正極
300A 正極活物質層
400 電解質層
500 負極集電体
600 正極集電体
Claims (5)
- 第一電極D1、第二電極D2および前記第一電極D1と前記第二電極D2との間に介在する電解質層を備えるシート状の電極群と、
前記第一電極D1および前記第二電極D2にそれぞれ接続する一対の電極リード端子と、
前記電極群を収容する外装体と、を備えるフレキシブル電池であって、
前記第一電極D1および前記第二電極D2は、すべて矩形の形状であり、
前記電極群の一辺S1t側の前記第一電極D1および前記第二電極D2に、前記各電極リード端子の一端が接続し、
前記第一電極D1は、第一集電体と、前記第一集電体の表面に形成された第一活物質層A1と、を備え、
前記第二電極D2は、第二集電体と、前記第二集電体の表面に形成された第二活物質層A2と、を備え、
前記第一電極D1の少なくとも一方の主面の前記第一活物質層A1は、前記S1t側に前記第二電極D2の一方の主面の前記第二活物質層A2との非対向部分Ptを備え、かつ、前記S1tと反対側に前記第二電極D2の一方の主面の前記第二活物質層A2との非対向部分Pnを備えており、
前記非対向部分Ptの前記S1tに対して垂直な方向における最短の長さLAtと、
前記非対向部分Pnの前記S1tに対して垂直な方向における最短の長さLAnとが、
水平状態で、LAt<LAnを満たす、フレキシブル電池。 - 前記LAtと前記LAnとが、水平状態で、2LAt<LAnを満たす、請求項1記載のフレキシブル電池。
- 前記LAnが、水平状態で、前記第一活物質層A1の厚さTD1と、前記第一活物質層A1に隣接する第二活物質層A2の厚さTD2と、前記第一活物質層A1と前記第二活物質層A2との間に介在する電解質層の厚さTEとの合計の1/2より大きい、請求項1または2記載のフレキシブル電池。
- 前記LAnが、水平状態で、前記第二活物質層A2の前記S1tと垂直な方向における長さLA2の1/50より大きい、請求項1〜3のいずれか一項に記載のフレキシブル電池。
- 前記第二活物質層A2が、平均の曲率半径rが15mm≦r≦100mmを満たすように屈曲された状態で使用される、請求項1〜4のいずれか一項に記載のフレキシブル電池。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014198738 | 2014-09-29 | ||
JP2014198738 | 2014-09-29 | ||
PCT/JP2015/004072 WO2016051645A1 (ja) | 2014-09-29 | 2015-08-17 | フレキシブル電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016051645A1 true JPWO2016051645A1 (ja) | 2017-07-06 |
Family
ID=55629725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016551483A Pending JPWO2016051645A1 (ja) | 2014-09-29 | 2015-08-17 | フレキシブル電池 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170214026A1 (ja) |
JP (1) | JPWO2016051645A1 (ja) |
CN (1) | CN106575796A (ja) |
WO (1) | WO2016051645A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3352275B1 (en) * | 2016-03-31 | 2019-11-13 | LG Chem, Ltd. | High-flexibility electrode assembly and battery cell comprising same |
FR3054931B1 (fr) | 2016-08-03 | 2021-06-04 | Carre Products | Systeme de stockage d'energie electrique destine a etre contenu dans un mat |
JP7130920B2 (ja) * | 2017-03-31 | 2022-09-06 | Tdk株式会社 | 非水電解液二次電池、非水電解液二次電池の設計方法及び非水電解液二次電池の製造方法 |
WO2018203474A1 (ja) * | 2017-05-01 | 2018-11-08 | 株式会社村田製作所 | 固体電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 |
JP2021503707A (ja) * | 2017-11-21 | 2021-02-12 | リベスト インコーポレイテッドLibest Inc. | 最外郭電極が陰極で配置された電極組立体及び前記電極組立体を有するリチウムイオン二次電池 |
KR102125433B1 (ko) * | 2018-06-01 | 2020-06-23 | 주식회사 리베스트 | 플렉서블 전지 및 플렉서블 전지를 생성하는 방법 |
KR102608341B1 (ko) * | 2020-12-28 | 2023-12-01 | 주식회사 리베스트 | 외장재 및 외장재를 이용한 배터리 |
JP7517181B2 (ja) | 2021-01-29 | 2024-07-17 | トヨタ自動車株式会社 | 積層電極体、樹脂固定積層電極体、及び全固体電池 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002063938A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Sony Corp | 二次電池及びその製造方法 |
WO2009011132A1 (ja) * | 2007-07-19 | 2009-01-22 | Panasonic Corporation | リチウムイオン二次電池 |
JP2013118057A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-13 | Gs Yuasa Corp | セパレータ及びこれを用いた非水電解質二次電池 |
JP2014107218A (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Toyota Industries Corp | 蓄電装置及び電極組立体の製造方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4604306B2 (ja) * | 2000-03-10 | 2011-01-05 | ソニー株式会社 | 固体電解質電池及びその製造方法 |
JP4124972B2 (ja) * | 2001-02-23 | 2008-07-23 | Necトーキン株式会社 | 積層型リチウムイオン電池 |
JP4072427B2 (ja) * | 2002-12-13 | 2008-04-09 | シャープ株式会社 | ポリマー電池及びその製造方法 |
KR20090035041A (ko) * | 2006-09-19 | 2009-04-08 | 파나소닉 주식회사 | 이차전지용 전극의 제조방법 및 이차전지 |
JP4659861B2 (ja) * | 2008-07-09 | 2011-03-30 | シャープ株式会社 | 扁平型二次電池およびその製造方法 |
CN101789529A (zh) * | 2009-01-23 | 2010-07-28 | 东莞新能源科技有限公司 | 锂离子电池及其电芯 |
JP5426771B2 (ja) * | 2010-06-29 | 2014-02-26 | パナソニック株式会社 | 薄型フレキシブル電池 |
KR101217562B1 (ko) * | 2010-11-16 | 2013-01-02 | 삼성전자주식회사 | 가요성 전지 및 이를 포함하는 가요성 전자기기 |
US20150140396A1 (en) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage unit and electronic device |
-
2015
- 2015-08-17 JP JP2016551483A patent/JPWO2016051645A1/ja active Pending
- 2015-08-17 US US15/326,827 patent/US20170214026A1/en not_active Abandoned
- 2015-08-17 WO PCT/JP2015/004072 patent/WO2016051645A1/ja active Application Filing
- 2015-08-17 CN CN201580041001.3A patent/CN106575796A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002063938A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Sony Corp | 二次電池及びその製造方法 |
WO2009011132A1 (ja) * | 2007-07-19 | 2009-01-22 | Panasonic Corporation | リチウムイオン二次電池 |
JP2013118057A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-13 | Gs Yuasa Corp | セパレータ及びこれを用いた非水電解質二次電池 |
JP2014107218A (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Toyota Industries Corp | 蓄電装置及び電極組立体の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106575796A (zh) | 2017-04-19 |
WO2016051645A1 (ja) | 2016-04-07 |
US20170214026A1 (en) | 2017-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2016051645A1 (ja) | フレキシブル電池 | |
US8785030B2 (en) | Flexible battery and method for producing the same | |
JP5629789B2 (ja) | 電池および電池の製造方法 | |
US20130177787A1 (en) | Current collector and nonaqueous secondary battery | |
JP5264099B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP6032628B2 (ja) | 薄型電池 | |
US9520588B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary cell | |
JP5573542B2 (ja) | 電気デバイス及び電気デバイス用ガス抜き装置並びに電気デバイスのガス抜き方法 | |
JP2016072015A (ja) | フレキシブル電池 | |
JP2019164965A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2016181418A (ja) | 二次電池 | |
JP5674357B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP7003775B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2016207447A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP4300172B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JPWO2015111585A1 (ja) | リチウムイオン電池システム | |
JP7276317B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP2018170162A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP7136190B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP2010287465A (ja) | 非水電解質二次電池用電極群および非水電解質二次電池 | |
WO2018110080A1 (ja) | フレキシブル電池 | |
JP2016009547A (ja) | 電池 | |
WO2019176553A1 (ja) | 非水電解質二次電池およびその製造方法 | |
JP5803342B2 (ja) | リチウムイオン二次電池及びリチウムイオン二次電池の電池容量回復方法 | |
JP2010170730A (ja) | 電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20170524 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170601 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180808 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20180808 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190702 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200107 |