KR100378379B1 - 리튬이온 2차 전지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

견고한 외장관을 사용하지 않고 또 전극간의 저항을 증대 시키지 않고 정극 및 부극과 세퍼레이터를 밀착시킬수가 있고 고에너지 밀도화, 박형화가 가능하고 임의의 형태를 취할 수 있는 충반전 특성이 우수한 리튬이온 2차 전지의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 리튬이온 2차 전지의 제조방법은 정극 활물질층(7)을 정극 집전체(6)에 접합해서 된 정극(3)과 부극 활물질층(9)을 부극 집전체(10)에 접합해서 된 부극(5)과 정극(3)과 부극(5) 사이에 배치되어 리튬이온을 포함하는 전해액을 유지하기 위한 세퍼레이터를 각각 준비하는 공정, 접착성 수지(11)를 제1의 용제에 용해한 접착성 수지 용액을 세퍼레이터(4)에 도착한 후에, 상기 제1의 용제와는 다른 제2의 용제 중 상기 도착한 접착성 수지 용액에 공급하는 공정, 정극(3) 및 부극(5)을 세퍼레이터(4)에 맞부쳐서 전극 적층체를 형성하는 공정을 구비한다.

Description

리튬이온 2차 전지의 제조방법{MANUFACTURE OF LITHIUM ION SECONDARY BATTERY}

휴대용 전자기기의 소형 경량화로의 요망은 대단히 크고, 그 실현을 위해서는 전지의 성능향상이 불가결하다.

근년 이 전지의 성능향상을 도모하기 위해 각종의 전지의 개발개량이 진행되고 있다. 기대되고 있는 전지특성의 향상은 고전압화, 고에너지 밀도화, 내고부하화, 임의 형상화, 안전성의 확보 등이 있다. 리튬이온 2차 전지는 현재있는 전지중에서도 단전지에서의 전압이 가장 높고 또 고에너지 밀도화, 내고부하화가 실현 가능한 2차 전지이고 현재도 그 개량이 활발하게 진행되고 있다.

이 리튬이온 2차 전지는 그 주요한 구성요소로서 정극, 부극 및 이 양극에끼워진 이온 전도층을 갖는다. 현재 실용화 되어있는 리튬이온 2차 전지에서는 정극에는 리튬-코발트 복합산화물등의 활물질 분말을 전자 전도분말과 이들을 결탁하는 수지로 혼합해서 알루미늄 집전체에 도포해서 판상으로 한 것이 사용되고 부극에는 탄소계의 활물질 분말을 결착수지와 혼합해서 동 집전체에 도포해서 판상으로 한것등이 사용된다. 또 이온 전도층에는 폴리에틸렌이나 프로필레인 등의 다공질 막은 리튬이온을 포함하는 비수계 용액으로 충전된 것이 사용되고 있다.

예를 들면, 도 9는 일본국 특개평 8-83608호 공보에 개시된 종래의 원통형 리튬이온 2차전지의 구조를 표시하는 단면 모식도이다. 도 9에서 1은 부극단자를 겸한 스테인레스제 등의 외장관, 2는 이 외장관(1)내에 수납된 전극체이고, 전극체(2)는 정극(3), 세퍼레이터(4) 및 부극(5)을 스파이럴상으로 감은 구조로 되어있다. 이 전극체(2)는 정극(3), 세퍼레이터(4) 및 부극(5)의 전기적 접속을 유지하기 위해 외부로부터의 압력을 전극면에 부여할 필요가 있다. 이 때문에 전극체(2)를 견고한 금속관에 넣음으로써 모든 면내의 접촉을 유지하고 있다.

또, 각형 전지에서는 단책상의 전극체를 겹쳐서 각형의 금속관에 넣고 외부로부터 힘을 가해서 꽉 누르는 방법이 실시되고 있다.

상술한 바와 같이 현재 시판하는 리튬이온 2차 전지에서는 정극과 부극을 밀착시키는 방식으로 금속 등으로 된 견고한 외장관을 사용하는 방식이 취해져 있다.

외장관이 없으면 전극 면간 거리가 넓혀지므로 전극간의 전기적인 접속을 이온 전도층(세퍼레이터에 비수계 전해액을 함침시킨것)을 통해서 유지할 수가 없게 되어 전지특성이 열화해버린다. 또 이 외장관의 전지 전체에 점하는 중량 및 체적이 크므로, 전지단위 체적 또는 단위 중량의 에너지 밀도를 저하시킬 뿐 아니라 외장관 자신이 강직하므로 전지형상이 한정되어 버려, 임의의 형상으로 하는 것이 곤란하다.

이같은 배경 하에 경량화나 박형화를 목표로 견고한 외장관의 불필요한 리튬이온 2차 전지의 개발이 진행되고 있다. 상기 외장관의 불필요한 전지의 개발 포인트는 정극 및 부극과 그 사이에 끼워지는 이온 전도체와의 전기적인 접속을 외부로부터 힘을 가하지 않고 어떻게 유하는가 하는 것이다. 이런 외력이 불필요한 전극과 이온 전도층의 접합 수단의 하나로서 수지등을 사용해서 밀착시키는 방법이 제창되어 있다.

예를 들면, 일본국 특개평 5-159802호 공보에는 이온 전도성의 고체 전해질 층과 정극 및 부극을 열가소성 수지 결착제를 사용해서 가열에 의해 일체화하는 제조방법이 제시되어 있다. 이 제조방법에 의하면 정극 및 부극과 고체 전해질층을 일체화함으로써 전극간을 밀착시키고 있으므로 외부로부터 힘을 가하지 않아도 정극 및 부극과 고체 전해질간의 전기적 접속이 유지되어 전지로서 동작한다.

정극 및 부극과 세퍼레이터간의 밀착성이나 전기적인 접속을 확보하기 위해 견고한 외장관을 사용한 종래의 리튬이온 2차 전지는 발전부이외인 외장관의 전지 전체에 점하는 체적기나 중량의 비율이 커지고 에너지 밀도가 높은 전지를 제작하는데는 불리하다는 문제가 있었다. 또, 정극 및 부극과 세퍼레이터를 이온 도전성 접착성 수지를 통해서 밀착시키는 방법이 생각되나 예를 들면 고체 전해질(전해액을 함침시킨 세퍼레이터 상당부품)과 정극 및 부극을 단순히 접착성 수지를 통해서밀착시키는 경우 이온 도전성 접착성 수지층의 저항이 크므로 전극간의 이온 전도저항이 증대하고 전지 특성이 저하해버린다는 문제점이 있었다.

또 정극 및 부극과 고체 전해질이 결착제로 결합되어 있는 일본국 특개평 5-159802호 공보의 예에서는 정극 및 부극과 고체 전해질의 계면이 결착제로 덮혀 있으므로 예를 들면 액체 전해질을 이용한 경우에 비해 이온 전도성 점에서 불리해지고 전극간의 저항이 커지기 위해 전지성능이 나빠진다. 예를 들면 이온 전도성을 갖는 결착제를 사용하는데도 액체 전해질과 동등한 전지성능을 얻는 것은 곤란하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 된 것으로, 본 발명자 등이 세퍼레이터와 정극 및 부극과의 바람직한 접착방법에 관해 예의 검토한 결과 이루어진 것으로 견고한 외장관을 사용하지 않고, 또 전극간의 저항을 증대시키지 않고 정극 및 부극과 세퍼레이터를 밀착시킬 수가 있으며, 고에너지 밀도화, 박형화가 가능하고 임의의 형태를 취할 수 있는 충방전 특성이 우수한 리튬이온 2차전지의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

본 발명에 관한 제 1의 리튬이온 2차전지의 제조방법은 정극활물질층을 집전체에 접합해서 된 정극과, 부극활물질층을 부극집전체에 접합해서 된 부극과, 상기 정극과 부극사이에 배치되는 세퍼레이터를 각각 준비하는 공정, 접착성 수지를 제 1의 용제에 용해한 접착성 수지용액을 상기 세퍼레이터에 도착한 후에 상기 제 1의 용제와는 다른 제 2의 용제를 상기 도착한 접착성 수지용액에 공급하는 공정, 상기 정극 및 부극을 세퍼레이터에 부쳐서 전극적층제를 형성하는 공정을 구비한 것이다. 이 방법에 의하면, 활물질층과 세퍼레이터를 외장관을 사용하지 않고 밀착시킬 수가 있다. 또, 전해액을 보존시켜서 상기 활물질층과 세퍼레이터를 서로 전기적으로 접속하기 위한 다공성의 접착성 수지를 형성할때, 세퍼레이터에 도착한 접착성 수지용액에 사용한 제 1의 용제와는 다른 제 2의 용제를 상기 도착한 접착성 수지용액에 공급함으로써, 상기 도착한 접착성 수지용액 표면근방의 유동성을 저하시킬수 있으므로, 상기 접착성 수지용액이 전극 내부에 침투하는 것을 억제하는 동시에 접착성을 향상시킬수가 있고, 접착성 수지를 통한 전극과 세퍼레이터간의 접합강도를 높인 다공성 접착성 수지층을 형성할 수 있고, 고에너지 밀도화, 박형화가 가능하여 임의의 형상을 취할 수 있는 축방전 특성이 우수한 리튬이온 2차전지가 간단히 작업성 좋게 얻어지는 효과가 있다.

본 발명에 관한 제2의 리튬이온 2차 전지의 제조방법은, 상기 제1의 제조방법에서 제2의 용제는 제1의 용제에는 용해가 가능하고 제1의 용제보다도 접착성 수지의 용해성이 낮은 물질로 하는 것이다. 이 방법에 의하면, 제2의 용제로서 접착성 수지용액에 사용한 용제에는 균일하게 혼합이 가능하나 제1의 용제보다도 접착성 수지의 용해성이 낮은 물질을 사용함으로써 제1의 용제만을 사용했을 때보다도 접착성 수지용액의 유동성을 저하시킬 수가 있는 효과가 있다.

본 발명에 관한 제3의 리튬이온 2차 전지 제조방법은 상기 제1의 제조방법에서 도착한 접착성 수지용액 표면에 분무기로부터 작은 물방울 상태의 제2의 용제를분무시켜서 제2의 용제를 공급하는 것이다. 이 방법에 의하면 제2의 용제의 공급방법으로 분무기로부터 작은 물방울 상태의 용제를 분무함으로써 간편하게 작업성 좋게 접착성 수지용액 표면 근방의 유동성을 저하시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 관한 제4의 리튬이온 2차 전지의 제조방법은 상기 제1의 제조방법에서 접착성 수지용액을 도착한 후 제2의 용제의 증기를 충만시킨 공간에 상기 접착성 수지용액을 도착한 세퍼레이터를 도입함으로써 상기 제2의 용제를 공급하는 것이다. 이 방법에 의하면, 제2의 용제 증기를 도착한 용액 표면에 폭로함으로써 간단하게 작업성 좋게 접착성 수지용액 표면 근방의 유동성을 저하시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 관한 제 5의 리튬이온 2차전지의 제조방법은 상기 제 1의 제조방법에서 접착성 수지는 불소계 수지, 또는 불소계 수지를 주성분으로 하는 혼합물로 하는 것이다. 이 방법에 의하면, 접착성 수지로서 불소계 수지, 또는 불소계 수지를 주성분으로 하는 혼합물을 사용함으로써 다공성이고, 접합강도가 높은 접착성 수지층이 얻어지고, 전극간의 저항치가 낮으며 전극과 세퍼레이터간이 충분히 밀착한 전극적층체를 얻을 수 있으므로, 우수한 특성을 갖는 리튬이온 2차전지를 얻는 것이 가능하다.

본 발명에 관한 제6의 리튬이온 2차 전지의 제조방법은 상기 제5의 제조방법에서 불소계 수지를 불화 비닐리덴의 중합체 또는 공중합체로 하는 것이다.

이 방법에 의하면, 불소계 수지로 불화비닐리덴의 중합체, 또는 공중합체를 사용함으로써 전기화학적으로 대단히 안정되고 전극간의 저항치가 낮으며, 전극과 세퍼레이터간이 충분히 밀착한 전극적층체를 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 관한 제 7의 리튬이온 2차전지의 제조방법은 상기 제 1의 제조방법에서 접착성 수지는 폴리비닐알콜, 또는 폴리비닐알콜을 주성분으로 하는 혼합물로 하는 것이다. 이 방법에 의하면, 접착성 수지로써 폴리비닐알콜 또는 폴리비닐알콜을 주성분으로 하는 혼합물로 하는 것을 사용함으로써 전기화학적으로 대단히 안정되고, 전극간의 저항치가 낮으며 전극과 세퍼레이터간이 충분히 밀착한 전극적 층체를 얻을 수가 있다.

본 발명에 관한 제8의 리튬이온 2차 전지의 제조방법은 상기 제 1의 제조방법에서 전극적층체를 다수층 겹친 구조를 형성하는 공정을 구비한 것이다.

본 발명에서는 접착강도와 고이온 전도성이 확보되었으므로 견고한 외장관을 필요로 하지 않는 전극적층체를 복수층, 겹친 구조 즉 적층전극형 전지의 구조를 형성할 수가 있는 것이고, 이와 같이 적층전극형 전지의 구조를 형성함으로써 컴팩트하고 또 안정된 전지 특성을 갖는 리튬이온 2차 전지를 얻을 수가 있다.

본 발명은 전해액을 보존하는 세퍼레이터를 끼고, 정극 및 부극이 대향해서 되는 리튬이온 2차전지의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 정극 및 부극(전극)과 세퍼레이터와의 밀착성 및 전기적 접속을 양립시킨 박형 등의 임의 형태를 취할 수 있는 전지의 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 리튬이온 2차 전지의 전지구조를 표시하는 단면 모식도.

도 2는 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 바코트법에 의한 접착성 수지용액의 도포방법을 표시하는 모식도.

도 3은 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 스크린 인쇄법에 의한 접착성 수지용액의 도포 방법을 표시하는 설명도.

도 4는 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 스프레이 건에 의한 접착성 수지용액의 도포방법을 표시하는 설명도.

도 5는 본 발명의 실시의 형태에 관한 리튬이온 2차 전지를 표시하는 단면 모식도.

도 6, 도 7, 도 8은 본 발명의 다른 실시의 형태에 관한 리튬이온 2차 전지의 전지 구조를 표시하는 단면 모식도.

도 9는 종래의 리튬이온 2차 전지를 표시하는 단면 모식도.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명은 정극 및 부극과 이들 정극 및 부극사이에 세퍼레이터가 배치되는 구조의 전지에 적용되는 것이다.

아래의 실시의 형태는 주로 정극, 세퍼레이터 및 부극의 단일 전극적층체로 된 단층 전극형 전지에 대해 설명되나 단일의 전극적층체를 적층한 적층전극형 전지에도 적용된다.

도 1은 본 발명의 한 실시의 형태의 리튬이온 2차전지의 전지구조, 즉 전극적층체의 구조를 표시하는 단면 모식도이고, 3은 정극활물질층(7)을 정극집전체(6)에 접합해서 된 정극, 5는 부극활물질층(9)을 부극집전체(10)에 접합해서 된 부극, 4는 정극(3)과 부극(5) 사이에 배치되고, 리튬이온을 포함하는 전해액을 보존하는 세퍼레이터, 11은 정극활물질층(7) 및 부극활물질층(9)과 세퍼레이터(4)를 접합하는 다공성 접착성 수지층으로, 정극활물질층(7) 및 부극활물질층(9)과 세퍼레이터(4)를 연통하는 관통공(12)을 다수 갖고 있으며, 이 관통공(12)에 전해액이 보존된다.

활물질층(7),(9)와 이온 전도층으로 된 세퍼레이터(4)는 다공성 접착성 수지층(11)을 통해서 접합되어 있으므로, 전극과 세퍼레이터간의 밀착강도를 확보하고, 외장관을 사용하지 않고 전극과 세퍼레이터간을 밀착시키는 것이 가능해진다.또, 접착성 수지층(11)에 형성된 전극과 세퍼레이터까지 연통하는 관통공(12)에 전해액이 보존됨으로써, 전극과 전해질의 계면의 양호한 이온 전도성을 확보할 수 있으며, 전극간의 이온 전도저항의 저감을 도모할 수가 있다.

즉, 전극내부의 활물질중에서 일어나는 이온의 출입량 및 대향하는 전극으로의 이온의 이동속도 및 이동량을 종래의 외장관을 갖는 리튬이온 2차전지와 같은 정도로 하는 것이 가능해진다.

따라서 외력을 가하지 않아도 전극간의 전기적인 접속을 유지할수 있고 종래의 외장관을 사용한 전지와 같은 정도의 전지특성을 갖고 소형경량화된 전지가 재구 가능해진다.

또 전해액을 보존하는 접착성 수지층(11)의 이온전도 저항율을 전해액을 보존하는 세퍼레이터(4)의 이온전도 저항율과 동등이하로 함으로써 접착성수지층(11)이 부하율 특성이나 층방전 특성 등의 전지 특성을 저하시키는 일이 없어진다. 이 결과, 전지특성을 종래 전지레벨으로 유지하는 것이 가능해 진다.

접착성수지(11)의 이온전도 저항율은, 주로 그 공극율 및 그 두께를 변경함으로써 조정할 수 있다. 구체적으로는 접착성 수지층을 형성할때에 사용하는 접착성 수지의 종류, 접착성 수지를 용제에 용해한 용액의 농도 및 도포량에 의해 제어되나, 용액 농도는 보다 낮고 도포량은 보다 적은쪽이 바람직하다.

또, 정극활물질층(7)과 세퍼레이터(4)와의 접합강도를 정극활물질층(7)과 정극집전체(6)와의 접합강도와 동등이상으로 하고, 또 부극활물질층(9)과 세퍼레이터(4)와의 접합강도를 부극활물질층(9)과 부극집전체(10)와의 접합강도와 동등이상으로 한다. 즉, 접합강도가 전극내부에서의 활물질층과 접전체를 접착해서 일체화하고 있는 강도에 비해 동등이상으로 하는 것이 바람직하다.

구체적으로는 접착성 수지를 제 1의 용제에 용해한 접착성 수지용액을 세퍼레이터(4)에 도포한 후에, 접착성 수지를 용해하기 힘든 제 2의 용제를 작은 물방울 모양, 또는 증기로 공급해서 공기계면근방의 접착성 수지용액의 유동성을 저하시켜 낮은 용액농도로 전극내부에의 침투를 억제하고, 또 접착성을 향상하는 것이 가능해진다. 이 결과, 전극(3),(5)과 세퍼레이터(4)와의 접착강도를 활물질층(7),(9)과 집전체 (6),(10)의 접착강도와 동등이상으로 할 수가 있다.

접착성 수지용액의 유동성 억제정도는 공급하는 용제의 종류, 단위시간당의 공급량에 의해 제어할 수가 있다.

접착성 수지층(11)을 형성하기 위한 접착성 수지로서는 전해액에는 용해되지 않으며, 전지 내부에서 전기화학반응을 일으키지 않고 다공질막이 되는 것, 예를 들면, 불소계 수지 또는 불소계 수지를 주성분으로 하는 혼합물이나, 폴리비닐알콜 또는 PVA를 주성분으로 하는 혼합물이 사용된다. 불소계 수지 또는 구체적으로는 불화비닐리덴, 4-불화에틸렌 등의 불소원자를 분자 구조내에 갖는 종합체 또는 공증합체, 비닐알콜을 분자골격에 갖는 증합체 또는 공증합체, 또는 폴리메타크릴산메틸, 폴리스틸렌, 폴리메틸렌, 폴리프로탈렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 폴리아크리로니트릴, 폴리에틸렌 옥사이드 등과의 혼합물이 사용가능하다. 특히, 불소계 수지의 폴리불화비닐리덴이 적당하다.

접착성 수지층(11)을 형성하기 위해 사용하는 접착성 수지를 용해시키기 위한 제 1의 용제로서는 접착성 수지의 용해성이 우수한 것, 예를 들면, N-메탈피로리돈이나 N, N'-디메틸포롬 아미드, 디메틸설포 옥시드 등 극성이 높은 용재가 사용가능하다. 특히, 안전성의 관점에서 N-메틸피로리돈이 적당하다.

접착성 수지층(11)을 형성할때, 접착성 수지용액의 공기계면 근방의 유동성을 저하시키기 위해 사용되는 제2의 용제로서는 접착성 수지의 용해성이 낮은 것 예를 들면 메타놀, 에탄올등의 알콜류, 헥산, 펜탄, 시크로 헥산 등의 탄화수소류, 물 등이 사용가능하다. 특히 안전성의 관점에서는 물이 적당하다.

상기와 같이 구성된 리튬이온 2차전지는, 예를 들면 세퍼레이터(4)의 양면에 불소계 수지, 또는 불소계 수지를 주성분으로 해서 포함하는 혼합물을 N-메틸피로리돈에 용해시켜서 조정한 접착성 수지용액을 도착시키고, 고습도하에서 일정시간 정치해서 도착한 접착성 수지용액에 수분을 공급함으로써 접착성 수지용액의 유동성을 저하시킨 후, 정극활물질층(7) 및 부극활물질층(9)의 면을 맞붙이며, 그후 N-메틸피로리돈과 물을 증발시켜서 정극활물질층(7) 및 부극활물질층(9)과 세퍼레이터 (4)를 접합하는 다공성의 접착성 수지층(11)을 형성함으로써 제조된다.

본 발명에 사용되는 활물질로는 정극(3)에서는 예를 들면 리튬과 코발트, 니켈 또는 망간등의 천이금속과의 복합산화물, 칼코겐화합물 또는 이들의 복합산화물이나 각종 첨가원소를 갖는 것이 사용되고 부극(5)에서는 이흑연화탄소, 난흑연화탄소, 코크스, 폴리아센, 폴리아세틸렌 등의 탄소계화합물 피렌, 페리렌등의 아센구조를 포함하는 방향 즉 탄화수소 화합물이 바람직하게 사용되나 전지 동작의 주체가 되는 리튬이온을 흡장, 방출 가능한 물질이면 사용가능하다. 또 이들의 활물질은 입자상의 것이 사용되고 입경으로는 0.3~20um 의 것이 사용가능하고 특히 바람직하게는 0.3~0.5um 의 것이다.

또, 활물질을 전극판화하기 위해 사용되는 결착수지로는 전해액에 용해하지 않고, 전지내부에서 전기화학반응을 일으키지 않는 것이면 사용이 가능하다. 구체적으로는 불화비닐리덴, 불화에틸렌, 아크리로니트릴, 에틸렌 옥사이드등의 단독중합체 또는 공증합체, 에틸렌프로필렌 디아민 고무등이 사용가능한 것이다.

또, 집전체는 전지내에서 전기화학반을 일으키지 않고, 안정된 화합물이면 사용가능하나, 정극(3)에서는 알루미늄, 부극(5)에서는 등이 바람직하게 사용된다. 집전체의 형상으로는 박상, 망상, 엑스밴드메탈 등이 사용가능하나, 망상이나 엑스밴드메탈등 공극면적이 큰 것이 접착후에 용제중 발을 쉽게 할 수 있으므로 바람직하다.

또, 집전체와 활물질층의 접착은 이들 2개를 고온하에서 압착함으로써 실시가 된다.

또, 세퍼레이터(4)는 전자 절연성의 다공질막, 망, 부직포등 충분한 강도를 갖는 것이면 어느것이나 사용가능하다.

재질은 특히 한정하지 않으나 폴리에틸렌, 폴리프로필렌의 단독 다공질막 또는 적층 다공질막이 접착성 및 안전성의 관점에서 바람직하다.

또, 이온 전도체로 사용하는 전해액에 공급하는 용매 및 전해질염으로는 종래의 전지에 사용되고 있는 비수계의 용제 및 리튬을 포함하는 전해질염이 사용가능하다. 구체적으로는 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 디에틸에텔, 디메틸에텔 등의 에텔계 용매, 탄산프로필렌,탄산에틸렌, 탄산디에틸, 탄산디메틸 등의 에스텔계 용매등의 단독액 또는 2종 이상의 혼합액이 사용가능하다. 또 전해액에 제공하는 전해질염으로는 LiPF₆, LiAsF₆, LicℓO₄, LiBF₆, LiCF₃SO₃, LiN(CF₃SO₂)₂, LiC(CF₃SO₂)₃, LiN(C₂F₅SO₂)₂, LiN(C₂F₅SO₂)(CF₃SO₂), LiN(C₄F₉SO₂)(CF₃SO₂)등이 사용가능하다.

또 접착성 수지용액을 도포하는 수단으로는 바코터를 사용하는 방법, 스크린 인쇄기를 사용하는 방법, 스프레이건을 사용하는 방법이 적용될수 있다.

예를 들면 바코터을 사용하는 방법은 도 2의 설명도에서 표시하는 바와 같이 이동하는 세퍼레이터(4)에 접착성 수지용액을 선 상태로 적하한 후, 적하수지 용액을 바코터(14)로 압연함으로써 접착성 수지를 세퍼레이터(4)의 편면 전면에 균일하게 도포하고 그 후 180도 비틀어 미도포 측면에도 같은 방법으로 수지용액을 도포하는 것이다. 이 방법에 의해, 세퍼레이터(4)에 접착성 수지용액을 단시간에 대량으로 도착할 수가 있다. 또 13은 접착성수지 공급구, 15는 지지롤, 16은 세퍼레이터롤이다.

스크린 인쇄기를 사용하는 방법은 도 3의 설명도에 표시하는 바와 같은 점상, 선상, 또는 격자상으로 구멍을 뚫은 스크린이나 회전롤을 사용하고, 예를 들면 점상으로 구멍(19)을 뚫은 스크린(18)을 세퍼레이터(4) 표면근방에 설치하고, 접착성 수지 공급구(13)로부터 접착성 수지용액(17)을 이동하는 세퍼레이터(4)의 위에 배치한 스크린(18)상에 공급하고, 공급된 접착성 수지를 회전롤(20)에서 압연함으로서 스크린(18)의 구멍(19)의 형상을 반영한 접착성 수지(17)의 패턴을 세퍼레이터(4)에 전사한다. 이 스크린 인쇄기를 적어도 2대, 세퍼레이터(4)의 양면에 배치함으로써 세퍼레이터(4)의 양면에 접착성 수지를 점상으로 도포하는 것이 가능해진다.

또, 스프레이건을 사용하는 방법은 도 4의 설명도에 표시하는 바와 같이 접착성수지 용액을 스프레이건(21)에 충전한 수, 세퍼레이터(4)상에 분무한다.

이로서 세퍼레이터(4)상에 접착성수지(17)가 박막상으로 부착한다.

이 스프레이건(21)을 세퍼레이터(4)의 양측면에 적어도 한대 이상 나열하고, 세퍼레이터(4)를 이동시키면서 접착성 수지용액을 연속적으로 분무시킴으로써 세퍼레이터(4) 양면에 접착성 수지를 도포할 수가 있다.

상기 실시의 형태는 단층전극형 전지에 대해 설명하였으나 전극적층체의 복수층을 갖는 적층전극형 전지에도 적용될 수 있는 것이고 적층전극형 전지로 함으로써 컴팩트하고 안정된 전지용량이 큰 리튬이온 2차 전지를 얻을수가 있다.

예를 들면, 도 6에 표시한 바와 같은 다수의 분리한 세퍼레이터(4)간에 정극(3)과 부극(5)을 교대로 배치한 전극적층체의 복수층을 갖는 구조 도 7 및 도 8에 표시하는 바와 같은 감아올린 띠모양의 세퍼레이터(4)간에 정극(3)과 부극(5)을 교대로 배치한 전극적층체의 복수층을 갖는 구조외에 도시하지 않으나, 접은 띠 모양의 세퍼레이터(4)간에 정극(3) 및 부극(5)을 교체로 배치한 전극적층체의 복수층을 갖는 구조에 의해 적층 전극형 전지가 얻어진다. 도 6, 도 7 및 도 8에 표시한 적층 전극형 전지의 제조방법에 대해서는 하기 실시예에서 상세히 설명한다.

이하, 실시예를 표시하고 본 발명을 설명하나 물론 이들에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1.

우선 정극의 제작에 대해 설명한다.

LiCo O₂를 87중량부, 흑연분을 8중량부, 폴리불화 비닐리덴을 5 중량부를 N-메틸피로리돈에 분산함으로써 조정한 정극활물질 페이스트를 닥터 브레이트법으로 두께 300㎛으로 도포해서 활물질 박막을 형성하였다. 그 상부에 정극집전체가 되는 두께 30㎛의 알루미늄 박을 올려놓고 또 그 상부에 다시 닥터 브레이드법으로 두께 300㎛에 조정한 정극활 물질 페이스를 도포하였다. 이를 60℃의 건조기 중에 60분간 방치해서 반건조상태로 하였다. 이 제작한 적층체를 롤의 극간을 550㎛에 조정한 회전롤을 사용해서 가볍게 압연애서 적층체를 밀착시킴으로써 정극을 제작하였다. 이 정극을 전해액에 침지시킨 후에 정극 활물질층부와 정극 집전체와의 박리강도를 측정한바 20~25gf/㎝의 값을 표시하였다.

다음 부극의 제작에 대해 설명한다.

메소페이즈 마이크로 비즈카존(일본 오사카 가스제)을 95중량부 폴리불화 비닐리덴을 5중량부를 N-메틸피로리돈(NMP라고 약기한다)에 분산해서 제작한 부극활물질 페이스트를 닥터 브레이드법으로 두께 300㎛에 도포해서 활물질 박막을 형성하였다. 그 상부에 부극집전체가 되는 두께 20㎛의 동박을 올려놓고, 또 그 위에 다시 닥터 브레이드법으로 두께 300㎛으로 조정한 부극활물질 페이스트를 도포하였다. 이를 60℃의 건조기 중에 60분간 방치해서 반건조 상태로 하였다. 이 제작한 적층체를 롤의 극간을 550㎛에 조정한 회전롤을 사용해서 가볍게 압연해서 적층체를 밀착시키고 부극을 제작하였다. 이 부극적층체를 전해액에 침지시킨 후에 부극활물질층부와 부극집전체와의 박리강도를 측정한 바 10∼15gf/㎝의 값을 표시하였다.

다음 부극의 제작에 대해 설명한다.

전극적층체의 제작에 대해 설명한다.

우선 폴리불화 비닐리덴을 5중량부 NMP를 95중량부의 조성비율로 혼합하고 균일용액이 되도록 충분히 교반해서 점성이 있는 접착성 수지용액을 제작하였다. 계속해서 세퍼레이터로서 사용하는 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌의 3층이 밀착한 다공질 박막의 양면에 상기와 같이 조정한 접착성 수지용액을 도포하였다. 접착성 수지용액의 도포는 도 2에 표시하는 바코트법에 의해 실시하였다. 롤 상태로 겹쳐진 폭 12㎝, 두께 25㎛의 상술한 세퍼레이터(4)를 인출하고 그 편면에 세퍼레이터재의 인출방향과 직교방향의 선상에 접착성 수지용액을 적하하였다. 세퍼레이터(4)의 이동과 동시에 바코터(14)를 회전시킴으로써 이 선상에 적하된 접착성 수지용액을 세퍼래이터(4)의 전면에 균일하게 도포할 수가 있었다.

또 접착성수지의 도포량은 접착성 수지용액의 농도와 적하량을 변경함으로써 조정가능하였다.

접착성 수지용액을 도포한 세퍼레이터(4)를 온도 25℃, 습도 60%로 조정한 항온 항습공간에 15초간 이상 방치한 후, 정극과 부극을 세퍼레이터를 끼고 대향하도록 각각 밀착시켜서 맞붙이고, 맞붙인 전극적층체를 80℃의 온풍건조기에 1시간 넣어서 NMP와 물을 증발시킴으로써 전극적층체를 제작하였다. NMP가 접착성 수지 용액으로부터 증발함으로써 세퍼레이터와 정극 및 부극을 연통하는 관통공을 갖는 다공성의 접착성 수지층이 되었다.

계속해서 이 전극적층체에 탄산에틸렌과 탄산디에틸을 용매로 하고, LiPF₆을 용질로 하는 전해질을 주입하였다. 이 단계에서 부극활물질과 세퍼레이터의 박리강도를 측정한 바, 그 강도는 20gf/㎝ 이상이 되었다. 이 전해액 주입 후의 전극 적층체를 알루미라미네이션 필름으로 싸서 열융착해서 봉합처리를 함으로써, 리튬이온 2차전지가 완성되었다. 도 5는 본 발명에 의해 얻어지는 리튬이온 2차전지를 표시하는 단면 모식도이다. 도면에서 22는 외장의 알루미라미네이트 팩, 8은 외장 알루미라미네이션 필름(22)에 봉입된 전극적층체이다. 전극적층체(8)는 정극(3), 세퍼레이터(4), 부극(5), 접착성 수지층(11)으로 구성되어 있다. 접착성 수지층(11)은 정극(3)과 세퍼레이터(4)의 사이 및 부극(5)과 세퍼레이터(4) 사이에 있고, 정극(3) 및 부극(5)과 세퍼레이터(4)를 접합하고 있다. 접착성 수지층(11)내부의 관통공(12) 및 전극활물질층 중의 구멍 및 세퍼레이터(4) 중의 구멍에는 전해액이 보존되어 있다.

이상과 같이 이 리튬이온 2차 전지에서는 접착성 수지층(11)에 의해 정극(3)과 세퍼레이터(4) 및 부극(5)와 세퍼레이터(4)가 접합되는 동시에 접착성 수지층(11)에는 전극(3), (5)와 세퍼레이터(4) 간을 면통하는 관통공(12)이 다수 형성되어 있고 이 관통공(12)에 전해액이 보존됨으로서 외부로부터의 가압없이 양호한 이온 전도성이 확보된다.

이 결과 견고한 외장관을 필요로 하지 않는 박형 경량이고 층방전 특성이 우수한 2차 전지를 얻을수가 있었다.

실시예 2.

표 1은 실시예 1에서의 도착시의 습도를 20%~90% 방치시간을 15초, 1분, 5분으로 변화시켰을때의 부극과 세퍼레이터의 박리강도를 표시하는 것이다.

	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%
15초	0	0	6	21	27	36	40	48
1분	0	0	20	24	31	36	42	45
5분	0	2	22	31	40	42	41	36

단위: gf/㎝

표 1에서 습도의 조정이 박리강도의 제어에 대해 유효인 것을 알았다.

실시예 3.

기온 25℃, 습도 30%의 환경하에서 실시예 1에서 표시한 방법과 같은 방법으로 접착성 수지용액을 세퍼레이터에 도착하고 그 후 수지용액을 도착한 세퍼레이터를 수중기중에 적어도 1초간 이상 폭로시켜도 실시예 1과 같은 20gf/㎝ 이상의 접착강도로 전극과 세퍼레이터를 접합하는 것이 가능하였다. 이 결과, 견고한 외장관을 필요로 하지 않는 박형경량이고 충방전 특성이 우수한 리튬이온 2차 전지를 얻을수 있었다.

실시예 4.

기온 25℃, 습도 30%의 환경하에서 실시예 1에서 표시한 방법과 같은 방법으로 접착성 수지용액을 세퍼레이터에 도착하고 그 후 수지용액을 도착한 세퍼레이터를 에타놀 증기중에 적어도 1초간 이상 폭로 하여도 실시예 1과 같은 20gf/㎝ 이상의 접착강도로 전극과 세퍼레이터를 접합할 수가 있었다.

이 결과, 견고한 외장관을 필요로 하지 않는 박형경량이고 층방전 특성이 우수한 리튬이온 2차 전지를 얻을수가 있었다.

실시예 5.

실시예 3 및 실시예 4에서 표시한 수증기나 에타놀증기 대신에 메타놀 프로파놀, 헥산, 펜탄, 시크로헥산, 탄산에틸렌, 탄산프로필렌, 탄산디메틸, 탄산디에틸, 디메톡시에탄의 증기를 접착성 수지용액을 도착한 세퍼레이터에 1초이상 폭로시킴으로써 실시예 1과 같은 20gf/㎝ 이상의 접착강도로 전극과 세퍼레이터를 접합 할 수가 있었다. 이 결과 견고한 외장관을 필요로 하지 않는 박형경량이고 층방정 특성이 우수한 리튬이온 2차 전지를 얻을수가 있다.

실시예 6.

접착성 수지용액의 제작에서 폴리불화 비닐리덴 대신에 폴리 테르라 플푸오로 에틸렌, 불화 비닐리덴과 아크리로 니트릴의 공증합체, 폴리불화 비닐리덴과 폴리아크로니트릴의 혼합물, 폴리불화 비닐리덴과 폴리에틸렌 옥시드의 혼합물, 폴리불화 비닐리덴과 폴리에틸렌 옥시드의 혼합물, 폴리불화 비닐리덴과 폴리에틸렌 텔레프타레이트 혼합물, 폴리불화 비닐덴과 폴리스틸렌의 혼합물, 폴리불화 비닐덴과 폴리에틸렌의 혼합물을 각각 동일 조성비율로 NMP와 혼합함으로써 적성이 있는 접착성 수지를 제작하였다.

이들 접착성 수지를 NMP에 용해, 또는 분산시킨 용액을 사용해 상기 실시예 1∼5와 같은 방법으로 전극적층체(8)를 제작하였다. 이 적층체(8)에서 부극활물질층과 세퍼레이터의 박리강도를 측정한 바 20gf/㎝ 이상이었다. 또, 상기 실시예 1, 또는 실시예 2와 같은 방법으로 전해액을 보존하고 알루미라미네이트 필름으로 팩해서 분함처리 함으로써, 리튬이온 2차전지를 제작하였다. 상기 실시예 1, 또는 실시예 4와 같이 박형경량이고 충방전 특성이 우수한 2차전지를 얻을 수가 있었다.

실시예 7.

접착성 수지용액의 제작에서 폴리불화 비닐리덴 대신에 폴리 비닐알콜, 폴리 비닐알콜과 폴리불화 비닐리덴의 혼합물, 폴리 비닐알콜과 폴리 아크리로니트닐의 혼합물, 폴리 비닐알콜과 폴리 에틸렌 옥시드의 혼합물을 각각 NMP에 용해 또는 혼합함으로써 점성이 있는 접착용액을 제작하였다.

이들 접착성 수지용액을 사용해 상기 실시예 1∼5와 같은 방법으로 전극적층체를 제작하였다. 이 적층체(8)에서 부극활물질층과 세퍼레이터의 박리강도를 측정한 바 20gf/㎝ 이상이었다. 또, 상기 실시예 1 또는 실시예 2와 같은 방법으로 전해액을 보존하고, 알루미라미네이트 필름으로 포장해서 봉합처리함으로써, 리튬이온 2차전지를 제작하였다. 상기, 실시예 1 또는 실시예 4와 같이 박형경량이고, 충방전 특성이 우수한 2차전지를 얻을 수가 있었다.

실시예 8.

상기 실시예 7의 폴리비닐알콜을 포함하는 접착성 수지용액을 기온 25℃, 습도 30%의 환경하에서 실시예 1과 같은 방법에 의해 세퍼레이터에 도착하고 그 후, 수지용액을 도착한 세퍼레이터를 핵산증기 중에 1초간 이상 폭로함으로써 20gf/㎝ 이상의 접착강도로 전극과 세퍼레이터를 접합할 수가 있었다.

또, 상기 실시예 1 또는 실시예 2와 같은 방법으로 전해액을 보존하고, 알루미라미네이트 필름으로 포장해서 봉합처리함으로써, 리튬이온 2차전지를 제작하였다. 상기 실시예 1 또는 실시예 4와 같이 박형경량으로 충방전 특성이 우수한 2차 전지를 얻을 수가 있었다.

실시예 9.

도 3에 표시한 바와 같이, 세퍼레이터(4)로서 사용하는 롤상태로 겹쳐진 폭 12㎝, 두께 25㎛의 다공성 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌의 3층 시트를 인출하고, 직경 100㎛의 점상으로 구멍(19)을 뚫은 스크린(18)을 세퍼레이터(4)에 밀어 붙였다. 스크린(18)상에 실시예 1에서 표시한 접착성 수지용액을 공급하고, 도착회전롤(20)로 접착성 수지를 스크린 상에서 압연함으로써 점상으로 접착성 수지를 세퍼레이터상에 전사 도포할 수가 있었다.

다음, 세퍼레이터를 180°비틀어 미도착 면측에 접착성 수지를 전사 도포함으로써, 세퍼레이터(4) 양면에 접착성 수지(17)를 도착할 수가 있었다. 이렇게 해서 접착성 수지층을 부착된 세퍼레이터(4)를 사용하고, 온도 25℃, 습도 60%의 항온 항습공간에 15초 이상 방치한 후에 전극을 맞붙여주고, 그후 알루미라미네이션을 실행함으로써, 실시예 1에서 표시한 것과 같은 우수한 특성을 갖는 리튬이온 2차전지가 얻어졌다. 또, 실시예 3∼5와 같은 증기폭로처리를 한 경우에도, 실시예 1에서 표시한 것과 같은 우수한 특성을 갖는 리늄이온 2차전지가 얻어졌다.

실시예 10.

도 4에 표시하는 바와 같이, 세퍼레이터(4)로 사용하는 롤상태로 겹쳐진 폭 12㎝, 두께 25㎛의 다공성 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 시트를 인출하고, 접착성 수지용액을 충전한 스프레이건(21)을 사용해서 접착성 수지용액을 세퍼레이터 (4)에 분무하였다. 분무로 인해 세퍼레이터(4)의 양측표면에 균일하게 접착성 수지용액을 도포할 수가 있었다. 또, 접착성 수지용액의 도착량은 분무속도를 변경함으로써 조정되었다. 접착성 수지층을 부착한 세퍼레이터(4)를 온도 25℃, 습도 60%의 항온 항습공간에 15초 이상 방치한 후에 전극을 맞붙이고, 그후의 알루미라미네이션을 실시함으로써, 실시예 1에서 표시한 것과 같은 우수한 특성을 갖는 리튬이온 2차전지가 얻어졌다. 또, 실시예 3 및 실시예 5에서 표시한 증기폭로처리를 실시한 경우에도 실시예 1에서 표시한 것과 같은 우수한 특성을 갖는 리튬이온 2차전지가 얻어졌다.

실시예 11.

본 실시예는 도 6에 표시한 평판상 적층구조 전지체를 갖는 리튬이온 2차 전지의 제조방법이다.

상기 실시예 1에 표시한 정극 및 부극을 사용해 상기 실시예 1,6 및 7에 표시한 접착성 수지용액을 사용하였다.

접착성 수지용액의 도포에는 상기 실시예 1에 표시한 바코드법을 사용하였다. 접착성 수지용액을 도포한 후, 각 전극을 맞붙이기 전에 실시예 1 및 2에 표시한 바와 같이 습도를 조정한 항온 항습공간에 방치하였다.

폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌의 3층이 밀착한 다공질 막으로된 2매의 세퍼레이터의 한쪽면에 접착성 수지용액을 도포하였다.

그 후, 정극(또는 부극)을 세퍼레이터 간에 끼워 밀착시켜 맞부쳐 80℃에서 건조하였다.

정극(또는 부극)을 사이에 접합한 세퍼레이터를 일정한 크기로 따내고, 이 따낸 세퍼레이터의 한쪽면에 접착성 수지용액을 도포하고 항온 항습공간에 방치한 후, 일정한 크기로 따낸 부극(또는 정극)을 맞붙이고, 일정한 크기로 따낸 다른 세퍼레이터의 한쪽면에 접착성 수지용액을 도포하고, 항온 항습공간에 방치한 후, 이 별개의 세퍼레이터의 도포면을 먼저 맞붙인 부극(또는 정극)의 면에 붙였다. 이 공정을 반복하고, 전극적층체의 복수층을 갖는 전지체를 형성하고, 이 전지체를 가압하면서 건조해 도 6에 표시한 바와 같은 평판상 적층구조 전지체를 제작하였다.

이 평판상 적층구조 전지체의 정극 및 부극 집전체 각각의 단부에 접속된 집전 탭을 정극끼리 부극끼리 스팟용접함으로써 상기 평판상 적층구조 전지체를 전기적으로 병렬로 접속하였다.

이 평판상 적층구조 전지체를 에틸렌 카브네이트와 디메틸 카브네이트의 혼합용매(몰비로 1:1)에 LiPF₆를 1.0moℓ/dm³의 농도로 용해시킨 전해액 중에 담근 후에 알루미 라미네이트 필름으로 제작한 주머니에 열융착으로 봉입하고 평판상 적층구조 전지체를 갖는 리튬이온 2차 전지로 하였다.

실시예 12.

본 실시예는 도 7에 표시한 평판상 권형 적층구조 전지체를 갖는 리튬이온 2차 전지의 제조방법이다.

상기 실시예 1에 표시한 정극 및 부극을 사용하고, 상기 실시예 1, 6 및 7에 표시한 접착성 수지용액을 사용하였다. 접착성 수지용액의 도포에는 상기 실시예 1에 표시한 바코트법을 사용하였다. 접착성 수지용액을 도포한 후 각 전극을 맞붙이기 전에 실시예 1 및 2에 표시한 바와 같이 온도를 조정한 항온 항습공간에 폭로하였다.

폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌의 3층의 밀착한 다공질 박막으로 된 띠모양의 2매의 세퍼레이터의 각각의 한쪽면에 접착성 수지용액을 도포하고, 이 도포한 면의 사이에 띠모양의 부극(또는 정극)을 끼고 밀착시켜서 맞부친후, 80℃의 온풍건조기에 2시간 넣어 용매를 증발시켰다. 다음에 부극(또는 정극)을 사이에 접합한 띠모양의 세퍼레이터의 한쪽면에 접착성 수지용액을 도포하고, 항온 항습층 공간에 방치한 후, 이 세퍼레이터의 일단을 일정량 구부리고, 구부린 곳에 정극(또는 부극)을 끼고 겹쳐서 라미네이터에 통했다. 계속해서 띠모양의 세퍼레이터의 다른면에 접착성 수지용액을 도포하고, 항온 항습층 공간에 방치한 후, 먼저 구부린 곳에 끼운 정극(또는 부극)과 대향하는 위치에 별개의 정극(또는 부극)을 맞붙이면서 세퍼레이터를 장원상태로 감아올리며, 또 다른 정극(또는 부극)을 맞붙이면서 세퍼레이터를 감아올리는 공정을 반복하고, 전극적층체의 복수층을 갖는 전지체를 형성하며, 이 전지체를 가압하면서 건조하고, 도 7에 표시한 바와 같은 평판상 원형적층구조 전지체를 제작하였다. 이 평판상 적층구조 전지체의 정극 및 부극집전체 각각의 단부에 접속한 집전탭을 정극끼리 부극끼리 스팟용접함으로써 상기 평판상 적층구조 전지체를 전기적으로 병렬로 접속하였다.

이 평판상 적층구조 전지체를 에틸렌 카보테이트와 디메틸 카보네이트의 혼합용매(몰비로 1:1)에 LiPF₆를 1.0mol/dm³의 농도로 용해시킨 전해액중에 담근 후, 알루미 라미네이트 필름으로 제작한 주머니에 열융착으로 봉입하고 평판상권형 적층구조 전지체를 갖는 리튬이온 2차 전지로 하였다.

또, 본 실시예에서는 세퍼레이터를 감아 올리는 예를 제시하였으나, 부극(또는 정극)을 사이에 접합한 띠모양의 세퍼레이터를 접고, 정극(또는 부극)을 맞붙이면서 세퍼레이터를 접는 공정을 반복해도 된다.

실시예 13.

본 실시예는 도 8에 표시한 평판상 권형 적층구조 전지체를 갖는 리튬이온 2차 전지의 제조방법이고 상기 실시예 12와 달리, 각 전극 및 세퍼레이터를 동시에감아 올리는 방법이다.

상기 실시예 1에 표시한 정극 및 부극을 사용해 상기 실시예 1, 6 및 7에 표시한 접착성 수지용액을 사용하였다. 접착성 수지용액에 도포하는 데는 상기 실시예 1에 표시한 바코트법을 사용하였다. 접착성 수지용액을 도포한 후, 각 전극을 맞붙이기 전에 실시예 1 및 2에 표시한 바와 같이 습도를 조정한 항온 항습공간에 폭로시켰다.

띠모양의 부극(또는 정극)을 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌의 3층이 밀착한 다공질 박막으로 된 띠모양의 2매의 세퍼레이터간에 배치하고, 띠모양의 정극(또는 부극)을 한쪽의 세퍼레이터의 외측에 일정량 돌출시켜서 배치한다. 각 세퍼레이터의 내측면 및 정극(또는 부극)을 배치한 세퍼레이터의 외측면에 접착성 수지용액을 도포하고 항온 항습층 공간에 방치한 후, 정극(또는 부극)과 2매의 세퍼레이터와 부극(또는 정극)을 겹쳐서 라미네이터에 통과시키고, 계속해서 다른쪽의 세퍼레이터의 외측면에 접착성 수지용액을 도포하고, 항온 항습층 공간에 방치한 후, 돌출한 정극(또는 부극)을 이 도포면에 구부려서 맞붙이고, 이 구부러진 정극(또는 부극)을 안쪽으로 싸듯이 라미네이트한 세퍼레이터를 장원상태로 감아올려 전극적층체의 복수층을 갖는 전지체를 형성하며, 이 전지체를 가압하면서 건조하고, 평판상 권형 적층구조 전지체를 제작하였다.

이 평판상 적층구조 전지체의 정극 및 부극 집전체 각각의 단부에 접속된 집전탭을 정극끼리, 부극끼리 스팟용접함으로써 상기 평판상 적층구조 전지체를 전기적으로 병렬로 접속하였다.

이 평판상 적층구조 전지체를 에틸렌 카보네이트와 디메틸 카보네이트의 혼합용매(몰비로 1:1)에 LiPF₆를 1.0moℓ/dm³의 농도로 용해시킨 전해액 중에 담근 후, 알루미 라미네이트 필름으로 제작한 주머니에 열융착으로 봉입하고, 평판상 권형 적층구조 전지체를 갖는 리튬이온 2차 전지로 하였다.

또, 상기 각 실시예에서는 항온 항습공간이나 제 2의 용제의 증기를 충만시킨 공간에는 접착성 수지용액을 도착한 세퍼레이터를 도입함으로써, 제 2의 용제를 공급하였으나, 분무기로부터 작은 물방울 상태의 제 2의 용제를 분무시켜도 된다.

휴대 퍼스컴, 휴대 전화등의 휴대용 전자기기의 2차 전지로 사용되고 전지의 성능향상과 함께 소형 경량화 임의 형상화가 가능해 진다.

Claims (8)

1. 정극활물질층을 정극집전체에 접합해서 되는 정극과 부극활물질층을 부극집전체에 접합해서 되는 부극과 상기 정극과 부극사이에 배치되는 세퍼레이터를 각각 준비하는 공정, 접착성 수지를 제 1의 용제에 용해한 접착성 수지용액을 상기 세퍼레이터에 도착한 후, 상기 제 1의 용제와는 다른 제 2의 용제를 상기 도착한 접착성 수지용액에 공급하여, 상기 세퍼레이터상에 접착성 수지층을 형성하는 공정, 상기 정극 및 부극과 상기 접착성 수지층을 형성한 세퍼레이터를 접착하여, 전극적층체를 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 리튬이온 2차 전지의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 제 2의 용제는 제 1의 용제에는 용해 가능하고 제 1의 용제보다도 접착성 수지의 용해성이 낮은 물질로 하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 2차전지의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 접착성 수지용액을 도착한 후, 제 2의 용제의 증기를 충만시킨 공간에 상기 접착성 수지용액을 도착한 세퍼레이터를 도입함으로써, 상기 제 2의 용제를 공급하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 2차전지의 제조방법.
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