KR101379838B1

KR101379838B1 - 전지 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101379838B1
Application number: KR1020127025705A
Authority: KR
Inventors: 고지 가와모토
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2014-04-01
Also published as: CN102792488A; US20130004815A1; KR20120138789A; CN102792488B; JP5500244B2; WO2011114421A1; JPWO2011114421A1

Abstract

본 발명은, 발전 요소 간의 전기 저항을 저감하는 것이 가능한 전지 및 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명은, 정극층, 부극층, 정극층과 부극층 사이에 배치하여 설치된 전해질층, 정극층에 접속된 정극 집전체, 및, 부극층에 접속된 부극 집전체를 구비하는 발전 요소를 복수 구비하고, 복수의 발전 요소는 권회 또는 접혀 있으며, 하나의 발전 요소에 포함되는 정극 집전체와 하나의 발전 요소에 인접하는 다른 발전 요소에 포함되는 부극 집전체가, 권회 또는 접히기 전후의 정극 집전체 및 부극 집전체의 장척 방향 전역에 걸쳐서, 직접 또는 간접적으로 접속되어 있는 전지, 및, 복수의 발전 요소를 제조하는 공정과, 제조된 하나의 발전 요소에 포함되는 정극 집전체와, 다른 발전 요소에 포함되는 부극 집전체를, 정극 집전체 및 부극 집전체의 장척 방향 전역에 걸쳐서 직접 또는 간접적으로 접속하는 접속 공정과, 당해 접속 공정 후에, 복수의 발전 요소를 권회 또는 접는 공정을 가지는 전지의 제조 방법으로 한다.

Description

전지 및 그 제조 방법{BATTERY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은, 전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 서로 접속된 2 이상의 집전체를 구비하는 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

리튬 이온 이차 전지는, 다른 이차 전지보다 에너지 밀도가 높고, 고전압에서의 동작이 가능하다는 특징을 가지고 있다. 그 때문에, 소형 경량화를 도모하기 쉬운 이차 전지로서 휴대전화 등의 정보기기에 사용되고 있고, 최근, 전기 자동차나 하이브리드 자동차용 등, 대형의 동력용으로서의 수요도 높아지고 있다.

이러한 전지에 관한 기술로서, 예를 들면 특허 문헌 1에는, 정극(正極) 기판의 단척(短尺) 방향의 일방 단부(端部) 전체에 정극 리드부를 가지는 정극과, 부극(負極) 기판의 단척 방향의 일방 단부 전체에 부극 리드부를 가지는 부극과, 정극과 부극 사이에 개재되는 고체 전해질층을 가지는 전지 소자를 구비하고, 정극 리드부 및 부극 리드부가 각 전극의 장척(長尺) 방향에 걸치는 전역에서 외부와 전기적으로 접속되어 있는 전지가 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 1에는, 정극 기판 및 부극 기판의 장척 방향으로 전지 소자가 권회 또는 접히는 형태나, 정극 리드부 및 부극 리드부를 적층 일체화시킨 후에 일방의 전지 소자에 구비되는 정극 리드부와 타방의 전지 소자에 구비되는 부극 리드부를 직접 접속시키는 형태에 대해서도 개시되어 있다. 또, 특허 문헌 2에는, 평판상의 형상을 가지는 정극 및 부극이 세퍼레이터를 개재하여 적층된 전극으로 이루어지는 셀을 형성하는 제1 형성 단계와, 당해 제1 형성 단계에 의해 형성된 셀의 전극의 단부에, 당해 셀의 전극의 단부의 극성과 다른 극성을 가지는 전극의 단부가 겹치도록, 적층된 전극으로 이루어지는 다른 셀을 형성하는 제2 형성 단계를 포함하는, 이차 전지의 제조 방법이 개시되어 있다.

일본 특허공개 제2003-187781호 공보 일본 특허공개 제2004-247153호 공보

특허 문헌 1에 개시되어 있는 기술에서는, 전지 소자에 있어서의 정극 노출부 및 부극 노출부가 정극 기판 및 부극 기판의 단척 방향에 걸치는 전체에 설치되어 있기 때문에, 전기 저항을 저감하는 것이 가능해진다고 생각된다. 또, 특허 문헌 2에 개시되어 있는 기술에서는, 셀의 접속 부분에 있어서 정극의 단부와 부극의 단부가 접속되기 때문에, 복수의 셀을 접속하기 위한 부품이 불필요하게 되고, 셀의 접속부에 있어서의 전기 저항을 저감하는 것이 가능해진다고 생각된다. 그러나, 이러한 기술에서는, 인접하는 셀(발전 요소)의 집전체끼리 접속할 때에, 집전체의 장척 방향의 일부(집전체가 권회 또는 접혀져 있는 경우에는, 권회 또는 접히기 전의 집전체의 장척 방향의 일부에 상당하는 부위)만을 접촉시키는 과정을 거쳐서, 집전체를 접속하고 있다. 그 때문에, 예를 들면 특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 집전체끼리 접속할 때에, 복수의 집전체를 한 지점에 모을 필요가 있다. 집전체는, 한 지점에 모아서 일체화시킬 때에 파손·파단하기 쉽기 때문에, 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에 개시되어 있는 기술에서는, 전기 저항을 저감하는 효과가 불충분해질 우려가 있다는 문제가 있었다.

그래서 본 발명은, 발전 요소 간의 전기 저항을 저감하는 것이 가능한 전지 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이하의 수단을 취한다. 즉,

본 발명의 제1 양태는, 정극층, 부극층, 정극층과 부극층 사이에 배치하여 설치된 전해질층, 정극층에 접속된 정극 집전체, 및, 부극층에 접속된 부극 집전체를 구비하는 발전 요소를 복수 구비하고, 복수의 발전 요소는, 권회 또는 접혀 있으며, 하나의 발전 요소에 포함되는 정극 집전체와 당해 하나의 발전 요소에 인접하는 다른 발전 요소에 포함되는 부극 집전체가, 발전 요소가 권회 또는 접히기 전후의 정극 집전체 및 부극 집전체의 장척 방향의 전역에 걸쳐서, 직접 또는 간접적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지이다.

상기 본 발명의 제1 양태에 있어서, 구부러진 정극 집전체와 구부러진 부극 집전체가 감합되어, 정극 집전체와 부극 집전체가 접속되어 있어도 된다.

구부러진 정극 집전체와 구부러진 부극 집전체가 감합되어 정극 집전체와 부극 집전체가 접속되어 있는 상기 본 발명의 제1 양태에 있어서, 접속된 정극 집전체 및 부극 집전체가, 고정 부재를 개재하여 고정되어 있는 것이 바람직하다.

상기 본 발명의 제1 양태에 있어서, 정극 집전체 및 부극 집전체와 접촉하는 도전체를 개재하여, 정극 집전체와 부극 집전체가 접속되어 있어도 된다.

또, 도전체를 개재하여 정극 집전체와 부극 집전체가 접속되어 있는 상기 본 발명의 제1 양태에 있어서, 구부러진 정극 집전체와 구부러진 도전체가 감합되고, 또한, 구부러진 도전체와 구부러진 부극 집전체가 감합되어 있어도 된다.

본 발명의 제2 양태는, 정극층, 부극층, 정극층과 부극층 사이에 배치하여 설치된 전해질층, 정극층에 접속된 정극 집전체, 및, 부극층에 접속된 부극 집전체를 구비하는 복수의 발전 요소를 제조하는 발전 요소 제조 공정과, 발전 요소 제조 공정에서 제조된 하나의 발전 요소에 포함되는 정극 집전체, 및, 발전 요소 제조 공정에서 제조된 다른 발전 요소에 포함되는 부극 집전체를, 정극 집전체 및 부극 집전체의 장척 방향의 전역에 걸쳐서, 직접 또는 간접적으로 접속하는 접속 공정과, 당해 접속 공정 후에, 복수의 상기 발전 요소를 권회 또는 접는 권회 접기 공정을 가지는 것을 특징으로 하는, 전지의 제조 방법이다.

상기 본 발명의 제2 양태에 있어서, 접속 공정이, 구부러진 정극 집전체와 구부러진 부극 집전체를 감합함으로써, 정극 집전체와 부극 집전체를 접속하는 공정이어도 된다.

구부러진 정극 집전체와 구부러진 부극 집전체를 감합함으로써, 정극 집전체와 부극 집전체를 접속하는 접속 공정을 가지는 상기 본 발명의 제2 양태에 있어서, 권회 접기 공정 후에, 접속된 정극 집전체 및 부극 집전체를, 고정 부재를 사용하여 고정하는 고정 공정을 더 가지는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 양태에 있어서, 「구부러진 정극 집전체」 및 「구부러진 부극 집전체」란, 접속 공정에서 구부러진 정극 집전체나 부극 집전체이어도 되고, 접속 공정 전에 미리 구부려져 있었던 정극 집전체나 부극 집전체이어도 된다.

상기 본 발명의 제2 양태에 있어서, 접속 공정이, 정극 집전체 및 부극 집전체와 접촉하는 도전체를 개재하여, 정극 집전체와 부극 집전체를 접속하는 공정이어도 된다.

또, 도전체를 개재하여 정극 집전체와 부극 집전체를 접속하는 형태의 접속 공정을 가지는 상기 본 발명의 제2 양태에 있어서, 접속 공정이, 구부러진 정극 집전체와 구부러진 도전체를 감합하고, 또한, 구부러진 도전체와 구부러진 부극 집전체를 감합함으로써, 정극 집전체와 부극 집전체를 접속하는 공정이어도 된다.

본 발명의 제2 양태에 있어서, 「구부러진 도전체」란, 접속 공정으로 구부러진 도전체이어도 되고, 접속 공정 전에 미리 구부려져 있었던 도전체이어도 된다.

본 발명의 제1 양태에서는, 발전 요소가 권회 또는 접히기 전후의 정극 집전체 및 부극 집전체의 장척 방향 전역에 걸쳐서, 하나의 발전 요소에 포함되는 정극 집전체와 당해 하나의 발전 요소에 인접하는 다른 발전 요소에 포함되는 부극 집전체가 접속되어 있다. 이러한 형태로 함으로써, 종래와 같은 집전체의 일체화를 필요로 하지 않는 형태의 전지를 제공하는 것도 가능해지기 때문에, 집전체를 일체화할 때의 집전체의 파손·파단을 방지할 수 있다. 또, 이러한 형태로 함으로써, 종래와 같은 집전체의 일체화를 행하는 경우이어도, 집전체의 파손·파단을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 양태에 의하면, 발전 요소 간의 전기 저항을 저감하는 것이 가능한 전지를 제공할 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 있어서, 구부러진 정극 집전체와 구부러진 부극 집전체가 감합되어, 정극 집전체와 부극 집전체가 접속되어 있는 것에 의해, 정극 집전체와 부극 집전체를 접속하는 접속부의 두께를 종래보다 두껍게 할 수 있다. 그 때문에, 이러한 형태로 함으로써, 집전체의 일체화를 행하는 경우이어도, 집전체의 파손·파단을 억제할 수 있다.

구부러진 정극 집전체와 구부러진 부극 집전체가 감합되어 정극 집전체와 부극 집전체가 접속되어 있는 상기 본 발명의 제1 양태에 있어서, 접속된 정극 집전체 및 부극 집전체가, 고정 부재를 개재하여 고정되어 있는 것에 의해, 발전 요소 간의 전기 저항을 저감하는 것이 용이해진다.

본 발명의 제1 양태에 있어서, 정극 집전체 및 부극 집전체와 접촉하는 도전체를 개재하여, 정극 집전체와 부극 집전체가 접속되어 있는 것에 의해, 발전 요소의 권회 또는 접기 후에 집전체를 일체화할 필요가 없어진다. 그 때문에, 이러한 형태로 함으로써, 집전체를 일체화할 때의 집전체의 파손·파단을 방지할 수 있다.

도전체를 개재하여 정극 집전체와 부극 집전체가 접속되는 본 발명의 제1 양태에 있어서, 구부러진 정극 집전체와 구부러진 도전체와 구부러진 부극 집전체가 감합되어 있어도, 발전 요소의 권회 또는 접기 후에 집전체를 일체화할 필요가 없어진다. 그 때문에, 이러한 형태이어도, 집전체를 일체화할 때의 집전체의 파손·파단을 방지할 수 있다.

본 발명의 제2 양태에서는, 하나의 발전 요소에 포함되는 정극 집전체와 당해 하나의 발전 요소에 인접하는 다른 발전 요소에 포함되는 부극 집전체를, 정극 집전체 및 부극 집전체의 장척 방향 전역에 걸쳐서 접속한 후, 발전 요소가 권회 또는 접힌다. 그 때문에, 본 발명의 제2 양태에서는, 본 발명의 제1 양태와 관련되는 전지를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 양태에 의하면, 발전 요소 간의 전기 저항을 저감하는 것이 가능한 전지를 제조할 수 있는, 전지의 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 있어서, 구부러진 정극 집전체와 구부러진 부극 집전체를 감합하여, 정극 집전체와 부극 집전체를 접속함으로써, 정극 집전체와 부극 집전체를 접속하는 접속부의 두께를 종래보다 두껍게 할 수 있다. 그 때문에, 이러한 형태로 함으로써, 발전 요소를 권회 또는 접은 후에 집전체의 일체화를 행하는 경우이어도, 집전체의 파손·파단을 억제할 수 있다.

구부러진 정극 집전체와 구부러진 부극 집전체를 감합함으로써, 정극 집전체와 부극 집전체를 접속하는 접속 공정을 가지는 상기 본 발명의 제2 양태에 있어서, 고정 공정을 더 가짐으로써, 발전 요소 간의 전기 저항을 저감하는 것이 용이해진다.

본 발명의 제2 양태에 있어서, 정극 집전체 및 부극 집전체와 접촉하는 도전체를 개재하여, 정극 집전체와 부극 집전체를 접속함으로써, 발전 요소의 권회 또는 접기 후에 집전체를 일체화할 필요가 없어진다. 그 때문에, 이러한 형태로 함으로써, 집전체를 일체화할 때의 집전체의 파손·파단을 방지할 수 있다.

도전체를 개재하여 정극 집전체와 부극 집전체가 접속되는 본 발명의 제2 양태에 있어서, 구부러진 정극 집전체와 구부러진 도전체와 구부러진 부극 집전체를 감합함으로써 정극 집전체와 부극 집전체를 접속해도, 발전 요소의 권회 또는 접기 후에 집전체를 일체화할 필요가 없어진다. 그 때문에, 이러한 형태이어도, 집전체를 일체화할 때의 집전체의 파손·파단을 방지할 수 있다.

도 1은 구조체(7)를 설명하는 단면도이다.
도 2는 권회체(9)를 설명하는 도면이다.
도 3은 일체화된 집전체를 가지는 종래의 전지를 설명하는 도면이다.
도 4는 전지(10)의 제조 공정을 설명하는 플로우 차트이다.
도 5는 구조체(26)를 설명하는 단면도이다.
도 6은 권회체(27)를 설명하는 도면이다.
도 7은 전지(20)의 제조 공정을 설명하는 플로우 차트이다.
도 8은 구조체(36)를 설명하는 단면도이다.
도 9는 권회체(37)를 설명하는 도면이다.
도 10은 전지(30)의 제조 공정을 설명하는 플로우 차트이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 형태는 본 발명의 예시이며, 본 발명은 이하에 나타내는 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 1 및 도 2는, 제1 실시 형태와 관련되는 본 발명의 전지(10)를 설명하는 도면이다. 도 1은, 권회되기 전의 발전 요소(6, 6, …)를 가지는 구조체(7)의 단면도이며, 2세트의 정극 집전체(4, 4)와 부극 집전체(5, 5)의 접속 지점 및 그 주변만을 추출하여 나타내고 있다. 도 1의 지면 좌우 방향이 정극 집전체(4) 및 부극 집전체(5)의 단척 방향이며, 도 1의 지면 안쪽/앞쪽 방향이 정극 집전체(4) 및 부극 집전체(5)의 장척 방향이다. 또, 도 2는, 발전 요소(6, 6, …)를 권회한 후의 권회체(9)를 설명하는 정면도이며, 1세트의 고정 부재(11, 11, …)가 배치되어 있는 지점 및 그 주변만을 추출하여 나타내고 있다. 도 2의 지면 좌우 방향이 정극 집전체(4) 및 부극 집전체(5)의 단척 방향이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 구조체(7) 및 권회체(9)는, 정극층(1), 부극층(2), 정극층(1)과 부극층(2) 사이에 배치하여 설치된 전해질층(3), 정극층(1)에 접속된 정극 집전체(4), 및, 부극층(2)에 접속된 부극 집전체(5)를 구비하는 복수의 발전 요소(6, 6, …)를 구비하고 있다. 정극층(1, 1)은 정극 집전체(4)의 표리면에, 부극층(2, 2)은 부극 집전체(5)의 표리면에, 각각 배치하여 설치되어 있고, 전해질층(3)은, 한 쌍의 정극층(1) 및 부극층(2) 사이에 배치하여 설치되어 있다. 구조체(7) 및 권회체(9)에 있어서, 정극 집전체(4, 4, …)의 단척 방향 일단, 및, 부극 집전체(5, 5, …)의 단척 방향 일단은 구부러져 있다. 그리고, 구부러져 있는 정극 집전체(4)의 단척 방향 단부와 구부러져 있는 부극 집전체(5)의 단척 방향 단부가, 정극 집전체(4) 및 부극 집전체(5)의 장척 방향 전역에 걸쳐서 감합되어 있는 것에 의해, 장척 방향의 전역에 걸쳐서 접속된 정극 집전체(4) 및 부극 집전체(5)를 가지는 접속부(8)가 구성되어 있다. 복수의 접속부(8, 8, …)를 구비하는 구조체(7)는, 도 1의 지면 안쪽/앞쪽 방향으로 권회된다. 그리고, 고정 부재(11, 11, …)를 사용하여, 도 2의 지면 안쪽/앞쪽 방향으로 복수 구비되어 있는 접속부(8, 8, …)가 일체화되어 고정됨으로써, 권회체(9)가 된다. 권회체(9)는, 도시 생략한 외장재에 수용되는 등으로 하여, 본 발명의 전지(10)가 된다.

도 3은, 참고예와 관련되는 전지의 형태를 설명하는 단면도이다. 도 3에서는, 권회되기 전의 발전 요소(93, 93, …)를 가지는 구조체(95)의 모습을 나타내고 있고, 접속 단자(94)를 사용하여 일체화된 정극 집전체(91, 91) 및 부극 집전체(92, 92) 및 그 주변만을 추출하여 나타내고 있다. 도 3의 지면 좌우 방향이 정극 집전체(91) 및 부극 집전체(92)의 단척 방향이며, 도 3의 지면 안쪽/앞쪽 방향이 정극 집전체(91) 및 부극 집전체(92)의 장척 방향이다. 종래의 전지는, 구조체(95)를 도 3의 지면 안쪽/앞쪽 방향으로 권회하여 구성한 권회체를, 도시 생략한 외장재 등에 수용함으로써, 제조된다. 도 3에 있어서, 전지(10)와 동일하게 구성되는 것에는, 도 1 및 도 2에서 사용한 부호와 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 적절히 생략한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 구조체(95)는, 정극층(1), 부극층(2), 정극층(1)과 부극층(2) 사이에 배치하여 설치된 전해질층(3), 정극층(1)에 접속된 정극 집전체(91), 및, 부극층(2)에 접속된 부극 집전체(92)를 구비하는 복수의 발전 요소(93, 93, …)를 구비하고 있다. 정극층(1, 1)은 정극 집전체(91)의 표리면에, 부극층(2, 2)은 부극 집전체(92)의 표리면에, 각각 배치하여 설치되어 있으며, 전해질층(3)은, 한 쌍의 정극층(1) 및 부극층(2)의 사이에 배치하여 설치되어 있다. 전지(10)와는 달리, 정극 집전체(91) 및 부극 집전체(92)의 단척 방향 양단은 구부러져 있지 않다. 구조체(95)에서는, 접속되어야 할 복수의 정극 집전체(91, 91, …), 및, 부극 집전체(92, 92, …)가 한 지점에 모인 후, 접속 단자(94)를 사용하여 이것들을 고정함으로써, 복수의 정극 집전체(91, 91, …), 및, 부극 집전체(92, 92, …)가 일체화되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 종래의 전지에서는, 정극 집전체(91, 91, …), 및, 부극 집전체(92, 92, …)의 두께와 발전 요소(93, 93, …)의 두께의 차가 크다. 그 때문에, 접속 단자(94)를 사용하여 일체화되는 장소로부터 떨어진 위치에 배치하여 설치되어 있는 정극 집전체(91, 91, …), 및, 부극 집전체(92, 92, …)[예를 들면, 도 3의 지면 상측에 배치하여 설치되어 있는 정극 집전체(91) 및 부극 집전체(92)]는, 한 지점에 모일 때에 크게 당겨져서, 파손·파단되기 쉬웠다. 정극 집전체(91)나 부극 집전체(92)가 파손·파단되면, 정극 집전체(91) 및 부극 집전체(92)를 개재하여 전기적으로 접속된 발전 요소(93, 93) 사이의 전기 저항이 증대되기 쉽기 때문에, 종래의 전지에는, 전기 저항을 저감하기 어렵다는 문제가 있었다.

이에 대하여, 전지(10)에는, 단척 방향의 일단이 구부러진 정극 집전체(4, 4, …), 및, 부극 집전체(5, 5, …)가 구비되어 있다. 이러한 정극 집전체(4, 4, …), 및, 부극 집전체(5, 5, …)가 구비되는 형태로 함으로써, 접속부(8, 8, …)의 두께와 발전 요소(6, 6, …)의 두께의 차(이하에 있어서, 「두께의 차」라고 한다.)를, 정극 집전체(91)나 부극 집전체(92)의 두께와 발전 요소(93)의 두께의 차(이하에 있어서, 「참고예의 차」라고 한다.)보다 저감할 수 있다. 더 구체적으로, 예를 들면, 정극 집전체(4) 및 부극 집전체(5)가 동일한 두께인 경우, 접속부(8, 8, …)의 두께는, 정극 집전체(4)나 부극 집전체(5)의 두께의 4배가 되기 때문에, 전지(10)에 의하면, 두께의 차를, 참고예의 차보다 저감할 수 있다. 이렇게 하여 두께의 차를 저감함으로써, 복수의 접속부(8, 8, …)를 한 지점에 모을 때에, 당해 한 지점에 모이는 장소로부터 떨어진 위치에 배치하여 설치되어 있는 정극 집전체(4, 4, …)나 부극 집전체(5, 5, …)로 부여되는 장력을 저감하는 것이 가능해지기 때문에, 정극 집전체(4, 4, …), 및, 부극 집전체(5, 5, …)의 파손·파단을 억제할 수 있다. 정극 집전체(4, 4, …), 및, 부극 집전체(5, 5, …)의 파손·파단이 억제됨으로써, 접속부(8, 8, …)를 개재하여 전기적으로 접속되는 발전 요소(6, 6, …)의 사이에 있어서의 전기 저항을 저감하는 것이 가능하게 되기 때문에, 본 발명에 의하면, 전기 저항을 저감하는 것이 가능한 전지(10)를 제공할 수 있다.

또한, 전지(10)에서는, 복수의 접속부(8, 8, …)가, 고정 수단(11, 11, …)을 사용하여 일체화되어, 고정되어 있다. 이러한 형태로 함으로써, 정극 집전체(4, 4, …)와 부극 집전체(5, 5, …)를 강고하게 밀착시키는 것이 용이해지기 때문에, 전기 저항의 저감 효과를 높이는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 정극 집전체(4)의 표리면에 배치하여 설치되어 있는 정극층(1, 1)은, 예를 들면, 정극재와 고체 전해질(예를 들면, Li₃PS₄ 등의 황화물 고체 전해질, Li₃PO₄ 등의 산화물 고체 전해질, 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 등의 폴리머 전해질 등.)을 혼합하여 제조한 혼합재를 정극 집전체(4)의 표면이나 이면에 도포한 후, 실온에서 10초간에 걸쳐서 100MPa의 압력으로 프레스함으로써 제조할 수 있다.

정극층(1)에 함유시키는 정극재로서는, 리튬 천이 금속 산화물 및 칼코겐화물을 예시할 수 있다. 정극층(1)에 함유시키는 리튬 천이 금속 산화물로서는, 코발트산 리튬(LiCoO₂), 니켈산 리튬(LiNiO₂), 망간산 리튬(LiMnO₂), 철 올리빈(LiFePO₄), 코발트 올리빈(LiCoPO₄), 망간 올리빈(LiMnPO₄), 및, 티탄산 리튬(Li₄Ti₅O₁₂) 등을 예시할 수 있다. 또, 정극층(1)에 함유시키는 칼코겐화물로서는, 구리 셰브렐(Cu₂Mo₆S₈), 황화철(FeS), 및, 황화 코발트(CoS), 및, 황화 니켈(NiS) 등을 예시할 수 있다. 본 발명에 있어서, 정극층(1)의 두께는, 예를 들면 50㎛로 할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서, 부극 집전체(5)의 표리면에 배치하여 설치되어 있는 부극층(2, 2)은, 예를 들면, 부극재와 고체 전해질(예를 들면, Li₃PS₄ 등의 황화물 고체 전해질, Li₃PO₄ 등의 산화물 고체 전해질, 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 등의 폴리머 전해질 등.)을 혼합하여 제조한 혼합재를 부극 집전체(5)의 표면이나 이면에 도포한 후, 실온에서 10초간에 걸쳐서 100MPa의 압력으로 프레스함으로써 제조할 수 있다. 부극층(2)에 함유시키는 부극재로서는, 카본, 리튬 천이 금속 산화물, 및, 합금을 예시할 수 있다. 부극층(2)에 함유시키는 리튬 천이 금속 산화물로서는, 티탄산 리튬(Li₄Ti₅O₁₂)을 예시할 수 있다. 또, 부극층(2)에 함유시키는 합금으로서는, La₃Ni₂Sn₇을 예시할 수 있다. 본 발명에 있어서, 부극층(2)의 두께는, 예를 들면 60㎛로 할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서, 한 쌍의 정극층(1) 및 부극층(2)의 사이에 배치하여 설치되어 있는 전해질층(3)의 형태는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 공지된 고체 전해질을 포함하는 고체 전해질층 외에, 공지된 겔 형상 전해질을 포함하는 전해질층으로 할 수 있다. 전해질층(3)이 고체 전해질층인 경우, 전해질층(3)은, 예를 들면, Li₃PS₄ 등의 황화물 고체 전해질을 10초간에 걸쳐서 100MPa의 압력으로 프레스함으로써 제조할 수 있다. 본 발명에 있어서, 전해질층(3)의 두께는, 예를 들면 20㎛로 할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서, 정극 집전체(4)는, 전지(10)의 사용 환경에 견딜 수 있는 도전 재료로 구성되어 있으면 되고, 예를 들면, 두께 수㎛∼수십㎛의 알루미늄박 등으로 구성할 수 있다. 또, 본 발명에 있어서, 부극 집전체(5)는, 전지(10)의 사용 환경에 견딜 수 있는 도전 재료로 구성되어 있으면 되고, 두께 수㎛∼수십㎛의 구리박 등으로 구성할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서, 고정 부재(11)는, 전지(10)의 사용 환경에 견딜 수 있고, 또한, 복수의 접속부(8, 8, …)를 일체화시켜서 고정하는 것이 가능한 것이면, 그 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. 고정 부재(11)는, 공지된 리벳 등을 적절히 사용할 수 있다. 또한, 지금까지, 고정 부재(11, 11, …)를 구비한 전지(10)에 대하여 설명하였으나, 복수의 접속부(8, 8, …)를 가지는 본 발명의 전지는, 고정 부재가 구비되는 형태에 한정되는 것은 아니다. 다만, 장척 방향의 전역에 걸쳐서 접속된 정극 집전체(4)와 부극 집전체(5)를 더욱 강고하게 밀착시킴으로써 전기 저항을 저감하기 쉬운 형태의 전지를 제공하는 등의 관점에서는, 복수의 접속부를 일체화하여 고정하는 고정 부재가 구비되는 형태의 전지로 하는 것이 바람직하다.

도 4는, 전지(10)의 제조 공정을 설명하는 플로우 차트이다. 이하, 도 1, 도 2, 및, 도 4를 참조하면서, 전지(10)의 제조 방법(본 발명과 관련되는 전지의 제조 방법의 일 형태)에 대하여 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 전지(10)는, 발전 요소 제조 공정(S11)과, 접속 공정(S12)과, 권회 접기 공정(S13)과, 고정 공정(S14)을 거쳐서 제조된다.

발전 요소 제조 공정(이하에 있어서, 「S11」이라고 한다.)은, 발전 요소(6, 6, …)를 제조하는 공정이다. 전지(10)의 제조 방법에 있어서, S11은, 발전 요소(6, 6, …)를 제조할 수 있으면, 그 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. S11에서는, 예를 들면, 정극재와 고체 전해질을 혼합하여 제조한 혼합재를, 단척 방향의 일단이 구부러져 있는 정극 집전체(4)의 표면·이면에 도포한 후, 실온에서 10초간에 걸쳐서 100MPa의 압력으로 프레스함으로써, 정극 집전체(4)의 표면 및 이면에 각각 두께 50㎛의 정극층(1, 1)이 배치되어 설치된, 정극 구조체를 제조할 수 있다. 또, 예를 들면, 부극재와 고체 전해질을 혼합하여 작성한 혼합재를, 단척 방향의 일단이 구부러져 있는 부극 집전체(5)의 표면·이면에 도포한 후, 실온에서 10초간에 걸쳐서 100MPa의 압력으로 프레스함으로써, 부극 집전체(5)의 표면 및 이면에 각각 두께 60㎛의 부극층(2, 2)이 배치되어 설치된, 부극 구조체를 제조할 수 있다. 또한, 예를 들면, Li₃PS₄ 등의 황화물 고체 전해질을 10초간에 걸쳐서 100MPa의 압력으로 프레스함으로써, 두께 20㎛의 전해질층(3)을 제조할 수 있다. 이렇게 하여, 정극 구조체, 부극 구조체, 및, 전해질층(3)을 제조하면, 한 쌍의 정극층(1) 및 부극층(2)의 사이에 전해질층(3)이 배치되어 설치되도록, 정극 구조체, 전해질층(3), 및, 부극 구조체를 적층함으로써, 발전 요소(6)를 제조할 수 있다. 그리고, 상기 과정을 반복함으로써, 복수의 발전 요소(6, 6, …)를 제조할 수 있다.

접속 공정(이하에 있어서, 「S12」라고 한다.)은, 상기 S11에서 제조한 발전 요소(6)에 포함되는 정극 집전체(4), 및, 이것과 도 1의 지면 좌우 방향으로 인접하는 발전 요소(6)에 포함되는 부극 집전체(5)를, 정극 집전체(4) 및 부극 집전체(5)의 장척 방향의 전역에 걸쳐서 접속하여 접속부(8)를 형성하는 과정을 거쳐서, 도 1에 나타낸 구조체(7)를 제조하는 공정이다. S12는, 복수의 접속부(8, 8, …)를 가지는 구조체(7)를 제조할 수 있으면, 그 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. S12에서는, 예를 들면, 장척 방향의 전체 길이에 걸쳐서 구부러져 있는 정극 집전체(4)의 단척 방향 일단과, 장척 방향의 전체 길이에 걸쳐서 구부러져 있는 부극 집전체(5)의 단척 방향 일단을 감합함으로써, 접속부(8)를 형성할 수 있다.

권회 접기 공정(이하에 있어서, 「S13」이라고 한다.)은, 상기 S12에서 제조한 구조체(7)를, 정극 집전체(4) 및 부극 집전체(5)의 장척 방향으로 권회함으로써, 권회체를 제조하는 공정이다.

고정 공정(이하에 있어서, 「S14」라고 한다.)은, 상기 S13에서 제조한 권회체에 구비되어 있는 복수의 접속부(8, 8, …)를, 고정 부재(11, 11, …)를 사용하여 일체화함으로써, 고정된 복수의 접속부(8, 8, …)를 구비하는 권회체(9)를 제조하는 공정이다. S14는, 권회체(9)를 제조할 수 있으면, 그 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. S14는, 예를 들면, 일체화되어야 할 복수의 접속부(8, 8, …)를 관통하는 구멍을 형성한 후, 이 구멍에 고정 부재(11, 11, …)를 삽입하고, 삽입된 고정 부재(11, 11, …)의 선단을 변형시킴으로써, 권회체(9)를 제조하는 공정으로 할 수 있다.

이와 같이, S11∼S14를 거침으로써, 권회체(9)를 제조할 수 있다. 그리고, 권회체(9)를 외장재에 수용하고, 권회체(9)를 수용한 외장재를 밀폐하는 등의 과정을 거침으로써, 전지(10)를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 발전 요소(6, 6) 사이의 전기 저항을 저감하는 것이 가능한 전지(10)를 제조할 수 있는, 전지의 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 전지(10), 및, 전지(10)의 제조 방법에 관한 상기 설명에서는, 정극 집전체(4, 4, …)와 부극 집전체(5, 5, …)를 직접 접속하여 형성한 접속부(8, 8, …)가 구비되는 형태에 대하여 언급하였으나, 본 발명은 당해 형태에 한정되는 것은 아니다. 그래서, 다른 형태와 관련되는 본 발명에 대하여, 이하에 설명한다.

도 5 및 도 6은, 제2 실시 형태와 관련되는 본 발명의 전지(20)를 설명하는 도면이다. 도 5는 도 1과 대응하고 있다. 도 5는, 권회되기 전의 발전 요소(23, 23, …)를 가지는 구조체(26)를 나타내는 단면도이며, 2세트의 정극 집전체(21, 21)와 부극 집전체(22, 22)의 접속 지점 및 그 주변만을 추출하여 나타내고 있다. 도 5의 지면 좌우 방향이 정극 집전체(21) 및 부극 집전체(22)의 단척 방향이며, 도 5의 지면 안쪽/앞쪽 방향이 정극 집전체(21) 및 부극 집전체(22)의 장척 방향이다. 또, 도 6은, 발전 요소(23, 23, …)를 권회한 후의 권회체(27)를 설명하는 정면도이며, 접속부(25) 및 그 주변만을 추출하여 나타내고 있다. 도 6의 지면 좌우 방향이 정극 집전체(21) 및 부극 집전체(22)의 단척 방향이다. 도 5 및 도 6에 있어서, 전지(10)와 동일하게 구성되는 것에는, 도 1 및 도 2에서 사용한 부호와 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 적절히 생략한다.

도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 구조체(26) 및 권회체(27)는, 정극층(1), 부극층(2), 정극층(1)과 부극층(2) 사이에 배치하여 설치된 전해질층(3), 정극층(1)에 접속된 정극 집전체(21), 및, 부극층(2)에 접속된 부극 집전체(22)를 구비하는 복수의 발전 요소(23, 23, …)를 구비하고 있다. 정극층(1, 1)은 정극 집전체(21)의 표리면에, 부극층(2, 2)은 부극 집전체(22)의 표리면에, 각각 배치하여 설치되어 있고, 전해질층(3)은, 한 쌍의 정극층(1) 및 부극층(2)의 사이에 배치하여 설치되어 있다. 구조체(26)에 있어서, 정극 집전체(21, 21, …), 및, 부극 집전체(22, 22, …)는, 단척 방향 양단이 구부러져 있지 않다. 구조체(26)에서는, 도전체(24)가, 정극 집전체(21)의 단척 방향 일단에 있어서의 장척 방향 전체 길이, 및, 부극 집전체(22)의 단척 방향 일단에 있어서의 장척 방향 전체 길이와 접촉하고 있다. 그리고, 도전체(24) 및 정극 집전체(21), 및, 도전체(24) 및 부극 집전체(22)가 접합됨으로써, 접속부(25)가 구성되어 있다. 복수의 접속부(25, 25, …)를 구비하는 구조체(26)는, 도 5의 지면 안쪽/앞쪽 방향으로 권회됨으로써, 권회체(27)가 되고, 이 권회체(27)가 외장재에 수용되는 등으로 하여, 본 발명의 전지(20)가 된다.

전지(20)에서는, 구조체(26)의 단계에서, 정극 집전체(21) 및 부극 집전체(22)가 도전체(24)를 개재하여 일체화되어 있기 때문에, 권회체(27)를 형성한 후에, 정극 집전체(21, 21, …), 및, 부극 집전체(22, 22, …)를 일체화할 필요가 없다. 즉, 이러한 형태로 함으로써, 집전체를 일체화할 때의 집전체의 파손·파단을 방지할 수 있기 때문에, 본 발명에 의하면, 전기 저항을 저감하는 것이 가능한 전지(20)를 제공할 수 있다.

본 발명에 있어서, 정극 집전체(21)는, 정극 집전체(4)와 동일한 재료로 구성할 수 있고, 정극 집전체(21)의 두께는, 예를 들면, 수㎛∼수십㎛로 할 수 있다. 또, 부극 집전체(22)는, 부극 집전체(5)와 동일한 재료로 구성할 수 있고, 부극 집전체(22)의 두께는, 예를 들면, 수㎛∼수십㎛로 할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서, 도전체(24)는, 전지(20)의 사용 환경에 견딜 수 있고, 또한, 정극 집전체(21) 및 부극 집전체(22)와 접합시키는 것이 가능한 공지된 도전 재료로 구성할 수 있다. 정극 집전체(21)로서 알루미늄박을 사용하고, 부극 집전체(22)로서 구리박을 사용한 경우, 도전재(24)는, 알루미늄 및 구리를 금속학적으로 결합시킴으로써 구성한 클래드재 등을 사용할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서, 접속부(25)는, 도전체(24)를 개재하여, 장척 방향의 전역에 걸쳐서 정극 집전체(21) 및 부극 집전체(22)가 접속되어 있으면, 그 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. 접속부(25)는, 예를 들면, 정극 집전체(21)의 단척 방향 일단에 있어서의 장척 방향의 적어도 일부와 도전체(24)가 용접되고, 또한, 부극 집전체(22)의 단척 방향 일단에 있어서의 장척 방향의 적어도 일부와 도전체(24)가 용접된 형태로 할 수 있다.

도 7은, 전지(20)의 제조 공정을 설명하는 플로우 차트이다. 이하, 도 5 내지 도 7을 참조하면서, 전지(20)의 제조 방법(본 발명과 관련되는 전지의 제조 방법의 일 형태)에 대하여 설명한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 전지(20)는, 발전 요소 제조 공정(S21)과, 접속 공정(S22)과, 권회 접기 공정(S23)을 거쳐서 제조된다.

발전 요소 제조 공정(이하에 있어서, 「S21」이라고 한다.)은, 발전 요소(23, 23, …)를 제조하는 공정이다. 전지(20)의 제조 방법에 있어서, S21은, 발전 요소(23, 23, …)를 제조할 수 있으면, 그 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. S21에서는, 예를 들면, S11과 동일한 방법에 의해, 정극 집전체(21)의 표면 및 이면에 각각 두께 50㎛의 정극층(1, 1)을 배치하여 설치함으로써, 정극 구조체를 제조할 수 있다. 또, 예를 들면, S11과 동일한 방법에 의해, 부극 집전체(22)의 표면 및 이면에 각각 두께 60㎛의 부극층(2, 2)을 배치하여 설치함으로써, 부극 구조체를 제조할 수 있다. 또한, 예를 들면, S11과 동일한 방법에 의해, 두께 20㎛의 전해질층(3)을 제조할 수 있다. 이렇게 하여, 정극 구조체, 부극 구조체, 및, 전해질층(3)을 제조하면, 한 쌍의 정극층(1) 및 부극층(2)의 사이에 전해질층(3)이 배치되어 설치되도록, 정극 구조체, 전해질층(3), 및, 부극 구조체를 적층함으로써, 발전 요소(23)를 제조할 수 있다. 그리고, 상기 과정을 반복함으로써, 복수의 발전 요소(23, 23, …)를 제조할 수 있다.

접속 공정(이하에 있어서, 「S22」라고 한다.)은, 상기 S21에서 제조한 발전 요소(23)에 포함되는 정극 집전체(21), 및, 이것과 도 5의 지면 좌우 방향으로 인접하는 발전 요소(23)에 포함되는 부극 집전체(22)를, 도전재(24)를 사용해 접속하여 접속부(25)를 형성하는 과정을 거쳐서, 도 5에 나타낸 구조체(26)를 제조하는 공정이다. S22는, 복수의 접속부(25, 25, …)를 가지는 구조체(26)를 제조할 수 있으면, 그 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. S22에서는, 예를 들면, 정극 집전체(21)의 단척 방향 일단에 있어서의 장척 방향의 적어도 일부와 도전체(24)를 용접하고, 또한, 부극 집전체(22)의 단척 방향 일단에 있어서의 장척 방향의 적어도 일부와 도전체(24)를 용접함으로써, 접속부(25)를 형성할 수 있다.

권회 접기 공정(이하에 있어서, 「S23」이라고 한다.)은, 상기 S22에서 제조한 구조체(26)를, 정극 집전체(21) 및 부극 집전체(22)의 장척 방향으로 권회함으로써, 권회체(27)를 제조하는 공정이다.

이와 같이, S21∼S23을 거침으로써, 권회체(27)를 제조할 수 있다. 그리고, 권회체(27)를 외장재에 수용하고, 권회체(27)를 수용한 외장재를 밀폐하는 등의 과정을 거침으로써, 전지(20)를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 발전 요소(23, 23) 사이의 전기 저항을 저감하는 것이 가능한 전지(20)를 제조할 수 있는, 전지의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 8 및 도 9는, 제3 실시 형태와 관련되는 본 발명의 전지(30)를 설명하는 도면이다. 도 8은 도 5와 대응하고 있다. 도 8은, 권회되기 전의 발전 요소(33, 33, …)를 가지는 구조체(36)를 나타내는 단면도이며, 2세트의 정극 집전체(31, 31)와 부극 집전체(32, 32)의 접속 지점 및 그 주변만을 추출하여 나타내고 있다. 도 8의 지면 좌우 방향이 정극 집전체(31) 및 부극 집전체(32)의 단척 방향이며, 도 8의 지면 안쪽/앞쪽 방향이 정극 집전체(31) 및 부극 집전체(32)의 장척 방향이다. 또, 도 9는, 발전 요소(33, 33, …)를 권회한 후의 권회체(37)를 설명하는 정면도이며, 접속부(35) 및 그 주변만을 추출하여 나타내고 있다. 도 9의 지면 좌우 방향이, 정극 집전체(31), 부극 집전체(32), 및, 도전체(34)의 단척 방향이다. 도 8 및 도 9에 있어서, 전지(20)와 동일하게 구성되는 것에는, 도 5 및 도 6에서 사용한 부호와 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 적절히 생략한다.

도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 구조체(36) 및 권회체(37)는, 정극층(1), 부극층(2), 정극층(1)과 부극층(2)의 사이에 배치하여 설치된 전해질층(3), 정극층(1)에 접속된 정극 집전체(31), 및, 부극층(2)에 접속된 부극 집전체(32)를 구비하는 복수의 발전 요소(33, 33, …)를 구비하고 있다. 정극층(1, 1)은 정극 집전체(31)의 표리면에, 부극층(2, 2)은 부극 집전체(32)의 표리면에, 각각 배치하여 설치되어 있고, 전해질층(3)은, 한 쌍의 정극층(1) 및 부극층(2)의 사이에 배치하여 설치되어 있다. 구조체(36)에 있어서, 정극 집전체(31, 31, …), 및, 부극 집전체(32, 32, …)는, 단척 방향 일단이 장척 방향의 전체 길이에 걸쳐서 구부러져 있고, 도전체(34)는, 단척 방향 양단이 장척 방향의 전체 길이에 걸쳐서 구부러져 있다. 그리고, 정극 집전체(31)의 구부러져 있는 측과 도전체(34)의 단척 방향 일단 측이 감합되고, 또한, 부극 집전체(32)의 구부러져 있는 측과 도전체(34)의 단척 방향 타단 측이 감합되어 있는 것에 의해, 접속부(35)가 구성되어 있다. 복수의 접속부(35, 35, …)를 구비하는 구조체(36)는, 도 8의 지면 안쪽/앞쪽 방향으로 권회됨으로써, 권회체(37)가 되고, 이 권회체(37)가 외장재에 수용되는 등으로 하여, 본 발명의 전지(30)가 된다.

전지(30)에서는, 구조체(36)의 단계에서, 정극 집전체(31) 및 부극 집전체(32)가 도전체(34)를 개재하여 일체화되어 있기 때문에, 권회체(37)를 형성한 후에, 정극 집전체(31, 31, …), 및, 부극 집전체(32, 32, …)를 일체화할 필요가 없다. 즉, 이러한 형태이어도, 집전체를 일체화할 때의 집전체의 파손·파단을 방지할 수 있기 때문에, 본 발명에 의하면, 전기 저항을 저감하는 것이 가능한 전지(30)를 제공할 수 있다.

본 발명에 있어서, 정극 집전체(31)는, 정극 집전체(4)와 동일한 재료로 구성할 수 있고, 정극 집전체(31)의 두께는, 예를 들면, 수㎛∼수십㎛로 할 수 있다. 또, 부극 집전체(32)는, 부극 집전체(5)와 동일한 재료로 구성할 수 있고, 부극 집전체(32)의 두께는, 예를 들면, 수㎛∼수십㎛로 할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서, 도전체(34)는, 도전체(24)와 동일한 재료로 구성할 수 있다. 정극 집전체(31)로서 알루미늄박을 사용하고, 부극 집전체(32)로서 구리박을 사용한 경우, 도전재(34)는, 알루미늄 및 구리를 금속학적으로 결합시킴으로써 구성한 클래드재 등을 사용할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서, 접속부(35)는, 도전체(34)를 개재하여, 장척 방향의 전역에 걸쳐서 정극 집전체(31) 및 부극 집전체(32)가 접속된 구조이면, 그 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. 접속부(35)는, 예를 들면, 감합된 정극 집전체(31) 및 도전체(34)의 장척 방향의 적어도 일부가 용접되고, 또한, 감합된 부극 집전체(32) 및 도전체(34)의 장척 방향의 적어도 일부가 용접된 형태로 할 수 있다.

도 10은, 전지(30)의 제조 공정을 설명하는 플로우 차트이다. 이하, 도 8 내지 도 10을 참조하면서, 전지(30)의 제조 방법(본 발명과 관련되는 전지의 제조 방법의 일 형태)에 대하여 설명한다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 전지(30)는, 발전 요소 제조 공정(S31)과, 접속 공정(S32)과, 권회 접기 공정(S33)을 거쳐서 제조된다.

발전 요소 제조 공정(이하에 있어서, 「S31」이라고 한다.)은, 발전 요소(33, 33, …)를 제조하는 공정이다. 전지(30)의 제조 방법에 있어서, S31은, 발전 요소(33, 33, …)를 제조할 수 있으면, 그 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. S31에서는, 예를 들면, S11과 동일한 방법에 의해, 정극 집전체(31)의 표면 및 이면에 각각 두께 50㎛의 정극층(1, 1)을 배치하여 설치함으로써, 정극 구조체를 제조할 수 있다. 또, 예를 들면, S11과 동일한 방법에 의해, 부극 집전체(32)의 표면 및 이면에 각각 두께 60㎛의 부극층(2, 2)을 배치하여 설치함으로써, 부극 구조체를 제조할 수 있다. 또한, 예를 들면, S11과 동일한 방법에 의해, 두께 20㎛의 전해질층(3)을 제조할 수 있다. 이렇게 하여, 정극 구조체, 부극 구조체, 및, 전해질층(3)을 제조하면, 한 쌍의 정극층(1) 및 부극층(2)의 사이에 전해질층(3)이 배치되어 설치되도록, 정극 구조체, 전해질층(3), 및, 부극 구조체를 적층함으로써, 발전 요소(33)를 제조할 수 있다. 그리고, 상기 과정을 반복함으로써, 복수의 발전 요소(33, 33, …)를 제조할 수 있다.

접속 공정(이하에 있어서, 「S32」라고 한다.)은, 상기 S31에서 제조한 발전 요소(33)에 포함되는 정극 집전체(31), 및, 이것과 도 8의 지면 좌우 방향으로 인접하는 발전 요소(33)에 포함되는 부극 집전체(32)를, 도전재(34)를 사용해 접속하여 접속부(35)를 형성하는 과정을 거쳐서, 도 8에 나타낸 구조체(36)를 제조하는 공정이다. S32는, 복수의 접속부(35, 35, …)를 가지는 구조체(36)를 제조할 수 있으면, 그 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. S32에서는, 예를 들면, 정극 집전체(31)의 구부러져 있는 측과 도전체(34)의 단척 방향 일단 측을 감합한 후에 이것들을 용접하고, 또한, 부극 집전체(32)의 구부러져 있는 측과 도전체(34)의 단척 방향 타단 측을 감합한 후에 이것들을 용접함으로써, 접속부(35)를 형성할 수 있다.

권회 접기 공정(이하에 있어서, 「S33」이라고 한다.)은, 상기 S32에서 제조한 구조체(36)를, 정극 집전체(31) 및 부극 집전체(32)의 장척 방향으로 권회함으로써, 권회체(37)를 제조하는 공정이다.

이와 같이, S31∼S33을 거침으로써, 권회체(37)를 제조할 수 있다. 그리고, 권회체(37)를 외장재에 수용하고, 권회체(37)를 수용한 외장재를 밀폐하는 등의 과정을 거침으로써, 전지(30)를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 발전 요소(33, 33) 사이의 전기 저항을 저감하는 것이 가능한 전지(30)를 제조할 수 있는, 전지의 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 관한 상기 설명에서는, 복수의 발전 요소가 권회되는 형태에 대하여 언급하였지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 전지는, 접힌 복수의 발전 요소를 구비하는 형태로 하는 것도 가능하고, 본 발명의 전지의 제조 방법은, 복수의 발전 요소를 접는 형태의 권회 접기 공정을 가지고 있어도 된다.

또, 본 발명에 관한 상기 설명에서는, 리튬 이온을 흡장·방출 가능한 정극재 및 부극재가 구비되는 형태를 예시하였으나, 본 발명은 당해 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 나트륨 이온이나 마그네슘 이온을 흡장·방출 가능한 정극재 및 부극재가 구비되는 형태로 함으로써, 본 발명은, 나트륨 이온이나 마그네슘 이온이 이동하는 형태의 전지 및 그 제조 방법으로 할 수도 있다.

실시예

부극 집전체와 접속되는 정극 집전체의 단척 방향 일단으로부터, 이 정극 집전체의 표리면에 형성한 정극층의 단면까지의 거리, 및, 정극 집전체와 접속되는 부극 집전체의 단척 방향 일단으로부터, 이 부극 집전체의 표리면에 형성한 부극층의 단면까지의 거리를 모두 15㎜로 하고, 또한, 정극층 및 부극층 사이에 전해질층을 배치하고 설치하여 구성되는 복수의 발전 요소를 두께가 10㎜가 될 때까지 적층하는 과정을 거쳐서, 권회체(9), 구조체(26, 36), 및, 구조체(95)를 제조하였다. 그리고, 집전체(정극 집전체 및 부극 집전체)의 파손·파단의 유무를 조사하고, 접속된 정극 집전체 및 부극 집전체 사이(발전 요소 간)의 전기 저항을 측정하였다.

그 결과, 권회체(9), 구조체(26, 36)에서는, 정극 집전체 및 부극 집전체의 파손·파단이 확인되지 않았다. 이에 대하여, 구조체(95)에서는, 복수의 집전체를 한 지점에 모은 장소로부터 가장 먼 위치에 배치하여 설치되어 있었던 정극 집전체, 및, 이 정극 집전체에 인접하여 배치하여 설치되어 있었던 정극 집전체가 파손(일부가 파탄)되었다.

또, 권회체(9)에 있어서의 발전 요소 간의 전기 저항은 0.8mΩ, 구조체(26)에 있어서의 발전 요소 간의 전기 저항은 1.1mΩ, 구조체(36)에 있어서의 발전 요소 간의 전기 저항은 0.9mΩ이었다. 이에 대하여, 구조체(95)에 있어서의 발전 요소 간의 전기 저항은 1.5mΩ이었다.

이상으로부터, 본 발명에 의하면, 집전체의 파손을 억제할 수 있고, 발전 요소 간의 전기 저항을 저감할 수 있었다.

본 발명의 전지는, 전기 자동차나 정보기기 등의 동력원으로서 이용할 수 있고, 본 발명의 전지의 제조 방법은, 이러한 전지를 제조할 때에 이용할 수 있다.

1 : 정극층 2 : 부극층
3 : 전해질층 4 : 정극 집전체
5 : 부극 집전체 6 : 발전 요소
7 : 구조체 8 : 접속부
9 : 권회체 10 : 전지
11 : 고정 부재 20 : 전지
21 : 정극 집전체 22 : 부극 집전체
23 : 발전 요소 24 : 도전체
25 : 접속부 26 : 구조체
27 : 권회체 30 : 전지
31 : 정극 집전체 32 : 부극 집전체
33 : 발전 요소 34 : 도전체
35 : 접속부 36 : 구조체
37 : 권회체 91 : 정극 집전체
92 : 부극 집전체 93 : 발전 요소
94 : 접속 단자 95 : 구조체

Claims

정극층, 부극층, 상기 정극층과 상기 부극층 사이에 배치하여 설치된 전해질층, 상기 정극층에 접속된 정극 집전체, 및, 상기 부극층에 접속된 부극 집전체를 구비하는 발전 요소를 복수 구비하고,
복수의 상기 발전 요소는, 권회 또는 접혀 있으며,
하나의 상기 발전 요소에 포함되는 상기 정극 집전체와 상기 하나의 발전 요소에 인접하는 다른 발전 요소에 포함되는 상기 부극 집전체가, 따로따로 형성됨과 함께, 상기 발전 요소가 권회 또는 접히기 전후의 상기 정극 집전체 및 상기 부극 집전체의 장척(長尺) 방향의 전역에 걸쳐서, 직접 또는 간접적으로 접속되어 있고,
구부러진 상기 정극 집전체와 구부러진 상기 부극 집전체가 감합되어, 상기 정극 집전체와 상기 부극 집전체가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지.
삭제
제1항에 있어서,
접속된 상기 정극 집전체 및 상기 부극 집전체가, 고정 부재를 개재하여 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 정극 집전체 및 상기 부극 집전체와 접촉하는 도전체를 개재하여, 상기 정극 집전체와 상기 부극 집전체가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지.
제4항에 있어서,
구부러진 상기 정극 집전체와 구부러진 상기 도전체가 감합되고, 또한, 구부러진 상기 도전체와 구부러진 상기 부극 집전체가 감합되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지.
정극층, 부극층, 상기 정극층과 상기 부극층 사이에 배치하여 설치된 전해질층, 상기 정극층에 접속된 정극 집전체, 및, 상기 부극층에 접속된 부극 집전체를 구비하는 복수의 발전 요소를 제조하는 발전 요소 제조 공정과,
상기 발전 요소 제조 공정에서 제조된 하나의 상기 발전 요소에 포함되는 상기 정극 집전체, 및, 상기 발전 요소 제조 공정에서 제조된 다른 상기 발전 요소에 포함되는 상기 부극 집전체를, 상기 정극 집전체 및 상기 부극 집전체의 장척 방향의 전역에 걸쳐서, 직접 또는 간접적으로 접속하는 접속 공정과,
상기 접속 공정 후에, 복수의 상기 발전 요소를 권회 또는 접는 권회 접기 공정을 가지고,
상기 접속 공정이, 구부러진 상기 정극 집전체와 구부러진 상기 부극 집전체를 감합함으로써, 상기 정극 집전체와 상기 부극 집전체를 접속하는 공정인 것을 특징으로 하는, 전지의 제조 방법.
삭제
제6항에 있어서,
상기 권회 접기 공정 후에, 접속된 상기 정극 집전체 및 상기 부극 집전체를, 고정 부재를 사용하여 고정하는 고정 공정을 더 가지는 것을 특징으로 하는, 전지의 제조 방법.
제6항 또는 제8항에 있어서,
상기 접속 공정이, 상기 정극 집전체 및 상기 부극 집전체와 접촉하는 도전체를 개재하여, 상기 정극 집전체와 상기 부극 집전체를 접속하는 공정인 것을 특징으로 하는, 전지의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 접속 공정이, 구부러진 상기 정극 집전체와 구부러진 상기 도전체를 감합하고, 또한, 구부러진 상기 도전체와 구부러진 상기 부극 집전체를 감합함으로써, 상기 정극 집전체와 상기 부극 집전체를 접속하는 공정인 것을 특징으로 하는, 전지의 제조 방법.