KR20030074645A - 비수전해질 이차전지, 그 제조법 및 전지집합체 - Google Patents

비수전해질 이차전지, 그 제조법 및 전지집합체 Download PDF

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Abstract

시트형상의 양극집전체로 이루어지는 외장재 및 그 내면에 둘레가장자리부를 남기고 형성된 양극활물질층을 포함하는 양극판, 시트형상의 음극집전체로 이루어지는 외장재 및 그 내면에 둘레가장자리부를 남기고 형성된 음극활물질층을 포함하는 음극판, 및 상기 양극활물질층과 상기 음극활물질층의 사이에 개재하는 폴리머 전해질로 이루어지는 세퍼레이터층을 가지며, 상기 양극집전체의 둘레가장자리부와 상기 음극집전체의 둘레가장자리부가 절연재료를 통해 접합되어 있는 비수전해질 이차전지.

Description

비수전해질 이차전지 및 그 제조법{NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTE RY AND ITS PRODUCING METHOD}
근래, AV기기나 퍼스널 컴퓨터 등, 전자기기의 무선화나 포터블화가 진행되고 있다. 이에 따라, 비수전해질을 구비한 고에너지밀도의 비수전해질 전지가 많이 채용되고 있다. 리튬 이차전지는, 그 중에서도 가장 실용화가 진행된 비수전해질 이차전지이다.
이들 전지의 음극에는, 각종 흑연이나 비정질탄소 등의 재료가 사용된다. 이들은 리튬을 흡수저장, 방출할 수 있고, 리튬에 가까운 낮은 전위를 나타낸다.
한쪽의 양극에는, LiCoO2, LiMn2O4등의 리튬함유 천이금속화합물 등의 재료를 사용하고 있다. 이들은 리튬을 흡수저장, 방출할 수 있고, 리튬에 대하여 높은 전위를 나타낸다.
이들 비수전해질 전지용의 극판은, 예를 들면 아래와 같이 제조된다. 우선, 전극재료에, 탄소섬유나 카본블랙 등의 도전제, 폴리머 필러 등의 보강재, 결착제,점도조정제 등을 가하여, 용매를 사용하여 슬러리상태의 전극합제를 조제한다. 이것을 금속의 시트, 메쉬 또는 라스판 또는 펀칭메탈 등, 각종 형태의 집전체 또는 코어재료로 도공(塗工)한다. 이것을 필요에 따라, 압연하고, 건조하고, 원하는 형상으로 재단하여 극판이 형성된다.
비수전해질은, LiPF6이나 LiBF4와 같은 리튬염을 비수용매로 용해하여 조제된다. 비수용매로서는, 에틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디에틸카보네이트 등이 사용된다. 최근에는, 쇄상(鎖狀) 화합물과 환상(環狀)화합물로 이루어지는 혼합용매가 많이 사용되고 있다.
최근의 기기의 소형화에 따라, 면적, 체적이 한정된 스페이스에 수용할 수 있는 경량의 전지가 강하게 요구되고 있다. 또한, 충분한 에너지밀도를 가지며, 또한, 수mm를 밑도는 두께의 전지가 요구되는 경우도 많다.
액상(液狀)의 비수전해질을 포함하는 전지는, 비수전해질의 유출을 방지해야 한다. 또한, 극판이나 비수전해질 등의 발전요소를, 수분을 함유한 대기로부터 차단할 필요가 있다. 그 때문에 발전요소는 용기 내에 수납된다.
초기에 채용된 비수전해질 전지에서는, 극판을 세퍼레이터와 함께 소용돌이 감는 형상으로 두루 감거나, 적층하거나 하여, 극판군을 구성한다. 이어서, 극판군을 원통형 또는 각형의 용기에 삽입하여, 비수전해질을 주입한다. 그리고, 외부단자를 겸하는 밀봉판으로 용기의 개구부를 밀봉하면 전지가 완성된다. 그러나, 이러한 전지구성에서는, 설계상 박형화가 곤란하다. 또한, 누액에 대한 신뢰성도낮다.
근래, 액상의 비수전해질을 폴리머 매트릭스에 유지시켜 겔상으로 한 폴리머 전해질이 전지에 채용되고 있다. 그리고, 극판을 폴리머 전해질로 이루어지는 세퍼레이터층을 통해 적층하여, 시트형상의 외장재로 둘러싼 박형의 폴리머전지가 개발되고 있다.
폴리머 전해질로 이루어진 세퍼레이터층은, 예를 들면, 겔형성제를 포함하는 미다공막이나 부직포에 액상의 비수전해질을 흡수시켜, 이것을 극판사이에 끼워 지지시킴으로써 형성된다. 겔형성제에는, 액상의 비수전해질을 흡수하여 겔전해질을 형성하는 폴리머재료가 사용된다.
폴리머 전해질만으로 이루어지는 세퍼레이터층을 형성할 수도 있다. 예를 들면, 겔형성제와 용매를 혼합하여 페이스트를 조제하여, 이것을 통해 극판을 적층하고, 건조시켜, 이어서 액상의 비수전해질을 겔형성제에 흡수시키는 방법을 들 수 있다. 또한, 겔형성제와 액상의 비수전해질을 혼합하여 페이스트를 조제하고, 이것을 통해 극판을 적층하는 방법도 알려져 있다.
폴리머 전해질로 이루어지는 세퍼레이터층은, 이온을 전달하는 전해질로서의 기능과, 극판을 격리하는 세퍼레이터로서의 기능을 가진다. 양극, 폴리머 전해질로 이루어지는 세퍼레이터층 및 음극을 순서대로 적층함으로써 구성한 극판군을, 시트형상의 외장재 내에 수용함으로써, 매우 얇고, 높은 에너지밀도의 전지를 제작하는 것이 가능하다.
일본 특허공개 2000-67850호 공보에는, 폴리머 전해질로 이루어지는 세퍼레이터층을 통해 극판을 일체화하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허공개 2000-12084호 공보나 특표평 9-506208호 공보에는, 집전체 및 그 한 면에 형성된 활물질층으로 이루어지는 양극판과, 집전체 및 그 한 면에 형성된 활물질층으로 이루어지는 음극판과, 양 활물질층 사이에 개재한 폴리머 전해질로 이루어지는 세퍼레이터층을 가진 극판군이 개시되어 있다.
일본 특개평 11-265699호 공보에는, 가스를 빼내기 위한 안전기구를 구비한 자루형상의 외장재로써 폴리머 전해질로 이루어지는 세퍼레이터층을 개재하여 적층된 극판을 수납한 구성이 개시되어 있다.
일본 특허공개 2000-156209호 공보나 일본 특허공개 2000-223108호 공보에는, 집전체 및 그 한 면에 형성된 활물질층으로 이루어지는 2개의 극판과, 양면에 활물질층을 가진 1개의 극판과, 이들 사이에 개재하는 세퍼레이터층으로 이루어지는 극판군이 개시되어 있다. 이 극판군은 시트형상의 외장재로 둘러싸여 있다.
상술한 종래의 박형 전지는, 어느 것이나 극판군을 별도로 더 준비한 외장재에 수납한 것이다. 또한 별도로 준비한 외장재를 사용한다고 하는 발상에 근거하는 한, 전지의 박형화나 에너지밀도의 향상에는 한계가 있다. 또한, 패키지의 간략화 및 제조공정의 간략화에도 한계가 있다.
본 발명은, 간략화된 패키지의 박형(薄型)이고 경량인 고에너지밀도의 비수전해질 이차전지 및 그 효율적인 제조법에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 비수전해질 이차전지의 일례의 종단면도이다.
도 2는, 본 발명의 비수전해질 이차전지의 일례의 끝단부의 종단면도이다.
도 3은, 본 발명의 비수전해질 이차전지의 다른 일례의 끝단부의 종단면도이다.
도 4는, 본 발명의 비수전해질 이차전지의 또 다른 일례의 끝단부의 종단면도이다.
도 5는, 각 집전체의 둘레가장자리부간의 접합을 하기 전의 미완성의 본 발명의 비수전해질 이차전지의 일례의 종단면도이다.
도 6은, 띠형상의 양극집전체의 한 면에 복수의 양극활물질층을 간헐적으로 형성하여 얻어진 양극판의 집합체의 평면도이다.
도 7은, 각 집전체의 둘레가장자리부간의 접합을 하기 전의 미완성의 본 발명의 전지집합체의 일례의 종단면도이다.
도 8은, 본 발명의 전지집합체의 일례의 종단면도이다.
도 9는, 각 집전체의 둘레가장자리부간의 접합을 하기 전의 미완성의 본 발명의 전지집합체의 다른 일례의 종단면도이다.
도 10은, 인접하는 전지가 같은 극성의 집전체끼리 대면하도록 전지의 연결부에서 구부러진 상태의 전지집합체의 정면도이다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
본 발명의 비수전해질 이차전지는, 양극판, 음극판, 폴리머 전해질로 이루어지는 세퍼레이터층, 및 절연재료로 구성되어 있고, 별도로 외장재를 사용하지 않는 단순한 구조를 가진다.
도 1은, 본 발명의 비수전해질 이차전지의 일례의 종단면도를 나타낸 것이다. 양극판(1)은 외장재를 겸하는 양극집전체(2)와 그 내면에 형성된 양극활물질층(3)으로 구성되고, 음극판(4)은 외장재를 겸하는 음극집전체(5)와 그 내면에 형성된 음극활물질층(6)으로 구성되어 있다. 그리고, 각 활물질층사이에는 폴리머 전해질로 이루어지는 세퍼레이터층(8)이 개재하여, 양자의 단락(短絡)을 방지하고 있다. 활물질층을 갖지 않는 양극집전체(2)의 둘레가장자리부(7a)와 음극집전체 (5)의 둘레가장자리부(7b)의 사이에는, 절연재료로서 수지(9)가 배치되어 있고, 수지(9)는 양극판사이를 접합하는 동시에 전지내부를 밀봉하고 있다.
수지(9)는 필름형상인 것이 바람직하다. 그리고, 양극판의 접합방법으로서는, 필름형상 수지를 양극판(1 및 4)의 집전체의 둘레가장자리부사이에 끼우고, 그 둘레가장자리부를 바깥측에서 가압하면서 가열하는 것이 유효하다. 상기 방법에서는, 필름형상 수지를 사용하는 대신에, 양 집전체(2및 5)의 적어도 한쪽의 둘레가장자리부에 페이스트상태의 열경화성 수지를 도포하여도 좋다. 또한, 양 집전체(2 및 5)의 적어도 한쪽의 둘레가장자리부에, 가열에 의해 접착력을 발휘하는 수지층을 형성하여도 좋다.
본 발명의 비수전해질 이차전지는, 상기와 같은 단순한 구조이기 때문에, 극판의 적층공정이 종료한 단계에서 거의 완성되어 있고, 이어서 양 집전체의 둘레가장자리부사이를 접합하는 것 뿐인 간단한 공정으로 전지가 완성된다.
양극집전체(2) 및 음극집전체(5)는 전지의 외장재를 겸하고 있고, 각각의 활물질층을 갖지 않은 쪽의 면은 전지 바깥면이 된다. 그 때문에 각 집전체에는, 구멍을 갖지 않는 금속시트가 사용된다. 한편, 금속시트에는 금속필름도 포함된다.
금속시트의 두께는, 활물질층이 그 한 면에 형성되기 때문에, 통상의 박형의 전지의 외장재에 사용되는 것보다도 얇으면 좋고, 예를 들어 1O㎛ 정도여도 좋다. 금속시트가 지나치게 두꺼우면 전지의 에너지밀도가 감소하기 때문에, 금속시트의 두께는 1O∼100㎛이 바람직하다.
금속시트는 내식성을 고려하여 선택한다. 양극집전체(2)를 얻을 경우, 금속시트는 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또, 음극집전체(5)를 얻을 경우, 금속시트는 구리, 구리합금, 철 또는 철합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 음극집전체(5)의 표면에는 니켈도금을 실시하는 것이 바람직하다. 음극집전체(5)가 철 또는 철합금으로 이루어지는 경우는, 그 표면에 니켈도금을 실시하는 것이 특히 유효하다.
집전체의 활물질층을 갖지 않은 바깥면에는, 보강을 위해, 수지나 폴리머재료를 라미네이트할 수가 있다. 또한, 집전체의 활물질층을 형성하는 면에는, 도전성수지로 이루어지는 층을 형성하는 것이 바람직하다.
활물질층은, 활물질을 포함한 페이스트상태의 합제를, 집전체의 한 면에 부여함으로써 형성된다. 합제에는, 활물질 이외에, 필요에 따라, 도전제, 결착제, 분산매, 후술하는 폴리머 전해질, 상기 폴리머 전해질의 원료인 폴리머재료 등이 포함된다. 합제를 집전체에 부여하는 방법은 특히 한정되지 않는다. 예를 들어, 일반적인 도공장치를 사용하여, 긴 띠형상 집전체의 한 면에, 그 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 합제를 도포함으로써, 연속적으로 복수의 활물질층을 형성하는 것이 효율적이다.
양극활물질층(3) 및 음극활물질층(6)의 두께는, 예를 들면 각각 30∼300㎛인 것이 바람직하다.
양극활물질로서는, 금속산화물이 바람직하다. 그 중에서도 특히, LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4등의 리튬함유 천이금속산화물이 바람직하다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다.
음극활물질로서는, 각종 흑연계 탄소재료나 비정질 탄소재료가 바람직하다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다.
도전제로는, 흑연분말이나 카본블랙 등의 탄소분말, 탄소섬유 등이 사용된다.
결착제로서는, 비수전해질에 대하여 안정적인 불소수지가 바람직하다. 상기 불소수지로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌과의 공중합체, 폴리불화비닐리덴, 불화비닐리덴과 헥사플루오로프로필렌과의 공중합체 등을 들 수 있다.
분산매로서는, N-메틸-2-피롤리돈 등이 바람직하게 사용된다.
세퍼레이터층(8)은, 폴리머 전해질을 포함하고 있다. 폴리머 전해질이란, 폴리머재료를 포함하는 고체 또는 겔 상(狀)의 전해질을 의미한다. 일반적으로는, UV조사나 가열에 의해 가교하는 폴리머재료가 형성하는 매트릭스에, 액상의 비수전해질을 유지시킨 폴리머 전해질이 바람직하게 사용된다.
가교하는 폴리머재료는, 비수전해질에 대한 화학적인 내구성을 가지며, 고전압에서의 충방전의 반복에 견딜 수 있는 것이 바람직하다. 상기 관점에서, 불소수지나 아이오노머수지가 가교하는 폴리머로서 적합하다. 예를 들면, 폴리불화비닐리덴이나, 폴리불화비닐리덴에 저분자의 폴리헥사플루오로프로필렌을 그라프트시킨 공중합체가 바람직하다.
폴리머재료에 유지시키는 액상의 비수전해질로서는, 일반적으로 비수전해질 전지에서 사용되고 있는 종래 공지의 것을 한정없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 비수용매 및 상기 비수용매에 용해한 용질로 이루어지는 액상의 비수전해질이 바람직하게 사용된다.
상기 비수용매로서는, 에틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디에틸카보네이트 등이 적합하다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋지만, 2종 이상을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 용질로서는, LiPF6, LiBF4등의 리튬염이 바람직하다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다.
세퍼레이터층(8)의 두께는, 10∼200㎛인 것이 바람직하지만, 이 범위에 한정되지 않는다. 세퍼레이터층의 두께가 너무 얇으면, 극판군을 가압하여 일체화할 때에 극판사이가 단락할 우려가 있고, 너무 두꺼우면 전지의 내부저항의 상승을 초래한다.
세퍼레이터층에는, 폴리머재료 및 액상의 비수전해질 외에, 알루미나나 실리카 등의 절연성의 분말을 혼합하는 것이 유효하다. 이들 분말에 의해, 세퍼레이터층의 극판사이를 격리하는 기능을 높일 수 있다.
폴리머 전해질은, 각 활물질층 내에도 부여하는 것이 바람직하고, 활물질층 내에 폴리머 전해질을 포함시킴으로써, 활물질층의 내부에 이온전도성의 네트워크가 효과적으로 형성된다. 또한, 세퍼레이터층과 각 극판과의 접합강도도 높아진다.
폴리머 전해질을 활물질층 내에 부여하기 위해서는, 예를 들면 폴리머 전해질 또는 그 원료를 활물질층을 형성하기 위한 합제에 혼합하면 된다. 또한, 폴리머 전해질 또는 그 원료를 용제로 희석하여, 활물질층에 함침시킬 수도 있다.
세퍼레이터층(8)을 양극활물질층과 음극활물질층의 사이에 배치하는 방법으로서, 예를 들면 이하를 들 수 있다.
제 1 방법은, 폴리머 전해질의 원료와 용매를 혼합하여 고점도의 페이스트를 조제하고, 얻어진 페이스트를 양극활물질층 및 음극활물질층의 적어도 한쪽 위에 도공하고, 그 페이스트를 통해 극판을 적층하여 극판군을 형성하고, 극판군을 건조시키고, 이어서 액상의 비수전해질을 극판군에 흡수시키는 공정으로 이루어진다. 폴리머 전해질의 원료와 혼합하는 용매로는, N-메틸-2-피롤리돈 등을 사용하는 것이 바람직하다. 용매량에 따라 페이스트의 점도를 도공에 적합한 점도로 조정할 수가 있다.
제 2 방법은, 폴리머 전해질의 원료와 액상의 비수전해질을 혼합하여 고점도의 페이스트를 조제하고, 얻어진 페이스트를 양극활물질층 및 음극활물질층의 적어도 한쪽 위에 도공하고, 그 페이스트를 통해 극판을 적층하는 공정으로 이루어진다.
제 3 방법은, 폴리머 전해질로 이루어지는 고점도의 페이스트를, 양극활물질층 및 음극활물질층의 적어도 한쪽 위에 도공하고, 그 페이스트를 통해 극판을 적층하는 공정으로 이루어진다.
제 1, 제 2 및 제 3 방법에 의하면, 극판의 적층 및 극판의 일체화를 용이하게 효율적으로 할 수 있기 때문에, 이들 방법은 극판군의 형성공정을 자동화하는 데에 있어서 바람직하다.
제 4 방법은, 폴리머 전해질의 원료를 포함하는 다공질막이나 부직포로 이루어지는 세퍼레이터를 조제하고, 얻어진 세퍼레이터를 양극활물질층과 음극활물질층의 사이에 끼워 지지시키는 공정으로 이루어진다. 세퍼레이터에는 미리 액상의 비수전해질을 흡수시켜 두어도 좋다. 또한, 양극활물질층과 음극활물질층의 사이에 세퍼레이터를 끼워 지지한 극판군을 형성하고 나서, 극판군에 액상의 비수전해질을 흡수시켜도 좋다.
제 5 방법은, 폴리머 전해질의 원료와 용매를 혼합하여 고점도의 페이스트를 조제하고, 얻어진 페이스트를 시트형상으로 성형하여 세퍼레이터를 조제하고, 얻어진 세퍼레이터에 액상의 비수전해질을 함침시켜, 비수전해질을 유지한 세퍼레이터를 양극활물질층과 음극활물질층의 사이에 끼워 지지시키는 공정으로 이루어진다.
제 6 방법은, 폴리머 전해질의 원료와 용매를 혼합하여 고점도의 페이스트를 조제하고, 얻어진 페이스트를 시트형상으로 성형하여 세퍼레이터를 조제하고, 얻어진 세퍼레이터를 통해 극판을 적층하여 극판군을 형성하고, 극판군에 액상의 비수전해질을 흡수시키는 공정으로 이루어진다.
제 5 및 제 6 방법에서는, 용매로서 N-메틸-2-피롤리돈 등을 사용하는 것이 바람직하다. 얻어진 고점도의 페이스트에는, 디부틸프탈레이트 등의 오일성분을 더욱 혼합할 수도 있다. 오일 성분을 함유한 페이스트로부터 조제한 시트형상의 세퍼레이터는, 헥산이나 아세톤 등의 용제로 세정한다. 세정에 의해 오일 성분이 세퍼레이터로부터 제거되기 때문에, 많은 미세한 구멍이 세퍼레이터 내에 형성된다.
또한, 상기 제 1∼제 6 방법에 있어서, 폴리머 전해질의 원료로는, 겔형성제이고, 상술의 가교한 폴리머재료가 바람직하게 사용된다.
도 2는, 도 1의 비수전해질 이차전지의 둘레가장자리부의 종단면도이다. 도 2에 있어서, 양극활물질층(3)과 음극활물질층(6)의 사이에는 세퍼레이터층(8)이 개재하고 있지만, 전지의 둘레가장자리부에는 공간이 존재한다.
도 3은, 본 발명의 다른 비수전해질 이차전지의 둘레가장자리부의 종단면도이다. 도 3에서는, 양극활물질층(3)의 표면전체가 세퍼레이터층(8)으로 둘러싸여 있다. 따라서, 도 2의 전지에 비교해서, 도 3의 전지쪽이, 단락의 가능성은 극히 낮아진다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 비수전해질 이차전지의 둘레가장자리부의 종단면도이다. 도 4에서는, 양극활물질층(3) 및 음극활물질층(6)의 표면전체가, 각각 세퍼레이터층(8)과 연속하는 폴리머 전해질로 둘러싸여 있다. 이 전지는, 내부의 스페이스가 겔형상의 폴리머 전해질로 채워져 있기 때문에, 단락의 가능성이, 도 3의 전지에 비교해서 더욱 낮아진다. 전지 내부의 스페이스가 폴리머 전해질로 채워지면, 전지의 강도도 높아진다.
도 4와 같은 전지를 얻기 위해서는, 예를 들면, 상기 제 1∼제 3 방법의 어느 하나를 채용하고, 고점도의 페이스트의 도포영역을 확대하여, 양극판과 음극판의 접합을 한 후에, 전지내부를 감압하는 것이 유효하다.
도 4와 같은 전지를 얻기 위해서는, 양극활물질층과 음극활물질층의 양쪽에, 고점도의 페이스트를 도포하는 것도 유효하다. 즉, 고점도의 페이스트를 양극활물질층 및 음극활물질층의 표면전체를 둘러싸도록 각 극판상에 도공한 후, 음극판과양극판을 포갠다.
도 5는, 도 1에 나타낸 전지의 미완성의 상태이고, 각 집전체의 둘레가장자리부 사이의 접합을 하기 전의 극판군의 종단면도이다. 수지(9)는, 도 5에 나타낸 바와 같이 미리 한쪽의 집전체의 둘레가장자리부에 배치하여 둔다. 도 5에서는 양극집전체(2)의 둘레가장자리부에 수지(9)가 배치되어 있지만, 음극집전체(5)의 둘레가장자리부에 배치하여도 좋다.
수지(9)로서는, 절연성이고 비수전해질에 대하여 내성이 있는 수지가 사용된다. 예를 들면, 에폭시수지 등의 열경화성 수지나 폴리올레핀계의 열가소성 수지를 적용할 수 있다. 작업성면에서는, 폴리올레핀계의 열가소성 수지가 우수하다. 접합에 사용하는 수지(9)는, 세퍼레이터층(8)에의 영향이 적고, 또한, 융점이 높은 것이 바람직하다. 200℃ 부근의 온도에서 접합이 가능한 폴리프로필렌이 특히 바람직하다.
극판군은, 소정의 조건으로 가압하여 일체화하는 것이 바람직하다. 극판군의 가압은, 폴리머 전해질을 구성하는 폴리머재료가 가교하는 온도로 하는 것이 바람직하다. 폴리머재료가 가교하는 온도로 극판군을 프레스함으로써, 폴리머재료의 가교와 동시에 극판의 일체화를 할 수 있다. 폴리머재료의 가교온도는, 폴리머재료의 종류에 따라 다르지만, 앞서 기술한 폴리머재료를 사용하는 경우에는, 80∼ 130℃가 적온이다.
다음에, 본 발명의 비수전해질 이차전지의 효율적인 제조법의 일례에 대하여 기술한다.
우선, 양극판과 음극판을 제작한다.
양극판은, 전지 복수개 분의 길이를 가진 띠형상의 집전체의 한 면에, 그 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 복수의 활물질층을 형성함으로써, 도 6에 나타낸 바와 같은 집합체로서 얻는 것이 유효하다. 도 6에서는, 띠형상의 양극집전체 (2)의 한 면에 복수의 양극활물질층(3)이 간헐적으로 형성되어 있다. 그리고, 활물질층(3)의 주위에는, 활물질층(3)을 갖지 않는 둘레가장자리부(7a)가 설치된다. 파선(11)은, 양극판을 떼어버릴 때의 절단위치를 나타내고 있다. 음극판도 양극판과 마찬가지로 제작한다.
이어서, 양극활물질층 및 음극활물질층 위에, 활물질층의 표면전체가 덮여지도록, 폴리머 전해질 또는 그 원료로 이루어지는 페이스트를 도공한다.
이어서, 양극판 또는 음극판의 둘레가장자리부의 소정의 위치에 절연재료인 수지(9)를 부여하고, 양 극판을 각각의 활물질층이 대면하도록 적층하면, 도 7에 나타낸 바와 같은 극판군의 집합체를 얻을 수 있다. 도 7에서는, 수지(9)가 양극집전체(2)의 둘레가장자리부에 부여되어 있지만, 수지(9)는 음극집전체(5)의 둘레가장자리부에 부여하여도 좋다.
극판의 적층에 있어서는, 일괄적으로, 또는 순서대로 각 극판을 가압장치에 보내줌에 따라, 각 극판군을 가압하여, 일체화하는 것이 유효하다. 이와 같이 하면 대량의 극판군을 효율적으로 제조할 수가 있다.
이어서, 각 극판의 둘레가장자리부끼리의 접합을 하면, 도 8에 나타낸 바와 같은 전지집합체를 얻을 수 있다. 또, 극판 둘레가장자리부의 접합공정은, 극판군의 가압에 의한 일체화와 동시에 행하여도 좋다. 얻어진 전지집합체는, 임의의 절단위치(11)에서 분단하여 1개의 전지 또는 복수개의 전지집합체로서 출하하는 것이 가능하다.
여기서는, 양극판 및 음극판의 양쪽을 집합체인 상태로 사용하는 방법에 대하여 설명하였지만, 도 9에 나타낸 바와 같이 양극판만을 집합체인 상태로 사용하고, 음극판을 전지단위로 재단하고 나서 사용하여도, 효율적이고 또한 연속적으로 전지를 제조할 수가 있다. 또한, 반대로 음극판만을 집합체인 상태로 사용한다고 해도 마찬가지이다.
복수의 전지가 연결되어 집합체를 형성하고 있는 경우, 그 집합체는, 도 10에 나타낸 바와 같이 구부려 사용할 수 있다. 도 10에서는 인접한 전지(12)가 같은 극성의 집전체끼리 대면하고 있기 때문에, 복수의 전지가 병렬회로를 구성하고 있다. 따라서, 전지집합체를 이와 같이 구부리면 용량이 큰 전지를 얻을 수 있다.
이하에 실시예에 기초하여 구체적으로 본 발명에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는, 도 1에 나타낸 것과 같은 전지를 제조하였다.
실시예 1
(i) 양극판의 제조
양극활물질로서 LiCoO2, 도전제로서 탄소분말, 폴리머 전해질의 원료로서 폴리머재료, 및 N-메틸-2-피롤리돈을 혼합하여 양극합제를 얻었다. 상기 폴리머재료로서는, 90중량%의 불화비닐리덴단위와 10중량%의 헥사플루오로프로필렌단위를 가진 공중합체(이하, P(VDF-HFP)라 한다)를 사용하였다. 활물질 : 도전제 : P(VDF-HFP)의 중량비율은 100 : 5 : 8로 하였다.
폭 150mm의 띠형상으로, 두께 30㎛의 알루미늄제 필름을 집전체로서 사용하였다.
오목판 도공법에 의해, 상기 띠형상 집전체의 한 면에 간헐적으로 양극합제를 도포하여 복수의 양극활물질층을 형성하고, 도 6에 나타낸 바와 같은 양극판의 집합체를 얻었다. 형성된 양극활물질층은 두께 120㎛이고, 86mm×86mm의 정방형상으로 하였다. 집전체의 둘레가장자리부는 활물질을 부여하지 않고 남겼다. 열방향으로 형성한 활물질층간의 간격은 20∼22mm이다.
(ⅱ) 음극판의 제조
음극활물질로서 흑연분말, 도전제로서 카본블랙, 폴리머 전해질의 원료로서 폴리머재료, 및 N-메틸-2-피롤리돈을 혼합하여 음극합제를 얻었다. 상기 폴리머재료로서는, 양극판으로 사용한 것과 같이 90중량%의 불화비닐리덴단위와 10중량%의 헥사플루오로프로필렌단위를 가진 공중합체(P(VDF-HFP))를 사용하였다. 활물질 : 도전제 : P(VDF-HFP)의 중량비율은 100 : 8 : 14로 하였다.
폭 150mm의 띠형상으로, 두께 30㎛의 동(銅)제의 필름을 집전체로서 사용하였다.
오목판 도공법에 의해, 상기 띠형상 집전체의 한 면에 간헐적으로 음극합제를 도포하여 복수의 음극활물질층을 형성하여, 음극판의 집합체를 얻었다. 형성된음극활물질층은, 두께 120㎛이고, 88mm×88mm의 정방형상으로 하였다. 집전체의 둘레가장자리부는 활물질을 부여하지 않고 남겼다. 열방향으로 형성한 활물질층간의 간격은 약 16mm이다.
(ⅲ) 극판군의 제조
우선, 각각의 양극활물질층을 둘러싸도록, 폭 5mm이고 두께 50㎛의 폴리프로필렌제의 필름을 절연재료로서 양극집전체의 둘레가장자리부에 배치하였다. 단, 비수전해질을 주액하기 위한 미접합부위를 남길 필요가 있기 때문에, 둘레가장자리부의 일부에 열용융하지 않는 재료를 얹어 놓았다.
이어서, 양극판의 양극활물질층상에, 폴리머 전해질의 원료로 이루어지는 세퍼레이터층을 형성하였다. 구체적으로는, 90중량%의 불화비닐리덴단위와 10중량%의 헥사플루오로프로필렌단위를 가진 공중합체(P(VDF-HFP)) 및 N-메틸-2-피롤리돈으로 이루어지는 혼합물을, 양극활물질층상에 활물질이 완전히 덮여지도록, 두께 약 25㎛이고 89×89mm의 정방형상으로 도포하여, 건조시켰다.
이어서, 양극활물질층과 음극활물질층이 대향하도록, 양극판의 집합체와 음극판의 집합체를 적층하고, 각 극판의 표면온도가 120℃가 될 때까지 6Ogf/cm2의 가압하에서 가열하고, 편평하게 일체화하여, 극판군의 집합체를 얻었다.
(ⅳ) 둘레가장자리부의 접합
극판군의 집합체중, 각 극판의 둘레가장자리부를 220±5℃, 10kgf/cm2로 3초간 가압하여, 둘레가장자리부에 배치한 폴리프로필렌제의 필름을 용융시켜, 각 극판의 둘레가장자리부끼리를 접합하였다.
한편, 에틸렌카보네이트와 디에틸카보네이트와의 체적비 1 : 1의 혼합용매에 1mo1/리터의 LiPF6를 용해하여, 비수전해질을 조제하였다.
이어서, 상기 미접합부위로부터, 감압하에서 조제한 비수전해질을 주액하고, 60℃ 이상에서 가온하여, 극판 및 세퍼레이터층 중의 P(VDF-HFP)를 겔화시켰다. 그 후, 전지내부를 감압하여, 미접합부위를 밀봉하였다. 그 결과, 도 8에 나타낸 바와 같은 완전한 밀폐구조의 전지 A의 집합체를 얻었다.
실시예 2
양극활물질층 및 음극활물질층의 두께를, 각각 240㎛로 한 것 이외에는, 실시예 1과 같이 하여, 완전한 밀폐구조의 전지 B의 집합체를 얻었다.
실시예 3
양극활물질층 및 음극활물질층의 두께를, 각각 360㎛로 한 것 이외에는, 실시예 1과 같이 하여, 완전한 밀폐구조의 전지 C의 집합체를 얻었다.
실시예 4
양극집전체 및 음극집전체의 바깥면에, 각각 외부단자의 접속예정위치를 제외하고 두께 4O㎛의 폴리프로필렌층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1과 같이 하여, 완전한 밀폐구조의 전지 D의 집합체를 얻었다.
실시예 5
양극활물질층 및 음극활물질층의 두께를, 각각 60㎛로 한 것 이외에는, 실시예 1과 같이 하여, 완전한 밀폐구조의 전지 E의 집합체를 얻었다.
비교예 1
실시예 1에서 얻은 전지 A의 집합체로부터 떼어낸 하나의 전지를, 더욱 Al박과 폴리프로필렌층으로 이루어지는 두께 150㎛의 외장재로 둘러싸고 밀봉하였다. 단, 외장재로 둘러싸기 전에 양극판과 음극판에 각각 리드를 접속하였다. 그리고, 양극 리드와 음극 리드를 외장재로부터 외부에 도출하였다. 이렇게 해서 전지 F를 얻었다. 전지 F는, 종래의 박형전지에 해당한다.
전지 A∼F의 에너지밀도를, 각각의 전지에 사용한 활물질량으로부터 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 전지 A∼F의 방전특성 및 용량유지율을 아래와 같이 측정하였다.
(방전특성)
전지를 20℃에서 1C(1시간율)의 전류치로 충전하고, 전지전압이 4.2 V에 달하고 나서는 정전압으로 전류치가 0.05C가 될 때까지 충전을 계속하였다. 이어서, 충전상태의 전지를 20℃에서 0.2C(5시간율)의 전류치로 전지전압이 3V가 될때까지 방전하였다.
그리고, 다시 전지를 20℃에서 1C의 전류치로 충전하고, 전지전압이 4.2V에 달하고 나서는 정전압으로 전류치가 0.05C가 될 때까지 충전을 계속하였다. 이어서, 충전상태의 전지를 20℃에서 2C(0.5시간율)의 전류치로 전지전압이 3V가 될 때까지 방전하였다.
2C의 방전으로 얻어진 방전용량의 0.2C의 방전으로 얻어진 방전용량에 대한비율(2C/0.2C)을 조사하였다. 결과를 백분율로 표 1에 나타낸다.
(사이클 후의 용량유지율)
전지를 20℃에서 1C의 전류치로 충전하고, 전지전압이 4.2V에 달하고 나서는 정전압으로 전류치가 0.05C가 될 때까지 충전을 계속하였다. 이어서, 충전상태의 전지를 20℃에서 1C의 전류치로 전지전압이 3V가 될 때까지 방전하였다. 이 조작을 500회 반복하였다. 그리고, 1회째의 방전용량에 대한 500회째의 방전용량의 비율을 조사하였다. 결과를 백분율로 표 1에 나타낸다.
표 1
전지 양극활물질층의 두께(㎛) 음극활물질층의 두께(㎛) 폴리프로필렌층의 유무 에너지밀도(Wh/l) 500사이클 후의 용량유지율(%) 2C/0.2C(%)
A 120 120 무 356 70 80
B 240 240 무 407 52 70
C 360 360 무 428 30 50
D 120 120 유 256 70 80
E 60 60 무 285 85 92
F 120 120 무 195 70 80
표 1로부터, 본 발명에 관한 전지는 어느 것이나 에너지밀도가 높고, 활물질층의 두께에 따라 여러가지 특성을 가진 전지를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. 한편, 비교예의 전지는, 그 특성은 실시예의 전지에 뒤떨어지지 않지만, 에너지밀도에 비해서는 전지가 매우 두꺼워졌다. 더구나 비교예의 전지는, 제조공정이 실시예의 전지에 비교해서 현저히 복잡하고, 생산 비용도 높았다. 생산성의 효율은, 실시예의 전지쪽이 비교예의 전지에 비해서 현저히 우수하였다. 이상으로부터, 본 발명에 의하면, 박형이고 또한 고에너지밀도로, 더욱이 충분한 성능을 발휘할 수있는 비수전해질 이차전지를, 효율적으로 저비용으로 얻어지는 것을 알 수 있다.
본 발명은, 간략화된 패키지의 종래에 비해서 비약적으로 박형이고 경량인 고에너지밀도의 비수전해질 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 또한, 외장공정을 요하지 않고, 공정수가 적고, 일련의 공정을 연속하여 할 수 있는 효율적인 비수전해질 이차전지의 제조법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 시트형상의 양극집전체로 이루어지는 외장재 및 그 내면에 둘레가장자리부를 남기고 형성된 양극활물질층을 포함하는 양극판, 시트형상의 음극집전체로 이루어지는 외장재 및 그 내면에 둘레가장자리부를 남기고 형성된 음극활물질층을 포함하는 음극판, 및 상기 양극활물질층과 상기 음극활물질층의 사이에 개재하는 폴리머 전해질로 이루어지는 세퍼레이터층을 가지며, 상기 양극집전체의 둘레가장자리부와 상기 음극집전체의 둘레가장자리부가 절연재료를 통해 접합되어 있는 비수전해질 이차전지에 관한 것이다.
여기서, 상기 양극활물질층은 금속산화물로 이루어지며, 상기 음극활물질층은 탄소재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 양극집전체는 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 이루어지고, 상기 음극집전체는 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 혹은, 상기 양극집전체는 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 이루어지고, 상기 음극집전체는, 구리, 구리합금, 철 또는 철합금으로 이루어지며, 상기 음극집전체의 표면은 니켈도금을 가진 것이 바람직하다.
상기 양극집전체 및 상기 음극집전체의 바깥면에는, 각각 수지층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 양극집전체 및 상기 음극집전체의 두께는, 각각 10∼100㎛인 것이 바람직하다.
상기 폴리머 전해질은, 액상의 비수전해질 및 그것을 유지하는 폴리머재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은, 또한, 전지집합체로서, 복수의 상기의 비수전해질 이차전지로 이루어지고, 상기 전지집합체를 구성하는 복수의 양극판 및 복수의 음극판의 적어도 한쪽은, 띠형상의 집전체로 이루어지는 외장재 및 그 내면에 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 형성된 복수의 활물질층으로 이루어지는 극판집합체를 구성하고 있는 전지집합체에 관한 것이다.
상기 전지집합체를, 인접한 전지가 같은 극성의 집전체끼리 대면하도록 전지의 연결부에서 구부림으로써, 고용량의 전지를 얻을 수 있다.
본 발명은, 또한, (1) 시트형상의 양극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 양극활물질층을 형성함으로써, 양극판을 얻는 공정, (2) 시트형상의 음극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 음극활물질층을 형성함으로써, 음극판을 얻는 공정, (3) 상기 양극판과 상기 음극판을, 상기 양극활물질층과 상기 음극활물질층의 사이에 폴리머 전해질 또는 그 원료로 이루어지는 세퍼레이터층을 개재시켜 일체화하는 공정, 및 (4) 대면하는 상기 양극집전체의 둘레가장자리부와 상기 음극집전체의 둘레가장자리부의 사이를 절연재료를 통해 접합하는 공정을 가진 비수전해질 이차전지의 제조법에 관한 것이다.
여기서, 공정(1)은, 띠형상의 양극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고, 일렬 또는 복수열로, 간헐적으로 복수의 양극활물질층을 형성함으로써, 복수의 양극판의 집합체를 얻는 공정으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 공정(3)의 후에 각 양극판을 상기 집합체로부터 분리하는 것이 바람직하다.
또한, 공정(2)는, 띠형상의 음극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고, 일렬 또는 복수열로, 간헐적으로 복수의 음극활물질층을 형성함으로써, 복수의 음극판의 집합체를 얻는 공정으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 공정(3)의 후에 각 음극판을 상기 집합체로부터 분리하는 것이 바람직하다.
공정(4)에 있어서는, 대면하는 둘레가장자리부 사이에 미접합부위를 형성하고, 공정(4)의 후에, 상기 미접합부위로부터 액상의 비수전해질을 더욱 주액하고, 그 후, 상기 미접합부위를 감압하에서 절연재료를 통해 접합하는 공정을 하는 것이 유효하다.
본 발명은, 또한, 공정(1)이, 띠형상의 양극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 복수의 양극활물질층을 형성함으로써, 복수의 양극판의 집합체를 얻는 공정이고, 공정(2)가, 띠형상의 음극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 복수의 음극활물질층을 형성함으로써, 복수의 음극판의 집합체를 얻는 공정이며, 공정(3)이, 상기 양극판의 집합체와 상기 음극판의 집합체를, 각 양극활물질층과 각 음극활물질층의 사이에 폴리머 전해질 또는 그 원료로 이루어지는 세퍼레이터층을 개재시켜 일체화하는 공정이고, 공정(4)가, 대면하는 상기 양극집전체의 둘레가장자리부와 상기 음극집전체의 둘레가장자리부의 사이를 절연재료를 통해 접합하여 전지집합체를 얻는 공정이며, 더욱이, 얻어진 전지집합체를 임의의 위치에서 분리하는 공정을가진 비수전해질 이차전지의 제조법에 관한 것이다.
전지집합체를 얻을 경우, 공정(1)이, 띠형상의 양극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 양극합제를 칠함으로써, 복수의 양극활물질층을 형성하는 공정으로 이루어지고, 공정(2)가, 띠형상의 음극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 음극합제를 칠함으로써, 복수의 음극활물질층을 형성하는 공정으로 이루어지며, 공정 (3)이, 상기 복수의 양극활물질층 및 상기 복수의 음극활물질층의 적어도 한쪽 위에, 폴리머 전해질 또는 그 원료로 이루어지는 페이스트를 칠하는 공정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 간략화된 패키지의 박형이고 경량인 고에너지밀도의 비수전해질 이차전지를, 간이한 방법으로 효율적으로 제공할 수 있다. 본 발명의 비수전해질 이차전지는, 박형이고 또한 경량이기 때문에, 소형화가 진행하는 전자기기에 적합하다.

Claims (17)

  1. 시트형상의 양극집전체로 이루어지는 외장재 및 그 내면에 둘레가장자리부를 남기고 형성된 양극활물질층을 포함하는 양극판, 시트형상의 음극집전체로 이루어지는 외장재 및 그 내면에 둘레가장자리부를 남기고 형성된 음극활물질층을 포함하는 음극판, 및 상기 양극활물질층과 상기 음극활물질층의 사이에 개재하는 폴리머 전해질로 이루어지는 세퍼레이터층을 가지며, 상기 양극집전체의 둘레가장자리부와 상기 음극집전체의 둘레가장자리부가 절연재료를 통해 접합되어 있는 비수전해질 이차전지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 양극활물질층이 금속산화물로 이루어지고, 상기 음극활물질층이 탄소재료로 이루어지는 비수전해질 이차전지.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 양극집전체가 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 이루어지고, 상기 음극집전체가 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 비수전해질 이차전지.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 양극집전체가 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 이루어지고, 상기 음극집전체가, 구리, 구리합금, 철 또는 철합금으로 이루어지며, 더욱이 상기 음극집전체의 표면이 니켈도금을 가진 비수전해질 이차전지.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 양극집전체 및 상기 음극집전체의 바깥면에, 각각 수지층이 형성되어 있는 비수전해질 이차전지.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 양극집전체 및 상기 음극집전체의 두께가, 각각 10∼100㎛인 비수전해질 이차전지.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리머 전해질이, 액상의 비수전해질 및 그것을 유지하는 폴리머재료로 이루어지는 비수전해질 이차전지.
  8. 전지집합체로서, 복수의 제 1 항에 기재된 비수전해질 이차전지로 이루어지며, 상기 전지집전체를 구성하는 복수의 양극판 및 복수의 음극판의 적어도 한쪽이, 띠형상의 집전체로 이루어지는 외장재 및 그 내면에 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 형성된 복수의 활물질층으로 이루어지는 극판집합체를 구성하고 있는 전지집합체.
  9. 제 8 항에 있어서, 인접한 전지가 같은 극성의 집전체끼리 대면하도록 전지의 연결부에서 구부러져 있는 전지집합체.
  10. (1) 시트형상의 양극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 양극활물질층을 형성함으로써, 양극판을 얻는 공정,
    (2) 시트형상의 음극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 음극활물질층을 형성함으로써, 음극판을 얻는 공정,
    (3) 상기 양극판과 상기 음극판을, 상기 양극활물질층과 상기 음극활물질층의 사이에 폴리머 전해질 또는 그 원료로 이루어지는 세퍼레이터층을 개재시켜 일체화하는 공정, 및
    (4) 대면하는 상기 양극집전체의 둘레가장자리부와 상기 음극집전체의 둘레가장자리부의 사이를 절연재료를 통해 접합하는 공정
    을 가진 비수전해질 이차전지의 제조법.
  11. 제 10 항에 있어서, 공정(1)이, 띠형상의 양극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 복수의 양극활물질층을 형성함으로써, 복수의 양극판의 집합체를 얻는 공정으로 이루어지는 비수전해질 이차전지의 제조법.
  12. 제 10 항에 있어서, 공정(2)가, 띠형상의 음극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 복수의 음극활물질층을 형성함으로써, 복수의 음극판의 집합체를 얻는 공정으로 이루어지는 비수전해질 이차전지의 제조법.
  13. 제 11 항에 있어서, 공정(3)의 후에 각 양극판을 상기 집합체로부터 분리하는 비수전해질 이차전지의 제조법.
  14. 제 12 항에 있어서, 공정(3)의 후에 각 음극판을 상기 집합체로부터 분리하는 비수전해질 이차전지의 제조법.
  15. 제 10 항에 있어서, 공정(4)가, 대면하는 둘레가장자리부 사이에 미접합부위를 설치하는 공정을 포함하고, 공정(4)의 후에, 상기 미접합부위로부터 액상의 비수전해질을 주액하고, 그 후, 그 미접합부위를 감압하에서 절연재료를 통해 접합하는 공정을 더욱 가진 비수전해질 이차전지의 제조법.
  16. 제 10 항에 있어서, 공정(1)이, 띠형상의 양극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 복수의 양극활물질층을 형성함으로써, 복수의 양극판의 집합체를 얻는 공정이고, 공정(2)가, 띠형상의 음극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 복수의 음극활물질층을 형성함으로써, 복수의 음극판의 집합체를 얻는 공정이고, 공정(3)이, 상기 양극판의 집합체와 상기 음극판의 집합체를, 각 양극활물질층과 각 음극활물질층의 사이에 폴리머 전해질 또는 그 원료로 이루어지는 세퍼레이터층을 개재시켜 일체화하는 공정이고, 공정(4)가, 대면하는 상기 양극집전체의 둘레가장자리부와상기 음극집전체의 둘레가장자리부의 사이를 절연재료를 통해 접합하여 전지집합체를 얻는 공정이며, 얻어진 전지집합체를 임의의 위치에서 분리하는 공정을 더욱 가진 비수전해질 이차전지의 제조법.
  17. 제 16 항에 있어서, 공정(1)이, 띠형상의 양극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 양극합제를 칠함으로써, 복수의 양극활물질층을 형성하는 공정으로 이루어지고, 공정(2)가, 띠형상의 음극집전체로 이루어지는 외장재의 내면에 그 둘레가장자리부를 남기고 간헐적으로 음극합제를 칠함으로써, 복수의 음극활물질층을 형성하는 공정으로 이루어지며, 공정(3)이, 상기 복수의 양극활물질층 및 상기 복수의 음극활물질층의 적어도 한쪽 위에, 폴리머 전해질 또는 그 원료로 이루어지는 페이스트를 칠하는 공정으로 이루어지는 비수전해질 이차전지의 제조법.
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