KR20220122989A - 이차 전지용 적층체, 이차 전지, 및 이차 전지용 적층체의 제조 방법 - Google Patents

이차 전지용 적층체, 이차 전지, 및 이차 전지용 적층체의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 안전성과 충전 용량의 쌍방이 우수한 이차 전지를 제작 가능한 이차 전지용 적층체의 제공을 목적으로 한다. 본 발명의 적층체는, 부극과, 상기 부극의 일방의 표면에 첩합된 제1 세퍼레이터와, 상기 제1 세퍼레이터의 상기 부극측과는 반대측의 표면에 첩합된 정극과, 상기 부극의 타방의 표면에 첩합된 제2 세퍼레이터를 구비한다. 여기서, 본 발명의 적층체에서는, 상기 정극의 적층 방향을 따른 측면의 적어도 일부가, 상기 제1 세퍼레이터가 변형되어 이루어지는 융기부에 의해 피복되어 있고, 상기 제1 세퍼레이터와 상기 정극이 접하는 면을 기준면으로 한 경우에, 상기 기준면으로부터의 상기 융기부의 적층 방향의 높이가, 상기 기준면으로부터의 상기 정극의 적층 방향의 높이의 15% 이상 130% 이하이다.

Description

이차 전지용 적층체, 이차 전지, 및 이차 전지용 적층체의 제조 방법
본 발명은, 이차 전지용 적층체, 이차 전지, 및 이차 전지용 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
리튬 이온 이차 전지 등의 이차 전지는, 소형이며 경량, 또한 에너지 밀도가 높고, 나아가 반복 충방전이 가능하다는 특성이 있어, 폭넓은 용도로 사용되고 있다. 그리고, 이차 전지는, 일반적으로, 정극, 부극, 및 정극과 부극을 격리하여 정극과 부극 사이의 단락을 방지하는 세퍼레이터 등의 전지 부재를 구비하고 있다.
여기서, 이차 전지의 구조로는, 정극, 세퍼레이터 및 부극을 번갈아 적층하여 이루어지는 적층형, 그리고, 장척의 정극, 세퍼레이터 및 부극을 겹쳐 동심원상으로 감아 이루어지는 권회형 등이 알려져 있다. 그 중에서도, 근년에는, 에너지 밀도, 안전성, 품질 및 내구성이 우수한 관점에서, 적층형 이차 전지가 주목받고 있다.
그리고, 이차 전지의 제조시에는, 장척의 전극 원단과 장척의 세퍼레이터 원단을 첩합한 후, 소정의 길이로 절단하여 이차 전지용 적층체를 제작하는 것이 종래부터 행하여지고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 및 2 참조).
일본 공개특허공보 2018-81857호 일본 공개특허공보 2018-37143호
여기서, 상기 종래의 이차 전지용 적층체를 구비하는 이차 전지에는, 정극과 부극의 단락을 충분히 방지하여 안전성을 한층 더 확보하는 동시에, 충전 용량을 높이는 것이 요구되고 있었다.
이에, 본 발명은, 안전성과 충전 용량의 쌍방이 우수한 이차 전지를 제작 가능한 이차 전지용 적층체 및 당해 이차 전지용 적층체를 구비하는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토를 행하였다. 그리고, 본 발명자는, 이차 전지용 적층체의 제작시, 정극의 적층 방향을 따른 측면(정극 측면)을, 당해 정극과 적층 방향에 인접하는 세퍼레이터의 일부를 변형시킨 융기부로 피복함으로써, 정극 측면에 발생하는 버나 위스커에 의한 단락을 방지하여 이차 전지의 안전성을 확보할 수 있는 것에 착상하였다. 또한 본 발명자는, 정극 측면을 피복하는 상기 융기부를 소정의 높이로 함으로써, 이차 전지용 적층체를 구비하는 이차 전지의 안전성을 충분히 확보할 수 있는 동시에, 당해 이차 전지에 우수한 충전 용량을 발휘시킬 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 이 발명은, 상기 과제를 유리하게 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 이차 전지용 적층체는, 부극과, 상기 부극의 일방의 표면에 첩합된 제1 세퍼레이터와, 상기 제1 세퍼레이터의 상기 부극측과는 반대측의 표면에 첩합된 정극과, 상기 부극의 타방의 표면에 첩합된 제2 세퍼레이터를 구비하는 이차 전지용 적층체로서, 상기 정극의 적층 방향을 따른 측면의 적어도 일부가, 상기 제1 세퍼레이터가 변형되어 이루어지는 융기부에 의해 피복되어 있고, 상기 제1 세퍼레이터와 상기 정극이 접하는 면을 기준면으로 한 경우에, 상기 기준면으로부터의 상기 융기부의 적층 방향의 높이가, 상기 기준면으로부터의 상기 정극의 적층 방향의 높이의 15% 이상 130% 이하인 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 이차 전지용 적층체의 정극 측면을, 정극과 부극을 분리하는 제1 세퍼레이터가 변형되어 형성된 소정의 높이를 갖는 융기부에 의해 피복하면, 당해 이차 전지용 적층체를 사용하여 안전성과 충전 용량의 쌍방이 우수한 이차 전지를 제작할 수 있다.
여기서, 본 발명의 이차 전지용 적층체는, 상기 융기부에 피복된 상기 정극의 상기 측면과, 상기 제2 세퍼레이터의 측단과의 적층 방향과 직교하는 방향의 거리가, 285 μm 이상 735 μm 이하인 것이 바람직하다. 융기부에 피복된 정극 측면부터 제2 세퍼레이터의 측단까지의 거리가 상술한 범위 내이면, 이차 전지의 안전성을 충분히 확보하는 동시에, 정극의 사이즈(평면시 면적)를 큰 것으로 하여 충전 용량을 더욱 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 이차 전지용 적층체는, 상기 제1 세퍼레이터가, 세퍼레이터 기재와, 상기 세퍼레이터 기재의 적어도 일방의 표면에 형성된 내열층을 구비하는 것이 바람직하다. 양면 또는 편면에 내열층을 구비하는 제1 세퍼레이터를 사용하면, 이차 전지의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 이 발명은, 상기 과제를 유리하게 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 이차 전지는, 상술한 어느 하나의 이차 전지용 적층체를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상술한 이차 전지용 적층체의 어느 하나를 사용하면, 안전성과 충전 용량의 쌍방이 우수한 이차 전지를 제작할 수 있다.
또한, 이 발명은, 상기 과제를 유리하게 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 이차 전지용 적층체의 제조 방법의 제1 양태는, 상술한 어느 하나의 이차 전지용 적층체를 제조하는 방법으로서, 장척의 부극 원단의 일방의 표면에 장척의 제1 세퍼레이터 원단을 첩합하고, 상기 부극 원단의 상기 제1 세퍼레이터 원단측과는 반대측의 표면에, 장척의 제2 세퍼레이터 원단을 첩합하여 장척의 부극 적층체를 얻는 공정과, 상기 부극 적층체가 갖는 상기 제1 세퍼레이터 원단의 상기 부극 원단과는 반대측의 표면에, 간격을 두고 복수의 상기 정극을 첩부하여 장척의 첩합체를 얻는 공정과, 상기 첩합체가 갖는 복수의 상기 정극의 간격에 레이저 흡수 염료를 공급하여, 상기 첩합체가 갖는 상기 제1 세퍼레이터 원단의 표면에 착색 영역을 형성하는 공정과, 상기 제1 세퍼레이터 원단의 상기 착색 영역에 레이저를 조사함으로써, 상기 첩합체가 갖는 상기 부극 적층체를 절단하는 동시에 상기 제1 세퍼레이터를 용융 변형시켜 상기 융기부를 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다. 상술한 이차 전지용 적층체의 제조 방법에 의하면, 안전성과 충전 용량의 쌍방이 우수한 이차 전지를 제작 가능한 이차 전지용 적층체를, 효율 좋게 제조할 수 있다.
그리고, 이 발명은, 상기 과제를 유리하게 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 이차 전지용 적층체의 제조 방법의 제2 양태는, 상술한 어느 하나의 이차 전지용 적층체를 제조하는 방법으로서, 장척의 부극 원단의 일방의 표면에, 간격을 두고 레이저 흡수 염료를 공급하여 복수의 착색 영역을 형성하는 공정과, 상기 부극 원단의, 상기 착색 영역을 형성한 면에 장척의 제1 세퍼레이터 원단을 첩합하고, 상기 부극 원단의 상기 제1 세퍼레이터 원단과는 반대측의 표면에, 장척의 제2 세퍼레이터 원단을 첩합하여, 장척의 부극 적층체를 얻는 공정과, 상기 부극 적층체가 갖는 상기 제1 세퍼레이터 원단의 상기 부극 원단과는 반대측의 표면에, 상기 제1 세퍼레이터 원단을 사이에 두고 상기 착색 영역에 대향하는 영역과 겹쳐지지 않도록, 간격을 두고 복수의 상기 정극을 첩부하여 장척의 첩합체를 얻는 공정과, 상기 첩합체가 갖는 상기 제1 세퍼레이터 원단의 상기 착색 영역에 대향하는 상기 영역에 레이저를 조사함으로써, 상기 첩합체가 갖는 상기 부극 적층체를 절단하는 동시에 상기 제1 세퍼레이터를 용융 변형시켜 상기 융기부를 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다. 상술한 이차 전지용 적층체의 제조 방법에 의하면, 안전성과 충전 용량의 쌍방이 우수한 이차 전지를 제작 가능한 이차 전지용 적층체를, 효율 좋게 제조할 수 있다.
또한, 이 발명은, 상기 과제를 유리하게 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 이차 전지용 적층체의 제조 방법의 제3 양태는, 상술한 어느 하나의 이차 전지용 적층체를 제조하는 방법으로서, 장척의 제1 세퍼레이터 원단과 장척의 제2 세퍼레이터 원단 사이에, 복수의 상기 부극을 간격을 두고 협지하여, 부극 적층체를 얻는 공정과, 상기 부극 적층체가 갖는 상기 제1 세퍼레이터 원단의 상기 부극과는 반대측의 표면에, 상기 제1 세퍼레이터 원단을 사이에 두고 복수의 상기 부극과 대향하도록, 간격을 두고 복수의 상기 정극을 첩부하여 장척의 첩합체를 얻는 공정과, 상기 첩합체가 갖는 복수의 상기 정극의 간격에 레이저 흡수 염료를 공급하여, 상기 제1 세퍼레이터 원단의 표면에 착색 영역을 형성하는 공정과, 상기 제1 세퍼레이터 원단의 상기 착색 영역에 레이저를 조사함으로써, 상기 첩합체가 갖는 상기 부극 적층체를 절단하는 동시에 상기 제1 세퍼레이터를 용융 변형시켜 상기 융기부를 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다. 상술한 이차 전지용 적층체의 제조 방법에 의하면, 안전성과 충전 용량의 쌍방이 우수한 이차 전지를 제작 가능한 이차 전지용 적층체를, 효율 좋게 제조할 수 있다.
또한, 상술한 어느 하나의 본 발명의 이차 전지용 적층체의 제조 방법에 있어서, 상기 제1 세퍼레이터 원단의 표면에 복수의 상기 정극을 첩부함에 있어서, 복수의 상기 정극의 간격이 600 μm 이상 1500 μm 이하인 것이 바람직하다. 복수의 정극을 배치할 때의 간격이 상기 범위 내이면, 레이저 흡수 염료의 공급 및 레이저에 의한 절단이 용이해지고, 또한, 정극 측면을 피복한 융기부를 양호하게 형성할 수 있다. 그리고, 복수의 정극을 배치할 때의 간격이 상기 범위 내이면, 이차 전지의 안전성을 충분히 확보하는 동시에, 정극의 사이즈(평면시 면적)를 큰 것으로 하여 충전 용량을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 안전성과 충전 용량의 쌍방이 우수한 이차 전지를 제작 가능한 이차 전지용 적층체를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 안전성과 충전 용량의 쌍방이 우수한 이차 전지를 얻을 수 있다.
도 1은 이차 전지용 적층체의 일례의 구조를 나타내는 정면도이다.
도 2는 이차 전지용 적층체의 다른 예의 구조를 나타내는 정면도이다.
도 3은 이차 전지용 적층체를 중첩하여 얻어지는 중첩체의 일례의 구조를 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 1의 이차 전지용 적층체의 정면도의 일부를 확대하여 나타내는 설명도이다.
도 5의 (a)~(b)는, 이차 전지용 적층체의 제조 과정의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 6의 (a)~(c)는, 이차 전지용 적층체의 제조 과정의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 7의 (a)~(c)는, 이차 전지용 적층체의 제조 과정의 또 다른 예를 나타내는 설명도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 이차 전지용 적층체 및 이차 전지, 그리고 이차 전지용 적층체의 제조 방법에 대하여 설명한다. 한편, 각 도면에 있어서는, 이해를 용이하게 하기 위하여, 일부의 부재의 치수를 확대 또는 축소하여 나타내고 있다.
(이차 전지용 적층체)
본 발명의 이차 전지용 적층체는, 예를 들어, 도 1 또는 도 2에 나타내는 바와 같은 구조를 갖고 있다. 그리고, 이차 전지용 적층체는, 복수를 적층 방향으로 중첩해 중첩체(예를 들어, 도 3에 나타내는 중첩체(200))로 하여, 적층형 이차 전지 등에 사용할 수 있다.
여기서, 도 1에 정면도를 나타내는 이차 전지용 적층체(100)는, 부극(20)과, 부극(20)의 일방(도 1에서는 상방)의 표면에 첩합된 제1 세퍼레이터(10)와, 제1 세퍼레이터(10)의 부극(20)측과는 반대측(도 1에서는 상측)의 표면에 첩합된 정극(40)과, 부극(20)의 타방(도 1에서는 하방)의 표면에 첩합된 제2 세퍼레이터(30)를 구비하고 있다. 도 1의 예에서는, 부극(20)은, 부극용 집전체(21)의 양면에 부극 활물질을 포함하는 부극 합재층(22, 23)이 형성된 구조를 갖고 있고, 정극(40)은, 정극용 집전체(41)의 양면에 정극 활물질을 포함하는 정극 합재층(42, 43)이 형성된 구조를 갖고 있다.
그리고, 제1 세퍼레이터(10)의 적층 방향과 직교하는 방향의 양단부는 각각 변형되어, 이차 전지용 적층체(100)의 정극(40)이 배치되는 측의 방향(도 1에서는 상측의 방향)으로 돌출되어 정극(40)의 측면을 피복하는, 융기부(11, 11')가 형성되어 있다.
또한, 도 2에 정면도를 나타내는 이차 전지용 적층체(100A)는, 제1 세퍼레이터 및 융기부 이외에는 도 1에 나타내는 이차 전지용 적층체(100)와 동일한 구성을 갖고 있다. 구체적으로, 이차 전지용 적층체(100A)에서는, 제1 세퍼레이터(10)가, 세퍼레이터 기재(10a)와, 세퍼레이터 기재(10a)의 정극(40)측의 표면에 구비된 내열층(10b)으로 이루어진다. 그리고, 제1 세퍼레이터(10)의 단부가 변형되어 형성되는 융기부(12, 12') 중에는, 내열층(10b)에서 유래하는 내열성 미립자(10c)가 분산되어 있다.
또한, 본 발명의 이차 전지용 적층체는, 이차 전지의 안전성을 향상시키는 관점에서, 도 1의 이차 전지용 적층체(100) 및 도 2의 이차 전지용 적층체(100A)와 같이, 평면시에 있어서의 부극의 사이즈는, 정극의 사이즈보다 큰 것이 바람직하다. 또한 동일한 관점에서, 평면시에 있어서의 제1 세퍼레이터 및 제2 세퍼레이터의 사이즈는, 정극의 사이즈보다 큰 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 이차 전지용 적층체는, 도 1 및 도 2에 나타내는 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 1의 이차 전지용 적층체(100) 및 도 2의 이차 전지용 적층체(100A)는, 일례로서 평면시 직사각형상을 하고 있으나, 본 발명의 이차 전지용 적층체의 평면시 형상은 이에 한정되지 않고, 평면시 원 형상, 평면시 타원 형상 등 임의의 형상으로 할 수 있다. 또한, 도 1의 이차 전지용 적층체(100) 및 도 2의 이차 전지용 적층체(100A)에 있어서, 제2 세퍼레이터(30)는 내열층을 갖지 않고 있으나, 본 발명의 이차 전지용 적층체는 이에 한정되지 않고, 제2 세퍼레이터가, 세퍼레이터 기재와, 당해 세퍼레이터 기재의 적어도 일방의 표면에 형성된 내열층을 구비하고 있어도 된다.
<부극 및 정극>
여기서, 전극(부극 및 정극)으로는, 특별히 한정되지 않고, 기지의 전극을 사용할 수 있다. 기지의 전극으로는, 예를 들어, 집전체의 편면 또는 양면에 전극 합재층을 형성하여 이루어지는 전극을 들 수 있다.
한편, 집전체 및 전극 합재층으로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 일본 공개특허공보 2013-145763호에 기재된 것 등, 이차 전지의 분야에 있어서 사용될 수 있는 임의의 집전체 및 전극 합재층을 사용할 수 있다.
<제1 세퍼레이터 및 제2 세퍼레이터>
또한, 세퍼레이터(제1 세퍼레이터 및 제2 세퍼레이터)로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 세퍼레이터 기재로 이루어지는 세퍼레이터, 혹은 세퍼레이터 기재의 편면 또는 양면에 내열층을 형성하여 이루어지는 세퍼레이터를 사용할 수 있으나, 이차 전지의 안전성을 더욱 향상시키는 관점에서는, 세퍼레이터 기재의 편면 또는 양면에 내열층을 형성하여 이루어지는 세퍼레이터가 바람직하다.
<<세퍼레이터 기재>>
세퍼레이터 기재로는, 특별히 한정되지 않고, 이차 전지의 분야에 있어서 사용될 수 있는 임의의 세퍼레이터 기재를 사용할 수 있으며, 예를 들어 유기 세퍼레이터 기재를 들 수 있다. 유기 세퍼레이터 기재는, 유기 재료(특히 수지)로 이루어지는 다공성 부재로, 유기 세퍼레이터 기재의 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지, 방향족 폴리아미드 수지 등을 포함하는 미다공막을 바람직하게 들 수 있고, 강도가 우수한 점에서 폴리에틸렌의 미다공막이 보다 바람직하다.
또한, 유기 세퍼레이터 기재로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지, 방향족 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지 및 셀룰로오스계 재료 등의 부직포를 사용할 수도 있다.
<내열층>
상술한 세퍼레이터 기재의 적어도 일방의 표면에, 임의로 형성되는 내열층으로는, 특별히 한정되지 않고, 이차 전지의 분야에 있어서 사용될 수 있는 임의의 내열층을 사용할 수 있다. 예를 들어, 내열층으로는, 내열성 미립자가 결착재에 의해 결착되어 이루어지는 층을 사용할 수 있다.
<<내열성 미립자>>
내열성 미립자로는, 무기 미립자와 유기 미립자의 쌍방을 사용할 수 있다. 한편, 본 발명에 있어서, 내열성 미립자는, 내열 온도(열 변형 등의 실질적인 물리 변화를 일으키지 않는 온도)가 200℃ 이상이다. 그리고, 내열성 미립자의 재료로는, 이차 전지의 사용 환경 하에서 안정적으로 존재하고, 전기 화학적으로 안정적인 재료가 바람직하다.
유기 미립자로는, 폴리이미드, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 가교 폴리메틸메타크릴레이트(가교 PMMA), 가교 폴리스티렌(가교 PS), 폴리디비닐벤젠(PDVB), 벤조구아나민-포름알데히드 축합물 등의 가교 고분자의 미립자; 열가소성 폴리이미드 등의 내열성 고분자의 미립자;를 들 수 있다. 이들 유기 미립자를 구성하는 유기 수지는, 상기 예시의 고분자 재료의 혼합물, 변성체, 유도체, 공중합체(랜덤 공중합체, 교호 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체), 가교체(상기 내열성 고분자의 경우)여도 된다.
무기 미립자로는, 산화알루미늄(알루미나), 수화 알루미늄 산화물(베마이트), 산화규소, 산화마그네슘(마그네시아), 산화칼슘, 산화티탄(티타니아), BaTiO3, ZrO, 알루미나-실리카 복합 산화물 등의 산화물 입자; 질화알루미늄, 질화붕소 등의 질화물 입자; 실리콘, 다이아몬드 등의 공유 결합성 결정 입자; 황산바륨, 불화칼슘, 불화바륨 등의 난용성 이온 결정 입자; 탤크, 몬모릴로나이트 등의 점토 미립자; 등을 들 수 있다. 또한, 이들 입자는 필요에 따라 원소 치환, 표면 처리, 고용체화 등이 처리되어 있어도 된다.
상술한 내열성 미립자는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
<<결착재>>
또한, 결착재로는, 전지 반응을 저해하지 않는 것이면, 특별히 한정되지 않고, 이차 전지의 분야에 있어서 사용되고 있는 임의의 결착재를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 결착재로는, 중합체로 이루어지는 결착재를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 결착재를 구성하는 중합체는, 1종류뿐이어도 되고, 2종류 이상이어도 된다.
또한, 결착재는, 내열 온도는 통상 200℃ 미만이고, 상술한 내열성 미립자로서의 유기 미립자와는 다르다.
결착재로서 사용할 수 있는 중합체로는, 특별히 한정되지 않고, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(PVdF-HFP) 공중합체 등의 불소계 중합체; 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체(NBR) 등의 공액 디엔계 중합체; 공액 디엔계 중합체의 수소화물; (메트)아크릴산알킬에스테르 단량체 단위를 포함하는 중합체(아크릴계 중합체); 폴리비닐알코올(PVA) 등의 폴리비닐알코올계 중합체; 등을 들 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 「(메트)아크릴산」이란, 아크릴산 및/또는 메타크릴산을 의미한다.
그리고, 중합체로 이루어지는 결착재의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 입자상이어도 되고, 비입자상이어도 되며, 입자상과 비입자상의 조합이어도 된다.
한편, 중합체로 이루어지는 결착재가 입자상인 경우, 당해 입자상의 결착재는, 단일의 중합체로 형성된 단일상 구조의 입자여도 되고, 서로 다른 2개 이상의 중합체가 물리적 또는 화학적으로 결합하여 형성된 이상(異相) 구조의 입자여도 된다. 여기서, 이상 구조의 구체예로는, 구상의 입자로서 중심부(코어부)와 외각부(쉘부)가 다른 중합체로 형성되어 있는 코어쉘 구조; 2개 이상의 중합체가 병치된 구조인 사이드 바이 사이드 구조; 등을 들 수 있다. 한편, 본 발명에 있어서, 「코어쉘 구조」에는, 코어부의 외표면을 쉘부가 완전히 덮는 구조 외에, 코어부의 외표면을 쉘부가 부분적으로 덮는 구조도 포함되는 것으로 한다. 그리고, 본 발명에서는, 외관상, 코어부의 외표면이 쉘부에 의해 완전히 덮여 있는 것처럼 보이는 경우라도, 쉘부의 내외를 연통하는 구멍이 형성되어 있으면, 그 쉘부는 코어부의 외표면을 부분적으로 덮는 쉘부로 한다.
<융기부>
융기부는, 상술한 제1 세퍼레이터가 변형되어 형성되는 부위이다. 그 때문에 융기부는, 통상, 제1 세퍼레이터와 동일한 재료로 구성된다. 예를 들어, 제1 세퍼레이터가, 수지로 이루어지는 세퍼레이터 기재인 경우, 융기부는 당해 수지로 구성된다. 또한, 제1 세퍼레이터가, 수지로 이루어지는 세퍼레이터 기재와, 내열성 미립자 및 결착재를 포함하는 내열층을 구비하는 경우, 융기부는, 예를 들어, 당해 수지와 당해 결착재의 적어도 하나의 성분으로 이루어지는 매트릭스 중에 내열성 미립자가 분산된 구성을 취할 수 있다.
한편 융기부는, 상술한 바와 같이 제1 세퍼레이터와 동일한 재료로 구성되기 때문에, 통상, 전극 활물질(정극 활물질, 부극 활물질)이나 도전재 등의 전극(특히, 전극 합재층)을 구성하는 성분을 포함하지 않는다. 즉 본 발명의 이차 전지용 적층체가 갖는 융기부는, 세퍼레이터를 이루는 수지가 전극의 전극 합재층에 침투하여 형성되는 부위(예를 들어, 일본 공개특허공보 2018-81857호에 기재된 수지 침투부)와는, 명확하게 다르다.
그리고 제1 세퍼레이터로부터 돌출된 융기부는, 당해 제1 세퍼레이터에 인접하여 적층된 정극의, 적층 방향을 따른 측면을 피복하고 있을 필요가 있다. 여기서, 융기부가 정극 측면을 「피복」하고 있다는 것은, 융기부가 정극 측면의 적어도 일부에 접하고 있을 필요가 있다. 제1 세퍼레이터 상에 융기부가 형성되어 있었다고 해도, 당해 융기부와 정극 측면이 물리적으로 이간되어 있으면, 정극 측면에 발생하는 버 및/또는 위스커에 의한 단락의 발생을 충분히 억제할 수 없다. 따라서, 이차 전지의 안전성을 소기의 레벨까지 향상시킬 수 없다.
그리고 융기부는, 소정의 높이를 가질 필요가 있다. 구체적으로는, 제1 세퍼레이터와 정극이 접하는 면을 기준면으로 한 경우에, 기준면으로부터의 융기부의 적층 방향의 높이가, 당해 기준면으로부터의 정극의 적층 방향의 높이(두께)를 100%로 하여, 15% 이상 130% 이하일 필요가 있고, 30% 이상인 것이 보다 바람직하고, 40% 이상인 것이 더욱 바람직하며, 120% 이하인 것이 바람직하고, 110% 이하인 것이 보다 바람직하고, 100% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 정극의 높이에 대한 융기부의 높이의 비가 15% 미만이면, 정극 측면에 발생하는 버 및/또는 위스커에 의한 단락의 발생을 충분히 억제할 수 없다. 따라서, 이차 전지의 안전성을 소기의 레벨까지 향상시킬 수 없다. 한편, 정극의 높이에 대한 융기부의 높이의 비가 130%를 초과하면, 융기부가 정극을 넘어 과도하게 돌출되기 때문에, 복수의 이차 전지용 적층체를 양호하게 중첩할 수 없다. 그 때문에, 이차 전지의 충전 용량이 저하된다.
한편, 본 발명에 있어서, 정극의 높이에 대한 융기부의 높이의 비를 산출할 때에 이용하는 「기준면으로부터의 융기부의 적층 방향의 높이」 및 「기준면으로부터의 정극의 적층 방향의 높이」는, 모두, 임의의 5점의 높이의 평균값을 이용한다. 그리고, 본 발명에 있어서, 이차 전지용 적층체의 각종 치수는, 실시예에 기재된 방법을 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 정극의 높이에 대한 융기부의 높이의 비는, 정극 및/또는 융기부의 높이를 조정함으로써 제어할 수 있다. 예를 들어, 융기부의 높이는, 후술하는 본 발명의 이차 전지용 적층체의 제조 방법에 있어서의 제조 조건(레이저 흡수 염료의 종류, 레이저의 출력, 레이저를 조사하는 위치와 정극의 거리 등)을 조정하거나, 제1 세퍼레이터를 구성하는 수지의 종류를 변경하거나 함으로써 제어할 수 있다.
여기서, 기준면으로부터의 융기부의 적층 방향의 높이(임의의 5점의 높이의 평균값)는, 20 μm 이상인 것이 바람직하고, 30 μm 이상인 것이 보다 바람직하고, 40 μm 이상인 것이 더욱 바람직하고, 52 μm 이상인 것이 특히 바람직하며, 150 μm 이하인 것이 바람직하고, 130 μm 이하인 것이 보다 바람직하고, 100 μm 이하인 것이 더욱 바람직하고, 97 μm 이하인 것이 특히 바람직하다.
한편, 기준면으로부터의 정극의 적층 방향의 높이(임의의 5점의 높이의 평균값)는, 50 μm 이상인 것이 바람직하고, 75 μm 이상인 것이 보다 바람직하고, 100 μm 이상인 것이 더욱 바람직하며, 190 μm 이하인 것이 바람직하고, 165 μm 이하인 것이 보다 바람직하고, 140 μm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
여기서, 상술한 정극의 높이에 대한 융기부의 높이의 비 등에 대하여, 도 4를 이용하여 더 설명한다. 도 4는, 도 1의 이차 전지용 적층체(100)의 측단부를 확대하여 나타낸 것이다.
도 4에 있어서, 기준면(S)은, 제1 세퍼레이터(10)와 정극(40)(의 정극 합재층(43))이 접하는, 이차 전지용 적층체의 적층 방향과 직교하는 면이다. 여기서, 「기준면으로부터의 융기부의 적층 방향의 높이」는, 도 4의 이차 전지용 적층체(100)에서는, 기준면(S)으로부터의 융기부(11)의 높이(b)에 상당한다. 또한, 「기준면으로부터의 정극의 적층 방향의 높이」는, 도 4의 이차 전지용 적층체(100)에서는, 기준면(S)으로부터의 정극(40)의 높이(c)에 상당한다.
또한, 본 발명의 이차 전지용 적층체에 있어서, 상술한 융기부에 피복된 정극 측면과, 제2 세퍼레이터의 측단과의 적층 방향과 직교하는 방향의 거리(도 4에 있어서의 d에 상당)는, 285 μm 이상인 것이 바람직하고, 335 μm 이상인 것이 보다 바람직하며, 735 μm 이하인 것이 바람직하고, 585 μm 이하인 것이 보다 바람직하다. 융기부에 피복된 정극 측면부터 제2 세퍼레이터의 측단까지의 거리가 상술한 범위 내이면, 융기부에 의한 정극 측면의 양호한 피복이 가능해져서 이차 전지의 안전성을 충분히 확보하는 동시에, 정극의 사이즈(평면시 면적)를 큰 것으로 하여 충전 용량을 더욱 향상시킬 수 있다.
(이차 전지)
본 발명의 이차 전지는, 상술한 본 발명의 이차 전지용 적층체를 구비한다. 예를 들어, 본 발명의 이차 전지는, 복수의 이차 전지용 적층체를 중첩하여 얻어지는 중첩체와, 필요에 따라 설치되는 추가의 전지 부재(전극 및/또는 세퍼레이터 등)와, 전해액과, 그들을 수용하는 전지 용기를 구비하고 있다.
여기서, 전해액으로는, 통상, 유기 용매에 지지 전해질을 용해한 유기 전해액이 사용된다. 예를 들어, 이차 전지가 리튬 이온 이차 전지인 경우에는, 지지 전해질로는, 리튬염이 사용된다. 리튬염으로는, 예를 들어, LiPF6, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAlCl4, LiClO4, CF3SO3Li, C4F9SO3Li, CF3COOLi, (CF3CO)2NLi, (CF3SO2)2NLi, (C2F5SO2)NLi 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 용매에 녹기 쉬워 높은 해리도를 나타내므로, LiPF6, LiClO4, CF3SO3Li가 바람직하고, LiPF6이 특히 바람직하다. 한편, 전해질은 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 통상은, 해리도가 높은 지지 전해질을 사용할수록 리튬 이온 전도도가 높아지는 경향이 있으므로, 지지 전해질의 종류에 의해 리튬 이온 전도도를 조절할 수 있다.
또한, 전해액에 사용하는 유기 용매로는, 지지 전해질을 용해할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 디메틸카보네이트(DMC), 에틸렌카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌카보네이트(BC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 비닐렌카보네이트(VC) 등의 카보네이트류; γ-부티로락톤, 포름산메틸 등의 에스테르류; 1,2-디메톡시에탄, 테트라하이드로푸란 등의 에테르류; 술포란, 디메틸술폭시드 등의 함황 화합물류; 등이 호적하게 사용된다. 또한, 이들 용매의 혼합액을 사용해도 된다. 그 중에서도, 유전율이 높아, 안정적인 전위 영역이 넓으므로 카보네이트류를 사용하는 것이 바람직하다. 통상, 사용하는 용매의 점도가 낮을수록 리튬 이온 전도도가 높아지는 경향이 있으므로, 용매의 종류에 의해 리튬 이온 전도도를 조절할 수 있다.
한편, 전해액 중의 전해질의 농도는 적당히 조정할 수 있다. 또한, 전해액에는, 기지의 첨가제를 첨가해도 된다.
그리고, 이차 전지는, 본 발명의 이차 전지용 적층체를 중첩하여 얻은 중첩체에 대하여, 필요에 따라 추가의 전지 부재(전극 및/또는 세퍼레이터 등)를 더 적층한 후, 얻어진 적층체를 전지 용기에 넣고, 전지 용기에 전해액을 주입하여 봉구함으로써 조립할 수 있다. 한편, 이차 전지의 내부의 압력 상승, 과충방전 등의 발생을 방지하기 위하여, 필요에 따라, 퓨즈, PTC 소자 등의 과전류 방지 소자, 익스팬디드 메탈, 리드판 등을 설치해도 된다. 또한, 이차 전지의 형상은, 예를 들어, 코인형, 버튼형, 시트형, 원통형, 각형, 편평형 등, 어느 것이어도 된다.
(이차 전지용 적층체의 제조 방법)
상술한 본 발명의 이차 전지용 적층체는, 예를 들어, 본 발명의 이차 전지용 적층체의 제조 방법을 이용하여 제작할 수 있다. 본 발명의 이차 전지용 적층체의 제조 방법에 있어서는, 레이저를 흡수하는 염료(레이저 흡수 염료)에 의해 소기의 절단 예정 개소에 따른 형상을 갖는 착색 영역을 묘화하고, 당해 착색 영역에 레이저를 조사함으로써 제1 세퍼레이터 원단을 절단하는 동시에 절단에 의해 발생한 매엽의 제1 세퍼레이터의 단부를 용융 변형시켜, 정극 측면을 피복하는 융기부를 효율 좋게 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 이차 전지용 적층체의 제조 방법에서는, 금속제 등의 절단날이 아니라 레이저를 사용하기 때문에, 절단날로부터의 절분의 발생을 회피하면서, 절단날의 열화 및 교환을 위한 다운 타임이 발생하는 일도 없다.
이하, 본 발명의 이차 전지용 적층체의 제조 방법에 대하여, 제1, 제2 및 제3 양태를 들어 설명한다.
<제1 양태>
본 발명의 제조 방법의 제1 양태에 대하여, 도 5를 참조하여 이하에 설명한다. 본 발명의 제조 방법의 제1 양태는,
장척의 부극 원단의 일방의 표면에 장척의 제1 세퍼레이터 원단을 첩합하고, 부극 원단의 제1 세퍼레이터 원단측과는 반대측의 표면에, 장척의 제2 세퍼레이터 원단을 첩합하여 장척의 부극 적층체를 얻는 공정(1-1),
상기 공정(1-1)에서 얻어진 부극 적층체가 갖는 제1 세퍼레이터 원단의 부극 원단과는 반대측의 표면에, 간격을 두고 복수의 정극을 첩부하여 첩합체를 얻는 공정(1-2),
상기 공정(1-2)에서 얻어진 첩합체가 갖는 복수의 정극의 간격에 레이저 흡수 염료를 공급하여, 첩합체가 갖는 제1 세퍼레이터 원단의 표면에 착색 영역을 형성하는 공정(1-3), 및
상기 공정(1-3)에서 형성된, 제1 세퍼레이터 원단의 착색 영역에 레이저를 조사함으로써, 첩합체가 갖는 부극 적층체를 절단하는 동시에 제1 세퍼레이터를 용융 변형시켜 융기부를 형성하는 공정(1-4)을 적어도 구비한다.
<<공정(1-1)>>
공정(1-1)에서는, 장척의 제1 세퍼레이터 원단과 장척의 제2 세퍼레이터 원단 사이에, 장척의 부극 원단이 협지되어 이루어지는 부극 적층체를 얻는다. 부극 원단과, 제1 세퍼레이터 원단 및 제2 세퍼레이터 원단을 첩합하는 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 서로 첩합되는 부재의 첩합면에 접착 재료를 도공하고, 롤·투·롤 등에 의해 당해 부재끼리를 접착 재료를 개재하여 첩합함으로써 행할 수 있다.
여기서, 접착 재료로는, 특별히 한정되지 않고, 「이차 전지용 적층체」의 항에서 상술한 결착재와 동일한 것을 사용할 수 있다.
한편, 접착 재료는, 고체 상태, 용융 상태, 용매에 용해시킨 상태 또는 용매에 분산시킨 상태 등의 임의의 상태에서 첩합면으로 공급할 수 있다. 그 중에서도, 접착 재료는, 용매에 용해시킨 상태 또는 용매에 분산시킨 상태에서 공급하는 것이 바람직하고, 용매에 분산시킨 상태에서 공급하는 것이 보다 바람직하다.
그리고, 접착 재료를 용매에 용해시킨 상태 또는 용매에 분산시킨 상태에서 첩합면에 공급하는 경우, 즉, 접착 재료와 용매를 포함하는 접착용 조성물을 첩합면에 공급하는 경우, 접착용 조성물의 용매로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 물, 유기 용매 및 그들의 혼합물을 사용할 수 있다. 한편, 유기 용매로는, 특별히 한정되지 않고, 시클로펜탄, 시클로헥산 등의 고리형 지방족 탄화수소류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 에틸메틸케톤, 시클로헥산온 등의 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산부틸, γ-부티로락톤, ε-카프로락톤 등의 에스테르류; 아세토니트릴, 프로피오니트릴 등의 니트릴류; 테트라하이드로푸란, 에틸렌글리콜디에틸에테르 등의 에테르류: 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올류; 등을 들 수 있다.
상술한 것 중에서도, 이차 전지용 적층체를 효율적으로 제조하는 관점에서는, 용매로는, 물 및 알코올이 바람직하고, 물이 보다 바람직하다.
한편, 접착 재료의 도공은, 잉크젯법, 스프레이법, 디스펜서법, 그라비아 코팅법, 스크린 인쇄법 등의 기지의 도공 방법을 이용하여 행할 수 있다. 그 중에서도, 접착 재료를 도공하는 양 및 범위를 용이하게 조절할 수 있는 관점에서는, 접착 재료는 잉크젯법을 이용하여 도공하는 것이 바람직하다.
그리고, 접착 재료는, 첩합면의 전체면에 도공해도 되고, 첩합면의 일부에만 도공해도 된다. 여기서, 첩합면의 일부에만 접착 재료를 도공하는 경우, 접착 재료는, 특별히 한정되지 않고, 스트라이프상, 도트상, 격자상 등의 임의의 평면시 형상이 되도록 도공할 수 있다. 그 중에서도, 이차 전지용 적층체를 사용하여 이차 전지를 제조할 때의 전해액의 주액성을 높이는 관점에서는, 접착 재료는, 도트상으로 도공하는 것이 바람직하다. 그리고, 도트상의 접착 재료는, 첩합면의 전체면에 균일하게 배치(도공)해도 되고, 스트라이프상, 도트상, 격자상 등의 소정의 패턴이 되도록 배열시켜 배치(도공)해도 된다. 한편, 미소한 도트상의 접착 재료를 소정의 패턴으로 배열하는 경우에는, 접착 재료의 도공 및 배열의 용이함의 관점에서, 잉크젯법에 의해 접착 재료를 도공하는 것이 바람직하다.
또한, 접착 재료의 단면 형상은, 특별히 한정되지 않고, 볼록 형상, 요철 형상, 오목 형상으로 할 수 있고, 그 중에서도, 요철 형상인 것이 바람직하다. 한편, 접착 재료의 단면 형상은, 예를 들어, 접착 재료를 도공할 때의 건조 조건을 조정함으로써 변경할 수 있다.
<<공정(1-2)>>
공정(1-2)에서는, 공정(1-1)에서 얻어진 부극 적층체의 제1 세퍼레이터 원단측의 표면에, 소정의 간격을 두고 매엽의 정극을 복수 첩부하여, 장척의 첩합체를 얻는다. 한편, 정극을 부극 적층체에 첩부하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 공정(1-1)에서 상술한 접착 재료를 사용한 방법을 채용할 수 있다.
도 5(a)에, 첩합체의 일례인 첩합체(300)를 도시한다. 첩합체(300)는, 부극 적층체(400)와, 복수의 정극(40)을 구비한다. 부극 적층체(400)는, 제1 세퍼레이터 원단(10')과, 부극 원단(20')과, 제2 세퍼레이터 원단(30')이 이 순서로 적층하여 이루어진다. 복수의 정극(40)은, 부극 적층체(400)의 제1 세퍼레이터 원단(10') 상에, 첩합체(300)의 길이 방향으로 소정의 간격(D)을 두고 배치되어 있다.
여기서, 부극 적층체의 제1 세퍼레이터 원단 상에 복수 배치되는 정극의 간격(평면시에 있어서 인접하는 2개의 정극 사이의 최단 거리, 도 5(a)의 D에 상당.)은, 600 μm 이상인 것이 바람직하고, 700 μm 이상인 것이 보다 바람직하며, 1500 μm 이하인 것이 바람직하고, 1000 μm 이하인 것이 보다 바람직하다. 제1 세퍼레이터 원단 상에 복수의 정극을 600 μm 이상의 간격을 두고 배치하면, 레이저 흡수 염료의 공급 및 레이저에 의한 절단이 용이해진다. 한편, 당해 간격이 1500 μm 이하이면, 레이저 조사에 의한 제1 세퍼레이터 원단의 절단 및 용융에 의해, 정극 측면을 피복한 융기부를 양호하게 형성할 수 있다. 그리고, 당해 간격이 상술한 범위 내이면, 이차 전지의 안전성을 충분히 확보하는 동시에, 정극의 사이즈(평면시 면적)를 큰 것으로 하여 충전 용량을 더욱 향상시킬 수 있다.
<<공정(1-3)>>
공정(1-3)에서는, 공정(1-2)에서 얻어진 첩합체가 갖는 복수의 정극 사이에 레이저 흡수 염료를 공급하여, 첩합체의 제1 세퍼레이터 원단 표면에 착색 영역을 형성한다.
여기서, 레이저 흡수 염료로는, 후술하는 공정(1-4)에서 사용하는 레이저를 효율 좋게 흡수하여 제1 세퍼레이터 원단을 구비하는 부극 적층체를 열로 절단할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 청색, 적색, 자색, 회색, 흑색 등의 염료를 사용할 수 있다. 레이저 흡수 염료로 이루어지는 착색 영역을 배치 형성하지 않고 레이저를 조사하면, 절단에 의해 형성된 제1 세퍼레이터 및/또는 제2 세퍼레이터가 과도하게 수축되어 버려 이차 전지의 안전성이 손상된다. 또한, 융기부의 높이 제어가 곤란해진다.
한편, 레이저 흡수 염료의 공급 방법은, 특별히 한정되지 않고, 도포, 분무 등의 임의의 방법을 채용할 수 있다.
또한, 착색 영역의 형상은, 소기의 이차 전지용 적층체의 평면시 형상에 따라 적당히 설정할 수 있다. 예를 들어 도 5(b)의 예에서는, 이웃하는 2개의 정극(40) 사이에 형성된 착색 영역(50)은, 첩합체(300)의 폭 방향(길이 방향과 직교하는 방향)으로 직선상(장방형상)으로 형성되어 있다. 그리고, 착색 영역(50)은, 첩합체(300)의 폭 방향의 일방의 끝부터 타방의 끝까지 연속하여 연재하고 있다. 상술한 바와 같이, 착색 영역의 형상은, 도 5(b)와 같은 직선상에 한정되지 않고, 예를 들어 소기의 이차 전지용 적층체의 형상이 원 형상이나 타원 형상 등인 경우에는, 착색 영역은 곡선상으로 할 수 있다.
한편, 착색 영역의 배치 형성 피치(평면시에 있어서 인접하는 2개의 착색 영역 사이의 최단 거리)는, 정극의 사이즈 등에 따라 적당히 설정할 수 있다.
<<공정(1-4)>>
공정(1-4)에서는, 공정(1-3)에서 형성한 제1 세퍼레이터 원단 상의 착색 영역에 레이저를 조사하여, 첩합체가 갖는 부극 적층체를 절단한다. 그리고, 착색 영역이 레이저를 흡수할 때에 발생하는 열에 의해, 착색 영역이 형성된 제1 세퍼레이터 원단에서 유래하는 제1 세퍼레이터(의 특히 단부)를 용융 변형시켜, 제1 세퍼레이터 상에 구비된 정극의 측면을 덮는 융기부를 형성할 수 있다.
한편, 제1 세퍼레이터 원단 상에 레이저를 조사하는 위치(레이저 조사 위치)와 정극과의 적층 방향과 직교하는 방향의 거리(최단 거리, 도 4에서는 레이저 조사 위치(L)부터 정극(40)의 측면까지의 거리(a)에 상당)는, 특별히 한정되지 않지만, 300 μm 이상인 것이 바람직하고, 350 μm 이상인 것이 보다 바람직하며, 900 μm 이하인 것이 바람직하고, 750 μm 이하인 것이 보다 바람직하고, 600 μm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 레이저 조사 위치부터 정극까지의 거리가 300 μm 이상이면, 착색 영역의 배치 형성 및 레이저에 의한 절단이 용이해지고, 또한 정극 측면을 피복한 융기부를 충분히 형성할 수 있다. 한편, 레이저 조사 위치부터 정극까지의 거리가 900 μm 이하이면, 레이저 조사에 의한 제1 세퍼레이터 원단의 절단 및 용융에 의해, 정극 측면을 피복한 융기부를 양호하게 형성할 수 있다. 그리고, 레이저 조사 위치부터 정극까지의 거리가 상술한 범위 내이면, 이차 전지의 안전성을 충분히 확보하는 동시에, 정극의 사이즈(평면시 면적)를 큰 것으로 하여 충전 용량을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 레이저의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 파이버 레이저, YAG 레이저, CO2 레이저를 사용할 수 있다.
<제2 양태>
본 발명의 제조 방법의 제2 양태에 대하여, 도 6을 참조하여 이하에 설명한다. 본 발명의 제조 방법의 제2 양태는,
장척의 부극 원단의 일방의 표면에, 간격을 두고 레이저 흡수 염료를 도포하여 복수의 착색 영역을 형성하는 공정(2-1),
부극 원단의, 상기 공정(2-1)에서 착색 영역을 형성한 면에 장척의 제1 세퍼레이터 원단을 첩합하고, 부극 원단의 제1 세퍼레이터 원단과는 반대측의 표면에, 장척의 제2 세퍼레이터 원단을 첩합하여, 장척의 부극 적층체를 얻는 공정(2-2),
상기 공정(2-2)에서 얻어진 부극 적층체가 갖는 제1 세퍼레이터 원단의 부극 원단과는 반대측의 표면에, 제1 세퍼레이터 원단을 사이에 두고 착색 영역에 대향하는 영역과 겹쳐지지 않도록, 간격을 두고 복수의 정극을 첩부하여 장척의 첩합체를 얻는 공정(2-3), 및
상기 공정(2-3)에서 얻어진 첩합체가 갖는 제1 세퍼레이터 원단의 착색 영역에 대향하는 영역에 레이저를 조사함으로써, 첩합체가 갖는 부극 적층체를 절단하는 동시에 제1 세퍼레이터를 용융 변형시켜 융기부를 형성하는 공정(2-4)을 적어도 구비한다.
<<공정(2-1)>>
공정(2-1)에서는, 장척의 부극 원단의 일방의 표면에 레이저 흡수 염료를 공급하여, 부극 원단의 표면에 복수의 착색 영역을 형성한다.
여기서, 레이저 흡수 염료 및 그 공급 방법은, 「제1 양태」에서 상술한 것을 사용할 수 있다. 한편, 레이저 흡수 염료로 이루어지는 착색 영역을 배치 형성하지 않고 레이저를 조사하면, 절단에 의해 형성된 제1 세퍼레이터 및/또는 제2 세퍼레이터가 과도하게 수축되어 버려 이차 전지의 안전성이 손상된다. 또한, 융기부의 높이 제어가 곤란해진다.
또한, 착색 영역의 형상은, 소기의 이차 전지용 적층체의 평면시 형상에 따라 적당히 설정할 수 있다. 예를 들어 도 6(a)의 예에서는, 착색 영역(50)은, 부극 원단(20')의 폭 방향(길이 방향과 직교하는 방향)으로 직선상(장방형상)으로 형성되어 있다. 그리고, 착색 영역(50)은, 부극 원단(20')의 폭 방향의 일방의 끝부터 타방의 끝까지 연속하여 연재하고 있다. 상술한 바와 같이, 착색 영역의 형상은, 도 6(a)과 같은 직선상에 한정되지 않고, 예를 들어 소기의 이차 전지용 적층체의 형상이 원 형상이나 타원 형상 등인 경우에는, 착색 영역은 곡선상으로 할 수 있다.
한편, 착색 영역의 배치 형성 피치(평면시에 있어서 인접하는 2개의 착색 영역 사이의 최단 거리)는, 정극의 사이즈 등에 따라 적당히 설정할 수 있다.
<<공정(2-2)>>
공정(2-2)에서는, 장척의 제1 세퍼레이터 원단과 장척의 제2 세퍼레이터 원단 사이에, 공정(2-1)에서 착색 영역이 형성된 부극 원단이 협지되어 이루어지는 부극 적층체를 얻는다. 부극 원단과, 제1 세퍼레이터 원단 및 제2 세퍼레이터 원단을 첩합하는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 「제1 양태」에서 상술한 접착 재료를 사용한 방법을 채용할 수 있다.
공정(2-2)에서 얻어지는 부극 적층체의 일례를, 도 6(b)에 부극 적층체(400A)로서 나타낸다. 도 6(b)에서는, 제1 세퍼레이터 원단(10')은, 부극 원단(20')의 착색 영역(50)이 형성된 측의 표면에 배치된다.
<<공정(2-3)>>
공정(2-3)에서는, 공정(2-2)에서 얻어진 부극 적층체의 제1 세퍼레이터 원단측의 표면에, 소정의 간격을 두고 매엽의 정극을 복수 첩부하여, 장척의 첩합체를 얻는다. 한편, 복수의 정극은, 제1 세퍼레이터 원단을 사이에 두고 착색 영역에 대향하는 영역과 겹쳐지지 않도록 첩부한다. 또한, 부극 적층체와 정극을 첩합하는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 「제1 양태」에서 상술한 접착 재료를 사용한 방법을 채용할 수 있다.
도 6(c)에, 첩합체의 일례인 첩합체(300A)를 도시한다. 첩합체(300A)는, 부극 적층체(400A)와, 복수의 정극(40)을 구비한다. 부극 적층체(400A)는, 제1 세퍼레이터 원단(10')과, 부극 원단(20')과, 제2 세퍼레이터 원단(30')이 이 순서로 적층하여 이루어진다. 복수의 정극(40)은, 부극 적층체(400A)의 제1 세퍼레이터 원단(10') 상에, 첩합체(300A)의 길이 방향으로 소정의 간격(D)을 두고 배치되어 있다. 여기서, 복수의 정극(40)은, 제1 세퍼레이터 원단(10')을 사이에 두고 부극 원단(20') 상의 착색 영역(50)에 대향하는 영역(대향 영역(50'))과 겹쳐지지 않도록 배치되어 있다.
한편, 부극 적층체의 제1 세퍼레이터 원단 상에 복수 배치되는 정극의 간격(평면시에 있어서 인접하는 2개의 정극 사이의 최단 거리, 도 6(c)의 D에 상당.)의 호적한 범위는, 「제1 양태」에서 상술한 것과 동일하다.
<<공정(2-4)>>
공정(2-4)에서는, 공정(2-3)에서 얻은 첩합체가 갖는 제1 세퍼레이터 원단의, 당해 제1 세퍼레이터 원단을 사이에 두고 부극 적층체 상의 착색 영역에 대향하는 영역에 레이저를 조사한다. 그리고, 착색 영역이 레이저를 흡수할 때에 발생하는 열에 의해, 제1 세퍼레이터 원단에서 유래하는 제1 세퍼레이터(의 특히 단부)를 용융 변형시켜, 제1 세퍼레이터 상에 구비된 정극 측면을 덮는 융기부를 형성할 수 있다.
한편 레이저의 종류는 특별히 한정되지 않고, 「제1 양태」에서 상술한 것을 사용할 수 있다.
또한, 제1 세퍼레이터 원단 상에 레이저를 조사하는 위치와 정극의 거리(최단 거리)의 호적한 범위는, 「제1 양태」에서 상술한 것과 동일하다.
<제3 양태>
본 발명의 제조 방법의 제3 양태에 대하여, 도 7을 참조하여 이하에 설명한다. 본 발명의 제조 방법의 제3 양태는,
장척의 제1 세퍼레이터 원단과 장척의 제2 세퍼레이터 원단 사이에, 복수의 부극을 간격을 두고 협지하여, 부극 적층체를 얻는 공정(3-1),
상기 공정(3-1)에서 얻어진 부극 적층체가 갖는 제1 세퍼레이터 원단의 부극과는 반대측의 표면에, 제1 세퍼레이터 원단을 사이에 두고 복수의 부극과 대향하도록, 간격을 두고 복수의 정극을 첩부하여 장척의 첩합체를 얻는 공정(3-2),
상기 공정(3-2)에서 얻어진 첩합체가 갖는 복수의 정극의 간격에 레이저 흡수 염료를 공급하여, 제1 세퍼레이터 원단의 표면에 착색 영역을 형성하는 공정(3-3), 및
상기 공정(3-3)에서 형성된, 제1 세퍼레이터 원단의 착색 영역에 레이저를 조사함으로써, 첩합체가 갖는 부극 적층체를 절단하는 동시에 제1 세퍼레이터를 용융 변형시켜 융기부를 형성하는 공정(3-4)을 적어도 구비한다.
<<공정(3-1)>>
공정(3-1)에서는, 장척의 제1 세퍼레이터 원단과 장척의 제2 세퍼레이터 원단 사이에, 매엽의 부극이 복수 협지되어 이루어지는 부극 적층체를 얻는다. 부극과, 제1 세퍼레이터 원단 및 제2 세퍼레이터 원단을 첩합하는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 「제1 양태」에서 상술한 접착 재료를 사용한 방법을 채용할 수 있다.
도 7(a)에, 부극 적층체의 일례인 부극 적층체(400B)를 도시한다. 부극 적층체(400B)는, 제1 세퍼레이터 원단(10')과, 복수의 부극(20)과, 제2 세퍼레이터 원단(30')이 이 순서로 적층하여 이루어진다. 복수의 부극(20)은, 제1 세퍼레이터 원단(10')과 제2 세퍼레이터 원단(30') 사이에 협지되어, 부극 적층체(400B)의 길이 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다.
한편, 제1 세퍼레이터 원단과 제2 세퍼레이터 원단 사이에 존재하는 부극의 간격(평면시에 있어서 인접하는 2개의 부극 사이의 최단 거리)은, 후술하는 공정(3-2)에서 복수 배치되는 정극의 간격 등에 따라 적당히 설정할 수 있다.
<<공정(3-2)>>
공정(3-2)에서는, 공정(3-1)에서 얻어진 부극 적층체의 제1 세퍼레이터 원단측의 표면에, 소정의 간격을 두고 매엽의 정극을 복수 첩부하여, 장척의 첩합체를 얻는다. 한편, 복수의 정극은, 제1 세퍼레이터 원단을 사이에 두고 복수의 부극과 대향하도록 배치한다. 또한, 부극 적층체와 정극을 첩합하는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 「제1 양태」에서 상술한 접착 재료를 사용한 방법을 채용할 수 있다.
도 7(b)에, 첩합체의 일례인 첩합체(300B)를 도시한다. 첩합체(300B)는, 부극 적층체(400B)와, 복수의 정극(40)을 구비한다. 복수의 정극(40)은, 부극 적층체(400B)의 제1 세퍼레이터 원단(10') 상에, 첩합체(300B)의 길이 방향으로 소정의 간격(D)을 두고 배치되어 있다. 여기서, 복수의 정극(40)은, 제1 세퍼레이터 원단(10')을 사이에 두고, 복수의 부극(20)과 대향하도록 배치되어 있다.
한편, 부극 적층체의 제1 세퍼레이터 원단 상에 복수 배치되는 정극의 간격(평면시에 있어서 인접하는 2개의 정극 사이의 최단 거리, 도 7(b)의 D에 상당.)의 호적한 범위는, 「제1 양태」에서 상술한 것과 동일하다.
<<공정(3-3)>>
공정(3-3)에서는, 공정(3-2)에서 얻어진 첩합체가 갖는 복수의 정극 사이에 레이저 흡수 염료를 공급하여, 첩합체의 제1 세퍼레이터 원단 표면에 착색 영역을 형성한다.
여기서, 레이저 흡수 염료 및 그 공급 방법은, 「제1 양태」에서 상술한 것을 사용할 수 있다. 한편, 레이저 흡수 염료로 이루어지는 착색 영역을 배치 형성하지 않고 레이저를 조사하면, 절단에 의해 형성된 제1 세퍼레이터 및/또는 제2 세퍼레이터가 과도하게 수축되어 버려 이차 전지의 안전성이 손상된다. 또한, 융기부의 높이 제어가 곤란해진다.
또한, 착색 영역의 형상은, 소기의 이차 전지용 적층체의 평면시 형상에 따라 적당히 설정할 수 있다. 예를 들어 도 7(c)의 예에서는, 이웃하는 2개의 정극(40) 사이에 형성된 착색 영역(50)은, 첩합체(300B)의 폭 방향(길이 방향과 직교하는 방향)으로 직선상(장방형상)으로 형성되어 있다. 그리고, 착색 영역(50)은, 첩합체(300B)의 폭 방향의 일방의 끝부터 타방의 끝까지 연속하여 연재하고 있다. 상술한 바와 같이, 착색 영역의 형상은, 도 7(c)과 같은 직선상에 한정되지 않고, 예를 들어 소기의 이차 전지용 적층체의 형상이 원 형상이나 타원 형상 등인 경우에는, 착색 영역은 곡선상으로 할 수 있다.
한편, 착색 영역의 배치 형성 피치(평면시에 있어서 인접하는 2개의 착색 영역 사이의 최단 거리)는, 정극의 사이즈 등에 따라 적당히 설정할 수 있다.
또한, 공정(3-3)에 있어서는, 첩합체의 제1 세퍼레이터 원단 표면뿐만 아니라, 제2 세퍼레이터 원단 표면(특히, 제2 세퍼레이터 원단의 부극측과는 반대측의 표면)에도 착색 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 제2 세퍼레이터 원단 표면에도 착색 영역을 형성함으로써, 레이저에 의한 절단시에, 제2 세퍼레이터의 과도한 수축을 억제하여, 이차 전지의 안전성을 충분히 확보할 수 있다.
그리고, 제2 세퍼레이터 원단 표면의 착색 영역은, 첩합체의 평면시에 있어서, 제1 세퍼레이터 원단 표면의 착색 영역과, 첩합체의 적층 방향과 직교하는 방향으로 겹쳐 형성하는 것이 바람직하다.
<<공정(3-4)>>
공정(3-4)에서는, 공정(3-3)에서 형성한 제1 세퍼레이터 원단의 착색 영역(및 임의로 형성되는 제2 세퍼레이터 원단의 착색 영역)에 레이저를 조사하여, 첩합체가 갖는 부극 적층체를 절단한다. 그리고, 착색 영역이 레이저를 흡수할 때에 발생하는 열에 의해, 착색 영역이 형성된 제1 세퍼레이터 원단에서 유래하는 제1 세퍼레이터(의 특히 단부)를 용융 변형시켜, 제1 세퍼레이터 상에 구비된 정극 측면을 덮는 융기부를 형성할 수 있다.
한편 레이저의 종류는 특별히 한정되지 않고, 「제1 양태」에서 상술한 것을 사용할 수 있다.
또한, 제1 세퍼레이터 원단 상에 레이저를 조사하는 위치와 정극의 거리(최단 거리)의 호적한 범위는, 「제1 양태」에서 상술한 것과 동일하다.
실시예
이하, 본 발명에 대하여 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 한편, 이하의 설명에 있어서, 양을 나타내는 「%」 및 「부」는, 특별히 언급하지 않는 한, 질량 기준이다.
또한, 복수 종류의 단량체를 공중합하여 제조되는 중합체에 있어서, 어느 단량체를 중합하여 형성되는 단량체 단위의 상기 중합체에 있어서의 비율은, 별도로 언급하지 않는 한, 통상은, 그 중합체의 중합에 사용하는 전체 단량체에서 차지하는 당해 어느 단량체의 비율(투입비)과 일치한다.
그리고, 실시예 및 비교예에 있어서, 융기부에 의한 정극 측면의 피복의 유무, 이차 전지용 적층체의 각종 치수, 정극의 높이에 대한 융기부의 높이의 비, 그리고, 이차 전지의 안전성 및 충전 용량은, 하기의 방법으로 측정 및 평가하였다.
<융기부에 의한 정극 측면의 피복의 유무>
얻어진 이차 전지용 적층체에 대하여, 레이저 등으로 절단한 개소를, 3D 형상 측정기(키엔스사 제조, 「VR-3200」)를 사용하여 관찰하였다. 그리고, 융기부가 정극 측면에 접하고 있는 경우에는 「피복 있음」으로 하고, 융기부가 정극 측면에 접하고 있지 않은 경우에는 「피복 없음」이라고 판단하였다.
<이차 전지용 적층체의 각종 치수>
얻어진 이차 전지용 적층체를, 3D 형상 측정기(키엔스사 제조, 「VR-3200」)를 사용해 관찰하여, 기준면으로부터의 융기부의 높이(도 4에 있어서의 b에 상당)를 측정하였다. 또한, 기준면으로부터의 정극의 높이(도 4에 있어서의 c에 상당)를, 접촉식 막두께계(미츠토요사 제조, 시크니스 게이지)를 사용하여 측정하였다. 한편, 표 1에 기재된 값은, 모두 임의의 5점의 높이의 평균값이다.
그리고, 3D 형상 측정기(키엔스사 제조, 「VR-3200」)를 사용한 관찰에 의해, 레이저 조사 위치부터, 레이저에 의한 절단으로 발생한 융기부의 내측 측면(정극에 가까운 측면)까지의 거리(도 4에 있어서의 e에 상당)를 측정하였다. 한편, 절단 후에 있어서의 레이저 조사 위치의 특정은, 절단 전에 미리 특정한, 레이저 조사 위치부터 정극까지의 적층 방향과 직교하는 방향의 거리(도 4에 있어서의 a에 상당)에 기초하여 행하였다.
<정극의 높이에 대한 융기부의 높이의 비>
상기와 같이 하여 측정한 기준면으로부터의 융기부의 높이, 및 기준면으로부터의 정극의 높이에 대하여, 임의의 5점의 높이의 평균값을 산출하고, 그들 평균값으로부터, 정극의 높이(100%)에 대한 융기부의 높이의 비(%)를 산출하였다.
<안전성>
제작한 이차 전지에 대하여, 충방전 시험을 행하였다. 구체적으로 충방전 시험은, 3 mA의 정전류로, 그 충전 종지 전압을 4.2 V, 그 방전 종지 전압을 2.5 V로 하여 행하였다. 한편, 초회 충전 후, 이차 전지의 라미네이트부에 구멍을 뚫어, 가스 배출을 하고, 구멍을 뚫은 부분을 진공 하에서 봉지를 행하고, 그 후 충방전을 행하였다. 그 후 0.1 C의 정전류법에 의해 4.3 V까지 충전하였다.
상기 충방전 시험을 합계 10개의 셀에 대하여 행하고, 이상(발열, 팽창, 종지 전압에 도달하지 않는 등)이 보인 셀의 개수에 의해 하기의 기준으로 평가하였다.
A: 이상이 보인 셀이 0개
B: 이상이 보인 셀이 1개 이상 5개 이하
C: 이상이 보인 셀이 6개 이상 10개 이하
D: 충방전 시험을 실시 불가(정극과 부극이 제1 세퍼레이터에 의해 분리되지 않은 개소가 존재하여, 전극의 단락에 의한 열 폭주 반응이 걱정되었기 때문에 위험하다고 판단)
<충전 용량>
제작한 리튬 이온 이차 전지의 충전 용량을 측정하였다. 구체적으로, 상기 「안전성」 평가와 동일하게 하여 충방전 시험을 행하고, 충전의 과정에 있어서의 적산 전류값으로부터, 충전 용량을 산출하여, 하기의 기준으로 평가하였다.
A: 충전 용량이 210 mAh 이상
B: 충전 용량이 200 mAh 이상 210 mAh 미만
C: 충전 용량이 200 mAh 미만
D: 충방전 시험을 실시 불가(정극과 부극이 제1 세퍼레이터에 의해 분리되지 않은 개소가 존재하여, 전극의 단락에 의한 열 폭주가 걱정되었기 때문에 위험하다고 판단)
(실시예 1)
<부극 원단의 제작>
교반기 장착 5 MPa 내압 용기에, 1,3-부타디엔 33 부, 이타콘산 3.5 부, 스티렌 63.5 부, 유화제로서 도데실벤젠술폰산나트륨 0.4 부, 이온 교환수 150 부 및 중합 개시제로서의 과황산칼륨 0.5 부를 넣고, 충분히 교반한 후, 50℃로 가온하여 중합을 개시하였다. 중합 전화율이 96%가 된 시점에서 냉각하여 반응을 정지시켜, 부극 합재층용 결착재(SBR)를 포함하는 혼합물을 얻었다. 상기 부극 합재층용 결착재를 포함하는 혼합물에, 5% 수산화나트륨 수용액을 첨가하여, pH 8로 조정 후, 가열 감압 증류에 의해 미반응 단량체의 제거를 행하였다. 그 후, 30℃ 이하까지 냉각하여, 소기의 부극 합재층용 결착재를 포함하는 수분산액을 얻었다.
다음으로, 부극 활물질로서의 인조 흑연(체적 평균 입자경: 15.6 μm) 100 부, 점도 조정제로서의 카르복시메틸셀룰로오스나트륨염(닛폰 제지사 제조, 제품명 「MAC350HC」)의 2% 수용액을 고형분 상당으로 1 부, 및 이온 교환수를 혼합하여 고형분 농도 68%로 조정한 후, 25℃에서 60분간 다시 혼합하였다. 또한, 이온 교환수로 고형분 농도를 62%로 조정한 후, 25℃에서 15분간 다시 혼합하였다. 얻어진 혼합액에, 상기의 부극 합재층용 결착재를 포함하는 수분산액을 고형분 상당으로 1.5 부, 및 이온 교환수를 넣어, 최종 고형분 농도가 52%가 되도록 조정하고, 다시 10분간 혼합하였다. 이것을 감압 하에서 탈포 처리하여 유동성이 좋은 이차 전지 부극용 슬러리 조성물을 얻었다.
얻어진 이차 전지 부극용 슬러리 조성물을, 콤마 코터로, 집전체인 두께 20 μm의 구리박의 양면 상에, 건조 후의 막두께가 150 μm 정도가 되도록 도포하고, 건조시켰다. 이 건조는, 구리박을 0.5 m/분의 속도로 60℃의 오븐 내를 2분간에 걸쳐 반송함으로써 행하였다. 그 후, 120℃에서 2분간 가열 처리하여, 프레스 전의 부극 원단을 얻었다. 이 프레스 전의 부극 원단을 롤 프레스로 압연하여, 부극 합재층의 두께가 80 μm인 프레스 후의 부극 원단을 얻었다.
<세퍼레이터 원단의 준비>
폴리에틸렌제 미다공막 세퍼레이터(두께 12 μm)를, 제1 세퍼레이터 원단 및 제2 세퍼레이터 원단으로서 준비하였다.
<정극의 제작>
정극 활물질로서의 니켈코발트망간산리튬(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)을 100 부와, 도전재로서의 아세틸렌 블랙(덴카 컴퍼니 리미티드(Denka Company Limited) 제조, 제품명 「HS-100」)을 2 부와, 결착재로서의 폴리불화비닐리덴(쿠레하사 제조, 제품명 「#7208」)을 고형분 상당으로 2 부와, 용매로서의 N-메틸피롤리돈을 혼합하여 전체 고형분 농도를 70%로 하였다. 이들을 플래네터리 믹서에 의해 혼합하여, 이차 전지 정극용 슬러리 조성물을 얻었다.
얻어진 이차 전지 정극용 슬러리 조성물을, 콤마 코터로, 집전체인 두께 20 μm의 알루미늄박의 양면 상에, 건조 후의 막두께가 150 μm 정도가 되도록 도포하고, 건조시켰다. 이 건조는, 알루미늄박을 0.5 m/분의 속도로 60℃의 오븐 내를 2분간에 걸쳐 반송함으로써 행하였다. 그 후, 120℃에서 2분간 가열 처리하여, 정극 원단을 얻었다. 얻어진 정극 원단을, 롤 프레스기를 사용하여 압연함으로써, 정극 합재층을 구비하는 프레스 후의 정극 원단을 얻었다.
그리고, 프레스 후의 정극 원단을, 파이버 레이저를 사용해 매엽상으로 절단하여 정극을 얻었다.
<접착 재료의 조제>
먼저, 코어부의 형성에 있어서, 교반기 장착 5 MPa 내압 용기에, 방향족 비닐 단량체로서의 스티렌 88 부, (메트)아크릴산에스테르 단량체로서 n-부틸아크릴레이트 6 부, 산기 함유 단량체로서의 메타크릴산 5 부, 가교성 단량체로서의 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 1 부, 유화제로서 도데실벤젠술폰산나트륨 1 부, 이온 교환수 150 부, 그리고, 중합 개시제로서 과황산칼륨 0.5 부를 넣고, 충분히 교반한 후, 60℃로 가온하여 중합을 개시하였다. 중합 전화율이 96%가 된 시점에서, 쉘부를 형성하기 위하여, (메트)아크릴산에스테르 단량체로서의 n-부틸아크릴레이트 80.7 부와 메타크릴산 1 부, 방향족 비닐 단량체로서의 스티렌 18 부, 가교성 단량체로서의 알릴메타크릴레이트 0.3 부를 연속 첨가하고, 70℃로 가온하여 중합을 계속하였다. 그리고, 중합 전화율이 96%가 된 시점에서, 냉각하여 반응을 정지시켜, 입자상 중합체를 포함하는 수분산액을 제조하였다.
[그 밖의 결착재의 조제]
교반기를 구비한 반응기에, 이온 교환수 70 부, 유화제로서의 라우릴황산나트륨(카오 케미컬사 제조, 제품명 「에말 2F」) 0.15 부, 그리고 과황산암모늄 0.5 부를, 각각 공급하고, 기상부를 질소 가스로 치환하고, 60℃로 승온하였다.
한편, 다른 용기에서, 이온 교환수 50 부, 유화제로서의 도데실벤젠술폰산나트륨 0.5 부, 그리고, 중합성 단량체로서의 n-부틸아크릴레이트 94 부, 아크릴로니트릴 2 부, 메타크릴산 2 부, N-하이드록시메틸아크릴아미드 1 부, 및 알릴글리시딜에테르 1 부를 혼합하여, 단량체 혼합물을 얻었다. 이 단량체 혼합물을 4시간에 걸쳐 상술한 반응기에 연속적으로 첨가하여 중합을 행하였다. 첨가 중에는, 60℃에서 반응을 행하였다. 첨가 종료 후, 70℃에서 3시간 더 교반하여 반응을 종료하고, 아크릴계 중합체(그 밖의 결착재)를 포함하는 수분산액을 제조하였다.
[혼합]
상기 입자상 중합체의 수분산액을 고형분 상당으로 87 부와, 상기 아크릴계 중합체의 수분산액을 고형분 상당으로 13 부를, 교반 용기 내에서 혼합하였다. 얻어진 혼합액에, 다가 알코올 화합물로서의 프로필렌글리콜을 87 부 첨가하고, 게다가 이온 교환수를 첨가하여, 고형분 농도가 15%인 접착용 조성물을 얻었다.
<이차 전지용 적층체의 제작>
부극 원단의 양면에, 접착 재료를 편면에 도포한 세퍼레이터 원단(제1 세퍼레이터 원단 및 제2 세퍼레이터 원단)을 롤·투·롤로 첩합하여, 부극 원단의 양면에 접착 재료를 개재하여 세퍼레이터 원단이 첩부된 부극 적층체를 얻었다(공정 1-1). 얻어진 부극 적층체의 제1 세퍼레이터 원단 표면에, 접착 재료를 편면에 도포한 매엽의 정극을, 복수매 롤·투·롤로 첩합하여, 첩합체를 얻었다(공정 1-2). 한편, 정극간의 간격은 700 μm로 하였다. 이어서, 첩합체의 정극간의 간격에, 레이저 흡수 염료인 유성 염료(유성 마커, 흑색)를 사용하여, 첩합체의 폭 방향의 일방의 끝부터 타방의 끝까지 직선상으로 연재하는 착색 영역을 형성하였다(공정 1-3). 그리고, 착색 영역에 파이버 레이저를 조사함으로써, 첩합체의 부극 적층체 부분(제1 세퍼레이터 원단, 부극 원단, 및 제2 세퍼레이터 원단의 적층 부분)을 절단하여, 이차 전지용 적층체를 얻었다(공정 1-4). 한편, 제1 세퍼레이터 원단 상에 레이저를 조사하는 위치(레이저 조사 위치)와 정극의 거리는, 350 μm로 하였다. 얻어진 이차 전지용 적층체에 대하여, 융기부에 의한 정극 측면의 피복의 유무, 이차 전지용 적층체의 각종 치수, 및 정극의 높이에 대한 융기부의 높이의 비를 측정 및 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<이차 전지의 제작>
상기 이차 전지용 적층체를 적층 방향으로 5개 중첩하여, 중첩체를 얻었다. 이 중첩체를 라미네이트 필름 사이에 끼워 넣고, 전해액(용매: 에틸렌카보네이트/디에틸카보네이트/에틸메틸카보네이트 = 3/5/2(체적비), 전해질: 농도 1 M의 LiPF6)을 주액한 후, 진공 하에서 봉지함으로써 적층 라미네이트형의 이차 전지를 제작하였다. 얻어진 이차 전지에 대하여, 안전성 및 충전 용량을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 2)
이하와 같이 하여 얻어진 세퍼레이터 원단을, 제1 세퍼레이터 원단 및 제2 세퍼레이터 원단으로서 사용하고, 정극간의 간격을 1200 μm로 하고, 레이저 조사 위치와 정극의 거리를 600 μm로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 부극 원단, 정극, 접착 재료, 이차 전지용 적층체 및 이차 전지를 준비하고, 각종 측정 및 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
한편, 제1 세퍼레이터 원단은, 내열층측이 정극과 접하도록, 제2 세퍼레이터 원단은, 내열층측이 부극 원단과 접하도록 배치하였다.
<세퍼레이터 원단의 준비>
교반기를 구비한 반응기에, 이온 교환수 70 부, 유화제로서 라우릴황산나트륨(카오 케미컬사 제조, 제품명 「에말 2F」) 0.15 부, 및 중합 개시제로서 과황산암모늄 0.5 부를 각각 공급하고, 기상부를 질소 가스로 치환하고, 60℃로 승온하였다.
한편, 다른 용기에, 이온 교환수 50 부, 유화제로서 도데실벤젠술폰산나트륨 0.5 부, 중합성 단량체로서 부틸아크릴레이트 94 부, 아크릴로니트릴 2 부, 메타크릴산 2 부, N-하이드록시메틸아크릴아미드 1 부, 및 알릴글리시딜에테르 1 부를 공급하고, 혼합함으로써, 단량체 혼합물을 얻었다. 당해 단량체 혼합물을 4시간에 걸쳐 상기 반응기에 연속적으로 첨가하여 중합을 행하였다. 한편, 단량체 혼합물의 첨가 중에는, 온도 60℃ 하에서 중합 반응을 계속하였다. 첨가 종료 후, 온도 70℃ 하에서 3시간 더 교반하여 중합 반응을 종료하고, 내열층용 결착재로서, 아크릴계 중합체를 포함하는 수분산액을 조제하였다.
내열성 미립자로서의 알루미나(스미토모 화학사 제조, 제품명 「AKP3000」)를 고형분 상당으로 100 부와, 상술에서 얻어진 내열층용 결착재를 10 부와, 증점제로서의 카르복시메틸셀룰로오스나트륨염(닛폰 제지사 제조, 제품명 「MAC350HC」)을 5 부와, 분산제로서의 폴리아크릴산을 1 부를 볼 밀을 사용하여 혼합함으로써, 내열층용 슬러리 조성물을 조제하였다.
얻어진 내열층용 슬러리 조성물을, 폴리에틸렌제 미다공막 세퍼레이터(두께 12 μm) 상에 도포하고, 온도 50℃에서 3분간 건조시켜, 세퍼레이터 기재의 편면에 내열층을 갖는 세퍼레이터 원단을 얻었다.
(실시예 3)
레이저 흡수 염료로서, 유성 염료(유성 마커, 흑색) 대신에 유성 염료(유성 마커, 자색)를 사용하고, 정극간의 간격을 1800 μm로 하고, 레이저 조사 위치와 정극의 거리를 900 μm로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 부극 원단, 정극, 접착 재료, 세퍼레이터 원단, 이차 전지용 적층체 및 이차 전지를 준비하고, 각종 측정 및 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 4)
이하와 같이 하여 이차 전지용 적층체를 제작한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 부극 원단, 정극, 접착 재료, 세퍼레이터 원단, 및 이차 전지를 준비하고, 각종 측정 및 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<이차 전지용 적층체의 제작>
부극 원단의 편면에, 레이저 흡수 염료인 유성 염료(유성 마커, 흑색)를 사용하여, 부극 원단의 폭 방향으로, 일방의 끝부터 타방의 끝까지 직선상으로 연재하는 착색 영역을 소정의 배치 형성 피치로 복수 형성하였다(공정 2-1). 유성 염료가 건조되기 전에, 부극 원단의 양면에, 상술한 접착 재료를 편면에 도포한 세퍼레이터 원단(제1 세퍼레이터 원단 및 제2 세퍼레이터 원단)을 롤·투·롤로 첩합하여, 제1 세퍼레이터 원단에 유성 염료가 스며든 부극 적층체를 제작하였다(공정 2-2). 얻어진 부극 적층체의 제1 세퍼레이터 원단 표면에, 접착 재료를 편면에 도포한 매엽의 정극을 복수매 롤·투·롤로 첩합하여, 첩합체를 얻었다(공정(2-3)). 한편, 정극간의 간격은 800 μm로 하였다. 또한, 첩합은, 정극이 제1 세퍼레이터 원단을 사이에 두고 착색 영역에 대향하는 영역과 겹쳐지지 않도록(도 6(c)과 같이) 행하였다. 한편 레이저 조사 위치와 정극의 거리는, 400 μm로 하였다. 그리고, 제1 세퍼레이터 원단의, 착색 영역에 대향하는 영역에 파이버 레이저를 조사함으로써, 첩합체의 부극 적층체 부분(제1 세퍼레이터 원단, 부극 원단, 및 제2 세퍼레이터 원단의 적층 부분)을 절단하여, 이차 전지용 적층체를 얻었다(공정(2-4)).
(비교예 1)
착색 영역을 형성하지 않고, 정극간의 간격을 3200 μm로 하고, 레이저 조사 위치와 정극의 거리를 1600 μm로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 부극 원단, 정극, 접착 재료, 세퍼레이터 원단, 이차 전지용 적층체 및 이차 전지를 준비하고, 각종 측정 및 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 2)
착색 영역을 형성하지 않고, 첩합체의 부극 적층체 부분의 절단에 금속제의 절단날을 사용하고, 정극간의 간격을 700 μm로 하고, 제1 세퍼레이터 원단 상에 절단날을 대는 위치와 정극의 거리를 350 μm로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 부극 원단, 정극, 접착 재료, 세퍼레이터 원단, 이차 전지용 적층체 및 이차 전지를 준비하고, 각종 측정 및 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 3)
정극간의 간격을 3000 μm로 하고, 레이저 조사 위치와 정극의 거리를 1500 μm로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 부극 원단, 정극, 접착 재료, 세퍼레이터 원단, 이차 전지용 적층체 및 이차 전지를 준비하고, 각종 측정 및 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 4)
정극간의 간격을 3000 μm로 하고, 레이저 조사 위치와 정극의 거리를 1500 μm로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 부극 원단, 정극, 접착 재료, 세퍼레이터 원단, 이차 전지용 적층체 및 이차 전지를 준비하고, 각종 측정 및 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 5)
착색 영역을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 부극 원단, 정극, 접착 재료, 세퍼레이터 원단, 이차 전지용 적층체 및 이차 전지를 준비하고, 각종 측정 및 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 한편, 비교예 5 및 후술하는 비교예 6에서는, 제1 세퍼레이터가 수축되어 정극의 사이즈보다 작아져 버려, 융기부가 형성되지 않았다. 그 때문에, 레이저 조사 위치부터, 레이저에 의한 절단으로 발생한 융기부의 내측 측면(정극에 가까운 측면)까지의 거리 대신에, 레이저 절단 위치부터, 레이저에 의한 절단 후의 제1 세퍼레이터의 측단까지의 거리를 측정하였다.
(비교예 6)
착색 영역을 형성하지 않고, 정극간의 간격을 700 μm로 하고, 레이저 조사 위치와 정극의 거리를 350 μm로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 부극 원단, 정극, 접착 재료, 세퍼레이터 원단, 이차 전지용 적층체 및 이차 전지를 준비하고, 각종 측정 및 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 7)
정극간의 간격을 600 μm로 하고, 레이저 조사 위치와 정극의 거리를 300 μm로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 부극 원단, 정극, 접착 재료, 세퍼레이터 원단, 이차 전지용 적층체 및 이차 전지를 준비하고, 각종 측정 및 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1로부터, 실시예 1~4에서는, 이차 전지의 안전성 및 충전 용량을 충분히 확보할 수 있는 것을 알 수 있다.
한편, 정극의 높이에 대한 융기부의 높이의 비가 소정의 상한값을 초과하는 비교예 1에서는, 이차 전지의 충전 용량이 저하되어 있다.
또한, 융기부가 정극 측면을 피복하고 있지 않고, 또한 정극의 높이에 대한 융기부의 높이의 비가 소정의 하한값에 미달하는 비교예 2에서는, 이차 전지의 안전성을 소기의 레벨까지 향상시킬 수 없다.
또한, 비교예 3 및 4는, 정극의 높이에 대한 비가 소정의 범위 내인 융기부가 정극 측면을 피복하고 있지 않다. 이 비교예 3 및 4는, 제1 세퍼레이터의 사이즈에 대하여 정극의 사이즈가 과도하게 작아져 있기 때문에, 결과로서 안전성을 확보할 수 있으나, 충전 용량은 저하되어 있다.
그리고, 비교예 5 및 6은, 상술한 바와 같이 제1 세퍼레이터가 수축되어 정극의 사이즈보다 작아져 버렸기 때문에, 전극의 단락에 의한 열 폭주가 걱정되었다. 그 때문에 안전성 및 충전 용량은 평가하고 있지 않다(즉, 그들 항목에 대하여 D 평가이다).
덧붙여, 정극의 높이에 대한 융기부의 높이의 비가 소정의 하한값에 미달하는 비교예 7에서는, 이차 전지의 안전성을 소기의 레벨까지 향상시킬 수 없다.
본 발명에 의하면, 안전성과 충전 용량의 쌍방이 우수한 이차 전지를 제작 가능한 이차 전지용 적층체를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 안전성과 충전 용량의 쌍방이 우수한 이차 전지를 얻을 수 있다.
10 제1 세퍼레이터
10' 제1 세퍼레이터 원단
10a 세퍼레이터 기재
10b 내열층
10c 내열성 미립자
11, 11', 12, 12' 융기부
20 부극
20' 부극 원단
21 부극용 집전체
22, 23 부극 합재층
30 제2 세퍼레이터
30' 제2 세퍼레이터 원단
40 정극
41 정극용 집전체
42, 43 정극 합재층
50 착색 영역
50' 대향 영역
100, 100A 이차 전지용 적층체
200 중첩체
300, 300A, 300B 첩합체
400, 400A, 400B 부극 적층체
a 레이저 조사 위치(L)와 정극(40)의 거리
b 융기부(11)의 높이
c 정극(40)의 높이
d 정극(40)의 측면과 제2 세퍼레이터(30)의 측단의 거리
e 레이저 조사 위치(L)와 융기부(11)의 내측 측면의 거리
S 기준면
D 간격
L 레이저 조사 위치

Claims (8)

  1. 부극과, 상기 부극의 일방의 표면에 첩합된 제1 세퍼레이터와, 상기 제1 세퍼레이터의 상기 부극측과는 반대측의 표면에 첩합된 정극과, 상기 부극의 타방의 표면에 첩합된 제2 세퍼레이터를 구비하는 이차 전지용 적층체로서,
    상기 정극의 적층 방향을 따른 측면의 적어도 일부가, 상기 제1 세퍼레이터가 변형되어 이루어지는 융기부에 의해 피복되어 있고,
    상기 제1 세퍼레이터와 상기 정극이 접하는 면을 기준면으로 한 경우에, 상기 기준면으로부터의 상기 융기부의 적층 방향의 높이가, 상기 기준면으로부터의 상기 정극의 적층 방향의 높이의 15% 이상 130% 이하인, 이차 전지용 적층체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 융기부에 피복된 상기 정극의 상기 측면과, 상기 제2 세퍼레이터의 측단과의 적층 방향과 직교하는 방향의 거리가, 285 μm 이상 735 μm 이하인, 이차 전지용 적층체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 세퍼레이터가, 세퍼레이터 기재와, 상기 세퍼레이터 기재의 적어도 일방의 표면에 형성된 내열층을 구비하는, 이차 전지용 적층체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 이차 전지용 적층체를 구비하는, 이차 전지.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 이차 전지용 적층체를 제조하는 방법으로서,
    장척의 부극 원단의 일방의 표면에 장척의 제1 세퍼레이터 원단을 첩합하고, 상기 부극 원단의 상기 제1 세퍼레이터 원단측과는 반대측의 표면에, 장척의 제2 세퍼레이터 원단을 첩합하여 장척의 부극 적층체를 얻는 공정과,
    상기 부극 적층체가 갖는 상기 제1 세퍼레이터 원단의 상기 부극 원단과는 반대측의 표면에, 간격을 두고 복수의 상기 정극을 첩부하여 장척의 첩합체를 얻는 공정과,
    상기 첩합체가 갖는 복수의 상기 정극의 간격에 레이저 흡수 염료를 공급하여, 상기 첩합체가 갖는 상기 제1 세퍼레이터 원단의 표면에 착색 영역을 형성하는 공정과,
    상기 제1 세퍼레이터 원단의 상기 착색 영역에 레이저를 조사함으로써, 상기 첩합체가 갖는 상기 부극 적층체를 절단하는 동시에 상기 제1 세퍼레이터를 용융 변형시켜 상기 융기부를 형성하는 공정을 구비하는 이차 전지용 적층체의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 이차 전지용 적층체를 제조하는 방법으로서,
    장척의 부극 원단의 일방의 표면에, 간격을 두고 레이저 흡수 염료를 공급하여 복수의 착색 영역을 형성하는 공정과,
    상기 부극 원단의, 상기 착색 영역을 형성한 면에 장척의 제1 세퍼레이터 원단을 첩합하고, 상기 부극 원단의 상기 제1 세퍼레이터 원단과는 반대측의 표면에, 장척의 제2 세퍼레이터 원단을 첩합하여, 장척의 부극 적층체를 얻는 공정과,
    상기 부극 적층체가 갖는 상기 제1 세퍼레이터 원단의 상기 부극 원단과는 반대측의 표면에, 상기 제1 세퍼레이터 원단을 사이에 두고 상기 착색 영역에 대향하는 영역과 겹쳐지지 않도록, 간격을 두고 복수의 상기 정극을 첩부하여 장척의 첩합체를 얻는 공정과,
    상기 첩합체가 갖는 상기 제1 세퍼레이터 원단의 상기 착색 영역에 대향하는 상기 영역에 레이저를 조사함으로써, 상기 첩합체가 갖는 상기 부극 적층체를 절단하는 동시에 상기 제1 세퍼레이터를 용융 변형시켜 상기 융기부를 형성하는 공정을 구비하는 이차 전지용 적층체의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 이차 전지용 적층체를 제조하는 방법으로서,
    장척의 제1 세퍼레이터 원단과 장척의 제2 세퍼레이터 원단 사이에, 복수의 상기 부극을 간격을 두고 협지하여, 부극 적층체를 얻는 공정과,
    상기 부극 적층체가 갖는 상기 제1 세퍼레이터 원단의 상기 부극과는 반대측의 표면에, 상기 제1 세퍼레이터 원단을 사이에 두고 복수의 상기 부극과 대향하도록, 간격을 두고 복수의 상기 정극을 첩부하여 장척의 첩합체를 얻는 공정과,
    상기 첩합체가 갖는 복수의 상기 정극의 간격에 레이저 흡수 염료를 공급하여, 상기 제1 세퍼레이터 원단의 표면에 착색 영역을 형성하는 공정과,
    상기 제1 세퍼레이터 원단의 상기 착색 영역에 레이저를 조사함으로써, 상기 첩합체가 갖는 상기 부극 적층체를 절단하는 동시에 상기 제1 세퍼레이터를 용융 변형시켜 상기 융기부를 형성하는 공정을 구비하는 이차 전지용 적층체의 제조 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 세퍼레이터 원단의 표면에 복수의 상기 정극을 첩부함에 있어서, 복수의 상기 정극의 간격이 600 μm 이상 1500 μm 이하인, 이차 전지용 적층체의 제조 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230411742A1 (en) * 2022-06-08 2023-12-21 Blue Solutions Canada Inc. Laminates for lithium-ion batteries and method for preparing same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018037143A (ja) 2016-08-29 2018-03-08 トヨタ自動車株式会社 電極の製造方法
JP2018081857A (ja) 2016-11-17 2018-05-24 トヨタ自動車株式会社 セパレータ一体電極板、電極板対、積層型蓄電素子、及びセパレータ一体電極板の製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
KR101107075B1 (ko) * 2009-10-28 2012-01-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP2012209072A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Nec Corp 電極積層型電池の電極積層体、および該電極積層体の製造方法
JP2013206699A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Tdk Corp 電気化学デバイス
EP3032611B1 (de) * 2012-09-11 2017-04-26 swissbatt AG Batterie mit präzis positioniertem aufbau
FR3003074B1 (fr) * 2013-03-05 2016-09-02 Batscap Sa Element capacitif comprenant un separateur comprenant des protuberances interdisant son retrait
JP6008199B2 (ja) * 2013-04-16 2016-10-19 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池
JP6186852B2 (ja) 2013-04-30 2017-08-30 日本ゼオン株式会社 二次電池多孔膜用スラリー組成物、二次電池用電極、二次電池用セパレータおよび二次電池
CN111769241A (zh) * 2015-02-17 2020-10-13 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件、蓄电装置和汽车
JP6601065B2 (ja) * 2015-08-31 2019-11-06 日本電気株式会社 二次電池
US11189860B2 (en) * 2016-07-28 2021-11-30 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of manufacturing secondary battery
JP6640690B2 (ja) * 2016-09-21 2020-02-05 株式会社東芝 電極構造体、二次電池、電池パック及び車両
JPWO2018163294A1 (ja) * 2017-03-07 2019-12-12 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン 二次電池
JP6885310B2 (ja) * 2017-11-28 2021-06-09 トヨタ自動車株式会社 電極シート製造装置および蓄電装置の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018037143A (ja) 2016-08-29 2018-03-08 トヨタ自動車株式会社 電極の製造方法
JP2018081857A (ja) 2016-11-17 2018-05-24 トヨタ自動車株式会社 セパレータ一体電極板、電極板対、積層型蓄電素子、及びセパレータ一体電極板の製造方法

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