WO2021125110A1 - 製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、及び電池 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a manufacturing method, a program, a manufacturing system, a laminated current collector, and a battery.
- Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-181823
- a method for manufacturing a laminated current collector may include a preparatory step of preparing a laminated body in which a current collector containing a resin layer is laminated in the middle.
- the manufacturing method may be any of a first manufacturing method by heating and compression, a second manufacturing method by applying a conductive adhesive, and a third manufacturing method by connecting conductive members, depending on the laminate prepared in the preparation step. It may be provided with a selection process for selecting.
- the manufacturing method may include a manufacturing step of generating a laminated current collector using the laminated body by the manufacturing method selected in the selection step.
- a method for manufacturing a laminated current collector may include a preparatory step of preparing a laminated body in which a current collector containing a resin layer is laminated in the middle.
- the manufacturing method may include a heat compression step of heating and compressing the end region of the laminated body in the stacking direction to elute at least a part of the resin layer of the end region.
- the manufacturing method may include a welding step of welding at least a portion of the end region.
- the end region of the laminate may be heat-compressed in the stacking direction at a temperature corresponding to the type of resin in the resin layer.
- the type of resin contained in the resin layer may be specified, and the end region may be heat-compressed at a temperature corresponding to the specified type of resin.
- the end region may be heat-compressed at a temperature equal to or higher than the melting point of the resin contained in the resin layer and at a predetermined temperature.
- at least a part of the end region may be resistance welded.
- at least a part of the end region may be ultrasonically welded.
- at least a part of the end region may be laser welded.
- the current collector may have the resin layer and a metal layer coated on the resin layer.
- the current collector may be a negative electrode current collector having the resin layer and a copper layer coated on the resin layer.
- the current collector may be a positive electrode current collector having the resin layer and an aluminum layer coated on the resin layer.
- the manufacturing method may include an application specifying step for specifying the use of the laminated current collector, and the preparatory step includes the resin layer having a thickness corresponding to the use of the laminated current collector and the laminated current collector.
- the laminated body in which the current collector having the metal layer having a thickness according to an application is laminated may be prepared.
- the manufacturing method may include a melting point specifying step for specifying the melting point of the resin in the resin layer, and the heating and compressing step sets the end region of the laminate when the melting point is lower than a predetermined threshold.
- the resin layer may be eluted by heating and compressing in the stacking direction to elute at least a part of the end region, and the welding step may weld at least a part of the end region.
- the manufacturing method includes a hole forming step of forming holes in the stacking direction in the end region of the laminated body when the melting point is higher than the threshold value, and a coating step of applying a conductive adhesive to the inner wall of the holes.
- the arrangement step of arranging the tabs in the upper surface region and the lower surface region including the hole portion of the laminate, and the welding step of welding the laminate and the tabs may be further provided.
- the manufacturing method includes an insertion step of inserting a conductive member into the end region of the laminated body along the laminating direction of the laminated body when the melting point is higher than the threshold value, and the laminating body of the conductive member.
- a compression step of compressing in the stacking direction of the above may be further provided.
- the manufacturing method may include an information acquisition step of acquiring thickness information regarding the thickness of the laminate, and the heat compression step may be performed when the thickness of the laminate is thinner than a predetermined threshold value.
- the end region may be heat-compressed in the stacking direction to elute at least a part of the resin layer in the end region, and the welding step may weld at least a part of the end region.
- the manufacturing method includes an insertion step of inserting a conductive member into an end region of the laminated body along the laminating direction of the laminated body when the thickness of the laminated body is thicker than the threshold value, and the conductive member.
- a compression step of compressing the laminated body in the stacking direction may be further provided.
- a program for causing a computer to execute the above manufacturing method is provided.
- a system for manufacturing a laminated current collector may include a laminate preparation unit that prepares a laminate in which a current collector containing a resin layer is laminated in the middle.
- the manufacturing system may include a heat-compressing portion that heat-compresses the end region of the laminate in the stacking direction to elute at least a part of the resin layer in the end region.
- the manufacturing system may include welds that weld at least a portion of the edge region.
- a laminated current collector in which a plurality of current collectors are laminated is provided.
- the laminated current collector may include a first region including a resin layer in the middle of each of the plurality of current collectors.
- the amount of resin in the middle of each of the plurality of current collectors is smaller than the amount of resin in each resin layer of the plurality of current collectors in the first region, or the amount of the plurality of current collectors is one.
- a second region without resin may be provided in the middle of each of the above.
- a battery having the above-mentioned laminated current collector is provided.
- a method for manufacturing a laminated current collector may include a preparatory step of preparing a laminated body in which a current collector containing a resin layer is laminated in the middle.
- the manufacturing method may include a hole forming step of forming holes in the stacking direction in the end region of the laminated body.
- the manufacturing method may include a coating step of applying a conductive adhesive to the inner wall of the hole.
- the manufacturing method may include an arrangement step of arranging the tabs in the upper surface region and the lower surface region including the portion of the hole of the laminated body.
- the manufacturing method may include a welding step of welding the laminate and the tab.
- the current collector may have a resin layer and a metal layer coated on the resin layer.
- the conductive adhesive may be applied to the inner wall of the holes so that the metal layers of all the laminated current collectors are electrically connected by the conductive adhesive.
- the current collector may be a negative electrode current collector having the resin layer and a copper layer coated on the resin layer.
- the current collector may be a positive electrode current collector having the resin layer and an aluminum layer coated on the resin layer.
- the manufacturing method may include an application specifying step for specifying the use of the laminated current collector, and the preparatory step includes the resin layer having a thickness corresponding to the use of the laminated current collector and the laminated current collector.
- the laminated body in which the current collector having the metal layer having a thickness according to an application is laminated may be prepared.
- the laminate and the tab may be resistance welded.
- the laminate and the tab may be ultrasonically welded.
- the manufacturing method includes an insertion step of inserting a conductive member into the hole coated with the conductive adhesive when the strength required for the laminated current collector is stronger than a predetermined threshold, and an insertion step of inserting the conductive member into the hole.
- a compression step of compressing the inserted conductive member in the stacking direction of the laminated body may be further provided.
- a program for causing a computer to execute the above manufacturing method is provided.
- an apparatus for manufacturing a laminated current collector may include a laminate preparation unit that prepares a laminate in which a current collector containing a resin layer is laminated in the middle.
- the manufacturing apparatus may include a hole forming portion for forming a hole in the stacking direction in the end region of the laminated body.
- the manufacturing apparatus may include a coating portion for applying a conductive adhesive to the inner wall of the hole.
- the manufacturing apparatus may include a welded portion in which tabs are arranged in the upper surface region and the lower surface region including the hole portion of the laminate to weld the laminate and the tab.
- a laminated current collector is a laminated body in which a plurality of current collectors are laminated, and each of the plurality of current collectors contains a resin layer in the middle, and a conductive adhesive is applied to an inner wall in an end region of the laminated body.
- a laminated body including holes in the laminating direction coated with the above may be provided.
- the laminated current collector may include tabs welded to an upper surface region and a lower surface region including a portion of a hole in the laminated body.
- a battery having the above-mentioned laminated current collector is provided.
- a method for manufacturing a laminated current collector may include a preparatory step of preparing a laminated body in which a current collector containing a resin layer is laminated in the middle.
- the manufacturing method may include an insertion step of inserting the conductive member into the end region of the laminated body along the laminating direction of the laminated body.
- the manufacturing method may include a compression step of compressing the conductive member in the stacking direction of the laminated body.
- the conductive member may be a rivet, and the compression step may crimp the conductive member.
- the manufacturing method may include a hole forming step of forming a hole in the stacking direction of the laminated body in the end region of the laminated body prepared in the preparatory step, and the insertion step may include the conductive in the hole. A sex member may be inserted.
- the manufacturing method may include a coating step of applying a conductive adhesive to the inner wall of the hole formed in the hole forming step, and in the insertion step, the conductive adhesive is applied to the inner wall of the hole. After that, the conductive member may be inserted into the hole.
- the manufacturing method may include an arrangement step of arranging tabs on the upper surface side and the lower surface side of the laminate prepared in the preparation step, and in the insertion step, the conductive member is attached to the tab and the laminate. You may insert it.
- the current collector may have the resin layer and a metal layer coated on the resin layer.
- the current collector may be a negative electrode current collector having the resin layer and a copper layer coated on the resin layer.
- the current collector may be a positive electrode current collector having the resin layer and an aluminum layer coated on the resin layer.
- the manufacturing method may include an application specifying step for specifying the use of the laminated current collector, and the preparatory step includes the resin layer having a thickness corresponding to the use of the laminated current collector and the laminated current collector.
- the laminated body in which the current collector having the metal layer having a thickness according to an application is laminated may be prepared.
- a program for causing a computer to execute the above manufacturing method is provided.
- an apparatus for manufacturing a laminated current collector may include a laminate preparation unit that prepares a laminate in which a current collector containing a resin layer is laminated in the middle.
- the manufacturing apparatus may include an insertion portion for inserting a conductive member into the end region of the laminate along the stacking direction of the laminate.
- the manufacturing apparatus may include a compression portion that compresses the conductive member in the stacking direction of the laminated body.
- a laminated current collector is provided.
- the laminated current collector is a laminated body in which a plurality of current collectors are laminated, and each of the plurality of current collectors includes a resin layer and a laminated body having metal layers arranged on both sides of the resin layer.
- the laminated current collector may include a conductive member that is inserted into the end region of the laminated body and is electrically connected to the respective metal layers of the plurality of current collectors.
- a battery having the above-mentioned laminated current collector is provided.
- An example of the battery configuration 10 is shown schematically. Another example of the battery configuration 10 is shown schematically.
- An example of the structure of the laminated body 210 is shown schematically.
- An example of the structure of the laminated body 310 is shown schematically.
- An example of the functional configuration of the manufacturing system 400 is schematically shown.
- An example of the heat compression treatment of the laminated body 210 is schematically shown.
- An example of the heat-compressed laminate 210 is shown schematically.
- An example of the laminated body 210 to which the tab 102 and the Sub tab 104 are welded is shown schematically.
- An example of the laminated body 210 in which the holes 220 are formed and the conductive adhesive 222 is applied is schematically shown.
- An example of the laminated body 210 to which the tab 102 and the Sub tab 104 are welded is shown schematically.
- An example of the laminated body 210 in which the rivet 230 is inserted is shown schematically.
- An example of the processing flow by the manufacturing system 400 is schematically shown.
- An example of the processing flow by the manufacturing system 400 is schematically shown.
- An example of the processing flow by the manufacturing system 400 is schematically shown.
- An example of the process of determining the manufacturing method of the laminated current collector by the generation control unit 406 is schematically shown.
- An example of the hardware configuration of the computer 1200 functioning as the manufacturing system 400 is schematically shown.
- FIG. 1 schematically shows an example of the battery configuration 10.
- the battery configuration 10 has a plurality of negative electrodes 20 and 30s that are alternately laminated with the separator 40 interposed therebetween.
- the negative electrode 20 has a negative electrode current collector 200.
- the positive electrode 30 has a positive electrode current collector 300.
- the battery component 10 may be any kind of battery component.
- the battery component 10 is, for example, a component of a lithium ion battery.
- tabs are welded to each of the laminate 210 on which the negative electrode current collector 200 is laminated and the laminate 310 on which the positive electrode current collector 300 is laminated, and the entire battery configuration 10 is put into a housing or the like.
- the lithium ion battery is formed by filling the electric field liquid.
- the battery component 10 may be a component of a lithium-air battery.
- the battery component 10 may be a component of another type of battery.
- FIG. 1 illustrates a case where the negative electrode current collector 200 and the positive electrode current collector 300 are arranged in the same direction, but the present invention is not limited to this.
- the negative electrode current collector 200 and the positive electrode current collector 300 may be arranged in different directions.
- the negative electrode current collector 200 and the positive electrode current collector 300 may be arranged in opposite directions.
- FIG. 2 schematically shows another example of the battery configuration 10.
- the battery component 10 has a laminated laminated battery 50.
- the laminated battery 50 has a negative electrode current collector 200 and a positive electrode current collector 300.
- tabs are welded to each of the laminated body 210 and the laminated body 310, and the entire battery component 10 is put into a housing or the like. , Lithium-ion batteries are formed.
- FIG. 2 illustrates a case where the negative electrode current collector 200 and the positive electrode current collector 300 are arranged in the same direction, but the present invention is not limited to this.
- the negative electrode current collector 200 and the positive electrode current collector 300 may be arranged in different directions.
- the negative electrode current collector 200 and the positive electrode current collector 300 may be arranged in opposite directions.
- FIG. 3 schematically shows an example of the configuration of the laminated body 210.
- the negative electrode current collector 200 according to the present embodiment has a resin layer 204, and a metal layer 202 and a metal layer 206 arranged on both sides of the resin layer 204.
- the negative electrode current collector 200 has, for example, a resin layer 204, and a metal layer 202 and a metal layer 206 coated on the resin layer 204.
- a resin having a lower conductivity than the metal of the metal layer 202 and the metal layer 206 but having a lower density than the metal of the metal layer 202 and the metal layer 206 is adopted.
- the resin of the resin layer 204 include, but are not limited to, PET (polyethylene terephthalate), PP (polypropylene), PE (polyethylene), PPE (polyphenylene ether) and the like.
- the current may be low, but there are cases where you want to reduce the weight.
- HAPS High Altitude Platform Station
- the output current of the battery may be low because the flight speed does not change much.
- the weight of the entire HAPS is required to be light. As described above, there are other applications in which the current may be low but the weight is required to be reduced.
- a copper foil is often used as a negative electrode current collector, but such a requirement can be met by reducing the thickness of the copper foil.
- the thickness of the copper foil there is a technical limit to reducing the thickness of the copper foil, and if the thickness of the copper foil is made too thin, the strength cannot be maintained and the possibility of breakage increases.
- the negative electrode current collector 200 according to the present embodiment has a resin layer in the middle, the electrical resistance is higher than that of the negative electrode current collector made of only metal, but the density can be lowered. In addition, the strength of the negative electrode current collector 200 can be maintained.
- the density of copper is about 8.96 g / cm 3 and the density of PET is about 1.38 g. since at / cm 3, a negative electrode current collector than in the case of a configuration using only copper, it is possible to significantly reduce the weight.
- the density is about 3.25 g / cm 3 , and the weight ratio is 35% of that when it is composed of only copper.
- the weight can be reduced by 65%.
- the density is about 2.30 g / cm 3 , the weight ratio is 25% as compared with the case where the resin layer 204 is composed only of copper, and the weight can be reduced by 75%.
- the negative electrode current collector is composed only of metal as in the conventional case, even if the negative electrode current collectors are multi-layered, they are made of metals (conductive materials), so ultrasonic welding, resistance welding, and laser welding. A conductive path can be secured by welding with or the like.
- the negative electrode current collector having the resin layer in the middle is multi-layered, the conductive path cannot be secured. Therefore, resistance welding cannot be performed as it is.
- the metal layer and the resin layer have different characteristics in terms of boiling point, thermal expansion, strength, etc., for example, when laser welding is attempted, problems such as rupture and residual pores may occur. .. Further, when ultrasonic welding is attempted, cracks and breaks may occur. According to the present embodiment, there is provided a technique capable of appropriately welding a laminated body in which a current collector including a resin layer is laminated in the middle.
- FIG. 4 schematically shows an example of the configuration of the laminated body 310.
- the positive electrode current collector 300 has a resin layer 304, and a metal layer 302 and a metal layer 306 arranged on both sides of the resin layer 304.
- a resin having a lower conductivity than the metal of the metal layer 302 and the metal layer 306 but having a lower density than the metal of the metal layer 302 and the metal layer 306 is adopted.
- the resin of the resin layer 304 include, but are not limited to, PET (polyethylene terephthalate), PP (polypropylene), PE (polyethylene), PPE (polyphenylene ether) and the like.
- the metal of the metal layer 302 and the metal layer 306 may be aluminum, and the resin of the resin layer 304 may be PET.
- the metal of the metal layer 302 and the metal layer 306 may be another metal.
- the resin of the resin layer 304 may be another resin.
- FIG. 5 schematically shows an example of the functional configuration of the manufacturing system 400.
- the manufacturing system 400 may be composed of one device, or may be composed of a plurality of devices.
- the manufacturing system 400 may be an example of the manufacturing device.
- the manufacturing system 400 includes a laminated body preparation unit 402, a laminated current collector generation unit 404, and a battery generation unit 420.
- the manufacturing system 400 does not have to include the battery generation unit 420.
- the manufacturing system 400 may even manufacture the laminated current collector, and another device may generate the battery using the laminated current collector.
- the laminated body preparation unit 402 prepares the laminated body 210 and the laminated body 310.
- the laminate preparation unit 402 may prepare the battery component 10.
- the laminate preparation unit 402 prepares the battery configuration 10 by receiving the battery configuration 10 from, for example, another device.
- the laminated body preparation unit 402 may prepare the battery component 10 by laminating the negative electrode 20, the positive electrode 30, and the separator 40.
- the laminated body preparation unit 402 may prepare the battery component 10 by laminating the laminated batteries 50.
- the total thickness of the negative electrode current collector 200 included in the laminated body 210 may be 2 to 20 ⁇ m.
- the thickness of the resin layer 204 may be 0.05 to 3 ⁇ m. From the viewpoint of strength, it is desirable that the thickness of the resin layer 204 is 2 ⁇ m or more. It is desirable that the maximum thickness of the resin layer 204 is 14 ⁇ m because excessive strength and weight increase are trade-offs.
- the thickness of each of the metal layer 202 and the metal layer 206 should be 0.05 ⁇ m or more from the viewpoint of resistance. Is desirable.
- the thickness of each of the metal layer 202 and the metal layer 206 is 2 ⁇ m. Therefore, when the use of the laminated body 210 is for low-rate use, it is desirable that the thickness of each of the metal layer 202 and the metal layer 206 is 0.05 ⁇ m to 2 ⁇ m. Even when the laminate 210 is not used at a low rate, it can be said that 4 ⁇ m is sufficient for each of the metal layer 202 and the metal layer 206 from the viewpoint of resistance. It can be said that the excessive plating thickness is unnecessary due to the increase in weight and cost.
- the laminated body preparation unit 402 includes a negative electrode current collector 200 having a metal layer 202 and a metal layer 206 having a thickness corresponding to the use of the laminated current collector and a resin layer 204 having a thickness corresponding to the use of the laminated current collector.
- the laminated body 210 may be prepared.
- the laminated body preparation unit 402 first specifies, for example, the use of the laminated current collector.
- the laminated body preparation unit 402 specifies the use of the laminated current collector by receiving an instruction from an operator or the like of the manufacturing system 400. Then, the laminate preparation unit 402 prepares the laminate 210 in which the metal layer 202, the metal layer 206, and the resin layer 204 have a thickness corresponding to the application of the specified laminated current collector.
- the thickness of the resin layer 204 of the laminated body preparation portion 402 is 2 ⁇ m, and the thickness of each of the metal layer 202 and the metal layer 206 is 0.05 ⁇ m.
- a laminated body 210 in which the negative electrode current collector 200 of the above is laminated is prepared.
- the total thickness of the positive electrode current collector 300 contained in the laminated body 310 may be 2 to 20 ⁇ m.
- the thickness of the resin layer 304 may be 0.05 to 3 ⁇ m. From the viewpoint of strength, it is desirable that the thickness of the resin layer 304 is 2 ⁇ m or more. It is desirable that the maximum thickness of the resin layer 304 is 14 ⁇ m because excessive strength and weight increase are trade-offs.
- the thickness of each of the metal layer 302 and the metal layer 306 is 0.05 ⁇ m or more from the viewpoint of resistance.
- the use of the laminate 310 is for low-rate use, it can be said that 3 ⁇ m is sufficient for each of the metal layer 302 and the metal layer 306.
- the thickness of each of the metal layer 302 and the metal layer 306 is 0.05 ⁇ m to 3 ⁇ m.
- 6 ⁇ m is sufficient for each of the metal layer 302 and the metal layer 306 from the viewpoint of resistance. It can be said that the excessive plating thickness is unnecessary due to the increase in weight and cost.
- the laminated body preparation unit 402 includes a positive electrode current collector 300 having a metal layer 302 and a metal layer 306 having a thickness corresponding to the use of the laminated current collector and a resin layer 304 having a thickness corresponding to the use of the laminated current collector.
- the laminated body 310 may be prepared.
- the laminated body preparation unit 402 first specifies, for example, the use of the laminated current collector.
- the laminated body preparation unit 402 specifies the use of the laminated current collector by receiving an instruction from an operator or the like of the manufacturing system 400. Then, the laminate preparation unit 402 prepares the laminate 310 in which the metal layer 302, the metal layer 306, and the resin layer 304 have a thickness corresponding to the application of the specified laminated current collector.
- the thickness of the resin layer 304 and the thickness of each of the metal layer 302 and the metal layer 306 of the laminated body preparation portion 402 is 0.05 ⁇ m.
- a laminated body 310 in which the positive electrode current collector 300 of the above is laminated is prepared.
- the total thickness of each of the laminated body 210 and the laminated body 310 may be determined in consideration of the welding method, the equipment cost, the quality of the laminated current collector, and the like. For resistance welding, laser welding, and ultrasonic welding, it can be said that a thin total thickness is advantageous. As will be described later, when the resin layer is melted and removed from the intermediate layer, it can be said that the thinner the metal layer is, the more advantageous it is. The larger the number of laminated bodies, the wider the range of application, which is good, but the higher the resistance, the more power the welding equipment is required, and the higher the equipment cost. In addition, the unevenness in the thickness direction becomes large, so that the quality of the laminated current collector may deteriorate.
- the laminated body preparation unit 402 may prepare the laminated body 210 and the laminated body 310 according to these circumstances, the application of the laminated current collector described above, and the like.
- both the negative electrode current collector 200 and the positive electrode current collector 300 include a resin layer in the middle will be described as an example, but the present invention is not limited to this.
- the negative electrode current collector 200 and the positive electrode current collector 300 only the negative electrode current collector 200 may include a resin layer in the middle, and the positive electrode current collector 300 may be composed of only metal.
- the negative electrode current collector 200 and the positive electrode current collector 300 only the positive electrode current collector 300 may include a resin layer in the middle, and the negative electrode current collector 200 may be composed of only metal.
- the laminated current collector generation unit 404 generates a laminated current collector from the laminated body 210 and the laminated body 310 prepared by the laminated body preparation unit 402.
- the laminated current collector generation unit 404 includes a generation control unit 406, a heat compression unit 408, a welding unit 410, an adhesive coating unit 412, and a member connecting unit 414.
- the laminated current collector generation unit 404 may have only one of the heat compression unit 408, the adhesive coating unit 412, and the member connecting unit 414, or may have only two. Good.
- the generation control unit 406 controls the generation of the laminated current collector.
- the generation control unit 406 may control the heat compression unit 408. Further, the generation control unit 406 may control the adhesive application unit 412. Further, the generation control unit 406 may control the member connection unit 414. Further, the generation control unit 406 may control the welded portion 410.
- the heat compression unit 408 heat-compresses the end region of the laminate 210 in the stacking direction of the laminate 210 to elute the resin of at least a part of the resin layer 204 in the end region.
- the heat compression unit 408 may heat-compress the end region of the laminate 210 in the lamination direction at a temperature corresponding to the type of resin in the resin layer 204 of the negative electrode current collector 200 included in the laminate 210.
- the temperature according to the type of resin is, for example, a temperature equal to or higher than the melting point of the resin and is a predetermined temperature.
- the heat-compression unit 408 specifies, for example, the type of resin contained in the resin layer 204, and heat-compresses the end region of the laminate 210 at a temperature corresponding to the specified type of resin.
- the generation control unit 406 specifies the type of resin contained in the resin layer 204, and the heat compression unit 408 has a temperature corresponding to the type of resin in the resin layer 204 under the control of the generation control unit 406.
- the end region of the laminate 210 may be heat-compressed with.
- the heat compression unit 408 may heat-compress the end region of the laminate 210 at a temperature set according to the type of resin in the resin layer 204 by an operator of the manufacturing system 400 or the like.
- the welded portion 410 welds at least a part of the end region of the laminated body 210 heat-compressed by the heat-compressed portion 408.
- the weld 410 resistance welds, for example, at least a portion of the end region.
- a precision resistance welding machine of the NAG system or the like can be adopted.
- the welded portion 410 ultrasonically welds at least a part of the end region, for example.
- the welded portion 410 laser-welds at least a part of the end region, for example.
- the welded portion 410 may weld the tab to at least a part of the end region of the laminate 210 that has been heat-compressed by the heat-compressed portion 408.
- the tab may be a so-called battery tab. As a result, a laminated current collector is generated.
- the heat-compressing unit 408 heat-compresses the end region of the laminated body 310 in the laminating direction of the laminated body 310 to elute the resin of at least a part of the resin layer 304 of the end region.
- the heat compression unit 408 may heat-compress the end region of the laminate 310 in the lamination direction at a temperature corresponding to the type of resin in the resin layer 304 of the positive electrode current collector 300 included in the laminate 310.
- the heat-compression unit 408 specifies, for example, the type of resin contained in the resin layer 304, and heat-compresses the end region of the laminate 310 at a temperature corresponding to the specified type of resin.
- the generation control unit 406 specifies the type of resin contained in the resin layer 304, and the heat compression unit 408 has a temperature corresponding to the type of resin in the resin layer 304 under the control of the generation control unit 406.
- the end region of the laminate 310 may be heat-compressed with.
- the heat compression unit 408 may heat-compress the end region of the laminate 210 at a temperature set according to the type of resin in the resin layer 304 by an operator of the manufacturing system 400 or the like. Similar to the laminated body 210, the welded portion 410 welds at least a part of the end region of the laminated body 310 heat-compressed by the heat-compressed portion 408. As a result, a laminated current collector is generated.
- the adhesive coating portion 412 forms a hole in the stacking direction in the end region of the laminated body 210, and applies a conductive adhesive to the inner wall of the hole.
- the adhesive coating portion 412 may be an example of a hole forming portion and a coating portion. Further, the adhesive coating portion 412 may have a hole forming portion and a coating portion.
- the adhesive coating portion 412 is coated with a conductive adhesive on the inner wall of the hole so that the metal layer 202 and the metal layer 206 of all the laminated bodies 210 are electrically connected by the conductive adhesive. Good.
- the shape of the hole may be any shape.
- the adhesive coating portion 412 forms a circular hole in the end region of the laminate 210. Further, for example, the adhesive coating portion 412 forms a hexagonal hole in the end region of the laminated body 210.
- the welded portion 410 arranges tabs in the upper surface region and the lower surface region including the hole portion of the laminated body 210, and welds the laminated body 210 and the tab.
- the welded portion 410 for example, resistance welds the laminate 210 and the tab.
- the welded portion 410 ultrasonically welds the laminated body 210 and the tab, for example.
- the welded portion 410 may laser weld the laminate 210 and the tab. As a result, a laminated current collector is generated.
- the adhesive coating portion 412 forms a hole in the stacking direction in the end region of the laminated body 310, and applies the conductive adhesive to the inner wall of the hole.
- the adhesive coating portion 412 is coated with a conductive adhesive on the inner wall of the hole so that the metal layer 302 and the metal layer 306 of all the laminated bodies 310 are electrically connected by the conductive adhesive. Good.
- the welded portion 410 arranges tabs in the upper surface region and the lower surface region including the hole portion of the laminated body 310, and welds the laminated body 310 and the tabs. As a result, a laminated current collector is generated.
- the member connecting portion 414 inserts a conductive member into the end region of the laminated body 210 along the laminating direction of the laminating body 210, and compresses the conductive member in the laminating direction of the laminated body 210.
- the member connecting portion 414 may be an example of an inserting portion and a compressing portion. Further, the member connecting portion 414 may have an insertion portion and a compression portion.
- the conductive member may be a rivet.
- the material of the rivet may be the same as or different from the material of the metal layer 202 and the metal layer 206 of the negative electrode current collector 200 included in the laminate 210.
- the member connecting portion 414 may, for example, crimp a rivet inserted into the end region of the laminated body 210.
- the member connecting portion 414 may form a hole in the stacking direction of the laminated body 210 in the end region of the laminated body 210 prepared by the laminated body preparing unit 402, and insert the conductive member into the hole. Further, in the member connecting portion 414, after applying a conductive adhesive to the inner wall of the hole formed in the end region of the laminated body 210, the conductive member is inserted into the hole to laminate the conductive member to the laminated body 210. It may be compressed in the direction.
- the member connecting portion 414 may have tabs arranged on the upper surface side and the lower surface side of the laminated body 210 prepared by the laminated body preparing unit 402, and the conductive member may be inserted into the tab and the laminated body 210.
- the member connecting portion 414 arranges tabs on the upper surface side and the lower surface side of the laminated body 210, forms holes in the tabs and the laminated body 210 in the stacking direction, and inserts a conductive member into the holes.
- the conductive member may be compressed in the stacking direction of 210. As a result, a laminated current collector is generated.
- the member connecting portion 414 inserts a conductive member into the end region of the laminated body 310 along the laminating direction of the laminated body 310, and compresses the conductive member in the laminating direction of the laminated body 310.
- the conductive member may be a rivet.
- the material of the rivet may be the same as or different from the material of the metal layer 302 and the metal layer 306 of the positive electrode current collector 300 included in the laminated body 310.
- the member connecting portion 414 may, for example, crimp a rivet inserted into the end region of the laminate 310.
- the member connecting portion 414 may form a hole in the stacking direction of the laminated body 310 in the end region of the laminated body 310 prepared by the laminated body preparing unit 402, and insert the conductive member into the hole. Further, in the member connecting portion 414, after applying a conductive adhesive to the inner wall of the hole formed in the end region of the laminated body 310, the conductive member is inserted into the hole to laminate the conductive member to the laminated body 310. It may be compressed in the direction.
- the member connecting portion 414 may have tabs arranged on the upper surface side and the lower surface side of the laminated body 310 prepared by the laminated body preparing unit 402, and the conductive member may be inserted into the tab and the laminated body 310.
- tabs are arranged on the upper surface side and the lower surface side of the laminated body 310, holes are formed in the tabs and the laminated body 310 in the stacking direction, and the conductive member is inserted into the holes.
- the conductive member may be compressed in the stacking direction of 310. As a result, a laminated current collector is generated.
- the generation control unit 406 sets the manufacturing method of the laminated current collector according to the laminated body 210 prepared by the laminated body preparing unit 402 by the first manufacturing method by the heat compression unit 408 and the second by the adhesive coating unit 412. You may choose from the manufacturing method of the above, and the third manufacturing method by the member connecting portion 414. For example, when the resin of the resin layer 204 of the negative electrode current collector 200 included in the laminated body 210 is a thermoplastic resin, the generation control unit 406 selects the first manufacturing method, and when it is a thermosetting resin, the generation control unit 406 selects. Select a second manufacturing method or a third manufacturing method.
- the generation control unit 406 selects the first manufacturing method when the melting point of the resin in the resin layer 204 is lower than a predetermined threshold value, and when it is higher than the threshold value, the second manufacturing method or the third manufacturing method. Select. As a result, when a high temperature is required for elution of the resin, a conductive adhesive or a conductive member can be used without heat compression.
- the generation control unit 406 may determine either one according to the strength required for the laminated current collector. For example, if the strength required for the laminated current collector is lower than the predetermined strength, the second manufacturing method is selected, and if it is higher, the third manufacturing method is selected.
- the strength required for the laminated current collector is set by, for example, an operator of the manufacturing system 400 or the like. Similar to the laminated body 210, the generation control unit 406 may select a method for manufacturing the laminated current collector according to the laminated body 310 prepared by the laminated body preparing unit 402.
- the generation control unit 406 may select the manufacturing method of the laminated current collector from the first manufacturing method, the second manufacturing method, and the third manufacturing method according to the thickness of the laminated body 210.
- the generation control unit 406 acquires, for example, thickness information regarding the thickness of the laminated body 210.
- the thickness information may indicate the value of the thickness of the laminated body 210. Further, the thickness information may indicate the number of laminated negative electrode current collectors 200 included in the laminated body 210.
- the generation control unit 406 selects the first manufacturing method or the second manufacturing method when the thickness of the laminated body 210 is thinner than the predetermined threshold value, and when the thickness of the laminated body 210 is thicker than the threshold value, the first manufacturing method is selected. 3 manufacturing methods may be selected.
- the generation control unit 406 may determine whether or not the value of the thickness of the laminated body 210 is higher than the threshold value.
- the generation control unit 406 may determine whether or not the number of layers is larger than the threshold value. Similar to the laminated body 210, the generation control unit 406 may select a method for manufacturing the laminated current collector according to the subsea of the laminated body 310.
- the battery generation unit 420 generates a battery by using the laminated current collector generated by the laminated current collector generation unit 404.
- the battery generation unit 420 puts the battery configuration 10 including the laminated current collector generated by the laminated current collector generation unit 404 into the housing, and performs operations such as injection of an electrolytic solution according to the type of battery. By doing so, a battery is generated.
- FIG. 6 schematically shows an example of heat compression treatment of the laminated body 210.
- the heat compression unit 408 heat-compresses the end region 212 of the laminated body 210 in the stacking direction by using, for example, a heat compressor 60.
- the end region 212 of the laminate 210 may be defined by an operator of the manufacturing system 400 or the like.
- the heat compression unit 408 heat-compresses the end region 212 at a temperature corresponding to the type of resin in the resin layer 204 of the negative electrode current collector 200 included in the laminate 210, so that at least a part of the end region 212 is formed.
- the resin of the resin layer 204 can be eluted.
- FIG. 7 schematically shows an example of the heat-compressed laminated body 210.
- the heat-compressed laminate 210 has a first region in which the resin layer 204 is included in the middle of each of the plurality of negative electrode current collectors 200, and an amount of resin in the middle of each of the plurality of negative electrode current collectors 200. It includes a second region that is less than the amount of each resin layer 204 of the plurality of negative electrode current collectors 200 in one region, or has no resin in the middle of each of the plurality of negative electrode current collectors 200.
- the amount of the resin in the middle of the plurality of negative electrode current collectors 200 in the second region is the amount of the plurality of negative electrode collectors in the first region. It will be less than the amount of each resin layer 204 of the electric body 200. Even in this case, the metal layer 202 and the metal layer 206 are in contact with each other in most cases, and a conductive path can be secured.
- FIG. 8 schematically shows an example of the laminated body 210 to which the tab 102 and the Sub tab 104 are welded.
- the welded portion 410 may weld the tab 102 and the Sub tab 104 together with the end region 212 of the laminate 210, and after welding the end region 212, the tab 102 and the Sub tab 104 with respect to the end region 212. May be welded. The same applies to the laminated body 310.
- FIG. 9 schematically shows an example of the laminated body 210 in which the holes 220 are formed in the end region 212 and the conductive adhesive 222 is applied.
- the adhesive coating portion 412 may form a hole 220 in the end region 212 of the laminated body 210 by using, for example, punching, a drill, a laser, or the like.
- the method for forming the hole 220 is not limited to this, and any method may be used.
- the adhesive coating section 412 applies a conductive adhesive to the inner wall of the hole 220 so that the metal layers 202 and 206 of all the laminated negative electrode current collectors 200 are electrically connected by the conductive adhesive. Apply.
- the contents described for the laminated body 210 in FIG. 9 are the same for the laminated body 310.
- FIG. 10 schematically shows an example of the laminated body 210 to which the tab 102 and the Sub tab 104 are welded.
- the welded portion 410 arranges the tab 102 and the Sub tab 104 in each of the upper surface region 224 and the lower surface region 226 including the portion of the hole 220 of the laminated body 210, and welds the laminated body 210 and the tab 102 and the Sub tab 104. You can do it. The same applies to the laminated body 310.
- FIG. 11 schematically shows an example of the laminated body 210 in which the rivet 230 is inserted.
- the member connecting portion 414 for example, tabs 102 and rivet tabs 104 are arranged in the upper surface area 224 and the lower surface area 226 of the laminated body 210, respectively, and holes are formed in the tabs 102, the laminated body 210, and the rub tab 104. Then, the rivet 230 is inserted into the hole.
- the member connecting portion 414 may form holes in the tab 102, the laminated body 210, and the Sub tab 104 by using, for example, punching, a drill, a laser, or the like.
- the method for forming the holes is not limited to this, and any method may be used.
- the member connecting portion 414 may compress the rivet 230 in the stacking direction of the laminated body 210.
- the member connecting portion 414 crimps the rivet 230.
- the rivet 230 swells in the hole, so that it can have contacts with the respective metal layers 202 and 206 of the plurality of negative electrode current collectors 200.
- the conductivity of the conductive path of each layer, the tab 102, the Sub tab 104, and the entire electrode can be ensured through the contact and the rivet 230.
- physical strength can be secured.
- the member connecting portion 414 may form a hole, apply a conductive adhesive to the inner wall of the hole, and then compress the rivet 230. This makes it possible to more reliably secure the conductive path.
- the contents described for the laminated body 210 in FIG. 11 are the same for the laminated body 310.
- FIG. 12 schematically shows an example of the processing flow by the manufacturing system 400.
- the flow of processing when a laminated current collector is generated by using the heat compression unit 408 is schematically shown.
- step 102 (the step may be abbreviated as S) 102, the laminated body preparation unit 402 prepares the laminated body 210.
- the heat-compressing unit 408 heat-compresses the end region 212 of the laminated body 210.
- the welded portion 410 arranges the tab 102 on the upper surface side of the end region 212 of the laminated body 210 and the Sub tab 104 on the lower surface side. In S108, the welded portion 410 welds the tab 102, the end region 212 of the laminate 210, and the Sub tab 104.
- FIG. 13 schematically shows an example of the processing flow by the manufacturing system 400.
- the flow of processing when the laminated current collector is generated by using the adhesive coating portion 412 is schematically shown.
- the laminated body preparation unit 402 prepares the laminated body 210.
- the adhesive coating portion 412 forms a hole 220 in the end region 212 of the laminate 210.
- the adhesive coating portion 412 applies the conductive adhesive to the inner wall of the hole 220 formed in S204.
- the welded portion 410 arranges the tab 102 and the Sub tab 104 in each of the upper surface region 224 and the lower surface region 226 including the hole 220 of the laminated body 210. In S210, the welded portion 410 welds the laminate 210 to the tab 102 and the Sub tab 104.
- FIG. 14 schematically shows an example of the processing flow by the manufacturing system 400.
- the flow of processing when a laminated current collector is generated by using the member connecting portion 414 is schematically shown.
- the laminated body preparation unit 402 prepares the laminated body 210.
- the member connecting portion 414 arranges the tab 102 on the upper surface side of the laminated body 210 and the Sub tab 104 on the lower surface side.
- the member connecting portion 414 inserts the rivet 230 into the tab 102, the laminated body 210, and the Sub tab 104 along the laminating direction of the laminated body 210. In S308, the member connecting portion 414 crimps the rivet 230.
- FIG. 15 schematically shows an example of a process of determining a method for manufacturing a laminated current collector by the generation control unit 406.
- the generation control unit 406 specifies the laminated body 210.
- the generation control unit 406 may specify the type of resin of the resin layer 204 contained in the laminated body 210.
- the generation control unit 406 may specify the melting point of the resin in the resin layer 204.
- the generation control unit 406 identifies the laminated body 210, for example, by the input of the operator of the manufacturing system 400. Further, the generation control unit 406 may have an analysis unit for analyzing the laminated body 210, and the laminated body 210 may be specified by analyzing the laminated body 210 by the analysis unit. Any known method can be adopted as the resin analysis method.
- the generation control unit 406 determines whether or not the melting point of the resin of the resin layer 204 specified in S402 is lower than a predetermined threshold value. If it is determined to be low, the process proceeds to S406, and if it is determined that the value is not low, the process proceeds to S408.
- the generation control unit 406 determines the manufacturing method of the laminated current collector to heat compression.
- the generation control unit 406 may control the heat compression unit 408 so that the heat compression unit 408 heat-compresses the laminated body 210.
- the generation control unit 406 may control the heat compression unit 408 so as to heat and compress the laminate 210 at a temperature equal to or higher than the melting point of the resin layer 204 specified in S402.
- the generation control unit 406 determines whether or not the strength required for the laminated current collector is lower than a predetermined threshold value. If it is determined to be low, the process proceeds to S410, and if it is determined that the value is not low, the process proceeds to S412.
- the generation control unit 406 determines the manufacturing method of the laminated current collector as an adhesive.
- the generation control unit 406 may control the adhesive application unit 412 so that the adhesive application unit 412 forms holes 220 in the laminate 210 and applies the conductive adhesive 222.
- the generation control unit 406 determines the manufacturing method of the laminated current collector as the conductive member.
- the generation control unit 406 may control the member connection unit 414 so that the member connection unit 414 inserts the conductive adhesive 222 into the laminate 210.
- FIG. 16 schematically shows an example of a hardware configuration of a computer 1200 that functions as a manufacturing system 400.
- a program installed on the computer 1200 causes the computer 1200 to function as one or more "parts" of the device according to the present embodiment, or causes the computer 1200 to perform an operation associated with the device according to the present embodiment or the one or more.
- a plurality of "parts" can be executed and / or a computer 1200 can be made to execute a process according to the present embodiment or a stage of the process.
- Such a program may be executed by the CPU 1212 to cause the computer 1200 to perform a specific operation associated with some or all of the blocks of the flowcharts and block diagrams described herein.
- the computer 1200 includes a CPU 1212, a RAM 1214, and a graphic controller 1216, which are connected to each other by a host controller 1210.
- the computer 1200 also includes input / output units such as a communication interface 1222, a storage device 1224, a DVD drive, and an IC card drive, which are connected to the host controller 1210 via the input / output controller 1220.
- the DVD drive may be a DVD-ROM drive, a DVD-RAM drive, or the like.
- the storage device 1224 may be a hard disk drive, a solid state drive, or the like.
- the computer 1200 also includes a legacy I / O unit such as a ROM 1230 and a keyboard, which are connected to the I / O controller 1220 via an I / O chip 1240.
- the CPU 1212 operates according to the programs stored in the ROM 1230 and the RAM 1214, thereby controlling each unit.
- the graphic controller 1216 acquires the image data generated by the CPU 1212 in a frame buffer or the like provided in the RAM 1214 or itself so that the image data is displayed on the display device 1218.
- the communication interface 1222 communicates with other electronic devices via the network.
- the storage device 1224 stores programs and data used by the CPU 1212 in the computer 1200.
- the DVD drive reads a program or data from a DVD-ROM or the like and provides it to the storage device 1224.
- the IC card drive reads the program and data from the IC card and / or writes the program and data to the IC card.
- the ROM 1230 stores a boot program or the like executed by the computer 1200 at the time of activation and / or a program depending on the hardware of the computer 1200.
- the input / output chip 1240 may also connect various input / output units to the input / output controller 1220 via a USB port, a parallel port, a serial port, a keyboard port, a mouse port, and the like.
- the program is provided by a computer-readable storage medium such as a DVD-ROM or IC card.
- the program is read from a computer-readable storage medium, installed in a storage device 1224, RAM 1214, or ROM 1230, which is also an example of a computer-readable storage medium, and executed by the CPU 1212.
- the information processing described in these programs is read by the computer 1200 and provides a link between the program and the various types of hardware resources described above.
- the device or method may be configured to implement the operation or processing of information in accordance with the use of the computer 1200.
- the CPU 1212 executes a communication program loaded in the RAM 1214, and performs communication processing on the communication interface 1222 based on the processing described in the communication program. You may order.
- the communication interface 1222 reads and reads the transmission data stored in the transmission buffer area provided in the recording medium such as the RAM 1214, the storage device 1224, the DVD-ROM, or the IC card. The data is transmitted to the network, or the received data received from the network is written to the reception buffer area or the like provided on the recording medium.
- the CPU 1212 makes the RAM 1214 read all or necessary parts of the file or the database stored in the external recording medium such as the storage device 1224, the DVD drive (DVD-ROM), the IC card, etc. Various types of processing may be performed on the data. The CPU 1212 may then write back the processed data to an external recording medium.
- the external recording medium such as the storage device 1224, the DVD drive (DVD-ROM), the IC card, etc.
- the CPU 1212 describes various types of operations, information processing, conditional judgment, conditional branching, unconditional branching, and information retrieval described in various parts of the present disclosure with respect to the data read from the RAM 1214. Various types of processing may be performed, including / replacement, etc., and the results are written back to the RAM 1214. Further, the CPU 1212 may search for information in a file, a database, or the like in the recording medium. For example, when a plurality of entries each having an attribute value of the first attribute associated with the attribute value of the second attribute are stored in the recording medium, the CPU 1212 is the first of the plurality of entries. The attribute value of the attribute of is searched for the entry that matches the specified condition, the attribute value of the second attribute stored in the entry is read, and the first attribute that satisfies the predetermined condition is selected. You may get the attribute value of the associated second attribute.
- the program or software module described above may be stored on a computer 1200 or in a computer-readable storage medium near the computer 1200.
- a recording medium such as a hard disk or RAM provided in a dedicated communication network or a server system connected to the Internet can be used as a computer-readable storage medium, thereby allowing the program to be transferred to the computer 1200 via the network.
- the blocks in the flowchart and the block diagram in the present embodiment may represent the stage of the process in which the operation is executed or the "part" of the device having a role of executing the operation.
- Specific stages and “parts” are supplied with dedicated circuits, programmable circuits supplied with computer-readable instructions stored on computer-readable storage media, and / or computer-readable instructions stored on computer-readable storage media. It may be implemented by the processor.
- Dedicated circuits may include digital and / or analog hardware circuits, and may include integrated circuits (ICs) and / or discrete circuits.
- Programmable circuits include logical products, logical sums, exclusive logical sums, negative logical products, negative logical sums, and other logical operations, such as, for example, field programmable gate arrays (FPGAs), programmable logic arrays (PLAs), and the like. , Flip-flops, registers, and reconfigurable hardware circuits, including memory elements.
- the computer-readable storage medium may include any tangible device capable of storing instructions executed by the appropriate device, so that the computer-readable storage medium having the instructions stored therein is in a flow chart or block diagram. It will be equipped with a product that contains instructions that can be executed to create means for performing the specified operation.
- Examples of the computer-readable storage medium may include an electronic storage medium, a magnetic storage medium, an optical storage medium, an electromagnetic storage medium, a semiconductor storage medium, and the like. More specific examples of computer-readable storage media include floppy (registered trademark) disks, diskettes, hard disks, random access memory (RAM), read-only memory (ROM), and erasable programmable read-only memory (EPROM or flash memory).
- EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
- SRAM Static Random Access Memory
- CD-ROM Compact Disc Read Only Memory
- DVD Digital Versatile Disc
- Blu-ray® Disc Memory Stick
- Integrated circuit card etc.
- Computer-readable instructions include assembler instructions, instruction set architecture (ISA) instructions, machine instructions, machine-dependent instructions, microcode, firmware instructions, state setting data, or Smalltalk®, JAVA®, C ++, etc.
- ISA instruction set architecture
- Object-oriented programming languages and either source code or object code written in any combination of one or more programming languages, including traditional procedural programming languages such as the "C" programming language or similar programming languages. May include.
- Computer-readable instructions are used to generate means for a general-purpose computer, a special-purpose computer, or the processor of another programmable data processing device, or a programmable circuit, to perform an operation specified in a flowchart or block diagram.
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Abstract
中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する準備工程と、準備工程において準備された積層体に応じて、加熱圧縮による第1の製造方法、導電性接着剤塗布による第2の製造方法、及び導電性部材接続による第3の製造方法のいずれかを選択する選択工程と、選択工程において選択された製造方法によって、積層体を用いて積層集電体を生成する生成工程とを備える積層集電体の製造方法を提供する。
Description
本発明は、製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、及び電池に関する。
金属メッキ樹脂フィルムが知られていた(例えば、特許文献1参照)。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]特開2018-181823号公報
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]特開2018-181823号公報
中間層に樹脂を含む集電体の多層化の実現に貢献可能な技術を提供することが望ましい。
本発明の一実施態様によれば、積層集電体の製造方法が提供される。製造方法は、中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する準備工程を備えてよい。製造方法は、準備工程において準備された積層体に応じて、加熱圧縮による第1の製造方法、導電性接着剤塗布による第2の製造方法、及び導電性部材接続による第3の製造方法のいずれかを選択する選択工程を備えてよい。製造方法は、選択工程において選択された製造方法によって、積層体を用いて積層集電体を生成する生成工程を備えてよい。
本発明の一実施態様によれば、積層集電体の製造方法が提供される。製造方法は、中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する準備工程を備えてよい。製造方法は、積層体の端部領域を積層方向に加熱圧縮して端部領域の少なくとも一部の樹脂層を溶出させる加熱圧縮工程を備えてよい。製造方法は、端部領域の少なくとも一部を溶接する溶接工程を備えてよい。
上記加熱圧縮工程は、上記樹脂層の樹脂の種類に応じた温度で上記積層体の上記端部領域を積層方向に加熱圧縮してよい。上記加熱圧縮工程は、上記樹脂層に含まれる樹脂の種類を特定し、特定した上記樹脂の種類に対応する温度で上記端部領域を加熱圧縮してよい。上記加熱圧縮工程は、上記樹脂層に含まれる樹脂の融点以上の温度であって、予め定められた温度で上記端部領域を加熱圧縮してよい。上記溶接工程は、上記端部領域の少なくとも一部を抵抗溶接してよい。上記溶接工程は、上記端部領域の少なくとも一部を超音波溶接してよい。上記溶接工程は、上記端部領域の少なくとも一部をレーザー溶接してよい。上記溶接工程は、上記端部領域の少なくとも一部とタブとを溶接してよい。上記集電体は、上記樹脂層と、上記樹脂層にコーティングされた金属層とを有してよい。上記集電体は、上記樹脂層と、上記樹脂層にコーティングされた銅層とを有する負極集電体であってよい。上記集電体は、上記樹脂層と、上記樹脂層にコーティングされたアルミニウム層とを有する正極集電体であってよい。上記製造方法は、上記積層集電体の用途を特定する用途特定工程を備えてよく、上記準備工程は、上記積層集電体の用途に応じた厚みの上記樹脂層と上記積層集電体の用途に応じた厚みの上記金属層とを有する上記集電体が積層された上記積層体を準備してよい。上記製造方法は、上記樹脂層の樹脂の融点を特定する融点特定工程を備えてよく、上記加熱圧縮工程は、上記融点が予め定められた閾値より低い場合に、上記積層体の端部領域を積層方向に加熱圧縮して上記端部領域の少なくとも一部の上記樹脂層を溶出させてよく、上記溶接工程は、上記端部領域の少なくとも一部を溶接させてよい。上記製造方法は、上記融点が上記閾値より高い場合に、上記積層体の端部領域に積層方向の孔を形成する孔形成工程と、上記孔の内壁に導電性接着剤を塗布する塗布工程と、上記積層体の上記孔の部分を含む上面領域及び下面領域にタブを配置する配置工程と、上記積層体と上記タブとを溶接する溶接工程とをさらに備えてよい。上記製造方法は、上記融点が上記閾値より高い場合に、上記積層体の端部領域に上記積層体の積層方向に沿って導電性部材を挿入する挿入工程と、上記導電性部材を上記積層体の積層方向に圧縮する圧縮工程とをさらに備えてよい。上記製造方法は、上記積層体の厚みに関する厚み情報を取得する情報取得工程を備えてよく、上記加熱圧縮工程は、上記積層体の厚みが予め定められた閾値より薄い場合に、上記積層体の端部領域を積層方向に加熱圧縮して上記端部領域の少なくとも一部の上記樹脂層を溶出させてよく、上記溶接工程は、上記端部領域の少なくとも一部を溶接させてよい。上記製造方法は、上記積層体の厚みが上記閾値より厚い場合に、上記積層体の端部領域に上記積層体の積層方向に沿って導電性部材を挿入する挿入工程と、上記導電性部材を上記積層体の積層方向に圧縮する圧縮工程とをさらに備えてよい。
本発明の一実施態様によれば、コンピュータに、上記製造方法を実行させるためのプログラムが提供される。
本発明の一実施態様によれば、積層集電体の製造システムが提供される。製造システムは、中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する積層体準備部を備えてよい。製造システムは、積層体の端部領域を積層方向に加熱圧縮して端部領域の少なくとも一部の樹脂層を溶出させる加熱圧縮部を備えてよい。製造システムは、端部領域の少なくとも一部を溶接する溶接部を備えてよい。
本発明の一実施態様によれば、複数の集電体が積層された積層集電体が提供される。積層集電体は、複数の集電体のそれぞれの中間に樹脂層が含まれる第1の領域を備えてよい。積層集電体は、複数の集電体のそれぞれの中間の樹脂の量が第1の領域における複数の集電体のそれぞれの樹脂層の樹脂の量よりも少ない、又は、複数の集電体のそれぞれの中間に樹脂がない第2の領域を備えてよい。
本発明の一実施態様によれば、上記積層集電体を有する電池が提供される。
本発明の一実施態様によれば、積層集電体の製造方法が提供される。製造方法は、中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する準備工程を備えてよい。製造方法は、積層体の端部領域に積層方向の孔を形成する孔形成工程を備えてよい。製造方法は、孔の内壁に導電性接着剤を塗布する塗布工程を備えてよい。製造方法は、積層体の前記孔の部分を含む上面領域及び下面領域にタブを配置する配置工程を備えてよい。製造方法は、積層体とタブとを溶接する溶接工程を備えてよい。
上記集電体は、上記樹脂層と、上記樹脂層にコーティングされた金属層とを有してよい。上記塗布工程は、積層されたすべての上記集電体の上記金属層が上記導電性接着剤によって電気的に接続されるように、上記孔の内壁に上記導電性接着剤を塗布してよい。上記集電体は、上記樹脂層と、上記樹脂層にコーティングされた銅層とを有する負極集電体であってよい。上記集電体は、上記樹脂層と、上記樹脂層にコーティングされたアルミニウム層とを有する正極集電体であってよい。上記製造方法は、上記積層集電体の用途を特定する用途特定工程を備えてよく、上記準備工程は、上記積層集電体の用途に応じた厚みの上記樹脂層と上記積層集電体の用途に応じた厚みの上記金属層とを有する上記集電体が積層された上記積層体を準備してよい。上記溶接工程は、上記積層体と上記タブとを抵抗溶接してよい。上記溶接工程は、上記積層体と上記タブとを超音波溶接してよい。上記製造方法は、上記積層集電体に求められる強度が予め定められた閾値より強い場合に、上記導電性接着剤が塗布された上記孔に導電性部材を挿入する挿入工程と、上記孔に挿入された上記導電性部材を上記積層体の積層方向に圧縮する圧縮工程とをさらに備えてよい。
本発明の一実施態様によれば、コンピュータに、上記製造方法を実行させるためのプログラムが提供される。
本発明の一実施態様によれば、積層集電体の製造装置が提供される。製造装置は、中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する積層体準備部を備えてよい。製造装置は、積層体の端部領域に積層方向の孔を形成する孔形成部を備えてよい。製造装置は、孔の内壁に導電性接着剤を塗布する塗布部を備えてよい。製造装置は、積層体の孔の部分を含む上面領域及び下面領域にタブを配置して、積層体とタブとを溶接する溶接部を備えてよい。
本発明の一実施態様によれば、積層集電体が提供される。積層集電体は、複数の集電体が積層された積層体であって、複数の集電体のそれぞれが中間に樹脂層を含み、積層体の端部領域に、内壁に導電性接着剤が塗布された積層方向の孔を含む積層体を備えてよい。積層集電体は、積層体の孔の部分を含む上面領域及び下面領域に溶接されたタブを備えてよい。
本発明の一実施態様によれば、上記積層集電体を有する電池が提供される。
本発明の一実施態様によれば、積層集電体の製造方法が提供される。製造方法は、中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する準備工程を備えてよい。製造方法は、積層体の端部領域に積層体の積層方向に沿って導電性部材を挿入する挿入工程を備えてよい。製造方法は、導電性部材を積層体の積層方向に圧縮する圧縮工程を備えてよい。
上記導電性部材は、リベットであってよく、上記圧縮工程は、上記導電性部材をかしめてよい。上記製造方法は、上記準備工程において準備された上記積層体の上記端部領域に上記積層体の積層方向の孔を形成する孔形成工程を備えてよく、上記挿入工程は、上記孔に上記導電性部材を挿入してよい。上記製造方法は、上記孔形成工程において形成された上記孔の内壁に導電性接着剤を塗布する塗布工程を備えてよく、上記挿入工程は、上記孔の内壁に上記導電性接着剤が塗布された後に、上記孔に上記導電性部材を挿入してよい。上記製造方法は、上記準備工程において準備された上記積層体の上面側及び下面側にタブを配置する配置工程を備えてよく、上記挿入工程は、上記導電性部材を上記タブ及び上記積層体に挿入してよい。上記集電体は、上記樹脂層と、上記樹脂層にコーティングされた金属層とを有してよい。上記集電体は、上記樹脂層と、上記樹脂層にコーティングされた銅層とを有する負極集電体であってよい。上記集電体は、上記樹脂層と、上記樹脂層にコーティングされたアルミニウム層とを有する正極集電体であってよい。上記製造方法は、上記積層集電体の用途を特定する用途特定工程を備えてよく、上記準備工程は、上記積層集電体の用途に応じた厚みの上記樹脂層と上記積層集電体の用途に応じた厚みの上記金属層とを有する上記集電体が積層された上記積層体を準備してよい。
本発明の一実施態様によれば、コンピュータに、上記製造方法を実行させるためのプログラムが提供される。
本発明の一実施態様によれば、積層集電体の製造装置が提供される。製造装置は、中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する積層体準備部を備えてよい。製造装置は、積層体の端部領域に積層体の積層方向に沿って導電性部材を挿入する挿入部を備えてよい。製造装置は、導電性部材を積層体の積層方向に圧縮する圧縮部を備えてよい。
本発明の一実施態様によれば、積層集電体が提供される。積層集電体は、複数の集電体が積層された積層体であって、複数の集電体のそれぞれが樹脂層と樹脂層の両面に配置された金属層とを有する積層体を備えてよい。積層集電体は、積層体の端部領域に挿入され、複数の集電体のそれぞれの金属層と電気的に接続されている導電性部材を備えてよい。
本発明の一実施態様によれば、上記積層集電体を有する電池が提供される。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、電池構成物10の一例を概略的に示す。電池構成物10は、図1に示すように、セパレータ40を挟んで交互に積層された複数の負極20及び正極30を有する。負極20は、負極集電体200を有する。正極30は、正極集電体300を有する。
電池構成物10は、任意の種類の電池の構成物であってよい。電池構成物10は、例えば、リチウムイオン電池の構成物である。例えば、負極集電体200が積層された積層体210と、正極集電体300が積層された積層体310とのそれぞれにタブが溶接されて、電池構成物10の全体が筐体等に入れられ、電界液が満たされることによって、リチウムイオン電池が形成される。電池構成物10は、リチウム空気電池の構成物であってもよい。電池構成物10は、他の種類の電池の構成物であってもよい。
図1では、負極集電体200及び正極集電体300が同一方向に配置されている場合を例示しているが、これに限らない。負極集電体200と正極集電体300は、異なる方向に配置されていてもよい。例えば、負極集電体200と正極集電体300は、反対方向に配置されてもよい。
図2は、電池構成物10の他の一例を概略的に示す。電池構成物10は、図2に示すように、積層されたラミネート電池50を有する。ラミネート電池50は、負極集電体200及び正極集電体300を有する。例えば、電池構成物10がリチウムイオン電池の構成物である場合、積層体210と、積層体310とのそれぞれにタブが溶接されて、電池構成物10の全体が筐体等に入れられることによって、リチウムイオン電池が形成される。
図2では、負極集電体200及び正極集電体300が同一方向に配置されている場合を例示しているが、これに限らない。負極集電体200と正極集電体300は、異なる方向に配置されていてもよい。例えば、負極集電体200と正極集電体300は、反対方向に配置されてもよい。
図3は、積層体210の構成の一例を概略的に示す。本実施形態に係る負極集電体200は、樹脂層204と、樹脂層204の両面に配置された金属層202及び金属層206を有する。負極集電体200は、例えば、樹脂層204と、樹脂層204にコーティングされた金属層202及び金属層206とを有する。本実施形態に係る樹脂層204の樹脂として、金属層202及び金属層206の金属よりも導電性は低いが、金属層202及び金属層206の金属よりも密度の低い樹脂が採用される。樹脂層204の樹脂の例として、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)、及びPPE(ポリフェニレンエーテル)等が挙げられるが、これらに限られない。
電池の用途によって、電流は低くてもよいが重量を軽くしたい場合がある。例えば、太陽電池パネル及び電池を搭載して成層圏を飛行し、地上に無線通信サービスを提供するHAPS(High Altitude Platform Station)では、飛行速度の変化が少ないことから電池の出力電流は低くもよいが、HAPS全体の重量が軽いことが求められる。このように、電流は低くてもよいが重量を軽くすることが要求される用途は他にも存在する。
例えば、リチウムイオン電池の場合、負極集電体として銅箔が用いられる場合が多いが、銅箔の厚みを薄くすることによってこのような要求に答えることができる。しかし、銅箔の厚みを薄くするには、技術的な限界があり、また、銅箔の厚みをあまり薄くしてしまうと強度を保つことができず、破損の可能性が高まってしまう。本実施形態に係る負極集電体200は中間が樹脂層であることから、金属のみからなる負極集電体と比較して、電気抵抗は大きくなるが、密度を低くすることができる。また、負極集電体200の強度も維持することができる。
例えば、金属層202及び金属層206の金属が銅であり、樹脂層204の樹脂が仮にPETである場合、銅の密度は約8.96g/cm3であり、PETの密度は約1.38g/cm3であるので、負極集電体を銅のみで構成した場合よりも、重量を大幅に低減することができる。
例えば、負極集電体200の厚みを8μmとした場合、樹脂層204の厚みを6μmとすると密度は約3.25g/cm3となり、銅のみで構成した場合との重量比が35%となり、重量65%を削減することができる。また、樹脂層204の厚みを7μmとすると密度は約2.30g/cm3となり、銅のみで構成した場合との重量比が25%となり、重量75%を削減することができる。
従来のように負極集電体が金属のみで構成されている場合、負極集電体を多層化したとしても、金属同士(導電性の材料同士)なので、超音波溶接、抵抗溶接、及びレーザー溶接等で溶接することによって導電パスが確保できる。それに対して、中間に樹脂層を有する負極集電体を多層化した場合、導電パスが確保できない。このため、そのままでは抵抗溶接をすることができない。また、金属層と樹脂層との間で、沸点、熱膨張、及び強度等の面で特性が異なるので、例えば、レーザー溶接をしようとした場合、破裂や空孔残存等の問題が発生し得る。また、超音波溶接をしようとした場合、クラックや破断が発生し得る。本実施形態によれば、中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を適切に溶接可能な技術が提供される。
図4は、積層体310の構成の一例を概略的に示す。本実施形態に係る正極集電体300は、樹脂層304と、樹脂層304の両面に配置された金属層302及び金属層306を有する。本実施形態に係る樹脂層304の樹脂として、金属層302及び金属層306の金属よりも導電性は低いが、金属層302及び金属層306の金属よりも密度の低い樹脂が採用される。樹脂層304の樹脂の例として、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)、及びPPE(ポリフェニレンエーテル)等が挙げられるが、これらに限らない。
例えば、電池構成物10がリチウムイオン電池の構成物である場合、金属層302及び金属層306の金属はアルミニウムであり、樹脂層304の樹脂はPETであり得る。金属層302及び金属層306の金属は、他の金属であってもよい。また、樹脂層304の樹脂は、他の樹脂であってもよい。
図5は、製造システム400の機能構成の一例を概略的に示す。製造システム400は、1つの装置によって構成されてよく、また、複数の装置によって構成されてもよい。製造システム400が1つの装置によって構成される場合、製造システム400は製造装置の一例であってよい。
図5に示す例において、製造システム400は、積層体準備部402、積層集電体生成部404、及び電池生成部420を備える。なお、製造システム400は、電池生成部420を備えなくてもよい。例えば、製造システム400が積層集電体の製造までを行い、他の装置が積層集電体を用いて電池を生成するようにしてもよい。
積層体準備部402は、積層体210及び積層体310を準備する。積層体準備部402は、電池構成物10を準備してよい。積層体準備部402は、例えば、他の装置から電池構成物10を受領することによって、電池構成物10を準備する。積層体準備部402は、負極20、正極30、及びセパレータ40を積層することによって、電池構成物10を準備してもよい。積層体準備部402は、ラミネート電池50を積層することによって、電池構成物10を準備してもよい。
積層体210に含まれる負極集電体200のトータルの厚みは2~20μmであってよい。樹脂層204の厚みは0.05~3μmであってよい。強度の観点から、樹脂層204の厚みは2μm以上であることが望ましい。過剰な強度、重量増がトレードオフになるので、樹脂層204の厚みは最大14μmであることが望ましい。積層体210の用途が、HAPSのように電池の出力電流は低くもよい低レート使用である場合、抵抗の観点から、金属層202及び金属層206のそれぞれの厚みは0.05μm以上であることが望ましい。積層体210の用途が低レート使用である場合、金属層202及び金属層206のそれぞれの厚みは2μmで十分といえる。よって、積層体210の用途が低レート使用である場合、金属層202及び金属層206のそれぞれの厚みは、0.05μm~2μmであることが望ましい。積層体210の用途が低レート使用でない場合であっても、抵抗の観点からは、金属層202及び金属層206のそれぞれの厚みは4μmで十分といえる。過剰なメッキの厚みは、重量増とコスト増とで不要といえる。
積層体準備部402は、積層集電体の用途に応じた厚みの金属層202及び金属層206と、積層集電体の用途に応じた厚みの樹脂層204とを有する負極集電体200が積層された積層体210を準備してもよい。積層体準備部402は、例えばまず、積層集電体の用途を特定する。積層体準備部402は、製造システム400のオペレータ等の指示を受け付けることによって、積層集電体の用途を特定する。そして、積層体準備部402は、金属層202及び金属層206と樹脂層204とが、特定した積層集電体の用途に応じた厚みを有する積層体210を準備する。例えば、積層集電体の用途がHAPSのような低レート使用である場合、積層体準備部402は、樹脂層204の厚みが2μm、金属層202及び金属層206のそれぞれの厚みが0.05μmの負極集電体200が積層された積層体210を準備する。
積層体310に含まれる正極集電体300のトータルの厚みは2~20μmであってよい。樹脂層304の厚みは0.05~3μmであってよい。強度の観点から、樹脂層304の厚みは2μm以上であることが望ましい。過剰な強度、重量増がトレードオフになるので、樹脂層304の厚みは最大14μmであることが望ましい。積層体310の用途が低レート使用である場合、抵抗の観点から、金属層302及び金属層306のそれぞれの厚みは0.05μm以上であることが望ましい。積層体310の用途が低レート使用である場合、金属層302及び金属層306のそれぞれの厚みは3μmで十分といえる。よって、積層体310の用途が低レート使用である場合、金属層302及び金属層306のそれぞれの厚みは、0.05μm~3μmであることが望ましい。積層体310の用途が低レート使用でない場合、抵抗の観点からは、金属層302及び金属層306のそれぞれの厚みは6μmで十分といえる。過剰なメッキの厚みは、重量増とコスト増とで不要といえる。
積層体準備部402は、積層集電体の用途に応じた厚みの金属層302及び金属層306と、積層集電体の用途に応じた厚みの樹脂層304とを有する正極集電体300が積層された積層体310を準備してもよい。積層体準備部402は、例えばまず、積層集電体の用途を特定する。積層体準備部402は、製造システム400のオペレータ等の指示を受け付けることによって、積層集電体の用途を特定する。そして、積層体準備部402は、金属層302及び金属層306と樹脂層304とが、特定した積層集電体の用途に応じた厚みを有する積層体310を準備する。例えば、積層集電体の用途がHAPSのような低レート使用である場合、積層体準備部402は、樹脂層304の厚みが2μm、金属層302及び金属層306のそれぞれの厚みが0.05μmの正極集電体300が積層された積層体310を準備する。
積層体210及び積層体310のそれぞれのトータルの厚みは、溶接方法、設備コスト、及び積層集電体の品質等を考慮して決定されてよい。抵抗溶接、レーザー溶接、及び超音波溶接は、トータルの厚みが薄い方が有利といえる。後述するように、樹脂層を溶かして中間層から除いた場合は、金属層が薄い方が有利と言える。積層体の積層数が多ければ多いほど適用範囲が広がり良いことだが、抵抗が高くなるので溶接装置のパワーがその分必要となり、設備コストが上がってしまう。また、厚み方向のムラも大きくなるので、積層集電体の品質が低下する恐れがある。積層体準備部402は、これらの事情や、上述した積層集電体の用途等に応じて、積層体210及び積層体310を準備してよい。
なお、ここでは、負極集電体200及び正極集電体300の両方が、中間に樹脂層を含む場合を例に挙げて説明するが、これに限らない。例えば、負極集電体200及び正極集電体300のうち、負極集電体200のみが中間に樹脂層を含み、正極集電体300は金属のみによって構成されていてもよい。また、負極集電体200及び正極集電体300のうち、正極集電体300のみが中間に樹脂層を含み、負極集電体200は金属のみによって構成されていてもよい。
積層集電体生成部404は、積層体準備部402によって準備された積層体210及び積層体310から、積層集電体を生成する。積層集電体生成部404は、生成制御部406、加熱圧縮部408、溶接部410、接着剤塗布部412、及び部材接続部414を有する。なお、積層集電体生成部404は、加熱圧縮部408、接着剤塗布部412、及び部材接続部414のうち、1つのみを有してもよく、また、2つのみを有してもよい。
生成制御部406は、積層集電体の生成を制御する。生成制御部406は、加熱圧縮部408を制御してよい。また、生成制御部406は、接着剤塗布部412を制御してよい。また、生成制御部406は、部材接続部414を制御してよい。また、生成制御部406は、溶接部410を制御してもよい。
加熱圧縮部408は、積層体210の端部領域を積層体210の積層方向に加熱圧縮して、端部領域の少なくとも一部の樹脂層204の樹脂を溶出させる。加熱圧縮部408は、積層体210に含まれる負極集電体200の樹脂層204の樹脂の種類に応じた温度で積層体210の端部領域を積層方向に加熱圧縮してよい。樹脂の種類に応じた温度とは、例えば、樹脂の融点以上の温度であって、予め定められた温度である。
加熱圧縮部408は、例えば、樹脂層204に含まれる樹脂の種類を特定し、特定した樹脂の種類に対応する温度で積層体210の端部領域を加熱圧縮する。また、例えば、生成制御部406が、樹脂層204に含まれる樹脂の種類を特定し、加熱圧縮部408は、生成制御部406による制御のもと、樹脂層204の樹脂の種類に対応する温度で積層体210の端部領域を加熱圧縮してもよい。また、加熱圧縮部408は、製造システム400のオペレータ等によって樹脂層204の樹脂の種類に応じて設定された温度で積層体210の端部領域を加熱圧縮してもよい。
溶接部410は、加熱圧縮部408によって加熱圧縮された積層体210の端部領域の少なくとも一部を溶接する。溶接部410は、例えば、端部領域の少なくとも一部を抵抗溶接する。抵抗溶接を行う装置として、例えば、NAGシステムの精密抵抗溶接機等が採用され得る。また、溶接部410は、例えば、端部領域の少なくとも一部を超音波溶接する。また、溶接部410は、例えば、端部領域の少なくとも一部をレーザー溶接する。溶接部410は、加熱圧縮部408によって加熱圧縮された積層体210の端部領域の少なくとも一部と、タブとを溶接してもよい。タブとは、いわゆる電池タブであってよい。これらにより、積層集電体を生成される。
加熱圧縮部408は、積層体310の端部領域を、積層体310の積層方向に加熱圧縮して端部領域の少なくとも一部の樹脂層304の樹脂を溶出させる。加熱圧縮部408は、積層体310に含まれる正極集電体300の樹脂層304の樹脂の種類に応じた温度で積層体310の端部領域を積層方向に加熱圧縮してよい。
加熱圧縮部408は、例えば、樹脂層304に含まれる樹脂の種類を特定し、特定した樹脂の種類に対応する温度で積層体310の端部領域を加熱圧縮する。また、例えば、生成制御部406が、樹脂層304に含まれる樹脂の種類を特定し、加熱圧縮部408は、生成制御部406による制御のもと、樹脂層304の樹脂の種類に対応する温度で積層体310の端部領域を加熱圧縮してもよい。また、加熱圧縮部408は、製造システム400のオペレータ等によって樹脂層304の樹脂の種類に応じて設定された温度で積層体210の端部領域を加熱圧縮してもよい。溶接部410は、積層体210と同様に、加熱圧縮部408によって加熱圧縮された積層体310の端部領域の少なくとも一部を溶接する。これらにより、積層集電体を生成される。
接着剤塗布部412は、積層体210の端部領域に積層方向の孔を形成して、孔の内壁に導電性接着剤を塗布する。接着剤塗布部412は、孔形成部及び塗布部の一例であってよい。また、接着剤塗布部412が、孔形成部と塗布部とを有してもよい。接着剤塗布部412は、積層されたすべての積層体210の金属層202及び金属層206が導電性接着剤によって電気的に接続されるように、孔の内壁に導電性接着剤を塗布してよい。
孔の形状は、任意の形状であってよい。例えば、接着剤塗布部412は、積層体210の端部領域に円形の孔を形成する。また、例えば、接着剤塗布部412は積層体210の端部領域に六角形の孔を形成する。
溶接部410は、積層体210の孔の部分を含む上面領域及び下面領域にタブを配置して、積層体210とタブとを溶接する。溶接部410は、例えば、積層体210とタブとを抵抗溶接する。また、溶接部410は、例えば、積層体210とタブとを超音波溶接する。溶接部410は、積層体210とタブとをレーザー溶接してもよい。これらにより、積層集電体を生成される。
接着剤塗布部412は、積層体310の端部領域に積層方向の孔を形成して、孔の内壁に導電性接着剤を塗布する。接着剤塗布部412は、積層されたすべての積層体310の金属層302及び金属層306が導電性接着剤によって電気的に接続されるように、孔の内壁に導電性接着剤を塗布してよい。溶接部410は、積層体210と同様に、積層体310の孔の部分を含む上面領域及び下面領域にタブを配置して、積層体310とタブとを溶接する。これらにより、積層集電体を生成される。
部材接続部414は、積層体210の端部領域に積層体210の積層方向に沿って導電性部材を挿入し、導電性部材を積層体210の積層方向に圧縮する。部材接続部414は、挿入部及び圧縮部の一例であってよい。また、部材接続部414が、挿入部及び圧縮部を有してもよい。
導電性部材は、リベットであってよい。リベットの材質は、積層体210に含まれる負極集電体200の金属層202及び金属層206の材質と同じであってよく、また、異なってもよい。部材接続部414は、例えば、積層体210の端部領域に挿入されたリベットをかしめてよい。
部材接続部414は、積層体準備部402によって準備された積層体210の端部領域に積層体210の積層方向の孔を形成して、孔に導電性部材を挿入してもよい。また、部材接続部414は、積層体210の端部領域に形成した孔の内壁に導電性接着剤を塗布した後、孔に導電性部材を挿入して、導電性部材を積層体210の積層方向に圧縮してもよい。
部材接続部414は、積層体準備部402によって準備された積層体210の上面側及び下面側にタブを配置し、導電性部材をタブ及び積層体210に挿入してもよい。部材接続部414は、積層体210の上面側及び下面側にタブを配置して、タブ及び積層体210に積層体210の積層方向の孔を形成して、孔に導電性部材を挿入し、導電性部材を210の積層方向に圧縮してもよい。これらにより、積層集電体を生成される。
部材接続部414は、積層体310の端部領域に積層体310の積層方向に沿って導電性部材を挿入し、導電性部材を積層体310の積層方向に圧縮する。導電性部材は、リベットであってよい。リベットの材質は、積層体310に含まれる正極集電体300の金属層302及び金属層306の材質と同じであってよく、また、異なってもよい。部材接続部414は、例えば、積層体310の端部領域に挿入されたリベットをかしめてよい。
部材接続部414は、積層体準備部402によって準備された積層体310の端部領域に積層体310の積層方向の孔を形成して、孔に導電性部材を挿入してもよい。また、部材接続部414は、積層体310の端部領域に形成した孔の内壁に導電性接着剤を塗布した後、孔に導電性部材を挿入して、導電性部材を積層体310の積層方向に圧縮してもよい。
部材接続部414は、積層体準備部402によって準備された積層体310の上面側及び下面側にタブを配置し、導電性部材をタブ及び積層体310に挿入してもよい。部材接続部414は、積層体310の上面側及び下面側にタブを配置して、タブ及び積層体310に積層体310の積層方向の孔を形成して、孔に導電性部材を挿入し、導電性部材を310の積層方向に圧縮してもよい。これらにより、積層集電体を生成される。
生成制御部406は、積層体準備部402によって準備された積層体210に応じて、積層集電体の製造方法を、加熱圧縮部408による第1の製造方法、接着剤塗布部412による第2の製造方法、部材接続部414による第3の製造方法から選択してよい。生成制御部406は、例えば、積層体210に含まれる負極集電体200の樹脂層204の樹脂が熱可塑性樹脂である場合、第1の製造方法を選択し、熱硬化性樹脂である場合、第2の製造方法又は第3の製造方法を選択する。
また、生成制御部406は、樹脂層204の樹脂の融点が予め定められた閾値より低い場合、第1の製造方法を選択し、閾値より高い場合、第2の製造方法又は第3の製造方法を選択する。これにより、樹脂の溶出に高い温度が必要になってしまう場合には、加熱圧縮をせずに、導電性接着剤又は導電性部材を用いることができる。
生成制御部406は、第2の製造方法又は第3の製造方法を選択する場合に、積層集電体に要求される強度に応じて、いずれかに決定してもよい。例えば、積層集電体に要求される強度が予め定められた強度より低い場合、第2の製造方法を選択し、高い場合、第3の製造方法を選択する。積層集電体に要求される強度は、例えば、製造システム400のオペレータ等によって設定される。生成制御部406は、積層体210と同様に、積層体準備部402によって準備された積層体310に応じて、積層集電体の製造方法を選択してよい。
生成制御部406は、積層体210の厚みに応じて、積層集電体の製造方法を、第1の製造方法、第2の製造方法、及び第3の製造方法から選択してもよい。生成制御部406は、例えば、積層体210の厚みに関する厚み情報を取得する。厚み情報は、積層体210の厚みの値を示してよい。また、厚み情報は、積層体210に含まれる負極集電体200の積層数を示してもよい。生成制御部406は、積層体210の厚みが予め定められた閾値より薄い場合に、第1の製造方法又は第2の製造方法を選択し、積層体210の厚みが閾値より厚い場合に、第3の製造方法を選択してよい。積層集電体の厚みが厚くなる場合に、リベット等の導電性部材を用いることによって、厚み方向のムラ等による積層集電体の品質劣化を低減することができる。生成制御部406は、厚み情報が積層体210の厚みの値を示す場合、積層体210の厚みの値が閾値より高いか否かを判定してよい。生成制御部406は、厚み情報が積層体210の積層数を示す場合、積層数が閾値より多いか否かを判定してよい。生成制御部406は、積層体210と同様に、積層体310の亜海に応じて、積層集電体の製造方法を選択してよい。
電池生成部420は、積層集電体生成部404によって生成された積層集電体を用いて、電池を生成する。電池生成部420は、例えば、積層集電体生成部404によって生成された積層集電体を含む電池構成物10を筐体に入れ、電解液の注入等の電池の種類に応じた作業を行うことによって、電池を生成する。
図6は、積層体210の加熱圧縮処理の一例を概略的に示す。加熱圧縮部408は、例えば、加熱圧縮機60を用いて、積層体210の端部領域212を積層方向に加熱圧縮する。積層体210における端部領域212は、製造システム400のオペレータ等によって定められてよい。加熱圧縮部408が、積層体210に含まれる負極集電体200の樹脂層204の樹脂の種類に応じた温度で端部領域212を加熱圧縮することによって、端部領域212の少なくとも一部の樹脂層204の樹脂を溶出させることができる。
図7は、加熱圧縮された積層体210の一例を概略的に示す。加熱圧縮された積層体210は、複数の負極集電体200のそれぞれの中間に樹脂層204が含まれる第1の領域と、複数の負極集電体200のそれぞれの中間の樹脂の量が第1の領域における複数の負極集電体200のそれぞれの樹脂層204の量よりも少ない、又は、複数の負極集電体200のそれぞれの中間に樹脂が無い第2の領域とを含む。
端部領域212における樹脂層204の樹脂が完全に溶出された場合には、第2の領域における複数の負極集電体200の中間には樹脂がないことになる。このため、金属層202及び金属層206が接触することになり、導電パスを確保できる。
端部領域212における樹脂層204の樹脂が一部残存していた場合、第2の領域における複数の負極集電体200のそれぞれの中間の樹脂の量は、第1の領域における複数の負極集電体200のそれぞれの樹脂層204の量よりも少ないことになる。この場合でも、金属層202と金属層206とは、大部分において接触することになり、導電パスを確保できる。
このように、端部領域212における導電パスを確保することによって、端部領域212を抵抗溶接することを可能にできる。また、端部領域212における樹脂を無くす又は樹脂の量を低減することによって、端部領域212を超音波溶接したときの樹脂による悪影響を低減したり無くしたりすることができる。また、端部領域212における樹脂を無くす又は樹脂の量を低減することによって、端部領域212をレーザー溶接したときの受信による悪影響を低減したり無くしたりすることができる。図7において積層体210について説明した内容は、積層体310についても同様である。
図8は、タブ102及びSubタブ104が溶接された積層体210の一例を概略的に示す。溶接部410は、積層体210の端部領域212とともにタブ102及びSubタブ104を溶接してよく、また、端部領域212を溶接した後に、端部領域212に対してタブ102及びSubタブ104を溶接してもよい。積層体310についても同様である。
図9は、端部領域212に孔220が形成され、導電性接着剤222が塗布された積層体210の一例を概略的に示す。
接着剤塗布部412は、例えば、パンチング、ドリル、及びレーザー等を用いて、積層体210の端部領域212に孔220を形成してよい。孔220の形成方法はこれに限らず、任意の方法が用いられてよい。
接着剤塗布部412は、積層されたすべての負極集電体200の金属層202及び金属層206が導電性接着剤によって電気的に接続されるように、孔220の内壁に導電性接着剤を塗布する。図9において積層体210について説明した内容は、積層体310についても同様である。
図10は、タブ102及びSubタブ104が溶接された積層体210の一例を概略的に示す。溶接部410は、積層体210の孔220の部分を含む上面領域224及び下面領域226のそれぞれに、タブ102及びSubタブ104を配置して、積層体210とタブ102及びSubタブ104とを溶接してよい。積層体310についても同様である。
図11は、リベット230が挿入された積層体210の一例を概略的に示す。部材接続部414は、例えば、積層体210の上面領域224及び下面領域226のそれぞれに、タブ102及びSubタブ104を配置して、タブ102、積層体210、及びSubタブ104に孔を形成して、孔にリベット230を挿入する。
部材接続部414は、例えば、パンチング、ドリル、及びレーザー等を用いて、タブ102、積層体210、及びSubタブ104に孔を形成してよい。孔の形成方法はこれに限らず、任意の方法が用いられてよい。
部材接続部414は、リベット230を挿入した後、積層体210の積層方向にリベット230を圧縮してよい。例えば、部材接続部414は、リベット230をかしめる。リベット230を圧縮することによって、孔の中でリベット230が膨らむので、複数の負極集電体200のそれぞれの金属層202及び金属層206と接点を持つことができる。これにより、接点とリベット230とを通じて、各層の導電パスとタブ102及びSubタブ104と電極全体の導電性を確保することができる。また、それと同時に物理強度も確保することができる。
なお、部材接続部414は、孔を形成し、孔の内壁に導電性接着剤を塗布した後に、リベット230を圧縮してもよい。これにより、導電パスをより確実に確保することが可能となる。図11において積層体210について説明した内容は、積層体310についても同様である。
図12は、製造システム400による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、加熱圧縮部408を用いて積層集電体を生成する場合の処理の流れを概略的に示す。
ステップ(ステップをSと省略して記載する場合がある。)102では、積層体準備部402が、積層体210を準備する。S104では、加熱圧縮部408が、積層体210の端部領域212を加熱圧縮する。
S106では、溶接部410が、積層体210の端部領域212の上面側にタブ102を配置し、下面側にSubタブ104を配置する。S108では、溶接部410が、タブ102、積層体210の端部領域212、及びSubタブ104を溶接する。
図13は、製造システム400による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、接着剤塗布部412を用いて積層集電体を生成する場合の処理の流れを概略的に示す。
S202では、積層体準備部402が、積層体210を準備する。S204では、接着剤塗布部412が、積層体210の端部領域212に孔220を形成する。S206では、接着剤塗布部412が、S204において形成した孔220の内壁に導電性接着剤を塗布する。
S208では、溶接部410が、積層体210の孔220を含む上面領域224及び下面領域226のそれぞれに、タブ102及びSubタブ104を配置する。S210では、溶接部410が、積層体210とタブ102及びSubタブ104とを溶接する。
図14は、製造システム400による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、部材接続部414を用いて積層集電体を生成する場合の処理の流れを概略的に示す。
S302では、積層体準備部402が、積層体210を準備する。S304では、部材接続部414が、積層体210の上面側にタブ102を配置し、下面側にSubタブ104を配置する。
S306では、部材接続部414が、タブ102、積層体210、及びSubタブ104に積層体210の積層方向に沿ってリベット230を挿入する。S308では、部材接続部414が、リベット230をかしめる。
図15は、生成制御部406による積層集電体の製造方法の決定処理の一例を概略的に示す。
S402では、生成制御部406が、積層体210を特定する。生成制御部406は、積層体210に含まれる樹脂層204の樹脂の種類を特定してよい。生成制御部406は、樹脂層204の樹脂の融点を特定してよい。
生成制御部406は、例えば、製造システム400のオペレータの入力によって、積層体210を特定する。また、生成制御部406は、積層体210を解析する解析部を有し、解析部によって積層体210を解析することによって、積層体210を特定してもよい。樹脂の解析方法としては、公知の任意の方法を採用し得る。
S404では、生成制御部406が、S402において特定した樹脂層204の樹脂の融点が予め定められた閾値より低いか否かを判定する。低いと判定した場合、S406に進み、低くないと判定した場合、S408に進む。
S406では、生成制御部406が、積層集電体の製造方法を加熱圧縮に決定する。生成制御部406は、加熱圧縮部408が積層体210を加熱圧縮するように、加熱圧縮部408を制御してよい。生成制御部406は、S402において特定した樹脂層204の融点以上の温度で積層体210を加熱圧縮するように、加熱圧縮部408を制御してよい。
S408では、生成制御部406が、積層集電体に要求される強度が予め定められた閾値より低いか否かを判定する。低いと判定した場合、S410に進み、低くないと判定した場合、S412に進む。
S410では、生成制御部406が、積層集電体の製造方法を接着剤に決定する。生成制御部406は、接着剤塗布部412が積層体210に孔220を形成して導電性接着剤222を塗布するように、接着剤塗布部412を制御してよい。
S412では、生成制御部406が、積層集電体の製造方法を導電性部材に決定する。生成制御部406は、部材接続部414が積層体210に導電性接着剤222を挿入するように、部材接続部414を制御してよい。
図16は、製造システム400として機能するコンピュータ1200のハードウェア構成の一例を概略的に示す。コンピュータ1200にインストールされたプログラムは、コンピュータ1200を、本実施形態に係る装置の1又は複数の「部」として機能させ、又はコンピュータ1200に、本実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該1又は複数の「部」を実行させることができ、及び/又はコンピュータ1200に、本実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ1200に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、CPU1212によって実行されてよい。
本実施形態によるコンピュータ1200は、CPU1212、RAM1214、及びグラフィックコントローラ1216を含み、それらはホストコントローラ1210によって相互に接続されている。コンピュータ1200はまた、通信インタフェース1222、記憶装置1224、DVDドライブ、及びICカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ1220を介してホストコントローラ1210に接続されている。DVDドライブは、DVD-ROMドライブ及びDVD-RAMドライブ等であってよい。記憶装置1224は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。コンピュータ1200はまた、ROM1230及びキーボードのようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ1240を介して入出力コントローラ1220に接続されている。
CPU1212は、ROM1230及びRAM1214内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ1216は、RAM1214内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、CPU1212によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス1218上に表示されるようにする。
通信インタフェース1222は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。記憶装置1224は、コンピュータ1200内のCPU1212によって使用されるプログラム及びデータを格納する。DVDドライブは、プログラム又はデータをDVD-ROM等から読み取り、記憶装置1224に提供する。ICカードドライブは、プログラム及びデータをICカードから読み取り、及び/又はプログラム及びデータをICカードに書き込む。
ROM1230はその中に、アクティブ化時にコンピュータ1200によって実行されるブートプログラム等、及び/又はコンピュータ1200のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ1240はまた、様々な入出力ユニットをUSBポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ1220に接続してよい。
プログラムは、DVD-ROM又はICカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置1224、RAM1214、又はROM1230にインストールされ、CPU1212によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ1200に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ1200の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。
例えば、通信がコンピュータ1200及び外部デバイス間で実行される場合、CPU1212は、RAM1214にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース1222に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース1222は、CPU1212の制御の下、RAM1214、記憶装置1224、DVD-ROM、又はICカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。
また、CPU1212は、記憶装置1224、DVDドライブ(DVD-ROM)、ICカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がRAM1214に読み取られるようにし、RAM1214上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。CPU1212は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。CPU1212は、RAM1214から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索/置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をRAM1214に対しライトバックする。また、CPU1212は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第2の属性の属性値に関連付けられた第1の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、CPU1212は、当該複数のエントリの中から、第1の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第2の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第1の属性に関連付けられた第2の属性の属性値を取得してよい。
上で説明したプログラム又はソフトウエアモジュールは、コンピュータ1200上又はコンピュータ1200近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はRAMのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ1200に提供する。
本実施形態におけるフローチャート及びブロック図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び/又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び/又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路(IC)及び/又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、及びプログラマブルロジックアレイ(PLA)等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。
コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー(登録商標)ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EPROM又はフラッシュメモリ)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM)、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、コンパクトディスクリードオンリメモリ(CD-ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、ブルーレイ(登録商標)ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。
コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ(ISA)命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はSmalltalk(登録商標)、JAVA(登録商標)、C++等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「C」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、1又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。
コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク(LAN)、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク(WAN)を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
10 電池構成物、20 負極、30 正極、40 セパレータ、50 ラミネート電池、60 加熱圧縮機、102 タブ、104 Subタブ、200 負極集電体、202 金属層、204 樹脂層、206 金属層、210 積層体、212 端部領域、220 孔、222 導電性接着剤、224 上面領域、226 下面領域、230 リベット、300 正極集電体、302 金属層、304 樹脂層、306 金属層、310 積層体、400 製造システム、402 積層体準備部、404 積層集電体生成部、406 生成制御部、408 加熱圧縮部、410 溶接部、412 接着剤塗布部、414 部材接続部、1200 コンピュータ、1210 ホストコントローラ、1212 CPU、1214 RAM、1216 グラフィックコントローラ、1218 ディスプレイデバイス、1220 入出力コントローラ、1222 通信インタフェース、1224 記憶装置、1230 ROM、1240 入出力チップ
Claims (37)
- 中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する準備工程と、
前記準備工程において準備された前記積層体に応じて、加熱圧縮による第1の製造方法、導電性接着剤塗布による第2の製造方法、及び導電性部材接続による第3の製造方法のいずれかを選択する選択工程と、
前記選択工程において選択された製造方法によって、前記積層体を用いて積層集電体を生成する生成工程と
を備える積層集電体の製造方法。 - 前記第1の製造方法が選択された場合に、前記生成工程は、前記積層体の端部領域を積層方向に加熱圧縮して前記端部領域の少なくとも一部の前記樹脂層の樹脂を溶出させ、前記端部領域の少なくとも一部を溶接する、請求項1に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記生成工程は、前記樹脂層の樹脂の種類に応じた温度で前記積層体の前記端部領域を積層方向に加熱圧縮する、請求項2に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記生成工程は、前記樹脂層に含まれる樹脂の種類を特定し、特定した前記樹脂の種類に対応する温度で前記端部領域を加熱圧縮する、請求項3に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記生成工程は、前記端部領域の少なくとも一部を抵抗溶接する、請求項2に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記生成工程は、前記端部領域の少なくとも一部を超音波溶接する、請求項2に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記生成工程は、前記端部領域の少なくとも一部をレーザー溶接する、請求項2に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記生成工程は、前記端部領域の少なくとも一部とタブとを溶接する、請求項2から7のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記第2の製造方法が選択された場合に、前記生成工程は、前記積層体の端部領域に積層方向の孔を形成し、前記孔の内壁に導電性接着剤を塗布し、前記積層体の前記孔の部分を含む上面領域及び下面領域にタブを配置し、前記積層体と前記タブとを溶接する、請求項1から8のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記集電体は、前記樹脂層と、前記樹脂層にコーティングされた金属層とを有し、
前記生成工程は、積層されたすべての前記集電体の前記金属層が前記導電性接着剤によって電気的に接続されるように、前記孔の内壁に前記導電性接着剤を塗布する、請求項9に記載の積層集電体の製造方法。 - 前記生成工程は、前記積層体と前記タブとを抵抗溶接する、請求項9又は10に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記生成工程は、前記積層体と前記タブとを超音波溶接する、請求項9又は10に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記第3の製造方法が選択された場合に、前記生成工程は、前記積層体の端部領域に前記積層体の積層方向に沿って導電性部材を挿入し、前記導電性部材を前記積層体の積層方向に圧縮する、請求項1から12のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記導電性部材は、リベットであり、
前記生成工程は、前記導電性部材をかしめる、請求項13に記載の積層集電体の製造方法。 - 前記生成工程は、前記準備工程において準備された前記積層体の前記端部領域に前記積層体の積層方向の孔を形成し、前記孔に前記導電性部材を挿入する、請求項13又は14に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記生成工程は、前記孔の内壁に導電性接着剤を塗布した後に、前記孔に前記導電性部材を挿入する、請求項15に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記生成工程は、前記準備工程において準備された前記積層体の上面側及び下面側にタブを配置し、前記導電性部材を前記タブ及び前記積層体に挿入する、請求項13から16のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記集電体は、前記樹脂層と、前記樹脂層にコーティングされた銅層とを有する負極集電体である、請求項1から17のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記集電体は、前記樹脂層と、前記樹脂層にコーティングされたアルミニウム層とを有する正極集電体である、請求項1から17のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記集電体は、前記樹脂層と、前記樹脂層にコーティングされた金属層とを有し、
前記準備工程は、前記積層集電体の用途に応じた厚みの前記樹脂層と前記積層集電体の用途に応じた厚みの前記金属層とを有する前記集電体が積層された前記積層体を準備する、請求項1から19のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法。 - 前記選択工程は、前記樹脂層の樹脂が熱可塑性樹脂である場合、前記第1の製造方法を選択し、熱硬化性樹脂である場合、前記第2の製造方法又は前記第3の製造方法を選択する、請求項1から20のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記選択工程は、前記樹脂層の樹脂の融点が予め定められた閾値より低い場合、前記第1の製造方法を選択し、前記閾値より高い場合、前記第2の製造方法又は前記第3の製造方法を選択する、請求項1から20のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記選択工程は、前記積層集電体に要求される強度に応じて、前記第2の製造方法又は前記第3の製造方法を選択する、請求項21又は22に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記選択工程は、前記積層集電体に要求される強度が予め定められた強度より低い場合、前記第2の製造方法を選択し、高い場合、前記第3の製造方法を選択する、請求項23に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記選択工程は、前記積層体の厚みに応じて、前記第1の製造方法、前記第2の製造方法、及び前記第3の製造方法のいずれかを選択する、請求項1から20のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法。
- 前記選択工程は、前記積層体の厚みが予め定められた閾値より薄い場合に、前記第1の製造方法又は前記第2の製造方法を選択し、前記閾値より厚い場合に、前記第3の製造方法を選択する、請求項25に記載の積層集電体の製造方法。
- 中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する準備工程と、
前記積層体の端部領域を積層方向に加熱圧縮して前記端部領域の少なくとも一部の前記樹脂層の樹脂を溶出させる加熱圧縮工程と、
前記端部領域の少なくとも一部を溶接する溶接工程と
を備える積層集電体の製造方法。 - 中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する準備工程と、
前記積層体の端部領域に積層方向の孔を形成する孔形成工程と、
前記孔の内壁に導電性接着剤を塗布する塗布工程と、
前記積層体の前記孔の部分を含む上面領域及び下面領域にタブを配置する配置工程と、
前記積層体と前記タブとを溶接する溶接工程と
を備える積層集電体の製造方法。 - 中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する準備工程と、
前記積層体の端部領域に前記積層体の積層方向に沿って導電性部材を挿入する挿入工程と、
前記導電性部材を前記積層体の積層方向に圧縮する圧縮工程と
を備える積層集電体の製造方法。 - コンピュータに、請求項1から29のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法を実行させるためのプログラム。
- 中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する積層体準備部と、
前記積層体の端部領域を積層方向に加熱圧縮して前記端部領域の少なくとも一部の前記樹脂層の樹脂を溶出させる加熱圧縮部と、
前記端部領域の少なくとも一部を溶接する溶接部と
を備える製造システム。 - 中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する積層体準備部と、
前記積層体の端部領域に積層方向の孔を形成する孔形成部と、
前記孔の内壁に導電性接着剤を塗布する塗布部と、
前記積層体の前記孔の部分を含む上面領域及び下面領域にタブを配置して、前記積層体と前記タブとを溶接する溶接部と
を備える製造システム。 - 中間に樹脂層を含む集電体が積層された積層体を準備する積層体準備部と、
前記積層体の端部領域に前記積層体の積層方向に沿って導電性部材を挿入する挿入部と、
前記導電性部材を前記積層体の積層方向に圧縮する圧縮部と
を備える積層集電体の製造システム。 - 複数の集電体が積層された積層集電体であって、
前記複数の集電体のそれぞれの中間に樹脂層が含まれる第1の領域と、
前記複数の集電体のそれぞれの中間の樹脂の量が前記第1の領域における前記複数の集電体のそれぞれの樹脂層の樹脂の量よりも少ない、又は、前記複数の集電体のそれぞれの中間に樹脂がない第2の領域と
を備える積層集電体。 - 複数の集電体が積層された積層体であって、前記複数の集電体のそれぞれが中間に樹脂層を含み、前記積層体の端部領域に、内壁に導電性接着剤が塗布された積層方向の孔を含む積層体と、
前記積層体の前記孔の部分を含む上面領域及び下面領域に溶接されたタブと
を備える積層集電体。 - 複数の集電体が積層された積層体であって、前記複数の集電体のそれぞれが樹脂層と前記樹脂層の両面に配置された金属層とを有する積層体と、
前記積層体の端部領域に挿入され、前記複数の集電体のそれぞれの前記金属層と電気的に接続されている導電性部材と
を備える積層集電体。 - 請求項34から36のいずれか一項に記載の積層集電体を有する電池。
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