WO2021241280A1 - リチウムイオン二次電池及びその製造方法 - Google Patents

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layer
negative electrode
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聖司 岡田
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日本ゼオン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a lithium ion secondary battery and a method for manufacturing the same.
  • a general lithium ion secondary battery has a housing, an electrolytic solution filled in the housing, and a layered structure provided in the housing.
  • a layered structure includes a positive electrode layer, a negative electrode layer, and a separator layer provided between them.
  • the separator layer is provided in such a manner that the positive electrode layer and the negative electrode layer can be prevented from coming into direct contact with each other in the battery.
  • a plurality of positive electrode layers and a plurality of negative electrode layers are often provided in one battery.
  • the layered structure in such a battery generally comprises a positive electrode layer, a first separator layer, a negative electrode layer, and a second separator layer in this order to prepare a laminated unit having a substantially rectangular shape. It is manufactured by stacking a plurality of these.
  • Adhesive layers are provided between the layers in the laminated unit and between the laminated units, and these are adhered to each other and provided inside the battery housing to facilitate their manufacture and to facilitate the manufacture of these layers. It is known to suppress deviation (Patent Documents 1 and 2). By adopting a separator layer and an adhesive layer having a property of being impregnated with an electrolytic solution, an electrochemical system via an electrolytic solution is formed between the positive electrode layer and the negative electrode layer, and these are used as a battery. Can work.
  • the laminated unit is manufactured by a continuous manufacturing method using a long negative electrode and a separator in order to improve the manufacturing efficiency.
  • a plurality of continuously manufactured laminated units are further processed by a laminating device for further laminating them to form a layered structure.
  • a laminating device for further laminating them to form a layered structure.
  • a plurality of laminating units can be deposited in a magazine or tray of a laminating machine, and the deposit can be heated, pressurized, or treated with a combination thereof to form a layered structure.
  • an object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery that can be efficiently manufactured without the occurrence of defects, and a manufacturing method that can efficiently manufacture the lithium ion secondary battery without the occurrence of defects. There is something in it.
  • the present inventor has studied to solve the above problems.
  • the present invention was completed based on the idea that the above-mentioned problems can be solved by specifying the shape of the adhesive layer provided between the layers of the laminated unit on the side of the laminated unit. That is, the present invention is as follows.
  • a lithium ion secondary battery including a plurality of laminated units (U).
  • the laminated unit (U) includes a positive electrode layer, a separator layer, a negative electrode layer, and an adhesive layer (NS) interposed between the negative electrode layer and the separator layer and adhering them, and has a plurality of side portions. It is a unit that has The adhesive layer (NS) is a lithium ion secondary battery having one or more of the side portions having a protruding portion protruding toward the outer peripheral side of the negative electrode layer.
  • the negative electrode layer extends to the outer peripheral side of the positive electrode layer.
  • the laminated unit (U) has the following formula (i): r / 2 ⁇ o ⁇ u equation (i) (In the formula, o is the maximum thickness of the protrusion. r is the thickness of the negative electrode layer. u is the thickness of the laminated unit (U))
  • the surface density of the adhesive layer (NS) in the area (X) protruding toward the outer peripheral side of the positive electrode layer is the area inside the bonded surface (NS).
  • the lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [6] further comprising an adhesive layer (PS) interposed between the positive electrode layer and the separator layer to bond them. ..
  • a manufacturing method including the step (2) of obtaining the laminated unit (U).
  • the manufacturing method according to [8], wherein the step (1) comprises forming the adhesive layer (pNS) in a dot shape by an inkjet coating method.
  • the basis weight of the adhesive layer (pNS) in the area (X) protruding toward the outer peripheral side from the positive electrode layer is the basis weight thereof.
  • the step (1) is A long positive electrode layer, a long separator layer, a long negative electrode layer, and an adhesive layer (pNS) interposed between the long negative electrode layer and the long separator layer are provided.
  • the present invention it is possible to provide a lithium ion secondary battery that can be efficiently manufactured without the occurrence of a defect, and a manufacturing method that can efficiently manufacture a lithium ion secondary battery without the occurrence of a defect. can.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a laminated unit (U) used in the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the laminated unit (U) shown in FIG.
  • FIG. 3 is a partial vertical sectional view of the laminated unit (U) shown in FIG.
  • FIG. 4 is a partial vertical sectional view schematically showing another example of the laminated unit (U) used in the present invention.
  • FIG. 5 is a partial vertical sectional view schematically showing still another example of the laminated unit (U) used in the present invention.
  • FIG. 6 is a partial vertical sectional view schematically showing still another example of the laminated unit (U) used in the present invention.
  • FIG. 7 is a side view schematically showing an example of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing more specifically the long negative electrode layer 121N in the region surrounded by the broken line R1 in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a side view showing more specifically the operation in the pressurization step shown in FIG. 7.
  • FIG. 10 is a side view specifically showing another example of the operation in the pressurization step shown in FIG. 7.
  • the laminated unit (U) which is a component of the lithium ion secondary battery of the present invention, has a positive electrode layer, a separator layer, a negative electrode layer, and an adhesive layer (adhering layer) interposed between the negative electrode layer and the separator layer (these are bonded together).
  • NS is provided.
  • the laminated unit has a plurality of sides and usually has a rectangular shape or a shape close to the rectangular shape. More specifically, the laminated unit has a rectangular structure and, if necessary, an incidental structure such as an electrode terminal is provided. Can have a shape. Since the laminated unit (U) has a rectangular structure, it usually has four sides.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a laminated unit (U) used in the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the laminated unit (U) shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a diagram. It is a partial vertical sectional view of the laminated unit (U) shown in 1.
  • the adhesive layer is omitted for convenience of illustration, and only the positional relationship between the electrode layer and the separator layer is shown.
  • the laminated unit (U) 100 includes one negative electrode layer 120N, one positive electrode layer 140P, and separator layers 110S and 130S as components of the laminated structure.
  • the laminated unit (U) 100 will be described in a state where it is placed horizontally so that the negative electrode layer is on the lower side and the positive electrode layer is on the upper side, unless otherwise specified. Therefore, in the thickness direction of the laminated unit (U) 100, the negative electrode side may be referred to simply as "lower side” and the positive electrode side may be referred to as "upper side".
  • the separator layer 130S is interposed between the negative electrode layer 120N and the positive electrode layer 140P, and the separator layer 110S is located below the negative electrode layer 120N.
  • the stacking unit (U) 100 further includes a negative electrode terminal 120T for conducting conduction between the negative electrode layer 120N and the outside of the secondary battery, and a positive electrode terminal 140T for conducting conduction between the positive electrode layer 140P and the outside of the secondary battery.
  • the laminated unit (U) 100 includes an adhesive layer 320NS as an adhesive layer (NS) interposed between the negative electrode layer 120N and the separator layer 110S and bonding them together, and the negative electrode layer 120N.
  • An adhesive layer 330NS is provided as an adhesive layer (NS) that is interposed between the separator layer 130S and the separator layer 130S to bond them together.
  • the adhesive layer 320NS is provided in contact with the upper surface 110U of the separator layer 110S and the lower surface 120D of the negative electrode layer 120N, and these are bonded together.
  • the adhesive layer 330NS is provided in contact with the upper surface 120U of the negative electrode layer 120N and the lower surface 130D of the separator layer 130S, and these are bonded together.
  • the laminated unit (U) 100 is provided with an adhesive layer 340PS as an adhesive layer (PS) interposed between the positive electrode layer 140P and the separator layer 130S to bond them, and is below the separator layer 110S.
  • an adhesive layer 310PS is provided as the adhesive layer (PS) of the above.
  • the adhesive layer 340PS is provided in contact with the upper surface 130U of the separator layer 130S and the lower surface 140D of the positive electrode layer 140P, and these are bonded together.
  • the adhesive layer 310PS is provided in contact with the lower surface 110D of the separator layer 110S.
  • the adhesive layer 310PS is provided as a layer for achieving bonding with the upper surface 140U of the positive electrode layer 140P of another laminated unit (U) directly under the laminated unit (U) when a plurality of laminated units (U) are deposited. ..
  • the negative electrode layer extends to the outer peripheral side from the positive electrode layer, whereby in one or more sides of the laminated unit (U), the negative electrode layer protrudes to the outer peripheral side from the positive electrode layer ( It is preferable that X) is provided. Further, it is preferable that the separator layer has one or more sides of the laminated unit (U), the sides of which are aligned with the sides of the negative electrode layer, or extend to the outer peripheral side of the negative electrode layer. In a structure including a laminated unit (U) and a laminated unit (U), "alignment" between a certain structure and another means that their positions on a plane are aligned. ..
  • the "aligned" relationship means a positional relationship in which the positions of the laminated unit (U) are observed to coincide with each other when observed from the normal direction of the main surface of the laminated unit (U). It is more preferable that the sides of the negative electrode layer, the positive electrode layer and the separator layer have such a relationship in all the sides of the laminated unit (U).
  • the negative electrode layer 120N extends toward the outer peripheral side of the positive electrode layer 140P, whereby the negative electrode layer is formed on the four sides of the laminated unit (U).
  • Areas (X) 396, 397, 398 and 399 are provided as areas (X) protruding from the positive electrode layer to the outer peripheral side.
  • the four sides of the separator layer 110S and the four sides of the separator layer 130S are all aligned with the four sides of the negative electrode layer 120N.
  • the negative electrode layer, the positive electrode layer, and the separator layer By having such a relationship between the negative electrode layer, the positive electrode layer, and the separator layer, a short circuit between the positive electrode layer and the negative electrode layer is prevented in a secondary battery composed of a plurality of laminated units (U), and as a result, a short circuit is prevented.
  • the performance of the secondary battery can be improved. Comparing the aspect in which the side of the separator layer is aligned with the side of the negative electrode layer and the aspect in which the separator layer extends to the outer peripheral side of the negative electrode layer, the former is preferable from the viewpoint of preventing a short circuit. The latter is preferable from the viewpoint of efficient production.
  • the negative electrode layer extends to the outer peripheral side of the positive electrode layer and the sides of the separator layer are aligned with the sides of the negative electrode layer, sufficient short circuit prevention and manufacturing efficiency are improved. Is particularly preferable because it can achieve both.
  • the adhesive layer (NS) has a protruding portion protruding toward the outer peripheral side of the negative electrode layer at one or more of the plurality of side portions of the laminated unit (U).
  • the laminated unit (U) has such a protruding portion, when a step of adhering a plurality of laminated units (U) to each other is performed, the end portions of the negative electrode layer, the separator layer, and the like constituting the laminated unit (U) are formed. Problems such as bending and breakage are effectively reduced, and the process can be performed more efficiently. As a result, the secondary battery can be efficiently manufactured.
  • the laminated unit (U) 100 has a protrusion 371 on the area (X) 397 side.
  • FIGS. 3 and 4 to 6 related thereto only the protruding portion of the side portion on the area (X) 397 side of the four side portions of the laminated unit (U) is shown for the sake of simplification of illustration.
  • the laminated unit (U) is not limited to this, and may have a protrusion on other side portions.
  • the protruding portion 371 is configured by having a material constituting the adhesive layer 320NS and a material constituting the adhesive layer 330NS extending toward the outer peripheral side from the sides of the negative electrode layer and the separator layer and having a connected shape. Specifically, the protrusion 371 can be formed by extruding the adhesive layer under pressure. The specific method will be described later.
  • the protruding portion of the laminated unit (U) preferably satisfies the following formula (i). r / 2 ⁇ o ⁇ u equation (i)
  • o is the maximum thickness of the protruding portion
  • r is the thickness of the negative electrode layer
  • u is the thickness of the laminated unit (U).
  • o in the formula (i) is the thickness of the protrusion 371 indicated by the arrow o1
  • r in the formula (i) is the thickness of the negative electrode layer 120N indicated by the arrow r1.
  • U in the formula (i) is the thickness of the entire laminated unit (U) 100 indicated by the arrow u1.
  • the protrusions 372 and 373 are configured by extending the material constituting the adhesive layer 320NS and the material constituting the adhesive layer 330NS to the outer peripheral side from the sides of the negative electrode layer and the separator layer, respectively. Unlike the protrusions 371 in FIG. 3, the protrusions 372 and 373 are not connected and form separate protrusions.
  • the maximum thickness o of the protrusions in the formula (i) is the plurality of protrusions as shown by the arrow o2 shown in FIG. Take the maximum value of the thickness range including.
  • the protruding portion 374 is configured such that the material constituting the adhesive layer 320NS and the material constituting the adhesive layer 330NS extend to the outer peripheral side from the sides of the negative electrode layer and the separator layer and have a connected shape. NS. Unlike the protrusion 371 in FIG. 3, the protrusion 374 is connected but has a plurality of protrusions. Even when having a plurality of such protrusions, the maximum thickness o of the protrusions in the formula (i) is the maximum value of the thickness range including these multiple protrusions as shown by the arrow o3 shown in FIG. take.
  • the protruding portion 375 is configured by having a shape in which the material constituting the adhesive layer 320NS and the material constituting the adhesive layer 330NS extend to the outer peripheral side from the sides of the negative electrode layer and the separator layer and are connected to each other. NS.
  • the protrusion 375 has a cavity 376 inside the protrusion. Even when such a cavity is provided inside, the maximum thickness o of the protrusion in the formula (i) is the maximum value in the thickness range including the cavity as shown by the arrow o4 shown in FIG.
  • the protrusions may have a shape that extends along the sides of the stacking unit (U). From the viewpoint of improving the positioning accuracy of the laminated unit (U), it is preferable that the cross-sectional shape of the protruding portion has the same shape in all the extending portions.
  • the present invention is not limited to this, and for example, a part of the protrusion extending along the side portion may be thin and another part may be thick. In this case, the thickness of the thickest portion is adopted as the maximum thickness o of the protruding portion.
  • the length of the protrusion of the protrusion can be appropriately adjusted in a range of, for example, 50 ⁇ m or more and less than 1 mm.
  • the length of the protrusion extends from the side of the negative electrode layer and the side of the separator layer that extends toward the outer peripheral side, and the protruding portion extends toward the outer peripheral side in the plane direction (FIGS. 3 to 6). In the example, it is the distance to the tip (which extends horizontally to the right).
  • the length of the protrusion is equal to or greater than the lower limit, good impact cushioning can be achieved.
  • the protrusion length is not more than the upper limit, the areas of the components such as the positive electrode layer and the negative electrode layer can be relatively widened, and the performance of the obtained secondary battery can be improved.
  • the lithium ion secondary battery of the present invention includes a plurality of laminated units (U) described above. Specifically, a layered structure formed by depositing, depositing, and adhering the laminated unit (U) in a state of being aligned with respect to the side portion having the protruding portion thereof may be included as the structure inside the battery. ..
  • the lithium ion secondary battery of the present invention may further include any component. Specifically, components such as a battery terminal connected to the electrode terminals of each layer of the layered structure, a housing for storing the layered structure and other components, and an electrolytic solution filled in the space inside the housing are used. Can include.
  • the lithium ion secondary battery of the present invention can be manufactured by a manufacturing method including the following steps (1) and (2). Such a manufacturing method will be described below as the manufacturing method of the present invention.
  • Step (1) A laminated unit (pU) provided with a positive electrode layer, a separator layer, a negative electrode layer, and an adhesive layer (pNS) interposed between the negative electrode layer and the separator layer to bond them together, and having a plurality of sides. ) Is prepared.
  • Step (2) One or more of the side portions of the laminated unit (pU) are pressed, and a part of the adhesive layer (pNS) is projected toward the outer peripheral side of the negative electrode layer to form a protruding portion, and the laminated unit (U) is formed. The process of obtaining.
  • the step (1) preferably includes the following steps (1-1) and (1-2).
  • Step (1-1) A long positive electrode layer, a long separator layer, a long negative electrode layer, and an adhesive layer (pNS) interposed between the long negative electrode layer and the long separator layer.
  • the production method of the present invention preferably further comprises the following steps (3) and (4) in addition to the steps (1) and (2).
  • Step (3) A step of depositing a plurality of laminated units (U) in a state of being aligned with respect to a side portion having a protruding portion to form a deposit.
  • Step (4) A step of adhering the laminated units (U) in the sediment to each other.
  • FIG. 7 is a side view schematically showing an example of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 7 shows an example of step (1) (including step (1-1) and step (1-2)), step (2), and step (3) among the steps described above. ..
  • the long negative electrode layer 121N is unwound from the roll 121R of the long negative electrode layer and conveyed in the direction of arrow A1.
  • the adhesive constituting the adhesive layer is applied to the upper and lower surfaces of the long negative electrode layer by using the coating devices 411 and 412.
  • the adhesive layers 331NS and 321NS are formed as the adhesive layer (pNS) on the upper and lower surfaces of the long negative electrode layer.
  • coating devices 411 and 412 and other coating devices used in the subsequent steps known coating devices such as an inkjet device, a spray device, a dispenser, a gravure coating device, and a screen printing device can be used.
  • an inkjet coating device can be preferably used from the viewpoint that the amount and range of coating the adhesive can be easily adjusted.
  • the amount of adhesive can be changed to a desired value, and as a result, the area 392 with a large amount of adhesive and the area 382 with a small amount of adhesive can be used.
  • the "weight of basis weight" is the mass of the material to be coated per unit area to be coated.
  • FIG. 8 is a perspective view showing more specifically the long negative electrode layer 121N in the region surrounded by the broken line R1 in FIG. 7.
  • line 801 is a line extending in a direction parallel to the width direction of the elongated negative electrode layer 121N, which indicates a position where the elongated negative electrode layer 121N is expected to be cut in a later step. ..
  • the surface of the elongated negative electrode layer 121N is provided with an area 382 having a small basis weight and an area 392 having a large basis weight, and the area 392 includes areas 827 and 829, which are lines. It extends in a band along 801.
  • a strip-shaped area 828 having a large basis weight extending along the longitudinal direction is provided at the widthwise end thereof.
  • Areas 827, 828 and 829 correspond to three of the four sides of the rectangular laminated unit (U) being manufactured.
  • the low basis weight area 382 is shown in FIG. 8 as a rectangular area 825 surrounded on three sides by areas 827, 828 and 829.
  • the adhesive layer (pNS) and other adhesive layers are schematically shown as a layered structure provided on the entire surface of the surface to be coated, and the basis weight thereof is shown.
  • the amount of the adhesive layer is indicated by the thickness of the layered structure, the adhesive layer is not limited to those having such a structure and can take various shapes.
  • the adhesive layer may have a shape such as a stripe shape, a dot shape, or a grid shape provided on the surface to be coated.
  • the adhesive layer can be in the shape of a large number of dots provided on the surface of the object to be coated.
  • the adhesive layer is a layer scattered on the surface to be coated.
  • the liquid injection property in the secondary battery is improved. That is, on the surfaces of the positive electrode layer and the negative electrode layer, a portion to be bonded to another layer by the adhesive layer and a portion not to be bonded are provided, and as a result, in the secondary battery, the positive electrode layer and the negative electrode layer are provided. It becomes easier for the electrolytic solution to permeate between the two, and the performance of the secondary battery can be improved.
  • the adhesive layer (pNS) is formed in a dot shape, the basis weight thereof can be adjusted by the size of each dot and the density of the dots.
  • an adhesive layer so that the dot density is sparse in the area 382 with a small basis weight and the density of dots is dense in the area 392 with a large basis weight described above. It is possible to form a desired area with a small basis weight and an area with a large amount of basis weight. It is particularly preferable to form such a dot-shaped adhesive layer by an inkjet coating method from the viewpoint of easy control of the shape of the adhesive layer.
  • the elongated negative electrode layer 121N and the laminate of other layers are further conveyed, and the elongated separator layer is bonded to the upper surface and the lower surface thereof. That is, the long separator layer 111S unwound from the roll 111R of the separator layer is bonded to the lower surface of the lower adhesive layer 321NS, while the long separator layer 131S unwound from the roll 131R of the separator layer is attached. , Is bonded to the upper surface of the upper adhesive layer 331NS.
  • Such bonding is performed by pressurizing these with a pair of nip rolls 119 and 139. By appropriately adjusting the pressurizing pressure, the bonding is achieved while maintaining a state in which there is a difference in the amount of the adhesive between the area having a large basis weight and the area having a small basis weight.
  • the long laminate is further conveyed, and the adhesive constituting the adhesive layer is applied to the upper surface thereof by using the coating device 413.
  • the adhesive layer 340PS is formed on the upper surface of the long separator layer 131S.
  • a positive electrode layer 140P molded in a single-wafer shape in advance is further bonded.
  • the positive electrode layer 140P is bonded so as to be located in the region between the adjacent lines 801 (FIG. 8).
  • the adhesive layer 311PS is formed on the lower surface of the laminate by using the coating device 414.
  • the adhesive function is not exhibited in the state where the layer after coating is formed, but the adhesive function is exhibited by applying pressure, heating, or both of these treatments to the layer.
  • the material to be used can be adopted. By adopting such a material, the subsequent transfer by the conveyor 434 can be facilitated. Through these steps, preparation of a long laminated unit raw fabric (step (1-1)) is achieved.
  • any step such as adding a negative electrode terminal and a positive electrode terminal can be performed at any stage in the step (1-1).
  • the negative electrode terminal can be added, for example, prior to the formation of the adhesive layers 331NS and 321NS.
  • the positive electrode terminal can be added, for example, prior to the bonding of the positive electrode layer 140P. Examples of specific methods for imparting the negative electrode terminal and the positive electrode terminal include a method of attaching an arbitrary member capable of functioning as a terminal to the negative electrode layer and the positive electrode layer, and a method of cutting out the sides of the negative electrode layer and the positive electrode layer into a desired shape. And so on.
  • FIG. 9 is a side view showing more specifically the operation in the pressurization step shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 shows only the state of pressurization on one side of the laminated unit (pU), but the present invention is not limited to this, and pressurization is also performed on other sides as needed. sell.
  • the laminated unit (pU) 101 has an adhesive layer 310PS, a separator layer 110S, a negative electrode layer 120N, a separator layer 130S, an adhesive layer 340PS, and a positive electrode layer formed by cutting a long laminate.
  • 140P is contained in this order, and includes an unpressurized adhesive layer 321NS between the separator layer 110S and the negative electrode layer 120N, and an unpressurized adhesive layer 331NS between the negative electrode layer 120N and the separator layer 130S. ..
  • the pressurizing step can be achieved by pressing the roller 431 of the pressurizing device 430 against the laminating unit (pU) 101 conveyed by the conveyor 434 at a desired pressure.
  • effective pressurization can be achieved by supporting the stacking unit (pU) 101 with a support roll 433 provided under the conveyor 434.
  • the cylinder 432 capable of controlling the applied pressure, the pressure applied from the roller 431 to the laminating unit (pU) 101 can be set to a desired pressure.
  • the roller 431 may be a plurality of rollers aligned in the width direction. Further, the cylinder 432 that applies pressure to them can be provided independently for each of the plurality of rollers.
  • pressurization can be performed only in a desired area.
  • the area corresponding to the area 828 shown in FIG. 8 is continuously pressurized, while the areas corresponding to the areas 827 and 829 are pressurized only when they come directly under the rollers. Pressurization can be performed only in the area corresponding to the result area 827-829.
  • Appropriate pressurization conditions differ depending on the material of the adhesive used and the like, but for example, in the case of pressurization by the roller shown in FIG. 9, the pressure can be in the range of 1 kN / m to 30 kN / m.
  • the heating conditions may be, for example, in the range of room temperature to 150 ° C.
  • the adhesive layers 321NS and 331NS in the area (X) 397 are deformed and their thicknesses are reduced, and at the same time, the adhesive leaks to the outer periphery of the negative electrode layer.
  • the degree of leakage can be adjusted by adjusting the basis weight in the area (X) in the step of forming the adhesive layer (pNS) and adjusting the pressure in the step of pressurization. As a result of the formation of the protrusions, the preparation of the laminated unit (U) having the protrusions (step (2)) is achieved.
  • the surface density (mass of the material constituting the layer per unit area) of the adhesive layer (NS) in the area to be pressurized becomes smaller. Therefore, the difference between the surface density after pressurization in the area where the basis weight is large and the surface density after pressurization in the area where the basis weight is small is smaller than that before pressurization.
  • the surface densities in these areas after pressurization do not have to be the same, and may be different surface densities from the viewpoint of developing the performance of the secondary battery.
  • the surface density of the adhesive layer (NS) in the area (X) protruding toward the outer peripheral side from the positive electrode layer is determined. These areal densities may be adjusted to be greater than the areal density of the adhesive layer (NS) in the inner zone (I) (zone 381 in the example of FIG. 1).
  • the area (X) is an area in which the positive electrode layer and the negative electrode layer do not face each other in the secondary battery, and is a part that contributes to the prevention of short circuit in the secondary battery but does not contribute much to the performance development of the secondary battery.
  • the surface density of the adhesive layer (NS) in the area (X) to be relatively high and the surface density of the adhesive layer (NS) in the area (I) to be relatively low, peeling between layers is prevented. can do.
  • the surface density of the adhesive layer (NS) in the areas (X) and (I) is such a relationship, the permeation of the electrolytic solution in the portion where the positive electrode layer and the negative electrode layer of the secondary battery face each other. Is easier, and the performance of the secondary battery can be further improved.
  • the present invention is not limited to this, and the area where the basis weight of the adhesive layer (pNS) is large and the area where the surface density of the adhesive layer (NS) is high are the areas where the negative electrode layer protrudes to the outer peripheral side from the positive electrode layer (X). It does not have to coincide with, for example, it may be a region narrower than this, or it may be a region wider than this.
  • step (3) After obtaining a plurality of laminated units (U) by the step (2), they are deposited in an aligned state to form a deposit (step (3)).
  • the alignment of the laminated units (U) can be performed with reference to the side portion having the protruding portion.
  • the stacking unit (U) 100 is deposited in the tray 490.
  • the tray 490 includes a side plate 491 on the right side in the drawing, a side plate 492 on the back side, and a bottom plate 493.
  • the tray 490 is in a state where its side plate is tilted from the vertical direction. Specifically, it is used in a state where the side plate 491 is tilted to the right side and the side plate 492 is tilted to the back side.
  • the stacking unit (U) 100 prepared in the step (2) is conveyed by the conveyor 434, is discharged from the end of the conveyor 434, and is charged into the tray 490.
  • the loaded laminated unit (U) 100 is mounted on the bottom plate 493 or another laminated unit (U) 100 already mounted on the bottom plate 493, and the right side portion in the drawing thereof is mounted. It is deposited in the tray 490 in a state where it abuts on the side plate 491 and the back side portion abuts on the side plate 492. By abutting the side portions in the two orthogonal directions in this way, the plurality of laminated units (U) are aligned and deposited in a state where the positions on the plane are aligned with respect to the side portions. Will be done.
  • the stacking unit (U) 100 When the stacking unit (U) 100 is ejected from the end of the conveyor 434, the stacking unit (U) 100 is charged into the tray 490 because the momentum is applied so as to achieve contact with the side plates 491 and 492. At that time, an impact is applied to the side portion of the laminated unit (U) 100. In general, when such an impact is applied, defects such as bending and breakage of the ends of the negative electrode layer and the separator layer constituting the laminated unit may occur. Especially when the laminated unit is continuously manufactured at high speed, the momentum applied at the time of throwing out is large, so the impact applied to the side of the laminated unit at the time of contact is also particularly large, and a problem may occur. Will increase further.
  • the laminated unit (U) since the laminated unit (U) has a specific protruding portion, such an impact can be reduced by the protruding portion. Specifically, by setting the mode of preparation and deposition of the laminated unit (U) so that the side portion that comes into contact with the side plate at the time of charging is the side portion having the protruding portion, the impact is effectively reduced. It becomes possible to do.
  • one of a side portion having an area (X) 397 which is a side portion located on the downstream side (that is, the right side in the figure) of the transport route shown in FIG. 7, and a side portion orthogonal to the area (X) 397.
  • a protrusion may be provided on the side having the area (X) 398 (see FIG. 1).
  • the maximum thickness o of the protruding portion in the secondary battery is set. It is preferably thinner than the upper limit shown in the formula (i). Specifically, it is preferable that o at the time before charging is u / 2 or less.
  • the side portion having the electrode terminal is a side portion other than the side portion having the protruding portion abutting on the tray from the viewpoint of preventing damage to the electrode terminal.
  • the side portion having the electrode terminal is a side portion other than the side portion having the protruding portion abutting on the tray from the viewpoint of preventing damage to the electrode terminal.
  • step (4) By adhering the laminated units (U) in the obtained sediment to each other, a layered structure in which a plurality of laminated units (U) are bonded together can be obtained (step (4)).
  • Such adhesion can be performed by subjecting the deposits stored in the tray to a treatment such as heating, pressurization, or a combination thereof, while maintaining the relative positional relationship between the plurality of laminated units (U).
  • the bonding conditions can be appropriately adjusted according to the properties of the bonding layer (adhesive layer 310PS in the examples of FIGS. 1 to 7) existing on the surface where the plurality of laminated units (U) are in contact with each other.
  • a secondary battery can be manufactured using the layered structure obtained in step (4). Specifically, the layered structure is stored inside by going through steps such as connecting the terminals of each layer of the layered structure, storing the layered structure in the battery housing, injecting the electrolytic solution, and sealing the housing. You can get a secondary battery.
  • the pressurization of the stacking unit (pU) 101 was performed by the pressurizing device 430 equipped with the roller 431, but the mode of pressurization is this.
  • the device is not limited, and other devices may be used.
  • a pressurizing device instead of the roller 431, a pressurizing device provided with a flat pressurizing plate 531 may be used.
  • the shape of the pressure plate 531 may be any shape suitable for the step (2).
  • the portion corresponding to the side portion 397 has a thick shape, and higher pressurization may be achieved at the side portion.
  • the pressurizing plate 531 is shown by the broken line in FIG. It may have a flat shape.
  • a laminating unit (pU) is placed on a support plate 533 having appropriate strength to suppress bending of the laminating unit (pU). Can be pressurized with.
  • the stacking unit (U) is deposited by a tray provided with two side plates 491 and 492 and abutting on two of the four sides of the substantially rectangular stacking unit (U).
  • the mode of deposition of the laminated unit (U) is not limited to this, and other devices may be used.
  • the stacking unit (U) may be deposited using a tray or a magazine having side plates that abut on three or four of the four sides of the stacking unit (U).
  • the electrode layer (negative electrode layer or positive electrode layer) may be a composite layer including a current collector layer and an electrode mixture layer (positive electrode mixture layer or negative electrode mixture layer) provided on one or both sides thereof.
  • the electrode layer may also be a thin film of metal that can function as the electrode layer.
  • the electrode layer may also include a porous membrane layer in addition to the above layer.
  • the electrode layer has a current collector, an electrode mixture layer, and a porous membrane layer
  • a known material can be appropriately selected as the material constituting them.
  • those described in JP2013-145763A can be used.
  • the separator layer may be a porous resin film, or a composite layer including the resin film and a porous film layer provided on one side or both sides thereof.
  • a known material that can be used in the field of the secondary battery can be appropriately selected. Examples of such materials include those described in JP2012-204303A and 2013-145763A.
  • an adhesive that does not hinder the battery reaction when provided between the negative electrode layer and the positive electrode layer can be appropriately selected.
  • materials known in the field of secondary batteries can be appropriately selected.
  • the adhesive can be a material containing one or more polymers.
  • polymers include those described in Patent Documents 1 and 2. More specific examples include fluoropolymers such as polyvinylidene fluoride and polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVdF-HFP) copolymers; styrene-butadiene copolymers (SBR) and acrylonitrile-butadiene copolymers.
  • Conjugate diene polymer such as coalesced (NBR); hydride of conjugated diene polymer; polymer containing (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit (acrylic polymer); polyvinyl alcohol (PVA) and the like Polyvinyl alcohol-based polymer; and the like.
  • (meth) acrylic acid means acrylic acid and / or methacrylic acid.
  • the adhesive may be particles of a material containing a polymer, may be non-particulate, or may be a combination thereof.
  • the particles may be particles having a single phase structure formed from a single polymer, or two or more polymers different from each other may be physically or chemically. It may be a particle having a heterogeneous structure formed by bonding.
  • the heterogeneous structure a core-shell structure formed of spherical particles whose central portion (core portion) and outer shell portion (shell portion) are different from each other; two or more polymers.
  • the "core-shell structure” includes a structure in which the shell portion completely covers the outer surface of the core portion and a structure in which the shell portion partially covers the outer surface of the core portion.
  • the shell portion is the core.
  • the shell part partially covers the outer surface of the part.
  • the adhesive can be supplied to the bonded surface in any state such as a solid state, a molten state, a state dissolved in a solvent, or a state dispersed in a solvent. Above all, the adhesive is preferably supplied in a state of being dissolved in a solvent or in a state of being dispersed in a solvent, and more preferably in a state of being dispersed in a solvent.
  • the adhesive composition When the adhesive is supplied to the bonded surface in a state of being dissolved in a solvent or dispersed in a solvent, that is, when an adhesive composition containing an adhesive material and a solvent is supplied to the bonded surface, the adhesive composition.
  • the solvent of the substance is not particularly limited, and for example, water, an organic solvent, or a mixture thereof can be used.
  • the organic solvent is not particularly limited, and cyclic aliphatic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; ketones such as ethylmethylketone and cyclohexanone; ethyl acetate.
  • Esters such as butyl acetate, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -caprolactone; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; ethers such as tetrahydrofuran and ethylene glycol diethyl ether: methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol and ethylene glycol monomethyl ether.
  • Alcohols such as; From the viewpoint of production efficiency, water and alcohol are preferable as the solvent, and water is more preferable.
  • the adhesive in the state of such a solution or a dispersion liquid can be particularly preferably applied to coating by an inkjet coating method.

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Abstract

積層ユニット(U)を、複数枚備えるリチウムイオン二次電池であって、前記積層ユニット(U)は、正極層、セパレーター層、及び負極層、並びに前記負極層と前記セパレーター層との間に介在しこれらを貼合する接着層(NS)を備え、複数の辺部を有するユニットであり、前記接着層(NS)は、前記辺部の1以上において、前記負極層の外周側に突出した突出部を有する、リチウムイオン二次電池;並びに当該リチウムイオン二次電池の製造方法。

Description

リチウムイオン二次電池及びその製造方法
 本発明は、リチウムイオン二次電池及びその製造方法に関する。
 一般的なリチウムイオン二次電池は、筐体、筐体内に充填された電解液、及び筐体内に設けられた層状構造物を有する。一般的には、かかる層状構造物には、正極層、及び負極層、並びにこれらの間に設けられたセパレーター層が含まれる。セパレーター層は、正極層及び負極層が電池内で直接接することを回避しうる態様で設けられる。また、電池の性能の向上のため、正極層及び負極層のそれぞれは、一つの電池内において複数枚設けられることが多い。そのような電池における層状構造物は、一般的には、正極層、第一のセパレーター層、負極層、及び第二のセパレーター層をこの順に備える、概略矩形の形状を有する積層ユニットを調製し、これを複数枚重ねることにより製造される。
 かかる積層ユニット内の各層の間、及び積層ユニットの間に、接着層を設け、これらを接着し、電池筐体内部に設けることにより、これらの製造を容易にし、且つ電池内部におけるこれらの層間のずれを抑制することが知られている(特許文献1及び2)。セパレーター層及び接着層として、電解液が含浸しうる性質を有するものを採用することにより、正極層及び負極層の間に、電解液を介した電気化学的な系が構成され、これらが電池として機能しうる。
 積層ユニットは、製造効率を高めるため、長尺の負極及びセパレーターを用いた連続的な製造方法により製造することが知られている。
 連続的に製造された複数枚の積層ユニットは、これをさらに積層する積層装置によりさらに処理され、層状構造物とされる。具体的には、複数の積層ユニットを、積層機のマガジン又はトレーにおいて堆積させ、堆積物に加熱、加圧又はこれらの組み合わせ等の処理を行うことにより、層状構造物を形成しうる。
国際公開第2020/054801号 国際公開第2020/067208号
 複数枚の積層ユニットを堆積させる際には、積層ユニットをずれなく重ねるよう位置決めすることが求められる。そのため、積層ユニットの堆積に際しては、矩形の積層ユニットの1つの辺又は2つの辺を、トレー等に当接させ、それにより積層ユニットの位置決めが行われる。その際に、積層ユニットを構成する負極層及びセパレーター層等の端部の折れ曲がり、破損等の不具合が発生しうる。このような不具合は、積層ユニットを高速で連続的に製造する場合特に多く発生しうる。
 従って、本発明の目的は、不具合の発生を伴わずに効率的に製造できるリチウムイオン二次電池、及び不具合の発生を伴わずに効率的にリチウムイオン二次電池を製造できる製造方法を提供することにある。
 本発明者は、上記課題を解決すべく検討を行った。その結果、積層ユニットの各層の間に設ける接着層の、積層ユニットの辺における形状を特定のものとすることにより、前記課題を解決することができることを着想し、本発明を完成した。
 すなわち、本発明は、以下の通りである。
 〔1〕 積層ユニット(U)を、複数枚備えるリチウムイオン二次電池であって、
 前記積層ユニット(U)は、正極層、セパレーター層、及び負極層、並びに前記負極層と前記セパレーター層との間に介在しこれらを貼合する接着層(NS)を備え、複数の辺部を有するユニットであり、
 前記接着層(NS)は、前記辺部の1以上において、前記負極層の外周側に突出した突出部を有する、リチウムイオン二次電池。
 〔2〕 前記突出部を有する前記辺部において、
 前記負極層が、前記正極層よりも外周側に延長しており、
 前記セパレーター層は、その辺が前記負極層の辺と整列しているか、又は前記負極層よりも外周側に延長している、〔1〕に記載のリチウムイオン二次電池。
 〔3〕 前記積層ユニット(U)が、下記式(i):
 r/2<o≦u  式(i)
 (式中、oは、前記突出部の最大厚みであり、
 rは、前記負極層厚みであり、
 uは、前記積層ユニット(U)の厚みである)
 を満たす、〔1〕又は〔2〕に記載のリチウムイオン二次電池。
 〔4〕 前記辺部の1以上において、前記セパレーター層は、その辺が、前記負極層の辺と整列している、〔1〕~〔3〕のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池。
 〔5〕 前記接着層(NS)が、コアシェル構造を有する樹脂フィラーを含有する、〔1〕~〔4〕のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池。
 〔6〕 前記負極層と前記セパレーター層との貼合面のうち、前記正極層よりも外周側に突出した区域(X)における前記接着層(NS)の面密度が、それより内側の区域(I)における前記接着層(NS)の面密度より大きい、〔1〕~〔5〕のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池。
 〔7〕 前記正極層と前記セパレーター層との間に介在しこれらを貼合する接着層(PS)をさらに備える、〔1〕~〔6〕のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池。
 〔8〕 〔1〕~〔7〕のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
 前記正極層、前記セパレーター層、及び前記負極層、並びに前記負極層と前記セパレーター層との間に介在しこれらを貼合する接着層(pNS)を備え、複数の辺部を有する積層ユニット(pU)を調製する工程(1)、及び
 前記積層ユニット(pU)の前記辺部の1以上を加圧し、接着層(pNS)の一部を前記負極層の外周側に突出させ、突出部を形成し、前記積層ユニット(U)を得る工程(2)を含む製造方法。
 〔9〕 前記工程(1)が、前記接着層(pNS)を、インクジェット塗工方式によりドット状に形成することを含む、〔8〕に記載の製造方法。
 〔10〕 前記積層ユニット(pU)の、前記加圧の対象となる前記辺部において、前記正極層よりも外周側に突出した区域(X)における前記接着層(pNS)の目付量が、それより内側の区域(I)における前記接着層(pNS)の目付量より多い、〔8〕又は〔9〕に記載の製造方法。
 〔11〕 前記工程(1)が、
 長尺状正極層、長尺状セパレーター層、及び長尺状負極層、並びに前記長尺状負極層と前記長尺状セパレーター層との間に介在する接着層(pNS)を備える、長尺状の積層ユニット原反を調製する工程(1-1)、及び
 前記積層ユニット原反を切断し、前記積層ユニット(pU)を得る工程(1-2)
 を含む、〔8〕~〔10〕のいずれか1項に記載の製造方法。
 〔12〕 複数の前記積層ユニット(U)を、前記突出部を有する前記辺部を基準に整列させた状態で堆積して堆積物とする工程(3)、及び
 前記堆積物における前記積層ユニット(U)を互いに接着させる工程(4)
 をさらに含む、〔8〕~〔11〕のいずれか1項に記載の製造方法。
 本発明によれば、不具合の発生を伴わずに効率的に製造できるリチウムイオン二次電池、及び不具合の発生を伴わずに効率的にリチウムイオン二次電池を製造できる製造方法を提供することができる。
図1は、本発明に用いる積層ユニット(U)の一例を概略的に示す斜視図である。 図2は、図1に示す積層ユニット(U)の分解斜視図である。 図3は、図1に示す積層ユニット(U)の部分縦断面図である。 図4は、本発明に用いる積層ユニット(U)の別の一例を概略的に示す部分縦断面図である。 図5は、本発明に用いる積層ユニット(U)のさらに別の一例を概略的に示す部分縦断面図である。 図6は、本発明に用いる積層ユニット(U)のさらに別の一例を概略的に示す部分縦断面図である。 図7は、本発明の製造方法の一例を概略的に示す側面図である。 図8は、図7の破線R1で囲った領域における長尺状負極層121Nをより具体的に示す斜視図である。 図9は、図7に示した加圧の工程における操作をより具体的に示す側面図である。 図10は、図7に示した加圧の工程における操作の別の一例を具体的に示す側面図である。
 以下、本発明について実施形態及び例示物を示して詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施形態及び例示物に限定されるものではなく、本発明の請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。
 〔1.二次電池:積層ユニット(U)〕
 本発明のリチウムイオン二次電池の構成要素である積層ユニット(U)は、正極層、セパレーター層、及び負極層、並びに負極層とセパレーター層との間に介在しこれらを貼合する接着層(NS)を備える。積層ユニットは、複数の辺部を有し、通常は矩形又はそれに近い形状を有し、より具体的には、矩形の構造に、さらに必要に応じて電極端子等の付帯的構造物を設けた形状を有しうる。積層ユニット(U)は、矩形の構造を有するため、通常4つの辺部を有する。
 図1は、本発明に用いる積層ユニット(U)の一例を概略的に示す斜視図であり、図2は、図1に示す積層ユニット(U)の分解斜視図であり、図3は、図1に示す積層ユニット(U)の部分縦断面図である。図1及び図2においては、図示の便宜のため接着層を省略し、電極層及びセパレーター層の位置関係のみを示している。
 図1~図3において、積層ユニット(U)100は、その積層構造の構成要素として、1層の負極層120N及び1層の正極層140P、並びにセパレーター層110S及び130Sを備える。図1及び図2並びにそれ以降の図面において、積層ユニット(U)100は、別に断らない限り、負極層が下側、正極層が上側となるよう水平に載置した状態で説明する。したがって、積層ユニット(U)100内の厚み方向であって相対的に負極側を単に「下側」、相対的に正極側を「上側」ということがある。セパレーター層130Sは負極層120Nと正極層140Pとの間に介在し、セパレーター層110Sは負極層120Nの下側に位置する。積層ユニット(U)100はさらに、負極層120Nと二次電池外部との導通のための負極端子120T、正極層140Pと二次電池外部との導通のための正極端子140Tを備える。
 図3に示す通り、積層ユニット(U)100は、負極層120Nとセパレーター層110Sとの間に介在しこれらを貼合する接着層(NS)として、接着層320NSを備え、且つ、負極層120Nとセパレーター層130Sとの間に介在しこれらを貼合する接着層(NS)として、接着層330NSを備える。接着層320NSは、セパレーター層110Sの上側の面110Uと、負極層120Nの下側の面120Dとに接して設けられ、これらを貼合する。接着層330NSは、負極層120Nの上側の面120Uと、セパレーター層130Sの下側の面130Dとに接して設けられ、これらを貼合する。加えて、積層ユニット(U)100は、正極層140Pとセパレーター層130Sとの間に介在しこれらを貼合する接着層(PS)として、接着層340PSを備え、且つセパレーター層110Sよりも下側の接着層(PS)として、接着層310PSを備える。接着層340PSは、セパレーター層130Sの上側の面130Uと、正極層140Pの下側の面140Dとに接して設けられ、これらを貼合する。接着層310PSは、セパレーター層110Sの下側の面110Dに接して設けられる。接着層310PSは、積層ユニット(U)を複数個堆積させた際に、直下の別の積層ユニット(U)の正極層140Pの上側の面140Uとの貼合を達成するための層として設けられる。
 積層ユニット(U)において、負極層は、正極層よりも外周側に延長し、それにより積層ユニット(U)の1以上の辺部において、負極層が正極層よりも外周側に突出した区域(X)が設けられていることが好ましい。また、セパレーター層は、積層ユニット(U)の1以上の辺部において、その辺が負極層の辺と整列しているか、又は負極層よりも外周側に延長していることが好ましい。積層ユニット(U)及び積層ユニット(U)を含む構造物において、ある構造と他の構造とが「整列」しているとは、それらの平面上の位置が揃えられた状態であることをいう。より具体的には、「整列」している関係とは、積層ユニット(U)の主面の法線方向から観察した際に、その位置が一致して観察される位置関係をいう。負極層、正極層及びセパレーター層の辺は、積層ユニット(U)の全ての辺部においてこのような関係を有することがより好ましい。図1~図3の例では、積層ユニット(U)100において、負極層120Nは、正極層140Pよりも外周側に延長し、それにより、積層ユニット(U)の4つの辺部において、負極層が正極層よりも外周側に突出した区域(X)として、区域(X)396、397、398及び399が設けられている。また、積層ユニット(U)の4つの辺部において、セパレーター層110Sの4つの辺及びセパレーター層130Sの4つの辺は、いずれも、負極層120Nの4つの辺と整列している。
 負極層、正極層及びセパレーター層の辺がこのような関係を有することにより、複数の積層ユニット(U)により構成される二次電池において、正極層と負極層との短絡が防止され、その結果二次電池の性能を向上させることができる。セパレーター層の辺が負極層の辺と整列している態様と、セパレーター層が負極層よりも外周側に延長している態様とを対比すると、短絡を防止する観点からは前者の方が好ましいが、効率的な製造の観点からは後者の方が好ましい。総合的には、負極層が正極層よりも外周側に延長し且つセパレーター層の辺が負極層の辺と整列している態様を採用することにより、十分な短絡の防止と、製造の効率化を両立させることができ特に好ましい。
 接着層(NS)は、積層ユニット(U)の複数の辺部の1以上において、負極層の外周側に突出した突出部を有する。積層ユニット(U)が、かかる突出部を有することにより、複数の積層ユニット(U)を互いに接着させる工程を行う際に、積層ユニット(U)を構成する負極層及びセパレーター層等の端部の折れ曲がり、破損等の不具合が効果的に低減され、当該工程をより効率的に行うことができる。その結果、二次電池の効率的な製造が可能となる。
 図3の例では、積層ユニット(U)100は、区域(X)397側において、突出部371を有する。図3及びそれに関連する図4~図6では、図示の簡略化のため、積層ユニット(U)の4つの辺部のうち区域(X)397側の辺部の突出部のみを図示しているが、積層ユニット(U)はこれに限られず、他の辺部にも突出部を有しうる。
 突出部371は、接着層320NSを構成する材料及び接着層330NSを構成する材料が、負極層及びセパレーター層の辺よりも外周側に延長し、連結した形状を有することにより構成される。突出部371は、具体的には、加圧による接着層の押出により形成しうる。その具体的な方法は後述する。
 本発明の二次電池において、積層ユニット(U)の突出部は、下記式(i)を満たすことが好ましい。
 r/2<o≦u  式(i)
 式(i)中、oは、突出部の最大厚みであり、rは、負極層厚みであり、uは、積層ユニット(U)の厚みである。oの値が前記下限を超えることにより、複数の積層ユニット(U)を互いに接着させる工程を行う際に、積層ユニット(U)を構成する負極層及びセパレーター層等の端部の折れ曲がり、破損等の不具合がより効果的に低減され、当該工程をより効率的に行うことができる。oの値が前記上限以下であることにより、二次電池における複数の積層ユニット(U)間の剥離の発生が低減され、二次電池の耐久性を向上させることができる。
 図3の例では、式(i)におけるoは、矢印o1で示される、突出部371の厚みであり、式(i)におけるrは、矢印r1で示される、負極層120Nの厚みであり、式(i)におけるuは、矢印u1で示される、積層ユニット(U)100全体の厚みである。突出部を、接着層の加圧により形成する場合、その形状は、加圧の条件等によりさまざまな形状をとり得る。それらの例を、図4~図6に示す。
 図4において、突出部372及び373は、それぞれ、接着層320NSを構成する材料及び接着層330NSを構成する材料が、負極層及びセパレーター層の辺よりも外周側に延長することにより構成される。図3における突出部371とは異なり、突出部372及び373は、連結せず別個の突出部を構成する。このような、負極の周囲に別個の複数の突出部が形成される場合、式(i)における突出部の最大厚みoとしては、図4に示す矢印o2で示される通り、これら複数の突出部を含んだ厚み範囲の最大値を採る。
 図5において、突出部374は、接着層320NSを構成する材料及び接着層330NSを構成する材料が、負極層及びセパレーター層の辺よりも外周側に延長し、連結した形状を有することにより構成される。図3における突出部371とは異なり、突出部374は、連結しているが複数の突起を有する。このような、複数の突起を有する場合も、式(i)における突出部の最大厚みoとしては、図5に示す矢印o3で示される通り、これら複数の突起を含んだ厚み範囲の最大値を採る。
 図6において、突出部375は、接着層320NSを構成する材料及び接着層330NSを構成する材料が、負極層及びセパレーター層の辺よりも外周側に延長し、連結した形状を有することにより構成される。図3における突出部371とは異なり、突出部375は、突出部の内部に空洞376を有する。このような、内部に空洞を有する場合も、式(i)における突出部の最大厚みoとしては、図6に示す矢印o4で示される通り、当該空洞を含んだ厚み範囲の最大値を採る。
 突出部は、積層ユニット(U)の辺部に沿って延長する形状を有しうる。積層ユニット(U)の位置決めの精度を高める観点から、突出部の断面形状は、延長する全ての部分において同一な形状を有していることが好ましい。但し本発明はそれに限られず、例えば、辺部に沿って延長する突出部の一部が薄く、別の一部が厚いものであってもよい。この場合、突出部の最大厚みoは、最も厚い部分の厚みを採用する。
 また、突出部の突出の長さは、例えば50μm以上、1mm未満の範囲において適宜調整しうる。突出の長さは、負極層の辺及びセパレーター層の辺のうち、外周側に延長している方の辺から、突出部が面方向に外周側に延長している(図3~図6の例では水平方向に右側に延長している)先端までの距離である。突出の長さが、前記下限以上であることにより、良好な衝撃の緩衝を達成することができる。突出の長さが前記上限以下であることにより、相対的に正極層及び負極層等の構成要素の面積を広くとることが可能となり、得られる二次電池の性能を向上させることができる。
 〔2.二次電池:その他の構造〕
 本発明のリチウムイオン二次電池は、上で説明した積層ユニット(U)を複数枚備える。具体的には、積層ユニット(U)を、その突出部を有する辺部を基準に整列させた状態で堆積して堆積物し接着してなる層状構造物を、電池内部の構造物として含みうる。本発明のリチウムイオン二次電池は、さらに任意の構成要素を含みうる。具体的には、層状構造物の各層の電極端子に接続された電池端子、層状構造物及びその他の構成要素を格納する筐体、筐体内部の空間に充填された電解液等の構成要素を含みうる。
 〔3.二次電池の製造方法〕
 本発明のリチウムイオン二次電池は、下記工程(1)及び(2)を含む製造方法により製造しうる。かかる製造方法を、以下において、本発明の製造方法として説明する。
 工程(1):正極層、セパレーター層、及び負極層、並びに負極層とセパレーター層との間に介在しこれらを貼合する接着層(pNS)を備え、複数の辺部を有する積層ユニット(pU)を調製する工程。
 工程(2):積層ユニット(pU)の辺部の1以上を加圧し、接着層(pNS)の一部を負極層の外周側に突出させ、突出部を形成し、積層ユニット(U)を得る工程。
 工程(1)は、好ましくは、下記工程(1-1)及び(1-2)を含む。
 工程(1-1):長尺状正極層、長尺状セパレーター層、及び長尺状負極層、並びに長尺状負極層と長尺状セパレーター層との間に介在する接着層(pNS)を備える、長尺状の積層ユニット原反を調製する工程。
 工程(1-2):積層ユニット原反を切断し、積層ユニット(pU)を得る工程。
 本発明の製造方法は、好ましくは、工程(1)及び(2)に加えて、下記工程(3)及び(4)をさらに含む。
 工程(3):複数の積層ユニット(U)を、突出部を有する辺部を基準に整列させた状態で堆積して堆積物とする工程。
 工程(4):堆積物における積層ユニット(U)を互いに接着させる工程。
 本発明の製造方法の一例を図7を参照して説明する。図7は、本発明の製造方法の一例を概略的に示す側面図である。図7では、上に述べた工程のうちの工程(1)(工程(1-1)及び工程(1-2)を含む)、工程(2)、及び工程(3)の例を示している。
 〔4.工程(1-1)〕
 図7においては、長尺状負極層のロール121Rから、長尺状負極層121Nが巻き出され、矢印A1方向に搬送される。次に、長尺層負極層の上側及び下側の面に、塗工装置411及び412を用いて、接着層を構成する接着剤が塗工される。この塗工により、長尺層負極層の上側及び下側の面に、接着層(pNS)として、接着層331NS及び321NSが形成される。
 塗工装置411及び412及びこの後の工程で使用されるその他の塗工装置としては、インクジェット装置、スプレー装置、ディスペンサー、グラビアコーティング装置、スクリーン印刷装置等の既知の塗工装置を用いうる。特に、接着材を塗工する量及び範囲を容易に調節し得る観点からは、インクジェット式の塗工装置を好ましく用いうる。インクジェット式の塗工装置を用いることにより、接着剤の目付量を所望の値に変化させることができ、その結果、接着剤の目付量が多い区域392と、接着剤の目付量が少ない区域382とを有する接着層を連続的に形成することができる。ここで「目付量」とは、塗工される単位面積当たりの、塗工される材料の質量である。
 図8は、図7の破線R1で囲った領域における長尺状負極層121Nをより具体的に示す斜視図である。図8において、線801は、長尺状負極層121Nが後の工程で切断されることが予定される位置を示す、長尺状負極層121Nの幅方向に平行な方向に延長する線である。図8において示す通り、長尺状負極層121Nの表面には、目付量の少ない区域382と、目付量の多い区域392が設けられ、区域392は、区域827及び829が含まれ、これらは線801に沿って帯状に延長する。長尺状負極層121Nの表面にはさらに、その幅方向端部において、長手方向に沿って延長する帯状の、目付量の多い区域828が設けられる。区域827、828及び829は、製造される矩形の積層ユニット(U)の4つの辺部のうちの3つに対応する。目付量の少ない区域382は、図8では、区域827、828及び829に三方を囲まれる矩形の区域825で示される。
 図示の便宜のため、図7及びその他の図においては、接着層(pNS)及びその他の接着層は、塗工対象の表面の全面に設けられた層状の構造として概略的に示し、その目付量の多少を層状の構造の厚みにより示しているが、接着層は、このような構造を有するものに限られず、様々な形状を採りうる。例えば、接着層は、塗工対象の表面上に設けられたストライプ状、ドット状、格子状等の形状としうる。特に好ましくは、接着層は、塗工対象の表面状に多数設けられたドットの形状としうる。この場合、接着層は、塗工対象の表面上に点在する層となる。接着層(pNS)として、そのようなドット状の接着層を形成することにより、二次電池における注液性が向上する。即ち、正極層及び負極層の表面に、接着層により他の層と貼合される部分と、貼合されない部分とが設けられることになり、その結果、二次電池において、正極層及び負極層の間に電解液が浸透することがより容易となり、二次電池の性能を向上させることができる。接着層(pNS)をドット状に形成する場合、その目付量は、各々のドットの大きさ及びドットの密度により調整しうる。例えば、上で述べた目付量の少ない区域382においてドットの密度を疎な状態とし、目付量の多い区域392においてドットの密度を密な状態とするよう、接着層(pNS)を形成することにより、所望の目付量の少ない区域と目付量の多い区域を形成することができる。このようなドット状の接着層は、接着層の形状の制御の容易さの観点から、インクジェット塗工方式により形成することが特に好ましい。
 長尺状負極層121N及びその他の層の積層物は、さらに搬送され、その上側の面及び下側の面に、長尺状セパレーター層が貼合される。即ち、セパレーター層のロール111Rから繰り出される長尺状セパレーター層111Sが、下側の接着層321NSの下側の面に貼合され、一方セパレーター層のロール131Rから繰り出される長尺状セパレーター層131Sが、上側の接着層331NSの上側の面に貼合される。かかる貼合は、これらを、一対のニップロール119及び139により加圧することで行われる。
加圧の圧力を適切に調整することにより、目付量の多い区域及び目付量の少ない区域における接着剤量の差が存在する状態が維持されたまま、貼合が達成される。
 長尺状の積層物は、さらに搬送され、その上側の面に、塗工装置413を用いて、接着層を構成する接着剤が塗工される。この塗工により、長尺状セパレーター層131Sの上側の面に、接着層340PSが形成される。接着層340PSの上側の面には、さらに、予め枚葉状に成型された正極層140Pが貼合される。正極層140Pは、隣り合う線801(図8)の間の領域に位置するよう貼合される。一方、積層物の下側の面には、塗工装置414を用いて接着層311PSが形成される。接着層311PSを構成する材料としては、塗工後の層が形成された状態では接着の機能を発現せず、層に対する加圧、加熱又はこれらの両方の処理を施すことにより接着の機能を発現する材料を採用しうる。かかる材料を採用することにより、この後のコンベヤ434による搬送を容易なものとしうる。これらの工程により、長尺状の積層ユニット原反の調製(工程(1-1))が達成される。
 工程(1-1)内でのいずれかの段階において、負極端子及び正極端子の付与等の任意の工程を行いうる。負極端子の付与は、例えば、接着層331NS及び321NSの形成に先立って行いうる。正極端子の付与は、例えば、正極層140Pの貼合に先立って行いうる。負極端子及び正極端子を付与する具体的な方法の例としては、端子として機能しうる任意の部材を負極層及び正極層に取り付ける方法、負極層及び正極層の辺部を所望の形状に切り出す方法等が挙げられる。
 〔5.工程(1-2)〕
 続いて、長尺状の積層ユニット原反を、図8に示した線801に沿って、カッター420で切断する。これにより、積層ユニット(pU)101の調製(工程(1-2))が達成される。
 〔6.工程(2)〕
 得られた積層ユニット(pU)101は、コンベヤ434により搬送され、加圧装置430による加圧に供される。図9は、図7に示した加圧の工程における操作をより具体的に示す側面図である。図9では、積層ユニット(pU)の一の辺部への加圧の状態のみを図示しているが、本発明はこれに限られず、必要に応じて他の辺部にも加圧を行いうる。
 図9において示す通り、積層ユニット(pU)101は、長尺状の積層物の切断により形成された、接着層310PS、セパレーター層110S、負極層120N、セパレーター層130S、接着層340PS、及び正極層140Pをこの順に含み、且つセパレーター層110Sと負極層120Nとの間の、未加圧の接着層321NS、及び負極層120Nとセパレーター層130Sとの間の、未加圧の接着層331NSとを含む。
 コンベヤ434により搬送される積層ユニット(pU)101に、加圧装置430のローラー431を、所望の圧力で圧接することにより、加圧の工程を達成しうる。加圧に際しては、コンベヤ434の下側に設けた支持ロール433で積層ユニット(pU)101を支持することにより、有効な加圧を達成しうる。また、付加する圧力の制御が可能なシリンダ432を適宜操作することにより、ローラー431から積層ユニット(pU)101に付加する圧力を所望の圧力としうる。ローラー431は、幅方向に整列する複数のローラーとしうる。また、それらに圧力を付加するシリンダ432は、複数のローラーのそれぞれに独立に対応して設けうる。そのような構成を採用することにより、所望の区域のみに加圧を行うことができる。例えば、図8で示した区域828に相当する区域には連続して加圧を行い、一方区域827及び829に相当する区域にはこれらがローラーの直下に来たときのみ加圧を行い、その結果区域827~829に対応する区域のみにおいて加圧を行うことができる。
 適切な加圧の条件は、使用される接着剤の材質等に応じて異なるが、例えば図9に示すローラーによる加圧の場合、圧力は1kN/m~30kN/mの範囲としうる。また加圧に際して、接着層を含む積層ユニット(pU)を加熱することにより、接着層の容易な変形を達成しうる。加熱の条件は、例えば常温~150℃の範囲としうる。
 かかる加圧を行うことにより、区域(X)397内の接着層321NS及び331NSが変形し、その厚みが減少し、同時に、負極層の外周に、接着剤が漏出する。かかる漏出の程度を適切な程度とすることにより、図3に示す突出部371、及び図4~図6に示すその他の突出部により例示される形状を有する突出部が形成される。漏出の程度の調節は、接着層(pNS)の形成の工程における、区域(X)における目付量の調節、及び加圧の工程における圧力の調節により行いうる。突出部の形成の結果、突出部を有する積層ユニット(U)の調製(工程(2))が達成される。
 加圧の工程を行い、接着剤が漏出することにより、加圧対象の区域の接着層(NS)の面密度(単位面積当たりの、層を構成する材料の質量)は小さくなる。したがって、目付量を多くした区域における加圧後の面密度と、目付量を少なくした区域における加圧後の面密度との差は、加圧前に比べて小さくなる。しかしながら、加圧後のこれらの区域における面密度は、同一である必要は無く、二次電池の性能発現の観点から、異なった面密度としてもよい。例えば、負極層とセパレーター層との貼合面のうち、正極層よりも外周側に突出した区域(X)(図1の例では区域396~399)における接着層(NS)の面密度が、それより内側の区域(I)(図1の例では区域381)における前記接着層(NS)の面密度より大きくなるよう、これらの面密度を調整しうる。区域(X)は、二次電池において正極層と負極層が相対しない区域であり、二次電池における短絡防止に寄与する一方、二次電池の性能発現にはあまり寄与しない部分である。したがって、区域(X)における接着層(NS)の面密度が相対的に高く、区域(I)における接着層(NS)の面密度が相対的に低い状態とすることにより、層間の剥離を防止することができる。加えて、区域(X)及び(I)の接着層(NS)の面密度をこのような関係とした場合、二次電池の正極層と負極層とが相対している部分における電解液の浸透がより容易となり、二次電池の性能をさらに高めることができる。但し本発明はこれに限られず、接着層(pNS)の目付量が多い区域及び接着層(NS)の面密度が高い区域は、負極層が正極層よりも外周側に突出した区域(X)と一致していなくてもよく、例えばこれより幅が狭い領域であってもよく、これより幅が広い領域であってもよい。
 〔7.工程(3)〕
 工程(2)により、複数の積層ユニット(U)を得た後、これらを整列させた状態で堆積して堆積物とする(工程(3))。積層ユニット(U)の整列は、突出部を有する辺部を基準にして行いうる。
 図7の例では、積層ユニット(U)100を、トレー490内に堆積させている。トレー490は、図面中右側の側板491、奥側の側板492、及び底板493を備える。使用に際して、トレー490は、その側板が垂直方向から傾いた状態とされる。具体的には、側板491が右側に傾き、側板492が奥側に傾いた状態で使用される。工程(2)において調製された積層ユニット(U)100は、コンベヤ434で搬送され、コンベヤ434の終端から投出され、トレー490内に投入される。投入された積層ユニット(U)100は、底板493の上か、又はその上に既に載置された別の積層ユニット(U)100の上に載置され、且つその図面中右側の辺部が側板491に当接し、奥側の辺部が側板492に当接する状態で、トレー490内に堆積する。このように直交する2方向の辺部が側板に当接することにより、複数の積層ユニット(U)は、それらの辺部を基準にして、平面上の位置が揃えられた状態で整列して堆積される。
 コンベヤ434の終端からの積層ユニット(U)100の投出に際し、積層ユニット(U)100には、側板491及び492への当接が達成されるよう勢いが付けられるため、トレー490へ投入される際に、積層ユニット(U)100の辺部には衝撃が加わる。一般的には、そのような衝撃が加わった際に、積層ユニットを構成する負極層及びセパレーター層等の端部の折れ曲がり、破損等の不具合が発生しうる。積層ユニットを高速で連続的に製造する場合は特に、投出に際して付される勢いは大きな勢いとなるため、当接に際して積層ユニットの辺部に加わる衝撃も特に大きくなり、不具合が発生する可能性がさらに高まる。
 ここで、本発明の製造方法では、積層ユニット(U)が、特定の突出部を有するため、かかる衝撃を、突出部により低減することができる。具体的には、投入に際して側板に当接する辺部を、突出部を有する辺部とするよう、積層ユニット(U)の調製及び堆積の態様を設定することにより、かかる衝撃を、効果的に低減することが可能となる。
 具体的には、図7に示す搬送経路の搬送方向の下流側(即ち図中右側)に位置する辺部である、区域(X)397を有する辺部、及びそれに直交する辺部の一つである、区域(X)398(図1参照)を有する辺部に、突出部を設けうる。かかる突出部を設けることにより、これらの辺部がトレー490の側板491及び492に当接する際の衝撃を効果的に抑制することができる。
 積層ユニット(U)がトレーに当接する際には、その衝撃で、突出部が変形しうる。一般的には、突出部の厚みは、トレーに当接することにより厚くなる傾向がある。そのため、二次電池において突出部の最大厚みoが前記式(i)を満たす状態とするためには、トレーに投入する前の時点での積層ユニット(U)における突出部の最大厚みoが、前記式(i)に示す上限よりも薄いことが好ましい。具体的には、投入前の時点でのoは、u/2以下であることが好ましい。
 積層ユニット(U)が電極端子を有する場合、電極端子の損傷を防ぐ観点から、電極端子を有する辺部はトレーに当接する突出部を有する辺部以外の辺部であることが好ましい。図7の例では、例えば図中手前側の辺部に電極端子を設けることが好ましい。
 〔8.工程(4)及びその後の工程〕
 得られた堆積物における積層ユニット(U)を、互いに接着させることにより、積層ユニット(U)が複数貼合してなる層状構造物が得られる(工程(4))。かかる接着は、複数の積層ユニット(U)間の相対的な位置関係を維持したまま、トレーに格納された堆積物に、加熱、加圧又はこれらの組み合わせ等の処理を行うことにより行いうる。接着の条件は、複数の積層ユニット(U)が接する面に存在する接着層(図1~図7の例では、接着層310PS)の性質に応じた条件に適宜調整しうる。
 工程(4)により得られた層状構造物を用いて、二次電池を製造することができる。具体的には、層状構造物の各層の端子の接続、層状構造物の電池筐体への格納、電解液の注入、筐体の封止といった工程を経ることにより、層状構造物を内部に格納した二次電池を得ることができる。
 〔9.変形例〕
 本発明の二次電池及びその製造方法は、上に述べた具体例に限られず、例えば上に述べた具体例に種々の変形を施したものとしうる。
 例えば、図7及び図9に示す例では、工程(2)において、積層ユニット(pU)101の加圧は、ローラー431を備えた加圧装置430により行ったが、加圧の態様はこれに限定されず、他の装置を用いたものであってもよい。例えば、図10に示す通り、ローラー431に代えて、平坦な加圧板531を備えた加圧装置を用いてもよい。加圧板531の形状は、工程(2)に適した任意の形状としうる。例えば、図10の実線で示す通り、辺部397に対応した部分において厚みが厚い形状を有し、当該辺部においてより高い加圧を達成するものとしうる。但し実際の製品では接着層340PS及び正極層140Pの厚みは、加圧に際して無視しうる程度に薄いものである場合が多いので、そのような場合は、加圧板531は、図10の破線で示す平坦な形状を有するものであってもよい。加圧板531のような加圧板にて加圧を行う際には、適当な強度を有する支持板533の上に積層ユニット(pU)を載置し、積層ユニット(pU)の撓みを抑制した状態で加圧を行いうる。
 図7に示す例では、積層ユニット(U)の堆積を、2つの側板491及び492を備え、概略矩形の積層ユニット(U)の4つの辺部のうちの2つに当接するトレーにより行っていたが、積層ユニット(U)の堆積の態様はこれに限定されず、他の装置を用いたものであってもよい。例えば、積層ユニット(U)の4つの辺部のうちの3つ又は4つに当接する側板を有するトレー又はマガジンを用いて、積層ユニット(U)の堆積を行ってもよい。
 〔10.材料の説明〕
 本発明のリチウムイオン二次電池における、積層ユニット(U)を構成する材料について、以下において説明する。
 〔10.1.電極層(負極層及び正極層)の材料〕
 電極層(負極層又は正極層)は、集電体層及びその片面又は両面に設けられた電極合材層(正極合材層又は負極合材層)を含む複合層としうる。電極層はまた、電極層として機能しうる金属の薄膜であってもよい。電極層はまた、前記の層に加えて、多孔膜層を含むものであってもよい。
 電極層が集電体、電極合材層及び多孔膜層を有する場合、それらを構成する材料としては、既知の材料を適宜選択しうる。例えば、特開2013-145763号公報に記載のものを使用しうる。
 〔10.2.セパレーター層の材料〕
 セパレーター層は、多孔質の樹脂フィルム、また当該樹脂フィルム及びその片面又は両面に設けられた多孔膜層を含む複合層としうる。これらを構成する材料としては、二次電池の分野において使用されうる既知の材料を適宜選択しうる。そのような材料の例としては、特開2012-204303号公報、及び2013-145763号公報に記載のものが挙げられる。
 〔10.3.接着剤〕
 接着層を構成する接着剤としては、負極層及び正極層の間に設けた場合の電池反応の阻害が少ないものを適宜選択しうる。具体的には、二次電池の分野において既知の材料を適宜選択しうる。
 一般的には、接着剤は、1種類又は複数種類の重合体を含む材料としうる。かかる重合体の例としては、特許文献1及び2に記載されるものが挙げられる。より具体的な例としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン(PVdF-HFP)共重合体等のフッ素系重合体;スチレン-ブタジエン共重合体(SBR)、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体(NBR)等の共役ジエン系重合体;共役ジエン系重合体の水素化物;(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含む重合体(アクリル系重合体);ポリビニルアルコール(PVA)等のポリビニルアルコール系重合体;などが挙げられる。
 本願において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を意味する。
 接着剤は、重合体を含む材料の粒子であってもよく、非粒子状のものであってもよく、これらの組み合わせであってもよい。接着剤がかかる粒子を含む場合、当該粒子は、単一の重合体から形成された単一相構造の粒子であってもよいし、互いに異なる2つ以上の重合体が物理的又は化学的に結合して形成された異相構造の粒子であってもよい。ここで、異相構造の具体例としては、球状の粒子であって中心部(コア部)と外殻部(シェル部)とが異なる重合体から形成されているコアシェル構造;2つ以上の重合体が並置された構造であるサイドバイサイド構造;などが挙げられる。なお、本願において、「コアシェル構造」には、コア部の外表面をシェル部が完全に覆う構造の他、コア部の外表面をシェル部が部分的に覆う構造も含まれる。本願では、外観上、コア部の外表面がシェル部によって完全に覆われているように見える場合であっても、シェル部の内外を連通する孔が形成されていれば、そのシェル部はコア部の外表面を部分的に覆うシェル部とする。かかるコアシェル構造を有する接着剤粒子の具体例としては、特許文献2に記載のものが挙げられる。
 接着材は、固体状態、溶融状態、溶媒に溶解させた状態又は溶媒に分散させた状態などの任意の状態で貼り合わせ面へと供給することができる。中でも、接着材は、溶媒に溶解させた状態又は溶媒に分散させた状態で供給することが好ましく、溶媒に分散させた状態で供給することがより好ましい。
 接着剤を溶媒に溶解させた状態又は溶媒に分散させた状態で貼り合わせ面に供給する場合、即ち、接着材料と溶媒とを含む接着用組成物を貼り合わせ面に供給する場合、接着用組成物の溶媒としては、特に限定されることなく、例えば、水、有機溶媒及びそれらの混合物を用いることができる。なお、有機溶媒としては、特に限定されることなく、シクロペンタン、シクロヘキサン等の環状脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;エチルメチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン等のエステル類;アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類;テトラヒドロフラン、エチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル類:メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類;などが挙げられる。製造効率の観点からは、溶媒としては、水及びアルコールが好ましく、水がより好ましい。
 このような溶液又は分散液の状態の接着剤は、インクジェット塗工方式による塗工に、特に好適に適用することができる。
100:積層ユニット(U)
101:積層ユニット(pU)
110D:セパレーター層110Sの下側の面
110S:セパレーター層
110U:セパレーター層110Sの上側の面
111R:セパレーター層のロール
111S:長尺状セパレーター層
119:ニップロール
120D:負極層120Nの下側の面
120N:負極層
120T:負極端子
120U:負極層120Nの上側の面
121N:長尺状負極層
121R:長尺状負極層のロール
130D:セパレーター層130Sの下側の面
130S:セパレーター層
130U:セパレーター層130Sの上側の面
131R:セパレーター層のロール
131S:長尺状セパレーター層
139:ニップロール
140D:正極層140Pの下側の面
140P:正極層
140T:正極端子
140U:正極層140Pの上側の面
310PS:接着層
311PS:接着層
320NS:接着層
321NS:接着層
330NS:接着層
331NS:接着層
340PS:接着層
371:突出部
372:突出部
373:突出部
374:突出部
375:突出部
382:接着剤の目付量が少ない区域
392:接着剤の目付量が多い区域
396:負極層が正極層よりも外周側に突出した区域(X)
397:負極層が正極層よりも外周側に突出した区域(X)
398:負極層が正極層よりも外周側に突出した区域(X)
399:負極層が正極層よりも外周側に突出した区域(X)
411:塗工装置
412:塗工装置
413:塗工装置
414:塗工装置
420:カッター
430:加圧装置
431:ローラー
432:シリンダ
433:支持ロール
434:コンベヤ
490:トレー
491:側板
492:側板
493:底板
531:加圧板
533:支持板
801:線
825:目付量の少ない区域
827:目付量の多い区域
828:目付量の多い区域
829:目付量の多い区域
o1:突出部371の最大厚み
o2:突出部372及び373の最大厚み
o3:突出部374の最大厚み
o4:突出部375の最大厚み
r1:負極層120Nの厚み
u1:積層ユニット(U)100全体の厚み

Claims (12)

  1.  積層ユニット(U)を、複数枚備えるリチウムイオン二次電池であって、
     前記積層ユニット(U)は、正極層、セパレーター層、及び負極層、並びに前記負極層と前記セパレーター層との間に介在しこれらを貼合する接着層(NS)を備え、複数の辺部を有するユニットであり、
     前記接着層(NS)は、前記辺部の1以上において、前記負極層の外周側に突出した突出部を有する、リチウムイオン二次電池。
  2.  前記突出部を有する前記辺部において、
     前記負極層が、前記正極層よりも外周側に延長しており、
     前記セパレーター層は、その辺が前記負極層の辺と整列しているか、又は前記負極層よりも外周側に延長している、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。
  3.  前記積層ユニット(U)が、下記式(i):
     r/2<o≦u  式(i)
     (式中、oは、前記突出部の最大厚みであり、
     rは、前記負極層厚みであり、
     uは、前記積層ユニット(U)の厚みである)
     を満たす、請求項1又は2に記載のリチウムイオン二次電池。
  4.  前記辺部の1以上において、前記セパレーター層は、その辺が、前記負極層の辺と整列している、請求項1~3のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池。
  5.  前記接着層(NS)が、コアシェル構造を有する樹脂フィラーを含有する、請求項1~4のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池。
  6.  前記負極層と前記セパレーター層との貼合面のうち、前記正極層よりも外周側に突出した区域(X)における前記接着層(NS)の面密度が、それより内側の区域(I)における前記接着層(NS)の面密度より大きい、請求項1~5のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池。
  7.  前記正極層と前記セパレーター層との間に介在しこれらを貼合する接着層(PS)をさらに備える、請求項1~6のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
     前記正極層、前記セパレーター層、及び前記負極層、並びに前記負極層と前記セパレーター層との間に介在しこれらを貼合する接着層(pNS)を備え、複数の辺部を有する積層ユニット(pU)を調製する工程(1)、及び
     前記積層ユニット(pU)の前記辺部の1以上を加圧し、接着層(pNS)の一部を前記負極層の外周側に突出させ、突出部を形成し、前記積層ユニット(U)を得る工程(2)を含む製造方法。
  9.  前記工程(1)が、前記接着層(pNS)を、インクジェット塗工方式によりドット状に形成することを含む、請求項8に記載の製造方法。
  10.  前記積層ユニット(pU)の、前記加圧の対象となる前記辺部において、前記正極層よりも外周側に突出した区域(X)における前記接着層(pNS)の目付量が、それより内側の区域(I)における前記接着層(pNS)の目付量より多い、請求項8又は9に記載の製造方法。
  11.  前記工程(1)が、
     長尺状正極層、長尺状セパレーター層、及び長尺状負極層、並びに前記長尺状負極層と前記長尺状セパレーター層との間に介在する接着層(pNS)を備える、長尺状の積層ユニット原反を調製する工程(1-1)、及び
     前記積層ユニット原反を切断し、前記積層ユニット(pU)を得る工程(1-2)
     を含む、請求項8~10のいずれか1項に記載の製造方法。
  12.  複数の前記積層ユニット(U)を、前記突出部を有する前記辺部を基準に整列させた状態で堆積して堆積物とする工程(3)、及び
     前記堆積物における前記積層ユニット(U)を互いに接着させる工程(4)
     をさらに含む、請求項8~11のいずれか1項に記載の製造方法。
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