WO2022265102A1 - 製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、電池、移動体、及び飛行体 - Google Patents

製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、電池、移動体、及び飛行体 Download PDF

Info

Publication number
WO2022265102A1
WO2022265102A1 PCT/JP2022/024354 JP2022024354W WO2022265102A1 WO 2022265102 A1 WO2022265102 A1 WO 2022265102A1 JP 2022024354 W JP2022024354 W JP 2022024354W WO 2022265102 A1 WO2022265102 A1 WO 2022265102A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resin layer
current collector
tab
metal layer
resin
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/024354
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴也 齊藤
良基 高柳
絢太郎 宮川
Original Assignee
ソフトバンク株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソフトバンク株式会社 filed Critical ソフトバンク株式会社
Priority to CN202280035433.3A priority Critical patent/CN117321849A/zh
Priority to EP22825090.8A priority patent/EP4358280A1/en
Publication of WO2022265102A1 publication Critical patent/WO2022265102A1/ja
Priority to US18/540,870 priority patent/US20240128465A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/665Composites
    • H01M4/667Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/562Terminals characterised by the material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to manufacturing methods, programs, manufacturing systems, laminated current collectors, batteries, moving bodies, and flying bodies.
  • Patent Document 1 JP 2018-181823 A
  • a method for manufacturing a laminated current collector may include a preparation step of preparing a laminate in which a current collector including a resin layer and a first metal layer and a second metal layer disposed on both sides of the resin layer is laminated.
  • the manufacturing method may include an arrangement step of arranging the tab on one of the upper surface side and the lower surface side of the laminate and arranging the Sub tab on the other.
  • the manufacturing method may include a heating and compressing step of heating and compressing the welding target portions of the tab, the laminate, and the Sub tab in the stacking direction to elute the resin of the welding target portion of the resin layer.
  • the manufacturing method may comprise a welding step of resistance welding the parts to be welded.
  • a method for manufacturing a laminated current collector. The preparing step may prepare the laminate in which the current collector including the resin layer, the first metal layer, and the second metal layer having a thickness that satisfies Equation 1 below is laminated.
  • the preparatory step includes the assembly including the resin layer having a thickness of 3 to 7 ⁇ m, the first metal layer having a thickness of 0.1 to 2 ⁇ m, and the second metal layer having a thickness of 0.1 to 2 ⁇ m.
  • the portion to be welded may have a circular shape with a diameter of 1 to 10 mm. The diameter of the portion to be welded, the sum of the thicknesses of the first metal layer and the second metal layer, and the thickness of the resin layer may satisfy Equation 2 below.
  • the diameter of the portion to be welded, the sum of the thickness of the first metal layer and the thickness of the second metal layer, and the thickness of the resin layer may satisfy Equation 3 below.
  • the diameter of the portion to be welded, the sum of the thickness of the first metal layer and the thickness of the second metal layer, and the thickness of the resin layer may satisfy Equation 4 below.
  • the diameter of the portion to be welded, the sum of the thickness of the first metal layer and the thickness of the second metal layer, and the thickness of the resin layer may satisfy Equation 5 below.
  • the resin of the resin layer may have a heat shrinkage of 1% or less in the TD direction.
  • the material of the first metal layer and the second metal layer may be copper, and the material of the resin layer may be polyimide, polypropylene, polyethylene, polyphenylene sulfide, or polyethylene terephthalate.
  • the thickness of the tab may be 100-300 ⁇ m. The thickness of the tab may be determined within the range of 100 to 300 ⁇ m according to the magnitude of the current value.
  • the Sub tab may have a thickness of 50 to 100 ⁇ m.
  • the part to be welded may have a polygonal shape.
  • a program for causing a computer to execute the method for manufacturing the laminated current collector.
  • a method for manufacturing a battery is provided.
  • a current collector comprising a resin layer having a thickness of 3 to 7 ⁇ m and a first metal layer and a second metal layer having a thickness of 0.1 to 2 ⁇ m, which are arranged on both sides of the resin layer, is laminated.
  • a preparation step may be provided to prepare the stacked laminate.
  • the manufacturing method may include an arrangement step of arranging the tab on one of the upper surface side and the lower surface side of the laminate and arranging the Sub tab on the other.
  • the manufacturing method may include a heating and compressing step of heating and compressing, in the stacking direction, portions to be welded having a diameter of 1 to 10 mm of the tab, laminate, and sub-tab to elute the resin of the resin layer of the portion to be welded.
  • the manufacturing method may comprise a welding step of resistance welding the parts to be welded to produce a laminated current collector.
  • the manufacturing method may comprise a battery production step of using a laminated current collector to mount solar panels and batteries to produce batteries for an aircraft that utilizes power from the batteries.
  • the battery producing step may produce the battery of HAPS, which uses the laminated current collector, carries the solar panel and the battery, flies in the stratosphere, and provides wireless communication services on the ground.
  • a manufacturing system may include a preparation unit that prepares a laminate in which a current collector including a resin layer and a first metal layer and a second metal layer disposed on both sides of the resin layer is laminated.
  • the manufacturing system may include an arrangement that places the tab on one of the top and bottom sides of the stack and the Sub tab on the other.
  • the manufacturing system may include a heating compression section that heats and compresses the welding target portions of the tab, the laminate, and the Sub tab in the stacking direction to elute the resin of the resin layer of the welding target portion.
  • the manufacturing system may include a weld that resistance welds the parts to be welded.
  • a laminated current collector in which a plurality of current collectors are stacked, and a tab is arranged on one of the upper side and the lower side, and a Sub tab is arranged on the other side.
  • the laminated current collector is not sandwiched between the tabs and the Sub tabs, but is sandwiched between the first region, the tabs and the Sub tabs, in which the resin layer is included in the middle of each of the plurality of current collectors, and the plurality of current collectors.
  • a second region including a resin layer in the middle of each of the current collectors, and a plurality of current collectors sandwiched between the tab and the Sub tab, wherein the amount of resin between each of the plurality of current collectors is the plurality of current collectors in the first region. and a third resistance-welded region that is less than the amount of resin in each resin layer of the body or free of resin intermediate each of the plurality of current collectors.
  • a battery having the laminated current collector is provided.
  • a moving object having the above battery there is provided.
  • an aircraft having the above battery is provided.
  • a method for manufacturing a current collector may comprise a preparation step of preparing a resin layer.
  • metal is placed on at least part of the side surface, the top surface, and the bottom surface of the resin layer, and the metal layer on the top surface and the metal layer on the bottom surface are electrically connected by the metal on at least part of the side surface.
  • a generating step of generating an electric body may be provided.
  • the metal may be arranged by molecularly bonding the metal to at least part of the side surface, top surface, and bottom surface of the resin layer.
  • a metal may be arranged on at least part of the side surface, the upper surface, and the lower surface of the resin layer by sputtering.
  • a metal thin film may be formed by sputtering on at least part of the side surfaces, the upper surface, and the lower surface of the resin layer, and the metal thin film may be plated with the metal.
  • the metal may be disposed on at least one of four side surfaces of the square-shaped resin layer, the top surface, and the bottom surface to generate the current collector.
  • the generating step may generate a plurality of current collectors having the metal disposed on at least one side surface thereof by arranging the metal on the entire surface and cutting the resin layer.
  • the preparing step may prepare the resin layer having at least one hole penetrating from the top surface to the bottom surface, and the generating step includes at least a portion of the side surface, the top surface, and the bottom surface of the resin layer, and the opening of the hole.
  • the metal may be disposed on the inner surface to form the current collector.
  • an active material is arranged in a region other than the first end portion of the upper surface of the metal layer of the square-shaped resin layer in which the metal is entirely arranged, and the metal layer is cut.
  • a plurality of said current collectors may be produced, each including both a portion of the edge and a portion where said active material is disposed.
  • the active material is arranged in a region other than the first end portion of the upper surface of the metal layer of the square-shaped resin layer in which the metal is entirely arranged, and the first end portion of the resin layer is formed.
  • a plurality of protrusions are formed in the first end portion by cutting a portion of the end portion, and one of the plurality of protrusions is formed by cutting the resin layer;
  • a plurality of the current collectors may be produced, each of which includes both the portion on which the active material is disposed.
  • the resin layer having a square shape in which the metal is disposed on the entire surface of the metal layer is formed in a region other than the first end and the second end facing the first end on the upper surface of the metal layer.
  • the active material By arranging and cutting the active material, a plurality of substrates each including both a portion of the first end portion or a portion of the second end portion and the portion where the active material is arranged are formed.
  • the current collector may be produced.
  • an active material is placed in a region other than the first end and the second end of the upper surface of the metal layer of the resin layer, and the active material is cut at the portion where the active material is placed.
  • each of the first partial resin layer including the first end and the second partial resin layer including the second end By cutting each of the first partial resin layer including the first end and the second partial resin layer including the second end, the part of the first end and the a plurality of current collectors, each of which includes both a portion on which an active material is disposed; and a plurality of current collectors, each of which includes both a portion of the second portion and a portion on which the active material is disposed. It may generate an electric body.
  • an active material is arranged in a region other than the first end and the second end on the upper surface of the metal layer of the resin layer, and the first end of the resin layer is formed.
  • a plurality of projections are formed in the first end portion by cutting a portion of the portion, and by cutting a portion of the second end portion of the resin layer, the By forming a plurality of protrusions on the second end portion and cutting the resin layer, one of the plurality of protrusions on the first end portion or the second end portion is cut.
  • a plurality of current collectors each including one of the plurality of protrusions and a portion where the active material is disposed may be produced.
  • the generating step includes forming a plurality of projections on the first end of the square resin layer by cutting a part of the first end of the resin layer, and then covering the entire resin layer with the metal. is placed, an active material is placed in a region of the upper surface of the portion other than the first end of the resin layer, and the resin layer is cut to obtain one of the plurality of protrusions and the A plurality of such current collectors may be produced, each of which includes both the portion on which the active material is disposed.
  • the generating step by cutting a part of the first end of the square-shaped resin layer, a plurality of protrusions are formed at the first end, and the first end of the resin layer is cut.
  • the metal is arranged on the entire resin layer, and the resin layer is covered with the metal.
  • a manufacturing method may comprise a preparation step of preparing a resin layer having at least one hole penetrating from the top surface to the bottom surface.
  • metal is placed on the upper and lower surfaces of the resin layer and the inner surface of the hole to generate a current collector in which the upper metal layer and the lower metal layer are electrically connected by the metal on the inner surface.
  • a generating step may be provided.
  • the current collector may be a negative electrode current collector having the resin layer and a copper layer disposed on the resin layer.
  • the current collector may be a positive electrode current collector having the resin layer and an aluminum layer disposed on the resin layer.
  • a program for causing a computer to execute the method for manufacturing the current collector.
  • a manufacturing system may comprise a preparation section for preparing the resin layer.
  • the manufacturing system may comprise a generator that places metal on at least some of the side surfaces, the top surface, and the bottom surface of the resin layer to generate a current collector that includes the resin layer in between.
  • a manufacturing system may comprise a preparation section for preparing a resin layer having at least one hole penetrating from the top surface to the bottom surface.
  • the manufacturing system places metal on the upper and lower surfaces of the resin layer and the inner surface of the hole to generate a current collector in which the metal on the inner surface electrically connects the metal layer on the upper surface and the metal layer on the lower surface. It may comprise a generator for
  • a current collector may include a resin layer and a metal layer disposed on at least a portion of the side surface, the top surface, and the bottom surface of the resin layer, and the metal layer on the top surface and the metal layer on the bottom surface are separated by the metal on at least a portion of the side surface. layer may be electrically connected.
  • a current collector may include a resin layer having at least one hole penetrating from the upper surface to the lower surface, and metal disposed on the upper and lower surfaces of the resin layer and the inner surface of the hole. and the metal layer on the lower surface may be electrically connected.
  • a battery having the current collector is provided.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method for manufacturing the laminated current collector 100;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method for manufacturing the laminated current collector 100;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method for manufacturing the laminated current collector 100;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method for manufacturing the laminated current collector 100;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method for manufacturing the laminated current collector 100;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method for manufacturing the laminated current collector 100;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method for manufacturing the laminated current collector 100;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method for manufacturing the laminated current collector 100;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method for manufacturing the laminated current collector 100;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method for manufacturing the laminated current collector 100;
  • FIG. 4 is
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining plating of a resin layer 210;
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining plating of a resin layer 210;
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining plating of a resin layer 210;
  • It is an AA sectional view.
  • An example of the flow of processing by the current collector generation unit 430 is schematically shown.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process of the negative electrode current collector 200;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process of the negative electrode current collector 200;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process of the negative electrode current collector 200;
  • An example of the flow of processing by the current collector generation unit 430 is schematically shown.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process of the negative electrode current collector 200;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process of the negative electrode current collector 200;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process of the negative electrode current collector 200;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process of the negative electrode current collector 200;
  • An example of the flow of processing by the current collector generation unit 430 is schematically shown.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process of the negative electrode current collector 200;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process of the negative electrode current collector 200;
  • An example of a hardware configuration of a computer 1200 functioning as a manufacturing system 400 is shown schematically.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a battery component 10.
  • the battery component 10 has a plurality of negative electrodes 20 and positive electrodes 30 alternately laminated with separators 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 type of battery component.
  • Battery component 10 is, for example, a component of a lithium ion battery.
  • a tab is welded to each of the laminate 280 in which the negative electrode current collector 200 is laminated and the laminate 380 in which the positive electrode current collector 300 is laminated, and the entire battery component 10 is put into a housing or the like. and filled with electrolyte to form a lithium-ion battery.
  • Battery component 10 may be a component of a lithium-air battery.
  • the battery construction 10 may be that of other types of batteries.
  • FIG. 1 illustrates the case where the negative electrode current collector 200 and the positive electrode current collector 300 are arranged in the same direction, it 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 component 10.
  • FIG. The battery structure 10 has a laminated battery 50 stacked as shown in FIG.
  • a laminate battery 50 has a negative electrode current collector 200 and a positive electrode current collector 300 .
  • a tab is welded to each of the stack 280 and the stack 380, and the entire battery component 10 is placed in a housing or the like. , a lithium-ion battery is formed.
  • FIG. 2 illustrates the case where the negative electrode current collector 200 and the positive electrode current collector 300 are arranged in the same direction, it 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 negative electrode current collector 200.
  • the negative electrode current collector 200 illustrated in FIG. 3 has a resin layer 210 and metal layers 231 and 232 arranged on both sides of the resin layer 210 .
  • the negative electrode current collector 200 has, for example, a resin layer 210 , a metal layer 231 coated on the resin layer 210 , and a metal layer 231 .
  • the resin for the resin layer 210 As the resin for the resin layer 210 according to the present embodiment, a resin having lower conductivity than the metal of the metal layers 231 and 232 but lower density than the metal of the metal layers 231 and 232 is used.
  • An example of the resin of the resin layer 210 is PI (polyimide).
  • An example of the resin of the resin layer 210 is PET (polyethylene terephthalate).
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the metal of metal layers 231 and 232 may be copper, and the resin of resin layer 210 may be polyimide.
  • the metal of the metal layer 231 and the metal layer 232 may be other metals.
  • the current may be low, but the weight may be light.
  • the output current of the battery may be low because the change in flight speed is small, but the overall weight of the aircraft must be light. Desired.
  • Examples of such aircraft include HAPS (High Altitude Platform Station), which flies in the stratosphere and provides wireless communication services on the ground, and airplanes.
  • HAPS High Altitude Platform Station
  • the negative electrode current collector 200 in the case of lithium-ion batteries, copper foil is often used as the negative electrode current collector, but such requirements 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 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 the resin layer 210 in the middle, compared to a negative electrode current collector made of only metal, the electrical resistance is increased, but the density can be reduced. Also, the strength of the negative electrode current collector 200 can be maintained.
  • the weight can be significantly reduced as compared with the case where the negative electrode current collector is composed only of copper.
  • the density is about 3.25 g/cm 3 , which is about 35% of the weight ratio of the case where the current collector is made of only copper. , the weight can be reduced by about 65%. Also, if the thickness of the resin layer 210 is 7 ⁇ m, the density is about 2.30 g/cm 3 , and the weight ratio is about 25% compared to the case where the resin layer 210 is composed only of copper, and the weight can be reduced by about 75%.
  • the negative electrode current collector When the negative electrode current collector is composed only of metal, even if the negative electrode current collector is multi-layered, it is welded by ultrasonic welding, resistance welding, laser welding, etc. because it is metal (conductive materials). Thus, a conductive path can be secured. In contrast, when a negative electrode current collector having a resin layer in the middle is multilayered, a conductive path cannot be secured. Therefore, resistance welding cannot be performed as it is. In addition, since the metal layer and the resin layer have different properties in terms of boiling point, thermal expansion, strength, etc., problems such as bursting and residual voids may occur when laser welding is attempted, for example. . Also, if ultrasonic welding is attempted, cracks and breaks may occur.
  • FIG. 4 schematically shows an example of the configuration of the positive electrode current collector 300.
  • the positive electrode current collector 300 according to this embodiment has a resin layer 310 and metal layers 331 and 332 arranged on both sides of the resin layer 310 .
  • the positive electrode current collector 300 has, for example, a resin layer 310 and metal layers 331 and 332 coated on the resin layer 310 .
  • the resin for the resin layer 310 As the resin for the resin layer 310 according to the present embodiment, a resin having lower conductivity than the metal of the metal layers 331 and 332 but lower density than the metal of the metal layers 331 and 332 is used.
  • An example of the resin of the resin layer 310 is PI (polyimide).
  • An example of the resin of the resin layer 310 is PET (polyethylene terephthalate).
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PPS polyphenylene sulfide
  • these are examples, and other types of resin may be used as the resin of the resin layer 310 .
  • the metal of the metal layer 330 can be aluminum and the resin of the resin layer 310 can be polyimide.
  • the metal of metal layer 330 may be other metals.
  • FIG. 5 schematically shows an example of the functional configuration of the manufacturing system 400.
  • the manufacturing system 400 includes a preparation section 402 , a laminated current collector production section 410 , a battery production section 420 and a current collector production section 430 . It should be noted that it is not essential for the manufacturing system 400 to have all of these.
  • the manufacturing system 400 may be composed of one device. Moreover, the manufacturing system 400 may be configured by a plurality of apparatuses. For example, the manufacturing system 400 is composed of a device including the preparation unit 402 and the battery generation unit 420 , a device including the battery generation unit 420 , and a device including the current collector generation unit 430 . The manufacturing system 400 does not have to include the battery generator 420 . The manufacturing system 400 does not have to include the collector generator 430 .
  • the preparation unit 402 prepares the laminate 280 and the laminate 380 .
  • the preparation unit 402 may prepare the battery component 10 .
  • the preparation unit 402 prepares the battery composition 10 by, for example, receiving the battery composition 10 from another device.
  • the preparation unit 402 may prepare the battery component 10 by stacking the negative electrode 20 , the positive electrode 30 , and the separator 40 .
  • the laminate preparation unit 402 may prepare the battery component 10 by stacking the laminate batteries 50 .
  • the thickness of the resin layer 210 may be 3-7 ⁇ m. Examples of the thickness of the resin layer 210 include 3 ⁇ m, 4 ⁇ m, 5 ⁇ m, 6 ⁇ m, and 7 ⁇ m.
  • the thickness of the metal layer 231 may be 0.1-2 ⁇ m.
  • the thickness of the metal layer 231 may be, for example, 0.5 ⁇ m to 1 ⁇ m.
  • Examples of the thickness of the metal layer 231 are 0.1 ⁇ m, 0.2 ⁇ m, 0.3 ⁇ m, 0.4 ⁇ m, 0.5 ⁇ m, 0.6 ⁇ m, 0.7 ⁇ m, 0.8 ⁇ m, 09 ⁇ m, 1 ⁇ m, 1.1 ⁇ m, 1 .2 ⁇ m, 1.3 ⁇ m, 1.4 ⁇ m, 1.5 ⁇ m, 1.6 ⁇ m, 1.7 ⁇ m, 1.8 ⁇ m, 1.9 ⁇ m, and 2 ⁇ m.
  • the thickness of the metal layer 232 may be 0.1-2 ⁇ m.
  • the thickness of the metal layer 232 may be, for example, 0.5 ⁇ m to 1 ⁇ m.
  • Examples of the thickness of the metal layer 232 are 0.1 ⁇ m, 0.2 ⁇ m, 0.3 ⁇ m, 0.4 ⁇ m, 0.5 ⁇ m, 0.6 ⁇ m, 0.7 ⁇ m, 0.8 ⁇ m, 09 ⁇ m, 1 ⁇ m, 1.1 ⁇ m, 1 .2 ⁇ m, 1.3 ⁇ m, 1.4 ⁇ m, 1.5 ⁇ m, 1.6 ⁇ m, 1.7 ⁇ m, 1.8 ⁇ m, 1.9 ⁇ m, and 2 ⁇ m.
  • the resin of the resin layer 210 may have thermal shrinkage of 1% or less in the TD (Transverse direction) direction.
  • the preparation unit 402 may prepare the battery component 10 in which the resin layer 210 is made of a resin having thermal shrinkage of 1% or less in the TD direction.
  • the preparation unit 402 may prepare the battery component 10 in which the resin layer 210 is made of a resin whose heat shrinkage in the TD direction is 1% or less by adjusting the material, manufacturing method, processing method, and the like. .
  • the resin of the resin layer 310 may have thermal shrinkage of 1% or less in the TD direction.
  • the preparation unit 402 may prepare the battery component 10 in which the resin layer 310 is made of a resin having a thermal shrinkage of 1% or less in the TD direction.
  • the preparation unit 402 may prepare the battery component 10 in which the resin layer 310 is made of a resin whose heat shrinkage in the TD direction is 1% or less by adjusting the material, manufacturing method, processing method, and the like. .
  • the preparation unit 402 may prepare a laminate 280 in which the negative electrode current collector 200 including the resin layer 210, the metal layer 231, and the metal layer 232 having a thickness that satisfies Equation 6 below is laminated.
  • the thickness of the resin layer 310 may be 3-7 ⁇ m. Examples of the thickness of the resin layer 310 include 3 ⁇ m, 4 ⁇ m, 5 ⁇ m, 6 ⁇ m, and 7 ⁇ m.
  • the thickness of the metal layer 331 may be 0.1-2 ⁇ m.
  • the thickness of the metal layer 331 may be, for example, 0.5 ⁇ m to 1 ⁇ m.
  • Examples of the thickness of the metal layer 331 are 0.1 ⁇ m, 0.2 ⁇ m, 0.3 ⁇ m, 0.4 ⁇ m, 0.5 ⁇ m, 0.6 ⁇ m, 0.7 ⁇ m, 0.8 ⁇ m, 09 ⁇ m, 1 ⁇ m, 1.1 ⁇ m, 1 .2 ⁇ m, 1.3 ⁇ m, 1.4 ⁇ m, 1.5 ⁇ m, 1.6 ⁇ m, 1.7 ⁇ m, 1.8 ⁇ m, 1.9 ⁇ m, and 2 ⁇ m.
  • the thickness of the metal layer 332 may be 0.1-2 ⁇ m.
  • the thickness of the metal layer 332 may be, for example, 0.5 ⁇ m to 1 ⁇ m.
  • Examples of the thickness of the metal layer 332 are 0.1 ⁇ m, 0.2 ⁇ m, 0.3 ⁇ m, 0.4 ⁇ m, 0.5 ⁇ m, 0.6 ⁇ m, 0.7 ⁇ m, 0.8 ⁇ m, 09 ⁇ m, 1 ⁇ m, 1.1 ⁇ m, 1 .2 ⁇ m, 1.3 ⁇ m, 1.4 ⁇ m, 1.5 ⁇ m, 1.6 ⁇ m, 1.7 ⁇ m, 1.8 ⁇ m, 1.9 ⁇ m, and 2 ⁇ m.
  • the preparation unit 402 replaces the thickness of the metal layer 231, the thickness of the metal layer 232, and the thickness of the resin layer 210 in Equation 6 with the thickness of the metal layer 331, the thickness of the metal layer 332, and the thickness of the resin layer 310.
  • a laminate 380 in which the positive electrode current collector 300 including the resin layer 310, the metal layer 331, and the metal layer 332 having a thickness satisfying the formula may be prepared.
  • the laminated current collector generation unit 410 generates a laminated current collector from the laminates 280 and 380 prepared by the preparation unit 402 .
  • the laminated current collector generating section 410 includes an arrangement section 412 , a heating compression section 414 and a welding section 416 .
  • the arrangement unit 412 for example, arranges a tab on one of the upper surface side and the lower surface side of the laminate 280, and arranges a Sub tab on the other.
  • the arranging section 412 for example, arranges a tab on the upper surface side of the laminated body 280 and arranges a Sub tab on the lower surface side of the laminated body 280 .
  • the arranging unit 412 for example, arranges the Sub tab on the upper surface side of the laminated body 280 and arranges the tab on the lower surface side of the laminated body 280 .
  • the arrangement unit 412 for example, arranges a tab on one of the upper surface side and the lower surface side of the laminate 380, and arranges a Sub tab on the other.
  • the arranging unit 412 for example, arranges a tab on the upper surface side of the laminated body 380 and arranges a Sub tab on the lower surface side of the laminated body 380 .
  • the placement unit 412 for example, places the Sub tab on the upper surface side of the laminate 380 and the tab on the lower surface side of the laminate 380 .
  • the material of the tabs arranged on the laminate 280 may be the same as the material of the metal layers 231 and 232 .
  • the material of the tabs arranged on the laminate 280 may also be copper.
  • the material of the tabs arranged on the laminate 280 may be different from the material of the metal layers 231 and 232 .
  • the material of the tabs arranged on the laminate 380 may be the same as the material of the metal layers 331 and 332 .
  • the material of the tabs arranged on the laminate 380 may also be aluminum.
  • the material of the tabs arranged on the laminate 380 may be different from the material of the metal layers 331 and 332 .
  • the thickness of the tab is preferably 100-300 ⁇ m.
  • the thickness of the tab may be determined within the range of 100 to 300 ⁇ m according to the magnitude of the current value.
  • the thickness of the Sub tab should be thicker in terms of maintaining the strength of the laminated current collector, and thinner in terms of reducing the weight of the laminated current collector.
  • the Sub tab preferably has a thickness of 50 to 100 ⁇ m.
  • the heating compression section 414 heats and compresses the welding target portions of the tab, the laminate 280, and the Sub tab in the stacking direction to elute the resin of the resin layer 210 of the welding target portions.
  • the heating compression part 414 may heat and compress only the welding target portions of the tab, the laminate 280, and the Sub tab in the stacking direction to dissolve the resin of the resin layer 210 of the welding target portions.
  • the heating compression part 414 may heat and compress at a temperature corresponding to the type of resin of the resin layer 210 .
  • the temperature corresponding 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 heating compression section 414 heats and compresses the welding target portions of the tab, the laminate 380, and the Sub tab in the stacking direction to elute the resin of the resin layer 310 of the welding target portions.
  • the heating compression part 414 may heat and compress only the welding target portions of the tab, the laminate 380, and the Sub tab in the stacking direction to dissolve the resin of the resin layer 310 of the welding target portions.
  • the heating compression part 414 may heat and compress at a temperature corresponding to the type of resin of the resin layer 310 .
  • the temperature corresponding 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 welding part 416 resistance-welds the parts to be welded of the tab, the laminate 280, and the Sub tab that are heat-compressed by the heat-compression part 414 .
  • the laminated current collector 100 is produced by resistance welding the welded portion 416 with the welded portion 416 .
  • the welding part 416 resistance-welds the welding target portions of the tab, the laminate 380 and the Sub tab which are heat-compressed by the heat-compression part 414 .
  • a laminated current collector 150 is produced by resistance welding the welding portion 416 to the welding target portion.
  • a NAG system precision resistance welder or the like may be employed.
  • the part to be welded has, for example, a circular shape with a diameter of 1 to 10 mm.
  • the parts to be welded desirably have a circular shape of 3-5 mm.
  • the shape of the welding target portion is not limited to a circular shape, and may be a polygonal shape or the like.
  • the diameter of the portion to be welded, the sum of the thicknesses of the metal layers 231 and 232, and the thickness of the resin layer 210 may be determined so as to satisfy Equation 7 below.
  • the manufacturing system 400 may be designed such that the diameter of the portion to be welded, the sum of the thicknesses of the metal layers 231 and 232, and the thickness of the resin layer 210 satisfy Equation 7 below.
  • the diameter of the portion to be welded, the total thickness of the metal layer 231 and the thickness of the metal layer 232, and the thickness of the resin layer 210 may be determined so as to satisfy Equation 8 below.
  • the manufacturing system 400 may be designed such that the diameter of the portion to be welded, the sum of the thicknesses of the metal layers 231 and 232, and the thickness of the resin layer 210 satisfy Equation 8 below.
  • the diameter of the portion to be welded, the sum of the thicknesses of the metal layers 231 and 232, and the thickness of the resin layer 210 may be determined so as to satisfy Equation 9 below.
  • the manufacturing system 400 may be designed such that the diameter of the portion to be welded, the sum of the thicknesses of the metal layers 231 and 232, and the thickness of the resin layer 210 satisfy Equation 9 below.
  • the diameter of the portion to be welded, the total thickness of the metal layer 231 and the thickness of the metal layer 232, and the thickness of the resin layer 210 may be determined so as to satisfy Equation 10 below.
  • the manufacturing system 400 may be designed such that the diameter of the portion to be welded, the sum of the thicknesses of the metal layers 231 and 232, and the thickness of the resin layer 210 satisfy Equation 10 below.
  • the battery generation unit 420 uses the laminated current collector generated by the laminated current collector generation unit 410 to generate a battery.
  • the battery generation unit 420 puts the battery structure 10 including the laminated current collector 100 and the laminated current collector 150 produced by the laminated current collector production unit 410 into a housing, and performs battery operation such as injection of an electrolytic solution. Batteries are generated by performing work according to the type.
  • the battery generation unit 420 may generate a moving object having the generated battery.
  • the battery generation unit 420 generates a moving object having a battery by mounting the generated battery on the moving object.
  • the battery generation unit 420 may generate an aircraft having the generated battery.
  • the battery generation unit 420 generates a flying object having batteries by mounting the generated battery on the flying object. Examples of air vehicles include HAPS and airplanes.
  • both the negative electrode current collector 200 and the positive electrode current collector 300 include a resin layer in the middle will be described, 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 thereof, and the positive electrode current collector 300 may be composed only of metal.
  • the laminate 380 need not be heated and compressed.
  • 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 thereof, and the negative electrode current collector 200 may be composed only of metal. In this case, the laminate 280 need not be heated and compressed.
  • the current collector generating unit 430 includes a resin layer in the middle and generates a current collector in which the metal layer on the upper surface and the metal layer on the lower surface are electrically connected.
  • the current collector generation unit 430 includes a preparation unit 432 and a generation unit 434 .
  • the preparation unit 432 prepares the resin layer.
  • the generation unit 434 arranges metal on at least part of the side surface, the top surface, and the bottom surface of the resin layer prepared by the preparation unit 432, and the metal layer on the top surface of the resin layer is formed by the metal on at least part of the side surface of the resin layer.
  • a current collector is produced in which the metal layer on the lower surface of the resin layer is electrically connected.
  • the generation unit 434 for example, molecularly bonds metal to at least part of the side surface, top surface, and bottom surface of the resin layer.
  • the generation unit 434 generates the current collector by, for example, applying a molecular bonding agent to at least part of the side surface, the upper surface, and the lower surface of the resin layer, and performing metal plating.
  • the generator 434 may use sputtering instead of molecular bonding.
  • the generation unit 434 deposits metal on at least part of the side surfaces, the top surface, and the bottom surface of the resin layer by sputtering.
  • the generation unit 434 generates a current collector by, for example, forming a metal thin film on at least a portion of the side surface, the upper surface, and the lower surface of the resin layer by sputtering, and plating the thin film with a metal.
  • the preparation unit 432 prepares, for example, a rectangular resin layer.
  • the generating unit 434 molecularly bonds metal to at least one side surface, top surface, and bottom surface among four side surfaces of the square-shaped resin layer, and the resin layer is formed by the metal on at least one side surface of the resin layer.
  • a current collector may be produced in which the metal layer on the upper surface of the resin layer is electrically connected to the metal layer on the lower surface of the resin layer.
  • the generation unit 434 may molecularly bond a metal to the entire rectangular resin layer.
  • the generation unit 434 may molecularly bond metal to the three side surfaces and the upper and lower surfaces of the square-shaped resin layer.
  • the generation unit 434 may molecularly bond metal to the two side surfaces and the upper and lower surfaces of the square-shaped resin layer.
  • the generation unit 434 may molecularly bond a metal to one side surface, upper surface, and lower surface of the square-shaped resin layer.
  • the generating unit 434 may generate a plurality of current collectors having at least one side surface to which the metal is molecularly bonded by cutting the resin layer having the metal molecularly bonded to the entire surface.
  • the generation unit 434 may generate a current collector having an active material by applying an active material to the generated current collector.
  • the generating unit 434 may generate a plurality of current collectors each having an active material by applying an active material to the metal layer on the upper surface of the resin layer in which the metal is molecularly bonded to the entire surface and then cutting.
  • the preparation unit 432 when producing the negative electrode 20 having the negative electrode current collector 200 , the preparation unit 432 prepares the resin layer 210 . Then, the generation unit 434 molecularly bonds metal to at least a part of the side surface, the top surface, and the bottom surface of the resin layer 210 prepared by the preparation unit 432, and applies a negative electrode material to the metal layer on the top surface, thereby forming a resin layer. 210, a metal layer 230, and a negative electrode 20 having a negative electrode material.
  • the preparation unit 432 when producing the positive electrode 30 having the positive electrode current collector 300 , the preparation unit 432 prepares the resin layer 310 . Then, the generation unit 434 molecularly bonds a metal to at least a part of the side surface, the top surface, and the bottom surface of the resin layer 310 prepared by the preparation unit 432, and applies a positive electrode material to the metal layer on the top surface to form a resin layer. 310, a metal layer 330, and a positive electrode 30 having a positive electrode material may be produced.
  • the preparation unit 402 may prepare the battery component 10 by stacking the negative electrode 20 and the positive electrode 30 generated by the current collector generating unit 430 and the separator 40 .
  • the preparation unit 402 may acquire the battery component 10 generated by the current collector generation unit 430 stacking the negative electrode 20 , the positive electrode 30 , and the separator 40 from the current collector generation unit 430 .
  • the metal layer on the upper surface of the resin layer and the metal layer on the lower surface of the resin layer are electrically connected by at least a part of the metal on the side surface of the resin layer. can be generated.
  • FIG. 6 to 10 are explanatory diagrams for explaining the manufacturing method of the laminated current collector 100.
  • FIG. Here, the method for manufacturing the laminated current collector 100 will be described, but the method for manufacturing the laminated current collector 150 is also the same as the method for manufacturing the laminated current collector 100 .
  • the preparation unit 402 prepares the laminate 280, the placement unit 412 arranges the tab 102 on the upper surface side of the laminate 280, and arranges the Sub tab 104 on the lower surface side of the laminate 280. do.
  • illustration of the left-right direction in the figure of the laminated body 280 is abbreviate
  • the heating compression section 414 heats and compresses the welding target portions 110 of the tab 102, the laminate 280, and the sub tab 104 in the stacking direction to dissolve the resin of the resin layer 210 of the welding target portions.
  • the heat compression section 414 may heat and compress the tab 102 , the laminate 280 , and the welding target portion 110 of the sub tab 104 from above and below using the heat compressor 502 and the heat compressor 504 .
  • the resin of the resin layer 210 of the welding target portion 110 is eluted, and the metal layers 231 and 232 of the plurality of negative electrode current collectors 200 come into contact with each other.
  • the welding portion 416 resistance welds the welding target portion 110 that has been heat-compressed by the heating compression portion 414 .
  • the welding part 416 may be resistance welded by sandwiching the welding target portion 110 of the tab 102, the laminate 280, and the sub tab 104 from above and below with the welding machines 512 and 514 and applying current.
  • the laminated current collector 100 electrically conducting in the lamination direction at the welding spot 120 is produced.
  • the tab 102 , the layered body 280 and the Sub tab 104 are fixed by the fixing part 130 which is the resin layer part sandwiched between the tab 102 and the Sub tab 104 .
  • the weld diameter 122 of the weld spot 120 may be 1-10 mm.
  • the weld diameter 122 may desirably be between 3 and 5 mm.
  • a fixing portion width 132 of the fixing portion 130 may be 0.3 mm or more.
  • the fixed portion width 132 may be 1 mm or more.
  • the width 134 of the portion without resin and without the fixing portion may be 0.1 mm or less.
  • FIG. 10 schematically shows the laminated current collector 100 viewed from the top side. As shown in FIG. 10, there may be only one weld spot 120 . Weld spots 120 may be created at multiple locations.
  • Table 1 shows various combinations of the thickness of the resin layer 210 and the total thickness of the metal layers on both sides (the total thickness of the metal layer 231 and the thickness of the metal layer 232) to produce the laminated current collector 100. Experimental results of resistance variation are shown.
  • Equation 1 and Equation 6 can be used as conditions.
  • Table 2 below shows various combinations of the welding diameter 122 of the welding spot 120, the thickness of the resin layer 210, and the total thickness of the metal layers on both sides (the total thickness of the metal layer 231 and the thickness of the metal layer 232).
  • Experimental results for the number of successful welds and variations in resistance are shown when the laminated current collector 100 is produced by
  • Equation 3 and Equation 8 can be used as conditions.
  • Equation 4 and Equation 9 can be used as conditions.
  • Table 3 shows the experimental results of the number of acceptable welds when the laminated current collector 100 is produced using resins with different heat shrinkage in the TD direction.
  • the manufacturing system 400 may be conditioned to use a resin layer composed of a resin having a thermal shrinkage of 1% or less in the TD direction.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the metal plating of the resin layer 210 by the current collector generating section 430.
  • the generation unit 434 may generate the metal layer 230 by molecularly bonding the metal to the entire resin layer 210 prepared by the preparation unit 432, as illustrated in FIG.
  • the metal layer 230 includes the metal molecularly bonded to the top surface 211 of the resin layer 210 , the metal molecularly bonded to the bottom surface 212 of the resin layer 210 , and the edge portions of the resin layer 210 , that is, the four side surfaces 213 of the resin layer 210 .
  • the negative electrode current collector 200 with high conductivity can be produced.
  • the resin layer 210 has been described in FIG. 11, the resin layer 310 is the same. Also, the generator 434 may use sputtering instead of molecular bonding.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the metal plating of the resin layer 210 by the current collector generating section 430.
  • the generation unit 434 molecularly bonds metal to one of the four side surfaces 213 of the resin layer 210 prepared by the preparation unit 432, the upper surface 211, and the lower surface 212.
  • a metal layer 230 may be produced.
  • the metal layer 230 includes metal molecularly bonded to the top surface 211 of the resin layer 210, metal molecularly bonded to the bottom surface 212 of the resin layer 210, and metal molecularly bonded to one side surface 213 of the resin layer 210. .
  • the negative electrode current collector 200 which has lower conductivity but lighter weight than the current collector illustrated in FIG. 11, is produced. can do.
  • the resin layer 210 has been described in FIG. 12, the resin layer 310 is the same.
  • the generator 434 may use sputtering instead of molecular bonding.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the metal plating of the resin layer 210.
  • FIG. FIG. 14 is a sectional view taken along line AA.
  • the preparation unit 432 may prepare the resin layer 210 having at least one hole 240 penetrating from the upper surface to the lower surface. In the example shown in FIG. 13, resin layer 210 has four holes 240 .
  • the generation unit 434 applies a molecular bonding agent to the upper surface 211 and the lower surface 212 of the resin layer 210 having the holes 240 and the inner surfaces 242 of the holes 240, and performs metal plating to form the resin layer 210 and the resin layer
  • the negative electrode current collector 200 including the metal layer 231 on the upper surface side of the resin layer 210, the metal layer 232 on the lower surface side of the resin layer 210, and the metal arranged on the inner surface of the hole 240 is produced.
  • Metal layer 231 and metal layer 232 are electrically connected by a metal arranged on the inner surface of hole 240 .
  • Molecular bonding can make metal plating of the inner surface 242 of such a hole 240 feasible.
  • the number and size of the holes 240 can be determined according to the type of the resin layer 210, the size of the resin layer 210, the type of metal, and the like.
  • the appropriate number and size of holes 240 can be determined by conducting experiments under various conditions, such as for each type of resin layer 210, each size of resin layer 210, and each type of metal.
  • the size of the holes 240 can be 0.01 mm to 5 mm in diameter.
  • the spacing of the holes 240 can be 0.05 to 5 mm center-to-center.
  • the preparation unit 432 may prepare the resin layer 210 having the holes 240 by obtaining the resin layer 210 having the holes 240 formed therein. Alternatively, the preparation unit 432 may acquire the resin layer 210 in which the holes 240 are not formed and form the holes 240 in the resin layer 210 . For example, the preparation part 432 forms one or more holes 240 in the resin layer 210 by chemical etching. By using chemical etching, for example, holes 240 with a diameter of 30 ⁇ m to 200 ⁇ m can be formed with a pitch of 100 ⁇ m.
  • the preparation section 432 may form one or more holes 240 in the resin layer 210 with an ultrasonic laser. Moreover, the preparation unit 432 may form one or more holes 240 in the resin layer 210 by excavation using a drill for excavation. Alternatively, the preparation unit 432 may form one or more holes 240 in the resin layer 210 using a gas laser.
  • the current collector generating unit 430 may generate the negative electrode current collector 200 by molecularly bonding metal to at least one of the side surfaces 213 of the resin layer 210, the top surface 211, the bottom surface 212, and the inner surface 242 of the hole 240. good. This makes it possible to increase the conductivity of the negative electrode current collector 200 while reducing the weight of the negative electrode current collector 200 .
  • the resin layer 210 has been described in FIGS.
  • the resin layer 310 is also the same.
  • the generator 434 may use sputtering instead of molecular bonding.
  • the generation unit 434 forms a metal thin film on the upper surface 211 and the lower surface 212 of the resin layer 210 having the hole 240 and the inner surface 242 of the hole 240 by sputtering, and applies metal plating to the resin layer 210 and the resin layer 210 .
  • a negative electrode current collector 200 including a metal layer 231 on the upper surface side of the layer 210, a metal layer 232 on the lower surface side of the resin layer 210, and a metal arranged on the inner surface of the hole 240 is produced.
  • FIG. 15 schematically shows an example of the flow of processing by the current collector generator 430.
  • FIG. Here, the flow of processing for producing a plurality of current collectors having active materials will be described.
  • step (the step may be abbreviated as S) 102 the preparation unit 432 prepares a square-shaped resin layer.
  • the generation unit 434 molecularly bonds metal to the resin layer prepared in S102.
  • the generation unit 434 may molecularly bond the metal to the entire resin layer. Note that the generation unit 434 may molecularly bond metal to at least part of the side surface, upper surface, and lower surface of the resin layer.
  • the generator 434 may use sputtering instead of molecular bonding.
  • the generation unit 434 places an active material on the metal layer on the upper surface of the resin layer.
  • the generation unit 434 for example, arranges the active material in a region other than the first end of the upper surface of the metal layer.
  • the generation unit 434 cuts the resin layer on which the active material is arranged in S106 to form a plurality of resin layers each including both a part of the first end and the part where the active material is arranged. of current collectors.
  • FIG. 16 to 18 are explanatory diagrams for explaining the manufacturing process of the negative electrode current collector 200.
  • the generation unit 434 generates a square-shaped resin layer 210 (sometimes referred to as a multilayer body 250) in which metal is arranged all over.
  • the generation unit 434 may place the metal by molecular bonding, or may place the metal by sputtering.
  • FIG. 16 is a top view of multilayer body 250 .
  • the multi-layer body 250 may be strip-shaped.
  • the generating unit 434 arranges the active material 260 on the upper surface of the multilayer body 250 and in a region 255 other than the end portion 253 facing the end portion 251 , and cuts the multilayer body 250 so that the end portion 251 is cut.
  • a plurality of negative electrode current collectors 200 are produced, each including both a portion or portion of edge 253 and a portion where active material is disposed.
  • the generation unit 434 arranges the active material 260 in the region 255, and cuts the part where the active material 260 is arranged to form a partial resin layer 256 including the end 251 and the end 253. By cutting each of the partial resin layers 257 containing can be generated.
  • the formation of the multilayer body 250, the placement of the active material 260, and the like may be realized by any method, and for example, a roll-to-roll method may be employed.
  • FIG. 17 According to the example shown in FIG. 17, four negative electrode current collectors 200 with metal on two sides and ten negative electrode current collectors 200 with metal on one side are manufactured. . As described above, according to the manufacturing process described with reference to FIGS. 16 to 18, a plurality of negative electrode current collectors 200 can be efficiently produced. 16 to 18, the manufacturing process of the negative electrode current collector 200 has been described, but the manufacturing process of the positive electrode current collector 300 is the same.
  • FIG. 19 schematically shows an example of the flow of processing by the current collector generation unit 430.
  • FIG. Here, the flow of processing for producing a plurality of current collectors having active materials will be described.
  • the preparation unit 432 prepares a square-shaped resin layer.
  • the generation unit 434 molecularly bonds metal to the resin layer prepared in S202.
  • the generation unit 434 may molecularly bond the metal to the entire resin layer. Note that the generation unit 434 may molecularly bond metal to at least part of the side surface, upper surface, and lower surface of the resin layer.
  • the generator 434 may use sputtering instead of molecular bonding.
  • the generation unit 434 places an active material on the metal layer on the upper surface of the resin layer.
  • the generation unit 434 for example, arranges the active material in a region other than the first end of the upper surface of the metal layer.
  • the generation unit 434 cuts a portion of the first end portion of the resin layer to cut the first end into a saw-toothed shape, and the first end portion is provided with a plurality of resin layers. Form a convexity.
  • the generating unit 434 cuts the resin layer into strips to generate a plurality of current collectors each including one convex portion and a portion where the active material is arranged.
  • FIG. 20 and 21 are explanatory diagrams for explaining the manufacturing process of the negative electrode current collector 200.
  • FIG. The generation unit 434 disposes the active material 260 in a region 255 other than the end 251 on the upper surface of the multilayer body 250 and the end 253 opposite to the end 251 to partly form the end 251 of the multilayer body 250 .
  • a plurality of protrusions 252 are formed at the end 251 portion, and by cutting a portion of the end 253 of the multilayer body 250, a plurality of protrusions 254 are formed at the end 253 .
  • the negative electrode current collector 200 can be produced in which electrical conductivity is ensured by the metal layer at the tips of the protrusions. 20 and 21, the manufacturing process of the negative electrode current collector 200 has been described, but the manufacturing process of the positive electrode current collector 300 is the same.
  • FIG. 22 schematically shows an example of the flow of processing by the current collector generating section 430.
  • FIG. Here, the flow of processing for producing a plurality of current collectors having active materials will be described.
  • the preparation unit 432 prepares a rectangular resin layer.
  • the generation unit 434 cuts a portion of the first end portion of the resin layer to cut the first end portion into a saw-toothed shape, thereby forming a plurality of the first end portions on the first end portion. Form a convexity.
  • the generation unit 434 molecularly bonds the metal to the entire resin layer in which the plurality of protrusions are formed on the first end portion in S304.
  • the generator 434 may use sputtering instead of molecular bonding.
  • the generation unit 434 arranges the active material in the region of the upper surface of the portion other than the first end of the resin layer.
  • the generating unit 434 cuts the resin layer into strips to generate a plurality of current collectors each including one projection and a portion where the active material is arranged.
  • FIG. 23 and 24 are explanatory diagrams for explaining the manufacturing process of the negative electrode current collector 200.
  • FIG. The generation unit 434 cuts a portion of the end portion 221 of the rectangular resin layer 210 to form a plurality of protrusions 222 on the end portion 221 and cuts a portion of the end portion 223 of the resin layer 210 .
  • the metal is molecularly bonded to the entire resin layer 210 to activate the region 225 on the upper surface of the resin layer 210 other than the end portions 221 and 223 .
  • a plurality of negative electrode current collectors 200 each including both one projection 222 or one projection 224 and a portion where the active material is arranged.
  • the generating unit 434 may cut the resin layer 210 into strips. 23 and 24, the manufacturing process of the negative electrode current collector 200 has been described, but the manufacturing process of the positive electrode current collector 300 is the same.
  • the generator 434 may use sputtering instead of molecular bonding.
  • FIG. 25 schematically shows an example of the hardware configuration of a computer 1200 that functions as the manufacturing system 400.
  • Programs installed on the computer 1200 cause the computer 1200 to function as one or more "parts" of the apparatus of the present embodiments, or cause the computer 1200 to operate or perform operations associated with the apparatus of the present invention. Multiple "units" can be executed and/or the computer 1200 can be caused to execute the process or steps of the process according to the present invention.
  • Such programs may be executed by CPU 1212 to cause computer 1200 to perform certain operations associated with some or all of the blocks in the flowcharts and block diagrams described herein.
  • a computer 1200 includes a CPU 1212 , a RAM 1214 and a graphics controller 1216 , which are interconnected by a host controller 1210 .
  • Computer 1200 also includes input/output units such as communication interface 1222 , storage device 1224 , DVD drive, and IC card drive, which are connected to host controller 1210 via input/output controller 1220 .
  • the DVD drive may be a DVD-ROM drive, a DVD-RAM drive, and the like.
  • Storage devices 1224 may be hard disk drives, solid state drives, and the like.
  • Computer 1200 also includes legacy input/output units, such as ROM 1230 and keyboard, which are connected to input/output controller 1220 via input/output chip 1240 .
  • the CPU 1212 operates according to programs stored in the ROM 1230 and RAM 1214, thereby controlling each unit.
  • Graphics controller 1216 retrieves image data generated by CPU 1212 into a frame buffer or the like provided in RAM 1214 or itself, and causes the image data to be displayed on display device 1218 .
  • a communication interface 1222 communicates with other electronic devices via a network.
  • Storage device 1224 stores programs and data used by CPU 1212 within computer 1200 .
  • the DVD drive reads programs or data from a DVD-ROM or the like and provides them to the storage device 1224 .
  • the IC card drive reads programs and data from IC cards and/or writes programs and data to IC cards.
  • ROM 1230 stores therein programs such as boot programs that are executed by computer 1200 upon activation and/or programs that depend on the hardware of computer 1200 .
  • Input/output chip 1240 may also connect various input/output units to input/output controller 1220 via USB ports, parallel ports, serial ports, keyboard ports, mouse ports, and the like.
  • the program is provided by a computer-readable storage medium such as a DVD-ROM or an IC card.
  • the program is read from a computer-readable storage medium, installed in storage device 1224 , RAM 1214 , or ROM 1230 , which are also examples of computer-readable storage media, and executed by CPU 1212 .
  • the information processing described within these programs is read by computer 1200 to provide coordination between the programs and the various types of hardware resources described above.
  • An apparatus or method may be configured by implementing information operations or processing according to the use of computer 1200 .
  • the CPU 1212 executes a communication program loaded into the RAM 1214 and sends communication processing to the communication interface 1222 based on the processing described in the communication program. you can command.
  • the communication interface 1222 reads transmission data stored in a transmission buffer area provided in a recording medium such as a RAM 1214, a storage device 1224, a DVD-ROM, or an IC card under the control of the CPU 1212, and transmits the read transmission data. Data is transmitted to the network, or received data received from the network is written in a receive buffer area or the like provided on the recording medium.
  • the CPU 1212 causes the RAM 1214 to read all or necessary portions of files or databases stored in an external recording medium such as a storage device 1224, a DVD drive (DVD-ROM), an IC card, etc. Various types of processing may be performed on the data. CPU 1212 may then write back the processed data to an external recording medium.
  • an external recording medium such as a storage device 1224, a DVD drive (DVD-ROM), an IC card, etc.
  • Various types of processing may be performed on the data.
  • CPU 1212 may then write back the processed data to an external recording medium.
  • CPU 1212 performs various types of operations on data read from RAM 1214, information processing, conditional decisions, conditional branching, unconditional branching, and information retrieval, which are described throughout this disclosure and are specified by instruction sequences of programs. Various types of processing may be performed, including /replace, etc., and the results written back to RAM 1214 . In addition, the CPU 1212 may search for information in a file in a recording medium, a database, or the like.
  • the CPU 1212 selects the first attribute from among the plurality of entries. search for an entry that matches the specified condition of the attribute value of the attribute, read the attribute value of the second attribute stored in the entry, and thereby determine the first attribute that satisfies the predetermined condition An attribute value of the associated second attribute may be obtained.
  • the programs or software modules described above may be stored in a computer-readable storage medium on or near computer 1200 .
  • a recording medium such as a hard disk or RAM provided in a server system connected to a dedicated communication network or the Internet can be used as a computer-readable storage medium, whereby the program can be transferred to the computer 1200 via the network. offer.
  • the blocks in the flowcharts and block diagrams in this embodiment may represent steps in the process in which the operations are performed or "parts" of the device responsible for performing the operations. Certain steps and “sections” may be provided with dedicated circuitry, programmable circuitry provided with computer readable instructions stored on a computer readable storage medium, and/or computer readable instructions provided with computer readable instructions stored on a computer readable storage medium. It may be implemented by a processor. Dedicated circuitry may include digital and/or analog hardware circuitry, and may include integrated circuits (ICs) and/or discrete circuitry.
  • ICs integrated circuits
  • Programmable circuits such as Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), Programmable Logic Arrays (PLAs), etc., perform AND, OR, EXCLUSIVE OR, NOT AND, NOT OR, and other logical operations. , flip-flops, registers, and memory elements.
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • PLAs Programmable Logic Arrays
  • a computer-readable storage medium may comprise any tangible device capable of storing instructions to be executed by a suitable device, such that a computer-readable storage medium having instructions stored thereon may be illustrated in flowchart or block diagram form. It will comprise an article of manufacture containing instructions that can be executed to create means for performing specified operations. Examples of computer-readable storage media may include electronic storage media, magnetic storage media, optical storage media, electromagnetic storage media, semiconductor storage media, and the like.
  • Computer readable storage media include floppy disks, diskettes, hard disks, random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable read only memory (EPROM or flash memory) , electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), static random access memory (SRAM), compact disc read only memory (CD-ROM), digital versatile disc (DVD), Blu-ray disc, memory stick , integrated circuit cards, and the like.
  • RAM random access memory
  • ROM read only memory
  • EPROM or flash memory erasable programmable read only 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 cards, and the like.
  • the computer readable instructions may be assembler instructions, Instruction Set Architecture (ISA) instructions, machine instructions, machine dependent instructions, microcode, firmware instructions, state configuration data, or instructions such as Smalltalk, JAVA, C++, etc. any source or object code written in any combination of one or more programming languages, including object-oriented programming languages, and conventional procedural programming languages such as the "C" programming language or similar programming languages; may include
  • Computer readable instructions are used to produce means for a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus, or programmable circuits to perform the operations specified in the flowchart or block diagrams.
  • a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processor locally or over a wide area network (WAN) such as the Internet, etc., to execute such computer readable instructions. It may be provided in the processor of the device or in a programmable circuit. Examples of processors include computer processors, processing units, microprocessors, digital signal processors, controllers, microcontrollers, and the like.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

樹脂層と、樹脂層の両面に配置された第1金属層及び第2金属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、積層体の上面側及び下面側の一方にタブを配置し、他方にSubタブを配置する配置工程と、タブ、積層体及びSubタブの溶接対象部分を積層方向に加熱圧縮して溶接対象部分の樹脂層の樹脂を溶出させる加熱圧縮工程と、溶接対象部分を抵抗溶接する溶接工程とを備える積層集電体の製造方法を提供する。

Description

製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、電池、移動体、及び飛行体
 本発明は、製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、電池、移動体、及び飛行体に関する。
 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
一般的開示
 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、樹脂層と、樹脂層の両面に配置された第1金属層及び第2金属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、積層体の上面側及び下面側の一方にタブを配置し、他方にSubタブを配置する配置工程を備えてよい。製造方法は、タブ、積層体及びSubタブの溶接対象部分を積層方向に加熱圧縮して溶接対象部分の樹脂層の樹脂を溶出させる加熱圧縮工程を備えてよい。製造方法は、溶接対象部分を抵抗溶接する溶接工程を備えてよい。
 上記加熱圧縮工程は、上記タブ、上記積層体及び上記Subタブの上記溶接対象部分のみを積層方向に加熱圧縮して上記溶接対象部分の上記樹脂層の樹脂を溶出させる、請求項1に記載の積層集電体の製造方法。上記準備工程は、下記の数式1を満たす厚みを有する上記樹脂層、上記第1金属層、及び上記第2金属層を含む上記集電体が積層された上記積層体を準備してよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 上記準備工程は、3~7μmの厚みを有する樹脂層と、0.1~2μmの厚みを有する上記第1金属層と、0.1~2μmの厚みを有する上記第2金属層を含む上記集電体が積層された上記積層体を準備してよい。上記溶接対象部分は、直径が1~10mmの円形状を有してよい。上記溶接対象部分の直径、上記第1金属層の厚み及び上記第2金属層の厚みの合計、並びに上記樹脂層の厚みは、下記の数式2を満たしてよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 上記溶接対象部分の直径、上記第1金属層の厚み及び上記第2金属層の厚みの合計、並びに上記樹脂層の厚みは、下記の数式3を満たしてよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 上記溶接対象部分の直径、上記第1金属層の厚み及び上記第2金属層の厚みの合計、並びに上記樹脂層の厚みは、下記の数式4を満たしてよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 上記溶接対象部分の直径、上記第1金属層の厚み及び上記第2金属層の厚みの合計、並びに上記樹脂層の厚みは、下記の数式5を満たしてよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 上記樹脂層の樹脂は、TD方向の熱収縮が1%以下であってよい。上記第1金属層及び上記第2金属層の材質は銅であってよく、上記樹脂層の材質はポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド、又はポリエチレンテレフタレートであってよい。上記タブの厚みは、100~300μmであってよい。上記タブの厚みは、100~300μmの範囲内で、電流値の大きさに合わせて決定されてよい。上記Subタブの厚みは、50~100μmであってよい。上記溶接対象部は、多角形状を有してもよい。
 本発明の一実施態様によれば、コンピュータに、上記積層集電体の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、電池の製造方法が提供される。製造方法は、3~7μmの厚みを有する樹脂層と、樹脂層の両面に配置されたそれぞれが0.1~2μmの厚みを有する第1金属層及び第2金属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、積層体の上面側及び下面側の一方にタブを配置し、他方にSubタブを配置する配置工程を備えてよい。製造方法は、タブ、積層体及びSubタブの、直径が1~10mmの溶接対象部分を積層方向に加熱圧縮して溶接対象部分の樹脂層の樹脂を溶出させる加熱圧縮工程を備えてよい。製造方法は、溶接対象部分を抵抗溶接して、積層集電体を生成する溶接工程を備えてよい。製造方法は、積層集電体を用いて、太陽電池パネル及び電池を搭載して、電池の電力を利用する飛行体の電池を生成する電池生成工程を備えてよい。上記電池生成工程は、上記積層集電体を用いて、上記太陽電池パネル及び上記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の上記電池を生成してよい。
 本発明の一実施態様によれば、製造システムが提供される。製造システムは、樹脂層と、樹脂層の両面に配置された第1金属層及び第2金属層を含む集電体が積層された積層体を準備する準備部を備えてよい。製造システムは、積層体の上面側及び下面側の一方にタブを配置し、他方にSubタブを配置する配置を備えてよい。製造システムは、タブ、積層体及びSubタブの溶接対象部分を積層方向に加熱圧縮して溶接対象部分の樹脂層の樹脂を溶出させる加熱圧縮部を備えてよい。製造システムは、溶接対象部分を抵抗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、上側及び下側の一方にタブ、他方にSubタブが配置された積層集電体が提供される。積層集電体は、タブ及びSubタブに挟まれておらず、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、タブ及びSubタブに挟まれており、複数の集電体のそれぞれの中間に樹脂層が含まれる第2の領域と、タブ及びSubタブに挟まれおり、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、抵抗溶接されている第3の領域とを備えてよい。
 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。発明の一実施態様によれば、上記電池を有する移動体が提供される。発明の一実施態様によれば、上記電池を有する飛行体が提供される。
 本発明の一実施態様によれば、集電体の製造方法が提供される。製造方法は、樹脂層を準備する準備工程を備えてよい。製造方法は、樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に金属を配置し、側面の少なくとも一部の金属によって、上面の金属層と下面の金属層とが電気的に接続された集電体を生成する生成工程を備えてよい。
 上記生成工程は、上記樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に前記金属を分子接合させることによって前記金属を配置してよい。上記生成工程は、上記樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に金属をスパッタによって配置してよい。上記生成工程は、上記樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面にスパッタによって金属薄膜を形成し、上記金属薄膜に前記金属をメッキしてよい。上記生成工程は、四角形状の上記樹脂層の4つの側面のうちの少なくとも1つの側面、上面、及び下面に上記金属を配置し、上記集電体を生成してよい。上記生成工程は、全体に上記金属を配置し上記樹脂層を切断することにより、少なくとも1つの側面に上記金属が配置されている複数の上記集電体を生成してよい。上記準備工程は、上面から下面に貫通する少なくとも1つの孔を有する上記樹脂層を準備してよく、上記生成工程は、上記樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面と、上記孔の内面とに上記金属を配置して、上記集電体を生成してよい。
 上記生成工程は、全体に上記金属を配置した四角形状の上記樹脂層の上記金属の層の上面の第1の端部以外の領域に活物質を配置して切断することにより、上記第1の端部の一部と、上記活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の上記集電体を生成してよい。上記生成工程は、全体に上記金属を配置した四角形状の上記樹脂層の上記金属の層の上面の第1の端部以外の領域に活物質を配置して、上記樹脂層の上記第1の端部の部分の一部を切断することにより、上記第1の端部の部分に複数の凸部を形成し、上記樹脂層を切断することにより、上記複数の凸部のうちの1つと、上記活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の上記集電体を生成してよい。
 上記生成工程は、全体に上記金属を配置した四角形状の上記樹脂層の上記金属の層の上面の第1の端部及び上記第1の端部に対向する第2の端部以外の領域に活物質を配置して切断することにより、上記第1の端部の一部又は上記第2の端部の一部と、上記活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の上記集電体を生成してよい。上記生成工程は、上記樹脂層の上記金属の層の上面の上記第1の端部及び上記第2の端部以外の領域に活物質を配置し、上記活物質が配置されている部分で切断した、上記第1の端部を含む第1の部分樹脂層及び上記第2の端部を含む第2の部分樹脂層のそれぞれを切断することにより、上記第1の端部の一部と上記活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の上記集電体と、上記第2の部分の一部と上記活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む上記集電体とを生成してよい。上記生成工程は、上記樹脂層の上記金属の層の上面の上記第1の端部及び上記第2の端部以外の領域に活物質を配置して、上記樹脂層の上記第1の端部の部分の一部を切断することにより、上記第1の端部の部分に複数の凸部を形成し、上記樹脂層の上記第2の端部の部分の一部を切断することにより、上記第2の端部の部分に複数の凸部を形成し、上記樹脂層を切断することにより、上記第1の端部の上記複数の凸部のうちの1つ又は上記第2の端部の上記複数の凸部のうちの1つと、上記活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の上記集電体を生成してよい。
 上記生成工程は、四角形状の上記樹脂層の第1の端部の一部を切断することにより、上記第1の端部に複数の凸部を形成した後、上記樹脂層の全体に上記金属を配置し、上記樹脂層の上記第1の端部以外の部分の上面の領域に活物質を配置して、上記樹脂層を切断することにより、上記複数の凸部のうちの1つと、上記活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の上記集電体を生成してよい。上記生成工程は、四角形状の上記樹脂層の上記第1の端部の一部を切断することにより、上記第1の端部に複数の凸部を形成し、上記樹脂層の上記第1の端部に対向する第2の端部の一部を切断することにより上記第2の端部に複数の凸部を形成した後、上記樹脂層の全体に上記金属を配置し、上記樹脂層の上記第1の端部及び上記第2端部以外の部分の上面の領域に活物質を配置して、上記樹脂層を切断することにより、上記第1の端部の上記複数の凸部のうちの1つ又は上記第2の端部の上記複数の凸部のうちの1つと、上記活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の上記集電体を生成してよい。
 本発明の一実施態様によれば、製造方法が提供される。製造方法は、上面から下面に貫通する少なくとも1つの孔を有する樹脂層を準備する準備工程を備えてよい。製造方法は、樹脂層の上面及び下面と、孔の内面とに金属を配置して、内面の金属によって、上面の金属層と下面の金属層とが電気的に接続された集電体を生成する生成工程を備えてよい。上記集電体は、上記樹脂層と、上記樹脂層に配置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、上記樹脂層に配置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。
 本発明の一実施態様によれば、コンピュータに、上記集電体の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、製造システムが提供される。製造システムは、樹脂層を準備する準備部を備えてよい。製造システムは、樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に金属を配置して、中間に樹脂層を含む集電体を生成する生成部を備えてよい。
 本発明の一実施態様によれば、製造システムが提供される。製造システムは、上面から下面に貫通する少なくとも1つの孔を有する樹脂層を準備する準備部を備えてよい。製造システムは、樹脂層の上面及び下面と、孔の内面とに金属を配置して、内面の金属によって、上面の金属層と下面の金属層とが電気的に接続された集電体を生成する生成部を備えてよい。
 本発明の一実施態様によれば、集電体が提供される。集電体は、樹脂層と、樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に配置された金属層を備えてよく、側面の少なくとも一部の金属によって、上面の金属層と下面の金属層とが電気的に接続されていてよい。
 本発明の一実施態様によれば、集電体が提供される。集電体は、上面から下面に貫通する少なくとも1つの孔を有する樹脂層と、樹脂層の上面及び下面と、孔の内面とに配置された金属とを備えてよく、内面の金属によって、上面の金属層と下面の金属層とが電気的に接続されていてよい。
 本発明の一実施態様によれば、上記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。
電池構成物10の一例を概略的に示す。 電池構成物10の他の一例を概略的に示す。 負極集電体200の構成の一例を概略的に示す。 正極集電体300の構成の一例を概略的に示す。 製造システム400の機能構成の一例を概略的に示す。 積層集電体100の製造方法について説明するための説明図である。 積層集電体100の製造方法について説明するための説明図である。 積層集電体100の製造方法について説明するための説明図である。 積層集電体100の製造方法について説明するための説明図である。 積層集電体100の製造方法について説明するための説明図である。 樹脂層210のめっきについて説明するための説明図である。 樹脂層210のめっきについて説明するための説明図である。 樹脂層210のめっきについて説明するための説明図である。 A-A断面図である。 集電体生成部430による処理の流れの一例を概略的に示す。 負極集電体200の製造工程について説明するための説明図である。 負極集電体200の製造工程について説明するための説明図である。 負極集電体200の製造工程について説明するための説明図である。 集電体生成部430による処理の流れの一例を概略的に示す。 負極集電体200の製造工程について説明するための説明図である。 負極集電体200の製造工程について説明するための説明図である。 集電体生成部430による処理の流れの一例を概略的に示す。 負極集電体200の製造工程について説明するための説明図である。 負極集電体200の製造工程について説明するための説明図である。 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。
 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280と、正極集電体300が積層された積層体380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280と、積層体380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、負極集電体200の構成の一例を概略的に示す。図3に例示する負極集電体200は、樹脂層210と、樹脂層210の両面に配置された金属層231及び金属層232を有する。負極集電体200は、例えば、樹脂層210と、樹脂層210にコーティングされた金属層231及び金属層231とを有する。
 本実施形態に係る樹脂層210の樹脂として、金属層231及び金属層232の金属よりも導電性は低いが、金属層231及び金属層232の金属よりも密度の低い樹脂が採用される。樹脂層210の樹脂の例として、PI(ポリイミド)が挙げられる。また、樹脂層210の樹脂の例として、PET(ポリエチレンテレフタレート)が挙げられる。樹脂層210の樹脂として、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)、及びPPS(ポリフェニレンサルファイド)等を用いてもよい。これらは例示であり、樹脂層210の樹脂として他の種類の樹脂が用いられ得る。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、金属層231及び金属層232の金属は銅であってよく、樹脂層210の樹脂はポリイミドであり得る。金属層231及び金属層232の金属は、他の金属であってもよい。
 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、電池の電力を利用する飛行体では、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てもよいが、飛行体全体の重量が軽いことが求められる。このような飛行体の例として、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)や、飛行機等が挙げられる。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210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230の金属が銅であり、樹脂層210の樹脂が仮にPETである場合、銅の密度は約8.96g/cmであり、PETの密度は約1.38g/cm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210の厚みを6μmとすると密度は約3.25g/cmとなり、銅のみで構成した場合との重量比が35%程度となり、重量65%程度を削減することができる。また、樹脂層210の厚みを7μmとすると密度は約2.30g/cmとなり、銅のみで構成した場合との重量比が25%程度となり、重量75%程度を削減することができる。
 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。
 図4は、正極集電体300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310と、樹脂層310の両面に配置された金属層331及び金属層332を有する。正極集電体300は、例えば、樹脂層310と、樹脂層310にコーティングされた金属層331及び金属層332を有する。
 本実施形態に係る樹脂層310の樹脂として、金属層331及び金属層332の金属よりも導電性は低いが、金属層331及び金属層332の金属よりも密度の低い樹脂が採用される。樹脂層310の樹脂の例として、PI(ポリイミド)が挙げられる。また、樹脂層310の樹脂の例として、PET(ポリエチレンテレフタレート)が挙げられる。樹脂層310の樹脂として、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)、及びPPS(ポリフェニレンサルファイド)等を用いてもよい。これらは例示であり、樹脂層310の樹脂として他の種類の樹脂が用いられ得る。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、金属層330の金属はアルミニウムであり、樹脂層310の樹脂はポリイミドであり得る。金属層330の金属は、他の金属であってもよい。
 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、準備部402、積層集電体生成部410、電池生成部420、及び集電体生成部430を備える。なお、製造システム400がこれらの全てを備えることは必須とは限らない。
 製造システム400は、1つの装置によって構成されてよい。また、製造システム400は、複数の装置によって構成されてもよい。例えば、製造システム400は、準備部402及び電池生成部420を備える装置と、電池生成部420を備える装置と、集電体生成部430を備える装置とによって構成される。製造システム400は、電池生成部420を備えなくてもよい。製造システム400は、集電体生成部430を備えなくてもよい。
 準備部402は、積層体280及び積層体380を準備する。準備部402は、電池構成物10を準備してよい。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。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。
 樹脂層210の厚みは、3~7μmであってよい。樹脂層210の厚みの例として、3μm、4μm、5μm、6μm、及び7μm等が挙げられる。
 金属層231の厚みは、0.1~2μmであってよい。金属層231の厚みは、例えば、0.5μm~1μmであってよい。金属層231の厚みの例として、0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、09μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm、及び2μm等が挙げられる。
 金属層232の厚みは、0.1~2μmであってよい。金属層232の厚みは、例えば、0.5μm~1μmであってよい。金属層232の厚みの例として、0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、09μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm、及び2μm等が挙げられる。
 樹脂層210の樹脂は、TD(Transverse direction)方向の熱収縮が1%以下であってよい。準備部402は、樹脂層210が、TD方向の熱収縮1%以下の樹脂によって構成された電池構成物10を準備してよい。準備部402は、樹脂層210が、材質、製造方法、及び加工方法等を調整することによってTD方向の熱収縮1%以下となった樹脂によって構成された、電池構成物10を準備してよい。
 樹脂層310の樹脂は、TD方向の熱収縮が1%以下であってよい。準備部402は、樹脂層310が、TD方向の熱収縮1%以下の樹脂によって構成された電池構成物10を準備してよい。準備部402は、樹脂層310が、材質、製造方法、及び加工方法等を調整することによってTD方向の熱収縮1%以下となった樹脂によって構成された、電池構成物10を準備してよい。
 準備部402は、下記の数式6を満たす厚みを有する樹脂層210、金属層231、及び金属層232を含む負極集電体200が積層された積層体280を準備してよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 樹脂層310の厚みは、3~7μmであってよい。樹脂層310の厚みの例として、3μm、4μm、5μm、6μm、及び7μm等が挙げられる。
 金属層331の厚みは、0.1~2μmであってよい。金属層331の厚みは、例えば、0.5μm~1μmであってよい。金属層331の厚みの例として、0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、09μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm、及び2μm等が挙げられる。
 金属層332の厚みは、0.1~2μmであってよい。金属層332の厚みは、例えば、0.5μm~1μmであってよい。金属層332の厚みの例として、0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、09μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm、及び2μm等が挙げられる。
 準備部402は、上記数式6の、金属層231の厚み、金属層232の厚み、及び樹脂層210の厚みを、金属層331の厚み、金属層332の厚み、及び樹脂層310の厚みに置き換えた数式を満たす厚みを有する樹脂層310、金属層331、及び金属層332を含む正極集電体300が積層された積層体380を準備してよい。
 積層集電体生成部410は、準備部402によって準備された積層体280及び積層体380から、積層集電体を生成する。積層集電体生成部410は、配置部412、加熱圧縮部414、及び溶接部416を備える。
 配置部412は、例えば、積層体280の上面側及び下面側の一方にタブを配置し、他方にSubタブを配置する。配置部412は、例えば、積層体280の上面側にタブを配置し、積層体280の下面側にSubタブを配置する。配置部412は、例えば、積層体280の上面側にSubタブを配置し、積層体280の下面側にタブを配置する。
 配置部412は、例えば、積層体380の上面側及び下面側の一方にタブを配置し、他方にSubタブを配置する。配置部412は、例えば、積層体380の上面側にタブを配置し、積層体380の下面側にSubタブを配置する。配置部412は、例えば、積層体380の上面側にSubタブを配置し、積層体380の下面側にタブを配置する。
 積層体280に対して配置するタブの材質は、金属層231及び金属層232の材質と同一であってよい。例えば、金属層231及び金属層232の材質が銅である場合、積層体280に対して配置するタブの材質も銅であってよい。なお、積層体280に対して配置するタブの材質は、金属層231及び金属層232の材質と異なってもよい。
 積層体380に対して配置するタブの材質は、金属層331及び金属層332の材質と同一であってよい。例えば、金属層331及び金属層332の材質がアルミニウムである場合、積層体380に対して配置するタブの材質もアルミニウムであってよい。なお、積層体380に対して配置するタブの材質は、金属層331及び金属層332の材質と異なってもよい。
 タブの厚みは、100~300μmであることが望ましい。タブの厚みは、100~300μmの範囲内で、電流値の大きさに合わせて決定されてよい。
 Subタブの厚みは、積層集電体の強度を維持する点で厚い方がよく、積層集電体の軽量化の点では薄い方がよい。例えば、Subタブの厚みは、50~100μmであることが望ましい。
 加熱圧縮部414は、タブ、積層体280、及びSubタブの溶接対象部分を積層方向に加熱圧縮して溶接対象部分の樹脂層210の樹脂を溶出させる。加熱圧縮部414は、タブ、積層体280、及びSubタブの溶接対象部分のみを積層方向に加熱圧縮して溶接対象部分の樹脂層210の樹脂を溶出させてよい。加熱圧縮部414は、樹脂層210の樹脂の種類に応じた温度で加熱圧縮してよい。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414は、タブ、積層体380、及びSubタブの溶接対象部分を積層方向に加熱圧縮して溶接対象部分の樹脂層310の樹脂を溶出させる。加熱圧縮部414は、タブ、積層体380、及びSubタブの溶接対象部分のみを積層方向に加熱圧縮して溶接対象部分の樹脂層310の樹脂を溶出させてよい。加熱圧縮部414は、樹脂層310の樹脂の種類に応じた温度で加熱圧縮してよい。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。
 溶接部416は、加熱圧縮部414によって加熱圧縮された、タブ、積層体280、及びSubタブの溶接対象部分を抵抗溶接する。溶接部416が、当該溶接対象部分を抵抗溶接することによって、積層集電体100が生成される。溶接部416は、加熱圧縮部414によって加熱圧縮された、タブ、積層体380、及びSubタブの溶接対象部分を抵抗溶接する。溶接部416が、当該溶接対象部分を抵抗溶接することによって、積層集電体150が生成される。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。
 溶接対象部分は、例えば、直径が1~10mmの円形状を有する。溶接対象部分は、望ましくは3~5mmの円形状を有する。なお、溶接対象部分の形状は、円形状に限らず、多角形状等であってもよい。溶接対象部分の直径、金属層231の厚み及び金属層232の厚みの合計、並びに樹脂層210の厚みが、下記の数式7を満たすように決定されてよい。製造システム400は、溶接対象部分の直径、金属層231の厚み及び金属層232の厚みの合計、並びに樹脂層210の厚みが、下記の数式7を満たすように設計されてよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 溶接対象部分の直径、金属層231の厚み及び金属層232の厚みの合計、並びに樹脂層210の厚みは、下記の数式8を満たすように決定されてもよい。製造システム400は、溶接対象部分の直径、金属層231の厚み及び金属層232の厚みの合計、並びに樹脂層210の厚みが、下記の数式8を満たすように設計されてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 溶接対象部分の直径、金属層231の厚み及び金属層232の厚みの合計、並びに樹脂層210の厚みは、下記の数式9を満たすように決定されてもよい。製造システム400は、溶接対象部分の直径、金属層231の厚み及び金属層232の厚みの合計、並びに樹脂層210の厚みが、下記の数式9を満たすように設計されてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 溶接対象部分の直径、金属層231の厚み及び金属層232の厚みの合計、並びに樹脂層210の厚みは、下記の数式10を満たすように決定されてもよい。製造システム400は、溶接対象部分の直径、金属層231の厚み及び金属層232の厚みの合計、並びに樹脂層210の厚みが、下記の数式10を満たすように設計されてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
 電池生成部420は、積層集電体生成部410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410によって生成された積層集電体100及び積層集電体150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。電池生成部420は、生成した電池を有する移動体を生成してもよい。例えば、電池生成部420は、生成した電池を移動体に搭載することによって、電池を有する移動体を生成する。電池生成部420は、生成した電池を有する飛行体を生成してもよい。例えば、電池生成部420は、生成した電池を飛行体に搭載することによって、電池を有する飛行体を生成する。飛行体の例として、HAPS及び飛行機等が挙げられる。
 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。この場合、積層体380に対する加熱圧縮は行われなくて良い。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。この場合、積層体280に対する加熱圧縮は行われなくて良い。
 集電体生成部430は、中間に樹脂層を含み、上面の金属層と下面の金属層とが電気的に接続された集電体を生成する。集電体生成部430は、準備部432及び生成部434を備える。
 準備部432は、樹脂層を準備する。生成部434は、準備部432が準備した樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に金属を配置して、樹脂層の側面の少なくとも一部の金属によって樹脂層の上面の金属層と樹脂層の下面の金属層とが電気的に接続された集電体を生成する。生成部434は、例えば、樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に金属を分子接合させる。生成部434は、例えば、樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に分子接合剤を塗布して、金属めっきを施すことによって、集電体を生成する。ここでは、分子接合を用いる場合を主に例に挙げて説明するが、生成部434は、分子接合に代えて、スパッタを用いてもよい。例えば、生成部434は、樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に金属をスパッタによって配置する。生成部434は、例えば、樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面にスパッタによって金属薄膜を形成して、金属メッキを施すことによって、集電体を生成する。
 準備部432は、例えば、四角形状の樹脂層を準備する。生成部434は、四角形状の樹脂層の4つの側面のうちの少なくとも1つの側面、上面、及び下面に金属を分子接合させて、樹脂層の側面のうちの少なくとも1つの側面の金属によって樹脂層の上面の金属層と樹脂層の下面の金属層とが電気的に接続された集電体を生成してよい。生成部434は、四角形状の樹脂層の全体に金属を分子接合させてよい。生成部434は、四角形状の樹脂層の3つの側面と、上面及び下面とに金属を分子接合させてもよい。生成部434は、四角形状の樹脂層の2つの側面と、上面及び下面とに金属を分子接合させてもよい。生成部434は、四角形状の樹脂層の1つの側面と、上面及び下面とに金属を分子接合させてもよい。生成部434は、全体に金属を分子接合させた樹脂層を切断することにより、少なくとも1つの側面に金属が分子接合されている複数の集電体を生成してもよい。
 生成部434は、生成した集電体に活物質を塗布することにより、活物質を有する集電体を生成してよい。生成部434は、全体に金属を分子接合させた樹脂層の上面の金属層に活物質を塗布した後に切断することによって、それぞれが活物質を有する複数の集電体を生成してもよい。
 例えば、負極集電体200を有する負極20を生成する場合、準備部432は、樹脂層210を準備する。そして、生成部434は、準備部432が準備した樹脂層210の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に金属を分子接合させて、上面の金属層に負極材を塗布することにより、樹脂層210、金属層230、及び負極材を有する負極20を生成してよい。
 例えば、正極集電体300を有する正極30を生成する場合、準備部432は、樹脂層310を準備する。そして、生成部434は、準備部432が準備した樹脂層310の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に金属を分子接合させて、上面の金属層に正極材を塗布することにより、樹脂層310、金属層330、及び正極材を有する正極30を生成してよい。
 準備部402は、集電体生成部430によって生成された負極20及び正極30とセパレータ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。準備部402は、集電体生成部430が、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生成した電池構成物10を、集電体生成部430から取得してもよい。これにより、溶接対象部分に加えて、樹脂層の側面の少なくとも一部の金属によって、樹脂層の上面の金属層と樹脂層の下面の金属層とが電気的に接続された積層集電体を生成することができる。
 図6~図10は、積層集電体100の製造方法について説明するための説明図である。ここでは、積層集電体100の製造方法を説明するが、積層集電体150の製造方法も、積層集電体100の製造方法と同様である。
 図6に示すように、まず、準備部402が積層体280を準備し、配置部412が、積層体280の上面側にタブ102を配置し、積層体280の下面側にSubタブ104を配置する。なお、図6に示すように、積層体280の図における左右方向の図示を省略している。
 次に、加熱圧縮部414が、タブ102、積層体280、及びSubタブ104の溶接対象部分110を積層方向に加熱圧縮して、溶接対象部分の樹脂層210の樹脂を溶出させる。加熱圧縮部414は、加熱圧縮機502及び加熱圧縮機504によって、上下方向からタブ102、積層体280、及びSubタブ104の溶接対象部分110を加熱圧縮してよい。これにより、図7に示すように、溶接対象部分110の樹脂層210の樹脂が溶出して、複数の負極集電体200の金属層231及び金属層232が接触する。
 次に、溶接部416が、加熱圧縮部414によって加熱圧縮された溶接対象部分110を抵抗溶接する。溶接部416は、溶接機512及び溶接機514によって、上下方向からタブ102、積層体280、及びSubタブ104の溶接対象部分110を挟み込んで、電流を負荷することによって抵抗溶接してよい。これにより、図9に示すような、溶接スポット120において積層方向に電気的に導通した積層集電体100が生成される。タブ102、積層体280、及びSubタブ104は、タブ102及びSubタブ104で挟んでいる樹脂層部である固定部130によって固定される。
 溶接スポット120の溶接径122は、1~10mmであってよい。溶接径122は、望ましくは3~5mmであってよい。固定部130の固定部幅132は、0.3mm以上であってよい。固定部幅132は、1mm以上であってよい。樹脂無&固定部無部の幅134は、0.1mm以下であってよい。
 図10は、上面側からみた積層集電体100を概略的に示している。図10に示すように、溶接スポット120は、1箇所のみであってよい。溶接スポット120は、複数個所に生成されてもよい。
 下記の表1は、樹脂層210の厚みと、両面の金属層の厚みの合計(金属層231の厚みと金属層232の厚みとの合計)とを様々に組み合わせて積層集電体100を生成した場合の、抵抗バラツキの実験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
 本実験では、負極集電体200を5つ積層させてタブ102及びSubタブ104に溶接し、負極集電体200の1つずつとタブ102との抵抗を測定し、平均と標準偏差を算出した。そして、抵抗の標準偏差σ×2≦平均値で合格とし、合格率を記録した。
 「両面の金属層の厚み合計/樹脂層厚み」が0.04以上になると、0.04未満の倍と比較して、合格率が高くなり、合格率80%を超えた。そのため、本実施形態に係る製造システム400では、数式1や数式6を条件とし得る。
 表1が示すように、金属層が厚いほど、樹脂層が薄いほど、抵抗は安定する。ただし、樹脂層が薄すぎると強度が弱くなり、溶接がうまくいかない可能性が高くなる。また、金属層が厚くなるほど重くなるので、軽量化の観点で好ましくない。よって、「両面の金属層の厚み合計/樹脂層厚み」が0.04以上であり、かつ、あまり大きすぎないことが望ましい。
 下記表2は、溶接スポット120の溶接径122と、樹脂層210の厚みと、両面の金属層の厚みの合計(金属層231の厚みと金属層232の厚みとの合計)とを様々に組み合わせて積層集電体100を生成した場合の、溶接合格数と抵抗バラツキの実験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 本実験では、負極集電体200を5つ積層させてタブ102及びSubタブ104に溶接し、積層体280とタブ102を引っ張り、破断強度を測定した。1N/10mm以上で破断なしで溶接合格とし、合格率を記録した。抵抗バラツキについては、負極集電体200を5つ積層させてタブ102及びSubタブ104に溶接し、負極集電体200の1つずつとタブ102との抵抗を測定し、平均と標準偏差を算出した。そして、抵抗の標準偏差σ×2≦平均値で合格とし、合格率を記録した。
 「(溶接径)/(両面の金属層厚み合計) × (樹脂層厚み)」の値が小さいと、溶接径が小さい又は樹脂層が薄いので、溶接強度が低下する。溶接面積が小さいか、強度を保つ樹脂層が薄くなることが原因と考えられる。溶接面積が小さい場合、抵抗バラツキも大きくなると考えられる。また、「(溶接径)/(両面の金属層厚み合計) × (樹脂層厚み)」の値が大きいと、溶接径が大きい又は樹脂層が厚いので、この場合も強度が低下すると考えられる。
 溶接合格数及び抵抗バラツキの両方について、「(溶接径)/(両面の金属層厚み合計) × (樹脂層厚み)」が0.25~500の範囲内で、範囲外と比較して合格数が高くなり、合格率80%を超えた。そのため、本実施形態に係る製造システム400では、数式2や数式7を条件とし得る。
 また、溶接合格数及び抵抗バラツキの両方について、「(溶接径)/(両面の金属層厚み合計) × (樹脂層厚み)」が2.25~175の範囲内で、範囲外と比較してさらに合格数が高くなった。そのため、本実施形態に係る製造システム400では、数式3や数式8を条件とし得る。
 また、溶接合格数及び抵抗バラツキの両方について、「(溶接径)/(両面の金属層厚み合計) × (樹脂層厚み)」が7.5~15の範囲内で、範囲外と比較してさらに合格数が高くなった。そのため、本実施形態に係る製造システム400では、数式4や数式9を条件とし得る。
 下記表3は、TD方向の熱収縮が異なる樹脂を用いて積層集電体100を生成した場合の、溶接合格数の実験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 本実験では、負極集電体200を5つ積層させてタブ102及びSubタブ104に溶接し、積層体280とタブ102を引っ張り、破断強度を測定した。1N/10mm以上で破断なしで溶接合格とし、合格率を記録した。
 熱収縮が大きいと、加熱時に樹脂の変形が大きく、均一な溶接ができずに、溶接強度が低下すると考えられる。表3に示すように、熱収縮が1%以下で、1%より高い場合と比較して合格率が高くなり、合格率80%を超えた。そのため、本実施形態に係る製造システム400は、TD方向の熱収縮が1%以下の樹脂によって構成される樹脂層を用いることを条件にし得る。
 図11は、集電体生成部430による樹脂層210の金属めっきについて説明するための説明図である。生成部434は、図6に例示するように、準備部432によって準備された樹脂層210の全体に金属を分子接合させることによって、金属層230を生成してよい。金属層230は、樹脂層210の上面211に分子接合された金属と、樹脂層210の下面212に分子接合された金属と、樹脂層210のエッジ部分、すなわち、樹脂層210の4つの側面213に分子接合された金属とを含む。このように、樹脂層210の全体に金属を分子接合させることによって、導電率の高い負極集電体200を生成することができる。図11では、樹脂層210について説明したが、樹脂層310についても同様である。また、生成部434は、分子接合に代えて、スパッタを用いてもよい。
 図12は、集電体生成部430による樹脂層210の金属めっきについて説明するための説明図である。生成部434は、図12に例示するように、準備部432によって準備された樹脂層210の4つの側面213のうちの1つと、上面211と、下面212とに金属を分子接合させることによって、金属層230を生成してもよい。金属層230は、樹脂層210の上面211に分子接合された金属と、樹脂層210の下面212に分子接合された金属と、樹脂層210の1つの側面213に分子接合された金属とを含む。このように、樹脂層210の側面の少なくとも一部に金属を分子接合させることによって、図11に例示する集電体と比較して導電率は低いものの、重量が軽い負極集電体200を生成することができる。図12では、樹脂層210について説明したが、樹脂層310についても同様である。また、生成部434は、分子接合に代えて、スパッタを用いてもよい。
 図13は、樹脂層210の金属めっきについて説明するための説明図である。図14は、A-A断面図である。準備部432は、上面から下面に貫通する少なくとも1つの孔240を有する樹脂層210を準備してよい。図13に示す例では、樹脂層210は、4つの孔240を有する。
 生成部434は、例えば、孔240を有する樹脂層210の上面211、下面212、及び孔240の内面242に分子接合剤を塗布して、金属めっきを施すことによって、樹脂層210と、樹脂層210の上面側の金属層231、樹脂層210の下面側の金属層232、及び孔240の内面に配置された金属とを含む負極集電体200を生成する。金属層231と金属層232とは、孔240の内面に配置された金属によって電気的に接続される。分子接合によれば、このような孔240の内面242への金属めっきを実現可能にできる。
 孔240の数及び大きさは、樹脂層210の種類、樹脂層210の大きさ、及び金属の種類等に応じて、決定され得る。例えば、樹脂層210の種類毎、樹脂層210の大きさ毎、金属の種類毎等の様々な条件下で実験を行うことによって、適切な孔240の数及び大きさが決定され得る。具体例として、孔240の大きさは、直径が0.01mm~5mmであり得る。また、孔240の間隔は、中心間距離0.05~5mmであり得る。
 準備部432は、孔240が形成されている樹脂層210を取得することによって、孔240を有する樹脂層210を準備してよい。また、準備部432は、孔240が形成されていない樹脂層210を取得して、当該樹脂層210に孔240を形成してもよい。例えば、準備部432は、ケミカルエッチングによって、樹脂層210に1又は複数の孔240を形成する。ケミカルエッチングを用いることによって、例えば、直径30μm~200μmの孔240を、100μmのピッチで形成することができる。
 準備部432は、超音波レーザーによって、樹脂層210に1又は複数の孔240を形成してもよい。また、準備部432は、掘削用のドリルを用いた掘削によって、樹脂層210に1又は複数の孔240を形成してもよい。また、準備部432は、ガスレーザーによって、樹脂層210に1又は複数の孔240を形成してもよい。
 図13に例示するように、樹脂層210の上面211及び下面212と、孔240の内面242に金属を分子接合することによって、図11に例示する負極集電体200と比較して、重量が軽い負極集電体200を生成することができる。集電体生成部430は、樹脂層210の側面213の少なくとも1つ、上面211、下面212、及び孔240の内面242に金属を分子接合することによって、負極集電体200を生成してもよい。これにより、負極集電体200の軽量化を図りつつ、負極集電体200の導電性を高めることができる。図13及び図14では、樹脂層210について説明したが、樹脂層310についても同様である。また、生成部434は、分子接合に代えて、スパッタを用いてもよい。例えば、生成部434は、孔240を有する樹脂層210の上面211、下面212、及び孔240の内面242にスパッタによって金属薄膜を形成して、金属めっきを施すことによって、樹脂層210と、樹脂層210の上面側の金属層231、樹脂層210の下面側の金属層232、及び孔240の内面に配置された金属とを含む負極集電体200を生成する。
 図15は、集電体生成部430による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、活物質を有する複数の集電体を生成する場合の処理の流れを説明する。
 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、準備部432が、四角形状の樹脂層を準備する。S104では、生成部434が、S102において準備された樹脂層に金属を分子接合させる。生成部434は、樹脂層の全体に金属を分子接合させてよい。なお、生成部434は、樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に金属を分子接合させてもよい。生成部434は、分子接合に代えて、スパッタを用いてもよい。
 S106では、生成部434が、樹脂層の上面の金属層の上に、活物質を配置する。生成部434は、例えば、金属層の上面の第1の端部以外の領域に活物質を配置する。S108では、生成部434が、S106において、活物質を配置した樹脂層を切断することにより、第1の端部の一部と、活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の集電体を生成する。
 図16から図18は、負極集電体200の製造工程について説明するための説明図である。生成部434は、全体に金属を配置した四角形状の樹脂層210(多層体250と記載する場合がある。)を生成する。生成部434は、分子接合によって金属を配置してよく、スパッタによって金属を配置してもよい。図16は、多層体250の上面図である。多層体250は、帯形状であってもよい。
 生成部434は、多層体250の上面の端部251及び端部251に対向する端部253以外の領域255に活物質260を配置して、多層体250を切断することにより、端部251の一部又は端部253の一部と、活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の負極集電体200を生成する。生成部434は、図17に例示するように、領域255に活物質260を配置し、活物質260が配置されている部分で切断した、端部251を含む部分樹脂層256及び端部253を含む部分樹脂層257のそれぞれを切断することにより、端部251の一部又は端部253の一部と、活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の負極集電体200を生成してよい。多層体250の生成や、活物質260の配置等は、任意の方法によって実現されてよく、例えば、ロールツーロール方式等が採用され得る。
 図17に示す例によれば、2つの側面に金属が配置されている負極集電体200が4個、1つの側面に金属が配置されている負極集電体200が10個、製造される。このように、図16から図18において説明した製造工程によれば、複数の負極集電体200を効率的に生成することができる。図16から図18では、負極集電体200の製造工程を説明したが、正極集電体300の製造工程も同様である。
 図19は、集電体生成部430による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、活物質を有する複数の集電体を生成する場合の処理の流れを説明する。
 S202では、準備部432が、四角形状の樹脂層を準備する。S204では、生成部434が、S202において準備された樹脂層に金属を分子接合させる。生成部434は、樹脂層の全体に金属を分子接合させてよい。なお、生成部434は、樹脂層の側面の少なくとも一部、上面、及び下面に金属を分子接合させてもよい。生成部434は、分子接合に代えて、スパッタを用いてもよい。
 S206では、生成部434が、樹脂層の上面の金属層の上に、活物質を配置する。生成部434は、例えば、金属層の上面の第1の端部以外の領域に活物質を配置する。S208では、生成部434が、樹脂層の第1の端部の部分の一部を切断することにより、第1の端部をのこぎり型に切断して、第1の端部の部分に複数の凸部を形成する。S210では、生成部434が、樹脂層を短冊状に切断することにより、1つの凸部と、活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の集電体を生成する。
 図20及び図21は、負極集電体200の製造工程について説明するための説明図である。生成部434は、多層体250の上面の端部251及び端部251に対向する端部253以外の領域255に活物質260を配置して、多層体250の端部251の部分の一部を切断することにより、端部251の部分に複数の凸部252を形成し、多層体250の端部253の部分の一部を切断することにより、端部253の部分に複数の凸部254を形成し、多層体250を切断することにより、1つの凸部252又は1つの凸部254と、活物質260が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の負極集電体200を生成する。これにより、凸部の先端部分の金属層によって、導電性を確保した負極集電体200を生成することができる。図20及び図21では、負極集電体200の製造工程を説明したが、正極集電体300の製造工程も同様である。
 図22は、集電体生成部430による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、活物質を有する複数の集電体を生成する場合の処理の流れを説明する。
 S302では、準備部432が、四角形状の樹脂層を準備する。S304では、生成部434が、樹脂層の第1の端部の部分の一部を切断することにより、第1の端部をのこぎり型に切断して、第1の端部の部分に複数の凸部を形成する。
 S306では、生成部434が、S304において、第1の端部の部分に複数の凸部が形成された樹脂層の全体に金属を分子接合させる。生成部434は、分子接合に代えて、スパッタを用いてもよい。S308では、生成部434が、樹脂層の第1の端部以外の部分の上面の領域に活物質を配置する。S310では、生成部434が、樹脂層を短冊状に切断することにより、1つの凸部と、活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の集電体を生成する。
 図23及び図24は、負極集電体200の製造工程について説明するための説明図である。生成部434は、四角形状の樹脂層210の端部221の一部を切断することにより、端部221に複数の凸部222を形成し、樹脂層210の端部223の一部を切断することにより、端部223に複数の凸部224を形成した後、樹脂層210の全体に金属を分子接合させ、樹脂層210の端部221及び端部223以外の部分の上面の領域225に活物質を配置して、樹脂層210を切断することにより、1つの凸部222又は1つの凸部224と、活物質が配置されている部分との両方をそれぞれが含む複数の負極集電体200を生成する。生成部434は、樹脂層210を短冊状に切断してよい。図23及び図24では、負極集電体200の製造工程を説明したが、正極集電体300の製造工程も同様である。生成部434は、分子接合に代えて、スパッタを用いてもよい。
 図25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、100 積層集電体、102 タブ、104 Subタブ、110 溶接対象部分、120 溶接スポット、122 溶接径、130 固定部、132 固定部幅、134 幅、150 積層集電体、200 負極集電体、210 樹脂層、211 上面、212 下面、213 側面、221 端部、222 凸部、223 端部、224 凸部、225 領域、230 金属層、231 金属層、232 金属層、240 孔、242 内面、250 多層体、251 端部、252 凸部、253 端部、254 凸部、255 領域、256 部分樹脂層、257 部分樹脂層、260 活物質、280 積層体、300 正極集電体、310 樹脂層、330 金属層、380 積層体、400 製造システム、402 準備部、410 積層集電体生成部、412 配置部、414 加熱圧縮部、416 溶接部、420 電池生成部、430 集電体生成部、502 加熱圧縮機、504 加熱圧縮機、512 溶接機、514 溶接機、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 (19)

  1.  樹脂層と、前記樹脂層の両面に配置された第1金属層及び第2金属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、
     前記積層体の上面側及び下面側の一方にタブを配置し、他方にSubタブを配置する配置工程と、
     前記タブ、前記積層体及び前記Subタブの溶接対象部分を積層方向に加熱圧縮して前記溶接対象部分の前記樹脂層の樹脂を溶出させる加熱圧縮工程と、
     前記溶接対象部分を抵抗溶接する溶接工程と
     を備える積層集電体の製造方法。
  2.  前記加熱圧縮工程は、前記タブ、前記積層体及び前記Subタブの前記溶接対象部分のみを積層方向に加熱圧縮して前記溶接対象部分の前記樹脂層の樹脂を溶出させる、請求項1に記載の積層集電体の製造方法。
  3.  前記準備工程は、下記の数式1を満たす厚みを有する前記樹脂層、前記第1金属層、及び前記第2金属層を含む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又は2に記載の積層集電体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  4.  前記準備工程は、3~7μmの厚みを有する樹脂層と、0.1~2μmの厚みを有する前記第1金属層と、0.1~2μmの厚みを有する前記第2金属層を含む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3のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法。
  5.  前記溶接対象部分は、直径が1~10mmの円形状を有する、請求項3又は4に記載の積層集電体の製造方法。
  6.  前記溶接対象部分の直径、前記第1金属層の厚み及び前記第2金属層の厚みの合計、並びに前記樹脂層の厚みは、下記の数式2を満たす、請求項5に記載の積層集電体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  7.  前記溶接対象部分の直径、前記第1金属層の厚み及び前記第2金属層の厚みの合計、並びに前記樹脂層の厚みは、下記の数式3を満たす、請求項5に記載の積層集電体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  8.  前記溶接対象部分の直径、前記第1金属層の厚み及び前記第2金属層の厚みの合計、並びに前記樹脂層の厚みは、下記の数式4を満たす、請求項5に記載の積層集電体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  9.  前記溶接対象部分の直径、前記第1金属層の厚み及び前記第2金属層の厚みの合計、並びに前記樹脂層の厚みは、下記の数式5を満たす、請求項5に記載の積層集電体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
  10.  前記樹脂層の樹脂は、TD方向の熱収縮が1%以下である、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。
  11.  前記第1金属層及び前記第2金属層の材質は銅であり、
     前記樹脂層の材質はポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド、又はポリエチレンテレフタレートである、請求項1から10のいずれか一項に記載の積層集電体の製造方法。
  12.  コンピュータに、請求項1から11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。
  13.  3~7μmの厚みを有する樹脂層と、前記樹脂層の両面に配置されたそれぞれが0.1~2μmの厚みを有する第1金属層及び第2金属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、
     前記積層体の上面側及び下面側の一方にタブを配置し、他方にSubタブを配置する配置工程と、
     前記タブ、前記積層体及び前記Subタブの、直径が1~10mmの溶接対象部分を積層方向に加熱圧縮して前記溶接対象部分の前記樹脂層の樹脂を溶出させる加熱圧縮工程と、
     前記溶接対象部分を抵抗溶接して、積層集電体を生成する溶接工程と
     前記積層集電体を用いて、太陽電池パネル及び電池を搭載して、前記電池の電力を利用する飛行体の前記電池を生成する電池生成工程と
     を備える電池の製造方法。
  14.  前記電池生成工程は、前記積層集電体を用いて、前記太陽電池パネル及び前記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の前記電池を生成する、請求項13に記載の電池の製造方法。
  15.  樹脂層と、前記樹脂層の両面に配置された第1金属層及び第2金属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、
     前記積層体の上面側及び下面側の一方にタブを配置し、他方にSubタブを配置する配置部と、
     前記タブ、前記積層体及び前記Subタブの溶接対象部分を積層方向に加熱圧縮して前記溶接対象部分の前記樹脂層の樹脂を溶出させる加熱圧縮部と、
     前記溶接対象部分を抵抗溶接する溶接部と
     を備える製造システム。
  16.  複数の集電体が積層され、上側及び下側の一方にタブ、他方にSubタブが配置された積層集電体であって、
     前記タブ及び前記Subタブに挟まれておらず、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、
     前記タブ及び前記Subタブに挟まれおり、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2の領域と、
     前記タブ及び前記Subタブに挟まれおり、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、抵抗溶接されている第3の領域と
     を備える積層集電体。
  17.  請求項16に記載の積層集電体を有する電池。
  18.  請求項17に記載の電池を有する移動体。
  19.  請求項17に記載の電池を有する飛行体。
PCT/JP2022/024354 2021-06-18 2022-06-17 製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、電池、移動体、及び飛行体 WO2022265102A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280035433.3A CN117321849A (zh) 2021-06-18 2022-06-17 制造方法、程序、制造系统、层叠集电体、电池、移动体以及飞行体
EP22825090.8A EP4358280A1 (en) 2021-06-18 2022-06-17 Manufacturing method, program, manufacturing system, multilayer collector, battery, moving body and flight vehicle
US18/540,870 US20240128465A1 (en) 2021-06-18 2023-12-15 Manufacturing method, program, manufacturing system, multilayer collector, battery, moving body, and flight vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021101528A JP7123221B1 (ja) 2021-06-18 2021-06-18 製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、電池、移動体、及び飛行体
JP2021-101528 2021-06-18

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/540,870 Continuation US20240128465A1 (en) 2021-06-18 2023-12-15 Manufacturing method, program, manufacturing system, multilayer collector, battery, moving body, and flight vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022265102A1 true WO2022265102A1 (ja) 2022-12-22

Family

ID=82940090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/024354 WO2022265102A1 (ja) 2021-06-18 2022-06-17 製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、電池、移動体、及び飛行体

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240128465A1 (ja)
EP (1) EP4358280A1 (ja)
JP (1) JP7123221B1 (ja)
CN (1) CN117321849A (ja)
WO (1) WO2022265102A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7399338B1 (ja) 2023-04-07 2023-12-15 ソフトバンク株式会社 積層体、電極構造体、電池、飛行体、積層体を生産する方法、及び、電極構造体を生産する方法
JP7498994B1 (ja) 2023-06-20 2024-06-13 TeraWatt Technology株式会社 リチウム2次電池

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009157263A1 (ja) * 2008-06-23 2009-12-30 シャープ株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2012129114A (ja) * 2010-12-16 2012-07-05 Sharp Corp 非水系二次電池
JP2012155974A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Sharp Corp 非水系二次電池
JP2018181823A (ja) 2017-04-14 2018-11-15 深▲セン▼▲シン▼智美科技有限公司Shenzhen Xinzhimei Technology Co.,Ltd. 負極集電体、その製造方法及びその応用
WO2021125110A1 (ja) * 2019-12-19 2021-06-24 ソフトバンク株式会社 製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、及び電池

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002037584A1 (fr) * 2000-11-01 2002-05-10 Sony Corporation Pile et son procede de production, et procede de production d"un article soude, et socle
DE102011075063A1 (de) * 2011-05-02 2012-11-08 Volkswagen Varta Microbattery Forschungsgesellschaft Mbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Elektrodenwickeln
US11158860B2 (en) * 2017-09-09 2021-10-26 Soteria Battery Innovation Group, Inc. Battery connections and metallized film components in energy storage devices having internal fuses

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009157263A1 (ja) * 2008-06-23 2009-12-30 シャープ株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2012129114A (ja) * 2010-12-16 2012-07-05 Sharp Corp 非水系二次電池
JP2012155974A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Sharp Corp 非水系二次電池
JP2018181823A (ja) 2017-04-14 2018-11-15 深▲セン▼▲シン▼智美科技有限公司Shenzhen Xinzhimei Technology Co.,Ltd. 負極集電体、その製造方法及びその応用
WO2021125110A1 (ja) * 2019-12-19 2021-06-24 ソフトバンク株式会社 製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、及び電池

Also Published As

Publication number Publication date
EP4358280A1 (en) 2024-04-24
CN117321849A (zh) 2023-12-29
JP7123221B1 (ja) 2022-08-22
JP2023000600A (ja) 2023-01-04
US20240128465A1 (en) 2024-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022265102A1 (ja) 製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、電池、移動体、及び飛行体
WO2021125110A1 (ja) 製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、及び電池
KR101610572B1 (ko) 집적 회로 또는 회로 기판 상의 박막 배터리 및 그에 대한 방법
JP2021097020A (ja) 製造方法、プログラム、製造システム、積層集電体、及び電池
JP2017531297A (ja) 電池装置用の非晶質カソード材料
JP7012251B2 (ja) 電池、および、電池製造方法
US20140356580A1 (en) Compound heat sink
JP2024009909A (ja) 製造方法、プログラム、製造システム、集電体、及び電池
JPWO2019131503A1 (ja) 全固体電池、その製造方法および加工装置
JP2020096066A (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
WO2020145177A1 (ja) 全固体電池および全固体電池の製造方法
JP2022131562A (ja) 電池構成物、電池、製造方法、プログラム、及び製造装置
KR101493569B1 (ko) 전기 공급 시스템 및 이의 전기 공급 소자
US20210028432A1 (en) Battery
CN107305959B (zh) 电池和电池制造方法以及电池制造装置
WO2021149382A1 (ja) 電池
WO2021206030A1 (ja) 製造方法、プログラム、製造システム、集電体、及び電池
CN206402513U (zh) 一种挠性区带补强的刚挠结合板
JP7049309B2 (ja) 製造方法、プログラム、及び製造システム
JP7049308B2 (ja) 製造方法、プログラム、及び製造システム
JP2013161547A (ja) リード部材とその製造方法
CN111934026B (zh) 电芯结构及电化学装置
JP2019207746A (ja) 積層型電池用電極及び積層型電池
JP7117188B2 (ja) 蓄電素子
JP2017134960A (ja) ラミネート型蓄電素子およびラミネート型蓄電素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22825090

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280035433.3

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022825090

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022825090

Country of ref document: EP

Effective date: 20240118