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叠层型电池的制作方法

2022-02-20 19:45:50 来源:中国专利 TAG:

叠层型电池
[技术领域]
[0001]
本发明涉及叠层型电池。
[

背景技术:
]
[0002]
例如,如专利文献1中提案的那样,正极板和负极板交替叠层而得到的叠层型电池得到了广泛普及。作为叠层型电池的一个实例,可举出锂离子二次电池。锂离子二次电池的特征之一在于:相比于其他形式的叠层型电池具有较大的容量。具有这样的特征的锂离子二次电池,如今期待在车载用途、安置住宅用途等各种用途中的进一步普及。
[0003]
叠层型电池具备:具有交替叠层在叠层方向的多个正极板(第1电极板)和多个负极板(第2电极板)的膜电极接合体。为了从电极板导出电,在膜电极接合体的正极板和负极板分别安装有接线片。在接线片延伸出至外部的状态下,在外部包装体的外周边缘部进行热密封而形成密封部,将膜电极接合体密封在外部包装体内。
[0004]
[现有技术文献]
[0005]
[专利文献]
[0006]
[专利文献1]日本特开2004-31066号公报
[

技术实现要素:
]
[0007]
[发明所解决的技术问题]
[0008]
本发明的目的在于:提供能够抑制叠层型电池的密封性能降低的叠层型电池。
[0009]
[解决问题的技术手段]
[0010]
基于本发明的叠层型电池具备:
[0011]
外部包装体,其具有:包含金属层和设置在所述金属层的内表面的树脂粘接层的第1基材、与所述第1基材相对的第2基材、以及对所述第1基材和所述第2基材进行热密封并在所述第1基材和所述第2基材之间于内侧形成密封空间的密封部;
[0012]
膜电极接合体,其为设置在所述密封空间的膜电极接合体,并且具有交替叠层在叠层方向的多个第1电极板和多个第2电极板;
[0013]
第1接线片,其连接于所述第1电极板,并且在沿所述叠层方向进行观察时在第1方向上通过所述密封部而延伸出至所述外部包装体的外侧;以及
[0014]
第2接线片,其连接于所述第2电极板,并且在所述第1方向上通过所述密封部而延伸出至所述外部包装体的外侧,
[0015]
所述密封部的密封长度为900mm以上,
[0016]
在沿所述叠层方向进行观察时,与所述第1方向垂直的第2方向上的所述第1接线片的尺寸和所述第2接线片的尺寸的合计值为所述密封长度的2%以上10%以下。
[0017]
基于本发明的叠层型电池中,
[0018]
所述叠层型电池的重量为500g以上,
[0019]
所述第2方向上的所述第1接线片的尺寸和所述第2接线片的尺寸的合计值为18mm
以上90mm以下。
[0020]
基于本发明的叠层型电池具备:
[0021]
外部包装体,其具有:包含金属层和设置在所述金属层的内表面的树脂粘接层的第1基材、与所述第1基材相对的第2基材、以及对所述第1基材和所述第2基材进行热密封并在所述第1基材和所述第2基材之间形成密封空间的密封部;
[0022]
膜电极接合体,其为设置在所述密封空间的膜电极接合体,并且具有交替叠层在叠层方向的多个第1电极板和多个第2电极板;
[0023]
第1接线片,其连接于所述第1电极板,并且在沿所述叠层方向进行观察时在第1方向上通过所述密封部而延伸出至所述外部包装体的外侧;以及
[0024]
第2接线片,其连接于所述第2电极板,并且在所述第1方向上通过所述密封部而延伸出至所述外部包装体的外侧,
[0025]
所述叠层型电池的重量为500g以上,
[0026]
在沿所述叠层方向进行观察时,与所述第1方向垂直的第2方向上的所述第1接线片的尺寸和所述第2接线片的尺寸的合计值为18mm以上90mm以下。
[0027]
基于本发明的叠层型电池中,
[0028]
在沿所述叠层方向进行观察时,所述叠层型电池的面积为20000mm2以上。
[0029]
[发明的效果]
[0030]
根据本发明,能够抑制叠层型电池的密封性能降低。
[附图说明]
[0031]
[图1]图1是表示基于实施方式的叠层型电池的立体图。
[0032]
[图2]图2是表示图1的叠层型电池中包含的膜电极接合体的立体图。
[0033]
[图3]图3是图2的俯视图。
[0034]
[图4]图4是沿图2的膜电极接合体的第2方向d2进行观察的部分截面图。
[0035]
[图5]图5是图1的俯视图。
[0036]
[图6]图6是沿图5的叠层型电池的第2方向d2进行观察的截面图。
[0037]
[图7]图7是表示图5的一个变形例(第1变形例)的俯视图。
[0038]
[本发明的具体实施方式]
[0039]
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,在说明书附加的附图中,为了便于理解,将比例尺和横竖的尺寸比等从实物出发进行了适宜变更和夸张。
[0040]
[叠层型电池]
[0041]
图1~图6是用于说明基于本发明的实施方式的叠层型电池的图。
[0042]
如图1和图2表示的那样,基于本实施方式的叠层型电池1具备:外部包装体40;容纳在外部包装体40内的膜电极接合体5;和与膜电极接合体5连接的一对接线片16、26。接线片16、26延伸出至外部包装体40的外侧。在电动车等车辆的领域中,将多个叠层型电池1组合而构成的模块搭载在车辆中。多个叠层型电池1之间的电连接通过接线片16、26而实现。
[0043]
以下,对于叠层型电池1的各构成要素进行说明。
[0044]
(膜电极接合体)
[0045]
膜电极接合体5具有:包含交替叠层在叠层方向dl的正极板10x(第1电极板)和负
极板20y(第2电极板)的多个电极板10x、20y。
[0046]
本实施方式中,对于膜电极接合体5构成锂离子二次电池的实例进行说明。该实例中,第1电极板构成正极板10x,第2电极板构成负极板20y。但是,如根据下文中说明的作用效果的记载能够理解的那样,第1电极板可构成负极板20y,第2电极板可构成正极板10x。此外,不限于锂离子二次电池,可广泛适用于第1电极板和第2电极板交替叠层而成的膜电极接合体5。
[0047]
如图2~图4表示的那样,膜电极接合体5具有多个正极板10x和多个负极板20y。正极板10x和负极板20y沿叠层方向dl交替依次叠层。本实施方式中,在叠层方向dl上的膜电极接合体5的最下部和最上部配置有负极板20y。膜电极接合体5和叠层型电池1整体性地具有扁平形状,叠层方向dl上的厚度较薄,在与叠层方向dl垂直的方向d1、d2上扩展。
[0048]
在沿叠层方向dl进行观察时,正极板10x和负极板20y可具有任意的形状。如图示的那样,在沿叠层方向dl进行观察时,正极板10x和负极板20y可整体性地具有长方形形状的外周轮郭。叠层型电池1具有:作为一对接线片16、26排列的方向的第1方向d1;与第1方向d1垂直的第2方向d2。在图示的实例中,第1方向d1相当于叠层型电池1的长边方向(长度方向),第2方向d2相当于叠层型电池1的短边方向(宽度方向)。然而,也可以是第1方向d1相当于叠层型电池1的短边方向,第2方向d2相当于叠层型电池1的长边方向。叠层方向dl垂直于第1方向d1和第2方向d2这两者。正极板10x和负极板20y在第1方向d1上交错配置。更具体而言,多个正极板10x配置为靠近第1方向d1上的一侧(图3中的右侧),多个负极板20y配置为靠近第1方向d1上的另一侧(图3中的左侧)。正极板10x和负极板20y在第1方向d1上的中央部(后述正极有效区域b1和负极有效区域b2)中在叠层方向dl上重合。
[0049]
如图示的那样,正极板10x具有片状的外形。正极板10x具有:正极集电体11x(第1电极集电体);和,设置在正极集电体11x上的正极活性物质层12x(第1电极活性物质层)。正极活性物质层12x可具有任意的形状,如图示的那样,可具有长方形形状的外周轮郭。锂离子二次电池中,正极板10x在放电时吸留锂离子并在充电时放出锂离子。
[0050]
正极集电体11x具有彼此位于相反侧的第1面11a和第2面11b作为主面。正极活性物质层12x形成在正极集电体11x的第1面11a和第2面11b中的至少一个面上。本实施方式中,在各正极板10x的正极集电体11x的两侧分别设置有正极活性物质层12x,各正极板10x可以彼此相同的方式而构成。
[0051]
正极集电体11x和正极活性物质层12x可使用可适用于叠层型电池1(锂离子二次电池)的各种材料并通过各种制法而制备得到。作为一个实例,正极集电体11x可由铝箔或涂布有高导电性的碳粒子或者碳纳米管的铝箔而形成。正极活性物质层12x,例如可包含:正极活性物质、导电助剂和成为粘合剂的粘结剂。正极活性物质层12x可通过下述方式制备:将正极活性物质、导电助剂和粘结剂分散在溶剂中而得到的正极用浆料涂布在成为正极集电体11x的材料上,接着进行干燥,然后压制并高密度化。正极活性物质,可含有过渡金属和锂,可含有1种过渡金属和锂。作为正极活性物质,例如可举出:锂过渡金属复合氧化物、含锂过渡金属磷酸化合物等,可将它们混合使用。作为锂过渡金属复合氧化物的过渡金属,可采用:钒、钛、铬、锰、铁、钴、镍、铜等。作为锂过渡金属复合氧化物的具体实例,可举出:licoo2等锂钴复合氧化物、linio2等锂镍复合氧化物、limno2、limn2o4、li2mno3等锂锰复合氧化物、将这些锂过渡金属复合氧化物的成为主体的过渡金属原子的一部分替代为铝、
钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镁、镓、锆等其他金属而得到的替代物等。作为该替代物的具体实例,例如,可举出:lini
0.5
mn
0.5
o2、lini
0.80
co
0.17
al
0.03
o2、lini
1/3
co
1/3
mn
1/3
o2、limn
1.8al0.2
o4、limn
1.5
ni
0.5
o4等。此外,作为含锂过渡金属磷酸化合物的过渡金属,优选钒、钛、锰、铁、钴、镍等,作为具体实例,例如可举出:lifepo4等磷酸铁类、licopo4等磷酸钴类、将这些锂过渡金属磷酸化合物的成为主体的过渡金属原子的一部分替代为铝、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镁、镓、锆、铌等其他金属而得到的替代物等。作为导电助剂,可使用石墨微粒、乙炔黑、科琴黑等炭黑、针状焦炭等无定形碳的微粒等、碳纳米纤维等,但不限于此。作为粘结剂,可使用聚偏二氟乙烯等氟树脂。
[0052]
如图3表示的那样,正极集电体11x具有:彼此相邻的正极连接区域a1(第1连接区域)和正极有效区域b1(第1有效区域)。正极活性物质层12x仅配置在正极集电体11x的正极有效区域b1。正极有效区域b1可具有任意的形状。如图示的那样,正极有效区域b1可具有长方形形状的外周轮郭,可设为整体性地设置有正极活性物质层12x的区域。正极连接区域a1和正极有效区域b1排列在正极板10x的第1方向d1。正极连接区域a1相比于正极有效区域b1更靠近正极板10x的第1方向d1上的外侧(图3中的右侧)。
[0053]
由各个正极集电体11x的正极连接区域a1构成正极连接部13(第1连接部)。正极连接部13具有:作为第1基材41侧面的第1面13a;作为第2基材42侧面的第2面13b。第1面13a相当于多个正极集电体11x中配置为最靠近第1基材41侧的正极集电体11x的正极连接区域a1中的第1面11a。此外,第2面13b相当于多个正极集电体11x中配置为最靠近第2基材42侧的正极集电体11x的正极连接区域a1中的第2面11b。本实施方式中,正极接线片16(第1接线片)接合于第2面13b(参照图6)。正极接线片16通过电阻熔接、超声波熔接、基于胶带的贴合、熔敷等而接合于第2面13b。此外,各个正极集电体11x在正极接线片16与第2面13b接合的位置处彼此接合。由此,各个正极集电体11x与正极接线片16实现电连接。
[0054]
另一方面,如图3表示的那样,在沿叠层方向dl进行观察时,正极有效区域b1设置在与负极板20y的后述负极活性物质层22y相对的区域内。因此,第1方向d1上的正极板10x的正极有效区域b1的尺寸小于第1方向d1上的负极板20y的后述负极有效区域b2的尺寸。此外,第2方向d2上的正极板10x的尺寸小于第2方向d2上的负极板20y的尺寸。通过这样的正极有效区域b1的配置,能够防止锂从负极活性物质层22y析出。
[0055]
本实施方式中,正极板10x具有较大的尺寸,第1方向d1上的正极板10x的尺寸可以为180mm以上。第1方向d1上的正极板10x的正极有效区域b1的尺寸可以为150mm以上。此外,第2方向d2上的正极板10x的尺寸可以为80mm以上。
[0056]
接下来,对于负极板20y进行说明。负极板20y与正极板10x同样,也具有片状的外形。负极板20y具有:负极集电体21y(第2电极集电体);和设置在负极集电体21y上的负极活性物质层22y(第2电极活性物质层)。负极活性物质层22y可具有任意的形状,如图示的那样,可具有长方形形状的外周轮郭。在锂离子二次电池中,负极板20y在放电时放出锂离子并在充电时吸留锂离子。
[0057]
负极集电体21y具有彼此位于相反侧的第1面21a和第2面21b作为主面。负极活性物质层22y形成在负极集电体21y的第1面21a和第2面21b中的至少一个面上。本实施方式中,在各负极板20y的负极集电体21y的两侧分别设置有负极活性物质层22y,各负极板20y可以彼此相同的方式而构成。需要说明的是,在配置为最靠近第1基材41侧的负极板20y的
负极集电体21y的第1面21a上,可不设置负极活性物质层22y。此外,在配置为最靠近第2基材42侧的负极板20y的负极集电体21y的第2面21b上,可不设置负极活性物质层22y。
[0058]
负极集电体21y和负极活性物质层22y可使用可适用于叠层型电池1(锂离子二次电池)的各种材料并通过各种制法而制备。作为一个实例,负极集电体21y例如由铜箔形成。负极活性物质层22y,例如可包含:负极活性物质、导电助剂、成为粘合剂的粘结剂、和增稠剂。负极活性物质层22y可通过下述方式制备:将负极活性物质、导电助剂、粘结剂和增稠剂分散在溶剂中而得到的负极用浆料涂布在成为负极集电体21y的材料上,接着进行干燥,然后压制并高密度化。作为负极活性物质,例如可举出:金属锂、锂合金、可吸留和放出锂离子的碳类材料(碳粉末、石墨粉末等)、金属氧化物等。作为导电助剂,例如可举出乙炔黑、碳纳米管等。作为粘结材料,例如可举出聚偏二氟乙烯等氟树脂、苯乙烯丁二烯橡胶等。作为增稠剂,例如可举出羧甲基纤维素等。
[0059]
如图3表示的那样,负极集电体21y具有:彼此相邻的负极连接区域a2(第2连接区域)和负极有效区域b2(第2有效区域)。负极活性物质层22y仅配置在负极集电体21y的负极有效区域b2。负极有效区域b2可具有任意的形状。如图示的那样,负极有效区域b2可具有长方形形状的外周轮郭,可设为整体性地设置有负极活性物质层22y的区域。负极连接区域a2和负极有效区域b2排列在负极板20y的第1方向d1上。负极连接区域a2相比于负极有效区域b2更靠近负极板20y的第1方向d1上的外侧(图3中的左侧)。
[0060]
由各个负极集电体21y的负极连接区域a2构成负极连接部23(第2连接部)。负极连接部23具有:作为第1基材41侧面的第1面23a;作为第2基材42侧面的第2面23b。第1面23a相当于多个负极集电体21y中配置为最靠近第1基材41侧的负极集电体21y的负极连接区域a2中的第1面21a。此外,第2面23b相当于多个负极集电体21y中配置为最靠近第2基材42侧的负极集电体21y的负极连接区域a2中的第2面21b。本实施方式中,负极接线片26(第2接线片)接合于第2面23b(参照图6)。负极接线片26通过电阻熔接、超声波熔接、基于胶带的贴合、熔敷等而接合于第2面23b。此外,各个负极集电体21y也在负极接线片26与第2面23b接合的位置处彼此接合。由此,各个负极集电体21y和负极接线片26实现电连接。
[0061]
另一方面,如图3表示的那样,在沿叠层方向dl进行观察时,负极有效区域b2以内包与正极板10x的正极活性物质层12x相对的区域的方式扩展。即,在沿叠层方向dl进行观察时,负极有效区域b2覆盖整个外周,以延伸出至正极活性物质层12x的外侧的方式扩展。因此,如上所述,第1方向d1上的负极板20y的负极有效区域b2的尺寸大于第1方向d1上的正极板10x的正极有效区域b1的尺寸。此外,第2方向d2上的负极板20y的尺寸大于第2方向d2上的正极板10x的尺寸。
[0062]
本实施方式中,负极板20y具有较大的尺寸,第1方向d1上的负极板20y的尺寸可以为180mm以上。第1方向d1上的负极板20y的负极有效区域b2的尺寸可以为150mm以上。此外,第2方向d2上的负极板20y的尺寸可以为80mm以上。
[0063]
如图4表示的那样,在正极板10x和负极板20y之间可以配置有绝缘片31。绝缘片31介于正极板10x和负极板20y之间而作为隔膜发挥功能。在图4表示的实例中,绝缘片31配置在正极板10x的后述功能层30a和负极板20y的负极活性物质层22y之间。这样的绝缘片31,例如可由无纺布、多孔质材料形成。该实例中,容纳在外部包装体40内的电解液或凝胶状电解液浸渍并保持于绝缘片31。该实例中使用的绝缘片31,没有特别限定,可使用可适用于叠
层型电池1尤其是锂离子二次电池的各种绝缘体。
[0064]
此外,如图4表示的那样,正极板10x和负极板20y中的至少一者可在与另一者相对的面上具有功能层30a。功能层30a具有绝缘性,用于防止正极板10x和负极板20y发生短路。在图示的实例中,正极板10x具有功能层30a。功能层30a设置在正极活性物质层12x的绝缘片31侧的面(与绝缘片31相对的面)上。即,在各正极活性物质层12x的相对的绝缘片31侧面上设置有功能层30a。各正极活性物质层12x的该面被功能层30a包覆。并且,正极板10x中与绝缘片31在叠层方向dl上相对的面由功能层30a形成。需要说明的是,代替图4表示的功能层30a或在此之外,负极板20y可具有覆盖各负极活性物质层22y的功能层30a。
[0065]
功能层30a可具有比负极活性物质层22y高的空孔率。此外,功能层30a可具有优异的耐热性。作为这样的功能层30a的材料,可使用无机材料。无机材料能够在赋予功能层30a以较高的空孔率的同时,还赋予功能层30a以优异的耐热性、例如150℃以上的耐热性。作为无机材料,可举出:二氧化硅、氮化硅、氧化铝、勃姆石、二氧化钛、氧化锆、氮化硼、氧化锌、二氧化锡、氧化铌(nb2o5)、氧化钽(ta2o5)、氟化钾、氟化锂、黏土、沸石、碳酸钙、铌-钽复合氧化物和镁-钽复合氧化物等。此外,作为功能层30a的材料,可使用有机材料。作为有机材料,可举出:纤维素及其变体、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯、聚酯、聚丙烯腈、芳香族聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等的纤维状物、粒子状物。功能层30a,在由氧化铝形成的情况下可以下述方式制备:在正极活性物质层12x上进行涂布并固化。
[0066]
(接线片)
[0067]
如图2和图3表示的那样,在第1方向d1上正极接线片16连接于膜电极接合体5的一侧(图3中的右侧)。此外,在第1方向d1上负极接线片26连接于膜电极接合体5的另一侧(图3中的左侧)。本实施方式中,如上所述,正极接线片16连接于膜电极接合体5的正极连接部13的第2面13b。此外,负极接线片26连接于膜电极接合体5的负极连接部23的第2面23b。如上所述,接线片16、26分别通过电阻熔接、超声波熔接、基于胶带的贴合、熔敷等接合至第2面13b、23b。由此,正极接线片16与各个正极集电体11x实现电连接,负极接线片26与各个负极集电体21y实现电连接。
[0068]
如图5所示,正极接线片16在第1方向d1上延伸出至外部包装体40的外侧,作为叠层型电池1的正极端子而发挥功能。正极接线片16处设置有正极密封剂18。同样地,负极接线片26在第1方向d1上延伸出至外部包装体40的外侧,作为叠层型电池1的负极端子而发挥功能。负极接线片26处设置有负极密封剂28。
[0069]
正极接线片16可使用铝等而形成。负极接线片26可使用镍、镀镍铜等而形成。密封剂18、28由可对外部包装体40的树脂粘接层40b和接线片16、26进行熔敷的材料构成。作为密封剂18、28的材料,可举出:聚丙烯、改性聚丙烯、低密度聚丙烯、离聚物、乙烯
·
乙酸乙烯酯等。
[0070]
第2方向d2上的正极接线片16的尺寸t1(正极接线片16的宽度尺寸)例如可以为9mm以上45mm以下。第2方向d2上的负极接线片26的尺寸t2(负极接线片26的宽度尺寸)可以与第2方向d2上的正极接线片16的尺寸t1相同,例如可以为9mm以上45mm以下。本实施方式中,第2方向d2上的正极接线片16的尺寸t1和负极接线片26的尺寸t2的合计值(t1 t2)可以为18mm以上90mm以下。
[0071]
(外部包装体)
[0072]
外部包装体40是用于密封膜电极接合体5的包装材料。如图6表示的那样,外部包装体40具有:第1基材41(上侧外部包装体);与第1基材41相对的第2基材42(下侧外部包装体)。本实施方式中,第1基材41和第2基材42作为分体而构成。
[0073]
第2基材42形成为片状。另一方面,第1基材41形成为凸状。即,第1基材41具有周边部43、相对于周边部43向外侧(与第2基材42侧相反的一侧)膨出的膨出部44。通过该膨出部44,在第1基材41和第2基材42之间划定有密封空间45。该密封空间45中容纳有膜电极接合体5。这样的膨出部44,例如通过对片状的第1基材41中期望的区域进行按压(旋压加工)而形成。该情况下,周边部43和膨出部44可以一体地形成。
[0074]
外部包装体40可具有挠性。外部包装体40的第1基材41和第2基材42分别由具有金属层40a和设置在金属层40a的内表面的树脂粘接层40b的层压膜构成。金属层40a可具有高气体阻隔性和成形加工性。这样的金属层40a可由铝箔、不锈钢箔等金属材料而形成。树脂粘接层40b位于金属层40a的内表面,作为用于接合金属层40a的密封层而发挥功能。树脂粘接层40b,除了粘接性之外,还可具有绝缘性、耐化学品性、热塑性等。这样的树脂粘接层40b可由聚丙烯、改性聚丙烯、低密度聚丙烯、离聚物、乙烯
·
乙酸乙烯酯等树脂材料而形成。
[0075]
基于本实施方式的叠层型电池1可通过下述方式制备:将膜电极接合体5配置在第1基材41和第2基材42之间后进行层压加工。即,在外部包装体40的外周边缘部中,对形成在第1基材41和第2基材42各自的内表面上的树脂粘接层40b进行热密封(热熔敷)而形成密封部46。更具体而言,如图5表示那样,密封部46包含:第1密封部分46a、第2密封部分46b、第3密封部分46c、和第4密封部分46d。第1密封部分46a形成于第1方向d1上外部包装体40的一侧的边缘部(正极接线片16侧,图5中的右侧)。第2密封部分46b形成于第1方向d1上外部包装体40的另一侧的边缘部(负极接线片26侧,图5中的左侧)。第3密封部分46c形成于第2方向d2上外部包装体40的一侧的边缘部(图5中的下侧)。第4密封部分46d形成于第2方向d2上外部包装体40的另一侧的边缘部(图5中的上侧)。通过这样形成密封部46,使得第1基材41和第2基材42实现接合,将膜电极接合体5容纳在密封外部包装体40的内部的密封空间45。
[0076]
需要说明的是,接线片16、26分别在第1方向d1上从外部包装体40的内侧通过密封部46延伸出至外部包装体40的外侧。更具体而言,正极接线片16通过第1密封部分46a而延伸出至外部包装体40的外侧。负极接线片26通过第2密封部分46b而延伸出至外部包装体40的外侧。第1基材41和接线片16、26通过密封剂18、28实现热密封。同样地,第2基材42和接线片16、26通过密封剂18、28实现热密封。
[0077]
本实施方式中,外部包装体40容纳有如上所述的较大的尺寸的正极板10x和负极板20y。因此,外部包装体40具有较大的尺寸。第1方向d1上的第1基材41的尺寸可以为200mm以上。此外,第2方向d2上的第1基材41的尺寸可以为100mm以上。第1方向d1上的第2基材42的尺寸和第2方向d2上的第2基材42的尺寸,可以与第1基材41的这些尺寸大致相同。
[0078]
此外,本实施方式中,外部包装体40的密封部46的密封长度l可以为900mm以上。密封长度l可表示为:第1密封部分46a的密封长度l1、第2密封部分46b的密封长度l2、第3密封部分46c的密封长度l3、第4密封部分46d的密封长度l4的合计值(l1 l2 l3 l4)(参照图5)。密封长度l1相当于第2方向d2上的第1密封部分46a的长度。密封长度l2相当于第2方向d2上的第2密封部分46b的长度。密封长度l3相当于第1方向d1上的第3密封部分46c的长度。密封
长度l4相当于第1方向d1上的第4密封部分46d的长度。需要说明的是,此处,密封长度l是指,密封部46的最外缘(在密封部46的宽度方向上与密封空间45相反的一侧的边缘)的长度,密封长度l1、l2、l3、l4是指,对应的密封部分46a、46b、46c、46d的最外缘的长度。水分可从外部包装体40的外缘浸入,因此将用作密封性能指标的密封部46的密封长度l定义为这样的密封部46的最外缘的长度。密封长度l1、l2可以为90mm以上。密封长度l3、l4可以为190mm以上。此外,密封部46的密封宽度w可以为5mm以上20mm以下。第1方向d1上的第1密封部分46a的长度相当于所述密封宽度w。此外,第1方向d1上的第2密封部分46b的长度、第2方向d2上的第3密封部分46c的长度和第2方向d2上的第4密封部分46d的长度也相当于所述密封宽度w。需要说明的是,本实施方式中,示出了各密封部分46a~46d的宽度相等的实例,但是不限于此,各密封部分46a~46d的宽度可以不同。
[0079]
如上所述,本实施方式中,第2方向d2上的正极接线片16的尺寸t1和负极接线片26的尺寸t2的合计值(t1 t2)可以为18mm以上90mm以下。该合计值(t1 t2)可以为所述密封长度l的2%以上10%以下。
[0080]
此外,如上所述,本实施方式中,叠层型电池1是具备具有较大尺寸的电极板10x、20y和外部包装体40的大型叠层型电池1。因此,沿叠层方向dl进行观察时的叠层型电池1的面积较大,叠层型电池1的面积可以为20000mm2以上。此处,叠层型电池1的面积相当于沿叠层方向dl进行观察时外部包装体40的平面面积。本实施方式中,将俯视图中的外部包装体40的第1方向d1上的外形尺寸和第2方向d2上的外形尺寸相乘而得到的值设为叠层型电池1的面积。此外,叠层型电池1的重量较大,叠层型电池1的重量可以为500g以上。需要说明的是,叠层型电池1的重量相当于包含膜电极接合体5、外部包装体40以及接线片16、26的状态下的叠层型电池1的重量。
[0081]
[叠层型电池的制造方法]
[0082]
接下来,对于作为锂离子二次电池而构成的基于本实施方式的叠层型电池1的制造方法进行说明。下文中说明的叠层型电池的制造方法具备:准备膜电极接合体5的膜电极接合体准备工序;在膜电极接合体5安装接线片16、26的接线片安装工序;准备第1基材41和第2基材42的外部包装体准备工序;将膜电极接合体5密封在第1基材41和第2基材42之间的密封工序。以下,对于各工序进行说明。
[0083]
(膜电极接合体准备工序)
[0084]
膜电极接合体准备工序中,准备膜电极接合体5。膜电极接合体准备工序包含:分别制备正极板10x和负极板20y的工序;将正极板10x和负极板20y交替叠层的工序。
[0085]
首先,实施分别制备正极板10x和负极板20y的工序。该工序中,首先,在用于构成正极集电体11x的长条的铝箔上,涂布用于构成正极活性物质层12x的组合物(浆料),接着进行干燥,然后压制并高密度化。接下来,裁切为期望的尺寸,制备得到单片状的正极板10x。同样地,在用于构成负极集电体21y的长条的铜箔上,涂布用于构成负极活性物质层22y的组合物(浆料),接着进行干燥,然后压制并高密度化。接下来,裁切为期望的尺寸,制备得到单片状的负极板20y。需要说明的是,在正极板10x和负极板20y中的至少一者上用氧化铝形成并赋予功能层30a的情况下,例如,可通过在成为电极板10x、20y的裁切前的长条材料上或裁切后的单张材料上,涂布包含氧化铝的材料并使其固化来制备功能层30a。
[0086]
接下来,实施将正极板10x和负极板20y交替叠层的工序。该工序中,在使得正极板
10x的正极活性物质层12x与负极板20y的负极活性物质层22y正对,并且使得绝缘片31介于正极板10x和负极板20y之间的同时,将正极板10x和负极板20y进行叠层。在叠层方向dl上的最下部和最上部配置负极板20y。
[0087]
由此,能够得到将正极板10x和负极板20y进行了交替叠层的膜电极接合体5。
[0088]
(接线片安装工序)
[0089]
在膜电极接合体准备工序之后,进行接线片安装工序。接线片安装工序中,在第1方向d1上膜电极接合体5的两侧安装一对接线片16、26。接线片安装工序包含:准备接线片16、26的工序;在膜电极接合体5安装接线片16、26的工序。
[0090]
首先,实施准备接线片16、26的工序。该工序中,准备由铝金属形成得到的正极接线片16,该正极接线片16安装有正极密封剂18。正极密封剂18在第1方向d1上以覆盖正极接线片16的一部分的方式进行安装,在第2方向d2上以延伸出正极接线片16的两侧的方式进行安装。此外,准备由铜金属形成得到的负极接线片26,该负极接线片26安装有负极密封剂28。负极密封剂28在第1方向d1上以覆盖负极接线片26的一部分的方式进行安装,在第2方向d2上以延伸出负极接线片26的两侧的方式进行安装。
[0091]
接下来,实施在膜电极接合体5安装接线片16、26的工序。该工序中,将准备的接线片16、26分别安装在膜电极接合体5的连接部13、23。更具体而言,首先,将正极接线片16载置在台阶上。接着,以使得正极接线片16的上表面和膜电极接合体5的正极连接部13的第2面13b部分性重叠的方式,载置膜电极接合体5。此时,以使得第2方向d2上的正极连接区域a1的中心位置与正极接线片16的中心位置一致的方式,进行膜电极接合体5相对于正极接线片16的对齐。然后,通过电阻熔接、超声波熔接等,将正极接线片16熔敷至膜电极接合体5的正极连接部13。由此,使正极接线片16接合至正极连接部13的第2面13b。此时,各个正极集电体11x也在正极接线片16与第2面13b接合的位置处彼此接合。由此,能够将正极接线片16电连接至膜电极接合体的正极连接部13。同样地,能够将准备的负极接线片26电连接至膜电极接合体5的负极连接部23。
[0092]
由此,能够得到安装有接线片16、26的膜电极接合体5。
[0093]
(外部包装体准备工序)
[0094]
外部包装体准备工序中,准备第1基材41和第2基材42。外部包装体准备工序包含:制备第1基材41的工序;制备第2基材42的工序。
[0095]
制备第1基材41的工序中,首先,在构成金属层40a的铝箔的一侧,涂布用于构成树脂粘接层40b的树脂材料的组合物并进行固化。接下来,裁切为期望的尺寸,得到平板状的第1基材41。然后,对于平板状的第1基材41,进行旋压加工,形成膨出部44。由此,得到具有膨出部44的第1基材41。
[0096]
制备第2基材42的工序中,首先,在构成金属层40a的铝箔的一侧,涂布用于构成树脂粘接层40b的树脂材料的组合物并进行固化。接下来,裁切为期望的尺寸,得到平板状的第2基材42。
[0097]
由此,能够得到构成密封膜电极接合体5的外部包装体40的第1基材41和第2基材42。
[0098]
(密封工序)
[0099]
在接线片安装工序和外部包装体准备工序之后,进行密封工序。密封工序中,将膜
电极接合体5密封在外部包装体40内。
[0100]
该密封工序中,首先,以使得树脂粘接层40b朝上的方式,在台阶上载置第2基材42。接着,将膜电极接合体5载置在第2基材42上。接下来,以使得膜电极接合体5容纳在膨出部44内的方式,从膜电极接合体5的上方覆盖第1基材41。此处,以使得第1基材41的树脂粘接层40b与第2基材42的树脂粘接层40b相对的方式,覆盖第1基材41。此时,在接线片16、26延伸出至外部的状态下,将膜电极接合体5配置在第1基材41和第2基材42之间。此外,此时,将密封剂18、28配置在外部包装体40和接线片16、26之间。
[0101]
然后,在膜电极接合体5的周围,例如用具有150℃~200℃的温度的金属制的加热棒来按压第1基材41和第2基材42。由此,在用加热棒进行了按压的区域附近,使得形成在第1基材41和第2基材42各自的内表面上的树脂粘接层40b溶解,使它们彼此进行热密封(热熔敷),形成密封部46。
[0102]
更具体而言,首先,用加热棒按压第2方向d2上的外部包装体40的一侧的边缘部(图5中的下侧)、第1方向d1上的外部包装体40的一侧的边缘部(正极接线片16侧,图5中的右侧)和第1方向d1上的外部包装体40的另一侧的边缘部(负极接线片26侧,图5中的左侧)。由此,在用加热棒进行了按压的区域附近,使得形成在第1基材41和第2基材42各自的内表面形成上的树脂粘接层40b溶解,使它们彼此进行热密封(热熔敷),形成第1密封部46a、第2密封部46b和第3密封部46c。热密封时,在接线片16、26的周围,密封剂18、28与第1基材41的树脂粘接层40b和第2基材42的树脂粘接层40b同时溶解。因此,在对第1基材41和接线片16、26进行热密封的同时,对第2基材42和接线片16、26进行热密封。由此,能够防止在接线片16、26的周围形成可连通密封空间45和外部包装体40的外部的间隙。通过形成这样的第1密封部46a、第2密封部46b和第3密封部46c,在外部包装体40的第2方向d2上的另一侧的边缘部(图5中的上侧)形成开口部。
[0103]
接下来,从该开口部向外部包装体40内注入电解液。由此,在外部包装体40内填充电解液。
[0104]
然后,在第2方向d2上用加热棒按压外部包装体40的另一侧的边缘部(图5中的上侧)。由此,使得外部包装体40的第2方向d2上的另一侧的边缘部得到热密封,形成第4密封部46d。由此,如图5表示的那样,在膜电极接合体5的整个周围连续状地形成密封部46,通过框状的密封部46将密封空间45内的膜电极接合体5与电解液一同密封在外部包装体40内。需要说明的是,该热密封在未图示的减压腔内进行,在对密封空间45进行减压的同时对开口部进行密封。
[0105]
这样,在接线片16、26延伸出至外部包装体40的外侧的状态下,通过在外部包装体40的外周边缘部形成密封部46,而将膜电极接合体5密封在外部包装体40内的密封空间45中。
[0106]
由此,能够得到将膜电极接合体5密封在外部包装体40内而得到的叠层型电池1。
[0107]
基于这样的本实施方式,密封部46的密封长度l为900mm以上,第2方向d2上的正极接线片16的尺寸t1和负极接线片26的尺寸t2的合计值(t1 t2)为密封长度l的10%以下。通常,在这样的密封长度l较长的情况下,叠层型电池1的密封性能可能会降低。尤其是,密封部46中与接线片16、26进行了熔敷的部分的密封强度会相对变低。因此,如果与接线片16、26进行了熔敷的部分的长度相对于密封长度l的比例较大时,叠层型电池1的密封性能可能
会降低。与之相对,根据本实施方式,能够降低与接线片16、26进行了熔敷的部分的长度相对于密封长度l的比例。因此,能够抑制叠层型电池1的密封性能降低。此外,根据本实施方式,第2方向d2上的正极接线片16的尺寸t1和负极接线片26的尺寸t2的合计值(t1 t2)为密封长度l的2%以上。因此,能够确保接线片16、26的通电容量。
[0108]
此外,根据本实施方式,叠层型电池1的重量为500g以上,第2方向d2上的正极接线片16的尺寸t1和负极接线片26的尺寸t2的合计值(t1 t2)为90mm以下。通常,在这样的叠层型电池1的重量较大的情况下,如果在叠层型电池1的使用时等情况下叠层型电池1意外地发生移动,则会对密封部46中与接线片16、26进行了熔敷的部分施加较大的力,可能发生密封破裂。与之相对,根据本实施方式,即使在这样的重量较大的叠层型电池1的使用时等情况下叠层型电池1意外地发生移动,对密封部46中与接线片16、26进行了熔敷的部分施加了较大的力的情况下,也能够降低密封长度l中发生密封破裂的比例。因此,能够抑制叠层型电池1的密封性能降低。此外,根据本实施方式,第2方向d2上的正极接线片16的尺寸t1和负极接线片26的尺寸t2的合计值(t1 t2)为18mm以上。因此,能够确保接线片16、26的通电容量。
[0109]
此外,根据本实施方式,沿叠层方向dl进行观察时的叠层型电池1的面积为20000mm2以上。通常,在这样的叠层型电池1的面积较大的情况下,当叠层型电池1的使用时等情况下叠层型电池1意外地发生移动时,叠层型电池1的平面可能会发生较大的应变。该情况下,对密封部46中与接线片16、26进行了熔敷的部分施加较大的力,存在发生密封破裂的风险。与之相对,根据本实施方式,即使在这样的具有较大面积的叠层型电池1的情况下,也能够降低密封长度l中发生密封破裂的比例。因此,能够抑制叠层型电池1的密封性能降低。
[0110]
上文中,在参照具体实例的同时对一个实施方式进行了说明,但是不旨在将所述具体实例限于一个实施方式。所述一个实施方式可通过其它的各种具体实例来实施,在不脱离其主旨的范围内,可进行各种省略、置换、变更。
[0111]
以下,在参照附图的同时,对于变形的一个实例进行说明。以下的说明和以下的说明中使用的附图中,对于可以与所述具体实例同样的方式构成的部分,在使用与在上述具体实例中针对对应的部分所使用的符号相同的符号的同时,省略重复说明。
[0112]
(第1变形例)
[0113]
所述实施方式中,示出了:第1基材41和第2基材42作为分体而构成的实例。然而,不限于此,第1基材41和第2基材42可以一体性地形成为连续状。例如,如图7所示,第1基材41和第2基材42可以在第2方向d2上的另一侧(图7中的上侧)连续而形成为单一的片状。并且,可以是第1基材41和第2基材42的边界处发生弯折而形成外部包装体40。该弯折了的部分处也可以不形成密封部46(第4密封部46d)。该情况下,密封部46由第1密封部分46a、第2密封部分46b、第3密封部分46c构成,密封长度l表示为第1密封部分46a的密封长度l1、第2密封部分46b的密封长度l2、第3密封部分46c的密封长度l3的合计值(l1 l2 l3)。
[0114]
即使在这样的第1基材41和第2基材42一体性地形成为连续状的情况下,也能够通过使密封长度l为900mm以上,第2方向d2上的正极接线片16的尺寸t1和负极接线片26的尺寸t2的合计值(t1 t2)为密封长度l的10%以下,来抑制叠层型电池1的密封性能降低。或,通过使叠层型电池1的重量为500g以上,第2方向d2上的正极接线片16的尺寸t1和负极接线
片26的尺寸t2的合计值(t1 t2)为90mm以下,能够抑制叠层型电池1的密封性能降低。
[0115]
(第2变形例)
[0116]
此外,在所述实施方式中,示出了:在正极板10x和负极板20y之间配置有绝缘片31的实例。然而,不限于此,在正极板10x和负极板20y之间可以不配置绝缘片31。即使在这样的情况下,通过使正极板10x和负极板20y中的至少一者在与另一者相对的面上具有功能层30a,也能够防止正极板10x和负极板20y发生短路。
再多了解一些

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