JP2021051935A - Method for manufacturing laminate type battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層型電池および積層型電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a laminated battery and a method for manufacturing a laminated battery.
例えば特許文献1で提案されているように、正極板と負極板とを交互に積層してなる積層型電池が広く普及している。積層型電池の一例として、リチウムイオン二次電池が例示され得る。リチウムイオン二次電池は、他の形式の積層型電池と比較して大容量であることを特徴の一つとしている。このような特徴を有するリチウムイオン二次電池は、今般、車載用途や定置住宅用途等の種々の用途での更なる普及を期待されている。 For example, as proposed in Patent Document 1, a laminated battery in which positive electrode plates and negative electrode plates are alternately laminated is widely used. As an example of the laminated battery, a lithium ion secondary battery can be exemplified. One of the features of the lithium-ion secondary battery is that it has a larger capacity than other types of stacked batteries. Lithium-ion secondary batteries having such characteristics are expected to be further spread in various applications such as in-vehicle applications and stationary housing applications.
積層型電池は、積層方向に交互に積層された複数の正極板および複数の負極板を有する膜電極接合体を備えている。積層型電池の製造時において、まず、複数の正極板および複数の負極板が、積層方向に交互に積層されて電極積層体が得られる。次に、電極積層体にタブが接合されて膜電極接合体が得られる。そして、膜電極接合体が外装体内に封止されて積層型電池が得られる。 The laminated battery includes a membrane electrode assembly having a plurality of positive electrode plates and a plurality of negative electrode plates that are alternately laminated in the stacking direction. At the time of manufacturing a laminated battery, first, a plurality of positive electrode plates and a plurality of negative electrode plates are alternately laminated in the stacking direction to obtain an electrode laminate. Next, the tab is bonded to the electrode laminate to obtain a membrane electrode assembly. Then, the membrane electrode assembly is sealed inside the exterior body to obtain a laminated battery.
積層型電池の製造時において、電極板を積層してからタブを接合するまでの間に、各電極板が互いに位置ずれを起こすことが考えられる。このような電極板の位置ずれを防止するために、各電極板の電極活物質層を挟持するように膜電極接合体の縁部にテープを貼り付ける場合がある。 When manufacturing a laminated battery, it is conceivable that the electrode plates are displaced from each other between the time when the electrode plates are laminated and the time when the tabs are joined. In order to prevent such misalignment of the electrode plates, a tape may be attached to the edge of the membrane electrode assembly so as to sandwich the electrode active material layer of each electrode plate.
しかしながら、このテープを貼り付けた状態で膜電極接合体を外装体内に封止した場合、テープが貼り付けられた位置で電極板間の間隔が狭くなり得る。この場合、充電時および放電時に反応ムラが生じ、積層型電池の性能が低下するおそれがある。 However, when the membrane electrode assembly is sealed inside the exterior body with this tape attached, the distance between the electrode plates may be narrowed at the position where the tape is attached. In this case, uneven reaction may occur during charging and discharging, and the performance of the laminated battery may deteriorate.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、電極板の位置ずれを防止しつつ、積層型電池の性能低下を抑制することができる積層型電池および積層型電池の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such a point, and is a method for manufacturing a laminated battery and a laminated battery capable of suppressing a deterioration in the performance of the laminated battery while preventing the displacement of the electrode plate. The purpose is to provide.
本発明による積層型電池は、
封止空間を形成する外装体と、
前記封止空間に設けられた膜電極接合体であって、積層方向に交互に積層された複数の第1電極板および複数の第2電極板を有する膜電極接合体と、
前記積層方向で見たときの第1方向において前記膜電極接合体の一側に配置された第1タブと、を備え、
前記第1電極板は、互いに隣接する第1接続領域および第1有効領域を含む第1電極集電体と、前記第1有効領域に設けられた第1電極活物質層と、を含み、
複数の前記第1接続領域が重ね合わされて第1接続部が形成され、
前記第1タブは、前記第1接続部に接合され、
前記第1接続部は、前記積層方向で見たときに前記第1タブとは異なる位置に設けられた第1固定部であって、前記第1接続領域の各々が互いに固定された第1固定部を含む。
The laminated battery according to the present invention
The exterior body that forms the sealing space and
A membrane electrode assembly provided in the sealing space, the membrane electrode assembly having a plurality of first electrode plates and a plurality of second electrode plates alternately laminated in the stacking direction.
A first tab arranged on one side of the membrane electrode assembly in the first direction when viewed in the stacking direction is provided.
The first electrode plate includes a first electrode current collector including a first connection region and a first effective region adjacent to each other, and a first electrode active material layer provided in the first effective region.
A plurality of the first connection regions are overlapped to form a first connection portion, and the first connection portion is formed.
The first tab is joined to the first connection portion and is joined to the first connection portion.
The first connection portion is a first fixing portion provided at a position different from that of the first tab when viewed in the stacking direction, and each of the first connection regions is fixed to each other. Includes part.
本発明による積層型電池において、
前記第1固定部は、前記積層方向で見たときに前記第1方向に直交する第2方向において前記第1タブの両側に設けられている、
ようにしてもよい。
In the laminated battery according to the present invention
The first fixing portions are provided on both sides of the first tab in a second direction orthogonal to the first direction when viewed in the stacking direction.
You may do so.
本発明による積層型電池において、
前記第1固定部は、前記積層方向で見たときに前記第1タブから離間している、
ようにしてもよい。
In the laminated battery according to the present invention
The first fixing portion is separated from the first tab when viewed in the stacking direction.
You may do so.
本発明による積層型電池において、
前記第1固定部は、スポット状に形成されている、
ようにしてもよい。
In the laminated battery according to the present invention
The first fixing portion is formed in a spot shape.
You may do so.
本発明による積層型電池において、
前記積層方向で見たときの前記第1電極板の面積は、20,000mm2以上である、
ようにしてもよい。
In the laminated battery according to the present invention
The area of the first electrode plate when viewed in the stacking direction is 20,000 mm 2 or more.
You may do so.
本発明による積層型電池において、
前記第1方向において前記膜電極接合体の他側に配置された第2タブを更に備え、
前記第2電極板は、互いに隣接する第2接続領域および第2有効領域を含む第2電極集電体と、前記第2有効領域に設けられた第2電極活物質層と、を含み、
複数の前記第2接続領域が重ね合わされて第2接続部が形成され、
前記第2タブは、前記第2接続部に接合され、
前記第2接続部は、前記積層方向で見たときに前記第2タブとは異なる位置に設けられた第2固定部であって、前記第2接続領域の各々が互いに固定された第2固定部を含む、
ようにしてもよい。
In the laminated battery according to the present invention
Further comprising a second tab located on the other side of the membrane electrode assembly in the first direction.
The second electrode plate includes a second electrode current collector including a second connection region and a second effective region adjacent to each other, and a second electrode active material layer provided in the second effective region.
A plurality of the second connection regions are overlapped to form a second connection portion, and the second connection portion is formed.
The second tab is joined to the second connection portion and is joined to the second connection portion.
The second connecting portion is a second fixing portion provided at a position different from that of the second tab when viewed in the stacking direction, and each of the second connecting regions is fixed to each other. Including part,
You may do so.
本発明による積層型電池において、
前記第2固定部は、前記積層方向で見たときに前記第1方向に直交する第2方向において前記第2タブの両側に設けられている、
ようにしてもよい。
In the laminated battery according to the present invention
The second fixing portions are provided on both sides of the second tab in a second direction orthogonal to the first direction when viewed in the stacking direction.
You may do so.
本発明による積層型電池において、
前記第2固定部は、前記積層方向で見たときに前記第2タブから離間している、
ようにしてもよい。
In the laminated battery according to the present invention
The second fixing portion is separated from the second tab when viewed in the stacking direction.
You may do so.
本発明による積層型電池において、
前記第2固定部は、スポット状に形成されている、
ようにしてもよい。
In the laminated battery according to the present invention
The second fixing portion is formed in a spot shape.
You may do so.
本発明による積層型電池において、
前記積層方向で見たときの前記第2電極板の面積は、20,000mm2以上である、
ようにしてもよい。
In the laminated battery according to the present invention
The area of the second electrode plate when viewed in the stacking direction is 20,000 mm 2 or more.
You may do so.
本発明による積層型電池において、
前記外装体は、金属層と前記金属層の内面に設けられた樹脂接着層とを含む第1基材と、前記第1基材に対向する第2基材と、を有し、前記第1基材と前記第2基材とをヒートシールして、前記第1基材と前記第2基材との間に前記封止空間を形成する、
ようにしてもよい。
In the laminated battery according to the present invention
The exterior body has a first base material including a metal layer and a resin adhesive layer provided on the inner surface of the metal layer, and a second base material facing the first base material, and the first base material is provided. The base material and the second base material are heat-sealed to form the sealing space between the first base material and the second base material.
You may do so.
本発明による積層型電池の製造方法は、
複数の第1電極板および複数の第2電極板を積層方向に交互に積層して電極積層体を形成する積層工程であって、前記第1電極板は、互いに隣接する第1接続領域および第1有効領域を含む第1電極集電体と、前記第1有効領域に設けられた第1電極活物質層と、を含み、複数の前記第1接続領域が重ね合わされて第1接続部が形成される、積層工程と、
前記積層工程の後、前記第1接続部で前記第1接続領域の各々を互いに固定して、第1固定部を形成する固定工程と、
前記固定工程の後、前記第1接続部に第1タブを接合するとともに、前記第1接続部で前記第1接続領域の各々を互いに接合して、膜電極接合体を得る接合工程と、
外装体内に前記膜電極接合体を封止する封止工程と、を備え、
前記固定工程において、前記第1固定部は、前記積層方向で見たときに、前記接合工程の際に前記第1タブが接合される位置とは異なる位置に形成される。
The method for manufacturing a laminated battery according to the present invention is as follows.
A laminating step of alternately laminating a plurality of first electrode plates and a plurality of second electrode plates in a laminating direction to form an electrode laminate, wherein the first electrode plates have a first connection region and a first electrode plate adjacent to each other. A first electrode current collector including one effective region and a first electrode active material layer provided in the first effective region are included, and a plurality of the first connection regions are overlapped to form a first connection portion. The laminating process and
After the laminating step, a fixing step of fixing each of the first connecting regions to each other at the first connecting portion to form a first fixing portion, and a fixing step.
After the fixing step, a joining step of joining the first tab to the first connecting portion and joining each of the first connecting regions to each other at the first connecting portion to obtain a membrane electrode assembly.
A sealing step for sealing the membrane electrode assembly inside the outer body is provided.
In the fixing step, the first fixing portion is formed at a position different from the position where the first tab is joined in the joining step when viewed in the stacking direction.
本発明による積層型電池の製造方法において、
前記積層工程において、前記第2電極板は、互いに隣接する第2接続領域および第2有効領域を含む第2電極集電体と、前記第2有効領域に設けられた第2電極活物質層と、を含み、複数の前記第2接続領域が重ね合わされて第2接続部が形成され、
前記固定工程において、前記第2接続部で前記第2接続領域の各々が互いに固定されて、第2固定部が形成され、
前記接合工程において、前記第2接続部に第2タブが接合されるとともに、前記第2接続部で前記第2接続領域の各々が互いに接合され、
前記固定工程において、前記第2固定部は、前記積層方向で見たときに、前記接合工程の際に前記第2タブが接合される位置とは異なる位置に形成される、
ようにしてもよい。
In the method for manufacturing a laminated battery according to the present invention,
In the laminating step, the second electrode plate includes a second electrode current collector including a second connecting region and a second effective region adjacent to each other, and a second electrode active material layer provided in the second effective region. , And a plurality of the second connection regions are superposed to form a second connection portion.
In the fixing step, each of the second connecting regions is fixed to each other at the second connecting portion to form a second fixing portion.
In the joining step, the second tab is joined to the second connecting portion, and each of the second connecting regions is joined to each other at the second connecting portion.
In the fixing step, the second fixing portion is formed at a position different from the position where the second tab is joined in the joining step when viewed in the stacking direction.
You may do so.
本発明による積層型電池の製造方法において、
前記封止工程において、前記外装体は、金属層と前記金属層の内面に設けられた樹脂接着層とを含む第1基材と、前記第1基材に対向する第2基材と、を有し、前記第1基材と前記第2基材とをヒートシールして、前記第1基材と前記第2基材との間に前記膜電極接合体が封止される、
ようにしてもよい。
In the method for manufacturing a laminated battery according to the present invention,
In the sealing step, the exterior body includes a first base material including a metal layer and a resin adhesive layer provided on the inner surface of the metal layer, and a second base material facing the first base material. The membrane electrode assembly is sealed between the first base material and the second base material by heat-sealing the first base material and the second base material.
You may do so.
本発明によれば、電極板の位置ずれを防止しつつ、積層型電池の性能低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the performance of the laminated battery while preventing the displacement of the electrode plate.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, the scale, aspect ratio, etc. are appropriately changed from those of the actual product and exaggerated for the sake of ease of understanding.
[積層型電池]
図1〜図5は、本発明の実施の形態による積層型電池を説明するための図である。
[Stacked battery]
1 to 5 are views for explaining a laminated battery according to an embodiment of the present invention.
図1および図2に示すように、本実施の形態による積層型電池1は、外装体40と、外装体40内に収容された膜電極接合体5と、膜電極接合体5に接続された一対のタブ16,26と、を備えている。タブ16,26は、外装体40の外側に延び出ている。電気自動車等の自動車の分野においては、複数の積層型電池1を組み合わせることにより構成されるモジュールが自動車に搭載される。複数の積層型電池1の間の電気的な接続は、タブ16,26を介して実現される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the laminated battery 1 according to the present embodiment is connected to the
以下、積層型電池1の各構成要素について説明する。 Hereinafter, each component of the laminated battery 1 will be described.
(外装体)
外装体40は、膜電極接合体5を封止するための包装材である。外装体40は、第1基材41(上側外装体)と、第1基材41に対向する第2基材42(下側外装体)と、を有している(図5参照)。本実施の形態においては、第1基材41と第2基材42は、別体として構成されている。
(Exterior body)
The
第1基材41は、凸状に形成されている。すなわち、第1基材41は、周辺部43と、周辺部43に対して外側(第2基材42の側とは反対側)に膨出した膨出部44と、を有している。一方、第2基材42は、平坦状に形成されている。第1基材41の膨出部44により、第1基材41と第2基材42との間に、封止空間45が画定されている。この封止空間45に、膜電極接合体5が収容されている。このような膨出部44は、例えば、平坦状の第1基材41のうち所望の領域を押圧すること(絞り加工)により形成される。この場合、周辺部43と膨出部44は一体的に形成されてもよい。
The
外装体40は、フレキシブル性を有していてもよい。外装体40の第1基材41および第2基材42はそれぞれ、金属層40aと、金属層40aの内面に設けられた樹脂接着層40bと、を有するラミネートフィルムで構成されている。金属層40aは、高ガスバリア性と成形加工性を有していてもよい。このような金属層40aは、アルミニウム箔やステンレス箔等の金属材料により形成されていてもよい。樹脂接着層40bは、金属層40aの内面に位置し、金属層40aを接合するためのシール層として機能する。樹脂接着層40bは、接着性に加え、絶縁性、耐薬品性、熱可塑性等を有していてもよい。このような樹脂接着層40bは、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、低密度ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニル等の樹脂材料により形成されていてもよい。
The
本実施の形態においては、積層型電池1は、第1基材41と第2基材42との間に膜電極接合体5を配置した後、ラミネート加工される。すなわち、外装体40の周縁部において、第1基材41および第2基材42の各々の内面に形成された樹脂接着層40bがヒートシール(熱溶着)されて、シール部46が形成される。このようにして、第1基材41と第2基材42とが接合されて、外装体40の内部を封止した封止空間45に、膜電極接合体5が収容されている。
In the present embodiment, the laminated battery 1 is laminated after arranging the
本実施の形態においては、外装体40は、後述するような比較的大きなサイズの正極板10Xおよび負極板20Yを収容する。このため、外装体40は、比較的大きなサイズを有している。第1方向d1における第1基材41の寸法は、200mm以上であってもよい。また、第2方向d2における第1基材41の寸法は、100mm以上であってもよい。第1方向d1における第2基材42の寸法および第2方向d2における第2基材42の寸法は、第1基材41のそれらの寸法と同程度であってもよい。
In the present embodiment, the
(膜電極接合体)
膜電極接合体5は、積層方向dLに交互に積層された正極板10X(第1電極板)および負極板20Y(第2電極板)を含む複数の電極板10X,20Yを有している。
(Membrane electrode assembly)
The
本実施の形態においては、膜電極接合体5がリチウムイオン二次電池を構成する例について説明する。この例において、第1電極板は正極板10Xを構成し、第2電極板は負極板20Yを構成するものとする。ただし、以下に説明する作用効果の記載からも理解され得るように、第1電極板が負極板20Yを構成し、第2電極板が正極板10Xを構成してもよい。更には、リチウムイオン二次電池に限定されることなく、第1電極板および第2電極板を交互に積層してなる膜電極接合体5に広く適用され得る。
In the present embodiment, an example in which the
図2〜図4に示すように、正極板10Xおよび負極板20Yは、積層方向dLに沿って交互に配列されて積層されている。本実施の形態においては、積層方向dLにおける膜電極接合体5の最下部および最上部に、負極板20Yが配置されている。膜電極接合体5および積層型電池1は、全体的に偏平形状を有し、積層方向dLへの厚さが薄く、積層方向dLに直交する方向d1,d2に広がっている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
正極板10Xおよび負極板20Yは、積層方向dLで見たときに、任意の形状を有していてもよい。図示するように、正極板10Xおよび負極板20Yは、積層方向dLで見たときに、全体的に長方形形状の外輪郭を有していてもよい。積層型電池1は、一対のタブ16,26が配列される方向である第1方向d1と、第1方向d1に直交する第2方向d2と、を有している。図示された例においては、第1方向d1が、積層型電池1の長手方向(長さ方向)に相当し、第2方向d2が、積層型電池1の短手方向(幅方向)に相当する。しかしながら、第1方向d1が、積層型電池1の短手方向に相当し、第2方向d2が、積層型電池1の長手方向に相当するようにしてもよい。積層方向dLは、第1方向d1および第2方向d2の両方に直交している。正極板10Xおよび負極板20Yは、第1方向d1にずらして配置されている。より具体的には、複数の正極板10Xは、第1方向d1における一側(図3における右側)に寄って配置され、複数の負極板20Yは、第1方向d1における他側(図3における左側)に寄って配置されている。正極板10Xおよび負極板20Yは、後述する正極有効領域b1および負極有効領域b2において、積層方向dLに重なり合っている。
The
正極板10Xは、図示するように、シート状の外形状を有している。正極板10Xは、正極集電体11X(第1電極集電体)と、正極集電体11X上に設けられた正極活物質層12X(第1電極活物質層)と、を有している。正極活物質層12Xは、任意の形状を有していてもよいが、図示するように、長方形形状の外輪郭を有していてもよい。リチウムイオン二次電池において、正極板10Xは、放電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時にリチウムイオンを放出する。
As shown in the figure, the
正極集電体11Xは、互いに反対側に位置する第1面11aおよび第2面11bを主面として有している。正極活物質層12Xは、正極集電体11Xの第1面11aおよび第2面11bの少なくとも一方の面上に形成される。本実施の形態においては、各正極板10Xの正極集電体11Xの両側に、正極活物質層12Xがそれぞれ設けられており、各正極板10Xは、互いに同一に構成され得る。
The positive electrode
正極集電体11Xおよび正極活物質層12Xは、積層型電池1(リチウムイオン二次電池)に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、正極集電体11Xは、アルミニウム箔、または高導電性のカーボン粒子もしくはカーボンナノチューブを塗布したアルミニウム箔によって形成され得る。正極活物質層12Xは、例えば、正極活物質、導電助剤、およびバインダーとなる結着剤を含んでいてもよい。正極活物質層12Xは、正極活物質、導電助剤および結着剤を溶媒に分散させてなる正極用スラリーを、正極集電体11Xをなす材料上に塗工し、続いて乾燥し、その後プレスして高密度化することで、作製され得る。正極活物質は、遷移金属とリチウムを含有していてもよく、1種の遷移金属とリチウムを含有していてもよい。正極活物質としては、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物等が挙げられ、これらを混合して用いてもよい。リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属としては、バナジウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅等であってもよい。リチウム遷移金属複合酸化物の具体例としては、LiCoO2等のリチウムコバルト複合酸化物、LiNiO2等のリチウムニッケル複合酸化物、LiMnO2、LiMn2O4、Li2MnO3等のリチウムマンガン複合酸化物、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の主体となる遷移金属原子の一部をアルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、マグネシウム、ガリウム、ジルコニウム等の他の金属で置換した置換物等が挙げられる。当該置換物の具体例としては、例えば、LiNi0.5Mn0.5O2、LiNi0.80Co0.17Al0.03O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiMn1.8Al0.2O4、LiMn1.5Ni0.5O4等が挙げられる。また、リチウム含有遷移金属リン酸化合物の遷移金属としては、バナジウム、チタン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル等が好ましく、具体例としては、例えば、LiFePO4等のリン酸鉄類、LiCoPO4等のリン酸コバルト類、これらのリチウム遷移金属リン酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をアルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、マグネシウム、ガリウム、ジルコニウム、ニオブ等の他の金属で置換した置換物等が挙げられる。導電助剤としては、グラファイトの微粒子、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素の微粒子等、カーボンナノファイバー等が使用されるが、これらに限定されない。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂が用いられ得る。
The positive electrode
図3に示すように、正極集電体11Xは、互いに隣接する正極接続領域a1(第1接続領域)および正極有効領域b1(第1有効領域)を有している。正極活物質層12Xは、正極集電体11Xの正極有効領域b1のみに配置されている。正極有効領域b1は、任意の形状を有していてもよい。図示するように、正極有効領域b1は、長方形形状の外輪郭を有していてもよく、全体的に正極活物質層12Xが設けられた領域になっていてもよい。正極接続領域a1および正極有効領域b1は、正極板10Xの第1方向d1に配列されている。正極接続領域a1は、正極有効領域b1よりも正極板10Xの第1方向d1における外側(図3における右側)に位置している。
As shown in FIG. 3, the positive electrode
各々の正極集電体11Xの正極接続領域a1によって、正極接続部13(第1接続部)が構成されている。正極接続部13は、第1基材41の側の面である第1面13aと、第2基材42の側の面である第2面13bと、を有している。第1面13aは、複数の正極集電体11Xのうち最も第1基材41の側に配置された正極集電体11Xの正極接続領域a1における第1面11aに相当する。また、第2面13bは、複数の正極集電体11Xのうち最も第2基材42の側に配置された正極集電体11Xの正極接続領域a1における第2面11bに相当する。本実施の形態においては、第2面13bに、正極タブ16(第1タブ)が接合されている(図5参照)。本実施の形態による正極接続部13は、積層方向dLで見たときに、正極接続部13の第2方向d2における中央部に設けられた正極タブ接合部15を有している。正極タブ16は、この正極タブ接合部15において抵抗溶接や超音波接合、熱溶着等によって接合されている。また、各々の正極集電体11Xも、この正極タブ接合部15において互いに接合されている。これにより、各々の正極集電体11Xと正極タブ16とが電気的に接続されている。
The positive electrode connection portion 13 (first connection portion) is configured by the positive electrode connection region a1 of each positive electrode
また、図3に示すように、本実施の形態による正極接続部13は、積層方向dLで見たときに正極タブ16(または正極タブ接合部15)とは異なる位置に設けられた正極固定部17a,17b(第1固定部)を有している。正極接続領域a1の各々は、正極固定部17a,17bにおいて互いに固定されている。正極固定部17a,17bは、積層方向dLで見たときに正極タブ16とは異なる位置であれば、正極接続部13の任意の位置に設けられていてもよい。図示された例においては、正極固定部17a,17bは、第2方向d2において正極タブ16の両側に設けられている。より具体的には、正極固定部17aは、正極タブ16よりも正極接続部13の第2方向d2における一側の端部(図3における上側)に近い位置に設けられ、正極固定部17bは、正極タブ16よりも正極接続部13の第2方向d2における他側の端部(図3における下側)に近い位置に設けられている。また、正極固定部17a,17bは、積層方向dLで見たときに正極タブ16から離間しており、正極固定部17a,17bは、スポット状に形成されている。正極固定部17a,17bは、正極接続領域a1の各々を互いに固定することができれば、任意の方法により形成されてもよい。例えば、正極固定部17a,17bは、正極タブ16を正極接続部13に接合する場合と同様、抵抗溶接や超音波接合、熱溶着等によって形成されてもよい。この場合、各々の正極接続領域a1が互いに接合されて固定される。
Further, as shown in FIG. 3, the positive
一方、図3に示すように、正極有効領域b1は、積層方向dLで見たときに、負極板20Yの後述する負極活物質層22Yに対向する領域内に設けられている。このため、第1方向d1における正極板10Xの正極有効領域b1の寸法は、第1方向d1における負極板20Yの後述する負極有効領域b2の寸法よりも小さくなっている。また、第2方向d2における正極板10Xの寸法は、第2方向d2における負極板20Yの寸法よりも小さくなっている。このような正極有効領域b1の配置により、負極活物質層22Yからのリチウムの析出を防止することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the positive electrode effective region b1 is provided in the region of the
本実施の形態においては、正極板10Xは、比較的大きなサイズを有している。第1方向d1における正極板10Xの寸法は、180mm以上であってもよい。第1方向d1における正極板10Xの正極有効領域b1の寸法は、150mm以上であってもよい。また、第2方向d2における正極板10Xの寸法は、80mm以上であってもよい。また、本実施の形態において、積層方向dLで見たときの正極板10Xの面積は、20,000mm2以上であってもよい。
In the present embodiment, the
次に、負極板20Yについて説明する。負極板20Yも、正極板10Xと同様に、シート状の外形状を有している。負極板20Yは、負極集電体21Y(第2電極集電体)と、負極集電体21Y上に設けられた負極活物質層22Y(第2電極活物質層)と、を有している。負極活物質層22Yは、任意の形状を有していてもよいが、図示するように、長方形形状の外輪郭を有していてもよい。リチウムイオン二次電池において、負極板20Yは、放電時にリチウムイオンを放出し、充電時にリチウムイオンを吸蔵する。
Next, the
負極集電体21Yは、互いに反対側に位置する第1面21aおよび第2面21bを主面として有している。負極活物質層22Yは、負極集電体21Yの第1面21aおよび第2面21bの少なくとも一方の面上に形成される。本実施の形態においては、各負極板20Yの負極集電体21Yの両側に、負極活物質層22Yがそれぞれ設けられており、各負極板20Yは、互いに同一に構成され得る。なお、最も第1基材41の側に配置された負極板20Yの負極集電体21Yの第1面21aには、負極活物質層22Yは設けられていなくてもよい。また、最も第2基材42の側に配置された負極板20Yの負極集電体21Yの第2面21bにも、負極活物質層22Yは設けられていなくてもよい。
The negative electrode
負極集電体21Yおよび負極活物質層22Yは、積層型電池1(リチウムイオン二次電池)に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、負極集電体21Yは、例えば銅箔によって形成される。負極活物質層22Yは、例えば、負極活物質、導電助剤、バインダーとなる結着剤、および増粘剤を含んでいてもよい。負極活物質層22Yは、負極活物質、導電助剤、結着剤および増粘剤を溶媒に分散させてなる負極用スラリーを、負極集電体21Yをなす材料上に塗工し、続いて乾燥し、その後プレスして高密度化することで、作製され得る。負極活物質としては、例えば、金属リチウム、リチウム合金、リチウムイオンを吸蔵および放出し得る炭素系材料(炭素粉末、黒鉛粉末等)、金属酸化物等が挙げられる。導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ等が挙げられる。結着材としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂、スチレンブタジエンゴム等が挙げられる。増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。
The negative electrode
図3に示すように、負極集電体21Yは、互いに隣接する負極接続領域a2(第2接続領域)および負極有効領域b2(第2有効領域)を有している。負極活物質層22Yは、負極集電体21Yの負極有効領域b2のみに配置されている。負極有効領域b2は、任意の形状を有していてもよい。図示するように、負極有効領域b2は、長方形形状の外輪郭を有していてもよく、全体的に負極活物質層22Yが設けられた領域になっていてもよい。負極接続領域a2および負極有効領域b2は、負極板20Yの第1方向d1に配列されている。負極接続領域a2は、負極有効領域b2よりも負極板20Yの第1方向d1における外側(図3における左側)に位置している。
As shown in FIG. 3, the negative electrode
各々の負極集電体21Yの負極接続領域a2によって、負極接続部23(第2接続部)が構成されている。負極接続部23は、第1基材41の側の面である第1面23aと、第2基材42の側の面である第2面23bと、を有している。第1面23aは、複数の負極集電体21Yのうち最も第1基材41の側に配置された負極集電体21Yの負極接続領域a2における第1面21aに相当する。また、第2面23bは、複数の負極集電体21Yのうち最も第2基材42の側に配置された負極集電体21Yの負極接続領域a2における第2面21bに相当する。本実施の形態においては、第2面23bに、負極タブ26(第2タブ)が接合されている(図5参照)。本実施の形態による負極接続部23は、積層方向dLで見たときに、負極接続部23の第2方向d2における中央部に設けられた負極タブ接合部25を有している。負極タブ26は、この負極タブ接合部25において抵抗溶接や超音波接合、熱溶着等によって接合されている。また、各々の負極集電体21Yも、この負極タブ接合部25において互いに接合されている。これにより、各々の負極集電体21Yと負極タブ26とが電気的に接続されている。
The negative electrode connection portion 23 (second connection portion) is configured by the negative electrode connection region a2 of each negative electrode
また、図3に示すように、本実施の形態による負極接続部23は、積層方向dLで見たときに負極タブ26(または負極タブ接合部25)とは異なる位置に設けられた負極固定部27a,27b(第2固定部)を有している。負極接続領域a2の各々は、負極固定部27a,27bにおいて互いに固定されている。負極固定部27a,27bは、積層方向dLで見たときに負極タブ26とは異なる位置であれば、負極接続部23の任意の位置に設けられていてもよい。図示された例においては、負極固定部27a,27bは、第2方向d2において負極タブ26の両側に設けられている。より具体的には、負極固定部27aは、負極タブ26よりも負極接続部23の第2方向d2における一側の端部(図3における上側)に近い位置に設けられ、負極固定部27bは、負極タブ26よりも負極接続部23の第2方向d2における他側の端部(図3における下側)に近い位置に設けられている。また、負極固定部27a,27bは、積層方向dLで見たときに負極タブ26から離間しており、負極固定部27a,27bは、スポット状に形成されている。負極固定部27a,27bは、負極接続領域a2の各々を互いに固定することができれば、任意の方法により形成されてもよい。例えば、負極固定部27a,27bは、負極タブ26を負極接続部23に接合する場合と同様、抵抗溶接や超音波接合、熱溶着等によって形成されてもよい。この場合、各々の負極接続領域a2が互いに接合されて固定される。
Further, as shown in FIG. 3, the negative
一方、図3に示すように、負極有効領域b2は、積層方向dLで見たときに、正極板10Xの正極活物質層12Xに対向する領域を内包するように広がっている。すなわち、負極有効領域b2は、積層方向dLで見たときに、全周に亘って、正極活物質層12Xの外側にはみ出すように広がっている。このため、上述したように、第1方向d1における負極板20Yの負極有効領域b2の寸法は、第1方向d1における正極板10Xの正極有効領域b1の寸法よりも大きくなっている。また、第2方向d2における負極板20Yの寸法は、第2方向d2における正極板10Xの寸法よりも大きくなっている。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the negative electrode effective region b2 extends so as to include a region of the
本実施の形態においては、負極板20Yは、比較的大きなサイズを有している。第1方向d1における負極板20Yの寸法は、180mm以上であってもよい。第1方向d1における負極板20Yの負極有効領域b2の寸法は、150mm以上であってもよい。また、第2方向d2における負極板20Yの寸法は、80mm以上であってもよい。また、本実施の形態において、積層方向dLで見たときの負極板20Yの面積は、20,000mm2以上であってもよい。
In the present embodiment, the
図4に示すように、正極板10Xおよび負極板20Yの間に絶縁シート31が配置されていてもよい。絶縁シート31は、正極板10Xと負極板20Yとの間に介在されて、セパレータとして機能する。図4に示す例では、絶縁シート31は、正極板10Xの後述する機能層30Aと負極板20Yの負極活物質層22Yとの間に配置されている。このような絶縁シート31は、例えば、不織布や多孔質材から形成され得る。この例において、外装体40内に収容された電解液またはゲル状電解液が、絶縁シート31に含浸して保持される。この例に用いられる絶縁シート31は、特に限定されることはなく、積層型電池1、とりわけリチウムイオン二次電池に適用され得る種々の絶縁体を用いることができる。
As shown in FIG. 4, the insulating
また、図4に示すように、正極板10Xおよび負極板20Yの少なくとも一方が、他方に対向する面に機能層30Aを有していてもよい。機能層30Aは、絶縁性を有し、正極板10Xおよび負極板20Yが短絡することを防止する。図示された例においては、正極板10Xが機能層30Aを有している。機能層30Aは、正極活物質層12Xの絶縁シート31の側の面(絶縁シート31に対向する面)に設けられている。すなわち、各正極活物質層12Xの対向する絶縁シート31の側の面に機能層30Aが設けられている。各正極活物質層12Xの当該面は、機能層30Aにより覆われている。そして、正極板10Xのうち絶縁シート31と積層方向dLに対向する面が、機能層30Aによって形成されている。なお、図4に示す機能層30Aの代わりに、あるいは加えて、負極板20Yが、各負極活物質層22Yを覆う機能層30Aを有することも可能である。
Further, as shown in FIG. 4, at least one of the
機能層30Aは、負極活物質層22Yよりも高い空孔率を有していてもよい。また、機能層30Aは、優れた耐熱性を有していてもよい。このような機能層30Aの材料には、無機材料を用いてもよい。無機材料は、高い空孔率とともに優れた耐熱性、例えば150℃以上の耐熱性を機能層30Aに付与することができる。無機材料としては、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、ベーマイト、チタニア、ジルコニア、窒化ホウ素、酸化亜鉛、二酸化スズ、酸化ニオブ(Nb2O5)、酸化タンタル(Ta2O5)、フッ化カリウム、フッ化リチウム、クレイ、ゼオライト、炭酸カルシウム、ニオブ−タンタル複合酸化物及びマグネシウム−タンタル複合酸化物等が挙げられる。また、機能層30Aの材料には、有機材料を用いてもよい。有機材料としては、セルロースおよびその変成体、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、アラミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等の繊維状物や粒子状物が挙げられる。機能層30Aは、アルミナで形成する場合には、正極活物質層12X上に塗工して固化させることで、作製され得る。
The
(タブ)
図2および図3に示すように、第1方向d1において膜電極接合体5の一側(図3における右側)に正極タブ16が配置されている。上述したように、本実施の形態においては、正極タブ16は、正極接続部13の第2面13bに接続されている。また、正極タブ16は、積層方向dLで見たときに、上述した正極タブ接合部15において抵抗溶接や超音波接合、熱溶着等によって接合されている。これにより、正極タブ16は、各々の正極集電体11Xと電気的に接続されている。
(tab)
As shown in FIGS. 2 and 3, the
同様に、第1方向d1において膜電極接合体5の他側(図3における左側)に負極タブ26が配置されている。上述したように、本実施の形態においては、負極タブ26は、負極接続部23の第2面23bに接続されている。また、負極タブ26は、積層方向dLで見たときに、上述した負極タブ接合部25において抵抗溶接や超音波接合、熱溶着等によって接合されている。これにより、負極タブ26は、各々の負極集電体21Yと電気的に接続されている。
Similarly, the
図1および図5に示すように、正極タブ16は、第1方向d1において外装体40の内側からシール部46を通って外側に延び出ており、積層型電池1の正極端子として機能する。同様に、負極タブ26は、第1方向d1において外装体40の内側からシール部46を通っての外側に延び出ており、積層型電池1の負極端子として機能する。正極タブ16には、正極シーラント18が設けられている。負極タブ26には、負極シーラント28が設けられている。正極タブ16は、シーラント18を介して外装体40の第1基材41および第2基材42にヒートシールされる。また、負極タブ26は、シーラント28を介して外装体40の第1基材41および第2基材42にヒートシールされる。このようにして、封止空間45と外装体40の外部とを連通するような隙間が各タブ16,26の周囲に形成されることを防止している。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
正極タブ16は、アルミニウム等を用いて形成され得る。負極タブ26は、ニッケル、ニッケルメッキ銅等を用いて形成され得る。シーラント18,28は、外装体40の樹脂接着層40bとタブ16,26とに溶着可能な材料から構成される。シーラント18,28の材料としては、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、低密度ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニル等を挙げることができる。
The
[積層型電池の製造方法]
次に、リチウムイオン二次電池として構成された本実施の形態による積層型電池1の製造方法について説明する。以下に説明する積層型電池の製造方法は、複数の正極板10Xおよび複数の負極板20Yを積層方向dLに交互に積層して電極積層体3を形成する積層工程と、電極積層体3の接続部13,23で各接続領域a1,a2を互いに固定して固定部17a,17b,27a,27bを形成する固定工程と、を備える。また、積層型電池の製造方法は、接続部13,23にタブ16,26を接合するとともに、接続部13,23で各接続領域a1,a2を互いに接合して、膜電極接合体5を得る接合工程と、外装体40内に膜電極接合体5を封止する封止工程と、を備える。以下、各工程について説明する。
[Manufacturing method of stacked batteries]
Next, a method of manufacturing the laminated battery 1 according to the present embodiment, which is configured as a lithium ion secondary battery, will be described. The method for manufacturing a laminated battery described below is a laminating step of alternately laminating a plurality of
(積層工程)
積層工程では、正極板10Xおよび負極板20Yを積層して電極積層体3を形成する。積層工程は、正極板10Xおよび負極板20Yをそれぞれ準備する工程と、正極板10Xおよび負極板20Yを交互に積層する工程と、を含んでいる。
(Laminating process)
In the laminating step, the
まず、正極板10Xおよび負極板20Yをそれぞれ準備する工程を実施する。この工程においては、正極板10Xおよび負極板20Yをそれぞれ作製する。まず、正極集電体11Xを構成するようになる長尺のアルミニウム箔上に、正極活物質層12Xを構成するようになる組成物(スラリー)を塗工し、続いて乾燥し、その後プレスして高密度化する。次に、所望の大きさに断裁し、枚葉状の正極板10Xが作製され得る。同様に、負極集電体21Yを構成するようになる長尺の銅箔上に、負極活物質層22Yを構成するようになる組成物(スラリー)を塗工し、続いて乾燥し、その後プレスして高密度化する。次に、所望の大きさに断裁し、枚葉状の負極板20Yが作製され得る。なお、正極板10Xおよび負極板20Yの少なくとも一方に機能層30Aをアルミナで形成して付与する場合には、例えば、電極板10X,20Yをなすようになる断裁前の長尺材上または断裁後の枚葉材上に、アルミナを含む材料を塗布して固化させることで機能層30Aが作製され得る。このようにして、正極板10Xおよび負極板20Yをそれぞれ得ることができる。
First, a step of preparing the
次に、正極板10Xおよび負極板20Yを交互に積層する工程を実施する。この工程においては、正極板10Xの正極活物質層12Xと負極板20Yの負極活物質層22Yとが正対するようにして、正極板10Xと負極板20Yとの間に絶縁シート31を介在させながら、正極板10Xおよび負極板20Yを積層していく。積層方向dLにおける最下部および最上部には、負極板20Yが配置される。このように正極板10Xおよび負極板20Yを積層することにより、第1方向d1における一側(図6における右側)で複数の正極接続領域a1が重ね合わされて正極接続部13が形成される。また、第1方向d1における他側(図6における左側)で複数の負極接続領域a2が重ね合わされて負極接続部23が形成される。
Next, a step of alternately laminating the
このようにして、図6に示すような、複数の正極板10Xおよび複数の負極板20Yが積層方向dLに交互に積層された電極積層体3を得ることができる。
In this way, as shown in FIG. 6, it is possible to obtain an
(固定工程)
積層工程の後に、固定工程が行われる。固定工程では、電極積層体3の接続部13,23で各接続領域a1,a2を互いに固定して固定部17a,17b,27a,27bする。固定工程は、正極接続部13で各正極接続領域a1を互いに固定して正極固定部17a,17bを形成する工程と、負極接続部23で各負極接続領域a2を互いに固定して負極固定部27a,27bする工程と、を含んでいる。
(Fixing process)
After the laminating step, a fixing step is performed. In the fixing step, the connection regions a1 and a2 are fixed to each other at the
まず、正極接続部13で各正極接続領域a1を互いに固定して正極固定部17a,17bを形成する工程を実施する。この工程においては、積層方向dLで見たときに、次の接合工程の際に正極タブ16が接合される位置とは異なる位置、すなわち後述する正極タブ接合部15が形成される位置とは異なる位置に、正極固定部17a,17bを形成する。まず、第2方向d2において正極タブ接合部15が形成される位置よりも一側(図7における上側)の位置に、正極固定部17aを形成する。より具体的には、図8に示すように、まず、当該位置において、正極接続部13の第2面13bが超音波接合機50のアンビル51の載置面を向くように、正極接続部13をアンビル51上に載置する。次に、その位置において、正極接続部13の第1面13aを、超音波接合機50のホーン52により押圧する。この超音波接合機50のホーン52により、振動エネルギーが各正極板10Xの正極接続領域a1に伝えられる。この振動エネルギーにより、その位置において各正極板10Xが部分的に溶解し、各正極接続領域a1が互いに接合される。この各正極板10Xが溶解し互いに接合された部分により、正極固定部17aが形成される。このように超音波接合機50のホーン52により押圧されることで、スポット状の正極固定部17aが形成される。同様にして、第2方向d2において正極タブ接合部15が形成される位置よりも他側(図7における下側)の位置にも、同様の正極固定部17bを形成する。このような正極固定部17a,17bにより、各正極接続領域a1を互いに固定することができる。また、各正極集電体11Xを互いに電気的に接続することができる。
First, a step of fixing the positive electrode connecting regions a1 to each other at the positive
また同様に、負極接続部23で各負極接続領域a2を互いに固定して負極固定部27a,27bする工程を実施する。この工程においては、積層方向dLで見たときに、次の接合工程の際に負極タブ26が接合される位置とは異なる位置、すなわち後述する負極タブ接合部25が形成される位置とは異なる位置に、負極固定部27a,27bを形成する。まず、第2方向d2において負極タブ接合部25が形成される位置よりも一側(図7における上側)の位置に、負極固定部27aを形成する。より具体的には、図8に示すように、まず、当該位置において、負極接続部23の第2面23bが超音波接合機50のアンビル51の載置面を向くように、負極接続部23をアンビル51上に載置する。次に、その位置において、負極接続部23の第1面23aを、超音波接合機50のホーン52により押圧する。この超音波接合機50のホーン52により、振動エネルギーが各負極板20Yの負極接続領域a2に伝えられる。この振動エネルギーにより、その位置において各負極板20Yが部分的に溶解し、各負極接続領域a2が互いに接合される。この各負極板20Yが溶解し互いに接合された部分により、負極固定部27aが形成される。このように超音波接合機50のホーン52により押圧されることで、スポット状の負極固定部27aが形成される。同様にして、第2方向d2において負極タブ接合部25が形成される位置よりも他側(図7における下側)の位置にも、同様の負極固定部27bを形成する。このような負極固定部27a,27bにより、各負極接続領域a2を互いに固定することができる。また、各負極集電体21Yを互いに電気的に接続することができる。
Similarly, the steps of fixing the negative electrode connecting regions a2 to each other at the negative
このようにして、図7に示すように、電極積層体3の接続部13,23において各接続領域a1,a2が互いに固定される。
In this way, as shown in FIG. 7, the connection regions a1 and a2 are fixed to each other at the
なお、上述した正極固定部17a,17bおよび負極固定部27a,27bは、一の超音波接合機50により順次形成されてもよい。
The positive
(接合工程)
固定工程の後に、接合工程が行われる。接合工程では、電極積層体3の接続部13,23にタブ16,26を接合する。接合工程は、正極タブ16および負極タブ26をそれぞれ準備する工程と、正極接続部13に正極タブ16を接合する工程と、負極接続部23に負極タブ26を接合する工程と、を含んでいる。
(Joining process)
After the fixing step, a joining step is performed. In the joining step, the
まず、正極タブ16および負極タブ26をそれぞれ準備する工程を実施する。この工程においては、アルミニウム金属で形成された正極タブ16であって、正極シーラント18が取り付けられた正極タブ16を準備する。正極シーラント18は、第1方向d1において正極タブ16の一部を覆うように取り付けられ、第2方向d2において正極タブ16の両側に延び出るように取り付けられている。また、銅金属で形成された負極タブ26であって、負極シーラント28が取り付けられた負極タブ26を準備する。負極シーラント28は、第1方向d1において負極タブ26の一部を覆うように取り付けられ、第2方向d2において負極タブ26の両側に延び出るように取り付けられている。
First, a step of preparing the
次に、正極接続部13に正極タブ16を接合する工程を実施する。この工程においては、正極タブ接合部15を形成して、正極接続部13に正極タブ16を接合する。まず、準備した正極タブ16を、正極タブ16の下面が超音波接合機50のアンビル51の載置面を向くように、アンビル51上に載置する。続いて、図9および図10に示すように、正極タブ16の上面と正極接続部13の第2面13bとが部分的に重なるように、電極積層体3を正極タブ16上に載置する。この際、第2方向d2における正極接続領域a1の中心位置と正極タブ16の中心位置とが一致するように、正極タブ16に対する電極積層体3の位置合わせを行う。次に、その位置において、正極接続部13の第1面13aを、超音波接合機50のホーン52により押圧する。この超音波接合機50のホーン52により、振動エネルギーが各正極板10Xの正極接続領域a1および正極タブ16に伝えられる。この振動エネルギーにより、その位置において各正極板10Xおよび正極タブ16が部分的に溶解し、正極タブ16と正極接続領域a1とが互いに接合されるとともに、正極接続領域a1の各々が互いに接合される。このようにして、正極タブ接合部15が形成される。この正極タブ接合部15により、正極タブ16が各正極集電体11Xと電気的に接続される。
Next, a step of joining the
また同様に、負極接続部23に負極タブ26を接合する工程を実施する。この工程においては、負極タブ接合部25を形成して、負極接続部23に負極タブ26を接合する。まず、準備した負極タブ26を、負極タブ26の下面が超音波接合機50のアンビル51の載置面を向くように、アンビル51上に載置する。続いて、図9および図10に示すように、負極タブ26の上面と負極接続部23の第2面23bとが部分的に重なるように、電極積層体3を負極タブ26上に載置する。この際、第2方向d2における負極接続領域a2の中心位置と負極タブ26の中心位置とが一致するように、負極タブ26に対する電極積層体3の位置合わせを行う。次に、その位置において、負極接続部23の第1面23aを、超音波接合機50のホーン52により押圧する。この超音波接合機50のホーン52により、振動エネルギーが各負極板20Yの負極接続領域a2および負極タブ26に伝えられる。この振動エネルギーにより、その位置において各負極板20Yおよび負極タブ26が部分的に溶融し、負極タブ26と負極接続領域a2とが互いに接合されるとともに、負極接続領域a2の各々が互いに接合される。このようにして、負極タブ接合部25が形成される。この負極タブ接合部25により、負極タブ26が各負極集電体21Yと電気的に接続される。
Similarly, the step of joining the
ここで、上述した接続部13,23にタブ16,26を接合する工程において、タブ16,26を取り付けるために、電極積層体3を移動させることがある。電極積層体3は正極板10Xおよび負極板20Yが交互に積層して構成されているため、各接続領域a1,a2が固定されていない場合、その移動時に正極板10Xおよび負極板20Yが互いに位置ずれを起こすことが考えられる。しかしながら、本実施の形態においては、正極接続部13には、正極接続領域a1の各々が互いに固定された正極固定部17a,17bが形成されているとともに、負極接続部23には、負極接続領域a2の各々が互いに固定された負極固定部27a,27bが形成されている。このため、電極積層体3の移動時に、正極板10Xおよび負極板20Yが位置ずれを起こすことを防止することができる。
Here, in the step of joining the
このようにして、図9に示すような、接続部13,23にタブ16,26が接合されるとともに、接続部13,23で各接続領域a1,a2が互いに接合された膜電極接合体5を得ることができる。
In this way, as shown in FIG. 9, the
なお、上述した正極タブ接合部15および負極タブ接合部25は、一の超音波接合機50により順次形成されてもよい。また、正極タブ接合部15および負極タブ接合部25は、上述した正極固定部17a,17bおよび負極固定部27a,27bを形成した超音波接合機50で形成されてもよい。
The positive electrode
(封止工程)
接合工程の後に、封止工程が行われる。封止工程では、外装体40内に膜電極接合体5を封止する。封止工程は、第1基材41および第2基材42をそれぞれ準備する工程と、第1基材41および第2基材42の間に膜電極接合体5を封止する工程と、を含んでいる。
(Seal process)
After the joining step, a sealing step is performed. In the sealing step, the
まず、第1基材41および第2基材42をそれぞれ準備する工程を実施する。この工程においては、第1基材41および第2基材42をそれぞれ製造する。まず、金属層40aを構成するアルミニウム箔の一側に、樹脂接着層40bを構成するようになる樹脂材料の組成物を塗工して固化する。次に、所望の大きさに断裁し、平板状の第1基材41が得られる。その後、平板状の第1基材41に対して、絞り加工を行い、膨出部44を形成する。これにより、膨出部44を有する第1基材41が得られる。また、金属層40aを構成するアルミニウム箔の一側に、樹脂接着層40bを構成するようになる樹脂材料の組成物を塗工して固化する。次に、所望の大きさに断裁し、平板状の第2基材42が得られる。このようにして、膜電極接合体5を封止する外装体40を構成する第1基材41および第2基材42を得ることができる。
First, a step of preparing the
次に、第1基材41および第2基材42の間に膜電極接合体5を封止する工程を実施する。この工程においては、まず、樹脂接着層40bが上を向くように、第2基材42をステージ上に載置する。続いて、第2基材42上に膜電極接合体5を載置する。次に、膜電極接合体5の上から、膜電極接合体5が膨出部44内に収容されるように、第1基材41を被せる。ここで、第1基材41の樹脂接着層40bが第2基材42の樹脂接着層40bに対向するように、第1基材41を被せる。この際、タブ16,26が外部に延び出た状態で、膜電極接合体5が第1基材41と第2基材42との間に配置される。また、この際、外装体40とタブ16,26との間に、シーラント18,28が配置される。
Next, a step of sealing the
その後、膜電極接合体5の周囲において、第1基材41と第2基材42とを、例えば150℃〜200℃の温度を有する金属製のヒートバーにより押圧する。これにより、ヒートバーにより押圧された領域の近傍において、第1基材41と第2基材42の各々の内面に形成された樹脂接着層40bが溶解し、それらが互いにヒートシール(熱溶着)して、シール部46が形成される。
Then, around the
より具体的には、まず、第2方向d2における外装体40の一側の縁部(図1における下側)、第1方向d1における外装体40の一側の縁部(正極タブ16の側、図1における右側)および第1方向d1における外装体40の他側の縁部(負極タブ26の側、図1における左側)を、ヒートバーにより押圧する。これにより、ヒートバーにより押圧された領域の近傍において、第1基材41と第2基材42の各々の内面に形成された樹脂接着層40bが溶解し、それらが互いにヒートシール(熱溶着)される。ヒートシールの際、タブ16,26の周囲においては、シーラント18,28が第1基材41および第2基材42の樹脂接着層40bとともに溶解する。このため、第1基材41とタブ16,26とがヒートシールされるとともに、第2基材42とタブ16,26とがヒートシールされる。これにより、タブ16,26の周囲に、封止空間45と外装体40の外部とを連通するような隙間が形成されることを防止することができる。このようにヒートシールされることにより、第2方向d2における外装体40の他側の縁部(図1における上側)に開口部が形成される。
More specifically, first, one edge of the
次に、この開口部から外装体40内に電解液を注入する。これにより、外装体40内が電解液で充填される。
Next, the electrolytic solution is injected into the
その後、第2方向d2において外装体40の他側の縁部(図1における上側)を、ヒートバーにより押圧する。これにより、外装体40の第2方向d2における他側の縁部がヒートシールされ、開口部が塞がれる。このため、図1に示すように、膜電極接合体5の周囲で全周にわたってシール部46が連続状に形成され、枠状のシール部46によって封止空間45内の膜電極接合体5が電解液とともに外装体40内に封止される。なお、このヒートシールは図示しない減圧チャンバ内で行われ、封止空間45が減圧されながら封止される。
Then, in the second direction d2, the other edge portion (upper side in FIG. 1) of the
このように、タブ16,26が外装体40の外側に延び出た状態で、外装体40の周縁部でシール部46が形成されることにより、外装体40内の封止空間45に膜電極接合体5が封止される。
In this way, with the
このようにして、図1に示すような、外装体40内に膜電極接合体5が封止された積層型電池1を得ることができる。
In this way, as shown in FIG. 1, a laminated battery 1 in which the
このように本実施の形態によれば、正極接続部13は、積層方向dLで見たときに正極タブ16とは異なる位置に設けられた正極固定部17a,17bであって、正極接続領域a1の各々が互いに固定された正極固定部17a,17bを含んでいる。このことにより、正極タブ16が正極接続部13に接合される位置とは異なる位置で、各正極板10Xの正極接続領域a1を互いに固定することができる。このため、電極板10X,20Yを積層してから正極タブ16を接合するまでの間に、正極板10Xが位置ずれを起こすことを防止することができる。とりわけ、電極板10X,20Yを積層してから正極タブ16を接合するまでの間に、電極積層体3を移動させたとしても、正極板10Xが位置ずれを起こすことを防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, the positive
また、本実施の形態によれば、積層型電池1の製造時において、膜電極接合体5にテープを貼り付けることを不要にすることができる。このため、反応ムラの発生を防止することができ、積層型電池1の性能低下を抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, it is possible to eliminate the need to attach the tape to the
また、本実施の形態によれば、正極固定部17a,17bは、積層方向dLで見たときに第2方向d2において正極タブ16の両側に設けられている。このように第2方向d2における正極タブ16の両側で各正極接続領域a1を固定することにより、正極板10Xの第1方向d1および第2方向d2への位置ずれを防止するとともに、正極板10Xの平面内における回転方向への位置ずれも効果的に防止することができる。このため、正極板10Xの位置ずれをより一層防止することができる。
Further, according to the present embodiment, the positive
また、本実施の形態によれば、正極固定部17a,17bは、積層方向dLで見たときに正極タブ16から離間している。このことにより、積層型電池1の製造時において、正極タブ16を接合する際に、正極タブ16に正極固定部17a,17bが重なることを回避することができる。このため、正極タブ16の接合を容易化することができ、積層型電池1の製造効率の低下を抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the positive
また、本実施の形態によれば、正極固定部17a,17bは、スポット状に形成されている。このことにより、正極固定部17a,17bを正極接続部13上に局所的に形成することができる。このため、各正極接続領域a1の固定に要する時間を短縮することができ、積層型電池1の製造工数の増大を抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the positive
また、本実施の形態によれば、負極接続部23は、積層方向dLで見たときに負極タブ26とは異なる位置に設けられた負極固定部27a,27bであって、負極接続領域a2の各々が互いに固定された負極固定部27a,27bを含んでいる。このことにより、負極タブ26が負極接続部23に接合される位置とは異なる位置で、各負極板20Yの負極接続領域a2を互いに固定することができる。このため、電極板10X,20Yを積層してから負極タブ26を接合するまでの間に、負極板20Yが位置ずれを起こすことを防止することができる。とりわけ、電極板10X,20Yを積層してから負極タブ26を接合するまでの間に、電極積層体3を移動させたとしても、負極板20Yが位置ずれを起こすことを防止することができる。
Further, according to the present embodiment, the negative
また、本実施の形態によれば、負極固定部27a,27bは、積層方向dLで見たときに第2方向d2において負極タブ26の両側に設けられている。このように第2方向d2における負極タブ26の両側で各負極接続領域a2を固定することにより、負極板20Yの第1方向d1および第2方向d2への位置ずれを防止するとともに、負極板20Yの平面内における回転方向への位置ずれも効果的に防止することができる。このため、負極板20Yの位置ずれをより一層防止することができる。
Further, according to the present embodiment, the negative
また、本実施の形態によれば、負極固定部27a,27bは、積層方向dLで見たときに負極タブ26から離間している。このことにより、積層型電池1の製造時において、負極タブ26を接合する際に、負極タブ26に負極固定部27a,27bが重なることを回避することができる。このため、負極タブ26の接合を容易化することができ、積層型電池1の製造効率の低下を抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the negative
また、本実施の形態によれば、負極固定部27a,27bは、スポット状に形成されている。このことにより、負極固定部27a,27bを負極接続部23上に局所的に形成することができる。このため、各負極接続領域a1の固定に要する時間を短縮することができ、積層型電池1の製造工数の増大を抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the negative
また、本実施の形態によれば、積層方向dLで見たときの電極板10X,20Yの面積は、20,000mm2以上である。一般に、このように電極板10X,20Yの面積が大きい場合に、電極板10X,20Yの位置ずれが問題になりやすい。例えば、電極板10X,20Y間の位置ずれによる正極板10Xと負極板20Yとの接触が起きやすくなり、短絡が発生するおそれがある。このため、電極板10X,20Yの位置ずれを防止するために、電極板10X,20Yの積層速度を低下させることがあり、積層型電池1の製造工数を増大させるおそれがある。これに対して本実施の形態によれば、このような大きな面積を有する電極板10X,20Yであっても、各電極板10X,20Yの接続領域a1,a2を互いに固定することができる。このため、電極板10X,20Yが位置ずれを起こすことを防止することができる。この結果、正極板10Xと負極板20Yとが短絡することを防止することができるとともに、積層型電池1の製造工数の増大を抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the area of the
また、本実施の形態によれば、外装体40は、金属層40aと金属層40aの内面に設けられた樹脂接着層40bとを含む第1基材41と、第1基材41に対向する第2基材42と、を有し、第1基材41と第2基材42とをヒートシールして第1基材41と第2基材42との間に封止空間45を形成している。一般に、このような所謂ラミネートフィルム型の外装体40に膜電極接合体5を収容する場合、電極板10X,20Yの位置ずれを想定して、外装体40の封止空間45を画定する部分(例えば膨出部44)を余裕を持たせて大きめに設計することが考えられる。この場合、積層型電池1のエネルギー密度が低下し得る。これに対して本実施の形態によれば、電極板10X,20Yが位置ずれを起こすことを防止することができるため、外装体40の封止空間45を画定する部分を余裕を減らして小さくすることができる。このため、積層型電池1のエネルギー密度の低下を抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the
以上において、具体例を参照しながら一実施の形態を説明してきたが、上述した具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。 In the above, one embodiment has been described with reference to specific examples, but the above-mentioned specific examples are not intended to limit one embodiment. The above-described embodiment can be implemented in various other specific examples, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist thereof.
以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an example of modification will be described with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding parts in the above-mentioned specific examples are used for the parts that can be configured in the same manner as the above-mentioned specific examples, and the same reference numerals are used, and duplicate explanations are given. Is omitted.
(第1の変形例)
上述した実施の形態において、正極固定部17a,17bが、第2方向d2において正極タブ16の両側に設けられている例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、正極固定部17a,17bは、正極タブ16と異なる位置であれば、正極接続部13の任意の位置に設けられていてもよい。また、正極接続部13に任意の数の正極固定部17a,17bが設けられていてもよい。
(First modification)
In the above-described embodiment, an example is shown in which the positive
例えば、正極接続部13の任意の位置に1つの正極固定部のみが設けられていてもよい。この場合、各正極接続領域a1の固定に要する時間を短縮することができ、積層型電池1の製造工数の増大を抑制することができる。
For example, only one positive electrode fixing portion may be provided at an arbitrary position of the positive
また例えば、正極接続部13の任意の位置に3つ以上の正極固定部が設けられていてもよい。この場合、各正極接続領域a1の固定をより強固にすることができ、正極板10Xが位置ずれを起こすことをより一層防止することができる。
Further, for example, three or more positive electrode fixing portions may be provided at arbitrary positions of the positive
同様に、負極固定部27a,27bも、負極タブ26と異なる位置であれば、負極接続部23の任意の位置に設けられていてもよい。また、負極接続部23に任意の数の負極固定部27a,27bが設けられていてもよい。
Similarly, the negative
例えば、負極接続部23の任意の位置に1つの負極固定部のみが設けられていてもよい。この場合、各負極接続領域a2の固定に要する時間を短縮することができ、積層型電池1の製造工数の増大を抑制することができる。
For example, only one negative electrode fixing portion may be provided at an arbitrary position of the negative
また例えば、負極接続部23の任意の位置に3つ以上の負極固定部が設けられていてもよい。この場合、各負極接続領域a2の固定をより強固にすることができ、負極板20Yが位置ずれを起こすことをより一層防止することができる。
Further, for example, three or more negative electrode fixing portions may be provided at arbitrary positions of the negative
(第2の変形例)
また、上述した実施の形態において、正極固定部17a,17bが、積層方向dLで見たときに正極タブ16から離間している例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、正極固定部17a,17bは、正極タブ16と隣接するように設けられていてもよい。このような場合であっても、各正極板10Xの正極接続領域a1を互いに固定することができ、正極板10Xが位置ずれを起こすことを防止することができる。
(Second modification)
Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the positive
同様に、負極固定部27a,27bは、負極タブ26と隣接するように設けられていてもよい。このような場合であっても、各負極板20Yの負極接続領域a2を互いに固定することができ、負極板20Yが位置ずれを起こすことを防止することができる。
Similarly, the negative
(第3の変形例)
また、上述した実施の形態において、正極固定部17a,17bが、スポット状に形成されている例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、正極固定部17a,17bは、所定の広範な領域を有するように形成されてもよい。
(Third variant)
Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the positive
例えば、正極固定部17a,17bは、積層方向dLで見たときに正極接続部13の正極タブ16が設けられている部分を除く大部分を占めるように形成されてもよい。このような正極固定部17a,17bを形成するために、例えば、各正極接続領域a1の所定の領域に外装体40の樹脂接着層40bを構成する樹脂材料と同一の樹脂材料の組成物を塗工しておき、接合工程において、その領域を高温のヒートバーにより押圧し、各正極接続領域a1の樹脂材料を溶解させて、それらを互いに熱溶着させてもよい。また例えば、各正極接続領域a1の所定の領域に接着剤を塗工して、各正極接続領域a1を互いに接着させてもよい。接着剤は、各正極集電体11Xの電気的な接続を確保するために、導電性接着剤であってもよい。この場合、各正極接続領域a1の固定をより強固にすることができ、正極板10Xが位置ずれを起こすことをより一層防止することができる。
For example, the positive
同様に、負極固定部27a,27bも、所定の広範な領域を有するように形成されてもよい。
Similarly, the negative
例えば、負極固定部27a,27bは、積層方向dLで見たときに負極接続部23の負極タブ26が設けられている部分を除く大部分を占めるように形成されてもよい。このような負極固定部27a,27bを形成するために、例えば、各負極接続領域a2の所定の領域に外装体40の樹脂接着層40bを構成する樹脂材料と同一の樹脂材料の組成物を塗工しておき、接合工程において、その領域を高温のヒートバーにより押圧し、各負極接続領域a2の樹脂材料を溶解させて、それらを互いに熱溶着させてもよい。また例えば、各負極接続領域a2の所定の領域に接着剤を塗工して、各負極接続領域a2を互いに接着させてもよい。接着剤は、各負極集電体21Yの電気的な接続を確保するために、導電性接着剤であってもよい。この場合、各負極接続領域a2の固定をより強固にすることができ、負極板20Yが位置ずれを起こすことをより一層防止することができる。
For example, the negative
(第4の変形例)
また、上述した実施の形態において、正極固定部17a,17bが、超音波接合によって形成される例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、正極固定部17a,17bは、各正極接続領域a1を互いに固定することができれば、任意の方法により形成されてもよい。
(Fourth modification)
Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the positive
例えば、正極固定部17a,17bは、抵抗溶接や熱溶着によって形成されてもよく、抵抗溶接や熱溶着によって各正極接続領域a1が互いに接合されて固定されてもよい。また例えば、正極固定部17a,17bは、ステープラによって形成されてもよく、ステープラ用つづり針が各正極接続領域a1を積層方向dLに貫通することにより各正極接続領域a1が互いに固定されてもよい。また例えば、正極固定部17a,17bは、リベットによって形成されてもよく、各正極接続領域a1が互いにリベット止めされて固定されてもよい。また例えば、正極固定部17a,17bは、導電性繊維によって形成されてもよく、導電性繊維が各正極接続領域a1にミシン縫いされることにより各正極接続領域a1が互いに固定されてもよい。このような場合であっても、各正極板10Xの正極接続領域a1を互いに固定することができ、正極板10Xが位置ずれを起こすことを防止することができる。
For example, the positive
同様に、負極固定部27a,27bも、各負極接続領域a2を互いに固定することができれば、任意の方法により形成されてもよい。
Similarly, the negative
例えば、負極固定部27a,27bは、抵抗溶接や熱溶着によって形成されてもよく、抵抗溶接や熱溶着によって各負極接続領域a2が互いに接合されて固定されてもよい。また例えば、負極固定部27a,27bは、ステープラによって形成されてもよく、ステープラ用つづり針が各負極接続領域a2を積層方向dLに貫通することにより各負極接続領域a2が互いに固定されてもよい。また例えば、負極固定部27a,27bは、リベットによって形成されてもよく、各負極接続領域a2が互いにリベット止めされて固定されてもよい。また例えば、負極固定部27a,27bは、導電性繊維によって形成されてもよく、導電性繊維が各負極接続領域a2にミシン縫いされることにより各負極接続領域a2が互いに固定されてもよい。このような場合であっても、各負極板20Yの負極接続領域a2を互いに固定することができ、負極板20Yが位置ずれを起こすことを防止することができる。
For example, the negative
(第5の変形例)
また、上述した実施の形態において、固定部17a,17b,27a,27bが、正極接続部13および負極接続部23の両方に設けられている例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、固定部17a,17b,27a,27bは、正極接続部13および負極接続部23のうちのいずれか一方にのみ設けられていてもよい。このような場合であっても、正極板10Xおよび負極板20Yのうちのいずれか一方が位置ずれを起こすことを防止することができる。
(Fifth variant)
Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the fixing
(第6の変形例)
また、上述した実施の形態において、第1基材41と第2基材42とが、別体として構成されている例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、第1基材41と第2基材42とが、一体的に連続状に形成されていてもよい。例えば、第1基材41と第2基材42とが、第2方向d2における他側(図1における上側)で連続して、単一のシート状に形成されていてもよい。そして、第1基材41と第2基材42との境界で折り曲げられて、外装体40が形成されてもよい。この折り曲げた部分にはシール部46が形成されていなくてもよい。このように第1基材41と第2基材42とが一体的に連続状に形成されていることにより、第1基材41と第2基材42とがシールされる部分を少なくすることができ、積層型電池1の封止性能を向上させることができる。
(Sixth variant)
Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the
(第7の変形例)
また、上述した実施の形態において、正極板10Xおよび負極板20Yの間に絶縁シート31が配置されている例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、正極板10Xおよび負極板20Yの間に絶縁シート31が配置されていなくてもよい。このような場合であっても、正極板10Xおよび負極板20Yの少なくとも一方が、他方に対向する面に機能層30Aを有していることにより、正極板10Xおよび負極板20Yが短絡することを防止することができる。
(7th variant)
Further, in the above-described embodiment, an example in which the insulating
1 積層型電池
3 電極積層体
5 膜電極接合体
10X 正極板
11X 正極集電体
12X 正極活物質層
13 正極接続部
16 正極タブ
17a 正極固定部
17b 正極固定部
20Y 負極板
21Y 負極集電体
22Y 負極活物質層
23 負極接続部
26 負極タブ
27a 負極固定部
27b 負極固定部
40 外装体
40a 金属層
40b 樹脂接着層
41 第1基材
42 第2基材
45 封止空間
a1 正極接続領域
a2 負極接続領域
b1 正極有効領域
b2 負極有効領域
1
Claims (14)
前記封止空間に設けられた膜電極接合体であって、積層方向に交互に積層された複数の第1電極板および複数の第2電極板を有する膜電極接合体と、
前記積層方向で見たときの第1方向において前記膜電極接合体の一側に配置された第1タブと、を備え、
前記第1電極板は、互いに隣接する第1接続領域および第1有効領域を含む第1電極集電体と、前記第1有効領域に設けられた第1電極活物質層と、を含み、
複数の前記第1接続領域が重ね合わされて第1接続部が形成され、
前記第1タブは、前記第1接続部に接合され、
前記第1接続部は、前記積層方向で見たときに前記第1タブとは異なる位置に設けられた第1固定部であって、前記第1接続領域の各々が互いに固定された第1固定部を含む、
積層型電池。 The exterior body that forms the sealing space and
A membrane electrode assembly provided in the sealing space, the membrane electrode assembly having a plurality of first electrode plates and a plurality of second electrode plates alternately laminated in the stacking direction.
A first tab arranged on one side of the membrane electrode assembly in the first direction when viewed in the stacking direction is provided.
The first electrode plate includes a first electrode current collector including a first connection region and a first effective region adjacent to each other, and a first electrode active material layer provided in the first effective region.
A plurality of the first connection regions are overlapped to form a first connection portion, and the first connection portion is formed.
The first tab is joined to the first connection portion and is joined to the first connection portion.
The first connection portion is a first fixing portion provided at a position different from that of the first tab when viewed in the stacking direction, and each of the first connection regions is fixed to each other. Including part,
Stacked battery.
請求項1に記載の積層型電池。 The first fixing portions are provided on both sides of the first tab in a second direction orthogonal to the first direction when viewed in the stacking direction.
The laminated battery according to claim 1.
請求項1または2に記載の積層型電池。 The first fixing portion is separated from the first tab when viewed in the stacking direction.
The laminated battery according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の積層型電池。 The first fixing portion is formed in a spot shape.
The laminated battery according to claim 3.
請求項1から4のいずれか一項に記載の積層型電池。 The area of the first electrode plate when viewed in the stacking direction is 20,000 mm 2 or more.
The laminated battery according to any one of claims 1 to 4.
前記第2電極板は、互いに隣接する第2接続領域および第2有効領域を含む第2電極集電体と、前記第2有効領域に設けられた第2電極活物質層と、を含み、
複数の前記第2接続領域が重ね合わされて第2接続部が形成され、
前記第2タブは、前記第2接続部に接合され、
前記第2接続部は、前記積層方向で見たときに前記第2タブとは異なる位置に設けられた第2固定部であって、前記第2接続領域の各々が互いに固定された第2固定部を含む、
請求項1から5のいずれか一項に積層型電池。 Further comprising a second tab located on the other side of the membrane electrode assembly in the first direction.
The second electrode plate includes a second electrode current collector including a second connection region and a second effective region adjacent to each other, and a second electrode active material layer provided in the second effective region.
A plurality of the second connection regions are overlapped to form a second connection portion, and the second connection portion is formed.
The second tab is joined to the second connection portion and is joined to the second connection portion.
The second connecting portion is a second fixing portion provided at a position different from that of the second tab when viewed in the stacking direction, and each of the second connecting regions is fixed to each other. Including part,
The laminated battery according to any one of claims 1 to 5.
請求項6に記載の積層型電池。 The second fixing portions are provided on both sides of the second tab in a second direction orthogonal to the first direction when viewed in the stacking direction.
The laminated battery according to claim 6.
請求項6または7に記載の積層型電池。 The second fixing portion is separated from the second tab when viewed in the stacking direction.
The laminated battery according to claim 6 or 7.
請求項8に記載の積層型電池。 The second fixing portion is formed in a spot shape.
The laminated battery according to claim 8.
請求項6から9のいずれか一項に記載の積層型電池。 The area of the second electrode plate when viewed in the stacking direction is 20,000 mm 2 or more.
The laminated battery according to any one of claims 6 to 9.
請求項1から10のいずれか一項に記載の積層型電池。 The exterior body has a first base material including a metal layer and a resin adhesive layer provided on the inner surface of the metal layer, and a second base material facing the first base material, and the first base material is provided. The base material and the second base material are heat-sealed to form the sealing space between the first base material and the second base material.
The laminated battery according to any one of claims 1 to 10.
前記積層工程の後、前記第1接続部で前記第1接続領域の各々を互いに固定して、第1固定部を形成する固定工程と、
前記固定工程の後、前記第1接続部に第1タブを接合するとともに、前記第1接続部で前記第1接続領域の各々を互いに接合して、膜電極接合体を得る接合工程と、
外装体内に前記膜電極接合体を封止する封止工程と、を備え、
前記固定工程において、前記第1固定部は、前記積層方向で見たときに、前記接合工程の際に前記第1タブが接合される位置とは異なる位置に形成される、
積層型電池の製造方法。 A laminating step of alternately laminating a plurality of first electrode plates and a plurality of second electrode plates in a laminating direction to form an electrode laminate, wherein the first electrode plates have a first connection region and a first electrode plate adjacent to each other. A first electrode current collector including one effective region and a first electrode active material layer provided in the first effective region are included, and a plurality of the first connection regions are overlapped to form a first connection portion. The laminating process and
After the laminating step, a fixing step of fixing each of the first connecting regions to each other at the first connecting portion to form a first fixing portion, and a fixing step.
After the fixing step, a joining step of joining the first tab to the first connecting portion and joining each of the first connecting regions to each other at the first connecting portion to obtain a membrane electrode assembly.
A sealing step for sealing the membrane electrode assembly inside the outer body is provided.
In the fixing step, the first fixing portion is formed at a position different from the position where the first tab is joined in the joining step when viewed in the stacking direction.
A method for manufacturing a laminated battery.
前記固定工程において、前記第2接続部で前記第2接続領域の各々が互いに固定されて、第2固定部が形成され、
前記接合工程において、前記第2接続部に第2タブが接合されるとともに、前記第2接続部で前記第2接続領域の各々が互いに接合され、
前記固定工程において、前記第2固定部は、前記積層方向で見たときに、前記接合工程の際に前記第2タブが接合される位置とは異なる位置に形成される、
請求項12に積層型電池の製造方法。 In the laminating step, the second electrode plate includes a second electrode current collector including a second connecting region and a second effective region adjacent to each other, and a second electrode active material layer provided in the second effective region. , And a plurality of the second connection regions are superposed to form a second connection portion.
In the fixing step, each of the second connecting regions is fixed to each other at the second connecting portion to form a second fixing portion.
In the joining step, the second tab is joined to the second connecting portion, and each of the second connecting regions is joined to each other at the second connecting portion.
In the fixing step, the second fixing portion is formed at a position different from the position where the second tab is joined in the joining step when viewed in the stacking direction.
12. A method for manufacturing a laminated battery.
請求項12または13に記載の積層型電池の製造方法。 In the sealing step, the exterior body includes a first base material including a metal layer and a resin adhesive layer provided on the inner surface of the metal layer, and a second base material facing the first base material. The membrane electrode assembly is sealed between the first base material and the second base material by heat-sealing the first base material and the second base material.
The method for manufacturing a laminated battery according to claim 12 or 13.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002252036A (en) * | 2001-02-23 | 2002-09-06 | Mitsubishi Materials Corp | Lithium ion polymer secondary battery |
JP2009038004A (en) * | 2007-07-11 | 2009-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | Laminated battery |
JP2011119213A (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Samsung Sdi Co Ltd | Secondary battery |
JP2012124146A (en) * | 2010-11-17 | 2012-06-28 | Sony Corp | Secondary battery, battery unit, and battery module |
JP2013008564A (en) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Sharp Corp | Nonaqueous secondary battery, and method of manufacturing the same |
WO2017090391A1 (en) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | Necエナジーデバイス株式会社 | Electrochemical device |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002252036A (en) * | 2001-02-23 | 2002-09-06 | Mitsubishi Materials Corp | Lithium ion polymer secondary battery |
JP2009038004A (en) * | 2007-07-11 | 2009-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | Laminated battery |
JP2011119213A (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Samsung Sdi Co Ltd | Secondary battery |
JP2012124146A (en) * | 2010-11-17 | 2012-06-28 | Sony Corp | Secondary battery, battery unit, and battery module |
JP2013008564A (en) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Sharp Corp | Nonaqueous secondary battery, and method of manufacturing the same |
WO2017090391A1 (en) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | Necエナジーデバイス株式会社 | Electrochemical device |
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