JPWO2018138977A1 - 積層型二次電池およびその製造方法ならびにデバイス - Google Patents
積層型二次電池およびその製造方法ならびにデバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2018138977A1 JPWO2018138977A1 JP2018564109A JP2018564109A JPWO2018138977A1 JP WO2018138977 A1 JPWO2018138977 A1 JP WO2018138977A1 JP 2018564109 A JP2018564109 A JP 2018564109A JP 2018564109 A JP2018564109 A JP 2018564109A JP WO2018138977 A1 JPWO2018138977 A1 JP WO2018138977A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- unit
- positive
- secondary battery
- negative
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 30
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims abstract description 119
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 29
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 28
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 14
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 5
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 4
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 148
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 24
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 11
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 10
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- -1 lithium transition metal Chemical class 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 4
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 4
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 4
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 3
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 3
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 2
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 2
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 230000036647 reaction Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000006234 thermal black Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0583—Construction or manufacture of accumulators with folded construction elements except wound ones, i.e. folded positive or negative electrodes or separators, e.g. with "Z"-shaped electrodes or separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/105—Pouches or flexible bags
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
Description
電極組立体および電解質を外装体内に収容した積層型二次電池であって、
前記電極組立体において、電極集電体および該電極集電体上に非形成領域を介して形成された2つ以上の電極材層を有する電極マルチユニットを含む正負極積層体が前記電極マルチユニットの前記非形成領域で折り曲げられており、
前記電極マルチユニットは、折り曲げ前の平面視形状において、前記2つ以上の電極材層を規定する全ての辺のうち、前記非形成領域と隣接する辺から延設された集電タブを有する、積層型二次電池に関する。
上記積層型二次電池の製造方法であって、
電極集電体表面に電極材層を形成した電極前駆体から切り出し、電極マルチユニットを得る工程、
前記電極マルチユニットを積層し、重ね合わせて、正負極積層体を得る工程、および
前記正負極積層体を前記電極マルチユニットの非形成領域で折り曲げて電極組立体を得る工程、
を含む、積層型二次電池の製造方法に関する。
本発明の積層型二次電池はまた、短絡時の安全性にも優れている。
本発明の積層型二次電池はまた、1つの電極ごとに集電タブが形成される場合と比較して、集電タブの数を低減することができるため、集電タブの接合性および電池のデザイン性が向上する。
本発明は積層型二次電池(以下、単に二次電池ということがある)を提供する。本明細書でいう「二次電池」とは、充電および放電の繰り返しが可能な電池のことを指している。従って、本発明の二次電池は、その名称に過度に拘泥されるものでなく、例えば“蓄電デバイス”なども対象に含まれ得る。
以下、本発明の二次電池について、幾つかの実施態様を示す図面を用いて詳しく説明するが、図面における各種の要素は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観および寸法比などは実物と異なり得る。本明細書で直接的または間接的に用いる“上下方向”、“左右方向”および“表裏方向”はそれぞれ、図中における上下方向、左右方向および表裏方向に対応した方向に相当する。特記しない限り、同じ符号または記号は、同じ部材または同じ意味内容を示すものとする。本明細書で直接的または間接的に説明される“厚み”の方向は、二次電池を構成する電極の積層方向に基づいており、即ち、“厚み”は正極と負極との積層方向における寸法に相当する。
電極マルチユニットは、平面視において、矩形状または異形状を有していてよい。電極マルチユニットの平面視形状は、全ての電極材層およびそれらの間の非形成領域を含む平面視形状である。非形成領域は通常、当該非形成領域を介して相互に隣接する2つの電極材層間に位置付けられる領域のことである。後述するように電極マルチユニットが集電タブを有する非形成領域は通常、電極集電体の露出領域、集電タブ領域および集電タブ形成のために除去された電極集電体の欠損領域を包含する。例えば、1つの電極マルチユニットが1つの非形成領域を有する場合、当該1つの電極マルチユニットが当該1つの非形成領域に後述のように集電タブを有する。また例えば、1つの電極マルチユニットが2つ以上の非形成領域を有する場合、当該1つの電極マルチユニットが当該2つの非形成領域のうちいずれか1つの非形成領域に後述のように集電タブを有する。電極マルチユニットにおける非形成領域の数は電極集電体の片面あたりの数であり、2つの電極材層間に位置付けられる非形成領域の数は1つである。なお電極マルチユニットは通常、全ての非形成領域で折り曲げられてもよい。
平面視とは、対象物(例えば、電極マルチユニット、電極材層または二次電池)を載置してその厚み(高さ)方向の真上から見たときの状態のことであり、平面図と同意である。載置は対象物(例えば、電極マルチユニット、電極材層または二次電池)の最大面積の面を底面にした載置である。矩形状はいわゆる長方形および正方形を包含し、好ましくは長方形である。電極材層および電極マルチユニットの平面視形状における異形状とは、平面視において切り欠き部を有する形状のことである。切り欠き部とは、初期の形状からその一部を意図的に欠損させた部分のことである。切り欠き部形成前の初期の形状は通常、四角形状(例えば、矩形状)である。切り欠き部の平面視形状は特に限定されず、例えば、四角形状(例えば、矩形状)、三角形状、扇形形状、半円形状、円形状等が挙げられる。
正負極積層体が2つ以上の負極マルチユニットを含む場合、当該2つ以上の負極マルチユニットは平面視における同一箇所に集電タブを有することが、集電の容易性の観点から好ましい。
正極マルチユニットおよび正極単一ユニットは、少なくとも正極材層および正極集電体から構成されている。正極材層には電極活物質として正極活物質が含まれている。
本発明の二次電池は、少なくとも電極マルチユニットの製造工程、正負極積層体の製造工程、および電極組立体の製造工程を含む方法により製造できる。本発明の二次電池の製造方法は通常、最後に封入工程を含む。以下、各工程について簡単に説明するが、前記した積層型二次電池の説明を適宜、参考にすることができる。
本工程では、電極集電体表面に電極材層を形成した電極前駆体からの切り出しにより電極マルチユニットを得る。
以上のような電極マルチユニットの製造操作に準じて、電極単一ユニットも得ることができる。詳しくは電極単一ユニットの製造方法および製造工程は、切り出し形状が異なること以外、電極マルチユニットの製造方法および製造工程と同様である。
本工程では、電極マルチユニットおよび電極単一ユニットからなる群から選択される所望のユニットを積層し、重ね合わせて、正負極積層体を得る。なお、正負極積層体は少なくとも1つの電極マルチユニットを含む。このように正負極積層体は電極マルチユニットを含むため、正負極積層体の取り扱い性が向上する。
本工程では、正負極積層体を、例えば図2Bに示すように、電極マルチユニット1A、2Aの非形成領域11,21で折り曲げることにより、電極組立体101Aを得る。結果として電極マルチユニット1A、2Aおよび電極単一ユニット1Xの各電極材層部分が各電極を構成する。
電極組立体を電解質と共に外装体に封入することによって二次電池を得ることができる。なお、セパレータは枚葉にカットしたものを積層してよいし、あるいは、九十九状に積層して余剰分をカットしたものでもよい。
1X:電極単一ユニット
10,20:電極集電体
11,21:電極材層の非形成領域
12,13,22,23:電極材層
30:集電タブ
50,50A,50B,50C,50D,50E,50F,50G,50H,50J,50K,50L,60A:電極前駆体
51:電極集電体
100A:正負極積層体
101A:電極組立体
Claims (18)
- 電極組立体および電解質を外装体内に収容した積層型二次電池であって、
前記電極組立体において、電極集電体および該電極集電体上に非形成領域を介して形成された2つ以上の電極材層を有する電極マルチユニットを含む正負極積層体が前記電極マルチユニットの前記非形成領域で折り曲げられており、
前記電極マルチユニットは、折り曲げ前の平面視形状において、前記2つ以上の電極材層を規定する全ての辺のうち、前記非形成領域と隣接する辺から延設された集電タブを有する、積層型二次電池。 - 前記正負極積層体は1つ以上の前記電極マルチユニットおよび電極集電体の表面に電極材層を片面あたり1つのみ有する1つ以上の電極単一ユニットを含み、
前記正負極積層体において前記1つ以上の電極マルチユニットおよび前記1つ以上の電極単一ユニットは、前記電極組立体において正極と負極とがセパレータを介して交互に配置されるように積層されている、請求項1に記載の積層型二次電池。 - 前記正負極積層体は2つ以上の前記電極マルチユニットを含み、
前記正負極積層体において前記2つ以上の電極マルチユニットは、前記電極組立体において正極と負極とがセパレータを介して交互に配置されるように積層されている、請求項1に記載の積層型二次電池。 - 前記正負極積層体は1つ以上の正極用の前記電極マルチユニットおよび1つ以上の負極用の前記電極マルチユニットを含む、請求項1〜3のいずれかに記載の積層型二次電池。
- 前記正極用の電極マルチユニットおよび前記負極用の電極マルチユニットは少なくとも前記非形成領域が相互に重なり合うように積層されている、請求項4に記載の積層型二次電池。
- 前記正負極積層体は、2つ以上の前記正極用の電極マルチユニットおよび2つ以上の前記負極用の電極マルチユニットを含み、
該2つ以上の正極用の電極マルチユニットおよび該2つ以上の負極用の電極マルチユニットは、各極性毎に、平面視における同一箇所に前記集電タブを有する、請求項4または5に記載の積層型二次電池。 - 前記電極マルチユニットが有する前記2つ以上の電極材層はそれぞれ独立して、平面視において、矩形状または異形状を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の積層型二次電池。
- 前記電極マルチユニットのそれぞれにおいて、前記折り曲げられた非形成領域を介して相互に隣接するあらゆる2つの電極材層は、一方の電極材層の表面と、他方の電極材層の表面とのなす角度が0°以上90°以下である、請求項1〜7のいずれかに記載の積層型二次電池。
- 前記電極組立体において、最外の電極が正極の場合、該最外の正極の電極集電体は外側に電極材層を有さない、請求項1〜8のいずれかに記載の積層型二次電池。
- 前記電極組立体において、最外の電極以外の電極が電極集電体の両側に電極材層を有する、請求項1,2および4〜9のいずれかに記載の積層型二次電池。
- 前記外装体がフレキシブルパウチまたはハードケースである、請求項1〜10のいずれかに記載の積層型二次電池。
- 前記電極材層はリチウムイオンを吸蔵放出可能な層である、請求項1〜11のいずれかに記載の積層型二次電池。
- 前記二次電池が、平面視において切欠部を有する、かつ/または側面視において段差部を有する、請求項1〜12のいずれかに記載の積層型二次電池。
- 請求項1〜13のいずれかに記載の積層型二次電池を含む、デバイス。
- 前記デバイスがモバイル機器である、請求項14に記載のデバイス。
- 請求項1〜13のいずれかに記載の積層型二次電池の製造方法であって、
電極集電体表面に電極材層を形成した電極前駆体からの切り出しにより電極マルチユニットを得る工程、
前記電極マルチユニットを積層し、重ね合わせて、正負極積層体を得る工程、および
前記正負極積層体を前記電極マルチユニットの非形成領域で折り曲げて電極組立体を得る工程、
を含む、積層型二次電池の製造方法。 - 電極集電体表面に電極材層を形成した電極前駆体からの切り出しにより電極単一ユニットを得る工程をさらに含む、請求項16に記載の積層型二次電池の製造方法であって、
前記正負極積層体を得る工程において、前記電極マルチユニットおよび前記電極単一ユニットを積層し、重ね合わせる、積層型二次電池の製造方法。 - 前記正負極積層体を得る工程において、隣接する電極マルチユニット間、隣接する電極単一ユニット間および/または隣接する電極マルチユニットと電極単一ユニットとの間を接着する、請求項16または17に記載の積層型二次電池の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017011982 | 2017-01-26 | ||
JP2017011982 | 2017-01-26 | ||
PCT/JP2017/037243 WO2018138977A1 (ja) | 2017-01-26 | 2017-10-13 | 積層型二次電池およびその製造方法ならびにデバイス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018138977A1 true JPWO2018138977A1 (ja) | 2019-06-27 |
JP6828753B2 JP6828753B2 (ja) | 2021-02-10 |
Family
ID=62978243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018564109A Active JP6828753B2 (ja) | 2017-01-26 | 2017-10-13 | 積層型二次電池およびその製造方法ならびにデバイス |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11437653B2 (ja) |
JP (1) | JP6828753B2 (ja) |
CN (1) | CN110192300B (ja) |
WO (1) | WO2018138977A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6953897B2 (ja) * | 2017-08-24 | 2021-10-27 | 株式会社村田製作所 | 積層型電池 |
JP7266214B2 (ja) * | 2019-09-30 | 2023-04-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電動工具、及び電池パック |
JP7229893B2 (ja) * | 2019-11-05 | 2023-02-28 | 愛三工業株式会社 | 電池 |
CN111682267B (zh) * | 2020-05-14 | 2023-01-31 | 南方科技大学 | 柔性锂离子电池及其制备方法 |
US11271212B1 (en) * | 2021-04-02 | 2022-03-08 | Ses Holdings Pte. Ltd. | Anode fabrication by pattern lamination, anodes made thereby, and electrochemical devices incorporating such anodes |
CN113437348B (zh) * | 2021-07-01 | 2022-11-04 | 上海大学 | 一种双向可弯曲柔性电池及制造方法 |
CN114094170B (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-20 | 深圳市睿赛新能源科技有限公司 | 一种双极性钠离子电池及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0864479A (ja) * | 1994-08-24 | 1996-03-08 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 電気化学素子およびその製造方法 |
JP2014120441A (ja) * | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Gs Yuasa Corp | 電極板、積層型電極群、電池及び円筒形電池 |
JP2016505204A (ja) * | 2013-04-11 | 2016-02-18 | エルジー・ケム・リミテッド | ラウンドコーナーを含む電池セル |
JP2016105360A (ja) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004349266A (ja) * | 1992-09-11 | 2004-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | 電池の製造方法 |
US6946220B2 (en) | 2001-10-19 | 2005-09-20 | Wilson Greatbatch Technologies, Inc. | Electrochemical cell having a multiplate electrode assembly housed in an irregularly shaped casing |
KR100921347B1 (ko) * | 2005-11-08 | 2009-10-14 | 주식회사 엘지화학 | 세로 폴딩 방식의 전극조립체 및 이를 포함하고 있는전기화학 셀 |
KR20130132231A (ko) | 2012-05-25 | 2013-12-04 | 주식회사 엘지화학 | 단차를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스 |
US20150255775A1 (en) * | 2012-11-13 | 2015-09-10 | Lg Chem, Ltd. | Stepwise electrode assembly including one-sided negative electrode |
CN103887479B (zh) * | 2012-12-19 | 2017-08-25 | 株式会社杰士汤浅国际 | 电极板、层叠型电极组、电池及圆筒形电池 |
JP6357776B2 (ja) * | 2014-01-06 | 2018-07-18 | 株式会社ジェイテクト | 蓄電デバイスの製造方法 |
KR102360413B1 (ko) | 2015-02-16 | 2022-02-09 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
-
2017
- 2017-10-13 CN CN201780083621.2A patent/CN110192300B/zh active Active
- 2017-10-13 JP JP2018564109A patent/JP6828753B2/ja active Active
- 2017-10-13 WO PCT/JP2017/037243 patent/WO2018138977A1/ja active Application Filing
-
2019
- 2019-06-03 US US16/429,182 patent/US11437653B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0864479A (ja) * | 1994-08-24 | 1996-03-08 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 電気化学素子およびその製造方法 |
JP2014120441A (ja) * | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Gs Yuasa Corp | 電極板、積層型電極群、電池及び円筒形電池 |
JP2016505204A (ja) * | 2013-04-11 | 2016-02-18 | エルジー・ケム・リミテッド | ラウンドコーナーを含む電池セル |
JP2016105360A (ja) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11437653B2 (en) | 2022-09-06 |
WO2018138977A1 (ja) | 2018-08-02 |
US20190288342A1 (en) | 2019-09-19 |
JP6828753B2 (ja) | 2021-02-10 |
CN110192300A (zh) | 2019-08-30 |
CN110192300B (zh) | 2022-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6828753B2 (ja) | 積層型二次電池およびその製造方法ならびにデバイス | |
JP6828752B2 (ja) | 積層型二次電池およびその製造方法ならびにデバイス | |
JP6780766B2 (ja) | 二次電池およびその製造方法 | |
WO2018173751A1 (ja) | 二次電池 | |
WO2018180152A1 (ja) | 二次電池 | |
JPWO2019203047A1 (ja) | 二次電池 | |
WO2018180599A1 (ja) | 二次電池 | |
JP6841323B2 (ja) | 二次電池およびその製造方法 | |
WO2018155210A1 (ja) | 二次電池および二次電池の製造方法 | |
JP6721059B2 (ja) | 二次電池 | |
JP6773133B2 (ja) | 二次電池 | |
JP6828751B2 (ja) | 二次電池 | |
JP6773208B2 (ja) | 二次電池およびその製造方法 | |
WO2018163775A1 (ja) | 二次電池の製造方法 | |
WO2018105276A1 (ja) | 二次電池 | |
WO2017208534A1 (ja) | 二次電池 | |
WO2019021863A1 (ja) | 二次電池の製造方法 | |
WO2021020212A1 (ja) | 二次電池およびその製造方法 | |
WO2021006161A1 (ja) | 二次電池 | |
WO2023127726A1 (ja) | 二次電池 | |
JP2018181705A (ja) | 二次電池およびその製造方法 | |
WO2018100846A1 (ja) | 二次電池およびデバイス | |
WO2018105277A1 (ja) | 二次電池 | |
WO2018105278A1 (ja) | 二次電池 | |
JP2018174102A (ja) | 二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190218 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200310 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200410 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200728 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201222 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210104 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6828753 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |