RU2524572C1

RU2524572C1 - Bipolar electrode, bipolar storage battery using it, and manufacturing method of bipolar electrode

Info

Publication number: RU2524572C1
Application number: RU2013108850/07A
Authority: RU
Inventors: Масанобу САТО; Ясуо ОХТА; Хидеаки ХОРИЕ; Масанори АОЯГИ
Original assignee: Ниссан Мотор Ко., Лтд.
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2014-07-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: bipolar electrode consists of the first layer of active material, which represents for example the active material layer of a positive electrode, which is formed of the first active material on one side of a current collector, and the second layer of active material, which represents the active material layer of a negative electrode, which is formed of the second active material with lower compressive strength than that of the first active material on the other side of the current collector. Besides, a density controlling additive is added to the second layer of active material, which represents additional material with bigger compressive strength than that of the second active material.

EFFECT: reduction of mechanical stresses in both layers of active material arranged on front and rear surfaces of the current collector when both layers of active material are compressed simultaneously prevents the possibility of distortion of a bipolar storage battery.

10 cl, 13 dwg, 1 tbl, 5 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

[0001] Настоящее изобретение относится к биполярному электроду, биполярной аккумуляторной батарее с его использованием и к способу изготовления биполярного электрода.[0001] The present invention relates to a bipolar electrode, a bipolar battery using it, and a method for manufacturing a bipolar electrode.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

[0002] В последние годы, вследствие увеличения потребности в транспортных средствах с электроприводом, таких как гибридный электромобиль (HEV) и электромобиль (EV), возрастает объем производства аккумуляторных батарей, выступающих в качестве источника питания для приведения в движение этих транспортных средств с электроприводом. Что касается конструкции аккумуляторных батарей, то существует известная биполярная аккумуляторная батарея, которая сконструирована с размещением пластин токоотвода в положительном электроде и отрицательном электроде аккумуляторного элемента, имеющего последовательно наслоенные единичные аккумуляторы, как раскрыто, например, в JP1997-232003A.[0002] In recent years, due to the increasing demand for electric vehicles, such as the hybrid electric vehicle (HEV) and electric vehicle (EV), the production of batteries serving as a power source for driving these electric vehicles has been increasing. With regard to the design of the batteries, there is a known bipolar battery that is designed to place the collector plates in the positive electrode and negative electrode of the battery cell having sequentially layered single batteries, as disclosed, for example, in JP1997-232003A.

[0003] В биполярной аккумуляторной батарее согласно JP1997-232003A токоотвод с размещенным только на одной его стороне слоем материала положительного электрода, токоотвод с по меньшей мере размещенным на одной его стороне слоем материала положительного электрода и размещенным на другой его стороне слоем материала отрицательного электрода и токоотвод с размещенным только на одной его стороне слоем материала отрицательного электрода наслоены через слои проводящего ионы лития электролита так, что слои материала положительного электрода целиком расположены напротив слоев материала отрицательного электрода. Кроме того, биполярная аккумуляторная батарея снабжена аккумуляторным элементом, имеющим средство для защиты по меньшей мере слоев материала положительного электрода, слоев материала отрицательного электрода и слоев электролита в многослойном теле от внешнего воздуха.[0003] In a bipolar battery according to JP1997-232003A, a current collector with a layer of positive electrode material located on only one side thereof, a current collector with a layer of material of a positive electrode located on one side thereof and a layer of negative electrode material and a collector with a layer of negative electrode material placed on only one side of it, layered through the layers of conductive lithium ions of the electrolyte so that the layers of the material of the positive electrode are entirely layers located opposite a negative electrode material. In addition, the bipolar battery is provided with a battery cell having means for protecting at least layers of the positive electrode material, layers of the negative electrode material and electrolyte layers in the multilayer body from external air.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0004] В биполярном электроде, как показано в JP1997-232003A, в котором слой активного материала положительного электрода наслаивается на одной стороне токоотвода, а слой активного материала отрицательного электрода наслаивается на другой его стороне, различные слои активного материала размещаются на передней и задней сторонах токоотвода. Следовательно, в процессе изготовления биполярного электрода возникают различные механические напряжения в обоих слоях активного материала, размещенных на передней и задней поверхностях токоотвода, когда оба слоя активного материала сжимаются одновременно, что приводит к угрозе того, что биполярный электрод может коробиться.[0004] In a bipolar electrode, as shown in JP1997-232003A, in which a layer of active material of a positive electrode is layered on one side of the collector and a layer of active material of a negative electrode is layered on its other side, various layers of active material are arranged on the front and back sides of the collector . Therefore, in the manufacturing process of the bipolar electrode, various mechanical stresses arise in both layers of the active material located on the front and back surfaces of the collector, when both layers of the active material are compressed simultaneously, which leads to the risk that the bipolar electrode may warp.

[0005] Поэтому настоящее изобретение было осуществлено с учетом вышеизложенных проблем и нацелено на предоставление биполярного электрода, биполярной аккумуляторной батареи с его использованием и способа изготовления биполярного электрода, которые являются предпочтительными для подавления коробления биполярного электрода.[0005] Therefore, the present invention has been made in view of the above problems and is aimed at providing a bipolar electrode, a bipolar battery using the same, and a method for manufacturing a bipolar electrode, which are preferred for suppressing warping of the bipolar electrode.

[0006] Чтобы достичь вышеуказанной цели, настоящее изобретение предоставляет биполярный электрод, состоящий из первого слоя активного материала, сформированного включающим в себя первый активный материал на одной стороне токоотвода, и второго слоя активного материала, сформированного включающим в себя второй активный материал, прочность на сжатие которого меньше, чем у первого слоя активного материала, на другой стороне токоотвода. В таком случае во второй слой активного материала введен добавочный материал, прочность на сжатие которого больше, чем у второго слоя активного материала.[0006] In order to achieve the above objective, the present invention provides a bipolar electrode consisting of a first layer of active material formed by including a first active material on one side of a collector and a second layer of active material formed by a second active material, compressive strength which is smaller than that of the first layer of active material, on the other side of the collector. In this case, additional material is introduced into the second layer of active material, the compressive strength of which is greater than that of the second layer of active material.

[0007] Подробности, а также другие признаки и преимущества настоящего изобретения поясняются в нижеприведенном подробном описании и иллюстрируются на прилагаемых чертежах.[0007] Details, as well as other features and advantages of the present invention, are explained in the following detailed description and are illustrated in the accompanying drawings.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0008] Фиг. 1 является схематичным видом в поперечном сечении, схематично иллюстрирующим общую конструкцию биполярной аккумуляторной батареи, демонстрирующую один вариант реализации настоящего изобретения.[0008] FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically illustrating a general construction of a bipolar battery showing one embodiment of the present invention.

Фиг. 2A является пояснительной схемой, иллюстрирующей состояние до прессования биполярного электрода, в котором с активным материалом отрицательного электрода смешана регулирующая плотность добавка.FIG. 2A is an explanatory diagram illustrating a pre-compression state of a bipolar electrode in which a density control additive is mixed with the active material of the negative electrode.

Фиг. 2B является пояснительной схемой, иллюстрирующей состояние после прессования биполярного электрода по фиг. 2A.FIG. 2B is an explanatory diagram illustrating the post-compression state of the bipolar electrode of FIG. 2A.

Фиг. 3 является пояснительной схемой, иллюстрирующей состояние после прессования биполярного электрода, в котором с активным материалом отрицательного электрода смешана регулирующая плотность добавка с большим диаметром частиц.FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a post-compression state of a bipolar electrode in which a density regulating additive with a large particle diameter is mixed with the active material of the negative electrode.

Фиг. 4 является пояснительной схемой, иллюстрирующей состояние после прессования биполярного электрода, в котором с активным материалом отрицательного электрода смешана регулирующая плотность добавка, имеющая анизотропную форму.FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a state after pressing a bipolar electrode in which an anisotropic density-regulating additive is mixed with the active material of the negative electrode.

Фиг. 5 является пояснительной схемой, иллюстрирующей состояние после прессования биполярного электрода, в котором с активным материалом отрицательного электрода смешана регулирующая плотность добавка, применимая в качестве активного материала.FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a post-compression state of a bipolar electrode in which a density adjusting agent useful as an active material is mixed with a negative electrode active material.

Фиг. 6A является пояснительной схемой, иллюстрирующей состояние до прессования биполярного электрода, в котором с активным материалом отрицательного электрода смешана регулирующая плотность добавка, имеющая такие же механические характеристики, как и у слоя активного материала положительного электрода, в отношении давления прессования и удлинения.FIG. 6A is an explanatory diagram illustrating a pre-compression state of a bipolar electrode in which a density adjusting additive having the same mechanical characteristics as the positive electrode active material layer with respect to the pressing pressure and elongation is mixed with the negative electrode active material.

Фиг. 6B является пояснительной схемой, иллюстрирующей состояние после прессования биполярного электрода по фиг. 6A.FIG. 6B is an explanatory diagram illustrating the post-compression state of the bipolar electrode of FIG. 6A.

Фиг. 7 является характеристической диаграммой, иллюстрирующей то, насколько активные материалы положительного/отрицательного электрода и регулирующая плотность добавка являются удлиненными в направлении плоскости относительно давления прессования.FIG. 7 is a characteristic diagram illustrating how active positive / negative electrode materials and density adjusting agent are elongated in the plane direction with respect to the pressing pressure.

Фиг. 8A является видом в перспективе токоотвода согласно примеру, в котором в токоотводе размещены выступы, соответствующие регулирующей плотность добавке.FIG. 8A is a perspective view of a down conductor according to an example in which protrusions corresponding to a density control additive are placed in the down conductor.

Фиг. 8B является пояснительной схемой, иллюстрирующей состояние после прессования биполярного электрода, в состав которого входит токоотвод по фиг. 8A.FIG. 8B is an explanatory diagram illustrating the state after pressing of a bipolar electrode, which includes the collector of FIG. 8A.

Фиг. 9A является пояснительной схемой, иллюстрирующей состояние до прессования биполярного электрода согласно известному уровню техники.FIG. 9A is an explanatory diagram illustrating a pre-compression state of a bipolar electrode according to the prior art.

Фиг. 9B является пояснительной схемой, иллюстрирующей состояние после прессования биполярного электрода по фиг. 9A.FIG. 9B is an explanatory diagram illustrating the post-compression state of the bipolar electrode of FIG. 9A.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

[0009] Биполярный электрод, биполярная аккумуляторная батарея с его использованием и способ изготовления биполярного электрода согласно настоящему изобретению поясняются ниже на основе одного варианта реализации. Следует отметить, что идентичные ссылочные номера означают соответствующие элементы на всех чертежах. Также следует отметить, что для удобства пояснения чертежи имеют чрезмерно увеличенное соотношение размеров, которое может отличаться от фактического соотношения. Каждый вариант реализации поясняется ниже на примере биполярной литий-ионной аккумуляторной батареи.[0009] A bipolar electrode, a bipolar battery using it, and a method for manufacturing a bipolar electrode according to the present invention are explained below based on one embodiment. It should be noted that identical reference numbers mean corresponding elements in all the drawings. It should also be noted that for convenience of explanation, the drawings have an excessively increased size ratio, which may differ from the actual ratio. Each implementation option is illustrated below with an example of a bipolar lithium-ion battery.

[0010] Общая конструкция батареи[0010] General battery design

Фиг. 1 является схематичным видом в поперечном сечении, показывающим типичную общую конструкцию плоской (или многослойной) литий-ионной аккумуляторной батареи (которая в дальнейшем называется просто биполярной литий-ионной аккумуляторной батареей или биполярной аккумуляторной батареей), представляющей собой один вариант реализации литий-ионной аккумуляторной батареи с использованием биполярного электрода согласно настоящему изобретению.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a typical general construction of a flat (or multilayer) lithium ion secondary battery (hereinafter, referred to simply as a bipolar lithium ion secondary battery or bipolar secondary battery), which is one embodiment of a lithium ion secondary battery using a bipolar electrode according to the present invention.

[0011] Как показано на фиг. 1, биполярная литий-ионная аккумуляторная батарея 10 согласно настоящему варианту реализации сконструирована таким образом, что практически прямоугольный аккумуляторный элемент 17, в котором фактически протекает реакция заряда/разряда, герметизирован внутри материала 20 оболочки батареи. Как показано на фиг. 1, аккумуляторный элемент 17 в биполярной аккумуляторной батарее 10 по настоящему варианту реализации выполнен посредством удерживания слоя 15 электролита между биполярными электродами 14, каждый из которых состоит из двух или более слоев, так что слой 12 активного материала положительного электрода и слой 13 активного материала отрицательного электрода в смежных биполярных электродах 14 расположены друг напротив друга через слой 15 электролита. При этом биполярный электрод 14 имеет такую конструкцию, при которой слой 12 активного материала положительного электрода размещен на одной стороне токоотвода 11, а на другой его стороне размещен слой 13 активного материала отрицательного электрода. То есть биполярная аккумуляторная батарея 10 содержит аккумуляторный элемент 17, сконструированный посредством наслаивания, через слои 15 электролита, множества биполярных электродов 14, каждый из которых имеет слой 12 активного материала положительного электрода на одной стороне токоотвода 11 и слой 13 активного материала отрицательного электрода на другой его стороне.[0011] As shown in FIG. 1, the bipolar lithium-ion secondary battery 10 according to the present embodiment is designed so that a substantially rectangular battery cell 17 in which the charge / discharge reaction actually takes place is sealed inside the battery shell material 20. As shown in FIG. 1, the battery cell 17 in the bipolar battery 10 of the present embodiment is made by holding an electrolyte layer 15 between the bipolar electrodes 14, each of which consists of two or more layers, so that the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 in adjacent bipolar electrodes 14 are located opposite each other through the electrolyte layer 15. At the same time, the bipolar electrode 14 has such a structure in which the positive electrode active material layer 12 is placed on one side of the collector 11, and the negative electrode active material layer 13 is placed on its other side. That is, the bipolar battery 10 comprises a battery cell 17 constructed by layering through electrolyte layers 15, a plurality of bipolar electrodes 14, each of which has a positive electrode active material layer 12 on one side of the collector 11 and a negative electrode active material layer 13 on its other side.

[0012] Слой 12 активного материала положительного электрода, слой 15 электролита и слой 13 активного материала отрицательного электрода, которые являются смежными друг с другом, составляют один слой 16 единичного аккумулятора. Соответственно, также можно сказать, что биполярная аккумуляторная батарея 10 имеет конструкцию с наслаиванием слоев 16 единичного аккумулятора. На периферии слоя 16 единичного аккумулятора размещена герметизирующая деталь 21 для того, чтобы предотвращать жидкостный переход (солевой мостик), вызываемый утечкой электролитического раствора из слоя 15 электролита. Размещение уплотнительной детали 21 также делает возможными изоляцию между смежными токоотводами 11 и предотвращение короткого замыкания, являющегося результатом контакта между смежными электродами или контакта между слоем 12 активного материала положительного электрода и слоем 13 активного материала отрицательного электрода.[0012] The positive electrode active material layer 12, the electrolyte layer 15 and the negative electrode active material layer 13, which are adjacent to each other, make up one single battery layer 16. Accordingly, it can also be said that the bipolar battery 10 has a structure with layering layers 16 of a single battery. At the periphery of the single battery layer 16, a sealing part 21 is placed in order to prevent a liquid transition (salt bridge) caused by leakage of the electrolyte solution from the electrolyte layer 15. The placement of the sealing part 21 also makes it possible to isolate between adjacent down conductors 11 and to prevent a short circuit resulting from contact between adjacent electrodes or contact between the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13.

[0013] Следует отметить, что катодный электрод 14a и анодный электрод 14b, которые размещены в самых внешних слоях аккумуляторного элемента 17, возможно, не должны иметь конструкцию биполярного электрода. Например, слой 12 активного материала положительного электрода может быть сформирован только на одной стороне катодного токоотвода 11a самого внешнего слоя, размещаемого в самом внешнем слое аккумуляторного элемента 17. Аналогично, слой 13 активного материала отрицательного электрода может быть сформирован только на одной стороне анодного токоотвода 11b самого внешнего слоя, размещаемого в самом внешнем слое аккумуляторного элемента 17. Кроме того, в биполярной литий-ионной аккумуляторной батарее 10 токоотводная пластина 18 положительного электрода, которая также выступает в качестве вывода положительного электрода, и токоотводная пластина 19 отрицательного электрода, которая также выступает в качестве вывода отрицательного электрода, соединены с катодным токоотводом 11a самого внешнего слоя и анодным токоотводом 11b самого внешнего слоя, расположенными в верхнем и нижнем концах соответственно. Тем не менее, катодный токоотвод 11a самого внешнего слоя может быть удлинен, чтобы служить в качестве токоотводной пластины 18 положительного электрода, и получен из листа ламината, который является материалом 20 оболочки батареи. Аналогично, катодный токоотвод 11b самого внешнего слоя также может быть удлинен, чтобы служить в качестве токоотводной пластины 19 отрицательного электрода, и аналогично получен из листа ламината, который является материалом 20 оболочки батареи.[0013] It should be noted that the cathode electrode 14a and the anode electrode 14b, which are located in the outermost layers of the battery cell 17, may not need to have a bipolar electrode design. For example, the positive electrode active material layer 12 can be formed on only one side of the cathode collector 11a of the outermost layer placed in the outermost layer of the battery element 17. Similarly, the negative electrode active material layer 13 can be formed on only one side of the anode collector 11b itself the outer layer placed in the outermost layer of the battery element 17. In addition, in the bipolar lithium-ion secondary battery 10, the positive collector plate 18 The electrode, which also acts as the terminal of the positive electrode, and the collector plate 19 of the negative electrode, which also acts as the terminal of the negative electrode, are connected to the cathode collector 11a of the outermost layer and the anode collector 11b of the outermost layer located at the upper and lower ends, respectively . However, the cathode collector 11a of the outermost layer may be elongated to serve as the collector plate 18 of the positive electrode, and is obtained from a laminate sheet, which is the battery shell material 20. Likewise, the cathode collector 11b of the outermost layer can also be extended to serve as the collector plate 19 of the negative electrode, and similarly obtained from a laminate sheet, which is the battery shell material 20.

[0014] Биполярная литий-ионная аккумуляторная батарея 10 также должна быть сконструирована с возможностью декомпрессии и герметизации аккумуляторного элемента 17 в материале 20 оболочки батареи и вытягивания токоотводной пластины 18 положительного электрода и токоотводной пластины 19 отрицательного электрода за пределы материала 20 оболочки батареи. Это обусловлено тем, что такая конструкция позволяет предотвращать оказываемое снаружи воздействие и ухудшение окружающей среды при применении батареи. Также можно сказать, что базовая конструкция биполярной литий-ионной аккумуляторной батареи 10 имеет последовательное соединение множества уложенных слоев 16 единичного аккумулятора. Биполярный электрод 14 согласно настоящему изобретению для использования в биполярной аккумуляторной батарее 10 состоит из по меньшей мере двух слоев, при этом токоотвод 11 включает в себя полимерный материал.[0014] The bipolar lithium ion secondary battery 10 must also be designed to decompress and seal the battery cell 17 in the battery shell material 20 and to draw the collector plate 18 of the positive electrode and the collector plate 19 of the negative electrode outside the material 20 of the battery shell. This is due to the fact that this design allows you to prevent the impact externally and environmental degradation when using batteries. You can also say that the basic design of the bipolar lithium-ion battery 10 has a series connection of many stacked layers 16 of a single battery. The bipolar electrode 14 according to the present invention for use in a bipolar battery 10 consists of at least two layers, wherein the collector 11 includes a polymer material.

[0015] Далее поясняется биполярная литий-ионная аккумуляторная батарея 10 и каждый элемент биполярного электрода 14, используемого для нее.[0015] Next, a bipolar lithium-ion secondary battery 10 and each element of the bipolar electrode 14 used for it are explained.

[0016] В качестве токоотвода 11 могут быть использованы хорошо известные материалы без конкретного ограничения. Например, материалы, предпочтительно используемые для токоотвода 11, включают в себя алюминий и нержавеющую сталь (SUS). Полимерные материалы также могут быть включены в токоотвод 11. Например, может быть использован полиолефин (такой как полипропилен и полиэтилен), сложный полиэфир (такой как PET и PEN), полиимид, полиамид и поливинилиденфторид (PVDF). В этом случае предпочтительно диспергируются частицы из углерода (такие как сажа Ketjen, ацетиленовая сажа и углеродная сажа) и металла (такого как Al, Cu, SUS и Ti), чтобы придать электропроводность полимерному материалу.[0016] Well-known materials can be used as collector 11 without particular limitation. For example, materials preferably used for down conductor 11 include aluminum and stainless steel (SUS). Polymeric materials may also be included in the collector 11. For example, a polyolefin (such as polypropylene and polyethylene), a polyester (such as PET and PEN), polyimide, polyamide and polyvinylidene fluoride (PVDF) can be used. In this case, particles of carbon (such as Ketjen carbon black, acetylene carbon black and carbon black) and metal (such as Al, Cu, SUS and Ti) are preferably dispersed to impart electrical conductivity to the polymer material.

[0017] Слой 12 активного материала положительного электрода включает в себя активный материал положительного электрода и выступает в качестве положительного электрода слоев 16 единичного аккумулятора. Слой 12 активного материала положительного электрода может включать в себя, в дополнение к активному материалу положительного электрода, проводящее вспомогательное вещество и связующее. В качестве активного материала положительного электрода может быть использован, например, сложный оксид переходного металла и лития, который также является применимым в литий-ионных батареях на основе растворов. Конкретно, предпочтительным является сложный оксид лития - переходного металла, и его примеры включают сложный оксид на основе Li-Mn, такой как манганат лития (LiMn₂O₄), и сложный оксид на основе Li-Ni, такой как никелат лития (LiNiO₂). В некоторых случаях два или более видов активных материалов положительного электрода могут быть использованы в комбинации.[0017] The positive electrode active material layer 12 includes the positive electrode active material and acts as the positive electrode of the unit cell layers 16. The positive electrode active material layer 12 may include, in addition to the positive electrode active material, a conductive excipient and a binder. As the active material of the positive electrode can be used, for example, a complex oxide of a transition metal and lithium, which is also applicable in lithium-ion batteries based on solutions. Specifically, a lithium transition metal composite oxide is preferable, and examples thereof include a Li-Mn-based composite oxide such as lithium manganate (LiMn ₂ O ₄ ), and a Li-Ni-based composite oxide such as lithium nickelate (LiNiO ₂ ) In some cases, two or more kinds of positive electrode active materials may be used in combination.

[0018] Слой 13 активного материала отрицательного электрода включает в себя активный материал отрицательного электрода и выступает в качестве отрицательного электрода слоев 16 единичного аккумулятора. Слой 13 активного материала отрицательного электрода может включать в себя, в дополнение к активному материалу отрицательного электрода, проводящее вспомогательное вещество и связующее. В качестве активного материала отрицательного электрода может быть использован активный материал отрицательного электрода, который также является применимым в литий-ионных батареях на основе растворов.[0018] The negative electrode active material layer 13 includes the negative electrode active material and acts as the negative electrode of the unit cell layers 16. The negative electrode active material layer 13 may include, in addition to the negative electrode active material, a conductive excipient and a binder. The active material of the negative electrode can be used the active material of the negative electrode, which is also applicable in lithium-ion batteries based on solutions.

[0019] В частности, предпочтительными являются углеродные материалы. Углеродные материалы включают в себя, например, углеродные материалы на основе графита, к примеру природный графит, искусственный графит и вспученный графит (в дальнейшем называемые просто графитом), технический углерод, активированный уголь, углеродное волокно, кокс, мягкую сажу и гиперплотный (твердый) углерод. Более предпочтительно, может быть использован графит, такой как природный графит, искусственный графит и вспученный графит. Примеры применимого природного графита включают чешуйчатый графит и кусковой графит. Применимый искусственный графит включает в себя кусковой графит, выращенный из паровой фазы графит, чешуйчатый графит и волокнистый графит. Из них особенно предпочтительными материалами являются чешуйчатый графит и кусковой графит. Использование чешуйчатого графита и кускового графита является особенно преимущественным вследствие реализации высокой плотности заполнения или т.п. В некоторых случаях могут быть использованы в комбинации два или более видов активных материалов отрицательного электрода.[0019] In particular, carbon materials are preferred. Carbon materials include, for example, graphite-based carbon materials, for example natural graphite, artificial graphite and expanded graphite (hereinafter referred to simply as graphite), carbon black, activated carbon, carbon fiber, coke, soft soot and hyperdense (hard) carbon. More preferably, graphite such as natural graphite, artificial graphite and expanded graphite may be used. Examples of useful natural graphite include flake graphite and lump graphite. Applicable artificial graphite includes lump graphite, vapor phase graphite, flake graphite and fibrous graphite. Of these, flake graphite and lump graphite are particularly preferred materials. The use of flake graphite and lump graphite is particularly advantageous due to the implementation of high filling density or the like. In some cases, two or more kinds of negative electrode active materials may be used in combination.

[0020] В частности, за счет использования сложного оксида лития-переходного металла в качестве активного материала положительного электрода для слоя 12 активного материала положительного электрода и углерода или сложного оксида лития - переходного металла в качестве активного материала отрицательного электрода для слоя 13 активного материала отрицательного электрода может быть сконструирована батарея, которая обладает превосходными характеристиками емкости и выходной мощности.[0020] In particular, by using the complex lithium oxide transition metal as a positive electrode active material for the positive electrode active material layer 12 and carbon or the complex lithium oxide transition metal as the negative electrode active material for the negative electrode active material layer 13 a battery can be designed that has excellent capacitance and power output characteristics.

[0021] Следует отметить, что активный материал отрицательного электрода не ограничивается углеродом или сложным оксидом лития - переходного металла, и могут быть использованы любые материалы, способные поглощать и высвобождать литий, без конкретного ограничения. Например, можно использовать материал, поставляемый в виде, включающем элемент, который может образовывать сплав с литием. Примеры элемента, который может образовывать сплав с литием, включают кремний, германий, олово, свинец, алюминий, индий и цинк. Используя в качестве активного материала отрицательного электрода активный материал, включающий в себя такие элементы, как простое вещество, оксид или углевод, можно увеличить емкость батареи. Следует отметить, что только один вид таких элементов может быть включен в состав активного материала отрицательного электрода, либо два или более их видов также могут быть включены в состав активного материала отрицательного электрода. Из этих элементов кремний или олово предпочтительно включается в состав активного материала отрицательного электрода, и включение кремния является самым предпочтительным.[0021] It should be noted that the active material of the negative electrode is not limited to carbon or complex lithium oxide — a transition metal, and any materials capable of absorbing and releasing lithium can be used, without particular limitation. For example, you can use the material supplied in the form of an element that can form an alloy with lithium. Examples of an element that can form an alloy with lithium include silicon, germanium, tin, lead, aluminum, indium, and zinc. Using the active material as an active material of the negative electrode, including elements such as a simple substance, oxide or carbohydrate, it is possible to increase the battery capacity. It should be noted that only one type of such elements can be included in the active material of the negative electrode, or two or more types can also be included in the active material of the negative electrode. Of these elements, silicon or tin is preferably incorporated into the active material of the negative electrode, and incorporation of silicon is most preferred.

[0022] Конкретные примеры активного материала отрицательного электрода, включающего в себя элемент, который может образовывать сплав с литием, включают, например, соединение металла, оксид металла, соединение лития - металла и оксид лития-металла (включая сложный оксид лития - переходного металла). В качестве активного материала отрицательного электрода в виде соединения металла предлагаются LiAl, Li₄Si, Li_4,4Pb и Li_4,4Sn и т.п. Также в качестве активного материала отрицательного электрода в виде оксида металла предлагаются SnO, SnO₂, GeO, GeO₂, In₂O, In₂O₃, PbO, PbO₂, Pb₂O₃, Pb₃O₄, SiO и ZnO или т.п. Следует отметить, что только один вид этих активных материалов отрицательного электрода может быть включен в слой 15 активного материала отрицательного электрода, либо два или более их видов также могут быть включены в слой 15 активного материала отрицательного электрода. Из этих материалов Li₄Si, Li_4,4Sn, SnO, SnO₂ и SiO предпочтительно используются в качестве активного материала отрицательного электрода, а использование SiO является особенно предпочтительным.[0022] Specific examples of the negative electrode active material including an element that can form an alloy with lithium include, for example, a metal compound, a metal oxide, a lithium metal compound, and lithium metal oxide (including a lithium transition metal complex oxide) . As the active material of the negative electrode in the form of a metal compound, LiAl, Li ₄ Si, Li _4.4 Pb and Li _4.4 Sn and the like are provided. Also, SnO, SnO ₂ , GeO, GeO ₂ , In ₂ O, In ₂ O ₃ , PbO, PbO ₂ , Pb ₂ O ₃ , Pb ₃ O ₄ , SiO and ZnO or etc. It should be noted that only one type of these negative electrode active materials may be included in the negative electrode active material layer 15, or two or more kinds thereof may also be included in the negative electrode active material layer 15. Of these materials, Li ₄ Si, Li _4.4 Sn, SnO, SnO ₂ and SiO are preferably used as the active material of the negative electrode, and the use of SiO is particularly preferred.

[0023] Слой 15 электролита является слоем, включающим в себя ионно-проводящий полимер или жидкий электролит. Электролит, используемый в настоящем варианте реализации, является полимерным гелеобразным электролитом, который получен пропиткой сепаратора 22, служащего в качестве материала основы, предгелевым раствором, после чего выполняется химическое сшивание или физическое сшивание для использования в качестве полимерного гелеобразного электролита. Следует отметить, что в настоящем варианте реализации сепаратор 22 имеет точку плавления примерно 120°C, а растворитель электролита имеет точку кипения примерно 140°C.[0023] The electrolyte layer 15 is a layer including an ion-conducting polymer or liquid electrolyte. The electrolyte used in the present embodiment is a polymer gel-like electrolyte, which is obtained by impregnating the separator 22, which serves as the base material, with a pre-gel solution, after which chemical crosslinking or physical crosslinking is performed to be used as the polymer gel electrolyte. It should be noted that in the present embodiment, the separator 22 has a melting point of about 120 ° C, and the electrolyte solvent has a boiling point of about 140 ° C.

[0024] Уплотнительная деталь[0024] Sealing Part

Уплотнительная деталь 21 предусмотрена для того, чтобы герметизировать аккумуляторный элемент 17. Уплотнительная деталь 21 размещается на внешней периферии слоев 16 единичного аккумулятора, и за счет герметизации аккумуляторного элемента 17 предотвращается уменьшение ионной проводимости электролита. Кроме того, когда используется жидкий или полутвердый гелеобразный электролит, предотвращается жидкостный переход, вызываемый утечкой жидкости.The sealing part 21 is provided in order to seal the battery element 17. The sealing part 21 is placed on the outer periphery of the layers 16 of the single battery, and due to the sealing of the battery element 17, a decrease in the ionic conductivity of the electrolyte is prevented. In addition, when a liquid or semi-solid gel electrolyte is used, a liquid transition caused by a liquid leak is prevented.

[0025] В качестве предшественника уплотнительной детали может быть предпочтительно использована термоплавкая смола, такая как смола на основе каучука, которая приводится в плотный контакт с токоотводом 11 посредством прессования и деформации, или смола на основе олефина, которая приводится в плотный контакт с токоотводом 11 термоплавлением посредством нагрева и прессования.[0025] As a precursor to the sealing part, a hot-melt resin, such as a rubber-based resin, which is brought into close contact with the down conductor 11 by pressing and deformation, or an olefin-based resin, which is brought into close contact with the down conductor 11, can be preferably used by heating and pressing.

[0026] Отсутствуют конкретные ограничения на смолу на основе каучука. Предпочтительно используемая смола на основе каучука выбирается из группы, состоящей из силиконового каучука, фторкаучука, олефинового каучука и нитриловой смолы. Эти смолы на основе каучука обеспечивают превосходную герметизацию, щелочестойкость, химическую стойкость, долговечность, атмосферостойкость и теплостойкость, и эти превосходные рабочие характеристики и качества могут поддерживаться в течение длительного срока без ухудшения даже в среде эксплуатации.[0026] There are no specific restrictions on the rubber based resin. Preferably, the rubber-based resin used is selected from the group consisting of silicone rubber, fluororubber, olefin rubber and nitrile resin. These rubber-based resins provide superior sealing, alkali resistance, chemical resistance, durability, weather resistance and heat resistance, and these excellent performance and quality can be maintained for a long time without deterioration even in the operating environment.

[0027] В качестве термоплавкой смолы могут быть использованы любые смолы, способные демонстрировать превосходные эффекты герметизации в любых средах эксплуатации аккумуляторного элемента 17, без конкретного ограничения. Предпочтительно используется смола, выбранная из группы, состоящей из силиконовой, эпоксидной, уретановой, полибутадиеновой, олефиновой смолы (к примеру, полипропилена и полиэтилена) и парафинового воска. Эти термоплавкие смолы обеспечивают превосходную герметизацию, щелочестойкость, химическую стойкость, долговечность, атмосферостойкость и теплостойкость, и эти превосходные рабочие характеристики и качества могут поддерживаться в течение длительного срока без ухудшения даже в среде эксплуатации.[0027] As the hot-melt resin, any resin capable of exhibiting excellent sealing effects in any operating environment of the battery cell 17 may be used, without particular limitation. Preferably, a resin selected from the group consisting of silicone, epoxy, urethane, polybutadiene, olefin resin (e.g., polypropylene and polyethylene) and paraffin wax is used. These hot melt resins provide superior sealing, alkali resistance, chemical resistance, durability, weather resistance and heat resistance, and these excellent performance and quality can be maintained for a long time without deterioration even in the environment.

[0028] Токоотвод (вывод)[0028] Down conductor (output)

Токоотводные пластины 18 и 19 положительного и отрицательного электродов предусмотрены для того, чтобы отводить электроэнергию, сгенерированную в аккумуляторном элементе 17, за пределы биполярной аккумуляторной батареи 10. Кроме того, материалы, используемые для токоотводных пластин 18 и 19 положительного и отрицательного электродов, конкретно не ограничены, и для этого могут быть использованы хорошо известные материалы. Например, предпочтительно используются алюминий, нержавеющая сталь (SUS) и полимерные материалы.The collector plates 18 and 19 of the positive and negative electrodes are provided in order to divert the electricity generated in the battery cell 17 outside the bipolar battery 10. In addition, the materials used for the collector plates 18 and 19 of the positive and negative electrodes are not particularly limited. , and well-known materials can be used for this. For example, aluminum, stainless steel (SUS), and polymeric materials are preferably used.

[0029] Материал оболочки[0029] Sheath Material

Материал 20 оболочки предусмотрен для того, чтобы экранировать внутреннюю часть биполярной аккумуляторной батареи 10 и защищать внутреннюю часть батареи. Материал 20 оболочки, который не повреждается из-за разности давлений между внутренней частью батареи и внешней частью батареи, образован гибким листовым материалом, который может быть легко деформирован. Листовой материал предпочтительно снабжен электрической изоляцией, не допускающей прохождения раствора электролита и газа и химически стабильной относительно таких материалов, как раствор электролита.Sheath material 20 is provided to shield the inside of the bipolar battery 10 and to protect the inside of the battery. The shell material 20, which is not damaged due to the pressure difference between the inside of the battery and the outside of the battery, is formed by a flexible sheet material that can be easily deformed. The sheet material is preferably electrically insulated to prevent the passage of an electrolyte solution and gas and is chemically stable with respect to materials such as an electrolyte solution.

[0030] В качестве листового материала предпочтительно используются многослойная пленка (ламинат), полиэтилен, полипропилен и поликарбонат. Многослойная пленка приготавливается посредством покрытия металла, такого как алюминий, нержавеющая сталь, никель и медь, или металлической фольги из сплава, содержащего вышеуказанный металл, пленкой изоляционной синтетической смолы, такой как пленка полипропилена.[0030] As the sheet material, a multilayer film (laminate), polyethylene, polypropylene and polycarbonate are preferably used. A multilayer film is prepared by coating a metal, such as aluminum, stainless steel, nickel and copper, or a metal foil of an alloy containing the above metal, with an insulating synthetic resin film, such as a polypropylene film.

[0031] Аккумуляторный элемент 17 в биполярной аккумуляторной батарее 10 изготавливают следующим образом. Сначала биполярный электрод 14, в котором на одной стороне токоотвода 11 сформирован слой 12 активного материала положительного электрода, а на другой его стороне - слой 13 активного материала отрицательного электрода, и слой 15 электролита, включающий в себя сепаратор 22, попеременно наслаивают с размещением уплотнительной детали 21, которая является неотвержденной, на внешней периферии с образованием стопки. Затем на обеих торцевых поверхностях стопки в направлении наслоения размещают катодный электрод 14a и анодный электрод 14b, каждый из которых приготовлен формированием только слоя 12 активного материала положительного электрода или слоя 13 активного материала отрицательного электрода на одной стороне или другой стороне токоотвода 11. После этого стопку термопрессуют посредством термопрессовочной машины, чтобы сжать уплотнительную деталь 21 до заданной толщины и отвердить уплотнительную деталь 21, за счет чего завершается изготовление биполярного аккумуляторного элемента 17.[0031] The battery cell 17 in the bipolar battery 10 is manufactured as follows. First, a bipolar electrode 14, in which a positive electrode active material layer 12 is formed on one side of the collector 11, and a negative electrode active material layer 13 is formed on its other side, and the electrolyte layer 15 including the separator 22 is alternately layered to accommodate the sealing part 21, which is uncured, at the outer periphery to form a stack. Then, a cathode electrode 14a and an anode electrode 14b are placed on both end surfaces of the stack in the layering direction, each of which is prepared by forming only the positive electrode active material layer 12 or the negative electrode active material layer 13 on one side or the other side of the collector 11. After that, the stack is thermally pressed by means of a thermo-pressing machine, in order to compress the sealing part 21 to a predetermined thickness and to harden the sealing part 21, thereby completing the production of bipo yarnogo the battery cell 17.

[0032] Между прочим, при изготовлении биполярного электрода 14 наносят пасту, включающую в себя активный материал положительного электрода или другие материалы, и высушивают ее на одной стороне токоотвода 11, в то время как пасту, включающую в себя активный материал отрицательного электрода или другие материалы, наносят и высушивают на другой стороне токоотвода 11 согласно обычному способу. Затем, чтобы улучшить гладкость на поверхности и равномерность по толщине, а также реализовывать требуемую толщину пленки, электродную структуру сжимают с обеих сторон для регулирования плотности электродов.[0032] Incidentally, in the manufacture of the bipolar electrode 14, a paste is applied that includes the active material of the positive electrode or other materials, and dried on one side of the collector 11, while a paste that includes the active material of the negative electrode or other materials are applied and dried on the other side of the collector 11 according to the conventional method. Then, in order to improve surface smoothness and uniformity in thickness, as well as realize the required film thickness, the electrode structure is compressed on both sides to adjust the density of the electrodes.

[0033] Тем не менее, когда электрод сжимают для регулирования плотности, возникает такое явление, что различие в свойстве заполнения между слоем 12 активного материала положительного электрода и слоем 13 активного материала отрицательного электрода вызывает большее удлинение в направлении плоскости на слое активного материала со свойством низкого заполнения, и одна сторона слишком сильно сдавливается, что приводит к приданию слоям активного материала различных толщин на передней и задней поверхностях токоотвода 11. Затем различные механические напряжения, создаваемые слоями активного материала на передней и задней поверхностях токоотвода 11, заставляют токоотвод 11 или биполярный электрод 14 коробиться.[0033] However, when the electrode is compressed to control the density, a phenomenon occurs that a difference in the filling property between the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 causes a greater elongation in the plane direction on the active material layer with a low property filling, and one side is compressed too much, which leads to giving the layers of active material different thicknesses on the front and back surfaces of the collector 11. Then, various mechanical The stresses created by the active material layers on the front and back surfaces of the collector 11 cause the collector 11 or the bipolar electrode 14 to warp.

[0034] Такое явление является более заметным в биполярной литий-ионной аккумуляторной батарее 10 для электромобиля, поскольку потребность в более высокой емкости и более высокой плотности энергии требует нанесения более толстого слоя активного материала, и возникающее при прессовании механическое напряжение становится большим. То есть необходимо реализовывать высокое заполнение слоя 12 активного материала положительного электрода, и давление прессования для достижения высокого заполнения слоя 12 активного материала положительного электрода приводит к слишком сильному смятию слоя 13 активного материала отрицательного электрода. Таким образом, большое коробление биполярного электрода 14 представляет угрозу снижения сохранности емкости аккумуляторного элемента 17 и уменьшения устойчивости к вибрациям. Также существует риск того, что обращение с биполярной аккумуляторной батареей 10 в процессе наслаивания может меняться в худшую сторону, или надежность уплотнительной детали 21 может быть ухудшена.[0034] This phenomenon is more noticeable in the bipolar lithium-ion battery 10 for an electric vehicle, since the need for a higher capacity and a higher energy density requires the application of a thicker layer of active material, and the mechanical stress resulting from pressing becomes large. That is, it is necessary to realize a high filling of the positive electrode active material layer 12, and the pressing pressure to achieve high filling of the positive electrode active material layer 12 results in too much crushing of the negative electrode active material layer 13. Thus, a large warpage of the bipolar electrode 14 poses a threat to reduce the storage capacity of the battery element 17 and reduce the resistance to vibration. There is also a risk that the handling of the bipolar battery 10 during the layering process may change for the worse, or the reliability of the sealing part 21 may be impaired.

[0035] Следовательно, чтобы разрешать такие недостатки, слой активного материала, который выбран из слоев активного материала положительного и отрицательного электродов и включает в себя активный материал с меньшей прочностью на сжатие, сконструирован включающим в себя материал с большей прочностью на сжатие, чем у активного материала в биполярном электроде 14.[0035] Therefore, in order to resolve such disadvantages, a layer of active material that is selected from layers of active material of positive and negative electrodes and includes an active material with lower compressive strength, is designed to include a material with greater compressive strength than that of the active material in the bipolar electrode 14.

[0036] Фиг. 2 иллюстрирует процесс изготовления биполярного электрода 14 в настоящем варианте реализации, при этом фиг. 2A иллюстрирует состояние до прессования слоев 12 и 13 активного материала положительного электрода и отрицательного электрода, а фиг. 2B иллюстрирует состояние после прессования.[0036] FIG. 2 illustrates the manufacturing process of the bipolar electrode 14 in the present embodiment, with FIG. 2A illustrates the pre-pressed state of the active material layers 12 and 13 of the positive electrode and negative electrode, and FIG. 2B illustrates the state after compression.

[0037] Биполярный электрод 14, показанный на фиг. 2A, находится в таком состоянии, что паста, включающая в себя активный материал положительного электрода или другие материалы, нанесена и высушена на одной стороне токоотвода 11, а паста, включающая в себя активный материал отрицательного электрода или другие материалы, нанесена и высушена на другой стороне токоотвода 11. Паста, включающая в себя активный материал отрицательного электрода или другие материалы, приготавливается посредством включения, в дополнение к активному материалу отрицательного электрода и связующему, регулирующей плотность добавки 25, состоящей из твердых частиц, которые трудно сдавливаются, и эта паста диспергируется в N-метилпирролидоне (NMP), который является регулирующим вязкость суспензии растворителем, чтобы получить суспензию отрицательного электрода. Затем на поверхности противоположной стороны токоотвода 11, на которой сформирован слой 12 активного материала положительного электрода, наносится и высушивается паста, включающая в себя активный материал отрицательного электрода или другие материалы.[0037] The bipolar electrode 14 shown in FIG. 2A is in such a state that a paste comprising the positive electrode active material or other materials is applied and dried on one side of the collector 11, and a paste including the negative electrode active material or other materials is applied and dried on the other side down conductor 11. A paste comprising the negative electrode active material or other materials is prepared by incorporating, in addition to the negative electrode active material and a binder, tnost additives 25 consisting of solid particles which are difficult to crush, and the paste is dispersed in N-methylpyrrolidone (NMP), which is a slurry viscosity adjusting solvent to obtain a negative electrode slurry. Then, on the surface of the opposite side of the collector 11, on which the positive electrode active material layer 12 is formed, a paste including the negative electrode active material or other materials is applied and dried.

[0038] Затем проводится регулирование плотности биполярного электрода 14, показанного на фиг. 2A, в котором слои 12 и 13 активного материала положительного/отрицательного электрода высушены, посредством прессования слоев 12 и 13 активного материала положительного/отрицательного электрода с обеих сторон (см. фиг. 2B). При регулировании плотности прессованием желательно сдавливать слои в максимально возможной степени, чтобы увеличивать плотность энергии. Тем не менее, если слои 12 и 13 активного материала положительного/отрицательного электрода или, в частности, слой 13 активного материала отрицательного электрода, слишком сильно сдавливаются, просветы между активными материалами полностью заполняются и перенапряжение становится большим, вызывая электрическое отталкивание лития и уменьшая срок службы. Например, если графит сдавливается до степени более 1,6 г/см³, то срок службы уменьшается. То есть степень сдавливания при прессовании для регулирования плотности и уменьшение срока службы батареи находятся в компромиссном соотношении. Следовательно, желательно задавать "оптимально рассчитанную линию", чтобы предлагать оптимальную степень сдавливания для каждого активного материала в неком диапазоне без сокращения срока службы.[0038] Then, density control of the bipolar electrode 14 shown in FIG. 2A, in which the positive / negative electrode active material layers 12 and 13 are dried by pressing the positive / negative electrode active material layers 12 and 13 on both sides (see FIG. 2B). When controlling density by compression, it is desirable to compress the layers as much as possible in order to increase the energy density. However, if the positive / negative electrode active material layers 12 and 13 or, in particular, the negative electrode active material layer 13 are compressed too much, the gaps between the active materials are completely filled and the overvoltage becomes large, causing electric repulsion of lithium and reducing the service life . For example, if graphite is compressed to a degree of more than 1.6 g / cm ³ , then the service life is reduced. That is, the compression ratio for adjusting density and reducing battery life are in a compromise ratio. Therefore, it is desirable to set an “optimally calculated line” in order to offer the optimum degree of compression for each active material in a certain range without shortening the service life.

[0039] Операция прессования может быть осуществлена либо способом холодного прессования роликом, либо способом горячего прессования роликом. В случае способа горячего прессования роликом, если в состав слоев активного материала включены поддерживающая электролит соль или полимеризующийся полимер, операцию прессования желательно осуществлять при температуре, равной или меньшей, чем температура растворения этих материалов. Роликовая прессовочная машина конкретно не ограничена, и известные к настоящему времени роликовые прессовочные машины, к примеру, каландр, могут быть использованы надлежащим образом. Тем не менее, другие известные к настоящему времени устройства и технологии прессования, такие как пресс с плоской плитой, также могут быть использованы надлежащим образом. Условия, такие как давление и время прессования, варьируются в зависимости от материалов и желаемой толщины пленки. В настоящем варианте реализации, когда оптимальное давление прессования слоя 12 активного материала положительного электрода представляет собой, например, линейное давление 60-350 т/м, это линейное давление используется для того, чтобы выполнять вышеуказанное регулирование плотности прессованием.[0039] The pressing operation may be carried out either by a cold pressing method by a roller or by a hot pressing method by a roller. In the case of the method of hot pressing by a roller, if the electrolyte-supporting salt or polymerisable polymer is included in the composition of the active material layers, it is desirable to perform the pressing operation at a temperature equal to or lower than the dissolution temperature of these materials. The roller pressing machine is not particularly limited, and currently known roller pressing machines, for example, calenders, can be used appropriately. However, other currently known pressing devices and technologies, such as a flat plate press, can also be used appropriately. Conditions, such as pressure and pressing time, vary depending on the materials and the desired film thickness. In the present embodiment, when the optimum pressing pressure of the positive electrode active material layer 12 is, for example, a linear pressure of 60-350 t / m, this linear pressure is used to perform the above density control by pressing.

[0040] Слой 13 активного материала отрицательного электрода выполнен трудно сдавливаемым, даже когда его прессуют для регулирования плотности, поскольку в пасту включены трудно сдавливаемые твердые частицы в качестве регулирующей плотность добавки 25. Твердые частицы, которые трудно сдавливаются и которые служат в качестве регулирующей плотность добавки 25, дают возможность регулирования толщины слоя 13 активного материала отрицательного электрода относительно давления прессования посредством регулирования добавленного количества, диаметра частиц и сжимаемости частиц при заполнении. Следовательно, даже если слои прессуют с высоким давлением прессования, чтобы достигать высокого заполнения слоя активного материала положительного электрода, слою 13 активного материала отрицательного электрода обеспечена возможность поддерживать оптимально рассчитанную толщину с тем, чтобы он демонстрировал наиболее удовлетворительные характеристики.[0040] The negative electrode active material layer 13 is made difficult to compress even when it is pressed to control the density, since hard particles are included in the paste as a density regulating additive 25. Solid particles which are difficult to compress and which serve as a density regulating additive 25 make it possible to control the thickness of the negative electrode active material layer 13 with respect to the pressing pressure by adjusting the added amount, dia particle size and particle compressibility when filling. Therefore, even if the layers are pressed with a high pressing pressure in order to achieve a high filling of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer 13 is provided with the ability to maintain an optimally calculated thickness so that it exhibits the most satisfactory characteristics.

[0041] Следовательно, можно подавить наблюдаемое после прессования коробление биполярного электрода 14, позволяя подавлять уменьшение сохранности емкости в аккумуляторном элементе 17, а также подавлять уменьшение устойчивости к вибрациям. Также можно улучшить обращение с биполярной аккумуляторной батареей 10 в процессе наслаивания и повысить надежность уплотнительной детали 21.[0041] Therefore, it is possible to suppress the warpage of the bipolar electrode 14 observed after pressing, thereby suppressing a decrease in the storage capacity of the battery element 17, as well as suppressing a decrease in vibration resistance. You can also improve the handling of the bipolar battery 10 during the layering process and increase the reliability of the sealing part 21.

[0042] В качестве регулирующей плотность добавки 25, состоящей из твердых частиц, которые трудно сдавливаются, например, предлагаются частицы оксида алюминия. Также можно использовать частицы из диоксида титана (TiO₂) и оксида магния (MgO) либо других материалов. Тогда, например, в предположении, что оптимально рассчитанное значение, заданное для толщины слоя 130 активного материала отрицательного электрода, составляет 100 мкм, может быть использована суспензия отрицательного электрода, полученная диспергированием 5-8 вес.% частиц с объемным распределением частиц по размерам D90:30 мкм и D50:20 мкм в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем.[0042] As a density control additive 25, consisting of solid particles that are difficult to compress, for example, alumina particles are provided. You can also use particles of titanium dioxide (TiO ₂ ) and magnesium oxide (MgO) or other materials. Then, for example, under the assumption that the optimum calculated value specified for the thickness of the negative electrode active material layer 130 is 100 μm, a negative electrode suspension obtained by dispersing 5-8 wt.% Particles with a particle size distribution of D90 can be used: 30 μm and D50: 20 μm in NMP, which is a solvent that controls the viscosity of the suspension.

[0043] Твердые частицы, которые трудно сдавливаются и которые служат в качестве регулирующей плотность добавки 25, могут быть такими, как показано на фиг. 3, при этом максимальный диаметр частиц практически равен оптимальной толщине слоя активного материала электрода, который легко сдавливается. За счет этого, даже если количество добавки уменьшается, может демонстрироваться такой эффект, что слою 13 активного материала отрицательного электрода обеспечена возможность поддерживать оптимально рассчитанную толщину с тем, что он демонстрировал наиболее удовлетворительные характеристики. Например, в предположении, что оптимально рассчитанное значение, заданное для толщины слоя 13 активного материала отрицательного электрода, составляет 100 мкм, можно использовать, например, частицы оксида алюминия, диаметр которых соответствует объемному распределению частиц по размерам D90:90 мкм и D50:60 мкм, в качестве регулирующей плотность добавки 25, состоящей из твердых частиц, которые трудно сдавливаются. Помимо этого, слою 13 активного материала отрицательного электрода обеспечена возможность иметь толщину 100 мкм при небольшом содержании добавки в суспензии (5 вес.%).[0043] Solid particles that are difficult to compress and which serve as density control additives 25 may be as shown in FIG. 3, while the maximum particle diameter is almost equal to the optimal thickness of the layer of active electrode material, which is easily compressed. Due to this, even if the amount of the additive decreases, such an effect can be demonstrated that the layer 13 of the active material of the negative electrode is provided with the ability to maintain the optimum calculated thickness so that it exhibits the most satisfactory characteristics. For example, assuming that the optimally calculated value specified for the thickness of the negative electrode active material layer 13 is 100 μm, for example, alumina particles with a diameter corresponding to a volume distribution of particle sizes D90: 90 μm and D50: 60 μm can be used , as a density-regulating additive 25, consisting of solid particles that are difficult to compress. In addition, the layer 13 of the active material of the negative electrode is provided with the opportunity to have a thickness of 100 μm with a small content of additives in the suspension (5 wt.%).

[0044] Частицы, которые трудно сдавливаются и которые служат в качестве регулирующей плотность добавки 25, также могут быть сформированы так, как показано на фиг. 4, при этом добавка имеет анизотропную цилиндрическую, коническую или прямоугольную форму, либо схожую форму, и ее длинная сторона соответствует оптимальной толщине слоя активного материала электрода, который легко сдавливается. Вышеуказанная анизотропная цилиндрическая, коническая или прямоугольная форма либо схожая форма может быть получена электролитическим осаждением меди Cu в состоянии маскирования слоя посредством маскировочной ленты с открытыми отверстиями. Такие анизотропные цилиндрические, конические или прямоугольные твердые частицы, которые трудно сдавливаются, включают в себя частицы, стоящие на короткой стороне за счет падения, но регулирование толщины может быть проведено посредством большого числа частиц, стоящих на длинной стороне. В этом случае, даже если количество добавки дополнительно уменьшается, может демонстрироваться такой эффект, что слою 13 активного материала отрицательного электрода обеспечена возможность поддерживать оптимально рассчитанную толщину с тем, чтобы он демонстрировал наиболее удовлетворительные характеристики.[0044] Particles that are difficult to compress and which serve as density control additives 25 can also be formed as shown in FIG. 4, wherein the additive has an anisotropic cylindrical, conical or rectangular shape, or a similar shape, and its long side corresponds to the optimal thickness of the layer of active electrode material, which is easily compressed. The above anisotropic cylindrical, conical or rectangular shape or a similar shape can be obtained by electrolytic deposition of copper Cu in the state of masking the layer by means of a masking tape with open holes. Such anisotropic cylindrical, conical or rectangular solid particles that are difficult to compress include particles standing on the short side due to falling, but the thickness can be controlled by a large number of particles standing on the long side. In this case, even if the amount of the additive is further reduced, such an effect can be demonstrated that the layer 13 of the active material of the negative electrode is provided with the ability to maintain the optimum calculated thickness so that it exhibits the most satisfactory characteristics.

[0045] Кроме того, в качестве частиц, которые трудно сдавливаются и которые служат регулирующей плотность добавкой 25, может быть использован материал, который позволяет использовать саму добавку в качестве активного материала, как показано на фиг. 5. В этом случае, поскольку сама добавка является заряжаемым/разряжаемым активным материалом, потеря заряда/разряда может быть исключена. В качестве частиц, которые трудно сдавливаются и которые служат регулирующей плотность добавкой 25, например, рассматривается твердый гиперплотный углеродный материал. Также можно использовать кремниевые частицы, такие как кремний (Si) и оксид кремния (SiO). Тогда, например, в предположении, что оптимально рассчитанное значение, заданное для толщины слоя 13 активного материала отрицательного электрода, должно составлять 90 мкм, может быть использована суспензия отрицательного электрода, полученная диспергированием 5 вес.% частиц, диаметр которых соответствует, например, объемному распределению частиц по размерам D90:80 мкм и D50:60 мкм, в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем.[0045] Furthermore, as particles that are difficult to compress and which serve as density control additive 25, a material can be used that allows the additive itself to be used as an active material, as shown in FIG. 5. In this case, since the additive itself is a chargeable / dischargable active material, loss of charge / discharge can be eliminated. Particles that are difficult to compress and which serve as a density control additive 25, for example, are considered solid hyperdense carbon material. Silicon particles such as silicon (Si) and silicon oxide (SiO) can also be used. Then, for example, under the assumption that the optimum calculated value given for the thickness of the negative electrode active material layer 13 should be 90 μm, a negative electrode suspension obtained by dispersing 5 wt.% Of particles with a diameter corresponding, for example, to a volume distribution can be used particle sizes D90: 80 μm and D50: 60 μm, in NMP, which is a solvent that controls the viscosity of the suspension.

[0046] Помимо этого в качестве твердых частиц, которые трудно сдавливаются и которые служат регулирующей плотность добавкой 25, в слой активного материала электрода, который легко сдавливается, или слой 13 активного материала отрицательного электрода может вводиться добавка, имеющая такие же механические характеристики в отношении давления прессования и удлинения, что и у слоя активного материала электрода, который трудно сдавливается, или слоя 12 активного материала положительного электрода.[0046] In addition, as solids that are difficult to compress and that serve as a density control additive 25, an additive having the same mechanical pressure characteristics can be introduced into the electrode active material layer, which is easily compressed, or the negative electrode active material layer 13 pressing and elongation, as with the layer of the active material of the electrode, which is difficult to compress, or the layer 12 of the active material of the positive electrode.

[0047] То есть причина коробления, возникающего в биполярном электроде 14, заключается в различии степени удлинения между слоем 12 активного материала положительного электрода и слоем 13 активного материала отрицательного электрода при их прессовании, как показано на фиг. 9A. Тогда слой активного материала электрода с большей степенью удлинения придает внутреннее механическое напряжение слою активного материала электрода, который является менее удлиненным, чтобы уравновешивать потенциальное различие, что приводит к возникновению коробления, как показано на фиг. 9B.[0047] That is, the reason for warping occurring in the bipolar electrode 14 is because of the difference in elongation between the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 when pressed, as shown in FIG. 9A. Then, the layer of active electrode material with a greater degree of elongation gives internal mechanical stress to the layer of active material of the electrode, which is less elongated, to balance the potential difference, which leads to warping, as shown in FIG. 9B.

[0048] Соответственно, чтобы разрешить эту проблему, в слой активного материала электрода, который легко сдавливается, вводится добавка, имеющая механические характеристики в отношении давления прессования и удлинения, эквивалентные таковым у активного материала в слое активного материала электрода, который трудно сдавливается, как показано на фиг. 6A. Следовательно, удлинение добавки управляет коэффициентом удлинения в слое активного материала электрода, который является менее удлиненным, и поэтому коробление подавляется, как показано на фиг. 6B. Вследствие подавления коробления может подавляться уменьшение сохранности емкости в аккумуляторном элементе 17, позволяя подавлять уменьшение устойчивости к вибрациям. Также можно повысить простоту обращения в процессе сборки биполярной аккумуляторной батареи 10, в дополнение к возможности повышения надежности в наслаиваемой уплотнительной детали.[0048] Accordingly, in order to solve this problem, an additive having mechanical properties with respect to the pressing pressure and elongation equivalent to those of the active material in the electrode active material layer, which is difficult to compress, is introduced into a layer of active electrode material that is easily compressed, as shown in FIG. 6A. Therefore, elongation of the additive controls the elongation coefficient in the electrode active material layer, which is less elongated, and therefore warping is suppressed, as shown in FIG. 6B. Due to the suppression of warpage, a decrease in the storage capacity of the battery in the battery cell 17 can be suppressed, allowing the suppression of the reduction in vibration resistance. It is also possible to increase the ease of handling during the assembly of the bipolar battery 10, in addition to the possibility of increasing reliability in a layered sealing part.

[0049] Используемая добавка представляет собой, например, добавку TiO₂. Также могут быть использованы частицы, состоящие из MgO или других материалов. Тогда в предположении, что оптимально рассчитанное значение, заданное для толщины слоя 13 активного материала отрицательного электрода, составляет 100 мкм, может быть использована суспензия отрицательного электрода, полученная диспергированием 5 вес.% частиц, диаметр которых соответствует, например, объемному распределению частиц по размерам D90:80 мкм и D50:60 мкм, в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем.[0049] The additive used is, for example, TiO ₂ additive. Particles consisting of MgO or other materials may also be used. Then, under the assumption that the optimally calculated value specified for the thickness of the active electrode layer 13 of the negative electrode is 100 μm, a negative electrode suspension obtained by dispersing 5 wt.% Of particles whose diameter corresponds, for example, to a volume distribution of particle sizes D90 : 80 microns and D50: 60 microns, in NMP, which is a solvent regulating the viscosity of the suspension.

[0050] В выполненном заявителем эксперименте исследована взаимосвязь между давлением прессования и удлинением в направлении плоскости после добавления 5 вес.% связующего к каждому веществу из LiNiO₂, являющегося активным материалом положительного электрода, графита, являющегося активным материалом отрицательного электрода, и TiO₂, являющегося добавкой, с тем чтобы наносится на алюминиевую фольгу, служащую токоотводом 11. Фиг. 7 иллюстрирует характеристики удлинения в направлении плоскости на слое 12 активного материала положительного электрода, характеристики удлинения в направлении плоскости на слое 13 активного материала отрицательного электрода и характеристики удлинения в направлении плоскости в веществе TiO₂, являющемся добавкой, по отношению к давлению прессования. В результате эксперимента подтверждено, что как удлинение TiO₂ в направлении плоскости, так и удлинение LiNiO₂ в направлении плоскости попадают на примерно 1% без возникновения коробления в электроде.[0050] In the experiment performed by the applicant, the relationship between the pressing pressure and elongation in the plane direction was studied after adding 5 wt.% Binder to each material of LiNiO ₂ , which is the active material of the positive electrode, graphite, which is the active material of the negative electrode, and TiO ₂ , which is additive so as to be applied to aluminum foil serving as down conductor 11. FIG. 7 illustrates elongation characteristics in the plane direction on the positive electrode active material layer 12, elongation characteristics in the plane direction on the negative electrode active material layer 13 and elongation characteristics in the plane direction in the TiO ₂ material, which is an additive, with respect to the pressing pressure. As a result of the experiment, it was confirmed that both the elongation of TiO ₂ in the plane direction and the elongation of LiNiO ₂ in the plane direction fall by about 1% without warping in the electrode.

[0051] Следует отметить, что в слой активного материала электрода, который легко сдавливается, также может быть введена добавка, имеющая механические характеристики в отношении давления прессования и удлинения, которые делают добавку более трудно сдавливающейся, чем активный материал в слое активного материала электрода, который трудно сдавливается. Даже в этом случае механические характеристики в отношении прессования и удлинения больше сближаются между слоем 12 активного материала положительного электрода и слоем 13 активного материала отрицательного электрода, и различие между ними в коэффициенте удлинения при прессовании уменьшается. В частности, добавление добавки, которая труднее сдавливается, способствует уменьшению добавленного количества, требуемого для того, чтобы сохранять баланс прочности на обеих сторонах токоотвода 11.[0051] It should be noted that an additive having mechanical characteristics with respect to the pressing pressure and elongation, which makes the additive more difficult to compress than the active material in the layer of active electrode material, which can hard to squeeze. Even in this case, the mechanical characteristics with respect to pressing and elongation are closer to each other between the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13, and the difference between them in the elongation coefficient during pressing decreases. In particular, the addition of an additive that is more difficult to compress helps to reduce the added amount required in order to maintain a balance of strength on both sides of the collector 11.

[0052] Контрольный пример, показанный на фиг. 8, снабжен структурой, в которой большое число выступов, которые трудно сдавливаются, размещены на той стороне токоотвода, на которой формируется слой активного материала отрицательного электрода, и входят в формируемый слой активного материала отрицательного электрода. Следует отметить, что идентичные ссылочные номера относятся к соответствующим приспособлениям, указываемым в вышеприведенном пояснении, и их пояснение будет опущено или упрощено.[0052] The test example shown in FIG. 8, is provided with a structure in which a large number of protrusions that are difficult to squeeze are placed on the side of the collector on which the negative electrode active material layer is formed and enter the negative electrode active material layer to be formed. It should be noted that identical reference numbers refer to the corresponding devices indicated in the above explanation, and their explanation will be omitted or simplified.

[0053] В этом примере используемый токоотвод 11 содержит большое число тисненых выступов 26, размещенных на стороне формирования слоя 13 активного материала отрицательного электрода, как показано на фиг. 8A, посредством реализации обработки прессованием при высокой температуре в пленке смолы, содержащей проводящий заполнитель, с использованием цилиндрического валика для тиснения (например, формирующего столбики с Ш2, шагом 5 мм, при глубине 90 мкм).[0053] In this example, the used collector 11 contains a large number of embossed protrusions 26 located on the forming side of the negative electrode active material layer 13, as shown in FIG. 8A, by implementing a high temperature compression treatment in a resin film containing a conductive filler using a cylindrical embossing roller (for example, forming columns with W2, pitch 5 mm, at a depth of 90 μm).

[0054] Затем активный материал положительного электрода, который представляет собой, например, порошок LiNiO₂, смешивают с PVDF, служащим в качестве связующего, и углеродным порошком, служащим в качестве проводящего вспомогательного вещества. Затем эту смесь диспергируют в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем, чтобы создать суспензию положительного электрода, которую наносят и высушивают на поверхности токоотвода 11 без тисненых выступов, чтобы создать слой 12 активного материала положительного электрода.[0054] Then, the positive electrode active material, which is, for example, LiNiO ₂ powder, is mixed with PVDF serving as a binder and carbon powder serving as a conductive excipient. This mixture is then dispersed in NMP, which is a suspension viscosity regulating solvent, to create a positive electrode suspension that is applied and dried on the surface of the collector 11 without embossed protrusions to create a positive electrode active material layer 12.

[0055] Затем активный материал отрицательного электрода, который представляет собой, например, порошок графита, смешивают с PVDF, служащим в качестве связующего, и эту смесь диспергируют в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем, чтобы создать суспензию отрицательного электрода. Затем ее наносят и высушивают на поверхности токоотвода 11, на которой присутствуют тисненые выступы 26, формируя слой 13 активного материала отрицательного электрода, посредством чего завершается формирование биполярного электрода 14.[0055] Then, the active material of the negative electrode, which is, for example, graphite powder, is mixed with PVDF serving as a binder, and this mixture is dispersed in NMP, which is a solvent that controls the viscosity of the suspension, to create a suspension of the negative electrode. Then it is applied and dried on the surface of the collector 11, on which there are embossed protrusions 26, forming a layer 13 of the active material of the negative electrode, whereby the formation of the bipolar electrode 14 is completed.

[0056] Затем фиг. 8B иллюстрирует биполярный электрод 14, полученный после того, как проведено регулирование плотности биполярного электрода 14 прессованием слоев 12 и 13 активного материала положительного и отрицательного электродов с обеих сторон. Толщина слоя 13 активного материала отрицательного электрода, обеспечиваемая после прессования каждого из слоев, может составлять, например, 100 мкм, будучи ограниченной высотой большого числа сформированных на токоотводе 11 тисненых выступов 26, или, например, 90 мкм.[0056] Then, FIG. 8B illustrates the bipolar electrode 14 obtained after the density of the bipolar electrode 14 has been adjusted by pressing the active and positive electrode layers 12 and 13 on both sides. The thickness of the negative electrode active material layer 13 provided after pressing each of the layers can be, for example, 100 μm, being limited by the height of a large number of embossed protrusions 26 formed on the collector 11, or, for example, 90 μm.

[0057] Соответственно, в настоящем примере слой 13 активного материала отрицательного электрода, который внутренне содержит большое число тисненых выступов 26, которые размещены на токоотводе 11 и трудно сдавливаются, сделан трудно сдавливаемым, даже когда его прессуют для регулирования плотности. Следовательно, даже если биполярный электрод прессуют при высоком давлении прессования, чтобы реализовать высокое заполнение слоя активного материала положительного электрода, слою 13 активного материала отрицательного электрода обеспечена возможность поддерживать оптимально рассчитанную толщину с тем, чтобы он демонстрировал наиболее удовлетворительные характеристики. Как результат, можно предотвращать различие удлинения, которое наблюдается между слоем 12 активного материала положительного электрода и слоем 13 активного материала отрицательного электрода при их прессовании и заставляет биполярный электрод 14 коробиться. Такое подавление коробления позволяет подавлять уменьшение сохранности емкости в аккумуляторном элементе 17, а также подавлять уменьшение устойчивости к вибрациям. Обращение с биполярной аккумуляторной батареей 10 в процессе наслаивания также может быть улучшено, помимо обеспечивания возможности повышения надежности наслаиваемой уплотнительной детали.[0057] Accordingly, in the present example, the negative electrode active material layer 13, which internally contains a large number of embossed protrusions 26 that are located on the collector 11 and are difficult to compress, is made difficult to compress even when it is pressed to adjust the density. Therefore, even if the bipolar electrode is pressed at high pressing pressure in order to realize a high filling of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer 13 is provided with the ability to maintain an optimally calculated thickness so that it exhibits the most satisfactory characteristics. As a result, the difference in elongation that is observed between the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 during compression can be prevented and causes the bipolar electrode 14 to warp. This suppression of warping allows you to suppress a decrease in the preservation of capacity in the battery cell 17, as well as suppress a decrease in resistance to vibration. The handling of the bipolar battery 10 during the layering process can also be improved, in addition to providing the possibility of increasing the reliability of the layered sealing part.

[0058] В настоящем варианте реализации могут демонстрироваться такие эффекты, как описано ниже.[0058] In the present embodiment, effects such as those described below may be demonstrated.

[0059] A) Биполярный электрод 14 состоит из первого слоя активного материала, который представляет собой, например, слой 12 активного материала положительного электрода, сформированный включающим в себя первый активный материал на одной стороне токоотвода 11, и второго слоя активного материала, который представляет собой, например, слой 13 активного материала отрицательного электрода, сформированный включающим в себя второй активный материал, прочность на сжатие которого меньше, чем у первого активного материала, сформированного на другой стороне токоотвода 11. Затем во второй слой активного материала введена регулирующая плотность добавка 25, которая служит в качестве добавочного материала, прочность на сжатие которого выше, чем у второго активного материала.[0059] A) The bipolar electrode 14 consists of a first active material layer, which is, for example, a positive electrode active material layer 12 formed by including the first active material on one side of the collector 11, and a second active material layer, which is for example, a negative electrode active material layer 13 formed by including a second active material, the compressive strength of which is less than that of the first active material, formed on another hundred the current collector 11. Then, a density control agent 25 is introduced into the second layer of active material, which serves as an additive, the compressive strength of which is higher than that of the second active material.

[0060] Следовательно, степень сдавливания второго слоя активного материала при прессовании может подавляться посредством добавочного материала с большой прочностью на сжатие. Соответственно, даже если биполярный электрод 14 прессуют с обеих сторон при высоком давлении прессования, чтобы реализовывать высокое заполнение слоя 12 активного материала положительного электрода, может быть уменьшено различие удлинения второго слоя активного материала относительно первого слоя активного материала. Поэтому можно уменьшить разность механических напряжений, возникающую между слоями 12 и 13 активного материала на передней и задней поверхностях токоотвода 11, и подавить коробление биполярного электрода 14. Как результат, уменьшение сохранности емкости в аккумуляторном элементе 17 может быть уменьшено при предоставлении возможности подавлять уменьшение устойчивости к вибрациям. Обращение с биполярной аккумуляторной батареей 10 в процессе наслаивания также может быть улучшено при повышенной надежности уплотнительной детали 21.[0060] Therefore, the degree of compression of the second layer of active material during pressing can be suppressed by means of an additive material with high compressive strength. Accordingly, even if the bipolar electrode 14 is pressed on both sides at a high pressing pressure to realize a high filling of the positive electrode active material layer 12, the elongation difference of the second active material layer with respect to the first active material layer can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the difference in mechanical stresses arising between the layers 12 and 13 of the active material on the front and rear surfaces of the collector 11 and suppress the warping of the bipolar electrode 14. As a result, the decrease in the storage capacity of the battery element 17 can be reduced while allowing the suppression of the decrease in resistance to vibrations. The handling of the bipolar battery 10 during the layering process can also be improved with increased reliability of the sealing part 21.

[0061] B) В показанном на фиг. 3 биполярном электроде 14, в котором регулирующая плотность добавки 25, служащая в качестве добавочного материала, имеет больший диаметр частиц, чем второй активный материал, может быть уменьшено добавленное количество добавочного материала, требуемого для того, чтобы получить эффект A). Помимо этого, в случае формирования регулирующей плотность добавки 25 с анизотропной цилиндрической, конической или прямоугольной формой либо схожей формой с размером длинной стороны, близким к размеру в толщину спрессованного второго слоя активного материала, может быть дополнительно уменьшено добавленное количество добавочного материала, требуемого для того, чтобы получить эффект A).[0061] B) As shown in FIG. 3 of the bipolar electrode 14, in which the density control of the additive 25, serving as the additive, has a larger particle diameter than the second active material, the added amount of the additive required to obtain effect A) can be reduced. In addition, in the case of the formation of a density-regulating additive 25 with an anisotropic cylindrical, conical or rectangular shape or a similar shape with a long side size close to the size of the thickness of the pressed second layer of active material, the added amount of additional material required can be further reduced to get effect A).

[0062] C) В биполярном электроде 14, показанном на фиг. 6, прочность на сжатие регулирующей плотность добавки 25, служащей в качестве добавочного материала, сделана равной прочности на сжатие первого активного материала, при этом удлинение второго слоя активного материала при его прессовании может быть сделано эквивалентным удлинению первого активного слоя посредством введенного добавочного материала, и коробление биполярного электрода 14 может быть подавлено безотносительно давления прессования.[0062] C) In the bipolar electrode 14 shown in FIG. 6, the compressive strength of the density-controlling additive 25 serving as an additive material is made equal to the compressive strength of the first active material, wherein the elongation of the second layer of active material when pressed can be made equivalent to the elongation of the first active layer by the added additive material, and warpage the bipolar electrode 14 can be suppressed regardless of the pressing pressure.

[0063] D) В биполярном электроде 14, показанном на фиг. 5, вследствие добавочного материала, который сам может быть использован в качестве активного материала, коробление биполярного электрода 14 подавляется при обеспечении возможности исключения потери заряда/разряда, поскольку сама добавка является заряжаемым/разряжаемым активным материалом.[0063] D) In the bipolar electrode 14 shown in FIG. 5, due to the additive material, which itself can be used as the active material, the warping of the bipolar electrode 14 is suppressed while making it possible to exclude the loss of charge / discharge, since the additive itself is a chargeable / dischargeable active material.

[0064] E) Аккумуляторный элемент 17 может формироваться посредством приготовления единого изделия или наслаивания множества биполярных электродов 14, описанных в любом из эффектов A)-E), с размещением уплотнительной детали 21 на внешней периферии и наслаиванием токоотводов 11a и 11b, каждый из которых получен посредством размещения слоя 12 активного материала положительного электрода или слоя 13 активного материала отрицательного электрода только на одной стороне токоотвода, на обеих сторонах стопки. В аккумуляторном элементе 17 коробление биполярного электрода 14 подавляется, так что может подавляться уменьшение сохранности емкости в аккумуляторном элементе 17, а также может подавляться уменьшение устойчивости к вибрациям. Обращение с биполярной аккумуляторной батареей 10 в процессе наслаивания также может быть улучшено, обеспечивая возможность сокращения затрат на изготовление аккумуляторного элемента 17. Кроме того, вследствие подавления коробления в биполярном электроде 14 может быть повышена надежность герметизации в уплотнительной детали 21, размещаемой на внешней периферии.[0064] E) The battery element 17 may be formed by preparing a single product or by layering a plurality of bipolar electrodes 14 described in any of the effects A) -E), placing the sealing part 21 on the outer periphery and layering the collectors 11a and 11b, each of which obtained by placing the positive electrode active material layer 12 or the negative electrode active material layer 13 on only one side of the collector, on both sides of the stack. In the battery cell 17, warpage of the bipolar electrode 14 is suppressed, so that a decrease in the storage capacity of the battery in the battery cell 17 can be suppressed, and a decrease in vibration resistance can also be suppressed. The handling of the bipolar battery 10 during the layering process can also be improved, making it possible to reduce the manufacturing costs of the battery cell 17. In addition, due to the suppression of warping in the bipolar electrode 14, the sealing reliability of the sealing part 21 located on the outer periphery can be improved.

[0065] F) Вследствие способа изготовления, включающего в себя процесс нанесения суспензии, содержащей первый активный материал, на одну сторону токоотвода 11 и процесс нанесения на другую сторону токоотвода 11 суспензии, полученной смешением второго активного материала, прочность на сжатие которого меньше, чем у первого активного материала, и регулирующей плотность добавки 25, служащей в качестве добавочного материала, прочность на сжатие которого больше, чем у второго активного материала, биполярный электрод 14 может быть изготовлен без увеличения числа процессов изготовления. Помимо этого при прессовании слоев 12 и 13 активного материала положительного/отрицательного электрода для регулирования плотности после того, как нанесенная на обе стороны токоотвода 11 суспензия высушена, может быть уменьшено различие удлинения второго слоя активного материала относительно первого слоя активного материала. Как результат, разность механических напряжений, возникающая между слоями 12 и 13 активного материала на передней и задней поверхностях токоотвода 11, может быть уменьшена, чтобы обеспечить возможность подавления коробления в биполярном электроде 14.[0065] F) Due to the manufacturing method, including the process of applying a suspension containing the first active material to one side of the collector 11 and the process of applying to the other side of the collector 11 a suspension obtained by mixing the second active material, the compressive strength of which is less than the first active material, and regulating the density of the additive 25, serving as an additional material, the compressive strength of which is greater than that of the second active material, the bipolar electrode 14 can be made without increasing the number of manufacturing processes. In addition, by pressing the positive / negative electrode active material layers 12 and 13 to control the density after the suspension deposited on both sides of the collector 11 is dried, the elongation difference of the second active material layer with respect to the first active material layer can be reduced. As a result, the difference in mechanical stresses arising between the layers 12 and 13 of the active material on the front and rear surfaces of the collector 11 can be reduced to allow suppression of warping in the bipolar electrode 14.

[0066] G) Диаметр частиц регулирующей плотность добавки 25, служащей в качестве добавочного материала, прочность на сжатие которого больше, чем у второго активного материала, задается равным расчетному значению, заданному для толщины второго слоя активного материала, посредством чего второй слой активного материала, полученный после регулирования плотности слоев 12 и 13 активного материала положительного/отрицательного электрода прессованием, может иметь толщину, аппроксимированную в качестве расчетного значения. Помимо этого может быть уменьшено добавленное количество добавочного материала, который смешивается со вторым активным материалом.[0066] G) The particle diameter of the density control additive 25 serving as an additive material, the compressive strength of which is greater than that of the second active material, is set equal to the calculated value set for the thickness of the second layer of active material, whereby the second layer of active material, obtained by adjusting the density of the positive / negative electrode active material layers 12 and 13 by compression may have a thickness approximated as a calculated value. In addition, the added amount of additive material that is mixed with the second active material can be reduced.

[0067] H) В биполярном электроде, показанном на фиг. 8, большое число тисненых выступов 26, которые являются трудно сдавливающимися твердыми выступами с высотой, равной расчетному значению, размещено на той стороне токоотвода 11, на которой формируется второй слой активного материала, в качестве материала, содержащегося во втором слое активного материала, чтобы подавлять величину сдавливания второго слоя активного материала при прессовании. Следовательно, второй слой активного материала, полученный после проведения регулирования плотности слоев 12 и 13 активного материала положительного/отрицательного электрода прессованием, может иметь толщину, аппроксимированную в качестве расчетного значения, тем самым уменьшая различие коэффициента удлинения второго слоя активного материала относительно первого слоя активного материала, когда биполярный электрод 14 прессуют с обеих сторон при высоком давлении прессования, чтобы реализовывать высокое заполнение слоя 12 активного материала положительного электрода, и уменьшая разность механических напряжений, возникающую между слоями 12 и 13 активного материала на передней и задней поверхностях токоотвода 11, так что может подавляться коробление биполярного электрода 14. Соответственно, может подавляться уменьшение сохранности емкости в аккумуляторном элементе 17, а также может подавляться уменьшение устойчивости к вибрациям. Помимо этого без внесения изменений в активные материалы положительного/отрицательного электрода биполярный электрод 14 может формироваться без коробления. Твердые выступы, которые размещаются на токоотводе 11 и трудно сдавливаются, с высотой, равной расчетному значению, могут легко формироваться посредством применения обработки прессованием к токоотводу 11 при высокой температуре с использованием, например, цилиндрического валика для тиснения (формирующего столбики с Ш2, шагом 5 мм, при глубине 90 мкм).[0067] H) In the bipolar electrode shown in FIG. 8, a large number of embossed protrusions 26, which are hard-pressed hard protrusions with a height equal to the calculated value, are placed on the side of the collector 11 on which the second layer of active material is formed, as the material contained in the second layer of active material to suppress the value squeezing the second layer of active material during pressing. Therefore, the second active material layer obtained after adjusting the density of the positive / negative electrode active material layers 12 and 13 by pressing can have a thickness approximated as a calculated value, thereby reducing the difference in elongation coefficient of the second active material layer with respect to the first active material layer, when the bipolar electrode 14 is pressed on both sides at a high pressing pressure to realize a high filling of the active mat layer 12 rial of the positive electrode, and reducing the difference in mechanical stresses arising between the layers 12 and 13 of the active material on the front and rear surfaces of the collector 11, so that warping of the bipolar electrode 14 can be suppressed. Accordingly, a decrease in the preservation of capacity in the battery cell 17 can be suppressed, and suppression of vibration resistance. In addition, without changing the active materials of the positive / negative electrode, the bipolar electrode 14 can be formed without warping. Solid protrusions that are placed on the collector 11 and are difficult to squeeze, with a height equal to the calculated value, can be easily formed by applying compression treatment to the collector 11 at high temperature using, for example, a cylindrical embossing roller (forming columns with Ш2, 5 mm pitch at a depth of 90 microns).

ПРИМЕРЫEXAMPLES

[0068] Биполярная аккумуляторная батарея 10 и биполярный электрод 14 согласно настоящему изобретению будут пояснены ниже с использованием каждого примера. Тем не менее настоящее изобретение не ограничено каким-либо из примеров.[0068] A bipolar battery 10 and a bipolar electrode 14 according to the present invention will be explained below using each example. However, the present invention is not limited to any of the examples.

[0069] Пример 1[0069] Example 1

Сначала создали слой 12 активного материала положительного электрода следующим образом. А именно порошок LiNiO₂ (активный материал, интегральное распределение частиц по размерам 50%:10 мкм, а 10%:2 мкм), PVDF (связующее) и углеродный порошок (проводящее вспомогательное вещество) диспергировали в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем, в соотношении 90:5:5 (весовое соотношение), чтобы создать суспензию положительного электрода, которую наносили и высушивали на пленке смолы, содержащей проводящий заполнитель, служащей в качестве токоотвода 11, посредством машины для нанесения покрытий щелевой головкой, получив слой 12 активного материала положительного электрода. Полученный таким образом слой 12 активного материала положительного электрода имел прочность на сжатие 1600-2400 кг/см². Причина, по которой колеблется прочность на сжатие, состоит в различиях диаметров частиц среди активных материалов, или это обусловлено другими причинами. Эта ситуация аналогично применяется к графиту, гиперплотному углероду и кремнию, поясняемым ниже.First created a layer 12 of the active material of the positive electrode as follows. Namely, LiNiO ₂ powder (active material, integral particle size distribution of 50%: 10 μm, and 10%: 2 μm), PVDF (binder) and carbon powder (conductive excipient) were dispersed in NMP, which is a solvent controlling the viscosity of the suspension in a ratio of 90: 5: 5 (weight ratio) to create a suspension of the positive electrode, which was applied and dried on a resin film containing a conductive filler serving as a collector 11, using a slotting head coating machine, having obtained Loi 12 active material of the positive electrode. Thus obtained layer 12 of the active material of the positive electrode had a compressive strength of 1600-2400 kg / cm ² . The reason why the compressive strength fluctuates is because of differences in particle diameters among active materials, or this is due to other reasons. This situation is similarly applied to graphite, hyperdense carbon and silicon, explained below.

[0070] Затем создали слой 13 активного материала отрицательного электрода следующим образом. А именно порошок графита (активный материал, интегральное распределение частиц по размерам 50%:20 мкм, а 10%:5 мкм, прочность на сжатие 480-720 кг/см²), PVDF (связующее) и оксид алюминия, являющийся регулирующей плотность добавкой 25 (объемное распределение частиц по размерам D90:30 мкм и D50:20 мкм), диспергировали в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем, в соотношении 90:5:5 (весовое соотношение), чтобы создать суспензию отрицательного электрода, которую наносили и высушивали на противоположной стороне пленки смолы, содержащей проводящий заполнитель, на которой был сформирован слой 12 активного материала положительного электрода, посредством машины для нанесения покрытий щелевой головкой, получив биполярный электрод 14 в биполярной литий-ионной аккумуляторной батарее 10, как показано на фиг. 2.[0070] Then, a negative electrode active material layer 13 was created as follows. Namely, graphite powder (active material, integral particle size distribution of 50%: 20 μm, and 10%: 5 μm, compressive strength 480-720 kg / cm ² ), PVDF (binder) and alumina, which is a density-controlling additive 25 (volumetric particle size distribution D90: 30 μm and D50: 20 μm) was dispersed in NMP, which is a suspension viscosity regulating solvent, in a ratio of 90: 5: 5 (weight ratio) to create a negative electrode suspension that was applied and dried on the opposite side of the resin film containing a lead aggregate on which a positive electrode active material layer 12 was formed by means of a slit head coating machine to obtain a bipolar electrode 14 in a bipolar lithium ion secondary battery 10, as shown in FIG. 2.

[0071] Затем, поскольку оптимальное давление прессования слоя 12 активного материала положительного электрода представляет собой линейное давление в 60-350 т/м, это линейное давление использовали для того, чтобы спрессовать слой 12 активного материала положительного электрода и слой 13 активного материала отрицательного электрода одновременно с помощью роликовой прессовочной машины. Толщины спрессованных слоев активного материала составляли 100 мкм в положительном электроде и 90 мкм в отрицательном электроде. Следует отметить, что оптимально рассчитанное значение составляло 100 мкм.[0071] Then, since the optimum pressing pressure of the positive electrode active material layer 12 is a linear pressure of 60-350 t / m, this linear pressure was used to compress the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 simultaneously using a roller pressing machine. The thicknesses of the pressed layers of the active material were 100 μm in the positive electrode and 90 μm in the negative electrode. It should be noted that the optimally calculated value was 100 μm.

[0072] Затем создали биполярную аккумуляторную батарею 10 следующим образом. Полипропиленовое нетканое полотно в 50 мкм пропитали 5 вес.% раствора мономера со средней молекулярной массой 7500-9000, являвшегося предшественником ионопроводящей полимерной матрицы (т.е. сополимера полиэтиленоксида и полипропиленоксида), 95 вес.% EC+DMC (в соотношении 1:3), являющихся электролитическим раствором, 1,0 M LiBF₄ и предгелевым раствором, состоящим из инициатора полимеризации (BDK) и удерживаемым подложками из кварцевого стекла, после чего следовало облучение ультрафиолетовыми лучами в течение пятнадцати минут для сшивки предшественника, получив слой 15 гелеобразного полимерного электролита.[0072] Then created a bipolar battery 10 as follows. A 50 μm polypropylene nonwoven fabric was impregnated with a 5 wt.% Monomer solution with an average molecular weight of 7500-9000, which was the precursor of the ion-conducting polymer matrix (i.e., a copolymer of polyethylene oxide and polypropylene oxide), 95 wt.% EC + DMC (in a 1: 3 ratio ), which is an electrolytic solution, 1.0 M LiBF ₄ and a pre-gel solution consisting of a polymerization initiator (BDK) and held by quartz glass substrates, followed by irradiation with ultraviolet rays for fifteen minutes to crosslink the precursor, p having obtained a gelled polymer electrolyte layer 15.

[0073] После этого удерживающее электролит нетканое полотно поместили на слое 13 активного материала отрицательного электрода биполярного электрода 14, а в его окрестностях поместили трехслойный горячий расплав, чтобы служить в качестве уплотнительной детали. Эти слои наслаивали с образованием четырехслойной стопки, после чего уплотнительную деталь 21 герметизировали посредством приложения тепла и давления сверху и снизу, чтобы герметизировать каждый из слоев. Стопку из этих слоев герметизировали слоистой упаковкой, сформировав биполярную аккумуляторную батарею 10.[0073] Thereafter, the electrolyte-retaining nonwoven fabric was placed on the active material layer 13 of the negative electrode of the bipolar electrode 14, and a three-layer hot melt was placed in its vicinity to serve as a sealing part. These layers were layered to form a four-layer stack, after which the sealing part 21 was sealed by applying heat and pressure from above and below to seal each of the layers. A stack of these layers was sealed with a layered package, forming a bipolar battery 10.

[0074] Пример 2[0074] Example 2

Сначала создали слой 12 активного материала положительного электрода идентично примеру 1. Также создали слой 13 активного материала отрицательного электрода следующим образом. А именно порошок графита (активный материал, интегральное распределение частиц по размерам 50%:20 мкм, а 10%:5 мкм), PVDF (связующее) и оксид алюминия, являющийся регулирующей плотность добавкой 25 (объемное распределение частиц по размерам D90:30 мкм и D50:20 мкм), диспергировали в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем, в соотношении 85:7:8 (весовое соотношение), чтобы создать суспензию отрицательного электрода, которую наносили и высушивали на противоположной стороне пленки смолы, содержащей проводящий заполнитель, на которой был сформирован слой 12 активного материала положительного электрода, посредством машины для нанесения покрытий щелевой головкой, получив биполярный электрод 14 в биполярной литий-ионной аккумуляторной батарее 10, как показано на фиг. 2. Затем слой 12 активного материала положительного электрода и слой 13 активного материала отрицательного электрода одновременно спрессовали роликовой прессовочной машиной при линейном давлении, аналогичном таковому из примера 1. Толщины спрессованных слоев активного материала составляли 100 мкм в положительном электроде и 105 мкм в отрицательном электроде. Следует отметить, что оптимально рассчитанное значение составляло 105 мкм. Затем сформировали биполярную аккумуляторную батарею 10 способом, аналогичным способу примера 1.First, a positive electrode active material layer 12 was created identical to Example 1. A negative electrode active material layer 13 was also created as follows. Namely, graphite powder (active material, integral particle size distribution of 50%: 20 μm, and 10%: 5 μm), PVDF (binder) and alumina, which is a density-controlling additive 25 (volume distribution of particle sizes D90: 30 μm and D50: 20 μm), dispersed in NMP, which is a suspension viscosity regulating solvent, in a ratio of 85: 7: 8 (weight ratio) to create a negative electrode suspension that was applied and dried on the opposite side of a resin film containing a conductive filler, on which layer 12 was formed positive electrode active material, by a machine for applying a slot die coating, having a bipolar electrode 14 in the bipolar lithium ion secondary battery 10 as shown in FIG. 2. Then, the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 were simultaneously compressed by a roller pressing machine at a linear pressure similar to that of Example 1. The thicknesses of the pressed active material layers were 100 μm in the positive electrode and 105 μm in the negative electrode. It should be noted that the optimally calculated value was 105 μm. Then formed a bipolar battery 10 in a manner analogous to the method of example 1.

[0075] Пример 3[0075] Example 3

Сначала создали слой 12 активного материала положительного электрода идентично примеру 1. Также создали слой 13 активного материала отрицательного электрода следующим образом. А именно порошок графита (активный материал, интегральное распределение частиц по размерам 50%:20 мкм, а 10%:5 мкм), PVDF (связующее) и оксид алюминия, являющийся регулирующей плотность добавкой 25 (объемное распределение частиц по размерам D90:90 мкм и D50:60 мкм), диспергировали в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем, в соотношении 90:5:5 (весовое соотношение), чтобы создать суспензию отрицательного электрода, которую наносили и высушивали на противоположной стороне пленки смолы, содержащей проводящий заполнитель, на которой был сформирован слой 12 активного материала положительного электрода, посредством машины для нанесения покрытий щелевой головкой, получив биполярный электрод 14 в биполярной литий-ионной аккумуляторной батарее 10, как показано на фиг. 3. Затем слой 12 активного материала положительного электрода и слой 13 активного материала отрицательного электрода одновременно спрессовали роликовой прессовочной машиной при линейном давлении, аналогичном таковому из примера 1. Толщины спрессованных слоев активного материала составляли 100 мкм в положительном электроде и 100 мкм в отрицательном электроде. Следует отметить, что оптимально рассчитанное значение составляло 100 мкм. Затем сформировали биполярную аккумуляторную батарею 10 способом, аналогичным способу примера 1.First, a positive electrode active material layer 12 was created identical to Example 1. A negative electrode active material layer 13 was also created as follows. Namely, graphite powder (active material, integral particle size distribution of 50%: 20 μm, and 10%: 5 μm), PVDF (binder) and alumina, which is a density-controlling additive 25 (volumetric particle size distribution D90: 90 μm and D50: 60 μm), dispersed in NMP, which is a suspension viscosity regulating solvent, in a ratio of 90: 5: 5 (weight ratio) to create a negative electrode suspension that was applied and dried on the opposite side of a resin film containing a conductive filler, on which layer 12 was formed positive electrode active material, by a machine for applying a slot die coating, having a bipolar electrode 14 in the bipolar lithium ion secondary battery 10 as shown in FIG. 3. Then, the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 were simultaneously pressed by a roller pressing machine at a linear pressure similar to that of Example 1. The thicknesses of the pressed active material layers were 100 μm in the positive electrode and 100 μm in the negative electrode. It should be noted that the optimally calculated value was 100 μm. Then formed a bipolar battery 10 in a manner analogous to the method of example 1.

[0076] Пример 4[0076] Example 4

Сначала создали слой 12 активного материала положительного электрода идентично примеру 1. Также создали слой 13 активного материала отрицательного электрода следующим образом. А именно порошок графита (активный материал, интегральное распределение частиц по размерам 50%:20 мкм, а 10%:5 мкм), PVDF (связующее) и добавку гиперплотного углерода, являющуюся регулирующей плотность добавкой 25 (объемное распределение частиц по размерам D90:80 мкм и D50:60 мкм, прочность на сжатие 1440-2160 кг/см²), диспергировали в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем, в соотношении 90:5:5 (весовое соотношение), чтобы создать суспензию отрицательного электрода, которую наносили и высушивали на противоположной стороне пленки смолы, содержащей проводящий заполнитель, на которой был сформирован слой 12 активного материала положительного электрода, посредством машины для нанесения покрытий щелевой головкой, получив биполярный электрод 14 в биполярной литий-ионной аккумуляторной батарее 10, как показано на фиг. 5. Затем слой 12 активного материала положительного электрода и слой 13 активного материала отрицательного электрода одновременно спрессовали роликовой прессовочной машиной при линейном давлении, аналогичном таковому из примера 1. Толщины спрессованных слоев активного материала составляли 100 мкм в положительном электроде и 90 мкм в отрицательном электроде. Следует отметить, что оптимально рассчитанное значение составляло 90 мкм. Затем сформировали биполярную аккумуляторную батарею 10 способом, аналогичным способу примера 1.First, a positive electrode active material layer 12 was created identical to Example 1. A negative electrode active material layer 13 was also created as follows. Namely, graphite powder (active material, integral particle size distribution of 50%: 20 μm, and 10%: 5 μm), PVDF (binder) and a hyperdense carbon additive, which is a density-controlling additive 25 (volume particle size distribution D90: 80 μm and D50: 60 μm, compressive strength 1440-2160 kg / cm ² ), was dispersed in NMP, which is a solvent regulating the viscosity of the suspension, in a ratio of 90: 5: 5 (weight ratio) to create a negative electrode suspension that was applied and dried on the opposite side of the film see conductive aggregate on which the positive electrode active material layer 12 was formed by means of a slit head coating machine to obtain a bipolar electrode 14 in a bipolar lithium ion secondary battery 10, as shown in FIG. 5. Then, the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 were simultaneously pressed by a roller pressing machine at a linear pressure similar to that of Example 1. The thicknesses of the pressed active material layers were 100 μm in the positive electrode and 90 μm in the negative electrode. It should be noted that the optimum calculated value was 90 μm. Then formed a bipolar battery 10 in a manner analogous to the method of example 1.

[0077] Контрольный пример 5[0077] Reference Example 5

Сначала, чтобы предоставить подлежащий использованию токоотвод 11, к пленке смолы, содержащей проводящий заполнитель, применили обработку прессованием при высокой температуре посредством цилиндрического валика для тиснения (например, формирующего столбики с Ш2, шагом 5 мм, при глубине 90 мкм), чтобы разместить большое число тисненых выступов 26 на той стороне, на которой формируется слой 13 активного материала отрицательного электрода, как показано на фиг. 8A.First, in order to provide the collector 11 to be used, a resin pressing process was applied to the resin film containing the conductive filler using a cylindrical embossing roller (for example, forming columns with W2, 5 mm pitch, at a depth of 90 μm) to accommodate a large number embossed protrusions 26 on the side on which the negative electrode active material layer 13 is formed, as shown in FIG. 8A.

[0078] Затем суспензию положительного электрода, созданную идентично примеру 1, нанесли и высушили на поверхности пленки смолы, содержащей проводящий заполнитель, на которой не применена обработка тиснением, посредством машины для нанесения покрытий щелевой головкой, чтобы создать слой 12 активного материала положительного электрода.[0078] Then, the positive electrode slurry, created identically to Example 1, was applied and dried on the surface of a resin film containing a conductive aggregate on which no embossing was applied by the slit head coating machine to create a positive electrode active material layer 12.

[0079] Затем создали слой 13 активного материала отрицательного электрода следующим образом. А именно, порошок графита (активный материал, интегральное распределение частиц по размерам 50%:20 мкм, а 10%:5 мкм) и PVDF (связующее) диспергировали в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем, в соотношении 95:5 (весовое соотношение), чтобы создать суспензию отрицательного электрода, которую нанесли и высушили на поверхности, подвергнутой обработке тиснением, на противоположной стороне пленки смолы, содержащей проводящий заполнитель, на которой был сформирован слой 12 активного материала положительного электрода, посредством машины для нанесения покрытий щелевой головкой, получив биполярный электрод 14 в биполярной литий-ионной аккумуляторной батарее 10, как показано на фиг. 8B.[0079] Then, a negative electrode active material layer 13 was created as follows. Namely, graphite powder (active material, integral particle size distribution of 50%: 20 μm, and 10%: 5 μm) and PVDF (binder) were dispersed in NMP, which is a solvent regulating the viscosity of the suspension, in a ratio of 95: 5 (weight ratio) to create a suspension of the negative electrode, which was applied and dried on the surface subjected to embossing on the opposite side of the resin film containing a conductive filler, on which a layer 12 of active material of the positive electrode was formed, silver stvom machines for applying the coating slot die, having a bipolar electrode 14 in the bipolar lithium ion secondary battery 10 as shown in FIG. 8B.

[0080] Затем слой 12 активного материала положительного электрода и слой 13 активного материала отрицательного электрода одновременно спрессовали роликовой прессовочной машиной при линейном давлении, аналогичном таковому из примера 1. Толщины спрессованных слоев активного материала составляли 100 мкм в положительном электроде и 100 мкм в отрицательном электроде. Следует отметить, что оптимально рассчитанное значение составляло 100 мкм. Затем сформировали биполярную аккумуляторную батарею 10 способом, аналогичным способу примера 1.[0080] Then, the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 were simultaneously compressed by a roller pressing machine at a linear pressure similar to that of Example 1. The thicknesses of the pressed active material layers were 100 μm in the positive electrode and 100 μm in the negative electrode. It should be noted that the optimally calculated value was 100 μm. Then formed a bipolar battery 10 in a manner analogous to the method of example 1.

[0081] Пример 6[0081] Example 6

Сначала создали слой 12 активного материала положительного электрода идентично примеру 1. Также создали слой 13 активного материала отрицательного электрода следующим образом. А именно, порошок графита (активный материал, интегральное распределение частиц по размерам 50%:20 мкм, а 10%:5 мкм), PVDF (связующее) и добавку TiO₂, являющуюся регулирующей плотность добавкой 25 (объемное распределение частиц по размерам D90:80 мкм и D50:60 мкм), диспергировали в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем, в соотношении 90:5:5 (весовое соотношение), чтобы создать суспензию отрицательного электрода, которую нанесли и высушили на противоположной стороне пленки смолы, содержащей проводящий заполнитель, на которой был сформирован слой 12 активного материала положительного электрода, посредством машины для нанесения покрытий щелевой головкой, получив биполярный электрод 14 в биполярной литий-ионной аккумуляторной батарее 10, как показано на фиг. 6.First, a positive electrode active material layer 12 was created identical to Example 1. A negative electrode active material layer 13 was also created as follows. Namely, graphite powder (active material, integral particle size distribution of 50%: 20 μm, and 10%: 5 μm), PVDF (binder) and TiO ₂ additive, which is a density-controlling additive 25 (volume particle size distribution D90: 80 μm and D50: 60 μm) were dispersed in NMP, which is a suspension viscosity regulating solvent, in a ratio of 90: 5: 5 (weight ratio) to create a negative electrode suspension that was applied and dried on the opposite side of a conductive resin film placeholder that was with a positive electrode active material layer 12 is formed by means of a slit head coating machine to obtain a bipolar electrode 14 in a bipolar lithium-ion secondary battery 10, as shown in FIG. 6.

[0082] Затем слой 12 активного материала положительного электрода и слой 13 активного материала отрицательного электрода одновременно спрессовали роликовой прессовочной машиной при линейном давлении, аналогичном таковому из примера 1. Толщины спрессованных слоев активного материала составляли 100 мкм в положительном электроде и 100 мкм в отрицательном электроде. Следует отметить, что оптимально рассчитанное значение составляло 100 мкм.[0082] Then, the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 were simultaneously pressed by a roller pressing machine at a linear pressure similar to that of Example 1. The thicknesses of the pressed active material layers were 100 μm in the positive electrode and 100 μm in the negative electrode. It should be noted that the optimally calculated value was 100 μm.

[0083] Помимо этого добавили 5 вес.% связующего к каждому веществу из LiNiO₂, являющегося активным материалом положительного электрода, графита, являющегося активным материалом отрицательного электрода, и TiO₂, являющегося добавкой, с тем чтобы нанести на алюминиевую фольгу, служащую токоотводом 11, после чего исследовали взаимосвязь между давлением прессования и удлинением в направлении плоскости. Подтверждено, что степень удлинения TiO₂ в направлении плоскости является идентичной степени удлинения LiNiO₂ в направлении плоскости при целевом давлении прессования.[0083] In addition, 5% by weight of a binder was added to each material of LiNiO ₂ , which is the active material of the positive electrode, graphite, which is the active material of the negative electrode, and TiO ₂ , which is the additive, so as to be applied to the aluminum foil serving as the collector 11 and then investigated the relationship between the pressing pressure and elongation in the direction of the plane. It was confirmed that the degree of elongation of TiO ₂ in the plane direction is identical to the degree of elongation of LiNiO ₂ in the plane direction at the target pressing pressure.

[0084] Помимо этого, что касается коэффициента удлинения готового биполярного электрода 14, то как слой 12 активного материала положительного электрода, так и слой 13 активного материала отрицательного электрода в итоге обладали удлинением в примерно 1%, и возникновение коробления в биполярном электроде 14 визуально не подтверждено. Затем сформировали биполярную аккумуляторную батарею 10 способом, аналогичным способу примера 1.[0084] In addition, with regard to the elongation coefficient of the finished bipolar electrode 14, both the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 ultimately had an elongation of about 1%, and warping in the bipolar electrode 14 was not visually confirmed. Then formed a bipolar battery 10 in a manner analogous to the method of example 1.

[0085] Следует отметить, что вместо порошка графита, используемого в каждом из вышеприведенных примеров, может быть также использован кремний (с прочностью на сжатие 96-1440 кг/см²). Как указано выше, могут быть использованы любые элементы, которые могут образовывать сплав с литием, без ограничения кремнием, но кремний является предпочтительным среди тех элементов, которые могут образовывать сплав с литием, не только с точки зрения емкости и плотности энергии, но и с точки зрения практического применения и твердости.[0085] It should be noted that instead of the graphite powder used in each of the above examples, silicon can also be used (with a compressive strength of 96-1440 kg / cm ² ). As indicated above, any elements that can form an alloy with lithium, without limiting silicon, can be used, but silicon is preferred among those elements that can form an alloy with lithium, not only in terms of capacitance and energy density, but also from the point of view of practical application and hardness.

[0086] Тем не менее, даже если в качестве активного материала отрицательного электрода используется либо порошок графита, либо элемент, который может образовывать сплав с литием, сравнение между слоем 12 активного материала положительного электрода и слоем 13 активного материала отрицательного электрода согласно каждому из вышеприведенных примеров выявляет, что слой 13 активного материала отрицательного электрода все еще легче сдавливается. Соответственно, регулирующая плотность добавка 25 должна добавляться к отрицательному электроду.[0086] However, even if either graphite powder or an element that can form an alloy with lithium is used as the negative electrode active material, a comparison between the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 according to each of the above examples reveals that the negative electrode active material layer 13 is still more easily compressed. Accordingly, a density control additive 25 should be added to the negative electrode.

[0087] Сравнительный пример 1[0087] Comparative example 1

Сначала создали слой 12 активного материала положительного электрода идентично примеру 1. Также создали слой 13 активного материала отрицательного электрода следующим образом. А именно порошок графита (активный материал, интегральное распределение частиц по размерам 50%:20 мкм, а 10%:5 мкм) и PVDF (связующее) диспергировали в NMP, который является регулирующим вязкость суспензии растворителем, в соотношении 95:5 (весовое соотношение), чтобы создать суспензию отрицательного электрода, которую нанесли, высушили и спрессовали на противоположной стороне пленки смолы, содержащей проводящий заполнитель, на которой был сформирован слой 12 активного материала положительного электрода, посредством машины для нанесения покрытий щелевой головкой, получив биполярный электрод 14 в биполярной литий-ионной аккумуляторной батарее 10.First, a positive electrode active material layer 12 was created identical to Example 1. A negative electrode active material layer 13 was also created as follows. Namely, graphite powder (active material, integral particle size distribution of 50%: 20 μm, and 10%: 5 μm) and PVDF (binder) were dispersed in NMP, which is a solvent regulating the viscosity of the suspension, in a ratio of 95: 5 (weight ratio ) to create a negative electrode suspension that has been applied, dried and pressed onto the opposite side of a resin film containing a conductive filler on which a positive electrode active material layer 12 has been formed by means of a coating machine spruce head, receiving a bipolar electrode 14 in a bipolar lithium-ion battery 10.

[0088] Затем слой 12 активного материала положительного электрода и слой 13 активного материала отрицательного электрода одновременно спрессовали роликовой прессовочной машиной при линейном давлении, аналогичном таковому из примера 1. Толщины спрессованных слоев активного материала составляли 100 мкм в положительном электроде и 70 мкм в отрицательном электроде. Следует отметить, что оптимально рассчитанное значение составляло 85 мкм. Визуально подтверждено, что биполярный электрод 14 имеет чрезвычайно большое коробление. Затем сформировали биполярную аккумуляторную батарею 10 способом, аналогичным способу примера 1.[0088] Then, the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 were simultaneously compressed by a roller pressing machine at a linear pressure similar to that of Example 1. The thicknesses of the pressed active material layers were 100 μm in the positive electrode and 70 μm in the negative electrode. It should be noted that the optimum calculated value was 85 μm. Visually confirmed that the bipolar electrode 14 has an extremely large warpage. Then formed a bipolar battery 10 in a manner analogous to the method of example 1.

[0089] МЕТОДЫ ОЦЕНОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ[0089] EVALUATION TEST METHODS

Испытание для подтверждения емкостиCapacity Verification Test

Двадцать штук каждой из биполярных аккумуляторных батарей 10 согласно примерам и контрольному примеру 1-6 и сравнительному примеру 1 сначала подвергали испытанию для подтверждения емкости следующим образом. Испытание для подтверждения емкости осуществляли посредством применения зарядки при постоянном токе (CC) до достижения напряжения 13,5 В с силой тока, соответствующей емкости батареи в 0,1 C, после чего следовало применение зарядки при постоянном напряжении (CV), чтобы достичь полной зарядки за пятнадцать часов, после чего следовала разрядка до падения напряжения до 7,5 В с силой тока в 0,1 C, чтобы подтвердить зарядную/разрядную емкость.Twenty pieces of each of the bipolar batteries 10 according to the examples and control example 1-6 and comparative example 1 were first tested to confirm the capacity as follows. The capacity confirmation test was carried out by applying constant current charging (CC) until a voltage of 13.5 V was reached with a current corresponding to a battery capacity of 0.1 C, followed by applying constant voltage charging (CV) to achieve full charge fifteen hours, followed by discharge until the voltage dropped to 7.5 V with a current of 0.1 C to confirm the charging / discharging capacity.

[0090] Циклическое испытание на заряд/разряд[0090] Cyclic charge / discharge test

Затем двадцать штук каждой из биполярных аккумуляторных батарей 10 согласно примерам и контрольному примеру 1-6 и сравнительному примеру 1 подвергали циклическому испытанию на заряд/разряд следующим образом. В ходе испытания осуществляли эксперимент циклированием зарядки/разрядки в течение 100 циклов с использованием, в качестве одного цикла, цикла применения зарядки при постоянном токе (CC) до достижения напряжения 13,5 В с силой тока, соответствующей емкости батареи в 0,5 C, после чего следовало применение зарядки при постоянном напряжении (CV) до достижения полной зарядки за пять часов, после чего следовала разрядка до падения напряжения до 7,5 В с силой тока в 0,5 C. Затем измеряли зарядную/разрядную емкость, полученную после выполнения 100 циклов зарядки/разрядки, в качестве коэффициента сохранности емкости (%), чтобы выяснять, насколько сохраняется зарядная/разрядная емкость, при условии, что зарядная/разрядная емкость, поддерживаемая после выполнения цикла зарядки/разрядки в первый раз, составляет 100%.Then twenty pieces of each of the bipolar batteries 10 according to examples and control example 1-6 and comparative example 1 were subjected to a cyclic charge / discharge test as follows. During the test, an experiment was carried out by cycling charging / discharging for 100 cycles using, as one cycle, a cycle of applying charging at constant current (CC) until a voltage of 13.5 V was reached with a current corresponding to a battery capacity of 0.5 C, then followed by the use of charging at constant voltage (CV) until full charge was reached in five hours, followed by discharge until the voltage dropped to 7.5 V with a current of 0.5 C. Then, the charging / discharge capacity obtained after performing 100 charge cycles ki / discharging capacity as a preservation ratio (%) to find out how much is retained charge / discharge capacity, provided that the charge / discharge capacity, maintained after the charge / discharge cycle for the first time is 100%.

[0091] Испытание на вибрацию[0091] Vibration Test

Затем двадцать штук каждой из биполярных аккумуляторных батарей 10 согласно примерам и контрольному примеру 1-6 и сравнительному примеру 1 подвергали зарядке при постоянном токе (CC) до достижения напряжения 13,5 В с силой тока, соответствующей зарядной емкости в 0,5 C, после чего следовала зарядка при постоянном напряжении (CV) до достижения полной зарядки за пять часов, с последующим приложением колебаний следующим образом в течение длительного периода времени, после чего измеряли коэффициент поддержания напряжения посредством измерения напряжения. Испытание на вибрацию осуществляли посредством приложения монотонных колебаний с амплитудой 3 мм в вертикальном направлении при 50 Гц к каждой из жестко закрепленных аккумуляторных батарей 10 в течение двухсот часов. Затем оценивали коэффициент V поддержания напряжения относительно напряжения, выдаваемого до испытания на вибрацию, посредством оценки присутствия и отсутствия утечки жидкости, возникающей из уплотнительной детали 21 после испытания на вибрацию, и измерения напряжения, выдаваемого после испытания на вибрацию, у двадцати штук каждой из соответствующих аккумуляторных батарей 10.Then twenty pieces of each of the bipolar batteries 10 according to examples and control example 1-6 and comparative example 1 were subjected to constant current charging (CC) until a voltage of 13.5 V was reached with a current corresponding to a charging capacity of 0.5 C, after followed by charging at constant voltage (CV) until full charge was reached in five hours, followed by the application of oscillations as follows over a long period of time, after which the voltage maintenance coefficient was measured by measuring zheniya. The vibration test was carried out by applying monotonous vibrations with an amplitude of 3 mm in the vertical direction at 50 Hz to each of the rigidly fixed batteries 10 for two hundred hours. Then, the coefficient V of maintaining the voltage relative to the voltage issued before the vibration test was evaluated by assessing the presence and absence of fluid leakage arising from the sealing part 21 after the vibration test, and measuring the voltage generated after the vibration test in twenty pieces of each of the corresponding battery batteries 10.

[0092] Таблица 1 показывает коэффициент сохранности емкости, полученный после 100 циклов зарядки/разрядки, и результаты оценки, включая оценку присутствия и отсутствия утечки жидкости, возникающей из уплотнительной детали 21, и коэффициент поддержания напряжения, полученный после испытания на вибрацию (т.е. величину V уменьшения напряжения относительно напряжения, выдаваемого до испытания на вибрацию), в отношении биполярных аккумуляторных батарей 10 согласно примерам и контрольному примеру 1-6 и сравнительному примеру 1.[0092] Table 1 shows the capacity safety factor obtained after 100 charge / discharge cycles and evaluation results, including an assessment of the presence and absence of fluid leakage arising from the sealing part 21, and the voltage maintenance ratio obtained after the vibration test (i.e. the magnitude V of the voltage reduction relative to the voltage issued before the vibration test), in relation to bipolar batteries 10 according to the examples and control example 1-6 and comparative example 1.

[0093] [0093]

Таблица 1Table 1 Коэффициент сохранности емкости (после 100 циклов)Capacity safety factor (after 100 cycles) Испытание на вибрациюVibration test Пример 1Example 1 85%85% 15/20, нет утечки жидкости OK, среднее -0,2 В15/20, no fluid leak OK, average -0.2 V Пример 2Example 2 93%93% 17/20, нет утечки жидкости OK, среднее -0,12 В17/20, no fluid leak OK, average -0.12 V Пример 3Example 3 94%94% 18/20, нет утечки жидкости OK, среднее -0,11 В18/20, no fluid leak OK, average -0.11 V Пример 4Example 4 93%93% 18/20, нет утечки жидкости OK, среднее -0,19 В18/20, no fluid leak OK, average -0.19 V Контрольный пример 5Reference Example 5 94%94% 17/20, нет утечки жидкости OK, среднее -0,18 В17/20, no fluid leak OK, average -0.18 V Пример 6Example 6 91%91% 20/20, нет утечки жидкости OK, среднее -0,10 В20/20, no fluid leak OK, average -0.10 V Сравнительный пример 1Comparative Example 1 50%fifty% 2/20, нет утечки жидкости OK, среднее -4,5 В
(падение напряжения, возникшее вследствие жидкостного перехода в уплотнительной детали)2/20, no fluid leak OK, average -4.5 V
(voltage drop due to liquid transition in the sealing part)

[0094] Как показано в таблице 1, в результатах циклического испытания на заряд/разряд, сравнение между сравнительным примером 1 и примерами и контрольным примером 1-6 выявляет, что сравнительный пример 1 имеет значительно уменьшенную зарядную/разрядную емкость с коэффициентом сохранности емкости в 50%, поскольку слой 13 активного материала отрицательного электрода слишком сильно сдавливается, что приводит к толщине 70 мкм относительно оптимально рассчитанного значения 85 мкм.[0094] As shown in table 1, in the results of a cyclic charge / discharge test, a comparison between comparative example 1 and examples and control example 1-6 reveals that comparative example 1 has a significantly reduced charge / discharge capacity with a storage coefficient of 50 %, since the layer 13 of the active material of the negative electrode is compressed too much, which leads to a thickness of 70 μm relative to the optimally calculated value of 85 μm.

[0095] Напротив, в примерах и контрольном примере 1-6, в которых слой 13 активного материала отрицательного электрода имеет толщину, эквивалентную оптимально рассчитанному значению или немного меньшую, чем это значение, поддерживается удовлетворительная зарядная/разрядная емкость с коэффициентом сохранности емкости в 85-94%.[0095] On the contrary, in examples and control example 1-6, in which the negative electrode active material layer 13 has a thickness equivalent to an optimally calculated value or slightly less than this value, a satisfactory charge / discharge capacity with a storage coefficient of 85- is maintained 94%.

[0096] Помимо этого сравнение примеров и контрольного примера 1-6 выявляет, что уменьшение зарядной/разрядной емкости является большим с коэффициентом сохранности емкости 85% в примере 1, в котором слой 13 активного материала отрицательного электрода имеет немного меньшую толщину, чем оптимально рассчитанное значение. Тем не менее удовлетворительные результаты получены в примерах и контрольном примере 2-6 с коэффициентом сохранности емкости 91-94%, в которых слою 13 активного материала отрицательного электрода обеспечена возможность поддерживать толщину, эквивалентную оптимально рассчитанному значению, и уменьшение зарядной/разрядной емкости подавляется до незначительной величины.[0096] In addition, a comparison of examples and control example 1-6 reveals that the decrease in charge / discharge capacity is large with a capacity safety factor of 85% in Example 1, in which the negative electrode active material layer 13 has a slightly thinner thickness than the optimally calculated value . Nevertheless, satisfactory results were obtained in examples and control example 2-6 with a storage coefficient of capacitance of 91-94%, in which the layer 13 of the active material of the negative electrode is provided with the ability to maintain a thickness equivalent to the optimally calculated value, and the decrease in the charge / discharge capacity is suppressed to insignificant quantities.

[0097] Кроме того, в результатах испытания на вибрацию сравнение между сравнительным примером 1 и примерами и контрольным примером 1-6 выявляет существенное уменьшение коэффициента поддержания напряжения в сравнительном примере 1 со средним в -4,5 В. Считается, что это вызвано возникновением падения напряжения вследствие жидкостного перехода и короткого замыкания между токоотводами 11, являющегося результатом утечки жидкости из уплотнительной детали 21. Две штуки из двадцати батарей имели утечку жидкости, а восемнадцать штук не имели утечки жидкости.[0097] In addition, in the results of the vibration test, a comparison between comparative example 1 and examples and control example 1-6 reveals a significant decrease in the voltage maintenance ratio in comparative example 1 with an average of -4.5 V. It is believed that this is caused by a drop voltage due to liquid transition and a short circuit between the down conductors 11, resulting from leakage of liquid from the sealing part 21. Two pieces of twenty batteries had a leakage of fluid, and eighteen pieces did not leak dkosti.

[0098] Напротив, коэффициент поддержания напряжения подавляется до незначительного уменьшения в примерах и контрольном примере 1-6 со средним от -0,1 В до -0,2 В. Хотя в примере 1 пять штук из двадцати батарей оказались имеющими утечку жидкости при визуальной оценке для выяснения присутствия и отсутствия утечки жидкости, возникновение утечки жидкости уменьшается до двух-трех штук из двадцати батарей в примерах и контрольном примере 2-5, и утечка не возникла в примере 6. Это обусловлено тем, что пример 1, как предполагается, приводил к нарушению герметичности, вызываемому короблением, возникшим в биполярном электроде 14 вследствие слоя 13 активного материала отрицательного электрода, толщина которого была сделана немного меньшей оптимально рассчитанного значения. С другой стороны, примеры и контрольный пример 2-6, в которых слою 13 активного материала отрицательного электрода обеспечена возможность поддерживать толщину, эквивалентную оптимально рассчитанному значению, как предполагается, подавляют коробление биполярного электрода 14 и, следовательно, подавляют нарушение герметичности, вызываемое короблением. В частности, пример 6, в котором слой 13 активного материала отрицательного электрода и слой 12 активного материала положительного электрода отрегулированы имеющими эквивалентный коэффициент удлинения при прессовании, не имеет возникшего в биполярном электроде 14 коробления, и тем самым предполагается, что нарушение герметичности в значительной степени подавляется.[0098] On the contrary, the voltage maintenance coefficient is suppressed to a slight decrease in the examples and control example 1-6 with an average of from -0.1 V to -0.2 V. Although in Example 1, five of the twenty batteries were leaking fluid when visual assessment to determine the presence and absence of fluid leakage, the occurrence of fluid leakage is reduced to two or three pieces of twenty batteries in the examples and control example 2-5, and the leak did not occur in example 6. This is due to the fact that example 1 is supposed to lead to violation of the herme This is caused by distortion caused in the bipolar electrode 14 due to the active electrode layer 13 of the negative electrode, the thickness of which was made slightly less than the optimally calculated value. On the other hand, the examples and control example 2-6, in which the negative electrode active material layer 13 is provided with the ability to maintain a thickness equivalent to the optimum calculated value, are supposed to suppress warpage of the bipolar electrode 14 and, therefore, suppress the leakage caused by warping. In particular, Example 6, in which the negative electrode active material layer 13 and the positive electrode active material layer 12 are adjusted to have an equivalent compression elongation, does not warp in the bipolar electrode 14, and thus it is assumed that the leakage is substantially suppressed .

[0099] Вариант реализации согласно настоящему изобретению является таким, как пояснено выше, при этом часть примеров применения настоящего изобретения показана в вышеописанном варианте реализации без намерения ограничивать технический объем настоящего изобретения конкретными конструкциями вышеописанного варианта реализации.[0099] An embodiment according to the present invention is as explained above, with some of the application examples of the present invention shown in the above described embodiment without the intention of limiting the technical scope of the present invention to specific structures of the above described embodiment.

[0100] Настоящая заявка притязает на приоритет на основе заявки на патент № 2010-168984, поданной в патентное ведомство Японии 28 июля 2010 года, и все содержание той заявки настоящим включено в данное описание изобретения по ссылке.[0100] This application claims priority on the basis of patent application No. 2010-168984 filed with the Japanese Patent Office on July 28, 2010, and the entire contents of that application are hereby incorporated by reference.

Claims

1. Биполярный электрод, содержащий: первый слой активного материала, сформированный включающим в себя первый активный материал на одной стороне токоотвода; и второй слой активного материала, сформированный включающим в себя второй активный материал с меньшей прочностью на сжатие, чем у первого активного материала, на другой стороне токоотвода, причем первый слой активного материала и второй слой активного материала подвергнуты обработке прессованием для регулирования плотности, при этом для уменьшения разности между удлинением первого слоя активного материала и удлинением второго слоя активного материала, являющейся результатом обработки прессованием для регулирования плотности, в по меньшей мере второй слой активного материала из первого слоя активного материала и второго слоя активного материала введен добавочный материал с большей прочностью на сжатие, чем у второго активного материала.1. A bipolar electrode comprising: a first layer of active material formed by including a first active material on one side of the collector; and a second layer of active material formed by incorporating a second active material with lower compressive strength than that of the first active material on the other side of the collector, the first layer of active material and the second layer of active material being subjected to a compression treatment to control density, reducing the difference between the elongation of the first layer of active material and the elongation of the second layer of active material resulting from compression processing to control the density, in enshey least a second active material layer of the first active material layer and the second active material layer introduced an additional material with a higher compressive strength than the second active material.

2. Биполярный электрод по п.1, при этом добавочный материал имеет больший диаметр частиц, чем второй активный материал.2. The bipolar electrode according to claim 1, wherein the additive material has a larger particle diameter than the second active material.

3. Биполярный электрод по п.1 или 2, при этом прочность на сжатие добавочного материала равна прочности на сжатие первого активного материала.3. The bipolar electrode according to claim 1 or 2, wherein the compressive strength of the additive material is equal to the compressive strength of the first active material.

4. Биполярный электрод по п.1 или 2, при этом прочность на сжатие добавочного материала больше, чем у первого активного материала.4. The bipolar electrode according to claim 1 or 2, wherein the compressive strength of the additive material is greater than that of the first active material.

5. Биполярный электрод по п.1 или 2, при этом сам добавочный материал может быть использован в качестве активного материала.5. The bipolar electrode according to claim 1 or 2, while the additive itself can be used as an active material.

6. Биполярная аккумуляторная батарея с использованием биполярного электрода по любому из пп.1-5.6. A bipolar battery using a bipolar electrode according to any one of claims 1 to 5.

7. Способ изготовления биполярного электрода, содержащий: процесс нанесения суспензии, включающей в себя первый активный материал, на одну сторону токоотвода; процесс нанесения на другую сторону токоотвода суспензии, полученной смешением второго активного материала с меньшей прочностью на сжатие, чем у первого активного материала, и добавочного материала с большей прочностью на сжатие, чем у второго активного материала; и процесс прессования токоотвода с нанесенными на обе его стороны суспензиями.7. A method of manufacturing a bipolar electrode, comprising: the process of applying a suspension, including the first active material, on one side of the collector; the process of applying to the other side of the collector of a suspension obtained by mixing the second active material with lower compressive strength than the first active material and additional material with greater compressive strength than the second active material; and the process of pressing a down conductor with suspensions deposited on both sides thereof.

8. Способ изготовления биполярного электрода по п.7, при этом диаметр частиц добавочного материала с большей прочностью на сжатие, чем у второго активного материала, задают равным расчетному значению толщины второго слоя активного материала.8. A method of manufacturing a bipolar electrode according to claim 7, wherein the particle diameter of the additive material with greater compressive strength than that of the second active material is set equal to the calculated thickness of the second layer of active material.

9. Биполярный электрод по п.1, при этом обработка прессованием для регулирования плотности применена к первому слою активного материала, сформированному на одной стороне токоотвода, и второму слою активного материала, сформированному на другой стороне токоотвода.9. The bipolar electrode according to claim 1, wherein the compression molding to adjust the density is applied to the first layer of active material formed on one side of the collector and the second layer of active material formed on the other side of the collector.

10. Биполярный электрод по п.1, при этом добавочный материал с большей прочностью на сжатие, чем у второго активного материала, введен только во второй слой активного материала. 10. The bipolar electrode according to claim 1, wherein the additional material with greater compressive strength than the second active material is introduced only into the second layer of active material.