WO2002043178A1 - Polymer electrolyte battery and method of producing same - Google Patents

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Takahiro Endo
Koichiro Kezuka
Kazuhito Hatta
Takayuki Kondo
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Definitions

  • the present invention relates to a polymer electrolyte battery including a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are wound with a polymer electrolyte interposed therebetween, and a method for manufacturing the same.
  • a polymer electrolyte battery including a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are wound with a polymer electrolyte interposed therebetween, and a method for manufacturing the same.
  • portable electronic devices have become smaller and lighter, batteries that supply power to these electronic devices have become smaller and thinner, irrespective of their use, such as driving and backup. Demands for weight reduction and the like are increasing.
  • a battery that satisfies such demands is a non-aqueous battery that includes a positive electrode and a negative electrode having an active material capable of reversibly inserting and removing lithium ions, a non-aqueous electrolyte, and has advantages such as high output and high energy density.
  • Water electrolyte batteries, so-called lithium batteries, have been developed and put into practical use. '
  • lithium-based batteries containing a polymer electrolyte as a non-aqueous electrolyte are characterized by excellent leakage resistance and high safety.
  • lithium-based batteries containing polymer electrolytes are lightweight and can be made thin, conventional batteries that can be designed in accordance with the shape and size of various electronic devices cannot be used. Has no features.
  • a battery element is formed by interposing a polymer electrolyte between a thin sheet-shaped positive electrode and a thin sheet-shaped negative electrode, and the battery element is made of aluminum foil as a core. It is only necessary to use a laminating film as the material for the exterior.
  • a portable electronic device 101 such as a mobile phone or a PDA
  • a flat polymer electrolyte battery 102 when a flat polymer electrolyte battery 102 is incorporated in an internal space having a curved surface, the electronic device 101 A useless gap 103 is generated between the housing and the flat polymer electrolyte battery 102, and the internal space of the electronic device 101 cannot be used efficiently.
  • the flat polymer electrolyte battery 102 has a flat battery element in which a polymer electrolyte is interposed between a thin sheet positive electrode and a thin sheet negative electrode. Even if the electrolyte battery 102 is curved, a desired curved shape cannot be maintained for a long time. In addition, the electrode active material layer may be cracked or peeled off from the current collector due to external force when the flat battery element is bent. For this reason, when the flat polymer electrolyte battery 102 is curved, there is a problem that the battery characteristics are significantly reduced.
  • a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are laminated with a polymer electrolyte interposed therebetween hereinafter, simply referred to as a flat battery element.
  • a method is disclosed in which a flat battery element is bent by thermocompression bonding with two rolls of different diameters. According to this method, the curved shape of the battery element is maintained, but since the shear stress due to the different-diameter roll is applied between the active material layer and the current collector, the cell resistance and the like increase, and the end of the stack electrode ends. There is a problem that a short circuit easily occurs in the battery and stable battery performance cannot be obtained.
  • a battery having a curved surface for example, a curved shape or a substantially semicircular shape, so as to adapt to the shape of the internal space of various electronic devices. Even so, it is an object of the present invention to provide a polymer electrolyte battery having a low possibility of electrode end short-circuiting and good battery characteristics, and a method for manufacturing the same.
  • a polymer electrolyte battery of the present invention includes a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are wound via a polymer electrolyte, and a cross section of the battery element perpendicular to a winding axis is curved. It is characterized by having a shape.
  • the polymer electrolyte battery according to the present invention configured as described above has a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are wound via a polymer electrolyte, and a cross section perpendicular to a winding axis has a curved shape.
  • the curved shape may be a shape having a flat portion at least partially.
  • the polymer electrolyte battery of the present invention includes a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are wound via a polymer electrolyte, and a cross section perpendicular to a winding axis of the battery element has a substantially semicircular shape.
  • the polymer electrolyte battery according to the present invention configured as described above has a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are wound via a polymer electrolyte, and a cross section perpendicular to a winding axis has a substantially semicircular shape. Therefore, compared to a polymer electrolyte battery in which a flat battery element is curved, the possibility of short-circuiting at the electrode end is extremely low, and the battery has good battery characteristics. Further, in the polymer electrolyte battery of the present invention, the substantially semicircular substantially arc-shaped portion may have a shape having a flat portion at least in part.
  • the method for producing a polymer electrolyte battery according to the present invention includes: a battery element forming step of forming a battery element formed by winding a positive electrode and a negative electrode through a polymer electrolyte; and a concave heater block having a curved concave surface.
  • a battery element formed by winding an electrode and a negative electrode through a polymer electrolyte is thermocompression-bonded between a concave heater block and a convex heater block to be formed into a curved shape. Therefore, according to the method for producing a polymer electrolyte battery according to the present invention, while the production process is simple, the electrode interface bonding property is improved, and the curved shape can be maintained for a long period of time. It is possible to manufacture a polymer electrolyte battery in which the possibility of a short circuit is reduced and the battery characteristics are well maintained.
  • the concave heater block having at least a part in the curved portion has a flat portion
  • the convex heater block having at least a portion in the curved portion has a flat portion.
  • the battery element may be thermocompression-bonded between them so that the cross section perpendicular to the winding axis of the battery element has a curved shape having a flat part at least in part.
  • the method for producing a polymer electrolyte battery of the present invention includes: a battery element forming step of forming a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are wound through a polymer electrolyte; and a concave heater block having a curved surface.
  • a battery element formed by winding a positive electrode and a negative electrode with a polymer electrolyte interposed therebetween is formed by combining a concave heater block with a flat heater block. It is formed into a substantially semicircular shape by thermocompression bonding in between. Therefore, according to the method for producing a polymer electrolyte battery according to the present invention, while the production process is simple, the electrode interface bonding property is improved, and a substantially semicircular shape can be maintained for a long period of time. It is possible to manufacture a polymer electrolyte battery in which the possibility of partial short-circuit is reduced and the battery characteristics are well maintained.
  • the four-type heater block having a flat portion in at least a part of the curved portion, and the flat-type heater book having a flat surface are described as follows.
  • the battery element is thermocompression-bonded, and is shaped so that the cross section perpendicular to the winding axis of the battery element has a substantially semicircular shape and a flat portion in at least a part of the substantially arcuate portion. Good.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing an electronic device in which a flat polymer electrolyte battery is incorporated.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a polymer electrolyte battery provided with a battery element having a curved cross section perpendicular to the winding axis.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a flat battery element.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a flat battery element.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an electronic device incorporating a polymer electrolyte battery including a battery element having a curved cross section perpendicular to the winding axis.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a battery element having a curved shape having a cross section perpendicular to the winding axis at least partially having a flat portion.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which a flat battery element is inserted between the concave heater block and the convex heater block.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a state in which the concave heater block and the convex heater block are clamped.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a state in which the concave heater block and the convex heater block are half-opened.
  • Fig. 10 shows a flat battery element inserted between a concave heater block having a flat flat portion in the center of a curved surface portion and a convex heater block having a flat flat portion in the center of the curved surface portion.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a polymer monoelectrolyte battery including a battery element having a cross section perpendicular to the winding axis having a substantially semicircular shape.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing an electronic device in which a polymer-electrolyte battery including a battery element having a substantially semicircular cross section perpendicular to the winding axis is incorporated.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a battery element whose cross section perpendicular to the winding axis has a flat part at least partially in a substantially arc-shaped part.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing a state where a flat battery element is inserted between the concave heater block and the flat heater block.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing a state in which the concave heater block and the flat heater block are clamped.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing a state where the DD type heater block and the flat type heater block are half-opened.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing a state in which a flat battery element is inserted between a concave heater block having a flat flat portion in the center of a curved surface portion and a flat heater block. is there.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION hereinafter, embodiments of a polymer electrolyte battery according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
  • a battery element 2 a having a curved cross section perpendicular to the winding axis is covered with a laminate film 3 made of an insulating material or the like, and the pressure is reduced. It is sealed.
  • the battery element 2a is obtained by winding a flat battery element 2b shown in FIG. 3 in which a positive electrode and a negative electrode are wound in a longitudinal direction via a polymer electrolyte layer, according to a molding method described later. It is formed so that the cross section perpendicular to is curved.
  • the battery element 2 b includes both a positive electrode 6 in which a positive electrode active material layer 5 is formed on both main surfaces of a positive electrode current collector 4 and a negative electrode current collector 7.
  • a polymer electrolyte layer 11 is provided.
  • the battery element 2 b has a positive electrode terminal 13 made of aluminum or the like at one end of the positive electrode current collector 4, and a copper or nickel material at one end of the negative electrode current collector 7, as shown in FIG. Negative terminal used 1 4 Are formed respectively.
  • the battery element 2 b is a battery element 2 a having a curved cross section perpendicular to the winding axis, and then leads the positive electrode terminal 13 and the negative electrode terminal 14 to the outside, It is housed in the above-mentioned laminator 3.
  • the positive electrode current collector 4 aluminum, titanium, an alloy thereof, or the like can be used. Further, the shape of the positive electrode current collector 4 can be a foil-like glass shape, a punching metal shape, a net shape, or the like. The thickness of the positive electrode current collector 4 is preferably 20 m or less.
  • the positive electrode active material layer 5 is formed by applying a positive electrode mixture slurry in which a positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a conductive material and a binder is dispersed in a solvent, on both main surfaces of the positive electrode current collector 4. It was formed as a result.
  • the positive electrode active material any of conventionally known positive electrode active material materials in this type of polymer electrolyte battery can be used, and for example, a composite oxide of lithium and a transition metal can be used.
  • the transition metal element only one L i C o 0 2 and L i N I_ ⁇ 2, L i M n L i A 1 ⁇ 2 etc. or containing, containing a transition metal element 2 or more L i N i 5 C 0 s the OL i N i C o 2 0 2 , etc. can be used.
  • the conductive material for example, a carbon material or the like can be used.
  • the binder for example, polyvinylidene fluoride or the like can be used.
  • the solvent for example, N-methylpyrrolidone or the like can be used.
  • the negative electrode current collector 7 for example, copper or the like can be used. Further, the shape of the negative electrode current collector 7 can be a foil-like glass shape, a punching metal shape, a net shape, or the like.
  • the negative electrode active material layer 8 is formed by applying a negative electrode mixture slurry obtained by dispersing a negative electrode mixture containing a negative electrode active material and a binder in a solvent on both main surfaces of the negative electrode current collector 7. It is a thing.
  • any of the conventionally known negative electrode active material materials for this type of polymer electrolyte battery can be used, for example, a lithium metal, a lithium alloy, a material capable of doping / dedoping lithium, or the like is used. it can.
  • a carbon material such as graphite, non-graphitizable carbon, and graphitizable carbon can be used.
  • Cokes pitch coke, natural tasting, petroleum coke
  • graphites graphites
  • glassy carbons graphites
  • organic polymer compound fired materials carbonized by firing phenolic resin or furan resin at an appropriate temperature
  • Carbon fiber activated carbon and the like
  • lithium as the doping / dedoping material capable, polymers such as polyacetylene and Poripi roll, the S n 0 2 oxides such like.
  • a conductive material may be added to the negative electrode mixture as needed.
  • a carbon material or the like can be used.
  • the binder for example, polyvinylidene fluoride or the like can be used.
  • the solvent for example, N-methylpyrrolidone and the like can be used.
  • any polymer electrolyte used in this type of nonaqueous electrolyte battery can be used, but it has a heat-fusing property or a thermosetting property.
  • a solid polymer electrolyte having high electrochemical stability or a gel electrolyte obtained by adding a plasticizer to the solid polymer electrolyte can be preferably used.
  • the gel electrolyte contains a non-aqueous solvent, an electrolyte salt, and a matrix polymer.
  • Non-aqueous solvents include carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, ⁇ -butyrolactone, dimethyl carbonate, getyl carbonate, ethyl methyl carbonate, dipropyl carbonate, ethyl propyl carbonate, and vinylene carbonate, and carbonates thereof.
  • a solvent or the like in which hydrogen has been replaced with halogen can be used.
  • These non-aqueous solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • electrolyte salt for example, L i PF s and L i C 1 L i CF 3 SO a, L i A s FL i BF 4, L i N (CF 3 SO a) 2, C 4 F 9 SO s L i etc. can be used.
  • electrolyte salts may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • the matrix polymer a polymer capable of appropriately holding a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving an electrolyte salt in a non-aqueous solvent and gelling the same is used.
  • Specific matrix polymers include polyvinylidene fluoride-polyethylene oxide, polypropylene oxide Polymers containing repeating units such as amide, polyacrylonitrile, polymethacrylonitrile, and the like can be used, but are not limited thereto.
  • a thermoplastic matrix polymer one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the matrix polymer a polymer obtained by crosslinking a monomer having one or more reactive unsaturated groups in a molecule in a non-aqueous electrolyte can be used.
  • the monomer having a reactive unsaturated group include acrylic acid, methyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, methoxetine acrylate, polyethylene glycol olenoacrylate, ethoxyxetyl methacrylate, and methoxethyl.
  • Methacrylate, glycidyl acrylate, acrylyl acrylate, acrylonitrile, ethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diatalylate, polyethylene glycol diatalylate, diethylene glycol dimethacrylate And the like, and those which are preferable from the viewpoint of reactivity and polarity can be used alone or in combination.
  • the present invention is not limited to these.
  • a method of polymerizing these monomers for example, a method using heat, ultraviolet rays, an electron beam, or the like can be adopted, but polymerization by heat, in which it is easy to integrally form the electrode layer / gel electrolyte layer, is most effective. Is
  • separator 12 a porous polyolefin nonwoven fabric or the like can be used.
  • the separator 12 it is preferable to appropriately insert the separator 12.
  • the positive electrode 6 and the negative electrode 9 are wound via the polymer monoelectrolyte layers 10 and 11, and the cross section perpendicular to the winding axis has a curved shape. Since the battery element 2a is provided, compared to a conventional polymer electrolyte battery in which a flat battery element is curved, the possibility of electrode end short-circuiting is extremely low, and the battery has good battery characteristics.
  • the polymer electrolyte battery 1 to which the present invention is applied as shown in FIG. 5, it is extremely easy to adapt the shape of the polymer electrolyte battery 1 to the shape of the internal space having the curved surface of the electronic device 20. As a result, the storage space efficiency of the polymer electrolyte battery 1 can be increased. As a result, the housing of electronic equipment and the The useless gap created between the battery and the electrolyte battery can be filled with the power generation element, which contributes to the diversification of the external shape of the electronic device 20 and the miniaturization thereof.
  • the cross section perpendicular to the winding axis of the battery element 2b has a curved shape
  • the present invention is not limited to this.
  • the cross section perpendicular to the winding axis of the battery element 2c can be formed in a bay shape having at least a part with a flat portion 50.
  • a manufacturing method for manufacturing the above-described polymer electrolyte battery 1 will be described.
  • a battery element forming step of forming a flat battery element 2b is performed.
  • the battery element 2b is thermocompression-bonded and molded, and a thermocompression molding step is performed to form the battery element 2a having a curved cross section perpendicular to the winding axis.
  • a sealing step of packaging the battery element 2a with the laminate film 3 and sealing under reduced pressure is performed.
  • the positive electrode 6 and the negative electrode 9 are wound around the polymer electrolyte layers 10 and 11 to form a flat battery element 2b.
  • a positive electrode mixture obtained by uniformly mixing a positive electrode active material, a conductive material, and a binder is dispersed in a solvent to prepare a positive electrode mixture slurry.
  • the positive electrode mixture slurry is uniformly applied on both surfaces of the positive electrode current collector 4 by, for example, a doctor blade method.
  • the coating film in a wet state is dried at a high temperature to remove the solvent, and the positive electrode active material layer 5 is formed.
  • a positive electrode terminal 13 is connected to one end of the positive electrode current collector 4 by spot welding, ultrasonic welding, or the like.
  • the positive electrode terminal 13 preferably extends in the same direction as the negative electrode terminal 14, but may be in any direction as long as no short circuit or the like occurs and there is no problem in battery performance.
  • the place of attachment and the method of attachment are not limited.
  • a negative electrode mixture prepared by uniformly mixing a negative electrode active material and a binder is dispersed in a solvent to prepare a negative electrode mixture slurry.
  • a conductive material may be added to the negative electrode mixture as needed.
  • the negative electrode mixture slurry is uniformly applied on both surfaces of the negative electrode current collector 7 by, for example, a doctor blade method or the like.
  • the wet coating film is dried at a high temperature to remove the solvent and form the negative electrode active material layer 8.
  • the negative electrode terminal 14 is connected to one end of the negative electrode current collector 7 by spot welding or ultrasonic welding.
  • the negative electrode terminal 14 is preferably in the same direction as the positive electrode terminal 13, but may be in any direction as long as no short circuit or the like occurs and there is no problem in battery performance. In addition, as long as the connection location of the negative electrode terminal 14 is in electrical contact, the location and method of attachment are not limited.
  • a polymer electrolyte solution containing a solvent such as dimethyl carbonate, a plasticizer, and a matrix polymer is applied on the positive electrode active material layer 5 and the negative electrode active material layer 8, and dimethyl carbonate is vaporized and removed.
  • the gel polymer electrolyte layers 10 and 11 are formed.
  • the strip-shaped positive electrode 6 on which the polymer electrolyte layer 10 is formed and the strip-shaped negative electrode 9 on which the polymer electrolyte layer 11 is formed are wound in the longitudinal direction via the separator 12 to obtain a flat shape.
  • the battery element 2b To obtain the battery element 2b.
  • the battery element 2b is thermocompression-bonded between a concave heater block having a curved concave surface and a convex heater block having a curved convex surface, and is wound around the winding axis of the battery element 2b. It is formed so that the vertical cross section has a curved shape.
  • thermocompression bonding the battery element 2b When thermocompression bonding the battery element 2b, first, as shown in FIG. 7, insert the flat battery element 2b between the concave heater block 21 and the convex heater block 22. . Next, as shown in FIG. 8, the concave heater block 21 and the convex heater block 22 are clamped, and the temperature and pressure of the heater blocks 21 and 22 are appropriately adjusted to perform thermocompression bonding.
  • the concave heater block 21 and the convex heater block 22 are opened, and the battery element 2a formed so that the cross section perpendicular to the winding axis has a curved shape. Release mold.
  • the battery element 2b As described above, by forming the flat battery element 2b by thermocompression bonding using the concave heater block 21 and the convex heater block 22, the battery element having a curved cross section perpendicular to the winding axis is formed. Get 2 a.
  • the entire battery element 2b is thermocompression-bonded using the concave heater block 21 and the convex heater block 22 so that the cross section perpendicular to the winding axis has a curved shape.
  • the battery element 2.a having a curved cross section perpendicular to the winding axis is sandwiched between the laminating films 3, and the outer periphery of the laminating film 3 is thermally fused under reduced pressure.
  • the flat battery element 2 b formed by winding the positive electrode 6 and the negative electrode 9 via the polymer electrolyte layers 10 and 11 is formed into a concave heater block.
  • the battery element 2b is thermocompression bonded using the convex heater block 22 and the battery element 2b is formed such that the cross section perpendicular to the winding axis has a curved shape. Therefore, according to the method of manufacturing the polymer electrolyte battery 1, the manufacturing process is simpler and the electrode interface bonding is simpler than in the case of manufacturing a conventional polymer electrolyte battery in which a flat battery element is curved.
  • the polymer electrolyte battery 1 has improved battery performance, can maintain a curved shape in a cross section perpendicular to the winding axis for a long time, reduces the possibility of short-circuiting at the electrode end, and maintains good battery characteristics. Can be manufactured.
  • the case where the battery element 2a formed so that the cross section perpendicular to the winding axis has a curved shape is covered with the laminate film 3 has been described.
  • the invention is not limited to this, and after the flat battery element 2 b is externally sealed with the laminate film 3, it is inserted between the concave heater block 21 and the convex heater block 22. Alternatively, it may be formed by thermocompression in the same manner as described above.
  • the battery element 2b is thermocompression-bonded between the concave heater book having the curved concave surface and the convex heater book having the curved convex surface.
  • the present invention is not limited to this.
  • a concave heater block 52 having a flat portion 51 in at least a part of a curved portion, and a convex heater having a flat portion 53 in at least a portion of a curved portion.
  • the battery element may be thermocompression-bonded to the block 54.
  • the battery element 2c obtained in this manner has a cross section perpendicular to the winding axis of the battery element 2c in a curved shape having a flat portion 50 at least partially.
  • At least one of the concave heater block 52 and the convex heater block 54 (here, the concave heater block 52) is provided with a silicon rubber sheet 55 on the surface facing the battery element 2c. .
  • the silicon rubber sheet 55 By arranging the silicon rubber sheet 55, heat and pressure can be uniformly applied to the battery element 2c.
  • a battery element 32 a having a substantially semicircular cross section perpendicular to the winding axis is made of an insulating material or the like. And is sealed under reduced pressure.
  • the polymer electrolyte battery 31 has the same configuration as the above-described polymer electrolyte battery 1 except that the polymer electrolyte battery 31 includes a battery element 32 a having a substantially semicircular cross section perpendicular to the winding axis. . Therefore, the same members as those of the above-described polymer electrolyte battery 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the positive electrode 6 and the negative electrode 9 are wound via the polymer electrolyte layers 10 and 11, and the cross section perpendicular to the winding axis is substantially semicircular. Since it has a battery element 32a, which has a shape, the possibility of electrode end short-circuiting is very low compared to a conventional polymer electrolyte battery in which a flat battery element is curved, and good battery characteristics are obtained. Have.
  • the shape of the polymer electrolyte battery 31 is adapted to the shape of the internal space having the curved surface of the electronic device 40.
  • the storage space efficiency of the polymer electrolyte battery 31 can be increased. As a result, it is possible to fill the useless gap, which has conventionally occurred between the housing of the electronic device and the flat polymer electrolyte battery, with the power generation element. Can contribute to
  • the present invention is not limited to this.
  • the cross section perpendicular to the winding axis of the battery element 32 c is substantially semicircular.
  • the shape may be a shape having a flat portion 60 in at least a part of the substantially arc-shaped portion.
  • a method of manufacturing the above-described polymer electrolyte battery 31 will be described.
  • a battery element forming step of forming a flat battery element 32 b is performed.
  • a thermocompression bonding step of thermocompression bonding the battery element 32b to form a battery element 32a having a substantially semicircular cross section perpendicular to the winding axis is performed.
  • a sealing step is performed in which the battery element 32 a is packaged with the laminate film 3 and sealed under reduced pressure.
  • the battery element forming step in the method for manufacturing the polymer electrolyte battery 31 is the same as the battery element forming step in the method for manufacturing the polymer battery 1 described above, and a description thereof will not be repeated.
  • the battery element 32b is thermocompression-bonded between a concave heater block having a curved concave surface and a flat heater block having a flat surface, and the battery element 32b is wound around the winding axis of the battery element 32b. It is formed so that the vertical cross section has a substantially semicircular shape.
  • thermocompression bonding the battery element 3 2b first, as shown in FIG. 14, a flat battery element 3 2b is placed between the concave heater block 41 and the flat heater block 42. Insert.
  • the concave heater block 41 and the flat heater block 42 are clamped, and the temperature and pressure of the heater blocks 41 and 42 are appropriately adjusted to perform thermocompression bonding.
  • the concave heater block 41 and the flat heater block 42 are opened, and the battery element 3 is formed so that the cross section perpendicular to the winding axis has a substantially semicircular shape. 2 Release a.
  • the entire battery element 32b is thermocompression-bonded using the concave heater block 41 and the flat heater block 42, and the cross section perpendicular to the winding axis has a substantially semicircular shape. It has excellent electrode interface bonding properties, A favorable electrode / electrolyte interface is formed for the disintegrated battery 31, and a battery element 32a capable of maintaining a substantially semicircular shape for a long period of time can be obtained.
  • the battery element 2a having a substantially semicircular cross section perpendicular to the winding axis is sandwiched between the laminating films 3, and the outer peripheral edge of the laminating film 3 is thermally fused under reduced pressure.
  • the battery element 3 2b formed by winding the positive electrode 6 and the negative electrode 9 through the polymer electrolyte layers 10 and 11 is formed into a concave heater block.
  • the battery element 32 b is thermocompression bonded using the flat heater block 42 and the flat heater block 42 so that the cross section perpendicular to the winding axis of the battery element 32 b has a substantially semicircular shape. Therefore, according to the method for producing the polymer electrolyte battery 31, the production process is simpler and the electrode is simpler than when a conventional polymer electrolyte battery in which a flat battery element is curved is produced.
  • a polymer electrolyte that has good interfacial bonding properties can maintain a substantially semicircular shape in a cross section perpendicular to the winding axis for a long time, reduces the possibility of short-circuiting at the electrode end, and maintains good battery characteristics.
  • Battery 31 can be manufactured.
  • the present invention is not limited to this, and after the flat battery element 32 b is externally sealed with the laminating film 3, the recessed heater block 41 and the flat heater block 42 are connected to each other. It may be inserted between them and formed by thermocompression bonding in the same manner as described above.
  • the battery element 32 a is thermally pressed between a concave heater block having a curved concave surface and a flat heater block, and the battery element 3 2
  • the battery element is thermocompression-bonded between a concave heater block 62 having a flat portion 61 in at least a part of a curved portion and a flat heater block 63. Is also good.
  • the battery element 32 c obtained in this manner has a substantially semicircular cross section perpendicular to the winding axis of the battery element 32 c, and at least a substantially arc-shaped portion.
  • the shape has a flat portion 60 partially.
  • a silicon rubber sheet 55 may be provided on one of the concave heater block 62 and the flat heater block 63 (here, the concave heater block 62) on the surface facing the battery element 32c. preferable. By disposing the silicon rubber sheet 64, heat and pressure can be uniformly applied to the battery element 32c.
  • each component of the positive electrode mixture 3 weight and powdered graphite 5 parts by weight of L i C O_ ⁇ 2 as 9 2 parts by weight and a conductive material as a cathode active material, a powdery polyvinylidene fluoride as a binder And part.
  • these components were dispersed in N-methylpyrrolidone to prepare a slurry-like positive electrode mixture.
  • the positive electrode mixture thus prepared is uniformly applied to both sides of a positive electrode current collector made of aluminum foil (with a thickness of 20 m), and then dried under reduced pressure at 100 ° C for 24 hours. As a result, a positive electrode active material layer was formed. Next, the positive electrode active material layer was pressure-formed using a roll press to obtain a positive electrode sheet. Next, this positive electrode sheet was cut out to produce a belt-like positive electrode having a length of 50 mm and a width of 300 mm. Note that an aluminum ribbon as a positive electrode lead was welded to a portion of the positive electrode current collector where the positive electrode active material was not applied.
  • each component of the negative electrode mixture 91 parts by weight of artificial graphite as a negative electrode active material and 9 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder as a binder were weighed. Next, these components were dispersed in N-methylpyrrolidone to prepare a slurry-like negative electrode mixture.
  • the negative electrode mixture prepared in this manner is uniformly applied to both sides of a negative electrode current collector made of copper foil (thickness: 15 ⁇ ), and then decompressed at 120 ° C for 24 hours. By drying, a negative electrode active material layer was formed. Next, the negative electrode active material layer was pressure-formed using a roll press to obtain a negative electrode sheet.
  • this negative electrode sheet was cut out to produce a strip-shaped negative electrode having a length of 52 mm and a width of 320 mm.
  • a nickel ribbon as a negative electrode lead was welded to a portion of the negative electrode current collector where the negative electrode active material was not applied.
  • plasticizer First, weighed as each component of the plasticizer, and 4 2. 5 parts by weight of 4 2 propylene carbonate. 5 parts by weight of ethylene carbonate as the non-aqueous solvent, and L i PF 5 to 1 5 parts by weight as an electrolyte salt was. These components were mixed to prepare a plasticizer.
  • each component of the polymer solution 30 parts by weight of a plasticizer, 10 parts by weight of poly (vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene), and 60 parts by weight of dimethyl carbonate were used. Weighed. Next, these components were mixed and dissolved to prepare a polymer electrolyte solution.
  • the polymer electrolyte solution prepared in this manner After applying the polymer electrolyte solution prepared in this manner on the positive electrode active material on both surfaces of the positive electrode and on the negative electrode active material on both surfaces of the negative electrode, the polymer electrolyte solution is allowed to stand at room temperature for 8 hours to vaporize dimethyl carbonate. By removal, a gel electrolyte layer (having a thickness of 100 m) was formed.
  • a belt-shaped positive electrode on which the gel electrolyte layer is formed and a belt-shaped negative electrode on which the gel electrolyte layer is formed are laminated via a separator made of porous polyolefin, and then wound in the longitudinal direction.
  • a separator made of porous polyolefin made of porous polyolefin
  • the flat battery element was sandwiched between outer packaging films, and the outer peripheral edge of the outer packaging film was heat-sealed under reduced pressure. As a result, the flat battery element was sealed in the exterior film.
  • the exterior film a film in which an aluminum foil was sandwiched between a pair of polyolefin resin films was used.
  • the flat battery element hermetically sealed in the outer film is then heated using a heat press equipped with a concave heater block and a convex heater block.
  • C temperature environment A polymer electrolyte battery having a curved cross section perpendicular to the winding axis was obtained by performing thermocompression bonding at 10 kgf Zcm 2 for 5 minutes below.
  • a flat battery element sealed in an exterior film is thermocompression-bonded using a heat press equipped with a concave hitch block and a flat heater block, and the cross section perpendicular to the winding axis is substantially semicircular.
  • a polymer monoelectrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the battery was molded so that
  • a polymer electrolyte battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the procedure was repeated.
  • the flat battery element sealed in the outer film is thermocompression-bonded using a heat press equipped with a pair of flat heater blocks so that the cross section perpendicular to the winding axis becomes substantially rectangular.
  • a polymer electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except for molding.
  • Example 1 Each of the polymer monoelectrolyte batteries of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1 produced as described above was subjected to a charge / discharge test to evaluate battery characteristics.
  • this charge / discharge cycle was repeated 500 times, and the discharge capacity after 500 cycles was measured. Then, the ratio of the discharge capacity after 500 cycles to the initial discharge capacity was determined, and this was defined as the discharge capacity retention rate.
  • Table 1 shows the above measurement results.
  • the polymer electrolyte batteries of Examples 1 to 4 have the same high discharge capacity and excellent cycle characteristics as the polymer electrolyte battery of Comparative Example 1.
  • a flat battery element in which a positive electrode and a negative electrode are wound via a polymer electrolyte is thermocompression-bonded by the above-described heat press machine, and is perpendicular to the winding axis. It was found that even when the battery element was formed into an innovative shape having a curved or substantially semicircular cross section, the battery characteristics were maintained well.
  • Industrial applicability The polymer electrolyte battery of the present invention has a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are wound via a polymer electrolyte, and has a battery element whose cross section perpendicular to the winding axis has a curved shape. As compared with the polymer electrolyte battery, the possibility of short-circuiting at the electrode end is very low, and the battery has good battery characteristics.

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Description

明細書 ポリマー電解質電池およびその製造方法 技術分野 本発明は、 正極と負極とがポリマー電解質を介して卷回されてなる電池素子を 備えるポリマー電解質電池およびその製造方法に関し、 特に電池素子の形状の改 良に関する。 景技術 近年、 携帯型電子機器の小型化、 軽量化に伴い、 これら電子機器に電力を供給 する電池に対しても、 駆動用やバックアップ用等という使用用途によらず、 小型 化や薄型化、 軽量化等の要求が高まっている。
このような要求を満たす電池として、 リチウムイオンを可逆的に脱挿入可能な 活物質を有する正極および負極と、 非水電解質とを備え、 高出力、 高エネルギー 密度などの利点を有している非水電解質電池、 いわゆるリチウム系電池が開発さ れ、 実用化されている。 '
特に、 非水電解質としてポリマー電解質を含有するリチウム系電池は、 耐漏液 性に優れており、 安全性が高いという特徴を有している。 また、 ポリマ一電解質 を含有するリチウム系電池は、 軽量であり、 薄型化が可能であるので、 各種電子 機器の形状やサイズに合わせてその電池形状を設計することができるという従来 の電池にはない特徴を有している。
例えば、 薄型で平板状のポリマー電解質電池を製造する場合、 薄いシート状の 正極と薄いシート状の負極との間にポリマー電解質を介在させて電池素子を形成 し、 この電池素子をアルミニウム箔を芯材とするラミネ一トフイルムで外装すれ ばよい。
近年、 各種電子機器の小型化をより図るために、 電子機器の内部空間を効率的 に使用する必要があり、 特に、 電子機器の電源となる電池の収納空間として、 曲 面を有する内部空間を利用することが求められている。
しかしながら、 例えば図 1に示すように、 携帯電話や P D A等の携帯型電子機 器 1 0 1において、 曲面を有する内部空間に平板状のポリマー電解質電池 1 0 2 を組み込む場合、 電子機器 1 0 1の筐体と平板状のポリマー電解質電池 1 0 2と の間に無駄な隙間 1 0 3が生じてしまい、 電子機器 1 0 1の内部空問を効率的に 使用することができない。
そこで、 これら隙間 1 0 3を効率的に使用する手法として、 電子機器 1 0 1が 有する内部空間の形状に合わせて、 平板状のポリマー電解質電池 1 0 2を湾曲さ せることが考えられる。
しかしながら、 平板状のポリマー電解質電池 1 0 2は、 薄いシート状の正極と 薄いシート状の負極との間にポリマー電解質を介在させた平板状の電池素子を有 しているため、 平板状のポリマー電解質電池 1 0 2を湾曲させても、 所望の湾曲 形状を長時間保持できない。 また、 平板状の電池素子を湾曲させる際の外力によ り、 電極活物質層がひび割れたり、 さらには、 集電体から剥離することがある。 このため、 平板状のポリマー電解質電池 1 0 2を湾曲させた場合、 電池特性が著 しく低下するという問題点がある。
そこで、 例えば特開平第 1 1— 3 0 7 1 3 0号公報では、 正極と負極とがポリ マー電解質を介して積層されてなる電池素子 （以下、 単に平板状の電池素子と称 する。 ） を、 2つの異径ロールで熱圧着させることにより、 平板状の電池素子を 湾曲させる方法が開示されている。 この方法によれば、 電池素子の湾曲形状が保 持されるが、 異径ロールによる剪断応力が活物質層と集電体との間にかかるため、 セル抵抗等が増大し、 スタック電極端部での短絡が起こりやすく、 安定した電池 性能を得られないという問題点がある。 また、 目的とする湾曲形状の曲率を得る ことが極めて困難であるばかりでなく、 セル厚み規制も大きいという問題がある。 発明の開示 本発明の目的は、 このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、 各種 電子機器が有する内部空間の形状に適応するように、 例えば湾曲形状または略半 円形状という曲面を有する電池とされていても、 電極端部短絡の可能性が低く、 電池特性が良好であるポリマー電解質電池およびその製造方法を提供することに ある。
上述の目的を達成するために、 本発明のポリマー電解質電池は、 正極と負極と がポリマー電解質を介して卷回されてなる電池素子を備え、 この電池素子の卷回 軸に垂直な断面が湾曲形状を有することを特徴とする。
以上のように構成される本発明に係るポリマー電解質電池は、 正極と負極とが ポリマー電解質を介して卷回されてなり、 卷回軸に垂直な断面が湾曲形状である 電池素子を有するので、 平板状の電池素子を湾曲させたポリマー電解質電池と比 較すると、 電極端部短絡の可能性が非常に低く、 良好な電池特性を有する。 また、 本発明のポリマー電解質電池において、 上記湾曲形状を、 少なくとも一部に平坦 部を有する形状とすることもできる。
また、 本発明のポリマー電解質電池は、 正極と負極とがポリマー電解質を介し て卷回されてなる電池素子を備え、 この電池素子の卷回軸に垂直な断面が略半円 形状を有することを特徴とする。
以上のように構成される本発明に係るポリマー電解質電池は、 正極と負極とが ポリマー電解質を介して卷回されてなり、 卷回軸に垂直な断面が略半円形状であ る電池素子を有するので、 平板状の電池素子を湾曲させたポリマー電解質電池と 比較すると、 電極端部短絡の可能性が非常に低く、 良好な電池特性を有する。 ま た、 本発明のポリマー電解質電池において、 上記略半円形状の略円弧状部分を、 少なくとも一部に平坦部を有する形状とすることもできる。
また、 本発明のポリマー電解質電池の製造方法は、 正極と負極とをポリマー電 解質を介して卷回してなる電池素子を形成する電池素子形成工程と、 湾曲した凹 面を有する凹型ヒータプロックと湾曲した凸面を有する凸型ヒータプロックとの 間にて電池素子を熱圧着し、 この電池素子の卷回軸に垂直な断面が湾曲形状とな るように成形する熱圧着成形工程とを備えることを特徴とする。
以上のように構成される本発明に係るポリマー電解質電池の製造方法では、 正 極と負極とをポリマー電解質を介して卷回してなる電池素子を、 凹型ヒータプロ ックと凸型ヒータブロックとの間にて熱圧着して湾曲形状に成形する。 したがつ て、 本発明に係るポリマー電解質電池の製造方法によれば、 製造プロセスが簡易 でありながらも、 電極界面接合性が良好となるとともに長期に亘り湾曲形状を保 持でき、 電極端部短絡の可能性が低減され、 電池特性が良好に維持されているポ リマ一電解質電池を製造することができる。
また、 本発明のポリマー電解質電池の製造方法では、 上記湾曲部内の少なく と も一部に平面部を有する凹型ヒータプロックと、 上記湾曲部内の少なく とも一部 に平面部を有する凸型ヒータプロックとの間にて上記電池素子を熱圧着し、 この 電池素子の卷回軸に垂直な断面が、 少なくとも一部に平坦部を有する湾曲形状と なるように成形してもよい。
また、 本発明のポリマー電解質電池の製造方法は、 正極と負極とをポリマー電 解質を介して卷回してなる電池素子を形成する電池素子形成工程と、 湾曲した囬 面を有する凹型ヒータブ口ックと平面を有する平面型ヒータプロックとの間にて 電池素子を熱圧着し、 この電池素子の卷回軸に垂直な断面が略半円形状となるよ うに成形する熱圧着成形工程とを備えることを特徴とする。
以上のように構成される本発明に係るポリマー電解質電池の製造方法では、 正 極と負極とをポリマー電解質を介して卷回してなる電池素子を、 凹型ヒータブ口 ックと平面型ヒータプロックとの間にて熱圧着して略半円形状に成形する。 した がって、 本発明に係るポリマー電解質電池の製造方法によれば、 製造プロセスが 簡易でありながらも、 電極界面接合性が良好となるとともに長期に亘り略半円形 状を保持でき、 電極端部短絡の可能性が低減され、 電池特性が良好に維持されて いるポリマー電解質電池を製造することができる。
—また、 本発明のポリマー電解質電池の製造方法では、 上記湾曲部内の少なく と も一部に平面部を有する四型ヒータブ口ックと、 平面を有する平面型ヒータブ口 ックとの阇にて上記電池素子を熱圧着し、 この電池素子の卷回軸に垂直な断面が、 略半円形状であり、 略円弧状部分の少なくとも一部に平坦部を有する形状となる ように成形してもよい。
本発明のさらに他の目的、 特徴や利点は、 後述する本発明の実施例や添付する 図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 図 1は、 平板状のポリマー電解質電池が組み込まれた電子機器を示す概略断面 図である。
図 2は、 卷回軸に垂直な断面が湾曲形状を有する 池素子を備えるポリマー電 解質電池を示す斜視図である。
図 3は、 扁平状の電池素子を示す模式図である。
図 4は、 扁平状の電池素子を示す要部断面図である。
図 5は、 卷回軸に垂直な断面が湾曲形状を有する電池素子を備えるポリマー電 解質電池が組み込まれた電子機器を示す概略断面図である。
図 6は、 卷回軸に垂直な断面が少なく とも一部に平坦部を有する湾曲形状を有 する電池素子を示す斜視図である。
図 7は、 凹型ヒータプロックと凸型ヒータプロックとの間に、 扁平状の電池素 子を挿入している状態を示す模式図である。
図 8は、 凹型ヒータプロックと凸型ヒータブロックとを型締めしている状態を 示す模式図である。
図 9は、 凹型ヒータブロックと凸型ヒータブロックとを片開きしている状態を 示す模式図である。
図 1 0は、 曲面部内の中央にブラットな平面部を有する凹型ヒータプロックと 曲面部内の中央にフラットな平面部を有する凸型ヒータブ口ックとの間に、 扁平 状の電池素子を挿入している状態を示す模式図である。
図 1 1は、 卷回軸に垂直な断面が略半円形状を有する電池素子を備えるポリマ 一電解質電池を示す斜視図である。
図 1 2は、 卷回軸に垂直な断面が略半円形状を有する電池素子を備えるポリマ 一電解質電池が組み込まれた電子機器を示す概略断面図である。
図 1 3は、 卷回軸に垂直な断面が略円弧状部分の少なく とも一部に平坦部を有 する電池素子を示す斜視図である。 図 1 4は、 凹型ヒータブロックと平面型ヒータプロックとの間に、 扁平状の電 池素子を挿入している状態を示す模式図である。
図 1 5は、 凹型ヒータブロックと平面型ヒータプロックとを型締めしている状 態を示す模式図である。
図 1 6は、 DD型ヒータブロックと平面型ヒータプロックとを片開きしている状 態を示す模式図である。
図 1 7は、 曲面部内の中央にフラ ットな平面部を有する凹型ヒータブ口ックと 平面型ヒータプロックとの間に、 扁平状の電池素子を挿入している状態を示す模 式図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明に係るポリマー電解質電池の実施の形態について、 図面を参照し て詳細に説明する。
本発明を適用したポリマー電解質電池 1は、 図 2に示すように、 卷回軸に垂直 な断面が湾曲形状を有する電池素子 2 aが、 絶縁材料等からなるラミネートブイ ルム 3で外装されて減圧封止されている。
電池素子 2 aは、 正極と負極とがポリマー電解質層を介して長手方向に卷回さ れてなる、 図 3に示す扁平状の電池素子 2 bを、 後述する成形方法にしたがって、 卷回軸に垂直な断面が湾曲形状となるように成形したものである。
電池素子 2 bは、 具体的には図 4に示すように、 正極集電体 4の両主面上に正 極活物質層 5がそれぞれ形成された正極 6と、 負極集電体 7の両主面上に負極活 物質層 8がそれぞれ形成された負極 9とを備え、 さらに、 正極活物質層 5上に形 成されるポリマー電解質層 1 0、 および負極活物質層 8上に形成されるポリマー 電解質層 1 1を備える。 そして、 ポリマー電解質層 1 0を備える正極 6と、 ポリ マー電解質層 1 1を備える負極 9とがセパレータ 1 2を介して積層されたのち、 長手方向に卷回されることにより、 電池素子 2 bが形成される。 また、 電池素子 2 bには、 図 3に示すように、 正極集電体 4の一端に、 アルミニウム等を用いた 正極端子 1 3と、 負極集電体 7の一端に、 銅やニッケル等を用いた負極端子 1 4 とがそれぞれ形成されている。
電池素子 2 bは、 図 2に示すように卷回軸に垂直な断面が湾曲形状を有する電 池素子 2 aとされた後、 正極端子 1 3および負極端子 1 4を外部に導出しつつ、 上述したラミネ一トフイノレム 3の内部に収納される。
正極集電体 4としては、 アルミニウムやチタン、 あるいはこれらの合金等を使 用できる。 また、 正極集電体 4の形状としては、 箔状ゃラス状、 パンチングメタ ル状、 網状等とすることが可能である。 なお、 正極集電体 4の厚みは、 2 0 m 以下であることが好ましい。
正極活物質層 5は、 正極活物質、 導電材および結着剤を含有する正極合剤を溶 剤中に分散させた正極合剤スラリ一を、 正極集電体 4の両主面上に塗布して形成 されたものである。
正極活物質としては、 この種のポリマー電解質電池において従来公知の正極活 物質材科を何れも使用可能であり、 例えば、 リチウムと遷移金属との複合酸化物 等を使用できる。 具体的には、 遷移金属元素を 1種類のみ含有する L i C o 0 2や L i N i〇2、 L i M n L i A 1◦ 2等や、 遷移金属元素を 2種類以上含有 する L i N i 5 C 0 s O L i N i C o 2 0 2等を使用できる。
導電材としては、 例えば炭素材料等を使用できる。 また、 結着剤としては、 例 えばポリフッ化ビニリデン等を使用できる。 また、 溶剤としては、 例えば N—メ チルピロリ ドン等を使用できる。
負極集電体 7としては、 例えば銅等を使用できる。 また、 負極集電体 7の形状 としては、 箔状ゃラス状、 パンチングメタル状、 網状等とすることが可能である。 負極活物質層 8は、 負極活物質および結着剤を含有する負極合剤を溶剤中に分 散させた負極合剤スラリーを、 負極集電体 7の両主面上に塗布して形成されたも のである。
負極活物質としては、 この種のポリマー電解質電池において従来公知の負極活 物質材料を何れも使用可能であり、 例えば、 リチウム金属やリチウム合金、 リチ ゥムをドープ/脱ドープ可能な材料等を使用できる。
リチウムをドープ z脱ドープ可能な材料としては、 例えばグラフアイ トゃ難黒 鉛化炭素、 易黒鉛化炭素等の炭素材料を使用でき、 具体的には、 熱分解炭素類や コークス類 （ピッチコークス、 ニートルコ一タス、 石油コークス） 、 黒鉛類、 ガ ラス状炭素類、 有機高分子化合物焼成体 （フエノール樹脂やフラン樹脂等を適当 な温度で焼成し、 炭素化したもの） 、 炭素繊維、 活性炭素等を使用できる。 さら に、 リチウムをドープ /脱ドープ可能な材料としては、 ポリアセチレンやポリピ ロール等の高分子、 S n 0 2等の酸化物等を使用できる。
この負極合剤中には、 必要に応じて導電材を加えても良い。 導電材としては、 例えば炭素材料等を使用できる。 また、 結着剤としては、 例えばポリフッ化ビニ リデン等を使用できる。 また、 溶剤としては、 例えば N—メチルピロリ ドン等を 使用できる。
ポリマー電解質層 1 0， 1 1を構成するポリマー電解質としては、 この種の非 水電解質電池において使用されるポリマー電解質であれば何れも使用可能である が、 熱融着性または熱硬化性を有し、 電気化学的安定性の高い高分子固体電解質、 またはこの高分子固体電解質に可塑剤を添加したゲル状電解質を好ましく使用で きる。
上記ゲル状電解質は、 非水溶媒、 電解質塩およびマトリクスポリマを含有して なるものである。
非水溶媒としては、 エチレンカーボネートやプロピレンカーボネート、 γ—プ チロラク トン、 ジメチルカーボネート、 ジェチルカーボネート、 ェチルメチルカ ーボネート、 ジプロピルカーボネート、 ェチルプロピルカーボネート、 ビニレン カーボネート等の炭酸エステル類、 またはこれら炭酸エステル類の水素をハロゲ ンに置換した溶媒等を使用できる。 これらの非水溶媒は、 単独で使用してもよく、 2種類以上を混合して使用してもよい。
電解質塩としては、 例えば、 L i P F sや L i C 1 L i C F 3 S O a、 L i A s F L i B F 4、 L i N ( C F 3 S O a ) 2、 C 4 F 9 S O s L i等を使用できる。 これらの電解質塩は、 1種類を単独で用いても良く、 2種類以上を混合して用い ることも可能である。
マトリックスポリマとしては、 非水溶媒に電解質塩を溶解してなる非水電解液 を適度に保持してゲル化しうるものを用いる。 具体的なマトリックスポリマとし ては、 ポリフッ化ビニリデンゃポリエチレンオキサイ ド、 ポリプロピレンォキサ イ ド、 ポリアク リ ロニ ト リル、 ポリメタク リロニト リル等を繰り返し単位に含む 高分子重合体を使用できるが、 これらに限定されるものではない。 このよ うな熱 可塑性のマトリックスポリマとしては、 1種類を単独で用いても良く、 2種類以 上を混合して用いることも可能である。
また、 マトリックスポリマとして、 分子内に 1個以上の反応性不飽和基を有す るモノマを非水電解液中で架橋させたものを用いることもできる。 反応性不飽和 基を有するモノマとしては、 例えば、 アクリル酸やアクリル酸メチル、 エトキシ ェチノレアク リ レー ト、 メ トキシェチノレアク リ レート、 ポリエチレングリ コーノレモ ノアクリレート、 ェトキシェチルメタクリレート、 メ トキシェチルメタクリ レー ト、 グリ シジルアタ リ レート、 アク リルァク リ レー ト、 アク リ ロニト リル、 ジェ チレンダリコールジァクリ レート、 トリエチレングリコールジアタリレート、 ポ リエチレングリ コールト リアタ リ レート、 ジエチレングリ コールジメタク リ レー ト等を使用でき、 反応性や極性などから好ましいものを単独または組み合わせて 使用できるが、 これらに限定されるものではない。 これらのモノマを重合する方 法として、 例えば、 熱や紫外線、 電子線等による手法を採ることができるが、 電 極層/ゲル電解質層を一体形成することが容易である熱による重合が最も有効で ある
セパレータ 1 2としては、 多孔質ポリオレフインゃ不織布等を使用できる。 特 に、 ポリマー電解質 1 0 , 1 1の隔膜性が低い場合、 セパレータ 1 2を適宜挿入 することが好ましい。
以上のように構成されるポリマー電解質電池 1は、 正極 6と負極 9とがポリマ 一電解質層 1 0 , 1 1を介して卷回されてなり、 卷回軸に垂直な断面が湾曲形状 である電池素子 2 aを備えるので、 平板状の電池素子を湾曲させてなる従来のポ リマー電解質電池と比較すると、 電極端部短絡の可能性が非常に低く、 良好な電 池特性を有する。
したがって、 本発明を適用したポリマー電解質電池 1によれば、 図 5に示すよ うに、 電子機器 2 0の曲面を有する内部空間の形状に、 ポリマー電解質電池 1の 形状を適応させることが極めて容易にできるので、 ポリマー電解質電池 1の収納 空間効率を高めることができる。 その結果、 従来、 電子機器の筐体と平板状ポリ マー電解質電池との間に生じていた無駄な隙間をも発電要素で満たすことが可能 となり、 電子機器 2 0の外形の多様化や小型化に貢献できる。
なお、 上述したポリマー電解質電池 1は、 電池素子 2 bの卷回軸に垂直な断面 が湾曲形状である場合について説明したが、 本発明はこれに限定されない。 例え ば図 6に示すように、 電池素子 2 cの卷回軸に垂直な断面が、 少なく とも一部に 平坦部 5 0を有する湾 形状とすることもできる。
次に、 上述したポリマー電解質電池 1を製造する製造方法について説明する。 このポリマー電解質電池 1を製造する際には、 先ず、 扁平状の電池素子 2 bを形 成する電池素子形成工程を行う。 次に、 電池素子 2 bを熱圧着して成形し、 卷回 軸に垂直な断面が湾曲形状を有する電池素子 2 aとする熱圧着成形工程を行う。 次に、 電池素子 2 aをラミネートフィルム 3で外装し、 減圧封止する封止工程を 行う。
電池素子形成工程では、 正極 6と負極 9とをポリマー電解質層 1 0 , 1 1を介 して卷回し、 扁平状の電池素子 2 bを形成する。
正極 6を作製するには、 まず、 正極活物質、 導電材および結着剤を均一に混合 してなる正極合剤を溶剤中に分散させ、 正極合剤スラリーを調製する。 ついで、 この正極合剤スラリ一を、 例えばドクターブレード法等により正極集電体 4の両 面上に均一に塗布する。 ついで、 湿潤状態の塗膜を高温で乾燥して溶剤を飛ばし、 正極活物質層 5を形成する。
ついで、 正極集電体 4の一端に、 スポッ ト溶接または超音波溶接等により、 正 極端子 1 3を接続する。 正極端子 1 3は、 負極端子 1 4と同一方向にでているこ とが好ましいが、 短絡等が起こらず、 電池性能にも問題が生じなければ何れの方 向としても良い。 また、 正極端子 1 3の接続箇所は、 電気的接触が取れているの であれば、 取り付ける場所、 取り付ける方法は限定されない。
負極 9を作製するには、 まず、 負極活物質おょぴ結着剤を均一に混合してなる 負極合剤を溶剤中に分散させ、 負極合剤スラリーを調製する。 この負極合剤中に は、 必要に応じて導電材を加えても良い。 ついで、 この負極合剤スラリーを、 例 えばドクターブレード法等により負極集電体 7の両面上に均一に塗布する。 つい で、 湿潤状態の塗膜を高温で乾燥して溶剤を飛ばし、 負極活物質層 8を形成する。 ついで、 負極集電体 7の一端に、 スポッ ト溶接または超音波溶接により、 負極 端子 1 4を接続する。 負極端子 1 4は、 正極端子 1 3と同一方向にでていること が好ましいが、 短絡等が起こらず、 電池性能にも問題が生じなければ何れの方向 としても良い。 また、 負極端子 1 4の接続箇所は、 電気的接触が取れているので あれば、 取り付ける場所、 取り付ける方法は限定されない。
ついで、 例えば炭酸ジメチル等の溶媒、 可塑剤およびマトリックスポリマを含 有するポリマー電解質溶液を、 正極活物質層 5上および負極活物質層 8上に塗布 した後、 炭酸ジメチルを気化させて除去することで、 ゲル状のポリマー電解質層 1 0 , 1 1を形成する。
そして、 ポリマー電解質層 1 0が形成された帯状の正極 6と、 ポリマー電解質 層 1 1が形成された帯状の負極 9とを、 セパレータ 1 2を介して長手方向に卷き 回すことにより、 扁平状の電池素子 2 bを得る。
熱圧着成形工程では、 湾曲した凹面を有する凹型ヒータプロックと湾曲した凸 面有する凸型ヒータブ口ックとの間にて電池素子 2 bを熱圧着し、 この電池素子 2 bの卷回軸に垂直な断面が湾曲形状となるように成形する。
電池素子 2 bを熱圧着する際には、 まず、 図 7に示すように、 凹型ヒータプロ ック 2 1と凸型ヒータブロック 2 2との間に、 扁平状の電池素子 2 bを揷入する。 ついで、 図 8に示すように、 凹型ヒータプロック 2 1と凸型ヒータプロック 2 2とを型締めし、 これらヒータプロック 2 1 , 2 2の温度および圧力を適宜調節 して熱圧着する。
ついで、 図 9に示すように、 凹型ヒータブロック 2 1と凸型ヒータプロック 2 2とを型開きし、 卷回軸に垂直な断面が湾曲形状となるように成形された電池素 子 2 aを離型する。
このように、 凹型ヒータプロック 2 1および凸型ヒータプロック 2 2を用いて 扁平状の電池素子 2 bを熱圧着して成形することにより、 卷回軸に垂直な断面が 湾曲形状である電池素子 2 aを得る。
この熱圧着成形工程では、 凹型ヒータプロック 2 1および凸型ヒータプロック 2 2を用いて電池素子 2 bの全体を熱圧着し、 卷回軸に垂直な断面が湾曲形状と なるように成形しているので、 優れた電極界面接合性を有し、 ポリマー電解質電 池 1にとつて良好な電極/電解質界面が形成され、 長期に亙り湾曲形状を保持で きる電池素子 2 aを得ることができる。
封止工程では、 卷回軸に垂直な断面が湾曲形状を有する電池素子 2 .aをラミネ 一トフイルム 3で挟み、 このラミネ一トフィルム 3の外周緣部を減圧下において 熱融着する。
これにより、 ラミネートフィルム 3中に、 電池素子 2 aが封入されたポリマー 電解質電池 1を得る。
以上の工程を備えるポリマー電解質電池 1の製造方法によれば、 正極 6と負極 9とをポリマー電解質層 1 0 , 1 1を介して卷回してなる扁平状の電池素子 2 b を、 凹型ヒータブロック 2 1と凸型ヒータプロック 2 2とを用いて熱圧着し、 こ の電池素子 2 bの卷回軸に垂直な断面が湾曲形状となるように成形している。 したがって、 ポリマー電解質電池 1の製造方法によれば、 平板状の電池素子を 湾曲させてなる従来のポリマー電解質電池を製造する場合と比較して、 製造プロ セスが簡易でありながらも、 電極界面接合性が良好となるとともに、 卷回軸に垂 直な断面において湾曲形状を長期に亘り保持でき、 電極端部短絡の可能性が低減 され、 電池特性が良好に維持されているポリマー電解質電池 1を製造することが できる。
なお、 上述したポリマー電解質電池 1の製造方法では、 卷回軸に垂直な断面が 湾曲形状となるように成形された電池素子 2 aをラミネ一トフイルム 3で外装す る場合について説明したが、 本発明はこれに限定されず、 扁平状の電池素子 2 b をラミネ一トフイルム 3で外装封止した後に、 凹型ヒータブ口ック 2 1と凸型ヒ 一タブ口ック 2 2との間に挿入し、 上述の方法と同様にして熱圧着して成形して もよい。
また、 上述したポリマー電解質電池 1の製造方法では、 湾曲した凹面を有する 凹型ヒータブ口ックと湾曲した凸面を有する凸型ヒータブ口ックとの間にて電池 素子 2 bを熱圧着し、 この電池素子 2 bの卷回軸に垂直な断面が湾曲形状となる ように成形する場合について説明したが、 本発明はこれに限定されない。 例えば 図 1 0に示すように、 湾曲部内の少なくとも一部に平面部 5 1を有する凹型ヒー タプロック 5 2と、 湾曲部内の少なくとも一部に平面部 5 3を有する凸型ヒータ プロック 5 4との間にて上記電池素子を熱圧着してもよい。 このようにして得ら れる電池素子 2 cは、 図 6に示すように、 電池素子 2 cの卷回軸に垂直な断面が、 少なくとも一部に平坦部 5 0を有する湾曲形状となる。
なお、 凹型ヒータブロック 5 2と凸型ヒータブロック 5 4の少なく とも一方 (ここでは凹型ヒータブロック 5 2 ) で、 電池素子 2 cと対向する面にシリ コン ラバーシート 5 5を配することが好ましい。 シリコンラバーシート 5 5を配する ことで、 電池素子 2 cに均一に熱と圧力を加えることができる。
つぎに、 本発明を適用した他のポリマー電池について説明する。
本発明を適用した他の実施の形態のポリマー電解質電池 3 1は、 図 1 1に示す ように、 卷回軸に垂直な断面が略半円形状を有する電池素子 3 2 aが、 絶縁材料 等からなるラミネートフイルム 3で外装されて減圧封止されている。
なお、 ポリマー電解質電池 3 1は、 卷回軸に垂直な断面が略半円形状を有する 電池素子 3 2 aを有すること以外は、 上述したポリマー電解質電池 1 と同様の構 成を有している。 したがって、 上述したポリマー電解質電池 1 と同一の部材に関 しては、 同符号を付することで説明を省略する。
以上のように構成されるポリマー電解質電池 3 1は、 正極 6と負極 9とがポリ マー電解質層 1 0 , 1 1を介して卷回されてなり、 卷回軸に垂直な断面が略半円 形状である電池素子 3 2 aを備えるので、 平板状の電池素子を湾曲させてなる従 来のポリマー電解質電池と比較すると、 電極端部短絡の可能性が非常に低く、 良 好な電池特性を有する。
したがって、 本発明を適用したポリマー電解質電池 3 1によれば、 図 1 2に示 すように、 電子機器 4 0の曲面を有する内部空間の形状に、 ポリマー電解質電池 3 1の形状を適応させることが極めて容易にできるので、 ポリマー電解質電池 3 1の収納空間効率を高めることができる。 その結果、 従来、 電子機器の筐体と平 板状ポリマー電解質電池との間に生じていた無駄な隙間をも発電要素で満たすこ とが可能となり、 電子機器 4 0の外形の多様化や小型化に貢献できる。
—なお、 上述したポリマー電解質電池 3 1は、 電池素子 3 2 aの卷回軸に垂直な 断面が半円形状である場合について説明したが、 本発明はこれに限定されない。 例えば図 1 3に示すように、 電池素子 3 2 cの卷回軸に垂直な断面が、 略半円形 状であり、 略円弧状部分の少なく とも一部に平坦部 6 0を有する形状とすること もできる。
次に、 上述したポリマー電解質電池 3 1を製造する製造方法について説明する このポリマー電解質電池 3 1を製造する際には、 先ず、 扁平状の電池素子 3 2 b を形成する電池素子形成工程を行う。 次に、 電池素子 3 2 bを熱圧着して成形し- 卷回軸に垂直な断面が略半円形状を有する電池素子 3 2 aとする熱圧着成形工程 を行う。 次に、 電池素子 3 2 aをラミネートフィルム 3で外装し、 減圧封止する 封止工程を行う。
なお、 ポリマー電解質電池 3 1の製造方法における電池素子形成工程について は、 上述したポリマー電池 1の製造方法における電池素子形成工程と同様である ので、 説明を省略する。
熱圧着形成工程では、 湾曲した凹面を有する凹型ヒータプロックと平面を有す る平面型ヒータプロックとの間にて電池素子 3 2 bを熱圧着し、 この電池素子 3 2 bの卷回軸に垂直な断面が略半円形状となるように成形する。
電池素子 3 2 bを熱圧着する際には、 まず、 図 1 4に示すように、 凹型ヒータ プロック 4 1と平面型ヒータブ口ック 4 2との間に、 扁平状の電池素子 3 2 bを 挿入する。
ついで、 図 1 5に示すように、 凹型ヒータプロック 4 1と平面型ヒータプロッ ク 4 2とを型締めし、 これらヒータプロック 4 1 , 4 2の温度および圧力を適宜 調節して熱圧着する。
ついで、 図 1 6に示すように、 凹型ヒータプロック 4 1と平面型ヒータブロッ ク 4 2とを型開きし、 卷回軸に垂直な断面が略半円形状となるように成形された 電池素子 3 2 aを離型する。
このように、 凹型ヒータブ口ック 4 1および平面型ヒータプロック 4 2を用い て扁平状の電池素子 3 2 bを熱圧着して成形することにより、 卷回軸に垂直な断 面が略半円形状である電池素子 3 2 aを得る。
この熱圧着成形工程では、 凹型ヒータブ口ック 4 1および平面型ヒータプロッ ク 4 2を用いて電池素子 3 2 bの全体を熱圧着し、 卷回軸に垂直な断面が略半円 形状となるように成形しているので、 優れた電極界面接合性を有し、 ポリマー電 解質電池 3 1にとつて良好な電極/電解質界面が形成され、 長期に亘り略半円形 状を保持できる電池素子 3 2 aを得ることができる。
封止工程では、 卷回軸に垂直な断面が略半円形状を有する電池素子 2 aをラミ ネートフイルム 3で挟み、 このラミネ一トフイルム 3の外周縁部を減圧下におい て熱融着する。
これにより、 ラミネー トフィルム 3中に、 電池素子 2 aが封入されたポリマー 電解質電池 1が得られる。
以上の工程を備えるポリマー電解質電池 3 1の製造方法によれば、 正極 6と負 極 9とをポリマー電解質層 1 0 , 1 1を介して卷回してなる電池素子 3 2 bを、 凹型ヒータプロック 4 1と平面型ヒータプロック 4 2とを用いて熱圧着し、 この 電池素子 3 2 bの卷回軸に垂直な断面が略半円形状となるように成形している。 したがって、 ポリマー電解質電池 3 1の製造方法によれば、 平板状の電池素子 を湾曲させてなる従来のポリマー電解質電池を製造する場合と比較して、 製造プ 口セスが簡易でありながらも、 電極界面接合性が良好となるとともに、 卷回軸に 垂直な断面において略半円形状を長期に亘り保持でき、 電極端部短絡の可能性が 低減され、 電池特性が良好に維持されているポリマー電解質電池 3 1を製造する ことができる。
なお、 上述したポリマー電解質電池 3 1の製造方法では、 卷回軸に垂直な断面 が略半円形状となるように成形された電池素子 3 2 aをラミネ一トフイルム 3で 外装する場合について説明したが、 本発明はこれに限定されず、 扁平状の電池素 子 3 2 bをラミネ一トフイルム 3で外装封止した後に、 凹型ヒータブ口ック 4 1 と平面型ヒータブ口ック 4 2との間に挿入し、 上述の方法と同様にして熱圧着し て成形してもよい。
また、 上述したポリマー電解質電池 3 1の製造方法では、 湾曲した凹面を有す る凹型ヒータプロックと平面型ヒータプロックとの間にて電池素子 3 2 aを熱圧 着し、 この電池素子 3 2 aの卷回軸に垂直な断面が半円形状となるように成形す る場合について説明したが、 本発明はこれに限定されない。 例えば図 1 7に示す ように、 湾曲部内の少なくとも一部に平面部 6 1を有する凹型ヒータプロック 6 2と、 平面型ヒータブ口ック 6 3との間にて上記電池素子を熱圧着してもよい。 このようにして得られる電池素子 3 2 cは、 図 1 3に示すように、 電池素子 3 2 cの卷回軸に垂直な断面が、 略半円形状であり、 略円弧状部分の少なく とも一部 に平坦部 6 0を有する形状となる。
なお、 凹型ヒータブ口ック 6 2と平面型ヒータプロック 6 3のどちらか一方 (ここでは凹型ヒータプロック 6 2 ) で電池素子 3 2 cと対向する面にシリコン ラバーシート 5 5を配することが好ましい。 シリコンラバーシート 6 4を配する ことで、 電池素子 3 2 cに均一に熱と圧力を加えることができる。
•実施例
以下、 本発明を適用したポリマー電解質電池を実際に作製した実施例、 および これら実施例と比較するために作製した比較例について、 具体的な実験結果に基 づいて説明する。
実施例 1
〔正極の作製〕
まず、 正極合剤の各成分として、 正極活物質として L i C o〇2を 9 2重量部と 導電材として粉状黒鉛を 5重量部と、 結着剤として粉状ポリフッ化ビニリデンを 3重量部とを抨取った。 ついで、 これら各成分を N—メチルピロリ ドン中に分散 させてスラリ一状の正極合剤を調製した。
このようにして調製した正極合剤を、 （厚み 2 0 mの） アルミニウム箔から なる正極集電体の両面に均一に塗布した後、 1 0 0 °Cの温度下で 2 4時間の減圧 乾燥することにより、 正極活物質層を形成した。 ついで、 ロールプレス機を用い て、 正極活物質層を圧力成形することにより正極シートとした。 ついで、 この正 極シートを切り出して、 縦： 5 0 m m , 横： 3 0 0 m mである帯状の正極を作製 した。 なお、 正極リードとしてアルミニウムリボンを、 正極集電体における正極 活物質の未塗布部分に溶接した。
〔負極の作製〕
まず、 負極合剤の各成分として、 負極活物質として人造黒鉛を 9 1重量部と、 結着剤として粉状ポリフッ化ビニリデンを 9重量部とを秤取った。 ついで、 これ ら各成分を N—メチルピロリ ドン中に分散させてスラリー状の負極合剤を調製し た。 このようにして調製した負極合剤を、 （厚み 1 5 μ πιの） 銅箔からなる負極集 電体の両面に均一に塗布した後、 1 2 0 °Cの温度下で 2 4時間の減圧乾燥するこ とにより、 負極活物質層を形成した。 ついで、 ロールプレス機を用いて、 負極活 物質層を圧力成形することにより負極シートとした。 ついで、 この負極シートを 切り出して、 縦： 5 2 m m、 横： 3 2 0 m mである帯状の負極を作製した。 なお、 負極リードとしてニッケルリボンを、 負極集電体における負極活物質の未塗布部 分に溶接した。
〔ポリマー電解質の作製〕
まず、 可塑剤の各成分として、 非水溶媒として炭酸エチレンを 4 2 . 5重量部 および炭酸プロピレンを 4 2 . 5重量部と、 電解質塩として L i P F 5を 1 5重量 部とを秤取った。 そして、 これら各成分を混合して可塑剤を調製した。
ついで、 ポリマー溶液の各成分として、 可塑剤を 3 0重量部と、 ポリ （ビニリ デンフルォロライ ド一 c o —へキサフルォロプロピレン） を 1 0重 fi部と、 炭酸 ジメチルを 6 0重量部とを秤取った。 ついで、 これら各成分を混合溶解して、 ポ リマー電解質溶液を調製した。
〔ポリマー電解質電池の作製〕
このようにして調製したポリマー電解質溶液を、 上記正極の両面の正極活物質 上および上記負極の両面の負極活物質上に塗布した後、 常温環境下に 8時間放置 し、 炭酸ジメチルを気化させて除去することで、 （厚み 1 0 0 mの） ゲル状電 解質層を形成した。
ついで、 ゲル状電解質層が形成された帯状の正極と、 ゲル状電解質層が形成さ れた帯状の負極とを、 多孔質ポリォレフィンからなるセパレータを介して積層し た後、 長手方向に卷き回すことにより、 扁平状の電池素子を得た。
ついで、 この扁平状の電池素子を外装フィルムで挟み、 この外装フィルムの外 周縁部を減圧下において熱融着した。 これにより、 扁平状の電池素子を外装ブイ ルム中に密封した。 なお、 外装フィルムとしては、 アルミニウム箔が一対のポリ ォレフィン樹脂フィルムに挟まれてなるものを使用した。
そして、 外装フィルム中に密封された扁平状の電池素子を、 凹型ヒータブロッ クと凸型ヒータプロックとを備えるヒートプレス機を用いて、 8 5。Cの温度環境 下で、 1 0 k g f Z c m 2で 5分間の熱圧着して成形することにより、 卷回軸に垂 直な断面が湾曲形状を有するポリマー電解質電池を得た。
実施例 2
外装フィルム中に密封された扁平状の電池素子を、 凹型ヒ一タブロ ックと平面 型ヒータブロックとを備えるヒートプレス機を用いて熱圧着し、 卷回軸に垂直な 断面が略半円形状となるように成形すること以外は実施例 1と同様にしてポリマ 一電解質電池を作製した。
実施例 3
外装フィルム中に密封された扁平状の電池素子を、 曲面部内の中央にフラッ ト な平面部を有し、 厚さ 1 m mのシリ コンラバーシートを貼り付けた凹型ヒーター プロックと、 曲面部内の中央にフラットな平面部を有する凸型ヒータープロック とを備えるヒー トプレス機を用いて熱圧着し、 卷回軸に垂直な断面が、 少なくと も一部に平坦部を有する湾曲形状となるように成形すること以外は実施例 1 と同 様にしてポリマー電解質電池を作製した。
実施例 4
外装フィルム中に密封された扁平状の電池素子を、 曲面部内の中央にフラット な平面部を有し、 厚さ 1 m mのシリ コンラバーシートを貼り付けた凹型ヒータ一 プロックと、 全面フラットな平板型ヒータープロックとを備えるヒートプレス機 を用いて熱圧着し、 卷回軸に垂直な断面が、 略円弧状部分の少なくとも一部に平 坦部を有する略半円形状となるように成形すること以外は実施例 1と同様にして ポリマー電解質電池を作製した。
比較例 1
外装フィルム中に密封された扁平状の電池素子を、 一対の平面型ヒータブ口ッ クを備えるヒートプレス機を用いて熱圧着し、 卷回軸に垂直な断面が略矩状とな るように成形すること以外は実施例 1と同様にしてポリマー電解質電池を作製し た。
以上のようにして作製した実施例 1、 実施例 2および比較例 1の各々のポリマ 一電解質電池に対して充放電試験を行い、 電池特性を評価した。 なお、 実施例 1、 実施例 2および比較例 1のポリマー電解質電池の理論容量は、 何れも 6 0 O m A hである。
<充放電試験 >
まず、 1 C ( 6 0 0 m A ) 、 4 . 2 Vの定電流定電圧充電を行った後、 1 Cの 3 Vカツトオフ定電流放電を行い、 初回放電容量を測定した。
ついで、 この充放電サイクルを 5 0 0回繰り返し、 5 0 0サイクル後の放電容 量を測定した。 そして、 初回放電容量に対する 5 0 0サイクル後の放電容量の比 率を求め、 これを放電容量維持率とした。
以上の測定結果を表 1に示す。
表 1
Figure imgf000020_0001
表 1より明らかなように、 実施例 1乃至実施例 4のポリマー電解質電池は、 比 較例 1のポリマー電解質電池と同等の高い放電容量および優れたサイクル特性を 有している。
したがって、 ポリマー電解質電池においては、 正極おょぴ負極がポリマー電解 質を介して卷回されてなる扁平状の電池素子が、 上述したようなヒートプレス機 により熱圧着されて、 卷回軸に垂直な断面が湾曲形状または略半円形状という画 期的な形状を有する電池素子に成形されていても、 電池特性が良好に維持される ことがわかった。 産業上の利用可能性 本発明のポリマー電解質電池は、 正極と負極とがポリマー電解質を介して巻回 されてなり、 巻回軸に垂直な断面が湾曲形状である電池素子を有するので、 平板 状の電池素子を湾曲させたポリマー電解質電池と比較すると、 電極端部短絡の可 能性が非常に低く、 良好な電池特性を有するものとなる。

Claims

請求の範囲
1 . 正極と負極とがポリマー電解質を介して卷回されてなる電池素子を備え、 こ の電池素子の巻回軸に垂直な断面が湾曲形状を有することを特徴とするポリマー 電解質電池。
2 . 上記湾曲形状の少なくとも一部に平坦部を有していることを特徴とする請求 の範囲第 1項記載のポリマー電解質電池。
3 . 上記ポリマー電解質は、 ゲル状電解質であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のポリマー電解質電池。
4 . 上記電池素子は、 ラミネートフィルムで外装されていることを特徴とする請 求の範囲第 1項記載のポリマー電解質電池。
5 . 正極と負極とがポリマー電解質を介して卷回されてなる電池素子を備え、 こ の電池素子の卷回軸に垂直な断面が略半円形状を有することを特徴とするポリマ 一電解質電池。
6 . 上記略半円形状の略円弧状部分の少なく とも一部に平坦部を有していること を特徴とする請求の範囲第 5項記載のポリマー電解質電池。
7 . 上記ポリマー電解質は、 ゲル状電解質であることを特徴とする請求の範囲第 5項記載のポリマー電解質電池。
8 . 上記電池素子は、 ラミネートフィルムで外装されていることを特徴とする請 求の範囲 5項記載のポリマー電解質電池。
9 . 正極と負極とをポリマー電解質を介して卷回してなる電池素子を形成する電 池素子形成工程と、
湾曲した凹面を有する凹型ヒータプロックと湾曲した凸面を有する凸型ヒータ プロックとの間にて上記電池素子を熱圧着し、 この電池素子の卷回軸に垂直な断 面が湾曲形状となるように成形する熱圧着成形工程とを備えることを特徴とする ポリマー電解質電池の製造方法。
1 0 . 上記熱圧着成形工程において、 上記湾曲部内の少なくとも一部に平面部を 有する凹型ヒータプロックと、 上記湾曲部内の少なくとも一部に平面部を有する 凸型ヒータプロックとの間にて上記電池素子を熱圧着し、 この電池素子の巻回軸 に垂直な断面が、 少なくとも一部に平坦部を有する湾曲形状となるように成形す ることを特徴とする請求の範囲第 9項記載のポリマー電解質電池の製造方法。
1 1 . 上記凹型ヒータブロックと ώ型ヒータプロックの少なく とも一方で、 上記 電池素子と対向する面に、 シリコンラバーフィルムが貼り付けられていることを 特徴とする請求の範囲第 9項記載のポリマー電解質電池の製造方法。
1 2 . 上記ポリマー電解質として、 ゲル状電解質を用いることを特徴とする請求 の範囲第 9項記載のポリマー電解質電池の製造方法。
1 3 . 上記電池素子をラミネ一トフイルムで外装することを特徴とする請求の範 囲第 9項記載のポリマー電解質電池の製造方法。
1 4 . 正極と負極とをポリマー電解質を介して卷回してなる電池素子を形成する 電池素子形成工程と、
湾曲した凹面を有する凹型ヒータプロックと平面を有する平面型ヒータプロッ クとの間にて上記電池素子を熱圧着し、 この電池素子の卷回軸に垂直な断面が略 半円形状となるように成形する熱圧着成形工程とを備えることを特徴とするポリ マー電解質電池の製造方法。
1 5 . 上記熱圧着成形工程において、 上記湾曲部内の少なく とも一部に平面部を 有する凹型ヒータプロックと、 平面を有する平面型ヒータプロックとの間にて上 記電池素子を熱圧着し、 この電池素子の卷回軸に垂直な断面が、 略半円形状であ り、 略円弧状部分の少なくとも一部に平坦部を有する形状となるように成形する ことを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載のポリマー電解質電池の製造方法。
1 6 . 上記凹型ヒータプロックと平面型ヒータプロックの少なくとも一方で、 上 記電池素子と対向する面に、 シリコンラバーフィルムが貼り付けられていること を特徴とする請求の範囲第 1 4項記載のポリマー電解質電池の製造方法。
1 7 . 上記ポリマー電解質として、 ゲル状電解質を用いることを特徴とする請求 の範囲第 1 4項記載のポリマー電解質電池の製造方法。
1 8 . 上記電池素子をラミネートフィルムで外装することを特徴とする請求の範 囲第 1 4項記載のポリマー電解質電池の製造方法。
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Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006012549A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Japan Storage Battery Co Ltd 電池
US7704633B2 (en) 2000-11-21 2010-04-27 Sony Corporation Polymer electrolyte battery
JP2010238403A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Nec Corp 電池及び電池の製造方法
JP2011517831A (ja) * 2008-03-12 2011-06-16 エルジー・ケム・リミテッド 湾曲した形状のバッテリーセル及びそれを使用するバッテリーパック
JP2012151110A (ja) * 2011-01-14 2012-08-09 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池およびその製造方法
JP2013004192A (ja) * 2011-06-13 2013-01-07 Hitachi Vehicle Energy Ltd 二次電池および電極群製造装置
CN103779614A (zh) * 2014-02-25 2014-05-07 杭州金色能源科技有限公司 一种弧形锂电池及其制作方法及其卷芯
CN104201423A (zh) * 2014-09-22 2014-12-10 广东国光电子有限公司 一种弧形锂离子电池制造方法
CN104521054A (zh) * 2012-08-22 2015-04-15 丰田自动车株式会社 二次电池的制造方法
JP2015537338A (ja) * 2013-02-05 2015-12-24 エルジー・ケム・リミテッド 段差構造を含む電池セル
JP2016502238A (ja) * 2013-02-13 2016-01-21 エルジー・ケム・リミテッド 丸い角部を含む電気デバイス
JP2016039133A (ja) * 2014-08-11 2016-03-22 三星エスディアイ株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ ＳＤＩ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． カーブド二次電池及びその製造方法
JP2016119290A (ja) * 2014-12-17 2016-06-30 セイコーインスツル株式会社 電気化学セルおよび携帯機器
US9478773B2 (en) 2012-03-16 2016-10-25 Lg Chem, Ltd. Battery cell of asymmetric structure and battery pack employed with the same
JP2016533611A (ja) * 2013-09-30 2016-10-27 エルジー・ケム・リミテッド 曲面構造の電池セル収納用トレイ
US9484560B2 (en) 2013-02-13 2016-11-01 Lg Chem, Ltd. Electric device having a round corner and including a secondary battery
US9548517B2 (en) 2012-04-05 2017-01-17 Lg Chem, Ltd. Battery cell of stair-like structure
US9620789B2 (en) 2012-03-08 2017-04-11 Lg Chem, Ltd. Battery pack of the stair-like structure
US9685679B2 (en) 2012-05-29 2017-06-20 Lg Chem, Ltd. Stepwise electrode assembly having variously-shaped corner and secondary battery, battery pack and device comprising the same
US9786874B2 (en) 2013-03-08 2017-10-10 Lg Chem, Ltd. Electrode having round corner
JP2017216205A (ja) * 2016-06-02 2017-12-07 株式会社オハラ 電気化学セル
US9954203B2 (en) 2013-03-08 2018-04-24 Lg Chem, Ltd. Stepped electrode group stack
US10026994B2 (en) 2012-11-13 2018-07-17 Lg Chem, Ltd. Stepped electrode assembly
JP2018519650A (ja) * 2015-07-03 2018-07-19 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池及びその製造方法
JP2018527721A (ja) * 2016-03-31 2018-09-20 エルジー・ケム・リミテッド 高柔軟性の電極アセンブリおよびこれを含む電池セル
JP2019040759A (ja) * 2017-08-25 2019-03-14 日立造船株式会社 全固体電池の製造方法
JP7517708B2 (ja) 2019-05-14 2024-07-17 テラワット テクノロジー インコーポレイテッド 円筒型電池プレスシステム及び円筒型電池セルの圧縮方法

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003019698A2 (en) * 2001-08-24 2003-03-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of manufacturing a lithium battery, a lithium battery and an electrical appliance
JP4097443B2 (ja) * 2002-03-27 2008-06-11 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
KR100889771B1 (ko) * 2002-12-14 2009-03-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 폴리머 전지 및, 그것의 제조 방법
US7971585B2 (en) * 2006-02-01 2011-07-05 Tilak Bommaraju Hydrogen elimination and thermal energy generation in water-activated chemical heaters
US20070272090A1 (en) * 2006-02-01 2007-11-29 Bommaraju Tilak V Hydrogen mitigation and energy generation with water-activated chemical heaters
US8205608B2 (en) * 2006-02-01 2012-06-26 Tilak Bommaraju Hydrogen elimination and thermal energy generation in water-activated chemical heaters
DE502007002834D1 (de) 2007-11-27 2010-03-25 Swissbatt Ag Batterie
KR100995076B1 (ko) 2008-12-30 2010-11-18 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR101199125B1 (ko) 2010-09-02 2012-11-09 삼성에스디아이 주식회사 벤딩영역을 갖는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR101382554B1 (ko) * 2010-09-06 2014-04-07 주식회사 엘지화학 휘어진 형상의 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩
US8735001B2 (en) * 2011-04-08 2014-05-27 Empire Technology Development Llc Gel formed battery
US8744593B2 (en) 2011-04-08 2014-06-03 Empire Technology Development Llc Gel formed battery
US8722228B2 (en) 2011-04-08 2014-05-13 Empire Technology Development Llc Moisture activated battery
KR101161136B1 (ko) * 2011-05-17 2012-06-29 주식회사 엘지화학 휘어진 형상의 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩
KR101251392B1 (ko) 2011-06-01 2013-04-05 주식회사 아모럭스 태양 전지 모듈 및 이를 갖는 태양 전지 가로등
EP2581010B1 (en) * 2011-10-12 2016-03-16 Black & Decker Inc. A battery - powered vacuum cleaner
US8679201B2 (en) * 2011-10-13 2014-03-25 Apple Inc. Increasing the stiffness of battery cells for portable electronic devices
US20130108907A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 Apple Inc. Curved battery cells for portable electronic devices
CN103579682B (zh) 2012-08-09 2015-09-30 华硕电脑股份有限公司 电池及其制作方法
KR101393530B1 (ko) 2012-11-21 2014-05-12 주식회사 엘지화학 노칭부를 포함하는 전극 시트
US9318733B2 (en) 2012-12-27 2016-04-19 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly of stair-like structure
CN103943885B (zh) * 2013-01-18 2016-03-23 威力新能源（吉安）有限公司 一种弯形软包锂离子充电电池的制作方法
US10686209B2 (en) * 2013-02-21 2020-06-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly, battery cell including the electrode assembly, and method of preparing the battery cell
CN103268961A (zh) * 2013-05-31 2013-08-28 深圳市格瑞普电池有限公司 叠片锂离子电池制备方法以及电池
CN103441307A (zh) * 2013-05-31 2013-12-11 深圳市格瑞普电池有限公司 叠片锂离子电池制备方法以及电池
CN103456997A (zh) * 2013-05-31 2013-12-18 深圳市格瑞普电池有限公司 叠片锂离子电池制备方法以及电池
CN103247825B (zh) * 2013-05-31 2016-01-13 深圳市格瑞普电池有限公司 一种叠片锂离子电池制备方法以及制成的电池
CN103296314A (zh) * 2013-05-31 2013-09-11 深圳市格瑞普电池有限公司 叠片锂离子电池制备方法以及电池
CN103337661A (zh) * 2013-05-31 2013-10-02 深圳市格瑞普电池有限公司 用于铝塑膜封装模具以及封装方法
CN105229838B (zh) * 2013-07-31 2018-01-19 株式会社Lg 化学 弯曲的电极堆和包括该电极堆的电池单体
KR101746790B1 (ko) * 2013-07-31 2017-06-13 주식회사 엘지화학 휘어진 형상의 보호회로모듈을 포함하는 전지팩
WO2015016465A1 (ko) * 2013-07-31 2015-02-05 주식회사 엘지화학 휘어진 형상의 전극 적층체 및 이를 포함하는 전지팩
DE102013013662A1 (de) 2013-08-16 2015-02-19 Audi Ag Sicherungsvorrichtung
CN103401024A (zh) * 2013-08-21 2013-11-20 广州丰江电池新技术股份有限公司 弧形电芯、弧形电池单体、弧形电池组合结构以及制作方法
EP2846379B1 (en) 2013-09-09 2018-11-14 Samsung Electronics Co., Ltd Electrode assembly and secondary battery including the same
US9912005B2 (en) * 2013-10-29 2018-03-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Method of manufacturing curved secondary battery
KR102221805B1 (ko) * 2013-10-29 2021-03-03 삼성에스디아이 주식회사 커브드 이차 전지의 제조 방법
KR102143624B1 (ko) * 2014-01-08 2020-08-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN103985829B (zh) * 2014-04-15 2016-08-17 惠州亿纬锂能股份有限公司 软包弧形电池折边工艺
TWI496332B (zh) * 2014-05-14 2015-08-11 Synergy Scientech Corp Curved battery and its making method
US9578146B2 (en) * 2014-07-08 2017-02-21 Htc Corporation Electronic assembly and electronic apparatus
KR102233779B1 (ko) 2014-09-17 2021-03-30 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN104319419A (zh) * 2014-11-10 2015-01-28 海宁兰博电源科技有限公司 一种高电压异形锂聚合物软包装电池
KR102235282B1 (ko) * 2014-11-19 2021-04-01 삼성에스디아이 주식회사 곡면을 갖는 이차 전지 제조 방법
KR101879911B1 (ko) * 2015-03-27 2018-07-18 주식회사 엘지화학 휘어진 형상의 전지셀 제조방법
JP6596504B2 (ja) 2015-06-23 2019-10-23 エルジー・ケム・リミテッド 湾曲型電極組立体の製造方法
KR20170010579A (ko) * 2015-07-20 2017-02-01 주식회사 엘지화학 이차전지의 제작방법
WO2017030369A1 (ko) * 2015-08-17 2017-02-23 주식회사 엘지화학 이차전지의 제작방법
JP6439645B2 (ja) * 2015-10-08 2018-12-19 株式会社村田製作所 電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム
US9837682B1 (en) * 2016-08-29 2017-12-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Variable layer thickness in curved battery cell
US10505232B2 (en) * 2016-12-30 2019-12-10 Microsoft Licensing Technology, LLC Stacked, rolled-electrode battery cell with y-axis bending
KR102242250B1 (ko) * 2017-07-18 2021-04-21 주식회사 엘지화학 전극 조립체 제조방법 및 전극 조립체 가압 장치
KR102270872B1 (ko) 2017-07-18 2021-07-01 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체, 그 전극 조립체를 포함하는 이차전지 및 그 전극 조립체의 제조 방법
KR102351243B1 (ko) * 2017-10-17 2022-01-17 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 제조용 지그
CN209822691U (zh) * 2019-04-25 2019-12-20 宁德新能源科技有限公司 一种电池
KR20210028509A (ko) * 2019-09-04 2021-03-12 주식회사 리베스트 커브드 전기화학 셀 및 그 제조 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06181069A (ja) * 1992-12-14 1994-06-28 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池
JPH08195204A (ja) * 1995-01-13 1996-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄型電池
JPH10199493A (ja) * 1997-01-10 1998-07-31 Japan Storage Battery Co Ltd 二次電池
JPH10302827A (ja) * 1997-04-24 1998-11-13 Nec Corp 角型電池の電極群の製造方法
JPH11162476A (ja) * 1997-11-28 1999-06-18 Hitachi Maxell Ltd 積層形電池
JPH11307130A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Toshiba Battery Co Ltd 湾曲した電池の製造方法
WO2000013252A1 (fr) * 1998-09-01 2000-03-09 Sony Corporation Procede de production d'un element electrolytique en gel non aqueux
JP2000294296A (ja) * 1999-04-09 2000-10-20 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2706214A (en) * 1953-10-01 1955-04-12 Burgess Battery Co Battery having seal-closure
US5188909A (en) * 1991-09-12 1993-02-23 Eveready Battery Co., Inc. Electrochemical cell with circuit disconnect device
CA2051611C (fr) * 1991-09-17 1996-01-23 Michel Gauthier Procede de preparation d'ensembles collecteurs-electrodes pour generateurs de films minces, ensembles collecteurs- electrodes et generateurs obtenus
US5549717A (en) * 1994-03-03 1996-08-27 Wilson Greatbatch Ltd. Method of making prismatic cell
TW342537B (en) * 1995-03-03 1998-10-11 Atochem North America Elf Polymeric electrode, electrolyte, article of manufacture and composition
US6632538B1 (en) * 1998-02-05 2003-10-14 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Sheet for cell and cell device
TW385558B (en) * 1998-01-05 2000-03-21 Voltec Pte Ltd A battery
JPH11213964A (ja) * 1998-01-21 1999-08-06 Sanyo Electric Co Ltd 薄型電池及びその製造方法
US6287719B1 (en) * 1998-06-15 2001-09-11 Eveready Battery Company, Inc. Battery including a non-aqueous multi-cell spiral-wound electrode assembly
JP2000024296A (ja) 1998-07-08 2000-01-25 Mashiro:Kk パチンコ機
JP4168498B2 (ja) 1998-10-23 2008-10-22 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
KR20000045100A (ko) * 1998-12-30 2000-07-15 고장면 고분자 전해질을 이용한 리튬이온 이차전지의제조방법
JP4385425B2 (ja) * 1999-02-19 2009-12-16 ソニー株式会社 固体電解質電池及びその製造方法
JP3596666B2 (ja) * 1999-12-14 2004-12-02 日本製箔株式会社 二次電池様外装材料の製造方法
KR100705070B1 (ko) * 1999-12-17 2007-04-06 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 폴리머 전지용 포장재료 및 그의 제조방법
EP1209094B1 (en) * 2000-03-08 2006-06-14 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Packaging material for polymer cell and process for producing the same
WO2002043178A1 (en) 2000-11-21 2002-05-30 Sony Corporation Polymer electrolyte battery and method of producing same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06181069A (ja) * 1992-12-14 1994-06-28 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池
JPH08195204A (ja) * 1995-01-13 1996-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄型電池
JPH10199493A (ja) * 1997-01-10 1998-07-31 Japan Storage Battery Co Ltd 二次電池
JPH10302827A (ja) * 1997-04-24 1998-11-13 Nec Corp 角型電池の電極群の製造方法
JPH11162476A (ja) * 1997-11-28 1999-06-18 Hitachi Maxell Ltd 積層形電池
JPH11307130A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Toshiba Battery Co Ltd 湾曲した電池の製造方法
WO2000013252A1 (fr) * 1998-09-01 2000-03-09 Sony Corporation Procede de production d'un element electrolytique en gel non aqueux
JP2000294296A (ja) * 1999-04-09 2000-10-20 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1244169A4 *

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7704633B2 (en) 2000-11-21 2010-04-27 Sony Corporation Polymer electrolyte battery
JP2006012549A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Japan Storage Battery Co Ltd 電池
US9385396B2 (en) 2008-03-12 2016-07-05 Lg Chem, Ltd. Battery cell of curved shape and battery pack employed with the same
JP2011517831A (ja) * 2008-03-12 2011-06-16 エルジー・ケム・リミテッド 湾曲した形状のバッテリーセル及びそれを使用するバッテリーパック
US8802261B2 (en) 2008-03-12 2014-08-12 Lg Chem, Ltd. Battery cell of curved shape and battery pack employed with the same
JP2010238403A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Nec Corp 電池及び電池の製造方法
JP2012151110A (ja) * 2011-01-14 2012-08-09 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池およびその製造方法
JP2013004192A (ja) * 2011-06-13 2013-01-07 Hitachi Vehicle Energy Ltd 二次電池および電極群製造装置
US9620789B2 (en) 2012-03-08 2017-04-11 Lg Chem, Ltd. Battery pack of the stair-like structure
US9478773B2 (en) 2012-03-16 2016-10-25 Lg Chem, Ltd. Battery cell of asymmetric structure and battery pack employed with the same
US9548517B2 (en) 2012-04-05 2017-01-17 Lg Chem, Ltd. Battery cell of stair-like structure
US9685679B2 (en) 2012-05-29 2017-06-20 Lg Chem, Ltd. Stepwise electrode assembly having variously-shaped corner and secondary battery, battery pack and device comprising the same
CN104521054A (zh) * 2012-08-22 2015-04-15 丰田自动车株式会社 二次电池的制造方法
US10026994B2 (en) 2012-11-13 2018-07-17 Lg Chem, Ltd. Stepped electrode assembly
JP2015537338A (ja) * 2013-02-05 2015-12-24 エルジー・ケム・リミテッド 段差構造を含む電池セル
US10014556B2 (en) 2013-02-05 2018-07-03 Lg Chem, Ltd. Battery cell including stepped structure
JP2016502238A (ja) * 2013-02-13 2016-01-21 エルジー・ケム・リミテッド 丸い角部を含む電気デバイス
US9484560B2 (en) 2013-02-13 2016-11-01 Lg Chem, Ltd. Electric device having a round corner and including a secondary battery
US9954203B2 (en) 2013-03-08 2018-04-24 Lg Chem, Ltd. Stepped electrode group stack
US9786874B2 (en) 2013-03-08 2017-10-10 Lg Chem, Ltd. Electrode having round corner
JP2016533611A (ja) * 2013-09-30 2016-10-27 エルジー・ケム・リミテッド 曲面構造の電池セル収納用トレイ
US10333115B2 (en) 2013-09-30 2019-06-25 Lg Chem, Ltd. Tray for curved surface-structured battery cell
CN103779614A (zh) * 2014-02-25 2014-05-07 杭州金色能源科技有限公司 一种弧形锂电池及其制作方法及其卷芯
US10446802B2 (en) 2014-08-11 2019-10-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Curved secondary battery and method of manufacturing the same
JP2016039133A (ja) * 2014-08-11 2016-03-22 三星エスディアイ株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ ＳＤＩ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． カーブド二次電池及びその製造方法
CN104201423A (zh) * 2014-09-22 2014-12-10 广东国光电子有限公司 一种弧形锂离子电池制造方法
JP2016119290A (ja) * 2014-12-17 2016-06-30 セイコーインスツル株式会社 電気化学セルおよび携帯機器
JP2018519650A (ja) * 2015-07-03 2018-07-19 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池及びその製造方法
US10541404B2 (en) 2015-07-03 2020-01-21 Lg Chem, Ltd. Secondary battery and manufacturing method thereof
JP2018527721A (ja) * 2016-03-31 2018-09-20 エルジー・ケム・リミテッド 高柔軟性の電極アセンブリおよびこれを含む電池セル
US12002922B2 (en) 2016-03-31 2024-06-04 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode assembly having high flexibility and battery cell including the same
JP2017216205A (ja) * 2016-06-02 2017-12-07 株式会社オハラ 電気化学セル
JP2019040759A (ja) * 2017-08-25 2019-03-14 日立造船株式会社 全固体電池の製造方法
JP7517708B2 (ja) 2019-05-14 2024-07-17 テラワット テクノロジー インコーポレイテッド 円筒型電池プレスシステム及び円筒型電池セルの圧縮方法

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Publication number Publication date
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