鋰離子二次電池及鋰離子二次電池的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及鋰離子二次電池及鋰離子二次電池的制造方法。
[0002]本申請基于2013年10月31日在日本申請的特愿2013-227478號主張優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]—般地，鋰離子二次電池的結(jié)構(gòu)為，疊層構(gòu)成正極的電極板和構(gòu)成負(fù)極的電極板，并在它們之間加入固體、半固體或液體的電解質(zhì)，在使端子接頭突出的狀態(tài)下收容于外裝材料內(nèi)，再將其密封。而且，采用疊層體的外裝材料進(jìn)行的密封是在使端子接頭的前端從外裝材料突出的狀態(tài)下進(jìn)行(例如，專利文獻(xiàn)I)。
[0004]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2013-8691號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0008]但是，在現(xiàn)有鋰離子二次電池中，由于形成有疊層體和外裝材料的密封部之間的間隙即內(nèi)部空間，因此，對疊層體和外裝材料的密封部之間所形成的間隙所對應(yīng)的外裝材料的內(nèi)部進(jìn)行密封的密封部或者疊層體的尺寸相對變得很小。但是，為了可靠地防止電解液從外裝材料泄漏，必須不改變疊層體的大小而較大地設(shè)定所述外裝材料上的密封部的面積率。
[0009]在此，本發(fā)明鑒于上述技術(shù)問題，提供一種較大地設(shè)定外裝材料上的密封部的面積率的鋰離子二次電池及鋰離子二次電池的制造方法。
[0010]用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0011]本發(fā)明的鋰離子二次電池特征在于，其包括:
[0012]疊層體，其通過將具有端子接頭的電極板和半固體或固體狀的電解質(zhì)層交替疊層而成、以及
[0013]片狀的外裝材料，其在內(nèi)部收容有該疊層體且以使端子接頭的一部分突出的方式進(jìn)行密封，
[0014]在所述外裝材料上，與所述疊層體的端緣的至少一部分相鄰地設(shè)有密封所述疊層體的疊層體相鄰密封部。
[0015]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在所述端緣的至少一部分上有效地增大密封疊層體的密封部的面積。
[0016]本發(fā)明的特征在于，所述疊層體相鄰密封部遍及所述疊層體的端緣的全周并與該端緣相鄰設(shè)置。
[0017]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠遍及所述疊層體的端緣的全周地有效增大密封疊層體的密封部的面積。
[0018]本發(fā)明的特征在于，所述疊層體相鄰密封部遍及所述外裝材料的配置有所述疊層體的區(qū)域以外的所有區(qū)域而設(shè)置。
[0019]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠最有效地增大密封部的面積。
[0020]本發(fā)明的鋰離子二次電池的制造方法的特征在于，該方法包括:
[0021]疊層體形成工序，形成將具有端子接頭的電極板和半固體或固體狀的電解質(zhì)層交替疊層而成的疊層體；
[0022]密封工序，將所述疊層體夾入外裝材料中，使端子接頭的一部分從所述外裝材料突出，并且遍及所述疊層體的端緣的全周并與該端緣相鄰地密封所述疊層體。
[0023]根據(jù)該方法，只要包含配置有疊層體的區(qū)域及密封疊層體所必需的區(qū)域在內(nèi)，將外裝材料整體熔化層壓即可，因此能夠使鋰離子二次電池的密封更牢固，由此，提高了質(zhì)量的穩(wěn)定性和循環(huán)特性。
[0024]本發(fā)明的特征在于，所述密封工序包括:
[0025]第一密封工序，與所述疊層體的端緣的一部分相鄰地夾入形成脫氣空間的夾層紙，在所述外裝材料中，遍及所述疊層體和夾層紙的端緣的全周并與疊層體和夾層紙的端緣相鄰地密封所述疊層體和夾層紙；
[0026]第二密封工序，在所述第一密封工序之后，取出夾層紙進(jìn)行最終密封。
[0027]根據(jù)該方法，能夠除掉鋰離子二次電池的初始充電時可能產(chǎn)生的氣體。
[0028]本發(fā)明的特征在于，所述第一密封工序使用真空層壓機(jī)，輥或真空包裝機(jī)進(jìn)行。
[0029]根據(jù)該方法，能夠高效地進(jìn)行上述鋰離子二次電池的制造。
[0030]發(fā)明效果
[0031]根據(jù)本發(fā)明，其效果是，能夠提供一種可以有效地增大外裝材料的密封部的面積的鋰離子二次電池及鋰離子二次電池的制造方法。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明的第一實施方式所示的鋰離子二次電池的平面圖；
[0033]圖2是示出本發(fā)明的第一實施方式所示的鋰離子二次電池的正極板的平面圖；
[0034]圖3是示出本發(fā)明的第一實施方式所示的鋰離子二次電池的負(fù)極板的平面圖；
[0035]圖4是示意性地示出沿Y1-Y2線觀察圖1的鋰離子二次電池的狀態(tài)的剖面圖；
[0036]圖5是示出本發(fā)明第一實施方式所示的鋰離子二次電池的疊層體的平面圖；
[0037]圖6是示出本發(fā)明第一實施方式所示的鋰離子二次電池的制造工序的一部分的平面圖；
[0038]圖7是示出本發(fā)明的第一實施方式所示的鋰離子二次電池的平面圖。
[0039]標(biāo)記說明
[0040]I 鋰離子二次電池
[0041]2 正極板(電極板)
[0042]3 負(fù)極板(電極板)
[0043]13固體或凝膠狀的電解質(zhì)層
[0044]15疊層體
[0045]15a 端緣
[0046]16外裝材料
[0047]17夾層紙
[0048]P密封部
【具體實施方式】
[0049]下面，參照附圖對本發(fā)明的鋰離子二次電池及鋰離子二次電池的制造方法進(jìn)行說明。
[0050]圖1是示出通過本發(fā)明的一個實施方式的制造方法制造的鋰離子二次電池I的大致結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0051]如圖1所示，本發(fā)明的一個實施方式的制造方法的對象鋰離子二次電池I如下形成:將涂敷了電解液而形成了固體或凝膠狀的電解質(zhì)層(在本圖中未圖示)的正極板(電極板)2和涂敷了電解液而形成了固體或凝膠狀的電解質(zhì)層(在本圖中未圖示)的負(fù)極板(電極板)3進(jìn)行交替疊層，使端子接頭4從正極板2的端部7突出出來，并且，使端子接頭5從負(fù)極板3的端部11突出出來。
[0052]此外，也可以是如下形成:固體或凝膠狀的電解質(zhì)層形成在正極板2或負(fù)極板3的任意之一的兩面，并將正極板2、電解質(zhì)層、負(fù)極板3進(jìn)行交替疊層。
[0053]如圖2所示，正極板2使用集電體6，并在該集電體6上保留端部7而在兩面形成正極活性物質(zhì)層8，所述集電體6在大致長方形的一端形成有用于與端子接頭4進(jìn)行接合的區(qū)域即端部7，并由鋁箔構(gòu)成。
[0054]正極活性物質(zhì)層8例如是在集電體上涂敷將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電助劑、作為粘合劑的粘結(jié)劑分散于溶劑中而成的正極用漿料，并進(jìn)行干燥后而得到。
[0055]作為正極活性物質(zhì)，可以使用例如用通式LiMxOy (其中，M為金屬，X及y為金屬M和氧O的組成比)表示的金屬酸鋰化合物。具體地說，金屬酸鋰化合物可以使用鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。
[0056]導(dǎo)電助劑可以使用乙炔黑等，粘結(jié)劑可以使用聚偏氟乙烯等。
[0057]正極板2的端子接頭4設(shè)置為與端部7接合并向外方突出，例如可以由鋁等形成。
[0058]另外，如圖3所示，負(fù)極板3可以使用例如在大致長方形的一端形成有用于與端子接頭5進(jìn)行接合的區(qū)域即端部11且由銅(Cu)構(gòu)成的集電體10，在該集電體10上保留端部11并在兩面形成有負(fù)極活性物質(zhì)層12。
[0059]負(fù)極活性物質(zhì)層12例如是在集電體上涂敷將負(fù)極活性物質(zhì)、作為粘合劑的粘結(jié)劑、根據(jù)需要添加的導(dǎo)電助劑分散于溶劑中而成的負(fù)極用漿料，并進(jìn)行干燥后而得到。
[0060]負(fù)極活性物質(zhì)可以使用例如由碳粉末或石墨粉末等構(gòu)成的碳材料或鈦酸鋰等金屬氧化物。
[0061]粘結(jié)劑可以使用例如聚偏氟乙烯等，導(dǎo)電助劑可以使用乙炔黑等。
[0062]負(fù)極板3的端子接頭5設(shè)置為與端部11接合并向外方突出，例如可以由鎳等形成。
[0063]圖4所示的電解質(zhì)層13是涂敷在正極板2及負(fù)極板3這兩個極板的面上的液態(tài)電解質(zhì)發(fā)生凝膠化或固體化而成。該電解質(zhì)層13也可以涂敷在正極板2及負(fù)極板3的各一面上，但更優(yōu)選設(shè)置于兩面上。
[0064]此外，也可以是如下形成:固體或凝膠狀的電解質(zhì)層形成在正極板2或負(fù)極板3的任意之一的兩面上，并將正極板2、電解質(zhì)層、負(fù)極板3交替疊層。
[0065]電解質(zhì)層可以使用公知的電解質(zhì)。例如，可以使用由高分子基質(zhì)及非水電解質(zhì)液(即，非水溶劑及電解質(zhì)鹽)構(gòu)成并且凝膠化后在表面產(chǎn)生粘著性的材料來形成，或者，使用由高分子基質(zhì)及非水溶劑構(gòu)成的固體電解質(zhì)材料形成。另外，電解質(zhì)層可以具有在多孔體上擔(dān)載電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)。不管是哪種電解質(zhì)層，均優(yōu)選電解質(zhì)被涂敷在正極板2或負(fù)極板3上時具有粘著性。另外，優(yōu)選電解質(zhì)層形成不會從正極板2或負(fù)極板3的板面分離的自立膜。
[0066]作為高分子基質(zhì)，可以使用聚偏氟乙烯(PVDF)、六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、聚丙烯腈、聚亞烷基醚(聚氧化乙烯或聚環(huán)氧丙烷等)，還可以使用聚酯、多胺、聚磷腈、聚硅氧燒等。
[0067]非水溶劑可以如下制備:對于γ-丁內(nèi)酯等內(nèi)酯類化合物；碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等碳酸酯化合物；甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸乙酯等羧酸酯類化合物；四氫呋喃、二甲醚等醚類化合物；乙腈等腈類化合物；環(huán)丁砜等砜類化合物、二甲基甲酰胺等酰胺類化合物等，將它們單獨使用或?qū)煞N以上混合進(jìn)行制備。
[0068]另外，在電解液采用固體電解質(zhì)的情況下，可以將乙腈等腈類化合物；四氫呋喃等醚類化合物:二甲基甲酰胺等的酰胺類化合物，單獨使用或?qū)煞N以上混合來制備。
[0069]電解質(zhì)鹽沒有特別限定，可使用六氟磷酸鋰、過氯酸鋰、四氟化硼酸鋰等鋰鹽等。
[0070]在以上的技術(shù)方案下，依次疊層負(fù)極板3、固體或半固體的電解質(zhì)層13、正極板2，如圖5所示，使端子接頭4、5突出形成疊層體15。
[0071]作為圖4所示的外裝材料16，適合使用具有柔性的層壓薄膜(鋁箔和樹脂薄膜的復(fù)合材料即鋁層壓薄膜等)、SUS片材、水蒸氣阻隔膜等。
[0072]如圖1及圖4所示，外裝材料16形成為能夠內(nèi)包并密封疊層體15的大小。而且，外裝材料16包含沿著疊層體15的端緣15a、15a...且與疊層體15的端緣15a之間盡可能不形成間隙地鄰接的區(qū)域，且將配置有疊層體15的區(qū)域以外的大致全部區(qū)域(即，對向配置的片狀的外裝材料16、16可以互相直接抵接的區(qū)域)作為密封部P。
[0073]在此所謂盡可能不形成間隙地鄰接的區(qū)域，是指在加熱加壓至疊層體15的端緣15a時，隔著可能物理地產(chǎn)生的間隙而環(huán)繞疊層體15的端緣15a的區(qū)域。具體地說，本實