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      薄型蓄電裝置及其制造方法_5

      文檔序號:9617676閱讀:來源:國知局
      述粘合劑層17的表面的3處,然后,于100°C使其干燥 30分鐘,接著進行熱壓,由此形成了密度為1. 5g/cm3、干燥后的厚度為20. 1 μπι的負(fù)極活性 物質(zhì)層13。
      [0176] 接下來,通過在3處負(fù)極活性物質(zhì)層13的每一處上分別粘貼相同尺寸的聚酯粘貼 膠帶,從而將負(fù)極活性物質(zhì)層13遮蔽,然后,在進行了所述遮蔽一側(cè)的面上以2 μπι的厚度 涂布雙液固化型的烯烴系粘接劑(第二周緣粘接劑層)16,于100°C使其干燥15秒,接著, 進而在該第二周緣粘接劑上貼合厚度為25 μ m的未拉伸聚丙烯膜,在40°C的恒溫槽中放置 3天并進行熟化后,在與所述聚酯粘貼膠帶的外緣(負(fù)極活性物質(zhì)層13的外緣)相應(yīng)的位 置處只對未拉伸聚丙烯膜層切入切口,接著與聚酯粘貼膠帶一起將未拉伸聚丙烯膜(僅切 口的內(nèi)側(cè)部分;僅與粘貼膠帶對應(yīng)的區(qū)域)除去,由此使負(fù)極活性物質(zhì)層13的表面露出。
      [0177] 接下來,在從負(fù)極活性物質(zhì)層13的露出面的外緣向外5_的位置處沿著整周進行 剪切,由此制成了 3片尺寸為85mmX 54mm的負(fù)極側(cè)片體62 (參考圖:圖7)。
      [0178] 通過所述未拉伸聚丙烯膜形成的第二熱塑性樹脂層14的寬度為5_。
      [0179] (薄型蓄電裝置1的制成)
      [0180] 接下來,在上述正極側(cè)片體61和負(fù)極側(cè)片體62之間配置長85mmX寬54mmX厚 8 μπι的多孔質(zhì)的濕式隔膜21 (參考圖:圖7)。此時,正極側(cè)片體61以正極活性物質(zhì)層3存 在于隔膜21側(cè)的方式配置,并且負(fù)極側(cè)片體62以負(fù)極活性物質(zhì)層13存在于隔膜21側(cè)的 方式配置(參考圖:圖7)。
      [0181] 接著,在將隔膜21挾持于正極側(cè)片體61和負(fù)極側(cè)片體62之間的狀態(tài)下,利用一 對200°C的熱板以0. 2MPa的壓力從上下方將俯視下的4邊中的3邊擠壓3秒,進行熱密封, 由此將3邊密封接合。
      [0182] 接下來,在以等體積比配合有碳酸亞乙基酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯 (EMC)的混合溶劑中將六氟磷酸鋰(LiPF6)以lmol/L的濃度溶解,得到電解液。從未密封 處的1邊,使用注射器向上述隔膜21與正極活性物質(zhì)層3之間及隔膜21與負(fù)極活性物質(zhì) 層13之間分別注入0. 5mL的上述電解液后,進行真空密封,由此進行暫時密封。
      [0183] 之后,進行充電,直到產(chǎn)生4. 2V的電池電壓,使來自電極、隔膜等的氣體放出后, 以3. 0V的放電狀態(tài)且在0. 086MPa的減壓下,利用一對200°C的熱板以0. 2MPa的壓力從上 下方對未密封處的剩余1邊進行擠壓,進行熱密封3秒,由此將4邊完全密封接合,得到圖 1、2所示結(jié)構(gòu)的電池容量為20mAh的片狀薄型蓄電裝置(薄型模擬電池)1。
      [0184] <實施例2 >
      [0185] 作為負(fù)極部的第二金屬箱層,使用硬質(zhì)的不銹鋼箱(SUS304)來代替硬質(zhì)的銅箱, 除此之外,與實施例1同樣地得到圖1、2所示結(jié)構(gòu)的電池容量為20mAh的片狀薄型蓄電裝 置(薄型模擬電池)1。
      [0186] <實施例3 >
      [0187] 在實施例1中得到的正極側(cè)片體61上進一步設(shè)置如下的附加結(jié)構(gòu),除此之外,與 實施例1同樣地得到圖3、4所示結(jié)構(gòu)的電池容量為20mAh的片狀薄型蓄電裝置(薄型模擬 電池)1。
      [0188] 如下述那樣設(shè)置附加結(jié)構(gòu)。即,在實施例1中得到的正極側(cè)片體61的硬質(zhì)鋁箱 (第一金屬箱層)2的另一面(與形成有正極活性物質(zhì)層3-側(cè)為相反側(cè)的面)的中央部, 粘貼尺寸為5mmX5mm的聚酯粘貼膠帶從而進行遮蔽后,在進行了所述遮蔽一側(cè)的面的整 面上,以2 μ m的厚度涂布聚酯氨基甲酸酯系粘接劑(第三粘接劑層)41,于100°C使其干燥 15秒,接著在該第三粘接劑層41上貼合厚度為12 μ m的雙軸拉伸聚酯膜(第一絕緣樹脂膜 層)8,在40°C的恒溫槽中放置3天并進行熟化后,在與所述聚酯粘貼膠帶的外緣相應(yīng)的位 置處只對雙軸拉伸聚酯膜切入切口,接著與聚酯粘貼膠帶一起將該部分的雙軸拉伸聚酯膜 除去,在雙軸拉伸聚酯膜的中央部設(shè)置開口部8X,由此使硬質(zhì)鋁箱(第一金屬箱層)2的另 一面的中央部露出尺寸為5_X5mm的第一金屬露出部9,得到圖7所示的正極側(cè)片體61。
      [0189] 此外,同樣地,在實施例1中得到的負(fù)極側(cè)片體62的硬質(zhì)銅箱(第二金屬箱 層)12的另一面(與形成有負(fù)極活性物質(zhì)層13-側(cè)為相反側(cè)的面)的中央部,粘貼尺寸為 5mmX5mm的聚酯粘貼膠帶從而進行遮蔽后,在進行了所述遮蔽一側(cè)的面的整面上,以2 μπι 的厚度涂布聚酯氨基甲酸酯系粘接劑(第四粘接劑層)42,于100°C使其干燥15秒,接著 在該第四粘接劑層42上貼合厚度為12 μπι的雙軸拉伸聚酯膜(第二絕緣樹脂膜層)18,在 40°C的恒溫槽中放置3天并進行熟化后,在與所述聚酯粘貼膠帶的外緣相應(yīng)的位置處只對 雙軸拉伸聚酯膜切入切口,接著與聚酯粘貼膠帶一起將該部分的雙軸拉伸聚酯膜除去,在 雙軸拉伸聚酯膜的中央部設(shè)置開口部18X,由此使硬質(zhì)銅箱(第二金屬箱層)12的另一面的 中央部露出尺寸為5_X5mm的第二金屬露出部19,得到圖7所示的負(fù)極側(cè)片體62。
      [0190] 使用上述得到的正極側(cè)片體61、負(fù)極側(cè)片體62,與實施例1同樣地實施薄型蓄電 裝置的制成工序,由此得到圖3、4所示結(jié)構(gòu)的薄型蓄電裝置(薄型模擬電池)1。
      [0191] <比較例1>
      [0192] 首先,如下述那樣分別準(zhǔn)備層合外包裝材料151、152、正極極耳131、負(fù)極極耳 141〇
      [0193] (層合外包裝材料)
      [0194] 在厚度為20 μπι的軟質(zhì)鋁箱(以JIS H4160進行分類的A8021的軟質(zhì)鋁箱)的一 面上,隔著聚酯氨基甲酸酯系粘接劑貼合厚度為12 μπι的聚酯膜,在所述軟質(zhì)鋁箱的另一 面上,隔著聚烯烴系粘接劑貼合厚度為25 μ m的聚丙烯膜,接著在40°C的恒溫槽內(nèi)熟化3天 后,進行裁切,由此得到尺寸為85_X54mm的層合外包裝材料151、152。
      [0195] (正極極耳)
      [0196] 從距離硬質(zhì)鋁板(長40mm、寬3mm、厚500 μπι)(以JIS H4000進行分類的A1050 的硬質(zhì)鋁箱)的長度方向上的一端為5mm的位置開始向內(nèi)側(cè)的部分區(qū)域的兩面上,通過熱 封夾持由長l〇mm、寬5mm、厚50 μπι的馬來酸酐改性聚丙烯膜(熔點140°C、熔體流動速率 (melt flow rate ;MFR)為3. 0g/10分鐘)形成的絕緣膜132,得到圖10所示的正極極耳 131〇
      [0197] (負(fù)極極耳)
      [0198] 從距離鎳板(長40mm、寬3mm、厚500 μ m)的長度方向上的一端為5mm的位置開始 向內(nèi)側(cè)的部分區(qū)域的兩面上,通過熱封夾持由長l〇mm、寬5mm、厚50 μπι的馬來酸酐改性聚 丙烯膜(熔點140°C、熔體流動速率(MFR)為3. 0g/10分鐘)形成的絕緣膜142,得到圖10 所示的負(fù)極極耳141。
      [0199] (薄型蓄電裝置160的制成)
      [0200] 在長20cm、寬30cm、厚15 μπι的硬質(zhì)鋁箱(以JIS H4160進行分類的A1100的硬 質(zhì)鋁箱)的一面(的整面)上,涂布使作為粘合劑的聚偏氟乙烯(PVDF)溶解于溶劑二甲基 甲酰胺(DMF)而得的粘合劑溶液后,于KKTC使其干燥30秒,由此形成了干燥后的厚度為 0.5 μπι的粘合劑層。
      [0201] 將以鈷酸鋰為主要成分的正極活性物質(zhì)60質(zhì)量份、作為結(jié)合劑兼電解液保持劑 的聚偏氟乙烯(PVDF) 10質(zhì)量份、乙炔黑(導(dǎo)電材)5質(zhì)量份、N-甲基一 2-吡咯烷酮(NMP) (有機溶劑)25質(zhì)量份混煉分散,形成糊劑,將所得的糊劑涂布在所述硬質(zhì)鋁箱的粘合劑層 的表面上后,于100°C使其干燥30分鐘,接著進行熱壓,由此形成了密度為4. 8g/cm3、干燥 后的厚度為30. 2 μπι的正極活性物質(zhì)層,然后進行裁切,得到了尺寸為75mmX45mm的正極 122〇
      [0202] 在所述正極122中的活性物質(zhì)未涂布面(與形成有正極活性物質(zhì)層一側(cè)為相反 側(cè)的面)的長度方向上的一端部,重疊所述正極極耳131的長度方向上的一端部(安裝有 絕緣膜132 -側(cè)的一端部),利用超聲波熔接機將該重疊部分熔接(參見圖10 (A))。在圖 10(A)中,133為熔接固定部。
      [0203] 在長20cm、寬30cm、厚15 μπι的硬質(zhì)銅箱(以JIS H3100進行分類的C1100R的硬 質(zhì)銅箱)2的一面(的整面)上,涂布使作為粘合劑的聚偏氟乙烯(PVDF)溶解于溶劑二甲 基甲酰胺(DMF)而得的粘合劑溶液后,于KKTC使其干燥30秒,由此形成了干燥后的厚度為 0.5 μπι的粘合劑層。
      [0204] 將以碳粉為主要成分的負(fù)極活性物質(zhì)100質(zhì)量份、作為結(jié)合劑兼電解液保持劑的 聚偏氟乙烯(PVDF)5質(zhì)量份、六氟丙烯和馬來酸酐的共聚物10質(zhì)量份、乙炔黑(導(dǎo)電材)3 質(zhì)量份、N -甲基一 2 -吡咯烷酮(NMP)(有機溶劑)25質(zhì)量份混煉分散,形成糊劑,將所得 的糊劑涂布在所述硬質(zhì)銅箱的粘合劑層的表面上后,于l〇〇°C使其干燥30分鐘,接著進行 熱壓,由此形成了密度為1. 5g/cm3、干燥后的厚度為20. 1 μπι的負(fù)極活性物質(zhì)層,然后進行 裁切,得到了尺寸為75mmX 45mm的負(fù)極123〇
      [0205] 在所述負(fù)極123中的活性物質(zhì)未涂布面(與形成有負(fù)極活性物質(zhì)層一側(cè)為相反 側(cè)的面)的長度方向上的一端部,重疊所述負(fù)極極耳141的長度方向上的一端部(安裝有 絕緣膜142 -側(cè)的一端部),利用超聲波熔接機將該重疊部分熔接(參見圖10 (A))。在圖 10(A)中,143為熔接固定部。
      [0206] 接下來,如圖10 (A)所示,以在接合有正極極耳131的正極122和接合有負(fù)極極耳 141的負(fù)極123之間夾持隔膜121的方式進行層合配置,從而構(gòu)成了電極主體部110 (參見 圖10(B))。此時,以正極活性物質(zhì)層位于正極122的隔膜121側(cè)、且負(fù)極活性物質(zhì)層位于負(fù) 極123的隔膜121側(cè)的方式進行配置,并使正極極耳131和負(fù)極極耳141彼此位于左右相 反的位置,以使得上述極耳131、141不重合在一起(參見圖10 (B))。
      [0207] 接下來,如圖10(B)所示,在上下一對層合外包裝材料151、152之間配置所述電極 主體部110。此時,以層合外包裝材料151、152的聚丙烯膜(熱封層)位于內(nèi)側(cè)(電極主體 部110側(cè))的方式進行配置。
      [0208] 之后,在將電極主體部110夾持于上下一對層合外包裝材料151、152之間的狀態(tài) 下,利用一對200°C的熱板以0. 2MPa的壓力從上下方將俯視下的4邊中的3邊夾壓3秒,進 行熱密封,由此將3邊密封接合。
      [0209] 接下來,在以等體積比配合有碳酸亞乙基酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯 (EMC)的
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