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二次电池及二次电池的制造方法

文献发布时间:2023-06-19 19:28:50


二次电池及二次电池的制造方法

技术领域

本技术涉及二次电池及二次电池的制造方法。

背景技术

近年来,提出了将正极及负极隔着隔膜交替层叠的层叠体作为电池元件的层叠型的二次电池(例如专利文献1)。

在层叠型的二次电池中,为了抑制层叠体中的隔膜、正极以及负极相互偏移,隔膜、正极以及负极相互通过热压接而固定。通过热压接相互固定的隔膜、正极以及负极的层叠体被插入袋状的外装部件,并在使电解液浸渗后进行密封,从而制造为二次电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2018-6266号公报

发明内容

在这样的层叠型的二次电池中,隔膜、正极以及负极被强力地压接,从而难以进行层叠体内部的脱气,有可能难以进行电解液向层叠体的浸渗。为此,期望一种能够更容易地进行层叠体内部的脱气的二次电池及二次电池的制造方法。

因此,期望提供一种能够在外装部件的密封时更容易地进行电池元件内部的脱气的二次电池及二次电池的制造方法。

本技术的一实施方式涉及的二次电池具备:外装部件,具有挠性;以及扁平形状的电池元件,收纳于外装部件的内部,电池元件通过隔着隔膜将正极及负极在电池元件的厚度方向上层叠而被设置,正极及负极为大致矩形形状的片材,电池元件具有压接区域和压接区域外的非压接区域,正极、负极以及隔膜在压接区域相互被压接,压接区域至少设置于大致矩形形状的周缘部的相互对置的位置。

另外,本技术的另一实施方式涉及的二次电池的制造方法包括以下工序:通过隔着隔膜层叠正极及负极而形成扁平形状的电池元件,正极及负极为大致矩形形状的片材;通过在压接区域将正极、负极以及隔膜相互压接,使电池元件具有压接区域和压接区域以外的非压接区域,压接区域至少设置于电池元件的大致矩形形状的周缘部的相互对置的位置;将电池元件收纳于具有挠性的外装部件的内部,并且除了开口以外将外装部件密封为袋状;从开口向外装部件的内部注入电解液;以及将开口密封。

根据本技术的一实施方式涉及的二次电池及二次电池的制造方法,在隔着隔膜将作为大致矩形形状的片材的正极及负极在厚度方向上层叠而得到的电池元件中,能够在至少设置于大致矩形形状的周缘部的相互对置的位置的压接区域将正极、负极以及隔膜相互压接。由此,本技术的一实施方式涉及的二次电池在外装部件的密封时,能够经由电池元件的压接区域以外的非压接区域更容易地进行脱气。

需要指出,本技术的效果未必限定于在此说明的效果,也可以是后述的本技术相关联的一系列效果中的任意的效果。

附图说明

图1是说明本技术的一实施方式涉及的二次电池的密封前的构成的立体图。

图2是说明本技术的一实施方式涉及的二次电池的密封中途的构成的立体图。

图3是说明正极的构成的俯视图。

图4是说明负极的构成的俯视图。

图5是示出本技术的一实施方式涉及的二次电池的制造方法的流程的流程图。

图6是示出本技术的一实施方式涉及的二次电池中的电池元件的构成例的俯视图。

图7是说明压接区域和非压接区域的区域大小的俯视图。

图8是示出本技术的一实施方式涉及的二次电池中的电池元件的另一构成例的俯视图。

图9是示出本技术的一实施方式涉及的二次电池中的电池元件的另一构成例的俯视图。

图10是示出作为本技术的一实施方式涉及的二次电池的应用例的一例的电池包的构成的框图。

图11A是示出实施例1的电池元件中的压接区域的配置的说明图。

图11B是示出实施例2的电池元件中的压接区域的配置的说明图。

图11C是示出实施例3的电池元件中的压接区域的配置的说明图。

图11D是示出实施例4的电池元件中的压接区域的配置的说明图。

图12A是示出实施例1的电池元件中的超声波探伤的结果的热图。

图12B是示出实施例2的电池元件中的超声波探伤的结果的热图。

图12C是示出实施例3的电池元件中的超声波探伤的结果的热图。

图12D是示出实施例4的电池元件中的超声波探伤的结果的热图。

具体实施方式

以下,参照附图对本技术涉及的一实施方式进行详细说明。需要指出,说明的顺序如下。

1.二次电池

1-1.概要

1-2.制造方法

1-3.技术特征

2.变形例

3.二次电池的用途

<1.二次电池>

(1-1.概要)

首先,参照图1至图4对本技术的一实施方式涉及的二次电池进行说明。

在此说明的二次电池是利用电极反应物质的嵌入和脱嵌得到电池容量的二次电池,具备正极、负极以及电解液。在二次电池中,为了防止在充电中途,电极反应物质在负极的表面析出,负极的充电容量大于正极的放电容量。即,负极的每单位面积的电化学容量大于正极的每单位面积的电化学容量。

电极反应物质为碱金属及碱土类金属等轻金属,但并无特别限定。碱金属为锂、钠以及钾等,碱土类金属为铍、镁以及钙等。

以下,列举电极反应物质为锂的情况为例。利用锂的嵌入和脱嵌得到电池容量的二次电池是所谓的锂离子二次电池,在锂离子二次电池中,锂以离子状态被嵌入及脱嵌。

图1是说明本技术的一实施方式涉及的二次电池1的密封前的构成的立体图。图2是说明本技术的一实施方式涉及的二次电池1的密封中途的构成的立体图。图3是说明正极20的构成的俯视图。图4是说明负极30的构成的俯视图。

如图1及图2所示,二次电池1具备外装部件40、电池元件10、正极布线200以及负极布线300。本实施方式涉及的二次电池1是将层压膜用作用于收纳电池元件10的外装部件40的二次电池。

在二次电池1中,电池元件10收纳于外装部件40的内部,并且在电池元件10上连接有正极布线200及负极布线300。

具体而言,片状的外装部件40通过使电池元件10载置于大致中央来进行折叠,并将电池元件10的外周熔接,从而能够将电池元件10收纳于内部。通过从外装部件40的内部向外部延伸的正极布线200及负极布线300各自形成从外部到电池元件10的电连接。

[外装膜]

外装部件40是具有挠性(或者柔软性)的片状的部件。外装部件40包括高分子材料及金属材料等中的任意一种或两种以上而构成。

具体而言,外装部件40是从内侧起依次层叠有熔接层、金属层以及表面保护层的三层的层压膜。熔接层是能够使用热熔接法等熔接的包括聚丙烯等高分子材料的高分子膜。金属层是包括铝等金属材料的金属箔。表面保护层是包括尼龙等高分子材料的高分子膜。需要指出,作为层压膜的外装部件40的层数没有特别限定,除了上述三层以外,也可以为单层、两层或四层以上。

电池元件10密封后的外装部件40具有用于使正极布线200突出的开口部和用于使负极布线300突出的开口部。用于使正极布线200突出的开口部及用于使负极布线300突出的开口部分别用密封剂密封。

[电池元件]

电池元件10是进行充放电反应的元件,收纳于外装部件40的内部。虽未图示,但电池元件10是通过使电解液浸渗于片状的正极及负极隔着隔膜交替层叠的层叠体而构成的。

如图3及图4所示,正极20及负极30是构成电池元件10的电极,被设置为矩形形状的片状。

如图3所示,正极20包括正极集电体21、形成于正极集电体21的单面或两面的正极活性物质层23以及与正极集电体21的端部接合的正极接片22。

正极集电体21是包括铝等金属材料的金属箔。正极活性物质层23包括嵌入和脱嵌锂的正极活性物质,正极活性物质包括含锂过渡金属化合物等含锂化合物中的任意一种或两种以上。含锂过渡金属化合物是包括锂和一种或两种以上的过渡金属元素作为构成元素的氧化物、磷酸化合物、硅酸化合物以及硼酸化合物等。正极活性物质层23也可以还包括正极粘结剂及正极导电剂等。正极接片22可以包括与正极集电体21相同的金属材料,也可以包括与正极集电体21不同的金属材料。具体而言,正极接片22与正极集电体21同样地包括铝等金属材料。正极接片22的一端与正极集电体21连接,正极接片22的另一端与正极布线200连接。

如图4所示,负极30包括负极集电体31、形成于负极集电体31的单面或两面的负极活性物质层33以及与负极集电体31的端部接合的负极接片32。

负极集电体31是包括铜等金属材料的金属箔。负极活性物质层33包括嵌入和脱嵌锂的负极活性物质,负极活性物质包括碳材料及金属系材料等中的任意一种或两种以上。碳材料为石墨等。金属系材料是包括能够与锂形成合金的金属元素及半金属元素中的任意一种或两种以上作为构成元素的材料,具体而言,包括硅及锡等。金属系材料可以为单质,可以为合金,可以为化合物,还可以为它们的两种以上的混合物。负极活性物质层33也可以还包括负极粘结剂及负极导电剂等。负极接片32可以包括与负极集电体31相同的金属材料,也可以包括与负极集电体31不同的金属材料。具体而言,负极接片32与负极集电体31同样地包括铜等金属材料。负极接片32的一端与负极集电体31连接,负极接片32的另一端与负极布线300连接。

需要指出,在正极集电体21之上形成有正极活性物质层23的面积比在负极集电体31之上形成有负极活性物质层33的面积小。这是为了使负极30的充电容量大于正极20的放电容量,从而防止充放电时锂在负极30的表面析出,防止正极20与负极30短路。具体而言,正极活性物质层23也可以形成于正极集电体21的除周缘部以外的中央部的区域,负极活性物质层33也可以扩展到负极集电体31的整面而形成。

隔膜(未图示)是介于正极20与负极30之间的绝缘性的多孔膜。隔膜能够一边防止正极20与负极30短路,一边使锂通过。隔膜包括聚乙烯等高分子材料中的任意一种或两种以上而构成。

电解液浸渗于正极20、负极30以及隔膜各自中,包括溶剂及电解质盐。溶剂包括碳酸酯系化合物、羧酸酯系化合物以及内酯系化合物等非水溶剂(有机溶剂)中的任意一种或两种以上。电解质盐包括锂盐等轻金属盐中的任意一种或两种以上。

(1-2.制造方法)

接着,参照图1、图2以及图5对本技术的一实施方式涉及的二次电池1的制造方法进行说明。图5是示出本技术的一实施方式涉及的二次电池1的制造方法的流程的流程图。

如图5所示,首先,制作电池元件10(S101)。具体而言,在制作正极20及负极30之后,将正极20及负极30隔着隔膜交替层叠,并通过热压接将正极20、负极30以及隔膜相互固定,从而制作层叠型的电池元件10。

具体而言,正极20及负极30能够使用以下的方法制作。

具体而言,首先,通过将正极活性物质与根据需要使用的正极粘结剂及正极导电剂等混合,制备正极合剂。接着,通过将正极合剂投入有机溶剂等中,制备糊状的正极合剂浆料。然后,通过将正极合剂浆料涂敷于正极集电体21的两面,形成正极活性物质层23。进而,通过使用辊压机等对正极活性物质层23进行压缩成型,能够制作在正极集电体21的两面形成有正极活性物质层23的正极20。需要指出,正极活性物质层23可以加热,也可以反复多次进行压缩成型。

另外,通过将负极活性物质与根据需要使用的负极粘结剂及负极导电剂等混合,制备负极合剂。接着,通过将负极合剂投入有机溶剂等中,制备糊状的负极合剂浆料。然后,通过将负极合剂浆料涂敷于负极集电体31的两面,形成负极活性物质层33。由此,能够制作在负极集电体31的两面形成有负极活性物质层33的负极30。需要指出,负极活性物质层33也可以进行压缩成型。

接着,将制得的电池元件10夹在片状的外装部件40内,如图2所示,通过热压接将与电池元件10的外周两边对应的密封部41熔接(S102)。由此,外装部件40成为能够将电池元件10收纳于内部的袋状结构。

需要指出,外装部件40也可以被热压接为与正极布线200及负极布线300从电池元件10突出的一侧不同的侧方侧D开口的袋状结构。正极布线200及负极布线300突出的一侧的熔接面积容易变小。为此,正极布线200及负极布线300突出的一侧优选在向外装部件40的内部注入电解液之前预先进行热压接。据此,二次电池1能够防止在向外装部件40的内部注入电解液后进行密封时对正极布线200及负极布线300突出的一侧施加高的内压。

接着,通过从侧方侧D向成为袋状结构的外装部件40的内部注入电解液(S103),使电解液浸渗于电池元件10。电解液能够通过将电解质盐投入溶剂并使电解质盐分散或溶解于溶剂中来进行制备。

然后,通过在真空减压下搁置注入有电解液的外装部件40,进行浸渗有电解液的电池元件10的脱气(S104)。

接着,通过热压接将包括作为外装部件40的开口的侧方侧D的外周全面熔接(S105)。由此,能够将电池元件10完全密封于外装部件40的内部。

进而,在经过电解液充分浸渗于电池元件10的时间之后,通过超声波探伤判定制得的二次电池1是否合格(S106)。

通过以上的工序,能够制作本实施方式涉及的二次电池1。

在此,如上所述,层叠型的电池元件10构成为:通过热压接将正极20、负极30以及隔膜相互固定,以免在后段的工序中正极20、负极30以及隔膜相互偏移。然而,在电池元件10中,通过热压接固定的区域越大,越难以从电池元件10的内部脱气。在外装部件40密封后气体残留于电池元件10中的情况下,将会导致二次电池1的电池特性降低,因而在电池元件10中,一面抑制正极20、负极30以及隔膜偏移、一面从电池元件10可靠地进行脱气是重要的。

本实施方式涉及的二次电池1是鉴于上述情况而完成的。本实施方式涉及的二次电池1在层叠型的电池元件10中,在特定的区域使正极20、负极30以及隔膜相互压接,从而能够兼顾正极20、负极30以及隔膜的固定和从电池元件10脱气的容易性。以下对这样的本实施方式涉及的二次电池1的技术特征进行详述。

(1-3.技术特征)

接着,参照图6至图9对本实施方式涉及的二次电池1的技术特征进行说明。图6是示出本实施方式涉及的二次电池1中的电池元件10的构成例的俯视图。图7是说明压接区域11和非压接区域12的区域大小的俯视图。图8及图9是示出本实施方式涉及的二次电池1中的电池元件10的其他构成例的俯视图。

如图6所示,层叠型的电池元件10通过将大致矩形形状的正极20及负极30隔着隔膜层叠而构成,电池元件10在设置于大致矩形形状的周缘部的相互对置的位置的压接区域11被相互热压接。另外,矩形形状的电池元件10的压接区域11以外的区域成为未进行热压接的非压接区域12。压接区域11作为相对于非压接区域12在电池元件10的厚度方向上凹陷1μm~20μm的凹部即压痕而被确认。

据此,电池元件10能够在大致矩形形状的周缘部的至少两点固定相互层叠的正极20、负极30以及隔膜,因而能够防止正极20、负极30以及隔膜偏移。另外,电池元件10能够在大致矩形形状的周缘部设置未进行热压接而气体容易穿过的非压接区域12,因而能够经由非压接区域12对电池元件10的内部进行脱气。

具体而言,在二次电池1的制作工序中从电池元件10的大致矩形形状的侧方侧D注入电解液、并使电池元件10内部的气体从侧方侧D脱气的情况下,压接区域11也可以呈带状地设置于设置有正极接片22及负极接片32的电池元件10的大致矩形形状的上端侧和与上端侧相反一侧的下端侧。据此,电池元件10在上端部及下端部的压接区域11处被固定,并且能够面向脱气方向的侧方侧D设置非压接区域12,因而能够容易地从非压接区域12释放内部的气体。

更具体而言,压接区域11也可以设置为岛状,以使在与向袋状结构的外装部件40注入电解液及从电池元件10进行脱气的侧方侧D对置的大致矩形形状的边存在非压接区域12。据此,电池元件10能够从电池元件10的中央部至进行脱气的侧方侧D为止设置气体容易穿过的非压接区域12作为脱气路径,因而能够更容易地进行脱气。

需要指出,在从电池元件10进行脱气的侧方侧D,在向外装部件40注入电解液之后对外装部件40进行热压接。为此,侧方侧D的外装部件40的密封部41包含电解液。因此,二次电池1能够通过利用热压接而熔接的密封部41是否包含电解液来对向外装部件40注入电解液及从电池元件10进行脱气的侧方侧D进行辨别。

另外,如图7所示,优选在电池元件10的大致矩形形状的一边,压接区域11的宽度pw的合计比非压接区域12的宽度nw短。电池元件10通过将气体容易穿过的非压接区域12的宽度nw设置得比压接区域11的宽度pw大,能够更容易地进行脱气。优选压接区域11的宽度pw在电池元件10的大致矩形形状的至少任一边比非压接区域12的宽度nw短,特别是,更优选在从电池元件10进行脱气的侧方侧D的一边比非压接区域12的宽度nw短。

进一步优选压接区域11的宽度pw的合计为电池元件10的大致矩形形状的一边的长度的65%以下。即,进一步优选非压接区域12的宽度nw为电池元件10的大致矩形形状的一边的长度的35%以上。在这样的情况下,如后述的实施例所示,电池元件10能够充分地进行脱气,因而能够减少电池元件10内部的残留气体。因此,二次电池1能够抑制在电池元件10中产生未浸渗电解液的空隙,因而能够抑制二次电池1的电池特性降低。

在本实施方式涉及的二次电池1中,电池元件10中的压接区域11的配置并不限定于图6中例示的配置。压接区域11也可以如图8及图9所示在电池元件10的大致矩形形状中以其他的配置进行设置。

如图8所示,压接区域11也可以在电池元件10的大致矩形形状的四角分别呈岛状地设置。据此,电池元件10由于设置为在大致矩形形状的各边存在压接区域11和气体容易穿过的非压接区域12,因而能够更容易地对电池元件10内部的气体进行脱气。此时,压接区域11优选设置为,在电池元件10的大致矩形形状的各边,各边处的合计宽度比非压接区域12的宽度小。

如图9所示,压接区域11也可以在电池元件10的大致矩形形状的四角以及大致矩形形状的长边的中央分别呈岛状地设置。具体而言,压接区域11也可以在电池元件10的大致矩形形状的各条长边相互分离地各设置于三个点。据此,电池元件10能够在合计六个点处将正极20、负极30以及隔膜更强地固定,因而能够提高二次电池1制作时的处理性。此时,压接区域11优选设置为,在电池元件10的大致矩形形状的各边,各边处的合计宽度比非压接区域12的宽度小。

在本实施方式涉及的二次电池1的电池元件10中,以至少在大致矩形形状的周缘部的对置的位置设置有压接区域11,并存在压接区域11和非压接区域12的方式将正极20、负极30以及隔膜热压接。据此,本实施方式涉及的二次电池1能够一面将正极20、负极30以及隔膜相互固定,一面确保来自电池元件10内部的气体的脱气路径,因而能够抑制在电池元件10中产生未浸渗电解液的空隙。因此,本实施方式涉及的二次电池1能够抑制电池特性降低。

<2.变形例>

接着,对上述二次电池1的变形例进行说明。二次电池1的构成能够如以下所说明的那样适当进行变更。不过,以下说明的一系列变形例中的任意两种以上也可以相互组合。

[变形例1]

在上述实施方式中,以隔膜为多孔膜的情况进行了说明。然而,隔膜也可以为包括高分子化合物层的层叠膜。

具体而言,隔膜也可以包括基材层和高分子化合物层而构成,该基材层为上述多孔膜,该高分子化合物层设置于基材层的单面或两面。高分子化合物层包括物理强度优异且电化学稳定的聚偏氟乙烯等高分子化合物。据此,隔膜能够提高与正极20及负极30各自的密合性,因而能够抑制在电池元件10内部的位置偏移。因此,二次电池1即使在发生了电解液的分解反应等的情况下,也能够抑制发生膨胀。

隔膜的基材层及高分子化合物层中的一方或双方也可以包括多个粒子。多个粒子的种类也可以为无机粒子及树脂粒子等粒子中的任意一种或两种以上。据此,二次电池1能够在发热时通过多个粒子进行散热,因而能够提高耐热性及安全性。无机粒子也可以为氧化铝(alumina)、氮化铝、勃姆石、氧化硅(silica)、氧化钛(titania)、氧化镁(magnesia)以及氧化锆(zirconia)等粒子,但没有特别限定。

需要指出,包括高分子化合物层的层叠膜的隔膜能够通过在制备包括高分子化合物及有机溶剂等的前体溶液之后在基材层的单面或两面涂敷前体溶液而制作。

即使在使用这样的隔膜的情况下,锂也能够在正极20与负极30之间移动,因而二次电池1能够得到同样的效果。

[变形例2]

在图3及图4中,示出了正极接片22和正极集电体21一体地设置、且负极接片32和负极集电体31一体地设置的例子。然而,正极接片22和正极集电体21也可以相互分体地设置,并通过焊接法相互接合。同样地,负极接片32和负极集电体31也可以相互分体地设置,并通过焊接法相互接合。即使在这样的情况下,二次电池1也能够得到同样的效果。

[变形例3]

在上述实施方式中,以电池元件10的元件结构为将片状的正极20、负极30以及隔膜层叠的层叠型的情况进行了说明。然而,电池元件10的元件结构并不限定于上述实施方式。具体而言,电池元件10的元件结构也可以为正极20、负极30以及隔膜呈之字形地被折叠的曲折型的元件结构,还可以为堆叠-折叠(stack-and-folding)型的元件结构。

<3.二次电池的用途>

二次电池1的用途(应用例)没有特别限定。作为电源使用的二次电池1可以用作电子设备以及电动车辆等的主电源,也可以用作辅助电源。主电源是指与有无其他电源无关地被优先使用的电源,辅助电源是代替主电源而使用的电源、或者从主电源切换的电源。

二次电池1的用途的具体例为摄像机、数字静态照相机、移动电话、笔记本电脑、立体声耳机、便携式收音机和便携式信息终端等电子设备、备用电源和存储卡等存储用装置、电钻和电锯等电动工具、搭载于电子设备等的电池包、起搏器和助听器等医用电子设备、电动汽车(包括混合动力汽车。)等电动车辆、以及预先蓄积电力以备紧急时等使用的家用或工业用的蓄电池系统等电力储存系统。在这些用途中,可以使用一个二次电池1,也可以使用多个二次电池1。

电池包可以使用单电池而构成,也可以使用电池组而构成。电动车辆是将二次电池1作为驱动用电源而工作(行驶)的车辆,也可以是同时具备二次电池1以外的驱动源的混合动力汽车。家用的电力储存系统能够利用蓄积于作为电力储存源的二次电池1中的电力而使家用的电气产品等运转。

在此,对二次电池1的应用例的一例进行具体说明。以下说明的应用例的构成说到底仅为一例,因而能够适当变更。

图10示出电池包的块构成。在此说明的电池包是使用一个二次电池1的电池包(所谓的软包),搭载于以智能手机为代表的电子设备等。

如图10所示,电池包具备电源410和电路基板420。电路基板420与电源410连接,并包括正极端子210、负极端子310以及温度检测端子430。

电源410包括一个二次电池1。在二次电池1中,正极引线与正极端子210连接,并且负极引线与负极端子310连接。电源410能够经由正极端子210及负极端子310与外部连接,并能够经由正极端子210及负极端子310进行充放电。电路基板420包括控制部440、开关450、PTC元件460以及温度检测部470。不过,也可以省略PTC元件460。

控制部440包括中央运算处理装置(CPU:Central Processing Unit:中央处理单元)及存储器等,控制电池包整体的动作。控制部440根据需要进行电源410的使用状态的检测及控制。

需要指出,在电源410(二次电池1)的电压达到过充电检测电压或过放电检测电压的情况下,控制部440通过切断开关450,能够使充电电流不流过电源410的电流路径。过充电检测电压以及过放电检测电压没有特别限定。列举一例,过充电检测电压为4.2V±0.05V,过放电检测电压为2.4V±0.1V。

开关450包括充电控制开关、放电控制开关、充电用二极管以及放电用二极管等,根据控制部440的指示来切换电源410与外部设备的连接的有无。开关450包括使用金属-氧化物-半导体的场效应晶体管(MOSFET:Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)等。充放电电流基于开关450的导通电阻来检测。

温度检测部470包括热敏电阻等温度检测元件,使用温度检测端子430测量电源410的温度,并将温度的测量结果输出至控制部440。由温度检测部470测量的温度的测量结果用于在异常发热时控制部440进行电源410的充放电控制的情况以及在计算剩余容量时控制部440进行电源410的剩余容量的校正处理的情况等。

实施例

以下,参照实施例对本实施方式涉及的二次电池及二次电池的制造方法进行更详细的说明。需要指出,以下所示的实施例是用于表明本实施方式涉及的二次电池及二次电池的制造方法的可实施性及效果的一例,本技术并非限定于以下的实施例。

通过以下的过程制作本实施方式涉及的层叠型的二次电池。

首先,通过将正极活性物质、正极粘结剂以及正极导电剂混合而制成正极合剂,然后将正极合剂投入有机溶剂中,由此制备了糊状的正极合剂浆料。将制备得到的正极合剂浆料涂敷于正极集电体(铝箔)的两面,并进行加热干燥,由此形成了正极活性物质层。然后,使用辊压机对正极活性物质层进行压缩成型,从而制得正极。

接着,通过将负极活性物质、负极粘结剂以及负极导电剂混合而制成负极合剂,然后将负极合剂投入有机溶剂中,由此制备了糊状的负极合剂浆料。将制备得到的负极合剂浆料涂敷于负极集电体(铜箔)的两面,并进行加热干燥,由此形成了负极活性物质层。然后,使用辊压机对负极活性物质层进行压缩成型,从而制得负极。

接着,向溶剂中投入电解质盐,使电解质盐溶解于溶剂中,从而制备了电解液。

接着,将正极、负极以及隔膜层叠,通过热压接将层叠的正极、负极以及隔膜相互固定之后,将正极、负极以及隔膜的层叠体插入袋状结构的外装部件的内部,并向外装部件的内部注入电解液。

在实施例1至7中,在电池元件的大致矩形形状的各自不同的区域设置压接区域,将正极、负极以及隔膜相互热压接。具体而言,在实施例1中,如图11A所示,将压接区域设置成沿电池元件的大致矩形形状的两条长边延伸。在实施例2及3中,如图11B所示,沿着电池元件的大致矩形形状的两条长边设置了相互分离的共计六个点的压接区域。在实施例4、6以及7中,如图11C所示,将压接区域设置成沿电池元件的大致矩形形状的两条短边延伸。在实施例5中,如图11D所示,在电池元件的大致矩形形状的各边的中央及四角的八个点设置了压接区域。需要指出,在图11A至图11D中,进行脱气的侧方侧D为电池元件的大致矩形形状的长边侧。

然后,在真空减压下对电池元件及外装部件的内部的气体进行脱气之后,对电池元件的整周的外装部件进行热压接,将电池元件密封于外装部件的内部,从而制得二次电池。需要指出,在制作二次电池时,未发生由正极、负极以及隔膜的偏移引起的不良。

对于所制得的二次电池,在充分经过使电解液浸渗于电池元件的时间之后,利用超声波探伤装置(日本探头公司(Japan Probe Co.,Ltd.)制)对电池元件内有无空隙进行了评价。超声波探伤装置能够利用在空隙等的界面产生的超声波的反射来评价电池元件内有无空隙及空隙的大小。

图12A至图12D中示出热图的一例,该热图示出利用超声波探伤装置对实施例1至5涉及的二次电池的整个电池元件进行扫描后的结果。在与实施例1对应的图12A中,电池元件内的空隙作为明亮度高的白点而被观察到。另一方面,在与实施例2及3对应的图12B中,未观察到电池元件内的空隙。另外,在与实施例4对应的图12C中,未观察到电池元件内的空隙。进而,在与实施例5对应的图12D中,未观察到电池元件内的空隙。

另外,将超声波的衰减率为阈值以上的区域判定为空隙,将判定出的空隙的面积除以电池元件的总面积而计算出空隙率。将计算出的空隙率与电池元件的各边处的非压接区域的比例(非压接区域相对于整条边的比例)一起示于以下的表1。

[表1]

(表1)

由表1可知,在实施例1及7涉及的二次电池中,空隙率极其小。另外,在实施例2至6涉及的二次电池中,不存在空隙。在实施例1至7涉及的二次电池中,由于在电池元件的大致矩形形状的周缘部的对置的位置分别设置有压接区域,并存在正极、负极以及隔膜未被热压接的非压接区域,因而能够进行充分的脱气。

另外,在实施例2至6涉及的二次电池中,与实施例1涉及的二次电池相比,进行了更充分的脱气。因此,可知在非压接区域存在于进行脱气的侧方侧即长边侧的情况下,二次电池能够进行充分的脱气。另外,可知进行脱气的侧方侧即长边侧的非压接区域的比例为35%以上(即,压接区域的比例为65%以下)的实施例4及6涉及的二次电池与实施例7涉及的二次电池相比能够进行更充分的脱气。

以上,列举一实施方式及实施例对本技术进行了说明,但该技术的构成并不限定于在一实施方式及实施例中说明过的构成,因而能够进行各种变形。

本说明书中记载的效果说到底仅为示例,因而本技术的效果并不限定于本说明书中所记载的效果。因此,本技术也可以得到其他的效果。

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