专利名称：集电体及其制造方法以及电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及集电体及其制造方法以及电池及其制造方法。
背景技术：
锂离子二次电池具有比其它的二次电池的能量密度高并能够进行高电压下的动作的特征。因此，作为容易实现小型轻量化的二次电池，使用于便携式电话等的信息设备， 近年来，作为电动汽车及混合动力汽车用等大型的动力用的需要也正在增加。
在锂离子二次电池中具备正极层及负极层、以及配置在它们之间的电解质，电解质由非水系的液体或固体构成。电解质中使用非水系的液体(以下，称为“电解液”)时，电解液向正极层的内部渗透。因此，容易形成正极层的正极活性物质与电解质之间的界面，容易提高性能。然而，由于广泛使用的电解液具有可燃性，因此需要搭载用于确保安全性的系统。另一方面，由于固体电解质具有不燃性，因此能够简化上述系统。因而，提出有具备含有不燃性的固体电解质的层(以下，称为“固体电解质层”)的形态的锂离子二次电池(以下，称为“固体电池”)。
作为与锂离子二次电池相关的技术，例如专利文献I中公开有一种蓄电体的平面排列结构，其是排列配置多个平面状的蓄电体并将各蓄电体电连接而成的，其特征在于，对应于多个蓄电体的排列结构，设置具有弯曲自由度而悬架在多个蓄电体间的加强部件。而且，在专利文献2中公开有一种电池用集电体，其特征在于，具备包含能够吸收排出活性物质或锂离子的基质物质的合剂层，集电体具有绝缘性的基体、将基体的两面连通的连通孔、 设置在基体的两面上的电子传导性的导体，位于基体两面上的各个导体经由连通孔电连接。而且，在专利文献3中公开有一种电池模块，将发电要素纵横地排列、收纳于容器主体， 通过引线端子将相邻的发电要素彼此电连接并将整体串联连接，使从其一端延伸的正极端子及从另一端延伸的负极端子 从容器主体周缘部突出。而且，在专利文献4中公开有一种片电池，该片电池包括双极电极单元和固体电解质，该双极电极单元在一个面为正极用集电体层且另一个面为负极用集电体层的复合集电体的正极用集电体层上具有正极活性物质层，并在负极用集电体层上具有负极活性物质层，并公开了双极电极单元与固体电解质交替层叠的方式。
专利文献1:日本特开2005-268138号公报
专利文献2 日本特开平10-241699号公报
专利文献3 日本特开2007-95597号公报
专利文献4 :日本2000-100471号公报发明内容
根据专利文献I所公开的技术，由于加强部件具有弯曲自由度而悬架于多个蓄电体之间，因此可认为能够确保弯曲自由度。然而，在专利文献I所公开的技术中，由于需要另外安装加强部件的工序，因此存在生产率容易下降的问题。而且，如专利文献2所公开的技术所示，在绝缘性基体的表面整体上设置导体时，绝缘性基体难以弯曲，因此存在生产率容易下降的问题。而且，专利文献3所公开的技术除了难以减少不会有助于充电及放电的无效空间之外，由于将发电要素的周围部分和与其相对向的盖件的下表面热粘结，因此还存在接触电阻的稳定性欠缺的问题。而且，专利文献4所公开的技术将片电极和固体电解质层叠，因此与卷绕等相比，存在生产率容易下降的问题。
因此，本发明的课题在于提供一种能够提高生产率和稳定性的集电体及具备该集电体的电池、以及集电体制造方法及电池制造方法。
为了解决上述课题，本发明采用以下的方法。即，
本发明的第一形态涉及一种集电体，具有绝缘性基板和在该绝缘性基板的一个面上及另一个面上分别配置的电子传导部，其特征在于，在上述一个面上沿平面方向隔开间隔配置至少两个以上的电子传导部，在上述另一个面上配置的电子传导部配置成隔着绝缘性基板与在一个面上配置的至少一个电子传导部相对向，隔着绝缘性基板相对向配置的、 在一个面上配置的电子传导部及在另一个面上配置的电子传导部经由在贯通绝缘性基板的孔中配置的电子传导体而连接。
本发明的第二形态涉及一种电池，其特征在于，具备上述本发明的第一形态所述的集电体、配置成与该集电体的电子传导部相接触的正极层及负极层、以及配置成与正极层及负极层相接触的电解质层，具备将在绝缘性基板的一个面上配置的相邻的电子传导部之间折弯而层叠的或卷绕的集电体、正极层、负极层及电解质层。
本发明的第三形态涉及一种集电体的制造方法，其特征在于，包括在具有贯通孔的绝缘性基板的贯通孔中配置电子传导体的工序；以与在贯通孔中配置的电子传导体相接触的方式将至少两个以上的电子传导部沿平面方向隔开间隔而配置于绝缘性基板的一个面的一部分上的工序；以及以与在贯通孔中配置的电子传导体相接触的方式将电子传导部配置于绝缘性基板的另一个面的一部分上的工序。
本发明的第四形态涉及一种电池的制造方法，该电池具备集电体，具有绝缘性基板和在该绝缘性基板的一 个面上及另一个面上分别配置的电子传导部；正极层及负极层， 配置成与该集电体相接触；以及电解质层，配置成与正极层及负极层相接触，所述电池的制造方法的特征在于，包括通过上述本发明的第三形态所述的集电体的制造方法制造集电体的工序；以与在绝缘性基板的面上配置的电子传导部相接触的方式配置正极层及负极层的工序；以与正极层及/或负极层相接触的方式配置电解质层的工序；以及经过将在绝缘性基板的一个面上配置的相邻的电子传导部之间折弯的过程或卷取的过程，而将集电体、 正极层、负极层及电解质层层叠或卷绕的工序。
发明效果
本发明的第一形态所述的集电体具有沿平面方向隔开间隔配置的两个以上的电子传导部。通过形成为此种形态，在制作具备集电体的电池时，能够一次使多个电极和集电体的多个电子传导部相接触，因此能够提高电池的生产率。而且，由于本发明的集电体隔开间隔配置两个以上的电子传导部，因此通过存在于电子传导部之间的绝缘性基板，能够防止具备本发明的集电体的电池的电极间的短路。因此，根据本发明的第一形态，能够提供一种能够提高电池的生产率和稳定性的集电体。
本发明的第二形态所述的电池具备能够提高电池的生产率和稳定性的本发明的第一形态所述的集电体。因此，根据本发明的第二形态，能够提供一种能够提高生产率和稳定性的电池。
根据本发明的第三形态所述的集电体制造方法，能够制造本发明的第一形态所述的集电体。因此，根据本发明的第三形态，能够提供一种能够制造能提高电池的生产率和稳定性的集电体的集电体制造方法。
根据本发明的第四形态所述的电池制造方法，能够制造本发明的第二形态所述的电池。因此，根据本发明的第四形态，能够提供一种能够制造能提高生产率和稳定性的电池的电池制造方法。
图1是集电体I的剖视图。
图2是集电体I的主视图。
图3是说明集电体制造方法的流程图。
图4是层叠体8的剖视图。
图5是层叠体8的主视图。
图6是卷绕体9的主视图。
图7是说明电池制造方法的流程图。
图8是电极体5的剖视图。
图9是电极体6的剖视图。
图10是结构体10的剖视图。
图11是结构体11的剖视图。
图12是结构体10，的剖视图。
图13是结构体11，的剖视图。
图14是卷绕体9的主视图。
图15是层叠体16的剖视图。
图16是卷绕体17的剖视图。
图17是说明电池制造方法的流程图。
图18是电极体18的剖视图。
图19是卷绕体17’的剖视图。
图20是层叠体20的剖视图。
图21是卷绕体21的剖视图。
图22是说明电池制造方法的流程图。
图23是电极体23的剖视图。
图24是卷绕体21’的剖视图。
图25是卷绕体21’的剖视图。
图26是层叠体24的剖视图。
图27是结构体25的剖视图。
图28是说明电池制造方法的流程图。
图29是结构体26的剖视图。
标号说明
1、12 集电体
Ia绝缘性基板
Ib 孔
lx、12x 电子传导部
ly、12y电子传导部
Iz 电子传导体
2、13 正极层
3、14 负极层
4、15电解质层
5、6、18 电极体
7、19 端子
8、16、20 层叠体
9、17、21 卷绕体
10、11 结构体
22 轴心
23 电极体
24层叠体
25、26 结构体具体实施方式
为了提高能量密度和输出密度，开发有一种具有通过将层叠体卷绕或折叠而制作的结构体的电池，该层叠体通过层叠集电体、电极(正极层、负极层)及电解质层等而构成。 然而，在以往提出的形态的电池中，构成层叠体的层(片)的数目容易增大。片数增大时， 卷绕速度或折叠速度容易降低，因此电池的生产率容易下降。而且，上述的具有结构体的电池在卷绕或折叠而制作结构体时等，容易产生电极等的滑落，担心短路，因此电池的稳定性容易下降。因此为了得到提高了生产率及稳定性的电池，而需要减少片数的增多及电极等的滑落。
本发明者经过锐意研究，结果发现了通过使用如下的集电体，能够提高电池的生产率及稳定性，该集电体的结构为在绝缘性基板的表背面各自的一部分上隔开间隔形成电子传导部，并利用在贯通绝缘性基板的孔中配置的导电性物质将表面侧的电子传导部和背面侧的电子传导部连接。
本发明基于上述发现而作出。本发明的主要内容为提供一种能够提高生产率和稳定性的集电体及具备该集电体的电池、以及集电体制造方法及电池制造方法。
以下，参照
本发明。在附图中，省略了一部分标号的记载。此外，以下所示的形态是本发明的例示，本发明并不局限于以下所示的形态。本发明中的绝缘性基板的形态包含片状形态及薄膜状形态。
图1是本发明的集电体I的剖视图。图2是集电体I的主视图。如图1及图2所示，集电体I具有绝缘性基板la、在该绝缘性基板Ia的一个面上隔开间隔形成的电子传导部lx、lx、…、在绝缘性基板Ia的另一个面上隔开间隔形成的电子传导部ly、ly、…，电子传导部1χ、1χ、…及电子传导部ly、ly、…隔着绝缘性基板Ia相对向形成。绝缘性基板 Ia具有贯通该绝缘性基板Ia的多个孔lb、lb、···,在各个孔lb、lb、…中配置有电子传导体lz、lz、…。并且,隔着绝缘性基板Ia相对向的电子传导部lx、lx、…及电子传导部ly、 ly、…经由电子传导体lz、lz、…连接。
集电体I具有沿平面方向(图1及图2的纸面左右方向。在集电体I的说明中以下相同。)隔开间隔配置的电子传导部1χ、1χ、…及电子传导部ly、ly、…。因此，在制作具备集电体I的电池时，能够一次使多个电极与集电体I的多个电子传导部1χ、1χ、…及电子传导部iy、iy、…相接触。因此，通过使用集电体1，能够提高电池的生产率。而且，集电体I的电子传导部1χ、1χ、…及电子传导部ly、ly、…沿平面方向隔开间隔配置，因此通过在相邻的电子传导部之间存在的绝缘性基板la，能够防止具有集电体I的电池的电极之间的短路。因此,根据集电体I,能够提高电池的生产率和稳定性。
图3是说明本发明的集电体制造方法的流程图。如图3所示，本发明的集电体制造方法具有覆盖工序(SI)、孔形成工序(S2)、电子传导体配置工序(S3)、电子传导部配置工序(S4)、除去工序(S5)。以下，参照图1 图3，说明集电体I的制造方法的一例。
覆盖工序(以下有时称为“SI”)是在绝缘性基板Ia的表面中的不想配置电子传导部的部位形成镀抗蚀剂层的工序。在SI中在绝缘性基板Ia的表面的一部分形成的镀抗蚀剂层由在电子传导部的形成结束之前能够持续覆盖绝缘性基板Ia表面的材料构成即可，其形态并未特别限定。而且，关于SI，只要能够在不想配置电子传导部的绝缘性基板Ia 的一部分形成镀抗蚀剂层即可，其形态并未特别限定。SI例如能够为如下工序利用公知的方法向由厚度10 μ m的聚丙烯板构成的绝缘性基板Ia的一个面及另一个面的整个面涂敷镀抗蚀剂层的构成材料，仅对想要配置电子传导部的部位照射光而使溶解性变化，然后通过显影，隔开间隔形成多个镀抗蚀剂层。
孔形成工序(以下有时称为“S2”)是在上述SI中未形成镀抗蚀剂层的绝缘性基板Ia的部位上形成贯通绝缘 性基板Ia的孔lb、lb、…的工序。关于S2，只要能够在想要配置电子传导部的部位上形成孔lb、lb、…即可，其形态并未特别限定。S2例如能够为向绝缘性基板Ia的想要配置电子传导部的部位通过冲压机形成孔lb、lb、…的工序。关于 S2中形成的孔IbUb,…的直径，只要能够在孔IbUb,…中配置电子传导体Iz即可，并未特别限定，例如能够形成为10 μ m。而且，相邻的孔lb、lb的间隔也并未特别限定，例如能够为100 μ m以上500 μ m以下。此外，在此，示出了在SI之后进行S2的形态，但本发明并未限定为在覆盖工序之后进行孔形成工序的形态，也可以在孔形成工序之后进行覆盖工序。
电子传导体配置工序(以下称为“S3”)是在上述S2中形成的孔lb、lb、…中配置电子传导体lz、lz、…的工序。关于S3，只要能够在孔lb、lb、…中配置电子传导体lz、 lz、…即可,其形态并未特别限定。S3中例如能够通过无电解镀向孔lb、lb、…配置金属 Ni。S3为通过无电解镀向孔lb、lb、…配置金属Ni的工序时，无电解镀的形态并未特别限定，能够适宜使用公知的无电解镀法。
电子传导部配置工序(以下称为“S4”)是如下工序以与上述S3中配置在孔lb、 lb、…中的电子传导体lz、lz、…相接触的方式向上述SI中未形成镀抗蚀剂层的绝缘性基板Ia的一个面配置电子传导部lx、lx、…，然后以与电子传导体lz、lz、…相接触的方式向上述SI中未形成镀抗蚀剂层的绝缘性基板Ia的另一个面配置电子传导部ly、ly、…。 关于S4，只要能够以与电子传导体lz、lz、…相接触的方式形成电子传导部lx、lx、…及电子传导部ly、ly、…即可，其形态并未特别限定。S4能够为如下工序以与配置在孔lb、 lb、…中的金属Ni相接触的方式，例如利用蒸镀法、溅射法或气相沉积法等公知的方法形成不锈钢(以下有时称为“SUS”)层，从而向想要配置电子传导部的部位形成电子传导部 lx、lx、…及电子传导部ly、ly、…。S4中形成的电子传导部lx、lx、…及电子传导部ly、 ly、…的厚度并未特别限定，例如能够形成为I μ m。在本发明中，S4也能够为例如利用电镀在表面和另一个面上同时形成电子传导部的形态。
除去工序(以下称为“S5”)是在上述S4结束后除去上述SI中形成的镀抗蚀剂层的工序。关于S5，只要能够不除去上述S4中形成的电子传导部lx、lx、…及电子传导部 ly、ly、…而除去上述Sll中形成的镀抗蚀剂层即可，其形态并未特别限定。S5能够为例如使用公知的碱性处理液除去镀抗蚀剂层的工序。
如此，根据本发明的集电体制造方法，能够制造集电体I。如上所述，根据集电体 I，能够提闻电池的生广率和稳定性，因此根据本发明，能够提供一种能够制造能提闻电池的生产率和稳定性的集电体I的集电体制造方法。
在与本发明的集电体制造方法相关的上述说明中，提及了具有S5的形态，但本发明的集电体制造方法并不局限于该形态。本发明的集电体制造方法也可以为没有S5的形态。
在与本发明的集电体及其制造方法相关的上述说明中，提及了配置在孔lb、lb^·· 中的电子传导体lz、lz、…与分别配置在绝缘性基板Ia的表背面上的电子传导部lx、lx^·· 及电子传导部ly、ly、…由不同的材料构成的形态，但本发明并未限定为该形态。在本发明中，在贯通绝缘性基板的孔中配置的电子传导体与在绝缘性基板的表背面上配置的电子传导部也可以由同一材料构成。在孔中配置的电子传导体与在绝缘性基板的表背面上配置的电子传导部由同一材料构成时，该同一材料例如能够为SUS。这种情况下，在孔及绝缘性基板的表背面配置SUS的方法并未特别限定。在本发明中，例如能够适宜使用通过蒸镀法或溅射法将SUS填充在孔中且在绝缘性基板的表背面上隔开间隔形成电子传导部的形态、或通过气相沉积法将平均粒径为数ym(例如3μπι左右)的SUS粉末填充在孔中且在绝缘性基板的表背面上隔开间隔形成电子传导部的形态等公知的方法。
图4是具有被层叠的本发明的集电体1、电极(正极层2、负极层3)及电解质层4 的层叠体8的剖视图，图5是图4所示的层叠体8的主视图。而且，图6是本发明的电池具备的卷绕体9的主视图。卷绕体9经过卷绕层叠体8的过程而制作。在图6中，省略了配置在最外周的电解质层4的记载。
层叠体8具有向图4的纸面上下方向(图5的纸面跟前/进深方向)交替配置的电解质层4、电极体6、电解质层4及电极体5。电极体5、6具有集电体1、正极层2、2、…及负极层3、3···，层叠体8的两个电极体5、6中，电极体5在右端的电子传导部Ix连接有端子 7,电极体6在左端的电子传导部Iy连接有端子7。层叠体8中，正极层2及/或负极层3 与全部的电子传导部1χ、1χ、…及电子传导部ly、ly相接触。并且，正极层2、2、…及负极层3、3···配置成隔着集电体I而一对正极层2、2彼此或一对负极层3、3彼此相对向，且配置成隔着在两个电极体5、6之间配置的电解质层4而一对正极层2及负极层3相对向。在层叠体8中，正极层2、2、…及负极层3、3…与电子传导部lx、电子传导部ly、电解质层4相接触，而与绝缘性基板Ia不接触。
卷绕体9例如经过将层叠体8卷绕成使图5的纸面进深侧变凸的过程制作。在该卷绕体9中，将由一组正极层2、电解质层4及负极层3构成的单电池沿图4的纸面上下方向并联连接，且沿图4的纸面左右方向串联连接。
本发明的电池所具备的卷绕体9具有集电体1、1。并且，在集电体1、1的一个面侧形成的电子传导部lx、lx、…除了在图4右端配置的电子传导部Ix之外，与多个电极(正极层2及负极层3。在集电体I的说明中以下相同)相接触，在集电体1、1的另一个面侧形成的电子传导部ly、ly、…除了配置在图4左端的电子传导部Iy之外，也与多个电极相接触。通过形成为所述形态，在制作具备卷绕体9的电池时，能够一次使多个电极与电子传导部lx、lx、…及电子传导部ly、ly、…相接触，因此能够提高具备卷绕体9的电池的生产率。而且，电子传导部1χ、1χ、…及电子传导部ly、ly沿平面方向隔开间隔形成，因此通过存在于电子传导部1χ、1χ、…及电子传导部ly、ly、…之间的绝缘性基板la，能够防止由该绝缘性基板Ia沿平面方向隔开的电极间的短路。因此，通过形成为具备卷绕体9的形态， 根据本发明，能够提供一种能够提高生产率和稳定性的电池。
图7是说明本发明的电池制造方法的流程图。如图7所示，本发明的电池制造方法包括集电体制作工序(Sll)、电极配置工序(S12)、电解质配置工序(S13)、按压工序(S14)、 切缝工序(S15)、端子连接工序(S16)、卷绕工序(S17)、插入密封工序(S18)。而且，图8 图14是说明具备卷绕体8的本发明的电池制造工序的图。图8是通过电极配置工序制作的电极体5的剖视图，图9是通过电极配置工序制作的电极体6的剖视图，图10是具有电解质层4及电极体5的结构体10的剖视图，图11是具有电解质层4及电极体6的结构体 11的剖视图。而且，图12是在端子连接工序中连接有端子7的结构体10’的剖视图，图13 是在端子连接工序中连接有端子7的结构体11’的剖视图，图14是示出通过卷绕工序制作的卷绕体9的主视图。以下，参照图4 图14，说明本发明的电池制造方法的一例。
集电体制作工序(以下称为“S11”)是制作集电体I的工序。更具体来说，Sll是通过 上述SI S5制作集电体I的工序。
电极配置工序(以下称为“S12”)是下述工序以与上述Sll中制作的集电体I的电子传导部1χ、1χ、…及电子传导部ly、ly、…相接触的方式配置正极层2、2、…及负极层3、3···，而制作图8所示的电极体5及图9所示的电极体6。关于S12，只要能够以与电子传导部lx、lx、…及电子传导部ly、ly、…相接触的方式配置正极层2、2、…及负极层3、 3···即可，其形态并未特别限定。在S12中，例如，首先利用模涂法向全部的电子传导部lx、 lx、…的表面隔开间隔交替涂敷正极用组成物和负极用组成物并进行干燥，从而能够在集电体I的一个面侧一次形成正极层2、2···，并一次形成负极层3、3···。然后，以使一对正极层2、2或一对负极层3、3隔着集电体I相对向的方式，通过模涂法向全部的电子传导部ly、 ly、…的表面隔开间隔交替涂敷正极用组成物和负极用组成物并进行干燥。通过经过上述的过程，能够在集电体I的一个面侧及另一个面侧分别一次形成正极层2、2…及负极层3、 3···，因此能够容易地制作电极体5、6。
在S12中在电子传导部lx、lx、…及电子传导部ly、ly、…的表面涂敷的正极用组成物只要是电池的正极制作时使用的物质即可，并未特别限定。在S12中，例如能够将配合成以质量比计正极活性物质电解质导电辅助剂粘结材料=45 : 45 : 9 :1 的混合物加入到溶剂中进行混合所制作的组成物作为正极用组成物。在S12中，作为正极活性物质，例如能够使用钴酸锂，作为电解质，除了例如将Li2S及P2S5混合成以质量比计 Li2S P2S5 = 50 50 100 O而制作的硫化物固体电解质之外，还能够使用公知的有机固体电解质。而且，在S12中，作为导电辅助剂，例如能够使用乙炔黑，作为粘结材料，例如能够使用聚偏氟乙烯(PVDF)。S12中在电子传导部lx、lx、…及电子传导部ly、ly、… 的表面形成的正极2的宽度例如能够为50mm，卷绕体8具备的正极层2、2、…的厚度例如能够为30 μ m。
另外，S12中涂敷在电子传导部lx、lx、…及电子传导部ly、ly、…的表面的负极用组成物只要是电池的负极制作时使用的物质即可，并未特别限定。在S12中，例如能够将配合成以质量比计负极活性物质电解质导电辅助剂粘结材料=47 : 47 : 5 :1的混合物加入到溶剂中进行混合所制作的组成物作为负极用组成物。在S12中，作为负极活性物质，例如能够使用石墨碳，作为电解质，除了例如能够使用将Li2S及P2S5混合成以质量比计Li2S P2S5 = 50 50 100 O而制作的硫化物固体电解质之外，还能够使用公知的有机固体电解质。而且，作为导体辅助剂，例如能够使用乙炔黑，作为粘结材料，例如能够使用聚偏氟乙烯(PVDF)。S12中在电子传导部lx、lx、…及电子传导部ly、ly、…的表面形成的负极3的宽度例如能够为52mm，卷绕体8具备的负极层3、3、…的厚度例如能够为 35 μ m0
电解质配置工序(以下称为“S13”)是如下工序以覆盖在上述S12中制作的电极体5的单侧配置的正极层2、2、…及负极层3、3、…的方式配置电解质层4，并以覆盖在上述S12中制作的电极体6的单侧配置的正极层2、2、…及负极层3、3、…的方式配置电解质层4。关于S13，只要能够以使在电极体5及电极体6的单侧配置的正极层2、2、…及负极层3、3、…的全部与电解质层4相接触的方式配置电解质层4、4即可，其形态·并未特别限定。S13例如能够为如下工序通过照相凹版印刷法以覆盖在电极体5和电极体6的单侧配置的正极层2、2、…及负极层3、3、…的方式涂敷电解质用组成物并使其干燥，从而分别配置电解质层4、4。
S13中涂敷在正极层2、2、…及负极层3、3、…的表面上的电解质用组成物只要是电池的电解质层制作时使用的物质即可，并未特别限定。在S13中，例如能够将配合成以质量比计电解质粘结材料=99 I的混合物加入到溶剂中进行混合所制作的组成物作为电解质用组成物。在S13中，作为电解质，除了能够使用例如将Li2S及P2S5混合成以质量比计Li2S P2S5 = 50 50 100 O而制作的硫化物固体电解质之外，还能够使用公知的有机固体电解质，作为粘结材料，例如能够使用聚偏氟乙烯(PVDF)。卷绕体8具备的电解质层4、4、…的厚度例如能够为20 μ m。
按压工序(以下称为“S14”)是对上述S13中配置有电解质层4的电极体5、6进行按压的工序。S14是为了制造扩大电解质彼此的接触面积以提高能量密度和输出密度的电池而对正极活性物质和电解质、负极活性物质和电解质进行的工序,例如能够为通过辊按压而对配置有电解质层4的电极体5及配置有电解质层4的电极体6进行按压的工序。
切缝工序(以下称为“S15”)是如下工序将上述S14中被按压的配置有电解质层4的电极体5、6分别具备的正极层2、2、…或负极层3、3、…中的、向在设计上考虑为不应该涂敷正极用组成物及负极用组成物的未涂敷部露出的正极层2、2、…及/或负极层3、 3、…的一部分除去。S15例如能够为如下工序通过剪切方式切缝机将未涂敷电极的集电体部7、7的一部分除去，从而制作图10所示的结构体10及图11所示的结构体11。
端子连接工序(以下称为“S16”)是如下工序在上述S15中划定未涂敷部的结构体10及结构体11具备的电子传导部上连接端子7，而制作图12所示的结构体10’及图 13所示的结构体11’。S16例如能够为如下工序在结构体10的右端的电子传导部Ix上焊接Ni引线端子7，并在结构体11的左端的电子传导部Iy上焊接Ni引线端子7，然后为了进行短路保护而在Ni引线端子7、7的表面粘贴绝缘带(未图示)，从而制作结构体10’ 及结构体11，。
卷绕工序(以下称为“S17”)是如下工序通过层叠上述S16中制作的结构体10’、 11’而制作层叠体8，然后通过卷绕层叠体8而制作图14所示的卷绕体9。S17例如能够为如下工序通过以使结构体10’的正极层2、2、…与结构体11’的负极层3、3、…隔着电解质层4相对向且使结构体10’的负极层3、3、…与结构体11’的正极层2、2、…隔着电解质层4相对向的方式层叠结构体10’、11’而制作层叠体8，然后将层叠体8卷绕成圆筒状， 从而制作卷绕体9。
插入密封工序(以下称为“S18”)是如下工序通过将上述S17中制作的卷绕体 9插入壳体而进行密封，从而制作具备卷绕体9的电池。S18例如能够为如下工序将上述 S17中制作的卷绕体9的端子7、7焊接于圆筒形的壳体，将卷绕体9插入到该圆筒型的壳体后，对收容有卷绕体9的壳体进行敛缝而密封，从而制作具备卷绕体9的电池。
如此，根据本发明的电池制造方法，能够制造具备卷绕体9的电池。如上所述，通过成为具备卷绕体9的形态，能够提高电池的生产率和稳定性，因此根据本发明，能够提供一种能够制造提高了生产率和稳定性的电池的电池制造方法。
在与本发明的电池及其制造方法相关的上述说明中，例示了具备配置成一对正极层2、2彼此或一对负极层3、3彼此隔着集电体I相对向的电极体5、6的形态，但本发明并未限定为该形态。因此，以下说明具备配置成正极层2及负极层3隔着集电体I相对向的电极体的本发明的电池及该电池的制造方法。
图15是具有被层叠的本发明的集电体12、电极(正极层13、负极层14)及电解质层15的层叠体16的剖视图，图16是简略示出通过卷绕层叠体16而制作的卷绕体17的剖视图。关于集电体12，电子传导部12x、12x、…及电子传导部12y、12y、…的平面方向(图 15的纸面左右方向。在集电体12以及正极层13及负极层14的说明中以下相同。)的宽度与集电体I不同，构成材料及制造方法与集电体I相同。而且，关于正极层13，图15及图 16的纸面进深/跟前方向的长度与正极层2不同，构成材料与正极层2相同。而且，关于负极层14，图15及图16的纸面进深/跟前方向的长度与负极层3不同，构成材料与负极层3 相同。而且，关于电解质层15，图15及图16的纸面进深/跟前方向的长度以及图15及图 16的纸面左右方向的长度与电解质层4不同，构成材料与电解质层4相同。在图15及图 16中，对于与集电体I同样地构成的部件附加与图1 图14中使用的标号相同的标号，适当省略其说明。
层叠体16具有集电体12、正极层 13、13、…、负极层14、14、…、电解质层15、15、…。集电体12具有绝缘性基板la、沿平面方向隔开间隔向该绝缘性基板Ia的一个面侧配置的电子传导部12x、12x、…、沿平面方向隔开间隔向绝缘性基板Ia的另一个面侧配置的电子传导部12y、12y、…。绝缘性基板Ia具有多个孔lb、lb、…，隔着集电体12相对向的电子传导部12x、12x、…及电子传导部12y、12y、…经由配置在孔lb、lb···中的电子传导体lz、lz、…连接。正极层13、13、…或负极层14、14、…沿平面方向交替配置在各个电子传导部12x、12x、…及电子传导部12y、12y、…的表面上，在集电体12的一个面侧配置的正极层13、13、…及负极层14、14、…的表面上配置有电解质层15、15、…。并且，在电子传导部12x的表面上配置的正极层13隔着集电体12与在电子传导部12y的表面上配置的负极层14相对向，在电子传导部12x的表面上配置的负极层14隔着集电体12与在电子传导部12y的表面上配置的正极层13相对向。在层叠体16中，正极层12、12、…及负极层13、13、…与电子传导部12x及电解质层15、或电子传导部12y相接触，而与绝缘性基板Ia 不接触。
卷绕体17通过以使层叠体16的正极层13隔着电解质层15与负极层14相对向的方式卷绕而制作。在该卷绕体17中，由一组正极层13、电解质层15及负极层14构成的单电池沿图16的纸面上下方向串联连接。
如图16所示，本发明的电池所具备的卷绕体17具有本发明的集电体12。并且，在集电体12的一个面侧形成的电子传导部12x、12x、…分别与正极层13或负极层14相接触，在集电体12、12的另一个面侧形成的电子传导部12y、12y、…也分别与正极层13或负极层14相接触。通过成为所述形态，在制作卷绕体17时，能够一次使多个电极与多个电子传导部12x、12x、…或电子传导部12y、12y、…相接触，因此能够提高具备卷绕体17的电池的生产率。而且，电子传导部12x、12x、…及电子传导部12y、12y、…沿平面方向隔开间隔形成，因此通过在电子传导部12x、12x、…及电子传导部12y、12y、…之间存在的绝缘性基板la，能够通过该绝缘性基板Ia防止沿平面方向隔开的电极之间的短路。因此，即使是具备卷绕体17的形态，根据本发明，也能够提供一种能够提高生产率和稳定性的电池。
另外，根据卷绕体17，通过延长被卷绕的层叠体16的卷绕方向(图15的纸面左右方向)的长度，能够容易地增大串联连接的单电池的数目，因此能够提供一种电压设计容易的电池。此外，关于卷绕体17，在弯曲的卷绕体17的左端部及右端部(以下称为“弯曲部”)未配置电极及电解质15。通过成为所述形态，在具备卷绕体17的电池的制作时或使用时，除了能够防止电极或电解质从弯曲部滑落的事态之外，还能够减少对发电不起作用的弯曲部的体积，因此也能够提高具备卷绕体17的电池的能量密度和输出密度。而且，关于卷绕体17，由于卷绕的机构简单，因此能够提高制造速度。
图17是说明本发明的电池制造方法的流程图。图17所示的本发明的电池制造方法具有集电体制作工序(S21)、电极配置工序(S22)、电解质配置工序(S23)、切缝工序 (S24)、卷绕工序(S25)、端子连接工序(S26)、插入密封工序(S27)。而且，图18及图19是说明本发明的电池的制造工序的图。图18是表示通过电极配置工序制作的电极体18的剖视图，图19是表示在端子连接工序中连接有端子19、19的卷绕体17’的剖视图。以下，参照图15 图19，说明本发明的电池制造方法的一例。
集电体制作工序(以下称为“S21”)是制作集电体12的工序。更具体来说，S21 是通过上述SI S5制作集电体12的工序。
电极配置工序(以下称为“S22”)是如下工序以与上述S21中制作的集电体12的电子传导部12x、12x、…及电子传导部12y、12y、…相接触的方式配置正极层13、13、… 及负极层14、14···，而制作图18所示的电极体18。关于S22，只要是能够以与电子传导部 12x、12x、…及电子传导部12y、12y、…相接触的方式配置正极层13、13、…及负极层14、 14…即可，其形态并未特别限定。在S22中，例如，首先利用照相凹版印刷法将正极用组成物和负极用组成物隔开间隔交替涂敷于全部的电子传导部12x、12x、…的表面并进行干燥， 从而能够在集电体12的一个面侧一次形成正极层13、13…并一次形成负极层14、14···。然后，以使正极层13与负极层14隔着集电体12相对向的方式通过照相凹版印刷法将正极用组成物和负极用组成物隔开间隔交替涂敷于全部的电子传导部12y、12y、…的表面并进行干燥。通过经过上述的过程，能够在集电体12的一个面侧及另一个面侧分别一次形成正极层13、13…及负极层14、14···，因此能够容易地制作电极体18。
在S22中在电子传导部12x、12x、…及电子传导部12y、12y、…的表面上形成的正极层13的尺寸例如能够为50mmX 50mm，卷绕体17具备的正极层13、13、…的厚度例如能够为30 μ m。而且，在S22中在电子传导部12x、12x、…及电子传导部12y、12y、…的表面上形成的负极层14的尺寸例如能够为52mmX 52mm,卷绕体17具备的负极层14、14、… 的厚度例如能够为35 μ m。
电解质配置工序(以下称为“S23”)是如下工序仅在上述S22中制作的电极体 18的单侧配置的正极层13、13、…及负极层14、14、…的表面上配置电解质层15、15···。关于S23，只要能够仅在电极体18的单侧配置的正极层13、13、…及负极层14、14、…的表面上配置电解质层15、15…即可，其形态并未特别限定。S23例如能够为如下工序通过照相凹版印刷法在电极体18的单侧配置的正极层13、13、…及负极层14、14、…的表面涂敷电解质用组成物并使其干燥，从而配置电解质层15、15…而制作图15所示的层叠体16。
切缝工序(以下称为“S24”)是将层叠体16的进深方向长度(图15的纸面进深 /跟前方向的长度)缩短的工序。
卷绕工序(以下称为“S25”)是如下工序通过折叠并卷绕上述S24中调整了进深方向长度的层叠体16中的、未涂敷部的绝缘性基板Ia而制作图16所示的卷绕体17。S25 例如能够为如下工序以使正极层13与负极层14隔着电解质层15相对向的方式折叠并卷绕未涂敷部的绝缘性基板la，从而制作卷绕体17。经过此种S25制作的卷绕体17优选，隔着电解质层15相对向的正极层13及负极层14的图16中的右侧端面及左侧端面的位置全部对齐。所述形态的卷绕体17能够通过延长为位于卷绕体17的外周侧的未涂敷部那样的长度而制作。
端子连接工序(以下称为“S26”)是在上述S25中制作的卷绕体17具备的电子传导部12y、12y上连接端子19、19的工序。关于S26，只要能够在与在单电池的层叠方向一端侧配置的正极层13相接触的电子传导部12y上连接端子19，且在与在单电池的层叠方向另一端侧配置的负极层14相接触的电子传导部12y上连接端子19即可，其形态并未特别限定。S26例如能够为如下工序向卷绕体17的上端及下端配置由尺寸为53mmX80mm且在表面具有凹凸的不锈钢箔构成的端子19、19，突破在卷绕体17的上端配置的正极层13而将电子传导部12y和端子19连接，并突破在卷绕体17的下端配置的负极层14而将电子传导部12y和端子19连接，从而制作图19所示的卷绕体17’。
插入密封工序(以下称为“S27”)是如下工序通过将上述S26中制作的卷绕体17’插入壳体而进行密封，而制作具备卷绕体17’的电池。S27例如能够为如下工序将上述S26中制作的卷绕体17’的端子19、19焊接于筐体，将卷绕体17’插入到该筐体后，对收容有卷绕体17’的筐体进行层压封入，从而制作具备卷绕体17’的电池。
如此，根据本发明的电池制造方法，能够制造具备集电体12的电池。如上所述，通过成为具备集电体12的形态，能够提高电池的生产率和稳定性，因此根据本发明，能够提供一种能够制造提高了生产率和稳定性的电池的电池制造方法。
在与具备卷绕体17’的本发明的电池制造方法相关的上述说明中，说明了如下形态的S26 :将由在表面具有凹凸的不锈钢箔构成的端子19、19向卷绕体17的上端及下端配置，通过端子19、19的凹凸来突破正极层13或负极层14，从而将电子传导部12y、12y与端子19、19连接，但具备卷绕的集电体12的本发明的电池制造方法中的端子连接工序并未限定为该形态。端子连接工序也可以为如下的形态除去配置在卷绕体17上端的正极层13 及配置在下端的负极层14之后，在与被除去的正极层13接触的电子传导部12y及与被除去的负极层14接触的电子传导部12y上分别连接公知的引线端子。除此之外，也可以成为如下的形态在与被除去的正极层13接触的电子传导部12y及与被除去的负极层14接触的电子传导部12y上分别直接接触作为端子发挥作用的外装材料。
另外，在与具备卷绕体17’的本发明的电池及其制造方法相关的上述说明中，提及了仅在集电体12的一个面侧配置的正极层13、13、…及负极层14、14、…的表面上配置电解质层15、15、…的形态，但本发明并未限定为该形态，也可以在集电体12的一个面侧配置的正极层13、13、…与负极层14、14、…之间也配置电解质层15、15、…。其中，从能够提供一种容易提高能量密度和输出密度的电池等观点出发，优选仅在集电体12的一个面侧配置的正极层13、13、…及负极层14、14、…的表面上配置电解质层15、15、…的形态。
图20是具有集电体12、电极(正极层13、负极层14)及电解质层15的层叠体20 的剖视图，图21是简略 示出通过在轴心22的周围卷绕层叠体20而制作的卷绕体21的剖视图。在图20及图21中，对于与图15 图19同样地构成的部件附加与在上述图中使用的标号相同的标号，适当省略其说明。
层叠体20具有集电体12、正极层13、13、…、负极层14、14、…、电解质层15、 15、…。在集电体12的电子传导部12x、12x、…的表面上配置有正极层13、13、.··,在电子传导部12y、12y、…的表面上配置有负极层14、14、…。在正极层13、13、…的表面上配置有电解质层15、15、···，在电子传导部12x的表面上配置的正极层13隔着集电体12与在电子传导部12y的表面上配置的负极层14相对向。在层叠体20中，正极层13、13、…及负极层14、14、…与绝缘性基板Ia不接触。
卷绕体21通过在截面长方形的轴心22的周围卷绕层叠体20而构成。在卷绕体 21中，配置在轴心22上侧的多个单电池串联连接，且配置在轴心22下侧的多个单电池串联连接。相对于此，轴心22的上表面及下表面与负极层14、14接触，因此由在轴心22上侧串联连接的多个单电池构成的单电池组与由在轴心22下侧串联连接的多个单电池构成的单电池组并联连接。
如图21所示，卷绕体21也具有集电体12。因此，即使在具备卷绕体21的形态下， 根据本发明，也能够提供一种能够提高生产率和稳定性的电池。而且,如上所述,根据卷绕体21，能够将单电池彼此串联连接及并联连接。因此，通过形成为具备卷绕体21的形态，能够提供一种提高了模块设计自由度的电池。
另外，卷绕体21也与卷绕体17同样地，通过延长被卷绕的层叠体20的卷绕方向 (图20的纸面左右方向)的长度，能够容易地增大串联连接的单电池的数目，因此也能够提供一种电压设计容易的电池。此外，卷绕体21也与卷绕体17同样地，在卷绕体21弯曲的部位(弯曲部)未配置正极层13、13、…、负极层14、14、…及电解质层15、15、…。通过形成为所述形态，在具备卷绕体21的电池的制作时或使用时，除了能够防止电极或电解质从弯曲部滑落的事态之外，还能够减少对发电不起作用的弯曲部的体积，因此也能够提高具备卷绕体21的电池的能量密度和输出密度。而且，由于卷绕体21也是卷绕的机构简单， 因此能够提高制造速度。
图22是说明本发明的电池制造方法的流程图。图22所示的本发明的电池制造方法具有集电体制作工序(S31)、电极配置工序(S32)、电解质配置工序(S33)、切缝工序 (S34)、卷绕工序(S35)、端子连接工序(S36)、插入密封工序(S37)。而且，图23 图25是说明本发明的电池的制造工序的图。图23是表示通过电极配置工序制作的电极体23的剖视图，图24是表示在端子连接工序中连接有端子19、19的卷绕体21’的剖视图，图25是示出从图24的纸面右侧观察时的卷绕体21’的剖视图。为了容易理解卷绕体21’，在图25中省略了绝缘性基板Ia的记载的一部分。以下，参照图20 图25，说明本发明的电池制造方法的一例。
集电体制作工序(以下称为“S31”)是制作集电体12的工序。更具体来说，S31 是通过上述SI S5制作集电体12的工序。
电极配置工序(以下称为“S32”)是如下工序以与上述S31中制作的集电体12 的电子传导部12x、12x、…相接触的方式配置正极层13、13、…并以与电子传导部12y、 12y、…相接触的方式配置负极层14、14···，从而制作图23所示的电极体23。关于S32，只要是能够以与电子传导部12x、12x、…相接触的方式配置正极层13、13、…且以与电子传导部12y、12y、…相接触的方式配置负极层14、14…即可，其形 态并未特别限定。在S32中， 例如，首先利用照相凹版印刷法将正极用组成物涂敷于全部的电子传导部12x、12x、…的表面并进行干燥，从而能够在集电体12的一个面侧一次形成正极层13、13、…，然后，利用照相凹版印刷法将负极用组成物涂敷于全部的电子传导部12y、12y、…的表面并进行干燥， 从而能够在集电体12的另一个面侧一次形成负极层14、14···。通过经过上述的过程，能够分别在集电体12的一个面侧一次形成正极层13、13…并在另一个面侧一次形成负极层14、 14···，因此能够容易地制作电极体23。
电解质配置工序(以下称为“S33”)是仅在上述S32中制作的电极体23的单侧配置的电极的表面上配置电解质层15、15…的工序。关于S33，只要能够仅在电极体23的单侧配置的电极的表面上配置电解质层15、15…即可，其形态并未特别限定。S33例如能够为如下工序通过照相凹版印刷法在电极体23的单侧配置的正极层13、13、…的表面上涂敷电解质用组成物并使其干燥而制作图20所示的层叠体20。
切缝工序(以下称为“S34”)是将层叠体20的进深方向长度(图20的纸面进深 /跟前方向的长度)缩短的工序。
卷绕工序(以下称为“S35”)是如下工序通过将上述S34中调整了进深方向长度的层叠体20中的、未涂敷部的绝缘性基板Ia折叠并在由宽度53mmX进深65mmX厚度Imm的表背面上具有凹凸的不锈钢构成的轴心22的周围卷绕层叠体20，而制作图21所示的卷绕体21。S35例如能够为如下工序以使负极层14、14与轴心22的上表面及背面相接触的方式折叠未涂敷部的绝缘性基板Ia并在轴心22的周围卷绕层叠体20而制作卷绕体 21。在本实施方式中，轴心22也作为端子发挥作用，存在于轴心22表背面的凹凸突破负极层14、14而与电子传导部12y、12y相接触。经过此种S35制作的卷绕体21优选，隔着电解质层15相对向的正极层13及负极层14的、图21中的右侧端面及左侧端面的位置全部对齐。所述形态的卷绕体21能够通过延长为位于卷绕体21的外周侧的未涂敷部那样的长度而制作。
端子连接工序(以下称为“S36”)是在上述S35中制作的卷绕体21具备的电子传导部12x、12x上连接端子19、19的工序。关于S36，只要能够在与在单电池的层叠方向两端侧分别配置的正极层13、13相接触的电子传导部12x、12x上连接端子19、19即可，其形态并未特别限定。S36例如能够为如下工序将由在表面具有凹凸的不锈钢箔构成的端子19、 19向卷绕体21的上端及下端配置，利用端子19、19的凹凸突破正极层13，从而将电子传导部12x、12x和端子19、19连接，从而制作图24及图25所示的卷绕体21’。
插入密封工序(以下称为“S37”)是如下工序通过将上述S36中制作的卷绕体 21’插入壳体而进行密封，从而制作具备卷绕体21’的电池。S37例如能够为如下工序将上述S36中制作的卷绕体21’的端子19、19焊接于筐体，在将卷绕体21’插入到该筐体后， 对收容有卷绕体21’的筐体进行层压封入，从而制作具备卷绕体21’的电池。
如此，即使为上述形态，也能够制造具备集电体12的电池。如上所述，通过形成为具备集电体12的形态，能够提高电池的生产率和稳定性，因此根据本发明，能够提供一种能够制造提闻了生广率和稳定性的电池的电池制造方法。
在与具备卷绕体21’的本发明的电池制造方法相关的上述说明中，说明了如下形态的S36 :将由在表面具有凹 凸的不锈钢箔构成的端子19、19向卷绕体21的上端及下端配置，通过端子19、19的凹凸来突破正极层13，从而将电子传导部12x、12x与端子19、19连接，但使用轴心的本发明的电池制造方法中的端子连接工序并未限定为该形态。端子连接工序也可以为如下形态在通过公知的方法除去分别配置在卷绕体21上端及下端的正极层13、13之后，向由于正极13、13被除去而露出的电子传导部12x、12x的表面连接端子19、 19。而且，也可以成为在与被除去的正极13接触的电子传导部12x、12x上直接接触也作为端子发挥作用的外装材料的形态或连接公知的引线端子的形态。除此之外，还可以成为在环型壳体中插入卷绕体，并使与也作为端子发挥作用的壳体接触的卷绕体的内周面及外周面分别接触的形态。
另外，在与具备卷绕体21’的本发明的电池及其制造方法相关的上述说明中，提及了使用截面长方形的轴心22的形态，但本发明中使用的轴心并未限定为该形态。本发明中使用轴心时，该轴心的截面形状除了圆形或椭圆形之外，还可以形成为三角形、五边形、六边形等多边形形状。
另外，在与具备卷绕体21’的本发明的电池及其制造方法相关的上述说明中，提及了仅在集电体12的一个面侧配置的正极层13、13、…的表面上配置电解质层15、15、…的形态，但本发明并未限定为该形态。不仅是在正极层13、13、…的表面，在正极层13、13、… 之间也可以配置电解质层15、15、…。而且，也可以仅在集电体12的另一个面侧配置的负极层14、14、…的表面上配置电解质层15、15、…，也可以不仅在集电体12的另一个面侧配置的正极层14、14、…的表面上，还在负极层14、14、…之间配置电解质层15、15、…。其中，从能够提供一种容易提高能量密度和输出密度的电池等观点出发，优选仅在集电体12 的一个面侧配置的正极层13、13、…或在另一个面侧配置的负极层14、14、…的表面上配置电解质层15、15、…的形态。
另外，在与具备卷绕体21’的本发明的电池及其制造方法相关的上述说明中，提及了在集电体12的一个面侧配置正极层13、13、…，并在集电体12的另一个面侧配置负极层14、14、…的形态，但本发明并未限定为该形态。在本发明中，在使用轴心时，也可以形成为在集电体的一个面侧及另一个面侧分别如层叠体16那样交替配置正极层13及负极层14 的形态。
图26是具有集电体12、电极(正极层13、负极层14)及电解质层15的层叠体24 的剖视图，图27是简略示出通过将层叠体24之字形折叠而制作的结构体25的剖视图。在图26及图27中,对于与图15 图19同样地构成的部件附加与上述图中使用的标号相同的标号，适当省略其说明。
层叠体24具有集电体12、正极层13、13、…、负极层14、14、…、电解质层15、15、…。集电体12的电子传导部12x、12x、…及电子传导部12y、12y、…的表面上沿平面方向交替配置有正极层13、13、…及负极层14、14、…，在集电体12的一个面侧及另一个面侧配置的正极层13、13、…的表面上配置有电解质层15、15、…。在电子传导部12x的表面上配置的正极层13隔着集电体12与在电子传导部12y的表面上配置的负极层14相对向。在层叠体24中，正极层13、13、…及负极层14、14、…与绝缘性基板Ia不接触。
通过折弯层叠体24的绝缘性基板Ia并以使正极层13隔着电解质层15与负极层 14相对向的方式将层叠体24之字形折叠，而制作结构体25。在该结构体25中，由一组正极层13、电解质层15及负极层14构成的单电池沿图27的纸面上下方向串联连接。
如图27所示，本发明的电池具备的结构体25具有本发明的集电体12。因此，即使在具备结构体25的形态下，根据本发明，也能够提供一种能够提高生产率和稳定性的电池。而且，根据结构体25，通过延长被折叠的层叠体24的长度(图26的纸面左右方向的长度)，能够容易地增大串联连接的单电池的数目，因此也能够提供一种电压设计容易的电池。此外，结构体25在弯曲的结构体25的左端部及右端部(弯曲部)未配置电极及电解质层15。通过形成为所述形态，在具备结构体25的电池的制作时或使用时，除了能够防止电极或电解质从弯曲部滑落的事态之外，还能够减少对发电不起作用的弯曲部的体积，因此也能够提高具备结构体25的电池的能量密度和输出密度。而且，由于结构体25的卷绕的机构简单，因此能够提高制造速度。
图28是说明本发明的电池制造方法的流程图。图28所示的本发明的电池制造方法具有集电体制作工序(S41)、电极配置工序(S42)、电解质配置工序(S43)、切缝工序 (S44)、折叠工序(S45)、端子连接工序(S46)、插入密封工序(S47)。而且，图29是说明本发明的电池的制造工序的图，是示出在端子连接工序中连接有端子7、7的结构体26的剖视图。以下，参照图18及图26 图29，说明本发明的电池制造方法的一例。
集电体制作工序(以下称为“S41”)是制作集电体12的工序。更具体来说，S41 是通过上述SI S5制作集电体12的工序。
电极配置工序(以下称为“S42”)是如下工序以与上述S41中制作的集电体12 的电子传导部12x、12x、…及电子传导部12y、12y、…相接触的方式配置正极层13、13、… 及负极层14、14···，而制作图18所示的电极体18。关于S42，只要是能够以与电子传导部 12x、12x、…及电子传导部12y、12y、…相接触的方式配置正极层13、13、…及负极层14、 14…即可，其形态并未特别限定。S42能够形成为与上述S22同样的形态。
电解质配置工序(以下称为“S43”)是仅在上述S42中制作的电极体18的一个面侧及另一个面侧分别配置的正极层13、13、…的表面上配置电解质层15、15…的工序。关于S43，只要能够仅在正极层13、13、…的表面上配置电解质层15、15…即可，其形态并未特别限定。S43能够形成为与上述S23同样的形态。
切缝工序(以下称为“S44”)是如下工序将上述S43中配置有电解质层15、15^·· 的电极体18所具备的正极层13、13、…、负极层14、14、…及电解质层15、15、…中的、向在设计上考虑为不应该涂敷正极用组成物或负极用组成物或电解质组成物的未涂敷部露出的正极层13、13、…、负极层14、14、…、电解质层15、15、…的一部分除去。S44能够成为通过与上述S15同样的过程制作图26所示的层叠体24的工序。
折叠工序(以下称为“S45”)是如下工序通过将上述S44中划定未涂敷部的层叠体24中的未涂敷部的绝缘性基板Ia之字形折叠而制作图27所示的结构体25。S45能够成为如下工序以使正极层13与负极层14隔着电解质层15相对向的方式之字形折叠未涂敷部的绝缘性基板la，从而制作结构体25。经过此种S45制作的结构体25优选，隔着电解质层15相对向的正极层13及负极层14的图26中的右侧端面及左侧端面的位置全部对齐。所述形态的结构体25能够通过将层叠体24的未涂敷部的长度形成为恒定而制作。
端子连接工序(以下称为“S46”)是在上述S45中制作的结构体25具备的电子传导部12x、12y上连接端子7、7的工序。关于S46，只要能够在与在单电池的层叠方向一端侧配置的正极层13相接触的电子传导部12x上连接端子7，且在与在单电池的层叠方向另一端侧配置的负极层14相接触的电子传导部12y上连接端子7即可，其形态并未特别限定。 S46例如能够成为如下工序通过与上述S16同样的过程连接端子7、7，从而制作图29所示的结构体26。
插入密封工序(以下称为“S47”)是如下工序通过将上述S46中制作的结构体 26插入壳体而进行密封，从而制作具备结构体26的电池。S47例如能够成为如下工序将上述S46中制作的结构体26的端子7、7焊接于筐体，在将结构体26插入到该筐体后，对收容有结构体26的筐体进行层压封入，从而制作具备结构体26的电池。
如此，即使为上述形态，也能够制造具备集电体12的电池。如上所述，通过形成为具备集电体12的形态，能够提高电池的生产率和稳定性，因此根据本发明，能够提供一种能够制造提闻了生广率和稳定性的电池的电池制造方法。
在与具备结构体25的本发明的电池及其制造方法相关的上述说明中，提及了仅在集电体12的一个面侧及另一个面侧配置的正极层13、13、…的表面上配置电解质层15、15、…的形态，但本发明并未限定为该形态。具有经过之字形折叠集电体12的过程制作的结构体的本发明的电池，也可以仅在集电体12的一个面侧及另一个面侧配置的负极层14、14、…的表面上配置电解质层15、15、…。而且，也可以在全部的正极层13、13、…及负极层14、14、…的表面上配置电解质15、15、···，此外，也可以在正极层13、13、…与负极层14、14、…之间也配置电解质15、15、…。其中，从能够提供一种容易提高能量密度和输出密度的电池等观点出发，优选仅在集电体12的一个面侧及另一个面侧配置的正极层13、 13、…及/或负极层14、14、…的表面上配置电解质层15、15、…的形态。
另外，在与本发明的电池制造方法相关的上述说明中，提及了通过与S16同样的过程连接端子7、7的形态的S46，但具备之字形折叠的集电体12的本发明的电池的制造方法中的端子连接工序并未限定为该形态。端子连接工序例如也能够成为如下形态将配置在结构体25上端的电解质层15及正极层13除去，并将配置在结构体25下端的负极层14 除去，然后在露出的电子传导部12x、12y上连接端子7、7。而且，也可以成为如下形态将由在表面具有凹凸的不锈钢箔构成的端子向结构体25的上端及下端配置，通过端子的凹凸突破正极层13及电解质层15或负极层14，从而将电子传导部12x、12y与端子连接。除此之外，也可以形成为如下形态在与被除去的正极层13接触的电子传导部12x、与被除去的负极层14接触的电子传导部12y上直接接触也作为端子发挥作用的外装材料。
另外，在与本发明的电池的制造方法相关的上述说明中，提及了在配置于集电体的电子传导部的表面上形成正极层及/或负极层的形态，但本发明的电池的制造方法并未限定为该形态。在本发明的电池的制造方法中，也能够在公知的基板或电解质层的表面上形成正极层、负极层，也能够为如下形态经过在形成的正极层及/或负极层的表面配置本发明的集电体的过程，而制造本发明的电池。即使在所述形态下，也能够一次使配置在集电体上的电子传导部和多个电极相接触，因此能够提高生产率。
工业实用性
本发明的集电体及电池能够利用于电动汽车或混合动力汽车用等，本发明的集电体的制造方法及电池的制造方法能够在制造利用于电动汽车或混合动力汽车用等的电池时利用。
权利要求
1.一种集电体，具有绝缘性基板和在该绝缘性基板的一个面上及另一个面上分别配置的电子传导部，其特征在于，在所述一个面上沿平面方向隔开间隔配置至少两个以上的所述电子传导部，在所述另一个面上配置的所述电子传导部配置成隔着所述绝缘性基板与在所述一个面上配置的至少一个所述电子传导部相对向，隔着所述绝缘性基板相对向配置的、在所述一个面上配置的所述电子传导部及在所述另一个面上配置的所述电子传导部经由在贯通所述绝缘性基板的孔中配置的电子传导体而连接。
2.—种电池,其特征在于，具备权利要求1所述的集电体、配置成与该集电体的电子传导部相接触的正极层及负极层、以及配置成与所述正极层及所述负极层相接触的电解质层，具备将在所述绝缘性基板的一个面上配置的相邻的所述电子传导部之间折弯而层叠的或卷绕的所述集电体、所述正极层、所述负极层及所述电解质层。
3.一种集电体的制造方法，其特征在于，包括在具有贯通孔的绝缘性基板的所述贯通孔中配置电子传导体的工序；以与在所述贯通孔中配置的电子传导体相接触的方式将至少两个以上的电子传导部沿平面方向隔开间隔而配置于所述绝缘性基板的一个面的一部分上的工序；以及以与在所述贯通孔中配置的所述电子传导体相接触的方式将电子传导部配置于所述绝缘性基板的另一个面的一部分上的工序。
4.一种电池的制造方法，该电池具备集电体，具有绝缘性基板和在该绝缘性基板的一个面上及另一个面上分别配置的电子传导部；正极层及负极层，配置成与该集电体相接触；以及电解质层，配置成与所述正极层及所述负极层相接触，所述电池的制造方法的特征在于，包括通过权利要求3所述的集电体的制造方法制造所述集电体的工序；以与在所述绝缘性基板的面上配置的所述电子传导部相接触的方式配置所述正极层及所述负极层的工序；以与所述正极层及/或所述负极层相接触的方式配置所述电解质层的工序；以及经过将在所述绝缘性基板的一个面上配置的相邻的所述电子传导部之间折弯的过程或卷取的过程，而将所述集电体、所述正极层、所述负极层及所述电解质层层叠或卷绕的工序。
全文摘要
本发明提供一种能够提高能量密度及输出密度且能够提高稳定性的集电体及具备该集电体的电池、以及能够提高生产率的集电体制造方法及电池制造方法。本发明的一形态涉及一种集电体，具有绝缘性基板和分别配置在该绝缘性基板的一个面上及另一个面上的电子传导部，在一个面上沿平面方向隔开间隔至少配置两个以上的电子传导部，配置在上述另一个面上的电子传导部配置成隔着绝缘性基板与配置在一个面上的至少一个电子传导部相对向，配置成隔着绝缘性基板相对向的、在一个面上配置的电子传导部及在另一个面上配置的电子传导部经由配置在贯通绝缘性基板的孔中的电子传导体连接。
文档编号H01M4/64GK103003992SQ20108000322
公开日2013年3月27日 申请日期2010年3月11日 优先权日2010年3月11日
发明者川冈广和 申请人:丰田自动车株式会社