蓄电装置的制作方法

本发明涉及一种蓄电装置。

背景技术：

公知一种蓄电装置，其具有将成对的电极层叠多层而成的层叠电极体。作为该蓄电装置的一例，可举出锂离子电池，该锂离子电池具有多个正极、多个负极以及多个隔膜，正极和负极隔着隔膜交替层叠。在锂离子电池采用了所谓的层叠型的电极构造的情况下，伴随着充放电发生的电极膨胀收缩所引起的应力容易在电极层叠方向均匀地产生，例如与卷绕型的电极构造相比，能够减小电极体的变形，容易实现电池反应的均匀化，提高电池的使用寿命等。

对于层叠型的电极构造而言，为了防止振动带来的电极错位，需要设置层叠构造的保持装置。例如，在专利文献1中公开一种锂离子电池，在层叠电极体的层叠方向的两端面分别配置有辅助片，至少两个防错位用带以跨层叠电极体的方式粘贴在各辅助片上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-91099号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，对于专利文献1公开的电池而言，在粘贴有防错位用带的部分及其附近，会妨碍由充放电带来的电极的膨胀而容易产生较大应力，因此，有时发生以带粘贴位置为起点的电池劣化，使电池寿命降低。

用于解决问题的方案

本发明的一技术方案的蓄电装置具有：层叠电极体，其是将成对的电极层叠多层而形成的；固定用带，其跨层叠电极体的电极层叠方向的两端部地设置，并且具有中间部和一对粘接部，该一对粘接部分别粘接于该两端部，该中间部将该各粘接部相连。该蓄电装置的特征在于，固定用带的中间部包括沿着层叠电极体的侧面的基部和向远离层叠电极体的侧面的方向突出的余量部，在该余量部处相对的带面彼此可剥离地粘接在一起。

发明的效果

采用本发明的一技术方案，能够提供一种蓄电装置，该蓄电装置能够防止层叠电极体的电极的层叠错位，并且难以产生由伴随着充放电发生的电极的体积变化导致的应力集中。即，采用作为本发明的一技术方案的蓄电装置，能够稳定地维持层叠电极体的构造，能够充分抑制由上述应力集中引起的性能劣化。

附图说明

图1是表示作为实施方式的一例的蓄电装置的外观的立体图。

图2是作为实施方式的一例的层叠电极体的立体图。

图3是图2中的aa线剖视图。

图4是表示固定用带在外装体内的收纳状态的图。

图5是表示固定用带的另一例的图。

图6是表示固定用带的又一例的图。

图7是表示固定用带的又一例的图。

具体实施方式

以下，对作为实施方式的一例的蓄电装置进行详细说明。

在实施方式的说明中参照的附图是示意性的记载，附图中所描绘的构成要素的尺寸比例等有时与实物不同。具体的尺寸比例等应该参照以下的说明进行判断。本说明书中的记载“大致**”的意思是，如果以大致相同为例进行说明的话，固然包含完全相同的意思，但也包含认为是实质上相同的意思。此外，用语“端部”指的是对象物的端及其附近。

以下，作为实施方式的一例，例示出具有由两片层压膜12、13形成的外装体11的电池10(层压型电池)，但是本发明的蓄电装置并不限于电池10。本发明的蓄电装置例如既可以是在两片层压膜分别形成有用于收纳层叠电极体的主体部的层压型电池，也可以是具有方形、硬币形、纽扣形等金属制壳体作为外装体的电池。或者，本发明的蓄电装置也可以是电容器。

此外，在实施方式中，虽然例示出具有粘接层32的固定用带30等，但是固定用带也可以构成为不具有粘接层32的结构，例如也可以仅由带基材31构成。在该情况下，固定用带相对于层叠电极体例如进行热熔接或者溶剂熔接。也能够使固定用带的余量部的带面彼此熔接起来。例如，热熔接指的是对带基材31进行加热而使其软化熔融并进行粘接的方法，溶剂熔接指的是利用有机溶剂使带基材31融化而进行粘接的方式。

以下，使用图1～图4，详细说明作为实施方式的一例的电池10。

图1是表示电池10的外观的立体图。图2是收纳于外装体11的层叠电极体20的立体图。以下，为了便于说明，以树脂制片24侧为上、树脂制片25侧为下并进行说明。

如图1和图2所示，电池10具有将成对的电极层叠多层而成的层叠电极体20。层叠电极体20具有多个含有例如含锂复合氧化物的正极、多个用于吸收释放锂离子的负极以及多个隔膜，并具有正极和负极隔着隔膜层叠而成的构造。隔膜使用具有离子透过性和绝缘性的多孔片。层叠电极体20具有所谓的层叠型电极构造，例如正极的层叠数量为10～70。电池10的优选的一例是锂离子电池，作为发电元件包括层叠电极体20以及非水电解质。在本实施方式中，该发电元件收纳于由两片层压膜12、13形成的外装体11。此外，层叠电极体也能够通过如下方式制作：将一片长条的隔膜折叠成锯齿状，在折叠的锯齿之间交替插入正极和负极。

详细情况后述，电池10具有固定用带30，该固定用带30跨位于层叠电极体20的电极层叠方向x的两端部的上表面20a和下表面20b地设置。固定用带30具有：一对粘接部33、34，其分别粘接于层叠电极体20的上表面20a、下表面20b；以及中间部35，其将粘接部33、34相连。而且，中间部35包括沿着层叠电极体20的侧面20c的基部36和向远离层叠电极体20的侧面20c的方向突出的余量部37。固定用带30的在余量部37处相对的带面彼此可剥离地粘接在一起。通过使用形成有余量部37的固定用带30，可在充分抑制由伴随着充放电发生的电极的体积变化导致的电极体内的应力集中的同时防止电极的层叠错位。

层叠电极体20优选具有分别配置在电极层叠方向x的两端部的一对树脂制片24、25(参照图2)。即，层叠电极体20由电极组21和一对树脂制片24、25形成，其中，该电极组21包括多个正极、多个负极以及多个隔膜，一对树脂制片24、25从上下夹住电极组21。在电极组21的上下端部通常配置有正极或者负极。在本实施方式中，树脂制片24、25的朝向与电极组21相反的一侧的片面分别成为层叠电极体20的上表面20a、下表面20b。

构成电极组21的各正极、各负极以及各隔膜和树脂制片24、25例如均具有俯视观察为大致矩形的形状，将这些构件层叠而成的电极组21、层叠电极体20具有大致长方体形状。在各正极分别设置有正极引线22，在各负极分别设置有负极引线23。在本实施方式中，正极引线22和负极引线23从位于具有大致长方体形状的层叠电极体20(电极组21)的长度方向一端的一个侧面20c伸出。侧面20c是沿着电极层叠方向x(层叠电极体20、电极组21的厚度方向)的层叠电极体20的壁面。

多个正极引线22从上述一个侧面20c的宽度方向一端侧伸出，在电极层叠方向x堆叠。多个负极引线23从与正极引线22相同的侧面20c的短边方向另一端侧伸出，在电极层叠方向x堆叠。正极引线22的层叠体和负极引线23的层叠体例如通过超声波焊接等分别与对应的电极端子(正极端子16、负极端子17)相连接。

树脂制片24、25例如具有保护电极组21的功能。层叠电极体20也可以是不设置树脂制片24、25的结构，在该情况下，例如固定用带30粘贴于电极。如果固定用带30粘贴于电极，就需要考虑在固定用带30由于伴随着充放电发生层叠电极体20的体积变化而被拉拽时引起电极破损的情况。通过设置树脂制片24、25，能够防止不良情况的发生。

树脂制片24、25例如具有可分别覆盖电极组21的整个上下表面的尺寸，优选的是具有与电极组21的上下表面的面积大致相同的片面积。电极组21的上下表面的面积通常大致相同。树脂制片24、25例如能够使用具有耐电解液性且具有20μm～50μm左右的厚度的树脂膜。作为具体例子，能够举出由以乙烯单元或者丙烯单元为主要结构单元的烯烃类树脂、聚四氟乙烯等氟类树脂等构成的膜。此外，树脂制片24、25能够使用与隔膜相同的材料。此外，对于将上述那样的一片长条的隔膜弯折成锯齿状而制作的层叠电极体而言，作为树脂制片24、25，能够利用长条隔膜的两个终端部分。

正极例如由正极集电体和形成在该集电体上的正极合剂层形成。正极集电体能够使用铝等在正极的电位范围内稳定的金属的箔片、将该金属配置在表层而成的膜等。正极引线22例如使正极集电体的一部分突出而形成，与集电体一体化。正极合剂层优选除了正极活性物质以外，还包括导电剂和粘结剂，形成在集电体的两个面上。正极例如能够以如下方式制作：在正极集电体上涂覆含有正极活性物质、粘结剂等的正极合剂浆料，使涂膜干燥之后进行压延，而在集电体的两个面形成正极合剂层。

正极活性物质例如使用含锂复合氧化物。含锂复合氧化物并未特别限定，优选的是，利用通式li1+xmao2+b(式中，x+a＝1，-0.2<x≤0.2，-0.1≤b≤0.1，m至少包括ni、co、mn以及al中的任一者)表示的复合氧化物。作为优选的复合氧化物的一例，能够举出含有ni、co、mn的含锂复合氧化物、含有ni、co、al的含锂复合氧化物。

负极例如由负极集电体和形成在该集电体上的负极合剂层形成。负极集电体能够使用铜等在负极的电位范围内稳定的金属的箔片、将该金属配置在表层而成的膜等。负极引线23例如使负极集电体的一部分突出而形成，与集电体一体化。优选的是，负极合剂层除了负极活性物质以外还包含粘结剂。负极例如能够以如下方式制作：在负极集电体上涂覆含有负极活性物质、粘结剂等的负极合剂浆料，在使涂膜干燥之后进行压延，而在集电体的两个面形成负极合剂层。

作为负极活性物质，只要是可吸收释放锂离子的材料即可，通常使用石墨。负极活性物质既可以使用硅、硅化合物或者两者的混合物，也可以兼用硅化合物等和石墨等碳材料。硅化合物等与石墨等碳材料相比，能够吸收更多的锂离子，所以通过在负极活性物质中应用硅化合物等，能够实现电池的高能量密度化。硅化合物的优选一例是由siox(0.5≤x≤1.5)表示的硅氧化物。此外，优选的是，siox的粒子表面被无定型碳等导电覆膜覆盖。此外，在使用了硅化合物等的情况下，伴随着充放电发生的负极的体积变化变大，因此，采用固定用带30所带来的上述作用效果能够更显著地表现出来。

非水电解质包括非水溶剂、溶解在非水溶剂中的电解质盐。非水电解质并不限于液体电解质，也可以是使用了凝胶状聚合物等的固体电解质。非水溶剂例如能够使用酯类、醚类、腈类、酰胺类以及其中的两种以上的混合溶剂等。非水溶剂也可以包括利用氟等卤素原子置换了这些溶剂中的至少一部分氢的卤素置换体。电解质盐优选是锂盐。

电池10具有外装体11，该外装体11由上述那样的两片层压膜12、13形成。外装体11例如具有俯视观察为大致矩形的形状。用于收纳层叠电极体20的外装体11具有挠性，因此，与具有金属制壳体的蓄电装置相比，电池10的层叠电极体20容易膨胀，容易显现出采用固定用带30所带来的上述的作用效果。优选的是，层压膜12、13使用在金属层的两面形成有树脂层的膜。金属层例如是铝薄膜层，具有防止水分等透过的功能。

外装体11具有扁平形状的主体部14和将层压膜12、13的端缘彼此接合起来而形成的密封部15。电池10的发电元件(层叠电极体20和非水电解质)收纳在主体部14内。在图1所示的例子中，在层压膜12上形成有扁平的大致长方体形状的主体部14。主体部14例如是对层压膜12以向与将要相对配置的层压膜13相反的一侧突出的方式拉深加工而形成的。密封部15例如是对层压膜12、13的周缘部彼此进行热封而形成在主体部14的四周。

在本实施方式中，一对电极端子(正极端子16、负极端子17)从外装体11的长度方向一端拉出。各电极端子在密封部15处接合于层压膜12、13，并且经过密封部15从各膜之间被拉出到外装体11的外部。在外装体11内，多条正极引线22分别与正极端子16相连，多条负极引线23分别与负极端子17相连。此外，一对电极端子也可以朝向彼此相反的方向拉出。

以下，适当地参照图2～图4，详细说明固定用带30。

图3是图2中的aa线剖视图。图4是表示固定用带30在外装体11内的收纳状态的图。

如图2和图3所示，固定用带30跨层叠电极体20的上表面20a和下表面20b地设置。固定用带30例如将带的一端部(粘接部33)粘贴于上表面20a的端部、带的中间部(中间部35)沿着侧面20c沿电极层叠方向x延伸、带的另一端部(粘接部34)粘贴于下表面20b的端部。固定用带30具有在电极层叠方向x限制层叠电极体20(电极组21)、防止构成电极组21的各电极的层叠错位的功能。

固定用带30相对于层叠电极体20至少粘贴于上表面20a和下表面20b即可，也可以不粘贴于侧面20c。在本实施方式中，树脂制片24的片面成为层叠电极体20的上表面20a，树脂制片25的片面成为下表面20b，因此，可以说，固定用带30跨树脂制片24、25地设置。固定用带30优选如后述那样设置多个。

固定用带30具有：粘接部33，其粘贴在层叠电极体20的上表面20a；粘接部34，其粘贴在下表面20b；以及中间部35，其将粘接部33和粘接部34连起来。中间部35沿着粘接部33、中间部35以及粘接部34排列的方向的长度(以下称为“长度(l35)”)比层叠电极体20的沿着电极层叠方向x的长度(以下称为“厚度(t20)”)长。而且，在中间部35形成有在层叠电极体20的厚度(t20)未增加的状态、即充放电前是多余的部分的余量部37。此外，中间部35的长度(l35)就是将余量部37完全延伸开时的长度。

换言之，固定用带30以使中间部35的长度(l35)比层叠电极体20的厚度(t20)长且形成余量部37的方式将该带的长度方向两端部(粘接部33、34)分别粘贴在上表面20a和下表面20b。此外，也可以是，在中间部35形成了成为余量部37的部分之后将固定用带30粘贴在层叠电极体20。后文描述中间部35的详细情况。

固定用带30优选具有带基材31和形成在带基材31上的粘接层32。固定用带30(带基材31)例如是在粘接部33、中间部35以及粘接部34排列的方向上长且宽度沿着该方向大致恒定的带状体，并且在长度方向沿着电极层叠方向x的状态下粘贴于层叠电极体20。粘接层32也可以形成在带基材31上的一部分(例如，参照后述的图5)，但在本实施方式中，在带基材31的一侧的整个面上形成粘接层32。以下，有时将形成有粘接层32的带面、带基材31的这一侧的面称为“背面”。

作为带基材31，并未特别限定，优选使用耐电解液性良好的树脂膜。作为优选的带基材31，能够例示出由以乙烯单元或者丙烯单元为主要结构单元的烯烃类树脂、亚胺类树脂等构成的膜。带基材31的厚度例如为10μm～150μm。

粘接层32是例如在带基材31上涂覆粘接剂而形成的。作为构成粘接层32的粘接剂，只要是耐电解液性良好的粘接剂就不特别限定，能够使用在常温(25℃)下具有粘着性的压敏粘接剂、通过加热发挥粘着性的热敏粘接剂等。从生产效率等的角度出发，优选使用压敏粘接剂。粘接层32的厚度例如为10μm～100μm。

优选的是，固定用带30至少设置两个以上。各固定用带30优选与其他的固定用带30相对配置。固定用带30例如分别设置在具有大致长方体形状的层叠电极体20的长度方向两端部，并且分别设置在宽度方向两端部。在图2所示的例子中，在层叠电极体20的长度方向各端部各设一个、在宽度方向各端部各设两个、总计设置六个固定用带30(在图2中，前者是30a，后者是30b)。各固定用带30在层叠电极体20的长度方向和宽度方向上并排地相对配置，设有多个相对的固定用带30的组(图2所示的例子是三个)。

两个固定用带30a在层叠电极体20的长度方向各端部分别粘贴在例如层叠电极体20的宽度方向中央部。沿着层叠电极体20的延伸出一对电极端子的侧面20c粘贴的固定用带30a位于正极引线22和负极引线23之间。在层叠电极体20的宽度方向各端部，两个固定用带30b分别彼此隔开间隔粘贴。该两个固定用带30b中的一者例如粘贴在层叠电极体20的长度方向中央和长度方向一端之间的刚好中间附近。同样，固定用带30b中的另一者例如粘贴在层叠电极体20的长度方向中央和长度方向另一端之间的刚好中间附近。

此外，固定用带30的数量、配置、各带的形状、尺寸等并不限于上述情况。在图2所示的例子中，全部固定用带30具有彼此相同的形状和尺寸，但是各带的形状和尺寸也可以彼此不同。固定用带30例如既可以是将粘接部33、中间部35以及粘接部34排列的方向作为宽度方向、将与该方向垂直的方向作为长度方向的形状，也可以将该带仅粘贴在层叠电极体20的宽度方向两端部。

中间部35如上所述包括沿着层叠电极体20的侧面20c的基部36和朝向远离侧面20c的方向(层叠电极体20的外侧)突出的余量部37，在余量部37处相对的带的背面彼此可剥离地粘接在一起。在图2和图3中，基部36不挠曲地与侧面20c紧密接触，余量部37相对于侧面20c大致垂直地竖直设置。余量部37的根部与侧面20c大致接触。

余量部37是使中间部35的比层叠电极体20的厚度(t20)长的部分、即充放电前的多余部分在固定用带30的形成有粘接层32的背面彼此接触的状态下重叠起来的部分。即，余量部37是使固定用带30的背面彼此接触且形成双层的部分，在余量部37处相对的带的背面各自借助粘接层32彼此粘接在一起。优选的是，余量部37使比层叠电极体20的厚度(t20)长的所有部分重叠起来而形成。由此，在中间部35形成不挠曲地与侧面20c紧密接触的基部36。在竖立设置于侧面20c上的余量部37例如也不存在挠曲、褶皱，在余量部37的整个长度上相对的带的背面彼此紧密接触。

余量部37例如形成为距粘接部33、34的距离大致相等。即，余量部37形成在中间部35的上下方向大致中央，在余量部37的上下分别形成上下方向长度彼此大致相同的基部36。在余量部37形成为距粘接部33、34的距离大致相等的情况下，例如后述的拉力容易作用于余量部37的粘接面，该粘接面的剥离性提高。

固定用带30具有该基部36和余量部37，因此，在伴随着电池10的充放电而导致层叠电极体20的厚度(t20)增加时，能在缓和带粘贴位置处的应力集中的同时，防止电极的层叠错位。当然，固定用带30在充放电前也能防止电极的层叠错位。

在图3的纸面右侧，示出层叠电极体20的厚度(t20)增加时的状态。如果层叠电极体20的厚度(t20)增加，在中间部35将会作用沿上下方向的拉力。由此，在余量部37，带的背面彼此接触而形成的粘接面剥离开，从余量部37拉出带。即，余量部37的突出长度l1变短，基部36的上下方向长度变长。因为从余量部37拉出与层叠电极体20的厚度(t20)的增加相应的所需的长度量，所以基部36不发生挠曲地维持着基部36与层叠电极体20的侧面20c紧密接触的状态。也就是说，与层叠电极体20的厚度(t20)的增加相应地沿着侧面20c延长基部36的长度，在维持着防止电极的层叠错位的约束力的同时，可缓和带粘贴位置的应力集中。

与粘接部33、34相对于树脂制片24、25的粘接面相比，余量部37的粘接面易于因层叠电极体20的厚度(t20)的增加而剥离。如果厚度(t20)增加，如上所述，将会在中间部35作用沿上下方向的拉力，而且该拉力容易从余量部37的根部侧(侧面20c侧)向前端侧传递。因此，余量部37的粘接面比较容易因厚度(t20)的增加而剥离开。另一方面，中间部35伴随着厚度(t20)的增加而延伸，因此，在粘接部33、34的粘接面并未作用较大的力。此外，作用于粘接部33、34的力大部分是沿着上表面20a、下表面20b的力，因此，即使厚度(t20)增加，该粘接面也难以剥离。换言之，余量部37对于抑制因厚度(t20)的增加而导致固定用带30自身的剥离也发挥作用。

如上所述，余量部37的粘接面由于层叠电极体20的厚度(t20)增加而剥离，但是固定用带30也可以具有用于使该粘接面更容易剥离的构造。例如，也可以通过在粘接部33、34与余量部37改变粘接层32的形成面积、厚度以及构成粘接层32的粘接剂的种类等，使余量部37的粘接力变弱。将各粘接面的单元面积的粘接力例如设为粘接部33、34的粘接面>余量部37的粘接面。作为具体例，也可以是，在粘接部33、34的背面整个区域形成粘接层32，在余量部37局部地形成条纹状(条状)、格子状、点状等的粘接层32。

在本实施方式中，带面彼此在余量部37处的粘接面积(a1)比粘接部33、34各自相对于层叠电极体20的上表面20a、下表面20b的粘接面积(a2)小。同时使粘接面积(a1)<粘接面积(a2)，在层叠电极体20的厚度(t20)增加时，余量部37更容易优先剥离开。此外，固定用带30在整个背面形成有粘接层32，同时沿着全长具有恒定的宽度，因此，余量部37的突出长度l1比粘接部33、34的长度l2(沿着与余量部37延伸的方向平行的方向的长度)短。

如图4所示，外装体11内的余量部37例如以与基部36大致接触的状态沿着上下方向延伸。在图2和图3中，示出了余量部37相对于层叠电极体20的侧面20c大致垂直地竖立设置的状态，但是在外装体11与侧面20c的距离较小的部分，余量部37被外装体11按压而向上方向或者下方向弯曲。在图4所示的例子中，余量部37从根部整体向上方弯曲，但是，也可以是，例如形成为仅余量部37的前端部弯曲的状态。即使在余量部37弯曲的状态下，也能够获得在维持防止电极的层叠错位的约束力的同时缓和在带粘贴位置的应力集中这样的上述作用效果。

以下，适当地参照图5～图7，针对作为固定用带的另一例的固定用带30a、30b、30c，主要说明与上述的固定用带30的不同点。

对于图5所示的固定用带30a而言，在带基材31的背面的除了沿着层叠电极体20的侧面20c的基部36a以外的部分具有粘接层32a。即，粘接层32a仅形成在粘接部33、34和余量部37，而未形成在基部36a，基部36a未粘贴于层叠电极体20的侧面20c，在这方面与固定用带30不同。通过使用固定用带30a，例如具有如下优点：带相对于层叠电极体20的粘贴操作变得容易，此外，在层叠电极体20的厚度增加时，施加于余量部37的粘接面的力变大，使得该粘接面容易剥离。

对于图6所示的固定用带30b而言，在具有偏向粘接部34侧形成的余量部37b这方面与固定用带30不同。在固定用带30b中，从层叠电极体20的侧面20c的上端至下端附近为止连续地形成与侧面20c紧密接触的基部36b。在固定用带30中，在余量部37的上下形成有基部36，但是在固定用带30b中，仅在余量部37b之上形成基部36b。

对于图7所示的固定用带30c而言，在具有两个余量部37c这方面与固定用带30不同。此外，余量部37c也可以形成三个以上。在形成两个余量部37c的情况下，例如与形成一个余量部的情况相比，能够使各余量部37c的突出长度变短。对于固定用带30c而言，一个余量部37c形成在距中间部35c的上下方向中央以及粘接部33大致相等距离的位置，另一个余量部37c形成在距中间部35c的上下方向中央以及粘接部34大致相等距离的位置。在中间部35c形成有利用两个余量部37c而彼此分离开的三个基部36c。

产业上的可利用性

本发明能够用于蓄电装置。

附图标记说明

10：电池

11：外装体

12、13：层压膜

14：主体部

15：密封部

16：正极端子

17：负极端子

20：层叠电极体；20a：上表面；20b：下表面；20c：侧面

21：电极组

22：正极引线

23：负极引线

24、25：树脂制片

30：固定用带

31：带基材

32：粘接层

33、34：粘接部

35：中间部

36：基部

37：余量部

x：电极层叠方向