聚合物二次电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚合物二次电池。
【背景技术】
[0002] 近年来，伴随着手机、笔记本电脑等高性能小型便携式设备的迅速普及，需要能获 得高能量密度的电源。在二次电池中，关注集中于能获得高电压的锂二次电池，已开始进行 在小型电子设备中的搭载，也已开始应用在电力储备、电动车用电源等中。
[0003] 如上所述的锂二次电池由包含无机材料的电极和非水电解液构成。使用非水电解 液的锂二次电池的速率（rate)特性也优异、被广泛地使用，但在漏液的危险性、由产生可 燃性气体导致的设备破坏和电池破裂、点火的危险性方面遗留有问题。因此，开展了对使用 了可避免上述危险性的聚合物电解质的聚合物二次电池的研究。
[0004] 另一方面，作为锂二次电池的电解质层和电极层的层合结构的一个例子，例如专 利文献1中公开了下述内容：在负极集电体层的两侧层合有负极活性物质层的负极层、与 在正极集电体层的两侧层合有正极活性物质层的正极层隔着固体电解质层交替地层合，上 述正极层、负极层所连接的端部电极具有导电性物质载带活性物质的结构。
[0005] 现有技术文献 [0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2011-198692号公报
【发明内容】
[0008] 如专利文献1中公开那样的具有层合结构的锂二次电池中，通过负极层和正极层 隔着固体电解质层交替地层合，锂二次电池形成为按层合方向排列的结构，因此可以期待 提高每单位面积的放电容量。但是，由于专利文献1中公开的层合结构中，与放电容量无关 的集电体层分别形成于负极层和正极层，所以不能说每单位体积的放电容量足够高。此外， 专利文献1的锂二次电池中，想要不使用集电体层而仅由活性物质层形成负极层和正极层 的情况下，电子通过负极层或正极层移动到端部电极，锂二次电池的内部电阻变大，因此放 电容量反而降低，且从锂二次电池输出的输出电流也变小。
[0009] 本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供一种聚合物二次电池， 所述聚合物二次电池抑制内部电阻增大，且每单位体积的放电容量足够高。
[0010] 本发明人等发现：在聚合物二次电池中，通过使位于第一电极层两侧的第二电极 层在设置于第一电极层的第一开口部的内部接触，通过第一开口部的电子的流通成为可 能，由此电子能够向层合方向移动，从而完成了本发明。
[0011] 具体而言，本发明提供以下方案：
[0012] (1) 一种聚合物二次电池，所述聚合物二次电池具有第一电极层和第二电极层，所 述第二电极层以夹持聚合物电解质层的方式层合在所述第一电极层的两侧，其中，所述聚 合物二次电池设置至少1个第一开口部，所述第一开口部将上述第一电极层和与上述第一 电极层相邻的聚合物电解质层贯通，位于上述第一电极层两侧的上述第二电极层在上述第 一开口部的内部接触。
[0013] (2)如（1)所述的聚合物二次电池，其中，所述聚合物电解质层含有玻璃化温度为 〇°c以下的有机类聚合物。
[0014] (3)如（2)所述的聚合物二次电池，其中，所述聚合物电解质层进一步含有无机或 有机类的碱金属盐。
[0015] (4)如（2)或（3)所述的聚合物二次电池，其中，所述第一电极层及所述第二电极 层中的至少任一个含有聚合物电解质。
[0016] (5)如⑵~⑷中任一项所述的聚合物二次电池，其中，所述第二电极层含有所 述聚合物电解质。
[0017] (6)如⑴~（5)中任一项所述的聚合物二次电池，其中，所述第一开口部的内壁 被固体电解质、聚合物电解质或绝缘材料覆盖。
[0018] (7)如⑴~（6)中任一项所述的聚合物二次电池，其中，多个所述第一电极层和 多个所述第二电极层以夹持所述聚合物电解质层的方式交替地层合，在层合方向的一个端 部设置有所述第二电极层，所述第一开口部设置为，将各上述第一电极层和与上述第一电 极层相邻的聚合物电解质层贯通。
[0019] (8)如（1)~（7)中任一项所述的聚合物二次电池，其中，具有第一电极层，所述第 一电极层以夹持聚合物电解质层的方式层合在所述第二电极层的两侧，所述聚合物二次电 池设置至少1个第二开口部，所述第二开口部将上述第二电极层和与上述第二电极层相邻 的聚合物电解质层贯通，位于上述第二电极层两侧的上述第一电极层在上述第二开口部的 内部接触。
[0020] (9)如⑶所述的聚合物二次电池，其中，所述第一电极层含有添加了无机或有机 类的碱金属盐的、由有机类聚合物形成的聚合物电解质。
[0021] (10)如⑶或（9)所述的聚合物二次电池，其中，所述第二开口部的内壁被固体电 解质、聚合物电解质或绝缘材料覆盖。
[0022] (11)如⑶~（10)中任一项所述的聚合物二次电池，其中，多个所述第一电极层 和多个所述第二电极层以夹持所述聚合物电解质层的方式交替地层合，在层合方向的一个 端部设置有所述第一电极层，在层合方向的另一个端部设置有所述第二电极层，所述第一 开口部设置为，将设置于除上述一个端部以外的部位的各上述第一电极层和与上述第一电 极层相邻的聚合物电解质层贯通，所述第二开口部设置为，将设置于除上述另一个端部以 外的部位的各上述第二电极层和与上述第二电极层相邻的聚合物电解质层贯通。
[0023] (12)如⑶~（11)中任一项所述的聚合物二次电池，其中，所述第二电极层具有 岛状部，所述岛状部的周围被所述第二开口部包围。
[0024] (13)如⑴~（12)中任一项所述的聚合物二次电池，其中，所述第一电极层具有 岛状部，所述岛状部的周围被所述第一开口部包围。
[0025] (14)如⑴~（13)中任一项所述的聚合物二次电池，其中，所述聚合物电解质层 的厚度在lum以上50iim以下的范围内。
[0026] (15)如⑴~（14)中任一项所述的聚合物二次电池，其中，所述第一电极层及所 述第二电极层的一方为正极层，另一方为负极层。
[0027] (16)如⑴~（15)中任一项所述的聚合物二次电池，其中，具有层合体，所述层合 体是以夹持所述聚合物电解质层的方式层合所述第一电极层和所述第二电极层而形成的， 所述层合体的表面具有由聚合物电解质或绝缘材料形成的防短路材料，所述防短路材料以 跨越所述第一电极层的至少一部分和所述第二电极层的至少一部分的方式形成。
[0028] (17)如（16)所述的聚合物二次电池，其中，所述层合体的表面被所述防短路材料 和设置于层合方向的一个端部及另一端部的集电体覆盖。
[0029] 根据本发明，可以提供一种抑制内部电阻增大、且每单位体积的放电容量足够高 的聚合物二次电池。
【附图说明】
[0030] [图1A]为表示第一实施方式中的聚合物二次电池的一个例子的截面图。
[0031] [图1B]为表示第一实施方式中的聚合物二次电池的电池元件的一个例子的截面 图。
[0032] [图2]为表示第二实施方式中的聚合物二次电池的电池元件的一个例子的截面 图。
[0033] [图3]为表示第三实施方式中的聚合物二次电池的电池元件的一个例子的截面 图。
[0034] [图4]为表示实施例中的通过层叠部件进行真空封装的结构的例子的截面图。
[0035] [图5]为形成于实施例中制作的片材A~G上的开口部的示意图。
[0036] [图6]为实施例2中得到的聚合物二次电池的、正极层在其内部接触的开口部的 截面的实体显微镜像照片。
[0037] [图7]为实施例2中得到的聚合物二次电池的、负极层在其内部接触的开口部的 截面的实体显微镜像照片。
[0038] [图8]为表示实施例2的聚合物二次电池的充放电试验结果的图表。
[0039] 附图标记说明
[0040] 1A~1C聚合物二次电池
[0041] 2A金属制壳体
[0042] 3A金属制封口板
[0043] 2B、3B、2C、3C金属箔
[0044] 4绝缘体
[0045] 10、10a、10b电池元件
[0046] 111a~113a第一电极层
[0047] 111b~113b第一电极层
[0048] 12聚合物电解质层
[0049] 131a~133a第二电极层
[0050] l：31b~l33b第二电极层
[0051] 141、142 第一开口部
[0052] 151、152 第二开口部
[0053] 161第二集电体层
[0054] 162第一集电体层
[0055] 171~174岛状部
[0056] 18防内壁导通层
[0057] 19防短路材料
[0058] 51、52层叠部件
[0059] 61、62 极耳
[0060] 71、72 极耳膜
【具体实施方式】
[0061] 本发明的聚合物二次电池具有第一电极层和第二电极层，所述第二电极层以夹持 聚合物电解质层的方式层合在所述第一电极层的两侧，所述聚合物二次电池设置至少1个 第一开口部，所述第一开口部将上述第一电极层和与上述第一电极层相邻的聚合物电解质 层贯通，且位于上述第一电极层两侧的上述第二电极层在上述第一开口部的内部接触。 [0062] 由此，通过位于第一电极层两侧的第二电极层在第一开口部的内部接触并导通， 能够减少电子在第二电极层中的移动距离。因此，即使不在第二电极层上设置集电体，也能 够抑制聚合物二次电池的内部电阻增大。
[0063] 此外，制作聚合物二次电池时也可以不在层合结构的内部设置集电体，从而能够 提高聚合物二次电池的每单位体积的放电容量。因此，可以提供一种抑制内部电阻增大、且 每单位体积的放电容量得以充分提高的聚合物二次电池。
[0064] 以下，根据需要一边参见图1等一边对本发明的聚合物二次电池及其制造方法的 实施方式进行详细的说明，但本发明并不受以下实施方式的任何限定，在本发明的目的的 范围内可以进行适当变更从而实施。需要说明的是，对于说明重复之处，有时省略适当说 明，但并不限定发明的主旨。
[0065] 《聚合物二次电池的基本形态》
[0066] 例如如图1A所示，本发明的聚合物二次电池1A具有：电池元件10,所述电池元件 10具有第一电极层、第二电极层及聚合物电解质层；金属制壳体2A，所述金属制壳体2A与 电池元