蓄电元件的制作方法_3

文档序号:9710038阅读:来源:国知局
中使用的粘合剂相同。因此,省略详细说明。
[0068]在负极集电体21的表面形成负极混合剂层22之际,使用的是在负极活性物质和胶粘剂的混合物中添加溶剂并对其进行混合、调制而成的负极用膏。用于调制负极用膏的溶剂根据与负极活性物质组合的胶粘剂的种类来决定,这与用于调制正极用膏的溶剂相同。因此,省略详细说明。
[0069]负极用膏向负极集电体21的表面的涂敷能够利用与在正极用膏的涂敷中使用的涂敷装置相同的装置。因此,省略详细说明。
[0070]〈隔离物〉
[0071]隔离物30隔离正极10和负极20,并且由多孔质材料构成,以便具有使电解液E中所含的非水电解质透过的功能。关于多孔质材料,为了充分确保电解液E的吸上能力,作为依据JIS P 8117来测量的透气度,优选具有150秒/cc以上的性能。作为隔离物30的材质,可列举聚乙烯(PE)以及聚丙烯(PP)等的聚烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等的聚酯系树脂、聚丙烯腈系树脂、聚苯硫醚系树脂、聚酰亚胺系树脂、以及氟树脂等。隔离物30也可以利用表面活性剂等进行表面处理。
[0072]〔电解液〕
[0073]在Li离子的移动中作为媒介的电解液E是使电解质盐溶解于非水溶剂而得到的。作为非水溶剂,例如可列举碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸氯乙酯、以及碳酸亚乙烯酯等的环状碳酸酯类、γ-丁内酯、以及γ-戊丙酯等的环状酯类、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、以及碳酸甲乙酯等的链状碳酸酯类。这些非水溶剂可以单独使用,也可以作为2种以上的混合物来使用。作为电解质盐,使用Li离子盐,例如可列举LiPF6、LiC104、LiBF4、LiAsF6、以及LiSbF6等。这些电解质盐可以单独使用,也可以作为2种以上的混合物来使用。
[0074]〔电极的层构造〕
[0075]本发明的锂离子电池100通过对电极的层构造下工夫,由此来抑制混合剂层从基材的剥离以及滑落。为此,举正极10为例来说明本发明的锂离子电池100的电极的层构造。图4是示意性地表示锂离子电池100的正极10的构成的俯视图。正极10在成为基材的正极集电体11的中央侧11a具备正极混合剂层12。正极混合剂层12通过涂敷混合了正极活性物质、胶粘剂以及溶剂的正极用膏来形成。正极集电体11的端部侧lib与未图示的端子等连接,因此至少一部分作为未涂敷正极用膏的未涂敷部13而被维持。在未涂敷部13中,为了防止正极10的弯曲,通过压延处理而形成了作为延伸区域的延伸部14。延伸部14与未进行压延处理的周围的部分相比而表面粗糙度Ra不同,因此可以在外观上进行辨别。例如,若在未涂敷部13进行压延处理,则在延伸部14和其他的部分中表面粗糙度Ra会有10%以上的不同,其结果,延伸部14被识别为表面粗糙度Ra的值不同的区域连续排列的部分。作为表面粗糙度Ra值的计算方法,例如在箔延伸区域中在1_2的范围内进行任意的5点的表面粗糙度测量,对其值进行平均,在未延伸区域中也进行同样的测量,从而能够比较表面粗糙度。另外,图4的延伸部14作为一例而沿着正极集电体11的长边方向(MD方向)以一定间隔来形成,但也可以连续地形成为带状。即,延伸部14只要形成于未涂敷部13的至少一部分即可。
[0076]若在未涂敷部13形成延伸部14,则在该延伸部14的周围会产生与压延处理相伴的应力。若该应力在正极集电体11的11a所示的端部方向上传递,则在正极集电体11和正极混合剂层12的接合界面会发生剥离,有时成为正极混合剂层12从正极集电体11滑落的原因。为此,本发明者们为了抑制正极混合剂层12从正极集电体11的剥离以及滑落,经过潜心研究之后发现:若在延伸部14与正极混合剂层12之间设置中间层15,则在延伸部14中产生的应力被该中间层15降低,不易影响到正极混合剂层12。
[0077]中间层15被设置为与正极集电体11 (未涂敷部13)以及正极混合剂层12同时接触。此外,中间层15被设定为:中间层15相对于正极集电体11的剥离强度大于正极混合剂层12相对于中间层15的剥离强度。例如,中间层15相对于正极集电体11的剥离强度为200gf/cm以上,优选被设定为230gf/cm以上,正极混合剂层12相对于中间层15的剥离强度为90?600gf/cm,优选被设定为130?350gf/cm。在此情况下,中间层15作为缓和在延伸部14中产生的应力的缓冲部来发挥功能,在延伸部14中产生的应力通过中间层15时被缓和。因此,在延伸部14中产生的应力不直接地作用于正极混合剂层12,无论未到达正极混合剂层12或是到达了正极混合剂层12,都由于经由中间层15而应力被一定程度地减轻。其结果,能够有效地防止或者抑制正极混合剂层12从正极集电体11的剥离以及滑落。作为剥离强度的测量方法的示例,可以采用将宽度为20_的修补带等粘贴于要进行剥离强度测量的面上并沿着180°方向拉伸的方法、或市场上出售的表面切削试验机(测量条件例:作为刀片移动速度而设水平速度为1?10 μ m/sec、垂直速度为0.1?1 μ m/sec,测量长度:1?10mm) ο
[0078]中间层15被调制为包含聚偏氟乙烯、壳聚糖及其衍生物、纤维素及其衍生物、丙烯酸树脂、聚酰亚胺、聚氧化乙烯等具有阻尼特性的材料,以作为缓冲部来发挥功能。此外,也可以使中间层15承担锂离子电池100的充放电的一部分。在此情况下,中间层15被调制成包含正极活性物质和粘合剂,但为了满足上述的剥离强度的条件,中间层15中使用的粘合剂要选择粘接力比正极混合剂层12中使用的粘合剂大的粘合剂。例如,在作为正极混合剂层12的粘合剂而使用作为亲水性胶粘剂的聚丙烯酸(ΡΑΑ)的情况下,优选对于中间层15的粘合剂而使用作为疏水性胶粘剂的聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯(ΡΕ)等。中间层15的正极活性物质能够采用与在正极混合剂层12中使用的正极活性物质相同的正极活性物质。
[0079]以下,关于在本发明的蓄电元件中特征性的具备中间层15的电极的构成,说明代表性的两个实施方式。其中,在以下的实施方式中,作为电极举正极10为例来进行说明,但对于负极20也能够具备同样的构成。
[0080]<第一实施方式>
[0081]图5是示意性地表示第一实施方式所涉及的正极10的构成的剖视图。该图表示正极10的宽度方向(TD方向)上的剖面。第一实施方式的正极10在正极集电体11的中央侧11a设置了正极混合剂层12,但使中间层15介于正极集电体11与正极混合剂层12之间而成为了层叠构造。在此,中间层15被设置为其缘部从正极混合剂层12突出。由此,中间层15在俯视的情况下具备:在延伸部14与正极混合剂层12之间以单层存在的露出部15a、和存在于正极混合剂层12之下的非露出部15b。S卩,中间层15在延伸部14与正极混合剂层12之间以其一部分潜入正极混合剂层12之下的形态来配置。因此,中间层15以与在延伸部14中产生的应力的传递路径相接的方式存在,该应力被中间层15降低,因此能够更有效地抑制正极混合剂层12从正极集电体11的剥离以及滑落。此外,中间层的露出部15a在制造过程中有时如平缓的山那样成为松弛的形状,但即便是这种形状,也能够确保本申请发明的效果。此外,通过调整中间层的粘度,能够控制中间层的露出部形状,通过提升粘度,能够使山的形状从平缓的形状变化为陡峭的形状。
[0082]在图5中,中间层15从正极混合剂层12向未涂敷部方向突出的突出宽度S1被设定为0.5?2.5mm,优选被设定为1.0?2.0mm。若使突出宽度S1小于0.5mm,则有无法由中间层15充分降低在延伸部14中产生的应力之虞。此外,根据若不充分地确保突出宽度则在复层材料涂敷时复层材料端从中间层突出的可能性
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