电化学电池及便携设备的制造方法_2

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第2实施方式的第2变形例所涉及的电化学电池的立体图。
[0048]图22是示出便携设备的一个实施方式的结构图。
[0049]图23是示出第I实施方式的电化学电池的变形例的正视图。
【具体实施方式】
[0050]以下,基于【附图说明】本发明的实施方式。此外,在以下的说明中,作为电化学电池,举例说明作为非水电解质二次电池的一种的锂离子二次电池(以下,仅称为“电池”。)。
[0051][第I实施方式]
(电化学电池)
最先,对第I实施方式的电化学电池进行说明。
[0052]图1是第I实施方式的电化学电池的立体图。
[0053]如图1所示,电池10具有:电极体20;与电解液等的非水电解质一起容纳电极体20的外包装体30;以及与电极体20连接并向外包装体30的外部导出的一对电极端子40。
[0054](电极体)
图2是第I实施方式的电极体的立体图。图3是图2的III一III线上的截面图。
[0055]如图2所示,电极体20形成为以带状的正极体21及负极体25重叠的方式扁平卷绕的长方体状。更具体而言,电极体20具有长尺带状的正极体21及负极体25以隔着隔离物29(参照图3)层叠的状态,卷绕在互相平行且分开地配置的一对卷绕轴P1、P2周围的结构。即,电极体20从卷绕轴Pl、P2的轴方向来看以长圆形状形成。此时,一对卷绕轴Pl、P2的分开距离设定为比正极体21及负极体25的宽度大,从而电极体20形成为以与卷绕轴Pl、P2双方正交的方向为长度方向的长方体状。
[0056]另外,电极体20在沿着卷绕轴Pl、P2的轴方向的截面上看,正极体21及负极体25夹着隔离物29交替排列而构成(参照图3)。正极体21的一端部及负极体25的一端部分别配置在电极体20的卷绕中心。正极体21的另一端部从电极体20的长度方向一端部(卷绕轴PI侧)向外侧延伸出。负极体25的另一端部从电极体20的长度方向另一端部(卷绕轴P2侧)向外侧延伸出。
[0057]如图3所示,正极体21具有带状的正极集电体22和形成在正极集电体22的两面的正极23。
[0058]作为正极集电体22,能够使用例如用铝或铝合金形成的长尺状的金属箔。
[0059]正极23通过正极活性物质、导电辅助剂及粘结材料形成。作为正极活性物质,能举出例如钼氧化物、锂锰氧化物、锂铁磷氧化合物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、钒氧化物等,优选使用钼氧化物、锂锰氧化物、锂铁磷氧化合物等。作为导电辅助剂,能举出例如炉黑、科琴黑(Ket jenblack)、乙炔黑、石墨等的碳质材料。导电辅助剂也可以单独使用上述中的I种,或者,也可以组合2种以上而使用。作为粘结材料,能举出例如聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF — HFP)、丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(PA)、羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇(PVA)等,其中,优选聚丙烯酸,且更优选交联型的聚丙烯酸或其中和物。
[0060]负极体25具有带状的负极集电体26和形成在负极集电体26的两面的负极27。
[0061]作为负极集电体26,能够使用例如用铜或铜合金、镍、不锈钢等形成的长尺状的金属箔。
[0062]负极27通过负极活性物质、导电辅助剂及粘结材料来形成。作为负极活性物质,优选使用例如Si0x(0<x<2)或S1、硅酸盐等的包含硅的材料等。导电辅助剂与正极23的导电辅助剂同样。作为粘结材料,能举出例如聚偏二氟乙烯(PVDF)或丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(PA)、羧甲基纤维素(CMC)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)等,其中,优选聚酰亚胺(PI)或聚丙烯酸,更优选交联型的聚丙烯酸或其中和物。
[0063]隔离物29能够使用单层的聚烯烃制的微孔膜或层叠多块的层叠体。进而,能够使用例如碱性玻璃或硼硅酸玻璃、石英玻璃、铅玻璃等的玻璃;聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK )、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET )、聚酰胺酰亚胺(PAI )、聚酰胺、聚酰亚胺(PI)等的无机材质或树脂材料构成的无纺布等。
[0064]隔离物29例如以夹入带状的负极体25的两面的方式配置也可。更具体而言,隔离物29以与负极体25的长度相等的长度、且负极体25的宽度的2倍以上的宽度形成,并且沿着隔离物29的长度方向弯曲而截面成为V字状,夹入负极体25。此时,通过热粘接等来将隔离物29的沿着折线的一对端边彼此接在一起,从而将隔离物29形成为袋状或筒状也可。接着,在重叠被隔离物29夹着的负极体25和正极体21的状态下,将正极体21及负极体25卷绕在一对卷绕轴P1、P2周围。由此,能够在正极体21与负极体25之间隔着隔离物29的状态下,层叠正极体21和负极体25。
[0065]此外,隔离物29不局限于上述方式,例如以夹入正极体21的方式配置也可。另外,也可以将2块隔离物分别配置在正极体21或负极体25的两面而分别介于正极体21和负极体
25之间。此时,将2块隔离物之中从正极体21或负极体25露出的部分熔断并且粘合,从而将隔离物形成为袋状也可。
[0066]在电极体20的卷绕轴P1、P2的轴方向两端面(参照图2)形成有端面绝缘膜50。端面绝缘膜50通过金属氧化物及粘结材料来形成。作为金属氧化物,能够使用氧化钛或氧化铝、氧化铌、氧化钨、一氧化硅、二氧化硅等。作为金属氧化物的粒径,优选在粒子直径分布的中央值为ΙΟμπι以下,更优选为2μπι以下。作为粘结材料和其溶剂,能举出聚偏二氟乙烯(PVDF)的N—甲基吡咯烷酮(匪P)溶液或聚偏二氟乙烯(PVDF)和六氟丙烯(HFP)的共聚物的N—甲基吡咯烷酮(NMP)溶液、丁苯橡胶(SBR)的分散溶液、分散聚酰胺酸先驱物的N —甲基吡咯烷酮(NMP)溶液等,其中以水为分散介质的丁苯橡胶(SBR)分散溶液因加热温度低而优选。端面绝缘膜50能够通过例如利用二流体喷嘴进行的涂敷或浸涂、丝网印刷、刮刀涂、棒涂、逆涂(reverse coat)、喷墨等来形成。
[0067]此外,端面绝缘膜50也可为在下层设置金属氧化物的含有率低的缓冲层、在上层设置金属氧化物的含有率高的氧化物层的二层结构。
[0068]端面绝缘膜50防止正极体21和负极体25在电极体20的两端面短路,并且透过电解液而浸渍在电极体20内。
[0069](外包装体)
如图1所示,外包装体30叠合片31而形成,在片31间容纳电极体20。此时,外包装体30以在内部包括电极体20的方式翻折I块矩形状的片31并叠合而形成。片31的折线31a沿着电极体20的长度方向形成。
[0070]片31是具有金属箔、设在叠合面(内侧面)的树脂层和设在外侧面的保护层的层压膜。金属箔使用例如铝或不锈钢等的阻断氧或水分的金属材料形成,能够预先实施防锈处理。叠合面的树脂层使用例如聚烯烃的聚乙烯或聚丙烯、离聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚树脂等的热塑性树脂而形成。外侧面的保护层使用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯树脂或尼龙树脂而形成。叠合面的树脂层及外侧面的保护层分别在与金属箔之间隔着接合层,并通过热粘接或粘接剂来接合。
[0071]片31以使叠合面的树脂层彼此接触的方式叠合,除了折线31a以外3个边被热粘接。外包装体30具有片31之间收纳电极体20的收纳部32和在收纳部32的周围使片31叠合的叠合部33。
[0072]收纳部32在片31之中被折线31a分割的二个区域中的一个区域,形成为包进电极体20的杯状的凹部。收纳部32以与电极体20的形状对应的长方体状形成,并且以使沿着长度方向的I个边与片31的折线31a—致的方式形成。在收纳部32收纳有电极体20,并且以使电极体20的正极体21及负极体25的层叠方向和片31的叠合方向一致的方式配置。
[0073]图4是第I实施方式的电化学电池的正视图。
[0074]如图1及图4所示,在叠合部33以密封收纳部32的方式对应于叠合部33的形状而形成有热粘接片31的热粘接部34。热粘接部34通过将叠合的片31的树脂层彼此加热到熔点左右而形成。叠合部33之中沿着收纳部32的长度方向的部分,沿着收纳部32的长度方向向收纳部32弯曲。
[0075]以下,对外包装体30的形成方法进行说明。
[0076]图5?7是示出外包装体的形成工序的平面图。
[0077]如图5所示,首先将片31承载于平板状的载台部件上,在片31上承载连接后述的电极端子40的电极体20。此时,以使电极体20的卷绕轴P1、P2沿着片31的面方向的方式配置电极体20。
[0078]接着,如图6所示,将片31沿着电极体20的长度方向翻折,以夹着电极体20的状态使片31彼此叠合。由此形成折线31a、收纳部32、和在收纳部32的周围叠合片31的叠合部33。接着,将叠合部33之中
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