专利名称：电化学元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及电化学元件，特别涉及锂离子二次电池等具有高能量密度的二次电池的极板组的改良。
背景技术：
伴随电子、电气设备的小型化和轻量化，对针对二次电池等电化学元件的小型化和轻量化的期望加强。另一方面，现行的电化学元件内部结构复杂，使每一定容积的制品所具有的电容量提高的程度是有极限。
复杂的结构也有妨碍电化学元件可靠性提高的一面。例如，连接于电极的用于集电的接头或引线有时会妨碍在电极面上的均匀的电极反应。万一在引线的切断面发生比通常大的金属毛刺的场合，就会有发生内部短路的担心。
电化学元件一般具有由正极、负极及隔膜组成的极板组。极板组有层叠型和卷绕型。层叠型的极板组是使正极和负极隔着隔膜交替层叠而得到。另外，卷绕型的极板组是使长的正极和负极隔着隔膜卷绕而得到。为了从这样的极板组在不引起短路的情况下取得电，用于集电的接头或引线则成为必需。
于是，从简化电化学元件的内部结构的观点考虑，提出了使正极从极板组的侧面之一突出，使负极从与上述侧面相反一侧的侧面突出，不通过接头或引线就从各侧面直接取得电的方案。
例如，有关具有层叠型的极板组的电池，提出了使用金属构件把突出的同一极性的极板接合成一体的技术(特开2001-126707号公报)。另外，有关具有卷绕型的极板组的电池，提出了把突出的同一极性的极板的芯材和板状的集电板接合的技术(特开2000-294222号公报)。
可是，在使正极从极板组的侧面之一突出，使负极从与上述侧面相反一侧的侧面突出的场合，极板组的制造工序变得复杂，因此必须1个1个地制作极板组，有不能同时制作多个极板组的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述状况而完成的。根据本发明，能够提供结构简单、可靠性高、具有高的电容量的电化学元件。另外，根据本发明能够同时高效率地制造多个电化学元件。
即，本发明涉及一种电化学元件，其是具有极板组的电化学元件，上述极板组由(a)至少1个第1电极、(b)至少1个第2电极、及(c)介在于第1电极和第2电极之间的隔膜组成，第1电极由第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，第2电极由第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，第1集电体片及第2集电体片的至少一方具有导电部和绝缘部。
上述电化学元件，优选进一步具有与第1集电体片电导通的第1端子、及与第2集电体片电导通的第2端子，极板组具有配置有第1端子的第1侧面及配置有第2端子的第2侧面，在第1集电体片具有导电部和绝缘部的场合，第1集电体片的导电部在第1侧面与第1端子连接，第1集电体片的绝缘部在第2侧面定向，在第2集电体片具有导电部和绝缘部的场合，第2集电体片的导电部在第2侧面与第2端子连接，第2集电体片的绝缘部在第1侧面定向。
第1侧面和第2侧面，优选相互位于极板组的相反侧。
优选在第1侧面设置着用于将第1端子和第2电极绝缘的第1绝缘材料部，在第2侧面设置着用于将第2端子和第1电极绝缘的第2绝缘材料部。
在第1侧面及第2侧面以外的极板组的侧面也可以配置第1集电体片的绝缘部和/或第2集电体片的绝缘部。
具有导电部和绝缘部的集电体片，优选由片状的绝缘性底材、和在其至少一个面形成的至少一个导电层组成。优选具有导电部和绝缘部的集电体片的绝缘部由绝缘性底材的一端部构成，导电部由导电层构成。
第1端子和第2端子例如可以通过在第1侧面及第2侧面分别配置金属等导电性被膜而进行设置。
在第1集电体片具有绝缘部的场合，可将其绝缘部固定在第2端子上，在第2集电体片具有绝缘部的场合，可将其绝缘部固定在第1端子上。
本发明还涉及一种电化学元件，其是具有使第1电极和第2电极隔着隔膜卷绕而成的极板组的电化学元件，第1电极由第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，第2电极由第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，第1集电体片及第2集电体片的至少一方具有导电部和绝缘部，在第1集电体片具有导电部和绝缘部的场合，第1集电体片的导电部在极板组的第1底面与第1端子连接，第1集电体片的绝缘部配置在极板组的第2底面，在第2集电体片具有导电部和绝缘部的场合，第2集电体片的导电部在极板组的第2底面与第2端子连接，第2集电体片的绝缘部配置在极板组的第1底面。
本发明还涉及一种电化学元件，其是具有使多个第1电极和多个第2电极隔着隔膜交替层叠而成的极板组的电化学元件，多个第1电极分别由第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，多个第2电极分别由第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，第1集电体片及第2集电体片的至少一方具有导电部和绝缘部，在第1集电体片具有导电部和绝缘部的场合，第1集电体片的导电部在极板组的第1侧面与第1端子连接，第1集电体片的绝缘部配置在极板组的第2侧面，在第2集电体片具有导电部和绝缘部的场合，第2集电体片的导电部在极板组的第2侧面与第2端子连接，第2集电体片的绝缘部配置在极板组的第1侧面。
在上述电化学元件中，优选具有导电部和绝缘部的集电体片在由导电部的一部分构成的同时，具有不担载电极合剂层的第1端部，在第1端部导电部与第1端子或第2端子连接，第1端部的至少一部分埋没在第1端子或第2端子中。根据这样的结构，能够得到高的集电性能。另一方面，当电化学元件是使用集电板、并将电极的端部与集电板连接的结构的场合，由于电极与端部的接触面积变小，因此与上述结构比，有集电性能变低的倾向。进而，使导电性低的电极合剂层和集电板接触的场合，与上述结构比，有集电性能变得不充分的倾向。
另外，优选具有导电部和绝缘部的集电体片由绝缘部的一部分构成，并且具有不担载上述电极合剂层的第2端部，第2端部在第1侧面或第2侧面定向，第2端部的至少一部分埋没在第1端子或第2端子中。
上述极板组进一步具有第3侧面及第4侧面的场合，优选第1集电体片的端部、第2集电体片的端部及隔膜的端部分别在第1侧面、第2侧面、第3侧面及第4侧面上相互实质上平齐地配置着。并且，优选第1集电体片的每个单面的面积S(1)、第2集电体片的每个单面的面积S(2)及隔膜的每个单面的面积S(s)满足以下的关系S(1)≤S(s)≤S(1)×1.05、及S(2)≤S(s)≤S(2)×1.05。根据这样地简化、采取均整的结构，在电化学元件的体积效率变高的同时，可靠性也变高。
在上述电化学元件中，还优选第1电极合剂层及第2电极合剂层分别具有用绝缘材料被覆的端部。并且，优选用绝缘材料被覆的第1电极合剂层的端部配置在第2侧面，用绝缘材料被覆的第2电极合剂层的端部配置在第1侧面。另外，优选在第1集电体片具有导电部和绝缘部的场合，第1集电体片的绝缘部与用绝缘材料被覆的第1电极合剂层的端部邻接，在第2集电体片具有导电部和绝缘部的场合，第2集电体片的绝缘部与用绝缘材料被覆的第2电极合剂层的端部邻接。根据这样的结构，在极板组的侧面设置端子时，防止短路变得容易。
本发明还涉及具有容纳上述极板组的壳的电化学元件。优选上述壳的内表面与极板组的第1侧面及第2侧面接触。
上述壳可由框体及2个平坦的片构成。该场合，优选框体包围极板组并且与第1侧面及第2侧面接触，2个平坦的片覆盖框体的2个开口面，与极板组的上面及下面接触。
上述壳还可由有底容器及平坦的片构成。该场合，优选容器容纳极板组并且具有与第1侧面及第2侧面接触的侧壁以及与极板组的上面及下面的一方接触的底部，平坦的片覆盖容器的开口面，与极板组的上面及下面的另一方接触。
在第1端子及第2端子的至少一方上连接着引线片，引线片导出到壳外部的场合，优选引线片从设置在上述框体或容器的侧壁的缝导出到壳外部。
在上述电化学元件中，作为第1端子及第2端子的至少一方可使用以下材料(a)粒子状金属连续地接合而成的多孔金属膜。
(b)导电性浆料。
(c)具有250℃或以下的熔点的低熔点金属。
在这里，上述导电性浆料由树脂及分散在树脂中的导电性材料组成，导电性材料优选是微粒子状和/或纤维状。
在上述电化学元件中，由导电部的一部分构成并且不担载电极合剂层的集电体片的第1端部的至少一部分埋没在焊接着金属引线的第1端子或第2端子中的场合，优选集电体片的第1端部和上述金属引线接触着。
最外侧的2个电极的集电体片的至少一方在两面具有导电部并且只在与内侧的电极相向的一个面担载着电极合剂层的场合，另一面的导电部与上述第1端子或上述第2端子电导通，可作为该端子的延长部而发挥作用。
在本发明的电化学元件中，当极板组具有第3侧面及第4侧面的场合，优选第3侧面及第4侧面的至少一个用电子绝缘性的多孔性材料覆盖着。上述多孔性材料优选由选自聚烯烃、聚环氧烷、含氟聚合物及陶瓷中的至少1种构成。另外，上述多孔性材料优选由膜状构件或浆料的涂膜构成。在用上述多孔性材料覆盖着的极板组的侧面，优选隔膜的端部和多孔性材料接合着。隔膜的端部和多孔性材料接合的场合，优选多孔性材料和隔膜由相同的材料构成。
当电极合剂层的端部用绝缘性材料被覆着的场合，绝缘性材料优选由选自树脂涂膜及树脂胶带中的至少1种构成。
树脂涂膜可通过将含有绝缘树脂的溶液或分散液涂敷在电极合剂层的端部并干燥来形成。其中，绝缘树脂优选使用从聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯及包含它们的至少一个的共聚物、聚合物合金或聚合物掺合物中选择的至少1种。
另外，树脂涂膜可通过将含有聚合性化合物的溶液或分散液涂敷在电极合剂层的端部并使聚合性化合物聚合来形成。其中，聚合性化合物优选使用具有从丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基中选择的至少1种官能团的化合物。
树脂胶带优选由绝缘底材及被上述绝缘底材担载的绝缘性粘合剂构成。其中，绝缘底材优选由选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚酰亚胺、芳族聚酰胺树脂及包含它们的至少一个的共聚物、聚合物合金或聚合物掺合物中的至少1种构成。
本发明还涉及一种电化学元件的制造方法(制造方法A)，其特征在于，包括下述工序(a)在片状的绝缘性底材的两面设置导电层，得到第1集电体片及第2集电体片的工序；(b)在上述第1集电体片及上述第2集电体片的上述导电层上，分别按平行地排列的带状设置间隙而形成多个第1电极合剂层及第2电极合剂层，得到第1电极的集合体及第2电极的集合体的工序；(c)将上述第1电极的集合体及上述第2电极的集合体隔着隔膜沿上述第1电极合剂层及上述第2电极合剂层的长度方向供给，卷绕成同心圆状得到卷绕体的工序；(d)通过在上述间隙处切断上述卷绕体，得到多个卷绕型极板组的工序。
制造方法A可以在工序(b)之后、工序(c)之前包含在上述间隙处的导电层上形成绝缘材料部的工序。另外，制造方法A可包括用金属被覆上述卷绕型极板组的第1底面及第2底面，形成第1端子及第2端子的工序。
本发明还涉及一种电化学元件的制造方法(制造方法B)，其包括下述工序一边使长尺寸状的第1电极的集合体及第2电极的集合体隔着隔膜层叠，一边连续地以层叠体的形式供给的工序；用平板状的线轴卷绕上述层叠体的工序；切断被卷绕在上述线轴上的层叠体，得到多个层叠型极板组的工序。
在制造方法B中，优选通过下述工序得到第1电极及第2电极在片状的绝缘性底材的两面根据规定的图形设置导电层，得到第1集电体片及第2集电体片的工序；在上述导电层上分别对应着上述图形设置间隙而形成第1电极合剂层及第2电极合剂层的工序。
制造方法B可包括在上述间隙处的导电层上，在夹着第1电极合剂层及第2电极合剂层的位置形成绝缘材料部的工序。另外，制造方法B可包括用金属被覆上述层叠型极板组的相向的第1侧面及第2侧面，形成第1端子及第2端子的工序。
本发明还涉及一种电化学元件的制造方法(制造方法C)，其包括下述工序(a)在片状的绝缘性底材的两面根据所规定的图形设置导电层，得到第1集电体片及第2集电体片的工序；(b)在上述导电层上分别对应着上述图形设置间隙而形成多个第1电极合剂层及第2电极合剂层，得到第1电极的集合体及第2电极的集合体的工序；(c)将上述第1电极的集合体及上述第2电极的集合体隔着隔膜层叠，得到层叠体的工序；(d)通过在上述间隙处切断上述层叠体，得到多个层叠型极板组的工序。
在制造方法B和C中，上述所规定的图形优选是矩阵状或平行地排列的带状。
在制造方法C中，在工序(b)之后、工序(c)之前可包含在上述间隙处的导电层上，在夹着第1电极合剂层及第2电极合剂层的位置形成绝缘材料部的工序。另外，制造方法C可包括用金属被覆上述层叠型极板组的相向的第1侧面及第2侧面，形成第1端子及第2端子的工序。
本发明例如包括以下的实施方案。
一种电化学元件，其是具有使第1电极和第2电极隔着隔膜卷绕而成的卷绕型极板组的电化学元件，第1电极由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，第2电极由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，第1集电体片的导电部在极板组的第1底面与第1端子连接，第2集电体片的导电部在极板组的第2底面与第2端子连接，第1集电体片的绝缘部配置在第2底面，第2集电体片的绝缘部配置在第1底面。
一种电化学元件，其是具有使第1电极和第2电极隔着隔膜卷绕而成的卷绕型极板组的电化学元件，第1电极由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，第2电极由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，第1集电体片的导电部在极板组的第1底面与第1端子连接，第2集电体片的导电部在极板组的第2底面与第2端子连接，第1集电体片的绝缘部配置在第2底面，第2集电体片的绝缘部配置在第1底面，在第1底面设置着用于将第1端子和第2电极绝缘的第1绝缘材料部，在第2底面设置着用于将第2端子和第1电极绝缘的第2绝缘材料部。
一种电化学元件，其是具有使多个第1电极和多个第2电极隔着隔膜交替层叠而成的极板组的电化学元件，多个第1电极分别由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，多个第2电极分别由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，第1集电体片的导电部在极板组的第1侧面与第1端子连接，第2集电体片的导电部在极板组的第2侧面与第2端子连接，第1集电体片的绝缘部配置在第2侧面，第2集电体片的绝缘部配置在上述第1侧面。
一种电化学元件，其是具有使多个第1电极和多个第2电极隔着隔膜交替层叠而成的极板组的电化学元件，多个第1电极分别由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，多个第2电极分别由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，第1集电体片的导电部在极板组的第1侧面与第1端子连接，第2集电体片的导电部在极板组的第2侧面与第2端子连接，第1集电体片的绝缘部配置在第2侧面，第2集电体片的绝缘部配置在上述第1侧面，在第1侧面设置着用于将第1端子和第2电极绝缘的第1绝缘材料部，在第2侧面设置着用于将第2端子和第1电极绝缘的第2绝缘材料部。
一种电化学元件，其具有使多个第1电极和多个第2电极隔着隔膜交替层叠而成的极板组的电化学元件，多个第1电极分别由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，多个第2电极分别由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，第1集电体片的导电部在极板组的第1侧面与第1端子连接，第2集电体片的导电部在极板组的第2侧面与第2端子连接，第1集电体片的绝缘部配置在极板组的第1侧面以外的全部侧面，第2集电体片的绝缘部配置在极板组的第2侧面以外的全部侧面。
一种电化学元件，其是具有使多个第1电极和多个第2电极隔着隔膜交替层叠而成的极板组的电化学元件，多个第1电极分别由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，多个第2电极分别由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，第1集电体片的导电部在上述极板组的第1侧面与第1端子连接，第2集电体片的导电部在极板组的第2侧面与第2端子连接，第1集电体片的绝缘部配置在极板组的第1侧面以外的全部侧面，第2集电体片的绝缘部配置在极板组的第2侧面以外的全部侧面，在第1侧面设置着用于将第1端子和第2电极绝缘的第1绝缘材料部，在第2侧面设置着用于将第2端子和第1电极绝缘的第2绝缘材料部。
一种电化学元件，其是具有使第1电极和第2电极隔着隔膜卷绕而成的极板组的电化学元件，第1电极由表面具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，第2电极由第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，第1集电体片由绝缘片构成，导电部由在绝缘片的表面形成的导电层构成，绝缘部由残留在绝缘片表面的其露出部构成，第2集电体片由导电片构成，第1集电体片的导电部在极板组的第1底面与第1端子连接，第2集电体片在极板组的第2底面与第2端子连接，第1集电体片的绝缘部配置在第2底面，第2集电体片的配置在第1底面的端部用绝缘材料被覆着。
一种电化学元件，其是具有使多个第1电极和多个第2电极隔着隔膜交替层叠而成的极板组的电化学元件，多个第1电极分别由表面具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，多个第2电极分别由第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，第1集电体片的导电部在极板组的第1侧面与第1端子连接，第2集电体片在极板组的第2侧面与第2端子连接，第1集电体片的绝缘部配置在第2侧面，第2集电体片的配置在第1侧面的端部用绝缘材料被覆着。
一种电化学元件，其是具有使第1电极和第2电极隔着隔膜卷绕而成的极板组的电化学元件，第1电极由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，第2电极由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，各集电体片的第1端部及第2端部是电极合剂层的未涂敷部，在第1端部及第2端部分别露出导电部及绝缘部，露出的第1集电体片的导电部在极板组的第1底面与第1端子连接，露出的第2集电体片的导电部在极板组的第2底面与第2端子连接，露出的第1集电体片的绝缘部配置在第2底面，露出的第2集电体片的绝缘部配置在第1底面，露出的第1集电体片的导电部的至少一部分埋没在第1端子中，露出的第2集电体片的导电部的至少一部分埋没在第2端子中。
一种电化学元件，其是具有使第1电极和第2电极隔着隔膜卷绕而成的极板组的电化学元件，第1电极由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，第2电极由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，各集电体片的第1端部及第2端部是电极合剂层的未涂敷部，在第1端部及第2端部分别露出导电部及绝缘部，露出的第1集电体片的导电部在极板组的第1底面与第1端子连接，露出的第2集电体片的导电部在极板组的第2底面与第2端子连接，露出的第1集电体片的绝缘部配置在第2底面，露出的第2集电体片的绝缘部配置在第1底面，在第1底面设置着用于将第1端子和第2电极绝缘的第1绝缘材料部，在第2底面设置着用于将第2端子和第1电极绝缘的第2绝缘材料部，露出的第1集电体片的导电部的至少一部分埋没在第1端子中，露出的第2集电体片的导电部的至少一部分埋没在第2端子中。
一种电化学元件，其是具有使多个第1电极和多个第2电极隔着隔膜交替层叠而成的极板组的电化学元件，多个第1电极分别由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，多个第2电极分别由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，各集电体片的第1端部及第2端部是电极合剂层的未涂敷部，在第1端部及第2端部分别露出导电部及绝缘部，露出的第1集电体片的导电部在极板组的第1侧面与第1端子连接，露出的第2集电体片的导电部在极板组的第2侧面与第2端子连接，露出的第1集电体片的绝缘部配置在第2侧面，露出的第2集电体片的绝缘部配置在第1侧面，露出的第1集电体片的导电部的至少一部分埋没在第1端子中，露出的第2集电体片的导电部的至少一部分埋没在第2端子中。
一种电化学元件，其是具有使多个第1电极和多个第2电极隔着隔膜交替层叠而成的极板组的电化学元件，多个第1电极分别由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，多个第2电极分别由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，各集电体片的第1端部及第2端部是电极合剂层的未涂敷部，在第1端部及第2端部分别露出导电部及绝缘部，露出的第1集电体片的导电部在极板组的第1侧面与第1端子连接，露出的第2集电体片的导电部在极板组的第2侧面与第2端子连接，露出的第1集电体片的绝缘部配置在第2侧面，露出的第2集电体片的绝缘部配置在第1侧面，在第1侧面设置着用于将第1端子和第2电极绝缘的第1绝缘材料部，在第2侧面设置着用于将第2端子和第1电极绝缘的第2绝缘材料部，露出的第1集电体片的导电部的至少一部分埋没在第1端子中，露出的第2集电体片的导电部的至少一部分埋没在第2端子中。
一种电化学元件，其是具有使多个第1电极和多个第2电极隔着隔膜交替层叠而成的极板组的电化学元件，多个第1电极分别由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，多个第2电极分别由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，各集电体片的包含第1端部及第2端部的周边部是电极合剂层的未涂敷部，在第1端部上导电部露出，在第1端部以外的端部上绝缘部露出，露出的第1集电体片的导电部在极板组的第1侧面与第1端子连接，露出的第2集电体片的导电部在极板组的第2侧面与第2端子连接，露出的第1集电体片的绝缘部配置在极板组的第1侧面以外的全部侧面上，露出的第2集电体片的绝缘部配置在极板组的第2侧面以外的全部侧面上，露出的第1集电体片的导电部的至少一部分埋没在第1端子中，露出的第2集电体片的导电部的至少一部分埋没在第2端子中。
一种电化学元件，其是具有使多个第1电极和多个第2电极隔着隔膜交替层叠而成的极板组的电化学元件，多个第1电极分别由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，多个第2电极分别由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，各集电体片的包含第1端部及第2端部的周边部是电极合剂层的未涂敷部，在第1端部上导电部露出，在第1端部以外的端部上绝缘部露出，露出的第1集电体片的导电部在极板组的第1侧面与第1端子连接，露出的第2集电体片的导电部在极板组的第2侧面与第2端子连接，露出的第1集电体片的绝缘部配置在极板组的上述第1侧面以外的全部侧面上，露出的第2集电体片的绝缘部配置在极板组的第2侧面以外的全部侧面上，在第1侧面设置着用于将第1端子和第2电极绝缘的第1绝缘材料部，在第2侧面设置着用于将第2端子和第1电极绝缘的第2绝缘材料部，露出的第1集电体片的导电部的至少一部分埋没在第1端子中，露出的第2集电体片的导电部的至少一部分埋没在第2端子中。
一种电化学元件，其是具有使多个第1电极和多个第2电极隔着隔膜交替层叠而成的极板组的电化学元件，多个第1电极分别由第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，多个第2电极分别由第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，第1集电体片及第2集电体片分别具有导电部和绝缘部，第1集电体片的导电部在极板组的第1侧面与第1端子连接，第2集电体片的导电部在极板组的第2侧面与第2端子连接，第1电极合剂层和第2电极合剂层分别具有用绝缘材料覆盖的端部，第1电极合剂层的用绝缘材料覆盖的端部与第1集电体片的绝缘部邻接，第2电极合剂层的用绝缘材料覆盖的端部与第2集电体片的绝缘部邻接。第1端子和第2端子相互位于极板组的相反侧。
一种电化学元件，其具有极板组，所述极板组由(a)至少1个第1电极、(b)至少1个第2电极、及(c)介在于第1电极和第2电极之间的隔膜组成，第1电极(a)由具有导电部和绝缘部的第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，第2电极(b)由具有导电部和绝缘部的第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，各集电体片的第1端部及第2端部是电极合剂层的未涂敷部，在第1端部及第2端部分别露出导电部及绝缘部，露出的第1集电体片的导电部在极板组的第1侧面与第1端子连接，露出的第2集电体片的导电部在极板组的第2侧面与第2端子连接，露出的第1集电体片的导电部的至少一部分埋没在第1端子中，露出的第2集电体片的导电部的至少一部分埋没在第2端子中。
图1是实施方案1的层叠型极板组的纵截面图。
图2是图1的极板组的a-a线截面图。
图3是图1的极板组的另一个a-a线截面图。
图4是实施方案2的卷绕型极板组的纵截面示意图。
图5是集电体片的一例的俯视图。
图6是第1电极的集合体和第2电极的集合体的立体图。
图7是另一个第1电极的集合体和第2电极的集合体的立体图。
图8是表示在片状的绝缘性底材上以规定的图形形成导电层及第1电极合剂层，得到第1电极的集合体的工序的图。
图9是表示在片状的绝缘性底材上以规定的图形形成导电层及第2电极合剂层，得到第2电极的集合体的工序的图。
图10是更详细地表示图1(b)和图2(b)所示的第1电极的集合体及第2电极的集合体的图。
图11是表示使长尺寸状的第1电极的集合体及第2电极的集合体隔着隔膜层叠，并连续地以层叠体的形式供给的情况的图。
图12是图4的用点线X包围的部分的放大图。
图13是表示卷绕在线轴上的隔膜、第1电极的集合体、隔膜及第2电极的集合体的层叠体的情况的图。
图14是说明切断卷绕在线轴上的层叠体的两端部的情况的图。
图15是表示切断两端部后的层叠体的情况的图。
图16是实施方案4的层叠型极板组的纵截面图。
图17是实施方案5的卷绕型极板组的制造工序图。
图18是更详细地表示图17(2)所示的第1电极的集合体及第2电极的集合体的图。
图19是实施方案6的层叠型极板组的纵截面图。
图20是图19的极板组的a-a线截面图的一例。
图21是实施方案6的另一个层叠型极板组的纵截面图。
图22是实施方案7的图1的极板组的a-a线截面图。
图23是实施方案7的图1的极板组的另一个a-a线截面图。
图24是容纳在壳中之前的极板组的一例的俯视图。
图25是容纳在壳中之前的极板组的一例的侧视图。
图26是容纳极板组的由3个部件组成的壳的一例的立体图。
图27是容纳极板组的由2个部件组成的壳的另一例的立体图。
图28是从对开口垂直的方向看的壳的框体或容器的截面图的一例。
图29是从相对开口平行的一个方向看的由3个部件组成的壳的截面图的一例。
图30是从相对开口平行的一个方向看的由2个部件组成的壳的截面图的一例。
图31是本发明的电池的一例的俯视图。
图32是具备由3个部件组成的壳的电池的一例的立体图。
图33是具备由2个部件组成的壳的电池的一例的立体图。
图34是实施方案9的层叠型极板组的纵截面图。
图35是图34的极板组的制造工序图。
图36是实施方案9的卷绕型极板组的制造工序图。
具体实施例方式
实施方案1图1中表示出本发明的层叠型极板组的一例的纵截面图。图2中表示出该极板组的a-a线截面图。极板组10由交替层叠的多个第1电极15a和第2电极15b构成，在第1电极15a和第2电极15b之间夹着隔膜16。
第1电极15a由第1集电体片13a和2个第1电极合剂层14a组成，第1集电体片13a由树脂片11a和设在其两面的具有所规定的形状图形的导电层12a组成。导电层12a的表面成为第1集电体片的导电部，树脂片11a的露出部成为绝缘部。
在第1集电体片的除了端部11x、11x’及11x”以外的全部面上设置着导电层12a。导电层12a的表面成为导电部，因此在其上面设置着第1电极合剂层14a。不具有导电层12a的第1集电体片的端部11x、11x’及11x”成为绝缘部。在位于端部11x的相反侧的端部12x残留着用于集电的导电层12a的露出部。
极板组10含有2种第2电极15b、15b’。用2个第1电极15a夹持着的内部的第2电极15b，除了在极板组中的配置为相反以外，具有与第1电极15a同样的结构。即，内部的第2电极15b由第2集电体片13b和2个第2电极合剂层14b组成，第2集电体片13b由树脂片11b及设在其两面的具有所规定的形状图形的导电层12b组成。最外侧的2个第2电极15b’，除了不是在树脂片11b的两面，而是在单面设置着导电层12b和第2电极合剂层14b以外，具有与内部的第2电极同样的结构。
在第2集电体片的除了端部11y、11y’及11y”以外的全部面上设置着导电层12b。导电层12b的表面成为导电部，因此在其上面设置着第2电极合剂层14b。不具有导电层12b的第2集电体片的端部11y、11y’及11y”成为绝缘部。在位于端部11y的相反侧的端部12y残留着用于集电的导电层12b的露出部。
在图1、2中，在极板组10的各侧面中，各集电体片的端部和隔膜的端部平齐地配置着，在图2中也在极板组10的各侧面中，各集电体片的端部和隔膜的端部平齐地配置着。
还有，尽管在各侧面中，各集电体片的端部和隔膜的端部不需要完全平齐地配置，但优选实质上平齐地配置。
在各侧面完全平齐地配置各集电体片的端部和隔膜的端部的场合，第1集电体片的每个单面的面积S(1)、第2集电体片的每个单面的面积S(2)、和隔膜的每个单面的面积S(s)变得相同，满足S(1)＝S(s)＝S(2)。另一方面，在满足S(1)≤S(s)≤S(1)×1.05、及S(2)≤S(s)≤S(2)×1.05的场合，可认为在各侧面中，各集电体片的端部和隔膜的端部实质上是完全平齐地配置着。
在这样的极板组中，隔膜或极板的端部未从其侧面突出，因此体积效率高，可得到高容量。这样的极板组由于具有均整的简单的结构，因此易确保可靠性。而且，由于能够同时制造多个极板组，因此能削减制造成本。
第1集电体片13a的导电层12a的露出部(端部12x)配置在极板组10的第1侧面(图1左侧)，其相反侧的绝缘部(端部11x)配置在极板组10的第2侧面(图1右侧)。另一方面，第2集电体片13b的导电层12b的露出部(端部12y)配置在极板组10的第2侧面，其相反侧的绝缘部(端部11y)配置在极板组10的第1侧面。另外，在图1中，虽第1侧面和第2侧面相互位于极板组的相反侧，但不特别限定于这样的配置。
如上所述，在第1电极和第2电极相互逆向地配置的场合，第1集电体片13a的导电层12a的露出部(端部12x)隔着隔膜16的端部与第2集电体片13b的绝缘部(端部11y)邻接。第2集电体片13b的导电层12b的露出部(端部12y)隔着隔膜16的端部与第1集电体片13a的绝缘部(端部11x)邻接。如果是这样的配置，则容易防止第1电极和第2电极的短路，并列连接多个第1集电体片或第2集电体片的导电层的露出部也容易得到高容量的极板组。
从切实防止短路的观点考虑，与第1集电体片13a的导电层12a的露出部(端部12x)邻接的第2集电体片的绝缘部(端部11y)以及与第2集电体片13b的导电层12b的露出部(端部12y)邻接的第1集电体片13a的绝缘部(端部11x)，分别优选宽为0.001mm或以上，更优选为0.1mm或以上。
如图1那样，并列连接多个第1集电体片13a或第2集电体片13b的导电层12a、b的露出部而得到高容量的极板组的场合，可以用任何方法连接露出部彼此，例如可采用用导电性材料的被膜被覆第1侧面和第2侧面的方法。导电性材料的被膜厚度例如在0.01-1mm左右即足够。这样得到的导电性材料的被膜可分别作为第1端子17a及第2端子17b用于集电。
为了得到良好的集电状态，导电层12a、b的露出部和导电性材料的被膜的接触面积越大越好，优选导电层12a、b的露出部在导电性材料的被膜(端子17a、b)的内部埋没到0.001-1mm的深度，进一步优选埋没到0.01-1mm的深度。
由于各集电体片的露出部埋没在各端子中，因此例如与使极板自身埋没在端子中的以往的电化学元件不同，不论电极合剂层的导电性和集电体片的厚度如何都能确保高的集电性能。并且也不会象接合突出的同一极性的极板的芯材、和板状的集电板的情况那样，发生不能充分确保芯材和集电板的接触面积的问题。
在某个实施方案中，由导电性材料的被膜构成的第1端子及第2端子的至少一方，优选由粒子状金属连续地接合而成的多孔金属膜构成。这样的多孔金属膜，可以通过将熔融金属或半熔融状态的金属粒子用压缩空气从喷嘴吹出，并喷吹在极板组的所规定的侧面而得到。例如可采用所谓的金属喷镀法(metalikon)。
在第1端子或第2端子成为正极端子的场合，多孔金属膜优选由铝、铝合金等构成。在第1端子或第2端子成为负极端子的场合，多孔金属膜优选由铜、铜合金等构成。
在另一个实施方案中，由导电性材料的被膜构成的第1端子及第2端子的至少一方，优选由导电性浆料构成。导电性浆料可使用由树脂、和选自分散在上述树脂中的导电性微粒子及导电性纤维中的至少1种组成的浆料。由于导电性浆料容易涂敷在极板组的所规定的侧面，因此通过使用导电性浆料，可简化极板组的制造工序。涂敷在极板组的所规定的侧面的导电性浆料优选通过加热或光照射使之固化。通过使导电性浆料固化，可提高第1端子或第2端子的强度。
树脂可使用热塑性树脂，也可以使用热固性树脂。
在第1端子或第2端子成为正极端子的场合，作为导电性浆料的树脂，可优选使用聚酰胺酰亚胺等。另外，作为正极端子，优选使用由碳、铝等构成的导电性微粒子或导电性纤维。在第1端子或第2端子成为负极端子的场合，作为导电性浆料的树脂，也可优选使用聚酰胺酰亚胺等。另外，作为负极端子，优选使用由铜、银、镀银的铜、镍、碳等构成的导电性微粒子或导电性纤维。
导电性粒子的平均粒径优选是1-100μm。另外，导电性纤维的直径优选是1-100μm，纤维的长度不特别限定。
导电性浆料中的导电性微粒子和/或导电性纤维的含有率优选是50-90重量％。为了提高导电性，导电性微粒子和/或导电性纤维的量多为好，但当树脂的含有率太少时，导电性浆料的制备和涂敷变得困难。
在另外的实施方案中，由导电性材料的被膜构成的第1端子及第2端子的至少一方，优选由熔点250℃或以下、更优选180℃或以下的低熔点金属构成。例如向低熔点金属中添加树脂作为助熔剂，得到软钎料。软钎料操作容易，而且如果使用软钎料，则与多孔金属膜或导电性浆料比，可形成具有良好的导电性的端子。但是，当低熔点合金的熔点超过250℃时，在极板组的所规定的侧面设置由低熔点金属构成的端子时，有可能使电化学元件劣化。
作为低熔点金属，已知道Pb-Sn系合金、Pb-Sn-Bi系合金、Pb-Sn-Sb系合金、Sn-Ag-Cu系合金、Sn-Zn-Bi系合金等，但也可以使用其他组成的金属。
在侧面有端子的极板组10中，由于不需要用于集电的接头或引线，因此易获得均整的简单的结构。
在图1、2中，第1电极合剂层14a及第2电极合剂层14b的端部配置在比第3侧面和第4侧面凹的位置，但各电极合剂层的端部也可以与各集电体片的导电部或绝缘部的端部及隔膜的端部平齐地配置。即使是那样的结构，通过用绝缘性的材料覆盖第3侧面和第4侧面，也能够充分地防止短路。
树脂片11a、b的厚度例如是0.5-500μm。可以使用具有平坦表面的通常的树脂片，还可以使用穿孔体、板条体、多孔体、网、泡沫体、织物、无纺布等。另外也能使用表面有凹凸的树脂片。
作为树脂片11a、b，可使用例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等烯烃系聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸环己撑二甲酯、聚芳酯等酯系聚合物、聚苯硫醚等硫醚系聚合物、聚苯乙烯等芳香族乙烯基系聚合物、聚酰亚胺、芳族聚酰胺树脂等含氮聚合物、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等含氟聚合物等。这些物质可以单独使用，还可以使用组合了2种或更多种而成的共聚物、聚合物合金、聚合物掺合物等。
导电层12a、b的厚度例如是0.01-100μm。
作为导电层12a、b，可不特别限定地使用在所构成的电池中不引起化学变化的电子传导体。在第1电极或第2电极成为正极的场合，可使用例如不锈钢、铝、铝合金、钛、碳等，特别优选铝、铝合金等。在第1电极或第2电极成为负极的场合，可使用例如不锈钢、镍、铜、铜合金、钛等，特别优选铜、铜合金等。
形成导电层12a、b的方法不特别限定，例如将导电性材料蒸镀在树脂片11a、b的表面可得到导电层。在树脂片上覆盖具有规定形状的开口部的遮蔽罩(也称为掩模；mask)后进行蒸镀，以形成规定形状图形的蒸镀膜。
在极板组10的第1侧面可设置用于将第1端子17a和第2电极15b、b’绝缘的第1绝缘材料部18a，在第2侧面可设置用于将第2端子17b和第1电极15a绝缘的第2绝缘材料部18b。由于在第1侧面配置第2集电体片13b的绝缘部(端部11y)，在第2侧面配置第1集电体片13a的绝缘部(端部11x)，因此即使不设置绝缘材料部也能防止短路，但通过进一步设置绝缘材料部18a、b，短路的可能性会大幅度降低。绝缘材料部18a、b的厚度不特别限定，优选是0.001mm或以上，进一步优选是0.01mm或以上。
设置绝缘材料部18a、b的方法不特别限定，可采用下述的方法在极板的制造工序中，预先采用丝网印刷法等将浆料状或液体状的绝缘材料涂布在电极合剂层14a、b的周围的集电体片13a、b上。通过将膜状或带状的绝缘材料粘贴在电极合剂层14a、b的周围的集电体片13a、b上，也能够设置绝缘材料部。
在图2中，在极板组10的第3侧面和第4侧面未设置绝缘材料部，但如图3那样，也可分别用第3绝缘材料部18c和第4绝缘材料部18d覆盖配置在第3侧面(图3左侧)和第4侧面(图3右侧)的电极合剂层的端部。根据这样的结构，能切实防止短路。
作为在绝缘材料部18a、b中使用的绝缘材料，可列举出树脂、玻璃组合物、陶瓷等。另外，还可使用使织物或无纺布含浸了树脂的复合物等。作为树脂，可以使用热塑性树脂，还可以使用热固性树脂。在使用热固性树脂的场合，需要加热树脂的涂膜使之固化的工序。
作为能够在绝缘材料部18a、b中使用的树脂，可列举出聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等烯烃系聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸环己撑二甲酯、聚芳酯、聚碳酸酯等酯系聚合物、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚缩醛、聚亚苯基醚、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺等醚系聚合物、聚砜、聚醚砜等砜系聚合物、聚丙烯腈、AS树脂、ABS树脂等丙烯腈系聚合物、聚苯硫醚等硫醚系聚合物、聚苯乙烯等芳香族乙烯基系聚合物、聚酰亚胺、芳族聚酰胺树脂等含氮聚合物、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等含氟聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物等。这些物质可以单独使用，也可以使用组合了2种或更多种而成的共聚物、聚合物合金、聚合物掺合物等。另外，也可以使用通过加热或UV照射来聚合、固化而得到的聚合物。
更详细地讲，可以使用树脂涂膜或树脂胶带作为绝缘材料部。
树脂涂膜，可通过将含有绝缘树脂的溶液或分散液涂敷在电极合剂层的端部并干燥来形成。涂敷方法不特别限定，可采用例如丝网印刷法、模涂法等将溶液或分散液涂敷在电极合剂层周围的集电体片上。溶液或分散液可以是液体状也可以是浆料状，它们的粘度任意地控制即可。
作为使溶液或分散液中含有的绝缘树脂，可使用聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚缩醛、聚亚苯基醚、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺等醚系树脂；聚丙烯腈、AS树脂、ABS树脂等丙烯腈系树脂；聚偏氟乙烯等含氟树脂；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂；含有这些聚合物的共聚物、聚合物合金或聚合物掺合物等。上述物质可以单独使用，也可以组合2种或更多种使用。其中，特别优选使用聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、含有这些聚合物的共聚物、聚合物合金或聚合物掺合物等。
树脂涂膜也可通过将含有聚合性化合物的溶液或分散液涂敷在电极合剂层的端部并使上述聚合性化合物聚合来形成。涂敷方法不特别限定，可采用例如丝网印刷法进行。溶液或分散液可以是液体状也可以是浆料状，它们的粘度任意地控制即可。聚合性化合物优选用选自热、紫外线及电子射线中的至少1种方法聚合。
聚合性化合物例如在分子中有1-3个聚合性官能团。聚合性官能团优选是选自丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基中的至少1种。另外，聚合性官能团以外的部分不特别限定，例如如果是聚环氧烷链等即可。
在用热使聚合性化合物聚合的场合，使用偶氮双异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化乙酰等聚合引发剂。在用紫外线使聚合性化合物聚合的场合，使用苄基二甲基酮缩醇、苯偶姻异丙醚等聚合引发剂。在用电子射线使聚合性化合物聚合的场合，聚合引发剂不特别需要。
通过在电极合剂层周围的集电体片上粘贴树脂胶带也能设置绝缘材料部。作为树脂胶带，能够使用由绝缘底材和被其担载的绝缘性粘合剂构成的树脂胶带。
作为绝缘底材，能够使用聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等烯烃系树脂；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸环己撑二甲酯、聚芳酯、聚碳酸酯等酯系树脂；聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚缩醛、聚亚苯基醚、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺等醚系树脂；聚砜、聚醚砜等砜系树脂；聚丙烯腈、AS树脂、ABS树脂等丙烯腈系树脂；聚苯硫醚等硫醚系树脂；聚苯乙烯等芳香族乙烯基系树脂；聚酰亚胺、芳族聚酰胺树脂等含氮树脂；聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等含氟树脂；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂；包含这些聚合物的共聚物、聚合物合金或聚合物掺合物等。这些物质可以单独使用，也可以组合2种或更多种使用。在这些物质中，特别优选聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚酰亚胺、芳族聚酰胺树脂、包含这些聚合物的共聚物、聚合物合金或聚合物掺合物等。
绝缘性粘合剂不特别限定，能够使用例如丙烯酸系树脂、丁基橡胶系树脂等。
绝缘底材的厚度例如是1-1000μm，绝缘性粘合剂的厚度例如是0.1-100μm。绝缘性粘合剂可以只设置在底材的单面，也可以设置在两面。
在图1中，与第1电极合剂层14a比，第2电极合剂层14b具有更大的面积。这样的结构适合于将第1电极合剂层14a作为正极、将第2电极合剂层14b作为负极的锂离子二次电池的极板组。在将第1电极合剂层14a作为负极、将第2电极合剂层14b作为正极的场合，使第1电极合剂层14a的面积比第2电极合剂层14b的面积大。
电极合剂层14a、b的厚度例如是1-1000μm，但它们的厚度不特别限定。
电极合剂可以含有电极活性物质，并任意含有导电材料、结合剂等。第1电极或第2电极为锂离子二次电池的正极的场合，作为活性物质，能够优选使用例如含锂过渡金属氧化物。作为含锂过渡金属氧化物，可举出例如LixCoOz、LixNiOz、LixMnOz、LixCoyNi1-yOz、LixCofV1-fOz、LixNi1-yMyOz(M＝Ti、V、Mn、Fe)、LixCoaNibMcOz(M＝Ti、Mn、Al、Mg、Fe、Zr)、LixMn2O4、LixMn2(1-y)M2yO4(M＝Na、Mg、Sc、Y、Fe、Co、Ni、Ti、Zr、Cu、Zn、Al、Pb、Sb)等。这些物质可以单独使用，也可以组合2种或更多种使用。其中，x值由于电池的充放电而在0≤x≤1.2的范围变化。另外，满足0≤y≤1、0.9≤f≤0.98、1.9≤z≤2.3、a+b+c＝1、0≤a≤1、0≤b≤1、0≤c＜1。
第1电极或第2电极为锂离子二次电池的负极的场合，作为活性物质，能够优选使用例如锂、锂合金、金属间化合物、碳材料、能够嵌入和脱嵌锂离子的有机化合物或无机化合物、金属配位化合物、有机高分子化合物等。这些物质可以单独使用，也可以组合2种或更多种使用。作为碳材料，可列举出焦炭、热解碳、天然石墨、人造石墨、内消旋碳微珠、石墨化中间相小球体、气相成长碳、玻璃状碳、碳纤维(聚丙烯腈系、沥青系、纤维素系、气相成长系)、不定形碳、有机化合物烧成体等。在这些物质之中，特别优选天然石墨或人造石墨。
作为导电材料，可以使用例如乙炔炭黑等炭黑、石墨等。
作为结合剂，能够使用例如聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等含氟树脂、丙烯酸系树脂、丁苯橡胶、乙烯丙烯三元共聚物等。
作为隔膜，能够使用由聚乙烯、聚丙烯等烯烃系聚合物或玻璃纤维等组成的织物或无纺布。也能使用固体电解质或凝胶电解质作为隔膜。作为固体电解质，能够使用例如聚环氧乙烷、聚环氧丙烷等作为基质材料。作为凝胶电解质，能够使用例如使后述的非水电解液保持在由聚合物材料构成的基质中而得到的物质。对于形成基质的聚合物材料能够使用聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物等。这些物质可以单独使用，也可以组合2种或更多种使用。在这些物质之中，特别优选使用偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物、聚偏氟乙烯与聚环氧乙烷的混合物。
极板组一般与电解液一起容纳在所规定的壳中使用。电解液的组成根据电化学元件的种类的不同而不同。壳的形状、材质等不特别限定。
电化学元件例如是锂离子二次电池的场合，电解液使用非水溶剂中溶解有锂盐的电解液。电解液中的锂盐浓度例如优选为0.5-1.5mol/L。
作为非水溶剂，能够使用碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚乙烯基酯等环状碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙基甲基酯、碳酸乙基丙基酯、碳酸甲基丙基酯、碳酸甲基异丙基酯、碳酸二丙基酯等非环状碳酸酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等脂肪族羧酸酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯等γ-内酯、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷等非环状醚、四氢呋喃、2-甲基-四氢呋喃等环状醚、二甲基亚砜、1，3-二噁茂烷、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三辛酯等磷酸烷基酯或它们的氟化物等。这些物质优选组合多种使用。特别优选含有环状碳酸酯和非环状碳酸酯的混合物、含有环状碳酸酯和非环状碳酸酯和脂肪族羧酸酯的混合物等。
作为锂盐，能够使用LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAlCl4、LiSbF6、LiSCN、LiCl、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiN(CF3SO2)2、Li2B10Cl10、LiN(C2F5SO2)2、LiPF3(CF3)3、LiPF3(C2F5)3等。这些物质可以单独使用，也可以组合2种或更多种使用。其中，电解液优选至少含有LiPF6。
实施方案2对卷绕型极板组的一例进行说明。图4是以第1电极为中心描绘的卷绕型极板组30的一部分的纵示意截面图。更外周侧的合剂层和集电体片被省略。
卷绕型极板组30由被层叠、卷绕的第1电极3a和第2电极3b构成，在第1电极3a和第2电极3b之间夹着隔膜39。
第1电极3a由第1集电体片31a及设在其两面的2个第1电极合剂层32a组成，第1集电体片31a由树脂片及设在其两面的导电层组成。导电层的表面成为第1集电体片的导电部，树脂片的露出部成为绝缘部。
在第1集电体片的除了端部35a以外的全部面上设置着导电层。导电层的表面成为导电部，因此在其上面设置着第1电极合剂层32a。不具有导电层的第1集电体片的端部35a成为绝缘部。在位于端部35a的相反侧的端部34a残留着用于集电的导电层的露出部。
第2电极3b，除了在极板组中的配置为相反以外，具有与第1电极3a同样的结构。即，内部的第2电极3b由第2集电体片31b和设在其两面的2个第2电极合剂层32b组成，第2集电体片31b由树脂片及设在其两面的导电层组成。
在第2集电体片的除了端部35b以外的全部面上设置着导电层。导电层的表面成为导电部，因此在其上面设置着第2电极合剂层32b。不具有导电层的第2集电体片的端部35b成为绝缘部。在位于端部35b的相反侧的端部34b残留着用于集电的导电层的露出部。
在图4中，在极板组的各底面，各集电体片的端部和隔膜的端部大致平齐地配置着。
第1集电体片31a的导电层的露出部(端部34a)配置在极板组的第1底面(图4上侧)，其相反侧的绝缘部(端部35a)配置在极板组的第2底面(图1下侧)。另一方面，第2集电体片31b的导电层的露出部(端部34b)配置在极板组的第2底面，其相反侧的绝缘部(端部35b)配置在极板组的第1底面。
配置在各底面的各集电体片的绝缘部与实施方案1的极板组同样，优选宽为0.001mm或以上，进一步优选为0.1mm或以上。
第1集电体片31a或第2集电体片31b的导电层的露出部优选分别连接成一体。可以用任何方法进行连接，但优选如图4所示那样，用例如0.01-1mm左右厚度的导电性材料的被膜被覆第1底面和第2底面。
这样得到的导电性材料的被膜可分别作为第1端子37及第2端子38用于集电。导电性材料的被膜能够与实施方案1的极板组同样地形成。
导电层的露出部和导电性材料的被膜的接触面积越大越好，与实施方案1的极板组同样，优选导电层的露出部在导电性材料的被膜(端子37、38)的内部埋没到0.001-1mm的深度。
在极板组的第1底面能够设置第1绝缘材料部36b，用于将第1端子37和第2电极3b绝缘，在第2底面能够设置第2绝缘材料部36a，用于将第2端子38和第1电极3a绝缘。
由于在第1底面配置第2集电体片的绝缘部(端部35b)，在第2底面配置第1集电体片的绝缘部(端部35a)，因此即使不设置绝缘材料部也能防止短路，但通过进一步设置绝缘材料部36a、b，短路的可能性会大幅度降低。
绝缘材料部可采用与实施方案1的极板组同样的方法设置。绝缘材料部的厚度不特别限定，但与实施方案1的极板组同样，优选是0.001mm或以上，进一步优选是0.01mm或以上。
在这样的极板组中，由于不需要用于集电的接头或引线，因此成为均整的简单的结构，易确保可靠性。另外，体积效率高，能够得到高容量。而且，由于这样的极板组能够同时制造很多，因此能削减制造成本。
实施方案3关于同时制造多个层叠型极板组的方法的一例，参照图5进行说明。根据以下的方法，能够高效率地制造例如长1-300mm、宽1-300mm、厚0.01-20mm大小的极板组。
本实施方案的制造方法包括下述工序(a)在片状的绝缘性底材的两面根据所规定的图形设置导电层，得到第1集电体片及第2集电体片的工序；(b)在第1集电体片的导电层及第2集电体片的导电层上分别对应着上述图形设置间隙而形成多个第1电极合剂层及第2电极合剂层，得到第1电极的集合体及第2电极的集合体的工序；(c)使第1电极的集合体及第2电极的集合体隔着隔膜层叠，得到层叠体的工序；以及(d)通过在上述间隙处切断上述层叠体，得到多个层叠型极板组的工序。
以下按工序顺序说明工序(a)-(d)。另外，关于其他工序也适当说明。其他工序根据电化学元件的结构及用途等可由本领域人员适宜选择、组合进行。另外，层叠型极板组的制造方法不受以下内容的限定。
工序(a)在工序(a)中，在片状的绝缘性底材的两面以所规定的图形设置导电层，得到第1集电体片及第2集电体片。
在这里，作为所规定的图形，对图5所示的由多行、多列构成的矩阵状图形进行说明。
首先，准备可给出所要求数的集电体片50这样大小的片状的绝缘性底材即树脂片51，在树脂片51的两面的相同位置设置多个所规定的图形的导电层。
图5的场合，在树脂片51上形成了多个2个电极这样大小的导电层52。想要得到2n个电极时，在树脂片上形成每单面n个的导电层。即，一体地形成2个电极的集电体片52’、和它们之间的中央部53。中央部53通过后面的工序成为不担载电极合剂层的导电层的露出部。这样得到第1集电体片50。第2集电体片也同样地制作。
这样的导电层，可以采用在树脂片上被覆矩阵状的遮蔽罩，向从遮蔽罩露出的树脂片蒸镀金属的方法而得到。在用遮蔽罩被覆的部分残留树脂片的露出部54。
作为遮蔽罩，能够使用具有矩阵状的开口部的片、以阻碍蒸镀金属的附着为目的而在树脂片上涂布成矩阵状的油等。另外，也能够采用在树脂片上矩阵状地印刷油墨，蒸镀金属后，洗涤、去除油墨和油墨上的蒸镀金属的方法。进而，还有在树脂片上蒸镀金属后，使用激光器等金属去除装置得到所规定的形状图形的导电层的方法等。但并不限于上述这些方法。
工序(b)其次，在各导电层上分别对应着上述图形设置间隙而形成多个第1电极合剂层及第2电极合剂层，得到第1电极的集合体60a及第2电极的集合体60b。
图6的场合，在第1集电体片的各导电层上2个2个地形成第1电极合剂层61a。在2个第1电极合剂层61a之间残留着作为间隙的不担载合剂的导电层的露出部53a。另外，也残留着不具有导电层的树脂片的露出部54a。
第1电极合剂层，通过将由第1电极合剂构成的浆料涂敷在除了中央部53以外的导电层的全部面上来形成。涂敷方法不特别限定，优选采用丝网印刷、图形涂敷等。此时，未涂敷浆料的导电层的露出部53a在极板组构成后成为与第1端子的连接部53x。另外，未涂敷浆料的树脂片的露出部54a在极板组构成后成为为防止短路而配于第2端子的绝缘部54x。
图6中绘出了3行3列的电极合剂层，但通常是在更大的树脂片上形成更多的导电层和电极合剂层。
由第1电极合剂构成的浆料，通过将第1电极的活性物质、导电材料、结合剂等与分散介质混合而制备。其后，干燥浆料的涂膜，用辊压延干燥后的涂膜，提高合剂密度。
在工序(b)之后、后述的工序(c)之前，优选进行在覆盖第1电极合剂层或第2电极合剂层的端部的位置形成绝缘材料部的工序。
即，在构成了极板组的情况下，沿着与第2集电体片的导电层的露出部邻接的第1电极合剂层的周边部，涂敷绝缘材料。在这里也优选进行图形涂敷。
在第1电极合剂层的周边部的其他部分也可以被覆绝缘材料。但要避免覆盖第1集电体片的导电层的露出部的整体。
在得到图6那样的极板组的场合，至少要在与树脂片的露出部54a邻接的第1电极合剂层的端部涂敷绝缘材料。再者，绝缘材料的涂敷未必必要，任意进行即可。其中涂敷的绝缘树脂在极板组中形成第1绝缘材料部。
第2电极的集合体也与上述第1电极的集合体同样地制作即可。
图6的场合，在第2集电体片的各导电层上2个2个地形成第2电极合剂层61b。在2个第2电极合剂层61b之间残留着作为间隙的不担载合剂的导电层的露出部53b。另外，也残留着不具有导电层的树脂片的露出部54b。
未涂敷第2电极合剂的浆料的导电层的露出部53b在极板组构成后成为与第2端子的连接部53y。另外，未涂敷浆料的树脂片的露出部54b在极板组构成后成为为防止短路而配于第1端子的绝缘部54y。
作为配置在层叠体的两端部的极板，也可以制作只单面具有第1电极合剂层的第1电极的集合体或者只单面具有第2电极合剂层的第2电极的集合体。这些电极的集合体用于不使最外层露出电极合剂层。该场合，也可以在层叠体的最外层露出导电层，但也可以不设置导电层而使树脂片露出。
工序(c)其次，将第1电极的集合体60a及第2电极的集合体60b隔着隔膜层叠，得到层叠体。
将由工序(b)制作的第1电极的集合体和第2电极的集合体隔着隔膜层叠。此时，将它们层叠并使得第1电极的集合体所含的第1电极合剂层61a和第2电极的集合体所含的第2电极合剂层61b相互面对。
配置两极板，并使得第1电极的集合体中的导电层的露出部53a与第2电极的集合体中的树脂片的露出部54b面对，第1电极的集合体中的树脂片的露出部54a与第2电极的集合体中的导电层的露出部53b面对。然后，在两最外面配置只单面有电极合剂层的一对电极的集合体，用它们夹持内侧的电极的集合体，对整体进行压制。其结果，得到含有多个层叠型极板组的层叠体。
工序(d)
通过在电极合剂层的间隙处切断上述层叠体，得到多个层叠型极板组的工序。
图6的场合，第1电极的集合体和第2电极的集合体沿着箭头X、Y方向在上述间隙处被切断。与作为导电层的露出部的间隙对应的集电体片的切断部，成为与端子的连接部53x、y，与其相反侧的树脂片的露出部对应的切断部成为绝缘部54x、y。
以往一般使用的由金属箔构成的集电体的场合，在切断时产生的金属毛刺成为问题。金属毛刺是刺破隔膜，引起内部短路的大的原因。因此，防止金属毛刺的发生变得重要，但不产生金属毛刺而切断金属箔是非常困难的。
另一方面，使用由树脂片构成的集电体片的场合，由于切断面的几乎整个面被树脂占据，因此不会发生金属毛刺。因此，能够大幅度提高电化学元件的可靠性。
接着，优选进行用导电性材料被覆层叠型极板组的相向的第1侧面及第2侧面，形成第1端子及第2端子的工序。
如果用导电性材料的被膜被覆第1集电体片的导电层的露出部(连接部53x)和第2集电体片的绝缘部54y交替排列的第1侧面，则得到第1端子。这样形成的金属被膜只与第1集电体片的导电层的露出部电连接。在第1侧面的第2电极合剂层的端面涂敷着绝缘材料的场合，可切实防止导电性材料的被膜和第2电极的短路。
关于第2集电体片的导电层的露出部(连接部53y)和第1集电体片的绝缘部54x交替排列的第2侧面，如果与上述同样地用导电性材料被覆，则可得到第2端子。
不形成端子的极板组的侧面可以是原样的状态，但如果可能，优选用多孔的绝缘材料被覆。
其次，对于工序(a)中的所规定的图形是并行排列的带(条)状的场合，参照图7进行说明。
首先，制作第1电极的集合体70a和第2电极的集合体70b。
得到第1电极的集合体70a的场合，在可给出所要求数的集电体片这样大小的树脂片的两面的相同位置形成多行带状的导电层。这样的导电层例如可通过在树脂片上覆盖带状的遮蔽罩，并向从遮蔽罩露出的树脂片局部地蒸镀金属而得到。在这里，跨过2个带状电极合剂层大小的集电体片形成1个带状导电层。即，使用可给出2n个带状集电体片这样大小的树脂片的场合，每个树脂片的单面形成n个带状导电层。
其次，在各带状导电层上2个2个地形成带状的第1电极合剂层71a。在2个带状第1电极合剂层71a之间残留不担载合剂的导电层的露出部53a’作为间隙。带状的第1电极合剂层71a，通过将与上述同样的由第1电极合剂构成的浆料涂敷在导电层的除了中央部以外的全部面上来形成。涂敷方法与上述情况同样。未涂敷浆料的导电层的露出部53a’成为与第1端子的连接部53x’。
另外，得到第2电极的集合体70b的场合，在可给出所要求数的集电体片这样大小的树脂片的两面的相同位置设置多行带状的导电层，在各导电层上2个2个地形成带状的第2电极合剂层71b。在2个带状的第2电极合剂层之间残留不担载合剂的导电层的露出部53b’。未涂敷浆料的导电层的露出部53b’在极板组构成后成为与第2端子的连接部53y’。
将作为这样的极板组的集合体的层叠体沿着图7所示的箭头X、Y方向按各个的层叠型极板组分割，与树脂片的露出部对应的切断部形成绝缘部54x’、y’。
在其他切断部，电极合剂层的断面露出。电极合剂层的断面露出的极板组的侧面优选用多孔绝缘材料封堵。
实施方案4对于同时制造多个层叠型极板组的其他方法，参照图8-16进行说明。
本实施方案的制造方法包括下述工序
(C)在使长尺寸状的第1电极的集合体及第2电极的集合体隔着隔膜层叠的同时，连续地以层叠体的形式供给的工序；(D)用平板状的线轴卷绕上述层叠体的工序；(E)切断被卷绕在上述线轴上的层叠体，得到多个层叠型极板组。
在这里，也优选通过工序(A)、和工序(B)得到第1电极和第2电极，所述的工序(A)是在片状的绝缘性底材的两面根据所规定的图形设置导电层，得到第1集电体片及第2集电体片的工序；所述的工序(B)是在上述导电层上分别对应着上述图形设置间隙而形成多个第1电极合剂层及第2电极合剂层的工序。
以下按工序顺序说明工序(A)-(E)。另外，关于其他工序也适当说明。其他工序根据电化学元件的结构及用途等可由本领域人员适宜选择、组合进行。
工序(A)在工序(A)中，如图1(a)所示，在作为片状的绝缘性底材的树脂片80a的两面以所规定的图形形成导电层81a，得到第1集电体片8a。另外，如图2(a)所示，在作为片状的绝缘性底材的树脂片80b的两面以所规定的图形形成导电层81b，得到第2集电体片8b。
此时，所规定的图形要象后述的图16所示那样来定，使得在最终得到的层叠型极板组160中，只第1集电体片8a的导电层81a在第1侧面露出，只第2集电体片8b的导电层81b在第2侧面露出。
另外，图8、9中的树脂片80a及80b为方便起见表示成为具有一定长度的片状，但实际上是长尺寸状。如果是长尺寸状，则例如能够从卷成环状的卷筒等连续供给。因此，能够连续地在片上蒸镀金属，能够提高生产能力。
在这里，至少1个带状导电层也跨过2个带状的片状的集电体而形成。导电层的形成与实施方案3同样进行即可。另外，所规定的图形如上述那样根据最终制作的层叠型极板组的数量而适宜调整即可。
工序(B)
其次，如图1(b)和图2(b)所示，在第1集电体片8a和第2集电体片8b的导电层上按平行排列的带状设置间隙83a和83b而分别形成多个第1电极合剂层82a及第2电极合剂层82b，得到第1电极的集合体14及第2电极的集合体15。
不担载电极合剂层的导电层的露出部83a和83b在极板组构成后分别成为与第1端子的连接部83x和与第2端子的连接部83x’。另外，树脂片的露出部84a和84b在极板组构成后分别成为为了防止短路而配于第1端子的绝缘部84y和配于第2端子的绝缘部84y’(参照图16)。
由于集电体片是长尺寸状，因此能够从端部连续地涂敷电极合剂，能够提高生产能力。也可以使集电体片成为环状而供给。
在这里也能够使用只单面具有第1电极合剂层的第1电极的集合体或者只单面具有第2电极合剂层的第2电极的集合体。
图10中更详细地表示出图8(b)和图9(b)所示的第1电极的集合体85a和第2电极的集合体85b。图10的场合，在由工序(A)形成的带状的各导电层81a和81b上分别3个3个地形成带状的第1电极合剂层82a和第2电极合剂层82b。
在工序(C)之前，可以沿着第1电极合剂层82a和第2电极合剂层82b的端部涂敷绝缘材料，形成绝缘材料部168a和168b(参照图16)。由此，在最终得到的极板组的侧面能有效地防止第1电极和第2电极的短路。还有，在图8-10中，绝缘材料部被省略。绝缘材料的涂敷未必必要，任意进行即可。
工序(C)其次，一边将所得到的长尺寸状的第1电极的集合体及第2电极的集合体隔着隔膜层叠，一边连续地以层叠体的形式供给。图11是其工序的说明图。
隔膜20、第1电极的集合体85a、隔膜22和第2电极的集合体85b例如分别从被卷成环状的卷筒供给。然后，一边通过辊24a、24b和24c层叠它们，一边连续地供给。此时，层叠它们使得第1电极的集合体85a的第1电极合剂层82a和第2电极的集合体85b的第2电极合剂层82b相互面对。另外，配置两电极的集合体，使得第1电极的集合体85a中的导电层的露出部83a与第2电极的集合体85b中的树脂片的露出部84b面对，第1电极的集合体85a中的树脂片的露出部84a与第2电极的集合体85b中的导电层的露出部83b面对。
对于隔膜、第1电极的集合体和第2电极的集合体的供给方法，没有特别限定，但要考虑要得到的层叠型极板组的结构。在工序(D)中优选以易用平板状的线轴25卷绕的方式供给。
在这里，图12表示出图11的用点线X包围的部分的放大图。被平板状线轴25供给的层叠体由隔膜20、第1电极的集合体85a、隔膜22和第2电极的集合体85b构成，具有第1电极合剂层和第2电极合剂层相对的位置关系。
工序(D)如图13所示，由工序(C)供给的层叠体如上述那样用平板状的线轴25卷绕。此时，线轴25沿着第1电极合剂层和第2电极合剂层的长度方向(图12的箭头)卷绕上述层叠体。
最初被卷绕的层叠体的端头部、即图13所示的用点线Y包围的部分优选比线轴25的端部稍突出至外侧(图13左侧)。这是因为，如在工序(E)中说明的那样，被卷绕在线轴25上的层叠体之中，要切断两端的弯曲部并废弃。这样做，在Y的部分能够防止第1电极和第2电极短路。
工序(E)接着，切断卷绕在上述线轴上的层叠体，得到多个层叠型极板组。如图14所示，卷绕在线轴25上的层叠体之中，层叠部分26a和26b由于具有规则的层叠结构，因此能有效使用。可是，在箭头Y1和Y2处切断的两端的弯曲部26c，由于各构成部分弯曲、折曲，因此优选切断后废弃。还有，在图14中，省略了层叠结构的详细情况。
图15表示出层叠部分26a、26b的状态。层叠部分26a和26b配置在线轴25上。如图15所示，在该层叠体中，间隙28在层叠方向排列在相同的位置。因此，通过在该间隙28处沿电极合剂层的长度方向(P方向)切断上述层叠体，能够得到图16所示的层叠型极板组160的前体。
另外，根据所要求的层叠型极板组的尺寸和容量，即使在图15所示的Q方向也可以在规定的位置切断上述层叠体。该切断工序也能够使层叠部分26a和26b从线轴25分离后进行，但也能够在线轴25上进行。
层叠部分26a和26b是含有多个层叠型极板组的集合体。将该集合体按各个层叠型极板组分割，则与作为导电层的露出部的间隙对应的集电体片的切断部成为与端子的连接部，与其相反侧的树脂片的露出部对应的切断部成为绝缘部。
工序(F)接着切断工序，如图16所示，优选进行用导电性材料被覆层叠型极板组的相向的第1侧面和第2侧面，形成第1端子167a和第2端子167b的工序。不形成端子的极板组的侧面可以是原样的状态，但优选用多孔的绝缘材料被覆。
另外，在上述内容中，对所规定的图形为带状的情况进行了说明，但对于在实施方案3中表示出的、矩阵状的图形也能够应用上述方法。
实施方案5对于同时制造多个卷绕型极板组的方法的一例，参照图17进行说明。
本实施方案的制造方法包括下述工序(a)在片状的绝缘性底材的两面设置导电层，得到第1集电体片及第2集电体片的工序；(b)在第1集电体片及第2集电体片的上述导电层上按平行排列的带状设置间隙而分别形成多个第1电极合剂层及第2电极合剂层，得到第1电极的集合体及第2电极的集合体的工序；(c)将第1电极的集合体及第2电极的集合体隔着隔膜沿第1电极合剂层及第2电极合剂层的长度方向供给，并卷绕成同心圆状，得到卷绕体的工序；以及(d)通过在上述间隙处切断上述卷绕体，得到多个卷绕型极板组的工序。
以下按工序顺序说明工序(a)-(d)。另外，关于其他工序也适当说明。其他工序根据电化学元件的结构及用途等可由本领域人员适宜选择、组合进行。另外，卷绕型极板组的制造方法不被以下内容限定。
图17是本实施方案的制造方法的工序图。图18是在该制造法中使用的第1电极的集合体、隔膜及第2电极的集合体的概略立体图。图4相当于在本实施方案的制造方法中得到的电化学元件的截面图。
工序(a)如图17(1)所示，首先在树脂片170a及170b的两面以所规定的图形分别形成导电层171a和171b，得到第1集电体片171A及第2集电体片171B。
第1集电体片171A及第2集电体片171B的制造法按照在实施方案3、4中说明的那样。
所规定的图形，是使得在图17(6)中只第1集电体片的导电层在第1底面露出，只第2集电体片的导电层在第2底面露出这样来决定即可。在这里，残留树脂片的露出部174a和174b形成导电层。
另外，图17中的集电体片171A及171B为方便起见以一定长度表示，但实际上是长尺寸状。如果是长尺寸状，则能够从卷成环状的卷筒等连续供给。
工序(b)其次，如图17(2)所示，在第1集电体片171A和第2集电体片171B的上述导电层上按平行排列的带状设置间隙173a和173b而分别形成多个第1电极合剂层172a及第2电极合剂层172b，得到第1电极的集合体175a及第2电极的集合体175b。
在这里，优选沿着第1电极合剂层172a及第2电极合剂层172b的端部涂敷绝缘材料，形成绝缘材料部。此外，在图17和18中，未显示出绝缘材料部。由此，在用导电性材料被覆所得到的卷绕型极板组的底面时，能够防止第1电极和第2电极的短路。绝缘材料部的形成也与实施方案3、4同样地进行即可。
工序(c)接着，如图17(3)所示，使隔膜176介于中间而将第1电极的集合体175a及第2电极的集合体175b层叠。然后，如图17(4)所示，向箭头X的方向卷绕层叠体177。据此得到图17(5)所示的卷绕体178。卷绕体178包含与第1电极合剂层172a及第2电极合剂层172b的数量对应数量的卷绕型极板组，各极板组交替逆向地排列。
如果使用长尺寸状的第1电极的集合体、隔膜及第2电极的集合体，则通过将它们连续地供给、层叠、卷绕，并在适当的位置切断，能够连续地得到多个卷绕体178。
工序(d)卷绕体178如用箭头Y所示，在上述间隙173a及174b排列的位置、以及间隙173b及174a排列的位置被切断。其结果，得到多个如图17(6)所示的卷绕型极板组179。在图17(6)中，在卷绕型极板组179的第1底面(上侧)配置第1集电体片的导电层的露出部，在第2底面(下侧)配置第2集电体片的导电层的露出部。通过用导电性材料被覆这些底面，可设置第1端子及第2端子。
实施方案6图19中表示出本发明实施方案的层叠型极板组10a的纵截面图。图20中表示出极板组10a的a-a线截面图。
在这里，最外侧的2个第2电极15b’在树脂片11b的两面具有导电层12b，但只在与内侧的电极相向的导电层12b上担载着电极合剂层。在外侧的导电层12b上未担载电极合剂层，导电层12b露出。如果将该部分与其他的导电层的端部12y连接，则第2端子被扩大，不仅极板组的侧面，从上下面也能集电。
极板组10a的最外侧的2个电极以外的结构具有与在实施方案1中说明的极板组10相同的结构。
如图21所示的极板组10a’那样，作为最外侧的2个电极也能够使用具有分别不同的极性的电极。极板组10a’具有与先前叙述的极板组10a大致同样的结构，但具有第1电极15a’作为最外侧的电极的一个，该电极在两面具有导电层12a，但只在与内侧的电极相向的导电层12a担载着第1电极合剂层14a。
如果将不担载第1电极合剂层的导电层12a与第1端子连接，则第1端子被扩大，如果将不担载第2电极合剂层的导电层12b与第2端子连接，则第2端子被扩大。
实施方案7图22中表示出实施方案1的层叠型极板组10的a-a线截面图的另一个样式。
在极板组10b的第3侧面(图22左侧)，第1集电体片13a的绝缘部(端部11x”)和第2集电体片13b的绝缘部(端部11y’)平齐地配置着，在第4侧面(图22右侧)，第1集电体片13a的绝缘部(端部11x’)和第2集电体片13b的绝缘部(端部11y”)平齐地配置着。
如上所述，根据这样的结构，能够有效防止第1电极和第2电极的短路。但是为了切实防止短路，分别用电子绝缘性材料被覆第3侧面和第4侧面是有效的。另外，为了在提高电化学元件的可靠性的同时，防止制造工序的复杂化，用电子绝缘性材料覆盖极板组的第3侧面和第4侧面是极为有效的。而且，为了能够简易地进行使极板组含浸电解液的工序，电子绝缘性材料必须为多孔性的。
于是，在极板组10b中，第3侧面和第4侧面分别用电子绝缘性的多孔性材料19被覆。另外在图22中，多孔性材料19通过与隔膜的端部熔合而接合。根据这样的构成，能够飞跃性地提高电化学元件的可靠性。
例如通过在用多孔性材料被覆的侧面按压加热了的夹具，能够使多孔性材料和隔膜熔合。在使隔膜的端部和多孔性材料熔合的场合，作为多孔性材料，优选使用与隔膜相同的材料。如果使用相同的材料则在能够容易地使隔膜的端部和多孔性材料熔合的同时，能够得到高的熔合强度。
作为上述多孔性材料，可使用聚烯烃、聚环氧烷、含氟聚合物、陶瓷等。在这里，作为聚烯烃，可使用聚乙烯、聚丙烯等，作为聚环氧烷，可使用聚环氧乙烷、聚环氧丙烷等，作为含氟聚合物，可使用聚偏氟乙烯、偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物等，作为陶瓷，可使用无机填料、玻璃纤维等。这些材料可以单独使用，还可以组合2种过更多种使用。
另外，可以使用由这些材料构成的膜状构件，也能够使用包含这些材料的原料浆料的涂膜。原料浆料可以用分散介质付与适度的流动性后使用。作为多孔性材料，也能够使用以往在聚合物电池等中使用的聚合物电解质。聚合物电解质例如可以通过混合电解液和基材部件而制备。上述基材部件可使用上述的聚环氧烷和含氟聚合物等。
图23中表示出实施方案1的层叠型极板组10的a-a线截面图的另一样式。
在图23中，极板组10c的第3侧面和第4侧面用多孔性材料的原料浆料的涂膜19’覆盖。多孔性材料的原料浆料由于具有流动性，因此使用一般的涂敷装置能够容易地涂敷在极板组的侧面。另外，仅使原料浆料的液面附着极板组的侧面，便能够用原料浆料覆盖其侧面。当使不需要的分散介质从覆盖极板组的侧面的原料浆料挥发出去后，能够在极板组的侧面得到附着的涂膜。
在图22、23中，第1电极合剂层14a和第2电极合剂层14b的端部配置在比第3侧面和第4侧面凹的位置，但各电极合剂层的端部也可以与各集电体片的绝缘部和隔膜的端部平齐地配置。即使是那样的结构，由于用电子绝缘性的多孔性材料覆盖第3侧面和第4侧面，因此也能够充分防止短路。特别是在使多孔性材料与配置在极板组的侧面的隔膜的端部熔合、在极板组的侧面形成附着的多孔性材料的涂膜的场合，短路的可能性会大大降低。
实施方案8下面，对于容纳上述极板组的简易的装箱，参照图24-33进行说明。
图24是容纳在壳中之前的极板组101的俯视图，图25是从图24左侧看该极板组的侧视图。如这些图所示，在容纳在壳中之前，在极板组101的第1端子102a和第2端子102b上分别连接第1引线片103a和第2引线片103b。在第1端子或第2端子成为正极端子的场合，优选将由铝等构成的引线片连接在其端子上。另外，在第1端子或第2端子成为负极端子的场合，优选将由铜、Ni等构成的引线片连接在其端子上。各引线片可采用种种的焊接工序接合在各端子上。
在本发明的电池的优选的第1方案中，在图26所示的由3个部件组成的壳180中容纳极板组。
壳180由框体106、平坦的第1片110a和平坦的第2片110b组成。框体106在包围极板组101的同时，与设有第1端子102a的第1侧面和设有第2端子102b的第2侧面接触。2个平坦的片覆盖框体106的2个开口面与极板组的上面和下面接触。
2个片110a、b的周边部分别与框体106的一个和另一个的开口端部接合。框体106和2个片110a、b的周边部的接合可以用任何方法进行。
在框体106上设置着第1缝107a和第2缝107b，第1引线片103a和第2引线片103b通过这些缝向壳的外部导出。导出各引线片后各缝的间隙被封堵材料填埋。
在本发明的电池的优选的第2方案中，在图27所示的由2个部件组成的壳190中容纳极板组。
壳190由有底容器106’和平坦的片110a’组成。容器106’容纳极板组101。另外，容器106’具有与设有第1端子102a的第1侧面及设有第2端子102b的第2侧面接触的侧壁以及与极板组101的上面及下面的一方接触的底部。平坦的片110a’覆盖容器106’的开口面，与极板组101的上面及下面的另一方接触。
片110a’的周边部与容器106’的开口端部接合。容器106’与片110a’的周边部的接合可采用任何的方法进行。
在容器106’上设置着第1缝107a’和第2缝107b’，第1引线片103a和第2引线片103b通过这些缝向壳的外部导出。导出各引线片后各缝的间隙被封堵材料填埋。
壳的形状、材质等不特别限定，但优选至少与极板组的具有第1端子的第1侧面和具有第2端子的第2侧面接触的框体106或容器106’的内面具有绝缘性。例如优选使用由树脂材料、陶瓷等绝缘性材料构成的框体106或容器106’。但是，绝缘性材料有可能使电解液或水分透过，因此进一步优选使用具有由绝缘性材料组成的第1层、和由不透过电解液和水分的金属箔组成的第2层的框体106或容器106’。那种场合下，第1层配置在壳的内侧。另外，在金属箔的外侧也能进一步设置由绝缘性材料组成的第3层。
不与极板组的第1侧面和第2侧面接触的片110a、110b、110a’也能原样地使用金属箔等导电性材料，当然也能够使用与框体106、容器106’同样的材料。
作为由绝缘性材料组成的第1层，能够使用聚丙烯层等。作为由不透过电解液的金属箔组成的第2层，能够使用铝箔等。框体106或容器106’中的第1层的厚度优选1-1000μm，第2层的厚度优选0.01-100m。另外，片110a、110b、110a’中的第1层的厚度优选1-1000μm，第2层的厚度优选0.01-100μm。
图28表示从相对开口垂直的方向看的框体106或容器106’的截面图的一例。框体106或容器106’具有内侧的由绝缘性材料组成的第1层104、104’及外侧的由金属箔组成的第2层105、105’。另外，图29和图30分别表示从对开口平行的一个方向看的壳180和壳190的截面图的一例。
第1片110a、110a’具有内侧的由绝缘性材料组成的第1层108a、108a’及外侧的由金属箔组成的第2层109a、109a’，第2片110b具有内侧的由绝缘性材料组成的第1层108b及外侧的由金属箔组成的第2层109b。
图31表示在壳180或190中容纳极板组而完成的电池的装箱的俯视图。另外图32和图33分别表示在壳180和190中容纳极板组而完成的电池的装箱的立体图。
在任何装箱中，第1引线片103a和第2引线片103b都分别向外部导出。各缝的间隙被封堵材料112a、112a’及112b、112b’填埋。封堵材料使用对电解液有耐性的树脂材料等。
上述的装箱由于部件点数少，因此能够用少的制造工序高效率地得到，而且，由于极板组自身具有简易的结构，因此体积效率高，能够得到具有优异的可靠性的电池。
实施方案9图34表示本实施方案的极板组100的纵截面图。
极板组100由交替地层叠的多个第1电极110和多个第2电极120组成，在第1电极110和第2电极120之间夹着隔膜130。
第1电极110由第1集电体片112和2个第1电极合剂层114组成，第1集电体片112由树脂片116和在其两面设置的导电层118组成。第1集电体片112根据导电层的形状图形具有导电部和绝缘部。
另一方面，在图1的极板组中包含着2种的第2电极120a和120b。用2个第1电极110夹持的内部的第2电极120a由导电片122组成的第2集电体片和2个第2电极合剂层124构成。最外部的2个第2电极120b，除了只在内侧单面设置第2电极合剂层124以外，具有与内部的第2电极120a同样的结构。
在图34中，第2电极构成最外部的2个电极，但也能够使只在第1集电体片的内侧单面设置了第1电极合剂层的第1电极为最外部的2个电极。另外，最外部的2个电极中，也能够使一个为第1电极，使另一个为第2电极。
在第1电极110中，在树脂片的除了一端部116x以外的全部面或除了端部116x和位于图34的纸面反正面的端部的全部面设置着导电层118。在导电层118上设置着第1电极合剂层114。在图34的第1集电体片112中，不具有导电层118的树脂片的端部116x或端部116x和位于图34的纸面反正面的端部作为绝缘部而发挥作用。在位于端部116x的相反侧的导电层的端部118x残留着导电层118的露出部。
在构成第2电极120的第2集电体片中，导电片122的一个端部122x或端部122x和位于图34的纸面反正面的端部用绝缘材料126被覆着。另外，在位于端部122x的相反侧的导电片的端部122y，导电片122露出。
导电片122的厚度例如优选是0.5-500μm。可以使用具有平坦表面的通常的导电片，还可以使用穿孔体、板条体、多孔体、网、泡沫体、织物、无纺布等。此外，还可以使用表面具有凹凸的导电片。
作为导电片的材质，在第2电极为正极的场合，可使用例如不锈钢、铝、铝合金、钛、碳等，特别优选铝、铝合金等。另外，在第2电极为负极的场合，可使用例如不锈钢、镍、铜、铜合金、钛等，特别优选铜、铜合金等。
绝缘材料126能够使用例如树脂涂膜。树脂涂膜可通过将含有绝缘树脂的溶液或分散液涂敷在导电片122的端部并干燥来形成。涂敷方法不特别限定，可采用例如丝网印刷法、模涂法等。溶液或分散液可以是液体状也可以是浆料状，它们的粘度任意地控制即可。
树脂涂膜也可通过将含有聚合性化合物的溶液或分散液涂敷在电极合剂层的端部，并使上述聚合性化合物聚合来形成。
通过用树脂胶带被覆导电片122的端部也能够设置绝缘材料126。
以上的绝缘材料能够使用与沿着电极合剂层的端部形成的绝缘材料部同样的材料。
第1集电体片的导电层的端部118x配置在极板组的第1侧面、即图34的左侧，位于其相反侧的树脂片的端部116x配置在极板组的第2侧面、即图34的右侧。另外，导电片122的端部122y配置在极板组的第1侧面，其相反侧的用绝缘材料126被覆的端部配置在极板组的第2侧面。
从切实防止短路的观点出发，树脂片的端部116x的宽优选是0.001mm或以上，特别优选是0.1mm或以上。用绝缘材料126被覆的导电片的端部122x的宽也同样。
由于损害电化学元件的安全性的原因之一是正极集电体片和负极合剂层的短路，因此优选正极集电体片使用由绝缘片构成的第1集电体片，负极集电体片使用由导电片构成的第2集电体片。
下面，对于图34的极板组100的高效率的制造法的一例，参照图35和36进行说明。
首先，准备可给出所要求数的集电体片这样大小的树脂片，在树脂片的两面的相同位置形成多个所规定的形状的导电层。此时，残留树脂片的露出部210a。
其次，如图35(a)所示，在各导电层上2个2个地形成第1电极合剂层310。在2个第1电极合剂层310之间残留不担载电极合剂层的导电层的露出部220a。不担载电极合剂层的导电层的露出部220a在以后成为与第1端子的连接部220b。另外，树脂片的露出部210a在以后成为配置在极板组的第2侧面的绝缘部210b。
虽图35中未示出，但第1电极合剂层形成后，在极板组中也可以用绝缘材料被覆配置在第2侧面的第1电极合剂层的端部。
到此为止的工序可与实施方案3、4同样地进行。
然后，如图3(b)所示，按每一列分割集电体片的集合体。
另一方面，第2电极除了使用导电片以外，与第1电极大致同样地制作。即，在可给出所要求数的电极这样大小的导电片的两面的相同位置与第1电极的情况同样地形成多个所规定形状的第2电极合剂层。然后，按每个电极分割导电片。
其次，用绝缘材料被覆配置在极板组的第1侧面的预定的导电片的端部。另外，也可以用绝缘材料被覆配置在极板组的第1侧面的预定的第1电极合剂层的端部。
关于只在单面具有第2电极合剂层的第2电极，除了在另一面设置第2电极合剂层以外，也能够用与上述同样的方法制作。
其次，如图35(c)所示，使隔膜330介于中间而相向地层叠各第1电极的第1电极合剂层310和各第2电极的第2电极合剂层320。层叠数为任意。另外，配置两极板，并使得与第1电极的第1端子的连接部220b和被覆第2电极的导电片321的端部的绝缘材料322面对。然后，在两最外面配置只在单面具有第2电极合剂层的一对第2电极，用它们夹持内侧的电极，并对整体进行压制。
其结果，得到由多个极板堆构成的集合体。最后，按极板堆分割由极板堆构成的集合体。此时，在第1集电体片的切断面不会发生大的金属毛刺。
下面说明卷绕型极板组。
卷绕型极板组的场合，使用图36(a)所示的具有带状形状的第1电极410和第2电极420。第1电极410和第2电极420虽形状不同，但具有与在层叠型极板组中使用的第1电极和第2电极同样的结构。因此，第1电极和第2电极的制造法与层叠型的情况大致同样。
在图36(a)中，在沿着第1电极410的纵向的一个端部设置着与由导电层的露出部构成的第1端子的连接部412。另外，在第1电极410的另一端部设置着由树脂片构成的绝缘部413。
另外，在沿着第2电极420的纵向的一个端部，导电片422的端部露出，导电片422的另一端部用绝缘材料423被覆着。
接着，如图36(b)所示，使隔膜430介于中间而层叠第1电极410和第2电极420，并卷绕。其结果，得到图36(c)所示的卷绕型极板组400。
在这样的极板组的一个底面(第1底面)交替地同心圆状地排列与第1集电体片的第1端子的连接部412和第2集电体片的绝缘材料423，在另一个底面(第2底面)交替地同心圆状地排列导电片422的露出部和第1集电体片的绝缘部413。因此，能够与上述同样地分别用第1端子及第2端子被覆第1底面和第2底面。
实施例1在本实施例中，按以下的要领制作层叠型的锂离子二次电池。(a)第1电极的制作准备宽198mm、长282mm、厚7μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下叫做PET)的片。接着，使用具有矩阵状的开口部的遮蔽罩，在PET片的两面的相同位置形成3行6列地排列的多个矩形(65mm×46mm)的铜的蒸镀膜。铜的蒸镀膜厚度定为0.1μm。
通过混合活性物质球状石墨(石墨化中间相小球体)100重量份、和结合剂丁苯橡胶3重量份、和作为分散介质的适量的羧甲基纤维素水溶液，制备由第1电极合剂构成的浆料。将该浆料涂敷在各蒸镀膜的除了中央部以外的全部面上。其结果，在各蒸镀膜上2个2个地形成32mm×46mm的第1电极合剂层。在2个第1电极合剂层之间按宽1mm的沟槽状残留不具有电极合剂层的铜的蒸镀膜的露出部。然后，干燥浆料的涂膜，用辊压延干燥后的涂膜直到达到厚度70μm。
将10重量份的聚偏氟乙烯(以下叫做PVDF)溶于90重量份的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下叫做NMP)中，制备PVDF的NMP溶液。第1电极合剂层的周边部之中，在与蒸镀膜的露出部邻接的部分的相反侧的部分上用丝网印刷法涂敷上述NMP溶液，在80℃干燥，形成宽0.3mm、干燥后的厚度70μm的聚偏氟乙烯的涂膜，作为绝缘材料部。这样得到了在两面上具有6行6列的第1电极合剂层的第1电极的集合体。
(b)第2电极的制作制作在两面具有第2电极合剂层的第2电极。
准备宽198mm、长282mm、厚7μm的PET片。接着，使用具有矩阵状的开口部的遮蔽罩，在PET片的两面的相同位置形成3行6列地排列的多个矩形(64mm×45mm)的铝的蒸镀膜。Al的蒸镀膜厚度定为0.1μm。
通过混合活性物质钴酸锂(LiCoO2)100重量份、和导电材料乙炔炭黑3重量份、和结合剂聚偏氟乙烯7重量份、和作为分散介质的适量的羧甲基纤维素水溶液，制备由第2电极合剂构成的浆料。将该浆料涂敷在各蒸镀膜的除了中央部以外的全部面上。其结果，在各蒸镀膜上2个2个地形成31mm×45mm的第2电极合剂层。在2个第2电极合剂层之间按宽2mm的沟槽状残留不具有合剂的Al的蒸镀膜的露出部。然后，干燥浆料的涂膜，用辊压延干燥后的涂膜直到达到厚度70μm。
所得到的第2电极合剂层的周边部之中，在与蒸镀膜的露出部邻接的部分的相反侧的部分上用丝网印刷法涂敷上述NMP溶液，在80℃干燥，形成宽0.3mm、干燥后的厚度70μm的聚偏氟乙烯的涂膜，作为绝缘材料部。这样得到了在两面上具有6行6列的第2电极合剂层的第2电极的集合体。
接下来，除了在另一面不设置导电层、第2电极合剂层和绝缘材料以外，用与上述同样的方法制作了只在单面具有第2电极合剂层的第2电极。
(c)极板组的制作采用由两面具有第1电极合剂层的第1电极构成的集合体2个，隔着隔膜夹持由两面具有第2电极合剂层的第2电极构成的集合体1个。此时，使第1电极合剂层和第2电极合剂层相互面对。另外，使第1电极中的蒸镀膜的露出部及由聚偏氟乙烯的涂膜构成的绝缘材料部分别与第2电极中的由聚偏氟乙烯的涂膜构成的绝缘材料部及蒸镀膜的露出部面对。在两最外面配置只单面有第2电极合剂层的一对第2电极，用它们夹持内侧的电极，并对整体进行压制。其结果，得到由多个极板堆组成的集合体。
使切断位置与第1电极中的蒸镀膜的露出部中心、第2电极中的蒸镀膜的露出部中心一致，按每个极板堆分割由多个极板堆组成的集合体。其结果，通过一系列的涂敷和层叠工序，能够一次地得到达36个的极板堆。在这样得到的极板堆的4个侧面，各集电体片的端部和隔膜的端部平齐地配置着。
在1个侧面(第1侧面)交替地排列了第1集电体片的蒸镀膜的露出部和第2集电体片的PET的露出部。在其相反侧的第2侧面交替地排列了第2集电体片的蒸镀膜的露出部和第1集电体片的PET的露出部。在剩余的2个侧面排列了各集电体片的PET的露出部。
向交替地排列了第1集电体片的铜蒸镀膜的露出部和第2集电体片的PET露出部的第1侧面喷吹半熔融状态的铜微粒子。其结果，在第1侧面形成了厚度0.5mm的铜膜。铜蒸镀膜的露出部在铜膜的内部埋没到深度0.2mm。由于配置在第1侧面的第2电极合剂层的端面用聚偏氟乙烯的涂膜覆盖着，因此通过喷吹形成的铜膜和第2电极不会接触。该铜膜原样地作为负极端子使用。
向交替地排列了第2集电体片的Al蒸镀膜的露出部和第1集电体片的PET露出部的第2侧面喷吹半熔融状态的铝微粒子。其结果，在第2侧面形成了厚度0.5mm的铝膜。Al蒸镀膜的露出部在铝膜的内部埋没到深度0.2mm。由于配置在第2侧面的第1电极合剂层的端面用聚偏氟乙烯的涂膜覆盖着，因此通过喷吹形成的铝膜和第1电极不会接触。该铝膜原样地作为正极端子使用。
向得到的极板组的铜膜和铝膜分别连接引线，使用外部的充放电装置，进行充放电试验。在这里使用的电解液的制备方法是在以体积比30∶70混合了碳酸亚乙酯(EC)和碳酸乙基甲基酯(EMC)的混合溶剂中以1摩尔/L的浓度溶解LiPF6。
充放电在20℃气氛中进行。充电和放电分别在相对电极面积为2.5mA/cm2的电流状态下进行。充电终止电压定为4.2V。放电终止电压定为3.0V。采用上述条件得到的电容量是900mAh。
制作100个同样的电池，用金属圆棒压坏那些电池的集电端子附近，然后测定电池电压，查看有可能发生内部短路的电池的个数。有可能发生内部短路的电池为0个。
即使使实施例1的极板组落下，给予机械冲击，也未看到由内部短路引起的电压降等异常。
比较例1使用以往使用的由铜箔构成的芯材，制作具有与实施例1相同的组成和厚度的第1电极合剂层的第1电极，使用由铝箔构成的芯材，制作由与实施例1相同的组成和厚度的第2电极合剂层构成的第2电极，层叠它们制作了与实施例1相同的容量900的电池。使第1电极的端部从极板组的第1侧面突出，使第2电极的端部从位于第1侧面的相反侧的第2侧面突出。未在第1电极上、也未在第2电极上设置覆盖电极合剂层的端部的绝缘材料部。用引线连接同一极性的极板彼此，完成了电池。得到的电池的容量与实施例1相同，但电池的容积为实施例1的电池的约1.2倍。制作100个同样的电池，查看了短路发生率，可以确认在2个电池中发生短路。
实施例2在本实施例中，按以下的要领制作了卷绕型的锂离子二次电池。
(a)第1电极的制作准备宽198mm、长506mm、厚7μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下叫做PET)的片。接着，使用具有矩阵状的开口部的遮蔽罩，在PET片的两面的相同位置形成排列成3列的多个带状(65mm×506mm)的铜的蒸镀膜。铜的蒸镀膜厚度定为0.1μm。
通过混合活性物质球状石墨(石墨化中间相小球体)100重量份、和结合剂丁苯橡胶3重量份、和作为分散介质的适量的羧甲基纤维素水溶液，制备由第1电极合剂构成的浆料。将该浆料涂敷在各蒸镀膜的除了中央部以外的全部面上，在各蒸镀膜上2列2列地形成32mm×506mm的带状的第1电极合剂层。在2列带状的第1电极合剂层之间按宽1mm的沟槽状残留不具有第1电极合剂的铜的蒸镀膜的露出部。然后，干燥浆料的涂膜，用辊压延干燥后的涂膜直到达到厚度70μm。
第1电极合剂层的周边部中，在与蒸镀膜的露出部邻接部分的相反侧的部分上，采用与实施例1同样的方法形成宽0.3mm、干燥后的厚度70μm的聚偏氟乙烯的涂膜，作为绝缘材料部。这样得到了在两面上具有6列带状的第1电极合剂层的第1电极的集合体。
(b)第2电极的制作制作在两面具有带状的第2电极合剂层的第2电极。
准备宽198mm、长506mm、厚7μm的PET片。接着，使用具有矩阵状的开口部的遮蔽罩，在PET片的两面的相同位置形成排列成3列的多个带状(64mm×506mm)的铝的蒸镀膜。Al的蒸镀膜厚度定为0.1μm。
通过混合活性物质钴酸锂(LiCoO2)100重量份、和导电材料乙炔炭黑3重量份、和结合剂聚偏氟乙烯7重量份、和作为分散介质的适量的羧甲基纤维素水溶液，制备了由第2电极合剂构成的浆料。将该浆料涂敷在各蒸镀膜的除了中央部以外的全部面上，在各蒸镀膜上2列2列地形成31mm×506mm的带状的第2电极合剂层。在2列第2电极合剂层之间按宽2mm的沟槽状残留不具有第2电极合剂的Al蒸镀膜的露出部。然后，干燥浆料的涂膜，用辊压延干燥后的涂膜，直到达到厚度70μm。
第2电极合剂层的周边部中，在与蒸镀膜的露出部邻接部分的相反侧的部分上，采用与实施例1同样的方法形成宽0.3mm、干燥后的厚度70μm的聚偏氟乙烯的涂膜，作为绝缘材料部。这样得到了在两面上具有6列第2电极合剂层的第2电极的集合体。
(c)极板组的制作使第1电极的集合体、和第2电极的集合体隔着隔膜重叠并卷绕。此时，使第1电极合剂层和第2电极合剂层相互面对，使第1电极中的蒸镀膜的露出部及由聚偏氟乙烯的涂膜构成的绝缘材料部分别与第2电极中的由聚偏氟乙烯的涂膜构成的绝缘材料部及蒸镀膜的露出部面对。其结果，得到由交替地逆向排列的多个卷绕型极板组组成的长尺寸筒状的集合体。
这样得到的集合体在第1电极中的蒸镀膜的露出部中心、第2电极中的蒸镀膜的露出部中心切断，按每个极板组分割。其结果，通过一系列的涂敷·卷绕工序，能够一次地得到达6个的极板组。
向交替地排列了第1集电体片的铜蒸镀膜的露出部和第2集电体片的PET树脂部的侧面(第1底面)喷吹半熔融状态的铜微粒子。但是，为了设置向极板组内部注入电解液的注入孔，在该位置覆盖了遮蔽罩。其结果，在第1底面形成了厚度0.5mm的铜膜。此时，铜蒸镀膜的露出部在铜膜的内部埋没到深度0.2mm。由于配置在第1底面的第2电极合剂层的端面用聚偏氟乙烯的涂膜覆盖着，因此通过喷吹形成的铜膜和第2电极不会接触。该铜膜原样地作为负极端子使用。
向交替地排列了第2集电体片的Al蒸镀膜的露出部和第1集电体片的PET树脂部的侧面(第2底面)喷吹半熔融状态的铝微粒子。但是，为了设置向极板组内部注入电解液的注入孔，在该位置覆盖了遮蔽罩。其结果，在第2底面形成了厚度0.5mm的铝膜。此时，Al蒸镀膜的露出部在铝膜的内部埋没到深度0.2mm。由于配置在第2底面的第1电极合剂层的端面用聚偏氟乙烯的涂膜覆盖着，因此通过喷吹形成的铝膜和第1电极不会接触。该铝膜原样地作为正极端子使用。
将这样得到的极板组容纳在不锈钢制的圆筒型电池壳中，将极板组底面的铜膜与壳的内底面连接。极板组上面的铝膜通过铝引线与在周围配有绝缘垫的封口板的里侧连接。接着，向壳内注入电解液，使极板组内部含浸电解液。然后，用封口板将壳的开口部封口，完成了圆筒型电池。在此使用的电解液的制备方法是在以体积比30∶70混合了碳酸亚乙酯(EC)和碳酸乙基甲基酯(EMC)的混合溶剂中以1摩尔/L的浓度溶解LiPF6。
比较例2用与过去同样的方法制作了卷绕型的锂离子二次电池。
即，制作由32×506mm的带状铜箔及在其两面担载的与实施例2相同的组成和厚度的第1电极合剂层组成的第1电极，制作由31×506mm的带状铝箔及在其两面担载的与实施例2相同的组成和厚度的第2电极合剂层组成的第2电极。在各自的极板上设置用于连接集电接头的电极合剂层的未涂敷部，在那里连接集电接头。隔着隔膜卷绕这些第1电极和第2电极，制作极板组。
将这样得到的极板组容纳在直径比在实施例2中使用的壳大1.2倍的不锈钢制的圆筒型电池壳中，将第2电极引线焊接在壳的内底面。另外，第1电极引线与在周围配有绝缘垫的封口板的里侧连接。接着，向壳内注入电解液，使极板组内部含浸与实施例2同样的电解液。然后，用封口板将壳的开口部封口，完成了圆筒型电池。还有，在比较例2中需要比实施例2大的电池壳是因为集电接头介在于极板组的内部，所以极板组的直径增加。实施例2和比较例2的电池容量相同，但比较例2的电池比实施例2的电池大1.2倍。
分别在20℃气氛中进行实施例2和比较例2的电池的充放电。充电和放电分别在相对电极面积为2.5mA/cm2的电流状态下进行。充电终止电压定为4.2V。放电终止电压定为3.0V。采用上述条件得到的实施例2和比较例2的电池的电容量均是900mAh。
其次，在20℃气氛中，在相对电极面积为2.5mA/cm2的电流状态下进行实施例2和比较例1的电池的充电，直到充电终止电压为4.2V为止，以0.2C(0.5mA/cm2)的电流值放电。然后，再在与上述相同的电流状态下进行实施例2和比较例1的电池的充电，直到充电终止电压为4.2V为止，以2C(5mA/cm2)的电流值放电。其结果，实施例2的电池的场合，以2C放电时的容量是以0.2C放电时的容量的90％，但比较例1的场合，以2C放电时的容量是以0.2C放电时的容量的80％。
即使使实施例2的电池落下，给予机械冲击，也未看到由内部短路引起的电压降等异常，但比较例1的电池看到了一些电压降。
分别制作100个实施例2和比较例2的电池，压坏这些电池的集电端子附近，然后测定电池电压，查看了有可能发生内部短路的电池的个数。有可能发生内部短路的电池，实施例2为0个，比较例2为2个。
实施例3(a)极板组的制作制作与实施例1同样的层叠型极板组，在由铜膜构成的负极端子上通过焊接接合镍制负极引线(厚度100μm、尺寸2mm×30mm)的一端。在由铝膜构成的正极端子上通过焊接接合铝制正极引线(厚度100μm、尺寸2mm×30mm)的一端。各引线的另一端分别从极板组的一侧面突出5mm左右。
(b)壳的制作制作图26所示的由3个部件组成的壳。框体106使用具有配置在壳内侧的厚度500μm的聚丙烯层、和配置在壳外侧的厚度20μm的铝箔的2层的层叠材料。框体的外尺寸定为34mm×50mm×5mm。2个平坦的片110a、b使用具有配置在壳内侧的厚度80μm的聚丙烯层、和配置在壳外侧的厚度20μm的铝箔的2层的层叠材料。平坦的片的外尺寸与框体相同地定为34×50。在框体的侧壁之一形成宽100μm的2个缝107a、b。
(c)电池的组装使与极板组接合的正极引线和负极引线的突出部分别通过框体的缝107a、b，并且用框体包围极板组。然后，用在内侧配了聚丙烯层的2个片110a、b一起夹持框体和极板组。加热片110a、b的周边部使聚丙烯层熔融，使各片和框体的开口端部熔合。向壳内注入电解液，使极板组充分含浸电解液后，用沥青封堵缝的间隙。在这里使用的电解液的制备方法是在以体积比30∶70混合了碳酸亚乙酯(EC)和碳酸乙基甲基酯(EMC)的混合溶剂中以1摩尔/L的浓度溶解LiPF6。这样完成了电池。
在20℃气氛中进行所得到的电池的充放电试验。充电和放电分别在相对电极面积为2.5mA/cm2的电流状态下进行。充电终止电压定为4.2V。放电终止电压定为3.0V。采用上述条件得到的电容量是900mAh。
即使使实施例1的电池落下，给予机械冲击，也未看到由内部短路引起的电压降。
实施例4制作图27所示的由2个部件组成的壳。容器106’使用具有配置在壳内侧的聚丙烯层、和配置在壳外侧的厚度20μm的铝箔的2层的层叠材料。在容器的侧壁上的聚丙烯层的厚度定为500μm，在容器的底部的聚丙烯层的厚度定为80μm。容器的外尺寸定为34mm×50mm×5mm。平坦的片110a’使用具有配置在壳内侧的厚度80μm的聚丙烯层、和配置在壳外侧的厚度20μm的铝箔的2层的层叠材料。平坦的片的外尺寸与容器开口的外尺寸相同地定为34×50。在容器的侧壁之一形成宽100μm的2个缝107a’、b’。
除了使用上述壳以外，与实施例3同样地制作了电池。即，使与极板组接合的正极引线和负极引线的突出部分别通过容器的缝107a’、b’，并且将极板组容纳在容器内。然后，用在内侧配了聚丙烯层的片110a’从容器的开口侧覆盖极板组。加热片110a’的周边部使聚丙烯层熔融，使片和容器的开口端部熔合。向壳内注入与上述相同组成的电解液，使极板组充分含浸电解液后，用沥青封堵缝的间隙。
所得到的电池的容量和电池的容积与实施例3相同。另外即使使实施例4的电池落下，给予机械冲击，也未看到由内部短路引起的电压降。
比较例3使用以往使用的由铜箔构成的芯材，制作具有与实施例3相同的组成和厚度的第1电极合剂层的第1电极，使用由铝箔构成的芯材，制作由与实施例1相同的组成和厚度的第2电极合剂层构成的第2电极，层叠它们制作与实施例3相同的容量900mAh的电池。使第1电极的端部从极板组的第1侧面突出，使第2电极的端部从位于第1侧面的相反侧的第2侧面突出。在从各侧面突出的极板的端部焊接集电板，在集电板上连接引线，完成了极板组。用隔膜覆盖该极板组后，容纳在以往使用的铝制的方形壳中，完成了电池。
所得到的电池的容量与实施例3相同，但电池的容积为实施例3的电池的约1.2倍。另外，使比较例3的电池落下，给予机械冲击，结果看到了由内部短路引起的一些电压降。
实施例5制作与实施例1同样的极板组，在极板组的第1端子和第2端子上通过超声波焊接分别焊接由镍构成的负极引线和由铝构成的正极引线。各端子和各引线的接合面积定为0.5cm2。接合了引线的极板组浸渍在所规定的电解液中，使极板组内部充分含浸电解液。在这里使用的电解液的制备方法是在以体积比30∶70混合了碳酸亚乙酯(EC)和碳酸乙基甲基酯(EMC)的混合溶剂中以1摩尔/L的浓度溶解LiPF6。这样完成了锂离子二次电池X。
实施例6制作与实施例1同样的极板堆。另外，制备了由树脂聚酰胺酰亚胺30重量份、导电性微粒子铜粉末(平均粒径20μm)70重量份组成的导电性浆料A。然后，向交替地排列了第1集电体片的铜蒸镀膜的露出部和第2集电体片的PET露出部的第1侧面涂敷导电性浆料A，在70℃加热极板堆，使树脂固化。其结果，在第1侧面形成了厚度0.5mm的第1端子。铜蒸镀膜的露出部在第1端子内部埋没到深度0.5mm。另外，铜蒸镀膜的露出部贯通第1端子露出至外面。第1端子作为负极端子使用。
制备由树脂聚酰胺酰亚胺30重量份、导电性微粒子铝粉末(平均粒径20μm)70重量份组成的导电性浆料B。然后，向交替地排列了第2集电体片的Al蒸镀膜的露出部和第1集电体片的PET露出部的第2侧面涂敷导电性浆料B，在70℃加热极板堆，使树脂固化。其结果，在第2侧面形成了厚度0.5mm的第2端子。Al蒸镀膜的露出部在第2端子内部埋没到深度0.5mm。另外，Al蒸镀膜的露出部贯通第2端子露出至外面。第2端子作为正极端子使用。
在这样得到的极板组的、铜蒸镀膜的露出部露出的第1端子、和Al蒸镀膜的露出部露出的第2端子上，通过激光焊接分别焊接由镍构成的负极引线和由铝构成的正极引线。各端子和各引线的接合面积定为0.5cm2。接合了引线的极板组浸渍在所规定的电解液中，使极板组内部充分含浸电解液。在这里使用了与实施例5相同的电解液。这样完成了锂离子二次电池Y。
实施例7制作了与实施例1同样的极板堆。另外，准备由Pb-Sn-Bi系合金(熔点100℃)组成的软钎料，在浴槽内使之熔融。然后，使交替地排列了第1集电体片的铜蒸镀膜的露出部和第2集电体片的PET露出部的第1侧面与该熔融软钎料的液面接触，立即提起。其结果，在第1侧面形成了厚度0.5mm的第1端子。铜蒸镀膜的露出部在第1端子内部埋没到深度0.2mm。第1端子作为负极端子使用。
使交替地排列了第2集电体片的Al蒸镀膜的露出部和第1集电体片的PET露出部的第2侧面与上述熔融软钎料的液面接触，立即提起。其结果，在第2侧面形成了厚度0.5mm的第2端子。Al蒸镀膜的露出部在第2端子内部埋没到深度0.2mm。第2端子作为正极端子使用。
在这样得到的极板组的第1端子和第2端子上，通过电阻焊接分别焊接由镍构成的负极引线和由铝构成的正极引线。各端子和各引线的接合面积定为0.5cm2。接合了引线的极板组浸渍在所规定的电解液中，使极板组内部充分含浸电解液。在这里使用了与实施例5相同的电解液。这样完成了锂离子二次电池Z。
使用外部的充放电装置，进行锂离子二次电池X、Y和Z的充放电试验。充放电在20℃气氛中进行。充电和放电分别在相对电极面积为2.5mA/cm2的电流状态下进行。充电终止电压定为4.2V。放电终止电压定为3.0V。采用上述条件得到的电池X、Y和Z的电容量分别是900mAh。
即使使电池X、Y和Z落下，给予机械冲击，也未看到由内部短路引起的电压降等异常。
其次，在20℃气氛中，在相对电极面积为2.5mA/cm2的电流状态下进行电池X、Y和Z的充电，直到充电终止电压4.2V为止，以0.2C(0.5mA/cm2)的电流值放电。然后，再在与上述相同的电流状态下进行电池X、Y和Z的充电，直到充电终止电压4.2V为止，以2C(5mA/cm2)的电流值放电。其结果，电池X的场合，以2C放电时的容量是以0.2C放电时的容量的90％，电池Y的场合，以2C放电时的容量是以0.2C放电时的容量的90％，电池Z的场合，以2C放电时的容量是以0.2C放电时的容量的89％。
实施例8作为只单面具有第2电极合剂层的第2电极，使用在另一面只设置了导电层的电极，除此以外，制作与实施例1同样的层叠型极板组(参照图19)。在上述另一面未设置第2电极合剂层和绝缘材料。
在所得到的极板组的铜膜和铝膜上分别连接引线，构成电池，使用外部的充放电装置，进行充放电试验。在这里使用的电解液的制备方法是在以体积比30∶70混合了碳酸亚乙酯(EC)和碳酸乙基甲基酯(EMC)的混合溶剂中以1摩尔/L的浓度溶解LiPF6。充放电在20℃气氛中进行。充电和放电分别在相对电极面积为2.5mA/cm2的电流状态下进行。充电终止电压定为4.2V。放电终止电压定为3.0V。采用上述条件得到的电容量是900mAh。
在20℃气氛中，在相对电极面积为2.5mA/cm2的电流状态下进行电池的充电，直到充电终止电压为4.2V为止，以0.2C(0.5mA/cm2)的电流值放电。然后，再在与上述相同的电流状态下进行电池的充电，直到充电终止电压为4.2V为止，以2C(5mA/cm2)的电流值放电。其结果，以2C放电时的容量是以0.2C放电时的容量的90％。
即使使同样的电池落下，给予机械冲击，也未看到由内部短路引起的电压降等异常。
实施例9
制作与实施例1同样的层叠型极板组。然后，各集电体片的PET露出部及隔膜的端部排列的第3侧面和第4侧面，用与隔膜相同的多孔性材料完全被覆。隔膜及上述多孔性材料分别使用由厚度50μm的聚乙烯构成的微多孔膜。接着，在覆盖第3侧面和第4侧面的多孔性材料上从外侧按压加热至100℃的夹具的平坦面，使隔膜的端部和多孔性材料熔合。然后，通过多孔性材料使极板组内部充分含浸电解液。在这里使用的电解液的制备方法是在以体积比30∶70混合了碳酸亚乙酯(EC)和碳酸乙基甲基酯(EMC)的混合溶剂中以1摩尔/L的浓度溶解LiPF6。
在所得到的极板组的铜膜和铝膜上分别连接引线，构成电池，使用外部的充放电装置，进行充放电试验。充放电在20℃气氛中进行。充电和放电分别在相对电极面积为2.5mA/cm2的电流状态下进行。充电终止电压定为4.2V。放电终止电压定为3.0V。采用上述条件得到的电容量是900mAh。
制作100个同样的电池，压坏那些电池的第3、第4侧面附近，然后测定电池电压，查看了有可能发生内部短路的电池的个数。有可能发生内部短路的电池为0个。
实施例10用多孔性材料的原料浆料的涂膜被覆各集电体片的PET露出部及隔膜的端部排列的第3侧面和第4侧面，除此以外，制作了与实施例9同样的极板组。即，通过用原料浆料完全覆盖极板组的第3侧面和第4侧面，并使之干燥，从而用厚度50μm的多孔性材料被覆各侧面。原料浆料使用混合氧化铝10重量份、和聚偏氟乙烯10重量份、和甲乙酮80重量份而制备的混合物。
所得到的电池的容量和电池的容积与实施例9相同。制作100个同样的电池，查看了短路发生率，结果有可能发生内部短路的电池为0个。
实施例11在100重量份的聚环氧乙烷二丙烯酸酯中溶解0.1重量份的苄基二甲基酮缩醇，制备通过紫外线照射来引发聚合的丙烯酸酯溶液。
代替PVDF的NMP溶液，在第1电极合剂层和第2电极合剂层的规定的周边部采用丝网印刷法分别以宽0.3mm涂敷上述丙烯酸酯溶液。然后，使用最大输出波长365nm的高压水银灯对涂膜进行1分钟的紫外线照射，使涂膜固化。固化后的涂膜的厚度定为70μm。这样除了设置了绝缘材料以外，与实施例1同样地制作了极板组。
实施例12代替聚偏氟乙烯的涂膜，在第1电极合剂层和第2电极合剂层的规定的周边部分别粘贴宽0.3mm、厚70μm的树脂胶带，除此以外，与实施例1同样地制作极板组。在这里，使用由厚度60μm的聚丙烯制的底材、和在其两面分别担载的厚度5μm的粘合剂层组成的树脂胶带。粘合剂使用丙烯酸系树脂。
与实施例1同样地在20℃气氛中分别进行实施例11、12的电池的充放电。即，充电和放电分别在相对电极面积为2.5mA/cm2的电流状态下进行。充电终止电压定为4.2V。放电终止电压定为3.0V。采用上述条件得到的实施例11、12的电池的电容量均是900mAh。
分别制作100个实施例11、12的电池，压坏这些电池的集电端子附近，然后测定电池电压，查看了有可能发生内部短路的电池的个数。有可能发生内部短路的电池在任一实施例中都为0个。
实施例13
在本实施例中按以下要领制作了层叠型的锂离子二次电池。
(a)正极的制作得到了与实施例1同样的、在两面具有6行6列的正极合剂层的正极集合体。按每1列分割该正极集合体。在沿着所分割的正极集合体的纵向的一个端部，存在宽1mm的具有Al蒸镀膜的PET片的端部，在另一端部存在宽1mm的不具有Al蒸镀膜的PET片的端部。
(b)负极的制作准备宽198mm、长282mm、厚7μm的铜箔。
其次，通过混合活性物质球状石墨(石墨化中间相小球体)100重量份、和结合剂丁苯橡胶3重量份、和作为分散介质的适量的羧甲基纤维素水溶液，制备由负极合剂构成的浆料。将该浆料以与正极的情况同样的图形涂敷在铜箔的两面上，干燥，形成了多个32mm×46mm的负极合剂层。然后用辊压延负极合剂层，直到达到厚度70μm。
其次，用宽0.3mm的PVDF涂膜被覆与正极端子邻接的预定的负极合剂层的端部。这样，得到了在两面具有6行6列的负极合剂层的负极集合体。按每1列分割该负极集合体。在沿着所分割的负极集合体的纵向的两端部存在宽0.5mm的铜箔露出部。
然后，用厚度25μm的PVDF被覆配置在正极端子侧的预定的铜箔端部的宽0.5mm的区域。
另外，关于只在单面具有负极合剂层的负极，也在另一面未设置负极合剂层等，除此以外用与上述同样的方法制作。
(c)极板组的制作采用由两面具有负极合剂层的负极集合体2个隔着隔膜夹持正极集合体1个。此时，使正极合剂层和负极合剂层相互面对。另外，将正极的具有Al蒸镀膜的PET片的端部、和负极的铜箔的用PVDF涂膜被覆的端部配置在相同侧。然后，在两最外面配置只单面具有负极合剂层的一对负极，用它们夹持内侧的电极，并对整体进行压制。其结果，得到了由多个极板堆组成的集合体。该集合体按每个极板堆分割。其结果，通过一系列的涂敷和层叠工序，能够一次地得到6个极板堆。
向交替地排列了正极的具有Al蒸镀膜的PET片的端部、和负极的铜箔的用PVDF涂膜被覆的端部的侧面喷吹半熔融状态的Al微粒子，形成厚度0.5mm的Al膜。此时，Al蒸镀膜在Al膜的内部埋没到深度0.2mm。将该Al膜作为正极端子。
其次，向交替地排列了不具有Al蒸镀膜的PET片的端部、和负极的铜箔的未用PVDF涂膜被覆的端部的侧面喷吹半熔融状态的铜微粒子，形成厚度0.5mm的Cu膜。此时，铜箔的端部在Cu膜的内部埋没到深度0.2mm。将该Cu膜作为负极端子。
比较例4使用以往使用的由厚度7μm的Al箔构成的芯材，制作正极，除了使用该正极以外，制作了与实施例13同样的锂离子二次电池。但是，为了防止由Al箔构成的芯材和负极端子的短路，除了与正极端子的连接部以外，用PVDF的涂膜被覆Al箔的端部。
在各电池的Al膜和Cu膜上分别连接引线，使用外部的充放电装置，在20℃气氛中进行充放电试验。在这里使用的电解液的制备方法是在以体积比30∶70混合了碳酸亚乙酯(EC)和碳酸乙基甲基酯(EMC)的混合溶剂中以1摩尔/L的浓度溶解LiPF6。
充电和放电分别在相对电极面积为2.5mA/cm2的电流状态下进行。充电终止电压定为4.2V。放电终止电压定为3.0V。采用上述条件得到的电容量是900mAh。
进一步用以下的顺序评价了实施例13和比较例4的电池。
(i)分别准备100个各电池，以900mA将它们充电至达到电池电压为4.2V的充电状态。
(ii)接着，使钉相对于极板面垂直地贯通充电状态的电池。
(iii)查看由贯通钉后的电池的发热导致的最高达到温度。
以下表示出结果。
实施例13的电池的最高达到温度均是42℃以下。
在比较例4的电池之中，有最高达到温度达到110℃的电池。
如上所述，根据本发明，由于正极端子和负极端子的结构简单，不需要使用集电接头或集电引线，因此能够提供虽小型但具有高的电容量、可靠性高的电化学元件。而且，根据本发明，能够高效率地同时制造多个电化学元件。通过使用含有这样的电化学元件的非水电解液二次电池，能够提供可靠性高的便携电话、便携信息终端设备、可携式摄像机、个人计算机、PDA、便携音响设备、电动汽车、负荷均衡用电源等设备。
权利要求
1.一种电化学元件，其是具有极板组的电化学元件，所述极板组由(a)至少1个第1电极、(b)至少1个第2电极、及(c)介于第1电极和第2电极之间的隔膜组成，所述第1电极由第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，所述第2电极由第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，所述第1集电体片及所述第2集电体片的至少一方具有导电部和绝缘部。
2.根据权利要求1所述的电化学元件，所述电化学元件进一步具有与所述第1集电体片电导通的第1端子、及与所述第2集电体片电导通的第2端子，所述极板组具有配置有所述第1端子的第1侧面及配置有所述第2端子的第2侧面，在所述第1集电体片具有导电部和绝缘部的场合，所述第1集电体片的导电部在所述第1侧面与所述第1端子连接，所述第1集电体片的绝缘部在所述第2侧面定向，在所述第2集电体片具有导电部和绝缘部的场合，所述第2集电体片的导电部在所述第2侧面与所述第2端子连接，所述第2集电体片的绝缘部在所述第1侧面定向。
3.根据权利要求2所述的电化学元件，所述第1侧面和所述第2侧面，相互位于所述极板组的相反侧。
4.根据权利要求2所述的电化学元件，在所述第1侧面设置着用于将所述第1端子和所述第2电极绝缘的第1绝缘材料部，在所述第2侧面设置着用于将所述第2端子和所述第1电极绝缘的第2绝缘材料部。
5.一种电化学元件，其是具有使第1电极和第2电极隔着隔膜卷绕而成的极板组的电化学元件，所述第1电极由第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，所述第2电极由第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，所述第1集电体片及所述第2集电体片的至少一方具有导电部和绝缘部，在所述第1集电体片具有导电部和绝缘部的场合，所述第1集电体片的导电部在所述极板组的第1底面与第1端子连接，所述第1集电体片的绝缘部配置在所述极板组的第2底面，在所述第2集电体片具有导电部和绝缘部的场合，所述第2集电体片的导电部在所述极板组的第2底面与第2端子连接，所述第2集电体片的绝缘部配置在所述极板组的第1底面。
6.一种电化学元件，其是具有使多个第1电极和多个第2电极隔着隔膜交替层叠而成的极板组的电化学元件，所述多个第1电极分别由第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，所述多个第2电极分别由第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，所述第1集电体片及所述第2集电体片的至少一方具有导电部和绝缘部，在所述第1集电体片具有导电部和绝缘部的场合，所述第1集电体片的导电部在所述极板组的第1侧面与第1端子连接，所述第1集电体片的绝缘部配置在所述极板组的第2侧面，在所述第2集电体片具有导电部和绝缘部的场合，所述第2集电体片的导电部在所述极板组的第2侧面与第2端子连接，所述第2集电体片的绝缘部配置在所述极板组的第1侧面。
7.根据权利要求2所述的电化学元件，所述具有导电部和绝缘部的集电体片由所述导电部的一部分构成并且具有不担载所述电极合剂层的第1端部，在所述第1端部中，所述导电部与所述第1端子或所述第2端子连接，所述第1端部的至少一部分埋没在所述第1端子或所述第2端子中。
8.根据权利要求2所述的电化学元件，所述具有导电部和绝缘部的集电体片由所述绝缘部的一部分构成并且具有不担载所述电极合剂层的第2端部，所述第2端部在所述第1侧面或所述第2侧面定向，所述第2端部的至少一部分埋没在所述第1端子或所述第2端子中。
9.根据权利要求2所述的电化学元件，所述极板组进一步具有第3侧面及第4侧面，所述第1集电体片的端部、所述第2集电体片的端部及所述隔膜的端部分别在所述第1侧面、所述第2侧面、所述第3侧面及所述第4侧面上相互实质上平齐地配置着。
10.根据权利要求2所述的电化学元件，所述第1集电体片的每个单面的面积S(1)、所述第2集电体片的每个单面的面积S(2)及所述隔膜的每个单面的面积S(s)满足以下的关系S(1)≤S(s)≤S(1)×1.05、及S(2)≤S(s)≤S(2)×1.05。
11.根据权利要求1所述的电化学元件，所述电化学元件进一步具有与所述第1集电体片电导通的第1端子、及与所述第2集电体片电导通的第2端子，所述极板组具有配置有所述第1端子的第1侧面及配置有所述第2端子的第2侧面，在所述第1集电体片具有导电部和绝缘部的场合，所述第1集电体片的导电部在所述第1侧面与所述第1端子连接，所述第1集电体片的绝缘部在所述第2侧面定向，在所述第2集电体片具有导电部和绝缘部的场合，所述第2集电体片的导电部在所述第2侧面与所述第2端子连接，所述第2集电体片的绝缘部在所述第1侧面定向，所述第1电极合剂层及所述第2电极合剂层分别具有用绝缘材料被覆的端部。
12.根据权利要求11所述的电化学元件，所述用绝缘材料被覆的第1电极合剂层的端部配置在所述第2侧面，所述用绝缘材料被覆的第2电极合剂层的端部配置在所述第1侧面。
13.根据权利要求11所述的电化学元件，在所述第1集电体片具有导电部和绝缘部的场合，所述第1集电体片的绝缘部与所述用绝缘材料被覆的第1电极合剂层的端部邻接，在所述第2集电体片具有导电部和绝缘部的场合，所述第2集电体片的绝缘部与所述用绝缘材料被覆的第2电极合剂层的端部邻接。
14.根据权利要求1所述的电化学元件，所述电化学元件进一步具有与所述第1集电体片电导通的第1端子、与所述第2集电体片电导通的第2端子、及容纳所述极板组的壳，所述极板组具有配置有所述第1端子的第1侧面及配置有所述第2端子的第2侧面，在所述第1集电体片具有导电部和绝缘部的场合，所述第1集电体片的导电部在所述第1侧面与所述第1端子连接，所述第1集电体片的绝缘部在所述第2侧面定向，在所述第2集电体片具有导电部和绝缘部的场合，所述第2集电体片的导电部在所述第2侧面与所述第2端子连接，所述第2集电体片的绝缘部在所述第1侧面定向，所述壳的内表面与所述第1侧面及所述第2侧面接触。
15.根据权利要求14所述的电化学元件，所述壳由框体及2个平坦的片构成，所述框体包围所述极板组并且与所述第1侧面及所述第2侧面接触，所述2个平坦的片覆盖所述框体的2个开口面，与所述极板组的上面及下面接触。
16.根据权利要求14所述的电化学元件，所述壳由有底容器及平坦的片构成，所述容器容纳所述极板组并且具有与所述第1侧面及所述第2侧面接触的侧壁以及与所述极板组的上面及下面的一方接触的底部，所述平坦的片覆盖所述容器的开口面，与所述极板组的上面及下面的另一方接触。
17.根据权利要求14所述的电化学元件，在所述第1端子及所述第2端子的至少一方上连接着引线片，所述引线片导出到所述壳的外部。
18.根据权利要求15所述的电化学元件，在所述第1端子及所述第2端子的至少一方上连接着引线片，所述引线片从设在所述框体的缝导出到所述壳的外部。
19.根据权利要求16所述的电化学元件，在所述第1端子及所述第2端子的至少一方上连接着引线片，所述引线片从设在所述侧壁的缝导出到所述壳的外部。
20.根据权利要求2所述的电化学元件，所述第1端子及所述第2端子的至少一方由粒子状金属连续地接合而成的多孔金属膜构成。
21.根据权利要求2所述的电化学元件，所述第1端子及所述第2端子的至少一方由导电性浆料构成，所述导电性浆料由树脂及分散在树脂中的导电性材料组成，所述导电性材料是微粒子状和/或纤维状。
22.根据权利要求2所述的电化学元件，所述第1端子及所述第2端子的至少一方由具有250℃或以下的熔点的低熔点金属构成。
23.根据权利要求7所述的电化学元件，在埋没有所述第1端部的至少一部分的所述第1端子或所述第2端子上焊接着金属引线，所述第1端部和所述金属引线接触着。
24.根据权利要求2所述的电化学元件，最外侧的2个电极的集电体片的至少一方在两面具有导电部，并且在只与内侧的电极相向的一个面担载着电极合剂层，另一面的导电部与所述第1端子或所述第2端子电导通，作为其端子的延长部而发挥作用。
25.根据权利要求9所述的电化学元件，所述第3侧面及第4侧面的至少一个用电子绝缘性的多孔性材料覆盖着。
26.根据权利要求25所述的电化学元件，所述多孔性材料由选自聚烯烃、聚环氧烷、含氟聚合物及陶瓷中的至少1种构成。
27.根据权利要求25所述的电化学元件，所述多孔性材料由膜状构件或浆料的涂膜构成。
28.根据权利要求25所述的电化学元件，在用所述多孔性材料覆盖着的极板组的侧面，所述隔膜的端部和所述多孔性材料接合着。
29.根据权利要求28所述的电化学元件，所述多孔性材料和所述隔膜由相同的材料构成。
30.根据权利要求11所述的电化学元件，所述绝缘性材料由选自树脂涂膜及树脂胶带中的至少1种构成。
31.根据权利要求30所述的电化学元件，所述树脂涂膜通过将含有绝缘树脂的溶液或分散液涂敷在所述电极合剂层的端部并干燥来形成。
32.根据权利要求31所述的电化学元件，所述绝缘树脂由选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯及含有它们的至少一个的共聚物、聚合物合金或聚合物掺合物中的至少1种构成。
33.根据权利要求30所述的电化学元件，所述树脂涂膜通过将含有聚合性化合物的溶液或分散液涂敷在所述电极合剂层的端部，并使所述聚合性化合物聚合来形成。
34.根据权利要求33所述的电化学元件，所述聚合性化合物具有从丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基中选择的至少1种官能团。
35.根据权利要求30所述的电化学元件，所述树脂胶带由绝缘底材及被所述绝缘底材担载的绝缘性粘合剂构成。
36.根据权利要求35所述的电化学元件，所述绝缘底材由从聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚酰亚胺、芳族聚酰胺树脂及包含它们的至少一个的共聚物、聚合物合金或聚合物掺合物中选择的至少1种构成。
37.一种电化学元件的制造方法，其特征在于，包括下述工序(a)在片状的绝缘性底材的两面设置导电层，得到第1集电体片及第2集电体片的工序；(b)在所述第1集电体片及第2集电体片的所述导电层上分别按平行地排列的带状设置间隙而形成多个第1电极合剂层及第2电极合剂层，得到第1电极的集合体及第2电极的集合体的工序；(c)将所述第1电极的集合体及所述第2电极的集合体隔着隔膜沿所述第1电极合剂层及所述第2电极合剂层的长度方向供给，卷绕成同心圆状得到卷绕体的工序；(d)通过在所述间隙处切断所述卷绕体，得到多个卷绕型极板组的工序。
38.根据权利要求37所述的电化学元件的制造方法，其特征在于，在所述工序(b)之后、所述工序(c)之前包含在所述间隙处的所述导电层上形成绝缘材料部的工序。
39.根据权利要求37所述的电化学元件的制造方法，其特征在于，包括用金属被覆所述卷绕型极板组的第1底面及第2底面，形成第1端子及第2端子的工序。
40.一种电化学元件的制造方法，包括下述工序在将长尺寸状的第1电极的集合体及第2电极的集合体隔着隔膜层叠的同时，连续地以层叠体的形式供给的工序；用平板状的线轴卷绕所述层叠体的工序；切断被卷绕在所述线轴上的层叠体，得到多个层叠型极板组的工序。
41.根据权利要求40所述的电化学元件的制造方法，其特征在于，通过下述工序得到所述第1电极及第2电极在片状的绝缘性底材的两面根据所规定的图形设置导电层，得到第1集电体片及第2集电体片的工序；在所述第1集电体片及第2集电体片的所述导电层上分别对应着所述图形设置间隙而形成第1电极合剂层及第2电极合剂层的工序。
42.根据权利要求41所述的电化学元件的制造方法，其特征在于，所述所规定的图形是矩阵状。
43.根据权利要求41所述的电化学元件的制造方法，其特征在于，所述所规定的图形是平行地排列的带状。
44.根据权利要求41所述的电化学元件的制造方法，其特征在于，包括在所述间隙处的所述导电层上，在夹着所述第1电极合剂层及所述第2电极合剂层的位置形成绝缘材料部的工序。
45.根据权利要求40所述的电化学元件的制造方法，其特征在于，包括用金属被覆所述层叠型极板组的相向的第1侧面及第2侧面，形成第1端子及第2端子的工序。
46.一种电化学元件的制造方法，其包括下述工序(a)在片状的绝缘性底材的两面根据所规定的图形设置导电层，得到第1集电体片及第2集电体片的工序；(b)在所述导电层上分别对应着所述图形设置间隙而形成多个的第1电极合剂层及第2电极合剂层，得到第1电极的集合体及第2电极的集合体的工序；(c)使所述第1电极的集合体及所述第2电极的集合体隔着隔膜层叠，得到层叠体的工序；(d)通过在所述间隙处切断所述层叠体，得到多个层叠型极板组的工序。
47.根据权利要求46所述的电化学元件的制造方法，其特征在于，所述所规定的图形是矩阵状。
48.根据权利要求46所述的电化学元件的制造方法，其特征在于，所述所规定的图形是平行地排列的带状。
49.根据权利要求46所述的电化学元件的制造方法，其特征在于，在所述工序(b)之后、所述工序(c)之前包含在所述间隙处的所述导电层上，在夹着第1电极合剂层及第2电极合剂层的位置形成绝缘材料部的工序。
50.根据权利要求46所述的电化学元件的制造方法，其特征在于，包括用金属被覆所述层叠型极板组的相向的第1侧面及第2侧面，形成第1端子及第2端子的工序。
全文摘要
一种电化学元件，其是具有极板组的电化学元件，上述极板组由(a)至少1个第1电极、(b)至少1个第2电极、及(c)介于第1电极和第2电极之间的隔膜组成，上述第1电极由第1集电体片和附载在该集电片上的至少1个第1电极合剂层组成，上述第2电极由第2集电体片和附载在该集电片上的至少1个第2电极合剂层组成，上述第1集电体片及上述第2集电体片的至少一方具有导电部和绝缘部。
文档编号H01M4/66GK1732587SQ20038010775
公开日2006年2月8日 申请日期2003年12月9日 优先权日2002年12月27日
发明者西村贤, 荒井直人, 大岛透, 大尾文夫, 生驹宗久, 齐藤典男, 海谷英男 申请人:松下电器产业株式会社