蓄电装置及其制造方法以及电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本发明涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composit1n of matter)。本发明的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置以及其驱动方法或其制造方法。尤其是，本发明的一个方式涉及蓄电装置及其制造方法。
[0002]注意，在本说明书中，蓄电装置是指具有蓄电功能的所有元件以及装置。
【背景技术】
[0003]近年来，对锂离子二次电池等二次电池、锂离子电容器及空气电池等各种蓄电装置积极地进行了开发。尤其是，高输出、高能密度的锂离子二次电池的需求量随着半导体产业的发展而剧增，作为能够充电的能量供应源，锂离子二次电池是在现代信息化社会中不可缺少的。锂离子二次电池例如应用于便携电话、智能电话、笔记本个人计算机等便携式信息终端、便携式音乐播放机、数码相机等电子设备、医疗设备、混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)或插电式混合动力汽车(PHEV)等新一代清洁能源汽车。
[0004]作为以锂离子二次电池为代表的蓄电装置所谋求的特性，有如下特性:高能量密度化、循环特性的提高及各种工作环境下的安全性、长期可靠性的提高等。
[0005]锂离子电池包括正极、负极以及电解液(专利文献I)。
[0006][专利文献I]日本专利申请公开2012-9418号公报。
【发明内容】
[0007]本发明的一个方式的课题之一是提供一种相对于体积或重量的电容高的蓄电装置。或者，本发明的一个方式的课题之一是提供一种能量密度高的蓄电装置。
[0008]或者，本发明的一个方式的课题之一是提供一种可靠性高的蓄电装置。或者，本发明的一个方式的课题之一是提供一种使用寿命长的蓄电装置。
[0009]或者，本发明的一个方式的课题之一是提供一种能够弯曲的蓄电装置的电极。或者，根据本发明的一个方式，能够提供一种能够弯曲的蓄电装置。注意，这些课题的记载不妨碍其他课题的存在。此外，本发明的一个方式并不需要解决所有上述课题。另外，说明书、附图、权利要求书等的记载中显然存在上述课题以外的课题，而可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽出上述课题以外的课题。
[0010]本发明的一个方式是一种蓄电装置的制造方法，该蓄电装置包括m个(m为2以上的整数)正极以及η个(η为2以上的整数)负极，其中，m个正极的每一个包括正极集流体及接触于正极集流体中的至少一个面的正极活性物质层，m个正极的每一个包括正极集流体中的至少一部分露出的突片区域及正极集流体由正极活性物质层覆盖的区域，m个正极的每一个所包括的突片区域具有孔，η个负极的每一个包括负极集流体及接触于负极集流体中的至少一个面的负极活性物质层，η个负极的每一个包括负极集流体中的至少一部分露出的突片区域及负极集流体由负极活性物质层覆盖的区域，η个负极的每一个所包括的突片区域具有孔，并且，该制造方法包括交替层叠m个正极和η个负极的步骤。
[0011]或者，本发明的一个方式是一种蓄电装置的制造方法，该蓄电装置包括m个(m为2以上的整数)正极以及η个(η为2以上的整数)负极，其中，m个正极的每一个包括正极集流体及接触于正极集流体中的至少一个面的正极活性物质层，m个正极的每一个包括正极集流体中的至少一部分露出的突片区域及正极集流体由正极活性物质层覆盖的区域，m个正极的每一个所包括的突片区域具有孔，η个负极的每一个包括负极集流体及接触于负极集流体中的至少一个面的负极活性物质层，η个负极的每一个包括负极集流体中的至少一部分露出的突片区域及负极集流体由负极活性物质层覆盖的区域，η个负极的每一个所包括的突片区域具有孔，并且，该制造方法包括如下步骤:接合层叠的m个正极的每一个的突片区域的一部分的第一步骤；接合层叠的η个负极的每一个的突片区域的一部分的第二步骤；以及交替层叠m个正极和η个负极的第三步骤。
[0012]在上述结构中，m个正极优选以m个正极的每一个所具有的孔重叠的方式被层叠。此外，η个负极优选以η个负极的每一个所具有的孔重叠的方式被层叠。
[0013]或者，本发明的一个方式是一种蓄电装置，包括m个(m为2以上的整数)正极以及η个(η为2以上的整数)负极，其中，m个正极的每一个包括正极集流体及接触于正极集流体中的至少一个面的正极活性物质层，m个正极的每一个包括正极集流体中的至少一部分露出的突片区域及正极集流体由正极活性物质层覆盖的区域，m个正极的每一个所包括的突片区域具有孔，η个负极的每一个包括负极集流体及接触于负极集流体中的至少一个面的负极活性物质层，η个负极的每一个包括负极集流体中的至少一部分露出的突片区域及负极集流体由负极活性物质层覆盖的区域，η个负极的每一个所包括的突片区域具有孔，并且，交替层叠m个正极和η个负极。
[0014]在上述结构中，m个正极中的至少两个以上的正极所具有的每个孔优选重叠。另夕卜，在上述结构中，η个负极中的至少两个以上的负极所具有的每个孔优选重叠。另外，在上述结构中，m个正极及η个负极所具有的孔优选不是正圆。另外，在上述结构中，m个正极及η个负极的每一个优选具有多个孔。
[0015]或者，本发明的一个方式是安装有上述所记载的蓄电装置的电子设备。
[0016]根据本发明的一个方式，可以提供一种相对于体积或重量的电容高的蓄电装置。或者，根据本发明的一个方式，可以提供一种能量密度高的蓄电装置。
[0017]或者，根据本发明的一个方式，可以提供一种可靠性高的蓄电装置。或者，根据本发明的一个方式，可以提供一种使用寿命长的蓄电装置。
[0018]或者，根据本发明的一个方式，可以提供一种能够弯曲的蓄电装置的电极。或者，根据本发明的一个方式，可以提供一种能够弯曲的蓄电装置。注意，上述效果的记载不妨碍其他效果的存在。注意，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，从说明书、附图、权利要求书等的记载可明显看出这些效果以外的效果，而可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽出这些以外的效果。
【附图说明】
[0019]图1A至图1C是示出蓄电装置的图；
图2Α和图2Β是示出蓄电装置的截面的图； 图3A至图3C是示出蓄电装置的制造工序的图；
图4A和图4B是示出蓄电装置的制造工序的图；
图5A至图5C是示出蓄电装置的制造工序的图；
图6A和图6B是示出蓄电装置的制造工序的图；
图7A和图7B是示出蓄电装置的制造工序的图；
图8A至图8D是示出蓄电装置的制造工序的图；
图9是示出蓄电装置的电极的图；
图1OA和图1OB是示出蓄电装置的制造工序的图；
图11是示出蓄电装置的制造工序的图；
图12A和图12B是示出蓄电装置的制造工序的图；
图13A和图13B是示出电极及隔离体的图；
图14A和图14B是示出蓄电装置的截面的图；
图15A和图15B是示出蓄电装置的截面的图；
图16A和图16B是示出蓄电装置的图；
图17A和图17B是示出蓄电装置的制造工序的图；
图18A至图18C是示出蓄电装置的制造工序的图；
图19A和图19B是示出蓄电装置的例子的图；
图20A1至图20B2是示出蓄电装置的例子的图；
图21A和图21B是示出蓄电装置的例子的图；
图22A至图22G是说明具有柔性的薄型蓄电装置的图；
图23A至图23C是示出蓄电装置的应用方式的图；
图24是示出蓄电装置的应用方式的图；
图25A和图25B是示出蓄电装置的应用方式的图；
图26A至图26C是示出蓄电装置的制造工序的图；
图27A和图27B是示出蓄电装置的电极的图；
图28A至图28D是示出蓄电装置的制造工序的图；
图29A和图29B是示出蓄电装置的制造工序的图；
图30A和图30B是示出蓄电装置的制造工序的图；
图31A和图31B是示出蓄电装置的制造工序的图；
图32A至图32J是示出针的形状的图。
【具体实施方式】
[0020]下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。但是，本发明不局限于以下说明，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式和详细内容可以被变换为各种形式。此外，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。
[0021]注意，在本说明书所说明的各图中，有时为明确表示
【发明内容】
起见，夸大表示或省略各构成要素的大小、层的厚度、或区域。因此，本发明并不一定限定于其比例。
[0022]注意，本说明书等中的“第一”、“第二”等序数词是为了避免构成要素的混同而使用的，其并不表示工序顺序或者层叠顺序等的顺序或次序。此外，关于本说明书等中不附加序数词的用词，为了避免构成要素的混同在权利要求书中有时对该用词附加序数词。
[0023]实施方式I
参照【附图说明】本发明的一个方式的蓄电装置100的结构例。图1A是示出蓄电装置100的外观的透视图。另外，图1B是蓄电装置100的俯视图。图2A是沿着图1A的线A1-A2的截面图，图2B是沿着图1B的线B1-B2的截面图。图1A至图2B所示的蓄电装置100包括包裹在外包装体107中的正极101及负极102。另外，在正极101与负极102之间包括隔离体103。优选层叠多个正极101及多个负极102。另外，一个层或层叠的正极101电连接于正极引线104，一个层或层叠的负极102电连接于负极引线105。正极引线104及负极引线105在与外包装体107之间包括密封层115。另外，优选在外包装体107中设置凸部。通过设置凸部，可以容易使外包装体107包裹层叠的正极101及负极102。在图1A中，以虚线示出外包装体107的凸部的棱线111。如图2A所示，正极101包括正极集流体1la及正极活性物质层101b，负极102包括负极集流体102a及负极活性物质层102b，正极活性物质层1lb与负极活性物质层102b以隔着隔离体103相对的方式配置。电解液106注入到外包装体107中。另外，如图2A所示，蓄电装置100也可以在负极102与外包装体107之间具有空隙112。通过具有空隙112，例如在为了弯曲蓄电装置100施加外力的情况下，能够缓和其应力。注意，虽然在图2A和图2B中例如示出将相对的正极活性物质层1lb与负极活性物质层102b的组层叠为6组的例子，但是不局限于6组，也可以多于或少于6组。相对的正极活性物质层1lb与负极活性物质层102b的组例如优选为2组至80组。在层叠的组数多的情况下，可以制造包括更大的电容的蓄电装置。另外，在层叠的组数少的情况下，可以制造薄型且柔性高的蓄电装置。另外，图2A和图2B所示的蓄电装置100在正极集流体1la的双面包括三个具有正极活性物质层1lb的正极101，在负极集流体102a的双面包括两个具有负极活性物质层102b的负极102，在负极集流体102a的一个面包括两个具有负极活性物质层102b的负极102。就是说，包括三个正极101及四个负极102。如此例子所示，正极101的数量与负极102的数量也可以不同。另外，虽然图2A及图2B所示的电极中的位于上端或下端的电极只在集流体的一个面设置有活性物质层，但是也可以设置在双面。在蓄电装置100中，层叠的正极101所包括的正极活性物质层1lb的总和的厚度优选为10 μ??以上且40mm以下，更优选为30 μm以上且20mm以下。层叠的负极102所包括的负极活性物质层102b的总和的厚度优选为10 μ m以上且40mm以下，更优选为30 μ m以上且20mm以下。
[0024]本发明的一个方式的蓄电装置100在外包装体107内包括正极101、负极102、隔离体103及电解液106。另外，正极101的突片区域(tab reg1n)包括用来决定位置的孔123a及孔123b。负极102的突片区域具有用来决定位置的孔124a及孔124b。另外，正极101电连接于正极引线104，负极102电连接于负极引线105。将正极引线104及负极引线105称为引线电极或引线端子。正极引线104及负极引线105的一部分配置在外包装体的外侧。另外，蓄电装置100的充电及放电通过正极引线104和负极引线105进行。
[0025]在此，突片区域是指用来连接集流体与引线电极的设置在集流体中的端子。例如，图1C示出正极的例子。正极集流体1la的接合部122是接合正极引线104与正极集流体1la的区域。另外，突片区域例如是指图1C所示的突片区域121