膜封装电池的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种膜封装电池的制造方法，该膜封装电池呈扁平形状，将隔着分隔件层叠多个正极以及负极而成的发电元件与电解液一起收纳于具有挠性的膜状封装体之中。该制造方法包括：注液工序(S3)，在该注液工序中，将电解液向收纳发电元件并且以保留注入口的方式构成为袋状的膜状封装体充填；密封工序(S4)，在该密封工序中，在电解液的充填后将注入口密封；以及抽吸工序(S6)。在该抽吸工序中，在密封后连续多次地进行自膜状封装体的外侧沿着厚度方向对发电元件加压并且加压释放的加压、加压释放。由于抽吸工序，电解液的浸渍工序(S7)所需的时间变短。

Manufacturing Method of Membrane Packaged Battery

The invention relates to a manufacturing method of a membrane encapsulated battery. The membrane encapsulated battery is in a flat shape, and the power generating elements formed by stacking multiple positive and negative electrodes across the separator are stored in a flexible membrane encapsulated body together with the electrolyte. The manufacturing method includes: injection process (S3), in which the electrolyte is filled into a bag-like membrane package by taking in the power generating elements and retaining the injection port; sealing process (S4), in which the injection port is sealed after the filling of the electrolyte; and suction process (S6). In the suction process, the pressure and pressure release of the generator element from the outer side of the film-like package along the thickness direction and pressure release are continuously carried out many times after sealing. Because of the suction process, the time required for the electrolyte impregnation process (S7) is shorter.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】膜封装电池的制造方法
本专利技术涉及一种膜封装电池的制造方法，特别是，涉及电解液的充填后的处理的改良，该膜封装电池呈扁平形状，将发电元件与电解液一起收纳于具有挠性的膜状封装体之中。
技术介绍
例如作为锂离子二次电池，公知一种将多个正极以及负极隔着分隔件层叠而成的发电元件与电解液一起收纳于具有挠性的膜状封装体之中的呈扁平形状的膜封装电池。在该种膜封装电池中，如专利文献1所公开的那样，在保留注入口而构成为袋状的膜状封装体中收纳发电元件，向注入口插入注液喷嘴，在例如减压腔内来进行电解液向膜状封装体内的充填(其也被称为注液)。而且，在注液后将注入口密封的基础上，作为浸渍工序放置规定时间，等待电解液向发电元件的各部分物理地浸透。在此，正极和负极是在作为集电体的金属箔的表面设有活性物质层而成的，但是由于在活性物质存在微细的细孔，因此对于电解液向该细孔浸透花费较长的时间。因此，浸渍工序变为长时间，生产效率较低。越是为了得到高容量的电池而使发电元件高密度化，该问题越显著。专利文献1公开了包含加减压工序的技术，在该加减压工序中，为了促进电解液的浸渍，在减压腔内向膜状封装体内充填电解液后，使注入口保持开放的状态，将减压腔内的压力提高到大气压，并且再次返回减压状态。但是，该操作的意图是将电解液自层叠了电极的发电元件的周围向各电极的中央部压入，对于为了使电解液向活性物质的微细的细孔浸透来说仍有改善的余地。专利文献1：日本特开2013-140782号公报
技术实现思路
本专利技术的膜封装电池的制造方法包括：注液工序，在该注液工序中，向收纳发电元件并且以保留注入口的方式构成为袋状的膜状封装体经由所述注入口充填电解液；密封工序，在该密封工序中，在电解液的充填后将所述注入口密封；以及抽吸工序，在该抽吸工序中，在密封后连续多次进行自膜状封装体的外侧沿着厚度方向对所述发电元件加压并且加压释放的加压、加压释放。在所述的抽吸工序中沿着厚度方向对发电元件加压时，发电元件中的正极以及负极的活性物质层沿着厚度方向被按压，活性物质内的细孔被压扁。此时，细孔内残存的空气被压出。而且，伴随着加压释放，沿着厚度方向被按压了的活性物质层被释放，压扁了的细孔复原。此时，在细孔内产生负压，周围的电解液被吸入细孔内。因此，通过连续多次进行加压、加压释放，使电解液向活性物质的浸透快速地进行，能够缩短浸渍所需的时间。附图说明图1是表示一实施例的制造方法的主要部分的工序说明图。图2是具有螺旋式加压机构的加压盒的立体图。图3是表示装入了单电池的状态的加压盒的一部分的剖视图。图4是抽吸台的说明图。图5是表示抽吸工序中的压力变化分布的特性图。图6是将浸渍所需的时间以实施例与比较例对比来表示的特性图。图7是表示自注液结束到抽吸工序的经过时间与优选的最大压力的关系的特性图。图8是具有流体袋型加压机构的加压盒的侧面图。图9是将空气袋分割为3份的加压盒的变形例的动作的说明图。具体实施方式以下，基于附图详细地说明本专利技术的一实施例。图1是表示一实施例的电池制造方法的主要部分的工序说明图。在该实施例中，作为膜封装电池的一例，以构成电动汽车、混合动力汽车等车辆驱动用电源组的呈扁平形状的膜封装型锂离子二次电池为对象。一实施例的膜封装电池具有与专利文献1(日本特开2013-140782号公报)、日本特开2015-37047号公报等所述的膜封装电池基本相同的结构，将多个构成为矩形的片状的正极以及负极隔着分隔件层叠而构成发电元件(其也被称为电极层叠体)，将该发电元件与电解液一起收纳于由层压膜形成的袋状的封装体之中。另外，在以下的实施例的说明中，无论制造工序如何，将在膜状封装体之中收纳发电元件后的电池仅称为“单电池”。作为步骤S1表示的工序是构成发电元件的电极层叠工序。在此，通过分别将卷绕成卷状的正极、负极以及分隔件一边切断为矩形的片状一边依次层叠，形成将多个正极以及负极隔着分隔件层叠的发电元件也就是电极层叠体。正极是将正极活性物质作为含有粘结剂的浆料来涂布在作为集电体的铝箔的两面，干燥并且压延而形成规定的厚度的活性物质层而成的。同样地，负极是将负极活性物质作为含有粘结剂的浆料来涂布在作为集电体的铜箔的两面，干燥并且压延而形成规定的厚度的活性物质层而成的。最终形成的正极和负极的活性物质层具有粒子间的间隙等许多微细的细孔。另外分隔件在防止正极与负极之间的短路的同时具有保持电解液的功能，并由例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等合成树脂的微多孔性膜或者无纺布形成。上述的正极、负极以及分隔件在层叠了规定张数的状态下利用带固定，成为发电元件也就是电极层叠体。多个正极的集电体的端部互相重叠，将作为端子的正极片超声波焊接。同样地，多个负极的集电体的端部互相重叠，将作为端子的负极片超声波焊接。在接下来的作为步骤S2表示的封装工序中，如此构成的发电元件配置于具有挠性的膜状封装体之中。封装体由层压膜形成，该层压膜具有在例如铝箔的内侧层压合成树脂制的热熔接层、在铝箔的外侧层压合成树脂制的保护层而成的三层构造。在一个例子中，封装体成为配置于发电元件的下表面侧的1张层压膜和配置于上表面侧的另1张层压膜的两张构造，在将发电元件配置于该两张层压膜之间的基础上，将周围的四边以保留一边的注入口的方式重叠，并且相互热熔接。因此，封装体成为注入口开放的袋状的结构。在另一个例子中，将1张比较大的层压膜对折，封装体构成为在两片之间夹入发电元件的形态。在该情况下，将三边以保留一边的注入口的方式热熔接。另外，在将具有注入口的一边朝向上方时，正极片和负极片位于朝向侧方的边，并自层压膜的接合面向外侧引出。如此在封装工序中以发电元件收纳于膜状封装体之中的状态构成的单电池接着向作为步骤S3表示的注液工序输送。在注液工序中，例如将单电池以立起的状态配置在减压腔内，在规定的减压下向封装体的注入口插入分配器的注液喷嘴来进行电解液的充填(注液)。空开时间间隔地每规定量地分为多次(例如7次左右)来进行该注液。换言之，在以除去残留在封装体的内部(包含发电元件的内部)的空气的方式设为减压状态的基础上，通过分为多次空开充分的时间间隔地每次少量注入，从而谋求有效的气液置换。若注液完成，则在保持单电池的姿势不变的状态下，作为密封工序(步骤S4)将注入口利用热熔接密封。另外，在此的密封是所谓的临时密封，由于在后述的充电后为了将伴随着充电而产生的气体排出而将注入口(或者其附近)开封，因此在气体排出后进行最终的密封。在步骤S4的密封工序之后，在作为步骤S5表示的盒装入工序中，利用机械手等将单电池自减压腔取出，装入加压盒。在1个加压盒中，多个单电池以沿着该单电池的厚度方向层叠的方式收纳。而且，在作为接下来的步骤S6表示的抽吸工序中，利用加压盒的加压机构，连续多次进行沿着厚度方向自单电池的外侧对封装体内部的发电元件加压并且加压释放的加压、加压释放。后述该抽吸工序以及加压盒的详情。在抽吸工序结束后，保持将单电池收纳于加压盒的状态进行作为步骤S7表示的浸渍工序。在此，为了等待电解液向发电元件的充分的浸透，放置规定时间(例如数小时乃至数十小时)。由于利用抽吸工序促进对活性物质的浸透，因此该浸渍工序的处理时间与不具有抽吸工序的情况相比设定得相对较短。在浸渍工序(步骤S7)后，在步骤S8的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜封装电池的制造方法，所述膜封装电池呈扁平形状，将隔着分隔件层叠多个正极以及负极而成的发电元件与电解液一起收纳于具有挠性的膜状封装体之中，其中，所述膜封装电池的制造方法包括：注液工序，在该注液工序中，向收纳所述发电元件并且以保留注入口的方式构成为袋状的膜状封装体经由所述注入口充填电解液；密封工序，在该密封工序中，在电解液的充填后将所述注入口密封；以及抽吸工序，在该抽吸工序中，在密封后连续多次进行自膜状封装体的外侧沿着厚度方向对所述发电元件加压并且加压释放的加压、加压释放。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种膜封装电池的制造方法，所述膜封装电池呈扁平形状，将隔着分隔件层叠多个正极以及负极而成的发电元件与电解液一起收纳于具有挠性的膜状封装体之中，其中，所述膜封装电池的制造方法包括：注液工序，在该注液工序中，向收纳所述发电元件并且以保留注入口的方式构成为袋状的膜状封装体经由所述注入口充填电解液；密封工序，在该密封工序中，在电解液的充填后将所述注入口密封；以及抽吸工序，在该抽吸工序中，在密封后连续多次进行自膜状封装体的外侧沿着厚度方向对所述发电元件加压并且加压释放的加压、加压释放。2.根据权利要求1所述的膜封装电池的制造方法，其中，使用加压盒来进行所述抽吸工序，该加压盒能够借助间隔件对以层叠状态收纳的多个膜封装电池一齐加压。3.根据权利要求2所述的膜封装电池的制造方法，其中，所述加压盒具有螺旋式加压机构，作为所述抽吸工序，使用拧紧机重复进行紧固用螺杆的正转、反转。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：松村直则，上垣俊祐，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP