电池单元片、二次电池、电池单元片的制造方法以及二次电池的制造方法技术

本发明专利技术提供电池单元片、二次电池、电池单元片的制造方法和二次电池的制造方法。提供在使用挥发性高的成分的情况下也抑制挥发所引起的电解质组成的变动且不会导致电池性能的降低的电池单元片和二次电池。如下那样构成电池单元片，具有：具有电极集电体、和形成于其上下两表面的电极混合剂层的电极；层叠于电极的上下两表面的第一以及第二半固体电解质层；和分别粘接并覆盖于各半固体电解质层的与所述电极层叠的面的相反侧的面并将电极和第一以及第二半固体电解质层密封的第一以及第二密封片，在电极的电极混合剂层与各半固体电解质层之间具有非水溶液，在第一以及第二密封片的端边部具有密封部。

Manufacturing methods of battery cell sheet, secondary battery, battery cell sheet and secondary battery

【技术实现步骤摘要】
电池单元片、二次电池、电池单元片的制造方法以及二次电池的制造方法
本专利技术涉及电池单元片、二次电池、电池单元片的制造方法以及二次电池的制造方法。
技术介绍
以锂离子二次电池为代表的二次电池中所用的电解质是如下那样的介质：包含与目的相应的离子(例如锂离子)，将该离子在正极、负极间输送，具有通过电荷的授受而能充放电的功能。近年来，为了克服二次电池所具有的电解质溶液的漏液、蒸发等的缺点，提出有使用聚合物电解质(固体电解质)的片型二次电池、在离子液体中混合无机微粒子来使液体增粘或者凝胶化的电解质等。作为本
的
技术介绍
，有国际公开第2007/086518号公报(专利文献1)。在专利文献1中记载了：可给出离子传导率和迁移数(在电解质的溶液中流过电流时，某特定的离子所担负的电流在全电流中所占的比例)高的成形体的二次电池用电解质组成物、由该组成物构成的电解质膜以及含有该电解质膜而成的二次电池。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2007/086518号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题近年来，作为二次电池的电解质，半固体状态的电解质正受到关注。半固体电解质具有使微粒子等比表面积大的绝缘性固体的骨架材料承载电解液的结构，没有流动性。通过将形成为片状的半固体状的电解质(以下称作半固体电解质片)设于正极与负极之间来形成二次电池。在半固体电解质片中，为了提高离子传导率，有时会添加碳酸亚丙酯或碳酸亚乙酯这样的低粘度溶剂。此外，为了抑制电解质的负极表面上的还原分解反应，有时会添加碳酸亚乙烯酯或氟碳酸亚乙酯这样的负极界面稳定剂。但是，上述化合物挥发性高，在作为电池制造环境的干燥气氛下，电解质组成会因挥发而发生变化，有可能导致电池性能的降低。此外，有如下方法：形成隔着半固体电解质片将正极和负极交替层叠而成的电极层叠体，在将该电极层叠体插入到包装体后，通过注液添加挥发性高的成分，并进行密闭，但注液工序的导入会导致前置时间的增加，生产率会降低。在专利文献1记载了为了提高离子传导率而添加碳酸亚丙酯或碳酸亚乙酯等有机化合物的电解质膜，但并未形成对作为本专利技术的课题的挥发性高的成分加以考虑的电解质膜结构、制造方法，因此电解质组成会因挥发而发生变化，有可能导致电池性能的降低。因此，本专利技术的目的在于，提供电池单元片和二次电池，在使用挥发性高的成分的情况下，也可抑制因挥发引起的电解质组成的变动，不会导致电池性能的降低。用于解决课题的手段在本专利技术的电池单元片的优选的示例中，具有：电极，具有电极集电体、和形成于其上下两表面的电极混合剂层；第一以及第二半固体电解质层，层叠于所述电极的上下两表面；和第一以及第二密封片，分别粘接并覆盖于各所述半固体电解质层的与所述电极层叠的面的相反侧的面，将所述电极和所述第一以及第二半固体电解质层密封，在所述电极的电极混合剂层与各所述半固体电解质层之间具有非水溶液，在所述第一以及第二密封片的端边部具有密封部。此外，在本专利技术的电池单元片的制造方法的优选的示例中，具有如下工序：在电极集电体的上下两表面涂敷电极混合剂层来形成电极；对所述电极的所述电极混合剂层的两面添加非水溶液；一边通过辊卷绕对由半固体电解质和密封片构成的半固体电解质片进行运送，一边在所述半固体电解质层上添加非水溶液；使所述电极的上表面侧的第一电极混合剂层和提供到所述电极的上表面侧的第一半固体电解质片的所述半固体电解质层对置，并且使所述电极的下表面侧的第二电极混合剂层和提供到所述电极的下表面侧的第二半固体电解质片的所述半固体电解质层对置地，将所述电极和所述第一以及第二半固体电解质片层叠；将所述第一以及第二半固体电解质片切断；和通过热封部对层叠所述电极和所述第一以及第二半固体电解质片而成的层叠体的端边部进行加热、加压来形成密封部。此外，在本专利技术的二次电池的优选的示例中，通过以下来构成：至少将上部的层叠面侧的密封片剥离而载置电池单元片，该电池单元片具有：电极，具有第一极性的电极集电体、和形成于其上下两表面的电极混合剂层；第一以及第二半固体电解质层，层叠于所述电极的上下两表面；和第一以及第二密封片，分别粘接并覆盖于各所述半固体电解质层的与所述电极层叠的面的相反侧的面，将所述电极和所述第一以及第二半固体电解质层密封，该电池单元片在所述电极的电极混合剂层与各所述半固体电解质层之间具有非水溶液，在所述第一以及第二密封片的端边部具有密封部，在所述电池单元片之上，层叠具有与所述第一极性不同的第二极性的电极集电体、和形成于其上下两表面的电极混合剂层的电极，在所述第二极性的电极之上，层叠剥离了第一以及第二密封片的所述电池单元片，重复进行所述第二极性的电极和剥离了所述第一以及第二密封片的所述电池单元片的层叠，最上层的电池单元片至少将下部的层叠面侧的密封片剥离，将层叠的电池单元片的第一极性的电极集电体的接头部彼此焊接，将层叠的第二极性的电极的电极集电体的接头部彼此焊接，使所述第一极性的接头部和所述第二极性的接头部向外部突出地将层叠的所述电池单元片和第二极性的电极容纳到包装体。专利技术效果根据本专利技术，能提供在使用挥发性高的成分的情况下也不会导致电池性能的降低的电池单元片和二次电池。附图说明图1是示意表示电池单元片的制造方法的图。图2A是示意表示实施例1的电池单元片的俯视图。图2B是图2A所示的电池单元片的A-A’截面图。图2C是图2A所示的电池单元片的B-B’截面图。图2D是图2A所示的电池单元片的C-C’截面图。图3A是示意表示实施例2的电池单元片的俯视图。图3B是图3A所示的电池单元片的A-A’截面图。图3C是图3A所示的电池单元片的B-B’截面图。图4A是示意表示实施例3的电池单元片的俯视图。图4B是图4A所示的电池单元片的A-A’截面图。图4C是图4A所示的电池单元片的B-B’截面图。图5是示意表示电极层叠体的制造方法的图。图6A是示意表示实施例4的电极层叠体的俯视图。图6B是图6A所示的电极层叠体的A-A’截面图。图6C是图6A所示的电极层叠体的B-B’截面图。图6D是图6A所示的电极层叠体的C-C’截面图。图7是示意表示层叠型二次电池的俯视图。图8A是示意表示实施例5的电极层叠体的俯视图。图8B是图8A所示的电极层叠体的A-A’截面图。图8C是图8A所示的电极层叠体的B-B’截面图。图8D是图8A所示的电极层叠体的C-C’截面图。图9A是示意表示实施例6的电极层叠体的俯视图。图9B是图9A所示的电极层叠体的A-A’截面图。图9C是图9A所示的电极层叠体的B-B’截面图。图9D是图9A所示的电极层叠体的C-C’截面图。图10是表示注液工艺中的全单元评价结果的图。图11是在实施例1～实施例6的工艺中的正极半单元评价实验中示出模型单元内的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池单元片，具有：/n电极，具有电极集电体、和形成于其上下两表面的电极混合剂层；/n第一以及第二半固体电解质层，层叠于所述电极的上下两表面；和/n第一以及第二密封片，分别粘接并覆盖于各所述半固体电解质层的与所述电极层叠的面的相反侧的面，将所述电极和所述第一以及第二半固体电解质层密封，/n在所述电极的电极混合剂层与各所述半固体电解质层之间具有非水溶液，/n在所述第一以及第二密封片的端边部具有密封部。/n

【技术特征摘要】
20180705 JP 2018-1282421.一种电池单元片，具有：
电极，具有电极集电体、和形成于其上下两表面的电极混合剂层；
第一以及第二半固体电解质层，层叠于所述电极的上下两表面；和
第一以及第二密封片，分别粘接并覆盖于各所述半固体电解质层的与所述电极层叠的面的相反侧的面，将所述电极和所述第一以及第二半固体电解质层密封，
在所述电极的电极混合剂层与各所述半固体电解质层之间具有非水溶液，
在所述第一以及第二密封片的端边部具有密封部。


2.根据权利要求1所述的电池单元片，其中，
所述密封部由通过所述第一以及第二密封片彼此的熔敷而一体化的第一密封部、所述第一以及第二半固体电解质层彼此通过熔敷而一体化的第二密封部、以及所述第一以及第二半固体电解质层和所述电极集电体的接头部相粘接的第三密封部构成。


3.根据权利要求1所述的电池单元片，其中，
所述密封部由所述第一以及第二半固体电解质层彼此通过熔敷而一体化的第二密封部、以及所述第一以及第二半固体电解质层和所述电极集电体的接头部相粘接的第三密封部构成。


4.根据权利要求3所述的电池单元片，其中，
在所述第二和第三密封部，所述第一以及第二密封片向外缘伸长。


5.根据权利要求1所述的电池单元片，其中，
所述密封片由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺这样的树脂膜、或不锈钢、铝、铜这样的金属箔和所述树脂膜层叠而成的膜构成。


6.根据权利要求1所述的电池单元片，其中，
所述非水溶液包含低粘度溶剂或负极界面稳定剂的至少1者。


7.根据权利要求6所述的电池单元片，其中，
所述低粘度溶剂是碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯或它们的混合物。


8.根据权利要求6所述的电池单元片，其中，
所述负极界面稳定剂是碳酸亚乙烯酯、氟碳酸亚乙酯或它们的混合物。


9.一种电池单元片的制造方法，具有如下工序：
在电极集电体的上下两表面涂敷电极混合剂层来形成电极；
对所述电极的所述电极混合剂层的两面添加非水溶液；
一边通过辊卷绕对由半固体电解质和密封片构成的半固体电解质片进行运送，一边在所述半固体电解质层上添加非水溶液；
使所述电极的上表面侧的第一电极混合剂层和提供到所述电极的上表面侧的第一半固体电解质片的所述半固体电解质层对置，并且使所述电极的下表面侧的第二电极混合剂层和提供到所述电极的下表面侧的第二半固体电解质片的所述半固体电解质层对置地，将所述电极和所述第一以及第二半固体电解质片层叠；
将所述第一以及第二半固体电解质片切断；和
通过热封部对层叠所述电极和所述第一以及第二半固体电解质片而成的层叠体的端边部进行加热、加压来形成密封部。


10.一种电池单元片的制造装置，具有：
第一涂布部，对在电极集电体的上下两表面涂敷电极混合剂层而形成的电极的所述电极混合剂层的两面添加非水溶液；
第二涂布部，一边通过辊卷绕对由半固体电解质和密封片构成的半固体电解质片进行运送，一边在所述半固体电解质层上添加非水溶液；
层叠辊部，使所述电极的上表面侧的第一电极混合剂层和提供到所述电极的上表面侧的第一半固体电解质片的所述半固体电解质层对置，并且使所述电极的下表面侧的第二电极混合剂层和提供到所述电极的下表面侧的第二半固体电解质片的所述半固体电解质层对置地，将所述电极和所述第一以及第二半固体电解质片层叠；
切割部，将所述第一以及第二半固体电解质片切断；和
热封部，对层叠所述电极和所述第一以及第二半固体电解质片而成的层叠体的端边部进行加热、加压来形成密封部。


11.一种二次电池，
至少将上部的层叠面侧的密...

【专利技术属性】
技术研发人员：加贺祐介，广冈诚之，西村悦子，关荣二，尼崎新平，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP