锂二次电池的制造方法、层叠电池的制造方法以及复合体的制造方法技术

本发明专利技术提供体积能量密度和重量能量密度得到提高的锂二次电池的制造方法。在具有挠性和阻挡性的外包装膜的接合面形成具备电池单元的集电体和与集电体电连接的电极端子的导电体层的整体，制作将导电体层与外包装膜一体化的复合体。集电体位于粘合区域的内部，电极端子的至少一部分位于粘合区域的外部。将正极活性物质前体层、电解质前体层和负极活性物质前体层与集电体的平面位置对齐，附加于复合体，对正极活性物质前体层、电解质前体层和负极活性物质前体层进行交联处理。粘合区域被粘合，外包装膜被接合，电池单元被密封。也可以省略交联处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具备I个以上电池单元的锂二次电池的制造方法、2个以上锂二次电池组合而成的层叠电池的制造方法以及将集电体、电极端子和外包装膜一体化而得的复合体的制造方法。
技术介绍
有一种用外包装膜将电池单元密封的锂二次电池。该锂二次电池中，将正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层和负极集电体层叠，构成电池单元，电池单元被外包装膜密封。该锂二次电池设有在外部露出的正极端子和负极端子。例如专利文献I的锂二次电池(聚合物锂离子二次电池)中，分别在正极集电体 和负极集电体的表面形成正极活性物质层和负极活性物质层，制作将正极集电体与正极活性物质层一体化的正极侧复合体、以及将负极集电体与负极活性物质层一体化的负极侧复合体(段落0007)。正极端子和负极端子(引线)分别与正极集电体和负极集电体连接(段落0008)。在正极侧复合体和负极侧复合体之间配置电解质层(段落0008)。将正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层和负极集电体的层叠体用外包装膜(层合膜)密封(段落0008)。在专利文献2的锂二次电池中，分别在正极集电体和负极集电体的表面形成正极活性物质层和负极活性物质层，制作将正极集电体与正极活性物质层一体化的正极侧复合体(正极)、以及将负极集电体与负极活性物质层一体化的负极侧复合体(负极)(段落0044)。正极端子(正极引线)和负极端子(负极引线)分别与正极集电体和负极集电体连接(段落0048)。在正极侧复合体与负极侧复合体之间配置电解质层(段落0048)。将正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层和负极集电体的层叠体用折成两层的外包装膜(复合膜)密封(段落0049)。专利文献I :日本特开平11-312514号公报 专利文献2 :日本特开平11-97070号公报。
技术实现思路
在专利文献I和2的锂二次电池中，如果正极集电体、负极集电体、正极端子和负极端子不具有足够的强度，则它们容易在锂二次电池的制造中受损伤。因此，难以将它们进行减薄和减轻。其中，正极端子和负极端子在锂二次电池制造后也容易受损伤，在不用导电体箔、导电体板、塑料板等增强材料增强的情况下很难使正极端子和负极端子减薄。因此，在专利文献I和2的锂二次电池中，难以使体积能量密度和重量能量密度提高。在专利文献I和2的锂二次电池中，将正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层和负极集电体的层叠体相独立地密封，也难以提高生产性。本专利技术为解决这些问题而设。本专利技术的目的在于提供锂二次电池的体积能量密度和重量能量密度得到提高的锂二次电池的制造方法。理想的是，本专利技术的目的在于提高锂二次电池的生产性。本专利技术的第I至第14方面涉及具备I个以上电池单元的锂二次电池的制造方法。(I)根据本专利技术的第I方面，在第I外包装膜的第I接合面形成第I导电体层的整体，制作将第I导电体层与第I外包装膜一体化的第I复合体。将第I极的活性物质材料和电解质材料与第I极的集电体的平面位置对齐，依次印刷，将第I极的活性物质前体层和电解质前体层依次附加于第I复合体。对第I极的活性物质前体层和电解质前体层的交联处理可以一起或分别进行，将第I极的活性物质前体层和电解质前体层分别转化为第I极的活性物质层和电解质层。另行地，在第2外包装膜的第2接合面形成第2导电体层的整体，制作将第2导电体层与第2外包装膜一体化的第2复合体。将第2极的活性物质材料与第2极的集电体的平面位置对齐进行印刷，将第2极的活性物质前体层附加于第2复合体。第2极的活性物质前体层的交联处理可以与第I极的活性物质前体层和电解质前体层的交联处理一起或 分别进行，将第2极的活性物质前体层转化为第2极的活性物质层。接着，将第I接合面与第2接合面相向对齐，将第I粘合区域与第2粘合区域粘合在一起，将第I外包装膜与第2外包装膜接合，电池单元被密封。将第I粘合区域与第2粘合区域粘合时，第I极的集电体、第I极的活性物质层、电解质层、第2极的活性物质层和第2极的集电体的平面位置对齐。第I导电体层具备电池单元的第I极的集电体和与第I极的集电体电连接的第I极的电极端子。第2导电体层具备电池单元的第2极的集电体和与第2极的集电体电连接的第2极的电极端子。第I极的集电体位于第I粘合区域的内部，第I极的电极端子的至少一部分位于第I粘合区域的外部。第2极的集电体位于第2粘合区域的内部，第2极的电极端子的至少一部分位于第2粘合区域的外部。第I外包装膜和第2外包装膜具有挠性和阻挡性。第I极的活性物质材料中，将锂离子传导性的聚合物电解质的交联前的前体与第I极的活性物质混合。第2极的活性物质材料中，将锂离子传导性的聚合物电解质的交联前的前体与第2极的活性物质混合。电解质材料含有锂离子传导性的聚合物电解质的交联前的前体。(2)根据本专利技术的第2方面，在本专利技术的第I方面中，除上述电解质前体层(第I电解质前体层)以及电解质层(第I电解质层)之外，还形成第2电解质前体层以及第2电解质层。即，将第2极的活性物质前体层附加于第2复合体，然后与第2极的集电体的平面位置对齐，印刷电解质材料，将第2电解质前体层附加于第2复合体。对第2极的活性物质前体层和第2电解质前体层可一起或分别进行交联处理，将第2极的活性物质前体层和第2电解质前体层分别转化为第2极的活性物质层和第2电解质层。(3)根据本专利技术的第3方面，在本专利技术的第I或第2方面中，锂二次电池具备2个以上的电池单元或2个以上的并联电池单元组。第I导电体层和第2导电体层分别进一步具备第I串联布线和第2串联布线。第I串联布线和第2串联布线将2个以上的电池单元或2个以上的并联电池单元组串联连接。(4)根据本专利技术的第4方面，在本专利技术的第I或第2方面中，锂二次电池具备2个以上的电池单元或2个以上的串联电池单元组。第I导电体层和第2导电体层分别进一步具备第I并联布线和第2并联布线。第I并联布线和第2并联布线将2个以上的电池单元或2个以上的串联电池单元组并联连接。(5)根据本专利技术的第5方面，在本专利技术的第I至第4的任一方面中，在第I粘合区域与第2粘合区域粘合之前，将第I外包装膜和第2外包装膜切断。保留第I极的电极端子与第I外包装膜重叠的部分，将位于第I粘合区域外部的第I外包装膜从第I复合体除去。保留第2极的电极端子与第2外包装膜重叠的部分，将位于第2粘合区域外部的第2外包装膜从第2复合体除去。第I外包装膜在形成第I极的活性物质层和电解质层之前或之后被切断。第2外包装膜在形成第2极的活性物质层之前或之后被切断。(6)根据本专利技术的第6方面，本专利技术的第I至第5的任一方面中，将分散有导电体颗粒的糊料印刷在第I接合面和第2接合面上，形成第I导电体层和第2导电体层。(7)根据本专利技术的第7方面，在本专利技术的第I至第6的任一方面中，第I外包装膜和第2外包装膜是卷幅，第I导电体层和第2导电体层分别在沿着延伸方向移动的第I外 包装膜和第2外包装膜上重复形成。(8)根据本专利技术的第8方面，在外包装膜的接合面的第I导电体层形成区域形成第I导电体层的整体，在接合面的第2导电体层形成区域形成第2导电体层的整体，制作将第I导电体层、第2导电体层与外包装膜一体化的复合体。将第I极的活性物质材料与第I极的集电体的平面位置对齐，印刷，将第I极的活性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.08 JP 2010-2735411.锂二次电池的制造方法，其是具备I个以上的电池单元的锂二次电池的制造方法，该制造方法具备以下工序 (a)在具有挠性和阻挡性的第I外包装膜的第I接合面形成具备上述电池单元的第I极的集电体和与上述第I极的集电体电连接的第I极的电极端子的第I导电体层的整体，使上述第I极的集电体位于第I粘合区域的内部、且上述第I极的电极端子的至少一部分位于上述第I粘合区域的外部，制作将上述第I导电体层与上述第I外包装膜一体化的第I复合体的工序； (b)将锂离子传导性的聚合物电解质的交联前的前体与第I极的活性物质混合而成的第I极的活性物质材料与上述第I极的集电体的平面位置对齐，印刷，将第I极的活性物质前体层附加于上述第I复合体的工序； (C)在上述工序(b)之后，将含有锂离子传导性的聚合物电解质的交联前的前体的电解质材料与上述第I极的集电体的平面位置对齐，印刷，将电解质前体层附加于上述第I复合体的工序； (d)对上述第I极的活性物质前体层和上述电解质前体层一起或分别进行交联处理，将上述第I极的活性物质前体层和上述电解质前体层分别转化为第I极的活性物质层和电解质层的工序； (e)与上述工序(a)至上述工序(d)分别进行，在具有挠性和阻挡性的第2外包装膜的第2接合面形成具备上述电池单元的第2极的集电体和与上述第2极的集电体电连接的第2极的电极端子的第2导电体层的整体，使上述第2极的集电体位于第2粘合区域的内部、且上述第2极的电极端子的至少一部分位于上述第2粘合区域的外部，制作将上述第2导电体层与上述第2外包装膜一体化的第2复合体的工序； (f)将锂离子传导性的聚合物电解质的交联前的前体与第2极的活性物质混合而成的第2极的活性物质材料与上述第2极的集电体的平面位置对齐，印刷，将第2极的活性物质前体层附加于上述第2复合体的工序； (g)与上述第I极的活性物质前体层和上述电解质前体层的交联处理一起或分别地进行上述第2极的活性物质前体层的交联处理，将上述第2极的活性物质前体层转化为第2极的活性物质层的工序； (h)在上述工序(a)至上述工序(g)之后，将上述第I接合面与上述第2接合面相向对齐，使上述第I极的集电体、上述第I极的活性物质层、上述电解质层、上述第2极的活性物质层以及上述第2极的集电体的平面位置对齐，将上述第I粘合区域和上述第2粘合区域进行粘合的工序；和 (i)在上述工序(h)之后，将上述第I外包装膜与上述第2外包装膜接合，将上述电池单元密封的工序。2.权利要求I所述的锂二次电池的制造方法，其中，上述电解质前体层和上述电解质层分别为第I电解质前体层和第I电解质层， 上述锂二次电池的制造方法进一步具备以下工序 (j)在上述工序(f)之后，将上述电解质材料与上述第2极的集电体的平面位置对齐，印刷，将第2电解质前体层附加于上述第2复合体的工序； 上述工序(g)中，对上述第2极的活性物质前体层和上述第2电解质前体层一起或分别进行交联处理，将上述第2极的活性物质前体层和第2电解质前体层分别转化为上述第.2极的活性物质层和第2电解质层。3.权利要求I或2所述的锂二次电池的制造方法，其中，上述锂二次电池具备2个以上的上述电池单元或2个以上的并联电池单元组，上述第I导电体层和上述第2导电体层分别进一步具备第I串联布线和第2串联布线，上述第I串联布线和上述第2串联布线将.2个以上的上述电池单元或2个以上的上述并联电池单元组串联连接。4.权利要求I或2所述的锂二次电池的制造方法，其中，上述锂二次电池具备2个以上的上述电池单元或2个以上的串联电池单元组，上述第I导电体层和上述第2导电体层分别进一步具备第I并联布线和第2并联布线，上述第I并联布线和上述第2并联布线将.2个以上的上述电池单元或2个以上的上述串联电池单元组并联连接。5.权利要求I或2所述的锂二次电池的制造方法，该制造方法进一步具备以下工序 (k)在上述工序(b)至上述工序(d)之前或之后、且上述工序(h)之前，切断上述第I外包装膜，保留上述第I极的电极端子与上述第I外包装膜重叠的部分，将位于上述第I粘合区域外部的上述第I外包装膜从上述第I复合体除去的工序；和 (I)在上述工序(f)和上述工序(g)之前或之后、且上述工序(h)之前，切断上述第2外包装膜，保留上述第2极的电极端子与上述第2外包装膜重叠的部分，将位于上述第2粘合区域外部的上述第2外包装膜从上述第2复合体除去的工序。6.权利要求I或2所述的锂二次电池的制造方法，其中， 上述工序(a)中，将分散有导电体颗粒的糊料印刷于上述第I接合面，由此形成上述第I导电体层； 上述工序(e)中，将分散有导电体颗粒的糊料印刷于上述第2接合面，由此形成上述第.2导电体层。7.权利要求I或2所述的锂二次电池的制造方法，其中，上述第I外包装膜和上述第2外包装膜为卷幅， 上述工序(a)中，在沿着延伸方向移动的上述第I外包装膜重复形成上述第I导电体层； 上述工序(e)中，在沿着延伸方向移动的上述第2外包装膜重复形成上述第2导电体层。8.锂二次电池的制造方法，其是具备I个以上的电池单元的锂二次电池的制造方法，该制造方法具备以下工序 (a)在具有挠性和阻挡性的外包装膜的接合面的第I导电体层形成区域形成具备上述电池单元的第I极的集电体和与上述第I极的集电体电连接的第I极的电极端子的第I导电体层的整体，在上述接合面的第2导电体层形成区域形成具备上述电池单元的第2极的集电体和与上述第2极的集电体电连接的第2极的电极端子的第2导电体层的整体，上述第I极的集电体位于第I粘合区域的内部、且上述第I极的电极端子的至少一部分位于上述第I粘合区域的外部，上述第2极的集电体位于第2粘合区域的内部、且上述第2极的电极端子的至少一部分位于上述第2粘合区域的外部，制作将上述第I导电体层与上述第.2导电体层和上述外包装膜一体化的复合体的工序； (b)将锂离子传导性的聚合物电解质的交联前的前体与第I极的活性物质混合而成的第I极的活性物质材料与上述第I极的集电体的平面位置对齐，印刷，将第I极的活性物质前体层附加于上述复合体的工序； (C)在上述工序(b)之后，将含有锂离子传导性的聚合物电解质的交联前的前体的电解质材料与上述第I极的集电体的平面位置对齐，印刷，将电解质前体层附加于上述复合体的工序； (d)将锂离子传导性的聚合物电解质的交联前的前体与第2极的活性物质混合而成的第2极的活性物质材料与上述第2极的集电体的平面位置对齐，印刷，将第2极的活性物质前体层附加于上述复合体的工序； (e)对上述第I极的活性物质前体层、上述电解质前体层和上述第2极的活性物质前体层一起或分别进行交联处理，将上述第I极的活性物质前体层、上述电解质前体层和上述第2极的活性物质前体层分别转化为第I极的活性物质层、电解质层和第2极的活性物质层的工序； (f)在上述工序(a)至上述工序(e)之后，在分隔上述第I导电体层形成区域和上述第2导电体层形成区域的线的位置，以上述接合面为内侧，将上述外包装膜折叠，将上述第I极的集电体、上述第I极的活性物质层、上述电解质层、上述负极活性物质层以及上述第2极的集电体的平面位置对齐，将上述第I粘合区域与上述第2粘合区域粘合的工序；和 (g)在上述工序(f)之后，将上述外包装膜接合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：武田保雄，今西诚之，伊藤敬人，宇野贵浩，伊坪明，野村荣一，加藤重光，奥田清次，
申请(专利权)人：财团法人三重县产业支援中心，
类型：发明
国别省市：