專利名稱：鋰離子電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池的制造方法。
背景技術(shù)：
具有卷繞而成的極板群的鋰離子電池，一般以下述順序進(jìn)行組裝。首先，將卷繞而成的極板群放入外裝殼體中。接著，向外裝殼體注入電解液。其后，用封口板將外裝殼體的開口部封閉。為了提高鋰離子電池的能量密度，在外裝殼體的內(nèi)部極板群所占的體積非常大。因此，注入到外裝殼體的電解液很難浸泡極板群。也就是說，將電解液注入外裝殼體的工序需要長時(shí)間。如果注入工序長時(shí)間化，則用于實(shí)施注入工序的生產(chǎn)設(shè)備的增強(qiáng)變得必不可少。其結(jié)果，迫切需要額外地確保用于設(shè)置生產(chǎn)設(shè)備的空間，招致設(shè)備費(fèi)用的增大。并且，電解液在大氣中蒸發(fā)，因此如果注入工序長時(shí)間化則電解液的損失也增加。為了縮短注入工序的所需時(shí)間，提出了下述方法。具體而言，將電解液注入外裝殼體后，降低極板群所設(shè)置的環(huán)境的壓力。由此，極板群的內(nèi)部的空氣和電解液被順利地置換，電解液以比較短的時(shí)間含浸極板群。但是，該方法需要用于進(jìn)行抽真空的設(shè)備，所以不能期待生產(chǎn)設(shè)備的節(jié)省空間化和設(shè)備費(fèi)用的削減。另外，作為阻礙電解液的含浸的主要原因之一，可列舉電解液本身的粘度。例如，在專利文獻(xiàn)I中記載有下述方法:準(zhǔn)備具有相互不同的粘度的多個種類的電解液，從低粘度的電解液開始依次向外裝殼體中注入。該方法，本來就需要多個種類的電解液，從而需要用于將多個種類的電解液向外裝殼體中依次注入的設(shè)備。因此，即使采用該方法，也不太能夠期待生產(chǎn)設(shè)備的節(jié)省空間化和設(shè)備費(fèi)用的削減。因?yàn)樾枰{(diào)制多個種類的電解液，所以在材料的供應(yīng)方面也有可能產(chǎn)生問題。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2000-195549號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是解決這樣的現(xiàn)有課題的發(fā)明，其目的是提供鋰離子電池的改善了的制造方法。更詳細(xì)地講，本發(fā)明的目的是提供用于高效地實(shí)施注入電解液的工序的技術(shù)。S卩，本發(fā)明提供一種鋰離子電池的制造方法，其包括:準(zhǔn)備正極板、隔板和負(fù)極板的工序；將上述正極板、上述隔板和上述負(fù)極板組裝，使得形成被卷繞成渦旋狀的極板群的工序；使用具有粘接力通過加熱或冷卻而降低的特性的熱敏性粘結(jié)劑，固定上述極板群的卷繞終止部的工序；將上述極板群放入外裝殼體后，調(diào)節(jié)上述極板群周圍的溫度，使得上述極板群通過上述熱敏性粘結(jié)劑的粘接力降低而松弛的工序；和
向上述外裝殼體中注入電解液的工序。根據(jù)本發(fā)明，將極板群放入外裝殼體后，調(diào)節(jié)極板群周圍的溫度，使得熱敏性粘結(jié)劑的粘接力降低。如果熱敏性粘結(jié)劑的粘接力降低則極板群松弛，由此，在電極板(正極板或負(fù)極板)和隔板之間產(chǎn)生一點(diǎn)點(diǎn)間隙。電解液能夠在電極板和隔板之間產(chǎn)生的間隙中相對順利地滲透。其結(jié)果，能夠縮短注入工序的所需時(shí)間，進(jìn)而鋰離子電池的生產(chǎn)率提高。另外，通過使注入工序在短時(shí)間結(jié)束，能夠降低電解液的蒸發(fā)量。如果電解液的蒸發(fā)量降低，則能夠防止每個制品電解液的量不均一。這有助于鋰離子電池的性能的穩(wěn)定化。另外，如果電解液的蒸發(fā)量降低，則也能夠期待環(huán)境負(fù)荷的降低和工作環(huán)境的改善。并且，在制造使用更高粘度的電解液的鋰離子電池時(shí)能夠很好地采用本發(fā)明。


圖1是可采用本發(fā)明的方法制造的鋰離子電池的截面圖。圖2A是圖1所示的鋰離子電池的極板群的立體圖。圖2B是變形例涉及的極板群的立體圖。圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的鋰離子電池的制造工序的模式圖。圖4是表示由熱敏性粘結(jié)帶的粘接力的降低引起的極板群的松弛的模式圖。圖5A是表示熱敏性粘結(jié)帶(熱敏感型，warm off type)的特性的模式曲線圖。圖5B是表示熱敏性粘結(jié)帶(冷敏感型，cool off type)的特性的模式曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下，一邊參照附圖一邊說明本發(fā)明的一實(shí)施方式。但是，本發(fā)明不被以下說明的實(shí)施方式限定地解釋。圖1是可采用本發(fā)明的方法制造的鋰離子電池的截面圖。圖2A是圖1所示的鋰離子電池的極板群的立體圖。鋰離子電池100，具有卷起的極板群4、和收容有極板群4的外裝殼體I。極板群4,含有正極板5、負(fù)極板6和一對隔板7。極板群4含浸有電解液。外裝殼體I的開口部用封口板2堵塞。正極板5，由正極集電體5a和正極活性物質(zhì)層5b構(gòu)成。在正極板5上連接有正極引線5c的一端。正極引線5c的另一端連接到封口板2的背面(內(nèi)面)。在封口板2的周圍配置有絕緣填料3。負(fù)極板6，由負(fù)極集電體6a和負(fù)極活性物質(zhì)層6b構(gòu)成。在負(fù)極板6上連接有負(fù)極引線6c的一端。負(fù)極引線6c的另一端連接到外裝殼體I的底面上。在極板群4的上面和下面，分別配置有絕緣環(huán)8。如圖2A所示，極板群4具有圓筒的形狀。但是，極板群4的形狀不限定于圓筒。極板群4，也可以在俯視下具有方形并且扁平的形狀。在極板群4的卷繞終止部9 (終端)，貼附有熱敏性粘結(jié)帶10。熱敏性粘結(jié)帶10，具有粘接力通過加熱或冷卻而大幅降低或?qū)嵸|(zhì)性地喪失的特性。熱敏性粘結(jié)帶10，在室溫(20 25°C)下，發(fā)揮用于維持賦予極板群4的緊縛所必需的粘接力。若使用熱敏性粘結(jié)帶10，則如后所述，能夠縮短向外裝殼體I注入電解液的工序的所需時(shí)間。再者，所謂“粘接力實(shí)質(zhì)性地喪失”，意指不發(fā)揮用于維持賦予極板群4的緊縛所必需的粘接力。更具體地講，某個溫度下的粘接強(qiáng)度低于室溫(23°C )下的粘接強(qiáng)度(180度剝離強(qiáng)度(N/25mm))的10%時(shí)，可以判斷為粘接力實(shí)質(zhì)性地喪失。粘接強(qiáng)度，例如，可采用日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS C2107 (1999)中規(guī)定的方法測定。只要在將極板群4放入外裝殼體I之前的階段能夠維持賦予極板群4的緊縛，熱敏性粘結(jié)帶10的形狀、大小等就不特別限定。圖2A的例子中，關(guān)于極板群4的高度方向(電極板的寬度方向)，僅在卷繞終止部9的一部分貼有熱敏性粘結(jié)帶10。如圖2B所示，關(guān)于高度方向，也可以在卷繞終止部9的整體貼有熱敏性粘結(jié)帶10。并且，關(guān)于極板群4的圓周方向，也可以超過360度對極板群4圍繞熱敏性粘結(jié)帶10。接著，一邊參照圖3—邊說明鋰離子電池的制造方法。如圖3的步驟I所示，首先，準(zhǔn)備正極板5、負(fù)極板6和一對隔板7。正極板5，可以通過在正極集電體5a的單面或雙面上將正極混合劑進(jìn)行涂布、干燥和軋制來制作。正極板5，具有例如30 200 iim的厚度，且優(yōu)選富于柔軟性。正極混合齊U，可通過使用分散介質(zhì)，使正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電材料等的材料混合并均勻地分散從而獲得。正極集電體5a，典型地由金屬箔制成。作為金屬箔，可以使用鋁箔。作為一般的金屬箔以外的材料，也可以將開孔箔、多孔拉制材料(expand meterial)、板條材料(9 7材；lath material)等用于正極集電體5a。為了提高正極集電體5a和正極活性物質(zhì)層5b的密著性，也可以在正極集電體5a的表面實(shí)施粗糙化處理。粗糙化處理，可以采用噴砂(blast)處理等物理方法施行，也可以采用腐蝕處理等的化學(xué)方法實(shí)施。正極活性物質(zhì)，如果是能夠可逆地吸藏和釋放鋰離子的材料就沒有特別限定。典型的是，可以使用含有鋰的過渡金屬化合物作為正極活性物質(zhì)。作為含有鋰的過渡金屬化合物，可列舉含有選自鈷、錳、鎳、鉻、鐵和釩中的至少一種元素和鋰的復(fù)合氧化物。具體而言，可列舉 LiCo02、LiMn02、LiNi02、LiNixM a_x)O2 (M 包含選自 Co、Mn、Fe、Mg、Ti 和 Al 中的至少一種，X 滿足 0.3 ≤ X ≤ 0.95)、LiCrO2、a LiFeO2、LiVO2 等。粘結(jié)劑，如果可以在分散介質(zhì)中混合并分散就沒有特別限定。具體而言，可以使用聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚四氟乙烯等的氟樹脂、丙烯酸橡膠、改性丙烯酸橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯酸樹脂、乙烯基樹脂等。這些粘結(jié)劑，可以單獨(dú)使用，也可以以兩種以上的混合物的形式使用。并且，也可以將用于這些樹脂的合成的單體的共聚物作為粘結(jié)劑使用。粘結(jié)劑，可以以粉末的形式使用，也可以分散體(dispersion)的形式使用。作為導(dǎo)電材料，可以將乙炔黑、石墨、碳纖維等的碳材料以單獨(dú)或兩種以上的混合物的形式使用。作為分散介質(zhì)，可以使用能夠溶解粘結(jié)劑的溶劑。在粘結(jié)劑可溶于有機(jī)溶劑的情況下，可以將N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、六甲基磺酰胺(hexamethyl sulfonamide)、四甲基脲、丙酮、甲基乙酮等的有機(jī)溶劑以單獨(dú)或兩種以上的混合溶劑的形式使用。在粘結(jié)劑可溶于水的情況下，可以使用水或溫水。在正極混合劑中，根據(jù)需要，也可以包含分散介質(zhì)、表面活性劑、穩(wěn)定劑、增粘劑等。例如，作為增粘劑，可列舉乙烯-乙烯醇共聚物、羧甲基纖維素、甲基纖維素等。在正極集電體5a上涂布正極混合劑的方法也沒有特別限定?？梢允褂锚M縫模涂布機(jī)(slit die coater)、逆棍涂布機(jī)、唇式涂布機(jī)、刮板涂布機(jī)(blade coater)、刮刀涂布機(jī)(knife coater)、凹版涂布機(jī)、浸潰涂布機(jī)等將漿液狀的正極混合劑涂布在正極集電體5a上。涂布后的正極混合劑，可以使其自然干燥，也可以使用干燥裝置(干燥爐)使其干燥。如果考慮生產(chǎn)率，則優(yōu)選使用干燥裝置在70 200°C的溫度下使其干燥10分鐘 5小時(shí)。干燥后，軋制正極板5以使得正極活性物質(zhì)層5b變?yōu)橹付ǖ暮穸取＼堉瓶梢允褂幂亯簷C(jī)進(jìn)行多次，也可以一邊改變輥壓機(jī)的壓制壓力一邊進(jìn)行多次。軋制后，將電力取出用的正極引線5c焊接到正極集電體5a上。負(fù)極板6，可以通過在負(fù)極集電體6a的單面或雙面上將負(fù)極混合劑進(jìn)行涂布、干燥和軋制來制作。負(fù)極板6，具有例如30 210 ii m的厚度，且優(yōu)選富于柔軟性。負(fù)極混合齊U，可以通過使用分散介質(zhì)，使負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電材料等的材料混合并均勻地分散從而獲得。作為負(fù)極板6的制作方法，也可以采用干式法代替上述濕式法。作為干式的成膜方法，可列舉蒸鍍法、派射法、CVD法(chemical vapor deposition method,化學(xué)氣相沉積法)等。這些方法，全都可以在真空中實(shí)施。從高效地形成負(fù)極活性物質(zhì)層6b的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選蒸鍍法。作為蒸鍍法，電子束蒸鍍和電阻加熱蒸鍍都可以采用。在進(jìn)行氧化物、氮化物或氮氧化物的蒸鍍的情況下，可以將氧化物和/或氮化物作為蒸發(fā)材料使用。也可以通過一邊從蒸發(fā)源使硅、錫等的負(fù)極活性物質(zhì)蒸發(fā)，一邊在負(fù)極集電體6a和蒸發(fā)源之間導(dǎo)入氧氣、氮?dú)饣蚝袠?gòu)成這些氣體的元素的離子或自由基，進(jìn)行反應(yīng)蒸鍍。作為負(fù)極集電體6a，可以很好地使用由銅、銅合金等的金屬制成的箔。作為適合于負(fù)極集電體6a的金屬箔，可列舉軋制箔、電解箔等。作為一般的金屬箔以外的材料，也可以將開孔箔、多孔拉制材料、板條材料等用于負(fù)極集電體6a。為了提高負(fù)極集電體6a和負(fù)極活性物質(zhì)層6b的密著性，也可以在負(fù)極集電體6a的表面實(shí)施粗糙化處理。被實(shí)施了粗糙化處理的軋制銅箔和被實(shí)施了粗糙化處理的電解銅箔作為負(fù)極集電體6a的材料是一般的。負(fù)極活性物質(zhì)，如果是能夠可逆地吸藏和釋放鋰離子的材料就沒有特別限定。典型的是，可以使用具有石墨型晶體結(jié)構(gòu)的含有石墨的碳材料作為負(fù)極活性物質(zhì)。作為那樣的碳材料，可列舉天然石墨、球狀或纖維狀的人工石墨、難石墨化碳(硬碳)、易石墨化碳(軟碳)等。作為碳材料以外的材料，可列舉鈦酸鋰。另外，從提高鋰離子電池100的能量密度的觀點(diǎn)出發(fā)，也可以很好地使用硅、錫、硅合金、錫合金、氧化硅、氮化硅、氧化錫等的高容量材料作為負(fù)極活性物質(zhì)。在負(fù)極混合劑中，根據(jù)需要，也可以包含粘結(jié)劑、導(dǎo)電材料、分散劑、表面活性劑、穩(wěn)定劑、增粘劑等。這些材料，可以使用與正極板5相同的材料。在負(fù)極集電體6a之上形成負(fù)極活性物質(zhì)層6b之后，將電力取出用的負(fù)極引線6c焊接到負(fù)極集電體6a上。作為隔板7，可以很好地使用由聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴制成的微多孔膜。隔板7，可以由單層的微多孔膜構(gòu)成，也可以由具有多層結(jié)構(gòu)的微多孔膜構(gòu)成。作為多層結(jié)構(gòu)的例子，可列舉在聚乙烯膜的兩面貼合有聚丙烯膜的結(jié)構(gòu)。隔板7，例如，具有8 40 y m的厚度。接著，將正極板5、負(fù)極板6和一對隔板I重疊卷起，使得形成卷繞成渦旋狀的極板群4(圖3的步驟2)。在放入外裝殼體I之前的階段，被卷繞的極板群4，例如，具有外裝殼體I的內(nèi)徑的90%以上(優(yōu)選為95%以上)的外徑。通過極板群4具有這樣的外徑，能夠充分地提高鋰離子電池100的能量密度。極板群4的外徑的上限沒有特別限定，例如，為外裝殼體I的內(nèi)徑的99%。將極板群4卷繞終止后，如圖3的步驟3所示，使用熱敏性粘結(jié)帶10固定極板群4的卷繞終止部9。其后，在極板群4的上面和下面分別配置絕緣環(huán)8，將極板群4放入外裝殼體I中。進(jìn)而，將正極引線5c焊接到封口板2的背面上，將負(fù)極引線6c焊接到外裝殼體I的底面上。將正極引線5c焊接到封口板2的背面上的工序，也可以在將電解液注入外裝殼體I之后進(jìn)行。外裝殼體1，是具有底部和開口部的圓筒狀的殼體。作為外裝殼體I的材料，從耐壓強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，可以使用鎳、鐵、鎳合金、鐵合金、實(shí)施了鍍鎳的鋼板等。接著，如圖3的步驟4所示，將卷繞的極板群4放入外裝殼體I之后，調(diào)節(jié)極板群4周圍的溫度，使得熱敏性粘結(jié)帶10的粘接力降低由此極板群4松弛。熱敏性粘結(jié)帶10，在室溫下可發(fā)揮用于維持賦予極板群4的緊縛所必需的粘接力。另一方面，通過加熱或冷卻，熱敏性粘結(jié)帶10的粘接力，降低至熱敏性粘結(jié)帶10從極板群4剝離的程度。如圖4所示，如果熱敏性粘結(jié)帶10的粘接力充分降低，則賦予極板群4的緊固力減弱。于是，極板群4的最外周部分沿圓周方向移動，極板群4在半徑方向上稍微膨脹。由此，在電極板(正極板5或負(fù)極板6)和隔板7之間產(chǎn)生一點(diǎn)點(diǎn)間隙。因?yàn)殡娊庖涸谶@樣的間隙中順利地滲透，所以能夠縮短電解液的注入工序的所需時(shí)間。再者，認(rèn)為熱敏性粘結(jié)帶10的粘接力降低后，極板群4的外徑，是與外裝殼體I的內(nèi)徑大致一致的。在本實(shí)施方式中，熱敏性粘結(jié)帶10，是具有基材、和在基材之上形成的熱敏性粘結(jié)劑層的粘結(jié)帶。但是，在固定卷繞終止部9的工序中，也可以將熱敏性粘結(jié)劑直接涂布在極板群4上。也就是說，可以通過在卷繞終止部9的內(nèi)側(cè)部分直接涂布熱敏性粘結(jié)劑，來固定極板群4的卷繞終止部9。根據(jù)情況，也可以將熱敏性粘結(jié)帶10 (或熱敏性粘結(jié)劑)和一般的粘結(jié)帶并用。作為熱敏性粘結(jié)帶10的基材,可以使用由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚亞苯基硫醚、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等樹脂制成的薄膜。樹脂薄膜，可以是無拉伸薄膜，也可以是拉伸薄膜。熱敏性粘結(jié)帶10中的熱敏性粘結(jié)劑的層，可以由在高于設(shè)定溫度(開關(guān)溫度)的溫度下粘接力降低或?qū)嵸|(zhì)地喪失的熱敏感型的熱敏性粘結(jié)劑形成。根據(jù)熱敏感型的熱敏性粘結(jié)帶10，能夠利用一次熱處理完成用于使粘接力降低的工序(溫度調(diào)節(jié)工序)和使極板群4在外裝殼體I之中干燥的工序。也就是說，能夠避免實(shí)質(zhì)的工序數(shù)的增加。當(dāng)然，可以在放入外裝殼體I之前使極板群4干燥，也可以省略使極板群4干燥的工序。熱敏感型的熱敏性粘結(jié)劑的組成，如果是加熱到比設(shè)定溫度高的溫度時(shí)粘接力就降低的組成則沒有特別限定。熱敏感型的熱敏性粘結(jié)劑，典型的是，可由含有丙烯酸樹脂作為主成分的樹脂組合物構(gòu)成。所謂“主成分”，意指以重量％計(jì)含有最多的成分。丙烯酸系粘結(jié)劑，一般地，含有多個種類的丙烯酸單體的共聚物?？梢酝ㄟ^適當(dāng)?shù)剡x擇作為起始原料的丙烯酸單體，并將它們共聚，來合成具有必要功能的丙烯酸樹脂，將合成的丙烯酸樹脂作為粘結(jié)劑使用。在設(shè)計(jì)具有所希望的特性的丙烯酸樹脂時(shí)，應(yīng)著眼于要合成的丙烯酸樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和熔點(diǎn)(Tm)。在熱敏感型的熱敏性粘結(jié)劑中丙烯酸樹脂作為主成分含有的情況下，該粘結(jié)劑的熱敏性，起因于丙烯酸樹脂熔融而失去粘接力。即，在高于包含丙烯酸樹脂的熔點(diǎn)的特定的溫度區(qū)域的溫度下熱敏性粘結(jié)劑的粘接力實(shí)質(zhì)地喪失，在低于該特定的溫度區(qū)域的溫度下發(fā)揮出熱敏性粘結(jié)劑的粘接力。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，將(甲基)丙烯酸酯單體聚合時(shí)，合成的聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，依賴于(甲基)丙烯酸酯單體中含有的烷基的碳原子數(shù)。如果利用該性質(zhì)，則能夠合成具有目標(biāo)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的丙烯酸樹脂。在一例中，熱敏感型的熱敏性粘結(jié)劑含有側(cè)鏈結(jié)晶性聚合物。所謂“側(cè)鏈結(jié)晶性聚合物”，意指具有可結(jié)晶化的側(cè)鏈部分的聚合物。側(cè)鏈結(jié)晶性聚合物，可為從含有:烷基的碳原子數(shù)為I 6的丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯、含有羧基的乙烯性不飽和單體、烷基的碳原子數(shù)為16以上的丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯的單體混合物中得到的聚合物。熱敏性粘結(jié)劑，也可以由含有側(cè)鏈結(jié)晶性聚合物和一般的粘結(jié)劑的粘結(jié)劑組合物構(gòu)成。作為一般的粘結(jié)劑，可列舉天然橡膠粘結(jié)劑和丙烯酸系粘結(jié)劑。這樣的熱敏性粘結(jié)劑，例如，在日本特開2000-355684號公報(bào)中有所記載。熱敏性粘結(jié)帶10的粘接力降低或喪失的設(shè)定溫度，優(yōu)選存在于40 120°C的溫度區(qū)域。如果設(shè)定溫度為40°C以上，則即使制造工序的環(huán)境溫度稍高一些，熱敏性粘結(jié)帶10的粘接力也可充分發(fā)揮，能夠維持極板群4的卷繞狀態(tài)。設(shè)定溫度，也可以存在于50°C以上。在隔板7由聚烯烴微多孔膜制成的情況下，由于以下的原因，也需要注意設(shè)定溫度的上限值。聚烯烴微多孔膜，通常，具有指定的關(guān)閉(shut down)溫度。將鋰離子電池100的溫度過于上升時(shí)隔板7的細(xì)孔封閉稱為“關(guān)閉”，將那時(shí)的溫度稱為“關(guān)閉溫度”。因此，在隔板7含有聚烯烴微多孔膜的情況下，設(shè)定溫度需要低于關(guān)閉溫度。合適的是，在調(diào)節(jié)極板群4周圍的溫度的工序中，將極板群4周圍的溫度保持在高于設(shè)定溫度、且低于關(guān)閉溫度的溫度。雖然也取決于隔板7的關(guān)閉溫度，但如果設(shè)定溫度為例如120°C以下，則在經(jīng)過圖3的步驟4的工序后隔板7的功能也可完全維持。更優(yōu)選的是，設(shè)定溫度低于80°C或低于70°C。在設(shè)定溫度適度低的情況下，熱敏性粘結(jié)劑的設(shè)計(jì)較容易。設(shè)定溫度可存在于由上述的下限溫度和上限溫度的任意組合形成的溫度區(qū)域(例如，50°C以上且低于80°C)。如圖5A所示，一般的粘結(jié)帶所使用的粘結(jié)劑的粘結(jié)力，與溫度成反比地減少。與此相對，熱敏感型的熱敏性粘結(jié)劑，進(jìn)行設(shè)計(jì)以使得在存在于室溫和關(guān)閉溫度之間的溫度區(qū)域R中具有設(shè)定溫度，在該設(shè)定溫度的上下粘接力急劇地變化。再者，熱敏性粘結(jié)帶10的粘結(jié)劑的層，也可以由在低于設(shè)定溫度的溫度下粘接力降低或?qū)嵸|(zhì)地喪失的冷敏感型的熱敏性粘結(jié)劑形成。冷敏感型的熱敏性粘結(jié)劑，典型的是，具有圖5B所示的特性。冷敏感型的熱敏性粘結(jié)劑，進(jìn)行設(shè)計(jì)以使得具有低于室溫的設(shè)定溫度，在該設(shè)定溫度的上下粘接力急劇地變化。與熱敏感型的熱敏性粘結(jié)劑同樣，如果利用在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和熔點(diǎn)(Tm)丙烯酸樹脂的粘接力發(fā)生較大變化的性質(zhì)，則能夠設(shè)計(jì)冷敏感型的熱敏性粘結(jié)劑。另外，熱敏性粘結(jié)帶10，也可以具有通過加熱或冷卻而降低了的粘接力在室溫下恢復(fù)的性質(zhì)。但是，在放入外裝殼體I之前的階段，極板群4具有充分大的外徑的情況下，熱敏性粘結(jié)帶10并不必須具有上述性質(zhì)。其原因是即使熱敏性粘結(jié)帶10的粘接功能喪失，極板群4也繼續(xù)被外裝殼體I約束，不能夠自由地松弛。作為熱敏性粘結(jié)帶10的市售品，可列舉可從二 夕公司獲得的> r -(美國9 > r 'y >7公司的注冊商標(biāo))帶”。接著，如圖3的步驟5所示，向外裝殼體I注入電解液。電解液，例如，含有非水溶劑和溶解于其中的電解質(zhì)。作為非水溶劑，可以將碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、Y-丁內(nèi)酯、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二氯乙烷、1，3-二甲氧基丙烷、4-甲基-2-戊酮、1，4-二氧雜環(huán)己烷(I, 4-dioxane)、乙腈、丙腈、丁腈、戍腈、節(jié)腈(^1^011；[1:1'；[16)、環(huán)丁砜、3-甲基-環(huán)丁砜、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯等以單獨(dú)或兩種以上的混合溶劑的形式使用。作為電解質(zhì)，可以使用吸電子性強(qiáng)的鋰鹽。具體而言，可列舉LiPF6、LiBF4、LiC104、LiAsF6, LiCF3S03、LiN(SO2CF3)2^ LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3 等?？梢詫倪@些電解質(zhì)中選出的一種或兩種以上的組合作為電解質(zhì)使用。電解液中的電解質(zhì)的濃度，例如為0.5 1.7
摩爾/升。再者，向外裝殼體I注入電解液的工序，也可以在將極板群4放入外裝殼體I之后，調(diào)節(jié)周圍的溫度之前進(jìn)行。根據(jù)情況，也可以在將極板群4放入外裝殼體I之前預(yù)先在外裝殼體I中加入電解液。最后，如圖3的步驟6所示，使封口板2嵌合到外裝殼體I的開口部，封緊外裝殼體I的開口部。由此，得到鋰離子電池100。實(shí)施例(實(shí)施例1)以作為正極活性 物質(zhì)的LiNiaWoci l5AlaΜ02為100重量份、作為導(dǎo)電材料的乙炔黑為5重量份、作為粘結(jié)劑的聚偏二氟乙烯以固體成分計(jì)為5重量份的比例加入適量的N-甲基-2-吡咯烷酮中，將混合物充分混合調(diào)制出正極混合劑。在由厚度15μπι的帶狀的鋁箔制成的正極集電體上涂布正極混合劑。使涂布后的正極混合劑在90°C的氣氛溫度下干燥10分鐘，其后，軋制3次。通過點(diǎn)焊將鋁制的正極引線焊接在正極集電體上。為防止內(nèi)部短路，以夾持正極引線的形式使聚丙烯制的絕緣片包在正極引線上。這樣，得到了具有寬度56mm、長度660mm、厚度0.13mm的尺寸的正極板。以作為負(fù)極活性物質(zhì)的鱗片狀石墨為100重量份、作為粘結(jié)劑的苯乙烯-丁二烯橡膠的水溶性分散體以固體成分計(jì)為I重量份、作為增粘劑的羧甲基纖維素為I重量份的比例加入適量的水中，將混合物充分混合調(diào)制出負(fù)極混合劑。在由厚度ΙΟμπι的帶狀的銅箔制成的負(fù)極集電體上涂布負(fù)極混合劑。使涂布后的負(fù)極混合劑在110°C的氣氛溫度下干燥30分鐘，其后，軋制I次。通過點(diǎn)焊將鎳制的負(fù)極引線焊接在負(fù)極集電體上。為防止內(nèi)部短路，以夾持負(fù)極引線的形式使聚丙烯制的絕緣片包在負(fù)極引線上。這樣，得到了具有寬度58mm、長度750mm、厚度0.15mm的尺寸的負(fù)極板。接著，將正極板、負(fù)極板和一對隔板重疊卷起，使得形成被卷繞成渦旋狀的極板群。作為隔板，使用了厚度16μπι的聚乙烯制的微多孔膜。將極板群的卷繞終止部用熱敏性粘結(jié)帶(二夕公司制的4、巧'J ^ 一帶，熱敏感型，開關(guān)溫度:50°C)固定。該熱敏性粘結(jié)帶的粘接力，通過加熱而喪失，通過冷卻而恢復(fù)。測定極板群的干燥重量(包含引線的重量)后，將極板群放入外裝殼體中，將它們在恒溫槽中以60°C加熱I小時(shí)。這樣，得到了實(shí)施例1的電池樣品A。再者，因?yàn)楸仨殞O板群從外裝殼體中取出測定電解液的含浸量，所以沒有實(shí)施對密封板的正極引線的焊接和對外裝殼體的負(fù)極引線的焊接。接著，將電池樣品A緩慢冷卻直到室溫，在電池樣品A的外裝殼體中注入3毫升的電解液。再者，作為電解液，使用以1.2摩爾/升的濃度含有LiPFf^A非水電解液。作為非水電解液的溶劑，使用以2:8的體積比含有碳酸亞乙酯和碳酸二甲酯的混合溶劑。電解液的注入后，將電池樣品A在大氣壓下靜置。在5分鐘的靜置后，將極板群從外裝殼體中取出并快速地測定極板群的重量。其后，再次將極板群放入外裝殼體，在外裝殼體中追加注入I毫升的電解液。其后，將電池樣品A在大氣壓下靜置25分鐘。在25分鐘的靜置后，測定極板群的重量。再次將極板群放入外裝殼體中，在30分鐘的靜置后，測定極板群的重量。如上所述，測定了從電解液的注入起經(jīng)過5分鐘后、經(jīng)過30分鐘后、經(jīng)過60分鐘后的極板群的重量。通過將測定了的重量與干燥重量進(jìn)行比較，計(jì)算出電解液的吸收量。將結(jié)果示于表I。另外，測定是對于兩個電池樣品A進(jìn)行的。(比較例I)替代熱敏性粘結(jié)帶(47—帶)，使用了一般的粘結(jié)帶，除此以外與實(shí)施例1同樣地得到了比較例I涉及的電池樣品B。一般的粘結(jié)帶，具有由聚亞苯基硫醚制成的基材和由丙烯酸丁酯制成的粘結(jié)劑層。并且，對于電池樣品B，與實(shí)施例1同樣地測定極板群的重量，計(jì)算出電解液的吸收量。(比較例2)作為比較例2的電池樣品C，準(zhǔn)備了與比較例I的電池樣品B相同的電池樣品。比較例2，將電解液注入外裝殼體后，進(jìn)行了減壓處理，在這點(diǎn)上與比較例I不同。具體而言，在外裝殼體中注入3毫升的電解液后，將電池樣品C放入干燥器(desicator)中在260mmHg的減壓下靜置I分鐘，其后，從干 燥器中取出在大氣壓下靜置。在4分鐘的靜置后，將極板群從外裝殼體中取出并快速地測定極板群的重量。其后，與實(shí)施例1同樣地測定極板群的重量，計(jì)算出電解液的吸收量。表I
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池的制造方法，其包括: 準(zhǔn)備正極板、隔板和負(fù)極板的工序； 將所述正極板、所述隔板和所述負(fù)極板組裝，使得形成被卷繞成渦旋狀的極板群的工序; 使用具有粘接力通過加熱或冷卻而降低的特性的熱敏性粘結(jié)劑，固定所述極板群的卷繞終止部的工序； 將所述極板群放入外裝殼體后，調(diào)節(jié)所述極板群周圍的溫度，使得所述極板群通過所述熱敏性粘結(jié)劑的粘接力降低而松弛的工序；和向所述外裝殼體中注入電解液的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的制造方法，所述熱敏性粘結(jié)劑是在高于設(shè)定溫度的溫度下粘接力降低或?qū)嵸|(zhì)地喪失的熱敏感型的熱敏性粘結(jié)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池的制造方法， 所述隔板含有聚烯烴制的微多孔膜， 所述設(shè)定溫度低于所述微多孔膜的關(guān)閉溫度， 在所述溫度調(diào)節(jié)工序中，將所述極板群周圍的溫度保持在高于所述設(shè)定溫度、且低于所述關(guān)閉溫度的溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池的制造方法，所述設(shè)定溫度存在于40°C 120°C的溫度區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池的制造方法，所述設(shè)定溫度存在于50°C以上且低于80°C的溫度區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池的制造方法， 所述熱敏性粘結(jié)劑由含有丙烯酸樹脂作為主成分的樹脂組合物構(gòu)成， 在高于包含所述丙烯酸樹脂的熔點(diǎn)的特定的溫度區(qū)域的溫度下所述熱敏性粘結(jié)劑的粘接力實(shí)質(zhì)地喪失，在低于所述特定的溫度區(qū)域的溫度下發(fā)揮出所述熱敏性粘結(jié)劑的粘接力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的制造方法，所述熱敏性粘結(jié)劑是在低于設(shè)定溫度的溫度下粘接力降低或?qū)嵸|(zhì)地喪失的冷敏感型的熱敏性粘結(jié)劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的制造方法，在所述固定工序中，使用具有基材、和在所述基材之上形成的所述熱敏性粘結(jié)劑的層的熱敏性粘結(jié)帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的制造方法，在將所述極板群放入所述外裝殼體之前的階段，所述極板群具有所述外裝殼體的內(nèi)徑的90%以上的外徑。
全文摘要
本發(fā)明的鋰離子電池的制造方法，準(zhǔn)備正極板(5)、隔板(7)和負(fù)極板(6)。將正極板(5)、隔板(7)和負(fù)極板(6)組裝，使得形成被卷繞成渦旋狀的極板群(4)。使用具有粘接力通過加熱或冷卻而降低的特性的熱敏性粘結(jié)劑(優(yōu)選為熱敏性粘結(jié)帶(10))，固定極板群(4)的卷繞終止部(9)。將極板群(4)放入外裝殼體(1)后，調(diào)節(jié)極板群(4)周圍的溫度，使得極板群(4)通過熱敏性粘結(jié)劑的粘接力降低而松弛。向外裝殼體(1)注入電解液。
文檔編號H01M2/16GK103201894SQ201180054200
公開日2013年7月10日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者峰谷邦彥, 平岡樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社