專利名稱：鋰離子電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在對(duì)向配置的正極和負(fù)極之間夾有保持電解質(zhì)隔板制成的鋰離子二次電池；更詳細(xì)地講，涉及在確保離子傳導(dǎo)性的條件下將正極、負(fù)極和隔板粘接起來的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)于便攜式電子儀器小型化和輕量化的需求極大。其實(shí)現(xiàn)主要依賴于電池性能的提高。對(duì)此進(jìn)行了各種各樣電池的開發(fā)和改進(jìn)。電池所要求的特性有高電壓、高能量密度、安全性和形狀的任意性等。鋰離子電池是迄今為止的電池中，為實(shí)現(xiàn)高電壓和高能量密度最值得期待的二次電池，即使現(xiàn)在也在廣泛對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。
這種鋰離子電池的主要構(gòu)成要素有正極板、負(fù)極板和夾在其間的離子傳導(dǎo)層?，F(xiàn)在可以實(shí)用的鋰離子電池中，正極使用在集電體上涂布鋰鈷氧化物活性物質(zhì)后制成板狀的物體，負(fù)極使用同樣將炭素材料粉末活性物質(zhì)涂布在集電體上后制成板狀的物體。而離子傳導(dǎo)層使用夾置在其間的聚丙烯等多孔性膜，其中充滿非水電解液的物體。
現(xiàn)在的鋰離子電池，使用金屬等制成的筐體，經(jīng)加壓使正極—離子傳導(dǎo)層—負(fù)極之間保持電連接的方法。但是，這種筐體使鋰離子電池的重量加大，難于實(shí)現(xiàn)小型化和輕量化，而且由于筐體的剛性也難使形狀任意化。
為了實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的小型化、輕量化和形狀任意化，必須將正極和離子傳導(dǎo)層，以及將負(fù)極和離子傳導(dǎo)層粘合后，在沒有外部加壓的條件下就能維持其形狀。
US5437692中公開了與此有關(guān)的方法，其中披露了使用液體粘接混合物粘接電極和隔板的結(jié)構(gòu)，或者用電子傳導(dǎo)性聚合物粘合活性物質(zhì)后制成電極，并使用高分子電解質(zhì)將電極粘合的結(jié)構(gòu)。
但是，使用上述高分子電解質(zhì)粘接電極間的方法有以下一些問題。為了保證安全性，為防止電極之間短路必須使電解質(zhì)層加厚，不能將電池做得足夠薄，而且使用固體電解質(zhì)的情況下電解質(zhì)層和電極活性物質(zhì)之間的粘合困難，難于使充放電效率等電池特性提高，因制造復(fù)雜而使成本加大。
此外，使用液體粘接混合物粘接電極和隔板的方法也存在一些問題。將隔板置于電極之間雖然容易確保安全性，但是為了獲得足夠的粘合力加大粘接混合物的用量時(shí)，不能保證粘接面上離子的傳導(dǎo)性，電池性能劣化，難于同時(shí)保證粘合力和電池特性。
由于本發(fā)明是為解決上述問題而完成的，所以本發(fā)明提供的鋰離子電池制造方法，能夠容易確保安全性和作為電池的強(qiáng)度，獲得具有良好充放電特性等性能的電池，使用粘合性樹脂將正極和負(fù)極與隔板緊密粘合在一起，從而既能保證正極和負(fù)極與隔板之間的離子傳導(dǎo)性，而且又能在正極和負(fù)極與隔板之間獲得充分的粘合強(qiáng)度。
發(fā)明的公開本發(fā)明的第一種鋰離子電池的制造方法，其中所說的電池具有將隔板與電極粘接的結(jié)構(gòu)，在所說的隔板上保有含鋰離子的電解液，其特征在于依次進(jìn)行如下將處于樹脂和溶劑的混合物形式下的、在室溫以下所說的完全不溶解樹脂的粘接液加熱，并涂布所說的隔板或電極的粘合面的工序，使所說的隔板和電極的各自粘合面相對(duì)重疊的工序，和將所說的粘接液干燥的工序。
因此，加熱室溫以下完全不溶解樹脂的粘接液，使樹脂在溶劑中的溶解量增加。涂布之后粘接液的溶解度因溫度降低而下降和膠凝，因而能夠防止將隔板與電極重疊粘接在一起時(shí)粘接液的流出和浸透，所以粘接效果良好。
本發(fā)明的第二種鋰離子電池的制造方法，是指上述第一種方法中樹脂是1，1-二氟乙烯、乙烯醇、甲基丙烯酸或丙烯酸的均聚物或共聚物，瓊脂或明膠。由于1，1-二氟乙烯、乙烯醇、甲基丙烯酸或丙烯酸的均聚物或共聚物，瓊脂或明膠在電解液中難溶且穩(wěn)定，所以優(yōu)選作為樹脂使用。
本發(fā)明的第三種鋰離子電池的制造方法，是指可以將溶劑作為電解液使用。這樣一來，通過將作為電解液使用的物質(zhì)用作粘接液的溶劑，所以在粘接液干燥工序中，即使溶劑未被完全干燥也不會(huì)產(chǎn)生問題，所以能夠大幅度降低干燥時(shí)間。
本發(fā)明的第四種鋰離子電池的制造方法，是指上述第三種方法中的樹脂，是1，1-二氟乙烯的均聚物或共聚物。1，1-二氟乙烯的均聚物或共聚物，在電解液中難溶且穩(wěn)定，所以優(yōu)選作為樹脂使用。
本發(fā)明的第五種鋰離子電池的制造方法，其中所說的溶劑是由溶解樹脂的溶劑和不溶解樹脂的溶劑組成的混合物。通過將溶解樹脂的溶劑和不溶解樹脂的溶劑加以混合，容易在大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)樹脂的溶解度。
本發(fā)明的第六種鋰離子電池的制造方法，是指第五種方法中的樹脂是1，1-二氟乙烯、乙烯醇、甲基丙烯酸或丙烯酸的均聚物或共聚物，瓊脂或明膠。由于1，1-二氟乙烯、乙烯醇、甲基丙烯酸或丙烯酸的均聚物或共聚物，瓊脂或明膠在電解液中難溶且穩(wěn)定，所以優(yōu)選作為樹脂使用。
本發(fā)明的第七種鋰離子電池的制造方法，是指第五種方法中所說的不溶解樹脂的溶劑是醇或水。醇的安全性高而且沸點(diǎn)低，所以在干燥工序中有利，而水不僅安全性高而且價(jià)格低廉，所以優(yōu)選。
本發(fā)明的第八種鋰離子電池的制造方法，是指第七種方法中的樹脂是1，1-二氟乙烯的均聚物或共聚物。1，1-二氟乙烯的均聚物或共聚物在電解液中難溶且穩(wěn)定，所以應(yīng)當(dāng)優(yōu)選作為樹脂使用。
附圖的簡要說明附圖1、2和3，是表示利用本發(fā)明第一種實(shí)施方式制造的鋰離子電池主要部分?jǐn)嗝娴氖疽鈭D。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下，按照


本發(fā)明的實(shí)施方式。
附圖1、2和3，是表示利用本發(fā)明第一種實(shí)施方式制造的鋰離子電池主要部分?jǐn)嗝娴氖疽鈭D。
附圖1至附圖3中，1是正極，2是負(fù)極，3是隔板，4是粘接層。
本發(fā)明是這樣一種鋰離子電池的制造方法，這種電池具有由隔板3和電極1和2被粘接的結(jié)構(gòu)，而且在隔板3上保持有含有鋰離子的電解液。將樹脂和溶劑處于混合物形式下，其中的樹脂在室溫以下完全不溶的粘接液邊加熱，邊攪拌。樹脂在溶劑中的溶解度因加熱而增大，而且因溶解量比室溫下大而使粘度提高。將這種狀態(tài)的粘接液均勻涂布在隔板或電極上。涂布液因涂布操作而被冷卻到室溫的程度，樹脂的溶解性再次降低，所以已經(jīng)溶解的樹脂開始析出。此時(shí)，涂布液因樹脂分子鏈之間互相纏結(jié)和氫鍵而膠凝。其后，隔板的粘合面和電極的粘合面相對(duì)粘合在一起。進(jìn)而利用干燥完成粘接。
其中使用的樹脂，可以是室溫下不溶于鋰離子電池電解液中的。雖然沒有特別的限制，但是可以使用1，1-二氟乙烯、乙烯醇、甲基丙烯酸或丙烯酸的均聚物或共聚物，瓊脂或明膠。由于1，1-二氟乙烯的均聚物或共聚物與電解液之間難于產(chǎn)生反應(yīng)而且穩(wěn)定，所以特別優(yōu)選使用。1，1-二氟乙烯的共聚物，例如有1，1-二氟乙烯與例如六氟丙烯、四氟乙烯等含氟單體之間的共聚物，但是并沒有特別限制。
溶劑可以是至少部分溶解上述樹脂的溶劑，例如可以單獨(dú)或者混合使用環(huán)己酮、N-甲基吡咯烷酮(以下簡記作NMP)、四氫呋喃、二甲基甲酰胺(以下簡記作DMF)、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、水和醇等。
其中，作為溶劑如果使用電解液，則有以下優(yōu)點(diǎn)。也就是說，使用一般溶劑的情況下，粘接時(shí)的干燥操作必須進(jìn)行到不殘留溶劑的程度，但是使用電解液作為溶劑時(shí)干燥后無論是否殘留溶劑都沒有問題，所以能夠大幅度減少干燥所需的時(shí)間。對(duì)于制造使用大面積電極和隔板的電池來說特別有效。其中的電解液可以單獨(dú)或混合使用二甲氧基乙烷、二乙醚等醚類溶劑、碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯等酯類溶劑。在此工序中可以混入或不混入電解質(zhì)，可以使用LiPF6、LiClO4、LiBF4等。
樹脂和溶劑的組成應(yīng)當(dāng)如此調(diào)節(jié)，在室溫以下樹脂是完全不溶解的，而加熱下樹脂的溶解性增加。但是，加熱時(shí)樹脂不必完全溶解，只要處于加熱時(shí)溶解性提高，室溫下不溶的部分一部分溶解的狀態(tài)即可。
加熱時(shí)的溫度，應(yīng)當(dāng)處于高于室溫10℃以上至100℃以下范圍內(nèi)。除非與室溫之間的溫度差達(dá)到10℃以上，否則溫度變化產(chǎn)生的溶解度差過小，不能充分獲得本發(fā)明的效果。而且，在加熱至100℃以上的情況下，操作性因溶劑的揮發(fā)而惡化，因而也不好。
作為溶劑，通過使用溶解樹脂的溶劑和不溶解樹脂的溶劑組成的混合物，能夠在大范圍內(nèi)易于實(shí)現(xiàn)樹脂的溶解度調(diào)節(jié)。就這種情況下，就樹脂溶解性溶劑和樹脂不溶解性溶劑而言，同時(shí)使用的溶劑有必要能夠相互溶解。其他方面沒有特別限制，應(yīng)當(dāng)使用沸點(diǎn)處于50℃以上至250℃以下的溶劑，優(yōu)選使用沸點(diǎn)處于60℃至210℃以下的溶劑。如果沸點(diǎn)過低，則涂布后操作困難；若沸點(diǎn)過高，因干燥時(shí)間延長而不實(shí)用。
作為不溶解樹脂的溶劑，可以舉出己烷、戊烷、環(huán)己烷等烴類，水，以及甲醇、乙醇等醇類。尤其是乙醇，因有高安全性和低沸點(diǎn)，所以使用乙醇對(duì)干燥工序有利。此外，水因安全性高和價(jià)廉而優(yōu)選。
涂布操作可以采用噴涂、棒涂、輥涂、絲網(wǎng)印刷等方法，但是只要是能夠進(jìn)行均勻涂布的方法都可以采用。
涂布后因液溫下降而析出不溶解的樹脂。因而使液體的流動(dòng)性比涂布過程中降低。隔板和電極在這種狀態(tài)下粘合在一起時(shí)，溶液既不流出也不浸透，粘接液不會(huì)從界面流出，粘接狀態(tài)良好。
電極例如可以使用在集電體上涂布有活性物質(zhì)的物體。
正極活性物質(zhì)，可以使用例如其中攙雜各種添加元素鈷、錳、鎳等過渡金屬的氧化物、硫化物或其絡(luò)合物。而負(fù)極活性物質(zhì)優(yōu)選使用炭素材料，但是在本發(fā)明中只要是炭素材料，無論其化學(xué)特性如何都可以使用。這些活性物質(zhì)可以使用粒狀的。粒徑處于0.3～20μm的可以使用。特別優(yōu)選的粒徑范圍是1～5μm。粒徑過小的情況下，粘接時(shí)因粘接劑覆蓋的活性物質(zhì)覆蓋表面積過大，充放電時(shí)不能高效地進(jìn)行鋰離子的摻雜和脫摻雜，電池特性降低。而粒徑過大時(shí)，難于薄膜化，不僅使填充密度降低，而且還使形成的電極板表面上凹凸不平的程度加大，與隔板之間的粘接不良，因而不好。
集電體在電池內(nèi)只要是穩(wěn)定的金屬就可以使用，正極優(yōu)選使用鋁，而負(fù)極優(yōu)選使用銅。集電體的形狀，呈箔狀、網(wǎng)狀、金屬網(wǎng)等雖然都可以使用，但是網(wǎng)狀、金屬網(wǎng)等表面積大，粘接強(qiáng)度高，而且粘接后容易含浸電解液，所以優(yōu)選。
隔板只要是絕緣性的多孔膜、網(wǎng)、無紡布等而且又有足夠的強(qiáng)度，都可以使用。使用氟樹脂物質(zhì)的情況下，往往需要通過等離子等處理來保證粘接強(qiáng)度。雖然沒有特別限制，但是從粘接性和安全性等觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用聚丙烯和聚乙烯等熱塑性樹脂制成的多孔膜。
電池結(jié)構(gòu)，可以是將隔板設(shè)置在相對(duì)的正極和負(fù)極之間的結(jié)構(gòu)，但是也可以采用使平板組件互相重疊的結(jié)構(gòu)、纏卷結(jié)構(gòu)、折疊結(jié)構(gòu)或者這些結(jié)構(gòu)的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
以下就本發(fā)明鋰離子電池的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，當(dāng)然本發(fā)明并不限制在這些實(shí)施例上。實(shí)施例1(正極的制作)制備含有87重量％LiCoO2、8重量％石墨粉(龍澤(ロンザ)(株)制造，商品名KS-6)、5重量％聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)粘合劑樹脂的正極活性物質(zhì)糊，用刀涂法將其涂布在厚度20μm的鋁箔上厚度約達(dá)100μm，形成正極。
(負(fù)極的制作)
制備含有95重量％中間相微珠炭(メソフエ-ズマイクロビ-ズカ-ボン)(Mesophase Microbeads Carbon，大阪氣體(株)制造)、5重量％聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)粘合劑樹脂的負(fù)極活性物質(zhì)糊，用刀涂法將其涂布在厚度12μm的銅箔上厚度約達(dá)100μm，形成負(fù)極。
(電池的制作)將作為樹脂使用的20重量％聚偏氟乙烯(日本索爾貝(ソルベイ)(株)制造，商品名Solef21508)和作為溶劑使用的80重量％環(huán)己酮混合。室溫下樹脂完全不溶。將此粘接液加熱到80℃后，聚偏氟乙烯完全溶解。將其均勻涂布在處于室溫下隔板(赫斯特塞拉尼茲(ヘキストセラニ-ズ)(株)制造，商品名塞爾加多(セルガ-ド)#2400)的一面上。粘接液因涂布而溫度下降和膠凝，并喪失流動(dòng)性。在此狀態(tài)下于室溫將正極粘合在涂布面上。然后在隔板的另一面上涂布同樣加熱的粘接液，并將負(fù)極粘合在其上。接著進(jìn)行真空干燥完成粘接。充分干燥后，向其中注入按如下制成的電解液將六氟磷酸鋰(東京化成株式會(huì)社制造)溶解在由碳酸乙烯酯(關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社制造)和1，2-二甲氧基乙烷(和光純藥株式會(huì)社制造)組成(摩爾比1∶1)的混合溶劑中制成濃度達(dá)1.0摩爾/升，用鋁層疊膜密封制成電池。
所制成電池的電池特性，其重量能量—密度可以達(dá)到120Wh/千克。在電流值C/2下即使充放電200次后，充電容量仍能保持初期的75％這一高數(shù)值。實(shí)施例2將作為樹脂的10重量％聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)、作為溶劑使用的電池電解液成份45重量％碳酸乙烯酯(關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社制造)和45重量％碳酸二乙酯(和光純藥株式會(huì)社制造)混合。室溫下變成白色渾濁的混合物。將此粘接液加熱到80℃后，雖然可以發(fā)現(xiàn)因聚偏氟乙烯溶解而使粘度上升，但是仍然處于殘留不溶成份的狀態(tài)下。
將此加熱到80℃的粘接液涂布在與實(shí)施例1同樣的隔板上，并與和實(shí)施例1同樣制作的正極和負(fù)極粘合在一起，按照與上述實(shí)施例1同樣方式制成電池后，制成電池的電池特性，重量能量—密度可達(dá)114Wh/千克。即使在電流值C/2下進(jìn)行250次充放電后，充電容量仍能保持初期的67％這一高數(shù)值。實(shí)施例3將作為樹脂的7重量％聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)、作為溶劑的50重量％NMP和43重量％四氫呋喃混合。室溫下變成白色渾濁混合物。將此粘接液加熱到70℃后，聚偏氟乙烯完全溶解而變成透明溶液。
將此加熱到70℃的粘接液涂布在與實(shí)施例1同樣制造的隔板上，并與和實(shí)施例1同樣制作的正極和負(fù)極粘合在一起，按照與上述實(shí)施例1同樣方式制成電池后，制成電池的電池特性，重量能量—密度可達(dá)105Wh/千克。即使在電流值C/2下進(jìn)行100次充放電后，充電容量仍能保持初期的70％這一高數(shù)值。實(shí)施例4將作為樹脂的15重量％聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)、作為溶劑的50重量％DMF和35重量％環(huán)己酮混合。室溫下是白色渾濁混合物。將此粘接液加熱到80℃后，雖然可以發(fā)現(xiàn)因聚偏氟乙烯溶解而使粘度上升，但是仍然處于殘留不溶份的狀態(tài)下。
將此加熱到80℃的粘接液涂布在與實(shí)施例1同樣制造的隔板上，并與和實(shí)施例1同樣制作的正極和負(fù)極粘合在一起，按照與上述實(shí)施例1同樣方式制成電池后，制成電池的電池特性，重量能量—密度可達(dá)100Wh/千克。即使在電流值C/2下進(jìn)行200次充放電后，充電容量仍能保持初期的65％這一高數(shù)值。實(shí)施例5
將作為樹脂的15重量％聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)、作為溶解樹脂的溶劑50重量％NMP和作為不溶解樹脂的溶劑35重量％乙醇混合。室溫下處于幾乎不溶的白色渾濁狀態(tài)下。將此粘接液加熱到70℃后，雖然可以發(fā)現(xiàn)因聚偏氟乙烯溶解而使粘度上升，但是仍然處于殘留不溶成份的狀態(tài)下。
將此加熱到70℃的粘接液涂布在與實(shí)施例1同樣制造的隔板上，并與和實(shí)施例1同樣制作的正極和負(fù)極粘合在一起，按照與上述實(shí)施例1同樣方式制成電池后，制成電池的電池特性，重量能量—密度可達(dá)100Wh/千克。即使在電流值C/2下進(jìn)行200次充放電后，充電容量仍能保持初期的60％這一高數(shù)值。實(shí)施例6將作為樹脂的15重量％聚偏氟乙烯(日本索爾貝(株)制造，商品名Solef21508)、作為溶解樹脂的溶劑70重量％NMP和作為不溶解樹脂的溶劑15重量％水混合。室溫下處于幾乎不溶的白色渾濁狀態(tài)下。將此粘接液加熱到70℃后，雖然可以發(fā)現(xiàn)因聚偏氟乙烯溶解而使粘度上升，但是仍然處于殘留不溶成份的狀態(tài)下。
將此加熱到70℃的粘接液涂布在與實(shí)施例1同樣制造的隔板上，并與和實(shí)施例1同樣制作的正極和負(fù)極粘合在一起，按照與上述實(shí)施例1同樣方式制成電池后，制成電池的電池特性，重量能量—密度可達(dá)120Wh/千克。即使在電流值C/2下進(jìn)行200次充放電后，充電容量仍能保持初期的63％這一高數(shù)值。實(shí)施例7在上述各實(shí)施例中，雖然就單層型鋰離子電池的制造方法進(jìn)行說明，這種單層型鋰離子電池具有一層中間設(shè)有隔板而且正極和負(fù)極對(duì)向設(shè)置的電極層疊體，但是具有多層上述電極層疊體的多層型鋰離子電池也能同樣加以制造。
如附圖1所示，以下就將正極1和負(fù)極2交互設(shè)置在被切開的多個(gè)隔板3之間形成的、具有平板層疊結(jié)構(gòu)的多層型鋰離子電池的制造方法進(jìn)行說明。
(正極的制作)制備含有87重量％LiCoO2、8重量％石墨粉(龍澤(ロンザ)(株)制造，商品名KS-6)、5重量％聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)的正極活性物質(zhì)糊，用刀涂法將其涂布成厚度達(dá)300μm的帶狀活性物質(zhì)膜。在其上放置作為正極集電體使用的厚度30μm的帶狀鋁網(wǎng)，進(jìn)而用刀涂法在其上部涂布正極活性物質(zhì)糊，將涂層厚度調(diào)整到300μm。在60℃干燥機(jī)中將其放置60分鐘，制成半干狀態(tài)，形成層疊體。通過壓延將此層疊體壓延到400μm，制成將正極活性物質(zhì)層層疊在正極集電體上的帶狀正極1。
(負(fù)極的制作)制備含有95重量％中間相微珠炭(Mesophase Microbeads Carbon，大阪氣體(株)制造)和5重量％聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)的負(fù)極活性物質(zhì)糊，用刀涂法將其涂布成厚度300μm的帶狀活性物質(zhì)膜。在其上部放置作為負(fù)極集電體使用的厚度20μm的帶狀銅網(wǎng)，進(jìn)而用刀涂法在其上部涂布負(fù)極活性物質(zhì)糊，調(diào)整涂布厚度為300μm。在60℃干燥機(jī)中將其放置60分鐘，制成半干狀態(tài)下的層疊體。壓延將此層疊體到400μm，制成負(fù)極集電體上層疊負(fù)極活性物質(zhì)層的帶狀負(fù)極2。
(電池的制作)將與實(shí)施例1相同的粘接液4加熱到80℃后，涂布在兩條由被盤卷成卷筒狀的多孔性聚丙烯薄片(赫斯特塞拉尼茲(株)制造，商品名塞爾加多#2400)制成的2片帶狀隔板3各自一面上，將帶狀負(fù)極2(或正極1)夾在隔板的涂布面之間，將其緊密粘接在一起后，真空干燥。
將其間粘接了負(fù)極2(或正極)的隔板剪切成預(yù)定尺寸，在剪切后的這種隔板的另一面上涂布與實(shí)施例1同樣的加熱到80℃下的粘接液4，粘接剪切成同樣尺寸的正極1(或負(fù)極)，進(jìn)而在被剪切成預(yù)定尺寸的另一隔板的另一面上同樣涂布粘接液，將此另一隔板的涂布面與粘接了正極1(或負(fù)極)的一面粘接起來。反復(fù)進(jìn)行此工序，形成具有數(shù)層電極層疊體的電池體，為了保持形狀不變一邊對(duì)此電池體加壓一邊真空干燥，制成附圖1所示，具有在被切開的數(shù)片隔板3之間通過交互設(shè)置正極1和負(fù)極2而形成的平板狀層疊結(jié)構(gòu)的電池結(jié)構(gòu)體。
將此平板狀層疊結(jié)構(gòu)電池體中正極集電體和負(fù)極集電體各自的端部，分別連接在集電接點(diǎn)上，分別將正極之間和負(fù)極之間焊接，使上述平板狀層疊結(jié)構(gòu)電池體電路并聯(lián)。
將此平板狀層疊結(jié)構(gòu)電池體浸漬在電解液(將六氟磷酸鋰溶解在碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的1∶1摩爾比混合溶劑中，制成1.0摩爾/升濃度)中后，熱封入鋁層疊膜制成的袋中，制成具有平板狀層疊結(jié)構(gòu)電池體的鋰離子二次電池。實(shí)施例8如附圖2所示，以下就使用與實(shí)施例7同樣的電極，將正極1和負(fù)極2交互設(shè)置在被卷起來的隔板3之間形成的、具有平板層疊結(jié)構(gòu)的多層型鋰離子電池的制造方法進(jìn)行說明。
(電池的制作)將與實(shí)施例1相同的粘接液4加熱到80℃后，涂布在兩條由被盤卷成卷筒狀的多孔性聚丙烯薄片(赫斯特塞拉尼茲(株)制造，商品名塞爾加多#2400)制成的2片帶狀隔板3各自一面上，將帶狀正極1(或負(fù)極)夾在此涂布面之間，將其緊密粘接在一起后，真空干燥。
將其間粘接了正極1(或負(fù)極)的帶狀隔板的另一面上，涂布與實(shí)施例1同樣加熱到80℃下的粘接液4，將此隔板的一端按一定尺寸折疊，將負(fù)極2(或正極)夾在折縫之間疊合后用層疊器輥壓。接著，在帶狀隔板的另一面上同樣涂布粘接液4，在事先在疊縫中夾有負(fù)極2(或正極)的對(duì)面位置處粘合另一負(fù)極2(或正極)，將隔板卷成長筒狀，再反復(fù)進(jìn)行一邊粘合另外的負(fù)極2(或正極)一邊纏卷的工序，形成具有數(shù)層電極層疊體的電池體，一邊擠壓此電池體一邊真空干燥，制成具有附圖2所示的，在被卷起的隔板之間交互設(shè)置正極和負(fù)極而形成的平板狀層疊結(jié)構(gòu)的電池結(jié)構(gòu)體。實(shí)施例9在本實(shí)施例中，使用與實(shí)施例7相同的電極和與實(shí)施例1相同的粘接液，制成具有附圖3所示平板狀卷筒型層疊結(jié)構(gòu)的電池。與實(shí)施例8不同的是，同時(shí)將正極、負(fù)極和隔板卷在一起。
(電池的制作)將兩條由被盤卷成卷筒狀的多孔性聚丙烯薄片(赫斯特塞拉尼茲(株)制造，商品名塞爾加多#2400)制成的2片帶狀隔板3拉出，將帶狀正極1(或負(fù)極2)設(shè)置在這兩片隔板之間，將帶狀負(fù)極2(或正極)設(shè)置在一個(gè)隔板3的外側(cè)使之突出一部分。
進(jìn)而將與實(shí)施例1相同的粘接液4加熱到80℃后，涂布在各隔板3的內(nèi)側(cè)面和設(shè)置有負(fù)極2(或正極)的外側(cè)面上，將負(fù)極2(或正極)、兩片隔板3和正極1(或負(fù)極)疊合后用層疊器輥壓。接著，在另一帶狀隔板3的外側(cè)面上同樣涂布粘接液4，將突出的負(fù)極2(或正極)折疊粘合在此涂布面上，將層疊后的隔板卷成長筒狀，使此折疊后的負(fù)極2(或正極)包裹在內(nèi)側(cè)，形成具有數(shù)層電極層疊體的電池體，一邊擠壓此電池體一邊真空干燥，制成具有附圖3所示的平板狀層疊結(jié)構(gòu)的電池結(jié)構(gòu)體。實(shí)施例10在上述實(shí)施例8和9中說明了將帶狀隔板3卷曲制成的電池，但是也可以是這樣一種電池結(jié)構(gòu)體，所說的結(jié)構(gòu)體具有一邊將在帶狀隔板3之間粘合有帶狀正極1(或負(fù)極)的物體折疊，一邊粘合負(fù)極2(或正極)，使正極1和負(fù)極2交互設(shè)置在折疊的隔板3之間而形成的平板狀卷筒型層疊結(jié)構(gòu)。
在上述實(shí)施例7～實(shí)施例10中，都是就使用實(shí)施例1說明的粘接液進(jìn)行說明的，但是并不限于此，例如也可以使用實(shí)施例2～6說明的粘接液。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性可以用于書本式電腦和手機(jī)等便攜式電子設(shè)備的二次電池，可以提高電池的性能，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)小型輕量化和形狀任意化。
權(quán)利要求
1.鋰離子電池的制造方法，其中所說的電池具有將隔板與電極粘接的結(jié)構(gòu)，在所說的隔板上保有含鋰離子的電解液，其特征在于依次進(jìn)行如下工序?qū)⑻幱跇渲腿軇┑幕旌衔镄问较碌摹⑹覝匾韵滤f的樹脂完全不溶的粘接液加熱，并涂布所說的隔板或電極的粘合面的工序，使所說的隔板和電極的各自粘合面相對(duì)重疊的工序，和將所說的粘接液干燥的工序。
2.權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于其中所說的樹脂是1，1-二氟乙烯、乙烯醇、甲基丙烯酸或丙烯酸的均聚物或共聚物，瓊脂或明膠。
3.權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于其中所說的溶劑可以作為電解液使用。
4.權(quán)利要求3所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于其中所說的樹脂是1，1-二氟乙烯的均聚物或共聚物。
5.權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于其中所說的溶劑是溶解樹脂的溶劑和不溶解樹脂的溶劑的混合物。
6.權(quán)利要求5所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于其中所說的樹脂是1，1-二氟乙烯、乙烯醇、甲基丙烯酸或丙烯酸的均聚物或共聚物，瓊脂或明膠。
7.權(quán)利要求5所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于其中所說的不溶解樹脂的溶劑是醇或水。
8.權(quán)利要求7所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于其中所說的樹脂是1，1-二氟乙烯的均聚物或共聚物。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供一種鋰離子電池的制造方法,其中使用粘接性樹脂將正極和負(fù)極與離子傳導(dǎo)層(隔板)粘接起來,在確保正極和負(fù)極與隔板之間離子傳導(dǎo)性的同時(shí),還能夠使電極和隔板之間獲得足夠的粘接強(qiáng)度。其特征在于依次進(jìn)行以下工序:將處于樹脂和溶劑的混合物形式下的、室溫以下所說的完全不溶解樹脂的粘接液(4)加熱,涂布所說的隔板(3)或電極(1、2)粘合面的工序,使所說的隔板和電極的各自粘合面相對(duì)重疊的工序,和將所說的粘接液干燥的工序,在涂布粘接液時(shí)能夠提高樹脂的溶解性并進(jìn)行均勻涂布,并能夠防止涂布后因粘接液流動(dòng)性降低而使粘接液流出和浸透的現(xiàn)象,所以粘接效果良好。
文檔編號(hào)H01M2/16GK1255250SQ98804958
公開日2000年5月31日 申請(qǐng)日期1998年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月5日
發(fā)明者吉田育弘, 村井道雄, 犬塚隆之, 相原茂, 竹村大吾, 鹽田久, 荒金淳, 漆畑廣明, 濱野浩司 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社