JP4187875B2 - Thin battery manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄型電池の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば非水溶媒型電池などの二次電池は、携帯型電話機、ビデオカメラなどの電源として、広く実用に供されている。また、電源用電池においては、前記機器類の小形化や高性能化に伴って、小形、軽量化、高電圧化、高容量化などが求められている。このような要求に対応して、たとえば厚さ 1mm程度のポリマー電池が知られている(特開平3-230474号公報,特開平3-225765号公報など)。
【0003】
図3は、電池の要部構成を断面的に示すもので、電池要素1は、相対するシート状正極1aおよびシート状負極1bと、これら両電極1a,1b間に気密に介挿・配置されたシート状の電解質系1cと、前記電極1a,1bにそれぞれ電気的に接する図示を省略した集電体シートと、前記正極1aおよび負極1bの集電体(図示省略)から離隔して正極端子1a′および負極端子1b′が外装フィルム体2から延出(導出)されている。
【0004】
そして、この種の薄型電池は、一般的に、次のようにして製造されている。すなわち、所定量の電解液を電池要素に充填・含浸させておき、この電池要素を一端が開口した外装フィルム体(外装被覆体・袋体)内に、位置決めして収容・装着(封装)する。その後、前記外装フィルム体開口部を熱融着(溶着)し、気密に封止した構成の薄型電池を製造している。
【0005】
図4は、前記電池要素1に電解液を充填・含浸(注入)する操作を模式的に示したもので、電解液3を収容した電解液槽4内に、電池要素1を浸漬することにより、電解液を充填・含浸させている。ここで、電池要素1に対する電解液の充填(注入)・含浸量は、電池要素1の浸漬時間により決まるので、浸漬時間の選択・制御によって、所定量の電解液充填(注入)・含浸を行っている。
【0006】
上記薄型電池の製造に当たり、電池要素を挟んで外装フィルムを二つ折りに折り曲げ、両側の対接する端縁部同士を溶融着・封止して、外装フィルム体化する方法もある。また、電池要素については、筒状に捲回形成した巻装体を押圧して平板状化させる場合もある。
【0007】
なお、前記シート状正極1aは、リチウムイオンを吸蔵・放出するリチウム含有金属酸化物(たとえばリチウムマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化物)や二酸化マンガンなどを主成分として形成されている。また、シート状負極1bは、リチウム金属やリチウムを吸蔵・放出する炭素質材およびリチウム合金系などで形成されており、さらに、ポリマー電解質系1cは、ポリプロピレン不織布などからなるセパレータ基材に、リチウム塩などのエチレンカーボネート溶液…非水電解液を含浸ないし担持した構成と成っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記薄型電池の製造方法の場合は、製品の品質、量産性などの点で不都合が認められる。すなわち、上記薄型電池の製造工程においては、電池要素1を電解液3中に一定の時間浸漬し、電池要素1に対する電解液の含浸・充填を行っている。
【0009】
しかし、電池要素1自体に構成・品質上のバラツキがあるため、一定時間、電解液3中に浸漬しても電解液の含浸・充填量にバラツキが認められ、薄型電池の品質および性能面で問題がある。また、前記電池要素1を一定時間、電解液3中に浸漬して電解液を含浸・充填する操作は、生産性ないし効率面で問題があるだけでなく、電解液槽4内に収容されている電解液3の汚損、変性などを招来する恐れもある。
【0010】
こうした問題の発生を解消するため、外装フィルム体2内に電池要素1を封装(内蔵・装着)した後に、電解液の注入・含浸を複数回繰り返す方式も試みられている。しかし、複数回に分けての電解液注入操作は、結果的に、電解液注入に要する時間の増大化となり、注入電解液成分の揮発や、電解液注入量の精度が損なわれ易い(分けた電解液の注入による注入量誤差の累積)などの問題を提起し、十分な解決策とはならない。
【0011】
本発明は、上記事情に対処してなされたもので、小形、軽量化などを図るだけでなく、信頼性の高い薄型電池の量産的な製造方法の提供を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、一端側が所要形状・寸法よりも大きく設定され開口された外装フィルム体内に電池要素を装着・内蔵し、前記電池要素の電極端子を前記外装フィルム体の他端側に導出して前記外装フィルム体の他端側を封止する工程と、前記外装フィルム体の開口部側の、前記内蔵・装着した電池要素に隣接する領域を一部残して溶着封止する工程と、前記外装フィルム体の先端側開口を電解液注入口として、電池要素側に定量ポンプを介して常圧状態において電解液を注入する工程と、電解液が注入された前記外装フィルム体が設置された空間を常圧状態から減圧状態とし、電解液を前記電池要素に含浸させる工程と、電解液を含浸した前記電池要素を装着・内蔵する前記外装フィルム体が設置された空間を減圧状態から常圧状態とし、前記電池要素に隣接する領域に残された非溶着封止部を溶着封止する工程とを有することを特徴とする薄型電池の製造方法である。
【0013】
請求項2の発明は、請求項1記載の薄型電池の製造方法において、外装フィルム体内に互いに区画分離して複数個の電池要素が内蔵・装着されており、溶着封止後に切断分離することを特徴とする。
【0014】
請求項3の発明は、請求項1もしくは請求項2記載の薄型電池の製造方法において、電池要素側に電解液を注入する外装フィルム体の先端側開口がロート状に加工されていることを特徴とする。
【0015】
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3いずれか一記載の薄型電池の製造方法において、外装フィルム体が金属層の両面に樹脂層を設けたラミネートフィルムであることを特徴とする。
【0016】
請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4いずれか一記載の薄型電池の製造方法において、外装フィルム体の被封止領域には熱融着性樹脂層が設けられていることを特徴とする。
【0017】
請求項1ないし請求項5の発明は、(a) 内蔵・装着する電池要素に対して、一端が開口する外装フィルム体の開口部側を長めに設定すること、(b) 内蔵・装着した電池要素に隣接する領域(部分)の一部を残して溶着封止すること、(c) 前記長めに設定した開口部側を電解液注入口として、定量ポンプで常圧状態において電解液を電池要素に充填すること、(d) 電解液の充填後に真空ないし減圧下で含浸してから、常圧状態において電池要素に隣接する領域(部分)に残されていた非溶着封止部を溶着封止すること、(e) 全体的な溶着封止後に、外層フィルム体を所定の形状・寸法の領域部で切断することを骨子とする。
【0018】
すなわち、薄型電池の製造工程において、最終段階で封止・切断する領域より、外装フィルム体内への電解液注入口となる開口部側を延設させた構成とし、この延設させた外装フィルム体領域を電解液注入口(漏斗)部として利用する一方、定量ポンプによって電解液を注入してから、減圧状態の下で含浸させることにより、高精度に、一定量の電解液を注入できるようにしたものである。
【0019】
請求項1ないし請求項5の発明において、電池要素は、電池用のセパレータを兼ねたシート状電解質を介挿したシート状正極およびシート状負極の積層形、あるいは前記セパレータを兼ねたシート状電解質を介挿したシート状正極およびシート状負極の捲回・巻装体を圧延した板状体が挙げられる。
【0020】
すなわち、金属酸化物などの活物質、非水電解液および電解質保持性ポリマを含む正極を集電体に積層して成るシート正極と、リチウムイオンを吸蔵、放出する活物質、非水電解液および電解質保持性ポリマを含む負極を集電体に積層して成るシート状負極と、セパレーターの機能をする電解質保持のポリマ−電解質系(たとえばヘキサフロロプロピレン−フッ化ビニリデン共重合体などのポリマーおよびリチウム塩などのエチレンカーボネート溶液…非水電解液…との系)とを素材として成るものである。
【0021】
ここで、シート状正極の活物質としては、たとえばリチウムマンガン複合酸化物、二酸化マンガン、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物、リチウムを含む非晶質五酸化バナジウム、カルコゲン化合物などが挙げられる。また、負極活物質としては、たとえばビスフェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルローズなどの焼成物、コークスやピッチの焼成物が挙げられ、これらは天然もしくは人口グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ニッケル粉末、ニッケル粉末などを含有した形態を採ってもよい。
【0022】
さらに、ポリマー電解質系は、たとえばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネートなどの非水溶媒に、過塩素酸リチウム、六フッ化リン酸リチウム、ホウ四フッ化リチウム、六フッ化ヒ素リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムなどを 0.2〜 2mol/ l程度に溶解させたものが挙げられる。
【0023】
また、シート状正極の集電体としては、たとえばアルミニウム箔、アルミニウムメッシュ、アルミニウム製エキスバンドメタル、アルミニウム製パンチメタルなどが挙げられ、シート状負極の集電体としては、銅箔、銅メッシュ、銅製エキスバンドメタル、銅製パンチメタルなどが挙げられる。
【0024】
請求項1ないし請求項5の発明において、電池要素を封装する外装フィルム体は、一端が開口し、かつ少なくとも封止・融着部が熱融着性の樹脂で形成された袋状体などである。つまり、シート状(板状)の電池要素の各電極端子を封止・導出し、かつ封装できる幅および長さを有する一端開口形であるとともに、その長さが開口部方向に通常の場合よりも長く設定されている。
【0025】
また、この外装フィルム体は、予め、袋状体に形成しておいてもよいが、外装フィルムを2つ折りにし、その間に電極端子を導出させながら電池要素を挟み込み、外装フィルム体の両側対接面同士を熱融着などし、組み立て過程で袋状体化してもよい。しかし、いずれの場合も、電池要素を内蔵・装着状態に配置した後、電池要素に隣接する外装フィルム体の開口側領域(部分)の一部を残して(電池要素側への電解液注入口となる)、外装フィルム体を一次的に溶着封止する必要がある。
【0026】
なお、外装フィルム体を形成するフイルムとしては、たとえばポリイミド樹脂フィルム、ポリプロピレン樹脂フィルム、耐湿性などを考慮して金属層の両面側に樹脂層を設けて成るラミネート型などが挙げられる。そして、これらのフィルムを素材としての外装フィルム体化、あるいは電解液注入後の外装フィルム体の融着・封止に当たっては、相互が対接して封止する面に熱溶融型の接着剤層を介在させるか、あるいは少なくとも相互が対接して封止する面を、予め熱溶融型の樹脂層としたフィルムの使用が望ましい。
【0027】
請求項1ないし請求項5の発明では、ポリマー電池の製造工程で、所定量の電解液を容易、かつ精度よく定量注入・減圧含浸できるので、高品質の電池を歩留まりよく製造できる。すなわち、外装フィルム体の一部を電解液の注入溜まり的に利用し、所定量の電解液を定量ポンプ供給する一方、電解液の含浸系が減圧 (真空)状態に維持される。したがって、電池要素など電解液の注入・充填後の含浸は、減圧含浸処理で短時間内に、かつ容易に行われるため、良好な生産性が維持されるとともに、電解液の一定量注入が可能となり、高品質の薄型電池が提供される。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、図1(a) ,(b) および図2(a) ,(b) を参照して実施例を説明する。
【0029】
実施例1
図1(a) ,(b) は、この実施例の実施態様を模式的に示す分解斜視図である。両端が開口した所要寸法よりも長めの外装フィルム体5を用意し、一端側に電池要素6の電極端子6a,6bを導出・封止して、外装フィルム体5内に電池要素6を装着・配置する。次いで、外装フィルム体5の他端開口側で、前記装着・配置した電池要素6に隣接する領域(部分)を、一部分を残して溶着させ、外装フィルム体5内に電池要素6を一次的に内蔵・装着させて、図1(a) に示すような構造体7を作製する。
【0030】
ここで、外装フィルム体5は、たとばアルミニウム箔の両面(両主面)に、ポリエチレンテレフタレート樹脂層、さらに、このポリエチレンテレフタレート樹脂層の一方の面に熱融着性の樹脂層(たとえばプリプロピレン樹脂層)が設けられたラミネートフィルム製である。そして、この外装フィルム体5は、前記熱融着性の樹脂層を対向させて、電池要素6を挟むように積層し、電解液注入口を成す一端部を開口5aして、開口5a側で電池要素6に隣接する領域の一部および他の端縁部5bを熱融着で封止し形成されている。
【0031】
なお、前記電池要素6は、相対するシート状正極およびシート状負極と、これら両電極間に気密に介挿・配置されたシート状の電解質系と、前記シート状の両電極にそれぞれ電気的に接する集電体シートと、前記シート状の正極および負極の集電体から離隔して,対応する電極端子6a,6bが外装フィルム体3から気密に封止・延出(導出)されている。
【0032】
その後、図1(b) に示すように、前記構造体7を対応するキャリア治具8に、外装フィルム体5の開口5a側を上方として装着し、所要の電解液を反復的ないし間欠的に吐出・注入する定量ポンプ9の吐出口9aに対向させて配置する。この状態で、構造体7内に内装された電池要素6に対して、定量ポンプ9による電解液の注入・充填が行われる。
【0033】
前記電解液の定量を注入・充填後、前記構造体7をキャリア治具8に装着したまま、図示を省略した真空排気系に切り替え可能に連接する真空チャンバー内に移し、真空チャンバー内を排気して減圧下で、前記注入・充填下電解液を電池要素6に含浸させる。
【0034】
すなわち、一端側に電池要素6を半溶着封止型に内蔵・装着する外装フィルム体5の開口5aに対し、定量ポンプ9の吐出口9aから、所定量の電解液を吐出注入する。その後、電池要素6に対する電解液の注入・充填後、常圧状態にある真空チャンバー内に、キャリア治具8に装着された構造体7を配置する。次いで、真空排気系を駆動させて、常圧状態にある真空チャンバー内およびキャリア治具8に装着された構造体7の減圧・排気を行う。そして、真空チャンバー内が一定の減圧(たとえば 2torr程度の真空度)達した状態に維持して、前記電池要素6に対する注入・充填した電解液の含浸を進める。
【0035】
上記のように、電解液の吐出注入後において、常圧から減圧状態への切り替えられるため、構造体7内、特に、電池要素に残存含有されている気泡などが除去される。一方、電解液の減圧含浸が終了し、真空チャンバー11内が常圧に切り替えられると、その分、圧力が加わることになるので、前記脱泡性と相俟って、電池要素に対して電解液は、緻密に含浸されることになる。
【0036】
このようにして、所定量の電解液を注入・含浸させた後、前記内蔵・装着した電池要素6に隣接した非溶着部、換言すると融外装フィルム体5の開口5a側で、電池要素6に対する電解液注入口として、一部を溶着させずに残しておいて部分をを熱溶着により封止する。その後、前記電池要素6に隣接した領域を熱溶着により気密に封止した外装フィルム体6の領域を残した状態で、切断・分離することにより、所定寸法・形状ないし規格の薄型電池が得られる。
【0037】
実施例2
図2(a) ,(b) は、この実施例の実施態様を模式的に示す分解斜視図である。
先ず、図2(a) に斜視的に示すような、薄型電池のシート状集合体12を作製した。すなわち、所要寸法よりも長めの外装フィルム5′を2枚用意し、一端側に導出する電極端子6a,6bに対応する領域を開口5bさせ、この2枚の外装フィルム5′の間に、複数個の電池要素6を整列的に配置し挟み、各電池要素6ごとに区画し対向する外装フィルム5′面同士を熱溶着させて、電池要素6を内蔵・装着したシート状集合体10を作製した。
【0038】
ここで、シート状集合体10における電池要素6ごとの区画は、電極端子6a,6bの導出部辺、その他電池要素6に隣接する両側辺5cを含む周縁部、および電極端子6a,6bの導出辺と反対側で電池要素6に隣接する辺(領域)5dが一部を残して外装フィルム5′面同士が熱溶着されている。また、一部が非熱溶着である辺5dに対向する先端側辺5eとで形成する部分では、一部に切開5fされて、電解液注入口となるようにしてある。
【0039】
さらに、外装フィルム体5′は、たとばアルミニウム箔の両面(両主面)に、ポリエチレンテレフタレート樹脂層、さらに、このポリエチレンテレフタレート樹脂層の一方の面に熱融着性の樹脂層(たとえばプリプロピレン樹脂層)が設けられたラミネートフィルム製である。
【0040】
次に、平坦面付きキャリア治具8′の平坦面に、上記電解液注入口5fを上向きとしてシート状集合体10を、平坦面付きキャリア治具8′の平坦面に載置・固定して、真空チャンバー11内にセットする。ここで、真空チャンバー11は、電解液を定量吐出できる定量ポンプ9および常圧切り替え可能な真空排気系12を有するものである。
【0041】
この実施例の場合は、真空チャンバー11内において、それぞれ区画されて内蔵・装着された電池要素6ごとに、電解液定量ポンプ9ないし電解液吐出口9aを外装フィルム′の切開(電解液注入口)5fに対応して配置されている。なお、この場合において、電解液定量ポンプ9ないし電解液吐出口9aを移動操作可能型とし、または平坦面付きキャリア治具8′をX,Y移動操作型として、1台の電解液定量ポンプ9ないし電解液吐出口9aとすることもできる。
【0042】
そして、実施例1の場合に準じて、所要の電解液の注入(充填)、減圧含浸の手順ないし操作、電池要素6に対する電解液注入口として一部を溶着させずに残しておいて部分の熱溶着・封止、前記電池要素6に隣接した領域を熱溶着により気密に封止した外装フィルム体5′の領域を残した状態で切断・分離することにより、所定寸法・形状ないし規格の薄型電池が得られる。
【0043】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものどなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、いろいろの変形を採ることができる。たとえば、外装フィルム体ないし外装フィルムの構成素材を他の素材に変えてもよいし、また、外装フィルム体ないし外装フィルムのは、電池要素の組み込み工程で、外装フィルムを折り重ね熱融着もしくは接着剤の接着作用などで形成してもよい。
【0044】
【発明の効果】
請求項1ないし請求項5の発明によれば、一定量の電解液を精度よく、注入・含浸できるので、高品質の薄型電池を歩留まりよく提供できる。すなわち、外装フィルム体を長尺に設定しておき、その一部を電解液の一次溜まりないし漏斗に利用した注入・充填、減圧・加圧の作用が加わって含浸・充填するため、容易、かつ確実に一定量の電解液が注入・充填される。しかも、この電解液の注入・充填の工程において、たとえば注入用漏斗の着脱などの操作が省略されるとともに、電解液の浪費ないし漏れなどもない。したがって、低コストで、歩留まりよく高品質な薄型電池の提供に大きく寄与する。
【0045】
特に、請求項2の発明では、同時に、多数個の電池要素に対する電解液の充填・含浸を行えるので、生産性の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施態様を模式的に示すもので、(a) は外装フィルム体内に電池要素を内蔵・装着した状態を示す斜視図、(b) は電解液の注入状態を示す斜視図。
【図2】第2の実施態様を模式的に示すもので、(a) は外装フィルム体内に複数個の電池要素を内蔵・装着したシート状集合体を示す斜視図、(b) は電解液の注入状態を示す斜視図。
【図3】ポリマー電池の要部構成を示す断面図。
【図4】従来の薄型電池用の電極要素に対する電解液の充填・含浸操作の状態を模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
5,5′……外装フィルム
5a……開口(電解液注入口)
5b……端子用開口
5c……両側辺
5d……一部が非溶着である辺
5e……先端辺
5f……切開(電解液注入口)
6……電池要素
6a,6b……電極端子
7……構造体(1個の電池要素内蔵型)
8,8′……キャリア治具
9……定量ポンプ
9a……吐出口
10……シート状集合体(電池要素内蔵型を複数個配置)
11……真空(減圧)チャンバー
12……真空排気系(真空ポンプ)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a thin battery.
[0002]
[Prior art]
For example, secondary batteries such as non-aqueous solvent batteries are widely used as power sources for mobile phones and video cameras. In addition, power supply batteries are required to be small in size, light in weight, high in voltage, high in capacity, etc., as the devices are downsized and high performance. In response to such demands, for example, polymer batteries having a thickness of about 1 mm are known (Japanese Patent Laid-Open Nos. 3-230474, 3-225765, etc.).
[0003]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the battery. The
[0004]
And this kind of thin battery is generally manufactured as follows. That is, a battery element is filled and impregnated with a predetermined amount of electrolytic solution, and the battery element is positioned, accommodated and mounted (sealed) in an exterior film body (exterior covering body / bag body) opened at one end. . Thereafter, a thin battery having a configuration in which the exterior film body opening is heat-sealed (welded) and hermetically sealed is manufactured.
[0005]
FIG. 4 schematically shows the operation of filling and impregnating (injecting) the electrolytic solution into the
[0006]
In the production of the thin battery, there is a method of folding the exterior film in half with the battery element interposed therebetween, and melt-sealing and sealing the edge portions that contact each other to form an exterior film body. Moreover, about a battery element, the winding body wound and formed in the cylinder shape may be pressed and flattened.
[0007]
Incidentally, the sheet-like
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the above thin battery manufacturing method, inconvenience is recognized in terms of product quality, mass productivity, and the like. That is, in the manufacturing process of the thin battery, the
[0009]
However, since the
[0010]
In order to eliminate the occurrence of such problems, a method has been attempted in which the
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a mass-produced manufacturing method of a thin battery with high reliability as well as a reduction in size and weight.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention , a battery element is mounted and built in an exterior film body having one end set larger than a required shape and size and opened, and an electrode terminal of the battery element is led out to the other end side of the exterior film body. a step of sealing the other end of the outer film material and a step of welding sealing while leaving a portion of the region where the opening portion side, adjacent the leading Symbol built-mounted to the battery element of the outer film body The step of injecting the electrolyte solution in the normal pressure state through the metering pump to the battery element side using the opening on the front end side of the exterior film body as the electrolyte solution injection port, and the exterior film body infused with the electrolyte solution are installed From the normal pressure state to the reduced pressure state, the step of impregnating the battery element with the electrolytic solution, and the space in which the exterior film body in which the battery element impregnated with the electrolytic solution is mounted and incorporated is installed from the reduced pressure state to the normal pressure state. Pressure state A method for producing a thin battery which is characterized in that a step of welding sealing the non-weld sealing portion left in a region adjacent to the battery element.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thin battery according to the first aspect, a plurality of battery elements are built in and attached to each other in the exterior film body, and are cut and separated after welding sealing. Features.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the thin battery manufacturing method according to the first or second aspect, the opening on the front end side of the exterior film body for injecting the electrolyte into the battery element side is processed into a funnel shape. And
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for producing a thin battery according to any one of the first to third aspects, the exterior film body is a laminate film in which resin layers are provided on both surfaces of a metal layer.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thin battery according to any one of the first to fourth aspects, a heat-fusible resin layer is provided in a sealed region of the exterior film body. And
[0017]
The inventions of
[0018]
That is, in the manufacturing process of a thin battery, an opening side serving as an electrolyte injection port into the exterior film body is extended from the region to be sealed and cut at the final stage, and this extended exterior film body While using the area as an electrolyte injection port (funnel) part, by injecting the electrolyte with a metering pump and then impregnating under reduced pressure, a certain amount of electrolyte can be injected with high accuracy It is what.
[0019]
In the invention according to any one of
[0020]
That is, a sheet positive electrode obtained by laminating an active material such as a metal oxide, a non-aqueous electrolyte and an electrolyte-retaining polymer on a current collector, an active material that occludes and releases lithium ions, a non-aqueous electrolyte, and A sheet-like negative electrode formed by laminating a negative electrode containing an electrolyte-retaining polymer on a current collector, and an electrolyte-retaining polymer-electrolyte system that functions as a separator (for example, a polymer such as hexafluoropropylene-vinylidene fluoride copolymer and lithium The system is made of an ethylene carbonate solution such as a salt, a non-aqueous electrolyte, and the like.
[0021]
Here, examples of the active material for the sheet-like positive electrode include lithium manganese composite oxide, manganese dioxide, lithium-containing cobalt oxide, lithium-containing nickel cobalt oxide, lithium-containing amorphous vanadium pentoxide, and chalcogen compound. It is done. Examples of the negative electrode active material include baked products such as bisphenol resin, polyacrylonitrile, and cellulose, and fired products of coke and pitch. These include natural or artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, nickel powder. Further, a form containing nickel powder or the like may be adopted.
[0022]
Further, the polymer electrolyte system can be used in nonaqueous solvents such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, lithium perchlorate, lithium hexafluorophosphate, lithium borotetrafluoride. In addition, lithium arsenic hexafluoride, lithium trifluoromethanesulfonate and the like are dissolved in about 0.2 to 2 mol / l.
[0023]
Examples of the sheet positive electrode current collector include aluminum foil, aluminum mesh, aluminum expanded metal, aluminum punch metal, etc., and the sheet negative electrode current collector includes copper foil, copper mesh, Examples include copper expanded metal and copper punch metal.
[0024]
In the invention of
[0025]
The exterior film body may be formed in a bag-like body in advance, but the exterior film is folded in half, and the battery element is sandwiched while the electrode terminal is led out between them, so that both sides of the exterior film body are in contact with each other. The surfaces may be heat-sealed to form a bag-like body during the assembly process. However, in any case, after the battery element is placed in the built-in / mounted state, a part of the opening side region (part) of the exterior film body adjacent to the battery element is left (the electrolyte injection port to the battery element side) Therefore, it is necessary to primarily weld and seal the exterior film body.
[0026]
Examples of the film forming the exterior film body include a polyimide resin film, a polypropylene resin film, and a laminate type in which resin layers are provided on both sides of the metal layer in consideration of moisture resistance. Then, when these films are used as a material for an exterior film body, or when an exterior film body is fused and sealed after injection of an electrolytic solution, a hot-melt adhesive layer is provided on the surface to be sealed against each other. It is desirable to use a film in which the surfaces to be interposed or at least the surfaces that are in contact with each other and sealed are heat-melt type resin layers in advance.
[0027]
According to the first to fifth aspects of the present invention, since a predetermined amount of electrolyte can be easily and accurately injected and impregnated under reduced pressure in the polymer battery manufacturing process, a high-quality battery can be manufactured with high yield. That is, a part of the exterior film body is used as an injection reservoir for electrolytic solution, and a predetermined amount of electrolytic solution is supplied by a metering pump, while the impregnation system of the electrolytic solution is maintained in a reduced pressure (vacuum) state. Therefore, impregnation after injection and filling of electrolyte such as battery elements is easily performed within a short time by vacuum impregnation treatment, so that good productivity is maintained and a certain amount of electrolyte can be injected. Thus, a high-quality thin battery is provided.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b) and FIGS. 2 (a) and 2 (b).
[0029]
Example 1
1 (a) and 1 (b) are exploded perspective views schematically showing an embodiment of this embodiment. Prepare an
[0030]
Here, the
[0031]
The
[0032]
Thereafter, as shown in FIG. 1 (b), the
[0033]
After injecting and filling the fixed amount of the electrolytic solution, the
[0034]
That is, a predetermined amount of electrolytic solution is discharged and injected from the discharge port 9a of the metering pump 9 into the
[0035]
As described above, since the normal pressure is switched to the reduced pressure state after the electrolyte solution is injected and injected, bubbles remaining in the
[0036]
In this way, after injecting and impregnating a predetermined amount of the electrolyte, the non-welded portion adjacent to the built-in / mounted
[0037]
Example 2
2 (a) and 2 (b) are exploded perspective views schematically showing an embodiment of this embodiment.
First, a sheet-
[0038]
Here, the section for each
[0039]
Furthermore, the
[0040]
Next, the sheet-
[0041]
In the case of this embodiment, the electrolyte metering pump 9 or the electrolyte discharge port 9a is opened in the exterior film '(electrolyte injection port) for each of the
[0042]
Then, in accordance with the case of Example 1, required electrolyte injection (filling), decompression impregnation procedure or operation, part of the electrolytic solution injection port for the
[0043]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the constituent material of the exterior film body or the exterior film may be changed to another material, and the exterior film body or the exterior film may be heat-sealed or bonded by folding the exterior film in the battery element assembling process. You may form by the adhesive effect | action etc. of an agent.
[0044]
【The invention's effect】
According to the first to fifth aspects of the invention, since a certain amount of electrolyte can be injected and impregnated with high accuracy, a high-quality thin battery can be provided with high yield. That is, since the exterior film body is set to be long and a part of the electrolyte is used as a primary reservoir or a funnel for pouring / filling, and the action of pressure reduction / pressurization is added and impregnated / filled, A certain amount of electrolyte is reliably injected and filled. In addition, in the step of injecting and filling the electrolytic solution, for example, operations such as attachment and detachment of the injection funnel are omitted, and there is no waste or leakage of the electrolytic solution. Therefore, it greatly contributes to the provision of a high-quality thin battery with low cost and high yield.
[0045]
In particular, in the invention of
[Brief description of the drawings]
1A and 1B schematically show a first embodiment, in which FIG. 1A is a perspective view showing a state in which a battery element is built in and attached to an exterior film body, and FIG. 1B is a perspective view showing an electrolyte injection state; Figure.
FIG. 2 schematically shows a second embodiment, in which (a) is a perspective view showing a sheet-like assembly in which a plurality of battery elements are incorporated and mounted in an exterior film body, and (b) is an electrolytic solution. The perspective view which shows the injection | pouring state.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main configuration of a polymer battery.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a state of a filling / impregnation operation of an electrolytic solution for an electrode element for a conventional thin battery.
[Explanation of symbols]
5,5 '…… Exterior film
5a …… Opening (electrolyte inlet)
5b …… Terminal opening
5c …… Both sides
5d …… Side part that is not welded
5e …… Tip edge
5f …… Incision (electrolyte inlet)
6 …… Battery element
6a, 6b ...
8, 8 '... Carrier jig 9 ... Metering pump
9a …… Discharge port
10 …… Sheet assembly (multiple battery element built-in type)
11 …… Vacuum (decompression) chamber
12 …… Evacuation system (vacuum pump)
Claims (5)
前記外装フィルム体の開口部側の、前記内蔵・装着した電池要素に隣接する領域を一部残して溶着封止する工程と、
前記外装フィルム体の先端側開口を電解液注入口として、電池要素側に定量ポンプを介して常圧状態において電解液を注入する工程と、
電解液が注入された前記外装フィルム体が設置された空間を常圧状態から減圧状態とし、電解液を前記電池要素に含浸させる工程と、
電解液を含浸した前記電池要素を装着・内蔵する前記外装フィルム体が設置された空間を減圧状態から常圧状態とし、前記電池要素に隣接する領域に残された非溶着封止部を溶着封止する工程と
を有することを特徴とする薄型電池の製造方法。 A battery element is mounted and incorporated in the exterior film body that is open with one end side set larger than the required shape and dimensions, and the electrode terminal of the battery element is led to the other end side of the exterior film body to Sealing the other end side ;
A step of welding sealing while leaving a portion of the region where the opening portion side of the outer film body, adjacent the leading Symbol built-mounted and battery elements,
The step of injecting the electrolytic solution in the normal pressure state via the metering pump to the battery element side with the opening on the front end side of the exterior film body as the electrolytic solution injection port;
A step in which the space in which the exterior film body into which the electrolyte is injected is installed is changed from a normal pressure state to a reduced pressure state, and the battery element is impregnated with the electrolyte solution ;
The space in which the exterior film body in which the battery element impregnated with the electrolytic solution is mounted / built in is changed from the reduced pressure state to the normal pressure state, and the non-welded sealing portion remaining in the region adjacent to the battery element is welded and sealed. A method of manufacturing a thin battery.
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