蓄電裝置及其制造方法以及電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種物體、方法或制造方法。另外，本發(fā)明涉及一種工序(process)、機(jī)器(machine)、產(chǎn)品(manufacture)或者組合物(composit1n of matter)。本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種半導(dǎo)體裝置、顯示裝置、發(fā)光裝置、蓄電裝置、存儲(chǔ)裝置以及其驅(qū)動(dòng)方法或其制造方法。尤其是，本發(fā)明的一個(gè)方式涉及蓄電裝置及其制造方法。
[0002]注意，在本說明書中，蓄電裝置是指具有蓄電功能的所有元件以及裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來，對鋰離子二次電池等二次電池、鋰離子電容器及空氣電池等各種蓄電裝置積極地進(jìn)行了開發(fā)。尤其是，高輸出、高能密度的鋰離子二次電池的需求量隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而劇增，作為能夠充電的能量供應(yīng)源，鋰離子二次電池是在現(xiàn)代信息化社會(huì)中不可缺少的。鋰離子二次電池例如應(yīng)用于便攜電話、智能電話、筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)等便攜式信息終端、便攜式音樂播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等電子設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、混合動(dòng)力汽車(HEV)、電動(dòng)汽車(EV)或插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV)等新一代清潔能源汽車。
[0004]作為以鋰離子二次電池為代表的蓄電裝置所謀求的特性，有如下特性:高能量密度化、循環(huán)特性的提高及各種工作環(huán)境下的安全性、長期可靠性的提高等。
[0005]鋰離子電池包括正極、負(fù)極以及電解液(專利文獻(xiàn)I)。
[0006][專利文獻(xiàn)I]日本專利申請公開2012-9418號公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)方式的課題之一是提供一種相對于體積或重量的電容高的蓄電裝置?；蛘撸景l(fā)明的一個(gè)方式的課題之一是提供一種能量密度高的蓄電裝置。
[0008]或者，本發(fā)明的一個(gè)方式的課題之一是提供一種可靠性高的蓄電裝置?；蛘撸景l(fā)明的一個(gè)方式的課題之一是提供一種使用壽命長的蓄電裝置。
[0009]或者，本發(fā)明的一個(gè)方式的課題之一是提供一種能夠彎曲的蓄電裝置的電極。或者，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，能夠提供一種能夠彎曲的蓄電裝置。注意，這些課題的記載不妨礙其他課題的存在。此外，本發(fā)明的一個(gè)方式并不需要解決所有上述課題。另外，說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載中顯然存在上述課題以外的課題，而可以從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載中抽出上述課題以外的課題。
[0010]本發(fā)明的一個(gè)方式是一種蓄電裝置的制造方法，該蓄電裝置包括m個(gè)(m為2以上的整數(shù))正極以及η個(gè)(η為2以上的整數(shù))負(fù)極，其中，m個(gè)正極的每一個(gè)包括正極集流體及接觸于正極集流體中的至少一個(gè)面的正極活性物質(zhì)層，m個(gè)正極的每一個(gè)包括正極集流體中的至少一部分露出的突片區(qū)域及正極集流體由正極活性物質(zhì)層覆蓋的區(qū)域，m個(gè)正極的每一個(gè)所包括的突片區(qū)域具有孔，η個(gè)負(fù)極的每一個(gè)包括負(fù)極集流體及接觸于負(fù)極集流體中的至少一個(gè)面的負(fù)極活性物質(zhì)層，η個(gè)負(fù)極的每一個(gè)包括負(fù)極集流體中的至少一部分露出的突片區(qū)域及負(fù)極集流體由負(fù)極活性物質(zhì)層覆蓋的區(qū)域，η個(gè)負(fù)極的每一個(gè)所包括的突片區(qū)域具有孔，并且，該制造方法包括交替層疊m個(gè)正極和η個(gè)負(fù)極的步驟。
[0011]或者，本發(fā)明的一個(gè)方式是一種蓄電裝置的制造方法，該蓄電裝置包括m個(gè)(m為2以上的整數(shù))正極以及η個(gè)(η為2以上的整數(shù))負(fù)極，其中，m個(gè)正極的每一個(gè)包括正極集流體及接觸于正極集流體中的至少一個(gè)面的正極活性物質(zhì)層，m個(gè)正極的每一個(gè)包括正極集流體中的至少一部分露出的突片區(qū)域及正極集流體由正極活性物質(zhì)層覆蓋的區(qū)域，m個(gè)正極的每一個(gè)所包括的突片區(qū)域具有孔，η個(gè)負(fù)極的每一個(gè)包括負(fù)極集流體及接觸于負(fù)極集流體中的至少一個(gè)面的負(fù)極活性物質(zhì)層，η個(gè)負(fù)極的每一個(gè)包括負(fù)極集流體中的至少一部分露出的突片區(qū)域及負(fù)極集流體由負(fù)極活性物質(zhì)層覆蓋的區(qū)域，η個(gè)負(fù)極的每一個(gè)所包括的突片區(qū)域具有孔，并且，該制造方法包括如下步驟:接合層疊的m個(gè)正極的每一個(gè)的突片區(qū)域的一部分的第一步驟；接合層疊的η個(gè)負(fù)極的每一個(gè)的突片區(qū)域的一部分的第二步驟；以及交替層疊m個(gè)正極和η個(gè)負(fù)極的第三步驟。
[0012]在上述結(jié)構(gòu)中，m個(gè)正極優(yōu)選以m個(gè)正極的每一個(gè)所具有的孔重疊的方式被層疊。此外，η個(gè)負(fù)極優(yōu)選以η個(gè)負(fù)極的每一個(gè)所具有的孔重疊的方式被層疊。
[0013]或者，本發(fā)明的一個(gè)方式是一種蓄電裝置，包括m個(gè)(m為2以上的整數(shù))正極以及η個(gè)(η為2以上的整數(shù))負(fù)極，其中，m個(gè)正極的每一個(gè)包括正極集流體及接觸于正極集流體中的至少一個(gè)面的正極活性物質(zhì)層，m個(gè)正極的每一個(gè)包括正極集流體中的至少一部分露出的突片區(qū)域及正極集流體由正極活性物質(zhì)層覆蓋的區(qū)域，m個(gè)正極的每一個(gè)所包括的突片區(qū)域具有孔，η個(gè)負(fù)極的每一個(gè)包括負(fù)極集流體及接觸于負(fù)極集流體中的至少一個(gè)面的負(fù)極活性物質(zhì)層，η個(gè)負(fù)極的每一個(gè)包括負(fù)極集流體中的至少一部分露出的突片區(qū)域及負(fù)極集流體由負(fù)極活性物質(zhì)層覆蓋的區(qū)域，η個(gè)負(fù)極的每一個(gè)所包括的突片區(qū)域具有孔，并且，交替層疊m個(gè)正極和η個(gè)負(fù)極。
[0014]在上述結(jié)構(gòu)中，m個(gè)正極中的至少兩個(gè)以上的正極所具有的每個(gè)孔優(yōu)選重疊。另夕卜，在上述結(jié)構(gòu)中，η個(gè)負(fù)極中的至少兩個(gè)以上的負(fù)極所具有的每個(gè)孔優(yōu)選重疊。另外，在上述結(jié)構(gòu)中，m個(gè)正極及η個(gè)負(fù)極所具有的孔優(yōu)選不是正圓。另外，在上述結(jié)構(gòu)中，m個(gè)正極及η個(gè)負(fù)極的每一個(gè)優(yōu)選具有多個(gè)孔。
[0015]或者，本發(fā)明的一個(gè)方式是安裝有上述所記載的蓄電裝置的電子設(shè)備。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以提供一種相對于體積或重量的電容高的蓄電裝置?；蛘?，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以提供一種能量密度高的蓄電裝置。
[0017]或者，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以提供一種可靠性高的蓄電裝置?；蛘?，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以提供一種使用壽命長的蓄電裝置。
[0018]或者，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以提供一種能夠彎曲的蓄電裝置的電極?；蛘撸鶕?jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以提供一種能夠彎曲的蓄電裝置。注意，上述效果的記載不妨礙其他效果的存在。注意，本發(fā)明的一個(gè)方式并不需要具有所有上述效果。另外，從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載可明顯看出這些效果以外的效果，而可以從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載中抽出這些以外的效果。
【附圖說明】
[0019]圖1A至圖1C是示出蓄電裝置的圖；
圖2Α和圖2Β是示出蓄電裝置的截面的圖； 圖3A至圖3C是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖4A和圖4B是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖5A至圖5C是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖6A和圖6B是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖7A和圖7B是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖8A至圖8D是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖9是示出蓄電裝置的電極的圖；
圖1OA和圖1OB是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖11是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖12A和圖12B是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖13A和圖13B是示出電極及隔離體的圖；
圖14A和圖14B是示出蓄電裝置的截面的圖；
圖15A和圖15B是示出蓄電裝置的截面的圖；
圖16A和圖16B是示出蓄電裝置的圖；
圖17A和圖17B是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖18A至圖18C是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖19A和圖19B是示出蓄電裝置的例子的圖；
圖20A1至圖20B2是示出蓄電裝置的例子的圖；
圖21A和圖21B是示出蓄電裝置的例子的圖；
圖22A至圖22G是說明具有柔性的薄型蓄電裝置的圖；
圖23A至圖23C是示出蓄電裝置的應(yīng)用方式的圖；
圖24是示出蓄電裝置的應(yīng)用方式的圖；
圖25A和圖25B是示出蓄電裝置的應(yīng)用方式的圖；
圖26A至圖26C是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖27A和圖27B是示出蓄電裝置的電極的圖；
圖28A至圖28D是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖29A和圖29B是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖30A和圖30B是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖31A和圖31B是示出蓄電裝置的制造工序的圖；
圖32A至圖32J是示出針的形狀的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，本發(fā)明不局限于以下說明，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是其方式和詳細(xì)內(nèi)容可以被變換為各種形式。此外，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在以下所示的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。
[0021]注意，在本說明書所說明的各圖中，有時(shí)為明確表示
【發(fā)明內(nèi)容】
起見，夸大表示或省略各構(gòu)成要素的大小、層的厚度、或區(qū)域。因此，本發(fā)明并不一定限定于其比例。
[0022]注意，本說明書等中的“第一”、“第二”等序數(shù)詞是為了避免構(gòu)成要素的混同而使用的，其并不表示工序順序或者層疊順序等的順序或次序。此外，關(guān)于本說明書等中不附加序數(shù)詞的用詞，為了避免構(gòu)成要素的混同在權(quán)利要求書中有時(shí)對該用詞附加序數(shù)詞。
[0023]實(shí)施方式I
參照【附圖說明】本發(fā)明的一個(gè)方式的蓄電裝置100的結(jié)構(gòu)例。圖1A是示出蓄電裝置100的外觀的透視圖。另外，圖1B是蓄電裝置100的俯視圖。圖2A是沿著圖1A的線A1-A2的截面圖，圖2B是沿著圖1B的線B1-B2的截面圖。圖1A至圖2B所示的蓄電裝置100包括包裹在外包裝體107中的正極101及負(fù)極102。另外，在正極101與負(fù)極102之間包括隔離體103。優(yōu)選層疊多個(gè)正極101及多個(gè)負(fù)極102。另外，一個(gè)層或?qū)盈B的正極101電連接于正極引線104，一個(gè)層或?qū)盈B的負(fù)極102電連接于負(fù)極引線105。正極引線104及負(fù)極引線105在與外包裝體107之間包括密封層115。另外，優(yōu)選在外包裝體107中設(shè)置凸部。通過設(shè)置凸部，可以容易使外包裝體107包裹層疊的正極101及負(fù)極102。在圖1A中，以虛線示出外包裝體107的凸部的棱線111。如圖2A所示，正極101包括正極集流體1la及正極活性物質(zhì)層101b，負(fù)極102包括負(fù)極集流體102a及負(fù)極活性物質(zhì)層102b，正極活性物質(zhì)層1lb與負(fù)極活性物質(zhì)層102b以隔著隔離體103相對的方式配置。電解液106注入到外包裝體107中。另外，如圖2A所示，蓄電裝置100也可以在負(fù)極102與外包裝體107之間具有空隙112。通過具有空隙112，例如在為了彎曲蓄電裝置100施加外力的情況下，能夠緩和其應(yīng)力。注意，雖然在圖2A和圖2B中例如示出將相對的正極活性物質(zhì)層1lb與負(fù)極活性物質(zhì)層102b的組層疊為6組的例子，但是不局限于6組，也可以多于或少于6組。相對的正極活性物質(zhì)層1lb與負(fù)極活性物質(zhì)層102b的組例如優(yōu)選為2組至80組。在層疊的組數(shù)多的情況下，可以制造包括更大的電容的蓄電裝置。另外，在層疊的組數(shù)少的情況下，可以制造薄型且柔性高的蓄電裝置。另外，圖2A和圖2B所示的蓄電裝置100在正極集流體1la的雙面包括三個(gè)具有正極活性物質(zhì)層1lb的正極101，在負(fù)極集流體102a的雙面包括兩個(gè)具有負(fù)極活性物質(zhì)層102b的負(fù)極102，在負(fù)極集流體102a的一個(gè)面包括兩個(gè)具有負(fù)極活性物質(zhì)層102b的負(fù)極102。就是說，包括三個(gè)正極101及四個(gè)負(fù)極102。如此例子所示，正極101的數(shù)量與負(fù)極102的數(shù)量也可以不同。另外，雖然圖2A及圖2B所示的電極中的位于上端或下端的電極只在集流體的一個(gè)面設(shè)置有活性物質(zhì)層，但是也可以設(shè)置在雙面。在蓄電裝置100中，層疊的正極101所包括的正極活性物質(zhì)層1lb的總和的厚度優(yōu)選為10 μ??以上且40mm以下，更優(yōu)選為30 μm以上且20mm以下。層疊的負(fù)極102所包括的負(fù)極活性物質(zhì)層102b的總和的厚度優(yōu)選為10 μ m以上且40mm以下，更優(yōu)選為30 μ m以上且20mm以下。
[0024]本發(fā)明的一個(gè)方式的蓄電裝置100在外包裝體107內(nèi)包括正極101、負(fù)極102、隔離體103及電解液106。另外，正極101的突片區(qū)域(tab reg1n)包括用來決定位置的孔123a及孔123b。負(fù)極102的突片區(qū)域具有用來決定位置的孔124a及孔124b。另外，正極101電連接于正極引線104，負(fù)極102電連接于負(fù)極引線105。將正極引線104及負(fù)極引線105稱為引線電極或引線端子。正極引線104及負(fù)極引線105的一部分配置在外包裝體的外側(cè)。另外，蓄電裝置100的充電及放電通過正極引線104和負(fù)極引線105進(jìn)行。
[0025]在此，突片區(qū)域是指用來連接集流體與引線電極的設(shè)置在集流體中的端子。例如，圖1C示出正極的例子。正極集流體1la的接合部122是接合正極引線104與正極集流體1la的區(qū)域。另外，突片區(qū)域例如是指圖1C所示的突片區(qū)域121