層積型電池的制造方法及制造裝置、層積型電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于鋰離子二次電池等的層積型電池的制造方法及制造裝置、以及由此得到的層積型電池。
[0002]本申請基于2013年11月25日在日本提出申請的特愿2013 — 243191號主張優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]鋰離子二次電池由于具有能量密度及電動勢比鉛蓄電池或鎳氫電池高的特征，故而作為要求小型化及輕量化的各種便攜設(shè)備或筆記本電腦等的電源被廣泛使用。這樣的鋰離子二次電池通常將在正極集電體涂敷有正極活物質(zhì)的正極板和在負極集電體涂敷有負極活物質(zhì)的負極板在其之間夾裝隔膜而層積，并且將層積有正極板、隔膜及負極板的該層積體與電解液一同密封在殼體內(nèi)而進行制造。另外，鋰離子二次電池大致構(gòu)成為，使與層積體的正極板和負極板分別連接的電極端子從殼體突出(例如，參照專利文獻1等)。
[0004]專利文獻1記載的鋰離子二次電池在疊層狀的外裝體收納有具有正極引線的正極、負極、隔膜的電極體而構(gòu)成，在正極引線與疊層外裝體之間、以及負極引線與疊層外裝體之間中的至少一方配置有絕緣蓋。另外，在專利文獻1的鋰離子二次電池中，絕緣蓋將片狀的絕緣性部件彎折而形成，并且伴隨于此而將正極引線及負極引線彎折，由此，在進行減壓密封時，一邊抑制在疊層外裝體產(chǎn)生裂紋等一邊使電池的密封性提高。
[0005]專利文獻1:(日本)特開2013 — 171618號公報
[0006]但是，目前，在二次電池中使用使用了非水溶劑的電解液，被金屬制的硬質(zhì)框體密封，最近，基于進一步的小型化、薄型化及形狀的自由度的要求，并且為了避免非水電解液自電池的泄漏而使穩(wěn)定性提高，開發(fā)有使用了固體或膠(半固體)狀電解質(zhì)的聚合物鋰離子二次電池。在制造這樣的二次電池的情況下，為了使生產(chǎn)性提高，例如將形成為帶狀的負極板、隔膜及正極板從各個輥抽出而使之延伸，由此依次層積，并且在負極板或隔膜的任一方之上涂敷膠狀電解質(zhì)，從而進行連續(xù)生產(chǎn)。
[0007]在此，在制造上述那樣的使用了膠狀電解質(zhì)的二次電池的工序中，涂敷后的膠狀電解質(zhì)漏出而附著在生產(chǎn)線上，會產(chǎn)生連續(xù)生產(chǎn)停止等的問題。為了防止這樣的問題，提出有如下的方法，在使用膠狀電解質(zhì)制造二次電池的情況下，以將由鋁疊層片材等構(gòu)成的外裝體配置在下方的狀態(tài)，在負極板或隔膜上涂敷膠狀電解質(zhì)。
[0008]另一方面，以將外裝體配置在下方的狀態(tài)連續(xù)地形成層積體，之后，在正極板或負極板將成為電極端子的極耳利用例如超聲波焊接或電阻焊接等方法安裝的情況下，由于以在層積體的正下方存在外裝體的狀態(tài)進行加工，故而在將極耳焊接在正極板及負極板上時，在外裝體上通過超聲波等形成了貫通孔。因此，在制造使用了膠狀電解質(zhì)的二次電池時，具有上述那樣的難以由連續(xù)生產(chǎn)方式進行制造的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是鑒于上述課題而設(shè)立的，其目的在于提供一種能夠在外裝體不產(chǎn)生貫通孔等而在正極板及負極板上接合極耳，并且能夠連續(xù)生產(chǎn)層積型電池的層積型電池的制造方法及制造裝置、以及由此得到的層積型電池。
[0010]本發(fā)明第一方面的層積型電池的制造方法，具有:形成具有在正極板與負極板之間配置電解質(zhì)層而構(gòu)成的多層構(gòu)造的膜電極接合體的工序；在外裝體上，在所述膜電極接合體的所述正極板及所述負極板的端部接合端子用極耳的極耳安裝工序；利用所述外裝體將所述膜電極接合體覆蓋的工序，其中，在所述極耳安裝工序中，在將所述外裝體的端部的至少一部分形成為向與面向所述膜電極接合體的一側(cè)相反側(cè)的方向彎折的狀態(tài)之后，在與所述外裝體端部的彎折部分對應(yīng)配置的所述正極板及所述負極板的端部接合端子用極耳。
[0011]根據(jù)本方面，由于為預(yù)先形成為將外裝體向膜電極接合體的相反側(cè)彎折的狀態(tài)而將端子用極耳接合在正極板及負極板的端部接合的方法，故而在正極板及負極板上安裝端子用極耳時，不在外裝體產(chǎn)生貫通孔等，能夠容易地進行接合。
[0012]本發(fā)明第二方面的層積型電池的制造方法，在第一方面的基礎(chǔ)上，在所述膜電極接合體，在正極板與負極板之間還配置有隔膜，所述電解質(zhì)層為膠狀，通過焊接進行所述端子用極耳的接合。
[0013]在具有這樣的構(gòu)成的膜電極接合體的層積型電池的制造中，也能夠得到上述第一方面那樣的優(yōu)良的效果。
[0014]本發(fā)明第三方面的層積型電池的制造方法，在第一方面的基礎(chǔ)上，在所述極耳安裝工序之前，依次具有層積工序和分割工序，所述層積工序在形成為帶狀的所述外裝體上，使形成帶狀的所述正極板及所述負極板的任一方電極板抽出并使之延伸，然后，在所述一方電極板的板面上將形成帶狀的所述隔膜抽出并使之延伸而配置，另外，在所述隔膜的板面上將另一方的電極板抽出并使之延伸，從而經(jīng)由所述隔膜層積各電極板，并且在形所述形成帶狀的一方電極板的板面上或者所述隔膜的板面上涂敷膠狀電解液而將膠狀電解質(zhì)層帶狀地層積，由此形成所述膜電極接合體，所述分割工序在所述層積工序之后，將帶狀層積的所述外裝體及所述膜電極接合體切斷而分割成平面看大致矩形。
[0015]根據(jù)本方面，由于為在外裝體上延伸的帶狀電極板或隔膜的板面上涂敷膠狀電解液而形成膠狀電解質(zhì)層的方法，故而不使膠狀電解液泄漏，能夠在短時間內(nèi)簡便地連續(xù)地形成膠狀電解質(zhì)層。
[0016]本發(fā)明第四方面的層積型電池的制造方法，在第一方面至第三方面的任一方面的基礎(chǔ)上，還具有疊層工序，在所述極耳安裝工序之后，將所述外裝體的端部的彎折部分向面向所述膜電極接合體的一側(cè)彎回，然后將所述膜電極接合體形成為使所述端子用極耳向外部突出的狀態(tài)而利用所述外裝體包裝之后，將所述外裝體的外周部密封。
[0017]根據(jù)本方面，由于為在將外裝體端部的預(yù)先彎折的部分向面向膜電極接合體的一側(cè)彎回之后，將膜電極接合體形成為使端子用極耳向外部突出的狀態(tài)而由外裝體包裝之后，將外周部密封的方法，故而能夠可靠地確保由端子用極耳實現(xiàn)的與外部的電連接，并且能夠制造密封性優(yōu)良的疊層型的層積型電池。
[0018]本發(fā)明第五方面的層積型電池的制造方法，在第一方面至第四方面中的任一方面的基礎(chǔ)上，所述極耳安裝工序通過超聲波焊接、電阻焊接或者激光焊接中的任一方法進行所述端子用極耳向所述正極板及所述負極板的端部的接合。
[0019]根據(jù)本方面，通過利用超聲波焊接、電阻焊接或激光焊接在正極板及負極板上接合端子用極耳，從而能夠利用使用了小型裝置的簡單方法牢固地接合。
[0020]本發(fā)明第六方面的層積型電池的制造方法，在所述極耳安裝工序中，在所述正極板及所述負極板的端部與所述端子用極耳之間存在電解質(zhì)的狀態(tài)下，使所述正極板及所述負極板的端部和所述端子用極耳抵接并進行接合。
[0021]根據(jù)本方面，即使在正極板及負極板的端部與端子用極耳之間存在電解質(zhì)的情況下，也能夠在正極板及負極板上容易地接合端子用極耳。
[0022]本發(fā)明第七方面的層積型電池的制造方法，在第一方面至第六方面中的任一方面的基礎(chǔ)上，作為所述外裝體，使用鋁外裝體或不銹鋼外裝體。
[0023]根據(jù)本方面，通過作為外裝體而使用鋁外裝體或不銹鋼外裝體，提高對被覆蓋的膜電極接合體的保護功能，并且將外裝體向與面向膜電極接合體的一側(cè)相反側(cè)的方向彎折，之后，彎回時的加工性也提尚。
[0024]本發(fā)明第八方面的層積型電池的制造裝置，該層積型電池將具有在正極板與負極板之間配置隔膜及膠狀電解質(zhì)層而構(gòu)成的多層構(gòu)造的膜電極接合體以與所述正極板及所述負極板接合的端子用極耳向外部突出的狀態(tài)被外裝體覆蓋而構(gòu)成，其中，具有:層積單元，其由第一輥機構(gòu)、第二輥機構(gòu)、第三輥機構(gòu)以及涂敷機構(gòu)構(gòu)成，通過經(jīng)由隔膜及膠狀電解質(zhì)層將各電極板層積而在所述外裝體上形成所述膜電極接合體，所述第一輥機構(gòu)將輥狀卷繞的帶狀的所述正極板及所述負極板的任一方的電極板在形成帶狀的所述外裝體上抽出并使之延伸，所述第二輥機構(gòu)將輥狀卷繞的帶狀的所述隔膜在所述一方的電極板的板面上抽出并使之延伸而配置，所述第三輥機構(gòu)將輥狀卷繞的另一方的電極板在所述隔膜的板面上抽出并使之延伸而配置，所述涂敷機構(gòu)在所述形成帶狀的一方的電極板的板面上或者所述隔膜的板面上涂敷膠狀電解液而將膠狀電解質(zhì)層帶狀層積；分割單元，其由將帶狀層積的所述外裝體及所述膜電極接合體切斷而分割成平面看大致矩形的切斷機構(gòu)構(gòu)成；彎折加工單元，其由吸附形成為帶狀的所述外裝體的橫寬方向端部的吸附機構(gòu)構(gòu)成，通過利用所述吸附機構(gòu)吸附所述橫寬方向端部，將所述橫寬方向端部向與面向所述膜電極接合體側(cè)的一側(cè)的相反側(cè)的方向彎折；焊接單元，其通過焊接將端子用極耳接合在所述正極板及所述負極板的端部。
[0025]根據(jù)本方面，由于為具有將外裝體向膜電極接合體的相反側(cè)彎折的彎折加工單元、通過焊接在正極板及負極板的端部接合端子用極耳的焊接單元的制造裝置，故而與上述同樣地，在正極板及負極板上安裝端子用極耳時，不在外裝體產(chǎn)生貫通孔等，能夠容易地進行接合。
[0026]另外，根據(jù)本方面，由于為具有在外裝體上延伸的帶狀的電極板或者在隔膜的板面上涂敷膠狀電解液而形成膠狀電解質(zhì)層的層積單元的制造裝置，故而不使膠狀電解液泄漏，能夠在短時間內(nèi)簡便地連續(xù)地形成膠狀電解質(zhì)層。
[0027]本發(fā)明第九方面的層積型電池的制造裝置，在第八方面的基礎(chǔ)上，還具有疊層單元，其包含將向與面向所述膜電極接合體的一側(cè)相反側(cè)的方向彎折的所述外裝體的所述橫寬方向端部向面向所述膜電極接合體的一側(cè)彎回的彎回機構(gòu)，將所述膜電極接合體形成為所述端子用極耳向外