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蓄電設(shè)備以及蓄電設(shè)備的制造方法與流程

文檔序號:11730656閱讀:215來源:國知局
蓄電設(shè)備以及蓄電設(shè)備的制造方法與流程

本發(fā)明涉及蓄電設(shè)備以及蓄電設(shè)備的制造方法。



背景技術(shù):

作為蓄電設(shè)備,公知有具有將鋰離子電池的負(fù)極與雙電層電容器的正極組合的構(gòu)造的鋰離子電容器。在日本特開2011-192888號公報(bào)公開了具備包含正極、負(fù)極、鋰電極以及隔膜的層疊體、電解液以及層壓外裝體的鋰離子電容器。鋰電極形成為將鋰箔壓接于由不銹鋼構(gòu)成的鋰電極集電器的片狀。

在日本特開2011-192888號公報(bào)公開了向收容有層疊體的層壓外裝體注入電解液并對其進(jìn)行密封,放置規(guī)定時(shí)間,從而鋰箔溶解而成為鋰離子,該鋰離子經(jīng)由電解液預(yù)摻雜于負(fù)極。

在上述的日本特開2011-192888號公報(bào)中,在通過預(yù)摻雜使鋰箔溶解后,鋰電極集電器殘存于層壓外裝體的內(nèi)部。然而,鋰電極集電器在預(yù)摻雜后的蓄電設(shè)備中并不需要,在作為成品的蓄電設(shè)備中省略不需要的部件在成本方面優(yōu)選。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠減少部件成本的蓄電設(shè)備以及蓄電設(shè)備的制造方法。

作為本發(fā)明的一方式的蓄電設(shè)備為預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備。該蓄電設(shè)備具備:交替層疊的多個(gè)正極電極以及多個(gè)負(fù)極電極、介設(shè)于上述多個(gè)正極電極的各個(gè)電極與上述多個(gè)負(fù)極電極的各個(gè)電極之間的多個(gè)隔膜、內(nèi)置上述多個(gè)正極電極、上述多個(gè)負(fù)極電極以及上述多個(gè)隔膜的罩、連接于上述多個(gè)正極電極且一部分配置于上述罩的外部的正極端子、連接于上述多個(gè)負(fù)極電極且一部分配置于上述罩的外部的負(fù)極端子、以及配置于上述罩的內(nèi)部的預(yù)摻雜金屬箔。

上述多個(gè)正極電極的各個(gè)電極以及上述多個(gè)負(fù)極電極的各個(gè)電極具備形成有孔的集電箔以及配置于上述集電箔的至少一面的活性物質(zhì)層,上述多個(gè)正極電極以及上述多個(gè)負(fù)極電極的至少任意一方包含以上述預(yù)摻雜金屬箔與上述活性物質(zhì)層的表面直接接觸的狀態(tài)配置的預(yù)摻雜對象電極,在上述預(yù)摻雜對象電極的上述活性物質(zhì)層的外周緣部分的至少一部分形成有未配置有上述預(yù)摻雜金屬箔的非配置部位。

根據(jù)上述方式的預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備,預(yù)摻雜金屬箔以與正極電極或者負(fù)極電極的活性物質(zhì)層的表面直接接觸的狀態(tài)配置。由此,能夠省略在現(xiàn)有技術(shù)中配置預(yù)摻雜金屬箔時(shí)所使用的集電器,因此能夠減少部件成本。

另外,預(yù)摻雜對象電極在活性物質(zhì)層的外周緣部分的至少一部分具備未配置有預(yù)摻雜金屬箔的非配置部位。此處,在活性物質(zhì)層的外周緣部分,存在產(chǎn)生活性物質(zhì)層的脫落的擔(dān)憂。特別地,在將預(yù)摻雜金屬箔以與活性物質(zhì)層的表面直接接觸的狀態(tài)配置的情況下,由于活性物質(zhì)層的外周緣部分配置預(yù)摻雜金屬箔,存在脫落的擔(dān)憂。假設(shè),若在配置有預(yù)摻雜金屬箔的部位,產(chǎn)生活性物質(zhì)層的脫落,則存在由預(yù)摻雜金屬箔與集電箔的接觸引起短路的擔(dān)憂。

與此相對,根據(jù)上述方式的預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備,預(yù)摻雜金屬箔不配置于預(yù)摻雜對象電極的活性物質(zhì)層的外周緣部分的整個(gè)區(qū)域。即,預(yù)摻雜金屬箔配置為避開存在引起活性物質(zhì)層的脫落的擔(dān)憂的部位。因此,即便在將預(yù)摻雜金屬箔以與活性物質(zhì)層的表面直接接觸的狀態(tài)配置的情況下,也能夠在配置有預(yù)摻雜金屬箔的部位,抑制活性物質(zhì)層的脫落。結(jié)果,能夠防止由預(yù)摻雜金屬箔與集電箔的接觸產(chǎn)生的短路。另外,能夠抑制制造存在在預(yù)摻雜金屬箔與集電箔之間具有活性物質(zhì)層的脫落部位的不良情況的蓄電設(shè)備,因此能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本的減少。

作為本發(fā)明的其它方式的制造方法為制造蓄電設(shè)備的方法。通過本方式的制造方法制造的蓄電設(shè)備具備:交替層疊的多個(gè)正極電極以及多個(gè)負(fù)極電極、介設(shè)于上述多個(gè)正極電極的各個(gè)電極與上述多個(gè)負(fù)極電極的各個(gè)電極之間的多個(gè)隔膜、內(nèi)置上述多個(gè)正極電極、上述多個(gè)負(fù)極電極以及上述多個(gè)隔膜的罩、配置于上述罩的內(nèi)部的電解液、連接于上述多個(gè)正極電極且一部分配置于上述罩的外部的正極端子、以及連接于上述多個(gè)負(fù)極電極且一部分配置于上述罩的外部的負(fù)極端子,上述多個(gè)正極電極的各個(gè)電極以及上述多個(gè)負(fù)極電極的各個(gè)電極具備形成有孔的集電箔以及配置于上述集電箔的至少一面的活性物質(zhì)層。

上述方式的制造方法具備:預(yù)摻雜對象電極形成工序,在該工序中,對于上述多個(gè)正極電極中的至少一個(gè)或者上述多個(gè)負(fù)極電極中的至少一個(gè),形成預(yù)摻雜對象電極,上述預(yù)摻雜對象電極以預(yù)摻雜金屬箔與上述活性物質(zhì)層的表面直接接觸的狀態(tài)配置,并且未配置有上述預(yù)摻雜金屬箔的非配置部位形成于上述活性物質(zhì)層的外周緣部分的至少一部分;

層疊工序,在該工序中,層疊上述預(yù)摻雜對象電極、上述多個(gè)正極電極、上述多個(gè)負(fù)極電極以及上述隔膜,將上述正極端子連接于上述多個(gè)正極電極,并且將上述負(fù)極端子連接于上述多個(gè)負(fù)極電極;

內(nèi)置工序,在該工序中,在上述罩內(nèi)置被層疊的上述預(yù)摻雜對象電極、上述多個(gè)正極電極、上述多個(gè)負(fù)極電極以及上述隔膜;以及

預(yù)摻雜工序,在該工序中,向上述罩內(nèi)注入上述電解液,將上述預(yù)摻雜金屬箔預(yù)摻雜于上述多個(gè)負(fù)極電極。

根據(jù)上述方式的蓄電設(shè)備的制造方法,預(yù)摻雜對象電極以預(yù)摻雜金屬箔與正極電極或者負(fù)極電極的活性物質(zhì)層的表面直接接觸的狀態(tài)配置。由此,能夠省略在現(xiàn)有技術(shù)中配置預(yù)摻雜金屬箔時(shí)所使用的集電器,因此能夠減少部件成本。

另外,在預(yù)摻雜對象電極的活性物質(zhì)層的外周緣部分的至少一部分形成未配置有預(yù)摻雜金屬箔的非配置部位。即,預(yù)摻雜金屬箔配置為避開存在引起活性物質(zhì)層的脫落的擔(dān)憂的部位。因此,即便在將預(yù)摻雜金屬箔以與活性物質(zhì)層的表面直接接觸的狀態(tài)配置的情況下,也能夠在配置有預(yù)摻雜金屬箔的部位,抑制活性物質(zhì)層的脫落。結(jié)果,能夠防止由預(yù)摻雜金屬箔與集電箔的接觸產(chǎn)生的短路。另外,能夠抑制制造存在在預(yù)摻雜金屬箔與集電箔之間具有活性物質(zhì)層的脫落部位的不良情況的蓄電設(shè)備,因此能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本的減少。

附圖說明

根據(jù)以下參照附圖對實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)說明可了解本發(fā)明的上述以及更多的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),在附圖中,對相同的元素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。

圖1a是作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的成品的蓄電設(shè)備的罩內(nèi)部的俯視圖,利用虛線示出罩。

圖1b是作為成品的蓄電設(shè)備的罩內(nèi)部的側(cè)視圖,利用虛線示出罩。

圖2是表示作為成品的蓄電設(shè)備的制造方法的流程圖。

圖3a是正極電極的側(cè)視圖,剖視正極電極的一部分。

圖3b是負(fù)極電極材料的側(cè)視圖,剖視負(fù)極電極材料的一部分。

圖3c是表示對正極電極或者負(fù)極電極材料實(shí)施輥壓加工的狀態(tài)的圖。

圖4a是表示預(yù)摻雜對象電極形成工序的流程圖。

圖4b是預(yù)摻雜對象電極的俯視圖。

圖4c是表示對預(yù)摻雜對象電極實(shí)施輥壓加工的狀態(tài)的圖。

圖5是預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備的罩內(nèi)部的分解立體圖,利用虛線示意性地示出罩。

具體實(shí)施方式

以下,參照附圖對應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。首先,參照圖1a以及圖1b,對作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的成品的蓄電設(shè)備1進(jìn)行說明。如圖1a以及圖1b所示,作為成品的蓄電設(shè)備1是具備多個(gè)正極電極2以及多個(gè)負(fù)極電極3、多個(gè)隔膜4、罩5、正極端子6、負(fù)極端子7以及電解液8的鋰離子電容器,在負(fù)極電極3預(yù)摻雜有鋰離子。

正極電極2以及負(fù)極電極3為片狀的電極,逐張交替層疊。隔膜4為片狀的絕緣體,介設(shè)于交替層疊的各個(gè)電極的正極電極2與各個(gè)電極的負(fù)極電極3之間。應(yīng)予說明,作為隔膜4所使用的材料,例示了粘膠、天然纖維素等的抄紙、聚乙烯、聚丙烯等無紡布等。

罩5為內(nèi)置被層疊的正極電極2、負(fù)極電極3以及隔膜4的袋狀的部件,由塑料片構(gòu)成。正極端子6為電連接于多個(gè)正極電極2的端子,負(fù)極端子7為電連接于多個(gè)負(fù)極電極3的端子。正極端子6以及負(fù)極端子7由金屬板構(gòu)成,罩5以使得正極端子6以及負(fù)極端子7的一部分向罩5的外部露出的狀態(tài)被密封。

電解液8為以鋰鹽為電解質(zhì)的非水系的溶液,被注入罩5的內(nèi)部。應(yīng)予說明,電解液8作為主溶劑,使用γ-丁內(nèi)酯、碳酸丙烯酯等,作為副溶劑,使用碳酸乙烯酯等碳酸酯類。作為鋰鹽は,使用lipf6、libf4等。

接下來,對蓄電設(shè)備1的制造工序進(jìn)行說明。如圖2所示,蓄電設(shè)備1的制造工序具備:電極制造工序(s1)、預(yù)摻雜對象電極形成工序(s2)、層疊工序(s3)、內(nèi)置工序(s4)、預(yù)摻雜工序(s5)、排氣工序(s6)以及密封工序(s7)。應(yīng)予說明,電極制造工序(s1)~內(nèi)置工序(s4)成為預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100的制造工序(s100)。

首先,參照圖2~圖5,對預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100的制造方法(s100)進(jìn)行說明。

電極制造工序(s1)是分別制造多張正極電極2與成為負(fù)極電極3的材料的負(fù)極電極材料30的工序。應(yīng)予說明,負(fù)極電極材料30是指預(yù)摻雜鋰離子前的負(fù)極電極3(參照圖1a),除了未預(yù)摻雜有鋰離子這點(diǎn)之外,具有與負(fù)極電極3同等的構(gòu)成。

如圖3a所示,正極電極2具備由具有多個(gè)孔的金屬箔構(gòu)成的正極集電箔21以及配置于正極集電箔21的雙面或者一面的正極活性物質(zhì)層22。應(yīng)予說明,在本實(shí)施方式中,正極活性物質(zhì)層22配置于正極集電箔21的雙面。

正極集電箔21能夠使用由鋁、不銹鋼、銅、鎳等構(gòu)成的箔。在正極集電箔21形成有從長邊方向一端側(cè)(圖3a左側(cè))向長邊方向延伸設(shè)置的正極延伸設(shè)置部21a。正極延伸設(shè)置部21a的寬度方向長度尺寸(圖3a紙面垂直方向的長度尺寸、圖1a上下方向的長度尺寸)比正極集電箔21的長邊方向另一端側(cè)(圖3a右側(cè))的正極集電箔21的寬度方向長度尺寸小,正極延伸設(shè)置部21a配置于偏向正極集電箔21的寬度方向一側(cè)(圖3a紙面近前側(cè)、圖1a下側(cè))的位置。

使向正極材料適當(dāng)?shù)靥砑痈鞣N添加材料、例如導(dǎo)電助劑、粘合材料、增粘劑等而成的正極混合劑懸浮混合于適當(dāng)?shù)娜軇?,將成為漿液的材料涂覆于正極集電箔21,使其干燥,壓制而制成正極活性物質(zhì)層22。作為正極材料,不進(jìn)行特別限定,可以使用活性炭、多并苯等。作為導(dǎo)電助劑,可以使用科琴黑、乙炔黑等,作為粘合劑,可以使用聚偏二氟乙烯、sbr橡膠,聚丙烯酸等,作為增粘劑,可以使用羧甲基纖維素等,作為溶劑,可以使用n-甲基吡咯烷酮等有機(jī)溶劑或者水。正極活性物質(zhì)層22以矩形箔狀配置于除了正極延伸設(shè)置部21a之外的部位。

如圖3b所示,負(fù)極電極材料30具備由具有多個(gè)孔的金屬箔構(gòu)成的負(fù)極集電箔31以及配置于負(fù)極集電箔31的雙面或者一面的負(fù)極活性物質(zhì)層32。應(yīng)予說明,在本實(shí)施方式中,負(fù)極活性物質(zhì)層32配置于負(fù)極集電箔31的雙面。

負(fù)極集電箔31能夠使用由銅、不銹鋼等構(gòu)成的箔。在負(fù)極集電箔31形成有從長邊方向一端側(cè)(圖3b左側(cè))向長邊方向延伸設(shè)置的負(fù)極延伸設(shè)置部31a。負(fù)極延伸設(shè)置部31a的寬度方向長度尺寸(圖3b紙面垂直方向的長度尺寸、圖1a上下方向的長度尺寸)比負(fù)極集電箔31的長邊方向另一端側(cè)(圖3b右側(cè))的負(fù)極集電箔31的寬度方向長度尺寸小,負(fù)極延伸設(shè)置部31a配置于偏向負(fù)極集電箔31的寬度方向另一側(cè)(圖3b紙面里側(cè)、圖1a上側(cè))的位置。

負(fù)極活性物質(zhì)層32與正極活性物質(zhì)層22同樣,將向負(fù)極材料適當(dāng)?shù)靥砑犹砑硬牧隙傻呢?fù)極混合劑的漿液涂覆于負(fù)極集電箔31,使其干燥,壓制而被制成。作為負(fù)極材料,可以使用能夠使鋰離子可逆地插入/脫離的石墨(graphite)等碳系材料。負(fù)極活性物質(zhì)層32的導(dǎo)電助劑、粘合材料、增粘劑以及溶劑可以使用與正極活性物質(zhì)層22相同的材料。負(fù)極活性物質(zhì)層32以矩形箔狀配置于除了負(fù)極延伸設(shè)置部31a之外的部位。

在電極制造工序(s1)中,對于形成有多個(gè)孔的金屬箔的雙面,涂覆含有正極材料以及添加材料的漿液,使?jié){液干燥。由此,能夠制造在正極集電箔21的雙面配置有矩形箔狀的正極活性物質(zhì)層22的正極電極2。相同地,對于形成有多個(gè)孔的金屬箔的雙面,涂覆含有負(fù)極材料以及添加材料的漿液,使?jié){液干燥。由此,能夠制造在負(fù)極集電箔31的雙面配置有矩形箔狀的負(fù)極活性物質(zhì)層32的負(fù)極電極材料30。

接著,如圖3c所示,對于使?jié){液干燥的正極電極2以及負(fù)極電極材料30,實(shí)施基于輥壓機(jī)的壓制加工,使正極活性物質(zhì)層22以及負(fù)極活性物質(zhì)層32的厚度尺寸均衡地平整。

接下來,參照圖4a~圖4c,對預(yù)摻雜對象電極形成工序(s2)進(jìn)行說明。在該預(yù)摻雜對象電極形成工序(s2)中,形成將由鋰金屬構(gòu)成的矩形箔狀的預(yù)摻雜金屬箔9壓接于負(fù)極電極材料30的預(yù)摻雜對象電極30a。應(yīng)予說明,預(yù)摻雜金屬箔9的長邊的尺寸比負(fù)極活性物質(zhì)層32的長邊的尺寸小,預(yù)摻雜金屬箔9的短邊的尺寸比負(fù)極活性物質(zhì)層32的短邊的尺寸小(參照圖4b)。

如圖4a所示,預(yù)摻雜對象電極形成工序(s2)具備配置工序(s21)與壓接工序(s22)。配置工序(s21)是對于作為成品的一個(gè)蓄電設(shè)備1(參照圖1a)所使用的多張負(fù)極電極材料30中的一張負(fù)極電極材料30,配置預(yù)摻雜金屬箔9的工序,將預(yù)摻雜金屬箔9以與負(fù)極活性物質(zhì)層32的表面直接接觸的狀態(tài)配置。

如圖4b所示,在配置工序(s21)中,在配置有負(fù)極活性物質(zhì)層32的部位的中央部分配置預(yù)摻雜金屬箔9。由此,在負(fù)極活性物質(zhì)層32,以遍及負(fù)極活性物質(zhì)層32的外周緣部分的整周的方式形成有未配置有預(yù)摻雜金屬箔9的非配置部位33。

如圖4c所示,壓接工序(s22)是將預(yù)摻雜金屬箔9壓接于負(fù)極活性物質(zhì)層32的表面的工序。在該壓接工序(s22)中,對于在配置工序(s21)中在負(fù)極活性物質(zhì)層32的表面配置有預(yù)摻雜金屬箔9的負(fù)極電極材料30實(shí)施基于輥壓機(jī)的壓制加工,從而形成預(yù)摻雜對象電極30a。

如上,在預(yù)摻雜對象電極形成工序(s2)中,預(yù)摻雜金屬箔9以與負(fù)極電極材料30的表面直接接觸的狀態(tài)被壓接。因此,與在由金屬板等構(gòu)成的預(yù)摻雜集電器壓接預(yù)摻雜金屬箔9,經(jīng)由預(yù)摻雜集電器在負(fù)極電極材料30的表面配置預(yù)摻雜金屬箔9的情況相比,能夠省略預(yù)摻雜集電器,相應(yīng)地能夠?qū)崿F(xiàn)部件成本的抑制。

應(yīng)予說明,通過實(shí)施壓制加工,預(yù)摻雜金屬箔9被進(jìn)行軋制。與此相對,在本實(shí)施方式中,在通過配置工序(s21)將預(yù)摻雜金屬箔9配置于負(fù)極活性物質(zhì)層32的表面的狀態(tài)下,在負(fù)極活性物質(zhì)層32的外周緣部分以遍及整周的方式形成非配置部位33。

因此,能夠防止在壓接工序(s22)中通過壓制加工被進(jìn)行軋制的預(yù)摻雜金屬箔9從配置有負(fù)極活性物質(zhì)層32的部位向外側(cè)凸出。由此,能夠避免從配置有負(fù)極活性物質(zhì)層32的部位向外側(cè)凸出的預(yù)摻雜金屬箔9與負(fù)極集電箔31接觸,引起產(chǎn)生短路之類的不良情況。另外,能夠抑制通過壓制加工,形成存在預(yù)摻雜金屬箔9從配置有負(fù)極活性物質(zhì)層32的部位向外側(cè)凸出的不良情況的預(yù)摻雜對象電極,因此能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本的減少。

另外,負(fù)極活性物質(zhì)層32通過粘合材料粘合粉末狀的負(fù)極材料而形成為箔狀。然而,由于負(fù)極活性物質(zhì)層32所含有的粘合材料為絕緣體,所以構(gòu)成負(fù)極電極3(參照圖1a)的負(fù)極活性物質(zhì)層32中的粘合材料的含量優(yōu)選被抑制為最低限度。由于這樣的理由,在負(fù)極活性物質(zhì)層32中,負(fù)極材料彼此的粘合強(qiáng)度被設(shè)定為較低。

因此,在電極制造工序(s1)以及壓接工序(s22)中對負(fù)極電極材料30實(shí)施壓制加工時(shí),在與負(fù)極活性物質(zhì)層32中的其它的部分相比施加較大的應(yīng)力的外周緣部分,容易解除負(fù)極材料彼此的粘合,容易產(chǎn)生脫落。假設(shè),若在配置有預(yù)摻雜金屬箔9的部位產(chǎn)生活性物質(zhì)層的脫落,則存在由預(yù)摻雜金屬箔9與負(fù)極集電箔31的接觸引起的短路的擔(dān)憂。

與此相對,在預(yù)摻雜對象電極30a中,在負(fù)極活性物質(zhì)層32的外周緣部分形成有非配置部位33,預(yù)摻雜金屬箔9不配置于預(yù)摻雜對象電極30a的負(fù)極活性物質(zhì)層32的外周緣部分的整個(gè)區(qū)域。即,預(yù)摻雜金屬箔9配置為避開存在引起負(fù)極活性物質(zhì)層32的脫落的擔(dān)憂的部位。因此,即便在將預(yù)摻雜金屬箔9以與負(fù)極活性物質(zhì)層32的表面直接接觸的狀態(tài)配置的情況下,也能夠在配置有預(yù)摻雜金屬箔9的部位,抑制負(fù)極活性物質(zhì)層32的脫落。

因此,能夠防止由預(yù)摻雜金屬箔9與負(fù)極集電箔31的接觸產(chǎn)生的短路。另外,能夠抑制制造存在在預(yù)摻雜金屬箔9與負(fù)極集電箔31之間具有負(fù)極活性物質(zhì)層32的脫落部位的不良情況的蓄電設(shè)備100,因此能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本的減少。

應(yīng)予說明,在本實(shí)施方式中,單獨(dú)地進(jìn)行電極制造工序(s1)與預(yù)摻雜對象電極形成工序(s2),但也可以使預(yù)摻雜對象電極工序(s2)與電極制造工序(s1)同時(shí)進(jìn)行。即,在電極制造工序(s1)中,也可以對于使?jié){液干燥的多個(gè)負(fù)極電極材料30中的一張負(fù)極電極材料30,作為配置工序(s21)將預(yù)摻雜金屬箔9以與負(fù)極活性物質(zhì)層32的表面直接接觸的狀態(tài)配置,然后實(shí)施壓接工序(s22)。該情況下,能夠使在電極制造工序(s1)中用于使負(fù)極活性物質(zhì)層32的厚度尺寸均衡地平整的壓制加工與壓接工序(s22)同時(shí)進(jìn)行,因此能夠縮短預(yù)摻雜對象電極30a的制造所需的時(shí)間。

接下來,對層疊工序(s3)進(jìn)行說明。如圖5所示,層疊工序(s3)是層疊多個(gè)正極電極2、多個(gè)負(fù)極電極材料30以及隔膜4的工序。在層疊工序(s3)中,首先,使正極電極2逐張介設(shè)于以在最外層配置有預(yù)摻雜對象電極30a的狀態(tài)被層疊的多個(gè)負(fù)極電極材料30之間。由此,負(fù)極電極材料30與正極電極2被逐張交替層疊。

此時(shí),被層疊的多個(gè)正極電極2配置于正極延伸設(shè)置部21a彼此在層疊方向重疊的位置,被層疊的多個(gè)負(fù)極電極材料30配置于負(fù)極延伸設(shè)置部31a彼此在層疊方向重疊的位置。另外,多個(gè)正極電極2與多個(gè)負(fù)極電極材料30配置于正極延伸設(shè)置部21a與負(fù)極延伸設(shè)置部31a在層疊方向不相互重疊的位置。另外,在層疊工序(s3)中,在從層疊方向觀察的情況下,多個(gè)正極電極2以及多個(gè)負(fù)極電極材料30配置于各個(gè)電極的正極活性物質(zhì)層22以及各個(gè)電極的負(fù)極活性物質(zhì)層32與預(yù)摻雜金屬箔9重疊的位置。

接下來,使隔膜4逐張介設(shè)于逐張交替層疊的負(fù)極電極材料30與正極電極2之間。接著,在被層疊的多個(gè)正極電極2的正極延伸設(shè)置部21a電連接正極端子6,并且在被層疊的多個(gè)負(fù)極電極材料30的負(fù)極延伸設(shè)置部31a電連接負(fù)極端子7。

返回圖2,繼續(xù)對預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100的制造方法的說明。內(nèi)置工序(s4)在使正極端子6的一部分以及負(fù)極端子7的一部分向罩5的外部露出的狀態(tài)下,在罩5內(nèi)置被層疊的正極電極2、負(fù)極電極材料30以及隔膜4。由此,預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100的制造結(jié)束。

接著,參照圖2,說明對預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100進(jìn)行預(yù)摻雜,直至制造出作為成品的蓄電設(shè)備1的制造工序。

預(yù)摻雜工序(s5)是對于預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100的負(fù)極電極材料30,預(yù)摻雜鋰離子的工序。在預(yù)摻雜工序(s5)中,向罩5內(nèi)注入電解液8并對罩5先進(jìn)行一次密封。由此,在罩5內(nèi),開始鋰離子對于負(fù)極電極材料30的預(yù)摻雜。即,預(yù)摻雜金屬箔9溶解于電解液8而成為鋰離子,該鋰離子經(jīng)由電解液8預(yù)摻雜于負(fù)極電極材料30。若經(jīng)過規(guī)定時(shí)間,則包含預(yù)摻雜對象電極30a的全部的負(fù)極電極材料30成為摻雜有鋰離子的負(fù)極電極3。

應(yīng)予說明,在正極集電箔21以及負(fù)極集電箔31形成有多個(gè)孔。因此,在負(fù)極活性物質(zhì)層32中的配置于從層疊方向觀察與預(yù)摻雜金屬箔9重疊的位置的部位,預(yù)摻雜順利進(jìn)行。另一方面,在負(fù)極活性物質(zhì)層32中的配置于從層疊方向觀察不與預(yù)摻雜金屬箔9重疊的位置的部位,與配置于從層疊方向觀察與預(yù)摻雜金屬箔9重疊的位置的負(fù)極活性物質(zhì)層32相比,預(yù)摻雜需要較多的時(shí)間。

關(guān)于該點(diǎn),在預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備1中,從正極電極2以及負(fù)極電極材料30的層疊方向觀察預(yù)摻雜對象電極30a時(shí)的預(yù)摻雜金屬箔9的投影面積優(yōu)選為配置有負(fù)極活性物質(zhì)層32的部位整體的投影面積的80%以上并且不足100%,在本實(shí)施方式中,預(yù)摻雜金屬箔9的投影面積為配置有負(fù)極活性物質(zhì)層32的部位整體的投影面積的約90%。由此,在從正極電極2以及負(fù)極電極材料30的層疊方向觀察的情況下,負(fù)極活性物質(zhì)層32在寬范圍內(nèi)配置于與預(yù)摻雜金屬箔9重疊的位置,因此能夠?qū)崿F(xiàn)鋰離子的預(yù)摻雜所需的時(shí)間的縮短。

另一方面,在預(yù)摻雜對象電極30a中,將從層疊方向觀察的預(yù)摻雜金屬箔9的投影面積形成為不足從層疊方向觀察的負(fù)極活性物質(zhì)層32整體的100%,從而在負(fù)極活性物質(zhì)層32的外周緣部分形成有未配置有預(yù)摻雜金屬箔9的非配置部位33。由此,即便在負(fù)極活性物質(zhì)層32的外周緣部分脫落的情況下,也能夠抑制在預(yù)摻雜金屬箔9與負(fù)極集電箔31之間產(chǎn)生負(fù)極活性物質(zhì)層32的脫落部位。

在預(yù)摻雜工序(s5)結(jié)束后,移至排氣工序(s6)。在該排氣工序(s6)中,進(jìn)行對于正極電極2以及負(fù)極電極3的充電作業(yè),將伴隨著充電而在罩5內(nèi)產(chǎn)生的氣體向罩5的外部釋放。最后,在密封工序(s7)中對罩5進(jìn)行密封。由此,結(jié)束作為成品的蓄電設(shè)備1的制造工序。

如以上說明的那樣,在本實(shí)施方式的蓄電設(shè)備1的制造方法中,預(yù)摻雜金屬箔9以與負(fù)極電極材料30的負(fù)極活性物質(zhì)層32的表面直接接觸的狀態(tài)配置。由此,能夠省略在現(xiàn)有技術(shù)中配置預(yù)摻雜金屬箔9時(shí)所使用的預(yù)摻雜集電器,因此能夠減少部件成本。

以上,基于上述各實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明,但本發(fā)明不被上述各方式做任何限定,能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形改進(jìn)。

例如,在本實(shí)施方式中,對在預(yù)摻雜對象電極30a的一面配置預(yù)摻雜金屬箔9的情況進(jìn)行了說明,但也可以在一張預(yù)摻雜對象電極30a的雙面配置預(yù)摻雜金屬箔9。另外,在本實(shí)施方式中,對在配置工序(s21)中層疊多個(gè)負(fù)極電極材料30時(shí),在層疊的多個(gè)負(fù)極電極材料30的最外層配置預(yù)摻雜對象電極30a的情況進(jìn)行了說明,但也可以在層疊的多個(gè)負(fù)極電極材料30之間配置預(yù)摻雜對象電極30a。

另外,在本實(shí)施方式中,對于一個(gè)預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100,對配置一張預(yù)摻雜對象電極30a的情況進(jìn)行了說明,但也可以配置多張預(yù)摻雜對象電極30a。例如,也可以是一個(gè)預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100具備兩張預(yù)摻雜對象電極30a,在配置工序(s21)中層疊多個(gè)負(fù)極電極材料30時(shí),將兩張預(yù)摻雜對象電極30a配置于最外層,在這兩張預(yù)摻雜對象電極30a之間配置非預(yù)摻雜對象電極30a的剩余的負(fù)極電極材料30。

在本實(shí)施方式中,對將預(yù)摻雜金屬箔9配置于負(fù)極電極材料30的負(fù)極活性物質(zhì)層32的表面的情況進(jìn)行了說明,但也可以在正極電極2的正極活性物質(zhì)層22的表面配置預(yù)摻雜金屬箔9。另外,在本實(shí)施方式中,對在層疊工序(s3)中在最外層配置負(fù)極電極材料30的情況進(jìn)行了說明,但也可以在最外層配置正極電極2。

在上述實(shí)施方式中,在電極制造工序(s1)中,在對干燥的正極活性物質(zhì)層22以及負(fù)極活性物質(zhì)層32實(shí)施壓制加工時(shí)使用了輥壓機(jī),但也可以利用輥壓機(jī)以外的壓制機(jī)實(shí)施壓制加工。

在上述實(shí)施方式中,對在預(yù)摻雜對象電極30a中,配置有負(fù)極活性物質(zhì)層32的部位的中央部分配置預(yù)摻雜金屬箔9,并在負(fù)極活性物質(zhì)層32的外周緣部分的整周形成非配置部位33的情況進(jìn)行了說明,但也可以以使得配置負(fù)極活性物質(zhì)層32的部位中的負(fù)極活性物質(zhì)層32的一個(gè)端部與預(yù)摻雜金屬箔9的一個(gè)端部對齊的狀態(tài)配置。該情況下,將負(fù)極活性物質(zhì)層32的一個(gè)端部與預(yù)摻雜金屬箔9的一個(gè)端部對齊而配置的部位設(shè)為基于輥壓機(jī)的壓制加工的起點(diǎn),由此能夠防止預(yù)摻雜金屬箔9從配置有負(fù)極活性物質(zhì)層32的部位凸出。

應(yīng)予說明,在本實(shí)施方式中,對作為成品的蓄電設(shè)備1為鋰離子電容器,預(yù)摻雜金屬箔9由鋰構(gòu)成的情況進(jìn)行了說明,但預(yù)摻雜金屬箔9也可以由鋰以外的堿金屬構(gòu)成。應(yīng)予說明,作為鋰以外的堿金屬,例示了鈉、鉀、銣、銫等。

上述實(shí)施方式的預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100具備:交替層疊的多個(gè)正極電極2以及多個(gè)負(fù)極電極3(負(fù)極電極材料30)、介設(shè)于多個(gè)正極電極2的各個(gè)電極與多個(gè)負(fù)極電極3的各個(gè)電極之間的多個(gè)隔膜4、內(nèi)置多個(gè)正極電極2、多個(gè)負(fù)極電極3以及多個(gè)隔膜4的罩5、連接于多個(gè)正極電極2且一部分配置于罩5的外部的正極端子6、連接于多個(gè)負(fù)極電極3且一部分配置于罩5的外部的負(fù)極端子7、以及配置于罩5的內(nèi)部的預(yù)摻雜金屬箔9,多個(gè)正極電極2的各個(gè)電極以及多個(gè)負(fù)極電極3的各個(gè)電極具備形成有孔的作為集電箔的正極集電箔21以及負(fù)極集電箔31以及配置于集電箔的至少一面的作為活性物質(zhì)層的正極活性物質(zhì)層22以及負(fù)極活性物質(zhì)層32。

除此之外,在預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100中,多個(gè)正極電極2以及多個(gè)負(fù)極電極3的至少任意一方包含預(yù)摻雜金屬箔9以與活性物質(zhì)層的表面直接接觸的狀態(tài)配置的預(yù)摻雜對象電極30a,在預(yù)摻雜對象電極30a的活性物質(zhì)層的外周緣部分的至少一部分形成有未配置有預(yù)摻雜金屬箔9的非配置部位33。

根據(jù)該預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100,預(yù)摻雜金屬箔9以與正極電極2或者負(fù)極電極3(負(fù)極電極材料30)的作為活性物質(zhì)層的正極活性物質(zhì)層22或者負(fù)極活性物質(zhì)層32的表面直接接觸的狀態(tài)配置。由此,能夠省略在現(xiàn)有技術(shù)中配置預(yù)摻雜金屬箔9時(shí)所使用的集電器,因此能夠減少部件成本。

另外,預(yù)摻雜對象電極30a在活性物質(zhì)層的外周緣部分的至少一部分具備未配置有預(yù)摻雜金屬箔9的非配置部位33。此處,在活性物質(zhì)層的外周緣部分,存在產(chǎn)生活性物質(zhì)層的脫落的擔(dān)憂。尤其在將預(yù)摻雜金屬箔9以與活性物質(zhì)層的表面直接接觸的狀態(tài)配置的情況下,存在活性物質(zhì)層的外周緣部分由于配置預(yù)摻雜金屬箔9而脫落的擔(dān)憂。假設(shè),若在配置有預(yù)摻雜金屬箔9的部位,產(chǎn)生了活性物質(zhì)層的脫落,則存在由預(yù)摻雜金屬箔9與作為集電箔的正極集電箔21的接觸或者預(yù)摻雜金屬箔9與負(fù)極集電箔31的接觸引起的短路的擔(dān)憂。

與此相對,根據(jù)預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100,預(yù)摻雜金屬箔9不配置于預(yù)摻雜對象電極30a的活性物質(zhì)層的外周緣部分的整個(gè)區(qū)域。即,預(yù)摻雜金屬箔9配置為避開存在引起活性物質(zhì)層的脫落的擔(dān)憂的部位。因此,即便在將預(yù)摻雜金屬箔9以與活性物質(zhì)層的表面直接接觸的狀態(tài)配置的情況下,也能夠在配置有預(yù)摻雜金屬箔9的部位,抑制活性物質(zhì)層的脫落。結(jié)果,能夠防止由預(yù)摻雜金屬箔9與集電箔的接觸產(chǎn)生的短路。另外,能夠抑制制造存在在預(yù)摻雜金屬箔9與集電箔之間具有活性物質(zhì)層的脫落部位的不良情況的蓄電設(shè)備100,因此能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本的減少。

另外,在預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100中,在預(yù)摻雜對象電極30a以遍及作為活性物質(zhì)層的正極活性物質(zhì)層22或者負(fù)極活性物質(zhì)層32的外周緣部分的整周的方式形成有非配置部位33。該情況下,在配置有預(yù)摻雜金屬箔9的部位,能夠進(jìn)一步容易避免活性物質(zhì)層脫落。

另外,在預(yù)摻雜前的蓄電設(shè)備100中,預(yù)摻雜對象電極30a在從正極電極2以及負(fù)極電極3(負(fù)極電極材料30)的層疊方向觀察的情況下,使預(yù)摻雜金屬箔9相對于配置有活性物質(zhì)層的部位整體的投影面積為80%以上且不足100%。

在作為集電箔的正極集電箔21以及負(fù)極集電箔31形成有多個(gè)孔,因此負(fù)極活性物質(zhì)層32中的配置于從正極電極2以及負(fù)極電極3(負(fù)極電極材料30)的層疊方向觀察與預(yù)摻雜金屬箔9重疊的位置的部位與配置于不與預(yù)摻雜金屬箔9重疊的位置的部位相比,預(yù)摻雜所需的時(shí)間縮短。因此,通過使預(yù)摻雜金屬箔9相對于配置有活性物質(zhì)層的部位整體的投影面積為80%以上,在從正極電極2以及負(fù)極電極3的層疊方向觀察的情況下,活性物質(zhì)層在寬范圍內(nèi)配置于與預(yù)摻雜金屬箔9重疊的位置,因此能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)摻雜所需的時(shí)間的縮短。

另一方面,通過在從正極電極2以及負(fù)極電極3的層疊方向觀察的情況下,使預(yù)摻雜金屬箔9相對于配置有活性物質(zhì)層的部位整體的投影面積為不足100%,并在活性物質(zhì)層的外周緣部分形成非配置部位,即便在活性物質(zhì)層的外周緣部分脫落的情況下,也能夠抑制在預(yù)摻雜金屬箔9與集電箔之間產(chǎn)生活性物質(zhì)層的脫落部位。

另外,根據(jù)上述實(shí)施方式,作為成品的蓄電設(shè)備1的制造方法是具備交替層疊的多個(gè)正極電極2以及多個(gè)負(fù)極電極3、介設(shè)于多個(gè)正極電極2的各個(gè)電極與多個(gè)負(fù)極電極3的各個(gè)電極之間的多個(gè)隔膜4、內(nèi)置多個(gè)正極電極2、多個(gè)負(fù)極電極3以及多個(gè)隔膜4的罩5、配置于罩5的內(nèi)部的電解液8、連接于多個(gè)正極電極2且一部分配置于罩5的外部的正極端子6、以及連接于多個(gè)負(fù)極電極3且一部分配置于罩5的外部的負(fù)極端子7的蓄電設(shè)備100的制造方法,多個(gè)正極電極2的各個(gè)電極以及多個(gè)負(fù)極電極3的各個(gè)電極具備作為形成有孔的集電箔的正極集電箔21或者負(fù)極集電箔31以及配置于集電箔的至少一面的作為活性物質(zhì)層的正極活性物質(zhì)層22或者負(fù)極活性物質(zhì)層32。

除此之外,作為成品的蓄電設(shè)備1的制造方法具備:預(yù)摻雜對象電極形成工序(s2),在該工序中,對于多個(gè)正極電極2中的至少一個(gè)或者多個(gè)負(fù)極電極3(負(fù)極電極材料30)的至少一個(gè),形成預(yù)摻雜對象電極30a,該預(yù)摻雜對象電極30a以預(yù)摻雜金屬箔9與活性物質(zhì)層的表面直接接觸的狀態(tài)配置,并且未配置有預(yù)摻雜金屬箔9的非配置部位33形成于活性物質(zhì)層的外周緣部分的至少一部分;層疊工序(s3),在該工序中,層疊預(yù)摻雜對象電極30a、多個(gè)正極電極2、多個(gè)負(fù)極電極3以及隔膜4,將正極端子6連接于多個(gè)正極電極2,并且將負(fù)極端子7連接于多個(gè)負(fù)極電極3;內(nèi)置工序,在該工序中,在罩5內(nèi)置被層疊的預(yù)摻雜對象電極30a、多個(gè)正極電極2、多個(gè)負(fù)極電極3以及隔膜4;以及預(yù)摻雜工序(s5),在該工序中,向罩5內(nèi)注入電解液8,將預(yù)摻雜金屬箔9預(yù)摻雜于多個(gè)負(fù)極電極3。

根據(jù)作為成品的蓄電設(shè)備1的制造方法,預(yù)摻雜對象電極30a以預(yù)摻雜金屬箔9與正極電極2或者負(fù)極電極3(負(fù)極電極材料30)的作為活性物質(zhì)層的正極活性物質(zhì)層22或者負(fù)極活性物質(zhì)層32的表面直接接觸的狀態(tài)配置。由此,能夠不需要在現(xiàn)有技術(shù)中配置預(yù)摻雜金屬箔9時(shí)所使用的集電器,因此能夠減少部件成本。

另外,在預(yù)摻雜對象電極30a的活性物質(zhì)層的外周緣部分的至少一部分形成有未配置有預(yù)摻雜金屬箔9的非配置部位33。即,預(yù)摻雜金屬箔9配置為避開存在引起活性物質(zhì)層的脫落的擔(dān)憂的部位。因此,即便在將預(yù)摻雜金屬箔9以與活性物質(zhì)層的表面直接接觸的狀態(tài)配置的情況下,也能夠在配置有預(yù)摻雜金屬箔9的部位,抑制活性物質(zhì)層的脫落。結(jié)果,能夠防止由預(yù)摻雜金屬箔9與作為集電箔的正極集電箔21的接觸或者預(yù)摻雜金屬箔9與負(fù)極集電箔31的接觸引起的短路。另外,能夠抑制制造存在在預(yù)摻雜金屬箔9與集電箔之間具有活性物質(zhì)層的脫落部位的不良情況的蓄電設(shè)備1,因此能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本的減少。

另外,在作為成品的蓄電設(shè)備1的制造方法中,預(yù)摻雜對象電極形成工序(s2)具備:配置工序(s21),在該工序中,對于多個(gè)正極電極2中的至少一個(gè)或者多個(gè)負(fù)極電極3的至少一個(gè),將預(yù)摻雜金屬箔9以與作為活性物質(zhì)層的正極活性物質(zhì)層22或者負(fù)極活性物質(zhì)層32的表面直接接觸的狀態(tài)配置;以及壓接工序(s22),在該工序中,對通過配置工序(s21)而配置的預(yù)摻雜金屬箔9進(jìn)行壓接,預(yù)摻雜對象電極30a在通過壓接工序(s22)壓接預(yù)摻雜金屬箔9的狀態(tài)下,在活性物質(zhì)層的外周緣部分的至少一部分形成非配置部位33。

根據(jù)該作為成品的蓄電設(shè)備1的制造方法,在預(yù)摻雜金屬箔9被壓接的狀態(tài)下,在活性物質(zhì)層的外周緣部分的至少一部分形成非配置部位33,因此能夠在配置有預(yù)摻雜金屬箔9的部位,進(jìn)一步容易避免活性物質(zhì)層脫落。

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