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JP6742155B2 - Electrochemical cell - Google Patents

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JP6742155B2 JP2016110948A JP2016110948A JP6742155B2 JP 6742155 B2 JP6742155 B2 JP 6742155B2 JP 2016110948 A JP2016110948 A JP 2016110948A JP 2016110948 A JP2016110948 A JP 2016110948A JP 6742155 B2 JP6742155 B2 JP 6742155B2
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Description

本発明は、電気化学セルに関する。 The present invention relates to electrochemical cells.

各種デバイスの電源に用いられる二次電池や、キャパシタ等の電気化学セルとして、正極層及び負極層間に電解質が介在されてなる電極体と、電極体を収納する外装体と、を備えた構成が知られている。 As an electrochemical cell such as a secondary battery used as a power source of various devices or a capacitor, a configuration including an electrode body in which an electrolyte is interposed between a positive electrode layer and a negative electrode layer, and an exterior body housing the electrode body is provided. Are known.

ここで、上述した電極体としては、正極層及び負極層間に、ポリマー電解質や固体電解質等の電解質が介在する電極体が知られている。このような電極体として、例えば特許文献1、2に示されるような、正極層911b,911cとそれに隣接する電解質層913を貫通する開口部の内部で負極層912a〜912cが電気的に接触し、また、負極層912b,912cとそれに隣接する電解質層913を貫通する開口部の内部で正極層911a〜911cが電気的に接触している電極体が知られている(図1(a))。 Here, as the above-mentioned electrode body, an electrode body in which an electrolyte such as a polymer electrolyte or a solid electrolyte is interposed between a positive electrode layer and a negative electrode layer is known. As such an electrode body, for example, as shown in Patent Documents 1 and 2, the negative electrode layers 912a to 912c electrically contact with each other inside the openings penetrating the positive electrode layers 911b and 911c and the electrolyte layer 913 adjacent thereto. Also, there is known an electrode body in which the positive electrode layers 911a to 911c are in electrical contact with each other inside the opening penetrating the negative electrode layers 912b and 912c and the electrolyte layer 913 adjacent thereto (FIG. 1(a)). ..

特開2015−097152号公報JP, 2005-097152, A 特開2013−243006号公報JP, 2013-243006, A

電気化学セルに要求される性能として、近年、薄型・軽量であることに加えて、使用時に最適な形状を有することが求められており、板状の少なくとも一部が湾曲しているような形状を有することが求められるようになった。 In recent years, electrochemical cells have been required to have an optimal shape in addition to being thin and lightweight, and a shape such that at least a part of the plate shape is curved. Has become required to have.

しかしながら、特許文献1に示される電気化学セルでは、板状の電気化学セルを作製した後で、少なくとも一部を湾曲させた場合、例えば図1(b)の部分拡大図に示すように、各層の曲率の違いによって、電気化学セルを構成する各層の配置がずれて、正極層911a〜911cと負極層912a〜912cが電気的に短絡するおそれがある。他方で、電気化学セルを湾曲させる際の曲率を考慮して、電極層や電解質層に開口部を設けることも考えられるが、すべての層の配置を調整しなければならなくなるため、生産性の低下が懸念される。したがって、湾曲させた形状であっても電気的な短絡の起こり難い電気化学セルを効率よく得ることについては、未だ改善の余地があった。 However, in the electrochemical cell disclosed in Patent Document 1, when at least a part of the electrochemical cell is curved after the plate-shaped electrochemical cell is manufactured, each layer is, for example, as shown in a partially enlarged view of FIG. Due to the difference in curvature, the arrangement of the layers forming the electrochemical cell may be displaced, and the positive electrode layers 911a to 911c and the negative electrode layers 912a to 912c may be electrically short-circuited. On the other hand, considering the curvature when bending the electrochemical cell, it is possible to provide an opening in the electrode layer or the electrolyte layer, but it is necessary to adjust the arrangement of all layers, so that the productivity is improved. There is concern about a decline. Therefore, there is still room for improvement in efficiently obtaining an electrochemical cell in which an electrical short circuit is unlikely to occur even with a curved shape.

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、湾曲させた形状であっても電気的な短絡が起こり難く、且つ、生産性の高い電気化学セルを提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an electrochemical cell in which an electrical short circuit is unlikely to occur even in a curved shape and which has high productivity. Is.

本発明者らは、電極層及び電解質層に設ける開口部について、長さが幅に対して所定以上の比率を有するものを、電気化学セルの湾曲する面を含むように設けることで、湾曲した形状を有する電気化学セルであっても電気的な短絡が低減されることを見出し、本発明を完成するに至った。
具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
The present inventors curved the opening provided in the electrode layer and the electrolyte layer by providing the opening having a ratio of the length to the width of a predetermined value or more so as to include the curved surface of the electrochemical cell. The inventors have found that electrical shorts are reduced even in an electrochemical cell having a shape, and have completed the present invention.
Specifically, the present invention provides the following.

(1) 少なくとも使用時において、少なくとも一部が湾曲した形状をなす板状の電気化学セルであって、第一電極層と、前記第一電極層の両側に電解質層を挟んで積層された第二電極層と、を含む電極体を有し、前記第一電極層を貫通する第一開口部が少なくとも1つ設けられ、前記第一開口部の内部で、前記第一電極層の両側にある前記第二電極層が導通する電気化学セルであって、前記第一開口部は、長手方向についての長さが幅方向についての幅の1.2倍以上となるように構成され、少なくとも使用時において少なくとも一部が湾曲するように前記第一開口部が形成されている電気化学セル。 (1) A plate-shaped electrochemical cell having a curved shape at least in part at least during use, wherein the first electrode layer is laminated with an electrolyte layer sandwiched between both sides of the first electrode layer. A second electrode layer, and at least one first opening penetrating the first electrode layer is provided, and inside the first opening part, both sides of the first electrode layer are provided. An electrochemical cell in which the second electrode layer conducts, wherein the first opening is configured so that the length in the longitudinal direction is 1.2 times or more the width in the width direction, and at least during use. In the electrochemical cell, the first opening is formed so that at least a part thereof is curved.

(2)前記第一電極層の第一開口部を覆うように短絡防止層が設けられる(1)記載の電気化学セル。 (2) The electrochemical cell according to (1), wherein a short circuit prevention layer is provided so as to cover the first opening of the first electrode layer.

(3) 少なくとも使用時において、前記第一電極層は、少なくとも一部において湾曲した板状を有する(1)又は(2)記載の電気化学セル。 (3) The electrochemical cell according to (1) or (2), wherein at least a part of the first electrode layer has a curved plate shape at least during use.

(4) 少なくとも使用時において、前記第一開口部は、前記長手方向が湾曲するように形成される(1)から(3)のいずれかに記載の電気化学セル。 (4) The electrochemical cell according to any one of (1) to (3), wherein the first opening is formed so as to be curved in the longitudinal direction at least during use.

(5) 少なくとも使用時において、前記第一電極層の前記電解質層に隣接する少なくとも一部の面が略部分円柱面又は略部分楕円柱面を形成し、
前記第一開口部における前記長手方向が、略円柱又は略楕円柱の中心軸の方向に対して45°〜135°の角度をなす(4)に記載の電気化学セル。
(5) At least in use, at least a part of the surface of the first electrode layer adjacent to the electrolyte layer forms a substantially partially cylindrical surface or a substantially elliptical cylindrical surface,
The electrochemical cell according to (4), wherein the longitudinal direction of the first opening forms an angle of 45° to 135° with respect to the direction of the central axis of the substantially cylindrical or substantially elliptic cylinder.

(6) 前記第一開口部が、直線になるように形成されている(1)から(5)のいずれかに記載の電気化学セル。 (6) The electrochemical cell according to any one of (1) to (5), wherein the first opening is formed in a straight line.

(7) 前記第一開口部が、同じ直線上になるように複数形成されている(6)に記載の電気化学セル。 (7) The electrochemical cell according to (6), wherein a plurality of the first openings are formed on the same straight line.

(8) 前記第一開口部は、前記長さが2.4mm以上であり、前記幅が2.0mm以下となる部分を含むように構成される(1)から(7)のいずれかに記載の電気化学セル。 (8) The first opening is configured to include a portion having the length of 2.4 mm or more and the width of 2.0 mm or less (1) to (7). Electrochemical cell.

(9) 前記第一電極層が、固体電解質、ポリマー電解質、又は固体電解質とポリマー電解質との複合電解質を含有する(1)から(8)のいずれかに記載の電気化学セル。 (9) The electrochemical cell according to any one of (1) to (8), wherein the first electrode layer contains a solid electrolyte, a polymer electrolyte, or a composite electrolyte of a solid electrolyte and a polymer electrolyte.

(10) 前記第一開口部の内壁が、固体電解質、ポリマー電解質、固体電解質とポリマー電解質との複合電解質、又は絶縁材によって覆われている、(1)から(9)のいずれかに記載の電気化学セル。 (10) The inner wall of the first opening is covered with a solid electrolyte, a polymer electrolyte, a composite electrolyte of a solid electrolyte and a polymer electrolyte, or an insulating material, according to any one of (1) to (9). Electrochemical cell.

(11) 前記第一開口部の両側にある前記第二電極層が、導電部材を介して接触する(1)から(10)のいずれかに記載の電気化学セル。 (11) The electrochemical cell according to any one of (1) to (10), wherein the second electrode layers on both sides of the first opening are in contact with each other via a conductive member.

(12) 前記第二電極層の両側に前記電解質層を挟んで積層された第一電極層を有し、前記第二電極層を貫通する第二開口部が少なくとも1つ設けられ、前記第二開口部の内部で、前記第二電極層の両側にある前記第一電極層が導通する電気化学セルであって、前記第二開口部は、長手方向についての長さが幅方向についての幅の1.2倍以上となる部分を含むように構成され、少なくとも使用時において少なくとも一部が湾曲するように前記第二開口部が形成されている(1)から(11)のいずれかに記載の電気化学セル。 (12) At least one second opening portion is provided on both sides of the second electrode layer, the first electrode layer being laminated with the electrolyte layer interposed therebetween, and at least one second opening penetrating the second electrode layer is provided. Inside the opening, an electrochemical cell in which the first electrode layers on both sides of the second electrode layer conduct, wherein the second opening has a length in the longitudinal direction of a width in the width direction. The second opening is formed so as to include a portion that is 1.2 times or more, and the second opening is formed so that at least a part thereof is curved at least when used (1) to (11) Electrochemical cell.

(13) 複数の前記第一電極層と複数の前記第二電極層とが、前記電解質層を挟んで交互に積層され、積層方向の一端部に前記第一電極層が、他端部に前記第二電極層が設けられ、前記第一開口部が、前記一端部以外に設けられた前記第一電極層の各々と、それに隣接する電解質層と、を貫通するように設けられ、前記第二開口部が、前記他端部以外に設けられた前記第二電極層の各々と、それに隣接する電解質層と、を貫通するように設けられる、(12)に記載の電気化学セル。 (13) A plurality of the first electrode layers and a plurality of the second electrode layers are alternately laminated with the electrolyte layer interposed therebetween, the first electrode layer is provided at one end in the stacking direction, and the other end is provided at the other end. A second electrode layer is provided, the first opening is provided so as to penetrate each of the first electrode layers provided other than the one end and an electrolyte layer adjacent thereto, The electrochemical cell according to (12), wherein the opening is provided so as to penetrate each of the second electrode layers provided other than the other end and the electrolyte layer adjacent thereto.

(14) 前記電極体を収納する外装体をさらに備える(1)から(13)のいずれかに記載の電気化学セル。 (14) The electrochemical cell according to any one of (1) to (13), further including an exterior body that houses the electrode body.

(15) 前記外装体は、前記電極体を積層方向の一端側から覆う第一電極側容器と、前記電極体を積層方向の他端側から覆う第二電極側容器と、を備え、前記第一電極層が前記第一電極側容器に電気的に接続され、且つ前記第二電極層が前記第二電極側容器に電気的に接続されている(14)に記載の電気化学セル。 (15) The exterior body includes a first electrode side container that covers the electrode body from one end side in the stacking direction and a second electrode side container that covers the electrode body from the other end side in the stacking direction. The electrochemical cell according to (14), wherein one electrode layer is electrically connected to the first electrode side container, and the second electrode layer is electrically connected to the second electrode side container.

(16) 前記第一電極層及び前記第二電極層の一方が正極層であり、他方が負極層である、(1)から(15)のいずれかに記載の電気化学セル。 (16) The electrochemical cell according to any one of (1) to (15), wherein one of the first electrode layer and the second electrode layer is a positive electrode layer and the other is a negative electrode layer.

本発明によれば、湾曲させた形状であっても電気的な短絡が起こり難く、且つ、生産性の高い電気化学セルを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electrochemical cell in which an electrical short circuit is unlikely to occur even in a curved shape and which has high productivity.

また、本発明によれば、湾曲した形状に成形した後でも、電極体の内部で正極層及び負極層の各々の導通が維持されるため、複数の平板状の電気化学セルを一括で積層して切り出したものを、湾曲させた形状に成形して電気化学セルを得ることも可能である。特に、電極体の内部における正極層及び負極層の各々の導通を、導電部材を介することで図った場合には、電気化学セルの外周に集電体を形成する必要もなくなるため、電気化学セルの生産性をより高めることができる。 Further, according to the present invention, even after being formed into a curved shape, conduction of each of the positive electrode layer and the negative electrode layer is maintained inside the electrode body, so that a plurality of plate-shaped electrochemical cells are stacked together. It is also possible to obtain an electrochemical cell by molding the one cut out into a curved shape. In particular, when the conduction of each of the positive electrode layer and the negative electrode layer inside the electrode body is achieved through the conductive member, it is not necessary to form a current collector on the outer periphery of the electrochemical cell. The productivity of can be improved.

また、本発明によれば、湾曲させた形状であっても容易に多層化を図ることができるため、電気化学セルの容量をより大きくできる。 Further, according to the present invention, since the multilayer structure can be easily achieved even with the curved shape, the capacity of the electrochemical cell can be further increased.

従来技術に係る電気化学セルを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electrochemical cell which concerns on a prior art. 第一実施形態に係る二次電池の斜視図である。It is a perspective view of the secondary battery which concerns on 1st embodiment. 図2AのI−I線に相当する断面図である。FIG. 2B is a cross-sectional view corresponding to the line I-I in FIG. 2A. 図2AのII−II線に相当する断面図である。FIG. 2B is a cross-sectional view corresponding to the line II-II in FIG. 2A. 図2Aの積層状態を示す斜視模式図である。It is a perspective schematic diagram which shows the laminated state of FIG. 2A. 電極体アレイの電極体ごとへの切断の工程を示す平面視の模式図である。FIG. 6 is a schematic plan view showing a step of cutting the electrode body array into electrode bodies. 第三実施形態に係る二次電池の断面図である。It is sectional drawing of the secondary battery which concerns on 3rd embodiment.

本発明の電気化学セルは、少なくとも使用時において、少なくとも一部が湾曲した形状をなす板状の電気化学セルであって、第一電極層と、前記第一電極層の両側に電解質層を挟んで積層された第二電極層と、を含む電極体を有し、前記第一電極層を貫通する第一開口部が少なくとも1つ設けられ、前記第一開口部の内部で、前記第一電極層の両側にある前記第二電極層が導通する電気化学セルであって、前記第一開口部は、長手方向についての長さが幅方向についての幅の1.2倍以上となるように構成され、少なくとも使用時において少なくとも一部が湾曲するように、前記第一開口部が形成されている。 The electrochemical cell of the present invention is a plate-shaped electrochemical cell having a curved shape at least partially at least in use, and has a first electrode layer and an electrolyte layer sandwiched on both sides of the first electrode layer. And a second electrode layer laminated with, and at least one first opening penetrating the first electrode layer is provided, and the first electrode is provided inside the first opening. An electrochemical cell in which the second electrode layers on both sides of the layer are electrically connected, wherein the first opening has a length in the longitudinal direction of 1.2 times or more the width in the width direction. The first opening is formed so that at least a part thereof is curved at least during use.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明では、本発明に係る電気化学セルとして、二次電池について説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。また、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, a secondary battery will be described as the electrochemical cell according to the present invention. In the drawings used in the following description, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member recognizable. In addition, a description of a duplicated part may be omitted as appropriate, but the gist of the invention is not limited thereto.

本発明における「開口部」とは、電極層の外縁と重ならない形状を有するものに限られず、電極層を外縁から切欠いた形状を有するものであってもよく、開口部によって電極層が分断されていてもよい。 The "opening" in the present invention is not limited to one having a shape that does not overlap the outer edge of the electrode layer, and may have a shape in which the electrode layer is cut from the outer edge, and the electrode layer is divided by the opening. May be.

<第一実施形態>
[二次電池]
本実施形態の二次電池1Aは、例えば図2Aに示すように、ラミネート部材43等の外装体によって保持されるものであり、タブ線41、42によって外部と電気的に接続するものである。そして、外装体の内部には、図2B、図2Cに示すような電極体2を備えており、電極体2に用いられる電解質としてポリマー電解質を用いたものである。
<First embodiment>
[Secondary battery]
As shown in FIG. 2A, for example, the secondary battery 1A of the present embodiment is held by an exterior body such as a laminate member 43, and is electrically connected to the outside by tab wires 41 and 42. The exterior body is provided with an electrode body 2 as shown in FIGS. 2B and 2C, and a polymer electrolyte is used as an electrolyte used for the electrode body 2.

ここで、二次電池1Aは、少なくとも使用時において、少なくとも一部が電極体2の積層方向に向けて湾曲した形状を有する。すなわち、二次電池1Aの形状は、非使用時及び使用時の両方において少なくとも一部が湾曲した形状を有していてもよく、また、二次電池1Aの形状にフレキシブル性を持たせることで、非使用時には平板形状を有し、且つ使用時に一部が湾曲する形状をなすようにしてもよい。 Here, the secondary battery 1A has a shape in which at least a part thereof is curved toward the stacking direction of the electrode bodies 2 at least when in use. That is, the shape of the secondary battery 1A may have a shape in which at least a part thereof is curved both when not in use and when used, and the secondary battery 1A has flexibility by being provided. Alternatively, it may have a flat plate shape when not in use, and may have a shape in which a part thereof is curved when in use.

(電極体の基本構成)
電極体2は、図2B、図2Cに示すように、複数の第一電極層11及び第二電極層12が両側に電解質層13を挟んで交互に積層された構造を有する。本実施形態では、第一電極層11を正極層(正極層11)とし、第二電極層12を負極層(負極層12)として説明するが、第一電極層11が負極層、第二電極層12が正極層であってもよい。なお、正極層11及び負極層12は、同じ積層数積層されている。
(Basic configuration of electrode body)
As shown in FIGS. 2B and 2C, the electrode body 2 has a structure in which a plurality of first electrode layers 11 and second electrode layers 12 are alternately laminated on both sides with an electrolyte layer 13 interposed therebetween. In the present embodiment, the first electrode layer 11 is described as the positive electrode layer (positive electrode layer 11) and the second electrode layer 12 is described as the negative electrode layer (negative electrode layer 12). However, the first electrode layer 11 is the negative electrode layer and the second electrode. Layer 12 may be a positive electrode layer. The positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 are laminated in the same number.

ここで、電極体2を構成する正極層11及び負極層12は、二次電池1Aと同様に、少なくとも一部において電極体2の積層方向に向けて湾曲した形状をなす板状に構成することが好ましい。湾曲した形状を有する正極層11及び負極層12を用いて電極体2を構成することで、同様に湾曲した形状を有する二次電池1Aが作製されるため、二次電池1Aにおける積層数を抑えることができ、それにより二次電池1Aの作製効率を高めることができる。 Here, the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 that configure the electrode body 2 are configured to have a plate shape that is curved toward the stacking direction of the electrode body 2 in at least a part thereof, as in the secondary battery 1A. Is preferred. By constructing the electrode body 2 using the curved positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12, the secondary battery 1A having a similar curved shape is manufactured, and thus the number of stacked layers in the secondary battery 1A is suppressed. Therefore, the production efficiency of the secondary battery 1A can be improved.

正極層(第一電極層)11は、電極体2における積層方向の一端部(図2B、図2Cにおける最下層)を構成する正極集電層(第一電極集電層)14と、電解質層13間に配置された正極接続層(第一電極接続層)15と、を有する。このうち正極接続層15には、正極接続層15を積層方向に貫通する第一開口部16が、積層方向に直交する面内方向で間隔をあけて形成されている。 The positive electrode layer (first electrode layer) 11 includes a positive electrode current collecting layer (first electrode current collecting layer) 14 that constitutes one end (lowermost layer in FIGS. 2B and 2C) of the electrode body 2 in the stacking direction, and an electrolyte layer. And a positive electrode connection layer (first electrode connection layer) 15 arranged between the electrodes 13. Among them, in the positive electrode connecting layer 15, first opening portions 16 penetrating the positive electrode connecting layer 15 in the stacking direction are formed at intervals in the in-plane direction orthogonal to the stacking direction.

負極層(第二電極層)12は、電極体2における積層方向の他端部(図2B、図2Cにおける最上層)を構成する負極集電層(第二電極集電層)22と、上述した正極接続層(第一電極接続層)15に対して積層方向の両側に電解質層13を介して積層された負極接続層(第二電極接続層)23と、を有している。負極接続層23には、負極接続層23を積層方向に貫通する第二開口部26が上述した面内方向で間隔をあけて形成されている。 The negative electrode layer (second electrode layer) 12 includes the negative electrode current collecting layer (second electrode current collecting layer) 22 that constitutes the other end (the uppermost layer in FIGS. 2B and 2C) of the electrode body 2 in the stacking direction, and The positive electrode connecting layer (first electrode connecting layer) 15 and the negative electrode connecting layer (second electrode connecting layer) 23 stacked on both sides in the stacking direction with the electrolyte layer 13 interposed therebetween. In the negative electrode connection layer 23, the second openings 26 that penetrate the negative electrode connection layer 23 in the stacking direction are formed at intervals in the in-plane direction described above.

これら正極層11及び負極層12は、アルミニウム箔や銅箔等の金属基材を含んでいてもよい。これにより、正極層11及び負極層12の形態安定性が高められるため、使用時において所望の湾曲した形状をなすことを容易にすることができる。 The positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 may include a metal base material such as an aluminum foil or a copper foil. As a result, the morphological stability of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 is enhanced, and thus it is possible to easily form a desired curved shape during use.

本実施形態において、正極接続層15及び負極接続層23に形成される第一開口部16、第二開口部26は、図2Dにおいて示されるように、異極の接続層15,23の開口部と積層方向で重ならない位置に形成されている。 In the present embodiment, the first opening 16 and the second opening 26 formed in the positive electrode connecting layer 15 and the negative electrode connecting layer 23 are, as shown in FIG. 2D, opening portions of the connecting layers 15 and 23 of different polarities. Is formed at a position that does not overlap with the stacking direction.

電解質層13は、正極層11と負極層12の間に介在することで、正極層11と負極層12の間を隔離する。 The electrolyte layer 13 is interposed between the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 to separate the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 from each other.

(第一・第二開口部)
ここで、正極層(第一電極層)11を貫通するように第一開口部16が設けられ、負極層(第二電極層)12を貫通するように第二開口部26が設けられる。
(First and second openings)
Here, the first opening 16 is provided so as to penetrate the positive electrode layer (first electrode layer) 11, and the second opening 26 is provided so as to penetrate the negative electrode layer (second electrode layer) 12.

第一開口部16、第二開口部26は、少なくとも使用時において少なくとも一部が湾曲するように形成される。 The first opening portion 16 and the second opening portion 26 are formed so that at least a part thereof is curved at the time of use.

ここで、第一開口部16、第二開口部26は、少なくとも使用時において、長手方向が電極体2の積層方向に向けて湾曲するように形成されることが好ましい。これにより、第一開口部16、第二開口部26が、湾曲面を横切る方向について長さを有するため、電極体2が湾曲して正極層11や負極層12、電解質層13の配置がずれたとしても、積層方向についての正極層11や負極層12の導通が維持され、且つ正極層11及び負極層12の導通がより起こり難くなるため、電極体2の湾曲による電池容量の低下を抑えることができる。 Here, it is preferable that the first opening 16 and the second opening 26 are formed such that the longitudinal direction thereof is curved toward the stacking direction of the electrode bodies 2 at least when in use. Thereby, since the first opening 16 and the second opening 26 have a length in the direction crossing the curved surface, the electrode body 2 is curved and the arrangement of the positive electrode layer 11, the negative electrode layer 12, and the electrolyte layer 13 is displaced. Even in this case, the conduction of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 in the stacking direction is maintained, and the conduction of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 becomes more difficult to occur, so that the reduction of the battery capacity due to the bending of the electrode body 2 is suppressed. be able to.

例えば、正極層11や負極層12のうち電解質層13に隣接する面の少なくとも一部分が、少なくとも使用時において湾曲面をなし、この湾曲面が略部分円柱面又は略部分楕円柱面を形成している場合には、正極層11や負極層12の面視における、第一開口部16、第二開口部26の長手方向が、略円柱又は略楕円柱の中心軸の方向に対して、45°〜135°の角度をなしていることが好ましく、70°〜110°の角度をなしていることがより好ましく、略直角の角度をなしていることが最も好ましい。略円柱又は略楕円柱の中心軸に対して直角に近い方向に、第一開口部16、第二開口部26の長手方向が来るように構成することで、電極体2が湾曲して正極層11や負極層12、電解質層13の配置がずれた際に、そのずれる方向と第一開口部16、第二開口部26の長手方向が近い方向になるため、積層方向についての正極層11や負極層12の導通を維持し易くできる。 For example, at least a part of the surface of the positive electrode layer 11 or the negative electrode layer 12 adjacent to the electrolyte layer 13 forms a curved surface at least during use, and the curved surface forms a substantially partially cylindrical surface or a substantially partially elliptical cylindrical surface. In this case, the longitudinal direction of the first opening 16 and the second opening 26 in the plan view of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 is 45° with respect to the direction of the central axis of the substantially columnar or elliptical column. It is preferable to form an angle of ˜135°, more preferable to form an angle of 70° to 110°, and most preferable to form a substantially right angle. By constructing the longitudinal direction of the first opening 16 and the second opening 26 in a direction close to a right angle with respect to the central axis of the substantially columnar shape or the substantially elliptic cylinder, the electrode body 2 is curved and the positive electrode layer is formed. When the positions of 11, the negative electrode layer 12, and the electrolyte layer 13 are deviated, the direction in which they are displaced and the longitudinal direction of the first opening 16 and the second opening 26 are close to each other. The conduction of the negative electrode layer 12 can be easily maintained.

第一開口部16、第二開口部26は、正極層11や負極層12の面視において直線になるように形成されていることが好ましい。これにより、第一開口部16、第二開口部26をより密に形成できるため、二次電池1Aの内部抵抗をより低減することができる。他方で、第一開口部16、第二開口部26を、正極層11や負極層12の面視において曲線になるように形成してもよい。これにより、長手方向以外の方向について正極層11や負極層12、電解質層13の配置がずれたとしても、積層方向についての正極層11や負極層12の導通を維持し易くできる。 The first opening 16 and the second opening 26 are preferably formed so as to be linear in a plan view of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12. As a result, the first opening 16 and the second opening 26 can be formed more densely, so that the internal resistance of the secondary battery 1A can be further reduced. On the other hand, the first opening 16 and the second opening 26 may be formed so as to have a curved shape in a plan view of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12. Thereby, even if the arrangement of the positive electrode layer 11, the negative electrode layer 12, and the electrolyte layer 13 is deviated in a direction other than the longitudinal direction, it is possible to easily maintain the conduction of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 in the stacking direction.

第一開口部16、第二開口部26における長手方向の長さは、長手方向に垂直な幅方向の幅に対して1.2倍以上となるように形成される。これにより、電極体2が湾曲して正極層11や負極層12、電解質層13の配置がずれたとしても、積層方向についての正極層11や負極層12の導通が維持され易くなるため、電極体2が湾曲した形状をなすことによる、電池容量の低下を抑えることができる。ここで、幅方向の幅に対する、長手方向lの長さの比率は、1.2倍以上が好ましく、2.0倍以上がより好ましく、5.0倍以上がさらに好ましい。 The length in the longitudinal direction of the first opening 16 and the second opening 26 is formed to be 1.2 times or more the width in the width direction perpendicular to the longitudinal direction. Accordingly, even if the electrode body 2 is curved and the arrangement of the positive electrode layer 11, the negative electrode layer 12, and the electrolyte layer 13 is deviated, it is easy to maintain conduction between the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 in the stacking direction. It is possible to suppress a decrease in battery capacity due to the body 2 having a curved shape. Here, the ratio of the length in the longitudinal direction 1 to the width in the width direction is preferably 1.2 times or more, more preferably 2.0 times or more, and further preferably 5.0 times or more.

ここで、第一開口部16、第二開口部26は、長手方向の長さが、好ましくは2.4mm以上、より好ましくは3.0mm以上、さらに好ましくは5.0mm以上となる部分を含むように構成する。このとき、幅方向の幅は、好ましくは2.0mm以下、より好ましくは1.5mm以下、さらに好ましくは1.0mm以下となるように構成する。このような大きさの開口部を形成することで、正極層11や負極層12、電解質層13の配置がずれても、積層方向についての正極層11や負極層12の導通を維持し易くできる。 Here, the first opening 16 and the second opening 26 include a portion having a length in the longitudinal direction of preferably 2.4 mm or more, more preferably 3.0 mm or more, and further preferably 5.0 mm or more. To configure. At this time, the width in the width direction is preferably 2.0 mm or less, more preferably 1.5 mm or less, and further preferably 1.0 mm or less. By forming the opening having such a size, even if the arrangement of the positive electrode layer 11, the negative electrode layer 12, and the electrolyte layer 13 is deviated, it is possible to easily maintain the conduction of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 in the stacking direction. ..

本明細書における第一開口部16、第二開口部26の「長手方向」は、正極層11や負極層12の面視における長手方向である。また、第一開口部16、第二開口部26の「幅方向」は、正極層11や負極層12の面視において、長手方向と直交する方向である。 The “longitudinal direction” of the first opening 16 and the second opening 26 in this specification is the longitudinal direction of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 in plan view. The “width direction” of the first opening 16 and the second opening 26 is a direction orthogonal to the longitudinal direction in a plan view of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12.

第一開口部16、第二開口部26の面視における形状は、上述の長手方向及び幅方向の大きさを有する限り特に限定されないが、第一開口部16、第二開口部26を形成し易くできる観点では、例えば矩形や楕円形であることが好ましい。 The shapes of the first opening 16 and the second opening 26 in plan view are not particularly limited as long as they have the sizes in the longitudinal direction and the width direction described above, but the first opening 16 and the second opening 26 are formed. From the viewpoint of making it easy, it is preferable that the shape is, for example, a rectangle or an ellipse.

第一開口部16、第二開口部26は、正極層11や負極層12の面視において、同じ直線上に複数形成されていてもよいが、一方の端面から他方の端面まで1本の線状に連続して形成されていることが好ましい。
特に、一方の端面から他方の端面まで、第一開口部16、第二開口部26を1本の線状に連続して形成することにより、特に短絡の起こり易い端面においても、短絡をより確実に防ぐことができる。
他方で、同じ直線又は曲線上に、第一開口部16、第二開口部26を複数形成することにより、電極体2の内部においても、中心線に沿う方向について、第一開口部16、第二開口部26が形成されている正極層11、負極層12がその面内で繋がるため、電極体2の内部抵抗の上昇を抑えられる。
The first opening 16 and the second opening 26 may be formed on the same straight line in plan view of the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12, but one line from one end face to the other end face. It is preferable that they are continuously formed into a shape.
Particularly, by forming the first opening portion 16 and the second opening portion 26 continuously in one linear form from one end surface to the other end surface, the short circuit is more reliable even at the end surface where the short circuit is likely to occur. Can be prevented.
On the other hand, by forming a plurality of first openings 16 and second openings 26 on the same straight line or curved line, the first opening 16 and the second opening 26 are formed in the electrode body 2 in the direction along the center line. Since the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 in which the two openings 26 are formed are connected in the plane, an increase in the internal resistance of the electrode body 2 can be suppressed.

第一開口部16、第二開口部26の内部には、その壁面を覆うように、短絡防止層17、27が設けられる。第一開口部16の内壁が短絡防止層13によって覆われることで、第一開口部16の内壁を介した正極層11と負極層12の導通を抑えられる。 Short-circuit preventing layers 17 and 27 are provided inside the first opening 16 and the second opening 26 so as to cover the wall surfaces thereof. By covering the inner wall of the first opening 16 with the short-circuit prevention layer 13, conduction between the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 via the inner wall of the first opening 16 can be suppressed.

そして、短絡防止層17、27によって覆われた第一開口部16、第二開口部26の内部は、その第一開口部16、第二開口部26が設けられている電極層の両側にある電極層が導通するように構成される。より具体的には、第一開口部16の内部では正極層11の両側にある負極層12が導通するように構成され、第二開口部26の内部では負極層12の両側にある正極層11が導通するように構成される。 The insides of the first opening 16 and the second opening 26 covered with the short-circuit prevention layers 17 and 27 are on both sides of the electrode layer in which the first opening 16 and the second opening 26 are provided. The electrode layers are configured to be conductive. More specifically, the negative electrode layers 12 on both sides of the positive electrode layer 11 are configured to conduct inside the first opening 16, and the positive electrode layers 11 on both sides of the negative electrode layer 12 inside the second opening 26. Are configured to conduct.

このとき、正極層11の両側にある負極層12は、導電部材31を介して導通していてもよく、導電部材31を介さずに直接接触していてもよい。また、負極層12の両側にある正極層11は、導電部材32を介して導通していてもよく、導電部材32を介さずに直接接触していてもよい。特に、導電部材31、32を介して正極層11や負極層12を導通させることで、正極層11や負極層12を開口部に大きく入り込ませなくても、開口部の両側にある電極層が導通するため、電極体2に湾曲した形状を持たせた場合であっても、電極層の積層方向における導通を得易くすることができ、二次電池1Aの内部抵抗を低減させることができる。 At this time, the negative electrode layers 12 on both sides of the positive electrode layer 11 may be electrically connected via the conductive member 31 or may be in direct contact without the conductive member 31. Further, the positive electrode layers 11 on both sides of the negative electrode layer 12 may be electrically connected via the conductive member 32, or may be in direct contact without the conductive member 32. In particular, by electrically connecting the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 through the conductive members 31 and 32, the electrode layers on both sides of the opening can be formed even if the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 do not greatly enter the opening. Because of conduction, even when the electrode body 2 has a curved shape, conduction in the stacking direction of the electrode layers can be easily obtained, and the internal resistance of the secondary battery 1A can be reduced.

(電極体の構成材料)
電極体2を構成する正極層11は、正極活物質、導電助剤、電解質等を含有する。また、負極層12は、負極活物質、導電助剤、電解質等を含有する。また、電解質層13や短絡防止層17、27は、電解質を含有する。また、導電部材31を設ける場合、導電部材31は、導電助剤と、正極活物質または負極活物質、電解質やバインダ等を含有する。
(Constituent material of the electrode body)
The positive electrode layer 11 that constitutes the electrode body 2 contains a positive electrode active material, a conductive auxiliary agent, an electrolyte, and the like. Further, the negative electrode layer 12 contains a negative electrode active material, a conductive auxiliary agent, an electrolyte and the like. Moreover, the electrolyte layer 13 and the short-circuit prevention layers 17 and 27 contain an electrolyte. When the conductive member 31 is provided, the conductive member 31 contains a conductive auxiliary agent, a positive electrode active material or a negative electrode active material, an electrolyte, a binder and the like.

ここで、正極層11及び負極層12は、湾曲した形状を保持し易くする観点から、その積層方向についての一部を金属板によって構成してもよい。正極層11の一部を構成する金属板としては例えばアルミニウム板が挙げられ、負極層12の一部を構成する金属板としては例えば銅板が挙げられる。特にゲル電解質を正極層11や負極層12に用いる構成では、正極層11及び負極層12を構成する金属板は、マトリックスポリマーへの電解液の含浸効率を向上させるため、多孔体としてもよい。 Here, the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 may be partially formed of a metal plate in the stacking direction from the viewpoint of easily maintaining a curved shape. An example of the metal plate forming a part of the positive electrode layer 11 is an aluminum plate, and an example of a metal plate forming a part of the negative electrode layer 12 is a copper plate. In particular, in the configuration in which the gel electrolyte is used for the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12, the metal plate forming the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 may be a porous body in order to improve the impregnation efficiency of the electrolytic solution into the matrix polymer.

また、短絡防止層17、27は、電解質によって構成してもよく、絶縁材によって構成してもよい。 The short circuit prevention layers 17 and 27 may be made of an electrolyte or an insulating material.

短絡防止層17、27の厚さは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.3mm以上、さらに好ましくは0.5mm以上となるように構成する。これにより、正極層11や負極層12、電解質層13の配置がずれても、正極層11と負極層12の短絡を低減できる。 The thickness of the short circuit prevention layers 17 and 27 is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.3 mm or more, and further preferably 0.5 mm or more. Thereby, even if the arrangement of the positive electrode layer 11, the negative electrode layer 12, and the electrolyte layer 13 is deviated, a short circuit between the positive electrode layer 11 and the negative electrode layer 12 can be reduced.

ここで、正極活物質としては、層状酸化物、又はスピネル型酸化物であることが好ましい。その中でも特に、LiMtO及び/又はLiMt(但し、MtはFe、Ni、Co及びMnの中から選ばれる1種以上)、NASICON型のLiV(PO、オリビン型のLiMtPO(但し、MtはNi、Co、Fe、Mnから選ばれる1種以上)からなることがより好ましい。これにより、正極活物質がリチウムイオンを吸蔵し易くなるため、二次電池1Aの放電容量をより高めることができる。正極活物質の具体例としてLiCoO、LiNiO、NCA、NMC、LiMn、LiNi0.5Mn1.5、LiFePO、LiMnPO4、LiCoPOを用いることができる。 Here, the positive electrode active material is preferably a layered oxide or a spinel type oxide. Among them, particularly, LiMtO 2 and/or LiMt 2 O 4 (however, Mt is one or more selected from Fe, Ni, Co and Mn), NASICON type LiV 2 (PO 4 ) 3 and olivine type Li. x MtPO 4 (where Mt is at least one selected from Ni, Co, Fe and Mn) is more preferable. This makes it easier for the positive electrode active material to occlude lithium ions, so that the discharge capacity of the secondary battery 1A can be further increased. As specific examples of the positive electrode active material, LiCoO 2 , LiNiO 2 , NCA, NMC, LiMn 2 O 4 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , LiFePO 4 , LiMnPO 4 , and LiCoPO 4 can be used.

負極活物質としては、炭素系材料のほか、NASICON型、オリビン型、スピネル型の結晶を含む酸化物、ルチル型酸化物、アナターゼ型酸化物、若しくは非晶質金属酸化物、又は金属合金等から選ばれる少なくとも1種以上であることが好ましい。その中でも特に、グラファイト、ハードカーボン、SiOx(0.25≦x≦2)、Si、LiTi12、TiOからなることがより好ましい。これにより、負極活物質がリチウムイオンを吸蔵し易くなるため、二次電池1Aの放電容量をより高めることができる。 As the negative electrode active material, in addition to carbon-based materials, oxides including NASICON-type, olivine-type, and spinel-type crystals, rutile-type oxides, anatase-type oxides, amorphous metal oxides, metal alloys, and the like are used. At least one selected from the above is preferable. Among them, graphite, hard carbon, SiOx (0.25≦x≦2), Si, Li 4 Ti 5 O 12 and TiO 2 are particularly preferable. This makes it easier for the negative electrode active material to occlude lithium ions, so that the discharge capacity of the secondary battery 1A can be further increased.

導電助剤としては、炭素、並びにNi、Fe、Mn、Co、Mo、Cr、Ag及びCuの少なくとも1種以上からなる金属及びこれらの合金を用いることできる。また、チタンやステンレス、アルミニウム等の金属や、白金、銀、金、ロジウム等の貴金属を用いてもよい。このような電子伝導性の高い材料を導電助剤として用いることで、正極層11中に形成された狭い電子伝導経路を通じて伝導できる電流量が増大するため、集電体を用いなくても内部抵抗の小さい二次電池1Aを形成できる。これらの中でも、比重の小さいアセチレンブラック(AB)等のカーボン系の導電助剤を用いることが好ましい。これにより、重量エネルギー密度を高くし易くでき、また、内部抵抗をより低減し易くできる。他方で、導電助剤として金属や合金を用いる場合は、正極側の導電助剤としてAl粉末を用い、負極側の導電助剤としてCu粉末を用いることが好ましい。 As the conductive additive, carbon, a metal composed of at least one of Ni, Fe, Mn, Co, Mo, Cr, Ag and Cu, and alloys thereof can be used. Alternatively, a metal such as titanium, stainless steel, or aluminum, or a noble metal such as platinum, silver, gold, or rhodium may be used. By using such a material having a high electron conductivity as a conduction aid, the amount of current that can be conducted through a narrow electron conduction path formed in the positive electrode layer 11 increases, so that internal resistance can be obtained without using a current collector. A secondary battery 1A having a small size can be formed. Among these, it is preferable to use a carbon-based conductive auxiliary agent such as acetylene black (AB) having a small specific gravity. As a result, the weight energy density can be easily increased, and the internal resistance can be easily reduced. On the other hand, when a metal or an alloy is used as the conduction aid, it is preferable to use Al powder as the conduction aid on the positive electrode side and Cu powder as the conduction aid on the negative electrode side.

電解質としては、ポリマー電解質が好適に用いられる。電解質をこれらの物質から構成させることで、ポリマー電解質や電極層が柔軟性を有し、電極体2の作製時のプレスによる、特に正極層11や負極層12、電解質層13の損傷が低減されるため、内部抵抗の上昇を抑えられる。 A polymer electrolyte is preferably used as the electrolyte. By forming the electrolyte from these substances, the polymer electrolyte and the electrode layer have flexibility, and damage to the positive electrode layer 11, the negative electrode layer 12, and the electrolyte layer 13 due to pressing during the production of the electrode body 2 is reduced. Therefore, the increase in internal resistance can be suppressed.

ここで、ポリマー電解質としては、ポリエチレンオキシド等のホストポリマーにリチウム支持塩を添加したドライ系ポリマー電解質、ポリフッ化ビニリデン等のマトリックスポリマーに電解液が含有されたゲル系ポリマー電解質、及びメタクリル酸メチル等のビニルモノマーにEMITFSI等のイオン性の液体を加えてその場重合させたイオンゲル電解質のいずれかが利用できるが、実用温度域(−20℃〜60℃)でイオン伝導度が高く、耐酸化性が良いことから特にゲル系ポリマー電解質が好ましい。 Here, as the polymer electrolyte, a dry polymer electrolyte obtained by adding a lithium supporting salt to a host polymer such as polyethylene oxide, a gel polymer electrolyte containing an electrolyte solution in a matrix polymer such as polyvinylidene fluoride, and methyl methacrylate, etc. Any of the ionic gel electrolytes obtained by adding an ionic liquid such as EMITFSI to the vinyl monomer in situ and polymerized in situ can be used, but the ionic conductivity is high in the practical temperature range (-20°C to 60°C) and the oxidation resistance The gel-based polymer electrolyte is particularly preferable because it has good properties.

ゲル系ポリマー電解質のマトリックスポリマーとしては、ポリエチレンオキシド、ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン−パーフルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン−フルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン−プロピレンコポリマー、これらの誘導体、さらにこれらの共重合体や、混合物等を用いることができる。特に、ポリフッ化ビニリデンやポリフッ化ビニリデンーヘキサフルオロプロピレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレンコポリマーは熱可塑性であり、さらに、電極層等の構成材料を劣化させない温度で圧着可能であるため、各電極層を良好に圧着することができる。さらにこれらの材料は、電極体2を作製する工程時は電解液を含まないゲル化前の状態で扱うことができ、電極体2を作製した後にゲル化工程を行うことが可能であるため、電極体2を作製しやすい。また、可塑剤であるジブチルフタレートをシート作製時に添加し、電極体2を作製した後に、ジエチルエーテルやテトラヒドロフラン等の無極性有機溶媒で抽出することによってマトリックスポリマーを多孔構造とすることができ、電解液の保液率を向上させ、イオン伝導度を高めることが可能である。 As the matrix polymer of the gel polymer electrolyte, polyethylene oxide, polymethyl methacrylate, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyacrylamide, polysulfone, polyamide, polyimide, polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, Polyvinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride-perfluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride-fluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride-propylene copolymer, derivatives thereof, and further these A copolymer, a mixture and the like can be used. In particular, polyvinylidene fluoride and polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, polyvinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer is thermoplastic, further, because it can be pressure-bonded at a temperature that does not deteriorate the constituent materials such as the electrode layer, The electrode layer can be satisfactorily pressure-bonded. Further, these materials can be handled in the state before the gelation without containing the electrolytic solution during the step of producing the electrode body 2, and the gelling step can be performed after the production of the electrode body 2. The electrode body 2 is easy to manufacture. Further, by adding dibutyl phthalate, which is a plasticizer, at the time of making the sheet, and after making the electrode body 2, it is possible to make the matrix polymer have a porous structure by extracting with a nonpolar organic solvent such as diethyl ether or tetrahydrofuran. It is possible to improve the liquid retention rate and the ionic conductivity.

電解液としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチル−n−ブチルカーボネート、メチル−t−ブチルカーボネート、ジ−i−プロピルカーボネート、t−ブチル−i−プロピルカーボネート等のカーボネート類、γ−ブチロラクトン、γ―バレロラクトン、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酪酸エチル等のエステル類、ジメトキシエタン、エトキシメトキシメタン、ジエトキシエタン等のエーテル類、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン等のフラン類、スルホラン、テトラメチエルスルホラン等のスルホラン類、1、3−ジオキソラン等のジオキソラン類等の有機溶媒にLiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF、LiSiF、LiAlF、LiSCN、LiCl、LiClO、LiF、LiBr、LiI、LiAlCl、LiCFSO、LiTFSI,LiBETI等のリチウム支持塩を溶解したリチウムイオン電池で一般的に使用される電解液を用いることができるが、電解液の材料はこれらに限られない。 As the electrolytic solution, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, vinylene carbonate, butylene carbonate, chloroethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl-n-butyl carbonate, methyl-t-butyl carbonate, di-i-propyl carbonate. Carbonates, carbonates such as t-butyl-i-propyl carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, esters such as methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, ethyl butyrate, dimethoxyethane, ethoxymethoxymethane, diethoxyethane. ethers etc., nitriles such as acetonitrile and benzonitrile, tetrahydrofuran, LiPF furans such as methyl tetrahydrofuran, sulfolane, sulfolane such as tetra Mechie Rusuru Holland, in an organic solvent such as dioxolanes such as 1,3-dioxolane 6 , LiBF 4, LiAsF 6, LiSbF 6, LiSiF 6, LiAlF 4, LiSCN, LiCl, LiClO 4, LiF, LiBr, LiI, LiAlCl 4, LiCF 3 SO 3, LiTFSI, lithium ions dissolved lithium supporting salt such as LiBETI Electrolytes commonly used in batteries can be used, but the materials for the electrolyte are not limited to these.

また、ゲル系ポリマー電解質には、高温時のゲルの流動性を抑制し、強度向上のためにシリカやアルミナやチタン酸バリウムなどのセラミックスやリチウムイオン伝導性をもつガラス、ガラスセラミックス、セラミックスの無機微粒子を加えてもよい。 In addition, gel-type polymer electrolytes include ceramics such as silica, alumina and barium titanate for the purpose of suppressing the fluidity of gel at high temperature and improving strength, and glass with lithium ion conductivity, glass ceramics, and inorganics of ceramics. Fine particles may be added.

導電部材としては、電極と同じ構成材料、すなわち電極活物質と導電助剤、ポリマー電解質を用いて構成してもよく、導電助剤とポリマー電解質、導電助剤、又は、導電助剤とバインダを用いて構成してもよい。特に、導電助剤にアセチレンブラックなどの炭素系材料を用い、且つ電極活物質を含まない構成にすることで、正極側、負極側のどちらの導電部材としても用いることができる。このように、導電部材を用いることで、電極層どうしの直接接触による電極層への歪みを低減させることができる。 As the conductive member, the same constituent material as the electrode, that is, an electrode active material and a conductive auxiliary agent, may be configured by using a polymer electrolyte, a conductive auxiliary agent and a polymer electrolyte, a conductive auxiliary agent, or a conductive auxiliary agent and a binder. It may be configured by using. In particular, when a carbonaceous material such as acetylene black is used as the conductive additive and no electrode active material is contained, it can be used as either the positive electrode side or the negative electrode side conductive member. As described above, by using the conductive member, the strain on the electrode layers due to the direct contact between the electrode layers can be reduced.

なお、本実施形態では、導電部材を用いずに第一電極層16又は第二電極層26どうしを直接接触させてもよい。 In the present embodiment, the first electrode layer 16 or the second electrode layer 26 may be directly contacted with each other without using the conductive member.

(外装体)
電極体2を、外気との接触や電池外部との意図しない導通から保護するための外装体の態様としては、種々の態様を用いることができる。
例えば、図2B,図2Cに示すように、アルミラミネート等のラミネート部材43、44によって電極体2が真空パックされた態様が好ましい。これにより、電極体2と外気との接触が低減されるため、長期間の使用に耐えうる二次電池1Aを得られる。また、電極体2が形状にフレキシブル性を有する場合に、二次電池1Aの全体の形状にフレキシブル性を持たせることができる。
(Exterior body)
Various modes can be used as the mode of the exterior body for protecting the electrode body 2 from contact with the outside air and unintended conduction with the outside of the battery.
For example, as shown in FIGS. 2B and 2C, it is preferable that the electrode body 2 is vacuum-packed by laminating members 43 and 44 such as aluminum laminate. As a result, contact between the electrode body 2 and the outside air is reduced, so that the secondary battery 1A that can withstand long-term use can be obtained. In addition, when the electrode body 2 has flexibility in shape, the entire shape of the secondary battery 1A can be made flexible.

より具体的には、図2B,図2Cに示すように、電極体2の正極集電層14とタブ線41とが導通するように接触する。また、電極体2の負極集電層22とタブ線42とが導通するように接触する。 More specifically, as shown in FIGS. 2B and 2C, the positive electrode collector layer 14 of the electrode body 2 and the tab wire 41 are in contact with each other so as to be electrically connected. Further, the negative electrode current collecting layer 22 of the electrode body 2 and the tab wire 42 are in contact with each other so as to be electrically connected.

[二次電池の作製]
次に、上述した二次電池1Aの作製方法について説明する。
本実施形態の二次電池1Aの作製方法は、第一開口部16の基となる開口部を形成した金属板に、正極層11及び電解質層13の原料組成物を塗布する正極シート作製工程と、第二開口部26の基となる開口部を形成した金属板に、負極層12及び電解質層13の原料組成物を塗布する負極シート作製工程と、これら正極シート作製工程及び負極シート作製工程で作製された正極シート及び負極シートを積層する積層工程と、正極シート及び負極シートの積層体をプレスしながら加熱する熱プレス工程と、を有する。
[Preparation of secondary battery]
Next, a method for manufacturing the above-described secondary battery 1A will be described.
The method for producing the secondary battery 1A according to the present embodiment includes a positive electrode sheet producing step of applying the raw material composition of the positive electrode layer 11 and the electrolyte layer 13 to a metal plate on which an opening serving as a base of the first opening 16 is formed. A negative electrode sheet producing step of applying the raw material composition of the negative electrode layer 12 and the electrolyte layer 13 to a metal plate having an opening which is a base of the second opening 26, and the positive electrode sheet producing step and the negative electrode sheet producing step. The method includes a laminating step of laminating the produced positive electrode sheet and negative electrode sheet, and a hot pressing step of heating while heating the laminated body of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.

ここで、正極シート及び負極シートの積層体として、複数個が纏まった大きさのものを作製したものについて熱プレス工程を行い、得られる電極体2のアレイ(電極体アレイ3)を電極体2ごとに切断してもよい。これにより、正極シート及び負極シートの積層を効率よく行うことができるため、二次電池1Aの生産性をより高めることができる。 Here, as a laminate of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, a product having a size in which a plurality of them are collected is subjected to a hot pressing process, and the obtained array of electrode bodies 2 (electrode body array 3) is formed into the electrode body 2. You may cut each. Thereby, the positive electrode sheet and the negative electrode sheet can be efficiently laminated, so that the productivity of the secondary battery 1A can be further improved.

(原料組成物)
二次電池の作製に用いられる原料組成物は、ポリマー電解質をはじめとした電解質と、電極活物質や導電助剤を含有し、スラリーやペーストの態様をなす。これにより、原料組成物が所望の粘性や硬さを有するため、このような原料組成物を用いて正極層11や負極層12、電解質層13を作製することで、第一開口部16や第二開口部26によって隔てられた電極層同士を導通させ易くできる。
(Raw material composition)
The raw material composition used for producing the secondary battery contains an electrolyte such as a polymer electrolyte, an electrode active material and a conductive auxiliary agent, and is in the form of a slurry or a paste. Thereby, since the raw material composition has a desired viscosity and hardness, the positive electrode layer 11, the negative electrode layer 12, and the electrolyte layer 13 are produced by using such a raw material composition, so that the first opening portion 16 and the first opening portion 16 The electrode layers separated by the two openings 26 can be easily conducted.

正極層11の原料組成物は、上述した電解質や電極活物質、導電助剤のほか、塗布を容易にするために溶剤を含有することが好ましい。ここで、溶剤としては、アセトン、NMP、DMF,DMAc、PVA、1−プロパノール、IPA、ブタノール等の公知の材料を用いることができる。また、塗工を行い易くするために、フタル酸ジブチル(DBP)等の可塑剤を用いてもよく、より均質で緻密なポリマー電解質や電極層を得るために、適量の分散剤を併用してもよく、乾燥する際の泡抜き効率を向上するために、適量の界面活性剤を併用してもよい。 The raw material composition of the positive electrode layer 11 preferably contains a solvent for facilitating coating, in addition to the electrolyte, the electrode active material, and the conductive additive described above. Here, as the solvent, known materials such as acetone, NMP, DMF, DMAc, PVA, 1-propanol, IPA and butanol can be used. In addition, a plasticizer such as dibutyl phthalate (DBP) may be used to facilitate coating, and an appropriate amount of a dispersant may be used in combination to obtain a more homogeneous and dense polymer electrolyte or electrode layer. Alternatively, an appropriate amount of surfactant may be used in combination in order to improve the defoaming efficiency during drying.

(正極シート作製工程)
正極シート作製工程では、正極層11の原料組成物を、第一開口部16の基となる開口を形成した金属基材(アルミニウム箔)に塗布して、正極シートを形成する。
(Cathode sheet manufacturing process)
In the positive electrode sheet preparation step, the raw material composition of the positive electrode layer 11 is applied to a metal base material (aluminum foil) having an opening serving as a base of the first opening 16 to form a positive electrode sheet.

ここで、基材に第一開口部16の基となる開口を形成する手段としては、例えばレーザ照射やパンチング等の手段を用いることができる。 Here, as the means for forming the opening that becomes the base of the first opening 16 in the base material, for example, means such as laser irradiation or punching can be used.

原料組成物の塗布は、正極接続層15となる正極シートについては基材の両面に行い、正極集電層14となる正極シートについては基材の片面に行う。これにより、正極集電層14の一方の表面に金属基材が露出するため、作製される電極体2とは別に集電体を設ける必要がなくなる。 The coating of the raw material composition is performed on both sides of the base material for the positive electrode sheet to be the positive electrode connecting layer 15, and to one side of the base material for the positive electrode sheet to be the positive electrode current collecting layer 14. As a result, the metal base material is exposed on one surface of the positive electrode current collector layer 14, so that it is not necessary to provide a current collector separately from the electrode body 2 to be manufactured.

原料組成物の塗布手段としては、後述する負極層12及び電解質層13の原料組成物も含めて、例えばドクターブレードやカレンダ法、スピンコートやディップコーティング等の塗布法、印刷法、ダイコーター法、スプレー法を用いることができる。 Examples of the means for applying the raw material composition include a raw material composition for the negative electrode layer 12 and the electrolyte layer 13, which will be described later, for example, a doctor blade, a calendar method, a coating method such as spin coating or dip coating, a printing method, a die coater method, A spray method can be used.

形成した正極シートについて、第一開口部16を形成する部分に開口部を形成する。正極シートに開口部を形成する手段としては、例えばレーザ照射等の手段を用いることができる。 In the formed positive electrode sheet, an opening is formed in a portion where the first opening 16 is formed. As a means for forming the opening in the positive electrode sheet, for example, a means such as laser irradiation can be used.

次いで、正極シートに、電解質層13の原料組成物を塗布する。このとき、正極グリーンシートの上にスクリーン印刷を行って電解質層13の原料組成物を塗布することが好ましい。これにより、塗布された電解質層13の原料も金属基材と一体的に取り扱えるため、電解質層13をより薄くすることができ、二次電池の単位体積あたりの放電容量を高めることができる。このとき、電解質層13とは別に電解質や絶縁材を用いて短絡防止層27を設けてもよいが、二次電池の内部抵抗をより低減させる観点や、工程数を低減させる観点から、電解質層13の原料組成物を第一開口部16の内部に回り込ませることで、短絡防止層27を設けることが好ましい。 Next, the raw material composition of the electrolyte layer 13 is applied to the positive electrode sheet. At this time, it is preferable that screen printing be performed on the positive electrode green sheet to apply the raw material composition of the electrolyte layer 13. As a result, the applied raw material of the electrolyte layer 13 can be handled integrally with the metal base material, so that the electrolyte layer 13 can be made thinner and the discharge capacity per unit volume of the secondary battery can be increased. At this time, the short-circuit prevention layer 27 may be provided using an electrolyte or an insulating material separately from the electrolyte layer 13, but from the viewpoint of further reducing the internal resistance of the secondary battery and the number of steps, the electrolyte layer It is preferable to provide the short-circuit prevention layer 27 by wrapping the raw material composition of No. 13 inside the first opening 16.

電解質層13が形成された正極シートのうち、第二開口部26と隣接する領域について、電解質層13に開口を形成する。開口の形成手段としては、例えばレーザ照射等の手段を用いることができる。ここで、電解質層13に形成される開口は、後述する導電部材31を用いたときの導通を図り易くする観点で貫通させてもよいが、正極層11をたわませて隣接する正極層11と接触させる観点で、正極層11の原料組成物が露出する程度の深さであってもよい。 An opening is formed in the electrolyte layer 13 in a region adjacent to the second opening 26 in the positive electrode sheet on which the electrolyte layer 13 is formed. As the means for forming the opening, for example, means such as laser irradiation can be used. Here, the opening formed in the electrolyte layer 13 may be penetrated from the viewpoint of facilitating conduction when the conductive member 31 described later is used, but the positive electrode layer 11 is bent to adjoin the adjacent positive electrode layer 11. From the viewpoint of contacting with, the depth may be such that the raw material composition of the positive electrode layer 11 is exposed.

短絡防止層17を設けた第一開口部16の内部と、電解質層13に形成された開口に、導電部材31を形成してもよい。導電部材31としては、電極と同じ構成材料を用いてもよく、また、導電助剤とポリマー電解質、導電助剤、又は、導電助剤とバインダの組合せによって構成してもよい。 The conductive member 31 may be formed inside the first opening 16 provided with the short-circuit prevention layer 17 and in the opening formed in the electrolyte layer 13. The conductive member 31 may be made of the same constituent material as the electrode, or may be made of a combination of a conductive auxiliary agent and a polymer electrolyte, a conductive auxiliary agent, or a conductive auxiliary agent and a binder.

(負極シート作製工程)
負極シート作製工程では、負極層12の原料組成物を、第二開口部26の基となる開口部を形成した金属基材(銅箔)上に塗布して、負極シートを形成する。負極シート作製工程では、正極シート作製工程と同様の手段で、負極シートを作製することができる。
(Negative electrode sheet manufacturing process)
In the negative electrode sheet manufacturing process, the raw material composition of the negative electrode layer 12 is applied onto a metal base material (copper foil) having an opening to be the base of the second opening 26 to form a negative electrode sheet. In the negative electrode sheet producing step, the negative electrode sheet can be produced by the same means as in the positive electrode sheet producing step.

(積層工程)
積層工程では、正極層11の第一開口部16に対応する部分同士が積層方向で重なり、且つ負極層12の第二開口部26に対応する部分同士が積層方向で重なるように、正極シート及び負極シートを交互に積層して、シート積層体を作製する。これにより、正極シートの開口部と負極シートのうち電解質層13の原料組成物が塗布されていない領域とが連続し、且つ、負極シートの開口部と正極シートのうち電解質層13の原料組成物が塗布されていない領域とが連続するため、特に導電部材31を用いない場合には、電極層と、その電極層に隣接する電解質層13とを貫通させることができる。
(Lamination process)
In the laminating step, the positive electrode sheet and the positive electrode sheet are arranged such that the portions of the positive electrode layer 11 corresponding to the first openings 16 overlap in the laminating direction and the portions of the negative electrode layer 12 corresponding to the second openings 26 overlap in the laminating direction. Negative electrode sheets are alternately laminated to produce a sheet laminate. As a result, the opening of the positive electrode sheet and the region of the negative electrode sheet to which the raw material composition of the electrolyte layer 13 is not applied are continuous, and the opening of the negative electrode sheet and the raw material composition of the electrolyte layer 13 of the positive electrode sheet. Since the region where is not applied is continuous, the electrode layer and the electrolyte layer 13 adjacent to the electrode layer can be penetrated particularly when the conductive member 31 is not used.

積層工程の具体的な態様としては、例えば、正極シート及び負極シートを積層する工程を、所定の積層数になるまで繰り返し行った後、所定のプレス圧を掛ける態様が挙げられる。この段階では、シート間が接着されていないため、積層体を湾曲させることが可能である。 As a specific mode of the laminating step, for example, a mode in which the step of laminating the positive electrode sheet and the negative electrode sheet is repeatedly performed until a predetermined number of layers is laminated, and then a predetermined press pressure is applied can be mentioned. At this stage, since the sheets are not bonded to each other, the laminated body can be curved.

(乾燥工程)
次いで、シート積層体に含まれる溶剤を加熱し、溶剤を蒸発させて除去する。この工程により、加熱プレス後の積層体に含まれる溶剤が低減するため、積層体からの気泡の除去を行い易くできる。
乾燥工程は、各シートの塗布と同時に行ってもよく、塗布された各シートに対して行ってもよく、積層工程後のシート積層体に行ってもよい。
乾燥工程における加熱温度は、溶剤を蒸発させ易くする観点から、好ましくは20℃、より好ましくは30℃、さらに好ましくは40℃を下限とする。他方で、特にポリマー電解質を用いた場合においては、熱分解を低減させる観点から、好ましくは300℃、より好ましくは200℃、さらに好ましくは150℃を上限としてもよい。
(Drying process)
Then, the solvent contained in the sheet laminate is heated to evaporate the solvent and remove the solvent. By this step, the solvent contained in the laminated body after the hot pressing is reduced, so that it is possible to easily remove the bubbles from the laminated body.
The drying step may be performed at the same time as the application of each sheet, may be performed on each coated sheet, or may be performed on the sheet laminate after the laminating step.
The lower limit of the heating temperature in the drying step is preferably 20°C, more preferably 30°C, and further preferably 40°C from the viewpoint of easily evaporating the solvent. On the other hand, particularly when a polymer electrolyte is used, from the viewpoint of reducing thermal decomposition, the upper limit is preferably 300° C., more preferably 200° C., and further preferably 150° C.

(熱プレス工程)
熱プレス工程では、治具にシート積層体を挟み、これらを積層方向に加圧しながら加熱する。特に、少なくとも一部が湾曲した形状をなす板状の電極体2を作製する場合は、湾曲面を有する治具にシート積層体を挟み、これらを積層方向に加圧しながら加熱する。これにより、積層体のうち、負極シートを挟んで隣り合う正極シート同士が、負極層12の第二開口部26を通して積層方向に導通する。他方で、積層体のうち、正極シートを挟んで隣り合う各負極シート同士が、正極層11の第一開口部16を通して積層方向に導通する。
(Heat press process)
In the hot pressing step, the sheet laminated body is sandwiched between jigs and heated while being pressed in the laminating direction. In particular, when the plate-shaped electrode body 2 having at least a part of a curved shape is manufactured, the sheet laminated body is sandwiched by a jig having a curved surface and heated while being pressed in the laminating direction. As a result, in the laminate, the positive electrode sheets adjacent to each other with the negative electrode sheet interposed therebetween are electrically connected in the stacking direction through the second opening 26 of the negative electrode layer 12. On the other hand, in the laminated body, the adjacent negative electrode sheets sandwiching the positive electrode sheet are electrically connected to each other in the laminating direction through the first opening 16 of the positive electrode layer 11.

プレス工程でシート積層体を加圧する圧力の下限は、このような効果を得易くできる観点で、好ましくは0.01MPa、より好ましくは0.05MPa、最も好ましくは0.1MPaを下限とする。また、この圧力の上限は、成形型やシート積層体の破損を低減する観点で、好ましくは200MPa、より好ましくは100MPa、最も好ましくは10MPaを上限とする。シート積層体の加圧は、例えばシート積層体を成形する成形型に上型を載せて油圧プレス等で加圧することで行うことができる。
なお、シート積層体の破損をより低減させる観点から、シート積層体への加圧を複数回に分けて行ってもよい。
The lower limit of the pressure for pressing the sheet laminate in the pressing step is preferably 0.01 MPa, more preferably 0.05 MPa, and most preferably 0.1 MPa from the viewpoint of easily obtaining such effects. Further, the upper limit of this pressure is preferably 200 MPa, more preferably 100 MPa, and most preferably 10 MPa from the viewpoint of reducing damage to the molding die and the sheet laminate. The pressure of the sheet laminated body can be performed, for example, by placing an upper die on a molding die for molding the sheet laminated body and applying pressure with a hydraulic press or the like.
In addition, from the viewpoint of further reducing the damage to the sheet laminated body, the pressure applied to the sheet laminated body may be divided into a plurality of times.

プレス温度については、ポリマー電解質が融解し、電極層と電解質層とを溶着する温度に調整することが、電池全体の抵抗が低減できる点で好ましい。このような効果を得やすくできる観点で、好ましくは、40℃、より好ましくは60℃、最も好ましくは80℃を下限とする。また、プレス温度の上限はポリマー電解質が完全に融解し、正極層と負極層の接触を防止する観点で、好ましくは300℃、より好ましくは250℃、さらに好ましくは200℃を上限とする。 The pressing temperature is preferably adjusted to a temperature at which the polymer electrolyte melts and the electrode layer and the electrolyte layer are welded together, from the viewpoint that the resistance of the entire battery can be reduced. From the viewpoint of easily obtaining such effects, the lower limit is preferably 40°C, more preferably 60°C, and most preferably 80°C. Moreover, the upper limit of the pressing temperature is preferably 300° C., more preferably 250° C., and further preferably 200° C. from the viewpoint that the polymer electrolyte is completely melted and the contact between the positive electrode layer and the negative electrode layer is prevented.

熱プレス工程を行った後の電極体2に対し、必要に応じてジエチルエーテル等の溶剤を用いて可塑剤等の添加剤を抽出して、真空乾燥させた後、電解質層13と電極層11、12との接触性を高めてポリマー二次電池の内部抵抗を小さくするために、ホストポリマーに有機電解液を含浸させてもよい。 If necessary, an additive such as a plasticizer is extracted from the electrode body 2 after the hot pressing step using a solvent such as diethyl ether and vacuum dried, and then the electrolyte layer 13 and the electrode layer 11 are formed. , 12 to increase the contactability with the polymer secondary battery and reduce the internal resistance of the polymer secondary battery, the host polymer may be impregnated with an organic electrolyte solution.

ここで、正極シート及び負極シートの積層体として、複数個が纏まった大きさのものを作製した場合は、得られる電極体アレイ3を電極体2ごとに切断する。このとき、図3に示すように、正極集電層14において第一開口部16の基となる開口部Kや、第二開口部26の基となる開口部(図示せず)の内側を横切るように電極体アレイ3を切断することが好ましく、例えば図3のC1−C2線)で切断することが好ましい。これにより、一方の端面から他方の端面まで、1本の線状に連続して第一開口部16、第二開口部26が形成されるため、特に短絡の起こり易い端面においても、短絡をより確実に防ぐことができる。 Here, when a stack of a plurality of positive electrode sheets and negative electrode sheets is manufactured, the obtained electrode assembly 3 is cut into individual electrode assemblies 2. At this time, as shown in FIG. 3, the positive electrode current collector layer 14 is traversed inside the opening K serving as the base of the first opening 16 and the opening (not shown) serving as the base of the second opening 26. It is preferable to cut the electrode body array 3 as described above, and for example, it is preferable to cut along the line C1-C2 in FIG. As a result, the first opening 16 and the second opening 26 are continuously formed in a linear form from one end surface to the other end surface, so that a short circuit is more likely to occur even on an end surface where a short circuit is likely to occur. It can be surely prevented.

(セット工程)
得られた電極体2を、ラミネート部材43、44からなる外装体にセットする。より具体的には、電極体2の負極側にタブ線41を、正極側にタブ線42をそれぞれ配置し、必要に応じて電極体2の表面のうちタブ線41、42の形成されていない部分を覆うようにポリマー電解質等からなる短絡防止用の被覆を形成し、これをラミネート部材43、44で上下を挟んで真空パックすることで、二次電池1Aが作製される。
(Set process)
The obtained electrode body 2 is set on the exterior body including the laminate members 43 and 44. More specifically, the tab wire 41 is arranged on the negative electrode side of the electrode body 2, and the tab wire 42 is arranged on the positive electrode side thereof, and the tab wires 41 and 42 are not formed on the surface of the electrode body 2 as necessary. A coating for preventing a short circuit made of a polymer electrolyte or the like is formed so as to cover the portion, and the laminate is sandwiched between the laminated members 43 and 44 to form a vacuum pack, whereby the secondary battery 1A is manufactured.

<第二実施形態>
本実施形態の二次電池は、いわゆる全固体型の電極体であり、電解質層に含まれる電解質として、固体電解質を含有するものである。ここで、電解質層に含まれる電解質として、固体電解質のみを含有してもよく、固体電解質とポリマー電解質を含有させて複合電解質としてもよい。
<Second embodiment>
The secondary battery of this embodiment is a so-called all-solid-state electrode body, and contains a solid electrolyte as the electrolyte contained in the electrolyte layer. Here, as the electrolyte contained in the electrolyte layer, only a solid electrolyte may be contained, or a solid electrolyte and a polymer electrolyte may be contained to form a composite electrolyte.

二次電池は、非使用時及び使用時の両方において、少なくとも一部が電極体の積層方向に向けて湾曲した形状を有しており、その形状は実質的に固定されている。すなわち、二次電池の形状は、非使用時及び使用時の両方において、少なくとも一部が湾曲した形状を有する。 The secondary battery has a shape in which at least a part thereof is curved in the stacking direction of the electrode bodies both when not in use and when in use, and the shape is substantially fixed. That is, the secondary battery has a shape in which at least a part thereof is curved both when not in use and when in use.

電極体は、第一実施形態と同様に、図2B、図2Cに示すような、複数の正極層(第一電極層)11及び負極層(第二電極層)12が両側に電解質層13を挟んで交互に積層された構造を有する。 Similar to the first embodiment, the electrode body has a plurality of positive electrode layers (first electrode layers) 11 and negative electrode layers (second electrode layers) 12 with electrolyte layers 13 on both sides, as shown in FIGS. 2B and 2C. It has a structure in which it is sandwiched and alternately laminated.

ここで、電解質層13に含まれる固体電解質としては、リチウムイオン伝導性のガラスや結晶が好適に用いられる。電解質をこれらの物質から構成させることで、少なくとも一部が湾曲した形状に成形した場合でもリチウムイオン伝導性を有し、且つ形状安定性の高い電極体2を得られる。 Here, as the solid electrolyte contained in the electrolyte layer 13, lithium ion conductive glass or crystal is preferably used. By forming the electrolyte from these substances, it is possible to obtain the electrode body 2 having lithium ion conductivity and high shape stability even when at least a part thereof is formed into a curved shape.

リチウムイオン伝導性の結晶としては、例えばNASICON型や、β−Fe(SO型、ペロブスカイト型から選ばれる酸化物の結晶が挙げられる。より具体的には、LiBaLaTa12や、LiN、La0.55Li0.35TiO、Li1+XAl(Ti,Ge)2-X(PO、LiTi12、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO、Li1+x+yZr2−x(Al,Y)Si3−y12(但し、0.05≦x≦0.3、0.05≦y≦0.3)を挙げることができる。その中でも特に、Li1+x+z2−jSi3−y12(但し、j、x、y、zは0≦x≦0.8、0≦z≦0.6、yは0≦y≦0.6、jは0≦j≦0.6を満たし、EはAl、Ga、Y、Sc、Ge、Mg、Ca、Ce、Smから選ばれる1種以上、GはTi、Zrから選ばれる1種類以上)が好ましい。 Examples of the lithium ion conductive crystal include an oxide crystal selected from NASICON type, β-Fe 2 (SO 4 ) 3 type and perovskite type. More specifically, Li 6 BaLa 2 Ta 2 O 12 and, LiN, La 0.55 Li 0.35 TiO 3, Li 1 + X Al x (Ti, Ge) 2-X (PO 4) 3, LiTi 2 P 3 O 12, Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.5 (PO 4) 3, Li 1 + x + y Zr 2-x (Al, Y) x Si y P 3-y O 12 ( where 0.05 ≦x≦0.3, 0.05≦y≦0.3). Among them, Li 1+x+z E y G 2-j Si z P 3-y O 12 (where j, x, y, and z are 0≦x≦0.8, 0≦z≦0.6, and y is 0). ≦y≦0.6, j satisfies 0≦j≦0.6, E is at least one selected from Al, Ga, Y, Sc, Ge, Mg, Ca, Ce, and Sm, and G is Ti and Zr. One or more kinds selected from) are preferred.

リチウムイオン伝導性のガラスとしては、例えばLiPO、70LiPO−30LiPO、LiO−SiO、LiO−SiO−P−B−BaO系の、非晶質又は多晶質のガラスが挙げられる。その中でも特に、LiO−P系ガラス及びLiO−P−M’系のガラス(PがSiに置換されたものも含む。M’はAl、Bである。)から選択される1種以上が好ましい。 As the lithium ion conductive glass, for example LiPO 3, 70LiPO 3 -30Li 3 PO 4, Li 2 O-SiO 2, Li 2 O-SiO 2 -P 2 O 5 -B 2 O 5 -BaO -based, non Crystalline or polycrystalline glass may be mentioned. Among them, Li 2 O—P 2 O 5 based glass and Li 2 O—P 2 O 5 —M′ 2 O 3 based glass (including those in which P is replaced by Si. M′ is Al or B). It is preferable that one or more kinds selected from

[二次電池の作製]
次に、本発明のその他の実施形態の二次電池の作製方法について説明する。
本実施形態の二次電池の作製方法は、正極層11の原料組成物を塗布して正極グリーンシートを形成した後、第一開口部16を形成する部分に開口部を形成し、電解質層13の原料組成物を塗布する正極シート作製工程と、負極層12の原料組成物を塗布して負極グリーンシートを形成した後、第二開口部26を形成する部分に開口部を形成し、電解質層13の原料組成物を塗布する負極シート作製工程と、これら正極シート作製工程及び負極シート作製工程で作製された正極シート及び負極シートを積層する積層工程と、正極シート及び負極シートの積層体を、湾曲面を有する治具を用いてプレスしながら加熱する熱プレス工程と、を有する。
[Preparation of secondary battery]
Next, a method for manufacturing a secondary battery according to another embodiment of the present invention will be described.
In the method for manufacturing the secondary battery according to the present embodiment, after the raw material composition for the positive electrode layer 11 is applied to form the positive electrode green sheet, an opening is formed in a portion where the first opening 16 is formed, and the electrolyte layer 13 is formed. And the step of forming the negative electrode green sheet by forming the negative electrode green sheet by applying the raw material composition of the negative electrode layer 12, and then forming an opening at the portion where the second opening 26 is formed to form the electrolyte layer. A negative electrode sheet producing step of applying the raw material composition of 13; a laminating step of laminating the positive electrode sheet and the negative electrode sheet produced in the positive electrode sheet producing step and the negative electrode sheet producing step; and a laminate of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, A hot pressing step of heating while pressing using a jig having a curved surface.

本発明における「グリーンシート」とは、薄板状に成形されたガラス粉末、結晶(セラミックス又はガラスセラミックス)粉末の未焼成体を指す。具体的には、固体電解質と、有機バインダ、溶剤等からなる原料組成物を薄板状に成形したものをいう。また、「グリーンシート」には、他のグリーンシート又は他のグリーンシートの焼成体に原料組成物が塗布されたものも包含される。 The "green sheet" in the present invention refers to an unfired body of glass powder or crystal (ceramics or glass ceramics) powder formed into a thin plate shape. Specifically, it refers to a thin plate-shaped raw material composition composed of a solid electrolyte, an organic binder, a solvent and the like. The “green sheet” also includes another green sheet or a fired body of another green sheet coated with the raw material composition.

(原料組成物)
二次電池の作製に用いられる原料組成物は、固体電解質と、電極活物質や導電助剤を含有し、スラリーやペーストの態様をなす。
(Raw material composition)
The raw material composition used for producing the secondary battery contains a solid electrolyte, an electrode active material and a conductive auxiliary agent, and is in the form of a slurry or a paste.

原料組成物には、有機バインダを用いてもよい。有機バインダとしては、プレス成形やラバープレス、押出成形、射出成形用の成形助剤として汎用されている市販のバインダが使用できる。具体的には、アクリル樹脂、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、ブチルメタアクリレート、ビニル系の共重合物等が挙げられる。 An organic binder may be used in the raw material composition. As the organic binder, a commercially available binder generally used as a molding aid for press molding, rubber pressing, extrusion molding, and injection molding can be used. Specific examples thereof include acrylic resin, ethyl cellulose, polyvinyl butyral, methacrylic resin, urethane resin, butyl methacrylate and vinyl-based copolymers.

(正極シート作製工程)
正極シート作製工程では、正極層11の原料組成物を塗布して正極グリーンシートを形成した後、第一開口部16を形成する部分に開口部を形成し、電解質層13の原料組成物を塗布する。ここで、正極層11の原料組成物の塗布は、離型処理が施されたPET等の基材に行うことが好ましいが、第一実施形態と同様に、第一開口部16の基となる開口部を形成した金属板に塗布してもよい。
(Cathode sheet manufacturing process)
In the positive electrode sheet preparation step, the raw material composition of the positive electrode layer 11 is applied to form a positive electrode green sheet, and then an opening is formed in a portion where the first opening 16 is formed, and the raw material composition of the electrolyte layer 13 is applied. To do. Here, the coating of the raw material composition of the positive electrode layer 11 is preferably performed on a base material such as PET that has been subjected to a mold release treatment, but like the first embodiment, it becomes the base of the first opening 16. You may apply to the metal plate in which the opening part was formed.

作製される正極グリーンシートについて、第一開口部16を形成する部分に開口部を形成する。正極グリーンシートに開口部を形成する手段としては、例えばレーザ照射等の手段を用いることができる。 An opening is formed in a portion of the manufactured positive electrode green sheet where the first opening 16 is formed. As a means for forming the opening in the positive electrode green sheet, means such as laser irradiation can be used.

次いで、正極グリーンシートに、第二開口部26になる領域を除いて、電解質層13の原料組成物を塗布する。このとき、正極グリーンシートの上にスクリーン印刷を行って電解質層13の原料組成物を塗布することが好ましい。これにより、電解質層13のグリーンシートと正極グリーンシートを一体的に取り扱えるため、電解質層13をより薄くすることができ、二次電池の単位体積あたりの放電容量を高めることができる。このとき、電解質層13とは別に電解質や絶縁材を用いて短絡防止層27を設けてもよいが、内部抵抗を低減させる観点や、工程数を低減させる観点から、電解質層13の原料組成物を第一開口部16の内部に回り込ませることで、短絡防止層27を設けることが好ましい。 Next, the raw material composition of the electrolyte layer 13 is applied to the positive electrode green sheet except for the region to be the second opening 26. At this time, it is preferable that screen printing be performed on the positive electrode green sheet to apply the raw material composition of the electrolyte layer 13. As a result, the green sheet of the electrolyte layer 13 and the positive electrode green sheet can be handled integrally, so that the electrolyte layer 13 can be made thinner and the discharge capacity per unit volume of the secondary battery can be increased. At this time, the short-circuit prevention layer 27 may be provided by using an electrolyte or an insulating material separately from the electrolyte layer 13, but from the viewpoint of reducing internal resistance and the number of steps, the raw material composition of the electrolyte layer 13 is used. It is preferable to provide the short-circuit prevention layer 27 by wrapping around the inside of the first opening 16.

ここで、短絡防止層17を設けた第一開口部16の内部には、第一実施形態と同様に、導電部材31を形成してもよい。 Here, the conductive member 31 may be formed inside the first opening 16 provided with the short-circuit prevention layer 17, as in the first embodiment.

(負極シート作製工程)
負極シート作製工程では、負極層12の原料組成物を塗布して負極グリーンシートを形成した後、第二開口部26を形成する部分に開口部を形成し、電解質層13の原料組成物を塗布する。負極シート作製工程では、正極シート作製工程と同様の手段で、負極シートを作製することができる。
(Negative electrode sheet manufacturing process)
In the negative electrode sheet preparation step, the raw material composition of the negative electrode layer 12 is applied to form a negative electrode green sheet, and then an opening is formed in a portion where the second opening 26 is formed, and the raw material composition of the electrolyte layer 13 is applied. To do. In the negative electrode sheet producing step, the negative electrode sheet can be produced by the same means as in the positive electrode sheet producing step.

(積層工程)
積層工程では、正極シートの第一開口部16に対応する部分同士が積層方向で重なり、且つ負極シートの第二開口部26に対応する部分同士が積層方向で重なるように、正極シート及び負極シートを交互に積層して、シート積層体を作製する。
(Lamination process)
In the laminating step, the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are arranged so that the portions of the positive electrode sheet corresponding to the first openings 16 overlap in the laminating direction, and the portions of the negative electrode sheet corresponding to the second openings 26 overlap in the laminating direction. Are alternately laminated to produce a sheet laminate.

積層工程の具体的な態様としては、例えば、基材に形成された正極シートに負極シートを積層した後、積層した負極シートの基材を剥離し、次いで、基材を剥離した後の負極シートに正極シートを積層した後、積層した正極シートの基材を剥離する工程を、所定の積層数になるまで繰り返す態様が挙げられる。 As a specific mode of the laminating step, for example, after laminating a negative electrode sheet on a positive electrode sheet formed on a base material, peeling the base material of the laminated negative electrode sheet, and then peeling the base material, the negative electrode sheet After laminating the positive electrode sheet on the substrate, the step of peeling the base material of the laminated positive electrode sheet is repeated until a predetermined number of layers are laminated.

(乾燥工程)
次いで、シート積層体に含まれる溶剤や有機バインダ成分を加熱し、溶剤や有機バインダ成分を蒸発させて除去する。特に有機バインダ成分を含む場合には、350℃〜550℃で乾燥工程を行うことで、加熱プレス後の固体電解質層12に残留する炭素を低減できるため、電解質層13における電子導通を防止できる。
(Drying process)
Next, the solvent and the organic binder component contained in the sheet laminate are heated to evaporate and remove the solvent and the organic binder component. In particular, when an organic binder component is included, by performing a drying step at 350° C. to 550° C., carbon remaining in the solid electrolyte layer 12 after hot pressing can be reduced, so that electron conduction in the electrolyte layer 13 can be prevented.

(熱プレス工程)
熱プレス工程では、湾曲面を有する治具にシート積層体を挟み、これらを積層方向に加圧しながら加熱することで、少なくとも一部が湾曲した形状をなす板状の電極体2を作製する。これにより、特に電解質層13や電極層に含まれる成分が軟化する等により、正極シートの第一開口部16の内部に負極シートが入り込むため、正極シートを挟んで隣り合う負極シート同士が第一開口部16を通して導通する。また、負極シートの第二開口部26の内部に正極シートが入り込むため、負極シートを挟んで隣り合う正極シート同士が第二開口部26を通して導通する。
(Heat press process)
In the hot pressing step, the sheet laminated body is sandwiched by a jig having a curved surface, and the sheet laminated body is heated while being pressed in the laminating direction, thereby manufacturing the plate-like electrode body 2 having a curved shape at least in part. This causes the negative electrode sheet to enter the inside of the first opening 16 of the positive electrode sheet due to, for example, softening of components contained in the electrolyte layer 13 and the electrode layer. It conducts through the opening 16. Further, since the positive electrode sheet enters the inside of the second opening portion 26 of the negative electrode sheet, the positive electrode sheets adjacent to each other with the negative electrode sheet interposed therebetween are electrically connected through the second opening portion 26.

本実施形態では、特に熱プレス工程を行うことで、熱及び加圧によって正極シートや負極シートが塑性変形し易くなるため、少なくとも一部において積層方向に向けて湾曲した形状を有する電極体2を得ることができる。 In the present embodiment, particularly when the hot pressing step is performed, the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are likely to be plastically deformed by heat and pressure, so that at least a part of the electrode body 2 having a curved shape in the laminating direction is formed. Obtainable.

本実施形態の加熱プレス工程における熱処理温度は、特に負極グリーンシートや電解質層13の原料組成物にリチウムイオン伝導性のガラスが含まれている場合、リチウムイオン伝導性ガラスのガラス転移点よりも高い温度で行うことが好ましく、リチウムイオン伝導性ガラスのガラス転移点よりも100℃以上高い温度で行うことがより好ましい。これにより、固体電解質が軟化することで負極グリーンシートに柔軟性がもたらされるため、電極体2を所望の形状に成形し易くできる。また、電解質層13のグリーンシートにリチウムイオン伝導性のガラスが含まれている場合には、固体電解質が軟化することで、電解質層13がより緻密になるため、正極層11と負極層12の間における短絡をより低減できる。 The heat treatment temperature in the hot pressing step of the present embodiment is higher than the glass transition point of the lithium ion conductive glass, particularly when the raw material composition of the negative electrode green sheet or the electrolyte layer 13 contains the lithium ion conductive glass. It is preferably carried out at a temperature, more preferably 100° C. or more higher than the glass transition point of the lithium ion conductive glass. As a result, the solid electrolyte is softened to provide flexibility to the negative electrode green sheet, so that the electrode body 2 can be easily formed into a desired shape. When the green sheet of the electrolyte layer 13 contains lithium ion conductive glass, the solid electrolyte is softened to make the electrolyte layer 13 more dense. It is possible to further reduce short circuits between the two.

本実施形態の加熱プレス工程における最高温度は、固体電解質、電極活物質及び導電助剤が溶融したり相変化したりしない範囲で設定することが好ましい。例えば、この最高温度は、好ましくは1100℃、より好ましくは1050℃、最も好ましくは1000℃を上限としてもよい。 The maximum temperature in the hot pressing step of this embodiment is preferably set within a range in which the solid electrolyte, the electrode active material, and the conductive additive do not melt or undergo a phase change. For example, this maximum temperature may have an upper limit of preferably 1100°C, more preferably 1050°C, most preferably 1000°C.

本実施形態の加熱プレス工程で、グリーンシートの積層体を加圧する圧力の下限は、このような効果を得易くできる観点で、好ましくは10MPa、より好ましくは50MPa、最も好ましくは100MPaを下限とする。他方で、この圧力の上限は、成形型やグリーンシートの積層体の破損を低減する観点で、好ましくは300MPa、より好ましくは250MPa、最も好ましくは200MPaを上限とする。グリーンシートの積層体の加圧は、例えばグリーンシートの積層体を成形する成形型に上型を載せて油圧プレス等で加圧することで行うことができる。 In the hot pressing step of the present embodiment, the lower limit of the pressure for pressing the green sheet laminate is preferably 10 MPa, more preferably 50 MPa, and most preferably 100 MPa from the viewpoint of easily obtaining such an effect. .. On the other hand, the upper limit of this pressure is preferably 300 MPa, more preferably 250 MPa, and most preferably 200 MPa from the viewpoint of reducing damage to the laminate of the molding die and the green sheet. The pressurization of the green sheet laminate can be performed, for example, by placing an upper die on a molding die for forming the green sheet laminate and applying pressure with a hydraulic press or the like.

(セット工程)
得られた電極体2については、第一実施形態と同様に、ラミネート部材43、44をはじめとした公知の外装体にセットすることができる。
(Set process)
The obtained electrode body 2 can be set in a known exterior body including the laminate members 43 and 44, as in the first embodiment.

<第三実施形態>
本実施形態の二次電池1Bは、未使用時及び使用時のいずれにおいても湾曲した形状を有しており、外装体として、金属製ケース51と、金属製封口板52と、絶縁体53と、を備えたものを用いる。このような外装体を用いることで、全固体電池の電池要素のように、形状にフレキシブル性のない電池要素を電極体2として用いたとしても、電極体2に物理的なダメージを及び難くできる。
<Third embodiment>
The secondary battery 1B of the present embodiment has a curved shape both when not used and when used, and has a metal case 51, a metal sealing plate 52, and an insulator 53 as an exterior body. The one with, is used. By using such an outer package, even if a battery element having a non-flexible shape, such as a battery element of an all-solid-state battery, is used as the electrode body 2, it is possible to prevent the electrode body 2 from being physically damaged. ..

請求項15
このうち、金属製ケース51は、電極体2を積層方向の他端側から覆い、電極体2の負極層(第二電極層)12と導通し、且つ負極の端子を兼ねる負極側の容器である。また、金属製封口板52は、電極体2を積層方向の一端側から覆い、電極体の正極層(第一電極層)11と導通し、且つ正極の端子を兼ねる正極側の容器である。また、絶縁体53は、金属製ケース51と金属製封口板52とを絶縁し且つこれらを固定するように設けられる。
Claim 15
Among them, the metal case 51 is a container on the negative electrode side that covers the electrode body 2 from the other end side in the stacking direction, is electrically connected to the negative electrode layer (second electrode layer) 12 of the electrode body 2, and also serves as a negative electrode terminal. is there. The metallic sealing plate 52 is a container on the positive electrode side that covers the electrode body 2 from one end side in the stacking direction, is electrically connected to the positive electrode layer (first electrode layer) 11 of the electrode body, and doubles as a positive electrode terminal. Further, the insulator 53 is provided so as to insulate the metal case 51 and the metal sealing plate 52 and fix them.

本実施形態における外装体は、第一実施形態により得られた電極体2を、金属製ケース51及び金属製封口板52からなる容器にセットすることで設けられる。具体的には、積層方向の他端部を構成する負極集電層(第二電極集電層)22を金属製ケース51の中に導通するようにセットした後、金属製封口板52の周壁部521を金属製ケース51のガスケットの溝部511内に挿入した後、金属製ケース51の周壁部521を径方向の内側に向けてカシメる。これにより、金属製封口板52が金属製ケース51に固定され、上述した二次電池1Bが作製される。 The exterior body in the present embodiment is provided by setting the electrode body 2 obtained in the first embodiment in a container including a metal case 51 and a metal sealing plate 52. Specifically, the negative electrode current collecting layer (second electrode current collecting layer) 22 constituting the other end portion in the stacking direction is set in the metal case 51 so as to be electrically conductive, and then the peripheral wall of the metal sealing plate 52. After inserting the portion 521 into the groove portion 511 of the gasket of the metal case 51, the peripheral wall portion 521 of the metal case 51 is crimped inward in the radial direction. As a result, the metal sealing plate 52 is fixed to the metal case 51, and the secondary battery 1B described above is manufactured.

1A、1B 二次電池
2 電極体
3 電極体アレイ
11 正極層(第一電極層)
12 負極層(第二電極層)
13 電解質層
14 正極集電層
15 正極接続層
16 第一開口部
26 第二開口部
17、27 短絡防止層
22 負極集電層
23 負極接続層
31、32 導電部材
41、42 タブ線
43、44 ラミネート部材
51 金属製ケース
511 溝部
52 金属製封口板
521 周壁部
53 絶縁体
C1,C2 切断線

1A, 1B Secondary battery 2 Electrode body
3 electrode assembly
11 Positive electrode layer (first electrode layer)
12 Negative electrode layer (second electrode layer)
13 Electrolyte Layer 14 Positive Electrode Current Collection Layer 15 Positive Electrode Connection Layer 16 First Opening 26 Second Opening 17, 17 Short Circuit Preventing Layer 22 Negative Electrode Current Collection Layer 23 Negative Electrode Connection Layer 31, 32 Conductive Member 41, 42 Tab Wire 43, 44 Laminate member 51 Metal case 511 Groove portion 52 Metal sealing plate 521 Peripheral wall portion 53 Insulators C1, C2 Cutting line

Claims (15)

少なくとも使用時において、少なくとも一部が湾曲した形状をなす板状の電気化学セルであって、
第一電極層と、
前記第一電極層の両側に第一電解質層を挟んで積層された第二電極層と、
を含む電極体を有し、
前記第一電極層を貫通する第一開口部が少なくとも1つ設けられ、
前記第一開口部の内部で、前記第一電極層の両側にある前記第二電極層が導通する電気化学セルであって、
前記第一開口部は、少なくとも使用時において、電極体の積層方向に向けて湾曲するように形成された長手方向についての長さが、前記長手方向に垂直な幅方向についての幅の1.2倍以上となるように構成され、
少なくとも使用時において少なくとも一部が湾曲するように前記第一開口部が形成されている電気化学セル。
A plate-shaped electrochemical cell having a curved shape at least in part at least during use,
A first electrode layer,
A second electrode layer laminated on both sides of the first electrode layer sandwiching a first electrolyte layer,
Having an electrode body including
At least one first opening penetrating the first electrode layer is provided,
An electrochemical cell in which the second electrode layers on both sides of the first electrode layer conduct inside the first opening,
The first opening is formed so as to be curved toward the stacking direction of the electrode bodies at least when in use, and has a length in the longitudinal direction of 1.2 times the width in the width direction perpendicular to the longitudinal direction. Configured to be more than double,
An electrochemical cell in which the first opening is formed so that at least a part thereof is curved during use.
前記第一電極層の第一開口部を覆うように第二電解質層が設けられる請求項1記載の電気化学セル。 The electrochemical cell according to claim 1, wherein a second electrolyte layer is provided so as to cover the first opening of the first electrode layer. 少なくとも使用時において、前記第一電極層は、少なくとも一部において湾曲した板状を有する請求項1又は2記載の電気化学セル。 The electrochemical cell according to claim 1 or 2, wherein the first electrode layer has a plate shape that is curved at least in part at least during use. 少なくとも使用時において、前記第一開口部は、前記長手方向が湾曲するように形成される請求項1から3のいずれかに記載の電気化学セル。 The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the first opening is formed so as to be curved in the longitudinal direction at least when in use. 少なくとも使用時において、前記第一電極層の前記第一電解質層に隣接する少なくとも一部の面が略部分円柱面又は略部分楕円柱面を形成し、
前記第一開口部における前記長手方向が、略円柱又は略楕円柱の中心軸の方向に対して45°〜135°の角度をなす請求項4に記載の電気化学セル。
At least when in use, at least a part of the surface of the first electrode layer adjacent to the first electrolyte layer forms a substantially partial cylindrical surface or a substantially partial elliptic cylindrical surface,
The electrochemical cell according to claim 4, wherein the longitudinal direction of the first opening forms an angle of 45° to 135° with respect to the direction of the central axis of the substantially cylindrical or substantially elliptic cylinder.
前記第一開口部が、前記第一電極層または前記第二電極層の面視において、同じ直線上に複数形成されている請求項1から5に記載の電気化学セル。 The electrochemical cell according to claim 1, wherein a plurality of the first openings are formed on the same straight line in a plan view of the first electrode layer or the second electrode layer . 前記第一開口部は、前記長さが2.4mm以上であり、前記幅が2.0mm以下となる部分を含むように構成される請求項1からのいずれかに記載の電気化学セル。 The said 1st opening part is an electrochemical cell in any one of Claim 1 to 6 comprised so that the said length is 2.4 mm or more and the said width|variety is 2.0 mm or less. 前記第一電極層が、固体電解質、ポリマー電解質、又は固体電解質とポリマー電解質との複合電解質を含有する請求項1からのいずれかに記載の電気化学セル。 It said first electrode layer, a solid electrolyte, polymer electrolyte, or a solid electrolyte electrochemical cell according to any one of claims 1 to 7 containing composite electrolyte in the polymer electrolyte. 前記第一開口部の内壁が、固体電解質、ポリマー電解質、固体電解質とポリマー電解質との複合電解質、又は絶縁材によって覆われている、請求項1からのいずれかに記載の電気化学セル。 The inner wall of the first opening, a solid electrolyte, a polymer electrolyte, a composite electrolyte of the solid electrolyte and the polymer electrolyte, or covered with an insulating material, electrochemical cell according to any one of claims 1 to 8. 前記第一開口部の両側にある前記第二電極層が、導電部材を介して接触する請求項1からのいずれかに記載の電気化学セル。 Wherein said second electrode layer on both sides of the first opening, electrochemical cell according to claim 1 which is in contact via the conductive member 9. 前記第二電極層の両側に前記第一電解質層を挟んで積層された第一電極層を有し、
前記第二電極層を貫通する第二開口部が少なくとも1つ設けられ、
前記第二開口部の内部で、前記第二電極層の両側にある前記第一電極層が導通する電気化学セルであって、
前記第二開口部は、少なくとも使用時において、電極体の積層方向に向けて湾曲するように形成された長手方向についての長さが、前記長手方向に垂直な幅方向についての幅の1.2倍以上となる部分を含むように構成され、
少なくとも使用時において少なくとも一部が湾曲するように前記第二開口部が形成されている請求項1から10のいずれかに記載の電気化学セル。
Having a first electrode layer laminated on both sides of the second electrode layer with the first electrolyte layer interposed therebetween,
At least one second opening penetrating the second electrode layer is provided,
Inside the second opening, an electrochemical cell in which the first electrode layers on both sides of the second electrode layer conduct,
The second opening is formed so as to be curved toward the stacking direction of the electrode bodies at least when in use, and has a length in the longitudinal direction of 1.2 times the width in the width direction perpendicular to the longitudinal direction. It is configured to include a part that is more than double,
The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 10 , wherein the second opening is formed so that at least a part thereof is curved at least during use.
複数の前記第一電極層と複数の前記第二電極層とが、前記第一電解質層を挟んで交互に積層され、
積層方向の一端部に前記第一電極層が、他端部に前記第二電極層が設けられ、
前記第一開口部が、前記一端部以外に設けられた前記第一電極層の各々を貫通するように設けられ、
前記第二開口部が、前記他端部以外に設けられた前記第二電極層の各々を貫通するように設けられる、請求項11に記載の電気化学セル。
A plurality of the first electrode layers and a plurality of the second electrode layers are alternately laminated with the first electrolyte layer interposed therebetween,
The first electrode layer at one end in the stacking direction, the second electrode layer is provided at the other end,
The first opening is provided so as to penetrate each of the first electrode layers provided other than the one end,
The electrochemical cell according to claim 11 , wherein the second opening is provided so as to penetrate each of the second electrode layers provided other than the other end.
前記電極体を収納する外装体をさらに備える請求項1から12のいずれかに記載の電気化学セル。 The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 12 , further comprising an exterior body that houses the electrode body. 前記外装体は、前記電極体を積層方向の一端側から覆う第一電極側容器と、前記電極体を積層方向の他端側から覆う第二電極側容器と、を備え、
前記第一電極層が前記第一電極側容器に電気的に接続され、且つ
前記第二電極層が前記第二電極側容器に電気的に接続されている請求項13に記載の電気化学セル。
The exterior body includes a first electrode side container that covers the electrode body from one end side in the stacking direction, and a second electrode side container that covers the electrode body from the other end side in the stacking direction,
The electrochemical cell according to claim 13 , wherein the first electrode layer is electrically connected to the first electrode side container, and the second electrode layer is electrically connected to the second electrode side container.
前記第一電極層及び前記第二電極層の一方が正極層であり、他方が負極層である、請求項1から14のいずれかに記載の電気化学セル。 The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 14 , wherein one of the first electrode layer and the second electrode layer is a positive electrode layer and the other is a negative electrode layer.
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