KR20010039510A - Lithium ion battery and method for forming the same - Google Patents
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Abstract
견고한 외상관을 사용하지 않고, 소형, 경량화, 임의 형상화가 가능하고, 구조강도가 높고 안정성이 확보된 고성능의 리튬이온전의 형성을 간소화하고, 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to simplify the formation of a high-performance lithium ion battery having high structural strength and high stability, and to improve productivity without using a rigid outer tube.
본 발명의 리튬이온 2차전지의 형성법은, 정극활물질층(32)를 정극집전체 (31)에 접합해서 된 정극(3) 및 부극활물질층(52)을 부극집전체(51)에 접합해서 되는 부극(5)과, 세퍼레이터(4)사이에, 적어도 일부에 가소성수지를 포함하는 접착성수지(6)를 부분적으로 개재시켜서 겹치는 공정과, 접착성수지(6)를 소성변형시키는 공정을 구비하는 것으로, 리튬이온 2차전지의 형성을 간소화하고, 생산성 향상시킬 수가 있다.In the method of forming a lithium ion secondary battery of the present invention, the positive electrode 3 and the negative electrode active material layer 52 formed by bonding the positive electrode active material layer 32 to the positive electrode current collector 31 are bonded to the negative electrode current collector 51. A step of partially overlapping an adhesive resin 6 including a plastic resin at least partially between the negative electrode 5 and the separator 4 to be overlapped, and a process of plastically deforming the adhesive resin 6. By doing so, the formation of the lithium ion secondary battery can be simplified, and the productivity can be improved.
Description
휴대전자기기의 소형, 경량화에의 요망은 대단히 크다.There is a great demand for miniaturization and light weight of portable electronic devices.
그 실현은 전지의 성능향상에 크게 의존한다.The realization depends largely on the performance improvement of the battery.
이에 대응하도록 전지의 개발, 개량이 진행되어있다.In order to cope with this, development and improvement of batteries are in progress.
전지에 요구되고 있는 특성은, 고전압, 고에너지밀도, 안전성, 형상의 임의성등이 있다.The characteristics required for the battery include high voltage, high energy density, safety, and arbitrary shape.
리튬이온전지는 지금까지의 전지중에서도 가장 고전압 또는 고에너지밀도가 실현되는 것이 기대되는 2차전지이고, 현재도 그 개량이 왕성하게 진행되고있다.Lithium ion batteries are secondary batteries that are expected to realize the highest voltage or high energy density among the batteries up to now, and the improvement is still actively underway.
현재 실용에 제공되고 있는 리튬이온 전지에서는, 정극에는 리튬코발트 산화물 등의 분말로 된 활물질을 집전체에 도포하고, 판상으로 한 전극, 부극에는 마찬가지로 탄소계재료의 분말로 된 활물질을 집전체에 도포해서 판상으로 한 전극이 사용되고 있다.In the lithium ion battery currently provided for practical use, an active material made of powder such as lithium cobalt oxide is applied to the current collector on the positive electrode, and an active material made of powder of carbonaceous material is applied to the current collector on the plate-shaped electrode and the negative electrode. Thus, a plate-shaped electrode is used.
이들 전극을 리튬이온전지로서, 기능시키기 위해서는 양극간에 리튬이온이 이동할 수 있고, 전자도성이 없는 이온전도층이 존재하는 것이 필요하다.In order to function these electrodes as lithium ion batteries, it is necessary that lithium ions can move between the positive electrodes and that an ion conductive layer having no electron conductivity is present.
일반적으로 이 이온전도층에는 폴리에틸렌 등의 다공질필름의 세퍼레이터를 비수계의 전해액으로 충만시킨 것이 사용되고있다.Generally, the ion-conductive layer is filled with a separator of porous film such as polyethylene with a non-aqueous electrolyte.
또, 도 7에 표시한 바와 같이, 금속 등으로 된 강직한 광체(1)가, 정극(3), 부극(5) 및 전해액등을 함유하는 세퍼레이터(4)를 보존하기 위해 사용되고있다.In addition, as shown in FIG. 7, the rigid body 1 made of metal or the like is used to store the separator 4 containing the positive electrode 3, the negative electrode 5, the electrolyte solution, and the like.
광체(1)가 없으면 전극(3),(5)과 세퍼레이터(4)간의 접합을 유지하기가 곤란하고, 접합부가 박리함으로써 전지특성이 열화해 버린다.Without the housing 1, it is difficult to maintain the junction between the electrodes 3, 5 and the separator 4, and battery characteristics deteriorate when the junction is peeled off.
이 광체(1)가 있기 때문에, 전지의 중량이 무거워지고, 또 임의 형상의 형성이 곤란했었다.Since there existed this housing 1, the weight of the battery became heavy and it was difficult to form arbitrary shapes.
경량화, 박형화때문에 현재, 광체(1)을 필요로하지않는 전지의 연구가 진행되고있다.At present, research is being conducted on batteries which do not require the housing 1 due to weight reduction and thinning.
광체(1)가 필요없는 전지의 개발의 과제의 하나는, 어떻게해서 정극(3), 부극(5)라는 이들의 전극에 끼워지는 세퍼레이터(4)를 접합해서 외부에서 힘을 걸지않아도 그 상대를 유지할 수 있는가 라는 것이다.One of the problems in the development of a battery that does not require the housing 1 is to connect the separator 4 fitted to these electrodes, namely the positive electrode 3 and the negative electrode 5, so that the counterpart can be connected without applying a force from the outside. Is it sustainable?
이 접합에 관한 방법으로서 가소제를 혼합한 중합체로부터 적어도 한부분의 가소제를 전해액으로 치환함으로써 정극과 부극에 끼워진 이온전도층을 형성하는 방법이 미국특허 5,460,904호에 개시되어있다.As a method for bonding, a method of forming an ion conductive layer sandwiched between a positive electrode and a negative electrode by replacing at least one plasticizer with an electrolyte solution from a polymer mixed with a plasticizer is disclosed in US Pat. No. 5,460,904.
이 미국특허 5,640,904호 개시되어있는 방법에서는, 이온전도층을 형성하기 위해 유기용제에 의한 처리가 필요하고, 이 유기용제의 제거를 위한 공정이 필요하게 된다.In the method disclosed in US Pat. No. 5,640,904, a treatment with an organic solvent is required to form an ion conductive layer, and a process for removing the organic solvent is required.
또, 유기용제 처리설비가 필요하므로, 생산방법으로는 바람직하지 못하다.In addition, organic solvent treatment equipment is required, which is not preferable as a production method.
또, 실용적인 박형리튬이온전지의 실현미는 정극과 부극을 접합하는 데 있어서, 생산성이 높고, 전지로서의 구조강도, 안전성이 충분히 얻어지는 전지 및 그 형성법의 개발이 필요하다.In addition, the practical beauty of the practical thin lithium ion battery requires the development of a battery and a method of forming the same, in which the productivity is high, the structural strength of the battery and the safety are sufficiently obtained in joining the positive electrode and the negative electrode.
(발명의 개시)(Initiation of invention)
본 발명에 관한 제1의 리튬이온전지의 형성법은, 정극활물질층을 형성한 정극 부극활물질층을 형성한 부극 및 세퍼레이터를 구성요소에 포함하고, 이 구성요소에 전해액을 함침한 리튬이온전지의 형성법에서, 정극과 세퍼레이터간 및 부극과 세퍼레이터간에 적어도 일부에 가소성수지를 포함하는 접착성수지를 부분적으로 개재시켜서 겹쳐주는 공정과, 상기 접착성수지를 변형시키는 공정을 구비한 것이다.In the method for forming a first lithium ion battery according to the present invention, a method of forming a lithium ion battery in which a component includes a negative electrode and a separator on which a positive electrode negative electrode active material layer having a positive electrode active material layer is formed, and the component is impregnated with an electrolyte solution. And a step of partially overlapping an adhesive resin including a plastic resin at least partially between the positive electrode and the separator and between the negative electrode and the separator, and deforming the adhesive resin.
본 발명에 관한 제2의 리튬이온전지의 형성법은, 상기 제1의 리튬이온전지의 형성법에서, 상기 접착성수지의 변형을 상기 가소성수지가 소정변형할 수 있는 이상의 압력을 가함으로서 실시하는 것이다.In the method for forming a second lithium ion battery according to the present invention, in the method for forming a first lithium ion battery, deformation of the adhesive resin is performed by applying a pressure at which the plastic resin can deform a predetermined deformation.
상기 제1 및 제2의 형성법에 의하면, 접착성수지가 적어도 일부에 가소성수지를 포함하므로 정극, 북극과 세퍼레이터의 겹쳐줄 때마다의 건조, 또는 겹치는 상태 유지를 위한 보존치구를 필요로 하지 않는것 및 접착성수지를 변형시키는 공정은 축차적으로 할 필요가 없이 일괄적으로 할 수 있고, 제조설비의 간소화등에 의해 생산성이 대단히 좋아지는 동시에 접착성수지를 변형시키는 공정에 의해 접착성수지와 정극 및 부극이나 세퍼레이터의 접촉면적을 크게하고, 접착력을 증강시켜 완성된 전지강도를 실용에 견딜 수 있도록 충분히 크게할 수가 있다.According to the first and second forming methods, since the adhesive resin includes at least a portion of the plastic resin, it does not require a storage jig for maintaining drying state or overlapping state of the positive electrode, the north pole and the separator, and The process of deforming the adhesive resin can be carried out collectively without the need for a sequential process. The productivity is greatly improved due to the simplification of the manufacturing equipment, and the contact of the adhesive resin with the positive electrode, the negative electrode and the separator by the process of deforming the adhesive resin. The area can be increased, the adhesion can be enhanced, and the finished cell strength can be made large enough to withstand practical use.
본 발명에 관한 제3의 리튬이온전지의 형성법은, 상기 제1의 리튬이온전지의 형성법에서, 상기 가소성수지를 열가소성수지로 관한 것이다.A method of forming a third lithium ion battery according to the present invention relates to the thermoplastic resin in the method of forming the first lithium ion battery.
이 형성법에 의하면 접착성이 적어도 일부에 열가소성수지를 포함하므로 가온에 의해 열가소성수지를 변형시켜서 열가소성수지와 정극 및 부극이나 세퍼레이터와의 접촉면적을 크게하고, 접착력을 증강시켜 완성한 전지강도를 실용에 견딜수있게 충분히 크게 할 수 있다.According to this forming method, since the adhesiveness contains at least a part of the thermoplastic resin, the thermoplastic resin is deformed by heating to increase the contact area between the thermoplastic resin, the positive electrode, the negative electrode and the separator, and the adhesive strength is increased to withstand the practical battery strength. You can make it big enough.
본 발명에 관한 제4의 리튬이온전지의 형성법은, 상기 제3의 리튬이온전지의 형성법에서 열가소성수지가 유동하는 이상의 온도로 가온함으로써 상기 접착성수지를 변형하는 것이다.In the method of forming a fourth lithium ion battery according to the present invention, the adhesive resin is deformed by heating to a temperature higher than the flow of the thermoplastic resin in the method of forming the third lithium ion battery.
이 형성법에 의하면, 열가소성수지의 유동에 의해 접착력을 발현하기 때문에 수지와, 세퍼레이터 또는 정극 및 부극표면과의 접촉면적이 크게될 뿐 아니라, 표면의 미세공에 수지가 유입해서 생기는 앵커효과도 함께 얻어지고, 접착강도가 높은 실용적인 리튬이온전지가 얻어진다.According to this forming method, since the adhesive force is expressed by the flow of the thermoplastic resin, not only the contact area between the resin and the separator or the positive electrode and the negative electrode surface is increased, but also the anchor effect caused by the resin flowing into the micropores on the surface is obtained. A practical lithium ion battery with high adhesive strength is obtained.
본 발명에 관한 제5의 리튬이온전지의 형성법은, 상기 제3의 리튬이온전지의 형성법에서 상기 열가소성수지를 활물질층중에 침투시키는 것이다.In a method of forming a fifth lithium ion battery according to the present invention, the thermoplastic resin is permeated into the active material layer in the method of forming the third lithium ion battery.
본 발명에 관한 제6의 리튬이온전지의 형성법은, 상기 제3의 리튬이온전지의 형성법에서 가온함으로써, 상기 열가소성수지를 활물질층중에 침투시키는 것이다.A method of forming a sixth lithium ion battery according to the present invention is to infiltrate the thermoplastic resin into an active material layer by heating in the method of forming the third lithium ion battery.
이 제5및 제6의 형성법에 의하면, 단락등의 이상에 의해 발열한 경우에, 열가소성수지가 용해해서 전류를 차단하므로 안전성이 높은 리튬이온전지가 얻어진다.According to the fifth and sixth formation methods, when the heat is generated by abnormality such as a short circuit, the thermoplastic resin dissolves and cuts off the current, thereby obtaining a lithium ion battery having high safety.
본 발명에 관한 제7의 리튬이온전지의 형성법은, 상기 제3의 리튬이온전지의 형성법에서, 가압하면서 초음파를 조사해서, 상기 접착성수지를 변형하는 것이다.In the method for forming a seventh lithium ion battery according to the present invention, the adhesive resin is deformed by irradiating ultrasonic waves while pressing in the method for forming the third lithium ion battery.
이 형성법에 의하면 초음파에 의해 수지의 변형이 효율좋게 일어나고, 압력 또는 가열온도가 낮은 상태에서도 접착이 가능해진다.According to this formation method, the deformation of the resin occurs efficiently by ultrasonic waves, and adhesion can be performed even under a low pressure or heating temperature.
또, 초음파에 의해 열가소성수지의 표면부분만이 선택적으로 가열되므로 효율좋게 접착이 된다.In addition, since only the surface portion of the thermoplastic resin is selectively heated by ultrasonic waves, the adhesion is efficiently performed.
본 발명에 관한 제1의 리튬이온전지는, 정극활물질층을 정극집전체에 접합해서 되는 정극과, 부극활물질층을 부극집전체에 접합해서 된 부극과, 상기 정극활물질층과, 상기 부극활물질층사이에 배치되는 세퍼레이터와, 상기 각 활물질층과, 상기 세퍼레이터사이를 연통하는 공극을 형성하도록 상기 각 활물질층과, 상기 세퍼레이터간에 배치된 적어도 일부에 가소성수지를 포함하는 접착성수지를 갖는 전극적층체를 구비한 것이다.A first lithium ion battery according to the present invention includes a positive electrode formed by bonding a positive electrode active material layer to a positive electrode current collector, a negative electrode formed by bonding a negative electrode active material layer to a negative electrode current collector, the positive electrode active material layer, and the negative electrode active material layer An electrode laminated body having a separator disposed between, and an adhesive resin including a plastic resin in at least a portion disposed between the active material layer and the separator so as to form a gap in communication between the active material layer and the separator. It is equipped.
이 리튬이온전지에 의하면 접착성수지가 적어도 일부에 가소성수지를 포함하므로 제조설비의 간소화등에 의해 생산성이 대단히 좋아지는 동시에, 수지를 변경시키는 공정에 의해 수지와, 정극 및 부극이나 세퍼레이터와의 접촉면적을 크게하고, 접착력을 증강시켜 완성된 전지강도를 실용에 이겨내도록 충분히 크게할 수가 있다.According to the lithium ion battery, since the adhesive resin contains at least a part of the plastic resin, the productivity is greatly improved due to the simplification of manufacturing facilities, and the contact area between the resin, the positive electrode, the negative electrode, and the separator is greatly increased by the process of changing the resin. In addition, it is possible to increase the adhesive force and to make the finished battery strength sufficiently large to withstand practical use.
본 발명에 관한 제2의 리튬이온전지의 형성법은 리튬이온전지에서, 상기 가소성수지가 열가소성수지인 것이다.In a method of forming a second lithium ion battery according to the present invention, in the lithium ion battery, the plastic resin is a thermoplastic resin.
이 리튬이온전지에 의하면, 열가소성수지의 유동에 의해 접착력을 발현하기 위해, 수지와 세퍼레이터 또는 정극 및 부극표면의 접촉면적이 커질뿐 아니라, 미세한 구멍에 침투하는데서 생기는 앵커효과도 함께 얻어져 접착강도가 높은 리튬이온전지가 얻어진다.According to the lithium ion battery, in order to express adhesive force by the flow of thermoplastic resin, not only the contact area between the resin and the separator or the positive electrode and the negative electrode surface is increased, but also the anchoring effect caused by penetration into the fine pores is obtained, resulting in an adhesive strength. A high lithium ion battery is obtained.
본 발명에 관한 제3의 리튬이온전지는, 상기 제2의 리튬이온전지에서, 열가소성수지가 활물질중에 침투한 것이다.In the third lithium ion battery according to the present invention, the thermoplastic resin penetrates into the active material in the second lithium ion battery.
이로써, 단락등의 이상에 의해 발열한 경우에 열가소성수지가 용해해서 전류를 차단하므로 안전성이 높은 리튬이온전지가 얻어진다.As a result, the thermoplastic resin dissolves and cuts off the current when heat is generated due to an abnormality such as a short circuit, thereby obtaining a lithium ion battery having high safety.
본 발명에 관한 제4의 리튬이온전지는, 상기 제1의 리튬이온전지에서 공극부의 면적이 각 활물질층과 세퍼레이터가 대향하는 각 대향면의 전면적의 30% 내지 90%인 것이다.In the fourth lithium ion battery according to the present invention, the area of the void portion in the first lithium ion battery is 30% to 90% of the total area of each opposing surface of the active material layer and the separator facing each other.
이로써, 정극 및 부극과 세퍼레이터간에 형성되는 공극부에 전해액을 보존한 경우의 정극 및 부극과, 세퍼레이터사이의 이온전도저항을 충분히 작아지고, 고부하율에서의 사용이 가능해지는 동시에 실용에 견디는 접착강도가 얻어진다.As a result, the ion conduction resistance between the positive electrode, the negative electrode, and the separator when the electrolyte is stored in the gap formed between the positive electrode, the negative electrode, and the separator is sufficiently small, enabling use at a high load rate, and at the same time, the adhesive strength that withstands practical use. Obtained.
본 발명에 관한 제5의 리튬이온전지는, 상기 제1의 리튬이온전지에서 각 활물질층과 세퍼레이터사이의 거리가 30㎛ 이하인 것이다.In the fifth lithium ion battery according to the present invention, the distance between each active material layer and the separator in the first lithium ion battery is 30 µm or less.
이로써, 정극 및 부극과 세퍼레이터사이에 형성되는 공극부에 전해액을 보존하고 있는 경우의 정극 및 부극과 세퍼레이터간의 이온전도저항은 충분히 작아지고, 고부하율에서의 사용이 가능해진다.As a result, the ion conduction resistance between the positive electrode and the negative electrode and the separator when the electrolyte is stored in the void portion formed between the positive electrode and the negative electrode and the separator is sufficiently small, and the use at a high load rate is possible.
본 발명에 관한 제6의 리튬이온전지는, 상기 제1의 리튬이온전지에서, 다수의 전극적층체를 구비한 것이다.A sixth lithium ion battery according to the present invention includes a plurality of electrode laminates in the first lithium ion battery.
이로써 콤팩트하고 안정되는 또 큰 전지용량의 리튬이온전지를 얻을 수가 있다.In this way, a compact and stable lithium ion battery having a large battery capacity can be obtained.
본 발명은, 리튬이온전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium ion battery.
상세하게는 박형등 임의의 형태를 취할 수 있는 고성능의 2차전지 및 그 형성법에 관한 것이다.Specifically, the present invention relates to a high-performance secondary battery that can take any form such as thin and a method of forming the same.
도 1은 본 발명의 한 실시의 형태에 의한 리튬이온전지의 전지구조를 표시하는 단면모식도1 is a schematic cross-sectional view showing a battery structure of a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 코터법에 의한 접착성수지의 도포방법을 표시하는 모식도2 is a schematic diagram showing a coating method of an adhesive resin by a coater method according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 한 실시의 형태에 의한 리튬이온전지를 표시하는 단면모식도3 is a schematic cross-sectional view showing a lithium ion battery according to one embodiment of the present invention.
도4∼도6은 본 발명의 다른 실시의 형태에 관한 리튬이온전지의 전지구조를 표시하는 단면모식도4 to 6 are cross-sectional schematic diagrams showing a battery structure of a lithium ion battery according to another embodiment of the present invention.
도 7은 종래의 리튬이온전지를 표시하는 단면모식도7 is a schematic cross-sectional view showing a conventional lithium ion battery.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)(The best form to carry out invention)
본 발명은 정극 및 부극과 이들 정극 및 부극사이에 이온전도층이 배치되는 구조의 전지에 적층되는 것이다.This invention is laminated | stacked on the battery of the structure where a positive electrode and a negative electrode, and an ion conductive layer are arrange | positioned between these positive electrodes and negative electrodes.
아래의 실시의 형태는 주로 정극, 이온전도층 및 부극의 단일전극적층체로 된 단층전극형전지에 대해 설명되나, 단일의 전극적층체를 쌓아올린 적층전극형 전지에도 적용된다.The following embodiments are mainly described with a single-electrode stacked cell of a single electrode stacked body of a positive electrode, an ion conductive layer and a negative electrode, but are also applied to a stacked electrode battery in which a single electrode stacked body is stacked.
도 1은 본 발명의 한 실시의 형태에 의한 리튬이온전지의 전지구조, 즉 전극적층체의 구조를 표시하는 단면모식도이고, 도면에서 3은 정극활물질층(32)을 정극집전체(31)에 접합해서 되는 정극, 5는 부극활물질층(52)을 부극집전체(51)에 접합해서 되는 부극, 4는 정극(3)과 부극(5)의 사이에 배치된 세퍼레이터로, 리튬이온을 포함하는 비수계의 전해액을 보유함으로써 이온전도층으로 기능하는 것이다.1 is a cross-sectional schematic diagram showing the battery structure of a lithium ion battery according to one embodiment of the present invention, that is, the structure of an electrode laminate, in which 3 is a positive electrode active material layer 32 on a positive electrode current collector 31. The positive electrode to be bonded, 5, is a negative electrode formed by joining the negative electrode active material layer 52 to the negative electrode current collector 51, and 4 is a separator disposed between the positive electrode 3 and the negative electrode 5, and includes lithium ions. By retaining the non-aqueous electrolyte, it functions as an ion conductive layer.
6은 정극활물질층(32)및 부극활물질층(52)과 세퍼레이터(4)와의 대향면간에 점상, 선상 또는 격자상과 같이 부분적으로 배치되고, 각활물층(32),(52)가 세퍼레이터(4)를 접합하는 가소성수지를 적어도 1부에 포함하는 접착성수지이다.6 is partially disposed between the positive electrode active material layer 32 and the opposing surface of the negative electrode active material layer 52 and the separator 4 in the form of a dot, a linear shape or a lattice shape, and the respective active material layers 32, 52 are separated from the separator ( It is an adhesive resin containing at least 1 part of plastic resin which joins 4).
7은 정극활물질층(32) 및 부극활물질층(52)와, 세퍼레이터(4)와의 사이를 연통하는 공급부이다.7 is a supply part which communicates between the positive electrode active material layer 32, the negative electrode active material layer 52, and the separator 4.
이 공극부(7), 세퍼레이터(4) 및 활물질층(32),(52)에 리튬이온을 포함하는 비수계의 전해액이 보존된다.The non-aqueous electrolyte solution containing lithium ions is stored in the gap portion 7, the separator 4, and the active material layers 32 and 52.
가소성수지는 상온에서 고체이고, 점착성을 갖고, 또 가열 또는 가압에 의해 변형되는 수지이다.Plastic resins are resins that are solid at room temperature, have adhesiveness, and are deformed by heating or pressurization.
상기와 같이 구성된 리튬이온전지는 예를들면 아래의 방법에 의해 형성된다.The lithium ion battery configured as described above is formed by, for example, the following method.
본 발명의 전지형성법은, 접착성수지(6)를 정극(3)과, 세퍼레이터(4)간, 부극(5)과 세퍼레이터(5)간에 부분적으로 개재시켜, 또 하기에 표시한 가압, 가열등의 방법으로 접착성수지(6)를 변형시켜서 전극(3),(5)와, 세퍼레이터(4)의 공극부 (7)를 감속해서 공극부(7)의 깊이 L를 일정치로 하는 것도 있다.According to the battery forming method of the present invention, the adhesive resin 6 is partially interposed between the positive electrode 3 and the separator 4, and between the negative electrode 5 and the separator 5, and the pressure, heating, and the like shown below. In some cases, the adhesive resin 6 is deformed to decelerate the electrodes 3 and 5 and the gap 7 of the separator 4 so that the depth L of the gap 7 is constant. .
본 발명에서 사용하는 접착성수지(6)는 전해액에 용해하지않은 것이면 사용가능하다.The adhesive resin 6 used in the present invention can be used as long as it is not dissolved in the electrolyte solution.
접착성수지(6)에 포함하는 가소성수지는 특히 한정하는 것은 아니다.The plastic resin included in the adhesive resin 6 is not particularly limited.
폴리오레핀류, 폴리글리콜류, 실리콘류등이 사용 가능한 것이다.Polyolefins, polyglycols, silicones, etc. can be used.
접착성수지(6)에는 무기 또는 유기의 분말파이버등을 함유하여도 된다.The adhesive resin 6 may contain an inorganic or organic powder fiber or the like.
부분적으로 배치된 접착성수지(6)에 의해 형성된 공극부(7)의 면적은 활물질층(32),(52)와 세퍼레이터(4)가 대향하는 각 대향면의 전면적의 30% 내지 90%로 하는 것이 바람직하고, 60%정도로 하는 것이 가장 바람직하다.The area of the void portion 7 formed by the partially disposed adhesive resin 6 is 30% to 90% of the total area of each opposing surface of the active material layers 32, 52 and the separator 4 facing each other. It is preferable to make it, and it is most preferable to set it as about 60%.
30% 미만에서는 전극활물질층(32),(52)과 세퍼레이터(4)사이의 전기적접합이 불충분해져 전극간(3),(5)의 이온전도항이 크게 되므로, 충분한 전지특성을 얻는 것이 곤란해진다.If it is less than 30%, the electrical bonding between the electrode active material layers 32, 52 and the separator 4 becomes inadequate, and the ion conduction terms between the electrodes 3 and 5 become large, making it difficult to obtain sufficient battery characteristics. .
또, 90%를 초과하면 전극(3),(5)와 세퍼레이터(4)간의 밀착성이 불충분해져 박리가 일어난다.Moreover, when it exceeds 90%, adhesiveness between the electrodes 3 and 5 and the separator 4 will become inadequate, and peeling will occur.
또, 활물질층(32),(52)와, 세퍼레이터(4)사이에 형성되는 공극부(7)의 깊이 즉 활물질층(32),(52)와 세퍼레이터(4)의 사이의 거리 L는, 전해액의 이온전도도에 의해 다르나 통상 사용되는 10-2S/cm정도인 경우에는 30㎛이하이면, 활물질층 (32),(52)과 세퍼레이터(4)사이의 이온전도저항은 작아지고, 종래의 외장관을 사용한 전지에 뒤지지않는 고부하율에서의 사용이 가능해지므로, 30㎛이하로 하는 것이 바람직하다.Moreover, the depth L of the space | gap part 7 formed between the active material layers 32 and 52 and the separator 4, ie, the distance L between the active material layers 32 and 52 and the separator 4, In the case of about 10 −2 S / cm, which is different depending on the ionic conductivity of the electrolyte solution, the ion conductivity resistance between the active material layers 32, 52 and the separator 4 becomes small at 30 µm or less. Since it becomes possible to use it at the high load rate which is inferior to the battery using an outer tube, it is preferable to set it as 30 micrometers or less.
또, 공극부(7)의 깊이 L를 10㎛이하로 함으로써, 반응종의 확산이 보다 쉽게 진행되고, 이온전도저항의 더 한층의 저감을 할 수가 있으므로 10㎛ 이하로 조정하는 것이 보다 바람직하다.The depth L of the void portion 7 is 10 µm or less, so that the diffusion of the reactive species proceeds more easily, and the ion conductivity can be further reduced.
또, 전극반응이 일어나는 물질(32),(52)의 표면에는 수㎛의 확산층이 존재한다고들하며, 공극부(7)의 깊이 L를 이 이하로 조정함으로써, 리튬이온의 확산이 가장 용이하게 진행된다고 생각되므로, 공극부(7)의 깊이 L를 수 ㎛이하로 하는 것이 가장 바람직하다.In addition, a diffusion layer of several micrometers is said to exist on the surfaces of the materials 32 and 52 where the electrode reactions occur, and by adjusting the depth L of the gap portion 7 or less, diffusion of lithium ions is most easily performed. Since it is considered to advance, it is most preferable to make the depth L of the space | gap part 7 into several micrometers or less.
정극(3)과, 부극(5)사이에 접착성수지(6)를 부분적으로 개재시키는 방법은, 분말상, 실상, 망상, 도통공을 갖는 막상태등의 형상의 수지를 정극(3), 부극(5), 세퍼레이터(4)의 표면중, 전지형성시에 대향하는 면의 편면, 또는 양면에 전면을 모두 덮지않도록 분포함으로써 실시한다.The method of partially interposing the adhesive resin 6 between the positive electrode 3 and the negative electrode 5 includes a resin in the form of a powder, a real phase, a network, a film having a conductive hole, and the like. (5) In the surface of the separator 4, it distributes so that a whole surface may not be covered on one side or both surfaces of the surface which opposes at the time of battery formation.
구체적으로는, 예를들어 코터법이 사용되고, 이는 도 2에 사시도(a)및 측면도(b)에 표시하는 바와 같이, 용융수지(6)을 정상의 패인곳(21a)을 갖는 회전롤 (21)로 긁어내어 이를 시트(예를들면 시트상 세퍼레이터(6))에 전사하는 도포법을 적용한다.Specifically, for example, a coater method is used, which is a rotary roll 21 having a molten resin 6 having a normal recess 21a, as shown in a perspective view (a) and a side view (b) in FIG. 2. ), And an application method of transferring it to a sheet (for example, sheet-like separator 6) is applied.
이외에 스프레이법, 용융수지를 롤의 미세공에서 주출시켜서 도포하는 롤법등이 적용가능하고 특히 한정되는 것은 아니다.In addition, the spray method and the roll method which apply | coat out and apply | coat the molten resin from the micropore of a roll are applicable, and are not specifically limited.
전면을 모두 덮는 일이 없도록 분포시킴으로써, 전극(3),(5)와 세퍼레이터 (4)사이에 액체전해질을 보존하는 것이 가능한 공극부(7)를 형성할 수가 있다.By distributing so that the whole surface may not be covered, the space | gap part 7 which can hold | maintain a liquid electrolyte between the electrodes 3 and 5 and the separator 4 can be formed.
이 공극부(7)에 액체전해질을 보존함으로써, 전극(3),(5)간의 이온전도저항을 종래의 외장관을 사용한 전지정도로 할 수가 있고, 다시 전극(3),(5)와 세퍼레이터(4)사이를 접착하고 있으므로 외장관없이 전극(3),(5)와 세퍼레이터(4)를 밀착시키는 것이 가능해진다.By preserving the liquid electrolyte in the cavity 7, the ion conduction resistance between the electrodes 3 and 5 can be about the same as that of a battery using a conventional outer tube, and the electrodes 3, 5 and the separator ( 4) Since the bonding is performed, the electrodes 3, 5 and the separator 4 can be brought into close contact with each other without an outer tube.
여기서의 접착은, 접착성수지(6)를 부분적으로 도포하고, 겹쳐진 정극(3), 세퍼레이터(4) 및 부극(5)에 대해 접착성수지(6)가 소성변형할 수 있는 이상의 압력을 가하는 공정으로 실시한다.The adhesion here is to partially apply the adhesive resin 6 and apply pressure to the overlapping positive electrode 3, the separator 4, and the negative electrode 5 in such a way that the adhesive resin 6 can be plastically deformed. We carry out by process.
이 압력을 가하는 공정은 모두 겹치기가 종료된 후에 언제라도 좋다.The process of applying this pressure may be performed at any time after the overlap is completed.
이 공정은, 접착성수지(6)와 전극(3),(5)나 세퍼레이터(4)와의 접촉면적을 크게하고, 접착성수지(6)의 접착력을 증강시켜 완성된 접지강도를 실용에 이겨낼 수 있도록 충분히 크게하는 효과가 있다.In this step, the contact area between the adhesive resin 6 and the electrodes 3, 5 and the separator 4 is increased, and the adhesive strength of the adhesive resin 6 is increased to overcome the completed ground strength. It is effective to make it big enough.
전극(3),(5)또는 세퍼레이터(4)표면의 미세공에 접착성수지(6)가 들어가서 생기는 앵커효과에 의한 것이 강도가 커서 바람직하나, 접착성수지(6)의 접착성에 의한 것이라도 접착성수지(6)과, 전극(3),(5)표면의 접촉면적이 충분히 크면 전지를 형성하는 데 충분한 강도가 얻어진다.The anchor effect caused by the adhesive resin 6 entering the micropores on the surface of the electrode 3, 5 or the separator 4 is preferable because of its high strength. When the contact area between the adhesive resin 6 and the surfaces of the electrodes 3 and 5 is sufficiently large, sufficient strength is obtained to form a battery.
또, 이공정은 전극(3),(5)간에 개재하는 수지(6)의 두께를 제어하는 데도 필요하다.This step is also necessary to control the thickness of the resin 6 interposed between the electrodes 3 and 5.
수지(6)의 두께가 크면, 전지의 충전용량이 작아져 바람직하지않고, 접착력이 유지되면 얇을수록 좋다.The larger the thickness of the resin 6 is, the less the battery's charging capacity is, which is undesirable, and the thinner the better the adhesive force is maintained.
이 방법으로 접착을 함으로써 전극(3),(5)과 세퍼레이터(4)의 겹치기마다의 건조, 또는 겹치기의 상태유지를 위한 보존치구를 필요로 하지 않는 것 및 수지가 소성변형할 수 있는 이상의 압력을 가하는 공정은 축차적으로 할 필요가 없이 일괄해서 할 수있고, 또 용제의 사용도 저감할 수가 있으므로 제조설비의 간소화등에 의해 생산성이 대단히 좋아진다.By bonding in this way, the electrode 3, 5 and the separator 4 do not require a storage jig for drying or maintaining the state of overlap and the pressure at which the resin can plastically deform. The addition process can be performed collectively without the need for sequential use, and the use of the solvent can be reduced, thereby greatly improving the productivity due to the simplification of the manufacturing equipment.
가압,접착후 건조해서 형성한 전극적층체(8)에 집전탭(33),(53)을 스포트용접등으로 접속하고, 다시 통형으로 가공한 알루미라미네이트 필름(22)에 삽입하고, 전해액을 주입하고 알루미라미네이트 필름(22)을 함구처리해서, 단일의 전극적층체를 갖는 리튬이온전지를 형성한다(도 3참조).The current collector tabs 33 and 53 are connected to the electrode laminate 8 formed by pressing and bonding and dried by spot welding, and then inserted into the alumina laminate film 22 processed into a cylindrical shape, and the electrolyte solution is injected. Then, the aluminate laminate 22 is treated with a tool to form a lithium ion battery having a single electrode laminate (see Fig. 3).
이온전도체로 사용하는 전해액에 사용하는 액체전해질로는 종래의 전지에 사용되고있는 리튬이온을 포함하는 비수계의 액체전해질이 사용가능하다.As the liquid electrolyte used for the electrolyte used as the ion conductor, a non-aqueous liquid electrolyte containing lithium ions used in a conventional battery can be used.
구체적으로는 액체전해질의 용제로서, 탄산에틸렌, 탄산프로필렌, 탄산디메틸, 탄산디에틸등의 에스텔계 용제나 디메토옥시에탄, 디에톡시에탄, 디에틸에텔, 디메틸에텔등의 에텔용제의 단독액 및 상술한 동일계통의 용제끼리 또는 이종계통의 용제로 된 2종이상의 혼합액이 사용가능하다.Specifically, as the solvent of the liquid electrolyte, a single solution of an ester solvent such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, or an ether solvent such as dimethooxyethane, diethoxyethane, diethyl ether, or dimethyl ether, and Two or more kinds of mixed liquids of the same system solvents or heterogeneous solvents described above can be used.
또, 액체전해질에 사용하는 전해질염은, LiPF6, LiAsF6, LiclO4, LiBF4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiC(CF3SO2)3, LiN(C2F5SO2)2등이 사용가능하다.The electrolyte salts used in the liquid electrolyte are LiPF 6 , LiAsF 6 , LiclO 4 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 and the like can be used.
활물질층(32),(52)를 형성하는데는 정극 및 부극활물질분말 각각을 바인더수지와 혼합해서 페이스트상으로 하고, 이 페이스트를 정극 및 부극집전체(31),(51)각각에 도포 건조한다.To form the active material layers 32 and 52, each of the positive electrode and the negative electrode active material powder is mixed with a binder resin to form a paste, and the paste is applied and dried on each of the positive electrode and the negative electrode current collectors 31 and 51, respectively. .
활물질을 전극화하기 위해 사용되는 바인더수지로는 전해액에 용해하지않고, 전지내부에서 전기화학반응을 일으키지 않는 것이면 사용가능하다.The binder resin used for electrodelizing the active material can be used as long as it does not dissolve in the electrolyte and does not cause an electrochemical reaction inside the battery.
구체적으로는 불화비닐리덴, 불화에틸렌, 아크리로니트릴, 에틸렌옥사이드등의 단독 중합체 또는 공중합체, 에틸렌프로필렌디아민고무 등이 사용가능한 것이다.Specifically, homopolymers or copolymers such as vinylidene fluoride, ethylene, acrylonitrile, ethylene oxide, ethylene propylene diamine rubber, and the like can be used.
활물질로서, 정극(3)에서는 예를들면 리튬과 코발트, 니켈, 망강등의 천이금속과의 복합산화물, 리튬을 포함하는 칼코겐화합물 또는 이들의 복합산화물, 또 상기한 복합산화물, 리튬을 포함하는 칼코겐화합물 또는 이들의 복합산화물에 여러가지원소를 미량첨가한 것 등이 사용되고, 이들 물질에 전자전도체로 흑연이 가해진 것이 사용된다.As the active material, the positive electrode 3 includes, for example, a composite oxide of lithium and a transition metal such as cobalt, nickel, and manganese steel, a chalcogenide compound containing lithium, or a composite oxide thereof, and the above-described composite oxide, lithium A trace amount of various elements added to a chalcogenide compound or a composite oxide thereof is used, and a graphite is added to these materials as an electron conductor.
또, 부극(5)에서는 흑연, 이흑연타소, 난흑연탄소, 폴리아센, 폴리아세틸렌등의 탄소계화합물, 피렌, 페리렌등의 아센구조를 포함하는 방향족 탄화수소화합물이 바람직하게 사용되나 이것에 한정되는 것은 아니고, 전지동작때문에 필요한 리튬이온을 흡장, 방출할 수 있는 물질이면 다른 것도 사용가능하다.In the negative electrode 5, carbonaceous compounds such as graphite, digraphite, hard graphite, polyacene, polyacetylene, and aromatic hydrocarbon compounds containing an acene structure, such as pyrene and perylene, are preferably used. Other materials may be used as long as the material can occlude and release lithium ions necessary for battery operation.
또, 이들의 물질은 입자상의 것이 사용되고, 입경으로는 0.3㎛ 내지 20㎛의 것이 사용가능하고, 특히 바람직하게는 0.3㎛ 내지 5㎛의 것이다.In addition, these substances are used in the form of particles, and those having a particle diameter of 0.3 μm to 20 μm can be used, and particularly preferably 0.3 μm to 5 μm.
또, 부극활물질(52)로는 탄소섬유도 사용할 수가 있다.As the negative electrode active material 52, carbon fibers can also be used.
입경이 너무 작을때에는 접착시의 접착제에 의한 활물질표면의 피복면적이 너무 커져 방충전시의 리튬이온의 도프, 탈도프가 효율좋게 되지않고 전지특성이 저하해 버린다.When the particle size is too small, the surface area of the active material surface by the adhesive agent at the time of adhesion becomes too large, and the dope and de-dope of lithium ions at the time of charge and discharge do not become efficient and the battery characteristics are deteriorated.
입경이 너무 클때 박막화가 쉽지않고, 또 충전밀도가 저하하므로 좋지않다.When the particle size is too large, thin film formation is not easy and the filling density is lowered, which is not good.
또, 집전체(31),(51)은 전지내부에서 안정한 금속이면 사용가능하나, 정극 (3)에서는 알루미늄, 부극(5)에서는 동이 바람직하게 사용된다.The current collectors 31 and 51 can be used as long as they are stable metals in the battery, but aluminum is preferably used in the positive electrode 3 and copper is preferably used in the negative electrode 5.
집전체(31),(51)의 형상으로는 박상, 망상, 엑스밴드메탈 등이 사용가능하나, 전극의 평활성을 얻기위해 박상의 것이 자주 사용된다.The shape of the current collectors 31 and 51 may be thin, reticulated, X-band metal or the like, but a thin one is often used to obtain smoothness of the electrode.
세퍼레이터(4)는 절연성의 다공막, 망, 부직포등으로 충분한 강도가 있으면 어느 것이나 사용가능하고, 특히 한정하는 것은 아니나, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등으로 된 다공질막의 사용이 접착성, 안전성의 확보의 관점에서 바람직하다.The separator 4 can be used as long as it has sufficient strength as an insulating porous membrane, a net, a nonwoven fabric, and the like, and the separator 4 is not particularly limited, but the use of a porous membrane made of polypropylene, polyethylene, etc. is a viewpoint of securing adhesiveness and safety. Preferred at
이온전도성을 확보하기위해, 관통공을 갖을 필요가 있으나, 관통공의 전체의 면적에 대한 비율은 적어도 10%, 바람직하게는 30% 이상있는 것이 바람직하다.In order to secure ion conductivity, it is necessary to have a through hole, but it is preferable that the ratio with respect to the total area of the through hole is at least 10%, preferably at least 30%.
상기 방법에서는 접착성수지를 소성변형함으로써 접착하였으나 열가소성수지를 포함하는 접착성수지(6)를 사용해서 이 열가소성수지가 용이하게 변형하는 온도이상으로 가열하는 공정으로 접착해도 된다.In the above method, the adhesive resin is bonded by plastic deformation, but the adhesive resin 6 including the thermoplastic resin may be used in the process of heating above the temperature at which the thermoplastic resin easily deforms.
이 경우의 가열은 핫플레이트, 오븐, 적외선히터등 수법을 가리지 않는다.The heating in this case does not choose a method such as a hot plate, an oven or an infrared heater.
열가소성수지가 유동하는 온도까지 가열해도 된다.You may heat up to the temperature at which a thermoplastic resin flows.
이 경우, 수지와 세퍼레이터(4) 또는 전극(3),(5)표면과의 접촉면적이 커질뿐 아니라, 표면의 미세공에 수지가 들어가 생기는 앵커효과도 함께 얻어진다.In this case, not only the contact area between the resin and the separator 4 or the surfaces of the electrodes 3 and 5 becomes large, but also the anchor effect in which the resin enters the micropores on the surface is obtained.
열가소성수지의 점도가 높은 경우에는 가열시에 압력을 가하는 쪽이 바람직할때도 있으나 필수적인 것은 아니다.When the viscosity of the thermoplastic resin is high, it is sometimes desirable to apply pressure during heating, but this is not essential.
열가소성수지를 포함하는 접착성수지(6)를 활물질층(32),(52)중에 함침시킴으로써 전지의 단락등의 이상에 의해 온도가 상승한 경우에 수지가 용융해서 전류를 차단하는 효과를 부여할 수 있다.By impregnating the adhesive resin 6 containing the thermoplastic resin in the active material layers 32 and 52, when the temperature rises due to an abnormality such as a short circuit of the battery, the resin can be melted to give an effect of blocking the current. have.
또, 열가소성수지를 포함하는 접착성수지(6)를 활물질층(32),(52)중에 함침시키는 데는 가압에 의해서도 가온에 의해서도 좋다.In addition, impregnating the adhesive resin 6 including the thermoplastic resin into the active material layers 32 and 52 may be by pressing or by heating.
여기서, 사용하는 열가소성수지는 융점 200℃ 이하의 것으로, 전해액에 불용인 것이면 어느 것이나 사용가능하다.Here, the thermoplastic resin to be used has a melting point of 200 ° C. or lower, and any one can be used as long as it is insoluble in the electrolyte.
가열시의 유동성을 억제하지 않으면, 고융점성분, 무기물등이 혼입해 있어도 사용가능하다.If the fluidity | liquidity at the time of a heating is not suppressed, even if a high melting point component, an inorganic substance, etc. are mixed, it can be used.
일반적으로 사용되는 바와 같은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌으로 된 세퍼레이터는 가열한 경우에는 세퍼레이터가 용해해서 눈막힘을 일으키므로 세퍼레이터 자체에 과잉의 열이 걸리지 말아야 한다.In general, a separator made of polypropylene and polyethylene, when heated, should not cause excessive heat to the separator itself since the separator dissolves and causes clogging.
이런 세퍼레이터를 사용하는 경우에는 열가소성수지의 유동성이 생기는 온도가 낮은 것을 선택하거나, 열가소성수지를 전극에 도포하고, 전극에만 가열한 후 맞부치는 방법이 바람직하다.In the case of using such a separator, a method of selecting a temperature at which the flowability of the thermoplastic resin is low or applying the thermoplastic resin to the electrodes, heating only the electrodes, and then joining them is preferable.
또, 열가소성수지를 포함하는 접착성수지(6)을 사용하는 경우, 압력을 가하면서 초음파를 조사해서 접착을 해도 된다.In addition, when using the adhesive resin 6 containing a thermoplastic resin, you may adhere | attach an ultrasonic wave, applying a pressure.
초음파에 의해 수지의 변형이 효율좋게 일어나고, 압력 또는 접착시의 온도가 낮은 상태에서도 접착이 가능해진다.Deformation of the resin occurs efficiently by the ultrasonic waves, and adhesion can be performed even in a state where the pressure or the temperature at the time of adhesion is low.
초음파를 조사한 경우에는 열가소성수지의 전극표면에 접혀있는 부분이 선택적으로 가열되는 효과가 있다.When the ultrasonic wave is irradiated, there is an effect that the portion folded on the electrode surface of the thermoplastic resin is selectively heated.
이 때문에 대단히 효율좋게 접착이 된다.For this reason, adhesion is carried out very efficiently.
가온시기는 모든 겹치기가 종료된 후이면 언제라도 좋다.The warm up period may be any time after all the overlaps have been completed.
이 공정은 완성한 전지의 내열성을 충분히 크게 하는 효과가 있다.This step has the effect of sufficiently increasing the heat resistance of the finished battery.
상기 실시의 형태에서는 단일전극적층체(8)로 된 전지에 대해 설명하였으나, 다수의 전극적층체를 갖는 적층전극형 전지에도 적용되는 것이고, 적층전극형전지함으로써 콤팩트하고, 안정되고 또 큰전지용랑의 리튬이온전지를 얻을 수가 있다.In the above embodiment, the battery of the single electrode stacked body 8 has been described, but it is also applied to a stacked electrode battery having a large number of electrode stacked bodies, and is a compact, stable and large battery for the stacked electrode battery. It is possible to obtain a lithium ion battery.
예를들면, 도 4에 표시하는 바와 같은 다수의 분리된 세퍼레이터(4)간에 정극(3)과, 부극(5)을 교호로 배치한 다수의 전극적층체를 갖는 구조, 제5도 및 제6도에 표시하는 바와 같은 감아올려진 띠모양의 세퍼레이터(4)간에 정극(3)과, 부극(5)를 교호로 배치한 다수의 전극적층체를 갖는 구조외에 도시하지 않았으나, 접혀진 띠모양의 세퍼레이터(4)간에 정극(3)과, 부극(5)를 교호로 배치한 다수의 전극적층체를 갖는 구조에 의해 적층전극형 전지가 얻어진다.For example, a structure having a plurality of electrode laminates in which a positive electrode 3 and a negative electrode 5 are alternately arranged between a plurality of separated separators 4 as shown in FIG. 4, FIGS. 5 and 6 Although not shown, the folded strip-shaped separator is shown, except for a structure having a plurality of electrode laminates in which the positive electrode 3 and the negative electrode 5 are alternately arranged between the wound strip-shaped separators 4 as shown in the drawing. The laminated electrode type battery is obtained by the structure which has many electrode laminated bodies which alternately arrange | positioned the positive electrode 3 and the negative electrode 5 between (4).
도 4, 도 5 및 도 6에 표시한 적층전극형전지의 제조방법에 대해서는 하기 실시예에서 상세하게 설명한다.The manufacturing method of the stacked electrode type battery shown in Figs. 4, 5 and 6 will be described in detail in the following examples.
아래에 실시예를 표시하고, 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 물론 이들에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Although an Example is shown below and this invention is demonstrated in detail, of course, this invention is not limited by these.
실시예 1Example 1
LiCoO2를 87중량%, 흑연분을 8중량%, 이들의 바인더수지로 폴리불화비닐리덴을 5중량%로 조정해서 혼합한 정극활물질페이스트를, 두께 20㎛의 알루미박으로 된 집전체상에 닥터브레이드 법으로 두께 약 100㎛으로 도포해서 정극을 형성하였다.The positive electrode active material paste mixed with 87% by weight of LiCoO 2 , 8% by weight of graphite powder and 5% by weight of polyvinylidene fluoride with these binder resins was mixed on a current collector made of aluminum foil having a thickness of 20 μm. It applied to the thickness of about 100 micrometers by the braid method, and the positive electrode was formed.
메소페이즈마이크로비즈카본(오사카가스주식회사제)로 95중량% 바인더수지로서 폴리불화비닐리덴을 5중량%로 조정하고, 혼합한 부극활물질페이스트를 두께 12㎛의 동박으로 된 집전체상에 닥터브레이드법으로 두께 약 100㎛으로 도포해서 부극을 형성하였다.The doctor blade method was applied to a current collector made of copper foil having a thickness of 12 µm by adjusting polyvinylidene fluoride to 5% by weight as a 95% by weight binder resin with mesophase microbeads (manufactured by Osaka Gas Co., Ltd.). The film was coated with a thickness of about 100 μm to form a negative electrode.
정극 및 부극을 5㎝ x 4㎝의 장방형으로 절단하고, 절단한 정극 및 부극 각각에 집전용단자(텝)을 부착하였다.The positive electrode and the negative electrode were cut into a rectangle of 5 cm x 4 cm, and current collector terminals (steps) were attached to each of the cut positive electrode and the negative electrode.
이 정극 및 부극에 S1S 타입의 핫멜트 접착제(AK-1. 가네보 NSC주식회사제, 연화점은 약 100℃)를 스프레이로 도포함으로써 핫멜트 접착제를 부분적으로 도포하였다.The hot melt adhesive was partially applied to the positive electrode and the negative electrode by spraying a S1S type hot melt adhesive (AK-1. Kanebo NSC Co., Ltd., softening point of about 100 ° C) with a spray.
이때의 접착제의 도포량은 1㎡당 약 8g였다.The coating amount of the adhesive at this time was about 8 g per 1 m 2.
이 접착제를 도포한 정극과 부극사이에 세퍼레이터(훽스트세라니즈사제, 셀가드 #2400)을 끼고 겹쳤다.A separator (separated from Cheltst Seranes, Celgard # 2400) was sandwiched between the positive electrode and negative electrode coated with this adhesive.
핫멜트 접착제의 접착성에 의해, 정극, 세퍼레이터 부극은 접착되었다.The positive electrode and the separator negative electrode were adhere | attached by the adhesiveness of a hot melt adhesive agent.
정극과 세퍼레이터간 부극과, 세퍼레이터간은 핫멜트 접착제가 개재함으로써 약 50㎛의 두께의 공간이 생겼다. 이것을 진공건조로 충분히 건조시켰다.The space between the positive electrode and the separator between the negative electrode and the separator was approximately 50 μm by the presence of a hot melt adhesive. This was dried sufficiently by vacuum drying.
건조후, 실온에서 1㎠당 5g의 압력을 가해 접착제층을 눌러뭉개고, 정극과 세퍼레이터간의 공간, 부극과 세퍼레이터간의 공간을 작게하였다.After drying, a pressure of 5 g per cm 2 was applied at room temperature to press the adhesive layer to crush it, and the space between the positive electrode and the separator and the space between the negative electrode and the separator were reduced.
건조후, 통형으로 가공한 알루미라미네이트 필름에 삽입하고, 전해액을 주입하였다.After drying, it inserted into the alumina laminate film processed to cylindrical shape, and injected | poured electrolyte solution.
전해액에는 용매로서 에틸렌카보네이트와 1,2-디메톡시에탄을 사용하고 전해질로서 6불화 린산리튬을 사용하였다.Ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane were used for the electrolyte, and lithium hexafluorophosphate was used for the electrolyte.
전해액을 주입후 알리미라미네이트 필름을 함구해서 전지를 완성시켰다.After the injection of the electrolytic solution, an ali-laminate film was included to complete the battery.
이렇게해서 제작한 전지의 전지특성은 중량에너지밀도로 전류치 1C에서 70wh/kg의 값이 얻어졌다.The battery characteristics of the battery thus produced were obtained with a weight energy density of 70 wh / kg at a current value of 1C.
전류치 c/2로 200회의 충반전을 한후에도 충전용량은 약 90%로 높은 값이 유지되었다.After 200 charge-discharge cycles with the current value c / 2, the charge capacity was maintained at a high value of about 90%.
실시예 2Example 2
실시예 1과 같이 제작한 집전단자가 붙은 정극 및 부극에, 폴리부텐-폴리프로필렌 공중합체(니이다제라틴제, 연화점 84℃)를 코터(MELTEX사.제, cp3000)로 도포하였다.The polybutene-polypropylene copolymer (made by niida gelatin, softening point 84 degreeC) was apply | coated to the positive electrode and negative electrode with a collector terminal produced in Example 1 with the coater (made by MELTEX Co., cp3000).
공중합체는 점상으로 도포되고 도포량은 1㎡당 약 9g였다.The copolymer was applied in dots and the coating amount was about 9 g per 1 m 2.
이후 정극과, 부극사이에 세퍼레이터를 겹쳐 80℃로 5g/㎠의 압력으로 1분간 눌러줌으로써 맞부쳤다.Thereafter, the separator was overlapped between the positive electrode and the negative electrode and pressed by pressing at a pressure of 5 g / cm 2 at 80 ° C. for 1 minute.
다음, 통형으로 가공한 알루미라미네이트 필름에 삽입하고 충분히 건조한후, 전해액을 주입하였다.Next, the alumina laminate film was processed into a cylindrical shape and sufficiently dried, and then the electrolyte solution was injected.
전해액에는 용매로서 에틸렌카보네이트와 1,2-디메톡시에탄을 사용하고 전해질에는 6불화 린산리튬을 사용하였다.Ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane were used as the solvent for the electrolyte, and lithium hexafluoride was used for the electrolyte.
전해액을 주입한후, 알루미라미네이트 필름을 함구해서 전지를 완성시켰다.After injecting the electrolyte solution, the alumina laminate film was filled to complete the battery.
이렇게해서 제작한 전지의 전지특성은, 중량에너지밀도로 전류치 1C에서 70wh/kg의 값이 얻어졌다.The battery characteristics of the battery thus produced were obtained with a value of 70 wh / kg at a current value of 1 C at a weight energy density.
전류치 c/2에서 200회의 충방전을 한 후에도, 충전용량을 초기의 약 80%가 확보되었다.Even after 200 charge / discharge cycles at the current value c / 2, about 80% of the initial charge capacity was secured.
실시예 3Example 3
실시예 1과 같이 제작한 집전단자가 붙은 정극 및 부극에 폴리부텐-폴리프로필렌공중합체(니이다제라틴주식회사제 연화점 84℃)를 코터(MELTEX사 제, cp3000)으로 도포하였다.A polybutene-polypropylene copolymer (softening point 84 ° C. manufactured by Niida Zelatin Co., Ltd.) was applied to a positive electrode and a negative electrode with current collector terminals prepared in the same manner as in Example 1 with a coater (cp3000, manufactured by MELTEX).
공중합체는 점상으로 도포되고, 도포량은 1㎡당 약 15g였다.The copolymer was applied in dots, and the coating amount was about 15 g per 1 m 2.
이 접착제를 도포한 정극과 부극간에 세퍼레이터(훽스트세라니즈사제. 셀가드#2400)을 끼고 겹쳐서, 그 형상을 유지하면서 90℃로 3분간 가열해서 냉각함으로써 맞부쳤다.A separator (separated by Celst Celanese, Celgard # 2400) was sandwiched between the positive electrode and negative electrode coated with this adhesive, and was heated by cooling at 90 ° C. for 3 minutes while maintaining the shape thereof.
그후, 접착한 전극을 통형으로 가공한 알루미네이트 필름에 삽입하고, 충분히 건조한후, 전해액을 주입하였다.Then, the bonded electrode was inserted into the aluminate film processed into cylindrical shape, and after fully drying, electrolyte solution was inject | poured.
전해액에는 용매로 에틸렌카보네이트와, 1,2-디메톡시에탄을 사용하고 전해질로 6불화 린산리튬을 사용하였다.Ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane were used as the solvent for the electrolyte, and lithium hexafluoride was used as the electrolyte.
전해액을 주입후, 알루미라미네이트 필름을 함구해서 전지를 완성시켰다.After the injection of the electrolyte solution, the alumina laminate film was filled to complete the battery.
이렇게해서 제작한 전지의 전지특성은, 중량에너지밀도로 전류치 1C에서 64wh/kg의 값이 얻어졌다.The battery characteristics of the battery thus produced were obtained with a value of 64 wh / kg at a current value of 1 C at a weight energy density.
전류치 c/2에서 200회의 충방전을 한후에도, 충전용량을 초기의 약 80%가 확보되었다.Even after 200 charge / discharge cycles at the current value c / 2, about 80% of the initial charge capacity was secured.
실시예 4Example 4
실시예 1과 같이해서 제작한 집전단자가 붙은 정극 및 음극에 에틸렌-메타클리레이트-무수말레인산 공중합체(스미도모 카가꾸코교주식회사제, 본다인, 연화점 100℃)를 코터(MELTEX사제. (cp3000))으로 도포하였다.An ethylene-methacrylate-maleic anhydride copolymer (manufactured by Sumidomo Kagaku Kogyo Co., Ltd., Bondine, softening point 100 ° C.) was coated on the positive electrode and negative electrode with current collector terminals prepared in the same manner as in Example 1 (manufactured by MELTEX Co., Ltd.) (cp3000 )).
공중합체는 점상으로 도포되고, 도포량은 1㎡ 당 약 8g였다.The copolymer was applied in dots, and the coating amount was about 8 g per 1 m 2.
그후, 이들 정극과 부극사이에 세퍼레이터(훽스트세라니즈제 셀가드 #2400)을 겹쳐 80℃로 20g/㎠의 압력으로 1분간 눌러줌으로써 맞부쳤다.Thereafter, a separator (Celgard # 2400, manufactured by Cheltst-Sernez) was stacked between these positive and negative electrodes, and the resultant was pressed by pressing at a pressure of 20 g / cm < 2 >
통형으로 가공한 알루미라미네이트 필름에 삽입하고, 충분히 건조한 후, 전해액을 주입하였다.It inserted into the alumina laminate film processed into the cylinder shape, and after fully drying, electrolyte solution was inject | poured.
전해액에는, 용매로서 에틸렌카보네이트와, 1,2-디메톡시에탄을 사용하고, 전해질로 6불화 린산리튬을 사용하였다.As the solvent, ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane were used as the solvent, and lithium hexafluorophosphate was used as the electrolyte.
전해액을 주입한후, 70℃로 가열한 오븐중에서 약 1시간 가열하였다.After inject | pouring electrolyte solution, it heated in the oven heated to 70 degreeC for about 1 hour.
이 가열에 의해 정극과 세퍼레이터간의 공간, 부극과 세퍼레이터간의 공간은 좁아지고, 각 공간의 두께는 약 10㎛이 되었다.By this heating, the space between the positive electrode and the separator, and the space between the negative electrode and the separator were narrowed, and the thickness of each space was about 10 µm.
알루미라미네이트 필름을 함구해서 전지를 완성시켰다.The battery was completed by containing an aluminate laminate film.
이렇게해서 제작한 전지의 전지특성은, 중량에너지밀도로, 전류치 1C에서 78wh/kg의 값이 얻어졌다.The battery characteristic of the battery thus produced was obtained by a weight energy density of 78 wh / kg at a current value of 1C.
전류치 c/2로 200회의 충방전을 한 후에도 충전용량은 초기의 약 80%가 확보되었다.Even after 200 charge / discharge cycles with the current value c / 2, the charge capacity was about 80% of the initial stage.
실시예 5Example 5
실시예 1과 같이 제작한 집전단자가 붙은 정극 및 부극에 에틸렌-메틸메타클리레이트-무수말레인산공중합체(스미토모카가꾸코교주식회사제 본다인, 연화점 100℃)를 코더(MELTEX사제, cp3000)으로 도파하였다.Ethylene-methyl methacrylate-maleic anhydride copolymer (Bondyne, softening point of 100 ° C., manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was waveguided to a positive electrode and a negative electrode having a current collector prepared in Example 1 with a coder (manufactured by MELTEX, cp3000). It was.
공중합체는 점상으로 도포되고, 도포량은 1㎡당 약 8g였다.The copolymer was applied in dots, and the coating amount was about 8 g per 1 m 2.
이후, 양전극을 110℃의 오븐에서 1분간 가열하였다.Thereafter, the positive electrode was heated in an oven at 110 ° C. for 1 minute.
이들 정극과 부극사이에 세퍼레이터(훽스트세라니즈제 셀가드#2400)을 겹쳐주므로서 접착하였다.A separator (Celgard # 2400, manufactured by Cheltst-Ceranie) was laminated between these positive electrodes and negative electrodes, and was bonded.
그후, 접착한 전극을 통형으로 가공한 알루미라미네이트 필름에 삽입하고 충분히 건조한후, 전해액을 주입하였다.Then, the bonded electrode was inserted into the alumina laminate film processed into a cylindrical shape, and after fully drying, electrolyte solution was inject | poured.
전해액에는 용매로서 에틸렌카보네이트와 1,2-디메톡시에탄을 사용하고, 전해질로서 6불화 린산리튬을 사용하였다.Ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane were used as the solvent for the electrolyte solution, and lithium hexafluorophosphate was used as the electrolyte.
전해액을 주입한후, 알루미라미네이트 필름을 봉함해서 전지를 완성시켰다.After inject | pouring electrolyte solution, the aluminate film was sealed and the battery was completed.
이렇게해서 제작한 전지의 전지특성은, 중량에너지밀도로 전류치 1C에서 76wh/kg의 값이 얻어졌다.The battery characteristic of the battery thus produced was obtained with a value of 76 wh / kg at a current value of 1 C at a weight energy density.
전류치 c/2로 200회의 충방전을 한후에도, 충전용량은 초기의 약 80%가 확보되었다.Even after 200 charge / discharge cycles with the current value c / 2, the charge capacity was about 80% of the initial stage.
실시예 6Example 6
실시예 1과 같이 제작한 집전단자가 붙은 5cm x 4cm의 장방형의 전극을 사용하였다.A 5 cm x 4 cm rectangular electrode with a current collecting terminal prepared in Example 1 was used.
정극상에, 폴리에틸렌 분말을 1㎡당 10g정도가 되도록 균일하게 뿌렸다.On the positive electrode, the polyethylene powder was sprayed uniformly so that it might be about 10 g / m <2>.
이위에 세퍼레이터(훽스트세라니즈제 셀가드#2400)을 겹쳐주고, 또 폴리에틸렌분말을 1㎡당 10g 정도가 되도록 균일하게 뿌렸다.The separator (Cellguard # 2400 made by Chesst Ceranise) was superimposed on this, and the polyethylene powder was sprayed uniformly so that it might be about 10 g / m <2>.
이후, 부극을 그 위에 겹쳐, 초음파용착기를 사용해서 일체로 맞부쳤다.Thereafter, the negative electrode was superimposed thereon, and was integrally joined using an ultrasonic welding machine.
초음파는 전극을 파괴하지않도록 단위면적당의 출력을 가능한한 작게되도록 주의 하였다.Ultrasonic waves were taken so that the output per unit area was as small as possible so as not to destroy the electrodes.
통형으로 가공한 알루미라미네이트 필름에 삽입하고, 충분히 건조한후 전해액을 주입하였다.It inserted into the alumina laminate film processed into the cylindrical shape, and after fully drying, the electrolyte solution was inject | poured.
전해액에는 용매로서 에틸렌카보네이트와 1,2-디메톡시에탄을 사용하고 전해질로서 6불화 린산리튬을 사용하였다.Ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane were used for the electrolyte, and lithium hexafluorophosphate was used for the electrolyte.
전해액을 넣은후, 알루미라미네이트 필름을 봉함해서 전지를 완성하였다.After the electrolyte solution was added, the alumina laminate film was sealed to complete the battery.
이렇게해서, 제작한 전지의 전지특성은 중량에너지밀도로, 전류치 1C에서 62wh/kg의 값이 얻어졌다.In this way, the battery characteristic of the produced battery was a weight energy density, and the value of 62 wh / kg was obtained at the current value of 1C.
전류치 c/2로 100회의 층방전을 한후에도, 충전용량은 초기의 약 80%가 확보되었다.Even after 100 layer discharges with the current value c / 2, the initial charging capacity was about 80%.
형성한 전지의 전지특성은 중량에너지밀도로 60wh/kg가 얻어졌다.The battery characteristics of the formed battery were 60 wh / kg in weight energy density.
전류치 c/2로 100회의 충방전을 한후에도 충전용량은 초기의 60%가 확보되었다.After 100 charge / discharge cycles with the current value c / 2, the charge capacity was still 60%.
실시예 7Example 7
본 실시예는 도 4에 표시한 평판상 적층구조 전지체를 갖는 리튬이온전지의 형성방법이다.This embodiment is a method of forming a lithium ion battery having a flat laminate structure battery body shown in FIG. 4.
실시예 1기재와 같은 재료 및 방법으로 정극 및 부극을 제작한후, 세퍼레이터재로서 롤상으로 겹처진 폭 12cm, 두께 25㎛의 다공성폴리프로필렌시트(훽스트사제, 상품명. 셀가드 #2400) 2매를 인출해 각각의 한쪽면에 접착성수지로서 상품번호:H-6825(니따제라틴주식회사제)를 코터법에 의해 점상으로 도착하였다.Example 1 After fabricating the positive electrode and the negative electrode using the same materials and methods as those described above, two porous polypropylene sheets (12 cm wide and 25 μm thick) stacked in rolls as separator materials were manufactured. The product number: H-6825 (manufactured by Nitta Zelatin Co., Ltd.) as a sticky resin on each side was taken out to the point by the coater method.
다음 여러개의 정극(또는 부극)을 2개의 세퍼레이터의 도착면에 끼워서 임시로 고정되고, 이 세퍼레이터간에 임시로 고정한 정극(또는 부극)을 일정크기로 잘라내어, 세퍼레이터의 한쪽면에 코터법으로 상기 접착성수지를 점상으로 도착해서, 이 도착면에 부극(또는 정극)을 겹쳐 또 다른 정극(또는 부극)을 임시고정한 세퍼레이터의 도착면을 겹쳐서 이 세퍼레이터의 미도포면에 코터법으로 상기 접착성수지를 점상으로 도착하고, 이 도착면에 부극(또는 정극)을 겹쳐주었다.Then, the plurality of positive electrodes (or negative electrodes) are temporarily fixed by interposing the arrival surfaces of the two separators, and the positive electrode (or negative electrodes) temporarily fixed between the separators are cut to a certain size, and the adhesive water is coated on one side of the separator by a coater method. The adhesive resin arrives as a point on the surface of the separator, and the arrival surface of the separator with the negative electrode (or negative electrode) superimposed on the arrival surface is overlapped, and the adhesive resin arrives on the uncoated surface of the separator by coater method. Negative electrode (or positive electrode) was superimposed on this arrival surface.
이 공정을 반복해서 다수의 전극적층체를 층상으로 형성하였다.This process was repeated to form a plurality of electrode laminates in layers.
이 다수의 전극적층체를 층상으로 형성한 전지체에, 1㎠당 100g의 압력을 가했다.A pressure of 100 g per cm 2 was applied to the battery body in which many of these electrode laminates were formed in layers.
통형으로 가공한 알루미라미네이트 필름에 삽입하고, 충분히 건조한후 전해액을 주입하였다.It inserted into the alumina laminate film processed into the cylindrical shape, and after fully drying, the electrolyte solution was inject | poured.
전해액에는 용매로써 에틸렌카보네이트와 1,2-디메톡시에탄을 사용하고, 전해질로서 6불화 린산리튬을 사용하였다.Ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane were used as the solvent for the electrolyte, and lithium hexafluorophosphate was used as the electrolyte.
전해액을 주입한후, 알루미라미네이트 필름을 봉함해서 전지를 완성시켰다.After inject | pouring electrolyte solution, the aluminate film was sealed and the battery was completed.
실시예 8Example 8
본 실시예는 도 5에 표시한 평판상 권형구조 전지체를 갖는 리튬이온 2차전지의 형성방법이다.This embodiment is a method of forming a lithium ion secondary battery having a flat wound structure battery body shown in FIG. 5.
실시예 1과 같이, 정극 및 부극을 제작하고, 각각의 단부에 집전단자를 스팟용접에 의해 부착하였다.As in Example 1, a positive electrode and a negative electrode were produced, and a current collector terminal was attached to each end by spot welding.
세퍼레이터(훽스트세라니즈제, 셀가드 #2400)의 한쪽면 및 반대면의 일단에 AK-1(가네보 SNC주식회사제, 연화점은 약 100℃)를 스프레이를 도포하였다.AK-1 (manufactured by Kanebo SNC Co., Ltd., softening point of about 100 ° C) was applied to one end of the separator (manufactured by Checkst Ceranise, Celgard # 2400) and the opposite side.
이때의 접착제의 도포량은 1㎡당 약 10g였다.The coating amount of the adhesive at this time was about 10 g per 1 m 2.
다음에 세퍼레이터의 일단을 일정량구부려, 이 구부린부분에 하나의 정극(또는 부극)을 끼고, 이 정극(또는 부극)에 대향하도록 구부린 부분의 도착면에 부극9또는 정극)을 겹쳐서, 이 부극(또는 정극)을 세퍼레이터로 감았다.Next, one end of the separator is bent in a certain amount, a single positive electrode (or negative electrode) is fitted to the bent portion, and the negative electrode (or negative electrode 9 or positive electrode) is superimposed on the arrival surface of the bent portion so as to face the positive electrode (or negative electrode). Positive electrode) was wound with a separator.
계속해, 먼저수지를 도착한 세퍼레이터면의 반대측면에 수지를 코터법에 의해 점상으로 도착하면서, 정극(또는 부극)과 부극(또는 정극)을 교호로 대향하도록 겹쳐주면서 세퍼레이터를 장원상태로 감아갔다.Subsequently, the resin was wound on the opposite side of the separator surface where the resin arrived first by a coater method, and the separator was wound in the mandatory state while overlapping the positive electrode (or negative electrode) and the negative electrode (or positive electrode) alternately to face each other.
감아올린 장원상의 전지체에 1㎠당 약 100g의 압력을 가해 접착하고, 도 5에 표시하는 바와 같은 평판상권형 적층구조 전지체를 얻었다.A pressure of about 100 g per 1 cm 2 was applied to the wound cylindrical body wound up, and a flat plate wound laminated battery body as shown in Fig. 5 was obtained.
이 평판상 적층구조 전지체의 정극 및 부극(31),(51)각각의 단부에 접속한 집전탭을 정극끼리, 부극끼리 스팟용접함으로써, 적층구조전지체를 전기적으로 병렬로 접속하였다.The laminated structure battery body was electrically connected in parallel by spot welding between the positive electrode and the negative electrode of the current collector tabs connected to the ends of the positive electrode and the negative electrodes 31 and 51 of the flat plate laminated structure battery body.
계속해, 이 적층구조전지체를 통형으로 가공한 알루미라미네이트 필름에 삽입하고, 충분히 건조한후 전해액을 주입하였다.Subsequently, this laminated structure battery body was inserted into the alumina laminate film processed into a cylindrical shape, and after fully drying, electrolyte solution was injected.
전해액에는 용매로서, 에틸렌카보네이트와, 1,2-디메톡시에탄을 사용해 전해질로 6불화린산 리튬을 사용하였다.As the solvent, ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane were used as the solvent, and lithium hexafluoride was used as the electrolyte.
전해액 주입후에, 알루미라미네이트 필름을 열융착에 의해 함구처리를 함으로서 리튬이온 2차전지가 완성되었다.After the injection of the electrolyte solution, the alumina laminate film was subjected to an air-treatment treatment by thermal fusion to complete a lithium ion secondary battery.
실시예 9Example 9
상기 실시예 9에서는 세퍼레이터(4)를 감아올리는 예를 표시했으나, 정극(또는 부극)을 사이에 접합한 띠모양의 세퍼레이터(4)를 접고, 부극(또는 정극)을 맞부치면서 세퍼레이터를 접는 공정을 반복해서 평판상 접는형 적층구조전지체로 해도 된다.In the ninth embodiment, an example of winding up the separator 4 is shown. However, the step of folding the separator while folding the strip-shaped separator 4 in which the positive electrode (or the negative electrode) is bonded to each other is carried out. It is good also as a plate-type folding laminated battery body repeatedly.
실시예 10Example 10
본 실시예는 도 6에 표시한 평판상권형적층구조 전지체를 갖는 리튬이온 2차전지의 제조방법이고, 상기 실시의 예 11과 달리, 각 전극 및 세퍼레이터를 동시에 감아올리는 예이다.This embodiment is a manufacturing method of a lithium ion secondary battery having a flat plate wound laminated structure battery body shown in FIG. 6, and unlike Example 11 of the above example, each electrode and a separator are wound up at the same time.
실시예 8과 같은 재료 및 방법으로, 정극 및 부극을 제작한후, 세퍼레이터재 (4)로서 롤상으로 겹쳐진 폭 12cm, 두께 25㎛의 다공성 폴리프로필렌시트(훽스트사제, 상품명 셀가드 #2400)을 2개 인출해, 각각 편면에 접착성수지로 상품번호: H-6825(니따제라틴주식회사제)를 코터법에 의해 점상으로 도착하였다.After the positive electrode and the negative electrode were produced by the same materials and methods as in Example 8, a porous polypropylene sheet having a width of 12 cm and a thickness of 25 µm (separated from Hoechst Co., Ltd., Celgard # 2400), which was stacked in roll form as the separator material 4, was prepared. The dogs were taken out, and each had an adhesive resin on one side, and the product number: H-6825 (manufactured by Nitta Zelatin Co., Ltd.) was arrived at the point by the coater method.
수지의 도포량은 실시예 8과 같게했다.The coating amount of the resin was the same as in Example 8.
디음, 하나의 정극(또는 부극)을 2개의 세퍼레이터의 도포면간에 겹쳤다.One negative electrode (or negative electrode) was overlapped between the coated surfaces of the two separators.
이 세퍼레이터부 정극(또는 부극)의 양측의 세퍼레이터면에도 코터법으로 접착성수지를 도포하였다.Adhesive resin was also apply | coated also to the separator surface of both sides of this separator part positive electrode (or negative electrode) by the coater method.
다음, 띠모양의 부극(또는 정극)을 세퍼레이터부착 정극(또는 부극)의 한쪽에 일정량 돌출시켜서 배치하였다.Next, the strip | belt-shaped negative electrode (or positive electrode) was arrange | positioned by projecting a fixed amount to one side of the positive electrode with a separator (or negative electrode).
돌출한 부극(또는 정극)을 구부려서 세퍼레이터부착한 정극(또는 부극)을 싸주듯이해서 맞부쳐, 계속해서 세퍼레이터부착정극(또는 부극)을 구부려서 부극(또는 정극)을 싸주듯이해서 겹쳐주고, 구부린 부극(또는 정극)을 싸주듯이 세퍼레이터부착정극(또는 부극)을 장원상태로 감았다.The protruding negative electrode (or positive electrode) is bent to enclose the positive electrode (or negative electrode) attached with the separator, and the separator-attached positive electrode (or negative electrode) is subsequently bent to overlap the negative electrode (or positive electrode), and the overlapped negative electrode ( Or a positive electrode), the separator positive electrode (or negative electrode) was wound in a mandatory state.
그후, 가열롤러 전체를 융착시킴으로써, 제6도에 표시한바와 같은 권형적층구조전지체를 얻었다.Thereafter, the entire heated roller was fused to obtain a wound laminated structure battery body as shown in FIG.
이 권형적층구조전지체의 정극 및 부극집전체(31),(51)각각의 단부에 접속한 집전탭을 정극끼리, 부극끼리 스팟용접함으로써 적층구조전지체를 전기적으로 병렬로 접속하였다.The laminated structure battery body was electrically connected in parallel by spot welding the positive electrode and the negative electrode with the current collector tabs connected to the ends of the positive electrode and the negative electrode current collectors 31 and 51 of the wound multilayer structure battery body.
계속해서, 이 적층구조전지체를 통형으로 가공한 알루미라미네이트 필름에 삽입하고, 충분히 건조한후, 전해액을 주입하였다.Subsequently, this laminated structure battery body was inserted into the alumina laminate film processed into a cylindrical shape, and after fully drying, electrolyte solution was inject | poured.
전해액에는, 용매로서 에틸렌카보네이트와, 1,2-디메톡시에탄을 사용하고, 전해질로서 6불화 린산리튬을 사용하였다.As the solvent, ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane were used as the solvent, and lithium hexafluorophosphate was used as the electrolyte.
전해액 주입후에, 알루미라미네이트 필름을 열융축에 의해 봉함처리를 함으로써 리튬이온 2차전지가 완성되었다.After the injection of the electrolyte solution, the aluminate film was sealed by heat fusion to complete the lithium ion secondary battery.
또, 상기 각 실시예에서는 세퍼레이터 또는 활물질층(32),(52)에 접착성수지를 도착한 경우에 설명하였으나, 세퍼레이터와 활물질층의 양쪽에 도착해도 된다.In each of the above embodiments, the case where the adhesive resin arrives at the separator or the active material layers 32 and 52 has been described, but may be arrived at both the separator and the active material layer.
휴대퍼스컴, 휴대전화등 휴대용전자기기에 사용되고, 소형경량화, 임의 형상화가 가능하고, 구조강도가 높고 안전성이 확보된 고성능의 2차전지의 형성이 간소화되고, 생산성이 향상된다.Used in portable electronic devices such as portable personal computers and mobile phones, it is possible to reduce the size and weight of an arbitrary shape, to form a high-performance secondary battery having high structural strength and safety and to simplify the productivity.
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