电极组件的制造方法_2

文档序号:8344789阅读:来源:国知局
方式形成。
[0041]若将第二基本单体IlOc和第三基本单体IlOd只分别层叠一个,则形成使四层结构反复层叠而成的结构。因此,若将第二基本单体IlOc和第三基本单体IlOd继续交替地每次各层叠一个,则如图6所示,仅通过层叠第二基本单体及第三基本单体,也能够形成单体堆叠部100b。
[0042]如此,在本发明中,一种基本单体具有使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次配置而成的四层结构或使四层结构反复配置而成的结构。并且,在本发明中,若将两种以上的基本单体按指定的顺序每次各配置一个,则形成四层结构或使四层结构反复配置而成的结构。例如,上述的第一基本单体具有四层结构,若将上述的第二基本单体和第三基本单体各层叠一个而总共层叠两个,则形成使四层结构反复层叠而成的十二层结构。
[0043]因此,在本发明中,若反复层叠一种基本单体,或者按指定的顺序层叠两种以上的基本单体,则仅通过层叠也能够形成单体堆叠部(g卩,电极组件)。
[0044][基本单体的制造]
[0045]参照图7,代表性地对制造第一基本单体的工序进行观察。首先,准备第一电极材料121、第一隔膜材料122、第二电极材料123及第二隔膜材料124。在此,第一隔膜材料122和第二隔膜材料124可以是相同的材料。然后,通过切割器Cdf第一电极材料121切割成预定大小,通过切割器(:2将第二电极材料123也切割成预定大小。然后,将第一电极材料121层叠于第一隔膜材料122,将第二电极材料123层叠于第二隔膜材料124。
[0046]然后,优选地,在层压机1^、1^中使电极材料和隔膜材料相互粘结。通过这种粘结,能够制造使电极与隔膜结合为一体的基本单体。结合的方法能够多种多样。层压机U、L2为了粘结而向材料施加压力或施加压力和热。这种粘结在制造单体堆叠部时使基本单体的层叠变得更容易。并且,这种粘结也有利于基本单体的整齐排列。若在这种粘结之后通过切割器(:3将第一隔膜材料122和第二隔膜材料124切割成预定大小,则能够制造基本单体IlOa0在这种过程中,隔膜的末端不与相邻的隔膜的末端接合。
[0047]如此,在基本单体中,电极能够与相邻的隔膜粘结。并且,能够视为隔膜与电极粘结。此时,优选地,电极在与隔膜相向的面的整体与隔膜粘结。这是因为,若如此则能够使电极稳定地固定于隔膜。通常,电极小于隔膜。
[0048]为此,能够将粘结剂涂敷于隔膜。但若以这种方式利用粘结剂,则需要将粘结剂以网眼(mesh)或点(dot)形态涂敷于粘结面的整体。这是因为,若将粘结剂紧密地涂敷于粘结面的整体,则难以使锂离子之类的反应离子通过隔膜。因此,若利用粘结剂,则即使能够将整个电极(即,在整个粘结面)与隔膜粘结,在整体上也很难紧密地粘结。
[0049]或者,能够通过具有涂敷层的隔膜而在整体上使电极与隔膜粘结,上述涂敷层具有粘结力。更详细地进行说明。隔膜能够包括:如聚烯烃系列的隔膜基材那样的多孔性的隔膜基材;以及多孔性的涂敷层,涂敷于隔膜基材的一面或两面的整体。此时,涂敷层可以由无机物粒子和使无机物粒子相互连接并固定的粘结剂聚合物的混合物形成。
[0050]在此,无机物粒子可以提高隔膜的热稳定性。即,无机物粒子能够防止隔膜在高温下收缩。并且,粘结剂聚合物通过固定无机物粒子,也能够提高隔膜的机械稳定性。并且,粘结剂聚合物能够将电极粘结于隔膜。粘结剂聚合物分布于整个涂敷层,因而与上述粘结剂不同,能够在粘结面整体形成紧密的粘结。因此,若利用这种隔膜,则能够使电极更加稳定地固定于隔膜。为了加强这种粘结,可以利用上述的层压机。
[0051]但是,无机物粒子能够形成填充结构(densely packed structure)而在涂敷层的整体形成无机物粒子之间的间隙体积(interstitial volumes)。此时,能够借助由无机物粒子限定的间隙体积而在涂敷层形成有气孔结构。由于这种气孔结构,即使在隔膜形成有涂敷层,锂离子也能够良好地通过隔膜。作为参照,由无机物粒子限定的间隙体积也可能根据位置而被粘结剂聚合物堵塞。
[0052]在此,填充结构能够说明为如在玻璃瓶装有石子那样的结构。因此,若无机物粒子形成填充结构,则并不是在涂敷层的局部形成无机物粒子之间的间隙体积,而是在整个涂敷层中形成无机物粒子之间的间隙体积。由此,若无机物粒子的大小增加,则基于间隙体积的气孔的大小也一同增加。由于这种填充结构,锂离子能够在隔膜的整个面顺畅地通过隔膜。
[0053]另一方面,在单体堆叠部中,基本单体之间也能够相互粘结。例如,在图1中,若在第二隔膜114的下表面涂敷粘结剂或涂敷上述的涂敷层,则能够在第二隔膜114的下表面粘结其他基本单体。
[0054]此时,基本单体中电极和隔膜之间的粘结力可以大于单体堆叠部中基本单体之间的粘结力。当然,也可以没有基本单体之间的粘结力。若如此,则在分离电极组件(单体堆叠部)时,因粘结力的差异而以基本单体为单位进行分离的可能性较高。作为参照,粘结力也能够以剥离力表示。例如,电极和隔膜之间的粘结力能够以在使电极和隔膜相互分离时所需的力来表示。如此,在单体堆叠部内,基本单体可以不与相邻的基本单体结合,或者以在基本单体内电极和隔膜相互结合的结合力不同的另一结合力来与相邻的基本单体结合。
[0055]作为参照,在隔膜包括上述的涂敷层的情况下,对隔膜的超声波熔合并不优选。隔膜通常大于电极。由此,可能试图利用超声波熔合使第一隔膜112的末端和第二隔膜114的末端相互结合。但是,超声波熔合需要利用焊头直接对对象进行加压。但是,若利用焊头直接对隔膜的末端进行加压,则可能因具有粘结力的涂敷层而使焊头与隔膜粘结。由此能够引起装置的故障。
[0056]制造单体堆叠部的步骤(第二步骤)
[0057]单体堆叠部的制造步骤(第二步骤)为如下的步骤:反复层叠在第一步骤中制造的一种基本单体或按指定的顺序、例如交替地层叠在一步骤中制造的两种以上的基本单体来制造单体堆叠部。在本发明中,单体堆叠部使基本单体以基本单体为单位进行层叠而形成。即,首先制作基本单体之后,将上述基本单体反复或交替地层叠来制作单体堆叠部(参照图3及图6)。
[0058]如此,本发明能够仅通过基本单体的层叠来形成单体堆叠部。因此,本发明能够非常精密地整齐排列基本单体。若基本单体精密地整齐排列,则电极和隔膜也能够在单体堆叠部中精密地整齐排列。并且,本发明能够大大提高单体堆叠部(即,电极组件)的生产率。这是因为工序变得非常简单。
[0059]Mk
[0060][基本单体的变形]
[0061]到目前为止,只对具有相同大小的基本单体进行了说明。但基本单体也可以具有互不相同的大小。若层叠具有互不相同的大小的基本单体,则可以将单体堆叠部制造成多种形状。在此,基本单体的大小以隔膜的大小为准进行说明。这是因为通常隔膜大于电极。
[0062]参照图8和图9进行更详细地说明的话,基本单体能够包括多个子单体1101a、1102a、1103a。能够通过这种基本单体的层叠来形成单体堆叠部100c。此时,子单体可以分为具有互不相同大小的至少两个组。并且,子单体能够以使相同大小的子单体之间进行层叠的方式形成多层。图8和图9图示出分为三个组的子单体1101a、1102a、1103a以使相同大小的子单体之间进行层叠的方式形成三个层的例子。作为参照,即使属于一个组的基本单体形成两个以上的层也无妨。
[0063]但是,最优选地,在以这种方式形成多层的情况下,基本单体(子单体)具有上述的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构、即第一基本单体的结构(在本说明书中,只要基本单体的相互层叠的结构相同,则即使大小互不相同,也视为属于一种基本单体)。
[0064]对此进行详细说明的话,优选地,在一个层中,正极和负极层叠相同数量。并且,优选地,在层与层之间,相反的电极通过隔膜而相
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