电化学装置以及电化学装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2011年2月17日、申请号为201180010557.8、发明名称为电化 学装詈以及电化学装詈的制诰方法的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及电化学装置以及电化学装置的制造方法。
【背景技术】
[0003]目前已知有卷绕型的电化学装置，其中层叠体朝着中心被卷绕成漩涡状，层叠体 具有从外侧起按顺序为第一电极/第一隔离物/第二电极/第二隔离物这样的构造。在很 多情况下，层叠体的卷绕方向外侧部通常是由粘结胶带等来进行固定的。
[0004]另外，目前已知有卷绕型的电化学装置的制造方法，其中，使电极和隔离物绕着互 相相对并在旋转轴方向上延伸的卷芯的周围卷绕。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开平8-339817号公报
[0008] 专利文献2:日本特开2002-216853号公报
[0009] 专利文献3:日本特开2002-343411号公报
[0010] 专利文献4:日本特开2002-343420号公报
[0011] 专利文献5:日本特开2003-123829号公报
[0012] 专利文献6 :日本特开2005-116186号公报
[0013] 专利文献7:日本特开2006-260904号公报
[0014] 专利文献8:日本特开2007-123009号公报
[0015] 专利文献9:日本特开2007-134149号公报
[0016] 专利文献10:日本特开2007-194130号公报
[0017] 专利文献11:日本特开2009-163926号公报
[0018] 专利文献12:日本特开平10-64577号公报
[0019] 专利文献13:日本特开平11-86877号公报
【发明内容】
[0020] 发明所要解决的技术问题
[0021] (第1发明）
[0022] 关于如此的卷绕型电化学装置，经多次使用后其容量会发生降低，或者会有阻抗 变高的倾向，因而产生问题。
[0023] 第1发明就是鉴于上述技术问题而做出的，其目的在于提供一种容量和阻抗不容 易发生劣化的电化学装置。
[0024](第2发明）
[0025] 在制作薄型的卷绕型电化学装置的情况下，有必要减薄卷芯的厚度，通常较多的 情况是使用具有一对相对的板的卷芯。于是，本发明人等发现：在将电极以及隔离物相对于 具有一对相对的板的卷芯进行卷绕之后，在从卷绕体中抽出卷芯时，往往由于卷芯卡在了 卷绕体中而产生不良品。
[0026] 本发明人等经过进一步研究之后发现：在卷绕体中，如果卷芯的板的两面被隔离 物夹持，则卷芯会被卷绕体中的隔离物卡住而特别容易产生不良品。
[0027] 例如，如图8 (a)所示，只相对于卷芯210的一块板212挂接隔离物208,如图8(b) 所示，围绕旋转轴a使卷芯210转半圈，如图8 (c)所示，在另一块板214与隔离物208之间 插入一个电极204,并且在隔离物208之间插入另一个电极206,如图8 (d)所示，在卷绕卷 芯210时一块板212只被隔离物208包围，所以判断板212在这部分容易被隔离物208卡 住。
[0028] 第2发明就是鉴于上述技术问题而做出的，其目的在于提供一种能够容易地抽出 卷芯的卷绕型电化学装置的制造方法。
[0029] 解决技术问题的手段
[0030](第1发明）
[0031] 本发明人等经研究之后发现：关于如此的卷绕型电化学装置，在反复使用的情况 下容量和阻抗发生劣化的一个原因是在于使用时产生并蓄积于电化学装置内的气体。
[0032] 具体为，例如，如图4所示，判明：在层叠体10的卷绕方向外侧端部10e处，如果在 最外周的第一电极6与内周侧的第一电极6i之间存在大的间隙V，则在电化学装置内所产 生的气体作为气泡蓄积于该间隙V中，从而会顶起第一电极6并使粘结胶带33剥离，又会 使电极4, 6与隔离物8, 9之间产生间隙和错位，由此就会引起容量和阻抗发生劣化。
[0033] 第1发明所涉及的电化学装置具有被卷绕的层叠体，所述层叠体包括卷绕体、电 解液以及容纳卷绕体和电解液的外部包装体，卷绕体具有从外侧起按顺序为第一电极/第 一隔离物/第二电极/第二隔离物这样的构造。并且，在层叠体的卷绕方向外侧端部，完全 满足以下的（a)~（c)。
[0034] (a)第一隔离物以及第二隔离物与第二电极相比，更加向卷绕方向外侧突出。
[0035] (b)第一电极与第一隔离物以及第二隔离物相比，更加向卷绕方向外侧突出。
[0036] (c)第一隔离物的卷绕方向外侧端部在超出第二电极的部分向卷绕的中心侧倾 斜，并与第二隔离物的上表面相接触；而且，第一电极的卷绕方向外侧端部在超出第二电极 的部分向卷绕的中心侧倾斜，并与第二隔离物相接触，并且与内周侧的第一电极相接触；或 者，
[0037] 第一隔离物的卷绕方向外侧端部在超出第二电极的部分向卷绕的中心侧倾斜，并 与第二隔离物相接触，并且与内周侧的第一电极相接触；而且，第一电极的卷绕方向外侧端 部在超出第二电极的部分向卷绕的中心侧倾斜，并与内周侧的第一电极相接触。
[0038] 根据本发明，在最外周的第一电极的端部与内侧周的第一电极之间所会产生的间 隙正好被第一隔离物以及第二隔离物占领，所以能够减少间隙的体积。由此，就能够抑制由 于产生于该间隙的气泡而引起的电极被顶起和在电极与隔离物之间形成间隙等不良情况 的发生。
[0039]在此，优选在（c)中为前者，即，第一隔离物的卷绕方向外侧端部在超出第二电极 的部分向中心侧倾斜，并与第二隔离物的上表面相接触；而且，第一电极的卷绕方向外侧端 部在超出第二电极的部分向卷绕的中心侧倾斜，并与第二隔离物相接触，并且与内周侧的 第一电极相接触。
[0040] 据此，因为第一电极接触于第一隔离物和第二隔离物这两者，所以不容易发生在 卷绕时和使用时的在第一电极与两个隔离物之间的位置偏移，特别是容易减小间隙。
[0041] 具体为，已知在电化学装置中，特别是锂离子二次电池等中，在充放电时会发生电 极的膨胀和收缩。在这样的情况下，如果要想将卷绕端部的间隙大小保持在一定，则优选在 端部对电极以及隔离物作充分固定。在如本发明那样在比较微小的区域需要进行固定的情 况下，最好将隔离物的切断端面作为与电极固定的地方。因为隔离物的切断端面有在切断 加工时机械硬度变高的倾向，通过使切断端面与电极相接触能够牢固地将电极和隔离物固 定。
[0042] 并且，在（c)中的前者的构造的情况下，第一隔离物以及第二隔离物的切断端部 都被直接压接在了最外层的第一电极上。因此，就会有能够将第一隔离物以及第二隔离物 与第一电极更加牢固地固定的倾向。其结果为，即使经由充放电时的电极膨胀和收缩，间隙 的扩大也将会变小，并且本发明的效果将会得到更大的发挥。
[0043] (第2发明）
[0044] 第2发明所涉及的电化学装置的制造方法具备以下所述工序：
[0045] 第一工序，获得以下所述的状态：相对于具有互相相对并在旋转轴方向上延伸的 一对板的卷芯，隔离物以只包围一块所述板的方式被挂接，并且，一个电极以所述一个电极 的端部位于所述一块板与所述隔离物之间的方式，被配置在所述被挂接的隔离物之间； [0046] 第二工序，在所述第一工序之后，通过围绕着所述旋转轴旋转所述卷芯，从而将所 述一个电极以及从两侧夹持所述一个电极的所述隔离物挂接于另一块所述板上；
[0047] 第三工序，在所述第二工序之后，沿着所述隔离物中的接近于所述另一块板的一 侧并且在离开所述卷芯的方向上延伸的部分，配置另一个电极，并且将所述另一个电极的 端部配置于所述另一块板与所述隔离物之间；
[0048] 第四工序，在所述第三工序之后，围绕所述旋转轴进一步旋转所述卷芯，从而获得 由所述隔离物、所述一个电极以及所述另一个电极构成的卷绕体；
[0049] 抽出工序，从所述卷绕体中抽出所述一对板。
[0050] 根据本发明，在第四工序后的卷绕体中，卷芯的任一块板都是单面与电极相对，哪 一块板都不是双面被隔离物所夹持。由此，在抽出工序中，分别能够容易地从卷绕体中抽出 一对板，并能够提尚生广性。
[0051] 在此，优选在第一工序中，在以只包围卷芯的一块板的方式挂接隔离物之后，以使 一个电极的端部位于一块板与隔离物之间的方式，将一个电极配置于被挂接的隔离物之 间。
[0052] 据此，一个电极的配置将变得容易。
[0053] 另外，优选在第一工序中，将一个电极的端部配置于，一块板与隔离物之间的部分 中的远离另一块板的一侧的部分。
[0054] 据此，一个电极的配置将变得容易。
[0055] 另外，优选在第三工序中，将另一个电极的端部配置于，另一块板与隔离物之间的 部分中的远离一块板的一侧的部分。
[0056] 据此，另一个电极的配置将变得容易。
[0057] 另外，隔离物优选为树脂多孔膜。树脂多孔膜特别是在从卷绕体进行抽出的时候 容易卡在板上，所以当本发明中隔离物为树脂多孔膜时特别能体现本发明的效果。
[0058]另外，隔离物的树脂优选为聚丙烯腈。聚丙烯腈特别是光滑性差且容易卡住，所以 当本发明中隔离物的树脂为聚丙烯腈时特别能体现本发明的效果。
[0059]发明效果
[0060] 根据第1发明，能够提供一种容量和阻抗的维持率高的电化学装置。
[0061]根据第2发明，能够提供一种能够容易地抽出卷芯的卷绕型电化学装置的制造方 法。
【附图说明】
[0062]图1是第1发明的第一实施方式所涉及的电化学装置的斜视图。
[0063] 图2是图1的II-II截面图。
[0064]图3是第1发明的第二实施方式所涉及的电化学装置的卷绕方向外侧端部的截面 图。
[0065]图4是第1发明的参考方式所涉及的电化学装置的卷绕方向外侧端部的截面图。 [0066] 图5是由第2发明的实施方式制造的电化学装置的一个例子的锂离子二次电池的 截面图。
[0067]图6的（a)是在第2发明的实施方式中所使用的电极卷绕装置50的概略斜视图， 图6的（b)、（c)是从Y方向看图6的电极卷绕装置50的板12, 14的时候的各种各样形态。 [0068]图7的（a)~（e)是按顺序说明第2发明的实施方式所涉及的电化学装置的制造 方法的概略截面图。
[0069]图8的（a)~（d)是按顺序说明第2发明的电化学装置制造方法的参考例的概略 截面图。