锂离子电池及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够抑制因金属异物导致的内部短路，实现可靠性提高、而且成本方面优异的锂离子电池及其制造技术。在实施方式1中，通过以使隔膜SP1和隔膜SP2粘接在正极PEL的两面的方式构成，在正极PEL与隔膜SP1、或者正极PEL与隔膜SP2之间不产生间隙。这样，一体地形成正极PEL、隔膜SP1和隔膜SP2。此时，隔膜SP1(SP2)例如由含有粘合剂(粘结剂)、作为绝缘物质的陶瓷和有机材料的材料构成。
【专利说明】锂离子电池及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种锂离子电池及其制造技术，特别是涉及一种适用于具备正极、负极以及将正极与负极电分离的隔膜的锂离子电池及其制造技术而有效的技术。
【背景技术】
[0002]作为本【技术领域】的【背景技术】，有特开2006-139978号公报(专利文献I)。在该专利文献I中记载有正极或负极与隔膜一体化的例子。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:特开2006-139978号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]伴随便携电子设备的发展，作为这些便携电子设备的电力供给源，使用可重复充电的小型二次电池。其中，能量密度高、循环寿命长、同时自放电性低且工作电压高的锂离子电池备受关注。锂离子电池由于具有上述的优点，因此，多用于数码相机、笔记本型个人电脑、手机等便携电子设备。而且，近年来，作为电动车用电池或电力贮藏用电池，能够实现高容量、高输出且高能量密度的大型锂离子电池的研究开发正在进展。特别是在汽车产业中，为了对应于环境问题，使用电动机作为动力源的电动车及使用发动机(内燃机)和电动机两者作为动力源的混合动力车的开发正在进展。作为这种电动车及混合动力车的电源，锂离子电池备受关注。但是，锂离子电池由于工作电压高、能量密度高，所以对于由内部短路及外部短路等引起的异常发热的充分的对策是必要的。
[0008]锂离子电池例如具备有卷绕涂敷有正极活性物质的正极板、涂敷有负极活性物质的负极板和防止正极板与负极板接触的隔膜而成的电极卷绕体。而且，在锂离子电池中，该电极卷绕体被插入到外装罐中，并且在外装罐内注入电解液。S卩，在锂离子电池中，在金属箔上涂敷有正极活性物质的正极板和在金属箔上涂敷有负极活性物质的负极板被形成为带状，为了使形成为带状的正极板与负极板不直接接触，夹着隔膜卷绕成截面螺旋状，形成电极卷绕体。
[0009]这样，将正极板、负极板和隔膜绕着轴芯卷绕而形成电极卷绕体，由于在通常的锂离子电池中，正极板、负极板和隔膜以独立部件(分离部件)构成，因此，例如在正极板与隔膜之间存在间隙。而且，在锂离子电池的制造工序中，在形成上述的卷绕体之前将正极板和负极板切割成规定的大小，而且还切割正极板和负极板，形成正极以及负极的集电片。而且，在形成上述的电极卷绕体之后，例如存在将形成在正极板上的正极集电片超声波焊接在正极集电环上，并将形成在负极板上的负极集电片超声波焊接在负极集电环上的工序。而且，电极卷绕体被插入外装罐(容器)中，在该外装罐中注入电解液之后，为了将外装罐的内部密闭，存在利用焊接等连接外装罐与盖的工序。[0010]具体而言，所谓正极集电片和正极集电环，进行了在正极集电片上卷绕铝带、利用超声波焊接将正极集电片连接到该铝带上。此时使用的超声波焊接为通过使铝带与正极集电片摩擦引起的原子相互扩散而连接铝带与正极集电片的工艺。因此，在利用超声波焊接连接正极集电片与铝带的情况下，因铝带与正极集电片的相互摩擦而产生金属异物(铝)的可能性升高。同样的现象在负极集电片与铜带的连接中也会产生。即，利用超声波焊接连接负极集电片与铜带的情况下，因铜带与负极集电片的相互摩擦而产生金属异物(铜)的可能性升高。而且，在连接外装罐与盖的工序中使用的焊接(弧焊)中，例如容易产生焊接屑。
[0011]由以上的情况来看，由于在形成电极卷绕体的前后实施的工序，金属异物侵入电极卷绕体的内部的可能性升高。特别是在通常的锂离子电池中，由于正极板、负极板和隔膜由不同部件构成，因此，例如在正极板与隔膜之间存在间隙，上述的制造工序中产生的金属异物容易侵入到该间隙中。这样，如果金属异物侵入到电极卷绕体的内部，则侵入的金属异物刺穿隔膜，正极与负极因金属异物而短路，或者例如如果侵入到正极与隔膜的间隙的金属异物附着在正极上，则附着的金属异物溶解在电解液中，其后产生在负极析出的现象。而且，如果因从负极析出而成长的金属到达正极，则产生正极与负极短路的问题。
[0012]以上，使用通常的锂离子电池即形成电极卷绕体的类型的锂离子电池进行了说明，例如，只要是由涂敷有正极活性物质的正极板、涂敷有负极活性物质的负极板和防止正极板与负极板的接触的隔膜构成的锂离子电池，即使是不形成电极卷绕体的层叠型的锂离子电池，如果由用于将正极板和负极板切割成规定大小的切断工序产生的金属异物侵入到正极板、负极板与隔膜之间，则金属异物刺穿隔膜，正极与负极因金属异物而短路，或者例如如果侵入到正极与隔膜的间隙的金属异物附着在正极上，则附着的金属异物溶解于电解液中，其后产生在负极析出的现象。而且，如果因从负极析出而成长的金属到达正极，则产生正极与负极短路的问题。
[0013]因此，为了防止金属异物侵入到正极板和负极板与隔膜之间的间隙而使正极与负极短路，将正极板和负极板与隔膜一体化而形成，例如使正极与隔膜之间的间隙消失是有效的。例如，在上述的专利文献I中记载有通过在正极板和负极板上直接形成隔膜而将正极板和负极板与隔膜一体化的例子。
[0014]但是，在上述的专利文献I中所记载的电池中，例如将在金属箔上涂敷有活性物质的电极板进行干燥并实施加压处理之后，在电极板表面涂敷浆液状的隔膜并进行干燥，由此形成电极板与隔膜一体化的结构。但是，该技术存在工序数多、引起制造成本的增大这样的问题。
[0015]本发明的目的在于，提供一种能够抑制因金属异物导致的内部短路而实现可靠性提高、而且成本方面优异的锂离子电池及其制造技术。
[0016]本发明的上述以及其它目的与新特征由本说明书的记述及所附的附图得以明了。
[0017]用于解决课题的手段
[0018]如果简单地说明本申请中所公开的发明中的代表性的内容的概要，则如下所述。
[0019]本发明中的锂离子电池的制造方法具备:(a)在电极板上涂敷含有活性物质的第I浆液，在所述第I浆液上涂敷含有有机粒子和无机粒子的第2浆液的工序。而且具备:(b)在所述(a)工序后，使涂敷的所述第I浆液及第2浆液干燥，由此在所述电极板上形成所述活性物质，在所述活性物质上形成含有所述有机粒子及所述无机粒子的隔膜的工序。还具备:(C)在所述(b)工序后，对所述活性物质及所述隔膜实施加热下的加压处理的工序。
[0020]另外，本发明中的锂离子电池的制造方法包括:(a)在电极板的第一面上涂敷含有活性物质的第I浆液，在所述第I浆液上涂敷含有有机粒子和无机粒子的第2浆液的工序；(b)在所述(a)工序后，使在所述第一面上涂敷的所述第I浆液及所述第2浆液干燥，由此在所述电极板的所述第一面上形成所述活性物质，在所述活性物质上形成含有所述有机粒子及所述无机粒子的第I隔膜的工序。而且具备:(C)在所述(b)工序后，在与所述电极板的所述第一面相反侧的第二面上涂敷所述第I浆液，在所述第I浆液上涂敷所述第2浆液的工序；(d)在所述(c)工序后，使在所述第二面上涂敷的所述第I浆液及所述第2浆液干燥，由此在所述电极板的所述第二面上形成所述活性物质，在所述活性物质上形成含有所述有机粒子及所述无机粒子的第2隔膜的工序。还具备:(e)在所述(d)工序后，对形成在所述第一面上的所述活性物质及所述第I隔膜和形成在所述第二面上的所述活性物质及所述第2隔膜实施加热下的加压处理的工序。
[0021]另外，本发明中的锂离子电池的制造方法包括:(a)在电极板上涂敷含有活性物质的第I浆液，在所述第I浆液上涂敷含有第I物质的第2浆液，在所述第2浆液上涂敷含有与所述第I物质不同的第2物质的第3浆液的工序。还具备:(b)在所述(a)工序后，使涂敷的所述第I浆液、第2浆液及所述第3浆液干燥，由此在所述电极板上形成所述活性物质，在所述活性物质上形成由含有所述第I物质的第I绝缘膜和含有所述第2物质的第2绝缘膜构成的隔膜的工序。而且具备:(c)在所述(b)工序后，对所述活性物质及所述隔膜实施加热下的加压处理的工序。
[0022]而且，本发明中的锂离子电池的制造方法包括:(a)在电极板的第一面上涂敷含有活性物质的第I浆液，在所述第I浆液上涂敷含有第I物质的第2浆液，在所述第2浆液上涂敷含有与所述第I物质不同的第2物质的第3浆液的工序。而且具备:(b)在所述(a)工序后，使在所述第一面上涂敷的所述第I浆液、所述第2浆液及所述第3浆液干燥，由此在所述电极板的所述第一面上形成所述活性物质，在所述活性物质上形成由含有所述第I物质的第I绝缘膜和含有所述第2物质的第2绝缘膜构成的第I隔膜的工序。而且具备:
(c)在所述(b)工序后，在与所述电极板的所述第一面相反侧的第二面上涂敷所述第I浆液，在所述第I浆液上涂敷所述第2浆液，在所述第2浆液上涂敷所述第3浆液的工序。其次具备:(d)在所述(c)工序后，使在所述第二面上涂敷的所述第I浆液、所述第2浆液及所述第3浆液干燥，由此在所述电极板的所述第二面上形成所述活性物质，在所述活性物质上形成由含有所述第I物质的所述第I绝缘膜和含有所述第2物质的所述第2绝缘膜构成的第2隔膜的工序。接着具备:(e)在所述(d)工序后，对形成在所述第一面上的所述活性物质及所述第I隔膜和形成在所述第二面上的所述活性物质及所述第2隔膜实施加热下的加压处理的工序。
[0023]本发明中的锂离子电池的特征在于，包括:(a)正极、(b)负极、和(C)与所述正极和所述负极中的任一方的电极一体化的隔膜，所述隔膜含有有机粒子和无机粒子，所述有机粒子的平均粒径比所述无机粒子的平均粒径小。
[0024]另外，本发明中的锂离子电池的特征在于，包括:(a)正极、(b)负极、和(C)与所述正极和所述负极中的任一方的电极一体化的隔膜，所述隔膜具有:(cl)形成在所述电极上的第I绝缘膜和(C2)形成在所述第I绝缘膜上的第2绝缘膜。
[0025]发明效果
[0026]如果简单地说明通过本申请中所公开的发明中的代表性的内容而得到的效果，则如下所述。
[0027]能够抑制因金属异物导致的内部短路，实现可靠性提高。另外，可得到成本方面优异的锂离子电池。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是表示锂离子电池的示意性构成的图。
[0029]图2是表示圆筒形的锂离子电池的内部结构的剖面图。
[0030]图3是表示在本发明人研究的技术中，构成电极卷绕体的前阶段的构成要素的图。
[0031]图4是表示在本发明人研究的技术中，将正极、第I隔膜、负极以及第2隔膜绕着轴芯卷绕而形成电极卷绕体的情形的示意图。
[0032]图5是表示实施方式I中的正极及负极的构成的剖面图。
[0033]图6是表示实施方式I中的带隔膜的正极与负极重叠的状态的图。
[0034]图7是表示绕着轴芯卷绕带隔膜的正极和负极的情形的图。
[0035]图8是表示第I变形例的构成的剖面图。
[0036]图9是表示第2变形例的构成的剖面图。
[0037]图10是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0038]图11是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0039]图12是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0040]图13是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0041]图14是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0042]图15是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0043]图16是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0044]图17是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0045]图18是表示实施方式I中使用的涂敷装置的一例的图。
[0046]图19是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0047]图20是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0048]图21是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0049]图22是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0050]图23是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0051]图24是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0052]图25是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0053]图26是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0054]图27是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0055]图28是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0056]图29是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。[0057]图30是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0058]图31是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0059]图32是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0060]图33是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0061]图34是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0062]图35是表示实施方式I中的锂离子电池的制造工序的图。
[0063]图36是表示实施方式2中的带隔膜的正极的构成的图。
[0064]图37是表示实施方式2中的锂离子电池的制造工序的图。
[0065]图38是表示实施方式2中的锂离子电池的制造工序的图。
[0066]图39是表示实施方式2中的锂离子电池的制造工序的图。
[0067]图40是表示实施方式2中的锂离子电池的制造工序的图。
[0068]图41是表示实施方式2中的锂离子电池的制造工序的图。
[0069]图42是表示实施方式2中的锂离子电池的制造工序的图。
[0070]图43是表示实施方式2中的锂离子电池的制造工序的图。
[0071]图44是表示实施方式2中的锂离子电池的制造工序的图。
[0072]图45是表示实施方式2中的锂离子电池的制造工序的图。
[0073]图46是表示实施方式3中的带隔膜的正极的构成的图。
[0074]图47是表示实施方式3中的锂离子电池的制造工序的图。
[0075]图48是表示实施方式3中的锂离子电池的制造工序的图。
[0076]图49是表示实施方式3中的锂离子电池的制造工序的图。
[0077]图50是表示实施方式3中的锂离子电池的制造工序的图。
[0078]图51是表示实施方式3中的锂离子电池的制造工序的图。
【具体实施方式】
[0079]在以下的实施方式中，为了方便，在其需要时分割成多个部分或者实施方式进行说明，但除了特别明示的情况，它们相互之间并非无关，存在一方是另一方的一部分或全部的变形例、细节、补充说明等的关系。
[0080]另外，在以下的实施方式中，在提及要素的数字等(包括个数、数值、量、范围等)的情况下，除了特别明示的情况及从原理上明显地限定于特定的数字的情况等，并不限定于该特定的数字，可以为特定的数字以上或以下。
[0081]而且，在以下的实施方式中，除了特别明示的情况及从原理上明显地认为是必须的情况等，其构成要素(也包含要素步骤等)不一定是必须的，这无须说明。
[0082]同样，在以下的实施方式中，提及构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别明示的情况及从原理上明显地认为并非如此的情况等，为包含实质上与该形状等近似或类似的情况等。这对于上述数值及范围也是同样的。
[0083]另外，在用于说明实施方式的所有图中，原则上对同一部件附以同一符号，省略其重复的说明。予以说明，为了使附图易懂，有时对平面图也附以剖面线。
[0084](实施方式I)
[0085]<锂离子电池的概要>[0086]锂的氧化还原电位为-3.03V( V s.NHE)，为地球上存在的最卑的金属。电池的电压由正极与负极的电位差决定，因此，如果将锂用于负极活性物质，则可得到最高的电动势。另外，锂的原子量为6.94，密度也为0.534g/cm3，都较小，因此每单位电量的重量小，能量密度也变高。因此，如果将锂用于负极活性物质，则能够制造小型且轻量的电池。
[0087]这样，作为电池的负极活性物质，锂是有吸弓I力的物质，但在应用于可充放电的二次电池的情况下产生问题。即，如果对负极中使用了锂的电池重复充放电，则发生因锂的溶解引起的放电反应和因锂的析出引起的充电反应。此时，由于重复充电而产生锂的析出反应，因此，在二次电池的性能劣化及安全性上产生问题。例如，在充电过程中生成的锂在活性表面与电解液溶剂反应，其一部分被消耗于被称为SEI (Solid Electrolyte Interface)(固体电解质界面)的被膜的形成中。因此，电池的内部电阻升高，放电效率也降低。即，随着重复充放电的循环，电池容量变小。而且，如果急速地充电，则锂以针状、树枝状的晶体形态(锂枝晶)析出，成为引起二次电池中的各种故障的根源。例如，锂枝晶的比表面积大，加速因副反应导致的电流效率的降低，并且由于为针状，因此，有时刺穿隔膜而引起正极与负极之间的内部短路。如果成为这种状态，则有时自放电大，作为电池不能使用，或者因内部短路引起的发热导致气体喷出或起火。由以上的情况得知:在负极中使用锂的二次电池中，在性能劣化及安全性上产生问题。
[0088]因此，正在研究与溶解和析出这样的现有原理不同的原理的新型二次电池。具体而言，正在研究在正极和负极两者使用嵌入、释放锂离子的活性物质的二次电池。在该二次电池的充放电过程中，不产生锂的溶解和析出这样的现象，锂离子仅在电极活性物质之间嵌入、脱嵌。该类型的二次电池被称为“摇椅(rocking chair) ”型或“羽毛球(shuttlecock) ”型，由于对于充放电的重复，锂离子仅进行嵌入、脱嵌，因此具有稳定的特征。在本说明书中将这种电池称为锂离子电池。如上述,在锂离子电池中，由于在充放电中正极和负极两者的结构均不变化，仅进行锂离子嵌入、脱嵌(其中，对于锂离子的嵌入、脱嵌，活性物质的晶格膨胀收缩)，所以，具有格外长寿命的循环特性，并且在电极中不使用金属锂，因此，具有安全性也飞跃性提高的特征。
[0089]在此，将可嵌入、脱嵌锂离子的材料用于电极的活性物质，对该活性物质要求的条件如下所示。即，由于锂离子这样的有限大小的离子嵌入、脱嵌，因此，活性物质需要应该容纳锂离子的位点(位置)和锂离子可扩散的通道(路径)。而且，对于活性物质，需要伴随着锂离子的嵌入(吸留)而将电子导入材料中。
[0090]作为满足如上所述条件的正极活性物质，可列举含锂过渡金属氧化物。例如，作为代表性的正极活性物质，可列举钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂等，但并不限定于它们。具体而言，作为正极活性物质，只要为可嵌入、脱嵌锂的材料，预先嵌入有充分量的锂的含锂过渡金属氧化物即可，作为过渡金属，可以为锰(Mn)、镍(Ni)、钴(Co)、铁(Fe)等单体、或以2种以上的过渡金属为主要成分的材料。另外，对于尖晶石晶体结构或层状晶体结构等晶体结构，只要是可确保上述的位点和通道就没有特别限定。而且，也可以使用将晶体中的过渡金属和/或锂的一部分用Fe、Co、N1、Cr、Al、Mg等元素置换的材料，或在晶体中掺杂有Fe、Co、N1、Cr, AU Mg等元素的材料作为正极活性物质。
[0091]而且，作为满足上述的条件的负极活性物质，可以使用结晶质的碳材料或非晶质的碳材料。但是，负极活性物质并不限定于这些物质，例如，可以使用天然石墨、人造的各种石墨制剂、焦炭等碳材料等。而且，在其粒子形状方面，可适用鳞片状、球状、纤维状、块状等各种粒子形状的材料。
[0092]<锂离子电池的示意性构成>
[0093]以下，参照附图对上述的锂离子电池的示意性构成进行说明。图1是表示锂离子电池的示意性构成的图。在图1中，锂离子电池具有外装罐CS，在该外装罐CS的内部填充有电解液EL。在填充有该电解液EL的外装罐CS中，相对设置有正极板PEP和负极板NEP，在相对设置的正极板PEP和负极板NEP之间配置有隔膜SP。
[0094]而且，在正极板PEP上涂敷有正极活性物质，在负极板NEP上涂敷有负极活性物质。例如，正极活性物质由可嵌入、脱嵌锂离子的含锂过渡金属氧化物形成。在图1中，示意性地示出了该含锂过渡金属氧化物涂敷在正极板PEP上的情形。S卩，在图1中，作为涂敷在正极板PEP上的含锂过渡金属氧化物，示出了配置有氧、金属原子和锂的示意性的晶体结构。由该正极板PEP和正极活性物质构成正极。
[0095]另一方面，负极活性物质例如由可嵌入、脱嵌锂离子的碳材料形成。在图1中，示意性地示出了该碳材料涂敷在负极板NEP上的情形。S卩，在图1中，作为涂敷在负极板NEP上的碳材料，示出了配置有碳的示意性的晶体结构。由该负极板NEP和负极活性物质构成负极。
[0096]隔膜SP防止正极与负极的电接触，并且具有作为使锂离子透过的隔离物的功能。作为隔膜SP，例如在现有技术中，由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、或者这些材料的组合构成。
[0097]电解液EL使用非水电解液。锂离子电池为利用活性物质中的锂离子的嵌入、脱嵌进行充放电的电池，锂离子在电解液EL中移动。锂为强还原剂，与水激烈地发生反应产生氢气。因此，锂离子在电解液EL中移动的锂离子电池无法像现有的电池那样使用水溶液作为电解液EL。因此,在锂离子电池中，使用非水电解液作为电解液EL。具体而言，作为非水电解液的电解质，可以使用 LiPF6、LiC104、LiAsF6、LiBF4、LiB (C6H5)4、CH3S03L1、CF3S03Li 等或它们的混合物。另外，作为有机溶剂，可以使用碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸亚丙酯、碳酸二乙酯、1，2_ 二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、Y-丁内酯、四氢呋喃、1,3-二氧杂戊环、4-甲基-1，3 二氧杂戊环、二乙醚、环丁砜、甲基环丁砜、乙腈、丙腈等或它们的混合液。
[0098]〈充放电的机理〉
[0099]锂离子电池如上所述构成，以下对充放电的机理进行说明。首先，对充电的机理进行说明。如图1所示，对锂离子电池充电时，在正极与负极之间连接充电器CU。该情况下，在锂离子电池中，嵌入正极活性物质内的锂离子脱嵌，释放到电解液EL中。此时，通过锂离子从正极活性物质中脱嵌，电子从正极流向充电器。而且，释放到电解液EL中的锂离子在电解液EL中移动，通过由微多孔质膜构成的隔膜SP到达负极。该到达负极的锂离子被嵌入到构成负极的负极活性物质内。此时，通过在负极活性物质中嵌入锂离子，电子流入负极。这样，经由充电器，电子从正极移动到负极，由此完成充电。
[0100]接着，对放电的机理进行说明。如图1所示，在正极与负极之间连接外部负载。于是，嵌入负极活性物质内的锂离子脱嵌，被释放到电解液EL中。此时，从负极释放出电子。而且，释放到电解液EL中的锂离子在电解液EL中移动，通过由微多孔质膜构成的隔膜SP到达正极。该到达正极的锂离子被嵌入到构成正极的正极活性物质内。此时，通过在正极活性物质中嵌入锂离子，电子流入正极。这样，电子从负极移动到正极，由此进行放电。换句话说，能够使电流从正极流到负极，驱动负载。如上所述，在锂离子电池中，通过在正极活性物质与负极活性物质之间嵌入、脱嵌锂离子，能够进行充放电。
[0101]<锂离子电池的构成>
[0102]接着，对实际的锂离子电池LIB的构成例进行说明。图2是表示圆筒形的锂离子电池LIB的内部结构的剖面图。如图2所示，在具有底部的圆筒形的外装罐CS的内部形成有由正极PEL、隔膜SP1、SP2和负极NEL构成的电极卷绕体WRF。具体而言，电极卷绕体WRF以在正极PEL与负极NEL之间夹着隔膜SPl (SP2)的方式而层叠，绕着位于外装罐CS的中心部的轴芯CR卷绕。然后，将负极NEL与设置于外装罐CS底部的负极引线板NT电连接，将正极与PEL设置于外装罐CS的上部的正极引线板PT电连接。在形成于外装罐CS内部的电极卷绕体的内部中注入电解液。然后，通过电池盖CAP将外装罐CS密闭。
[0103]正极PEL通过在正极板(正极集电体)PEP上涂敷含有正极活性物质PAS和粘结剂(粘合剂)的涂敷液并使其干燥后加压而形成。在该正极PEL的上端部形成有多个矩形的正极集电片PTAB，该多个正极集电片PTAB与正极集电环PR连接。然后，将该正极集电环PR与正极引线板PT电连接。因此，正极PEL经由正极集电片PTAB及正极集电环PR与正极引线板PT电连接。为了正极PEL的低电阻化及迅速地导出电流而设置多个正极集电片 PTAB。
[0104]构成正极PEL的正极活性物质PAS例如可以使用以钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂等为代表的上述材料。另外，粘结剂例如可以使用聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等。而且，在正极板中可使用例如由铝等导电性金属构成的金属箔或网状金属等。
[0105]负极NEL通过在负极板(负极集电体)NEP上涂敷含有负极活性物质NAS和粘结剂(粘合剂)的涂敷液并使其干燥后加压而形成。在该负极NEL的下端部形成有多个矩形的负极集电片NTAB，该多个负极集电片NTAB与负极集电环NR连接。然后，将该负极集电环NR与负极引线板NT电连接。因此，负极NEL经由负极集电片NTAB及负极集电环NR与负极引线板NT电连接。
[0106]构成负极NEL的负极活性物质NAS例如可以使用以碳材料等为代表的上述材料。另外，粘结剂可以使用例如聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等。而且，在负极板上可使用例如由铜等导电性金属构成的金属箔或网状金属等。
[0107]<本发明人发现的课题>
[0108]首先，对现有的电极卷绕体的详细构成进行说明。图3是表示构成电极卷绕体的前阶段的构成要素的图。在图3中，构成电极卷绕体的构成要素为正极PEL、隔膜SP1、负极NEL及隔膜SP2。此时，正极PEL为在正极板PEP的两面涂敷有正极活性物质PAS的结构，负极NEL为在负极板NEP的两面涂敷有负极活性物质NAS的结构。而且，在正极PEL的上边侧形成有多个矩形的正极集电片PTAB。同样地，在负极NEL的下边侧形成有多个矩形的负极集电片NTAB。即，在现有技术中，正极PEL、负极NEL和隔膜SP1、隔膜SP2作为独立部件(分尚部件)构成。
[0109]具体而言，对现有技术中的电极卷绕体WRF的构成进行说明。图4是表示将正极PEL、隔膜SPl、负极NEL及隔膜SP2绕着轴芯CR卷绕而形成电极卷绕体WRF的情形的示意图。如图4所示，在正极PEL与负极NEL之间夹着作为独立部件的隔膜SP1，并且，以由作为独立部件的隔膜SPl和隔膜SP2夹着负极NEL的方式，卷绕正极PEL、隔膜SPl、负极NEL及隔膜SP2。此时，在正极PEL上形成的正极集电片PTAB配置在电极卷绕体WRF的上部侧，另一方面，在负极NEL上形成的负极集电片(图中未示出)配置在电极卷绕体WRF的下部侧。以以上的方式构成了现有技术中的电极卷绕体WRF。
[0110]在通常的锂离子电池中，由于正极板、负极板和隔膜以独立部件(分离部件)构成，因此，在形成电极卷绕体WRF之后，例如在正极板与隔膜之间存在间隙。而且，在锂离子电池的制造工序中，在形成上述的卷绕体之前，将正极板和负极板切割成规定的大小，并且还切断正极板和负极板，形成正极以及负极的集电片。而且，在形成电极卷绕体后，例如存在将形成在正极板上的正极集电片超声波焊接在正极集电环上、将形成在负极板上的负极集电片超声波焊接在负极集电环上的工序。进一步，存在将电极卷绕体插入到外装te (各器)中，在该外装罐中注入电解液后，为了密闭外装罐的内部而利用焊接等连接外装罐和盖的工序。
[0111]具体而言，对于正极集电片和正极集电环，进行在正极集电片上卷绕铝带、利用超声波焊接将正极集电片连接到该铝带上。此时使用的超声波焊接通过因摩擦铝带和正极集电片导致的原子相互扩散而将铝带与正极集电片连接。因此，利用超声波焊接连接正极集电片与铝带的情况下，因铝带与正极集电片的摩擦而产生金属异物(铝)的可能性升高。同样的现象也在负极集电片与铜带的连接中产生。即，利用超声波焊接连接负极集电片与铜带的情况下，因铜带与负极集电片的摩擦而产生金属异物(铜)的可能性升高。而且，在连接外装罐和盖的工序中使用的焊接(弧焊)中，例如容易产生焊接屑。
[0112]由以上的情况来看，由于在形成电极卷绕体的前后实施的工序，金属异物侵入到电极卷绕体的内部的可能性升高。特别是存在如下问题:在通常的锂离子电池中，由于正极板、负极板和隔膜由独立部件构成，因此，例如在正极板与隔膜之间存在间隙，上述的制造工序中产生的金属异物容易侵入到该间隙中。
[0113]这样，如果产生的金属异物侵入电极卷绕体WRF的内部，则有可能在正极与负极之间引起内部短路。具体而言，金属异物侵入电极卷绕体的内部的状态意味着金属异物侵入在正极板与隔膜之间形成的间隙或在负极板与隔膜之间形成的间隙中的状态。例如，金属异物为铜的情况下，如果侵入间隙的铜附着在正极上，则因正极的高电位，铜被氧化(失去电子)，成为金属离子溶解在电解液中。而且，如果该金属离子到达负极，则金属离子被还原(供给电子)，作为金属(铜)在负极析出。如果金属因这样的机理而持续在负极析出，则从负极成长的金属通过隔膜的孔到达正极，正极与负极经由该析出的金属而发生内部短路。另一方面，在金属异物为铝的情况下，虽然不发生由氧化还原反应引起的溶解、析出的现象，但如果侵入的金属异物的尺寸变大，则刺穿隔膜，正极与负极因金属异物(铝)而发生内部短路。如果正极与负极发生内部短路，则无法作为锂离子电池发挥作用。这样，可知在锂离子电池的制造工序中，存在产生金属异物的可能性，所产生的金属异物如果侵入到在正极板与隔膜之间形成的间隙或在负极板与隔膜之间形成的间隙中，则有可能正极与负极发生内部短路。
[0114]因此，在本实施方式I中，施行能够抑制因金属异物导致的内部短路、实现锂离子电池可靠性的提高的改进。以下，对施行该改进的本实施方式I中的技术思想进行说明。
[0115]<本实施方式I的特征>
[0116]本实施方式I的技术思想着眼于:例如，在正极和隔膜以独立部件的状态形成电极卷绕体的情况下，在正极与隔膜之间产生间隙，因金属异物侵入该间隙中而在锂离子电池中产生内部短路的可能性升高。而且，考虑该着眼点，本实施方式I基于如下思想而完成:如果在构成电极卷绕体时例如消除在正极与隔膜之间形成的间隙，则能够抑制金属异物侵入到锂离子电池的内部，因此，能够提高锂离子电池的可靠性。而且，基于本实施方式I的基本思想想到了以下所示的本实施方式I的特征。对该本实施方式I的特征进行说明。
[0117]本实施方式I中的特征基于如下认知而完成:例如，如果一体地形成正极和隔膜，则在正极和隔膜之间根本就不会产生间隙，因此，能够防止金属异物侵入正极与隔膜之间。于是，在本实施方式I中，通过将该认知具体化来实现本实施方式I的特征。即，本实施方式I的特征在于，例如以一体地形成正极和隔膜、在正极和隔膜之间不存在间隙的方式来构成。换句话说，对于正极和隔膜一体化，也可以粘接正极和隔膜。具体而言，一边参照附图一边对一体地构成正极和隔膜的构成进行说明。
[0118]图5是表示本实施方式I的正极PEL及负极NEL的构成的剖面图。如图5所示，首先，正极PEL具有例如由铝构成的正极板PEP，在该正极板PEP的两面上形成有例如由钴酸锂等构成的正极活性物质PAS。而且，以与在正极板PEP的两面形成的正极活性物质PAS粘接的方式形成隔膜SPl及隔膜SP2。S卩，在本实施方式I中，以与例如在正极PEL的第一面形成的正极活性物质PAS粘接的方式形成隔膜SP1，并且形成与在正极PEL的第一面相反侧的第二面上形成的正极活性物质PAS粘接的隔膜SP2。这样，在本实施方式I中，一体地形成了由正极板PEP和正极活性物质PAS构成的正极PEL、隔膜SPl及隔膜SP2。因此，根据本实施方式1，在正极PEL与隔膜SPl之间或者在正极PEL与隔膜SP2之间不存在间隙，所以，能够防止附着在正极PEL上的金属异物的侵入。其结果，能够防止因金属异物导致的锂离子电池内的内部短路，由此，能够提高锂离子电池的可靠性。
[0119]另一方面，如图5所示，负极NEL为在例如由铜构成的负极板NEP的两面形成有例如由碳材料构成的负极活性物质NAS的结构。这样，构成了本实施方式I的带隔膜SPl (SP2)的正极PEL和负极NEL。
[0120]例如，在图3所示的现有技术中，由于正极PEL、隔膜SP1、隔膜SP2及负极NEL以独立部件(分离部件)构成，因此，如图4所示，在形成电极卷绕体WRF时，必然在正极PEL与隔膜SPl (隔膜SP2)之间产生间隙。其结果，在现有技术中，在其后的组装工序中实施的超声波焊接或弧焊中产生的金属异物侵入到上述间隙中的可能性升高。而且，如果金属异物侵入到在正极PEL与隔膜SPl (隔膜SP2)之间形成的间隙中，则由于产生因金属异物导致的锂离子电池的内部短路，锂离子电池的可靠性降低。
[0121]与此相对，在本实施方式I中，如图5所示，正极PEL、隔膜SPl和隔膜SP2 —体地形成。换句话说，正极PEL和隔膜SPl或者正极PEL和隔膜SP2相粘接。因此，在正极PEL与隔膜SPl之间及正极PEL与隔膜SP2之间没有产生间隙的余地。因此，根据本实施方式1，由于在正极PEL与隔膜SPl之间或者正极PEL与隔膜SP2之间不存在间隙，所以，能够防止附着在正极PEL上的金属异物的侵入。其结果，能够防止因金属异物导致的锂离子电池内的内部短路，由此,能够提高锂离子电池的可靠性。
[0122]对本实施方式I中的卷绕带隔膜SPl (SP2)的正极PEL和负极NEL而形成电极卷绕体WRF的状态进行具体地说明。图6表示本实施方式I的带隔膜SPl (SP2)的正极PEL和负极NEL重叠的状态。而且，在这样带隔膜SPl (SP2)的正极PEL和负极NEL重叠的状态下，如图7所示，绕着轴芯CR卷绕带隔膜SPl (SP2)的正极PEL和负极NEL。此时，如图7所示，由于在正极PEL的两面粘接有隔膜SPl及隔膜SP2，因此可知，在形成电极卷绕体WRF之后，在正极PEL与隔膜SPl之间或者正极PEL与隔膜SP2之间不形成间隙。
[0123]在此，本实施方式I中重要的方面是一体地形成正极PEL、隔膜SPl及隔膜SP2。即，在本实施方式I中，通过以在正极PEL的两面使隔膜SPl和隔膜SP2粘接的方式构成，在正极PEL与隔膜SPl或者正极PEL与隔膜SP2之间不产生间隙。这样一体地形成正极PEL、隔膜SPl和隔膜SP2基于以下所示的理由。即，如本发明人在新发现的课题的栏中所说明的那样，如果在正极PEL上附着例如铜等金属异物，则附着在正极PEL上的金属异物溶解在电解液中，溶解在电解液中的金属异物在负极NEL上析出。如果该现象继续，则在负极NEL上析出的金属异物到达正极PEL，会引起正极PEL和负极NEL的内部短路。因此，因金属异物的溶解、析出这样的机理导致的锂离子电池的内部短路，原因是在正极PEL上附着金属异物。由此可知，为了有效地抑制因金属异物的溶解、析出这样的机理导致的锂离子电池的内部短路，使得在正极PEL上不附着金属异物是重要的。由此，在本实施方式I中，一体地形成正极PEL、隔膜SPl及隔膜SP2。根据该构成，由于在正极PEL与隔膜SPl之间或者正极PEL与隔膜SP2之间没有间隙，因此，能够防止金属异物从间隙侵入并附着在正极PEL上。即，本实施方式I是从防止认为是产生锂离子电池的内部短路的一个原因的金属异物的溶解、析出的观点而完成的，通过一体地形成正极PEL、隔膜SPl及隔膜SP2，能够有效地防止因金属异物的溶解、析出导致的锂离子电池的内部短路。
[0124]但是，根据本实施方式I的特征构成，能够使间隙消失，因此，不仅能够防止因金属异物的溶解、析出导致的锂离子电池的内部短路，而且还能够防止大的金属异物本身的侵入，由此，也能够防止因大的金属异物本身刺穿隔膜SPl (SP2)导致的正极PEL和负极NEL的短路。即，一体地形成正极PEL、隔膜SPl及隔膜SP2的本实施方式I的特征构成能够防止因金属异物的溶解、析出这样的机理导致的锂离子电池的内部短路，并且，还能够防止因大的金属异物直接刺穿隔膜SPl (SP2)导致的锂离子电池的内部短路。换句话说，根据本实施方式I的特征构成，能够有效地防止从主要因尺寸小的金属异物的溶解、析出现象导致的内部短路到主要因尺寸大的金属异物直接刺穿隔膜SPl (SP2)导致的内部短路这样不同的机理引起的内部短路。即，根据本实施方式I的特征，能够广泛地防止从因尺寸小的金属异物导致的内部短路到因尺寸大的金属异物导致的内部短路的锂离子电池的内部短路，其结果，能够实现锂离子电池的充分的可靠性的提高。
[0125]如上所述，根据本实施方式I的构成，一体地形成正极PEL、隔膜SPl及隔膜SP2。由此，能够抑制锂离子电池的内部短路，而且，在本实施方式I中，实施例如即使在锂离子电池中产生内部短路，也使热失控停止的安全上的对策。即，在本实施方式I中，充分地抑制了锂离子电池的内部短路的产生，并且准备了例如即使产生内部短路，也抑制热失控的手段。以下，对用于确保该安全的改进点进行说明。
[0126]本实施方式I的进一步特征在于隔膜SPl及隔膜SP2所使用的材料。S卩，本实施方式I中使用的隔膜SPl及隔膜SP2的材料与现有技术中的材料不同。原因是，在本实施方式I中，如后所述，隔膜SPl及隔膜SP2的制造工序与现有技术不同，并且需要使隔膜SPIJS膜SP2与正极PEL粘接。即，这是因为，现有技术的隔膜以与正极PEL相独立的部件(分离部件)构成、并且制成与正极PEL不粘接的构成，与此相对，本实施方式I的隔膜SPl (SP2)与正极PEL粘接而一体地形成。具体而言，本实施方式I的隔膜SP1(SP2)例如可以由含有粘合剂(粘结剂)、作为绝缘物质的陶瓷和有机材料的材料构成。作为此时的陶瓷，可以列举例如氧化铝(Al2O3)或二氧化硅(SiO2)。由此，能够提高隔膜SPl (SP2)的耐热性。另外，作为有机材料，可以列举以高密度聚乙烯(熔点:130°C?137°C )及直链状低密度聚乙烯(熔点:122°C?124°C )等为代表的聚烯烃系树脂。
[0127]特别是，本实施方式I具有在与正极PEL—体地形成的隔膜SPl (SP2)的构成材料中含有熔点低于无机材料(陶瓷)的有机材料方面的特征。即，在本实施方式I中，作为隔膜SPl (SP2)，含有以聚烯烃系树脂为代表的有机材料。该有机材料也同时具有防止因电池短路导致的异常电流、急剧的内压及温度的上升及着火的功能。即，本实施方式I的隔膜SPl (SP2)除防止正极与负极的电接触且使锂离子通过的功能之外，还具有作为用于防止短路和过充电的热熔丝的功能。通过该有机材料具有的关断(shut down)功能,能够保持锂离子电池的安全性。例如，在锂离子电池因某些原因引起外部短路的情况下，虽然是瞬间但有大电流流过，有可能因焦耳热而温度异常地上升。此时，在隔膜SPl (SP2)中含有熔点低于陶瓷的有机材料的情况下，即使因短路而产生温度异常上升，熔点低于陶瓷的有机材料也会熔融，由此，在熔点附近空穴(微细孔)闭塞，因此，能够阻止正极与负极之间的锂离子的通过。换句话说，通过在隔膜SPl (SP2)中含有熔点低于陶瓷的有机材料，能够在外部短路时切断电流，使锂离子电池的内部的温度上升停止。即，根据本实施方式1，以含有陶瓷(无机材料)和熔点低于陶瓷的有机材料两者的方式构成隔膜SPl (SP2)，因此，耐热性优异，并且可以具有切断短路时的异常电流的关断功能。其结果，根据本实施方式1，能够提供安全性高、可靠性优异的锂离子电池。
[0128]此时，在本实施方式I中，构成有机材料的有机粒子的平均粒径优选比构成无机材料(陶瓷)的无机粒子的平均粒径小。其原因是因为构成有机材料的有机粒子的平均粒径变小，相应地意味着有机粒子致密地填充，由此，有机粒子熔融时，空穴(微细孔)容易闭塞，能够充分地发挥有机粒子产生的关断功能。具体而言，例如，有机粒子的平均粒径为Ium,无机粒子的平均粒径为4 μ m。
[0129]在此，有机粒子及无机粒子的粒径例如可以通过使用激光衍射散射法来测定。该激光衍射散射法是利用了对粒子照射激光束时，由粒子产生衍射散射光的测定法。此时，衍射散射光的光强度分布因每个粒子尺寸而不同，因此，通过检测、分析衍射散射光的光强度分布，能够测定粒度分布。而且，平均粒径是指:以某种粒径为界限将粉末(粒子)的粒度分布分成2个区域的情况下，作为粒径大的区域和粒径小的区域相等的粒径而被定义。一般地，该平均粒径被称为“d50”。
[0130]如上所述，根据本实施方式1，以在正极PEL的两面粘接隔膜SPl和隔膜SP2而一体化的方式构成，因此，能够消除在正极PEL与隔膜SPl之间或者正极PEL与隔膜SP2之间产生的间隙。其结果，能够防止因金属异物导致的锂离子电池内的内部短路，由此，能够提高锂离子电池的可靠性。
[0131]而且，根据本实施方式I的锂离子电池，能够抑制因制造工序(组装工序)中产生的金属异物导致的内部短路，所以，能够提高锂离子电池的制造成品率。其结果，根据本实施方式1，还能够实现锂离子电池的成本削减。特别地，在本实施方式I中，除由制造成品率的提高带来的成本削减的效果之外，从不需要作为独立部件准备隔膜的观点出发，也能够实现锂离子电池的成本削减。例如，在现有的锂离子电池中，由于作为独立部件的隔膜的成本高，因此，难以实现锂离子电池的成本削减，但在本实施方式I中，不需要准备作为独立部件的隔膜，并且也不需要制造作为独立部件的隔膜的设备，因此，可以期待锂离子电池的大幅度的成本削减效果。即，如后所述，在本实施方式I中，由于一体地形成正极PEL和隔膜SPl (SP2)，因此，仅变更一些制造正极PEL的工序就可以，不需要设置制造隔膜SPl (SP2)本身的设备，因此，能够实现锂离子电池的成本削减。
[0132]而且，在本实施方式I中，以含有熔点低于无机材料的有机材料和无机材料的方式构成隔膜SP1(SP2)。由此，根据本实施方式1，可以提供耐热性优异、并且具有切断短路时的异常电流的关断功能的隔膜SPl (SP2)。其结果，根据本实施方式1，可以提供安全性高、可靠性优异的锂离子电池。
[0133]在本实施方式I中，特别地从防止因金属异物的溶解、析出这样的机理导致的锂离子电池的内部短路的观点和还防止因大的金属异物直接刺穿隔膜SPl (SP2)导致的锂离子电池的内部短路的观点两者出发，采取一体地形成正极PEL、隔膜SPl及隔膜SP2的构成，但本实施方式I的技术思想不限于该构成。即，本实施方式I的技术思想在于使间隙消失，在于通过该间隙消失，防止金属异物侵入到锂离子电池的内部。因此，如上述的本实施方式I那样，未必需要设为一体地形成正极PEL、隔膜SPl及隔膜SP2的构成，也可以考虑没有间隙的其它构成例。以下，对该变形例子进行说明。
[0134]<实施方式I的变形例>
[0135]图8是表示第I变形例的构成的剖面图。在图8中，与上述实施方式I不同的方面是在本第I变形例中采取一体地形成负极NEL、隔膜SPl及隔膜SP2的构成。具体而言，负极NEL具有例如由铜构成的负极板NEP，在该负极板NEP的两面形成有由例如碳材料等构成的负极活性物质NAS。而且，以与在负极板NEP的两面形成的负极活性物质NAS粘接的方式形成有隔膜SPl及隔膜SP2。S卩，在本第I变形例中，例如在负极NEL的第一面上以与负极活性物质NAS粘接的方式形成隔膜SP1，并且，在与负极NEL的第一面相反侧的第二面上形成与负极活性物质NAS粘接的隔膜SP2。这样，在本第I变形例中，由负极板NEP和负极活性物质NAS构成的负极NEL、隔膜SPl及隔膜SP2—体地形成。因此，根据本第I变形例，由于在负极NEL与隔膜SPl之间或者负极NEL与隔膜SP2之间不存在间隙，因此，能够防止附着在负极NEL上的金属异物的侵入。其结果，能够防止因金属异物导致的锂离子电池内的内部短路，由此，能够提高锂离子电池的可靠性。而且，与上述实施方式I同样地，以含有熔点低于无机材料的有机材料和无机材料的方式构成隔膜SPl (SP2)，因此，可以提供由关断功能带来的安全性高、可靠性优异的锂离子电池。
[0136]另一方面，如图8所示，正极PEL为在例如由铝构成的正极板PEP的两面形成例如由钴酸锂构成的正极活性物质PAS的结构。这样，构成了本第I变形例的带隔膜SPl (SP2)的负极NEL和正极PEL。
[0137]接着，图9是表示第2变形例的构成的剖面图。在图9中，与上述实施方式I不同的方面是在本第2变形例中隔膜SPl粘接在正极PEL的一个面上并一体化、而且隔膜SP2粘接在负极NEL的一个面上并一体化。具体而言，如图9所示，正极PEL在正极板PEP的两面上形成有正极活性物质PAS，以与其中一个面上形成的正极活性物质PAS粘接的方式形成有隔膜SPl。另一方面，负极NEL在负极板NEP的两面上形成有负极活性物质NAS，以与其中一个面上形成的负极活性物质NAS粘接的方式形成隔膜SP2。在这样构成的本第2变形例中，在正极PEL与隔膜SPl之间或者负极NEL与隔膜SP2之间可以没有间隙，因此，能够防止金属异物向锂离子电池内部的侵入。其结果，能够防止因金属异物导致的锂离子电池内的内部短路，由此，能够提高锂离子电池的可靠性。而且，与上述实施方式I同样地，以含有熔点低于无机材料的有机材料和无机材料的方式构成隔膜SPl (SP2)，因此，可以提供由关断功能带来的安全性高、可靠性优异的锂离子电池。
[0138]<实施方式I的锂离子电池的制造方法>
[0139]本实施方式I的锂离子电池如上所述地构成，以下，一边参照附图一边对其制造方法进行说明。
[0140]首先，对形成作为本实施方式I的特征的带隔膜SPl (SP2)的正极PEL的工序进行说明。如图10所示，混合例如由钴酸锂构成的正极活性物质PAS和作为导电助剂的碳。而且，如图11所示，形成使例如由聚偏氟乙烯构成的粘结剂(粘合剂)溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中而成的溶液，在该溶液中混炼正极活性物质PAS及导电助剂，制作浆液SLl。
[0141]同样地，如图12所示，混合例如氧化铝(Al2O3)和/或二氧化硅(SiO2)等陶瓷粉末CRS (粒径例如为4 μ m)与由以例如高密度聚乙烯(熔点:130?137°C)和/或直链状低密度聚乙烯(熔点:122?124°C)等为代表的聚烯烃系树脂构成的有机材料0M(粒径例如为Ιμπι)。而且，如图13所示，形成使例如由聚偏氟乙烯构成的粘结剂(粘合剂)溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中而成的溶液，在该溶液中混炼陶瓷粉末CRS及有机材料0Μ，制作浆液SL2。
[0142]其后，如图14所示，将含有正极活性物质PAS和粘结剂(粘合剂)的浆液SLl涂敷在正极板(正极集电体)ΡΕΡ上。具体而言，如图15所示，例如使用金属型涂料机(diecoater)DC，在由铝构成的正极板PEP上涂敷含有正极活性物质PAS (也包含导电助剂)的浆液SLl。
[0143]接着，如图16所示，在涂敷于正极板PEP上的含有正极活性物质PAS的浆液SLl上涂敷混炼有陶瓷粉末CRS和有机材料OM的浆液SL2。具体而言，如图17所示，使用金属型涂料机DC，在涂敷于正极板PEP上的含有正极活性物质PAS的浆液SLl上涂敷混炼有陶瓷粉末CRS和有机材料OM的浆液SL2。在此，首先对使用金属型涂料机DC在正极板PEP上涂敷混炼有正极活性物质PAS的浆液SLl之后，在该浆液SLl上涂敷混炼有陶瓷粉末CRS和有机材料OM的浆液SL2的逐次涂敷法进行说明，例如，也可以使用如下同时涂敷法:使用金属型涂料机DC同时在正极板PEP上涂敷混炼有正极活性物质PAS的浆液SLl和混炼有陶瓷粉末CRS和有机材料OM的浆液SL2。
[0144]具体而言,衆液SLl及衆液SL2的一并涂敷工序例如用图18所示的涂敷装置进行。图18是表示本实施方式I中使用的涂敷装置的一例的示意图。在图18中，涂敷装置例如具有旋转自由的滚筒RL1，在该滚筒RLl的表面配置正极板PEP。而且，相对于配置在滚筒RLl表面的正极板PEP，配置金属型涂料机DCl和金属型涂料机DC2。该金属型涂料机DCl例如以如下方式构成:经由供给泵PMPl与储存有浆液SLl的槽连接，蓄积在槽中的浆液SLl通过供给泵PMPl流入金属型涂料机DCl，从该金属型涂料机DCl将浆液SLl涂敷在正极板PEP上。同样地，金属型涂料机DC2例如以如下方式构成:经由供给泵PMP2与储存有浆液SL2的槽连接，蓄积在槽中的浆液SL2通过供给泵PMP2流入金属型涂料机DC2，从该金属型涂料机DC2将浆液SL2涂敷在正极板PEP上。通过使用如上构成的涂敷装置，能够首先在正极板PEP上涂敷浆液SLl，在该浆液SLl上涂敷浆液SL2。
[0145]接着，如图19所示，使涂敷在正极板PEP上的含有正极活性物质PAS的浆液、以及含有陶瓷粉末CRS和有机材料OM的浆液干燥。具体而言，通过例如在120°C以下对正极板PEP加热，使涂敷在正极板PEP上的浆液SLl及浆液SL2干燥。此处的加热处理需要设定为浆液SL2中所含的有机材料OM不熔融的温度。如以上那样通过使浆液SLl及浆液SL2干燥，能够在正极板PEP上形成正极活性物质PAS，在该正极活性物质PAS上形成陶瓷粉末CRS和有机材料OM的混合物。
[0146]而且，使涂敷在正极板PEP的一个面(第一面)的正极活性物质PAS、以及含有陶瓷粉末CRS和有机材料OM的混合物干燥之后，如图20所示，在正极板PEP的另一面(第二面)上涂敷混炼有正极活性物质PAS的浆液SLl和混炼有陶瓷粉末CRS和有机材料OM的浆液SL2。
[0147]其后，如图21所示，通过例如在120°C以下对正极板PEP加热，将涂敷在正极板PEP的另一面上的浆液SLl及浆液SL2干燥，在正极板PEP的两面上形成正极活性物质PAS、以及陶瓷粉末CRS和有机材料OM的混合物。
[0148]接着，如图22所示，对正极板PEP实施使用滚筒RL的加热、加压处理。该加热、力口压处理例如在120°C以下实施。由此，能够实现涂敷在正极板PEP上的正极活性物质PAS的高密度化。这样，根据本实施方式1，如图23所示，能够在正极板PEP上形成正极活性物质PAS，在该正极活性物质PAS上形成含有陶瓷粉末CRS和有机材料OM的隔膜SPl及隔膜SP2。
[0149]根据本实施方式1，能够将隔膜SPl (SP2)和正极一并进行干燥处理及加压处理并一体化形成，因此，可得到能够削减工序数、能够削减制造成本的优点。另外，根据本实施方式1，以含有陶瓷粉末CRS和有机材料OM的方式构成隔膜SPl (SP2)，因此，耐热性优异，而且具有关断功能。因此，根据本实施方式1，能够制造安全性高的锂离子电池。而且，根据本实施方式1，隔膜SPl (SP2)与正极一体地形成，因此，能够使隔膜SPl (SP2)与正极间的间隙消失，所以，能够防止金属异物的侵入。因此，能够防止内部短路，能够制造可靠性高的锂离子电池。
[0150]接着，对形成负极NEL的工序进行说明。如图24所示，制作例如由碳材料构成的负极活性物质NAS。而且，如图25所示，形成使例如由聚偏氟乙烯构成的粘结剂(粘合剂)溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的溶液，在该溶液中混炼负极活性物质NAS，制作浆液SL3。
[0151]其后，如图26所示，将含有负极活性物质NAS和粘结剂(粘合剂)的浆液SL3涂敷在负极板(负极集电体)NEP上。具体而言，如图26所示，例如使用金属型涂料机，在由铜构成的负极板NEP上涂敷负极活性物质NAS。而且，使涂敷在负极板NEP上的负极活性物质NAS干燥。具体而言,通过例如在120°C以下对负极板NEP加热，使涂敷在负极板NEP上的负极活性物质NAS干燥。
[0152]而且，使涂敷在负极板NEP的一个面上的负极活性物质NAS干燥之后，在负极板NEP的另一面上涂敷混炼有负极活性物质NAS的浆液SL3。其后，通过例如在120°C以下对负极板NEP加热，使涂敷在负极板NEP的另一面上的负极活性物质NAS干燥。
[0153]这样，如图27所示，在负极板NEP的两面上形成负极活性物质NAS之后，对负极板NEP实施加热、加压处理。该加热、加压处理例如在120°C以下实施。由此，能够实现涂敷在负极板NEP上的负极活性物质NAS的高密度化。如以上那样，能够形成负极板NEP。
[0154]接着，如图28所示，将涂敷有隔膜SPl (SP2)及正极活性物质PAS的正极板PEP进行切断、加工。由此，能够在正极板PEP的一边(上边)形成呈矩形形状的多个正极集电片PTAB。这样，能够形成与隔膜SPl (SP2) —体化并经加工后的正极PEL。
[0155]同样地，对涂敷有负极活性物质NAS的负极板NEP进行切断、加工。由此，能够在负极板NEP的一边(下边)形成呈矩形形状的多个负极集电片NTAB。这样，如图29所示，能够在负极板NEP上形成涂敷负极活性物质NAS并经加工后的负极NEL。
[0156]接着，如图30所示，将与隔膜SPl (SP2(图中未示出)一体化而形成的正极PEL与负极NEL重叠。此时，正极PEL上形成的正极集电片PTAB和负极NEL上形成的负极集电片NTAB被配置在相反方向。
[0157]其后，如图31所示，将带隔膜SPl (SP2)的正极PEL和负极NEL在重叠的状态下卷绕在轴芯CR上，形成电极卷绕体WRF。这样，能够形成电极卷绕体WRF。
[0158]接着，如图32所示，将从电极卷绕体WRF的上端部突出的正极集电片PTAB连接到正极集电环PR上。同样地,将从电极卷绕体WRF的下端部突出的负极集电片NTAB连接到负极集电环NR上。在此，正极集电片PTAB与正极集电环PR的连接以及负极集电片NTAB与负极集电环NR的连接例如利用超声波焊接来进行。因此，在正极PEL和隔膜SPl (SP2)以独立部件分离地构成的情况下，由于在正极PEL与隔膜SPl (SP2)之间存在间隙，因此，存在在上述的超声波焊接时金属异物飞散，金属异物侵入到正极PEL与隔膜SPl (SP2)之间形成的间隙中的可能性。与此相对，在本实施方式I中，由于正极PEL与隔膜SPl (SP2) —体地形成而不存在间隙，因此，能够防止在超声波焊接时产生的金属异物侵入到电极卷绕体WRF的内部并附着在正极PEL上。
[0159]接着，如图33所示，将电极卷绕体WRF插入到外装罐CS的内部。而且，如图34所示，加工外装罐CS而形成沟DT。该沟DT是为了固定插入到外装罐CS内部的电极卷绕体WRF使其不在上下方向移动而设置的。
[0160]而且，如图35所示，向插入了电极卷绕体WRF的外装罐CS的内部注入电解液EL。其后，通过用盖子密封外装罐CS的上部，能够制造本实施方式I中的锂离子电池。
[0161]<实施方式I的锂离子电池的制造方法的优点>
[0162]例如，作为一体地形成正极和隔膜的制造技术，认为是使正极活性物质干燥并实施加压处理后，在实施了该干燥处理和加压处理的正极活性物质上涂敷隔膜材料(浆液)的技术。在该技术的情况下，具有能够比较容易实现正极与隔膜的一体化的优点。这样的制造技术由于在干燥后的正极活性物质上涂敷浆液状的隔膜材料，因此有时被称为湿罩干(wet on dry)方式。
[0163]在上述的湿罩干方式中，例如由于涂敷含有电极材料的浆液的工序和涂敷含有隔膜材料的浆液的工序为独立的，因此存在多个涂敷工序。即，在湿罩干方式中，涂敷含有电极材料的浆液后，使该浆液干燥，对干燥后的电极材料实施加压处理。至此的工序可以以制造正极的现有的制造设备进行。其后，存在在形成的电极材料上涂敷隔膜材料的工序，因此，除制造正极的现有的制造设备之外，需要涂敷隔膜材料并使其干燥的新的制造设备。由此，存在锂离子电池的制造工序变长且无法实现充分的成本降低的问题点。即，湿罩干方式为将重点置于制造容易性方面的技术，从进一步推进成本降低的观点出发，可谓是有改善余地的技术。
[0164]与此相对，根据本实施方式I的锂离子电池的制造方法，在正极板上一并涂敷电极材料(正极活性物质)和隔膜材料(陶瓷及有机材料)。由此，与分别涂敷电极材料和隔膜材料的湿罩干方式相比，能够实现进一步的成本降低。即，在本实施方式I的锂离子电池的制造方法中，一并涂敷浆液状态的电极材料和浆液状态的隔膜材料之后，将浆液状态的电极材料和浆液状态的隔膜材料一并干燥，其后，将干燥后的电极材料和隔膜材料一并进行加压处理。由此，根据本实施方式I的锂离子电池的制造方法，可以直接应用目前存在的正极的制造设备，隔膜材料也在电极材料上形成。由此，不需要新设置仅用于涂敷隔膜材料的另外的制造设备，因此，能够充分地实现成本降低。即，通过在本实施方式I的锂离子电池的制造方法中直接使用电极的制造线，可得到能够实现电极材料及隔膜材料的一并涂敷、一并干燥、一并加压处理，因此能够获得充分的成本降低的优点。予以说明，该着眼于成本降低的本实施方式I的锂离子电池的制造方法由于在浆液状态的电极材料上涂敷浆液状态的隔膜材料，因此，有时被称为湿罩湿(wet on wet)方式。
[0165](实施方式2)
[0166]<实施方式2的特征>
[0167]在上述实施方式I中，对将含有有机材料及无机材料的隔膜与正极一体化而成的锂离子电池进行了说明，在本实施方式2中，对将正极与隔膜一体化、并且由含有无机材料的第I绝缘膜(无机绝缘膜)和含有有机材料的第2绝缘膜(有机绝缘膜)的层叠膜形成隔膜的例子进行说明。
[0168]图36是表示本实施方式2的隔膜与正极的一体结构的剖面图。如图36所示，在本实施方式2的隔膜与正极的一体结构中，在正极板PEP的两面上形成有正极活性物质PAS，以与该正极活性物质PAS直接接触的方式形成含有例如陶瓷粉末CRS (氧化铝或二氧化硅)等无机材料的绝缘膜IFl。而且，以与该绝缘膜IFl直接接触的方式形成含有聚烯烃系树脂等有机材料OM的绝缘膜IF2。S卩，在本实施方式2中，由绝缘膜IFl和绝缘膜IF2的层叠膜形成隔膜SPl (SP2)。以下，对该构成的优点进行说明。
[0169]例如，如上述实施方式I那样,考虑以同时含有无机材料和有机材料的方式构成隔膜SPl (SP2)。该情况下，在隔膜SPl (SP2)中含有熔点低于陶瓷的有机材料的情况下，即使因短路而产生温度的异常上升，熔点低于陶瓷的有机材料熔融，由此，在熔点附近空穴(微细孔)闭塞，因此，能够阻止正极与负极之间的锂离子的透过。换句话说，通过在隔膜SPl (SP2)中含有熔点低于陶瓷的有机材料，能够在外部短路时切断电流，使锂离子电池的内部的温度上升停止。即，如上述实施方式I那样，通过以含有陶瓷(无机材料)和熔点低于陶瓷的有机材料两者的方式构成隔膜SPl (SP2)，耐热性优异，并且能够具有切断短路时的异常电流的关断功能。其结果，根据上述实施方式1，能够提供安全性高、可靠性优异的锂离子电池。
[0170]但是，实际地形成含有无机材料和有机材料的隔膜SPl (SP2)的情况下，存在隔膜SPl (SP2)中有机材料不均化的可能性。这样，如果在隔膜SPl (SP2)中有机材料不均化，则在锂离子电池的异常发热时，有可能产生因隔膜SPl (SP2)内的有机材料的不均化导致的空穴(微细孔)的闭塞不良。即，有机材料不均化意味着在隔膜SPl (SP2)内存在有机材料较多地存在的区域和有机材料较少地存在的区域。于是，在有机材料少的区域中，即使有机材料熔融，绝对量也少，因此，不能填补多数空穴。其结果，在异常发热时引起电极反应的切断不良，不能充分地发挥有机材料的熔融带来的关断功能的可能性升高。
[0171]与此相对，在本实施方式2中，由含有无机材料的绝缘膜IFl和含有有机材料的绝缘膜IF2的层叠膜形成隔膜SPl (SP2)。因此，在本实施方式2的隔膜SPl (SP2)中，由于无机材料和有机材料被分离，因此，不会产生在混合无机材料和有机材料时产生的有机材料的不均化的问题。由此，根据本实施方式2，能够抑制因有机材料的不均化导致的关断功能的降低。即，根据本实施方式2，能够在锂离子电池的异常发热时抑制因隔膜SPl (SP2)内的有机材料的不均化导致的空穴(微细孔)的闭塞不良。其结果，根据本实施方式2，不会引起电极反应的切断不完全，能够可靠地显现关断功能，由此，能够有效地切断锂离子电池的电极反应。
[0172]予以说明，在本实施方式2中，以在正极的两面粘接隔膜SPl和隔膜SP2并一体化的方式构成，所以，能够消除在正极与隔膜SPl之间或者正极与隔膜SP2之间产生的间隙。其结果，能够防止因金属异物导致的锂离子电池内的内部短路，由此，能够提高锂离子电池的可靠性。
[0173]<实施方式2的锂离子电池的制造方法>
[0174]本实施方式2的锂离子电池如上所述构成，以下，一边参照附图一边对其制造方法进行说明。在本实施方式2中，也对正极、陶瓷粉末CRS和有机材料OM以层状一体化而形成的例子进行说明。
[0175]首先，如图10及图11所示，利用与上述的实施方式I同样的方法制作含有正极活性物质PAS的浆液SL1。进一步，在本实施方式2中，例如，如图37所示，准备氧化铝(Al2O3)或二氧化硅(SiO2)等陶瓷粉末CRS (粒径例如为4 μ m)。而且，如图38所示，形成使例如由聚偏氟乙烯构成的粘结剂(粘合剂)溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的溶液，在该溶液中混炼陶瓷粉末CRS，制作浆液SL4。同样地，在本实施方式2中，例如，如图39所示，准备例如由以高密度聚乙烯(熔点:130?137°C )及直链状低密度聚乙烯(熔点:122?124°C )等为代表的聚烯烃系树脂构成的有机材料OM(粒径例如为I μ m)。而且，如图40所示，形成使例如由聚偏氟乙烯构成的粘结剂(粘合剂)溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的溶液，在该溶液中混炼有机材料0M，制作浆液SL5。
[0176]其后，如图41所示，将含有正极活性物质PAS和粘结剂(粘合剂)的浆液SLl涂敷在正极板(正极集电体)PEP上。具体而言，如图41所示，例如使用金属型涂料机DC，在由铝构成的正极板PEP上涂敷正极活性物质PAS (也包含导电助剂)。接着，使用金属型涂料机DC，在涂敷于正极板PEP上的浆液SLl上涂敷混炼有陶瓷粉末CRS的浆液SL4。接着，使用金属型涂料机DC，在浆液SL4上涂敷混炼有有机材料OM的浆液SL5。在此，首先对使用金属型涂料机DC在正极板PEP上涂敷混炼有正极活性物质PAS的浆液SLl之后，在该浆液SLl上涂敷混炼有陶瓷粉末CRS的浆液SL4，进一步涂敷混炼有有机材料OM的浆液SL5的逐次涂敷法进行说明，但也可以使用如下的同时涂敷法:例如，在正极板PEP上使用金属型涂料机DC同时涂敷混炼有正极活性物质PAS的浆液SLl、混炼有陶瓷粉末CRS的浆液SL4和混炼有有机粒子的浆液SL5。
[0177]接着，如图42所示，使涂敷在正极板PEP上的浆液SLl和浆液SL4及浆液SL5干燥。具体而言，通过例如在120°C以下对正极板PEP加热，使涂敷在正极板PEP上的浆液SLl和浆液SL4及浆液SL5干燥。此处的加热处理需要设定为构成有机材料OM的有机粒子不熔融的温度。由此，能够在正极板PEP上形成正极活性物质PAS，在该正极活性物质PAS上形成含有陶瓷粉末CRS的绝缘膜IFl。然后，能够在该绝缘膜IFl上形成含有有机材料OM的绝缘膜IF2。
[0178]而且，在正极板PEP的一个面(第一面)上形成正极活性物质PAS及含有陶瓷粉末CRS的绝缘膜IFl和含有有机材料OM的绝缘膜IF2之后，如图43所示，在正极板PEP的另一面(第二面)上涂敷混炼有正极活性物质PAS的浆液SL1、混炼有陶瓷粉末CRS的浆液SL4和混炼有有机材料OM的浆液SL5。其后，通过例如在120°C以下对正极板PEP加热，使涂敷在正极板PEP的另一面上的浆液SLl及浆液SL4和浆液SL5干燥。由此，如图44所示，能够在正极板PEP的另一面上也在正极板PEP上形成正极活性物质PAS，在该正极活性物质PAS上形成含有陶瓷粉末CRS的绝缘膜IFl。而且，能够在该绝缘膜IFl上形成含有有机材料OM的绝缘膜IF2。
[0179]这样，在正极板PEP的两面上形成正极活性物质PAS及绝缘膜IFl和绝缘膜IF2之后，如图45所示，对正极板PEP实施使用滚筒RL的加热、加压处理。该加热、加压处理例如在120°C以下实施。由此，能够实现涂敷在正极板PEP上的正极活性物质PAS的高密度化。如以上那样操作，如图36所示，能够在正极板PEP的两面上形成正极活性物质PAS，以与该正极活性物质PAS直接接触的方式形成含有例如陶瓷(氧化铝或二氧化硅)等无机材料的绝缘膜IF1。然后，能够以与该绝缘膜IFl直接接触的方式形成含有聚烯烃系树脂等有机材料的绝缘膜IF2。S卩，在本实施方式2中，能够由绝缘膜IFl和绝缘膜IF2的层叠膜形成隔膜 SPl (SP2)。
[0180]根据本实施方式2，由于将包含由陶瓷粉末CRS构成的绝缘膜IFl和由有机材料OM构成的绝缘膜IF2的隔膜SPl (SP2)与正极一并进行干燥、加压并以层状一体化形成，因此可得到能够削减工序数、能够削减制造成本的优点。另外，在电池异常发热时不引起因隔膜SP1(SP2)内的有机粒子的不均化导致的闭塞不良造成的电极反应的切断不完全，能够可靠地显现关断功能，切断电极反应。
[0181]予以说明，以后的工序与上述实施方式I大致相同，因此，省略再次的说明。如上所述，能够制造本实施方式2的锂离子电池。
[0182](实施方式3)
[0183]<实施方式3中的特征>
[0184]本实施方式3的锂离子电池的构成与上述实施方式2的锂离子电池的构成几乎同样。即，在上述实施方式2中，对将正极与隔膜一体化、并且由含有无机材料的第I绝缘膜和含有有机材料的第2绝缘膜的层叠膜形成隔膜的例子进行了说明。在本实施方式3中，对将正极与隔膜一体化、并且由含有有机材料的第I绝缘膜(有机绝缘膜)和含有无机材料的第2绝缘膜(无机绝缘膜)的层叠膜形成隔膜的例子进行说明。
[0185]图46是表示本实施方式3的隔膜与正极的一体结构的剖面图。如图46所示，在本实施方式3的隔膜与正极的一体结构中，在正极板PEP的两面上形成有正极活性物质PAS，以与该正极活性物质PAS直接接触的方式形成含有例如聚烯烃系树脂等有机材料OM的绝缘膜IFl。而且，以与该绝缘膜IFl直接接触的方式形成含有陶瓷粉末CRS (氧化铝或二氧化硅)等无机材料的绝缘膜IF2。S卩，在本实施方式3中，由绝缘膜IFl和绝缘膜IF2的层叠膜形成隔膜SPl (SP2)。
[0186]这样，在本实施方式3中，由含有有机材料的绝缘膜IFl和含有无机材料的绝缘膜IF2的层叠膜形成隔膜SPl (SP2)。因此，在本实施方式3的隔膜SPl (SP2)中，由于无机材料和有机材料被分离，因此，不会产生在混合无机材料和有机材料时产生的有机材料的不均化的问题。由此，根据本实施方式3，与上述实施方式2同样地，能够抑制因有机材料的不均化导致的关断功能的降低。即，根据本实施方式3，能够在锂离子电池的异常发热时抑制因隔膜SP1(SP2)内的有机材料的不均化导致的空穴(微细孔)的闭塞不良。其结果，根据本实施方式3，不引起电极反应的切断不完全，能够可靠地显现关断功能，由此，能够有效地切断锂离子电池的电极反应。
[0187]予以说明，在本实施方式3中，以在正极的两面上粘接隔膜SPl和隔膜SP2并一体化的方式构成，所以，能够消除在正极与隔膜SPl之间或者正极与隔膜SP2之间产生的间隙。其结果，能够防止因金属异物导致的锂离子电池内的内部短路，由此，能够提高锂离子电池的可靠性。
[0188]<实施方式3的锂离子电池的制造方法>
[0189]本实施方式3的锂离子电池如上所述构成，以下，一边参照附图一边对其制造方法进行说明。在本实施方式3中，也对正极和陶瓷粉末CRS和有机材料OM以层状一体化而形成的例子进行说明。
[0190]如图47所示，例如使用金属型涂料机DC，在由铝构成的正极板PEP上涂敷含有正极活性物质PAS (也包含导电助剂)的浆液SL1。接着，使用金属型涂料机DC，在涂敷于正极板PEP上的浆液SLl上涂敷混炼有有机材料OM的浆液SL5。其后，使用金属型涂料机DC，在含有有机材料OM的浆液SL5上涂敷混炼有陶瓷粉末CRS的浆液SL4。在此，首先对使用金属型涂料机DC在正极板PEP上涂敷混炼有正极活性物质PAS的浆液SLl之后，在该正极活性物质PAS上涂敷混炼有有机材料OM的浆液SL5、进一步涂敷混炼有陶瓷粉末CRS的浆液SL4的逐次涂敷法进行说明，但也可以使用如下的同时涂敷法:例如，使用金属型涂料机DC同时在正极板PEP上涂敷混炼有正极活性物质PAS的浆液SLl、混炼有有机材料OM的浆液SL5和混炼有陶瓷粉末CRS的浆液SL4。
[0191]接着，如图48所示，使涂敷在正极板PEP上的浆液SLl及浆液SL5和浆液SL4干燥。具体而言，通过例如在120°C以下对正极板PEP加热，使涂敷在正极板PEP上的浆液SLl及浆液SL5和浆液SL4干燥。此处的加热处理需要设定为构成有机材料OM的有机粒子不熔融的温度。由此，能够在正极板PEP上形成正极活性物质PAS，在该正极活性物质PAS上形成含有有机材料OM的绝缘膜IFl。而且，能够在该绝缘膜IFl上形成含有陶瓷粉末CRS的绝缘膜IF2。
[0192]而且，在正极板PEP的一个面(第一面)上形成正极活性物质PAS及含有陶瓷粉末CRS的绝缘膜IF2和含有有机材料OM的绝缘膜IFl之后，如图49所示，在正极板PEP的另一面(第二面)上涂敷混炼有正极活性物质PAS的浆液SLl、混炼有有机材料OM的浆液SL5和混炼有陶瓷粉末CRS的浆液SL4。其后，通过例如在120°C以下对正极板PEP加热，使涂敷在正极板PEP的另一面上的浆液SLl及浆液SL5和浆液SL4干燥。由此，如图50所示，能够在正极板PEP的另一面也在正极板PEP上形成正极活性物质PAS，在该正极活性物质PAS上形成含有有机材料OM的绝缘膜IFl。而且，能够在该绝缘膜IFl上形成含有陶瓷粉末CRS的绝缘膜IF2。
[0193]这样，在正极板PEP的两面上形成正极活性物质PAS及绝缘膜IFl和绝缘膜IF2之后，如图51所示，对正极板PEP实施使用滚筒RL的加热、加压处理。该加热、加压处理例如在120°C以下实施。由此，能够实现涂敷在正极板PEP上的正极活性物质PAS的高密度化。如以上那样，如图46所示，能够在正极板PEP的两面上形成正极活性物质PAS，以与该正极活性物质PAS直接接触的方式形成含有例如聚烯烃系树脂等有机材料的绝缘膜IFl。而且，能够以与该绝缘膜IFl直接接触的方式形成含有陶瓷(氧化铝或二氧化硅)等无机材料的绝缘膜IF2。S卩，在本实施方式3中，能够由绝缘膜IFl和绝缘膜IF2的层叠膜形成隔膜 SPl (SP2)。
[0194]根据本实施方式3，由于将包含由有机材料OM构成的绝缘膜IFl和由陶瓷粉末CRS构成的绝缘膜IF2的隔膜SPl (SP2)和正极一并进行干燥、加压并以层状一体化形成，因此，可得到能够削减工序数、能够削减制造成本的优点。另外，在电池异常发热时不引起因隔膜SP1(SP2)内的有机粒子的不均化导致的闭塞不良引起的电极反应的切断不良，能够可靠地显现关断功能，切断电极反应。
[0195]予以说明，以后的工序与上述实施方式I几乎同样，因此，省略再次的说明。如上所述，能够制造本实施方式3的锂离子电池。
[0196]以上对本发明人所提出的发明基于其实施方式进行了具体说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围可进行各种变更而无需明言。
[0197]予以说明，在实施方式I?3中，对在正极的两面上一体地形成隔膜的例子进行了说明，但本申请发明的技术思想并不限于此。例如，也可以在正极的一个面上一体地形成隔膜，并且在负极的一个面上一体地形成另一隔膜，进一步，本申请发明的技术思想也可以适用于在负极的两面上一体地形成隔膜的情况。
[0198]在此，如上述实施方式I中所说明的那样，因金属异物的溶解、析出这样的机理导致的锂离子电池的内部短路，原因是在正极上附着金属异物。因此，为了有效地抑制因金属异物的溶解、析出这样的机理导致的锂离子电池的内部短路，使得在正极上不附着金属异物是重要的。由此，在本申请发明的技术思想中，与隔膜一体地形成的电极可以为正极和负极的任一方，但特别地从有效地抑制因金属异物的溶解、析出这样的机理导致的锂离子电池的内部短路的观点出发，如上述实施方式I?3中所说明的那样，优选在正极的两面一体地形成隔膜的构成。
[0199]另外，在上述实施方式I?3中，以锂离子电池为例对本发明的技术思想进行了说明，但本发明的技术思想并不限定于锂离子电池，可以广泛适用于具备有正极、负极及电分离正极与负极的隔膜的蓄电装置(例如电池或电容器等)。
[0200]工业上的可利用性
[0201]本发明例如可以广泛应用于制造以锂离子电池为代表的电池的制造业。
[0202]符号说明
[0203]CAP 电池盖
[0204]CR 轴芯
[0205]CRS 陶瓷粉末[0206]CS外装罐
[0207]CU充电器
[0208]DC金属型涂料机
[0209]DCl金属型涂料机
[0210]DC2金属型涂料机
[0211]EL电解液
[0212]IFl绝缘膜
[0213]IF2绝缘膜
[0214]LIB锂离子电池
[0215]NAS负极活性物质
[0216]NEL负极
[0217]NEP负极板
[0218]NR 负极集电环
[0219]NT负极引线板
[0220]NTAB负极集电片
[0221]OM有机材料
[0222]PAS正极活性物质
[0223]PEL正极
[0224]PEP正极板
[0225]PMPl供给泵
[0226]PMP2供给泵
[0227]PR正极集电环
[0228]PT正极引线板
[0229]PTAB正极集电片
[0230]RL滚筒
[0231]RLl滚筒
[0232]SLl浆液
[0233]SL2浆液
[0234]SL3浆液
[0235]SL4浆液
[0236]SL5浆液
[0237]SP隔膜
[0238]SPl隔膜
[0239]SP2隔膜
[0240]WRF电极卷绕体
【权利要求】
1.一种锂离子电池的制造方法，其特征在于，包括: (a)在电极板上涂敷含有活性物质的第I浆液，在所述第I浆液上涂敷含有有机粒子和无机粒子的第2浆液的工序； (b)在所述(a)工序后，使涂敷的所述第I浆液及第2浆液干燥，由此在所述电极板上形成所述活性物质，在所述活性物质上形成含有所述有机粒子及所述无机粒子的隔膜的工序; (C)在所述(b)工序后，对所述活性物质及所述隔膜实施加热下的加压处理的工序。
2.权利要求1所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，在所述(a)工序的阶段，所述有机粒子的平均粒径比所述无机粒子的平均粒径小。
3.权利要求1所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述有机粒子由聚烯烃系树脂构成。
4.权利要求1所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述无机粒子由陶瓷构成。
5.权利要求4所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述无机粒子由氧化铝或二氧化硅构成。
6.一种锂离子电池的制造方法，其特征在于，包括: (a)在电极板的第一面上涂敷含有活性物质的第I浆液，在所述第I浆液上涂敷含有有机粒子和无机粒子的第2浆液的工序； (b)在所述(a)工序后，使涂敷在所述第一面上的所述第I浆液及所述第2浆液干燥，由此在所述电极板的所述第一面上形成所述活性物质，在所述活性物质上形成含有所述有机粒子及所述无机粒子的第I隔膜的工序； (c)在所述(b)工序后，在与所述电极板的所述第一面相反侧的第二面上涂敷所述第I浆液，在所述第I浆液上涂敷所述第2浆液的工序； (d)在所述(c)工序后，使涂敷在所述第二面上的所述第I浆液及所述第2浆液干燥，由此在所述电极板的所述第二面上形成所述活性物质，在所述活性物质上形成含有所述有机粒子及所述无机粒子的第2隔膜的工序； (e)在所述(d)工序后，对形成在所述第一面的所述活性物质及所述第I隔膜和形成在所述第二面的所述活性物质及所述第2隔膜实施加热下的加压处理的工序。
7.—种锂离子电池的制造方法，其特征在于，包括: (a)在电极板上涂敷含有活性物质的第I浆液，在所述第I浆液上涂敷含有第I物质的第2浆液，在所述第2浆液上涂敷含有与所述第I物质不同的第2物质的第3浆液的工序; (b)在所述(a)工序后，使涂敷的所述第I浆液、第2浆液及所述第3浆液干燥，由此在所述电极板上形成所述活性物质，在所述活性物质上形成由含有所述第I物质的第I绝缘膜和含有所述第2物质的第2绝缘膜构成的隔膜的工序； (c)在所述(b)工序后，对所述活性物质及所述隔膜实施加热下的加压处理的工序。
8.权利要求7所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述第I物质为无机粒子，所述第2物质为有机粒子，所述第I绝缘膜为含有所述无机粒子的无机绝缘膜，所述第2绝缘膜为含有所述有机粒子的有机绝缘膜。
9.权利要求8所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述第I物质为陶瓷，所述第2物质为聚烯烃系树脂。
10.权利要求9所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述第I物质为氧化铝或二氧化硅。
11.权利要求7所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述第I物质为有机粒子，所述第2物质为无机粒子，所述第I绝缘膜为含有所述有机粒子的有机绝缘膜，所述第2绝缘膜为含有所述无机粒子的无机绝缘膜。
12.权利要求11所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述第I物质为聚烯烃系树脂，所述第2物质为陶瓷。
13.权利要求12所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述第2物质为氧化铝或二氧化硅。
14.一种锂离子电池的制造方法，其特征在于，包括: (a)在电极板的第一面上涂敷含有活性物质的第I浆液，在所述第I浆液上涂敷含有第I物质的第2浆液，在所述第2浆液上涂敷含有与所述第I物质不同的第2物质的第3浆液的工序； (b)在所述(a)工序后，使在所述第一面上涂敷的所述第I浆液、所述第2浆液及所述第3浆液干燥，由此在所述电极板的所述第一面上形成所述活性物质，在所述活性物质上形成由含有所述第I物质的第I绝缘膜和含有所述第2物质的第2绝缘膜构成的第I隔膜的工序； (c)在所述(b)工序后，在与所述电极板的所述第一面相反侧的第二面上涂敷所述第I浆液，在所述第I浆液上涂敷所述第2浆液，在所述第2浆液上涂敷所述第3浆液的工序； (d)在所述(c)工序后，使在所述第二面上涂敷的所述第I浆液、所述第2浆液及所述第3浆液干燥，由此在所述电极板的所述第二面上形成所述活性物质，在所述活性物质上形成由含有所述第I物质的所述第I绝缘膜和含有所述第2物质的所述第2绝缘膜构成的第2隔膜的工序； (e)在所述(d)工序后，对形成在所述第一面的所述活性物质及所述第I隔膜和形成在所述第二面的所述活性物质及所述第2隔膜实施加热下的加压处理的工序。
15.一种锂离子电池，其特征在于，包括: (a)正极、 (b)负极、和 (C)与所述正极和所述负极中的任一个电极一体化的隔膜， 所述隔膜含有有机粒子和无机粒子， 所述有机粒子的平均粒径比所述无机粒子的平均粒径小。
16.权利要求15所述的锂离子电池，其特征在于，所述有机粒子由聚烯烃系树脂构成，所述无机粒子由陶瓷构成。
17.权利要求16所述的锂离子电池，其特征在于，所述无机粒子由氧化铝、或者陶瓷构成。
18.一种锂离子电池，其特征在于，包括: (a)正极、 (b)负极、和(C)与所述正极和所述负极中的任一方的电极一体化的隔膜， 所述隔膜具有: (cl)形成在所述电极上的第I绝缘膜和 (c2)形成在所述第I绝缘膜上的第2绝缘膜。
19.权利要求18所述的锂离子电池，其特征在于，所述第I绝缘膜为含有无机粒子的无机绝缘膜，所述第2绝缘膜为含有有机粒子的有机绝缘膜。
20.权利要求19所述的锂离子电池，其特征在于，所述第I绝缘膜为含有陶瓷的所述无机绝缘膜，所述第2绝缘膜为含有聚烯烃系树脂的所述有机绝缘膜。
21.权利要求20所述的锂离子电池，其特征在于，所述第I绝缘膜为含有氧化铝或二氧化硅的所述无机绝缘膜。
22.权利要求18所述的锂离子电池，其特征在于，所述第I绝缘膜为含有有机粒子的有机绝缘膜，所述第2绝缘膜为含有无机粒子的无机绝缘膜。
23.权利要求22所述的锂离子电池，其特征在于，所述第I绝缘膜为含有聚烯烃系树脂的所述有机绝缘膜，所述第2绝缘膜为含有陶瓷的所述无机绝缘膜。
24.权利要求23所述的锂离子电池，其特征在于，所述第2绝缘膜为含有氧化铝或二氧化硅的所述无机绝缘膜。
【文档编号】H01M2/16GK103999268SQ201280062019
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年10月10日 优先权日:2011年12月16日
【发明者】加贺祐介, 西龟正志, 高原洋一 申请人:株式会社日立制作所