蓄电装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的之一是提供一种能够弯曲的薄片状的蓄电装置。该蓄电装置包括夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部以及由正极和负极分别延伸到多个卷绕部的外部的部分构成的联结部，其中，多个卷绕部通过联结部串联连接，并且，通过使联结部弯曲而使蓄电装置具有柔性。

【技术实现步骤摘要】
蓄电装置
本专利技术涉及一种蓄电装置以及其制造方法。
技术介绍
近年来，作为以手机、智能手机为代表的信息终端以及游戏机等民用电子设备的电源，作为蓄电装置的锂二次电池被广泛地利用。作为这种电子设备，除了是长使用寿命、高容量以外，为了实现轻量化及小型化且为了确保外形设计的自由度，对薄片状且具有柔性的蓄电装置的需求增高。通过实现具有柔性的薄片状的蓄电装置，即使在弯曲的部分或厚度薄的部分诸如手表的手表带、衣服、薄型电子设备等也可以设置蓄电装置。现有的非水二次电池的锂二次电池一般具有多次重叠卷绕正极、隔离体以及负极的卷绕体，将该卷绕体封入圆筒型、方型、硬币型等固定形状的容器中。虽然正极、隔离体、负极分别都具有柔性，但是在形成卷绕体并被封入容器中之后其形状被固定可以自由弯曲等柔性完全丧失。由此，不能使蓄电装置具有弯曲的自由度而难以在电子设备的弯曲的部分设置蓄电装置。于是，对如专利文献1所公开的固体二次电池积极地进行研究。固体二次电池采用将现有的非水电解液置换为无机固体电解质或有机固体电解质的结构。就是说，该固体二次电池在正极集电体上具有正极活性物质、固体电解质、负极活性物质以及负极集电体，通过使整体薄型化而实现柔性。[专利文献1]日本专利申请公开2007-123081号公报但是，固体二次电池的电解质层也需要实现薄型化，当弯曲固体二次电池时有正极和负极之间容易发生短路的课题。尤其是，固体二次电池整体由固体形成，所以当反复弯曲电池时产生膜剥离及各膜中的破裂（裂缝）而难以构成薄片状的电池。另外，用于固体二次电池的固体电解质有各种课题，目前还达不到实用化。
技术实现思路
于是，本专利技术的一个方式提供一种薄片状的蓄电装置，该蓄电装置不使用固体二次电池而有效地利用现有的非水二次电池的结构并且能够弯曲。本专利技术的一个方式是一种蓄电装置，该蓄电装置包括夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部以及由正极和负极分别延伸到多个卷绕部的外部的部分构成的联结部，其中，多个卷绕部通过联结部串联连接，并且，通过使联结部弯曲而使蓄电装置具有柔性。另外，本专利技术的一个方式是一种蓄电装置，该蓄电装置包括：夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部；由正极和负极分别延伸到卷绕部的外部的部分构成的联结部；以及多个柔性衬底，其中，多个卷绕部通过联结部及柔性衬底串联连接，并且，通过使联结部弯曲而使蓄电装置具有柔性。另外，本专利技术的一个方式是一种蓄电装置，该蓄电装置包括夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部以及由正极和负极分别延伸到多个卷绕部的外部的部分构成的联结部，其中，多个卷绕部通过联结部并联连接，并且，通过使联结部弯曲而使蓄电装置具有柔性。另外，本专利技术的一个方式是一种蓄电装置，该蓄电装置包括：夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部；由正极和负极分别延伸到多个卷绕部的外部的部分构成的联结部；以及多个柔性衬底，其中，多个卷绕部通过联结部及柔性衬底并联连接，并且，通过使联结部弯曲而使蓄电装置具有柔性。多个卷绕部分别具有夹着隔离体卷绕有正极和负极的结构。在此，正极至少包括薄片状的正极集电体以及在其双面包含正极活性物质的正极合剂层。另外，负极至少包括薄片状的负极集电体以及在其双面包含负极活性物质的负极合剂层。注意，当正极合剂层或负极合剂层只由各自的活性物质构成时，正极合剂层或负极合剂层是指只由各自的活性物质构成的层。通过卷绕正极和负极，可以形成充放电容量。另外，联结部用作使蓄电装置具有柔性的部分。作为联结部，既可以直接延伸用于卷绕部的正极或负极的集电体而使用，又可以另行使用柔性衬底。无论上述任何情况都对联结部使用具有柔性的薄片状的材料，所以联结部可以连接多个形状被固定的卷绕部且在联结部能够允许的变形的范围内随意使多个卷绕部的形状变化。因此，作为蓄电装置整体可以具有柔性。如上所述，卷绕部用作形成充放电容量的部分，联结部用作使蓄电装置具有柔性的部分，因此可以制造不但具有所规定的充放电容量并且具有柔性的蓄电装置。另外，在本专利技术所示的蓄电装置中，通过将多个卷绕部串联电连接可以制造高输出的蓄电装置，通过将多个卷绕部并联电连接可以制造大容量的蓄电装置。关于上述卷绕部及联结部，例如可以将其与非水电解液一起封入在使用层压薄膜等的具有柔性的外包装体中而制造蓄电装置。通过将这些封入在具有柔性的层压薄膜等的外包装体中，可以将内部的蓄电元件所具有的柔性反映到外部。另外，蓄电装置所具有的多个卷绕部的卷绕数优选都相同。通过使卷绕数相同，可以以相同的厚度制造捲绕部，因此可以制造其表面平坦的具有捲绕部的蓄电装置。本专利技术的一个方式可以提供一种高容量且具有柔性的薄片状的蓄电装置。附图说明图1A和1B是说明蓄电元件的图；图2A至2F是说明蓄电元件的柔性的图；图3A至3C是说明蓄电元件的图；图4A和4B是说明蓄电元件的图；图5A和5B是说明蓄电元件的柔性的图；图6A至6C是说明蓄电元件的图；图7A至7C是说明正极的图；图8A至8D是说明负极的图；图9A至9G是说明卷绕结构体的制造工序的图；图10是说明蓄电装置的图；图11是说明电器设备的图；图12A和12B是说明电器设备的图。具体实施方式下面，关于本专利技术的实施方式参照附图给予说明。但是，实施方式可以以多个不同方式来实施，所属
的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式而不脱离本专利技术的宗旨及其范围。因此，本专利技术不应该被解释为仅限定在本实施方式所记载的内容中。注意，在本说明书所说明的各附图中，每个结构的大小、膜厚度或者区域有时为了明确起见而被夸大。由此，并不局限于该尺寸。实施方式1在本实施方式中，参照图1A至图2F说明以高容量且具有柔性的锂二次电池为代表的蓄电装置。注意，锂二次电池是指作为载体离子使用锂离子的二次电池。另外，作为能够代替锂离子的载体离子，可以举出钠、钾等碱金属离子、钙、锶、钡等碱土金属离子、铍离子或镁离子等。图1A是说明本实施方式所示的蓄电装置具有的蓄电元件的俯瞰图。为了方便起见，在本专利技术中，为了说明正极和负极的布局以及连接结构使用“蓄电元件”一词，蓄电元件是指至少具有正极、负极及隔离体的结构体。在图1A中，蓄电元件100包括多个薄片状的正极101以及多个薄片状的负极102，通过将正极101的一端和负极102的一端以重叠的方式卷起而形成卷绕结构。图1B示出卷绕结构体的截面图。该截面图示出垂直于卷绕方向的截面。卷绕结构体由将正极101和负极102以重叠的方式卷起的部分（以下，称为卷绕部）104以及正极101或负极102延伸到卷绕部104的外部的部分（以下，称为联结部）105构成。蓄电元件100由多个卷绕结构体构成。另外，正极101和负极102之间设置有隔离体103。在图1B中图示出作为一张薄片的隔离体103，但是不局限于本方式，也可以在相对的正极和负极之间或相对的负极和正极之间使用不同的隔离体。此外，在图1B中也图示出联结部105中的隔离体，但是也可以不在该部分设置隔离体。卷绕部104是隔着隔离体将正极101和负极102以重叠的方式卷起的部分。在此，正极101至少包括薄片状的正极集电体以及在其双面包含正极活性物质的正极合剂层。另外，负极102至少包括薄片状的负极集电体以及在其双面包含负极活性物质的负极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电装置，包括：夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部；以及由所述正极和所述负极分别延伸到所述多个卷绕部的外部的部分构成的联结部，其中，所述多个卷绕部通过所述联结部连接，并且，通过使所述联结部弯曲而使所述蓄电装置具有柔性。

【技术特征摘要】
2012.02.17 JP 2012-0323871.一种蓄电装置，包括：夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部；以及由所述正极和所述负极分别延伸到所述多个卷绕部的外部的部分构成的联结部，其中，所述多个卷绕部的所述正极的所述联结部彼此连接，所述多个卷绕部的所述负极的所述联结部彼此连接，通过使所述联结部弯曲而使所述蓄电装置具有柔性，使用正极集电体及正极合剂层形成所述正极，并且，使用正极活性物质及覆盖所述正极活性物质的石墨烯形成所述正极合剂层，通过在所述正极集电体的双面涂敷浆料，并在还原环境中进行加热，形成所述正极合剂层，所述浆料具有粒子状的正极活性物质和氧化石墨烯，在所述加热中一部分氧从所述氧化石墨烯脱离，形成具有间隙的石墨烯。2.一种蓄电装置，包括：夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部；由所述正极和所述负极分别延伸到所述多个卷绕部的外部的部分构成的联结部；以及多个柔性衬底，其中，所述多个卷绕部通过所述联结部及所述柔性衬底连接，通过使所述联结部和所述柔性衬底弯曲而使所述蓄电装置具有柔性，所述柔性衬底包括绝缘材料和布线，使用正极集电体及正极合剂层形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：细谷邦雄，田岛亮太，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：