[发明专利]锂离子电池及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池。详细地说，涉及可以做成薄形等的任意形态的高性能能的二次电池及其形成方法。

技术背景

人们对便携式电子机器小型轻重量化的期待非常之大。其实现大大依赖于电池的性能提高。为应付这一局面的多种多样的电池的开发和改良一直在不断地进行着。对电池要求的特性，有高电压、高能量密度、安全性、和形状的任意性等等。锂离子电池在迄今为止的电池中，是被人们期待着最能实现高电压且高能量密度的二次电池，现在人们也在积极地进行着对其改良。

现在实用的锂离子电池中，在正极中，使用把由锂钴氧化物等的粉末构成的活性物质涂敷到集电体上作成板状的电极，在负极中，使用同样地把由碳系材料的粉末构成的活性物质涂敷到集电体上作成板状的电极。为了使这些电极作为锂离子电池发挥作用，在电极间就必须存在有锂离子可以移动且没有电子导电性的离子传导层。一般地说，该离子传导层可以使用将非水系电解液充满聚乙烯等的多孔质薄膜的隔离物的传导层。

此外，如图7所示，用金属等制作的刚性的壳体1用来保持正极3、负极5和含有电解液等的隔离物4。如果没有壳体1，则难以维持电极3、5和隔离物4之间的接合，电池特性将因接合部分剥离而劣化。由于有该壳体1，电池的重量变重，此外，还难于形成任意的形状。为了实现轻重量化、薄形化，现在，人们正在研究不需要壳体1的电池。不需要壳体1的电池的开发的课题之一，是如何使正极3、负极5和夹在这些电极之间的隔离物4接合，即便是不从外部加外力仍然能够维持其状态。

作为涉及该接合的方法，在美国专利5460904号中公开了一种形成被正极和负极夹在中间的离子传导层的方法：采用在混合有可塑剂的聚合物中用电解液置换至少一部分可塑剂的办法。

如果使用在该美国专利5460904号中公开的方法，为了形成离子传导层，就必须进行用有机溶剂进行的处理，就需要用来除去该有机溶剂的工序。此外，由于需要有机溶剂处理设备，故作为生产方法是不令人满意的。

此外，要想实现实用性的薄形锂离子电池，就需要在将正极和负极接合方面生产性高、且可以充分地得到作为电池的构造强度、安全性的电池及其形成方法的开发。

发明的公开

本发明的第1种锂离子电池的形成方法，在在构成要素中含有形成了正极活性物质层的正极、形成了负极活性物质层的负极和隔离物，且在该构成要素中浸渍有电解液的锂离子电池的形成方法中，具备下述工序：在正极与隔离物及负极与隔离物之间，使至少在一部分中含有可塑性树脂的粘接性树脂部分地存在于其间进行重合的工序；使上述粘接性树脂变形的工序。

本发明的第2种锂离子电池的形成方法，在上述第1种锂离子电池的形成方法中，采用施加至少使可塑性树脂得以塑性变形的压力的办法，进行上述粘接性树脂的变形。

倘采用上述第1和第2种形成方法，由于粘接性树脂至少是在一部分中含有可塑性树脂，故不需要对每一次正极、负极和隔离物的重合都进行干燥，或者不需要用来维持重合状态的保持工具，并可以一揽子地进行使粘接性树脂变形的工序而无须逐次性地进行，由于制造设备的简化生产性将变得非常好，同时借助于使粘接性树脂变形的工序，还可以增大粘接性树脂与正极和负极以及隔离物之间的接触面积，增强粘接力，使完成后的电池强度变得足够地大，使得可以承受实用的考验。

本发明的第3种锂离子电池的形成方法，在上述第1种锂离子电池的形成方法中，上述可塑性树脂为热可塑性树脂。倘采用该形成方法，则粘接性树脂至少在一部分中含有热可塑性树脂，故借助于加温，使热可塑性树脂变形，可以增大热可塑性树脂与正极和负极以及隔离物之间的接触面积，使粘接力增强，使完成后的电池强度变得足够地大，使得可以承受实用的考验。

本发明的第4种锂离子电池的形成方法，在上述第3种锂离子电池的形成方法中，采用把热可塑性树脂加热到其流动的温度以上的温度的办法，使上述粘接性树脂变形。倘采用该形成方法，由于借助于热可塑性树脂的流动发生粘接力，故不仅可以增大树脂与隔离物或正极及负极表面之间的接触面积，还可以同时得到因树脂向表面的微细孔内的贯入而产生的锚固效果，因而可以得到粘接强度高的实用性的锂离子电池。

本发明的第5种锂离子电池的形成方法，在上述第3种锂离子电池的形成方法中，使上述热可塑性树脂浸透于活性物质层中。

本发明的第6种锂离子电池的形成方法，在上述第3种锂离子电池的形成方法中，采用加温的办法，使上述热可塑性树脂浸透于活性物质层中。