CN1524314A - 二次电池及二次电池制造方法以及二次电池制造装置 - Google Patents

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Abstract

一种二次电池装置，其构成包括正极电极片状物及负极电极片状物的送出机构、将含有电解质物质的溶液分别涂布在正极电极片状物及负极电极片状物的两面上的第1涂布机构及第二涂布机构、使涂布在正极电极片状物及负极电极片状物的电解质物质粘合的第1加热机构及第2加热机构、以及以将粘合电解物质的正极电极片状物和负极电极片状物层叠在一起的状态卷成规定形状的卷绕机构。

Description

二次电池及二次电池制造方法以及二次电池制造装置
技术领域
本发明涉及二次电池及制造该电池的二次电池制造方法以及二次电池制造装置。
背景技术
近些年，要求移动电话、电视摄像机、笔记本电脑等所用的电源体积小、重量轻、容量大、电压高，例如使用锂离子聚合物电池、锂电池等二次电池。
该二次电池中，锂离子聚合物电池的电极按照“日本专利特开平11-339785号公报”所述的工序，先制成聚合物电池用的正极电极和负极电极，接着将多片该正极电极和负极电极层叠在一起，以这种状态把溶液状的电解质物质注入集电体，然后，利用于燥炉加热处理使电解质物质固化，通过以上的步骤而制成。
上述电极的制造包括以下几道工序，即分别将正极材料、负极材料隔膜材料涂在载体材料上逐一形成卷筒状的正极材料薄膜、负极材料薄膜、及隔膜材料薄膜的制膜工序；分别将正极材料薄膜、负极材料薄膜、及隔膜材料薄膜切成规定的宽度逐一形成卷筒状的正极材料薄膜、负极材料薄膜、及隔膜材料薄膜的工序；夹住集电体将切成规定宽度的卷筒状的正极材料薄膜及负极材料薄膜分别粘贴在该集电体的两面进行层叠而逐一形成正极电极薄膜及负极电极薄膜的正极及负极的集电体叠片工序；在形成叠片的负极电极薄膜的两面粘贴隔膜材料薄膜的带隔膜的负极电极薄膜形成工序；用金属模将正极电极薄膜及带隔膜的负极电极薄膜的各自两侧边缘的集电部分冲裁成规定形状的落料工序；用金属模只对载体材料上的正极电极薄膜进行半切断的正极电极薄膜半切断工序；将经半切断的正极电极薄膜在规定的位置以一定间隔转印在隔膜的负极电极薄膜的两面的转印工序；将转印过的正极电极薄膜及带隔膜的负极电极层叠在一起的叠片工序；及用金属模将转印过的正极电极薄膜和带隔膜的负极电极薄膜层叠成的组合体冲成一个一个电极的工序。
由于上述电极制造方法中要用9道工序制成电极，接着，再以多片该电极层叠在一起的状态，在溶液状电解质物质注入集电体后，通过用干燥炉加热处理使电解质物质固化，从而制成规定的锂离子聚合物电池，所以存在诸多问题，如制造工序多并必须设置与各道工序对应的装置，制造装置整体显得庞大，并各装置控制过于复杂，同时工序太多，生产效率低等。
此外存在的问题是，向层叠后的集电体内均匀地注入溶液状的电解质物质是件非常困难的事，要产生电解质物质的注入不均匀，同时还因该电解质物质固化时产生的气体残留下来形成气泡而变成不合格。
再有的问题是，因为使用绝缘用的隔膜材料薄膜，所以需要绝缘用隔膜材料薄膜的供给机构，同时驱动控制装置变得复杂，并且成本增加，二次电池本身的体积也增大。
本发明之目的在于提供一种能防止不合格品产生、提高生产效率、降低生产成本及制造装置成本、以及能减少二次电池体积的二次电池及二次电池制造方法、以及二次电池制造装置。
发明内容
本发明的二次电池，在正极电极片状物及负极电极片状物的各自的两个面上分别连续涂布含有电解及绝缘物质的溶液，再对涂布在正极电极片状物及负极电极片状物上含有电解及绝缘物质的溶液加热，分别使电解及绝缘物质粘合后，将粘合着所述电解及绝缘物质的正极电极片状物和粘合着电解及绝缘物质的负极电极片状物层叠并卷成规定的形状后，形成二次电池。
按照本发明的二次电池，因为分别在正极电极片状物及负极电极片状物的两个面上连续涂布含有电解及绝缘物质的溶液，加热在正极电极片状物及负极电极片状物上涂布的含有电解及绝缘物质的溶液，分别使电解及绝缘物质粘合后，将粘合所述电解及绝缘物质的正极电极片状物和粘合电解及绝缘物质的负极电极片状物层叠并卷成规定的形状后而形成，所以，能提供效率高、而且几乎不产生电解质物质注入不均匀及气泡等的产品，同时由于没有隔膜介于其间，所以能提高卷绕密度，同时二次电池本身能做得紧凑。
另外，在本发明的二次电池中，最好在正极电极片状物及负极电极片状物的规定位置上分别装有集电用引出片。通过安装集电用引出片，从而能提供效率高的、集电用引出片不破损并几乎不产生电解质物质注入不均匀及气泡等的产品。
另外，在本发明的二次电池中，正极或负极电极片状物的正极电极片状物用正极活性物质、导电材料及粘接材料构成，而负极电极片状物用负极活性物质、导电材料、及粘接材料构成。最好正极活性物质为锂的氧化物，负极活性物质为碳素材料，导电材料为天然石墨或碳黑、或乙炔碳黑，粘接材料为聚四氟乙烯(PTFE)或聚氟亚乙烯“(PVDF)或六氟丙烯(ヘキサフロロプロピレン)(HEP)的溶液或它们的共聚物的溶液。特别是最好形成负极活性物质的碳素材料为焦炭系碳素或石墨系碳素材料。
另外，在本发明的二次电池中，形成正极或负极电极片状物的集电材料最好为不锈钢、镍、铜等箔片或冲孔金属(punched metal)、多孔金属网。
另外，本发明的二次电池制造方法，包括以下工序，有送出正极电极片状物的工序、在正极电极片状物的两面连续涂布含有电解及绝缘物质溶液的第1涂布工程、对涂布在正极电极片状物的两面的含有电解及绝缘物质的溶液进行加热使电解及绝缘物质粘合的第1加热工序、送出负极电极片状物的工序、在负极电极片状物的两面的连续涂布含有电解及绝缘物质溶液的第2涂布工序、对涂布在负极电极片状物的两面含有电解及绝缘物质的溶液进行加热使电解及绝缘物质粘合的第2加热工序、及将粘合着电解及绝缘物质的正极电极片状物和粘合着电解及绝缘物质的负极片状物层叠并卷成规定形状的卷绕工序。
按照本发明的二次电池制造方法，因为利用上述工序制造二次电池，故能防止产生电解质物质注入不均匀及气泡等缺陷而产生的不合格品，另外，还能大大减少加工工序，大幅度提高生产效率。
另外，在本发明的二次电池制造方法中，最好分别在送出正极片状物的工序和第1涂布工序之间设置在正极电极片状物上安装集电用引出片的工序、和在送出负极电极片状物的工序和第2涂布工序之间设置在负极电极片状物上安装集电用引出片的工序。这样，通过分别在上述的工序间设置将集电用引出片安装在正极电极片状物上的工序、和将集电用引出片安装在负极电极片状物上的工序，从而能防止在使用正极电极片状物及负极电极片状物时导致各引出片破损。另外，能防止电解质物质注入不均匀及气泡等缺陷而产生的不合格品，同时还能大大减少加工工序，大幅度提高生产效率。
另外，在本发明的二次电池制造方法中，最好贮存在二次电池的形成操作时所需数量的正极电极片状物及负极电极片状物。例如，在送出正极电极片状物的工序中，在停止送出正极电极片状物时，通过使正极电极片状物贮存在将集电用引出片安装在正极电极片状物上的工序的下游工序中，从而能在下游工序中连续输送正极电极片状物，例如，能在卷绕工序正在卷绕中，仅输送正极或电负极电极片状物部分，而使卷绕工序上游的工序中贮存正极或负极电极片状物。
另外，本发明的二次电池制造方法中，卷绕工序最好为对于能自由旋转支持在装置底座上并能转动的转盘构件，分别安装着两个能自由旋转的卷轴，其中一卷轴位于卷绕位置，另一卷轴位于取出位置，以这一状态位于卷绕位置的卷轴依次将正极电极片状物和负极电极片状物的层叠物卷绕成规定的形状，层叠物一旦卷成规定的形状，通过转盘构件转动，位于卷绕位置的卷轴移动到取出位置，同时位于取出位置的卷轴移到卷绕位置，对于从卷绕位置移到取出位置的卷轴，从它上面取下卷成的层叠物，而对于从取出位置移到卷绕位置的卷轴，则再次卷绕层叠物。这样，通过卷绕工序能连续地进行卷绕、取出的切换操作及卷绕操作。
另外，本发明的二次电池制造装置，包括以下的机构，有正极电极片状物送出机构；第1涂布机构，用于在正极电极片状物的两面上连续涂布含有电解及绝缘物质溶液；第1加热机构，用于对涂布在正极电极片状物的两面上的含有电解及绝缘物质的溶液加热，使电解及绝缘物质粘合；负极电极片状物送出机构；第2涂布机构，用于将含有电解及绝缘物质溶液连续涂布在负极电极片状物上；第2加热机构，对涂布在负极电极片状物的两面上含有电解及绝缘物质的溶液加热，使电解及绝缘物质粘合；及卷绕机构，用于将粘合着电解及绝缘物质的正极电极片状物和粘合着电解及绝缘物质的负极电极片状物层叠在一起卷绕成规定的形状。
按照本发明的二次电池制造装置，因为是具有上述机构而构成的，所以能高效并可靠地制造无电解质注入不均匀、固化时无气泡产生的产品，再有，由于减少加工工序，制造装置整体也能做得紧凑。
另外，本发明的二次电池装置中，最好在正极电极片状物送出机构和第1涂布机构之间、及负极电极片状物送出机构和第2涂布机构之间分别设置集电用引出片安装机构。
设置这种引出片安装机构，则能在正极电极片状物及负极电极片状物的规定位置形成引出片。另外在能高效并可靠地制造无电解质注入不均匀、固化时无气泡产生的产品，同时还能因减少加工工序而使制造装置整体做得紧凑。
另外，本发明的二次电池制造装置中，最好还包括能贮存规定量正极或负极电极片状物的贮存辊而构成。通过采用能相对于装置底座移动的贮存辊结构，从而能贮存规定量的正极或负极电极片状物。
另外，本发明的二次电池制造装置中，最好在第1加热机构或第2加热机构中，至少有任何一个包括加热箱本体，它由加热室和两个密闭室组成，加热室利用加过热的气体形成的热风加热涂布在正极或负极片状物上含电解及绝缘物质的溶液；密闭室则是用各分隔板将加热室分别分隔成的密闭的空间；热风供给装置，用于向所述加热室内供热风；及排气装置，该装置有两个，用于使热风分别从各个密闭室中排出，相对片状物的出入口方向在加热箱本体上设入口及出口，对着同一方向在各分隔板上设置开口，通过如此地构成第1加热机构及第2加热机构，如两个排气装置分别动作，则外部气体分别从加热箱本体的出入口吸入，同时从分隔板的开口吸入加热室内的热风后排出。因此，能防止加热室内的热风分别从加热箱体的出入口流出。
另外，本发明的二次电池制造装置中，卷绕机构最好包括能转动自由地支持在装置底座上并转动的转盘构件、及能转动自由地安装在该转盘构件上的卷轴，最好将卷轴设置在把正极电极片状物和负极电极片状物的层叠物依次卷绕成规定形状的位置、及取出卷绕成的层叠物即二次电池的位置中的至少两处位置，这样，通过利用卷轴及转盘构件构成卷绕机构，在卷绕、取出动作切换时，转动转盘构件，分别使位于卷绕位置的卷轴移到取出位置，位于取出位置的卷轴移到卷绕位置，这样就能连续进行卷绕、取出的切换操作及卷绕操作。在生产量少的场合，在本发明的二次电池制造装置中，可以将卷轴设置在一处。
附图说明
第1图为表示本发明的二次电池装置的一个实施形态即锂离子聚合物电池制造装置的简要构成图。
第2图为表示本发明的锂离子聚合物电池简要构成的正视图。
第3图为第2图的简要侧视图。
具体实施方式 
作为用于解决已有问题的形态，有以下的方式。
现参照附图说明本发明之一实施示例。第1图为表示本发明的二次电池制造装置一实施形态即锂离子聚合物电池制造装置的简要构成图，锂离子聚合物电池制造装置包括正极电极片状物送出机构1、将含有电解及绝缘物质的溶液150连续涂布在正极电极片状物101的两个面上的第1涂布机构2、利用热风将所涂的含有电解及绝缘物质的溶液150加热使溶剂蒸发让电解及绝缘物质粘合在正极电极片状物101上的第1加热机构3、负极电极片状物送出机构4、将含有和溶液150含有的电解及绝缘物质相同成分的电解及绝缘物质的溶液160连续涂布在负极电极片状物111的两个面上的第2涂布机构5、和第1加热机构3一样利用热风加热涂布的含有电解及绝缘物质的溶液160使溶剂蒸发并让电解及绝缘物质粘合在负极电极片状物111上的第2加热机构6、以及将粘合电解及绝缘物质151的正极电极片状物102和粘合电解及绝缘物质161的负极电极片状物112层叠在一起并以上述的状态卷绕成规定的形状(截面形状为矩形或园形等)的卷绕机构9。含有上述电解及绝缘物质的溶液150、160是溶剂等含有电解质、绝缘物质的溶液，电解及绝缘物质151、161是电解物质和绝缘物质。
第1引出片安装机构10设置在上述的正极电极片状物送出机构1上，第2引出片安装机构11设置在负极电极片状物送出机构4上。
上述正极电极片状物送出机构1包括供给装置15，用于供给正极电极片状物，该正极电极片状物为正极电极在两面的同一位置或偏置规定长度的位置关系并隔开规定的间隔间断地形成的片状物；第1导向辊16，用于引导从供料卷筒100引出的正极电极片状物、第2导向辊17；贮存该正极电极片状物101规定量的第1贮存辊18；以及驱动辊20和夹紧辊21，由以规定的速度将正极电极片状物101向第1涂布机构2送出的第1输送装置19、和使正极电极片状物101移动到第1涂布机构2的涂布位置的定位辊22构成。
正极电极片状物101的供给装置15的一根夹紧轴23(例如利用供给的压缩空气使卡爪等可动部件压紧轴心的内园面并支持该轴心的气动夹紧机构)靠轴承转动自由地安装在设在机架12的框架上，以该夹紧轴23贯穿正极电极片状物101的供料卷筒100的状态将它水平支持。该夹紧轴23靠电动机旋转，以规定的速度送出正极电极片状物101。
该供给装置15的轴心夹头中至少一方的轴心夹头在轴心长度方向上移动，同时，该轴心夹头转动自由地安装在框架上，利用该轴心部分夹头从两侧以水平的状态支持正极电极片状物的供料卷筒100。
第1贮存辊18其辊子利用轴承安装在转动自由地设置在机架12上的转动臂上或安装在沿设置在机架12的导向机构中能在略为垂直的方向进行移动的滑块上，在第1引出片安装机构10动作的情况下，在停止从供给装置15送出正极电极片状物101时，为了使位于该第1安装机构10下游侧的正极电极片状物101能连续输送，就要贮存数量足够的正极电极片状物101。
第1送出装置19靠驱动装置即电动机旋转，它由以下三部分构成，即利用轴承安装在公共的机架12或单独的框架上的驱动辊20、为了沿着机架12或单独的框架上形成的导向机构移动而安装的支持体(图中未示出)、及转动自由地装在支持体上，并利用执行缸、弹簧、丝杆等压紧装置用规定的力压紧驱动辊20的夹紧辊21。
第1涂布机构2设置狭缝双涂布器(slit di-coater)24、25，使得吐出口24a、25a隔着沿垂直方向输送的正极电极片状物101相向对置，分别连接包括贮存含有电解及绝缘物质的溶液150的贮柜、供液用的泵、除去杂质的过滤器、切换管路用的电磁阀、循环用管路、供液用管路等涂布液供给装置26、27。
第1加热机构3包括加热箱体28，加热箱体本体28由用热风加热沿垂直方向从下朝上正在移动中的正极电极片状物101上涂布的含电解及绝缘物质的溶液150而使其粘合在正极电极片状物101两面的加热室31、以及用分隔板29及30和该加热室31隔开以防止热风从正极电极片状物101的入口28a及出口28b流出的密闭室32及33形成，第1加热机构28还包括由送风用风机、将加热用空气或燃气等气体加热至规定温度的加热器及将加热后的气体供给加热室31内的通道组成的热风供给装置34连接排气扇(图中未示出)、密闭室32及33的通道组成的排气装置35及36。
该加热室31中适当设置向正极电极片状物101的两面喷吹热风的喷头。
上述排气装置35一旦动作，从入口28a吸入外部气体，同时从分隔板29的开口部29a吸入加热室31内的热风并排出，排气装置36一动作，从出口28b吸入外部气体，同时从分隔板30的开口部30a吸入加热室31内的热风并排出。由此，能防止加热室31内的热风从加热箱体28的入口28a及出口28b流出。
负极电极片状物送出机构4和上述正极电极片状物送出机构1一样，其构成包括供给在两面的同一位置上具有规定间隔间断地形成负极电极的负极电极片状物111的供给装置37、引导从供料卷筒110引出的负极电极片状物111的第8导向辊38、第9导向辊39、贮存该负极电极片状物111规定数量的第3贮存辊40、以规定速度向第2涂布机构5送出负极电极片状物111的第2输送装置41、及使负极电极片状物111移动到第2涂布机构5的涂布位置的定位辊42。
负极电极片状物111的供给装置37和供给装置15一样，夹紧轴43靠轴承转动自由地安装在框架上，以水平状态使所支持的卷筒110旋转，按规定的速度送出负极电极片状物111。
可以这样构成，将上述正极电极片状物送出机构1的供给装置15和负极电极片状物送出机构4的供给装置37做成多轴切换型，同时设置自动交接机构，分别依次连接并送出正极电极片状物101和负极电极片状物111。
上述第1导向辊16、第2导向辊17、定位辊22靠轴承(图中未示出)转动自由地装在公共的机架12或单独的框架上。
第3贮存辊40和第1贮存辊18一样，在第2引出片安装机构11动作的情况下，在负极电极片状物111从供给装置37停止送出时，为了使得位于该第2引出片安装机构11的下游侧位置的负极电极片状物111能连续输送，要贮存数量足够的负极电极片状物111。
第2输送装置41的构成和第1输送装置19一样，是向第2涂布机构5送出负极电极片状物111。
第2涂布机构5和第1涂布机构2一样，由一对狭缝双涂布器44及45、以及连接各狭缝双涂布器44及45、并向该各狭缝双涂布器44、45间断地供给含有电解及绝缘物质的溶液160的涂布液供给装置46及47构成。
第2加热机构6和第1加热机构1一样，其结构包括加热箱本体48，加热箱本体48由靠热风加热沿垂直方向从下向上移动中的负极电极片状物111上涂布的含有电解及绝缘物质的溶液160而使溶剂蒸发让负极电极片状物111的两面粘合电解及绝缘物质161的加热室51、以及用分隔板49及50和该加热室51隔开以防止热风从入口48a及出口48b流出的密闭室52及53形成，第2加热机构6还包括由送风用风机、将加热用空气或燃气等气体加热到规定温度的加热器及将加热后的气体供给加热室内的通道等组成的热风供给装置54以及由排气用风机(图中未示出)、连接密闭室52及53的通道组成的排气装置55及56。
上述第1加热机构3和第2加热机构6的加热室31、51内设置远红外加热器，能在短时间内均匀加热所涂布的含电解及绝缘物质的溶液150、160。
卷绕机构9由将粘合着电解及绝缘物质151的正极电极片状物102和粘合着电解及绝缘物质161的负极电极片状物112层叠成正极电极部和负极电极部的位置一致的形成整体用的夹紧装置63、及将层叠后的正极电极片状物102及负极电极片状物112卷成规定形状用的卷绕装置64构成。
该夹紧装置63由以下几部分构成，包括驱动辊65，它靠轴承(图中未示出)转动自由地支持在机架12上并由驱动装置即电动机(图中未示出)以规定速度旋转；夹紧辊66，它转动自由地安装在沿机架12形成的导向机构或装在机架12上的托架形成的导向机构移动的可动部件上，以及使该可动部件移动的液压缸、弹簧、丝杆等压紧装置(图中未示出)，从而以规定的力将夹紧辊66向驱动辊65压紧。
卷绕装置64由能自由转动地装在机架上并靠电动机转动的转盘构件67、转动自由地安装在该转盘构件67上的卷轴68(68-1、68-2)、及使该卷轴68以规定速度旋转规定圈数的电动机(图中未示出)构成。
该卷轴68(68-1、68-2)最好设置在将连续输送的正极电极片状物102和负极电极片状物112的层叠物依次卷成规定的形状(截面形状为长方形、正方形、圆形等)的位置、和取出卷绕成的产品(电池)的位置中的至少两处位置，但在产量低的情况下，可将卷轴68设置在一处。
另外，在卷绕装置64的卷绕位置附近，设置分别将正极电极片状物102和负极电极片状物112切断成卷绕所需的规定长度的切断装置(图中未示出)，同时在产品取出位置附近还设置粘贴固定用粘胶带190用的固定粘胶带粘贴装置(图中未示出)，该粘胶带190用于将卷绕的层叠物的端部固定在卷绕物的外圆面上。
上述第1加热机构3和卷绕机构9之间设置使从第1加热机构3送出的正极电极片状物102沿水平方向移动用的第3导向辊69、使该正极电极片状物102向垂直方向的下方移动用的第4导向辊70、使向垂直方向的上方移动过来的正极电极片状物102沿水平方向移动用的第5导向辊71、使该正极电极片状物102向垂直方向的下方移动用的第6导向辊72、及使正极电极片状物102向卷绕机构9的夹紧装置63移动用的第7导向辊73，同时，还在第4和第5导向辊70、71之间设置第2贮存辊74。
该第2贮存辊74的构成和第1贮存辊18一样，在其辊子沿略为垂直的方向移动，卷绕机构9中的卷绕装置64的转盘构件67转动，卷轴68-1从卷绕位置移动到取出位置，并卷轴68-2从取出位置移向卷绕位置，开始由该卷轴68-2卷绕之前的期间中，贮存从第1加热机构3送来的正极电极片状物102。
上述第2加热机构6和卷绕机构9之间设置使从第2加热机构6送出的负极电极片状物112沿水平方向移动用的第10导向辊75、使该负极电极片状物112向垂直方向下方移动用的第11导向辊76、使向垂直方向上方移动过来的负极电极片状物112沿水平方向移动用的第12导向辊77、使该负极电极片状物112向垂直方向下方移动用的第13导向辊78、及使负极电极片状物112向卷绕机构9的夹紧装置63移动用的第14导向辊79，同时还在第11、第12导向辊76、77之间设置第4贮存辊80。
该第4贮存辊80的构成和第2贮存辊74相同，在其辊子沿略为垂直的方向移动，卷绕机构9中的卷绕装置64的转盘构件67转动，卷轴68从卷绕位置移动到取出位置，并卷轴68从取出位置移到卷绕位置，开始由该卷轴卷绕之前的期间中，贮存从第2加热机构6送来的负极电极片状物112。
上述的第1贮存辊18、第2贮存辊74、第3贮存辊40、第4贮存辊80、都能做成辊子沿水平方向移动的结构。
上述的第1引出片安装机构10由转动自由地支持卷取集电用正极引出片170的片状物的卷筒的引出片供给用卷筒支持装置、在正极引出片170上粘贴或卷缠保护粘胶带的装置、将正极引出片170切断成规定长度的装置、以及使正极引出片170热粘在未形成正极电极片状物101的正极电极的规定位置上的超声波热粘装置等构成，该机构10设置在第1导向辊16和第2导向辊17之间。
第2引出片安装机构11的构成和第1引出片安装机构10相同，由转动自由地支持卷取集电用负极引出片180的片状物的卷筒的引出片供给用卷筒支持装置、将保护粘胶带粘贴或卷绕在负极引出片180上的装置、将负极引出片180切断成规定长度的装置、以及使负极引出片180热粘在未形成负极电极片状物111的负极电极的规定位置上的超声波热粘装置等构成，该机构11设置在第8导向辊38和第9导向辊39之间。
使用连续形成正极电极的正极电极片状物101时，在将安装正极引出片170处的正极电极剥离后，使该正极引出片170热粘在片状物上，在使用连续形成负极电极的负极电极片状物111时，在将安装负极引出片180处的负极电极剥离后，使该负极引出片180热粘在片状物上。
上述各导向辊及贮存辊等各类辊子的结构都做成靠轴承以悬臂的状态将辊子转动自由地装在机架12上，并且能利用片状物的移动而转动。
另外，还在第1导向辊16、第8导向辊38、第6导向辊72、第13导向辊78上设置张力检测装置、跑偏量检测装置、电解及绝缘物质的涂布位置检测装置中的至少一种装置。利用设置在第6导向辊72、第13导向辊78上的张力检测装置、跑偏量检测装置、电解及绝缘物质涂布位置检测装置，控制利用第1输送装置19的正极电极片状物101的输送速度、利用第1涂布机构2的涂布间隔、利用第2输送装置41的负极电极片状物111的输送速度、利用第2涂布机构5的涂布间隔以及跑偏修正等，使得正极电极片状物102上的电解及绝缘物质151与负极电极片状物112上的电解及绝缘物质161之间的位置一致。
上述正极电极片状物送出机构1和负极电极片状物送出机构4的送出速度控制、送出和停止的切换时间控制、卷绕机构9的夹紧装置63和卷绕装置64的转速控制及和卷绕装置64的切换时间控制、第1涂布机构2及第2涂布机构5的涂布量控制等，利用具有设定值输入功能、存储功能、比较运算功能、动作指令输出功能等的控制装置(图中未示出)来进行。
上述电池制造装置将卷绕机构9放在当中，在一侧配置有正极电极片状物送出机构1、第1涂布机构2、第1加热机构3、及第1引出片安装机构10，而在另一侧，配置有负极电极片状物送出机构4、第2涂布机构5、第2加热机构6、及第2引出片安装机构11，但是，当然各机构的设置位置并不限定。
利用上述锂离子聚合物电池制造装置制造锂离子聚合物电池时，要预先准备卷取有正极电极片状物101的供料卷筒100、及卷取有负极电极片状物111的供料卷筒110，另外，将含有电解及绝缘物质的溶液150贮存在第1涂布机构2的涂布液供给装置26、27中，将含有电解及绝缘物质的溶液160贮存在第2涂布机构5的涂布液供给装置46、47中，该含有电解及绝缘物质的溶液150、160只要在溶剂等中间含有电解物质和绝缘物质即可，当然，对于电解物质及绝缘物质的种类、含量、溶液的种类等并不限定。
另外可使用电解物质和绝缘物质的凝胶物代替该含有电解及绝缘物质的溶液150、160，可以通过加热成液态后涂布。
该供料卷筒100及供料卷筒110通过以下方法获得，即在集电材料两面同一位置或按照偏置规定长度的位置关系，利用狭缝双涂布器间断地涂布正极及负极的活性物质、导电材料、粘接剂、分散物质等生料浆，然后让其通过加热机构内，使该生料浆干燥粘合在集电材料上，形成正极电极片状物101及负极电极片状物111，利用带材纵切剪机切成规定的宽度，再卷取成卷筒状。
最好形成上述正极电极片状物的集电材料是不锈钢、镍、铜等箔片或者冲孔金属、多孔金属网等，可以使用进行表面处理过的材料。
作为正极活性物质最好为过渡性金属的锂氧化物即锰酸锂(Limn2O4)、钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)等。另外，作为形成负极电极片状物的负极活性物质最好为显示出具有锂离子吸附能力的碳素材料，焦炭系碳素、石墨系碳素则更佳。
作为导电材料为人们熟悉的带电子传导性的物质，最好是天然石墨、碳黑、乙炔碳黑等。
作为粘接材料最好是聚四氟乙烯(PTFE)、聚氟亚乙烯(PVDF)、六氟丙烯(ヘキサフロロプロピレン)(HFP)等溶液或它们的共聚合物溶液。
作为分散材料以能溶解粘接剂的有机溶剂最为适宜，如丙酮、丁酮(MEK)、四氢呋喃(THF)、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四甲基尿素、磷酸三甲基、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等。
形成含有电解及绝缘物质的溶液150、160的电解物质使用过氯酸锂(LiClO3)、六氟化磷酸锂(LiPF6)、硼四氟化锂(LiBF4)、六氟化砷锂(LiAsF6)、氯三氟甲烷磺酸锂(LiCF3·SO3)，使其溶解于溶剂(有机溶剂)中。
作为溶剂最好为聚乙烯碳酸酯、乙烯碳酸酯、二甲基亚砜、丁内酯、砜1、2磺胺间二甲氧嘧碇乙烷、四氢呋喃(テトロヒドロフラン)、二乙基碳酸酯、甲基碳酸脂、二甲基碳酸脂等，可将它们一种或两种及两种以上混合使用。
由于上述粘接剂的聚氟亚乙烯(PVDF)具有绝缘性，所以可用作绝缘物质，这时作为分散材料使用N-甲基吡咯烷酮。
将该绝缘物质、分散材料和上述电解物质一起溶解在溶剂中。
卷取上述正极电极片状物101的供料卷筒100及卷取负极电极片状物101的供料卷筒110一旦准备就绪时，将供料卷筒100装在正极电极片状物送出机构1的供给装置15的夹紧轴23上，同时，供料卷筒110装在负极电极片状物送出机构4的供给装置37的夹紧轴43上。
此外，使第1引出片安装机构10支持正极引出片170的卷筒，同时使第2引出片安装机构11支持负极引出片180的卷筒，处于能将正极引出片170和负极引出片180热粘在正极电极片状物101、和负极电极片状物111的状态。
在供料卷筒100的正极电极片状物101的端部(引出侧)及供料卷筒110的负极电极片状物111的端部(引出侧)分别设置穿带作业用的未经处理片头部时，从该供料卷筒100引出未经处理片头部，在没有形成未经处理片头部时，将引出薄膜贴在各片状物的端部，架设在第1导向辊16、第2导向辊17、第1贮存辊18、第1输送装置19、及定位辊22上，然后通过第1涂布机构2的狭缝双涂布器24、25之间及第1加热机构3的加热箱本体28内，再架设在第3导向辊69、第4导向辊70、第2贮存辊74、第5导向辊71、第6导向辊72、第7导向辊73上，让卷绕机构9的夹紧装置63夹持。
上述操作一完成，从供料卷筒110引出未经处理片头部，架设在第8导向辊38、第9导向辊39、第3贮存辊40、第2输送装置41及定位辊42上，然后通过第2涂布机构5的狭缝双涂布器44、45之间及第2加热机构6的加热箱本体48内，再架设在第10导向辊75、第11导向辊76、第4贮存辊80、第12导向辊77、第13导向辊78、第14导向辊79上，让卷绕机构9的夹紧装置63夹持。
上述操作中，在第1贮存辊18、第2贮存辊74、第3贮存辊40、第4贮存辊80上分别贮存的片状物的量为锂离子聚合物电池形成操作时必需的量。
通过上述操作，一旦正极电极片状物101的未经处理片头部和负极电极片状物101的未经处理片头部的架设完成后，就卷绕在位于卷绕机构9的卷绕装置64的卷取位置的卷轴68上，使正极电极片状物送出机构1的供给装置15、负极电极片状送出机构4的供给装置37及卷绕机构9的夹紧装置63和卷绕装置64动作，并进行卷取。
而当正极电极片状物101被输送到第1引出片安装机构10并来到预设好的正极引出片安装位置时，则供给装置15动作，停止正极电极片状物101的送出，与此几乎同时第1引出片安装机构10就动作，正极引出片170热粘在正极电极片状物101的规定位置。
与上述操作同时，当负极电极片状物111被输送到第2引出片安装机构11来到预定的负极引出片安装位置时，则供给装置37动作，停止负极电极片状物111的送出，与此几乎同时第2引出片安装机构11就动作，负极引出片180热粘在负极电极片状物111的规定位置。
然后，当正极电极片状物101到第1涂布机构2的涂布位置、负极电极片状物111到第2涂布机构5的涂布位置时，该第1涂布机构2的涂布液供给装置26、27动作，切换管路，从狭缝双涂布器24、25喷出含有电解及绝缘物质的溶液150，连续地涂布在正极电极片状物101的两面形成的正极电极部和没有形成正极电极的集电材料部上，同时，第2涂布机构5的涂布液供给装置46、47动作，切换管路，从狭缝双涂布器44、45喷出含有电解及绝缘物质的溶液160，连续涂布在负极电极片状物111的两面形成的负极电极部和没有形成负极电极的集电材料部上。
涂有上述含电解及绝缘物质的溶液150的正极电极片状物101一送到第1加热机构3，就用升温至规定温度的热风对含电解及绝缘物质的溶液150加热，使溶剂蒸发，电解及绝缘物质151粘合在正极电极片状物101的两面。
与该操作同时，当涂有含电解及绝缘物质的溶液160的负极电极片状物111一送到第2加热机构6时，利用升温至规定温度的热风加热含电解及绝缘物质的溶液160，使溶剂蒸发，电解及绝缘物质粘合在负极电极片状物111的两面。
然后，利用切断装置(图中未示出)分别将完成电解及绝缘物质151、161粘合操作的正极电极片状物102和负极电极片状物112切断成卷绕所需的长度，以这种状态送到卷绕机构9的夹紧装置63。
于是正极电极片状物102和负极电极片状物112就在夹紧装置63以被层叠夹紧成正极电极部和负极电极部一致的状态，送到卷绕装置64的卷轴68-1，卷绕(保持)在该卷轴68-1上。
然后，卷轴68-1旋转预定的圈数，一形成规定的形状(截面为长方形)，转盘构件67就转动，卷轴68-1移到取出位置，同时卷轴68-2移到卷绕位置，在卷轴68-2上卷绕正极电极片状物102、负极电极片状物112的层叠物。
利用上述切换操作，当卷轴68-1移到取出位置时，切断装置(图中未示出)动作，切断正极电极片状物102、负极电极片状物112，同时固定用粘胶带粘贴装置(图中未示出)动作，将固定用粘胶带190粘贴在卷绕在卷轴68-1的层叠物的外园周面和切断端部300a，由操作人员或取卷筒机构等从卷轴68-1上取下形状如第2图、第3图所示的锂离子聚合物电池300。
对该锂离子聚合物电池300的正极引出片170、负极引出片180粘贴或卷绕保护用粘胶带200、210，是在第1引出片安装机构10、第2引出片安装机构11的部分中在正极引出片170、负极引出片180的热粘前或后进行。
通过上述的操作，切断正极片状物102、负极片状物112，再将端部卷绕在卷轴68-2上，并按照和卷轴68-1的情形同样的操作，形成锂离子聚合物电池300。
通过连续进行上述的对正极电极片状物101的两面连续涂布含电解及绝缘物质的溶液150的操作、利用加热粘合电解及绝缘物质151的操作、对负极电极片状物111的两面连续涂布含电解、绝缘溶液160的操作、利用加热粘合电解及绝缘物质161的操作、在夹紧装置63中将正极电极片状物102和负极电极片状物112以被层叠夹紧的状态卷绕在卷绕装置64的卷轴68-1上并形成规定的形状后进行切换卷轴68-1与68-2的切换操作以及卷绕操作，从而能大大省略加工工序，高效地制造出集电用引出片不受损、而且几乎无电解质物质注入不均匀及气泡的锂离子聚合物电池。又因电解质物质还能作为绝缘材料发挥作用，故能省去隔膜，能低成本、高效率地进行生产。
本发明之二次电池的构成、二次电池制造装置的构成并不囿于第1图至第3图所示的构成，对这一点自是毋需多言的。
如上所述，本发明涉及的二次电池及二次电池制造方法以及二次电池制造装置用于移动电话、电视摄像机、笔记本电脑等电源所要求的大容量、高电压的二次电池，例如锂离子聚合物电池、锂电池等。

Claims (20)

1.一种二次电池，其特征在于，
分别在正极电极片状物及负极电极片状物的各自两个面上连续涂布含电解及绝缘物质的溶液，并对涂布在正极电极片状物及负极电极片状物上的含有电解及绝缘物质的溶液加热，使电解及绝缘物质分别粘合后，将粘合着所述电解及绝缘物质的正极电极片状物和粘合着电解及绝缘物质的负极电极片状物层叠卷成规定的形状。
2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
各个集电用引出片安装在正极电极片状物及负极电极片状物的规定位置。
3.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述正极电极片状物是在两面隔着规定的间隔间断地形成正极电极的片状物，或是在两面连续形成正极电极的片状物。
4.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述负极电极片状物是在两面隔着规定的间隔间断地形成负极电极的片状物，或是在两面连续形成负极电极的片状物。
5.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述正极电极片状物由正极活性物质、导电材料、及粘接材料构成，所述正极活性物质是锂氧化物。
6.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述负极电极片状物由负极活性物质、导电材料、及粘接材料构成，所述负极活性物质是碳素材料。
7.如权利要求6所述的二次电池，其特征在于，
所述碳素材料为焦炭系碳素、或石墨系碳素材料。
8.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述正极电极片状物由正极活性物质、导电材料及粘接材料构成，同时所述负极电极片状物由负极活性物质、导电材料及粘接材料构成，所述导电材料为天然石墨、碳黑、乙炔碳黑。
9.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述正极电极片状物由正极活性物质、导电材料、及粘接材料构成，同时所述负极电极片状物由负极活性物质、导电材料、及粘接材料构成，所述粘接材料为聚四氟乙烯、聚氟亚乙烯、或六氟丙烯的溶液，或它们的共聚合物溶液。
10.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
形成所述正极电极片状物及负极电极片状物的集电材料是不锈钢、镍、铜等箔片或冲孔金属、多孔金属网。
11.一种二次电池的制造方法，其特征在于，包括以下工序
送出正极电极片状物的工序；
第1涂布工序，用于将含电解及绝缘物质的溶液连续涂布在正极电极片状物的两面上；
第1加热工序，用于对涂布在正极电极片状物两面的含电解及绝缘物质的溶液加热，使电解及绝缘物质粘合；
送出负极电极片状物的工序；
第2涂布工序，用于将含电解及绝缘物质的溶液连续涂布在负极电极片状物的两面上；
第2加热工序，用于对涂布在负极电极片状物两面的含电解及绝缘物质的溶液加热，使电解及绝缘物质粘合；以及
卷绕工序，用于将粘合着电解及绝缘物质的正极电极片状物和粘合着电解及绝缘物质的负极电极片状物层叠卷成规定形状。
12.如权利要求11所述的二次电池制造方法，其特征在于，
分别在送出正极电极片状物的工序和第1涂布工序间设置将集电用引出片装在正极电极片状物上的工序、和在送出负极电极片状物的工序和第2涂布工序之间设置将集电用引出片装在负极电极片状物上的工序。
13.如权利要求11所述的二次电池制造方法，其特征在于，
贮存在二次电池的形成操作时所需数量的正极电极片状物及负极电极片状物。
14.如权利要求11所述的二次电池制造方法，其特征在于，
所述卷绕工序为相对于能自由转动地安装在装置底座并能转动的转盘构件，各自能自由转动地安装的两个卷轴中，一卷轴位于卷绕位置，另一卷轴位于取出位置，以该状态位于卷绕位置的卷轴依次将所述正极电极片状物和负极电极片状物的层叠物卷成规定的形状，当所述层叠物卷成规定的形状时，通过转动所述转盘构件，从而使位于卷绕位置的卷轴移到取出位置，同时位于取出位置的卷轴移到卷绕位置，对于从卷绕位置移到取出位置的卷轴，从它上面取出卷绕好的层叠物，而对于从取出位置移到卷绕位置的卷轴，则再次卷绕层叠物。
15.一种二次电池制造装置，其特征在于，包括
正极电极片状物送出机构；
第1涂布机构，用于在正极电极片状物的两面涂布含电解及绝缘物质的溶液；
第1加热机构，用于加热涂布在正极电极片状物的两面含有电解及绝缘物质的溶液，使电解及绝缘物质粘合；
负极电极片状物送出机构；
第2涂布机构，用于在负极电极片状物的两面连续涂布含电解及绝缘物质的溶液；
第2加热机构，用于加热涂布在负极电极片状物的两面含有电解及绝缘物质的溶液，使电解及绝缘物质粘合；以及
卷绕机构，用于将粘合电解及绝缘物质的正极电极片状物和粘合电解及绝缘物质的负极电极片状物层叠卷绕成规定的形状。
16.如权利要求15所述的二次电池制造装置，其特征在于，
分别在正极电极片状物送出机构和第1涂布机构之间、及负极电极片状物送出机构和第2涂布机构之间，设置集电用引出片安装机构。
17.如权利要求15所述的二次电池制造装置，其特征在于，
具有贮存规定量的所述正极或负极电极片状物的贮存辊，所述贮存辊的结构做成能相对装置底座移动。
18.如权利要求15所述二次电池制造装置，其特征在于，
第1加热机构或第2加热机构的至少某一个加热机构包括
加热箱本体，该本体由加热室及两个密闭室组成，加热室系利用经加热过的气体形成的热风加热涂布在正极或负极电极片状物上的含电解及绝缘物质的溶液，密闭室系用分隔板将所述加热室分别分隔成的两个空间；
热风供给装置，用于向所述加热室内供给热风；以及
排气装置，该装置有两个，用于分别从所述各密闭室排出热风，
相对所述片状物的出入口方向在所述加热箱本体上设置入口及出口，对于同一方向在各所述分隔板上设置开口。
19.如权利要求15所述的二次电池制造装置，其特征在于，
所述卷绕机构包括能转动自由地支持在装置底座上并能转动的转盘构件、及能转动自由地安装在转盘构件上的卷轴，所述卷轴设置在一处。
20.如权利要求15所述的二次电池制造装置，其特征在于，
所述卷绕机构包括能转动自由地支持在装置底座上并能转动的转盘构件、及能转动自由地安装在该转盘构件上的卷轴，将所述卷轴设置在把所述正极电极片状物和负极电极片状物的层叠物依次卷成规定形状的位置、及取出卷成的所述层叠物即二次电池的位置中的至少两处位置。
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