电池制造技术

提供一种电池，其中正极、负极和隔膜的相对位置得到高精度保持。通过在中间的包括聚合物的聚合物电解质和隔膜，正极和负极彼此相对。在每个正极和负极中，活性材料层布置在集电体上。通过在中间的聚合物电解质，在集电体上未布置活性材料层的暴露区域和隔膜彼此粘附。由此，即使在高温环境下，也可防止隔膜的热收缩，且可防止由产生短路电流引起的生热。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 此案是申请日为2006年9月11日、申请号为201210110945.X、专利技术创造名称为 "电池"的专利技术专利申请的分案申请。 相关申请的交叉引用 本专利技术包含与2005年9月9日向日本专利局提交的日本专利申请JP2005-262494 和2006年5月30日向日本专利局提交的日本专利申请JP2006-149242相关的主题，其全 部内容在此引入作为参考。
本专利技术涉及使用包括聚合物的聚合物电解质的电池。
技术介绍
近年来，已出现了大量便携式电子设备如可携式摄像机、蜂窝式电话和便携式电 脑，且已尝试减小它们的尺寸和重量。因此，已积极促进了作为电子设备的便携式电源的电 池，特别是二次电池的开发。其中，作为能够获得高能量密度的电池，锂离子二次电池受到 了注意。 在这种锂离子二次电池中，由金属如铝（A1)或铁（Fe)制成的电池壳用作包装部 件。近来，使用层压膜代替由金属制成的电池壳作为包装部件，使得电池的尺寸、重量和外 形进一步减小（例如，参见日本未审专利申请公开No. 2003-217674和H6-150900)。
技术实现思路
但是，层压膜具有比由金属如铝或铁制成的包装部件低的刚性，因此层压膜具有 小的压在电池中电池元件上的力。电池元件是包括在中间具有隔膜的正极和负极的层叠 物。因此，在其中包装部件为层压膜的电池中，施加外力可导致在电池元件中的正极、负极 和隔膜之间的相对位移，由此正极和负极可短路。当隔膜的面积充分大于电极的面积时，即 使发生相对位移，也可防止正极和负极之间的接触；但是，在这种情况下，由于包括额外的 隔膜，因此可填充在电池中的活性材料的量减少，由此能量密度降低。 考虑到以上所述，期望提供其中正极、负极和隔膜的相对位置得到高精度保持的 电池。 根据本专利技术的实施方式，提供一种电池，包括：在膜状包装部件中的正极和负极， 该正极和负极通过在其中间的聚合物电解质和隔膜而彼此相对，该聚合物电解质包括聚合 物，其中活性材料层布置在该正极和负极的至少一个中的集电体上，且在集电体上未布置 活性材料层的暴露区域和隔膜通过在其中间的聚合物电解质至少部分地彼此粘附。 在根据本专利技术该实施方式的电池中，通过聚合物电解质，部分隔膜粘附到在正极 和负极的至少一个中的集电体的暴露区域上，由此隔膜与正极和负极的至少一个的相对位 置固定。 在根据本专利技术该实施方式的电池中，通过在其中间的包括聚合物的聚合物电解 质，集电体的暴露区域和隔膜彼此粘附，由此正极、负极和隔膜的相对位置可以高精度保 持。从而，可防止正极和负极之间的接触，且可防止由于产生短路电流引起的生热。 特别地，当暴露区域和隔膜彼此剥离时的剥离强度为5mN/mm或更大时，粘附力变 得更高，因此可获得更高的效果。 而且，当聚合物包括含偏二氟乙烯作为组分的聚合物时，可获得更高的效果。 此外，当聚合物电解质的厚度为1μπι或更大时，可获得更高的效果。 本专利技术的其他和进一步的目的、特征和优点将从以下描述中更充分地体现。 本专利技术涉及： 1. -种电池，包括： 在膜状包装部件中的正极和负极，通过在中间的聚合物电解质和隔膜，该正极和 负极彼此相对，该聚合物电解质包括聚合物， 其中活性材料层布置在该正极和负极的至少一个中的集电体上，和 通过在中间的该聚合物电解质，在该集电体上未布置该活性材料层的暴露区域和 该隔膜至少部分地彼此粘附。 2.根据⑴的电池，其中 当该暴露区域和该隔膜彼此剥离时的剥离强度为5mN/mm或更大。 3.根据⑴的电池，其中 该聚合物包括包含偏二氟乙烯作为组分的聚合物。 4.根据⑴的电池，其中 该聚合物电解质的厚度为1μπι或更大。 5.根据⑴的电池，其中 该正极和负极与该隔膜螺旋卷绕以形成螺旋卷绕体，和 在该螺旋卷绕体中，该集电体和该隔膜之间的粘附区域位于在中心侧上的端部和 在外侧上的端部。 6.根据⑴的电池，其中 通过在中间的隔膜，该正极和负极交替层叠以形成层叠物，和 该集电体和隔膜之间的粘附区域位于连接到引线的连接部分，该引线将在该层叠 物中产生的电动势引导到外部。 7.根据（6)的电池，其中 该隔膜比其中形成正极的活性材料层和负极的活性材料层的区域大，且通过在中 间的该聚合物电解质，在顶部和底部的边缘部分至少部分地彼此粘附。【附图说明】 图1为根据本专利技术第一实施方式的二次电池的结构的分解透视图； 图2为沿图1的线I-Ι的电池元件的截面图； 图3为描述在实施例中测量剥离强度的方法的图解； 图4为根据本专利技术第二实施方式的二次电池的结构的分解透视图； 图5为图4中所示电池元件的顶视图； 图6为沿图5的线VI-VI的电池元件的截面图； 图7为图4中所示电池元件中包括的正极的平面图； 图8为图4中所示电池元件中包括的负极的平面图；和 图9A、9B和9C为显示在制造图5所示二次电池的方法中的步骤的图解。【具体实施方式】 下面将参照附图详细描述优选实施方式。 图1显示了根据本专利技术第一实施方式的二次电池1的结构。二次电池1特别地是 所谓的层压膜型的卷绕型，且在二次电池1中，正极端子11和负极端子12附着其上的卷绕 型电池元件20包含在膜状包装部件30中。 正极端子11和负极端子12从包装部件30的内部引到外部，例如，以同一方向。正 极端子11和负极端子12由例如片形或网状的金属材料如铝、铜（Cu)、镍（Ni)或不锈钢制 成。 包装部件30由例如矩形铝层压膜制成，该层压膜包括尼龙膜、铝箱和聚乙烯膜， 以此顺序结合。布置包装部件30,使得每个包装部件30的聚乙烯膜面对电池元件20,且包 装部件30的边缘部分通过熔焊或粘合剂彼此粘附。粘附膜31插入在包装部件30和正极 端子11与负极端子12之间，以防止外部空气进入。粘附膜31由例如对正极端子11和负 极端子12具有粘附力的材料制成，例如，聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯或改性 聚丙烯。 另外，包装部件30可由具有任何其他结构的层压膜、高分子量膜如聚丙烯或金属 膜来代替上述铝层压膜制成。 图2显示了沿图1的线I-Ι的电池元件20的截面图。电池元件20为螺旋卷绕元 件，其中正极21和负极22通过在其中间的聚合物电解质23和隔膜24彼此面对，且电池元 件20的最外面部分用保护带25保护。 正极21具有其中活性材料层21B布置在具有一对相对面的集电体21A的一面或 两面上的结构。集电体21A具有暴露区域21C，其中活性材料层21B未布置在纵向的端部 (endportion)。正极端子11附着到暴露区域21C。集电体21A由例如金属箱如错箱、镍箱 或不锈钢箱制成。 活性材料层21B包括例如一种或两种或多种能够嵌入和脱出作为电极反应物的 锂（Li)的正极材料作为正极活性材料，且如果必要，活性材料层21B包括电导体和粘合剂。 作为能够嵌入和脱出锂的正极材料，例如，使用不包括锂的硫属化物如硫化钛 (TiS2)、硫化钼（MoS2)、硒化铌（NbSe2)或氧化钒（V205)，或含锂化合物，或聚合物如聚乙炔 或聚吡咯。 其中，优选含锂化合物，因为含锂化合物可获得高电压和高能量密度。作为这种含 锂化合物，例如，列举包含锂和过渡金属元素的复合氧化物、或包含锂和过渡金属元素的磷 酸盐化合物，且特别地，优选包含选自钴（本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池，包括：正极和负极，该正极和该负极通过在中间的聚合物电解质和隔膜彼此相对，该聚合物电解质包括聚合物，其中所述正极包括正极集电体和布置在该正极集电体的至少一部分上的活性材料层，所述负极包括负极集电体和布置在该负极集电体的至少一部分上的活性材料层，至少一个集电体上具有未在该集电体上布置所述活性材料层的暴露区域，通过该聚合物将所述暴露区域和所述隔膜至少部分地彼此粘附，以及当该暴露区域和该隔膜彼此剥离时的剥离强度为10.2mN/mm或更大。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中村智之，远藤贵弘，明石宽之，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP