二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种即使反复受到高温与低温之间的温度变化也能够抑制绝缘膜产生破裂的二次电池。一种二次电池(100)，具备最表面为隔板(70)的电极体(80)、电池壳体(30)、以及与电极体(80)和电池壳体(30)接触而被保持的绝缘膜(10)。电池壳体(30)的热膨胀系数小于绝缘膜(10)和隔板(70)的热膨胀系数。绝缘膜(10)在与电极体(80)和电池壳体(30)接触而被保持的部分，分别与电极体(80)的最表面的隔板(70)和电池壳体(30)接合。绝缘膜(10)与电池壳体(30)之间的第一90度剥离强度大于绝缘膜(10)与隔板(70)之间的第二90度剥离强度，第一90度剥离强度为15mN/cm以上，第二90度剥离强度为5mN/cm以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池所代表的非水电解液二次电池等二次电池，与现有的电池相比重量轻且能量密度高，因此近年来，被用作个人电脑、便携终端等所谓的移动电源、车辆驱动用电源。特别是重量轻且可得到高能量密度的锂离子二次电池，期待作为电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)、插入式混合动力汽车(PHV)等车辆的驱动用高输出电源在今后日益普及。这种二次电池，典型地具有卷绕电极体收纳于电池壳体中的结构，所述卷绕电极体是将长条状正极片和长条状负极片与长条状隔板一起层叠卷绕而成的。作为电池壳体，从物理强度大这一观点出发，常使用金属制的壳体。卷绕电极体中，在宽度方向(与长度方向正交的方向)的两端部设有集电部，正极和负极在集电部露出。因此，在电池壳体为金属制的情况下，例如日本特开2013-222504中记载的那样，为了使电池壳体与电极体绝缘，用袋状的绝缘膜包装电极体。并且，为了不使电极体由于车辆的振动等而在电池壳体内移动，绝缘膜有时会通过热焊接而被固定在电池壳体上。
技术实现思路
本专利技术人为了提高二次电池的体积效率，对绝缘膜的薄型化进行了研究。研究结果发现了在二次电池反复受到高温(例如60℃以上)与低温(例如-30℃以下)之间的温度变化的情况下，存在绝缘膜容易产生破裂这样的新问题。如果绝缘膜产生破裂，则有可能无法使电极体与电池壳体绝缘。本专利技术提供一种在电极体与电池壳体之间具备绝缘膜的二次电池，该二次电池即使反复受到高温与低温之间的温度变化也能够抑制绝缘膜产生破裂。本专利技术的方式是一种二次电池，具备：具有正极、负极和隔板，且最表面是隔板的电极体；收纳所述电极体的电池壳体；以及与所述电极体和所述电池壳体接触而被保持的绝缘膜。所述电池壳体的热膨胀系数小于所述绝缘膜和所述隔板的热膨胀系数。所述绝缘膜，在与所述电极体和所述电池壳体接触而被保持的部分，分别与所述电极体的最表面的隔板和所述电池壳体接合。接合部分的所述绝缘膜与所述电池壳体之间的第一90度剥离强度(以下有时称为“剥离强度A”)，大于接合部分的所述绝缘膜与所述隔板之间的第二90度剥离强度(以下有时称为“剥离强度B”)。所述第一90度剥离强度为15mN/cm以上，所述第二90度剥离强度为5mN/cm以上。根据这样的技术方案，能够提供一种即使反复受到高温(例如60℃以上)与低温(例如-30℃以下)之间的温度变化也能够抑制绝缘膜产生破裂的二次电池。可以对所述绝缘膜的至少一个面实施亲水化处理，该亲水化处理后的面朝向所述电池壳体的内壁。根据这样的技术方案，容易得到大于所述第二90度剥离强度的所述第一90度剥离强度。所述绝缘膜的厚度可以为70μm以下。使用该范围的厚度的绝缘膜，在电池的体积效率方面有利，并且，该范围的厚度的绝缘膜，在反复受到高温与低温之间的温度变化时特别容易产生破裂，因此抑制产生破裂的效果特别大。所述第一90度剥离强度可以为25～50mN/cm，所述第二90度剥离强度可以为5～30mN/cm。具有这样的范围的剥离强度的二次电池容易制造。所述电池壳体可以是铝或铝合金制，所述隔板可以是聚烯烃制，且所述绝缘膜也可以是聚烯烃制。根据这样的材质的组合，容易得到适当的第一90度剥离强度和第二90度剥离强度。附图说明图1是示意性地表示一实施方式涉及的二次电池的结构的分解立体图。图2是示意性地表示一实施方式涉及的二次电池的结构的图。图3是表示一实施方式涉及的二次电池的卷绕电极体的图。图4A是用于说明绝缘膜产生破裂的机制的示意图，表示置于高温下之前的状态。图4B是用于说明绝缘膜产生破裂的机制的示意图，表示置于高温下的状态。图4C是用于说明绝缘膜产生破裂的机制的示意图，表示置于低温下的状态。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。再者，本说明书中特别提及的事项以外的、本专利技术的实施所需的事项(例如不是本专利技术特征的电池的一般结构和制造工艺)，可基于该领域中的现有技术作为本领域技术人员的设计事项来掌握。本专利技术能够基于本说明书所公开的内容和该领域中的技术常识来实施。另外，以下的附图中，对发挥相同作用的部件、部位附带相同标记进行说明。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。再者，本说明书中“二次电池”一般是指能够反复充放电的蓄电装置，是包含锂离子二次电池等所谓的蓄电池以及双电层电容器等蓄电元件的用语。以下，以扁平方型的锂离子二次电池为例，对本专利技术的实施方式进行说明。再者，并不意图将本专利技术限定于该实施方式所记载的内容。图1是示意性地表示本实施方式涉及的锂离子二次电池100的结构的分解立体图。图2示意性地表示本实施方式涉及的锂离子二次电池100的结构(特别是内部的结构)。该锂离子二次电池100如图1和图2所示，具备电极体80、电池壳体30和绝缘膜10。〔电极体〕如图2和图3所示，本实施方式所用的电极体80是正极(正极片)50、负极(负极片)60和2枚隔板70、72层叠卷绕而成的扁平形状的卷绕电极体80。在卷绕电极体80中，隔板70位于最表面。再者，电极体80不限于卷绕型的电极体，也可以是层叠型的电极体。在层叠型的电极体的情况下，隔板位于最表面。再者，在此最表面是指电极体的最外侧的露出的表面。正极片50如图3所示，具有长条状的正极集电体52(正极芯材)。另外，正极片50具有正极活性物质层非形成部分(非涂布部)53和正极活性物质层54。正极活性物质层非形成部分53沿着正极集电体52的宽度方向一侧的边缘部设置。本实施方式中，正极活性物质层54形成于正极集电体52的两面，但也可以仅形成于正极集电体52的一个面。正极活性物质层54是包含正极活性物质的层。正极活性物质层54典型地是正极活性物质与导电材料一起通过粘合剂(粘结剂)而相互结合，并与正极集电体52接合的形态。这样的正极片50，典型地可以通过例如将在适当的溶剂中分散正极活性物质、导电材料和粘合剂而成的正极糊(包含浆液、墨等)，供给到除了正极活性物质层非形成部分53以外的正极集电体52的表面后，进行干燥而除去溶剂来制作。作为正极集电体52，可以很好地使用包含导电性良好的金属(例如铝、镍、钛、不锈钢)的导电性部件。在此，作为正极集电体52使用铝箔。作为正极活性物质，可以很好地使用能够吸藏和放出锂离子的材料，即包含锂元素和一种或两种以上过渡金属元素的含锂化合物(例如锂过渡金属复合氧化物)。作为含锂化合物的具体例，可举出锂镍钴锰复合氧化物(例如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)这样的三元系含锂复合氧化物、聚阴离子系化合物(例如LiFePO4、LiMnPO4)等。导电材料只要是以往这种锂离子二次电池中所使用的材料即可，作为例子可举出碳粉末、碳纤维等碳材料。作为碳粉末，可以使用各种炭黑、石墨粉末等碳粉末。这样的导电材料，可以单独使用一种或适当组合两种
以上使用。作为粘合剂，可以适当采用与一般的锂离子二次电池的正极所使用的粘合剂同样的粘合剂。例如，在通过糊供给而形成正极活性物质层54的情况下，可以使用能够在构成该糊的溶剂中均匀地溶解或分散的性状的聚合物作为粘合剂。作为具体例，可举出聚偏二氟乙烯(PVDF)等。作为使构成上述的正极活性物质层54的材料分散的溶剂，只要与使用的粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，具备：电极体(80)，其具有正极、负极和隔板(70)，且所述电极体的最表面是隔板；收纳所述电极体的电池壳体(30)；以及绝缘膜(10)，所述二次电池的特征在于：所述绝缘膜(10)与所述电极体和所述电池壳体接触而被保持，所述电池壳体(30)的热膨胀系数小于所述绝缘膜和所述隔板的热膨胀系数，所述绝缘膜(10)，在与所述电极体和所述电池壳体接触而被保持的部分，分别与所述电极体的最表面的隔板(70)和所述电池壳体(30)接合，接合部分的所述绝缘膜(10)与所述电池壳体(30)之间的第一90度剥离强度，大于接合部分的所述绝缘膜(10)与所述隔板(70)之间的第二90度剥离强度，所述第一90度剥离强度为15mN/cm以上，所述第二90度剥离强度为5mN/cm以上。

【技术特征摘要】
2015.05.15 JP 2015-1000351.一种二次电池，具备：电极体(80)，其具有正极、负极和隔板(70)，且所述电极体的最表面是隔板；收纳所述电极体的电池壳体(30)；以及绝缘膜(10)，所述二次电池的特征在于：所述绝缘膜(10)与所述电极体和所述电池壳体接触而被保持，所述电池壳体(30)的热膨胀系数小于所述绝缘膜和所述隔板的热膨胀系数，所述绝缘膜(10)，在与所述电极体和所述电池壳体接触而被保持的部分，分别与所述电极体的最表面的隔板(70)和所述电池壳体(30)接合，接合部分的所述绝缘膜(10)与所述电池壳体(30)之间的第一90度剥离强度，大于接合部分的所述绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林圭一郎，米田幸志郎，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP