锂离子二次电池及其制造方法技术

本发明专利技术的课题是高容量化的电池的电解液渗入时间长，电池特性劣化。解决手段是锂离子二次电池(1)具备包含具有正极集电体(11)和在正极集电体(11)的表面形成的正极合材层(12)的正极(10)、具有负极集电体(21)和在负极集电体(21)的表面形成的负极合材层(22)的负极(20)、以及在正极(10)和负极(20)之间配置的隔膜(30)的发电元件(40)，正极合材层(12)和负极合材层(22)中的至少一者具有合材的密度高的高密度部(13)、和合材密度比高密度部(13)低并且与高密度部(13)相接的低密度部(14)，在俯视的情况下，低密度部(14)的面积比高密度部(13)的面积小。

Lithium ion two battery and its manufacturing method

The subject of the invention is that the electrolyte with high capacitance and quantification has a long penetration time and a deterioration of battery characteristics. The solution is that the lithium ion secondary battery (1) has a positive electrode (10) comprising a positive collector (11) and a positive laminate (12) formed on the surface of the positive collector (11), a negative collector (21) and a negative laminate (22) formed on the surface of the negative collector (21), and is matched between the positive electrode (10) and the negative electrode (20). At least one of the generating elements (40) of the positioned diaphragm (30), the positive laminate (12) and the negative laminate (22) has a high density portion (13) of the laminate, a low density portion (14) that is lower than the high density portion (13) and connects with the high density portion (13), and the area of the low density portion (14) is larger than the high density portion (1) in the case of overlooking. 3) the area is small.

【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池及其制造方法
本专利技术涉及锂离子二次电池，具体而言，涉及锂离子二次电池的极板结构。进而，本专利技术涉及锂离子二次电池的制造方法。
技术介绍
近年来，在汽车行业中，电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)的开发正在积极的推进。把握这些汽车的性能的关键是作为其驱动源的电池，作为汽车用的电池，大多使用具有高理论能量的锂离子二次电池，其开发正在积极的推进。锂离子二次电池采取的是将以下这3个构件进行重叠而得的发电元件收纳于电池壳体中的结构：将正极用合材层形成于正极集电体的两面而成的正极板(正极)、将负极用合材层形成于负极集电体的两面而成的负极板(负极)、在正极板和负极板之间配置的多孔膜即隔膜，并且在该电池壳体中还注入有电解液。以下，有时将正极板和负极板的一者或二者统称为“极板”。锂离子二次电池的性能由极板内的合材层的容量、电解液向极板的浸透速度、锂离子在极板内的传导速度、电子在极板内的传导速度等决定。以往，为了获得锂离子在极板内的传导速度与电子在极板内的传导速度的平衡、提高输出特性等电池特性，提出了在极板的1个合材层内形成密度相对较高的高密度部和密度相对较低的低密度部的电池用电极的制造方法(专利文献1)。图6是示出专利文献1所记载的以往的极板100的示意构成的俯视图。在极板100中，在合材层101内合材以呈高密度的高密度部110与呈低密度的低密度部111规则地且周期性地、并且各自以非常狭窄的间隔(1mm以下)进行配置。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第5573922号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1所记载的以往的方法中，由于将高密度部110和低密度部111周期性地以狭窄间隔进行配置作为解决手段，因此未考虑高密度部110和低密度部111的面积的比例。如上所述，作为决定锂离子二次电池的性能的因素，有极板内的合材层的容量，若为相同体积则密度高的情况下容量变大。然而，在专利文献1所记载的以往的方法中，采用的是以下方法：通过将包含合材的电极涂料涂布于集电体的表面并进行干燥和压延来形成第1合材层后，在第1合材层表面的规定区域进一步涂布电极涂料并进行干燥和压延来形成第2合材层，从而形成了第2合材层的部分成为高密度部110，仅形成了第1合材层的部分成为低密度部111的方法，因此低密度部111的比例容易比高密度部110高、或大致相同。其结果是，存在由于极板内的合材层的容量降低，因此作为锂离子二次电池的性能发生劣化的问题。另外，在将涂布了电极涂料的极板压延后再次涂布电极涂料，因此存在工序增加、制造成本提高的问题。本专利技术的目的是提供一种将合材层的容量维持为实用上充分的范围、同时提高电解液对极板的渗入性、并提高电池性能的锂离子二次电池及其制造方法。用于解决问题的手段为了达到上述目的，本专利技术的一个实施方式涉及的锂离子二次电池具备：具有正极集电体和在正极集电体的表面形成的正极合材层的正极、具有负极集电体和在负极集电体的表面形成的负极合材层的负极、以及在正极和负极之间配置的隔膜，其中正极合材层和负极合材层的至少一者具有合材的密度高的高密度部、和合材的密度比高密度部低并且与高密度部相接的低密度部，在俯视的情况下，低密度部的面积比高密度部的面积小。另外，为了达到上述目的，本专利技术的一个实施方式涉及的锂离子二次电池的制造方法包括：制作具有正极集电体和在正极集电体的表面形成的正极合材层的正极的第一步骤；制作具有负极集电体和在负极集电体的表面形成的负极合材层的负极的第二步骤；和以在正极和负极之间夹着隔膜的方式配置正极、隔膜和负极的第三步骤，其中正极合材层和负极合材层的至少一者具有合材的密度高的高密度部、和合材的密度比高密度部低并且与高密度部相接的低密度部，在俯视的情况下，低密度部的面积比高密度部的面积小。专利技术效果根据本专利技术，提供一种将合材层的容量维持为实用上充分的范围、同时电解液对极板的渗入性(浸透性)提高、且电池性能提高的锂离子二次电池及其制造方法。附图说明图1是示出实施方式涉及的锂离子二次电池中的发电元件的构成的截面示意图。图2A是示出实施方式中的正极的高密度部和低密度部的配置的一个例子的俯视图。图2B是示出实施方式中的正极的高密度部和低密度部的配置的其他例子的俯视图。图3是示意性地示出实施方式中的正极在各制作步骤中的形状的变化的截面图。图4是示意性地示出实施方式中的卷绕型的发电元件的一个实施方式的外观的立体图。图5A是示意性地示出实施方式中的卷绕型的发电元件的一个例子的截面图。图5B是示意性地示出实施方式中的卷绕型的发电元件的其他例子的截面图。图6是示意性地示出专利文献1所记载的极板的构成的俯视图。具体实施方式以下，一边参照附图一边对本专利技术的实施方式进行说明。需要说明的是，以下说明的实施方式均示出本专利技术的优选的一个具体例。因此，在以下的实施方式中示出的数值、构成要素、构成要素的配置位置和连接方式、以及步骤和步骤的顺序等仅为一个例子，而非用于限定本专利技术。因此，以下的实施方式中的构成要素中，对于未在示出本专利技术最上位概念的独立权利要求中记载的构成要素，作为任选的构成要素进行说明。另外，各图为示意图，不一定严格地进行图示。需要说明的是，在各图中，对实质上相同的构成赋予相同的符号，以省略或简化重复的说明。(实施方式)以下，参照附图对本实施方式涉及的锂离子二次电池进行详细说明。A.锂离子二次电池使用图1～图2B对本实施方式涉及的锂离子二次电池进行说明。图1是示出本实施方式涉及的锂离子二次电池1中的发电元件40的构成的截面示意图，图2A是示出本实施方式中的正极10的高密度部13和低密度部14的配置的一个例子的俯视图，图2B是示出本实施方式中的正极10的高密度部13和低密度部14的配置的其他例子的俯视图。如图1所示地，本实施方式涉及的锂离子二次电池1具备：发电元件40，该发电元件40包含具有正极集电体11和在正极集电体11的表面形成的正极合材层12的正极10、具有负极集电体21和在负极集电体21表面形成的负极合材层22的负极20、以及在正极10和负极20之间配置的隔膜30。需要说明的是，在图1中，正极10、负极20和隔膜30均构成为俯视矩形形状，但不限于此，也可以根据锂离子二次电池1的形式适当选择任意的形状。另外，如图2A和图2B所示地，本实施方式涉及的锂离子二次电池1的正极合材层12和负极合材层22中的至少一者具有合材密度高的高密度部13和合材密度比高密度部13低、并且与高密度部13相接的低密度部14，在俯视的情况下，低密度部14的面积比高密度部13的面积小。通过设置这种高密度部13和低密度部14，能够将本实施方式涉及的锂离子二次电池1的电池容量维持为实用上充分的范围，同时缩短电解液向正极10等的极板的渗入时间，并提高锂离子二次电池1的输出特性等电池特性。需要说明的是，本实施方式中的正极10没有特别限定，也可以在负极20的负极合材层22设置高密度部13和低密度部14，还可以在正极合材层12和负极合材层22二者设置高密度部13和低密度部14。如图2A所示地，本实施方式中的正极10的一个实施方式中，在正极集电体11的两面具有正极合材层12A，所述正极合材层12A中，在宽度方向延伸且相对宽的高密度部13、与在宽度方向延伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池，具备：具有正极集电体和在所述正极集电体的表面形成的正极合材层的正极、具有负极集电体和在所述负极集电体的表面形成的负极合材层的负极、以及在所述正极和所述负极之间配置的隔膜，所述正极合材层和所述负极合材层中的至少一者具有合材的密度高的高密度部、和所述合材的密度比所述高密度部低并且与所述高密度部相接的低密度部，在俯视的情况下，所述低密度部的面积比所述高密度部的面积小。

【技术特征摘要】
2017.02.23 JP 2017-0327251.一种锂离子二次电池，具备：具有正极集电体和在所述正极集电体的表面形成的正极合材层的正极、具有负极集电体和在所述负极集电体的表面形成的负极合材层的负极、以及在所述正极和所述负极之间配置的隔膜，所述正极合材层和所述负极合材层中的至少一者具有合材的密度高的高密度部、和所述合材的密度比所述高密度部低并且与所述高密度部相接的低密度部，在俯视的情况下，所述低密度部的面积比所述高密度部的面积小。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其中，在所述高密度部与所述低密度部的边界及其附近部分的至少一部分具有所述密度根据位置的不同而逐渐变化的区域即密度梯度区域。3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其中，所述低密度部的面积为所述高密度部的面积的1/10以下。4.根据权利要求1所述的锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫武和史，名木野俊文，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP