电极结构体、二次电池、电池包及车辆制造技术

本发明专利技术涉及电极结构体、二次电池、电池包及车辆。其提供能够达成优异的循环寿命特性的电极结构体、具备该电极结构体的二次电池、具备该二次电池的电池包及具备该电池包的车辆。根据1个实施方式，提供一种电极结构体。该电极结构体是包含集电体、设置于集电体的至少一个面上的活性物质层和设置于活性物质层上的隔板层的电极结构体，隔板层包含第1区域、和与第1区域邻接且存在于第1区域的内侧的第2区域，活性物质层的主表面的轮廓与隔板层的第1区域重叠，隔板层的第1区域的至少一部分比隔板层的第2区域厚。

【技术实现步骤摘要】
电极结构体、二次电池、电池包及车辆
本专利技术的实施方式涉及电极结构体、二次电池、电池包及车辆。
技术介绍
包含能够嵌入脱嵌锂离子的正极及负极的非水电解质二次电池作为高能量密度的电池，在电动汽车、电力蓄电及信息设备等各种领域被广泛普及。与此相伴，来自市场的要求也进一步增加，正在积极地开展研究。为了将非水电解质二次电池在电动汽车用电源的用途中使用，要求能量密度高、即每单位重量或单位体积的放电容量大。另一方面，每单位重量或单位体积的放电容量变得越大，安全性越成为问题，要求具有更进一步优异的安全性的二次电池。用于解决该问题的一个答案是全固体二次电池。全固体二次电池照字面是使用固体电解质来代替迄今为止的非水电解质、即有机系电解液的二次电池。由于有机系电解液有起火性，所以用于提高使用有机系电解液时的安全性的技术开发正在积极地进行。尽管如此，难以确保充分的安全性。由于全固体二次电池也可以不使用有机系电解液，所以这种情况下没有起火的可能性。因此，全固体二次电池为安全性极高的二次电池。然而，全固体二次电池由于在正极与负极之间锂离子传导性容易降低，所以根据电池的构成有时使用电解液。
技术实现思路
本专利技术所要解决的课题是提供能够达成优异的循环寿命特性的电极结构体、具备该电极结构体的二次电池、具备该二次电池的电池包、及具备该电池包的车辆。根据第1实施方式，提供一种电极结构体。该电极结构体是包含集电体、设置于集电体的至少一个面上的活性物质层、和设置于活性物质层上的隔板层的电极结构体，隔板层包含第1区域、和与第1区域邻接且存在于第1区域的内侧的第2区域，活性物质层的主表面的轮廓与隔板层的第1区域重叠，隔板层的第1区域的至少一部分比隔板层的第2区域厚。根据第2实施方式，提供一种二次电池。该二次电池包含第1实施方式的电极结构体。根据第3实施方式，提供一种电池包。该电池包包含第2实施方式的二次电池。根据第4实施方式，提供一种车辆。该车辆包含第3实施方式的电池包。根据上述构成，能够提供能够达成优异的循环寿命特性的电极结构体、具备该电极结构体的二次电池、具备该二次电池的电池包、及具备该电池包的车辆。附图说明图1是概略地表示第1实施方式的电极结构体的一个例子的俯视图。图2是沿着图1中所示的电极结构体的II-II线的截面图。图3是假想地表示隔板层的层厚的测定点的俯视图。图4是示意性表示第2实施方式的二次电池的一个例子的立体图。图5是表示图4的二次电池所包含的层叠型电极组的一个例子的截面图。图6是图5的B部的放大截面图。图7是概略地表示第2实施方式的二次电池的另一例子的截面图。图8是概略地表示第2实施方式的二次电池的又一例子的截面图。图9是图8的A部的放大截面图。图10是概略地表示第2实施方式的组电池的一个例子的立体图。图11是概略地表示第3实施方式的电池包的一个例子的分解立体图。图12是表示图9中所示的电池包的电路的一个例子的方框图。图13是概略地表示第4实施方式的车辆的一个例子的截面图。图14是概略地表示第4实施方式的车辆的另一例子的图。图15是表示实施例及比较例的循环寿命评价的结果的图表。(符号说明)1电极结构体、2集电体、3负极、3a负极集电体、3b负极活性物质层、3c负极隔板层、5正极、5a正极集电体、5b正极活性物质层、6负极端子、7正极端子、8活性物质层、9隔板层、11层叠型电极组、12外包装构件、19夹持构件、21汇流条、22正极侧引线、23负极侧引线、24粘接胶带、31容纳容器、32盖、33保护片材、34印制布线基板、35布线、40车辆主体、41车辆用电源、42电控制装置、43外部端子、44逆变器、45驱动马达、100二次电池、200组电池、200a组电池、200b组电池、200c组电池、300电池包、300a电池包、300b电池包、300c电池包、301a组电池监视装置、301b组电池监视装置、301c组电池监视装置、341正极侧连接器、342负极侧连接器、343热敏电阻、344保护电路、345布线、346布线、347通电用的外部端子、348a正侧布线、348b负侧布线、400车辆、411电池管理装置、412通信总线、413正极端子、414负极端子、415开关装置、L1连接线、L2连接线、W驱动轮。具体实施方式以下，参照附图对实施方式进行说明。另外，对实施方式中共同的构成标注相同的符号，并省略重复的说明。此外，各图是有助于实施方式的说明和其理解的示意图，其形状或尺寸、比例等与实际的装置有不同的地方，它们可以参考以下的说明和公知的技术而适当设计变更。(第1实施方式)根据第1实施方式，提供一种电极结构体。该电极结构体是包含集电体、设置于集电体的至少一个面上的活性物质层、和设置于活性物质层上的隔板层的电极结构体，隔板层包含第1区域、和与第1区域邻接且存在于第1区域的内侧的第2区域，活性物质层的主表面的轮廓与隔板层的第1区域重叠，隔板层的第1区域的至少一部分比隔板层的第2区域厚。作为与二次电池中使用的电极结构体的制造相关的技术，例如可列举出在活性物质层上设置由无机粒子等形成的固体电解质层的技术。包含也作为隔板发挥功能的固体电解质层的电极结构体的制作例如可以在集电体的至少一个面上依次层叠活性物质层及固体电解质层而进行。电极结构体所包含的活性物质层通过充放电而反复膨胀收缩。因此，活性物质层逐渐从集电体剥离、或者沿着活性物质层的厚度方向而产生裂痕。这些现象也称为电极开裂。若引起电极开裂，则引起不优选的副反应的可能性高。此外，还有可能电阻上升。本专利技术人们着眼于电极开裂在活性物质层的外缘部分中显著地产生，发现了：通过对层叠于该活性物质层上的固体电解质层(隔板层)的结构进行钻研，能够抑制电极开裂。若能够抑制电极开裂，则能够使循环寿命特性提高。以下，参照附图对实施方式的电极结构体进行说明。图1是概略地表示实施方式的电极结构体的一个例子的俯视图。图2是沿着图1中所示的电极结构体的II-II线的截面图。另外，在以下的说明中，X方向及Y方向为相对于集电体的主表面平行且彼此正交的方向。此外，Z方向为相对于X方向及Y方向垂直的方向。即，Z方向为厚度方向。电极结构体1包含集电体2、活性物质层8和隔板层9。在图1及图2中，描绘了集电体2为沿X方向及Y方向延伸的箔的形态的情况。集电体2也可以为多孔体或网的形态。如图1中所示的那样，集电体2例如具有在矩形的箔的4边中的1边中其一部分沿Y方向突出的形状。该突出部可以作为电极极耳发挥功能。集电体2的形状并不限于此。在集电体2的至少一个面上，依次层叠有活性物质层8及隔板层9。在图1及图2中，作为一个例子，示出在集电体2的一面上层叠有活性物质层8及隔板层9的情况。也可以在集电体2的两面上设置活性物质层8及隔板层9。在集电体2所包含的上述突出部(极耳部)上，没有设置活性物质层8及隔板层9，在该极耳部中集电体2的主表面露出。隔板层9包含第1区域101、和与第1区域101邻接且存在于第1区域的内侧的第2区域102。隔板层9所包含的第1区域101其至少一部分与活性物质层8相向。隔板层9所包含的第2区域102其整面与活性物质层8相向。第1区域101也称为隔板层9的外缘区域。第2区域102也称为隔板层9的中央区域。活性物质层8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极结构体，其是包含集电体、设置于所述集电体的至少一个面上的活性物质层和设置于所述活性物质层上的隔板层的电极结构体，其中，所述隔板层包含第1区域、和与所述第1区域邻接且存在于所述第1区域的内侧的第2区域，所述活性物质层的主表面的轮廓与所述隔板层的所述第1区域重叠，所述隔板层的所述第1区域的至少一部分比所述隔板层的所述第2区域厚。

【技术特征摘要】
2017.03.21 JP 2017-0546291.一种电极结构体，其是包含集电体、设置于所述集电体的至少一个面上的活性物质层和设置于所述活性物质层上的隔板层的电极结构体，其中，所述隔板层包含第1区域、和与所述第1区域邻接且存在于所述第1区域的内侧的第2区域，所述活性物质层的主表面的轮廓与所述隔板层的所述第1区域重叠，所述隔板层的所述第1区域的至少一部分比所述隔板层的所述第2区域厚。2.根据权利要求1所述的电极结构体，其中，所述第1区域的外周形状及内周形状为正方形或长方形，所述隔板层的所述第1区域包含由所述第1区域的所述外周形状及所述第1区域的内周形状所围成的侧部，所述侧部的平均厚度比所述第2区域的厚度大。3.根据权利要求1所述的电极结构体，其中，所述第1区域的外周形状及内周形状为正方形或长方形，所述隔板层的所述第1区域包含由所述第1区域的所述外周形状及所述第1区域的内周形状所围成的侧部，所述侧部由4边构成，由所述4边中的彼此相向的2边形成的第1组的平均厚度比由彼此相向的另2边形成的第2组的平均厚度大，所述第1组的平均厚度比所述隔板层的所述第2区域的厚度大。4.根据权利要求3所述的电极结构体，其中，所述第1区域的所述外周形状及所述内周形状为长方形，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉崎知子，岩崎拓哉，原田康宏，高见则雄，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本,JP