电极组件及其制造方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种电极组件及其制造方法，所述电极组件能够有利地抑制由于通过冲裁产生的毛刺所引起的短路。本发明专利技术的电极组件具有正极11和与正极11相对配置的负极12。正极11和负极12各自具有集电器和形成在所述集电器的至少一个表面的预定区域中的活性材料层。正极11和负极12中的至少一者还包含形成为覆盖所述活性材料层的绝缘层。对于正极11和负极12中的至少一者，在相对的正极11和负极12的部分(所述部分是正极11的外周缘和负极12的外周缘靠近的地方)中的毛刺11b、12b的最大高度小于正极11的外周缘和负极12的外周缘的其余部分中的毛刺的最大高度，所述其余部分是除这些靠近的部分之外的部分。

Electrode assembly and its manufacturing method

The object of the present invention is to provide an electrode assembly and a manufacturing method thereof, which can advantageously suppress short circuits caused by burrs generated by punching. The electrode assembly of the present invention has a positive pole 11 and a negative pole 12 relative to the positive pole 11. The positive pole 11 and the negative pole 12 each have a collector and an active material layer formed in a predetermined area on at least one surface of the collector. At least one of the positive poles 11 and 12 also includes an insulating layer formed to cover the active material layer. For at least one of the positive pole 11 and the negative pole 12, the maximum height of burrs 11b and 12b in the relative positive pole 11 and the negative pole 12 parts (the part is near the peripheral edge of the positive pole 11 and the peripheral edge of the negative pole 12) is less than the maximum height of burrs in the peripheral edge of the positive pole 11 and the other parts of the negative pole 12, and the rest of the burrs are the parts other than those near the positive pole 12. Points.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极组件及其制造方法
本专利技术涉及一种电池用电极组件及其制造方法，更特别地，涉及一种包含如下电极的电极组件及其制造方法，在所述电极中，在集电器的表面上层叠有活性材料层和绝缘层。
技术介绍
二次电池广泛用作诸如智能电话、平板电脑、笔记本电脑或数码相机的便携式电子装置的电源，并且其应用已进一步扩展到电动车辆用电源或家用电源。其中，具有高能量密度且轻质的锂离子二次电池是现代生活中不可缺少的储能装置。这种二次电池通常具有如下结构，其中正极和负极经由隔膜彼此相对的电极组件与电解液一起被封装在包装体中。正极和负极各自具有如下结构，其中活性材料层形成在片状集电器的两面上的预定区域中，并且通常在形成活性材料层之后通过冲裁形成为具有用于电流提取的延长部的预定形状。通常，在用于电流提取的延长部上不形成活性材料层。冲裁是通过模具和冲头向工件施加剪切力并通过该剪切力切割所述工件的技术。因此，通过冲裁，在电极的切割面上，特别是在集电器部分处产生毛刺。毛刺的高度(电极厚度方向上的毛刺长度)取决于集电器的材料、模具与冲头之间的间隙等。在毛刺的高度过高的情况下，当经由隔膜层叠正极和负极时，毛刺可能穿透隔膜，并且正极与负极之间可能发生短路。鉴于此，专利文献1(日本特开2008-159539号公报)描述了：当将具有拥有第一主表面和第二主表面的金属箔和在所述金属箔上承载的活性材料层的电极切割为预定外部形状时，在从所述第一主表面朝向所述第二主表面的方向上切割金属箔的第一切割工序；和留下在通过第一切割工序形成的第一切割面中第一主表面侧的部分而从所述第二主表面朝向所述第一主表面切割所述金属箔的技术。根据该方法，通过第二切割工序去除在第一切割工序中产生的毛刺，并且在第二切割工序中，仅切割金属箔的厚度方向上的一部分。结果，与仅执行第一切割工序的情况相比，可以缩短毛刺长度。专利文献2(日本特开2002-42881号公报)描述了一种技术，其中将比在负极侧或正极侧产生的毛刺的高度更厚的预定胶带粘贴到位置已被确定的负极至少一侧表面上的与正极的假定短路位置，其中正极在定位负极的至少一个表面上。根据专利文献2中描述的技术，通过胶带防止正极与负极之间的短路。另一方面，通常使用由聚丙烯或聚乙烯制成的聚烯烃微孔片作为隔膜。然而，聚丙烯和聚乙烯的熔点通常为110℃至160℃。因此，当聚烯烃隔膜用于具有高能量密度的电池中时，所述隔膜在电池温度高时熔化，并且在宽广的面积内可能发生电极之间的短路。因此，为了提高电池的安全性，已经提出在正极和负极中的至少一者上形成绝缘层。例如，专利文献3(日本特开2009-43641号公报)描述了一种电池用负极，其具有形成在负极集电器表面上的负极活性材料层，其中在所述负极活性材料层的表面上形成有多孔层。专利文献4(日本特开2009-301765号公报)也描述了一种电极，其中类似地在形成于集电器上的活性材料层的表面上设置有多孔保护膜。通过形成绝缘层，可抑制由隔膜富余带来的影响，并且可能变得不需要使用隔膜。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本特开2008-159539号公报[专利文献2]日本特开2002-42881号公报[专利文献3]日本特开2009-43641号公报[专利文献4]日本特开2009-301765号公报
技术实现思路
[技术问题]然而，根据专利文献1中描述的技术，在第二切割工序中，相对于金属箔的第二主表面在倾斜方向上进行切割，切割不能通过通常的冲裁工序进行，而是对于电极的每个边进行切割。因此，第二切割工序包括多个切割工序，实际上，该第二切割工序是非常复杂的工序，结果，电极的制造效率显著降低。另一方面，根据专利文献2中描述的技术，由于需要将胶带粘贴到负极的工序，因此构件的数量和电极的制造步骤数量增加，导致电极的制造效率劣化。当胶带粘贴到负极时，正极与负极之间的距离增加，导致能量密度降低。在电极的切割面上产生的毛刺的高度取决于模具与冲头之间的间隙的大小，并且可以通过使间隙尽可能小来抑制毛刺的高度。然而，在实际的冲裁加工中，通常，工件越厚，设定的间隙越大。在用于将电极形成为预定形状的冲裁工序中，厚度根据要加工的位置而变化，并且通常，不设定根据要加工的位置而定的间隙大小。因此，难以通过最佳地设定间隙将产生的毛刺高度抑制到毛刺与隔膜(在具有绝缘层的电极的情况下为绝缘层)接触但是没有到达每个面对面电极的活性材料层或集电器的程度。本专利技术的一个目的是提供一种电极组件及其制造方法，所述电极组件能够有利地抑制由于通过冲裁产生的毛刺所引起的短路。[解决问题的方案]本专利技术是一种电池用电极组件，包含：至少一个正极，所述正极包含正极集电器和形成在所述正极集电器的至少一面上的预定区域中的正极活性材料层，所述正极具有通过冲裁工序形成的毛刺、并形成为预定形状；和至少一个负极，所述负极与所述正极相对配置，所述负极包含负极集电器和形成在所述负极集电器的至少一面上的预定区域中的负极活性材料层，所述负极具有通过冲裁工序形成的毛刺、并形成为预定形状，其中所述正极和所述负极中的至少一者还包含形成为覆盖所述活性材料层的绝缘层，并且对于所述正极和所述负极中的至少一者，在相对的正极和负极中所述正极的外周缘和所述负极的外周缘靠近的部分处所述毛刺的最大高度小于所述正极的外周缘和所述负极的外周缘中除所述靠近部分之外的其余部分处所述毛刺的最大高度。根据本专利技术的电池是一种电池，包含：根据本专利技术的电极组件；电解液；和用于密封所述电极组件和所述电解液的包装体。电极组件的制造方法是一种电池用电极组件的制造方法，包括：准备正极的工序，所述正极包含正极集电器和形成在所述正极集电器的至少一面上的预定区域中的正极活性材料层；和准备负极的工序，所述负极包含负极集电器和形成在所述负极集电器的至少一面上的预定区域中的负极活性材料层，其中所述正极和所述负极中的至少一者还包含形成为覆盖所述活性材料层的绝缘层，并且还包括：通过冲裁将所述正极形成为预定形状的工序；通过冲裁将所述负极形成为预定形状的工序；对形成为预定形状的所述正极和所述负极中的至少一者，在当所述正极和所述负极相对配置时所述正极的外周缘和所述负极的外周缘靠近的部分处，以与前述冲裁相比毛刺的高度被抑制的方法进行第二冲裁的工序；和在所述第二冲裁之后将所述正极和所述负极相对配置的工序。[本专利技术的有利效果]根据本专利技术，由于在正极的外周缘和负极的外周缘靠近的特定部分中毛刺得以抑制，因此能够抑制由于毛刺的接触而引起的正极与负极之间的短路。附图说明图1是根据本专利技术的一个示例实施方式的电池的分解透视图。图2是图1中所示的电极组件的分解透视图。图3A是示出图2中所示的正极和负极的结构的示意性截面图。图3B是示出图2中所示的正极和负极的另一种构造的结构的示意性截面图。图4A是示出在图1中所示的电极组件中使用具有不同结构的正极和负极的情况下正极和负极的布置的示例的截面图。图4B是示出在图1中所示的电极组件中使用具有不同结构的正极和负极的情况下正极和负极的布置的另一示例的截面图。图4C是示出在图1中所示的电极组件中使用具有不同结构的正极和负极的情况下正极和负极的布置的又一示例的截面图。图5是示出电极组件中正极与负极之间的位置关系的示例的主要部分的透视图，其中正极和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池用电极组件，包含：至少一个正极，所述正极包含正极集电器和形成在所述正极集电器的至少一面上的预定区域中的正极活性材料层，所述正极具有通过冲裁工序形成的毛刺、并形成为预定形状；和至少一个负极，所述负极与所述正极相对配置，所述负极包含负极集电器和形成在所述负极集电器的至少一面上的预定区域中的负极活性材料层，所述负极具有通过冲裁工序形成的毛刺、并形成为预定形状，其中所述正极和所述负极中的至少一者还包含形成为覆盖所述活性材料层的绝缘层，并且对于所述正极和所述负极中的至少一者，在相对的所述正极和所述负极的所述正极的外周缘和所述负极的外周缘靠近的部分中所述毛刺的最大高度小于所述正极的外周缘和所述负极的外周缘中除所述靠近部分之外的其余部分中所述毛刺的最大高度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.26 JP 2016-1462671.一种电池用电极组件，包含：至少一个正极，所述正极包含正极集电器和形成在所述正极集电器的至少一面上的预定区域中的正极活性材料层，所述正极具有通过冲裁工序形成的毛刺、并形成为预定形状；和至少一个负极，所述负极与所述正极相对配置，所述负极包含负极集电器和形成在所述负极集电器的至少一面上的预定区域中的负极活性材料层，所述负极具有通过冲裁工序形成的毛刺、并形成为预定形状，其中所述正极和所述负极中的至少一者还包含形成为覆盖所述活性材料层的绝缘层，并且对于所述正极和所述负极中的至少一者，在相对的所述正极和所述负极的所述正极的外周缘和所述负极的外周缘靠近的部分中所述毛刺的最大高度小于所述正极的外周缘和所述负极的外周缘中除所述靠近部分之外的其余部分中所述毛刺的最大高度。2.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述正极和所述负极以在所述正极活性材料层与所述负极活性材料层之间具有所述正极和所述负极中的至少一者的所述绝缘层的方式相对配置。3.根据权利要求1或权利要求2所述的电极组件，其中在所述正极中，所述正极集电器具有从形成有所述正极活性材料层的区域延长的延长部，并且在所述负极中，所述负极集电器具有从形成有所述负极活性材料层的区域延长的延长部，并且所述正极的延长部和所述负极的延长部形成在当从所述正极和所述负极相对的方向观察所述电极组件时不重叠的位置处。4.根据权利要求3所述的电极组件，其中，当从所述正极和所述负极相对的方向观察所述电极组件时，在所述正极的所述延长部或所述负极的所述延长部处在其中所述正极的外周缘和所述负极的外周缘交叉的部分处，所述正极的外周缘和所述负极的外周缘靠近。5.一种电池，包含：根据权利要求1至4中任一项所述的电极组件；电解液；用于密封所述电极组件和所述电解液的包装体。6.一种电池用电极组件的制造方法，包括：准备正极的工序，所述正极包含正极集电器和形成在所述正极集电器的至少一面上的预定区域中的正极活性材料层；和准备负极的工序，所述负极包含负极集电器和形成在所述负极集电器的至少一面上的预定区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：乙幡牧宏，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP