非水电解液二次电池制造技术

为了提供一种非水电解液二次电池，其能够防止在充电期间在负极上的锂的形成并且防止归因于在高温时的隔离物的收缩所造成的正极和负极之间的短路。非水电解液二次电池包括：负极，其中负极活性材料层形成在负极集电极上；以及正极，其经由隔离物层压在负极上，其中正极活性材料层形成在正极集电极上。从正极集电极抽出的正极片的表面上的正极活性材料层具有在正极片的抽出方向上延伸而超过与正极活性材料层相对的垂直投影的负极活性材料层的前端线并且在其中正极活性材料层的存在量朝向其前端部而减少的区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非水电解液二次电池，并且更特别地涉及即便在施加以冲击或者甚至在高温环境下也能够展现高可靠性和高充电放电容量的非水二次电池。
技术介绍
可以减少在充电放电容量特性等等方面优秀的锂离子二次电池的尺寸和重量，并且所述锂离子二次电池具有高能量密度。因此，锂离子二次电池已经被用作针对便携式设备的电源，被用作针对电动自行车、电动汽车等等的电源，或者被用于商业电源的备用，并且做出了各种提议用于改进所述锂离子二次电池的性能。在锂离子二次电池中，锂离子在充电期间从正极侧转移到负极侧。此时，锂可以沉积为对负极的周围部分的枝状晶体(dendrite)，而导致与相对的电极的短路。因此，为了防止该问题，提出了一种配置，其中正极的外围部分被布置得比面对正极的负极的外围部分更向内(例如参见专利文献I和2)。进一步地，为了防止归因于活性材料从电极的周围部分脱落所造成的内部泄漏，提出了一种配置，其中绝缘带被粘着到在其处由于正极混合物的端部的倾斜而使厚度减小的部分(参见例如专利文献3)。引用列表专利文献 专利文献 I:JP 2002-252023A 专利文献 2:JP 07-302616A 专利文献 3:JP 2006-147392A。
技术实现思路
专利技术要解决的问题 锂离子二次电池被广泛用作实用的非水电解液二次电池，其中在充电和放电的至始至终，锂不以金属状态存在。然而，当在充电期间，来自正极侧的锂离子不能被负极侧接收时，金属锂可能沉积为对负极的周围部分的枝状晶体。图8A和8B是每个用于解释常规锂离子电池的视图。图8A是图示了正极100和负极200之间的位置关系并且特别地是如从正极侧观察到的其中正极被布置在负极上的状态的平面视图。图SB是图示了包括隔离物的、沿着图8A的线A-A’取得的横截面的视图，其中放大了厚度方向。正极100具有比负极200的外部形状小的外部形状，并且负极存在于其中正极经由隔离物50面对负极的全部部分中。通过由此限定正极和负极的尺寸来防止锂沉积为对负极的周围部分的枝状晶体在设计锂离子电池时是不可缺少的。然而，在其中负极在尺寸方面被做成大于正极的配置中，当在正极和负极之间提供的隔离物在高温时收缩时，短路可能发生在正极和负极之间，特别地在其上未涂覆正极活性材料的正极引出片(tab)和负极之间，而导致高电流流动。一般地认为，可以通过在正极活性材料的涂覆端部的锥形部分处布置绝缘带(tape)来防止这样的短路，这如在专利文献3中描述的那样。然而，在充电时，锂离子可能从覆盖有绝缘带的部分转移到未覆盖有绝缘带的部分，并且来自不被绝缘带覆盖的部分的锂离子的转移量可能增加，而使锂沉积为对负极的周围部分的枝状晶体。本专利技术的目的是提供一种锂离子电池，其能够防止在正极引出片和负极活性材料层之间的短路以及锂的沉积这二者，以通过减少锂离子在非水电解液二次电池的充电时从正极的周围部分的扩散以及减少正极引出片的表面的导电性来增加锂离子电池的可靠性。用于解决问题的方法 可以通过本专利技术的非水电解液二次电池来解决该问题，所述非水电解液二次电池包括:负极，其中负极活性材料层形成在负极集电极上；以及正极，其经由隔离物层压在负极上，其中正极活性材料层形成在正极集电极上，其中从正极集电极抽出(draw)的正极片的表面上的正极活性材料层具有在正极片的抽出方向上延伸而超过与正极活性材料层相对的垂直投影的负极活性材料层的前端线并且在其中正极活性材料层的存在量在其前端部处减少的区域。进一步地，在以上的非水电解液二次电池中，其中正极活性材料层的存在量减少的区域被形成为其厚度在正极片的抽出方向上减少的倾斜面(slope)，或者被形成为其中正极活性材料的存在比率减少的区域。进一步地，在以上的非水电解液二次电池中，正极片和负极片在彼此相反的方向上抽出，并且提供从其中正极活性材料的存在量减少的正极引出片的部分在正极片的抽出方向上延伸的绝缘构件，所述绝缘构件具有使得在抽出方向上与正极的前端侧相对的侧处的绝缘构件的端部达到负极集电极而超过在其层压方向上相邻于正极片的负极的负极活性材料层的表面的厚度。专利技术效果 在根据本专利技术的非水电解液二次电池中，从正极集电极抽出的正极引出片的表面上的正极活性材料层在正极引出片的抽出方向上延伸而超过与正极活性材料层相对的垂直投影的负极活性材料层的前端线。进一步地，在正极引出片的抽出方向上延伸的正极活性材料层的存在量朝向其前端而减少。因此，在充电期间要转移到与正极相对的负极的外围部分的锂离子的量减少，由此防止锂离子沉积为枝状晶体。进一步地，即便当隔离物在高温时收缩时，也有可能防止当正极活性材料层与负极进行直接接触时高的短路电流流动，这是因为正极活性材料的导电性低于铝表面的导电性，由此可以提供高度可靠的电池。【附图说明】图1A至ID是每个图示了根据本专利技术的非水电解液二次电池的视图，其中图1A是图示了外观的平面视图，图1B是图示了正极和负极之间的位置关系的视图，图1C是通过沿着线A-A’切割图1B的正极片部分所获得的横截面视图，其图示了正极和负极以及隔离物之间的位置关系，并且图1D是通过沿着线B-B’切割正极和负极所获得的横截面视图，其图示了正极和负极以及隔离物之间的位置关系； 图2A和2B是每个图示了在正极引出片中提供的、其中正极活性材料的存在量少的区域和负极之间的位置关系的视图，其中图2A是图示了其中以锥形形状来形成其中正极活性材料的存在量少的区域的示例的视图，并且图2B是图示了其中通过阶梯部分形成其中活性材料的存在量少的区域的示例的视图； 图3A和3B是每个图示了根据本专利技术的电池的示例的视图，其中图3A是图示了如从层压表面观察到的、被收容在覆盖材料内部的电池元件的层压的平面视图，并且图3B是沿着图3A的线C-C’取得的横截面视图； 图4A和4B是图示了本专利技术中的、使用绝缘构件来抑制负极的移动的结构的视图，其中图4A是图不了用于抑制负极的移动的结构的不例的视图，并且图4B是图不了用于抑制负极的移动的结构的另一示例的视图； 图5A和5B是每个图示了根据本专利技术的电极的制造过程的视图，其中图5A是图示了使用冲模涂覆器(die coater)执行的涂覆处理的视图，并且图5B是沿着图5A的线B-B’取得的横截面视图； 图6A和6B是每个图示了根据本专利技术的电极的制造过程并且特别地是在集电极(collector)表面上形成的活性材料层的压缩过程的视图，其中图6A是图示了其中制造其中以锥形形状形成涂覆层的端部的电极的情况的视图，并且图6B是图示了其中在其端部处通过阶梯部分的形成来减少涂覆层的厚度的电极的视图； 图7A和7B是每个图示了根据本专利技术的电极的切断(cutout)过程的视图，其中图7A是带状的集电极的部分切断视图，并且图7B是图示了被切断的电极的视图；以及图8A和8B是图示了常规技术的视图。【具体实施方式】将参考附图描述本专利技术。图1A是图示了外观的平面视图。根据本专利技术的非水电解液二次电池10具有如下的配置，在所述配置中，具有经由隔离物彼此相对布置的正极和负极的至少一个单元电池被类薄膜的覆盖材料20等等密封，并且从类薄膜的覆盖材料20抽出正极端子30和负极端子40。图1B是图示了正极和负极的布置并且特别地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解液二次电池，其特征在于包括：负极，其中负极活性材料层形成在负极集电极上；以及正极，其经由隔离物层压在负极上，其中正极活性材料层形成在正极集电极上，其中从正极集电极抽出的正极片的表面上的正极活性材料层具有在正极片的抽出方向上延伸而超过与正极活性材料层相对的垂直投影的负极活性材料层的前端线并且在其中正极活性材料层的存在量在其前端部处减少的区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：座间浩一，浮田明生，
申请(专利权)人：NEC能源元器件株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP