二次电池包括卷绕电极组件，在该卷绕电极组件中，堆叠并且卷绕正电极片、负电极片和隔膜。所述正电极片设置有长的正电极集电体和正电极活性物质层。所述正电极活性物质层被布置在所述正电极集电体上。所述负电极片设置有长的负电极集电体和负电极活性物质层。所述负电极活性物质层被布置在所述负电极集电体上。所述隔膜介于所述正电极片和所述负电极片之间。所述负电极集电体具有在所述卷绕电极组件的卷绕轴方向上处于所述负电极集电体的一个边缘处的第一无活性物质层区域。所述第一无活性物质层区域是没有形成所述负电极活性物质层的区域。所述正电极集电体具有在所述卷绕电极组件的卷绕轴方向上处于所述正电极集电体的一个边缘处的第二无活性物质层区域。所述第二无活性物质层区域是没有形成所述正电极活性物质层的区域。所述负电极集电体和所述正电极集电体被布置成所述第一无活性物质层区域和所述第二无活性物质层区域朝向所述卷绕电极组件的所述卷绕轴方向上的相反侧突出。所述负电极活性物质层的宽度比所述正电极活性物质层的宽度宽，并且细菌纤维素被布置在面对所述第二无活性物质层区域的所述负电极活性物质层的至少表面层中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种二次电池。更具体地，本专利技术涉及一种设置有卷绕电极组件的二 次电池，在该卷绕电极组件中，堆叠并且卷绕正电极片、负电极片和隔膜。正电极片设置有 在长的正电极集电体上的正电极活性物质层。负电极片设置有在长的负电极集电体上的负 电极活性物质层。隔膜介于正电极片和负电极片之间。
技术介绍
近年来，二次电池诸如锂离子二次电池和镍氢电池已经被优选地用作车用电源以 及用于个人计算机以及便携和移动电子装置的电源。特别地，锂离子二次电池重量轻，并且 具有高能量密度。因此，它们例如作为用于安装在车辆中的高输出电源，以及作为蓄电系统 的电源的重要性正在提高。一种传统电池具有如下电池结构，该电池结构设置有卷绕电极 组件，通过在隔膜介于长的正电极片和负电极片之间的情况下堆叠该正电极片和负电极片 并且将该组合卷绕为螺旋构造来制成该卷绕电极组件。能够通过使用用于电极组件的螺旋 构造来提高正和负电极之间的反应面积。这使得能够提高能量密度并且获得高输出。 通常通过向正电极集电体的两侧提供包含正电极活性物质的正电极活性物质层 形成组分来形成正电极活性物质层来制成这种卷绕电极组件中的正电极片。这种正电极活 性物质层形成组分例如能够作为膏或者浆来制备。通常通过向负电极集电体的两侧提供包 含负电极活性物质的负电极活性物质层形成组分来形成负电极活性物质层来制成负电极 片。 这里，在诸如安装在车辆中的高输出服务的情况下，在这些电极片（即正电极片 和/或负电极片)上提供没有形成活性物质层的无涂层区域(无活性物质层的区域），并且将 该无涂层区域用作集电区域。为了提高集电效率，将这种无涂层区域布置成在与电极片的 长度方向正交的宽度方向上的一个边缘处的两面上的条带。另外，两个电极片的无涂层区 域以交错方式布置，由此，正电极片的无涂层区域和负电极片的无涂层区域朝着在宽度方 向上的相反侧突出，并且然后使用这些电极片进行卷绕来制成卷绕电极组件。当设置有具 有这种构造的卷绕电极组件的二次电池经过重复充电/放电时，伴随充电/放电的活性物质 的膨胀和收缩能够在卷绕电极组件中引起变形，诸如屈曲等等，并且性能可能退化。考虑到 这些情况，本专利技术提供一种展现抵抗充电/放电循环的高能力的二次电池。
技术实现思路
本专利技术的一方面涉及一种二次电池。该二次电池包括卷绕电极组件，在该卷绕电 极组件中，堆叠并且卷绕正电极片、负电极片和隔膜。所述正电极片设置有长的正电极集电 体和正电极活性物质层。所述正电极活性物质层被布置在所述正电极集电体上。所述负电 极片设置有长的负电极集电体和负电极活性物质层。所述负电极活性物质层被布置在所述 负电极集电体上。所述隔膜介于所述正电极片和所述负电极片之间。所述负电极集电体具 有在所述卷绕电极组件的卷绕轴方向上处于所述负电极集电体的一个边缘处的第一无活 性物质层区域。所述第一无活性物质层区域是没有形成所述负电极活性物质层的区域。所 述正电极集电体具有在所述卷绕电极组件的卷绕轴方向上处于所述正电极集电体的一个 边缘处的第二无活性物质层区域。所述第二无活性物质层区域是没有形成所述正电极活性 物质层的区域。所述负电极集电体和所述正电极集电体被布置成所述第一无活性物质层区 域和所述第二无活性物质层区域朝向所述卷绕电极组件的所述卷绕轴方向上的相反侧突 出。所述负电极活性物质层的宽度比所述正电极活性物质层的宽度宽，并且细菌纤维素被 布置在面对所述第二无活性物质层区域的所述负电极活性物质层的至少表面层中。 本说明书中的细菌纤维素涉及由微生物(通常是细菌，诸如醋酸菌)产生的任何纤 维素。细菌纤维素具有例如l〇nm至1 OOnm的纤维直径，该纤维直径为植物源纤维素直径的百 分之一至万分之一。如上所述，在上述方面，细菌纤维素被布置在面对正电极集电体的无活 性物质层区域(第二无活性物质层区域)的负电极活性物质层的至少表面层中。当实现这种 结构时，细菌纤维素的纳米级微小缺口抑制充电/放电期间的膨胀/收缩导致的变形(例如， 屈曲）。因此，在这方面，甚至在重复充电/放电期间也抑制卷绕电极组件的变形。然后，结果 是减轻了卷绕电极组件变形导致的二次电池性能退化现象。二次电池的这种性能退化例如 涉及循环后容量保持率的下降。 在上述方面中，细菌纤维素的平均颗粒直径可能大于或者等于0.01M1，并且小于 或者等于0.25μπι。这种平均颗粒直径源自细菌纤维素的激光散射/衍射分析。能够通过使细 菌纤维素的平均颗粒直径d处于指示范围内而获得对二次电池性能退化的甚至更好的抑 制。 在上述方面中，包含细菌纤维素的细菌纤维素层可以形成在负电极活性物质层的 表面层的整个区域上。在负电极活性物质层的表面层的整个区域上布置细菌纤维素层能够 抑制二次电池在低温和高输出期间电荷载体的沉淀。这能够在锂离子二次电池的情况下抑 制锂的沉淀。 在上述方面中，细菌纤维素层的平均厚度可能大于或者等于Ιμπι，并且小于或者等 于ΙΟμπι。当细菌纤维素层的平均厚度处于指示范围内时，能够在抑制低温和高输出期间的 电荷载体的沉淀的同时，避免二次电池的性能退化。例如在锂离子二次电池的情况下，能够 在抑制锂在低温高输出期间沉淀的同时，避免锂离子二次电池的性能退化。 在上述方面中，可以在所述卷绕电极组件的所述卷绕轴方向上在没有形成所述第 一无活性物质层区域的一侧上的所述负电极活性物质层的边缘处形成有包含细菌纤维素 的包含细菌纤维素区域。通过在负电极活性物质层的边缘处布置包含细菌纤维素区域，能 够在高温储存期间抑制源自正电极活性物质的金属沉淀。 在上述方面中，在所述包含细菌纤维素区域中，所述负电极活性物质层可以具有 面对所述正电极活性物质层的区域和不面对所述正电极活性物质层的区域。另外，面对正 电极活性物质层的区域的宽度W可能为1mm K 3mm。当包含细菌纤维素区域的宽度W处于 指示范围内时，能够在抑制高温储存期间的金属沉淀的同时，避免二次电池的性能退化。 在上述方面中，二次电池可能具有电池壳体、外部端子和电流中断机构。电池壳体 容纳卷绕电极组件。非水电解质溶液也被容纳在电池壳体中。这种非水电解质溶液包含气 体发生剂，气体发生剂在等于或高于预定电压的情况下反应并且产生气体。外部端子被布 置在电池壳体中，并且外部端子被电连接至电极组件。当所述电池壳体中的内部压力升高 到达到或者超过预定压力时，所述电流中断机构中断所述电极组件和所述外部端子之间的 电连接。 在上述方面中，细菌纤维素被布置在负电极活性物质层的表面层中。作为结果，抑 制了低温高输出期间的电荷载体的沉淀。在锂离子二次电池的情况下抑制锂的沉淀。因此， 能够良好地保持气体发生剂产生的气体量，并且使得电流中断机构能够有利地运行。【附图说明】 下面将参考附图描述本专利技术的例证性实施例的特征、优点以及技术和工业意义， 其中相同标识符指示相同元件，并且其中： 图1是示出锂离子二次电池的结构示例的视图； 图2是示出锂离子二次电池中的卷绕电极组件的视图； 图3是示出图2中的III-III截面的截面图；图4是示出根据本专利技术的实施例的锂离子二次电池中的卷绕电极组件的正电极 片/负电极片层压结构的截面图； 图5是示出根据本专利技术实施例的负电极片的截面的示意图；并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二次电池，包括：卷绕电极组件，在所述卷绕电极组件中，堆叠并且卷绕正电极片、负电极片和隔膜，其中所述正电极片设置有长的正电极集电体和正电极活性物质层，所述正电极活性物质层被布置在所述正电极集电体上，所述负电极片设置有长的负电极集电体和负电极活性物质层，所述负电极活性物质层被布置在所述负电极集电体上，所述隔膜介于所述正电极片和所述负电极片之间，所述负电极集电体具有在所述卷绕电极组件的卷绕轴方向上处于所述负电极集电体的一个边缘处的第一无活性物质层区域，所述第一无活性物质层区域是没有形成所述负电极活性物质层的区域，所述正电极集电体具有在所述卷绕电极组件的卷绕轴方向上处于所述正电极集电体的一个边缘处的第二无活性物质层区域，所述第二无活性物质层区域是没有形成所述负电极活性物质层的区域，所述负电极集电体和所述正电极集电体被布置成所述第一无活性物质层区域和所述第二无活性物质层区域朝向所述卷绕电极组件的所述卷绕轴方向上的相反侧突出，并且所述负电极活性物质层的宽度比所述正电极活性物质层的宽度宽，并且细菌纤维素被布置在面对所述第二无活性物质层区域的所述负电极活性物质层的至少表面层中。
【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：桥本达也，大原敬介，横山友嗣，福本友祐，
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
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