二次电池及其制造方法技术

本发明专利技术的目的是提供具有高电特性和高可靠性的高质量二次电池以及制造所述二次电池的方法，所述二次电池借助绝缘材料来防止正电极和负电极之间发生短路，并防止或减少体积的减小和电池电极组件的形变。根据本发明专利技术的二次电池(100)包括电池电极组件，所述电池电极组件包括借助隔板(20)交替堆叠的正电极(1)和负电极(6)。正电极(1)和负电极(2)均具有集电器(3，8)和应用到集电器(3，8)的活性材料(2，7)。位于集电器(3)的正电极(1)的一个表面上的活性材料(2A)包括平坦部分(2A1)和位于关于所述平坦部分(2A1)的端部侧的小厚度部分(薄层部分)(2A3)，所述小厚度部分(2A3)的厚度小于所述平坦部分(2A1)的厚度。位于所述正电极(1)的所述集电器(3)的另一表面上的所述活性材料(2B)的一部分是具有恒定厚度的平坦部分，所述部分借助集电器(3)面对位于所述一个表面上的所述活性材料(2A)的所述薄层部分(2A3)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括彼此叠放的正电极和负电极的二次电池，其中正电极和负电极之间插有隔板，还涉及用于制造二次电池的方法。
技术介绍
二次电池越来越广泛地用作车辆和家电的电源，而不再只是作为便携设备(比如移动电话、数码相机和膝上计算机等)的电源，具有高能量密度和轻重量的锂离子二次电池是日常生活中不可或缺的能量存储设备。二次电池一般分成卷绕型和堆叠型。卷绕型二次电池中的电池电极组装的结构中，借助隔板彼此叠放的长正电极板和长负电极板被堆叠并卷绕多圈。堆叠型二次电池中的电池电极组装的结构中，正电极板和负电极板交替堆叠，并且在其间插入了隔板。正电极板和负电极板均包括集电器，所述集电器包括涂覆部分和未涂覆部分，将活性材料(其可以是复合剂，包括例如接合剂和导电材料)应用于所述涂覆部分，并且不将活性材料应用于未涂覆部分，以便允许与电极端子连接。在卷绕型二次电池或堆叠型二次电池中，通过以下方式将电池电极组件封闭在外部容器内：正电极端子的一端与正电极板的未涂覆部分电连接，正电极端子的另一端延伸到外部容器(外壳)的外部；负电极端子的一端与负电极板的未涂覆部分电连接，负电极端子的另一端延伸到外部容器的外部。在外部容器内，除了电池电极组件之外，还封闭有电解质。二次电池的容量逐年增长，并且，随着这一增长，在发生短路时将产生的热量也增加，导致风险增加，从而，用来确保电池安全的措施变得更为重要。作为安全措施的一个例子，已知如下技术：在涂覆部分和未涂覆部分之间的边界部分上形成绝缘材料以防止在正电极和负电极之间发生短路(专利文献1)。现有技术文件专利文献专利文献1：JP2012-164470A
技术实现思路
本专利技术解决的问题在专利文献1所公开的技术中，如图19所示，正电极1和负电极6借助隔板20交替堆叠，并且在每个正电极1的集电器3上，形成了覆盖已经应用了活性材料2的涂覆部分和尚未应用活性材料2的未涂覆部分之间的边界部分4的绝缘材料40。在堆叠型二次电池中，在平面视图中，在同一位置堆叠绝缘材料40。从而，电池电极组件在布置了绝缘材料40的位置处的部分的厚度变得更厚，导致每单位体积能量密度的减小。同样，为了获得稳定的电特性和高可靠性，优选地，通过均匀地施加压强，借助例如带子来紧固二次电池的电池电极组件。但是，由于存在绝缘材料40的部分和不存在绝缘材料40的部分之间的厚度差，像专利文献1中那样在堆叠型二次电池中使用绝缘材料导致不能均匀地紧固电池电极组件，这将导致电池质量下降，比如电特性的易变性和/或电池循环属性的下降。因此，本专利技术的目的是解决前述问题并提供具有高电特性和高可靠性的高质量二次电池以及制造所述二次电池的方法，所述二次电池借助绝缘材料来防止正电极和负电极之间发生短路，并防止或减少体积的减小和电池电极组件的形变。解决问题的手段根据本专利技术的二次电池包括电池电极组件，所述电池电极组件包括借助隔板交替堆叠的正电极和负电极，以及所述正电极和所述负电极均包括集电器和应用到所述集电器的活性材料。位于所述正电极的所述集电器的一个表面上的活性材料包括平坦部分和位于关于所述平坦部分的端部侧的小厚度部分，所述小厚度部分的厚度小于所述平坦部分的厚度。位于所述正电极的所述集电器的另一表面上的所述活性材料的一部分是具有恒定厚度的平坦部分，所述部分在所述集电器上面对位于所述一个表面上的所述活性材料的所述小厚度部分。专利技术的有益效果本专利技术使得能够防止或减少由绝缘材料导致的电池电极组件的体积增加和电池电极组件的形变，并且使得能够提供具有良好的能量密度的高质量二次电池。附图说明图1A是根据本专利技术的堆叠型二次电池的基本结构的平面图。图1B是沿图1A中的线A-A截取的截面图。图2是示出了本专利技术的二次电池的示例性实施例中的正电极的放大截面图。图3是示出了根据本专利技术的二次电池的示例性实施例的主要部分的放大截面图。图4是示出了本专利技术的二次电池的示例性实施例的正电极的变化的放大截面图。图5A是示出了电极涂覆装置的示例的示意图。图5B是示出了电极制造方法的参考示例的示意图。图6是示出了根据本专利技术的电极制造方法的示例的示意图。图7是示出了根据本专利技术的二次电池制造方法的正电极形成步骤的平面图。图8是示出了根据本专利技术的二次电池的制造方法中在图7之后的步骤的平面图。图9A是示出了根据本专利技术的二次电池的制造方法中在图8之后的步骤的平面图。图9B是示出了作为图9A中所示的步骤中切割的结果而形成的正电极的平面图。图10是示出了根据本专利技术的二次电池制造方法的负电极形成步骤的平面图。图11A是示出了根据本专利技术的二次电池的制造方法中在图10之后的步骤的平面图。图11B是示出了作为图11A中所示的步骤中切割的结果而形成的负电极的平面图。图12是示出了根据本专利技术的二次电池的另一示例性实施例的主要部分的放大截面图。图13是示意性地示出了用于间歇应用活性材料的装置的示例的框图。图14A是示意性地示出了用于连续应用活性材料的装置的示例的截面图。图14B是沿图14A中的线B-B的放大截面图。图15是示出了根据本专利技术的二次电池制造方法的正电极形成步骤的另一示例的平面图。图16是示出了根据本专利技术的二次电池的制造方法中在图15之后的步骤的平面图。图17A是示出了根据本专利技术的二次电池的制造方法中在图16之后的步骤的平面图。图17B是示出了作为图17A中所示的步骤中切割的结果而形成的正电极的平面图。图18是示出了根据图15-17B中所示的二次电池制造方法中使用的电极卷的透视图。图19是示出了根据相关领域的层叠型二次电池的主要部分的放大视图。具体实施方式下面将参照附图描述本专利技术的示例性实施例。[二次电池的基本配置]图1示意性地示出了采用本专利技术的堆叠类型锂离子二次电池的配置的示例。图1A是从与二次电池的主表面(平坦表面)垂直的上侧查看到的平面图，图1B是沿图1A中的线A-A的截面图。根据本专利技术的锂离子二次电池100包括通过借助隔板20交替地层叠正电极(正电极板)1和负电极(负电极板)6形成的电极组(电池电极组件)。电极组与电解质一起容纳在由柔性膜30构成的外部容器中。正电极端子11的一端连接到电极组的正电极1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，包括电池电极组件，所述电池电极组件包括借助隔板交替堆叠的正电极和负电极，其中：所述正电极和所述负电极均包括集电器和涂覆到所述集电器的活性材料；位于所述正电极的所述集电器的一个表面上的活性材料包括平坦部分和位于关于所述平坦部分的端部侧的小厚度部分，所述小厚度部分的厚度小于所述平坦部分的厚度；以及位于所述正电极的所述集电器的另一表面上的所述活性材料的一部分是具有恒定厚度的平坦部分，所述一部分隔着所述集电器与位于所述一个表面上的所述活性材料的所述小厚度部分面对。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.09 JP 2013-1664621.一种二次电池，包括电池电极组件，所述电池电极组件包括借助
隔板交替堆叠的正电极和负电极，其中：
所述正电极和所述负电极均包括集电器和涂覆到所述集电器的活性
材料；
位于所述正电极的所述集电器的一个表面上的活性材料包括平坦部
分和位于关于所述平坦部分的端部侧的小厚度部分，所述小厚度部分的
厚度小于所述平坦部分的厚度；以及
位于所述正电极的所述集电器的另一表面上的所述活性材料的一部
分是具有恒定厚度的平坦部分，所述一部分隔着所述集电器与位于所述
一个表面上的所述活性材料的所述小厚度部分面对。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中绝缘材料设置成使得：所述
绝缘材料覆盖所述正电极中已经涂覆了所述活性材料的涂覆部分和没有
涂覆所述活性材料的未涂覆部分之间的边界部分；以及所述绝缘材料的
一个端部位于所述活性材料的所述小厚度部分上，所述活性材料位于所
述正电极的所述集电器的所述一个表面上。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中位于所述正电极的所述集电
器的所述一个表面上的所述活性材料的所述平坦部分和所述小厚度部分
之间的厚度差等于或大于所述绝缘材料的厚度。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其中所述绝缘材料设置在所述正
电极的所述集电器的相对表面中的每一个表面上，以及位于所述正电极
的所述集电器的所述一个表面上的所述活性材料的所述平坦部分和所述
小厚度部分之间的所述厚度差不小于所述绝缘材料的厚度的两倍。
5.根据权利要求2-4中的任一项所述的二次电池，其中所述绝缘材料
的厚度、所述正电极的所述集电器的所述一个表面上的所述活性材料的
布置有所述绝缘材料的一部分的厚度、以及所述负电极的所述活性材料
的隔着所述隔板与所述绝缘材料面对的一部分的厚度的总和等于或小于
所述正电极的所述活性材料的所述平坦部分的所述厚度和所述负电极的
所述活性材料的平坦部分的厚度的总和...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤哲也，
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