卷绕型电极组及非水电解质电池制造技术

根据一个实施方式，提供一种被卷绕成扁平形状的电极组。该卷绕型电极组包含正极、负极和夹在正极与负极之间的隔膜。负极包含工作电位比1.0V(vs.Li/Li+)高的负极活性物质。正极的端部的两面隔着隔膜与负极相对。负极的端部的两面隔着隔膜与正极相对。卷绕型电极组的最内周包含正极的端部及负极的端部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及卷绕型电极组及非水电解质电池。
技术介绍
近年来，在迅速普及的混合动力电动汽车及插电式电动汽车等电动汽车的电源中，主要使用能够充放电的非水电解质电池、例如锂离子二次电池。锂离子二次电池例如通过以下的方法来制造。在制作了正极及负极隔着隔膜卷绕而成的电极组之后，将该电极组收纳到铝或铝合金那样的金属制壳体中。接着，将盖焊接到壳体的开口部，从设置在盖上的注液口将非水电解液注液到壳体内后，将密封部件焊接到注液口上而制作电池单元。之后，通过对该电池单元实施初充电或老化处理，得到锂离子二次电池。就该非水电解质电池而言，为了延长电动汽车的续航距离，必须高能量密度化。作为其对策之一，有电极的部分涂布。其是在被卷绕的电极组的最内周不对电极进行涂布的方法。在该方法中，若涂布量发生变动则电极长发生变动，所以必须考虑到这个来进行设计。其结果是，通过该方法，能量密度没有达到最大。因此，期待不使能量密度减少的对策。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-12220号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术所要解决的问题的目的是提供能够实现可显示高的能量密度及优异的寿命特性的非水电解质电池的卷绕型电极组及可显示高的能量密度及优异的寿命特性的非水电解质电池。用于解决问题的手段根据第1实施方式，提供一种卷绕型电极组。该卷绕型电极组包含卷绕成扁平形状的层叠体。该层叠体包含正极、负极和夹在正极与负极之间的隔膜。正极具有第1端面及第2端面。正极从第1端面向第2端面延伸。负极包含工作电位比1.0V(vs.Li/Li+)高的负极活性物质。负极具有第1端面及第2端面。负极从第1端面向第2端面延伸。正极包含与第1端面邻接的端部。正极的该端部的两面隔着隔膜与负极相对。负极包含与第1端面邻接的端部。负极的该端部的两面隔着隔膜与正极相对。被卷绕的电极组的最内周包含正极的端部及负极的端部。根据第2实施方式，提供一种非水电解质电池。该非水电解质电池具备第1实施方式的卷绕型电极组和非水电解质。附图说明图1是第1实施方式的一个例子的卷绕型电极组的局部展开立体图。图2A是图1中所示的卷绕型电极组的概略截面图。图2B是图1中所示的卷绕型电极组的正极及负极的概略展开截面图。图3是第2实施方式的一个例子的非水电解质电池的概略立体图。图4是图3中所示的非水电解质电池的一个分解立体图。图5是图3中所示的非水电解质电池的进一步分解立体图。图6是实施例2的卷绕型电极组的概略截面图。图7是实施例3的卷绕型电极组的概略截面图。图8是比较例1的卷绕型电极组的概略截面图。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，各图是促进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，但它们可以通过参考以下的说明和公知的技术来适当地进行设计变更。(第1实施方式)根据第1实施方式，提供一种卷绕型电极组。该卷绕型电极组包含卷绕成扁平形状的层叠体。该层叠体包含正极、负极和夹在正极与负极之间的隔膜。正极具有第1端面及第2端面。正极从第1端面向第2端面延伸。负极包含工作电位比1.0V(vs.Li/Li+)高的负极活性物质。负极具有第1端面及第2端面。负极从第1端面向第2端面延伸。正极包含与第1端面邻接的端部。正极的该端部的两面隔着隔膜与负极相对。负极包含与第1端面邻接的端部。负极的该端部的两面隔着隔膜与正极相对。被卷绕的电极组的最内周包含正极的端部及负极的端部。例如在以卷绕方式来制作使用工作电位比1.0V(vs.Li/Li+)低的材料、例如使用碳作为负极活性物质的电极组的情况下，若负极端部的两面在最内周与正极端部相对，则通过充放电，金属Li在负极端部析出。析出的金属Li有可能沿刺破隔膜的方向生长，使正极与负极短路。因此，将工作电位比1.0V(vs.Li/Li+)低的材料作为负极活性物质使用的卷绕型的电极组必须按照负极端部的两面不与正极端部相对那样的设计来制作。然而，在这样的设计中，成为在被卷绕的电极组的最内周负极彼此面对的结构。这样结构的电极组的负极中的最内周中包含的端部由于在充放电时不进行Li的嵌入脱嵌，所以成为无助于充放电的部位。其结果是，在设计的阶段能量密度变小，例如在电动汽车中，导致续航距离的降低。在第1实施方式的卷绕型电极组中，正极中的与最内周中包含的第1端面邻接的端部的两面与负极相对。此外，负极中的与最内周中包含的第1端面邻接的端部的两面与正极相对。因此，位于电极组的最内周的正极的端部及负极的端部能够有助于充放电。此外，在第1实施方式的卷绕型电极组中，由于负极包含使该负极的工作电位比1.0V(vs.Li/Li+)高的负极活性物质，所以能够抑制充放电中金属Li在负极端部的析出，进而能够抑制从正极溶出的金属的析出。因此，即使正极中的与第1端面邻接的端部的两面与负极相对，也能够防止以充放电中包含Li的金属在负极表面上的析出为原因的正极与负极的短路。它们的结果是，第1实施方式的卷绕型电极组能够实现可显示高的能量密度及优异的寿命特性的非水电解质电池。在第1实施方式的卷绕型电极组中，正极可以进一步包含位于最内周的折弯部。正极的该折弯部可以隔着隔膜与负极的第1端面相对。此外，负极可以进一步包含位于最内周的折弯部。负极的该折弯部可以隔着隔膜与正极的第1端面相对。进而，隔膜可以在最内周中包含与正极的第1端面相对的第1折弯部和与负极的第1端面相对的第2折弯部。在这样的情况下，第1实施方式的卷绕型电极组优选满足关系式0.01≤(2L-LA-LC)/L≤0.8。其中，L[mm]是隔膜的第1折弯部与第2折弯部之间的距离、即最内周的隔膜的长度。LA[mm]是负极的第1端面与负极的折弯部之间的距离、即最内周的负极的长度。LC[mm]是正极的第1端面与正极的折弯部之间的距离、即最内周的正极的长度。第1实施方式的卷绕型电极组中的满足上述关系式的电极组能够使正极及负极的最内周中包含的部分中的可有助于充放电的部分变得更大，同时能够进一步抑制正极与负极之间的短路。其结果是，这样的卷绕型电极组能够实现可以显示更高的能量密度及更优异的寿命特性的非水电解质电池。在第1实施方式的卷绕型电极组中，正极可以包含正极集电体和形成于正极集电体上、具体而言形成于正极集电体的两面或一面上的正极层。同样地，负极可以包含负极集电体和形成于负极集电体上、具体而言形成于其两面或一面上的负极层。优选的是：正极层形成于正极集电体的两面上，负极层形成于负极集电体的两面上。这样的卷绕型电极组由于能够使正极及负极的更大的部分有助于充放电，所以能够实现可发挥更高的能量密度的非水电解质电池。特别更优选的是：正极层无间断而连续地涂布于正极集电体的两面，负极层无间断而连续地涂布于负极集电体的两面。第1实施方式的卷绕型电极组可以通过例如以下的步骤来制作。首先，准备一片正极、一片负极及两片隔膜。将它们按照隔膜、负极、隔膜、正极的顺序层叠，形成层叠体。其中，使与正极的第1端面相邻的端部不与负极相对。接着，将层叠体转移至卷绕装置中，在此，在将负极折弯前，按照正极中的不与负极相对的部分的至少一部分与负极相对的方式，将正极与隔膜一起折弯。接着本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卷绕型电极组，其特征在于，其是具备下述层叠体、且所述层叠体被卷绕成扁平形状的电极组，所述层叠体包含：具有第1端面及第2端面、且从所述第1端面向所述第2端面延伸的正极、包含工作电位比1.0V(vs.Li/Li+)高的负极活性物质、并具有第1端面及第2端面、且从所述第1端面向所述第2端面延伸的负极、和夹在所述正极与所述负极之间的隔膜，其中，所述正极包含与所述第1端面邻接的端部，所述正极的所述端部的两面隔着所述隔膜与所述负极相对，所述负极包含与所述第1端面邻接的端部，所述负极的所述端部的两面隔着所述隔膜与所述正极相对，被卷绕的所述层叠体的最内周包含所述正极的所述端部及所述负极的所述端部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.25 JP 2014-0343751.一种卷绕型电极组，其特征在于，其是具备下述层叠体、且所述层叠体被卷绕成扁平形状的电极组，所述层叠体包含：具有第1端面及第2端面、且从所述第1端面向所述第2端面延伸的正极、包含工作电位比1.0V(vs.Li/Li+)高的负极活性物质、并具有第1端面及第2端面、且从所述第1端面向所述第2端面延伸的负极、和夹在所述正极与所述负极之间的隔膜，其中，所述正极包含与所述第1端面邻接的端部，所述正极的所述端部的两面隔着所述隔膜与所述负极相对，所述负极包含与所述第1端面邻接的端部，所述负极的所述端部的两面隔着所述隔膜与所述正极相对，被卷绕的所述层叠体的最内周包含所述正极的所述端部及所述负极的所述端部。2.根据权利要求1所述的卷绕型电极组，其特征在于，所述正极进一步包含位于所述最内周的折弯部，所述正极的所述折弯部隔着所述隔膜与所述负极的所述第1端面相对，所述负极进一步包含位于所述最内周的折弯部，所述负极的所述折弯部隔着所述隔膜与所述正极的所述第1端...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中政典，猿渡秀乡，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP