非水电解质二次电池及其制造方法技术

一种非水电解质二次电池包括电极体(20)、非水电解液、电池外壳(80)和袋状膜(10)。所述电极体具有层叠结构，在所述层叠结构中正极(30)和负极(40)被层叠。所述电池外壳收纳所述电极体和所述非水电解液。所述袋状膜覆盖所述电极体以使所述电极体与所述电池外壳的内壁彼此绝缘。所述电池外壳的内部压力被调节为0.14MPa至0.23MPa。

Non aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof two

A non-aqueous electrolyte secondary battery includes an electrode body (20), a non-aqueous electrolyte, a battery housing (80) and a pocket membrane (10). The electrode body has a laminated structure in which the positive electrode (30) and the negative electrode (40) are stacked. The battery casing is provided with the electrode body and the non-aqueous electrolyte. The bag shaped membrane covers the electrode body so that the electrode body and the inner wall of the battery shell are insulated from each other. The internal pressure of the battery case is adjusted from 0.14MPa to 0.23MPa.

【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非水电解质二次电池及其制造方法。
技术介绍
诸如锂离子二次电池的非水电解质二次电池作为电源——例如，车载电源或用于PC、便携设备等的电源——的重要性已提高。特别地，锂离子二次电池优选被用作具有高输出的车载电源，因为它重量轻并且具有高能量密度。作为这种电池的结构，已知一种包括卷绕电极体的电池结构，在所述卷绕电极体中板片状的正极和板片状的负极与隔板一起被层叠和卷绕。此外，从获得高物理强度的观点看，主要使用金属外壳作为电池外壳。当使用金属外壳时，典型地，电极体被覆盖以绝缘膜以将电池外壳与电极体彼此绝缘。例如，日本专利申请公报No.2010-287456(JP 2010-287456A)公开了一种包括电极体和电池外壳的电池，其中在电极体与电池外壳之间配置有绝缘膜。在一种非水电解质二次电池的典型例子中，电池通过电荷载体(例如，锂离子)在电极体的正极与负极之间移动而充放电，其中电极体被非水电解液浸渍，并且电荷载体包含在非水电解液中。然而，根据充放电条件，电极体可能发热。当电极体发热时，非水电解液被加热并膨胀，并且因此也许会从电极体流出。特别是在被用作用于车辆的驱动电源的非水电解质二次电池中，执行高速率充放电。因此，膨胀的非水电解液易于从电极体流出。难以将已从电极体流出的非水电解液再次浸渍到电极体中，即使是在其体积由于电极体的温度下降而回到原始状态之后。因此，电极体中的非水电解液的量可能减少，或非水电解液的浓度可能变得不均匀。电极体中的非水电解液的量的这种减少、浓度的不均匀等可能导致包括电极体的二次电池的内阻的增大和其容量维持率的下降(即，循环特性的下降)。为了解决上述问题，日本专利申请公报No.2013-235795(JP 2013-235795 A)公开了一种提高位于卷绕电极体在卷绕轴向上的相对两端部处的正极和负极的活性物质层的膨润度的技术，其中所述相对两端部可形成用于非水电解液的浸渍口和流出口。根据JP 2013-235795A中公开的技术，由于相对两端部处的活性物质层通过被非水电解液浸渍而膨润，所以防止了非水电解液从卷绕电极体流出。然而，在具有这种构型的卷绕电极体中，相对两端部处的活性物质层从非水电解液的浸渍开始变得膨润，这可能阻碍非水电解液向卷绕电极体中的浸渍。
技术实现思路
已作出本专利技术来提供一种非水电解质二次电池及其制造方法，其中非水电解液在浸渍到电极体中的同时被抑制从电极体流出。根据本专利技术的第一方面，提供了一种非水电解质二次电池，其包括：电极体；非水电解液；电池外壳；和袋状膜。所述电极体具有层叠结构，在所述层叠结构中正极和负极被层叠。所述电池外壳收纳所述电极体和所述非水电解液。所述袋状膜覆盖所述电极体以使所述电极体与所述电池外壳的内壁彼此绝缘。所述电池外壳的内部压力被调节为0.14MPa至0.23MPa。根据本专利技术的第一方面，电池外壳的内部压力被适当调节。结果，能防止电极体中的电解液的量在高速率充放电之后减少。此外，由于电池外壳的内部处于适当的加压状态，所以促进了由于高速率充放电而从电极体排出的电解液再次浸渍到电极体中。结果，能抑制高速率充放电之后反应电阻的上升，并且能改善高速率循环特性。在本专利技术的第一方面中，所述电池外壳的内部空间可包含一氧化碳。根据上述构型，由于电池的内部空间中存在气体，所以能适当地实现上述加压状态。由于气体是一氧化碳，所以一氧化碳不容易溶解在非水电解液中，并且因此能适当地维持上述加压状态。在本专利技术的第一方面中，所述电池外壳可呈扁平方形/角形。所述正极和所述负极可呈长形(伸长的形状，elongated shape)。所述正极和所述负极能以在所述正极和所述负极之间介设有隔板的状态层叠。所述电极体可以是所述正极、所述负极和所述隔板以扁平形状卷绕而成的扁平卷绕型电极体。所述电池外壳可具有宽侧面和窄侧面，所述电极体可配置成使得所述电极体的卷绕轴向是所述宽侧面的横向。所述电极体在所述宽侧面的纵向上的尺寸与所述电极体在所述横向上的尺寸的比率可以在0.5以下。根据上述构型，非水电解液在高速率充放电期间等不容易从卷绕电极体排出。结果，能进一步抑制高速率充放电之后反应电阻的上升。在本专利技术的第一方面中，所述袋状膜可具有位于所述电池外壳的上侧的开口并且可由一个板片状的绝缘膜形成。所述绝缘膜至少具有袋底部、第一宽侧面部、第二宽侧面部、第一窄侧面部、第二窄侧面部、第三窄侧面部、第四窄侧面部和移动阻碍机构，所述第一宽侧面部和所述第二宽侧面部可以以所述袋底部居中地折叠。所述第一窄侧面部和所述第二窄侧面部可从所述第一宽侧面部向所述第二宽侧面部延伸。所述第三窄侧面部和所述第四窄侧面部可从所述第二宽侧面部向所述第一宽侧面部延伸。所述第一窄侧面部和所述第二窄侧面部可分别与所述第三窄侧面部和所述第四窄侧面部接合。所述移动阻碍机构在所述绝缘膜被展开为板片的状态下可由所述袋底部、所述第一窄侧面部和所述第三窄侧面部包围。所述移动阻碍机构可构造成遮住所述袋状膜的供所述袋状膜的内部与外部彼此连通的间隙的至少一部分。根据上述构型，即使当非水电解液由于高速率充放电而从电极体排出时，非水电解液也被阻碍从袋状膜流出并且能被保持在袋状膜中。结果，能进一步促进由于高速率充放电而从电极体排出的电解液的再次浸渍。在上述构型中，所述移动阻碍机构可包括延伸部。所述延伸部可从所述袋底部延伸并且可折叠成与所述第一窄侧面部和所述第三窄侧面部的下端重叠。根据上述构型，袋状膜能利用从袋底部延伸的延伸部宽松地遮住形成在袋底部、第一窄侧面部和第三窄侧面部之间的间隙。结果，能适当地阻碍电解液从袋状膜流出。此外，能适当地促进由于高速率充放电而从电极体排出的电解液的再次浸渍。在上述构型中，所述延伸部可与所述第一窄侧面部和所述第三窄侧面部中的至少一者接合。根据上述构型，袋状膜能完全遮住袋底部、第一窄侧面部和第三窄侧面部之间的间隙。结果，能完全阻止电解液从袋状膜流出。此外，能更可靠地促进由于高速率充放电而从电极体排出的电解液的再次浸渍。在本专利技术的第一方面中，所述非水电解液可包含一氧化碳生成剂。所述一氧化碳生成剂可以是包含磷和硼中的至少一者作为构成元素的草酸盐络合物。草酸盐络合物在其分子结构中包含草酸盐离子(C2O42-)。当该草酸盐离子被还原并分解时，产生气体(CO和CO2)。草酸盐络合物能在电池充放电时分解。因此，根据上述构型，密闭之后的电池外壳的内部能容易地处于上述加压状态。草酸盐络合物在正极的表面上被还原和分解，并且在负极的表面上形成有包含磷和硼中的至少一者的涂覆膜。相应地，在本专利技术的第一方面中，优选在负极的表面上形成有上述涂覆膜。根据本专利技术的第二方面，提供了一种制造非水电解质二次电池的方法。该方法包括：允许绝缘的袋状膜收纳具有层叠结构的电极体，在所述层叠结构中正极和负极被层叠；允许电池外壳收纳所述电极体和非水电解液，所述电极体收纳在所述袋状膜中；以及将所述电池外壳的内部压力调节为0.14MPa至0.23MPa。根据使用上述方法制造的非水电解质二次电池，防止了在高速率充放电之后电极体内的电解液的量减少，并且抑制了高速率充放电之后反应电阻的上升。此外，由于电池外壳的内部处于适当的加压状态，所以促进了由于高速率充放电而从电极体排出的电解液向电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池，包括：具有层叠结构的电极体，在所述层叠结构中正极和负极被层叠；非水电解液；电池外壳，所述电池外壳收纳所述电极体和所述非水电解液；和袋状膜，所述袋状膜覆盖所述电极体以使所述电极体与所述电池外壳的内壁彼此绝缘，其中所述电池外壳的内部压力被调节为0.14MPa至0.23MPa。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.24 JP 2014-0906911.一种非水电解质二次电池，包括：具有层叠结构的电极体，在所述层叠结构中正极和负极被层叠；非水电解液；电池外壳，所述电池外壳收纳所述电极体和所述非水电解液；和袋状膜，所述袋状膜覆盖所述电极体以使所述电极体与所述电池外壳的内壁彼此绝缘，其中所述电池外壳的内部压力被调节为0.14MPa至0.23MPa。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中所述电池外壳的内部空间包含一氧化碳。3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其中所述电池外壳呈扁平方形，所述正极和所述负极呈长形，所述正极和所述负极以在所述正极和所述负极之间介设有隔板的状态层叠，所述电极体是所述正极、所述负极和所述隔板以扁平形状卷绕而成的扁平卷绕型电极体，所述电池外壳具有宽侧面和窄侧面，所述电极体配置成使得所述电极体的卷绕轴向是所述宽侧面的横向，并且所述电极体在所述宽侧面的纵向上的尺寸与所述电极体在所述横向上的尺寸的比率在0.5以下。4.根据权利要求3所述的非水电解质二次电池，其中所述宽侧面和所述窄侧面与所述电池外壳的一边连接，所述横向垂直于所述电池外壳的所述一边并且平行于所述宽侧面，并且所述纵向垂直于所述横向并且平行于所述宽侧面。5.根据权利要求1至4中任一项所述的非水电解质二次电池，其中所述袋状膜具有位于所述电池外壳的上侧的开口并由一个板片状的绝缘膜形成，所述绝缘膜至少具有袋底部、第一宽侧面部、第二宽侧面部、第一窄侧面部、第二窄侧面部、第三窄侧面部、第四窄侧面部和移动阻碍机构，所述第一宽侧面部和所述第二宽侧面部以所述袋底部居中地折叠，所述第一窄侧面部和所述第二窄侧面部从所述第一宽侧面部向所述第二宽侧面部延伸，所述第三窄侧面部和所述第四窄侧面部从所述第二宽侧面部向所述第一宽侧面部延伸，所述第一窄侧面部和所述第二窄侧面部分别与所述第三窄侧面部和所述第四窄侧面部接合，所述移动阻碍机构在所述绝缘膜被展开为板片的状态下由所述袋底部、所述第一窄侧面部和所述第三窄侧面部包围，并且所述移动阻碍机构构造成遮住所述袋状膜的供所述袋状膜的内部与外部彼此连通的间隙的至少一部分。6.根据权利要求5所述的非水电解质二次电池，其中所述移动阻碍机构包括延伸部，并且所述延伸部从所述袋底部延伸并且折叠成与所述第一窄侧面部和所述第三窄侧面部的下端重叠。7.根据权利要求6所述的非水电解质二次电池，其中所述延伸部与所述第一窄侧面部和所述第三窄侧面部中的至少一者接合。...

【专利技术属性】
技术研发人员：高畑浩二，
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