二次电池、二次电池的制造方法、电动车辆和蓄电系统技术方案

该二次电池设置有：电池元件20，所述电池元件20包含正极30、负极40和隔膜60；和膜包装10。所述隔膜的熔点或分解温度比热熔接树脂层的熔点高50℃以上。另外，所述正极或所述负极的活性材料层31、41的至少一部分与热熔接树脂层13通过热熔接在所述电池元件的上表面和/或下表面处彼此结合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池、二次电池的制造方法、电动车辆和蓄电系统
本专利技术涉及一种二次电池及其制造方法等，在所述二次电池中包装膜容纳电池元件。
技术介绍
近来，强烈要求用于电气设备或车辆等的电源的电池尺寸减小或重量减轻。对于电池的包装，使用层压膜的包装增加，以代替使用金属壳的常规类型。作为层压膜，通常将铝用于金属箔；将尼龙(注册商标)或聚对苯二甲酸乙二醇酯用于电池外表面上的热熔接树脂膜，并将聚乙烯或聚丙烯用于内表面。膜包装电池是其中将电池元件与电解质一起容纳在由层压膜(也称为“包装膜”)制成的包装中的电池。正极极耳和负极极耳从电池元件引出，并且各个电极极耳朝向包装膜的外部延伸。然而，当冲击力施加到膜包装电池时，电池元件可能在包装膜内移动。这将导致诸如电池元件与电极极耳之间的断开或正极与负极极耳之间或负极与正极极耳之间的短路的故障。为了固定包装膜和电池元件，已知的连接技术是其中将正极集电器和负极集电器通过热熔接连接到层压膜内部的热熔接层的技术，例如(专利文献1)。此外，将覆盖电池元件的最外表面的隔膜通过热熔接连接到层压膜内部的热熔接层(专利文献2)。还已知的是，通过使用包含热固性树脂粘合材料的熔接带对电池元件和电池壳进行固定(专利文献3)。现有技术文献专利文献1：日本特开昭59-180962号公报专利文献2：日本特开2001-351692号公报专利文献3：日本特开2012-529753号公报
技术实现思路
技术问题然而，当使用专利文献1中公开的技术时，为了将层压膜的内面树脂层和集电器进行热熔接，需要形成其中仅在一个表面上设置活性材料的大集电器部分。在这种情况下，需要与其中在集电器的两个表面都形成活性材料层的电极部分分别制作。如果存在例如通过涂布在集电器上设置活性材料层之后用压机对集电器进行压制的工序，则由于在压制期间活性材料层与集电器箔之间存在伸长率不同，所以在仅在一面上形成活性材料层的电极部分中电极变得弯曲，导致处理困难。当使用专利文献2中公开的技术时，电池元件中的隔膜会在将电池元件的最外侧的隔膜热熔接至层压膜的最内侧的热熔接树脂层期间熔化。结果，可能发生其中用于支持电解质等通过的隔膜中的孔被堵塞的断路，或者可能由于隔膜的收缩而在正极与负极之间发生短路。此外，如果使用其中隔膜比层压膜的最内侧热熔接树脂层具有更高的熔点的隔膜，则在不会发生隔膜的断路的温度下的热熔接可能导致以下问题。具体地，熔融的层压膜内侧树脂材料进入隔膜表面的微小凹凸中以获得锚固效果，并且只有通过这种锚固效果才能实现溶接，因此具有平坦表面的隔膜不能获得足够的锚固效果并由此不能得到足够的连接强度。此外，由于隔膜本身的硬度低，因此当对电池施加冲击力时，存在如下问题：对于已被热熔接至层压膜的最内侧树脂层的隔膜而言，固定电池元件的效果将下降。这是因为在这样的结构中，隔膜倾向于充当外膜的部件而不是电池元件的部件。当使用专利文献3中公开的技术时，由于准备熔接带并将熔接带贴附到电池元件的工序、以及将已经贴附熔接带的电池元件固定到电池壳的工序而存在成本增加的问题。此外，在专利文献2和3两者中，由于对电池的充电/放电没有帮助的电池元件的最外侧电极和隔膜不能是无效的，因此需要过量的电解质来对不贡献于充电/放电的电极和隔膜进行浸渍。因此，成本、电池重量和电池尺寸会增加。此外，支持电解质将从可能有助于充电/放电的电极表面到达电池元件最外侧的电极，并且其将被吸收在对充电/放电没有帮助的表面上。由于吸收的电解质对应于不可逆容量部分，所以不可避免地发生电池容量的下降。从上述问题的观点出发而专利技术了本专利技术且本专利技术的目的是提供二次电池及其制造方法等，其在来自外部的冲击力施加于膜包装电池时能够保持电池性能。解决问题的手段根据本专利技术的实施方式的实现上述目的的二次电池如下：一种二次电池，包含：电池元件，所述电池元件具有其中在正极集电器的两个表面上都施加正极活性材料的正极、其中在负极集电器的两个表面上都施加负极活性材料的负极、和隔膜；包装膜，所述包装膜由包含热熔接树脂层的膜构成并用于容纳所述电池元件；其中所述隔膜的熔点或分解温度高于所述热熔接树脂层的熔点50℃以上；且其中，在所述电池元件的上表面和下表面中的至少一者表面处，所述正极或所述负极的活性材料层的至少一部分与所述热熔接树脂层彼此热熔接。(术语说明)-“膜包装电池”是指其中通常将电池元件与电解质一起容纳在包装膜中的电池，一般地，其整体上呈扁平形状。例如，对于电动车辆用电池，需要大电池容量、低内阻、高散热等，但是对于这些点，膜包装电池是优选的。-“包装膜”是指用于容纳电池元件的由柔性膜制成(不限于仅由膜构成的构造)的包装构件。其可以是如下构造：其中两个膜彼此面对并熔接以由此封装电池元件的构造、或者其中单个膜折叠而其相向的表面彼此熔接以由此封装电池元件的构造。-对于诸如表达“a～b”的数字范围，其意味着a以上且b以下。专利技术效果根据本专利技术，能够获得二次电池及其制造方法等，其在来自外部的冲击力施加于膜包装电池时能够保持电池性能。附图说明图1是显示本专利技术实施方式的膜包装电池的基本构造的透视图。图2是示意性显示图1的电池的截面的截面图。图3是显示膜包装电池的分解的内部构造的透视图。图4是示意性显示图1的电池的截面的截面图(在使用热压机压制时)。图5A是膜的内表面与电极的活性材料层之间的热熔接表面的实例。图5B是膜的内表面与电极的活性材料层之间的热熔接表面的另一个实例。图5C是膜的内表面与电极的活性材料层之间的热熔接表面的另外的实例。图6是显示使用辊压机来进行制造的示意图。图7是显示膜的内表面与电极的活性材料层之间的熔接部的具体构造的截面图。图8是蓄电系统的示意图。图9是电动车辆的示意图。具体实施方式1.膜包装电池的基本结构将参考图1～图3对膜包装电池的基本结构进行说明。如下所述，根据本专利技术一个实施方式的电池的特征例如在于，将电池元件的电极活性材料层的至少一部分和层压膜的热熔接树脂层的至少一部分热熔接。为了便于说明，这些特征未在图1～图3中示出。在下面的描述中，将堆叠型膜包装电池作为实例对电池元件进行描述，然而，本专利技术不仅适用于堆叠型电池，而且还适用于诸如卷绕型的电池。根据本专利技术一个实施方式的膜包装电池3包含：电池元件20、用于将电池元件与电解质一起容纳的包装膜10、连接到电池元件并向包装膜10的外部引出的正极极耳50和负极极耳51(也简称为“电极极耳”)。在电池元件20中，将多个正极30和负极40在其间插入隔膜60的情况下交替堆叠，所述多个正极30和负极40由其两个表面上分别施加有电极材料的金属箔制成。电池元件20的整体形状不限于具体的形状，而在该实例中使用扁平的大致长方体形状。正极30和负极40在外周的一部分处具有部分突出的延长部。正极30的延长部和负极40的延长部在其位置错开的情况下交替排列，以便当堆叠正极和负极时不会彼此干扰。所有的负极延长部都集拢并连接到负极极耳51。类似地，对于正极，所有的正极延长部都集拢并连接到正极极耳50(参见图3)。像这样延长部在堆叠方向上集拢的部分可以称为“集电部”。为了连接集电部和电极极耳，可使用电阻焊接、超声波焊接、激光焊接、敛缝、利用导电胶粘剂的粘附等。能够将多种材料用于电极极耳，然而在一个实例中，正极极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，所述二次电池包含：电池元件，所述电池元件具有其中正极活性材料施加至正极集电器的两个表面上的正极、其中负极活性材料施加至负极集电器的两个表面上的负极、以及隔膜；用于容纳所述电池元件的包装膜，所述包装膜由包含热熔接树脂层的膜制成；其中所述隔膜的熔点或分解温度比所述热熔接树脂层的熔点高50℃以上；且其中，在所述电池元件的上表面和下表面中的至少一者表面处，所述正极或所述负极的活性材料层的至少一部分与所述热熔接树脂层彼此热熔接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.24 JP 2015-0615341.一种二次电池，所述二次电池包含：电池元件，所述电池元件具有其中正极活性材料施加至正极集电器的两个表面上的正极、其中负极活性材料施加至负极集电器的两个表面上的负极、以及隔膜；用于容纳所述电池元件的包装膜，所述包装膜由包含热熔接树脂层的膜制成；其中所述隔膜的熔点或分解温度比所述热熔接树脂层的熔点高50℃以上；且其中，在所述电池元件的上表面和下表面中的至少一者表面处，所述正极或所述负极的活性材料层的至少一部分与所述热熔接树脂层彼此热熔接。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中在所述电池元件的两者表面处，所述活性材料层与所述热熔接树脂层热熔接。3.根据权利要求1或2所述的二次电池，具有与所述热熔接树脂层热熔接的所述活性材料层的电极是正极或负极。4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池，所述热熔接树脂层包含聚丙烯或聚乙烯中的至少一者。5.根据权利要求1～4中任一项所述的二次电池，所述隔膜是选自如下物质中的至少一种：芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯和纤维素。6.根据权利要求1～4中任一项所述的二次电池，所述隔膜包含如下树脂，所述树脂通过利用电子束照射或添加交联剂将聚乙烯或聚丙烯交联而具有提高的熔点。7.根据权利要求1～6中任一项所述的二次电池，所述隔膜是纺织布、无纺布或微多孔膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：乙幡牧宏，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP