电池及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种电池及其制造方法，所述电池至少含有包含正极、隔膜、负极和保护层的电极组。所述隔膜设置在所述正极与所述负极之间。所述正极包含正极集电器、正极混合物层和正极极耳。所述正极混合物层布置在所述正极集电器的表面上。所述正极极耳电连接到所述正极集电器。所述保护层覆盖所述正极极耳的表面。所述保护层的体积电阻率在所述正极混合物层的体积电阻率的1～100倍的范围内。

Batteries and their manufacturing methods

The invention relates to a battery and a manufacturing method thereof. The battery comprises at least an electrode group comprising a positive electrode, a diaphragm, a negative electrode and a protective layer. The diaphragm is arranged between the positive pole and the negative pole. The positive pole comprises a positive collector, a positive pole mixture layer and a positive pole ear. The positive pole mixture layer is arranged on the surface of the positive pole collector. The positive pole ear electricity is connected to the positive pole collector. The protective layer covers the surface of the cathode ear. The volume resistivity of the protective layer is within the range of 1 to 100 times of the volume resistivity of the cathode mixture layer.

【技术实现步骤摘要】
电池及其制造方法
本公开内容涉及一种电池及其制造方法。
技术介绍
日本专利申请公开2009-048971号公开了一种对电极组进行耐电压试验的方法。在耐电压试验中，在正极与负极之间施加电压以试验在正极与负极之间是否流过漏电流。
技术实现思路
异物(例如焊接飞溅物、切割残渣等)可能混入电极组中。这种异物可能导致微小的短路。对混入的异物进行试验的一种方法是耐电压试验。在用电解液对电极组进行浸渍之前，在电极组上进行耐电压试验。在耐电压试验中，在正极与负极之间施加预定电压以试验在其间是否流过漏电流。如果漏电流流动，则可能混入了一些异物。为了向电池引入电流并从电池导出电流，将正极极耳连接到正极。正极极耳例如是铝(Al)条。为了避免由于正极极耳的边缘等引起的内部短路，用保护带覆盖正极极耳。该保护带具有高的绝缘电阻。因此，当异物混入保护带与负极之间时，因为没有漏电流流过保护带，因此耐电压试验可能无法检测到异物。本公开内容提供一种电池，所述电池使得混入正极极耳的保护带与负极之间的异物能够在耐电压试验中被检测到。下文中，将描述本公开内容的技术构造以及作用效果。本公开内容的作用机理包括推定内容。因此，不应该根据该作用机理是否有效来限制权利要求的范围。本公开内容的第一方面涉及一种电池。所述电池至少包含电极组。电极组包含正极、隔膜、负极和保护层。隔膜设置在正极与负极之间。正极包含正极集电器、正极混合物层和正极极耳。正极混合物层布置在正极集电器的表面上。正极极耳电连接到正极集电器。保护层覆盖正极极耳的表面。保护层的体积电阻率在正极混合物层的体积电阻率的1～100倍的范围内。在常规电池中，保护带的体积电阻率例如是正极混合物层的体积电阻率的约1016倍。相比之下，在本公开内容的电池中，保护层的体积电阻率在正极混合物层的体积电阻率的1～100倍的范围内。因此，在耐电压试验中漏电流也能够流过保护层。这意味着，能够检测到混入保护层与负极之间的异物。当保护层的体积电阻率超过正极混合物层的体积电阻率的100倍时，可能变得难以检测保护层与负极之间的异物。另一方面，当保护层的体积电阻率低于正极混合物层的体积电阻率时，电流倾向于集中在保护层上。这可能使得难以避免由于正极极耳的边缘等引起的内部短路。在所述第一方面中，保护层可以包含电绝缘材料和碳粒子。该保护层的体积电阻率能够通过调节碳粒子的含量来调节。在所述第一方面中，所述碳粒子可以包含如下中的至少一种：炭黑、石墨、气相生长的碳纤维和石墨烯片。在所述第一方面中，所述保护层可以包含电绝缘材料和金属粒子。所述金属粒子可以包含铝粒子。所述保护层可以设置在所述正极极耳与所述隔膜之间。本公开内容的第二方面涉及一种电池。所述电池至少包含电极组。电极组包含正极、隔膜、负极和保护层。隔膜设置在正极与负极之间。正极包含正极集电器、正极混合物层和正极极耳。正极混合物层布置在正极集电器的表面上。正极极耳电连接到正极集电器。保护层覆盖正极极耳的表面。保护层包含绝缘层和气相沉积的金属层。绝缘层包含电绝缘材料。气相沉积的金属层设置在绝缘层与隔膜之间。气相沉积的金属层与正极混合物层的至少一部分接触。在该电池中，正极极耳能够由绝缘层保护。此外，漏电流能够从气相沉积的金属层流向正极混合物层，使得能够检测出混入保护层与负极之间的异物。在所述第二方面中，所述电绝缘材料可以包含如下中的至少一种：聚酰亚胺、玻璃纤维、陶瓷、聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯。在所述第二方面中，电绝缘材料可以是聚酰亚胺。聚酰亚胺具有高体积电阻率以及优异的机械强度、耐热性等。本公开内容的第三方面涉及一种电池制造方法。所述电池制造方法包括如下步骤(α)，(β)和(γ)：(α)制造电极组。(β)对电极组进行耐电压试验。(γ)制造包含在耐电压试验中被判定为合格品的电极组的电池。电极组包含正极、隔膜、负极和保护层。隔膜设置在正极与负极之间。正极包含正极集电器、正极混合物层和正极极耳。正极混合物层布置在正极集电器的表面上。正极极耳电连接到正极集电器。保护层覆盖正极极耳的表面。在耐电压试验中，在保护层与负极之间存在异物时漏电流流过保护层的条件下，当通过在正极与负极之间施加比隔膜的绝缘击穿电压更低的电压而致漏电流在正极与负极之间流过时，将电极组判定为不合格品，并且当在正极与负极之间不流过漏电流时将电极组判定为合格品。该制造方法涉及对保护层与负极之间是否存在异物进行试验，从而能够制造可靠性高的电池。在所述第三方面中，保护层的体积电阻率可以在正极混合物层的体积电阻率的1～100倍的范围内。当保护层具有适度低的体积电阻率时，能够确立漏电流流过保护层的条件。在所述第三方面中，保护层可以包含绝缘层和气相沉积的金属层。绝缘层可以包含电绝缘材料。气相沉积的金属层可以设置在绝缘层与隔膜之间。气相沉积的金属层可以与正极混合物层的至少一部分接触。该保护层使得漏电流从气相沉积的金属层流向正极混合物层。在所述第三方面中，在耐电压试验中可以对电极组进行按压，使得隔膜在隔膜的厚度方向弹性地经受压缩变形。当正极与负极之间的距离因此减小时，能够确立漏电流流过保护层的条件。附图说明下面将参考附图对本专利技术的示例性实施方式的特征、优势以及技术和工业意义进行描述，其中相同的数字表示相同的要素，并且其中：图1是显示根据本公开内容实施方式的电池的构造的实例的示意图；图2是显示电极组的构造的实例的概念性截面图；图3是显示保护层的实例的概念性截面图；图4是显示保护层的另一个实例的概念性截面图；图5是显示根据本公开内容实施方式的电池制造方法的概要的流程图；且图6是显示耐电压试验的实例的概念性截面图。具体实施方式下面将描述本公开内容的实施方式(在下文中也写为“本实施方式”)。然而，下面的描述并不旨在限制权利要求的范围。例如，尽管下面对锂离子二次电池进行描述，但本实施方式的电池不应限于锂离子二次电池。本实施方式的电池例如也可以是锂一次电池、钠离子二次电池或镍-氢二次电池。为了便于描述，本公开内容的附图中的尺寸关系进行了适当改变。由此，本公开内容的附图中显示的尺寸关系不代表实际的尺寸关系。<电池>图1是显示根据本公开内容实施方式的电池的构造的实例的示意图。电池200包含壳50。壳50具有圆筒形状。然而，本实施方式的壳不应限于圆筒形壳。例如，本实施方式的壳可以具有矩形形状(扁平长方体形状)。壳50由例如金属材料制成。例如，壳50能够由铁(Fe)、不锈钢(SUS)、铝(Al)或铝合金制成。只要壳50具有预定的密封性能，则壳50可以由例如金属材料和树脂材料的复合材料制成。例如，壳可以由铝层压膜制成。壳50可以包含电流中断装置(CID)、排气阀、液体入口等。壳50容纳电极组100和电解液(未示出)。因此，电池200至少包含电极组100。电极组100包含正极10、隔膜30、负极20和保护带400(保护层)。电极组100是卷绕的电极组。具体地，电极组100由正极10、隔膜30、负极20和隔膜30按此顺序堆叠并然后卷绕成螺旋形状来构成。或者，本实施方式的电极组可以是堆叠的电极组。堆叠的电极组能够通过在正极和负极之间插入隔膜的情况下交替地对正极和负极进行堆叠来形成。图2是显示电极组的构造的实例的概念性截面图。隔膜30设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池，其特征在于含有包含正极、隔膜、负极和保护层的电极组，所述隔膜设置在所述正极与所述负极之间，所述正极包含正极集电器、正极混合物层和正极极耳，所述正极混合物层布置在所述正极集电器的表面上，所述正极极耳电连接到所述正极集电器，所述保护层覆盖所述正极极耳的表面，所述保护层的体积电阻率在所述正极混合物层的体积电阻率的1～100倍的范围内。

【技术特征摘要】
2017.05.22 JP 2017-1009701.一种电池，其特征在于含有包含正极、隔膜、负极和保护层的电极组，所述隔膜设置在所述正极与所述负极之间，所述正极包含正极集电器、正极混合物层和正极极耳，所述正极混合物层布置在所述正极集电器的表面上，所述正极极耳电连接到所述正极集电器，所述保护层覆盖所述正极极耳的表面，所述保护层的体积电阻率在所述正极混合物层的体积电阻率的1～100倍的范围内。2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述保护层包含电绝缘材料和碳粒子。3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述碳粒子包含如下中的至少一种：炭黑、石墨、气相生长的碳纤维和石墨烯片。4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述保护层包含电绝缘材料和金属粒子。5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述金属粒子包含铝粒子。6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述保护层设置在所述正极极耳与所述隔膜之间。7.一种电池，其特征在于含有包含正极、隔膜、负极和保护层的电极组，所述隔膜设置在所述正极与所述负极之间，所述正极包含正极集电器、正极混合物层和正极极耳，所述正极混合物层布置在所述正极集电器的表面上，所述正极极耳电连接到所述正极集电器，所述保护层覆盖所述正极极耳的表面，所述保护层包含绝缘层和气相沉积的金属层，所述绝缘层包含电绝缘材料，所述气相沉积的金属层设置在所述绝缘层与所述隔膜之间，所述气相沉积的金属层与所述正极混合物层的至少一部分接触。8.根据权利要求2或7所述的电池，其特征在于，所述电绝缘材料包含如下中的至少一种：聚酰亚胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：田边千济，海田启司，山崎信之，高木优，石下晃生，
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