二次电池和二次电池的制造方法技术

本发明专利技术提供可抑制在负极的外周缘部产生由负极活性物质层的膨胀收缩引起的褶皱的二次电池和二次电池的制造方法。负极活性物质层(34)具有：相对部(42)，其隔着电解质层(50)与正极活性物质层(64)相对；以及非相对部(44)，其位于相对部(42)的外周且不与正极活性物质层(64)相对，非相对部(44)的膨胀率小于相对部(42)的膨胀率。

Manufacturing method of secondary battery and secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池和二次电池的制造方法
本专利技术涉及二次电池和二次电池的制造方法。
技术介绍
二次电池具有至少1个发电元件。发电元件具有：正极，其具有配置有正极活性物质层的集电体；电解质层，其保持电解质；以及负极，其具有配置有负极活性物质层的集电体。正极活性物质层和负极活性物质层隔着电解质层相对。因而，例如，在正极活性物质层在与层叠方向交叉的横向上相对于负极活性物质层产生位置偏移的情况下，正极活性物质层与负极活性物质层之间的相对面积会变化，其结果，有可能使发电容量变动。因此，通过构成为使负极活性物质层的面积大于正极活性物质层的面积，从而抑制位置偏移对相对面积造成的影响，以防止发电容量的变动(例如参照专利文献1。)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012－185913号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，负极活性物质层具有：相对部，其隔着电解质层与正极活性物质层相对；以及非相对部，其位于相对部的外周且不与正极活性物质层相对。在此，由于负极的与相对部相对应的部位的伸缩被正极活性物质层和电解质层限制，因此，该伸缩被抑制。另一方面，由于负极的与非相对部相对应的部位的伸缩没有被限制，因此，该伸缩没有被抑制。因此，在充放电时，负极活性物质层进行膨胀收缩，由此负极的与非相对部相对应的部位的伸缩尺寸和负极的与相对部相对应的部位的伸缩尺寸之间产生差异，有可能在非相对部所处的负极的外周缘部产生褶皱。在负极的外周缘部产生的褶皱因重复充放电而增大，且到达相对部也就是作为电极进行反应的部位，引起电极间距离的不均匀化(电池性能的降低)，其结果，有可能使循环特性(寿命)变差。本专利技术是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，提供可抑制在负极的外周缘部产生由负极活性物质层的膨胀收缩引起的褶皱的二次电池和二次电池的制造方法。用于解决问题的方案为了实现上述目的，本专利技术的一技术方案提供一种二次电池，其中，负极活性物质层具有：相对部，其隔着电解质层与正极活性物质层相对；以及非相对部，其位于所述相对部的外周且不与正极活性物质层相对，非相对部的膨胀率小于所述相对部的膨胀率，膨胀率是在进行充放电时的所述负极活性物质层的每单位体积的体积增加率。为了实现上述目的，本专利技术的另一技术方案提供一种二次电池的制造方法，其中，该制造方法具有膨胀率控制工序，在该膨胀率控制工序中，使负极活性物质层的位于非相对部的部分的膨胀率小于负极活性物质层的位于所述相对部的部分的膨胀率。专利技术的效果在本专利技术的二次电池中，由于负极活性物质层的位于非相对部的部分的膨胀率小于负极活性物质层的位于相对部的部分的膨胀率，因此，在负极活性物质层的膨胀收缩时(进行充放电时)，与非相对部的膨胀率和相对部的膨胀率相同的情况相比，能够抑制在负极的与非相对部相对应的部位的伸缩尺寸同负极的与相对部相对应的部位的伸缩尺寸之间产生差异。因而，能够抑制在非相对部所处的负极的外周缘部产生褶皱。也就是说，能够提供可抑制在负极的外周缘部产生由负极活性物质层的膨胀收缩引起的褶皱的二次电池和二次电池的制造方法。通过参照在之后的说明和附图中例示的优选实施方式，本专利技术的其他目的、特征以及特质变得明确。附图说明图1是用于说明本专利技术的实施方式的二次电池的立体图。图2是图1所示的二次电池的剖视图。图3是用于说明图2所示的发电元件的剖视图。图4是用于说明图3所示的负极的俯视图。图5是用于说明图3所示的正极的俯视图。图6是用于说明图4所示的负极活性物质层的相对部和非相对部的俯视图。图7是用于说明本专利技术的实施方式的二次电池的制造方法的流程图。图8是用于进行图7所示的负极形成工序的流程图。图9是用于说明应用于图8所示的膨胀率控制工序的加热装置的概略图。图10是用于说明图9所示的加热装置的局部加热面的俯视图。图11是用于说明本专利技术的实施方式的变形例的剖视图。图12是用于说明图11所示的发电元件的剖视图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。此外，对于附图的尺寸比例，在说明的方便性上有放大、与实际的比例不同的情况。图1是用于说明本专利技术的实施方式的二次电池的立体图，图2是图1所示的二次电池的剖视图。本专利技术的实施方式的二次电池10是非双极型的锂离子二次电池，如图1所示，具有负极引板12、正极引板14以及外壳体16。二次电池10例如被电池组化，并被用作车辆的电源装置。车辆例如是电动汽车、混合动力电动汽车。负极引板12和正极引板14是由高导电性构件构成的强电端子，自外壳体16的内部朝向外部延长，是为了引出电流而使用的。高导电性构件是例如铝、铜、钛、镍、不锈钢以及它们的合金。优选的是，负极引板12和正极引板14例如被耐热绝缘性的热收缩管覆盖，由此可靠地防止与周边设备、配线等电接触。如图2所示，外壳体16在内部配置有电池主体部20，是为了防止来自外部的冲击、环境劣化而使用的。外壳体16是通过对片材的外周部的一部分或片材的整个外周部进行接合而形成的。接合方法例如是热熔接。从轻量化和导热性的观点考虑，片材优选由高分子－金属复合层压膜构成。高分子例如是聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂材料。金属例如是铝、不锈钢、镍、铜等(包含合金)。外壳体16并不限于由一对层压膜(片材)构成的形态，例如，也能够应用预先形成为袋状的层压膜。电池主体部20具有多个发电元件(单电池)22。发电元件22被层叠，且被并联地电连接。此外，附图标记S表示发电元件22的层叠方向。接下来，详细叙述电池主体部和发电元件。图3是用于说明图2所示的发电元件的剖视图，图4是用于说明图3所示的负极的俯视图，图5是用于说明图3所示的正极的俯视图。如图3所示，电池主体部20具有负极30、分隔件50以及正极60。负极30具有大致矩形的集电体32和负极活性物质层34。负极活性物质层34配置于集电体32的在层叠方向S上的两个面。也就是说，相邻的负极30共用集电体32。集电体32例如具有1μm～100μm左右的厚度。集电体32的构成材料是金属或导电性树脂。金属例如是铝、镍、铁、不锈钢、钛、铜、镍和铝的金属包层材料、铜和铝的金属包层材料以及这些金属的组合的镀覆材料。导电性树脂例如是导电性高分子材料、添加有导电性填料的导电性高分子材料、或添加有导电性填料的非导电性高分子材料。负极活性物质层34例如具有1μm～100μm左右的厚度，且含有负极活性物质和添加剂。负极活性物质具有在放电时使锂离子脱离且在充电时吸存锂离子的组成。添加剂是粘结剂和导电助剂。粘结剂是以维持负极构造为目的而添加的，具有将负极活性物质层34的构成材料彼此间粘结起来的功能和使负极活性物质层34粘结于集电体32的功能。导电助剂是为了提高负极活性物质层34的导电性而加入的。正极60具有大致矩形的集电体62和正极活性物质层64。正极活性物质层64配置于集电体62的在层叠方向S上的两个面。也就是说，相邻的正极60共用集电体62。集电体62例如具有1μm～100μm左右的厚度。集电体62的构成材料与负极30的集电体32的构成材料相同。正极活性物质层64例如具有1μm～100μm左右的厚度，且含有正极活性物质和添加剂。正极活性物质具有能够在充电时放出锂离子且在放电时吸存锂离子的组成。添加剂是粘结剂和导电助剂。粘结剂是以维持正极构造为目的而添加的，具有将正极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池，其中，该二次电池具有发电元件，该发电元件具有：正极，其具有配置有正极活性物质层的集电体；电解质层，其保持电解质；以及负极，其具有配置有负极活性物质层的集电体，该负极活性物质层具有比所述正极活性物质层的面积大的面积，所述正极活性物质层和所述负极活性物质层隔着所述电解质层相对，所述负极活性物质层具有：相对部，其隔着所述电解质层与所述正极活性物质层相对；以及非相对部，其位于所述相对部的外周且不与所述正极活性物质层相对，所述非相对部的膨胀率小于所述相对部的膨胀率，所述膨胀率是在进行充放电时的所述负极活性物质层的每单位体积的体积增加率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二次电池，其中，该二次电池具有发电元件，该发电元件具有：正极，其具有配置有正极活性物质层的集电体；电解质层，其保持电解质；以及负极，其具有配置有负极活性物质层的集电体，该负极活性物质层具有比所述正极活性物质层的面积大的面积，所述正极活性物质层和所述负极活性物质层隔着所述电解质层相对，所述负极活性物质层具有：相对部，其隔着所述电解质层与所述正极活性物质层相对；以及非相对部，其位于所述相对部的外周且不与所述正极活性物质层相对，所述非相对部的膨胀率小于所述相对部的膨胀率，所述膨胀率是在进行充放电时的所述负极活性物质层的每单位体积的体积增加率。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述负极活性物质层具有孔隙，所述非相对部的孔隙率大于所述相对部的孔隙率。3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述负极活性物质层具有粘结剂，所述负极活性物质层的位于所述非相对部的部分的每单位体积的所述粘结剂的重量小于所述负极活性物质层的位于所述相对部的部分的每单位体积的所述粘结剂的重量。4.根据权利要求3所述的二次电池，其中，所述粘结剂是以水为溶剂或分散介质的水系粘结剂，包含橡胶系粘结剂和水溶性高分子粘结剂，所述负极活性物质层的位于所述非相对部的部分的每单位体积的所述水溶性高分子粘结剂的重量小于所述负极活性物质层的位于所述相对部的部分的每单位体积的所述水溶性高分子粘结剂的重量。5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述橡胶系粘结剂的热分解温度高于所述水溶性高分子粘结剂的热分解温度。6.根据权利要求4或5所述的二次电池，其中，所述水溶性高分子粘结剂是羧甲基纤维素系化合物。7.根据权利要求4至6中任一项所述的二次电池，其中，所述橡胶系粘结剂是苯乙烯·丁二烯橡胶。8.根据权利要求1至7中任一项所述的二次电池，其中，所述负极活性物质层具有含有硅的负极活性物质。9.一种二次电池的制造方法，该二次电池具有发电元件，该发电元件具有：正极，其具有配置有正极活性物...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田壮宏，成冈庆纪，
申请(专利权)人：远景AESC日本有限公司，雷诺两合公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP