二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种可抑制在负极产生以非活性物质区域与活性物质区域之间的分界为起点的褶皱的二次电池。一种二次电池，该二次电池包括负极，该负极具有配置有负极活性物质层的负极集电体(32)，该负极活性物质层具有含有硅的负极活性物质，其中，负极集电体(32)具有：活性物质区域(40)，其配置有负极活性物质层；非活性物质区域(46)，其未配置有负极活性物质层；以及狭缝(36)，其自非活性物质区域(46)延长到活性物质区域(40)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池
本专利技术涉及一种二次电池。
技术介绍
二次电池至少具有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。负极集电体具有配置有负极活性物质层的活性物质区域和未配置有负极活性物质层的非活性物质区域。近年来，以增大容量为目的而将含有硅的负极活性物质应用于负极活性物质层(例如参照专利文献1。)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第01/029918号
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，硅因二次电池的充放电而产生体积变化。因此，在含有硅的活性物质区域中，会产生伸缩，在不含有硅的非活性物质区域中，不会产生伸缩。由此，产生由负极的活性物质区域中的伸缩尺寸和非活性物质区域中的伸缩尺寸的差导致的应力，存在产生以非活性物质区域与活性物质区域之间的分界为起点的褶皱的问题。例如，褶皱因二次电池重复充放电而增大，且到达作为电极进行反应的部位(即与正极相对的部位)，引起正极与负极的电极间距离的不均匀化，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，提供一种可抑制在负极产生以非活性物质区域与活性物质区域之间的分界为起点的褶皱的二次电池。用于解决问题的方案为了实现上述目的，本专利技术提供一种二次电池，该二次电池具有负极，该负极具有配置有负极活性物质层的负极集电体，该负极活性物质层具有含有硅的负极活性物质，其中，所述负极集电体具有：活性物质区域，其配置有所述负极活性物质层；非活性物质区域，其未配置有所述负极活性物质层；以及狭缝，其自所述非活性物质区域延长到所述活性物质区域。专利技术的效果在本专利技术中，自非活性物质区域延长到活性物质区域的狭缝缓和二次电池的充放电时在负极产生的应力。因此，即使硅的体积变化较大，也能够抑制产生以非活性物质区域与活性物质区域之间的分界为起点的褶皱。因而，能够提供一种可抑制在负极产生以非活性物质区域与活性物质区域之间的分界为起点的褶皱的二次电池。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所示的电池主体部和发电元件的剖视图。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所示的狭缝的放大图。图7是用于说明本专利技术的实施方式的变形例1的俯视图。图8是用于说明本专利技术的实施方式的变形例2的俯视图。图9是用于说明本专利技术的实施方式的变形例3的俯视图。图10是用于说明本专利技术的实施方式的变形例4的立体图。图11是用于说明本专利技术的实施方式的变形例4的俯视图。图12是用于说明本专利技术的实施方式的变形例5的俯视图。图13是用于说明本专利技术的实施方式的变形例6的俯视图。图14是用于说明本专利技术的实施方式的变形例7的俯视图。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。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。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。附图标记S表示发电元件22的层叠方向。构成负极引板12和正极引板14的高导电性构件例如是铝、铜、钛、镍、不锈钢以及它们的合金。从轻量化和导热性的观点考虑，构成外壳体16的片材优选由高分子－金属复合层压膜构成。高分子例如是聚丙烯、聚乙烯等的热塑性树脂材料。金属例如是铝、不锈钢、镍、铜等金属(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。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所示的电池主体部和发电元件的剖视图。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具有集电体32和大致矩形的负极活性物质层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例如由具有1μm～100μm左右的厚度的铜箔构成。负极活性物质层34含有负极活性物质和添加剂，例如具有1μm～100μm左右的厚度。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。粘结剂例如由羧甲基纤维素(CMC)和苯乙烯－丁二烯橡胶(SBR)构成。导电助剂由具有良好的导电性的碳材料等构成，是为了提高负极活性物质层34的导电性而加入的。例如，碳材料是乙炔黑。在本实施方式中，负极活性物质含有硅系材料。与石墨等相比，硅的每单位体积的锂离子的吸存能力良好，能够使二次电池高容量化。尤其是，在本实施方式中，如后述那样，能够抑制褶皱的产生，因此容易应用含有膨胀性较大的硅的负极活性物质。正极60具有集电体62和大致矩形的正极活性物质层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含有正极活性物质和添加剂，例如具有1μm～100μm左右的厚度。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。正极活性物质例如是LiNiCoAlO2。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，具有将正极活性物质层64的构成材料彼此间粘结起来的功能和使正极活性物质层64粘结于集电体62的功能。粘结剂例如是聚偏二氟乙烯(PVdF)。导电助剂是为了提高正极活性物质层64的导电性而加入的，其与负极30的导电助剂相同。分隔件50例如是由具有1μm～50μm左右的厚度的聚丙烯形成的大致矩形的微多孔质(微多孔膜)片。分隔件50配置在负极活性物质层34与正极活性物质层64之间，负极活性物质层34和正极活性物质层64隔着分隔件50相对。分隔件50浸渗有电解质，构成了保持电解质的电解质层。电解质例如是液体电解质。也就是说，分隔件50具有确保正极60与负极30之间的锂离子(载体离子)的传导性的功能和作为正极60与负极30之间的分隔壁的功能。发电元件22由配置有负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正极集电体；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负极集电体，该负极活性物质层具有含有硅的负极活性物质，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，所述负极集电体具有：活性物质区域，其配置有所述负极活性物质层；非活性物质区域，其未配置有所述负极活性物质层；以及狭缝，其自所述非活性物质区域延长到所述活性物质区域。

【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正极集电体；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负极集电体，该负极活性物质层具有含有硅的负极活性物质，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，所述负极集电体具有：活性物质区域，其配置有所述负极活性物质层；非活性物质区域，其未配置有所述负极活性物质层；以及狭缝，其自所述非活性物质区域延长到所述活性物质区域。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述正极集电体具有配置有所述正极活性物质层的活性物质区域，所述负极集电体的所述活性物质区域具有：相对部，其隔着所述电解质层与所述正极集电体的所述活性物质区域相对；以及非相对部，其不与所述正极集电体的所述活性物质区域相对，所述狭缝延长到所述相对部与所述非相对部之间的分界。3.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：室屋祐二，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