二次电池及其制造方法技术

本发明专利技术的一个目的是提供维持电极之间的高绝缘性并且能够有效地抑制内部短路的二次电池及其制造方法。该二次电池包含正极、面对所述正极配置的负极、以及配置在正极和负极之间的隔膜。正极和负极各自具有集电器和在集电器的至少一个表面上形成的活性材料层，并且正极和负极的至少一者还包含在活性材料层的表面上形成的绝缘层。隔膜在200℃下的热收缩率小于5％，并且其葛尔莱值为10秒/100ml以下。

Secondary battery and its manufacturing method

An object of the invention is to provide a secondary battery which maintains high insulation between electrodes and can effectively suppress internal short circuit and a manufacturing method thereof. The secondary battery comprises a positive pole, a negative pole arranged facing the positive pole, and a diaphragm arranged between the positive pole and the negative pole. The positive and negative electrodes each have a collector and an active material layer formed on at least one surface of the collector, and at least one of the positive and negative electrodes also includes an insulating layer formed on the surface of the active material layer. The thermal shrinkage of the membrane is less than 5% at 200 \u2103, and its Geller value is less than 10s / 100ml.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池及其制造方法
本专利技术涉及其中正极和负极中的至少一者在活性材料层上具有绝缘层的二次电池，以及所述二次电池的制造方法。
技术介绍
二次电池广泛用作便携式电子装置例如智能电话、平板电脑、笔记本电脑、数码相机等的电源。此外，二次电池的用途已经扩展至作为电动车辆的电源和家用电源。其中，锂离子二次电池由于能量密度高且重量轻，因此它们是当前生活中不可缺少的储能装置。在这类具有高能量密度的二次电池中，要求高安全性技术，特别是确保内部短路的安全性是重要的。常规电池(包括二次电池)具有作为电极的正极和负极在隔膜置于其间的情况下彼此面对的结构。正极和负极各自具有片状集电器和形成在集电器两面的活性材料层。隔膜用于防止正极和负极之间的短路并有效地使离子在正极和负极之间移动。以往，主要使用由聚丙烯或聚乙烯材料制成的聚烯烃系的微孔隔膜作为隔膜。然而，聚丙烯和聚乙烯材料的熔点通常为110℃至160℃。因此，当将聚烯烃系的隔膜用于具有高能量密度的电池时，所述隔膜在电池的高温下熔融，并且可能发生大面积的电极之间的短路，导致电池冒烟和着火。因此，为了改善二次电池的安全性，专利文献1(日本特开2003-123728号公报)公开了一种二次电池，其中隔膜由含有特定量的具有特定直径的纤维的无纺布构成。专利文献2(PCT国际公布WO2005/067079的再公表)和专利文献3(PCT国际公布WO2005/098997的再公表)公开了一种二次电池，其中正极和负极中的至少一者在其表面上具有含有无机氧化物填料和粘合剂的多孔绝缘膜。特别是，在专利文献2描述的二次电池中，隔膜由无纺布构成，并且在专利文献3描述的二次电池中，隔膜和多孔绝缘层的孔隙率得到了优化。由无纺布制成的隔膜因其良好的离子传导性而预期可以作为例如适合于低温下高输出的隔膜。此外，通过在正极和负极中的至少一者的表面上设置多孔绝缘膜，改善了高温时的绝缘性质。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-123728号公报专利文献2：PCT国际公布WO2005/067079的再公表专利文献3：PCT国际公布WO2005/098997的再公表
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而，当使用无纺布作为隔膜时，由于充电期间电解质中析出的金属、以及电极的微小突起或毛刺等容易穿透隔膜，因此可能发生内部短路，因此仅用所述隔膜难以确保充分的绝缘性。因此，可以想到在无纺布隔膜的表面上涂布诸如氧化铝的绝缘材料来防止充电期间的内部短路。然而，在这种情况下，无纺布在电池的高温下软化并且可能被外力破坏，有可能无法维持绝缘性。另一方面，当将在正极和负极中的至少一者上形成的多孔绝缘膜与隔膜组合时，如果隔膜具有大的热收缩率，则隔膜在电池的高温下因热而收缩，并且隔膜的收缩可能导致多孔绝缘膜可能从电极表面剥离。结果，不能维持高温下的绝缘性，并发生内部短路。本专利技术的目的是提供一种能够维持电极之间的高绝缘性并更有效地抑制内部短路的二次电池及其制造方法。解决问题的技术手段本专利技术的二次电池包含：正极，面对所述正极配置的负极，和配置在所述正极和所述负极之间的隔膜，其中所述正极和所述负极各自包含集电器和在所述集电器的至少一个表面上形成的活性材料层，并且所述正极和所述负极中的至少一者还包含在所述活性材料层的表面上形成的绝缘层，并且所述隔膜在200℃下的热收缩率小于5％并且葛尔莱(Gurley)值为10秒/100ml以下。本专利技术的二次电池的制造方法包括：将正极和负极配置成以隔膜置于其间的方式彼此面对从而构成电池元件，以及将所述电池元件与电解液一起封装入壳体中，其中所述正极和所述负极各自包含集电器和在所述集电器的至少一个表面上形成的活性材料层，并且所述正极和所述负极中的至少一者还包含在所述活性材料层的表面上形成的绝缘层，并且所述隔膜在200℃下的热收缩率小于5％并且葛尔莱值为10秒/100ml以下。专利技术的有益效果根据本专利技术，通过将具有特定物性的隔膜与在正极和负极中的至少一者上形成的绝缘层进行组合，可以维持电极之间的高绝缘性并且可以抑制内部短路。附图说明[图1]图1是根据本专利技术一个实施方式的二次电池的分解透视图。[图2]图2是图1中所示的电池元件的示意性截面图。[图3]图3是显示图2中所示的正极和负极的构造的示意性截面图。[图4A]图4A是显示电池元件中正极和负极的配置的实例的截面图。[图4B]图4B是显示电池元件中正极和负极的配置的另一个实例的截面图。[图5]图5是根据本专利技术另一个实施方式的二次电池的分解透视图。[图6]图6是显示配备有二次电池的电动车辆的实例的示意图。[图7]图7是显示配备有二次电池的蓄电装置的实例的示意图。[图8A]图8A是显示实施例1中得到的二次电池在钉刺试验中的电池电压和各部分温度随时间变化的图。[图8B]图8A是显示比较例1中得到的二次电池在钉刺试验中电池电压和各部分温度的时间变化的图。具体实施方式参照图1，显示了根据本专利技术一个实施方式的二次电池1的分解透视图，所述二次电池包含电池元件10和将电池元件10与电解液一起封装的壳体。所述壳体具有壳体构件21、22，所述壳体构件21、22从电池元件10的厚度方向的两侧将其包围并密封其外周部分，从而密封电池元件10和电解液。正极端子31和负极端子32分别以它们从壳体的突出部分与电池元件10连接。如图2所示，电池元件10具有其中多个正极11和多个负极12彼此面对配置从而交替布置的构造。另外，隔膜13配置在正极11和负极12之间，以确保正极11和负极12之间的离子传导并防止正极11和负极12之间的短路。正极11和负极12的结构将进一步参照图3进行描述。在图3所示的结构中，没有特别区分正极11和负极12，但正极11和负极12均可适用所述结构。正极11和负极12(在不区分它们的情况下可以将它们统称为“电极”)包含可以由金属箔形成的集电器110和在集电器110的一个或两个表面上形成的活性材料层111。活性材料层111优选地在俯视时形成为矩形形状，并且集电器110具有包含从形成有活性材料层111的区域延伸的延长部110a的形状。在将正极11和负极12层叠的状态下，正极11的延长部110a和负极12的延长部110a在彼此重叠的位置处形成。然而，正极11的延长部110a处于彼此重叠的位置，并且负极12的延长部110a也相同。利用延长部110a的这种配置，在多个正极11中，各个延长部110a被集中并焊接在一起而形成正极极耳10a。同样，在多个负极12中，各个延长部110a被集中并焊接在一起而形成负极极耳10b。正极端子31与正极极耳10a电连接，并且负极端子32与负极极耳10b电连接。正极11和负极12中的至少一者还包含在活性材料层111上形成的绝缘层11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池，其包含：/n正极，/n面对所述正极配置的负极，和/n配置在所述正极和所述负极之间的隔膜，/n其中所述正极和所述负极各自包含集电器和在所述集电器的至少一个表面上形成的活性材料层，并且所述正极和所述负极中的至少一者还包含在所述活性材料层的表面上形成的绝缘层，并且/n所述隔膜在200℃下的热收缩率小于5％，并且葛尔莱值为10秒/100ml以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170328 JP 2017-0625581.一种二次电池，其包含：
正极，
面对所述正极配置的负极，和
配置在所述正极和所述负极之间的隔膜，
其中所述正极和所述负极各自包含集电器和在所述集电器的至少一个表面上形成的活性材料层，并且所述正极和所述负极中的至少一者还包含在所述活性材料层的表面上形成的绝缘层，并且
所述隔膜在200℃下的热收缩率小于5％，并且葛尔莱值为10秒/100ml以下。


2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述隔膜由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。


3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中所述隔膜是无纺布。...

【专利技术属性】
技术研发人员：万久俊彦，
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