非水电解质二次电池制造技术

本发明专利技术提供能够抑制正极活性物质中的过渡金属等的金属溶出的非水电解质二次电池。通过本发明专利技术，提供具备正极及负极隔着分隔件而层叠的构造的电极体和非水电解质的非水电解质二次电池。所述正极具备：正极集电体；正极活性物质层，配置于正极集电体上，包含第1正极活性物质；及绝缘层，沿着正极活性物质层的预定的宽度方向的一方的端部而配置，包含无机填充剂及第2正极活性物质。所述负极具备：负极集电体；及负极活性物质层，配置于负极集电体上，包含负极活性物质，该负极活性物质层的所述宽度方向的长度比所述正极活性物质层的所述宽度方向的长度长，该负极活性物质层与所述正极活性物质层和所述绝缘层的至少一部分相对。性物质层和所述绝缘层的至少一部分相对。性物质层和所述绝缘层的至少一部分相对。

【技术实现步骤摘要】
非水电解质二次电池


[0001]本专利技术涉及非水电解质二次电池。

技术介绍

[0002]近年来，锂离子二次电池等非水电解质二次电池适合作为计算机、便携终端等的可携带电源、电动汽车(EV)、插电式混合动力汽车(PHV)、混合动力汽车(HV)等的车辆驱动用电源等而使用。
[0003]一般来说，非水电解质二次电池具备正极和负极由分隔件等绝缘的电极体。在此，正极和负极通常为了防止负极中的电荷载体(在锂离子二次电池中是锂离子)的析出而被设计成负极的宽度方向的尺寸比正极的宽度方向的尺寸大。例如在专利文献1中公开了在这样的非水电解质二次电池中在正极集电体的表面沿着正极活性物质层的端部而具备绝缘层的正极。在专利文献1中记载了通过该绝缘层而能够防止正极集电体和与该正极集电体相对的负极活性物质层的缘部之间的短路。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利申请公开2004-259625号公报

技术实现思路

[0007]在如上所述的非水电解质二次电池中，在负极活性物质层中存在与正极活性物质层相对的部位(相对部位)和不与正极活性物质层相对的部位(非相对部位)。在二次电池的充电时，从正极活性物质层向电解液中放出电荷载体(锂离子等)。此时，在负极中，电解液中的电荷载体向负极活性物质层进入，向负极活性物质层逐渐吸藏。根据本申请专利技术人的研究，电荷载体在充电起初容易向负极活性物质层的相对部位逐渐吸藏，随着充电进展，也向非相对部位逐渐扩散。也就是说，在负极活性物质层中，不仅是与正极活性物质层相对的部位，电荷载体也会向不与正极活性物质层相对的部位逐渐扩散。
[0008]因而，可认为，在充电时，在正极活性物质层的宽度方向的缘部中，相比于与负极活性物质层相对的宽度方向的中间部分，电荷载体的放出量变多。因此，在该正极活性物质层的缘部中，电位有可能局部地上升。这样，若正极活性物质层的缘部的电位局部地显著上升，则在该缘部中正极活性物质中的过渡金属等金属可能会溶出。另外，若金属溶出，则有时会在相对的负极的表面形成覆膜。在负极中，该覆膜成为电阻，可能成为来源于电荷载体的金属析出(例如锂离子二次电池中的金属锂的析出)的要因。
[0009]本专利技术鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供能够抑制正极活性物质层中的正极活性物质中的过渡金属等金属的溶出的非水电解质二次电池。
[0010]这里公开的非水电解质二次电池具备正极及负极隔着分隔件而层叠的构造的电极体和非水电解质。所述正极具备：正极集电体；正极活性物质层，配置于所述正极集电体上，包含第1正极活性物质；及绝缘层，沿着所述正极活性物质层的预定的宽度方向的一方
的端部而配置，包含无机填充剂及第2正极活性物质。所述负极具备：负极集电体；及负极活性物质层，配置于所述负极集电体上，包含负极活性物质，该负极活性物质层的所述宽度方向的长度比所述正极活性物质层的所述该宽度方向的长度长，该负极活性物质层与所述正极活性物质层和所述绝缘层的至少一部分相对。
[0011]根据这样的结构，能够抑制正极活性物质层中的正极活性物质中的过渡金属等金属的溶出。
[0012]在这里公开的非水电解质二次电池的优选的一方案中，在所述电极体中，在将所述正极活性物质层中包含的所述第1正极活性物质的总容量(mAh)设为C，将所述负极活性物质层中包含的所述负极活性物质的总容量(mAh)设为A的情况下，所述绝缘层中包含的所述第2正极活性物质的总容量(mAh)L被规定为满足(1-C/A)
×
n的量，其中，n≥0.60，所述总容量的单位为mAh。
[0013]根据这样的结构，能够进一步抑制正极活性物质层中的正极活性物质中的过渡金属等金属的溶出。
[0014]在这里公开的非水电解质二次电池的优选的一方案中，所述第2正极活性物质的总容量(mAh)L被规定为满足(1-C/A)
×
n的量，其中，n≥0.65，所述总容量的单位为mAh。
[0015]根据这样的结构，能够抑制过渡金属等金属的溶出。除此之外，还能够在负极活性物质层的表面中抑制锂等来源于电荷载体的金属的析出。
附图说明
[0016]图1是示意性地示出一实施方式的锂离子二次电池的内部构造的剖视图。
[0017]图2是示出一实施方式的卷绕电极体的结构的示意图。
[0018]图3是一实施方式的卷绕电极体的要部剖视图。
具体实施方式
[0019]以下，说明本专利技术的实施方式。需要说明的是，在本说明书中特别提及的事项以外的事项且本专利技术的实施所需的事项(例如，不使本专利技术具有特定技术特征的非水电解质二次电池的一般的结构及制造工艺)能够作为基于本领域中的以往技术的本领域技术人员的设计事项而掌握。本专利技术能够基于本说明书中公开的内容和本领域中的技术常识而实施。
[0020]需要说明的是，在本说明书中，“二次电池”是指能够反复充放电的普通蓄电设备，是包含所谓的蓄电池以及双电层电容器等蓄电元件的用语。另外，在本说明书中，“锂离子二次电池”是指利用锂离子作为电荷载体且通过正负极间的伴随于锂离子的电荷的移动而实现充放电的二次电池。以下，以扁平方型的锂离子二次电池为例来详细说明这里公开的技术，但并非意在将这里公开的技术限定于该实施方式所记载的技术。
[0021]图1是示意性地示出一实施方式的锂离子二次电池100的内部构造的剖视图。在以下的附图中，对起到相同作用的构件
·
部位标注相同标号，有时省略或简化重复的说明。另外，附图中的标号X、Y意味着宽度方向、长度方向。标号X、Y在俯视下正交。
[0022]图1所示的锂离子二次电池100是通过扁平形状的卷绕电极体20和非水电解质80收容于扁平的方形的电池壳体(即外装容器)30而构建的密闭型电池。在电池壳体30设置有外部连接用的正极端子42及负极端子44和以在电池壳体30的内压上升为预定水平以上的
情况下将该内压释放的方式设定的薄壁的安全阀36。另外，在电池壳体30设置有用于注入非水电解质80的注入口(未图示)。正极端子42与正极集电板42a电连接。负极端子44与负极集电板44a电连接。作为电池壳体30的材质，例如使用铝等轻量且热传导性好的金属材料。
[0023]图2是示出一实施方式的卷绕电极体20的结构的示意图。如图1及图2所示，卷绕电极体20具有带状的正极片50和带状的负极片60隔着2张带状的分隔片70而重叠并在长度方向Y上卷绕的形态。需要说明的是，这里公开的锂离子二次电池100的电极体不限制于卷绕电极体，例如也可以是多张的正极片50和负极片60分别由分隔片70绝缘且层叠的形态的所谓平板层叠型的电极体。或者，还可以是正极片50和负极片60分别各1张地收容于电池壳体的单电池。
[0024]图3是一实施方式的卷绕电极体20的要部剖视图。如图2及图3所示，正极片50具有带状的正极集电体52和形成于正极集电体52上(典型地是正极集电体52的表面)的正极活性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非水电解质二次电池，具备：正极及负极隔着分隔件而层叠的构造的电极体；及非水电解质，其中，所述正极具备：正极集电体；正极活性物质层，配置于所述正极集电体上，包含第1正极活性物质；及绝缘层，沿着所述正极活性物质层的预定的宽度方向的一方的端部而配置，包含无机填充剂及第2正极活性物质，所述负极具备：负极集电体；及负极活性物质层，配置于所述负极集电体上，包含负极活性物质，该负极活性物质层的所述宽度方向的长度比所述正极活性物质层的所述宽度方向的长度长，该负极活性物质层与所述正极活性物质层和所述绝缘层的至少一部分相对。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，在所述电极体中，在将所述正极活性物质层中包含的所述第1正极活性物质的总容量设为C，将所述负极活性物质层中包含的所述负极活性物质的总容量设为A的情况下，所述绝缘层中包含的所述第2正极活性物质的总容量L被规定为满足(1-C/A)
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n的量，其中，n≥0.60，所述总容量的单位为mAh。3.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，在所述电极体中，在将所述正...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田好伸，土田靖，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：