螺旋卷绕非水电解质二次电池制造技术

本申请披露了一种包括堆叠的电极组件的螺旋卷绕非水电解质二次电池。堆叠电极组件具有分别布置在卷绕开始端和卷绕末端的第一集电体面对区和第二集电体面对区。在第一集电体面对区和第二集电体面对区的每一个中，正极集电体暴露部分和负极集电体暴露部分通过隔板彼此面对。正极集电体暴露部分或负极集电体暴露部分的至少之一在卷绕开始端在第一集电体面对区中具有形成在所述暴露部分上的第一绝缘件。正极集电体暴露部分或负极集电体暴露部分的至少之一在卷绕末端在第二集电体面对区中具有形成在所述暴露部分上的第二绝缘件。第二绝缘件的熔点低于第一绝缘件的熔点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有螺万走巻绕电池元件(spirally-wound battery element)的非 7K电解质二;欠电；也(non-aqueous electrolyte secondary battery)。
技术介绍
近年来，无线或便携式器件，例如手机和膝上型个人电脑得到了发展， 并且开发了小型轻薄的便携式器件。电子器件的功能得到了增加，因此电 能也需要增加。为此，日益需要满足高容量和重量轻的电子器件的电池作 为电子器件的电源。对于利用锂离子的掺杂和脱掺杂的非水电解质二次电池，对满足这些 要求的二次电池提出了各种建议。非水电解质二次电池具有正极和负极，该正极包括形成在正极集电体 上的使用锂复合氧化物(例如LiCo02或LiNi02)的正极活性物质层，该负极 包括形成在负极集电体上的使用能够掺杂和脱掺杂锂的碳材料(例如石墨或 难石墨化碳材料)的负极活性物质层。隔板在正极和负极之间布置，并且它 们螺旋巻绕在一起形成电池元件。具有如上结构的非水电解质二次电池的 电极反应面积增加，因而获得了优异的放电性能。为了提高安全性，上述非水电解质二次电池的结构使得如以下专利文 献1-3所述，在正4^l和负才及各个巻绕末端，形成未施用活性物质的部分， 即正极集电体暴露部分和负极集电体暴露部分，以例如使电压可以快速下由此使得电池的损坏最小化。在这种结构中，在易于损坏隔板或易于引起短路的部分形成绝缘材料，防止短路等发生。形成绝缘材料的部分实例包 括具有电极切割造成的毛刺等的正极末端和负极末端、与这些电极末端相对的部分、具有阶梯(step)的部分例如正极活性物质层末端和负极活性物质层末端，以及与这些末端相对的部分。曰本未审专利公开号2000-188115。日本未审专利公开号2001_266946。日本未审专利公开号2005_347161。在上述专利文献l-3中，使用熔点高的树脂材料，例如聚酰亚胺(PI)、 聚苯硫醚(PPS)或聚对苯二曱酸乙二醇酯(PET)作为绝缘材料。即使在电池内 部温度升高时，使用高熔点树脂材料能够保持绝缘效果而不熔化覆盖材料。
技术实现思路
然而，电池充电器发生故障或不当使用结合了非水电解质二次电池的 电池组时，非水电解质二次电池的温度可能升高，并且热量保持在电池内 部，通过正极集电体和负极集电体发生短路。此时，具有上述专利文献1 -3的结构的电池不能够快速放电，导致电池温度大幅升高，使得非水电解 质二次电池或电池组变形。因此，希望提供安全性提高的螺旋巻绕非水电解质二次电池。 根据本专利技术的实施方式，提供包括堆叠电极组件(stacked electrode assembly)的螺旋巻绕非水电解质二次电池，该二次电池包括正极，其包 含形成在正极集电体至少一面上的正极活性物质层；负极，其包括形成在 负极集电体至少一面上的负极活性物质层；和布置在正极和负极之间的隔 板，正极、负极和隔板螺旋巻绕在一起。堆叠电极组件具有分别布置在巻 绕开始端和巻绕末端的第一集电体面对区和第二集电体面对区。正极集电 体暴露部分和负极集电体暴露部分在第一集电体面对区和第二集电体面对 区每一个中经由隔板彼此面对。正极集电体暴露在正极集电体暴露部分中。 负极集电体暴露在负极集电体暴露部分中。正极集电体暴露部分或负极集 电体暴露部分的至少一个在巻绕开始端的第一集电体面对区中具有形成在 该暴露部分之上的第一绝缘件。正极集电体暴露部分或负极集电体暴露部 分至少之一在巻绕末端的第二集电体面对区中具有形成在该暴露部分之上 的第二绝缘件。第二绝缘件的熔点低于第 一绝缘件的熔点。第一绝缘件的熔点和第二绝缘件的熔点之差可以为20。C或更高，优选为100。C或更高。第一绝缘件可以选自聚丙烯树脂、聚对苯二曱酸乙二醇酯树脂、聚萘 二酸乙二醇酯树脂、聚苯硫醚树脂、和聚酰亚胺树脂。优选第二绝缘件选 自低密度聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二曱酸乙二醇酯树脂、聚萘二酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)树脂和聚苯硫醚树脂。在电池外侧形成的第二绝缘件的熔点低于在电池内侧形成的第 一绝缘 件的熔点。由此，如果电池内侧的温度升高，在电池外侧形成的第二绝缘 件的熔化快于第 一绝缘件。从而确保电池外侧比电池其它部分更快短路。 因此可以降低电池电压，同时除去电池外侧的热量，并由此降低电池内的 储存热量，在电池内侧不容易发生短路。第一绝缘件可以形成在正极的巻绕开始端的正极集电体暴露部分的两 面上，而第二绝缘件可以形成在正极的巻绕末端的正极集电体暴露部分的 两面上。可以不在负极上形成第 一绝缘件和第二绝缘件。可以形成第 一绝缘件和第二绝缘件，以使正极集电体暴露部分和负极 集电体暴露部分不是仅仅通过隔板彼此面对。可以在负极的两端形成第 一 绝缘件和第二绝缘件。 第一绝缘件和第二绝缘件可以各自形成在正极和负极的每个之上。 第 一绝缘件可以形成在正极上，而第二绝缘件可以形成在负才及上。附图说明图1A和1B为根据本专利技术一种实施方式的螺旋巻绕非水电解质二次电 池结构的示意图。图2为本专利技术一种实施方式中电池元件结构的示意图。图3为本专利技术一种实施方式中的电池元件结构的截面图。图4A - 4E为显示本专利技术 一种实施方式中的正极和负极结构的示意图。具体实施例方式以下将参考附图说明本专利技术的 一 种实施方式。图1A了显示本专利技术一种实施方式的螺旋巻绕非水电解质二次电池1的 结构。如图1B所示，具体而言，螺旋巻绕非水电解质二次电池1包括电池元件10，其容纳在外壳部分2a中并由外壳部分2a包封(covering),该外壳 部分2a由层压膜2形成，其中将围绕电池元件10的层压膜密封。电池元件 10的结构如下所述。电池元件图2显示了容纳在层压膜2中的电池元件10的结构。电池元件10包 括带状正极ll、带状负极12和隔板13，它们沿纵向交替堆叠并螺旋巻绕。 分别在相应于电池最内端的巻绕开始端和相应于正极11和/或负极12的电 池最外端的巻绕末端，形成暴露出正极集电体lib的部分，即正极集电体 暴露部分，和暴露出负极集电体12b的部分，即负极集电体暴露部分。并 且在正极集电体暴露部分和负极集电体暴露部分上分别形成绝缘件16。正 极11和负极12各自具有施用在两面上的凝胶电解质(未示出)。连接到正极 11的正极端子14a和连接到负极12的负极端子14b(以下当没有特指某一端 子时称作"电极端子14")延伸到电池元件10的外部，并分别用作为树脂件的 密封剂15a和15b覆盖正极端子14a和负极端子14b，用于改善和稍后包封 电池元件的层压膜2的粘合性。图3为电池元件10的截面图。在图3所示的电池元件10中，正才及ll 具有形成在巻绕开始端的正极集电体暴露部分两面上的绝缘件16a，并具有 形成在巻绕末端的正极集电体暴露部分两面上的绝缘件16b，该绝缘件16b 的熔点低于绝缘件16a的熔点。负极12没有绝缘件。此外，形成绝缘件16a 和16b，以使正极集电体暴露部分和负极集电体暴露部分不是仅仅通过隔板 13 4皮jt匕面只十。图4A为显示用于图3的电池元件10的正极11和负极12结构的示意 图。在图4A中，X表示的箭头指向巻绕开始端，和Y表示的箭头指向巻绕 末端。图4B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋卷绕非水电解质二次电池，包括：堆叠电极组件，其包括正极、负极和置于正极和负极之间的隔板，所述正极包括形成在正极集电体至少一面上的正极活性物质层，所述负极包括形成在负极集电体至少一面上的负极活性物质层，正极、负极和隔板螺旋卷绕在一起，其中所述堆叠电极组件具有分别布置在卷绕开始端和卷绕末端的第一集电体面对区和第二集电体面对区，其中在所述第一集电体面对区和第二集电体面对区的每一个中，露出正极集电体的正极集电体暴露部分和露出负极集电体的负极集电体暴露部分彼此通过所述隔板面对，其中所述正极集电体暴露部分或负极集电体暴露部分的至少之一在卷绕开始端的第一集电体面对区中具有形成在所述暴露部分上的第一绝缘件，其中所述正极集电体暴露部分或负极集电体暴露部分的至少之一在卷绕末端的第二集电体面对区中具有形成在所述暴露部分上的第二绝缘件，和其中所述第二绝缘件的熔点低于所述第一绝缘件的熔点。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：町田昌纪，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]