非水电解质电池、电池组和汽车制造技术

本发明专利技术提供输出功率特性优良的非水电解质电池、电池组以及汽车。本发明专利技术的非水电解质电池的特征在于：其是包含电极组（３）和保持在前述电极组（３）中的非水电解质的非水电解质电池，所述电极组（３）是分别为带状的正极（８）和负极（９）隔着隔膜（１０）卷绕成扁平状的电极组；前述负极（９）包含铝或铝合金制的负极集电体（１５）和含有负极活性物质的含负极活性物质层（１７），所述负极活性物质形成在前述负极集电体（１５）的除至少宽度方向两端部（１６ａ、１６ｂ）以外的部分上，且负极平均工作电位比铝的锂合金化电位高；前述负极（９）在前述负极的长度方向的一端上具有宽度朝着顶点（Ｙ）方向渐减的前端部（１８），前述前端部（１８）在相当于前述含负极活性物质层的最大宽度（Ｇ）的１／２的位置上存在有前述顶点（Ｙ），且相对于前述位置具有对称的形状；前述负极（９）的前述前端部（１８）设置在前述正极（８）的卷绕开始的部分与由此卷绕一周后的正极（８）之间，且使前述顶点位于比前述卷绕开始的部分更靠后方的位置上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非水电解质电池、使用了非水电解质电池的电池组以及汽车。
技术介绍
近年来，随着电子学领域的快速的技术发展，电子设备的小型、轻量 化正在进行。结果，电子设备的轻便化、无绳化正在进行，对于作为其驱 动源的二次电源，也被热切地期望实现小型、轻量、高功率密度化。为了 适应这种需要，大输出功率密度的锂二次电池正在被开发。为了制作高输出功率的锂二次电池，在专利文献1中公开了作为不增 加接头的数目而减少电池的电阻的方法在带状电极的宽度方向的一端留 出非涂敷部，进行巻绕后将其非涂敷部一起进行接合的方法。另外，也公 开有通过使用在比铝的锂合金化电位高的电位上具有平均充放电电位且具 有微小粒径的负极，负极导电基板使用比以前的铜轻量的铝来提高电池的 重量功率密度的方法(例如专利文献2)。还有考虑到将这两种方法进行组 合时，可以制作更高重量功率密度的电池。实际上大量生产高功率密度的 电池时，电解液从电极组的侧面注入。电解液尽管可以通过毛细管现象从 形成在正极和负极的集电体上的含活性物质层的表面的空穴浸透至内部， 但是在电极组的侧面上含活性物质层的表面没有露出，只能顺着没有电解 液保持力的集电体进行电解液的浸透。这与电解液的浸渍工序的长时间化、 繁琐化有关。另外，该在浸渍工序中若电极组中混入水分，则对电池性能 有很大的影响，因此浸渍工序中需要长时间的情况也与成品率降低有关。已知负极活性物质使用平均工作电位比铝的锂合金化电位高的物质 (例如钛酸锂、硫属化物系化合物等)时，比负极活性物质使用碳材料浸 渍差。而且，也已知这些负极活性物质中比表面积大者对大电流特性有利， 但是若增大比表面积，电解液浸渍变得更难，负极利用率低，很难得到高 的输出功率。因此，专利文献3公开了为了防止将锂离子二次电池的电极片进行巻 绕时发生皱折，将电极片的前端制成圆弧状或山形状。 日本特开2005-93242 日本特开2005-123183 日本特开平9-169456
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供输出功率特性优良的非水电解质电池、电池组 以及汽车。本专利技术的非水电解质电池的特征在于其是包含电极组和保持在前述 电极组中的非水电解质的非水电解质电池，所述电极组是分别为带状的正 极和负极隔着隔膜巻绕成扁平状的电极组；前述负极包含铝或铝合金制的负极集电体和含有负极活性物质的含负 极活性物质层，所述负极活性物质形成在前述负极集电体的除至少宽度方 向两端部以外的部分上，且负极平均工作电位比铝的锂合金化电位高；前述负极在前述负极的长度方向的一端上具有宽度朝着顶点方向渐减 的前端部；前述前端部在相当于前述含负极活性物质层的最大宽度的1/2 的位置上存在有前述顶点，且相对于前述位置具有对称的形状；前述负极的前述前端部设置在前述正极的巻绕开始的部分与由此巻绕 一周后的正极之间，且使前述顶点位于比前述巻绕开始的部分更靠后方的 位置上。另外，本专利技术的电池组以及汽车的特征在于分别包含前述非水电解 质电池。根据本专利技术，可以提供输出功率特性优良的非水电解质电池、电池组 以及汽车。附图说明图1是第一实施方式的非水电解质电池的分解立体图。图2是用于说明图1的非水电解质电池中使用的电极组的结构的示意图。图3是图2所示的电极组的放大俯视图。图4是用于说明图1的非水电解质电池中使用的电极组的制造工序的 示意图。图5是用于说明图1的非水电解质电池中使用的正负极的形状的示意图。图6是用V1-V1线将图1的非水电解质电池中使用的电极组切断时得 到的示意性的剖面图。图7是表示图1的非水电解质电池中使用的正负极的前端部形状的另 一例子的平面图。图8是表示图1的非水电解质电池中使用的正负极的前端部形状的又 一例子的平面图。图9是第二实施方式的电池组的分解立体图。图10是表示图9的电池组的电路的模块图。图11是表示第三实施方式的串联混合动力汽车的示意图。图12是表示第三实施方式的并联混合动力汽车的示意图。图13是表示第三实施方式的串并联混合动力汽车的示意图。图14是表示第三实施方式的汽车的示意图。图15是表示第三实施方式的混合动力摩托的示意图。图16是表示第三实施方式的电动摩托的示意图。图17是表示第四实施方式的充电式扫除机的示意图。图18是图17的充电式扫除机的结构图。图19是表示比较例3的非水电解质电池中使用的正负极的前端部形状 的平面图。 符号说明l非水电解质电池(单电池)、2容器、3电极组、4封口板、5注液口、 6正极端子引出孔、7负极端子引出孔、8正极、9负极、IO隔膜、11正极 集电体、12a， 12b正极集电体的长边侧两端部、13含正极活性物质层、14 正极前端部、15负极集电体、16a， 16b负极集电体的长边侧两端部、17含 负极活性物质层、18负极前端部、19正极的最初的弯曲部、20巻芯、21 正极引线、22正极接头、23负极引线、24负极接头、31组电池、32粘合 带、33印制电路布线板、34热敏电阻器、35保护电路、36通电用端子、 37正极侧布线、38正极侧接线器、39负极侧布线、40负极侧接线器、41，42， 43布线、44保护块、46容纳容器、47盖、50， 57， 59混合动力汽 车、51， 64内燃机、52发电机、53变换器、54电池组、55， 65电动机、 56， 66车轮、58兼作发电机的电动机、60动力分割机构、61后部座位、 62行李室、63混合动力摩托、67电动摩托、70框体、71兼作底座的充电 器、72电池组、73控制电路、74电动送风装置、75操作部。具体实施方式 (第一实施方式)下面，参照图1 图5对第一实施方式的非水电解质电池进行说明。图 I是第一实施方式的非水电解质电池的分解立体图。图2 (a)是图I的非 水电解质电池中使用的电极组的示意性的平面图，图2 (b)是电极组的示 意性的俯视图，图2 (c)是表示电极组中的正负极的前端部的位置关系的 示意图。图3是图2 (b)所示的电极组的放大俯视图。图4是用于说明图 1的非水电解质电池中使用的电极组的制造工序的示意图。图5 (a)是图1 的非水电解质电池中使用的正负极的中央部分的平面图，图5 (b)是正负 极的中央部分的立体图。图6是用V1-V1线将图1的非水电解质电池中使 用的电极组切断时得到的示意性的剖面图。如图1所示，非水电解质电池1包含容器2、容纳在容器2内的电极组 3和将容器2的开口部进行密封的封口板4。容器2为有底矩形筒状，例如 可以由金属形成。作为构成容器的金属材料，例如可以列举出铝、铝合 金、铁、不锈钢等。容器的板厚优选为0.5mm以下，进一步优选的范围是 0.2mm以下。封口板4为矩形状的金属板，例如可以通过激光熔接来安装在容器2 的开口部。对于用于形成封口板4的金属材料，可以列举出与容器2中说 明的相同的材料。在封口板4的中央附近开口形成有注液口5。另外，在封 口板4的一方的端部附近(图1的左侧)，开口有引出正极端子的正极端子 孔6。在封口板4的另一方的端部附近(图l的右侧)，开口有引出负极端 子的负极端子孔7。如图3所示，电极组3具有使隔膜10介于带状正极8和带状负极9之 间、并将它们巻绕成扁平形状的结构。如图2的(c)所示，正极8包含正 极集电体11和含正极活性物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质电池，其特征在于：其是包含电极组和保持在所述电极组中的非水电解质的非水电解质电池，所述电极组是分别为带状的正极和负极隔着隔膜卷绕成扁平状的电极组；所述负极包含铝或铝合金制的负极集电体和含有负极活性物质的含负极活性物质层，所述负极活性物质形成在所述负极集电体的除至少宽度方向两端部以外的部分上，且负极平均工作电位比铝的锂合金化电位高；所述负极在所述负极的长度方向的一端上具有宽度朝着顶点方向渐减的前端部；所述前端部在相当于所述含负极活性物质层的最大宽度的１／２的位置上存在有所述顶点，且相对于所述位置具有对称的形状；所述负极的所述前端部设置在所述正极的卷绕开始的部分与由此卷绕一周后的正极之间，且使所述顶点位于比所述卷绕开始的部分更靠后方的位置上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石井张爱，稻垣浩贵，高见则雄，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]