锂－离子二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种包括电池元件和覆盖该电池元件的外部封壳的锂－离子二次电池。所述电池元件包括隔件和层叠式电极体，所述层叠式电极体具有在层叠方向上分别布置在所述隔件两个表面上的第一电极和第二电极。所述外部封壳包括在所述层叠方向上位于所述电池元件一侧的第一封壳构件，和在所述层叠方向上位于所述电池元件另一侧的第二封壳构件。所述第一封壳构件的线性膨胀系数α１大于所述第二封壳构件的线性膨胀系数α２。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂-离子二次电池。
技术介绍
近年来，减少二氧化碳排放是保护环境所希望的目标。在汽车工业中，引入电动车(EVs)和混合电动车辆(HEVs)已经提升了对减少二氧 化碳排放的期望。已经研制了用于电力驱动马达的二次电池，这是实际应 用这些车辆的关键所在。特别是，由于锂-离子二次电池能量密度高和抗重 复充电和放电耐久性高，所以它被认为适合电动车应用。为此，正在进4亍 各种锂-离子电池的研发。如公开在日本专利申请未审公开No. 2002-75455中，锂-离子电池用 锂合成物氧化物等作为活性材料。传统活性材料在高温条件下易于损坏。 因此，在随着电流经过产生热量，电池温度升高的情况下，活性材料逐渐 损坏。作为对策，现在存在一种技术，在高温下通过把供给电池的电流减 小到某种程度以抑制温度升高。日本专利公告No.3811353中，当电子传导 材料与活性材料接触时，使用 一种特性为电阻随温度升高而增大的材料。即，在此使用的材料是导电聚合物，这种导电聚合物是通过导电材料与例 如聚甲烯的聚合物混合而形成的。
技术实现思路
然而，这种技术的问题在于，即使在正常的温度范围内，所述电池内 部电阻也增大，这是因为所述聚合物和导电材料的混合物用作应该具有良 好电子传导率的导电材料。而且，在该技术中，当由于在高温下聚合体熔 化而切断传导电子的通道和传导离子的通道时，电流被切断。然而，该技 术具有当温度回到正常范围内时电池容量不能恢复到其原始水平的风险。本专利技术的一个目的是提供一种锂-离子二次电池，所述锂-离子二次电 池能够在正常温度范围内维持电池输出特性并且即使被在高温下保存也具有优良的耐久性。本专利技术的一方面是一种锂-离子二次电池，其包括电池元件，所述电池元件包括隔件和层叠式电极体，所述层叠式电极体在层叠方向上具有分别布置在所述隔件两个表面上的第一电极和第二电极；外部封壳，所述 外部封壳覆盖所述电池元件，所述外部封壳包括在所述层叠方向上位于所 述电池元件一侧的第 一封壳构件，和在所述层叠方向上位于所述电池元件 另 一 侧的第二封壳构件，其中所述第 一 封壳构件的线性膨胀系数《 1大于所 述第二封壳构件的线性膨胀系数"2 。附图说明现在将参照附图对本专利技术进行描述，其中图1是表示根据本专利技术第一实施例的锂-离子二次电池的横截面图； 图2是表示根据第 一实施例的双极锂-离子二次电池的横截面图； 图3是表示根据第 一实施例修改例的锂-离子二次电池的横截面图； 图4是表示根据第二实施例的锂-离子二次电池的横截面图； 图5是表示根据第二实施例修改例的锂-离子二次电池的横截面图； 图6是表示根据第三实施例修改例的锂-离子二次电池的横截面图； 图7是表示根据本专利技术第四实施例的锂-离子二次电池的横截面图； 图8是表示根据第四实施例的优选锂-离子二次电池的前视图； 图9是表示肋片形状具体例子的前视图； 图io是表示肋片形状具体例子的侧视图； 图11是表示形成图9所示肋片的方法的前视图； 图12是表示肋片形状另一具体例子的前视图； 图13是表示图12所示肋片形状具体例子的侧视图； 图14是表示形成图12所示肋片的方法的前视图； 图15是表示根据第五实施例的锂-离子二次电池的前视图； 图16是表示根据第五实施例的锂-离子二次电池的横截面图； 图17是表示根据第七实施例、载有根据第六实施例的组装电池的汽 车的示意图。具体实施方式5下面将参照附图描述本专利技术的实施例。在所述图的以下描述中，相同 的组件用相同的附图标记表示，并省略重复解释。而且，要注意的是，为 了便于描述本专利技术，附图中的尺寸比或许被夸大了，因此或许不同于实际 的尺寸比。如图1所示，根据本专利技术第一实施例的锂-离子二次电池10包括电池 元件(产生电能的元件)21和外部封壳，所述外部封壳用于把电池元件21密封在所述电池内。所述外部封壳包括第一封壳构件25和第二封壳构 件26。电池元件21包括在层叠方向上(图中的Z方向上或每一个层叠式 电极体22的厚度方向上) 一个层叠在另一个之上的多个层叠式电极体22 和交替插在相应的层叠式电极体22之间的多个正电极电流收集器11和负 电极电流收集器12。每一个层叠式电极体22包括隔件15、第一电极(正 电极活性材料层)13和第二电极(负电极活性材料层)14。正电极活性材 料层13和负电极活性材料层14在层叠方向上分别布置在隔件15两个表 面上。每一个活性材料层包括活性材料、粘合剂(binder)和其他合适的 添加剂。在层叠方向上彼此相邻的层叠式电极体22层叠成以使相应的层 叠式电极体22的正电极活性材料层13和负电极活性材料层14相互面 对。正电极电流收集器11插在层叠方向上彼此相邻的层叠式电极体22的 正电极活性材料层之间。正电极电流收集器11的两个表面与相应的正电 极活性材料层建立表面接触。而且，正电极电流收集器11也与电池元件 21最外边的正电极活性材料层建立表面接触。负电极电流收集器l2插在 层叠方向上彼此相邻的层叠式电极体22的负电极活性材料层之间。负电 极电流收集器12的两个表面与相应的负电极活性材料层建立表面接触。 隔件15保持电解质。众所周知的结构和材料可用于所述电流收集器、所 述隔件、所述活性材料和粘合剂等。所述外部封壳的第一封壳构件25在Z方向的平面图中具有基本上矩 形形状。第一封壳构件25具有X方向的宽度(在X方向上的宽度) Wxl,该宽度Wxl在Y方向整个长度范围基本是恒定的；并具有Y方向 的宽度(在Y方向上的宽度)Wyl,该宽度Wyl在X方向整个长度范围 基本是恒定的。同样，所述外部封壳的第二封壳构件26在Z方向平面图 中具有基本上矩形形状、具有X方向的宽度Wx2 ( = Wxl )，该宽度Wx2 在Y方向整个长度范围基本是恒定的、具有Y方向的宽度Wy2，该宽度Wy2在X方向整个长度范围基本是恒定的。在它们的外缘部分处第一封壳 构件25接合到第二封壳构件26。所述接合点基本位于与Z方向垂直的平 面上。除所述接合点外，第一封壳构件25的其余部分具有在正z方向上 突起的凸形。除所述接合点外，第二封壳构件26的其余部分具有在负Z 方向上突起的凸形。第一封壳构件25和第二封壳构件26在层叠方向上对 密封在所述外部封壳内的电池元件21共同施加合适的压力(层叠压力)。 同时，在相应的层叠式电极体中，在每一元件上产生合适的接触压力。这 样，所述电池的内电阻维持在适当水平。每一个正电极电流收集器11电连接到位于Y方向一端的正电极端子 23。每一个负电极电流收集器12电连接到位于Y方向另一端的负电极端 子24。正电才及端子23和负电极端子24从所述外部封壳的Y方向两个边延 伸到所述电池外侧。在此，在图1所示的锂-离子二次电池10中，负电极活性材料层14形成为稍微小于正电极活性材料层13。然而，本专利技术不限于此结构。也可使用尺寸与正电极活性材料层13相同或稍大于正电极活性材料层13的负电极活性材料层14。现在将更详细地描述本实施例的锂-离子二次电池10的特征结构。所述第 一 实施例的特征在于，所述第 一封壳构件的线性膨胀系数cd大于所述第二封壳构件的线性膨胀系数"2。线性膨胀系数a指示与物体一定 单位温升相关的物体长度增加比率的参数。假定所述物体长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂－离子二次电池，包括：电池元件，所述电池元件包括隔件和层叠式电极体，所述层叠式电极体具有在层叠方向上分别布置在所述隔件两个表面上的第一电极和第二电极；和外部封壳，所述外部封壳覆盖所述电池元件，所述外部封壳包括在所述层叠方向上位于所述电池元件一侧的第一封壳构件，和在所述层叠方向上位于所述电池元件另一侧的第二封壳构件，其中所述第一封壳构件的线性膨胀系数α１大于所述第二封壳构件的线性膨胀系数α２。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林正和，下井田良雄，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]