非水电池制造技术

本发明专利技术提供一种非水电解质电池，其包含将在集电体上形成有正极活性物质含有层的正极和在集电体上形成有负极活性物质含有层的负极经由多孔性隔板卷绕而构成的发电体，其特征在于，在上述正极的卷绕开始部或卷绕结束部的至少一方，为了设置用于与外部端子连接的引线，而设置没有形成正极活性物质层的集电体露出部，并且至少在上述正极的集电体露出部和上述负极的集电体露出部经由上述隔板对置的部分，在上述正极的集电体露出部的上面形成混合有２种以上树脂的绝缘树脂层，而且在上述正极的未设置上述引线的卷绕开始侧端或卷绕结束侧端没有设置集电体露出部。

【技术实现步骤摘要】
非水电池
本专利技术涉及非水电池，更详细地说，尤其涉及适用作携带用电子机器、电动汽车、负载均衡(load leveling)等的电源的非水电池。
技术介绍
作为非水电池之一的锂离子电池由于其能量密度高这样的特征，广泛地用作手机和笔记本型个人电脑等携带机器的电源。此外，由于对环境问题的忧虑，能反复充电的2次电池的重要性在增加，除了携带机器以外，还研究在汽车、电椅以及家庭用、商业用的电流贮藏系统中的应用。在现行的锂离子电池中，是将正极、负极和隔板卷绕成圆筒状或扁平状形成涡旋状发电体，插入到铝制或不锈钢制的金属罐中后，注入电解液，将罐子密封而制备的。对于构成卷绕体的正负极薄片来说，为了不会在充电时从正极取出的锂被析出，通常使对置的负极薄片的长度和宽度大于正极，此外增大用于绝缘的隔板的宽度。为了实现电池的薄型化和高容量化，锂离子电池用隔板通常使用20μm以下非常薄的材料。如果隔板上有划伤，或者在电池受到冲击时隔板错位而使正负极相接触，则存在短路的可能性。短路时，在负极与正极活性物质含有层接触的情况下，由于正极活性物质含有层的电阻较大，因此短路电流小，发热量也较小，但如果负极与正极的集电体露出部相接触，则电阻变小，因而短路电流变大，发热量也变大。尤其是如果负极的集电体露出部和正极的集电体露出部相接触，则成为金属之间的接触，因此短路电流进一步增大，是危险的。因此，优选不设置正极的集电体露出部。然而，在锂离子电池中，为了在上述发电体的卷绕开始侧端或卷绕结束侧端的至少任一方设置用于与外部端子连接的引线，必须设置没有形成正极活性物质层的集电体露出部，存在正极的集电体露出部与负极对置的部分。如果该-->部分短路，则如上所述，发热量变大，起火破裂等潜在危险增大。作为用于克服上述课题的现有技术，有在正极的集电体露出部和负极对置的部分上贴附绝缘带的方法，但从成本、操作性良好的观点上看，绝缘带的厚度通常为30μm以上，多数要比上述锂离子电池用隔板厚。因此，存在绝缘带的厚度使得电池厚度增加的可能性，有时会对电池的薄型化设计产生坏的影响。作为贴附绝缘带以外的技术，有在正极集电体上涂布聚偏氟乙烯(PVDF：poly vinylidene fluoride)的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP：N-methyl-2-pyrrolidone)溶液，将PVDF层用作绝缘层的例子，以及在集电体的露出部上形成用粘合剂树脂粘结具有500℃以上耐热性的粉末而成的绝缘性皮膜的例子(专利文献1、2)。专利文献1：特开2004-259625号公报专利文献2：特开2004-63343号公报
技术实现思路
然而，如果仅用1种PVDF这样结晶性高的树脂制作膜，则在溶剂干燥时树脂分子发生收缩，涂膜自身收缩。此外，在与集电箔的粘合性缺乏的情况下，树脂皮膜会从集电箔剥离。另一方面，如果导入熔点为500℃以上的硬颗粒，则虽然能确认有一些抑制涂膜收缩的效果，但树脂膜变脆，因此仍然残留树脂膜剥离的问题。本专利技术是鉴于上述的事实而作出的，其课题是提供一种不设置正极的集电体露出部，且通过在正极的集电体露出部和负极经由隔板对置的部分形成牢固的绝缘层，即使产生短路，也能防止由于发热产生的事故的非水电池和该非水电池的制造方法。本专利技术通过提供一种非水电池，而解决了上述课题。该非水电池的其特征在于，包含将在集电体上形成正极活性物质含有层的正极和在集电体上形成负极活性物质含有层的负极经由多孔性的隔板卷绕而构成的发电体，为了在上述正极卷绕开始侧端或卷绕结束侧端的至少一端上，设置用于与外部端子连接的引线，设置没有形成正极活性物质层的集电体露出部，至少在上述正极的集电体露出部和上述负极的集电体露出部经由上述隔板对置的部分上，在上述正极-->的集电体露出部的上面，形成有混合2种以上树脂而成的绝缘树脂层，在上述正极没有设置上述引线的卷绕开始侧端或卷绕结束侧端上没有设置集电体露出部。附图说明图1：表示本专利技术实施例1正极电极形状的图。图2：表示本专利技术实施例1卷绕结构发电体的最外圆周附近形状的图。图3：本专利技术实施例1绝缘性树脂膜表面的电子显微镜照片。符号说明1正极集电体2正极活性物质含有层3正极4负极集电体5负极活性物质含有层6负极7隔板8正极集电体露出部9绝缘性树脂膜10正极薄片11PVDF12聚乙烯粉末具体实施方式在本专利技术中，为了使负极和正极的集电体露出部不直接接触，在上述正极中，使没有设置用于与外部端子连接的引线的卷绕开始侧端或卷绕结束侧端，形成为没有设置集电体露出部的结构，另一方面，必须使在设置引线的卷绕开始侧端或卷绕结束侧端的集电体露出部分上形成的绝缘层，除了对于按压等力量的绝缘强度以外，还不会由于使用电池时的落下产生的冲击和生产工艺上的摩擦而产生裂缝或从集电体上剥离，此外，为了不会溶解于电解液中或容易膨胀而产生剥离，需要对电解液稳定。作为上述不设置集电体露出部的方法，通过切断正极活性物质含有层而除-->去集电体露出部的方法是确实的，合适的。为了增强绝缘层的按压强度，所使用树脂的性质优选为硬并且分子量大、结晶性高，以使其不易产生裂缝。另一方面，为了形成这样的树脂层，通常在能溶解树脂的溶剂中溶解，通过涂布干燥而获得，但如上述结晶性高性质的树脂，由于溶剂干燥时的收缩较大，缺乏柔软性，因此如果为了确保绝缘而形成5μm以上的厚度，则与和集电体箔的粘接性相比，作为膜的强度更高，从而存在会剥离的问题。此时，作为绝缘树脂层，混合2种以上的树脂，与仅使用1种树脂的情况相比，由于能缓和溶剂干燥时的收缩，因此可以抑制剥离，因而是优选的。此外，上述树脂通过形成为球状、略球状、块状、纤维状、棒状、粉碎状的任一种形状，而在其它树脂中以海岛状均匀分散，能获得良好的抑制绝缘树脂层收缩的效果，能提高树脂层对基材的粘接性，因此是更优选的。上述树脂的尺寸只要其尺寸比绝缘层的厚度小即可，具体地说，以数均粒径计，优选为0.1～50μm，更优选为0.1～30μm。此外，其形状可以根据欲赋予树脂层的绝缘强度和涂料性状来选择。作为上述树脂，优选聚乙烯、聚丙烯、聚(乙烯-丙烯)共聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚(乙烯-甲基丙烯酸甲酯)共聚物的任一种或这些物质的衍生物，此外，为了提高耐溶剂性，还适合使用部分交联的树脂。绝缘树脂层在电池内不期望从集电体上剥离。因此不期望在电解液中溶解。因此，作为树脂，适合使用PVDF或其衍生物。此外，如果在电解液中过度膨胀，则会容易地从集电体上剥离，但某种程度的膨胀能扩大树脂膜的面积，从正极宽度方向的宽度上伸出，从而能用绝缘层覆盖正极的宽度以上，进一步提高绝缘性。绝缘树脂层只要至少在负极与正极的集电体露出部对置的位置上形成即可。因此不仅在对置的正极的集电体露出部上，而且在隔板上或负极上的任一个上或在多个上形成也是有效的。形成的绝缘树脂层的厚度如果考虑电池的厚度，期望是薄的，如果太薄，则作为绝缘层的绝缘强度不足，因此优选为5～30μm，更优选在10～20μm的-->范围内形成。另外，作为上述绝缘树脂层的制造方法，优选如下的方法，作为溶剂，选择能溶解一种树脂，但不能溶解另一种树脂的物质，制备分散有未溶解树脂颗粒的浆液，在正极集电体或聚烯烃系隔板等基材上，用挤压式涂布机(diecoater)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电池，包含将在集电体上形成有正极活性物质含有层的正极和在集电体上形成有负极活性物质含有层的负极经由多孔性隔板卷绕而构成的发电体，其特征在于，在上述正极的卷绕开始部或卷绕结束部的至少一方，为了设置用于与外部端子连接的引线，而设置没有形成正极活性物质层的集电体露出部，并且至少在上述正极的集电体露出部和上述负极的集电体露出部经由上述隔板对置的部分，在上述正极的集电体露出部的上面形成混合有２种以上树脂的绝缘树脂层，而且在上述正极的未设置上述引线的卷绕开始侧端或卷绕结束侧端没有设置集电体露出部。

【技术特征摘要】
JP 2006-3-24 2006-0823741.一种非水电池，包含将在集电体上形成有正极活性物质含有层的正极和在集电体上形成有负极活性物质含有层的负极经由多孔性隔板卷绕而构成的发电体，其特征在于，在上述正极的卷绕开始部或卷绕结束部的至少一方，为了设置用于与外部端子连接的引线，而设置没有形成正极活性物质层的集电体露出部，并且至少在上述正极的集电体露出部和上述负极的集电体露出部经由上述隔板对置的部分，在上述正极的集电体露出部的上面形成混合有2种以上树脂的绝缘树脂层，而且在上述正极的未设置上述引线的卷绕开始侧端或卷绕结束侧端没有设置集电体露出部。2.如权利要求1所述的非水电池，其特征在于，上述正极集电体露出部上的上述绝缘树脂层经由上述隔板与负极的集电体露出部和负极活性物质含有层对置。3.如权利要求1或2所述的非水电池，其特征在于，上述正极的未设置引线的卷绕开始侧端或卷绕结束侧端的未设置集电体露出部的部分，是通过切断正极活性物质含有层而形成的。4.如权利要求1所述的非水电...

【专利技术属性】
技术研发人员：樋口勇人，阿部敏浩，
申请(专利权)人：日立麦克赛尔株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]