非水电解质二次电池及其制造方法技术

一种含有一迭层结构的锂离子电池，该迭层结构中的正电极、正电极一侧的凝胶型高分子固态电解质层、隔板、负电极一侧的凝胶型高分子电解质层和负电极都被制成迭层状。在正电极和负电极的底部有两个覆盖部件，在任一个正电极或者负电极的至少一个端部上与有两个覆盖部件的部位相对的位置上，还有两对覆盖部件。因此，能够防止发生由于隔离变换或者从外部对迭层结构施加压力而产生的在正电极和负电极之间的短路。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，特别是涉及锂离子电池例如具有凝胶型或塑化高分子电解质层的锂离子聚和物二次电池。近年来，伴随着手提式电子设备例如小巧、重量轻的移动电话或手提电脑的流行，已大量研究和开发具有体积小、输出稳定特点和通过多次充电可长期使用的二次电池，例如镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池，用作驱动电子设备的电源。在二次电池中，锂离子电池尽管小巧、重量轻和体积小，但是它具有能输出稳定电流的特点，为用作可折叠二次电池的目的，通过采取尺寸小的适当结构性能特点，而将其研究和开发。为实现前述的体积更小或可折叠的形状，有人建议使用含有塑化剂的凝胶型电解质来实现柔韧性，并使用高分子固态电解质，其中锂离子溶解在高分子物质中。使用凝胶型电解质或者高分子固态电解质与使用液体电解质的电池不同，具有优异的性能即不泄漏。然而，正、负电极之间存在强烈电接触的倾向，不能仅仅通过将正、负电极及其相应的电解质制成迭层而得到。这就是凝胶型的或者高分子固态电解质不具有与液体电解质相同的流动性的原因，造成电极和电解质之间不能紧密地接触。如果在电极与电解质之间不能获得良好的电接触，就会增加电池内的接触电阻，从而加大电损失，这是不合要求的电池特性。如果在电解质和电极之间不能得到足够的接触区域，在它们之间所要求的离子迁移就得不到增益，这就使锂离子电池的容量比普通电池还低。因此，在使用凝胶型电解质或者高分子固态电解质作电解质的锂离子电池中，就要求电解质层和电极的活性材料层紧密地接触以实现良好的电接触，将内阻减少到最小，同时得到最佳的电池容量。为了在电解质层和电极活生材料层之间获得最佳的电接触，有人建议采用这样一种技术，通过在电解质层和电极活性材料层迭层时从外部施压，以便在电池内部形成包括各个成员的迭层结构，将电解质层和活性材料层不接触的部件，或者电解质层和活性材料层部分不接触的部件，改变成实际上是合乎要求的接触。例如，在Laid Open JP.No.Hei 2(1990)-40867中，建议使用掺杂高分子固态电解质的正电极活性材料是正性的混和材料。这一技术将正电极活性材料与部分高分子固态电解质混合，改善了高分子固态电解质和正电极活性材料之间的电接触。然而在这种情况下，这一技术从化学角度上看是提高了电接触，如果在电解质层和电极之间没有达到满意的结构接触，它们之间的电接触就趋于低劣，出于这个原因就要从外面对迭层结构施加压力，以获得足够的结构接触。近来，随着移动电话、手提电脑和掌上游戏机的逐渐流行，就适用于它们的电池而言，体积小的锂离子电池逐渐引起人们的关注。为了实现这种用途最合适的锂离子电池，有人建议将电解质制成薄膜类或箔状电解质迭层以便形成迭层结构，以这种方式在电池内部制成一种结构，或者进一步辊氧和压结并经过调节形成薄膜状或者薄板状等包装部件。然而，在上述方法中，当电解质层和电极被迭层和从外加压时，在正或负电极任一个端部上，没有被电解质层覆盖的朝向外部的那部分此时会受到压力或者在压力作用下产生折叠，与另一个电极相接触，这样就会导致在两个电极间形成短路。特别是在锂离子电池中，当使用者为了将电池放入电子设备中而对其施加强力时，或者电池跌落，或者电池受到压力，压力就会施加到电池内的迭层结构上，在这种情况下可折叠的薄电池由于受到压力的作用，迭层结构就会产生折叠。结果，特别是电极的没有电解质层覆盖的朝向外侧的端部，与另一个电极相接触，在电极之间产生短路。另外，在包含高流动性和低强度的凝胶型电解质的锂离子电池中，在迭层结构的内部，当外来的压力施加到迭层结构上时，凝胶型电解质就会发生变形，使得一个电极的端部趋于接触另一个电极。由于要在大量生产中降低成本，正电极、负电极和引线电极都要用金属模具模压等等(一种切削过程)，然而，在切削的端部上就会产生例如象切削毛刺或者卷边的突出部分，当在一个电极内出现这种突起的情况下，当加工或者使用电池时，突出部分就会与另一个电极接触而发生短路。另一种情况，在电解质或者电极内产生的内部压力，由于隔离改变或者温度的变化时电极端部的位置改变，因而在两个电极间产生短路。在两个电极之间发生如前面所述的短路的情况下，电池的有效电动势或者电池的容量就会严重下降，甚至没有电功率输出。本专利技术是在充分考虑到上述问题后做出的，本专利技术的目的是提供一种锂离子电池及其制造方法，当制造或使用作为产品的该电池时，在两个电极之间不会发生短路。本专利技术的非水电解质二次电池包括一个迭层结构，其中的凝胶型或者塑化电解质层、正电极和负电极都被迭层；一个具有绝缘性能的覆盖部件，在正或负电极至少之一的端部至少从另一个电极的电解质层覆盖与向外裸露的相反位置的一个电极。本专利技术的非水电解质二次电池包括一个迭层结构，其中的凝胶型或者塑料电解质层、正电极和负电极都被迭层；一个具有绝缘性能和物理强度的覆盖部件，尽管有外部压力施加到迭层结构上，用于覆盖在正或负电极至少其中之一的端部至少从另一个电极的电解质层向外裸露的一个位置相对的一个电极。上述的非水电解质二次电池是一种固态电解质或者凝胶型电解质电池，在这种情况下可以用来作为高分子固态电解质的高分子材料包括硅胶、丙烯酰基凝胶、丙烯腈凝胶、聚磷腈改性聚合物、聚环氧乙烷和聚环氧丙烷，以及上述材料的复合聚合物、上述材料的交联聚合物和上述材料的改性聚合物也都能使用，另外含氟聚合物，例如聚偏氟乙烯，1,1-二氟乙烯-六氟丙烯共聚物，1,1二氟乙烯-四氟乙烯共聚物及其混和物也能使用。还能使用与上述物质类似的物质。在正电极或者负电极活性层上将固态电解质或凝胶型电解质迭层时，下面方法使这些材料成为优选。首先，包含高分子化合物、电解质盐和溶剂的溶液，被渗透到正电极的活性材料或者负电极的活性材料中，去除溶剂并固化。在正或负电极的活性材料层上被迭层的固态电解质或凝胶型电解质，将渗入到正电极的活性材料层或者负电极的活性材料层中并固化。如果是交联物质，在上述过程后，施加光照或者加热来进行交联并固化。凝胶型电解质是由包括一种锂盐和高分子基质的塑化剂组成，其重量范围是大于或者等于2wt％、等于或小于3wt％。这里，酯类，醚类和碳酸酯类的物质可以单独使用，或者作为塑化剂的一个组分。当胶化上述的碳酸酯作为高分子基质来调节凝胶型电解质时，尽管有许多种高分子物质可以用来作为凝胶型电解质，但是，从氧化还原稳定性的角度来看，优选含氟高分子例如聚偏二氟乙烯，1,1-二氟乙烯-六氟丙烯共聚物。高分子电解质是由一种锂盐和高分子化合物组成，锂盐溶于其中。醚类高分子例如聚环氧乙烷和交联聚环氧乙烷，聚甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸盐，以及含氟高分子例如聚偏二氟乙烯或者1,1-二氟乙烯-六氟丙烯共聚物或者它们的混合物，都可以单独用作高分子电解质。从氧化还原稳定性的角度来看，优选含氟高分子例如聚偏二氟乙烯或者1,1-二氟乙烯-六氟乙烯共聚物。说到包含在凝胶型电解质或者高分子固态电解质中的锂盐，可以使用常规电池一般用于电解质的锂盐。详细地说，可以考虑下述物质氯化锂，溴化锂，碘化锂，氯酸锂，高氯酸锂，溴酸锂，碘酸锂，硝酸锂，四氟硼酸锂，六氟磷酸锂，乙酸锂，双(三氟甲磺酰)亚胺锂，LiAsF6,LiCF3SO3,LiC(SO2CF3),LiAlCl4,LiSiF6。在凝胶型电解质中，优选锂盐在塑化剂中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括迭层结构的非水电解质二次电池，其中的凝胶型或者塑化的非水电解质层、正电极和负电极制成迭层状，包括： 具有绝缘特性的一个覆盖部件，该覆盖部件覆盖在一个电极的一个位置上，该位置与正电极或负电极的至少其中之一的端部的另一个电极至少从电解质层向外裸露的一个位置相对。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：君岛崇启，杉山毅，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]