固体电解质电池制造技术

正极具有其两面涂覆正极活性材料层的带状电极集电体，负极具有其两面涂覆负极活性材料层的带状负极集电体。所述正极和所述负极通过一种固体电解质层层叠并在其长度上卷绕成电池的卷绕电极体。所述电极在其长度方向的一端位于最外周有集电体一面裸露部分，并且所述集电体一面裸露部分覆盖所述卷绕电极体外周一圈或多圈。这种结构可以减小在所述电池受压变形时引起的损坏。（*该技术在2020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】
本专利技术涉及包含卷绕电极体的固体电解质电池，所述卷绕电极体具有通过固体电解质层层叠并在纵向卷绕的带状正极和带状负极。近年来，电子设备正在减小其尺寸以便成为便携式设备并改善其性能。与此相适应，作为储能电源的电池也应该减小尺寸并具有更高的容量。具有高运行电压和高能量密度的锂离子二次电池获得了特别的注意。目前的锂离子二次电池使用非水电解质溶液，这产生了所述电解质溶液泄漏的问题。为了解决这个问题，已经对使用凝胶电解质和固体电解质的电池进行了研究。这些电池没有电解质泄漏问题，具有可以使电池更薄并且具有柔性的优点，目前广泛用于小尺寸便携设备。已经按如下生产常规的薄型电池。把带状正极、隔板、带状负极层叠成层叠体，并把该层叠体卷绕成卷绕电极体。此后，把电极引线连接到所述正极和所述负极上，把所述卷绕电极通过在塑料薄膜层压部件的几个位置上的热封或真空密封而包裹在塑料薄膜层压部件中，获得薄型电池。但是，在常规固体电解质电池中，当所述电池受到外力挤压时，在所述电池的正极和负极之间可能引起短路，这又会产生发热和冒烟，损坏整个电池。而且，目前的电池使用没有裸露电极集电体的带状电极，当这种电极卷绕时，最外层也有电极活性材料层，这部分电极活性材料并不使用，因此导致体积能量密度的损失。因此，本专利技术的一个目的是提供一种能抑制在所述电池受到挤压和变形时引起损坏的固体电解质电池。根据本专利技术的固体电解质电池包含由正极和负极组成的卷绕电极体，所述正极具有两面涂覆有正极活性材料层的带状电极集电体，所述负极具有两面涂覆有负极活性材料层的带状电极集电体。所述正极和所述负极通过固体电解质层层叠并沿长度方向上卷绕。所述卷绕电极在其长度方向上位于最外周的一端具有集电体一侧裸露的部分，所述集电体一侧裸露的部分以一圈或多圈覆盖了所述卷绕电极体外周。在具有根据本专利技术的上述结构的固体电解质电池中，位于所述最外周的电极的一端具有集电体一侧裸露的部分，该部分以一圈或多圈覆盖了所述卷绕电极体外周。因此，即使所述电池受压变形并在正极和负极之间引起短路，在其早期阶段，所述集电体裸露的部分扩散出短路产生的热量，从而对电极活性材料层几乎没有影响并且不损坏整个电池。附图说明图1是表示根据本专利技术的凝胶电解质电池的结构实例的透视图。图2是图1所示的凝胶电解质电池关于X-Y线的截面图。图3是表示在图1所示的凝胶电解质电池中所用的卷绕电极体的透视图。图4是示意表示在图1所示的凝胶电解质电池中所用正极的透视图。图5是示意表示在图3所示的卷绕电极体的卷绕终端部分的截面图。图6是示意表示在图1所示的凝胶电解质电池中所用负极的透视图。图7是示意表示在图3所示的卷绕电极体的卷绕起始部分的截面图。图8是示意表示的所述负极的另一种结构实例的透视图。图9是示意表示使用图8所示负极的卷绕电极体的卷绕终端部分的截面图。现在将描述本专利技术的优选实施方案。图1和图2表示根据本专利技术的一个实施方案的凝胶电解质电池的结构实例。凝胶电解质电池1包含带状正极2、相对于正极2布置的带状负极3、以及布置在正极2和负极3之间的凝胶电解质层4。凝胶电解质电池1制造如下。把正极2和负极3通过凝胶电解质层4层叠，并在长度方向上卷绕，形成图3所示的卷绕电极体5，然后用绝缘材料制成的电池壳薄膜6覆盖并密封。正极端子7连接到正极2上，负极端子8连接到负极3上。正极端子7和负极端子8插入密封部分中，所述密封部分是电池壳薄膜6的周围部分。如图4所示，正极2包含在正极集电体2b的两面形成的正极活性材料层2a，正极集电体2b是例如一种金属箔，如铝箔。如下所述制造正极活性材料层2a。首先，把正极材料、导电材料和结合剂均匀混合，获得正极复合剂。把这种正极复合剂分散在溶剂中形成浆料。然后把这种浆料用流延法等方法均匀涂敷在正极集电体2b上，并在高温下干燥，排出所述溶剂。这里，所述正极活性材料、导电材料、结合剂和溶剂必须均匀分散，并且它们的混合比例不限制于特定的比例。这里，作为所述正极活性材料，可以使用锂和过渡金属的复合氧化物，如LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4。一种或一种以上的过渡金属元素可以混合使用，如LiNi0．5Co0．5O2。此外，所述导电材料可以是例如碳材料。而且，所述结合剂可以是例如聚偏氟乙烯。而且所述溶剂可以是例如N-甲基吡咯烷酮。如图4所示，正极2有一个正极集电体一面裸露部分10a，其中，只在正极集电体2b的一面形成正极活性材料层2a，留下另一个面露出。在制造卷绕电极体5时，这种正极集电体一面裸露的部分10a位于外周。如图5所示，该正极集电体一面裸露的部分10a覆盖卷绕电极体5的最外一圈。在卷绕电极体5的这个最外周中，对着正极集电体一面裸露的部分10a不布置负极3。只有正极集电体一面裸露的部分10a覆盖卷绕电极体5的最外周。此外，靠近正极集电体一面裸露部分10a的卷绕电极体5的终端部分是正极集电体两面裸露的部分10b，在正极集电体2b的两个面都没有正极活性材料层2a。如图5所示，这种正极集电体两面裸露的部分10b覆盖正极一面裸露部分10a，作为卷绕集电体5的另一个最外周。在下面的解释中，上述正极集电体一面裸露部分10a和正极集电体两面裸露部分10b将只称为正极裸露部分10。此外，正极2具有通过点焊或超声波焊接在其长度方向连接到另一端上的正极端子7。这种正极端子7优选是一种网状金属箔。然而，正极端子7可以用除金属以外的材料制造，只要它是电化学稳定、化学稳定和导电的材料。正极端子7可以用例如铜、镍、铝等制造。正极端子7优选与负极端子8在相同方向上伸出，但是，如果不引起短路且不会在电池性能方面出现问题，也可以在任何方向上伸出。而且，如果保证电接触，正极端子7可以连接到上述位置以外的位置。此外，如图6所示，负极3包含在负极集电体3b的两面形成的含有负极活性材料的负极活性材料层3a。负极集电体3b是例如一种金属箔，如铜箔。如下所述，制造负极活性材料层3a。首先，把负极活性材料、导电材料和结合剂均匀混合，获得负极复合剂。把这种负极复合剂分散在溶剂中形成浆料。然后把这种浆料用流延法等方法均匀涂敷在所述负极集电体上，并在高温下干燥，排出所述溶剂。这里，所述负极活性材料、导电材料、结合剂和溶剂必须均匀分散，并且它们的混合比例不限制于特定的比例。所述负极活性材料可以是一种能掺杂／去掺杂锂的材料。更具体地，所述负极活性材料可以是石墨、非可石墨化碳、可石墨化碳等。此外，所述导电材料可以是例如碳材料。而且，所述结合剂可以是例如聚偏氟乙烯。而且所述溶剂可以是例如N-甲基吡咯烷酮。如图6所示，负极3在负极3的长度方向一端有一个负极集电体一面裸露部分11a，其中，只在负极集电体3b的一面形成负极活性材料层3a，留下另一个面露出。具有这种负极集电体一面裸露部分11a的终端部分位于卷绕电极体5内部。负极3在一端没有负极活性材料层3a的原因是在如图7所示卷绕所述电极时开始要进行折叠。在折叠部分中，负极活性材料层3a是非反应部分。因此，在形成负极活性材料层3a时，这产生了所述体积能量密度的损失。此外，负极3具有通过点焊或超声波焊接连接到负极3的长度方向的一端的负极端子8。该负极端子8优选是一种网状金属箔，但是如果它是电化学、化学稳定和导电材料，也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体电解质电池，包含一种卷绕电极体，所述卷绕电极体由带有两面涂覆正极活性材料层的带状电极集电体的正极和带有两面涂覆负极活性材料层的带状负极集电体的负极组成，所述正极和所述负极通过固体电解质层层叠并在其长度方向卷绕，其中， 所述卷绕电极在其长度方向位于最外周的一端有集电体一面裸露部分，所述集电体一面裸露部分覆盖所述卷绕电极体外周一圈或多圈。

【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：柴本悟郎，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]