非水电解质二次电池制造技术

一种非水电解质二次电池，包括：通过叠置一个长正电极和一个长负电极并卷绕所形成的叠置结构从而使正电极位于线圈电极的最外位置而形成的线圈电极，该正电极具有形成在一个正电极集电器的至少一个主表面上的正电极混合物层，且该负电极具有形成在一个负电极集电器的至少一个主表面上的一个负电极混合物层，其中正电极混合物层只被形成在与正电极的最外端邻近的位置和／或与正电极的最内端相邻的位置的集电器的主表面之一上。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种非水电解质二次电池，它包括通过叠置经隔膜的细长的正和负电极而形成的线圈电极-其中最外层是正电极。以前，用于电子设备的二次电池薄是镍-镉电池或铅电池。近年来电子技术的发展使得电子设备的性能得到了改善，尺寸得到了减小且袖珍结构得到了实现。其结果，要求提高用于这些电子设备的二次电池的能量密度。然而，有一个问题，即镉-镍电池和铅电池的能量密度由于放电电压低而不能得到令人满意的提高。近年来，非水电解质二次电池，作为有希望能够提高放电电压并实现小的自放电和长的耐循环工作的寿命的二次电池，到了有力的发展和研究。非水电解质二次电池已经被用于取代镉-镍电池和铅电池。非水电解质二次电池包含用一种材料-诸如允许掺杂/去掺杂锂离子的碳材料-制成的负电极；以及用复合氧化锂-诸如复合氧化钴锂-制成的正电极。如上所述，非水电解质二次电池需要具有令人满意的特性，包括在重负载下的放电特性和和耐循环工作的寿命。因此，上述非水电解质二次电池的电极的结构通常是如附图说明图1所示的线圈电极结构。如图1所示，一个长的正电极103包括正电极混合层102a和102b，它们是通过把正电极混合物加到集电器101的两侧而制成的。一个长的负电极106类似地包含负电极混合物层105a和105b-它们是通过把负电极混合物加到一个集电器104的两侧而制成的。正和负电极103和106是卷绕的，从而使一个隔膜107被置于其间，从而形成一个线圈电极108。在前述的情况下，必须防止在充电操作中淀积锂时发生内部短路。因此，与正电极103相对的负电极106的长度和宽度通常做得比正电极103的大。上述线圈电极108包括了负电极106-它形成了最内层和最外层。因此，在负电极106的最外层的端部与其最内层附近存在着这样的部分-即这些部分每一个都包含与充电/放电无关的非反应负电极活性材料。因此，电池的内侧部分不能得到有效的利用。其结果，产生了一个问题，即能量密度不能得到令人满意的提高。为了解决上述问题，在日本专利公开第5-234620号中公布了一种技术。如图2所示，一个长的正电极113包括正电极混合物层112a和112b-它们是通过把正电极混合物加到集电器111的两侧而形成的。一个长的负电极116包括负电极混合物层115a和115b-它们是通过把负电极混合物加到一个集电器114的两侧而形成的。正电极113和负电极116是卷绕的，从而使一个隔膜117被置于其间，从而形成一个线圈电极118。最外层电极-线圈电极118的充电/放电是借助它进行的-是正电极113。另外，与正电极的最外端113a相邻的一个部分和/或与一个最内端113b相邻的部分得到形成，从而使正电极混合物层112a(在前述情况下只有内正电极混合物层112a)只被形成在集电器111的主表面之一上。因此，电池中的非反应负电极活性材料的量能够得到减小。因此，电池的内部部分能够被有效地用于提高能量密度。然而，上述线圈电极具有如图2所示的结构，从而负电极116的最外端116a只由集电器114形成。为集电器114的上表面提供了一个负电极引线119，从而在上表面上形成了一个突出部分。另外正电极113具有只由集电器111形成的一个最外端113a。如果存在上述伸出，该突出部分穿过设置在负电极116与正电极113之间的隔膜117。因此，该突出部分与正电极113的集电器111发生了有害的接触。这使得短路变得容易发生。结果，缺陷率上升从而使可靠性降低。考虑到上述情况，本专利技术的一个目的，是提供一种非水电解质二次电池，它减小了电池中负电极的非反应活性材料的量，以有效地利用电池的内部部分从而提高能量密度、延长耐循环工作的寿命、防止缺陷和改善可靠性。根据本专利技术的一个方案，提供了一种非水电解质二次电池，包括一个线圈电极，它是通过卷绕一个形成的叠层而叠置一个长的正电极和一个长的负电极而形成的，该正电极具有形成在一个正电极集电器上的至少一个主表面上的一个正电极混合物层，该负电极具有形成在一个负电极集电器的至少一个主表面上的负电极混合物层，从而使正电极位于线圈电极的最外位置上，其中正电极混合物层只被形成在集电器的主表面上与正电极的最外端相邻的位置处和/或与正电极的最内端相邻的位置上，正电极混合物层不是形成在位于正电极的最外端的正电极集电器上，且只形成了正电极集电器，负电极混合物层不是形成在负电极的最外端处的负电极集电器上且只形成了负电极集电器，且位于负电极的最外端的负电极集电器的最外端，沿着从线圈电极的内部向着线圈电极的外部的方向，位于比正电极集电器的最外端更向前的位置。根据本专利技术的非水电解质二次电池可具有这样的结构，即线圈电极包括与位于负电极的最外端处的负电极集电器的最外端相邻的负电极引线，且该负电极引线位于比处于正电极的最外端的正电极集电器的最外端更向前的位置。根据本专利技术的非水电解质二次电池可具有这样的结构，即线圈电极具有一种结构-其中从负电极的最外端的负电极集电器的最外端至沿着从线圈电极的内部向着线圈电极的外部的前后方向的正电极的最外端处的正电极集电器的最外端的距离L，在假定线圈电极的直径为d的情况下，满足以下关系0＜L≤πd根据本专利技术的非水电解质二次电池可具有一种结构，即负电极混合物包含一种负电极材料和一种粘合剂。根据本专利技术的非水电解质二次电池可具有一种结构，即该负电极材料是从由晶体金属氧化物和一种允许掺杂/去掺杂锂离子的非晶金属氧化物组成的组中选出的至少一种材料。根据本专利技术的非水电解质二次电池可具有一种结构，其中正电极混合物包含一种正电极材料、一种导电材料和一种粘合剂。根据本专利技术的非水电解质二次电池可具有一种结构，其中正电极材料是从由LiMO2(其中M是Co、Ni、Mn、Fe、Al、V和Ti中的至少任何一种)和每一个都包含锂的层间化合物组成的组中选出的至少一种材料。根据本专利技术的非水电解质二次电池可具有一种结构，其中隔膜是由从由聚乙烯和聚丙烯组成的组中选出的至少一种材料制成的。根据本专利技术的非水电解质二次电池可具有一种结构，其中正电极集电器是用从由铝、不锈钢和镍组成的组中选出的至少一种材料制成的。根据本专利技术的非水电解质二次电池可具有一种结构，其中负电极集电器是用从由铜、不锈钢和镍组成的组中选出的至少一种材料制成的。根据本专利技术的非水电解质二次电池可具有一种结构，其中非水电解质二次电池包含一种非水电解质-该电解质是通过把一种电解质溶解在非水溶剂中制备的，且该非水溶剂是用从碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、四氢呋喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、二乙醚、四氢噻吩砜、甲基四氢噻吩砜、乙腈和丙腈组成的组中选出的至少一种材料制成的。根据本专利技术的非水电解质二次电池可具有一种结构，其中电解质是从由LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiB(C6H5)、LiCl、LiBr、LiSO3CH3和LiSO3CF3组成的组中选出的至少一种材料。通过以下结合附图对最佳实施例进行的详细描述，本专利技术的其他目的、特征和优点将变得显而易见。图1是横截面图，显示了传统的非水电解质二次电池的结构。图2是横截面图，显示了另一种传统的非水电解质二次电池；图3是横截面图，显示了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池，包括： 通过叠置一个长正电极和一个长负电极并卷绕所形成的叠置结构从而使所述正电极位于所述线圈电极的最外位置而形成的线圈电极，该正电极具有形成在一个正电极集电器的至少一个主表面上的正电极混合物层，且该负电极具有形成在一个负电极集电器的至少一个主表面上的一个负电极混合物层，其中 所述正电极混合物层只被形成在与所述正电极的最外端邻近的位置和／或与所述正电极的最内端相邻的位置的所述集电器的主表面之一上，在位于所述正电极的最外端的所述正电极集电器上未形成所述正电极混合物层且只形成了所述正电极集电器， 所述在位于所述负电极的最外端的所述负电极集电器上未形成所述负电极混合物层且只形成了所述负电极集电器，且 位于所述负电极的最外端的所述负电极集电器的最外端，沿着从所述线圈电极的内部向着所述线圈电极的外部的方向，位于比所述正电极集电器的最外端更为向前的位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山口晃，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]