锂二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种锂二次电池，其可进行大电流充放电且兼备优异的充放电特性和安全性。所述锂二次电池将中间夹隔着隔膜而缠绕正极及负极的电极组收纳在电池容器内，该正极及负极具有在金属箔表面的长度方向配备有活性物质合剂层的部分、和在金属箔表面的长度方向端部没有配备所述活性物质合剂层的部分。设正极活性物质合剂层宽度为Ｂ１（ｍｍ），负极活性物质合剂层宽度为Ｂ２（ｍｍ）；设在电极上施加规定荷载而伸展时的、连结没有配备活性物质合剂层的部分的电极长度方向的两端部间的直线和电极长度方向中央部的没有配备所述活性物质合剂层的部分的端部的偏移量对于正极为Ａ１（ｍｍ）、对于负极为Ａ２（ｍｍ）时，Ｂ１＜Ｂ２，且（Ａ１＋Ａ２）／（Ｂ２－Ｂ１）的值为４以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂二次电池，尤其是涉及将其中夹隔着隔膜而配置正 极及负极的电极组收容在电池容器内的锂二次电池，所述正极及负极 具有在金属箔表面的长度方向配备有活性物质合剂层的部分、和在所 述金属箔表面的长度方向端部没有配备活性物质合剂层的部分。
技术介绍
目前，在可再充电的二次电池领域，铅电池、镍-镉电池、镍-氩 电池等水溶液类电池为主流。但是，随着电气设备的小型化、轻量化 的进展，具有高能量密度的锂二次电池备受关注，快速推进其研究、 开发及商品化的结果是，现在，面向手机及笔记本电脑的小型民生用 锂二次电池正在广泛普及。另一方面，从地球温暖化及燃料枯竭的问题出发，各汽车制造商正在开发电动汽车(EV)及将驱动的一部分利用电动马达辅助的混合 动力汽车(HEV)，根据其电源，开始寻求高容量且高功率的二次电池。 作为符合这种要求的电源，具有高电压的非水溶液类锂二次电池备受 关注。但是，即使是以高电压为特征的锂二次电池，例如驱动HEV的 马达为高功率，不仅需要高电压，而且还需要大电流充放电。因此， 为了能够进行大电流充放电，HEV用电池的电极形成在集电体表面的 电极长度方向端部连续且没有配备活性物质合剂层的部分，将该部分 用作引线直接或间接地与外部集电端子连接，以提高臬电效率(例如， 参照专利文献l)。专利文献l:(日本)特开2005-268139号公报但是，形成有在集电体表面的电极长度方向端部连续且没有配备3活性物质合剂层的部分的电极，通过用于对配备有活性物质合剂层的 部分的活性物质合剂层进行密度调节的加压加工，配备有活性物质合 剂层的部分的集电箔被轧制，但不配备有活性物质合剂层的部分的集 电箔不被轧制。因此，电极弯曲，由于弯曲的电极的弯曲程度不同， 在其后的电极组制作工序中，正极合剂层和负极合剂层产生其中间隔 着隔膜而不对向的部位。不对向的合剂层难以参与充放电反应，另夕卜， 由于不参与充放电反应的合剂层的存在，有时在对向的合剂层中产生发生过度反应的部位等不利情况，导致由电池容量降低及活性物质劣 化造成的寿命降低，还发生因反应不均匀导致的锂树枝状晶体生成而 引起内部短路等问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述事实而开发的，其目的在于提供一种锂二次电 池，该锂二次电池可进行大电流充放电，且兼备优异的充放电特性和 安全性。为了解决上述课题，本专利技术的锂二次电池将其中夹隔着隔膜而配 置正极及负极的电极组收容在电池容器内，所述正极及负极具有在金 属箔表面的长度方向配备有活性物质合剂层的部分、和在所述金属箔 表面的长度方向端部没有配备所述活性物质合剂层的部分，其特征在于，设所述正极的配备有活性物质合剂层的部分的宽度为Bl (mm); 设所述负极的配备有活性物质合剂层的部分的宽度为B2 (咖)；设在 规定荷载下伸展的电极的、连结没有配备所述活性物质合剂层的部分 的电极长度方向的两端部间的直线和电极长度方向中央部的没有配备 所述活性物质合剂层的部分的端部的偏移量对于正极为Al (mm)、对 于负极为A2 (mm)时，则设定B1〈B2，且(Al+A2 ) / ( B2 - Bl)的 值为4以下。在本专利技术中，正极的活性物质合剂层优选含有锂过渡金属复合氧 化物，负极的活性物质合剂层优选含有碳材料。另外，电极也可以在 长度方向施加规定荷栽而伸展。另外，容量优选为3Ah以上，且最大放电电流值优选为60A以上。根据本专利技术，正极的配备有活性物质合剂层的部分的宽度BK负 极的配备有活性物质合剂层的部分的宽度B2，且将(在规定荷栽下伸 展的正极的、连结没有配备活性物质合剂层的部分的电极长度方向的层的部分的端部的偏移量Al +在规定荷栽下伸展的负极的、连结没的偏移量A2) / (负极的配备有活性物质合剂层的部分的宽度B2-正 极的配备有活性物质合剂层的部分的宽度B1)的值设定为4以下，能 够获得可进行大电流充放电，且兼备优异的充放电特性和安全性的效 果。附图说明图l是可适用本专利技术的实施方式的锂离子电池的剖面图。图2是示意性地表示实施方式的锂离子电池缠绕前的电极的平面图，(A)表示正极，(B)表示负极。符号说明6 缠绕组(电极组)7 电'池容器20圃柱状锂离子电池(锂二次电池)具体实施例方式下面，参照附图对将本专利技术应用于HVE用的圃柱状锂二次电池的 实施方式进行说明。 (正极)将作为正极活性物质的含锂复合氧化物粉末、作为导电材料的鳞 片状石墨、作为粘结剂的聚偏氟乙烯(PVDF)以重量比为85 : 10 : 5 混合，在其中添加分散溶剂N-甲基环吡烷酮(NMP),将混炼后的糊5骨涂敷在厚度2(^01的铝箔的两面。然后，通过干燥、加压、切割， 如图2(A)所示，得到的正极为配备有活性物质合剂层的部分的宽 度(以下，称正极活性物质合剂层宽度B1)为80~84mm;在电极长度 方向施加规定荷栽(在本实施方式中为IN)而伸展时的、连结没有配度方向中央部的没有配备活性物质合剂层的部分的端部之差(以下， 称偏移量Al )为2 ~ 26mm;厚度为90 ~ 150pm;长度为3. 8 ~ 4. 2m。 另外，在铝箔的长度方向一侧，具有连续形成的没有配备所述活性物 质合剂层的部分，使该部分连续并将没有配备合剂层的部分保留数毫 米宽度且切割为矩形状，将切口剩余部作为正极引线片。 (负极)相对于作为负极活性物质的非晶质碳粉末90质量份，向负极活性 物质添加作为粘结剂的PVDF IO质量份，在其中添加分散溶剂NMP， 将混炼后的糊骨涂敷在厚度lOpm的轧制铜箔的两面。然后，通过干 燥、加压、切割，如图2 (B)所示，得到的负极为配备有活性物质 合剂层的部分的宽度(以下，称负极活性物质合剂层宽度B2)为84 ~ 88mm;在电极长度方向施加规定荷载(在本实施方式中为1N )而伸展 时的、连结没有配备活性物质合剂层的部分的电极长度方向的两端部间的直线和电极长度方向中央部的没有配备活性物质合剂层的部分的 端部之差(以下，称偏移量A2 )为2 ~ 4mm;厚度为90 ~ 150jim;长度 为4. 0~4.4m。另外，在轧制铜箔的长度方向一侧，具有连续形成的 没有配备活性物质合剂层的部分，使该部分连续并将没有配备合剂层 的部分保留数毫米宽度切割为矩形，将切口剩余部作为负极引线片。(电池的制作)如图1所示，将上述制作的正极和负极以该两极不直接接触的方 式与宽度92mm、厚度40pm的聚乙烯制微多孔性隔膜一起缠绕，制作 作为电极组的缠绕组6。缠绕时正极、负极、隔膜都在电极长度及隔 膜长度方向施加10N的荷载而伸展，且边按照电极端面及隔膜端面达 到规定位置的方式一边进行摆动控制， 一边制作。在缠绕组的中心使用聚丙烯制的中空圆筒状的轴芯1。此时，正极引线片2和负极引线 片3分别位于缠绕组6的彼此相反侧的两端面。使正极引线片2变形，将其整体聚集在自正极集电环4的周围一 体地伸出的锝部周面附近，使其接触后，将正极引线片2和锝部周面 进行超声波焊接，将正极引线片2连接在锷部周面上。另一方面，负 极集电环5和负极引线片3的连接操作也与正极集电环4和正极引线 片2的连接操作同样地实施。然后，对正极集电环4的锝部周面全周 实施绝缘包覆，将缠绕组6插入实施了镀镍的钢制电池容器7内。事先将用于导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂二次电池，其将中间夹隔着隔膜而配置正极及负极的电极组收容在电池容器内，所述正极及负极具有在金属箔表面的长度方向配备有活性物质合剂层的部分、和在所述金属箔表面的长度方向端部没有配备所述活性物质合剂层的部分，其特征在于，设所述正极的配备有活性物质合剂层的部分的宽度为Ｂ１（ｍｍ）；设所述负极的配备有活性物质合剂层的部分的宽度为Ｂ２（ｍｍ）；设在规定荷载下伸展的电极的、连结没有配备所述活性物质合剂层的部分的电极长度方向的两端部间的直线和电极长度方向中央部的没有配备所述活性物质合剂层的部分的端部的偏移量对于正极为Ａ１（ｍｍ）、对于负极为Ａ２（ｍｍ）时，则设定Ｂ１＜Ｂ２，且（Ａ１＋Ａ２）／（Ｂ２－Ｂ１）的值为４以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石津竹规，小岛亮，
申请(专利权)人：日立车辆能源株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]