非水电解质电池制造技术

非水电解质电池具备正极、负极、介于正极与负极之间的间隔件、以及非水电解质。正极包含正极活性物质和膨胀金属。膨胀金属包含构成网眼的骨架部。膨胀金属的骨架部包含将网眼的开口包围的每一个开口4根以上的框架部、及将框架部彼此连接的连接部。每一个开口的至少一根框架部具有弯折形状或曲线形状。根框架部具有弯折形状或曲线形状。根框架部具有弯折形状或曲线形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质电池


[0001]本专利技术涉及非水电解质电池。

技术介绍

[0002]作为非水电解质电池的正负极的构成，有将包含活性物质、导电助剂和粘结剂的合剂填充于芯材而形成的构成。例如，专利文献1公开了将对正极合剂进行成形而得的片压接于网眼芯体(日文：
ラス
芯体)而制造正极板的方法，该网眼芯体是将厚度0.1mm的不锈钢板加工成网格的短边方向的中心间尺寸SW为1.5mm且长边方向的中心间尺寸LW为3.0mm、并且立体厚度为0.2mm而得的。
[0003]专利文献2公开了使用水溶液系电解液的铅蓄电池，在对铅
‑
锡合金进行膨胀加工而得到正极格子时，通过将该格子体的形状设为多个连续的曲线的极大点与极小点相互重合而形成交点部的网眼结构，膨胀加工时的应变的不均消失，不产生诱发腐蚀的格子内部的微少裂纹，局部的腐蚀得到抑制，由此铅畜电池的劣化得到抑制。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利第3015579号说明书
[0007]专利文献2：日本特开平07
‑
94190号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的课题
[0009]在非水电解质电池中，电极(例如正极)通常通过将包含活性物质和粘结剂等的合剂填充至专利文献1所公开的那样的膨胀金属(日文：
エキスパンドメタル
)后、进行压延来制作。膨胀金属是指在金属板上形成多个缝并拉伸，形成多个开口而形成为网眼状(例如菱形花纹)的材料。
[0010]通常，合剂的填充与压延的方向在与膨胀金属的短边方向(SW方向)相同的方向上进行。此时对膨胀金属施加拉伸应力、压缩等应力，由此膨胀金属的短边方向的距离变长，长边方向(LW方向)间的距离变短，从而骨架部整体变形。
[0011]膨胀金属的伸长基本上来自于构成膨胀金属的母材的材料物性。若在母材的伸长以上施加填充时和压延时的应力，则SW间有时会过度拉伸并断裂。结果，电极的集电性降低，例如放电性能等电池性能有时会降低。
[0012]本专利技术的一方面涉及以下的非水电解质电池，其具备正极、负极、介于上述正极与上述负极之间的间隔件、以及非水电解质，上述正极包含正极活性物质和膨胀金属，上述膨胀金属包含构成网眼的骨架部，上述骨架部包含将上述网眼的开口包围的4根以上的框架部、及将上述框架部彼此连接的连接部，每一个上述开口的上述框架部的数量为4根以上，每一个上述开口的至少一根上述框架部具有弯折形状或曲线形状。
[0013]根据本专利技术，能够实现高能量密度且放电性能优异的非水电解质电池。
方向观察而得的剖面图。图1的(A)中的T、SW、LW、W分别称为膨胀金属的壁厚T、短边方向的中心间距离SW、长边方向的中心间距离LW、以及进给宽度W。图1所示的膨胀金属100例如可以通过使用图2所示的制造装置对金属板进行加工来制作。
[0030]膨胀金属100具有将网眼的开口包围的4根框架部101a～101d、以及将框架部彼此连接的连接部102。框架部101a～101d被加工成具有曲线形状(在图1的例子中，圆弧形状)的形状。在该情况下，当从远处观察膨胀金属100时，网眼的形状近似于菱形。但是，网眼的形状严格来说不是菱形，而是由4个圆弧包围的曲线。4个圆弧的曲率半径没有特别限定，例如可以为1～4mm。
[0031]通过框架部具有弯折形状或曲线形状，在电池的制造工序中施加于膨胀金属的应力通过弯折形状或曲线形状的部分伸长、以及/或者通过对弯折形状或曲线形状的部分施加弯曲应力、弯折形状或曲线形状的部分弯曲而得到缓和。由此，芯材的过度伸长和断裂得到抑制，能够实现高能量密度并且放电性能优异的非水电解质电池。
[0032]在框架部101a～101d中，框架部101a和101c虽然在具有曲线形状的部分中延伸的方向变化，但大致沿第1方向延伸。框架部101b和101d虽然在具有曲线形状的部分中延伸的方向变化，但大致沿与第1方向交叉的第2方向延伸。第1方向和第2方向是与将连接部102连结的直线平行的方向。框架部101a和101c具有相同的曲线形状，若使框架部101a朝向第2方向平移移动，则与框架部101c重叠。框架部101b和101d具有相同的曲线形状，若使框架部101b朝向第1方向平移移动，则与框架部101d重叠。
[0033]图2所示的膨胀金属制造装置200具备在与金属板204的主面平行的第1方向D1上延伸的下刃201和上刃202。上刃202能够在上下方向(与金属板204的方向垂直)上移动，通过从图2的状态向下方向的移动，能够在金属板204形成切口，并且将切口部分挤压扩展而形成网格。上刃202还能够在第1方向D1上以规定的宽度往复移动。金属板204与上刃202的上下移动连动，间歇地在平行于金属板204的主面且与第1方向垂直的第2方向D2上进行进给。另外，与金属板204向第2方向D2的输送连动，上刃202在第1方向D1上移动。由此，一边在金属板204上相互不同地形成一定间隔的切口，一边经由上刃202将切口部分挤压扩展，而形成菱形状的网格。
[0034]上刃202具有曲线形状。由此，框架部被加工成具有对应的曲线形状的形状。
[0035]膨胀金属的壁厚T对应于图2中的加工前的金属板204的厚度。进给宽度W大致与切口的间隔一致。短边方向的中心间距离SW对应于菱形状的网格的较短的对角线的长度。长边方向的中心间距离LW对应于菱形状的网格的较长的对角线的长度。
[0036]在图1的例子中，框架部具有曲线形状(圆弧形状)。曲线形状不限于圆弧，也可以是任意的曲线形状。通过具有曲线形状的部分，网眼(开口)的轮廓具有凸部或凹部。曲线形状也可以由曲率不同的多条曲线形成。曲线形状例如也可以是如起伏形状或S字形状那样地具有凸部和凹部的形状。
[0037]框架部可以具有弯折形状。弯折形状由至少2条直线形成。弯折形状也可以由3条以上的直线形成。与曲线形状同样地，弯折形状也可以是例如如锯齿形状那样地具有凸形状和凹形状的形状。
[0038]图3表示框架部所具有的曲线形状或弯折形状的另一例。图3A～图3D分别表示在图1中的框架部101a设置了具有弯折形状的部分的例子。如图3A所示，弯折形状可以是具有
3条直线的凸形状，也可以是如图3B所示地具有3条直线的凹形状。另外，如图3C所示，也可以通过多条直线具有锯齿形状。如图3D所示，也可以通过2条直线在框架部形成凸形状。
[0039]膨胀金属的短边方向的中心间距离SW和长边方向的中心间距离LW优选满足2mm2≤LW
·
SW≤20mm2，更优选满足6mm2≤LW
·
SW≤20mm2。通过将LW
·
SW设为2mm2以上，能够无间隙地通过压接形成正极活性物质的层，正极活性物质的密度的偏差得以降低。因此，抑制了在极板内产生电池反应(例如，放电反应)的不均匀，电池的放电性能提高。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水电解质电池，其具备：正极、负极、介于所述正极与所述负极之间的间隔件、以及非水电解质，所述正极包含正极活性物质和膨胀金属，所述膨胀金属包含构成网眼的骨架部，所述骨架部包含将所述网眼的开口包围的框架部、及将所述框架部彼此连接的连接部，每一个所述开口的所述框架部的数量为4根以上，每一个所述开口的至少一根所述框架部具有弯折形状或曲线形状。2.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述膨胀金属的短边方向的中心间距离SW和长边方向的中心间距离LW满足2mm2≤LW
·
SW≤20mm2。3.根据权利要求1或2所述的非水...

【专利技术属性】
技术研发人员：西村直昭，冈崎亨亮，高桥忠义，岛田佳幾，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：