非水系电池用正极板、非水系电池用电极组及其制造方法、以及方形非水系二次电池及其制造方法技术

本发明专利技术的正极板（２）具有：在集电用芯材（１２）的两面上形成有活性物质层（１３）及多孔性保护膜（２８）的两面涂布部（１４）、芯材露出部（１８）、和位于两面涂布部（１４）与芯材露出部（１８）之间且只在集电用芯材（１３）的一面上形成有活性物质层（１３）及多孔性保护膜（２８）的单面涂布部（１７）。在两面涂布部（１４）上形成多个槽部（１０），且在单面涂布部（１７）上不形成槽部（１０）。槽部（１０）从多孔性保护膜（２８）的表面延及活性物质层（１３）的表面地形成。芯材露出部（１８）与正极的集电引线（２０）连接，正极板（３）以芯材露出部（１８）为卷曲末端进行卷绕。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及非水系电池用正极板、具备该正极板的电极组及其制造方法、 以及具备该电极组的方形非水系二次电池及其制造方法。
技术介绍
近年来，作为便携式电子设备及通信设备等的驱动电源而广泛使用的锂二次电 池一般在负极板中采用可嵌入/脱嵌锂的碳质材料，在正极板中，采用以LiCoO2等过 渡金属与锂的复合氧化物作为活性物质，由此形成高电位、高放电容量的二次电池。而 且，伴随着电子设备及通信设备的多功能化，希望进一步地高容量化。为了实现高容量的锂二次电池，例如，通过增加正极板和负极板在电池壳内的 占有体积、减少电池壳内的除电极板的体积以外的空间，可谋求进一步的高容量化。此 夕卜，在将使正极板及负极板的构成材料涂料化而形成的合剂膏糊涂布在集电用芯材上并 干燥而形成活性物质层后，通过用压力机对该活性物质层实施高压加压而压缩到规定厚 度，提高活性物质的填充密度，由此能够进一步地高容量化。可是，如果电极板的活性物质的填充密度增大，则难以使注液到电池壳内的粘 性比较高的非水电解液浸透到由正极板与负极板在其间介由隔膜而高密度地层叠或螺旋 状卷绕而成的电极组的狭小间隙中，因此具有下述的问题等到使规定量的非水电解液 浸渗，需要长时间。而且，由于电极板的活性物质的填充密度增大，使得电极板中的多 孔度减小，电解液难以浸透，因此非水电解液向电极组的浸渗性严重变差，其结果是， 具有下述的问题电极组中的非水电解液的分布变得不均勻。因而，提出了下述方法通过在负极活性物质层的表面在非水电解液的浸透方 向上形成导引电解液的槽部，来使非水电解液浸透在负极整体中。如果增大槽部的宽度 或深度，则能缩短浸渗时间，但相反，因活性物质的数量减少，使得充放电容量下降， 或极板间的反应变得不均勻，导致电池特性下降，因此考虑到这些问题，将槽部的宽度 或深度设定为规定的值(例如，参照专利文献1)。可是，形成于负极活性物质层的表面上的槽部，在通过卷绕电极板而形成电极 组时，成为使电极板断裂的主要原因。因而，作为提高浸渗性、且防止电极板断裂的方 法，提出来下述方法通过在电极板的表面上相对于电极板的 长度方向以形成倾斜角的 方式形成槽部，由此在卷绕电极板而形成电极组时，能够使作用于电极板的长度方向的 张力分散，从而能够防止极板的断裂(例如，参照专利文献2)。再有，还提出了一种方法，其目的不是为了提高电解液的浸渗性，而是为了抑 制由过充电造成的过热，设置在与正极板或负极板相对置的面的表面局部具有凸部的多 孔膜，在多孔膜的凸部与电极板之间所产生的间隙内保持比其它部位更多的非水电解 液，由此在该部位集中地进行过充电反应，从而作为电池整体可抑制过充电的进行，能 够抑制由过充电造成的过热(例如，参照专利文献3)。另一方面，在通过上述手段谋求了高容量化的锂二次电池中，例如，由于因某 种原因使得异物混入电池内部而使隔膜损伤，由此使正极板和负极板产生内部短路时， 因在短路部位集中地流动电流而产生急剧的发热，因此，有发生正极及负极材料的分 解、及因电解液的沸腾或分解而产生气体等的可能性。对于如此的起因于内部短路的问 题，提出了通过在负极活性物质层或正极活性物质层的表面覆盖多孔性保护膜来抑制内 部短路的发生的方法。(例如，参照专利文献4、5)。专利文献1 日本特开平9-298057号公报专利文献2:日本特开平11-154508号公报专利文献3 日本特开2006-12788号公报专利文献4:日本特开平7-220759号公报专利文献5:国际公开第2005/029614号小册子
技术实现思路
然而，如果象在上述专利文献2中所示的以往的技术那样，虽然与没有槽的电 极板相比，可以缩短注液时间，但由于仅在电极板的单侧形成槽，因而不能大幅度改善 对注液时间的缩短效果。由于注液需要花费时间，因此将电解液的蒸发量抑制到最小限 度的效果低，难以使电解液的损失大幅减少。进而，由于槽仅在单侧上形成，因此对电 极板施加有应力，存在着容易在没有槽的一侧变圆的问题。另外，在上述专利文献3中所示的以往的技术中，如果由正极板和负极板介由 隔膜卷绕而构成电极组，则存在无助于电极组电池反应的无用的无反应部分，难以有效 地利用电池壳内的空间体积、谋求电池的高容量化。这里，作为在形成于电极板的两面上的活性物质层的两面上形成槽部的方法， 有下述方法即在电极板的上下分别配置一对在表面上形成有多个突条部的辊，一边将 该一对辊向电极板的两面按压一边使其旋转/移动从而进行槽部加工(以下称为“辊压加 工”)，该方法能够在电极板的两面上同时形成多个槽部，因而批量生产性优良。进而，本申请专利技术者们在上 述专利文献4、5中所示的以往的技术的基础上，为 了提高电解液的浸渗性，对采用辊压加工在活性物质层的两面上形成槽部的电极板进行 了多种研究，结果发现存在以下的问题。图7(a) (d)是表示电极板103的制造工序的立体图。首先，如图7(a)所示 地形成具有极板构成部119的电极板窄带材111，该极板构成部119包含在带状的集电 用芯材112的两面上形成了活性物质层113的两面涂布部114 ；仅在集电用芯材112的一 面上形成了负极活性物质层113的单面涂布部117 ；和没有形成活性物质层113的芯材露 出部118。然后，如图7(b)所示，在活性物质层113的表面上覆盖多孔性保护膜128。接着，如图7(c)所示，在通过辊压加工在多孔性保护膜128及活性物质层113 的表面上形成了多个槽部110后，如图7(d)所示，沿着两面涂布部114与芯材露出部118 的边界切断电极板窄带材111，然后，将集电引线120接合在芯材露出部118上，如此制 作负极板103。但是，如图8所示，在沿着两面涂布部114与芯材露出部118的边界切断 电极板窄带材111时出现以下问题芯材露出部118和与其相接的单面涂布部117变形为 较大的弯曲状。可以认为这起因于下述情况由于一边连续地使负极板窄带材111通过辊间的 间隙一边进行辊压加工，因此在两面涂布部114的多孔性保护膜128及活性物质层113的 两面上形成槽部110后，接着在单面涂布部117的多孔性保护膜128及活性物质层113的 表面上也形成槽部110。也就是说，认为通过形成槽部110而使负极活性物质层113被 延伸，但在两面涂布部114上，两面的活性物质层113以同等的程度被延伸，而在单面涂 布部117上，活性物质层113只在一面上被延伸，因而单面涂布部117因活性物质层113 的抗拉应力而向没有形成活性物质层113的一侧较大地弯曲变形。如果通过电极板窄带材111的切断而使电极板103的端部(芯材露出部118和与 其相接的单面涂布部117)变形为弯曲状，则在卷绕电极板103而构成电极组时，有发生 卷偏的可能性。此外，在层叠电极板103而构成电极组的情况下，也有发生折弯等的可 能性。而且，在电极板103的输送时，不能确实夹住电极板103的端部，有输送失败、 或发生活性物质脱落的可能性。因此，不仅生产性下降，而且还有导致电池的可靠性下 降的可能性。本专利技术是鉴于上述以往的问题而做出的，其目的是提供电解液的浸渗性优良、 且生产性及可靠性高的非水系电池用负极板、非水系电池用电极组及其制造方法、以及 方形非水系二次电池及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水系电池用正极板，其是将在集电用芯材的表面上形成的活性物质层用多孔性保护膜覆盖的非水系电池用正极板，　　所述正极板具有：　　在所述集电用芯材的两面上形成有所述活性物质层及多孔性保护膜的两面涂布部、　　位于所述集电用芯材的端部、且没有形成所述活性物质层及多孔性保护膜的芯材露出部、　　和位于所述两面涂布部与所述芯材露出部之间、且只在所述集电用芯材的一面上形成有所述活性物质层及多孔性保护膜的单面涂布部；　　在所述两面涂布部的两面上形成多个槽部，且在所述单面涂布部上不形成槽部；所述槽部从所述多孔性保护膜的表面延及所述活性物质层的表面地也形成于该活性物质层表面，而且，所述多孔性保护膜的膜厚比所述槽部的深度小；　　所述芯材露出部与正极的集电引线连接；　　所述正极板以所述芯材露出部为卷曲末端进行卷绕、或者以所述芯材露出部作为最表层而折叠为曲折状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2009-1-14 2009-005484;JP 2009-11-12 2009-2590881.一种非水系电池用正极板，其是将在集电用芯材的表面上形成的活性物质层用多 孔性保护膜覆盖的非水系电池用正极板，所述正极板具有在所述集电用芯材的两面上形成有所述活性物质层及多孔性保护膜的两面涂布部、位于所述集电用芯材的端部、且没有形成所述活性物质层及多孔性保护膜的芯材露 出部、和位于所述两面涂布部与所述芯材露出部之间、且只在所述集电用芯材的一面上形 成有所述活性物质层及多孔性保护膜的单面涂布部；在所述两面涂布部的两面上形成多个槽部，且在所述单面涂布部上不形成槽部；所述槽部从所述多孔性保护膜的表面延及所述活性物质层的表面地也形成于该活性 物质层表面，而且，所述多孔性保护膜的膜厚比所述槽部的深度小；所述芯材露出部与正极的集电引线连接；所述正极板以所述芯材露出部为卷曲末端进行卷绕、或者以所述芯材露出部作为最 表层而折叠为曲折状。2.根据权利要求1所述的非水系电池用正极板，其特征在于，所述多孔性保护膜由以 无机氧化物为主成分的材料形成。3.根据权利要求2所述的非水系电池用正极板，其特征在于，所述多孔性保护膜的主 成分即无机氧化物以氧化铝和/或二氧化硅为主成分。4.根据权利要求1所述的非水系电池用正极板，其特征在于，在所述两面涂布部的两 面上形成的槽部为相位对称。5.根据权利要求1所述的非水系电池用正极板，其特征在于，在所述两面涂布部的两 面上形成的槽部的深度在4μιη 20μιη的范围。6.根据权利要求1所述的非水系电池用正极板，其特征在于，在所述两面涂布部的两 面上形成的槽部沿着所述正极板的长度方向按100 μ m 200 μ m的间距形成。7.根据权利要求1所述的非水系电池用正极板，其特征在于，在所述两面涂布部的两 面上形成的槽部相对于所述正极板的宽度方向从一端面向另一端面贯通地形成。8.根据权利要求1所述的非水系电池用正极板，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫久正春，加藤诚一，山下真央，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP