非水电解质二次电池用集电体、电极、非水电解质二次电池及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种非水电解质二次电池用集电体，其构成是在金属箔上形成有多个贯通孔。其中，当将金属箔区分为距与外部端子连接的连接部位的距离较大的远距离区域，以及与远距离区域面积相等、且距连接部位的距离较小的近距离区域这２个区域时，金属箔的远距离区域的开口率大于近距离区域的开口率。由此，可以使近距离区域的电阻小于远距离区域的电阻。因此，可以抑制近距离区域的因通电而引起的发热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池，特别地涉及用于提高非水电解质二次电池的循环特性的集电体以及电极的改善。
技术介绍
近年来，锂离子二次电池作为便携式电子设备以及便携式通信设备的电源得到了广泛的应用。锂离子二次电池的负极活性物质使用能够嵌入和脱嵌锂的材料、例如碳素材料。另外，正极活性物质使用LiCoO2(钴酸锂)等的过渡金属与锂的复合氧化物(含锂复合氧化物)。由此，在锂离子二次电池中，可以实现高电压以及高放电容量的电池特性。然而，近年来，电子设备以及通信设备日益多功能化。随之要求进一步提高锂离子二次电池等二次电池的电池特性。特别地，希望进一步改善因充放电的反复进行而使电池性能(容量以及电压)降低的性质(以下称为循环特性)。下面，就锂离子二次电池的循环特性进行概括说明。一般地说，作为锂离子二次电池的发电单元的电极(正极和负极)如以下那样地进行制作。将正极活性物质或负极活性物质、粘结材料、以及根据需要添加的导电材料分散于分散介质中，从而调配出合剂涂料。将调配的合剂涂料涂布于集电体的单面或两面并使其干燥，从而形成活性物质层。将形成有活性物质层的集电体进行压力加工，以便使整个厚度达到规定厚度。使用由以上的工序制作的电极所制造出的二次电池的电池性能随着使用而降低， 作为其主要原因，可以列举出活性物质层和集电体之间的粘结力逐渐降低。由此，活性物质从集电体上脱落。活性物质层和集电体之间的粘结力的降低是由于随着充放电的反复进行、活性物质反复进行膨胀和收缩而引起的。另外，非水电解质二次电池的电池性能随着使用而降低，作为其它的主要原因，可以列举出因通电而引起的集电体的发热。如果集电体发热，则促进其周围的活性物质的劣化，同时促进电解液的分解。由此，使电池性能下降。与这一点相关联，专利文献1提出了如下的技术。因通电而引起的集电体的发热在电流集中的引线设置部(集电部位)最大。因此， 使集电体的厚度在接近集电部位的部分最大，而越是远离集电部位，集电体的厚度越小。由此，专利文献1将在集电体上产生的电阻和发热设定为能够停留在最小限度的水平。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平9-199177号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在锂离子二次电池中，作为集电体，往往使用厚度为5 15 μ m左右的金属箔(铜箔、铝箔等)。对这样厚度极小的金属箔进行加工从而使其厚度逐渐变化是非常困难的。因此，专利文献1的技术可以说即便理论上正确，也是实用化实际上非常困难的技术。于是，本专利技术的目的在于提供能够抑制因通电而引起的发热，从而提高非水电解质二次电池的循环特性，而且制造容易的非水电解质二次电池用集电体、使用这样的集电体所得到的电极、以及非水电解质二次电池及其制造方法。用于解决课题的手段本专利技术提供一种非水电解质二次电池用集电体，其中，所述集电体包含具有多个贯通孔的金属箔，所述金属箔具有附载电极活性物质的集电区域和与外部端子连接的连接部位，当将所述集电区域区分为以下2个区域时(i)距所述连接部位的距离较大的远距离区域，以及(ii)与所述远距离区域面积相等、且距所述连接部位的距离较小的近距离区域，对所述多个贯通孔进行分配，以便使所述远距离区域的开口率大于所述近距离区域的开口率。另外，本专利技术还提供一种非水电解质二次电池用集电体的制造方法，其包括以下的工序(a)准备具有附载电极活性物质的集电区域和与外部端子连接的连接部位的金属箔的工序，以及(b)在所述金属箔上形成多个贯通孔的工序；所述工序(b)在将所述金属箔区分为以下2个区域时(i)距所述连接部位的距离较大的远距离区域，以及(ii)与所述远距离区域面积相等、且距所述连接部位的距离较小的近距离区域，对所述多个贯通孔进行分配，以便使所述远距离区域的开口率大于所述近距离区域的开口率。专利技术的效果根据本专利技术，金属箔的远距离区域的开口率大于近距离区域的开口率。由此，近距离区域的电阻小于远距离区域的电阻。其结果是，远距离区域以及近距离区域的电流密度的差异减少。因此，可以减少远距离区域以及近距离区域的发热量的差异，从而可以使集电体的各部分因通电而引起的发热量均勻化。因此，在集电体的特定部分特别是在与外部端子连接的连接部位的附近区域，可以防止促进活性物质的劣化，同时防止促进电解液的分解。因此，可以提高非水电解质二次电池的循环特性。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的非水电解质二次电池用集电体的概略构成的俯视图。图2是表示本专利技术的另一个实施方式的非水电解质二次电池用集电体的概略构成的俯视图。图3是表示本专利技术的又一个实施方式的非水电解质二次电池用集电体的概略构成的俯视图。图4是表示本专利技术的一个实施方式的非水电解质二次电池的概略构成的纵向剖视图。具体实施例方式本专利技术的集电体为非水电解质二次电池用集电体，包含具有多个贯通孔的金属箔。该金属箔具有附载电极活性物质的集电区域和与外部端子连接的连接部位。在此，当将集电区域区分为(i)距所述连接部位的距离较大的远距离区域，以及(ii)与远距离区域面积相等、且距所述连接部位的距离较小的近距离区域这2个区域时，对多个贯通孔进行分配，以便使远距离区域的开口率大于近距离区域的开口率。二次电池放电时，在集电区域的各部分的电极活性物质的电动势的作用下，在集电体中流过电流。因此，对于电流的绝对量而言，近距离区域大于远距离区域。在此，通过使远距离区域的开口率大于近距离区域的开口率，则在从集电区域的各部分朝向连接部位的导电路径的有效截面积中，近距离区域大于远距离区域。因此，可以减少近距离区域的电流密度与远距离区域的电流密度的差异。二次电池充电时，基于同样的理由，也可以减少近距离区域的电流密度与远距离区域的电流密度的差异。在本专利技术的一个实施方式的集电体中，其金属箔为具有一对长边端部和一对短边端部的带状，连接部位沿着其长边端部的一方而设置。而且近距离区域和远距离区域的边界以成为与长边端部平行的直线的方式将集电区域区分为2个。所谓一对长边端部，是指沿着带状金属箔的一对长边的部分。所谓一对短边端部，是指沿着带状金属箔的一对短边的部分。在本专利技术的另一个实施方式的集电体中，其金属箔为具有一对长边端部和一对短边端部的带状，连接部位沿着其短边端部的一方而设置。而且近距离区域和远距离区域的边界以成为与短边端部平行的直线的方式将集电区域区分为2个。在本专利技术的又一个实施方式的集电体中，其金属箔为具有一对长边端部和一对短边端部的带状，连接部位被设置在从短边端部的一方以及另一方分别隔开规定距离的位置。而且近距离区域和远距离区域的边界以成为与短边方向平行的直线的方式将集电区域区分为2个。在此，近距离区域的开口率A与远距离区域的开口率B之比A/B优选设定为0. 1 0.8的范围。当A/B小于0. 1时，远距离区域的开口率B往往过大，在此情况下，往往招致集电体强度的降低。另一方面，当A/B大于0. 8时，则A与B之差过小，从而往往难于以充分的程度消除电流密度的差异。再者，多个贯通孔的直径优选为0. 01 5mm。当贯通孔的直径超过5mm时，则集电体的强度往往大大降低。相反，当贯通孔的直径低于0. Olmm时，则为以充分的程度消除电流密度的差异所需要的贯通孔的数量膨胀。因此，形成贯通孔的工序中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种非水电解质二次电池用集电体，其中，所述集电体包含具有多个贯通孔的金属箔，所述金属箔具有附载电极活性物质的集电区域和与外部端子连接的连接部位，当将所述集电区域区分为以下２个区域时：（ｉ）距所述连接部位的距离较大的远距离区域，以及（ｉｉ）与所述远距离区域面积相等、且距所述连接部位的距离较小的近距离区域，对所述多个贯通孔进行分配，以便使所述远距离区域的开口率大于所述近距离区域的开口率。

【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：中岛琢也，
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