二次电池及其生产方法技术

本发明专利技术涉及二次电池及其生产方法。具体地，为了获得二次电池及其制造方法，使得尽管由几十个正电极板、负电极板和隔板的堆叠层构成的电极组的尺寸大，但层之间存在的任何残留空气、气体等可以被有效驱除，并且可以引导电解质可靠地渗入电极组内部，构造了二次电池RB1至RB4及其生产方法，使得在真空注射步骤中，在产生真空期间，电池筒10与电极组1中心部分的邻近区域相对的预定区段经历预定量或更大的变形，并且表现出用于驱除层之间的残留空气的排气功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二次电池，具体来说涉及具有堆叠的电极组的二次电池，其中尽管二次电池被设有大平面尺寸的电极组，但二次电池能够有效驱除层之间的残留空气；还涉及其生产方法。
技术介绍
近年中，具有高能量密度并能被制造成小尺寸和轻重量的锂二次电池，已经在移动电话、笔记本电脑和其他这样的移动电子设备中用作电源电池。由于能够做到高容量，它们作为电动车(EV)、混合动力电动车(HEV)等中的马达驱动电源以及用于电力储存的储存电池,也已引起关注。 将上述锂二次电池构造成设有电极组，其由相反地配置在隔板任一侧的正电极板和负电极板构成，并安置在构成电池筒的外壳的内部，所述电池筒填充有电解质；正集电极端子，其与多个正电极板的正集电极耳片偶联；正极外部端子，其与该正集电极端子电连接；负集电极端子，其与多个负电极板的负集电极耳片偶联；以及负极外部端子，其与该负集电极端子电连接。卷绕类型和堆叠类型是已知的电极组类型。卷绕电极组具有下述构造，在所述构造中其间插有隔板的正电极板和负电极板被卷绕成整体化装置。堆叠电极组具有其中正电极板和负电极板通过隔板堆叠成多层的构造。在设有堆叠电极组的锂二次电池中，在所述构造中将正电极板和负电极板以被隔板隔开的多层方式堆叠成的电极组安放在外壳中，然后用非水性电解质对其进行填充。然后分别布置与相应正电极板的正集电极耳片偶联的正集电极端子、与该正集电极端子电连接的外部端子、与负电极板的负集电极耳片偶联的负集电极端子以及与该负集电极端子电连接的外部端子。在这种堆叠类型的情形中，为了制造高容量二次电池，需要扩大正电极板和负电极板的表面积并增加堆叠层的数量，以及增加填充电池的电解质的量。为此，关键的是引导电解质可靠地渗入已被制造成大平面尺寸和相当大厚度状态的电极组的内部。过去，为了引导电解质渗入卷绕电极组或堆叠电极组中，采用了真空注射方法，所述方法包括在将电池筒的内部置于真空下时注入电解质。对于增加容量来说，以前已经提出一种生产二次电池的方法，出于提高电池产品质量和提高非水性电解质注射步骤的生产率(其随着活性材料密度的增加和正电极板、负电极板和隔板张力的升高而倾向于降低)的目的，所述方法被提供有将筒内部置于真空下的第一步骤，注入能够溶解在电解质中的气体的第二步骤，注入电解质的第三步骤，以及将压力降低预定时间的进一步的第四步骤(例如参见专利文献I :日本公开专利申请2007-335181)。此外，以前已经提出一种生产锂离子二次电池的方法，在所述方法中将减压注入电解质的压力降低模式重复多次以产生电解质的提高的浸溃(例如参见专利文献2 :日本公开专利申请10-50339)。引用列表专利文献日本公开专利申请2007-335181日本公开专利申请10-50339专利技术简述技术难题为了提高电池产品质量，重要的是使电解质以足够程度渗入电极组内部。特别是在设有以大量(例如几十个)层堆叠的正电极板、负电极板和隔板的电极组的大容量堆叠二次电池中，为了维持一致的电池容量和电池产品质量，优选引导电解质可靠地渗入电极组内部。在具有正电极板、负电极板和电解质的二次电池中，为了增加容量并延长电池寿命，优选增加用于电力产生的表面积，并增加填充电池的电解质的量，其倾向于增大各个电极板的表面积并增加堆叠层的数量，以及增加填充电池的电解质的量。在这样做时，电解质渗入堆叠的电极板内部(电极组的中心部分)所需的时间较长，并且电解质注射步骤的生产率较低。 通过在将电池筒内部置于真空下的同时注入电解质，能够引导电解质渗入电极组内部。然而，使用较大尺寸的电极组时，可能出现多种问题，例如难以完全排空电极组内部的空气使得产生残留空气，难以排除在初始充电步骤期间在电极组内部产生的气体，或者不能使电解质充分渗入到电极组内部。尽管事实上能够提高电池产品质量，但由于专利文献I中公开的方法需要注入在电解质中溶解的气体，因此步骤复杂,需要额外设备,并且电解质注射成本较高。此外，如专利文献2中所公开的方法中通过仅依靠压力降低模式的重复，难以从被制造成大平面尺寸和相当大厚度的电极组内部充分排出残留空气或气体或引起电解质可靠的渗入。因此，需要一种电池结构，由此能够将存在于层之间的残留空气或气体有效驱除，并由此可以引导电解质可靠地渗入电极组内部；并且需要所描述的电池的生产方法。综上所述，本专利技术的目的是提供一种二次电池及其制造方法，使得尽管由几十个正电极板、负电极板和隔板的堆叠层构成的电极组的尺寸大，但层之间存在的残留空气、气体等可以被有效驱除，并且可以引导电解质可靠地渗入电极组内部。难题的解决方法为了实现上述目的，本专利技术涉及一种二次电池，其包括正电极板和负电极板以被隔板隔开的多层方式堆叠成的电极组；用于安放电极组的外壳；以及用于密封外壳的顶板；由外壳和顶板制成的电池筒的内部填充有电解质；其中电池筒与电极组中心部分的邻近区域相对的预定区段由于经受内部压力降低或外部压力施加而发生预定量或更大的变形，并表现出用于驱除层之间的残留空气的排气功能。按照这种构造，当用电解质填充电池筒时，在电解质注入期间电池筒经受内部压力降低或外部压力施加以诱导电池筒预定区段的变形，并压缩电极组的中心部分，使得残留在内部的空气可以被驱除。因此，可以获得其中在电极组的中心部分中没有空气残留，并且可以引导电解质可靠地渗入电极组内部的二次电池。在具有上述构造的本专利技术的二次电池中，预定区段是顶板的中心部分，所述顶板在容易变形之处具有均匀厚度。按照这种构造，在电解质注入期间顶板变形，其中心部分经历大的变形以有效地压缩电极组的中心部分，并表现出从难以排气的中心区段驱除空气的作用。在具有上述构造的本专利技术的二次电池中，顶板具有表现出筒强度的预定厚度的外周区域，以及更薄、更容易变形的中心区域；并且当电池筒经受内部压力降低或外部压力施加时，只有中心区域变形，外周区域基本上不经历变形。按照这种构造，在维持电池筒强度的同时，电极组的中心部分可以被更有效地压缩，可以有效地从电极组的中心部分驱除残留空气，并且可以引导电解质渗入电极组内部。在具有上述构造的本专利技术的二次电池中，外周区域与中心区域由阶梯居间连接。按照这种构造，尽管顶板的外周区域的位置远离电极组以增加填充的电解质容量，但中心区域可以布置在靠近电极组位置处，提供了能够有效驱除层之间的残留空气、同时维持电 解质容量的电池结构。在具有上述构造的本专利技术的二次电池中，顶板具有双层结构，其包括表现出筒强度的预定厚度的外部顶板以及更薄、更容易变形的内部顶板；并且当电池筒经受内部压力降低或外部压力施加时，只有内部顶板变形，外部顶板基本上不经历变形。按照这种构造，在维持电池筒的外部尺寸和强度的同时，可以更有效地压缩电极组的中心部分，可以将残留空气从电极组的中心部分有效地驱除，并且可以引导电解质渗入电极组内部。在具有上述构造的本专利技术的二次电池中，电池筒具有底板，当电池筒经受内部压力降低或外部压力施加时，所述底板在靠近电极组中心部分的区段中经历变形；并且其与顶板合作，表现出驱除和排出层之间的残留空气的功能。按照这种构造，当电池筒经历内部压力降低或外部压力施加时(例如当产生真空时)顶板和底板两者都经历变形，并且可以从电极组的中心部分更有效地驱除残留空气。本专利技术还提供了二次电池的生产方法，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，其包括：正电极板和负电极板以被隔板隔开的多层方式堆叠成的电极组；用于安放所述电极组的外壳；以及用于密封所述外壳的顶板，由所述外壳和所述顶板制成的电池筒的内部填充有电解质；其中所述电池筒与所述电极组中心部分的邻近区域相对的预定区段由于经受内部压力降低或外部压力施加而发生预定量或更大的变形，并表现出用于驱除层之间的残留空气的排气功能。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坂下和也，山田和夫，佃至弘，渡边佑树，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：