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，其具有将长条的第1电极（5）、长条的第2电极（6）、和介于所述第1电极和所述第2电极之间的长条的隔膜（7）卷绕成螺旋状的电极组，以及非水电解质；所述第1电极包括片材状的第1集电体（5a）、和所述第1集电体表面的第1活性物质层（5b）；所述第2电极包括片材状的第2集电体（6a）、和所述第2集电体表面的第2活性物质层（6b）；所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置。所述二次电池具有在高温环境下反复进行快速的充放电的情况下，在与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位（B）发生断裂等问题。本发明专利技术在上述的二次电池中，通过用补足所述第2电极的厚度的补强部（24）来对与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位（B）进行补强等，可谋求上述问题的解決。

【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非水电解质二次电池，其具有将长条的第I电极、长条的第2电极、以及介于第I电极和第2电极之间的长条的隔膜卷绕成螺旋状的电极组，特别涉及该电极组的改良。
技术介绍
近年来，电子设备的可移动化以及无绳化快速发展，作为这样的设备的驱动用电源，对于小型且轻量、而且具有高能量密度的二次电池的要求得以提高。另外，不仅在小型民生用途中，而且在电力储藏装置和电动汽车用途等大型的二次电池中，还要求高输出特性、长期的耐久性、以及安全性等特性。在二次电池中，具有高电压、且高能量密度的非水电解质二次电池的开发正方兴未艾。以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池例如具有在片材状的集电体上形成有活性物质层或者合剂层的正极和负极。使隔膜配置在这些电极(极板)之间并将其进行卷绕，便构成电极组。电极组与非水电解质一起插入电池壳体内。对于具有这样的结构的锂离子二次电池，以进一步的高能量密度化为目的，正在进行由合剂层的压缩产生的高密度化、和作为集电体的金属箔的薄膜化等的开发。其中，重要的是防止起因于合剂层的压缩时、或者极板的卷绕时所施加的张力的极板断裂。于是，在专利文献I中提出了如下的方案:规定仅在集电体的单面形成有合剂层的部分的合剂填充密度与在集电体的两面形成有合剂层的部分的合剂填充密度之比率，由此，可以防止合剂层的压缩时、或者极板的卷绕时的极板的断裂或合剂层的脱落。另外，作为防止由极板的卷绕时的张力弓I起的隔膜的断裂的提案，在专利文献2中，将极板终端的断面设定为锥形形状。由此，可以使合剂层的厚度慢慢变薄，从而不会在极板卷绕结束的位置产生大的阶梯。另外，虽然不是用于防止极板的断裂或合剂层的脱落的提案，但在专利文献3中，提出了在正极的最内周的集电体上贴附具有耐热性的绝缘物的方案。由此，一般认为可以抑制因最内周的隔膜的收缩致使正极和负极接触、从而发生内部短路。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2009-252349号公报专利文献2:日本特开2009-252503号公报专利文献3:日本特开2004-241170号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，即使按照上述专利文献I的提案，能够避免合剂层的压缩时、或者极板的卷绕时的极板的断裂，也可知当在高温环境下对该电池反复进行快速的充放电时，极板在电极组的外周侧发生断裂，因该断裂引起的电阻的增加而使容量下降。再者，如果因极板断裂的进展而使极板完全被切断，则也可能发生导通消失、从而容量极端下降的现象。一般地说，在锂离子电池中，如果锂离子因充放电而在正极和负极之间移动，则发生接受锂离子时的极板的膨胀、以及放出锂离子时的极板的收缩。其结果是，电池制作时在极板上施加的张力的大小和方向性因充放电的反复进行而发生变化。于是，本专利技术人就电极组外周侧的极板发生断裂的原因进行了潜心的研究。结果已经判明:电极组外周侧的极板发生断裂的部位集中于在其内侧面与对置的其它极板的终端部重叠的位置。也就是说，已经判明上述极板的断裂起因于因内侧极板的终端部的存在而产生的阶梯。更详细地说，已经判明在上述阶梯的作用下，由于在外周侧的极板上产生张力，而且该张力因充放电的反复进行而连续地发生变化，因而在集电体上产生金属疲劳，由此使极板发生断裂。特别地，当在高温环境下反复进行快速的充放电的情况下，上述张力的变化也进一步增大。因此，极板断裂的发生也变得显著。为了应对以上的课题，在如专利文献2所提案的那样将极板终端部的断面形状设定为锥形形状时，对于合剂层的厚度较小的部分，合剂容易从集电体上脱落。因此，可以认为在生产率下降的同时，脱落的合剂层混入极板之间，因而发生内部短路。另外，在如专利文献3所提案的那样将绝缘物贴附于最内周的集电体上时，则不能期待对于外周侧极板的断裂的抑制效果。本专利技术是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于提供一种具有优良的循环特性的非水电解质二次电池，该电池即使在高温环境下反复进行快速的充放电的使用状态下，也可以抑制极板的断裂。用于解决课题的手段本专利技术的一个方面涉及一种非水电解质二次电池，其具有将长条的第I电极、长条的第2电极、和介于所述第I电极和所述第2电极之间的长条的隔膜卷绕成螺旋状的电极组，以及非水电解质；所述第I电极包括片材状的第I集电体、和在所述第I集电体的表面配置的第I活性物质层(第I合剂层)；所述第2电极包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层(第2合剂层)；所述第I电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置;与所述第I电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强。例如，所述电极组被构成为:所述正极和所述负极之中的任一方的极板的外周侧的极板终端部被位于其更外周的另一方的极板所覆盖。而且所述另一方的极板至少在覆盖所述极板终端部的位置设置有补强部。或者，所述另一方的极板在覆盖所述极板终端部的位置、而且在不与所述极板终端部相对置的面上设置有补强部。或者，在所述另一方的极板的外周配置有所述隔膜，在所述隔膜的外表面以与所述另一方的极板覆盖所述极板终端部的位置相对应的方式设置有补强部。在本专利技术的另一方面中，所述第2电极包含在外周侧的面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层单面非形成部、以及在外周侧和内周侧的两个面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层两面非形成部；所述活性物质层单面非形成部包含所述对置部位；所述补强部也对所述活性物质层单面非形成部和所述活性物质层两面非形成部的边界部分进行补强。例如，在构成所述电极组的最外周的所述正极和所述负极的任一方中，从外周侧的长度端部至内周侧的规定位置的区域为两面未设置合剂层的两面集电体露出部；接着所述两面集电体露出部直至更靠内周侧的规定位置的区域为只在内侧单面设置有合剂层的单面集电体露出部；所述两面集电体露出部和所述单面集电体露出部的边界部的至少一部分从外周侧被补强部覆盖。本专利技术的再一方面涉及一种非水电解质二次电池的制造方法，其包含以下工序:(a)准备包括片材状的第I集电体、和在所述第I集电体的表面配置的第I活性物质层的长条的第I电极的工序；(b)准备包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层的长条的第2电极的工序；以及(C)使长条的隔膜介于所述第I电极和所述第2电极之间并将其卷绕成螺旋状，从而构成电极组的工序；其中，对所述第I电极和所述第2电极进行卷绕，从而使所述第I电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；而且与所述第I电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位预先通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强。本专利技术的再一方面涉及一种非水电解质二次电池的制造方法，其包含以下工序:(a)准备包括片材状的第I集电体、和在所述第I集电体的表面配置的第I活性物质层的长条的第I电极的工序；(b)准备包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层的长条的第2电极的工序；以及(C)使长条的隔膜介于所述第I电极和所述第2电极之间并将其卷绕成螺旋状，从而构成电极组的工序；其中，对所述第I电极和所述第2电极进行卷绕，从而使所述第I电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.28 JP 2010-216448;2010.09.28 JP 2010-216441.一种非水电解质二次电池，其具有将长条的第I电极、长条的第2电极、和介于所述第I电极和所述第2电极之间的长条的隔膜卷绕成螺旋状的电极组，以及非水电解质；其中， 所述第I电极包括片材状的第I集电体、和在所述第I集电体的表面配置的第I活性物质层； 所述第2电极包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层； 所述第I电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置； 与所述第I电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部直接设置在所述对置部位上。3.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述对置部位为至少外周侧的面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层非形成部。4.根据权利要求1 3的任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部设置在所述对置部位的外周侧的面上。5.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述对置部位为至少外周侧的面上形成有所述第2活性物质层的活性物质层形成部； 所述活性物质层形成部的两侧为至少外周侧的面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层非形成部，所述活性物质层形成部在外周侧的面上的所述第2活性物质层构成所述补强部。6.根据权利要求1 4的任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部为包括基材片材、和在所述基材片材的至少一个面上设置的粘结剂的胶带。7.根据权利要求6所述的非水电解质二次电池，其中，所述基材片材具有在120°C下不会变性的耐热性。8.根据权利要求6或7所述的非水电解质二次电池，其中，所述基材片材包括金属箔。9.根据权利要求8所述的非水电解质二次电池，其中，所述第2集电体的材质与所述金属箔的材质相同。10.根据权利要求1 4的任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部为局部增大所述第2集电体的厚度的厚壁部。11.根据权利要求1 4以及6 9的任一项所述的非水电解质二次电池，其中， 所述隔膜配置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：中桐康司，古田裕昭，日名泰彦，横山友嗣，山上慎平，长崎显，山本典博，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：