非水系二次电池及非水系二次电池的制造方法技术

本发明专利技术的课题是提供一种正极集电体及负极集电体兼作外装体的薄型非水系二次电池，其使用同时满足与两极集电体的高度紧贴性、高度防短路可靠性及充分的气阻性的密封层，从而稳定性高。本发明专利技术的非水系二次电池具有：以铝为主成分的正极集电体；在正极集电体上形成的正极层；以铜为主成分的负极集电体；负极层，在负极集电体上形成，并设置成与正极层相对；以及隔板，设置于正极层和负极层之间，包含电解液。正极集电体周缘部的内表面及负极集电体周缘部的内表面夹着至少具有正极熔接层、气阻层及负极熔接层的多层结构的封口剂而接合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非水系二次电池及其制造方法。
技术介绍
用于移动电话、笔记本电脑等各种便携设备的电源使用作为高能量密度的非水系二次电池的锂离子二次电池。其形状主要为圆筒型及方型，多数情况下是将卷绕型电极层叠体插入金属罐而形成。根据便携设备种类的不同而要求使电池的厚度变薄，但难以使通过深拉深加工制造的金属罐的厚度达到3mm以下。近年来，各种类型的IC卡、非接触式IC卡得到普及。非接触IC卡多是通过电磁感应线圈产生电且电路只在使用时工作的系统。为了使这些IC卡具有显示功能、传感检测功能、以及使安全方面、便利性大幅度提升，希望在其中内置作为能源的二次电池。由于IC卡的大小被标准化为85mmX48mmX0.76mm,因而要求内置的二次电池的厚度在0.76mm以下。另外不满足标准的各种卡式设备也优选二次电池的厚度在2.5mm以下。在厚度为2.5mm以下的薄型非水系二次电池中，大多使用铝层压薄膜作为外装体。铝层压薄膜主要由热塑性树脂层、铝箔层及绝缘体层构成，其特征为，具有充分的气阻性且易成形、易加工。然而薄型非水系二次电池的情况下，外装体占整个电池的厚度的比例较高，因而为了提高能量密度而要求尽可能使外装体变薄的技术。日本特开2007-073402号公报(专利文献I)中公开了一种具有最内层、第I粘合层、第I表面处理层、铝箔层、第2表面处理层、第2粘合层及最外层七层结构的铝层压薄膜，能够获得优良的成形性、气阻性、热封性及耐电解液性。日本特开平09-077960号公报(专利文献2)中提出了一种正极集电体及负极集电体兼作外装体从而不需要铝层压的薄型电池。在该电池中，通过聚烯烃或工程塑料的封口剂来接合正极集电体及负极集电体的周缘部。日本特开2003-059486号公报(专利文献3)中也提出了一种正极集电体及负极集电体兼作外装体从而不需要铝层压的薄型电池。在该文献中，提出通过烯烃类热熔树脂、聚氨酯类反应型热熔树脂、乙烯-乙烯醇类热熔树脂、聚酰胺类热熔树脂等来接合正极集电体及负极集电体的周缘部，以及在上述热熔树脂中填充无机填充物。另外，日本特开2005-191288号公报(专利文献4)中公开了一种电双层电容结构，通过铝制正极集电体和同样的铝制负极集电体夹住电解质，通过具有熔敷层和气阻层的多层结构填缝(专利文献4)。即，专利文献4公开了通过相同的铝而形成正极集电体和负极集电体的电双层电容。
技术实现思路
然而，上述文献记载的专利技术中存在如下的问题。首先，专利文献I所记载的专利技术中，存在如下问题:为了使铝层压薄膜具有充分的气阻性，需要使铝箔层的厚度至少在8 μ m以上，优选使其在30 μ m以上，从而铝层压薄膜的总厚度至少变为73 μ m以上，优选变为100 μ m以上。另外，专利文献2记载的专利技术中，存在封口剂的与集电体的紧贴性、两电极的短路及透气的问题。进一步，专利文献3记载的专利技术中，与专利文献2同样地，难以同时满足与集电体的高度紧贴性、防止两电极间短路的可靠性及充分的气阻性。另一方面，专利文献4记载的专利技术中，存在铝的负极集电体与电解液中包含的锂合金化，从而耐久性显著下降的问题。本专利技术鉴于上述原因，其目的在于提供一种正极集电体及负极集电体兼作外装体的薄型非水系二次电池，其稳定性高。为实现上述目的，本专利技术的第I方式为非水系二次电池，其特征在于，具有:以铝为主成分的正极集电体；在上述正极集电体上形成的正极层；以铜为主成分的负极集电体；负极层，在上述负极集电体上形成，并设置成与上述正极层相对；以及隔板，设置于上述正极层和上述负极层之间，包含电解液，上述正极集电体周缘部的内表面及上述负极集电体周缘部的内表面夹着至少具有正极熔接层、气阻层及负极熔接层的多层结构的封口剂而接合。此外，在此所谓“主成分”意味着组成比例最大的成分。本专利技术的第2方式为非水系二次电池的制造方法，其特征在于，使至少具有正极熔接层、气阻层及负极熔接层的多层结构的薄膜状封口剂成形为打通了中央部的周缘形状，并夹入以铝为主成分的正极集电体及以铜为主成分的负极集电体之间后，通过热熔接而接合。专利技术效果:根据本专利技术，能够提供一种以铝为主成分的正极集电体及以铜为主成分的负极集电体兼作外装体的薄型非水系二次电池，其使用同时满足与两极集电体的高度紧贴性、高度防短路可靠性及充分的气阻性的密封层，从而稳定性高。附图说明图1是本实施方式的非水系二次电池的剖视图。标号说明I正极集电体2正极层3 隔板4负极层5负极集电体6正极熔接层7气阻层8负极熔接层9绝缘层具体实施方式接下来，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。图1中，作为本专利技术的第I实施方式，表示非水系二次电池的剖视图。图中所示的非水系二次电池构成为，在正极集电体I上形成的正极层2与在负极集电体5上形成的负极层4夹着包含电解液的隔板3而相对设置，正极集电体I及负极集电体5的周缘部内表面夹着具有正极熔接层6、气阻层7及负极熔接层8三层结构的封口剂而接合。在正极集电体I及负极集电体5的外表面粘贴有绝缘层9。作为正极层2所包含的活性物质，可使用例如尖晶石结构氧化物LiMn2O4等锰酸锂，但未必限定于此，也可使用例如同为尖晶石结构氧化物的LiNia5MnL504、橄榄石结构氧化物 LiFeP04、LiMnPO4, Li2CoP04F、层状岩盐结构氧化物 LiCo02、LiNi!^yCoxAlyO2,LiNia5_xMna5_xCO2x02、上述层状岩盐结构氧化物与Li2MnO3的固溶体、硫以及氮氧自由基高分子等。另外，也可以混合多种上述正极活性物质来使用。特别是氮氧自由基高分子与其他氧化物不同，是柔软的正极活性物质，因而优选作为面向于在IC卡中内置的柔性的薄型非水系二次电池的正极活性物质。正极中的活性物质的含有率例如为90wt%，但可随意调节。若相对于正极重量整体为10重量％以上，则可获得足够的容量，进一步，若想要获得尽可能大的容量则为50重量％以上，特别优选为80重量％以上。为了赋予正极层2导电性，正极层2具有导电性赋予剂。作为导电性赋予剂，可使用例如平均粒径为6μπι的石墨粉末及乙炔黑，但也可使用现有公知的导电性赋予剂。作为现有公知的导电性赋予剂，列举例如炭黑、炉黑、气相生长碳纤维、碳纳米管(CarbonNanotube)、碳纳米角(Carbon Nanohorn)、金属粉末及导电性高分子等。为了粘结上述材 料，正极层2具有粘结剂。作为粘结剂，可使用例如聚偏二氟乙烯，但也可使用现有公知的粘结剂。作为现有公知的粘结剂，列举例如聚四氟乙烯、偏氟二乙烯-六氟丙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚橡胶、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈及丙烯酸树脂坐寸ο如下所述，通过如下方法制作正极层2:使上述材料分散到溶剂中来制作正极油墨并印刷涂敷，经加热干燥除去分散溶剂。作为正极油墨的分散溶剂，可使用现有公知的分散溶剂，具体为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、水、四氢呋喃等。作为负极层4所包含的负极活性物质，可使用中间相碳微球(以下为MCMB)等石墨，但未必限定于此。例如，可替换为现有公知的负极活性物质。作为现有公知的负极活性物质，列举例如活性炭、硬碳等碳材料、锂金属、锂合金、锂离子吸藏碳及其他各种金属单体、合金等。为了赋予负极层4导电性，负极层4具有导电性赋予剂。作为导电性赋予剂，例如可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中原谦太郎，山下修，西教德，芦原治之，清水洋一，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：
国别省市：