非水电解质二次电池制造技术

本发明专利技术的主要目的在于提供谋求高容量化的非水电解质二次电池，没有锂等金属的析出，循环特性优异。本发明专利技术的非水电解质二次电池的被卷绕的电极组30中，正极10在带状的正极集电体的两面形成有正极活性物质层，负极20在带状的负极集电体的两面形成有负极活性物质层；非水电解质二次电池的满充电时的负极20的充电容量相对于该负极20的理论容量被设定在83～99%的范围；将电极组30的最内侧的直径设为R1、负极的厚度设为t时，形成于负极集电体的外周侧的负极活性物质层22a的每单位面积的活性物质质量M1、与形成于内周侧的负极活性物质层22b的每单位面积的活性物质质量M2，满足M1/M2＜(R1+t/2)/(R1-t/2)的关系式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的主要目的在于提供谋求高容量化的非水电解质二次电池，没有锂等金属的析出，循环特性优异。本专利技术的非水电解质二次电池的被卷绕的电极组30中，正极10在带状的正极集电体的两面形成有正极活性物质层，负极20在带状的负极集电体的两面形成有负极活性物质层；非水电解质二次电池的满充电时的负极20的充电容量相对于该负极20的理论容量被设定在83～99%的范围；将电极组30的最内侧的直径设为R1、负极的厚度设为t时，形成于负极集电体的外周侧的负极活性物质层22a的每单位面积的活性物质质量M1、与形成于内周侧的负极活性物质层22b的每单位面积的活性物质质量M2，满足M1/M2＜(R1+t/2)/(R1-t/2)的关系式。【专利说明】非水电解质二次电池
本专利技术涉及高容量化的非水电解质二次电池。
技术介绍
近年来，伴随着手机和笔记本电脑等电子设备的小型化、轻量化，对于作为这些电子设备的电源的二次电池要求高容量化。作为满足该要求的电池，可列举出:非水电解质二次电池(例如，锂离子二次电池)。通常，非水电解质二次电池中使用由正极和负极隔着隔离体卷绕或层叠而成的电极组。使用卷绕而成的电极组的非水电解质二次电池中，专利文献I记载了下述技术:为了改善电池的循环特性，将形成于集电体的内周侧的活性物质的填充量设为少于形成于集电体的外周侧的活性物质的填充量，并且，将相对于内周侧的活性物质的填充量的外周侧的活性物质的填充量设为从卷绕而成的电极组的中心向外侧依次增加。由此，能够在被卷绕的电极组的全部区域中减小内周侧的活性物质的填充量与外周侧的活性物质的填充量的差。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-52179号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题卷绕而成的电极组中，形成于集电体的两面的活性物质层中，内周侧的活性物质层被压缩，所以每单位面积的活性物质量变大；另一方面，外周面的活性物质层被拉伸，所以每单位面积的活性物质量变小。并且，越是曲率半径小的电极组的中心侧，该倾向变得越显著。另外，作为谋求非水电解质二次电池的高容量化的方法之一，可列举出提高负极活性物质的负荷容量。此外，负荷容量(rnAh/g)是指将正极的每单位面积的满充电时的容量(mAh/cm2)除以负极的每单位面积的活性物质量(g/cm2)得到的值。具体而言，对于现有的非水电解质二次电池，只要能降低相对于正极活性物质的质量的负极活性物质的质量即可。但是，负极中，例如使用炭的情况下，炭的可逆容量为372mAh/g，所以过于减少负极质量而负极的负荷容量超过372mAh/g时，充电时变得不能在负极侧接受由正极侧放出的锂离子，其结果，存在负极表面上金属锂析出的担心。另一方面，采用专利文献I记载的技术的情况下，由于形成于集电体的内周侧的活性物质的填充量少于形成于集电体的外周侧的活性物质的填充量，为了谋求高容量化，减少相对于正极活性物质的质量的负极活性物质的质量时，存在产生以下这样的问题的担心。即，卷绕而成的电极组中，相对的正极和负极中，形成于外侧的正极的内周侧的正极活性物质层被压缩，形成于内侧的负极的外周侧的负极活性物质层被拉伸。因此，为了谋求高容量化，如果减少相对于正极活性物质的质量的负极活性物质的质量，则存在负极的每单位面积的负荷容量超过负极的理论容量的情况。该情况下，负极的负荷容量超过负极的理论容量时，形成于负极的外周侧的负极活性物质层中有锂等金属析出的担心。越是曲率半径小的电极组的内侧，由这样的原因导致的锂等金属的析出变得越显著。本专利技术是鉴于以上所述观点做出的，其主要的目的在于提供谋求在高容量化的非水电解质二次电池中，没有锂等金属的析出、循环特性优异的非水电解质二次电池。用于解决问题的方案本专利技术的非水电解质二次电池具备由正极和负极隔着多孔绝缘层卷绕而成的电极组；正极在带状的正极集电体的两面形成有正极活性物质层，负极在带状的负极集电体的两面形成有负极活性物质层；非水电解质二次电池的满充电时的负极的充电容量相对于该负极的理论容量设为83?99%的范围；设电极组的最内侧的直径为R1、负极的厚度为t时，形成于负极集电体的外周侧的第一负极活性物质层的每单位面积的活性物质质量Ml与形成于负极集电体的内周侧的第二负极活性物质层的每单位面积的活性物质质量M2满足:M1/M2 < (Rl+t/2)/(Rl-t/2)的关系式。某优选的实施方式中，设电极组的最内侧的直径为R2时，形成于负极集电体的外周侧的负极活性物质层的每单位面积的活性物质质量Ml与形成于负极集电体的内周侧的负极活性物质层的每单位面积的活性物质质量M2满足以下的关系式:(R2+t/2) / (R2-t/2) < M1/M2 的关系式。专利技术的效果本专利技术能够提供没有锂等金属的析出、循环特性优异的高容量的非水电解质二次电池。【专利附图】【附图说明】图1为将卷绕而成的电极组中的相对的正极和负极的一部分放大后的截面图。图2的(a)、(b)为示意地表示正极的容量以及负极的负荷容量(i)和理论容量(ii)的大小的图。图3为示意地表示谋求高容量化的非水电解质二次电池中的正极活性物质和负极活性物质的每单位面积的质量的大小的图。图4为表示本专利技术的一实施方式中的非水电解质二次电池的构成的截面图。图5为将卷绕而成的电极组中的负极的一部分放大的截面图。【具体实施方式】说明本专利技术的实施方式之前，对于想到本专利技术的经过进行说明。图1为由正极和负极隔着隔离体卷绕而成的电极组中的相对的正极和负极的一部分放大的截面图。图1中，正极10在正极集电体11的两面形成有正极活性物质层12a、12b ;负极20在负极集电体21的两面形成有负极活性物质层22a、22b。形成于外侧的正极10的内周侧的正极活性物质层12b隔着隔离体(不图示)与形成于内侧的负极20的外周侧的负极活性物质层22a相对。通过锂离子在相对的正极活性物质层12b与负极活性物质层22a之间移动而进行充放电。此处，相对的正极10和负极20的位置关系中，将电极组的最外周侧称为“外侧”，将电极组的最内周侧称为“内侧”。另外，形成于正极10和负极20的集电体的两面的活性物质层中，将形成于外侧的活性物质层称为形成于“外周侧”的活性物质层，将形成于内侧的活性物质层称为形成于“内周侧”的活性物质层。如图1所示，相对的正极10和负极20中，形成于外侧的正极10的内周侧的正极活性物质层12b(以下，称为“内周侧的正极活性物质层”)为压缩的状态；形成于内侧的负极20的外周侧的负极活性物质层22(以下，称为“外周侧的负极活性物质层”)为拉伸的状态。图2的(a)、(b)为示意地表示在相对的正极10和负极20中，正极的容量以及负极的负荷容量(i)和理论容量(ii)的大小的图。图2的(a)表示卷绕前的带状的正极和负极中的正极的容量、以及负极的负荷容量⑴和理论容量(ii);图2的(b)表示卷绕后的状态的正极和负极中的正极的容量、以及负极的负荷容量(i)和理论容量(ii)。需要说明的是，图2的(b)中的正极的容量表示图1中的内周侧的正极活性物质层12b的容量；负极的负荷容量(i)表示图1中的外周侧的负极活性物质层22a的负荷容量。如图2的(a)所示,负极的负荷容量⑴相对于负极的理论容量(ii)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池，其具备由正极和负极隔着多孔绝缘层卷绕而成的电极组，所述正极在带状的正极集电体的两面形成有正极活性物质层，所述负极在带状的负极集电体的两面形成有负极活性物质层，所述非水电解质二次电池的满充电时的负极的充电容量相对于该负极的理论容量设定为83～99%的范围；设所述电极组的最内侧的直径为R1、所述负极的厚度为t时，形成于所述负极集电体的外周侧的负极活性物质层的每单位面积的活性物质质量M1与形成于所述负极集电体的内周侧的负极活性物质层的每单位面积的活性物质质量M2满足以下的关系式：M1/M2＜(R1+t/2)/(R1?t/2)。

【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：村冈芳幸，宇贺治正弥，青山高弘，中井晴也，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：