專利名稱：二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種像鋰離子二次電池或鋰聚合物二次電池那樣在外包裝體的內(nèi)部收納有成為發(fā)電元件的電極體并可以將該電極體所生成的電能從正負(fù)一對電極端子部中輸出到外部的二次電池。
背景技術(shù)：
近年來，作為攜帶型電子機器等的電源，能量密度高的鋰離子二次電池或鋰聚合物二次電池受到關(guān)注。
作為攜帶電話機的電源等使用的小型電池，由于與鋰聚合物二次電池相比，方形鋰離子二次電池表現(xiàn)出更優(yōu)良的電池特性，因此鋰聚合物二次電池發(fā)揮電池形狀的自由度較高的特性，面向大容量化·大面積化的開發(fā)正在進(jìn)行之中。
作為鋰聚合物二次電池，已知有將突設(shè)了集電片的薄片狀的正極及負(fù)極夾隔隔膜而層疊形成的疊層型的鋰聚合物二次電池(參照專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2)。
在疊層型的鋰聚合物二次電池中，使分別突設(shè)于正極及負(fù)極上的多個集電片集束而構(gòu)成電極端子部，從該電極端子部將電能輸出到外部。所以，雖然疊層型的鋰聚合物二次電池發(fā)揮較高的集電性能，但是由于在制作工序中難以精度優(yōu)良地將多片薄片狀的正極、隔膜及負(fù)極一起層疊，因此有生產(chǎn)性低的問題。
所以，開發(fā)有圖11及圖12所示的卷繞型的鋰聚合物二次電池。
在該鋰聚合物二次電池中，利用在2層樹脂層之間夾隔鋁層的層壓片形成外包裝體11，在該外包裝體11內(nèi)收納卷繞電極體4，從外包裝體11的上端部突出有與卷繞電極體4的兩電極41、43連接的2條集電片92、93。利用兩集電片92、93的頭端部分別形成兩電極端子部20、30，從而可以從兩電極端子部20、30將卷繞電極體4產(chǎn)生的電能向外部輸出。
卷繞電極體4如圖13所示，分別具有帶狀的正極41、隔膜42及負(fù)極43，正極41及負(fù)極43分別在隔膜42上沿寬度方向錯開而重合，被卷繞成螺旋狀，整體沿與卷繞軸垂直的方向呈扁平的形狀。
而且，正極41具有涂布有正極活性物質(zhì)44的涂刷部、未涂布正極活性物質(zhì)44的非涂刷部，該非涂刷部被沿著芯體45的端緣形成，同時，形成于正極側(cè)的集電片92的安裝位置上。另外，負(fù)極43具有涂布有負(fù)極活性物質(zhì)46的涂刷部、未涂布負(fù)極活性物質(zhì)46的非涂刷部，該非涂刷部被沿著芯體47的端緣形成，同時，形成于負(fù)極側(cè)的集電片93的安裝位置上。
在該鋰聚合物二次電池中，由于僅通過將正極41、隔膜42及負(fù)極43重合卷繞，就形成正極41和負(fù)極43夾隔隔膜42而相互以層狀重合面對的電極體，因此其生產(chǎn)性高。
特開2003-17112號公報[H01M10/04][專利文獻(xiàn)2]特開2000-12085號公報[H01M10/40]但是，圖11所示的鋰聚合物二次電池中，為了使其電池容量增大，有效的方法是增大正極41及負(fù)極43的長邊方向的長度電極長而增大涂刷部的面積。
但是，在該鋰聚合二次電池中，由于在卷繞電極體4的各電極上，只安裝有1條集電片，因此當(dāng)使電極長增大時，離集電片較遠(yuǎn)區(qū)域上產(chǎn)生的電流到達(dá)集電片的電流路徑變長，與之相伴，該電流路徑的電阻變大，從而有利用集電片的集電效率降低的問題。
所以，可以考慮在各電極上以一定間隔安裝多片集電片并對每個電極將該多個集電片的頭端部集束的構(gòu)成。此時，如圖14所示，需要對每個電極將多條集電片對齊。
但是，由于集電片在卷繞兩電極41、43之前被分別安裝在各電極上，因此有難以按照對每個電極使多條集電片對齊的方式卷繞兩電極41、43的問題。另外，由于需要將集電片安裝在電極的非涂刷部，因此必須在各電極上形成多個非涂刷部，這樣就會有涂刷部的面積減少而使電池特性降低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的目的在于，提供不增加集電片的條數(shù)而可以提高集電性能的二次電池。
本發(fā)明的二次電池中，在外包裝體11的內(nèi)部，收納分別在帶狀的正極41和負(fù)極43之間夾隔隔膜42而將它們卷繞成螺旋狀的卷繞電極體4，正極41及負(fù)極43分別在帶狀的芯體的表面涂布活性物質(zhì)而構(gòu)成，從而可以將該卷繞電極體4產(chǎn)生的電能從正負(fù)一對電極端子部20、30向外部輸出。
在正極41的卷軸方向的一方的端部和負(fù)極43的卷軸方向的一方的端部分別沿著芯體的端緣形成未涂布活性物質(zhì)的非涂刷部，卷繞電極體4在卷軸方向的一方的端部具有使正極41的非涂刷部突出而形成的突出部48，同時，在另一方的端部具有使負(fù)極43的非涂刷部突出而形成的突出部48，在各突出部48上，設(shè)有將相鄰的非涂刷部之間相互接合而形成的集電輔助部5。在卷繞電極體4上，配備有一對帶狀的集電片23，一方的集電片2的基端部與正極41連接，同時，另一方的集電片3的基端部與負(fù)極43連接，兩集電片23的頭端部貫穿外包裝體11而向外部突出，由兩頭端部分別形成正負(fù)一對電極端子部20、30。
所述本發(fā)明的二次電池中，在卷繞電極體4的各電極上，形成不經(jīng)過集電輔助部5而到達(dá)集電片的第1電流路徑和經(jīng)過集電輔助部5到達(dá)集電片的第2電流路徑這2條電流路徑，由電極產(chǎn)生的電流經(jīng)過兩電流路徑流入集電片。這里，由于第2電流路徑的長度與第1電流路徑的長度相比明顯更短，因此在離集電片較遠(yuǎn)的區(qū)域上產(chǎn)生的電流的大部分就會經(jīng)過電阻較小的第2電流路徑而流入集電片。所以，與只形成有電阻較大的第1電流路徑的以往的電池相比，電池的內(nèi)部電阻降低，集電性能提高。
具體的構(gòu)成中，卷繞電極體4在與卷軸垂直的方向上呈扁平的形狀。另外，外包裝體11由在2層樹脂層之間夾隔金屬層而形成的層壓薄片形成。在正極41及負(fù)極43上各自的芯體長邊方向的端部形成有未涂布活性物質(zhì)的非涂刷卷部410，所述集電片的基端部與非涂刷卷部410連接，沿與卷繞電極體4的卷軸垂直的方向突出。
具有該具體構(gòu)成的二次電池的組裝工序中，將用于形成外包裝體的層壓薄片對折，在其內(nèi)部收納卷繞電極體4，將層壓薄片的3邊的接合面分別密封。此時，卷繞電極體4形成集電片貫穿中央的接合面的收納姿勢，在將該中央的接合面和另一邊的接合面密封后，使剩余的一邊的接合面敞開，從該開口注入電解質(zhì)，最后密封該開口。
所述組裝工序中，電解質(zhì)被從所述開口沿卷繞電極體4的卷軸方向注入。這里，在卷繞電極體4的端部形成于各電極和隔膜42之間的空隙由于向卷繞電極體4的卷軸方向開口，因此，電解質(zhì)就容易從該空隙向卷繞電極體4的內(nèi)部浸透，從而在短時間內(nèi)浸漬卷繞電極體4的整體。
其他的具體構(gòu)成中，所述集電輔助部5是通過將相鄰的非涂刷部之間相互超聲波壓焊而形成的。根據(jù)該具體的構(gòu)成，可以使相鄰的非涂刷部之間的接合部的電阻充分降低。
另外，在其他的具體構(gòu)成中，集電輔助部5具有貫穿卷繞電極體4的突出部48的集電輔助插腳(pin)51，該集電輔助插腳51由貫穿突出部48的筒部52和突設(shè)于該筒部52的兩端部的一對夾壓部53、53構(gòu)成。該一對夾壓部53、53對突出部48從其兩側(cè)夾壓，利用該夾壓力，相鄰的非涂刷部之間相互壓接在一起。
該具體的構(gòu)成中，由于集電輔助插腳51的筒部52貫穿卷繞電極體4的突出部48，夾壓部53、53對突出部48從其兩側(cè)夾壓，因此即使當(dāng)從外部施加較大的沖擊時，也不會有集電輔助插腳51脫離突出部48的問題，從而可以可靠地維持相鄰的非涂刷部之間的壓接狀態(tài)。
另外，集電輔助部5也可以不采用使用了所述集電輔助插腳51的構(gòu)成，而可以使用將卷繞電極體4的突出部48夾入的構(gòu)造的集電輔助構(gòu)件54而構(gòu)成。該集電輔助構(gòu)件54具有可以將突出部48夾在其間而相互嵌合的雄片55和雌片56，利用雄片55和雌片56的夾壓力，相鄰的非涂刷部之間就相互壓接在一起。
該集電輔助部5中，構(gòu)成集電輔助構(gòu)件54的雄片55和雌片56由于利用相互的嵌合而被安裝在卷繞電極體4的突出部48上，因此不需要實施焊接，安裝工序簡單容易。另外，集電輔助構(gòu)件54由于具有由雄片55及雌片56構(gòu)成的簡易的構(gòu)造，因此例如可以通過將金屬片沖壓成形來容易地制作。
根據(jù)本發(fā)明的二次電池，可以不增加集電片的條數(shù)，而使集電性能與以往相比更加提高。


圖1是本發(fā)明的鋰聚合物二次電池的剖面圖。
圖2是該鋰聚合物二次電池的剖面圖及集電輔助部的放大剖面圖。
圖3是將卷繞電極體的一部分展開表示的立體圖。
圖4是該卷繞電極體的立體圖。
圖5是利用層壓薄片包圍該卷繞電極體的狀態(tài)的立體圖。
圖6是將具有其他的構(gòu)成的卷繞電極體的一部分展開表示的立體圖。
圖7是表示具有其他的構(gòu)成的集電輔助部的放大剖面圖。
圖8是表示構(gòu)成該集電輔助部的集電輔助插腳貫穿突出部的狀態(tài)的放大剖面圖。
圖9是表示具有其他構(gòu)成的集電輔助部的放大剖面圖。
圖10是表示構(gòu)成該集電輔助部的集電輔助構(gòu)件將突出部夾入的狀態(tài)的剖面圖及其要部的放大剖面圖。
圖11是以往的鋰聚合物二次電池的剖面圖。
圖12是該鋰聚合物二次電池的剖面圖。
圖13是將以往的卷繞電極體的一部分展開表示的立體圖。
圖14是將以往的具有其他構(gòu)成的卷繞電極體的一部分展開表示的立體圖。
其中，11外包裝體，2集電片，20正極端子部，3集電片，30負(fù)極端子部，4卷繞電極體，41正極，42隔膜，43負(fù)極，48突出部，49非涂刷端部，410非涂刷卷部，5集電輔助部，51集電輔助插腳，54集電輔助構(gòu)件具體實施方式
下面將參照附圖對將本發(fā)明用于鋰聚合物二次電池的方式進(jìn)行具體說明。
本發(fā)明的鋰聚合物二次電池如圖1及圖2所示，在由在2層樹脂層間夾隔鋁層而形成的層壓薄片形成的外包裝體11的內(nèi)部，收納卷繞電極體4而構(gòu)成，卷繞電極體4在與卷軸垂直的方向呈扁平的形狀。另外，在卷繞電極體4的正極41及負(fù)極43上，分別安裝有帶狀的集電片2、3。兩集電片2、3的頭端部從外包裝體11的側(cè)部向外部突出，由該頭端部分別形成正負(fù)一對電極端子部20、30，從而可以從兩電極端子部20、30將卷繞電極體4產(chǎn)生的電能向外部輸出。
卷繞電極體4如圖3所示，分別在帶狀的正極41和負(fù)極43之間夾隔帶狀的隔膜42，將它們卷繞成螺旋狀而構(gòu)成。正極41是在由鋁箔制成的帶狀的芯體45的兩面上涂布由鋰復(fù)合氧化物構(gòu)成的正極活性物質(zhì)44而構(gòu)成，負(fù)極43是在由鋁箔制成的帶狀的芯體47的兩面上涂布含有碳材料的負(fù)極活性物質(zhì)46而構(gòu)成。在隔膜42中浸漬有凝膠狀電解質(zhì)。
在正極41上，形成有涂布了正極活性物質(zhì)44的涂刷部和未涂布正極活性物質(zhì)44的非涂刷部，該非涂刷部具有沿著芯體45的端緣形成的非涂刷端部49、形成于在長邊方向的端部之內(nèi)的被最后卷繞的端部上的非涂刷卷部410。
另外，在負(fù)極43上，形成有涂布了負(fù)極活性物質(zhì)46的涂刷部和未涂布負(fù)極活性物質(zhì)46的非涂刷部，該非涂刷部具有沿著芯體47的端緣形成的非涂刷端部49、形成于在長邊方向的端部之內(nèi)的被最后卷繞的端部上的非涂刷卷部410。
正極41及負(fù)極43分別在隔膜42上沿寬度方向錯開而重合，使正極41及負(fù)極43的非涂刷端部49從隔膜42的兩端緣分別向外側(cè)突出。此外，在將它們卷繞成螺旋狀后，通過從兩側(cè)部壓縮電極體的外周面，形成在與卷軸垂直的方向呈扁平的形狀的卷繞電極體4。
在該卷繞電極體4中，卷軸方向的兩端部之內(nèi)的一方的端部上，正極41的多片非涂刷部49從隔膜42的一方的端緣向外方突出而形成突出部48，在另一方的端部上，負(fù)極43的多片非涂刷部49從隔膜42的另一方的端部向外方突出而形成突出部48。另外，在卷繞電極體4上，形成有貫穿卷軸方向的兩端部間的中央孔411。
在正極41的非涂刷卷部410上，正極側(cè)的集電片2被以沿與卷繞電極體4的卷軸垂直的方向突出的姿勢安裝。該集電片2由帶狀的引線21、覆蓋該引線21的中央部兩面的樹脂蓋體22構(gòu)成，由該引線21的頭端部形成正極端子部20。
在負(fù)極43的非涂刷卷部410上，負(fù)極側(cè)的集電片3被以沿與卷繞電極體4的卷軸垂直的方向突出的姿勢安裝。該集電片3由帶狀的引線31、覆蓋該引線31的中央部兩面的樹脂蓋體32構(gòu)成，由該引線31的頭端部形成負(fù)極端子部30。
這樣，兩電極端子部20、30就如圖4所示，從卷繞電極體4向側(cè)方突出。
另外，也可以不采用使兩電極端子部20、30從卷繞電極體4向側(cè)方突出的構(gòu)成，而采用如圖6所示的使兩電極端子部20、30向卷繞電極體4的卷軸方向突出的構(gòu)成。兩集電片2、3同樣地被分別安裝在卷繞電極體4的正極41及負(fù)極43的非涂刷卷部410、410上。
如圖2所示，在卷繞電極體4的各突出部48的中央部，設(shè)有將相鄰的非涂刷端部49、49之間相互超聲波壓焊而形成的集電輔助部5，這樣，相鄰的非涂刷端部49、49之間就相互壓接在一起。
下面，對所述鋰聚合物二次電池的制造方法進(jìn)行說明。
正極41的制作將鈷酸鋰和碳以92∶5的質(zhì)量比混合作為正極合劑粉末，將200g該正極合劑粉末填充到混合裝置(例如HOSOKAWA MICRON制機械混勻裝置)內(nèi)，使該混合裝置以轉(zhuǎn)速1500rpm動作10分鐘，向正極合劑粉末施加沖擊、壓縮、剪切作用而將其混合，得到混合正極活性物質(zhì)。然后，將該混合正極活性物質(zhì)和氟類樹脂粘結(jié)劑PVDF按照達(dá)到97∶3的質(zhì)量比的方式在NMP溶劑中混合，作為正極合劑料漿，將該正極合劑料漿涂布在鋁箔的兩面的涂刷部上，干燥后進(jìn)行壓延，得到正極。
而且，正極并不限定于所述的構(gòu)成，可以將以鎳酸鋰為代表的鋰鎳復(fù)合氧化物或以尖晶石錳酸鋰為代表的鋰錳復(fù)合氧化物或橄欖石型磷酸化合物作為正極合劑粉末采用。另外，也可以將未用混合裝置將正極合劑粉末混合的狀態(tài)的材料作為正極活性物質(zhì)采用。
負(fù)極43的制作將石墨和苯乙烯丁二烯橡膠以98∶2的質(zhì)量比混合作為負(fù)極活性物質(zhì)，在將該負(fù)極活性物質(zhì)涂布在銅箔的兩面的涂刷部上后，干燥后進(jìn)行壓延，得到負(fù)極。
而且，負(fù)極并不限定于所述的構(gòu)成，可以將焦炭、氧化錫、金屬鋰、硅或它們的混合物作為負(fù)極活性物質(zhì)采用。
凝膠狀電解質(zhì)的調(diào)制在將碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯以容積比3∶7混合的溶劑中，以1mol/l的比例溶解LiPF6，調(diào)制電解液，將該電解液和鋰鹽在聚合物中混合，得到凝膠狀電解質(zhì)。
而且，電解液并不限定于所述的構(gòu)成，作為鋰鹽，可以采用LiClO4、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiPF6-x(CnF2n+1)x(其中，1≤X≤6，n＝1或2)，或?qū)⑺鼈兓旌蠑?shù)種以后的材料作為鋰鹽使用。鋰鹽的濃度優(yōu)選0.8mol/l～1.5mol/l。另外，作為溶劑種類，優(yōu)選EC、PC、GBL、EMC、DMC等碳酸酯類溶劑，更優(yōu)選環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯的組合。
另外，作為聚合物材料，優(yōu)選聚醚類固體高分子、聚碳酸酯類固體高分子、聚丙烯腈類固體高分子、氧雜環(huán)丁烷類聚合物、環(huán)氧類聚合物及由它們2種以上形成的共聚體或交聯(lián)的高分子等。
電池的組裝首先，如圖3所示，在使兩集電片2、3的頭端部從正極41及負(fù)極43的長邊方向的端部分別突出的狀態(tài)下，通過將兩集電片2、3的基端部分別超聲波壓焊在非涂刷卷部410、410上，將兩集電片2、3分別與正極41及負(fù)極43連接。此后，在將由離子透過性的聚丙烯制微多孔膜制成的隔膜42卷繞在卷芯圖示略上數(shù)周后，按照隔膜42夾隔在正極41和負(fù)極43之間的方式，使正極41、隔膜42、負(fù)極43及隔膜42這4片重合。該狀態(tài)下，將正極41、負(fù)極43及隔膜42從與非涂刷卷部410、410相反一側(cè)的端部卷繞成螺旋狀，制作成圓筒狀的卷繞電極體。
然后，在拔出所述卷芯后，壓縮卷繞電極體，得到如圖4所示的在與卷軸垂直方向扁平的形狀的卷繞電極體4。此后，對形成于卷繞電極體4的卷軸方向的兩端部上的突出部48、48分別實施超聲波壓焊，使構(gòu)成各突出部48的多片非涂刷端部49之間接合，形成集電輔助部5。
其后，如圖5所示，將在2層樹脂層之間夾隔鋁層而構(gòu)成的帶狀的層壓薄片12對折，在其內(nèi)部收納卷繞電極體4，將層壓薄片12的3邊的接合面分別密封。此時，卷繞電極體4形成集電片2、3貫穿中央的接合面的收納姿勢，將該中央的接合面和另外的1邊的接合面密封。而且，在兩集電片2、3突出的中央的接合面的密封中，使樹脂蓋體22、32和層壓薄片12重合，使該樹脂蓋體22、32和層壓薄片12的樹脂層相互熔接。這樣，層壓薄片12就被制成具有1個開口的袋狀。
其后，從所述開口注入凝膠狀電解質(zhì)。這里，在卷繞電極體4的端部，由于形成于正極41及負(fù)極43和隔膜42之間的空隙向卷繞電極體4的卷軸方向開口，因此凝膠狀電解質(zhì)就容易從該空隙向卷繞電極體4的內(nèi)部浸透，從而在短時間內(nèi)浸漬卷繞電極體4的整體。
最后，將所述開口密封，完成容量為3000mA的本實施例的鋰聚合物二次電池。
所述本發(fā)明的鋰聚合物二次電池中，在卷繞電極體4的內(nèi)部產(chǎn)生的電流就會經(jīng)過不經(jīng)由集電輔助部5的第1電流路徑、經(jīng)由集電輔助部5的第2電流路徑，到達(dá)集電片。這里，在離集電片較遠(yuǎn)區(qū)域產(chǎn)生的電流由于第2電流路徑的長度明顯短于第1電流路徑的長度，因此其大部分都會經(jīng)過電阻小的第2電流路徑而流入集電片。
與之相反，在離集電片較近區(qū)域產(chǎn)生的電流由于第1電流路徑的長度明顯短于第2電流路徑的長度，因此其大部分都會經(jīng)過電阻小的第1電流路徑而流入集電片。
這樣，在卷繞電極體4的內(nèi)部產(chǎn)生的電流由于根據(jù)其產(chǎn)生位置而經(jīng)過電阻更小的電流路徑，流入集電片，因此作為卷繞電極體4整體的電流路徑的電阻就會低于只形成了相當(dāng)于第1電流路徑的1條電流路徑的以往的二次電池的電流路徑的電阻。
而且，由于集電輔助部5通過將相鄰的非涂刷端部49、49之間相互超聲波壓焊接合而形成，因此集電輔助部5的電阻就會極小。
如上所述，所述本發(fā)明的鋰聚合物二次電池中，盡管采用了在卷繞電極體4的正極41及負(fù)極43上分別配備1條集電片的構(gòu)成，但是因集電輔助部5的形成而使電流路徑的電阻降低，因此，可以使電池的內(nèi)部電阻降低，獲得高集電性能。
本發(fā)明的鋰聚合物二次電池中，也可以不采用所述的集電輔助部5的構(gòu)成，而如圖7及圖8所示，利用貫穿突出部48的集電輔助插腳51構(gòu)成集電輔助部5。
該集電輔助插腳51由圓筒狀的筒部52和由以放射狀突設(shè)于該筒部52的兩端部的多個突片形成的一對夾壓部53、53構(gòu)成，筒部52貫穿卷繞電極體4的突出部48的中央部，同時，兩夾壓部53、53對突出部48從其兩側(cè)夾壓。這樣，在多個非涂刷端部49上就會施加較大的夾壓力，相鄰的非涂刷端部49、49之間相互以較大的接觸面積強力地壓接在一起。
所以，根據(jù)該集電輔助部5，相鄰的非涂刷端部49、49之間的接觸面的電阻就會較小。另外，集電輔助插腳51由于利用鉚接固定被牢固地安裝在突出部48上，因此即使從外部施加較大的沖擊，也不會有集電輔助插腳51脫離突出部48的問題，從而可靠地維持相鄰的非涂刷端部49、49的壓接狀態(tài)。
另外，本發(fā)明的鋰聚合物二次電池中，也可以不采用所述的集電輔助部5的構(gòu)成，而如圖9及圖10所示，利用將突出部48從其兩側(cè)夾入的集電輔助構(gòu)件54構(gòu)成集電輔助部5。
該集電輔助構(gòu)件54由平板狀的雄片55、用于嵌入該雄片55的具有凹部57的雌片56構(gòu)成，雄片55夾隔卷繞電極體4的突出部48而嵌合在雌片56的凹部57中。這樣，在多個非涂刷端部49上就會施加較大的夾壓力，相鄰的非涂刷端部49、49之間相互以較大的接觸面積強力地壓接在一起。
所以，根據(jù)該集電輔助部5，相鄰的非涂刷端部49、49之間的接觸面的電阻就會較小。另外，集電輔助構(gòu)件54可以利用金屬片的沖壓成形容易地制作。而且，由于可以通過將雄片55嵌合在雌片56的凹部57中來安裝，因此安裝工序也簡易。
制作了實施例電池及比較例電池，確認(rèn)了本發(fā)明的效果。
在第1比較例電池的制造中，首先，分別將安裝了1條集電片的帶狀的正極及負(fù)極夾隔隔膜卷繞成螺旋狀，制作卷繞電極體。然后，將在2層樹脂層之間夾隔鋁層而形成的層壓薄片對折，在其內(nèi)部收納卷繞電極體，除去成為注液口的接合面以外，將該層壓薄片的3邊的接合面密封。此后，在從注液口注入凝膠狀電解質(zhì)后，通過將該注液口密封，得到在由層壓薄片制成的外包裝體的內(nèi)部收納了卷繞電極體的第1比較例電池。而且，在該電池的電極體的兩端部，未形成由非涂刷部構(gòu)成的突出部。
另外，在第2比較例電池的制造中，首先，按照分別在具有1條集電片的薄片狀的正極及負(fù)極之間夾隔隔膜的方式，按照負(fù)極、隔膜、正極、隔膜的順序，制作了層疊了10層負(fù)極和9層正極的疊層型的電極體。然后，將在2層樹脂層之間夾隔鋁層而形成的層壓薄片對折，在其內(nèi)部收納疊層型電極體，除去成為注液口的接合面以外，將該層壓薄片的3邊的接合面密封。此后，在從注液口注入凝膠狀電解質(zhì)后，通過將該注液口密封，得到在由層壓薄片制成的外包裝體的內(nèi)部收納了疊層型電極體的第2比較例電池。
另外，利用所述的本實施例的制造方法，制作了圖1所示的鋰聚合物二次電池(第1實施例電池)、使兩集電片從卷繞電極體的卷軸方向的一方的端部向卷軸方向突出的圖6的鋰聚合物二次電池(第2實施例電池)。
而且，正極及負(fù)極的活性物質(zhì)的涂布量在各電池中相同，對于正極為340g/10cm2，對于負(fù)極為160g/10cm2，兩電極的涂布面積在各電池中為相同的1360cm2。另外，第1比較例電池、第1實施例電池及第2實施例電池的卷繞電極體的卷繞數(shù)為10。
將測定的各電池的內(nèi)部電阻的結(jié)果表示在表1中。
表1

從表1可以清楚看到，第1實施例電池及第2實施例電池的內(nèi)部電阻降低至與具有多個集電片的疊層型的第2比較例電池相同程度，這樣就確認(rèn)了通過形成集電輔助部而帶來的內(nèi)部電阻的降低效果。
然后，使第1比較例電池及第1實施例電池的正極及負(fù)極的電極長變化，測定了各電極長的兩電池的內(nèi)部電阻。將其結(jié)果表示在表2中。
而且，形成于兩電極上的涂刷部的寬度方向的涂刷長度被設(shè)定為50mm。
表2

從表2可以清楚看到，隨著電極長變大，第1比較例電池和第1實施例電池的內(nèi)部電阻值的差變大。第1實施例電池中，當(dāng)電極長大于600mm時，由于與第1比較例電池的內(nèi)部電阻的差變得明顯，因此可以說電極長在600mm以上時集電輔助部有效地發(fā)揮作用。
另外，使第1比較例電池及第1實施例電池的正極及負(fù)極的活性物質(zhì)的涂布面積變化，測定了各涂布面積的兩電池的內(nèi)部電阻。將其結(jié)果表示在表3中。
而且，形成于兩電極上的涂刷部的寬度方向的涂刷長度被設(shè)定為50mm。
表3

從表3可以清楚看到，隨著兩電極的涂布面積增大，第1比較例電池和第1實施例電池的內(nèi)部電阻值的差變大。第1實施例電池中，當(dāng)涂布面積大于700cm2時，由于與第1比較例電池的內(nèi)部電阻的差變得明顯，因此可以說涂布面積在700cm2以上時集電輔助部有效地發(fā)揮作用。
而且，本發(fā)明的各部構(gòu)成并不限定于所述實施方式，在權(quán)利要求的范圍所述的技術(shù)范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形。例如，利用在卷繞電極體4的突出部48進(jìn)行焊接，使構(gòu)成該突出部48的多片非涂刷端部49相互接合的集電輔助部5，也可以獲得與所述本實施例相同的效果。
另外，利用具有沿相互接近的方向發(fā)揮彈性恢復(fù)力的一對側(cè)板的集電輔助夾，將突出部48從其兩側(cè)夾入，使相鄰的非涂刷端部49、49之間相互壓焊在一起的集電輔助部5，也可以獲得與所述本實施例相同的效果。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，在外包裝體(11)的內(nèi)部，收納分別在帶狀的正極(41)和負(fù)極(43)之間夾隔隔膜(42)而將它們卷繞成螺旋狀的卷繞電極體(4)，正極(41)及負(fù)極(43)分別在帶狀的芯體的表面涂布活性物質(zhì)而構(gòu)成，將該卷繞電極體(4)產(chǎn)生的電能從正負(fù)一對電極端子部(20)(30)向外部輸出，其特征是，在正極(41)的卷軸方向的一方的端部和負(fù)極(43)的卷軸方向的一方的端部上，分別沿著芯體的端緣形成未涂布活性物質(zhì)的非涂刷部，卷繞電極體(4)在卷軸方向的一方的端部具有使正極(41)的非涂刷部突出而形成的突出部(48)，同時，在另一方的端部具有使負(fù)極(43)的非涂刷部突出而形成的突出部(48)，在各突出部(48)上，設(shè)有將相鄰的非涂刷部之間相互接合而形成的集電輔助部(5)，在卷繞電極體(4)上，配備有一對帶狀的集電片(2)(3)，一方的集電片(2)的基端部與正極(41)連接，同時，另一方的集電片(3)的基端部與負(fù)極(43)連接，兩集電片(2)(3)的頭端部貫穿外包裝體(11)而向外部突出，由兩頭端部分別形成正負(fù)一對電極端子部(20)(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征是，卷繞電極體(4)在與卷軸垂直的方向上呈扁平的形狀，外包裝體(11)由在2層樹脂層之間夾隔金屬層而形成的層壓薄片形成，在正極(41)及負(fù)極(43)上，分別在芯體長邊方向的端部形成有未涂布活性物質(zhì)的非涂刷卷部(410)，所述集電片的基端部與非涂刷卷部(410)連接，沿與卷繞電極體(4)的卷軸垂直的方向突出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征是，卷繞電極體(4)在與卷軸垂直的方向上呈扁平的形狀，外包裝體(11)由在2層樹脂層之間夾隔金屬層而形成的層壓薄片形成，在正極(41)及負(fù)極(43)上，分別在芯體長邊方向的端部形成有未涂布活性物質(zhì)的非涂刷卷部(410)，所述集電片的基端部與非涂刷卷部(410)連接，沿與卷繞電極體(4)的卷軸平行的方向突出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的二次電池，其特征是，所述集電輔助部(5)是通過將相鄰的非涂刷部之間相互超聲波壓焊而形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的二次電池，其特征是，集電輔助部(5)具有貫穿卷繞電極體(4)的突出部(48)的集電輔助插腳(51)，該集電輔助插腳(51)由貫穿突出部(48)的筒部(52)和突設(shè)于該筒部(52)的兩端部的一對夾壓部(53)(53)構(gòu)成，該一對夾壓部(53)(53)對突出部(48)從其兩側(cè)夾壓，利用該夾壓力，相鄰的非涂刷部之間相互壓接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的二次電池，其特征是，集電輔助部(5)具有將卷繞電極體(4)的突出部(48)從兩側(cè)夾入的集電輔助構(gòu)件(54)，該集電輔助構(gòu)件(54)具有可以將突出部(48)夾在其間而相互嵌合的雄片(55)和雌片(56)，利用雄片(55)和雌片(56)的夾壓力，相鄰的非涂刷部之間就相互壓接在一起。
全文摘要
一種二次電池，在外包裝體(11)中收納卷繞電極體(4)而構(gòu)成，在卷繞電極體(4)的卷軸方向的兩端部之內(nèi)的一方的端部上，正極(41)的非涂刷部(49)突出而形成突出部(48)，在另一方的端部上，負(fù)極(43)的非涂刷部(49)突出而形成突出部(48)。另外，在兩突出部(48)、(48)上，分別形成將相鄰的非涂刷部(49、49)之間超聲波壓焊的集電輔助部(5)。在正極(41)及負(fù)極(43)上，分別安裝有集電片(2)(3)，兩集電片(2)(3)的頭端部向外包裝體(11)的外部突出，由兩頭端部分別形成正負(fù)一對電極端子部(20)(30)。根據(jù)本發(fā)明的二次電池，可以不增加集電片的條數(shù)，而使集電性能提高。
文檔編號H01M2/02GK1599117SQ20041007973
公開日2005年3月23日 申請日期2004年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者井町直希, 吉村精司 申請人:三洋電機株式會社