專利名稱：非水電解質(zhì)二次電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種具有隔著間隔件層疊正極板、負極板而成的層疊型電極體的非水電解質(zhì)二次電池。
背景技術：
近年來，鋰離子電池等非水電解質(zhì)二次電池不僅被用作便攜電話、筆記本電腦、PDA等移動信息終端的電源，也逐漸被用于機器人、電動汽車、備用電源等中，逐漸要求其進
一歩高容量化、高能量密度化。非水電解質(zhì)二次電池的形態(tài)大致包括在有底圓筒狀外殼體中封入卷繞型電極體 而形成的圓筒形電池，在有底方筒狀外殼體或?qū)訅和鈿んw中封入層疊多個方形電極板而成的層疊型電極體或扁平狀的卷繞型電極體而形成的方形電池。在機器人、電動汽車、備用電源等大電カ用途中，使用多個單電池串聯(lián)及/或并聯(lián)連接的電池組。在這種情況下，由于要求在有限的空間內(nèi)的高功率化，因此與圓柱形電池相比能量密度更優(yōu)異的方形電池是有利的。此外，這樣的方形電池中，為實現(xiàn)電池大型化而使用層疊多個電極板而成的層疊型電極體，這也是有利的。但是，伴隨非水電解質(zhì)二次電池高容量化、高能量密度化，存在安全性下降的傾向。因此，對于高容量、高能量密度的非水電解質(zhì)二次電池，要求進ー步提高其安全性。作為提高電池安全性的技術，專利文獻I中，為了提供即使在針刺、壓壞導致短路的情況，也能防止發(fā)煙和起火、高安全性的層疊型聚合物電解質(zhì)電池，公開了ー種層疊型聚合物電解質(zhì)電池，其是用包含金屬箔的外殼體封裝下述層疊電極組而成的，所述層疊電極組是將在正極集電體的至少單面形成正極合劑層的正極和在負極集電體的至少單面形成負極合劑層的負極隔著介于二者之間的聚合物電解質(zhì)層層疊而成的，其特征在于，在上述層疊電極組的至少ー個最外層電極的更外側(cè)，隔著絕緣體設置配置厚度為30μπι以上的2片金屬板而成的短路形成兼發(fā)熱促進單元，將該短路形成兼放熱促進単元的各個金屬板與不同極性的電極的引線部連接。此外，專利文獻2中公開了ー種技術，該技術提供的鋰離子二次電池，即使由于來自外部的異常加熱、在電池的層疊方向的壓碎、或者針刺等而導致正極活性物質(zhì)和負極發(fā)生短路，也能夠確保安全性。具體而言，公開了ー種非水系電池，在電池罐內(nèi)具有包括僅在集電體箔的ー個面具有正極活性物質(zhì)的正極板、僅在集電體箔的ー個面具有負極活性物質(zhì)的負極板、間隔件和絕緣膜的電極板層疊體，前述電極板層疊體是單位電池層彼此隔著絕緣膜層疊而成的，其中所述單位電池層是正極板的具有正極活性物質(zhì)的面和負極板的具有負極活性物質(zhì)的面隔著間隔件相對配置而成的?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2001-68156號公報專利文獻2 :日本特開平8-264206號公報

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述專利文獻I以及專利文獻2所述的技木，雖然提高了非水電解質(zhì)二次電池的安全性，但是在非水電解質(zhì)二次電池進一歩高容量化、高能量密度化的情況，希望進ー步提聞其安全性。本發(fā)明的目的在于提高非水電解質(zhì)二次電池的安全性，目的在于提供即使在因針刺、壓壞而發(fā)生短路的情況也能夠防止發(fā)煙、起火、破裂等的非水電解質(zhì)二次電池。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的非水電解質(zhì)二次電池，其特征在于，其是將層疊型電極體與非水電解質(zhì)一起容納到外殼體中而形成的，所述層疊型電極體是隔著間隔件層疊了在正極芯體的兩面形成有正極活性物質(zhì)層的正極板和在負極芯體的兩面形成有負極活性物質(zhì)層的負極板而成的，所述層疊型電極體包括在正極芯體的至少單面未形成正極活性物質(zhì)層的正極板和在負極芯體的至少單面未形成負極活性物質(zhì)層的負極板，前述正極板中的未形成正極活性物質(zhì)層的面和前述負極板中的未形成負極活性物質(zhì)層的面隔著間隔件相 對置，介于前述正極活性物質(zhì)層與前述負極活性物質(zhì)層之間的間隔件具有含陶瓷的層，介于前述未形成正極活性物質(zhì)層的面和前述未形成負極活性物質(zhì)層的面之間的間隔件不具有含陶瓷的層。在此，在正極芯體的至少單面未形成正極活性物質(zhì)層的正極板是指僅在正極芯體的單面形成有正極活性物質(zhì)層者的正極板、以及在正極芯體的兩面都未形成正極活性物質(zhì)層的正極板。此外，在負極芯體的至少單面未形成負極活性物質(zhì)層的負極板是指僅在負極芯體的單面形成了負極活性物質(zhì)層的負極板、以及在負極芯體的兩面都未形成負極活性物質(zhì)層的負極板。在具有層疊型電極體的非水電解質(zhì)二次電池由于針刺等來自外部的刺扎發(fā)生短路的情況，由于短路電流引起放熱，有可能發(fā)生非水電解質(zhì)的熱分解反應、活性物質(zhì)和非水電解質(zhì)的分解反應，產(chǎn)生發(fā)煙、起火等。在本發(fā)明中，正極板中未形成正極活性物質(zhì)層的正極芯體的露出面和負極板中未形成負極活性物質(zhì)層的負極芯體的露出面，形成隔著間隔件相對置的部分，介于正極芯體的露出面和負極芯體的露出面之間的間隔件設置為不具有含陶瓷的層的間隔件。因此，由于針刺等來自外部的刺扎發(fā)生短路時，介于正極芯體和負極芯體之間的間隔件由于短路部的放熱而迅速熱收縮，短路部周邊的正極芯體和負極芯體以面相接觸，流動短路電流，因此電池電壓迅速降低。此外，由于介于正極活性物質(zhì)層與負極活性物質(zhì)層之間的間隔件是具有含陶瓷的層的間隔件，因此即使短路部發(fā)熱，間隔件也難以熱收縮，正極活性物質(zhì)和負極活性物質(zhì)不直接接觸，因此能夠抑制短路電流通過活性物質(zhì)層。因此，即使因針刺發(fā)生短路，正極芯體與負極芯體也迅速地以面相接觸且電池電壓降低，與此同時，能夠抑制短路電流在活性物質(zhì)層中的流動，因此可以防止發(fā)煙、起火等異常的發(fā)生。在本發(fā)明中，在芯體的兩面形成活性物質(zhì)層的極板、僅在芯體的單面形成活性物質(zhì)層的極板、在芯體的兩面都未形成活性物質(zhì)層的極板全部都與對應的極性端子電連接。在本發(fā)明中，前述未形成正極活性物質(zhì)層的面與前述未形成負極活性物質(zhì)層的面隔著間隔件相對置的部分，優(yōu)選位于前述層疊型電極體的層疊方向的至少ー個最外部。此夕卜，前述未形成正極活性物質(zhì)層的面與前述未形成負極活性物質(zhì)層的面隔著間隔件相對置的部分，更優(yōu)選位于前述層疊型電極體的層疊方向的兩個最外部。這樣一來，通過正極板中未形成正極活性物質(zhì)層的正極芯體的露出面和負極板中未形成負極活性物質(zhì)層的負極芯體的露出面隔著間隔件相對置的部分由于位于層疊型電極體的層疊方向的最外部，在發(fā)生針刺的情況下，首先在正極芯體的露出面與負極芯體的露出面隔著間隔件相對置的部分發(fā)生短路，因而能夠更有效地抑制短路電流在活性物質(zhì)層中的流動。在本發(fā)明中，優(yōu)選的是在前述層疊型電極體的層疊方向的最外部，從中央側(cè)依次地分別隔著間隔件層疊僅在芯體的單面形成活性物質(zhì)層的具有一種極性的極板、在芯體的兩面都未形成活性物質(zhì)層的具有另一極性的極板，前述僅在芯體的單面形成活性物質(zhì)層的具有一種極性的極板上的活性物質(zhì)層與前述位于層疊型電極體的層疊方向的內(nèi)側(cè)的具有另一極性的極板上形成的活性物質(zhì)層隔著間隔件相對置。按照使僅在芯體的單面形成活性物質(zhì)層的具有一種極性的極板的活性物質(zhì)層與位于層疊型電極體的層疊方向的內(nèi)側(cè)的具有另一極性的極板的活性物質(zhì)層相對置的方式， 隔著間隔件進行配置。然后，再在其外側(cè)隔著間隔件配置芯體兩面都未形成活性物質(zhì)層的具有另一極性的極板。由此，能夠提高安全性，同時能夠避免電池容量的減少。這樣的構(gòu)成，也可以設置在層疊型電極體的層疊方向的一個最外部，但優(yōu)選設置在層疊型電極體的層疊方向的兩個最外部。在本發(fā)明中，優(yōu)選的是在前述層疊型電極體的層疊方向的最外部，從中央側(cè)依次地分別隔著間隔件層疊僅在芯體的單面形成活性物質(zhì)層的具有一種極性的極板、在芯體的兩面都未形成活性物質(zhì)層的具有另一極性的極板、在芯體的兩面都未形成活性物質(zhì)層的具有一種極性的極板，前述僅在芯體的單面形成活性物質(zhì)層的具有一種極性的極板中的活性物質(zhì)層與前述位于層疊型電極體的層疊方向的內(nèi)側(cè)的具有另一極性的極板上形成的活性物質(zhì)層隔著間隔件相對置。由此，在芯體兩面都未形成活性物質(zhì)層的具有另一極性的極板兩側(cè)，隔著間隔件配置具有一種極性的極板的未形成活性物質(zhì)層的面，因此，短路時能夠使電池電壓更快下降。此外，通過使用僅在芯體單面形成活性物質(zhì)層的具有一種極性的極板，能夠避免電池容量降低。這樣的構(gòu)成，也可以設置在層疊型電極體的層疊方向的一個最外部，但優(yōu)選設置在層疊型電極體的層疊方向的兩個最外部。在本發(fā)明中，不具有含陶瓷的層的間隔件，優(yōu)選為聚烯烴制微多孔膜。如果是聚烯烴制微多孔膜，由于伴隨短路部的放熱會迅速熱收縮，因此能夠使正極芯體與負極芯體迅速以面相接觸。在此，作為聚烯烴制微多孔膜，優(yōu)選聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。此外，作為聚烯烴制微多孔膜，優(yōu)選使用氣孔率為35%以上者。另外，聚烯烴制微多孔膜可以是單層的，此外也可以是PP/PE、PE/PP/PE等由多層構(gòu)成的膜。在本發(fā)明中，具有含陶瓷的層的間隔件，優(yōu)選為在多孔性聚烯烴制微多孔膜的至少一個面設置有由陶瓷和粘結(jié)劑構(gòu)成的層的間隔件。作為具有含陶瓷的層的間隔件，通過在前述聚烯烴制微多孔膜的至少一個面設置有由陶瓷和粘結(jié)劑構(gòu)成的層，能夠獲得具有優(yōu)異的電池特性且安全性優(yōu)異的非水電解質(zhì)二次電池。作為前述陶瓷，優(yōu)選為選自氧化鋁、二氧化硅、以及二氧化鈦組成的組中的至少一種。此外，陶瓷優(yōu)選為以顆粒狀被包含。粒徑優(yōu)選為O. I 3μπι左右。此外，作為前述粘結(jié)齊U，優(yōu)選便于處理的樹脂粘結(jié)劑，對其種類沒有特別限制。作為樹脂粘結(jié)劑，可以使用例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴類，苯乙烯-丁二烯共聚物及其氫化物、丙烯腈-丁二烯共聚物及其氫化物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及其氫化物，乙丙橡膠、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯等橡膠類，乙基纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素等纖維素衍生物等。這些中，特別優(yōu)選使用聚乙烯醇。在含陶瓷的層中，陶瓷所占比例優(yōu)選為50 95質(zhì)量％左右，更優(yōu)選為60 90質(zhì)量％左右。在含陶瓷的層中，除了前述陶瓷和粘結(jié)劑以外，還可以含有碳酸鋰、磷酸鋰等。在本發(fā)明中，前述未形成正極活性物質(zhì)層的面與前述未形成負極活性物質(zhì)層的面隔著間隔件相對置的部分，優(yōu)選也在前述層疊型電極體的層疊方向的中央?yún)^(qū)域形成。正極板中未形成正極活性物質(zhì)層的正極芯體的露出面與負極板中未形成負極活性物質(zhì)層的負極芯體的露出面隔著間隔件相對置的部分，存在于層疊型電極體的層疊方向 的最外部且存在于層疊型電極體的層疊方向的中央?yún)^(qū)域，從而當針刺等導致短路時，正極芯體與負極芯體以面相接觸的地方增加，因此可以在更短的瞬間降低電池電壓，提高安全性。這對電池容量大的非水電解質(zhì)二次電池是有用的。在本發(fā)明中，外殼體為層壓外殼體時特別有效。在本發(fā)明中，在非水電解質(zhì)二次電池的電池容量為IOAh以上、電池厚度為15mm以下時特別有效。在為電池厚度薄、電池容量大的電池時，當針刺等導致發(fā)生短路時，短路電流借助針而流動而降低電池電壓需要花費時間。因此，更多的短路電流也在活性物質(zhì)層中流動，因而容易發(fā)生電池發(fā)煙、起火。所以，將本發(fā)明用于電池厚度薄、電池容量大的電池時更有效。在本發(fā)明中，優(yōu)選分別含有10片以上的在正極芯體的兩面形成正極活性物質(zhì)層的正極板以及在負極芯體的兩面形成負極活性物質(zhì)層的負極板。由此，能夠獲得電池容量以及能量密度大的非水電解質(zhì)二次電池。在本發(fā)明中，前述具有含陶瓷的層的間隔件為僅在聚烯烴制微多孔膜的一個面設置有由陶瓷和粘結(jié)劑構(gòu)成的層時，優(yōu)選前述由陶瓷和粘結(jié)劑構(gòu)成的層以與前述負極板的負極活性物質(zhì)層相對置的方式進行配置。通過將易于捕集電解液的由陶瓷和粘結(jié)劑構(gòu)成的層作為負極板側(cè)，可以使負極板側(cè)存在充足的電解液。因此，能夠提高鋰離子向負極活性物質(zhì)的插入性，成為循環(huán)特性優(yōu)異的電池。


圖I是本發(fā)明的方形鋰離子電池的透視圖。圖2是本發(fā)明的方形鋰離子電池中使用的層疊型電極體的透視圖。圖3中，圖3的A是本發(fā)明的方形鋰離子電池中使用的正極板的平面圖，圖3的B是本發(fā)明的方形鋰離子電池中使用的負極板的平面圖。圖4是本發(fā)明的實施例I的方形鋰離子電池中使用的層疊型電極體的側(cè)視圖。圖5是本發(fā)明的實施例2的方形鋰離子電池中使用的層疊型電極體的側(cè)視圖。圖6是本發(fā)明的實施例3的方形鋰離子電池中使用的層疊型電極體的側(cè)視圖。
附圖標記說明I···層壓外殼體、I’…焊接密封部、2···正極板、2a···正極芯體、2b···正極活性物質(zhì)層、3…負極板、3a···負極芯體、3b···負極活性物質(zhì)層、4…正極集電片、5…負極集電片、6…正極端子、7···負極端子、8···正極片樹脂、9…負極片樹脂、10···層疊型電極體、11…間隔件、12a…兩面涂布正極板、12b…單面涂布正極板、12c…兩面未涂布正極板、13a…兩面涂布負極板、13b…單面涂布負極板、13c…兩面未涂布負極板、20···方形鋰離子電池
具體實施例方式以下，基于圖I 圖3說明作為本發(fā)明的非水電解質(zhì)二次電池的方形鋰離子電池。另外，本發(fā)明中的非水電解質(zhì)二次電池不限于下述形態(tài)所示的電池，在不改變其主旨的范圍內(nèi)能夠適當進行變更而實施。首先，應用圖I說明本發(fā)明的方形鋰離子電池20。如圖I所示，本發(fā)明的方形鋰離子電池20是將層疊型電極體10與電解液一起容納到層壓外殼體I的內(nèi)部，分別與正極 集電片4和負極集電片5連接的正極端子6以及負極端子7從層壓外殼體I的焊接密封部I’突出。在層壓外殼體I的焊接密封部I’，在正極端子6以及負極端子7與層壓外殼體I之間分別配置正極片樹脂8和負極片樹脂9。該正極片樹脂8和負極片樹脂9是出于提高電極片與層壓外殼體之間的密合性、以及防止電極片與構(gòu)成層壓外殼體的金屬層之間的短路的目的而配置的。然后，應用圖2以及3說明本發(fā)明的方形鋰離子電池20中使用的層疊型電極體10。如圖2所示，容納到層壓外殼體I內(nèi)部的層疊型電極體10是正極板2 (省略圖示)與負極板3 (省略圖示)隔著間隔件11 (圖示省略)交替層疊而成的。如圖3的A所示，正極板2在正極芯體2a的兩面形成正極活性物質(zhì)層2b，未形成正極活性物質(zhì)2b的正極芯體2a從一個端部突出，作為正極集電片4。如圖3的B所示，負極板3在負極芯體3a的兩面形成負極活性物質(zhì)層3b，未形成負極活性物質(zhì)3b的負極芯體3a從一個端部突出，作為負極集電片5。在本發(fā)明中，作為正極集電片4以及負極集電片5，可以如上所述地直接應用正極芯體2a以及負極芯體3a的一部分。此外，也可以在正極芯體2a以及負極芯體3a上分別另外連接集電片。在層疊型電極體10中，從各極板突出的正極集電片4以及負極集電片5被層疊，通過超聲波焊接、電阻焊等分別連接到正極端子6以及負極端子7上。該層疊型電極體10插入到以能容納層疊型電極體10的方式杯狀成型的層壓薄膜與片狀層壓薄膜之間，按照正極集電片4以及負極集電片5從層壓外殼體I的焊接密封部I’突出的方式熱焊接周圍3邊。然后，從層壓外殼體I上的未進行熱焊接的開口部注入非水電解液后，焊接層壓外殼體I的開口部，從而制作方形鋰離子電池20。下面，使用實施例I說明本發(fā)明的方形鋰離子電池的制作方法。〔實施例I〕〔正極板的制作〕將94重量份作為正極活性物質(zhì)的Li (Nil73Col73Mnl73) O2,3重量份作為導電劑的炭黑、3重量份作為粘結(jié)劑的聚偏氟乙烯和作為溶劑的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液混合，調(diào)制正極用漿料。接著，在作為正極芯體2a的鋁箔(厚度20 μ m)的兩面或者單面涂布該正極用漿料。然后，干燥溶劑，用輥壓縮后，如圖3所示那樣，使寬度(LI) = 145_以及高度(L2) = 150mm且按照未形成正極活性物質(zhì)層2b的鋁箔(寬度L3 = 30mm、高度L4 = 20mm)從正極板2的一邊突出作為正極集電片4的方式切斷，制作正極板2。在此，將正極芯體2a的兩面都形成正極活性物質(zhì)層2b的正極板2作為兩面涂布正極板12a，將僅在正極芯體2a的單面形成正極活性物質(zhì)層2b的正極板2作為單面涂布正極板12b。此外，按照與兩面涂布正極板12a以及單面涂布正極板12b相同的尺寸，剪切在正極芯體2a的兩面都未形成正極活性物質(zhì)層2b的正極芯體2a，作為兩面未涂布正極板12c?！藏摌O板的制作〕將96質(zhì)量％作為負極活性物質(zhì)的石墨粉末、2質(zhì)量％作為粘結(jié)劑的羧甲基纖維素(CMC)、2質(zhì)量％丁苯橡膠(SBR)與作為溶劑的純水混合，調(diào)制負極用漿料。在作為負極集電體3a的銅箔(厚度10μπι)的兩面或者單面涂布該負極用漿料。然后，干燥去除溶劑，用輥壓縮后，如圖3所示那樣，使寬度L5 = 150mm以及高度L6 = 155mm且按照未形成負極活·性物質(zhì)層3b的銅箔(寬度L = 70mm、高度L8 = 20mm)從負極板3的一邊突出作為負極集電片5的方式切斷，制作負極3。在此，將負極芯體3a的兩面都形成了負極活性物質(zhì)層3b的負極板3作為兩面涂布負極板13a，將僅在負極芯體3a的單面形成負極活性物質(zhì)層3b的負極板3作為單面涂布負極板13b。此外，按照與兩面涂布負極板13a以及單面涂布負極板13b相同的尺寸，剪切在負極芯體3a的兩面都未形成負極活性物質(zhì)層3b的負極芯體3a，作為兩面未涂布正極板13c。 此外，按照在作為設計標準的正極活性物質(zhì)的電位中正極與負極的充電容量比(負極充電容量/正極充電容量)為I. I的方式，調(diào)整正極活性物質(zhì)層2b所含有的正極活性物質(zhì)的量以及負極活性物質(zhì)層3b所含有的負極活性物質(zhì)的量?！卜撬娊庖旱闹谱鳌吃诎凑阵w積比為30 70的比例混合碳酸亞乙酯(EC)與碳酸二乙酯(DEC)而成的混合溶劑中按照1M(摩爾/升)的比例溶解LiPF6，將所得的溶液作為非水電解液?！矊盈B型電極體的制作〕隔著在聚乙烯制微多孔膜(寬度150mm、高度155mm、厚度15 μ m)的單面形成有由氧化鋁顆粒(平均粒徑I μ m)與作為粘結(jié)劑的聚乙烯醇構(gòu)成的層(厚度5 μ m、氧化鋁顆粒與粘結(jié)劑的比例為氧化鋁顆粒粘結(jié)劑=75質(zhì)量％:25質(zhì)量％)的間隔件11a，交替層疊23片兩面涂布正極板12a和24片兩面涂布負極板13a。然后，如圖4所示，隔著間隔件11a，在位于該層疊型電極體的兩個最外側(cè)的兩面涂布負極板13a上，按照正極活性物質(zhì)層2b成為層疊型電極體的層疊方向的中央側(cè)的方式，分別配置單面涂布正極板12b。進一步，在其兩外側(cè)，隔著由聚乙烯制微多孔膜(寬度150mm、高度155mm、厚度20 μ m)構(gòu)成的間隔件11b，分別配置兩面未涂布負極板13c，制作實施例I的層疊型電極體10。捆扎兩面涂布正極板12a以及單面涂布正極板12b的各自的正極片4，然后通過超聲波焊接，將其連接到預先粘貼了正極片樹脂8的正極端子6上。此外，捆扎兩面涂布負極板13a以及兩面未涂布負極板13c的負極片5，然后通過超聲波焊接，將其連接到預先粘貼了負極片樹脂9的負極端子7上。接下來，在按照能夠容納層疊型電極體10的方式杯狀成型的層壓薄膜與片狀的層壓薄膜之間插入層疊型電極體10，按照正極端子6以及負極端子7從層壓外殼體I突出的方式，對周圍3邊進行熱焊接。從層壓外殼體I的未進行熱焊接的一邊注入按照上述方法調(diào)制的非水電解液后，對層壓外殼體I的開口部位進行熱焊接，從而制作實施例I的方形鋰離子二次電池20?！矊嵤├?〕除了層疊型電極體10的構(gòu)成以外，按照與實施例I相同的方法制作實施例2的方形鋰離子二次電池20。實施例2的層疊型電極體10按照下述方法制作。隔著在聚乙烯制微多孔膜的單面形成有由氧化鋁顆粒與聚乙烯醇構(gòu)成的層的間隔件11a，交替層疊24片兩面涂布正極板12a和23片兩面涂布負極板13a。然后，如圖5所示，隔著間隔件11a，在位于該層疊型電極體的兩個最外側(cè)的兩面涂布正極板12a上，按照負極活性物質(zhì)層3b成為層疊型電極體的層疊方向的中央側(cè)的方式，分別配置單面涂布負極板13b。進一步，在其兩外側(cè)，隔著由聚乙烯制微多孔膜構(gòu)成的間隔件11b，分別配置兩 面未涂布正極板12c，制作實施例2的層疊型電極體10?！矊嵤├?〕除了層疊型電極體10的構(gòu)成以外，按照與實施例I相同的方法制作實施例3的方形鋰離子二次電池20。實施例3的層疊型電極體10按照下述方法制作。隔著在聚乙烯制微多孔膜的單面形成有由氧化鋁顆粒與聚乙烯醇構(gòu)成的層的間隔件11a，交替層疊23片兩面涂布正極板12a和24片兩面涂布負極板13a。然后，如圖6所示，隔著間隔件11a，在位于該層疊型電極體的兩個最外側(cè)的兩面涂布負極板13a上，按照正極活性物質(zhì)層2b成為層疊型電極體的層疊方向的中央側(cè)的方式，配置單面涂布正極板12b。進一步，在其兩外側(cè)，隔著由聚乙烯制微多孔膜構(gòu)成的間隔件11b，分別配置兩面未涂布負極板13c。進一步，在其兩外側(cè)，隔著由聚乙烯制微多孔膜構(gòu)成的間隔件11b，分別配置兩面未涂布正極板12c，制作實施例3的層疊型電極體10?！脖容^例I〕除了層疊型電極體中的全部間隔件都使用由聚乙烯制微多孔膜(寬度150mm、高度155mm、厚度20 μ m)構(gòu)成的間隔件Ilb以外，按照與實施例I相同的方法制作比較例I的方形鋰離子二次電池?！脖容^例2〕除了層疊型電極體中的全部間隔件都使用在聚乙烯制微多孔膜的單面形成有由氧化鋁顆粒和聚乙烯醇構(gòu)成的層的間隔件Ila以外，按照與實施例I相同的方法制作比較例2的方形鋰離子二次電池。〔比較例3〕除了層疊型電極體的構(gòu)成以外，按照與實施例I相同的方法制作比較例3的方形鋰離子二次電池20。比較例3的層疊型電極體按照下述方法制作。隔著在聚乙烯制微多孔膜的單面形成有由氧化鋁顆粒和聚乙烯醇構(gòu)成的層的間隔件11a，交替層疊23片兩面涂布正極板12a和24片兩面涂布負極板13a，制作比較例3的層疊型電極體。此外，實施例I 3以及比較例I 3中使用的、在聚乙烯制微多孔膜的單面形成有由氧化鋁顆粒和聚乙烯醇構(gòu)成的層的間隔件Ila全部相同。另外，實施例I 3以及比較例I 3中使用的由聚乙烯制微多孔膜構(gòu)成的間隔件Ilb全部相同。此外，在實施例I 3以及比較例2、3中，間隔件Ila中的由氧化鋁顆粒和聚乙烯醇構(gòu)成的層按照與負極板相對置的方式進行配置。通過將易于捕集電解液的由氧化鋁顆粒和聚乙烯醇構(gòu)成的層作為負極板側(cè)，可以使負極板側(cè)存在充足的電解液。因此，能夠提高鋰離子向負極活性物質(zhì)的插入性，成為循環(huán)特性優(yōu)異的電池。
<安全性評價>對按照上述方法制作的實施例I 3以及比較例I 3的方形鋰離子電池，在25°C的環(huán)境下，進行以IC的恒定電流充電到4. 3V后外加4. 3V的恒定電壓的恒流-恒壓充電，直至達到1/50C的電流。此后，在60°C的條件下，將方形鋰離子電池放置120分鐘后，在60°C的條件下，進行用金屬釘沿著垂直方向刺扎電池的寬度面的中央部位的試驗。在針刺導致電池產(chǎn)生發(fā)煙或者起火時，判定為發(fā)生異常。對實施例I 3以及比較例I 3中的各方形鋰離子電池分別實施了 3個電池的試驗，3個電池中的I個出現(xiàn)異常時，即視作存在異常。試驗結(jié)果如表I所示。表I
權(quán)利要求
1.一種非水電解質(zhì)二次電池，其特征在于，其是將層疊型電極體、與非水電解質(zhì)一起容納到外殼體中而形成的，所述層疊型電極體是隔著間隔件層疊了在正極芯體的兩面形成有正極活性物質(zhì)層的正極板和在負極芯體的兩面形成有負極活性物質(zhì)層的負極板而成的，其中所述層疊型電極體包括在正極芯體的至少單面未形成正極活性物質(zhì)層的正極板、和在負極芯體的至少單面未形成負極活性物質(zhì)層的負極板，所述正極板中的未形成正極活性物質(zhì)層的面和所述負極板中的未形成負極活性物質(zhì)層的面隔著間隔件相對置，介于所述正極活性物質(zhì)層與所述負極活性物質(zhì)層之間的間隔件具有含陶瓷的層，介于所述未形成正極活性物質(zhì)層的面和所述未形成負極活性物質(zhì)層的面之間的間隔件不具有含陶瓷的層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述未形成正極活性物質(zhì)層的面和所述未形成負極活性物質(zhì)層的面隔著間隔件相對置的部分，位于所述層疊型電極體的層疊方向的至少一個最外部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述未形成正極活性物質(zhì)層的面和所述未形成負極活性物質(zhì)層的面隔著間隔件相對置的部分，位于所述層疊型電極體的層疊方向的兩個最外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中， 在所述層疊型電極體的層疊方向的最外部，從中央側(cè)依次地分別隔著間隔件層疊僅在芯體的單面形成有活性物質(zhì)層的具有一種極性的極板、在芯體的兩面都未形成活性物質(zhì)層的具有另一極性的極板，所述僅在芯體的單面形成活性物質(zhì)層的具有一種極性的極板上的活性物質(zhì)層與位于所述層疊型電極體的層疊方向的內(nèi)側(cè)的具有另一極性的極板上形成的活性物質(zhì)層隔著間隔件相對置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，在所述層疊型電極體的層疊方向的最外部，從中央側(cè)依次地分別隔著間隔件層疊僅在芯體的單面形成有活性物質(zhì)層的具有一種極性的極板、在芯體的兩面都未形成活性物質(zhì)層的具有另一極性的極板、在芯體的兩面都未形成活性物質(zhì)層的具有一種極性的極板，所述僅在芯體的單面形成活性物質(zhì)層的具有一種極性的極板中的活性物質(zhì)層與位于所述層疊型電極體的層疊方向的內(nèi)側(cè)的具有另一極性的極板上形成的活性物質(zhì)層隔著間隔件相對置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任一項所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述不具有含陶瓷的層的間隔件是聚烯烴制微多孔膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6中任一項所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述具有含陶瓷的層的間隔件，在聚烯烴制微多孔膜的至少一個面設置有由陶瓷和粘結(jié)劑構(gòu)成的層。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7中任一項所述的非水電解質(zhì)二次電池，其特征在于，所述陶瓷為選自氧化鋁、二氧化硅以及二氧化鈦組成的組中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 8中任一項所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述未形成正極活性物質(zhì)層的面和所述未形成負極活性物質(zhì)層的面隔著間隔件相對置的部分，也形成在所述層疊型電極體的層疊方向的中央?yún)^(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求I 9中任一項所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述外殼體是層壓外殼體。
11.根據(jù)權(quán)利要求I 10中任一項所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，電池容量為IOAh以上，電池的厚度為15mm以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求I 11中任一項所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，在所述層疊型電極體中，分別含有10片以上的在所述正極芯體的兩面形成有正極活性物質(zhì)層的正極板以及在所述負極芯體的兩面形成有負極活性物質(zhì)層的負極板。
13.根據(jù)權(quán)利要求I 12中任一項所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述具有含陶瓷的層的間隔件，僅在聚烯烴制微多孔膜的一個面設置有由陶瓷和粘結(jié)劑構(gòu)成的層，所述由陶瓷和粘結(jié)劑構(gòu)成的層按照與所述負極板的負極活性物質(zhì)層相對置的方式配置。
全文摘要
提供一種即使在因針刺、壓壞而發(fā)生短路的情況也能夠防止劇烈的放熱反應、起火、破裂等的非水電解質(zhì)二次電池。一種非水電解質(zhì)二次電池，其特征在于，層疊型電極體包括在正極芯體的至少單面未形成正極活性物質(zhì)層的正極板和在負極芯體的至少單面未形成負極活性物質(zhì)層的負極板，所述未形成正極活性物質(zhì)層的面和所述未形成負極活性物質(zhì)層的面隔著間隔件相對置，介于所述正極活性物質(zhì)層和所述負極活性物質(zhì)層之間的間隔件具有含陶瓷的層，介于所述未形成正極活性物質(zhì)層的面和所述未形成負極活性物質(zhì)層的面之間的間隔件不具有含陶瓷的層。
文檔編號H01M2/16GK102856577SQ201210218320
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者宮崎晉也, 堂上和范, 前田仁史 申請人:三洋電機株式會社