本發(fā)明涉及一種非水電解液二次電池及其制造方法。

背景技術(shù)：

日本專利申請(qǐng)公報(bào)no.2014-035877(jp2014-035877a)記載，如果至少在正極的最外周上的正極集電體的表面的外周側(cè)面上未設(shè)置正極混合物層，則可以防止由于在60℃以上的高溫老化處理而發(fā)生微小短路。

在用作消費(fèi)電子設(shè)備的電源的非水電解液二次電池(以下稱為“消費(fèi)非水電解液二次電池”)中，存在為了增大電池容量以及為了提高安全性而不在卷繞電極組件的最外周上的集電體上設(shè)置混合物層的情形。這種電極例如通過利用間歇涂覆系統(tǒng)向集電體的表面涂布混合物糊狀物而制作。這里，消費(fèi)電子設(shè)備包括便攜設(shè)備如移動(dòng)電話(移動(dòng)電話包括智能手機(jī))和pda(個(gè)人數(shù)字助理或個(gè)人數(shù)據(jù)助理)，以及pc(個(gè)人計(jì)算機(jī))。

近年來，已考慮使用非水電解液二次電池作為車輛用電源(例如用于諸如混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車等汽車的電源)、工廠用電源、家庭用電源等。在此類非水電解液二次電池(以下可稱為“大型非水電解液二次電池”)中，卷繞電極組件中的電極的匝數(shù)比消費(fèi)非水電解液二次電池多。例如，在消費(fèi)非水電解液二次電池的卷繞電極組件中各正極和負(fù)極卷繞13匝以上17匝以下，而在大型非水電解液二次電池的卷繞電極組件中各正極和負(fù)極卷繞20匝以上50匝以下。因此，正極和負(fù)極之間的周長(zhǎng)差變大。所以，難以預(yù)測(cè)卷繞之前的電極(帶狀電極)中將在最外周上的部分，并且因此難以將消費(fèi)非水電解液二次電池的結(jié)構(gòu)(卷繞電極組件的最外周上的集電體上未設(shè)置混合物層的結(jié)構(gòu))應(yīng)用于大型非水電解液二次電池。因此，在大型非水電解液二次電池中，通過防止正極與負(fù)極的最外周對(duì)向來確保安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，目前，已發(fā)現(xiàn)當(dāng)大型非水電解液二次電池以充電狀態(tài)保存在高溫環(huán)境中時(shí)，這種非水電解液二次電池的性能下降。本發(fā)明保持了非水電解液二次電池的性能高，即使非水電解液二次電池以充電狀態(tài)保存在高溫環(huán)境中。

本發(fā)明的非水電解液二次電池包括卷繞電極組件，在所述卷繞電極組件中正極和負(fù)極在隔板介于所述正極和所述負(fù)極之間的狀態(tài)下卷繞在一起，所述正極在其正極寬度方向一端處具有在正極集電體上未設(shè)置正極混合物層的正極露出部，所述負(fù)極在其負(fù)極寬度方向一端處具有在負(fù)極集電體上未設(shè)置負(fù)極混合物層的負(fù)極露出部。所述正極露出部在所述卷繞電極組件的軸向一端處相對(duì)于所述隔板和所述負(fù)極沿所述卷繞電極組件的軸向向外突出。所述負(fù)極露出部在所述卷繞電極組件的軸向另一端處相對(duì)于所述隔板和所述正極沿所述卷繞電極組件的軸向向外突出。所述正極露出部至少在所述正極的最外周部中具有缺口部。

即使本發(fā)明的非水電解液二次電池以充電狀態(tài)保存在高溫環(huán)境中，也可以防止正極露出部妨礙鋰離子從設(shè)置在正極的最外周部中的正極混合物層的位于卷繞電極組件的內(nèi)周側(cè)的正極混合物層向設(shè)置在負(fù)極的最外周部中的負(fù)極混合物層的移動(dòng)。因此，可以防止在正極的最外周部中正極的電位局部變高。

作為本發(fā)明的制造非水電解液二次電池的方法，例如，可以列舉以這樣的方式將正極、負(fù)極和隔板卷繞在一起的方法，即正極的形成了缺口部的縱向一端側(cè)用作卷繞終止端，而正極的縱向另一端側(cè)用作卷繞開始端。

這里，“正極的寬度方向”指垂直于正極的厚度方向和正極的縱向兩者的方向，“正極的厚度方向”指垂直于正極集電體的設(shè)置了正極混合物層的表面的方向，“正極的縱向”指處于非卷繞狀態(tài)的正極的縱向。這些也適用于“負(fù)極的寬度方向”、“負(fù)極的厚度方向”和“負(fù)極的縱向”，“卷繞電極組件的軸向”指平行于正極的寬度方向和負(fù)極的寬度方向的方向。

在本發(fā)明中，即使非水電解液二次電池以充電狀態(tài)保存在高溫環(huán)境中，也能維持非水電解液二次電池的性能高。

附圖說明

下面將參照附圖說明本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的要素，并且其中：

圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的非水電解液二次電池的主要部分的透視圖；

圖2是沿圖1的線ii-ii截取的截面的主要部分的截面圖；

圖3是示出沿圖2的線iii-iii截取的截面的主要部分的截面圖；

圖4a是正極的平面圖；

圖4b和4c是沿圖4a的線iv-iv截取的截面圖的例子；

圖5是示出常規(guī)大型非水電解液二次電池的卷繞電極組件的主要部分的截面圖；

圖6a和6b是各自示出本發(fā)明的實(shí)施方式的正極的制造方法的一部分的平面圖；以及

圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的非水電解液二次電池的制造方法的一個(gè)工序的平面圖。

具體實(shí)施方式

以下將參考附圖說明本發(fā)明。在本發(fā)明的附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠帧ｉL(zhǎng)度、寬度、厚度、深度等之間的尺寸關(guān)系被適當(dāng)變更以使附圖清晰和簡(jiǎn)化并且不表示實(shí)際的尺寸關(guān)系。

[非水電解液二次電池的結(jié)構(gòu)]圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的非水電解液二次電池的主要部分的透視圖。圖2是示出沿圖1的線ii-ii截取的截面的主要部分的截面圖。圖3是示出沿圖2的線iii-iii截取的截面的主要部分的截面圖。圖4a是正極(處于非卷繞狀態(tài)的正極)的平面圖，圖4b和4c是沿圖4a的線iv-iv截取的截面圖的例子。

在圖4a至4c中，示出了正極13的最外周部13a、正極13的外周端13f和從正極13的外周端13f位于正極13的內(nèi)側(cè)一匝處的部分13g。正極13的外周端13f指卷繞電極組件11的周向上的正極13的端部之中位于卷繞電極組件11的外周側(cè)的端部。正極13的后述內(nèi)周端指卷繞電極組件11的周向上的正極13的端部之中位于卷繞電極組件11的內(nèi)周側(cè)的端部。卷繞電極組件11的周向相當(dāng)于處于非卷繞狀態(tài)的正極13的縱向并且相當(dāng)于處于非卷繞狀態(tài)的負(fù)極17的縱向。這些也適用于稍后將說明的圖6b和圖7。

在本實(shí)施方式的非水電解液二次電池中，卷繞電極組件11和非水電解液(未示出)設(shè)置在電池外殼1中。在卷繞電極組件11中，正極13和負(fù)極17卷繞在一起，其中隔板15介于正極13和負(fù)極17之間。

正極13包括正極集電體30和正極混合物層40。正極混合物層40在除正極13的寬度方向一端以外的區(qū)域中設(shè)置在正極集電體30的兩面中每個(gè)面上。正極13在其寬度方向上的一端處具有在正極集電體30上未設(shè)置正極混合物層40的正極露出部35。正極露出部35在卷繞電極組件11的軸向一端(圖3的左側(cè))處相對(duì)于隔板15和負(fù)極17沿卷繞電極組件11的軸向向外突出并且朝向卷繞電極組件11的內(nèi)周側(cè)彎曲并與設(shè)置在電池外殼1上的正極端子3連接。

負(fù)極17包括負(fù)極集電體70和負(fù)極混合物層80。負(fù)極混合物層80在除負(fù)極17的寬度方向一端以外的區(qū)域中設(shè)置在負(fù)極集電體70的兩面中每個(gè)面上。負(fù)極17在其寬度方向上的一端處具有在負(fù)極集電體70上未設(shè)置負(fù)極混合物層80的負(fù)極露出部75。負(fù)極露出部75在卷繞電極組件11的軸向另一端(圖3的右側(cè))處相對(duì)于正極13和隔板15沿卷繞電極組件11的軸向向外突出并且朝向卷繞電極組件11的內(nèi)周側(cè)彎曲并與設(shè)置在電池外殼1上的負(fù)極端子7連接。

在本實(shí)施方式的非水電解液二次電池中，正極露出部35至少在正極13的最外周部13a中具有缺口部37。對(duì)于該結(jié)構(gòu)，即使本實(shí)施方式的非水電解液二次電池以充電狀態(tài)保存在高溫環(huán)境中，也能保持非水電解液二次電池的性能高。因此，本實(shí)施方式的非水電解液二次電池可以在充電狀態(tài)下在市場(chǎng)上流通。例如，當(dāng)利用本實(shí)施方式的非水電解液二次電池制造車輛用電源時(shí)，配備有處于充電狀態(tài)的非水電解液二次電池的車輛能在市場(chǎng)上流通。因此，在購(gòu)買車輛之后，車輛的購(gòu)買者能在不對(duì)結(jié)合在車輛中的非水電解液二次電池充電的情況下使用車輛。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，可以提高非水電解液二次電池結(jié)合在其中的產(chǎn)品的便利性。以下將對(duì)比常規(guī)大型非水電解液二次電池進(jìn)一步說明本實(shí)施方式的非水電解液二次電池。

在本實(shí)施方式中，在設(shè)置于正極13的最外周部13a中的正極混合物層40之中，位于卷繞電極組件11的內(nèi)周側(cè)的正極混合物層40將被稱為“內(nèi)周側(cè)正極混合物層40a”，而位于卷繞電極組件11的外周側(cè)的正極混合物層40將被稱為“外周側(cè)正極混合物層40b”。此外，在設(shè)置于負(fù)極17的最外周部17a中的負(fù)極混合物層80之中，位于卷繞電極組件11的內(nèi)周側(cè)的負(fù)極混合物層80將被稱為“內(nèi)周側(cè)負(fù)極混合物層80a”，而位于卷繞電極組件11的外周側(cè)的負(fù)極混合物層80將被稱為“外周側(cè)負(fù)極混合物層80b”。

此外，“正極13的最外周部13a”指從正極13的外周端13f到從正極13的外周端13f位于正極13的內(nèi)側(cè)一匝處的部分13g的部分(圖2)。優(yōu)選地，“正極13的最外周部13a”指從自正極13的外周端13f朝向正極13的內(nèi)周端行進(jìn)正極13在卷繞電極組件11的周向上的長(zhǎng)度lt的5％的距離的點(diǎn)起位于正極13的外周端13f側(cè)的部分。即，正極13的最外周部13a的長(zhǎng)度l1優(yōu)選地在正極13的長(zhǎng)度lt的5％以下。這也適用于“負(fù)極17的最外周部17a”。

此外，“正極13的長(zhǎng)度lt”指在卷繞電極組件11的周向上正極13的內(nèi)周端和正極13的外周端13f之間的距離，而“正極13的最外周部13a的長(zhǎng)度l1”指在卷繞電極組件11的周向上正極13的最外周部13a的長(zhǎng)度。

圖5是示出常規(guī)大型非水電解液二次電池的卷繞電極組件的主要部分的截面圖。在圖5所示的卷繞電極組件中，在卷繞電極組件關(guān)于外周側(cè)正極混合物層40b的外周側(cè)依次設(shè)置有隔板15、負(fù)極17的最外周部17a和隔板15。目前，包括圖5所示的卷繞電極組件的非水電解液二次電池以充電狀態(tài)保存在高溫環(huán)境中，結(jié)果，存在非水電解液二次電池的性能下降的情況。本發(fā)明人集中研究了該結(jié)果的原因并獲得以下知識(shí)。

當(dāng)包括圖5所示的卷繞電極組件的非水電解液二次電池被充電時(shí)，外周側(cè)正極混合物層40b中包含的鋰離子(li⁺)經(jīng)隔板15移動(dòng)到內(nèi)周側(cè)負(fù)極混合物層80a。當(dāng)充電后的非水電解液二次電池被保存在高溫環(huán)境中時(shí)，移動(dòng)到內(nèi)周側(cè)負(fù)極混合物層80a的鋰離子由于位于負(fù)極露出部75的相反側(cè)的負(fù)極17的寬度方向端部(圖5的左側(cè))處存在的非水電解液(未示出)而傾向于擴(kuò)散到外周側(cè)負(fù)極混合物層80b中。因此，在外周側(cè)正極混合物層40b的位于設(shè)置了負(fù)極露出部75的一側(cè)的相反側(cè)的正極13的寬度方向端部(圖5的左側(cè))，鋰離子不僅被引出到內(nèi)周側(cè)負(fù)極混合物層80a中，而且被引出到外周側(cè)負(fù)極混合物層80b中，使得鋰離子的引出變得明顯。結(jié)果，正極13的電位變高(例如，正極13的電位升高到4.25v以上(對(duì)li/li⁺))。

在正極13的電位變高的部位，形成正極活性物質(zhì)的金屬傾向于從正極活性物質(zhì)溶解到非水電解液中。這里，負(fù)極17的電位低于正極13的電位。因此，溶解到非水電解液中的金屬離子傾向于在負(fù)極17處還原。鑒于由于該還原而傾向于發(fā)生自放電，非水電解液二次電池的性能下降。

根據(jù)上述知識(shí)，本發(fā)明人首先考慮，如果可以防止鋰離子擴(kuò)散到外周側(cè)負(fù)極混合物層80b中，則能防止自放電。例如，如果不設(shè)置外周側(cè)負(fù)極混合物層80b，則可以防止鋰離子向外周側(cè)負(fù)極混合物層80b中的擴(kuò)散。然而，由于在大型非水電解液二次電池中所包括的卷繞電極組件中電極的卷數(shù)大，所以難以預(yù)測(cè)卷繞之前的負(fù)極17(帶狀負(fù)極17)中將用作最外周部17a的一部分。因此，存在可能設(shè)置外周側(cè)負(fù)極混合物層80b的可能性，結(jié)果，存在鋰離子擴(kuò)散到外周側(cè)負(fù)極混合物層80b中的可能性。

如果在卷繞電極組件11的制作后外周側(cè)負(fù)極混合物層80b從負(fù)極集電體70剝離，則可以解決這樣的問題使得可以設(shè)置外周側(cè)負(fù)極混合物層80b。然而，如果負(fù)極集電體70在剝離外周側(cè)負(fù)極混合物層80b時(shí)損壞，則帶來非水電解液二次電池的性能下降。

另一方面，如果在卷繞電極組件11的制作后將膠帶附貼至外周側(cè)負(fù)極混合物層80b，則可以防止鋰離子向外周側(cè)負(fù)極混合物層80b中的擴(kuò)散。然而，正極13或負(fù)極17的厚度應(yīng)當(dāng)以膠帶的厚度減小。因此，可能帶來非水電解液二次電池的單位體積能量密度的下降。根據(jù)以上情況，本發(fā)明人已考慮難以防止鋰離子向外周側(cè)負(fù)極混合物層80b中的擴(kuò)散。

接下來，本發(fā)明人已考慮，如果可以在正極13的最外周部13a中防止正極13的電位局部變高，則能防止自放電，并且已集中研究了這種技術(shù)。結(jié)果，本發(fā)明人獲得至少在正極的最外周部中在正極露出部中形成缺口部的結(jié)構(gòu)。

即，在本實(shí)施方式中，正極露出部35至少在正極13的最外周部13a中具有缺口部37。利用該結(jié)構(gòu)，可以防止正極露出部35妨礙鋰離子從內(nèi)周側(cè)正極混合物層40a向內(nèi)周側(cè)負(fù)極混合物層80a或外周側(cè)負(fù)極混合物層80b的移動(dòng)(圖3)。因此，可以防止正極13的電位在外周側(cè)正極混合物層40b的位于設(shè)置了負(fù)極露出部75的一側(cè)的相反側(cè)的正極13的寬度方向端部(圖3的左側(cè))處變高。因此，可以防止形成正極活性物質(zhì)的金屬?gòu)恼龢O活性物質(zhì)溶解到非水電解液中，從而可以防止負(fù)極17處發(fā)生還原反應(yīng)。結(jié)果，即使本實(shí)施方式的非水電解液二次電池以充電狀態(tài)保存在高溫環(huán)境中，也能保持非水電解液二次電池的性能高。

另外，由于正極露出部35至少在正極13的最外周部13a中具有缺口部37，所以可以確保正極露出部35和正極端子3之間的連接面積。因此，由于能將正極露出部35和正極端子3之間的連接電阻抑制為低，所以能將非水電解液二次電池的i-v電阻抑制為低。為了有效地獲得這種效果，優(yōu)選的是正極露出部35僅在正極13的最外周部13a中具有缺口部37。以下將說明非水電解液二次電池的各構(gòu)件。

<正極>

(缺口部)“缺口部37”指優(yōu)選地通過完全去除正極露出部35而形成的部分。然而，正極露出部35可部分地保留而不在缺口部37中被去除。在這種情況下，可以防止正極混合物層中包含的固體成分如正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘接劑從正極混合物層脫落。

例如，在缺口部37中，正極集電體30的端面31優(yōu)選地與正極混合物層40的端面41齊平(圖4b)。利用該結(jié)構(gòu)，可以有效地防止正極露出部35妨礙鋰離子從內(nèi)周側(cè)正極混合物層40a向內(nèi)周側(cè)負(fù)極混合物層80a或外周側(cè)負(fù)極混合物層80b的移動(dòng)。然而，即使正極集電體30的端面31與正極混合物層40的端面41相比沿正極13的寬度方向稍微(例如約1mm)向外突出(圖4c)，也可以防止正極露出部35妨礙鋰離子從內(nèi)周側(cè)正極混合物層40a向內(nèi)周側(cè)負(fù)極混合物層80a或外周側(cè)負(fù)極混合物層80b的移動(dòng)。

或者，在缺口部37中，正極露出部35可形成有一個(gè)或多個(gè)通孔。在這種情況下，鋰離子從內(nèi)周側(cè)正極混合物層40a經(jīng)上述一個(gè)或多個(gè)通孔移動(dòng)到內(nèi)周側(cè)負(fù)極混合物層80a或外周側(cè)負(fù)極混合物層80b。因此，可以防止正極露出部35妨礙鋰離子從內(nèi)周側(cè)正極混合物層40a向內(nèi)周側(cè)負(fù)極混合物層80a或外周側(cè)負(fù)極混合物層80b的移動(dòng)。

存在正極13的最外周部13a的長(zhǎng)度l1根據(jù)卷繞電極組件11的卷繞狀態(tài)而與其設(shè)計(jì)長(zhǎng)度不同的情形。為了即使在這些情況下也獲得上述效果(即使非水電解液二次電池以充電狀態(tài)保存在高溫環(huán)境中，也能保持非水電解液二次電池的性能高的效果)，正極露出部35優(yōu)選地在從自正極13的外周端13f朝向正極13的內(nèi)周端行進(jìn)正極13在卷繞電極組件11的周向上的長(zhǎng)度lt的10％的距離的點(diǎn)起位于正極13的外周端13f側(cè)的部分處具有缺口部37。因此，“正極露出部35至少在正極13的最外周部13a中具有缺口部37”意味著正極露出部35在從自正極13的外周端13f朝向正極13的內(nèi)周端行進(jìn)正極13在卷繞電極組件11的周向上的長(zhǎng)度lt的10％的距離的點(diǎn)起位于正極13的外周端13f側(cè)的部分處具有缺口部37。即，缺口部37在卷繞電極組件11的周向上的長(zhǎng)度優(yōu)選地在正極13的長(zhǎng)度lt的10％以下。缺口部37的長(zhǎng)度可以在正極13的長(zhǎng)度lt的5％以下。

(正極集電體)正極集電體30優(yōu)選地具有通常被已知為非水電解液二次電池的正極集電體的結(jié)構(gòu)并且例如是具有在5μm以上50μm以下的厚度的鋁箔。

(正極混合物層)正極混合物層40優(yōu)選地包含正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘接劑。正極活性物質(zhì)優(yōu)選地由通常被已知為非水電解液二次電池的正極活性物質(zhì)的材料制成。例如，作為正極活性物質(zhì)，可以使用通過通式liniacobmnco2(0<a<1，0<b<1，0<c<1，a+b+c＝1)表達(dá)的化合物、通過通式liniacobmnco2(其中ni組分a大)表達(dá)的化合物、通過通式li(nidcoealf)o2(0＜d＜1，0＜e＜1，0＜f＜1，d+e+f＝1)表達(dá)的化合物、具有橄欖石晶體結(jié)構(gòu)的鋰復(fù)合氧化物(例如通過通式lixfepo4(0≤x＜1)表達(dá)的化合物)、具有尖晶石晶體結(jié)構(gòu)的鋰復(fù)合氧化物(例如通過通式liymn2o4(0≤y＜1)表達(dá)的化合物)等。這些可單獨(dú)使用或作為兩種以上的混合物使用。鋰復(fù)合氧化物指包含鋰元素和一種以上過渡金屬元素的氧化物。

導(dǎo)電劑優(yōu)選地由通常被已知為非水電解液二次電池的正極混合物層中包含的導(dǎo)電劑的材料制成并且例如優(yōu)選地是諸如乙炔黑的碳材料。

粘接劑優(yōu)選地由通常被已知為非水電解液二次電池的正極混合物層中包含的粘接劑的材料制成并且例如優(yōu)選地是pvdf(聚偏氟乙烯)。

正極混合物層40中的正極活性物質(zhì)的含量、導(dǎo)電劑的含量和粘接劑的含量?jī)?yōu)選地分別是通常被已知為非水電解液二次電池的正極混合物層中的正極活性物質(zhì)的含量、導(dǎo)電劑的含量和粘接劑的含量的含量。例如，正極活性物質(zhì)層40包含含量在80質(zhì)量％以上95質(zhì)量％以下的正極活性物質(zhì)、含量在3質(zhì)量％以上15質(zhì)量％以下的導(dǎo)電劑和含量在2質(zhì)量％以上5質(zhì)量％以下的粘接劑。

<負(fù)極>負(fù)極集電體70優(yōu)選地具有通常被已知為非水電解液二次電池的負(fù)極集電體的結(jié)構(gòu)并且例如是具有在5μm以上50μm以下的厚度的銅箔。

負(fù)極混合物層80優(yōu)選地包含負(fù)極活性物質(zhì)和粘接劑。負(fù)極活性物質(zhì)優(yōu)選地由通常被已知為非水電解液二次電池的負(fù)極活性物質(zhì)的材料制成。例如，作為負(fù)極活性物質(zhì)，可以使用包含天然石墨作為核心材料的材料、軟碳、硬碳、鈦酸鋰等。作為包含天然石墨作為核心材料的材料，可以使用例如通過對(duì)經(jīng)由在天然石墨的表面上涂覆碳而形成的碳材料施加球化處理而獲得的材料。

粘接劑優(yōu)選地由通常被已知為非水電解液二次電池的負(fù)極混合物層中包含的粘接劑的材料制成并且例如優(yōu)選地是sbr(丁苯橡膠)。

負(fù)極混合物層80中的負(fù)極活性物質(zhì)的含量和粘接劑的含量?jī)?yōu)選地分別是通常被已知為非水電解液二次電池的負(fù)極混合物層中的負(fù)極活性物質(zhì)含量和粘接劑含量的含量。例如，負(fù)極混合物層80包含含量在80質(zhì)量％以上95質(zhì)量％以下的負(fù)極活性物質(zhì)和含量在5質(zhì)量％以上20質(zhì)量％以下的粘接劑。

<隔板>隔板15優(yōu)選地具有通常被已知為非水電解液二次電池的隔板的結(jié)構(gòu)。例如，隔板15可以是由多孔聚烯烴系樹脂(例如聚丙烯)制成的樹脂層或可進(jìn)一步包括耐熱層。

<非水電解液>非水電解液優(yōu)選地具有通常被已知為非水電解液二次電池的非水電解液的結(jié)構(gòu)。例如，非水電解液優(yōu)選地包含一種以上的有機(jī)溶劑和一種以上的鋰鹽并且更優(yōu)選地進(jìn)一步包含過充電抑制劑。

[非水電解液二次電池的制造]圖6a和6b是各自示出本實(shí)施方式的正極的制造方法的一部分的平面圖。圖7是示出本實(shí)施方式的非水電解液二次電池的制造方法的一個(gè)工序的平面圖。本實(shí)施方式的非水電解液二次電池的制造方法包括準(zhǔn)備正極13的工序、準(zhǔn)備負(fù)極17的工序和制作卷繞電極組件11的工序。

<正極的準(zhǔn)備>例如，能根據(jù)以下方法制作正極13。首先，準(zhǔn)備在平面圖中呈矩形的正極集電體30，然后在除了正極集電體30的寬度方向一端以外的區(qū)域中在正極集電體30的每個(gè)面上形成正極混合物層40。這里，正極集電體30的寬度方向平行于正極13的寬度方向。

正極混合物層40的形成方法未被特別地限定?？上虺苏龢O集電體30的寬度方向一端以外的區(qū)域涂布包含正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘接劑的正極混合物糊狀物，然后干燥。或者，可將包含正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘接劑的濕潤(rùn)顆粒粒子壓接至除了正極集電體30的寬度方向一端以外的區(qū)域，然后干燥。在平面圖中呈矩形的正極集電體30未形成有缺口部37。因此，在所形成的電極中，正極露出部35從正極13的縱向一端到其另一端連續(xù)地形成(圖6a)。

然后，在正極13的縱向一端側(cè)在正極露出部35中形成缺口部37(圖6b)。優(yōu)選地，在從自正極13的縱向一端朝向正極13的縱向另一端行進(jìn)正極13在正極13縱向上的長(zhǎng)度lt的10％的距離的點(diǎn)起位于正極13的縱向一端側(cè)的部分處在正極露出部35中形成缺口部37。更優(yōu)選地，在從自正極13的縱向一端朝向正極13的縱向另一端行進(jìn)正極13在正極13縱向上的長(zhǎng)度lt的5％的距離的點(diǎn)起位于正極13的縱向一端側(cè)的部分處在正極露出部35中形成缺口部37。

缺口部37的形成方法未被特別地限定。例如，能通過利用能夠切斷正極集電體30的切斷器在正極13的縱向一端側(cè)切斷正極露出部35來形成缺口部37。這樣，獲得了正極13。

可在制作卷繞電極組件11之后形成缺口部37(后述實(shí)施例)，但能通過在制作卷繞電極組件11之前形成缺口部37來縮短形成缺口部37所需的時(shí)間。因此，優(yōu)選利用形成有缺口部37的正極13來制作卷繞電極組件11。

<負(fù)極的準(zhǔn)備>例如，能根據(jù)以下方法制作負(fù)極17。首先，準(zhǔn)備在平面圖中呈矩形的負(fù)極集電體70，然后在除了負(fù)極集電體70的寬度方向一端以外的區(qū)域中在負(fù)極集電體70的每個(gè)面上形成負(fù)極混合物層80。負(fù)極混合物層80的形成方法未被特別地限定?？上虺素?fù)極集電體70的寬度方向一端以外的區(qū)域涂布包含負(fù)極活性物質(zhì)和粘接劑的負(fù)極混合物糊狀物，然后干燥。或者，可將包含負(fù)極活性物質(zhì)和粘接劑的濕潤(rùn)顆粒粒子壓接至除了負(fù)極集電體70的寬度方向一端以外的區(qū)域，然后干燥。這樣，獲得了負(fù)極17。這里，負(fù)極集電體70的寬度方向平行于負(fù)極17的寬度方向。

<卷繞電極組件的制作>將正極13和負(fù)極17卷繞在一起，其中隔板15介于正極13和負(fù)極17之間。這樣，獲得了負(fù)極卷繞組件11。具體地，首先，將隔板15配置在正極13與負(fù)極17之間。這種情況下，以這樣的方式配置正極13、負(fù)極17和隔板15，即正極露出部35和負(fù)極露出部75在正極13的寬度方向上(或在負(fù)極17的寬度方向上)沿互相相反的方向相對(duì)于隔板15突出(圖7)。

然后，將卷繞軸配置成平行于正極13的寬度方向，并且利用該卷繞軸將正極13、負(fù)極17和隔板15卷繞在一起。這種情況下，以這樣的方式將正極13、負(fù)極17和隔板15卷繞在一起，即在正極13的縱向端部之中，形成有缺口部37的端部用作卷繞終止部，而位于形成有缺口部37的端部側(cè)的相反側(cè)的端部用作卷繞開始端(圖7)。因此，在正極13的縱向端部之中，形成有缺口部37的端部用作正極13的外周端13f，而位于形成有缺口部37的端部側(cè)的相反側(cè)的端部用作正極13的內(nèi)周端。缺口部37位于正極13的最外周部13a中?？上蜻@樣獲得的電極組件施加互相逆向的壓力。

<密封>設(shè)置在電池外殼1的蓋上的正極端子3與正極露出部35連接，而設(shè)置在電池外殼1的蓋上的負(fù)極端子7與負(fù)極露出部75連接。因此，蓋與卷繞電極組件11連接。此后，將卷繞電極組件11放入電池外殼1的外殼本體的凹部中并且然后用蓋密封外殼本體的開口。

通過形成在外殼本體或蓋中的電解液注入孔將非水電解液供給到外殼本體的凹部。在按需將電池外殼1內(nèi)減壓之后，密封電解液注入孔。這樣，制作了本實(shí)施方式的非水電解液二次電池。

以下將參考實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。

<實(shí)施例1>

(正極的制作)準(zhǔn)備lini1/3co1/3mn1/3o2粉末作為正極活性物質(zhì)。將正極活性物質(zhì)、乙炔黑和pvdf以90：8：2的質(zhì)量比混合并使用nmp(n-甲基吡咯烷酮)稀釋。這樣，獲得了正極混合物糊狀物。

以使得鋁箔的寬度方向一端露出的方式向鋁箔(正極集電體)的兩面涂布正極混合物糊狀物，然后干燥。軋制所獲得的電極板以獲得正極。即，在正極中，在除了鋁箔的寬度方向一端以外的區(qū)域中在鋁箔的兩面中的每個(gè)面上形成正極混合物層。

(負(fù)極的制作)準(zhǔn)備包含天然石墨作為核心材料的材料(通過對(duì)借助于在天然石墨的表面上涂覆碳而形成的碳材料施加球化處理而獲得的材料)作為負(fù)極活性物質(zhì)。將負(fù)極活性物質(zhì)、cmc(羧甲基纖維素)的鈉鹽(增粘劑)和sbr(粘接劑)以98：1：1的質(zhì)量比混合并用水稀釋。這樣，獲得了負(fù)極混合物糊狀物。

以使得銅箔的寬度方向一端露出的方式向銅箔(負(fù)極集電體)的兩面涂布負(fù)極混合物糊狀物，然后干燥。軋制所獲得的電極板以獲得負(fù)極。即，在負(fù)極中，負(fù)極混合物層形成在除了銅箔的寬度方向一端以外的區(qū)域中形成在銅箔的兩面中的每個(gè)面上。

(卷繞電極體的制作和插入)準(zhǔn)備各自都通過依次層疊pe(聚乙烯)層、pp(聚丙烯)層和pe層而形成的隔板。以使得鋁箔從正極混合物層露出的部分(正極露出部)和銅箔從負(fù)極混合物層露出的部分(負(fù)極露出部)在鋁箔的寬度方向上沿互相相反的方向相對(duì)于隔板突出的方式配置正極、負(fù)極和隔板。此后，將卷繞軸配置成平行于鋁箔的寬度方向，并利用該卷繞軸將正極、負(fù)極和隔板卷繞在一起。在用作正極的最外周部的部分明確之后，在用作正極的最外周部的部分處完全切斷正極露出部(缺口部的形成)。對(duì)所獲得的卷繞電極組件(筒形電極組件)施加互相逆向的壓力，由此獲得扁平卷繞電極組件。

設(shè)置在電池外殼的蓋上的正極端子與正極露出部連接，而設(shè)置在電池外殼的蓋上的負(fù)極端子與負(fù)極露出部連接。因此，蓋與扁平卷繞電極組件連接。此后，使用由pe制成的包裝材料覆蓋扁平卷繞電極組件，然后將其放入電池外殼的外殼本體的凹部中，并且然后用蓋密封外殼本體的開口。

(非水電解液的調(diào)制和注入)將ec(碳酸乙烯酯)、dmc(碳酸二甲酯)和emc(碳酸甲乙酯)以3：4：3的體積比混合。向這樣獲得的混合溶劑添加lipf6，由此獲得非水電解液。在所獲得的非水電解液中，lipf6的濃度為1.0mol/l。

通過形成在蓋中的電解液注入孔將所獲得的非水電解液注入外殼本體的凹部中。在將電池外殼內(nèi)壓力降低之后，密封電解液注入孔。這樣，制作了本實(shí)施例的鋰離子二次電池(額定容量：30ah)。

(初始放電容量的測(cè)量)在25℃下，本實(shí)施例的鋰離子二次電池利用21a的電流(0.7c)被cc-cv(恒定電流-恒定電壓)充電至4.1v的電池電壓(在2小時(shí)內(nèi)切斷)并且然后利用15a的電流(0.5c)被cc-cv放電至3.0v的電池電壓(在4小時(shí)內(nèi)切斷)。該cc-cv放電進(jìn)行時(shí)的放電容量被給定為初始放電容量。

(soc的下降速度的計(jì)算)在測(cè)量初始放電容量之后，將鋰離子二次電池充電。在該充電中，利用21a的電流(0.7c)將鋰離子二次電池cc-cv充電至4.3v的電池電壓(在3小時(shí)內(nèi)切斷)。將該鋰離子二次電池在80℃下保存3天，然后根據(jù)初始放電容量的測(cè)量方法測(cè)量放電容量(保存之后的放電容量)。

此后，將鋰離子二次電池充電。在該充電中，利用21a的電流(0.7c)將鋰離子二次電池cc-cv充電至4.1v的電池電壓(在2小時(shí)內(nèi)切斷)。將這樣處于滿充電狀態(tài)的鋰離子二次電池在25℃下放置100天。根據(jù)初始放電容量的測(cè)量方法測(cè)量該鋰離子二次電池的放電容量(殘留容量)。將測(cè)定的初始放電容量、保存之后的放電容量和殘留容量代入下式1中，由此計(jì)算soc的下降速度。結(jié)果在表1中示出。

(soc的下降速度)＝{(保存之后的放電容量)-(殘留容量)}/(初始放電容量)...式1

表1

(i-v電阻的測(cè)量)將鋰離子二次電池的soc(充電狀態(tài))調(diào)節(jié)至充電60％的狀態(tài)。此后，在25℃下利用200a的電流將鋰離子二次電池放電10秒。測(cè)量該放電前后的電壓變化量(δv)并且然后將測(cè)定的δv除以上述電流值以獲得“i-v電阻”。結(jié)果在表1中示出。

<比較例1>除了不在用作正極的最外周部的部分處切斷正極露出部(不形成缺口部)之外根據(jù)實(shí)施例1中所述的方法制造鋰離子二次電池。根據(jù)實(shí)施例1中所述的方法對(duì)所獲得的鋰離子二次電池進(jìn)行soc的下降速度的計(jì)算和i-v電阻的測(cè)量。結(jié)果在表1中示出。

<考察>在實(shí)施例1中，soc的下降速度小于比較例1中的soc的下降速度。由此考慮與比較例1相比在實(shí)施例1中防止了自放電。認(rèn)為其原因是在正極的最外周部中防止了正極的電位局部變高。本發(fā)明人已經(jīng)確認(rèn)了這一點(diǎn)。

本發(fā)明人除了正極、負(fù)極和隔板的長(zhǎng)度短之外根據(jù)實(shí)施例1中所述的方法制造了實(shí)施例1的模擬鋰離子二次電池，并且然后將制得的鋰離子二次電池充電。從充電后的鋰離子二次電池取出正極并且測(cè)量正極的最外周部的位于缺口部附近的部分的電位。同樣，本發(fā)明人除了正極、負(fù)極和隔板的長(zhǎng)度短之外根據(jù)比較例1中所述的方法制造了比較例1的模擬鋰離子二次電池，并且然后將制得的鋰離子二次電池充電。從充電后的鋰離子二次電池取出正極并且測(cè)量正極的最外周部的位于正極露出部附近的部分的電位。結(jié)果，與比較例1的模擬鋰離子二次電池相比，在實(shí)施例1的模擬鋰離子二次電池中電位下降約50mv。

在實(shí)施例1和比較例1中i-v電阻相同。即，在實(shí)施例1中，盡管在正極露出部中形成了缺口部，但是正極露出部和正極端子之間的電阻被抑制為低。認(rèn)為其原因在于，缺口部?jī)H形成在正極露出部的位于正極的最外周部中的部分處。

應(yīng)當(dāng)考慮本文中公開的實(shí)施方式和實(shí)施例僅出于說明目的并且在任何方面都不應(yīng)理解為限制性的。