鋰離子二次電池及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子二次電池，例如涉及電動汽車和混合動力汽車等的動力用電源中使用的鋰離子二次電池及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，作為電動汽車和混合動力汽車等的動力用電源，要求高能量密度且輸入輸出特性優(yōu)秀的長壽命的電池。此外，出于重視環(huán)境性能的觀點，汽車存在用電池行駛的趨勢，要求大容量的電池。
[0003]鋰離子二次電池具有:將能夠使鋰離子嵌脫的碳材料等作為活性物質(zhì)使用的負(fù)極；將能夠使鋰離子嵌脫的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物作為活性物質(zhì)使用的正極；和由具有微多孔性的樹脂制膜構(gòu)成的隔膜。在卷繞型的鋰離子二次電池中，隔著隔膜卷繞負(fù)極和正極形成電極組(卷繞組)，將電極組收納在金屬桶(金屬罐)等容器中(例如專利文獻(xiàn)I)。
[0004]此外，因為這樣的鋰離子二次電池具有高電壓、高能量，所以在正在充電的狀態(tài)下發(fā)生正極與負(fù)極接觸這樣的內(nèi)部短路時，存在導(dǎo)致高溫發(fā)熱的可能性。于是，為了在隔膜因熱收縮時防止內(nèi)部短路，提出了在電極端部配置絕緣性覆膜的技術(shù)等(例如專利文獻(xiàn)2)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-199114號公報
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-95382號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鋰離子二次電池中，如上所述，為了防止正極與負(fù)極接觸這樣的內(nèi)部短路，提出了在電極端部配置絕緣層等的技術(shù)方案，但是因為絕緣層與電極合劑層的密合強(qiáng)度不充分，所以存在絕緣層與電極合劑層剝離、或絕緣層與電極合劑層之間產(chǎn)生間隙的課題。
[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠充分確保絕緣層與電極合劑層的密合強(qiáng)度，進(jìn)而防止絕緣層與電極合劑層之間產(chǎn)生間隙，避免發(fā)生內(nèi)部短路的鋰離子二次電池及其制造方法。
[0011]用于解決殼課題的技術(shù)手段
[0012]本發(fā)明的鋰離子二次電池具有以下特征。
[0013]—種鋰離子二次電池，其包括在正極與負(fù)極之間設(shè)置有隔膜的電極組，該鋰離子二次電池的特征在于:上述正極包括:正極集電體；在該正極集電體的表面形成的正極合劑層；和在上述正極集電體的表面并且沿著上述正極合劑層的端部形成的絕緣層，在上述正極合劑層與上述絕緣層之間，設(shè)置有構(gòu)成上述正極合劑層的正極合劑與構(gòu)成上述絕緣層的絕緣材料混合形成的混合層。
[0014]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠利用混合層產(chǎn)生的錨定效果充分確保絕緣層與合劑層的密合強(qiáng)度，還能夠防止絕緣層與合劑層之間產(chǎn)生間隙。由此，能夠避免發(fā)生內(nèi)部短路。此外，上述以外的課題、結(jié)構(gòu)和效果通過以下實施方式的說明而說明。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的一個實施方式的鋰離子二次電池的扁平形卷繞電極組的分解立體圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的一個實施方式的鋰離子二次電池的分解立體圖。
[0017]圖3是本發(fā)明的一個實施方式的鋰離子二次電池的外觀立體圖。
[0018]圖4是本發(fā)明的一個實施方式的鋰離子二次電池的電池制造工藝的流程圖。
[0019]圖5是關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式的鋰離子二次電池，用截面表示本發(fā)明的實施例中的正極電極的主要部分的示意圖。
[0020]圖6是說明正極電極的電極合劑層、絕緣層和混合層的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
[0021]圖7是說明形成混合層的方法的圖。
【具體實施方式】
[0022]鋰離子二次電池具有在負(fù)極與正極之間設(shè)置有隔膜的電極組。正負(fù)電極在作為集電體的金屬箔的表面形成有合劑層(活性物質(zhì)合劑層)。合劑層通過在金屬箔的表面涂敷含有活性物質(zhì)的合劑而形成。但是，在金屬箔的一部分區(qū)域部分不涂敷合劑，不形成合劑層。未形成合劑層的區(qū)域部分中，金屬箔露出，被稱為未涂敷部。并且，形成了合劑層的部分被稱為合劑涂敷部。用于從電極集電的集電引片沿著設(shè)置有該未涂敷部的邊形成。通過像這樣制造正負(fù)電極，具有合劑涂敷部、未涂敷部以及在未涂敷部形成的集電引片。
[0023]本發(fā)明的鋰離子二次電池，在對正極集電體的表面部分地涂敷正極合劑而形成正極合劑層、與在正極集電體的表面的未涂敷正極合劑的區(qū)域即未涂敷部的邊界部，以及該邊界部附近，配置由絕緣材料構(gòu)成的帶狀的絕緣層。絕緣層沿著合劑涂敷部與未涂敷部的邊界部分設(shè)置，在正極集電體的表面并且沿著正極合劑層的端部形成。帶狀的絕緣層與正極合劑層部分地形成混合層，正極合劑層與絕緣層之間不存在間隙。即，在正極合劑層與絕緣層之間，存在正極合劑與絕緣材料混合而成的混合層。
[0024]以下，參考圖1?圖7，說明本發(fā)明的鋰離子二次電池及其制造方法的實施方式。
[0025]圖3是本發(fā)明的一個實施方式的鋰離子二次電池的外觀立體圖。
[0026]鋰離子二次電池22被稱為所謂方形電池，具有通過深沖加工(de印drawing)形成的扁平箱形的電池容器12、和使電池容器12的上部開口 12a(參考圖2)密閉的長方形的電池蓋10。在電池蓋10設(shè)置有正極外部端子9和負(fù)極外部端子8。而且，在電池蓋10的正極外部端子9與負(fù)極外部端子8的中間位置，設(shè)置有將電池蓋10焊接在電池容器12上并密閉之后，用于對電池容器12內(nèi)注入電解液的注液口 11。
[0027]圖2是鋰離子二次電池的分解立體圖。
[0028]負(fù)極外部端子8和正極外部端子9分別以貫通電池蓋10且一部分向電池蓋10的背面一側(cè)突出的狀態(tài)安裝在電池蓋10。而且，負(fù)極集電板6以電導(dǎo)通的狀態(tài)連接在負(fù)極外部端子8，正極集電板7以電導(dǎo)通的狀態(tài)連接在正極外部端子9。正極集電板7通過超聲波焊接與扁平形卷繞電極組21的正極未涂敷部Ib接合，負(fù)極集電板6通過超聲波焊接與扁平形卷繞電極組21的負(fù)極未涂敷部2b接合。扁平形卷繞電極組21以其卷繞軸方向兩端部利用正極集電板7和負(fù)極集電板6從電池蓋10懸吊支承的狀態(tài)，被收容在電池容器12內(nèi)。電池蓋10在閉塞電池容器12的上部開口 12a的狀態(tài)下通過激光焊接與電池容器12接合，將電池容器12的上部開口 12a密閉。
[0029]鋰離子二次電池22通過從電池蓋10的注液口 11對電池容器12內(nèi)注入能夠浸潤扁平形卷繞電極組21整體的規(guī)定量的非水電解液之后，使注液口 11密閉而完成。非水電解液能夠使用在將碳酸乙烯酯(EC)與碳酸二甲酯(DMC)以體積比1: 2的比例混合而成的混合溶液中以I摩爾/升的濃度溶解了六氟化磷酸鋰(LiPF6)得到的電解液。
[0030]圖1是本發(fā)明的一個實施方式的鋰離子二次電池的扁平形卷繞電極組的立體圖，為了說明結(jié)構(gòu)而表示出了使卷繞終點端部展開后的狀態(tài)。
[0031]扁平形卷繞電極組21通過使正極I與負(fù)極I重疊，扁平狀地卷繞而形成。在扁平形卷繞電極組21的正極I與負(fù)極2之間，存在隔膜3、4，使正極I與負(fù)極2之間絕緣。在扁平形卷繞電極組21的最外周卷繞隔膜4，為了使卷繞不松開而用膠帶等固定隔膜4的卷繞終點端部(未圖示)。
[0032]正極I包括:由具有一定寬度的金屬箔構(gòu)成的正極集電體；在正極集電體的表面部分地形成的正極合劑層Ia ;和正極集電體的表面露出的未涂敷部lb。正極合劑層Ia通過在正極集電體的表面的一部分涂敷正極合劑而形成，未涂敷部Ib通過在正極集電體部分地不涂敷正極合劑而使正極集電體露出來形成。正極合劑層Ia在正極集電體的兩面、SP正極集電體的一方的表面和另一方的表面分別形成，具有一定的厚度。未涂敷部Ib按照沿著正極集電體的一方的長邊以一定寬度延伸的方式形成。在正極合劑層Ia與未涂敷部Ib的邊界部設(shè)置有絕緣層5。對于絕緣層5的詳情在后文敘述。
[0033]負(fù)極2包括:由具有一定寬度的金屬箔構(gòu)成的負(fù)極集電體；在負(fù)極集電體的表面涂敷負(fù)極合劑形成的負(fù)極合劑層2a ;和負(fù)極集電體露出的未涂敷部2b。負(fù)極合劑層2a通過在負(fù)極集電體的表面的一部分涂敷負(fù)極合劑而形成，未涂敷部2b通過在負(fù)極集電體部分地不涂敷負(fù)極合劑而使負(fù)極集電體露出來形成。負(fù)極合劑層2a在負(fù)極集電體的兩面、SP負(fù)極集電體的一方的表面和另一方的表面分別形成，具有一定的厚度。未涂敷部2b按照沿著負(fù)極集電體的一方的長邊以一定寬度延伸的方式形成。
[0034]負(fù)極2的長邊方向(卷繞方向)的長度比正極I長，在扁平形卷繞電極組21中構(gòu)成為，以負(fù)極2比正極I靠內(nèi)周側(cè)(卷繞軸中心側(cè))地配置的方式開始卷繞，以比正極I靠外周側(cè)地配置的方式結(jié)束卷繞的結(jié)構(gòu)。負(fù)極2的負(fù)極合劑層2a在短邊方向(卷繞軸方向)上具有比正極合劑層Ia大的寬度。扁平形卷繞電極組21以由負(fù)極2夾著正極1、并且負(fù)極合劑層2a的短邊方向兩端部配置在