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電極及具有電極的電池的制作方法_3

文檔序號:9925480閱讀:來源:國知局
100的制造通常通過將發(fā)電元件70封入外 封裝體80的內部W后注入電解液,將外封裝體80的內部抽真空后進行密封來進行。當在運 種狀態(tài)下在外封裝體80的內部產生了氣體時,如果外封裝體80的內部存在可供所產生的氣 體積存的空間,則所產生的氣體積存在該空間而使外封裝體80膨脹。本說明書中將運樣的 空間定義為"剩余空間81",將外封裝體不發(fā)生破裂而最大限度膨脹時的剩余空間的體積定 義為V2。如上所述,V2/V1的值優(yōu)選為0.5~1.0,進一步優(yōu)選為0.6~0.9,特別優(yōu)選為0.7~ 0.8 O
[0047] 另外,如上所述,在本發(fā)明中,所注入的電解液的體積與上述剩余空間81的體積的 比值被控制為規(guī)定范圍內的值。具體而言,注入到外封裝體80中的電解液的體積化)相對于 外封裝體80內部的剩余空間81的體積V2的比值化/V2)控制在0.4~0.7較為理想。L/V2的值 優(yōu)選為0.45~0.65,特別優(yōu)選為0.5~0.6。
[0048] 此外,在本實施方式中,優(yōu)選的是,存在于外封裝體80內部的剩余空間81至少配置 在發(fā)電元件70的鉛垂上方。通過采用運樣的構成,能夠把所產生的氣體積存在剩余空間81 所存在的發(fā)電元件70的鉛垂上方部分。因此,與剩余空間81存在于發(fā)電元件70的側方部分、 下方部分的場合相比,在外封裝體80的內部,能夠使電解液優(yōu)先存在于發(fā)電元件70所存在 的下方部分。其結果是,能夠確保發(fā)電元件70總是處于被浸泡在更多的電解液中的狀態(tài),能 夠把伴隨電解液干澗而發(fā)生的電池性能的下降抑制在最低限度。此外,對于為了實現(xiàn)把剩 余空間81配置在發(fā)電元件70的鉛垂上方的具體構成沒有特別的限制,可W列舉,例如采用 使外封裝體80自身的材質、形狀W不朝向發(fā)電元件70的側方部分、下方部分膨脹的構成,或 者在外封裝體80的外部配置可防止外封裝體80向其側方部分、下方部分膨脹的構件。
[0049] 在用于汽車等用途方面,最近,要求將電池大型化。于是,對于具有本發(fā)明的電極 10的電池100的效果,在正極20的活性物質層22和負極30的活性物質層32均具有大的電極 面積的大面積電池的情況下,更加有效地發(fā)揮運一效果。即,在大面積電池的情況下,能夠 進一步抑制由于電極1〇(正極20、負極30)與分隔件40的摩擦而引起的電極表面的粘著破 壞,即使有振動輸入也能維持電池特性,在運一點上表現(xiàn)優(yōu)異。所W,在本實施方式中,用外 封裝體80包覆起來的發(fā)電元件70的電池結構體是大型的運一點在可使本實施方式的效果 得到進一步發(fā)揮的意義上是令人滿意的。具體而言,電極1〇(正極20、負極30)的活性物質層 為長方形形狀,該長方形的短邊的長度為IOOmmW上較為理想。運樣的大型電池能夠用于車 輛用途。運里,負極30的活性物質層32的短邊的長度,指的是各電極中長度最短的邊。電池 結構體的短邊的長度上限雖無特別限制,但通常在250mmW下。
[0050] 另外,作為不同于電極10(正極20、負極30)的物理意義上的大小的觀點的大型化 電池的觀點,可從電池面積、電池容量的關系來規(guī)定電池的大型化。例如,在扁平層疊型層 壓電池的情況下,電池的面積(包含外封裝體在內的電池的投影面積)相對于額定容量的比 值為ScmVAhW上,且額定容量為3AhW上。在電池中,由于單位容量的電池面積大,所W除 去電極間產生的氣體是一件困難的事情。由于運樣的氣體的產生,特別是如果在大型電極 間存在氣體滯留部,則就容易使不均勻反應W運部分為起點發(fā)展下去。因此,負極的活性物 質層的形成使用了 SBR等水性粘結劑的大型化電池的電池性能(特別是長期循環(huán)后的壽命 特性)低下運樣的問題更加容易顯著化。所W,本實施方式所設及的非水電解質二次電池, 雖然是上述那樣的被大型化了的電池,但是在本發(fā)明的作用效果的體現(xiàn)所帶來的優(yōu)點更大 運一點上是令人滿意的。再有,矩形形狀的電極的長寬比優(yōu)選為I~3,進一步優(yōu)選為I~2。 此外,定義電極的長寬比為矩形形狀的正極活性物質層的縱橫比。通過使長寬比落在運樣 的范圍里,可使氣體在面方向上均勻地排出。
[0051] 電池100的額定容量可通過W下方法求得。
[0052] 在試驗用電池中注入電解液W后,放置10小時左右,進行初期充電,其后,在溫度 25°C ,3.OV到4.15V的電壓范圍的條件下,根據(jù)下面的步驟1~5測定額定容量。
[(K)對步驟1:進行0.2C的定流充電,到達4.15VW后,休止5分鐘。
[0054] 步驟2:步驟1之后,進行1.5小時的定壓充電,休止5分鐘。
[0055] 步驟3:通過0.2C的定流放電到達3.OVW后,進行2小時的定壓放電,其后,休止10 秒鐘。
[0056] 步驟4:通過0.2C的定流充電到達4. IVW后,進行2.5小時的定壓充電,其后,休止 10秒鐘。
[0057] 步驟5:通過0.2C的定流放電到達3.OVW后,進行2小時定壓放電,其后,休止10秒 鐘。
[0058] 額定容量:將步驟5中的從定流放電到定壓放電的放電中的放電容量(CCCV放電容 量)規(guī)定為額定容量。
[0059] 上述第一實施方式所設及的電極10具有W下的作用效果。
[0060] 本電極1〇(正極20)中具有集電體21、活性物質層22和絕緣構件50。活性物質層22 在集電體21上留下使集電體21的一部分露出而形成的露出部21b,同時W形成傾斜部25的 方式進行層疊,其中,傾斜部25W厚度朝向露出部2化變薄的方式傾斜。絕緣構件50從露出 部2化覆蓋到傾斜部25。
[0061] 根據(jù)采用運樣構成的電極10,即使在集電體21上的活性物質層22的端部2姑設置 絕緣構件50,也能減輕施加在電極10(正極20、負極30)上的壓力的不均勻程度。所W,本發(fā) 明的電極1〇(正極20)能夠減輕電極反應的不均勻程度,其結果是能夠提高循環(huán)特性。
[0062] 而且,活性物質層22的被絕緣構件50覆蓋的端部2姑的厚度化和絕緣構件50的厚 度的層疊方向成分Tz的合計Tg小于等于沒有被絕緣構件50覆蓋的活性物質層22的厚度T。
[0063] 根據(jù)采用運樣構成的電極10,在將絕緣構件50從電極10(正極20)的集電體21上的 活性物質層22設置到露出部2化的情況下,使活性物質層22的被絕緣構件50覆蓋的端部22a 的厚度Ta和絕緣構件50的厚度的層疊方向成分Tz的合計Tg小于等于沒有被絕緣構件50覆 蓋的活性物質層22的厚度T。因此,在本發(fā)明的電極10(正極20)中,即使在集電體21上的活 性物質層22的端部2^1設置絕緣構件50,也能使施加在電極10(正極20、負極30)上的壓力均 勻。所W,本發(fā)明的電極1〇(正極20、負極30)能夠使電極反應均勻,其結果是能夠提高循環(huán) 特性。另外,在將正極20、分隔件40、負極30層疊多個而構成電池100的時候,在電極10的面 方向的端部,能夠防止電池100的層疊方向的高度變得比端部W外的部位高。所W,能夠提 供電池100的良好的布置性。
[0064] 還有,絕緣構件50被延伸設置到負極30的集電體31或者活性物質層32的面方向的 端部35之外。
[0065] 根據(jù)運樣構成的電極10(正極20),能夠有效地防止內部短路的發(fā)生。
[0066] 而且,在本電極10(正極20)中,正極引板(引板)24被連接于集電體21的端部上,絕 緣構件50被配置在連接有正極引板24的邊的活性物質層22上。
[0067] 根據(jù)運樣構成的電極10(正極20),由于將絕緣構件50設在連接有正極引板24的邊 的活性物質層22的端部22a,所W能夠使施加在正極引板24附近的活性物質層22上的壓力 的不均勻程度減輕。因此,本發(fā)明的電極1〇(正極20)能夠減輕正極引板24附近的正極20的 活性物質層22的電極反應的不均勻程度,由此,能夠使電流順利地流向正極引板24。所W, 本發(fā)明的電極1〇(正極20)能夠提高循環(huán)特性。
[0068] 還有,本電極10的集電體和活性物質層為正極20用的集電體和活性物質層。
[0069] 如圖2所示,在本實施方式中,將絕緣構件50設在了正極20上。因此,在本實施方式 中,設有絕緣構件50-側的集電體和活性物質層是正極20用的集電體21和活性物質層22。 運樣,在將正極20、分隔件40、負極30層疊起來構成電池100時,設于正極20的絕緣構件50能 夠減輕施加在正極20和負極30上的壓力的不均勻程度,能夠減輕電極反應的不均勻程度。 所W,在本電池100中能夠使循環(huán)特性提高。
[0070] 再有,在本電極10中,絕緣構件50被配置在俯視時與負極30的活性物質層32的形 成范圍重疊的位置上。
[0071] 鄰接的電極(正極20、負極30)基本上是通過分隔件4
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