一种圆柱形锂二次电池，具有出色的抗短路性能，能够防止因坠落所造成的容量损失，并且在电池特性方面具有良好的平衡。该圆柱形锂二次电池包括：圆柱形电池罐；电极组件和非水电解液。电极组件具有位于正极和负极之间的多孔耐热层。电极组件具有一个中心空腔，其中插有一根空心轴。空心轴具有一个沿其整个长度延伸的狭缝。空心轴的外径Ａ和狭缝的宽度Ｂ满足关系式：０．１≤Ｂ／Ａ≤０．６。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】圆柱形锂二次电池
本专利技术涉及一种具有出色的抗短路性和耐热性的安全程度较高的锂二次电池，尤其涉及一种防止由于冲击如坠落造成的容量损失的技术。
技术介绍
锂二次电池作为一种用于便携式和其它设备的高容量电源已受到人们的关注。此外，锂二次电池作为电动汽车等的高输出电源最近也正受到关注。化学电池如锂二次电池通常具有一个使正极和负极电气绝缘并用以保持电解液的隔膜。对于锂二次电池，主要使用由聚烯烃(如聚乙烯和聚丙烯等)制成的微孔膜作为隔膜。圆柱形锂二次电池的电极组件是通过将正极、负极以及位于两个电极之间的隔膜一起卷绕成圆柱形制备而成的。在电极组件的中心处有一个预留空腔。在电池的生产过程中，为了使电极组件浸没于非水电解液中，将一种非水电解液注入到电极组件的中心空腔内。在充电/放电期间，电极组件中的电极会膨胀或收缩，因此电极组件会有逐渐变形的趋势。所以，为了防止电极组件变形(以及由于变形所引起的电极损坏)，提出了在电极组件的中心处将其压紧(专利文献1)。为了同样的目的，还提出一种将一根空心轴插入到电极组件的中心空腔内的简单结构(专利文献2)。当这个空心轴被插入到电极组件的中心空腔内时，由于空心轴沿着整个长度方向具有一个狭缝，被注入到电极组件中心空腔的非水电解液就从这个狭缝进入到电极组件中。同时，当锂二次电池长期存放在非常高温的环境中时，其由微孔膜制成的隔膜会有收缩的趋势。如果隔膜收缩，则正极和负极可能会相互接触，从而引起内部短路。考虑到随着锂二次电池容量的增加，隔膜正变得越来越薄的发展趋势，防止内部短路就变得异常重要。一旦发生内部短路，由短路电流所产生的焦耳热量会导致短路扩大，从而引起电极过热。因此，在发生内部短路的情况下，为了抑制这种短路扩大，提出在电极活性材料层上形成一层含有无机填料(固体细颗粒)和粘合剂的多孔耐热层(专利文献3)。氧化铝和二氧化硅等可以作为无机填料使用。无机填料被填充在多孔耐热层中，而且用相对少量的粘-->合剂将填料颗粒相互粘结在一起。由于多孔耐热层甚至在高温下也能抵抗收缩，因此在发生内部短路的情况下，可以起到抑制电池过热的作用。专利文献1：日本公开专利公报No.Hei 11-224689专利文献2：日本公开专利公报No.2003-317805专利文献3：日本公开专利公报No.Hei 7-220759
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题为了获得一种出色的锂二次电池，可以将专利文献1或专利文献2的方案与专利文献3的方案结合在一起。这样结合可以抑制电极组件的变形并明显减少内部短路情况的发生，但当电池受到冲击如坠落时，可能会引起明显的容量损失。考虑到上述问题，本专利技术的一个目的在于提供一种在抗短路方面具有出色性能的圆柱形锂二次电池，可以防止由于坠落引起的容量损失，并且在电池特性方面也具有较好的平衡。解决问题的方法本专利技术涉及一种圆柱形锂二次电池，包括：含有底部、侧壁和顶部开口的圆柱形电池罐；电极组件；非水电解液；覆盖用于容纳电极组件和非水电解液的电池罐的顶部开口的密封板。电极组件包括与插入在其间的多孔耐热层和隔膜卷绕在一起的带状正极和带状负极。正极包含正极核心构件和附着于正极核心构件两个侧面上的正极活性材料层。负极包含负极核心构件和附着于负极核心构件两个侧面上的负极活性材料层。电极组件具有一个中心空腔，其中插有一根空心轴。该空心轴具有一个沿其整个长度延伸的狭缝。空心轴的外径A和狭缝的宽度B满足关系式：0.1≤B/A≤0.6。在本专利技术的圆柱形锂二次电池中，优选多孔耐热层的厚度C(μm)满足关系式：2≤C≤10，并且0.2≤(C×B)/A≤3.5。正极和负极中至少一个电极的核心构件的两个侧面上均形成有活性材料层，多孔耐热层优选附着于这两个活性材料层中至少一个的表面上。多孔耐热层优选包含绝缘填料。绝缘填料优选包含无机氧化物。本专利技术所获得的效果本专利技术可以提供一种具有出色的抗短路性和耐热性的锂二次电池，不会造成因冲击如-->坠落所引起的容量损失，并且在电池特性方面具有较好的平衡。 附图说明图1是根据本专利技术的圆柱形锂二次电池的局部剖面示意图；图2是典型的空心轴的透视图；图3是沿图2中的线III-III的横截面图；以及图4是根据本专利技术的一个实施例的圆柱形锂二次电池的纵截面图。 具体实施方式本专利技术基于下述三个发现。首先，与不具有多孔耐热层的传统电极组件相比，具有多孔耐热层的电极组件在充电/放电期间经受更小的形变。这可能是因为，与正极、负极和隔膜相比，多孔耐热材料的表面光洁度更低，因此，电极和隔膜不会滑动或移位。第二，当电极组件不能经受一个合适的形变时，就不能被牢固地固定在电池罐中。因此，如果这样一个电池坠落时，电极组件中的电极就可能会移位，从而导致容量损失。为了使电极组件被牢固地固定在电池罐中，电极组件需要适当程度的变形。当电极组件变形到合适的程度时，电极组件就被挤压到电池罐的侧壁上。结果就不会发生由于冲击如坠落所造成的容量损失。第三，当一个空心轴被插入到电极组件的中心空腔时，空心轴的狭缝尺寸关系到空心轴施加到电极组件上的作用力。同时，空心轴施加到电极组件上的作用力关系到将电极组件挤压到电池罐侧壁上的作用力。因此，甚至当电极组件具有多孔耐热层时，也可以通过优化狭缝尺寸将电极组件以合适的程度挤压到电池罐的侧壁，并且这样就可以防止形变。结果是可以通过多孔耐热层提高安全性，而不会在受到冲击如坠落时引起容量损失，而且也可以获得一种在电池特性方面具有良好平衡的电池。图1是根据本专利技术的圆柱形锂二次电池的局部示意图。正极13具有带状的正极核心构件11和附着于核心构件11的两个侧面上的正极活性材料层12。负极16具有带状的负极核心构件14和附着于核心构件14的两个侧面上的负极活性材料层15。多孔耐热层18附着于各个负极活性材料层15的表面上。多孔耐热层18具有防止内部短路扩大的作用。正极13和负极16与位于两个电极之间的带状的隔膜17-->以及多孔耐热层18卷绕在一起，形成一个电极组件。负极核心构件中暴露于外的部件14a位于电极组件的最外圈。电极组件被置于一个圆柱形电池罐19中。空心轴10被插入到电极组件的中心空腔内。图2是作为示例的空心轴的透视图。空心轴20具有一个沿其整个长度方向延伸的狭缝20a。狭缝20a的作用是将容纳在空心轴20中的非水电解液导入电极组件中。图3是空心轴20沿着图2中的线III-III的的横截面图。空心轴20具有基本呈圆环形的横截面。当空心轴20的外径A和狭缝的宽度B满足关系式：0.1≤B/A≤0.6时，狭缝20a引导非水电解液进入电极组件的功能(第一个功能)和空心轴20向外挤压电极组件的功能(第二个功能)就会以一种良好平衡的形式发挥出来。因此，即使在采用抗变形电极组件的情况下，电极组件也能够以合适的程度被挤压到电池罐的侧壁。并且，当B/A的比值满足关系式：0.15≤B/A≤0.5时，第本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种圆柱形锂二次电池，包含：具有底部、侧壁和顶部开口的圆柱形电池罐；电极组件；非水电解液；以及覆盖所述电池罐顶部开口的密封板，所述电池罐中容纳所述电极组件和所述非水电解液，其中所述电极组件包含与多孔耐热层和隔膜卷绕在一起的带状正极和带状负极，所述多孔耐热层和隔膜插入在正极和负极之间，所述正极包含正极核心构件和附着于所述正极核心构件两个侧面上的正极活性材料层，所述负极包含负极核心构件和附着于负极核心构件两个侧面上的负极活性材料层，并且所述电极组件具有一个中心空腔，其中插有一根空心轴，所述的空心轴具有一个沿其整个长度延伸的狭缝，所述空心轴的外径Ａ和所述狭缝的宽度Ｂ满足关系式：０．１≦Ｂ／Ａ≦０．６。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-4-4 107253/20051.一种圆柱形锂二次电池，包含：具有底部、侧壁和顶部开口的圆柱形电池罐；电极组件；非水电解液；以及覆盖所述电池罐顶部开口的密封板，所述电池罐中容纳所述电极组件和所述非水电解液，其中所述电极组件包含与多孔耐热层和隔膜卷绕在一起的带状正极和带状负极，所述多孔耐热层和隔膜插入在正极和负极之间，所述正极包含正极核心构件和附着于所述正极核心构件两个侧面上的正极活性材料层，所述负极包含负极核心构件和附着于负极核心构件两个侧面上的负极活性材料层，并且所述电极组件具有一个中心空腔，其中插有一根空心轴，所述的空心...
【专利技术属性】
技术研发人员：藤川万乡，铃木刚平，井上薰，岛田干也，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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