一种片状电极，包括集电器和在其每一面上载有的电极混合物层。将该电极在其纵向弯曲，从而在缠绕时至少在位于所述集电器内侧的所述电极混合物层中产生许多裂纹，使得所述裂纹在与所述电极的纵向方向交叉的方向从所述电极混合物层的表面延伸至所述集电器。该弯曲处理包括步骤：以比所述缠绕核心的曲率小的曲率弯曲所述电极至少一次；和之后以与所述缠绕核心的曲率相等或比所述缠绕核心的曲率大的曲率弯曲所述电极。例如，该过程可以通过排列辊使它们的直径逐渐降低并将所述电极压在这些辊上来进行。本发明专利技术提供一种缠绕形成电极组件时不破损的电极。
【技术实现步骤摘要】
非水电解质二次电池用的电极及其制备方法
本专利技术涉及一种包括缠绕电极(wound electrode)组件的非水电解质二次电池用的电极和该电极的制备方法。更具体地说，本专利技术涉及一种缠绕时不破损的电极的制备方法。
技术介绍
最近随着便携设备和无线设备例如便携式电话和笔记本个人计算机的普及，越来越需要对这些设备供应电源的电池。其中，特别需要尺寸小、重量轻、能量密度高、并且能够重复充电/放电的二次电池。这些二次电池中的大多数电池包括一由正极片、负极片和夹在正极片和负极片之间的隔离膜组成的电极组件，它们螺旋状地缠绕在一起，并将该缠绕的电极组件插入到壳中。同样，为了提高这些电池的容量，已尝试降低用于形成缠绕电极组件的缠绕核心的直径。然而，如果降低缠绕核心的直径或者增加电极的存储密度来增加容量，那么缠绕时电极会破损。更具体地说，在缠绕电极的步骤中，电极可能因电极厚度而引起在缠绕电极的内侧和外侧之间的拉伸应力的差异从而破损。为了解决该问题，对用缠绕电极薄片形成电极组件的步骤提出了各种建议。例如，日本特开Hei 9-283152提出了使电极板在表面硬度低的辊和表面硬度高的辊之间通过，使得在电极板内与缠绕方向交叉的方向产生微裂纹。这样提供了一种用于碱性蓄电池的缠绕电极组件的柔性电极。-->同样，日本特开Hei 11-73952公开了一种用于圆柱形碱性蓄电池的电极板的工艺。根据该工艺，以给定间隔在与缠绕方向交叉的方向在缠绕时位于外面的电极板部分切割缝隙线。这些缝隙线抑制了裂纹以不规则间隔出现，由此防止缠绕时电极破损。日本专利3468847公开了一种为了抑制缠绕步骤中电极破损，通过使用网形铁在涂敷到集电器上的半干活性材料糊中形成栅格状凹槽的工艺。使用Hei 11-73952的工艺抑制缠绕时的电极破损可以改进电极板的柔韧性。然而，将电极板夹在表面硬度低的辊例如橡胶辊和表面硬度高的辊之间的方法最大仅能够使电极板的弯曲程度达到电极板的厚度。因此，在缠绕步骤中，该方法不能允许比缠绕核心的曲率大地弯曲电极。同样，尽管该方法可以通过以小的曲率弯曲电极板来在电极板内产生微裂纹，但是以大的间隔形成这些裂纹。因此，在缠绕步骤中，当将大曲率的弯曲力施加到电极板时，较大的压缩应力施加导电极板的内部。如果以较大间隔形成裂纹，那么这些裂纹不能足够地分散该压缩应力。结果，在一个裂纹集中大的应力，并且电极板因此在缠绕时破损。在Hei 11-73952的工艺中，电极中的缝隙线的深度是电极厚度的5-10％。然而，该深度不足以分散或释放缠绕时的弯曲应力。因此，缠绕时不均匀地产生较深的裂纹，这样可能导致缠绕时电极破损。而且，使用JP3468847的工艺可以形成栅格状凹槽，这些凹槽足够深而到达集电器。然而，由于该工艺使用网形铁形成凹槽，因此难以以非常小的间隔形成栅格状凹槽。因此，施加到电极上的弯曲应力不能充分分散，并且每个裂纹的应力不能降低，这样缠绕时可能导致电极破损。--> 专利技术简述鉴于上述问题，根据本专利技术，提供一种非水电解质二次电池用的电极，其包括集电器和在该集电器的每一面上载有的电极混合物层，将该电极预先经过弯曲处理，使得在电极混合物层内产生许多裂纹。这些裂纹在与电极的纵向方向交叉的方向，即与电极的缠绕方向交叉的方向从电极混合物层表面延伸至集电器。将具有大量这些裂纹的电极与具有相反极性的电极和隔离膜一起缠绕到缠绕核心上，形成电极组件。即，本专利技术的非水电解质二次电池用的电极的制备方法包括步骤：在集电器的每一面上形成电极混合物层，制得片状电极；和在其纵向弯曲该电极，从而至少在缠绕核心侧的电极混合物层中产生大量裂纹，使得所述裂纹在与所述电极的纵向方向交叉的方向从所述电极混合物层的表面延伸至所述集电器。在该方法中，弯曲电极的步骤包括步骤：以比缠绕核心的曲率小的曲率弯曲电极至少一次；和之后以与缠绕核心的曲率相等或比缠绕核心的曲率大的曲率弯曲电极。本专利技术涉及一种非水电解质二次电池用的电极的制备方法，该电极为片状并且设计成与具有相反极性的电极和隔离膜一起螺旋状地缠绕在缠绕核心上。该方法包括步骤：在集电器的每一面上形成电极混合物层，制得片状电极；和通过在纵向运输电极同时用许多辊改变在张力下的所述电极的运输方向而在其纵向弯曲该电极，从而至少在缠绕核心侧的电极混合物层中产生大量裂纹，使得裂纹在与所述电极的纵向方向交叉的方向从所述电极混合物层的表面延伸至所述集电器。在该方法中，弯曲电极的步骤包括步骤：-->用至少一个直径比缠绕核心的直径大的辊改变电极的运输方向；和之后用直径与缠绕核心的直径相等或者比缠绕核心的直径小的辊改变电极的运输方向。在本专利技术的电极中，以与缠绕核心的曲率相等或比缠绕核心的曲率大的曲率弯曲电极的该弯曲处理的结果是，至少在缠绕核心侧的电极混合物层具有大量在与电极的纵向方向交叉的方向从电极混合物层的表面延伸至集电器的裂纹。本文使用的“在缠绕核心侧的电极混合物层”是指当将该电极与相反极性的电极和隔离膜一起缠绕到缠绕核心上形成电极组件时，该电极中位于集电器的缠绕核心侧的电极混合物层。本文使用的“从电极混合物层的表面延伸至集电器的裂纹”是指在与电极的纵向方向交叉的方向从电极混合物层的表面延伸并且足够深能够到达电极混合物层与集电器接触的部分的电极混合物层的裂纹，但是这并不意味着集电器具有裂纹。这些裂纹在电极的纵向方向均匀分布。因此，当将该电极与相反极性的电极和隔离膜一起缠绕在缠绕核心上形成电极组件时，在最初缠绕位置和最终缠绕位置之间的裂纹的分布基本上大致均匀。因此，当将该电极缠绕形成电极组件时，不产生新的裂纹并且缠绕应力不集中在电极的特定位置。结果，在缠绕步骤中，可以抑制电极破损。在本专利技术的方法中，形成在与电极的纵向方向交叉的方向延伸的裂纹的弯曲步骤包括以比缠绕核心的曲率小的曲率弯曲电极；之后以与缠绕核心的曲率相等或比缠绕核心的曲率大的曲率弯曲电极。因此，可以在电极的电极混合物层内大致均匀地形成大量裂纹。具体地说，如果以比缠绕核心的曲率小的曲率弯曲电极多次，使曲率逐渐增加，那么通过接下来的弯曲逐渐使第一次弯曲产生的浅的裂纹变得较深。因此，在弯曲电极的步骤中，防止了电极破损。本专利技术的电极预先经过弯曲处理，其中电极以与缠绕核心的曲-->率相等或者比缠绕核心的曲率大的曲率弯曲。结果，它具有许多在与电极的纵向方向交叉的方向从电极混合物层的表面延伸至集电器的裂纹。因此，在形成电极组件的缠绕步骤中，防止了电极破损。同样，由于电极混合物层具有许多裂纹，它具有提高的吸收电解质的能力，因此可以提供足够的电极特性。因此，可以降低缠绕核心的直径来增加电池的能量密度。尽管本专利技术的新的特征专门描述在附加的权利要求书中，但是从结合附图的以下详细描述，本专利技术的无论是构思还是内容，以及其它目的及其特征，都将能更好地理解和掌握。 附图说明图1是本专利技术一个实施方式中电极的主要部分的横截面图；图2描述用于在电极中产生裂纹的电极的典型生产步骤；图3描述用于在电极中产生裂纹的电极的典型改进生产步骤；图4图示了在横截面为平的缠绕核心上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非水电解质二次电池用的电极，包括：集电器；和在所述集电器的每一面上载有的电极混合物层，所述电极为片状，并且经过设计与相反极性的电极和隔离膜一起螺旋状地缠绕在缠绕核心上，其中至少在所述缠绕核心侧的所述电极混合物层中具有许多 在与所述电极的纵向方向交叉的方向从所述电极混合物层的表面延伸至所述集电器的裂纹。
【技术特征摘要】
JP 2005-4-13 115978/20051、一种非水电解质二次电池用的电极，包括：集电器；和在所述集电器的每一面上载有的电极混合物层，所述电极为片状，并且经过设计与相反极性的电极和隔离膜一起螺旋状地缠绕在缠绕核心上，其中至少在所述缠绕核心侧的所述电极混合物层中具有许多在与所述电极的纵向方向交叉的方向从所述电极混合物层的表面延伸至所述集电器的裂纹。2、一种非水电解质二次电池用的电极的制备方法，所述电极为片状，并且经过设计与相反极性的电极和隔离膜一起螺旋状地缠绕在缠绕核心上，所述方法包括步骤：在集电器的每一面上形成电极混合物层，制得片状电极；和在其纵向弯曲所述电极，从而至少在所述缠绕核心侧的所述电极混合物层中产生大量裂纹，使得所述裂纹在与所述电极的纵向方向交叉的方向从所述电极混合物层的表面延伸至所述集电器，其中所述弯曲所述电极的步骤包括步骤：以比所述缠绕核心的曲率小的曲率弯曲所述电极至少一次；和之后以与所述缠绕核心曲率相等或比所述缠绕核心曲率大的曲率弯曲所述电极。3、一种非水电解质二次电池用的电极的制备方法，所述电极为片状，并且设计成与...
【专利技术属性】
技术研发人员：渡边耕三，福永政雄，安冈一朗，久米俊郎，
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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