锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种锂离子二次电池，包括：（ａ）正极板，它由正极活性物质部和承载上述正极活性物质部的正极集电体构成，正极活性物质部含有通过充放电可吸留或放出锂离子的正极活性物质；（ｂ）负极板，它由负极活性物质部和承载负极活性物质部的负极集电体构成，负极活性物质部含有通过充放电可吸留或放出锂离子的负极活性物质；（ｃ）隔板，它夹在正极板和负极板之间；（ｄ）电解液；（ｅ）电池容器，用于收装正极板、负极板、隔板及电解液，其中，通过将正极板和负极板以两者之间夹着隔板的方式卷绕而构成极板组，极板组中沿正极活性物质部长度方向的两端部位于沿正极集电体长度方向的两端部外侧。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池本申请是申请号为03138296.7、申请日为2003年5月30日并且专利技术名称为“锂离子二次电池”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及锂离子二次电池。
技术介绍
近年来，AV设备或个人计算机等电子设备向轻便化、无塞绳化迅速进展，对驱动这些设备用的电源即二次电池的小型轻量化和高能量密度化的呼声很高。这种二次电池中，以锂作为活性物质的锂离子二次电池尤其具有高电压、高能量密度。作为现有的锂离子二次电池，卷绕型二次电池是主流。卷绕型电池具有隔着隔板将正极板和负极板卷成的极板组，其中，正极板由正极活性物质部和承载该正极活性物质部的正极集电体构成，负极板由负极活性物质部和承载该负极活性物质部的负极集电体构成。正极活性物质部中含有通过充放电可吸留或放出锂离子的正极活性物质，负极活性物质部含有通过充放电可吸留或放出锂离子的负极活性物质。极板组和电解液一起被收装在电池容器内。在卷绕型电池的场合，卷绕极板时，极板和隔板在折弯部和弯曲部易变形。这种变形有可能引起内部短路。而且，在卷绕极板时，由于隔板的位置挪动，也有可能引起内部短路。本专利技术者鉴于上述情况，着眼于防止在卷绕型锂离子二次电池上产生内部短路的主要原因。内部短路的类型有以下所述的4种。(1)正极活性物质部与负极活性物质部短路(2)正极活性物质部与负极集电体短路(3)正极集电体与负极活性物质部短路(4)正极集电体与负极集电体短路本专利技术者将过充电状态的电池分解成各个部件，使各部件之间直接接触，观察有无火花和着火。结果，短路模式(1)和(2)既未产-->生火花也未着火，但短路模式(3)产生了火花。短路模式(4)虽产生火花，但未着火。根据这些结果研究以下情况。短路模式(1)和(2)中，由于正极活性物质自身的电阻大，故即便使正极活性物质部和负极活性物质部短路，也没有大电流流通。短路模式(4)中，通过具有导电性的集电体之间短路，产生火花，但由于集电体自身不是可燃性物质，故没有着火。短路模式(3)中，由于正极集电体和负极活性物质均具有导电性，所以，它们一旦短路便产生火花，而且可燃性的负极活性物质着火。根据上述研究，可以认为短路模式(3)是内部短路的主要原因。短路模式(3)实际上是由于分切正极集电体时产生的导电性毛刺与负极活性物质部的表面接触而产生的。近年来，提出了具有极板组的层叠型锂离子二次电池的方案，这种电池的极板组不用以往的隔板，而是隔着电解质层将正极板和负极板层叠起来而形成。提出了在电解质层这样和正极板及负极板结合成一体的电池上，通过控制极板和隔板的尺寸来防止短路的方案(特开2000-30742号公报等)。但是，层叠整体型的极板组一般说来制造工序较复杂，也难以大容量化。而且，这样的极板组上，从电池轻量化的观点出发，也提出了采用在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等树脂膜的表面上设金属蒸镀膜的集电体的方案(特开平9-213338号公报)。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述见解而开发出来的，本专利技术的目的之一，是提供一种卷绕型锂离子二次电池，这种电池可防止正极集电体的毛刺和负极活性物质部短路，安全性很高。为此，本专利技术提供一种锂离子二次电池，包括：(a)正极板，它由正极活性物质部和承载上述正极活性物质部的正极集电体构成，上述正极活性物质部含有通过充放电可吸留或放出锂离子的正极活性物质；(b)负极板，它由负极活性物质部和承载上述负极活性物质部的负极集电体构成，上述负极活性物质部含有通过充放电可吸留或放出锂离子的负极活性物质；(c)隔板，它夹在上述正极板和负极板之间；(d)电解液；(e)电池容器，用于收装上述正极板、负极板、隔板及电解液，其中，通过将上述正极板和负极板以两者之间夹着隔板的-->方式卷绕而构成极板组，上述极板组中沿正极活性物质部长度方向的两端部位于沿正极集电体长度方向的两端部外侧。在上述锂离子二次电池中，正极集电体的沿长度方向的两端部分别配置有在正极集电体的平面方向上延伸的绝缘材料部。在这里，绝缘材料部可以与正极集电体的沿长度方向的端部的端面连接。此外，绝缘材料部可以是从由聚丙烯、聚乙烯、聚偏二氟乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的组中选择的至少一种。在上述锂离子二次电池中，正极集电体被正极活性物质部完全覆盖。此外，正极集电体的沿长度方向的两端部最好分别被绝缘材料覆盖。另外，极板组中负极活性物质部的沿长度方向的两端部位于上述正极活性物质部的沿长度方向的两端部外侧。通过将上述正极板和负极板以两者之间隔着上述隔板的方式卷绕而构成极板组。在这里，本专利技术的锂离子二次电池，上述极板组可以具有下述[A]～[E]中的任一特征。[A]沿着上述正极集电体长度方向的两端部位于沿着上述负极活性物质部长度方向的两端部外侧。[B]沿着上述正极活性物质部长度方向的两端部位于沿着上述正极集电体长度方向的两端部外侧。[C]沿着上述负极活性物质部长度方向的两端部位于沿着上述正极集电体长度方向的两端部外侧，沿着上述正极集电体长度方向的两端部位于沿着上述正极活性物质部长度方向的两端部外侧，而且，上述正极集电体上未被上述正极活性物质部覆盖的露出部被绝缘材料覆盖。[D]上述正极集电体由绝缘片和分别形成于其两面上的导电层构成，沿着上述绝缘片长度方向的两端部上设有上述绝缘片的露出部。[E]沿着上述正极板长度方向的两端部分别被绝缘材料覆盖。隔板使用例如由聚烯烃制成的纺布、无纺布、多微孔膜等。附图说明图1是示意地表示本专利技术实施形式1的极板组的与正极板、负极板及隔板的长度方向垂直的断面一例的图，图2是示意地表示与现有的极板组的与正极板、负极板及隔板的长度方向垂直的断面一例的图，-->图3是示意地表示本专利技术实施形式2的极板组的与正极板、负极板及隔板的长度方向垂直的断面一例的图，图4是示意地表示本专利技术实施形式3的极板组的与正极板、负极板及隔板的长度方向垂直的断面一例的图，图5是示意地表示本专利技术实施形式4的极板组的与正极板、负极板及隔板的长度方向垂直的断面一例的图，图6是示意地表示本专利技术实施形式5的极板组的与正极板、负极板及隔板的长度方向垂直的断面一例的图，图7是本专利技术实施例1的锂离子二次电池的纵断面图，图8是说明本专利技术实施例1的正极板的制造工序用的正极集电体的俯视图，图9是说明本专利技术实施例1的正极板的制造工序用的正极集电体的另一俯视图，图10是本专利技术实施例1的正极板之正视图，图11是说明本专利技术实施例2的正极板的制造工序用的正极集电体的俯视图，图12是说明本专利技术实施例1的正极板的制造工序用的正极集电体的另一俯视图，图13是本专利技术实施例2的正极板之正视图，图14是说明本专利技术实施例3的正极板的制造工序用的正极集电体的俯视图，图15是本专利技术实施例3的正极板之正视图，图16是说明本专利技术实施例4的正极板的制造工序用的正极集电体的俯视图，图17是说明本专利技术实施例4的正极板的制造工序用的正极集电体的另一俯视图，图18是本专利技术实施例4的正极板之正视图。具体实施方式实施形式1本实施形式是包括以下几部分的锂离子二次电池：(a)正极板，它由正极活性物质部和承载上述正极活性物质部的正极集电体构成，上述正极活性物质部含有通过充放电可吸留或放出锂离子的正极活性-->物质；(b)负极板，它由负极活性物质部和承载上述负极活性物质部的负极集电体构成，上本文档来自技高网...

【技术保护点】
锂离子二次电池，包括：（ａ）正极板，它由正极活性物质部和承载上述正极活性物质部的正极集电体构成，上述正极活性物质部含有通过充放电可吸留或放出锂离子的正极活性物质；（ｂ）负极板，它由负极活性物质部和承载上述负极活性物质部的负极 集电体构成，上述负极活性物质部含有通过充放电可吸留或放出锂离子的负极活性物质；（ｃ）隔板，它夹在上述正极板和负极板之间；（ｄ）电解液；（ｅ）电池容器，用于收装上述正极板、负极板、隔板及电解液，通过将上述正极板 和负极板以两者之间夹着隔板的方式卷绕而构成极板组，上述极板组中沿正极活性物质部长度方向的两端部位于沿正极集电体长度方向的两端部外侧。

【技术特征摘要】
JP 2002-5-30 156892/021.锂离子二次电池，包括：(a)正极板，它由正极活性物质部和承载上述正极活性物质部的正极集电体构成，上述正极活性物质部含有通过充放电可吸留或放出锂离子的正极活性物质；(b)负极板，它由负极活性物质部和承载上述负极活性物质部的负极集电体构成，上述负极活性物质部含有通过充放电可吸留或放出锂离子的负极活性物质；(c)隔板，它夹在上述正极板和负极板之间；(d)电解液；(e)电池容器，用于收装上述正极板、负极板、隔板及电解液，通过将上述正极板和负极板以两者之间夹着隔板的方式卷绕而构成极板组，上述极板组中沿正极活性物质部长度方向的两端部位于沿正极集电体长度方向的两端部外侧。2.根据权利要求1所述的锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：皆藤豪，谷川太志，荒井直人，
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]