非水电解质二次电池制造技术

本技术提供一种非水电解质二次电池。电极体包含层叠体。层叠体包含正极板、间隔件及负极板。正极板、间隔件及负极板分别具有带状的平面形状。层叠体被卷绕成涡旋状。在层叠体的与卷绕轴正交的截面中，电极体包含第一弯曲部、平坦部及第二弯曲部。正极板在第二弯曲部内卷绕结束。正极板的卷绕结束位置超过第二弯曲部的顶点。负极板包含负极基材和负极活性物质层。在负极板的宽度方向的两侧，负极基材包含露出部。含露出部。含露出部。

【技术实现步骤摘要】
非水电解质二次电池


[0001]本技术涉及非水电解质二次电池。

技术介绍

[0002]在日本特开2015
‑
220216号公报中公开了实施老化工序，以防止正极活性物质中的金属溶出(elution)。

技术实现思路

[0003]一般而言，非水电解质二次电池(以下，可以简称为“电池”)的制造方法包含组装工序、注液工序及密封工序。在组装工序中形成电极体。电极体可以为卷绕型。电极体可以收纳在外装体中。在注液工序中，向外装体内注入电解液。在密封工序中将外装体密封。在低水分氛围下实施注液工序及密封工序。这是因为，电池性能有可能会由于向电池内混入水分而降低。
[0004]以往，作为低水分氛围，利用氮气氛围。氮气氛围为低水分氛围，并且也为极低氧气氛围。例如，从制造成本等观点出发，期望在含氧氛围下也能够实施注液工序及密封工序。
[0005]例如，可以考虑干燥空气氛围的利用。干燥空气氛围可以是低水分氛围且含氧氛围。然而，若在含氧氛围下实施注液工序及密封工序，则存在电压不良的产生率上升的倾向。
[0006]本技术的目的在于减少电压不良的产生率。
[0007]以下，对本技术的结构及作用效果进行说明。但是，本说明书的作用机理包含推定。作用机理并不对本技术的范围进行限定。
[0008]〔1〕非水电解质二次电池包含外装体、电极体及电解液。
[0009]外装体收纳有电极体和电解液。外装体包含容器和外部端子。容器包含底部、顶部及侧壁。侧壁将底部与顶部连接。外部端子安装于顶部。
[0010]电极体包含层叠体。层叠体包含正极板、间隔件及负极板。正极板、间隔件及负极板分别具有带状的平面形状。正极板、间隔件及负极板被层叠。间隔件将正极板与负极板分离。层叠体被卷绕成涡旋状。在层叠体的与卷绕轴正交的截面中，电极体包含第一弯曲部、平坦部及第二弯曲部。在第一弯曲部及第二弯曲部中，层叠体弯曲。在平坦部，层叠体是平坦的。在将容器的底部与顶部连结的方向上，与第一弯曲部相比，第二弯曲部接近底部。平坦部将第一弯曲部与第二弯曲部连接。
[0011]正极板在第二弯曲部内卷绕结束。正极板的卷绕结束位置超过第二弯曲部的顶点。正极板包含过渡金属氧化物。
[0012]负极板包含负极基材和负极活性物质层。负极活性物质层配置在负极基材的表面。在负极板的宽度方向的两侧，负极基材包含露出部。露出部与负极活性物质层的端面相比向外侧突出。
[0013]根据本技术的新见解，含氧氛围下的电压不良的产生机理可以如下所述。
[0014]图1是示出参考形态中的电极体的第一概略剖视图。
[0015]电极体220为卷绕型。电极体220包含第一弯曲部Rp1、平坦部Fp及第二弯曲部Rp2。
[0016]图2是示出参考形态中的电极体的第二概略剖视图。
[0017]在图2中示出了以与Y轴平行的视线观察到的电极体220。图2的电极体220为放电状态。
[0018]图3是示出参考形态中的电极体的第三概略剖视图。
[0019]图3的电极体220为充电状态。通过集电加工，负极板222在X轴方向的一端被固定。负极板222有可能会在充电时膨胀。由于负极板222的膨胀，在负极板222未被固定的部分，电极体220有可能会产生卷绕松弛。卷绕松弛有可能会在区域IV显著。区域IV包含于最外周。由于卷绕松弛，会在电极之间形成间隙。由于间隙的形成，周围的氧气(O2)有可能会与负极板222接触。
[0020]图4是示出电压不良的产生机理的概念图。
[0021]在图4中示出了图1～3中的区域IV处的正极板221与负极板222的位置关系。负极板222包含负极基材222c、负极活性物质层222a及负极活性物质层222b。正极板221包含正极基材221c、正极活性物质层221a及正极活性物质层221b。负极活性物质层222a(内周侧)与正极活性物质层221b(外周侧)对置。负极活性物质层222b(外周侧)不与正极活性物质层221a、221b对置。负极活性物质层222b(外周侧)譬如为“非对置部”。
[0022]通过在含氧氛围下实施注液工序及密封工序，从而能够使电池内成为含氧氛围。电解液230浸透到负极活性物质层222b中。(i)由于氧气(O2)与负极活性物质层222b接触，所以锂离子(Li
+
)的一部分有可能会被消耗。由此，产生Li
+
的浓度梯度。(ii)为了缓和Li
+
的浓度梯度，Li
+
能够从负极活性物质层222a侧向负极活性物质层222b侧扩散。以下，在本说明书中，该现象也被记载为“Li
+
向非对置部的扩散”。(iii)为了补偿负极活性物质层222a中的Li
+
的减少，正极活性物质层221b向负极活性物质层222a供给Li
+
。由此，正极活性物质层221b的电位有可能会局部地上升。(iv)由于电位的上升，过渡金属有可能会从正极活性物质层221b所包含的过渡金属氧化物溶出到电解液中。溶出的过渡金属有可能会在负极活性物质层222a的表面析出。由于过渡金属的析出，有可能会产生电压不良。
[0023]图5是示出本技术的实施方式中的电极体的概略剖视图。
[0024]在本技术中，能够通过正极板121的卷绕结束位置和负极基材122c的露出部来减少电压不良的产生率。
[0025]在前述的参考形态中，正极板221在平坦部Fp卷绕结束(参照图1)。在本技术中，正极板121在第二弯曲部Rp2内卷绕结束。正极板121的卷绕结束位置超过第二弯曲部Rp2的顶点。由此，可以认为会对区域VI施加张力Ts。通过张力Ts的赋予，可以期待卷绕松弛的减轻。
[0026]图6是示出负极基材的露出部的功能的概念图。
[0027]在图6中示出了图5中的区域VI处的正极板121与负极板122的位置关系。在本技术中，负极基材122c在宽度方向(X轴方向)的两侧包含露出部(第一露出部Ep1、第二露出部Ep2)。第二露出部Ep2可以位于区域VI内。第二露出部Ep2与负极活性物质层122a、122b的端面相比向外侧延伸。第二露出部Ep2能够物理性地阻碍Li
+
向非对置部的扩散。因此，可以认为，有可能会阻碍直至过渡金属析出的一系列的反应。
[0028]通过以上作用的协同，在本技术中，可以期待减少电压不良的产生率。
[0029]〔2〕露出部的长度例如也可以比负极活性物质层的厚度大。
[0030]通过使露出部比负极活性物质层的厚度长，从而可以期待难以产生Li
+
向非对置部的扩散(参照图4)。
[0031]〔3〕露出部的长度例如也可以为0.8mm以上。
[0032]通过使露出部为0.8mm以上，从而可以期待难以产生Li
+
向非对置部的扩散。
[0033]〔4〕容器被密封。也可以是，容器内的气体按摩尔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非水电解质二次电池，其特征在于，所述非水电解质二次电池包含外装体、电极体及电解液，所述外装体收纳有所述电极体和所述电解液，所述外装体包含容器和外部端子，所述容器包含底部、顶部及侧壁，所述侧壁将所述底部与所述顶部连接，所述外部端子安装于所述顶部，所述电极体包含层叠体，所述层叠体包含正极板、间隔件及负极板，所述正极板、所述间隔件及所述负极板分别具有带状的平面形状，所述正极板、所述间隔件及所述负极板被层叠，所述间隔件将所述正极板与所述负极板分离，所述层叠体被卷绕成涡旋状，在所述层叠体的与卷绕轴正交的截面中，所述电极体包含第一弯曲部、平坦部及第二弯曲部，在所述第一弯曲部及所述第二弯曲部中，所述层叠体弯曲，在所述平坦部，所述层叠体是平坦的，在将所述容器的所述底部与所述顶部连结的方向上，与所述第一弯曲部相比，所述第二弯曲部接...

【专利技术属性】
技术研发人员：川濑洋明，
申请(专利权)人：泰星能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：