锂离子二次电池和锂离子二次电池的制造方法技术

本发明专利技术提供能够抑制反复充放电所致的内部电阻的增加的锂离子二次电池。锂离子二次电池具备作为电极体的卷绕体。卷绕体是将负极板、隔片和正极板经层积而成的层积体沿卷绕方向进行卷绕而形成的。卷绕体呈现出沿与卷绕时的轴方向正交的方向进行加压整形而成的扁平形状，在轴方向上的卷绕体的一个端部具备负极侧集电部，该负极侧集电部在负极基材层的两面未设有负极合剂层，具有负极基材层中的厚度方向为振幅方向、并且卷绕方向为波长方向的起伏形状，在轴方向上的卷绕体的另一端部具备正极侧集电部，该正极侧集电部在正极基材层的两面未设有正极合剂层，具有正极基材层中的厚度方向为振幅方向、并且卷绕方向为波长方向的起伏形状。形状。形状。

【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池和锂离子二次电池的制造方法


[0001]本专利技术涉及具备将正极板、隔片和负极板重叠后进行卷绕而形成的卷绕体的锂离子二次电池、以及锂离子二次电池的制造方法。

技术介绍

[0002]专利文献1所记载的二次电池中，阴极体和阳极体隔着隔片进行层积。并且，二次电池具备该层积后的层积体卷绕成圆筒状而形成的电容器元件。阴极体是负极板的一例，阳极体是正极板的一例，卷绕成圆筒状而形成的电容器元件是卷绕体的一例。现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1：日本特开2018
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56482号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的课题
[0004]在锂离子二次电池中，溶解有锂盐的有机溶剂被用作电解液，因此电解液显示出高离子传导性。在充电时从正极放出锂离子，该锂离子通过电解液而达到负极，被嵌入在负极中。此时，卷绕体发生膨胀。在放电时，锂离子从负极脱嵌，该锂离子通过电解液而达到正极，被嵌入在正极中。此时，卷绕体发生收缩。
[0005]在瞬时进行大电流的充电或放电的高倍率充放电中，需要在电极间瞬时进行大量锂离子的嵌入和脱嵌。因此，随着反复进行充电和放电，卷绕体反复发生明显的膨胀和收缩。在充电时，在负极侧，锂离子嵌入到负极中，在放电时，在正极侧，锂离子嵌入到正极中，由此，在卷绕体的负极侧和正极侧的端部，电解液的锂盐浓度变稀。并且，该锂盐浓度变稀的电解液通过卷绕体的显著的膨胀和收缩而从负极侧和正极侧的端部挤出到卷绕体外。通过将卷绕体整形为扁平的形状，在卷绕体中，具有在中央部和端部电解液的移动容易性不同的倾向。因此，在卷绕体内的中央部和端部，电解液的锂盐浓度产生差异。由此，放电时的内部电阻增加，因此锂离子二次电池的电池性能降低。用于解决课题的手段
[0006]本公开的一个方面的锂离子二次电池具备作为电极体的卷绕体，上述卷绕体具备：具有作为负极的基材的负极基材层和设于上述负极基材层的负极合剂层的负极板；具有作为正极的基材的正极基材层和设于上述正极基材层的正极合剂层的正极板；以及设于上述负极板和上述正极板之间的隔片，上述卷绕体将上述负极板、上述隔片和上述正极板经层积而成的层积体沿卷绕方向卷绕而形成，上述卷绕体呈现出沿着与上述卷绕时的轴方向正交的方向进行加压整形而成的扁平形状，在上述轴方向上的上述卷绕体的一个端部具备负极侧集电部，该负极侧集电部在上述负极基材层的两面未设有上述负极合剂层，具有上述负极基材层中的厚度方向为振幅方向、并且上述卷绕方向为波长方向的起伏形状，在上述轴方向上的上述卷绕体的另一端部具备正极侧集电部，该正极侧集电部在上述正极基
材层的两面未设有上述正极合剂层，具有上述正极基材层中的厚度方向为振幅方向、并且上述卷绕方向为波长方向的起伏形状。
[0007]在上述构成中，上述起伏形状可以为：越靠近上述负极合剂层或上述正极合剂层，振幅越小的形状；越远离上述负极合剂层或上述正极合剂层，振幅越大的形状。
[0008]在上述构成中，上述负极侧集电部和上述正极侧集电部在上述扁平形状的平面部分的各自的上方与上述锂离子二次电池的外部端子可以利用连接部进行连接，上述负极侧集电部和上述正极侧集电部可以在比上述连接部的下端更靠下方具有上述起伏形状。
[0009]上述构成中，在上述负极侧集电部的上述扁平形状的平面部分，上述卷绕体的在上述负极基材层的厚度方向上相邻的2个负极基材层的两方具有上述起伏形状，由此使得上述2个负极基材层间的间隙的位置可以在上述负极基材层的厚度方向上变化；在上述正极侧集电部的上述扁平形状的平面部分，上述卷绕体的在上述正极基材层的厚度方向上相邻的2个正极基材层的两方具有上述起伏形状，由此使得上述2个正极基材层间的间隙的位置可以在上述正极基材层的厚度方向上变化。
[0010]上述构成中，在上述负极侧集电部的上述扁平形状的平面部分可以具有上述卷绕体的在上述负极基材层的厚度方向上相邻的2个负极基材层间的间隙的值为18μm以下的部位；在上述正极侧集电部的上述扁平形状的平面部分可以具有上述卷绕体的在上述正极基材层的厚度方向上相邻的2个正极基材层间的间隙的值为18μm以下的部位。
[0011]本公开的另一方面的锂离子二次电池的制造方法具有下述工序：涂布工序，在电极板上涂布合剂层；干燥工序，将上述合剂层干燥；压制工序，调整上述电极板的厚度；卷绕工序，将作为上述电极板的负极板、隔片、以及作为上述电极板的正极板重叠后，进行卷绕，形成卷绕体；以及扁平压制工序，在与上述卷绕时的轴方向正交的方向上对上述卷绕体进行加压整形，其中，在上述涂布工序中，在涂布有上述合剂层的涂布部的宽度方向上的一端或两端形成未涂布有上述合剂层的未涂布部，在上述压制工序中，按照上述未涂布部的长度方向上的伸长量大于上述涂布部的长度方向上的伸长量的方式设定针对上述涂布部的第1压力的值、以及针对上述未涂布部的第2压力的值。
[0012]上述制造方法中，在上述卷绕工序中，对于上述负极板和上述正极板，可以按照上述未涂布部的长度方向的长度与上述涂布部的长度方向的长度相同的方式设定在形成上述卷绕体时的针对上述负极板和上述正极板的张力。
[0013]上述制造方法中，在上述压制工序中，针对上述未涂布部的上述第2压力的值可以大于针对上述涂布部的上述第1压力的值的1.2倍。专利技术的效果
[0014]根据本专利技术，在锂离子二次电池中，能够抑制卷绕体内的锂盐浓度不均，因此能够抑制由于反复充放电所致的内部电阻的增加。
附图说明
[0015]图1是示出一个实施方式中的锂离子二次电池的立体图。图2是示出卷绕体中的层积构成的示意图。图3是示出卷绕体的端部形状的示意图。图4是示出图3的A部分的示意性放大图。
图5示出利用图4所示的5
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5线剖断后的基材层间的间隙的示意性截面图。图6是示出利用图4所示的6
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6线剖断后的基材层的起伏形状的截面图。图7是示出利用图4所示的7
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7线剖断后的基材层的起伏形状的截面图。图8是示出电极板制造工序的流程图。图9是示出电池单元组装工序的流程图。图10是示出从两面压制电极板的状态的示意性截面图。图11是示出压制工序后的电极板的示意图。图12是示出切割工序后的电极板的示意图。图13是示出在卷绕工序时施加了张力的电极板的示意图。
具体实施方式
[0016]首先，对本实施方式中的锂离子二次电池11进行说明。<锂离子二次电池的构成>如图1所示，锂离子二次电池11以单元电池的形式构成。将多个单元电池连接进行装配而作为电池使用。锂离子二次电池11具备具有开口部的长方体状的电池壳21。
[0017]电池壳21具备密封开口部的盖体22。锂离子二次电池11中，通过在电池壳21安装盖体22而构成密闭的电槽。电池壳21和盖体22由铝合金等金属构成。
[0018]锂离子二次电池11具备以电极体的形式构成的卷绕体20。即，锂离子二次电池11具备作为电极体的卷绕体20。在电池壳21内收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子二次电池，其是具备作为电极体的卷绕体的锂离子二次电池，其中，所述卷绕体具备：具有作为负极的基材的负极基材层和设于所述负极基材层的负极合剂层的负极板；具有作为正极的基材的正极基材层和设于所述正极基材层的正极合剂层的正极板；以及设于所述负极板与所述正极板之间的隔片，所述卷绕体将所述负极板、所述隔片和所述正极板经层积而成的层积体沿卷绕方向卷绕而形成，所述卷绕体呈现出沿着与所述卷绕时的轴方向正交的方向进行加压整形而成的扁平形状，在所述轴方向上的所述卷绕体的一个端部具备负极侧集电部，该负极侧集电部在所述负极基材层的两面未设有所述负极合剂层，具有所述负极基材层中的厚度方向为振幅方向、并且所述卷绕方向为波长方向的起伏形状，在所述轴方向上的所述卷绕体的另一端部具备正极侧集电部，该正极侧集电部在所述正极基材层的两面未设有所述正极合剂层，具有所述正极基材层中的厚度方向为振幅方向、并且所述卷绕方向为波长方向的起伏形状。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其中，所述起伏形状为：越靠近所述负极合剂层或所述正极合剂层，振幅越小的形状；越远离所述负极合剂层或所述正极合剂层，振幅越大的形状。3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池，其中，所述负极侧集电部和所述正极侧集电部在所述扁平形状的平面部分的各自的上方与所述锂离子二次电池的外部端子利用连接部进行连接，所述负极侧集电部和所述正极侧集电部在比所述连接部的下端更靠下方具有所述起伏形状。4.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池，其中，在所述负极侧集电部的所述扁平形状的平面部分，所述卷绕体的在所述负极基材层的厚度方向上相邻的2个负极基材层的两方具有所述起伏形状，由此使得所述2个负极基材层间的间隙的位置在所述负极基材层的厚度方向上变化，在所述正极侧集电部的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：菱井顺也，泉本贵昭，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社泰星能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：