电极体及蓄电元件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电极体及蓄电元件。本发明电极体具备负极、正极及隔膜，负极含负极集电体、配置于该集电体至少一面侧的负极活性物质层，正极含正极集电体、配置于该集电体至少一面侧的正极活性物质层、配置于正极集电体与正极活性物质层之间且电阻值高于正极集电体的底涂层，隔膜配置于负极与正极之间；使负极活性物质层与正极活性物质层相面对的方式，负极和正极夹隔着隔膜层叠，在负极活性物质层的周缘部的至少一部分，负极活性物质层的端缘配置得比相面对的位置的正极中的正极活性物质层的端缘更靠外侧，底涂层的端缘配置得比负极活性物质层的端缘更靠外侧。根据本发明，即使在负极活性物质层的周缘部附近负极活性物质层与正极集电体之间产生短路的情况下，也可抑制短路电流。
【专利说明】电极体及蓄电元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及电极体、电极体的制造方法、以及具备电极体的蓄电元件。
【背景技术】
[0002]近年来，非水电解质电池等电池、或双电荷层电容器等电容器等蓄电元件在各种用途中得到大量使用。
[0003]特别是，以锂离子电池为代表的非水电解质电池被作为不断推进小型轻型化的个人电脑或携带电话等通信机器等电子机器的电池、或混合电动车01EV)、插电式混合电动车(PHEV)、或电动车(EV)等汽车的电池等面向民生用途的电池得到大量使用。
[0004]作为此种蓄电元件，广泛地使用将正极及负极层叠而成的电极体。
[0005]在该蓄电元件的电极体中，正极及负极分别具备集电板和配置于该集电板的一面侧或两面侧的正极活性物质层或负极活性物质层。此外，正极及负极被以使各自的正极活性物质层与负极活性物质层相面对的方式夹隔着隔膜层叠。此外，在该蓄电元件的电极体中，为了提高正极活性物质层或负极活性物质层与集电板之间的密合性，将含有导电性物质的底涂层配置于正极活性物质层或负极活性物质层与集电板之间。此种电极体例如记载于专利文献I或2中。
[0006]作为此种电极体，如专利文献3及4中记载所示，提出过如下构成的电极体，即，在将正极活性物质层与负极活性物质层相面对地层叠时，负极活性物质层的面积大于正极活性物质层。即，提出过以使负极活性物质层的端缘与正极活性物质层的端缘相比处于外侧的方式配置正极活性物质层和负极活性物质层地构成的电极体。
[0007]在该构成的电极体中，可以防止从正极活性物质层中放出的锂离子向不存在负极活性物质层的负极集电体上析出而成为导致短路的原因。
[0008]但是，即使是以使负极活性物质层的面积大于正极活性物质层的方式配置各活性物质层的电极体，也会在负极活性物质层的周缘部存在负极活性物质层与正极集电体相面对的部分。
[0009]该电极体中，通常来说，由于在正极与负极之间配置有隔膜，因此即使在负极活性物质的周缘部也不会有负极活性物质层与正极集电体直接接触的情况。但是，该电极体中，当因任何的异常使电极体放热而造成隔膜收缩、或者因对电极体施加冲击等而使隔膜在电极体内移位时，就会有负极活性物质层与正极集电体不夹隔隔膜地直接面对的情况。该情况下，一旦负极活性物质层与正极集电体直接接触，或者在电极体内存在导电性异物等并经由该导电性异物使负极活性物质层与正极集电体接触，就有可能在负极活性物质层与正极集电体之间产生短路。
[0010]另外，在该电极体中，即使存在有隔膜，也有可能因导电性的异物贯穿隔膜，而在负极活性物质层与正极集电体之间产生短路。
[0011]在负极活性物质层与正极集电体之间引起的短路中，有时会流过比较大的电流。所以，对于电极体来说，最好作为安全对策，即使在万一在负极活性物质层与正极集电体之间弓I起短路的情况下，也可以减小短路电流。
[0012]对比文件3中公开了负极活性物质层的面积比正极活性物质层面积大地形成的电极体，该电极体中在未形成有正极活性物质层的正极集电体的露出部设置了电极体。
[0013]该电极体中，可以利用绝缘层来防止负极活性物质层与正极集电体之间的短路。但是，由于专利文献3中记载的电极体的绝缘层是为了防止电解液中的阳离子向负极活性物质中的插入而设置的绝缘层，因此当在露出部以外的部位存在时，就有可能阻碍电极内的离子的移动。
[0014]所以，在该电极体中，为了不妨碍电极体中的必需的离子导电性，需要仅在露出部设置绝缘层。此种仅在狭窄的露出部设置绝缘层是很烦杂的操作，会增加制造工序。所以，在该电极体中，存在有在制造中花费工夫的问题。
[0015]现有技术文献
[0016]专利文献
[0017][专利文献I]日本特开昭62-160656号公报
[0018][专利文献2]日本特开2008-60060号公报
[0019][专利文献3]日本特开2009-199960号公报
[0020][专利文献4]日本特开2001-327906号公报
【发明内容】
[0021]发明的概要
[0022]发明所要解决的问题
[0023]本发明鉴于上述问题，目的在于，提供一种电极体，即使在负极活性物质层的周缘部附近的负极活性物质层与正极集电体之间产生短路也可以抑制短路电流，而且可以容易地制造。另外，目的还在于，提供具备该电极体的蓄电元件。
[0024]本发明的目的在于，提供一种电极体的制造方法，可以容易地制造即使在周缘部附近的负极活性物质层与正极集电体之间产生短路也可以抑制短路电流的电极体。
[0025]用于解决问题的方法
[0026]本发明的电极体具备:
[0027]负极，其包含:负极集电体、配置于负极集电体的至少一面侧的负极活性物质层；
[0028]正极，其包含:正极集电体、配置于正极集电体的至少一面侧的正极活性物质层、配置于正极集电体与正极活性物质层之间而电阻值高于正极集电体的底涂层；以及
[0029]隔膜，其配置于负极与正极之间，
[0030]以使负极活性物质层与正极活性物质层相面对的方式，将负极和正极夹隔着隔膜
层置，
[0031]在负极活性物质层的周缘部的至少一部分中，将负极活性物质层的端缘配置得比相面对的位置的正极中的正极活性物质层的端缘更靠外侧，并且将底涂层的端缘配置得比负极活性物质层的端缘更靠外侧。
[0032]根据本发明，在电极体的周缘部，在与负极活性物质层相面对的正极的一部分中，存在有不存在正极活性物质层的部位。该部位中，将配置于正极集电体的表面的底涂层的端缘配置得比正极活性物质层的端缘更靠外侧。[0033]S卩，在该部位中负极活性物质层与正极集电体夹隔着电阻值高于正极集电体的底涂层相面对。所以，例如即使在该部位负极与正极因变形等而接触、或者具有导电性的异物混入负极与正极之间，负极活性物质层也会夹隔着底涂层与正极集电体连接。这样，即使在负极活性物质与正极集电体之间产生短路，也可以利用底涂层的存在来抑制短路电流。
[0034]另外，在该部位中，以使底涂层的端缘比负极活性物质层的端缘更靠外侧的方式来配置有底涂层。所以，在不存在正极活性物质的该部位的正极中，由于底涂层的存在，电阻值变高。
[0035]此外，在该部位中，由于将底涂层的端缘配置得比负极活性物质层的端缘更靠外侦牝因此即使正极与负极发生轻微的位置偏移，只要位置偏移在配置于外侧的长度的范围内，就可以使底涂层配置在与负极活性物质层的端缘相面对的位置。
[0036]而且，本发明中所说的“底涂层”，是具有不会妨碍正极集电体与正极活性物质层之间的导电性的程度的电阻值的层。
[0037]本发明中，底涂层的电阻值也可以是5 Q/square以上200 Q/square以下。
[0038]通过使底涂层的电阻值为上述范围，就可以在不妨碍正极集电体与正极活性物质层的导电性的前提下，更加可靠地抑制短路时的负极活性物质与正极集电体之间的电流。
[0039]本发明的蓄电元件具备上述的电极体。
[0040]本发明的电极体的制造方法具备:
[0041]极板形成工序，其具有如下步骤，S卩，在负极集电体的至少一面侧配置负极活性物质层而形成负极的步骤，以及在正极集电体的至少一面侧配置正极活性物质层、在正极集电体与正极活性物质层之间配置电阻值高于正极集电体的底涂层而形成正极的步骤；
[0042]层叠工序，在负极与正极之间配置隔膜，以使负极活性物质层与正极活性物质层相面对的方式，夹隔着隔膜层叠负极和正极，
[0043]极板形成工序中，在负极活性物质层的周缘部的至少一部分中，以使负极活性物质层的端缘比被层叠时相面对的位置的正极中的正极活性物质层的端缘更靠外侧的方式，配置负极活性物质层及正极活性物质层，并且以使底涂层的端缘比负极活性物质层的端缘更靠外侧的方式配置底涂层。
[0044]发明效果
[0045]根据本发明，可以提供如下的电极体，即，即使在负极活性物质层的周缘部附近的负极活性物质层与正极集电体之间产生短路也可以抑制短路电流，而且可以容易地制造。另外，还提供具备该电极体的蓄电元件。
[0046]此外，根据本发明，可以提供如下的电极体的制造方法，S卩，可以容易地制造即使在周缘部附近的负极活性物质层与正极集电体之间产生短路也可以抑制短路电流的电极体。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]图1是示意性地表示本实施方式的电极体的剖面图的一部分的示意图。
[0048]图2是示意性地表示从正极侧观看本实施方式的电极体的样子的一部分的示意图。
[0049]图3是表示本实施方式的电极体的外观的概略图。[0050]图4是表示本实施方式的蓄电元件的外观的概略图。
[0051]图5是表示本实施方式的蓄电元件的内部的概略图。
[0052]图6是示意性地表示图5的Z-Z剖面的剖面图。
[0053]其中，I负极，2正极，10电极体，11:负极集电体，12负极活性物质层，21正极集电体，22正极活性物质层，23底涂层，30蓄电元件，31容器，31a主体部，31b盖部，32外部端子，33外部衬垫，34电解质。
【具体实施方式】
[0054]以下，对本发明的电极体、蓄电元件、以及电极体的制造方法的一个实施方式进行详细说明。
[0055]首先，参照图1?图3，对本实施方式的电极体进行说明。
[0056]如图3所示，本实施方式的电极体10具备负极1、正极2、配置于负极I与正极2之间的隔膜3。
[0057]负极I包括负极集电体11、配置于负极集电体11的至少一面侧的负极活性物质层12。
[0058]正极2包括正极集电体21、配置于正极集电体21的至少一面侧的正极活性物质层
22、配置于正极集电体21与正极活性物质层22之间且电阻值高于正极集电体21的底涂层23。
[0059]具体来说，本实施方式的电极体10是如下的电极体，S卩，如图1及图2所示，具备:
[0060]负极1，其包括负极集电体11、以及配置于负极集电体11的至少一面侧的负极活性物质层12 ；
[0061]正极2，其包括正极集电体21、配置于正极集电体21的至少一面侧的正极活性物质层22、以及配置于正极集电体21与正极活性物质层22之间且电阻值高于正极集电体21的底涂层23 ；
[0062]隔膜3，其配置于负极I与正极2之间，
[0063]以使负极活性物质层12与正极活性物质层22相互面对的方式，将负极I和正极2夹隔着隔膜3层叠，
[0064]在相面对的负极I及正极2的周缘部的至少一部分，将负极活性物质层12的端缘12a配置得比相面对的正极2中的正极活性物质层22的端缘22a更靠外侧，并且将正极2的底涂层23的端缘23a配置得比负极活性物质层12的端缘12a更靠外侧。
[0065]本实施方式的电极体10例如被作为蓄电元件用的电极体使用。本实施方式的电极体10适于用作非水电解二次电池用的电极体。特别适于用作锂离子电池用的电极体。
[0066]电极体10包括薄片状的正极2、薄片状的隔膜3、薄片状的负极I。
[0067]电极体10例如可以以在正极2上配置隔膜3、在该隔膜3上配置负极1、在该负极I上配置隔膜3的状态卷绕，以筒状形成。
[0068]在电极体10中，由于在正极2与负极I之间配置有绝缘性的隔膜3，因此正极2和负极I没有被电连接。
[0069]负极I包括薄片状的负极集电体11、配置于负极集电体11的至少一面侧的薄片状的负极活性物质层12。[0070]例如如图1所示，负极活性物质层21配置于负极集电体11的两面侧。
[0071]作为负极集电体11，例如可以举出铜箔等带状的金属箔等。
[0072]负极集电体11的厚度优选为4?20 ii m。
[0073]在负极集电体11的配置有负极活性物质层12的面(本实施方式的情况下是两面)，为了提高与负极活性物质层12的粘接性，也可以实施偶联处理、其他的表面处理。
[0074]负极集电体11也可以在该面侧具有提高负极集电体与负极活性物质层的粘接性的粘接层。
[0075]负极活性物质层12含有粉状的负极活性物质。
[0076]负极活性物质层12例如是通过将混合了粉状的负极活性物质、和根据需要使用的胶粘剂、导电剂、增稠剂、填充剂等任意的成分的膏剂状的合剂向负极集电体11上涂布等而形成。
[0077]作为负极活性物质，如果电极体是锂离子电池用，则例如可以举出金属锂、锂合金(锂-铝、锂-铅、锂-锡、锂-铝-锡、锂-镓、以及伍德合金等含有锂金属的合金)等。
[0078]另外，作为负极活性物质，可以举出能够吸贮、放出锂的合金、碳材料(例如石墨、硬碳、低温烧成碳、非晶质碳等)、金属氧化物、锂金属氧化物(Li4Ti5O12等)、聚磷酸化合物
坐寸o
[0079]作为负极活性物质，从使合剂成为容易涂布在负极集电体上的材料的方面考虑，优选石墨、硬碳、低温烧成碳、非晶质碳等碳材料、金属氧化物、锂金属氧化物(Li4Ti5O12等)、聚磷酸化合物等。
[0080]粉状的负极活性物质的平均粒径d50优选为I?20 y m。为了获得给定的平均粒径的粉体、给定形状的粉体，可以使用公知的粉碎机或筛分机等。
[0081]正极2包括薄片状的正极集电体21、配置于正极集电体21的至少一面侧的薄片状的正极活性物质层22、配置于正极集电体21与正极活性物质层22之间且电阻值高于正极集电体21的薄片状的底涂层23。
[0082]例如如图1所示，正极活性物质层22配置于正极集电体21的两面侧。
[0083]作为正极集电体21，例如可以举出铝箔等带状的金属箔。正极集电体21的厚度优选为5?30 u m。
[0084]底涂层23是通过将底涂剂向正极集电体21的表面涂布等而形成的。
[0085]作为底涂剂，只要是电阻值高于正极集电体21、可以提高正极集电体21与正极活性物质层22的密合性的性质的底涂剂，就没有特别限定。
[0086]作为底涂剂，例如可以举出含有粘合剂和导电助剂的材料等。
[0087]作为粘合剂，例如可以举出聚偏氟乙烯、苯乙烯丁二烯橡胶、壳聚糖等。
[0088]作为导电助剂，只要是导电性的材质，就没有特别限定，例如可以举出乙炔黑、科琴黑等炭黑(碳质微粒)、或碳纤维等导电性碳材料。
[0089]底涂层23的电阻值优选为5 Q/square以上200 Q/square以下。如果是该电阻值的范围，则可以在正极集电体21与正极活性物质层22之间确保导电性的同时，即使在负极活性物质层12与正极集电体21之间发生短路也可以更加可靠地抑制短路电流。
[0090]底涂层23的电阻值优选为上述的范围，并且是正极集电体21的电阻值的10倍到10000倍，更优选为10倍到1000倍。[0091]底涂层23的厚度优选为I?3iim。如果是该厚度的范围，则可以提高正极集电体21与正极活性物质层22的密合性。而且，即使在不存在正极活性物质层22的部位发生短路，也可以更加可靠地抑制短路电流。
[0092]对于正极集电体21的配置有底涂层23的面，也可以实施偶联处理或其他的表面处理。
[0093]正极活性物质层22含有粉状的正极活性物质。
[0094]正极活性物质层22例如可以通过将混合了粉状的正极活性物质、和根据需要使用的胶粘剂、导电剂、增稠剂、填充剂等任意的成分的膏剂状的合剂进行涂布等而形成。
[0095]正极活性物质在电极体为锂离子电池用的情况下，只要是能够吸贮、放出锂的化合物，就没有特别限定。
[0096]作为正极活性物质，例如可以举出以LixMOy(M表示至少一种的过渡金属)表示的复合氧化物(LixCoO2, LixNiO2, LixMn2O4' LixMnO3' LixNiyCo(1_y)O2、LixNiyMnzCo(1_y_z)O2、LixNiyMn (2_y) O4 等)。
[0097]另外，作为正极活性物质，例如可以举出以LiwMex(XOy)z(Me表示至少一种的过渡金属，X例如表示P、S1、B、V)表示的聚阴离子化合物(LiFeP04、LiMnP04、LiNiP04、LiCoP04、Li3V2 (PO4) 3、Li2MnSiO4' Li2CoPO4F 等)。
[0098]这些化合物中的元素或聚阴离子也可以由其他的元素或阴离子种将一部分置换。
[0099]作为正极活性物质，还可以举出二硫醚、聚吡咯、聚苯胺、聚对苯乙烯、聚乙炔、多并苯系材料等导电性高分子化合物、伪石墨结构碳质材料等。
[0100]在正极活性物质中，既可以单独使用这些化合物的I种，也可以混合使用2种以上。
[0101]在本实施方式的电极体10中，在负极I与正极2之间配置有隔膜3。隔膜3将负极I与正极2绝缘。
[0102]隔膜3可以从公知的隔膜中适当地选择使用。
[0103]作为隔膜，例如可以举出织布、无纺布、合成树脂微多孔膜等。
[0104]作为构成隔膜的材料，在电极体为非水电解质电池用的电极体的情况下，例如可以举出以聚乙烯、聚丙烯等为代表的聚烯烃系树脂；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等为代表的聚酯系树脂；聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-全氟乙烯基醚共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙酮共聚物、偏氟乙烯-乙烯共聚物、偏氟乙烯-丙烯共聚物、偏氟乙烯-二氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-乙烯-四氟乙烯共聚物等氟系树脂等。
[0105]本实施方式的电极体10中，以使负极活性物质层12与正极活性物质层22夹隔着隔膜3相面对的方式，将负极I和正极2夹隔着隔膜3层叠。
[0106]具体来说，在带状的负极I及带状的正极2相互面对的电极体10的周缘部，如图1及图2所示，在宽度方向的一端侧(即，长条矩形的负极集电体11及正极集电体21的一边S侧)，将负极活性物质层12的端缘12a相对于相面对的正极2的正极活性物质层22的端缘22a以长度X的量配置于外侧。而且，将底涂层23的端缘23a相对于负极活性物质层12的端缘12a以长度Y的量配置于外侧。[0107]S卩，在正极2中，将底涂层23的端缘23a相对于正极活性物质层22的端缘22a以X+Y的长度的量配置于外侧。
[0108]将从负极活性物质层12的端缘12a到正极活性物质层22的端缘22a的长度X设定得越短越好。
[0109]同样地，将从底涂层23的端缘23a到负极活性物质层12的端缘12a的长度Y设定得越短越好。
[0110]本实施方式的电极体10中，如上所述，将负极活性物质层12的端缘12a相对于相面对的正极2中的正极活性物质层22的端缘22a以长度X的量配置于外侧。所以，在负极活性物质层12的端缘12a与正极活性物质层22的端缘22a之间，负极活性物质层12与配置于正极集电体21之上的底涂层23夹隔着隔膜3相面对。
[0111]所以，例如即使因在电极体10内产生异常的放热而使隔膜3收缩等，形成在负极活性物质层12的端缘12a与正极活性物质层22的端缘22a之间不存在隔膜3的状态，也可以利用底涂层23来阻止负极活性物质层12与正极集电体21直接接触。由此，即使在负极活性物质层12与正极集电体21之间产生短路，也可以抑制短路电流。
[0112]另外，在因任何的理由在电极体10内混入导电性异物C的情况下，形成可以借助该导电性异物C等将负极活性物质层12与正极集电体21相连的状态，也可以通过夹设底涂层23，来抑制短路电流。
[0113]而且，即使存在有隔膜3，也可能因导电性异物C贯穿隔膜3，而产生导电性异物C可以将负极活性物质层12与正极集电体21相连的异常事态。但是，通过在负极活性物质层12与正极集电体21之间夹设底涂层23，就可以抑制负极活性物质层12与正极集电体21之间的短路电流。
[0114]另外，本实施方式的电极体10形成如下的构成，即，在卷绕前的宽度方向的一方侧(长条矩形的一边S侧)，底涂层23的端缘23a相对于负极活性物质层12的端缘12a以长度Y的量配置于外侧。
[0115]由于是该构成，因此本实施方式的电极体10例如即使负极和正极轻微地发生位置偏移，只要位置偏移小于从底涂层23的端缘23a到负极活性物质层12的端缘12a的距离Y，就可以利用底涂层23阻止负极活性物质层12与正极集电体21的直接的连接。
[0116]而且，上述的位置偏移例如可能在制造时将负极与正极层叠时、在制造时将负极与正极卷绕时、或者在制造后对层叠了的负极和正极施加任何的力时产生。
[0117]下面，对本实施方式的蓄电元件进行说明。本实施方式的蓄电元件具备上述的电极体10。
[0118]作为蓄电元件，可以举出电池或电容器等。以下，作为蓄电元件的一例举出非水电解质二次电池，在参照附图的同时，对该非水电解质二次电池进行说明。
[0119]如图4?6所示，非水电解质二次电池30具备容器31、收容于该容器31中的电解液(电解质)34、安装于容器31中的外部衬垫33、收容于该容器31中的上述的电极体10、与该电极体10电连接的外部端子32。
[0120]如图4所示，容器31具有朝向一个方向开口并收容电极体10的主体部3la、和封堵容器主体部31a的开口的盖部31b。
[0121]主体部31a及盖部31b例如由铝、铝合金等铝系金属材料、不锈钢板形成，被相互焊接在一起。
[0122]在盖部31b中，形成有2个开口。另外，在盖部31b的外面，安装有由绝缘材料形成且形成有开口的外部衬垫33。
[0123]盖部31b的开口与外部衬垫33的开口分别相连。在该外部衬垫33的开口的内侧配置有外部端子32的一部分。
[0124]外部端子32具有贯穿外部衬垫33的开口及盖部31b的开口而向主体部31a的内部突出的突出部。该外部端子32例如由铝、铝合金等铝系金属材料形成。
[0125]外部端子32与配置于容器31内的集电部连接。该集电部与电极体10连接。SP，外部端子32与电极体10借助容器31内的集电部连接。而且，集电部的形状没有特别限定，然而例如为板状。
[0126]外部衬垫33及外部端子32设有正极用和负极用。
[0127]如图4等所示，正极用的外部衬垫33及外部端子32配置于盖部31b的长度方向的一端侧。另外，负极用的外部衬垫33及外部端子32配置于盖部31b的长度方向的另一端侧。
[0128]如图5所示，在主体部31a的内部，收容有电解液34，将电极体10浸溃于电解液34中。即，在主体部31a的内部，封入了电极体10和电解液34。
[0129]作为非水电解质的电解液34是在有机溶剂中溶解电解质盐而成的。
[0130]作为有机溶剂，例如可以举出碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、三氟碳酸亚丙酯(trifluoropropylene carbonate)、丁内酯、Y -戍内酯、环丁砜、1，2_ 二 甲氧基乙烷、1，2_ 二乙氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、2-甲基-1，3-二氧戊环、二氧戊环、氟乙基甲基醚、乙二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、乙二醇二丙酸酯、丙二醇二丙酸酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲基异丙酯、碳酸乙基异丙酯、碳酸二异丙酯、碳酸二丁酯、乙腈、氟乙腈、乙氧基五氟环三磷腈、二乙氧基四氟环三磷腈、苯氧基五氟环三磷腈等烷氧基及齒素取代环状磷腈类或链状磷腈类、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三辛酯等磷酸酯类、硼酸三乙酯、硼酸三丁酯等硼酸酯类、N-甲基噁唑烷酮、N-乙基噁唑烷酮等非水溶剂。
[0131]在作为电解质使用固体电解质的情况下，使用作为固体电解质的高分子固体电解质，作为高分子固体电解质可以使用有孔性高分子固体电解质膜。此外，可以在高分子固体电解质中还含有电解液。
[0132]另外，在作为电解质使用凝胶状的高分子固体电解质的情况下，构成凝胶的电解液与小孔中等所含的电解液也可以不同。但是，在像用途那样要求高输出的情况下，与使用固体电解质或高分子固体电解质相比，更优选单独使用非水电解质。
[0133]作为电解质盐，没有特别限制，可以举出LiC104、LiBF4, LiAsF6, LiPF6, LiCF3S03、LiN(SO2CF3)2' LiN(SO2C2F5)2' LiN(SO2CF3) (SO2C4F9)、LiSCN、LiBr, Lil、Li2SO4, Li2B10Cl10'NaClO4, Nal、NaSCN、NaBr, KClO4, KSCN等离子性化合物及它们的2种以上的混合物等。
[0134]非水电解质也可以还含有公知的添加剂。
[0135]在非水电解质二次电池30中，可以采用将上述的有机溶剂与电解质盐组合而成的非水电解质。[0136]而且，作为非水电解质，从锂离子的传导率提高的方面考虑，优选混合了碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯的材料。
[0137]如图5及图6所示，在主体部31a的内部，收容有电极体10。在容器31内，既可以收容I个电极体，也可以收容多个电极体。在后者的情况下，多个电极体10被电气性地并联。
[0138]接下来，对本实施方式的电极体的制造方法进行说明。
[0139]本实施方式的电极体的制造方法是如下的方法，S卩，具备:
[0140]极板形成工序，具有如下的操作，S卩，在负极集电体的至少一面侧配置负极活性物质层而形成负极，以及在正极集电体的至少一面侧配置正极活性物质层，在正极集电体与正极活性物质层之间配置电阻值高于正极集电体的底涂层而形成正极；
[0141]层叠工序，在负极与正极之间配置隔膜，以使负极活性物质层与正极活性物质层相互面对的方式，夹隔着隔膜层叠负极和正极，
[0142]在极板形成工序中，在相面对的负极及正极的周缘部的至少一部分，以使负极活性物质层的端缘相对于被层叠时相面对的正极中的正极活性物质层的端缘处于外侧的方式配置负极活性物质层及正极活性物质层，并且以使底涂层的端缘处于比负极活性物质层的端缘更靠外侧的方式配置底涂层。
[0143](极板形成工序)
[0144]在极板形成工序中，形成负极和正极。
[0145]在负极的形成中，例如在负极集电体的表面(本实施方式中是两面)，利用模头涂布机等公知的涂布机构涂布混合了负极活性物质和粘合剂的合剂。其后，利用干燥、冲压等公知的方法制作负极活性物质层。像这样，就形成负极。
[0146]在正极的形成中，例如首先在正极集电体的表面(本实施方式中是两面)，利用凹版涂布法等公知的涂布方法涂布底涂剂。其后，通过将所涂布的材料干燥而制作底涂层。继而，将混合了正极活性物质、粘合剂、导电助剂等的合剂利用模头涂布机等公知的涂布机构涂布在底涂层的表面。接下来，利用干燥、冲压等公知的方法制作正极活性物质层。像这样，就形成正极。
[0147]在极板形成工序中，在后述的层叠工序中将负极与正极层叠时，如下所示地配置负极活性物质层、正极活性物质层、以及底涂层。
[0148]S卩，在电极体的周缘部的至少一部分，以使负极活性物质层的端缘相对于层叠时与该端缘相面对的正极中的正极活性物质层的端缘处于外侧的方式，配置负极活性物质层及正极活性物质层。而且，以使底涂层的端缘处于比负极活性物质层的端缘更靠外侧的方式配置底涂层。
[0149]具体来说，在极板形成工序中，例如在向带状(矩形)的负极集电体上涂布负极活性物质层用的合剂时，以使负极集电体的一边侧的负极活性物质层的端缘相对于层叠时相面对的正极中的正极活性物质层的端缘以给定长度的量处于外侧的方式，即，以图1中的长度X的量处于外侧的方式，涂布负极活性物质用的合剂。
[0150]另一方面，在向正极集电体上涂布底涂剂时，以使负极与正极的层叠时与负极相面对的底涂层的端缘相对于负极活性物质层的端缘以给定长度的量处于外侧的方式，即，以图1中的长度Y的量处于外侧地涂布底涂剂。此外，向底涂层的表面还涂布正极活性物质用合剂。此时，以使底涂层从正极活性物质层的端部露出给定长度的方式，即，露出图1所示的长度X+Y的方式，涂布正极活性物质层用的合剂。
[0151]在极板形成工序中，优选预先设定好负极活性物质层用合剂、正极活性物质层用合剂、以及底涂剂的涂布面积、涂布部分。即，优选以使负极活性物质层的端缘、正极活性物质层的端缘、以及底涂层的端缘形成上述的位置关系的方式，预先设定好各剂的涂布面积、涂布部分。
[0152](层叠工序)
[0153]层叠工序中，在负极与正极之间，以将负极与正极绝缘的方式配置隔膜。此外，以使负极活性物质层与正极活性物质层夹隔着隔膜相面对的方式层叠负极和正极。
[0154]本实施方式的电极体的制造方法中，也可以在将负极和正极层叠后，再将层叠了的材料卷绕起来。
[0155]在卷绕层叠了的负极和正极时，在所制造的电极体的周缘部，可能产生负极与正极轻微地错移的卷绕移位。即使在产生了该卷绕移位的情况下，由于从底涂层的端缘到负极活性物质层的端缘具有给定的长度Y，因此只要移位的长度小于Y，就会在负极活性物质层与正极集电体之间夹隔有底涂层。
[0156]所以，即使如上所述地产生短路，也可以利用底涂层来抑制短路时的电流增大。
[0157]如上所述地制造的本实施方式的电极体例如又被收容于电池盒中。此外，在电池盒中，还装入了非水电解质。像这样，就制造出作为蓄电元件的非水电解质电池(例如锂离子电池)。
[0158]根据本实施方式的电极体的制造方法，由于在正极集电体与正极活性物质层之间配置底涂层，因此可以提高正极集电体与正极活性物质层的密合性。
[0159]另外，根据该制造方法，可以通过从正极活性物质层中露出地涂布底涂剂来制作底涂层。另外，利用底涂层，可以在正极集电体的表面形成电阻值较高的部分。所以，可以利用比较简单的制造工序，容易地制造可以抑制短路时的电流的增大的电极体。
[0160]而且，虽然在本实施方式中，以仅在带状(矩形)的电极体的一边侧如上所述地配置各端缘(负极活性物质层的端缘、正极活性物质层的端缘、底涂层的端缘)的方式为例举出进行了说明，然而本发明并不限定于此种方式。
[0161]例如，如下的方式也包含于本发明中，即，在电极体的全部周缘部中，将负极活性物质层的端缘配置得比与该端缘相面对的正极中的正极活性物质层的端缘更靠外侧，并且将底涂层的端缘配置得比负极活性物质层的端缘更靠外侧。
[0162]另外，虽然本实施方式的电极体、蓄电元件、以及电极体的制造方法如上所述，然而应当认为，此次所公开的实施方式在所有的方面都是示例性的，而非限制性的。本发明的范围不是由说明而是由技术方案的范围给出，意图包含与技术方案的范围等同的含义及范围内的所有的变更。
【权利要求】
1.一种电极体,具备: 负极，其包含负极集电体、配置于所述负极集电体的至少一面侧的负极活性物质层； 正极，其包含正极集电体、配置于所述正极集电体的至少一面侧的正极活性物质层、配置于所述正极集电体与所述正极活性物质层之间且电阻值高于所述正极集电体的底涂层；以及 隔膜，其配置于所述负极与所述正极之间， 以所述负极活性物质层与所述正极活性物质层相面对的方式，所述负极和所述正极夹隔着所述隔膜层叠， 在所述负极活性物质层的周缘部的至少一部分中，所述负极活性物质层的端缘配置得比相面对的位置的所述正极中的所述正极活性物质层的端缘更靠外侧，并且所述底涂层的端缘配置得比所述负极活性物质层的端缘更靠外侧。
2.根据权利要求1所述的电极体,其中， 所述底涂层的电阻值为5 Q/square以上且200 Q/square以下。
3.一种蓄电兀件， 具备具有负极、正极和配置于所述负极与所述正极之间的隔膜的电极体， 所述负极包含负极集电体、配置于所述负极集电体的至少一面侧的负极活性物质层， 所述正极包含正极集电体、配置于所述正极集电体的至少一面侧的正极活性物质层、配置于所述正极集电体与所述正极活性物质层之间且电阻值高于所述正极集电体的底涂层， 所述电极体中，以所述负极活性物质层与所述正极活性物质层相面对的方式，所述负极和所述正极夹隔着所述隔膜层叠， 所述电极体中，在所述负极活性物质层的周缘部的至少一部分中，所述负极活性物质层的端缘配置得比相面对的位置的所述正极中的所述正极活性物质层的端缘更靠外侧，并且所述底涂层的端缘配置得比所述负极活性物质层的端缘更靠外侧。
4.一种电极体的制造方法，具备: 极板形成工序，其具有如下步骤，即，在负极集电体的至少一面侧配置负极活性物质层而形成负极的步骤，以及在正极集电体的至少一面侧配置正极活性物质层、在所述正极集电体与所述正极活性物质层之间配置电阻值高于所述正极集电体的底涂层而形成正极的步骤； 层叠工序，在所述负极与所述正极之间配置隔膜，以使所述负极活性物质层与所述正极活性物质层相面对的方式，夹隔着所述隔膜层叠所述负极和所述正极， 所述极板形成工序中，在所述负极活性物质层的周缘部的至少一部分中，以使所述负极活性物质层的端缘处于被层叠时相面对的位置的所述正极中的所述正极活性物质层的端缘的外侧的方式，配置所述负极活性物质层及所述正极活性物质层，并且以使所述底涂层的端缘处于比所述负极活性物质层的端缘更靠外侧的位置的方式配置所述底涂层。
【文档编号】H01G11/86GK103682242SQ201310409481
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2012年9月13日
【发明者】荒木贵叶, 井口隆明 申请人:株式会社杰士汤浅国际