非水电解质二次电池以及非水电解质二次电池的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种非水电解质二次电池以及非水电解质二次电池的制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，将具有高能量密度的非水电解质二次电池用于混合动力电动汽车（PHEV， HEV)或电动汽车（EV)的驱动用电源等。对用于这样的驱动电源等的非水电解质二次电池 的高性能化的要求越来越高。
[0003] 在下述的专利文献1~4中，对于正负极板的厚度，混合剂层的厚度等进行了研 究。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2006-277990号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开2006-216395号公报
[0008] 专利文献3 :日本特开2006-260786号公报
[0009] 专利文献4 :日本特开平11-329409号公报
【发明内容】
[0010] 在上述的专利文献1~4所公开的非水电解质二次电池中，作为用于混合动力电 动汽车或电动汽车的驱动用电源等的非水电解质二次电池，电池特性不足。本发明的目的 在于，提供一种输出特性优越的非水电解质二次电池。
[0011] 根据本发明的一方式的非水电解质二次电池，其具备电极体以及非水电解质，所 述电极体具有正极板和负极板，所述正极板在正极芯体表面形成有正极混合剂层，所述负 极板在负极芯体表面形成有负极混合剂层，其中，
[0012] 所述正极混合剂层含有锂过渡金属复合氧化物，
[0013] 所述负极混合剂层含有可供锂离子插入/脱离的负极活性物质，
[0014] 所述正极板的厚度是60 μ m以下，
[0015] 所述负极板的厚度是65 μ m以下，
[0016] 所述正极芯体的厚度相对于所述正极板的厚度的比例是22~27%，
[0017] 所述负极芯体的厚度相对于所述负极板的厚度的比例是12~15%。
[0018] 发明效果
[0019] 在本发明的一方式的非水电解质二次电池中，通过将正极板的厚度、负极板的厚 度、正极芯体的厚度相对于正极板的厚度的比例、以及负极芯体的厚度相对于负极板的厚 度的比例规定于特定的范围，由此，提供输出特性优越的非水电解质二次电池。
[0020] 在本发明的一方式的非水电解质二次电池中，优选所述电极体是隔着隔板卷绕所 述正极板和所述负极板而成的扁平状的卷绕电极体，
[0021] 所述非水电解质二次电池具备封口体以及有底筒状的方形外装体，该方形外装体 具有开口部且收纳所述电极体和所述非水电解质，所述封口体密封所述开口部，
[0022] 所述方形外装体具有一对大面积侧壁、面积比所述大面积侧壁的面积小的一对小 面积侧壁，
[0023] 在所述一对大面积侧壁间配置的所述电极体中的所述正极板的层叠数相对于所 述一对大面积侧壁间的距离的值是5层/mm以上。
[0024] 由此，提供输出特性更优越的非水电解质二次电池。
[0025] 在本发明的一方式的非水电解质二次电池中，优选所述锂过渡金属复合氧化物的 平均粒子直径是1~12 μ m，
[0026] 所述负极混合剂层含有碳材料来作为负极活性物质，所述碳材料的平均粒子直径 是4~15 μ m〇
[0027] 由此，提供输出特性更优越的非水电解质二次电池。
[0028] 在本发明的一方式的非水电解质二次电池中，优选
[0029] 所述正极混合剂层的填充密度是2. 2~3. Og/cm3,
[0030] 所述负极混合剂层的填充密度是0. 9~I. 5g/cm3。
[0031] 由此，提供输出特性更优越的非水电解质二次电池。
[0032] 在本发明的一方式的非水电解质二次电池中，优选所述扁平状的卷绕电极体的厚 度是IOmm以上。此时，效果特别好。
[0033] 在本发明的一方式的非水电解质二次电池中，优选
[0034] 所述正极混合剂层含有由碳材料构成的导电剂，
[0035] 所述正极混合剂层中的所述导电剂的含量是5质量％以上。
[0036] 由此，提供输出特性更优越的非水电解质二次电池。
【附图说明】
[0037] 图1是实施方式涉及的非水电解质二次电池的立体图。
[0038] 图2中的图2A是沿图1的IIA-IIA线的剖面图，图2B是沿图2A的IIB-IIB线的 剖面图。
[0039] 图3中的图3A是在实施方式涉及的非水电解质二次电池中采用的正极板的俯视 图，图3B是沿图3A的IIIB-IIIB线的剖面图。
[0040] 图4中的图4A是在实施方式涉及的非水电解质二次电池中采用的负极板的俯视 图，图4B是沿图4A的IVB-IVB线的剖面图。
[0041] 图5是沿图2A的IV-IV线的剖面图。
[0042] 符号说明
[0043] 1 正极板
[0044] Ia正极芯体
[0045] Ib正极芯体露出部
[0046] Ic正极混合剂层
[0047] Id正极保护层
[0048] 2 负极板
[0049] 2a负极芯体
[0050] 2b负极芯体露出部
[0051] 2c负极混合剂层 [0052] 2d负极保护层
[0053] 3 隔板
[0054] 4 卷绕电极体
[0055] 5 正极集电体
[0056] 6 正极端子
[0057] 7 负极集电体
[0058] 8 负极端子
[0059] 9、10绝缘部件
[0060] 11 封口体
[0061] 12方形外装体
[0062] 12a大面积侧壁
[0063] 12b小面积侧壁
[0064] 13电解液注液口
[0065] 14气体排出阀
[0066] 15绝缘片
[0067] 16电流切断机构
【具体实施方式】
[0068] 以下详细说明本发明的实施方式。但是，以下所示的各实施方式只不过是为了理 解本发明的技术思想而提出的例示。不意味着将本发明特定于该实施方式。
[0069] 如图2所示，非水电解质二次电池具有扁平状的卷绕电极体4,卷绕电极体4是通 过隔着隔板3卷绕正极板1与负极板2而成的。该扁平状的卷绕电极体4的最外周面被隔 板3覆盖。
[0070] 如图3所示，正极板1在铝或铝合金制的正极芯体Ia的两表面以如下方式形成有 正极混合剂层lc，即，所述方式为：在宽度方向的一方侧的端部，芯体沿着长边方向呈带状 露出的正极芯体露出部Ib被形成于两面。而且，在正极混合剂层Ic的端部附近的正极芯 体Ia上形成有正极保护层Id。如图4所示，负极板2在铜或铜合金制的负极芯体2a的两 表面以如下方式形成有负极混合剂层2c，即，所述方式为：在宽度方向的两端部，芯体沿着 长边方向呈带状露出的负极芯体露出部2b被形成于两面。在负极混合剂层2c上形成有负 极保护层2d。在此，在负极板2的宽度方向的一方的端部设置的负极芯体露出部2b的宽 度，大于在负极板2的宽度方向的另一方的端部设置的负极芯体露出部2b的宽度。需要说 明的是，负极芯体露出部2b还可以仅设置于负极板2的宽度方向的一方侧的端部。
[0071] 将这些正极板1以及负极板2隔着隔板3卷绕，成形为扁平状，由此制成扁平状的 卷绕电极体4。此时，在扁平状的卷绕电极体4的一方的端部形成被卷绕的正极芯体露出部 lb，在另一方的端部形成被卷绕的负极芯体露出部2b。
[0072] 如图2所示，被卷绕的正极芯体露出部Ib借助正极集电体5而与正极端子6电连 接。被卷绕的负极芯体露出部2b借助负极集电体7而与负极端子8电连接。优选正极集 电体5以及正极端子6为铝或铝合金制。优选负极集电体7以及负极端子8为铜或铜合金 制。正极端子6可包括：贯通金属制的封口体11的连结部6a、在封口体11的外表面侧配置 的板状部6b、以及在板状部6b上设置的螺栓部6c。负极端子8优选包括：贯通封口体11 的连结部8a、在封口体11的外表面侧配置的板状部8b、在板状部8b上设置的螺栓部8c。
[0073] 在正极板1与正极端子6之间的导电路径上设有电流切断机构16,该电流切断机 构16在电池内压大于既定值时工作，将正极板1与正极端子6之间的导电路径切断。
[0074] 如图1、图2A所示，正极端子6隔着绝缘构件9而被固定于封口体11。负极端子 8隔着绝缘构件10而被固定于封口体11。
[0075] 扁平状的卷绕电极体4在被树脂制的绝缘片15覆盖的状态下被收纳于金属制的 方形外装体12内。封口体11抵接于方形外装体12的开口部，对封口体11与方形外装体 12的抵接部实施激光焊接。
[0076] 方形外装体12是有底筒状，并具有一对大面积侧壁12a、面积比大面积侧壁12a小 的一对小面积侧壁12b、以及底部12c。扁平状的卷绕电极体4的扁平部被配置成：一对平 坦的外表面分别与一对大面积侧壁12a对置。
[0077] 封口体11具有电解液注液口 13,从该电解液注液口 13注入非水电解液，之后，利 用盲铆钉（blind rivet)等将电解液注液口 13密封。在封口体11上形成有气体排出阀 14,当电池内压成为比电流切断机构16的工作压更大的值时，气体排出阀14断裂，将电池 内部的气体向电池外部排出。
[0078] 接着，对非水电解质二次电池中的正极板1、负极板2、扁平状的卷绕电极体4以及 作为非水电解质的非水电解液的制造方法进行说明。
[0079][正极板的制作]
[0080] 作为正极活性物质，采用的是由Li (Nia35Coa35Mna3tl)(|. 9521*(|.(1502表示的平均粒径 3μπι的锂过渡金属复合氧化物。以质量比为61 : 5 : 1 : 33的比例，混合该正极活性 物质、作为导电剂的碳粉末、作为粘结剂的聚偏氟乙烯（PVdF)、作为分散媒介的N-甲基一 2_吡咯烷酮（Ν MP)，制作正极混合剂浆料。
[0081] 以质量比为21 : 4 : 1 : 74的比例，混合氧化铝粉末、PVdF、碳粉末、以及作为分 散媒介的NMP，制作正极保护层浆料。
[0082] 利用金属涂料机，在作为正极芯体Ia的铝箔的两面涂布由上述方法制作的正极 混合剂浆料。接着，在涂布了正极混合剂浆料的区域端部的正极芯体Ia上，涂布由上述方 法制作的正极保护层浆料。之后，对极板进行干燥，将作为分散媒介的NMP除去，通过辊压 进行压缩，以成为规定厚度。然后，以形成正极芯体露出部Ib的方式，切断成既定尺寸，制 成正极板1，其中正极芯体露出部Ib是在正极板1的宽度方向的一方端部、沿着长边方向而 在两面未形成正极混合剂层Ic的部分。在此，两面形成有正极混合剂层Ic的正极芯体Ia 的在俯视时的面积为〇. 42m2。需要说明的是，正极保护层Id的厚度小于正极混合剂层Ic 的厚度。
[0083][负极板的制作]
[0084] 以质量比为40.8