，通过利用垫圈17嵌塞来固定电池盖14。结 果，获得了外径为18mm且高为65mm的圆柱型电池。
[0133] 实施例1-9
[0134] 以与前述实施例1-1至1-8相同的方式制造图1和图2所示的圆柱形二次电池， 不同之处在于，没有切割和除去暴露区域22D的宽度方向上的两端。即，在实施例1-9中， 在负极22中，暴露区域22D的宽度W3与涂覆区域22C的宽度W4相同。
[0135] 对于如上获得的实施例1-1至1-9的二次电池，如下进行安全评价测试。首先，在 4. 2V的上限电压、0. 5C的电流和23°C下进行恒电流和恒电压充电5小时。之后，在0. 5C的 电流下和在3. OV的终止电压下进行恒电流放电。之后，拆解经过前述充电和放电的二次电 池，目视观察正极21的暴露区域21D和负极22的暴露区域22D，并检查在正极集电体21A 和负极集电体22A的表面上短路痕迹的存在。在这种情况下，如果正极集电体21A和负极 集电体22A的表面上存在至少一个短路痕迹，则这样的情况判断为发生短路。每个实施例 的试样（η)数目为10。结果在表1中示出。
[0136] 表 1
[0137] 负极活性物质：Si (电子束蒸镀法）
[0138]
[0139] 如表1所示，在宽度W3小于宽度W4(满足W4>W3)的实施例1-1至1-8中，短路 发生数目能够比宽度W3等于宽度W4(W4 = W3)的实施例1-9中大大减少。特别地，在值 (W4-W3)/W3为0. 005以上的情况下，能够有效地抑制短路。
[0140] 实施例2-1
[0141] 以与实施例1-3相同的方式制造圆柱型二次电池，不同之处在于，切割和除去该 对暴露区域22D的宽度方向上的两端，从而形成负极22。螺旋卷绕体的中心侧的暴露区域 22D的宽度W3-1和螺旋卷绕体的外周侧的暴露区域的宽度W3-2分别如表2所示。
[0142] 对于实施例2-1的二次电池，进行同样的安全评价测试。该结果与实施例1-3的 结果一起在表2中不出。
[0143] 表 2
[0144] 负极活性物质：Si (电子束蒸镀法）
[0145]
[0146] 如表2所示，除了将螺旋卷绕体的外周侧涂覆区域的宽度设定为小于相对区域的 宽度之外，还通过将该螺旋卷绕体中心侧的涂覆区域的宽度设定为小于相对区域的宽度， 能够使短路发生数目大大减少。
[0147] 实施例3-1至3-8
[0148] 以与实施例2-1相同的方式制造圆柱型二次电池，不同之处在于，在形成正极21 时，切割和除去一对暴露区域2ID的宽度方向上的两端，从而使该对暴露区域2ID之一的宽 度Wl小于涂覆区域21C的宽度W2。然而，切割在宽度方向上的两端，使得在暴露区域21D 与涂覆区域21C相连接的界面附近处（距离Ll =距离VI)，暴露区域21D的宽度Wl随其位 置远离涂覆区域21C而不断减小。在除界面附近以外的区域中，该宽度Wl是恒定的。涂覆 区域21C的宽度W2也是恒定的。该宽度Wl和W2分别如表3所示。
[0149] 对于实施例3-1至3-8的二次电池，进行同样的安全评价测试。而且，对于各个实 施例的二次电池，彼此比较各发热数目。具体地，在与前述安全评价测试相同的条件下进行 充电。将已充电的二次电池放置在23°C下1小时。之后，对电池壳11的表面温度达到35°C 以上的二次电池数目进行计数。该结果与实施例1-9和2-1的结果一起在表3中示出。
[0150] 表 3
[0151] 正极活性物质=LiCoO2，负极活性材料：Si (电子束蒸镀法）
[0152] CN 105047942 A 说明书 16/18 页
[0153] 如表3所示，在实施例3-1至3-8中，在负极22中，暴露区域22D的宽度W3小于 相对区域22C1的宽度W4,而在正极21中，暴露区域21D的宽度Wl小于涂覆区域21C的宽 度W2。因而，短路发生数目和发热数目可以比实施例1-9和实施例2-1中大大减少。特别 地，在值（W2-W1)/W2为0.005以上的情况下，能够有效地抑制短路。
[0154] 实施例4-1和4-2
[0155] 以与实施例3-1和1-9相同的方式制造圆柱型二次电池，不同之处在于，在形成负 极22时通过电子束蒸镀法形成由锡（Sn)制成的负极活性物质层22B。
[0156] 实施例5-1和5-2
[0157] 以与实施例3-1和1-9相同的方式制造圆柱型二次电池，不同之处在于，负极22 如下形成。
[0158] 具体地，首先，将平均颗粒直径为25 μ m的球形人造石墨、乙炔黑和作为粘结剂的 聚偏二氟乙烯以90:30:7的重量比混合，从而制备负极混合物。随后，将该负极混合物分散 在作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮中，从而获得负极混合物浆料。用该负极混合物浆料选 择性地涂覆由电解铜箱制成的负极集电体22A的两个面，并干燥所得物。作为电解铜箱，可 以使用厚度为15 μ m且表面粗糙度Ra值为0. 3 μ m的箱。干燥之后，通过辊压机对所得物 进行压制成型，从而形成负极活性物质层22B。
[0159] 对于实施例4-1和4-2以及实施例5-1和5-2的二次电池，进行安全评价测试。该 结果与实施例3-3的结果一起在表4中不出。
[0160] 表 4
[0161] 正极活性物质：LiCo02
[0162]
[0163] 如表4所示，在改变负极活性物质层22B的组成材料和形成方法的情况下，也能够 证实类似于由硅（Si)制成的负极活性物质层22B通过电子束蒸镀法形成的情况的趋势。
[0164] 实施例6-1
[0165] 以与实施例3-1相同的方式制造圆柱型二次电池，不同之处在于，宽度Wl和W3的 值分别为49. Onm和51. Omm0
[0166] 实施例6-2
[0167] 以与实施例6-1相同的方式制造圆柱型二次电池，不同之处在于，分解的正极21 和分解的负极22的平面形状分别如图4的（A)和图4的（B)所示。在该实施例中，如图4 的（A)和（B)所示，在与涂覆区域21C和22C的界面附近，暴露区域21D和22D具有恒定的 宽度Wl和W2。即，正极集电体2IA和负极集电体22A的轮廓在涂覆区域和暴露区域之间的 界面处弯曲。
[0168] 对于实施例6-1和6-2的二次电池，比较各龟裂产生的数目。具体地，拆解经过前 述安全评价测试的二次电池，分别目视观察正极21和负极22的暴露区域21D和22D，并检 查正极集电体21A和负极集电体22A中龟裂和断裂（fracture)的存在。在这种情况下，如 果在正极集电体21A和负极集电体22A中存在至少一个龟裂/断裂，则对这样的情况进行 计数。每个实施例的样品数目（η)为10。该结果在表5中示出。
[0169] 表 5
[0170] 正极活性物质=LiCoO2，负极活性物质：Si (电子束蒸镀法）
[0171]
[0173] 如表5所示，在实施例6-2中证实了产生龟裂的二次电池，而在实施例6-1中未产 生龟裂。因此，发现在暴露区域21D和22D与涂覆区域21C和22C相连的界面附近、暴露区 域2ID和22D的宽度Wl和W3随其位置远离涂覆区域2IC和22C而不断减小的情况下，可 有效地防止龟裂产生。
[0174] 已参考实施方式和实施例描述了本发明。然而，本发明不限于前述实施方式和前 述实施例，并可以进行各种修改。例如，在前述实施方式和前述实施例中，已经给出了电池 壳为圆柱型的情况的描述。然而，本发明不限于此，而可以适用于包括除圆柱型电池壳以外 的例如方型电池壳的电池。
[0175] 而且，在前述实施方式和前述实施例中，已经给出了使用锂作为电极反应物的情 况的描述。然而，本发明能够适用于这样的情况，其中使用长周期表中的其他1族元素如钠 (Na)和钾（K)、长周期表中的其他2族元素如镁和钙（Ca)、其他轻金属如铝、或者锂或前述 元素的合金，并能够获得类似的效果。在这种情况下，根据电极反应物，选择能够嵌入和脱 嵌电极反应物的负极活性物质和正极活性物质、溶剂等。
[0176] 本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组 合、子组合以及变形，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。
【主权项】
1. 一种非水电解质二次电池，其中，包括： 电池元件，通过将在带状的正极集电体上设置有正极活性物质层的正极和在带状的负 极集电体上具有负极活性物质层的负极隔着隔膜层压后卷绕而成， 其中，所述负极上存在第一区域和一对第二区域，所述第一区域与所述正极活性物质 层设置在所述正极集电体上的正极活性物质层形成区域重叠，所述第二区域与所述第一区 域的纵向方向的两端部相邻， 所述负极活性物质层被设置成占据所述第一区域和一对外围区域，所述外围区域是所 述第二区域的一部分，并且与所述第一区域的纵向方向的两端部相邻， 所述第二区域中的未形成所述负极活性物质层而暴露所述负极集电体的第三区域的 宽度小于所述第一区域的宽度。2. 根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中， 所述第三区域中所述负极的宽度方向上的两个边缘从所述第一区域中所述负极的宽 度方向上的两个边缘凹入。3. 根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中， 满足以下条件表达式（1): 0. 005 ^ (A-B)/A ^ 0. 15 (1) 其中，A表示所述第一区域的宽度，B表示所述第三区域的宽度。4. 根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中， 所述正极具有与所述正极活性物质层形成区域在纵向方向上相邻的正极集电体暴露 区域， 所述正极集电体暴露区域的宽度小于所述正极活性物质层形成区域的宽度。5. 根据权利要求4所述的非水电解质二次电池，其中， 满足以下条件表达式（2): 0. 005 ^ (C-D)/C ^ 0. 15 (2) 其中，C表示所述正极活性物质层形成区域的宽度，D表示所述正极集电体暴露区域的 宽度。6. 根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中， 随着远离所述第一区域，所述第三区域的宽度连续减少。7. 根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中， 所述负极活性物质层含有锡（Sn)和硅（Si)中的至少一种。
【专利摘要】本发明提供了一种非水电解质二次电池。该电池包括：电池元件，通过将在带状的正极集电体上设置有正极活性物质层的正极和在带状的负极集电体上具有负极活性物质层的负极隔着隔膜层压后卷绕而成，其中，所述负极上存在第一区域和一对第二区域，所述第一区域与所述正极活性物质层设置在所述正极集电体上的正极活性物质层形成区域重叠，所述第二区域与所述第一区域的纵向方向的两端部相邻，所述负极活性物质层被设置成占据所述第一区域和一对外围区域，所述外围区域是所述第二区域的一部分，并且与所述第一区域的纵向方向的两端部相邻，所述第二区域中的未形成所述负极活性物质层而暴露所述负极集电体的第三区域的宽度小于所述第一区域的宽度。
【IPC分类】H01M4/36, H01M4/13, H01M4/70, H01M10/05, H01M10/052, H01M10/058
【公开号】CN105047942
【申请号】CN201510242733
【发明人】高田智雄, 川濑贤一
【申请人】索尼公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2010年12月3日
【公告号】CN102097610A, CN102097610B, US8852801, US20110143201