非水电解质二次电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非水电解质二次电池。
【背景技术】
[0002]用于电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV、PHEV)的驱动用电源等的车载用的非水电解质二次电池除了防爆用的安全阀以外还具备压力检测式的电流阻断机构。压力检测式的电流阻断机构通过异常时在电池内部快速产生的气体而启动，通过阻断流入的电流从而防止电池的破裂甚至起火，为此而设置。
[0003]在非水电解质二次电池中，作为用于使电池容量增大的手法之一，已知提高充电电压。另外，作为非水电解质二次电池变成过充电状态时的安全对策，已知在非水电解液中添加叔戊基苯、联苯(参照专利文献1)、环烷基苯化合物、具有与苯环相邻的季碳的化合物等(参照专利文献2)过充电抑制剂。然而，若为了提高电池容量而提高充电电压，则即使在根据过充电抑制剂的种类而设定为通常使用范围的电压下，过充电抑制剂也会分解，在充放电循环后担忧电池特性的降低和安全性的降低。
[0004]为了解决这样的课题，还已知通过在非水电解质二次电池的正极合剂中添加碳酸锂(Li2C03)，从而提高过充电耐性(参照专利文献3)。若在非水电解质二次电池的正极合剂中添加碳酸锂，则过充电时等、对电池施加高电压时由正极板产生二氧化碳，由此能够确实地使压力检测式的电流阻断机构先于防爆用的安全阀而启动。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:国际公开第2002/059999号
[0008]专利文献2:日本特开2008-186792号公报
[0009]专利文献3:日本特开平04-328278号公报
【发明内容】
[0010]发明要解决的问题
[0011]在非水电解质二次电池中，具有正极板与负极板凭借间隔件而处于相互绝缘的状态下被卷绕的卷绕电极体。偏平状的卷绕电极体中，正极芯体与正极合剂层的边界部由间隔件被覆，由于间隔件是柔软的，因此正极板的正极芯体与正极合剂层的边界部由间隔件紧密被覆。
[0012]若为这样的状态，则成为过充电状态而在正极板的表面产生气体，该气体难以经过正极芯体与正极合剂层的边界部向偏平状的卷绕电极体的外部移动，因而残留在偏平状的卷绕电极体内的正极板的表面。在正极板的表面存在气体的部位不流过电流，因而过充电状态被解除，但在正极板的表面不存在气体的部位，过充电状态被进一步促进。
[0013]用于解决问题的手段
[0014]根据本发明的一个方案的非水电解质二次电池，提供一种非水电解质二次电池，其具备:
[0015]在正极芯体上形成有正极合剂层的正极板、
[0016]在负极芯体上形成有负极合剂层的负极板、
[0017]与所述正极板电连接的正极端子、
[0018]与所述负极板电连接的负极端子、
[0019]在所述正极板与所述负极板夹着间隔件而相互绝缘的状态下被偏平状地卷绕了的偏平状的卷绕电极体、
[0020]非水电解液、和
[0021]外包装体，
[0022]在所述偏平状的卷绕电极体的一个端部形成有被卷绕的正极芯体露出部，
[0023]在所述偏平状的卷绕电极体的另一端部形成有被卷绕的负极芯体露出部，
[0024]所述被卷绕的正极芯体露出部被集束而连接有正极集电体，
[0025]所述被卷绕的负极芯体露出部被集束而连接有负极集电体，
[0026]在所述正极板与所述正极端子之间的导电路径、以及所述负极板与所述负极端子之间的导电路径中的至少一条路径设有压力感应式的电流阻断机构，
[0027]在所述正极合剂层内含有碳酸锂，
[0028]在所述正极芯体露出部的至少一面，在与所述间隔件对向的位置，沿着与所述正极合剂层的边界形成有多孔质的保护层。
[0029]发明效果
[0030]本发明的一个方案的在非水电解质二次电池中，在正极合剂层内含有碳酸锂，在正极芯体露出部的至少一面，在与间隔件对向的位置，沿着与正极合剂层的边界形成有多孔质的保护层。需要说明的是，保护层在正极芯体露出部的至少一面形成即可，也可以在两面形成。进一步，正极芯体露出部在正极的宽度方向的两侧形成的情况下，可以在两侧的正极芯体露出部形成保护层。
[0031]该保护层具有凭借在正极芯体露出部与正极合剂层之间形成的高低差，从而在保护层与间隔件之间沿卷绕轴方向形成通气路，并且具有透过气体的透气性。由此，在过充电时正极合剂层中的碳酸锂分解而产生的二氧化碳容易通过保护层的内部向偏平状的卷绕电极体的外部流通。因此，根据本发明的一个方案的非水电解质二次电池，二氧化碳难以滞留在正极合剂层的表面，因而在电池的内压大幅上升之前能够迅速且确实地使压力感应式的电流阻断机构启动，过充电时的安全性变得非常良好。
[0032]需要说明的是，保护层在正极芯体露出部上沿着正极芯体露出部与正极合剂层的边界线延伸的方向形成即可。保护层可以按照与正极合剂层相接的方式形成。另外，保护层也可以在与正极合剂层隔开间隔而与正极合剂层分离的位置形成。
[0033]需要说明的是，优选使保护层的空隙率大于正极合剂层的空隙率。由此，二氧化碳更容易通过保护层的内部向偏平状的卷绕电极体的外部流通。另外，优选使保护层的厚度小于正极合剂层的厚度。保护层优选包含无机氧化物和粘结剂。作为无机氧化物，优选氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅等。粘结剂没有特别限定，但优选树脂制的粘结剂，特别优选使用聚偏二氟乙烯。另外，保护层可以进一步包含导电部件、例如碳材料。
【附图说明】
[0034]图1中，图1A是实施方式的非水电解质二次电池的俯视图，图1B同样是正视图。
[0035]图2中，图2A是沿着图1A的IIA-1IA线的部分截面图，图2B是沿着图2A的IIB-1IB线的部分截面图，图2C是沿着图2A的IIC-1IC线的截面图。
[0036]图3中，图3A是实施方式的非水电解质二次电池中使用的正极板的俯视图，图3B同样地，是负极板的俯视图。
[0037]图4中，图4A是将实施方式的偏平状的卷绕电极体的卷绕结束端侧展开的立体图，图4B是沿着图4A的IVB-1VB线的放大截面图，图4C是在卷绕结束后安装正极集电体后的对应于图4B的部分的放大截面图。
[0038]图5是对应于比较例的正极板的俯视图。
[0039]图6中，图6A是将比较例的偏平状的卷绕电极体的卷绕结束端侧展开的立体图，图6B是沿着图6A的VIB-VIB线的放大截面图，图6C是在卷绕结束后安装正极集电体后的对应于图6B的部分的放大截面图。
[0040]图7是具备强制短路机构的非水电解质二次电池的截面图。
[0041 ] 图8中，图8A是表示强制短路机构启动前的状态的图，图8B是表示强制短路机构启动后的状态的图。
【具体实施方式】
[0042]以下使用附图对本发明的实施方式进行详细说明。但是，以下所述各实施方式是为了理解本发明的技术思想而例示的，并不意在将本发明限定于该实施方式。本发明在不脱离日本专利技术方案所示技术思想的情况下进行了各种变更的实施方案也可以同样应用。
[0043][实施方式]
[0044]首先，利用图1?图4对实施方式的非水电解质二次电池进行说明。如图4所示，该非水电解质二次电池10具有在正极板11与负极板12隔着间隔件13而相互绝缘的状态下被卷绕的偏平状的卷绕电极体14。该偏平状的卷绕电极体14的最外面侧被间隔件13被覆，负极板12相比于正极板11成为外周侧。
[0045]正极板11如图3A所示，在由厚度为10?20 μ m左右的铝或铝合金箔构成的正极芯体的两面，按照成为正极芯体沿着宽度方向的一侧端部呈带状露出的状态的方式，形成有正极合剂层11a。该呈带状露出的正极芯体部分成为正极芯体露出部15。在该正极芯体露出部15的至少一侧的表面，例如按照与正极合剂层11a相邻的方式，沿着正极芯体露出部15的长度方向形成有保护层lib。对于该保护层lib的具体构成等在后叙述。
[0046]负极板12如图3B所示，在由厚度为5?15 μm左右的铜或铜合金箔构成的负极芯体的两面，按照成为负极芯体沿着宽度方向的一侧端部呈带状露出的状态的方式，形成有负正极合剂层12a。该呈带状露出的负极芯体部分成为负极芯体露出部16。需要说明的是，正极芯体露出部15或负极芯体露出部16可以分别沿着正极板11或负极板12的宽度方向的两侧端部形成。
[0047]将这些正极板11和负极板12按照正极芯体露出部15和负极芯体露出部16分别不与对向的电极的合剂层重叠的方式错开，在夹着间隔件13而相互绝缘的状态下卷绕成偏平状，从而制作偏平状的卷绕电极体14。偏平状的卷绕电极体14如图2A、图2B和图4A所示，在一端具备多片层叠的正极芯体露出部15，在另一端具备多片层叠的负极芯体露出部16。作为间隔件13，优选将聚烯烃制的微多孔性膜折叠成两片或者长条状的一片来使用，使用其宽度能够被覆正极合剂层11a及保护层lib并且大于负极合剂层12a的宽度的间隔件。
[0048]多片层叠的正极芯体露出部15经由正极集电体17，与正极端子18电连接。在正极集电体17与正极端子18之间，设有通过电池内部产生的气压而启动的电流阻断机构27。多片层叠的负极芯体露出部16经由负极集电体19与负极端子20电连接。
[0049]如图1A、图1B和图2A所示，正极端子18、负极端子20分别经由绝缘部件21、22固定于封口体23。在封口体23上，还设有在施加高于电流阻断机构27的启动压的气压时开放的气体排出阀28。正极集电体17、正极端子18及封口体23分别使