°C下的高速率循环试验中，电池组1000的 容量保持率减小到大约95%。在该情况中，在相邻组装的锂离子二次电池10A中，发现特别 是在卷绕电极体40被移置的部位中，金属锂析出。
[0117] 在像这样的现象中，当偏移率A变得过大时，相邻组装的锂离子二次电池10A的卷 绕电极体40的卷绕轴的方向上的偏移的量α变大。在该情况中，在卷绕电极体40被很大 地偏移的部位中，卷绕电极体40变成约束被过度减轻的状态。在卷绕体40的约束被过度 减轻的部位中，在卷绕电极体40的正电极片与负电极片之间的间隔变大，并且借此，锂离 子二次电池10Α的电阻变大。本发明人认为这引起锂的析出。
[0118] 从像这样的推论，在电池组1000中，在相邻组装的锂离子二次电池 10Α中，由在卷 绕电极体40的卷绕轴的方向上的宽度β与在卷绕电极体40的卷绕轴的方向上的偏移的 量α限定的偏移率Α(Α= α/β Χ100)可以是大约1.3彡Α彡6.0。
[0119] 像这样，在在此提出的电池组1000中，在作为单元电池的锂离子二次电池10A中， 在电池壳20中容纳的卷绕电极体40在卷绕轴WL的方向上彼此偏移。电池组1000的每个 锂离子二次电池10A具有比在正电极侧的空间容积Y更大的在负电极侧的空间容积X。在 每个锂离子二次电池10A中，在例如大约4. 8V的过充电状态中的局部热量生成可被抑制到 低水平。因此，同样作为作为整体的电池组1000,在例如大约4. 8V的过充电状态中的局部 热量生成可被抑制到低水平。
[0120] 另外，组装电池组1000的每个锂离子二次电池10A，以使得在负电极侧的空间容 积X邻接在相邻锂离子二次电池10A中的在正电极侧的空间容积Y。相邻组装的锂离子二 次电池10A的卷绕电极体40在卷绕轴WL的方向上适度偏移。根据本发明人所获取的知识， 在这样的电池组1000中，存在如下倾向：在过充电状态中的在负电极侧的局部热量生成可 被抑制到低水平，并且电池组1000的容量保持率可被维持在高水平。
[0121] 以上，在本文中，描述使用作为单元电池基元的锂离子二次电池10A的电池组，该 锂离子二次电池10A具有比在正电极侧中的空间容积Y更大的在负电极侧的空间容积X。
[0122] 如上所述，在电池组1000中，通过在卷绕轴WL的方向上将相邻组装的锂离子二次 电池10A的卷绕电极体40适度偏移，电池组1000的容量保持率倾向于被维持在高水平。当 注意到这样的倾向时，电池组的单元电池基元可能不具有比在正电极侧的空间容积Y更大 的在负电极侧的空间容积X。
[0123] 省略从电池组1000的容量保持率可被维持在高水平的观点看的图形表示。例如， 在电池组的单元电池基元中，在正电极侧的空间容量Y可能大于在负电极侧的空间容量Y。 也就是，在形成电池组1000的单元电池基元的锂离子二次电池中，在电池壳中通过朝向在 卷绕轴的方向上的一侧偏移可设置卷绕电极体40。在该情况中，可叠置多个锂离子二次电 池，以使得可交替地改变卷绕电极体40在电池壳中偏移所在的方向。
[0124] 另外，图11示意性地示出电池组1000的另一个模式。在此，在电池组的单元电池 基元10中，如图11所示，卷绕电极体40被放置在电池壳20的预定位置中。在此，卷绕电 极体40被放置在卷绕轴WL的方向上的长方形电池壳20的近似中心处。在图11中示出的 模式中，在电池组1000中，相邻组装的锂离子二次电池10的电池壳20在被容纳在电池壳 20中的卷绕电极体40的卷绕轴WL的方向上偏移。因此，在电池组1000中，相邻组装的锂 离子二次电池10的卷绕电极体40在卷绕轴WL的方向上适度偏移。相邻组装的锂离子二 次电池10在卷绕轴WL的方向上适度偏移。同样在具有这样的结构的电池组1000中，容量 保持率倾向于被维持在高水平。
[0125] 根据本发明人的知识，同样在这样的结构中，在电池组1000中，相邻组装的锂离 子二次电池10可具有大约1. 3 < A < 6.0的由在卷绕电极体40的卷绕轴方向上的宽 度β与在相邻卷绕电极体40的卷绕轴方向上的偏移的量α所限定的偏移率Α(Α= α/ β Χ100) 〇
[0126] 以上描述了根据本发明的一个实施例的锂离子二次电池和电池组。本发明不限于 上述的任何一个实施例，并且可被多种修改。
[0127] 例如，在此公开的锂离子二次电池可将特别是在过充电期间的温度增长抑制到低 水平。从而，可提供具有高安全性和稳定性能的锂离子二次电池。因此，例如，如图12所示， 在此公开的锂离子二次电池特别适合作为需要高安全性和稳定性能的车辆驱动电池1000。 在此，车辆驱动电池1000可具有一种电池组的形式，该电池组通过将上述的多个锂离子二 次电池10串联连接来形成。在具有作为电源的这样的车辆驱动电池1000的车辆1中，典 型地包括汽车，特别是配备电机的诸如混合动力车辆（包括插电式混合动力车辆）和电动 车辆之类的汽车。
[0128] 另外，在本文中，例示了锂离子二次电池和包括作为单元电池基元的锂离子二次 电池的电池组。在此提出的锂离子二次电池的结构还可应用于具有相同的内部结构的其它 非水电解质二次电池。另外，只要作为单元电池基元的结构相同，关于在此提出的电池组的 结构还可被应用于类似地具有作为单元电池基元的非水电解质二次电池的电池组。在此， 可使用例如钠离子二次电池或锂离子聚合物二次电池作为其它的非水电解质二次电池。
[0129] 以上详细描述了本发明的具体实施例。这些仅是例示并不限制权利要求。在权利 要求中描述的技术包括例示的具体实施例的多种修改和变化。
【主权项】
1. 一种非水电解质二次电池，包括： 卷绕电极体，其沿着包括卷绕轴的一个平面被卷绕； 电池壳，其容纳所述卷绕电极体以使得所述卷绕轴和所述电池壳的侧壁相交，在所述 电池壳中除所述卷绕电极体之外的空间容积包括在所述电池壳的负电极侧的第一空间容 积和在所述电池壳的正电极侧的第二空间容积，在所述卷绕电极体的所述卷绕轴的方向上 所述第一空间容积大于所述第二空间容积，第一值通过将所述第一空间容积除以所述第二 空间容积来获得，并且所述第一值等于或大于2. 1并且等于或小于5. 7 ;以及 定位部件，其将所述卷绕电极体定位到所述电池壳。2. 根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中 所述第一空间容积是在负电极片的未涂覆部侧的端部与所述电池壳的侧壁之间的空 间容积，以及 所述第二空间容积是在正电极片的未涂覆部侧的端部与所述电池壳的所述侧壁之间 的空间容积。3. 根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其中 所述电池壳是长方体， 所述卷绕电极体包括带状正电极片和带状负电极片， 所述带状正电极片和所述带状负电极片与夹在所述带状正电极片与所述带状负电极 片之间的带状分隔体叠置，并且所述卷绕电极体被卷绕， 所述正电极片包括：带状正电极集电体，沿着在所述正电极集电体的卷绕轴的方向上 的边缘被设置在所述正电极集电体上的第一未涂覆部，以及包含正电极活性材料并且被保 持在除所述第一未涂覆部之外的所述正电极集电体的两侧上的正电极活性材料层， 所述负电极片包括：具有比所述正电极集电体的热导率高的热导率的带状负电极集电 体，沿着在所述负电极集电体的卷绕轴的方向上的边缘被设置在所述负电极集电体上的第 二未涂覆部，以及包含负电极活性材料并且被保持在除所述第二未涂覆部之外的所述负电 极集电体的两侧上的负电极活性材料层， 在所述卷绕轴的方向上，所述负电极活性材料层的长度长于所述正电极活性材料层的 长度，并且 所述正电极片和所述负电极片被叠置，以使得所述正电极活性材料层被所述负电极活 性材料层覆盖，并且所述第一未涂覆部和所述第二未涂覆部被定位在在所述卷绕轴的宽度 方向上的彼此相反的侧上。4. 根据权利要求3所述的非水电解质二次电池，其中 所述正电极集电体由铝制成，并且 所述负电极集电体由铜制成。5. -种电池组，包括： 多个非水电解质二次电池，多个根据权利要求1到4中的任一项所述的非水电解质二 次电池被组装，所述非水电解质二次电池面对所述电池壳的具有较大宽度的表面并且与所 述表面叠置，并且相邻的卷绕电极体在所述卷绕轴的方向上彼此偏移。6. 根据权利要求5所述的电池组，其中 所述非水电解质二次电池被相邻地组装， 所述非水电解质二次电池具有等于或大于1. 3并且等于或小于6. 0的偏移率， 所述偏移率由在所述卷绕电极体的所述卷绕轴的方向上的宽度和在所述相邻的卷绕 电极体的所述卷绕轴的方向上的偏移的量来限定，以及 所述偏移率通过将第二值乘以100来获得，所述第二值通过将所述偏移的量除以所述 宽度来获得。7. -种电池组，包括： 被叠置并组装的多个非水电解质二次电池，所述非水电解质二次电池包括长方体电池 壳和卷绕电极体，所述卷绕电极体包括与夹在带状正电极片与带状负电极片之间的带状分 隔体叠置的所述带状正电极片和所述带状负电极片，所述卷绕电极体沿着包括卷绕轴的一 个平面被卷绕，并且所述卷绕电极体被容纳在所述电池壳中，以使得所述卷绕轴和所述电 池壳的侧壁相交， 所述非水电解质二次电极面对所述电池壳的具有较大宽度的表面并且被叠置，所述非 水电解质二次电池在所述卷绕轴的方向上彼此偏移。8. 根据权利要求7所述的电池组，其中 所述卷绕电极体被设置在所述电池壳的近似中心处。
【专利摘要】一种非水电解质二次电池，包括被容纳在电池壳中的卷绕电极体。采用定位部件将卷绕电极体定位到电池壳。在电池壳中除卷绕电极体之外的空间容积之中，在卷绕电极体的卷绕轴的方向上，在电池壳的负电极侧的空间容积X大于在电池壳的正电极侧的空间容积Y。在此，空间容积X和空间容积Y满足2.1≤(X/Y)≤5.7。
【IPC分类】H01M2/10, H01M2/34, H01M4/13, H01M2/02, H01M10/0525, H01M10/0587
【公开号】CN105378967
【申请号】CN201480040300
【发明人】高畑浩二
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年7月2日
【公告号】US20160155995, WO2015008142A1