二次电池及其制造方法_2

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互连接在一起。在此基础上,正电极端子11的另一端部和负电极端子16的另一端部均延伸到外部容器的外部。
[0048]如图2所示,用来防止在负电极端子16中发生短路的绝缘材料40被形成为使得覆盖每一个正电极1的涂覆部分和未涂覆部分之间的边界4。绝缘材料40优选地形成为跨越正电极接片和正电极活性材料2两者,以覆盖边界部分4。将在下文描述绝缘材料40的形成。
[0049]每个负电极6的涂覆部分(负电极活性材料7)的外部尺寸大于每个正电极1的涂覆部分(正电极活性材料2)的外部尺寸并且小于或等于隔板20的外部尺寸。
[0050]在图1A和1B所示的电池中,正电极活性材料2的示例包括分层氧化物材料(比如1^。002、1^附02、1^祖(11)(:002、1^祖\((:0八1)(13)02、1^2]\?)3-1^]\?)2、1^附1/3(:01/3]?111/302)、尖晶石材料(比如LiMn204、LiMn1.5N1.504、LiMn(2-x)Mx04)、橄榄石材料(比如LiMP(k)、基于橄榄石氟化物的材料(Li2MP04F、Li2MSi04F)以及氧化钒材料(V205)。上述材料之一或从上述材料中选择的两个或更多个的混合可用作正电极活性材料2。
[0051]作为负电极活性材料7,可使用碳材料(比如石墨、无定形碳、钻石类碳、富勒烯、碳纳米管、碳纳米臂)、锂金属材料、基于娃或锡的合金材料、基于氧化物的材料(比如Nb205和Ti02)或其组合。
[0052]可以向正电极活性材料2和负电极活性材料7任意地添加接合剂和/或导电助剂。作为导电助剂,可使用碳黑或碳纤维或石墨等,可使用上述材料中两个或更多个的组合。作为接合剂,可使用聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素、改性丙烯腈橡胶颗粒等。
[0053 ]作为正电极集电器3,可使用铝、不锈钢、镍、钛或包含这些材料中的任何一种的合金,具体地,铝是优选的。作为负电极集电器8,可使用铜、不锈钢、镍、钛或包含这些材料中的任何一种的合金。
[0054]作为电解质,可使用从以下各项中选择的一种有机溶剂,并且可使用这些材料的两个或更多个的混合:环碳酸盐(比如碳酸次乙酯、碳酸丙二酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸丁二酯)、链碳酸盐(比如碳酸乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二丙酯(DPC))、脂肪羧酸酯、γ-内酯(比如γ-丁内酯)、链醚和环醚。此外,可在有机溶剂中溶解锂土卜
ΠΤΤ.Ο
[0055]隔板20主要由利用树脂制成的多孔膜、织物、非织物形成。作为隔板20中的树脂成分,可以使用例如基于聚烯烃的树脂(比如聚丙烯或聚乙烯、聚脂树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、尼龙树脂等)。基于聚烯烃的多微孔膜是尤其优选的,这是因为基于聚烯烃的多微孔膜具有优秀的离子穿透属性和用于物理分离正电极和负电极的优秀的性能特性。按照需要,可在隔板20中形成包含非有机颗粒的层。非有机颗粒的示例包括绝缘氧化物、硅化物、氮化物和碳化物。具体地,非有机颗粒优选地包含Ti02或Α1203。
[0056]作为外部容器,可使用由柔性膜30制成的外壳或容器外壳。从减小电池重量的角度来看,使用柔性膜30是优选的。作为柔性膜30,可以使用将树脂层设置在金属层的前后表面上作为基材料的膜。作为金属层,可以选择具有壁皇属性(用于防止电解质泄漏和水分从外界侵入)的层,并且可以使用铝、不锈钢等。热熔树脂层(比如改性聚烯烃)设置在金属层的至少一个表面上。金属膜30的热熔树脂层彼此相对,并且在围绕存储了层叠电极组件的空间的部分彼此热熔。在与形成了热熔树脂层的表面相对的外部容器的表面上可设置树脂层,比如尼龙膜和聚酯膜。
[0057]作为正电极端子11,可以使用由铝或铝合金形成的端子。作为负电极端子16,可以使用由铜、铜合金或镀镍铜或铜合金形成的端子。端子11和16的另一端中的每一个均延伸至外部容器的外侧。可在与外部容器的外围的热焊接部分相对应的端子11和16的每个部分处提前设置热熔树脂。
[0058]形成为覆盖正电极活性材料2的涂覆部分和未涂覆部分之间的边界部分4a的绝缘材料40可由聚酰亚胺、玻璃纤维、聚酯、聚丙烯或包含这些的材料制成。可通过对带状树脂部件施加热量以将树脂部件焊接到边界4a或通过将凝胶树脂应用于边界部分4a并对树脂进行干燥来形成绝缘材料40。
[0059][电极的具体配置]
[0060]图2是用于描述根据本发明的锂离子二次电池100的示例性实施例的示意截面图,并且图2采用放大的方式适应性地只示出了电极组的一部分。这里,示出了围绕正电极活性材料2的正电极接片侧上的端部的部分。图3示出了包括正电极1的电极组。
[0061]如图2和3所示,正电极活性材料2形成在正电极集电器3的相对表面中的每一个上,并且虽然图1A和1B中未示出,但绝缘材料40被设置为跨越已经应用了正电极活性材料2的涂覆部分和没有应用正电极活性材料2的未涂覆部分(正电极接片)。形成在每个正电极集电器3的一个表面(在图2中是上表面)上的第一正电极活性材料层2A包括平坦部分2A1、倾斜部分2A2和薄层部分2A3。薄层部分2A3是位于关于平坦部分端部侧(正电极接片侦D上的部分,所述部分的厚度小于平坦部分2A!的厚度。倾斜部分2A2是厚度连续减小的部分,从而平滑地连接厚平坦部分2M和薄层部分2A3。然而,作为倾斜部分2Ax的替代,还可设置厚度间歇减小的阶梯部分。另一方面,形成在每个正电极集电器3的另一表面(在图2中是下表面)上的第二正电极活性材料层2B只包括平坦部分。绝缘材料40的一个端部40a位于第一正电极活性材料层2A的薄层部分2A3上,并且另一端部40b位于未涂覆部分上,即其上没有形成正电极活性材料2(正电极接片)的正电极集电器3的部分。如图3所示,在每个负电极6中,还将负电极活性材料7应用到每个负电极集电器8的前表面和后表面中的每一个上;然而,负电极活性材料7仅包括平坦部分,而不包括倾斜部分或薄层部分。
[0062]第一正电极活性材料2A的平坦部分2M和薄层部分2A3之间的厚度差优选地大于绝缘材料40的厚度。同样,位于第二正电极活性材料层2B上的绝缘材料40的端部40a优选地布置为面对第一正电极活性材料2A的薄层部分2A3。这一布置使得能够防止或减少由位于每个正电极集电器3的相对表面上的绝缘材料40引起的厚度增加。换言之,对每个第一正电极活性材料层2A(涂覆部分)的外边缘部分的厚度的调整(减少)使得能够防止或减少防止了绝缘材料40的电极组的部分的厚度增加,由此防止电池的特性被厚度增加所影响。具体地,如果每个第一正电极活性材料层2A的薄层部分2A3和平坦部分2M之间的厚度差不小于一个绝缘材料40的厚度的两倍,则这一差别程度是有效的,这是因为由两个绝缘材料40引起的厚度增加可被通过第一正电极活性材料层2A的薄层部分2A3提供的厚度减小所吸收。这里,由于正电极集电器3的相对表面上的正电极活性材料层2A和2B不必具有相同的厚度,所以,即使在一个正电极活性材料层(第二正电极活性材料层2B)的厚度小于绝缘材料40的厚度的两倍的地方(如图4所示)(只有在另一正电极活性材料层(第一正电极活性材料层2A)的平坦部分2Ai变得更厚以使得平坦部分2Ai和薄层部分2A3之间的厚度差可以不小于绝缘材料40的厚度的两倍的情况下),由两个绝缘材料40引起的厚度增加也可被通过薄层部分2A3提供的厚度减小吸收,并从而可提供足够的效果。
[0063]在与按如上所述设置了倾斜部分2A2和薄层部分2A3的每个第一正电极活性材料层2A的端部同侧的每个负电极6的端部处,形成在其相对表面上的负电极集电器8和平坦负电极活性材料7被切割和终止。换言之,在与设置了倾斜部分2A2和薄层部分2A3的每个第一正电极活性材料层2A同侧的每个负电极活性材料7的端部处,不设置倾斜部分或阶梯部分或薄层部分。端部位于在相关隔板20之上面对相关绝缘材料40的位置处。
[0064]在图3中,为了便于查看,正电极1、负电极6和隔板20被示为彼此不接触;但是,实际上,正电极1、负电极6和隔板20彼此紧密接触地堆叠。在图3所示的配置中,如上所述,每个正电极活性材料层2A的倾斜部分2M和薄层部分2A3之间的厚度差大于每个绝缘材料40的厚度的两倍,从而当正电极1、负电极6和隔板20彼此紧密接触时,正电极1在薄层部分2A3的相应位置处弯曲,使得能够防止或减小由绝缘材料40引起的电极组的厚度的部分增加。如上所述,图3示出了正电极1弯曲的配置;但是,还可采用负电极6弯曲的配置或正电极1和负电极6都弯曲的配置。
[0065]这里,平坦部分2Ai和薄层部分2A3不必被布置为在每个正电极集电器3上彼此平行,并且每个正电极1的涂覆部分和
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