非水电解液二次电池的制作方法

文档序号:15741053发布日期:2018-10-23 22:18阅读:112来源:国知局

本发明涉及一种非水电解液二次电池。

本申请主张基于2017年3月31日在日本申请的特愿2017-69544号的优先权,在此援用其内容。



背景技术:

作为非水电解液二次电池的一个例子,已知有锂离子二次电池。锂离子二次电池与镍镉电池或镍氢电池等相比,重量轻且容量大,被广泛用作移动电子设备用的电源。

另一方面,由于锂的反应性高,因此正在研究提高锂离子二次电池的安全性的尝试。如果在锂离子二次电池工作时发生过充电等,电池就会发热。作为抑制这种问题的手段之一,在专利文献1中,记载有在发生过充电时,堵塞隔膜的孔而阻断(关闭)离子的通道,强行停止反应的方法。

隔膜的关闭要求在面内均匀地发生。这是因为如果面内存在未关闭的部分,则锂离子会通过该部分,反应会继续进行。隔膜的关闭取决于电池的温度。因此,要求将电池的温度保持均匀。

在专利文献2中,记载有通过设置从电池内部到外部连续的金属制轴心,并将轴心和正极或负极的连接部件接合,由此,易于将伴随过充电等电池异常反应的发热从轴芯经由连接部件散热,从而可以降低电极群整体的温度分布的偏差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1(日本)特开2016-181326号公报

专利文献2(日本)特开2006-40772号公报



技术实现要素:

发明想要解决的技术问题

但是,在专利文献1中记载的锂离子二次电池尚不能说其能够充分地降低电池的温度分布的偏差。在专利文献2中记载的锂离子二次电池虽然能够减少多个电极群之间的温度分布的偏差,但不能减少朝向一个电池的引线端子(接线端子,tab)方向的温度分布的偏差。

本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于,提供一种非水电解液二次电池,能够减小面内的温度分布的偏差。

用于解决技术问题的技术方案

本发明人等着眼于构成非水电解液二次电池的各部件的导热性等引起的排热效率的差异,发现通过考虑到各部件的排热效率而组装非水电解液二次电池,能够减小温度分布的偏差。

即,为了解决上述技术问题,提供以下技术方案。

(1)第一实施方式的非水电解液二次电池具备层叠体,该层叠体分别具有:一层以上的正极,该正极具有连接有正极端子的正极集电体;一层以上的负极,该负极具有连接有负极端子的负极集电体;和隔膜,其配设在上述正极及上述负极之间,上述正极端子及上述负极端子从所述层叠体向第一方向延伸出来,并且分别设置在夹着中心线的位置,该中心线在俯视上述层叠体时通过与上述第一方向正交的第二方向上的上述层叠体的两端的中点向上述第一方向延伸,上述正极端子及上述负极端子中排热效率高的一侧的第一端子设置在比上述正极端子及上述负极端子中排热效率较低的一侧的第二端子更靠上述中心线侧的位置。

(2)上述实施方式的非水电解液二次电池也可以是,在将上述第一端子的排热效率设为E1,将上述第二端子的排热效率设为E2,将上述层叠体的第二方向的宽度设为W时,相对于将上述层叠体在上述第二方向上以E1:E2的比率进行划分的划分线,将上述第一端子和上述第二端子的端子之间在上述第二方向上以E1:E2的比率进行划分的第二划分线,存在于从上述划分线向上述第一端子的方向偏移W×E1/E2×0.3的位置到从上述划分线向上述第二端子的方向偏移W×E1/E2×0.5的位置的范围内。

(3)上述实施方式的非水电解液二次电池也可以是,上述划分线和上述第二划分线在上述第二方向的位置一致。

发明效果

根据上述实施方式的非水电解液二次电池,能够降低面内的温度分布的偏差。

附图说明

图1是本发明的非水电解液二次电池的截面示意图;

图2是本实施方式的非水电解液二次电池的层叠体的立体示意图;

图3是等距离配设有正极端子及负极端子的非水电解液二次电池的层叠体的平面示意图;

图4是本实施方式的非水电解液二次电池的层叠体的平面示意图;

图5是本实施方式的非水电解液二次电池的层叠体的另一例的平面示意图;

图6A是假设实施例1-1的非水电解液二次电池的过充电状态并使其工作后的面内温度分布模拟结果;

图6B是假设比较例1-1的非水电解液二次电池的过充电状态并使其工作后的面内温度分布模拟结果;

图7是测绘了改变正极端子及负极端子的设置位置时的表面温度的最高值的图。

符号说明

10……隔膜、20……正极、22……正极集电体、24……正极活性物质层、26……正极端子、26A……第一端部、26B……第二端部、30……负极、32……负极集电体、34……负极活性物质层、36……负极端子、36A……第一端部、36B……第二端部、40,41……层叠体、50……外装体、100……非水电解液二次电池、C……中心线、D……划分线、D2……第二划分线

具体实施方式

以下适当参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。为了容易理解本发明的特征,以下的说明中使用的附图中,为了方便有时会将特征部分放大表示,各结构要素的尺寸比率等与实际不同。在以下的说明中例示的材料、尺寸等是一个例子,本发明不限定于此,可以在不改变其宗旨的范围适当改变并实施。

[非水电解液二次电池]

图1是本实施方式的非水电解液二次电池的截面示意图。如图1所示,本实施方式的非水电解液二次电池100具备层叠体40和外装体50。层叠体40和非水电解液(图示略)被收容于设置在外装体50的收容空间内。

(层叠体)

如图1所示,层叠体40分别具有正极20、负极30、隔膜10各一层以上。隔膜10配设在正极20和负极30之间。正极20、负极30及隔膜10分别设置一层以上。

正极20具有:正极集电体22、正极活性物质层24和正极端子26。正极端子26的第一端部与正极集电体22连接,且第二端部向外装体50的外侧延伸出来。以下,将正极端子26延伸出来的第一方向设为x方向,将层叠体40的叠层方向设为z方向,并将在层叠体40的面内方向中与x方向及z方向均正交的方向设为y方向。

“正极”

正极20具有:正极集电体22和正极活性物质层24。正极活性物质层24配设在正极集电体22的两面。

正极集电体22只要是导电性的板材即可,例如,可以使用铝、铜、镍箔的金属薄板。正极端子26只要具有导电性即可,可以使用与正极集电体22同样的导电性的板材。为了降低接触电阻,优选均使用相同的材质。

正极活性物质层24具有正极活性物质和粘合剂,并根据需要具有导电助剂。

正极活性物质可以使用能够可逆地进行离子的吸附及放出、离子的脱离及插入(intercalation)或者离子和离子的平衡阴离子(例如,PF6)的掺杂及脱掺杂的电极活性物质。作为离子,可以使用锂、镁等。

例如,可以列举:钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMnO2)、锂锰尖晶石(LiMn2O4)及由通式:LiNixCoyMnzMa2(x+y+z+a=1,0≤x<1,0≤y<1,0≤z<1,0≤a<1,M表示选自Al、Mg、Nb、Ti、Cu、Zn、Cr中的一种以上的元素)所表示的复合金属氧化物、锂钒化合物(LiV2O5)、橄榄石型LiMPO4(其中,M表示选自Co、Ni、Mn、Fe、Mg、Nb、Ti、Al、Zr中的一种以上的元素或VO)、钛酸锂(Li4Ti5O12)、LiNixCoyAlzO2(0.9<x+y+z<1.1)等复合金属氧化物、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、多并苯等。

导电助剂例如可以举出:碳黑类等碳粉末、碳纳米管、碳材料、铜、镍、不锈钢、铁等金属微粉、碳材料及金属微粉的混合物、ITO等导电性氧化物。在仅用正极活性物质就能够确保导电性的情况下,非水电解液二次电池100也可以不包含导电助剂。

另外,正极活性物质层包含粘合剂。粘合剂可以使用公知的粘合剂。例如,可以举出:聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)等氟类树脂。

“负极”

负极30具有负极集电体32、负极活性物质层34和负极端子36。负极端子36的第一端部与负极集电体32连接,第二端部向外装体50的外侧延伸出来。

负极集电体32及负极端子36可以使用与正极相同的导电性板材。负极活性物质层34与正极集电体22同样,配设在负极集电体32的两面。

负极集电体32及负极端子36可以使用与正极20的正极集电体22及正极端子26相同的导电性板材。由于在负极30有锂析出的情况,因此在负极集电体32及负极端子36中,特别优选使用与锂反应性较低的铜。

负极活性物质层34具有负极活性物质和粘合剂,并根据需要具有导电助剂。

负极活性物质可以使用公知的负极活性物质,只要是可吸附/放出锂离子的化合物即可。作为负极活性物质,例如可举出:包含金属锂、可吸附/放出锂离子的石墨(天然石墨、人造石墨)、碳纳米管、难石墨化碳、易石墨化碳、低温烧成碳等碳材料、铝、硅、锡等能够与锂进行化合的金属、以SiOx(0<x<2)、二氧化锡等氧化物为主体的非晶质的化合物、钛酸锂(Li4Ti5O12)等的颗粒。

导电助剂及粘合剂可以使用与正极相同的材料。负极30中使用的粘合剂除了正极20中举出的粘合剂之外,也可以使用例如纤维素、苯乙烯-丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、丙烯酸树脂等。

“隔膜”

隔膜10也可以由电绝缘性的多孔质结构形成,例如,可举出:由聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃构成的膜的单层体、层叠体或上述树脂的混合物的延伸膜、或者由选自由纤维素、聚酯及聚丙烯中的至少一种构成材料构成的纤维无纺布。

“电解液”

电解液被浸渍于正极活性物质层24和负极活性物质层34内。电解液可以使用包含锂盐等的电解质溶液(使用电解质水溶液和有机溶剂的电解质溶液)。但是,由于在电化学上,电解质水溶液的分解电压低,因此充电时的耐用电压被限制在低水平。因此,优选为使用有机溶剂的电解质溶液(非水电解质溶液)。

非水电解质溶液是电解质被溶解在非水溶剂中而制成,作为非水溶剂也可以含有环状碳酸酯和链状碳酸酯。

作为环状碳酸酯,可以使用能够将电解质溶剂化的环状碳酸酯。例如,可以使用碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯及碳酸亚丁酯等。

链状碳酸酯能够降低环状碳酸酯的粘性。例如,可举出:碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯。另外,也可以混合乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷等来使用。

优选非水溶剂中的环状碳酸酯和链状碳酸酯的比例以体积计为1:9~1:1。

(外装体)

外装体50在其内部密封层叠体40及电解液。外装体50抑制电解液向外部的泄漏或水分等从外部侵入非水电解液二次电池100内部等。

例如,作为外装体50,可利用用高分子膜从两侧涂布金属箔而制成的金属层叠膜。作为金属箔,例如可利用铝箔,作为高分子膜,可利用聚丙烯等膜。例如,作为外侧的高分子膜的材料,优选熔点高的高分子,例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺等,作为内侧的高分子膜的材料,优选聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。

[非水电解液二次电池的功能和相应的正极端子及负极端子的配置]

非水电解液二次电池100通过锂离子在正极活性物质层24和负极活性物质层34之间移动而工作。

例如,当锂离子经由隔膜10从正极活性物质层24向负极活性物质层34移动时,在正极20和负极30之间产生电位差。在负极活性物质层34内被锂离子捕获的电子以缓和该电位差的方式进行移动。由于隔膜10具有绝缘性,因此不能经由隔膜10直接从负极活性物质层34向正极活性物质层24移动。因此电子经由正极集电体22、正极端子26向外部流动。在产生这种相反的反应的情况下,电子经由负极集电体32、负极端子36向外部流动。

图2是本实施方式的非水电解液二次电池的层叠体的立体示意图。如图2所示,正极端子26的第一端部26A及负极端子36的第一端部36A分别与正极集电体22及负极集电体32连接。另一方面,正极端子26的第二端部26B及负极端子36的第二端部36B将各自的从正极集电体22及负极集电体32延伸出来的正极端子26及负极端子36合并,并向外装体50的外部延伸出来。

因此,在正极产生的电子被排出到外部时,通过正极端子26的第二端部26B,在负极产生的电子向外部排出时,通过负极端子36的第二端部36B。

当在层叠体40内进行电子的接收时,层叠体40发热。层叠体40内产生的热被排出时的排热路径与电子的排出路径相同。层叠体40周围被外装体50覆盖。因此,热很难经由外装体50被排出,由第二端部26B、36B产生的热大多经由正极端子26及负极端子36排出。

即,在层叠体40内产生的热的排热效率很大程度上依赖于正极端子26的排热效率及负极端子36的排热效率。进而,正极端子26的排热效率很大程度上依赖于作为正极端子26的出口的第二端部26B,负极端子36的排热效率很大程度上依赖于作为负极端子36的出口的第二端部36B。

因此,正极端子26的排热效率可以用作为正极端子26的出口的第二端部26B的面积和正极端子26的导热率的积表示。如图2所示,将正极端子26的截面设为四边形,且设正极端子26的第二端部26B的厚度为t1、正极端子26的第二端部26B的宽度为w1、正极端子26的导热率为λ1、正极端子26的排热效率为E1时,以下的关系式(1)成立。

E1=t1×w1×λ1……(1)

同样地,负极端子36的排热效率也能够用作为负极端子36的出口的第二端部36B的面积和负极端子36的导热率的积表示。如图2所示,将负极端子36的截面设为四边形,且设负极端子36的第二端部36B的厚度为t2、负极端子36的第二端部36B的宽度为w2、负极端子36的导热率为λ2、负极端子36的排热效率为E2时,以下的关系式(2)成立。

E2=t2×w2×λ2……(2)

在此,正极端子26的排热效率和负极端子36的排热效率通常不一致。例如,如果构成正极端子26的材料和构成负极端子36的材料不同,各自的导热率也不同。另外,如果正极集电体22和负极集电体32的片数不同,正极端子26和负极端子36的厚度也改变。

为了减小非水电解液二次电池100的xy面内的温度分布的偏差,优选考虑正极端子26及负极端子36的排热效率,设计非水电解液二次电池100。以下,设正极端子26的排热效率比负极端子36的排热效率优异来进行说明。

图3是从中心线C等距离配设有正极端子及负极端子的非水电解液二次电池的层叠体的平面示意图。在图3所示的层叠体41中,正极端子26和负极端子36以在y方向上夹着通过y方向上的层叠体41的中点的中心线C的方式进行设置。正极端子26和中心线C的距离与负极端子36和中心线C的距离相等。

由于负极端子36比正极端子26的排热效率低,因此当使图3所示的非水电解液二次电池工作时,热量留滞在负极端子36侧。其结果是,在层叠体41的面内,负极端子36侧的温度比正极端子26侧的温度相对较高。

与之相对,图4是本实施方式的非水电解液二次电池的层叠体的平面示意图。图4所示的层叠体40中,正极端子26和负极端子36以在y方向夹着中心线C的方式设置,在这一点上与图3所示的层叠体41一致。另一方面,图4所示的层叠体40中,排热效率高的正极端子26设置在比排热效率低的负极端子36更靠中心线C侧,在这一点上,与图3所示的层叠体41不同。即,中心线C和正极端子26的第一端部26A的中心的距离d1比中心线C和负极端子36的第一端部36A的中心的距离d2短。

在图4所示的层叠体40中,正极端子26主要承担排热的面积变宽,负极端子36主要承担排热的面积变窄。由于正极端子26比负极端子36的排热效率高,因此,即使正极端子26的承担排热的面积变宽,也能够释放层叠体40内的热。其结果是,热蓄积在层叠体40的面内的情况被抑制,从而层叠体40的面内的温度分布的偏差被抑制。

另外,正极端子26和负极端子36优选配设在满足如下条件的位置。

首先,正极端子26的排热效率为E1、负极端子36的排热效率为E2时,定义将层叠体40在y方向上以正极端子26的区域A1的面积和负极侧的区域A2的面积成为E1:E2的比率来划分层叠体的划分线D。在图4中,划分线D从正极端子26侧以E1:E2比率划分层叠体40的y方向的宽度W。

其次,定义从正极端子26侧将正极端子26和负极端子36的设置预定位置间的y方向的端子间距离L以E1:E2划分的第二划分线D2。图4中,第二划分线D2从正极端子26侧将端子间距离L以E1:E2的比率进行划分。

此时,优选第二划分线D2设置在以划分线D为基准从朝向正极端子26偏移W×E1/(E1+E2)×0.3的位置到朝向负极端子36偏移W×E1/(E1+E2)×0.5的位置的范围内。另外,更优选第二划分线D2设置在以划分线D为基准从朝向正极端子26偏移W×E1/(E1+E2)×0.2的位置到朝向负极端子36偏移W×E1/(E1+E2)×0.2的位置的范围内,进一步优选划分线D和第二划分线D2的y方向的位置一致。在此,对该范围的含义更具体地进行说明。

正极端子26的排热效率为E1、负极端子36的排热效率为E2时,当正极端子26承担层叠体40的总面积的E1/(E1+E2)的量的范围(区域A1)的排热,且负极端子36承担层叠体40的总面积的E2/(E1+E2)的量的范围(区域A2)的排热时,能够最高效地进行非水电解液二次电池100的排热。

因此,当将正极端子26设置在与区域A1的y方向的中心线CA1重叠的位置时,能够使区域A1内的温度分布的偏差最小。同样,当负极端子36也设置在与区域A2的y方向的中心线CA2重叠的位置时,能够使区域A2内的温度分布的偏差最小。这种情况下,从正极端子26侧以E1:E2的比率划分正极端子26和负极端子36间的端子间距离L的第二划分线D2的y方向的位置,与划分区域A1和区域A2的划分线D的y方向的位置一致。即,划分线D和第二划分线D2的y方向的位置完全一致时,层叠体40的面内的温度分布的偏差变得最小。

另一方面,设置正极端子26及负极端子36的位置并不限于满足上述条件这一点,允许从满足上述条件的位置有一定程度的偏移。即使以划分线D为基准向正极端子26侧偏移也能够显示特别高的排热效率的范围、以及即使以划分线D为基准向负极端子36侧偏移也能够显示特别高的排热效率的范围成为上述的范围。

如上所述,根据本实施方式的非水电解液二次电池,能够抑制非水电解液二次电池的面内方向的温度分布的偏差。即,即使非水电解液二次电池因过充电等而发热的情况下,也能够在面内均匀地关闭隔膜,从而能够提高非水电解液二次电池的安全性。

以上,参照附图对本发明的实施方式进行了详述,但各实施方式中的各构成及它们的组合等是一个例子,可以在不脱离本发明的宗旨的范围内,进行结构的附加、省略、置换及其它变更。

例如,层叠体40的形状不限定于俯视图中为四边形。图5中四边形的角的角部形成为圆弧状。在这情况下,通过将y方向上最远的两点间的距离设为宽度W,同样的关系也成立。

另外,在上述例子中,以正极端子26的排热效率比负极端子36的排热效率优异的情况为例进行了说明,但也可以是负极端子36的排热效率比正极端子26的排热效率优异的结构。

[非水电解液二次电池的制造方法]

作为非水电解液二次电池100的制造方法,除了设定正极端子26及负极端子36的安装位置这一点之外,可以用公知的方法制造。正极端子26及负极端子36的排热效率可以根据正极端子26及负极端子36的宽度、厚度、叠层片数及导热率分别求出。

首先,制造正极20及负极30。正极20和负极30可以用相同的制造方法制造,只是作为活性物质的物质不同。

将正极活性物质、粘合剂及溶剂混合,制作涂料。也可以根据需要进一步加入导电助剂。作为溶剂例如能够使用水、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺等。正极活性物质、导电助剂、粘合剂的构成比率优选以质量比计为80wt%~90wt%:0.1wt%~10wt%:0.1wt%~10wt%。他们的质量比被调整为总计成为100wt%。

构成涂料的这些成分的混合方法没有别特限制,另外,混合顺序也没有特别限制。将上述涂料涂敷在正极集电体。作为涂敷方法,没有特别限制,可以使用在制造通常电极使所采用的方法。例如,可举出:狭缝模涂法、刮刀法。对于负极,也同样在负极集电体上涂敷涂料。

接下来,去除涂敷在正极集电体及负极集电体上的涂料中的溶剂。去除方法没有特别限定。例如,可以使被涂敷了涂料的正极集电体及负极集电体在80℃~150℃的气氛下进行干燥。然后,完成正极20及负极30。

然后,将正极20、负极30及隔膜10进行层叠,使隔膜10在正极20和负极30之间,形成层叠体40。

最后,将层叠体40封入外装体50。非水电解液也可以注入外装体50内,也可以使层叠体40浸渍在非水电解液中。然后对外装体50施加热等,并通过层压进行密封,从而制作非水电解液二次电池100。

实施例

实施例1-1

首先,制作了正极。就正极而言,在铝箔(厚度12μm,导热率237.5W/mK)上涂抹正极活性物质,并制作了正极活性物质层。正极活性物质层具有90质量份的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(活性物质)和6质量份的碳粉末(导电助剂)和4质量份的聚偏二氟乙烯(PVDF、粘合剂)。

同样,制作了负极。就负极而言,在铜箔(厚度11μm,导热率400W/mK)上涂抹负极活性物质,并制作了负极活性物质层。负极活性物质层具有87质量份的中间相碳微球(MCMB,活性物质)、3质量份的碳粉末(导电助剂)和10质量份的PVDF。

另外,作为隔膜,准备了厚度为12μm的多孔质聚乙烯。然后,将10片正极和11片负极及20片隔膜以隔膜在正极和负极之间的方式进行层叠,制作了层叠体。层叠体的x方向的宽度为30mm,y方向的宽度为42mm。

这时,正极端子的宽度w1(参照图2)及负极端子的宽度w2(参照图2)为6.5mm,在正极端子的排热效率E1和负极端子的排热效率E2之间,E1:E2=7.8:13.2的关系成立。因此,正极端子配设在俯视图中将层叠体以E1的比率进行划分的区域的中央,负极端子配设在俯视图中将层叠体以E2的比率进行划分的区域的中央。

然后,与非水电解液一起封入由铝层积膜构成的外装体内,制作了非水电解液二次电池。非水电解液使用了在将碳酸亚乙酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)以及碳酸甲乙酯(EMC)设为以体积比为3:4:3的溶剂中添加了1.0M(mol/L)的LiPF6作为锂盐而制成的电解液。

接下来,对制作的非水电解液二次电池,使用二次电池充放电试验装置进行恒电流恒电压充电至4.2V,再进行恒电流放电至2.5V,计算电池容量。以相对于算出的电池容量相当于3C的电流在恒电流恒电压下进行一小时充电,至10V,将其作为过充电试验。测量此时的电池表面的温度并记录最大温度。在x方向三处、y方向三处共计九处测量面内温度。另外,对以同样的条件设计的非水电解液二次电池,通过假想过充电状态的模拟,求出假想过充电试验时的面内温度分布。

比较例1-1

比较例1-1中,改变了设置正极端子及负极端子的位置,这一点上与实施例1-1不同。正极端子及负极端子设置在y方向上以等间隔划分层叠体所得到的各区域的y方向的中央。其它条件设定为与实施例1-1相同,在九处测量过充电时的面内温度分布。另外,对以相同的条件设计的非水电解液二次电池,通过模拟求出假想过充电试验时的面内温度分布。

当比较实施例1-1和比较例1-1的温度分布实际测量值时,实施例1-1的非水电解液二次电池在y方向的温度分布的偏差更少。

图6A、B是针对实施例1-1及比较例1-1的非水电解液二次电池,假想进行过充电试验时的面内温度分布的模拟结果。图6A是比较例1-1的非水电解液二次电池的结果,图6B是实施例1-1的非水电解液二次电池的结果。如图6A、B所示,比较例1-1的非水电解液二次电池的等温线相对于y方向倾斜,与此相对,实施例1-1的非水电解液二次电池的等温线与y方向平行。即,实施例1-1的非水电解液二次电池的y方向的温度分布的偏差较少。其结果显示了与实际测量值良好的相关性。

设置位置的探讨

(实施例1-2~1-5)

接下来,在使用模拟从实施例1-1的设置位置改变正极端子及负极端子的设置位置时,求出非水电解液二次电池的表面温度的最高值。将其结果示于以下的表1。

表1:

在表1中,E1为正极端子的排热效率,E2为负极端子的排热效率。另外d1为正极端子距中心线的距离,d2为负极端子距中心线的距离。因此,E1/E2=d1/d2的状态对应于划分线D和第二划分线D2的y方向的位置一致的情况(参照图3)。即,(E1/E2)/(d1/d2)=1的情况对应于实施例1-1。另外,d1/d2=1.0的情况对应于从中心线以等距离设置正极端子及负极端子的情况,对应于比较例1-1。实施例1-2~1-5将正极端子及负极端子设置在表1所示的位置。

如表1所示,与比较例1-1相比,实施例1-1~1-5的表面温度的最高值均较低。即,实施例1-1~1-5所示的非水电解液二次电池比比较例1-1所示的非水电解液二次电池排热性优异。

另外,图7中绘制了在改变了正极端子及负极端子的设置位置时,表面温度的最高值成为多少度。图7的横轴为设置负极端子的位置,图7的纵轴为设置正极端子的位置。纵轴和横轴的交点对应于将正极端子及负极端子分别设置在规定的位置时的表面温度。正极端子和中心线的距离d1为7.8mm、负极端子和中心线的距离d2为13.2mm的实施例1-1,在图7的结果中,表面温度也为最低。

(实施例2-1~2-5及比较例2-1)

接着,改变电池的结构并进行相同的研究。在实施例2-1~2-5及比较例2-1中,将正极集电体的层叠数量设为5片,将正极集电体的厚度设为15μm,将正极端子的宽度设为10mm,将负极集电体的层叠数量设为6片,将负极集电体的厚度设为10μm,将负极端子的宽度设为5mm。其它条件与实施例1-1相同。而且,对实施例2-1~2-5及比较例2-1的非水电解液二次电池,通过模拟求出假想过充电状态时的表面温度的最高值。将其结果示于表2。

表2:

表2的符号对应于表1的符号。如表2所示,即使改变了正极端子及负极端子的条件的情况下,(E1/E2)/(d1/d2)=1时(实施例2-1)的表面温度最低。另外,与d1/d2=0.5的情况(比较例2-1)相比,任一实施例的表面温度的最高值均低。

产业上的利用可能性

通过本发明的非水电解液二次电池,能够降低面内的温度分布的偏差。

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