二次电池的制作方法

文档序号:33671289发布日期:2023-03-29 14:19阅读:30来源:国知局
二次电池的制作方法

1.本技术涉及一种二次电池。


背景技术:

2.由于移动电话等多种电子设备正在普及,因此作为小型且轻量并且能够得到高能量密度的电源,二次电池的开发正在进行。
3.该二次电池具备电池元件,该电池元件包含正极、负极以及电解液。作为二次电池,已知有在挠性的外包装部件的内部收纳有电池元件的二次电池。
4.关于具备该挠性的外包装部件的二次电池的结构进行了各种研究。具体而言,是为了得到优异的耐热性等,在使用了电化学电池用包装材料的二次电池中,该电化学电池用包装材料具有包括热粘合性树脂层(聚丙烯)的多层结构(例如,参照专利文献1。)。另外,为了得到优异的长期保存性等,在使用了袋状单电池壳体的二次电池中,在该袋状单电池壳体熔敷部的内侧端部设置有树脂块(例如,参照专利文献2。)。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特开2010-086744号公报
8.专利文献2:日本特开2000-277066号公报


技术实现要素:

9.关于具备挠性的外包装部件的二次电池进行了各种研究,但该二次电池的循环特性、膨胀特性以及电阻特性仍不充分,因此存在改善的余地。
10.本技术是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于,提供一种能够得到优异的循环特性、优异的膨胀特性以及优异的绝缘特性的二次电池。
11.本技术的一个实施方式的二次电池具备:挠性的外包装部件,包括热熔接层;以及电池元件,收纳在该外包装部件的内部,包括正极、负极及电解液。外包装部件在通过使热熔接层彼此相互热熔接而形成的热熔接部中被密封,该热熔接层含有聚丙烯。电解液含有溶剂以及电解质盐,该溶剂含有链状羧酸酯。热熔接层的厚度为25μm以上且60μm以下,热熔接部的长度为160mm以上且650mm以下,该热熔接部的宽度为3mm以上且6mm以下,由该热熔接层的厚度、热熔接部的长度和热熔接部的宽度规定的尺寸比满足由式(1)表示的条件。外包装部件的拉伸量为7.8mm以下。溶剂中的链状羧酸酯的含量为30体积%以上且60体积%以下。
12.0.16≤(t
×
l)/w≤0.32

(1)
13.((t
×
l)/w是尺寸比。t是热熔接层的厚度(cm)。l是热熔接部的长度(cm)。w是热熔接部的宽度(cm)。)
14.关于上述的“热熔接层的厚度”、“热熔接部的长度”、“热熔接部的宽度”以及“外包装部件的拉伸量”的每一个的定义将在后面叙述。
15.根据本技术的一个实施方式的二次电池,在挠性的外包装部件(热熔接层含有聚丙烯。)的内部收纳有电池元件(电解液的溶剂含有链状羧酸酯。),该外包装部件在热熔接部中被密封。另外,关于热熔接层的厚度、热熔接部的长度以及宽度、它们的厚度、长度以及宽度的尺寸比、外包装部件的拉伸量、溶剂中的链状羧酸酯的含量,满足上述的条件。因此,能够得到优异的循环特性、优异的膨胀特性以及优异的绝缘特性。
16.需要说明的是,本技术的效果并不限定于在此说明的效果,可以是后述的与本技术相关联的一系列效果中的任何效果。
附图说明
17.图1是表示本技术的一个实施方式中的二次电池的结构的立体图。
18.图2是表示图1所示的电池元件的结构的剖视图。
19.图3是表示图1所示的二次电池的结构的俯视图。
20.图4是表示图1所示的二次电池的结构的剖视图。
21.图5是表示二次电池的应用例的结构的框图。
具体实施方式
22.以下,参照附图,关于本技术的一个实施方式详细进行说明。需要说明的是,说明的顺序如下所述。
23.1.二次电池
24.1-1.整体结构
25.1-2.主要部分的结构
26.1-3.动作
27.1-4.制造方法
28.1-5.作用以及效果
29.2.变形例
30.3.二次电池的用途
31.<1.二次电池>
32.首先,关于本技术的一个实施方式的二次电池进行说明。
33.在此说明的二次电池是利用电极反应物的嵌入脱嵌而得到电池容量的二次电池,具备正极、负极以及作为液状的电解质的电解液。在该二次电池中,为了防止在充电过程中电极反应物质在负极的表面析出,该负极的充电容量大于正极的放电容量。即,负极的每单位面积的电化学容量被设定为大于正极的每单位面积的电化学容量。
34.电极反应物质的种类没有特别限定,具体而言,是碱金属以及碱土类金属等轻金属。碱金属是锂、钠以及钾等,碱土类金属是铍、镁以及钙等。
35.以下,以电极反应物质是锂的情况为例。利用锂的嵌入脱嵌而得到电池容量的二次电池是所谓的锂离子二次电池。在该锂离子二次电池中,锂以离子状态被嵌入脱嵌。
36.<1-1.整体结构>
37.图1示出了二次电池的立体结构,图2示出了图1所示的电池元件10的截面结构。另外,图1示出了电池元件10和外包装膜20相互分离的状态,并且图2仅示出了电池元件10的
一部分。
38.如图1所示,该二次电池具备电池元件10、外包装膜20、正极引线14和负极引线15。在此说明的二次电池是使用了挠性(或柔性)的外包装部件(外包装膜20)作为用于收纳电池元件10的外包装部件的层压膜型的二次电池。
39.[外包装膜]
[0040]
如图1所示,外包装膜20包括两个膜状部件(上侧膜20x以及下侧膜20y),并且具有通过将该上侧膜20x以及下侧膜20y相互接合(热熔接)而形成的袋状结构。如上所述,由于该外包装膜20将电池元件10收纳在内部,因此将后述的正极11以及负极12以及电解液收纳在内部。在此,在上侧膜20x上设置有用于收容电池元件10的凹陷部20u(所谓的深拉伸部)。
[0041]
在上侧膜20x与正极引线14之间以及下侧膜20y与正极引线14之间分别插入有密封膜31。在上侧膜20x与负极引线15之间以及下侧膜20y与负极引线15之间分别插入有密封膜32。密封膜31、32分别是防止外部气体侵入外包装膜20的内部的部件,包含对正极引线14以及负极引线15分别具有密合性的聚烯烃等高分子化合物中的任意一种或两种以上。该聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯以及改性聚丙烯等。另外,也可以省略密封膜31、32中的一方或双方。
[0042]
需要说明的是,关于外包装膜20(上侧膜20x以及下侧膜20y)的详细结构将在后面叙述(参照图3以及图4)。
[0043]
[电池元件]
[0044]
如图1以及图2所示,电池元件10收纳在外包装膜20的内部,包括正极11、负极12、隔膜13和电解液(未图示)。该电解液浸渍在正极11、负极12以及隔膜13的每一个中。
[0045]
该电池元件10是正极11以及负极12隔着隔膜13相互层叠,并且该正极11、负极12以及隔膜13以卷绕轴为中心卷绕的结构体(卷绕电极体)。因此,正极11以及负极12隔着隔膜13相互对置地卷绕。需要说明的是,上述的卷绕轴是在y轴方向上延伸的假想轴。
[0046]
在此,电池元件10的立体形状为扁平形状。即,与卷绕轴交叉的电池元件10的截面(沿着xz面的截面)的形状是由长轴以及短轴规定的扁平形状,更具体而言是扁平的大致椭圆形。该长轴是在x轴方向上延伸并且具有比短轴大的长度的假想轴,短轴是在与x轴方向交叉的z轴方向上延伸并且具有比长轴小的长度的假想轴。
[0047]
(正极)
[0048]
如图2所示,正极11包括具有一对面的正极集电体11a和配置在该正极集电体11a的两面上的两个正极活性物质层11b。另外,正极活性物质层11b可以仅配置在正极11与负极12对置的一侧的正极集电体11a的单面上。
[0049]
正极集电体11a包含金属材料等导电性材料中的任意一种或两种以上,该金属材料是铝、镍以及不锈钢等。正极活性物质层11b包含能够嵌入脱嵌锂的正极活性物质中的任意一种或两种以上,还可以包含正极粘结剂以及正极导电剂等。
[0050]
正极活性物质的种类没有特别限定,具体而言,是锂过渡金属化合物等含锂化合物。该锂过渡金属化合物是含有锂和一种或两种以上的过渡金属元素的化合物,还可以含有一种或两种以上的其他元素。其他元素的种类只要是过渡金属元素以外的元素即可,没有特别限定,具体而言,是属于长周期型周期表中的第2族~第15族的元素。锂过渡金属化合物的种类没有特别限定,具体而言,是氧化物、磷酸化合物、硅酸化合物以及硼酸化合物
等。
[0051]
氧化物的具体例子是linio2、licoo2、lico
0.98
al
0.01
mg
0.01
o2、lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2、lini
0.8
co
0.15
al
0.05
o2、lini
0.33
co
0.33
mn
0.33
o2、li
1.2
mn
0.52
co
0.175
ni
0.1
o2、li
1.15
(mn
0.65
ni
0.22
co
0.13
)o2以及limn2o4等。磷酸化合物的具体例子是lifepo4、limnpo4、life
0.5
mn
0.5
po4以及life
0.3
mn
0.7
po4等。
[0052]
正极粘结剂含有合成橡胶以及高分子化合物等中的任意一种或两种以上。合成橡胶是丁苯系橡胶、氟系橡胶以及三元乙丙橡胶等。高分子化合物是聚偏氟乙烯、聚酰亚胺以及羧甲基纤维素等。
[0053]
正极导电剂含有碳材料等导电性材料中的任意一种或两种以上,该碳材料是石墨、炭黑、乙炔黑以及科琴黑等。另外,导电性材料也可以是金属材料以及高分子化合物等。
[0054]
正极活性物质层11b的形成方法没有特别限定,具体而言,是涂布法等中的任意一种或两种以上。
[0055]
(负极)
[0056]
如图2所示,负极12包括具有一对面的负极集电体12a和配置在该负极集电体12a的两面上的两个负极活性物质层12b。另外,负极活性物质层12b可以仅配置在负极12与正极11对置的一侧的负极集电体12a的单面上。
[0057]
负极集电体12a包含金属材料等导电性材料中的任意一种或两种以上,该金属材料是铜、铝、镍以及不锈钢等。负极活性物质层12b包含能够嵌入脱嵌锂的负极活性物质中的任意一种或两种以上,还可以包含负极粘结剂以及负极导电剂等。关于负极粘结剂的详细情况与关于正极粘结剂的详细情况相同,并且关于负极导电剂的详细情况与关于正极导电剂的详细情况相同。
[0058]
负极活性物质的种类没有特别限定,具体而言,是碳材料以及金属系材料中的一方或双方等。碳材料是易石墨化碳、难石墨化碳以及石墨等,该石墨是天然石墨以及人造石墨等。金属系材料是含有能够与锂形成合金的金属元素以及半金属元素中的任意一种或两种以上的材料,该金属元素以及半金属元素是硅以及锡中的一方或双方等。另外,金属系材料可以是单体,也可以是合金,也可以是化合物,也可以是它们的两种以上的混合物,也可以是含有它们的两种以上的相的材料。
[0059]
金属系材料的具体例子是sib4、sib6、mg2si、ni2si、tisi2、mosi2、cosi2、nisi2、casi2、crsi2、cu5si、fesi2、mnsi2、nbsi2、tasi2、vsi2、wsi2、znsi2、sic、si3n4、si2n2o、siov(0<v≤2)、lisio、snow(0<w≤2)、snsio3、lisno以及mg2sn等。另外,siov的v也可以满足0.2<v<1.4。
[0060]
负极活性物质层12b的形成方法没有特别限定,具体而言,是涂布法、气相法、液相法、喷涂法以及烧成法(烧结法)等中的任意一种或两种以上。
[0061]
(隔膜)
[0062]
如图2所示,隔膜13是介于正极11与负极12之间的绝缘性的多孔质膜,在防止该正极11与负极12的接触(短路)的同时使锂离子通过。该隔膜13含有聚四氟乙烯、聚丙烯以及聚乙烯等高分子化合物中的任意一种或两种以上。
[0063]
(电解液)
[0064]
电解液含有链状羧酸酯中的任意一种或两种以上。该“链状羧酸酯”是指直链状的
饱和脂肪酸的酯。
[0065]
更具体而言,电解液含有溶剂以及电解质盐,该溶剂含有链状羧酸酯。含有作为非水溶剂(有机溶剂)的链状羧酸酯的电解液是所谓的非水电解液。
[0066]
电解液(溶剂)含有链状羧酸酯是因为可以抑制二次电池的膨胀。详细而言,链状羧酸酯与后述的环状碳酸酯以及链状碳酸酯等相比,具有不易由充放电时的分解反应而产生的气体的性质。由此,在含有链状羧酸酯的电解液中,在充放电时链状羧酸酯的分解反应不易进行,因此不易由该链状羧酸酯的分解反应而产生气体。由此,气体不易蓄积在袋状的外包装膜20的内部,因此二次电池不易膨胀。
[0067]
链状羧酸酯的具体例子没有特别限定,是乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯以及三甲基乙酸乙酯等。
[0068]
另外,溶剂中的链状羧酸酯的含量是30体积%~60体积%。这是因为可以充分抑制二次电池的膨胀。另外,由于链状羧酸酯相对于后述的热熔接层21的渗透量减少,因此可以确保外包装膜20的密封性。
[0069]
在此说明的链状羧酸酯的含量是在二次电池完成后通过使用了高频感应耦合等离子体(inductively coupled plasma(icp))发射光谱分析法的电解液的分析而得到的值。
[0070]
需要说明的是,溶剂可以与链状羧酸酯一起含有其他溶剂(非水溶剂)中的任意一种或两种以上。
[0071]
其他溶剂是酯类以及醚类等。另外,上述的链状羧酸酯不包括在在此说明的酯类中。
[0072]
酯类是碳酸酯系化合物等,该碳酸酯系化合物是环状碳酸酯以及链状碳酸酯等。具体而言,环状碳酸酯是碳酸亚乙酯以及碳酸亚丙酯等,链状碳酸酯是碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以及碳酸甲乙酯等。
[0073]
醚类是内酯系化合物等,该内酯系化合物是内酯等。具体而言,内酯是γ-丁内酯以及γ-戊内酯等。此外,醚类可以是1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、1,3-二氧戊环以及1,4-二噁烷等。
[0074]
溶剂中的其他溶剂的含量(体积%)没有特别限定,能够根据上述的溶剂中的链状羧酸酯的含量任意设定。
[0075]
此外,溶剂可以包含添加剂中的任意一种或两种以上。该添加剂是不饱和环状碳酸酯、卤代碳酸酯、磺酸酯、磷酸酯、酸酐、腈化合物以及异氰酸酯化合物等。这是因为电解液的化学稳定性提高。需要说明的是,电解液中的添加剂的含量没有特别限定,因此能够任意设定。
[0076]
具体而言,不饱和环状碳酸酯是碳酸亚乙烯酯(1,3-二氧杂环戊烯-2-酮)、碳酸乙烯基亚乙酯(4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮)以及碳酸亚甲基亚乙酯(4-亚甲基-1,3-二氧戊环-2-酮)等。卤代碳酸酯是氟代碳酸亚乙酯(4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮)以及二氟碳酸亚乙酯(4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮)等。磺酸酯是1,3-丙烷磺内酯等。磷酸酯是磷酸三甲酯以及磷酸三乙酯等。
[0077]
酸酐是环状二羧酸酐、环状二磺酸酐以及环状羧酸磺酸酐等。环状二羧酸酐是琥珀酸酐、戊二酸酐以及马来酸酐等。环状二磺酸酐是乙烷二磺酸酐以及丙烷二磺酸酐等。环
状羧酸磺酸酐是磺基苯甲酸酐、磺基丙酸酐以及磺基丁酸酐等。
[0078]
腈化合物是乙腈、琥珀腈以及己二腈等。异氰酸酯化合物是六亚甲基二异氰酸酯等。
[0079]
电解质盐包含锂盐等轻金属盐中的任意一种或两种以上。该锂盐是六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂(libf4)、三氟甲烷磺酸锂(licf3so3)、双(氟磺酰基)酰亚胺锂(lin(fso2)2)、双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺锂(lin(cf3so2)2)、三(三氟甲烷磺酰基)甲基化锂(lic(cf3so2)3)以及双(草酸)硼酸锂(lib(c2o4)2)等。
[0080]
电解质盐的含量没有特别限定,具体而言,相对于溶剂为0.3mol/kg~3.0mol/kg。这是因为可以得到较高的离子传导性。
[0081]
[正极引线以及负极引线]
[0082]
正极引线14是连接至正极11(正极集电体11a)的正极端子,并且包含铝等导电性材料中的任意一种或两种以上。负极引线15是连接至负极12(负极集电体12a)的负极端子,并且包含铜、镍以及不锈钢等导电性材料中的任意一种或两种以上。正极引线14以及负极引线15的各自的形状是薄板状以及网眼状等中的任意一种或两种以上。
[0083]
在此,如图1所示,正极引线14以及负极引线15分别从外包装膜20的内部向外部沿彼此相同的方向引出。另外,正极引线14以及负极引线15也可以分别沿互不相同的方向引出。
[0084]
另外,在此,正极引线14的根数是1根。另外,正极引线14的根数没有特别限定,因此也可以是2根以上。特别是,当正极引线14的根数为2根以上时,二次电池的电阻降低。在此,关于正极引线14的根数的说明,关于负极引线15的根数也是同样的,因此该负极引线15的根数不限于1根,也可以是2根以上。
[0085]
<1-2.主要部分的结构>
[0086]
图3示出了图1所示的二次电池的平面结构,图4示出了图1所示的二次电池的截面结构。另外,在图3中,在外包装膜20上标有阴影,并且省略了密封膜31、32的图示。在图4中,仅示出了外包装膜20的一部分(后述的热熔接部20s的附近部分)。以下,随时参照已经说明的图1以及图2。
[0087]
在此,如上所述,外包装膜20包括上侧膜20x以及下侧膜20y。在该外包装膜20中,在上侧膜20x以及下侧膜20y相互重叠的状态下,相互对置的部分中的外周缘部彼此相互接合(热熔接),因此该外包装膜20具有袋状的密闭(密封)结构。
[0088]
更具体而言,如图3以及图4所示,外包装膜20,即上侧膜20x以及下侧膜20y分别包括热熔接层21。由此,在上侧膜20x以及下侧膜20y相互重叠的状态下,相互对置的热熔接层21中的外周缘部彼此相互热熔接。由此,由于外包装膜20具有通过热熔接层21彼此相互热熔接而形成的热熔接部20s,因此在该热熔接部20s中被密封。该热熔接部20s由于热熔接层21中的外周缘部彼此相互热熔接而形成于外包装膜20的外周缘部。
[0089]
在此,由于外包装膜20是包括热熔接层21的层压膜,因此具有包括该热熔接层21的多层结构。这是因为外包装膜20的密封性提高。由此,水分等外部成分不易从外包装膜20的外部侵入内部,并且电解液的挥发成分等内部成分不易从外包装膜20的内部向外部释放。
[0090]
其中,外包装膜20具有依次层叠有热熔接层21、金属层22和保护层23的多层结构,
该热熔接层21、金属层22以及保护层23优选从内侧依次配置。这是因为可以进一步提高外包装膜20的密封性。
[0091]
在该情况下,如图4所示,热熔接部20s具有多层结构,其中外包装膜20彼此(上侧膜20x以及下侧膜20y)利用热熔接层21相互热熔接。更具体而言,热熔接部20s具有6层结构,其中保护层23、金属层22、热熔接层21、热熔接层21、金属层22以及保护层23依次层叠,并且彼此相邻的热熔接层21彼此相互热熔接。
[0092]
热熔接层21是能够使用热熔接法进行热熔接的层,含有作为绝缘性的高分子化合物的聚丙烯。需要说明的是,聚丙烯可以是未改性聚丙烯,也可以是改性聚丙烯,也可以是两者。
[0093]
如上所述,通过使彼此相邻的热熔接层21彼此相互热熔接,该热熔接层21起到密封外包装膜20的作用。另外,热熔接层21介于正极引线14与金属层22之间,从而起到防止该正极引线14与金属层22的短路的作用,并且介于负极引线15与金属层22之间,从而起到防止该负极引线15与金属层22的短路的作用。
[0094]
金属层22是阻断液体成分以及气体成分等的阻挡层,含有金属材料中的任意一种或两种以上。具体而言,金属材料是铝等。需要说明的是,液体成分的种类没有特别限定,具体而言,是上述的水分等,并且气体成分的种类没有特别限定,具体而言,是上述的电解液的挥发成分等。
[0095]
该金属层22介于热熔接层21与保护层23之间,从而起到实质上遮蔽外包装膜20的作用。由此,如上所述,液体成分以及气体成分不易通过(侵入以及放出)外包装膜20(热熔接部20s除外。),因此可以确保该外包装膜20的密闭性。
[0096]
保护层23是作为外包装膜20的外侧的最外层的表面保护层,含有绝缘性的高分子化合物中的任意一种或两种以上。具体而言,高分子化合物是尼龙等。
[0097]
该保护层23通过覆盖金属层22的表面,起到保护该金属层22的作用,即起到防止金属层22的破损以及腐蚀等的作用。
[0098]
在此,与电解液含有链状羧酸酯的情况相应地,为了提高该外包装膜20的密封性,对与外包装膜20(热熔接部20s)的结构相关的一系列尺寸参数进行了适当化。
[0099]
具体而言,如图3以及图4所示,由热熔接层21的厚度t(cm)、热熔接部20s的长度l(cm)、热熔接部20s的宽度w(cm)规定的尺寸比满足由式(1)表示的条件。另外,厚度t为25μm~60μm,长度l为160mm~650mm,宽度w为3mm~6mm。如上所述,这是因为外包装膜20的密封性提高。在该情况下,由于外包装膜20的总厚度不会变得过大,因此可以在确保每单位体积的能量密度的同时,可以抑制正极引线14与金属层22的短路,并且可以抑制负极引线15与金属层22的短路。
[0100]
0.16≤(t
×
l)/w≤0.32

(1)
[0101]
((t
×
l)/w是尺寸比。t是热熔接层的厚度(cm)。l是热熔接部的长度(cm)。w是热熔接部的宽度(cm)。)
[0102]
如图4所示,厚度t是热熔接部20s的外侧的端部20t处的热熔接层21的厚度,即在热熔接部20s处露出到外部的热熔接层21的厚度。该厚度t为在互不相同的任意10个部位测定的10个厚度中的最小值。另外,厚度t的值是将小数点第一位的值四舍五入后的值。
[0103]
长度l是热熔接部20s的长度,即热熔接层21彼此相互热熔接的部分的长度,因此
如图3所示,是该热熔接部20s的外周的尺寸。
[0104]
另外,长度l的值是将小数点第一位的值四舍五入后的值。并且,在热熔接层21彼此相互热熔接的部分的长度中,不包括正极引线14以及负极引线15各自的占有部分的长度。即,正极引线14以及负极引线15各自的占有部分的长度不包括在热熔接层21彼此相互热熔接的部分的长度中。
[0105]
更具体而言,在外包装膜20(上侧膜20x以及下侧膜20y)的平面形状为矩形的情况下,该外包装膜20具有4个边(相互对置的一对边以及相互对置的另一对边)。
[0106]
在该情况下,长度l是从相互对置的一对边(下边以及上边)的长度l1、l2与相互对置的另一对边(左边以及右边)的长度l3、l4的总和中减去正极引线14的长度l5以及负极引线15的长度l6而得到的值。即,长度l由l=(l1+l2+l3+l4)-(l5+l6)表示。
[0107]
如图4所示,宽度w是从外包装膜20的外部朝向内部的方向(y轴方向)上的热熔接部20s的尺寸。另外,宽度w是将小数点第一位的值四舍五入后的值。
[0108]
更具体而言,上侧膜20x从外包装膜20的外部向内部延伸,并且为了形成凹陷部20u而在中途向远离下侧膜20y的方向弯折。在该情况下,由于宽度w是基于上侧膜20x开始弯折的位置(弯折部20m)而决定的尺寸,因此是从端部20t到弯折部20m的距离。该宽度w为在互不相同的任意10个部位测定的10个宽度中的最小值。
[0109]
在式(1)中,“t”是在热熔接部20s向外部露出的热熔接层21的厚度(端部20t处的热熔接层21的厚度),因此“t
×
l”表示在该端部20t露出的热熔接层21的露出面积。由此,“(t
×
l)/w”表示热熔接层21的露出面积相对于热熔接部20s的宽度w的比。
[0110]
即,如上所述,考虑到液体成分以及气体成分能够经由外包装膜20中的热熔接层21进出(侵入或放出),“热熔接层21的露出面积”是液体成分以及气体成分进出的出入口的面积,并且“热熔接部20s的宽度w”是液体成分以及气体成分为了在热熔接部20s进出而在热熔接层21的内部移动的路径的距离。
[0111]
如上所述,该尺寸比((t
×
l)/w)是规定外包装膜20的密封性的参数。因此,以下将在此说明的尺寸比称为“密封比r”。其中,(t
×
l)的值以及密封比r的值分别是将小数点第三位的值四舍五入后的值。
[0112]
另外,关于外包装膜20的结构,为了提高密封性,不仅上述的厚度t、长度l、宽度w以及密封比r的每一个,而且拉伸量q(mm)也被适当化。该拉伸量q是规定外包装膜20的立体形状、更具体而言是规定设置有凹陷部20u的上侧膜20x的立体形状的尺寸参数。即,拉伸量q是凹陷部20u的深度,更具体而言,是为了形成凹陷部20u而将上侧膜20x弯折的部分的从上表面m1到下表面m2的距离(高低差),为7.8mm以下。如上所述,这是因为密封性进一步提高。在该情况下,即使为了形成凹陷部20u而将上侧膜20x弯折,该上侧膜20x也不易破损或断裂,因此可以确保外包装膜20的密闭性。其中,拉伸量q是将小数点第二位的值四舍五入后的值。
[0113]
特别是,在外包装膜20(上侧膜20x)为含有金属层22的层压膜的情况下,如果拉伸量q过大,则为了形成凹陷部20u(弯折上侧膜20x)而不得不减薄金属层22的厚度,因此该金属层22容易因冲击而破损(产生所谓的裂纹)或断裂。由此,外包装膜20的密闭性降低,因此液体成分以及气体成分容易侵入该外包装膜20的内部。然而,即使外包装膜20是含有金属层22的层压膜,如果拉伸量q在上述范围内,则金属层22也不易破损或断裂。由此,可以确保
外包装膜20的密闭性,因此液体成分以及气体成分不易侵入该外包装膜20的内部。
[0114]
拉伸量q的测定步骤如下所述。以下,关于使用未图示的两个测定用夹具测定拉伸量q的情况进行说明。在此,两个测定用夹具分别是具有开口部的板状部件。
[0115]
首先,准备了设置有凹陷部20u的上侧膜20x,然后使用两个测定用夹具夹入上侧膜20x。更具体而言,在一个测定用夹具上载置上侧膜20x,然后在该上侧膜20x上载置另一个测定夹具。
[0116]
在该情况下,将上侧膜20x中的设置有凹陷部20u的部分,即朝向凹陷部20u的深度方向突出的部分插入到设置于一个测定用夹具的开口部中。由此,上侧膜20x以突出的部分朝向下侧的方式配置在一个测定用夹具上。
[0117]
另外,在上侧膜20x上以不遮蔽凹陷部20u的方式载置另一个测定用夹具。由此,即使上侧膜20x被两个测定用夹具夹持,凹陷部20u也在设置于各测定用夹具的开口部露出。
[0118]
接下来,使用游标卡尺等测定器具,测定凹陷部20u的深度(mm)。
[0119]
在该情况下,在凹陷部20u的底部,在上侧膜20x被弯折的部分(弯折部20n)的附近,由于该上侧膜20x的弯折方法的偏差,深度也有可能偏差。该“弯折方法”是指弯折部20n处的上侧膜20x的弯折角度等。当然,在上侧膜20x在弯折部20n处弯曲的情况下,上述的弯折方法也包括上侧膜20x在该弯折部20n处的曲率半径。因此,为了抑制深度的偏差的影响,在比弯折部20n靠内侧仅距离d的区域、即从弯折部20n向内侧离开仅距离d的区域测定深度。该距离d能够根据上侧膜20x的弯折方法任意地设定,例如为5mm。
[0120]
接下来,通过在互不相同的多个部位测定深度,得到多个深度。在此,如上所述,由于上侧膜20x的平面形状是具有4个角部的矩形,因此通过在各角部的附近测定深度,得到4个深度。
[0121]
最后,通过计算4个深度的平均值,作为拉伸量q(mm)。
[0122]
<1-3.动作>
[0123]
在二次电池充电时,锂从正极11脱嵌,并且该锂经由电解液嵌入到负极12中。另外,在二次电池放电时,锂从负极12脱嵌,并且该锂经由电解液嵌入到正极11中。在这些充放电时,锂以离子状态被嵌入以及脱嵌。
[0124]
<1-4.制造方法>
[0125]
在制造二次电池的情况下,通过以下说明的步骤制作正极11以及负极12,并且制备电解液,然后使用该正极11、负极12以及电解液制作二次电池。
[0126]
[正极的制作]
[0127]
首先,将正极活性物质与正极粘结剂以及正极导电剂等混合,由此制成正极合剂。接下来,将正极合剂投入到有机溶剂等溶剂中,由此制备糊状的正极合剂浆料。最后,将正极合剂浆料涂布在正极集电体11a的两面上,由此形成正极活性物质层11b。此后,可以使用辊压机等对正极活性物质层11b进行压缩成型。在该情况下,可以加热正极活性物质层11b,也可以重复多次压缩成型。由此,在正极集电体11a的两面上形成正极活性物质层11b,从而制成正极11。
[0128]
[负极的制作]
[0129]
通过与上述的正极11的制作步骤相同的步骤,在负极集电体12a的两面上形成负极活性物质层12b。具体而言,将负极活性物质与根据需要的负极粘结剂以及负极导电剂等
混合,由此制成负极合剂,然后将负极合剂投入到有机溶剂等溶剂中,由此制备糊状的负极合剂浆料。接下来,将负极合剂浆料涂布在负极集电体12a的两面上,由此形成负极活性物质层12b。此后,与将正极活性物质层11b压缩成型的情况同样地,可以将负极活性物质层12b压缩成型。由此,在负极集电体12a的两面上形成负极活性物质层12b,从而制成负极12。
[0130]
[电解液的制备]
[0131]
在含有链状羧酸酯的溶剂中投入电解质盐。由此,电解质盐分散或溶解在溶剂中,从而制备电解液。
[0132]
[二次电池的组装]
[0133]
首先,使用焊接法等使正极引线14连接至正极11(正极集电体11a),并且使用焊接法等使负极引线15连接至负极12(负极集电体12a)。
[0134]
接下来,将正极11以及负极12隔着隔膜13相互层叠,然后将该正极11、负极12以及隔膜13卷绕,由此制作卷绕体。该卷绕体除了正极11、负极12以及隔膜13均未浸渍有电解液以外,具有与电池元件10的结构相同的结构。接下来,通过使用压力机等按压卷绕体,将卷绕体成型为扁平形状。
[0135]
接下来,在将卷绕体收容在凹陷部20u的内部的状态下,使上侧膜20x以及下侧膜20y相互重合,然后使用热熔接法使上侧膜20x以及下侧膜20y各自中的3个边的外周缘部(热熔接层21)彼此相互热熔接,由此将卷绕体收容在袋状的外包装膜20的内部。在该情况下,调整上侧膜20x的立体形状,使得拉伸量q满足上述的条件。
[0136]
需要说明的是,拉伸量q能够通过变更上侧膜20x的形成(成形)条件来调整。具体而言,在上侧膜20x的形成工序中,使用未图示的原材料膜,进行该原材料膜的成形处理。在该成形处理中,通过在凸型的块和凹型的块之间夹持原材料膜,使该原材料膜的一部分成形为凹状。由此,形成凹陷部20u,从而得到具有该凹陷部20u的上侧膜20x。在该情况下,通过分别变更凸型的块的高度以及凹型的块的深度,凹陷部20u的深度变化,从而调整拉伸量q。
[0137]
在此,作为上侧膜20x以及下侧膜20y的每一个,通过使用依次层叠含有聚丙烯的热熔接层21、金属层22、保护层23而成的层压膜,使热熔接层21彼此相互热熔接。
[0138]
最后,将电解液注入到袋状的包装膜20的内部,然后使用热熔接法使上侧膜20x以及下侧膜20y的每一个中的剩余的1个边的外周缘部(热熔接层21)彼此相互热熔接。在该情况下,在包装膜20与正极引线14之间插入密封膜31,并且在包装膜20与负极引线15之间插入密封膜32。由此,电解液浸渍在卷绕体中,从而制成作为卷绕电极体的电池元件10。
[0139]
在该情况下,特别是在外包装膜20(上侧膜20x以及下侧膜20y)中的4个边中,热熔接层21的外周缘部彼此相互热熔接,从而形成热熔接部20s。由此,外包装膜20在热熔接部20s中被密封。特别是,在形成热熔接部20s的情况下,调整热熔接范围等条件,使得热熔接层21的厚度t、热熔接部20s的长度l以及宽度w、密封比r满足上述的条件。
[0140]
因此,电池元件10被封入袋状的外包装膜20的内部,从而组装成二次电池。
[0141]
[二次电池的稳定化]
[0142]
使组装后的二次电池进行充放电。环境温度、充放电次数(循环数)以及充放电条件等各种条件能够任意设定。由此,在负极12等的表面上形成覆膜,从而使二次电池的状态电化学稳定。因此,完成使用了外包装膜20的二次电池,即层压膜型的二次电池。
[0143]
<1-5.作用以及效果>
[0144]
根据该二次电池,在挠性的外包装膜20(热熔接层21含有聚丙烯。)的内部收纳有电池元件10(电解液的溶剂含有链状羧酸酯。),该外包装膜20在热熔接部20s中被密封。另外,厚度t为25μm~60μm,长度l为160mm~650mm,宽度w为3mm~6mm,密封比r为0.16~0.32,拉伸量q为7.8mm以下,溶剂中的链状羧酸酯的含量为30体积%~60体积%。
[0145]
在该情况下,如上所述,热熔接层21以及热熔接部20s各自的结构(厚度t、长度l、宽度w以及密封比r)与链状羧酸酯的含量相互被适当化,并且外包装膜20(设置有凹陷部20u的上侧膜20x)的立体形状被适当化。由此,即使电解液含有链状羧酸酯,该链状羧酸酯也不易渗透到热熔接部20s(热熔接层21)中。由此,由于热熔接层21不易劣化,因此液体成分以及气体成分不易通过热熔接部20s。另外,由于外包装膜20(上侧膜20x)不易过度变形(成型),因此该外包装膜20不易破损或断裂。由此,由于外包装膜20的密闭性提高,因此液体成分以及气体成分不易侵入外包装膜20的内部。
[0146]
详细而言,由于作为外部成分的水分等液体成分不易侵入外包装膜20的内部,因此该液体成分不易与电解液反应。由此,不易由电解液的分解反应而产生气体,因此二次电池不易膨胀。
[0147]
另外,由于作为内部成分的电解液的挥发成分等气体成分不易释放到外包装膜20的外部,因此该电解液实质上不易漏液。由此,容易维持收纳在外包装膜20的内部的电解液的收纳量,因此即使反复充放电,充放电反应也容易稳定地进行。
[0148]
此外,由于正极引线14通过热熔接层21稳定地与金属层22绝缘,因此不易发生该正极引线14与金属层22的短路,并且由于负极引线15通过热熔接层21稳定地与金属层22绝缘,因此不易发生该负极引线15与金属层22的短路。由此,可以确保正极引线14与金属层22的绝缘性,并且可以确保负极引线15与金属层22的绝缘性。
[0149]
根据以上所述,即使电解液含有链状羧酸酯,也可以确保挠性的外包装膜20的密封性,因此可以确保绝缘性,同时即使反复进行充放电,放电容量也不易减少,并且二次电池不易膨胀。因此,能够得到优异的循环特性、优异的膨胀特性以及优异的绝缘特性。
[0150]
特别是,如果外包装膜20是包括热熔接层21的层压膜,则可以进一步提高该外包装膜20的密封性,因此能够得到更高的效果。
[0151]
在该情况下,如果层压膜具有热熔接层21、金属层22和绝缘性的保护层23依次层叠的多层结构,则外包装膜20的密封性进一步提高,因此能够进一步得到更高的效果。
[0152]
另外,如果二次电池是锂离子二次电池,则可以利用锂的嵌入脱嵌来稳定地得到充分的电池容量,因此能够得到更高的效果。
[0153]
<2.变形例>
[0154]
接着,关于上述的二次电池的变形例进行说明。如以下说明的那样,能够适当变更二次电池的结构。另外,以下说明的一系列变形例中的任意两种以上也可以相互组合。
[0155]
[变形例1]
[0156]
在图4中,外包装膜20(上侧膜20x以及下侧膜20y)是具有3层结构(热熔接层21、金属层22以及保护层23)的层压膜。然而,外包装膜20的层结构只要包括热熔接层21即可,没有特别限定。即,外包装膜20的层数不限于包括热熔接层21的3层,可以是仅由热熔接层21构成的1层,也可以是包括热熔接层21的2层,还可以是包括热熔接层21的4层以上。在该情
况下,也能够得到同样的效果。
[0157]
[变形例2]
[0158]
使用了作为多孔质膜的隔膜13。然而,虽然在此没有具体图示,但也可以使用包括高分子化合物层的层叠型的隔膜来代替作为多孔质膜的隔膜13。
[0159]
具体而言,层叠型的隔膜包括具有一对面的多孔质膜和设置在该多孔质膜的单面或两面上的高分子化合物层。这是因为,由于隔膜对于正极11以及负极12的每一个的密合性提高,因此不易发生电池元件10的位置偏移。由此,即使发生电解液的分解反应等,二次电池也不易膨胀。高分子化合物层包含聚偏氟乙烯等高分子化合物。这是因为聚偏氟乙烯等物理强度优异并且电化学性稳定。
[0160]
需要说明的是,多孔质膜以及高分子化合物层中的一方或双方也可以包含多个绝缘性粒子中的任意一种或两种以上。这是因为在二次电池发热时多个绝缘性粒子散热,因此该二次电池的安全性(耐热性)提高。绝缘性粒子是无机粒子以及树脂粒子等。无机粒子的种类没有特别限定,具体而言,是氧化铝、氮化铝、勃姆石、氧化硅、氧化钛、氧化镁以及氧化锆等粒子。树脂粒子的种类没有特别限定,具体而言,是丙烯酸树脂以及苯乙烯树脂等粒子。
[0161]
在制作层叠型的隔膜的情况下,制备了包含高分子化合物以及有机溶剂等的前体溶液,然后将前体溶液涂布在多孔质膜的单面或两面上。在该情况下,也可以根据需要在前体溶液中添加多个绝缘性粒子。
[0162]
在使用了该层叠型的隔膜的情况下,锂离子也能够在正极11与负极12之间移动,因此能够得到同样的效果。
[0163]
[变形例3]
[0164]
使用了作为液状的电解质的电解液。然而,虽然在此没有具体图示,但也可以代替电解液而使用作为凝胶状的电解质的电解质层。
[0165]
在使用了电解质层的电池元件10中,正极11以及负极12隔着隔膜13以及电解质层相互层叠,并且该正极11、负极12、隔膜13以及电解质层卷绕。该电解质层介于正极11与隔膜13之间,并且介于负极12与隔膜13之间。
[0166]
具体而言,电解质层包含电解液以及高分子化合物,在该电解质层中,电解液由高分子化合物保持。电解液的结构如上所述。高分子化合物包含聚偏氟乙烯等。在形成电解质层的情况下,在制备了包含电解液、高分子化合物以及有机溶剂等的前体溶液之后,将前体溶液涂布在正极11以及负极12的每一个的单面或两面上。
[0167]
在使用了该电解质层的情况下,锂离子也能够经由电解质层在正极11与负极12之间移动,因此能够得到同样的效果。
[0168]
<3.二次电池的用途>
[0169]
接着,关于上述的二次电池的用途(应用例)进行说明。
[0170]
二次电池的用途没有特别限定。作为电源使用的二次电池可以是电子设备以及电动车辆等的主电源,也可以是辅助电源。主电源是指优先使用的电源,与有无其他电源无关。辅助电源可以是代替主电源而使用的电源,或者从主电源切换的电源。
[0171]
二次电池的用途的具体例子如下。摄像机、数码静态相机、移动电话、笔记本电脑、立体声耳机、便携式收音机以及便携式信息终端等电子设备(包括便携式电子设备。)。备用
电源以及存储卡等存储用装置。电钻以及电锯等电动工具。搭载在电子设备等中的电池包。起搏器以及助听器等医用电子设备。电动汽车(包括混合动力汽车。)等电动车辆。防备紧急情况等而预先蓄积电力的家用或工业用的电池系统等电力存储系统。在这些用途中,可以使用一个二次电池,也可以使用多个二次电池。
[0172]
电池包可以使用单电池,也可以使用电池组。电动车辆是将二次电池作为驱动用电源而工作(行驶)的车辆,如上所述,也可以是同时具备二次电池以外的驱动源的混合动力汽车。在家用电力存储系统中,能够利用蓄积在作为电力存储源的二次电池中的电力来使用家用电气产品等。
[0173]
在此,关于二次电池的应用例的一例具体进行说明。以下说明的应用例的结构仅是一例,因此能够适当变更。
[0174]
图5示出了电池包的框架结构。在此说明的电池包是使用了一个二次电池的电池包(所谓的软包),搭载在以智能手机为代表的电子设备等中。
[0175]
如图5所示,该电池包具备电源41和电路基板42。该电路基板42与电源41连接,并且包括正极端子43、负极端子44以及温度检测端子45。
[0176]
电源41包括一个二次电池。在该二次电池中,正极引线连接至正极端子43,负极引线连接至负极端子44。由于该电源41能够经由正极端子43以及负极端子44与外部连接,因此能够充放电。电路基板42包括控制部46、开关47、热敏电阻元件(ptc)48和温度检测部49。另外,也可以省略ptc元件48。
[0177]
控制部46包括中央运算处理装置(cpu)以及存储器等,控制电池包整体的动作。该控制部46根据需要进行电源41的使用状态的检测以及控制。
[0178]
需要说明的是,当电源41(二次电池)的电压达到过充电检测电压或过放电检测电压时,控制部46通过切断开关47,从而使充电电流不流过电源41的电流路径。过充电检测电压以及过放电检测电压没有特别限定。例如,过充电检测电压为4.2v
±
0.05v,并且过放电检测电压为2.4v
±
0.1v。
[0179]
开关47包括充电控制开关、放电控制开关、充电用二极管以及放电用二极管等,根据控制部46的指示来切换电源41与外部设备的连接的有无。该开关47包括使用了金属氧化物半导体的场效应晶体管(mosfet)等,充放电电流基于开关47的导通电阻来检测。
[0180]
温度检测部49包括热敏电阻等温度检测元件,使用温度检测端子45测定电源41的温度,并且将该温度的测定结果输出到控制部46。由温度检测部49测定出的温度的测定结果用于在异常发热时控制部46进行充放电控制的情况以及在计算剩余容量时控制部46进行修正处理的情况等。
[0181]
实施例
[0182]
关于本技术的实施例进行说明。
[0183]
(实施例1~20以及比较例1~15)
[0184]
如以下说明的那样,制作了图1~图4所示的层压膜型的二次电池(锂离子二次电池),然后评价了该二次电池的性能。
[0185]
[二次电池的制作]
[0186]
通过以下的步骤制作了二次电池。
[0187]
(正极的制作)
[0188]
首先,将91质量份的正极活性物质(钴酸锂(licoo2))、3质量份的正极粘结剂(聚偏氟乙烯)和6质量份的正极导电剂(石墨)混合,由此制成正极合剂。接下来,将正极合剂投入到溶剂(作为有机溶剂的n-甲基-2-吡咯烷酮)中,然后搅拌该溶剂,由此制备了糊状的正极合剂浆料。接下来,使用涂布装置将正极合剂浆料涂布在正极集电体11a(厚度=12μm的带状铝箔)的两面上,然后使该正极合剂浆料干燥,由此形成了正极活性物质层11b。最后,使用辊压机对正极活性物质层11b进行了压缩成型。由此,在正极集电体11a的两面上形成正极活性物质层11b,从而制成正极11。
[0189]
(负极的制作)
[0190]
首先,将93质量份的负极活性物质(作为碳材料的人造石墨)和7质量份的负极粘结剂(聚偏氟乙烯)混合,由此制成负极合剂。接下来,将负极合剂投入到溶剂(作为有机溶剂的n-甲基-2-吡咯烷酮)中,然后搅拌该溶剂,由此制备了糊状的负极合剂浆料。接下来,使用涂布装置将负极合剂浆料涂布在负极集电体12a(厚度=15μm的带状铜箔)的两面上,然后使该负极合剂浆料干燥,由此形成了负极活性物质层12b。最后,使用辊压机对负极活性物质层12b进行了压缩成型。由此,在负极集电体12a的两面上形成负极活性物质层12b,从而制成负极12。
[0191]
(电解液的制备)
[0192]
向溶剂中添加电解质盐(六氟磷酸锂(lipf6)),然后搅拌了该溶剂。作为溶剂,使用了作为碳酸酯系化合物(环状碳酸酯)的碳酸亚乙酯和作为链状羧酸酯的丙酸丙酯(pp)。关于溶剂的混合比(体积比),如后所述,在二次电池完成后使用icp发射光谱分析法进行了测定。电解质盐的含量相对于溶剂为1mol/kg。由此,电解质盐分散或溶解在溶剂中,从而制备了电解液。
[0193]
(二次电池的组装)
[0194]
首先,将铝制的正极引线14焊接至正极11(正极集电体11a),并且将铜制的负极引线15焊接至负极12(负极集电体12a)。
[0195]
接下来,将正极11以及负极12隔着隔膜13(厚度=15μm的微多孔性聚乙烯膜)相互层叠,然后将该正极11、负极12以及隔膜13卷绕,由此制作了卷绕体。接下来,使用压力机对卷绕体进行冲压,由此成型为扁平形状的卷绕体。
[0196]
接下来,作为外包装膜20,准备了具有凹陷部20u的上侧膜20x和下侧膜20y。作为上侧膜20x以及下侧膜20y的每一个,使用了铝层压膜,在该铝层压膜中,热熔接层21(厚度为t的聚丙烯膜)、金属层22(厚度=40μm的铝箔)和保护层23(厚度=25μm的尼龙膜)从内侧依次层叠。热熔接层21的厚度t(μm)以及外包装膜20(上侧膜20x)的拉伸量q(mm)如表1以及表2所示。
[0197]
接下来,在将卷绕体收容在凹陷部20u的内部之后,将上侧膜20x和下侧膜20y以将该卷绕体夹在中间的方式相互重合。接下来,使上侧膜20x以及下侧膜20y的每一个中的3个边的外周缘部(热熔接层21)彼此相互热熔接。由此,由于形成了3个边的热熔接部20s,由上侧膜20x以及下侧膜20y形成了袋状的外包装膜20,从而在该袋状的外包装膜20的内部收纳卷绕体。
[0198]
最后,在将电解液注入到袋状的包装膜20的内部之后,在减压环境中,使上侧膜20x以及下侧膜20y的每一个的剩余的1个边的外周缘部(热熔接层21)彼此相互热熔接。由
此,电解液浸渍在卷绕体中,从而制作了电池元件10。另外,通过进一步形成1个边的热熔接部20s,合计形成了4个边的热熔接部20s,因此袋状的外包装膜20被密封。热熔接部20s的长度l(mm)以及宽度w(mm)如表1以及表2所示。由此,电池元件10被封入袋状的外包装膜20的内部,从而组装成二次电池。
[0199]
在形成热熔接部20s的情况下,通过变更上侧膜20x和下侧膜20y相互热熔接的范围,如表1以及表2所示,调整了密封比r。
[0200]
(二次电池的稳定化)
[0201]
在常温环境中(温度=23℃)使二次电池充放电。在充电时,以0.1c的电流进行恒流充电直至电池电压达到4.2v,然后以该4.2v的电压进行恒压充电直至电流达到0.05c。在放电时,以0.1c的电流进行恒流放电直至电池电压达到3.0v。0.1c是指将电池容量(理论容量)在10小时内完全放电的电流值,0.05c是指将电池容量在20小时内完全放电的电流值。
[0202]
由此,在负极12等的表面上形成了覆膜,从而使二次电池的状态稳定化。因此,完成了层压膜型的二次电池。
[0203]
需要说明的是,在二次电池完成后,通过使用icp发射光谱分析法对电解液进行分析,测定了溶剂中的链状羧酸酯的含量(体积%),测定结果如表1以及表2所示。即,关于溶剂的混合比(体积比),使其在碳酸亚乙酯∶丙酸丙酯=80∶20~30∶70的范围内变化。
[0204]
[性能的评价]
[0205]
作为二次电池(外包装膜20)的性能(密封性),评价了循环特性、膨胀特性以及绝缘特性,得到了表1以及表2所示的结果。
[0206]
在调查循环特性的情况下,首先,通过在常温环境中(温度=23℃)使二次电池进行1个循环的充放电,测定了放电容量(第1个循环的放电容量)。接下来,在相同的环境中使二次电池重复充放电,直到循环数达到100个循环,由此测定了放电容量(第100个循环的放电容量)。最后,计算出容量维持率(%)=(第100个循环的放电容量/第1个循环的放电容量)
×
100。需要说明的是,充放电条件与使二次电池稳定化时的充放电条件相同。
[0207]
在调查膨胀特性的情况下,首先,在常温环境(温度=23℃)下使二次电池充电,然后测定了该二次电池的厚度(保存前的厚度)。需要说明的是,充电条件与使二次电池稳定化时的充电条件相同。接下来,在高温高湿环境中(温度=60℃,湿度=90%)保存二次电池(保存期间=90天),然后测定了该二次电池的厚度(保存后的厚度)。最后,计算出膨胀率(%)=[(保存后的厚度-保存前的厚度)/保存前的厚度]
×
100。
[0208]
在调查绝缘特性的情况下,使用二次电池进行了落下试验,然后测定了该二次电池的电阻(绝缘电阻(ω))。在落下试验中,依照电气用品安全法中规定的落下试验,使二次电池从高度=1.9m的位置落下到混凝土制的地板上。
[0209]
在此,除了评价循环特性、膨胀特性以及绝缘特性以外,如表1以及表2所示,还测定了二次电池的电池容量(ah)。
[0210]
[表1]
[0211][0212]
[表2]
[0213][0214]
[考察]
[0215]
如表1以及表2所示,影响二次电池(外包装膜20)的密封性的容量维持率、膨胀率以及绝缘电阻分别根据该外包装膜20的结构(厚度t、长度l、宽度w、密封比r以及拉伸量q)以及电解液的组成(溶剂中的链状羧酸酯的含量)而变动。
[0216]
具体而言,在厚度t为25μm~60μm、长度l为160mm~650mm、宽度w为3mm~6mm、密封比r为0.16~0.32、拉伸量q为7.8mm以下、链状羧酸酯的含量为30体积%~60体积%这6种
条件未同时满足的情况下(比较例1~15),产生了当容量维持率、膨胀率以及绝缘电阻中的任一种改善时,除此以外均变差的折衷的关系。
[0217]
与此相对,在同时满足6种条件的情况下(实施例1~20),上述的折衷关系被打破,因此容量保持率、膨胀率以及绝缘电阻均得到改善。在该情况下,也得到了充分的电池容量。
[0218]
[总结]
[0219]
由表1以及表2所示的结果可知,在挠性的外包装膜20(热熔接层21含有聚丙烯。)的内部收纳有电池元件10(电解液的溶剂含有链状羧酸酯。),在该外包装膜20在热熔接部20s中被密封的情况下,如果同时满足上述6种条件,则在确保绝缘电阻的同时容量维持率增加,并且膨胀率减少。因此,在二次电池中,得到了优异的循环特性、优异的膨胀特性以及优异的绝缘特性。
[0220]
以上,虽然列举一个实施方式以及实施例关于本技术进行了说明,但本技术的结构并不限定于在一个实施方式以及实施例中说明的结构,因此能够进行各种变形。
[0221]
具体而言,关于电池元件的元件结构是卷绕型的情况进行了说明,但该电池元件的元件结构没有特别限定,因此也可以是电极(正极以及负极)层叠的层叠型,以及电极(正极以及负极)折叠成z字形的反复折叠型等其他元件结构。
[0222]
此外,虽然关于电极反应物质是锂的情况进行了说明,但该电极反应物质没有特别限定。具体而言,如上所述,电极反应物质可以是钠以及钾等其他碱金属,也可以是铍、镁以及钙等碱土类金属。此外,电极反应物质也可以是铝等其他轻金属。
[0223]
本说明书中记载的效果仅是例示,因此本技术的效果并不限定于本说明书中记载的效果。因此,关于本技术也可以得到其他效果。
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