锂离子二次电池及其制造方法_5

文档序号:8446003阅读:来源:国知局
安装负极端子24。此外,作为其他方式,也可W将W螺旋状露出的负 极集电巧61的缘部62之中的、至少从卷绕起始到第二圈集中为一体而安装负极端子24。
[0153] 通过该工序,负极活性物质层63的卷绕始端部63a(参照图6)的周围的空隙更切 实地变窄。并且,形成空气(氧)不与该负极活性物质层63的卷绕始端部63al、63a2接触 的状态。由此,在上市前的高温老化中,可抑制由正极活性物质从正极片50的卷绕始端部 50a溶出引起的微短路。
[0154] 此外,也可朗尋W螺旋状露出的负极集电巧61的缘部62在与卷绕轴WL正交的方 向上的多个间隙S之中的、选自从包含卷绕轴WL的中屯、部WC起第一个到第四个间隙中的1 个间隙分开。该情况下,正极集电巧51的缘部52在靠近中屯、部WC的间隙被分开。也就是 说,在将卷绕电极体40的W螺旋状露出的正极集电巧51的缘部52集中为2个的情况下, 可W将该缘部52大致均等地平衡良好地分开。
[0155] 本发明人试制了裡离子二次电池,进行了各种试验。W下,对该试验进行说明。
[0156] 此处准备的裡离子二次电池的正极,具体而言,使用了作为正极活性物质粉末的 Li[Nii/3C0i/3Mni/3]〇2粉末(LNCM)、作为导电材料的己诀黑(AB)、作为粘合剂的聚偏二氣己 締(PVdF)。并且,将该些材料W质量比为LNCM ;AB;PVdF=92 ;5 ;3的方式与N-甲基化咯 烧酬(NM巧混合,制备出浆液状组合物。准备宽度;大约130mm、厚度;大约15 ym的长条状 侣巧(正极集电体),在其一侧的边缘设定露出部(未涂布部)。此后,除了该露出部,在巧 上分别W 115mm宽度沿长度方向连续地涂布上述的浆液状组合物后,使之干燥(干燥温度 80°C、1分钟)而形成正极活性物质层。通过将其用漉压机轴制,而得到长的长条状的正极 片。为了正极片用途,在正极集电巧的两面涂布了正极活性物质层。使上述的浆液状组合 物(正极合剂)的单位面积量在正极集电巧的两面大致相同。此处,将该长条状的正极片 W适当的长度切断,准备出为制作卷绕电极体40所用的长条状的正极片(总厚度110 ym、 长度6000mm)。
[0157] 然后,准备作为负极活性物质的具有非晶态涂层的球形化石墨的粉末(C)、作为粘 合剂的苯己締了二締橡胶(SBR)、和作为增粘剂的駿甲基纤维素(CMC)。并且,将该些材料 W质量比为C;SBR;CMC= 98 ;1 ;1的方式与离子交换水混合,制备出浆液状组合物。准备 宽度;大约135mm、厚度;大约10ym的长条状铜巧(负极集电体),在其一侧的边缘设定露 出部(未涂布部)。此后,除了该露出部,在巧上分别W120mm宽度沿长度方向连续地涂布 该浆液状组合物后,使之干燥(干燥温度120°C、1分钟)而形成负极活性物质层。通过将 其用漉压机轴制,而得到长的长条状的负极片。为了负极片用途,在负极集电巧的两面涂布 了负极活性物质层。使上述的浆液状组合物(负极合剂)的单位面积量在负极集电巧的两 面大致相同。此处,将该长条状的负极片W适当的长度切断,准备出为了制作卷绕电极体40 所用的长条状的负极片(总厚度120ym、长度6150mm)。
[015引将上述准备的长条状的正极片和长条状的负极片隔着隔板重叠而卷绕,制作出扁 平形状的卷绕电极体。此处,在将正极片与负极片重叠时,在卷绕电极体的卷绕圆周方向的 始端侧,使负极片W大约40mm左右从正极片的卷绕始端伸出。再者,作为隔板,使用了如下 的材料,即,在聚己締(P巧层的两面层叠聚丙締(P巧层,在所得的S层结构的基材的一侧 的表面,具备包含氧化侣(Al203)粒子和作为粘合剂的丙締酸树脂的多孔质耐热层。再者, 卷绕电极体首先卷绕成圆筒形。此后,将大于负极活性物质层的宽度、并且小于隔板72、74 的宽度的止卷带卷绕在卷绕电极体的最外周。其后,将所得的卷绕电极体压成扁平状。
[0159] 此后,将从隔板中伸出的正极集电巧的缘部集中,与正极端子焊接。另外,对于从 隔板中伸出的负极集电巧的缘部,也同样地集中,与负极端子焊接。
[0160] 负极片60的卷绕始端部60a与配置于卷绕电极体40上侧的R部(上R部)相比 W2mmW上配置于下方。正极片50的卷绕始端部50a与配置于卷绕电极体40上侧的R部 相比W6mmW上配置于下方。另外,将负极片60的终端6化配置于上R部。隔板72、74的 终端配置于下R部。另外,正极集电巧51的缘部52将变为扁平的直线部的2处集中而分 别与正极端子焊接。负极集电巧61的缘部62将变为扁平的直线部的2处集中而与负极端 子。配置于卷绕电极体40上侧的R部(上R部)的基准位置,在该R部W卷绕在最靠内径 侧的最内周的负极片的内侧的位置为基准。换言之,配置于卷绕电极体40上侧的R部(上 R部)的基准位置是负极片的上R部的顶部。再者,此处,在后述的高温老化中,W罐底为下 地配置电池壳体20。由此,方便起见,将电池壳体20的封口板22(盖)侧规定为上,将电池 壳体的罐底侧规定为下,将配置于电池壳体20的封口板22 (盖)侧的R部称作"上R部", 将配置于电池壳体的罐底侧的R部称作"下R部"。但是,裡离子二次电池的上下或卷绕电 极体的上下并不特别限定为上述规定。
[0161] 如图6所示,对于"R部",在从卷绕轴WL的方向观察扁平的卷绕电极体40的情况 下,是指形成于正极片50和负极片60分别W直线状延伸的"直线部(L1、L2)"的两侧的弯 曲了的部位C1、C2。另外,对于"下R部(C2)",在形成于扁平的卷绕电极体40的"直线部" 的两侧的2个"R部"之中,是指在收纳于电池壳体20中的状态下、朝向电池壳体20的壳体 主体21的罐底配置的一侧的"R部"。另外,对于"上R部(C1)",在形成于扁平的卷绕电极 体40的"直线部"的两侧的2个"R部"之中,是指在收纳于电池壳体20中的状态下、朝向 电池壳体20的壳体主体21的罐底配置的一侧的"R部"。
[0162]将该卷绕电极体收纳于侣制的角型壳体中,注入非水电解液。此时,非水电解液的 注液量是在上述卷绕电极体中浸渗非水电解液、而且在上述卷绕电极体与上述角型壳体的 间隙存在剩余的非水电解液的量。将剩余的非水电解液的量调整为大约角型壳体的1/2的 高度。再者,作为非水电解液,使用如下得到的非水电解液,即,在将碳酸亚己醋巧C)、碳酸 二甲醋值MC)和碳酸甲己醋(EMC)WEC;DMC;EMC= 3 ;3 ;4的体积比包含的混合溶剂中, WImol/L的浓度溶解作为支持盐的LiPFe,W4质量%的比例添加环己基苯。
[0163] 此处,3种样品A~C分别准备了 10个。图8是示意性地表示从隔板72、74(参照 图2及图5)中伸出的正极集电巧51的缘部52的侧视图。另外,图9是示意性地表示从隔 板72、74中伸出的负极集电巧61的缘部62的侧视图。再者,正极集电巧51的缘部52和 负极集电巧61的缘部52相对于卷绕轴WL彼此向相反一侧伸出。如图8和图9所示,正极 集电巧51的缘部52和负极集电巧61的缘部52看起来左右反转,但如图6所示,正极片50 和负极片60被沿相同的方向卷绕。此处,参照图8及图9,在各样品A~C中,对在将正极 集电巧51的缘部52和负极集电巧61的缘部62集中并与正极端子和负极端子焊接时,分 开正极集电巧51的缘部52和负极集电巧61的缘部62的间隙进行说明。
[0164]此处,样品A如图3所示,是将正极集电巧51的缘部52和负极集电巧61的缘部 62集中W将中屯、部WC张开的样品。也就是说,样品A中,在包含卷绕轴WL(参照图5)的 中屯、部WC的空隙中,将正极集电巧51的缘部52和负极集电巧61的缘部62分别分开而集 中。换言之,从中屯、部WC观察,在具有卷绕始端部52a、62a的一侧的第一片缘部501和相 反一侧的第一片缘部502的空隙(也就是中屯、部WC的空隙)中,将正极集电巧51的缘部 52和负极集电巧61的缘部62分别分开而集中。
[0165] 另外,样品B、C是将正极集电巧51的缘部52及负极集电巧61的缘部62分别在 与卷绕轴WL正交的方向上的多个间隙之中的、除了包含卷绕轴WL的中屯、部WC的1个间隙 S1、S2分开而集中的样品。具体而言,样品B中,从隔板72、74中露出的正极集电巧51的缘 部52和负极集电巧61的缘部62从中屯、部WC观察,在具有卷绕始端部52a、62a的一侧的 第一片缘部501、与该侧的第二片缘部503之间的间隙S1 (参照图8及图9)中被分开(参 照图7)。另外,样品C中,从隔板72、74中露出的正极集电巧51的缘部52和负极集电巧 61的缘部62从中屯、部WC观察,在没有卷绕始端部52a的一侧的第一片缘部502、与该侧的 第二片缘部504之间的间隙S2 (参照图8及图9)中被分开。图10显示出将卷绕电极体40 的正极集电巧51的缘部52和负极集电巧61的缘部62在后述的图8、图9的间隙S2分开 而集中的方式。正极集电巧51的缘部52和负极集电巧61的缘部62分别被集中而与电极 端子焊接。图10中的箭头W与图3相同,表示出其焊接部位。
[0166] <初期充电处理、高温老化>
[0167] 对如上所述地准备的样品A~C进行了初期充电处理和高温老化。此处,将上述 构建的裡离子二次电池用夹具夹住,W使约束压力为4(K)k奸的方式推压、约束。然后,在W 20A的恒流进行恒流充电直到电池电压达到3. 95V后,再m亥电压进行恒压充电直到电流 成为0. 1A。此后,将电池电压被调整为3. 95V的裡离子二次电池设置在温度控制恒温槽内 而升温到80°C,进行高温老化,直至从升温开始算起的经过时间达到20小时。此后,在高温 老化后,测定电压,放置1周,再次测定电压。此后,测定出该放置1周的前后的电压的变化 (AV)。
[0168]上述的结果是,样品A中,10个单元电池中的10个单元电池都确认到由正极活性 物质从正极片50的卷绕始端部50a溶出引起的微短路。样品B中,在任意一个单元电池中 都没有看到由正极活性物质从正极片50的卷绕始端部50a溶出引起的微短路。但是,在一 部分中,在正极片50的卷绕始端部50a的附近,在隔板72、74焦黑后可W看到。对此认为 是由于在该正极片50的卷绕始端部50a正极活性物质溶出而引起。也就是说,虽然微短路 被抑制,但确认可W看到正极活性物质略微溶出的痕迹。另外,样品C中,在任意一个单元 电池中,对于由正极活性物质从正极片50的卷绕始端部50a溶出引起的微短路、及该卷绕 始端部50a的正极活性物质的溶出都没有看到其痕迹。
[0169] 该样,样品A中,确认到由正极活性物质从正极片50的卷绕始端部50a溶出引起 的微短路。也就是说可W认为,在包含卷绕轴WL(参照图5)的中屯、部WC的空隙,将正极集 电巧51的缘部52和负极集电巧61的缘部62分别分开而集中的方式中,容易检测到微短 路。
[0170] 另外,样品B、C中,没有检测到由正极活性物质从正极片50的卷绕始端部50a溶 出引起的微短路。也就是说可W认为,在分别与卷绕轴WL正交的方向上的多个间隙之中 的、除了包含卷绕轴WL的中屯、部WC的1个间隙S1、S2中将正极集电巧51的缘部52及负 极集电巧61的缘部62分开而集中的情况下,难W产生微短路。另外,换言之,可W将W螺 旋状露出的正极集电巧51的缘部52之中的、位于与卷绕轴WL正交的方向上的中屯、部WC 两侧的2个缘部集中为一体。此外,可W将W螺旋状露出的负极集电巧61的缘部62之中 的、位于与卷绕轴WL正交的方向上的中屯、部WC两侧的2个缘部集中为一体。
[0171] 此外还认为,与样品B相比,样品C更难W产生由正极活性物质从正极片50的卷 绕始端部50a溶出引起的微短路。也就是说,在与卷绕轴WL正交的方向上,与靠近包含卷绕 轴WL的中屯、部WC的间隙S1相比,在略微远离包含卷绕轴WL的中屯、部WC的间隙S2分开 而集中时更难W产生上述的微短路。另外,样品B中,将W螺旋状露出的正极集电巧51的 缘部52的卷绕始端部52a向内
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1