验]
[0046] 对于上述那样制作而成的实验例1~3、比较例1及比较例2的各自的锂离子电 池，进行了 200kV的耐压试验。
[0047] [电池特性的测试]
[0048] 此外，如以下那样测试了初始充放电效率、容量保持率。需要说明的是，以下的全 部的测试在25°C的环境下进行。
[0049] (初始充放电效率、电池厚度的测量）
[0050] 对于实验例1~3、比较例1及比较例2的各自的刚组装之后的锂离子电池，以 0. 5It的恒定电流进行充电直至电池电压成为4. 3V，在电池电压到达4. 3V之后，以4. 3V的 恒压进行了充电直至充电电流成为〇.〇5It。求得此时流过的电量作为初次充电容量。接下 来，以0. 2It的恒定电流进行放电直至电池电压成为3. 0V，求得此时流过的电量作为初次 放电容量。而且，根据以下的计算式求得初始充放电效率。
[0051] 初始充放电效率（％) = (初次放电容量/初次充电容量）X 100
[0052] 此外，在初次充放电结束之后，对以与初次充放电同样的条件进行了充电的电池 的厚度进行了测量。
[0053] (容量保持率）
[0054] 对于实验例1~3、比较例1及比较例2的各自的刚组装之后的锂离子电池，以 0. 5It的恒定电流进行充电直至电池电压成为4. 3V，在电池电压到达4. 3V之后，以4. 3V的 恒压进行了充电直至充电电流成为0. 〇5It。接下来，以1.0 It的恒定电流进行放电直至电 池电压成为3. 0V，求得此时流过的电量作为第1次循环的放电容量。将该充放电设为1个 循环，重复进行200次，求得第200次的放电时流过的电量作为第200次循环的放电容量。 而且，根据以下的计算式求得第200次循环的容量保持率。归纳结果示出在表1中。
[0055] 容量保持率（％) =(第200次循环的放电容量/第1次循环的放电容量）X 100
[0056] [表 1]
[0057]
[0058] 根据表1示出的结果清楚可见以下情况。实验例1~3、比较例2的电池与比较例 1的电池的构成的区别在于，锂金属膜与正极接触（比较例1)或不接触（实验例1~3、比 较例2)，所以，泄漏试验证明只有比较例1的电池产生缺陷。
[0059] 与初始充放电效率相关的是，由于实验例1~3的电池为自锂金属膜向负极供给 适量的Li，所以，实验例1~3的电池与比较例2的电池相比具有较高的充放电效率。另一 方面，在向比较例1的卷绕体注入电解液的情况下，正负极介由锂金属膜短路，而且，锂金 属与正极接触，从而使正极过放电，充放电效率下降。
[0060] 对于实验例1~3的电池，当重复进行充放电循环时，对于各隔膜的与负极相面对 的部分的锂金属膜而言，锂向负极进行填补而消失。然而，对于各隔膜的不与负极相面对的 部分的锂金属膜而言，锂不会向负极进行填补，所以，即使重复进行充放电循环也不会残留 锂金属膜。
[0061] 比较例1的电池中的锂金属膜，在向正负极这两者扩散之后，与实验例1~3的电 池同样地残留。
[0062] 对于容量保持率，实验例1~3的电池都获得了大体同等的结果，但是，比较例1 的电池与较例2的电池相比较差。可以认为在比较例1的电池中，不仅在注液时使锂向负 极扩散，还发生短路而使锂向正极侧供给，因此，促进正极活性物质劣化，容量保持率下降。
[0063] 与厚度相关的是，实验例1~2的电池的厚度与实验例3的电池的厚度相比增加。 实验例1的电池的厚度应该是增加绝缘带的厚度的量（〇.〇5_)，实验例2的电池的厚度应 该是增加1圈隔膜的量（〇. 〇8_)，示出为大致一致。
[0064] 在实验例1中，锂金属膜的厚度被设为4 μ m，但是，对于锂金属膜的厚度并不特别 限制。适当的锂金属膜的厚度因所使用的负极活性物质层的不可逆容量的大小的不同而不 同，且优选2 μπι以上26 μπι以下。如果锂金属膜的厚度过小，则存在有向负极活性物质层 的不可逆容量的填补变得不充分，不能充分改善初始效率、循环特性的情况。当锂金属膜的 厚度过大时，存在有在负极上锂易于析出，安全性下降的情况。
[0065] 此外，在实施例3的电池中，采用了自隔膜最外周的端面起去除了 5mm锂金属膜的 结构，但是，只要去除锂金属膜的宽度比锂金属膜的厚度大，去除了锂金属膜的隔膜基材部 分就能以覆盖锂金属膜的端部的方式绕回，所以，能够抑制以锂金属膜为主要原因的内部 短路。
[0066] 产业h的可利用件
[0067] 本发明的一技术方案的锂离子电池用负极以及使用该锂离子电池用负极的锂离 子电池，例如，能够作为移动电话、笔记本电脑、PDA等移动信息终端的驱动电源，特别应用 于高能量密度所需要的用途。此外，也能够期待向电动车辆（EV)、混合动力电动车辆（HEV、 PHEV)或电动工具那样的高输出用途的展开。
[0068] 附图标iP,说明
[0069] 10…锂离子电池
[0070] 11…正极片
[0071] 12…负极片
[0072] 13…卷绕电极群
[0073] 14…外装体
[0074] 15…闭口部
[0075] 16…正极
[0076] 17…负极
[0077] 18…隔膜
[0078] 18a…隔膜基体
[0079] 18b…锂金属层
[0080] 19…绝缘带
【主权项】
1. 一种锂离子电池，其中， 包括： 正极板，其含有正极集电体及形成于上述正极集电体的表面的正极活性物质层； 负极板，其含有负极集电体及形成于上述负极集电体的表面的负极活性物质层； 隔膜，其用于隔离上述正极板及上述负极板；以及 非水电解液，其含有非水溶剂及电解质盐， 上述隔膜形成为，以聚烯烃为主要材料，在上述负极板侧的表面上且是在未与上述负 极活性物质层相面对部分形成有均质的锂金属膜， 上述锂金属膜与上述正极集电体电绝缘。2. 根据权利要求1所述的锂离子电池，其中， 在上述锂金属膜与上述正极集电体之间设有非导电性物质。3. 根据权利要求1所述的锂离子电池，其中， 在自上述隔膜的端面离开规定的宽度以上的位置，存在有上述锂金属膜的端部，上述 规定的宽度是上述锂金属膜的厚度。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的锂离子电池，其中， 上述锂金属膜的厚度为2 y m以上且是26 y m以下。
【专利摘要】本发明提供一种锂离子电池。该锂离子电池能够抑制隔着存在于隔膜的端部附近的锂金属正负极短路而产生的泄漏试验缺陷，改善锂离子电池的初始充放电效率、循环特性。该锂电池包括：正极板，其含有正极集电体及形成于上述正极集电体的表面的正极活性物质层；负极板，其含有负极集电体及形成于上述负极集电体的表面的负极活性物质层；隔膜，其用于隔离上述正极板及上述负极板；以及非水电解液，其含有非水溶剂及电解质盐，上述隔膜形成为，以聚烯烃为主要材料，在上述负极板侧的表面上且是在未与上述负极活性物质层相面对部分形成有均质的锂金属膜，上述锂金属膜与上述正极集电体电绝缘。
【IPC分类】H01M10/052, H01M4/36, H01M10/0566, H01M10/058, H01M2/16
【公开号】CN105074998
【申请号】CN201480019215
【发明人】平冈树
【申请人】三洋电机株式会社
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2014年3月20日
【公告号】US20150357618, WO2014156092A1