非水电解质二次电池用电极活性物质及具备其的非水电解质二次电池的制作方法_4

文档序号:9689629阅读:来源:国知局
涉及的非水电解质二次电池例如还可具备 两根引线。在此种情况下,将一根引线与正极集电极耳电连接,将另一根引线与负极集电极 耳电连接。
[0168] 作为引线的材料没有特别的限定,例如可使用与正极集电体及负极集电体相同的 材料。
[0169] 本实施方式所涉及的非水电解质二次电池还可进一步具备与上述引线电连接的、 从上述外包装材料引出的端子。本实施方式所涉及的非水电解质二次电池例如还可具备两 个端子。在此种情况下,将一个端子连接在与正极集电极耳电连接的引线上,将另一个端子 连接在与负极集电极耳电连接的引线上。
[0170] 作为端子的材料没有特别的限定,例如可使用与正极集电体及负极集电体相同的 材料。
[0171] (6)非水电解质二次电池
[0172] 接着,作为本实施方式所涉及的非水电解质二次电池的一个例子,对图3及图4所 示的扁平型非水电解质二次电池(非水电解质二次电池)20进行说明。图3是扁平型非水 电解质二次电池20的截面示意图。此外,图4是图3中示出的A部的放大剖视图。再者, 这些各图是用于说明本实施方式所涉及的非水电解质二次电池的示意图,其形状及尺寸、 比例等有与实际装置不同的地方,但对于这些地方可参考以下的说明和公知技术适宜地进 行设计变更。
[0173] 图3所示的非水电解质二次电池20通过将扁平状的卷绕电极组21收纳在外包装 材料22内而构成。外包装材料22也可以是通过将层叠薄膜形成为袋状而成的容器,也可 以是金属制的容器。此外,扁平状的卷绕电极组21是通过从外侧即外包装材料22侧开始, 将按负极23、隔膜24、正极25、隔膜24的顺序层叠而成的层叠物卷绕成涡旋状,并进行加压 成型而形成的。如图4所示,位于最外周的负极23具有在负极集电体23a的内面侧的一个 面上形成了负极层23b的构成。最外周以外的部分中的负极23具有在负极集电体23a的 两面形成了负极层23b的构成。此外,正极25具有在正极集电体25a的两面上形成了正极 层25b的构成。再者,也可以代替隔膜24,而使用凝胶状的非水电解质。
[0174]在图3所示的卷绕电极组21的外周端附近,负极端子26与最外周的负极23的负 极集电体23a电连接。正极端子27与内侧的正极25的正极集电体25a电连接。这些负极 端子26及正极端子27伸出到外包装材料22的外部,或与外包装材料22具备的取出电极 连接。
[0175] 在制造具备由层叠薄膜构成的外包装材料的非水电解质二次电池20时,将连接 了负极端子26及正极端子27的卷绕电极组21装入具有开口部的袋状的外包装材料22中, 从外包装材料22的开口部注入液状非水电解质,另外以夹着负极端子26及正极端子27的 状态将袋状的外包装材料22的开口部热密封。这样一来,使卷绕电极组21及液状非水电 解质完全密封。
[0176] 此外,在制造具备由金属容器构成的外包装材料的非水电解质二次电池20时,将 连接了负极端子26及正极端子27的卷绕电极组21装入具有开口部的金属容器中,从外包 装材料22的开口部注入液状非水电解质,然后将盖体安装在金属容器上,将开口部封口。
[0177] 作为负极端子26,例如可使用在相对于锂的电位为IV以上且3V以下的范围时具 有电稳定性和导电性的材料。具体来讲,可列举出错或含有Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、Si等元 素的铝合金。此外,负极端子26为了降低与负极集电体23a的接触电阻,更优选由与负极 集电体23a同样的材料形成。
[0178] 作为正极端子27,可使用在相对于锂的电位在3V以上且4. 25V以下的范围时具备 电稳定性和导电性的材料。具体而目,可列举出错或含有Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、Si等兀素 的铝合金。正极端子27为了降低与正极集电体25a的接触电阻,优选为与正极集电体25a 同样的材料。
[0179] 以下,对非水电解质二次电池20的构成部件即外包装材料22、负极23、正极25、隔 膜24及非水电解质进行详细的说明。
[0180] (1)外包装材料
[0181] 作为外包装材料22可使用上述外包装材料。
[0182] (2)负极
[0183] 作为负极23可使用上述负极。
[0184] (3)正极
[0185] 作为正极25可使用上述正极。
[0186] (4)隔膜
[0187] 作为隔膜24可使用上述隔膜。
[0188] (5)非水电解质
[0189] 作为非水电解质可使用上述非水电解质。
[0190] 第3实施方式所涉及的非水电解质二次电池并不局限于上述图3及图4所示构成 的电池,例如也可以是图5及图6所示构成的电池。图5是示意性地表示第3实施方式所 涉及的另一扁平型非水电解质二次电池的局部切口立体图,图6是图5的B部的放大截面 图。
[0191] 图5及图6所示的非水电解质二次电池30通过将层叠型电极组31收纳在外包装 材料32内而构成。层叠型电极组31具有如图6所示那样将正极33和负极34在其间夹着 隔膜35的同时交替层叠的结构。
[0192] 正极33存在多片,分别具备正极集电体33a和担载于正极集电体33a的两面上的 正极层33b。正极层33b中含有正极活性物质。
[0193] 负极34存在多片,分别具备负极集电体34a和担载于负极集电体34a的两面上的 负极层34b。负极层34b中含有负极活性物质。各负极34的负极集电体34a的一边从负 极34突出。突出的负极集电体34a与带状的负极端子36电连接。带状的负极端子36的 前端从外包装材料32引出到外部。此外,虽未图示,但正极33的正极集电体33a的位于负 极集电体34a的突出边的相反侧的边从正极33突出。从正极33突出的正极集电体33a与 带状的正极端子37电连接。带状的正极端子37的前端位于负极端子36的相反侧,从外包 装材料32的边引出到外部。
[0194] 构成图5及图6所示的非水电解质二次电池30的各部件的材质、配合比例、尺寸 等为与图3及图5中说明的非水电解质二次电池20的各构成部件同样的构成。
[0195] 根据以上说明的本实施方式,能够提供非水电解质二次电池。
[0196] 本实施方式所涉及的非水电解质二次电池具备正极、负极、隔膜和非水电解质。负 极包含由含有硅及硅氧化物中的至少1种的含硅化合物和含锂硅氧化物形成的复合体,含 锂硅氧化物含有以Li2Si205为主成分的非水电解质二次电池用电极活性物质。这样的非水 电解质二次电池由于可缓和在负极中由硅的体积变化而导致的应力,因此具有优异的循环 特性。
[0197](第4实施方式)
[0198] 接着,对第4实施方式所涉及的非水电解质二次电池包进行详细说明。
[0199] 本实施方式所涉及的非水电解质二次电池包至少具有1个上述第3实施方式所涉 及的非水电解质二次电池(即单电池)。在非水电解质二次电池包中包含多个单电池时,各 单电池以串联、并联、或串联和并联的方式进行电连接而配置。
[0200] 参照图7及图8,对本实施方式所涉及的非水电解质二次电池包40进行具体的说 明。在图7所示的非水电解质二次电池包40中,作为单电池41使用图3所示的扁平型非 水电解液电池20。
[0201] 多个单电池41按照使向外部延伸出的负极端子26及正极端子27在相同方向聚 齐的方式层叠,通过用粘接胶带42捆扎,从而构成了组电池43。这些单电池41如图7及图 8所示的那样相互以串联的方式电连接。
[0202] 印制电路布线基板44与负极端子26及正极端子27伸出的单电池41的侧面相对 地配置。如图7所示,在印制电路布线基板44上搭载有热敏电阻45 (参照图8)、保护电路 46及向外部设备通电用的端子47。再者,在与组电池43相对的印制电路布线基板44的面 上,为了避免与组电池43的布线发生不必要的连接而安装有绝缘板(未图示)。
[0203] 正极侧引线48与位于组电池43的最下层的正极端子27连接,其前端插入至印制 电路布线基板44的正极侧连接器49中而进行电连接。负极侧引线50与位于组电池43的 最上层的负极端子26连接,其前端插入至印制电路布线基板44的负极侧连接器51中而进 行电连接。这些正极侧连接器49、负极侧连接器51通过形成在印制电路布线基板44上的 布线52及53 (参照图8)而与保护电路46连接。
[0204] 热敏电阻45用于检测单电池41的温度,在图7中将图示省略,但设在单电池41的 附近,并将其检测信号发送至保护电路46。保护电路46在规定条件下可以将保护电路46 与向外部设备通电用的端子47之间的正极(plus)侧布线54a及负极(minus)侧布线54b 切断。这里,上述的所谓规定条件,是指例如热敏电阻45的检测温度达到规定温度以上时。 此外,所谓规定条件,是检测到单电池41的过充电、过放电、过电流等时。这样的过充电等 的检测对每个单电池41或全部单电池41进行。再者,当检测每个单电池41中的过充电等 时,可以检测电池电压,也可以检测正极电位或负极电位。在后者的情况下,要在每个单电 池41中插入作为参比电极使用的锂电极。图7及图8的情况下,在单电池41上分别连接 用于电压检测的布线55,检测信号通过这些布线55被发送至保护电路46。
[0205] 如图7所示,在除了正极端子27及负极端子26突出的侧面以外的组电池43的三 个侧面上,分别配置有由橡胶或树脂构成的保护片材56。
[0206] 组电池43与各保护片材56及印制电路布线基板44 一起被收纳于收纳容器57内。 即,在收纳容器57的长边方向的两个内侧面和短边方向的内侧面分别配置保护片材56,在 短边方向的保护片材56的相反侧的内侧面配置印制电路布线基板44。组电池43位于被保 护片材56及印制电路布线基板44所围成的空间内。盖58安装于收纳容器57的上面。
[0207]另外,对于组电池43的固定,也可以使用热收缩带来代替粘接胶带42。此时,在组 电池的两侧面配置保护片材,用热收缩带绕圈后,使热收缩带热收缩而将组电池捆扎。
[0208] 这里,图7、图8中示出了将单电池41串联连接的形态,但为了增大电池容量,也可 以形成为将单电池41并联连接或组合串联连接和并联连接的构成。此外,还可以将组装好 的电池包再以串联、并联的方式连接。
[0209] 根据以上说明的本实施方式,可提供非水电解质二次电池包。本实施方式所涉及 的非水电解质二次电池包至少具备1个上述第3实施方式所涉及的非水电解质二次电池。
[0210] 这样的非水电解质二次电池包能够显示低的内部电阻和高温下的高耐久性。
[0211] 再者,非水电解质二次电池包的形态可以根据用途而适当变更。作为本实施方式 所涉及的非水电解质二次电池包的用途,优选要求在取出大电流时显示优异的循环特性的 用途。具体地讲,可列举出可列举出数码相机的电源用、两轮至四轮的混合动力电动车、两 轮或四轮的混合电动汽车、助力自行车等的车载用。采用高温特性优异的非水电解质二次 电池的非水电解质二次电池包特别适合于车载用。
[0212] 根据以上的实施方式,能够提供生产率优异、且循环特性优异的非水电解质二次 电池包
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