CN102340024B

CN102340024B - 二次电池

Info

Publication number: CN102340024B
Application number: CN201110201950.7A
Authority: CN
Inventors: 高塚祐一; 铃木克典; 松本洋; 中井贤治; 川崎龍彦; 高桥宏文; 小野寺庆夫
Original assignee: Hitachi Vehicle Energy Ltd
Current assignee: Vehicle Energy Japan Inc
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2031-07-19
Also published as: JP5194070B2; JP2012028033A; CN102340024A; US20120021276A1; US9077043B2

Abstract

本发明提供一种二次电池，可以防止异物从正极电极和隔离片之间进入而发生内部短路。把具有粘接层(53)的粘接带(51)收存到电池容器(4)内。粘接带(51)的粘接层(53)以使其至少一部分在静止时或移动、搬运时能够接触非水电解液(5)地露出的方式被收存。由此，能够使混入非水电解液(5)中的异物(29)附着在粘接层(53)上而被捕集。

Description

二次电池

技术领域

本发明涉及二次电池。

背景技术

在以锂二次电池等为代表的圆筒形二次电池中，把形成了正极混合物的正极电极和形成了负极混合物的负极电极隔着隔离片卷绕在轴芯的周围，构成电极组。在正极薄片的两面上形成正极混合物，正极薄片的长度方向的一侧缘部成为未形成正极混合物的正极混合物未处理部。

在正极混合物未处理部处，由于把正极电极焊接到正极集电部件上，通常通过加压等把称为小片(tab)的正极引线与正极薄片形成为一体。在负极电极侧也同样地，在负极薄片的两面上形成负极混合物，在负极薄片的长度方向的一侧缘部设置的负极混合物未处理部处，通过加压等把焊接到负极集电部件上的负极引线与负极薄片形成为一体。

电极组中的正极电极和负极电极有时会因为例如在加压形成正极引线或负极引线时产生的毛刺等扎破隔离片而短路。如果像这样正极引线和负极引线斑斑点点地短路，则导致得不到必需的电压等、电池性能下降。

因此，已知有把相邻的隔离片折回而覆盖易产生毛刺的正极薄片中的设置了正极引线的长度方向的一个侧边和相反侧的侧边的结构。如果这样做，则不用担心毛刺等扎破两片隔离片，可以防止内部短路(例如，参照专利文献1)。

<专利文献1>日本特开2008-4476号公报

发明内容

(发明要解决的问题)

但是，在把电极组收存到电池容器内，向电池容器内注入电解液之后也会发生内部短路。该现象的细节在后面描述，简单地说，是由于这样的现象造成的，即，由于混入电解液中的异物而导致从正极电极侧产生离子，浸透隔离片而在负极电极上生长即在负极电极上析出而堆积。其结果，因在负极电极上产生的堆积物而发生正极和负极的内部短路。

在上述的现有文献记载的发明中，未解决因该现象发生的内部短路。

(用来解决问题的手段)

本发明的二次电池，把包含正极电极和负极电极的电极组以及电解液从外部密封并收存在电池容器内，其特征在于：捕集混入电池容器内的异物的粘接层以使其至少一部分能够接触电解液地露出的方式被收存。

(发明的效果)

根据本发明的二次电池，可以用粘接层捕集混入电池容器内的异物。由此，可以防止成为发生内部短路的原因的异物从正极电极和隔离片之间浸入。

附图说明

图1是作为根据本发明的二次电池的一个实施方式的圆筒形二次电池的放大剖面图。

图2是图1所示的圆筒形二次电池的分解立体图。

图3示出图1的电极组的细节，是切断了一部分的状态的立体图。

图4是根据本发明的二次电池的实施方式1的主要部分的放大剖面图。

图5是根据本发明的二次电池的实施方式2的主要部分的放大剖面图。

图6是根据本发明的二次电池的实施方式3的主要部分的放大剖面图。

图7是根据本发明的二次电池的实施方式4的主要部分的放大剖面图。

图8是根据本发明的二次电池的实施方式5的主要部分的放大剖面图。

图9是根据本发明的二次电池的实施方式6的主要部分的放大剖面图。

图10是作为根据本发明的二次电池的实施方式7的方形二次电池的立体图。

(附图标记说明)

1：圆筒形二次电池；2：电池罐；3：盖；4：电池容器；5：非水电解液；10：电极组；11：正极电极；12：负极电极；20：发电单元；21：负极集电部件；27：正极集电部件；29：异物；30：盖单元；34：绝缘板；35：连接板；37：膜片；43：垫圈；45：连接部件；51、51a、51b：粘接带；52：基底膜：53：粘接层；60：卷绕电极组；71：绝缘袋；100：方形二次电池

具体实施方式

(实施方式1)

【二次电池的结构】

下面，以锂离子圆筒形二次电池作为一个实施方式结合附图说明本发明的二次电池。

图1是示出本发明的圆筒形二次电池的一个实施方式的放大剖面图，图2是图1所示的圆筒形二次电池的分解立体图。

圆筒形二次电池1具有例如外形40mmφ、高度100mm的尺寸。该圆筒形二次电池1中，在电池容器4的内部，收存有以下将说明的发电用的各构成部件，注入有非水电解液5，该电池容器4由上部被开口的有底圆筒形的电池罐2以及把电池罐2的上部封口的帽型的盖3构成。

在有底圆筒形的电池罐2中，在其开口侧即上端部侧形成向电池罐2的内侧突出的沟2a。

10是电极组，中央部具有轴芯15，在轴芯15的周围卷绕有正极电极和负极电极。图3示出电极组10的结构的细节，是切断了一部分的状态的立体图。像图3所示的那样，电极组10具有在轴芯15的周围卷绕有正极电极11、负极电极12和第一、第二隔离片13、14的结构。

轴芯15具有中空圆筒状，在轴芯15上依次层叠和卷绕有负极电极12、第一隔离片13、正极电极11和第二隔离片14。在最内周的负极电极12的内侧卷绕有几圈(图3中是1圈)第一隔离片13和第二隔离片14。另外，最外周侧是负极电极12和在卷绕其外周的第一隔离片13。用粘接带19封住最外周的第一隔离片13(参照图2)。

正极电极11具有用铝箔形成的长条形状，具有正极薄片11a和在该正极薄片11a的两面上涂敷正极混合物11b而成的正极处理部。正极薄片11a的沿长度方向延伸的上方侧的侧缘是未涂敷正极混合物11b而露出了铝箔的正极混合物未处理部11c。在该正极混合物未处理部11c上等间隔地一体地形成沿轴芯15的轴向上方突出的多个正极引线16。

正极混合物11b由正极活性物质、正极导电材料和正极粘合剂(binder)构成。正极活性物质优选为锂氧化物。作为例子，可举出钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、锂复合氧化物(包含从钴、镍、锰中选出的两种以上元素的锂氧化物)。对于正极导电材料，只要能够帮助在正极混合物中的锂的吸附释放反应中产生的电子向正极电极传递，就没有限制。但是，通过使用上述的材料中的由钴酸锂、锰酸锂和镍酸锂构成的锂复合氧化物，能够得到良好的特性。

对于正极粘合剂，只要可以把正极活性物质和正极导电材料粘结起来，并把正极混合物和正极集电体粘结起来，不会因与非水电解液5接触而大幅度变差，就没有特别限制。作为正极粘合剂的例子，可举出聚偏氟乙烯(PVDF)、氟橡胶等。对于正极混合物的形成方法，只要是在正极电极上形成正极混合物的方法，就没有限制。作为正极混合物11b的形成方法的例子，可举出在正极薄片11a上涂敷正极混合物11b的构成物质的分散溶液的方法。通过用这样的方法制造，能够得到特性优良的正极混合物。

作为在正极薄片11a上涂敷正极混合物11b的方法的例子，可举出辊涂法、缝模挤涂法等。作为分散溶液的溶剂例子，向正极混合物11b添加N-甲基吡咯烷酮(NMP)和水等，把混合后的浆液均匀地涂敷到厚20μm的铝箔的两面上，干燥后加压截断。作为正极混合物11b的涂敷厚度的例子，可举出单侧为约40μm。通过加压截断正极薄片11a时，一体地形成正极引线16。所有的正极引线16的长度大致相同。

负极电极12具有用铜箔形成的长条形状，具有负极薄片12a和在该负极薄片12a的两面上涂敷负极混合物12b而成的负极处理部。负极薄片12a的沿长度方向延伸的下方侧的侧缘是不涂敷负极混合物12b而露出了铜箔的负极混合物未处理部12c。在该负极混合物未处理部12c上等间隔地一体地形成有沿轴芯15向与正极引线16相反的方向延伸的多个负极引线17。

负极混合物12b由负极活性物质、负极粘合剂和增粘剂构成。负极混合物12b也可以具有乙炔黑等的负极导电材料。作为负极活性物质，使用石墨碳，尤其优选使用人造石墨。通过使用石墨碳可以制作要求大容量的针对插座式(plug-in)混合动力汽车、电动汽车的锂离子二次电池。对于负极混合物12b的形成方法，只要是在负极薄片12a上形成负极混合物12b的方法，就没有限制。但是，通过使用下面记载的方法，能够得到特性优良的负极混合物。作为在负极薄片12a上涂敷负极混合物12b的方法的例子，可举出在负极薄片12a上涂敷负极混合物12b的构成物质的分散溶液的方法。作为涂敷方法的例子，可举出辊涂法、缝模挤涂法等。

作为在负极薄片12a上涂敷负极混合物12b的方法的例子，可举出，作为分散溶剂，向负极混合物12b添加N-甲基-2-吡咯烷酮和水，把混合后的浆液均匀地涂敷到厚10μm的压延铜箔的两面上，干燥后加压截断。作为负极混合物12b的涂敷厚度的一个例子，可举出单侧为约40μm。通过加压截断负极薄片12a时，一体地形成负极引线17。所有的负极引线17的长度大致相同。

在第一隔离片13和第二隔离片14的宽度为WS，在负极薄片12a上形成的负极混合物12b的的宽度为WC，在正极薄片11a上形成的正极混合物11b的宽度为WA时，形成为满足下式：

WS＞WC＞WA(参照图3)

即，负极混合物12b的宽度WC总是比正极混合物11b的宽度WA大。这是因为，在锂离子二次电池的情况下，作为正极活性物质的锂被离子化而浸透隔离片，但如果在负极侧不形成负极活性物质，负极混合物12b露出，则在负极薄片12a上析出锂，成为发生内部短路的原因。

第一隔离片13和第二隔离片14分别由例如厚40μm的聚乙烯制多孔膜形成。

在图1和图3中，中空的圆筒形状的轴芯15在轴方向(图面的上下方向)的上端部的内面形成直径更大的沟15a，正极集电部件27被压入该沟15a中。正极集电部件27例如用铝形成，具有：圆盘状的基部27a、在该基部27a的内周部朝轴芯15侧突出而压入轴芯15的内面的下部筒部27b、以及在外周缘向盖3侧突出的上部筒部27c。在正极集电部件27的基部27a上形成用来释放在电池内部产生的气体的开口部27d(参照图2)。

正极薄片11a的正极引线16全部焊接在正极集电部件27的上部筒部27c上。此时，像图2所示的那样，正极引线16与正极集电部件27的上部筒部27c重叠地接合。由于各正极引线16很薄，所以不能用一个正极引线16取出大电流。因此，在从开始卷绕到轴芯15上到卷绕完成为止的全部长度上以预定间隔形成多个正极引线16。

正极集电部件27由于会被电解液氧化，所以可以通过用铝形成来提高可靠性。如果铝因某种加工而使表面露出，则立即在表面上形成氧化铝膜，可以用该氧化铝膜防止电解液造成的氧化。

另外，通过用铝形成正极集电部件27，可以通过超声波焊接或点焊等焊接正极薄片11a的正极引线16。

在正极集电部件27的上部筒部27c的外周，焊接有正极薄片11a的正极引线16和环状的按压部件28。把多个正极引线16紧密结合在正极集电部件27的上部筒部27c的外周，把按压部件28卷绕并临时固定在正极引线16的外周，在该状态下焊接起来。

在轴芯15的下端部的外周形成有外径更小的台阶部分15b，把负极集电部件21压入并固定在该台阶部分15b上。负极集电部件21例如用铜形成，在圆盘状的基部21a上形成被压入轴芯15的台阶部分15b的开口部21b，在外周缘上形成朝电池罐2的底部侧突出的外周筒部21c。

负极薄片12a的负极引线17全部通过超声波焊接等焊接在负极集电部件21的外周筒部21c上。由于各负极引线17很薄，所以为了取出大电流，在从开始卷绕到轴芯15上起到卷绕完成为止的全部长度上以预定间隔形成多个负极引线17。

在负极集电部件21的外周筒部21c的外周上焊接有负极薄片12a的负极引线17和环状的按压部件22。多个负极引线17紧密结合在负极集电部件21的外周筒部21c的外周，把按压部件22卷绕并临时固定在负极引线17的外周，在该状态下焊接起来。

在负极集电部件21的下表面上焊接铜制的负极通电引线23。负极通电引线23在电池罐2的底部被焊接到电池罐2。电池罐2用例如0.5mm厚的碳素钢形成，在表面上镀镍。通过使用这样的材料，可以通过电阻焊等把负极通电引线23焊接在电池罐2的底部内面2b上。与上述负极集电部件21连接的电池罐2用作另一个输出端，可以输出由用作一个输出端的上述盖3和用作另一个输出端的上述电池罐2蓄积的电力。

图4是示出圆筒形二次电池1的底部侧的细节的放大剖面图。

在电极组10的最外周即卷绕的第一隔离片13的最外周侧面上粘接有粘接带51。粘接带51由基底膜52和形成在该基底膜52上粘接层53构成。粘接带51，在粘接层53朝着电极组10侧、宽度方向的侧部从电极组10的下部侧的侧部10a突出的状态下，把粘接层53粘接到电极组10上。此时，像图2所示的那样，粘接带51沿着电极组10的外周面大致卷绕一圈。

关于粘接带51的细节在后面描述。

在正极集电部件27的上部筒部27c的外周，焊接有正极薄片11a的正极引线16和环状的按压部件28。多个正极引线16紧密结合在正极集电部件27的上部筒部27c的外周，把按压部件28卷绕并临时固定在正极引线16的外周，在该状态下焊接起来。

通过把多个正极引线16焊接到正极集电部件27上，把多个负极引线17焊接到负极集电部件21上，构成把正极集电部件27、负极集电部件21和电极组10形成一体的单元而得到的发电单元20(参照图2)。但是，在图2中，为了便于展示，把负极集电部件21、按压部件22和负极通电引线23从发电单元20分离出来展示。

另外，由多个铝箔层叠构成的柔性的连接部件45通过焊接一个端部而接合在正极集电部件27的基部27a的上表面上。连接部件45通过把多个铝箔层叠而一体化，可以流过大电流，且被赋予柔性。即，为了流过大电流，需要增大连接部件的厚度，但如果用一张金属板形成则刚性大，有损柔性。于是，把板厚小的多个铝箔层叠起来而具有柔性。连接部件45的厚度例如为0.5mm左右，通过把5片厚度为0.1mm的铝箔层叠起来形成。

在正极集电部件27的上部筒部27c上配置盖单元30。盖单元30由形成环状的绝缘板34、被嵌入到在绝缘板34上设置的开口部34a中的连接板35、焊接到连接板35上的膜片37、和通过敛缝而固定在膜片37上的盖3构成。

绝缘板34具有由具有圆形的开口部34a的绝缘性树脂材料构成的环形状，被载置在正极集电部件27的上部筒部27c上。

绝缘板34具有开口部34a(参照图2)和向下方突出的侧部34b。连接板35嵌合到绝缘板34的开口部34a内。连接部件45的另一端部通过焊接而接合到连接板35的下表面上。此时，连接部件45在另一端部侧弯曲半周左右，其与焊接到正极集电部件27上的面相同的面被焊接到连接板35上。

连接板35由铝合金形成，具有除中央部以外整体上大致均匀、且中央侧弯曲到稍低的位置上的大致器皿状。连接板35的厚度为例如1mm左右。在连接板35的中心处形成突起部35a，突起部35a薄且形成穹顶状，在突起部35a的周围形成多个开口部35b(参照图2)。开口部35b具有释放在电池内部产生的气体的功能。

通过电阻焊或摩擦扩散接合把连接板35的突起部35a接合到膜片37的中央部的底面上。膜片37由铝合金形成，具有以膜片37的中心部为中心的圆形的切入口37a。通过加压把上面侧按破成V字形，使剩余部很薄而得到切入口37a。膜片37是为了确保电池的安全性而设置的，如果电池的内压上升，则作为第一阶段，向上方翘曲，膜片37与连接板35的突起部35a的接合剥离而从连接板35脱离，切断与连接板35的导通。作为第二阶段，在即使这样但内压还上升时，在切入口37a开裂，具有释放内部的气体的功能。

膜片37在周缘部处固定盖3的周缘部。膜片37像图2所示的那样，最初在周缘部具有朝盖3侧垂直立起的侧部37b。把盖3收存到该侧部37b内，通过敛缝加工把侧部37b弯曲地固定在盖3的上表面侧。

盖3由碳素钢等的铁形成并进行镀镍，是具有与膜片37接触的圆盘状的周缘部3a和从该周缘部3a向上方突出的有头无底的筒部3b的帽型。在筒部3b上形成开口部3c。该开口部3c用来在因电池内部产生的气体压力使膜片37破裂时把气体释放到电池外部。盖3用作一个电力输出端，可以从盖3取出被蓄积的电力。

另外，在盖3是用铁形成的时，在与另一圆筒形二次电池串联接合时，可以通过点焊与用铁形成的另一圆筒形二次电池接合起来。

覆盖着膜片37的侧部37b和周缘部地设置有垫圈43。垫圈43最初像图2所示的那样，具有这样的形状，即，具有在环状的基部43a的周侧缘朝着上部方向大致垂直地立起而形成的外周壁部43b、以及在内周侧朝着下部方向大致垂直地下垂而形成的筒部43c。

然后，通过加压等进行敛缝加工，以使得与电池罐2一起，使垫圈43的外周壁部43b折弯而利用基部43a和外周壁部43b，把膜片37和盖3在轴方向上压接起来，细节在后面描述。由此，隔着垫圈43把盖3和膜片37固定在电池罐2上。

向电池罐2的内部注入预定量的非水电解液5。作为非水电解液5的一例，优选使用把锂盐溶解到碳酸酯类溶剂中得到的溶液。作为锂盐的例子，可举出氟磷酸锂(LiPF₆)、氟硼酸锂(LiBF₆)等。另外，作为碳酸酯类溶剂的例子，可举出碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸甲乙酯(MEC)或从上述溶剂中选择1种以上混合得到的溶剂。

但是，如上所述，在正极电极11上形成的多个正极引线16全部用超声波焊接等焊接在正极集电部件27的上部筒部27c的外周。此时，在正极集电部件27的上部筒部27c的外周的整周上大致均匀地分配并紧密接合正极引线16，在正极引线16的外周卷绕按压部件28。然后，采用超声波焊接等把正极引线16和按压部件28焊接到正极集电部件27上的方法。

在使用该方法时，焊接到正极集电部件27上的各正极引线16延伸到正极集电部件27侧。因此，与各正极引线16的基部对应的正极薄片11a的正极混合物未处理部11c的部位与各正极引线16一起靠近正极集电部件27侧。由此，在正极混合物未处理部11c的与各正极引线16对应的部分与邻接其外侧的第二隔离片14之间产生间隙。

另外，在被注入电池罐2的内部的非水电解液5中混合有许多微小的导电性的异物。这样的异物是在正极电极11和负极电极12的制作工序、电池罐2的加工工序、把正极引线16焊接到正极集电部件27上的工序等中产生并混入非水电解液5的。然后，如果如上所述那样，在正极引线16与邻接其外侧的第二隔离片14之间产生间隙，则从该间隙在上述各工序中产生并混入非水电解液5中的异物容易进入到正极电极11和第二隔离片14之间。另外，也有从正极电极11与第一隔离片13、或正极电极11与第二隔离片14之间产生的其它间隙、在上述各工序中产生并混入非水电解液5的异物进入的情况。

由于在正极电极11和负极电极12之间施加有预定的电位，例如4.1V，所以进入正极电极11与第一隔离片13之间的异物、或进入正极电极11与第二隔离片14之间的异物被离子化，浸透隔离片而流向负极电极12侧。然后，在负极电极12上生长析出，堆积起来。因该堆积物而发生正极与负极短路的现象。

于是，在本发明中，像图4所示的那样，设置成尽可能将混入电池容器内的异物29附着在粘接带51的粘接层53上而捕集。它捕集电池容器内的浮游异物在制造工序中移到空气中形成的异物，还要捕集在注入电解液的工序以后通过液体移动的异物。粘接带51由基底膜52和在该基底膜52上形成的粘接层53构成。基底膜52是由抗溶剂性优良的例如聚丙烯形成的膜。另外，粘接层53是常温粘接型，例如由丙烯酸类粘接剂形成。粘接层53的膜厚为30～60μm。粘接层53在非水电解液5中也能保持粘接力。

在把电极组10收存到电池罐2中之前，把粘接带51粘接到电极组10的最外周，换言之，粘接到第一隔离片13的最外周的外周面。粘接带51的粘接是，将粘接层53朝着电极组10侧，在宽度方向的粘接带51的一部分例如大约一半的大小从电极组10的侧部10a突出的位置粘接到电极组10上。粘接带51如果像图2所示的那样在沿着电极组10的外周面大致卷绕一圈的状态下粘接，则粘接强度大，所以是优选的。

在把粘接了粘接带51的电极组10收存到电池罐2中之后，向电池罐2内注入非水电解液5。非水电解液5并非一定要注满到电池罐2的全部空间容积为止，如果注入非水电解液5，则粘接带51的粘接层53的从电极组10的侧部10a突出的部分与非水电解液5接触。

如前所述，非水电解液5中混入有：在正极电极11和负极电极12的制作工序中产生并附着到发电单元上的异物、在电池罐2的加工工序中产生并附着到电池罐2内的异物、附着到内部构成部件上的异物、在工序中漂浮并附着到内部构成部件上的异物、之后在把电池罐2封口时产生的异物等。

然后，通过敛缝加工等用盖单元30对电池罐2的上部开口部封口后，移动或搬运二次电池1。此时，二次电池1振动或摆动。因此，通过二次电池1的非水电解液5振动或摆动，混入非水电解液5中的异物29附着到粘接层53上而被捕集。

下面，说明上述构成的二次电池的制造方法的一例。

【二次电池的制造方法】

(电极组制作)

首先，制作电极组10。

在正极薄片11a的两面上形成正极混合物11b和正极混合物未处理部11c，并制作与正极薄片11a一体地形成了多个正极引线16的正极电极11。另外，在负极薄片12a的两面上形成负极混合物12b和负极混合物未处理部12c，并制作与负极薄片12a一体地形成了多个负极引线17的负极电极12。

然后，像图3所示的那样，在轴芯15上依次卷绕第一隔离片13、正极电极11、第二隔离片14、负极电极12，制作电极组10。此时，如果第一隔离片13、正极电极11、第二隔离片14、负极电极12的最内侧的侧缘部焊接到轴芯15上，则容易抵抗卷绕时施加的荷重而卷绕。用带19粘接电极组10的最外周的隔离片(参照图2)。

(发电单元制作)

然后，用已安装了粘接带51的电极组10制作发电单元20。

在电极组10的轴芯15的下部安装负极集电部件21。通过把负极集电部件21的开口部21b嵌入在轴芯15的下端部设置的台阶部15b，进行负极集电部件21的安装。然后，在负极集电部件21的外周筒部21c的外周的整周上，大致均匀地分配并紧密结合负极引线17，在负极引线17的外周卷绕按压部件22。然后，通过超声波焊接等把负极引线17和按压部件22焊接到负极集电部件21上。然后，把跨过轴芯15的下端面和负极集电部件21的负极通电引线23焊接到负极集电部件21上。

然后，把轴芯15的正极集电部件27的下部筒部27b嵌入在轴芯15的上端侧设置的沟15a中。接着，把正极电极11的正极引线16紧密结合到正极集电部件27的上部筒部27c的外表面上。接着，把按压部件28卷绕在正极引线16的外周，通过超声波焊接等在正极集电部件27的上部筒部27c上焊接正极引线16和按压部件28。由此，构成发电单元20。

(粘接带的安装)

然后，把粘接带51安装到电极组10上。

如上所述，在电极组10的最外周，将粘接层53朝着电极组10侧，在宽度方向的粘接带51的一部分例如大约一半的大小在从电极组10的侧部10a突出的位置，把粘接带51接合起来。此时，优选地，粘接带51像图2所示的那样，在沿着电极组10的外周面大致卷绕一圈的状态下接合起来。

(收存到电池罐中)

然后，把发电单元20收存到电池罐2中。

把通过上述工序制作的发电单元20收存到具有可收存发电单元20的尺寸的金属制有底圆筒部件中。有底圆筒部件是形成电池罐2的部件。以下，为了使说明简明，把该有底圆筒部件作为电池罐2来说明。

(负极焊接)

然后，把电池罐2焊接到发电单元20的负极侧。

通过电阻焊等把收存在电池罐2内的发电单元20的负极通电引线23焊接到电池罐2的底部内面2b上。此时，虽未图示，但从电池罐2的外部向轴芯15的中空轴插通有电极棒，利用电极棒把负极通电引线23按压到电池罐2的底部内面2b上并焊接。

然后，对电池罐2的上端部侧的一部分进行拉深加工而向内方突出，在外面形成大致V字形的沟2a。

电池罐2的沟2a形成为位于发电单元20的上端部，换言之，正极集电部件27的上端部附近。另外，在该工序中形成的沟2a，如后所述，并不是最终的形状或尺寸，而是临时的形状或尺寸。

(电解液注入)

然后，向电池罐2的内部注入预定量的非水电解液5。

作为非水电解液5的一例，如上所述，优选使用把锂盐溶解到碳酸酯类溶剂中得到的溶液。作为锂盐的例子，可举出氟磷酸锂(LiPF₆)、氟硼酸锂(LiBF₆)等。另外，作为碳酸酯类溶剂的例子，可举出碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸甲乙酯(MEC)或从上述溶剂中选择1种以上混合得到的溶剂。

(盖单元的制作)

另一方面，与上述工序相分离地制作盖单元30。

如上所述，盖单元30由绝缘板34、被嵌入在绝缘板34上设置的开口部34a中的连接板35、焊接到连接板35上的膜片37和通过敛缝而固定在膜片37上的盖3构成。

为了制作盖单元30，首先把盖3固定在膜片37上。通过敛缝等进行膜片37与盖3的固定。由于像图2所示的那样，最初，膜片37的侧壁37b与基部37a垂直地形成，所以把盖3的周缘部3a配置在膜片37的侧壁37b内。然后，通过加压等使膜片37的侧壁37b变形，覆盖盖3的周缘部的上表面和下表面以及外周侧面而压接起来。

另外，把连接板35嵌合并安装到绝缘板34的开口部34a中。然后，把连接板35的突起部35a焊接到固定了盖3的膜片37的底面上。此时的焊接方法可以使用电阻焊或摩擦扩散接合。通过把连接板35和膜片37焊接，把嵌合了连接板35的绝缘板34和固定在膜片37上的盖3一体化，制成盖单元30。

(正极焊接)

然后，把发电单元20的正极侧与盖单元30电气连接。

通过例如超声波焊接等把连接部件45的一端部焊接到正极集电部件27的基部27a上。然后靠近连接部件45的另一端部配置把盖3、膜片37、连接板35和绝缘板34一体化而得到的盖单元30。然后，通过激光焊把连接部件45的另一端部焊接到连接板35的下表面上。进行该焊接，以使得连接部件45的另一端部中的与连接板35接合的接合面成为与焊接到正极集电部件27上的连接部件45的一端部的接合面相同的面。

(封口)

然后，通过把与收存在电池罐2中的发电单元20的正极集电部件27电气连接的盖单元30固定在电池罐2中，对电池罐2进行封口。

把垫圈43收存在电池罐2的沟2a中。该状态下的垫圈43像图2所示的那样，成为在环状的基部43a的上方具有相对于基部43a垂直的外周壁部43b的结构。在该结构中，垫圈43停留在电池罐2的沟2a的上部内侧。垫圈43由橡胶形成，但并不仅限于此，作为一个优选材料的例子，可以举出乙烯丙烯共聚体(EPDM)。例如，电池罐2用外径40mmφ、厚0.5mm的碳素钢制造，垫圈43用厚1mm的EPDM制造。

然后，在垫圈43的筒部43c上配置与发电单元20的正极集电部件27电气连接的盖单元30。详细地说，将盖单元30的膜片37以其周缘部与垫圈43的筒部43c对应地载置。此时，正极集电部件27的上部筒部27c嵌合在绝缘板34的侧部34b的外周上。

在该状态下，通过用加压压缩电池罐2的沟2a与上端面之间的部分即所谓的敛缝加工，把膜片37与垫圈43一起固定到电池罐2上。

由此，把膜片37、盖3、连接板35和绝缘板34一体化而得到的盖单元30隔着垫圈43被固定在电池罐2上，另外，正极集电部件27和盖3通过连接部件45、连接板35和膜片37导电连接，制作图1所示的圆筒形二次电池1。

然后，移动或搬运这样制作的圆筒形二次电池1。此时，由于圆筒形二次电池1振动或摆动，非水电解液5也随之振动或摆动，所以混入非水电解液5中的异物29附着在粘接层53上而被捕集。

另外，在电池容器4内收存粘接层53的结构不仅限于上述的方法。下面，示出在电池容器4内收存粘接层53的结构的各种实施方式。

(实施方式2)

图5示出根据本发明的二次电池的实施方式2，是示出在电池容器4内收存的粘接层53的结构的剖视图。

在实施方式2中，粘接层53被涂敷到电池罐2的底部内面2b上。

在该实施方式的情况下，不使用基底膜，直接在电池罐2的底部内面2b上设置粘接层53。在电池罐2的底部内面2b上设置粘接层53的工序，可以是预先向电池罐2中滴入液状的粘合剂，也可以在把发电单元20收存到电池罐2内后进行。那时，预先在轴芯15的前端部形成开口15c，把发电单元20收存到电池罐2内。然后，从轴芯15的上部通过轴芯15的中空部滴入液状的粘合剂，延伸到电池罐2的底部内面2b上。利用延伸出来的粘合剂形成粘接层53。

通过这样，非水电解液5与在电池容器4内收存的粘接层53接触，混入非水电解液5中的异物29附着在粘接层53上而被捕集。

(实施方式3)

图6示出根据本发明的二次电池的实施方式3，是示出在电池容器4内收存的粘接层53的结构的剖视图。

在实施方式3中，粘接带51搭载到电池罐2的底部内面2b上。粘接带51具有在基底膜52上形成粘接层53的构成，在基底膜52朝着电池罐2的底部内面2b侧、粘接层53朝着电极组10侧的状态下把粘接带51收存到电池罐2内。

粘接带51在中央部形成圆形的开口部54，负极通电引线23插通到该开口部54内。因此，即使在粘接带51漂浮到非水电解液5中时，也不会移动到开口部54与负极通电引线23的间隙的范围以外。因此，无须接合粘接带51。但是，即使把粘接带51接合到电池罐2的底部内面2b上也没有问题。

可以在把发电单元20收存到电池罐2内之前把粘接带51配置在电池罐2的底部内面2b上；也可以在把粘接带51临时固定在发电单元20上的状态下，把粘接带51与发电单元20一起收存到电池罐2内。

通过这样做，非水电解液5与在电池容器4内收存的粘接带51的粘接层53接触，混入非水电解液5中的异物29附着在粘接层53上而被捕集。

另外，有时在利用电极棒把负极通电引线23焊接到电池罐2的底部内面2b上时会产生火花，该火花会附着在电池罐2的底部内面2b上引起短路。为了防止这一点，有时在电池罐2的底部内面2b上载置或接合绝缘膜(未图示)。在这样的结构的情况下，粘接带51形成在绝缘膜上即可。

(实施方式4)

图7示出根据本发明的二次电池的实施方式4，是示出在电池容器4内收存的粘接层53的结构的剖视图。

在实施方式4中，粘接带51配置在负极通电引线23的周缘部的下表面上。

粘接带51具有在基底膜52上形成粘接层53的构成，在基底膜52朝着负极通电引线23侧、粘接层53朝着电池罐2的底部内面2b侧的状态下被收存到电池罐2内。

粘接带51在中央部形成有圆形的开口部54，负极通电引线23插通到该开口部54内。因此，即使在粘接带51沉没到非水电解液5中时，也不会移动到开口部54与负极通电引线23的间隙的范围以外。因此，无须把粘接带51接合到电池罐2的底部内面2b上。但是，即使把粘接带51接合到负极通电引线23上也没有问题。

粘接带51以在把发电单元20收存到电池罐2内之前临时固定于负极通电引线23的状态与发电单元20一起收存到电池罐2内。

通过这样，非水电解液5与收存在电池容器4内的粘接带51的粘接层53接触，混入非水电解液5中的异物29附着在粘接层53上而被捕集。

另外，在图6和图7中说明了负极通电引线23插通到粘接带51的开口部54中。但是，有时不使用负极通电引线23，而直接把负极集电部件21焊接到电池罐2的底部内面2b上。因此，把轴芯15或在轴芯15的外周配置的部件插通到粘接带51的开口部54中即可。

另外，虽然以使用粘接带作为实施例，但也可以不仅在负极通电引线23和负极集电部件21、或环状的按压部件22和负极引线17、电池罐2的底面上，而且包括在侧面上也附着液状的粘合剂，作为粘接层。

(实施方式5)

图8示出根据本发明的二次电池的实施方式5，是示出在电池容器4内收存的粘接层53的结构的剖视图。

在实施方式1～4中，是在电池罐2的底部附近收存粘接层53或具有粘接层53的粘接带51的结构。在实施方式5中示出在电池罐2的上部侧收存粘接带51的结构。

更详细地说，粘接带51在粘接层53朝着电极组10侧、宽度方向的侧部从电极组10的上部侧的侧部10b突出的状态下，把粘接层53接合到电极组10上。此时，与实施方式1时同样地，粘接带51由基底膜52和在该基底膜52上形成的粘接层53构成，沿着电极组10的外周面卷绕大致一圈。

非水电解液5并非一定要注满到电池罐2的全部空间容积为止。但是，圆筒形二次电池1在完成后、移动、搬运或放入收存容器时，会以大角度倾斜，或横躺、倒立。因此，像图8所示的那样，非水电解液5也与收存在电池容器4的上部侧的粘接带51的粘接层53接触，混入非水电解液5中的异物29附着粘接层53上而被捕集。

为了制作图8所示的圆筒形二次电池1，用与实施方式1时相同的制作方法即可。即，在把发电单元20收存到电池罐2内之前，在粘接带51的宽度方向的侧部从电极组10的最外周的上部侧的侧部10b突出的状态下，把粘接带51接合到电极组10上即可。

(实施方式6)

图9示出根据本发明的二次电池的实施方式6，是示出在电池容器4内收存的粘接层53的结构的剖视图。

在实施方式6中，粘接带51沿与焊接到正极集电部件27的上部筒部27c上的正极引线16接合的环状的按压部件28的高度方向的侧面卷绕大致一圈。此时，使粘接带51的基底膜52的外表面沿着按压部件28的高度方向的侧面，换言之，使粘接带51的宽度方向朝着按压部件28的高度方向卷绕在按压部件28的周围。然后，在卷绕了一周的端部，使终端侧的基底膜52重合在始端侧的基底膜52上而接合到粘接层53上，形成为环状。

图9所示的粘接带51的粘接层53朝着非水电解液5侧露出。因此，完成后，圆筒形二次电池1在移动、搬运或放入收存容器时，通过以大角度倾斜或横躺或倒立，与非水电解液5接触，混入非水电解液5中的异物29附着粘接层53上而被捕集。另外，虽然以使用粘接带作为实施例，但也可以包括在正极集电部件27、或环状的按压部件28和正极引线16、电池罐2的上侧面、盖单元的电池内面、垫圈上附着液状的粘合剂，作为粘接层。

实施方式1～6说明了在圆筒形二次电池中适用本发明的二次电池的情形。但是本发明的二次电池也可以适用于方形二次电池。下面说明它的一个实施方式。

(实施方式7)

图10是根据本发明的锂离子方形二次电池的分解外观立体图。

锂离子方形二次电池100通过用绝缘袋71覆盖卷绕电极组60，收存到电池罐72中而被制作。卷绕电极组60与实施方式1同样地，依次层叠薄片状的负极电极、薄片状的第一隔离物、薄片状的正极电极、薄片状的第二隔离物并卷绕而形成。但是，在实施方式1中，是卷绕在轴芯15的周围而形成圆筒状，而在锂离子方形二次电池中是以在卷绕电极组60的两端部形成圆弧部分的方式形成扁平形状。

铝制的正极集电引线部61的接合部62通过超声波焊接而焊接在锂离子方形二次电池的正极混合物未处理部上。此时，被卷绕的正极混合物未处理部重合而在厚度方向上被焊接。由于正极混合物未处理部的厚度比正极混合物处理部薄，所以如果在厚度方向上焊接，则像图10所示的那样，从正极混合物处理部的表背面的上表面凹陷。在图10中，虽然没有示出卷绕电极组60的背面侧，但正极混合物未处理部与表面侧同样地，从正极混合物处理部的表背面的上表面凹陷。

铜制的负极集电引线部63的接合部64通过超声波焊接而焊接在卷绕电极组60的负极混合物未处理部上。此时，被卷绕的负极混合物未处理部重合而在厚度方向上被焊接。由于负极混合物未处理部的厚度比负极混合物处理部薄，所以如果在厚度方向上焊接，则像图10所示的那样，从负极混合物处理部的表背面的上表面凹陷。虽然没有示出卷绕电极组60的背面侧，但负极混合物未处理部与表面侧同样地，从负极混合物处理部的表背面的上表面凹陷。

集电引线部61、63分别与安装在电池盖73上的正极端子81和负极端子83连接，由此，卷绕电极组60被电池盖73支撑，且可以从正极端子81和负极端子83进行充放电。

在电池盖73上设置用来注入电解液的注液口74，进而，设置用来在内部压力超过基准值地上升时消除压力的气体破裂阀75。注入电解液后用激光焊堵塞注液口74。通过用激光焊把电池盖73焊接到电池罐72上，密封电池罐72。

另外，作为非水电解液，可以使用在以1∶2的体积比例混合碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯得到的混合溶液中以1摩尔/升的浓度溶解六氟磷酸锂(LiPF₆)得到的溶液。

在制作正极电极时，把作为正极活性物质的含锂复合氧化物粉末、作为导电材料的磷片状石墨、作为粘结剂的聚偏氟乙烯(PVDF)混合起来，向其添加作为分散溶剂的N-甲基吡咯烷酮(NMP)，制作混合而成的浆液，涂敷在厚20μm的铝箔的两面上。

然后，通过干燥、加压、截断，得到了配设了活性物质混合物层的部分的宽80mm、厚100μm、长4m的正极电极。

在制作负极电极时，把作为负极活性物质的非晶态碳粉末、作为粘结剂的PVDF混合起来，向其添加作为分散溶剂的NMP，将由此得到的浆液涂敷在厚10μm的压延铜箔的两面上。

然后，通过干燥、加压、截断，得到了配设了活性物质混合物层的部分的宽84mm、长4.4m的正极电极。

图10中示出绝缘袋71的一部分被切断了的状态。在绝缘袋71中的与卷绕电极组60相对置的一面侧，在侧部的两侧配置有粘接带51。一个粘接带51配置在与正极混合物未处理部相对的位置。另一个粘接带51配置在与负极混合物未处理部相对的位置。与实施方式1中的粘接带51同样地，粘接带51分别具有基底膜和粘接层53。此时，各粘接带51配置成基底膜朝着绝缘袋71侧，粘接层53朝着卷绕电极组60侧。

从注液口74向绝缘袋71内注入的非水电解液并非一定要注满到全部空间容积为止。但是方形锂二次电池100在完成后、移动、搬运或放入收存容器时，会以大角度倾斜，或横躺或倒立。因此，非水电解液5与粘接带51的粘接层53接触，混入非水电解液中的异物附着在粘接层53上而被捕集。

粘接带51可以粘接、也可以不粘接到绝缘袋71上。另外，粘接带51也可以只是粘接层53。配置粘接带51或粘接层53的位置并不限于与正极混合物未处理部或负极混合物未处理部对应的位置。

像以上那样，根据本发明的二次电池，由于粘接层以能够接触电解液地露出的方式被收存，所以可以使混入非水电解液中的异物附着到粘接层上而被捕集。

由此，可以防止由于混入非水电解液中的异物而从正极电极和第一隔离片之间侵入作为发生内部短路原因的异物。

另外，在上述实施方式中说明了锂离子二次电池的情形。但本发明也可以适用于镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池之类的使用水溶性电解液的二次电池。

此外，本发明的二次电池在本发明的精神和范围内可以做出各种变形。简言之，只要是把包含正极电极和负极电极的电极组以及电解液从外部密封并收存在电池容器内的二次电池，且捕集混入电池容器内的异物的粘接层以使其至少一部分能够接触电解液地露出的方式被收存就可以。

Claims

1.一种二次电池，把包含正极电极和负极电极的电极组以及电解液从外部密封并收存在电池容器内，其特征在于：

捕集混入电池容器内的异物的粘接层以使至少一部分能够接触上述电解液地露出的方式被收存，

收存在上述电池容器内的上述粘接层的至少一部分被接合到上述电极组，

上述电极组包含夹在上述正极电极和上述负极电极之间的隔离片，

收存在上述电池容器内的上述粘接层被接合到最外周的上述隔离片，

上述粘接层的轴方向的侧部从上述电极组的下部一侧的侧部突出。

2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于：

上述电解液是非水电解液。