CN102468457A - 非水电解质电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非水电解质电池，包括：电池装置，其中正极通过隔膜与负极相对；非水电解质；层叠膜，其是通过层叠金属层、形成在金属层的外表面上的外侧树脂层、和形成在金属层上的内侧树脂层而形成，并且其中电池装置和非水电解质通过热焊加以包装并容纳；正极引线，其电连接于正极，并从层叠膜的热焊部分引到其外部；负极引线，其电连接于负极，并从层叠膜的热焊部分引到其外部；以及形成在层叠膜和电池装置之间的多孔聚合物层，其包含偏二氟乙烯作为成分。本发明抑制包装材料内部的电池装置的移动，并抑制引线与电池元件的连接处破损，以实现高电池特性。

Description

非水电解质电池
技术领域
本发明涉及非水电解质电池，尤其是通过利用层叠膜(层压膜，laminate film)作为包装材料制造的大容量非水电解质电池。
背景技术
近年来，已出现许多便携式电子设备如相机集成录像机(VTR)、移动电话、和便携式计算机，并且努力实现其小型化和轻重量。据此，关于电池，尤其是作为用于这样的电子设施的便携式电源的二次电池，已积极地进行开发。尤其，能够实现高能量密度的锂离子二次电池已经引起了人们的关注。
近年来，通过使用层叠膜等来代替由金属，如铝或铁(其是电池包装材料)制成的电池盒，已开发了更小和更轻、以及更薄的电池。
然而，在低刚度材料如层叠膜用作包装材料的情况下，当握住电池的力较弱时，电池装置(电池元件，battery device)容易移动，如在发生震动或坠落期间。因此，存在以下问题：在电池装置的连接部和连接于电池的外部的引线之间破裂，并因此内电阻增加。尤其是，由于用于车辆用途等的大且高功率层叠包装电池具有大重量和尺寸，所以会引起严重问题。
日本未审查专利申请公开NO.2007-87652公开了一种效果，其中从电极组拉出隔膜并焊接和固定于包装材料的内表面(inner face)，并由此能够抑制在施加振动冲击以后的电压降低和内电阻增加。
日本未审查专利申请公开NO.2003-109667公开了一种效果，其中在发电元件和包装容器之间添加树脂，其中发电元件固定于包装容器，并由此能够在施加震动和变形压力时抑制损坏。
发明内容
然而，在日本未审查专利申请公开NO.2007-87652描述的方法中，隔膜具有低强度，从而不能将电池装置的移动抑制到令人满意的水平。在日本未审查专利申请公开NO.2003-109667描述的方法中，难以控制树脂的形状和厚度，因而存在以下问题：电池尺寸会增加，并因此不能改善能量密度。
期望提供一种能够实现高电池特性的非水电解质电池，其中通过抑制包装材料的电池装置的移动、以及抑制引线和电池装置的连接部的破裂。
根据本发明的一种实施方式，提供了一种非水电解质电池，该非水电解质电池包括：电池装置，其中正极通过隔膜与负极相对；非水电解质；层叠膜，该层叠膜通过层叠金属层、形成在金属层的外表面(outer face)上的外侧树脂层(outside resin layer)、以及形成在金属层(的内表面)上的内侧树脂层(inside resin layer)而形成，并且其中电池装置和非水电解质通过热焊进行包装并容纳(在层叠膜中)；正极引线，该正极引线电连接于正极，并从层叠膜的热焊部分(热焊接缝，heat-welded portion)引到其(层叠膜)外部；负极引线，该负极引线电连接于负极，并从层叠膜的热焊部分引到其(层叠膜)外部；以及形成在层叠膜和电池装置之间的多孔聚合物层(porous polymer layer)，该多孔聚合物层包含偏二氟乙烯(vinylidene fluoride)作为成分。
在根据该实施方式的非水电解质电池中，包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层至少包括聚偏二氟乙烯和含有偏二氟乙烯作为成分的共聚物，其中多孔聚合物层的厚度优选为1.0μm以上5.0μm以下。优选进一步包含无机颗粒如氧化铝(alumina)。
根据本发明的一种实施方式，通过电池装置和层叠膜之间的包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层，能够抑制层叠膜中的电池装置的移动。
根据本发明的一种实施方式，能够抑制由电极引线和电池装置的连接部的破裂引起的电池特性降低。
附图说明
图1A至图1D是示出了电池装置的示意图，其中电池装置包括应用本发明的一种实施方式的电池。
图2A至图2D是示意性透视图，其示出了在应用本发明的一种实施方式的电池中所使用的正极和负极的一个构造实例。
图3A和图3B是透视示意图，其示出了在应用本发明的一种实施方式的电池中的电池装置的一个构造实例。
图4是剖视图，其示出了包装根据本发明的一种实施方式的电池装置的包装材料的构造。
图5A至图5E是流程图，其示出了在根据本发明的一种实施方式的电池装置中的电极片(electrode tab)的U形弯曲过程。
图6A至图6E是流程图，其示出了在根据本发明的一种实施方式的电池装置中的电极片的U形弯曲过程。
图7A至图7C是流程图，其示出了在根据本发明的一种实施方式的电池装置中的电极片和电极引线的连接过程。
图8A至图8E是流程图，其示出了连接于根据本发明的一种实施方式的电池装置的电极引线的弯曲过程。
图9A和图9B是示意性透视图和剖视图，其示出了根据本发明的第二实施方式的电池装置的构造。
图10A和图10B是示意性透视图，其示出了利用根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池的电池组(电池单元，battery unit)的构造。
图11是示意性分解透视图，其示出了利用根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池的电池组的构造。
图12是示意性透视图，其示出了利用根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池的电池模块(battery module)的构造。
图13是示意性透视图，其示出了利用根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池的电池模块的构造。
图14A和图14B是示意性透视图，其示出了利用根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池的电池模块的构造。
图15A和图15B是示意性透视图，其示出了利用根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池的电池模块的构造。
图16A和图16B是示意性透视图和剖视图，其示出了利用根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池的另一种电池装置的构造。
图17A至图17C是示意性透视图和剖视图，其示出了利用根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池的另一种电池装置的构造。
具体实施方式
下文将参照附图详细描述本发明的实施方式。将按照以下顺序进行描述。
1.第一实施方式(举例说明根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池的构造的实例)
2.第二实施方式(具有另一种构造的电池装置的实例)
3.第三实施方式(其中多孔聚合物层整合到凝胶电解质中的实例)
4.第四实施方式(利用根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池的电池组和电池模块的实例)
5.其他实施方式(变形实例)
1.第一实施方式
(1-1)非水电解质电池的构造
图1A是示意性透视图，其示出了根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池1的外观，而图1B是透视分解图，其示出了非水电解质电池1的构造。图1C是示意性透视图，其示出了图1A所示的非水电解质电池1的底部的构造。图1D是剖视图。其示出了图1A所示的电池1的非水电解质的ID-ID的截面。在以下描述中，在非水电解质电池1中，其中拉出正极引线3的部分称为顶部(top portion)。与顶部相对的拉出负极引线4的部分称为底部。在顶部和底部之间的两个侧面称为侧部(side portion)。相对于电极或电极引线等，侧部与侧部之间的距离称为宽度。
根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池1是其中用层叠膜2包装电池装置10的非水电解质电池。从彼此密封层叠膜2的部分，将正极引线3和负极引线4拉出到电池的外部，其连接于电池装置10。正极引线3和负极引线4从彼此相对的侧部拉出。
电池装置10的厚度优选为5mm以上20mm以下。当厚度低于5mm时，由于是薄电池装置，所以它几乎没有储热能力，并且倾向于在电池上没有粗糙(化)表面的情况下容易放出热量。在另一方面，当厚度高于20mm时，从电池表面到其中心部的距离过度增大，在电池中由于热量仅从电池表面消散而会出现温差，因而它倾向于影响寿命性能。
电池装置10的放电容量优选为3Ah以上50Ah以下。当放电容量低于3Ah时，因为电池容量较低，所以存在以下倾向，可以通过其他方法如其中集电体箔的厚度较厚的方法来抑制热产生；可以通过降低电阻来减少热产生。当放电容量高于50Ah时，电池容量增加，或耗散几乎不发生，以致在电池中的温度变化倾向于增加。上述电池装置10的放电容量是非水电解质电池1的标称容量。标称容量从在3.6V的最大电压作为充电条件下的0.2C放电电流的恒流放电的放电容量计算，其中2.0V的最终电压作为0.2C的充电电流的恒压恒流充电和放电条件。
容纳在非水电解质电池1中的电池装置10具有这样的构造，其中通过隔膜13层叠图2A和2B所示的矩形正极11、图2C或2D所示的矩形负极12。具体地，例如，存在这样一种构造，其中，如图3A和3B所示，通过以锯齿形弯曲的隔膜13交替层叠正极11和负极12。
电池装置
电池装置10具有层叠型电极结构，其中通过隔膜13交替层叠矩形正极11和矩形负极12。第一实施方式使用这样的电池装置，其以隔膜13、负极12、隔膜13、正极11，...负极12、以及隔膜13的次序加以层叠，以致电池装置的最外部分例如是隔膜13。本发明的一种实施方式具有在电池装置10和层叠膜2之间的多孔聚合物层14，该多孔聚合物层14包含偏二氟乙烯作为成分。这就是说，在作为电池装置10的最外部分的隔膜13的表面上，形成上述多孔聚合物层14。
从电池装置10拉出正极片11C，其分别悬挂自多个薄片(sheet)的正极11，以及负极片12C，其分别悬挂自多个薄片的负极12。其中层叠有多个薄片的正极11c被弯曲，以致在弯曲部分中截面具有处于充分松弛状态的大致U形。正极引线3连接于正极片11C的末端，其中通过超声波或电阻焊接来层叠多个薄片。
负极片12C具有其中层叠有多个薄片的构造，并且该负极片以与正极11类似的方式弯曲成在弯曲部分中截面具有处于充分松弛状态的大致U形。将负极引线4连接于负极片12C的末端，其中通过超声波或电阻焊接来层叠多个薄片。
下文将描述包括电池装置10的各个部分。
正极引线
连接于正极片11C的正极引线3可以采用由铝(Al)等制成的金属引线体(metal lead body)。和现有技术相比，根据本发明的一种实施方式的大容量非水电解质电池1设置成正极引线3具有更厚的厚度和更宽的宽度，以获得高电流。
正极引线3的宽度可以随意确定，但从获得高电流的角度考虑，依据正极11的宽度Wa，正极引线3的宽度wa为(宽度Wa的)50％以上100％以下。在其中从相同侧引出正极引线3和负极引线4的情况下，正极引线3的宽度wa应窄于正极11的宽度Wa的50％。应在没有接触负极引线4的情况下放置正极引线3。在这种情况下，为了层叠膜2具有密封性能与高电流充放电的相容性，依据正极11的宽度Wa，正极引线3的宽度wa优选为(宽度Wa的)15％以上40％以下，更优选为(宽度Wa的)35％以上40％以下。
正极引线3的厚度优选为150μm以上250μm以下。当正极引线3的厚度薄于150μm时，获得的电流会降低。当正极引线3的厚度厚于250μm时，正极引线3过厚，并因此，在引线的拉出侧，层叠膜2的粘附性会降低，并因此容易发生湿气浸透。
在正极引线3的一部分提供作为粘附薄膜的密封剂5，以改善层叠膜2和正极引线3的粘附性。密封剂5由对于金属材料具有高粘附性的树脂材料形成。例如，在正极引线3由上述金属材料形成的情况下，它优选由聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯或改性聚丙烯形成。
密封剂5的厚度优选为70μm以上130μm以下。当厚度薄于70μm时，正极引线3与层叠膜2的粘附性变差。当厚度厚于130μm时，在热焊期间，焊接树脂可以显著移动，这在制造过程中不是优选的。
负极引线
连接于负极片12C的负极引线4可以采用由镍(Ni)等制成的金属引线体。和现有技术相比，根据本发明的一种实施方式的大容量非水电解质电池1设置成负极引线4具有更厚的厚度和更宽的宽度，以获得高电流。负极引线4的厚度大致等于下文将描述的负极片12C的厚度，这是优选的。
负极引线4的宽度可以随意确定，但从获得高电流的角度考虑，依据负极12的宽度Wb，负极引线4的宽度wb为(宽度Wb的)50％以上100％以下。在从相同侧面引出正极引线3和负极引线4的情况下，负极引线4的宽度wb应窄于负极12的宽度Wb的50％。应在没有接触正极引线3的情况下放置负极引线4。在这种情况下，为了层叠膜2具有密封性能与高电流充放电的相容性，依据负极12的宽度Wb，负极引线4的宽度wb优选为(宽度Wb的)15％以上40％以下，更优选为(宽度Wb的)35％以上40％以下。
类似于正极引线3，负极引线4的厚度优选为150μm以上250μm以下。当正极引线3的厚度薄于150μm时，获得的电流会降低。当正极引线3的厚度厚于250μm时，正极引线3过厚，因而在引线的拉出侧，层叠膜2的粘附性会降低，并因此容易发生湿气浸透。
以与正极引线3类似的方式，在负极引线4的一部分提供作为粘附薄膜的密封剂5，以改善层叠膜2和负极引线4的粘附性。密封剂5由对于金属材料具有高粘附性的树脂材料形成。
正极引线3的宽度wa和负极引线4的宽度wb通常是相同的，作为宽度w(在正极引线3的宽度wa与负极引线4的宽度wb的情况下，它们称为电极引线宽度w而无需区分正极引线3的宽度wa与负极引线4的宽度wb)。在正极11的宽度Wa不同于负极12的宽度Wb的情况下，依据正极11的宽度Wa和负极12的宽度Wb的较宽宽度W，电极引线宽度w优选为(宽度W的)50％以上100％以下。在从相同侧面拉出正极引线3和负极引线4的情况下，依据电极宽度W，电极引线宽度w优选为(宽度W的)15％以上40％以下，更优选为(宽度W的)35％以上40％以下。
正极
如图2A所示，正极11是这样一种正极，其中包含正极活性物质的正极活性物质层11B形成在正极集电体11A的两个面上。对于正极集电体11A，可以使用，例如，金属箔如铝(Al)箔、镍(Ni)箔和不锈钢(SUS)箔。
整合到正极集电体11A中的正极片11C是悬挂式的。多个薄片的层叠正极片11C被弯曲以具有大致U形的截面，并且通过超声波焊接或电阻焊接将端部连接于正极引线3。
正极活性物质层11B形成在正极集电体11A的矩形主表面部分上。在正极集电体11A中暴露的悬挂部分(suspended portion)充当正极片11C，其是用于连接正极引线3的连接片。可以任意确定正极片11C的宽度。尤其是，在从其相同侧拉出正极引线3和负极引线4的情况下，基于正极11的宽度，正极片11C的宽度小于50％。通过形成电极活性物质层11B来获得正极11，以提供在矩形正极集电体11A的一侧上具有暴露部分的正极集电体，并切掉不需要的部分。
正极活性物质层11B包括，例如，正极活性物质、导电体、以及粘结剂。正极活性物质包括一种或两种以上允许作为正极活性物质的锂离子嵌入和脱嵌的正极材料，并且如果必要，可以包括任何其他材料如粘结剂或导电体。
例如，能够嵌入和脱嵌锂离子的正极材料优选包括含锂化合物。这是因为可以获得高能量密度。含锂化合物的实例包括包含锂和过渡金属元素的复合氧化物或包含锂和过渡金属元素的磷酸盐化合物。其中，优选包含选自由钴、镍、锰和铁组成的组中的至少一种作为过渡金属元素，因为可以获得更高的电压。
包含锂和过渡金属元素的复合氧化物的实例包括锂钴复合氧化物(LixCoO2)、锂镍复合氧化物(LixNiO2)、锂镍钴复合氧化物(LixNi1-zCozO2(z＜1))、锂镍钴锰复合氧化物(LixNi(1-v-w)CovMnwO2(v+w＜1))、或具有尖晶石结构的锂锰复合氧化物(LiMn2O4)或锂锰镍复合氧化物(LiMn2-tNitO4(t＜2))。其中，含钴复合氧化物是优选的。这是因为可以获得高电池容量和良好的循环特性。此外，包含锂和过渡金属元素的磷酸盐化合物的实例包括磷酸锂铁化合物(LiFePO4)、或磷酸锂铁锰化合物(LiFe(1-u)MnuPO4(u＜1))等。
锂复合氧化物的具体实例包括钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMn2O4)等。此外，它可以采用其中用其他元素代替部分过渡金属元素的固溶体。复合氧化物的实例包括例如镍钴锂复合氧化物(LiNi0.5Co0.5O2、LiNi0.8Co0.2O2等)。这些锂复合氧化物可以导致高电压并具有极好的能量密度。
考虑到获得改善的循环特性和更高的电极填充性能，它用作复合颗粒，其中由任何含锂化合物形成的核心颗粒的表面覆盖有由任何其他含锂化合物形成的细粒。
能够嵌入和脱嵌锂离子的正极材料的实例包括氧化物如氧化钒(V2O5)、二氧化钛(TiO2)、和二氧化锰(MnO2)；二硫化物如二硫化铁(FeS2)、二硫化钛(TiS2)、和二硫化钼(MoS2)；没有锂的硫族化物(尤其是，层状化合物或尖晶石型化合物)如二硒化铌(NbSe2)等，包含锂的含锂化合物，导电聚合物如硫磺、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔或聚吡咯。当然，除上述材料以外，可以使用能够嵌入和脱嵌锂离子的其他正极材料。此外，可以两种以上混合一系列的正极材料。
所使用的导电体的实例包括碳材料如炭黑或石墨。所使用的粘结剂的实例包括聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)以及主要包含这些粘结剂的共聚物。
负极
负极12是这样一种负极，其中包含负极活性物质的负极活性物质层形成在负极集电体的两个面上。对于负极集电体，可以使用，例如，金属箔如铜(Cu)箔、镍(Ni)箔和不锈钢(SUS)箔。
整合到负极集电体12A中的负极片12C是悬挂式的。多个薄片的叠置负极片12C被弯曲以具有大致U形的截面，并通过超声波焊接或电阻焊接将边缘部分连接于负极引线4。
负极活性物质层12B形成在负极集电体12A的矩形主要(表面)部分上。在负极集电体12A中暴露的悬挂部分充当负极片12C，其是用于连接负极引线4的连接片。可以任意确定负极片12C的宽度。尤其是，在从其相同侧拉出正极引线3和负极引线4的情况下，负极片12C的宽度应小于负极12的宽度的50％。通过形成负极活性物质层12B来获得负极12，以在矩形负极集电体12A的侧面上具有所提供的正极集电体暴露部分，然后切去不需要的部分。
负极活性物质层12B包含任何一种或两种以上的能够嵌入和脱嵌锂离子的负极材料作为负极活性物质，如必要的话，可以包含其他材料如可选的导电剂和粘结剂。此时，能够嵌入和脱嵌锂离子的负极材料的可充电容量大于正极的放电容量。关于粘结剂和导电剂的细节与正极的相同。
能够嵌入和脱嵌锂离子的负极材料的实例包括碳材料。碳材料的具体实例包括易石墨化碳、具有0.37nm以上的(002)面间隔的难石墨化碳以及具有0.34nm以下的(002)面间隔的石墨。更具体地说，可以例举热解碳、焦炭、玻璃碳纤维、有机高分子化合物焙烧材料、活性炭以及炭黑。其中，焦炭的实例包括沥青焦、针状焦和石油焦。如本文中提及的有机高分子化合物焙烧材料是在适当温度下通过焙烧酚醛树脂、呋喃树脂等进行碳化所获得的材料。碳材料是优选的，这是因为在锂离子的嵌入和脱嵌之后晶体结构的变化非常小，因而，可以获得高能量密度、极好的循环特性，并且另外，碳材料还作为导电剂。碳材料的形状可以是纤维状、球形、颗粒状或片状中的任何形状。
除上述碳材料以外，能够嵌入和脱嵌锂离子的负极材料的实例还包括这样的材料，其能够嵌入和脱嵌锂离子并且包含选自金属元素和半金属元素中的至少一种作为构成元素。这是因为，可以获得高能量密度。这样的负极材料可以是金属元素或半金属元素的单质、合金或化合物。此外，可以使用在其至少部分中具有一个或两个以上的相的材料。
如在本文中所使用的，″合金″，除由两种以上金属元素构成的那些合金以外，还包括这样的合金，其包含一种或多种金属元素和一种或多种半金属元素。此外，″合金″可以包含非金属元素。其结构的实例包括固溶体、共晶(低共熔混合物)、金属互化物以及其中它们的两种以上共存的结构。
金属元素或半金属元素的实例包括锂金属。能够和锂一起形成合金的金属元素或半金属元素的实例具体包括镁(Mg)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌(Zn)、铪(Hf)、锆(Zr)、钇(Y)、钯(Pd)和铂(Pt)。其中，硅和锡之一是优选的，并且硅是更优选的，因为它具有高的嵌入和脱嵌锂离子的能力，因而可以获得高能量密度。
具有至少硅和锡中的一种的负极材料的实例包括硅的单质、合金或化合物，锡的单质、合金或化合物，或至少部分中具有一个或两个以上的相的材料。
硅的合金的实例包括以下构成的组中的至少一种作为不同于硅的第二构成元素：锡(Sn)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)、铟(In)、银(Ag)、钛(Ti)、锗(Ge)、铋(Bi)、锑(Sb)和铬(Cr)。锡合金的实例包括以下构成的组中的至少一种作为不同于锡(Sn)的第二构成元素：硅(Si)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)、铟(In)、银(Ag)、钛(Ti)、锗(Ge)、铋(Bi)、锑(Sb)和铬(Cr)。
锡或硅化合物包括，例如，包含氧(O)或碳(C)的锡或硅化合物，并且除锡(Sn)或硅(Si)以外，还可以包含第二构成元素。
尤其是，包含硅(Si)和锡(Sn)中的至少一种的负极材料包括，例如，锡(Sn)作为第一构成元素，并且优选除锡(Sn)以外还包括第二和第三构成元素。这些负极材料可以连同前述负极材料一起使用。第二构成元素的实例包括以下构成的组中的至少一种：钴(Co)、铁(Fe)、镁(Mg)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、银(Ag)、铟(In)、铈(Ce)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铋(Bi)和硅(Si)。第三构成元素的实例包括以下构成的组中的至少一种：硼(B)、碳(C)、铝(Al)和磷(P)。这是因为，借助于第二和第三构成元素可以改善循环特性。
尤其，优选包含锡(Sn)、钴(Co)和碳(C)作为构成元素的含CoSnC材料，其中碳(C)的含量按质量计为9.9％以上29.7％以下，钴(Co)与锡(Sn)和钴(Co)的总和的比例(Co/(Sn+Co))按质量计为30％以上70％以下。这是因为，在构成范围内可以获得高能量密度和极好的循环特性。
如必要的话，含SnCoC材料可以包含其他构成元素。例如，上述其他构成元素优选包括硅(Si)、铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)、铟(In)、铌(Nb)、锗(Ge)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、磷(P)、镓(Ga)或铋(Bi)，并且可以包含这些元素中的两种以上。这是因为可以改善容量和循环特性。
含SnCoC材料包含锡(Sn)、钴(Co)和碳(C)，这些相优选具有低结晶或非晶体结构。含SnCoC材料优选是这样一种材料，其中作为构成元素的碳的至少一部分结合于作为其他构成元素的金属元素或半金属元素。这是因为，锡(Sn)等的聚集或结晶化会降低循环特性，但碳结合于其他元素，因而可以抑制上述聚集或结晶化。
能够嵌入和脱嵌锂离子的负极材料的实例包括能够嵌入和脱嵌锂离子的金属氧化物或高分子化合物。金属氧化物的实例包括氧化铁、氧化钌、或氧化钼。高分子化合物的实例包括聚乙炔、聚苯胺或多吡咯。
能够嵌入和脱嵌锂离子的负极材料可以是不同于上述材料的材料。可以两种以上混合负极材料。
通过，例如，汽相沉积法、液相沉积法、喷涂法、烧制法、涂覆法、或这些方法中的两种以上的组合，来形成负极活性物质层12B。在使用负极活性物质层12B的汽相沉积法、液相沉积法、喷涂法、或烧制法、或这些方法中的两种以上的情况下，在负极活性物质层12B和负极集电体12A之间的至少一部分界面发生合金化，这是优选的。具体地，在界面中，负极集电体12A的构成元素扩散进入负极活性物质层12B，或负极活性物质层12B的构成元素扩散进入负极集电体12A，或这些元素彼此扩散，这是优选的。可以抑制由于充电和放电的溶胀和收缩导致的负极活性物质层12B的破坏，并且可以增加负极活性物质层12B和负极集电体12A之间的电子导电性。
汽相沉积法的实例包括物理沉积法和化学沉积法。具体地，其实例包括真空蒸发法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法、热化学气相沉积(CVD)法、以及等离子体CVD法。液相沉积法的实例包括常用方法如电解电镀法和化学镀法。烧制方法例如是这样一种方法，其中颗粒状的负极活性物质与粘结剂混合并分散到溶剂中，接着被涂覆，然后在高于粘结剂等的熔点的温度下进行热处理。烧制法的实例包括常见技术如大气烧制法、反应烧制法、以及热压烧制法。
使用的粘结剂实例包括聚偏二氟乙烯(PVdF)、丁苯橡胶(SBR)等。
隔膜
隔膜由具有高离子渗透性和预定机械强度的绝缘薄膜形成。具体地，例如包括由基于聚烯烃的材料如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)形成的多孔膜；以及由无机材料如由陶瓷制成的无纺织物形成的多孔膜，可以使用其中层叠这些多孔膜的两种以上的一种结构。其中，包含由聚烯烃类材料如聚丙烯或聚乙烯的多孔膜形成的隔膜具有极好的正极11和负极12之间的分隔性能，可以防止内部短路或开路的电压降低。
根据第一实施方式，将包含偏二氟乙烯的高分子材料预先粘附在隔膜13的两个面上。由此，包含偏二氟乙烯的高分子材料与非水电解质反应而形成保持非水电解质并形成凝胶状的多孔聚合物层14。粘附包含偏二氟乙烯的高分子材料以便在隔膜13的两个端部上的正极11和负极12具有稍微更宽的宽度，其中隔膜13是电池装置10的最外层。此外，隔膜13的两个端部粘附包含偏二氟乙烯的高分子材料，而隔膜13的其他部分可以粘附作为用于胶凝非水电解质的其他高分子材料的基体聚合物(matrixpolymer)。此外，高分子材料并不粘附于除隔膜13两端之外的其他部分，并且设置在正极11和负极12之间的隔膜13可以浸渍非水电解质。从而，之后，当制造电池装置10时，包含偏二氟乙烯的多孔聚合物层14形成在隔膜13上，其中隔膜13设置在电池装置10的最外层上。
在根据本发明的一种实施方式的大容量非水电解质电池中，隔膜的厚度优选为5μm以上25μm以下，更优选为7μm以上20μm以下。当隔膜过厚时，活性物质的填充量会变差，以致电池容量降低，并且离子电导率降低，使得电流性能降低。当隔膜过薄时，薄膜的机械强度会降低。
非水电解质电池的构造
非水电解质电池1包括连同非水电解质一起密封在层叠膜2中的电池装置10，其中包含偏二氟乙烯的多孔聚合物层14形成在电池装置10和层叠膜2之间。包含偏二氟乙烯的多孔聚合物层14的厚度优选为1.0μm以上5.0μm以下。在多孔聚合物层14的厚度为1.0μm以下的情况下，不能抑制由于震动导致的电池装置10和电极引线之间的接头部的破坏，并且会发生电池内电阻的增加。在多孔聚合物层14的厚度高于5.0μm的情况下，发电元件以外的多孔聚合物层14的容积会增大，并且电池的容积效率会降低。
非水电解质
非水电解质是这样一种电解质，其中电解质盐溶解于非水溶剂中，并且浸渍在连同电池装置10一起的层叠膜2中。所使用的非水电解质的实例包括其中电解质盐溶解于非水溶剂中的非水电解质，或通过在基体聚合物中整合非水电解质所形成的凝胶电解质。第一实施方式的包含偏二氟乙烯的多孔聚合物层14是凝胶非水电解质的一部分，该凝胶电解质是横跨隔膜13的两个面、通过在其上粘附包含偏二氟乙烯的聚合物所形成的。
例如，电解质盐包含一种或两种以上的轻金属盐如锂盐。锂盐的实例包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、四苯基硼酸锂(LiB(C6H5)4)、甲磺酸锂(LiCH3SO3)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)、六氟硅酸二锂(Li2SiF6)、氯化锂(LiCl)或溴化锂(LiBr)等。其中，选自由六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)组成的组中的至少一种是优选的。六氟磷酸锂(LiPF6)是更加优选的。这是因为非水电解质的电阻会变差。优选的是，连同六氟磷酸锂(LiPF6)一起使用四氟硼酸锂(LiBF4)，因为可以获得高效果。
非水溶剂的实例包括碳酸乙二酯(EC)、碳酸丙二酯(PC)、碳酸丁二酯(BC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1，2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1，3-二氧戊环、4-甲基-1，3-二氧戊环、1，3-二氧六环、1，4-二氧六环、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯、三甲基乙酸乙酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N，N′-二甲基咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、磷酸三甲酯、以及二甲亚砜。在电化学装置如具有非水电解质的电池中，可以获得优异的电池容量、优异的循环特性、优异的储存特性等。可以单独或两种以上一起使用这些隔膜。
其中，作为溶剂，优选使用以下构成的组中的至少一种：碳酸乙二酯(EC)、碳酸丙二酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)，因为可以获得充分的效果。在这种情况下，高粘度(高介电常数)溶剂(例如，电容率ε≥30)如碳酸乙二酯以及碳酸丙二酯和低粘度溶剂(例如，粘度≥1mPa·s)如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、或碳酸甲乙酯的混合物是更加优选的。由此，可以改善电解质盐的离解性能和离子迁移率，进而可以获得更高的效果。
当形成凝胶电解质层时，通常相对于非水溶剂具有可接受性能的高分子材料用作基体聚合物。所使用的基体聚合物的实例包括硅胶、丙烯酸凝胶(acryl gel)、丙烯腈凝胶、聚磷腈改性聚合物、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、它们的复合聚合物、它们的交联聚合物、以及改性聚合物。此外，含氟聚合物的实例包括聚合物如包含聚偏二氟乙烯(PVdF)、偏二氟乙烯(VdF)、六氟丙烯(HFP)、三氟乙烯(TFE)以及三氟氯乙烯(CTFE)中的至少一种作为重复单元的共聚物。可以单独或两种以上一起使用这些聚合物。
包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层
在第一实施方式的非水电解质电池1中提供的多孔聚合物层14是通过粘附高分子材料来构建的，其中的高分子材料具有隔膜13作为上述基体聚合物的功能并保持非水电解质。这就是说。使凝胶电解质层和多孔聚合物层14整合在一起。在该实施方式的隔膜13的表面上使用包含作为成分的偏二氟乙烯的高分子材料(作为基体聚合物)。具体地，优选使用包含聚偏二氟乙烯(PVdF)、偏二氟乙烯(VdF)、和六氟丙烯(HFP)作为重复单元的共聚物；或包含偏二氟乙烯(VdF)、六氟丙烯(HFP)、和三氟氯乙烯(CTFE)作为重复单元的共聚物。
在聚偏二氟乙烯(PVdF)用作形成多孔聚合物层14的高分子材料的情况下，优选使用重均分子量为500,000以上1,500,000以下的聚偏二氟乙烯。这是因为可以改善电池装置10的移动抑制效果。
无机颗粒可以与多孔聚合物层14混合。多孔聚合物层14的强度增加，在多孔聚合物层14上出现凸凹度，并可以抑制电池装置10和层叠膜2的不一致。因而，可以抑制内电阻的增加。
无机颗粒的实例包括具有电绝缘的金属氧化物、金属氮化物、或金属碳化物。可以使用的金属氧化物的实例包括氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、二氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、以及二氧化硅(SiO2)。可以使用的金属氮化物的实例包括氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)、以及氮化钛(TiN)。可以使用的金属碳化物的实例包括碳化硅(SiC)、以及碳化硼(B4C)。可以单独、以及两种以上一起使用这些具有耐热性的颗粒。因为无机颗粒具有极好的耐热性、以及抗氧化性，所以在电池温度增加期间可以防止电池装置10的移动抑制效果，这是优选的。
例如，可以仅将包含偏二氟乙烯作为成分的高分子材料粘附于作为电池装置10最外层的隔膜13的一侧。
层叠膜
作为包装电池装置10的包装材料的层叠膜2具有这样一种构造，其中树脂层设置在由金属箔形成的金属层2a的两个面上。通常，可以通过外侧树脂层2b/金属层2a/内侧树脂层2c的层状结构来构建层叠膜。形成内侧树脂层2c以与电池装置10相对。可以在外侧树脂层2b和内侧树脂层2c和金属层2a之间设置厚度为2μm以上7μm以下的粘附层。外侧树脂层2b和内侧树脂层2c各自分别具有多层的构造。
形成金属层2a的金属材料可以充当具有抗透湿性的阻挡层，并且可以使用的金属材料包括铝(Al)箔、不锈钢(SUS)箔、镍(Ni)箔和镀铁(Fe)箔。其中，优选使用薄、轻并具有极好加工性的铝箔。尤其是，从加工性的角度考虑，优选使用退火铝(JIS A8021P-O)、(JIS A80 79P-O)或(JIS A1N30-O)。
金属层2a的厚度优选为30μm以上150μm以下。在厚度小于30μm的情况下，材料强度会变差。在厚度大于150μm的情况下，进程会显著困难，层叠膜2的厚度会增大，并且非水电解质电池的容积效率会降低。
内侧树脂层2c具有被溶解并彼此焊接的一个部分，并且可以使用的树脂层包括聚乙烯(PE)、拉伸聚丙烯(CPP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、直链低密度聚乙烯(LLDPE)，并且可以选择和使用这些树脂中的多种。
内侧树脂层2c的厚度优选为20μm以上50μm以下。当厚度小于20μm时，粘附性会变差，压力缓冲效果不充分，因而容易发生短路。当厚度大于50μm时，湿气容易渗透通过内侧树脂层2c，所以存在以下问题：在电池中出现气体，据此电池发生溶胀，以及出现电池特性的降低。内侧树脂层2c的厚度是在包装以前电池装置10的厚度。用层叠膜2包装电池装置10并密封，然后彼此焊接两层的内侧树脂层2c，因而存在这样的情况，其中内侧树脂层2c的厚度是在上述范围之外。
例如，在内侧树脂层2c中，通过压花在其表面上形成凸凹度。由此，在多孔聚合物层14和层叠膜2之间的滑动会变差，并且可以增加电池装置10的移动抑制效果。
从外观美和强度、或柔性的角度考虑，所使用的外侧树脂层2b包括聚烯烃类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、以及聚酯。具体地，所使用的层包括尼龙(Ny)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、以及聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)。可以选择和使用这些树脂层中的多种。
因为通过热焊并借助彼此溶解内侧树脂层2c来粘附层叠膜2，所以优选的是，外侧树脂层2b具有比内侧树脂层2c更高的熔点。这是因为，在热焊期间，仅允许熔化内部树脂层(inner resin layer)21c。因此，外侧树脂层2b可以选择由选择作为内侧树脂层2c的树脂材料所使用的材料。
外侧树脂层2b的厚度优选为25μm以上35μm以下。当厚度小于25μm时，作为保护层的功能会变差，当厚度大于35μm时，非水电解质电池的容积效率会降低。
用上述层叠膜2来包装上述电池装置10。此时，将连接于正极片11C的正极引线3和连接于负极片12C的负极引线4从层叠膜2的密封部拉出到电池外。如图1B所示，通过深拉伸过程预先形成的电池装置外壳7设置在层叠膜2中。将电池装置10容纳在电池装置外壳7中。
根据本发明的一种实施方式，通过热头(heat head)加热电池装置10的外围部分，从电池装置10的两个面覆盖层叠膜2，然后通过彼此热焊密封层叠膜2。尤其是，在引线的拉出侧，优选通过热头来热熔接层叠膜2，其中在远离正极引线3和负极引线4处提供切口(cutout)。减少施加于正极引线3和负极引线4的负载以制造电池。通过这种方法，在电池制造期间，可以防止短路。
本发明的一种实施方式的非水电解质电池1可以控制在通过热焊密封层叠膜2以后引线的拉出部分的厚度，因而具有较高的安全性和电池特性。
(1-2)非水电解质电池的制造方法
可以通过以下方法来制造上述非水电解质电池。
正极的制造
混合正极活性物质、导电剂、以及粘结剂以制备正极混合物，将正极混合物分散在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮以形成正极混合物浆料。然后，将正极混合物浆料涂覆在带状正极集电体11A的两个面上，接着干燥溶剂，然后通过辊压机进行压制和成型以形成正极活性物质层11B，并因此用作正极薄片。将正极薄片切割成预定尺寸，以制造正极11。此时，正极活性物质层11B形成为暴露正极集电体11A的一部分。正极集电体11A的暴露部分用作正极片11C。如必要的话，可以切去正极集电体的不需要的暴露部分以形成正极片11C。从而，获得其中整合了正极片11C的正极11。
负极的制造
混合负极活性物质和粘结剂以制备负极混合物，将其分散到溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中以形成负极混合物浆料。然后，用负极混合物浆料涂覆带状正极集电体12A，接着干燥溶剂，然后通过辊压机进行压制和成型以形成负极活性物质层12B，并用作负极薄片。将负极薄片切割成预定尺寸，以制造负极12。此时，负极活性物质层12B形成为暴露负极集电体12A的一部分。负极集电体12A的暴露部分用作负极片12C。如必要的话，可以切去负极集电体的不需要的暴露部分以形成负极片12C。从而，获得其中整合了负极片12C的负极12。
隔膜的制造
所使用的隔膜13包括其中包含偏二氟乙烯的高分子材料粘附于其表面的微孔树脂膜。通过用聚合物溶液(其中包含偏二氟乙烯的高分子材料溶解在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中)涂覆微孔树脂膜的表面并干燥以去除溶剂，来获得这些隔膜。
层叠过程
如图3A和3B所示，正极11和负极12交替插入在弯曲成锯齿形的隔膜13之间，例如，层叠预定数目的正极11和负极12以具有隔膜13、负极12、隔膜13、正极11、隔膜13、负极12、...隔膜13、负极12、隔膜13。然后，对它们进行加压和固定以紧密地附着正极11、负极12和隔膜13，从而制造电池装置10。为了牢固固定电池装置10，例如，可以使用固定构件6如粘附带。在利用固定构件6来固定电池装置的情况下，例如，将固定构件6设置在电池装置10的两侧上。
然后，弯曲多个薄片的正极片11C和多个薄片的负极片12C以具有U形截面。例如，如下下述来弯曲电极片。
第一片U形弯曲过程
弯曲从层叠正极11拉出的多个正极片11C和从层叠负极12拉出的多个负极片12C，以具有U形截面。第一U形弯曲过程允许使正极片11C和负极片12C可以具有最佳U形。通过弯曲成U形截面，当连接于正极引线3和负极引线4的正极片11C和负极片12C弯曲形成U形弯曲部分时，可以使它们对正极片11C和负极片12C并不施加应力如拉伸应力。
图5A至5E是侧视图，其示出了负极片12C的第一U形弯曲过程。在图5A至5E中，将描述对于负极片12C进行的各个过程。此外，以与上述过程类似的方式，对正极集电体11A进行第一U形弯曲过程。
首先，如图5A所示，将电池装置设置在具有U形弯曲薄板31的加工模具(workset die)30a上。设置U形弯曲薄板31以从加工模具30a突出，其中突出板的高度稍微低于电池装置10的厚度，具体地，至少低至多个负极片12C1至12C4的总厚度。从而，负极片12C4的弯曲周边部位位于电池装置10的厚度范围内，因而可以防止非水电解质电池1的厚度增加或外观破坏。
其后，如图5B所示，电池装置10向下移动或加工模具30a向上移动。此时，电池装置10和U形弯曲薄板31之间的距离会减小，非水电解质电池1的空间效率会增大，因而，例如，可以逐步降低电池装置10和U形弯曲薄板31之间的距离。
如图5C所示，将电池装置10加载于加工模具30a上，形成负极片12C的弯曲部分，然后，如图5D和5E所示，辊32向下移动并且负极片12C被弯曲成U形。
U形弯曲薄板31具有1mm以下的厚度，例如优选为约0.5mm。当U形弯曲薄板31较薄时，可以使用这样的材料，其具有用于形成多个正极片11C或负极片12C的弯曲形状的强度。U形弯曲薄板31的强度取决于正极11和负极12的层叠板的数目或在正极片11C和负极片12C中所用材料的硬度。U形弯曲薄板31越薄，可以减小弯曲最内周边的负极片12C1的曲率，并且可以减小用于弯曲负极片12C的距离，这是优选的。可以使用的U形弯曲薄板31的实例包括不锈钢(SUS)、增强塑料材料、以及镀钢材料等。
集电体暴露部分的切割过程
然后，切去形成U形弯曲部分的负极片12C的末端。集电体暴露部分的切割过程预先形成具有最佳形式的U形弯曲部分，连同U形弯曲形式一起切去正极片11C和负极片12C的多余部分。图6A至6E是侧视图，其示出了负极片12C的切割过程。以与上述过程类似的方式，对正极片11C进行集电体暴露部分的切割过程。
如图6A所示，电池装置10的上表面和下表面是颠倒的，其中，在第一U形弯曲过程中形成U形弯曲部分，将电池装置10固定至加工模具30b，其具有一部分用于避免集电体松弛部(slack)33。
然后，如图6B所示，改变(变形，modify)端部，该端部到达从负极片12C1至12C4(其中形成U形弯曲部分)的U形弯曲部分的末端，以具有沿着加工模具30b的大致L形。此时，通过保持用于形成U形弯曲部分的形状，出现较大松弛部作为弯曲周边的负极片12C4。这样的松弛部进入用于避免加工模具30b的集电体松弛部33的部分中，从而可以在没有应力的情况下改变负极片12C1至12C4。固定负极片12C1至12C4的端部，从而可以改变负极片12C1至12C4。
其后，如图6C所示，通过集电体保持构件(collector holding member)34将负极片12C1至12C4压靠在加工模具30b上。然后，如图6D和6E所示，例如，借助于沿着集电体保持构件34设置的切割机35切去负极片12C1至12C4的末端。作为负极片12C1至12C4的切割部分，切去至少负极片12C1至12C4的多余部分，当再次进行U形弯曲时，以致负极片12C1至12C4的末端定位在电池装置10的厚度范围内。
电极引线连接过程
其后，进行负极片12C1至12C4和负极引线4的连接。在电极片连接过程中，保持在第一U形弯曲过程中形成的最佳U形弯曲形状，同时正极引线3和负极引线4被固定和粘附于正极片11C和负极片12C。从而，正极引线3电连接于正极片11C，以及负极引线4电连接于负极片12C。图7A至7C是侧视图，其示出了负极片12C1至12C4和负极引线4的连接。未示出，密封剂5设置在负极引线4中。以与上述过程类似的方式，对正极片11C和正极引线3进行连接过程。
如图7A所示，在电极端子切割过程中，再次颠倒电池装置10(其切去负极片12C1至12C4的多余末端)的上表面和下表面。然后，如图7B所示，借助于集电体保持板36，将电池装置10固定于加工模具30c上。负极片12C1的弯曲内周边侧定位于集电体保持板36的末端，保持负极片12C1至12C4的弯曲形状，并且防止例如外部因素如超声波震动(其从固定设备出现)的影响。
如图7C所示，例如，通过超声波焊接将负极引线4固定于负极片12C1至12C4。为了进行超声波焊接，使用了设置在负极片12C1至12C4的下部的铁砧(anvil)37a，以及设置在负极片12C1至12C4的上部的磨孔器(磨刀石，hone)37b。将负极片12C1至12C4设置在铁砧37a上，接着向下移动磨孔器37b，通过铁砧37a和磨孔器37b来夹紧负极片12C1至12C4和负极引线4。通过铁砧37a和磨孔器37b，在负极片12C1至12C4、以及负极引线4中提供超声震动。由此，负极片12C1至12C4和负极引线4被彼此固定和粘附。
在电极片连接过程中，负极引线4可以连接于负极片12C，以致形成以上参照图7C描述的内周边侧弯曲褶皱Ri。内周边侧弯曲褶皱Ri设置为等于或大于正极引线3和负极引线4的厚度。
然后，以预定形状弯曲固定于负极片12C1至12C4的负极引线4。图8A至8C是侧视图，其示出了负极引线4的电极片弯曲过程。以与上述过程类似的方式，对正极片11C和正极引线3进行电极片弯曲过程和电极引线连接过程。
如图8A所示，颠倒电池装置10的上表面和下表面，其中在连接过程中，将负极引线4固定于负极片12C1至12C4。借助于用于避免集电体松弛部33的部分将电池装置10固定于加工模具30d上。将负极片12C1至12C4和负极引线4的连接部分加载在电极片弯曲模具38a上。
其后，如图8B所示，通过模块(block)38b来保持负极片12C1至12C4和负极引线4的连接部分。如图8C所示，辊39向下移动，由此弯曲从电极片弯曲模具38a和模块38b突出的负极引线4。
第二电极片U形弯曲过程
其后，如图8D所示，U形弯曲薄板31设置在电池装置10和保持负极片12C1至12C4的模块38b之间。其后，如图8E所示，沿着在第一U形弯曲过程中形成的U形弯曲形式(如图5A至5E所示)以90°角弯曲负极片12C1至12C4，从而形成电池装置10。此时，如上所述，负极引线4连接于负极片12C以形成图7C所示的内周边侧弯曲褶皱Ri。从而，在第二电极片U形弯曲过程中，可以将负极片12C弯曲至大致垂直于电极表面的方向同时没有使负极引线4接触层叠的正极11和负极12。
此时，优选和预先热焊密封剂5一起来弯曲负极引线4。用密封剂5涂覆负极引线4的弯曲部分，从而可以形成没有负极引线4和层叠膜2的直接连接的构造。通过这种构造，可以显著降低层叠膜2中树脂层和负极引线4的摩擦(起因于长期震动和冲击)、层叠膜2的破裂、具有金属层的层叠膜2短路的风险。从而，制得电池装置10。
包装过程
然后，用层叠膜2包装制得的电池装置10，借助于加热头来加热和热焊接侧部、顶部和底部之一。例如，借助于具有切口的加热头，加热和热焊接从其拉出正极引线3和负极引线4的顶部和底部。
其后，从没有热焊的其他侧部的开口，渗入非水电解质。最后，热焊接渗透侧部的层叠膜2，从而用层叠膜2密封电池装置10。然后，从层叠膜2的外部，加压和加热电池装置10，并通过包含偏二氟乙烯的高分子材料来保持非水电解质。从而，形成在正极11和负极12之间的凝胶电解质层。凝胶电解质层形成在作为电池装置10的最外表面的隔膜13的表面上，并由此一起形成在电池装置10和层叠膜2之间的包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层14。
2.第二实施方式
第二实施方式将披露这样一种情形，其中利用一种形成电池装置10的方法，该电池装置10具有不同于第一实施方式的构造和不同于第一实施方式的多孔聚合物层14。将仅描述稍微不同于第一实施方式的电池装置10的构造以及包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层14的形成。
(2-1)非水电解质电池装置的构造
电池装置
容纳在非水电解质电池1中的电池装置10具有这样一种构造，其中，以与第一实施方式类似的方式，通过隔膜13层叠图2A或2B所示的矩形正极11和图2C或2D所示的矩形负极12。具体地，例如，如图9A和9B所示，具有这样的一种构造，其中通过矩形隔膜13交替层叠正极11和负极12。
电池装置10具有一种层叠型电极结构，其中通过矩形隔膜13交替层叠正极11和负极12。第二实施方式采用这样一种电池装置，其按负极12、隔膜13、正极11、隔膜13...隔膜13、负极12的次序加以层叠，以致电池装置的最外面是，例如负极12。第二实施方式的非水电解质电池1具有在电池装置10和层叠膜2之间的包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层14。这就是说，在负极12(其在电池装置10的最外面)的表面上形成有包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层14。在第二实施方式的电池装置10中，未示出的凝胶电解质层预先形成在正极11和负极12的两个面上。设置在电池装置10的最外层上的凝胶电解质层具有根据本发明的一种实施方式的多孔聚合物层14的功能。因此，凝胶电解质层具有和多孔聚合物层14相同的成分。
从电池装置10，拉出分别悬挂自多个薄片的正极11的正极片11C，以及分别悬挂自多个薄片的负极12的负极片12C。正极片11C具有这样一种构造，其中层叠的多个薄片被弯曲以在弯曲部分具有大致U形的截面并处于适当松弛的状态。正极引线3连接于正极片11C的末端，其中通过诸如超声波或电阻焊接的方法来层叠多个薄片。
以与正极11类似的方式，负极片12C具有这样一种构造，其中多个薄片被层叠，并且层叠的多个薄片被弯曲以在弯曲部分具有大致U形的截面并处于适当松弛的状态。负极引线4连接于负极片12C的末端，其中通过诸如超声波或电阻焊接的方法来层叠多个薄片。
(2-2)非水电解质电池的制造方法
可以通过以下方法来制造上述非水电解质电池。
正极和负极的制造
可以以与第一实施方式类似的方式来制造正极11和负极12。第二实施方式预先在正极11和负极12的两个面上形成凝胶电解质层。如上所述，在第二实施方式中，设置在电池装置10的最外层的凝胶电解质层具有根据本发明的一种实施方式的多孔聚合物层14的功能。因此，通过涂覆非水电解质(类似于在第一实施方式中)和与包含偏二氟乙烯的高分子材料(其可以作为在正极11和负极12的两个面上的基体聚合物)混合的前体溶液，并溶解不需要的溶剂，来形成凝胶电解质层。
隔膜的制造
在第二实施方式的隔膜13中，包含偏二氟乙烯的高分子材料并不粘附于微孔树脂膜的表面，这不同于第一实施方式。这是因为，可以作为多孔聚合物层14的凝胶电解质层预先形成在正极11和负极12的两个面上。
层叠过程
如图9A和9B所示，在两个面上，通过矩形隔膜13层叠其中形成有凝胶电解质层的正极11和负极12。例如，层叠预定数目的正极11和负极12，以具有负极12、隔膜13、正极11以及隔膜13...隔膜13、负极12。其后，加压和固定正极11、负极12和隔膜13以紧密地附着，从而制造电池装置10。为了固定，使用了固定构件6如附着带(attach tape)。以与第一实施方式类似的方式(示于图1B中)，在电池装置10的两个侧部设置固定构件6。从而，形成电池装置10。
可以以与第一实施方式类似的方式，进行正极片11C和负极片12C的U形弯曲、正极引线3和负极引线4的连接、以及层叠膜2的包装。
在第二实施方式中，因为预先形成凝胶电解质层和多孔聚合物层14(其包含偏二氟乙烯作为成分)，所以不能从容纳电池装置10的层叠膜2的外部进行加热。如必要的话，可以进行加压，以紧密地附着凝胶电解质层、正极11和负极12。
3.第三实施方式
在第三实施方式中描述了一种方法，其中在电池装置10表面上，独立地形成包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层14，这就是说，形成时没有整合到电解质中。用于形成第三实施方式的多孔聚合物层的方法可以应用于第一实施方式和第二实施方式的任何一种电池装置10，但下文将描述用于形成第二实施方式的电池装置10的方法。此外，用于形成电池装置10的方法几乎与第二实施方式相同，并且将描述用于形成包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层14的部分。
(3-1)非水电解质电池的制造方法
可以通过以下方法来制造上述非水电解质电池。
正极和负极的制造
可以以与第二实施方式类似的方式来制造正极11和负极12。第三实施方式并不预先在正极11和负极12的两个面形成凝胶电解质层，并且可以具有这样一种构造，其中非水电解质浸入隔膜13中。此外，凝胶电解质层可以预先形成在正极11和负极12的两个面上。另外，将基体聚合物粘附于面对正极11和负极12的隔膜的两个面上，可以使非水电解质和包含偏二氟乙烯的高分子材料发生反应以在密封层叠膜2以后形成凝胶电解质层。
层叠过程
例如，组装预定数目的如上所述制造的正极11和负极12并通过矩形隔膜13加以层叠以具有负极12、隔膜13、正极11、隔膜13...隔膜13、负极12。其后，加压和固定正极11、负极12和隔膜13以紧密地附着，从而制造电池装置10。
如此制得的电池装置10包括正极片11C和负极片12C的U形弯曲(以与第二实施方式类似的方式)。
作为第三实施方式的层叠膜2，在内侧树脂层2c的表面上在相对于电池装置10的位置，预先形成包含偏二氟乙烯的聚合物层。通过在高极性溶剂中溶解包含偏二氟乙烯的高分子材料以获得涂覆液，其涂覆于层叠膜2的预定区域上，以及通过挥发和干燥溶剂，来形成包含偏二氟乙烯的聚合物层。溶剂的实例包括N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、乙腈等。
用层叠膜2包装电池装置10，其中包含偏二氟乙烯的聚合物层形成在内侧树脂层2c的预定区域上。此时，电池装置10面对形成在层叠膜2中的包含偏二氟乙烯的聚合物层。在密封层叠膜2以前，将非水电解质注入电池。从而，隔膜13浸渍非水电解质，或此后，通过从外部加热和加压电池来反应附着于隔膜13表面的基体聚合物和非水电解质，以在隔膜13的表面上形成凝胶电解质层。
在第三实施方式中，非水电解质或包含非水电解质的凝胶电解质层存在于电池中。因此，包含偏二氟乙烯的聚合物层形成包含偏二氟乙烯的多孔聚合物层14，其吸收电池中的非水溶剂和电解质盐。从而，以与第一和第二实施方式类似的方式，可以抑制电池装置10在层叠膜2中的移动，并可以抑制由正极引线3和负极引线4与电池装置10的连接部分的破裂所引起的电池性能的降低。
4.第四实施方式
第四实施方式描述了使用上述非水电解质电池1的电池组(电池单元，battery unit)以及组合这些电池组的电池模块。第四实施方式将描述使用非水电解质电池1的情形，其中上述非水电解质电池从不同于第一实施方式的正极引线3和负极引线4的侧面引出。
电池组
图10A和10B是透视示意图，其示出了应用本发明的一种实施方式的电池组的构造实例。图10A和10B分别示出了从不同侧面观看的电池组100。图10A主要示出了电池组100的正面以及图10B主要示出了电池组100的后视图。如图10所示，电池组100包括非水电解质电池1-1和1-2、托架(bracket)110、以及母线(bus bar)120-1和120-2。非水电解质电池1-1和1-2是非水电解质电池，其使用以上描述的第一至第三实施方式的任何一种的构造。
托架110是用于保持非水电解质电池1-1和1-2的强度的支架。非水电解质电池1-1安装在托架110的前面，而非水电解质电池1-2则安装在托架110的背面。此外，当从前面和背面的任一面进行观察时，托架110具有几乎相同的形状，但倒角(chamfer)111形成在下侧的角落，正面侧是指倒角111位于右下角以及背面侧是指倒角111位于左下角。
母线120-1和120-2是具有大致L形的金属构件，并且分别安装在托架110的两侧，以致连接于非水电解质电池1-1和1-2的电极片的部分设置在托架110的侧面，连接于电池组100的外部部分的端子设置在托架110的上表面上。
图11是透视示意图，其示出了电池组100的拆开状态。图11的上侧是电池组100的正面侧以及图11的下侧是电池组100的背面侧。其中电池装置10容纳在非水电解质电池1-1中的凸部(convex portion)称为电池主体1-1A。类似地，其中电池装置10容纳在非水电解质电池1-2中的凸部称为电池主体1-2A。
非水电解质电池1-1和1-2安装在托架110上，其中具有凸出形状的电池主体1-1A和1-2A彼此面对。这就是说，非水电解质电池1-1和1-2安装在托架110上，以致其中设置有正极引线3-1和负极引线4-1的侧面指向非水电解质电池1-1的正面侧，以及其中设置有正极引线3-2和负极引线4-2的侧面指向非水电解质电池1-2的背面侧。
托架110具有周壁(periphery wall)112和肋部(rib portion)113。周壁112稍宽于非水电解质电池1-1和1-2的电池主体1-1A和1-2A的外周边。这就是说，它被形成以包围其中安装有非水电解质电池1-1和1-2的电池主体1-1A和1-2A。肋部113被形成以在其内侧的侧面上，在厚度方向从中心部分悬挂到周壁112的内侧。
在图11所示的构造实例中，将非水电解质电池1-1和1-2从托架110的前面和背面插到周壁112，并通过在两面具有附着力的双面胶带130-1和130-2粘附托架110的肋部113的两面。双面胶带130-1和130-2基本上具有方框形状(frame shape)，其具有一定宽度并沿非水电解质电池1-1和1-2的外周端延伸，以及托架110的肋部113可以仅设置在其中粘附着双面胶带130-1和130-2的区域。
如上可以看出，肋部113形成为仅沿着非水电解质电池1-1和1-2的外周端的预定宽度从其侧面悬挂到周壁112的内侧，其中在肋部113的内侧中形成开口。因此，通过开口在从托架110的前面由双面胶带130-1粘附于肋部113的非水电解质电池1-1和从托架110的背面由双面胶带130-2粘附于肋部113的非水电解质电池1-2之间的部分出现间隙(gap)。
换言之，开口形成在托架110的中部，以及非水电解质电池1-1和1-2安装在具有间隙的托架110上，该间隙具有肋部113的厚度以及双面胶带130-1和130-2的厚度之和。例如，由充电和放电或气体产生引起的稍微溶胀在非水电解质电池1-1和1-2中出现，但由开口部分形成的间隙是可以避免非水电解质电池1-1和1-2的溶胀的部分。因此，可以排除以下效应：其中由非水电解质电池1-1和1-2发生溶胀的部分增加电池组100的整个厚度。
当非水电解质电池1-1和1-2粘附于肋部113时，较大粘附面积应具有高压力，以致肋部113的粘附面限于外周端，由此可以容易地通过施加有效的压力来进行粘附。从而，在制造期间，可以降低施加于非水电解质电池1-1和1-2的应力。
如图11所示，两个非水电解质电池1-1和1-2附着于一个托架110，例如，相比于一个非水电解质电池附着于一个托架的情况，这可以减小托架110的厚度和空间。从而，可以改善能量密度。
因为通过协同粘附两个薄片的非水电解质电池1-1和1-2来获得电池组100厚度方向的刚度，所以托架110的肋部113可以更薄。换言之，例如，当肋部113的厚度为1mm以下(约为树脂模塑的厚度极限)时，从肋部113的两侧粘附非水电解质电池1-1和1-2，从而总体上电池组100可以获得足够的刚度。降低肋部113的厚度以致降低电池组100的厚度或容积，因此，可以改善电池组100的能量密度。
因为电池组100对外部应力具有更高抵抗力，所以它具有这样一种构造，其中非水电解质电池1-1和1-2的外周面(两侧面以及上表面和下表面)并不接触托架110的外周壁112的内表面，并且在非水电解质电池1-1和1-2的宽面粘附于肋部113。
借助于这些构造，能够实现具有高能量密度和强外部应力的电池组100。
电池模块(battery module)
参照图12A至图15B，将描述组合电池组100的电池模块200的构造实例。电池模块200包括模块箱(module case)210、橡胶薄板部(rubbersheet portion)220、电池部230、电池盖240、固定薄板部250、电气部件部(electrical part portion)260、以及箱盖(box cover)270。
在图12所示的构造实例中，模块箱210是用于容纳电池组100和装配于使用设备的箱子，并且具有能够容纳24个电池组100的尺寸。
置于电池组100的底部上的橡胶薄板部220是用于减轻冲击等的薄板。在橡胶薄板部220中，每3个电池组100设置一个橡胶薄板，而对应于24个电池组100准备8个橡胶薄板。
在图12所示的构造实例中，通过组合24个电池组100来构建电池部230。另外，电池部230构建成平行的3个电池组100连接以形成并行块(parallel block)231，然后连接8个并行块231。
电池盖240是用于固定电池部230的盖，并具有对应于非水电解质电池1的母线120的开口。
设置在电池盖240的上表面上的固定板部250是这样一种薄板，当箱盖270固定于模块箱210时，其紧密地附着和固定于电池盖240和箱盖270。
电气部件部260具有电气部件如充电和放电控制电路，其控制电池组100的充电和放电。充电和放电控制电路设置在母线120之间，其中母线以两行布置在电池部分230中。
箱盖270是这样一种盖，其用于在模块箱210中容纳各个部分以后封闭模块箱210。
在电池模块200中，电池部230构造成3个电池组100并联连接以形成并行块231，并且串联连接这些并行块。在电气部件部260的金属板材料中进行这种串联连接。因此，在电池部230中，每个并行块231交替布置各个端子，这就是说，并行块231设置成正端子和负端子布置在相邻并行块231中。电池模块200应避免在相邻并行块231中布置相同的端子。
例如，如图13所示，由电池组100-1至100-3构成的并行块231-1和由电池组100-4至100-6构成的并行块231-2构造成正端子相邻于负端子，并容纳在模块箱210中。为了控制以具有上述布置，使用了倒角111，其形成在电池组100的托架110下侧的一个角落部分中。
例如，如图14A和图15B所示，在并行块231中，电池组100-1至100-3组合成各个倒角111-1至111-3在相同方向上布置，以形成倒角区280。模块箱210包括响应于倒角区280的倾斜的倾斜部290，其中该倾斜部290具有响应于3个单元的非水电解质电池1的厚度的长度，其中交替设置这些部分。
如上看到的，在通过并行块231的切角区280和模块箱210的倾斜部290，并行块231以错误方向容纳在模块箱210中的情况下，并行块231底部中的角落接触模块箱210的倾斜部290。在这种情况下，因为并行块231从模块箱210的底部浮动，所以并行块231并不完全容纳在模块箱210中。从而，在电池模块200中，可以避免在相邻并行块231中相同极端子的相邻布置。
本发明具有由此获得的使用根据本发明的一种实施方式的非水电解质电池的电池组和电池模块的构造。本发明并不限于上述实施方式，而是可以基于本发明的技术构思进行各种变形。
5.其他实施方式
提供了用于形成包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层以及在第一至第三实施方式中描述的电池装置的构造的方法的实例，但不限于此。
例如，第一实施方式的最外层是隔膜13，第二实施方式的最外层是负极12，但第一实施方式的最外层可以使用正极11和负极12的任何电极，第二实施方式的最外层可以使用隔膜13。在最外层使用隔膜或电极的情况下，它可以使用任何以下方法：将包含偏二氟乙烯的高分子材料预先附着于最外层，然后其和非水电解质反应以形成多孔聚合物层；通过涂覆，预先形成多孔聚合物层，接着层叠；在电极和隔膜的层叠以后，通过涂覆，多孔聚合物层形成在电池装置10的表面上；在电池装置10的表面上形成包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层。
以与第二实施方式类似的方式，在电池装置10的表面上涂覆和形成包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层，在正极11和负极12之间的隔膜13可以浸渍非水电解质。
例如除了图16A所示的第一实施方式的构造以外，电池装置10可以使用图16B所示其中改变隔膜13的弯曲方向的构造。正极片11C和负极片12C小于电极的半宽度，以及可以在相同方向悬挂正极片11C和负极片12C。此外，电池装置10的构造可以使用卷绕电极结构，其卷绕通过隔膜层叠的带形正极和负极。
本发明实施方式的组合非水电解质电池1的电池模块200和非水电解质电池1可以用于电动工具(electrical tool)、电动车(electrical vehicle)或混合动力电动车和电动自行车、用于房屋和建筑物的电容器系统等。
将参照实施例详细描述本发明，但本发明并不仅限于这些实施例。
实施例1
在实施例1中，改变热焊以后正极引线和负极引线的拉出部分的厚度，以制造非水电解质二次电池并确认电池性能。
实施例1-1
正极的制造
混合97重量份的具有涂覆有碳的烯烃结构的磷酸(铁)锂化合物(LiFePO4)和3重量份的炭黑，以形成第二混合材料，利用球磨(bole mill)对其进行干混合10小时。
然后，在550℃和氮气(N2)气氛下烧制利用球磨混合的第二混合材料。从而，获得具有涂覆有碳的烯烃结构的磷酸(铁)锂化合物(LiFePO4)作为正极活性物质。
其后，混合95重量份所获得的正极活性物质、1重量份作为导电剂的石墨、以及4重量份作为粘结剂的聚偏二氟乙烯，以形成正极混合物，将其分散到作为分散介质的N-甲基-2-吡咯烷酮中以形成正极混合浆料。其后，将正极混合浆料均匀涂覆于厚度为15μm的铝(Al)箔的正极集电体的两个面上，并干燥，接着通过辊压机进行加压和模塑以形成正极活性物质层，然后制作正极薄片。另外，此时，暴露正极集电体的一部分以制造正极活性物质层。最后，将正极薄片切割成预定尺寸，以制造其中正极集电体暴露部分形成在矩形板的一侧的正极。
负极的制造
制备粉状石墨粉作为负极活性物质。混合92重量份的石墨粉和8重量份作为粘结剂的聚偏二氟乙烯以制备负极混合物，进一步，将其分散在作为分散介质的N-甲基-2-吡咯烷酮中以形成负极混合浆料。然后，将负极混合浆料均匀涂覆于厚度为12μm的铜(Cu)箔的负极集电体的两个面上，并干燥，接着通过辊压机进行加压和模塑以形成负极活性物质层，然后制造正极薄片。另外，此时，暴露负极集电体的一部分以制造负极活性物质层。最后，将负极薄片切割成预定尺寸，以制造其中负极集电体暴露部分形成在矩形板的任何一侧上的负极。
表面上的隔膜形成聚合物的制备
将重均分子量为1,000,000的聚偏二氟乙烯(PVdF)聚合物溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮溶液以具有按重量计8％的浓度，从而制得聚合物溶液，借助于涂覆设备将其涂覆于(由多孔聚乙烯薄膜制成的)厚度为16μm的隔膜的两个面上。其后，将涂覆有聚合物溶液的聚乙烯薄膜浸入去离子水中，接着干燥，然后在聚乙烯薄膜的两个面上制备厚度为3μm的多孔聚偏二氟乙烯的聚合物层。
非水电解质电池的组装
通过其中形成有多孔聚偏二氟乙烯的聚合物的隔膜来层叠如上所述制得的正极和负极，以制造电池装置。此时，以锯齿形弯曲隔膜，将正极和负极以一定次序插入在具有锯齿形的隔膜的褶皱之间，从而通过隔膜层叠正极和负极。此时，插入正极和负极以致最外层是形成在隔膜上的多孔聚合物层。其后，通过保护带固定正极、负极和隔膜，以致不会错配，从而获得电池装置。
另外，将制得的电池装置楔入包装材料之间，并热焊接除一侧以外的3个侧面。包装材料使用具有抗湿性的铝薄膜，其中从最外层开始层叠厚度为25μm的尼龙薄膜、厚度为40μm的铝箔以及厚度为30μm的聚丙烯薄膜。其后，从未热焊接的一侧的开口注入非水电解质，在减压下热熔接和密封上述的一侧。最后将通过层叠膜包装的电池装置设置在铁板之间并在90℃下加热3分钟，从而通过多孔聚合物层将隔膜粘附于正极和负极。由此，制得电容(量)为10Ah和厚度为8.0mm的非水电解质电池。
实施例1-2
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，通过共聚合90重量份的偏二氟乙烯和10重量份的六氟丙烯获得的共聚物用作聚合物，其被溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中。
实施例1-3
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，通过共聚合97重量份偏二氟乙烯、4重量份六氟丙烯和3重量份三氟氯乙烯获得的共聚物用作聚合物，其被溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中。
实施例1-4
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，通过共聚合99.5重量份偏二氟乙烯和0.5重量份马来酸单甲酯获得的共聚物用作聚合物，其被溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中。
实施例1-5
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于隔膜，其中仅在其端部形成多孔聚合物层，这就是说，设置在负极和层叠膜之间的最外层，以及除最外层以外并不形成多孔聚合物层。
比较例1-1
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，使用了其中未形成多孔聚合物层的隔膜。
比较例1-2
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，甲基丙烯酸甲酯用作聚合物，其被溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中。
比较例1-3
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，聚乙烯醇用作聚合物，其被溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中。
非水电解质电池的评价
(a)放电容量的测量
对于上述实施例和比较例的非水电解质电池，在23℃的环境下以2A的恒定电流充电至3.6V，其后，在3.6V的恒定电压下进行充电，总充电时间为7小时。然后，在2A的恒定电流下放电至2.0V的最终电压以获得第一次循环放电容量。对于各个实施例和比较例，测试20个非水电解质电池，并且其平均值示于表1中。
(b)震动测试
对于上述实施例和比较例的非水电解质电池，在获得第一次循环放电容量以后，非水电解质电池充电至3.6V。然后，在三轴方向(X轴、Y轴、Z轴)的每个方向上，在振幅为0.8mm、频率为10至55Hz、以及清扫速率(cleaning rate)为1Hz/分钟的条件下进行震动测试90分钟，然后测量内电阻(1kHz)。对于各个实施例和比较例，测试20个非水电解质电池，并且其平均值示于表1中。
上述评价结果示于表1中。
表1
Figure BDA0000107175890000371
如从表1可以看到的，其中在电池装置和包装材料之间形成包含多孔聚偏二氟乙烯作为成分的聚合物层的实施例1-1至1-5具有10mΩ以下的内电阻，并且并不降低第一次循环放电容量。在其中仅在电池装置的表面和隔膜之间形成包含多孔聚偏二氟乙烯作为成分的聚合物层的实施例1-5中，几乎看不到内电阻的增加。
在这方面，利用其中未形成聚合物层的隔膜的比较例1-1、以及利用其中形成有未包含聚偏二氟乙烯作为成分的聚合物层的隔膜的比较例1-2和1-3各自具有14.6至16.1mΩ的内电阻，因此确认了其显著的增加。
这就是说，按照在电池装置的外部表面和包装材料之间形成的包含多孔聚偏二氟乙烯作为成分的聚合物层，可以看到，当施加震动时可以抑制内电阻的增加。
实施例2
在实施例2中，改变形成在隔膜表面上的包含多孔聚偏二氟乙烯作为成分的聚合物层的厚度来制造非水电解质二次电池并确认电池性能。
实施例2-1
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的厚度为5μm。
实施例2-2
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的厚度为3μm。
实施例2-3
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的厚度为1μm。
实施例2-4
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的厚度为0.5μm。
比较例2-1
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，使用了其中未形成多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的隔膜。
非水电解质电池的评价
(a)放电容量的测量和(b)震动测试
以与实施例1类似的方式，对实施例和比较例的非水电解质电池进行放电容量的测量和震动测试。
上述评价结果示于表2中。
表2
Figure BDA0000107175890000391
如从表2可以看到的，和使用其中未形成多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的隔膜的比较例2-1相比，其中在电池装置的外表面和包装材料之间形成多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的实施例2-1至2-4具有高的第一次循环放电容量和低的内电阻。尤其是，可以看到，和其中多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的厚度为0.5μm的实施例2-4相比，其中多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的厚度为1μm以上的实施例2-1至2-3具有更低的内电阻。此外，当多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的厚度为1μm以上时，未看到内电阻的显著降低。
实施例3
实施例3中，改变用于多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的聚偏二氟乙烯的重均分子量来制造非水电解质二次电池并确认电池性能。
实施例3-1
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，聚偏二氟乙烯的重均分子量为400,000。
实施例3-2
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，聚偏二氟乙烯的重均分子量为500,000。
实施例3-3
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，聚偏二氟乙烯的重均分子量为800,000。
实施例3-4
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，聚偏二氟乙烯的重均分子量为1,000,000。
实施例3-5
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，聚偏二氟乙烯的重均分子量为1,500,000。
实施例3-6
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，聚偏二氟乙烯的重均分子量为1,800,000。
比较例3-1
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，使用了其中未形成多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的隔膜。
非水电解质电池的评价
(a)放电容量的测量和(b)震动测试
以与实施例1类似的方式，对实施例和比较例的非水电解质电池进行放电容量的测量和震动测试。
上述评价结果示于表3中。
表3
如从表3可以看到的，其中用于在隔膜中形成聚偏二氟乙烯聚合物层的聚偏二氟乙烯的重均分子量为400,000的实施例3-1以及其中聚偏二氟乙烯的重均分子量为1,800,000的实施例3-6具有11.1至11.7mΩ的内电阻。而其中聚偏二氟乙烯的重均分子量为500,000至1,500,000的实施例3-2至3-5则具有10mΩ以下的内电阻，这得到显着改善。
这就是说，在用于在电池装置的外表面和包装材料之间形成多孔聚偏二氟乙烯聚合物层的聚偏二氟乙烯的重均分子量为500,000至1,500,000的情况下，可以观察到高效果，其中当施加震动时可以抑制内电阻的增加。
实施例4
在实施例4中，形成与无机氧化物颗粒混合的多孔聚偏二氟乙烯聚合物层以确认电池性能。
实施例4-1
以与实施例1-1类似的方式制作非水电解质电池。
实施例4-2
平均粒径为0.5μm的氧化铝(Al2O3)用作无机氧化物颗粒。包含无机氧化物颗粒的多孔聚偏二氟乙烯聚合物层形成如下。
将重均分子量为1,000,000的聚偏二氟乙烯(PVdF)聚合物溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮溶液至按重量计8％的浓度，以制备聚合物溶液。将上述氧化铝细粉加入聚合物溶液以具有添加的聚偏二氟乙烯的量的两倍，接着充分搅拌。
借助于涂覆设备将添加氧化铝的聚合物溶液涂覆于厚度为16μm的微孔聚乙烯薄膜的隔膜的两个面。然后，将聚合物溶液涂覆的聚乙烯薄膜浸入去离子水中，接着干燥，从而在聚乙烯薄膜的两个面上制得厚度为3μm的多孔聚偏二氟乙烯的聚合物层。
实施例4-3
以与实施例4-2类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，平均粒径为0.5μm的二氧化硅(SiO2)用作无机氧化物颗粒。
实施例4-4
以与实施例4-2类似的方式制作非水电解质电池，不同之处在于，平均粒径为0.5μm的二氧化钛(TiO2)用作无机氧化物颗粒。
非水电解质电池的评价
(a)放电容量的测量和(b)震动测试
以与实施例1类似的方式，对实施例和比较例的非水电解质电池进行放电容量的测量和震动测试。
上述评价结果示于表4中。
表4
如从表4可以看到的，和其中未混合无机氧化物颗粒的实施例4-1相比，其中无机氧化物颗粒混合在电池装置的外表面和包装材料之间的多孔聚偏二氟乙烯聚合物的实施例4-2至4-4具有更低的内电阻。因而，优选的是，无机氧化物颗粒混合在电池装置的外表面和包装材料之间的多孔聚偏二氟乙烯聚合物。
具体描述了本发明的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，而是可以基于技术构思进行各种变形。
例如，上述实施方式披露了其中层叠正极和负极的层叠型电极用作电池；或使用所谓的弯曲成锯齿形的锯齿型电极而没有卷绕为电池，但本发明并不限于此，可以通过隔膜层叠带型正极和带型负极，以及可以使用在纵向上卷绕的电极。
本发明包含与在2010年11月17日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2010-257348中所披露的主题有关的主题，其全部内容以引用方式结合于本文。
本领域技术人员应当明了，根据设计要求和其他因素，可以进行各种变形、组合、子组合以及改变，只要它们是在所附权利要求或其等同替换的范围内。

Claims (10)

1.一种非水电解质电池，包括：
电池装置，其中正极通过隔膜与负极相对；
非水电解质；
层叠膜，所述层叠膜通过层叠金属层、形成在所述金属层的外表面上的外侧树脂层、和形成在所述金属层的内表面上的内侧树脂层而形成，并且其中所述电池装置和所述非水电解质通过热焊进行包装并容纳在所述层叠膜中；
正极引线，所述正极引线电连接于所述正极，并从所述层叠膜的热焊部分引到其外部；
负极引线，所述负极引线电连接于所述负极，并从所述层叠膜的热焊部分引到其外部；以及
形成在所述层叠膜和所述电池装置之间的多孔聚合物层，所述多孔聚合物层包含偏二氟乙烯作为成分。
2.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层至少由聚偏二氟乙烯和包含偏二氟乙烯作为成分的共聚物中的至少一种构成。
3.根据权利要求2所述的非水电解质电池，其中，所述多孔聚合物层的厚度为1.0μm以上5.0μm以下。
4.根据权利要求2所述的非水电解质电池，其中，所述包含偏二氟乙烯作为成分的多孔聚合物层包含重均分子量为500000以上1500000以下的聚偏二氟乙烯。
5.根据权利要求2所述的非水电解质电池，其中，所述多孔聚合物层包含无机颗粒。
6.根据权利要求2所述的非水电解质电池，其中，所述层叠膜的所述内侧树脂层进行糙化处理。
7.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，以隔膜为最外层的方式通过所述隔膜交替层叠所述电池装置的所述正极和所述负极。
8.根据权利要求7所述的非水电解质电池，其中，所述多孔聚合物层形成在所述隔膜的两个面上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的非水电解质电池，其中，所述非水电解质电池的放电容量为3Ah以上50Ah以下，并且厚度为5mm以上20mm以下。
10.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述隔膜的厚度为5μm以上25μm以下。
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