CN103460487A - 电池、电池制造方法及装袋电极 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池，其能够将由热熔接分离片时的热量导致的正极的劣化降低或消除，也能够防止由熔接部导致的短路。本发明的电池（10）具有利用热熔接使分离片（60）的端部的至少一部分接合而形成袋、在该袋内配置正极（50）而成的装袋正极（40）和层叠于装袋正极（40）且比正极（50）大的负极（30），从层叠方向看，利用热熔接形成于分离片（60）的熔接部（62）设于比负极（30）的外周靠外侧的位置。

Description

电池、电池制造方法及装袋电极

技术领域

本发明涉及一种电池、电池制造方法及装袋电极。

背景技术

近年，在各种各样的产品中使用二次电池。二次电池具有由正极、分离片、负极层叠而成的电池元件。在电池元件中，重要的是，正极及负极隔着分离片不会错位地层叠。因为若有层叠错位，则该层叠错位会成为电池性能、电池的寿命变差的主要原因。

因此，为了防止正极和负极的错位，提出了使用这样形成的装袋正极的方案：预先利用热熔接使两片分离片的端边接合而形成袋状，在该袋内配置正极（参考专利文献1）。正极被分离片的热熔接部定位，因此通过层叠负极和装袋正极，从而能够没有层叠错位地层叠正极和负极。

专利文献1：日本特许第3380935号公报。

但是，在专利文献1中记载的发明中，为了使正极在分离片内不会移动而错位，在离正极的端边非常近的位置进行热熔接（参考专利文献1的图3）。这样，有可能热熔接时的高热量传输至正极，正极由于热量的影响而劣化。

而且，在专利文献1中记载的发明中，装袋正极与分离片形成为相同的尺寸（参照专利文献1的图5）。这样，负极位于分离片的熔接部上，在分离片的熔接部形成有微细的孔的情况下，负极会短路。

发明内容

本发明是有鉴于上述问题而作出的，目的在于提供以下电池、电池制造方法及装袋电极：能够将由热熔接分离片时的热量导致的正极的劣化降低或消除，也能够防止由熔接部导致的短路。

本发明的第1技术方案为具有负极和装袋正极的电池。利用热熔接使分离片的端部的至少一部分接合而形成袋，在该袋内配置正极而形成装袋正极。负极层叠于装袋正极，比正极大。这里，从层叠方向看，利用热熔接形成于分离片的熔接部设于比负极的外周靠外侧的位置。

本发明的第2技术方案为电池的制造方法，该电池的制造方法包括：第1工序，在第1工序中，将正极夹于两片分离片之间，利用热熔接使分离片的端部的至少一部分接合而形成装袋正极；第2工序，在第2工序中，层叠比正极大的负极。在第1工序中，以利用热熔接形成于分离片的熔接部设于比在之后的第2工序中层叠负极时该负极的外周靠外侧的位置的方式，预先在离开上述正极的位置对分离片的端部进行热熔接。

本发明的第3技术方案为利用热熔接使分离片的端边的至少一部分接合而形成袋、在该袋内配置第1电极而成的袋状电极。在层叠了比第1电极大且极性不同的第2电极的状态下，从层叠方向看，利用热熔接形成于分离片的熔接部设于比上述第2电极的外周靠外侧的位置。

附图说明

图1为表示锂离子二次电池的外观的立体图。

图2为锂离子二次电池的分解立体图。

图3为负极的俯视图。

图4为装袋正极的俯视图。

图5为表示正极在装袋正极中的位置关系的图。

图6为图5的VI-VI剖视图。

图7为表示对正极和分离片进行位置对准的情形的图。

图8为表示袋状的分离片的其他实施方式的图。

图9为表示在正极的一部分上粘贴有带的情形的图。

图10为用分离片将图9所示的正极装袋的形态的图。

图11为将负极层叠于图10所示的装袋正极的情形的图。

图12为图11的XII-XII剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。并且，为了说明的方便，附图的尺寸比例被放大了，有与实际的比例不同的情况。

图1为表示锂离子二次电池（层叠型电池）的外观的立体图，图2为锂离子二次电池的分解立体图，图3为负极的俯视图，图4为装袋正极的俯视图。并且，图中的Z方向表示层叠方向，X方向表示正极引线11及负极引线12自外壳构件13被导出的方向，Y方向表示与Z方向及X方向正交的方向。另外，与正交于Z方向的XY平面平行的方向也称为平面方向。

如图1所示，锂离子二次电池10具有平的矩形形状，正极引线11及负极引线12自外壳构件13的同一端部被导出。进行充放电反应的发电元件（电池元件）20收容于外壳构件13的内部。

如图2所示，负极30和装袋正极40交替地层叠而形成发电元件20。如图3所示，负极活性物质层32形成于非常薄的片状的负极集电体的两面而形成负极30。在负极30的除极耳部分34以外的部分上形成有负极活性物质层32。

正极50被分离片60夹着。正极活性物质52形成于片状的正极集电体的两面而形成正极50。在正极50的除极耳部分54以外的部分上形成有正极活性物质层52。对于正极50，极耳部分54自分离片60的袋被引出。正极活性物质层52形成得比负极30的负极活性物质层32略小。如图4所示，两片分离片60在其端部（端边）利用熔接部62相互被熔接，而形成袋状。熔接部62例如利用热熔接而形成。

并且，交替地层叠负极30和装袋正极40而制造锂离子二次电池的方法本身为一般的锂二次电池的制造方法，因此省略详细的说明。

下面，说明在正极50在装袋正极40中的位置。

图5为表示正极在装袋正极中的位置关系的图，图6为图5的VI-VI剖视图。在图5中，利用单点划线表示负极30层叠于装袋正极40时的位置。

如图5所示，在实施方式的装袋正极40中，在层叠了负极30的状态下，从层叠方向看，将分离片60彼此熔接的熔接部62设于比负极30的外周靠外侧的位置。从与分离片60重叠的范围内来看，正极50比负极30小，因此从层叠方向看正极50形成于比负极30靠内侧的位置。

即，如图6所示，从与分离片60重叠的范围内来看，负极30形成于比分离片60的熔接部62靠平面方向内侧的位置，并且，正极50形成于比负极30的外缘靠平面方向内侧的位置。因此，正极50的外缘在平面方向上离熔接部62的距离至少为熔接部62和负极30的外缘之间的距离加上负极30的外缘和正极50的外缘之间的距离。这样定义负极30、正极50以及熔接部62的尺寸，因此在利用热熔接形成熔接部62时，正极50充分地离开熔接部62。因此，能够降低或防止由热熔接产生的热量导致的正极50的劣化。并且，即使层叠负极30和装袋正极40，由于负极30不与分离片60的熔接部62重叠，因此负极30不会经由熔接部而短路。

并且，二次电池10的制造方法，如以下所述。

图7为表示对正极和分离片进行位置对准的情形的图。

以满足负极30、正极50以及熔接部62的上述位置关系的方式，形成负极30、正极50以及分离片60。详细而言，分别形成以下尺寸：负极30的除了极耳部分34以外的部分比分离片60小，正极50的除了极耳部分54以外的部分比负极30的除了极耳部分34以外的部分小。形成正极50及分离片60后，对正极50和分离片60进行位置对准。

对于正极50和分离片60的位置对准，例如，如图6所示，确定该正极50和该分离片60各自的中心线，使中心线重合。这样能够进行宽度方向上的位置对准。对于长度方向上的位置对准，例如检测正极50的设有活性物质52的部分（涂敷部分），将涂敷部分对准自分离片6的长度方向的端部起的规定的位置。

在位置对准了的状态下，以在两片分离片60之间夹着正极50的方式，在如图5所示的熔接位置形成熔接部62。这样，正极50配置于分离片60的袋内。形成的装袋正极40以图5所示的位置关系与负极30进行位置对准，并层叠多层。层叠而成的发电元件20收纳于外壳构件，而形成电池10。

如以上所述，基于图5所示的负极30、正极50、分离片60以及熔接部62的位置关系和大小关系，以正极50的端部离开分离片60的熔接部62的方式形成熔接部62。换言之，在层叠负极30和装袋正极40时，熔接部62位于比负极30的外缘靠平面方向外侧的位置，自熔接部62到正极50的端部的距离至少为自熔接部62到负极30的端部的距离以上。因此，能够避免由热熔接产生的热量导致的正极50的劣化等。另外，在热熔接之前，对正极50和分离片60进行位置对准，因此能够准确地将正极50配置于分离片60内。

并且，如图1所示，在上述实施方式中，对正极引线11和负极引线12自外壳构件13的同一端部被导出的情况进行了说明。但是，并不限定于此。也可以是，正极引线11和负极引线12例如自相反的端部被导出。这种情况下，在形成二次电池10的发电元件20时，以极耳部分34、54成为彼此相反朝向的方式层叠负极30和装袋正极40。

另外，在上述实施方式中，对正极50被袋装于分离片60的例子进行了说明。但是，并不限定于此。也可以是，将负极30袋装于分离片60。这种情况下，负极30形成得比正极50小。

袋状的分离片的制作

图8为表示袋状的分离片的其他的实施方式的图。

在上述实施方式中，对两片片状的分离片60的端部（端边）的一部分进行热熔接，而形成了袋状的分离片。但是，并不限定于此。如图8所示，也可以是，折回1片片状的分离片，利用热熔接使该分离片的重叠后的端部（端边）的至少一部分接合而形成袋。根据图8所示的方式，将1片纵长的分离片60在纵向上折回，而在该折回后的分离片60之间夹着正极50。因此，相比图4所示的方式，只要利用热熔接对分离片60的两侧进行接合就可以。即，在图8中，在该分离片60的左右的侧边形成熔接部62。

或者，虽未图示，但也可以是，准备横向宽度大约为图4的1片分离片60的横向宽度2倍的1片分离片60，在横向上折回该分离片60，并在该折回后的分离片60中夹着正极50。这种情况下，在图8中的该分离片60的一个侧边和下边形成熔接部62。

正极的固定

参照图9～图12，说明在装袋正极40内对正极50的位置进行固定的方式。

图9为表示在正极的一部分上粘贴有带的情形的图。图10为用分离片将图9所示的正极装袋的形态的图。图11为将负极层叠于图10所示的装袋正极的情形的图。图12为图11的XII-XII剖视图。

如图9所示，在正极50的正极极耳部分54的一部分的表面上粘贴了具有粘接性的带（粘接部件）63。带63例如为双面具有粘合性的双面带。带63粘贴于正极极耳部分54的层叠方向的两平面。

如图10所示，在正极50粘贴有带63的状态下，分离片60层叠于正极50的两面。分离片60的外缘由于熔接部62而熔接，该分离片60被形成为袋状。对于形成的装袋正极40，在正极50的外表面的正极极耳部分54上粘贴的带63在分离片60的袋内与分离片60的内表面粘接。这样，正极50固定于分离片60，即，正极50与分离片60成为一体。特别是，对于如图9、图10所示的方式，带63粘贴于正极极耳部分54，因此正极极耳部分54相对于分离片60不会错位。

即使对装袋正极40进行输送等，正极50在袋状的分离片60内也不会错位。因此，如图11所示，在层叠负极30及装袋正极40时，若对负极30和装袋正极40进行位置对准，则负极30和装袋正极40内的正极50的位置就能相对应。带63在层叠了负极30和装袋正极40时的剖视图如图12所示。带63对正极极耳部分54的两面与分离片60的一部分64的内表面进行粘接，而固定正极50的位置。

如以上所述，通过固定正极50，从而正极50不会在装袋正极40内移动，且在层叠负极30和装袋正极40时，负极30与正极50不会接触。即使层叠多个负极30和装袋正极40而形成电池组，在制造电池组的工序中输送电池组，或者，将电池组搭载于车辆，由此外部的振动、冲击能够传递过来的环境下，正极50在装袋正极40内的相对位置也被稳定地保持。正极50的位置不会慢慢地偏移而与负极30接触，发生短路。

并且，在上述实施方式中，对正极50的正极极耳部分54的两面粘贴有具有粘接性的带63的方式进行了说明，但并不限定于此。只要能相对于分离片60固定正极50的相对位置，则也可以是，仅在正极极耳部分54的单面粘贴带63。另外，带63的粘贴位置也可以不沿着分离片60的边缘，而是稍微靠分离片60的袋内或袋外的位置。

另外，在上述实施方式中，作为装袋电极，例示了将正极50固定于分离片60内的方式，但并不限定于此。也可以是，将负极30固定于分离片60内。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但该实施方式仅是为了容易地理解本发明而记载的示例，本发明不限定于该实施方式。本发明的保护范围不限于上述实施方式中公开的具体的技术特征，还包含能够容易地自该技术特征导出的各种各样的变形、更改、代替技术等。

本发明基于2011年4月7日提出申请的日本特许愿第2011-085795号以及2011年12月29日提出申请的日本特许愿第2011-290357号，主张优先权，这些申请的全部内容通过参照而编入本说明书。

产业上的可利用性

采用本发明的电池、电池制造方法，在层叠装袋正极和负极时，熔接部位于比负极的外缘靠外侧的位置，因此自熔接部到正极的距离至少为自熔接部到负极的端部的距离以上。能够避免由热熔接产生的热量导致的正极的劣化等。并且，由于负极不与分离片的熔接部重叠，因此不会产生经由熔接部的短路

另外，采用本发明的装袋电极，将第2电极层叠于装袋电极时，熔接部位于比第2电极的外缘靠外侧的位置，因此自熔接部到第1电极的距离至少为自熔接部到第2电极的端部的距离以上。能够避免由热熔接产生的热量导致的第1电极的劣化等。并且，负极以不与分离片的熔接部重叠的方式形成，因此不会发生经由熔接部的短路。

附图标记说明

10、二次电池；20、发电元件；30、负极；32、负极活性物质层；34、负极极耳部分；40、装袋正极；50、正极；52、正极活性物质层；54、正极极耳部分；60、分离片；62、熔接部；63、带。

Claims (8)

1.一种电池，其特征在于，

该电池具有：

利用热熔接使分离片的端部的至少一部分接合而形成袋、在该袋内配置正极而成的装袋正极；

层叠于上述装袋正极且比上述正极大的负极，

从层叠方向看，利用上述热熔接在上述分离片上形成的熔接部设于比上述负极的外周靠外侧的位置。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，

在上述装袋正极内，利用粘接部件将上述正极的外表面和上述分离片的内表面相互粘接。

3.一种电池制造方法，其特征在于，

该电池制造方法含有：

第1工序，在该第1工序中，将正极夹于两片分离片之间，并利用热熔接使上述分离片的端部的至少一部分接合，而形成装袋正极；

第2工序，在该第2工序中，将比上述正极大的负极层叠于上述装袋正极，

在上述第1工序中，以利用上述热熔接形成于上述分离片的熔接部设于比在之后的第2工序中层叠上述负极时该负极的外周靠外侧的位置的方式，预先在离开上述正极的位置对分离片的端部进行热熔接。

4.根据权利要求3所述的电池制作方法，其特征在于，

在上述第1工序中，在将正极夹于上述分离片之间时，检测上述正极的中心线，使该中心线与上述分离片的中心线重合。

5.根据权利要求3或4所述的电池制造方法，其特征在于，

对于上述装袋正极，利用热熔接使两片分离片的端部的至少一部分接合而形成袋。

6.根据权利要求3或4所述的电池制造方法，其特征在于，

对于上述装袋正极，折回1片分离片，利用热熔接使该1片分离片的重叠后的端部的至少一部分接合而形成袋。

7.一种装袋电极，其特征在于，

该装袋电极为利用热熔接使分离片的端边的至少一部分接合而形成袋、在该袋内配置第1电极而成的装袋电极，

在层叠了比上述第1电极大且极性不同的第2电极的状态下，从层叠方向看，利用上述热熔接形成于上述分离片的熔接部设于比上述第2电极的外周靠外侧的位置。

8.根据权利要求7所述的装袋电极，其特征在于，

在上述袋内，利用粘接部件将上述第1电极的外表面和上述分离片的内表面相互地粘接。

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