CN105453329B - 二次电池及其制造方法 - Google Patents

二次电池及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105453329B
CN105453329B CN201380078839.0A CN201380078839A CN105453329B CN 105453329 B CN105453329 B CN 105453329B CN 201380078839 A CN201380078839 A CN 201380078839A CN 105453329 B CN105453329 B CN 105453329B
Authority
CN
China
Prior art keywords
positive electrode
active material
thickness
collector
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380078839.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105453329A (zh
Inventor
佐藤哲也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Envision AESC Energy Devices Ltd
Original Assignee
NEC Energy Components Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Energy Components Co Ltd filed Critical NEC Energy Components Co Ltd
Publication of CN105453329A publication Critical patent/CN105453329A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105453329B publication Critical patent/CN105453329B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

本发明的目的是提供具有高电特性和高可靠性的高质量二次电池以及制造所述二次电池的方法，所述二次电池借助绝缘材料来防止正电极和负电极之间发生短路，并防止或减少体积的减小和电池电极组件的形变。根据本发明的二次电池(100)包括电池电极组件，所述电池电极组件包括借助隔板(20)交替堆叠的正电极(1)和负电极(6)。正电极(1)和负电极(2)均具有集电器(3，8)和应用到集电器(3，8)的活性材料(2，7)。位于集电器(3)的正电极(1)的一个表面上的活性材料(2A)包括平坦部分(2A1)和位于关于所述平坦部分(2A1)的端部侧的小厚度部分(薄层部分)(2A3)，所述小厚度部分(2A3)的厚度小于所述平坦部分(2A1)的厚度。位于所述正电极(1)的所述集电器(3)的另一表面上的所述活性材料(2B)的一部分是具有恒定厚度的平坦部分，所述部分借助集电器(3)面对位于所述一个表面上的所述活性材料(2A)的所述薄层部分(2A3)。

Description

二次电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及包括彼此叠放的正电极和负电极的二次电池，其中正电极和负电极之间插有隔板，还涉及用于制造二次电池的方法。
背景技术
二次电池越来越广泛地用作车辆和家电的电源，而不再只是作为便携设备(比如移动电话、数码相机和膝上计算机等)的电源，具有高能量密度和轻重量的锂离子二次电池是日常生活中不可或缺的能量存储设备。
二次电池一般分成卷绕型和堆叠型。卷绕型二次电池中的电池电极组装的结构中，借助隔板彼此叠放的长正电极板和长负电极板被堆叠并卷绕多圈。堆叠型二次电池中的电池电极组装的结构中，正电极板和负电极板交替堆叠，并且在其间插入了隔板。正电极板和负电极板均包括集电器，所述集电器包括涂覆部分和未涂覆部分，将活性材料(其可以是复合剂，包括例如接合剂和导电材料)应用于所述涂覆部分，并且不将活性材料应用于未涂覆部分，以便允许与电极端子连接。
在卷绕型二次电池或堆叠型二次电池中，通过以下方式将电池电极组件封闭在外部容器内：正电极端子的一端与正电极板的未涂覆部分电连接，正电极端子的另一端延伸到外部容器(外壳)的外部；负电极端子的一端与负电极板的未涂覆部分电连接，负电极端子的另一端延伸到外部容器的外部。在外部容器内，除了电池电极组件之外，还封闭有电解质。二次电池的容量逐年增长，并且，随着这一增长，在发生短路时将产生的热量也增加，导致风险增加，从而，用来确保电池安全的措施变得更为重要。
作为安全措施的一个例子，已知如下技术：在涂覆部分和未涂覆部分之间的边界部分上形成绝缘材料以防止在正电极和负电极之间发生短路(专利文献1)。
现有技术文件
专利文献
专利文献1：JP2012-164470A
发明内容
本发明解决的问题
在专利文献1所公开的技术中，如图19所示，正电极1和负电极6借助隔板20交替堆叠，并且在每个正电极1的集电器3上，形成了覆盖已经应用了活性材料2的涂覆部分和尚未应用活性材料2的未涂覆部分之间的边界部分4的绝缘材料40。在堆叠型二次电池中，在平面视图中，在同一位置堆叠绝缘材料40。从而，电池电极组件在布置了绝缘材料40的位置处的部分的厚度变得更厚，导致每单位体积能量密度的减小。
同样，为了获得稳定的电特性和高可靠性，优选地，通过均匀地施加压强，借助例如带子来紧固二次电池的电池电极组件。但是，由于存在绝缘材料40的部分和不存在绝缘材料40的部分之间的厚度差，像专利文献1中那样在堆叠型二次电池中使用绝缘材料导致不能均匀地紧固电池电极组件，这将导致电池质量下降，比如电特性的易变性和/或电池循环属性的下降。
因此，本发明的目的是解决前述问题并提供具有高电特性和高可靠性的高质量二次电池以及制造所述二次电池的方法，所述二次电池借助绝缘材料来防止正电极和负电极之间发生短路，并防止或减少体积的减小和电池电极组件的形变。
解决问题的手段
根据本发明的二次电池包括电池电极组件，所述电池电极组件包括借助隔板交替堆叠的正电极和负电极，以及所述正电极和所述负电极均包括集电器和应用到所述集电器的活性材料。位于所述正电极的所述集电器的一个表面上的活性材料包括平坦部分和位于关于所述平坦部分的端部侧的小厚度部分，所述小厚度部分的厚度小于所述平坦部分的厚度。位于所述正电极的所述集电器的另一表面上的所述活性材料的一部分是具有恒定厚度的平坦部分，所述部分在所述集电器上面对位于所述一个表面上的所述活性材料的所述小厚度部分。
发明的有益效果
本发明使得能够防止或减少由绝缘材料导致的电池电极组件的体积增加和电池电极组件的形变，并且使得能够提供具有良好的能量密度的高质量二次电池。
附图说明
图1A是根据本发明的堆叠型二次电池的基本结构的平面图。
图1B是沿图1A中的线A-A截取的截面图。
图2是示出了本发明的二次电池的示例性实施例中的正电极的放大截面图。
图3是示出了根据本发明的二次电池的示例性实施例的主要部分的放大截面图。
图4是示出了本发明的二次电池的示例性实施例的正电极的变化的放大截面图。
图5A是示出了电极涂覆装置的示例的示意图。
图5B是示出了电极制造方法的参考示例的示意图。
图6是示出了根据本发明的电极制造方法的示例的示意图。
图7是示出了根据本发明的二次电池制造方法的正电极形成步骤的平面图。
图8是示出了根据本发明的二次电池的制造方法中在图7之后的步骤的平面图。
图9A是示出了根据本发明的二次电池的制造方法中在图8之后的步骤的平面图。
图9B是示出了作为图9A中所示的步骤中切割的结果而形成的正电极的平面图。
图10是示出了根据本发明的二次电池制造方法的负电极形成步骤的平面图。
图11A是示出了根据本发明的二次电池的制造方法中在图10之后的步骤的平面图。
图11B是示出了作为图11A中所示的步骤中切割的结果而形成的负电极的平面图。
图12是示出了根据本发明的二次电池的另一示例性实施例的主要部分的放大截面图。
图13是示意性地示出了用于间歇应用活性材料的装置的示例的框图。
图14A是示意性地示出了用于连续应用活性材料的装置的示例的截面图。
图14B是沿图14A中的线B-B的放大截面图。
图15是示出了根据本发明的二次电池制造方法的正电极形成步骤的另一示例的平面图。
图16是示出了根据本发明的二次电池的制造方法中在图15之后的步骤的平面图。
图17A是示出了根据本发明的二次电池的制造方法中在图16之后的步骤的平面图。
图17B是示出了作为图17A中所示的步骤中切割的结果而形成的正电极的平面图。
图18是示出了根据图15-17B中所示的二次电池制造方法中使用的电极卷的透视图。
图19是示出了根据相关领域的层叠型二次电池的主要部分的放大视图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例。
[二次电池的基本配置]
图1示意性地示出了采用本发明的堆叠类型锂离子二次电池的配置的示例。图1A是从与二次电池的主表面(平坦表面)垂直的上侧查看到的平面图，图1B是沿图1A中的线A-A的截面图。
根据本发明的锂离子二次电池100包括通过借助隔板20交替地层叠正电极(正电极板)1和负电极(负电极板)6形成的电极组(电池电极组件)。电极组与电解质一起容纳在由柔性膜30构成的外部容器中。正电极端子11的一端连接到电极组的正电极1，负电极端子16的一端连接到负电极6，正电极端子11的另一端侧和负电极端子16的另一端侧延伸到柔性膜30之外。在图1B中，省略了对包括在电极组中的层(位于厚度方向中的中间部分的层)的一部分的示出，但示出了电解质。
每个正电极1包括正电极集电器3和应用到正电极集电器3的正电极活性材料2，在正电极集电器3的正表明和后表面中的每一个上，沿纵向方向并排放置了已经应用了正电极活性材料2的涂覆部分和没有应用正电极活性材料2的未涂覆部分。类似地，每个负电极6包括负电极集电器8和应用到负电极集电器8的负电极活性材料7，在负电极集电器8的正表明和后表面中的每一个上，沿纵向方向并排放置涂覆部分和未涂覆部分。每个正电极1的涂覆部分和未涂覆部分之间的边界部分4的平坦位置和每个负电极6的涂覆部分和未涂覆部分之间的边界部分4的平坦位置在相关集电器的前表面和后表面之间可以是相同的或不同的(在平面视图中没有对齐)。
正电极1和负电极6中的每一个的未涂覆部分用作用于与电极端子(正电极端子11和负电极端子16)连接的接片(tab)。连接到相应正电极1的正电极接片绑缚(bundle)在正电极端子11上，并且通过例如超声焊接与正电极端子11相互连接在一起。连接到相应负电极6的负电极接片绑缚在负电极端子16上，并且通过例如超声焊接等与负电极端子16相互连接在一起。在此基础上，正电极端子11的另一端部和负电极端子16的另一端部均延伸到外部容器的外部。
如图2所示，用来防止在负电极端子16中发生短路的绝缘材料40被形成为使得覆盖每一个正电极1的涂覆部分和未涂覆部分之间的边界4。绝缘材料40优选地形成为跨越正电极接片和正电极活性材料2两者，以覆盖边界部分4。将在下文描述绝缘材料40的形成。
每个负电极6的涂覆部分(负电极活性材料7)的外部尺寸大于每个正电极1的涂覆部分(正电极活性材料2)的外部尺寸并且小于或等于隔板20的外部尺寸。
在图1A和1B所示的电池中，正电极活性材料2的示例包括分层氧化物材料(比如LiCoO2、LiNiO2、LiNi(1-x)CoO2、LiNix(CoAl)(1-x)O2、Li2MO3-LiMO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)、尖晶石材料(比如LiMn2O4、LiMn1.5Ni0.5O4、LiMn(2-x)MxO4)、橄榄石材料(比如LiMPO4)、基于橄榄石氟化物的材料(Li2MPO4F、Li2MSiO4F)以及氧化钒材料(V2O5)。上述材料之一或从上述材料中选择的两个或更多个的混合可用作正电极活性材料2。
作为负电极活性材料7，可使用碳材料(比如石墨、无定形碳、钻石类碳、富勒烯、碳纳米管、碳纳米臂)、锂金属材料、基于硅或锡的合金材料、基于氧化物的材料(比如Nb2O5和TiO2)或其组合。
可以向正电极活性材料2和负电极活性材料7任意地添加接合剂和/或导电助剂。作为导电助剂，可使用碳黑或碳纤维或石墨等，可使用上述材料中两个或更多个的组合。作为接合剂，可使用聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素、改性丙烯腈橡胶颗粒等。
作为正电极集电器3，可使用铝、不锈钢、镍、钛或包含这些材料中的任何一种的合金，具体地，铝是优选的。作为负电极集电器8，可使用铜、不锈钢、镍、钛或包含这些材料中的任何一种的合金。
作为电解质，可使用从以下各项中选择的一种有机溶剂，并且可使用这些材料的两个或更多个的混合：环碳酸盐(比如碳酸次乙酯、碳酸丙二酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸丁二酯)、链碳酸盐(比如碳酸乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二丙酯(DPC))、脂肪羧酸酯、γ-内酯(比如γ-丁内酯)、链醚和环醚。此外，可在有机溶剂中溶解锂盐。
隔板20主要由利用树脂制成的多孔膜、织物、非织物形成。作为隔板20中的树脂成分，可以使用例如基于聚烯烃的树脂(比如聚丙烯或聚乙烯、聚脂树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、尼龙树脂等)。基于聚烯烃的多微孔膜是尤其优选的，这是因为基于聚烯烃的多微孔膜具有优秀的离子穿透属性和用于物理分离正电极和负电极的优秀的性能特性。按照需要，可在隔板20中形成包含非有机颗粒的层。非有机颗粒的示例包括绝缘氧化物、硅化物、氮化物和碳化物。具体地，非有机颗粒优选地包含TiO2或Al2O3。
作为外部容器，可使用由柔性膜30制成的外壳或容器外壳。从减小电池重量的角度来看，使用柔性膜30是优选的。作为柔性膜30，可以使用将树脂层设置在金属层的前后表面上作为基材料的膜。作为金属层，可以选择具有壁垒属性(用于防止电解质泄漏和水分从外界侵入)的层，并且可以使用铝、不锈钢等。热熔树脂层(比如改性聚烯烃)设置在金属层的至少一个表面上。金属膜30的热熔树脂层彼此相对，并且在围绕存储了层叠电极组件的空间的部分彼此热熔。在与形成了热熔树脂层的表面相对的外部容器的表面上可设置树脂层，比如尼龙膜和聚酯膜。
作为正电极端子11，可以使用由铝或铝合金形成的端子。作为负电极端子16，可以使用由铜、铜合金或镀镍铜或铜合金形成的端子。端子11和16的另一端中的每一个均延伸至外部容器的外侧。可在与外部容器的外围的热焊接部分相对应的端子11和16的每个部分处提前设置热熔树脂。
形成为覆盖正电极活性材料2的涂覆部分和未涂覆部分之间的边界部分4a的绝缘材料40可由聚酰亚胺、玻璃纤维、聚酯、聚丙烯或包含这些的材料制成。可通过对带状树脂部件施加热量以将树脂部件焊接到边界4a或通过将凝胶树脂应用于边界部分4a并对树脂进行干燥来形成绝缘材料40。
[电极的具体配置]
图2是用于描述根据本发明的锂离子二次电池100的示例性实施例的示意截面图，并且图2采用放大的方式适应性地只示出了电极组的一部分。这里，示出了围绕正电极活性材料2的正电极接片侧上的端部的部分。图3示出了包括正电极1的电极组。
如图2和3所示，正电极活性材料2形成在正电极集电器3的相对表面中的每一个上，并且虽然图1A和1B中未示出，但绝缘材料40被设置为跨越已经应用了正电极活性材料2的涂覆部分和没有应用正电极活性材料2的未涂覆部分(正电极接片)。形成在每个正电极集电器3的一个表面(在图2中是上表面)上的第一正电极活性材料层2A包括平坦部分2A1、倾斜部分2A2和薄层部分2A3。薄层部分2A3是位于关于平坦部分2A1的端部侧(正电极接片侧)上的部分，所述部分的厚度小于平坦部分2A1的厚度。倾斜部分2A2是厚度连续减小的部分，从而平滑地连接厚平坦部分2A1和薄层部分2A3。然而，作为倾斜部分2Ax的替代，还可设置厚度间歇减小的阶梯部分。另一方面，形成在每个正电极集电器3的另一表面(在图2中是下表面)上的第二正电极活性材料层2B只包括平坦部分。绝缘材料40的一个端部40a位于第一正电极活性材料层2A的薄层部分2A3上，并且另一端部40b位于未涂覆部分上，即其上没有形成正电极活性材料2(正电极接片)的正电极集电器3的部分。如图3所示，在每个负电极6中，还将负电极活性材料7应用到每个负电极集电器8的前表面和后表面中的每一个上；然而，负电极活性材料7仅包括平坦部分，而不包括倾斜部分或薄层部分。
第一正电极活性材料2A的平坦部分2A1和薄层部分2A3之间的厚度差优选地大于绝缘材料40的厚度。同样，位于第二正电极活性材料层2B上的绝缘材料40的端部40a优选地布置为面对第一正电极活性材料2A的薄层部分2A3。这一布置使得能够防止或减少由位于每个正电极集电器3的相对表面上的绝缘材料40引起的厚度增加。换言之，对每个第一正电极活性材料层2A(涂覆部分)的外边缘部分的厚度的调整(减少)使得能够防止或减少防止了绝缘材料40的电极组的部分的厚度增加，由此防止电池的特性被厚度增加所影响。具体地，如果每个第一正电极活性材料层2A的薄层部分2A3和平坦部分2A1之间的厚度差不小于一个绝缘材料40的厚度的两倍，则这一差别程度是有效的，这是因为由两个绝缘材料40引起的厚度增加可被通过第一正电极活性材料层2A的薄层部分2A3提供的厚度减小所吸收。这里，由于正电极集电器3的相对表面上的正电极活性材料层2A和2B不必具有相同的厚度，所以，即使在一个正电极活性材料层(第二正电极活性材料层2B)的厚度小于绝缘材料40的厚度的两倍的地方(如图4所示)(只有在另一正电极活性材料层(第一正电极活性材料层2A)的平坦部分2A1变得更厚以使得平坦部分2A1和薄层部分2A3之间的厚度差可以不小于绝缘材料40的厚度的两倍的情况下)，由两个绝缘材料40引起的厚度增加也可被通过薄层部分2A3提供的厚度减小吸收，并从而可提供足够的效果。
在与按如上所述设置了倾斜部分2A2和薄层部分2A3的每个第一正电极活性材料层2A的端部同侧的每个负电极6的端部处，形成在其相对表面上的负电极集电器8和平坦负电极活性材料7被切割和终止。换言之，在与设置了倾斜部分2A2和薄层部分2A3的每个第一正电极活性材料层2A同侧的每个负电极活性材料7的端部处，不设置倾斜部分或阶梯部分或薄层部分。端部位于在相关隔板20之上面对相关绝缘材料40的位置处。
在图3中，为了便于查看，正电极1、负电极6和隔板20被示为彼此不接触；但是，实际上，正电极1、负电极6和隔板20彼此紧密接触地堆叠。在图3所示的配置中，如上所述，每个正电极活性材料层2A的倾斜部分2A1和薄层部分2A3之间的厚度差大于每个绝缘材料40的厚度的两倍，从而当正电极1、负电极6和隔板20彼此紧密接触时，正电极1在薄层部分2A3的相应位置处弯曲，使得能够防止或减小由绝缘材料40引起的电极组的厚度的部分增加。如上所述，图3示出了正电极1弯曲的配置；但是，还可采用负电极6弯曲的配置或正电极1和负电极6都弯曲的配置。
这里，平坦部分2A1和薄层部分2A3不必被布置为在每个正电极集电器3上彼此平行，并且每个正电极1的涂覆部分和未涂覆部分之间的边界部分4的边缘和每个负电极6的端部的边缘均可具有圆形弯曲形状，而不是与相关集电器3或8延伸的方向垂直的线性形状。应理解的是，由于例如制造差异和/或层形成能力，正电极活性材料2和负电极活性材料7中的每一个可包括例如不可避免的倾斜、各层的不规则或圆度。
每个第一正电极活性材料层2A可包括厚度以阶梯方式减小的阶梯部分，而不是厚度按图3所示轻缓减小的倾斜部分2A2。备选地，每个正电极活性材料层2A可包括倾斜部分2A2和阶梯部分两者。同样，有可能的是：薄层部分2A3并不是独立于倾斜部分2A2和阶梯部分设置的；并且具有减小厚度的倾斜部分2A2或阶梯部分的一部分面对相关绝缘材料40，由此吸收有绝缘材料40引起的厚度增加。在这种情况中，倾斜部分2A2或阶梯部分的面对绝缘材料40的部分可被认为充当薄层部分2A3。如图2到4中所示的倾斜部分2A2和薄层部分2A3以及未示出的阶梯部分均具有比平坦部分2A1相比更低的密度。
在图3所示的配置中，只在每个第一正电极活性材料层2A中形成倾斜部分2A2和薄层部分2A3，而不是在两个正电极活性材料层2A和2B的每一个中设置倾斜部分或阶梯部分以及薄层部分，这主要是因为可以高精度地形成薄层部分2A3的形状并且还因为电极容量损耗较小。
例如，如果在第一正电极活性材料层2A和第二正电极活性材料层2B的每一个中设置了倾斜部分、阶梯部分和/或薄层部分，并且如果绝缘材料40被布置为面对倾斜部分，则阶梯部分和/或薄层部分使得能够防止或减小由绝缘材料导致的厚度部分增加。但是，厚度减小引起活性材料的量减小，这导致电池容量的减小。同样，发明人的仔细研究揭示出，在正电极活性材料2A和2B的每一个中提供薄层部分2A3可使得薄层部分2A3不能具有足够小的厚度。在这种情况中，电极不能被用作产品，并且将被认为是有缺陷的产品，这导致产能下降。同样，在相关隔板20上面对相关正电极1的每个负电极6的每个负电极活性材料8中提供薄层部分、倾斜部分和/或阶梯部分具有防止或减小由绝缘材料40引起的部分厚度增加的效果；但是，在这种情况中，负电极活性材料8的量减小，并且不利地导致电池容量减小。
为了更为详细的评估，发现正电极活性材料2的薄层部分、倾斜部分和/或阶梯部分的高精度形成失败以及薄层部分、倾斜部分和/或阶梯部分的不稳定形成部分地归因于这些部分被形成为倾向第一正电极活性材料2A或第二正电极活性材料2B的趋势。将使用图5A和5B中所示的参考示例对此进行描述。
图5A是示出晶圆涂覆器(其是一种用于涂覆电极的装置)的涂覆部分的示意图。晶圆涂覆器将浆体200应用到晶圆头500和后卷400之间的集电器。包含活性材料的浆体200从晶圆头500的释放端口501向运送在后卷400的外围表面上的集电器释放。集电器上的浆体200的厚度是通过调整例如集电器和释放端口501之间的空间、释放量和/或根据浆体200的粘度的应用速度来控制的。在图5A和5B中所示的示例中，包含正电极活性材料2的浆体200被间歇地应用到正电极集电器3。应该理解的是，可连续地将浆体200应用到正电极集电器3。
图5B示出了一种状态，其中，在将第一正电极活性材料层2A应用到正电极集电器3的一个表面之后以及在对第一正电极活性材料层2A进行干燥之后，将第二正电极活性材料2B应用于正电极集电器3的另一表面。间歇地形成第一正电极活性材料2A和第二正电极活性材料2B中的每一个，并且在每个涂覆部分的每个相对端(应用开始端和应用终止端)处形成倾斜部分和薄层部分。当从晶圆头500的释放端口501释放浆体200以在与已经形成了第一正电极活性材料层2A的表面相对侧的正电极集电器3的表面上形成第二正电极活性材料层2B时，在每个第一正电极活性材料2A的倾斜部分和薄层部分与后卷400之间产生间隙。浆体200被加压到晶圆头500中，并且在释放浆体200时，正电极集电器3被推向消除了间隙h的方向，也就是说，推向后卷400侧，由此释放端口501和正电极集电器3之间的空间增加。如上所述，发现如果在一个表面上形成包括倾斜部分和薄层部分的活性材料然后在另一表面上形成活性材料，则释放端口501和集电器之间的空间并不稳定，并且逐渐形成的活性材料区域具有不稳定的厚度和倾斜。
因此，在本发明中，如图6所示，在不包括薄层部分的平坦第二正电极活性材料层2B之后，在正电极集电器3上形成倾斜部分和阶梯部分；在与已经形成了正电极活性材料2B的表面相对的表面上形成包括薄层部分2A3和倾斜部分2A2的第一正电极活性材料层2A。然后，将逐渐应用第一正电极活性材料层2A的正电极集电器3的部分是平坦第二正电极活性材料层2B与后卷400紧密接触(其间不具有任何间隙)的部分的对侧上的部分。由于在第二正电极活性材料2B和后卷400之间没有产生任何间隙，所以当在正电极集电器3上形成了第一正电极活性材料2A时，释放端口501和正电极集电器3之间的空间是极为稳定的，使得能够以非常高的精度形成倾斜部分2A2和薄层部分2A3。因此，可使得第一正电极活性材料2A的平坦部分2A1和薄层部分2A3之间的厚度差在良好的精度下不小于绝缘材料40的厚度的两倍。即使正电极活性材料2的厚度小到使得不能形成厚度减小不小于绝缘材料的厚度的两倍的薄层部分，并且使得由绝缘材料40引起的厚度增加不能完全被第一正电极活性材料层2A单独吸收，也能够以高精度控制第一正电极活性材料2A的厚度，使得能够通过将任一或两个负电极活性材料的厚度减小到面对绝缘材料的相应位置处所需的最小值来防止或减小电极组的厚度的部分增加。
如上所述，在集电器的一个表面上提供的活性材料中设置薄层部分、倾斜部分和/或阶梯部分有效地防止或减小在提供了绝缘材料的位置处厚度的部分增加，此外，在集电器的另一表面上提供的活性材料中不设置薄层部分、倾斜部分或阶梯部分使得能够提高产能。
[电极制造方法]
首先，如上所述，图6所示的步骤中，正电极活性材料2被间歇地应用到用于制造多个正电极(正电极板)1的长带形正电极集电器3的相对表面中的每一个。在图7中，示出了正电极集电器3的第一正电极活性材料层2A侧上的表面，所述正电极集电器3的相对表面的每一个上都应用了正电极活性材料2。虽然图7中没有清楚地示出，但每个第一正电极活性材料层2A在边界部分4(其充当正电极接片)的附近包括倾斜部分2A2和薄层部分2A3。从而，如图8所示，形成绝缘材料40，以覆盖边界部分4。如图2和3所示，绝缘材料40的一个端部40a位于薄层部分2A3上，绝缘材料40的另一端部40b位于未涂覆部分上。如果绝缘材料40的厚度过小，则不能确保足够的绝缘属性，从而厚度优选地不小于10μm。同样，如果绝缘材料的厚度过大，则本发明所提供的防止或减小电极组的厚度增加的效果不能被充分地实现，从而绝缘材料40的厚度优选地小于正电极活性材料2的平坦部分的厚度。绝缘材料40的厚度优选地不大于正电极活性材料2的平坦部分的厚度的90％，并且更优选地不大于平坦部分2b的厚度的60％。虽然在涂覆部分和相关未涂覆部分之间的边界部分4处的每个涂覆部分(正电极活性材料2)的端部可与相关正电极集电器基本垂直地升高，但是所述端部可如图19所示稍微倾斜。同样，在每个负电极6中，每个涂覆部分(负电极活性材料7)的端部可略微倾斜或可与相关负电极集电器8基本垂直地升高。
随后，为了获得用于单独堆叠型电池的正电极1，沿通过图9A中的虚线指示的切割线90切割正电极集电器3，以获得期望尺寸的正电极1，图9B中示出了其中之一。切割线90是虚拟的线，从而并没有实际形成。
与此同时，通过与图6所示的步骤相似的方法，负电极活性材料7被间歇地应用到大负电极集电器8的相对表面中的每一个，所述大负电极集电器8用于制造多个负电极(负电极板)6。在图10中，示出了负电极集电器8，其中在相对表面的每一个上都应用了负电极活性材料7。如果每个第一正电极活性材料层2A的平坦部分2A1和薄层部分2A3之间的厚度差不小于如图2和3所示的每个绝缘材料40的厚度的两倍，则负电极活性材料7可只包括平坦部分，其中不存在倾斜部分、薄层部分或阶梯部分。
随后，为了获得用于单独堆叠型电池的负电极6，通过沿通过图11A中的虚线指示的切割线91切割负电极集电器8来划分负电极集电器8，以获得期望尺寸的负电极6，图11B中示出了其中之一。切割线91是虚拟的线，从而并没有实际形成。
如上所述形成的图9B中所示的正电极1和图11B中所示的负电极6借助隔板20交替堆叠，并且正电极端子11和负电极端子16连接到堆叠电极，由此形成了图3中所示的电极组。将电极组与电解质一起容纳并封装在包括柔性膜30的外部容器中，由此形成了图1A和1B中所示的第二电池100。在按照上文所述形成的根据本发明的第二电池100中，每个绝缘材料40的一个端部40a位于相关第一正电极活性材料层2A的薄层部分2A3上。
根据二次电池100，由被形成为覆盖相关正电极1的涂覆部分和未涂覆部分之间的边界部分4的每个绝缘材料40引起的厚度增加量被由相关第一正电极活性材料层2A的薄层部分2A3和倾斜部分2A2提供的厚度减小吸收(抵消)，防止或减小电极组的厚度的部分增加，因此，电极组可被均匀紧固，并保持在位置上，由此，防止或降低产品质量(比如，电特性的易变性和电池循环下降)变差。
在图11B所示的示例中，每个负电极6的相对表面中的每一个处的涂覆部分被切割，并终止于面对相关正电极1的未涂覆部分(正电极接片)的位置处，并且如图3所示，在面对每个正电极1的未涂覆部分的位置处，负电极活性材料7存在于负电极集电器8的前后表面上，而没有设置任何未涂覆部分。但是，还可采用如下方式配置每个负电极6：未涂覆部分存在于负电极6中面对正电极1的未涂覆部分的位置处。如图11B所示，在每个负电极6的不面对相关正电极1的未涂覆部分的端部处，设置了充当负电极接片的未涂覆部分。如果在每个负电极6的涂覆部分和未涂覆部分之间的边界部分上提供了绝缘材料(未示出)，则如借助每个正电极1来抵消由绝缘材料40引起的厚度增加的情况中，可在每个负电极活性材料中或在每个正电极活性材料中设置具有小厚度的薄层部分、倾斜部分和/或阶梯部分，并且可在面对薄层部分、倾斜部分和/或阶梯部分的位置处布置绝缘材料。
如图12所示，可在每个负电极6中的负电极活性材料7的至少一个中设置倾斜部分7a，以进一步减少由于正电极1上提供的绝缘材料40导致的电池形变的可能性。优选地通过以下方式形成其中一个端部40a位于相关第一正电极活性材料层2A的薄层部分2A3上的每个绝缘材料40：两个绝缘材料40的总厚度不大于每个第一正电极活性材料层2A的平坦部分2A1和薄层部分2A3之间的厚度差。但是，制造变化可能阻碍每个第一正电极活性材料层2A的平坦部分2A1和薄层部分2A3之间的厚度差变成期望尺寸。即使出现了这种制造变化，每个负电极活性材料7的倾斜部分7a的存在使得由正电极1的制造变化引起的厚度增加能够被吸收(抵消)。在图12中，作为示例，示出了在相关隔板20上将每个负电极活性材料7的倾斜部分7a放置为面对相关第一正电极活性材料层2A上的绝缘材料40的配置，所述相关第一正电极活性材料层2A包括倾斜部分2A1和薄层部分2A3。但是，倾斜部分7a可被布置为在相关隔板20上面对相关第二正电极活性材料层2B上的绝缘材料40，所述相关第二正电极活性材料层2B既不具有倾斜部分也不具有薄层部分。
除非另有指明，本发明中的各个组件的厚度、距离等中的每一个指的是在三个或更多个任意位置处测量的值的平均值。
示例
(示例1)
根据参照图6到12描述的制造方法，制造了锂离子二次电池。
首先，LiMn2O4和LiNi0.8Co0.1Al0.1O2的混合活性材料用作正电极活性材料，碳黑用作导电剂，PVdF用作接合剂，制备了浆体200，其中将包括这些材料的混合剂分散在有机溶剂中。该浆体200被间歇地应用到厚度为20μm并且主要由铝制成的正电极集电器3，然后被干燥，由此形成厚度为80μm的第二正电极活性材料层2B。作为间歇应用正电极活性材料2的结果，涂覆有正电极活性材料2的涂覆部分和没有涂覆正电极活性材料2的未涂覆部分沿正电极集电器2的纵向交替呈现。接下来，如图6和7所示，将正电极活性材料2间歇地应用到正电极集电器3的表面上，应用在与形成了第二正电极活性材料层2B的一侧相对的一侧上的正电极集电器3的表面上，然后干燥，由此形成第一正电极活性材料层2A。每个第一正电极活性材料层2A被配置为包括厚度为80μm的平坦部分2A1、厚度为20μm的薄层部分2A3、在平坦部分2A1和薄层部分2A3之间厚度连续减小的倾斜部分2A2。
将描述向集电器应用活性材料的方法。作为应用活性材料的装置，可以使用利用各种涂覆方法的任何设备，所述涂覆方法包括转变方法或蒸汽沉积方法，比如刮刀、晶圆涂覆器和凹版涂覆器。在本发明中，为了控制所应用的活性材料的端部的位置，优选地使用晶圆涂覆器，比如图6所示。使用晶圆涂覆器涂覆活性材料的方法被一般地分为两类方法：连续应用方法和间歇涂覆方法，在连续应用方法中，在长集电器的纵向连续形成活性材料，在间歇涂覆方法中，沿集电器的纵向交替地形成涂覆有活性材料的涂覆部分和没有涂覆活性材料的未涂覆部分。
图13是示出了间歇应用活性材料的晶圆涂覆器的配置的示例。如图13所示，执行间歇涂覆的晶圆涂覆器的浆体流动通路包括晶圆头500、连接到晶圆头500的涂覆阀502、泵503和存储浆体200的箱504。同样，在箱504和涂覆阀502之间设置有返回阀505。在该配置中，至少对于涂覆阀502，优选地使用流量自动调节阀。流量自动调节阀能够以高精度改变阀的开/关状态，即使应用了浆体时也是如此。因此，举例来讲，通过涂覆阀502(其包括流量自动调节阀)结合返回阀505的操作来控制浆体200的流动路径，使得每个活性材料的涂覆部分(平坦部分2A1、倾斜部分2A2或阶梯部分和薄层部分2A3)、未涂覆部分和其间的边界部分能够被形成为各自期望的形状。
同样，可通过使用图14A和14B中所示意性地示出的晶圆涂覆器连续应用来形成活性材料。在晶圆涂覆器的晶圆头500的释放端口501的相对端部中的每一个处，提供了包括锥形部分或阶梯部分501a的垫片501b，垫片501b的厚度向释放端口501的中央部分减小。垫片501b使得能够通过以下方式形成活性材料：在每个涂覆部分的端部处形成阶梯部分或倾斜部分和薄层部分。
在如上所述将正电极活性材料2涂敷在正电极集电器3上之后，如图8所示，厚度为30μm的聚丙烯绝缘带(绝缘材料)40可贴附到每个正电极1的涂覆部分和未涂覆部分之间的边界部分4。这里，被设置为覆盖每个正电极活性材料2的一个表面上的边界部分4的绝缘带40被形成为，使得端部40a位于相关第一正电极活性材料层2A的薄层部分2A3上。被设置为覆盖每个正电极活性材料2的另一表面上的边界部分4的绝缘带40被布置为，使得端部40a在正电极集电器3上面对相关第一正电极活性材料层2A的薄层部分2A3上。从而，如图9A和9B所示，沿切割线90切割正电极集电器3，以获得单独正电极1。
<负电极>
具有涂覆了无定形材料的表面的石墨用作负电极活性材料7，PVdF用作接合剂，并且制备浆体，其中将这些材料的混合剂分散在有机溶剂中。如图10所示，浆体被间歇地应用到厚度为15μm的铜箔上，所示铜箔是负电极集电器8，然后，将其干燥，以构造包括涂覆了负电极活性材料7的涂覆部分和没有涂覆负电极活性材料7的未涂覆部分的负电极卷(像与正电极1一样)。每个负电极活性材料7只包括厚度为55μm的平坦部分。用于应用负电极活性材料7的特定方法与前述用于应用正电极活性材料2的方法相似，并且可如图13中所示使用晶圆涂覆器间歇地应用活性材料，或者可如图14A和14B所示使用晶圆涂覆器连续地应用活性材料。从而，如图11A和11B所示，沿每个切割线91切割负电极集电器8，以获得单独负电极6。每个负电极6在不面对正电极接片的位置处包括负电极接片，所示负电极接片是没有涂覆负电极活性材料7的未涂覆部分，并且在面对正电极接片并且在其两个表面上都具有负电极活性材料7的部分处切割负电极集电器8。在每个负电极6的所述涂覆部分和所述未涂覆部分之间的边界部分处没有设置绝缘材料。
<制造堆叠型电池>
所获得的正电极1和负电极6借助厚度为25μm的隔板20交替堆叠，每个隔板20由聚丙烯制成，并且负电极端子16和正电极端子11贴附到所述电极组，然后将所述电极组容纳在包括柔性膜30的外部容器中，由此获得厚度为8mm的堆叠型二次电池。
(示例2)
通过使用包括LiMn2O4(活性材料2)、碳黑(导电剂)、PVdF(接合剂)的混合剂，正电极活性材料2形成在正电极集电器3的相对表面中的每一个上。根据本示例的每个第一正电极活性材料层2A包括厚度为35μm的平坦部分2A1、厚度为5μm的薄层部分2A3、在平坦部分2A1和薄层部分2A3之间厚度连续减小的倾斜部分2A2。每个第二正电极活性材料层2B只包括厚度为35μm的平坦部分。接下来，与在示例1中一样，贴附厚度为30μm的聚丙烯绝缘带(绝缘材料)40，然后切割正电极集电器3，以获得单独正电极1。
同样，使用几乎不含可石墨化的碳作为负电极活性材料7，在负电极集电器8的相对表面的每一个上形成负电极活性材料7。根据本示例的负电极活性材料7(与第一正电极活性材料2A一样)被配置为使得均包括厚度为35μm的平坦部分、厚度为5μm的薄层部分、从平坦部分到薄层部分厚度连续减小的倾斜部分。然后，将每个负电极6的倾斜部分和薄层部分布置为借助相关隔板面对相关第一正电极活性材料2A的倾斜部分2A2和薄层部分2A3。其与条件与示例1中类似，并且获得厚度为3mm的堆叠型二次电池。
(对比示例)
正电极集电器3的相对表面中的每一个上的正电极活性材料被形成为具有均匀厚度的层，所述层不具有薄层部分或倾斜部分或阶梯部分，并且所述正电极活性材料被配置为只包括平坦部分，而不具有倾斜部分。其与条件与示例1中类似，并且获得堆叠型二次电池。所述堆叠型电池的厚度在中心部分处大约8mm，在端部附近大约9mm。
<评估>
为了评估通过上述方式得到的堆叠型电池的放电能力和循环特性，针对每个示例和对比示例分别评估了10个堆叠型电池。发现根据示例1和2的堆叠型电池提供非常稳定的放电能力和循环特性，并且根据对比示例的电池的放电能力和循环特性与根据示例1和2的电池相比则不稳定。稳定的电池特性可被认为源于防止或减小堆叠型电池的一部分的厚度增加，在所述堆叠型电池中，绝缘材料40被放置为增加以便大于其余部分的厚度，从而使得堆叠型电池在对其施加了均匀压强时能够被保持在适当位置处。
在上述每个示例中，通过间歇应用来形成正电极活性材料2和负电极活性材料7；但是，如图15到17B所示，还可通过连续应用以便形成在多个电极形成部分上没有任何间隔的活性材料层来形成正电极活性材料2和负电极活性材料7。在借助连续应用形成活性材料的地方(在沿图17A中的每个切割线90切割电极之前)，可如图18中所示，将其保持为电极卷的形式，并且在这种情况中，可以防止布置了绝缘材料40的部分发生极度形变，由此加强电极的产品质量。
本发明对于为锂离子二次电池制造电极和使用这种电极制造锂离子二次电池来讲是有用的，并且还有效地用于与锂离子电池不同的二次电池。
本申请要求于2013年8月9日提交的日本专利申请No.2013-166462的优先权，其全部公开通过引用的方式并入本文中。
附图标记
1 正电极
2 正电极活性材料
2A 第一正电极活性材料层
2A1 平坦部分
2A2 倾斜部分
2A1 薄层部分(小厚度部分)
2B 第二正电极活性材料层
3 正电极集电器
4 边界部分
6 负电极
7 负电极活性材料
8 负电极集电器
20 隔板
40 绝缘材料
100 二次电池

Claims (9)

1.一种二次电池，包括电池电极组件，所述电池电极组件包括借助隔板交替堆叠的正电极和负电极，其中：
所述正电极和所述负电极均包括集电器和涂覆到所述集电器的活性材料；
位于所述正电极的所述集电器的一个表面上的活性材料实质上由大厚度部分和位于关于所述大厚度部分的端部侧的小厚度部分组成，所述小厚度部分的厚度小于所述大厚度部分的厚度；
位于所述正电极的所述集电器的另一表面上的所述活性材料的一部分实质上由平坦部分组成，所述一部分隔着所述集电器与位于所述一个表面上的所述活性材料的所述小厚度部分面对；以及
其中绝缘材料设置成使得：所述绝缘材料覆盖所述正电极中已经涂覆了所述活性材料的涂覆部分和没有涂覆所述活性材料的未涂覆部分之间的边界部分；以及所述绝缘材料的一个端部位于所述活性材料的所述小厚度部分上，所述活性材料位于所述正电极的所述集电器的所述一个表面上；
其中位于所述正电极的所述集电器的所述另一表面上的所述活性材料仅包括所述平坦部分。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中位于所述正电极的所述集电器的所述一个表面上的所述活性材料的所述大厚度部分和所述小厚度部分之间的厚度差等于或大于所述绝缘材料的厚度。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述绝缘材料设置在所述正电极的所述集电器的相对表面中的每一个表面上，以及位于所述正电极的所述集电器的所述一个表面上的所述活性材料的所述大厚度部分和所述小厚度部分之间的所述厚度差不小于所述绝缘材料的厚度的两倍。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述绝缘材料的厚度、所述正电极的所述集电器的所述一个表面上的所述活性材料的布置有所述绝缘材料的一部分的厚度、以及所述负电极的所述活性材料的隔着所述隔板与所述绝缘材料面对的一部分的厚度的总和等于或小于所述正电极的所述活性材料的所述大厚度部分的所述厚度和所述负电极的所述活性材料的隔着所述隔板与所述正电极的所述活性材料的所述大厚度部分面对的部分的厚度的总和。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中位于所述正电极的所述集电器的所述一个表面上的所述活性材料的所述小厚度部分包括以下各项中的至少一个：薄层部分、厚度连续减小的倾斜部分和厚度间歇减小的阶梯部分。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中：
位于所述负电极的所述集电器的一个表面上的活性材料实质上由大厚度部分和小厚度部分组成，所述小厚度部分的厚度小于所述大厚度部分的厚度；以及
位于所述负电极的所述集电器的另一表面上的所述活性材料的一部分实质上由平坦部分组成，所述部分隔着所述集电器与位于所述一个表面上的所述活性材料的所述小厚度部分面对。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中位于所述负电极的所述集电器的所述一个表面上的所述活性材料的所述小厚度部分隔着所述隔板与位于所述正电极的所述活性材料上的绝缘材料面对。
8.一种二次电池制造方法，包括以下步骤：通过向正电极集电器的相对表面中的每一个表面涂覆正电极活性材料来形成正电极；通过向负电极集电器的相对表面中的每一个表面涂覆负电极活性材料来形成负电极；以及借助隔板交替堆叠所述正电极和所述负电极，
其中形成正电极的所述步骤包括：向所述正电极集电器的表面涂覆正电极活性材料层，以形成实质上只由平坦部分组成的正电极活性材料层，以及然后向与形成有实质上只由所述平坦部分组成的所述正电极的活性材料的所述表面相反的一侧的表面涂覆正电极活性材料层，以形成实质上由大厚度部分和厚度小于所述大厚度部分的厚度的小厚度部分组成的正电极活性材料层；
其中位于所述正电极的所述集电器的所述表面上的所述活性材料仅包括所述平坦部分。
9.根据权利要求8所述的二次电池制造方法，还包括以下步骤：将绝缘材料布置为覆盖所述正电极中已经涂覆了所述正电极活性材料的涂覆部分和没有涂覆所述正电极活性材料的未涂覆部分之间的边界部分。
CN201380078839.0A 2013-08-09 2013-12-10 二次电池及其制造方法 Active CN105453329B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-166462 2013-08-09
JP2013166462 2013-08-09
PCT/JP2013/083138 WO2015019514A1 (ja) 2013-08-09 2013-12-10 二次電池およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105453329A CN105453329A (zh) 2016-03-30
CN105453329B true CN105453329B (zh) 2019-05-28

Family

ID=52460879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380078839.0A Active CN105453329B (zh) 2013-08-09 2013-12-10 二次电池及其制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (3) US10305088B2 (zh)
EP (1) EP3032632B1 (zh)
JP (1) JP6418650B2 (zh)
CN (1) CN105453329B (zh)
WO (1) WO2015019514A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6609564B2 (ja) * 2014-10-21 2019-11-20 株式会社エンビジョンＡｅｓｃエナジーデバイス 二次電池用電極の製造方法および製造装置
JP6621765B2 (ja) 2015-01-30 2019-12-18 株式会社エンビジョンＡｅｓｃエナジーデバイス 二次電池
JP6705126B2 (ja) * 2015-06-04 2020-06-03 株式会社Ｇｓユアサ 電極板の製造方法
JP6628505B2 (ja) * 2015-06-17 2020-01-08 株式会社エンビジョンＡｅｓｃエナジーデバイス 二次電池用の電極の製造方法および製造装置と二次電池の製造方法
JP6812971B2 (ja) * 2015-07-22 2021-01-13 株式会社豊田自動織機 リチウムイオン二次電池の電極組立体の製造方法
JP6834139B2 (ja) * 2016-02-10 2021-02-24 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP6938844B2 (ja) * 2016-02-10 2021-09-22 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP6729690B2 (ja) 2016-05-31 2020-07-22 株式会社村田製作所 二次電池の製造方法
KR102162773B1 (ko) * 2016-10-07 2020-10-07 주식회사 엘지화학 프리-슬리팅 공정을 포함하는 이차전지용 전극의 제조 방법
WO2019230930A1 (ja) * 2018-06-01 2019-12-05 積水化学工業株式会社 積層型電池および積層型電池の製造方法
CN113439350B (zh) * 2019-02-20 2024-04-30 三洋电机株式会社 电极板及其制造方法、二次电池及其制造方法
KR20210078957A (ko) * 2019-12-19 2021-06-29 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지용 전극 및 이의 제조 방법
CN115380397A (zh) * 2020-03-30 2022-11-22 宁德新能源科技有限公司 电池组件、应用所述电池组件的电池及电子装置
CN113745627A (zh) * 2020-05-27 2021-12-03 松山湖材料实验室 柔性电池及其折叠电芯和制作方法
KR20210152252A (ko) * 2020-06-08 2021-12-15 주식회사 엘지에너지솔루션 폴딩부를 포함하는 전극 제조방법 및 폴딩부를 포함하는 전극 시트
US20220293899A1 (en) * 2021-03-11 2022-09-15 Apple Inc. Zero transition electrode coating
JP2024506877A (ja) * 2021-12-06 2024-02-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電極組立体、その製造方法、およびこれを含むリチウム二次電池
CN114566609A (zh) * 2022-02-16 2022-05-31 江苏海基新能源股份有限公司 一种多变间距的正极片结构、圆柱型电池及其生产工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004303622A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Sanyo Electric Co Ltd 非水系電解質二次電池及びその製造方法
CN101212039A (zh) * 2006-12-27 2008-07-02 比亚迪股份有限公司 电池极片及其制备方法和设备以及电极片芯和二次电池
CN201117712Y (zh) * 2007-11-21 2008-09-17 天津和平安耐高能电池科技有限公司 大容量、高功率、耐低温方形锂-二氧化锰电池正极板
CN101546844A (zh) * 2008-03-26 2009-09-30 Tdk株式会社 电化学装置
CN101730952A (zh) * 2007-07-09 2010-06-09 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池用电极板及使用了其的非水电解质二次电池
CN102468475A (zh) * 2010-11-05 2012-05-23 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件用电极、使用它的蓄电元件及蓄电元件用电极的制造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07249403A (ja) 1994-03-11 1995-09-26 Yuasa Corp 積層型電池およびその製造方法
JPH09180704A (ja) * 1995-12-27 1997-07-11 Toray Ind Inc 電池、及びその製造方法
JPH1092418A (ja) 1996-09-19 1998-04-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池電極板製造装置、製造方法及び電池電極板
JP2003068279A (ja) * 2001-08-28 2003-03-07 Nec Mobile Energy Kk 電池電極およびその製造方法
JP4031635B2 (ja) * 2001-11-08 2008-01-09 Ｔｄｋ株式会社 電気化学デバイス
KR100449757B1 (ko) 2001-11-23 2004-09-22 삼성에스디아이 주식회사 전지부와 이를 채용한 이차전지
US20060008702A1 (en) 2004-06-23 2006-01-12 Sang-Eun Cheon Secondary battery
JP4347759B2 (ja) 2004-07-07 2009-10-21 Ｔｄｋ株式会社 電極の製造方法
JP2006147392A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池
WO2007030897A1 (en) * 2005-09-17 2007-03-22 Telezygology Inc. Location sensitive documents
JP5858325B2 (ja) * 2010-09-03 2016-02-10 株式会社Ｇｓユアサ 電池
JP5844052B2 (ja) 2011-02-04 2016-01-13 三洋電機株式会社 積層式電池およびその製造方法
JP5735096B2 (ja) 2011-03-14 2015-06-17 日立マクセル株式会社 非水二次電池用電極の製造方法、および非水二次電池の製造方法
JP6010302B2 (ja) 2012-01-20 2016-10-19 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 非水電解質二次電池の製造方法
JP6249493B2 (ja) 2013-03-07 2017-12-20 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 非水電解液二次電池
WO2014203424A1 (ja) 2013-06-21 2014-12-24 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 二次電池と電極の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004303622A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Sanyo Electric Co Ltd 非水系電解質二次電池及びその製造方法
CN101212039A (zh) * 2006-12-27 2008-07-02 比亚迪股份有限公司 电池极片及其制备方法和设备以及电极片芯和二次电池
CN101730952A (zh) * 2007-07-09 2010-06-09 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池用电极板及使用了其的非水电解质二次电池
CN201117712Y (zh) * 2007-11-21 2008-09-17 天津和平安耐高能电池科技有限公司 大容量、高功率、耐低温方形锂-二氧化锰电池正极板
CN101546844A (zh) * 2008-03-26 2009-09-30 Tdk株式会社 电化学装置
CN102468475A (zh) * 2010-11-05 2012-05-23 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件用电极、使用它的蓄电元件及蓄电元件用电极的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190237746A1 (en) 2019-08-01
JPWO2015019514A1 (ja) 2017-03-02
WO2015019514A1 (ja) 2015-02-12
US20160164070A1 (en) 2016-06-09
JP6418650B2 (ja) 2018-11-07
EP3032632A1 (en) 2016-06-15
US10305088B2 (en) 2019-05-28
EP3032632A4 (en) 2017-03-15
US20190237745A1 (en) 2019-08-01
EP3032632B1 (en) 2020-04-08
CN105453329A (zh) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105453329B (zh) 二次电池及其制造方法
CN105474454B (zh) 二次电池
JP4367311B2 (ja) 電池
KR101128632B1 (ko) 리튬 2차 전지
US10217988B2 (en) Secondary battery
JP7012647B2 (ja) リチウムイオン二次電池およびその製造方法
CN105283999B (zh) 二次电池和电极制造方法
JP5935405B2 (ja) 積層構造電池
EP2579363A1 (en) Negative electrode for secondary battery, and process for production thereof
EP1041658A1 (en) Method for producing nonaqueous gel electrolyte cell
JP6734059B2 (ja) 非水電解質二次電池
TW200421652A (en) Electrode material for lithium secondary battery, electrode structure comprising the electrode material and secondary battery comprising the electrode structure
JP2013191391A (ja) 二次電池
JP5259662B2 (ja) 電極組立体及びこれを含む二次電池
JP4988169B2 (ja) リチウム二次電池
US20220399533A1 (en) Negative Electrode for Lithium Secondary Batteries Including Current Collector Coated with Primer and Method of Manufacturing the Same
JPWO2017047353A1 (ja) 非水電解質二次電池
WO2022163539A1 (ja) 二次電池の充電方法および充電システム
CN112864546A (zh) 非水电解质二次电池
JP7536382B2 (ja) 電極および電極組立体
JP7197536B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JP6209844B2 (ja) 非水電池用電極およびその製造方法
JP2020123538A (ja) 全固体電池
KR20240001928A (ko) 리튬 이차 전지
WO2013031213A1 (ja) 非水系二次電池用電極板およびこれを用いた非水系二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Kanagawa County, Japan

Patentee after: Vision AESC Energy Components Co., Ltd.

Address before: Kanagawa County, Japan

Patentee before: NEC Energy Components Co., Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder