CN105742690A - 锂离子二次电池 - Google Patents
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Abstract
本发明实施方式的锂离子二次电池具备：设置在正极集电体的主面且包含嵌入或脱嵌锂离子的正极活性物质的正极混合物层；设置在负极集电体的主面且包含嵌入或脱嵌锂离子的负极活性物质的负极混合物层；设置在正极混合物层和负极混合物层之间的电解质层；以及覆盖从正极集电体的主面中的未设置正极混合物层的部分至包含于正极混合物层的递减部的表面的一部分的区域的绝缘体。所述递减部具有随着靠近正极混合物层的终端而递减的厚度，其表面具有在该表面以至少2个切点相切的切线，且切线上的所有相邻的2个切点之间具有凹部；所述绝缘体的端位于切线上的切点中的沿着切线距离正极混合物层的终端最近的切点和距离正极混合物层的终端最远的切点之间。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子二次电池。
背景技术
为了防止锂离子二次电池的正极和负极的短路，已知有在正极和/或负极的一部分设置绝缘性的胶带(以下称“绝缘胶带”)的技术。例如，日本专利公开公报特开2006-147392号公开了具有如下结构的锂离子二次电池：使用绝缘胶带，覆盖包含于正极的正极集电体的主面的一部分和包含于正极的正极混合物层的端部的表面的一部分。
发明内容
本发明的实施方式的锂离子二次电池具备：设置在正极集电体的主面且包含嵌入或脱嵌锂离子的正极活性物质的正极混合物层；设置在负极集电体的主面且包含嵌入或脱嵌锂离子的负极活性物质的负极混合物层；设置在正极混合物层和负极混合物层之间的电解质层；以及覆盖从正极集电体的主面中的未设置正极混合物层的部分至包含于正极混合物层的递减部的表面的一部分的区域的绝缘体。所述递减部具有随着靠近正极混合物层的终端而递减的厚度，所述递减部的表面具有在该表面以至少2个切点相切的切线，且切线上的所有相邻的2个切点之间具有凹部；所述绝缘体的端位于切线上的切点中的沿着切线距离正极混合物层的终端最近的切点和距离正极混合物层的终端最远的切点之间。
附图说明
图1是表示本实施方式的锂离子二次电池的一个实例的立体略图。
图2是沿着图1的锂离子二次电池的I-I线的概略剖面图。
图3是图2的以II线包围的部分的放大图。
图4是比较例的正极活性物质层的端部的放大图。
图5是本实施方式的变形例1中的、图2的以II线包围的部分的放大图。
图6是本实施方式的变形例2中图2的以II线包围的部分的放大图。
图7是本实施方式的变形例3中图2的以II线包围的部分的放大图。
图8是本实施方式的变形例4中图2的以II线包围的部分的放大图。
具体实施方式
当具有日本专利公开公报特开2006-147392号公开的结构的锂离子二次电池在最初充电时，当锂离子从正极混合物层被释放时，包含于覆盖表面的下方的区域的锂离子与包含于非覆盖表面的下方的区域的锂离子合流。此处，所谓覆盖表面是指：下述的正极混合物层的递减部的表面中，由绝缘胶带所覆盖的部分。另外，所谓非覆盖表面是指：递减部的表面中，未被绝缘胶带所覆盖的部分。此处，所谓递减部是指：具有随着靠近正极混合物层的终端而逐渐减小的厚度的该层的终端部。
因此，在非覆盖表面的下方的区域中，锂离子流集中。其结果，不仅是包含于非覆盖表面的下方的区域中的锂离子从非覆盖表面发生脱嵌，而且包含于覆盖表面的下方的区域中的锂离子也从非覆盖表面发生脱嵌。
然而，在如日本专利公开公报特开2006-147392号公开的以往的结构中，与正极混合物层相对的负极混合物层没有被设计成包含于非覆盖表面的下方的区域中的所有锂离子以及包含于覆盖表面的下方的区域中的所有锂离子都能够嵌入的样式。所以，会存在无法被负极混合物层嵌入的锂离子作为金属锂或锂化合物(以下统称为“锂化合物”)在负极表面析出的情况。在负极表面析出的锂化合物成为降低电池性能的主要原因。
本发明的目的在于解决上述技术问题，也就是说，防止由锂化合物的析出引起的锂离子二次电池的电池性能的降低。
本发明的一种实施方式的锂离子二次电池具备：设置在正极集电体的主面且包含嵌入或脱嵌锂离子的正极活性物质的正极混合物层；设置在负极集电体的主面且包含嵌入或脱嵌锂离子的负极活性物质的负极混合物层；设置在上述正极混合物层和上述负极混合物层之间的电解质层；以及覆盖从上述正极集电体的主面中的未设置上述正极混合物层的部分至包含于上述正极混合物层的递减部的表面的一部分的区域的绝缘体。上述递减部具有随着靠近上述正极混合物层的终端而递减的厚度，上述递减部的表面具有在该表面以至少2个切点相切的切线，且在上述切线上的所有相邻的2个切点之间具有凹部；上述绝缘体的端位于上述切点中的沿着上述切线距离上述正极混合物层的终端最近的切点与距离上述正极混合物层的终端最远的切点之间。
对于本发明的实施方式的锂离子二次电池，上述切点的数目可以是2或3。
本发明的实施方式的锂离子二次电池中，上述正极混合物层、上述电解质层和上述负极混合物层层叠在一起，在包含该层叠方向的上述递减部的截面上，上述凹部的形状可以由2条相连的直线或者1条圆弧表示。
本发明的实施方式可以防止由锂化合物的析出引起的锂离子二次电池的电池性能的降低。
实施例
以下对本发明的锂离子二次电池详细地进行说明。
(1)锂离子二次电池
图1是表示本发明的一个实施方式的锂离子二次电池的一个实例的立体略图。图2是表示沿着图1所示的锂离子二次电池的I-I线的概略剖面图。本实施方式为具有层合膜的外包装材料的锂离子二次电池。
如图1和图2所示，本实施方式的锂离子二次电池1的结构中，实际上在其内部进行充放电反应的大致长方形的发电元件10被封装在电池的外包装材料层合膜22的内部。更详细地讲，该锂离子二次电池的结构中，作为电池外包装材料，使用包含高分子层和金属层的复合型层合膜。然后，将收纳在外包装材料内的发电元件10的周边部的外包装材料全部使用热熔接进行接合，使发电元件10被密封在外包装材料内。
发电元件10以具有层叠的负极11、电解质层13和正极12的形式构成。负极11具有配置在负极集电体111的两个主面(位于发电元件的最下层和最上层的负极集电体的单面)的负极混合物层110。正极12具有配置在正极集电体121的两个主面的正极混合物层120。具体地讲，按照顺序层叠负极11、电解质层13和正极12，使1个负极混合物层110以及与之相邻的正极混合物层120隔着电解质层13相对。
如上所述，相邻的负极11、电解质层13和正极12构成1个单电池层。所以，也可以说，本实施方式的锂离子二次电池1具有将多个单电池层层叠的电学并联形式的结构。设置负极作为发电元件10的两个最外层。
分别在负极集电体111和正极集电体121上，安装与各电极(负极11和正极12)导通的负极极耳18和正极极耳19。负极极耳18和正极极耳19以夹在层合膜22端部的形式向层合膜22的外部导出。根据需要，也可以使用超声波焊接或电阻焊接等，将负极极耳18和正极极耳19通过负极端子引线20和正极端子引线21安装在各电极的负极集电体111和正极集电体121上(图2表示该实施方式)。但是，也可以是负极集电体111的延长部分作为负极极耳18从层合膜22导出。同样地，也可以是正极集电体121的延长部分作为正极极耳19从电池外包装材料导出。
以下，对构成本实施方式的锂离子二次电池的部件简单地进行说明。但是，这些部件不仅仅限于在下述实施方式中使用的部件。同样可以采用以往公知的实施方式的相关部件。
(1-1)正极或负极
(1-1-1)集电体
集电体由导电性材料构成。具有在其两面配置的活性物质层的集电体构成电池的电极。
对构成集电体的材料不进行特别限制。例如，可以使用包含金属的集电体。作为这样的金属，具体来说，可以列举：铝、镍、铁、不锈钢、钛和铜等。除此之外，可以使用镍和铝的覆层材料、铜和铝的覆层材料或组合了这些金属的电镀材料等。而且，可以使用具有由铝覆盖的表面的金属箔。其中，从电子电导性和电池工作电位的观点来看，可以采用铝、不锈钢和铜。
根据电池的使用用途决定集电体的大小。例如，在要求高能量密度的大型电池中，使用面积大的集电体。对集电体的厚度不进行特别限制。例如，通常使用具有1μm-100μm左右厚度的集电体。
(1-1-2)正极混合物层
正极混合物层包含正极活性物质。正极活性物质具有可以在放电时嵌入离子且在充电时脱嵌离子这样的组成。作为这样的正极活性物质的一个实例，可以列举，锂-过渡金属复合氧化物，即过渡金属和锂的复合氧化物。具体来讲，可以使用LiCoO2等Li-Co系复合氧化物、LiNiO2等Li-Ni系复合氧化物、具有尖晶石结构的LiMn2O4等Li-Mn系复合氧化物、LiFeO2等Li-Fe系复合氧化物以及包含于这些复合氧化物的过渡金属的一部分由其他元素置换得到的复合氧化物等。这些锂-过渡金属复合氧化物在反应性和循环特性上优异，并且是廉价的材料。因此，通过将这些材料用于电极，形成输出特性优异的电池是可能的。此外，作为上述正极活性物质，可以使用LiFePO4等包含过渡金属和锂的磷酸化合物和硫酸化合物；V2O5、MnO2、TiS2、MoS2和MoO3等过渡金属氧化物和硫化物；PbO2、AgO、NiOOH等。上述正极活性物质可以单独使用，或者也可以作为2种以上的混合物使用。
对正极活性物质的平均粒径不进行特别限制。例如，从正极活性物质的高容量化、反应性和循环耐久性的观点来看，该平均粒径可以设定为1μm-100μm，可以特别设定为1μm-20μm。如果平均粒径在这样的范围内的话，可以抑制在高输出条件下进行充放电时的二次电池内阻的增大。因此，可以流出足够的电流。并且，在正极活性物质是2次粒子的情况下，构成该2次粒子的1次粒子的平均粒径可以设定在10nm-1μm的范围内。但是，本实施方式中，该平均粒子未必限制在上述范围内。但是，虽然根据制造方法而不同，然而正极活性物质也可以不通过凝集或块状等进行2次粒子化，这是不言而喻的。作为上述正极活性物质的粒径和1次粒子的粒径，可以使用由激光衍射法得到的中值粒径。另外，根据正极活性物质的种类和制造方法等不同，得到的该正极活性物质的形状也不同。例如，可以列举：球状(粉末状)、板状、针状、柱状和角状等。但是，正极活性物质的形状不受到这些形状的限定。也可以毫无问题地使用具有任何形状的正极活性物质。可以适当选择能够提高充放电特性等电池特性的最适合的形状。
(1-1-3)负极混合物层
负极混合物层包含负极活性物质。负极活性物质具有可以在放电时脱嵌离子且在充电时嵌入离子这样的组成。负极活性物质只要是能够可逆地嵌入和脱嵌锂的物质即可，不进行特别限制。作为负极活性物质的实例，可以列举：Si和Sn等金属；TiO、Ti2O3、TiO2、SiO2、SiO和SnO2等金属氧化物；Li4/3Ti5/3O4和Li7MnN等锂和过渡金属的复合氧化物；Li-Pb系合金；Li-Al系合金；Li；天然石墨、人造石墨、碳黑、活性炭、碳纤维、焦炭、软碳和硬碳等碳材料等。上述负极活性物质可以单独使用，或者也可以作为2种以上的混合物使用。
另外，对负极活性物质的粒径形状，不进行特别限制。
如果需要，在活性物质层也可以包含其他的物质。例如，可以包含导电助剂和粘合剂等。而且，在包含离子传导型聚合物的情况下，也可以包含用于使聚合物聚合的聚合引发剂。
所谓导电助剂是指用于提高活性物质层的导电性而混入的添加物。作为导电助剂，可以列举：乙炔黑、碳黑、科琴黑和石墨等碳粉；气相生长碳纤维(VGCF；注册商标)等各种碳纤维；以及膨胀石墨等。但是，本实施方式使用的导电助剂不限定于这些，这是不言而喻的。
作为本实施方式使用的粘合剂的实例，可以列举：聚偏氟乙烯(PVdF)、聚酰亚胺、PTFE、SBR和合成橡胶系粘合剂等。但是，本实施方式使用的粘合剂并不限定于这些，这是不言而喻的。
对包含于活性物质层的成分的配合比不进行特别限定。配合比可以适当参照有关锂离子二次电池的公知常识进行调整。对活性物质层的厚度也不进行特别限制。可以适当参照有关锂离子二次电池的以往的公知常识。举一个实例来说，活性物质层的厚度可以设定为10μm-100μm左右，特别是，可以设定为20μm-50μm。如果活性物质层为10μm左右以上，可以确保足够的电池容量。另一方面，如果活性物质层为100μm左右以下，可以抑制在电极深部(集电体侧)伴随着锂离子变得难以扩散而产生的内阻增大的问题的发生。
(1-1-4)电解质层
本实施方式的电解质层包含保留在极间隔板中的液体电解质或高分子凝胶电解质。
(1-1-5)极间隔板
极间隔板具有：用于确保正极和负极之间的锂离子电导性的保留电解液的功能，以及作为正极和负极之间的隔板的功能。对构成本实施方式中使用的极间隔板的材料，不进行特别限制。可以使用包含以往公知的材料的极间隔板。例如，可以使用包含能够吸收、保留或载有电解质(特别是电解液)的高分子材料的多孔性片状极间隔板或者无纺布极间隔板等。而且，除此之外，也可以使用包含纤维素或陶瓷的极间隔板。
作为用于多孔性片状极间隔板的高分子材料，例如可以列举：聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯以及聚酰亚胺等。而且，作为用于无纺布极间隔板的材料，例如可以列举：棉、人造丝、醋酯纤维、尼龙、聚酯、聚丙烯和聚乙烯等聚烯烃、聚酰亚胺以及芳纶树脂等。
对极间隔板的制造方法不进行特别限制。可以适当参照以往公知的方法制造用于本实施方式的极间隔板。例如，可以使用由高分子材料构成的多孔性片状极间隔板，通过将高分子材料进行单轴向拉伸或双轴向拉伸，在该片状极间隔板上形成微孔。
(1-1-6)电解质
液体电解质包含溶解在溶剂中的作为支持电解质的锂盐。作为溶剂，例如可以列举：碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲乙酯(EMC)、丙酸甲酯(MP)、乙酸甲酯(MA)、甲酸甲酯(MF)、4-甲基二氧戊环(4MeDOL)、二氧戊环(DOL)、2-甲基四氢呋喃(2MeTHF)、四氢呋喃(THF)、二甲氧基乙烷(DME)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)以及γ-丁内酯(GBL)等。可以单独使用这些溶剂中的1种，也可以使用2种以上的溶剂组合形成的混合物。
而且，对支持电解质(锂盐)不进行特别限制。例如，可以列举：LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiTaF6、LiSbF6、LiAlCl4、Li2B10Cl10、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF2和LiSCN等无机酸阴离子盐；LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiBOB(二草酸硼酸锂)和LiBETI(也称双(全氟乙基磺酰)亚胺锂；Li(C2F5SO2)2N)等有机酸阴离子盐等。可以单独使用这些电解质盐中的1种，或者也可以使用2种以上的电解质盐的混合物。
高分子凝胶电解质通过包含向具有锂离子电导性的母体聚合物中注入的上述液体电解质这样的形式构成。作为具有锂离子电导性的母体聚合物，例如可以列举：在主链或侧链上具有聚氧乙烯的聚合物(PEO)、在主链或侧链上具有聚氧丙烯的聚合物(PPO)、聚乙二醇(PEG)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸酯、聚偏氟乙烯(PVdF)、偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物(PVdF-HFP)、聚丙烯酸甲酯(PMA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。而且，也可以使用上述聚合物等的混合物、修饰物、衍生物、无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物和嵌段共聚物等。其中，可以使用PEO、PPO和它们的共聚物；PVdF；和PVdF-HFP。在这样的母体聚合物中，锂盐等电解质盐可以很好地溶解。而且，由于形成交联结构，母体聚合物可以发挥优异的机械强度。
(1-2)极耳
如图1和图2所示，出于向本实施方式的锂离子二次电池外部流出电流的目的，将电连接至集电体的极耳(正极极耳和负极极耳)安装在作为外包装材料的层合膜的外部。
对构成极耳的材料不进行特别限制。作为锂离子二次电池用的极耳，可以使用以往使用的公知的高导电性材料。作为极耳的原材料，例如可以列举：铝、铜、钛、镍、不锈钢(SUS)以及它们的合金等金属材料。从重量轻、耐蚀性和高导电性的观点来看，可以使用铝或铜，特别是可以使用铝。另外，正极极耳和负极极耳中，可以使用同样的材料，也可以使用不同的材料。
(1-3)正极端子引线和负极端子引线
如图1和图2所示，分别通过锂离子二次电池1的负极端子引线20和正极端子引线21，将集电体与极耳电连接。引线可以由未设置正极混合物层和负极混合物层的集电体部分延长而形成。
(1-4)外包装材料
也可以使用如图1所示的层合膜22作为外包装材料包装发电元件10。层合膜例如可以由具有按照聚丙烯、铝和尼龙的顺序层叠形成的三层结构的形式构成。除此之外，可以使用以往公知的金属外壳。
(2)正极的端部
接着，对本实施方式的锂离子二次电池的剖面图中的正极的端部进行说明。
(2-1)正极的端部的形状
首先，参照图3对本实施方式的正极的端部的形状进行说明。图3是图2的以II线包围的部分的放大图。
如图3所示，在本实施方式的正极12的端部中，正极集电体121的两侧的主面121a上形成的正极混合物层120具有厚度递减的部分(以下称“递减部”)，所述厚度递减的部分是厚度从正极混合物层120的上面120a随着靠近正极集电体121的主面121a而递减的部分。
可以使用排出包含正极活性物质的正极混合剂的浆液的涂布机，对正极集电体121的主面121a进行涂覆处理，形成正极混合物层120。通过开闭用于调节从涂布机的喷嘴排出的浆液的量的阀门(例如，调整关闭该阀门的速度等)来控制递减部的截面形状。
以下，将正极混合物层120的厚度开始递减的点Ps称为“递减起点”，正极混合物层120的递减部的表面(以下称“递减面”)120b和正极集电体121的主面121a的交点(即，正极混合物层120的厚度为0的点)Pe称为“递减终点”。
本实施方式中，正极混合物层120的递减面120b按照具有在该面以2点相切的切线T的方式形成。在该切线T相切于递减面120b的2个切点中，将接近正极集电体121的主面121a(即，接近递减终点Pe)的切点P1称为“第1切点”。另外，将接近正极混合物层120的上面120a(即，接近递减起点Ps(远离递减终点Pe))的切点P2称为“第2切点”。
如图3所示，本实施方式的正极混合物层120的递减面120b在第1切点P1和第2切点P2之间具有凹部。
在正极集电体121的主面121a中，从未设置正极混合物层120的部分(即，相对于递减终点Pe，与正极混合物层120相反一侧的部分)至正极混合物层120的递减面120b的一部分的区域被绝缘体122所覆盖。
以下，在覆盖上述区域的绝缘体122的两端122a和122b中，将位于正极混合物层120的递减面120b上的端122a称为“第1端”。另外，将位于正极集电体121的主面121a上的端122b称为“第2端”。
本实施方式中，绝缘体122的第1端122a位于第1切点P1和第2切点P2之间。
正极混合物层120的递减面120b中，从绝缘体122的第1端122a至递减终点Pe的区域是被绝缘体122所覆盖的面(以下称“覆盖面”)。第1切点P1包含于覆盖面。
另一方面，正极混合物层120的递减面120b中，从递减起点Ps至绝缘体122的第1端122a的区域是未被绝缘体122所覆盖的面(以下称“非覆盖面”)。第2切点P2包含于非覆盖面。
(2-2)锂离子在正极的端部中的活动
接着，参照图3对本实施方式的正极的端部中的锂离子的活动进行说明。
以下，正极混合物层120中，将由下述线和面所包围的区域A1称为“第1区域”：从第1端122a与递减面120b的接触点向下所做的正极集电体121的主面121a的垂线V1、正极集电体121的主面121a和正极混合物层120的递减面120b。正极混合物层120的第1区域A1与覆盖面对应。即，正极混合物层120的递减面120b中，与第1区域A1对应的部分被绝缘体122所覆盖。
另外，正极混合物层120中，将由下述线和面所包围的区域A2称为“第2区域”：垂线V1、从递减起点Ps向下所做的正极集电体121的主面121a的垂线V2、正极集电体121的主面121a和正极混合物层120的递减面120b。正极混合物层120的第2区域A2与非覆盖面对应。即，正极混合物层120的递减面120b中，与第2区域A2对应的部分未被绝缘体122所覆盖。
另外，将正极混合物层120中，正极混合物层120的上面120a和主面121a之间的区域A3称为“第3区域”。正极混合物层120的第3区域A3的表面(即，正极混合物层120的上面120a)未被绝缘体122所覆盖。
正极混合物层120的第1区域A1至第3区域A3分别包含与正极混合物层120的厚度对应的量的正极活性物质。
在正极混合物层120的第1区域A1的表面上设置绝缘体122。因此，包含于第1区域的正极活性物质所脱嵌的锂离子不从正极混合物层120的递减面120b中第1区域A1对应的部分(即，覆盖面)脱嵌。其结果，锂离子移动至第2区域A2。
另一方面，包含于正极混合物层120的第2区域A2的正极活性物质所脱嵌的锂离子从正极混合物层120的递减面120b中第2区域A2对应的部分(即，非覆盖面)得以脱嵌。另外，从第1区域A1移动至第2区域A2的锂离子也从正极混合物层120的递减面120b中与第2区域A2对应的非覆盖面的一部分得以脱嵌。
换言之，从正极混合物层120的递减面120b中第2区域A2对应的部分(即，非覆盖面)，不仅脱嵌来自包含于第2区域A2的正极活性物质的锂离子，而且也脱嵌从包含于第1区域A1的正极活性物质移动来的锂离子。
(3)比较例和本实施方式的效果
接着，参照图4对比较例和本实施方式的效果进行说明。图4是比较例的正极活性物质层的端部的放大图。
如图4所示，从在正极混合物层120的递减面120b以一定角度倾斜(即，递减面120b没有凹部)这一点上，比较例的正极12的端部与图3表示的本实施方式的正极12的端部不同。
如上所述，比较例的正极混合物层120的递减面120b没有凹部。所以，锂离子二次电池的剖面图中，图3表示的本实施方式的第1区域A1和第2区域A2的面积比图4表示的比较例的第1区域A1和第2区域A2的面积小。
因此，从包含于本实施方式的第1区域A1和第2区域A2的正极活性物质脱嵌的锂离子的量比从包含于比较例的第1区域A1和第2区域A2的正极活性物质脱嵌的锂离子的量要少。
所以，从本实施方式的第2区域A2脱嵌的锂离子的量比从比较例的第2区域A2脱嵌的锂离子的量要少。
一般而言，由包含于与正极混合物层120相对的负极混合物层110的负极活性物质嵌入从正极混合物层120脱嵌的锂离子。因此，负极活性物质可以嵌入的锂离子量的上限(以下称“上限嵌入量”)由从正极混合物层120的最厚的部分(即，上面120a)脱嵌的锂离子的量为基准来决定。但是，比较例中，从正极混合物层120的递减面120b中的第2区域A2对应的部分脱嵌的锂离子(即，从包含于第1区域A1和第2区域A2的正极活性物质脱嵌的锂离子)的量存在超过负极活性物质的上限嵌入量的情况。
在从正极混合物层120脱嵌的锂离子的量超过负极活性物质的上限嵌入量的情况下，不被该负极活性物质嵌入的锂离子成为锂离子化合物，在负极表面析出的可能性增加。在负极表面析出的锂化合物成为使电池性能降低的主要原因。也就是说，根据绝缘体122的第1端122a的位置，比较例的锂离子二次电池存在其电池性能降低的可能性。
与图4的比较例不同，对于本实施方式，与从比较例的正极混合物层120的递减面120b中的第2区域A2对应的部分脱嵌的锂离子的量相比，使从正极混合物层120的递减面120b中的第2区域A2对应的部分脱嵌的锂离子的量减少，以此方式形成正极12的端部形状，并且设定绝缘体122的第1端122a的位置。
由此，可以降低锂化合物在负极表面析出的可能性。其结果，可以避免由在负极11表面析出的锂化合物引起的电池性能的降低。
特别地，在确保绝缘体122和正极混合物层120的重叠宽度在规定尺寸的同时，可以减少从第2区域A2脱嵌的锂离子的量。因此，可以广泛用于希望确保绝缘性的领域。
(4)本实施方式的变形例
以下，参照图5至图8对本实施方式的变形例进行说明。另外，因为本实施方式变形例中的正极端部中的锂离子的活动与本实施方式相同，所以省略说明。
(4-1)本实施方式的变形例1
参照图5对本实施方式的变形例1的正极的端部的形状进行说明。图5是本实施方式的变形例1中的、图2的以II线包围的部分的放大图。
如图5所示，本实施方式的变形例1的正极12的端部在以下几点上与本实施方式(图3)不同：
·递减终点Pe与第1切点P1一致
·递减起点Ps与第2切点P2一致
·正极混合物层120的递减面120b在剖面图上以相连的2条直线表示。
(4-2)本实施方式的变形例2
参照图6对本实施方式的变形例2的正极的端部的形状进行说明。图6是本实施方式的变形例2中的以图2的II线包围的部分的放大图。
如图6所示，本实施方式的变形例2的正极12的端部在下述几点上与本实施方式(图3)不同：
·递减起点Ps与第2切点P2一致
·正极混合物层120的递减面120b在剖面图上以相连的2条直线表示。
(4-3)本实施方式的变形例3
参照图7对本实施方式的变形例3的正极的端部的形状进行说明。图7是本实施方式的变形例3中的以图2的II线包围的部分的放大图。
如图7所示，本实施方式的变形例3的正极12的端部在下述几点上与本实施方式(图3)不同：
·递减终点Pe与第1切点P1一致
·递减起点Ps与第2切点P2一致
·正极混合物层120的递减面120b在剖面图上以圆弧表示。
(4-4)本实施方式的变形例4
参照图8对本实施方式的变形例4的正极的端部的形状进行说明。图8是本实施方式的变形例4中的以图2的II线包围的部分的放大图。
如图8所示，本实施方式的变形例4的正极12的端部在下述几点上与本实施方式(图3)不同：
·在第1切点P1和第2切点P2之间，存在与切线T相切的第3切点P3
·正极混合物层120的递减面120b在第1切点P1与第3切点P3之间以及第2切点P2与第3切点P3之间均具有凹部。
与从图4的比较例的正极混合物层120的递减面120b中的第2区域A2对应的部分脱嵌的锂离子的量相比，在本实施方式的变形例1-4的任何一种中，使从正极混合物层120的递减面120b中的第2区域A2对应的部分脱嵌的锂离子的量都减少，以此方式形成正极12的端部的形状，并且设定绝缘体122的第1端122a的位置。
由此，与本实施方式一样，可以避免在负极11的表面析出的锂化合物引起的电池性能的降低。
(5)本实施方式的小结
以下对本实施方式进行小结。
本实施方式的锂离子二次电池具备正极混合物层120、负极混合物层110、电解质层13和绝缘体122。正极混合物层120设置在正极集电体121的主面121a且包含嵌入或脱嵌锂离子的正极活性物质。负极混合物层110设置在负极集电体111的主面且包含嵌入或脱嵌锂离子的负极活性物质。电解质层13设置在正极混合物层120和负极混合物层110之间。绝缘体122覆盖下述区域：从正极集电体121的主面121a中未设置正极混合物层120的部分至包含于正极混合物层120且具有递减的厚度的递减部的表面的一部分。正极混合物层120的递减部的表面具有在该表面至少以2个切点P1和P2相切的切线T。然后，递减部的表面在切线T上相邻的切点P1和P2之间具有凹部。绝缘体122的端122a位于距离正极集电体121的主面121a最近的切点P1与距离正极集电体121的主面121a最远的切点P2之间。
本实施方式通过上述的结构可以防止由锂化合物的析出引起的锂离子二次电池的电池性能的降低。
以上对本发明的实施方式进行了说明。但是，上述实施方式只不过表示了本发明的实施方式的一个实例。这些实施方式的目的不是将公开了的技术范围限定为具有上述实施方式所表示的具体的结构的锂离子二次电池。
例如，也可以在集电体的一侧的面形成正极活性物质层，在另一侧的面形成负极活性物质层，从而适用于隔着电解质层交替层叠的双极型电池。
而且，例如，绝缘体122的第1端122a可以在递减部的中间位置之上。即使在这样的情况下，从由绝缘体122所覆盖的覆盖表面对应的部分脱嵌的锂离子的量相比以往有所减少，减少的量对应于正极12的端部凹下的这部分的锂离子的量。即，在确保绝缘体122和正极混合物层120的重叠宽度为规定的尺寸的同时，可以使从绝缘体122所覆盖的覆盖表面对应的部分脱嵌的锂离子的量减少。为此，可以广泛应用于希望确保绝缘性的领域。
进一步地，本发明的实施方式的锂离子二次电池具备：设置在正极集电体的主面且包含嵌入或脱嵌锂离子的正极活性物质的正极混合物层；设置在负极集电体的主面且包含嵌入或脱嵌锂离子的负极活性物质的负极混合物层；设置在上述正极混合物层和上述负极混合物层之间的电解质层；以及覆盖从上述正极集电体的主面中的未设置上述正极混合剂层的部分至上述正极混合剂层的厚度递减的递减部的表面的一部分的区域的绝缘体。上述正极混合物层的递减部的表面在与该表面引出的切线相切的至少2个切点之间具有凹的形状，上述绝缘体的端位于上述2个切点之间。
Claims (5)
1.锂离子二次电池，具备：
正极混合物层，所述正极混合物层设置在正极集电体的主面，且包含嵌入或脱嵌锂离子的正极活性物质；
负极混合物层，所述负极混合物层设置在负极集电体的主面，且包含嵌入或脱嵌锂离子的负极活性物质；
电解质层，所述电解质层设置在所述正极混合物层和所述负极混合物层之间；以及
绝缘体，所述绝缘体覆盖下述区域：从所述正极集电体的主面中的未设置所述正极混合物层的部分至包含于所述正极混合物层的递减部的表面的一部分，
所述递减部具有随着靠近所述正极混合物层的终端而递减的厚度，
所述递减部表面具有在该表面以至少2个切点相切的切线，并且在所述切线上的所有相邻的2个切点之间具有凹部，
所述绝缘体的端位于所述切点中的沿着所述切线距离所述正极混合物层的终端最近的切点和距离所述正极混合物层的终端最远的切点之间。
2.根据权利要求1所记载的锂离子二次电池，其中，所述切点的数目为2。
3.根据权利要求1所记载的锂离子二次电池，其中，所述切点的数目为3。
4.根据权利要求1至3中任意一项所记载的锂离子二次电池，其中，
所述正极混合物层、所述电解质层和所述负极混合物层层叠在一起，
在包含该层叠方向的上述递减部的截面上，所述凹部的形状以2条相连的直线表示。
5.根据权利要求1至3中任意一项所记载的锂离子二次电池，其中，
所述正极混合物层、所述电解质层和所述负极混合物层层叠在一起，
在包含该层叠方向的所述递减部的截面上，所述凹部的形状以1条圆弧表示。
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