CN105742715A - 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的正极混合物层；设置在负极集电体的主面的负极混合物层；设置在正极混合物层和负极混合物层之间的电解质层；以及覆盖包含于正极混合物层的递减部的表面的一部分的绝缘体。递减部具有随着靠近正极混合物层的终端而递减的厚度，第1区域在与正极集电体的主面垂直相交的锂离子二次电池的截面上，由通过递减部的表面与绝缘体的端相接触的点向正极集电体的主面所作的垂线、正极集电体的主面和递减部的表面所限定，第2区域在包含所述截面的面上，由与正极混合物层的上面相连且与所述垂线垂直相交的正交线、所述垂线和递减部的表面所限定，所述第1区域的面积比所述第2区域的面积小。

Description

锂离子二次电池
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以及包含于在正极涂覆的正极混合物层中的、在其厚度倾斜而减小的同时朝向其涂覆终端的部分的表面的一部分。
发明内容
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；设置在所述正极混合物层和所述负极混合物层之间的电解质层；以及覆盖包含于所述正极混合物层的递减部的表面的一部分的绝缘体。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，第1区域在与所述正极集电体的所述主面垂直相交的锂离子二次电池的截面上，由通过所述递减部的表面与所述绝缘体的端相接触的点向所述正极集电体的主面所作的垂线、所述正极集电体的所述主面和所述递减部的所述表面所限定，第2区域在包含所述截面的面上，由与所述正极混合物层的上面相连且与所述垂线垂直相交的正交线、所述垂线和所述递减部的所述表面所限定，所述第1区域的面积比所述第2区域的面积小。
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中的、图2的以II线包围的部分的放大图。
具体实施方式
在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形式。所以，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；设置在所述正极混合物层和所述负极混合物层之间的电解质层；以及覆盖包含于所述正极混合物层的递减部的表面的一部分的绝缘体。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，第1区域在与所述正极集电体的所述主面垂直相交的锂离子二次电池的截面上，由通过所述递减部的表面与所述绝缘体的端相接触的点向所述正极集电体的主面所作的垂线、所述正极集电体的所述主面和所述递减部的所述表面所限定，第2区域在包含所述截面的面上，由与所述正极混合物层的上面相连且与所述垂线垂直相交的正交线、所述垂线和所述递减部的所述表面所限定，所述第1区域的面积比所述第2区域的面积小。
另外，上述锂离子二次电池的所述正极混合物层的递减部的表面也可以具有在该表面以2点以上的切点相切的切线，并且在所述切线上的至少2个相邻的所述切点之间具有凹部，所述绝缘体的端位于所述2个相邻的所述切点之间的任意位置。
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。本实施方式是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，将该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进行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、或组合这些金属的电镀材料等。而且，也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，特别是，可以设定为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。另外，在正极活性物质为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及其形状，不进行特别限制。可以使用各种形状的负极活性物质。
如果需要，在活性物质层中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，也可以包含用于使上述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，本实施方式中使用的导电助剂不限定于这些，这是不言而喻的。
作为本实施方式中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，本实施方式中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也不进行特别限制。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(双(全氟乙基磺酰)亚胺锂；也称为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；以及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，在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
在图1和图2所示的锂离子二次电池1中，分别通过负极端子引线20和正极端子引线21，将集电体与极耳电连接。
作为正极和负极端子引线的材料，可使用公知的用于锂离子二次电池的引线。
(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，在正极集电体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”。
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”。
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”)。
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”)。
(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的接触点向下所作的正极集电体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，将由下述线和面所包围的区域A2称为“第2区域”：与正极混合物层120的上面120a相连且与垂线V1垂直相交的线(以下，称正交线)H、垂线V1和递减面120b。
另外，正极混合物层120中，将由下述线和面所包围的区域A3称为“第3区域”：垂线V1、从递减起点Ps向下所作的正极集电体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3区域A3与非覆盖面对应。即，正极混合物层120的递减面120b中，与第3区域A3对应的部分未被绝缘体122所覆盖。
另外，正极混合物层120中，将正极混合物层120的上面120a和主面121a之间的区域A4称为“第4区域”。正极混合物层120的第4区域A4的表面(即，正极混合物层120的上面120a)未被绝缘体122所覆盖。
在以下的说明中，将第1区域A1～第4区域A4所占的面积分别称为S1～S4。
第1区域A1的面积S1和第2区域A2的面积S2由垂线V1的位置决定。垂线V1的位置由绝缘体122的第1端122a的位置决定。即，第1区域A1的面积S1和第2区域A2的面积S2由绝缘体122的第1端122a的位置决定。
在本实施方式中，将绝缘体122的第1端122a配置为第1区域A1的面积S1变得比第2区域A2的面积S2小这样的位置。
在正极混合物层120的第1区域A1、第3区域A3和第4区域A4中，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。换言之，在第1区域A1、第3区域A3和第4区域A4中，分别包含相当于面积S1、面积S3和面积S4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3区域A3。
另一方面，包含于正极混合物层120的第3区域A3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中与第3区域A3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3区域A3的锂离子也从正极混合物层120的递减面120b中与第3区域A3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3区域A3对应的部分(即，非覆盖面)，不仅脱嵌来自包含于第3区域A3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，将绝缘体122的第1端122a配置为第1区域A1的面积S1变得比第2区域A2的面积S2大这样的位置，关于这一点，比较例的正极12的端部与图3所示的本实施方式的正极12的端部不同。
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。换言之，负极活性物质的上限嵌入量是基于具有第4区域A4的厚度的区域求出的、作为区域的每单位面积的从正极活性物质脱嵌的锂离子的量(下文，称“基于区域的锂离子脱嵌量”)的最大值决定。
在本实施方式(图3)和比较例(图4)中，第4区域A4的厚度与第2区域A2和第3区域A3拼接的合并区域的厚度相同。所以，本实施方式中，基于该合并区域的锂离子脱嵌量以不超过负极活性物质的上限嵌入量的方式配置绝缘体122的第1端122a。
但是，如图4所示，比较例中，第1区域A1的第1面积S1比第2区域A2的第2面积S2大。因此，从正极混合物层120的递减面120b中与第3区域A3对应的部分所脱嵌的锂离子(即，相当于第1面积S1和第3面积S3的总和的量的、从正极活性物质脱嵌的锂离子)的基于合并区域的锂离子脱嵌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所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存在成为金属锂或锂化合物在负极表面析出的情况。在负极表面析出的金属锂或锂化合物成为使电池性能降低的主要原因。也就是说，比较例的锂离子二次电池中，取决于绝缘体122的第1端122a的位置，存在其电池性能降低的可能性。
如图3所示，与比较例的情况不同，本实施方式中，第1面积S1比第2面积S2小。因此，从正极混合物层120的递减面120b中与第3区域A3对应的部分所脱嵌的锂离子的基于合并区域的锂离子脱嵌量比负极活性物质的上限嵌入量少。
因此，可抑制从正极混合物层120所脱嵌的锂离子的量超过包含于负极混合物层110的负极活性物质的上限嵌入量的现象。所以，可抑制负极混合物层110无法嵌入的锂离子成为金属锂或锂化合物在负极11表面析出的现象。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。
(4)本实施方式的变形例
以下，参照图5对本实施方式的变形例的正极的端部的形状进行说明。另外，本实施方式的变形例中的正极的端部中的锂离子的行为与本实施方式相同。所以对该锂离子的行为省略说明。
图5是本实施方式的变形例中的、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的正极12的端部在以下几点与本实施方式(图3)不同：
·正极混合物层120的递减面120b具有在该面上以第1切点P1和第2切点P2相切的切线T的形式形成；
·正极混合物层120的递减面120b在第1切点P1与第2切点P2之间具有凹部；
·绝缘体122的第1端122a位于第1切点P1和第2切点P2之间。
在本实施方式的变形例中，第1面积S1和第3面积S3分别比本实施方式(图3)中的第1面积S1和第3面积S3小，所以从正极混合物层120的递减面120b中与第3区域A3对应的部分所脱嵌的锂离子的量比本实施方式少。
因此，与本实施方式相比，能够可靠地避免在负极11表面析出的锂化合物引起的电池性能的降低。如本变形例所示，与正极混合物层120的递减面120b的形态无关，只要第1区域A1的面积S1比第2区域A2的面积S2小，就可以得到抑制锂化合物向负极11表面的析出的效果。
另外，递减面120b和切线T的切点数量也可以是3以上。在这种情况下，在切线T上的至少2个相邻切点之间，递减面120b具有凹部。而且，第1端122a位于夹着上述凹部的2个切点之间的任意位置。
(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。此处，在与正极集电体121的主面121a垂直相交的锂离子二次电池的截面上，第1区域A1由以下线和面所限定：通过递减部的表面120b与绝缘体122的端122a相接触的点的正极集电体121的主面121a的垂线V1、正极集电体121的主面121a和递减部的表面120b。另外，在包含上述截面的面上，第2区域A2由以下线和面所限定：与正极混合物层120的上面120a相连且与垂线V1垂直相交的正交线H、垂线V1和递减部的表面120b。在本实施方式中，该第1领域的面积S1比第2区域A2的面积S2小。
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。
优选正极混合物层120的递减部的表面120b可以在切线T上的至少2个相邻的第1切点P1和第2切点P2之间具有凹下的形状，绝缘体的端位于第1切点P1和第2切点P2之间。
具有上述构成的锂离子二次电池，能够可靠地避免由在负极11的表面析出的锂化合物引起的电池性能的降低。特别地，与正极混合物层120的递减面120b的形态无关，只要第1区域A1的面积S1比第2区域A2的面积S2小，就可以得到能抑制锂化合物向负极11表面的析出的效果。
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的技术范围限定为具有上述实施方式所表示的具体的构成的锂离子二次电池。
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。
本发明的实施方式的锂离子二次电池可以是以下的第1种和第2种的锂离子二次电池。
上述第1种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；设置在所述正极混合物层和所述负极混合物层之间的电解质层；以及覆盖至所述正极混合物层的厚度递减的递减部的表面的一部分的区域的绝缘体。第1区域在与所述正极集电体的主面垂直相交的平面切开锂离子二次电池后的截面上，由通过所述正极混合物层的递减部的表面与所述绝缘体的端相接触的点且与所述正极集电体的主面垂直相交的垂线、所述正极集电体的主面和所述递减部的表面所包围，第2区域由通过所述正极混合物层的上面且与所述垂线垂直相交的正交线、所述垂线和所述递减部的表面所包围，所述第1区域的面积比所述第2区域的面积小。
上述第2种锂离子二次电池为：所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个切点之间具有凹下的形状、上述绝缘体的端位于上述2个切点之间的上述第1种锂离子二次电池。

Claims (2)

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，
第1区域在与所述正极集电体的所述主面垂直相交的锂离子二次电池的截面上，由通过所述递减部的表面与所述绝缘体的端相接触的点向所述正极集电体的主面所作的垂线、所述正极集电体的所述主面和所述递减部的所述表面所限定，第2区域在包含所述截面的面上，由与所述正极混合物层的上面相连且与所述垂线垂直相交的正交线、所述垂线和所述递减部的所述表面所限定，所述第1区域的面积比所述第2区域的面积小。
2.根据权利要求1所记载的锂离子二次电池，其中，
所述正极混合物层的所述递减部的所述表面具有与该表面以2点以上的切点相切的切线，并且在所述切线上的至少2个相邻的所述切点之间具有凹部，
所述绝缘体的端位于所述2个相邻的所述切点之间的任意位置。
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