CN106159123A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使反复受到高温与低温之间的温度变化也能够抑制绝缘膜产生破裂的二次电池。一种二次电池(100)，具备最表面为隔板(70)的电极体(80)、电池壳体(30)、以及与电极体(80)和电池壳体(30)接触而被保持的绝缘膜(10)。电池壳体(30)的热膨胀系数小于绝缘膜(10)和隔板(70)的热膨胀系数。绝缘膜(10)在与电极体(80)和电池壳体(30)接触而被保持的部分，分别与电极体(80)的最表面的隔板(70)和电池壳体(30)接合。绝缘膜(10)与电池壳体(30)之间的第一90度剥离强度大于绝缘膜(10)与隔板(70)之间的第二90度剥离强度，第一90度剥离强度为15mN/cm以上，第二90度剥离强度为5mN/cm以上。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及二次电池。
背景技术
锂离子二次电池所代表的非水电解液二次电池等二次电池，与现有的电池相比重量轻且能量密度高，因此近年来，被用作个人电脑、便携终端等所谓的移动电源、车辆驱动用电源。特别是重量轻且可得到高能量密度的锂离子二次电池，期待作为电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)、插入式混合动力汽车(PHV)等车辆的驱动用高输出电源在今后日益普及。
这种二次电池，典型地具有卷绕电极体收纳于电池壳体中的结构，所述卷绕电极体是将长条状正极片和长条状负极片与长条状隔板一起层叠卷绕而成的。作为电池壳体，从物理强度大这一观点出发，常使用金属制的壳体。卷绕电极体中，在宽度方向(与长度方向正交的方向)的两端部设有集电部，正极和负极在集电部露出。因此，在电池壳体为金属制的情况下，例如日本特开2013-222504中记载的那样，为了使电池壳体与电极体绝缘，用袋状的绝缘膜包装电极体。并且，为了不使电极体由于车辆的振动等而在电池壳体内移动，绝缘膜有时会通过热焊接而被固定在电池壳体上。
发明内容
本发明人为了提高二次电池的体积效率，对绝缘膜的薄型化进行了研究。研究结果发现了在二次电池反复受到高温(例如60℃以上)与低温(例如-30℃以下)之间的温度变化的情况下，存在绝缘膜容易产生破裂这样的新问题。如果绝缘膜产生破裂，则有可能无法使电极体与电池壳体绝缘。
本发明提供一种在电极体与电池壳体之间具备绝缘膜的二次电池，该二次电池即使反复受到高温与低温之间的温度变化也能够抑制绝缘膜产生破裂。
本发明的方式是一种二次电池，具备：具有正极、负极和隔板，且最表面是隔板的电极体；收纳所述电极体的电池壳体；以及与所述电极体和所述电池壳体接触而被保持的绝缘膜。所述电池壳体的热膨胀系数小于所述绝缘膜和所述隔板的热膨胀系数。所述绝缘膜，在与所述电极体和所述电池壳体接触而被保持的部分，分别与所述电极体的最表面的隔板和所述电池壳体接合。接合部分的所述绝缘膜与所述电池壳体之间的第一90度剥离强度(以下有时称为“剥离强度A”)，大于接合部分的所述绝缘膜与所述隔板之间的第二90度剥离强度(以下有时称为“剥离强度B”)。所述第一90度剥离强度为15mN/cm以上，所述第二90度剥离强度为5mN/cm以上。根据这样的技术方案，能够提供一种即使反复受到高温(例如60℃以上)与低温(例如-30℃以下)之间的温度变化也能够抑制绝缘膜产生破裂的二次电池。
可以对所述绝缘膜的至少一个面实施亲水化处理，该亲水化处理后的面朝向所述电池壳体的内壁。根据这样的技术方案，容易得到大于所述第二90度剥离强度的所述第一90度剥离强度。
所述绝缘膜的厚度可以为70μm以下。使用该范围的厚度的绝缘膜，在电池的体积效率方面有利，并且，该范围的厚度的绝缘膜，在反复受到高温与低温之间的温度变化时特别容易产生破裂，因此抑制产生破裂的效果特别大。
所述第一90度剥离强度可以为25～50mN/cm，所述第二90度剥离强度可以为5～30mN/cm。具有这样的范围的剥离强度的二次电池容易制造。
所述电池壳体可以是铝或铝合金制，所述隔板可以是聚烯烃制，且所述绝缘膜也可以是聚烯烃制。根据这样的材质的组合，容易得到适当的第一90度剥离强度和第二90度剥离强度。
附图说明
图1是示意性地表示一实施方式涉及的二次电池的结构的分解立体图。
图2是示意性地表示一实施方式涉及的二次电池的结构的图。
图3是表示一实施方式涉及的二次电池的卷绕电极体的图。
图4A是用于说明绝缘膜产生破裂的机制的示意图，表示置于高温下之前的状态。
图4B是用于说明绝缘膜产生破裂的机制的示意图，表示置于高温下的状态。
图4C是用于说明绝缘膜产生破裂的机制的示意图，表示置于低温下的状态。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。再者，本说明书中特别提及的事项以外的、本发明的实施所需的事项(例如不是本发明特征的电池的一般结构和制造工艺)，可基于该领域中的现有技术作为本领域技术人员的设计事项来掌握。本发明能够基于本说明书所公开的内容和该领域中的技术常识来实施。另外，以下的附图中，对发挥相同作用的部件、部位附带相同标记进行说明。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。
再者，本说明书中“二次电池”一般是指能够反复充放电的蓄电装置，是包含锂离子二次电池等所谓的蓄电池以及双电层电容器等蓄电元件的用语。以下，以扁平方型的锂离子二次电池为例，对本发明的实施方式进行说明。再者，并不意图将本发明限定于该实施方式所记载的内容。
图1是示意性地表示本实施方式涉及的锂离子二次电池100的结构的分解立体图。图2示意性地表示本实施方式涉及的锂离子二次电池100的结构(特别是内部的结构)。该锂离子二次电池100如图1和图2所示，具备电极体80、电池壳体30和绝缘膜10。
〔电极体〕
如图2和图3所示，本实施方式所用的电极体80是正极(正极片)50、负极(负极片)60和2枚隔板70、72层叠卷绕而成的扁平形状的卷绕电极体80。在卷绕电极体80中，隔板70位于最表面。再者，电极体80不限于卷绕型的电极体，也可以是层叠型的电极体。在层叠型的电极体的情况下，隔板位于最表面。再者，在此最表面是指电极体的最外侧的露出的表面。
正极片50如图3所示，具有长条状的正极集电体52(正极芯材)。另外，正极片50具有正极活性物质层非形成部分(非涂布部)53和正极活性物质层54。正极活性物质层非形成部分53沿着正极集电体52的宽度方向一侧的边缘部设置。本实施方式中，正极活性物质层54形成于正极集电体52的两面，但也可以仅形成于正极集电体52的一个面。
正极活性物质层54是包含正极活性物质的层。正极活性物质层54典型地是正极活性物质与导电材料一起通过粘合剂(粘结剂)而相互结合，并与正极集电体52接合的形态。这样的正极片50，典型地可以通过例如将在适当的溶剂中分散正极活性物质、导电材料和粘合剂而成的正极糊(包含浆液、墨等)，供给到除了正极活性物质层非形成部分53以外的正极集电体52的表面后，进行干燥而除去溶剂来制作。作为正极集电体52，可以很好地使用包含导电性良好的金属(例如铝、镍、钛、不锈钢)的导电性部件。在此，作为正极集电体52使用铝箔。
作为正极活性物质，可以很好地使用能够吸藏和放出锂离子的材料，即包含锂元素和一种或两种以上过渡金属元素的含锂化合物(例如锂过渡金属复合氧化物)。作为含锂化合物的具体例，可举出锂镍钴锰复合氧化物(例如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)这样的三元系含锂复合氧化物、聚阴离子系化合物(例如LiFePO4、LiMnPO4)等。
导电材料只要是以往这种锂离子二次电池中所使用的材料即可，作为例子可举出碳粉末、碳纤维等碳材料。作为碳粉末，可以使用各种炭黑、石墨粉末等碳粉末。这样的导电材料，可以单独使用一种或适当组合两种以上使用。
作为粘合剂，可以适当采用与一般的锂离子二次电池的正极所使用的粘合剂同样的粘合剂。例如，在通过糊供给而形成正极活性物质层54的情况下，可以使用能够在构成该糊的溶剂中均匀地溶解或分散的性状的聚合物作为粘合剂。作为具体例，可举出聚偏二氟乙烯(PVDF)等。
作为使构成上述的正极活性物质层54的材料分散的溶剂，只要与使用的粘合剂的性状对应，则可以使用水性溶剂和非水性溶剂(有机溶剂)的任一种。
负极片60如图3所示，具有长条状的负极集电体62(负极芯材)。另外，负极片60具有负极活性物质层非形成部分(非涂布部)63和负极活性物质层64。负极活性物质层非形成部分63沿着负极集电体62的宽度方向一侧的边缘部设置。本实施方式中，负极活性物质层64形成于负极集电体62的两面，但也可以仅形成于负极集电体62的一个面。
负极活性物质层64包含负极活性物质。负极活性物质层64典型地可以是负极活性物质通过粘合剂(粘结剂)而相互结合，并且与负极集电体62接合的形态。这样的负极片60可以通过例如将在适当的溶剂(例如水、N-甲基-2-吡咯烷酮，优选为水)中分散负极活性物质和粘合剂而成的负极糊，供给到负极集电体62的表面后，进行干燥而除去溶剂来制作。作为负极集电体62，可以很好地使用包含导电性良好的金属(例如铜、镍、钛、不锈钢)的导电性部件。在此，作为负极集电体62使用铜箔。
作为负极活性物质不特别限制，可以单独使用1种已知可作为这种锂离子二次电池的负极活性物质使用的各种材料，或者组合(混合或复合体化)2种以上等来使用。作为优选例，可举出石墨(graphite)、难石墨化碳(硬碳)、易石墨化碳(软碳)等碳系材料。其中，可以优选使用石墨系材料、特别是在至少一部分的表面配置有非晶质碳的石墨系材料。另外，除了该碳系材料以外，也可以使用例如Li4Ti5O12等锂钛复合氧化物、锂过渡金属复合氮化物等的锂过渡金属复合氧化物。
作为粘合剂，可以适当采用与一般的锂离子二次电池的负极所使用的粘合剂同样的粘合剂。例如可以使用苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)等。
另外，采用负极活性物质层64的形成方法，可包含增粘剂。作为该增粘剂，可以使用与上述的粘合剂同样的物质，例如可以采用以下的水溶性或水分散性的聚合物。作为水溶性的聚合物，可举出例如甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、乙酸邻苯二甲酸纤维素(CAP)等纤维素系聚合物；聚乙烯醇(PVA)等。
隔板70、72是将正极片50与负极片60隔开的部件。隔板70、72构成为具备非水电解质的保持功能和/或关闭功能。作为隔板70、72，可以使用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯、纤维素、聚酰胺等树脂制的多孔质膜。其中，优选包含PE、PP等聚烯烃树脂的多孔质膜。隔板70、72可以是由单一的多孔质膜构成的单层结构，也可以是材质、性状(例如平均厚度、孔隙率)不同的2种以上多孔质膜层叠的结构(例如在PE层的两面层叠有PP层的三层结构)。在隔板70、72的面向负极侧的面上，可以设置耐热层(HRL)。
卷绕电极体80可通过使隔板70、72介于正极活性物质层54与负极活性物质层64之间，并且将正极片50和负极片60层叠卷绕后，将所得到的卷绕体从侧面方向挤压，压扁成扁平形状而制作。
本实施方式中，如图3所示，负极活性物质层64的宽度b1比正极活性物质层54的宽度a1稍宽。并且隔板70、72的宽度c1、c2比负极活性物质层64的宽度b1稍宽(c1、c2>b1>a1)。正极片50、负极片60和隔板70、72，在长度方向上对齐，以正极片50、隔板72、负极片60、隔板70的顺序重叠。并且，重叠为正极片50的正极活性物质层非形成部分(非涂布部)53和负极片60的负极活性物质层非形成部分(非涂布部)63彼此在隔板70、72的宽度方向的相反侧伸出。重叠的片材围绕在宽度方向上设定的卷绕轴卷绕。
〔绝缘膜〕
在电极体80与电池壳体30之间，配置有将该电极体80与电池壳体30隔离的绝缘膜10。通过该绝缘膜10，能够避免作为发电元件的电极体80与电池壳体30的直接接触，确保电极体80与电池壳体30的绝缘。本实施方式中，绝缘膜10形成为上端侧开口的有底的袋状，以收纳电极体80(特别是卷绕部分)。再者，绝缘膜10的形状只要能够使电极体80与电池壳体30绝缘就不限于袋状，例如可以是筒状的膜，也可以是平面状的膜。绝缘膜10的材质，只要是由能够作为绝缘部件发挥作用的材料构成即可，可以很好地使用例如聚烯烃(例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE))等树脂材料。
对于绝缘膜10的厚度不特别限制，但从该电池的体积效率的观点出发，优选厚度小。具体而言，优选为70μm以下，更优选为60μm以下，进一步优选为58μm以下，特别优选为55μm以下。另一方面，从膜强度的观点出发，优选为30μm以上，更优选为40μm以上，进一步优选为42μm以上，特别优选为45μm以上。厚度为70μm以下(特别是60μm以下)的绝缘膜10，在反复受到高温与低温之间的温度变化时特别容易产生破裂，但本实施方式中，即使绝缘膜10的厚度在该范围内，也能够充分抑制反复受到高温与低温之间的温度变化时的破裂的产生。本实施方式中，绝缘膜10采用厚度为50μm的绝缘膜。
〔电池壳体〕
本实施方式的电池壳体30如图2所示，是形成为内部空间与电极体80对应的箱状的、角部共计有8处的所谓的方型(典型地为长方体形状)的电池壳体，电池壳体30具备壳体主体32和盖体34。壳体主体32是具有有底四角筒状，一侧的面(上表面)开口的扁平箱型的容器。盖体34是安装在该壳体主体32的开口(上表面的开口)用于堵塞该开口的部件。壳体主体32能够经由其上部的开口来收纳电极体80和绝缘膜10。壳体主体32由与收纳在壳体内的卷绕电极体80的扁平面相对的一对宽面36(图1)、与宽面36相邻的一对窄面38、和底面39构成。
电池壳体30的材质，选择具有比绝缘膜10和隔板70、72的热膨胀系数小的热膨胀系数的材质。作为与绝缘膜10和隔板70、72通常所用的材质相比热膨胀系数小的材质的例子，可举出铝、不锈钢、镀镍钢等金属材料、聚苯硫醚树脂、聚酰亚胺树脂等树脂材料。其中，优选金属材料。本实施方式所用的电池壳体30(具体为主体32和盖体34)是铝或铝合金制。
〔电池整体的结构〕
本实施方式中，锂离子二次电池100构成为适合用于车辆的尺寸。如图1和图2所示，电池壳体30作为收纳卷绕电极体80的空间，具有扁平矩形的内部空间，电池壳体30的扁平的内部空间与卷绕电极体80相比宽度稍宽。在该电池壳体30的内部空间，卷绕电极体80以在与卷绕轴正交的一方向上变形为扁平的状态被收纳。在壳体主体32与卷绕电极体80之间配置有绝缘膜10，使壳体主体32与卷绕电极体80绝缘。在电池壳体30的盖体34安装有正极端子42和负极端子44。正极端子42和负极端子44贯穿电池壳体30(盖体34)而向电池壳体30的外部突出。另外，在盖体34设有安全阀35。在安全阀35的旁边设有用于在制造电池时注入电解液(未图示)的注入口(未图示)。盖体34与壳体主体32的接缝32a通过激光焊接等而密封。
卷绕电极体80中，在隔板70、72的宽度方向上，正极片50的正极活性物质层非形成部分(非涂布部)53和负极片60的负极活性物质层非形成部分(非涂布部)63彼此向相反侧伸出。其中，在正极活性物质层非形成部分53附设有正极集电端子92，与上述的正极端子42连接。正极集电端子92例如包含铝或铝合金。该例中，如图2所示，正极集电端子92向卷绕电极体80的正极活性物质层非形成部分53的中央部延伸。正极集电端子92的顶端部焊接(例如超声波焊接)在正极活性物质层非形成部分53的中央部。另外，在负极活性物质层非形成部分63附设有负极集电端子94，与上述的负极端子44连接。负极集电端子94例如由铜或铜合金构成。负极集电端子94向卷绕电极体80的负极活性物质层非形成部分63的中央部延伸。负极集电端子94的顶端部焊接(例如电阻焊接)在负极活性物质层非形成部分63的中央部。
在电池壳体30的内部密封有电解液(未图示)。作为电解液，可以优选使用包含非水溶剂和能够溶解于该溶剂的锂盐(支持电解质)的非水电解液。作为上述非水溶剂，可以使用碳酸酯类、酯类、醚类、腈类、砜类、内酯类等非质子性溶剂。例如，可以使用选自碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二烷、1,3-二烷、二甘醇二甲醚、乙二醇二甲醚、乙腈、丙腈、硝基甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜、γ-丁内酯等已知一般可用作锂离子二次电池的电解液的非水溶剂中的一种或两种以上。
作为上述支持电解质，可以使用选自LiPF6、LiBF4、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiC(SO2CF3)3、LiClO4等已知在锂离子二次电池的电解液中可作为支持电解质发挥作用的各种锂盐中的一种或两种以上。对于支持电解质(支持盐)的浓度不特别限制，例如可以与以往的锂离子二次电池中所使用的电解液相同。典型地，可以优选使用以大致0.1mol/L～5mol/L(例如大致0.8mol/L～1.5mol/L)左右的浓度含有支持电解质的非水电解液。
另外，出于进一步提高锂离子二次电池100的特性的目的，非水电解液可以还包含被膜形成剂、过充电添加剂、表面活性剂、分散剂、增粘剂等添加剂。
本实施方式中，绝缘膜10在与电极体80和电池壳体30接触而被保持的部分，分别与电极体80的最表面的隔板70和电池壳体30接合。在绝缘膜10的与电极体80和电池壳体30接触而被保持的部分，绝缘膜10在受到来自电极体80和电池壳体30的压力的状态下发生面接触而被保持。在作为现有技术的日本特开2013-222504中，绝缘膜10仅与电池壳体30通过热熔敷接合，而在本实施方式中，绝缘膜10与电池壳体30和隔板70这两者接合。
关于接合强度(剥离强度)，接合部分的绝缘膜10与电池壳体30之间的90度剥离强度A，大于接合部分的绝缘膜10与隔板70之间的90度剥离强度B。并且，90度剥离强度A为15mN/cm以上，90度剥离强度B为5mN/cm以上。通过满足这样的接合强度的条件，提供一种即使反复受到高温与低温之间的温度变化也能够抑制绝缘膜10发生破裂的锂离子二次电池100。其理由考虑如下。
图4A～4C是用于说明绝缘膜产生破裂的机制的示意图。图4A～4C是在与二次电池的盖体和壳体底面平行的截面中，图示了电极体和绝缘膜以及电池壳体(宽面)的仅一部分的图。如图4A所示，绝缘膜101受到来自电池壳体301和电极体801的压力，与电池壳体301和电极体801接触而被牢固地保持。一般而言，在二次电池中，电池壳体的热膨胀系数小于绝缘膜和隔板的热膨胀系数。由此，在二次电池首先置于高温下(例如60℃以上)时，绝缘膜101与电池壳体301相比热膨胀系数大，因此绝缘膜101与电池壳体301相比会发生膨胀。此时，绝缘膜101的一部分发生膨胀而从被电池壳体301和电极体801保持的部分逸出(摆脱)。其结果，如图4B所示，绝缘膜101被电池壳体301和电极体801保持的部分减薄，绝缘膜101没有被电池壳体301和电极体801保持的部分增厚。在二次电池置于低温下(例如-30℃以下)时，绝缘膜101会发生收缩，但绝缘膜101被电池壳体301和电极体801牢固地保持，因此如图4C所示，增厚的部分无法恢复成绝缘膜101被电池壳体301和电极体801保持的部分。由于像这样从高温到低温的温度变化，会导致绝缘膜101被电池壳体301和电极体801保持的部分的减薄、和绝缘膜101没有被电池壳体301和电极体801保持的部分的增厚。如果反复发生这样的从高温到低温的温度变化，则所述的减薄和增厚会逐渐地进行下去，当绝缘膜101被电池壳体301和电极体801保持的部分过度地减薄时，绝缘膜101会产生破裂。
与此相对，本实施方式中，绝缘膜10与电池壳体30和隔板70这两者接合。本实施方式涉及的锂离子二次电池100置于高温下(例如60℃以上)的情况下，绝缘膜的一部分即将从被电池壳体30和电极体80保持的部分逸出，但由于绝缘膜10与电池壳体30和隔板70这两者接合，因此无法从被电池壳体30和电极体80保持的部分逸出。其结果，能够防止由从高温到低温的温度变化导致的、绝缘膜10被电池壳体30和电极体80保持的部分的减薄。由此，即使反复发生从高温到低温的温度变化，绝缘膜10也能够在被电池壳体30和电极体80保持的部分保持充分的厚度，其结果，能够抑制绝缘膜10产生破裂。
本实施方式中，接合部分的绝缘膜10与电池壳体30之间的90度剥离强度A，大于接合部分的绝缘膜10与隔板70之间的90度剥离强度B。这是由于电池壳体30与隔板70相比热膨胀系数小，因此如果90度剥离强度A小于90度剥离强度B，则会产生绝缘膜10的破裂。另外，在后述的实施例中已经通过实验证实，为了抑制绝缘膜10产生破裂，90度剥离强度A为15mN/cm以上，且90度剥离强度B为5mN/cm以上。
再者，推测绝缘膜与电池壳体和电极体接触而被保持的部分的尺寸大(例如电极体与绝缘膜接触的部分的宽度方向的长度为100mm以上)时，容易产生绝缘膜的破裂。因此，在本实施方式中，锂离子二次电池100构成为适合用于车辆的尺寸(电极体80与绝缘膜10接触的部分的宽度方向的长度通常为100mm以上的尺寸)的意义重大。
为了使90度剥离强度A成为15mN/cm以上，在本实施方式中，采用使用对至少一个面实施了亲水化处理的绝缘膜10的方法。在此亲水化处理是指向材料的表面导入羟基、羧基等亲水性基团的处理。通过亲水化处理，绝缘膜10的一个面的亲水性基团的量比另一个面多。作为亲水化处理，可举出例如电晕放电处理、等离子体处理、臭氧处理等，其中，由于容易实施而优选电晕放电处理。
首先，准备对至少一个面实施了亲水化处理的袋状的绝缘膜10。此时，亲水化处理后的面成为电池壳体30侧的面(外表面)。接着使用该绝缘膜10，组装绝缘膜10与电池壳体30和卷绕电极体80接触而被保持的电池单元。通过对该组装好的电池单元实施热处理，能够使绝缘膜10与电池壳体30接合。热处理可以在二次电池的制造时通过实施电池干燥工序和高温老化工序来进行。电池干燥工序例如在80℃～115℃进行。高温老化工序例如在50℃以上、典型地在50℃～80℃进行。另外，高温老化工序例如在使用约束夹具施加约束压力以使绝缘膜10和电池壳体30贴合的状态下进行。
通过实施这样的电池干燥工序和高温老化工序，绝缘膜10与电池壳体30牢固地接合，能够使90度剥离强度A成为15mN/cm以上。在此，通过改变电池干燥工序和高温老化工序的条件(例如温度条件)，能够调整90度剥离强度A的大小。另外，通过改变电池壳体30的材质，能够调整90度剥离强度A的大小。这样的话，经过公知的电池的制造工序，能够得到大的90度剥离强度A，因此在锂离子二次电池100的生产效率方面有利，特别是能够容易地得到25～50mN/cm这样的90度剥离强度A。
采用这样的方法，能够使90度剥离强度A成为15mN/cm以上，因此在本实施方式涉及的锂离子二次电池100中，对绝缘膜10的至少一个面实施亲水化处理，该亲水化处理后的面朝向电池壳体30的内壁。另外，绝缘膜10的亲水化处理后的面，在与电池壳体30的内壁接触的部分进行接合。
再者，作为用于使90度剥离强度A成为15mN/cm以上的另一方法，可举出将具有适当的接合强度的粘接剂至少涂布于绝缘膜10与电池壳体30接触的部分进行接合的方法。也可以代替粘接剂而使用双面胶带。
作为使90度剥离强度B成为5mN/cm以上的方法，利用膜彼此的粘连(blocking)这样的现象、即重叠的膜彼此相互贴合的现象。在本实施方式中，隔板70使用聚烯烃多孔质膜，绝缘膜10也使用聚烯烃。另外对隔板70实施表面改性处理(特别是电晕放电处理)。在二次电池的制造时使隔板70与绝缘膜10密合，实施上述的电池干燥工序和高温老化工序，由此能够得到5mN/cm以上的90度剥离强度。在此，通过改变电池干燥工序和高温老化工序的条件(例如温度条件)，能够调整90度剥离强度B的大小。这样的话，经过以往的电池的制造工序，能够得到大的90度剥离强度B，因此在锂离子二次电池100的生产效率方面有利，特别是能够容易得到5～30mN/cm这样的90度剥离强度B。
再者，作为用于使90度剥离强度B成为5mN/cm以上的另一方法，可举出将具有适当的接合强度的粘接剂涂至少涂布于绝缘膜10与隔板70接触的部分进行接合的方法。也可以代替粘接剂使用双面胶带。
根据以上所述，本实施方式的锂离子二次电池100优选通过实施以下工序而制造：准备电极体80、电池壳体30、和至少对内表面或外表面实施了亲水化处理的绝缘膜10的工序；在电池壳体30与电极体80之间接触绝缘膜10而使其被保持，以绝缘膜10的实施了所述处理的面朝向电池壳体30的内壁的方式，构建绝缘膜10和电极体80被收纳于电池壳体30中的电池单元的工序；以及挤压所述电池单元以使电极体80与绝缘膜10密合且绝缘膜10与电池壳体30密合，并且将所述电池单元置于加热下的工序(特别是电池干燥工序和/或高温老化工序)。
从得到适当的90度剥离强度A和90度剥离强度B的观点出发，铝或铝合金制的电池壳体30、聚烯烃制的隔板70、72、和聚烯烃制的绝缘膜10的组合特别有利。
锂离子二次电池100能够用于各种用途。作为优选的用途，可举出电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)、插入式混合动力汽车(PHV)等车辆所搭载的驱动用电源。锂离子二次电池100典型地在串联和/或并联多个而成的电池组的形态下也能够使用。
以下，对本发明涉及的一些实施例进行说明，但并不意图将本发明限定于该实施例所示的内容。
[二次电池的制作]
将作为正极活性物质的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、作为导电材料的乙炔黑、和作为粘合剂的PVDF以93/4/3(质量比)在N-甲基-2-吡咯烷酮中混揉，调制了正极活性物质层形成用浆液。将该浆液涂布于铝箔(正极集电体)的两面，干燥后进行压制加工，制作了在正极集电体上具备正极活性物质层的正极。接着，将作为负极活性物质的石墨、作为粘合剂的SBR、和作为增粘剂的CMC以98/1/1(质量比)在离子交换水中混揉，调制了负极活性物质层形成用浆液。将该浆液涂布于铜箔(负极集电体)的两面，在干燥后进行辊压，由此制作了在负极集电体上具备负极活性物质层的负极。另外，准备了2枚PP/PE/PP这样的三层结构的隔板。再者，对该隔板实施了电晕放电处理。
以正极、隔板、负极、隔板的顺序层叠卷绕，准备电极体。在卷绕时，使隔板位于最表面。另外，使用对一面实施了电晕放电处理的聚丙烯膜(厚度为50μm)或未实施电晕放电处理的聚丙烯膜(厚度为50μm)，制作了袋状的绝缘膜。另外，作为非水电解液，准备了在将EC、DMC和EMC以30/40/30的体积比含有的混合溶剂中，以1.1mol/L的浓度溶解了作为支持盐的LiPF6的非水电解液。
在电极体的正负极分别熔敷引线端子后，收纳于袋状的绝缘膜中，并且将电极体与绝缘膜一起收纳于铝(A3003)制的电池壳体中，得到了电池单元。对该电池单元进行了电池干燥。然后注入非水电解液，进行初始充电和高温老化，制作了No.1～15的电池。再者，为了改变90度剥离强度A和90度剥离强度B，在No.1～No.10的电池中，使聚丙烯膜的实施了电晕放电处理的面成为外表面(与电池壳体的内壁接触的面)，在No.11～No.14的电池中，使实施了电晕处理的面成为内表面(与电极体的隔板接触的面)。另外，No.15的电池中，使用了未实施电晕放电处理的聚丙烯膜。除此以外，为了改变90度剥离强度A和90度剥离强度B，对每个电池改变了电池干燥和高温老化的条件。
[剥离强度的评价]
关于剥离强度，为了方便起见，对暴露在与No.1～15的各电池的制造条件相同的条件下的样品进行了测定。
(1)90度剥离强度A
将上述No.1～15的各电池的袋状的绝缘膜的制作中所用的聚丙烯膜切成10mm×150mm尺寸的条状。使其贴合在与电池壳体相同材料的铝(A3003)制的板上。此时，在聚丙烯膜进行了电晕放电处理的情况下，进行电晕放电处理的面的朝向配合No.1～14的各电池的制造条件。接着将其暴露在与No.1～15的各电池制造时的电池干燥条件和高温老化条件相同的条件下。对于这样得到的样品，使用拉伸试验机(今田制作所制“SV-201NA-50SL”)测定了90度剥离强度。具体而言，利用双面胶带将样品固定在水平可动式工作台上，一边使工作台移动一边将聚丙烯膜在垂直方向上拉伸使其以20mm/min的速度剥离，测定了此时的载荷。
(2)90度剥离强度B
将上述No.1～15的各电池的袋状的绝缘膜的制作中所用的聚丙烯膜切成10mm×150mm尺寸的条状。使其贴合在与电池的制造中所用的隔板相同的隔板上。此时，在聚丙烯膜进行电晕放电处理的情况下，进行了电晕放电处理的面的朝向配合No.1～14的各电池的制造条件。接着将其暴露在与No.1～15的各电池制造时的电池干燥和高温老化条件相同的条件下。对于这样得到的样品，与90度剥离强度A同样地使用拉伸试验机(今田制作所制“SV-201NA-50SL”)测定了90度剥离强度。
[隔板的破裂评价]
对所得到的二次电池No.1～15进行了热冲击循环试验。具体而言，将对各二次电池加热达到60℃以上的温度后冷却直到-30℃以下的温度这样的温度变化作为1次循环，对各二次电池实施了1000次循环的温度变化。然后将各二次电池分解，调查是否存在隔板的破裂。将评价结果示于表1。
表1
由表1可知，剥离强度A大于剥离强度B，且剥离强度B为5mN/cm以上的No.1～No.9的二次电池中，隔板的破裂的产生受到了抑制。另一方面，与现有技术相当的绝缘膜没有与隔板接合的No.10的二次电池中，隔板产生了破裂。剥离强度A小于剥离强度B的No.11～14的二次电池中，隔板产生了破裂。绝缘膜没有与电池壳体和隔板接合的No.15的二次电池中，隔板产生了破裂。
以上，对本发明的具体例进行了详细说明，但这些只是例示。本发明中，包括将以上例示的具体例进行各种变形、变更而成的内容。例如，在可得到本发明的效果的范围内，只要接合面实质上接合，则整个接合面可以不具有预定的剥离强度(15mN/cm以上的剥离强度A或5mN/cm以上的剥离强度B)。即，在接合面的一部分中可以存在低于预定的剥离强度的部位。例如，在将绝缘膜与隔板或电池壳体接合时，在接合面上，可以空出间隔地(例如以条带状)使用双面胶带、粘接剂。

Claims (5)

1.一种二次电池，具备：
电极体(80)，其具有正极、负极和隔板(70)，且所述电极体的最表面是隔板；
收纳所述电极体的电池壳体(30)；以及
绝缘膜(10)，所述二次电池的特征在于：
所述绝缘膜(10)与所述电极体和所述电池壳体接触而被保持，
所述电池壳体(30)的热膨胀系数小于所述绝缘膜和所述隔板的热膨胀系数，
所述绝缘膜(10)，在与所述电极体和所述电池壳体接触而被保持的部分，分别与所述电极体的最表面的隔板(70)和所述电池壳体(30)接合，
接合部分的所述绝缘膜(10)与所述电池壳体(30)之间的第一90度剥离强度，大于接合部分的所述绝缘膜(10)与所述隔板(70)之间的第二90度剥离强度，
所述第一90度剥离强度为15mN/cm以上，所述第二90度剥离强度为5mN/cm以上。
2.根据权利要求1所述的二次电池，对所述绝缘膜(10)的至少一个面实施亲水化处理，该亲水化处理后的面朝向所述电池壳体(30)的内壁。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池，所述绝缘膜(10)的厚度为70μm以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池，所述第一90度剥离强度为25～50mN/cm，所述第二90度剥离强度为5～30mN/cm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的二次电池，所述电池壳体(30)是铝或铝合金制，所述隔板(70)是聚烯烃制，且所述绝缘膜(10)是聚烯烃制。
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