CN106463779A - 锂离子二次电池 - Google Patents

锂离子二次电池 Download PDF

Info

Publication number
CN106463779A
CN106463779A CN201580018104.8A CN201580018104A CN106463779A CN 106463779 A CN106463779 A CN 106463779A CN 201580018104 A CN201580018104 A CN 201580018104A CN 106463779 A CN106463779 A CN 106463779A
Authority
CN
China
Prior art keywords
negative electrode
spacer
peripheral edge
outer peripheral
anelectrode
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.)
Granted
Application number
CN201580018104.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106463779B (zh
Inventor
小嶋育央
市川智之
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 Devices 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 Devices Ltd filed Critical NEC Energy Devices Ltd
Publication of CN106463779A publication Critical patent/CN106463779A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106463779B publication Critical patent/CN106463779B/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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • 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
    • 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
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H01M50/466—U-shaped, bag-shaped or folded
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H01M50/469—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape tubular or cylindrical
    • 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
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

提供了不容易受振动和冲击等影响的锂离子二次电池。一种层叠类型的锂离子二次电池，其特征在于：被对着正电极和负电极层叠的隔离物具有平坦袋形状或平坦管形状，隔离物的至少一个外周边缘已经被间隔地热熔，被热熔的边缘具备由直线、曲线或直线和曲线的形成的凹陷和凸起，由凹陷和凸起形成的隔离物外周边缘使凹陷部分和凸起部分这两者与负电极的外周缘相比被更向外部地定位，并且负电极的外周缘与容纳在袋形状或管形状的隔离物内部的正电极的外周缘相比被更向外部地定位。

Description

锂离子二次电池
技术领域
本发明涉及一种锂离子二次电池以及一种包括被容纳于类似袋或管的隔离物中的薄板正电极以及负电极的锂离子二次电池，薄板正电极和负电极被堆叠并被利用类似膜的外部材料密封。
背景技术
将电池用作其驱动功率源的设备（诸如电动自行车、电动摩托车以及电动车辆）采用其中容纳大容量二次电池的电池组。在体积能量密度和质量能量密度这两方面都大的锂离子二次电池适合作为用于驱动功率源的电池。
在已知的那些电池当中有其中类似条带的正电极和负电极在被缠绕之前被经由隔离物进行堆叠的柱形锂离子二次电池，以及其中薄板正电极和负电极被经由隔离物进行堆叠的平坦锂离子二次电池。
在它们当中，平坦电池尤其适合于电力摩托和其它等的功率源电池，因为每单位电池的容量可以通过增加所堆叠的正电极和负电极的面积或数量而被容易地提升。
平坦锂离子二次电池的单位电池使它们的电池元件由类似膜的外部材料覆盖。以此方式，锂离子二次电池的高能量密度被有效地使用。
在锂离子二次电池中，为了防止金属锂归因于在充电期间进入负电极的角部部分的电流的集中而以枝晶（dendrite）形式沉积，适当地确定正电极、隔离物和负电极的尺寸。也就是，关于正电极活性材料的涂敷区段、负电极活性材料的涂敷区段和隔离物之间的堆叠位置关系，隔离物的尺寸是最大的。此外，隔离物的外周缘被定位在正电极活性材料的涂敷区段和负电极活性材料的涂敷区段的外周缘的外部。此外，正电极活性材料的涂敷区段的尺寸是最小的，并且正电极活性材料的涂敷区段的外周缘被定位得比隔离物和负电极活性材料的涂敷区段的外周缘更靠近内侧。
当在高温下使用时，隔离物将显著地热缩紧。存在一种提出的技术，通过该技术，在考虑了热收缩率的情况下预先将隔离物的形状设置得更大，从而隔离物的热缩紧不导致正电极和负电极短路（例如，参照专利文献1和2）。
通过施加并且干燥通过利用粘接剂将活性材料和导电助剂的颗粒混合而制成的浆料来产生锂离子二次电池的正电极和负电极。相应地，存在如下的考虑：当作为电池坠落或任何其它问题的结果而经受振动或冲击时，电池可能碰到活性材料脱离或电极损坏或任何其它麻烦。
此外，在薄板正电极和负电极的堆叠中，与薄板正电极的外周缘相比，薄板负电极的外周缘被置于更靠近外部主体。因此，作为接触外部主体的结果，薄板负电极更多地受外部冲击影响。
同时，如专利文献1和2中所公开的那样，如果隔离物的外周缘被定位在排除活性材料的非涂敷区段的部分的外部，则与电极相比被更多地从堆叠暴露的隔离物将充当针对弱冲击的缓冲构件。期望这样的配置来减少诸如电极的破裂或活性材料的脱落的麻烦。
还存在一种提出的电池：替代在正电极与负电极之间提供或插入隔离物，正电极被包含在袋形状的隔离物中；并且包含正电极的袋形状的隔离物和负电极被交替地堆叠（例如，参见专利文献3或4）。
即使正电极活性材料或负电极活性材料从集电器脱离，利用袋形状的隔离物的协助，将正电极插入到袋形状的隔离物中也防止活性材料粘附到对电极。这防止质量劣化。
当生产袋形状的隔离物时，归因于热缩紧，褶皱将可能显现。在专利文献3中，以特定的间隔执行隔离物的热密封以防止这样的褶皱显现。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1] JP 2003-045499A
[专利文献2] JP 2003-217674A
[专利文献3] JP 07-272761A
[专利文献4] JP 2012-033399A。
发明内容
本发明要解决的问题
作为透彻研究的结果，发明人发现，当袋形状或管状的隔离物投入使用时，袋形状或管状的隔离物内部的正电极以及负电极同样受外部振动或冲击影响。
热密封的袋形状或管状的隔离物具有电极存储区段，其大小稍微大于电极的外部大小，意味着电极存储区段仅仅是足够大以容纳电极。然而，当隔离物热缩紧时，二者的大小可能几乎相等。
此外，电极的周缘上的热密封区段在隔离物软化或熔化之后已经结晶。因此，与区段被热密封之前相比，它们的软度更低。因此，如果所密封的部分归因于振动或冲击而与正电极接触，则活性材料可能从电极脱落掉。
在脱落掉之后，活性材料将残留在隔离物中。然而，如果大量活性材料脱落，则容量可能降低。如果作为活性材料脱离的结果电极破裂，则这并非是优选的，因为隔离物可能被破坏。
本发明意图解决与使用袋形状或管状的隔离物关联的上述问题。要防止正电极和负电极由于振动或冲击而破裂。要减少正电极活性材料和负电极活性材料脱离的机会，并且提供在电特性以及安全方面优异的电池。
用于解决问题的手段
为了解决本发明的问题，一种堆叠锂离子二次电池包括：外部主体，其容纳电解质和经由被涂敷有正电极活性材料的薄板正电极、被涂敷有负电极活性材料的薄板负电极以及隔离物而堆叠的电池元件，其中：所述隔离物是平坦袋或平坦管，其中隔离物的外周缘的至少一个侧部被间隔地热密封；被热密封的侧部具备由直线或曲线或直线和曲线的组合制成的凹部分和凸部分；利用粗糙部分制成的所述隔离物的外周缘连同所述凹部分和凸部分一起被定位在所述负电极的外周缘的外部；以及所述负电极的外周缘被定位于容纳在袋形状或管状的所述隔离物中的所述正电极的外周缘的外部。
发明优点
根据本发明，活性材料甚至当经受振动或冲击时也不太可能脱离正电极和负电极这两者，并且鲜有破裂显现。特别是，甚至当仅正电极插入到袋形状或管状的隔离物中时，在振动或冲击下显现在正电极和负电极上的破裂的机会也低，并且活性材料不太可能脱离。以此方式，可能的是提供在电特性和安全方面优异的电池。
附图说明
图1是示出根据本发明的锂离子二次电池的外观的平面图。
图2是根据本发明的锂离子二次电池的电池元件的组装的透视图。
图3是示出根据本发明的锂离子二次电池的正电极和负电极的一个示例的示图。
图4是用于解释本发明的锂离子二次电池示图的袋形状隔离物以及正插入到隔离物中的正电极的一个示例的示图。
图5是用于解释本发明的锂离子二次电池的正电极已经插入到其中的袋形状隔离物以及负电极如何堆叠的示图。
图6是用于解释本发明的锂离子二次电池的电池元件的示图。
图7是用于解释本发明的锂离子二次电池的电池元件的示图。
图8是用于解释本发明的锂离子二次电池的正电极已经插入到其中的袋形状隔离物以及负电极如何堆叠的示图。
图9是用于解释根据本发明锂离子二次电池的示例的外部主体的示图。
具体实施方式
在下文中，将参照随附附图描述本发明。
图1是示出根据本发明的锂离子二次电池的外观的平面图。图2是根据本发明的锂离子二次电池的电池元件的组装的透视图。
在锂离子二次电池1中，电池元件4连同电解溶液一起密封在外部主体10内部。电池元件的正电极端子2和负电极端子3的各一个端部被拉出外部主体10作为正电极端子暴露部分2a和负电极端子暴露部分3a。暴露部分起要被连接到外部装置和其它装置的外部端子的作用。
可以由柔性膜或罐外壳制成外部主体。就使得电池轻而言，柔性膜是优选的。利用在外侧上所供的保护层，柔性膜可以在金属层的内侧上具有热密封层，其防止电解液的泄漏或水从外部进入。更具体地，聚乙烯等可以被提供在内侧上；在金属层上，可以提供铝箔和不锈钢箔；并且在外侧上，可以形成尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
可以由铝或铝合金制成正电极端子。可以由铜、铜合金或镀镍铜或铜合金制成负电极端子。
在其中不提供电池元件4的正电极或负电极的各侧部上，优选地提供固定构件5（诸如带），以便防止容纳并堆叠在袋形状或管状的隔离物内部的正电极和负电极偏移。
图2示出其中四个长固定构件被用于固定的示例：固定构件在其中不提供正电极或负电极的各侧部上从一个电池元件的最外层延伸到另一电池元件的最外层。取决于电极的大小、所堆叠的电极的数量以及其它因素，当必要时，可以调整这种配置。
图3是用于解释在图2中所图解的电池元件中所使用的薄板正电极和负电极的示图。图3A示出正电极6，并且图3B示出负电极。
正电极包括：正电极活性材料涂敷区段6a，其中，活性材料被施加到正电极集电器；以及正电极活性材料非涂敷区段6b，其中，不施加活性材料，从而该区段连接到电极端子。负电极类似地包括负电极活性材料涂敷区段7a和负电极活性材料非涂敷区段7b。
正电极活性材料包括锂过渡金属复合氧化物，诸如LiCoO2、LiNiO2、LiNiyCo1-yO2（y=0.01至0.99）、LiMnO2、LiMn2O4、LiNixCoyMnzO2（x+y+z=1）、LiMPO4（M：Fe、Mn、Ni）或Li2MPO4F（M：Fe、Mn、Ni）。可以使用各物质之一或各物质中的两个或更多个的混合物。
负电极活性材料包括：碳材料（诸如石墨、无定型碳和碳纳米管）；合金材料（诸如锂金属材料、硅和锡）；基于氧化物的材料（诸如Nb2O5和TiO2）；以及这些物质的化合物。
可以由铝、不锈钢、镍、钛或这些物质的合金制成正电极集电器。特别是，铝是优选的。可以由铜、不锈钢、镍、钛或这些物质的合金制成负电极集电器。
图4是用于解释薄板正电极如何正插入到袋形状或管状的隔离物中的示图。
隔离物8具有：周缘部分，其中，两个矩形隔离物放置在一起；至少薄板正电极通过其插入的周缘部分的侧部8a是开口的。与侧部8a相邻的侧部8b和8d在被热密封或折叠之后封闭。作为与从其取出正电极端子6b的侧部8a相对的侧部的侧部8c在被热密封或折叠之后封闭。侧部8c的封闭将隔离物变为袋形状隔离物。让侧部8c开口造成管状隔离物。
优选地使用基于聚烯烃的隔离物。例如，可以使用由聚丙烯或聚乙烯或它们的组合制成的单层隔离物或多层隔离物。隔离物的收缩因子可以取决于平面内方向而显著地变化。在这样的情况下，优选的是，收缩因子小的方向与用于插入电极的开口或与其上存在活性材料非涂敷区段以被连接到电极端子的方向对准。取出端子的方向上的隔离物的端部部分可以不被密封。甚至在这样的情况下，隔离物在电池出错时显著地缩紧，由此防止活性材料非涂敷区段被暴露。
图4B是用于详细解释图4A中的虚线S1所包围的热密封部分的状态的示图。
为了防止与外周缘的热密封关联的热缩紧在隔离物上引起褶皱，隔离物的外周缘被以特定间隔热密封。根据本发明，以在隔离物的外周缘上生成凸部分8x和凹部分8y这样的方式，将热密封部分8z提供在隔离物的端部部分上或靠近端部部分的区域中。
图4B示出栉齿形状。然而，凹形状和凸形状可以是波形状、直线和曲线的组合。此时，相邻的凸部分和凹部分的峰部的距离的差的平均值w1优选地大于或等于0.3mm并且小于或等于3mm。将稍后参照图8解释原因。
图5是用于解释容纳在袋形状隔离物中的薄板正电极6以及薄板负电极7如何堆叠的爆炸视图。示图仅示出插入到袋形状隔离物中的两个薄板正电极以及三个薄板负电极。
准备容纳在袋形状隔离物8中的薄板正电极6以及薄板负电极7，并且薄板正电极6和薄板负电极7被交替地堆叠。
正电极的非涂敷区段被从同一侧部拉出，并且负电极的非涂敷区段被从同一侧部拉出。如示图中所示，正电极的非涂敷区段和负电极的非涂敷区段不一定被部署在彼此面对的侧部上。例如，如果正电极和负电极的非涂敷区段的宽度或拉出位置被改变，则正电极的非涂敷区段和负电极的非涂敷区段可以被放置在同一侧部上。
图6是用于解释其中容纳在袋形状隔离物中的薄板正电极和薄板负电极被堆叠的电池元件的示图。
关于容纳在袋形状隔离物8中的薄板正电极以及薄板负电极7，袋形状隔离物8的外部大小被设置为等于薄板负电极7的外部大小。相应地，预定数量的电极可以被交替地堆叠，其中电极的端部部分彼此对准。
图7是用于解释完全组装的电池元件的示图。
在容纳在袋形状隔离物中的薄板正电极和薄板负电极的堆叠被堆叠之后，利用从作为堆叠的一个侧部的堆叠表面的一个端部附接到相对的堆叠表面的固定构件5（诸如粘合带）将堆叠粘接在一起。
通过上述处理，可以以不允许容纳在袋形状隔离物中的薄板正电极和薄板负电极的任何位置偏移这样的方式来制成电池元件4。
图8是用于解释薄板正电极和负电极与隔离物之间的位置关系的示意图。
图8A是其中在与堆叠表面垂直的方向上看容纳薄板正电极的袋形状隔离物和薄板负电极片层的堆叠的示图。图8B是图8A中的虚线S2所包围的部分的放大视图。
如图8B中所示，在本发明的锂离子二次电池的电池元件中，通过袋形状隔离物的外周缘上的热密封所创建的所有凸部分8x和凹部分8y被定位于薄板负电极的外周缘部分70和薄板正电极的外周缘部分60的外部。
本发明的堆叠锂离子二次电池采用多个隔离物。根据该配置，当外部振动或冲击引起电池元件与外部主体接触时，是凸部分8x首先接触外部主体。以此方式，凸部分8x起缓冲材料的作用。
优选的是，相邻的凸部分8x和凹部分8y的峰部的距离差的平均值w1大于或等于0.3mm并且小于或等于3mm，并且凸部分的宽度x1大于凹部分的宽度y1。
根据该配置，甚至当施加外部振动或冲击时，凸部分8x也减轻对负电极片层的端部部分70的冲击，防止负电极片层的损坏以及负电极活性材料的脱落。这还减少对凹部分8y的冲击，由此减少对相邻的正电极片层的端部部分60的影响。
要被热密封的袋形状或管状的隔离物的部分至少形成在与从其取出正电极端子或负电极端子的侧部相邻的长侧部之一上。当形成电池元件时，由一个侧部上的凸部分形成的面积被设置为大于或等于4mm2。这种配置是特别有效的。
优选的是，其中形成密封部分8z的区域与薄板负电极片层的外周缘侧部重叠。必要的是利用粘合带固定电池元件的侧部，从而所堆叠的隔离物和电极片层不偏移。为了防止这样的堆叠的偏移，应当附接紧固地伸展的带。相应地，如果隔离物简单地大于负电极或正电极，则当附接粘合带时，隔离物可能被沿着电极弯折。
如果隔离物过大，则这导致缓冲性能上的改进。然而，锂离子二次电池的每单位体积的能量密度将降低。可能的是通过将其中形成密封部分8z的区域与负电极片层的外周缘侧部对准来防止能量密度的降低。此外，甚至当带被附接到侧部以固定堆叠时，隔离物将不被沿着负电极的外周缘弯折。以此方式，可能的是防止缓冲性能上的降低。
图9是用于解释其中在热密封性能上良好的膜堆叠在铝膜的一个侧部上并且强合成树脂膜堆叠在另一侧部上的柔性外部主体的示图。
在柔性外部主体10上，通过按压加工等制成被设计为容纳电池元件的电池元件容纳区段9。
如图9A中所示，可以通过将两个柔性外部主体10放置在一起来密封电池元件。替代地，如图9B中所示，一个柔性外部主体10可以被折叠以密封电池元件。
替代膜外部主体，铝板可以经受拉制处理等以在内部形成电池元件容纳区段（未示出）。
在形成在外部主体上的电池元件容纳区段中，电池元件、电解质和电连接到电池元件的正电极和负电极的部分被容纳并且密封，以创建图1中所示的锂离子二次电池。
示例
示例1
主要由具有25μm的厚度的聚丙烯制成的两个隔离物放置在一起；周缘上的三个侧部被以3mm的间隔、沿着外周缘侧部的宽度为0.5mm并且垂直方式的宽度为2mm地进行间隔热密封，从而相邻的凸部分和凹部分的峰部的距离差w1是0.4mm。以此方式，创建在外周缘上具有凹部分和凸部分的袋形状隔离物。
由铝箔制成的薄板正电极被插入到袋形状隔离物中：正电极活性材料涂敷区段在纵向方向上是120mm，在与纵向方向垂直的方向上是65mm，并且在厚度上是20μm。通过袋的开口，正电极活性材料非涂敷区被以暴露。关于正电极活性材料涂敷层，以130μm的厚度施加浆料，并且进行干燥并且压缩；浆料是40质量百分比的锂镍氧化物、51质量百分比的锂锰氧化物、作为导电辅助的3质量百分比的碳黑以及作为粘接剂的6质量百分比的PVdF的混合物。
薄板负电极的负电极活性材料涂敷区段在纵向方向上是125mm，在与纵向方向垂直的方向上是68mm，并且在厚度上是10μm。使用由铜箔制成的这样的负电极。
关于薄板负材料的活性材料涂敷区段，以100μm的厚度施加浆料，并且进行干燥：浆料是91质量百分比的石墨、作为导电辅助的3质量百分比的碳黑以及作为粘接剂的6质量百分比的PVdF的混合物。
准备插入到所创建的袋形状隔离物中的十四个这样的薄板正电极以及15个这样的薄板负电极。电极被以如下这样的方式堆叠：它们在纵向方向上对准，并且负电极片层之一处于最外层。
关于薄板正电极、薄板负电极和袋形状隔离物之间的位置关系，与袋形状隔离物的外周缘相比负电极片层的外周缘被更深地部署到隔离物中。与负电极片层相比，容纳在袋形状隔离物内部的正电极片层的外周缘被部署得更靠近内侧。
经由纵向方向侧部从一个最外层薄板负电极的表面到另一最外层薄板负电极的表面，附接具有20mm的宽度的粘合带：粘合带具有其上形成丙烯酸粘合层的聚丙烯基底。以此方式，电极被稳固地堆叠从而不偏移。
然后，附接电极端子。生产连同包含环碳酸酯和LiPF6的电解质一起被容纳在由类似膜的外部材料制成的外部主体中的十个锂离子二次电池。
评估测试
以如下这样的方式设置所生产的10个二次电池：它们的堆叠方向平行于地。二次电池从与从其拉出端子的侧部不同的两个侧部中的每一个掉落到混凝土地板上。确认活性材料是否脱离正电极片层或负电极片层。在表1中示出测试结果。
示例2
示例2与示例1的不同仅在于：w1是0.3mm。进行与示例1中的那些测量和评估相似的测量和评估。在表1中示出结果。
比较性示例1
比较性示例1与示例1的不同仅在于：其使用与示例1不同的热密封条件，并且相邻的凸部分和凹部分的峰部的距离的差w1被设置在0.2mm。以与示例1的方式相似的方式制成锂离子二次电池，测试被执行，如表1中所示那样。
表1
工业上的可应用性
在本发明的锂离子二次电池中，凹部分和凸部分形成在容纳薄板正电极的隔离物的外周缘上，并且凹部分和凸部分两者都被定位在负电极的外周缘的外部。因此，可能的是提供其电池特性甚至当经受由掉落等所引起的冲击时也不会严重地受影响的具有优异的特性的锂离子二次电池。
参考符号的解释
1:锂离子二次电池
2:正电极端子
2a:正电极端子暴露部分
3:负电极端子
3a:负电极端子暴露部分
4:电池元件
5:固定构件
6:薄板正电极
6a:正电极活性材料涂敷区段
6b:正电极活性材料非涂敷区段
7:薄板负电极
7a:负电极活性材料涂敷区段
7b:负电极活性材料非涂敷区段
8:隔离物
8a、8b、8c、8d:侧部
8x:凸部分
8y:凹部分
8z:热密封部分
10:外部主体
w1:峰部的距离差的平均值
x1:凸部分的宽度
y1:凹部分的宽度
60:正电极片层的端部部分
70:负电极片层的端部部分

Claims (4)

1.一种堆叠锂离子二次电池，其特征在于，包括：
外部主体，其容纳电解质和经由被涂敷有正电极活性材料的薄板正电极、被涂敷有负电极活性材料的薄板负电极以及隔离物而堆叠的电池元件，其中：
所述隔离物是平坦袋或平坦管，其中所述隔离物的外周缘的至少一个侧部被间隔地热密封；
被热密封的侧部具备由直线或曲线或直线和曲线的组合制成的凹部分和凸部分；
利用所述凹部分和所述凸部分制成的所述隔离物的外周缘连同所述凹部分和所述凸部分一起被定位在所述负电极的外周缘的外部；以及
所述负电极的外周缘被定位于容纳在袋形状或管状的所述隔离物中的所述正电极的外周缘的外部。
2.如权利要求1所述的堆叠锂离子二次电池，其特征在于，
在其中在被热密封的侧部上的热密封的部分与所述负电极的外周缘重叠的位置处进行堆叠。
3. 如权利要求1或2所述的堆叠锂离子二次电池，其特征在于：
固定构件被附接到所述电池元件；以及
所述固定构件被部署在如下的平面上：其中至少具有所形成的所述凹部分和所述凸部分的侧部位于该平面。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的堆叠锂离子二次电池，其特征在于，
所述凹部分和所述凸部分的峰部的距离差大于或等于0.3mm并且小于或等于3mm。
CN201580018104.8A 2014-04-09 2015-04-09 锂离子二次电池 Active CN106463779B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014080166 2014-04-09
JP2014-080166 2014-04-09
PCT/JP2015/061062 WO2015156344A1 (ja) 2014-04-09 2015-04-09 リチウムイオン二次電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106463779A true CN106463779A (zh) 2017-02-22
CN106463779B CN106463779B (zh) 2019-02-26

Family

ID=54287916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580018104.8A Active CN106463779B (zh) 2014-04-09 2015-04-09 锂离子二次电池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10164233B2 (zh)
JP (1) JP6497751B2 (zh)
CN (1) CN106463779B (zh)
WO (1) WO2015156344A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111106294A (zh) * 2018-10-25 2020-05-05 宁德新能源科技有限公司 电芯及电池

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110199410B (zh) * 2017-01-24 2022-09-27 三洋电机株式会社 电池用极板的制造方法、电池的制造方法以及电池
EP3595074B1 (en) * 2017-03-07 2024-03-06 AESC Japan Ltd. Secondary battery
JP6911463B2 (ja) * 2017-03-30 2021-07-28 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
CN109216776B (zh) * 2017-06-30 2022-10-25 远景Aesc日本有限公司 电化学器件
JP7298853B2 (ja) * 2018-09-19 2023-06-27 株式会社村田製作所 二次電池
US20220166109A1 (en) * 2019-05-22 2022-05-26 Lg Energy Solution, Ltd. Separator laminate for lithium secondary battery, electrode assembly including the same, and lithium secondary battery including the same
KR20200135181A (ko) * 2019-05-22 2020-12-02 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지용 분리막 적층체, 이를 포함하는 전극 조립체 및 리튬 이차 전지
CN116325334A (zh) * 2021-06-25 2023-06-23 株式会社Lg新能源 包括不平坦部的隔板、包括其的电极组件、和制造电极组件的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2934585A (en) * 1957-12-19 1960-04-26 Gould National Batteries Inc Storage batteries
JPH1055795A (ja) * 1996-08-12 1998-02-24 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 角形二次電池及びその製造法
JP2008130360A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Sony Corp 非水電解液二次電池
CN102347514A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 三洋电机株式会社 方形二次电池
CN103460487A (zh) * 2011-04-07 2013-12-18 日产自动车株式会社 电池、电池制造方法及装袋电极
JP2014003002A (ja) * 2012-05-23 2014-01-09 Toyota Industries Corp 電極収納セパレータ、蓄電装置、及び電極収納セパレータの製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US945094A (en) * 1909-05-25 1910-01-04 Henry W Hildebrand Jr Box construction.
GB945094A (en) * 1960-04-05 1963-12-23 Gould National Batteries Inc Storage batteries
JPH07272761A (ja) 1994-03-31 1995-10-20 Sony Corp 非水電解液二次電池
JP3934888B2 (ja) * 2001-06-28 2007-06-20 Ｎｅｃトーキン株式会社 積層型二次電池
JP2003045499A (ja) 2001-08-02 2003-02-14 Nec Mobile Energy Kk 非水電解液電池
JP2003092100A (ja) * 2001-09-19 2003-03-28 Nec Corp 積層型電池
JP2003217674A (ja) 2002-01-25 2003-07-31 Sony Corp 非水電解質電池
JP2007201248A (ja) 2006-01-27 2007-08-09 Nec Tokin Corp 積層型電気化学デバイス
JP4284341B2 (ja) 2006-07-25 2009-06-24 株式会社東芝 非水電解質電池、自動車、アシスト自転車、二輪車、充電式掃除機及び電池パック
JP2008269819A (ja) * 2007-04-17 2008-11-06 Sony Corp 非水電解液二次電池
JP2013143336A (ja) 2012-01-12 2013-07-22 Nissan Motor Co Ltd 袋詰電極の製造方法、袋詰電極、二次電池、熱溶着装置
JP2013206700A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Tdk Corp 電気化学デバイス
JP5915464B2 (ja) * 2012-08-29 2016-05-11 株式会社豊田自動織機 電極組立体の製造装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2934585A (en) * 1957-12-19 1960-04-26 Gould National Batteries Inc Storage batteries
JPH1055795A (ja) * 1996-08-12 1998-02-24 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 角形二次電池及びその製造法
JP2008130360A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Sony Corp 非水電解液二次電池
CN102347514A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 三洋电机株式会社 方形二次电池
CN103460487A (zh) * 2011-04-07 2013-12-18 日产自动车株式会社 电池、电池制造方法及装袋电极
JP2014003002A (ja) * 2012-05-23 2014-01-09 Toyota Industries Corp 電極収納セパレータ、蓄電装置、及び電極収納セパレータの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111106294A (zh) * 2018-10-25 2020-05-05 宁德新能源科技有限公司 电芯及电池
CN111106294B (zh) * 2018-10-25 2022-08-05 宁德新能源科技有限公司 电芯及电池

Also Published As

Publication number Publication date
US20170110703A1 (en) 2017-04-20
CN106463779B (zh) 2019-02-26
US10164233B2 (en) 2018-12-25
JPWO2015156344A1 (ja) 2017-04-13
JP6497751B2 (ja) 2019-04-10
WO2015156344A1 (ja) 2015-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106463779A (zh) 锂离子二次电池
JP5701688B2 (ja) 積層式電池およびその製造方法
JP6621765B2 (ja) 二次電池
JP5334162B2 (ja) 積層型二次電池
KR101379985B1 (ko) 전극조립체 및 이를 이용한 이차전지
KR101100990B1 (ko) 이차전지
EP2413398B1 (en) Prismatic secondary battery
US20090197160A1 (en) Stack type battery
JP5612175B2 (ja) 電極組立体及びこれを有する二次電池
CN107851852B (zh) 蓄电装置
CN107851768B (zh) 电化学器件的制造方法
JP2006108097A (ja) パウチ型二次電池
KR102155707B1 (ko) 전극 조립체 및 그 제조방법
KR20180080908A (ko) 전극 조립체
JP5484297B2 (ja) 二次電池
JP2002270242A (ja) 非水系二次電池及びその製造方法
CN109216776B (zh) 电化学器件
JP2019087336A (ja) 二次電池
JP6943832B2 (ja) 固定具および蓄電池モジュール
CN108391453A (zh) 用于软包电池的穿墙集流体
JP7087436B2 (ja) 全固体電池
JP2017059442A (ja) リチウムイオン二次電池及びその製造方法
JP6904939B2 (ja) 蓄電池モジュール
KR100580767B1 (ko) 파우치형 리튬이온 폴리머전지
JPH09115552A (ja) リチウムイオン二次電池

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
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Kanagawa

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

Address before: Kanagawa

Patentee before: NEC Energy Components Co., Ltd.

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Control device and method for square lithium ion secondary cell precharging

Effective date of registration: 20190821

Granted publication date: 20190226

Pledgee: Sumitomo Mitsui Banking Corporation

Pledgor: Vision AESC Energy Components Co., Ltd.

Registration number: Y2019990000102