CN108023061A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

提供一种具备层叠型电极体的二次电池，该二次电池具有即使在装载于车辆时也具有良好的结构稳定性、并且高速率充放电特性优异的集电结构。在本发明提供的二次电池所具备的层叠型电极体(50)中，层叠的正极集电体露出部(52A)和负极集电体露出部(56A)分别在层叠方向上分成两个以上的部分且各部分被捆扎，从而构成了多个集电束(80A、80B、90A、90B)，并且，该多个集电束的每一个各自独立地与相同极侧的所述集电部接合，其中，正负极间隔板(58)的任一个都内包于正极集电体露出部侧的多个集电束的某一个和/或负极集电体露出部侧的多个集电束的某一个中。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及二次电池。详细地讲，涉及具备层叠电极体的密闭结构的二次电池，所述层叠电极体的结构是交替层叠有多个正负极片的结构。
背景技术
锂离子二次电池、镍氢电池等二次电池，不仅用于个人电脑、便携终端等的所谓的移动电源用途，近年来也很好地被用作为车辆驱动用电源。特别是重量轻且可得到高能量密度的锂离子二次电池，优选作为电动汽车(EV)、插电式混合动力汽车(PHV)、混合动力汽车(HV)等车辆的驱动用高输出电源，被期待着今后需求扩大。
作为这种二次电池的典型的形态，可举出将构成正负极的电极体和电解质收纳在规定的电池壳体内，并将该壳体的开口部密封了的形态的密闭结构的电池(也称为密闭型电池)。作为该密闭型二次电池中收纳的电极体的一个典型例，可举出将矩形片状的正极和负极(以下也分别称为“正极片”和“负极片”)以在它们之间夹有隔板的方式交替层叠的结构的所谓的层叠型电极体。
由于层叠型电极体的每单位容积的电池容量较大，因此适合作为期望高容量、高输出的车辆驱动用电源，通过层叠的正负极片数量的增减，能够容易地进行电池尺寸或电池容量的调整。例如，日本专利公开第2015-115268号公报公开了一种层压膜密封型的密闭型二次电池的一例，其是通过将层叠型电极体收纳在由层压膜构成的袋体中，并注入电解液后将膜开口部密封而制作的，所述层叠型电极体是将正极片和负极片以在它们之间夹有隔板的方式交替层叠而形成的。
另外，作为采用了层叠型电极体的二次电池中的与上述层压膜密封型不同的另一形态，典型地可举出在金属制的方形(箱形)硬壳体内收纳层叠型电极体，并通过焊接等将该壳体的开口部密封了的密闭结构的二次电池。该构成的二次电池，由于该电极体被收纳在硬壳体内，因此与上述层压膜密封型相比，电池本身对来自外部的冲击具有较强的物理强度，从安全的角度出发可以说是优选的形态的电池。
另外，通过变更所使用的方形(箱形)壳体的尺寸、容量，也能够容易地变更所收纳的电极体的尺寸、容量。因此，能够容易地提供高容量的二次电池。例如，日本国专利公开第2015-210922号公报记载了一种在这种方形(箱形)硬壳体中收纳层叠型电极体而形成的密闭结构的二次电池。
发明内容
然而，将层叠型电极体收纳在方形硬壳体中的构成的二次电池，与上述层压膜密封型的电池相比，需要下功夫来进一步提高该壳体内的层叠型电极体本身的结构稳定性。即，由于层叠型电极体是正极片和负极片以在它们之间夹有隔板的方式交替层叠的结构，因此金属制等的硬的材质和形状的电池壳体内的结构稳定性较低。因此，为了作为车辆驱动用电源长期维持合适的高速率充放电，在电池壳体内稳定保持该层叠型电极体的结构是很重要的。
特别是为了在所层叠的正负极片间不发生位置偏移，需要在层叠型电极体的层叠方向的正负极片与隔板之间实现高的保持力。例如，在上述专利文献2中公开的电极体中，为了在所层叠的正负极片间不发生位置偏移，遍及层叠型电极体的层叠面(是指层叠型电极体的正负极片层叠方向的侧面，以下相同)，从一端的宽幅面(是指与正负极片的形状对应的层叠型电极体的层叠方向的两端中的任一端的外表面，以下相同)到另一端的宽幅面贴附了保持胶带。
而且，专利文献1、专利文献2中记载的方式的层叠型电极体的集电结构(具体而言为从电极体的周缘的一部分突出的集电抽头结构(current-collecting tapstructure))，作为在伴有振动的行驶时需要以较大的电流进行快速的高速率充放电的车辆驱动用电源不能说是充分的，该集电结构也存在改良的余地。
本发明是为了解决与具备层叠型电极体的二次电池相关的上述课题而创作出的，其目的是提供下述的二次电池，所述二次电池是特别适合作为车辆驱动用电源(车辆装载用二次电池)的、具备能实现高容量化的层叠型电极体的密闭结构的二次电池，具有即使在装载于车辆时也具有良好的结构稳定性，并且高速率充放电特性优异的集电结构。
为实现上述目的，本发明提供一种二次电池，其具备层叠型电极体、电解质和方形壳体，所述层叠型电极体的结构是正极和负极以在它们之间夹有矩形片状的隔板的方式交替层叠的结构，所述正极具有矩形片状的正极集电体和在该集电体上形成的正极活性物质层，所述负极具有矩形片状的负极集电体和在该集电体上形成的负极活性物质层。
而且，在此公开的二次电池的一个技术方案中，在上述壳体的内部分别设有与外部连接端子(是设置在二次电池的外表面侧的正极端子和负极端子的总称)电连接的正极集电部以及负极集电部。
另外，在此公开的二次电池中，在上述正极和负极各自的长边方向的一个端部，分别沿着短边方向形成有不具有上述活性物质层的正极集电体露出部以及负极集电体露出部。而且，在此公开的层叠型电极体，是以正极集电体露出部在长边方向的一个端部层叠、并且负极集电体露出部在长边方向的另一个端部层叠的状态构成的。
另外，在此公开的二次电池中，上述层叠的正极集电体露出部以及负极集电体露出部，分别在其层叠方向上分成两个以上的部分并将各部分捆扎，从而构成了多个集电束，并且，该多个集电束的每一个各自独立地与相同极侧的上述集电部接合。
而且，所述二次电池还具有以下特征：在上述层叠型电极体所包含的上述正极和负极之中的位于层叠方向的一端的正负极的任一方与位于该层叠方向的另一端的正负极的任一方之间存在的上述隔板的任一个都内包于上述正极集电体露出部侧的多个集电束的某一个和/或上述负极集电体露出部侧的多个集电束的某一个中(即，配置在集电束的内侧)。
在该构成的二次电池中，上述层叠型电极体的正极集电体露出部以及负极集电体露出部，分别与设置在上述壳体内部的正极集电部以及负极集电部接合(作为典型，通过焊接而接合)。由此，能够固定壳体内部的层叠型电极体的位置、姿势，能够防止该壳体内的层叠型电极体的松动。
另外，如上所述，在此公开的二次电池中，正极集电体露出部以及负极集电体露出部分别在层叠方向上分成两个以上的部分并将各部分捆扎，从而构成了多个集电束，这些多个集电束的每一个束各自独立地与相同极侧的集电部接合。
这样，本构成的层叠型电极体的集电结构，在位于长边方向的两端的正极集电体露出部以及负极集电体露出部形成的多个集电束，能够各自独立地与同极侧的集电部形成导电路径，因此能够很好地进行较大的电流下的充放电(高速率充放电)。
进而，在此公开的二次电池还具有以下特征：关于在层叠型电极体所包含的正负极之中的位于层叠方向的一端的正负极的任一方与位于该层叠方向的另一端的正负极的任一方之间存在的隔板、换言之在隔板的两面侧正负极对向的隔板(以下也称为“正负极间隔板”)的全部，以下述状态配置：这些隔板的任一个都内包于正极集电体露出部侧的多个集电束的某一个和/或负极集电体露出部侧的多个集电束的某一个中。
对于这样的集电束的内部，更具体地说明的话，对于被构成某一个集电束的多个正极集电体露出部(或者多个负极集电体露出部)之中的、层叠方向的两端的集电体露出部、即构成该集电束的外表面的两个集电体露出部夹持的状态的正负极和隔板，作为为了形成该集电束而将多个集电体(露出部)捆扎从而产生的应力，在正负极层叠方向上产生压力。该压力提高在该集电束的内部层叠的正负极和隔板的保持力，其结果，能够抑制在该集电束的内部层叠的正负极和隔板的相对于层叠方向的横向上的位置偏移。
而且，如上所述，在此公开的二次电池中，所有的正负极间隔板的每一个都内包于至少正负极集电束的某一个中。其结果，在此公开的二次电池中，对于收纳在方形电池壳体内的层叠型电极体，能够遍及整个层叠方向无中断地产生上述保持力。由此，能够遍及整个层叠型电极体地抑制正极、负极和隔板的相对于层叠方向的横向上的位置偏移，能够实现更高的结构稳定性。
在此公开的二次电池的优选的一个方式的特征在于，在上述层叠的正极集电体露出部以及负极集电体露出部之中的至少任一方中，构成有3个以上的上述集电束。
进一步优选其特征在于，在正极集电体露出部和负极集电体露出部这两者中，构成有3个以上的上述集电束。
通过以构成为3个以上的集电束的方式分割正极(负极)集电体露出部，能够以高水平兼具在高速率充放电方面较理想的集电结构、以及能够更好地抑制正极、负极和隔板的相对于层叠方向的横向上的位置偏移的结构稳定性。
优选其特征在于，在此公开的层叠型电极体的隔板具有能够使其与对向的正极或负极的粘接性提高的粘接材料。
通过采用具有粘接材料的隔板作为用于与矩形片状的正负极一起构成层叠型电极体的矩形片状的隔板，能够更好地抑制层叠的正负极片间的位置偏移。因此，能够更好地提高壳体内的层叠型电极体的结构稳定性。
附图说明
图1是示意性地表示一实施方式涉及的密闭结构的二次电池(锂离子二次电池)的外形的立体图。
图2是示意性地表示构成一实施方式涉及的层叠型电极体的各部件的说明图。
图3是示意性地表示一实施方式涉及的层叠型电极体的构成的立体图。
图4是示意性地表示一实施方式涉及的层叠型电极体的正负极侧各侧的集电结构(多个集电束)的截面图。
图5是示意性地表示将一实施方式涉及的层叠型电极体收纳在方形壳体内的状态的主视图。
图6是示意性地说明另一实施方式涉及的层叠型电极体的正负极侧各侧的集电结构(多个集电束)的图。
附图标记说明
10 二次电池(锂离子二次电池)
12 方形壳体
14 壳体主体
16 盖体
18 负极端子
20 正极端子
30 盖体一体型集电组件
32 正极集电部
36 负极集电部
40 安全阀
42 注液口
43 密封材料
50 层叠型电极体
51 正极片
52 正极集电体
52A 正极集电体露出部
53 正极活性物质层
55 负极片
56 负极集电体
56A 负极集电体露出部
57 负极活性物质层
58 隔板(正负极间隔板)
59 隔板
80A、80B、180A 正极集电束
90A、90B、190A 负极集电束
具体实施方式
以下，作为在此公开的二次电池的一例，参照附图对锂离子二次电池的优选的一实施方式进行详细说明。在本说明书中特别提及的事项以外的、实施所必需的事项，可作为基于该领域的现有技术的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中公开的内容和该领域中的技术常识来实施。以下的实施方式是关于锂离子二次电池的，但本发明的实施方式并不限于锂离子二次电池，对于能装备层叠型电极体的其它的二次电池、例如双电层电容器、锂离子电容器、钠离子二次电池等也能够很好地实施本发明。
在本说明书中，“活性物质”是指在正极侧或负极侧参与电荷载体(例如在锂离子二次电池中为锂离子)的吸藏和释放的物质。再者，本说明书中的数值范围A～B(A、B为任意的数)表示A以上且B以下。
以下，作为在此公开的二次电池的一例，以在方形(即，长方体的箱形形状)的壳体中收纳了层叠型电极体和电解质(在本实施方式中为非水电解液)的形态的锂离子二次电池为例进行说明。各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)，由于重视了说明的易理解性，因此并不准确反映实际的尺寸关系。另外，对发挥相同作用的部件、部位附带相同的标记，并省略或简化重复的说明。
如图1所示，本实施方式涉及的锂离子电池10，是后述的扁平形状的层叠型电极体50(参照图3)与未图示的电解质(在此为非水电解液)一起收纳在与该层叠型电极体50的形状对应的扁平的方形的壳体12(即电池10的外装容器)中而构成的密闭结构的二次电池。
方形壳体12由一端(在电池10的通常的使用状态下相当于上表面)成为开口部的箱形(即有底长方体状)的壳体主体14、和安装在该开口部来堵塞该开口部的由矩形板部件形成的盖体16构成。通过将该盖体16与壳体主体14的开口部周缘焊接，从而构成由与扁平形状的层叠型电极体的宽幅面对向的一对壳体宽幅面和与该壳体宽幅面邻接的4个矩形的侧面(即，其中一个上面由盖体16构成)形成的六面体形状的密闭结构的方形壳体12。
虽无特别限制，但作为这种电池的方形壳体的合适的尺寸，可例示：壳体主体14和盖体16的长边侧的长度：80mm～200mm、壳体主体14和盖体16的短边侧的长度(即壳体12的厚度)：8mm～40mm、壳体12的高度：70mm～150mm。关于层叠型电极体的尺寸，只要规定为能够收纳于所使用的方形壳体中的尺寸即可，并无特别限定。
方形壳体12(壳体主体14和盖体16)的材质，只要与在以往的这种二次电池中使用的壳体材质相同即可，并无特别限制。优选以重量轻且热传导性良好的金属材料为主体而构成的壳体12，作为这样的金属制材料可例示铝、不锈钢、镀镍钢等。
如图1所示，在盖体16的外表面侧，一体地形成有外部连接用的负极端子18和正极端子20。再者，在盖体16的两个端子18、20间，形成有薄壁的安全阀40和用于供给非水电解液的注液口42，该安全阀40被构成为在壳体12的内压上升至规定水平以上的情况下将该内压释放。图1是注液结束后的状态，注液口42被密封材料43密封。再者，安全阀40的机构原理(mechanism)、注液口的密封形态，与以往的这种电池同样即可，不需要特别的构成。
如图2所示，本实施方式涉及的层叠型电极体50，是通过将矩形的正极片51和与该正极片51同样的矩形形状的负极片55以在它们之间夹有同样的矩形片状的隔板58的方式交替层叠而构成的。
正极片51，在长条的片状的正极集电体52的两面形成有正极活性物质层53，另一方面，负极片55，在长条的片状的负极集电体56的两面形成有负极活性物质层57。但是，如图所示，在矩形的正极集电体52的长边方向的一个端部，沿着短边方向以带状形成有不具有正极活性物质层53的正极集电体露出部52A。同样地，在矩形的负极集电体56的长边方向的另一端部，沿着短边方向以带状形成有不具有负极活性物质层57的负极集电体露出部56A。
如图2和图3所示，正极片51和负极片55以在长边方向上稍稍错开位置，从而正极集电体露出部52A从隔板58的长边方向的一个端部伸出，并且负极集电体露出部56A从隔板58的长边方向的另一端部伸出的方式层叠。其结果，如图3所示，在层叠型电极体50的长边方向的一个端部和另一个端部分别形成了正极集电体露出部52A层叠的部分、以及负极集电体露出部56A层叠的部分。在这些正极集电体露出部52A和负极集电体露出部56A的每一方中形成上述的多个集电束，对此会在后面进行说明。
再者，在本实施方式涉及的层叠型电极体50中，考虑到良好且稳定的电荷载体的吸藏和释放，优选将负极活性物质层57的长边方向的尺寸形成为比正极活性物质层53的长边方向的尺寸大。另外，为了切实地将正极活性物质层53与负极活性物质层57之间绝缘，将隔板58的长边方向的尺寸形成为比正极活性物质层53和负极活性物质层57的长边方向的尺寸大。以下，对各构成部件进行更详细的说明。
构成层叠型电极体50的正负极的材料、部件，可以没有限制地使用与在以往的一般的锂离子二次电池中使用的材料、部件同样的材料、部件。
例如，正极集电体52可以没有特别限制地使用作为这种锂离子二次电池的正极集电体使用的材料。作为典型，优选是具有良好的导电性的金属制的正极集电体，例如，由铝、镍、钛、不锈钢等金属材料构成。特别优选铝(例如铝箔)。正极集电体52的厚度没有特别的限定，但从电池的容量密度和集电体的强度的兼顾出发，5μm～50μm左右是合适的，更优选为8μm～30μm左右。
作为正极活性物质，可列举出例如层状结构、尖晶石结构等的锂复合金属氧化物(例如，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNiO2、LiCoO2、LiFeO2、LiMn2O4、LiNi0.5Mn1.5O4，LiCrMnO4、LiFePO4等)。例如，LiNiCoMn复合氧化物(例如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)，由于热稳定性优异且具有高的能量密度，因此是优选的一例。
或者，作为优选例也可列举出尖晶石结构的锂锰复合氧化物。可例示LiMn2O4、LiCrMnO4、LiNi0.5Mn1.5O4等。这样的正极活性物质，由于能够成为能实现以锂金属为基准(vs.Li/Li+)时的开路电压(OCV)达到4.3V以上的情形的高电位正极活性物质，因此是优选的正极活性物质。
在正极活性物质层53中，可以含有正极活性物质以外的成分、例如导电材料、粘合剂等。作为导电材料，可优选地使用乙炔黑(AB)等炭黑、其它(石墨等)的碳材料。作为粘合剂，可使用聚偏二氟乙烯(PVDF)等。
正极活性物质层54的厚度，作为典型，可以设为10μm以上(例如50μm以上)、200μm以下(例如100μm以下)。另外，正极活性物质层54的密度不特别限定，作为典型，可以设为1.5g/cm3以上(例如2g/cm3以上)、4.5g/cm3以下(例如4.2g/cm3以下)。这样的形态的正极活性物质层54能够实现高的电池性能(例如高的能量密度和输出密度)。
这样的正极活性物质层54可以通过下述方式来形成：使正极活性物质和根据需要而使用的材料(导电材料、粘合剂等)分散于适当的溶剂(例如N-甲基-2-吡咯烷酮：NMP)中，调制出糊状(或浆液状)的组合物，将适当量的该组合物赋予到正极集电体52的表面并进行干燥。另外，可以根据需要进行适当的压制处理从而调整正极活性物质层54的性状(例如平均厚度、密度、孔隙率等)。
另一方面，负极集电体56可以没有特别限制地使用作为这种锂离子二次电池的负极集电体使用的材料。作为典型，优选是具有良好的导电性的金属制的负极集电体，例如，可以使用铜(例如铜箔)、以铜为主体的合金。负极集电体56的厚度没有特别的限定，但从电池的容量密度和集电体的强度的兼顾出发，5μm～50μm左右是适当的，更优选为8μm～30μm左右。
作为负极活性物质，可以没有特别限定地使用一直以来在锂离子二次电池中使用的材料的一种或两种以上。例如，可举出在至少一部分中包含石墨结构(层状结构)的粒子状(或球状、鳞片状)的碳材料、锂过渡金属复合氧化物(例如，Li4Ti5O12等锂钛复合氧化物)、锂过渡金属复合氮化物等。作为碳材料，例如可列举出天然石墨、人造石墨(人工石墨)、难石墨化碳(硬碳)、易石墨化碳(软碳)等。或者，也可以是作为核的石墨粒子被非晶质(无定形)的碳材料被覆(涂覆)的形态的碳粒子。
在负极活性物质层57中，除了上述负极活性物质以外，可以根据需要含有粘结材料(粘合剂)、增稠剂等任意的成分。
作为上述粘合剂和增稠剂，可以适当采用以往在这种锂离子二次电池的负极中使用的粘合剂和增稠剂。例如，作为粘合剂，可优选使用苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等，另外，作为增稠剂，可优选使用羧甲基纤维素(CMC)等。
负极活性物质层57的厚度，作为典型，优选为20μm以上(例如50μm以上)、200μm以下(例如100μm以下)。另外，负极活性物质层64的密度没有特别的限定，作为典型，优选设为0.5g/cm3以上(例如1g/cm3以上)、2g/cm3以下(例如1.5g/cm3以下)左右。
这样的负极活性物质层57可以通过下述方式形成：使负极活性物质和根据需要而使用的材料(粘合剂等)分散于适当的溶剂(例如离子交换水)中，调制出糊状(或浆液状)的组合物，将适当量的该组合物赋予到负极集电体56的表面并进行干燥。另外，可以根据需要实施适当的压制处理从而调整负极活性物质层57的性状(例如平均厚度、密度、孔隙率等)。
作为隔板58，可以无特别限制地使用以往公知的由多孔质片构成的隔板。例如可列举出由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂构成的多孔质片(薄膜、无纺布等)。该多孔质片可以是单层结构，也可以是两层以上的多层结构(例如，在PE层的两面层叠有PP层的三层结构)。另外，也可以是在多孔质片的一面或两面具备多孔质的耐热层的结构。该耐热层可以是包含例如无机填料和粘合剂的层(也称为填料层)。作为无机填料，可优选采用例如氧化铝、勃姆石、二氧化硅等。该隔板的厚度不进行限定，例如优选设定在10μm～40μm的范围内。
作为所使用的隔板58，特别优选是带有能够提高其与对向的正极片51(大部分为正极活性物质层53)或负极片55(大部分为负极活性物质层57)的粘接性的粘接材料的隔板。通过具有该粘接材料，能够增大其与层叠的正极片51和负极片55的至少任一方(或两者)的粘接力。其结果，能够抑制层叠的正负极片51、55的位置偏移，能够提高层叠型电极体50的结构稳定性。
带有粘接材料的隔板的形态不作特别限定，可以采用各种形态。例如，可列举出在由聚烯烃制的多孔质片构成的基材的表面具有粘接材料层的隔板，所述粘接材料层具有由氟系树脂、丙烯酸系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚氨酯系树脂等的粘接性(或粘合性)的树脂组合物构成的粘接成分。这样的粘接材料层的厚度没有特别的限定，但0.2μm～1.0μm左右是合适的。
如图3和图4所示，层叠型电极体50是通过将如上所述的构成的正极片51、负极片55和隔板58(优选为带有粘接材料的隔板)以期望的组数层叠而构建的。在本实施方式中，考虑到锂离子二次电池的特性，负极片55比正极片51多1片地进行层叠，以使得层叠方向的两端都为负极片55A、55Z(参照图4)。另外，为了进一步提高壳体12内的绝缘性，也可以在位于层叠方向的一端的负极55A的外表面侧进一步配置隔板59，同样地在位于另一端的负极55Z的外表面侧也进一步配置隔板59(仅在图4中表示)。或者，也可以代替该隔板59，将绝缘性合成树脂制的薄膜配置在层叠型电极体50与壳体12的内壁之间。
将规定数量的正极片51、负极片55和隔板58层叠之后，在该层叠方向上以适当的压力进行压制。此时，通过根据需要在期望的温度下进行加热压制，能够使隔板(特别是带有粘接材料的隔板)与对向的正负极的密合性提高。电极体50的尺寸没有特别的限定，可以设为与上述壳体的尺寸对应的形状。
与层叠型电极体50一起收纳在方形壳体12中的非水电解液，是在适当的非水溶剂中含有支持电解质的液体，作为锂离子二次电池用途的非水电解液，可以无特别限制地采用以往公知的非水电解液。例如，作为非水溶剂，可使用碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等。另外，作为支持电解质，可优选使用例如LiPF6等锂盐。
在非水电解液中，除了上述非水溶剂和支持电解质以外，还可添加各种添加剂(例如被膜形成材料等)。例如，可举出双草酸硼酸锂(LiB(C2O4)2)、LiBF2(C2O4)、LiPF2(C2O4)等的以草酸络合物为阴离子的锂盐、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、碳酸亚乙烯基酯(VC)、碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)、氟代碳酸亚乙酯(FEC)、亚硫酸乙二酯(ethylene sulfite：ES)、丙磺酸内酯(propane sultone：PS)、双(三氟甲磺酰)亚胺锂(LiTFSI)等。这些添加剂可以仅单独使用一种或者组合两种以上来使用。在将所使用的非水溶剂中的各添加剂的极限溶解量作为100％的情况下，上述添加剂的在非水电解液中的浓度优选为使其5～90％溶解于非水电解液中的浓度。作为典型，如果是使用(LiB(C2O4)2)、LiPO2F2的情况，则优选分别调整成0.01mol/L以上、0.2mol/L以下的范围内。例如，可以添加上述添加剂以使得在非水电解液中的浓度分别成为0.01mol/L以上、0.1mol/L以下。
另外，使用上述构成的层叠型电极体50和非水电解液来构建本实施方式涉及的锂离子二次电池10。首先，对层叠型电极体50的集电结构进行说明。
如图4所示，本实施方式涉及的层叠型电极体50的集电结构，关于图右侧所示的层叠的正极集电体露出部52A，在层叠方向上以大致2:1的数量比例分成两部分，各部分被捆扎，从而形成了两个正极集电束80A、80B。另一方面，关于图左侧所示的层叠的负极集电体露出部56A，在层叠方向上以大致3:4的数量比例分成两部分，各部分被捆扎，从而形成了两个负极集电束90A、90B。
图示的正极集电束80A、80B以及负极集电束90A、90B的集束部分，分别通过焊接与后述的正极集电部32以及负极集电部36(参照图5)接合。这样，多个集电束80A、80B、90A、90B能够各自独立地与同极侧的集电部32、36接合从而形成导电路径，因此能够很好地进行较大电流下的充放电(高速率充放电)。
另外，如图4所示，在本实施方式涉及的层叠型电极体50中，在位于层叠方向的一端的负极55A与位于该层叠方向的另一端的负极55Z之间存在的正负极间隔板58的任一个，都以内包于正极集电束80A、80B中的某一个和/或负极集电束90A、90B中的某一个中的状态配置。
因此，在本实施方式涉及的层叠型电极体50中，如图4中的纵向箭头所示，能够遍及整个层叠方向无中断地产生上述的保持力。由此，能够遍及整个层叠型电极体50地抑制正极片51、负极片55和隔板58的相对于层叠方向的横向上的位置偏移。
接着，对本实施方式涉及的层叠型电极体50和方形壳体12的组装进行说明。
如图5示意性所示，与上述正极端子20以及负极端子18分别电连接的正极集电部32以及负极集电部36，以从盖体16向下方突出的方式设置在本实施方式涉及的盖体16的内表面侧。正负极集电部32、36的材质，可以是与对应的正负极集电体相同或类似的金属种类，并无特别的限制。
构成了盖体16、正负极端子20、18、以及长板状正负极集电部32、36成为一体的盖体一体型集电组件30。
因此，通过对该盖体一体型集电组件30采用焊接等接合手段安装层叠型电极体50，壳体12内的层叠型电极体50与盖体16成为一体从而被固定，能够以高水平维持层叠型电极体50的姿势和结构。
具体而言，如图所示，本实施方式涉及的正极集电部32和负极集电部36，分别作为在配置于壳体12内的状态的层叠型电极体50的短边方向上平行地延伸的长板状的集电板而形成。详细的形状没有图示出来，但正极集电部32和负极集电部36是根据对应的集电束80A、80B、90A、90B的数量而分支的结构(在本实施方式中，为正负极侧都分支为两部分的结构)，分支了的集电部的前端侧分别配置在各集电束80A、80B、90A、90B的集束部分的侧面，进行点焊。由此，层叠型电极体50在正极侧和负极侧的规定的接合部位(在本实施方式中，为正负极两侧的各集电束80A、80B、90A、90B的集束部分)，以能够导电的状态与盖体一体型集电组件30接合。点焊的手段与以往同样即可，并不限定于特别的焊接手段。例如，可通过超声波焊接、电阻焊、激光焊等来进行接合。
焊接后，将被接合了的层叠型电极体50和盖体一体型集电组件30以层叠型电极体50被收纳于壳体内部的状态安装于壳体主体14。而且，将壳体主体14的开口周缘部与盖体16的周缘部焊接从而将方形壳体12密封，然后，从设置于盖体16的注液口42注入非水电解液，接着，用规定的密封材料43堵塞该注液口42，由此构建了本实施方式涉及的锂离子二次电池10。构建之后，在规定的条件下实施初始充电处理、老化处理等，由此提供可使用状态的锂离子二次电池10。
以上参照附图对本发明的优选的一个实施方式的二次电池进行了详细说明，但本发明并不限定于该实施方式。
例如，为了进一步提高层叠型电极体50的结构稳定性，也可以以将层叠型电极体50的层叠面桥接的方式在宽幅面贴附保持胶带。
另外，形成的正极集电束80A、80B和负极集电束90A、90B的数量(换言之，为正极集电体露出部52A和负极集电体露出部56A的分割数量)并不限定于两个。
例如，也可以如图6所示的实施方式的层叠型电极体150那样设置3个或4个或更多的集电束180A、190A。另外，只要正负极间隔板的任一个都以内包于正极集电束的某一个和/或负极集电束的某一个中的状态配置，能够遍及整个层叠型电极体150地产生上述的保持力，则不论是否将正极集电束180A和负极集电束190A设为相同的数量都可以。
如上所述，在此公开的锂离子二次电池等二次电池，具备能实现高容量化的层叠型电极体，并且具有结构稳定性良好且高速率充放电特性优异的集电结构。因此，能够很好地作为车辆驱动用电源(车辆装载用二次电池)利用。

Claims (4)

1.一种二次电池，其特征在于，具备层叠型电极体、电解质和方形壳体，
所述层叠型电极体的结构是正极和负极以在它们之间夹有矩形片状的隔板的方式交替层叠的结构，
所述正极具有矩形片状的正极集电体和在该集电体上形成的正极活性物质层，
所述负极具有矩形片状的负极集电体和在该集电体上形成的负极活性物质层，
与外部连接端子电连接的正极集电部以及负极集电部分别设在所述壳体的内部，
在所述正极和所述负极各自的长边方向的一个端部，分别沿着短边方向形成有不具有所述活性物质层的正极集电体露出部以及负极集电体露出部，
所述层叠型电极体是以所述正极集电体露出部在长边方向的一个端部层叠、并且所述负极集电体露出部在长边方向的另一个端部层叠的状态构成的，
所述层叠的正极集电体露出部以及负极集电体露出部，分别在其层叠方向上分成两个以上的部分且各部分被捆扎，从而构成了多个集电束，并且，该多个集电束的每一个各自独立地与相同极侧的所述集电部接合，
其中，在所述层叠型电极体所包含的所述正极和负极之中的位于层叠方向的一端的正负极的任一方与位于该层叠方向的另一端的正负极的任一方之间存在的所述隔板的任一个都内包于所述正极集电体露出部侧的多个集电束的某一个和/或所述负极集电体露出部侧的多个集电束的某一个中。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，在所述层叠的正极集电体露出部以及负极集电体露出部之中的至少任一方中，构成有3个以上的所述集电束。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，在所述层叠的正极集电体露出部以及负极集电体露出部这两者中，构成有3个以上的所述集电束。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的二次电池，其特征在于，所述隔板具有能够使其与对向的所述正极或所述负极的粘接性提高的粘接材料。
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