CN109155425A - 二次电池及其制造方法 - Google Patents

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CN109155425A CN201780030786.3A CN201780030786A CN109155425A CN 109155425 A CN109155425 A CN 109155425A CN 201780030786 A CN201780030786 A CN 201780030786A CN 109155425 A CN109155425 A CN 109155425A
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高原洋一
西龟正志
森恭
森恭一
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Abstract

本发明提供二次电池及其制造方法，所述二次电池是在电极箔上隔着电极层来形成隔板层或电解质层的二次电池，防止在电极的切断部、与由负极和正极的层叠体引出的电极箔之间的短路发生。作为其方法，在具有将负极和正极交替地多个层叠而成的电极组的二次电池中，通过利用绝缘层来覆盖构成从正极引出的电极箔的附近的负极的端部的电极层和电极箔从而进行保护。

Description

二次电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及二次电池及其制造方法。
背景技术
伴随着便携型电子设备的发展，作为这些便携型电子设备的电力供给源，使用了能够反复充电的小型二次电池。其中，能量密度高，循环寿命长的同时，自放电性低，并且工作电压高的锂离子二次电池受到关注。由于锂离子二次电池具有上述优点，因此经常用于数字照像机、笔记本型个人计算机、便携电话等便携型电子设备。
此外，今后代替锂离子二次电池，固体电池也受到关注。作为这些二次电池的主要部件的电极组采用夹持隔板层或电解质层，正极和负极交替地层叠而成的构成。
在夹持隔板层或电解质层来将正极和负极进行层叠的情况下，有在隔板层或电解质层与电极之间夹入异物的可能性，成为内部短路的原因。以防止内部短路为目的，提出了在电极层上形成隔板层或电解质层的方法。在电极层上形成有隔板层或电解质层的情况下，有时发生由电极的层叠不齐引起的内部短路。
专利文献1(日本特开2013-196781号公报)中公开了，为了防止由层叠不齐引起的内部短路，与正极活性物质层相接的区域被一体的绝缘层被覆的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-196781号公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1是防止正极活性物质与负极的短路的结构，但在正极的电极箔变形了的情况下，没有成为防止正极的电极箔与负极的电极箔的端部之间的短路的结构。因此，有时在正极的电极箔与负极的电极箔的端部之间发生短路。
本发明的目的在于提供防止正极的电极箔与负极的电极箔的端部之间的短路发生的方法。
本发明的上述以及其它目的和新的特征可能由本说明书的记述和附图变得明确。
用于解决课题的方法
本申请中公开的实施方式中，如果简单地说明代表性的实施方式的概要，则如下所述。
代表性的实施方式涉及的二次电池是在具备上下表面被电极层、隔板层或电解质层覆盖的电极箔的电极中，电极箔和电极层各自的端部被绝缘层覆盖的二次电池。
其它实施方式中的二次电池的制造方法是形成上下表面被电极层、隔板层或电解质层覆盖，端部被绝缘层覆盖的电极的方法。
发明的效果
根据代表性的实施方式，可以防止二次电池中的内部短路的发生。
附图说明
图1为作为本发明的实施方式1的二次电池的截面图。
图2为表示锂离子二次电池的结构的示意图。
图3为作为本发明的实施方式1的二次电池的电极制造用的涂布装置的示意图。
图4为表示作为本发明的实施方式1的二次电池的制造方法的平面图。
图5为表示作为本发明的实施方式1的二次电池的制造方法的截面图。
图6为表示接着图5的二次电池的制造方法的截面图。
图7为表示接着图6的二次电池的制造方法的截面图。
图8为表示接着图7的二次电池的制造方法的截面图。
图9为作为本发明的实施方式1的变形例1的二次电池的截面图。
图10为作为本发明的实施方式1的变形例2的二次电池的截面图。
图11为作为本发明的实施方式1的变形例3的二次电池的截面图。
图12为作为本发明的实施方式2的二次电池的截面图。
图13为作为本发明的实施方式2的变形例1的二次电池的截面图。
图14为作为本发明的实施方式2的变形例2的二次电池的截面图。
图15为作为本发明的实施方式3的二次电池的截面图。
图16为作为本发明的实施方式4的二次电池的平面图。
图17为作为本发明的实施方式4的二次电池的截面图。
图18为作为比较例的二次电池的截面图。
图19为作为比较例的二次电池的截面图。
具体实施方式
以下实施方式中，除了特别必要时以外，原则上不重复相同或同样的部分的说明。
进一步，以下实施方式中，为了方便，在必要时，将多个部分或实施方式分割来说明，除了特别明示的情况以外，它们彼此没有关系，一方与另一方的一部分或全部的变形例、详细内容、补充说明等有关系。
此外，在以下实施方式中，提及要素的数等(包括个数、数值、量、范围等)的情况下，除了特别明示的情况和理论上明确地限定于特定的数的情况等以外，并不限定于该特定的数。进一步，可以设为特定的数以上也可以设为特定的数以下。
此外，在以下实施方式中，其构成要素(也包含要素步骤等)除了特别明示的情况和理论上明确地认为是必须的情况等以外，不言而喻并不一定是必须的。
此外，在以下实施方式中，对于构成要素等，表述为“由A形成”、“由A构成”、“具有A”、“包含A”时，不言而喻是指除了特别是作为仅该要素的主旨明示了的情况等以外，也不排除其以外的要素。同样地，在以下实施方式中，提及构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别明示了的情况和认为理论上不明确的情况等以外，实质上还包括与其形状等近似或类似的情况等。同理，对于所述数值和范围等也同样。
以下，基于附图来详细地说明实施方式。另外，在用于说明实施方式的全部附图中，具有相同功能的构件附上相同的符号，省略其重复的说明。
以下各实施方式中，对于层叠型的锂离子二次电池使用附图进行说明，但并非限制于此。
(实施方式1)
＜改善的余地的详细内容＞
图18为表示比较例的二次电池的截面图。如图18所示那样，作为比较例的二次电池的层叠型的锂离子二次电池具有多个正极12和多个负极22，正极12和负极22交替地层叠。正极12和负极22各自由俯视时具有例如矩形的形状的薄的层叠体形成。即，正极12和负极22各自具有上表面和其相反侧的下表面，负极22的上表面和正极12的下表面彼此相接，正极12的上表面和负极22的下表面彼此相接。
正极12具有电极箔3、以及分别覆盖电极箔3的上表面和下表面的电极层1。负极22具有电极箔4、分别覆盖电极箔4的上表面和下表面的电极层2、以及分别将电极箔4的上表面和下表面隔着电极层2来覆盖的隔板层5。在相对于由多个负极22和多个正极12形成的层叠体的层叠方向为正交的方向，即该层叠体的横向上，在层叠体的一方的侧壁侧从多个负极22分别引出电极箔4，在层叠体的另一方的侧壁侧从多个正极12分别引出电极箔3。此外，在该层叠体的横侧的一方，多个电极箔4被捆扎，在该层叠体的横侧的另一方，多个电极箔3被捆扎。
该层叠体被封入至未图示的容器(外装罐)中，在该容器内，填充有电解液。由正极12和负极22形成的该层叠体浸渍于电解液内。被捆扎的多个电极箔4电连接于该容器的外侧引出的负极侧的电极，被捆扎的多个电极箔3电连接于该容器的外侧引出的正极侧的电极。即，从该层叠体在各个方向上引出各个电极箔3、4。即，本实施方式的二次电池中，与正极连接的翼片和与负极连接的翼片的取出方向各自为反方向。
如图18所示那样，负极22具有第一侧壁和第一侧壁的相反侧的第二侧壁，从第一侧壁在横向上引出电极箔4并延伸。在负极22的第二侧壁，电极箔4未从第二侧壁冒出，在与隔板层5和电极层2大致相同的面内进行端接。这是因为，在负极22的制造工序中，将层叠于电极箔4上的电极层2和隔板层5在第二侧壁的位置与电极箔4一起切断。
同样地，正极12具有第三侧壁和第三侧壁的相反侧的第四侧壁，从第三侧壁侧在横向上引出电极箔3并延伸，在正极12的第四侧壁，电极箔3未从第四侧壁冒出，在与电极层1大致相同的面内进行端接。
另外，这里所谓负极22的第一侧壁，是指由隔板层5和电极层2形成的层叠膜的侧壁。此外，这里所谓正极12的第四侧壁，是指电极层1的侧壁。
从构成由正极12和负极22形成的层叠体的一方的侧壁的正极12的第三侧壁引出电极箔，在与第三侧壁相邻的负极22的第二侧壁，电极层2和电极箔4各自的端部(侧壁)，即，电极层2和电极箔4各自的切断面(负极切断面7)露出。这里，电极箔3是厚度为20μm左右的薄膜，因此有如下担忧：在电极层叠时、真空密封时、或者充放电时的膨胀收缩，从而电极箔3变形而与负极切断面7相接。即，电极箔3为易于变形的薄度的膜，在负极切断面7，电极层2和电极箔4各自的侧壁露出，因此有时发生图19所示那样的短路。图19为比较例的二次电池的截面图。
图19所示的锂离子二次电池具有与图18所示的锂离子二次电池同样的结构，但正极12的电极箔3弯折，电极箔3的一部分与电极层2的端部相接。即，图19所示的结构中，正极12与负极22之间发生短路。即使在电极箔3与电极箔4的端部相接了的情况下，同样地发生短路。如果这样操作而发生短路，则二次电池未正常地工作，发生二次电池的电压降低。此外，通过在二次电池中流动过度的电流，从而有发生发热、起火或爆炸的担忧。这样，层叠型的二次电池中，具有在构成电极的电极箔、与该电极相邻的其它电极之间发生短路这样的改善的余地。
另外，本实施方式中，图18和图19所示的比较例的二次电池中，实际上，将正极与负极重叠而成的电极组由正极5层和负极6层形成，具有彼此相邻的正极和负极的对(pair)10组。
＜二次电池的结构＞
因此，在本实施方式1中，实施了解决上述改善的余地的办法。以下，对于实施了该办法的本实施方式中的技术思想进行说明。图1为表示作为本实施方式的二次电池的层叠型的锂离子二次电池的截面图。
如图1所示那样，本实施方式的锂离子二次电池具有多个正极11和多个负极21，正极11和负极21交替地层叠。正极11和负极21各自由俯视时具有例如矩形的形状的薄层叠体形成。即，正极11和负极21各自具有上表面和其相反侧的下表面，负极21的上表面与正极11的下表面彼此相接，正极11的上表面与负极21的下表面彼此相接。这里对于层叠2块正极11、3块负极21，形成4对彼此相邻的正极11与负极21的对的结构进行说明，但正极11和负极21的层叠数可以根据电池的容量适当增减。
正极11具有电极箔3、以及分别覆盖电极箔3的上表面和下表面的电极层1。负极21具有：电极箔4、分别覆盖电极箔4的上表面和下表面的电极层2、分别将电极箔4的上表面和下表面隔着电极层2覆盖的隔板层5、以及覆盖电极箔4的一方的端部的绝缘层8。在与由多个负极21和多个正极11形成的层叠体的层叠方向正交的方向，即该层叠体的横侧上，一方从多个负极21各自引出电极箔4，另一方从多个正极11各自引出电极箔3。此外，在该层叠体的横侧的一方，多个电极箔4被捆扎，在该层叠体的横侧的另一方，多个电极箔3被捆扎。
正极11的电极层1的材料(正极材料、活性物质)使用了锂金属氧化物，负极21的电极层2的材料(负极材料、活性物质)使用了石墨等碳材料。负极21的电极箔4由例如铜(Cu)箔形成，正极11的电极箔3由例如铝(Al)箔形成。隔板层5为包含例如二氧化硅(SiO2，silica)的绝缘膜。
由正极11和负极21形成的所述层叠体被封入至未图示的容器(外装罐)中，在该容器内，填充有由电解质形成的电解液。电解液使用例如碳酸亚乙酯等有机溶剂和六氟磷酸锂(LiPF6)等锂盐。由正极11和负极21形成的该层叠体浸渍于电解液内。被捆扎的多个电极箔4电连接于该容器的外侧引出的负极侧的电极，被捆扎的多个电极箔3电连接于该容器的外侧引出的正极侧的电极。
负极21具有第一侧壁和第一侧壁的相反侧的第二侧壁，从第一侧壁在横向上引出电极箔4并延伸，在负极21的第一侧壁的相反侧的第二侧壁侧，电极箔4从电极层2和隔板层5的侧壁突出，与隔板层5和电极层2各自的端部相比靠外侧进行端接。
正极11具有第三侧壁和第三侧壁的相反侧的第四侧壁，从第三侧壁在横向上引出电极箔3并延伸。在正极11的第四侧壁，电极箔3未从第四侧壁冒出，在与电极层1大致相同的面内进行端接。
作为本实施方式的特征，在负极21的第二侧壁侧，电极层2的侧壁，以及电极箔4的端部，即，负极21的第二侧壁侧中突出的电极箔4的上表面、下表面和侧壁(切断面6)被绝缘层8覆盖。负极21的第二侧壁由绝缘层8的侧面来构成。绝缘层8例如包含作为无机氧化物的二氧化硅，以及作为有机绝缘物粒子的聚四氟乙烯(PTFE)粒子。
即，绝缘层8在负极21的第二侧壁侧的端部，被覆由覆盖电极箔4的上表面的隔板层5和电极层2形成的层叠膜的侧壁、电极箔4的端部、以及覆盖电极箔4的下表面的隔板层5和电极层2形成的层叠膜的侧壁。换句话说，1个负极21中，绝缘层8与由覆盖电极箔4的上表面的隔板层5和电极层2形成的层叠膜的侧壁、电极箔4的端部的表面、以及由覆盖电极箔4的下表面的隔板层5和电极层2形成的层叠膜的侧壁相接。因此，在第二侧壁侧的负极21的端部，电极箔4没有露出。
在负极21和正极11的层叠方向上，绝缘层8与从该层叠体(电极组)引出的电极箔3重叠。
＜二次电池的工作＞
对于锂离子二次电池的基本的工作原理，使用图2来进行说明。图2为表示锂离子二次电池的结构的示意图。图2中，以虚线来表示隔板层5的轮廓，为了容易理解附图，使隔板层5与正极11和负极21分开来表示。
如图2所示那样，锂离子二次电池为非水电解质二次电池的一种，是电解质中的锂离子负担导电的二次电池。由电解质形成的电解液13使用例如碳酸亚乙酯等有机溶剂和六氟磷酸锂(LiPF6)等锂盐。在电池内，充电时，锂离子从正极11释放而进入负极21，放电时，相反地，锂离子从负极21释放而进入正极11。这样操作，进行在二次电池中的充放电。
＜本实施方式的二次电池的效果＞
接下来，对于本实施方式的二次电池的效果，使用图1来进行说明。如图1所示那样，负极21的第二侧壁侧的电极箔4的侧壁和负极21的第二侧壁侧的电极层2的端部被绝缘层8覆盖。因此，即使从第二侧壁的附近的第三侧壁延伸的电极箔3弯折而与负极21的第二侧壁相接，由于第二侧壁由绝缘层8的表面来构成，电极箔3与电极箔4和电极层2之间夹杂绝缘层8，因此没有发生使用图19来说明的所述比较例那样的短路。因此，可以提高二次电池的可靠性。
此外，即使使电极箔3与负极21的端部、即绝缘层8接触也没有发生短路，因此可以在正极11的附近捆扎多个电极箔3。即，可以缩小二次电池的尺寸。
本发明人等制作出具备由正极5层和负极6层形成且具有10组彼此相邻的正极和负极的对的电极组的本实施方式的锂离子二次电池、以及图18所示的比较例的锂离子二次电池，对于各个二次电池进行了特性试验。该特性试验中，为了将单元(cell)初始化，将各二次电池的充放电重复3次，接着，进行50％的充电之后，测定10天的单元的电压。另外，以下变形例和实施方式中说明的特性试验中，采用同样的方法进行试验。
其结果可知本实施方式的二次电池与比较例的二次电池相比，电压降低小。比较例的二次电池的电压的降低量大，因此如图19所示那样，内部发生了短路。与此相对，本发明人等通过该特性试验，可以确认到本实施方式的二次电池中，可以通过形成绝缘层来防止短路。
＜二次电池的制造方法＞
接下来，使用图3～图8和图1来说明本实施方式的二次电池的制造方法。图3为本实施方式的二次电池的电极制造用的涂布装置的示意图。图5～图8为本实施方式的二次电池的制造工序中的截面图。图4为本实施方式的二次电池的制造工序中的平面图。
首先，制作电极、隔板层和绝缘层用的浆料。正极用浆料(电极浆料)通过将作为正极活性物质的LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2的粉末、作为导电助剂的炭黑、作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、以及作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVDF)进行混炼来制作。
负极用浆料(电极浆料)通过将作为负极活性物质的球状石墨的粉末、作为导电助剂的炭黑、作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、以及作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVDF)进行混炼来制作。
隔板浆料通过将作为无机氧化物的二氧化硅微粒、作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVDF)进行混炼来制作。
绝缘层浆料通过将作为无机氧化物的二氧化硅、作为有机绝缘物粒子的聚四氟乙烯(PTFE)粒子、作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、以及作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVDF)进行混炼来制作。
接下来，使用图3所示的涂布装置，进行电极的涂布、干燥。该涂布装置是对于电极箔(电极片)的一面进行涂覆、干燥之后，将电极箔的上下颠倒，对于另一面也进行涂覆、干燥。这里首先对于负极的制造方法进行说明。
负极的制造工序中，将卷绕有电极箔4的电极辊101配置于该涂布装置，对于从电极辊101送出的电极箔4的一面，涂布从与辊102对置的电极浆料涂布喷嘴121供给的电极浆料122。接着，使用与辊103对置的隔板浆料涂布喷嘴123，将隔板浆料124涂布于电极浆料122的上表面上。接着，使用与辊104对置的绝缘层浆料涂布喷嘴125，在与由电极浆料122和隔板浆料124形成的层叠浆料相邻的区域的电极箔4的上表面上，涂布绝缘层浆料126。这样为了仅在电极箔4的上表面的端部涂布绝缘层浆料126，使用例如狭缝模涂布机。然后，将涂布于电极箔4的电极浆料122、隔板浆料124和绝缘层浆料126在干燥室130内加热并使其干燥。
由此，电极浆料122成为电极层2(参照图5)，隔板浆料124成为隔板层5(参照图4和图5)，绝缘层浆料126成为绝缘层8(参照图4和图5)。另外，这里，对于利用1次干燥工序使电极浆料122、隔板浆料124和绝缘层浆料126干燥进行了说明，但在涂布电极浆料122之后，或者涂布隔板浆料124之后的任一者或两者的时刻追加进行干燥工序也可以。
这样操作，一面的涂布结束了的电极箔4被辊105输送，卷绕于电极辊106。然后，使电极辊106反转，对于电极箔4的另一面同样地进行涂布、干燥工序，从而在电极箔4的两面形成电极层、隔板层和绝缘层。
将经历了上述涂布、干燥工序的负极用的电极箔4示于图4和图5中。图4表示包含电极箔4的平面图，图5为图4的A-A线中的截面图。图4所示的矩形的电极箔4在未图示的区域，沿图4的上下方向延伸。
如图4和图5所示那样，在电极箔4的上表面和下表面，从电极箔4侧依次层叠有电极层2和隔板层5。在电极箔4的上表面上，形成有与由电极层2和隔板层5形成的层叠膜的侧壁以及电极箔4的上表面相接的绝缘层8，在电极箔4的下表面以下，形成有与由电极层2和隔板层5形成的层叠膜的侧壁和电极箔4的下表面相接的绝缘层8。
这里，对于正极的制造方法进行说明。正极的制造工序与上述负极的制造工序几乎同样。然而，没有使用图3所示的隔板浆料124和绝缘层浆料126，正极用电极箔上仅涂布电极浆料。然后，进行干燥工序，接着，为了使电极层与电极箔密合，从上下方向压制电极箔。该压制例如使电极箔通过对置的辊彼此之间，利用此时对置的2个辊来夹持电极箔并按压从而进行。
由此，形成图6所示的作为电极片的正极11。正极11具有电极箔3、以及覆盖电极箔3的上表面和下表面的电极层1。电极箔3的一方的侧壁与电极层1的侧壁在相同面上进行端接，为了获得这样的结构，可以切断正极11的端部。另外，这里，正极11未形成隔板层和绝缘层。
接下来，进行电极的切断、压制。即，将图4和图5所示的涂布、干燥后的电极箔4在用虚线表示的电极切断位置10进行切断。将切断后的制造工序中的负极的截面图示于图7中。如图7所示那样，作为切断面的绝缘层8的侧壁和电极箔4的侧壁在相同面上进行端接。即，电极箔4的端部从绝缘层8露出。此外，干燥后的绝缘层8不具有流动性。
接下来，如图8所示那样，压制电极箔4。换句话说，从电极箔4的上表面侧向隔板层5和绝缘层8的各个上表面施加压力的同时，从电极箔4的下表面侧向隔板层5和绝缘层8的各个下表面施加压力。该压制例如使电极箔4通过对置的辊彼此之间，利用此时对置的2个辊来夹持电极箔4并按压从而进行。进行该压制时，对于电极箔4，在120～140℃左右的温度进行加热。即，这里进行加热压制。
通过进行压制，从而隔板层5的膜厚变薄。此外，进行压制时，通过加热作为构成绝缘层8的有机物粒子的聚四氟乙烯(PTFE)的流动性提高，沿上下方向被抑制的绝缘层8以覆盖电极箔(负极)4的切断面6的方式发生变形。通过该变形，电极箔4的上表面侧的绝缘层8与电极箔4的下表面侧的绝缘层8在电极箔4的端部的侧面成为一体，通过该绝缘层8来覆盖电极箔4的端部。由此，形成作为具有电极箔4、电极层2、隔板层5和绝缘层8的电极片的负极21。
在伴随加热的所述压制工序中，绝缘层8的流动性提高，但电极层2和隔板层5的流动性没有提高。即，在伴随加热的所述压制工序中，绝缘层8与电极层2和隔板层5相比流动性高。这是因为绝缘层8具有例如作为有机绝缘物粒子的聚四氟乙烯(PTFE)粒子、或作为无机绝缘物粒子的二氧化硅粒子，因此通过热而绝缘层8的流动性暂时提高。
接下来，进行单元的组装。即，分别准备多个图8所示的负极21和图6所示的正极11，将负极21和正极11交替地层叠。接着，在由负极21和正极11形成的层叠体(参照图1)的侧壁上，捆扎从一方的侧壁引出的多个负极21的电极箔4，捆扎从另一方的侧壁引出的多个正极11的电极箔3。
即，在该层叠体的一方的侧壁上，从正极11的第三侧壁引出电极箔3。此外，在该层叠体的该侧壁上，在负极21的第二侧壁，露出绝缘层8，电极箔4的端部和电极层2由于被绝缘层8覆盖因此没有露出。
接下来，将所述层叠体(电极组)放入层压袋(容器)中，将除了电解液注入口以外进行密封，组装单元。然后，在单元中注入电解液，在真空气氛下密封电解液注入口，从而完成本实施方式的锂离子二次电池。由电解质形成的该电解液使用例如碳酸亚乙酯等有机溶剂和六氟磷酸锂(LiPF6)等锂盐。在该层压袋的外部，设置有介由被捆扎的电极箔3与正极11电连接的第一电极、以及介由被捆扎的电极箔4与负极21电连接的第二电极。
＜本实施方式的二次电池的制造方法的效果＞
本实施方式的二次电池的制造方法的效果可以获得与使用图1来说明的二次电池同样的效果。即，作为图1所示的负极21的第二侧壁侧的切断面的电极箔4的侧壁与负极21的第二侧壁侧的电极层2的侧壁被绝缘层8覆盖。因此，即使从第二侧壁的附近的第三侧壁延伸的电极箔3弯折而与负极21的第二侧壁相接，第二侧壁由绝缘层8的表面来构成，电极箔3与电极箔4和电极层2之间夹杂绝缘层8，因此不发生短路。因此，可以提高二次电池的可靠性。
如上述那样为了形成绝缘层8来防止短路，需要形成覆盖作为层叠有负极21和正极11的层叠体的侧壁，即引出电极箔3的侧壁侧所形成的电极箔4和电极层2各自的侧壁的绝缘层8。即，需要在负极21和正极11的层叠方向上，绝缘层8与从该层叠体(电极组)引出的电极箔3重叠。
＜变形例1＞
图9表示本实施方式的二次电池的变形例1的截面图。本变形例1的锂离子二次电池与图1所示的锂离子二次电池同样地具有将多个正极和负极交替地层叠的结构，但这里为了容易理解附图，附图中分别示出1个正极和1个负极。实际上，正极与负极彼此相接，将正极和负极重叠而成的电极组由正极5层和负极6层形成，具有10组彼此相邻的正极和负极的对。这在之后的说明中所使用的图10～图17也同样。
如图9所示那样，本变形例的锂离子二次电池在正极11由使用图3～图5、图7和图8来说明的负极的相同方法来形成，负极21和正极11具有相同结构这一点上，与使用图1～图8来说明的锂离子二次电池不同。即，本变形例的正极11具有在电极箔3的上下分别隔着电极层1而形成的隔板层5。此外，在作为正极11的侧壁，即未引出电极箔3的一方的第四侧壁侧，电极箔3的端部从由电极层1和隔板层5形成的层叠膜的终端部在横侧上突出，该层叠膜的侧壁和电极箔3的端部被绝缘层8覆盖。
本变形例中，通过形成覆盖负极21的第二侧壁侧的端部的绝缘层8，从而获得与使用图1～图8来说明的锂离子二次电池同样的效果。此外，本变形例中，通过形成覆盖正极11的第四侧壁侧的端部的绝缘层8，从而可以防止从负极21延伸的电极箔4与正极11的电极箔3或电极层1相接而发生短路。
本发明人等对于本变形例的锂离子二次电池、以及图18所示的比较例的锂离子二次电池的各个进行了特性试验。其结果可以确认到本变形例的二次电池与比较例的二次电池相比，电压降低小，因此在本变形例的二次电池中，可以通过形成绝缘层来防止短路。
＜变形例2＞
图10表示本实施方式的二次电池的变形例2的截面图。如图10所示那样，本变形例的锂离子二次电池在正极11的电极箔3的上下分别隔着电极层1来形成隔板层5这一点上，与使用图1～图8来说明的锂离子二次电池不同。
本变形例中，通过形成覆盖负极21的第二侧壁侧的端部的绝缘层8，从而获得与使用图1～图8来说明的锂离子二次电池同样的效果。此外，本变形例中，通过在正极11形成隔板层5，从而可以提高正极11和负极21之间的绝缘性。
本发明人等对于本变形例的锂离子二次电池、以及图18所示的比较例的锂离子二次电池的各个进行了特性试验。其结果可以确认到本变形例的二次电池与比较例的二次电池相比，电压降低小，因此在本变形例的二次电池中，可以通过形成绝缘层来防止短路。
＜变形例3＞
图11表示本实施方式的二次电池的变形例3的截面图。如图11所示那样，本变形例的锂离子二次电池不仅在负极21的第二侧壁侧，而且在第二侧壁的相反侧的第一侧壁侧也形成有绝缘层8这一点上，与使用图1～图8来说明的锂离子二次电池不同。
即，在负极21的侧壁中，引出电极箔4而长长地延伸的一方的第一侧壁侧，电极箔4上由电极层2和隔板层5形成的层叠膜的侧壁被覆盖电极箔4的上表面的绝缘层8所被覆。即，该层叠膜的两侧的侧壁被绝缘层8覆盖。在电极箔4的下表面侧也同样地形成有覆盖层叠膜、以及该层叠膜的两侧的侧壁的绝缘层8。
本变形例中，通过形成覆盖负极21的第二侧壁侧的端部的绝缘层8，从而获得与使用图1～图8来说明的锂离子二次电池同样的效果。此外，本变形例中，通过在负极21的第一侧壁形成绝缘层8，从而可以提高负极21的绝缘性。
本发明人等对于本变形例的锂离子二次电池、以及图18所示的比较例的锂离子二次电池的各个进行了特性试验。其结果可以确认到本变形例的二次电池与比较例的二次电池相比，电压降低小，因此在本变形例的二次电池中，可以通过形成绝缘层来防止短路。
(实施方式2)
图12表示本实施方式2的二次电池的截面图。如图12所示那样，本实施方式的锂离子二次电池在负极21的隔板层5与电极层2的上表面、侧壁和电极箔4的上表面相接的方式连续地形成这一点上，与使用图1～图8来说明的锂离子二次电池不同。即，电极层2的侧壁被隔板层5覆盖。此外，在负极21的第二侧壁侧上，与电极层2的侧壁相接的隔板层5的侧壁、以及与电极箔4的上表面相接的隔板层5的上表面和侧壁被绝缘层8覆盖。
这样的结构在使用图3来说明的涂覆工序中，只要使隔板浆料的形成范围扩大以使电极箔3的端部侧比电极浆料的端部进一步伸出即可。此外，在使用图3来说明的涂覆工序中，绝缘层浆料涂布于与电极浆料分开的位置的电极箔4的上表面。接着进行干燥工序。然后，通过进行伴随加热的压制，从而绝缘层8覆盖与电极层2的侧壁和电极箔4的上表面相接的隔板层5，并且，以覆盖电极箔4的端部的方式发生变形。由此，可以形成图12所示的负极21。形成负极21和正极11之后的工序与上述实施方式1同样。
本实施方式中，通过形成覆盖负极21的端部的绝缘层8，从而获得与使用图1～图8来说明的锂离子二次电池同样的效果。此外，本变形例中，由于利用隔板层5来覆盖第二侧壁侧的电极层2的端部，因此即使在涂覆工序中，在从电极浆料和隔板浆料分开的位置涂布绝缘层浆料，没有利用绝缘层8来覆盖电极层2的端部，也可以确保电极层2的绝缘性。
这样如果将绝缘层浆料涂布于从电极浆料和隔板浆料分开的位置，则可以防止在压制工序之后，绝缘层8与隔板层5的最上表面相接而残留。即，在将正极11和负极21重叠时，在正极11与负极21之间的一部分夹持绝缘层8，由此可以阻碍正极11与负极21之间的锂离子的移动而防止二次电池的性能降低。
本发明人等对于本实施方式的锂离子二次电池、以及图18所示的比较例的锂离子二次电池的各个进行了特性试验。其结果可以确认到本实施方式的二次电池与比较例的二次电池相比，电压降低小，因此本实施方式的二次电池中，可以通过形成绝缘层来防止短路。
＜变形例1＞
图13表示本实施方式的二次电池的变形例1的截面图。如图13所示那样，本变形例的锂离子二次电池在正极11由使用图3～图5、图7和图8来说明的负极的相同方法来形成且具有与图9所示的正极11相同结构这一点上，与使用图12来说明的锂离子二次电池不同。即，本变形例的正极11在第四侧壁侧，电极箔3的端部从由电极层1和隔板层5形成的层叠膜的终端部在横侧上突出，该层叠膜的侧壁和电极箔3的端部被绝缘层8覆盖。
因此，本变形例中，除了与使用图12来说明的锂离子二次电池同样的效果以外，还获得了防止从负极21延伸的电极箔4与正极11的电极箔3或电极层1相接而发生短路的效果。
本发明人等对于本变形例的锂离子二次电池、以及图18所示的比较例的锂离子二次电池的各个进行了特性试验。其结果可以确认到本变形例的二次电池与比较例的二次电池相比，电压降低小，因此在本变形例的二次电池中，可以通过形成绝缘层来防止短路。
＜变形例2＞
图14表示本实施方式的二次电池的变形例2的截面图。如图14所示那样，本变形例的锂离子二次电池在正极11的电极箔3的上下分别隔着电极层1来形成隔板层5这一点上，与使用图12来说明的锂离子二次电池不同。
本变形例中，除了与使用图12来说明的锂离子二次电池同样的效果以外，通过正极11中形成隔板层5，从而获得了提高正极11和负极21之间的绝缘性的效果。
本发明人等对于本变形例的锂离子二次电池、以及图18所示的比较例的锂离子二次电池的各个进行了特性试验。其结果可以确认到本变形例的二次电池与比较例的二次电池相比，电压降低小，因此在本变形例的二次电池中，可以通过形成绝缘层来防止短路。
(实施方式3)
图15表示本实施方式3的二次电池的截面图。如图15所示那样，本实施方式的锂离子二次电池在负极21不具有隔板层5，正极11具有隔板层5和绝缘层8这一点上，与上述实施方式1的锂离子二次电池不同。
即，在负极21中，电极层2的上表面没有被隔板层5覆盖，电极层2的侧壁与电极箔4的第二侧壁侧的端部被绝缘层8覆盖。这样的负极21的结构是通过在使用图3来说明的涂覆工序中，未涂布隔板浆料124来获得的。
此外，正极11由使用图3～图5、图7和图8来说明的负极同样的方法来形成。因此，本变形例的正极11在电极箔3的上下分别具有隔着电极层1而形成的隔板层5。此外，在作为正极11的侧壁，即未引出电极箔3的一方的第四侧壁侧，电极箔3的端部从由电极层1和隔板层5形成的层叠膜的终端部在横侧上突出，该层叠膜的侧壁和电极箔3的端部被绝缘层8覆盖。
然而，在作为正极11的侧壁，即引出有电极箔3的一方的第三侧壁侧，电极层1的侧壁、以及与该侧壁相邻而从电极层1露出的电极箔3的上表面被隔板层5覆盖。这样的结构通过在正极11的形成工序(涂覆工序)中，使隔板浆料124的涂布范围比电极浆料的涂布范围宽来获得。扩展隔板层5的形成范围的理由在于防止负极21与正极11发生短路。
即，在电极箔3、4的延伸方向上，电极层1的宽度比电极层2的宽度小。因此，电极层1的整体俯视时与电极层2的一部分重叠。因此，在隔板层5与电极层1在电极箔3的延伸方向上在相同位置进行端接的情况下，有负极21的一部分(例如电极层2)与正极11的一部分(电极箔3)彼此相接，由此引起短路的担忧。
与此相对，本实施方式中，使正极11中的隔板层5的形成范围比电极层1的形成范围宽。由此，通过隔板层5来覆盖电极层1的侧壁，进一步，在俯视时电极层1的终端部与电极层2的终端部之间的区域，将从电极层1露出的电极箔3的表面通过隔板层5来覆盖。由此，可以防止负极21的一部分与正极11的一部分彼此相接，因此引起短路。
此外，本实施方式中，在负极21的第二侧壁侧，电极层2的侧壁和电极箔4的端部的表面被绝缘层8覆盖，因此可以获得与上述实施方式1同样的效果。此外，在正极11的第四侧壁侧，电极层1的侧壁和隔板层5的侧壁与电极箔3的端部的表面被绝缘层8覆盖，因此可以防止在电极箔4弯折了的情况下，电极箔4与电极层1或电极箔3之间发生短路。
本发明人等对于本实施方式的锂离子二次电池、以及图18所示的比较例的锂离子二次电池的各个进行了特性试验。其结果可以确认到本实施方式的二次电池与比较例的二次电池相比，电压降低小，因此本实施方式的二次电池中，可以通过形成绝缘层来防止短路。
(实施方式4)
图16表示将本实施方式4的二次电池从下侧观察得到的平面图，图17表示本实施方式4的二次电池的截面图。图17为图16的截面图，即沿电极箔4的延伸方向的截面图。图17中，显示包含从负极21和正极11的层叠体在横侧上延伸的电极箔4的截面，此外，显示从该层叠体在横侧上延伸的电极箔4和俯视时未重叠的位置处从该层叠体在横侧上延伸的电极箔3。
本实施方式的锂离子二次电池在相对于该层叠体，从正极11和负极21引出电极箔3、4的各个的方向，即取出翼片的方向相同这一点上，与上述实施方式1的锂离子二次电池不同。
即，如图16所示那样，负极21和正极11的各个在俯视时具有矩形形状，从由负极21和正极11形成的层叠体的规定的侧壁，面向该层叠体的外侧分别引出电极箔3、4。然而，为了防止电极箔3、4的各个彼此接触，在俯视时未重叠的位置处，从该层叠体引出各个电极箔3、4。
因此，俯视时具有矩形形状的该层叠体中，引出有电极箔3、4的侧壁以外的3个侧壁中，没有引出电极箔3、4。由此，可以防止由于引出的电极箔3或4与该3个侧壁中露出的电极箔3或4接触而导致的短路的发生。即，该层叠体的侧壁中，未引出电极箔3、4的侧壁中，不需要通过绝缘层8来覆盖电极箔3、4，以及电极层1和2(参照图17)的端部。此外，通过使引出电极箔3、4的方向统一至1个方向，从而可以缩小二次电池的尺寸。
此外，如图16和图17所示那样，负极21的侧壁中，位于引出有电极箔4的方向的第二侧壁，即，由电极箔4、电极层2和隔板层5形成的层叠膜的侧壁除了引出有电极箔4的地方以外，都被绝缘层8覆盖。
由此，在由负极21和正极11形成的层叠体引出的电极箔3与俯视时重叠的区域，电极箔4和电极层2的各个侧壁被绝缘层8覆盖。因此，即使电极箔3弯折了，也可以防止电极箔3与电极箔4或电极层2发生短路。此外，通过形成覆盖负极21中由电极层2和隔板层5形成的层叠膜的侧壁、以及从该层叠膜引出的电极箔4的一部分的绝缘层8，从而可以防止电极箔4弯折，正极11发生短路。由此，可以提高二次电池的可靠性。
本发明人等对于本实施方式的锂离子二次电池，以及图18所示的比较例的锂离子二次电池的各个进行了特性试验。其结果可以确认到本实施方式的二次电池与比较例的二次电池相比，电压降低小，因此本实施方式的二次电池中，可以通过形成绝缘层来防止短路。
以上，基于其实施方式来具体地说明了通过本发明人等而获得的发明，但本发明不限定于上述实施方式，在不背离其主旨的范围内能够进行各种变更。
例如，在上述各实施方式中，举出锂离子二次电池作为例子，对于本申请发明的技术的思想进行了说明，但本申请发明的技术思想不限定于锂离子二次电池，可以广泛地适用于具备正极、负极、以及将正极和负极之间电分离的隔板层或电解质层的蓄电装置(例如，全固体电池或电容器等)。
产业可利用性
本发明应用于由正极和负极的层叠体形成的锂离子二次电池的制造技术是有效的。
符号的说明
1、2 电极层
3、4 电极箔
5 隔板层
7 负极切断面
8 绝缘层
10 电极切断位置
11、12 正极
21、22 负极。

Claims (15)

1.一种二次电池，是具有层叠有第一电极和第二电极的电极组的二次电池，
所述第一电极具备上表面和下表面分别被第一电极层覆盖的第一电极箔，
所述第二电极具备：
上表面和下表面分别被第二电极层覆盖的第二电极箔、
配置于所述第一电极与所述第二电极层之间的隔板层或电解质层、以及
覆盖所述第二电极箔和所述第二电极层各自的侧壁的第一绝缘层，
从所述电极组分别引出所述第一电极箔和所述第二电极箔。
2.根据权利要求1所述的二次电池，
在所述第一电极和所述第二电极的层叠方向上，所述第一绝缘层与从所述电极组引出的所述第一电极箔重叠。
3.根据权利要求1所述的二次电池，
所述电极组是将所述第一电极和所述第二电极交替地层叠而形成的，包含多个所述第一电极和多个所述第二电极，
从多个所述第一电极分别引出的多个所述第一电极箔被捆扎成1束。
4.根据权利要求1所述的二次电池，
所述第一绝缘层包含无机氧化物粒子或有机绝缘物粒子。
5.根据权利要求1所述的二次电池，
在120～140℃的温度下，所述第一绝缘层比所述第二电极层和所述隔板层中的任一者的流动性高。
6.根据权利要求1所述的二次电池，
在相对于所述第一电极和所述第二电极的层叠方向正交的方向上，相比与所述第一绝缘层相接的所述第二电极层的侧壁，与所述第一绝缘层相接的所述第二电极箔的端部向外侧突出。
7.根据权利要求1所述的二次电池，
引出的所述第一电极箔与所述第一绝缘层相接。
8.根据权利要求1所述的二次电池，
所述第二电极箔的上表面侧的所述第二电极层的侧壁、所述第二电极箔的上表面、所述第二电极箔的侧壁、所述第二电极箔的下表面以及所述第二电极箔的下表面侧的所述第二电极层的侧壁被1层第一绝缘层覆盖。
9.根据权利要求1所述的二次电池，
所述第一电极具备覆盖所述第一电极箔和所述第一电极层各自的侧壁的第二绝缘层，
在所述第一电极和所述第二电极的层叠方向上，所述第二绝缘层与从所述电极组引出的所述第二电极箔重叠。
10.根据权利要求1所述的二次电池，
所述第一电极箔和所述第二电极箔从所述电极组的相同侧壁侧引出。
11.一种二次电池的制造方法，其具有下述工序：
(a)形成第一电极的工序；
(b)形成第二电极的工序；以及
(c)将所述第一电极和所述第二电极层叠而形成电极组的工序，
所述第一电极的制造工序具有下述工序：
(a1)在第一电极箔的表面上涂布第一电极浆料的工序；
(a2)通过使所述第一电极浆料干燥，从而形成所述第一电极的工序，所述第一电极具备所述第一电极箔、以及由所述第一电极浆料形成的第一电极层，
所述第二电极的制造工序具有下述工序：
(b1)在第二电极箔的表面上涂布第二电极浆料的工序；
(b2)在所述第二电极浆料上涂布隔板浆料或电解质浆料的工序；
(b3)在与被涂布的所述第二电极浆料的侧壁相邻的所述第二电极箔的所述表面上涂布绝缘层浆料的工序；
(b4)通过使所述第二电极浆料、所述隔板浆料或所述电解质浆料、以及所述绝缘层浆料进行干燥，从而形成电极片的工序，所述电极片具备：所述第二电极箔、由所述第二电极浆料形成的第二电极层、由所述隔板浆料形成的隔板层或由所述电解质浆料形成的电解质层、以及由所述绝缘层浆料形成的绝缘层；
(b5)通过将所述电极片切断，从而使所述第二电极层的切断面露出的工序；
(b6)在所述(b5)工序之后，将电极片进行压制，从而所述第二电极箔的所述切断面被所述绝缘层覆盖，由此形成由所述电极片形成的所述第二电极的工序，
从所述电极组引出所述第一电极箔。
12.根据权利要求11所述的二次电池的制造方法，
在所述第一电极和所述第二电极的层叠方向上，所述绝缘层与从所述电极组引出的所述第一电极箔重叠。
13.根据权利要求11所述的二次电池的制造方法，
在所述(c)工序中，通过将多个所述第一电极和多个所述第二电极一个一个交替地层叠从而形成所述电极组，
进一步具有如下(d)工序：在所述(c)工序之后，将从多个所述第一电极分别引出的多个所述第一电极箔捆扎成1束。
14.根据权利要求11所述的二次电池的制造方法，
在所述(b6)工序中，对所述电极片一边进行加热一边压制所述电极片，
所述(b6)工序中被加热的所述绝缘层比被加热的所述第一电极层、所述第二电极层、所述隔板层和所述电解质层中的任一者的流动性高。
15.根据权利要求11所述的二次电池的制造方法，
所述绝缘层浆料包含无机氧化物粒子或有机绝缘物粒子。
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