CN110062975A - 层叠电极体及蓄电元件 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于，提供制造比较容易、并且装袋的正极板与负极板的相对位置比较准确的层叠电极体及蓄电元件。本发明的一个方案涉及的层叠电极体具备装袋正极板和未装袋的负极板，所述装袋正极板是通过在具有树脂层和在所述树脂层上形成的耐热层的两片间隔件之间配置具有俯视矩形的活性物质层叠区域的正极板，将所述两片间隔件在正极板的活性物质层叠区域的外侧熔接而成的，所述装袋正极板与负极板层叠，在俯视下所述装袋正极板的间隔件的熔接区域被内包在所述负极板的投影区域内。
Description
技术领域
本发明涉及层叠电极体及蓄电元件。
背景技术
例如在便携电话、电动汽车等各种设备中使用能够充放电的二次电池。近年来，伴随这些设备的高输出功率化、高性能化，要求更小型且能量密度(单位体积的电容量)大的二次电池。
一般来说，二次电池是将在表面形成了活性物质层的正极板与在表面形成了活性物质层的负极板隔着具有电绝缘性的间隔件交替层叠而形成的。为了在这样的二次电池中增大能量密度，减薄间隔件是有效的。因此，由树脂膜形成间隔件的二次电池正在实用化。
另外，二次电池中，在负极通过电析出生成的金属析出物(例如锂枝晶)有可能贯通间隔件而使正极板与负极板发生微小短路。因此，有时采用如下构成：通过将夹持正极板或负极板的一对间隔件的外缘熔接而制成袋状，从而抑制在正极板附近的电解质中混入产生能够生成析出物的金属离子的金属种，或抑制金属离子与负极接触而电析出。
由树脂膜形成的间隔件比较不耐热，因此若增大二次电池的能量密度，则有间隔件因热而损伤、通过电析出生成的金属析出物贯通间隔件而使正极板与负极板发生微小短路的可能性。因此，提出了在间隔件的与电极板抵接的面形成耐热层(无机层)而提高了间隔件的耐热性的二次电池(参照日本特开2013-143337号公报)。
上述公报中记载的二次电池中，将用两片间隔件夹持正极板的装袋正极板、和比正极板大且比间隔件小的未装袋的负极板交替层叠的层叠电极体容纳在外装材中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-143337号公报
发明内容
发明要解决的问题
二次电池的层叠电极体中，正极板优选在俯视下在比负极板的外缘更靠内侧、即负极板的投影区域内配置。这是为了防止：若正极板从负极板突出，则电流集中在负极板的端部，局部地促进电析出从而形成的析出物导致正极板与负极板之间容易短路。
然而，上述公报中记载的二次电池在制造时，不能确认间隔件中的正极板的位置，因此不容易对准正极板与负极的中心。因此，在上述公报中记载的二次电池中，为了防止正极板从负极板突出，需要使负极板充分大，或逐一确认层叠时间隔件内的正极板的位置来层叠装袋正极板与负极板。
鉴于上述状况，本发明的课题在于，提供制造比较容易、并且装袋的正极板与负极板的相对位置比较准确的层叠电极体及蓄电元件。
用于解决问题的手段
本发明的一个方案涉及的层叠电极体具备装袋正极板和未装袋的负极板，在具有树脂层和在所述树脂层上形成的耐热层的两片间隔件之间配置具有俯视矩形的活性物质层叠区域的正极板，将所述两片间隔件在正极板的活性物质层叠区域的外侧熔接，所述装袋正极板与负极板层叠，在俯视下所述装袋正极板的间隔件的熔接区域被内包在所述负极板的投影区域内。
发明效果
本发明的一个方案涉及的层叠电极体比较容易制造，并且装袋的正极板与负极板的相对位置比较准确。
附图说明
图1为表示本发明的一个实施方式的蓄电元件的示意性截面图。
图2为图1的蓄电元件的层叠电极体的示意性俯视图。
具体实施方式
本发明的一个方案为一种层叠电极体，其具备装袋正极板和未装袋的负极板，装袋正极板是通过在具有树脂层和在所述树脂层上形成的耐热层的两片间隔件之间配置具有俯视矩形的活性物质层叠区域的正极板而成的，将所述两片间隔件在正极板的活性物质层叠区域的外侧熔接，所述装袋正极板与负极板层叠，在俯视下所述装袋正极板的间隔件的熔接区域被内包在所述负极板的投影区域内。
该层叠电极体中，所述装袋正极板的两片间隔件在正极板的活性物质层叠区域的外侧熔接，在俯视下所述装袋正极板的间隔件的熔接区域被内包在所述负极板的投影区域内，因而所述熔接区域的内侧的正极板的活性物质层叠区域也被内包在所述负极板的投影区域内。也就是说，该层叠电极体中，正极板的活性物质层叠区域在俯视下不从负极板突出，整面地与负极对置。此外，间隔件的熔接区域与没有熔接的区域的间隔件的层叠体相比刚性增大，因此通过使引导件等抵接于熔接区域，能够按照熔接区域乃至正极板的活性物质层叠区域不从负极板突出的方式准确地层叠。像这样该层叠电极体能够相对于负极板准确地确定正极板的活性物质层叠区域的位置，因此能够使正极板的面积相对于负极板的面积之比较大，由此能够使能量密度较大。
上述两片间隔件沿着上述正极板的活性物质层叠区域的4边以线状熔接为宜。像这样，通过所述两片间隔件沿着所述正极板的活性物质层叠区域的4边以线状熔接，能够更准确地确定所述两片间隔件间的正极板的位置，因而能够减小间隔件与正极板的尺寸差而进一步提高能量密度。另外，通过熔接区域沿着正极板的活性物质层叠区域的4边形成，从而装袋正极板整体的刚性增大，因而确定装袋正极板与负极板的位置变得更加容易。
上述熔接区域的平均宽度为10μm以上且1000μm以下为宜。像这样，通过将上述熔接区域的平均宽度设为上述范围内，利用上述两片间隔件保持正极板变得更可靠。
上述熔接区域与上述正极板的外缘的平均间隔为0.1mm以上且1.0mm以下为宜。像这样，通过将所述熔接区域与所述正极板的外缘的平均间隔设为上述范围内，抑制所述两片间隔件内的正极板的移动，并且熔接两片间隔件变得比较容易。
本发明的另一个方案是一种蓄电元件，其具备该层叠电极体和容纳该层叠电极体的外装材。
该蓄电元件通过具备制造比较容易、并且装袋的正极板与负极板的相对位置比较准确的该层叠电极体，能够使能量密度较大。
上述外装材为金属壳为宜。像这样，通过所述外装材为金属壳，能够保护该层叠电极体。
以下，适当参照附图，对本发明的一个实施方式涉及的蓄电元件进行说明。
[蓄电元件]
图1的蓄电元件具备本身为本发明的另一实施方式的层叠电极体1、和容纳该层叠电极体的外装材2。另外，该蓄电元件在外装材2的内部填充有电解质(电解液)。
〔层叠电极体〕
层叠电极体1具备多个装袋正极板3和多个负极板4。这些装袋正极板3和负极板4交替地层叠。
<装袋正极板>
装袋正极板3分别具有两片间隔件5、和在该两片间隔件5之间配置的正极板6。需要说明的是，两片间隔件5可以是将1张片材对折的间隔件。
装袋正极板3的尺寸设为负极板4的尺寸以下。具体来说，装袋正极板3的具有大致方形的平面形状的间隔件5的宽度设为具有大致方形的平面形状的负极板4的宽度以下。因此，该层叠电极体1中，俯视下保持于间隔件5的内侧的正极板6在俯视下不从负极板4突出，使其整面与负极板4对置。由此，该层叠电极体1乃至该蓄电元件中，在负极板4的外缘部电流密度不会变大而局部地助长电析出，因此防止电析出导致的短路。
如上所述，作为装袋正极板3的尺寸(宽度)与负极板4的尺寸(宽度)之差的下限为0mm，作为装袋正极板3的尺寸与负极板4的尺寸之差的上限优选为1mm，更优选为0.5mm。通过将装袋正极板3的尺寸与负极板4的尺寸之差设为上述下限以上，能够使正极板6不从负极板4突出地将装袋正极板3与负极板4容易地层叠。另外，通过将装袋正极板3的尺寸与负极板4的尺寸之差设为上述上限以下，正极板6与负极板4的面积之差不会不必要地增大而能够充分增大该层叠电极体1乃至该蓄电元件的能量密度。
另外，该层叠电极体1中，通过相对于负极板4确定装袋正极板3的间隔件5的位置，能够相对于负极板4较容易地确定正极板6的位置。因此，该层叠电极体1中，即使使正极板6的面积相对于负极板4的面积之比较大，在负极板4的外缘部也不助长电析出，因而能够使能量密度较大。
另外，该层叠电极体1由于间隔件5配置于负极板4的宽度方向内侧，因而能够减小负极板4与外装材2的间隙。因此，该蓄电元件能够使外装材2中的死区较小使能量密度较大。
<间隔件>
间隔件5具有片状的树脂层7、和层叠于该树脂层7的耐热层8。各装袋正极板3中，两片间隔件5按照耐热层8彼此对置的方式配置。
作为间隔件5的平面形状，能够盖住正极板6即可，典型来说设为矩形。
(树脂层)
树脂层7由多孔树脂膜形成。
作为该树脂层7的主成分，可以采用例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氯化聚乙烯等聚烯烃衍生物、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、共聚聚酯等聚酯等。其中，作为树脂层7的主成分，优选使用耐电解液性、耐久性和熔接性优异的聚乙烯和聚丙烯。需要说明的是，“主成分”是指质量含有率最大的成分。
作为树脂层7的平均厚度的下限，优选为5μm，更优选为10μm。另一方面，作为树脂层7的平均厚度的上限，优选为50μm，更优选为30μm。通过将树脂层7的平均厚度设为上述下限以上，树脂层7不会断裂而能够熔接间隔件5。另外，通过将树脂层7的平均厚度设为上述上限以下，间隔件5的厚度不会不必要地增大而能够使蓄电元件的单位体积的容量成为充分的大小。
(耐热层)
耐热层8设为包含大量无机粒子、和将该无机粒子间连接的粘合剂的构成。
作为无机粒子的主成分，可以举出例如氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化镁、氧化铈、氧化钇、氧化锌、氧化铁等氧化物、氮化硅、氮化钛、氮化硼等氮化物、碳化硅、碳酸钙、硫酸铝、氢氧化铝、钛酸钾、滑石、高岭土粘土、高岭石、埃洛石(halloysite)、叶腊石、蒙脱石、绢云母、云母、镁绿泥石(amesite)、膨润土、石棉、沸石、硅酸钙、硅酸镁等。其中，作为耐热层8的无机粒子的主成分，特别优选氧化铝、氧化硅和氧化钛。
作为耐热层8的无机粒子的平均粒径的下限，优选为1nm，更优选为7nm。另一方面，作为无机粒子的平均粒径的上限，优选为5μm，更优选为1μm。通过将无机粒子的平均粒径设为上述下限以上，耐热层8中的粘合剂的比率不会变大，可以得到具有充分的耐热性的耐热层8。另外，通过将无机粒子的平均粒径设为上述上限以下，能够容易地形成均质的耐热层8。需要说明的是，“平均粒径”是使用透射电子显微镜(TEM)或扫描电子显微镜(SEM)依据JIS-R1670测定的值。
作为耐热层8的粘合剂的主成分，可以举出例如聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等氟树脂、偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物等氟橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物及其氢化物、丙烯腈-丁二烯共聚物及其氢化物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及其氢化物、甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物等合成橡胶、羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素的铵盐等纤维素衍生物、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺及其前体(聚酰胺酸等)等聚酰亚胺、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯、聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酯等。
作为耐热层8的平均厚度的下限，优选为0.5μm，更优选为1μm。另一方面，作为耐热层8的平均厚度的上限，优选为10μm，更优选为6μm。通过将耐热层8的平均厚度设为上述下限以上，耐热层8不会断裂而能够将间隔件5熔接。另外，通过将耐热层8的平均厚度设为上述上限以下，间隔件5的厚度不会不必要地增大而能够使该蓄电元件的单位体积的容量成为充分的大小。
装袋正极板3中，如图2所示，两片间隔件5在其外缘(外缘附近)的熔接区域A相互熔接。更具体而言，装袋正极板3具有两片间隔件5沿着后述的正极板6的活性物质层叠区域的4边以线状熔接的多个熔接区域A。
通过在正极板6的周围形成熔接区域A，正极板6被准确地保持在两片间隔件5之间的规定位置。由此，通过使用引导件等将间隔件5的下端对准位置于负极板3的下端，能够将正极板6更切实地保持在负极板3的投影区域内。另外，可以按照间隔件5的一个侧缘与负极板4的侧缘重叠的方式对准位置。
另外，两片间隔件5熔接的熔接区域A与未熔接而重合的两片间隔件5(非熔接区域)相比刚性变大，因此通过使该熔接区域A抵接于引导件，能够比较容易且准确地确定装袋正极板3的位置。
熔接区域A内，耐热层8被破坏而树脂层7彼此熔接。该熔接区域沿着正极板6的外缘形成即可，优选至少沿着正极板6的除了后述的引线部延伸出来的边以外的外缘形成。
在该熔接区域A可以存在破坏的耐热层8的碎片。在熔接区域A内，该耐热层8的碎片在锯齿状地延伸存在的振动波状的线上存在密度小为宜，所述锯齿状地延伸存在，即在沿着与熔接区域A的长度方向不同的方向往复的同时沿着长度方向延伸存在。也就是说，熔接区域A通过一边将通过较小的压头破坏耐热层8而形成的耐热层8的碎片沿宽度方向拨开，一边将两片间隔件5的树脂层7彼此熔接从而形成为宜。
作为熔接区域A的平均宽度的下限，优选为10μm，更优选为20μm。另一方面，作为熔接区域A的平均宽度的上限，优选为1000μm，更优选为750μm。通过将熔接区域A的平均宽度设为上述下限以上，可以得到两片间隔件5的充分的接合强度，能够切实地保持正极板6。另外，通过将熔接区域A的平均宽度设为上述上限以下，装袋正极板3不会不必要地增大因而正极板6不会相对地变小，能够充分增大该层叠电极体1乃至该蓄电元件的能量密度。
作为熔接区域A与正极板6的外缘的平均间隔的下限，优选为0.1mm，更优选为0.2mm。另一方面，作为熔接区域A与正极板6的外缘的平均间隔的上限，优选为1.0mm，更优选为0.8mm。通过将熔接区域A与正极板6的外缘的平均间隔设为上述下限以上，能够将两片间隔件5容易地熔接。另外，通过将熔接区域A与正极板6的外缘的平均间隔设为上述上限以下，正极板6相对于间隔件5和负极板4不会超出必要地变小，能够使该蓄电元件的能量密度成为充分的尺寸。
作为间隔件5的外缘与熔接区域A的平均间隔的下限，优选为1μm，更优选为10μm。另一方面，作为间隔件5的外缘与熔接区域A的平均间隔的上限，优选为1mm，更优选为0.5mm。通过将间隔件5的外缘与熔接区域A的平均间隔设为上述下限以上，能够容易地形成熔接区域A。另外，通过将间隔件5的外缘与熔接区域A的平均间隔设为上述上限以下，能够充分增大间隔件5的外缘的刚性，确定装袋正极板3的位置变得容易，另外能够使该蓄电元件的能量密度成为充分的大小。
熔接区域A可以连续地形成，但为了提高电解质的注液性，也可以断续地形成。
<正极板>
正极板6具备具有导电性的箔状或片状的正极集电体9、和在该正极集电体9的表面层叠的正极活性物质层10。具体来说，正极板6设为具有在正极集电体9的表面层叠正极活性物质层10的俯视矩形的活性物质层叠区域、和从该活性物质层叠区域以比活性物质层叠区域的宽度小的带状延伸出来、且与该蓄电元件的电极连接的引线部的构成。
(正极集电体)
作为正极集电体9的材质，可以使用铝、铜、铁、镍等金属或它们的合金。这些之中，从导电性的大小与成本的平衡出发优选铝、铝合金、铜和铜合金，更优选铝和铝合金。另外，作为正极集电体9的形成形态，可以举出箔、蒸镀膜等，从成本的方面出发优选箔。也就是说，作为正极集电体9优选铝箔。需要说明的是，作为铝或铝合金，可例示JIS-H4000(2014)规定的A1085P、A3003P等。
作为正极集电体9的平均厚度的下限，优选为5μm，更优选为10μm，另一方面，作为正极集电体9的平均厚度的上限，优选为50μm，更优选为40μm。通过将正极集电体9的平均厚度设为上述下限以上，可以得到正极集电体9的充分的强度。另外，通过将正极集电体9的平均厚度设为上述上限以下，正极活性物质层10的体积不会相对地变小，能够充分增大该蓄电元件的能量密度。
(正极活性物质层)
正极活性物质层10由包括正极活性物质的所谓的正极合剂形成。另外，形成正极活性物质层10的正极合剂根据需要包含导电剂、粘结剂(粘合剂)、增稠剂、填料等任意成分。
作为所述正极活性物质，可以举出例如LixMOy(M表示至少一种过渡金属)所表示的复合氧化物(LixCoO2、LixNiO2、LixMn2O4、LixMnO3、LixNiαCo(1-α)O2、LixNiαMnβCo(1-α-β)O2、LixNiαMn(2-α)O4等)、LiwMex(XOy)z(Me表示至少一种的过渡金属，X表示例如P、Si、B、V等)所表示的聚阴离子化合物(LiFePO4、LiMnPO4、LiNiPO4、LiCoPO4、Li3V2(PO4)3、Li2MnSiO4、Li2CoPO4F等)。这些化合物中的元素或聚阴离子可以被其它元素或阴离子种置换一部分。正极活性物质层10中，可以单独使用这些化合物的一种，也可以混合使用两种以上。另外，正极活性物质的晶体结构优选为层状结构或尖晶石结构。
作为正极活性物质层10中的正极活性物质的含量的下限，优选为50质量％，更优选为70质量％，进一步优选为80质量％。另一方面，作为正极活性物质的含量的上限，优选为99质量％，更优选为94质量％。通过将正极活性物质粒子的含量设为上述范围，能够提高该蓄电元件的能量密度。
作为上述导电剂，若为不对电池性能造成不良影响的导电性材料则没有特别限定。作为这样的导电剂，可以举出天然或人造的石墨、炉黑、乙炔黑、科琴黑等炭黑、金属、导电性陶瓷等。作为导电剂的形状，可以举出粉状、纤维状等。
作为正极活性物质层10中的导电剂的含量的下限，优选为0.1质量％，更优选为0.5质量％。另一方面，作为导电剂的含量的上限，优选为10质量％，更优选为5质量％。通过将导电剂的含量设为上述范围，能够提高该蓄电元件的能量密度。
作为上述粘结剂，可以举出氟树脂(聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等)、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺等热塑性树脂；乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、氟橡胶等弹性体；多糖类高分子等。
作为正极活性物质层10中的粘结剂的含量的下限，优选为1质量％，更优选为2质量％。另一方面，作为粘结剂的含量的上限，优选为10质量％，更优选为5质量％。通过将粘结剂的含量设为上述范围，能够稳定地保持正极活性物质。
作为上述增稠剂，可以举出羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素等多糖类高分子。另外，增稠剂具有与锂反应的官能团的情况下，优选事先通过甲基化等使该官能团失活。
作为上述填料，若为不对电池性能造成不良影响的填料则没有特别限定。作为填料的主成分，可以举出聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃、氧化硅、氧化铝、沸石、玻璃、碳等。
<负极板>
负极板4与正极板6不同，在该层叠电极体中，不装袋而层叠。
负极板4具备具有导电性的箔状或片状的负极集电体11、和在该负极集电体11的表面层叠的负极活性物质层12。具体来说，负极板4设为具有在负极集电体11的表面层叠活性物质层12的俯视矩形的活性物质层叠区域、和从该活性物质层叠区域以比活性物质层叠区域的宽度小的带状延伸出来、且与电极连接的引线部的构成。
该层叠电极体1中，在俯视下，装袋正极板3的间隔件5的全部熔接区域A被内包在该负极板4的活性物质层叠区域的内侧。因此，在两片间隔件5的熔接区域A的内侧内包的正极板6的活性物质层叠区域配置于负极板4的活性物质层叠区域的投影区域内，因此不使电流集中在负极板4的活性物质层叠区域的外缘部。
(负极集电体)
负极集电体11可以设为与上述的正极集电体9同样的构成，作为材质，优选铜或铜合金。也就是说，作为负极板4的负极集电体11优选铜箔。作为铜箔，可例示压延铜箔、电解铜箔等。
(负极活性物质层)
负极活性物质层12由包含负极活性物质的所谓的负极板合剂形成。另外，形成负极活性物质层12的负极板合剂根据需要包含导电剂、粘结剂(粘合剂)、增稠剂、填料等任意成分。导电剂、粘结剂、增稠剂、填料等任意成分可以使用与正极活性物质层10同样的物质。
作为负极活性物质，适宜使用能够吸藏和放出锂离子的材质。作为具体的负极活性物质，可以举出例如锂、锂合金等金属；金属氧化物；多磷酸化合物；石墨、非晶质碳(易石墨化碳或难石墨化性碳)等碳材料等。
上述负极活性物质中，从将正极板6与负极板4的每单位对置面积的放电容量设为适宜的范围的观点出发，优选使用Si、Si氧化物、Sn、Sn氧化物或它们的组合，特别优选使用Si氧化物。需要说明的是，Si和Sn在形成氧化物时，能够具有石墨的3倍左右的放电容量。
使用Si氧化物作为负极活性物质的情况下，作为Si氧化物中所含的O相对于Si的原子数之比优选超过0且小于2。也就是说，作为Si氧化物，优选SiOx(0＜x＜2)所表示的化合物。另外，作为上述原子数之比，更优选为0.5以上且1.5以下。
需要说明的是，负极活性物质可以以一种单一物质使用上述的物质，也可以混合使用两种以上。例如，通过混合使用Si氧化物和其它负极活性物质，能够按照正极板6与负极板4的每单位对置面积的放电容量和所述正极活性物质的质量相对于后述的负极活性物质的质量之比都成为适宜的值的方式进行调整。作为与Si氧化物混合使用的其它负极活性物质，可以举出石墨、硬碳、软碳、焦炭类、乙炔黑、科琴黑、气相生长碳纤维、富勒烯、活性炭等碳材料。这些碳材料可以仅一种与Si氧化物混合，也可以将两种以上以任意组合和比率与Si氧化物混合。这些其它负极活性物质中，优选充放电电位较低的石墨，通过使用石墨可以得到高能量密度的二次电池元件。作为与Si氧化物混合使用的石墨，可以举出鳞片状石墨、球状石墨、人造石墨、天然石墨等。这些之中，优选即使反复充放电也容易维持与Si氧化物粒子表面的接触的鳞片状石墨。
作为负极活性物质中的Si氧化物的含量的下限，优选为30质量％，更优选为50质量％，进一步优选为70质量％。另一方面，作为Si氧化物的含量的上限，通常为100质量％，优选为90质量％。
此外，负极活性物质层12可以在Si氧化物的基础上含有少量的B、N、P、F、Cl、Br、I等典型非金属元素、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge等典型金属元素、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Ta、Hf、Nb、W等过渡金属元素。
作为上述Si氧化物(通式SiOx所表示的物质)，优选使用包含SiO2和Si这两相的Si氧化物。这样的Si氧化物中，对SiO2的基体中的Si吸藏和放出锂，因此体积变化小，且充放电循环特性优异。
另外，上述Si氧化物的平均粒径优选为1μm以上且15μm以下。通过将Si氧化物的平均粒径设为上述上限以下，能够提高该蓄电元件的充放电循环特性。
上述Si氧化物可以使用从高结晶性的Si氧化物至非晶的Si氧化物。此外，作为Si氧化物，可以使用用氟化氢、硫酸等酸清洗的物质或用氢还原的物质。
作为负极活性物质层12中的负极活性物质的含量的下限，优选为60质量％，更优选为80质量％，进一步优选为90质量％。另一方面，作为负极活性物质的含量的上限，优选为99质量％，更优选为98质量％。通过将负极活性物质粒子的含量设为上述范围，能够提高蓄电元件的能量密度。
作为负极活性物质层12中的粘结剂的含量的下限，优选为1质量％，更优选为5质量％。另一方面，作为粘结剂的含量的上限，优选为20质量％，更优选为15质量％。通过将粘结剂的含量设为上述范围，能够稳定地保持负极活性物质。
〔外装材〕
外装材2容纳该层叠电极体1，在内部封入电解质。
作为外装材2的材质，若为具备能够封入电解质的密封性、和能够保护该层叠电极体1的强度的材质，则例如可以是树脂等，优选使用金属。换言之，作为外装材2，优选使用能够进一步切实地保护该层叠电极体1的金属壳。
〔电解质〕
作为封入外装材2的电解质，可以使用蓄电元件中通常使用的公知的电解液，可以使用例如在含有碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)等环状碳酸酯、或碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等链状碳酸酯的溶剂中溶解有锂六氟磷酸盐(LiPF6)等的溶液。
[其它实施方式]
上述实施方式不限定本发明的构成。因此，上述实施方式可以基于本说明书的记载和技术常识省略、置换或追加上述实施方式各部的构成要素，应解释为它们全部属于本发明的范围。
在该层叠电极体中，熔接部可以以线状以外的形状形成。作为例子，熔接部可以以在正极板的活性物质层叠区域的外侧配置的多个点状形成。
产业上的可利用性
本发明涉及的层叠电极体及蓄电元件可以特别适宜地用作例如电动汽车、移动电话等要求较大的能量密度的设备的电源。
符号说明
1 层叠电极体
2 外装材
3 装袋正极板
4 负极板
5 间隔件
6 正极板
7 树脂层
8 耐热层
9 正极集电体
10 正极活性物质层
11 负极集电体
12 负极活性物质层
A 熔接区域
Claims (6)
1.一种层叠电极体，
其具备装袋正极板和未装袋的负极板，
所述装袋正极板是通过在具有树脂层和在所述树脂层上形成的耐热层的两片间隔件之间配置具有俯视矩形的活性物质层叠区域的正极板，将所述两片间隔件在正极板的活性物质层叠区域的外侧熔接而成的，
所述装袋正极板与负极板层叠，在俯视下所述装袋正极板的间隔件的熔接区域被内包在所述负极板的投影区域内。
2.根据权利要求1所述的层叠电极体，其中，
所述两片间隔件沿着所述正极板的活性物质层叠区域的4边以线状熔接。
3.根据权利要求2所述的层叠电极体，其中，
所述线状的熔接区域的平均宽度为10μm以上且1000μm以下。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的层叠电极体，其中，
所述熔接区域与所述正极板的外缘的平均间隔为0.1mm以上且1.0mm以下。
5.一种蓄电元件，其具备权利要求1至权利要求4中任一项所述的层叠电极体、和容纳该层叠电极体的外装材。
6.根据权利要求5所述的蓄电元件，其中，
所述外装材为金属壳。
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