CN110495045B - 二次电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在本发明的一实施方式中，提供了一种二次电池，其具备层叠多个在电极(10A)、(10B)间配置有隔膜(50)的电极结构层的平面层叠结构的电极组装件(100)，电极组装件(100)构成为在电极组装件(100)的内侧区域具有在集电体(11)的两个主面设置有电极材料层(12)的两面电极，并且具备构成电极组装件(100)的一部分的部分电极组装件(90)，位于电极组装件(100)的最外层区域的最外层电极(10)包括在集电体(11)的一个主面设置有电极材料层(12)的单面电极，并且在剖视时沿着部分电极组装件(90)的至少一部分的轮廓包围部分电极组装件(90)。

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
一直以来，能够反复充放电的二次电池被用于各种用途。例如，将二次电池用作智能手机、笔记本电脑等电子设备的电源。
近年来，对于该电子设备的薄型化及小型化的要求进一步提高，与之伴随而来的是要求一种薄型化、小型化且高容量的二次电池。为满足该要求，专利文献1公开了作为二次电池的构成元件的电极组装件具有在剖视时多个包括正极、负极及隔膜的电极结构层层叠的平面层叠结构。该电极组装件的正极及负极、即电极组装件的电极在剖视时具备集电体及在集电体的主面涂有活性物质的电极材料层。专利文献1公开了在沿层叠方向而设置的多个电极中的最外层的电极中，在剖视时，电极材料层仅被提供至集电体的一个主面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-120456号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
在此，本申请发明者发现了下述内容，即，在最外层的电极中，在剖视时，电极材料层仅提供给集电体的一个主面时，可能发生以下的问题。
如图12所示，平面层叠结构的电极组装件100’(俯视时为矩形形状的电极组装件100X’以及非矩形形状的电极组装件100Y’等)可通过下述方法而得到，即，在沿着层叠方向夹着隔膜50’交替配置正极10A’和负极10B’之后，进行热加压(也称为热压)使得层间相互连接。沿着层叠方向而设置的多个电极10’各自可通过下述方法而得到，即，在集电体11’的至少一个主面涂布电极材料层12’并使其干燥后，为得到所需的密度而进行加压处理。具体而言，位于电极组装件100’的内侧区域的电极10’可通过下述方法而得到，即，在集电体11’的两个主面涂布电极材料层12’并使其干燥后，为得到所需的密度而进行加压处理。另一方面，位于电极组装件100’的最外层区域的电极10’可通过下述方法而得到，即，仅在集电体11’的一个主面涂布电极材料层12’并使其干燥后，为得到所需的密度而进行加压处理。另外，集电体11’主要由金属箔、即金属部件构成，并且电极材料层12’主要包含活性物质及粘结剂(高分子系化合物)。即，在集电体11’和电极材料层12’中，其构成材料的种类彼此不同。
该集电体11’和电极材料层12’的材料的种类的差异与为得到具有所需的密度的各电极10’而实施加压处理时，集电体11’和电极材料层12’的拉伸度的差异相关联。具体而言，由于该拉伸度的差异，存在为得到定位在最外层的电极10’(相当于单面电极)而进行加压处理时，电极材料12’与集电体11’相比相对拉伸较大的倾向。特别是，在定位在最外层的电极10’(相当于单面电极)中，由于电极材料层12’仅设置在集电体11’的主面的一侧，由于该拉伸度的差异，定位在最外层的电极10’(相当于单面电极)容易产生翘曲应力。该翘曲应力的产生与定位在最外层的电极10’(相当于单面电极)的翘曲相关联(参照图12的左下部)。
定位在最外层的电极10’(相当于单面电极)的翘曲可能导致在构成电极组装件100’时无法将定位在最外层的电极10’作为整体良好地粘合至定位在与内侧区域的电极10’(相当于两面电极)之间的隔膜50’上。因此，存在如下忧虑，即最外层的电极10’无法作为电极组装件100’的构成元件而良好地发挥作用。其结果，存在如下忧虑，即包含该电极组装件100’的二次电池无法作为整体而良好地发挥所需的电池特性。
本发明是鉴于上述内容而提出的。具体而言，本发明的目的在于提供一种具备电极组装件的二次电池及其制造方法，所述电极组装件能够良好地抑制在剖视时在集电体的一个主面上提供有电极材料层的最外层电极产生翘曲应力。
解决技术问题的方法
为达成上述目的，在本发明的一实施方式中提供一种二次电池，其具备层叠多个在电极间配置有隔膜的电极结构层的平面层叠结构的电极组装件，电极组装件构成为在电极组装件的内侧区域具有在集电体的两个主面设置有电极材料层的两面电极，并且具备形成电极组装件的一部分的部分电极组装件，位于电极组装件的最外层区域的最外层电极包括在集电体的一个主面设置有电极材料层的单面电极，并且在剖视时沿着部分电极组装件的至少一部分的轮廓包围部分电极组装件。
为达成上述目的，在本发明的一实施方式中提供了一种二次电池的制造方法，其是如下的二次电池的制造方法，所述二次电池具备层叠多个在电极间配置有隔膜的电极结构层的平面层叠结构的电极组装件，所述制造方法包括形成部分电极组装件的步骤，所述部分电极组装件构成电极组装件的一部分，所述电极组装件构成为具有在剖视时在集电体的两个主面设置电极材料层而得到的两面电极，所述制造方法还包括使用电极组装件的最外层电极在剖视时沿着部分电极组装件的至少一部分的轮廓包围部分电极组装件的步骤，所述最外层电极包括在集电体的一个主面设置电极材料层而得到的单面电极。
发明的效果
根据本发明的一实施方式，能够抑制在剖视时在集电体的一个主面上提供有电极材料层的最外层电极产生翘曲应力。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的二次电池的电极组装件的示意图。
图2是本发明的一实施方式所涉及的二次电池的电极组装件的详细剖视图。
图3是本发明的一实施方式所涉及的二次电池的电极组装件的制造流程的示意图。
图4是本发明的其他实施方式所涉及的二次电池的电极组装件的示意图。
图5是本发明的另一实施方式所涉及的二次电池的电极组装件的示意图。
图6是本发明的另一实施方式所涉及的二次电池的电极组装件的示意图。
图7是本发明的另一实施方式所涉及的二次电池的电极组装件的示意图。
图8是本发明的另一实施方式所涉及的二次电池的电极组装件的示意图。
图9是本发明的另一实施方式所涉及的二次电池的电极组装件的示意图。
图10是本发明的另一实施方式所涉及的二次电池的电极组装件的示意图。
图11是示意性地示出电极结构层的基本结构的剖视图。
图12是示出本申请发明人所发现的技术问题的示意图。
具体实施方式
在说明本发明的一实施方式所涉及的二次电池的制造方法之前，先对二次电池的基本结构进行说明。应说明的是，本说明书中所说的“二次电池”的用语是指能够反复充电、放电的电池。“二次电池”并不过度拘泥于其名称，例如也可以包括“蓄电设备”等。本说明书中所说的“俯视”是指沿着基于构成二次电池的电极材料的层叠方向的厚度方向从上侧或下侧观察对象物时的状态。另外，本说明书中所说的“剖视”是指相对于基于构成二次电池的电极材料的层叠方向的厚度方向，从大致垂直的方向观察时的状态。在本说明书中直接或间接使用的“上下方向”及“左右方向”分别相当于图中的上下方向及左右方向。只要没有进行特殊标记，相同符号或记号表示相同部件、部位或相同含义。在某个优选的方式中，可以理解为，铅直方向朝下(即，重力所作用的方向)相当于“下方向”、其相反朝向相当于“上方向”。
[二次电池的基本结构]
本发明提供了二次电池。本说明书中所说的“二次电池”是指能够反复充电·放电的电池。因此，本发明的二次电池并不过度拘泥于其名称，例如“蓄电设备”等也可以包括在本发明的对象中。二次电池构成为具有在外装体的内部收容及封入电极组装件和电解质的结构。在本发明中，电极组装件以具有多个包括正极、负极及隔膜的电极结构层层叠的平面层叠结构作为前提。另外，外装体可采用导电性硬质壳体或柔性壳体(袋等)的形态。在外装体的形态是柔性壳体(袋等)的情况下，多个正极各自通过正极用集电引线与正极用外部端子连结。正极用外部端子通过密封部固定于外装体，该密封部防止电解质的漏液。同样地，多个负极各自通过负极用集电引线与负极用外部端子连结。负极用外部端子通过密封部固定于外装体，密封部防止电解质的漏液。此外，不限定于此，与多个正极各自连接的正极用集电引线可以具备正极用外部端子的功能，另外，与多个负极各自连接的负极用集电引线可以具备负极用外部端子的功能。在外装体的形态是导电性硬质壳体的情况下，多个正极各自通过正极用集电引线与正极用外部端子连结。正极用外部端子通过密封部固定于外装体，该密封部防止电解质的漏液。
正极10A至少由正极集电体11A及正极材料层12A构成(参照图11)，正极集电体11A的至少一面上设置有正极材料层12A。在该正极集电体11A中未设置有正极材料层12A的位置、即正极集电体11A的端部，定位有正极侧引出极耳。正极材料层12A包含正极活性物质作为电极活性物质。负极10B至少由负极集电体11B及负极材料层12B构成(参照图11)，负极集电体11B的至少一面上设置有负极材料层12B。在该负极集电体11B中未设置有负极材料层12B的位置、即负极集电体11B的端部，定位有负极侧引出极耳。负极材料层12B包含负极活性物质作为电极活性物质。
包含于正极材料层12A的正极活性物质及包含于负极材料层12B的负极活性物质是在二次电池中直接参与电子的授受的物质，是承担充放电、即电池反应的正负极的主要物质。更具体而言，由于“包含于正极材料层12A的正极活性物质”及“包含于负极材料层12B的负极活性物质”使电解质带有离子，该离子在正极10A和负极10B之间移动，进行电子的授受从而形成充放电。正极材料层12A及负极材料层12B特别优选为能够吸藏释放锂离子的层。即，优选的是，锂离子通过电解质在正极10A和负极10B之间移动从而进行电池的充放电的二次电池。在锂离子参与充放电的情况下，二次电池相当于所谓的“锂离子电池”。
正极材料层12A的正极活性物质例如由粒状体构成，为了使颗粒之间充分接触且保持形状，优选正极材料层12A包含粘结剂。进一步，为了使推进电池反应的电子的传递顺利进行，正极材料层12A可以包含导电助剂。同样地，负极材料层12B的负极活性物质例如由粒状体构成，为了使颗粒之间充分接触且保持形状，优选包含粘结剂，为了使推进电池反应的电子的传递顺利进行，负极材料层12B可以包含导电助剂。这样，由于是含有多种成分而形成的形态，可分别将正极材料层12A以及负极材料层12B称为“正极复合材料层”以及“负极复合材料层”等。
正极活性物质优选为有助于吸藏释放锂离子的物质。用该观点来说，正极活性物质优选为例如含有锂的复合氧化物。更具体而言，正极活性物质优选为锂过渡金属复合氧化物，所述锂过渡金属复合氧化物包含锂以及从由钴、镍、锰及铁组成的组中选择的至少一种过渡金属。即，在二次电池的正极材料层12A中，优选包含这样的锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质。例如，正极活性物质可以是钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、或者用其他金属置换这些过渡金属的一部分的物质。这样的正极活性物质可以包含单独种类，也可以组合包含两种以上。在更为优选的方式中，包含于正极材料层12A的正极活性物质为钴酸锂。
作为可包含于正极材料层12A的粘结剂，并不受特定限制，可列举从由聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物及聚四氟乙烯等组成的组中选择的至少一种。作为可包含于正极材料层12A的导电助剂，并不受特定限制，可列举从热裂解炭黑、炉黑、槽法炭黑、科琴黑及乙炔黑等的炭黑、石墨、碳纳米管及气相生长碳纤维等的碳纤维、铜、镍、铝及银等的金属粉末、以及聚苯撑衍生物等中选择的至少一种。例如，正极材料层12A的粘结剂可以是聚偏二氟乙烯。只不过是示例，正极材料层12A的导电助剂是炭黑。进一步，正极材料层12A的粘结剂及导电助剂可以是聚偏二氟乙烯和炭黑的组合。
负极活性物质优选为有助于吸藏释放锂离子的物质。用该观点来说，负极活性物质优选为例如各种碳材料、氧化物、或锂合金等。
作为负极活性物质的各种碳材料，可列举石墨(天然石墨、人造石墨)、软碳、硬碳、金刚石状碳等。尤其是以电子传导性高且与负极集电体11B的粘合性优异这一点，优选石墨。作为负极活性物质的氧化物，可列举从由氧化硅、氧化锡、氧化铟、氧化锌及氧化锂等组成的组中选择的至少一种。负极活性物质的锂合金只要是能够与锂形成合金的金属即可，例如，可以是Al、Si、Pb、Sn、In、Bi、Ag、Ba、Ca、Hg、Pd、Pt、Te、Zn、La等的金属和锂的二元、三元或更多的合金。优选的是，这样的氧化物的结构形式为无定形。这是因为不容易产生由于晶界或者缺陷这样的不均匀性而引起的劣化。只不过是示例，负极材料层12B的负极活性物质可以是人造石墨。
作为可包含于负极材料层12B粘结剂，并不受特定限制，可列举从由苯乙烯丁二烯橡胶、聚丙烯酸、聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺类树脂及聚酰胺酰亚胺类树脂组成的组中选择的至少一种。例如，包含于负极材料层12B的粘结剂可以是苯乙烯丁二烯橡胶。作为可包含于负极材料层12B的导电助剂，并不受特定限制，可列举从热裂解炭黑、炉黑、槽法炭黑、科琴黑及乙炔黑等的炭黑、石墨、碳纳米管及气相生长碳纤维等的碳纤维、铜、镍、铝及银等的金属粉末、以及聚苯撑衍生物等中选择的至少一种。此外，在负极材料层12B中也可以包含起因于制造电池时所使用的增粘剂成分(例如羧甲基纤维素)的成分。
只不过是示例，负极材料层12B中的负极活性物质及粘结剂也可以是人造石墨和苯乙烯丁二烯橡胶的组合。
用于正极10A及负极10B的正极集电体11A及负极集电体11B是有助于收集或供给由于电池反应而在活性物质中产生的电子的部件。这样的集电体可以是片状的金属部件，也可以具有多孔或穿孔的形态。例如，集电体可以是金属箔、冲压金属、网或多孔金属等。用于正极10A的正极集电体11A优选由金属箔形成，例如可以是铝箔，该金属箔包含从由铝、不锈钢及镍等组成的组中选择的至少一种。另一方面，用于负极10B的负极集电体11B优选由金属箔形成，例如可以是铜箔，该金属箔包含从由铜、不锈钢及镍等组成的组中选择的至少一种。
隔膜50是基于防止由于正负极的接触而引起短路以及保持电解质等的观点而设置的部件。换言之，隔膜50可以说是防止正极10A和负极10B之间的电子的接触并且使离子通过的部件。优选的是，隔膜50是多孔性或微多孔性的绝缘性部件，因其较小的厚度而具有膜形态。只不过是示例，可以使用聚烯烃制的微多孔膜作为隔膜。在这一方面，被用作隔膜50的微多孔膜例如可以仅包含聚乙烯(PE)或仅包含聚丙烯(PP)作为聚烯烃。进一步而言，隔膜50也可以是由“PE制的微多孔膜”和“PP制的微多孔膜”构成的层叠体。隔膜50的表面也可以被无机颗粒涂层及/或粘合层等覆盖。隔膜的表面也可以具有粘合性。
此外，隔膜50不应特别受其名称限制，也可以是具有相同功能的固体电解质、凝胶状电解质、绝缘性的无机颗粒等。此外，从进一步提高电极操作的观点来看，隔膜50和电极(正极10A/负极10B)优选被粘合。隔膜50和电极的粘合可以通过使用粘合性隔膜作为隔膜50、或在电极材料层(正极材料层12A/负极材料层12B)上涂布及/或热压接粘合性粘结剂等而进行。作为对于隔膜50或电极材料层提供粘合性的粘合性粘结剂的材料，可列举聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-六氟丙烯聚合物、丙烯酸类树脂等。基于涂布粘合性粘结剂等的粘合层的厚度可以为0.5μm以上且5μm以下。
在正极10A和负极10B具有能够吸藏释放锂离子的层时，电解质优选为有机电解质及/或有机溶剂等的“非水系”的电解质(即，电解质优选为非水电解质)。由于在电解质中存在从电极(正极10A·负极10B)释放的金属离子，因此，电解质有助于电池反应中金属离子的移动。
非水电解质是包含溶剂和溶质的电解质。作为具体的非水电解质的溶剂，优选为至少包含碳酸酯的溶剂。该碳酸酯可以是环状碳酸酯类及/或链状碳酸酯类。不受特定限制，作为环状碳酸酯类，可列举从由碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丁烯酯(BC)及碳酸亚乙烯酯(VC)组成的组中选择的至少一种。作为链状碳酸酯类，可列举从由碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)及碳酸二丙酯(DPC)组成的组中选择的至少一种。只不过是示例，可使用环状碳酸酯类和链状碳酸酯类的组合作为非水电解质，例如可使用碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合物。另外，作为具体的非水电解质的溶质，优选使用例如LiPF6、LiBF4等的Li盐。另外，作为具体的非水电解质的溶质，优选使用例如LiPF6及/或LiBF4等的Li盐。
作为正极用集电引线及负极用集电引线，可使用在二次电池的领域中所使用的所有的集电引线。这样的集电引线只要由能够达成电子的移动的材料构成即可，例如由铝、镍、铁、铜、不锈钢等的导电性材料构成。正极用集电引线优选为由铝构成，负极用集电引线优选为由镍构成。正极用集电引线及负极用集电引线的形态不受特定限制，例如可以是线或板状。
作为外部端子，可使用在二次电池的领域中所使用的所有的外部端子。这样的外部端子只要由能够达成电子的移动的材料构成即可，通常由铝、镍、铁、铜、不锈钢等的导电性材料构成。外部端子5可以与基板直接地电连接，或者也可以通过其他的设备与基板间接地电连接。此外，不限定于此，与多个正极各自连接的正极用集电引线可以具备正极用外部端子的功能，并且，与多个负极各自连接的负极用集电引线可以具备负极用外部端子的功能。
外装体只要具有如上所述的导电性硬质壳体或柔性壳体(袋等)的形态即可。
导电性硬质壳体包含本体部及盖部。本体部包含构成该外装体的底面的底部以及侧面部。本体部和盖部在收容电极组装件、电解质、集电引线以及外部端子后被密封。作为密封方法，不受特定限制，例如可列举激光照射法等。作为构成本体部及盖部的材料，可使用在二次电池领域中能够构成硬质壳体型外装体的所有的材料。这样的材料只要是能够达成电子的移动的材料即可，例如可列举铝、镍、铁、铜、不锈钢等的导电性材料。本体部及盖部的尺寸主要根据电极组装件的尺寸而确定，例如优选的是具有在收容电极组装件时防止电极组装件在外装体内进行移动(偏离)的程度的尺寸。通过防止电极组装件的移动，从而防止电极组装件损坏，并且提高二次电池的安全性。
柔性壳体由柔软片材构成。柔软片材只要具有能够达成密封部的弯折程度的柔软性即可，优选为可塑性片材。可塑性片材是具有在施加外力后去除时，维持基于外力的变形的特性的片材，例如可使用所谓的层压薄膜。由层压薄膜形成的柔性袋例如可通过重合两张层压薄膜，并将其周边部进行热封的方式制造。作为层压薄膜，将金属箔和聚合物薄膜层叠的膜较为普遍，具体而言，例示了由外层聚合物薄膜/金属箔/内层聚合物薄膜形成的3层结构的层压薄膜。外层聚合物薄膜用于防止由于水分等的透过及接触等导致金属箔的损伤，可优选使用聚酰胺及聚酯纤维等的聚合物。金属箔用于防止水分及气体的透过，可优选使用铜、铝、不锈钢等的箔。内层聚合物薄膜用于保护金属箔免受收纳于内部的电解质的影响，并且在热封时熔融封口，可优选使用聚烯烃或酸改性聚烯烃。
[本发明的二次电池]
在考虑了本发明的一实施方式所涉及的二次电池的基本结构的基础上，以下，对本发明的一实施方式所涉及的二次电池的特征部分进行说明。
本申请的发明者专注研究了用于抑制在剖视时在集电体的一个主面上提供有电极材料层的最外层电极的翘曲应力的对策。其结果，提出了本发明。
以下，在说明本发明的特征部分之前，对本说明中所使用的用语进行定义。本说明书中所说的“部分电极组装件”是指处于设置最外层电极而最终得到电极组装件(完成物)之前阶段的电极组装件，相当于电极组装件的前体。本说明书中所说的“最外层电极的重复区域”是指，由于最外层电极超出一圈地缠绕部分电极组装件，从而形成为两层结构的最外层电极的规定位置。本说明书中所说的“最外层电极的重复区域的外侧部分”是指在剖视时，在构成两层结构的最外层电极的规定位置中位于外侧的部分，是露出在电极组装件的主面的部分。本说明书中所说的“最外层电极的重复区域的内侧部分”是指在剖视时，在构成两层结构的最外层电极的规定位置中位于内侧的部分，是未露出在电极组装件的主面的部分。本说明书中所说的“具有延伸部分的隔膜”是指比提供给最外层电极的电极材料层的主面的隔膜更长的长条状的隔膜，是构成为从最外层电极的端部延伸的隔膜。本说明书中所说的“两面电极”是指定位在电极组装件的内侧区域，且在集电体的两个主面设置有电极材料层的电极。另外，本说明书中所说的“单面电极”是指定位在电极组装件的最外层区域，且在集电体的(仅)一个主面设置有电极材料层的电极。
本发明是从与至今为止层叠多个在电极之间配置有隔膜的电极结构层的平面层叠结构的电极组装件不同的视点而提出的。具体而言，本发明是基于将最外层电极10(单面电极)环绕在部分电极组装件90上的技术思想而提出的。为实现该技术思想，本发明的特征在于，在集电体11的(仅)一个主面设置有电极材料层12的最外层电极10在剖视时沿着作为最终得到的电极组装件100的构成元件的部分电极组装件90的至少一部分的轮廓包围部分电极组装件90(参照图1)。该特征在如下所述的方面有利，即，在至今为止在平面层叠结构型的电极组装件100上层叠平面状的最外层电极10这样的本领域人员的技术常识延长线上不存在。
在本发明中，最外层电极10在剖视时沿着部分电极组装件90的至少一部分的轮廓包围该部分电极组装件90。由于部分电极组装件90在剖视时形成为大致矩形形状，为了形成在剖视时大致矩形形状的部分电极组装件90被最外层电极“包围”的状态，最外层电极10需要处于跨越部分电极组装件90的至少两个弯曲部分的位置。如果最外层电极10跨越部分电极组装件90的至少两个弯曲部分，则由于该形状而容易对最外层电极10提供拉伸应力。即，能够对最外层电极10提供规定的张力。具体而言，为得到上述定位在最外层的电极10’而进行加压处理时可能产生的翘曲应力是如下所述的应力，即，由于电极材料层12’与集电体11’相比相对拉伸较大，从而能够使电极材料层12’的主面成为外侧弯曲面且集电体11’的主面成为内侧弯曲面的应力(参照图12的左下部)。对此，在本发明的一实施方式中，由于能够对最外层电极10提供规定的张力，因此通过该张力能够保持最外层电极10的规定形态(形状)。由此，能够良好地抑制最外层电极10中产生能够使得电极材料层12的主面成为外侧弯曲面且集电体11的主面成为内侧弯曲面的翘曲应力。即，在本发明的一实施方式中，能够良好地抑制由该翘曲应力导致最外层的电极10发生翘曲。这意味着能够抑制最外层的电极10在剖视时从部分电极组装件90部分分离的情况。由此，能够使最外层电极10作为电极组装件100的构成元件而良好地发挥作用。其结果，包含该电极组装件100的二次电池作为整体而能够良好地发挥所需的电池特性。
另外，如上所述，由于能够抑制在最外层电极10可能产生的翘曲应力，不需要实施作为至今为止的本领域人员的技术常识的下述翘曲应力的抑制措施。具体而言，由于该翘曲应力可能在形成最外层电极时为得到所需的密度而进行加压处理所产生，根据至今为止的本领域人员的技术常识，为抑制翘曲应力，与提供给电极组装件的内侧区域的两面电极(在集电体的两个主面设置有电极材料层)的集电体的厚度相比，需要相对地增大最外层电极的集电体的厚度。因此，由于最外层电极的集电体的厚度增大，电池的能量密度可能下降。对此，在本发明的一实施方式中，由于在本发明的一实施方式中如上所述通过其他方法能够抑制最外层电极10可能产生的翘曲应力，不需要与提供给电极组装件的内侧区域的两面电极相比相对地增大最外层电极10的集电体11的厚度。因此，能够减小最外层电极10的集电体11的厚度与其他两面电极的集电体的厚度的差异，即，使其实质上为相同。另外，根据至今为止的本领域人员的技术常识，为抑制翘曲应力，需要相对地减小对最外层电极加压的力(加压力)。因此，由于对最外层电极的加压力相对较小，因此电池的能量密度可能下降。对此，由于在本发明的一实施方式中如上所述通过其他方法能够抑制最外层电极10产生的翘曲应力，不需要与形成提供给电极组装件的内侧区域的两面电极时的加压力相比相对地减小形成最外层电极(单面电极)时的加压力。即，能够减小形成提供给电极组装件的内侧区域的两面电极时的加压力与形成最外层电极10(单面电极)时的加压力的差异。因此，能够减小提供给通过加压处理而得到的电极组装件的内侧区域的两面电极的密度与提供给电极组装件的最外层区域的最外层电极10的密度的差异，即，使其实质上为相同。从以上的内容可知，本发明的一实施方式在如下所述的方面有利，即，不需要增大最外层电极10的集电体11的厚度及/或降低对于最外层电极10的加压力，由此，能够抑制由其导致的电池能量密度的下降。
本发明的一实施方式所涉及的二次电池优选采用下述方式。
在一方式中，优选的是，在剖视时，在最外层电极10和部分电极组装件90之间，定位有与最外层电极10和部分电极组装件90接触的带有粘合剂层的隔膜50(参照图1的下部)。
在上述内容中，对通过由最外层电极10包围(环绕)部分电极组装件90而获得的技术效果进行了说明，详细而言，如图1的下部所示，从防止因正负极的接触而发生短路的观点来看，在剖视时，在最外层电极10和部分电极组装件90之间定位有隔膜50。该隔膜50被提供为与最外层电极10和部分电极组装件90的两方接触，在该隔膜50中提供有其两个主面具有粘合功能的粘合剂层(未图示)。即，该隔膜50是“带有粘合剂层的隔膜50”。具体而言，提供给隔膜50的一个主面的粘合材层粘合在最外层电极10的电极材料层12。另一方面，提供给隔膜50的另一个主面的粘合材层粘合在部分电极组装件90。如上所述，通过“带有粘合剂层的隔膜50”能够良好地使最外层电极10和部分电极组装件90一体化。
在一方式中，优选的是，在剖视时，最外层电极10沿着部分电极组装件90的两个主面90α和与该两个主面90α连续的部分电极组装件90的至少一个侧面90β的轮廓包围部分电极组装件90(参照图1及图2)。
如上所述，为了对最外层电极10提供张力，最外层电极10需要跨越部分电极组装件90的至少两个弯曲部分。该跨越是在最外层电极10在剖视时至少沿着部分电极组装件90的两个主面90α和与该两个主面90α连续的部分电极组装件90的至少一个侧面90β的轮廓包围部分电极组装件90时得以实现的。如上所示，能够良好地“拉伸”最外层电极10，由此，能够对最外层电极10提供张力。由于通过该张力能够保持最外层电极10的规定形态(形状)，由此，能够抑制由其导致的在最外层电极10可能产生的翘曲应力的发生。
此外，在图1及图2中，示出了在剖视时，最外层电极10沿着由部分电极组装件90的两个主面90α和与该主面90α连续的部分电极组装件90的两个侧面90β形成的轮廓整体包围部分电极组装件90的方式。即，在图1及图2中，虽然示出了在剖视时最外层电极10以跨越部分电极组装件90的全部弯曲部分的方式而包围部分电极组装件90的方式，但最外层电极10跨越部分电极组装件90的至少两个弯曲部分即可，不限定于该方式。例如，在剖视时，最外层电极10也可以沿着部分电极组装件90的两个主面90α和与该两个主面90α连续的部分电极组装件90的仅一个侧面90β的轮廓而包围部分电极组装件90(参照图4)。
在一方式中，优选的是，在剖视时，最外层电极10构成为具有被提供为相互重叠的重复区域10X，并且在剖视时，在最外层电极10的重复区域10X的外侧部分10X1仅提供有集电体11(参照图5)。
在本方式中，在剖视时，在最外层电极10的重复区域10X中最外层电极10的外侧部分10X1和内侧部分10X2处于层叠状态。在该层叠状态中，在剖视时，如对最外层电极10的重复区域10X的外侧部分10X1仅提供集电体11，由于在最外层电极10的重复区域10X的外侧部分10X1不存在电极材料层12，即使电池内混入导电性的异物而发生内部短路，也能够在仅发生轻微发热的情况下结束短路状态。即，能够良好地抑制短路电流流入电极组装件100的内部区域。其结果，能够维持并提高电池的安全性。
在一方式中，优选的是，隔膜50是比最外层电极10长的长条状，且具有从最外层电极10的一端部10a延伸的延伸部分50X，在剖视时，隔膜50的延伸部分50X固定在位于比隔膜50更靠内侧的最外层电极10(参照图6)。
本方式以隔膜50是比最外层电极10长的长条状、且具有从最外层电极10的一端部10a延伸的延伸部分50X的情况作为前提。隔膜50通常是从防止由于正负极的接触而导致短路的观点来看而提供的，在本方式中，与在剖视时最外层电极10构成为具有相互重叠的重复区域的情况(参照图1)相比，在对应于最外层电极10的重复区域的外侧部分的位置，未设置集电体11和电极材料层12而仅设置有隔膜50。由此，与通过隔膜50对最外层电极10的重复区域的外侧部分也提供集电体11和电极材料层12的情况相比，由于不存在集电体11和电极材料层12，能够相对地减小最外层电极10的重复区域中的集电体11及电极材料层12的厚度。其结果，由于该集电体11及电极材料层12的厚度降低，能够抑制电池的能量密度的下降。
在一方式中，优选的是，在剖视时，与部分电极组装件90的侧面90β对置的部分的最外层电极10具有单面电极的结构，该最外层电极10是负极(参照图1)。
在本方式中，由于在剖视时，与部分电极组装件90的侧面90β对置的部分的最外层电极10具有单面电极的结构，在与部分电极组装件90的侧面90β对置的部分也定位有电极材料层11。在使用负极作为最外层电极10的情况下，具体而言，使用负极材料层作为电极材料层11的情况下，由于该负极材料层能够作为可收容锂离子的层而发挥作用，能够良好地收容能够在部分电极组装件90的侧面区域移动的锂离子。因此，能够良好地抑制由锂离子移动所导致的锂向部分电极组装件90的负极端部析出。因此，该锂析出的抑制的结果是，能够提高电池的安全性。
此外，不限定于此，在一方式中，在剖视时，与部分电极组装件90的侧面90β对置的部分的最外层电极10可以仅具有集电体11(参照图7)。
在该情况下，在与部分电极组装件90的侧面90β对置的部分的最外层电极10不存在电极材料层12。因此，与最外层电极10构成为具有电极材料层12的情况相比，由于不存在该电极材料层12，能够相对地减小最终所得到的电极组装件100的宽度尺寸。因此，能够相对地减小具有电极组装件100而形成的二次电池的尺寸。
此外，在最外层电极10被用作正极时，由于正极材料层不是作为能够收容锂离子的层而实质地发挥作用，因此难以抑制由能够在部分电极组装件90的侧面区域移动的锂离子所导致的锂向部分电极组装件90的负极端部析出。因此，优选的是，在最外层电极10被用作正极时，在剖视时，与部分电极组装件90的侧面90β对置的部分的最外层电极10仅具有集电体11。
在一方式中，优选的是，在俯视时，最外层电极10的集电体11定位在比提供给部分电极组装件90的两面电极的极耳20(正极极耳20A、负极极耳20B)的端部更靠内侧的位置(参照图8)。
在本方式中，在俯视时，最外层电极10的集电体11定位在比提供给部分电极组装件90的极耳20的端部20α更靠内侧的位置。此处所说的“引出极耳20的端部20α”是指在俯视时位于引出极耳20的最外侧的突出端部。通过将该最外层电极10的集电体11配置在内侧，由此，与在俯视时该集电体11的端部与提供给部分电极组装件90的引出极耳20的端部20α位于大致同一面上的情况相比，能够更容易露出提供给部分电极组装件90的引出极耳20。因此，能够将露出在最外层电极10的端部的集电体11的一部分容易地良好熔敷至该引出极耳20。该良好熔敷有助于最终经由引线良好地电连接引出部(熔敷部)和外部端子。此外，将使用负极作为最外层电极10的情况作为例子时，从防止在俯视时负极集电体的一部分与正极极耳对置所导致的短路的观点来看，优选将部分电极组装件90的正极极耳20A用胶带保护。
在一方式中，优选的是，最外层电极10构成为具有极耳，在俯视时，定位成仅最外层电极10的极耳与部分电极组装件90的极耳局部地重叠(参照图9)。
在上述内容中，以隔着隔膜50而缠绕于部分电极组装件90的最外层电极10的形状在缠绕前是大致矩形形状为前提。在该情况下，将使用负极作为最外层电极的情况作为例子时，在向部分电极组装件90缠绕了最外层电极10的状态下，由于在俯视时部分电极组装件90的正极极耳20A和负极侧集电体的一部分相互对置而可能发生短路。因此，在本方式中，将使用负极作为最外层电极的情况作为例子时，从防止该短路的观点来看，优选的是，在最外层电极10设置负极极耳20B1，定位成只有该负极极耳20B1在俯视时与部分电极组装件90的负极极耳20B2局部地重叠。由此，能够避免缠绕后在俯视时部分电极组装件90的正极极耳20A和负极侧集电体的一部分相互对置。通过避免该相互对置，能够避免由于在俯视时部分电极组装件90的正极极耳20A和负极侧集电体的一部分相互对置而发生短路。因此，该短路发生的避免的结果是，能够提高电池的安全性。
在一方式中，优选的是，隔膜50是比最外层电极10更长的长条状，且具有从最外层电极10的两端部10a延伸的延伸部分50X，隔膜50的延伸部分50X彼此连接(参照图10)。
本方式以隔膜50是比最外层电极10更长的长条状、且具有从最外层电极10的两端部10a延伸的延伸部分50X为前提。在本方式中，在剖视时，部分电极组装件90的一部分被最外层电极10包围，且部分电极组装件90的剩余部分仅被隔膜50的延伸部分50X包围。即，本方式的特征在于，在部分电极组装件90的轮廓的规定位置仅定位有隔膜50。该情况意味在部分电极组装件90的轮廓的规定位置不存在集电体11和电极材料层12。
由以上的内容可知，在本方式中，与沿着部分电极组装件90的轮廓整体而提供由集电体11和电极材料层12形成的最外层电极10的情况相比，在不存在集电体11和电极材料层12而仅提供有隔膜50的位置，能够相对地减小集电体11及电极材料层12的厚度。其结果，由于该集电体11及电极材料层12的厚度降低，因此能够提高电池的能量密度。
在一方式中，优选的是，最外层电极10的集电体11的一部分露出，在俯视时，露出的集电体11的一部分定位在比隔膜50和电极材料层12更靠外侧的位置(参照图1的最上部等)。
本发明的特征在于，在剖视时，最外层电极10包围部分电极组装件90，该最外层电极10及该部分电极组装件90均为电极组装件100的构成元件。因此，为了将电极组装件100作为整体而使其良好地发挥作用，需要将部分电极组装件90内的两面电极的极耳20与最外层电极10的集电体11的一部分设为能够电连接的状态。即，需要将部分电极组装件90内的两面电极的极耳20和最外层电极10的集电体11的一部分配置成在俯视时相互对置。因此，需要使最外层电极10的集电体11的一部分在俯视时露出。鉴于这一点，在本方式中，优选的是在俯视时，露出的集电体11的一部分定位在比隔膜50及电极材料层12更靠外侧的位置。由此，能够在俯视时使集电体11的一部分与部分电极组装件90内的两面电极的极耳20良好地相互对置。因此，能够将部分电极组装件90内的两面电极的极耳20和最外层电极10的露出的集电体11的一部分良好地电连接，其结果，能够使电极组装件100作为整体而良好地发挥作用。
[本发明的二次电池的制造方法]
以下，对本发明的一实施方式所涉及的二次电池的制造方法进行说明。
本发明的制造方法是基于与通过层叠多个在电极之间配置有隔膜而得到的电极结构层来形成平面层叠结构的电极组装件这样的现有方法不同的视角而提出的。具体而言，本发明具有如下技术思想，即，将对集电体11的(仅)一个主面提供电极材料层12而得到的最外层电极10在剖视时沿着部分电极组装件90的至少一部分的轮廓而环绕于部分电极组装件90。即，该技术思想在以下方面有利，即，在层叠包括最外层电极的各电极而得到电极组装件这样的至今为止本领域人员的技术常识延长线上不存在。
如上所述，本发明的技术思想是，使用最外层电极10沿着剖视时部分电极组装件90的至少一部分的轮廓而包围该部分电极组装件90。即，本发明的技术思想是，将最外层电极10环绕在部分电极组装件90上(参照图3(ii)及(iii))。由于部分电极组装件90在剖视时形成为大致矩形形状，为了形成剖视时大致矩形形状的部分电极组装件90被最外层电极“包围”的状态，最外层电极10需要位于跨越部分电极组装件90的至少两个弯曲部分的位置。如最外层电极10跨越部分电极组装件90的至少两个弯曲部分，则由于该形状而容易对最外层电极10提供拉伸应力。因此，能够对最外层电极10提供规定的张力。如上所述，具体而言，为得到定位在最外层的电极10’而进行加压处理时可能产生的翘曲应力是如下所述的应力，即，由于电极材料层12’与集电体11’相比相对拉伸较大，从而能够使电极材料层12’的主面成为外侧弯曲面且集电体11’的主面成为内侧弯曲面的应力(参照图12的左下部)。对此，在本发明的一实施方式所涉及的制造方法中，由于能够对最外层电极10提供规定的张力，因此通过该张力能够保持最外层电极10的规定形态(形状)。由此，能够良好地抑制在最外层电极10产生能够使得电极材料层12的主面成为外侧弯曲面且集电体11的主面成为内侧弯曲面的翘曲应力。即，能够良好地抑制由该翘曲应力导致最外层的电极10发生翘曲。这意味着能够抑制最外层的电极10在剖视时从部分电极组装件90部分分离的情况。
此外，具体而言，电极组装件100主要是通过下述工序而获得。
首先，在长条状的最外层电极10(在集电体11的一个主面设置电极材料层12)的电极材料层12的主面设置隔膜50(图3(i))。详细而言，作为该隔膜50，优选使用其两个主面具有粘合剂层而形成的隔膜。由于存在该粘合剂层，从而能够将长条状的最外层电极10和隔膜50粘合而得到带有长条状的隔膜50的最外层电极10。接下来，使用带有隔膜50的最外层电极10沿着剖视时部分电极组装件90的至少一部分的轮廓包围部分电极组装件90(图3(ii)、图3(iii))。即，沿着剖视时部分电极组装件90的至少一部分的轮廓将带有隔膜50的最外层电极10环绕于部分电极组装件90。但不限定于此，作为一例，在长条状的带有隔膜50的最外层电极10的隔膜50的中央区域上设置部分电极组装件90。接下来，在剖视时部分电极组装件90的一个侧面和与该一个侧面连续的上表面环绕并粘合长条状的带有隔膜50的最外层电极10(图3(ii))。详细而言，如上所述，由于使用其两个主面具有粘合剂层而形成的隔膜作为隔膜50，在环绕最外层电极10时，由于存在该粘合剂层，能够将带有隔膜50的最外层电极10粘合至部分电极组装件90。接下来，使剩余的长条状的带有隔膜50的最外层电极10环绕并粘合至剖视时部分电极组装件90的另一个侧面以及粘合于图3(ii)中的部分电极组装件90的上表面的带有隔膜50的最外层电极10上(图3(iii))。由此，得到具备最外层电极10和部分电极组装件90的电极组装件100的前体101。接下来，对该电极组装件100的前体101实施热加压处理(图3(iv))。通过上述方法，得到最终所需的电极组装件100。
本发明的一实施方式的制造方法优选采用下述方式。
在一方式中，优选的是，利用最外层电极10，最外层电极10沿着剖视时由部分电极组装件90的两个主面以及与两个主面连续的部分电极组装件90的至少一个侧面所形成的轮廓包围部分电极组装件90(参照图3(ii)及(iii))。
如上所述，由于对最外层电极10提供张力，最外层电极10需要跨越部分电极组装件90的至少两个弯曲部分。该跨越在最外层电极10至少沿着剖视时部分电极组装件90的两个主面以及与两个主面连续的部分电极组装件90的至少一个侧面90β的轮廓而包围部分电极组装件90时得以实现的。通过上述内容，能够良好地“拉伸”最外层电极10。即，能够对最外层电极10良好地提供张力。
在一方式中，优选的是，使用带有粘合剂层的隔膜50，使最外层电极10和部分电极组装件90一体化而形成电极组装件100的前体101，对于电极组装件100的前体101实施热加压(参照图3(iv))。
如上所述，在本发明中，优选的是，使用两个主面具有粘合剂层而形成的隔膜作为隔膜50。如使用带有粘合剂层的隔膜50，由于该带有粘合剂层的隔膜50位于最外层电极10和部分电极组装件90之间，能够良好地使最外层电极10和部分电极组装件90一体化。尤其，对一体化而得到的电极组装件100的前体101实施热加压时，能够提高层之间彼此的连接性(密合性)，因此通过该热加压能够进行最外层电极10和部分电极组装件90的更适宜的一体化。由此，能够“继续”或“连续”保持基于提供给最外层电极10规定的张力的最外层电极10的规定形态(形状)。通过该“继续”或“连续”最外层电极10的形态保持，能够更良好地抑制在最外层电极10产生能够使电极材料层12的主面成为外侧弯曲面或集电体11的主面成为内侧弯曲面的翘曲应力。
在一方式中，优选的是，包括形成如下所述的最外层电极作为最外层电极10的步骤，所述最外层电极构成为在剖视时具有相互重叠的重复区域，并且在剖视时，在最外层电极10的重复区域10X的外侧部分仅设置集电体11(参照图5)。
在本方式中，在剖视时，在最外层电极10的重复区域10X的外侧部分10X1仅设置集电体11。在该情况下，由于在最外层电极10的重复区域10X的外侧部分10X1不存在电极材料层12，因此能够良好地抑制短路电流流至电极组装件100的内部区域。其结果，能够维持并提高电池的安全性。
在一方式中，优选的是，包括提供比最外层电极10长的长条状、且具有从最外层电极10的一端部延伸的延伸部分50X的隔膜50的步骤，将隔膜50的延伸部分50X固定在剖视时位于比隔膜50更靠内侧的最外层电极10(参照图6)。
在本方式中，在与最外层电极10的重复区域的外侧部分对应的位置，不设置集电体11和电极材料层12而仅设置隔膜50。由此，与隔着隔膜50对最外层电极10的重复区域的外侧部分也提供集电体11和电极材料层12的情况相比，由于不存在集电体11和电极材料层12，能够相对地减小最外层电极10的重复区域中的集电体11及电极材料层12的厚度。因此，由于该集电体11及电极材料层12的厚度降低，能够抑制电池的能量密度的下降。
在一方式中，将与部分电极组装件90的侧面90β对置的部分的最外层电极10设为在剖视时为单面电极的结构，优选将最外层电极10作为负极而使用(参照图1)。
在本方式中，由于将与部分电极组装件90的侧面90β对置的部分的最外层电极10设为在剖视时为单面电极的结构，因此在与部分电极组装件90的侧面90β对置的部分也定位有电极材料层11。在使用具备负极材料层的负极作为最外层电极10时，由于该负极材料层能够作为可收容锂离子的层而发挥作用，因此能够良好地收容能够在部分电极组装件90的侧面区域移动的锂离子。因此，能够良好地抑制由于锂离子移动导致的锂向部分电极组装件90的负极端部析出，由此，能够提高电池的安全性。
此外，可以将与部分电极组装件90的侧面90β对置的部分的最外层电极10设为在剖视时仅具有集电体11的结构(参照图7)。根据该结构，由于在与部分电极组装件90的侧面90β对置的部分的最外层电极10中不存在电极材料层12，与最外层电极10构成为具有电极材料层12的情况相比，能够相对地减小最终所得到的电极组装件100的宽度尺寸。
在一方式中，优选的是，使最外层电极10的集电体11定位在俯视时比提供给部分电极组装件90的两面电极的极耳端部更靠内侧的位置(参照图8)。
在本方式中，使最外层电极10的集电体11定位在俯视时比提供给部分电极组装件90的极耳20的端部20α(俯视时位于最外侧的极耳20的突出端部)更靠内侧的位置。通过将该最外层电极10的集电体11配置在内侧，由此，与俯视时该集电体11的端部与提供给部分电极组装件90的引出极耳20的端部20α位于大致同一面上的情况相比，能够更容易地露出提供给部分电极组装件90的引出极耳20。因此，能够容易地将露出在最外层电极10的端部的集电体11的一部分熔敷至该引出极耳20。
在一方式中，优选的是，在俯视时，仅使提供给最外层电极10的极耳与部分电极组装件90的极耳局部地重叠(参照图9)。
在本方式中，如以将负极作为最外层电极的情况为例，从防止短路的该观点来看，优选为在最外层电极10设置负极极耳，并且在俯视时，仅使该负极极耳与部分电极组装件90的负极极耳局部地重叠。由此，能够避免在缠绕后，在俯视时部分电极组装件90的正极极耳和负极侧集电体的一部分相互对置。通过以上的内容可知，通过避免该相互对置，能够避免由于俯视时部分电极组装件90的正极极耳和负极侧集电体的一部分相互对置而导致发生短路的情况。因此，能够提高电池的安全性。
在一方式中，优选的是，包括提供比最外层电极10长的长条状且具有从最外层电极10的两端部延伸的延伸部分50X的隔膜50的步骤，并且隔膜50的延伸部分50X彼此连接(参照图10)。
在本方式中，在剖视时，部分电极组装件90的一部分由最外层电极10包围，且部分电极组装件90的剩余部分仅由隔膜50的延伸部分50X包围。即，在本方式中，部分电极组装件90的轮廓的规定位置处仅定位有隔膜50。即，在本方式中，在部分电极组装件90的轮廓的规定位置不存在集电体11和电极材料层12。因此，在本方式中，与沿着部分电极组装件90的轮廓整体提供由集电体11和电极材料层12形成的最外层电极10的情况相比，在仅提供隔膜50的位置，能够相对地减小集电体11及电极材料层12的厚度。其结果，能够提高电池的能量密度。
工业实用性
本发明的一实施方式所涉及的二次电池能够用于想要蓄电的各个领域。只不过是示例，本发明的一实施方式所涉及的二次电池，特别是非水电解质二次电池可用于使用移动设备等的电/信息/通信领域(例如，移动电话、智能手机、笔记本电脑及数字照相机、运动量计、ARM计算机、电子纸等移动设备领域)、家庭/小型工业用途(例如，电工工具、高尔夫车、家庭用/陪护用/工业用机器人的领域)、大型工业用途(例如，叉车、电梯、港口起重机领域)、交通系统领域(例如，混合动力车辆、电动车辆、大巴车、电车、电动助力自行车、电动两轮车等领域)、电力系统用途(例如，各种发电、负荷调节器、智能电网、普通家庭设置型蓄电系统等的领域)、以及IoT领域、太空/深海用途(例如，空间探测器、潜水考察船等的领域)等。
附图标记的说明：
10、10’…最外层的电极；10A、10A’…正极；10B、10B’…负极；10X…最外层电极的重复区域；10X1…最外层电极的重复区域的外侧部分；10X2…最外层电极的重复区域的内侧部分；10a…最外层电极的端部；11、11’…集电体；11α…集电体的端部；12、12’…电极材料层；20…极耳；20A…正极极耳；20B…负极极耳；20α…极耳的端部；20B1…最外层负极的负极极耳；20B2…部分电极组装件的负极极耳；50、50’…隔膜；50X…隔膜的延伸部分；90…部分电极组装件；90α…部分电极组装件的主面；90β…部分电极组装件的侧面；100、100’…电极组装件。

Claims (18)

1.一种二次电池，其具备层叠多个在电极间配置有隔膜的电极结构层的平面层叠结构的电极组装件，
所述电极组装件构成为在该电极组装件的内侧区域具有在集电体的两个主面设置有电极材料层的两面电极，并且具备构成该电极组装件的一部分的部分电极组装件，
位于所述电极组装件的最外层区域的最外层电极包括在所述集电体的一个主面设置有所述电极材料层的单面电极，并且在剖视时沿着所述部分电极组装件的至少一部分的轮廓环绕在该部分电极组装件，
在剖视时，所述最外层电极沿着所述部分电极组装件的两个主面以及与该两个主面连续的所述部分电极组装件的至少一个侧面的轮廓包围该部分电极组装件，
所述最外层电极跨越该部分电极组装件的至少两个弯曲部分，
所述隔膜是比所述最外层电极长的长条状，且具有从该最外层电极的一端部延伸的延伸部分，在剖视时，该隔膜的该延伸部分固定在位于比该隔膜更靠内侧的该最外层电极。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
在剖视时，在所述最外层电极和所述部分电极组装件之间定位有与该最外层电极和该部分电极组装件接触的带有粘合剂层的所述隔膜。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
在剖视时，所述最外层电极构成为具有被提供为相互重叠的重复区域，
并且在剖视时，所述最外层电极的所述重复区域的外侧部分仅提供有所述集电体。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
在剖视时，与所述部分电极组装件的所述侧面对置的部分的所述最外层电极具有所述单面电极的结构，且该最外层电极为负极。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
在剖视时，与所述部分电极组装件的所述侧面对置的部分的所述最外层电极仅具有所述集电体。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
在俯视时，所述最外层电极的所述集电体定位在比提供给所述部分电极组装件的所述两面电极的极耳端部更靠内侧的位置。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述最外层电极构成为具有极耳，在俯视时，仅该最外层电极的该极耳定位成与所述部分电极组装件的所述极耳局部地重叠。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述隔膜是比所述最外层电极长的长条状，且具有从该最外层电极的两端部延伸的延伸部分，该隔膜的该延伸部分彼此连接。
9.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述最外层电极的所述集电体的一部分露出，在俯视时，该露出的该集电体的该一部分定位在比所述隔膜及所述电极材料层更靠外侧的位置。
10.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述电极结构层包括正极以及负极，
所述正极及所述负极具有能够吸藏释放锂离子的层。
11.一种二次电池的制造方法，其是制造如下所述的二次电池的制造方法，所述二次电池具备层叠多个在电极间配置有隔膜的电极结构层的平面层叠结构的电极组装件，
所述二次电池的制造方法包括形成部分电极组装件的步骤，所述部分电极组装件构成所述电极组装件的一部分，在剖视时，所述电极组装件构成为具有在集电体的两个主面设置电极材料层而得到的两面电极，
所述二次电池的制造方法还包括使用所述电极组装件的最外层电极在剖视时沿着所述部分电极组装件的至少一部分的轮廓包围该部分电极组装件的步骤，所述最外层电极包括在所述集电体的一个主面设置所述电极材料层而得到的单面电极，
利用所述最外层电极，该最外层电极在剖视时沿着由所述部分电极组装件的两个主面和与该两个主面连续的所述部分电极组装件的至少一个侧面所形成的轮廓环绕在该部分电极组装件，
所述最外层电极跨越该部分电极组装件的至少两个弯曲部分，
包括提供所述隔膜的步骤，所述隔膜是比所述最外层电极长的长条状，且具有从该最外层电极的一端部延伸的延伸部分，
在剖视时，将该隔膜的该延伸部分固定在位于比该隔膜更靠内侧的该最外层电极。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其中，
使用带有粘合剂层的所述隔膜，使所述最外层电极和所述部分电极组装件成一体化而形成所述电极组装件的前体，对该电极组装件的该前体实施热加压。
13.根据权利要求11所述的制造方法，其中，
包括形成所述最外层电极的步骤，作为所述最外层电极，在剖视时，构成为具有相互重叠的重复区域，
并且在剖视时，在所述最外层电极的所述重复区域的外侧部分仅设置所述集电体。
14.根据权利要求11所述的制造方法，其中，
在剖视时，将与所述部分电极组装件的所述侧面对置的部分的所述最外层电极设为所述单面电极的结构，且将该最外层电极用作负极。
15.根据权利要求11所述的制造方法，其中，
在剖视时，将与所述部分电极组装件的所述侧面对置的部分的所述最外层电极设为仅具有所述集电体的结构。
16.根据权利要求11所述的制造方法，其中，
在俯视时，将所述最外层电极的所述集电体定位在比提供给所述部分电极组装件的所述两面电极的极耳端部更靠内侧的位置。
17.根据权利要求11所述的制造方法，其中，
所述最外层电极构成为具有极耳，在俯视时，仅将该最外层电极的该极耳与所述部分电极组装件的所述极耳局部地重叠。
18.根据权利要求11所述的制造方法，其中，
包括提供所述隔膜的步骤，所述隔膜是比所述最外层电极长的长条状，且具有从该最外层电极的两端部延伸的延伸部分，
该隔膜的该延伸部分彼此连接。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021131877A1 (zh) * 2019-12-26 2021-07-01
CN113708010B (zh) * 2021-09-01 2023-03-14 东莞新能安科技有限公司 电化学装置和电子装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000195495A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Mitsubishi Cable Ind Ltd シ―ト電池
CN101202365A (zh) * 2006-12-08 2008-06-18 日产自动车株式会社 双极性电池及其制造方法
CN101304103A (zh) * 2007-05-07 2008-11-12 索尼株式会社 螺旋卷绕非水电解质二次电池
JP2014146448A (ja) * 2013-01-28 2014-08-14 Nec Corp リチウムイオン二次電池
CN104160535A (zh) * 2012-03-07 2014-11-19 日产自动车株式会社 正极活性物质、电器件用正极及电器件
JP2015128018A (ja) * 2013-12-27 2015-07-09 日産自動車株式会社 組電池

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3338071B2 (ja) * 1991-10-11 2002-10-28 旭化成株式会社 電 池
JPH11121016A (ja) * 1997-10-09 1999-04-30 Yuasa Corp 電 池
JP2013218804A (ja) * 2012-04-04 2013-10-24 Gs Yuasa Corp 電極体、蓄電素子及び電極体の製造方法
JP6091843B2 (ja) * 2012-10-31 2017-03-08 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
JP5971095B2 (ja) * 2012-11-22 2016-08-17 株式会社デンソー 蓄電素子およびその製造方法
JP2014120456A (ja) 2012-12-19 2014-06-30 Nissan Motor Co Ltd 二次電池
US9614248B2 (en) * 2014-08-13 2017-04-04 Lg Chem, Ltd. Stack-folding type electrode assembly and method of manufacturing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000195495A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Mitsubishi Cable Ind Ltd シ―ト電池
CN101202365A (zh) * 2006-12-08 2008-06-18 日产自动车株式会社 双极性电池及其制造方法
CN101304103A (zh) * 2007-05-07 2008-11-12 索尼株式会社 螺旋卷绕非水电解质二次电池
CN104160535A (zh) * 2012-03-07 2014-11-19 日产自动车株式会社 正极活性物质、电器件用正极及电器件
JP2014146448A (ja) * 2013-01-28 2014-08-14 Nec Corp リチウムイオン二次電池
JP2015128018A (ja) * 2013-12-27 2015-07-09 日産自動車株式会社 組電池

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