CN110770929B

CN110770929B - 二次电池

Info

Publication number: CN110770929B
Application number: CN201880040358.3A
Authority: CN
Inventors: 水口雄二
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2038-05-24
Also published as: WO2018235516A1; US20190379012A1; JP6852789B2; CN110770929A; US11205815B2; JPWO2018235516A1

Abstract

提供一种二次电池，其具有电极组件以及收纳该电极组件的外包装体。在该二次电池中，外包装体具有第一外包装体与第二外包装体，由第一外包装体与第二外包装体的组合构成外包装体的密封缘。在密封缘中，第一外包装体和第二外包装体中任意的一外包装体被翻折为使得第一外包装体的端面与第二外包装体的端面彼此相对，在翻折后的一外包装体的端面与另一外包装体的端面之间设置有绝缘材料。

Description

二次电池

技术领域

本发明涉及二次电池。特别是涉及具备电极组件的二次电池，该电极组件由包含正极、负极及隔膜的电极结构层构成。

背景技术

二次电池是所谓的蓄电池，因此，能够反复进行充电及放电，可用于各种用途。例如，二次电池被用于便携式电话、智能手机及笔记本电脑等移动设备中。

在包含移动设备等在内的各种电池用途中，二次电池被收纳在壳体内使用。也就是说，二次电池被配置为部分地占据所使用的设备的壳体内部。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：特表2015-536036号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本申请的发明人注意到现有的二次电池中存在要克服的技术问题，并且发现了对此采取对策的必要性。具体而言，本申请的发明人发现存在以下的技术问题。

二次电池具有电极组件以及包裹该电极组件的外包装体，该电极组件中层叠有包含正极、负极以及它们之间的隔膜的电极结构层。外包装体由第一外包装体及第二外包装体构成，将各自的周缘彼此贴合而构成密封缘。

这里，在第一外包装体及第二外包装体具有由金属层与绝缘层的层叠而构成的层压结构的情况下，仅将它们的周缘彼此贴合并密封的话，金属层会从密封缘的端部露出(参照图7)。具体而言，当将分别具有用绝缘层夹着金属层的层压结构的第一外包装体与第二外包装体彼此贴合而形成密封缘时，金属层的端面会在该密封缘的边缘露出。端面在密封缘的最外侧位置露出的金属层可能会引起短路等不良事态，这并不是所期望的。因此，需要对露出的金属层的端面实施绝缘处理。作为该绝缘处理，例如考虑在密封缘的边缘粘贴绝缘胶带，或者将密封缘整体折弯多次(例如折弯两次以上)以防金属层露出。

然而，粘贴绝缘胶带的粘贴作业本身比较繁琐。也就是说，胶带的粘合面不露出于外部并在没有浪费的情况下恰当地实施粘贴并不容易(胶带具有粘合面与非粘合面，需要明确区分它们来进行粘贴，等等。另外，如果相对于端部的露出尺寸粘贴过大的胶带，则胶带的多余部分会有损电池外观，或者也有可能由于粘贴方法而导致多余部分的胶带粘合面处于外侧)。进而，以防金属层端面露出的密封缘的折弯通常需要两次以上，由于这样的整体弯曲，会导致密封缘的厚度增加。也就是说，有可能由于用以实现“不露出”的弯曲(特别是不露出金属层所需的弯曲次数)而造成每单位体积的能量密度过度降低。

本发明是鉴于这样的技术问题而完成的。即、本发明的主要目的是提供更恰当地具备外包装体的密封缘的二次电池。

用于解决技术问题的方案

本申请的发明人尝试了在新的方向上进行应付而不是在现有技术的延伸上进行应对来解决上述技术问题。其结果是，完成了实现上述主要目的的二次电池的发明。

在本发明中，提供一种二次电池，其具有电极组件以及收纳该电极组件的外包装体，外包装体具有第一外包装体与第二外包装体，由第一外包装体与第二外包装体的组合构成外包装体的密封缘，在密封缘中，第一外包装体和第二外包装体中任意的一外包装体被翻折为使得第一外包装体的端面与第二外包装体的端面彼此相对，在该翻折后的一外包装体端面与另一外包装体端面之间设置有绝缘材料。

发明效果

在本发明的二次电池中，外包装体的密封缘更加合适。

具体而言，在第一外包装体和第二外包装体中的任一外包装体的翻折后的端面与未被如此翻折的另一外包装体的端面之间填埋有绝缘材料来进行密封缘的绝缘，取消了绝缘胶带的粘贴。也就是说，无需进行区分胶带的粘合面与非粘合面那样的作业，另外，本质上避免了过大地粘贴胶带时可能会产生的不良事态。

在本发明的二次电池中，并非第一外包装体和第二外包装体双方，而是仅一方被翻折，从而密封缘的厚度不会过度增加。更具体地说，假如在仅是将彼此贴合的第一外包装体和第二外包装体(特别是它们的周缘部)翻折而使其重叠在一起的情况下，则会由于该“重叠在一起”而导致密封缘的厚度增加，针对于此，在本发明中，由于“仅翻折一方”(特别是，使一外包装体端面与另一外包装体端面彼此隔开间隔地相对的外包装体的翻折)，因此，密封缘的厚度实质上不会增加。因此，在本发明中，避免了由于外包装体金属层的“不露出”而引起的密封缘厚度増加所导致的“能量密度降低”等。

附图说明

图1是示意性地示出电极结构层的剖视图(图1的(A)：非卷绕的平面层叠型，图1的(B)：卷绕型)。

图2是示出本发明的一实施方式所涉及的二次电池的外包装体的构成的示意性剖视图。

图3是用于说明“仅翻折一方”的示意性剖视图。

图4是用于说明“从相对端面的间隙突出的绝缘材料”的示意性剖视图。

图5是用于说明第一外包装体及第二外包装体的层结构的示意性剖视图。

图6是用于说明弯曲一次形态下的密封缘的示意性剖视图。

图7是用于说明在密封缘露出金属层端面的现有技术的示意性剖视图(现有技术)。

具体实施方式

下面，对本发明的一实施方式所涉及的二次电池进行更详细的说明。虽然根据需要参照附图进行说明，但是附图中的各种构成部分终归仅是为了理解本发明而示意性且示例性地加以示出，外观、尺寸比等可能与实物不同。

在本说明书中直接或间接地说明的“剖视观察(或剖视观察形状)”基于沿着构成二次电池的电极材料层的层叠方向(电池或电极材料层的厚度方向)剖切二次电池而获得的假想剖面。

进而，在本说明书中直接或者间接地使用的“上下方向”及“左右方向”等分别相当于图中的上下方向及左右方向。只要没有特别说明，则相同的符号或者记号表示相同的部件或者相同的含义内容。在某优选的方式中，可以理解为，铅直方向朝下(即，重力作用的方向)相当于“向下方向”，其相反方向相当于“向上方向”。

[二次电池的基本构成]

本说明书中所述的“二次电池”是指能够反复充电及放电的电池。因此，本发明所涉及的二次电池不受该名称的过度约束，例如蓄电装置等也可以包括在对象中。

本发明所涉及的二次电池具有由包含正极、负极及隔膜的电极结构层层叠而得的电极组件。图1的(A)及图1的(B)中例示了电极组件。如图所示，正极1与负极2隔着隔膜3摞起而形成电极结构层10。该电极结构层10层叠至少一个以上而构成电极组件，或者通过电极结构层10以卷绕的方式相互层叠而构成电极组件。在二次电池中，该电极组件与电解质(例如非水电解质)一起封装到外包装体中。这样，电极组件的构造未必限定于平面层叠结构，也可以是将电极结构层卷绕成卷状的卷绕构造(果冻卷型)，进而，还可以是将正极、隔膜及负极层叠在长薄膜上之后进行折叠而得的所谓的堆叠-折叠型构造。

正极至少由正极材料层及正极集电体构成。在正极中，正极材料层至少设置在正极集电体的单面上，在正极材料层中包含正极活性物质作为电极活性物质。例如，电极组件中的多个正极分别可以是正极材料层设置在正极集电体的双面上、或者也可以是正极材料层仅设置在正极集电体的单面上。从进一步提高二次电池的容量的观点出发，优选正极是正极材料层设置在正极集电体的双面上。

负极至少由负极材料层及负极集电体构成。在负极中，负极材料层至少设置在负极集电体的单面上，在负极材料层中包含负极活性物质作为电极活性物质。例如，电极组件中的多个负极分别可以是负极材料层设置在负极集电体的双面上、或者也可以是负极材料层仅设置在负极集电体的单面上。从进一步提高二次电池的容量的观点出发，优选负极是负极材料层设置在负极集电体的双面上。

正极和负极中包含的电极活性物质、即正极活性物质和负极活性物质是在二次电池中直接参与电子授受的物质，是担负充放电、即电池反应的正负极的主要物质。更具体地，由于“正极材料层中包含的正极活性物质”以及“负极材料层中包含的负极活性物质”在电解质中产生离子，该离子在正极和负极之间移动，进行电子的授受，从而进行充放电。特别优选正极材料层以及负极材料层是能够嵌入和脱嵌锂离子的层。也就是说，优选形成为锂离子经由非水电解质而在正极和负极之间移动来进行电池的充放电的非水电解质二次电池。在锂离子参与充放电的情况下，本发明涉及的二次电池相当于所谓的锂离子电池，正极以及负极具有能够嵌入和脱嵌锂离子的层。

正极材料层的正极活性物质由例如粒状体构成，为了粒子彼此的更充分的接触和保持形状，优选在正极材料层中包含粘合剂。进一步而言，为了使推进电池反应的电子的传递顺畅进行，在正极材料层中还可以包含导电助剂。同样地，负极材料层的负极活性物质也由例如粒状体构成，为了粒子彼此的更充分的接触和保持形状，优选包含粘合剂，为了使推进电池反应的电子的传递顺畅进行，在负极材料层中还可以包含导电助剂。这样，由于是含有多个成分的形态，因而正极材料层及负极材料层分别也能够称为“正极复合材料层”及“负极复合材料层”等。

优选正极活性物质是有助于锂离子的嵌入和脱嵌的物质。从这样的观点出发，优选正极活性物质是例如含锂复合氧化物。更具体地，优选正极活性物质是包含锂、和选自由钴、镍、锰以及铁组成的组中的至少一种过渡金属的锂过渡金属复合氧化物。也就是说，在本发明涉及的二次电池的正极材料层中，优选包含那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、或者以其它金属置换这些过渡金属的一部分而得的物质。这样的正极活性物质虽然可以包含单独一种，但也可以组合包含两种以上。虽然仅是示例，但在本发明涉及的二次电池中，正极材料层所包含的正极活性物质可以是钴酸锂。

作为正极材料层中可以包含的粘合剂，没有特别限制，可以举出选自由聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物以及聚四氟乙烯等组成的组中的至少一种。作为正极材料层中可以包含的导电助剂，没有特别限制，可以举出选自热裂法炭黑、炉黑、槽法炭黑、科琴黑和乙炔黑等炭黑、石墨、碳纳米管和气相生长碳纤维等碳纤维、铜、镍、铝和银等金属粉末、以及聚亚苯基衍生物等中的至少一种。例如，正极材料层的粘合剂可以是聚偏二氟乙烯，另外，正极材料层的导电助剂可以是炭黑。虽然仅是示例，但正极材料层的粘合剂及导电助剂可以是聚偏二氟乙烯和炭黑的组合。

优选负极活性物质是有助于锂离子的嵌入和脱嵌的物质。从这样的观点出发，优选负极活性物质是例如各种的碳材料、氧化物、或者锂合金等。

作为负极活性物质的各种碳材料，能够举出石墨(天然石墨、人造石墨)、硬碳、软碳、金刚石状碳等。特别是，以电子传导性高、与负极集电体的粘结性优异的方面等优选石墨。作为负极活性物质的氧化物，能够举出选自由氧化硅、氧化锡、氧化铟、氧化锌及氧化锂等组成的组中的至少一种。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等金属和锂的二元、三元或者其以上的合金。对于这样的氧化物，作为其结构形态优选为非晶。这是因为不容易产生晶界或者缺陷这样的不均匀性所引起的劣化。虽然仅是示例，但在本发明所涉及的二次电池中，负极材料层的负极活性物质可以为人造石墨。

作为负极材料层中可以包含的粘合剂，没有特别限制，能够举出选自由丁苯橡胶、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的至少一种。例如，负极材料层中所包含的粘合剂可以是丁苯橡胶。作为负极材料层中能够包含的导电助剂，没有特别限制，能够举出从热裂法炭黑、炉黑、槽法炭黑、科琴黑和乙炔黑等炭黑、石墨、碳纳米管和气相生长碳纤维等碳纤维、铜、镍、铝和银等金属粉末、以及聚亚苯基衍生物等中选择的至少一种。需要指出，在负极材料层中还可以包含来源于在制造电池时使用的增粘剂成分(例如羧甲基纤维素)的成分。

虽然仅是示例，但负极材料层中的负极活性物质及粘合剂可以是人造石墨和丁苯橡胶的组合。

正极及负极所使用的正极集电体及负极集电体是有助于对因电池反应而在活性物质中产生的电子进行收集或供给的部件。这样的集电体可以是片状的金属部件，还可以具有多孔或者穿孔的形态。例如，集电体可以是金属箔、冲压金属、网或者多孔金属等。正极所使用的正极集电体优选是由金属箔构成的集电体，例如可以是铝箔，该金属箔包含选自由铝、不锈钢及镍等组成的组中的至少一种。另一方面，负极所使用的负极集电体优选是由金属箔构成的集电体，例如可以是铜箔，该金属箔包含选自由铜、不锈钢及镍等组成的组中的至少一种。

用于正极及负极的隔膜是从防止由正负极的接触而引起的短路以及保持电解质等观点出发而设置的部件。换言之，隔膜可以说是一边防止正极和负极之间的电子接触，一边使离子通过的部件。优选隔膜是多孔性或者微多孔性的绝缘性部件，因其厚度小而具有膜形态。虽然仅是示例，但可以使用聚烯烃制的微多孔膜作为隔膜。在这一点上，用作隔膜的微多孔膜例如可以仅包含聚乙烯(PE)或者仅包含聚丙烯(PP)作为聚烯烃。进一步而言，隔膜也可以是由“PE制的微多孔膜”和“PP制的微多孔膜”构成的层叠体。隔膜的表面也可以被无机粒子涂层、粘结层等覆盖。隔膜的表面还可以具有粘结性。需要指出，在本发明中，隔膜不应特别受其名称限制，还可以是具有同样功能的固体电解质、凝胶状电解质、绝缘性的无机粒子等。

在本发明涉及的二次电池中，由包含正极、负极以及隔膜的电极结构层构成的电极组件与电解质一起被封装在外包装体中。在正极及负极具有能够嵌入和脱嵌锂离子的层的情况下，优选电解质是有机电解质/有机溶剂等“非水系”的电解质(即，优选电解质为非水电解质)。在电解质中存在从电极(正极/负极)脱嵌的金属离子，因此电解质辅助电池反应中的金属离子的移动。

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，优选至少包含碳酸酯的溶剂。该碳酸酯也可以是环状碳酸酯类和/或链状碳酸酯类。虽然并非特别限制，但作为环状碳酸酯类，能够举出选自由碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丁烯酯(BC)以及碳酸亚乙烯酯(VC)组成的组中的至少一种。作为链状碳酸酯类，能够举出选自由碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)以及碳酸二丙酯(DPC)组成的组中的至少一种。虽然仅是示例，但作为非水电解质可以使用环状碳酸酯类和链状碳酸酯类的组合，例如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，例如优选使用LiPF₆和/或LiBF₄等Li盐。

二次电池的外包装体包裹将包含正极、负极及隔膜的电极结构层层叠而得的电极组件，该外包装体可以为硬壳的形态，或者也可以为软壳的形态。具体地，外包装体也可以是相当于所谓的金属罐的硬壳型，或者还可以是相当于由所谓的层压膜构成的袋的软壳型。如后所述，鉴于本发明的特征内容，优选本发明所涉及的二次电池中的外包装体为软壳型。

[本发明的二次电池的特征]

本发明的二次电池在其外包装体上具有特征。在本发明中，收纳电极组件的外包装体的密封缘由构成该外包装体的第一外包装体与第二外包装体的组合构成，并且至少具备独特的翻折形态以及适合于该独特的翻折的部件。

如图2所示，收纳电极组件100的外包装体200的密封缘250由第一外包装体210与第二外包装体220的组合构成。如图所示，在本发明所涉及的二次电池的密封缘250中，将第一外包装体210和第二外包装体220中任一外包装体翻折为使得第一外包装体210的端面215与第二外包装体220的端面225彼此相对，在该翻折后的一外包装体端面与另一外包装体端面之间设置有绝缘材料300。换言之，绝缘材料300填埋于翻折后的一外包装体与另一外包装体之间的间隙。在图示的方式中，仅翻折第一外包装体210和第二外包装体220中的第一外包装体210。

从图2所示的方式可知，相当于副外包装体的第一外包装体210和第二外包装体220中的一外包装体定位成整体覆盖电极组件100的上侧主面，另一外包装体定位成整体覆盖电极组件100的下侧主面。在图示的方式中，第一外包装体210定位成覆盖电极组件100的下侧主面，而第二外包装体220定位成覆盖电极组件100的上侧主面，反之亦然。也就是说，也可以是翻折的第一外包装体210定位成覆盖电极组件100的上侧主面，而未被翻折的第二外包装体220定位成覆盖电极组件100的下侧主面。需要指出，第一外包装体及第二外包装体可以由同一外包装体构成。也就是说，也可以通过以夹着电极组件的方式将单个外包装体翻折而形成的第一外包装体与第二外包装体的组合构成二次电池的密封缘(换言之，在这样的情况下，第一外包装体与第二外包装体实质上相同)。或者，也可以通过构成外包装体的分别独立的第一外包装体与第二外包装体的组合构成二次电池的密封缘。

密封缘250是通过使副外包装体(210、220)的周缘部分彼此重叠在一起而构成的。如图所示，本发明的二次电池500是通过使副外包装体中的一副外包装体与另一副外包装体在电极组件100的侧方紧密重叠在一起来封装电极组件。在图示的方式中，第二外包装体220包围电极组件100的侧面110，因此，密封缘250的位置位于电极组件100的剖面下方侧。本发明并没有特别限定于此，也可以是翻折的第一外包装体210包围电极组件100的侧面110，并且密封缘250的位置位于电极组件100的剖面上方侧。进而，还可以通过第一外包装体210及第二外包装体220双方包围电极组件100的侧面110，还可以是密封缘250的位置定位于电极组件100的厚度中间。

在本发明的二次电池中，如图3所示，具有仅翻折副外包装体(210、220)中的一副外包装体的形态。通过仅翻折该一副外包装体，副外包装体(210、220)各自的端面相对。如图所示，翻折是指以实质上弯曲180°的方式翻折。另外，关于返回的副外包装体，优选在该翻折的内侧不存在其它部件或空隙等。优选副外包装体的第一外包装体210的端面215与第二外包装体220的端面225之间隔开。在图示的方式中，仅翻折第一外包装体210而未翻折第二外包装体220，第一外包装体210的端面215与第二外包装体220的端面225彼此隔开间隔地相对。由图3可知，从电极组件100来看，被翻折的副外包装体能够比另一副外包装体更长地向外侧延伸，由此，将能够更长地延伸的部分翻折而使得相互重叠。另外，翻折的外包装体的端面与另一外包装体的端面不形成对接状态(换言之，“抵接状态”)。

根据图示的方式可知，在本发明中，虽然说外包装体被“翻折”，但也仅是一副外包装体以自身重叠的方式而被翻折，因此，作为密封缘，厚度不会增加。另外，外包装体(更具体为各个副外包装体)具有金属层作为其内部层，但以副外包装体的端面彼此相对的方式进行翻折，避免了金属层面在密封缘250的边缘(最外侧位置的边缘)露出。

在本发明中，通过“翻折”，第一外包装体210的端面215与第二外包装体220的端面225形成为彼此相对，但它们的间隙(以下也称作“相对间隙”)中填埋有绝缘材料300(参照图2)。也就是说，在被定位成面对面的副外包装体(210、220)中的一副外包装体的端面与另一副外包装体的端面之间填塞有绝缘材料300。优选相对的副外包装体(210、220)中的一副外包装体的端面与另一副外包装体的端面之间以完全不留间隙的方式被填埋。在本发明的二次电池中，通过“彼此相对的副外包装体的端面彼此”避免了在密封缘边缘(特别是密封缘的最外侧位置)露出金属层面，并且由于端面彼此之间被绝缘材料填埋，因此也避免了在该位置(非边缘区域)露出金属层面。由此，本发明的二次电池500中的密封缘250可以说被更可靠地实施了金属层面的绝缘处理。

在本发明的二次电池中，尽管更可靠地进行了密封缘处的金属层面的绝缘处理，但由于是仅一副外包装体以自身重叠的方式被翻折而得的密封缘，因此，避免了不当的厚度增加。

用于密封缘250的绝缘材料300只要具有绝缘性，并有助于对“相对间隙”进行填隙即可，并没有特别限制。例如，绝缘材料300可以包含树脂成分(从这一点来说，绝缘材料300可以是树脂材料)。作为这样的树脂，可以举出属于密封胶、粘结剂和/或接合材料等范畴的树脂。

优选填埋的绝缘材料300直接与第一外包装体210的端面215及第二外包装体220的端面225接触。例如，绝缘材料300优选设置为完全填满相对间隙，且与第一外包装体210及第二外包装体220中至少一方齐平。更优选地，填满相对间隙的绝缘材料300与第一外包装体210及第二外包装体220双方的表面“齐平”。在这样的情况下，在图3所示的剖视观察(沿着密封缘形成为突出形态、且能够确认副外包装体的翻折的方向剖切而得的剖视观察)中，绝缘层的形状优选包括矩形或正方形。

在某优选方式中，绝缘材料300设置为从相对间隙突出，因此，绝缘材料还扩展到第一外包装体及第二外包装体中至少一外包装体的表面上。具体而言，如图4所示，绝缘材料300一面填埋相对间隙(端面215与端面225之间的间隙)，一面还被定位于第一外包装体210及第二外包装体220中至少一外包装体的表面上。也就是说，如图所示，绝缘材料300以突出的方式还扩展或延伸到第一外包装体210及第二外包装体220中至少一外包装体的表面上。例如，绝缘材料300以扩展到第一外包装体210的表面217及第二外包装体220的表面227双方的方式设置在端面215与端面225之间。也就是说，在图示那样的剖视观察中，绝缘材料300可以形成为栓住相对间隙那样的形态。就图示的剖视观察(沿着密封缘形成为突出形态、且能够确认副外包装体的翻折的方向剖切而得的剖视观察)来说，绝缘材料300可以具有大致T字形状。当以这种方式设置绝缘材料300时，能够更可靠且有效地实现外包装体中的“金属层面的绝缘”。

在本发明的二次电池中，优选外包装体具有可挠性。如果外包装体200(210、220)具有可挠性，则如图2及图3等所示，可以获得特别适合于电极组件100的形状的封装形态，并且，可成为在密封缘处更适当地辅助副外包装体彼此重叠在一起的形态。另外，正是因为像这样地具有可挠性，从而有助于副外包装体中的一副外包装体翻折，提供实质上厚度不会不当增加的密封缘。在本说明书中，“具有可挠性”实质上意指外包装体不是相当于所谓的金属罐的硬壳型，而是软壳型，特别是指，副外包装体优选具有薄膜状的薄的形态。

就副外包装体本身的结构(即、第一外包装体及第二外包装体的层结构)而言，如图5所示，优选第一外包装体210和第二外包装体220分别具有包含金属层50及绝缘层60的层叠结构(例如层压结构)。如图5所示，优选绝缘层60中包含第一绝缘层63和第二绝缘层64，并且金属层50介于第一绝缘层63与第二绝缘层64之间。也就是说，在第一外包装体210及第二外包装体220各自中，优选金属层50被夹在两个绝缘层(63、64)之间的形态。这样，虽说在外包装体中包含金属层50，但在本发明的二次电池中，金属层包含其端面在内地不会露出于外部，并且，尽管像那样地未露出，但密封缘的厚度实质上也没有增加。

就构成副外包装体的绝缘层而言，第一绝缘层63可以是热熔树脂层，与此相对地，第二绝缘层64可以是耐热性树脂层。这样的情况下，优选在密封缘250中存在第一外包装体210的第一绝缘层63与第二外包装体220的第一绝缘层63彼此直接接触的部分(特别是，该部分在密封缘250中也可存在于比绝缘材料300更靠内侧的位置)。也就是说，优选以第一外包装体210及第二外包装体220各自的热熔树脂层彼此接触那样的形态构成密封缘。这是因为：热熔树脂层通过获得该密封缘的处理(例如热封处理)而彼此熔接在一起，可以作为第一外包装体210与第二外包装体220之间的接合材料发挥作用。

在某优选方式中，副外包装体的树脂层适合用于“翻折”。具体而言，关于被翻折的副外包装体，优选热熔树脂层直接重叠的形态。也就是说，当第一绝缘层63是热熔树脂层、第二绝缘层64是耐热性树脂层时，优选将第一外包装体和第二外包装体中的一外包装体翻折为使得热熔树脂层相对地位于内侧(参照图5)。这是因为：由于热熔树脂层的接合作用，容易维持翻折状态，形成更适合的密封缘。需要指出，从图5所示的方式可知，在该密封缘250中，将第一外包装体和第二外包装体中的一外包装体翻折为使得金属层50相较于第一绝缘层63(具有由于翻折而直接与自身重叠接触的部分的绝缘层)相对地定位于外侧。

构成副外包装体的金属层是有助于防止水分和/或气体透过的层，优选为金属箔。虽然仅为示例，但作为该金属层的金属，可以举出选自由铝、铜及不锈钢等所组成的组中的至少一种。构成副外包装体的热熔树脂层是保护金属层免受收纳于外包装体内的电解质的影响且有助于通过热封实现熔融密封的层。该热熔树脂层的树脂可以是聚烯烃和/或酸改性聚烯烃，例如可以是选自由聚丙烯及聚乙烯所组成的组中的至少一种。另外，构成副外包装体的耐热性树脂层是有助于防止由于水分等的透过和接触等而对金属层造成损坏的层。作为该耐热性树脂层的树脂，可以举出选自由尼龙、聚酰胺及聚酯等所组成的组中的至少一种。

本发明的二次电池可以通过各种优选方式来具体实现。例如，如图6所示，密封缘250可以具有整体上弯曲一次的形态。也就是说，“翻折一副外包装体而使副外包装体的端面彼此相对而成的密封缘250”可以具有仅大幅弯曲一次的形态(例如如图所示，可以弯曲成具有约90°的角度)。特别是，优选密封缘250的弯曲点更靠近电极组件。如图6中具体所示，优选与包围电极组件100侧面的外包装体的侧面部分280邻接的局部的密封缘部分255成为密封缘250的弯曲点。换言之，在弯曲后的密封缘250中，优选“从外包装体的侧面部分280朝外侧突出的突出形态”的“根部”255形成为弯曲点。

在具有弯曲形态的密封缘中，由于密封缘的突出尺寸(剖视观察时密封缘沿左右方向突出的尺寸)减小，与该突出尺寸减小相应地实现二次电池的俯视观察尺寸的减小。另外，虽说该二次电池的俯视观察尺寸减小，但并非电极组件其自身的尺寸减小，实质上不会损害电池容量。因此，在本发明中，可以实现具有更紧凑的电池尺寸的二次电池而实质上不损害电池容量。换言之，根据本发明，可以说能够实现每单位体积的能量密度更高的二次电池。特别是，这样的本发明的二次电池可以适合用于移动设备等。

在本说明书中，“弯曲一次的形态”广义上意指密封缘未弯曲多次(具体为两次以上)。狭义上，该表述意指由第一外包装体与第二外包装体的组合构成的密封缘优选整体上仅弯曲一次，因此，整个密封缘中的弯曲位置为一处。也就是说，即使构成密封缘的部分被进行了翻折，但作为密封缘被大幅折弯一次(优选如图所示，以形成约90°的角度的方式折弯)。需要指出，如果不认为每单位体积的能量密度这一点最重要，则密封缘的弯曲不仅限于一次，也可以弯曲多次。

优选以密封缘朝向电极组件的层叠方向的方式弯曲密封缘。也就是说，如图6的下侧所示，优选密封缘250具备弯曲部，使得密封缘250整体上沿着电极组件100的层叠方向立设。由此，可以进一步减小密封缘的突出尺寸而减小二次电池的俯视观察尺寸，本发明的二次电池具有更高的每单位体积的能量密度。

从图6所示的方式可知，本发明中所说的“将密封缘弯曲成沿着层叠方向立设”意指：从密封缘的弯曲位置到其前端为止的部分与电极组件的电极层叠方向实质上大致平行。这里所说的“大致平行”意指也可以是可以不是完全“平行”，而是稍微偏离完全平行的方式(例如“从密封缘的弯曲位置到其前端为止的部分”的延伸方向与电极层叠方向所成的角度为0°以上10°以下左右的方式)。需要指出，从图6所示的方式可知，当设想电极组件的电极层叠方向配置成沿着铅直方向的二次电池时，立设的密封缘250沿着大致铅直方向延伸。

在某优选方式中，弯曲后的密封缘与绝缘材料具有独特的配置关系。具体而言，如图6所示，弯曲后的密封缘250隔着绝缘材料300与包围电极组件100的侧面的外包装体的侧面部分280(以下也称作“外包装体侧面部”)接合。也就是说，弯曲密封缘250优选是通过绝缘材料300贴附于外包装体侧面部280的形态。换言之，通过延伸到该密封缘与侧面部分之间的绝缘材料(特别是，从相对的副外包装体中的一副外包装体的端面与另一副外包装体的端面之间的区域延伸到位于其外侧的外包装体的密封缘与侧面部分之间的区域的绝缘材料)来进行外包装体的密封缘与侧面部分的接合。

关于该方式，本申请的发明人发现：长期来看，弯曲后的密封缘未必会发生塑性变形。本领域的技术人员通常认为：层压薄膜的外包装体本身(特别是副外包装体)由于是“薄膜状”，因而会呈现出塑性变形。然而，本申请的发明人发现：密封缘由副外包装体的组合构成，有时实质上不会就那样体现出塑性变形的举动，长期来看，易于作用使其返回原始形状的力。这在“以使副外包装体的端面彼此相对的方式翻折一副外包装体的情况”下尤为显著。更具体地说，在以使副外包装体的端面彼此相对的方式翻折一副外包装体、且在该翻折的一副外包装体中金属层定位于比第一绝缘层(优选为热熔树脂层)更靠外侧的位置的情况下，密封缘不会就那样体现出塑性变形的举动的倾向特别显著。关于这一点，在本发明中，由于弯曲后的密封缘隔着绝缘材料与外包装体侧面部接合，因此，可以更适当地防止弯曲复原。基于该优选方式的本发明的二次电池由于有效防止了那样的“弯曲复原”，因此，不仅每单位体积的能量密度更高，而且具有更优异的长期稳定性。

在本发明的二次电池中，优选绝缘材料具有粘结性。由此，提供弯曲后的密封缘更牢固地接合于外包装体侧面部的状态。特别是，具有粘结性的绝缘材料由于被填埋在彼此相对的副外包装体的端面之间，因此可以发挥锚固效应，可得到提高了接合可靠性的弯曲密封缘。

具有粘结性的绝缘材料可以具有粘结剂成分。这里所说的“粘结剂成分”只要有助于弯曲后的密封缘与外包装体侧面部接合/粘结即可，并没有特别限制。优选呈现出绝缘性的粘结剂的成分。作为该粘结剂，例如可以举出：丙烯酸酯共聚物等丙烯酸类粘结剂、天然橡胶等橡胶类粘结剂、硅酮橡胶等硅酮类粘结剂、聚氨酯树脂等聚氨酯类粘结剂、α-烯烃类粘结剂、醚类粘结剂、乙烯-聚乙酸乙烯酯树脂类粘结剂、环氧树脂类粘结剂、聚氯乙烯树脂类粘结剂、氯丁橡胶类粘结剂、氰基丙烯酸酯类粘结剂、水性高分子-异氰酸酯类粘结剂、苯乙烯-丁二烯橡胶类粘结剂、丁腈橡胶类粘结剂、硝化纤维素类粘结剂、反应性热熔类粘结剂、苯酚树脂类粘结剂、改性有机硅类粘结剂、聚酰胺树脂类粘结剂、聚酰亚胺类粘结剂、聚氨酯树脂类粘结剂、聚烯烃树脂类粘结剂、聚乙酸乙烯酯树脂类粘结剂、聚苯乙烯树脂溶剂类粘结剂、聚乙烯醇类粘结剂、聚乙烯吡咯烷酮树脂类粘结剂、聚乙烯醇缩丁醛树脂类粘结剂、聚苯并咪唑类粘结剂、聚甲基丙烯酸酯树脂类粘结剂、三聚氰胺树脂类粘结剂、尿素树脂类粘结剂、间苯二酚类粘结剂等。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但仅为举例示出了典型例。因此，本领域的技术人员可容易理解，本发明并不限定于此，可以考虑各种方式。

最后，附带提及“特开2004-55154号公报”的公开内容。在特开2004-55154号公报中，公开了一种接合层压薄膜周缘的技术。该公报中公开的技术基于激光焊接，对于密封的特征/思路与本发明有本质上的区别。另外，本申请的发明人发现上述公报公开的技术存在以下问题。

·在铝箔层α的对接部12b、13d中，外包装薄膜的尼龙层γ由于激光焊接而挥发。由此，铝箔层露出，外包装体的绝缘性受损。

·由于是激光接合金属部，因此，不仅尼龙层，而且实际上树脂层也受到热影响。因此，在实际的电池中可靠性受损。

·使用激光进行接合本身成本高、不现实。

换言之，在本发明的外包装体的密封缘(特别是，翻折两个副外包装体中的一副外包装体而成的密封缘)中不存在作为激光焊接部的部位。

工业实用性

本发明涉及的二次电池能够用于设想为蓄电的各个领域。虽然仅是示例，但二次电池能够应用于如下用途：使用移动设备等的电气/信息/通信领域(例如便携式电话、智能手表、智能电话、笔记本电脑、数码照相机、活动量计、ARM计算机及电子纸等移动设备领域)、家庭/小型工业用途(例如电动工具、高尔夫车、家庭用/护理用/工业用机器人领域)、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、电动汽车、公交车、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领域)、IoT领域、以及太空/深海用途(例如空间探测器、潜水考察船等领域)等。

附图标记说明

1正极

2负极

3隔膜

10电极结构层

50金属层

60绝缘层

63第一绝缘层

64第二绝缘层

100电极组件

110电极组件的侧面

200外包装体

210第一外包装体(副外包装体)

215第一外包装体的端面

220第二外包装体(副外包装体)

225第二外包装体的端面

250密封缘

280外包装体侧面部

300绝缘材料

500二次电池

Claims

1.一种二次电池，具有电极组件以及收纳所述电极组件的外包装体，

所述外包装体的密封缘由构成所述外包装体的第一外包装体与第二外包装体的组合构成，

在所述密封缘中，所述第一外包装体和所述第二外包装体中任意的一外包装体被翻折为使得所述第一外包装体的端面与所述第二外包装体的端面彼此相对，

在翻折后的所述一外包装体的所述端面与另一外包装体的所述端面之间设置有绝缘材料，

所述第一外包装体和所述第二外包装体分别具有包含金属层及绝缘层的层叠结构，

所述绝缘层中包含第一绝缘层和第二绝缘层，所述金属层介于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，

所述绝缘材料还以突出的方式扩展到所述第一外包装体和所述第二外包装体中的至少一外包装体的表面上。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，

所述第一绝缘层为热熔树脂层，而所述第二绝缘层为耐热性树脂层，所述一外包装体被翻折为使得所述热熔树脂层被相对地定位于内侧。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，

所述一外包装体被翻折为使得所述金属层相较于所述第一绝缘层相对地定位于外侧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其中，

所述外包装体具有可挠性。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其中，

所述密封缘具有整体上弯曲一次的形态。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，

所述密封缘被弯曲成使得所述密封缘沿着所述电极组件的层叠方向立设。

8.根据权利要求6所述的二次电池，其中，

弯曲后的所述密封缘隔着所述绝缘材料与包围所述电极组件的侧面的所述外包装体的侧面部分进行接合。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其中，

所述接合是通过延伸到所述外包装体的所述密封缘与所述侧面部分之间的所述绝缘材料来进行的。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其中，

所述绝缘材料具有粘结性。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其中，

能够嵌入和脱嵌锂离子的正极和负极被包含作为所述电极组件的电极。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其中，

所述二次电池是移动设备用二次电池。