CN111033868A - 二次电池 - Google Patents

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座间浩一
松丸康浩
柳泽良太
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Abstract

提供了一种二次电池，其中减少了由于连续折叠的隔离件的折叠引起的不利影响的发生。二次电池(1)包括多个片状的正电极(100)，多个片状的负电极(200)以及放置在正电极(100)和负电极(200)之间的带状的隔离件(300)。正电极(100)和负电极(200)隔离件(300)交替层叠且其间插入有隔离件(300)。隔离件(300)连续折叠以插入正电极(100)和负电极(200)之间。连续折叠的隔离件(300)的折痕与负电极(200)的端部至少相距规定距离。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及一种二次电池，特别是涉及一种正电极和负电极交替地层叠且其间插入有隔离件的二次电池。
背景技术
如今，对诸如锂离子二次电池的二次电池的需求日益增长。层叠式二次电池被认为是一种类型的二次电池。在该层叠式二次电池中，正电极和负电极交替地层叠，并且其间插入有隔离件。
例如，专利文献1至4公开了一种带状隔离件被连续折叠并放置在正电极和负电极之间的结构。在专利文献1至4中公开的结构中，隔离件在电极的端部处折叠。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本未经审查的专利申请公开第2002-329530号专利文献2:日本未经审查的专利申请公开第2007-305464号专利文献3:日本未经审查的专利申请公开第2010-199281号专利文献4:日本未经审查的专利申请公开第2014-67619号
发明内容
发明解决的技术问题
隔离件可能会因热而收缩。此外，当隔离件被连续折叠时，回复力作用在折叠部分上。发明人发现，由于这种原因，当隔离件的折叠位置在电极的端部时，发生以下不利影响。具体地，由于隔离件的收缩，电极在隔离件的折痕处被挤压而引起电极的变形，并且由于在折痕处的回复力，层叠在层叠方向上鼓起。
在专利文献1至4中公开的结构中，由于隔离件折叠在电极的端部处，所以存在由于折叠而产生上述不利影响的问题。
为了解决上述问题而完成了本发明，因此本发明的目的是提供一种二次电池，其减少了由于连续折叠的隔离件的折叠引起的不利影响的发生。
解决问题的技术手段
根据本发明的二次电池包括多个片状正电极，多个片状负电极以及放置在正电极和负电极之间的隔离件，其中正电极和负电极交替地层叠且其间插入有隔离件，该隔离件是带状的隔离件，且被连续折叠而插入在正电极与负电极之间，并且该连续折叠的隔离件的折痕距离负电极的端部至少一规定的距离。
发明的有益效果
根据本发明，可以提供一种二次电池，其减少了由连续折叠的隔离件的折叠引起的不利影响的发生。
附图说明
图1示出了根据一种实施方式的二次电池的概览；
图2是根据该实施方式的二次电池的主面的俯视图；
图3为根据一实施方式的二次电池的剖面图；
图4是根据该实施方式的二次电池的层叠体的顶表面的俯视图；
图5是根据实施方式的应用例1的二次电池的剖面图；
图6是根据实施方式的应用例2的二次电池的剖面图；
图7是根据实施方式的应用例2的层叠体的顶表面的俯视图；
图8是根据实施方式的应用例3的层叠体的顶表面的俯视图；
图9是根据实施方式的应用例3的二次电池的剖面图；
图10是根据实施方式的应用例3的二次电池的剖面图；
图11是根据实施方式的应用例4的层叠体的顶表面的俯视图；
图12是根据实施方式的应用例4的二次电池的剖面图；
图13是根据实施方式的应用例4的二次电池的剖面图；
图14是根据实施方式的应用例5的层叠体的顶表面的俯视图；
图15是根据实施方式的应用例5的二次电池的剖面图；
图16是根据实施方式的应用例5的层叠体的顶表面的俯视图；
图17是根据实施方式的应用例6的层叠体的顶表面的俯视图；和
图18是根据实施方式的应用例6的二次电池的剖面图。
具体实施方式
实施例概述
在描述实施例之前，在下文中描述根据本发明的实施例的概述。图1示出了根据本发明的实施方式的二次电池1的概览。二次电池1包括多个片状正电极100，多个片状负电极200以及放置在正电极100和负电极200之间的带状的隔离件300。需要注意的是图1示出了层叠在一起的正电极100，负电极200和隔离件300的剖面。
如图1所示，正电极100和负电极200交替地层叠且其间插入有隔离件300。隔离件300以被插入正电极100和负电极200之间的方式连续折叠。连续折叠的隔离件300的折痕被放置在这样的位置，即从折痕到正电极100的端部的距离和从折痕到负电极200的端部的距离至少为指定的长度L。
需要注意的是，尽管在图1所示的示例中正电极100和负电极200具有相同的宽度，但是负电极200的宽度通常大于正电极100的宽度。在这种情况下，从宽度较大的电极(负电极200)的端部到隔离件300的折痕的距离为L，从宽度较小的电极(正电极100)的端部到隔离件300的折痕的距离是L′(其中L′＞L)。此外，尽管在图1所示的示例中层叠了两个正电极100和三个负电极200，但是正电极100和负电极200的数量不限于该示例。
隔离件300被使用环境的温度，在放电和充电期间产生的热等所引起的热量而加热。因此，隔离件300可因热而收缩。因此，当隔离件300的折痕在电极的端部时，即，当折痕被构造为与电极的宽度一致时，隔离件300的折痕由于隔离件300的收缩而挤压电极，从而使电极变形。另一方面，在二次电池1中，折痕至少与电极相距距离L。由于距离L的这一容许量，即使当隔离件300收缩时，也能够防止电极被隔离件300的折痕挤压。
此外，由于带状的隔离件300在折痕处被折叠，因此回复力产生在折痕处。具体地，将使折叠的隔离件300沿层叠方向(图1中的竖直方向)向外展开的力施加在隔离件300上。因此，当隔离件300的折痕位于电极的端部时，由正电极100，负电极200和隔离件300组成的层叠体通过在该折痕处的回复力而在层叠方向上鼓起。另一方面，在二次电池1中，折痕与电极相距至少距离L。从而减小了作用在正电极100和负电极200上的回复力，这抑制了层叠体在层叠方向上的膨胀。
因此，如上所述，在二次电池1中，减少了由于连续折叠的隔离件300的折叠引起的不利影响的发生。
实施例的细节
以下，参考附图，描述本发明的实施方式。图2和图3是示出根据实施例的二次电池1的结构的示意图。图2是二次电池1的主表面(平坦表面)的俯视图。图3是沿图2的III-III剖面线的剖面图。需要注意的是，图3示出了二次电池1的层叠体10的剖面，并且省略了覆盖物20的图示。此外，尽管在图3所示的示例中两个正电极100和三个负电极200被层叠，但是正电极100和负电极200的数量不限于该示例。
在本实施方式中，二次电池1是层叠式锂离子二次电池。二次电池1包括层叠体10和覆盖物20，在层叠体10中，正电极100和负电极200交替地层叠，且其间插入有隔离件300。层叠体10与电解液(未示出)一起容纳在覆盖物20中。如图2所示，在本实施方式中，从上方观察时的层叠体10和覆盖物20的形状为大致矩形，具有长边和短边。
此外，正电极端子101的一端连接到一组正电极100，负电极端子201的一端连接到一组负电极200。如图2所示，正电极端子101的另一端和负电极端子201的另一端通向覆盖物20的外部。具体而言，正电极端子101和负电极端子201从覆盖物20的同一短边向外部突出。对于正电极端子101，例如，可以使用铝，铝合金等。对于负电极端子201，例如，可以使用铜，铜合金或镀镍的铜或铜合金。
覆盖物20容纳层叠体10，层叠体10是层叠在一起的正电极100，负电极200和隔离件300。覆盖物20例如是层压板，但也可以是罐壳。在覆盖物20中，在用作基材的金属层的前表面和后表面上形成树脂层。例如使用铝等金属箔作为金属层。树脂层(例如聚丙烯)形成在覆盖物20的内表面上，该内表面是面对层叠体10的表面。覆盖物20的内表面上的树脂层使覆盖物20的金属层与层叠体10的电极电隔离。此外，树脂层(例如尼龙等)形成在覆盖物20的外表面上。需要注意的是，覆盖物20的金属层和树脂层的上述材料仅是示例，并且可以使用其他材料。
在下文中，参照图3详细描述层叠体10。由于图3仅示意性地示出了层叠体10，因此在图3中示出的正电极100，负电极200和隔离件300的厚度(即，在层叠方向(图3中的竖直方向)上的长度)并不表示这些厚度的实际关系。
如上所述，层叠体10与电解液一起容纳在覆盖物20中。在该实施方式中，该电解液是非水电解质。作为电解液，可以使用一种或两种以上的有机溶剂的混合物，例如环状碳酸酯，诸如碳酸亚乙酯，碳酸亚丙酯，碳酸亚乙烯酯和碳酸丁烯酯；链状碳酸酯，诸如碳酸乙甲酯(EMC)，碳酸二乙酯(DEC)，碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二丙酯(DPC)；脂肪族羧酸酯；γ-内酯，诸如γ-丁内酯；链醚和环状醚。此外，锂盐可以溶解在那些有机溶剂中。
层叠体10包括正电极100，负电极200和一个带状的隔离件300。正电极100和负电极200中的每一个均具有大致矩形的片状，正电极和负电极交替地层叠，且其间插入有隔离件300。
多个片状正电极100中的每个均由用于正电极的集电体(正电极集电体)和在两个表面上形成的用于正电极的活性材料(正电极活性材料)层构成。另外，多个片状负电极200中的每个均由用于负电极的集电体(负电极集电体)和在两个表面上形成的用于负电极的活性材料(负电极活性材料)层构成。正电极100和负电极200包括从矩形形状突出的引线，并且该引线连接到正电极端子101或负电极端子201。需要注意的是，在该引线中未形成活性材料。
例如，正电极集电体可以是铝，不锈钢，镍，钛或它们的合金。负电极集电体例如可以是铜，不锈钢，镍，钛或它们的合金。
正电极活性材料可以例如是层状氧化物材料，如LiCoO2,LiNiO2,LiNi(1-x)CoO2,LiNix(CoAl)(1-x)O2,Li2MO3-LiMO2和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2；尖晶石材料，如LiMn2O4,LiMn1.5Ni0.5O4和LiMn(2-x)MxO4；橄榄石材料，例如LiMPO4；橄榄石氟化物材料，如Li2MPO4F和Li2MSiO4F；氧化钒材料，如V2O5，也可以使用这些材料的一种或两种以上的混合物。
负电极活性材料可以例如是碳材料，如石墨，无定形碳，类金刚石碳，富勒烯，碳纳米管和碳纳米角；合金材料，如锂金属材料，硅和锡；氧化物材料，如Nb2O5和TiO2，或这些材料的化合物。
在该实施例中，负电极200具有比正电极100更大的表面，以便减少Li由于层叠体位移而在负电极200的表面或端面上的沉淀。具体地，如图3所示，负电极200的宽度在两端处均比正电极100的宽度大Ld。
带状的隔离件300放置在正电极100和负电极200之间。由此，正电极100和负电极200被层叠且其间插入有隔离件300。需要注意的是，在某些情况下，将带状的隔离件300的长边的两端之一称为前端，在这种情况下，将隔离件300的长边的两端中的另一端称为末端。在其他情况下，带状的隔离件300的长边的两端之一可以被称为末端，在这种情况下，隔离件300的长边的两端中的另一个可以成为前端。
隔离件300主要由树脂多孔膜，织布，无纺布等制成。用于隔离件300的树脂材料是例如聚烯烃树脂，如聚丙烯和聚乙烯；聚酯树脂，如聚对苯二甲酸乙二醇酯，丙烯酸树脂，苯乙烯树脂，尼龙树脂等。此外，在实施例中，包含绝缘陶瓷(如TiO2和Al2O3)层形成在隔离件300的一个表面上。隔离件300将正电极100与负电极200隔离，同时维持正电极100和负电极200之间的离子导电性。在本实施方式中，如上所述，由于隔离件300的一面被陶瓷覆盖，因此即使在隔离件300的树脂层因二次电池1的异常加热等而熔融的情况下，陶瓷层也能够防止正电极100与负电极200之间的短路。
如图3所示，隔离件300以被插入正电极100和负电极200之间的方式连续折叠。换句话说，隔离件300以Z字形折叠以在正电极100和负电极200之间穿过。具体而言，在本实施方式中，通过胶带401将带状的隔离件300的前端固定在位于层叠体10的电极组的最下层的电极(在图3的示例中的最底层的负电极200)的下表面。然后，将隔离件300从最下层向上层依次地连续折叠。以这种方式将层叠体10的每一层中的电极的上表面和下表面覆盖。
此外，隔离件300的末端部分将层叠体10的第一侧表面、层叠体10的下表面、层叠体10的第二侧表面以及层叠体10的上表面覆盖。该第一侧表面是隔离件300的一个折痕侧上的侧表面，并且是图3中的左侧表面。更具体地说，该第一侧表面是具有从最上层起覆盖偶数层的电极(正电极100，其为在图3中从顶部开始的第二电极和第四电极)的上表面和下表面的折痕的侧表面。此外，该第二侧表面是隔离件300的另一折痕侧的侧表面，并且是图3中的右侧表面。更具体地说，该第二侧表面是具有从最上层起覆盖奇数层中的电极(负电极200，其为在图3中从顶部开始的第一电极、第三电极和第五电极)的上表面和下表面的折痕的侧表面。具体地，如图3所示，当从前端向末端观看隔离件300时，隔离件300被连续折叠以覆盖每个电极，然后依次从层叠体10(电极组)的第一侧表面经由层叠体10(电极组)的下表面和层叠体10(电极组)的第二侧表面到层叠体10(电极组)的上表面将层叠体10(电极组)覆盖。此外，隔离件300的末端通过胶带402在层叠体10的上表面上与隔离件300固定。以此方式，在该实施例中，通过将隔离件300的带的末端部分缠绕在电极组周围，隔离件300覆盖整个电极组的周围，所述电极组是层叠在一起的正电极100和负电极200。
在分离件300的带的前端和末端，未覆盖有陶瓷的表面(其为具有树脂的表面)面向层叠体10的外部，而覆盖有陶瓷的表面面向层叠体10的内部。与未覆盖陶瓷的表面相比，覆盖有陶瓷的表面对指定胶带401和402的粘合强度更小。在本实施方式中，由于没有被陶瓷覆盖的表面朝向层叠体10的外部，因此，能够通过附接在隔离件300的端部的外面的胶带401、402更可靠地将隔离件300的端部固定。
尽管可以将任何材料的带用于胶带401和402，但是优选使用绝缘并且耐电解液的材料。例如，诸如聚丙烯的树脂带可以用作胶带401和402。
此外，连续折叠的隔离件300在第一侧表面侧上的折痕位于从折痕到负电极200的端部的距离为规定长度L1的位置。换句话说，隔离件300在第一侧表面侧上的折痕与负电极200的端部相距规定长度L1。因此，连续折叠的隔离件300在第一侧表面侧上的折痕位于从折痕到正电极100的端部的距离为L1+Ld的位置。
同样，将连续折叠的隔离件300的第二侧表面侧的折痕位于在从折痕到负电极200的端部的距离为规定的长度L2的位置。换句话说，隔离件300在第二侧表面侧上的折痕与负电极200的端部相距规定长度L2。因此，连续折叠的隔离件300在第二侧表面侧上的折痕位于从折痕到正电极100的端部的距离为L2+Ld的位置。
需要注意的是，长度L1和L2可以相同或不同。以这种方式，连续折叠的隔离件300的折痕与电极的端部至少相距规定长度(L1或L2)的距离。
图4是从上方看的示意性平面图，示出了层叠体10的顶表面。在图4中，为了简化附图，未示出正电极100。带状的隔离件300沿着正电极100和负电极200的短边(图4中的竖直方向)来回连续折叠。带状的隔离件300在折叠时具有类似于电极的矩形形状。此外，当折叠时，隔离件300具有与电极的长边基本相同的长度的长边和与电极的短边基本相同的长度的短边。然而，更具体地，隔离件300的折叠时的短边的长度比负电极200的短边(即负电极200的宽度)长规定长度(＝L1+L2)。
此外，在该实施方式中，如图4所示，隔离件300在连续折叠的折痕方向(其为图4中的水平方向，即当隔离件300被折叠时沿隔离件300的长边)上的长度长于正电极100和负电极200在该方向上的长度。具体地，隔离件300在折痕方向上的一端侧(图4中隔离件300的左端侧)比负电极200长规定长度L3。另外，隔离件300在折痕方向上的另一端侧(图4中的隔离件300的右端侧)比负电极200长规定长度L4。需要注意的是，正电极100在该方向上的长度短于负电极200在该方向上的长度。长度L3和长度L4可以相同或不同。需要注意的是，尽管隔离件300在连续折叠的折痕方向上的长度优选地比负电极200长，但是其可以与负电极200相同的长度。此外，隔离件300可以仅在沿折痕方向的两端中的其中一端长于负电极200。
上面描述了二次电池1的结构。如上所述，连续折叠的隔离件300的折痕与负电极200的端部相距规定的长度(L1或L2)。从而可以减少由于折叠引起的不利影响的发生，诸如由于隔离件300的收缩和作用在电极组上的回复力而对电极造成的压力。特别地，在该实施例中，隔离件300的折痕周围的部分被封闭在覆盖物20中，而没有在层叠方向上被粘合。具体地，隔离件300的从负电极200在隔离件300的往复方向(即，连续折叠方向)上向外突出的部分被包围在覆盖物20中，而没有在层叠方向上粘结。因此，通过沿层叠方向的粘结来减小回复力不能被实现。另一方面，在该实施例中，折痕和电极的端部彼此远离，从而减小了回复力的作用。
此外，如上所述，隔离件300覆盖层叠的整个电极组的周围。从而获得以下效果。如前所述，树脂层形成在覆盖物20上，并且覆盖物20的金属层和层叠体10的电极彼此电绝缘。然而，例如，在二次电池1的制造过程中混合金属粉末等的情况下，该金属粉末可能会粘附到覆盖物20的树脂层中，并且电极和覆盖物20的金属层通过该金属粉末被短路。另外，在正电极100和负电极200的制造过程中，在将集电体切割成预定形状的同时会产生毛刺。该毛刺可能会进入覆盖物20的树脂层中，从而导致电极与覆盖物20的金属层之间短路。另一方面，在该实施例中，电极组被隔离件300覆盖。具体地，将隔离件300放置在覆盖物20和电极组之间。从而可以避免由于金属粉末和毛刺引起的覆盖物20和电极之间的短路。
另外，如本实施方式那样，在电极的形状为矩形的情况下，矩形的角部容易进入覆盖物20的树脂层内，从而电极与覆盖物20的金属层之间发生短路。但是，在本实施方式中，隔离件300在连续折痕的方向上的长度比正电极100和负电极200在相同方向上的长度长。这防止了正电极100和负电极200的角部进入到覆盖物20的树脂层中。
由于隔离件300更长，收缩的效果变得更加明显。具体而言，假设从隔离件300的一个折痕到另一个折痕的长度为X，并且在一定温度环境下，长度为X的隔离件收缩为长度Xd。在这种情况下，Xd随着X的增加而增加。在本实施例中，如上所述，隔离件300沿着电极组的短边连续地来回折叠。因此，与隔离件300沿电极组的长边连续地来回折叠时相比，收缩的效果较小。因此，可以进一步缩短折痕与电极端部之间的距离(即，L1或L2)。从而可以减小带状的隔离件300的全长并降低隔离件300的成本。
此外，如上所述，隔离件300具有第一表面和第二表面，在本实施例中，第二表面是第一表面的背面。第二表面覆盖有陶瓷，因此与第一表面相比，其对指定胶带401和402的粘合强度较小。在隔离件300的带的前端和末端，第一表面面向外，第二表面面向内。这使得能够通过胶带401和402更牢固地固定隔离件300的端部。
以下，说明上述实施方式的应用例。需要注意的是，在以下描述中，省略了与上述实施例中的元件相同的元件的描述，并且主要描述与上述实施例的不同之处作为应用例。
应用例1
缠绕连续折叠的隔离件300以覆盖整个电极组的周围的方式是任意的。图5是根据实施方式的应用例1的二次电池1的剖面图。需要注意的是，图5示出了二次电池1的层叠体10的横截面，并且与图3相同，省略了覆盖物20的图示。此外，尽管在图5所示的示例中层叠了两个正电极100和三个负电极200，但是正电极100和负电极200的数量不限于该示例。
在应用例1中，带状的隔离件300的前端通过胶带401固定到层叠体10的电极组的最下层中的电极(图5的示例中最下层中的负电极200)的下表面。然后，将隔离件300从最下层向上层连续地连续折叠。然而，在图5所示的示例中，连续折叠以覆盖最上层中的电极(图5的示例中最上层的负电极200)没有实现，这与图3中所示的示例不同。具体地，在图5所示的示例中，隔离件300通过连续折叠而将从最下层的电极向上一直到从上往下数第二层的电极依次覆盖。
隔离件300的末端部分覆盖层叠体10的第一侧表面、层叠体10的下表面，层叠体10的第二侧表面和层叠体10的上表面。这里所说的第一侧表面是隔离件300的一个折痕侧上的侧表面，并且是图5中的右侧表面。具体而言，在此所说的第一侧表面是具有从最下层覆盖奇数层的电极(负电极200，其为图5中从底部开始的第一电极和第三电极)的上表面和下表面的折痕的侧表面。此外，这里所说的第二侧表面是隔离件300的另一折痕的侧表面，是图5中的左侧表面。更具体地，这里所说的第二侧表面是具有从最下层覆盖偶数层的电极(正电极100，其为图5中从底部开始的第二电极和第四电极)的上表面和下表面的折痕的侧表面。具体地，如图5所示，当从前端向末端观看隔离件300时，隔离件300连续折叠以覆盖每个电极(除了最上层中的电极的上表面之外)，然后依次从层叠体10(电极组)的第一侧表面经由层叠体10(电极组)的下表面、层叠体10(电极组)的第二侧表面、层叠体10(电极组)的上表面、层叠体10(电极组)的第一侧表面到层叠体10(电极组)的下表面将层叠体10(电极组)覆盖。此外，隔离件300的末端通过胶带402在层叠体10的下表面上与隔离件300固定。尽管在图5所示的示例中，隔离件300的末端到达层叠体10的下表面，但是其可以终止于层叠体10的第一侧表面。
以这种方式，缠绕隔离件300的各种方式都可以覆盖整个电极组的周围。
应用例2
尽管在上述实施例及其应用例中，隔离件300覆盖整个电极组的周围，但是隔离件300可以仅覆盖电极组的外围的一部分。尽管为了避免覆盖物20和电极之间的短路而优选覆盖电极组的整个外围，但是就容易制造而言，隔离件300不必要覆盖电极组的整个外围。
图6是根据实施方式的应用例2的二次电池1的剖面图。需要注意的是，图6示出了二次电池1的层叠体10的横截面，并且与图3相同，省略了覆盖物20的图示。此外，尽管在图6所示的示例中层叠了两个正电极100和三个负电极200，但是正电极100和负电极200的数量不限于该示例。
在应用例2中，通过胶带401将带状的隔离件300的前端固定在层叠体10的电极组的最下层中的电极(图6的示例中最下层中的负电极200)的下表面。需要注意的是，在图6所示的示例中，隔离件300的前端通过胶带401固定至最下层中的电极的宽度的某个中点。因此，在层叠在一起的正电极100和负电极200中，隔离件300的带的前端部分在层叠方向上覆盖最下层的电极的下表面的一部分。
然后，将隔离件300从最下层向上层连续地连续折叠。在应用例2中，与上述实施方式及其应用例1不同，隔离件300的末端部没有被缠绕在层叠体10的周围。具体地，如图6所示，在应用例2中，隔离件300的末端通过胶带402固定至最上层中的电极的上表面(在图6的示例中为最上层中的负电极200)。更具体地，将隔离件300的末端固定至最上层中的电极的宽度的某个中点。因此，在层叠在一起的正电极100和负电极200中，隔离件300的带的末端部分在层叠方向上覆盖最上层的电极的上表面的一部分。需要注意的是，在应用例2中，在隔离件300的带的前端和末端，没有被陶瓷覆盖的面也朝向层叠体10的外侧，被陶瓷覆盖的面面向层叠体10的内侧。
以这种方式，在应用例2中，最上层中的电极的上表面的一部分和最下层中的电极的下表面的一部分被隔离件300覆盖。在被隔离件300覆盖的表面上，避免了与覆盖物20的金属层的短路。因此，与最上层中的电极的整个上表面和最下层中的电极的整个下表面没有被隔离件30覆盖的情况相比，能够减少覆盖物20与电极之间的短路。
尽管在图6所示的示例中，最上层中的电极的上表面的一部分和最下层中的电极的下表面的一部分被隔离件300覆盖，但是也可以是最上层中的电极的上表面的一部分被隔离件300覆盖，而最下层中的电极的下表面不被隔离件300覆盖。同样地，可以是最上层中的电极的上表面不被隔离件300覆盖，而最下层中的电极的下表面的一部分被隔离件300覆盖。此外，可以是最上层中的电极的整个上表面被覆盖，或者可以是最下层中的电极的整个下表面被覆盖。
应用例3
本发明人发现，在电极，电解液和隔离件的材料的某种组合中，在覆盖最上层中的电极的上表面或最下层的电极的下表面的隔离件300中会发生损伤。在下文中，参考附图描述在隔离件300中可能发生的损坏。
图7是从上方看的示意性平面图，示出了根据图6所示的应用例2的层叠体10的顶表面。如上所述，在应用例2中，隔离件300覆盖最上层中的负电极200的一部分，并通过胶带402固定。需要注意的是，图7所示的四个侧表面上的胶带410是在层叠方向上覆盖层叠体10以防止层叠体10分离的胶带。在图7中，隔离件300的区域R示意性地示出了可能发生上述损坏的区域。具体地，发明人已经发现，在隔离件300的覆盖位于最外层中的电极的中央部分的区域中可能发生损坏。需要注意的是，尽管图7示出了位于最上层的隔离件300的损坏区域，但是损坏可以发生在隔离件300的一个区域中，该区域覆盖位于最下层的隔离件300的损坏区域中电极的中央部分。
为了防止这种损坏的发生，在应用例3中描述了隔离件300由胶带411保护的结构。图8是从上方看的示意性平面图，示出了根据实施例的应用例3的层叠体10的顶表面。图9是本实施方式的应用例3的二次电池1的剖面图。具体地，图9是沿着图8中的剖面线IX-IX的剖面图。需要注意的是，然而，在图8和图9中省略了覆盖物20的图示。此外，尽管在图9所示的示例中层叠了三个正电极100和四个负电极200，但是正电极100和负电极200的数量不限于该示例。
如图8和图9所示，根据应用例3的层叠体10包括胶带411，该胶带411固定隔离件300的带的端部(即，前端和末端)。隔离件300的带的在层叠方向上覆盖位于最外层的电极的外表面的端部(即，前端和末端)被胶带411完全覆盖。发明人发现，当其被胶带411覆盖时，损坏的发生得到抑制。认为这是因为位于最外层的隔离件300受到胶带411的保护。
此外，如图8和图9所示，在根据应用例3的层叠体10中，位于最外层中的电极的其中一个电极(具体而言，最下层中的负电极200)的外表面未被隔离件300覆盖。因此，在最下层不会发生上述损坏。
图8和图9所示的应用例3所涉及的层叠体10具有以下结构。在应用例3中，通过胶带411将带状的隔离件300的前端固定在层叠体10的电极组的最上层中的电极(图9的示例中的最上层中的负电极200)的上表面。然后将隔离件300从最上层向下层连续地依次折叠。然而，在图7所示的示例中，用于覆盖最下层中的电极(在图9的示例中最下层中的负电极200)的连续折叠没有实现。具体地，在图9所示的示例中，隔离件300通过连续折叠而从最上层的电极向下到倒数第二层的电极依次覆盖电极。
隔离件300的末端部分覆盖层叠体10的侧表面和层叠体10的上表面的一部分。这里所说的侧表面是隔离件300的一个折痕侧上的侧表面，并且是图9中的右侧表面。具体地，如图9所示，当从前端向末端观看隔离件300时，隔离件300连续折叠以覆盖每个电极(除了最下层中的电极的下表面之外)，然后从层叠体10(电极组)的侧表面到层叠体10(电极组)的上表面依次覆盖层叠体(电极组)。此外，隔离件300的末端通过与固定隔离件300的前端的胶带相同的胶带411固定至在层叠体10的上表面上的隔离件300。需要注意的是，尽管在图9所示的示例中，隔离件300的末端到达层叠体10的上表面，但是其也可以如图10所示终止于层叠体10的侧表面。在图10所示的结构中，胶带411固定覆盖在最外层中的电极300的外表面的隔离件300的前端和覆盖侧表面的隔离件300的末端。
此外，在图9和图10所示的结构中，尽管位于最外层的两个电极中的一个电极(具体而言，最下层的负电极200)的外表面没有被隔离件300覆盖，但该外表面可以被隔离件300覆盖。
应用例4
为了防止隔离件300的损坏，层叠体10可以具有一种结构，在该结构中，最上层中的电极的上表面和最下层中的电极的下表面都未被隔离件300覆盖。图11是从上方看的示意图，示出根据实施例的应用例4的层叠10的顶表面。图12是实施方式的应用例4的二次电池1的剖面图。具体地，图12是沿着图11中的剖面线XII-XII的截面图。需要注意的是，然而，在图11和12中省略了覆盖物20的图示。此外，尽管在图12所示的示例中层叠了三个正电极100和四个负电极200，但是正电极100和负电极200的数量不限于该示例。
如图图11和图12所示，在应用例4中，最外层中的电极的外表面(具体而言，最上层中的负电极200的上表面和最下层中的负电极200的下表面)未被隔离件300覆盖。因此，不会发生隔离件300的上述损坏。
具体地，根据图11和图12所示的应用例4的层叠体10具有以下结构。在应用例4中，隔离件300通过连续折叠而从层叠体10的电极组的从最上层起位于第二层的电极(正电极100，其是图12的示例中从顶部起的第二电极)的上表面到位于层叠体10的电极组中从最下层起第二层中的电极(正电极100，其是图12的示例中从底部起的第二电极)的下表面进行覆盖。此外，层叠体10通过在层叠方向上覆盖层叠体10胶带410在四侧固定，以防止层叠体10分离。
需要注意的是，在图12所示的示例中，隔离件300的两个端部位于与隔离件300的折痕成一直线的位置，如图13所示，它们可以延伸至层叠体10的侧表面。具体地，隔离件300的端部可以覆盖层叠体10的侧表面。这里所说的侧表面是隔离件300的一个折痕侧上的侧表面，并且是图13中的右侧表面。
应用例5
上述应用例4描述了一种结构示例，在改结构示例中，隔离件300在层叠方向上不覆盖最上层电极的整个上表面和最下层电极的整个下表面。但是，如上所述，在电极的中央部分发生隔离件300的破损。因此，隔离件300可以覆盖最外层中的电极的外表面的除了中心部分以外的区域。具体地，层叠体10可以具有一种结构，在该结构中，隔离件300不覆盖在层叠在一起的正电极100和负电极200中的沿层叠方向位于最上层中的电极的上表面的中心部分或沿层叠方向位于最下层中的电极的下表面的中心部分。应用例5描述了层叠体10的结构示例，其中最外层中的电极的处中心部分以外的区域被覆盖。
图14是从上方看的示意性平面图，示出了根据实施例的应用例5的层叠体10的顶表面。图15是实施方式的应用例5的二次电池1的剖面图。具体地，图15是沿着图14中的剖面线XV-XV的截面图。需要注意的是，然而，在图14和图15中省略了覆盖物20的图示。此外，尽管在图15所示的示例中层叠了三个正电极100和四个负电极200，但是正电极100和负电极200的数量不限于该示例。
如图15所示，应用例5与图12所示的结构的不同之处在于，将隔离件300的两端都折叠在最外层的电极的外表面上。折叠到最外层的电极的外表面上的隔离件300覆盖最外层的电极的外表面的一部分。因此，隔离件300仅覆盖电极的边缘，而不覆盖电极的中央部分。
折叠到最外层的电极的外表面上的隔离件300的端部通过在层叠方向上覆盖层叠体10的胶带413固定在最外层的电极的外表面上。因此，如图14所示，通过胶带410将层叠体10固定在除了一个侧表面的其他三个侧表面上，该一个侧表面是隔离件300被折叠至最外层的电极的外表面的一侧的表面，并且这个侧表面通过胶带413固定。
需要注意的是，尽管在图14所示的结构中，隔离件300的折叠端通过在层叠方向上覆盖层叠体10的三个胶带413固定到电极的外表面，但是可以通过如图16所示将隔离件300的折叠端固定到电极的外表面。图16所示的结构包括胶带414，胶带414将隔离件300的端部完全固定到电极的外表面。在该图16所示的结构中，正如应用例3一样地，隔离件300的带的在层叠方向上覆盖位于最外层中的电极的外表面的端部被胶带414完全覆盖。因此，位于最外层的隔离件300被胶带414保护。
应用例6
尽管在应用示例5中描述了将隔离件300的两端都折叠到在最外层中的电极的外表面上的结构，但是也可以仅将隔离件300的一端折叠到在最外层中的电极的外表面上。图17是从上方看的示意性平面图，示出了根据实施例的应用例6的层叠体10的顶表面。图18是实施方式的应用例6的二次电池1的剖面图。具体地，图18是沿着图17中的剖面线XVIII-XVIII的剖面图。需要注意的是，然而，在图17和图18中省略了覆盖物20的图示。此外，尽管在图18所示的示例中层叠了三个正电极100和四个负电极200，但是正电极100和负电极200的数量不限于该示例。
如图18所示，在根据应用例6的层叠体10中，将隔离件300的一端折叠在最外层的电极的外表面上。具体地，隔离件300的一端覆盖最上层中的电极的外表面的一部分。隔离件300的另一端延伸到层叠体10的侧表面。因此，隔离件300的另一端覆盖层叠体10的侧表面的一部分。这里所说的侧表面是隔离件300的一个折痕侧上的侧表面，并且是图18中的右侧表面。此外，胶带415固定覆盖在最上层中的电极的外表面的隔离件300的前端和覆盖侧表面的隔离件300的末端。需要注意的是，胶带415完全覆盖隔离件300的带的端部，该端部覆盖沿层叠方向位于最外层中的一个电极的外表面。因此，位于最外层的隔离件300被胶带411保护。另外，如图18所示，在根据应用例6的层叠体10中，位于最外层的另一个电极(图18中的最下层的负电极200)的外表面未被隔离件300覆盖。因此，在最下层不会发生上述损坏。
在应用例3至6中，最外层中的隔离件完全被胶带覆盖的结构，最外层中电极的外表面没有被隔离件覆盖的结构以及将最外层的电极的中央部分以外的区域用隔离件覆盖的结构作为用于抑制隔离件的破损的结构进行了说明。这些结构中的相同结构可以用于层叠体的最上层和最下层，或者不同的结构可以如图9和图10所示被使用。此外，这些结构中的任何一个可以与实施例或应用示例1或2的结构组合。
应当注意，本发明不限于上述示例实施例，并且可以在本发明的范围内以许多方式改变。例如，尽管在上述示例中二次电池1是锂离子二次电池，但是本发明可以应用于另一类型的二次电池。另外，在上述实施方式及其应用例中，在层叠方向上位于最外层的电极是负电极200，但正电极100也可以是位于最外层的电极。
虽然以上已参考实施方式对本发明进行了具体图示和描述，但本发明并不限于所述实施方式。本领域技术人员可理解的是，在不脱离权利要求所限定的本发明精神和范围的前提下，还可做出各种形式和细节上的改动。
本申请基于2017年9月29日提交的日本专利申请第2017-190513号并要求其优先权，其全部内容通过引用合并于此。
附图标记列表
1 二次电池
10 层叠体
20 覆盖物
100 正电极
101 正电极端子
200 负电极
201 负电极端子
300 隔离件
401、402、410、411、413、414、415 胶带

Claims (9)

1.一种二次电池，其特征在于，包括：
多个片状的正电极；
多个片状的负电极；以及
放置在所述正电极和所述负电极之间的隔离件，其中
所述正电极和所述负电极交替地层叠，且所述隔离件插入在所述正电极和所述负电极之间，
所述隔离件是带状隔离件，且连续折叠以插入在所述正电极和所述负电极之间，并且
连续折叠的所述隔离件的折痕与所述负电极的端部至少相距规定距离。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，还包括：
覆盖物，用于容纳层叠在一起的所述正电极、所述负电极和所述隔离件，
其中，通过所述带状隔离件的前端部或末端部，所述隔离件覆盖层叠在一起的所述正电极和所述负电极中的位于层叠方向最上层的电极的上表面的至少一部分或位于层叠方向最下层的电极的下表面的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述隔离件通过将所述带状隔离件的前端部或末端部卷绕在电极组的周围而覆盖整个所述电极组的周围，所述电极组是层叠在一起的所述正电极和所述负电极。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池，其特征在于，所述隔离件在连续折叠的折痕方向上的长度比所述负电极的长度长。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其特征在于，所述隔离件沿着所述正电极和所述负电极的短边连续地来回折叠。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其特征在于，
所述隔离件具有第一表面和第二表面，所述第二表面是所述第一表面的背面并且被陶瓷覆盖，以及
在所述带状隔离件的前端和末端，所述隔离件的所述第一表面向外，所述隔离件的所述第二表面向内。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其特征在于，
所述隔离件具有第一表面和第二表面，所述第二表面是所述第一表面的背面，
所述第二表面对指定胶带的粘合强度小于所述第一表面；以及
在所述带状隔离件的前端和末端，所述隔离件的所述第一表面向外，所述隔离件的所述第二表面向内。
8.根据权利要求2或3所述的二次电池，其特征在于，还包括：
胶带，用于固定所述带状隔离件的前端或末端，
其中，在层叠方向上覆盖最外层的电极的所述带状隔离件的前端部或末端部被所述胶带完全覆盖。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的二次电池，其特征在于，
所述隔离件不覆盖层叠在一起的所述正电极和所述负电极中的位于层叠方向最上层的电极的上表面的中央部或位于所述层叠方向最下层的电极的下表面的中央部。
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