CN111312935A

CN111312935A - 电池

Info

Publication number: CN111312935A
Application number: CN201911256638.0A
Authority: CN
Inventors: 齐藤彰; 石黑文彦
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2039-12-10
Also published as: JP2020095836A; US20200185663A1; US11063312B2; CN111312935B; JP7068632B2

Abstract

本发明涉及电池。提供金属异物混入电极体的可能性降低的电池。电池，其包括：方形电池外壳、在电池外壳内容纳的电极体和配置在电池外壳与电极体之间的绝缘膜，所述方形电池外壳包括外壳主体和盖构件。绝缘膜为一张的片状，至少遍及电极体与电池外壳的底面和一对长侧面之间而配置，同时高度方向上的该绝缘膜的一对端部与电极体相比，更靠近盖构件侧。其中，在绝缘膜中，在与电极体的盖构件侧的端部对应的位置与一对端部之间、在沿着与高度方向正交的宽度方向的至少一部分，在该绝缘膜的厚度方向上设置有切痕，相对于切痕，端部侧的区域构成向着电极体侧倾斜的倾斜面。

Description

电池

技术领域

本发明涉及电池。

本申请要求基于2018年12月11日申请的日本专利申请第2018-232044号的优先权，将该申请的全部内容作为参照并入本说明书中。

背景技术

目前为止，使用了将正极和负极卷绕或层叠而制成电极体、将该电极体装入外装壳体而成的二次电池。在电极体与电池外壳之间，出于提高电极体的收容性的目的，另外，在电池外壳为金属制的情况下出于提高电极体与电池外壳之间的电绝缘的目的等，采用了使树脂膜介于其间的构成(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/002647号公报

发明内容

发明要解决的课题

其中，方形的电池外壳一般由外壳主体和盖构件构成，外壳主体由具有开口的壳体构成。这种电池通过将电极体收容于外壳主体后，用盖构件将外壳主体的开口盖上并接合而组装。在该电池组装工序中，确认了有时异物侵入电池外壳内。特别是金属异物混入了电极体内的电池虽然在电池的组装后即刻看不到异常，但随着电池的使用，有时诱发微小的短路。微小短路可对电池的循环特性、过充电时的安全性等产生不良影响，因此对组装后的电池进行微小短路试验，只将判断为良品的电池出库。从电池品质和生产率的观点出发，希望是金属异物向电极体中的混入得到了抑制的电池。

因此，本发明的目的在于提供金属异物混入电极体中的可能性降低的电池。

用于解决课题的手段

在此公开的电池包括：方形电池外壳、在所述电池外壳内容纳的电极体和配置在所述电池外壳与所述电极体之间的绝缘膜。电池外壳包括：具有开口的外壳主体和盖住所述开口的盖构件，外壳主体包括所述开口的相反侧的底面和与所述底面接续地立设的一对长侧面。绝缘膜为一张的片状，至少遍及所述电极体与所述底面和所述一对长侧面之间而配置，同时连结所述底面与所述盖构件的高度方向上的该绝缘膜的一对端部与所述电极体相比，更靠近所述盖构件侧。而且，在所述绝缘膜中，在与所述电极体的盖构件侧的端部对应的位置与所述一对端部之间、在与所述高度方向正交且沿着所述长侧面的宽度方向的至少一部分，在该绝缘膜的厚度方向上设置有切痕，相对于该切痕，上述一对端部侧的区域构成向着所述电极体侧倾斜的倾斜面。

在电池组装工序中，金属异物会不可避免地混入电池外壳内。这样的金属异物可来自电池制造装置和电池构成材料等各种物品，根据本发明人的研究，例如，金属异物多在电极体向电池外壳中插入时从外壳主体与盖构件的间隙混入。因此，通过如上所述在绝缘膜的盖构件侧形成切痕，使端部向内侧倾斜，从而能够适宜地在绝缘膜的外侧捕集从外壳主体与盖构件的间隙混入的异物。由此，即使金属异物被导入电池外壳内，也能够抑制该金属异物混入电极体内、诱发微小短路。另外，通过在绝缘膜中形成切痕，从而能够使绝缘膜的端部稳定地倾斜。换言之，能够构成稳定的倾斜面。

在此公开的电池的一个方案中，所述倾斜面的倾斜角度为超过0°且30°以下。另外，将与所述高度方向和所述宽度方向正交的厚度方向上的所述电极体的尺寸设为T₀时，构成所述倾斜面的所述一对端部之间的距离T₁为0.53×T₀以上且不到1×T₀。

根据这样的构成，能够适当地控制倾斜面的比例以使其没有过度地向电池外壳的内侧进入。由此，例如，在盖构件包括注液孔、将外壳主体与盖构件接合后在电池外壳内注入非水电解液的构成的电池中，能够在不妨碍非水电解液的注液的情况下获得上述的效果，因此优选。

在此所公开的电池的一个方案中，所述切痕的深度为所述绝缘膜的厚度的1/2.5以上且1/1.25以下。

根据这样的构成，在使绝缘膜的倾斜面倾斜时，能够抑制绝缘膜在切痕部分破损。由此，能够在维持安全性的状态下获得上述效果，因此优选。

在此所公开的电池的一个方案中，将所述切痕设置于所述绝缘膜的面向所述外壳主体的一侧的表面。

根据这样的构成，变得容易使绝缘膜的倾斜面倾斜，因此优选。

在此所公开的电池的一个方案中，上述电池外壳为金属制，上述外壳主体与上述盖构件被焊接。

在电池外壳为金属制的情况下，将外壳主体与盖构件嵌合时，外壳主体与盖构件摩擦而产生金属异物，可混入电池外壳内。在外壳主体或盖构件的端部存在毛刺的情况下，由于摩擦而产生金属异物的概率提高。另外，在通过焊接将外壳主体与盖构件接合的情况下，产生焊接溅射物(熔融金属的微小液滴)，可混入电池外壳内。通过在这样金属异物的混入的可能性高的电池中采用本技术的构成，从而更有效地抑制由该金属异物引起的微小短路，因此优选。

附图说明

图1为示意地表示一个实施方式涉及的电池的结构的纵截面图。

图2为示意地表示一个实施方式涉及的电池的结构的横截面图。

图3A为对于一个实施方式涉及的绝缘膜中设置的切痕示意地进行说明的主要部分正面图。

图3B为对于图3A的绝缘膜中设置的切痕示意地进行说明的主要部分截面图。

图4为示意地表示其他实施方式涉及的电池的结构的横截面图。

图5为表示一个实施方式涉及的电池的倾斜面的倾斜角度与不良品产生率的关系的坐标图。

图6(a)～(d)为对于绝缘膜的折叠形态进行例示的立体图。

图7为对于一个实施方式涉及的绝缘膜中设置的切痕示意地进行说明的展开图。

附图标记说明

1 电池

10 电池外壳

12 外壳主体

14 盖构件

20 电极体

30 绝缘膜

32 倾斜面

N 切痕

具体实施方式

以下对根据在此所公开的技术的实施方式进行说明。应予说明，本说明书中特别提及的事项以外的情况且对于本技术的实施必要的情况(例如不对本技术赋予特征的电池的一般的构成和制造工艺)可作为基于该领域中的现有技术的本领域技术人员的设计事项来把握。本技术能够基于本说明书中所公开的内容和该领域中的技术常识来实施。应予说明，本说明书中，表示数值范围的“A～B”的表述是指A以上且B以下。

本技术中的电池可以是一次电池，也可以是二次电池。本说明书中“二次电池”一般是指可反复充放电的蓄电器件，是包含所谓的蓄电池以及双电层电容器等蓄电元件等的术语。以下以电池为锂离子二次电池的情形为例，对本技术进行说明。应予说明，本说明书中，“锂离子二次电池”是指利用锂离子作为电荷载体、通过正负极间的与锂离子相伴的电荷的移动来实现充放电的二次电池。

图1为一个实施方式涉及的电池1的纵截面图，图2为其横截面图。图中的附图标记X、Y和Z分别表示电池1的厚度方向、宽度方向和高度方向。另外，附图标记U、D分别表示电池1的高度方向的上和下。本实施方式中，厚度方向X、宽度方向Y和高度方向Z彼此正交。不过，它们只不过是出于说明方便而使用的方向，对本电池的构成、配置、使用等的方式并无任何限定。

本实施方式的电池外壳10具有厚度薄的(扁平的)长方体形状。电池外壳10包括外壳主体12和盖构件14。外壳主体12为有底的方筒形，是一个面开口的壳体。盖构件14安装于外壳主体12的开口，将外壳主体12的开口密闭。应予说明，在以下的说明中，有时将外壳主体12的具有开口的一侧称为上，将外壳主体12的有底的一侧称为下。对电池外壳10的材质并无特别限制。作为一例，电池外壳10优选为高强度、质量比较轻、热传导性良好的金属材料，例如可以是铝、铝合金、不锈钢、镀镍钢等。

外壳主体12具有一对长侧面12a、底面12b和一对短侧面12c。底面12b与高度方向Z正交。一对长侧面12a与厚度方向X正交，与底面12b接续地立设。一对短侧面12c与宽度方向Y正交，与底面12b和一对长侧面12a接续地立设。外壳主体12具有通过用这些一对长侧面12a、底面12b和一对短侧面12c包围而构成的内部空间(腔室)。外壳主体12通过其上部的开口将绝缘膜30和电极体20容纳于内部空间。

将外部连接用的正极端子42和负极端子44在与盖构件14绝缘的状态下安装于盖构件14。正极端子42和负极端子44贯通电池外壳10(盖构件14)而突出到电池外壳10的外部。正极端子42和负极端子44在电池外壳10内与正极集电端子42a和负极集电端子44a电连接的同时被机械地固定。再有，这些正极集电端子42a和负极集电端子44a能够由铜、镍、铝合金等导电性良好的金属构成。在本实施方式中的盖构件14中设置有以将电池外壳10内的内压开放的方式设定的薄壁的安全阀16和用于注入非水电解液的注液孔18a。用注液栓18b将注液孔18a气密地密封。容纳有绝缘膜30和电极体20的外壳主体12通过焊接等与盖构件14接合。

电极体20为电池1的蓄电要素。本实施方式中的电极体20为卷绕型电极体。电极体20在将长条的片状的正极22和长条的片状的负极24介由2张长条片状的隔板26相互绝缘地重叠的状态下将与正·负极22、24的纵向正交的宽度方向作为卷绕轴卷绕，以截面成为长圆形的方式成型。将该电极体20以正·负极22、24的宽度方向(即，卷绕轴方向)成为电池外壳10的宽度方向Y、截面的长圆形的长轴成为高度方向Z的方式容纳在电池外壳10内。其中，将电极体20的正极22焊接于正极集电端子42a，将负极24焊接于负极集电端子44a。将正极集电端子42a和负极集电端子44a各自在宽度方向Y的两端固定于电极体20，将电极体20稳定地支承于与盖构件14分离的位置。由此，就电极体20而言，规定在电池外壳10内的位置，而且在与电池外壳10分离的同时分别与正极端子42和负极端子44电连接。

在电极体20与电池外壳10的内壁之间配置有将该电极体20和电池外壳10隔离的绝缘膜30。绝缘膜30例如由体积电阻率为1×10¹³Ωcm以上的具备绝缘性的树脂材料构成。绝缘膜30为一张的片状。将绝缘膜30至少遍及电极体20与外壳主体12的底面12b和一对长侧面12a之间以从下将电极体20覆盖的方式配置。而且，该绝缘膜30的一对端部30a在高度方向Z上相对于电极体20更靠近盖构件14侧，即相对于电极体20更靠近上方。就绝缘膜30而言，另外，将宽度方向Y的端部折曲等，也配置在电极体20与外壳主体12的一对短侧面12c之间。利用该绝缘膜30，避免电极体20与长侧面12a、乃至电极体20与电池外壳10的直接的接触，并且使电极体20与电池外壳10电绝缘。

在绝缘膜30中，如图3A中所示那样，沿着宽度方向Y设置有切痕N。换言之，切痕N设置于与高度方向Z正交且沿着长侧面12a的宽度方向Y的至少一部分。另外，切痕N在高度方向Z上设置于与电极体20的上方的端部20a对应的位置与绝缘膜30的上方的端部30a之间。切痕N在绝缘膜30的表面中设置于面向电池外壳10的长侧面12a的一侧的表面。而且，相对于切痕N，端部30a侧(即，上方)的区域构成朝向电极体20侧倾斜的倾斜面32。倾斜面32随着接近端部30a，其位置慢慢地朝向电池外壳10的宽度方向(厚度方向X)的中心侧倾斜。通过在绝缘膜30的一对端部30a设置倾斜面32，从而绝缘膜30的上端部从横截面看，为V字状，越接近端部30a，间隔越变窄。由此，能够捕集从盖构件14与外壳主体12的间隙侵入的金属异物。另外，能够使利用倾斜面32捕集的金属异物滑入电池外壳10与绝缘膜30的间隙，抑制该金属异物进入电极体20内，进行无害化。另外，通过在绝缘膜30中设置切痕N，可在切痕N的上方形成倾斜面32，同时能够使该倾斜面32稳定地倾斜。再有，并不限定于此，倾斜面32优选如图2中所示那样为大体平坦的板状。但是，倾斜面32在不损害捕集金属异物的目的的范围内可包含曲面。

再有，相对于长侧面12a的倾斜面32的倾斜角度(折曲的角度)θ通过比0°大，从而与无倾斜面32的情形(倾斜角度0°)相比，捕集从盖构件14与外壳主体12的间隙侵入的金属异物的作用显现。另外，倾斜面32的倾斜角度θ越变大，捕集金属异物的效果越提高。虽然倾斜面32的倾斜角度θ也依赖于从绝缘膜30的上方的端部30a到切痕N的尺寸，因此不能一概而论，但优选为1°以上，更优选5°以上，例如可为10°以上。再有，由于金属异物从盖构件14与外壳主体12的间隙侵入，因此在电极体20的上方的区域中，金属异物在外壳主体12的厚度方向X上向里侵入直至接近中央的距离的可能性低。与此相伴，倾斜面32捕集金属异物的效果如果倾斜角度θ超过30°左右则可大体饱和。从该观点出发，例如可例示：倾斜面32的倾斜角度θ例如以30°左右作为上限的指标来设定。通过使倾斜面32的倾斜角度θ的上限为30°左右，从而能够适宜地缓和倾斜面32捕集一个金属异物的差异的冲击。由此，在倾斜面32捕集了一个金属异物后，也不会使倾斜角度θ增大，能够维持连续捕集金属异物的作用。再有，在另一方面，在电池1为包括非水电解液的构成，将非水电解液从盖构件14的注液孔18a注入电池外壳10内的情况下，在注液性方面，倾斜面32在外壳主体12的厚度方向X上达到中央附近是不优选的。即，由于倾斜面32也捕集从注液孔18a供给的非水电解液，可阻碍将非水电解液直接供给至电极体20，因此不优选。从该观点出发，倾斜面32的倾斜角度θ例如也可将30°左右作为上限的指标来设定。

就构成倾斜面32的一对端部30a之间的距离T₁而言，例如，将厚度方向X上的电极体20的尺寸设为T₀时，可为不到1×T₀。由此，与无倾斜面32的情形(倾斜角度0°)相比，捕集从盖构件14与外壳主体12的间隙侵入的金属异物的作用显现。距离T₁可以为0.98×T₀以下，也可以为0.95×T₀以下，例如可以为0.9×T₀以下、0.85×T₀以下、0.8×T₀以下、0.75×T₀以下、0.7×T₀以下等。另外，距离T₁例如可以为0.53×T₀以上。由此，不必设置过于宽阔的倾斜面32，就能够有效率地捕集金属异物。另外，在将非水电解液从盖构件14的注液孔18a注液的构成的电池1中，在不必担心损害非水电解液的注液性的方面也优选。距离T₁可以为0.55×T₀以上，也可为0.6×T₀以上，例如可为0.65×T₀以上等。

另外，构成倾斜面32的一对端部30a之间的折曲前的高度尺寸H并不限定于此，例如，将外壳主体12的长侧面12a的部分的板厚设为T₄时，可以为135×T₄以上。由此，能够形成可适宜地实现上述端部间距离的倾斜面32。高度尺寸H可以为136.25×T₄以上，也可为137×T₄以下。另外，高度尺寸H例如可为150×T₄以下。由此，不必设置过于宽阔的倾斜面32，就能形成可适宜地实现上述端部间距离的倾斜面32。高度尺寸H可以为149.75×T₄以下，也可以为148×T₄以下，例如可以为145×T₄以下等。

这样的切痕N如上所述，在高度方向Z上，设置于与电极体20的上方的端部20a对应的位置与绝缘膜30的上方的端部30a之间。高度方向Z上的切痕N的位置与电极体20的端部20a位置之差T₃例如可为0～3mm左右。在电极体20为卷绕型电极体的情况下，如图2中所示那样，电极体20在横截面处，上方的端部20a弯曲而没有棱角。因此，认为即使将切痕N设置在端部20a的下方(例如0～-3mm左右的范围)，电极体20与倾斜面32接触的可能性也低。但是，在对倾斜面32进行折曲加工时或电池使用时的振动发生时等，有可能绝缘膜30与电极体20接触而损伤电极体20。从该观点出发，差T₃例如可在0～3mm的范围设定。另外，在电极体20为后述的层叠型电极体的情况下，如图4中所示那样，电极体20在横截面处，在上方的端部20a有棱角。因此，有可能电极体20的角部与绝缘膜30接触而使绝缘膜30破损。因此，在电极体20为后述的层叠型电极体的情况下，可将切痕N设置在端部20a的上方，例如差T₃为0.5～3mm左右的范围。

另外，将切痕N设置于宽度方向Y的至少一部分。从以更高的概率捕集金属异物的观点出发，将电极体20的宽度方向Y的尺寸设为100％时，优选将切痕N遍及50％以上的长度设置。切痕N的宽度方向Y的尺寸优选60％以上，优选为70％以上、80％以上、90％以上，例如100％。应予说明，由于正极集电端子42a和负极集电端子44a的形状和安装位置，倾斜面32有可能干扰正极集电端子42a和负极集电端子44a。这样的情况下，对于有可能与正极集电端子42a和负极集电端子44a干扰的位置，可不设置倾斜面32。原因在于，由于正极集电端子42a和负极集电端子44a的存在，可抑制金属异物侵入到电极体20的内部。例如，正极集电端子42a和负极集电端子44a都在电极体20的宽度方向(厚度方向X)的一面与电极体20接合时，在电极体20的该一面侧所配置的绝缘膜30在面对正极集电端子42a和负极集电端子44a的位置，可不设置倾斜面32，在其他位置设置倾斜面32。另外，在电极体20的上述一面的相反侧的另一面侧所配置的绝缘膜30例如可在宽度方向Y上遍及电极体20的尺寸的100％设置倾斜面32。

再有，在此公开的绝缘膜30以积极地捕集从盖构件14与外壳主体12的间隙侵入的金属异物的方式构成。因此，在绝缘膜30与外壳主体12之间可设置间隙T₂以使捕集的金属异物能够通过至外壳主体12的下方。这样的间隙T₂根据目标的金属异物的大小，例如可为0.1mm以上，也可为0.2mm以上、0.3mm以上、0.4mm以上。但是，对电池1也要求提高体积能量密度。从该观点出发，间隙T₂可以是例如0.8mm以下左右、0.7mm以下左右。再有，该间隙T₂可以以电极体20尚未通过充电操作等而溶胀的状态为基准来考虑。由此实现如下构成：其可适宜地抑制捕集的金属异物在其后的电池使用时侵入电极体20的内部。

切痕N如图3B中所示那样，用比绝缘膜30的总厚度t₀浅的深度t_C设置。切痕N例如通过所谓的半切割加工形成。绝缘膜30的切痕N的深度t_C例如可以以相对于绝缘膜30的总厚度t₀的比t_C/t₀成为1/2.5以上左右的方式设定。由此能够使切痕N的深度足够深，相对于切痕N，使端部30a侧倾斜来构成倾斜面32时，能够适宜地抑制在切痕N部分绝缘膜30中产生龟裂或开裂从而破损。比例如可以为1/2.3以上，也可为1/2以上。另外，可以以比(t_C/t₀)成为1/1.25以下左右的方式设定。由此，能够充分地获得切痕N部分的残壁量，确保切痕部分的绝缘膜30的强度，能够适宜地抑制在切痕N部分绝缘膜30开裂或发生龟裂从而破损。比(t_C/t₀)例如更优选超过1/1.25，可以为1/1.5以上，也可以为1/1.75以上。再有，在图3B中，将切痕N以截面成为V字形的方式设置，但并不限定于此。切痕N的截面形状除了V字形以外，可以是U字形(无棱角)、U字形(有棱角)、1条或多条的狭缝(线状)等任何形态。

对构成以上这样的绝缘膜30的材料并无特别限制，可由如上所述的具有电绝缘性的各种材料构成。绝缘膜30的体积电阻率例如可为1×10¹⁵Ωcm以上，也可为1×10¹⁸Ωcm以上。另外，对于用作汽车的驱动用电源等的电池1，要求在高速率下的高输出功率，另外在使用时可对电池赋予振动。在这样的用途中使用的电池1中所使用的绝缘膜30应具有对于电池的蓄热的耐热性，例如熔点可为120℃以上。另外，例如，从适宜地维持上述的倾斜面32的倾斜角度的观点出发，25℃下的拉伸强度可为20N/10mm以上左右。作为这样的绝缘膜30，并不限于此，例如能够优选使用由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等聚烯烃系树脂制成的拉伸或未拉伸的片状树脂。例如作为优选的例子，可列举出由聚丙烯的均聚物制成的绝缘膜30。虽然对绝缘膜30的厚度并无严格限制，但例如平均厚度可为100μm以上左右，能够根据所期望的电池构成等适当地改变。例如，绝缘膜30的平均厚度能够设为110μm以上且200μm以下左右。

再有，在图6中，对于绝缘膜30的代表性的构成例，从电池1中只将绝缘膜30抽出来表示。图6(a)中所示的绝缘膜30通过对长方形的一张绝缘膜30进行折曲加工而构成。绝缘膜30例如在纵向的中心具有与外壳主体12的底面12b对应的底面部分。另外，与底面部分接续地具有与外壳主体12的长侧面12a对应的一对长侧面部以将该底面部分在纵向夹持。绝缘膜30还与长侧面部分接续地具有一对倾斜面32以将这些长侧面部分在纵向上夹持。绝缘膜30由底面部分以及一对长侧面部分和倾斜面32构成以从下方将电极体覆盖。在一对长侧面部分的两端具有与外壳主体12的短侧面12c对应的合计4个短侧面部分。在底面部分的两端，分别具有与短侧面部分协动地构成与外壳主体12的短侧面12c对应的部分或者成为与短侧面部分重复的重叠部分的合计2个拼角部分。通过适当地将短侧面部分和拼角部分折叠，例如，即使没有将绝缘膜30熔敷或者用胶带等固定手段粘贴，也能够将绝缘膜30维持于覆盖电极体的形状。在长方形的绝缘膜30中，在与对应于外壳主体12的短侧面12c的部分和倾斜面32这两者接续的4个角部，从与短侧面12c对应的部分和倾斜面32的接点向斜上方凹折。由此，使倾斜面32的角度稳定。就图6(b)中所示的绝缘膜30而言，从(a)的长方形的绝缘膜30将上述的4个角部和干扰正极集电端子42a和负极集电端子44a的部分的倾斜面32去除。由此，使折叠加工简化。图6(c)中所示的绝缘膜30由(a)的长方形的绝缘膜30，在与对应于底面12b的部分和对应于短侧面12c的部分这两者接续的部分(上述拼角部分)沿着宽度方向Y(或者厚度方向X)形成狭缝。由此，能够将绝缘膜30的下方的端部例如沿着卷绕型电极体的弯曲部弯曲。图6(d)中所示的绝缘膜30的折曲后的形状与(b)的绝缘膜30相同，在纵向的中心配置一个短侧面部分，以将其在纵向上夹持的方式配置一对长侧面部分和另一短侧面部分而构成。底面部分和倾斜面例如与长侧面部分接续地设置于其侧方。因而，对绝缘膜30的展开图案并无特别限定，能够通过对任意的展开图案进行折曲加工而构成。

应予说明，对于电极体20，在正极22和负极24中能够无特别限制地使用与在现有的锂离子二次电池中使用的正极和负极同样的正极和负极。以下示出典型的一个方案。

作为构成正极22的正极集电体，例如可列举出铝箔等。作为正极活性物质层中所含的正极活性物质，例如可列举出锂过渡金属氧化物(例如LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、LiNiO₂、LiCoO₂、LiFeO₂、LiMn₂O₄、LiNi_0.5Mn_1.5O₄等)、锂过渡金属磷酸化合物(例如LiFePO₄等)等。正极活性物质层可包含活性物质以外的成分，例如导电材料和粘结剂等。作为导电材料，例如可优选使用乙炔黑(AB)等炭黑和其他(例如石墨等)碳材料。作为粘结剂，例如可使用聚偏二氟乙烯(PVDF)等。

作为构成负极24的负极集电体，例如可列举出铜箔等。作为负极活性物质层中所含的负极活性物质，例如可使用石墨、硬碳、软碳等碳材料；钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂：LTO)；Si；Sn等。负极活性物质层可包含活性物质以外的成分，例如粘结剂和增粘剂等。作为粘结剂，例如可使用苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)等。作为增粘剂，例如可使用羧甲基纤维素(CMC)等。

作为隔板26，例如可列举出由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯、纤维素、聚酰胺等树脂构成的多孔性片材。该多孔性片材可以是单层结构，也可以是二层以上的层叠结构(例如在PE层的两面层叠了PP层的三层结构)。在隔板26的表面可设置耐热层(HRL)。

非水电解液能够优选使用在非水溶剂中将电解质盐溶解而成的产物。作为电解质盐，可列举出LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆、Li(CF₃SO₂)₂N、LiCF₃SO₃等锂盐。作为非水溶剂，只要可溶解电解质盐，则并无特别限制，能够使用碳酸酯类、醚类、酯类、腈类、砜类等。其中，优选使用碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等碳酸酯类。它们能够单独地使用或者将2种以上组合使用。电解质盐的浓度可根据电解质盐的种类来适当地确定，典型地，为0.5mol/L以上且5mol/L以下，优选为0.7mol/L以上且2.5mol/L以下。再有，在非水电解液中，只要不显著地损害本技术的效果，例如可包含联苯(BP)、环己基苯(CHB)等气体发生剂；其他的被膜形成剂；分散剂；增粘剂等。

如上所述构成的锂离子二次电池1可在各种用途中利用。作为适合的用途，可列举出搭载于电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)、插电式混合动力汽车(PHV)等车辆的驱动用电源。锂离子二次电池1也可以以典型地将多个串联和/或并联地连接而成的电池组的形态使用。

应予说明，在上述说明中，对包括扁平卷绕型的电极体20的方形的锂离子二次电池1进行了说明。但是，电池1可包括多个板状的正极22和负极24经由隔板26层叠而成的层叠型电极体20。另外，电池1可替代非水电解液而具备固体电解质或凝胶状电解质。这种情况下，在电池外壳10的盖构件14中也可不包括注液孔18a和注液栓18b。

以下对与本技术有关的实施例进行说明，但并不旨在将本技术限定于该实施例中所示的内容。

[评价用锂离子二次电池的制作]

作为电池外壳，准备了由方形的外壳主体和盖构件组成的铝合金制的电池罐。预先将正极集电端子和负极集电端子焊接于盖构件。作为绝缘膜，准备了厚度为约0.15mm的聚丙烯制的膜。另外，作为电解质，准备了在将碳酸亚乙酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)以EC：DMC：EMC＝30：40：30的体积比混合而成的混合溶剂中将LiPF₆以1.0mol/L的浓度溶解而成的非水电解液。再有，在盖构件中具有用于将电解液注入电池外壳内的注液孔和将该注液孔密封的封口构件。

将作为正极活性物质粉末的LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂(LNCM)、作为导电材料的乙炔黑(AB)和作为粘结剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)以LNCM：AB：PVdF＝87：10：3的质量比与N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合，制备正极活性物质层形成用浆料。将该浆料沿着长条状的铝箔的宽度方向的一端残留非涂布部，在其他的区域以带状涂布于两面，干燥后，通过进行辊压，从而制作正极片材。

作为负极活性物质，将天然石墨系碳材料(C)、作为粘结剂的苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)和作为增粘剂的羧甲基纤维素(CMC)以C：SBR：CMC＝98：1：1的质量比与离子交换水混合，制备负极活性物质层形成用浆料。将该浆料沿着长条状的铜箔的宽度方向的一端残留非涂布部，在其他的区域以带状涂布于两面，干燥后，通过进行辊压，从而制作负极片材。

作为隔板片材，准备了2张PP/PE/PP的三层结构的多孔质聚烯烃片材。然后，将正极片材与负极片材在经由隔板片材相互绝缘的状态下层叠，通过以截面成为大致长圆形的方式卷绕，从而制作电极体。将正极片材和负极片材重叠，以使负极活性物质层从正极活性物质层的两端在宽度方向上突出，另外，使正极片材和负极片材的非涂布部(集电箔)在宽度方向的不同的方向上突出。通过在该电极体的卷绕的轴向的两端突出的正极和负极的非涂布部分别焊接正极集电端子和负极集电端子，从而将电极体安装于盖构件。

接下来，用绝缘膜将固定于盖构件的电极体覆盖。具体地，对长方形的绝缘膜的一面预先如图7中所示那样实施半切割加工，设置了用于折曲加工的切痕线。再有，对于2条切痕N，使切痕深度以0.05mm、0.06mm、0.12mm、0.13mm这四种变化，对于其他的切痕线，使切痕深度恒定，为0.1mm。图7的切痕线表示通过其后的折叠加工，虚线成为凸折，一点划线(最终地)成为凹折。

然后，以形成了切痕线的面成为外侧(即，不接触电极体的一侧)的方式，使绝缘膜的底面部分B与电极体的底部(盖构件的相反侧的端部)抵接，首先，将绝缘膜的前长侧面部分F和后长侧面部分Re向上方折起。接下来，将绝缘膜的左拼角部分S_L和右拼角部分S_R向上方折起后，将左短侧面部分S_L1、S_L2和右短侧面部分S_R1、S_R2向着厚度方向X的中心分别折叠。其中，拼角部分S_L、S_R与短侧面部分S_L1、S_L2、S_R1、S_R2的边界附近通过按照切痕线折叠，从而收进重叠部分。接下来，将位于短侧面部分S_L1、S_L2、S_R1、S_R2的上方的角部C_L1、C_L2、C_R1、C_R2向宽度方向的中心侧折曲，同时将后倾斜面U_B折曲以向前方倾斜，将前倾斜面U_F折曲以向后方倾斜。再有，前倾斜面U_F和后倾斜面U_B的侧面视图中的倾斜角度如下述表1中所示那样，在0°～31°之间使其进行了各种变化。在本实施方式中，通过设置切痕N，从而确认了由于绝缘膜的残留应力，前倾斜面U_F和后倾斜面U_B倾斜一些，因此对于倾斜角度为0°的样品，没有设置切痕N。再有，该绝缘膜具有在没有形成切痕的部位不折曲的性状。

对于固定于盖构件、用绝缘膜覆盖的各例的电极体，确认了绝缘膜的前倾斜面U_F和后倾斜面U_B的折曲加工部分的样子。在使切痕线的深度为0.06mm(厚度的1/2.5)、0.12mm(厚度的1/1.25)的例子中，在前倾斜面U_F和后倾斜面U_B的折曲加工部分未特别地确认有异常。但是，对于使绝缘膜的切痕线的深度浅达0.05mm(绝缘膜的厚度的1/3)的样品而言，绝缘膜的残壁量较厚，确认了由于折曲加工时的倾斜角度，应力集中于切痕顶部，有时发生龟裂、甚至达到绝缘膜的破损。另一方面，对于使切痕线的深度深达0.13mm(绝缘膜的厚度的1/1.14)的样品而言，绝缘膜的残壁量较薄，确认了由于折曲加工时的倾斜角度，有时在绝缘膜的端部在深度方向上切痕发展、甚至在绝缘膜中发生破裂。虽然也取决于使用的绝缘膜的物性和倾斜角度等，但如果切痕深度比绝缘膜的厚度的大约1/3深或者比绝缘膜的厚度的大约1/1.14浅，则可以放心。从得到可靠性更高的电池的观点出发，以下的评价只针对使切痕线的深度为0.05mm的样品实施。

[注液性的评价]

将固定于盖构件、用绝缘膜覆盖的各例的电极体的一部分制成非水电解液的注液性的确认用的样品，进行了注液性的评价。即，将固定于盖构件、用绝缘膜覆盖的各例的电极体从外壳主体的上部的开口插入外壳主体，将盖构件嵌合于外壳主体。接下来，没有将外壳主体与盖构件焊接，从盖构件的注液孔将规定量(42g)的非水电解液经由注液喷嘴以注液速度45g/min向电池外壳内注液。然后，从外壳主体将盖构件慢慢地抬起，确认了是否已将非水电解液供给至绝缘膜内的电极体。具体地，确认是否已将注入的电解液全部供给至绝缘膜内，将已将非水电解液全部供给至绝缘膜内的情形记为“○”，将非水电解液从绝缘膜溢出至外部的情形记为“×”，示于下述的表1的“注液性”的栏中。

[微小短路引起的不良品产生率]

将用绝缘膜覆盖的各例的电极体的剩余的一部分制成金属异物的混入的有无的确认用的样品，考察了微小短路引起的不良品产生率。即，首先，将固定于盖构件、用绝缘膜覆盖的电极体从外壳主体的上部的开口插入外壳主体，将盖构件嵌合于外壳主体。然后，通过对盖构件和外壳主体进行激光焊接，从而将电池外壳密封。接下来，从盖构件的注液孔将规定量的非水电解液向电池外壳内注液，将注液孔用封口构件塞住后，通过对注液孔和封口构件进行激光焊接，从而将电池外壳气密地密封。由此，得到了评价用的锂离子二次电池(电池组装体)。再有，就使绝缘膜的前倾斜面U_F和后倾斜面U_B的倾斜角度和切痕深度改变了的电池而言，在各条件中平均准备40个以上。

使准备的各评价用锂离子二次电池在25℃的恒温槽内稳定后，实施了活化处理。作为活化处理，对于各锂离子二次电池，用0.3C的电流值进行恒电流充电直至4.1V，用0.3C的电流值进行恒电流放电直至3.0V，将该充放电处理反复进行了3次。

接下来，对于各锂离子二次电池，用0.2C的电流值进行恒电流充电直至3.5V后，进行恒电压充电直至电流值成为1/50C，成为了初期充电状态。然后，将各锂离子二次电池在25℃的恒温槽内保管，确认了历时7天的电池电压的推移。于是，将在保管期间中电池电压降低至0.1V的情形判断为发生了微小短路，评价为不良品。于是，用下式：不良品产生率(％)＝各条件下产生的不良品电池数/各条件下准备的电池数×100算出不良品产生率，将其结果示于下述的表1的“不良品产生率”的栏和图5。

【表1】

表1

如图5中所示那样，可知通过利用切痕N使绝缘膜的上端倾斜，制成前倾斜面U_F和后倾斜面U_B，从而能够降低根据微小短路试验的不良品产生率。可知不良品产生率倾向于随着倾斜角度增加而整齐地降低。由此可知，通过使绝缘膜向着外壳的内侧倾斜，从而能够有效地抑制电池组装时不可避免地混入的金属异物混入电极体内而达到微小短路的比例。换言之，确认了通过绝缘膜的上端向内侧倾斜，从而适宜地在绝缘膜的外侧捕集金属制的电池外壳的盖构件与外壳主体的嵌合时混入外壳内的金属异物和来自焊接时产生的焊接溅射物的金属异物，能够抑制这些金属异物成为微小短路的原因。应予说明，虽然没有示出具体的数据，但对于使切痕深度成为了0.12mm的样品，也获得了大致相同的结果。

不过，如表1中所示那样，确认了不依赖绝缘膜切痕深度，如果前倾斜面U_F和后倾斜面U_B的倾斜角度超过30°，则非水电解液的注液性不好。如果前倾斜面U_F和后倾斜面U_B的倾斜角度超过30°，则有可能变得难以将非水电解液向绝缘膜的内部注液，进而，可以说产生难以使非水电解液含浸电极体的可能性。因此，虽然也依赖于前倾斜面U_F和后倾斜面U_B的高度方向的尺寸，但在将非水电解液注液的类型的电池中，可以说将前倾斜面U_F和后倾斜面U_B的倾斜角度控制在大约30°以下左右是适合的。

由以上可知，根据上述的本实施方式涉及的电池，能够抑制不可避免地进入电池外壳内的金属异物混入电极体，抑制由该金属异物引起的微小短路的发生。以上对本技术的具体例详细地进行了说明，但这些只不过是例示，并不限定权利要求。在专利权利要求中记载的技术中包含对以上例示的具体例进行各种变形、改变的方案。

Claims

1.电池，其包括：方形的电池外壳、在所述电池外壳内容纳的电极体和配置在所述电池外壳与所述电极体之间的绝缘膜，

所述电池外壳包括：具有开口的外壳主体和盖住所述开口的盖构件，

所述外壳主体包括所述开口的相反侧的底面和与所述底面接续地立设的一对长侧面，

所述绝缘膜为一张的片状，至少遍及所述电极体与所述底面和所述一对长侧面之间而配置，同时连结所述底面与所述盖构件的高度方向上的该绝缘膜的一对端部与所述电极体相比，更靠近所述盖构件侧，其中，

在所述绝缘膜中，在与所述电极体的所述盖构件侧的端部对应的位置与所述一对端部之间、在与所述高度方向正交且沿着所述长侧面的宽度方向的至少一部分，在该绝缘膜的厚度方向设置有切痕，相对于所述切痕，所述一对端部侧的区域构成向着所述电极体侧倾斜的倾斜面。

2.根据权利要求1所述的电池，其中，所述倾斜面的倾斜角度为超过0°且30°以下。

3.根据权利要求1或2所述的电池，其中，将与所述高度方向和所述宽度方向正交的厚度方向上的所述电极体的尺寸设为T₀时，构成所述倾斜面的所述一对端部之间的距离T₁为0.53×T₀以上且不到1×T₀。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池，其中，所述切痕的深度为所述绝缘膜的厚度的1/2.5以上且1/1.25以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池，其中，所述切痕设置于所述绝缘膜的面向所述外壳主体的一侧的表面。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电池，其中，所述电池外壳为金属制，所述外壳主体与所述盖构件被焊接。