CN111433966A - 非水电解质二次电池 - Google Patents

非水电解质二次电池 Download PDF

Info

Publication number
CN111433966A
CN111433966A CN201880078057.XA CN201880078057A CN111433966A CN 111433966 A CN111433966 A CN 111433966A CN 201880078057 A CN201880078057 A CN 201880078057A CN 111433966 A CN111433966 A CN 111433966A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
negative electrode
end side
electrode body
tape
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880078057.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111433966B (zh
Inventor
今西洋裕
见泽笃
中尾隆希
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic New Energy Co ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of CN111433966A publication Critical patent/CN111433966A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111433966B publication Critical patent/CN111433966B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/665—Composites
    • H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H01M50/469—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape tubular or cylindrical
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

本公开的目的在于，提供一种伴随着充放电循环的极板变形被抑制的非水电解质二次电池。作为本公开的实施方式的一例的非水电解质二次电池具备卷绕型的电极体(14)。电极体(14)在最外周面具有在设置的负极集电体露出的露出部(42)粘贴的胶带(50)。胶带(50)粘贴于露出部(42)，以使与正极合剂层的卷绕结束侧端(31e)以及负极合剂层的卷绕结束侧端(41e)中的至少一者在电极体(14)的径向上不重叠。

Description

非水电解质二次电池
技术领域
本公开涉及一种非水电解质二次电池。
背景技术
锂离子电池等非水电解质二次电池作为电动汽车、大型蓄电设备等的电源来利用。作为构成非水电解质二次电池的电极体，列举将正极以及负极隔着隔板进行卷绕而成的卷绕型电极体。一般而言，在卷绕型电极体的最外周面粘贴用于维持电极体的卷绕构造的卷绕停止胶带(参照专利文献1、2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-212086号公报
专利文献2：日本特开2009-199974号公报
发明内容
发明要解决的课题
伴随着非水电解质二次电池的充放电循环，电极体膨胀，来自外装罐的压力对电极体发生作用。此时，有时会发生构成电极体的极板发生弯曲的极板变形(参照后述的图8)。此外，若大的极板变形发生，则有时会引起内部短路。在非水电解质二次电池中，对可能成为内部短路的一个原因的极板变形进行充分地抑制是重要的课题。
用于解决课题的手段
作为本公开的一个方式的非水电解质二次电池具备由在正极集电体的两面形成有正极合剂层而成的正极、在负极集电体的两面形成有负极合剂层而成的负极、以及存在于所述正极以及所述负极之间的隔板构成的卷绕型电极体，所述电极体在最外周面设置供所述负极集电体露出的露出部，并且具有粘贴的胶带，以使与所述负极的卷绕结束侧端部起跨越所述电极体的卷绕结束端，所述胶带粘贴于所述电极体的最外周面，以使与所述正极合剂层的卷绕结束侧端以及所述负极合剂层的卷绕结束侧端中的至少一者在所述电极体的径向上不重叠。
发明效果
根据作为本公开的一个方式的非水电解质二次电池，能够对成为内部短路的一个原因的极板变形充分进行抑制。
附图说明
图1是作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的纵向剖视图。
图2是作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的横向剖视图。
图3是作为实施方式的一例的电极体的立体图。
图4是作为实施方式的另一例的电极体的立体图。
图5是作为实施方式的另一例的电极体的立体图。
图6是作为实施方式的另一例的电极体的立体图。
图7是作为实施方式的另一例的电极体的立体图。
图8是用于说明极板变形的评价方法的图。
具体实施方式
如上述那样，在具备卷绕型电极体的非水电解质二次电池中，对可能成为内部短路的一个原因的极板变形进行充分地抑制是重要的课题。本发明者们的研究结果判明了，在电极体的最外周面粘贴的胶带大程度地促进了极板变形。此外，发现了，通过避开与正极合剂层的卷绕结束侧端以及负极合剂层的卷绕结束侧端中的至少一者在电极体的径向上重叠的位置而粘贴胶带，极板变形被抑制。认为，由于合剂层与集电体相比厚度大而在合剂层的卷绕结束侧端形成有阶梯差，因此伴随着电极体的膨胀而产生的应力集中于该卷绕结束侧端而成为极板变形的一个原因。推测为，通过避开与合剂层的卷绕结束侧端重叠的位置来配置胶带，能够缓和施加的应力的集中，极板变形被抑制。
以下，详细地说明本公开的实施方式的一例。以下，作为本公开所涉及的非水电解质二次电池的实施方式的一例，例示了将卷绕型电极体14收纳于圆筒形状的电池壳体15而得的圆筒形电池，然而，电池还可以是具备方形的电池壳体的方形电池、具备由金属层和树脂层层叠而得的叠层薄板构成的电池壳体的叠层电池等。此外，在本说明书中，为了说明的方便，设电池壳体15的封口体17侧为“上”，并设外装罐16的底部侧为“下”来进行说明。
图1是作为实施方式的一例的非水电解质二次电池10的纵方向(轴向)剖视图，图2是非水电解质二次电池10的横方向(径向)剖视图。如图1以及图2所例示的那样，非水电解质二次电池10具备：电极体14、非水电解质(未图示)和收纳电极体14以及非水电解质的电池壳体15。电极体14由如下构成：在正极集电体30的两面形成有正极合剂层31而成的正极11、在负极集电体40的两面形成有负极合剂层41而成的负极12和介于正极11以及负极12之间的隔板13。电极体14具有将正极11和负极12隔着隔板13卷绕而成的卷绕构造。电池壳体15由有底筒状的外装罐16和填塞外装罐16的开口部的封口体17构成。此外，非水电解质二次电池10具备在外装罐16和封口体17之间配置的树脂制的垫圈28。
非水电解质包含非水溶剂和在非水溶剂中溶解的电解质盐。对于非水溶剂，例如还可以使用酯类、醚类、腈类、酰胺类、以及这些的两种以上的混合溶剂等。非水溶剂还可以含有将这些溶剂的氢的至少一部分利用氟等卤素原子置换而得的卤素置换物。此外，非水电解质并不限于液体电解质，还可以是使用了凝胶状聚合物等的固体电解质。对于电解质盐，例如使用LiPF6等锂盐。
电极体14由如下构成：长条状的正极11、长条状的负极12、长条状的两片隔板13、与正极11接合的正极接头20和与负极12接合的负极接头21。负极12为了抑制锂的析出，以比正极11大一圈的尺寸来形成。即，与正极11相比，在长边方向以及短边方向(上下方向)上较长地形成负极12。两片隔板13以至少比正极11大一圈的尺寸来形成，例如被配置成夹着正极11。
在电极体14的上下分别配置有绝缘板18、19。在图1所示的示例中，在正极11安装的正极接头20穿过绝缘板18的贯通孔而延伸到封口体17侧，在负极12安装的负极接头21穿过绝缘板19的外侧而延伸到外装罐16的底部侧。正极接头20通过焊接等而连接到封口体17的底板即过滤器23的下表面，与过滤器23电连接的封口体17的顶板即盖27成为正极端子。负极接头21通过焊接等与外装罐16的底部内表面连接，外装罐16成为负极端子。
外装罐16例如是有底圆筒形状的金属制容器。如上述那样，在外装罐16和封口体17之间设置有垫圈28，电池壳体15的内部空间被密闭。外装罐16例如具有从外侧对侧面部进行压制而形成的对封口体17进行支承的凹槽部22。凹槽部22优选地沿着外装罐16的周向形成为环状，并在其上表面支承封口体17。此外，外装罐16的上端部向内侧折弯并与封口体17的周缘铆接。
封口体17具有从电极体14侧起依次层叠了过滤器23、下阀体24、绝缘构件25、上阀体26以及盖27而得的构造。构成封口体17的各构件例如具有圆板形状或者环形状，除了绝缘构件25之外各构件相互电连接。下阀体24和上阀体26在各自的中央部相互连接，在各自的周缘部之间存在绝缘构件25。若因异常发热而电池的内压上升，则下阀体24变形成将上阀体26向盖27侧上压从而断裂，由此，下阀体24和上阀体26之间的电流路径被切断。若内压进一步上升，则上阀体26断裂，气体从盖27的开口部排出。
在本实施方式中，正极接头20被设置在正极11的长边方向中央部，即远离电极体14的卷绕开始侧端以及卷绕结束侧端的位置。另一方面，负极接头21被设置在位于电极体14的卷绕结束侧的负极12的长边方向一端部。此外，电极接头的配置并不受特别的限制，例如不仅是负极接头21，其他负极接头也可以设置在位于电极体14的卷绕开始侧的负极12的长边方向另一端部。
在本说明书中，将位于电极体14的卷绕结束侧的正极11的长边方向一端设为正极11的卷绕结束侧端，并将负极12的长边方向一端设为负极12的卷绕结束侧端12e。此外，将位于电极体14的卷绕开始侧的正极11的长边方向另一端设为正极11的卷绕开始侧端，并将负极12的长边方向另一端设为负极12的卷绕开始侧端。同样地，将位于电极体14的卷绕结束侧的负极合剂层41的长边方向一端设为负极合剂层41的卷绕结束侧端41e。在本实施方式中，正极11的卷绕结束侧端和正极合剂层31的卷绕结束侧端31e一致。
如图2所示，正极11具有带状的正极集电体30和在该集电体的两面形成的正极合剂层31。在正极11形成有例如在集电体的长边方向中间部供正极集电体的表面露出的露出部，在该露出部与正极接头20接合。正极合剂层31由正极活性物质、导电剂和粘结剂构成。作为正极活性物质，能够例示含有选自Co、Mn、以及Ni的至少一种过渡金属元素的锂复合金属氧化物。锂复合金属氧化物能够包含Al、Mg以及Zr等不同种金属元素。
负极12具有带状的负极集电体40和在该负极集电体的两面形成的负极合剂层41。负极合剂层41由负极活性物质和粘结剂构成，还可以根据需要而包含导电剂。作为负极活性物质，只要能够可逆地吸藏、放出锂离子，则不受特别的限制，例如能够使用天然石墨、人造石墨等碳材料、锂钛复合氧化物、Si、Sn等与锂合金化的金属、或者包含它们的合金、复合氧化物等。
在电极体14的最外周面设置有负极集电体40的表面露出的露出部42。在非水电解质二次电池10中，露出部42与负极端子即外装罐16的内表面接触，由此，负极12和负极端子电连接而能够确保良好的集电性。此外，在露出部42通过焊接等连接了负极接头21。在使用负极接头21的情况下，负极12的集电性提高。另一方面，由于通过露出部42和外装罐16的接触而能够确保负极12的集电性，因此还可以设为不设置负极接头21的结构。在该情况下，例如能够增大引线的厚度量、电极体14的体积，能够实现电池的高容量化。
露出部42还可以设置于电极体14的最外周面的一部分，例如从负极12的卷绕结束侧端12e的卷绕内表面延伸出的隔板13还可以存在于电极体14的最外周面的一部分，然而，优选地，在未粘贴后述的胶带50的状态下设置于最外周面的整个区域。在本实施方式中，露出部42中的未在负极集电体40的两面形成有负极合剂层41的部分以电极体14的一个圆周量以上的长度来设置。但是，也可以将露出部42中的仅在负极集电体40的卷绕外表面未形成负极合剂层41的部分配置在电极体14的最外周面。
对于隔板13，使用具有离子透过性以及绝缘性的多孔性薄板。隔板13可以是单层构造、层叠构造中的任一种，例如由聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂、纤维素等构成。在使用聚烯烃树脂的情况下，优选地在由聚烯烃树脂构成的基材表面涂布芳族聚酰胺树脂从而在表面设置耐热层。还能够使用包含陶瓷粒子的树脂来设置耐热层。
以下，详细说明电极体14的结构，特别地，详细说明在电极体14的最外周面粘贴的胶带50。
在电极体14的最外周面粘贴有胶带50(参照图3)，以使从负极12的卷绕结束侧端部(卷绕结束侧端12e以及其附近)起跨越电极体14的卷绕结束端。胶带50是用于维持电极体14的卷绕构造的卷绕停止胶带。当在电极体14的最外周面的整个区域设置有露出部42的情况下，负极12的卷绕结束侧端12e成为电极体14的卷绕结束端。通过隔板13从负极12的卷绕结束侧端12e的卷绕内表面延伸出这一情况，隔板13存在于电极体14的最外周面的一部分，在该情况下，隔板13的卷绕结束侧端成为电极体14的卷绕结束端。
通过使用胶带50来固定负极12的卷绕结束侧端部，能够维持电极体14的卷绕构造，例如在电池的制造工序中将电极体14平滑地收纳到外装罐16。在电极体14的最外周面由于形成有供负极集电体40的表面露出的露出部42，因此胶带50粘贴到露出部42。在本实施方式中，电极体14的最外周面的整个区域是露出部42，胶带50仅粘贴到露出部42。
胶带50例如具有由绝缘性有机材料构成的基材层和对电极体14具有粘接性的粘接剂层。胶带50优选的是实质上不具有导电性的绝缘胶带。胶带50可以具有3层以上的层构造，还可以由基材层为2层以上的同种或不同种的层叠薄膜构成。胶带50的厚度例如是10μm～60μm，优选的是15μm～40μm。此外，在胶带50中还可以含有二氧化钛、氧化铝、二氧化硅、氧化锆等无机物填料，还可以设置有与基材层、粘接剂层不同地含有无机物填料的层。
作为构成基材层的合适的树脂，能够例示聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰胺等。粘接剂层例如是在基材层的一个面上涂布粘接剂而形成的。构成粘接剂层的粘接剂还可以是通过加热而出现粘着性的热熔型、或者通过加热而固化的热固化型，然而从生产性等观点来看，在室温下具有粘着性是优选的。构成粘接剂层的粘接剂的一例是丙烯酸系粘接剂、合成橡胶系粘接剂。
胶带50粘贴于电极体14的最外周面(露出部42)，以使与正极合剂层31的卷绕结束侧端31e以及负极合剂层41的卷绕结束侧端41e的至少一者在电极体14的径向上不重叠。在本实施方式中，正极11的卷绕结束侧端和正极合剂层31的卷绕结束侧端31e是一致的。通过避开与合剂层的卷绕结束侧端31e、41e重叠的位置地粘贴胶带50，伴随电极体14的膨胀的极板变形被抑制。
在图3所示的示例中，胶带50粘贴于电极体14的最外周面，以使与正极合剂层31的卷绕结束侧端31e以及负极合剂层41的卷绕结束侧端41e在电极体14的径向上不重叠。也就是说，胶带50以从负极12的卷绕结束侧端部起跨越电极体14的卷绕结束端即负极12的卷绕结束侧端12e的方式粘贴于电极体14最外周面，并且胶带50被配置成与合剂层的卷绕结束侧端31e、41e在电极体14的径向上不重叠。胶带50被形成为细长的带状，并以长边方向沿着电极体14的周向的方式粘贴。胶带50沿着电极体14的周向粘贴例如最外周面的周长的50％以上，优选为80％以上的长度范围。
胶带50优选地粘贴于从电极体14的轴向两端起15mm的范围的至少一部分。通过在电极体14的轴向两端部特别地在下端部粘贴胶带50，当将电极体14插入外装罐16时，能够防止电极体14的端部与外装罐16接触而产生极板的卷边、断裂、损伤等。在图3所示的示例中，仅在从电极体14的轴向两端起15mm的范围粘贴了胶带50。如后述的实施例所示，通过避开电极体14的轴向中央部仅在轴向两端部粘贴胶带50，极板变形的抑制效果提高。
在电极体14的轴向两端部粘贴的两个胶带50可以具有相互不同的形状、尺寸，然而一般使用相同的。各胶带50的宽度例如是5mm～12mm。各胶带50可以将胶带50的端与电极体14的最外周面的上下两端对齐而分别粘贴，但由于优选不从上下两端突出，因此考虑到粘贴误差，也可以与上下两端之间隔开规定的间隔而粘贴。
优选地，在电极体14的最外周面，避开图2所示的与劣弧ac对应的第1区域42ac以及与劣弧bc对应的第2区域42bc中的至少一者来粘贴胶带50。更优选地，避开第1区域42ac以及第2区域42bc这二者来粘贴胶带50。即，优选地，胶带50粘贴于电极体14的最外周面中与优弧ab对应的第3区域42ab。
这里，点a～c均存在于电极体14的最外周面。点a意味着，相对于电极体14的卷绕中心α，从与负极合剂层41的卷绕结束侧端41e对应的位置起沿着最外周面向负极12的卷绕结束侧10°的点。点b意味着，从与正极合剂层31的卷绕结束侧端31e对应的位置起沿着最外周面向正极11的卷绕开始侧10°的点。此外，点c是与卷绕结束侧端31e对应的位置和与卷绕结束侧端41e对应的位置的中点。
卷绕结束侧端31e、41e优选地在电极体14的径向上不重叠，例如，优选地，相对于电极体14的卷绕中心α，卷绕结束侧端31e和卷绕结束端41e所成的角度是10°～60°。通过在电极体14的最外周面的第3区域42ab粘贴胶带50，即使在制造过程中稍微发生了胶带50的位置偏移，也能够防止胶带50被粘贴于与卷绕结束侧端31e、41e重叠的位置。优选地，在第3区域42ab的上下两端部沿着电极体14的周向来粘贴胶带50。例如，在电极体14的沿着周向的第3区域42ab的长度的80％以上或者90％以上的长度范围粘贴胶带50。
图4～图7是表示作为实施方式的另一例的胶带50、51的粘贴状态的图。在图4所示的示例中，在露出部42的上下两端部，在与正极合剂层31的卷绕结束侧端31e在电极体14的径向上不重叠的位置粘贴了胶带50。另一方面，在与负极合剂层41的卷绕结束侧端41e重叠的位置粘贴了胶带50。在图5所示的示例中，露出部42的上下两端部，在与卷绕结束侧端41e不重叠的位置即与卷绕结束侧端31e重叠的位置粘贴了胶带50。
在图6以及图7所示的示例中，避开与卷绕结束侧端31e、41e重叠的位置，在露出部42粘贴了胶带50、51，在这一点与图3所示的示例是共通的。另一方面，在图6所示的示例中，胶带51的宽度(上下方向长度)大于胶带50的宽度，且遍及电极体14的轴向大致全长地粘贴，在这一点与图3所示的示例不同。例如，在第3区域42ab(参照图2)，在包含上下方向的两端部以及中央部的宽范围粘贴了胶带51。在图7所示的示例中，仅在露出部42(第3区域42ab)的上下方向中央部粘贴了胶带50，在这一点与图3所示的示例不同。
实施例
以下，通过实施例进一步说明本公开，然而本公开并不受限于这些实施例。
<实施例1>
[正极的制作]
将100质量份的LiNi0.88Co0.09Al0.03O2、1质量份的乙炔黑和0.9质量份的聚偏二氟乙烯混合，适量添加N-甲基-2-吡咯烷酮，调制出正极混合剂料浆。接着，将该正极混合剂料浆涂布到由厚度15μm的铝箔构成的长条状正极集电体的两面，并使涂膜干燥。在使用滚筒对干燥了的涂膜进行压缩之后，切断成规定的电极尺寸，制作在正极集电体的两面形成了正极合剂层的正极(厚度0.144mm、宽度62.6mm、长度861mm)。在正极的长边方向中央部设置不存在合剂层而集电体表面露出的露出部，并将铝制的正极接头焊接到露出部。
[负极的制作]
将95质量份的石墨粉末、5质量份的Si氧化物、1质量份的羧甲基纤维素钠和1质量份的苯乙烯-丁二烯橡胶分散体混合，适量添加水，调制出负极混合剂料浆。接着，将该负极混合剂料浆涂布到由厚度8μm的铜箔构成的长条状负极集电体的两面，并使涂膜干燥。在使用滚筒对干燥了的涂膜进行压缩之后，切断成规定的电极尺寸，制作在负极集电体的两面形成了负极合剂层的负极(厚度0.160mm、宽度64.2mm、长度959mm)。在负极的长边方向一端部(位于电极体的卷绕结束侧的端部)设置不存在合剂层而集电体表面露出的露出部，并将镍制的负极接头焊接到露出部。
[电极体的制作]
通过将上述正极以及上述负极隔着由聚乙烯制微多孔膜构成的隔板进行卷绕，制作卷绕型电极体。电极体的最外周面其整个区域是供负极集电体的表面露出的露出部。在包含负极的卷绕结束端的电极体的最外周面粘贴胶带，以使与正极合剂层的卷绕结束侧端以及负极合剂层的卷绕结束侧端在电极体的径向上不重叠，来维持电极体的卷绕构造。对于胶带，使用了厚度30μm、宽度(沿着电极体的上下方向的长度)9mm、长度(沿着电极体的周向的长度)50mm的聚丙烯制的胶带。如图3所示，将两个胶带分别仅粘贴在从电极体的轴向两端部起15mm的范围。
[非水电解液的调制]
将碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)以EC：DMC＝3：7的体积比混合。向该混合溶剂中添加5质量％的碳酸亚乙烯酯，使LiPF6以1.5mol/L的浓度溶解来调制出非水电解液。
[电池的制作]
在上述电极体的上下分别配置绝缘板，将负极引线焊接到电池壳体并且将正极引线焊接到封口体，并将电极体收纳到外装罐内。之后，将上述非水电解液注入到外装罐内，将外装罐的开口端部经由垫圈而铆接固定于封口体从而将电池壳体密闭，制作圆筒形的非水电解质二次电池。电池的容量是4600mAh。
<实施例2>
除了将在实施例1中使用的胶带，以与负极合剂层的卷绕结束侧端在电极体的径向上重叠，而与正极合剂层的卷绕结束侧端不重叠的方式粘贴到电极体的最外周面(参照图4)这一点以外，与实施例1同样地制作电池。
<实施例3>
将在实施例1中使用的胶带与正极合剂层的卷绕结束侧端在电极体的径向上重叠，以与负极合剂层的卷绕结束侧端不重叠的方式粘贴在电极体的最外周面(参照图5)，除此以外，与实施例1同样地制作电池。
<实施例4>
将宽度62mm的聚丙烯制的胶带(一个)粘贴在包含电极体的轴向中央部以及两端部的范围(参照图6)，除此以外，与实施例1同样地制作电池。
<实施例5>
将在实施例1中使用的胶带(一个)粘贴到电极体的轴向中央部(参照图7)，除此以外，与实施例1同样地制作电池。
<比较例1>
将长度62mm的聚丙烯制的胶带(两个)分别粘贴在从电极体的轴向两端部起15mm的范围，以使与正极合剂层的卷绕结束侧端以及负极合剂层的卷绕结束侧端在电极体的径向上重叠，除此以外，与实施例1同样地制作电池。
[循环试验]
将实施例以及比较例的各电池在25℃的温度环境下，以1380mA(0.3小时率)的恒电流充电至电池电压4.2V，进行了将终止电流设为92mA的恒电压充电。之后，停止20分钟，以4600mA(1小时率)进行恒电流放电，停止20分钟。将该充放电循环重复500个循环。
[极板变形评价(参照图8)]
将上述循环试验后的电池在1380mA(0.3小时率)的恒电流下充电至电池电压4.2V，进行了将终止电流设为92mA的恒电压充电后，使用X射线CT装置(SMX-225CT FPD HR，岛津制作所制)进行了电极体的卷绕中心附近的剖面观察。如图8所示，在确认出角度θ成为150°以下的极板(正极以及负极中的至少一者)的变形(弯曲)的情况下，判定为存在极板变形。根据下述的基准来评价极板变形，将评价结果表示在表1中。
○：未确认出极板变形
△：确认1层的极板变形
×：确认2层以上的极板变形
[表1]
Figure BDA0002520315930000111
E1：正极合剂层的卷绕结束侧端 E2：负极合剂层的卷绕结束侧端
从表1所示的结果可知，与比较例的电池相比，实施例的电池在循环试验后均难以发生极板变形。特别地，当仅在电极体的轴向两端部粘贴了胶带的情况下(实施例1～3)，极板变形的抑制效果提高。认为，电极体的轴向中央部是因充放电循环导致电极体容易膨胀的部分，因此，通过避开该部分地粘贴胶带，极板变形的抑制效果提高。
认为，合剂层与集电体相比厚度大，且在合剂层的卷绕结束侧端形成了阶梯差，因此，伴随着电极体的膨胀而产生的应力集中于该卷绕结束侧端，而成为极板变形的一个原因。此外，对于该极板变形，胶带的粘贴形态在很大程度上是相关的。在实施例的电池中，通过避开与合剂层的卷绕结束侧端重叠的位置来配置胶带，能够缓和上述应力的集中，极板变形被抑制。另一方面，在比较例的电池中，考虑为，无法充分缓和应力的集中，发生极板变形。
符号说明
10非水电解质二次电池，11正极，12e、31e、41e卷绕结束侧端，12负极，13隔板，14电极体，15电池壳体，16外装罐，17封口体，18、19绝缘板，20正极接头，21负极接头，22凹槽部，23过滤器，24下阀体，25绝缘构件，26上阀体，27盖，28垫圈，30正极集电体，31正极合剂层，40负极集电体，41负极合剂层，42露出部，42ac第1区域，42bc第2区域，42ab第3区域，50、51胶带。

Claims (5)

1.一种非水电解质二次电池，具备由在正极集电体的两面形成有正极合剂层而成的正极、在负极集电体的两面形成有负极合剂层而成的负极、以及存在于所述正极以及所述负极之间的隔板构成的卷绕型电极体，其特征在于，
所述电极体在最外周面设置有所述负极集电体露出的露出部，并且具有粘贴的胶带，以使从所述负极的卷绕结束侧端部起跨越所述电极体的卷绕结束端，
所述胶带粘贴于所述电极体的最外周面，以使与所述正极合剂层的卷绕结束侧端以及所述负极合剂层的卷绕结束侧端中的至少一者在所述电极体的径向上不重叠。
2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，
当在所述电极体的最外周面，相对于所述电极体的卷绕中心，将从与所述负极合剂层的卷绕结束侧端对应的位置起沿着所述最外周面向所述负极的卷绕结束侧10°的点设为a；将从与所述正极合剂层的卷绕结束侧端对应的位置起沿着所述最外周面向所述正极的卷绕开始侧10°的点设为b；并将与所述负极合剂层的卷绕结束侧端对应的位置和与所述正极合剂层的卷绕结束侧端对应的位置的中点设为c时，避开与劣弧ac以及劣弧bc中的至少一者对应的区域来粘贴所述胶带。
3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其中，
所述胶带粘贴于所述电极体的最外周面，以使与所述正极合剂层的卷绕结束侧端以及所述负极合剂层的卷绕结束侧端在所述电极体的径向上不重叠。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的非水电解质二次电池，其中，
所述胶带粘贴于从所述电极体的轴向两端起15mm的范围的至少一部分。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的非水电解质二次电池，其中，
所述胶带仅粘贴于从所述电极体的轴向两端起15mm的范围。
CN201880078057.XA 2017-12-08 2018-11-26 非水电解质二次电池 Active CN111433966B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017235897 2017-12-08
JP2017-235897 2017-12-08
PCT/JP2018/043387 WO2019111742A1 (ja) 2017-12-08 2018-11-26 非水電解質二次電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111433966A true CN111433966A (zh) 2020-07-17
CN111433966B CN111433966B (zh) 2023-10-03

Family

ID=66749928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880078057.XA Active CN111433966B (zh) 2017-12-08 2018-11-26 非水电解质二次电池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11658345B2 (zh)
EP (1) EP3723182A4 (zh)
JP (1) JP7187481B2 (zh)
CN (1) CN111433966B (zh)
WO (1) WO2019111742A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7157956B2 (ja) * 2018-11-29 2022-10-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 円筒型電池及びその製造方法
US20230055580A1 (en) * 2020-03-26 2023-02-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery
WO2021232314A1 (zh) * 2020-05-20 2021-11-25 宁德新能源科技有限公司 电极组件和电池
DE102021106338A1 (de) 2021-03-16 2022-09-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Zylindrische energiespeicherzelle

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3466631B2 (ja) * 1990-11-21 2003-11-17 ソニー株式会社 非水電解液二次電池
CN1527433A (zh) * 2003-03-05 2004-09-08 索尼株式会社 电池
JP2008091076A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Sony Corp 非水電解質二次電池
US20090297929A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-03 Sony Corporation Winding electrode body, nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing winding electrode body
CN101743661A (zh) * 2007-07-16 2010-06-16 株式会社Lg化学 具有附着在无活性材料涂覆部分上的弹性构件的结构的凝胶卷以及使用该相同凝胶卷的二次电池
CN101834308A (zh) * 2009-03-10 2010-09-15 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池
CN106030890A (zh) * 2014-03-27 2016-10-12 三洋电机株式会社 非水电解液二次电池及其制造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009199974A (ja) 2008-02-25 2009-09-03 Panasonic Corp 非水系二次電池用電極群とそれを用いた二次電池
JP5790179B2 (ja) * 2011-06-13 2015-10-07 トヨタ自動車株式会社 捲回型電池、及び捲回型電池の製造方法
JP6206039B2 (ja) * 2013-09-26 2017-10-04 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子の製造方法
JP6436027B2 (ja) * 2015-09-16 2018-12-12 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン電池

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3466631B2 (ja) * 1990-11-21 2003-11-17 ソニー株式会社 非水電解液二次電池
CN1527433A (zh) * 2003-03-05 2004-09-08 索尼株式会社 电池
JP2008091076A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Sony Corp 非水電解質二次電池
CN101743661A (zh) * 2007-07-16 2010-06-16 株式会社Lg化学 具有附着在无活性材料涂覆部分上的弹性构件的结构的凝胶卷以及使用该相同凝胶卷的二次电池
US20090297929A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-03 Sony Corporation Winding electrode body, nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing winding electrode body
CN101834308A (zh) * 2009-03-10 2010-09-15 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池
CN106030890A (zh) * 2014-03-27 2016-10-12 三洋电机株式会社 非水电解液二次电池及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3723182A4 (en) 2021-01-13
US20200373626A1 (en) 2020-11-26
WO2019111742A1 (ja) 2019-06-13
JP7187481B2 (ja) 2022-12-12
US11658345B2 (en) 2023-05-23
EP3723182A1 (en) 2020-10-14
CN111433966B (zh) 2023-10-03
JPWO2019111742A1 (ja) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110429320B (zh) 卷绕型电池
EP2822062B1 (en) Secondary battery comprising integrated anode lead and cathode lead, and manufacturing method therefor
CN111433966B (zh) 非水电解质二次电池
JP6208687B2 (ja) 円筒形二次電池及びその製造方法
JP2010003692A (ja) 電極組立体とこれを利用した二次電池及びその製造方法
CN110337752B (zh) 非水电解质二次电池
CN110301062B (zh) 非水电解质二次电池
WO2019163392A1 (ja) 非水電解質二次電池
CN113348590A (zh) 二次电池
US11450893B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
CN109891640B (zh) 非水电解质二次电池用电极以及非水电解质二次电池
US11450892B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2022202395A1 (ja) 円筒形電池
US20200321593A1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP7263340B2 (ja) 非水電解質二次電池
WO2018105398A1 (ja) 円筒形の非水電解質二次電池
WO2023210640A1 (ja) 二次電池
US11552374B2 (en) Electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
US20230073596A1 (en) Non-aqueous electrolytic secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230714

Address after: Osaka, Japan

Applicant after: Panasonic New Energy Co.,Ltd.

Address before: Japan Osaka

Applicant before: Sanyo Electric Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant