CN112018447A - 锂离子二次电池元件、电池和制造该电池元件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种锂离子二次电池元件、电池和制造该电池元件的方法。在锂离子二次电池元件中，以正极的大致矩形的正极活性物质层和负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式并且以正极的正极活性物质未涂布部和负极的负极活性物质未涂布部位于矩形的相对的边的方式将正极和负极叠合。负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部位于比正极集电体周缘部靠负极集电体的周缘侧的位置，负极活性物质层平坦部与负极活性物质层薄壁部之间的分界部位于比正极集电体周缘部靠负极集电体的中央侧的位置，负极活性物质层薄壁部的密度为负极活性物质层平坦部的密度以下。

Description

锂离子二次电池元件、电池和制造该电池元件的方法
技术领域
本公开的一实施方式涉及一种非水电解质电池，特别是锂离子二次电池。并且，本公开的一实施方式涉及一种构成非水电解质电池的锂离子二次电池元件和制造锂离子二次电池元件的方法。
背景技术
非水电解质电池作为包含混合动力汽车和电动汽车等汽车用的车载电源用电池而实用化。作为这样的车载电源用电池，使用锂离子二次电池。锂离子二次电池要求同时具有输出特性、能量密度、容量、寿命以及高温稳定性等各种特性。特别是，为了使电池小型化，提高电池的体积能量密度成为紧迫的课题。因此，对包含电极和电解液的电池结构谋求各种各样的改进。
在国际公开2015-129320号中公开了一种二次电池用电极。国际公开2015-129320号的该电极具有活性物质层涂布部和未涂布部。该电极的特征在于，在涂布部的外周部分的至少局部包含厚度较薄且密度较高的高密度部分。
发明内容
锂离子二次电池元件至少包括正极和负极，该正极包含正极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质，该正极集电体具有涂布有该正极活性物质的大致矩形的正极活性物质涂布部和未涂布该正极活性物质的正极活性物质未涂布部，通过在正极活性物质涂布部涂布正极活性物质而形成正极活性物质层，该正极活性物质未涂布部位于沿着该正极集电体的周缘部的至少局部的位置，该正极活性物质层包含正极活性物质层薄壁部和正极活性物质层平坦部，该负极包含负极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质，该负极集电体具有涂布有该负极活性物质的与该正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形的负极活性物质涂布部和未涂布该负极活性物质的负极活性物质未涂布部，通过在负极活性物质涂布部涂布负极活性物质而形成负极活性物质层，该负极活性物质未涂布部位于沿着该负极集电体的周缘部的至少局部的位置，负极活性物质层包含负极活性物质层薄壁部和负极活性物质层平坦部，以该正极的该大致矩形的正极活性物质层和该负极的该大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式以及该正极的该正极活性物质未涂布部和该负极的该负极活性物质未涂布部位于该矩形的相对的边的方式将该正极和该负极叠合，该负极活性物质涂布部与该负极活性物质未涂布部之间的分界部位于比与该负极活性物质未涂布部相邻的该正极集电体周缘部靠该负极集电体的周缘侧的位置，该负极活性物质层平坦部与该负极活性物质层薄壁部之间的分界部位于比与该负极活性物质未涂布部相邻的该正极集电体周缘部靠该负极集电体的中央侧的位置，该负极活性物质层薄壁部的密度与该负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比该负极活性物质层平坦部的密度小。
附图说明
图1是从一个面观察在实施方式中使用的正极的平面图。
图2是在实施方式中使用的正极的剖视图。
图3是从一个面观察在实施方式中使用的负极的平面图。
图4是在实施方式中使用的负极的剖视图。
图5是通过将正极和负极叠合而构成的第一实施方式的锂离子二次电池元件的剖视图。
图6A是从A方向观察图5的锂离子二次电池元件的平面图，图6B是从B方向观察该锂离子二次电池元件的平面图。
图7是通过将正极和负极叠合而构成的第一实施方式的锂离子二次电池元件的剖视图。
图8是通过将正极和负极叠合而构成的第二实施方式的锂离子二次电池元件的剖视图。
图9A是从A方向观察图8的锂离子二次电池元件的平面图，图9B是从B方向观察该锂离子二次电池元件的平面图。
图10是表示以实现正极活性物质未涂布部与负极活性物质涂布部相邻的位置关系的方式将正极和负极叠合的情况下的第一实施方式的锂离子二次电池元件的剖视图。
具体实施方式
在以下的具体实施方式中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对所公开的实施例的透彻理解。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施一个或多个实施例。另一方面，为了简化附图，示意性地示出了公知的结构和设备。
在国际公开2015-129320号中提出的电极中，为了抑制由于粘贴于电极端部的绝缘构件而成为局部隆起的形状，在活性物质涂布部的外周部设有厚度较薄且密度较高的高密度部分。在国际公开2015-129320号中认为，与同设于正极的绝缘构件相对的部位重叠的负极部分实质上不参与电池的工作。因此，为了使锂离子不进入该部分，在负极的外周部分设有高密度部分。然而，若设置这样的高密度部分，则该部分不参与电池的工作。因此，这与增大负极的面积而提高电池的能量密度的意图相反。
本公开的1个目的在于提供一种具有较高的能量密度的小型的锂离子二次电池用元件以及使用了该锂离子二次电池用元件的高容量的锂离子二次电池。
本公开的实施方式的锂离子二次电池元件至少包括正极和负极，该正极包含正极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质，该正极集电体具有涂布有该正极活性物质的大致矩形的正极活性物质涂布部和未涂布该正极活性物质的正极活性物质未涂布部，通过在正极活性物质涂布部涂布正极活性物质而形成正极活性物质层，该正极活性物质未涂布部位于沿着该正极集电体的周缘部的至少局部的位置，该正极活性物质层包含正极活性物质层薄壁部和正极活性物质层平坦部，该负极包含负极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质，该负极集电体具有涂布有该负极活性物质的与该正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形的负极活性物质涂布部和未涂布该负极活性物质的负极活性物质未涂布部，通过在负极活性物质涂布部涂布负极活性物质而形成负极活性物质层，该负极活性物质未涂布部位于沿着该负极集电体的周缘部的至少局部的位置，负极活性物质层包含负极活性物质层薄壁部和负极活性物质层平坦部，以该正极的该大致矩形的正极活性物质层和该负极的该大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将该正极和该负极叠合。
在此，以该正极的该正极活性物质未涂布部和该负极的该负极活性物质未涂布部位于该矩形的相对的边的方式将该正极和该负极叠合。该负极活性物质涂布部与该负极活性物质未涂布部之间的分界部位于比与该负极活性物质未涂布部相邻的该正极集电体周缘部靠该负极集电体的周缘侧的位置。该负极活性物质层平坦部与该负极活性物质层薄壁部之间的分界部位于比与该负极活性物质未涂布部相邻的该正极集电体周缘部靠该负极集电体的中央侧的位置。该负极活性物质层薄壁部的密度与该负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比该负极活性物质层平坦部的密度小。
并且，本公开的另一实施方式的锂离子二次电池元件至少包括正极和负极，该正极包含正极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质，该正极集电体具有涂布有该正极活性物质的大致矩形的正极活性物质涂布部和未涂布该正极活性物质的正极活性物质未涂布部，通过在正极活性物质涂布部涂布正极活性物质而形成正极活性物质层，该正极活性物质未涂布部位于沿着该正极集电体的周缘部的至少局部的位置，该正极活性物质层包含正极活性物质层薄壁部和正极活性物质层平坦部，该正极还具有覆盖该正极活性物质未涂布部的至少局部的绝缘构件，该负极包含负极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质，该负极集电体具有涂布有该负极活性物质的与该正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形的负极活性物质涂布部和未涂布该负极活性物质的负极活性物质未涂布部，通过在负极活性物质涂布部涂布负极活性物质而形成负极活性物质层，该负极活性物质未涂布部位于沿着该负极集电体的周缘部的至少局部的位置，负极活性物质层包含负极活性物质层薄壁部和负极活性物质层平坦部，以该正极的该大致矩形的正极活性物质层和该负极的该大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将该正极和该负极叠合。
在此，该正极的该正极活性物质未涂布部和该负极的该负极活性物质未涂布部位于该矩形的相同的边。该负极活性物质涂布部与该负极活性物质未涂布部之间的分界部位于与该绝缘构件相邻的位置。该负极活性物质层薄壁部与该负极活性物质层平坦部之间的分界部位于与该正极活性物质层平坦部相邻的位置。该负极活性物质层薄壁部的密度与该负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比该负极活性物质层平坦部的密度小。
并且，本公开的另一实施方式的锂离子二次电池元件的制造方法包括将正极和负极叠合的工序，该正极包含正极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质，该负极包含负极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质，所述将该正极和该负极叠合的工序至少包括：得到该正极的工序，该工序包括通过将包含正极活性物质和溶剂的含有正极活性物质的浆料从该正极集电体的局部向预定的一方向连续地涂布，从而设置大致矩形的正极活性物质涂布部和位于沿着该正极集电体的周缘部的至少局部的位置的正极活性物质未涂布部的工序，以及通过以预定的压力大致均匀地对该正极活性物质涂布部整体加压，从而同时形成正极活性物质层薄壁部和正极活性物质层平坦部的工序；得到该负极的工序，该工序包括通过将包含负极活性物质和溶剂的含有负极活性物质的浆料从该负极集电体的局部向预定的一方向连续地涂布，从而设置与该正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形的负极活性物质涂布部和位于沿着该负极集电体的周缘部的至少局部的位置的负极活性物质未涂布部的工序，以及通过以预定的压力大致均匀地对该负极活性物质涂布部整体加压，从而同时形成负极活性物质层薄壁部和负极活性物质层平坦部的工序，该负极活性物质层薄壁部的密度与该负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比该负极活性物质层平坦部的密度小；以及将该正极和该负极叠合的工序，在该工序中，以该正极的大致矩形的正极活性物质层和该负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将该正极和该负极叠合，此时，以如下的方式将该正极和该负极叠合：该正极的该正极活性物质未涂布部和该负极的该负极活性物质未涂布部位于该矩形的相对的边，该负极活性物质涂布部与该负极活性物质未涂布部之间的分界部位于比与该负极活性物质未涂布部相邻的该正极集电体周缘部靠该负极集电体的周缘侧的位置，该负极活性物质层平坦部与该负极活性物质层薄壁部之间的分界部位于比与该负极活性物质未涂布部相邻的该正极集电体周缘部靠该负极集电体的中央侧的位置。
并且，本公开的另一实施方式的锂离子二次电池元件的制造方法包括将正极和负极叠合的工序，该正极包含正极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质，该负极包含负极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质，所述将该正极和该负极叠合的工序至少包括：得到该正极的工序，该工序包括通过将包含正极活性物质和溶剂的含有正极活性物质的浆料从该正极集电体的局部向预定的一方向连续地涂布，从而设置大致矩形的正极活性物质涂布部和位于沿着该正极集电体的周缘部的至少局部的位置的正极活性物质未涂布部的工序，通过以预定的压力大致均匀地对该正极活性物质涂布部整体加压，从而同时形成正极活性物质层薄壁部和正极活性物质层平坦部的工序，以及以覆盖该正极活性物质未涂布部的至少局部的方式设置绝缘构件的工序；得到该负极的工序，该工序包括通过将包含负极活性物质和溶剂的含有负极活性物质的浆料从该负极集电体的局部向预定的一方向连续地涂布，从而设置与该正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形的负极活性物质涂布部和位于沿着该负极集电体的周缘部的至少局部的位置的负极活性物质未涂布部的工序，以及通过以预定的压力大致均匀地对该负极活性物质涂布部整体加压，从而同时形成负极活性物质层薄壁部和负极活性物质层平坦部的工序，该负极活性物质层薄壁部的密度与该负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比该负极活性物质层平坦部的密度小；以及将该正极和该负极叠合的工序，在该工序中，以该正极的大致矩形的正极活性物质层和该负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将该正极和该负极叠合，此时，以如下的方式将该正极和该负极叠合：该正极的该正极活性物质未涂布部和该负极的该负极活性物质未涂布部位于该矩形的相同的边，该负极活性物质涂布部与该负极活性物质未涂布部之间的分界部位于与该绝缘构件相邻的位置，该负极活性物质层薄壁部与该负极活性物质层平坦部之间的分界部位于与该正极活性物质层平坦部相邻的位置。
在本公开的锂离子二次电池元件中，通过调整各电极的活性物质层的密度和各构件的叠合，使正极与负极的充电容量比恰当，从而能够抑制金属锂的析出。由此，能够提供一种维持电池的安全性并且能量密度较高的电池。
适当使用附图在以下说明本公开的实施方式。第一实施方式的锂离子二次电池元件包含正极。正极包含正极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质。在此，正极集电体具有涂布有正极活性物质的大致矩形的正极活性物质涂布部和未涂布正极活性物质的正极活性物质未涂布部。通过在正极活性物质涂布部涂布正极活性物质而形成正极活性物质层。正极活性物质未涂布部位于沿着正极集电体的周缘部的至少局部的位置。并且，正极活性物质层具有正极活性物质层薄壁部和正极活性物质层平坦部。
在实施方式中，正极是薄板状或者片状的电池构件。正极是通过在金属箔等正极集电体涂布或者轧制正极活性物质层并将其干燥而形成的。即，正极包括正极集电体和包含涂布于正极集电体的两面的正极活性物质的正极活性物质层。在本说明书中，“正极活性物质”的表述有时是指，承担电池的充放电时的导电的原本意义上的正极活性物质、粘合剂、必要情况下所使用的导电助剂的混合物。正极活性物质在从各个面侧观察正极集电体的两个面时，不需要涂布于正极集电体的整个表面，至少涂布于其局部即可。优选的是，正极集电体具有涂布有正极活性物质的大致矩形的正极活性物质涂布部和未涂布正极活性物质的正极活性物质未涂布部。
在实施方式中，正极活性物质以具有大致相同的形状的方式涂布的表述是指：在从各个面侧观察正极集电体的两个面时，正极活性物质配置为大致相同的形状；以及在观察正极的截面时，以正极集电体为界，正极活性物质配置为大致对称的形状。
正极活性物质层也可以包含正极活性物质的厚度较薄的正极活性物质层薄壁部和正极活性物质以大致均匀的厚度涂布的正极活性物质层平坦部。正极活性物质层薄壁部和正极活性物质层平坦部也可以位于正极活性物质层的任意的部位。例如，正极活性物质层薄壁部能够位于正极活性物质层的周缘部。可以是，随着朝向正极活性物质涂布部与正极活性物质未涂布部之间的分界部去，正极活性物质层的厚度逐渐变小。即，正极活性物质层薄壁部也可以形成为，随着朝向正极活性物质涂布部与正极活性物质未涂布部之间的分界部去，正极活性物质层的厚度逐渐变小。另外，正极活性物质层的形状为大致矩形。在此，“大致矩形”的表述是指，在从各个面侧观察正极集电体的两个面时，正极活性物质层的形状为四边形(长方形、正方形、菱形或者平行四边形等)。另外，关于正极的构造，使用附图之后叙述。另外，设有正极活性物质层的正极集电体的形状也优选为大致矩形。或者，也能够使用具有局部被切掉的矩形即L字型等形状的集电体。
使用图1和图2说明代表性的正极的结构。图1是从一个面观察正极的平面图。图1中，1是表示正极的附图标记，11是表示正极集电体的附图标记，12是表示正极活性物质层的附图标记，13是表示正极活性物质涂布部的附图标记，14是表示正极活性物质未涂布部的附图标记。图2是正极的剖视图。在图2中，1是表示正极的附图标记，21是表示正极集电体的附图标记，22是表示正极活性物质层的附图标记，23是表示正极活性物质涂布部的附图标记，24是表示正极活性物质未涂布部的附图标记。
如图1所示，在正极集电体11的一个面涂布有正极活性物质。由此，形成正极活性物质层12。正极集电体11的设有正极活性物质层12的部分是正极活性物质涂布部13。正极集电体11的未设置正极活性物质层12的部分是正极活性物质未涂布部14。如图1所示，正极活性物质未涂布部14位于沿着正极集电体11的周缘部的位置。即，在图1所示的结构中，在大致矩形的形状的正极集电体11设有大致矩形的正极活性物质层12。以沿着该正极集电体11的周缘部的一边的方式设有正极活性物质未涂布部14。在图1所示的正极1中，在正极集电体11的另一个面(一个面的背面，未图示)也设有与图1所示的正极活性物质层12大致相同的形状的正极活性物质层。
另一方面，如图2所示，在正极集电体21的上表面涂布有正极活性物质。由此，形成正极活性物质层22。在正极集电体21的下表面也同样涂布有正极活性物质，由此，形成正极活性物质层22。在各个面上，正极集电体21的设有正极活性物质层22的部分是正极活性物质涂布部23。正极集电体21的未设置正极活性物质层22的部分是正极活性物质未涂布部24。如先前所述，在本实施方式中，正极活性物质以具有大致相同的形状的方式涂布是指，在观察正极1的截面时也是，以正极集电体21为界，正极活性物质层22配置为大致对称的形状。
正极活性物质层也可以包含正极活性物质层薄壁部25和正极活性物质层平坦部26。正极活性物质层薄壁部25和正极活性物质层平坦部26也可以位于正极活性物质层22的任意的部位。例如，正极活性物质层薄壁部25能够位于正极活性物质层22的周缘部。在图2所示的例子中，正极活性物质层薄壁部25设于正极活性物质层22的周缘部。在图2中，25是表示正极活性物质层薄壁部的附图标记，26是表示正极活性物质层平坦部的附图标记。在图2中，正极活性物质层薄壁部25是形成为随着朝向正极活性物质涂布部23与正极活性物质未涂布部24之间的分界部去，而正极活性物质层22的厚度逐渐变小的部分。
实施方式的锂离子二次电池元件包含负极。负极包含负极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质。在此，负极集电体具有涂布有负极活性物质的与上述正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形的负极活性物质涂布部、和未涂布负极活性物质的负极活性物质未涂布部。通过在负极活性物质涂布部涂布负极活性物质而形成负极活性物质层。负极活性物质未涂布部位于沿着负极集电体的周缘部的至少局部的位置。并且，负极活性物质层具有负极活性物质层薄壁部和负极活性物质层平坦部。
在实施方式中，负极是薄板状或者片状的电池构件。负极是通过在金属箔等负极集电体涂布或者轧制负极活性物质层并将其干燥而形成的。即，负极包括负极集电体和包含涂布于负极集电体的两面的负极活性物质的负极活性物质层。在本说明书中，“负极活性物质”的表述有时是指，承担电池的导电的负极活性物质、粘合剂、必要情况下所使用的导电助剂的混合物。负极活性物质在从各个面侧观察负极集电体的两个面时，不需要涂布于负极集电体的整个表面，至少涂布于其局部即可。优选的是，负极集电体具有涂布有负极活性物质的大致矩形的负极活性物质层和未涂布负极活性物质的负极活性物质未涂布部。
在实施方式中，负极活性物质以具有大致相同的形状的方式涂布的表述是指：在从各个面侧观察负极集电体的两个面时，负极活性物质配置为大致相同的形状；以及在观察负极的截面时，以负极集电体为界，负极活性物质配置为大致对称的形状。
负极活性物质层也可以包含负极活性物质的厚度较薄的负极活性物质层薄壁部和负极活性物质以大致均匀的厚度涂布的负极活性物质层平坦部。负极活性物质层薄壁部和负极活性物质层平坦部也可以位于负极活性物质层的任意的部位。例如，负极活性物质层薄壁部能够位于负极活性物质层的周缘部。可以是，随着朝向负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部去，负极活性物质层的厚度逐渐变小。即，负极活性物质层薄壁部也可以形成为，随着朝向负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部去，负极活性物质层的厚度逐渐变小。另外，负极活性物质层的形状为大致矩形。在此，“大致矩形”的表述是指，在从各个面侧观察负极集电体的两个面时，负极活性物质层的形状为四边形(长方形、正方形、菱形或者平行四边形等)。另外，关于负极的构造，使用附图之后叙述。另外，设有负极活性物质层的负极集电体的形状也优选为大致矩形。或者，也能够使用具有局部被切掉的矩形即L字型等形状的集电体。
使用图3和图4说明代表性的负极的结构。图3是从一个面观察负极的平面图。在图3中，2是表示负极的附图标记，31是表示负极集电体的附图标记，32是表示负极活性物质层的附图标记，33是表示负极活性物质涂布部的附图标记，34是表示负极活性物质未涂布部的附图标记。图4是负极的剖视图。在图4中，2是表示负极的附图标记，41是表示负极集电体的附图标记，42是表示负极活性物质层的附图标记，43是表示负极活性物质涂布部的附图标记，44是表示负极活性物质未涂布部的附图标记。
如图3所示，在负极集电体31的一个面涂布有负极活性物质。由此，形成负极活性物质层32。负极集电体31的设有负极活性物质层32的部分是负极活性物质涂布部33。负极集电体31的未设置负极活性物质层32的部分是负极活性物质未涂布部34。如图3所示，负极活性物质未涂布部34位于沿着负极集电体31的周缘部的位置。即，在图3所示的结构中，在大致矩形的形状的负极集电体31设有大致矩形的负极活性物质层32。以沿着该负极集电体31的周缘部的一边的方式设有负极活性物质未涂布部34。在图3所示的负极2中，在负极集电体31的另一个面(一个面的背面，未图示)也设有与图3所示的负极活性物质层32大致相同的形状的负极活性物质层。
另一方面，如图4所示，在负极集电体41的上表面涂布有负极活性物质。由此，形成负极活性物质层42。在负极集电体41的下表面也同样涂布有负极活性物质，由此，形成负极活性物质层42。在各个面上，负极集电体41的设有负极活性物质层42的部分是负极活性物质涂布部43。负极集电体41的未设置负极活性物质层42的部分是负极活性物质未涂布部44。如先前所述，在本实施方式中，负极活性物质以具有大致相同的形状的方式涂布是指，在观察负极2的截面时也是，以负极集电体41为界，负极活性物质层42配置为大致对称的形状。
负极活性物质层也可以包含负极活性物质层薄壁部45和负极活性物质层平坦部46。负极活性物质层薄壁部45和负极活性物质层平坦部46也可以位于负极活性物质层42的任意的部位。例如，负极活性物质层薄壁部45能够位于负极活性物质层42的周缘部。在图4所示的例子中，负极活性物质层薄壁部45设于负极活性物质层42的周缘部。在图4中，45是表示负极活性物质层薄壁部的附图标记，46是表示负极活性物质层平坦部的附图标记。在图4中，负极活性物质层薄壁部45是形成为随着朝向负极活性物质涂布部43与负极活性物质未涂布部44之间的分界部去，而负极活性物质层42的厚度逐渐变小的部分。
实施方式的锂离子二次电池元件以上述正极的大致矩形的正极活性物质层和上述负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将正极和负极叠合。“以正极的大致矩形的正极活性物质层和负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将正极和负极重叠”的表述是指，以大致矩形的正极活性物质层的各边和大致矩形的负极活性物质层的各边大致重叠的方式将正极和负极重叠。例如，在正极活性物质层的形状为长方形的情况下，负极活性物质层的形状为与其大致相同的长方形。能够以正极活性物质层的长方形的长边和负极活性物质层的长边相互大致重叠的方式将正极和负极重叠。在此，正极活性物质层的形状和负极活性物质层的形状不需要丝毫不差严格相同。另外，也不需要以正极活性物质层和负极活性物质层丝毫不差严格重叠的方式将正极和负极重叠。正极活性物质层的矩形与负极活性物质层的矩形为大致相同的形状即可，正极活性物质层和负极活性物质层大致重叠即可。
在本实施方式中，优选以正极的正极活性物质未涂布部和负极的负极活性物质未涂布部位于矩形的相对的边的方式将正极和负极叠合。以正极活性物质未涂布部和负极活性物质未涂布部位于矩形的相对的边的方式将正极和负极叠合的表述是指，例如在正极活性物质未涂布部位于正极活性物质层的矩形的短边侧的情况下，负极活性物质未涂布部位于负极活性物质层的矩形的相对的短边侧。详细情况使用附图之后叙述。
另外，在本实施方式中，在将正极和负极叠合时，能够在正极与负极之间进一步配置隔膜。
图5是通过将正极和负极叠合而构成的第一实施方式的锂离子二次电池元件的剖视图。在图5中，1是表示正极的附图标记，2是表示负极的附图标记，3是表示隔膜的附图标记，151是表示正极集电体的附图标记，152是表示正极活性物质层的附图标记，153是表示正极活性物质涂布部的附图标记，154是表示正极活性物质未涂布部的附图标记，251是表示负极集电体的附图标记，252是表示负极活性物质层的附图标记，253是表示负极活性物质涂布部的附图标记，254是表示负极活性物质未涂布部的附图标记。另外，在图5中，以正极1、隔膜3以及负极2相互分离的方式表示。这是为了容易理解地说明各构件的措施。在实际的锂离子二次电池元件中，这些构件以相互接触的方式叠合。另一方面，图6A是从A方向观察图5的锂离子二次电池元件的平面图。图6B是从B方向观察该锂离子二次电池元件的平面图。在图6A和图6B中，1是表示正极的附图标记，2是表示负极的附图标记，3是表示隔膜的附图标记，161是表示正极集电体的附图标记，162是表示正极活性物质层的附图标记，163是表示正极活性物质涂布部的附图标记，164是表示正极活性物质未涂布部的附图标记，261是表示负极集电体的附图标记，262是表示负极活性物质层的附图标记，263是表示负极活性物质涂布部的附图标记，264是表示负极活性物质未涂布部的附图标记。
如图6A所示，正极1的正极活性物质未涂布部164位于沿着矩形的正极集电体161的短边的位置。而且，如图6B所示，负极2的负极活性物质未涂布部264也位于沿着矩形的负极集电体261的短边的位置。通过将图6A的正极1和图6B的负极2叠合，从而构成图5中的电池元件。在图6A和图6B中，以正极1的大致矩形的正极活性物质层162和负极2的大致矩形的负极活性物质层262相互大致重叠的方式将正极1和负极2叠合。即，在图6A和图6B中，以正极活性物质层162的短边和负极活性物质层262的短边相互大致重叠的方式将正极1和负极2叠合。另外，正极1的正极活性物质未涂布部164和负极2的负极活性物质未涂布部264以位于矩形的相对的边的方式叠合。即，位于沿着正极1的正极集电体161的短边的位置的正极活性物质未涂布部164和位于沿着负极2的负极集电体261的短边的位置的负极活性物质未涂布部264以位于互为相对的短边的方式叠合。也就是说，如图5所示，正极的正极活性物质未涂布部154面向附图时位于左侧。另一方面，负极的负极活性物质未涂布部254面向附图时位于右侧。
在实施方式中，负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部优选位于比与负极活性物质未涂布部相邻的正极集电体周缘部靠负极集电体的周缘侧的位置。负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部位于比与负极活性物质未涂布部相邻的正极集电体周缘部靠负极集电体的周缘侧的位置的表述是指，负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部(即，负极活性物质涂布部的端)位于比与负极叠合并相邻的正极的正极集电体周缘部靠负极集电体的周缘侧(即，负极集电体的外侧)的位置。另外，在本说明书中，“相邻”的表述是指，两个构件以相邻配置的方式重叠的情况，也包括两者不接触的情况。即，即使在配置为相邻的两个构件之间隔着其他构件的情况下，有时也使用两个构件相邻的表述。
并且，在实施方式中，负极活性物质层平坦部与负极活性物质层薄壁部之间的分界部优选位于比与负极活性物质未涂布部相邻的正极集电体周缘部靠负极集电体的中央侧的位置。负极活性物质层平坦部与负极活性物质层薄壁部之间的分界部位于比与负极活性物质未涂布部相邻的正极集电体周缘部靠负极集电体的中央侧的位置的表述是指，负极活性物质层平坦部与负极活性物质层薄壁部之间的分界部(即，成为负极活性物质层的厚度发生变化的分界的部分)位于比与负极叠合并相邻的正极的正极集电体周缘部靠负极集电体的中心侧(即，负极集电体的内侧)的位置。
并且，在实施方式中，优选的是，负极活性物质层薄壁部的密度与负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比负极活性物质层平坦部的密度小。即，优选的是，负极活性物质层薄壁部的密度与负极活性物质层平坦部的密度相同，或者，在它们存在不同的情况下，负极活性物质层薄壁部的密度较小。如先前所述，在现有技术(例如国际公开2015-129320号)中提出的电极中，为了抑制电极由于粘贴在电极端部的绝缘构件而成为局部隆起的形状，在活性物质涂布部的外周部设有厚度较薄且密度较高的高密度部分。通常，为了抑制在锂离子二次电池的充放电中金属锂在负极析出，以负极的容量比正极的容量大的方式设计锂离子二次电池元件的结构。即，通常，进行负极活性物质层的面积比正极活性物质层的面积大的设计。在这样的结构中，必然产生负极活性物质层的始端部与正极集电体的正极活性物质未涂布部相邻的部分。在该部分设有用于抑制金属锂的析出的绝缘构件。在该情况下，电极的端部成为隆起的形状。因此，为了抑制成为隆起的形状，提出国际公开2015-129320号的技术。
在国际公开2015-129320号中，认为与设于正极的绝缘构件相邻且重叠的负极部分实质上不参与电池的工作。因此，为了使锂离子不进入该部分，在负极的外周部分设有高密度部分。不过，若设置这样的高密度部分，则该部分几乎不参与电池的工作。因此，这与增大负极的面积并提高电池的能量密度的意图相反。
在本公开的实施方式中，如上所述，使负极活性物质层薄壁部的密度与负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比负极活性物质层平坦部的密度小。通过像这样做，在锂离子二次电池充电时，从正极朝向负极移动的锂离子到达负极，不会在负极表面析出金属锂，而在负极活性物质层内部呈放射状扩散。此时，锂离子也在负极活性物质薄壁部的部分扩散。因此，负极活性物质薄壁部也实质上参与电池的工作。设于与负极相邻的正极上的正极活性物质层的面积设为不超过负极活性物质层的面积即可，也可以不缩小所需程度以上。也就是说，能够在正极活性物质层始端部不比负极活性物质层始端部靠周缘侧的范围内扩大正极活性物质层的面积。像这样，在本实施方式中，也可以不使正极活性物质层的面积缩小所需程度以上。因此，能够增大使用了本实施方式的锂离子二次电池元件的锂离子二次电池的容量。
图7是通过将正极和负极叠合而构成的第一实施方式的锂离子二次电池元件的剖视图。在图7中，1是表示正极的附图标记，2是表示负极的附图标记，3是表示隔膜的附图标记，171是表示正极集电体的附图标记，172是表示正极活性物质层的附图标记，173是表示正极活性物质涂布部的附图标记，174是表示正极活性物质未涂布部的附图标记，175是表示正极活性物质层薄壁部的附图标记，176是表示正极活性物质层平坦部的附图标记，177是表示正极集电体周缘部的附图标记，271是表示负极集电体的附图标记，272是表示负极活性物质层的附图标记，273是表示负极活性物质涂布部的附图标记，274是表示负极活性物质未涂布部的附图标记，275是表示负极活性物质层薄壁部的附图标记，276是表示负极活性物质层平坦部的附图标记，277是表示负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部的附图标记，278是表示负极活性物质层平坦部与负极活性物质层薄壁部之间的分界部的附图标记。另外，在图7中，以正极1、隔膜3以及负极2相互分离的方式表示。这是为了容易理解地说明各构件的措施。在实际的锂离子二次电池元件中，这些构件以相互接触的方式叠合。
如图7所示，负极活性物质涂布部273与负极活性物质未涂布部274之间的分界部277位于比正极1的与负极活性物质未涂布部274相邻的正极集电体周缘部177靠负极集电体271的周缘侧(面向图7时的右侧)的位置。负极活性物质层平坦部276与负极活性物质层薄壁部275之间的分界部278位于比正极1的与负极活性物质未涂布部274相邻的正极集电体周缘部177靠负极集电体271的中央侧(面向图7时的左侧)的位置。此时，负极活性物质层薄壁部275的密度与负极活性物质层平坦部276的密度相同，或者比负极活性物质层平坦部276的密度小。通过将这样的负极2与正极1以上述位置关系叠合，从而构成第一实施方式的锂离子二次电池元件。
图10是表示以实现正极活性物质未涂布部与负极活性物质涂布部相邻这样的位置关系的方式将正极和负极叠合的情况下的第一实施方式的锂离子二次电池元件的剖视图。
在图10中，1是表示正极的附图标记，2是表示负极的附图标记，3是表示隔膜的附图标记，1101是表示正极集电体的附图标记，1102是表示正极活性物质层的附图标记，1103是表示正极活性物质涂布部的附图标记，1104是表示正极活性物质未涂布部的附图标记，1105是表示正极活性物质层薄壁部的附图标记，1106是表示正极活性物质层平坦部的附图标记，1107是表示正极集电体周缘部的附图标记，1108是表示绝缘构件的附图标记，2101是表示负极集电体的附图标记，2102是表示负极活性物质层的附图标记，2103是表示负极活性物质涂布部的附图标记，2104是表示负极活性物质未涂布部的附图标记，2105是表示负极活性物质层薄壁部的附图标记，2106是表示负极活性物质层平坦部的附图标记，2107是表示负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部的附图标记，2108是表示负极活性物质层平坦部与负极活性物质层薄壁部之间的分界部的附图标记。
在第一实施方式的锂离子二次电池元件中，在以如图10所示成为正极活性物质未涂布部1104与负极活性物质涂布部2103相邻的位置关系的方式将正极1和负极2叠合的情况下，优选以覆盖正极活性物质未涂布部1104的至少局部的方式设置绝缘构件1108。在正极活性物质未涂布部1104与负极活性物质涂布部2103相邻的情况下，在它们相邻的区域，有可能引起短路。这有可能增大该部分的发热量。因此，为了尽可能抑制这样的情况的发生，如图10所示，有时设置绝缘构件1108。绝缘构件1108例如能够通过在正极活性物质未涂布部1104的至少局部粘贴包含聚烯烃膜和设于该膜的粘合层的粘合带或者涂布氧化铝等绝缘性材料来设置。另外，如后所述，绝缘构件1108也可以在形成正极活性物质层薄壁部1105和正极活性物质层平坦部1106之后设置。或者，也可以在正极集电体1101的预定位置先设置绝缘构件1108，以正极活性物质层薄壁部1105的局部覆盖绝缘构件1108的方式形成正极活性物质层薄壁部1105和正极活性物质层平坦部1106。
说明本公开的另一实施方式。第二实施方式的锂离子二次电池元件包含正极。正极包含正极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质。在此，正极集电体具有涂布有正极活性物质的大致矩形的正极活性物质涂布部和未涂布正极活性物质的正极活性物质未涂布部。通过在正极活性物质涂布部涂布正极活性物质而形成正极活性物质层。正极活性物质未涂布部位于沿着正极集电体的周缘部的至少局部的位置。并且，正极活性物质层具有正极活性物质层薄壁部和正极活性物质层平坦部。正极还具有覆盖正极活性物质未涂布部的至少局部的绝缘构件。
在实施方式中，正极是薄板状或者片状的电池构件。正极是通过在金属箔等正极集电体涂布或者轧制正极活性物质层并将其干燥而形成的。即，正极包括正极集电体和包含涂布于正极集电体的两面的正极活性物质的正极活性物质层。在本说明书中，说到“正极活性物质”时，有时是指，承担电池的导电的正极活性物质、粘合剂、必要情况下所使用的导电助剂的混合物。正极活性物质在从各个面侧观察正极集电体的两个面时，不需要涂布于正极集电体的整个表面，至少涂布于其局部即可。优选的是，正极集电体具有涂布有正极活性物质的大致矩形的正极活性物质涂布部和未涂布正极活性物质的正极活性物质未涂布部。
在实施方式中，正极活性物质以具有大致相同的形状的方式涂布的表述是指：在从各个面侧观察正极集电体的两个面时，正极活性物质配置为大致相同的形状；以及在观察正极的截面时，以正极集电体为界，正极活性物质配置为大致对称的形状。
正极活性物质层也可以包含正极活性物质的厚度较薄的正极活性物质层薄壁部和正极活性物质以大致均匀的厚度涂布的正极活性物质层平坦部。正极活性物质层薄壁部和正极活性物质层平坦部也可以位于正极活性物质层的任意的部位。例如，正极活性物质层薄壁部能够位于正极活性物质层的周缘部。可以是，随着朝向正极活性物质涂布部与正极活性物质未涂布部之间的分界部去，正极活性物质层的厚度逐渐变小。即，正极活性物质层薄壁部也可以形成为，随着朝向正极活性物质涂布部与正极活性物质未涂布部之间的分界部去，正极活性物质层的厚度逐渐变小。另外，正极活性物质层的形状为大致矩形。在此，“大致矩形”的表述是指，在从各个面侧观察正极集电体的两个面时，正极活性物质层的形状为四边形(长方形、正方形、菱形或者平行四边形等)。
在实施方式中，能够以覆盖正极活性物质未涂布部的至少局部的方式设置绝缘构件。在正极活性物质未涂布部与负极活性物质涂布部相邻的情况下，在它们相邻的区域，有时会引起短路。这有可能增大该部分的发热量。因此，为了尽可能抑制这样的情况的发生，有时设置绝缘构件。作为绝缘构件，例如能够使用包含聚烯烃膜和设于该膜的粘合层的粘合带。
实施方式的锂离子二次电池元件包含负极。负极包含负极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质。在此，负极集电体具有涂布有负极活性物质的与上述正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形的负极活性物质涂布部、和未涂布负极活性物质的负极活性物质未涂布部。通过在负极活性物质涂布部涂布负极活性物质而形成负极活性物质层。负极活性物质未涂布部位于沿着负极集电体的周缘部的至少局部的位置。并且，负极活性物质层具有负极活性物质层薄壁部和负极活性物质层平坦部。
在实施方式中，负极是薄板状或者片状的电池构件。负极是通过在金属箔等负极集电体涂布或者轧制负极活性物质层并将其干燥而形成的。即，负极包括负极集电体和包含涂布于负极集电体的两面的负极活性物质的负极活性物质层。在本说明书中，“负极活性物质”的表述有时是指，承担电池的导电的负极活性物质、粘合剂、必要情况下所使用的导电助剂的混合物。负极活性物质在从各个面侧观察负极集电体的两个面时，不需要涂布于负极集电体的整个表面，至少涂布于其局部即可。优选的是，负极集电体具有涂布有负极活性物质的大致矩形的负极活性物质层和未涂布负极活性物质的负极活性物质未涂布部。
在实施方式中，负极活性物质以具有大致相同的形状的方式涂布的表述是指：在从各个面侧观察负极集电体的两个面时，负极活性物质配置为大致相同的形状；以及在观察负极的截面时，以负极集电体为界，负极活性物质配置为大致对称的形状。
负极活性物质层也可以包含负极活性物质的厚度较薄的负极活性物质层薄壁部和负极活性物质以大致均匀的厚度涂布的负极活性物质层平坦部。负极活性物质层薄壁部和负极活性物质层平坦部也可以位于负极活性物质层的任意的部位。例如，负极活性物质层薄壁部能够位于负极活性物质层的周缘部。可以是，随着朝向负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部去，负极活性物质层的厚度逐渐变小。即，负极活性物质层薄壁部也可以形成为，随着朝向负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部去，负极活性物质层的厚度逐渐变小。另外，负极活性物质层的形状为大致矩形。在此，“大致矩形”的表述是指，在从各个面侧观察负极集电体的两个面时，负极活性物质层的形状为四边形(长方形、正方形、菱形或者平行四边形等)。
实施方式的锂离子二次电池元件以上述正极的大致矩形的正极活性物质层和上述负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将正极和负极叠合。“以正极的大致矩形的正极活性物质层和负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将正极和负极重叠”的表述是指，以大致矩形的正极活性物质层的各边和大致矩形的负极活性物质层的各边大致重叠的方式将正极和负极重叠。例如，在正极活性物质层的形状为长方形的情况下，负极活性物质层的形状为与其大致相同的长方形。能够以正极活性物质层的长方形的长边和负极活性物质层的长边相互大致重叠的方式将正极和负极重叠。在此，正极活性物质层的形状和负极活性物质层的形状不需要丝毫不差严格相同。另外，也不需要以正极活性物质层和负极活性物质层丝毫不差严格重叠的方式将正极和负极重叠。正极活性物质层的矩形与负极活性物质层的矩形为大致相同的形状即可，正极活性物质层和负极活性物质层大致重叠即可。
在本实施方式中，优选以正极的正极活性物质未涂布部和负极的负极活性物质未涂布部位于矩形的相同的边的方式将正极和负极叠合。以正极活性物质未涂布部和负极活性物质未涂布部位于矩形的相同的边的方式将正极和负极叠合的表述是指，例如在正极活性物质未涂布部位于正极活性物质层的矩形的短边侧的情况下，负极活性物质未涂布部位于负极活性物质层的矩形的相同的短边侧。详细情况使用附图之后叙述。
另外，在本实施方式中也是，在将正极和负极叠合时，能够在正极与负极之间进一步配置隔膜。
在实施方式中，负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部优选位于与绝缘构件相邻的位置。负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部位于与绝缘构件相邻的位置的表述是指，负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部(即，负极活性物质涂布部的端)配置为，与覆盖正极的与该分界部相邻的正极活性物质未涂布部的至少局部的绝缘构件重叠。
在实施方式中，负极活性物质层薄壁部与负极活性物质层平坦部之间的分界部优选位于与正极活性物质层平坦部相邻的位置。负极活性物质层薄壁部与负极活性物质层平坦部之间的分界部位于与正极活性物质层平坦部相邻的位置的表述是指，负极活性物质层薄壁部与负极活性物质层平坦部之间的分界部(即，成为负极活性物质层的厚度发生变化的分界的部分)配置为，与正极的正极活性物质层中的正极活性物质层平坦部重叠。
并且，在实施方式中，优选的是，负极活性物质层薄壁部的密度与负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比负极活性物质层平坦部的密度小。即，优选的是，负极活性物质层薄壁部的密度与负极活性物质层平坦部的密度相同，或者，在它们存在不同的情况下，负极活性物质层薄壁部的密度较小。
在第二实施方式中，能够使用图1和图2所示的形状的正极1，并且使用图3和图4所示的形状的负极2。
图8是通过将上述正极和负极叠合而构成的第二实施方式的锂离子二次电池元件的剖视图。在图8中，1是表示正极的附图标记，2是表示负极的附图标记，3是表示隔膜的附图标记，181是表示正极集电体的附图标记，182是表示正极活性物质层的附图标记，183是表示正极活性物质涂布部的附图标记，184是表示正极活性物质未涂布部的附图标记，185是表示正极活性物质层薄壁部的附图标记，186是表示正极活性物质层平坦部的附图标记，187是表示绝缘构件的附图标记，281是表示负极集电体的附图标记，282是表示负极活性物质层的附图标记，283是表示负极活性物质涂布部的附图标记，284是表示负极活性物质未涂布部的附图标记，285是表示负极活性物质层薄壁部的附图标记，286是表示负极活性物质层平坦部的附图标记。另外，在图8中，以正极1、隔膜3以及负极2相互分离的方式表示。这是为了容易理解地说明各构件的措施。在实际的锂离子二次电池元件中，这些构件以相互接触的方式叠合。另一方面，图9A是从A方向观察图8的锂离子二次电池元件的平面图。图9B是从B方向观察该锂离子二次电池元件的平面图。在图9A和图9B中，1是表示正极的附图标记，2是表示负极的附图标记，191是表示正极集电体的附图标记，192是表示正极活性物质层的附图标记，194是表示正极活性物质未涂布部的附图标记，197是表示绝缘构件的附图标记，291是表示负极集电体的附图标记，292是表示负极活性物质层的附图标记，294是表示负极活性物质未涂布部的附图标记。
首先，如图9A所示，正极1的正极活性物质未涂布部194位于沿着矩形的正极集电体191的短边的位置。而且，如图9B所示，负极2的负极活性物质未涂布部294也位于沿着矩形的负极集电体291的短边的位置。而且，以正极1的正极活性物质未涂布部194和负极2的负极活性物质未涂布部294位于矩形的相同的边(面向图9A时的左侧)的方式将正极1和负极2叠合。
在图8中，如上所述，正极的正极活性物质未涂布部184面向图8时位于左侧。负极的负极活性物质未涂布部284也是面向图8时位于左侧。负极活性物质涂布部283与负极活性物质未涂布部284之间的分界部287(即，负极活性物质涂布部283的端)位于与绝缘构件187相邻的位置。而且，负极活性物质层薄壁部285与负极活性物质层平坦部286之间的分界部288(即，成为负极活性物质层282的厚度发生变化的分界的部分)位于与正极活性物质层平坦部183相邻的位置。此时，负极活性物质层薄壁部285的密度与负极活性物质层平坦部286的密度相同，或者比负极活性物质层平坦部286的密度小。通过将这样的负极2与正极1以上述位置关系叠合，从而构成第二方式的锂离子二次电池元件。
能够使用上述各实施方式的锂离子二次电池元件，得到锂离子二次电池。本公开的另一实施方式是具有外装体和包含在该外装体的内部的发电要素的锂离子二次电池，该发电要素包括上述所有实施方式的锂离子二次电池元件和电解液。
在此，详细说明所有实施方式的锂离子二次电池元件以及构成这些锂离子二次电池的构件。能够在所有实施方式中使用的正极是涂布有正极活性物质的正极。正极具有正极活性物质层。正极活性物质层是通过将包含正极活性物质、粘合剂以及根据情况使用的导电助剂的正极活性物质混合物涂布或者轧制于由铝箔等金属箔形成的正极集电体、并将该正极活性物质混合物干燥而得到的。正极活性物质层优选具有包含空孔的多孔质形状或者微孔质形状。在各实施方式中，正极活性物质层优选包含锂·镍系复合氧化物作为正极活性物质。锂·镍系复合氧化物是指，由通式LixNiyMe(1-y)O2(在此，Me是从由Al、Mn、Na、Fe、Co、Cr、Cu、Zn、Ca、K、Mg以及Pb构成的组中选择的至少1种金属。)表示的含有锂和镍的过渡金属复合氧化物。
正极活性物质层能够包含锂·锰系复合氧化物作为正极活性物质。作为锂·锰系复合氧化物，例如能够列举出锯齿层状构造的锰酸锂(LiMnO2)和尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)。通过组合使用锂·锰系复合氧化物，能够更廉价地制作正极。特别是，优选使用在过充电状态下的晶体结构的稳定度的方面优异的尖晶石型的锰酸锂(LiMn2O4)。在作为正极活性物质包含锂·锰系正极活性物质的情况下，锂·锰系正极活性物质的含量相对于正极活性物质的重量优选为70重量％以下，更优选为30重量％以下。在使用混合正极的情况下，若正极活性物质中所包含的锂·锰系复合氧化物的量过多，则容易在可能混入到电池内的来自金属异物的析出物与混合正极之间形成部分电池。因此，短路电流容易流动。
正极活性物质层特别优选包含由通式LixNiyCozMn(1-y-z)O2表示的具有层状晶体结构的锂镍锰钴复合氧化物作为正极活性物质。在此，通式中的x为1≤x≤1.2，y和z是满足y+z<1的正数。另外，y的值为0.5以上。另外，若锰的比例变大，则难以合成单相的复合氧化物。因此，期望的是，1-y-z≤0.4。为了得到高容量的电池，特别优选为y>1-y-z，y>z。具有该通式的锂·镍系复合氧化物即为锂·镍·钴·锰复合氧化物(以下，有时称为“NCM”。)。NCM是为了谋求电池的高容量化而适宜使用的锂·镍系复合氧化物。例如，在通式LixNiyCozMn(1.0-y-z)O2中，将x＝1、y＝0.8、z＝0.1的复合氧化物称为“NCM811”，将x＝1、y＝0.5、z＝0.2的复合氧化物称为“NCM523”。
作为正极活性物质层所使用的粘合剂，能够使用聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氟乙烯(PVF)等氟树脂、聚苯胺类、聚噻吩类、聚乙炔类以及聚吡咯类等导电性聚合物、丁苯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、氯丁二烯橡胶(CR)、异戊二烯橡胶(IR)以及丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)等合成橡胶或者羧甲基纤维素(CMC)、黄原胶、瓜尔胶以及果胶等多糖类。
作为根据情况正极活性物质层所使用的导电助剂，可列举出碳纳米纤维等碳纤维、乙炔黑和科琴黑等炭黑、活性炭、石墨、中孔碳、富勒烯类以及碳纳米管等碳材料。此外，正极活性物质层能够适当使用增稠剂、分散剂以及稳定剂等为了形成电极通常所使用的电极添加剂。
如上所述，在正极活性物质层优选设置未涂布正极活性物质的未涂布部。正极集电体上的正极活性物质未涂布部特别是为了连接正极引线而设置的。正极活性物质层也可以以均匀的厚度设置。正极活性物质层的厚度也能够根据涂布的部位而变化。正极活性物质层优选具有随着朝向正极活性物质涂布部与正极活性物质未涂布部之间的分界部去而正极活性物质层的厚度变小的部分即正极活性物质层薄壁部以及正极活性物质层平坦部。而且，根据情况，也可以以覆盖像这样设置的正极活性物质层薄壁部的至少局部和正极活性物质未涂布部的至少局部的方式设置绝缘构件。在锂离子二次电池元件具有正极活性物质未涂布部与负极活性物质涂布部相邻的构造的情况(例如，上述的第二实施方式的锂离子二次电池元件的情况)下，在它们相邻的区域，有可能引起短路。这有可能增大该部分的发热量。因此，为了尽可能抑制这样的情况的发生，有时设置绝缘构件。作为绝缘构件，能够使用包含聚烯烃膜和设于该膜的粘合层的粘合带。
能够在所有实施方式中使用的负极是涂布有负极活性物质混合物的负极。负极具有负极活性物质层。负极活性物质层是通过将包含负极活性物质、粘合剂以及根据情况使用的导电助剂的负极活性物质混合物涂布或者轧制于由铜箔等金属箔构成的负极集电体、并将该负极活性物质混合物干燥而得到的。负极活性物质层优选具有包含空孔的多孔质形状或者微孔质形状。在各实施方式中，负极活性物质包含石墨。特别地，若在负极活性物质层中含有石墨，则具有即使在电池的剩余容量(SOC)较低时，也能够提高电池的输出的优点。石墨为六方晶系六边形板状结晶的碳材料，有时称为黑铅或者graphite等。石墨优选为颗粒的形态。
石墨有天然石墨和人造石墨。天然石墨能够廉价地大量取得，具有稳定的构造，耐久性优异。人造石墨是指人工生产的石墨。人造石墨具有较高的纯度(几乎不包含同素异形体等杂质)，因此具有较小的电阻。作为实施方式的碳材料，能够合适地使用天然石墨和人造石墨。作为实施方式的碳材料，也能够使用具有由无定形碳形成的包覆层的天然石墨和具有由无定形碳形成的包覆层的人造石墨。
无定形碳是指，具有微晶无规地形成网络的构造且整体上为非晶质的碳材料。无定形碳也可以局部地具有类似于石墨的构造。作为无定形碳，可列举出炭黑、焦炭、活性炭、碳纤维、硬碳、软碳以及中孔碳等。
这些负极活性物质也可以根据情况混合使用。另外，也能够使用由无定形碳包覆的石墨。若使用同时包含石墨颗粒和无定形碳颗粒的混合碳材料作为负极活性物质，则电池的再生性能提高。若使用具有由无定形碳形成的包覆层的天然石墨颗粒或者具有由无定形碳形成的包覆层的人造石墨作为负极活性物质的碳材料，则抑制电解液的分解，因此负极的耐久性提高。
在使用人造石墨的情况下，人造石墨优选具有0.337nm以上的层间距离d值(d002)。人造石墨的晶体构造通常比天然石墨的晶体构造薄。在使用人造石墨作为锂离子二次电池用负极活性物质的情况下，优选的是人造石墨具有能够插入锂离子的层间距离。锂离子的能够插入和脱出的层间距离能够以d值(d002)估计。若d值为0.337nm以上，则没有问题地进行锂离子的插入和脱出。
作为负极活性物质，只要能够吸收并放出锂离子，就没有特别限定，能够使用公知的负极活性物质。作为负极活性物质的具体例，除了上述这样的石墨(天然石墨、人造石墨等)、焦炭、硬碳等碳材料之外，还可列举出锂-铝合金、锂-铅合金以及锂-锡合金等锂合金、锂金属、Si以及SnO2、SnO、TiO2、SiO、Li4Ti5O12等与正极活性物质相比具有低电位的金属氧化物。它们能够将一种或者二种以上混合使用。
其中，通过组合使用包含Li金属、Si、Sn、Al等能够与Li形成合金的金属、或者能够吸收并放出锂离子的金属氧化物的负极活性物质和上述各实施方式的正极，能够得到更大的能量密度提高的效果。作为能够吸收并放出锂离子的金属氧化物，例如包括Si氧化物(SiOx(0<x≤2))、包含Si以及除Si之外的其他金属元素(例如，Li、B、Mg、Na、Al、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等)的Si复合氧化物、Sn氧化物、包含Sn以及除Sn之外的其他金属元素的Sn复合氧化物。这些负极活性物质也可以与碳材料一起形成复合体。另外，这些负极活性物质也可以由碳材料包覆。这些负极活性物质的含量没有特别限定。但是，从高能量密度化的观点出发，这些负极活性物质的含量在负极活性物质中通常为5重量％以上，优选为10重量％以上，更优选为20重量％以上，进一步优选为40重量％以上。
作为负极活性物质层所使用的粘合剂，能够使用聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)以及聚氟乙烯(PVF)等氟树脂、聚苯胺类、聚噻吩类、聚乙炔类以及聚吡咯类等导电性聚合物、丁苯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、氯丁二烯橡胶(CR)、异戊二烯橡胶(IR)以及丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)等合成橡胶、以及羧甲基纤维素(CMC)、黄原胶、瓜尔胶以及果胶等多糖类。
作为根据情况负极活性物质层所使用的导电助剂，可列举出碳纳米纤维等碳纤维、乙炔黑和科琴黑等炭黑、以及活性炭、中孔碳、富勒烯类以及碳纳米管等碳材料。此外，负极活性物质层能够适当使用增稠剂、分散剂、稳定剂等为了形成电极通常所使用的电极添加剂。
如上所述，在负极活性物质层优选设置未涂布负极活性物质的未涂布部。负极集电体上的负极活性物质未涂布部特别是为了连接负极引线而设置的。负极活性物质层的厚度能够根据涂布的部位而变化。可以是，负极活性物质层具有随着朝向负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部去而负极活性物质层的厚度变小的部分即负极活性物质层薄壁部以及负极活性物质层平坦部。
能够在所有实施方式中使用的正极和负极具有电极集电体和配置于该电极集电体的先前说明的包含正极活性物质或者负极活性物质的电极活性物质层。各电极活性物质层的平坦部的厚度对于每个单面优选为10μm～100μm，更优选为50μm～80μm。若各电极活性物质层的平坦部的厚度过小，则可能难以形成均匀的电极活性物质层。另一方面，若各电极活性物质层的平坦部的厚度过大，则高速下的充放电性能可能会降低。另外，优选的是，在负极活性物质层的整个表面，负极活性物质层的厚度比隔着隔膜相邻的正极活性物质层的厚度大。
在所有实施方式的锂离子二次电池元件中，能够根据情况使用隔膜。作为隔膜，例如能够使用聚烯烃膜。聚烯烃是指，通过使乙烯、丙烯、丁烯、戊烯以及己烯等a-烯烃聚合或者共聚而得到的化合物。作为聚烯烃，例如能够列举出聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯、聚己烯以及它们的共聚物。在使用聚烯烃膜作为隔膜的情况下，聚烯烃膜优选为具有在电池温度上升时封闭的空孔的构造的聚烯烃膜，即多孔质或者微多孔质的聚烯烃膜。聚烯烃膜通过具有这样的构造，从而即使万一电池温度上升，隔膜也能够封闭(关闭)，切断离子流。即，在单轴拉伸聚烯烃膜中，在电池加热时收缩，孔被堵塞。因此，单轴拉伸聚烯烃膜能够抑制正负极间的短路。为了发挥关闭效果，非常优选使用多孔质的聚乙烯膜作为隔膜。
另外，能够使用交联的膜作为隔膜。多孔质或者微孔质的聚烯烃膜具有在加热时收缩的性质，因此在电池过热时收缩而关闭。然而，若膜的热收缩率过大，则膜的面积会较大程度地发生变化。这也反而可能成为产生大电流的流动的原因。交联的聚烯烃膜具有适当的热收缩率，因此即使在过热时，也能够不使面积大幅变化，仅以堵塞孔的程度发生收缩。
在所有实施方式中使用的隔膜也可以在该隔膜的单面或者两面具有耐热性微粒层。此时，为了抑制电池的过热而设置的耐热性微粒层具有150℃以上的耐热温度，由对电化学反应稳定的无机微粒构成。作为这样的无机微粒，能够列举出二氧化硅、氧化铝(α-氧化铝、β-氧化铝、θ-氧化铝)、氧化铁、二氧化钛、钛酸钡以及氧化锆等无机氧化物、以及勃姆石、沸石、磷灰石、高岭土、尖晶石、云母以及莫来石等矿物。
上述正极、隔膜以及负极均具有独立的片的形状。在将隔膜叠合的情况下，通过以在正极与负极之间隔着隔膜的方式进行配置，从而能够形成锂离子二次电池元件。
通过利用电解液浸渍这样的锂离子二次电池元件，之后利用外装体密封锂离子二次电池元件，从而能够形成锂离子电池。密封的表述是指，锂离子二次电池元件的至少局部利用比较柔软的外装体材料包住，以不与外部气体接触。锂离子二次电池的外装体是具有阻气性并能够密封锂离子二次电池元件的壳体或者由柔软的材料构成的袋形状的外装体。作为外装体，能够合适地使用铝罐以及铝箔与聚丙烯等的层叠体即铝层压片等。锂离子二次电池的形态也可以是硬币型电池、层压型电池以及卷绕型电池等各种形态。
电解液是使离子性物质溶解于溶剂而成的具有导电性的溶液。作为电解液，在所有实施方式中，特别能够使用非水电解液。包含通过将正极和负极叠合并根据情况配置隔膜而形成的层叠物以及电解液的锂离子二次电池元件是电池的主构成构件的一个单位。通常，多个正极和多个负极隔着多个隔膜叠合而形成的层叠物浸渍于电解液。能够在本说明书的所有实施方式中使用的电解液优选为非水电解液。该电解液优选为包含碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)，碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二正丙酯、碳酸二叔丙酯、碳酸二正丁酯、碳酸二异丁酯以及碳酸二叔丁酯等链状碳酸酯、碳酸亚丙酯(PC)和碳酸亚乙酯(EC)等环状碳酸酯的混合物。电解液是通过在这样的碳酸酯混合物中溶解六氟磷酸锂(LiPF6)、硼氟化锂(LiBF4)以及高氯酸锂(LiClO4)等锂盐而形成的。
电解液除此之外也可以包含与上述环状碳酸酯不同的环状碳酸酯化合物作为添加剂。作为用作添加剂的环状碳酸酯，可列举出碳酸亚乙烯酯(VC)。另外，也可以使用具有卤素的环状碳酸酯化合物作为添加剂。这些环状碳酸酯也是在电池的充放电过程中形成正极以及负极的保护覆膜的化合物。添加剂特别优选的是，能够抑制上述二磺酸化合物或二磺酸酯化合物这样的含硫的化合物对含有锂·镍系复合氧化物的正极活性物质的攻击的化合物。作为具有卤素的环状碳酸酯化合物，能够列举出氟代碳酸乙烯酯(FEC)、二氟代碳酸乙烯酯、三氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、二氯代碳酸乙烯酯以及三氯代碳酸乙烯酯等。特别优选使用具有卤素且具有不饱和键的环状碳酸酯化合物即氟代碳酸亚乙酯。
另外，电解液也可以还包含二磺酸化合物作为添加剂。二磺酸化合物是指，在一个分子内具有两个磺基的化合物。二磺酸化合物包含磺基与金属离子一起形成盐的二磺酸盐化合物或者磺基形成酯的二磺酸酯化合物。二磺酸化合物的磺基的1个或者2个既可以与金属离子一起形成盐，也可以为阴离子的状态。作为二磺酸化合物的例子，可列举出甲烷二磺酸、1,2-乙烷二磺酸、1,3-丙烷二磺酸、1,4-丁烷二磺酸、苯二磺酸、萘二磺酸、联苯二磺酸以及它们的盐(甲烷二磺酸锂、1,2-乙烷二磺酸锂等)以及它们的阴离子(甲烷二磺酸阴离子、1,2-乙烷二磺酸阴离子等)。另外，作为二磺酸化合物，可列举出二磺酸酯化合物。作为二磺酸化合物，优选使用甲烷二磺酸、1,2-乙烷二磺酸、1,3-丙烷二磺酸、1,4-丁烷二磺酸、苯二磺酸、萘二磺酸以及联苯二磺酸的烷基二酯和芳基二酯等链状二磺酸酯、以及甲烷二磺酸亚甲酯、甲烷二磺酸亚乙酯以及甲烷二磺酸亚丙酯等环状二磺酸酯。特别优选使用亚甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)。
通过将上述正极以及负极隔着隔膜叠合而形成层叠物，并且通过将该层叠物与上述电解液一起封入到外装体内部，从而能够形成锂离子二次电池。作为外装体的材料，只要是使电解液难以向外部浸出的材料，就也可以使用任何材料。作为外装体的材料，能够使用在最外层具有聚酯、聚酰胺以及液晶性聚合物等耐热性的保护层、并且在最内层具有由热塑性树脂构成的密封层的层压膜。构成最内层的密封层的热塑性树脂包括聚乙烯、聚丙烯、离聚物以及马来酸改性聚乙烯等酸改性聚乙烯、马来酸改性聚丙烯等酸改性聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚间苯二甲酸乙二醇酯(PEI)、PET与PEN的共混物、PET与PEI的共混物、聚酰胺树脂、聚酰胺树脂与PET的共混物以及含亚二甲苯基的聚酰胺与PET的共混物等。外装体也可以是通过将1张或者多张层压膜组合并粘接或者熔接，进一步多层化而形成的。作为阻气性金属层，能够使用铝、锡、铜、镍以及不锈钢。金属层的厚度优选为30μm～50μm。作为外装体的材料，特别优选使用铝箔与聚乙烯或者聚丙烯等聚合物的层叠体即铝层压体。
接下来说明锂离子二次电池元件的制造方法。本公开的第一实施方式的锂离子二次电池元件的制造方法是将正极和负极叠合而制造锂离子二次电池元件的方法，该正极包含正极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质，该负极包含负极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质。
在该制造方法中，首先，将包含正极活性物质和溶剂的含有正极活性物质的浆料从正极集电体的局部向预定的一方向连续地涂布。由此，设置正极活性物质涂布部和正极活性物质未涂布部。在此，正极活性物质涂布部为大致矩形。关于正极活性物质未涂布部，以位于沿着正极集电体的周缘部的至少局部的位置的方式配置。接下来，通过以预定的压力大致均匀地对正极活性物质涂布部整体加压，从而同时形成正极活性物质层薄壁部和正极活性物质层平坦部。由此，得到正极。
接下来，将包含负极活性物质和溶剂的含有负极活性物质的浆料从负极集电体的局部向预定的一方向连续地涂布。由此，设置负极活性物质涂布部和负极活性物质未涂布部。在此，负极活性物质涂布部是与该正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形。关于负极活性物质未涂布部，以位于沿着负极集电体的周缘部的至少局部的位置的方式配置。接下来，通过以预定的压力大致均匀地对负极活性物质涂布部整体加压，从而同时形成负极活性物质层薄壁部和负极活性物质层平坦部。由此，得到负极。在该负极中，负极活性物质层薄壁部的密度与负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比负极活性物质层平坦部的密度小。
接下来，以正极的大致矩形的正极活性物质层和负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将正极和该负极叠合。此时，以如下方式将正极和负极叠合：正极的正极活性物质未涂布部和负极的负极活性物质未涂布部位于矩形的相对的边，负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部位于比与负极活性物质未涂布部相邻的正极集电体周缘部靠负极集电体的周缘侧的位置，负极活性物质层平坦部与负极活性物质层薄壁部之间的分界部位于比与负极活性物质未涂布部相邻的正极集电体周缘部靠负极集电体的中央侧的位置。第一实施方式的锂离子二次电池元件能够通过至少执行以上的工序来制造。另外，在将正极和负极叠合时，也可以在正极与负极之间配置隔膜。
锂离子二次电池元件的制造方法包括首先得到正极的工序。首先，得到包含正极活性物质(如上所述，可以是包含正极活性物质以及根据情况使用的粘合剂和导电助剂等的正极活性物质混合物)和溶剂的含有正极活性物质的浆料。此时，作为溶剂，能够使用能够使正极活性物质分散的有机溶剂(例如，N-甲基吡咯烷酮)。
将得到的含有正极活性物质的浆料从正极集电体的局部朝向预定的一方向连续地涂布。优选使用能够将浆料涂布在平面上的棒涂机等机械，在正极集电体的平面上涂布含有正极活性物质的浆料。此时，从正极集电体的局部，例如在使用大致矩形的正极集电体的情况下从自矩形的一边稍微进入中心部的部分，开始涂布含有正极活性物质的浆料。能够从该部分朝向相对的边的方向连续地涂布含有正极活性物质的浆料。
如此，设置大致矩形的正极活性物质涂布部和位于沿着正极集电体的一边的位置的正极活性物质未涂布部。此时，含有正极活性物质的浆料的涂布开始端处的该浆料涂布量通常稍微变少，在其他部分涂布有大致同量的含有正极活性物质的浆料。接下来，以预定的压力大致均匀地对正极活性物质涂布部整体加压。之后，根据需要，实施干燥。由此，同时形成正极活性物质的涂布量少一些的正极活性物质层薄壁部和正极活性物质大致均匀地涂布的正极活性物质层平坦部。
锂离子二次电池元件的制造方法具有接着得到正极的工序实施的得到负极的工序。首先，得到包含负极活性物质(如上所述，可以是包含负极活性物质以及根据情况使用的粘合剂和导电助剂等的负极活性物质混合物)和溶剂的含有负极活性物质的浆料。此时，作为溶剂，能够使用能够使负极活性物质分散的有机溶剂(例如，N-甲基吡咯烷酮)。
将得到的含有负极活性物质的浆料从负极集电体的局部朝向预定的一方向连续地涂布。优选使用能够将浆料涂布在平面上的棒涂机等机械，在负极集电体的平面上涂布含有负极活性物质的浆料。此时，从负极集电体的局部，例如在使用大致矩形的负极集电体的情况下从自矩形的一边稍微进入中心部的部分，开始涂布含有负极活性物质的浆料。能够从该部分朝向相对的边的方向连续地涂布含有负极活性物质的浆料。
如此，设置大致矩形的负极活性物质涂布部和位于沿着负极集电体的一边的位置的负极活性物质未涂布部。此时，含有负极活性物质的浆料的涂布开始端处的该浆料涂布量通常稍微变少，在其他部分涂布有大致同量的含有负极活性物质的浆料。接下来，以预定的压力大致均匀地对负极活性物质涂布部整体加压。之后，根据需要，实施干燥。由此，同时形成负极活性物质的涂布量少一些的负极活性物质层薄壁部和负极活性物质大致均匀地涂布的负极活性物质层平坦部。
另外，含有负极活性物质的浆料的涂布量稍少的含有负极活性物质的浆料涂布开始端的压力比其他部分的压力小一些。因此，负极活性物质的涂布量少一些的负极活性物质层薄壁部的密度与负极活性物质大致均匀地涂布的负极活性物质层平坦部的密度相比，相同或者小一些。
另外，即使是上述以外的将含有正极活性物质的浆料涂布于正极集电体的方法以及将含有负极活性物质的浆料涂布于负极集电体的方法，只要是得到在本公开的各实施方式中使用的正极和负极的方法，就也能够适当地实施。
通过如此将得到的正极和负极叠合，得到锂离子二次电池元件。在将正极和负极叠合时，以正极的大致矩形的正极活性物质层和负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将正极和负极叠合。以大致矩形的正极活性物质层和大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将正极和负极叠合的表述是指，以大致矩形的正极活性物质层的各边和大致矩形的负极活性物质层的各边大致重叠的方式将正极和负极重叠。例如，在正极活性物质层的形状为长方形的情况下，负极活性物质层的形状为与其大致相同的长方形。以正极活性物质层的长方形的长边和负极活性物质层的长边相互大致重叠的方式将正极和负极重叠。在此，正极活性物质层的形状和负极活性物质层的形状不需要丝毫不差严格相同。另外，也不需要以正极活性物质层和负极活性物质层丝毫不差严格重叠的方式将正极和负极重叠。正极活性物质层的矩形与负极活性物质层的矩形为大致相同的形状即可，正极活性物质层和负极活性物质层大致重叠即可。
此时，以如下方式将正极和负极叠合：正极的正极活性物质未涂布部和负极的负极活性物质未涂布部位于矩形的相对的边，负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部位于比与负极活性物质未涂布部相邻的正极集电体周缘部靠负极集电体的周缘侧的位置，负极活性物质层平坦部与负极活性物质层薄壁部之间的分界部位于比与负极活性物质未涂布部相邻的正极集电体周缘部靠负极集电体的中央侧的位置。正极和负极能够例如以图7所示那样的位置关系配置。
接下来说明本公开的第二实施方式的锂离子二次电池元件的制造方法。第二实施方式的锂离子二次电池元件的制造方法是将正极和负极叠合而制造锂离子二次电池元件的方法，该正极包含正极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质，该负极包含负极集电体和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质。
在该制造方法中，首先，将包含正极活性物质和溶剂的含有正极活性物质的浆料从正极集电体的局部向预定的一方向连续地涂布。由此，设置正极活性物质涂布部和正极活性物质未涂布部。在此，正极活性物质涂布部为大致矩形。关于正极活性物质未涂布部，以位于沿着正极集电体的周缘部的至少局部的位置的方式配置。接下来，通过以预定的压力大致均匀地对正极活性物质涂布部整体加压，从而同时形成正极活性物质层薄壁部和正极活性物质层平坦部。并且，以覆盖正极活性物质未涂布部的至少局部的方式设置绝缘构件。由此，得到正极。
接下来，将包含负极活性物质和溶剂的含有负极活性物质的浆料从负极集电体的局部向预定的一方向连续地涂布。由此，设置负极活性物质涂布部和负极活性物质未涂布部。在此，负极活性物质涂布部是与正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形。关于负极活性物质未涂布部，以位于沿着负极集电体的周缘部的至少局部的位置的方式配置。接下来，通过以预定的压力大致均匀地对负极活性物质涂布部整体加压，从而同时形成负极活性物质层薄壁部和负极活性物质层平坦部。由此，得到负极。在该负极中，负极活性物质层薄壁部的密度与负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比负极活性物质层平坦部的密度小。
接下来，以正极的大致矩形的正极活性物质层和负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将正极和负极叠合。此时，以如下方式将正极和负极叠合：正极的正极活性物质未涂布部和负极的负极活性物质未涂布部位于矩形的相同的边，负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部位于与绝缘构件相邻的位置，负极活性物质层薄壁部与负极活性物质层平坦部之间的分界部位于与正极活性物质层平坦部相邻的位置。第二实施方式的锂离子二次电池元件能够通过至少执行以上的工序来制造。另外，在将正极和负极叠合时，也可以在正极与负极之间配置隔膜。
锂离子二次电池元件的制造方法包括首先得到正极的工序。首先，得到包含正极活性物质(如上所述，可以是包含正极活性物质以及根据情况使用的粘合剂和导电助剂等的正极活性物质混合物)和溶剂的含有正极活性物质的浆料。此时，作为溶剂，能够使用能够使正极活性物质分散的有机溶剂(例如，N-甲基吡咯烷酮)。
将得到的含有正极活性物质的浆料从正极集电体的局部朝向预定的一方向连续地涂布。优选使用能够将浆料涂布在平面上的棒涂机等机械，在正极集电体的平面上涂布含有正极活性物质的浆料。此时，从正极集电体的局部，例如在使用大致矩形的正极集电体的情况下从自矩形的一边稍微进入中心部的部分，开始涂布含有正极活性物质的浆料。能够从该部分朝向相对的边的方向连续地涂布含有正极活性物质的浆料。
如此，设置大致矩形的正极活性物质涂布部和位于沿着正极集电体的一边的位置的正极活性物质未涂布部。此时，含有正极活性物质的浆料的涂布开始端处的该浆料涂布量通常稍微变少，在其他部分涂布有大致同量的含有正极活性物质的浆料。接下来，以预定的压力大致均匀地对正极活性物质涂布部整体加压。之后，根据需要，实施干燥。由此，同时形成正极活性物质的涂布量少一些的正极活性物质层薄壁部和正极活性物质大致均匀地涂布的正极活性物质层平坦部。
锂离子二次电池元件的制造方法具有接着得到正极的工序实施的得到负极的工序。首先，得到包含负极活性物质(如上所述，可以是包含负极活性物质以及根据情况使用的粘合剂和导电助剂等的负极活性物质混合物)和溶剂的含有负极活性物质的浆料。此时，作为溶剂，能够使用能够使负极活性物质分散的有机溶剂(例如，N-甲基吡咯烷酮)。
将得到的含有负极活性物质的浆料从负极集电体的局部朝向预定的一方向连续地涂布。优选使用能够将浆料涂布在平面上的棒涂机等机械，在负极集电体的平面上涂布含有负极活性物质的浆料。此时，从负极集电体的局部，例如在使用大致矩形的负极集电体的情况下从自矩形的一边稍微进入中心部的部分，开始涂布含有负极活性物质的浆料。能够从该部分朝向相对的边的方向连续地涂布含有负极活性物质的浆料。
如此，设置大致矩形的负极活性物质涂布部和位于沿着负极集电体的一边的位置的负极活性物质未涂布部。此时，含有负极活性物质的浆料的涂布开始端处的该浆料涂布量通常稍微变少，在其他部分涂布有大致同量的含有负极活性物质的浆料。接下来，以预定的压力大致均匀地对负极活性物质涂布部整体加压。之后，根据需要，实施干燥。由此，同时形成负极活性物质的涂布量少一些的负极活性物质层薄壁部和负极活性物质大致均匀地涂布的负极活性物质层平坦部。
另外，含有负极活性物质的浆料的涂布量少一些的含有负极活性物质的浆料涂布开始端的压力比其他部分的压力小一些。因此，负极活性物质的涂布量少一些的负极活性物质层薄壁部的密度与负极活性物质大致均匀地涂布的负极活性物质层平坦部的密度相比，相同或者小一些。
另外，即使是上述以外的将含有正极活性物质的浆料涂布于正极集电体的方法以及将含有负极活性物质的浆料涂布于负极集电体的方法，只要是得到在本公开的各实施方式中使用的正极和负极的方法，就也能够适当地实施。
通过如此将得到的正极和负极叠合，得到锂离子二次电池元件。在将正极和负极叠合时，以正极的大致矩形的正极活性物质层和负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将正极和负极叠合。以大致矩形的正极活性物质层和大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将正极和负极叠合的表述是指，以大致矩形的正极活性物质层的各边和大致矩形的负极活性物质层的各边大致重叠的方式将正极和负极重叠。例如，在正极活性物质层的形状为长方形的情况下，负极活性物质层的形状为与其大致相同的长方形。以正极活性物质层的长方形的长边和负极活性物质层的长边相互大致重叠的方式将正极和负极重叠。在此，正极活性物质层的形状和负极活性物质层的形状不需要丝毫不差严格相同。另外，也不需要以正极活性物质层和负极活性物质层丝毫不差严格重叠的方式将正极和负极重叠。正极活性物质层的矩形与负极活性物质层的矩形为大致相同的形状即可，正极活性物质层和负极活性物质层大致重叠即可。
此时，以如下方式将正极和负极叠合：正极的正极活性物质未涂布部和负极的负极活性物质未涂布部位于矩形的相同的边，负极活性物质涂布部与负极活性物质未涂布部之间的分界部位于与绝缘构件相邻的位置，负极活性物质层薄壁部与负极活性物质层平坦部之间的分界部位于与正极活性物质层平坦部相邻的位置。正极和负极能够例如以图8所示那样的位置关系配置。
使用实施方式的锂离子二次电池元件制造锂离子二次电池的方法能够按照以往的方法，没有特别限定。例如，通过超声波焊接等方法将正极极耳引线和负极极耳引线连接于通过将正极、隔膜以及负极叠合而得到的锂离子二次电池元件。之后，将锂离子二次电池元件配置于外装体材料的预定的位置。然后，将外装体材料的与正极极耳引线和负极极耳引线重叠的部分(凸缘部)热熔接。然后，通过热熔接外装体材料的不是极耳引线引出部的侧边中的1边，使外装体材料成为袋状。接下来，向袋的内部注入电解液。最后，以减压状态热熔接剩下的一边。另外，在此使用的各电极的极耳引线是进行电池内的正极或者负极与外部之间的电的出入的端子。作为锂离子二次电池的负极极耳引线，能够使用镍或者实施了镀镍的铜导体。作为正极极耳引线，能够使用铝导体。
以上，说明了本公开的实施方式。上述实施方式只不过例示性地说明了本公开的实施方式。这些实施方式并不将本公开的保护范围限定为特定的实施方式或者具体的结构。
为了说明和描述的目的，给出了前面的具体实施方式。根据上述教导，许多修改和变形是可能的。并非旨在穷尽或将在此描述的主题限于所公开的精确形式。尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但应当理解的是，所附权利要求中定义的主题不必限于以上描述的特定特征或动作。相反，以上描述的特定特征和动作是作为实现所附权利要求的示例形式来公开的。
相关申请的交叉引用
本申请要求在2019年5月29日向日本特许厅提交的日本特许出愿2019-100452的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

Claims (13)

1.一种锂离子二次电池元件，其中，
该锂离子二次电池元件至少包括正极(1)和负极(2)，
该正极(1)包含正极集电体(11)和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质，
该正极集电体具有涂布有该正极活性物质的大致矩形的正极活性物质涂布部(23)和未涂布该正极活性物质的正极活性物质未涂布部(24)，
通过在正极活性物质涂布部涂布正极活性物质而形成正极活性物质层(22)，
该正极活性物质未涂布部位于沿着该正极集电体的周缘部的至少局部的位置，
该正极活性物质层包含正极活性物质层薄壁部(25)和正极活性物质层平坦部(26)，
该负极(2)包含负极集电体(31)和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质，
该负极集电体具有涂布有该负极活性物质的与该正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形的负极活性物质涂布部(43)和未涂布该负极活性物质的负极活性物质未涂布部(44)，
通过在负极活性物质涂布部涂布负极活性物质而形成负极活性物质层(42)，
该负极活性物质未涂布部位于沿着该负极集电体的周缘部的至少局部的位置，
负极活性物质层包含负极活性物质层薄壁部(45)和负极活性物质层平坦部(46)，
以该正极的该大致矩形的正极活性物质层和该负极的该大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式以及该正极的该正极活性物质未涂布部和该负极的该负极活性物质未涂布部位于该矩形的相对的边的方式将该正极和该负极叠合，
该负极活性物质涂布部与该负极活性物质未涂布部之间的分界部(277)位于比与该负极活性物质未涂布部相邻的该正极集电体周缘部靠该负极集电体的周缘侧的位置，
该负极活性物质层平坦部与该负极活性物质层薄壁部之间的分界部(278)位于比与该负极活性物质未涂布部相邻的该正极集电体周缘部靠该负极集电体的中央侧的位置，
该负极活性物质层薄壁部的密度与该负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比该负极活性物质层平坦部的密度小。
2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池元件，其中，
随着朝向正极活性物质涂布部与该正极活性物质未涂布部之间的所述分界部去，该正极活性物质层的厚度逐渐变小。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池元件，其中，
随着朝向该负极活性物质涂布部与该负极活性物质未涂布部之间的所述分界部去，该负极活性物质层的厚度逐渐变小。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的锂离子二次电池元件，其中，
该锂离子二次电池元件还包括配置于该正极与该负极之间的隔膜(3)。
5.一种锂离子二次电池元件，其中，该锂离子二次电池元件至少包括正极(1)和负极(2)，
该正极(1)包含正极集电体(11)和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质，
该正极集电体具有涂布有该正极活性物质的大致矩形的正极活性涂布部(23)和未涂布该正极活性物质的正极活性物质未涂布部(24)，
通过在正极活性物质涂布部涂布正极活性物质而形成正极活性物质层(22)，
该正极活性物质未涂布部位于沿着该正极集电体的周缘部的至少局部的位置，
该正极活性物质层包含正极活性物质层薄壁部(25)和正极活性物质层平坦部(26)，
该正极还具有覆盖该正极活性物质未涂布部的至少局部的绝缘构件(1108)，
该负极(2)包含负极集电体(31)和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质，
该负极集电体具有涂布有该负极活性物质的与该正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形的负极活性物质涂布部(43)和未涂布该负极活性物质的负极活性物质未涂布部(44)，
通过在负极活性物质涂布部涂布负极活性物质而形成负极活性物质层(42)，
该负极活性物质未涂布部位于沿着该负极集电体的周缘部的至少局部的位置，
负极活性物质层包含负极活性物质层薄壁部(45)和负极活性物质层平坦部(46)，
以该正极的该大致矩形的正极活性物质层和该负极的该大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将该正极和该负极叠合，
该正极的该正极活性物质未涂布部和该负极的该负极活性物质未涂布部位于该矩形的相同的边，
该负极活性物质涂布部与该负极活性物质未涂布部之间的分界部(277)位于与该绝缘构件相邻的位置，
该负极活性物质层薄壁部与该负极活性物质层平坦部之间的分界部(278)位于与该正极活性物质层平坦部相邻的位置，
该负极活性物质层薄壁部的密度与该负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比该负极活性物质层平坦部的密度小。
6.根据权利要求5所述的锂离子二次电池元件，其中，
随着朝向该正极活性物质涂布部与该正极活性物质未涂布部之间的所述分界部去，该正极活性物质层的厚度逐渐变小。
7.根据权利要求5或6所述的锂离子二次电池元件，其中，
随着朝向该负极活性物质涂布部与该负极活性物质未涂布部之间的所述分界部去，该负极活性物质层的厚度逐渐变小。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的锂离子二次电池元件，其中，
该锂离子二次电池元件还包括配置于该正极与该负极之间的隔膜(3)。
9.一种锂离子二次电池，其中，
该锂离子二次电池在外装体内部包含以下发电要素：该发电要素包括权利要求4或8所述的锂离子二次电池元件和电解液。
10.一种制造锂离子二次电池元件的方法，其中，
该方法包括将正极和负极叠合的工序，该正极(1)包含正极集电体(11)和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质，该负极(2)包含负极集电体(31)和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质，
所述将该正极和该负极叠合的工序至少包括：
得到该正极的工序，该工序包括通过将包含正极活性物质和溶剂的含有正极活性物质的浆料从该正极集电体的局部向预定的一方向连续地涂布，从而设置大致矩形的正极活性物质涂布部(23)和位于沿着该正极集电体的周缘部的至少局部的位置的正极活性物质未涂布部(24)的工序，以及通过以预定的压力大致均匀地对该正极活性物质涂布部整体加压，从而同时形成正极活性物质层薄壁部(25)和正极活性物质层平坦部(26)的工序；
得到该负极的工序，该工序包括通过将包含负极活性物质和溶剂的含有负极活性物质的浆料从该负极集电体的局部向预定的一方向连续地涂布，从而设置与该正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形的负极活性物质涂布部(43)和位于沿着该负极集电体的周缘部的至少局部的位置的负极活性物质未涂布部(44)的工序，以及通过以预定的压力大致均匀地对该负极活性物质涂布部整体加压，从而同时形成负极活性物质层薄壁部(45)和负极活性物质层平坦部(46)的工序，该负极活性物质层薄壁部的密度与该负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比该负极活性物质层平坦部的密度小；以及
将该正极和该负极叠合的工序，在该工序中，以该正极的大致矩形的正极活性物质层和该负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将该正极和该负极叠合，此时，以如下的方式将该正极和该负极叠合：该正极的该正极活性物质未涂布部和该负极的该负极活性物质未涂布部位于该矩形的相对的边，该负极活性物质涂布部与该负极活性物质未涂布部之间的分界部(277)位于比与该负极活性物质未涂布部相邻的该正极集电体周缘部靠该负极集电体的周缘侧的位置，该负极活性物质层平坦部与该负极活性物质层薄壁部之间的分界部(278)位于比与该负极活性物质未涂布部相邻的该正极集电体周缘部靠该负极集电体的中央侧的位置。
11.根据权利要求10所述的制造锂离子二次电池元件的方法，其中，
该方法包括在将该正极和该负极叠合时在该正极与该负极之间配置隔膜(3)的工序。
12.一种制造锂离子二次电池元件的方法，其中，
该方法包括将正极和负极叠合的工序，该正极(1)包含正极集电体(11)和以具有大致相同的形状的方式涂布于该正极集电体的两面的至少局部的正极活性物质，该负极(2)包含负极集电体(31)和以具有大致相同的形状的方式涂布于该负极集电体的两面的至少局部的负极活性物质，
所述将该正极和该负极叠合的工序至少包括：
得到该正极的工序，该工序包括通过将包含正极活性物质和溶剂的含有正极活性物质的浆料从该正极集电体的局部向预定的一方向连续地涂布，从而设置大致矩形的正极活性物质涂布部(23)和位于沿着该正极集电体的周缘部的至少局部的位置的正极活性物质未涂布部(24)的工序，通过以预定的压力大致均匀地对该正极活性物质涂布部整体加压，从而同时形成正极活性物质层薄壁部(25)和正极活性物质层平坦部(26)的工序，以及以覆盖该正极活性物质未涂布部的至少局部的方式设置绝缘构件的工序；
得到该负极的工序，该工序包括通过将包含负极活性物质和溶剂的含有负极活性物质的浆料从该负极集电体的局部向预定的一方向连续地涂布，从而设置与该正极活性物质涂布部大致相同的形状的大致矩形的负极活性物质涂布部(43)和位于沿着该负极集电体的周缘部的至少局部的位置的负极活性物质未涂布部(44)的工序，以及通过以预定的压力大致均匀地对该负极活性物质涂布部整体加压，从而同时形成负极活性物质层薄壁部(45)和负极活性物质层平坦部(46)的工序，该负极活性物质层薄壁部的密度与该负极活性物质层平坦部的密度相同，或者比该负极活性物质层平坦部的密度小；以及
将该正极和该负极叠合的工序，在该工序中，以该正极的大致矩形的正极活性物质层和该负极的大致矩形的负极活性物质层相互大致重叠的方式将该正极和该负极叠合，此时，以如下的方式将该正极和该负极叠合：该正极的该正极活性物质未涂布部和该负极的该负极活性物质未涂布部位于该矩形的相同的边，该负极活性物质涂布部与该负极活性物质未涂布部之间的分界部(277)位于与该绝缘构件相邻的位置，该负极活性物质层薄壁部与该负极活性物质层平坦部之间的分界部(278)位于与该正极活性物质层平坦部相邻的位置。
13.根据权利要求12所述的制造锂离子二次电池元件的方法，其中，
该方法包括在将该正极和该负极叠合时在该正极与该负极之间配置隔膜(3)的工序。
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