CN113348574B - 层叠型二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的层叠型二次电池具有：电极体(11)，其是将至少1个正极板(14)和至少1个负极板(17)隔着多层状的隔膜(20)层叠而成的，该隔膜(20)包含两层由不同的材质形成的多孔质层；以及外装壳体，其将电解液和收纳有电极体的绝缘保持件一同收纳，该绝缘保持件是将由绝缘材料形成的片折叠而形成的。外装壳体具有：底面；多个侧壁，该多个侧壁从底面竖立设置；以及开口，其与底面相对且被多个侧壁包围。隔膜中的至少1个隔膜的、从正极板和负极板这两者的由金属箔构成的芯体的端面和活性物质合剂层的端面暴露的部分与由片形成的谷部(54)的底线(P)附近部分相接触。通过这样的结构，能够提供一种容易使存在于绝缘保持件与电极体的端部之间的剩余的电解液渗透到电极体的大部分的层叠型二次电池。

Description

层叠型二次电池
技术领域
本发明涉及一种层叠型二次电池。
背景技术
作为电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV、PHEV)等的驱动用电源、电子设备的电源，使用蓄电装置。作为该蓄电装置，广泛使用锂离子二次电池等二次电池。
以往，作为二次电池，已知具有层叠型的电极体和外装体的层叠型二次电池，该层叠型的电极体是将分别为电极板的正极板和负极板隔着隔膜层叠多张而成的，该外装体收纳电极体。
在专利文献1中记载了：在层叠型二次电池中，使从正极的端部和负极的端部向外侧突出的多张隔膜的端部立起并重叠，并且利用粘接带进行固定。通过该多张隔膜的彼此重叠，从而防止电极的偏移，且防止异物进入电极与隔膜之间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－204706号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外，在层叠型二次电池中，为了防止金属制的外装壳体与其内侧的电极体之间的接触所导致的短路，有时将电极体收纳于绝缘材料制的绝缘保持件，并将电极体、绝缘保持件和电解液收纳于外装壳体。此时，存在这样的情况：在绝缘保持件的内表面与电极板的端面之间产生间隙，电解液作为剩余液而存在于该间隙中。为了使该剩余液渗透到电极体，想到将隔膜的端部配置于上述间隙，但若间隙较大，则难以使剩余液渗透到电极体的大部分。这是导致二次电池的容量维持率变差的原因，因此期望改善。
本发明的一个目的在于，提供一种容易使存在于绝缘保持件与电极体的端部之间的剩余的电解液渗透到电极体的大部分的层叠型二次电池。
用于解决问题的方案
本发明的一个技术方案提供一种层叠型二次电池，其中，该层叠型二次电池具有：电极体，其是将至少1个正极板和至少1个负极板隔着多层状的隔膜层叠而成的，该隔膜包含两层由不同的材质形成的多孔质层；以及外装壳体，其将电解液和收纳有电极体的绝缘保持件一同收纳，该绝缘保持件是将由绝缘材料形成的片折叠而形成的，外装壳体具有：底面；多个侧壁，该多个侧壁从底面竖立设置；以及开口，其与底面相对且被多个侧壁包围，隔膜中的至少1个隔膜的、从正极板和负极板这两者的由金属箔构成的芯体的端面和活性物质合剂层的端面暴露的部分与由片形成的谷部的底线附近部分相接触。
发明的效果
采用本发明的一个技术方案，存在于绝缘保持件与电极体的端部之间的剩余的电解液容易渗透到电极体的大部分。
附图说明
图1是实施方式的一个例子的层叠型二次电池的剖视图。
图2是从图1所示的二次电池中去除外装壳体并进行表示的立体图。
图3是表示图2中的绝缘保持件的组装中途的状态的立体图。
图4是进行图2所示的绝缘保持件的组装之前的绝缘片的展开图。
图5是绝缘保持件和电极体的相当于图2的A－A截面的一半的部分的示意图。
图6是表示在实施方式中剩余的电解液渗透到电极体的上下方向的大部分的、相当于图5的B―B截面的示意图。
图7是表示比较例的层叠型二次电池的与图5对应的图。
图8是表示在比较例的层叠型二次电池中剩余的电解液仅渗透到电极体的下端部的、相当于图7的C－C截面的示意图。
图9是表示针对实施例和比较例的层叠型二次电池对产生了容量维持率的急剧减少时的循环次数进行比较而得到的结果的图表。
图10是表示实施方式的别的例子的层叠型二次电池的与图5对应的图。
图11是构成实施方式的别的例子的层叠型二次电池的负极板的剖视图。
具体实施方式
以下，详细说明实施方式的一个例子的层叠型二次电池。实施方式的说明中参照的附图是示意性的记载，附图中描绘的构成要素的尺寸比率等有时与实际物体不同。具体的尺寸比率等应参考以下的说明来判断。针对本说明书中“大致～”这一记载的意图而言，若例举大致相同的情况进行说明，自不必说包含完全相同的情况，也包含被认为实质相同的情况。另外，用语“端部”是指对象物的端及其附近。另外，以下说明的形状、材料以及个数等是说明用的例示，能够根据层叠型二次电池的规格进行变更。以下，对同样的结构标注相同的附图标记来进行说明。
以下，使用图1～图6来详细说明实施方式的一个例子的层叠型二次电池10。图1是实施方式的一个例子的层叠型二次电池10的剖视图。以下，将层叠型二次电池10记载为二次电池10。以下，为了方便说明，以封口体70侧为上、与封口体70相反的那侧为下进行说明。在图1、图2、图5、图6中，用X来表示外装壳体60、绝缘保持件50和电极体11的长度方向(横向)，用Y来表示厚度方向，用Z来表示作为高度方向的上下方向。X、Y、Z相互正交。
如图1所示，二次电池10为方形，具备作为蓄电要素的电极体11、收纳电极体11的绝缘保持件(电极体保持件)50、外装壳体60和封口体70。电极体11包含至少1个正极板14(图5)、至少1个负极板17(图5)和至少1个隔膜20(图5)，并具有正极板14和负极板17隔着隔膜20层叠而成的层叠构造。正极板14和负极板17分别相当于电极。例如，电极体11包含多个正极板14、多个负极板17和多个隔膜20。如后述那样，隔膜20是包含两层由不同的材质形成的多孔质层的多层状。
如后述那样，绝缘保持件50为具有底部且上端开口的大致长方体形状，其收纳电极体11。绝缘保持件50例如是将由绝缘材料形成的绝缘片51(图3、图4)弯折并将其一部分叠合而形成的。
外装壳体60是大致长方体形状，具有：底面62；多个(例如4个)侧壁63，该多个(例如4个)侧壁63从底面62竖立设置；以及上端的开口61，其与底面62相对且被多个侧壁63包围。外装壳体60将电解液和收纳有电极体11的绝缘保持件50一同收纳。
封口体70是将形成于外装壳体60的开口61封堵的平板状构件。通过外装壳体60和封口体70构成电池壳体。在封口体70中，正极端子71和负极端子72在封口体70的长度方向X上分开，且正极端子71的局部和负极端子72的局部暴露于封口体70之外，正极端子71和负极端子72固定于封口体70。外装壳体60和封口体70优选分别为金属制，例如优选为铝或铝合金制。
对于隔膜20(图5)，使用具有离子透过性和绝缘性的多孔质的多层状的多孔性片。隔膜20能够使用彼此相同的隔膜。二次电池10的较佳的一个例子是锂离子电池。
参照后述的图5，各正极板14、各负极板17和隔膜20均是大致矩形的片。电极体11是通过将这些大致矩形的片层叠而构成的。
此外，也可以是，在外装壳体60和绝缘保持件50这两者的内侧沿着大致矩形的片的层叠方向配置多个电极体，并将多个电极体并联电连接。此时，多个电极体以浸渍于电解液中的状态收纳于外装壳体60的内部。另外，虽然未图示，但电极体11也可以是将各正极板14和各负极板17交替地插入到呈Z字状曲折的长条状隔膜的折痕之间且成形为扁平状而成的。或者，电极体11也可以是将长条状的正极板和长条状的负极板隔着长条状的隔膜卷绕且成形为扁平状而成的。对于这些电极体，也能够将多个电极体并联电连接并收纳于外装壳体60的内部。
正极板14具有正极主体15(图5)，该正极主体15是在由金属箔例如铝箔构成的矩形形状的正极芯体的表背两侧的侧面形成活性物质合剂层而成的。在正极板14形成有正极极耳16。在正极主体15的长度方向X的一侧(图1的右侧)，正极芯体的一部分从上端部延伸出，该延伸出的部分构成正极极耳16。正极极耳16经由正极集电体75与固定于封口体70的正极端子71电连接。
正极板14的活性物质合剂层例如包含活性物质、导电剂和粘结剂。作为正极板14的活性物质，能够使用锂镍钴锰复合氧化物，作为粘结剂，能够使用聚偏氟乙烯(PVdF)，作为导电剂，能够使用碳材料，作为分散介质，能够使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。
说明正极板14的制作方法。首先，制作包含上述活性物质、导电剂、粘结剂和分散剂的浆料。将该浆料涂敷于正极芯体的两个面。然后，使该浆料干燥，由此去除浆料中的分散介质，在正极芯体上形成活性物质合剂层。之后，以使活性物质合剂层成为预定厚度的方式进行压缩处理。以预定形状切断如此得到的正极板14。
负极板17具有负极主体18(图5)，该负极主体18是在由金属箔例如铜箔构成的矩形形状的负极芯体的表背两侧的侧面形成活性物质合剂层而成的。在负极板17形成有负极极耳19。在负极主体18的长度方向X另一侧(图1的左侧)，负极芯体的一部分从上端部延伸出，该延伸出的部分构成负极极耳19。负极极耳19经由负极集电体80与固定于封口体70的负极端子72电连接。
负极板17的活性物质合剂层例如包含活性物质、粘结剂、增稠剂。能够使用石墨作为负极板17的活性物质，能够使用丁苯橡胶(SBR)作为粘结剂，能够使用羧甲基纤维素(CMC)作为增稠剂，能够使用水作为分散介质。此外，根据需要，负极板17的活性物质合剂层也可以含有导电剂。
说明负极板17的制作方法。首先，制作含有上述活性物质、粘结剂、增稠剂的浆料。将该浆料涂敷于负极芯体的两个面。然后，使该浆料干燥，从而去除浆料中的分散介质，在负极芯体上形成活性物质合剂层。之后，以使活性物质合剂层成为预定厚度的方式进行压缩处理。以预定形状切断如此得到的负极板17。
作为隔膜20，例如能够使用树脂制的隔膜，作为树脂，能够使用聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯。隔膜20是含有两层由不同的材质形成的多孔质层的多层状。例如，对于隔膜20，能够通过在隔膜主体的单面或隔膜主体的两个面形成至少1层以上的、材质与多孔质的隔膜主体的材质不同的多孔质层而使整个隔膜20为多层状。例如，形成于隔膜20的多孔质层可以含有聚偏氟乙烯、丙烯酸树脂、聚乙烯醇、丁苯橡胶、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、聚酰胺-酰亚胺、含Al的金属氧化物和含Ti的金属氧化物中的至少1者。
说明隔膜20的制作方法。例如，将聚偏氟乙烯50质量％和氧化铝50质量％混合，然后适量添加N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，调制出多孔质层用浆料。接下来，在形成隔膜主体的由聚乙烯构成的厚度12μm的树脂基材上整体地涂敷上述多孔质层浆料，并使该多孔质层浆料干燥而形成多孔质层，由此制作出隔膜20。此外，聚偏氟乙烯、氧化铝的质量％并不限定于上述那样，另外，在替代氧化铝而使用氢氧化铝或氧化铝的水合物(AlO(OH))的情况下也能够同样地制作出隔膜20。
如后述的图5所示，在电极体11内，对于隔着隔膜20相对的正极板14和负极板17，可以是，在从层叠方向(图5的上下方向)俯视时，除了正极极耳和负极极耳的部分之外，负极板17大于正极板14，正极板14的周缘位于比负极板17的周缘靠内侧的位置。通过该结构，能够抑制锂离子在负极板17析出。
并且，各隔膜20的长度方向X上的长度大于正极板14和负极板17各自在长度方向X上的长度。并且，各隔膜20的长度方向X的两端部以从正极板14和负极板17这两者的芯体的端面和活性物质合剂层的端面突出的方式暴露。这样的隔膜20的至少一部分暴露部分被后述的绝缘保持件50的长度方向X两端部按压而弯折。并且，隔膜20中的至少1个隔膜20的、从正极板14和负极板17这两者的芯体的端面和活性物质合剂层的端面暴露的部分与由绝缘片51形成的V字形的谷部54(图5)的底线P(图5)附近部分相接触。在图5中，示意性地示出在绝缘保持件50中通过使绝缘片51的两个片要素即第5片要素S5与第7片要素S7的叠合部稍微张开而形成谷部54的情况。由此，如后所述那样，容易通过绝缘保持件50与绝缘片51之间的微小间隙，利用毛细管现象将积存于外装壳体60的底部附近的剩余的电解液吸上来。由此，剩余的电解液容易渗透到电极体11的大部分。
正极集电体75例如由铝制的板材构成。正极集电体75在一端与正极极耳16连接，且在另一端与正极端子71连接。此时，正极端子71和正极集电体75也可以经由电流切断装置电连接。电流切断装置是如下那样的安全装置：在二次电池10异常时会在外装壳体60内部产生气体，在外装壳体60内超过预定压力之际，能够切断正极集电体75与正极端子71的电连接。电流切断装置例如具有：翻转板，其与正极集电体75的另一端连接，且在受到外装壳体60内的压力时向离开正极集电体75的方向变形；以及杯状的导电构件，其将翻转板和正极端子71电连接。在导电构件的上部连接有正极端子71，正极端子71固定于封口体70。
负极集电体80例如由铜制的板材构成。负极集电体80在一端与负极极耳19连接，且在另一端与负极端子72连接。负极端子72固定于封口体70。负极集电体80例如可以通过负极端子72而固定于封口体70。
正极集电体和负极集电体可以分别是一体的构件，也可以分别是使多个构件相连接而构成的。
正极端子71贯穿封口体70的端子孔，正极端子71的一端向外装壳体60的外部暴露，正极端子71的另一端收纳于外装壳体60内。正极端子71的另一端插入到在杯状的导电构件的上表面设置的连接孔，通过将正极端子71的另一端以沿径向扩展的方式凿紧，从而正极端子71固定于杯状的导电构件。正极端子71例如由铝制的筒体构成。
负极端子72贯穿封口体70的端子孔，负极端子72的一端向外装壳体60的外部暴露，负极端子72的另一端收纳于外装壳体60内。负极端子72例如可以由在外装壳体60内与负极集电体80连接的另一端由铜材形成且向外装壳体60的外部暴露的一端由铝形成的金属包层材料构成。负极端子72在另一端以沿径向扩展的方式被凿紧，由此负极端子72与负极集电体80一起固定于封口体70。
封口体70例如是对铝制的板进行加工而形成的。封口体70位于外装壳体60的开口61上。封口体70能够使用例如激光等焊接于外装壳体60的开口端而将外装壳体60内密封。封口体70也可以具有用于将电解液向外装壳体60内注入的注液孔。也可以在封口体70设置将该注液孔封堵的注液塞。另外，也可以在封口体70设置气体排出阀70a，在外装壳体60内超过预定压力时，该气体排出阀70a断裂而将外装壳体60内的气体向外部排出。
此外，在通过正极端子71的凿紧而将正极集电体75直接或间接地固定于封口体70且通过负极端子72的凿紧而将负极集电体80直接或间接地固定于封口体70的情况下，也可以在集电体75与封口体70之间介有绝缘构件81且在集电体80与封口体70之间介有绝缘构件82。另外，也可以是，在端子孔与正极端子71之间、端子孔与负极端子72之间、暴露到封口体70上的正极端子71的头部与封口体70的上表面之间、以及暴露到封口体70上的负极端子72的头部与封口体70的上表面之间也介有绝缘构件。
外装壳体60是方形壳体，例如由铝等金属构成。外装壳体60例如能够通过对铝材进行拉深加工而形成。外装壳体60的多个侧壁63包括横向长度较小的两个短侧壁63和横向长度较大的两个长侧壁(未图示)。各长侧壁隔着后述的绝缘保持件50与电极体11的层叠方向上的端面相对。另一方面，各短侧壁63隔着绝缘保持件50同电极体11的与层叠方向正交的方向上的侧端面相对。
如图2、图3所示，绝缘保持件50是将由绝缘材料形成的绝缘片51弯折并将其一部分叠合而形成的，是收纳电极体11的收纳体。
绝缘保持件50在组装起来的状态下是具有底部且在上端形成有开口的扁平的大致箱状。绝缘保持件50的分别从正面和侧面观察时的形状均是长方形。绝缘保持件50也可以根据外装壳体60的内部空间而相应地具有方形壳体的形状。对于构成绝缘保持件50的绝缘片51，例如，能够使用树脂等绝缘材料制的片。作为树脂制的片，例如能够使用聚丙烯等。绝缘片51的厚度的范围例如为100μm～200μm。绝缘保持件50以收纳有电极体11的状态配置于外装壳体60与电极体11之间，绝缘保持件50使外装壳体60和电极体11电气隔离。
图4是表示在组装绝缘保持件50之前的绝缘片51的展开图。绝缘片51在整体上为大致矩形，包括通过多个折痕(虚线a1～虚线a6)和多个切口(实线b1～实线b4)区分开的多个片要素。具体而言，绝缘片51包括第1片要素S1～第9片要素S9。各片要素S1～S9是矩形或局部被切出缺口的大致矩形。第1片要素S1位于绝缘片51的中间部，在绝缘保持件50组装好的状态下，第1片要素S1与外装壳体60的底面62相对。第1片要素是第1方向(图4的上下方向)长度比第2方向(图4的左右方向)长度小的长方形。第2方向与第1方向正交。
第2片要素S2是从第1片要素S1的第1方向的一端(图4的上端)延伸出而形成的。第3片要素S3是从第1片要素S1的第1方向的另一端延伸出而形成的。
第4片要素S4是从第2片要素S2的第2方向的一端(图4的右端)延伸出而形成的。第5片要素S5是从第2片要素S2的第2方向的另一端(图4的左端)延伸出而形成的。
第6片要素S6是从第3片要素S3的第2方向的一端(图4的右端)延伸出而形成的。第7片要素S7是从第3片要素S3的第2方向的另一端(图4的左端)延伸出而形成的。
第8片要素S8是从第1片要素S1的第2方向的一端(图4的右端)延伸出而形成的。第9片要素S9是从第1片要素S1的第2方向的另一端(图4的左端)延伸出而形成的。
在第1片要素S1～第9片要素S9之中，第1片要素S1～第5片要素S5、以及第8片要素S8、第9片要素S9是矩形。另一方面，对于第6片要素S6和第7片要素S7，在矩形状态下，将第6片要素S6的与第8片要素S8相邻的底面侧端的靠第2方向外端侧的部分和第7片要素S7的与第9片要素S9相邻的底面侧端的靠第2方向外端侧的部分呈矩形切下，而形成缺口35。第4片要素S4的第2方向长度小于与第4片要素S4叠合的第6片要素S6的第2方向长度。第5片要素S5的第2方向长度小于与第5片要素S5叠合的第7片要素S7的第2方向长度。
另外，在第1片要素S1与第2片要素S2的交界处形成有直线状的折痕a1，在第1片要素S1与第3片要素S3的交界处形成有直线状的折痕a2，在第2片要素S2与第4片要素S4的交界处形成有直线状的折痕a3，在第2片要素S2与第5片要素S5的交界处形成有直线状的折痕a4，在第3片要素S3与第6片要素S6的交界处形成有直线状的折痕a5，在第3片要素S3与第7片要素S7的交界处形成有直线状的折痕a6。另外，在第1片要素S1与第8片要素S8的交界处形成有直线状的折痕a7，在第1片要素S1与第9片要素S9的交界处形成有直线状的折痕a8。另一方面，在第4片要素S4与第8片要素S8之间的交界处形成有直线状的切口b1，在第6片要素S6与第8片要素S8之间的交界处形成有直线状的切口b2。另外，第5片要素S5与第9片要素S9之间的交界处也形成有直线状的切口b3，在第7片要素S7与第9片要素S9之间的交界处也形成有直线状的切口b4。
在形成绝缘保持件50之际，将第1片要素S1～第9片要素S9在设于彼此的交界的弯折部即折痕a1～折痕a6处弯折。
由此，绝缘保持件50具有由第1片要素S1形成的底面部和由第2片要素S2～第9片要素S9形成且从底面部竖立设置的4个侧面部。在绝缘保持件50中，在与底面部相反的那侧的端部形成有由4个侧面部的端部围成的开口。由第2片要素S2、第3片要素S3形成的两个侧面部与电极体11的层叠方向两端面相对。
电极体11的与第2方向对应的长度方向两端与两个片的叠合部分或3个片的叠合部分相对。具体而言，电极体11的长度方向一端(图2、图3的右端)与第4片要素S4、第6片要素S6的叠合部分或者第4片要素S4、第6片要素S6、第8片要素S8的叠合部分相对。在第4片要素S4的外侧叠合有第6片要素S6，在该叠合部分的下端部的外侧叠合有第8片要素S8。此时，在绝缘片51中，在电极体11的长度方向一端叠合的两个片要素即第4片要素S4、第6片要素S6的形状互不对称。由此，在如后所述那样绝缘片51的叠合部分倾向于展开的情况下，由第4片要素S4、第6片要素S6形成V字形的谷部，该谷部的底线容易配置于电极体11的层叠方向的中央附近。
并且，电极体11的长度方向另一端(图2、图3的左端)与第5片要素S5、第7片要素S7的叠合部分或者第5片要素S5、第7片要素S7、第9片要素S9的叠合部分相对。在第5片要素S5的外侧叠合有第7片要素S7，在该叠合部分的下端部的外侧叠合有第9片要素S9。此时，在绝缘片51中，在电极体11的长度方向另一端叠合的两个片要素即第5片要素S5、第7片要素S7的形状互不对称。由此，在如后所述那样绝缘片51的叠合部分倾向于展开的情况下，由第5片要素S5、第7片要素S7形成V字形的谷部54(图5)，该谷部54的底线P(图5)容易配置于电极体11的层叠方向(图5的上下方向)的中央附近。
如图4所示那样，在第6片要素S6的底面侧端部和第7片要素S7的底面侧端部分别形成有缺口35。第8片要素S8从第6片要素S6的上侧与第6片要素S6重叠，第9片要素S9从第7片要素S7的上侧与第7片要素S7重叠。由此，在绝缘保持件50中，在与电极体11的长度方向一端相对的侧面部的底面侧端部，片要素的重叠张数为两张。在该底面侧端部，由于缺口35以及第4片要素S4的第2方向长度小于第6片要素S6的第2方向长度这一情况，第6片要素S6未与第4片要素S4重叠。另外，在绝缘保持件50中，在与电极体11的长度方向另一端相对的侧面部的底面侧端部，片要素的重叠张数也为两张。在该底面侧端部，由于缺口35以及第5片要素S5的第2方向长度小于第7片要素S7的第2方向长度这一情况，第7片要素S7未与第5片要素S5重叠。由此，能够抑制在将绝缘保持件50和电极体11收纳于外装壳体60内而绝缘保持件50的角部抵接于外装壳体60的长度方向两端的底面侧的角部的曲面的情况下电极体11内的应力集中。
图5是绝缘保持件50和电极体11的相当于图2的A－A截面的一半的部分的示意图。图6是表示在实施方式中剩余的电解液渗透到电极体11的上下方向的大部分的、相当于图5的B―B截面的示意图。
如图5所示，各隔膜20的长度方向X的另一端部(图5的左端部)从正极板14和负极板17这两者的芯体的端面和活性物质合剂层的端面暴露。该隔膜20的暴露部分被绝缘保持件50的长度方向X另一端部(图5的左端部)按压而弯折。并且，隔膜20中的至少1个隔膜20的、从正极板14和负极板17这两者的芯体的端面和活性物质合剂层的端面暴露的部分与由绝缘片51形成的V字形的谷部54的底线P附近部分相接触。另外，通过使位于绝缘保持件的长度方向X另一端的两个片要素为非对称、例如使第5片要素S5的与厚度方向Y长度对应的第2方向长度为第7片要素S7的第2方向长度的大约一半，从而绝缘保持件50的长度方向X的两端部形成V字形的谷部54，绝缘保持件50的叠合部容易以谷部54的底线P位于电极体11的层叠方向的大致中央的方式张开。另外，在各隔膜20之中，除层叠方向中央的隔膜20以外的隔膜20容易以从正极板14和负极板17这两者的芯体的端面和活性物质合剂层的端面暴露的部分的顶端接近电极体11的层叠方向中央的方式弯曲。图5是绝缘保持件50和电极体11的截面的与长度方向另一端侧的一半对应的图，但长度方向一端侧一半也与长度方向另一端侧一半相同。因而，各隔膜20的长度方向X的两端部从正极板14和负极板17这两者的芯体的端面和活性物质合剂层的端面暴露，隔膜20的至少1个端部的从上述端面暴露的部分与谷部54的底线P附近部分相接触。由此，存在于绝缘保持件50与电极体11的端部之间的剩余的电解液容易渗透到电极体11的大部分。
具体而言，在绝缘保持件50中收纳有电极体11的状态下将绝缘保持件50收纳于外装壳体60时，在绝缘保持件50的长度方向X两端的最外端处于底部的第8片要素S8、第9片要素S9有可能倒向外侧。例如，如图6所示，第9片要素S9有可能以倒向外侧的方式离开电极体11的正极板14和负极板17这两者的长度方向另一端(图6的左端)。此时，如图5所示，存在绝缘保持件50的第5片要素S5、第7片要素S7也分别离开电极体11的正极板14和负极板17这两者的长度方向另一端(图6的左端)而形成谷部54的情况。并且，如图6的单点划线框α包围的沙地状部分所示那样，电解液有时作为从电极体11的正极板14与负极板17之间溢出的剩余液而存在。在该情况下，在本例子的结构中，如图5所示，隔膜20中的至少1个隔膜20的、从正极板14的端面和负极板17的端面暴露的部分与由绝缘片51形成的谷部54的底线P附近部分相接触。由此，隔膜20进入正极板14的端面与绝缘保持件50之间的间隙中和负极板17的端面与绝缘保持件50之间的间隙中，从而间隙变小，且容易在底线P附近在隔膜20与绝缘保持件50之间形成微小的间隙。由此，在毛细管现象的作用下，剩余液容易如箭头β所示那样被吸到上侧。因此，剩余液的液面L(图6)的高度上升，剩余液不仅容易渗透到正极板14及负极板17的端面之间的下端部(图6的箭头γ所示的范围部分)，还容易渗透到包含上侧部分在内的电极体11的上下方向的大部分。因而，剩余液容易渗透到电极体11的大部分。其结果，能够将很多的良好的电解液用于电极体11的电池反应，因此，能够提高二次电池的容量维持率。
并且，在实施方式中，在隔膜20的隔膜主体形成有至少1层以上的多孔质层。由此，电解液容易作为剩余液被隔膜20吸收，从而剩余液更容易被从隔膜20与绝缘保持件50之间吸到上侧。由此，剩余液更容易渗透到电极体11的大部分。
图7是表示比较例的二次电池的与图5对应的图。图8是表示在比较例的二次电池中剩余的电解液仅渗透到电极体11a的下端部的、相当于图7的C－C截面的示意图。在比较例中，与图1～图6的实施方式不同，电极体11a的各隔膜20a的长度方向X上的长度与负极板17的长度方向X上的长度一致。由此，各隔膜20a的长度方向X的两端部未以从负极板17的芯体的端面和活性物质合剂层的端面突出的方式暴露。因此，各隔膜20a不与由绝缘片51形成的谷部54的底线P附近部分相接触。因而，如图7、图8所示，在绝缘保持件50的第8片要素S8、第9片要素S9倒向外侧而由绝缘片51形成谷部54的情况下，有可能在谷部54的内表面与电极体11a的长度方向端面之间形成有比较大的间隙。此时，如图8的沙地状部分所示那样，在电解液作为从电极体11a的正极板14与负极板17之间溢出的剩余液而存在的情况下，剩余液的液面L(图8)处于接近外装壳体60的底面的较低的位置。因此，如图8所示那样，剩余液容易渗透到电极体11a的下端部(图8的箭头γ所示的范围部分)，但难以渗透到电极体11a的包含上侧部分在内的上下方向的大部分。因而，在比较例中，在使剩余液渗透到电极体11a的大部分的方面存在改善的余地。由此，在比较例中，在重复进行充放电循环的情况下，在多个循环结束时(循环末期)，存在于外装壳体60的底部的剩余液难以被吸到上侧。因此，在比较例中，在提高二次电池的容量维持率的方面，存在改善的余地。
本发明人为了确认实施方式的效果，针对与图1～图6所示的实施方式对应的实施例的二次电池和图7、图8所示的比较例的二次电池进行了实验，在该实验中，比较将初次充放电循环中的满充电容量设为100％的情况下经过了各充放电循环时的容量维持率。使各个二次电池的初次的满充电容量相同。然后，在各充放电循环中，在将1It设为预定电流值的情况下，以0.5It进行恒流充电(CC充电)，直至各个二次电池的电池电压成为预定的充电结束电压为止。此时测得的充电容量为该充放电循环中的满充电容量。充电后，以1It进行恒流放电(CC放电)，直至二次电池的电池电压成为预定的放电结束电压为止。
并且，针对上述实施例和比较例，分别将经过了各充放电循环时的容量维持率绘制成图表，在该情况下，求出产生了容量维持率的急剧减少时的循环次数。该循环次数越高，循环特性就越高。
图9是表示针对实施例和比较例的层叠型二次电池对产生了容量维持率的急剧减少时的循环次数(容量急剧减少的循环次数)进行比较而得到的结果的图表。如图9所示，可知，相对于比较例的容量急剧减少的循环次数而言，实施例的容量急剧减少的循环次数提高了大约10％。能够认为其原因在于，如在上述说明的那样，在实施例中，在二次电池10内存在于电极体11的外侧的、作为剩余液的电解液能够利用绝缘保持件50与隔膜20之间的微小间隙吸上来而容易渗透到电极体11的大部分。由此，确认了实施方式的效果。
此外，在图1～图6的结构中，说明了在绝缘保持件50的一部分片要素形成有缺口35(图4)的情况，但也能够是，省略该片要素的缺口，使片要素仅为矩形形状。
图10是表示实施方式的别的例子的二次电池的与图5对应的图。在本例子的结构中，形成绝缘保持件50a的绝缘片51中的、与各隔膜20的长度方向X上的端部相对的部分的形状呈多个山形部55相连的截面锯齿形的褶皱状。例如，绝缘保持件50a的第5片要素S5、第7片要素S7、以及第4片要素、第6片要素(未图示)分别呈褶皱状，第5片要素S5和第7片要素S7、以及第4片要素和第6片要素分别以彼此的形状一致的方式重叠。另外，在图10中示出了第5片要素S5、第7片要素S7为相同的形状，它们如1张片要素那样重叠起来的状态。此时，可以在第5片要素S5的下端部、第7片要素S7的下端部形成缺口35(图4)，但也可以省略缺口而仅设为矩形形状。在图10中未图示的第4片要素、第6片要素也是同样的。并且，隔膜20中的至少1个隔膜20的、从正极板14和负极板17这两者的芯体的端面和活性物质合剂层的端面暴露的部分与在由绝缘片51形成的褶皱状部分的靠电极体11侧的位置形成的多个谷部56的底线Pa附近部分相接触。
在本例子的结构中，也与图1～图6的结构同样地，在绝缘保持件50与隔膜20之间形成有微小间隙，通过该微小间隙，容易将电解液吸上来。在本例子中，如上述那样，绝缘片51中的、与各隔膜20的长度方向X上的端部相对的部分的形状呈褶皱状，因此，不同的隔膜20的端部容易接触于多个谷部56的底线Pa附近部分。在本例子中，其他结构和作用与图1～图6的结构和作用相同。
图11是构成实施方式的别的例子的二次电池的负极板21的剖视图。负极板21包含在负极芯体22的两侧面形成的活性物质合剂层23。各个活性物质合剂层23具有第1活性物质层24和形成于第1活性物质层24上的第2活性物质层25。
能够使负极芯体22侧的第1活性物质层24的密度大于外侧的第2活性物质层25的密度。由此，电解液容易渗透到活性物质合剂层23的表面侧。另外，也可以使第1活性物质层24的空隙小于第2活性物质层25的空隙。另外，也可以使第1活性物质层24的材质与第2活性物质层25的材质不同。第1活性物质层24例如是包含碳系活性物质、Si系活性物质、聚丙烯酸或其盐、以及纤维状碳的层。由此，第1活性物质层24由含有硅的材料形成。第2活性物质层25是Si系活性物质的含有率比第1活性物质层24的Si系活性物质的含有率低的层、或是实质上不含有Si系活性物质的层。从提高电池的输入特性等的观点出发，优选的是，第2活性物质层25仅含有碳系活性物质作为负极活性物质，实质上不含有Si系活性物质(例如，相对于第2活性物质层25的质量而言小于0.1质量％)。
此外，在图11中，示出了负极板21所具备的活性物质合剂层23具有第1活性物质层24、第2活性物质层25的情况，但正极板所具备的活性物质合剂层也可以具有第1活性物质层、第2活性物质层，在该情况下，也可以使正极芯体侧的第1活性物质层的密度大于外侧的第2活性物质层的密度。另外，在该情况下，与负极板21同样地，也可以使第1活性物质层的空隙小于第2活性物质层的空隙，另外，也可以使第1活性物质层的材质与第2活性物质层的材质不同。在本例子中，其他结构和作用与图1～图6或图9、图10的结构和作用相同。
附图标记说明
10、层叠型二次电池(二次电池)；11、11a、电极体；14、正极板；15、正极主体；16、正极极耳；17、负极板；18、负极主体；19、负极极耳；20、20a、隔膜；21、负极板；22、负极芯体；23、活性物质合剂层；24、第1活性物质层；25、第2活性物质层；50、50a、绝缘保持件；51、绝缘片；54、谷部；55、山形部；56、谷部；60、外装壳体；61、开口；62、底面；63、侧壁；70、封口体；70a、气体排出阀；71、正极端子；72、负极端子；75、正极集电体；80、负极集电体；81、82、绝缘构件。

Claims (13)

1.一种层叠型二次电池，其中，
该层叠型二次电池具有：
电极体，其是将至少1个正极板和至少1个负极板隔着多层状的隔膜层叠而成的，该隔膜包含两层由不同的材质形成的多孔质层；以及
外装壳体，其将电解液和收纳有所述电极体的绝缘保持件一同收纳，该绝缘保持件是将由绝缘材料形成的片折叠而形成的，
所述外装壳体具有：
底面；
多个侧壁，其从所述底面竖立设置；以及
开口，其与所述底面相对且被所述多个侧壁包围，
所述隔膜中的至少1个隔膜的、从所述正极板和所述负极板这两者的由金属箔构成的芯体的端面和活性物质合剂层的端面暴露的部分与由所述片形成的V字状的谷部的底线附近部分相接触。
2.根据权利要求1所述的层叠型二次电池，其中，
在所述片中，叠合的两个片要素的形状互不对称。
3.根据权利要求1或2所述的层叠型二次电池，其中，
所述片中的、与所述隔膜的端部相对的部分的形状呈多个山形相连的褶皱状。
4.根据权利要求1所述的层叠型二次电池，其中，
所述电极体包含电极，该电极具有第1活性物质层和形成于所述第1活性物质层上的第2活性物质层。
5.根据权利要求4所述的层叠型二次电池，其中，
所述第1活性物质层的密度大于所述第2活性物质层的密度。
6.根据权利要求4所述的层叠型二次电池，其中，
所述第1活性物质层的空隙小于所述第2活性物质层的空隙。
7.根据权利要求4所述的层叠型二次电池，其中，
所述第1活性物质层的材质与所述第2活性物质层的材质不同。
8.根据权利要求4所述的层叠型二次电池，其中，
具有所述第1活性物质层和形成于所述第1活性物质层上的所述第2活性物质层的所述电极为所述负极板。
9.根据权利要求8所述的层叠型二次电池，其中，
所述第1活性物质层由含硅的材料形成。
10.根据权利要求1所述的层叠型二次电池，其中，
所述隔膜在隔膜主体的单面或两个面形成至少1层以上的、材质与所述隔膜主体的材质不同的多孔质层。
11.根据权利要求10所述的层叠型二次电池，其中，
形成于所述隔膜的所述多孔质层包含聚偏氟乙烯、丙烯酸树脂、聚乙烯醇、丁苯橡胶、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、聚酰胺-酰亚胺中的至少一者。
12.根据权利要求10所述的层叠型二次电池，其中，
形成于所述隔膜的所述多孔质层包含含有Al的金属氧化物。
13.根据权利要求10所述的层叠型二次电池，其中，
形成于所述隔膜的所述多孔质层包含含有Ti的金属氧化物。
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