CN113557620A - 非水电解质二次电池及非水电解质二次电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供在满充电状态和非满充电状态的任一状态下均能够抑制由来自于外部的冲击导致的电池的内部短路的非水电解质二次电池。作为本发明的一个方式的非水电解质二次电池的特征在于，具备正极和负极隔着间隔件卷绕而成的卷绕形的电极体和收纳电极体的电池壳体，正极具有正极集电体和形成于正极集电体的至少一个表面的正极合剂层，间隔件具有通常部和刺穿强度比通常部高的塑性变形部。

Description

非水电解质二次电池及非水电解质二次电池的制造方法
技术领域
本发明涉及非水电解质二次电池及非水电解质二次电池的制造方法。
背景技术
一直以来，将带状的正极和负极隔着间隔件卷绕而成的卷绕形的电极体收纳于金属制的电池壳体而成的非水电解质二次电池得到广泛利用。专利文献1中公开了一种非水电解质二次电池，其通过使用满足规定的拉伸断裂强度的间隔件，从而在满充电状态下抑制了由来自于外部的冲击导致的电池的热失控。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-139865号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1中，针对非满充电状态的非水电解质二次电池从外部受到冲击时电池所受到的影响未进行研究。
本发明的目的在于提供在满充电状态和非满充电状态的任一状态下均能够抑制来自于外部的冲击所致的电池的内部短路的非水电解质二次电池。
用于解决课题的手段
作为本发明的一个方式的非水电解质二次电池的特征在于，具备：正极和负极隔着间隔件卷绕而成的卷绕形的电极体、以及收纳电极体的电池壳体，正极具有正极集电体和形成于正极集电体的至少一个表面的正极合剂层，间隔件具有通常部和刺穿强度比通常部高的塑性变形部。
作为本发明的一个方式的非水电解质二次电池的制造方法的特征在于，所述非水电解质二次电池具备正极和负极隔着间隔件卷绕而成的卷绕形的电极体、和收纳电极体的电池壳体，在隔着间隔件卷绕正极和负极时，沿着卷绕方向拉伸间隔件的一部分而使其塑性变形。
发明的效果
根据本发明的非水电解质二次电池，在满充电状态和非满充电状态的任一情况下均能够耐受来自于外部的冲击而抑制内部短路。
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截面图。
图2是图1所示的非水电解质二次电池的卷绕形的电极体的立体图。
图3是实施方式的一例中的正极的长度方向截面图。
图4是表示实施方式的一例中的电极体中的正极与间隔件的对置关系的俯视图。
图5是表示作为实施方式的一例的电极体的卷绕装置的构成的主视图。
图6是表示图5所示的卷绕装置的拉伸部的构成的侧视图。
图7是实施方式的另一例中的与图5对应的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的非水电解质二次电池的实施方式的一例进行详细说明。在以下的说明中，具体的形状、材料、数值、方向等是用于容易理解本发明的例示，可以根据非水电解质二次电池的规格适当变更。另外，在以下的说明中，在包含多个实施方式、变形例的情况下，将它们的特征部分适当地组合使用是申请之初就设想到的。
图1是作为实施方式的一例非水电解质二次电池10的纵向截面图。如图1所例示，在非水电解质二次电池10中，电极体14和非水电解质(未图示)收纳于电池壳体15。作为非水电解质的非水溶剂(有机溶剂)，可以使用碳酸酯类、内酯类、醚类、酮类、酯类等，可以将这些溶剂中的2种以上混合使用。例如，可以使用碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯等环状碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等链状碳酸酯、环状碳酸酯与链状碳酸酯的混合溶剂等。作为非水电解质的电解质盐，可以使用LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3等和它们的混合物。电解质盐相对于非水溶剂的溶解量例如可以设为0.5～2.0mol/L。
由外装体16和封口体17构成电池壳体15。在电极体14的上下分别设置有绝缘板18、19。正极引线20穿过绝缘板18的贯通孔向封口体17侧延伸，焊接于封口体17的底板即过滤器23的下表面。在非水电解质二次电池10中，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。另一方面，负极引线21穿过绝缘板19的贯通孔向外装体16的底部侧延伸，焊接于外装体16的底部内表面。在非水电解质二次电池10中，外装体16成为负极端子。在负极引线21设置于卷外端附近的情况下，负极引线21通过绝缘板18的外侧向电池壳体15的底部侧延伸，焊接于电池壳体15的底部内表面。
外装体16是有底圆筒形状的金属制容器。在外装体16与封口体17之间设置有密封垫28，确保电池壳体内的密闭性。外装体16具有例如从外侧按压侧面部而形成的、支撑封口体17的膨出部22。膨出部22优选沿着外装体16的周向形成为环状，在其上表面支撑封口体17。
封口体17具有从电极体14侧起依次层叠的过滤器23、下阀体24、绝缘构件25、上阀体26和盖27。构成封口体17的各构件例如具有圆板形状或环形状，除了绝缘构件25以外的各构件相互电连接。下阀体24与上阀体26在各自的中央部相互连接，在各自的周缘部之间夹隔有绝缘构件25。如果电池的内压因异常发热而上升，则例如下阀体24断裂，由此上阀体26向盖27侧膨胀而从下阀体24分离，由此两者的电连接被切断。如果内压进一步上升，则上阀体26断裂，气体从盖27的开口部排出。
以下，参照图2对电极体14进行说明。图2是图1所示的非水电解质二次电池10的卷绕形的电极体14的立体图。电极体14具有正极11和负极12隔着第一间隔件13a和第二间隔件13b卷绕而成的卷绕形的结构。正极11、负极12、第一间隔件13a和第二间隔件13b均形成为带状，通过在电极体14的卷绕中心(以下，有时称为卷绕轴)的周围卷绕成涡旋状，从而成为在电极体14的径向β上交替层叠的状态。以下，有时将第一间隔件13a和第二间隔件13b统称为间隔件13。在电极体14中，正极11和负极12的长度方向成为卷绕方向γ，正极11和负极12的宽度方向成为卷绕轴方向α。需要说明的是，以下，有时将正极11和负极12的长度方向称为长度方向γ。另外，卷内侧是指径向β上的卷绕轴侧，卷外侧是指径向β上的电极体14的外侧。
如图2所示，第一间隔件13a设置于正极11的卷外侧，第二间隔件13b设置于负极12的卷外侧(正极11的卷内侧)。第一间隔件13a和第二间隔件13b介于正极11负极12之间，由此将正极11与负极12彼此绝缘。另外，间隔件13保护正极11和负极12免受来自于外部的冲击。间隔件13可以由2张片材构成，也可以由1张片材构成。第一间隔件13a和第二间隔件13b可以彼此相同，也可以不同。
接下来，使用图3对正极11进行详细说明。图3是实施方式的一例中的正极11的长度方向截面图。
正极11具有带状的正极集电体30和形成于正极集电体30的至少一个表面的正极合剂层31。换言之，正极11在至少一个表面具有包含正极活性物质的正极合剂层31。正极合剂层31优选形成于正极集电体30的两面。正极集电体30例如使用铝等金属的箔、在表层配置有该金属的膜等。优选的正极集电体30是以铝或铝合金为主成分的金属的箔。正极集电体30的厚度例如为10μm～30μm。
正极合剂层31优选包含正极活性物质、导电剂和粘结剂。正极11例如通过以下方法制作：将包含正极活性物质、导电剂、粘结剂和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等溶剂的正极浆料涂布于正极集电体30的两面后，进行干燥和压延。
作为正极活性物质，可例示含有Co、Mn、Ni等过渡金属元素的含锂复合氧化物。含锂复合氧化物没有特别限定，优选为通式Li1+xMO2(式中，-0.2＜x≤0.2，M包含Ni、Co、Mn、Al中的至少1种)所示的复合氧化物。
作为导电剂的例子，可举出炭黑(CB)、乙炔黑(AB)、科琴黑、石墨等碳材料等。作为粘结剂的例子，可举出聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)等氟系树脂、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、丙烯酸系树脂、聚烯烃系树脂等。另外，也可以将这些树脂与羧甲基纤维素(CMC)或其盐、聚环氧乙烷(PEO)等组合使用。它们可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
在正极11设置未形成正极合剂层31而正极集电体30的表面露出的正极露出部32。正极露出部32可以为1个，也可以为多个。在至少1个正极露出部32连接正极引线20。正极引线20可以为1个，也可以为多个。图4是表示电极体14中的正极11与第一间隔件13a的对置关系的俯视图。如图4所示，正极引线20与设置于正极11的卷外侧的第一间隔件13a对置。即，正极引线20与正极11的卷外侧的正极露出部32连接。优选在与连接有正极引线20的正极露出部32对应的位置，正极露出部32也被设置于正极11的卷内侧。正极引线20可以与正极11的卷外侧和卷内侧中的任一正极露出部32连接。正极引线20例如通过超声波焊接与正极露出部32接合。正极引线20的构成材料只要具有导电性，则没有特别限定，优选由以铝为主成分的金属构成。
例如，从集电性的观点出发，正极引线20可以设置于正极11的长度方向γ的中央部。在该情况下，正极引线20与设置于正极11的长度方向γ的中央部的正极露出部32连接，在卷绕为电极体14时，如图2所示，正极引线20在电极体14的径向β的中间位置从卷绕轴方向α的端面突出地配置。另外，正极露出部32也可以形成于正极11的长度方向γ的中央部以外，例如也可以形成于靠近端部的位置。正极露出部32例如通过在正极集电体30的一部分不涂布正极浆料的间歇涂布而设置。
如图3所示，在正极引线20的表面贴附有保护构件35。保护构件35是用于以下目的的绝缘性的构件，在间隔件13破裂而正极引线20和正极引线20周边的正极露出部32与后述的设置于负极12的表面的负极合剂层不隔着间隔件13地对置的情况下，使正极引线20和正极引线20周边的正极露出部32不与负极合剂层发生短路。保护构件35优选以跨越正极引线20和正极引线20周边的正极露出部32的方式贴附于正极合剂层31的表面。
保护构件35例如具有基材部和形成于该基材部的一个表面的粘合部。基材部只要是绝缘性的树脂即可，例如可以使用PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)、PI(聚酰亚胺)、PP(聚丙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)等。基材部的厚度例如为5μm以上且50μm以下，优选为10μm以上且30μm以下。
粘合部是用于将保护构件35粘接于正极11的表面的部位。粘合部的厚度例如为1μm以上且30μm以下，优选为5μm以上且25μm以下。粘合部可以包含橡胶系聚合物、丙烯酸系聚合物中的至少1种。橡胶系聚合物、丙烯酸系聚合物具有粘合性，因此能够将保护构件35粘接于正极11的表面。粘合部例如可以进一步添加有机硅系聚合物。
如图3所示，正极11具有角部。在电池受到冲击时，间隔件13有可能以与角部对置的部位为起点发生破损。具体而言，角部可以例示正极11的内端部和外端部(以下，有时称为角部A)、正极合剂层31的内端部和外端部(以下，有时称为角部B)、保护构件35的宽度方向的两端部(以下，有时称为角部C)、以及正极引线20的宽度方向的两端部(以下，有时称为角部D)。在此，内端部和外端部是指正极11和负极12各自的卷绕开始侧的端部和卷绕结束侧的端部。在未形成与正极11的内端部和外端部分别相邻的正极露出部32的情况下，正极合剂层31的内端部和外端部分别与正极11的内端部和外端部一致。除了角部A～D以外，只要是在正极11的表面产生的阶梯差，则也可以当作角部。
间隔件13可以使用具有离子透过性和绝缘性的多孔性片材。作为多孔性片材的具体例，可举出微多孔薄膜、织造布、无纺布等。作为间隔件13的材质，可以使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂。间隔件13的厚度例如为8μm～50μm，优选为10μm～20μm。间隔件13例如具有130℃～180℃左右的熔点。另外，为了提高耐热性等，间隔件13也可以在表面形成芳族聚酰胺涂层等。
间隔件13是通过将聚烯烃系树脂挤出而成形为片状后，在流动方向(MD：MachineDirection)和与流动方向垂直的方向(TD：Transverse Direction)上同时或依次拉伸而进行薄膜化来制作的。制作出的间隔件13被卷取而成为间隔件卷54(参照图5)。间隔件13通过拉伸而使聚烯烃系树脂的分子进行取向，通过结晶化，能够使刺穿强度提高。另一方面，聚烯烃系树脂的能够拉伸的量是预先确定的，如果在薄膜化时进行拉伸，则薄膜化后的间隔件13的伸长率变小。即，间隔件13的伸长率与刺穿强度成为折衷权衡的关系。
如图4所示，第一间隔件13a具有通常部40和刺穿强度比通常部40高的塑性变形部41。在电池为满充电状态的情况下和非满充电状态的情况下，在从外部受到冲击时电池内部短路的行为不同。在满充电状态下，电极体14最大限度地膨胀，因此电极体14与外装体16之间的间隙变小，电池从外部受到冲击时的电极体14所允许的变形量变小。在该情况下，间隔件13被图3所示那样的角部局部地压迫而断裂，容易产生内部短路。因此，如图4所示，优选在预想到的电池从外部受到冲击时间隔件13被局部压迫的位置设置塑性变形部41。由此，满充电状态的电池受到来自于外部的冲击时的内部短路被抑制。另一方面，在非满充电状态下，与满充电状态相比，电极体14收缩，因此电极体14与外装体16之间的间隙变大，电池从外部受到冲击时的电极体14所允许的变形量变大。在该情况下，存在间隔件13随着电极体14的变形而受到拉伸力发生断裂从而产生内部短路的可能性。如上所述，间隔件13的伸长率与刺穿强度处于折衷权衡的关系，因此通常部40与塑性变形部41相比伸长率变高，对应于拉伸力的间隔件13的断裂得到抑制。由此，非满充电状态的电池从外部受到冲击时的内部短路得到抑制。因此，通过间隔件13包含通常部40和塑性变形部41，在满充电状态和非满充电状态的任一状态下均抑制来自于外部的冲击所导致的电池的内部短路。
刺穿强度的测定依据JIS标准JIS Z-1707来进行。将直径1.0mm、前端直径0.5mm的半圆形的针以50±5mm/min的速度刺入到经固定的刺穿强度测定试样(间隔件13)中，测定针贯穿为止的最大应力。对随机抽取的5个刺穿强度测定试样进行测定，将测定结果的平均值作为该间隔件13的刺穿强度的值。
卷绕轴方向α的伸长率的测定依据JIS标准JIS K-7127来进行。将第一间隔件13a和第二间隔件13b分别切断为宽度10mm、长度150mm以上，制作5个伸长率测定试样。以该伸长率测定试样的长度方向一致的方式且以一对夹具之间的距离成为100mm的方式安装于试验机的轴，测定以200mm/min拉伸该伸长率测定试样时的拉伸力和伸长量，测定卷绕轴方向α的伸长率。另外，也测定断裂时的拉伸力(以下，有时称为断裂强度)。对5个伸长率测定试样进行测定，各测定结果均采用除去最大最小的各1个后的3个的平均值。
第一间隔件13a可以在与正极11的内端部和外端部的角部A中的至少一个对置的部位具有塑性变形部41A。角部A有可能在电池受到来自于外部的冲击时局部地压迫并刺破第一间隔件13a。因此，通过在与角部A对置的部位配置刺穿强度比通常部40高的塑性变形部41A，从而第一间隔件13a不易破损，能够降低发生内部短路的风险。在第二间隔件13b中，也可以在与正极11的内端部和外端部的角部A中的至少一个对置的部位设置塑性变形部41A。
第一间隔件13a可以在与正极合剂层31的内端部和外端部的角部B中的至少一个对置的部位具有塑性变形部41B。正极合剂层31含有硬的含锂复合氧化物作为正极活性物质。因此，在电池受到来自于外部的冲击时，角部B有可能刺破第一间隔件13a，因此，通过在与角部B对置的部位配置刺穿强度比通常部40高的塑性变形部41B，第一间隔件13a变得不易破损，能够降低发生内部短路的风险。在正极合剂层31形成于正极11的两个表面的情况下，在第二间隔件13b中，也可以在与正极合剂层31的内端部和外端部的角部B中的至少一个对置的部位设置塑性变形部41B。
塑性变形部41A和塑性变形部41B在正极11的长度方向γ上设置于比较近的位置，因此能够将塑性变形部41 A与塑性变形部41B连结而设为1个塑性变形部41。在该情况下，能够减少塑性变形的工时，因此后述的塑性变形部41的形成方法变得更简便。
第一间隔件13a可以在与保护构件35的宽度方向的两端部的角部C中的至少一个对置的部位具有塑性变形部41C。角部C也有可能在电池受到来自于外部的冲击时刺破第一间隔件13a。因此，通过在与角部C对置的部位配置刺穿强度比通常部40高的塑性变形部41C，第一间隔件13a不易破损，能够降低发生内部短路的风险。另外，保护构件35附设于正极11的表面的位置不限于正极引线20的表面，也可以粘贴于其他位置。在该情况下，也能够在与保护构件35的宽度方向的两端部的角部C中的至少一个对置的部位配置塑性变形部41C。在正极11的卷内侧贴附保护构件35的情况下，在第二间隔件13b中，也可以在与保护构件35的宽度方向的两端部的角部C中的至少一个对置的部位设置塑性变形部41C。
第一间隔件13a可以在与正极引线20的宽度方向的两端部的角部D中的至少一个对置的部位具有塑性变形部41D。如图3所示，正极引线20比正极合剂层31厚，因此在正极11的表面是向第一间隔件13a最突出的部位。此外，在卷绕正极11时正极引线20不易弯曲。因此，在电池从外部受到冲击时，对第一间隔件13a中的与正极引线20的宽度方向的两端部对置的部位施加特别强的力。因此，如图4所示，通过在第一间隔件13a的与角部D对置的部位形成塑性变形部41D，从而第一间隔件13a不易破损，能够降低发生内部短路的风险。在正极引线20设置于正极11的卷内侧的情况下，在第二间隔件13b中，也可以在与正极引线20的宽度方向的两端部的角部D中的至少一个对置的部位设置塑性变形部41D。
塑性变形部41C和塑性变形部41D在正极11的长度方向γ上设置于比较近的位置，因此能够将塑性变形部41C和塑性变形部41D连结而形成1个塑性变形部41。在该情况下，能够减少塑性变形的工时，因此后述的塑性变形部41C和塑性变形部41D的形成方法变得更简便。
图4的第一间隔件13a具有塑性变形部41A、41B、41C、41D，但也可以仅具有塑性变形部41A、41B、41C、41D中的任一个，另外，也可以选择性地具有多个。在除了与图2所示的角部A、B、C、D对置的部位以外被正极11局部地压迫的部位被设想为第一间隔件13a的情况下，也可以在该部位设置塑性变形部41。对于第二间隔件13b也是同样的。
接下来，使用图5和图6对塑性变形部41的形成方法的一例进行说明。图5是表示作为实施方式的一例的电极体14的卷绕装置的构成的主视图。
在图5中，从卷内侧重叠卷取正极11、第一间隔件13a、负极12和第二间隔件13b来制作电极体14。第一间隔件13a从间隔件卷54抽出，一边利用松紧调节辊52调整牵力，一边与正极11、负极12和第二间隔件13b一起被卷绕。
塑性变形部41通过以下方式形成：在第一间隔件13a被卷绕时，第一间隔件13a的一部分被拉伸部50a和拉伸部50b沿着卷绕方向γ拉伸而塑性变形。第一间隔件13a具有延展性，但如果以超过屈服点的力拉伸，则不会复原而产生塑性变形。产生了塑性变形的塑性变形部41与未塑性变形的通常部40相比，刺穿强度变高。另一方面，通常部40与塑性变形部41相比伸长率变高。塑性变形部41与热熔接等不同，不会堵塞间隔件13的孔，因此电解质的透过性良好。
图6是表示图5所示的卷绕装置的拉伸部50a和拉伸部50b的构成的侧视图。第一间隔件13a从图6的上侧向下侧的方向，换言之，从间隔件卷54侧向电极体14侧的方向(以下，有时称为第一间隔件13a的流动方向F)流动。只要能够使拉伸部50a与拉伸部50b之间的第一间隔件13a伸长，则拉伸部50a和拉伸部50b的构成没有特别限定。拉伸部50a和拉伸部50b例如能够设为夹持辊。拉伸部50a和拉伸部50b分别从相对于第一间隔件13a的流动方向F垂直的方向夹持第一间隔件13a。通过使拉伸部50b的夹持辊比拉伸部50a的夹持辊更快地沿第一间隔件13a的流动方向F旋转，能够对拉伸部50a与拉伸部50b之间的第一间隔件13a进行拉伸。通过调整拉伸部50a与拉伸部50b之间的距离，能够改变塑性变形部41的卷绕方向γ的长度。因此，能够在第一间隔件13a的任意部位形成塑性变形部41。在第二间隔件13b的特定部位形成塑性变形部41的情况下也可以使用同样的方法。
接下来，使用图7对实施方式的另一例进行说明。在图7所示的例子中，第一间隔件13a在拉伸部50a与制作中的电极体14之间被拉伸而塑性变形，从而形成塑性变形部41。例如，通过使拉伸部50a的夹持辊的旋转速度比电极体14的卷绕速度慢，能够拉伸第一间隔件13a。
本实施方式中的负极12例如如下所述。
负极12具有带状的负极集电体和形成于负极集电体的至少一个表面的负极合剂层。负极合剂层优选形成于负极集电体的两面。负极集电体例如可以使用铜等金属的箔、在表层配置有该金属的膜等。优选的负极集电体是以铜或铜合金为主成分的金属的箔。负极集电体的厚度例如为5μm～30μm。
负极合剂层优选在负极集电体的两面形成于除了后述的负极露出部以外的整个区域。负极合剂层优选包含负极活性物质和粘结剂。负极12例如通过以下方法制作：将包含负极活性物质、粘结剂和水等的负极浆料涂布于负极集电体的两面后，进行干燥和压延。
作为负极活性物质，只要能够可逆地吸藏、放出锂离子就没有特别限定，例如可以使用天然石墨、人造石墨等碳材料、Si、Sn等与锂合金化的金属、或包含它们的合金、氧化物等。负极合剂层中所含的粘结剂例如可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)等氟系树脂、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、丙烯酸系树脂、聚烯烃系树脂等。在用水系溶剂制备负极浆料的情况下，可以使用苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、CMC或其盐、聚丙烯酸或其盐、聚乙烯醇等。它们可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
在负极12设置负极集电体的表面露出的负极露出部。负极露出部是连接负极引线21的部分，是负极集电体的表面未被负极合剂层覆盖的部分。负极引线21例如通过超声波焊接与负极露出部接合。负极引线21的构成材料只要具有导电性就没有特别限定。负极引线21优选由以镍或铜为主成分的金属、或者包含镍和铜这两者的金属构成。
负极露出部例如设置于负极12的长度方向γ的内端部。在该情况下，如图2所示，负极引线21在电极体14的径向β的中心部从卷绕轴方向α的端面突出地配置。可以在负极引线21的表面贴附保护构件35。负极露出部例如通过在负极集电体的一部分不涂布负极浆料的间歇涂布来设置。负极引线21的配置位置并不限定于图2所示的例子，也可以在负极12的外端部设置负极引线21。另外，也可以在内端部和外端部这两者设置负极引线21。在该情况下，集电性提高。通过使负极12的外端部的露出部与外装体16的内周面接触，能够不使用负极引线21而将负极12的外端部与外装体16电连接。
可以在第一间隔件13a或第二间隔件13b的与负极12中的角部、例如负极12的内端部或外端部(相当于角部A)、负极合剂层的端部(相当于角部B)、保护构件35的宽度方向端部(相当于角部C)、或负极引线21的宽度方向端部(相当于角部D)对置的部位形成塑性变形部41。
实施例
以下，通过实施例进一步说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。
<实施例>
[正极的制作]
作为正极活性物质，使用LiNi0.88Co0.09Al0.03O2所示的含铝的镍钴酸锂。将100质量份的LiNi0.88Co0.09Al0.03O2、1.0质量份的乙炔黑和0.9质量份的聚偏氟乙烯(PVDF)混合，加入适量的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，制备正极浆料。接下来，将该正极浆料涂布于由厚度15μm的铝箔形成的长条状的正极集电体的两面，将涂膜加热至100℃～150℃使其干燥。使用辊将干燥后的涂膜压缩而使厚度为0.144mm后，切断成宽度57.6mm、长度679mm，制作在正极集电体的两面形成有正极合剂层的正极。
[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(CMC)和1质量份的苯乙烯-丁二烯橡胶混合，加入适量的水，制备负极浆料。接下来，将该负极浆料涂布于由厚度8μm的铜箔形成的长条状的负极集电体的两面，使涂膜干燥。使用辊将干燥后的涂膜压缩而使厚度为0.164mm后，切断成宽度58.6mm、长度662mm，制作在负极集电体的两面形成有负极合剂层的负极。
[间隔件]
第一间隔件和第二间隔件使用相同的间隔件。所使用的间隔件是厚度为14μm的聚烯烃系树脂制，在一个表面形成有芳族聚酰胺涂层。关于所使用的间隔件的物性值，通常部的断裂强度为135MPa，卷绕轴方向α的伸长率为78％，刺穿强度为413gf。
[电解液的制备]
在由碳酸亚乙酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)构成的混合溶剂(以体积比计为EC∶EMC∶DMC＝20∶5∶75)的100质量份中添加3质量份的碳酸亚乙烯酯(VC)。在该混合溶剂中以成为1.4摩尔/L的浓度的方式溶解LiPF6，制备电解液。
[冲击试验]
在设置于正极集电体的长度方向大致中央的正极露出部安装铝制的正极引线。在正极引线的表面以与正极合剂层重叠的方式贴附基材部为PP制的保护构件。在设置于负极集电体的内端部的负极露出部安装镍-铜-镍制的负极引线。以从卷内侧起成为正极、第一间隔件、负极、第二间隔件的顺序的方式重叠后进行卷绕，制作10个卷绕形的电极体。在卷绕电极体时，对于第一间隔件和第二间隔件这两者，在间隔件卷与电极体之间配置一对夹持辊，分别以对宽度10mm施加12N的载荷的方式用夹持辊夹持并拉伸，形成塑性变形部。该塑性变形部形成于覆盖正极极耳保护带的部位。另外使该间隔件在相同条件下塑性变形而形成的塑性变形部的刺穿强度为436gf。然后，在电极体的上和下分别配置绝缘板，将该电极体收纳于电池壳体。接下来，将负极引线焊接于电池壳体的底部，并且将正极引线焊接于具有内压工作型的安全阀的封口体。然后，通过减压方式向电池壳体的内部注入电解液后，以将电池壳体的开口端部隔着密封垫铆接于封口体的方式对电池壳体的开口端部进行封口，制作10个圆筒形二次电池。
对于SOC100％的情况，使用所制作的5个电池进行碰撞试验。任一电池均在25℃气氛中以990mA(0.3小时率)的恒流充电而充电至4.2V后，以4.2V进行将终止电流设为66mA的恒压充电。然后，将UN输送试验条件的T6碰撞试验的项目(在电池中央放置直径15.8mm的金属制的圆棒，将9.1kg的重物从61cm的高度下落)中的重物的重量变更为9.6kg来进行试验。将5个电池均与试验前相比电压未降低0.5V以上的情况设为OK，将除此以外的情况设为NG。
对于SOC50％的情况，使用所制作的5个电池进行碰撞试验。任一电池均在25℃气氛中以990mA(0.3小时率)的恒流进行充电，在充电容量达到1.7Ah的时点结束充电。然后，将UN输送试验条件的T6碰撞试验的项目(在电池中央放置直径15.8mm的金属制的圆棒，将9.1kg的重物从61cm的高度下落)中的重物的重量变更为9.6kg来进行试验。将5个电池均与试验前相比电压未降低0.5V以上的情况记为OK，将除此以外的情况记为NG。
<比较例1>
第一间隔件和第二间隔件使用与实施例1的间隔件相比刺穿强度高的间隔件，而且，在第一间隔件和第二间隔件未形成塑性变形部，除此以外，与实施例1同样地操作，制作卷绕形的电极体。关于所使用的间隔件的物性值，通常部的断裂强度为145MPa，卷绕轴方向α的伸长率为50％，刺穿强度为456gf。
<比较例2>
除了在第一间隔件和第二间隔件未形成塑性变形部以外，与实施例1同样地操作，制作卷绕形的电极体。
将关于实施例和比较例的评价结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0003256973730000151
在第一间隔件和第二间隔件这两者形成有塑性变形部的实施例1在满充电状态(SOC100％)和非满充电状态(SOC50％)的任一情况下，冲击试验均为OK。另一方面，在间隔件未形成塑性变形部的比较例1和比较例2中，满充电状态和非满充电状态中的任一者的冲击试验中为NG。使用了刺穿强度高的间隔件的比较例1在非满充电状态下的冲击试验中为NG，使用了刺穿强度低的间隔件的比较例2在满充电状态下的冲击试验中为NG。这样，确认到通过使用具有通常部和刺穿强度比通常部高的塑性变形部的间隔件，能够得到在满充电状态和非满充电状态的任一状态下均能够抑制由来自于外部的冲击导致的电池的热失控的非水电解质二次电池。
附图标记说明
10：非水电解质二次电池，11：正极，12：负极，13：间隔件，14：电极体，15：电池壳体，16：外装体，17：封口体，18、19：绝缘板，20：正极引线，21：负极引线，22：膨出部，23：过滤器，24：下阀体，25：绝缘构件，26：上阀体，27：盖，28：密封垫，30：正极集电体，31：正极合剂层，35：保护构件，40通常部，41、41A、41B、41C、41D：塑性变形部，50a、50b：拉伸部，52：松紧调节辊，54：间隔件卷。

Claims (6)

1.一种非水电解质二次电池，其具备：
卷绕形的电极体，所述卷绕形的电极体是正极和负极隔着间隔件卷绕而成的；以及
电池壳体，所述电池壳体收纳所述电极体，
所述正极具有正极集电体和形成于所述正极集电体的至少一个表面的正极合剂层，
所述间隔件具有通常部和刺穿强度比所述通常部高的塑性变形部。
2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述间隔件在与所述正极的内端部和外端部中的至少一个对置的部位具有所述塑性变形部。
3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其中，所述间隔件在与所述正极合剂层的内端部和外端部中的至少一个对置的部位具有所述塑性变形部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水电解质二次电池，其中，还具备：
导电性的正极引线，所述导电性的正极引线与在所述正极的表面未形成所述正极合剂层的正极露出部连接；以及
保护构件，所述保护构件贴附于所述正极引线的表面，
所述间隔件在与所述保护构件的宽度方向的两端部和所述正极引线的宽度方向的两端部中的至少一个端部对置的部位具有所述塑性变形部。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述间隔件包含聚烯烃系树脂。
6.一种非水电解质二次电池的制造方法，其中，所述非水电解质二次电池具备正极和负极隔着间隔件卷绕而成的卷绕形的电极体、和收纳所述电极体的电池壳体，
在隔着所述间隔件卷绕所述正极和所述负极时，沿着卷绕方向拉伸所述间隔件的一部分而使该部分塑性变形。
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