CN114335435A - 非水电解液二次电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制造时的非水电解液向层叠电极体的浸渗性优异、且电极的面方向的电阻的均匀性优异的非水电解液二次电池。在此公开的非水电解液二次电池具备层叠了2个以上的电池单元的层叠电极体，该电池单元包含第一电极、第一隔离件、第二电极以及第二隔离件。第一电极具有第一活性物质层，第二电极具有第二活性物质层。在第一活性物质层的中央部，形成有与第二活性物质层对置的对置区域，在外周边部形成有不与第二活性物质层对置的非对置区域。通过第一粘接剂粘接第一隔离件与第一电极。第二电极通过第二粘接剂与第一隔离件和第二隔离件面粘接。第一粘接剂未配置在第一活性物质层的对置区域，而是配置在对置区域以外的区域。在非对置区域不配置第一粘接剂而形成有供非水电解液流通的路径。

Description

非水电解液二次电池

技术领域

本发明涉及一种非水电解液二次电池。

背景技术

近年来，锂二次电池等非水电解液二次电池优选用于个人计算机、移动终端等携带式电源、电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)、插电式混合动力汽车(PHV)等车辆驱动用电源等。

一般的非水电解液二次电池具备介由隔离件层叠有正极和负极的电极体。该电极体大致分为卷绕电极体和层叠电极体。层叠电极体具有正极和负极在它们之间隔着隔离件交替地层叠的构成。

作为层叠电极体的制造方法之一，可举出将依次层叠有第一电极、第一隔离件、第二电极和第二隔离件而成的单体电池后，进一步层叠该多个单体电池的方法(例如参照专利文献1)。这样的制造方法中，为了防止电极和隔离件的位置偏离，用粘接剂将隔离件和电极粘接。例如专利文献1中记载了为了用粘接剂粘接隔离件和电极，在第一隔离件的两面涂覆粘接剂，并且仅在第二隔离件的面即与第二电极对置的面涂覆粘接剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6093369号说明书。

发明内容

然而，在现有技术中，在隔离件的涂覆有粘接剂的部分，非水电解液变得难以流通。因此，在制造非水电解液二次电池时，非水电解液向电极体内渗透所需的时间延长，存在生产率大幅降低的问题。并且，在隔离件的被粘接剂涂覆的部分，电荷载体(例如锂离子等)很难通过，因此在减少涂覆粘接剂的面积的情况下，存在因粘接剂的涂布形态而面方向电阻变得不均匀，导致性能降低的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种制造时非水电解液向层叠电极体的浸渗性优异、且电极的面方向的电阻均匀性优异的非水电解液二次电池。

在此公开的非水电解液二次电池具备层叠有2个以上的电池单元的层叠电极体和非水电解液，所述电池单元依次层叠有第一电极、第一隔离件、第二电极和第二隔离件。所述第一电极具有第一集电体和第一活性物质层。上述第二电极具有第二集电体和第二活性物质层。上述第一电极的第一活性物质层的主面的面积大于上述第二电极的第二活性物质层的主面的面积。在上述第一活性物质层的中央部，形成有与上述第二活性物质层对置的对置区域。在上述第一活性物质层的外周边部，形成有不与上述第二活性物质层对置的非对置区域。上述第一隔离件和上述第一电极通过第一粘接剂粘接。上述第二电极通过第二粘接剂与上述第一隔离件和上述第二隔离件进行面粘接。将上述第一电极与上述第一隔离件粘接的上述第一粘接剂未配置在上述第一活性物质层的上述对置区域，而是配置在上述对置区域以外的区域。在上述非对置区域的至少一部分，未配置上述第一粘接剂，而形成有供上述非水电解液流通的路径。根据这样的构成，提供一种制造时的非水电解液向层叠电极体的浸渗性优异、且电极的面方向的电阻的均匀性优异的非水电解液二次电池。

在此公开的非水电解液二次电池的优选的一个方式中，上述第一电极为负极，上述第二电极为正极。根据这样的构成，负极活性物质层的主面的面积大于正极活性物质层的主面的面积，因此能够高度地抑制作为电荷载体发挥功能的离子(例如锂离子等)成为金属而析出。

在此公开的非水电解液二次电池的优选的一个方式，上述第一粘接剂沿着上述第一活性物质层的主面的边配置，并且在该边形成有至少一个供非水电解液流通的路径。上述第一活性物质层的主面的该边的方向的非水电解液流通的路径的尺寸的合计为上述第一活性物质层的主面的该边的长度的10％以上。根据这样的构成，制造时的非水电解液向层叠电极体的浸渗性更优异。

在此公开的非水电解液二次电池的优选的一个方式中，上述第一活性物质层的主面的形状为长方形，在上述第一活性物质层的上述非对置区域的至少长边中形成有供上述非水电解液流通的路径。根据这样的构成，制造时的非水电解液向层叠电极体的浸渗性更优异。

在此公开的非水电解液二次电池的优选的一个方式中，上述第一粘接剂的厚度小于上述第二电极的厚度。根据这样的构成，在层叠电池单元时，能够避免向配置有第一粘接剂部分的应力集中。

在此公开的非水电解液二次电池的优选的一个方式中，在邻接的2个上述电池单元中，一个电池单元的第一电极与另一个电池单元的第二隔离件粘接。根据这样的构成，能够抑制电池单元间的位置偏离。

在此公开的非水电解液二次电池的一个方式中，在上述一个电池单元的第一电极的第一活性物质层的中央部，形成有与上述另一个电池单元的第二电极的第二活性物质层对置的对置区域。在上述一个电池单元的第一电极的第一活性物质层的外周边部，形成有不与上述另一个电池单元的第二电极的第二活性物质层对置的非对置区域。上述一个电池单元的第一电极与上述另一个电池单元的第二隔离件通过第三粘接剂粘接。上述第三粘接剂不配置在上述一个电池单元的第一电极的上述第一活性物质层的上述对置区域，而是配置在上述对置区域以外的区域。在上述非对置区域的至少一部分未配置第三粘接剂，形成有供非水电解液流通的路径。根据这样的构成，制造时的非水电解液向层叠电极体的浸渗性更优异，并且电极的面方向的电阻的均匀性更优异。

在此公开的非水电解液二次电池的优选的一个方式，上述层叠电极体包括层叠体和单个的负极，该层叠体层叠有多个上述电池单元，最外层为正极和负极。在上述层叠体的最外层的正极上层叠有上述单个的负极。根据这样的构成，能够将最外层正极的锂用于充放电，能够提高电池容量。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的锂离子二次电池的内部结构所示的剖视图。

图2是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的锂离子二次电池的层叠电极体中包含的电池单元的分解立体图。

图3是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的锂离子二次电池的层叠电极体中包含的电池单元的剖视图。

图4是本发明的一个实施方式所涉及的锂离子二次电池的层叠电极体中包含的电池单元的负极的示意图。

图5是表示各实施例和各比较例的粘接剂的配置的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明所涉及的实施方式进行说明。应予说明，本说明书中未提及的事项且为本发明的实施所需的事项可以作为本领域技术人员基于本领域的现有技术进行把握的事项。本发明可基于本说明书中公开的内容和该领域的技术常识而实施。另外，在以下的附图中，对起到相同作用的部件、部位标记相同的符号进行说明。另外，各图的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反应实际的尺寸关系。

以下，举出锂离子二次电池为例，对本实施方式进行详细说明。应予说，在本说明书中“二次电池”是指可反复充放电的蓄电设备，是包含所谓蓄电池和双电层电容器等蓄电元件的术语。另外，在本说明书中，“锂二次电池”是指利用锂离子作为电荷载体，通过伴随着正负极间的锂离子的电荷的移动而实现充放电的二次电池。

图1示意性地示出了本实施方式所涉及的锂离子二次电池100的内部结构。图1所示的锂离子二次电池100具备层叠电极体20、非水电解液(未图示)和收纳它们的方形的电池壳体30。电池壳体30被密封，因此，锂离子二次电池100为封闭型电池。

如图1所示，在电池壳体30设置有薄壁的安全阀36，该薄壁的安全阀36设定成外部连接用的正极端子42和负极端子44、电池壳体30的内压上升到规定水平以上的情况下释放该内压。另外，在电池壳体30中设置有用于注入非水电解质的注液孔(未图示)。正极端子42与正极集电板42a电连接。负极端子44与负极集电板44a电连接。

从轻型且导热性高方面考虑，电池壳体30的材质使用铝等金属材料。然而，电池壳体30的材质并不限于此，也可以为树脂制。另外，电池壳体30可以为使用层压膜的层压壳体等。

图2中示意性地表示构成层叠电极体20的电池单元10。图2是分解立体图。层叠电极体20具有2个以上图示的电池单元10。通过层叠2个以上的电池单元而构成层叠电极体20。层叠电极体20所具有的电池单元10的个数没有特别限定，与以往的锂离子二次电池中使用的层叠电极体所具有的电池单元的个数相同，例如为2～150，优选为20～100。

电池单元10如图2所示具有作为第一电极的负极60、作为第一隔离件的隔离件71、作为第二电极的正极50和作为第二隔离件的隔离件72。电池单元10中依次层叠有负极60、隔离件71、正极50以及隔离件72。

正极50具有正极集电体52和设置在正极集电体52上的正极活性物质层54。如图2所示，在本实施方式中，在正极集电体52上的两面设置有正极活性物质层54。然而，可以仅在正极集电体52上的单面设置有正极活性物质层54。在正极50的一端部设置有未形成正极活性物质层54而正极集电体52露出的部分即正极活性物质层非形成部分52a。

负极60具有负极集电体62和设置在负极集电体62上的负极活性物质层64。如图2所示，在本实施方式中，在负极集电体62上的两面设置有负极活性物质层64。然而，可以仅在负极集电体62上的单面设置有负极活性物质层64。在负极60的一端部设置有未形成有负极活性物质层64而使负极集电体62露出的部分即负极活性物质层非形成部分62a。

如图1和图2所示，正极活性物质层非形成部分52a和负极活性物质层非形成部分62a从正极活性物质层54和负极活性物质层64的层叠部分向彼此相反方向突出。正极活性物质层非形成部分52a和负极活性物质层非形成部分62a分别作为集电片发挥功能。正极活性物质层非形成部分52a和负极活性物质层非形成部分62a的形状不限于图示，可以通过裁断等加工成规定的形状。正极活性物质层非形成部分52a与负极活性物质层非形成部分62a的突出方向并不限于图示。正极活性物质层非形成部分52a和负极活性物质层非形成部分62a可以设置为彼此不重叠的位置和形状，沿相同的方向突出。

如图1所示，在层叠电极体20，多个电池单元10的正极活性物质层非形成部分52a被缠绕而与正极集电板42a电接合。如图1所示，多个电池单元10的负极活性物质层非形成部分62a被缠绕而与负极集电板44a电接合。这些接合例如可通过超声波焊接、电阻焊接、激光焊接等进行。

作为正极集电体52，可以使用由导电性良好的金属(例如铝、镍、钛、不锈钢)构成的片状或箔状部件，优选使用铝箔等。正极集电体52的厚度没有特别限定，例如为5μm～35μm，优选为7μm～20μm。

正极活性物质层54至少包含正极活性物质。作为正极活性物质，例如可举出锂镍钴锰复合氧化物(例如LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂等)、锂镍复合氧化物(例如LiNiO₂等)、锂钴复合氧化物(例如LiCoO₂等)、锂镍锰复合氧化物(例如LiNi_0.5Mn_1.5O₄等)等锂过渡金属复合氧化物等。正极活性物质层54可进一步包含导电材料、粘接剂等。作为导电材料，例如可使用乙炔黑(AB)等炭黑、其他(石墨等)碳材料。作为粘接剂，例如可使用聚偏二氟乙烯(PVDF)等。正极活性物质层54的厚度没有特别限定，例如为20μm～300μm。

作为负极集电体62，可以使用由导电性良好的金属(例如铜、镍、钛、不锈钢等)构成的片状或箔状部件，优选使用铜箔。负极集电体62的厚度例如为5μm～35μm，优选为7μm～20μm。

负极活性物质层64至少包含负极活性物质。作为负极活性物质，例如可举出石墨、硬碳、软碳等碳材料。负极活性物质层64可以进一步包含粘接剂、增粘剂等。作为粘接剂，例如可以使用苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)等。作为增粘剂，例如可以使用羧甲基纤维素(CMC)等。负极活性物质层64的厚度没有特别限定，例如为20μm～300μm。

作为隔离件71和隔离件72，可以使用与以往用于锂离子二次电池的物质相同的各种多孔片，作为该例，可举出聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃制的多孔树脂片。该多孔树脂片可以为单层结构，也可以为两层以上的多层结构(例如在PE层的两面层叠有PP层的三层结构)。隔离件71和隔离件72可以具备耐热层(HRL)。隔离件71和隔离件72的厚度没有特别限定，例如为10μm～40μm。

在本实施方式中，负极60的负极活性物质层64的主面的面积比正极50的正极活性物质层54的主面的面积大。此时，能够高度地抑制锂离子作为金属锂析出。应予说明，活性物质层的主面是指构成活性物质层的面中面积最大的面。因此，在本实施方式中，负极活性物质层64的主面是与负极集电体62接触的面和与其对置的面。另外，正极活性物质层54的主面是与正极集电体52接触的面和与其对置的面。另一方面，从绝缘性方面考虑，隔离件71和隔离件72的主面的面积分别比负极60的负极活性物质层64的主面的面积和正极50的正极活性物质层54的主面的面积大。应予说明，隔离件的主面是指构成隔离件的面中面积最大的面。

图3中示出了电池单元10的剖视图。图3是沿着电池单元10的宽度方向(图2的左右方向)，并且沿着正极50与负极60的层叠方向的剖视图。图4是表示电池单元10中包含的负极60。图4是沿着负极60的主面方向的图。如图3和图4所示，在负极活性物质层64的中央部，形成有与正极活性物质层54对置的对置区域64a。另外，在负极活性物质层64的外周边部，形成有不与正极活性物质层54对置的非对置区域64b。

如图3和图4所示，隔离件71和负极60通过第一粘接剂80粘接。第一粘接剂80配置在负极活性物质层64的对置区域64a的外侧。具体而言，第一粘接剂80配置在负极活性物质层64的非对置区域64b。另一方面，第一粘接剂80未配置在负极活性物质层64的对置区域64a。应予说明，图2中省略了第一粘接剂80的图示。

在本实施方式中，如图4所示，在负极活性物质层64的非对置区域64b的至少一部分未配置第一粘接剂80。因此，在第一粘接剂80与第一粘接剂80之间的未配置第一粘接剂80的部分，非水电解液可流通。因此，在本实施方式中，在未配置第一粘接剂80的部分形成有供非水电解液流通的路径(非水电解液流通路径)82。

隔离件71与负极60部分地粘接，而另一方面，正极50通过第二粘接剂(未图示)与隔离件71和隔离件72进行面粘接。即，通过第二粘接剂将正极50的一个正极活性物质层54的主面的整面与隔离件71粘接，并且通过第二粘接剂将正极50的另一个正极活性物质层54的主面的整面与隔离件72粘接。

具体而言，例如隔离件71和隔离件72的与正极50接触的一侧的面在其整面非常薄地涂覆有第二粘接剂。即，隔离件71和隔离件72在单面的整面设置有第二粘接剂的层。根据该涂覆的第二粘接剂，进行隔离件71与正极50的一个正极活性物质层54之间的粘接、以及隔离件72与正极50的另一个正极活性物质层54之间的粘接。

作为第二粘接剂，可以使用隔离件与电极的面粘接所使用的公知的粘接剂。作为第二粘接剂，隔离件71和隔离件72通常使用相同的粘接剂，也可以使用不同的粘接剂。

这样，通过仅在负极60的负极活性物质层64的非对置区域64b配置第一粘接剂80，并且不在非对置区域64b的一部分配置第一粘接剂80而设置非水电解液流通路径82，非水电解液容易浸渗到成为主要充放电的场所的负极活性物质层64的对置区域64a。另外，将从负极面开始的隔离件71的厚度方向作为液流通路径，能够使非水电解液容易地浸渗到正极面。因此，在制造锂离子二次电池100时，能够大幅缩短非水电解液向层叠电极体20内渗透所需要的时间，防止锂离子二次电池100的生产率的大幅降低。另一方面，正极50的整面(即正极活性物质层54的主面的整面)通过第二粘接剂粘接，另一方面，负极活性物质层64的对置区域64a未涂布粘接剂。由此，能够在正极活性物质层54和负极活性物质层64的面方向，防止产生电阻的不均匀化，其结果是可抑制电池电阻的恶化。另外，电池单元10的各层通过粘接而固定，电极错位受到抑制，因此操作性好，能够进行高速层叠。

图4所示的例中，第一粘接剂80具有矩形的截面形状，但第一粘接剂80的形状没有特别限定。第一粘接剂80可以具有圆形、椭圆形的截面形状。

应予说明，图示例中，第一粘接剂80配置于负极60的负极活性物质层64的非对置区域64b。然而，在本实施方式中，第一粘接剂80配置于负极60的负极活性物质层64的对置区域64a以外的区域，并且只要是负极60与隔离件71粘接，第一粘接剂80的配置就没有特别限制。例如可以将第一粘接剂80配置在负极集电体62上而将负极集电体62和隔离件71粘接，可以将第一粘接剂80配置在负极活性物质层64的侧面而将负极活性物质层64和隔离件71粘接。

另外，负极活性物质层64的非对置区域64b的第一粘接剂80的配置和负极活性物质层64的非对置区域64b的非水电解液流通路径82的配置没有特别限制。图4所示的例子中，负极活性物质层64的主面的形状为长方形。因此，如图4所示，非对置区域64b是由2个短边和2个长边构成的矩形的框状的区域。第一粘接剂80可以配置在矩形框状的非对置区域64b中任一边的部分。

这里，从负极活性物质层64的长边侧的部分到负极活性物质层64的中心为止的距离短。因此，在非对置区域64b的至少长边侧的部分形成有非水电解液流通路径82的情况下，具有很容易使非水电解液渗透到负极活性物质层64的中心的优点。

非水电解液流通路径82优选配置在矩形框状的非对置区域64b的2个以上的边的部分，优选为配置在3个以上的边的部分，优选配置在全部4个的边的部分。

图示例中，在非对置区域64b的短边侧的部分形成有一个非水电解液流通路径82，在非对置区域64b的长边侧的部分形成有2个非水电解液流通路径82。然而，配置在非对置区域64b的一个边的非水电解液流通路径82的个数没有特别限定。非水电解液流通路径82的个数可以为一个以上。

如图4所示，非对置区域64b为矩形框状的区域，因此第一粘接剂80沿着负极活性物质层64的主面的边配置。非水电解液流通路径82的尺寸只要是非水电解液能够流通，就没有特别限制。该负极活性物质层64的主面的边方向的非水电解液流通路径82的尺寸的合计(例如在图4的情况下，长边方向的长度W1与长度W2的合计)为负极活性物质层64的主面的边的长度(例如为图4的情况下，长边的长度L)的10％以上的情况下，具有非水电解液特别容易浸渗到负极活性物质层64的对置区域64a的优点。优选地负极活性物质层64的主面的边方向的非水电解液流通路径82的尺寸的合计为负极活性物质层64的主面的边的长度的30％以上，更优选为50％以上，进一步优选为70％以上，最优选为90％以上。

另外，如图3所示，可以使配置于负极活性物质层64的非对置区域64b的第一粘接剂80的厚度(即正极50与负极60的层叠方向的第一粘接剂80的尺寸)小于正极50的厚度(即正极50与负极60的层叠方向的正极50的尺寸)。

如果在第一粘接剂80的厚度比正极50的厚度大的情况下，在电池单元10中第一粘接剂80所在的部分突出。因此，在这样的层叠有电池单元10的层叠电极体20中，在其层叠方向施加压力的情况下，压力集中在第一粘接剂80。如果压力集中，则可能产生负极60的变形、负极活性物质层64的破损等的不良情况。因此，在第一粘接剂80的厚度小于正极50的厚度的情况下，在电池单元10中第一粘接剂80所在的部分不突出，因此能够抑制由这样的因压力的集中所导致的不良情况。

作为第一粘接剂80，例如可使用热熔粘接剂、紫外线固化型粘接剂、热固化型粘接剂等。

电池单元10例如可以如下制成。首先，准备正极50、负极60、隔离件71和隔离件72。接下来，将正极50与隔离件71和隔离件72粘接。接下来，向负极60的负极活性物质层64的非对置区域64b涂布第一粘接剂80，与隔离件71粘接。

具体而言，按照常规方法制成在正极集电体52的两面设置有正极活性物质层54的正极50。另一方面，按照常规方法制成在负极集电体62的两面设置有负极活性物质层64的负极60。另一方面，准备2张将在单面的整面涂覆有粘接剂的隔离件作为隔离件71和隔离件72。

将隔离件71的涂覆有粘接剂的面贴合到正极50的一个正极活性物质层54，并且将隔离件72的涂覆有粘接剂的面贴合到另一个正极活性物质层54。应予说明，作为隔离件71和隔离件72，可以使用未涂覆粘接剂的部件，可以在正极50的正极活性物质层54的整面涂覆粘接剂，将正极50与隔离件71和隔离件72粘接。

向负极60的一个负极活性物质层64的非对置区域64b涂布第一粘接剂80。涂布方法没有特别限定，负极活性物质层64的非对置区域64b非常小，因此第一粘接剂80的涂布使用压电式喷射点胶机等进行较为有利。

将以使隔离件71的未粘接正极活性物质层54的面和涂布有第一粘接剂80的负极活性物质层64以正极活性物质层54与负极活性物质层64的中央部对置的方式进行重叠、粘接。粘接根据第一粘接剂80的种类适当地进行。例如，在第一粘接剂80为热熔粘接剂的情况下，将热熔粘接剂冷却使其固化。例如在第一粘接剂80为紫外线固化型粘接剂的情况下，照射紫外线而使其固化。例如在第一粘接剂80为热固化型粘接剂的情况下，进行加热而使其固化。

在本实施方式中，层叠多个上述的电池单元10而构成。在电池单元10中，负极60与隔离件71粘接，正极50与隔离件71和隔离件72粘接，因此一体化。通过使用这样的电池单元10，可以进行制作层叠电极体20时的高速层叠。

邻接的2个电池单元10可以粘接也可以不粘接。在邻接的2个电池单元10间进行粘接的情况下，一个电池单元10的负极60与另一个电池单元10的隔离件72粘接。在该情况下，有不易产生电池单元10间的偏离的优点。

在邻接的2个电池单元10间进行粘接的情况下，另一个电池单元10的负极60与另一个电池单元10的正极50对置。即，一个电池单元10的负极60的负极活性物质层64与另一个电池单元10的正极活性物质层54对置。此时，优选以与电池单元10的负极60与隔离件71的粘接形态相同的形态，将一个电池单元10的负极60与另一个电池单元10的隔离件72粘接。

具体而言，一个电池单元10的负极60的负极活性物质层64在其中央部形成有与另一个电池单元10的正极活性物质层54对置的对置区域，优选在其外周边部形成有不与另一个电池单元10的正极活性物质层54对置的非对置区域。并且，优选与上述同样地将邻接的2个电池单元10间粘接的第三粘接剂未配置在负极活性物质层64的对置区域64a，而是配置在对置区域64a以外的区域(特别是非对置区域64b)，在非对置区域64b的至少一部分未配置第三粘接剂，而形成有供非水电解液流通的路径。此时，制造时的非水电解液向层叠电极体的浸渗性更优异，并且，电极的面方向的电阻的均匀性更优异。

作为第三粘接剂的例子，可举出与作为第一粘接剂例示的例子相同的例子。第三粘接剂可以为与作为第一粘接剂使用的物质相同的物质，也可以不同。

在本实施方式中，层叠电极体20由多个电池单元10的层叠体构成。层叠电极体20具体而言在邻接的2个电池单元10中，由以使一个电池单元10的负极60与另一个电池单元10的正极50对置的方式层叠有多个电池单元10的层叠体构成。在该层叠体中，一个最外层成为正极50，另一个最外层成为负极60。层叠电极体20除了该层叠体，还可以包含单个的负极，在该层叠体的最外层的正极50上层叠该单个的负极。此时，可以将最外层的正极50的锂用于充放电，能够提高电池容量。单个的负极可以是电池单元10所包含的负极60。

非水电解液可以使用与公知的锂离子二次电池相同的电解液。典型的是非水电解液含有非水溶剂和支持盐(即电解质盐)。作为非水溶剂，可以没有特别限定地使用公知的用于锂离子二次电池的非水电解液的各种碳酸酯类、醚类、酯类、腈类、砜类、内酯类等有机溶剂，其中，优选为碳酸酯类。作为碳酸酯类的例子，可例示碳酸亚乙基酯(EC)、碳酸亚丙基酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、单氟碳酸亚乙酯(MFEC)、二氟碳酸亚乙酯(DFEC)、单氟甲基二氟甲基碳酸酯(F－DMC)、三氟碳酸二甲酯(TFDMC)等。非水溶剂可以单独使用1种或者适当地组合使用2种以上。作为支持盐，例如可优选地使用LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄等锂盐(优选为LiPF₆)。支持盐的浓度优选为0.7mol/L～1.3mol/L。

非水电解液只要不显著损害本发明的效果，就可以包含上述成分以外的成分例如联苯(BP)、环己苯(CHB)等气体发生剂；增粘剂；等各种添加剂。

锂离子二次电池100的制造时的非水电解液向层叠电极体20的浸渗性优异。另外，在锂离子二次电池100中，正极50和负极60的面方向的电阻的均匀性优异。

锂离子二次电池100可用于各种用途。作为优选的用途，可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。另外，锂离子二次电池100可以用作小型蓄电装置等蓄电池。锂离子二次电池100典型的是可以使用由多个串联和/或并联连接而成的电池组的形态。

以上，对本实施方式，举例说明了锂离子二次电池。然而，在此公开的技术涉及电池单元10内的粘接结构，可以理解成也可应用于利用锂离子以外的物质作为电荷载体的非水电解液二次电池。

在本实施方式中，将活性物质层的主面的面积大的第一电极作为负极，将第二电极作为正极。然而，在此公开的技术中，可以将第一电极作为正极，将第二电极作为负极。

以下，详细说明本发明涉及的实施例，本发明并不限于该实施例所示的内容。

＜评价用锂离子二次电池的制作＞

准备在厚度13μm的铝箔的两面具备含有LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂的正极活性物质层的正极。正极活性物质层的主面的尺寸为70mm×70mm，正极活性物质层的厚度为135μm。另外，准备在厚度8μm的铜箔的两面具备含有天然石墨的负极活性物质层的负极。负极活性物质层的主面的尺寸为74mm×74mm，负极活性物质层的厚度为170μm。另外，准备在单面具有含有氧化铝和聚偏二氟乙烯的粘接层的隔离件。隔离件的主面的尺寸为78mm×78mm，隔离件的厚度为20μm(基材18μm，粘接层2μm)。

用2张隔离件夹住正极。此时，使隔离件的粘接层所在的面与正极对置。对其在90℃以0.5MPa的压力加压1分钟，将2张隔离件与正极粘接。

在负极的负极活性物质层的主面的区域即、不与正极活性物质层对置的区域涂布热熔粘接剂“HYBON ZH234－1”(日立化成社制)。在各实施例和各比较例中，粘接剂按图5所示的配置进行涂布。应予说明，图5中，在虚线的部分配置有粘接剂。

使夹着正极的隔离件与负极重叠，在90℃、0.5MPa的压力下加压1分钟，将它们粘接，制成电池单元。制成10个该电池单元，使10个电池单元重叠，得到层叠电极体。

使作为支持盐的LiPF₆以1.1mol/L的浓度溶解在以3：4：3的体积比含有碳酸亚乙酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合溶剂中，制备非水电解液。

将层叠电极体收纳在82mm×82mm尺寸的铝层压壳体中。向层压壳体注入上述的非水电解液后，进行真空密封，得到评价用锂离子二次电池。在各实施例和各比较例中制成20个评价用锂离子二次电池。

＜非水电解液浸渗性评价＞

将制成的评价用锂离子二次电池在真空密封后每1小时进行一次解体，目视确认非水电解液是否浸渗到层叠电极体的第5层的正极的中心。由此，求出非水电解液浸渗到层叠电极体的第5层的正极的中心为止的时间。将结果示于表1。

【表1】

在负极活性物质层整面涂布了粘接剂的比较例1中，浸渗时间为20小时，非常长。与此相对，在负极活性物质层的与正极活性物质层的对置区域不涂布粘接剂、但在非对置区域的整体涂布了粘接剂的比较例2中，非水电解液的浸渗时间略有缩短。与此相对，在负极活性物质层的非对置区域的一部分不涂布粘接剂而设置了非水电解液的流通路径的实施例1～4中，观察到非水电解液的浸渗时间的大幅缩短。特别是观察到非水电解液流通路径的尺寸越大，浸渗时间越缩短的趋势。

另外，在实施例中，正极活性物质层的整面与隔离件粘接，另一方面，在参与充放电的负极活性物质层的与正极活性物质层对置的区域未使用粘接剂。由此，正极活性物质层和负极活性物质层在面方向的电阻的均匀性变高。

因此，如上可知，根据在此公开的非水电解液二次电池，制造时的非水电解液向层叠电极体的浸渗性优异，并且电极的面方向的电阻的均匀性优异。

以上，详细说明了本发明的具体例，但是这些只不过是例示，并不限定权利要求的保护范围。权利要求记载的技术中包括将以上例示的具体例进行各种变形、变更而得的形态。

符号说明

10 电池单元

20 层叠电极体

30 电池壳体

36 安全阀

42 正极端子

42a 正极集电板

44 负极端子

44a 负极集电板

50 正极

52 正极集电体

52a 正极活性物质层非形成部分

54 正极活性物质层

60 负极

62 负极集电体

62a 负极活性物质层非形成部分

64 负极活性物质层

64a 对置区域

64b 非对置区域

71 第一隔离件

72 第二隔离件

80 第一粘接剂

82 非水电解液流通路径

100 锂离子二次电池。

Claims (8)

1.一种非水电解液二次电池，具备层叠有2个以上的电池单元的层叠电极体和非水电解液，所述电池单元依次层叠有第一电极、第一隔离件、第二电极和第二隔离件，

所述第一电极具有第一集电体和第一活性物质层，

所述第二电极具有第二集电体和第二活性物质层，

所述第一电极的第一活性物质层的主面的面积大于所述第二电极的第二活性物质层的主面的面积，

在所述第一活性物质层的中央部形成有与所述第二活性物质层对置的对置区域，

在所述第一活性物质层的外周边部形成有不与所述第二活性物质层对置的非对置区域，

所述第一隔离件和所述第一电极通过第一粘接剂粘接，

所述第二电极通过第二粘接剂分别与所述第一隔离件和所述第二隔离件进行面粘接，

将所述第一电极与所述第一隔离件粘接的所述第一粘接剂未配置在所述第一活性物质层的所述对置区域，而是配置在所述对置区域以外的区域，

在所述非对置区域的至少一部分未配置所述第一粘接剂，而形成有供所述非水电解液流通的路径。

2.根据权利要求1所述的非水电解液二次电池，其中，所述第一电极为负极，所述第二电极为正极。

3.根据权利要求1或2所述的非水电解液二次电池，其中，所述第一粘接剂沿着所述第一活性物质层的主面的边进行配置，并且在该边形成有至少一个供非水电解液流通的路径，

所述第一活性物质层的主面的该边的方向上的供非水电解液流通的路径的尺寸的合计为所述第一活性物质层的主面的该边的长度的10％以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水电解液二次电池，其中，所述第一活性物质层的主面的形状为长方形，在所述第一活性物质层的所述非对置区域的至少长边形成有供所述非水电解液流通的路径。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的非水电解液二次电池，其中，所述第一粘接剂的厚度小于所述第二电极的厚度。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的非水电解液二次电池，其中，在邻接的2个所述电池单元中，一个电池单元的第一电极与另一个电池单元的第二隔离件粘接。

7.根据权利要求6所述的非水电解液二次电池，其中，在所述一个电池单元的第一电极的第一活性物质层的中央部，形成有与所述另一个电池单元的第二电极的第二活性物质层对置的对置区域，

在所述一个电池单元的第一电极的第一活性物质层的外周边部，形成有不与所述另一个电池单元的第二电极的第二活性物质层对置的非对置区域，

所述一个电池单元的第一电极与所述另一个电池单元的第二隔离件通过第三粘接剂粘接，

所述第三粘接剂未配置在所述一个电池单元的第一电极的所述第一活性物质层的所述对置区域，而是配置在所述对置区域以外的区域，

在所述非对置区域的至少一部分未配置第三粘接剂，而形成有供非水电解液流通的路径。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的非水电解液二次电池，其中，所述层叠电极体包括层叠体和单个的负极，所述层叠体层叠有多个所述电池单元，最外层为正极和负极，

在所述层叠体的最外层的正极上层叠有所述单个的负极。

Images