CN116231114A - 正极、电极体以及电池 - Google Patents
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Abstract
根据本公开,提供一种控制了集电箔露出部的倾斜的正极。本公开的正极具备:正极集电箔;正极活性物质层,其形成于该正极集电箔的两面;以及第1保护层,其形成为在上述正极集电箔的一侧的表面与上述正极活性物质层邻接。上述正极集电箔在至少一侧的端部具有上述正极集电箔露出而成的正极集电箔露出部,上述第1保护层位于上述正极集电箔露出部与上述正极活性物质层之间,上述第1保护层具有倾斜部,该倾斜部形成为厚度从上述正极活性物质层所在的一侧朝向上述正极集电箔露出部所在的一侧变小。上述倾斜部形成为:上述倾斜部的相对于上述正极集电箔的表面的角度恒定或者朝向上述正极集电箔露出部所在的一侧变小。
Description
技术领域
本公开涉及正极、电极体以及电池。
背景技术
电池所使用的电极体例如构成为隔着隔板而层叠有片状的正极和片状的负极。典型地,正极以及负极具有金属制的集电箔、和设置于该集电箔上的活性物质层。在正极以及负极的端部设置有集电箔露出部,在正极以及负极分别汇集层叠的多个集电箔露出部并进行焊接。例如,在专利文献1中公开了一种具有从集电箔的一边突出的形状的接头作为集电箔露出部的电极,在层叠有该电极而成的电极组装体中,公开了一种沿着层叠方向聚集层叠了的多个接头并进行焊接的技术。另外,在专利文献2中公开一项使用胶带来聚集集电接头的技术。
专利文献1:日本专利申请公开第2017-4846号公报
专利文献2:日本专利申请公开第2019-207794号公报
然而,集电箔露出部(例如集电接头)是薄的金属箔露出的部分,因而在电极(正极以及负极)的输送时以及加工时(例如集电箔露出部的焊接时),存在容易产生褶皱、弯曲、破损等的趋势。本发明人研究发现:其中一个因素是集电箔露出部的倾斜方向的偏差。
发明内容
因此,本技术是鉴于上述情况而完成的,其主要目的在于提供控制了集电箔露出部的倾斜的正极。另外,其他目的在于提供具备该正极的电极体以及具备该电极体的电池。
本发明人为了抑制集电箔露出部的倾斜而关注了设置于正极活性物质层的正极集电箔露出部侧的保护层。正极所具备的保护层一般具有防止正极与负极的短路等功能。本发明人为了使上述保护层具有附加功能而对该保护层的形状进行了深入研究,从而完成了本技术。
这里公开的正极具备:正极集电箔;正极活性物质层,其形成于所述正极集电箔的两面;以及第1保护层,其形成为在所述正极集电箔的一侧的表面与所述正极活性物质层邻接。所述正极集电箔在至少一侧的端部具有所述正极集电箔露出而成的正极集电箔露出部,所述第1保护层位于所述正极集电箔露出部与所述正极活性物质层之间,所述第1保护层具有倾斜部,该倾斜部形成为厚度从所述正极活性物质层所在的一侧朝向所述正极集电箔露出部所在的一侧变小,并且所述倾斜部形成为:所述倾斜部的相对于所述正极集电箔的表面的角度恒定或者朝向所述正极集电箔露出部所在的一侧变小。
在上述正极中,第1保护层具有相对于正极集电箔的表面的角度恒定或者朝向上述正极集电箔露出部侧变小的那样的倾斜部。上述结构源于第1保护层形成用膏涂布于正极集电箔的表面时的形状。若使具有上述形状的第1保护层形成用膏干燥,则涂布于上述倾斜部的正极集电箔露出部侧的位置的第1保护层形成用膏作用有朝向涂布的该膏的厚度更大的方向(正极活性物质层侧)收缩的力。此时,该膏收缩的力的方向相对于正极集电箔的表面成为锐角。因此,在涂覆了的第1保护层形成用膏干燥时,产生正极集电箔露出部被向锐角方向拉伸的力。由此,能够使正极集电箔露出部向形成有第1保护层的表面侧倾斜,因而能够控制正极集电箔露出部的倾斜方向。
在这里公开的正极的一个方式中,在上述正极集电箔的与形成有上述第1保护层的表面相反一侧的表面,在上述正极活性物质层与上述正极集电箔露出部之间还形成有第2保护层,上述第1保护层的上述倾斜部处的平均厚度大于上述第2保护层的与上述倾斜部的位置对应的部位的平均厚度。由此,与第2保护层相比,向第1保护层侧倾斜的力更大,能够适宜地容易控制正极集电箔露出部的倾斜方向。
在这里公开的正极的一个方式中,在上述第1保护层的沿着上述倾斜部的倾斜方向的剖面中,上述倾斜部处的上述第1保护层的最大厚度Tmax比上述倾斜部处的上述第1保护层的最小厚度Tmin大2倍以上。上述最大厚度Tmax与上述最小厚度Tmin的差越大,则在使涂布的第1保护层形成用膏干燥时,最小厚度Tmin处的膏收缩的力的相对于正极集电箔的表面的角度越大,能够使正极集电箔露出部更容易倾斜。
另外,根据本公开,提供具备这里所公开的正极和负极的电极体。在上述的电极体中,能够将正极集电箔露出部调整为任意的方向,因而可减少用于汇集正极集电箔露出部的负荷,能够防止褶皱、破损的产生。
另外,根据本公开,提供具备这里所公开的电极的电池。在上述的电池中,防止正极集电箔露出部的褶皱、破损,因而能够提高电池的品质可靠性。
附图说明
图1是示意性地表示一个实施方式所涉及的电池的结构的剖视图。
图2是示意性地表示一个实施方式所涉及的电池的电极体的结构的分解图。
图3A是示意性地表示一个实施方式所涉及的正极的第1保护层形成用膏涂布后且干燥前的正极集电箔露出部附近的结构的示意图。
图3B是示意性地表示一个实施方式所涉及的正极的正极集电箔露出部附近的结构的示意图。
图4是表示一个实施方式所涉及的正极的制造方法的一个例子的示意图。
图5是表示具备一个实施方式所涉及的正极的卷绕电极体的层叠面的剖视图。
图6是示意性地表示其他实施方式所涉及的电极体的结构的分解图。
图7是示意性地表示第1变形例所涉及的正极的结构的图3A对应图。
图8是示意性地表示第2变形例所涉及的正极的结构的图3A对应图。
图9是示意性地表示第3变形例所涉及的正极的结构的图3A对应图。
附图标记的说明:
20…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…正极集电箔;52a…正极集电箔露出部;54…正极活性物质层;56…第1保护层;56a…倾斜部;56b…倾斜引导部;56c…平坦部;58…第2保护层;60…负极;62…负极集电箔;62a…负极集电箔露出部;64…负极活性物质层;70…隔板;100…电池;200…模头;210…活性物质层形成用膏排出口;220…保护层形成用膏排出口;230…分隔壁。
具体实施方式
以下,对这里公开的技术详细地进行说明。在本说明书中特别提及的事项以外的事态中的实施所需的事态能够掌握为基于本领域的现有技术的本领域技术人员的设计事项。这里公开的技术内容能够基于在本说明书公开的内容和本领域中的技术常识来实施。
此外,示意性地描绘各附图,尺寸关系(长度、宽度、厚度等)不必反映实际的尺寸关系。另外,在以下说明的附图中,对起到相同的作用的部件、部位标注相同的附图标记,重复的说明有时省略或者简化。
另外,在本说明书中,在将数值范围记载为“A~B(这里A、B是任意的数值)”的情况下,是指“A以上且B以下”,并且包括“超过A且不足B”、“超过A且B以下”、以及“A以上且不足B”的含义。
在本说明书中,“电池”是指可取出电能的全部蓄电设备的用语,是包括一次电池和二次电池的概念。另外,在本说明书中,“二次电池”是指可反复充放电的全部蓄电设备的用语,是包括锂离子二次电池、镍氢电池等所谓的蓄电池(化学电池)和双电层电容器等电容器(物理电池)的概念。
图1是示意性地表示一个实施方式所涉及的电池100的结构的剖视图。电池100是通过在电池壳体30的内部收纳扁平形状的电极体(卷绕电极体)20和非水电解质(未图示)来构建的方形的封闭型电池。这里,电池100是锂离子二次电池。在电池壳体30装备有外部连接用的正极端子42以及负极端子44。另外,设置有薄壁的安全阀36,该薄壁的安全阀36被设定为在电池壳体30的内压上升至规定等级以上的情况下开放其内压。并且,在电池壳体30设置有用于注入非水电解质的注入口(未图示)。优选电池壳体30的材质是高强度、轻型且热传导性良好的金属材料。作为这样的金属材料,例如可举出铝、钢铁等。
图2是示意性地表示一个实施方式所涉及的电池100的电极体20的结构的分解图。如图2所示,电极体20是隔着2张长条片状的隔板70而层叠有长条片状的正极50和长条片状的负极60并以卷绕轴WL为中心卷绕而成的卷绕电极体。详细将后述,但正极50具备:正极集电箔52;正极活性物质层54,其形成于该正极集电箔52的两面的长边侧方向;以及第1保护层56,其形成为与正极活性物质层54邻接。在正极集电箔52的卷绕轴WL方向(即、与上述长边侧方向正交的片材宽度方向)的单侧的缘部,设置有正极集电箔52露出的部分(即、正极集电箔露出部52a),而不沿着该缘部呈带状地形成有正极活性物质层54。第1保护层56位于正极集电箔露出部52a与正极活性物质层54之间。负极60具备负极集电箔62、和形成于该负极集电箔62的单面或者两面(本实施方式中为两面)的长边侧方向的负极活性物质层64。在负极集电箔62的卷绕轴WL方向的单侧的相反侧的缘部,设置有负极集电箔62露出的部分(即、负极集电箔露出部62a),而不沿着该缘部呈带状地形成有负极活性物质层64。在正极集电箔露出部52a接合有正极集电板42a,在负极集电箔露出部62a接合有负极集电板44a(参照图1)。正极集电板42a与外部连接用的正极端子42电连接,从而实现电池壳体30的内部与外部的导通。同样,负极集电板44a与外部连接用的负极端子44电连接,实现电池壳体30的内部与外部的导通(参照图1)。此外,可以在正极端子42与正极集电板42a之间或者负极端子44与负极集电板44a之间设置电流截断机构(CID)。
作为构成正极50的正极集电箔52,例如可举出铝箔等。正极活性物质层54包括正极活物质。作为正极活物质,可以使用在锂离子二次电池中使用的公知的正极活物质,例如可举出具有层状构造、尖晶石构造、橄榄石构造等的锂复合金属氧化物(例如,LiNi1/3Co1/ 3Mn1/3O2、LiNiO2、LiCoO2、LiFeO2、LiMn2O4、LiNi0.5Mn1.5O4、LiCrMnO4、LiFePO4等)。另外,正极活性物质层54可以包括导电材料、粘合剂等。作为导电材料,例如能够适宜地使用乙炔黑(AB)等的炭黑、其他(石墨等)炭材料。作为粘合剂,例如能够使用聚偏二氟乙烯(PVdF)等。
正极活性物质层54能够通过使正极活物质和根据需要使用的材料(导电材料、粘合剂等)分散到适当的溶剂(例如N-甲基-2-吡咯烷酮:NMP)、调制膏状(或者浆料状)的组合物并将该组合物的适当量涂布于正极集电箔52的表面且进行干燥来形成。
作为构成负极60的负极集电箔62,例如可举出铜箔等。负极活性物质层64包括负极活物质。作为负极活物质,例如能够使用黑铅、硬碳、软碳等炭材料。另外,负极活性物质层64可以还包括粘合剂、增粘剂等。作为粘合剂,例如能够使用丁苯橡胶(SBR)等。作为增粘剂,例如能够使用羧甲基纤维素(CMC)等。
负极活性物质层64例如能够通过使负极活物质和根据需要使用的材料(粘合剂等)分散到适当的溶剂(例如离子交换水)、调制膏状(或者浆料状)的组合物并将该组合物的适当量涂布于负极集电箔62的表面且进行干燥来形成。
作为隔板70,能够使用与一直以来在锂离子二次电池中使用的隔板同样的各种微多孔质片材,例如可举出由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等树脂构成的微多孔质树脂片材。上述的微多孔质树脂片材可以为单层构造,也可以为两层以上的多层构造(例如在PE层的两面层叠PP层而成的三层构造)。另外,隔板70可以具备耐热层(HRL)。
非水电解质能够使用与现有的锂离子二次电池同样的电解质,例如能够使用有机溶剂(非水溶剂)中含有辅助盐的非水电解液。作为非水溶剂,能够使用碳酸酯类、酯类、醚类等非质子性溶剂。其中,能够适宜地采用碳酸酯类,例如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等。或者,能够优选使用单氟碳酸亚乙酯(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)那样的氟化碳酸酯等氟类溶剂。这样的非水溶剂能够单独使用1种,或者适当地组合2种以上来使用。作为辅助盐,例如能够适宜地使用LiPF6、LiBF4、LiClO4等锂盐。辅助盐的浓度不特别限定,但优选为0.7mol/L以上且1.3mol/L以下的程度。
此外,上述非水电解质只要不明显破坏本技术的效果,可以包括除上述的非水溶剂、辅助盐以外的成分,例如能够包括气体产生剂、被膜形成剂、分散剂、增粘剂等各种添加剂。
图3A是示意性地表示一个实施方式所涉及的正极50的第1保护层形成用膏涂布后且干燥前的正极集电箔露出部52a附近的结构的示意图。图3B是示意性地表示一个实施方式所涉及的正极50的正极集电箔露出部52a附近的结构的示意图。图3A示出使涂布的膏干燥之前的结构(正极前体),但为了说明,标注了与在图3B所示的在干燥后形成的正极50的附图标记对应的附图标记。图3A以及3B表示沿着后述的第1保护层56的倾斜部56a的倾斜方向的正极50的剖面。换言之,表示以与正极集电箔52的长边侧方向正交的方式剖切了正极50时而成的剖面。此外,在以下的说明中,记载为“正极的剖面”的情况是指上述的剖面。
如图3B所示,在本实施方式中,正极50具备正极集电箔52、正极活性物质层54、第1保护层56以及第2保护层58。另外,正极集电箔露出部52a向形成有第1保护层56的表面侧倾斜。此外,第2保护层58并不是必须的结构,在其他实施方式中可以省略。
第1保护层56形成为与正极活性物质层54邻接。第1保护层56具有:倾斜部56a,其形成为厚度从正极活性物质层54侧朝向正极集电箔露出部52a变小;平坦部56c,其形成于比倾斜部56a靠正极集电箔露出部52a侧;以及倾斜引导部56b,其存在于倾斜部56a与平坦部56c的边界部。
这里公开的正极50的制造方法例如包括涂布第1保护层形成用膏的工序(以下亦称为“涂布工序”)以及使涂布的第1保护层形成用膏干燥的工序(以下亦称为“干燥工序”)。
在涂布工序中,如图3A那样,以形成倾斜部56a、平坦部56c的方式涂布第1保护层形成用膏。在本实施方式中,倾斜部56a形成为相对于正极集电箔52的表面(相对于图3A中的基线BL)的角度恒定。上述角度不特别限制,但例如为10°~80°,能够为20°~70°、30°~60°、40°~50°。此外,上述角度是指图3A所示那样的正极的剖面中的角度。
在本实施方式中,在第1保护层56中,在具有恒定的角度的倾斜部56a与平坦部56c的边界存在倾斜引导部56b。换言之,在正极50的剖面中,第1保护层56的表面相对于正极集电箔52的表面的角度以倾斜引导部56b为边界发生变化。第1保护层56具备倾斜部56a,从而在使涂布的第1保护层形成用膏干燥时,倾斜部56a处的第1保护层形成用膏收缩的力朝向倾斜部56a的中央附近。具体而言,位于倾斜部56a的靠正极集电箔露出部侧的第1保护层形成用膏作用有朝向厚度较大的正极活性物质层54侧收缩的力,此时,收缩的力的方向相对于正极集电箔52的表面成为锐角(参照图3A中的箭头)。因此,在第1保护层形成用膏干燥而收缩时,正极集电箔露出部52a被向上述锐角方向拉伸。由此,能够以涂布了第1保护层56的部分为起点来使正极集电箔露出部52a向形成有第1保护层56的表面侧倾斜(在图3B中,参照箭头)。
图4是表示本实施方式所涉及的正极50的制造方法的一个例子的示意图。图4示意性地示出使用模头200来在正极集电箔52的表面涂布正极活性物质层形成用膏以及第1保护层形成用膏的方法。第1保护层56的形状能够在第1保护层形成用膏的涂布时大致决定。
模头200具备活性物质层形成用膏排出口210、保护层形成用膏排出口220、以及分隔上述排出口的分隔壁230。在活性物质层形成用膏排出口210填充有正极活性物质层形成用膏,在保护层形成用膏排出口220填充有第1保护层形成用膏。这里,分隔壁230的活性物质层形成用膏排出口210侧的侧壁232构成为与正极集电箔52的长边侧方向(在图4中,为上下方向)平行。另外,分隔壁230的保护层形成用膏排出口220侧的侧壁234构成为相对于活性物质层形成用膏排出口210侧的侧壁232成为锐角(例如为5°~50°,优选为10°~30°)。模头200同时排出正极活性物质层形成用膏以及第1保护层形成用膏。根据上述结构,在正极集电箔52上,将第1保护层形成用膏以与正极活性物质层形成用膏碰撞的方式排出(参照图4的箭头)。由此,在第1保护层形成用膏与正极活性物质层形成用膏碰撞的部分,将第1保护层形成用膏以隆起的方式进行涂布,从而形成倾斜部56a。
能够通过调整模头200的排出口的端部处的分隔壁230的宽度W1,来调整第1保护层56的倾斜部56a的形状。分隔壁230的宽度W1不特别限制,但例如为0μm~3000μm,优选为400μm~1000μm。若分隔壁230的宽度W1为1000μm以下,则第1保护层形成用膏与正极活性物质层形成用膏容易在正极集电箔52上碰撞,能够稳定地形成倾斜部56a。另外,从分隔壁230的强度的观点考虑,分隔壁230的宽度W1为400μm以上即可。此外,在分隔壁230的宽度W1为0μm的情况下,表示分隔壁230的活性物质层形成用膏排出口210侧的侧壁232与保护层形成用膏排出口220侧的侧壁234在排出口的端部直接接触的形状(即、分隔壁230的端部尖锐的形状)。
干燥工序能够根据公知方法来进行,干燥温度以及干燥时间根据正极活性物质层形成用膏以及第1保护层形成用膏所包含的溶剂的量来适当地决定即可。虽不特别限定,但干燥温度例如能够为70℃~200℃。另外,干燥时间例如能够为20秒~120分。
如图3B所示,这样形成的正极50的正极集电箔露出部52a向第1保护层56侧倾斜。上述倾斜角度不特别限定,但例如为5°~40°,优选为15°~30°。此外,上述倾斜角度是指相对于形成有正极活性物质层54的正极集电箔52的表面(相对于图3B中的基线BL)的角度。
第1保护层56的倾斜部56a的相对于正极集电箔52的表面的角度(相对于图3B中的基线BL的角度)能够与上述涂布工序中的倾斜部56a的角度同样,例如为10°~80°,能够为20°~70°、30°~60°、40°~50°。
在第1保护层56的沿着倾斜部56a的倾斜方向的剖面中,倾斜部56a处的第1保护层56的最大厚度Tmax优选比倾斜部56a处的第1保护层56的最小厚度Tmin大2倍以上,更优选为2.5倍以上,能够进一步优选为3倍以上。上述最大厚度Tmax与最小厚度Tmin的差越大,则使涂布的第1保护层形成用膏干燥时最小厚度Tmin处的该膏收缩的力相对于正极集电箔52的表面的角度越大,能够使正极集电箔露出部52a更容易倾斜。另外,虽然不特别限制,但上述最大厚度Tmax能够为倾斜部56a处的第1保护层56的最小厚度Tmin的10倍以下或5倍以下。
另外,倾斜部56a处的第1保护层56的上述最大厚度Tmax例如为30μm~80μm,能够优选为40μm~60μm。另外,倾斜部56a处的第1保护层56的上述最小厚度Tmin例如为5μm~30μm,优选为10μm~20μm。另外,倾斜部56a处的第1保护层56的平均厚度例如为15μm~50μm,能够优选为20μm~40μm。
在正极集电箔52的宽度方向上,在从设置有正极集电箔露出部52a的正极集电箔52的端边至正极集电箔露出部52a侧的正极活性物质层54的端边为止的距离设为100%时,第1保护层56的倾斜部56a例如位于从正极活性物质层54侧至50%为止的范围即可,优选为30%以下的位置,更优选为15%以下的位置,进一步优选为10%以下的位置即可。这样,倾斜部56a设置于正极活性物质层54的附近,从而容易使正极集电箔露出部52a整体倾斜。
在本实施方式中,第1保护层56具备平坦部56c。平坦部56c形成为从倾斜部56a向正极集电箔露出部52a侧延伸,防止因异物而导致正极50与负极60短路。平坦部56c处的第1保护层56的平均厚度可以与上述的倾斜部56a处的第1保护层56的最小厚度Tmin同样。
第1保护层56含有粘合剂。另外,第1保护层56可以还包括陶瓷粒子、导电材料等。第1保护层形成用膏例如通过使粘合剂和任意包含的其他成分(陶瓷粒子、导电材料等)分散到溶剂(例如NMP)来进行调制。
作为第1保护层56所含有的粘合剂,例如可举出丙烯酸系粘合剂、丁苯橡胶(SBR)、聚烯烃系粘合剂等,还能够使用聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等氟类聚合物。其中,从更容易使正极集电箔露出部52a倾斜的观点考虑,优选使用PVDF等收缩率高的粘合剂。
粘合剂占第1保护层56整体的比例例如为15质量%以上,优选为20质量%以上,进一步优选为25质量%以上。粘合剂占第1保护层56的比例越高,则第1保护层形成用膏收缩的力越强,能够使正极集电箔露出部52a容易倾斜。另外,虽不特别限定,但在第1保护层56包括粘合剂以外的成分(例如陶瓷粒子、导电材料等)的情况下,粘合剂占第1保护层56整体的比例例如为50质量%以下,能够为40质量%以下、30质量%以下。此外,第1保护层56实际上可以仅由粘合剂构成(即、粘合剂为100质量%)。
作为第1保护层56可包括的陶瓷粒子的例子,可举出氧化铝(Al2O3)、硅石(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化镁(MgO)、氧化铈(CeO2)、氧化锌(ZnO)等氧化物系陶瓷的粒子;氮化硅、氮化钛、氮化硼等氮化物系陶瓷的粒子;氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝等氢氧化物的粒子;云母、滑石、勃姆石、沸石、磷灰石、高岭土等粘土矿物的粒子等。其中,优选使用氧化铝粒子以及勃姆石粒子。氧化铝以及勃姆石的熔点高,耐热性优良。另外,氧化铝以及勃姆石的莫氏硬度比较高,机械强度以及耐久性也优良。并且,氧化铝以及勃姆石比较廉价,因而能够抑制原料成本。
陶瓷粒子的形状不特别限定,可以为球状,也可以为非球状。陶瓷粒子的平均粒子径(D50)不特别限定,例如为0.01μm以上且10μm以下,优选为0.1μm以上且5μm以下,更优选为0.2μm以上且2.0μm以下。此外,在本说明书中,“平均粒子径”是指在基于激光衍射散射法的体积基准的粒度分布中从颗粒直径小的微粒子侧起的累积频度相当于50体积%的颗粒直径(中径:D50)。平均粒子径能够使用市售的激光衍射散射式的粒度分布测定装置等来求出。
在第1保护层56包括陶瓷粒子的情况下,陶瓷粒子占第1保护层56整体的比例不特别限定,但例如为50质量%以上且90质量%以下,能够优选为60质量%以上且80质量%以下。
作为第1保护层56可包括的导电材料的例子,可举出乙炔黑、炉黑、槽法炭黑、热裂法炭黑、科琴黑等的炭黑等。第1保护层56包括导电材料,由此正极50的集电性变高。
在第1保护层56包括导电材料的情况下,导电材料占第1保护层56整体的比例不特别限定,但例如为0.1质量%以上且5.0质量%以下,能够优选为0.1质量%以上且1.0质量%以下。
在本实施方式中,如图3B所示,第2保护层58形成于正极集电箔52的与形成有第1保护层56的一侧的表面相反的一侧的表面。第2保护层58形成于正极活性物质层54与正极集电箔露出部52a之间的位置。在本实施方式中,第2保护层58形成为与正极活性物质层54邻接。另外,在本实施方式中,第2保护层58形成为不具有倾斜部的平坦的层,但其形状不特别限定。
第2保护层58的构成成分可以与上述的第1保护层56同样,例如能够包括上述的粘合剂、陶瓷粒子、导电材料等。
优选第2保护层58的、与第1保护层56的倾斜部56a的位置对应(即、倾斜部56a的位置处的正极集电箔52的相反侧的表面)的部位的平均厚度小于第1保护层56的倾斜部56a处的平均厚度。即,第1保护层56的倾斜部56a处的平均厚度大于第2保护层58的与倾斜部56a的位置对应的部位的平均厚度。由此,使涂布的第1保护层形成用膏干燥时的收缩的力大于使涂布的第2保护层形成用膏干燥时的力,因而正极集电箔露出部52a更容易向形成有第1保护层56的表面侧倾斜。
第2保护层58整体的平均厚度不特别限定,但例如为1μm~20μm,能够优选为1μm~10μm。
图5是表示具备本实施方式所涉及的正极50的电极体20(卷绕电极体)的层叠面的剖视图。正极集电箔露出部52a向形成有第1保护层56的表面侧倾斜,因而在比层叠方向上的长度(高度)的中央靠下侧,正极集电箔露出部52a向上方倾斜,在中央靠上侧,正极集电箔露出部52a向下方倾斜。由此,正极集电箔露出部52a成为向中央附近聚集的状态。因此,容易汇集层叠的多个正极集电箔露出部52a,因而在焊接正极集电箔露出部52a时,能够减少对正极集电箔露出部52a的负荷。其结果是,能够抑制正极集电箔露出部52a的褶皱、破损的产生。
以上,对一个实施方式所涉及的正极50的结构以及电池100的结构进行了说明。在锂离子二次电池适宜地采用正极50,可实现防止正极集电箔露出部的褶皱、破损的、品质可靠性高的电池。锂离子二次电池能够在各种用途中利用。作为具体的用途,可举出个人计算机、便携电子设备、移动终端等的手提式电源;纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、插电混合动力汽车(PHEV)等的车辆驱动用电源;小型电力储藏装置等蓄电池等,其中,优选车辆驱动用电源。电池100典型地在串联以及/或者并联连接多个而成的电池组的方式中也能够使用。
另外,这里公开的电池还能够构成为硬币型电池、钮扣型电池、圆筒形电池、层压壳体型电池。另外,这里公开的电池能够是代替非水电解液而使用聚合物电解质的聚合物电池、使用固体电解质的全固体电池等。
以上,关于这里公开的技术,对具体例详细地进行了说明,但这些只不过是例示,并不限定本申请请求保护的技术方案。这里公开的技术包括各种变形、变更上述的具体例而得的技术。例如还能够将上述的实施方式的一部分置换为其他变形方式,还能够向上述的实施方式追加其他变形方式。另外,只要该技术特征未被说明成必须的技术特征,则也能够适当地删除。
例如,在上述的实施方式中,对具备扁平形状的卷绕电极体作为电极体20的一个例子的方形的电池100进行了说明。然而,这里公开的电池还能够构成为具备层叠型电极体(即,多个正极和多个负极交替层叠而成的电极体)的电池。层叠型电极体可以是以在正极与负极之间分别夹装1张隔板的方式而包括多个隔板的结构,也可以是将1张隔板折回来将正极与负极交替层叠的结构。在为层叠型电极体的情况下,能够任意决定重叠的正极50各自的正极集电箔露出部52a的倾斜方向。例如,可以如图5所示的卷绕电极体那样,以将正极集电箔露出部52a向中央部聚集的方式配置倾斜的正极集电箔露出部52a。在该情况下,中央部附近的正极50可以是正极集电箔露出部52a不倾斜的现有的正极。另外,可以将正极集电箔露出部52a的倾斜方向统一为一个方向,也可以组合现有的正极集电箔露出部52a不倾斜的正极50来构成电极体20。
另外,在上述的实施方式中,如图2所示,正极集电箔露出部52a呈带状地设置于正极集电箔52的宽度方向的一端。然而,并不限定于此。例如,如图6所示,正极集电箔露出部52a可以设置于从正极集电箔52的一端延伸突出的正极接头52b上。正极接头52b例如能够通过利用激光等切断正极集电箔52的端部来形成为任意的形状。正极接头52b的形状不特别限定,例如形成为梯形状。此外,负极60也同样,负极集电箔露出部62a可以设置于负极接头62b上。
另外,在上述的实施方式中,第1保护层56具有平坦部56c,但并不限定于此。图7是示意性地表示第1变形例所涉及的正极50a的结构的图3A对应图。为了说明,图7所示的正极50a表示正极集电箔露出部52a倾斜之前(干燥前)的状态。在电极体20a中,第1保护层56可以具有第2倾斜部56d来代替平坦部56c。第2倾斜部56d的相对于正极集电箔52的表面的倾斜角度形成为小于倾斜部56a的相对于正极集电箔52的表面的倾斜角度。在上述结构中,倾斜引导部56b存在于倾斜部56a与第2倾斜部56d的边界。通过使上述结构的涂布的第1保护层形成用膏干燥,从而能够使正极集电箔露出部52a向形成有第1保护层56的表面侧倾斜。
另外,在上述的实施方式中,在第1保护层56中,倾斜部56a相对于正极集电箔52的表面具有恒定的倾斜角度,但并不限定于此。图8是示意性地表示第2变形例所涉及的正极50b的结构的图3A对应图。为了说明,图8所示的正极50b表示正极集电箔露出部52a倾斜之前(干燥前)的状态。正极50b中的第1保护层56的倾斜部56a的相对于正极集电箔52的表面的角度构成为越从正极活性物质层54侧朝向正极集电箔露出部52a侧则越小。在上述结构中,也是在使涂布的第1保护层形成用膏干燥时,涂布的膏的厚度小的部分处的收缩的力相对于正极集电箔52的表面成为锐角,因而能够使正极集电箔露出部52a向形成有第1保护层56的表面侧倾斜。此外,在上述结构中,倾斜引导部56b作为倾斜部56a的一部分而存在。
另外,在上述的实施方式中,第1保护层56具有平坦部56c,但并不限定于此。图9是示意性地表示第3变形例所涉及的正极50c的结构的图3A对应图。为了说明,图9所示的正极50c表示正极集电箔露出部52a倾斜之前(干燥前)的状态。在正极50c中,第1保护层56不具有平坦部56c,而是具备相对于正极集电箔52的表面具有恒定的倾斜角度的倾斜部56a。在为上述结构的情况下,倾斜引导部56b存在于倾斜部56a的与正极集电箔露出部52a接触的末端。在上述结构中,也能够使正极集电箔露出部52a向形成有第1保护层56的表面侧倾斜。另外,在电极体20c中,未形成第2保护层58,在其他实施方式中,也可以任意省略第2保护层58。
Claims (5)
1.一种正极,具备:
正极集电箔;
正极活性物质层,其形成于所述正极集电箔的两面;以及
第1保护层,其形成为在所述正极集电箔的一侧的表面与所述正极活性物质层邻接,
所述正极的特征在于,
所述正极集电箔在至少一侧的端部具有所述正极集电箔露出而成的正极集电箔露出部,
所述第1保护层位于所述正极集电箔露出部与所述正极活性物质层之间,
所述第1保护层具有倾斜部,该倾斜部形成为厚度从所述正极活性物质层所在的一侧朝向所述正极集电箔露出部所在的一侧变小,并且
所述倾斜部形成为:所述倾斜部的相对于所述正极集电箔的表面的角度恒定或者朝向所述正极集电箔露出部所在的一侧变小。
2.根据权利要求1所述的正极,其特征在于,
在所述正极集电箔的与形成有所述第1保护层的表面相反一侧的表面,在所述正极活性物质层与所述正极集电箔露出部之间还形成有第2保护层,
所述第1保护层的所述倾斜部处的平均厚度大于所述第2保护层的与所述倾斜部的位置对应的部位的平均厚度。
3.根据权利要求1或2所述的正极,其特征在于,
在所述第1保护层的沿着所述倾斜部的倾斜方向的剖面中,所述倾斜部处的所述第1保护层的最大厚度Tmax比所述倾斜部处的所述第1保护层的最小厚度Tmin大2倍以上。
4.一种电极体,其特征在于,
包括负极、和权利要求1~3中任一项所述的正极。
5.一种电池,其特征在于,
具备权利要求4所述的电极体。
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