CN117747910A - 非水二次电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够抑制形成正极侧集电部时的集箔不良的非水二次电池。非水二次电池具备正极板和负极板隔着隔板沿层积方向层积而成的电极体,正极板具备正极基材、正极合剂层、以及绝缘层,正极基材具备未设置正极合剂层和绝缘层这两者的正极侧未涂布部,电极体具备正极侧未涂布部沿层积方向层积而成的正极侧集电部,绝缘层位于正极合剂层与正极侧未涂布部的边界处,相对于正极基材位于层积方向上的正极侧集电部的中央侧的绝缘层为第1绝缘层,相对于正极基材位于与第1绝缘层相反的位置的绝缘层为第2绝缘层,第1绝缘层的厚度比第2绝缘层的厚度大。
Description
技术领域
本发明涉及非水二次电池。
背景技术
在电动汽车、混合动力汽车中,作为其电源,具备非水二次电池。作为非水二次电池的一例的锂离子二次电池具备正极板与负极板隔着隔板进行层积并以该状态卷绕而成的电极体。正极板具备箔状的正极基材、以及设于正极基材上的正极合剂层和绝缘层(例如专利文献1)。正极基材具备未涂布正极合剂层以及绝缘层、正极基材露出的正极侧未涂布部。对于正极侧未涂布部,通过使多个层以层积的状态进行压接,被用作承担与外部端子的连接的正极侧集电部。绝缘层位于正极合剂层与正极侧未涂布部的边界处。绝缘层承担防止正极侧未涂布部与负极板的短路的作用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2021-089857号公报
发明内容
发明所要解决的课题
从抑制电池性能的降低的方面出发,绝缘层优选按照使正极合剂层的宽度尽可能不变窄的方式进行配置。并且,从抑制电池的大型化的方面出发,绝缘层按照正极板整体的宽度不会增大、正极侧未涂布部的宽度不会减小的方式进行配置。这样,将正极侧未涂布部进行层积并压接时,正极侧未涂布部的宽度可能会不足。其结果,可能会发生正极基材的一部分撕裂、或者正极侧未涂布部的层彼此未被确实地接合之类的集箔不良。
用于解决课题的手段
根据本公开的一个方面的非水二次电池具备正极板和负极板隔着隔板沿层积方向层积而成的电极体,上述正极板具备箔状的正极基材、以及设置在上述正极基材的面向相反方向的2个面的各个面上的正极合剂层和绝缘层,上述正极基材具备未设置上述正极合剂层和上述绝缘层这两者的正极侧未涂布部,上述电极体具备上述正极侧未涂布部沿上述层积方向层积而成的正极侧集电部,上述绝缘层位于上述正极合剂层与上述正极侧未涂布部的边界处,设置在上述正极基材中的面向上述层积方向上的上述正极侧集电部的中央侧的第1面的上述绝缘层为第1绝缘层,设置在上述正极基材中的与上述第1面相反的第2面的上述绝缘层为第2绝缘层,上述第1绝缘层的厚度比上述第2绝缘层的厚度大。
上述非水二次电池中,相对于上述第2绝缘层的厚度,上述第1绝缘层的厚度可以为1.2倍以上且1.7倍以下。
上述非水二次电池中,上述第1绝缘层的厚度可以为5.0μm以上且20.0μm以下,上述第2绝缘层的厚度可以为3.0μm以上且16.0μm以下。
上述非水二次电池中,相对于上述绝缘层的质量,上述粘结剂的质量比可以为10质量%以上且30质量%以下。
上述非水二次电池中,上述第1绝缘层以及上述第2绝缘层的宽度可以为2.5mm以上且4.5mm以下。
发明的效果
根据本发明,能够抑制形成正极侧集电部时的集箔不良。
附图说明
图1是锂离子二次电池的立体图。
图2是示出将电极体展开的状态的立体图。
图3是从图2的III-III线观察的截面图。
图4是将构成正极侧集电部之前的正极侧未涂布部放大示出的要部截面图。
图5是将正极侧集电部放大示出的要部截面图。
图6是将构成了正极侧集电部的状态的正极侧未涂布部放大示出的要部截面图。
图7是示出锂离子二次电池的制造工序的流程图。
图8是示出实施例和比较例的各参数的表。
具体实施方式
[锂离子二次电池]
如图1所示,作为非水二次电池的一例的锂离子二次电池10具备壳体11和电极体20。壳体11具备收纳部11A和盖体12。收纳部11A具有在上侧具有开口的扁平的有底方形的外形。收纳部11A收纳电极体20和非水电解液。盖体12将收纳部11A的开口闭塞。壳体11中,通过将盖体12安装于收纳部11A而构成长方体形状的密闭的电槽。壳体11由铝或铝合金等金属构成。
在盖体12设有正极的外部端子13A、以及负极的外部端子13B。电极体20中的作为正极侧的端部的正极侧集电部20A借助正极侧集电部件14A与正极的外部端子13A电连接。电极体20中的作为负极侧的端部的负极侧集电部20B借助负极侧集电部件14B与负极的外部端子13B电连接。并且,盖体12具备用于注入非水电解液的注入口15。另外,外部端子13A,13B的形状并不限定于图1所示的形状,也可以为任意的形状。
[电极体]
如图2所示,电极体20是将长条状的正极板21与负极板25隔着隔板28层积而成的层积体进行卷绕而成的扁平的卷绕体。正极板21、负极板25、以及隔板28按照作为各自的长边的方向与长度方向D1一致的方式进行层积。卷绕前的层积体按照正极板2l、隔板28、负极板25、隔板28的顺序沿层积方向D3(参照图3)进行层积。电极体20具有夹着隔板28进行层积的正极板2l和负极板25绕着沿该带形状的宽度方向D2延伸的卷绕轴L1卷绕而成的结构。
[正极板]
如图3所示,正极板21具备正极基材22、正极合剂层23、以及绝缘层24。正极基材22是形成为长条状的箔状部件。正极合剂层23和绝缘层24各自设置在正极基材22的面向相反方向的2个面的各个面上。正极基材22在宽度方向D2的一端具备正极侧未涂布部22A,正极侧未涂布部22A上未形成正极合剂层23和绝缘层24而使正极基材22露出。绝缘层24位于正极侧未涂布部22A与正极合剂层23的边界处。绝缘层24防止正极侧未涂布部22A与负极板25借助异物等发生短路。
正极基材22使用由铝或以铝作为主成分的合金构成的金属箔。正极基材22所具备的正极侧未涂布部22A按照在卷绕体的状态下正极侧未涂布部22A的相对的多个部分沿层积方向D3层积的方式进行压接而构成正极侧集电部20A。
正极合剂层23是使液状体的正极合剂糊剂固化而成的固化体。正极合剂糊剂包含正极活性物质、正极溶剂、正极导电剂、以及正极粘结剂。正极合剂层23通过使正极合剂糊剂干燥、正极溶剂发生气化而形成。因此,正极合剂层23包含正极活性物质、正极导电剂、以及正极粘结剂。
正极活性物质使用能够吸藏和放出锂离子二次电池10中的作为电荷载体的锂离子的含锂复合金属氧化物。含锂复合金属氧化物是包含锂、以及除锂以外的其他金属元素的氧化物。作为除锂以外的其他金属元素,例如为选自由镍、钴、锰、钒、镁、钼、铌、钛、钨、铝、在含锂复合金属氧化物中以磷酸铁的形式含有的铁组成的组中的至少一种。
例如,含锂复合金属氧化物为钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMn2O4)。例如,含锂复合金属氧化物是含有镍、钴以及锰的三元系含锂复合金属氧化物(NCM)、即镍钴锰酸锂(LiNiCoMnO2)。例如,含锂复合金属氧化物是磷酸铁锂(LiFePO4)。
正极溶剂使用作为有机溶剂的一例的NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)溶液。作为正极导电剂,例如使用乙炔黑(AB)、科琴黑等炭黑、碳纳米管(CNT)、碳纳米纤维等碳纤维、石墨。正极粘结剂为正极合剂糊剂中所包含的树脂成分的一例。正极粘结剂例如使用聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇(PVA)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)等。
绝缘层24是使液状体的绝缘糊剂固化而成的固化体。绝缘糊剂包含具有绝缘性的绝缘层用无机成分、绝缘层用粘结剂、以及绝缘层用溶剂。绝缘层24通过使绝缘糊剂干燥、绝缘层用溶剂发生气化而形成。因此,绝缘层24包含绝缘层用无机成分和绝缘层用粘结剂。
绝缘层用无机成分为选自由粉末状勃姆石、二氧化钛、以及氧化铝组成的组中的至少一者。绝缘层用粘结剂是可溶于绝缘层用溶剂中的树脂成分,例如为选自由PVDF、PVA、SBR、丙烯酸组成的组中的至少一者。溶剂成分使用有机溶剂或者水。作为一例,有机溶剂为NMP溶液。
相对于绝缘层24整体的质量,绝缘层用粘结剂的质量比例如为10质量%以上且30质量%以下。若绝缘层用粘结剂的质量比为10质量%以上,则能够确保绝缘层24与正极基材22之间的剥离强度。若绝缘层用粘结剂的质量比为30质量%以下,则能够防止与绝缘层用无机成分的质量比的相对降低相伴的绝缘层24的机械强度的过度降低。
[负极板]
负极板25具备负极基材26、以及负极合剂层27。负极基材26是形成为长条状的箔状的部件。负极合剂层27设置在负极基材26的面向相反方向的2个面的各个面上。负极基材26在作为宽度方向D2的一端且位于与正极侧未涂布部22A相反的位置的端部具备负极侧未涂布部26A,负极侧未涂布部26A上未形成负极合剂层27而使负极基材26露出。
负极基材26使用由铜或以铜作为主成分的合金构成的金属箔。负极侧未涂布部26A在卷绕体的状态下按照负极侧未涂布部26A的相对的多个部分沿层积方向D3层积的方式进行压接,构成负极侧集电部20B。
负极合剂层27是液状体的负极合剂糊剂固化而成的固化体。负极合剂糊剂包含负极活性物质、负极溶剂、负极增稠剂、以及负极粘结剂。负极合剂层27通过使负极合剂糊剂干燥、负极溶剂发生气化而形成。因此,负极合剂层27包含负极活性物质、负极增稠剂、以及负极粘结剂。另外,负极合剂层27也可以进一步包含导电剂之类的添加剂。
负极活性物质是能够吸藏和放出锂离子的材料。负极活性物质例如使用石墨、难石墨化碳、易石墨化碳、碳纳米管等碳材料等。负极活性物质也可以是将石墨颗粒利用非晶态碳层被覆而成的复合化颗粒。
作为一例,负极溶剂是水。作为一例,负极分散剂可以使用羧甲基纤维素(CMC)。负极粘结剂可以使用与正极粘结剂同样的物质。作为一例,负极粘结剂为SBR。
[隔板]
隔板28防止正极板21与负极板25的接触、并且在正极板21和负极板25之间保持非水电解液。将电极体20浸渍在非水电解液中时,非水电解液从隔板28的端部朝向中央部渗透。
隔板28为聚丙烯制等的无纺布。作为隔板28,例如可以使用多孔性聚乙烯膜、多孔性聚烯烃膜、多孔性聚氯乙烯膜等多孔性聚合物膜、以及离子导电性聚合物电解质膜等。
[非水电解液]
非水电解液是在非水溶剂中含有支持盐的组合物。非水溶剂例如为选自由碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯组成的组中的一种或两种以上的材料。作为支持盐,例如为选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiN(CF3SO2)2、LiC(CF3SO2)3、LiI等中的一种或两种以上的锂化合物(锂盐)。
本实施方式中,采用碳酸亚乙酯作为非水溶剂。非水电解液中添加有属于作为添加剂的锂盐的双草酸酯硼酸锂(LiBOB)。例如按照非水电解液中的LiBOB的浓度为0.001以上且0.1以下[mol/L]的方式向非水电解液中添加LiBOB。
[正极板端部的构成]
如图4所示,正极基材22具备第l面22B和第2面22C。第1面22B和第2面22C是面向相互相反的方向的2个面、且是设有正极合剂层23和绝缘层24的面。设置在第1面22B和第2面22C的各个面上的绝缘层24中,设置在第1面22B上的绝缘层24为第1绝缘层24A。并且,设置在与第1面22B相反的第2面22C上的绝缘层24为第2绝缘层24B。另外,下文中,在不区分第1绝缘层24A和第2绝缘层24B的情况下,简称为绝缘层24。
第1绝缘层24A的厚度T1大于第2绝缘层24B的厚度T2。作为一例,第1绝缘层24A的厚度T1和第2绝缘层24B的厚度T2按照第1绝缘层24A的厚度T1大于第2绝缘层24B的厚度T2的方式设定在3.0μm以上且20.0μm以下的范围内。
通过使第1绝缘层24A的厚度T1和第2绝缘层24B的厚度T2为3.0gm以上,能够提高第1绝缘层24A和第2绝缘层24B的机械强度。由此,即使在绝缘层24与负极板25之间夹有异物的情况下,也能够更确实地防止异物贯穿绝缘层24而使正极侧未涂布部22A与负极板25短路的情况。通过使第1绝缘层24A的厚度T1和第2绝缘层24B的厚度T2为20.0μm以下,能够抑制正极侧未涂布部22A不容易随着第1绝缘层24A的厚度T1和第2绝缘层24B的厚度T2的增加而弯曲之类的集箔性的降低。
并且,第1绝缘层24A的厚度T1和第2绝缘层24B的厚度T2比正极合剂层23的厚度T3小。由此,在制造工序中,在对正极合剂层23的厚度T3进行调整时,能够使第1绝缘层24A和第2绝缘层24B不与加压辊接触。另外,作为一例,正极合剂层23的厚度T3为20.0μm以上且25.0μm以下。
第1绝缘层24A和第2绝缘层24B在宽度方向D2上具有相互相等的宽度W1。当从与正极合剂层23和绝缘层24相对的视线在沿着层积方向D3的方向观察时,绝缘层24的宽度W1相当于从正极合剂层23与绝缘层24的边界起到绝缘层24的前端为止的距离。
绝缘层24的宽度W1例如为2.5mm以上且4.5mm以下。通过使绝缘层24的宽度W1为上述的范围内,可适当地防止正极侧未涂布部22A与负极板25的短路、并且可防止正极侧未涂布部22A的宽度方向D2的宽度W2过度减小。正极侧未涂布部22A的宽度W2例如为7.0mm以上且13.0mm以下。
另外,在正极合剂层23与绝缘层24的边界处,可以为正极合剂层23的端部被绝缘层24覆盖、或者绝缘层24的端部被正极合剂层23覆盖的结构。在为这样的覆盖结构的情况下,按照从与正极合剂层23和绝缘层24相对的视线在沿着层积方向D3的方向观察时绝缘层24的宽度W1满足上述范围的方式进行设定即可。
如图5所示,电极体20所具备的正极侧集电部20A通过将卷绕状态的正极侧未涂布部22A以沿层积方向D3层积的状态进行压接来构成。正极侧未涂布部22A朝向正极侧集电部20A的中心弯曲。另外,图5中,将层积方向D3上的正极侧集电部20A的中心通过中心线CL来表示。
在电极体20的状态下,正极基材22的第1面22B面向正极基材22中的层积方向D3上的正极侧集电部20A的中心侧。并且,正极基材22的第2面22C面向正极基材22中的层积方向D3上的相对于正极侧集电部20A的中心相反的一侧。第l绝缘层24A相对于正极基材22位于层积方向D3上的正极侧集电部20A的中央侧(中心线CL侧)。例如,在卷绕型的电极体20中,第1绝缘层24A相对于正极基材22位于电极体20的卷绕轴L1侧。第2绝缘层24B相对于正极基材22位于与第1绝缘层24A相反的位置。
[实施方式的作用]
如图6所示,在正极基材22中,在使绝缘糊剂干燥而形成绝缘层24时,体积减少,由此使起因于绝缘层用粘结剂的收缩应力发挥作用。例如,在正极基材22的第1面22B,在形成第1绝缘层24A时,宽度方向D2上的朝向正极合剂层23侧的第1收缩应力F1发挥作用。在正极基材22的第2面22C,在形成第2绝缘层24B时,宽度方向D2上的朝向正极合剂层23侧的第2收缩应力F2发挥作用。
收缩应力的大小相对于绝缘层24的体积具有正相关。因此,由于第1绝缘层24A的厚度T1大于第2绝缘层24B的厚度T2,因而作用于第1面22B的第1收缩应力F1大于作用于第2面22C的第2收缩应力F2。因此,通过第1收缩应力F1与第2收缩应力F2的收缩应力差,层积方向D3上的朝向正极侧集电部20A的中央弯曲的合力F3作用于正极基材22。由此能够提高形成正极侧集电部20A时的正极侧未涂布部22A的集箔性。
例如,若第1绝缘层24A和第2绝缘层24B的宽度W1为2.5mm以上,则能够适当地表现出第1绝缘层24A与第2绝缘层24B的收缩应力差。并且,合力F3只要为容易将正极基材22朝向正极侧集电部20A的中央弯曲的大小即可。例如,合力F3可以为克服正极基材22的刚性而使正极基材22弯曲的程度的大小,也可以为正极基材22由于正极基材22的刚性而不会弯曲的程度的大小。换言之,厚度不同的第l绝缘层24A和第2绝缘层24B可以为具有使正极基材22容易弯曲的程度的收缩应力差的状态,也可以为具有使正极基材22弯曲的程度的收缩应力差的状态。
作为一例,第1绝缘层24A的厚度T1相对于第2绝缘层24B的厚度T2优选为1.2倍以上且1.7倍以下。第1绝缘层24A的厚度T1相对于第2绝缘层24B的厚度T2若为1.2倍以上,则能够使第1绝缘层24A与第2绝缘层24B的收缩应力差适当地作用于正极基材22。第1绝缘层24A的厚度T1相对于第2绝缘层24B的厚度T2若为1.7倍以下,则能够防止由于第2绝缘层24B过薄而使机械强度不足的情况。
作为一例,第1绝缘层24A的厚度T1优选为5.0μm以上且20.0μm以下。此时,第2绝缘层24B的厚度T2优选按照满足厚度Tl相对于厚度T2为1.2倍以上且1.7倍以下的条件的方式设定在3.0μm以上且16.0μm以下的范围内。通过使厚度T1和厚度T2为上述范围内,能够实现下述效果:确保第2绝缘层24B的机械强度;抑制与第1绝缘层24A的厚度T1的增加相伴的集箔性的降低;以及提高由相对于正极基材22的收缩应力差所致的集箔性。
收缩应力的大小与绝缘层用粘结剂相对于绝缘层24整体质量的质量比具有正相关。因此,例如,若绝缘层用粘结剂相对于绝缘层24整体质量的质量比为10质量%以上,则能够使第1绝缘层24A与第2绝缘层24B的收缩应力差适当地作用于正极基材22。另外,收缩应力的大小也取决于绝缘层用粘结剂的种类、分子量。
并且,在正极基材22中的设有绝缘层24的部分,第1面22B相对于负极板25和隔板28的距离比第2面22C相对于负极板25和隔板28的距离减小。因此,在图6中由双点划线表示的异物M进入到负极板25和隔板28与第1绝缘层24A之间的情况下,异物M施加至绝缘层24的力比异物M进入到负极板25和隔板28与第2绝缘层24B之间的情况增大。
关于这一点,通过使第1绝缘层24A的厚度T1比第2绝缘层24B的厚度T2增大,能够提高第1绝缘层24A的机械强度,因此能够更确实地抑制第1面22B与负极板25的短路。
[锂离子二次电池的制造方法]
如图7所示,锂离子二次电池10的制造方法包括步骤S1~S4。步骤S1是分别制造正极板21和负极板25的初始工序。正极板21的制造工序中,在第1面22B和第2面22C的各面上,按照在宽度方向D2的两端构成正极侧未涂布部22A的方式同时涂布1条正极合剂糊剂和2条绝缘糊剂。此时,按照2条中的一条绝缘糊剂在宽度方向D2上与正极合剂糊剂的一端相接、并且另一绝缘糊剂与正极合剂糊剂的另一端相接的方式涂布2条绝缘糊剂。其后使正极合剂糊剂以及绝缘糊剂干燥,形成正极合剂层23和绝缘层24。接下来,通过对形成在正极基材22的两面的正极合剂层23进行挤压而调整正极合剂层23的厚度。其后,将正极基材22在宽度方向D2的中央切断。通过以上的工序,可一次性制造出2条正极板21。
负极板25的制造工序中,在负极基材26的面向相反方向的2个面上,按照在宽度方向D2的两端构成负极侧未涂布部26A的方式涂布负极合剂糊剂。其后将负极合剂糊剂干燥,形成负极合剂层27。接下来,通过对形成在负极基材26的两面的负极合剂层27进行挤压来调整负极合剂层27的厚度。其后,将负极基材26在宽度方向D2的中央切断。通过以上的工序,可一次性制造2条负极板25。
在步骤S2中,将正极板21和负极板25隔着隔板28层积后,将该层积体进行卷绕,进一步挤压成扁平状。接下来,在步骤S3中,按照卷绕状态的正极侧未涂布部22A沿层积方向D3层积的方式进行集箔。在该状态下,通过对经集箔的正极侧未涂布部22A进行压接而形成正极侧集电部20A。作为压接手段的一例为超声波焊接。并且,在步骤S3中,对于利用与正极侧同样的过程沿层积方向D3层积的负极侧未涂布部26A进行压接而形成负极侧集电部20B。通过以上的过程来制造电极体20。
在步骤S4中,进行将电极体20收纳在壳体11内的封罐。此时,正极侧集电部20A借助正极侧集电部件14A与正极的外部端子13A电连接。负极侧集电部20B借助负极侧集电部件14B与负极的外部端子13B电连接。收纳部11A的上部利用盖体12闭塞。接下来,通过加热处理除去电极体20的水分后,将非水电解液注入到壳体11内。通过以上的过程来组装锂离子二次电池10。
[实施方式的效果]
根据上述实施方式,能够得到以下列举的效果。
(1)通过使第1绝缘层24A的厚度T1比第2绝缘层24B的厚度T2增大,在层积方向D3上朝向正极侧集电部20A的中央弯曲的合力F3作用于正极基材22。由此能够提高在形成正极侧集电部20A时的正极侧未涂布部22A的集箔性。因此,能够抑制形成正极侧集电部20A时的正极侧未涂布部22A的一部分发生撕裂(箔断裂)、或者正极侧未涂布部22A的层彼此未被确实地接合之类的集箔不良。
(2)通过使厚度T1相对于厚度T2为1.2倍以上且1.7倍以下,能够使第1绝缘层24A与第2绝缘层24B的收缩应力差即合力F3适当地作用于正极基材22、并且能够防止第2绝缘层24B的机械强度不足。
(3)通过使厚度T1为5.0μm以上且20.0μm以下、并且使厚度T2为3.0μm以上且16.0μm以下的范围内,能够确保第2绝缘层24B的机械强度、并且能够抑制与第1绝缘层24A的厚度T1的增加相伴的集箔性的降低。
(4)通过使绝缘层用粘结剂的质量相对于绝缘层24的质量为30质量%以下,能够防止绝缘层24的机械强度过度降低。通过使绝缘层用粘结剂的质量相对于绝缘层24的质量为10质量%以上,能够确保绝缘层24与正极基材22之间的剥离强度,并且能够适当地表现出第1绝缘层24A与第2绝缘层24B的收缩应力差即合力F3。
(5)通过使第1绝缘层24A和第2绝缘层24B的宽度W1为2.5mm以上,能够适当地防止正极侧未涂布部22A与负极板25的短路,并且能够适当地表现出收缩应力差即合力F3。通过使宽度W1为4.5mm以下,能够防止正极侧未涂布部22A的宽度方向D2的宽度W2过度减小。
[变更例]
另外,上述实施方式可以如下变更来实施。
·只要不会对集箔性带来不良影响,第1绝缘层24A和第2绝缘层24B的宽度W1也可以大于4.5mm。并且,只要能够确保用于提高集箔性的收缩应力差、并且能够防止正极侧未涂布部22A与负极板25的短路,也可以使宽度W1小于2.5mm。
·只要能够充分确保绝缘层24的机械强度,绝缘层用粘结剂的质量相对于绝缘层24的质量也可以大于30质量%。并且,只要能够确保用于提高集箔性的收缩应力差、并且能够确保绝缘层24与正极基材22之间的剥离强度,绝缘层用粘结剂的质量相对于绝缘层24的质量也可以小于10质量%。
·只要能够确保用于提高集箔性的收缩应力差,也可以使第1绝缘层24A的厚度T1小于5.0μm,也可以使第2绝缘层24B的厚度T2大于16.0μm。只要集箔性不会随着第1绝缘层24A的厚度T1的增加而显著降低,也可以使厚度T1大于20.0μm。只要能够确保第2绝缘层24B的机械强度,也可以使第2绝缘层24B的厚度T2小于3.0μm。
·只要合力F3可适当地作用于正极基材22,也可以使第1绝缘层24A的厚度T1相对于第2绝缘层24B的厚度T2小于1.2倍。并且,例如在增大第1绝缘层24A的厚度T1而不过度减小第2绝缘层24B的厚度T2的情况下,厚度T1相对于厚度T2可以大于1.7倍。另外,这种情况下,只要使厚度T1为不会表现出随着厚度T1的增加正极侧未涂布部22A不容易弯曲这样的集箔性的降低程度的大小即可。
·第1绝缘层24A的构成材料与第2绝缘层24B的构成材料可以相同、也可以不同。即使在第1绝缘层24A的构成材料与第2绝缘层24B的构成材料不同的情况下,只要为在第1绝缘层24A产生的第1收缩应力F1比在第2绝缘层24B产生的第2收缩应力F2增大这样的构成材料即可。
·电极体20也可以不是卷绕体,而可以是矩形状的正极板21与矩形状的负极板25隔着隔板28进行层积而成的层积体被收纳在壳体11中而成的电极体。例如,在这样的层积型的电极体20中,第1绝缘层24A相对于正极基材22位于层积体的层积方向上的中央的层侧的位置。第2绝缘层24B相对于正极基材22位于与第1绝缘层24A相反的位置。
·锂离子二次电池10也可以为其他非水二次电池,例如可以为镍氢蓄电池。
·锂离子二次电池10除了搭载于自动传送机、装卸用的特殊汽车、电动汽车、混合动力汽车等以外,还可搭载于计算机、其他电子设备,可以构成除此以外的系统。例如,可以设于船舶、航空器等移动体,也可以为从发电厂借助变电所等向设置有二次电池的大厦、家庭等供给电力的电力供给系统。
[实施例]
以下对实施例1和比较例1~4进行说明。另外,以下的实施例是用于说明上述实施方式的效果的一例,并不限定本发明。将实施例1和比较例l~4的制造条件以及评价结果示于图8。
[实施例1]
在实施例1中,制作具备使第1绝缘层24A的厚度T1为13μm、使第2绝缘层24B的厚度T2为10μm的正极板21的电极体20。在实施例1中,第1绝缘层24A的厚度T1相对于第2绝缘层24B的厚度T2为1.3倍。在实施例l中,为了形成第1绝缘层24A和第2绝缘层24B,使用相同的绝缘糊剂。在实施例1中,绝缘层用粘结剂相对于第1绝缘层24A整体的质量比为20%、并且绝缘层用粘结剂相对于第2绝缘层24B整体的质量比为20%。
[比较例1]
比较例1中,第1绝缘层24A和第2绝缘层24B在正极板21中均未形成,除了这一点以外与实施例1同样地制作电极体20。
[比较例2]
比较例2中,使第1绝缘层24A的厚度T1为2μm、使第2绝缘层24B的厚度T2为2μm,除了这一点以外与实施例1同样地制作电极体20。
[比较例3]
在比较例3中,使第1绝缘层24A的厚度T1为10μm、使第2绝缘层24B的厚度T2为10μm,除了这一点以外与实施例1同样地制作电极体20。
[比较例4]
在比较例4中,使第1绝缘层24A的厚度T1为20μm、使第2绝缘层24B的厚度T2为20μm,除了这一点以外与实施例1同样地制作电极体20。
[异物耐性评价]
在各电极体20中,在位于第1面22B侧的第1绝缘层24A与隔板28之间、以及位于第2面22C侧的第2绝缘层24B与隔板28之间分别夹入规定大小的异物M。另外,比较例1中,在与实施例1中的第1绝缘层24A和第2绝缘层24B的设置位置相同的位置配置有异物M。并且对于第1面22B侧以及第2面22C侧分别判定异物M是否贯穿绝缘层24、到达了正极基材22。将异物M未贯穿绝缘层24、未到达正极基材22的情况记为良好(O),将异物M贯穿绝缘层24、与正极基材22接触的情况记为不良(×)。
[集箔性评价]
在实施例1和比较例1~4中,对于各电极体20的正极侧集电部20A有无集箔不良进行确认。另外,供于集箔性评价的电极体20与用于异物耐性评价的电极体20不同。
[评价结果]
如图8所示,关于异物耐性评价,在实施例1和比较例3、比较例4中,异物M为既没有贯穿第1绝缘层24A也没有贯穿第2绝缘层24B、未到达正极基材22的状态。另一方面,比较例1中,由于电极体20既不具备第l绝缘层24A也不具备第2绝缘层24B,因此判定为不良。并且,比较例2中,异物M贯穿第1绝缘层24A、到达了正极基材22。同样地,比较例2中,异物M贯穿第2绝缘层24B、到达了正极基材22。这被认为是由于,比较例2中,厚度T1和厚度T2均较小,第1绝缘层24A和第2绝缘层24B的机械强度不足。
关于集箔性评价,在实施例1和比较例1、比较例2中,在正极侧集电部20A未确认到集箔不良,处于良好的接合状态。与之相对,在比较例3、比较例4中,确认到了正极侧未涂布部22A撕裂之类的集箔不良。特别是比较例4中,与比较例3相比,集箔不良的发生率增高。这是由于,随着绝缘层24的厚度的增加,正极基材22中的设有绝缘层24的部分不容易弯曲,由此在对正极侧未涂布部22A进行集箔时,对正极侧未涂布部22A施加了发生撕裂这样的较大的力。
由此确认到,即使在为了提高绝缘层24的机械强度而增大绝缘层24的厚度的情况下,通过使第l绝缘层24A的厚度T1比第2绝缘层24B的厚度T2大,也能够提高形成正极侧集电部20A时的集箔性。
Claims (5)
1.一种非水二次电池,其具备正极板和负极板隔着隔板沿层积方向层积而成的电极体,
所述正极板具备箔状的正极基材、以及设置在所述正极基材的面向相反方向的2个面的各个面上的正极合剂层和绝缘层,
所述正极基材具备未设置所述正极合剂层和所述绝缘层这两者的正极侧未涂布部,
所述电极体具备所述正极侧未涂布部沿所述层积方向层积而成的正极侧集电部,
所述绝缘层位于所述正极合剂层与所述正极侧未涂布部的边界处,
设置在所述正极基材中的面向所述层积方向上的所述正极侧集电部的中央侧的第1面的所述绝缘层为第1绝缘层,设置在所述正极基材中的与所述第1面相反的第2面的所述绝缘层为第2绝缘层,
所述第1绝缘层的厚度比所述第2绝缘层的厚度大。
2.根据权利要求1所述的非水二次电池,其中,所述第1绝缘层的厚度相对于所述第2绝缘层的厚度为1.2倍以上且1.7倍以下。
3.根据权利要求2所述的非水二次电池,其中,
所述第1绝缘层的厚度为5.0μm以上且20.0μm以下,
所述第2绝缘层的厚度为3.0μm以上且16.0μm以下。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的非水二次电池,其中,
所述绝缘层包含粘结剂,
相对于所述绝缘层的质量,所述粘结剂的质量比为10质量%以上且30质量%以下。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的非水二次电池,其中,所述第1绝缘层以及所述第2绝缘层的宽度为2.5mm以上且4.5mm以下。
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