TW451511B - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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TW451511B
TW451511B TW089105965A TW89105965A TW451511B TW 451511 B TW451511 B TW 451511B TW 089105965 A TW089105965 A TW 089105965A TW 89105965 A TW89105965 A TW 89105965A TW 451511 B TW451511 B TW 451511B
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positive electrode
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Asako Sato
Takashi Kuboki
Shuji Yamada
Hiroyuki Hasebe
Norio Takami
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Toshiba Corp
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Description

451511 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ___B7__五、發明說明(1 ) 本發明係有關於二次電池。 目前,適合作爲行動電話等之攜帶機器的非水電解質 二次電池,則已經有薄型鋰離子二次電池被商品化。該電 池備有含有鋰鈷氧化物(L i C 〇 〇2)的正極、含有石墨 材料或碳質材料的負極、由已溶解有鋰鹽之有機溶媒所構 成之液狀的非水電解質、由多孔質膜所構成的分隔體、以 及由圓筒型或方型之金屬罐所構成的外裝材。 隨著攜帶機器的小型化及薄型化,乃期待電池也要能 夠薄型化以及輕量化》但是事實上備有上述液狀非水電解 質以及上述金臛罐,而厚度在4mm以下的薄型鋰離子二 次電池很難被實用化。 但是乃提出一具備有由正極、負極及被配置在上述正 極與負極之間之聚合物(polymer )電解質層所構成的電極 群、由聚合物電解質所構成的電解質、以及收納上述電極 群的外裝材的鋰離子二次電池,而逐渐被開發。該二次電 池,即使將外裝材的厚度設薄,也能夠確保正極以及負極 與聚合物電解質層的密著性。因此,外裝材可以使用由薄 的金屬層與高分子薄膜所構成的積層膜。又,聚合物電解 質可是一巳保持有非水電解質之膠狀聚合物。 然而,該二次電池相較於備有液狀之非水電解質之鋰 離子二次電池,由於電極界面的阻抗變大|且鋰離子傳導 度低,因此,相較於備有液狀之非水電解質的鋰離子二次 電池,會有體積能量密度以及大電流放電特性(large discharge characteristic)惡化的問題。 (請先Μ讀背面之注f項再填寫本頁) •ο II — — 訂·!1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -4 - 線-〇------I-—IL------------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4515 11. A7 ___B7 _ 五、發明說明(2 ) 由此一—問題,乃如下述般地提出一使備有液狀之非水 電解質之鋰離子二次電池得以薄型化的方案。 在特開平1 0 _ 1 7 7 8 6 5號之公開公報所申請專 利範圍’則記載有一鋰離子二次電池,其備有由正極、負 極、及具有已保持有電解液之對向面的分隔體,由電解液 相’含有電解液的高分子膠化相以及高分子固相的混相所 構成,且將上述正極及負極接合到上述分隔體的對向面的 接著性樹脂層。 又,在特開平1 0 - 1 8 9 0 5 4號公開公報之申請 專利範圍’則記載有鋰離子二次電池之製造方法,其備有 :將主成分聚偏氟乙烯溶解在溶媒,將接著劑樹脂溶液塗 佈在分隔體的過程,將電極重叠在該分隔體上,在令其密 著的狀態下實施乾燥•而讓溶劑蒸發而形成電池積層體的 過程,以及將電解液含浸在該電池積層體的過程。更者, 在特開平1 0 - 1 7 2 6 0 6號之公開公報的申請專利範 圍,則記載一鋰離子二次電池,其備有:正極、負極、被 配置在上述正極與上述負極之間,而保持含有鋰離子之電 解液的分隔體、以及用於保持上述電解液,而將上述正極 、負極及分隔體接合之多孔性的接著性樹脂層。在特開平 1 0 - 1 7 2 6 0 6號中所揭露的二次電池,其正極層與 分隔體的接合強度乃相等於正極層與正極集電體的接合強 度,或較其爲大,且負極層與分隔體的接合強度,則相等 於負極層與負極集電體的接合強度,或較其爲大。 然而,在各公報中所揭露的鋰離子二次電池,由於內 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> -low--------訂------- ——線 —ο------I-!. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2M X 297公釐) -5 - 451 5 1 1i A7 經濟部智慧財轰局員工消費合作汰印製 B7_____五、發明說明(3 ) 部電阻變高\因此會有週期壽命劣化的問題。 本發明之目的即在於提供一種備有重量輕且薄的外裝 材,而具有優越之週期壽命特性的二次電池。 又,本發明之目的在於提供一種可提高熱的安定性, 且改善安全性的二次電池。 更者,本發明之目的在於提供一種備有重量輕且薄的 外裝材,而改善對於外部衝擊之耐性的二次電池。 根據本發明之二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極,具有負極集電體及爲上述負極集 電體所擔持之負極層的負極、以及被配置在上述正極與上 述負極層之間的分隔體(separator)的電極群; 爲上述電極群所保持的非電解質(nonaqueous erectrolyte )及; 收納上述電極群,而厚度在0.3mm以下的外裝材 (jacket ), 上述正極、上述負極以及上述分隔體乃被一體化,而 上述負極層與上述分隔體的剝離強度,則較上述負極層與 上述負極集電體的剝離強度爲低。 本發明之二次電池,其特徵在於: 具備有:包含具有正極集電體及爲上述正極集電體所 擔持之正極層的正極,具有負極集電體及爲上述負極集電 體所擔持之負極層的負極、以及被配置在上述正極與上述 負極層之間的分隔體(separator)的電極群: 爲上述電極群所保持的非水電解質及; <請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) * — — — 111— ^ 111!111 I /L— — — — — 一'-I I I---— — —— —— I II — 本紙張尺度適用中困國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) -6 - 在 5 t 5 1 tlf A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印衷 __B7____五、發明說明(4 ) 收納上述電極群|而厚度在0·3mm以下的外裝材 1 上述正極、上述負極以及上述分隔體乃被一體化,而 上述負極層與上述分隔體的剝離強度,則較上述負極層與 上述正極集電體的剝離強度爲低,且上述負極層與上述分 隔體的剝離強度,則較上述負極層與上述負極集電體的剝 離強度爲低。 根據本發明之二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極,具有負極集電體及爲上述負極集 電體所擔持之負極層的負極、以及被配置在上述正極與上 述負極層之間的分隔體(separator)的電極群; 爲上述電極群所保持的非水電解質及: 收納上述電極群,而厚度在0 . 3mni以下的外裝材 上述正極、上述負極以及上述分隔體乃被一體化,而 上述負極層與上述分隔體的剝離強度,則較上述負極層與 上述負極集電體的剝離強度爲低,上述非水電解質包含由 已溶解有電解質的非水溶液所構成,而在2 〇aC下的粘度 爲3 c p〜2 0 c p的溶液 根據本發明之二次電池,其特徵在於: 具備有:包含具有正極集電體及爲上述正極集電體所 擔持之正極層的正極,具有負極集電體及爲上述負極集電 體所擔持之負極層的負極、以及被配置在上述正極與上述 負極層之間的分隔體(separator)的電極群; <請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) -!1 訂!!線! -1« n n · -n n n Bi n I n t— ϋ I* 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -7 - 經濟部智慧財產局貝工消貲合作社印製 451511 A7 ____B7_____五、發明說明(5 ) 爲上述電極群所保持的非水電解質及; 收納上述電極群,而厚度在0 . 3mm以下的外裝材 > 上述正極、上述負極以及上述分隔體乃被一體化’而 上述正極層與上述分隔體的剝離強度,則較上述負極層與 上述正極集電體的剝離強度爲低,且上述負極層與上述分 隔體的剝離強度,則較上述負極層與上述負極集電體的剝 離強度爲低,且上述非水電解質包含由已溶解有電解質之 非水溶液所構成,而在2 0°C下的粘度爲3 c p〜2 0 c P的溶液》 根據本發明之二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極,具有負極集電體及爲上述負極集 電體所擔持之負極層的負極、以及被配置在上述正極與上 述負極層之間的分隔體(separator )的電極群; 爲上述電極群所保持的非電解質(nonaqueous erectrolyte )及; 收納上述電極群,而厚度在0.3mm以下的外裝材 (jacket ), 上述正極、上述負極以及上述分隔體乃被一體化,而 上述負極層與上述分隔體的剝離強度,則較上述負極層與 上述負極集電體的剝離強度爲低。 根據本發明之二次電池,其特徵在於_· 具備有:包含正極、具有負極集電體及爲上述負極集 電體所擔持之負極層的負極、以及被配置在上述正極與上 <請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) -I* I— n ϋ I n 本紙張尺度適用中0國家標準<CNS〉A4規格(210 X 297公釐)-8- -線-〇------l·].------------- 451511 經濟部智慧財產局貝工消費合作杜印製 A7 __B7_— ——-_ 五、發明說明(6 ) 述負極之間之分隔體的電極群; 被含浸在上述電極群中,而在2 Ot:下的粘度爲3 c p〜2 0 c p之液狀的非水電解質及; 收納上述電極群,而包含樹脂層的厚度在〇 · 5 以下的外裝材, 上述正極、上述負極以及上述分隔體乃被一體化,上 述負極層與上述分隔體的剝離強度,則較上述負極層與上 述負極集電體的剝離強度爲低。 根據本發明之二次電池,其特徵在於: 具備有:包含具有正極集電體及爲上述正極集電體所 擔持之正極層的正極、負極、以及被配置在上述正極與上 述負極之間之分隔體的扁平形狀的電極群: 被含浸在上述電極群之液狀的非水電解質及; 收納上述電極群,厚度在0 . 3mm以下的外裝材, 正極集電體位在上述電極群之表面中,具有最大面積 的2個面中的至少其中一個面。 根據本發明之二次電池,其特徵在於: 具備有:包含具有正極集電體及爲上述正極集電體所 擔持之正極層的正極、負極、以及被配置在上述正極與上 述負極之間之分隔體的扁平形狀的電極群; 被含浸在上述電極群之液狀的非水電解質及: 收納上述電極群,含有樹脂層,而厚度在〇 . 5mm 以下的外裝材, 正極集電體位在上述電極群之表面中,具有最大面積 (請先閱讀背面之注意事項再填窵本頁) -I ---I I-----------I Λ ί^—--— III· — — —Γ----I------- 451511 A7 ______B7 五、發明說明(7 ) 的2個面中的至少其中一個面。 根據本發明之二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極、負極、以及被配置在上述正極與 上述負極之間之分隔體的扁平形狀的電極群; 被含浸在上述電極群之液狀的非水電解質及: 收納上述電極群,厚度在〇.3mm以下的外裝材, 分隔體位於在上述電極群之表面中,具有最大面積的 2個面上》 根據本發明之二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極、負極、以及被配置在上述正極與 上述負極之間之分隔體的扁平形狀的電極群; 被含浸在上述電極群之液狀的非水電解質及; 收納上述電極群,含有樹脂層,而厚度在〇.5mm 以下的外裝材, 分隔體位於在上述電極群之表面中,具有最大面積的 2個面上。 根據本發明之二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極、負極、以及被配置在上述正極與 上述負極之間之分隔體的扁平形狀的電極群; 被含浸在上述電極群之液狀的非水電解質及; 收納上述電極群,厚度在0·3mm以下的外裝材, 上述絕緣性的保護片乃被形成爲跨越在上述電極群之 表面中,具有最大面積的2個面。 根據本發明之二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極、負極、以及被配置在上述正極與 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) -10 - (請先Μ讀背面之注意事項A填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作It印製 -·ίι— 應! t·— — — !· I — ilIL· —---I--I--— — — — — — — 451 5 1 1, a? _ B7 經濟部智慧財產局員工消t合作社印製 五、發明說明(8 ) 上述負極之間之分隔體的扁平形狀的電極群; 被含浸在上述電極群之液狀的非水電解質及; 收納上述電極群,厚度在0 . 5 mm以下的外裝材, 上述絕緣性的保護片乃被形成爲跨越在上述電極群之 表面中>具有最大面積的2個面。 本發明之二次電池,上述電極群的扁平形狀,最好是 藉由在將上述正極與上述負極,讓上述分隔體介於其間而 捲繞成渦卷狀後,在徑向對其實施加壓,或讓由上述正極 、上述負極及上述分隔體所構成的積層物折彎1次以上、 或將上述正極、上述負極以及上述分隔體加以積層、或將 上述正極與負極,讓上述分隔位於其間,捲繞成扁平狀所 得到的形狀。 以下詳細地說明本發明之第1〜第4非水電解質二次 電池。 本發明之第1非水電解質二次電池,具備有:包含具 有正極集電體及爲上述正極集電體所擔持之正極層的正極 ,具有負極集電體及爲上述負極集電體所擔持之負極層的 負極、以及被配置在上述正極與上述負極層之間的分隔體 的電極群: 爲上述電極群所保持之非水電解質及: 收納上述電極群,而厚度在0 . 3 mm以下的外裝材 A,或是包含樹脂層,而厚度在〇 . 5mm以下之片( sheet )製外裝材B。 該二次電池,其中上述正極、上述負極以及上述分隔 (請先Η讀背面之}i意事項再瘓寫本頁) .~^****^ ·1111111 )*J11111111 I ,v——— — — tKlllLllllllillt — — . 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)-11- 45 1 5 1 t A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ___B7___五、發明說明(9 ) 體係被一體化,且上述負極層與上述分隔體的剝離強度, 則較上述負極層與上述負極集電體之剝離強度爲低。 以下則說明正極、負極、分隔體、非水電解質以及外 裝材。 (1 )負極 該負極具有負極集電體,與爲上述負極集電體的一面 或是兩面所擔持,而包含負極材枓及結著劑之負極層。 上述負極材料最好是可以對鋰離子進行吸藏(absorb )·放出(desorb )的碳質物(carbon material ) β 碳質 物可爲石墨、焦炭、碳纖維、球碳等之石墨質材料( graphitized material )或碳質材料(carbonaceous material )、對熱硬化性樹脂、等方性瀝青(pitch )、中間相瀝青 、中間相瀝青系碳纖維、中間相小球體等,在.5 0 0〜 3 0 0 0°C下實施熱處理(heat treating )所得到的石墨材 料或碳質材料等。在被實施熱處理之碳質物先驅體中最好 的即是中間相歷青系碳纖維(mesophase pitch-based carbon fiber )。在上述碳質物中,最好是以下所說明的碳 質物a以及碳質物b。 碳質物a,則是藉由將熱處理的溫度設在2 0 0 0 eC 以上而獲得,係一具有(0 〇2)面之面間隔d ο 〇 2在 〇. 34nm以下之石墨結晶的石墨質材料。該石墨質材 料的形狀最好是粒狀。備有包含該碳質物a之負極的非水 電解質二次電池,可以大幅地提高電池容量以及大電流特 <請先《讀背面之注項再瑱寓本買) 本紙張尺度適用中國囲家標準(CNS)A4規格(210 X 297公* ) -12- -ill — — — — — — — — — — I— 1Λίν— ΙΙΙΙΙ^ΙΙΙ>— — — — — — —— — — — — .
-L 451511 A7 ----- B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明(1〇 ) 性。面間隔1(1〇〇2更好是在〇.336nm以下。. 碳質物b係從在2 0 0 OeC以上被實施熱處理的纖維 狀石墨材料以及在2 0 〇 〇°C以上被實施熱處理之球狀石 墨質材料所選出的1種以上。其中最好是中間相瀝青系碳 纖維的石墨質材料或碳晶鬚(carbon whisker)般之氣相成 長系碳纖維、中間相小球體的石墨質材料。包含該碳質物 b的負極,由於當在密度提高到1.3g/cm3以上時, 可以減小負極與分隔體間的界面阻抗,因此能夠提高二次 電池的大電流放電特性以及急速放電週期特性。 上述碳質物的形狀例如可以設成纖維狀、球狀、粒狀 。上述負極層藉著含有從由纖維狀碳質物、球狀碳質物、 以及粒狀碳質物所構成的群所選出之1種以上的碳質物, 由於長時間可將負極的界面電阻維持在低値,因此能夠提 高充放電週期壽命·> 上述纖維狀碳質物的平均纖維長度最好設在5〜 2 0 0 的範園內》更好的範圔爲1 0〜5 0 em0 上述纖維狀碳質物的平均纖維直徑最好設在0 . 1〜 2 0 的範圍內。更好的範圍爲1〜1 5 yum » 上述纖維狀碳質物的平均縱橫比最好是設在1 . 5〜 2 0 0的範圍內。更好的範圍爲1 . 5〜5 0 是縱横 比是纖維長度相對於纖維直徑(纖維長度/纖維直徑)的 比。 上述球狀碳質物的平均粒徑最好是設在1〜1 〇 〇 仁m的範圍內。更好的範圍爲2〜4 0 。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 =< 297公釐1 - 13 - ' <請先《讀背面之注意事項再瑱寫本頁) _ I I I— I I I 1 ·ΙΪ — — — — — I IT ll^— — —— — — — — — i* — —— — — — — ——I — — — — 451 5 1 ti A7 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 _B7__五、發明說明(11 ) 上述球狀碳質物之短徑(minor radius )對長徑( major radius )的比(短徑/長徑)最好是設在1/1 0以 上》更好的範圍爲1/2以上。 所謂上述之粒狀碳素物係指具有短徑( minor radius) 對長徑(major radius )的比(短徑/長徑)在1/1 00 〜1的範圍內之形狀的碳質物粉末。上述比的更加範圍爲 1 / 1 0 ~ 1。 上述粒狀碳質物的平均粒徑最好是設成1〜1 0 0 Am的範圍內。更好的範園爲2〜5 0 jam。 上述結著劑具有用於粘著負極材料彼此之功能以及用 於結著負極材料與負極集電體的功能。例如可使用聚四氟 乙烯(P’TFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、乙烯一丙 烯一二烯共聚物(EPDM)、乙烯一丁二烯橡膠( SBR)、羧基甲基纖維素(CMC)等》在藉由後述之 加熱成形法讓正極、負極以及分隔體成爲一體時,上述接 著劑最好是使用熱硬化性樹脂,特別最好是P V d F。 碳質物以及結著劑的配合比例最好是在碳質物9 0〜 9 8重量%、結著劑2〜2 0重量%的範圍。特別是負極 中的碳質物的含量最好是將一面設在1 0〜8 0 g/m2的 範圍內。又,充塡密度最好是在1 . 2〜1 . 50g/ c m 3 ° 上述負極層的厚度最好是在1 0〜1 5 0 μπι的範圍 內。在此,所謂的負極層的厚度則是指面向分隔體的負極 層表面和與集電體相接之負極層表面的距離。此外,當負 (請先H讀背面之迮意事項再瘓寫本頁) 本纸張尺度適用中固國家標準(CNS)A4規格(210 497公«) - 14-
-I · I I »1 n I I I-*T-eJ· ϋ I ϊ ! I n I I f I 1 -1 n - I 1 n ϋ-n I I I J I n i I n I I 4 5 1 5 t 11 A7 --- B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明(12 ) 極層爲負極·集電體的兩面所擔持時,則最好將負極層之— 面的厚度設成1 0〜1 5 0 Mm,且將負極活物質層的合 計厚度設在2 0〜3 0 0 的範圍。負極層的厚度更好 的範圍爲3 0〜1 〇 〇 yrn。藉著將負極層的長度設在 3 0〜1 〇 〇 //m的範圍內’可以大幅地提高大電流放電 特性以及週期壽命。 集電體則使用多孔質構造的導電性基板、或是無孔的 導電性基板。該些導電性基板例如銅、不銹鋼、或鎳所形 成°集電體的厚度最好是5〜20 ·而此是因爲當在 該範圍內時,可以取得電極強度與輕量化的平衡。 負極層與負極集電體的剝離強度、以及負極層與分隔 體的剝離強度則藉由1 8 0度剝離強度法而被測量。請參 照圖1以及圖2來說明負極層與負極集電體的剝離強度β 首先將二次電池分解,取出負極層L爲負極集電體c所擔 持的積層物。該積層物可以維持在保持非水電解質的狀況 下。將集電體側朝下,而將該積層物載置在支撑台1上》 接著,則在上述負極層L的表面設置固定點2,將繩子等 牽引治具3安裝在該固定點2。將該牽引治具3朝圖1之 箭頭所示的方向,亦即,與負極層L表面呈平行的方向拉 ,而如圖2所示|將負極層L從負極集電體C剝離。而將 負極層剝離之必要的力量,則在開始剝離時會變動,而將 在該力量成爲一定之時刻下的牽引力設成負極層與負極集 電體的剝離強度。 另一方面則說明藉由1 8 0度剝離強度法來測量負極 (晴先閲讀背面之注$項再虞寫本茛) irJ in— ^-1 — — — — — I Λιν . 本紙張尺度適用中a困家標準(CNS)A4規格(210 X 297公蜚) -15- 451511 κι Β7 f % 平 ϊ i 1才 ί 五、發明說明(13 ) 層與分隔體的剝離強度時的原理。首先,將二次電池分解 ,取出依序積層物有負極集電體、負極層以及分隔體的積 層物。該積層物也可以維持在保持非水電解質的狀況下。 將集電體側朝下,將該積層物載置在支撑台上。接著,在 上述分隔體的表面設定固定點|將牽引治具安裝在該固定 點。將該牽引治具朝與分隔體表面平行的方向拉 > 而從負 極層剝離出分隔體。爲了將分隔體剝離之必要的力量,則 在開始剝離之際會變動,而將在該力量成爲一定之時刻下 的牽引力設成負極層與分隔體的剝離強度。 又|對於將二次電池分解而取出的電極群,對於負極 層與分隔體的剝離強度較負極層與負極集電體之剝離強度 爲小者而言,即使是在被組入到二次電池前,而未保持有 非水電解質的電極群、負極層與分隔體之根據1 8 0度剝 離強度法所測得的剝離強度,則較負極層與負極集電體之 根據1 8 0度剝離強度法所測得的剝離強度爲小。 負極層與負極集電體的剝離強度最好是在10 g f / cm以下。當剝離強度超過i〇g f/cm時,則負極與 分隔體的界面電阻會變大,而難以獲得優良的大電流放電 特性與週期壽命。剝離強度最好是在5g ί/cm以下, 更好的範圍是在2 g i/cm以下》當負極與分隔體未被 一體化時,則剝離強度成爲0 g ί / c m。 負極層與負極集電體的剝離強度最好是在1 0 g f/ cm以上,20g f/cm以下。藉著設在該範圍內,由 於可以抑制因爲充放電週期的反覆而導玫負極層從負極集 <請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)-16 - .·1111111 ^ i — — — — — — — I ir 1^1 — — — — — — — — I- tllllllf— — — — — 4 5 1 5 1 lit a? __ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作it印製 五、發明說明(14 ) 電體剝離,因此能夠更加提髙充放電週期壽命。 負極層與負極集電體的剝離強度最好是在1 〇 g f / cm以下。當剝離強度超過1 〇g i/cm時,則負極與 分隔體的界面電阻會變大,而難以獲得優良的大電流放電 特性與週期壽命。剝離強度最好是在5g f/cm以下, 更好的範圍是在2 g f/cm以下。當負極與分隔體未被 一體化時,則剝離強度成爲0 g f/cm » 上述負極材料除了用於吸藏•放出上述之鋰離子的碳 質物外,也可以使用金屬氧化物、金屬硫化物、或金屬氮 化物、或鋰金屬或鋰合金。 金屬氧化物則例如可使用錫氧化物、矽氧化物、鋰鈦 氧化物、鈮氧化物、鎢氧化物等》 金屬硫化物例如可以使用錫硫化物、鈦硫化物等。 金屬氮化物例如可以使用鋰鈷氮化物、鋰鐵氮化物、 鋰錳氮化物等。 鋰合金則例如可以使用鋰鋁合金、鋰錫合金、鋰鉛合 金、鋰矽合金等。 負極的面積最好要較正極的面積爲大。藉由如此的構 成,由於正極的端部較負極的端部更加延伸出,因此,能 夠緩和電流集中在負極端部,而能夠提高二次電池的週期 性能與安全性。 (2 )正極 該正極具有正極集電體、與爲上述正極集電體的一面 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -- I - It - I - ·1111111· IHIII-HIIIIIIIII. 本紙張尺度適用中國0家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -17- 4-S15 1 || . 經濟部智慧財產局貝工消費合作杜印製 五、發明說明(15 > 或是兩面所擔持,而包含活物質以及結著劑的正極層、 上述正極活物質可爲各種的氧化物,例如二氧化錳、 鋰錳複合氧化物、含有鋰之鎳氧化物、含有鋰之鈷氧化物 、含有鋰之鎳鈷氧化物、含有鋰之鐵氧化物、含有鋰之釩 氧化物、或二硫化鈦、二硫化鉬等之氧族(chalcogen )化 合物等。其中當使用含鋰之鈷氧化物(例如L i Co〇2) 、含有鋰之鎳鈷氧化物(例如L i N i Q 8C 〇Q 2〇2) 、鋰錳複合氧化物(例如L iMnC4、L iMn〇2)時 ,則可以獲得高電壓。 上述結著劑具有使正極活性質彼此結著的功能以及使 正極活物質與正極集電體結著的功能。上述結著劑,例如 可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯 (PVdF)、乙烯—丙烯—二烯共聚物(EPDM)、 乙烯一丁二烯橡膠(SBR)等。在藉由後述的加熱成形 法讓正極、負極以及分隔體成一體化時,則上述結著劑最 好是使用熱硬化性樹脂,特別最好是P V d F » 上述正極層也可以包含導電劑。上述導電劑,例如可 以使用乙炔黑(acetylene black )、炭黑(carbon black ) 、石墨等。 正極活物質、導電劑以及結著劑的配合比例,則最好 是設在正極活物質80〜95重量%、導電劑3〜20重 量%、結著劑2〜7重量%的範圍。 上述正極層的厚度最好是在1 0〜1 5 Oym的範圍 。在此,所謂正極層的厚度係指面向分隔體之正極層表面 {請先《讀背面之注$項再填寫本頁) i — ! — — 訂 i n ϋ n n I 線 I — ---------I! 本紙張尺度適用中B國家標準(CNS)A4规格<210 * 297公釐〉 -18- 4515 11 Α7 _ Β7 經濟部智慧財產局具工消費合作法印毅 五、發明說明(16 > 和與集電體相接之正極層表面的距離。此外,當正極層爲 正極集電體的兩面所擔持時,則最好將正極層之一面的厚 度設成1 0〜1 5 0//m,且將正極活物質層的合計厚度 設在2 0〜3 0 0 /zra的範圍內。正極層之厚度的更好的 範圍爲3 0〜1 〇 0 的範圔內。藉著將正極層的厚度 設在3 0〜1 0 〇 的範圍內,能夠大幅地提高大電流 放電特性以及週期壽命。 集電體可以使用多孔質構造之導電性基板或是無孔的 導電性基板。該些導電性基板例如爲由鋁、不銹鋼或鎳所 構成。集電體的厚度最好是5〜2 Ο μιη。而此是因爲當 在此一範圍內時,可以取得電極強度與輕量化的平衡。 上述集電體最好是使用具有直徑3 mm以下的孔,以 每1 0 cm2有1個以上的比例存在之二次元之多孔質構造 的導電性基板。亦即,當在導電性基板所開孔之孔的直徑 較3mm爲大時,則有無法獲得足夠之正極強度的顧慮。 另一方面,當直徑3mm以下的孔存在比例較上述範圍爲 少時,則由於很難讓非水電解質’均勻的浸透到電極群,因 此有無法獲得足夠的週期壽命的顧慮。孔的直徑更好是在 0.1〜lmm的範圍內》又,孔的存在比例更好是設在 每1 0 cm2有1 0〜2 0個的範圍內 上述具有直徑3mm以下的孔,以每1 〇 cm2有1個 以上的比例存在二次元的多孔質構造的導電性基板,則最 好將厚度設在1 5〜1 0 0 Mm的範圍內》當厚度未滿 1 5 時,則有無法得到足夠之正極強度的顧慮。厚度 先 讀 背 面 之 注 項 再 填/、Ϊ〔) 頁I ^ I \ I I I I訂 線 I ϋ 本紙張尺度適用中國骥家標準(CNS)A4規格(210 x 297公«) -19- A7 451511 _B7__ 五、發明說明(17 > 之更好的範習爲30〜80//m。 正極層與正極集電體的剝離強度、以及正極層與分隔 體的剝離強度則藉由1 8 0度剝離強度法而被測量。在測 .量正極層與正極集電體的剝離強度。首先將二次電池分解 ,取出正極層L爲正極集電體所擔持的積層物。該積層物 可以維持在保持非水電解質的狀況下。將集電體側朝下, 而將該積層物載置在支撑台上。接著,則在上述正極層的 表面設置固定點,將繩子等牽引治具安裝在該固定點。將 該牽引治具朝與正極層表面呈平行的方向拉,將正極層從 正極集電體剝離》而將負極層剝離之必要的力量,則在開 始剝離時會變動,而將在該力量成爲一定之時刻下的牽引 設成正極層與正極集電體的剝離強度》 另一方面,在藉由1 8 0度剝離強度法來測量正極層 與分隔體的剝離強度時,首先 > 將二次電池分.解,取出 另一方面則說明藉由1 8 0度剝離強度法來測量負極 層與分隔體的剝離強度時的原理。首先,將二次電池分解 |取出依序積層物有正極集電體、正極層以及分隔體的積 層物。該積層物也可以維持在保持非水電解質的狀況下。 將集電體側朝下,將該積層物載置在支撑台上》接著,在 上述分隔體的表面設定固定點,將牽引治具安裝在該固定 點。將該牽引治具朝與分隔體表面平行的方向拉,而從正 極層剝離出分隔體。爲了將分隔體剝離之必要的力量,則 在開始剝離之際會變動,而將在該力量成爲一定之時刻下 的牽引力設成正極層與分隔體的剝離強度。 n. n ^1» n ϋ ti 1 n 1 0 K i n i ϋ I» 1 —1 n · I!線 (請先《讀背面之注意Ϋ項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中a S家標準(CNS)A4規格(210 X 297公* ) -20- 45151 A7 B7 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印« 五、發明說明(18 ) 又,對於將二次電池分解而取出的電極群,對於正極 層與分隔體的剝離強度較正極層與正極集電體之剝離強度 爲小者而言,即使是在被組入到二次電池前,而未保持有 非水電解質的電極群、正極層與分隔體之根據180度剝 離強度法所測得的剝離強度,則較正極層與正極集電體之 根據1 8 0度剝離強度法所測得的剝離強度爲小= 正極層與分隔體的剝離強度最好是在1 〇 g f/cm 以上,20gf/cm以下。藉著設在該範圍內,由於可 以抑制因爲充放電週期的反覆而導致正極層從正極集電體 剝離,因此更可以提高充放電週期壽命。 正極層與正極集電體的剝離強度最好是在1 0 g f / cm以下。當剝離強度超過l〇g f/cm時,則正極與 分隔體的界面電阻會變大,而難以獲得優良的大電流放電 特性與週期壽命。剝離強度最好是在5 g f/cm以下, 更好的範圍是在2g f/cm以下。當正極與分隔體未被 —體化時,則剝離強度成爲0 g f / c m。。 (3 )分隔體 分隔體使用多孔質分隔體。多孔質分隔體可以是例如 含有聚乙烯、聚丙烯、或聚偏氟乙烯(PV d F )的多孔 質薄膜、合成樹脂製不織布等。其中,由聚乙烯或聚丙烯 、或兩者所構成的多孔質薄膜,由於能夠提高二次電池的 安全性,因此最好》 分隔體的厚度最好是設在3 0 以。當厚度超過 (請先Mt»背面之注項再填寫本買) n »1 ϋ n «I n I I 1 vt I la 1 ·1 n n ϋ I— f· I _ 本紙張尺度適用中國囲家標準(CNS)A4規格<210x297公釐) -21 - 45151 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(19 ) 3 0私m時、則正負極間的距離會變大,因此有內部電阻 變大之虞。又,厚度的下限値最好是設成5 win。當厚度 未滿5 a m時,則分隔體的強度會顯著地降低,而有容易 產生內部短路之虞。厚度的上限値更好是設在2 5 或下限値更好是設在1 0 - 分隔體,則最好在1 2 0 °C的條件下,當存在1小時 時的熱收縮率在2 0%以下。當熱收縮率超過2 0%時, 則有很難將正負極以及分隔體的密著強度設得充分的顧慮 。熱收縮率更好是設成115%以下。 分隔體最好多孔度在3 0〜7 0%的範圍內。而則是 基於以下的理由。當多孔度未滿3 0%時,則有分隔體很 難獲得高的電解質保持性之虞。另一方面,當多孔度超過 7 0 %時,則無法獲得足夠的分隔體強度之虞》多孔度的 更好的範圍爲3 0〜7 0 %。 上述分隔體則空氣透過率最好是在5 0 0秒/1 0 0 cm3以下。空氣透過率則意味著1 〇〇 cm3的空氣通過 多秈質片所需要的時間(秒)。當空氣透過率超過5 0 0 秒/1 0 0 cm3時,則有分隔體很難得到高的鋰離子移動 度之虞。又,空氣透過率的下限値最好是設成3 0秒/ 1 0 0 cm3 »而此是因爲當空氣透過率未滿3 0秒/ 1 0 0 c m3時,有無法得到足夠之分隔體強度之故。空氣 透過率的上限値更好是設成1 5 0秒/1 0 0 cm3。又, 下限値更好是設成5 0秒/1 〇 〇 cm3。 如後所述1在使用具有接著性的高分子(adhesive 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 * 297公釐〉-22 - (请先明讀背面之注意事項再瑱寫本頁) — 丨訂!--- —0JL·-------,,---,----------— 45151 A7 B7 經濟部智慧財產局黃工消費合作社印製 五、發明說明(2G ) polymer1 J來使正極、負極以及分隔體一體化時,則最好分 隔體之沿著短邊方向的端部|相較於負極之沿著短邊方向 的端部延伸出0 · 2 5mm〜2mm,且在延伸出來的分 隔體端部存在具有接著性的高分子。藉由設成如此的構造 ,由於能夠提高分隔體端部的強度,因此可以在對電池施 加衝擊時抑制產生內部短路。更者,當在1 0 0°C以上的 高溫環境下使用電池時,由於可以抑制分隔體產生熱收縮 ,因此能夠抑制內部短路,而可以提高安全性。 (4 )非水電解質 該非水電解質至少爲分隔體所保持。特別最好非水電 解質被分散在整個電極群。該非水電解質可以使用由已溶 解有電解質的非水溶媒(以下稱爲非水溶液)所構成的液 狀非水電解質,已保持有上述非水溶液的高分子材料、或 固體非水電解質。已保持有上述非水溶液的高分子材料, 則可使用上述非水溶液已膠化的膠狀非水電解質、上述非 水溶液的一部分膠化,而剩下者爲液狀者.或是上述非水 溶液維持爲液狀者等。其中最好是使用液狀非水電解質^ 液狀非水電解質,由於可以提高電極群的離子傳導度,因 此能夠減小正極與分隔體的界面電阻,以及負極與分隔體 的界面電阻》 已保持有上述非水溶液之高分子材料,例如在將上述 非水溶液、高分子以及膠化劑加以混合後,藉由實施加熱 處理讓其膠化而被調製》 (諸先M讀背面之注意事項再填寫本ϊ .丨'——— — — 1— 一ej« — —111 — — — I >iv If — — — — — — — —· — — — —— — — — —!—· — — 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) 23 45151 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明(21 ) 上述高分子可以使用至少一種選自聚偏氟乙烯(· PVdF)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙二醇(PEO) 、聚氯乙烯(PVC)以及聚丙烯酯(PMMA)的高分 子。 非水溶媒,雖然可以使用周知的非水溶媒來作爲鋰離 子二次電池的溶媒,而未特別加以限制,但是最好是使用 以至少一種選自由碳酸丙二醇(p C )以及碳酸乙二醇( E c )所構成的群的第一溶媒、與相較於P C及E C爲低 粘度之第2溶媒的混合溶媒爲主體的非水溶媒《特別是第 2溶媒的給與體(donor )濃度更好在16 . 5以下, 第2溶媒可爲例如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙 酯(Μ E C )、碳酸二乙酯(DEC)、丙酸乙酯、丙酸 甲酯、r — 丁內酯、乙腈、乙酸乙酯(EA)、甲苯、二 甲苯、乙酸甲酯(MA)等《該些第2溶媒可以在單獨或 2種以上的混合物的形態下使用。 在混合溶媒中之第1溶媒的配合量,以體積比例最好 爲1 0〜8 0%。又,更好的第1溶媒的配合量,以體積 比例爲20〜75%〇 上述電解質可例如是L i C 1 〇4、L i PF6、 L i B F 4 , L i A s F 6 , L i C F 3 S 0 3 . (L iN (CF3S〇2) 2〕等的鋰鹽。其中最好是使用 LiPF6、 LiBF4。 電解質對於非水溶媒的溶解量最好是設成0 . 5〜 2 . 0莫耳/ 1。 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -10^ 11--丨丨| 訂--- 線 ------|-!|„------------ 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格(210 X 297公釐)-24 · 451511 A7 經濟邹智慧財產局員工消費合作社印製 ____B7__五、發明說明(22 ) 特別好韵非水溶液,係一將電解質(例如鋰鹽)溶解 在包含7 — 丁內酯(BL)的混合非水溶媒,且BL的組 成比例爲混合非水溶媒整體的2 0體積%以上,8 0體積 %以下者。上述混合非水溶媒,最好是增加B L的組成比 例。當比例未達2 0體積%時 > 則在高溫時容易產生氣體 。又,當混合非水溶媒爲含有B L以及環狀碳酸者時,由 於環狀碳酸酯的比例會相對地變高,因此會有溶媒粘度顯 著變高之虞。當溶媒粘度上昇時,由於非水電解質的導電 率以及浸透性會降低,因此,充放電週期特性、大電流放 電特性、以及在- 2 0 °C附近之低溫環境下的放電特性均 會降低。另一方面,當比例超過8 0體積%時,由於負極 與B L變得容易產生反應,因此會有充放電週期特性降低 之虞。亦即,當負極(例如包含用於吸藏放出鋰離子之碳 質物者)與B L發生反應,而產生非水電解質的還原分解 時,則在負極的表面會形成一阻礙充放電反應的被膜。結 果,由於在負極容易產生電流集中,而會在負極表面析出 鋰金屬、或是負極界面的阻抗變高,導致負極的充放電效 率降低,且造成充放電週期特性降低。更好的範圍是在 4 0體積%以上,7 5體積%以下,藉著設在該範圍,除 了可以更加提高在高溫貯藏時抑制氣體發生的效果外,也 能夠更加提高在- 2 01附近之低溫環境下的放電容量。 與B L混合的溶媒,最好是使用環狀碳酸酯,因爲其 可以提高負極的充放電效率。 上述環狀碳酸酯,最好是碳酸丙二醇(PC)、碳酸 (請先閲讀背面之注意事項再瑱寫本頁) 本纸張尺度適用中國固家標準(CNS)A4規格(210 X 297公麓) -25- -— — - — — — III — I - -- ---------— I— _ II__I _ It 451511 A7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 ____B7__五、發明說明(23 ) 乙二醇(E'C)、碳酸乙烯醇(VC)、碳酸四氟丙二醇 (TFP C)等。特別是當與BL混合的溶媒使用EC時 ,則可以大幅地提高充放電週期特性與大電流放電特性。 又,與B L混合之其他的溶媒,則最好是由至少一種選自 由PC、VC、TFPC、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸 甲乙酯(ME C )以及芳香族化合物所構成的群而構成的 第3溶媒與E C的混合溶媒,因爲其可以提高充放電週期 特性。 又,從降低溶媒粘度的觀點來看,也可以包含2 0體 積%以下的低粘度溶媒。低粘度溶媒例如是鏈狀碳酸酯、 鏈狀醚、環狀醚等β 本發明之非水溶媒的更好的組成爲BL與EC、 BL 與 PC、BL 與 EC 與 DEC、BL 與 EC 與 MEC、 BL 與 EC 與 MEC 與 VC、BL 與 EC 與 VC、BL 與 PC與VC、或是BL與EC與PC與VC。此時,最好 是將E C的體積比例設成5 — 4 0體積%。而此是基於以 下的理由。當E C的比例未達5體積%時,由於很難以保 護膜緻密地來覆蓋負極表面,因此,負極與B L會產生反 應,而很難充分地改善充放電週期特性。另一方面,當 E C的比例超過4 0體積%時,由於會有非水溶液的粘度 變高,且離子傳導度降低的顧慮,因此很難充分地改善充 放電週期特性、大電流放電特性以及低溫放電特性》EC 之比例的更好的範圍爲1 0〜3 5體積%。又,由至少一 種選自DEC、 MEC以及VC之溶媒的的比例,則最好 本紙張尺度適用中國國家標準(CNSM4規格(210 X 297公^) -26- (請先M讀背面之沒意事項再瀵窝本頁)
• - ϊ I -I n I β— I I I I 1· n n I» I I n I n ^ t I I n n D n I I I I n ^ 1 n l I A7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 ____五、發明說明(24 ) 是設在0_ 0 1〜10體積%的範圍內。 上述電解質可以使用與上述同樣的東西。其中最好是 LiPFe 或 LiBF4。 上述電解質對於上述非水溶媒的溶解量最好是設成 0. 5〜2.0莫耳/1» 非水溶液在2 0°C時的粘度最好是設在3 c p〜2 0 c p的範圍內。而此是基於以下的理由•當上述粘度未達 3 c p時,則在高溫環境下貯藏二次電池之際,會有蒸氣 壓上昇、或氣體產生量變多、外裝材膨脹的願慮。另一方 面,當上述粘度超過2 0 c p時,由於非水溶液的浸透性 降低,因此,即使是規定剝離強度的關係,也有內部電阻 變高的顧慮。粘度的更好的範圍爲4 c p〜1 5 c p。 2 0°C時的粘度位於3 c p〜2 0 c p之範圍內的非 水溶液,則最好是使用電解質已經溶解在包含由至少一種 選自由碳酸丙二醇(PC)以及^一 丁內酯(BL)所構 成之群而構成的溶媒A、與碳酸乙二醇(E C )的非水溶 媒者。 在上述非水溶媒中之溶媒A的體積比例最好是5 0〜 9 0體積%。而此是基於以下的理由。當體積比例未達 5 0體積%時,除了會有低溫放電特性降低的顧慮外,在 高溫時也容易發生氣體。另一方面,當體積比例超過9 0 體積%時,則有容易發生非水電解質之還原分解的顧慮。 當產生非水電解質的還原分解時,則會在負極的表面形成 阻礙充放反應的被膜,由於電流容易集中在負極,因此, <請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適Λ中囲國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公嫠)-27- -線 ------I--------------- - 451511 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 __B7_____五、發明說明(25 ) 會在負極表'面析出鋰金靥、或是使負極界面的阻抗變高, 而導致負極的充放電效率降低,造成充放電週期特性降低 。更好的範圍是在60體積%以上、80體積%以下。 在上述非水溶媒中的E C的體積比例最好是設成5〜 4 0體積%。而此是基於以下的理由。當E C的比例未達 5體積%時,由於很難以保護膜緻密地覆蓋負極表面,而 容易產生非水電解質的還原分解,因此很難充分地改善放 電週期特性。另一方面,當E C的比例超過4 0體積%時 ,則溶媒Α的比例會相對地變低,而有在高溫貯藏二次電 池時之氣體產生量變多的顧慮。E C之比例的更好的範圍 爲10〜35體積%。 又,上述非水溶媒最好是包含乙烯醇(VC)。在非 水溶媒中的VC的比例最好是設在0.01〜10體積% 的範圍內 上述電解質可以使用與上述相同者其中最好是 LiPF6^LiBF4。 上述電解質對上述非水溶媒的溶解量最好是設成 0·5〜2·0莫耳/1。 具有上述各組成之液狀非水電解質的量最好角1 0 0 raAh的電池單位容量設成0 . 2〜0 · 。而此是基 於以下的理由=當液狀非非水電解質未達0 . 2 g/ 1 0 0mA h時,則有無法充分地確保正極與負極之離子 傳導度的顧慮。另一方面,當液狀非水電解質量超過 0·6g/100mAh時,由於電解質變多,因此在使 1IMIII4IIIJI — —^-17^ · 11 11111 · 111 <請先明讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 ό------l·!,.------------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -28 - 45 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明(26 ) 用片(shee't )製外裝材時,則有難以封裝的顧慮a液狀非 水電解質量的更好的範圍爲0.4〜0.55g/100 m A h 〇 (5 - 1 )外裝材A 該外裝材A的厚度在〇.3mm以下。外裝材A則例 如使用金屬罐、或是具有可阻斷水分的片(sheet )»上述 金屬罐可例如由鐵、不銹鋼、鋁所構成。而上述片(sheet )*則可以使用由2種以上的樹脂層所形成,而—面或兩 面爲熱塑性樹脂的多層片A、或由在具有可撓性之金靥層 的一面或兩面形成保護層者所構成的多層片b。特別是由 於多層片b的重量輕、強度高,且可以阻斷水分從外部侵 入,因此最好。 上述多層片b的金靥層例如是鋁、不銹鋼、鐵、銅、 鎳等。其中最好是重量輕,且阻斷水分之功能強的鋁。上 述金屬層雖然可由1種的金靥來形成,但是也可以由使2 種以上的金屬層成一體化者所構成。 成爲外裝材之內面的保護層具有作爲熱封(heat seal )面的功能以及防止上述金屬層被非水電解質所腐蝕的功 能。又,成爲外裝材之外面的保護層,則具有防止金颺層 損傷的功能。各保護層最好是由熱塑性樹脂所構成。形成 成爲外裝材之內面之保護層的熱塑性樹脂的溶點,最好是 設在1 2 0°C以上,更好的範圍爲1 40°C〜2 5 0 °C的 範圍。上述熱塑性樹脂可爲聚乙烯、聚丙烯等。特別是熔 (請先閲讀背面之注*項再虞寫本頁) -U - · I I I I I — I I I--I I 1 ^(^1 — — — — — — — — — — —--* I---I____ 本紙張尺度適用令國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -29- 4 5 1 5 1 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明(27 ) 點在1 5 0飞以上的聚丙烯,由於可以提高熱封部的封裝 強度,因此最好。 當上述外裝材的厚度較0.3mm爲厚時,則薄型化 的效果小,亦即,很難使重量能量密度以及體積能量密度 充分地提高。上述外裝材的厚度最好是設在0 . 2 5mm 以下,又更好的範圍爲0 . 2mm以下。當厚度較 0.05mm爲薄時,則容易產生變形或破損。因此,厚 度的下限値最好是設在0 . 0 5mm。 (5 — 2 )外裝材Β 該外裝材Β係一包含樹脂層,而厚度在0 . 5mm以 下的片。 外裝材B的樹脂層|可以例如由熱塑性樹脂所形成。 上述熱塑性樹脂例如是聚乙烯、聚丙烯等。 外裝材B例如是由金屬層與被形成在上述金屬層之兩 面的樹脂層所構成的多層片。上述金屬層則爲與在上述外 裝材A中所述者同樣的東西。 成爲外裝材之內面的保護層具有作爲熱封(heat seal )面的功能以及防止上述金屬層被非水電解質所腐触的功 能。又,成爲外裝材之外面的保護層,則具有防止金屜靥 損傷的功能。各保護層可由1種的樹脂所構成,或是由2 種以上的樹脂所構成。而各樹脂層最好是由熱塑性樹脂所 構成。形成成爲外裝材之內面之保護層的熱塑性樹脂的溶 點,最好是設在1 2 0°C以上,更好的範圍爲1 4 〇eC〜 {請先H讀背面之沒意事項再瘓寫本頁) -ο----- — II " — — I — — — — — I ^ftw FIIIIIII1. -n ϋ 1 n 1* 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格<210 X 297公釐) -30- 經濟邹智慧財產局貝工消費合作杜印製 45 1 5 Π Α7 ____ Β7 ___五、發明說明(28 ) 2 5 0 °C的葡圍。上述熱塑性樹脂可爲聚乙烯、聚丙烯等 。特別是熔點在1 5 0°C以上的聚丙烯,由於可以提高熱 封部的封裝強度,因此最好。 當上述外裝材B的厚度超過〇·5mm時,則電池之 每單位重量的容量以及電池之每單位體積的容量會降低。 外裝材B的厚度最好是設在0.3mm以下,又,更好在 0.25mm以下,特佳的範圍爲〇.2mm以下。#厚 度較0 . 0 5mm爲薄時,則容易產生變形或破損。因此 ,厚度的下限値最好是設在0.05mm» 外裝材A、 B的厚度則依據以下所說明的方法所測得 。亦即,在外裝材A、 B之除了熱封封裝部以外的領域, 選出彼此離開1 cm以上之3個點,測量各點的厚度,算 出平均値,將該値當作外裝材的厚度β此外,當在上述外 裝材的表面附著有異物(例如樹脂)時,則在除去該異物 後才測量厚度。例如當在上述外裝材的表面附著有 PV d F時,則在藉由以二甲基甲醯胺溶液擦拭上述外裝 材的表面後,才測量厚度。 當外裝材A、 B由多層片而構成時,則最好上述電極 群藉由被形成在其表面之至少一部分的接著劑而被接著到 上述外裝材的內面。當如此地構成時,由於可以將上述外 裝材固定在上述電極群的表面,因此能夠抑制電解液浸透 在電極群與外裝材之間。 上述接著層則可以使用與後述之具有接著性的高分子 同樣的材料。上述接著層也可以具有多孔質構造。多孔質 〈請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) -L · Ο——
1 «I Ϊ1 u I I —1 d— n I 1 i n n 1 i I n I ! - 1 I 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公爱)-31 - 45151 A7 B7 五、發明說明(29 ) 的接著層可將非水電解液保持在空隙內。 本發明之第1非水電解質二次電池係藉由在以下(1 )或(2 )中所說明的方法而製出。 本發明之第1非水電解質二次電池,係藉由以下的( 1)式(2)中所說明的方法來製造。 (1 )加熱成形成 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 (第1過程) 藉由以上之(a )〜(C )所說明的方法來製作電極 群。 (a )將正極及負極,讓分隔體介於其間而捲繞成渦 卷狀。 (b )在將正極及負極,讓分隔體介於其間而捲繞成 渦卷狀後,壓縮於徑向。 (c )將正極及負極,讓分隔體介於其間而捲彎2次 以上。 上述正極,例如是由正極活物質,將導電劑以及結著 劑懸濁於適當的溶媒,將該懸濁物塗佈在集電體上加以乾 燥成爲薄板狀而製作出》上述正極活物質、導電劑、結著 劑以及集電體,則可以使用與在上述(2 )正極的檷中所 說明者相同的東西* 上述負極則由在例如將用於吸藏♦放出鋰離子的碳質 物與結著劑|在溶媒的存在下混練所得到之懸濁物塗佈在 <諳先閲讀背面之注$項再填寫本頁) -Of —t—•訂— 線 — /V----------.- — II---------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -32- 4515Π A7 一 _ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明(3G ) 集電體而加1乾燥後,以所希望的壓力,藉由1次冲壓或 2〜5次多次冲壓而製作出。 上述碳質物、結著劑以及集電體,則可以使用與在上 述(1)負極的欄中所說明相同的東西。 上述分隔體,則使用與在上述(3 )分隔體之欄中所 說明者相同的東西。 (第2過程) 在將上述電極群收納在外裝材之後,則實施加熱成形 〇 進行加熱成形的環境最好是包含真空的減壓環境、或 是常壓環境β 加熱溫度.最好是設成30 °C以上。更好,的範圍爲6 0 〜lOOt。又,在減壓環境下,當以60〜lOOt的 溫度進行成形時,則在成形的同時,可以進行電極群的乾 燥。 成形,當上述電極群以上述(a )的方法來製作時, 則最好是在徑向實施壓縮,而當上述電極群以上述(b ) 或(c )的方法來製作,則最好是在積層方向實施壓縮。 成形例如是藉由冲壓成形、或塡入到成形模內而實施 在成形時所施加的壓力,最好是設在0 . 0 1〜2 0 k g/cm2的範圍內。當壓力超過2 0 k g/cm2時, 則容易產生內部短路。更者,最好的範圍爲0 . 0 1〜 (請先Μ讀背面之注意事項再填窵本I) —— — ———II 扣SJ·1111111· I ^ -W 1(!ιιιριι^ιιιιιιι1ιι(ι. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 * 297公釐) -33- 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 451511 A7 ___B7_五、發明說明(31 ) 15kg/'cm2。當將壓力設在〇 . 01〜15kg/ c m 2的範圍內時,則可以很容易達成一體化。 加熱成形時間最好是設在2秒〜1 2 0分的範圍內。 當對電極群實施加熱成形時,由於可以讓在上述正極 以及上述負極中的結著劑熱硬化,因此能夠讓上述正極、 上述負極以及上述分隔體成爲一體。藉著調節加熱成形溫 度、成形壓力以及成形時間,可以讓上述正極、上述負極 以及上述分隔體成爲一體,也能夠使分隔體與負極層的剝 離強度相較於負極層與負極集電體的剝離強度爲低。 (第3過程) 讓液狀的非水電解質含浸於在上述外裝材內的電極群 ,藉著實施封口處理,而得到本發明之第1非水電解質二 次電池。 此外,在未將電極群收納在外裝材內的情況下實施加 熱成形後,將該電極群收納在外裝材內,讓液狀的非水電 解質含浸在上述外裝材內的電極群,藉由實施封口處理, 而可以得到本發明之第1非水電解質二次電池。 (2 )使用具有接著性之高分子的方法 (第1過程) 讓多孔質片當作分隔體位於正極以及負極之間,而製 作電極群a (請先閲讀背面之注$項再赛寫本頁) -· I I 1 I I I I ·1111111» I/-」v_— — — — — — — — IK — — — — — — —— — — — — — 本紙張尺度適用中國a家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -34- 45151 A7 B7 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 五、發明說明(32 ) 上述電迤群最好是以與在上述加熱成形法所說明者相 同的方法來製作。當以讓方法來製作時,則在後述的第2 過程中,讓具有接著性的高分子的溶液浸透於正極、負極 以及分隔體,而能夠防止上述溶液浸透在正極與分隔體的 邊界、以及負極與分隔體的整個邊界。結果,除了可以讓 具有接著性的高分子散在正極、負極及分隔體外,也能夠 讓具有接著性的高分子散在正極與分隔體的邊界、以及負 極與分隔體的邊界。 上述正極及上述負極係由與在上述加熱成形法中所說 明者相同的方法而製作。上述分隔體的多孔質片,則可以 使用與在上述(3 )分隔體的櫬中所說明者相同的東西。 (第2過程) 如可以從開口部看到積層面般地將上述電極群收納在 袋狀的外裝材內。將藉著讓具有接著性的高分子溶解在溶 媒中所得到的溶液,從開口部注入到上述外裝材內的電極 群,讓上述溶液含浸於上述電極群。 上述具有接著性的高分子,則最好是一在保持非水電 解液的狀態下,仍可以維持高的接著性者。更者,上述高 分子最好對鋰離子的傳導性高。具體地說可以是(p AN )、聚丙烯酸酯(PMMA)、聚偏氟乙烯(pvdF) 、聚氯乙烯(PVC)、或是聚環氧己烷(peO)等。 其中以聚偏氟乙烯(PVdF)最好。聚偏氟乙烯( P V d F ) ’由於可以保持非水電解液,當含有非水電解 (諳先《讀背面之注意事項再填窝本頁) 本紙張尺度適+國國家標準(CNS)A4規格(210 * 297公釐) .35 · n n ^ ^ 1· H 如-p- · I n 1 ^ ^ — IV ΐ I It n n 1 I I I I I I 1 I I f n n ^ n I I I . 4515 1 1 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _____B7___五、發明說明(33 ) 液時,則會_一部分膠化,因此更可以提高在正極中的離子 傳導性。 上述溶媒最好是使用沸點在2 0 0°C以下的有機溶液 。上述有機溶液如是二甲基甲醯胺(沸點15 3°C)。當 有機溶媒的沸點超過2 0 0 °C時,在將後述的加熱溫度設 在1 0 0°C以下時,則有拉長乾燥時間的顧慮。又,有機 溶媒的沸點的下限値最好是設成5 0°C。當有機溶液的沸 點未滿5 0°C時,則在將上述溶液注入到電極群的期間, 上述有機溶媒會有蒸發之虞。沸點的上限値更好是設成 1 8 0°C,或是沸點的下限値更好是設成1 0 0°C。 上述溶液中之具有接著性之高分子的濃度,最好是在 0 . 05〜2 . 5重量%的範圍。而此是基於以下的理由 。當上述濃度未滿0 . 5重量%時,則有正負極以及分隔 體很難以足夠的強度來接著的顧慮。另一方面,當上述濃 度超過2.5重量%時,則很難得到足以保持非水電解質 的多孔度,而有電極的界面阻抗顯著變大的顧慮。當界面 阻抗增加時,電容以及大電流放電特性會大幅地降低β濃 度的更好的範圍爲0.1〜1.5重量%。 上述溶液的注入量,當上述溶液之具有接著性之高分 子的濃度爲0.05〜2.5重量%畤,則最好是設成每 電池容量lOOmAhO . 1〜2m£的範圍。而此是基於 以下的理由。當上述注入未滿0 . Id時·則有很難充分 提高正極、負極以及分隔體之密著性的顧慮。另一方面, 當上述注入量超過22時,則會有二次電池的鋰離子傳導 (請先M讀背面之注$項再瑱寫本頁) -* I n n It n It I^-,^* n n
IB I 線丨 c------l·—!-------------- 本紙張尺度適用+國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公羞) -36- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 451511 A7 _B7 _ 五、發明說明(34 ) 度降低以及·內部電阻上升的顧慮,且很難改善放電容量、 大電流放電轉性以及充放電週期特性》上述注入量的更好 的範圍爲每電池容量lOOmAh爲〇 . 15〜 (第3過程) 實施加熱成形。 進行加熱成形的環境最好是包含真空的減壓環境、或 是常壓環境。 加熱溫度最好是設成3 0°C以上。更好的範園爲6 0 〜1 00°C。又,在減壓環境下,當以6 0〜1 00°C的 溫度進行成形時,則在成形的同時,可以進行電極群的乾 暢〇 成形,當上述電極群以上述(a )的方法來製作時, 則最好是在徑向實施壓縮,而當上述電極群以上述(b ) 或(c )的方法來製作,則最好是在積層方向實施壓縮。 成形例如是藉由冲壓成形、或塡入到成形模內而實施 〇 在成形時所施加的壓力,最好是設在0 . 0 1〜2 0 kg/cm2的範圍。更好的範圍則爲〇.〇1〜15kg X c m 2 ° 加熱成形時間最好是設在2秒〜1 2 0分的範圍內。 當對電極群實施加熱成形時,由於可以讓在上述上述 溶媒蒸發,因此能夠讓上述正極、上述負極以及上述分隔 體成爲一體。在此加熱成形之際藉著調節接著性高分子量 (請先閹讀背面之注意事項再赛寫本頁) --------訂— 線 --------— — — — —— — — — —— —--- 本紙張尺度適用中8國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -37 - 4.5 1 5 1 1 A7 --____ B7
毯資郢智缕材查苟wr U为费咋:i.fM 五、發明說明(35〉 、加熱、溫I度、成形時的壓力以及加熱成形時間,可以讓 上述正極、上述負極以及上述分隔體成爲一體,也能夠使 分隔體與負極層的剝離強度相較於負極層與負極集電體的 剝離強度爲低。 (第4過程) 讓液狀的非水電解質含浸於在上述外裝材內的電極群 ,藉著實施封口處理,可以得到本發明之第1非水電解質 二次電池。 又,在將電極群收納在外裝材之前,讓已溶解有具有 接著性之高分子的溶液含浸在電極群,在對該電極群實施 完加熱成形後•則將該電極群收納在外裝材,注入排水電 解質,藉由進行封口等,而能夠得到本發明之第1非水電 解質二次電池》更者,也可以在將接著劑塗佈在電極群的 外周面後,才將電極群收納在外裝材內。藉此*能夠將電 極群接著到外裝材的內面。 在藉由使用接著性高分子的方法來製造電池時,則在 上述電池中所含之具有接著性之高分子的總量(包含在後 述之接著部中所含者),最好設成每電池容量100 mAh爲0 _ 1〜6mg =此是基於以下的理由。當具有 接著性之高分子的總量未滿每電池容量1 0 OmAh爲 0.lm時,則有難以充分提升正極、分隔體以及負極之 密著性的顧慮。另一方向,當上述總量超過每電池容量 1 〇 OmA h爲6 mg時,則會有二次電池之鋰離子導電 <請先閲讀背面之注項再填寫本頁> -οί !1 訂| ^ΙΛν----------_------------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210 X 297公釐) -38 - 經濟部智慧財產局員工消費合作'社印製 451511 a? ______B7_____五、發明說明(36 ) 度降低以及內部電阻上升的顧慮,且難以改善放電容量、 大電流放電特性以及充放電週期特性。因此,具有接著性 之高分子的總量的更好的範圍爲每電池容量1 0 OmA h 爲 Ο . 2 〜1 m g。 當藉由使用接著性高分子的方法來製造電池時,則具 有接著性的高分子最好是被保持在正極層、分隔體、或是 負極層的空隙內。又,當具有接著性的高分子散在電極群 中時,由於能夠減少電池的內部電阻,因此最好。 上述具有接著性的高分子,最好是設成在正極、負極 、分隔體的空隙內具有微細的孔的多孔質構造。具有多孔 質構造之具有接著性的高分子*則可以保持許多的非水電 解液。更者,最好是均句地分散在電極群中。 請參照圖3〜圖4來說明作爲本發明之第1非水電解 質二次電池之一例的薄型鋰離子二次電池。圖3爲作爲本 發明之第1非水電解質二次電池的一例之薄型鋰離子二次 電池的斷面圖、圖4爲表示圖3之A部分的放大斷面圖。 如圖3所示,將電極群5收納在例如由多層片(sheet )所構成的外裝材4內。電極群5具有將由正極、分隔體 以及負極所構成的積層物捲繞成扁平形狀的構造。上述積 層物具有依序從圖4的下側,積層了備有分隔體6、正極 層7、正極集電體8與正極層7的正極9、備有分隔體6 、負極層1 0、負極集電體1 1與負極層1 0的負極1 2 、備有分隔體6、正極層7、正極集電體8與正極層7的 正極9、以及備有分隔體6、負極層10與負極集電體 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公ίΓ) -39- <請先H讀背面之注意事項再瑱寫本頁) -i丨丨丨丨·—訂i 線丨〇------1—:------------- 451511 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7__五、發明說明(37 ) 11的負極12之構造。上述電極群5的最外周則有負極 集電體11。接著層13則被配置在上述電極群5的表面 與上述外裝材4之內面之間。非水電解質則被收容在外裝 材4內》帶狀之正極導線1 4、一端被連接到電極群5的 正極集電體8,且另一端從外裝材4延伸出。另一方面, 帶狀的負極導線1 5、一端被連接到電極群5的負極集電 體1 1,且另一端從外裝材4延伸出。 此外|在上述之圖3中,雖然是在電極群5的整個表 面形成接著層13 ,但也可以在電極群5的一部分形成接 著層1 3。當在電極群5的一部分形成接著層1 3時,則 最好至少形成在相當於電極群之最外周的面。又,也可以 不需要接著層1 3。 又,在上述的圖3中,雖然是說明使用在將包含多個 正極及負極的積層物捲繞成渦卷狀後,才在徑向實施壓縮 之構造的電極群的例5,但是如圖5所示,也可以使用將 1個正極1 6以及1個負極1 7,在將分隔體18置於其 間而捲繞成渦卷狀後,才在徑向實施壓縮之構造的電極群 〇 在上述的圖3中,雖然是針對使用在將正極以及負極 ,讓分隔體介於其間而捲繞成渦卷狀後,才在徑向實施壓 縮之構造的電極群的例子來加以說明,但是也可以使用具 有經由分隔體,將正極以及負極折彎之構造的電極群。該 例如則表示在圖6 »如圖6所示,電極群具有將正極1 9 以及負極2 0,讓分隔體2 1介於其間,而使負極2 0彼 (靖先閲讀背面之注$項再填寫本買> --------訂— -線 1C------ίι.------------ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) -40- 451511 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印數 B7_五、發明說明(38 > 此相接般地f彎多次(例如5次)的構造。藉著將電極群 的構造設成折彎構造除了可以簡化電極群的製造外,也能 夠提高電極群的機械強度。 在上述的圖3中,雖然是針對使用具有在將正極以及 負極,讓分隔體介於其間而捲繞成渦卷狀後,才在徑向實 施壓縮之構造的電極群的例子來加以說明,但是也可以如 圖7般,使用準備多個的正極2 2以及多個的負極2 3, 藉著讓分隔體2 4介於其間,而讓正極2 2與負極彼此積 層所製作出的電極群。 本發明之第1非水電解質二次電池,具備有:包含有 正極、包含負極集電體以及爲上述負極集電體所擔持之負 極層的負極、與被配置在上述正極和上述負極層之間之分 隔體的電極群,爲上述電極群所保持之非水電解質,以及 收納上電極群的外裝材》上述正極、上述負極以及上述分 隔體乃被一體化=又,上述負極層與上述分隔體的剝離強 度,則較上述負極層與上述負極集電體的剝離強度爲低。 對非水電解質二次電池而言,則期待提高每單位電池 重量的能量密度以及每單位體積的能量密度。因此,外裝 材必須要使用厚度在0 . 3mm以下的外裝材A、或是包 含樹脂層,而厚度在0 . 5mm以下之片(sheet )製的外 裝材B。然而,由於外裝材A、B具有可撓性(flexibility ),因此,在充放電反應之際|會追蹤於電極群伴隨著充 放電反應的膨脹收縮而產生變形。 當將上述負極層與上述分隔體的剝離強度設成和上述 (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國®家楳準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) -41 -
-»1 ϋ n —1 I —a n I) I I n >1 n t— I ti B— t— n n I n n n 1· 1 n n n n ϋ n I 451511 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明(39 ) 負極層與上述負極集電體的剝離強度相同或是較其爲大時 ’則在電極群隨著充族電反應的進行而反覆地膨脹。收縮 時,其剝離強度會相對較低,亦即,相對的密著強度低的 負極層與負極集電體的密接性會降低》又,負極層與分隔 體的密接強度會產生不均'結果,由於負極與分隔體的界 面阻抗會變高,而在作充放電反應之際,電流會集中在負 極,因此在負極會析出鋰樹狀晶體(dendrite ),而導致充 放電週期壽命降低。 藉著將上述負極層與上述分隔體的剝離強度設成相較 於上述負極層與上述負極集電體的剝離強度爲低,因此能 夠抑制負極層與負極集電體的密接性降低。結果,由於可 以降低負極與分隔體的界面阻抗,因此,在作充放電之際 ,能夠避免產生電流集中的情形。藉此,由於能夠一邊確 保高的重量能量密度以及體積能量密度,而〜邊抑制在負 極產生鋰樹狀晶體,因此,除了可以提高二次電池的充放 電週期壽命,也能夠改善二次電池的大電流放電特性》 對本發明之第1非水電解質二次電池而言,藉著使用 外裝材A,可以更加提高重量能量密度以及體積能量密度 〇 對本發明之第1非水電解質二次電池而言*藉著將負 極層與分隔體的剝離強度設在1 0 g f/cm以下,由於 可以更加降低負極與分隔體的界面電阻,因此能夠更加提 高二次電池的大電流放電特性以及週期壽命。 對本發明之第1非水電解質二次電池而言,藉著將負 (請先Μ讀背面之ii意Ϋ項再填寫本頁) in IV IV n 訂--- 線— c------r——;------------ 本紙張尺度適用中國团家標準(CNS)A4規格<210 * 297公釐) -42 - 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4515 t t A7 _____B7 _五、發明說明(40 > 極層與負極凜電體的剝離強度設成1 〇 g f/cm以上、 2 0 g f/cm以下,由於能夠抑制負極與分隔體的界面 電阻,而提高負極層與負極集電體的密著強度,因此可更 加提高二次電池之大電流放電特性以及週期壽命。 對本發明之第1非水電解質二次電池而言,藉由非水 電解質使用由已溶解有電解質的非水溶液所構成*而在 2 0°C下的粘度爲3 c p〜2 0 c p的溶液,除了可以提 高大電流放電特性以及週期壽命外,也能夠提高在高溫環 境使用下之安全性》 亦即,20°C的粘度爲3cp〜20cp的溶液,由 於是高粘度,因此,針對在將二次電池保管在高溫環境下 時會抑制氣體產生者之電極群的浸透性會低*在將上述負 極層與上述分隔體的剝離強度設成和上述負極層與上述負 極集電體的剝離強度相同,或是較其爲大時·,若使用上述 非水電解質,由於在分隔體與負極的界面電阻會因爲剝離 強度的關係而原本就高的狀況下,非水電解質係不均勻地 分佈在電極群中,因此,界面電阻會顯著地變高,且放電 容量以及大電流放電特性會降低。 如本發明所述,藉著將上述負極層與上述分隔體的剝 離強度設成較上述負極層與上述負極集電體之剝離強度爲 低,在使用2 0°C的粘度爲3 c p〜2 0 c p之溶液之際 ,可以避色界面電阻極端上昇。結果,除了可以發揮包含 2 0°C的粘度爲3 c p〜2 0 c p的溶液的非水電解質的 特長,而抑制在高溫貯藏時產生氣體外,也能夠提高大電 (請先《讀背面之it意事項再填窝本頁)
I .>{..... -« n n n n I H - 一»JI n n n n n -I n I I 1 n n I I X I n I I 1 l I l l n n —« I I 本紙張尺度適用争國a家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -43- 4151 5 t 1, A7 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 B7____五、發明說明(41 ) 流放電特性以及週期壽命。 上述非水溶液,則使用從由碳酸二乙酯(DEC)、 碳酸丙二醇CPC)以及r — 丁內酯(B L)所構成之群 所選出的至少1種所構成的溶媒以及包含碳酸乙二醇( E C )者,藉此,除了可以更加提高大電流放電特性以及 週期壽命外,也能夠顯著地減少在高溫貯藏時的氣體產生 量。 亦即,溶媒A具有優越的化學安定性,因此,藉由在 非水溶媒中含有溶媒A,則當在高溫條件下進行貯藏之際 ’可以抑制正極活物質與非水電解質發生反應,而導致非 水電解質氧化分解。結果,由於可以減少氣體產生量,因 此能夠抑制外裝材產生膨脹。又,由於碳酸乙二醇,在負 極表面形成保護膜,因此|可以抑制負極,特別是包含用 於吸藏。放出鋰離子之碳質物的負極與溶媒A產生反應, 而能夠抑制非水電解液的還原分解》因此能夠提供一種可 提高大電流放電特性以及充放電週期特性,且能夠抑制在 高溫貯藏時之氣體產生量的非水電解質二次電池。 本發明之第1非水電解質二次電池之又一其他形態, 具備有:包含具有正極集電體及爲上述正極集電體所擔持 之正極層的正極、具有負極集電體及爲上述負極集電體所 擔持的負極層的負極、與被配置在上述正極和上述負極層 之間之分隔體的電極群,爲上述電極群所保持之非水電解 質,以及收納上電極群的外裝材。上述正極、上述負極以 及上述分隔體乃被一體化。又,上述正極層與上述分隔體 (锖先《讀背面之注$項再填寫本頁) —•丨丨丨丨訂·ί
n ϋ V 線—t------111·------------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) · 44 - i515^ ; 經濟部智慧財產局員工消费合作杜印製 五、發明說明(42 ) 的剝離強度'則較上述正極層與上述正極集電體的剝離強 度爲低,而上述負極層與上述分隔體的剝離強度,則較上 述負極層與上述負極集電體的剝離強度爲低》 根據如此的二次電池,不只是負極,連正極,在電極 群隨著充放電反應的進行而反覆地膨脹•收縮時,則能夠 抑制正極層與正極集電體的密著性降低又,能夠將正極 層與分隔體之密著強度設成均等。結果,由於可以降低正 極以及負極雙方之界面阻抗,因此能夠更加提高二次電池 的大電流放電特性以及週期壽命。 對本發明之第1非水電解質二次電池而言*藉著使用 外裝材A,能夠更加提高重量能量密度以及體積能量密度 對本發明之第1非水電解質二次電池而言,藉著將負 極層與分隔體的剝離強度、或正極層與分隔體的剝離強度 、或是雙方設成1 0 g f/cm以下’能夠更加提高二次 電池的大電流放電特性以及週期壽命。 對本發明之第1非水電解質二次電池而言,藉著將負 極層與負極集電體的剝離強度、或是正極層與正極集電體 的剝離強度、或是雙方設成l〇gf/cm以上、20 g i / c m以下,可以更加提高二次電池之大電流放電特 性以及週期壽命。 對本發明之第1非水電解質二次電池而言,藉由非水 電解質使用由已溶解有電解質的非水溶液所構成’而在 2 〇°C下的粘度爲3 c p〜2 0 c p的溶液’除了可以提 <請先Μ讀背面之注$項再填寫本Ϊ ) —丨丨丨丨訂— 線 1C------^^------------- 本紙張尺度適用中Η國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐〉-45 - 451511 A7 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 B7_五、發明說明(43 ) 高大電流放電特性以及週期壽命外,也能夠提高在高溫環 境使用下之安全性》 上述非水溶液,則使用從由碳酸二乙酯(DEC)、 碳酸丙二醇(PC)以及r — 丁內酯(B L)所構成之群 所選出的至少1種所構成的溶媒以及包含碳酸乙二醇( E C )者,藉此,除了可以更加提高大電流放電特性以及 週期壽命外|也能夠顯著地減少在高溫貯藏時的氣體產生 量。 接著則說明本發明之第2非水電解質二次電池。 該第2非水電解質二次電池具備有:包含正極、負極 、被配置在上述正極與上述負極之間之分隔體的扁平形狀 的電極群,爲上述電極群所保持之液狀的非水電解質,以 及收納上述電極群的外裝材。在該二次電池中,正極集電 體位上述電極群之表面中具有最大面積的2個面中的至少 一個面上。又,外裝材使用上述的外裝材A或外裝材B « 更者,分隔體以及液狀非水電解質,則使用與在上述第1 非水電解質二次電池中所述者的相同的東西。 以下說明正極以及負極。 該正極具有正極集電體,爲上述正極集電體的一面以 及兩面所擔持,包含活物質及結著劑的正極層。 上述正極層更包含導電劑。 上述正極活物質、上述結著劑、上述導電劑以及上述 集電體,可以使用與在上述之第1非水電解質二次電池中 所述相同的東西。 <請先《讀背面之注$項再填寫本頁} __ %f: .ft n t I —9 t 1 i n n n n 1 n n n n I t 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210 X 297公釐) -46- 4515 11 A7 ______ B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明(44 ) 正極活·物質、導電劑以及結著劑的配合比例最好設在 正極活物質80〜95重量%、導電劑3〜20重量%、 結著劑2〜7重量%的範圍內。 上述正極層的厚度,基於與在上述之第1非水電解質 二次電池中所述者同樣的理由,最好是設在1 〇〜1 5 0 的範圍。正極層的厚度更好的範圍爲3 0〜1 0 0 β m 。 (2 )負極 該負極具有負極集電體,爲上述負極集電體的一面或 兩面所擔持,而包含負極材料以及結著劑的負極層。 上述負極材料、上述結著劑以及上述負極集電體,可 以使用與在上述之第1非水電解質二次電池中所述者相同 的東西。 碳質物以及結著劑的配合比例,最好是在碳質物9 〇 〜9 8重量%、結著劑2〜2 0重量%的範圍。特別是在 負極中的碳質物的含量,最好一面設成1 〇〜8 0 g/ cm2。又,充塡密度最好是在1 . 2〜1 . 50g/ c m 3的範圍。 上述負極層的厚度,基於與在上述之第1非水電解質 二次電池中所述者同樣的理由,最好是在1 0〜1 50 Mm的範圍。負極層的厚度的更好的範圍爲3 0〜1 〇 〇 U m 〇 上述負極材料可以除了使用上述用於吸藏•放出鋰離 <請先Μ讀背面之注f項再填寫本頁) -low---- n 訂---------線_*0-------,,---*------------ 本紙張尺度適用中國西家標準(CNS)A4规格(210 X 297公釐)-47 - 4515 1 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消费合作钵印製 五、發明說明(45 ) 子的碳質物π,也可以使用金靥氧化物、金屬硫化物、或 金屬氮化物、或鋰金屬或鋰合金》 金屬氧化物、金饜硫化物、金屬氮化物以及鋰合金, 則可以使用與在上述之第1非水電解質二次電池中所述者 相同的東西。 負極的面積最好要較正極的面積爲大。藉由設成如此 的構造,由於使正極的端部較負極的端部更加延伸出,因 此可以繞和電流集中在負極端部•而能夠提高二次電池的 週期性能與安全性。 扁平形狀的電極群,例如由以下所述之(1)〜(4 )的方法而製作。 (1) 在將正極以及負極讓分隔體介於其間而捲繞成 渦卷狀後,藉由在徑向實施加壓而製作出上述電極群。 (2) 藉由將由正極、負極以及被配置在上述正極與 上述負極之間的分隔體所構成的積層物捲彎1次以上,而 製作出上述電極群= (3 )藉由製作由正極、負極以及被配置在上述正極 與上述負極之間的分隔體所構成的積層物,而得到上述電 極群。 (4 )藉由將正極與負極,讓分隔體介於其間而捲繞 成扁平狀,而製作出上述電極群。 在此,所謂扁平形狀之具有最大面積的面,係指其面 積是從電極群沿著長邊方向的長度與沿著和長邊方向呈直 交方向的長度的積而算出的面。 (請先《讀背面之注$項再瀵寫本頁) _ n n n 1· t— I ^1 I— i I— I— I n I n I— I* It 1 1 n 1 ϋ It 1· _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -48- 451511 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明(46 ) 在該電殛群中,最好是將正極、負極以及分隔體予以 一體化。一體化可以藉由以下所述之(I )或(〗I )的 方法來進行。 (I) 除了藉著讓接著性高分子存在於正極與分隔體 之邊界的至少一部分,而將正極與分隔體接著外,也藉著 讓接著性高分子存在於負極與分隔體之邊界的至少一部分 ,而將負極與分隔體接著。該一體化係例如藉由在將電極 群收納在外裝材內後,將接著性高分子的溶液注入於此, 當在減壓環境下,對其實施加熱成形後•才讓液狀非水電 解質含浸在上述電極群,而在5 Ο τ 〇 r r以下的減壓下 ,例如實施熱封等的封口處理而達成。減壓環境更好是在 3 Ο Τ 〇 r r 以下。 (II) 藉著讓在上述正極以及負極中所含的結著劑 作熱硬化 > 而使上述正極、上述負極以及上述分隔體成爲 —體化。該一體化係例如藉由在將電極群收納在外裝材內 後,在減壓環境下實施加熱成形,讓在上述正極以及上述 負極中所含的結著劑作熱硬化,在讓上述正極、負極、以 及上述分隔體成爲一體化後,讓液狀非水電解質含浸在上 述電極群,而在5 Ο Τ 〇 r r的減壓下,藉著實施例如熱 封等的封口處理。減壓環境更好是設在3 OTo r r以下 〇 在上述(I )中,上述具有接著性的高分子,最好是 在一已保持非水電解質的狀態下 > 仍能夠維持高的接著性 的東西。更者,上述的高分子更好是鋰離子傳導性高。具 <請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁)
--------訂—I 線 _c------I·---:------------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X297公釐) -49 - 4 515111 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作;*1印製 五、發明說明(47 ) 體地 使用 '與在上述第1非水電解質二次電池中所述者相 同的東西。 在上述電池中所含之具有接著性之高分子的總量(包 含在後述的接著部中所含有的東西),則基於與在上述之 第1非水電解質二次電池中所述者同樣的理由,最好每電 池容量lOOmAh設成0 · 1〜6mg。具有接著性之 高分子的總量的更好的範圍則是每電池容量10 OmAh 爲 0 . 2 〜1 m g。 以下請參照圖8〜圖10詳細地說明本發明之第2非 水電解質二次電池。 圖8爲作爲本發明之第2非水電解質二次電池之一例 的薄型鋰離子二次電池的斷面圖、圖9爲圖8圖之B部分 的放大斷面圖、圖10爲被組入到圖8之鋰離子二次電池 的電極群的立體圖。 將電極群3 1收納在例如由多層片所構成的外裝材 3 0內。電極群3 1具有將由正極、分隔體以及負極所構 成之積層物捲繞成扁平形狀的構造。上述積層物則具有從 圖9的下側,依序地積層有分隔體3 2、備有負極層3 3 、負極集電體3 4及負極層3 3的負極3 5、分隔體3 2 、備有正極層3 6、正極集電體3 9及正極層3 6的正極 38、分隔體32、備有負極層33、負極集電體34及 負極層3 3的負極3 5、分隔體3 2、備有正極層3 6、 及正極集電體3 7的正極3 8而構成的構造。上述電極群 3 1的最外周爲正極集電體3 7。更者,正極集電體3 7 (請先閲讀背面之注意事項再壤寫本頁> 本紙張尺度適用中國困家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) -50 - _ "c^w I I J I Ϊ I I^ffJ·1111!111 I I I I ^ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 4 515 11 A7 _ __ B7 經濟部智慧財產局具工消费合作社印製 五、發明說明(48 ) 則位在上述電極群3 1之表面中具有最大面積的2個面 39上。接著劑40則被配置在上述電極群31的表面與 上述外裝材3 0的內面之間。液狀非水電解質則被收容在 外裝材3 0內。帶狀的正極導線4 1 ,一端被連接到電極 群3 1的正極集電體3 7,且另一端則從外裝材3 0延伸 出。另一方面,帶狀的負極導線4 2,一端被連接到電極 群3 1的負極集電體3 4,且另一端則從外裝材3 0延伸 出》 上述電極群3 1 >最好將厚度T設在4mm以下,且 將由下述(1)式所算出的長度比設在1 · 2以上。 L 1 / L 2 ( 1 ) 但是在(1 )式中,Li爲電極群3 1沿著長邊方向的 長度,1^2爲電極群3 1在與長邊方向呈直交方向上的長度 〇 上述電極群3 1的厚度τ,如上述的圖1 〇所示,係 指在對於上述電極群31表面中具有最大面積的面施加每 1 cm2爲1 5〜20g的荷重F來測量時的厚度。 當上述電極群的厚度T較4mm爲大’或Li/Ls未 滿、1.2時,相較於厚度T在4mm以下,且Li/Ls 在1.2以上的電極群,則在將電極群的體積設成相同時 的電極群表面積會變小,而有從電極群表面無法迅速地散 熱的顧慮。厚度T的更好的範圍爲3·5mm以下。又’ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210 * 297公釐1 -51 -' (請先Μ讀背面之注$項再填寫本I> — tr— 線—c------1-——:------------ 4515 t fi A7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 _____B7_五、發明說明(49 ) L i / L 2的'上限値爲]_〇,又更好是設成5。 又1在上述的圖1 0中,雖然是讓積層構造露出於電 極群31之在短邊方向側的側面•但是也可以讓積層構造 露出於電極群3 1在長邊方向側的側面4 3。當積層構造 露出於電極群在長邊方向側的側面4 3時,由於積靥構造 露出的面占整個電極群的面積的比例變高,因此更加能夠 促進電極群散熱。 此外,在上述的圖8中,雖然是在電極群3 1的整個 表面形成接著層4 0,但是也可以在電極群31的一部分 形成接著層4 0。當在電極群3 1的一部分形成接著層 4 0時,則最好至少形成在相當於電極群之最外周的面。 又,沒有接著層4 0也可以。 又,在上述的圖1 0中/雖然是說明使用在將正極以 及負極,讓分隔體介於其間而捲繞成渦卷狀後,藉著在徑 向實施壓縮所得到的電極群的例子,但是也可以使用由正 極、負極、以及被配置在上述正極與上述負極之間的分隔 體所成的積層物而構成的電極群、或是將由正極、負極、 以及被配置在上述正極與上述負極之間的的分隔體所成的 積層物折彎1次以上之構造的電極群。該例子則表示在圖 1 2。如圖1 2所示,電極群3 1係藉著將由正極集電體 37、正極層36、分隔體32、負極層33以及負極集 電體3 4所構成的積層物折彎多次(例如5次)而形成, 電極群3 1的最外層爲正極集電體3 7。因此,正極集電 體3 7係位於在電極群3 1之表面中具有最大面積的面3 (諝先《讀背面之注意事項再填寫本頁) •Ί - ^* — —— — 1*1— alltilllt — I^」」— — — illllllllltlIIJIIIIIt 本紙張尺度適用中國國家楳準(CNS)A4規格(210 X 297公蹵)-52- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 5 1 5 1 t1 a7 _____B7__ 五、發明說明(50 ) 9上。此外',當電極群使用由正極、負極以及被配置述正 極與上述負極之間之分隔體所構成的積層物時,則將積層 物之最外層中的至少一者設成正極集電體3 7。 以上所述之本發明之第2非水電解質二次電池,具備 有:包含正極、負極、被配置在上述正極與上述負極之間 之分隔體的扁平形狀的電極群,爲上述電極群所保持之液 狀的非水電解質,以及收納上述電極群的外裝材。在該二 次電池中,正極集電體位上述電極群之表面中具有最大面 積的2個面中的至少一個面上•又,上述外裝材使用厚度 在0 . 3mm以下的外裝材A、或包含樹脂層,而厚度在 0 . 5mm以下之片(sheet )製的外裝材B 〇 根據該二次電池,在因爲被投入到火中等而被異常地 加熱、或是因爲內部短路或內部電阻的上昇而導致發熱時 ,由於可以避免電池溫度過度地上昇,因此能夠防止破裂 或發火等的危險於未然。 亦即,備有液狀之非水電解質的二次電池,由於能量 密度高,當加諸異常的加熱、或是發生異常的發熱時,則 會因爲電池內部的化學反應而助長其本身的發熱,由於電 池溫度會上昇,而發生氣體導致內壓上昇,因此會有導致 漏液、破裂、或是起火的危險性。又,備有上述之外裝材 A或外裝材B的二次電池,由於希望達到薄型化以及輕量 化,因此很難搭載用來提升PTC元件(Positive Temperature Coefficient )等之安全性的硬體機構。當未具 備安全機構時,則發生過充電或短路等時的危險性會變高 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) -*0^ i丨_1丨訂|丨丨 線— C------Γ'·------------ 本紙張尺度適用中國囲家樣準(CNS)A4規格mo X 297公釐) -53 - 451511 A7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 _B7 _五、發明說明(51 ) 〇 一般而言,因爲異常的加熱或是發熱所引起之電池內 部的化學反應而產生的本身的發熱,則大多是從正極本來 的反應來開始。因此,要考慮到在正極本來之化學反應開 始時刻時的電池的散熱特性會大大地影響到電池的安全性 。如本發明所述,藉著讓正極集電體位在電極群表面中具 有最大面積之2個面中的至少其中一個面,由於可以讓容 易產生自我發熱的正極迅速地散熱,因此能夠抑制因爲異 常的加熱或發熱而導致電極群的溫度上昇。結果,在因爲 投入火中、短路、過充電等而產生異常加熱或異常發熱時 ,能夠防範產生破裂或起火於未然,而可以提高安全性。 本發明之第2非水電解質二次電池,藉著讓由正極、 負極以及分隔體所構成的積層構造露出在電極群之在長邊 方向側的側面,由於可以提高積層領域的面積占整個電極 群之面積的比例,因此可以更加促進電極群的散熱,而能 夠大幅地抑制電極群的溫度因爲異常的加熱或散熱而上昇 〇 本發明之第2非水電解質二次電池,藉著將電極群的 厚度設在4〇1〇1以下,且將上述1^1/1^2的値設在1.2 以上,因此相較於未滿足該條件的電極群,可以增加相同 的電極群體積下的電極群表面積。結果,由於能夠更加促 進電極群的散熱,因此能夠大幅地抑制電極群的溫度因爲 異常的加熱或散熱而上昇。 本發明之第2非水電解質二次電池,藉著使用備有含 {請先Η讀背面之注意事項再填寫本頁》 本紙張尺度適用尹國a家標準(CNS>A4規格<210 X 297公嫠)-54- • «— — — — — — I ·1111111» I — Ι— ltlllllllllllllllllf 40151t丨 A7 B7 經濟部智慧財產局具工消t合作社印製 五、發明說明(52 ) 有2 0體積%以上、8 0體積%以下之r — 丁內酯之非水 溶媒的液狀非水電解質,可以抑制非水電解質的氧化分解 ,由於能夠減低在電池溫度因爲異常加熱或異常發熱等而 上昇時的氣體產生量,因此能夠抑制外裝材膨脹,而可以 更加提高安全性。 以下則說明本發明之第3非水電解質二次電池。 本發明之第3非水電解質二次電池具備有:包含正極 、負極、及被配置在上述正極與上述負極之間之分隔體的 扁平形狀的電極群,爲上述電極群所保持之液狀的非水電 解質,以及收納上述電極群之外裝材。在該二次電池中, 分隔體位於在上述電極群的表面中具有最大面積的2個面 。又,外裝材使用上述的外裝材A或外裝材B。更者,正 極、負極,分隔體以及非水電解質,則使用與在上述之第 2非水電解質二次電池中所使用者相同的東西.。 扁平形狀的電極群,則是根據與在上述之第2非水電 解質二次電池中所述者同樣的方法而被製作。 在此所謂扁平形狀電極群之具有最大面積的面,係指 其面積爲從電極群沿著長邊方向的長度L 1與沿著和長邊方 向呈直交方向之長度L2的積所算出的面。 在該電極群中,最好正極、負極以及分隔體係被一體 化。一體化則可以採用與在上述之第2非水電解質中所述 者同樣的方法。 以下請參照圖1 3來詳細地說明本發明之第3非水電 解質二次電池》 Ο 1· 4— · »1 (請先和讀背面之注49¾.項再滇寫本霣) -—9 Lr 1 ^1 ϋ I» 訂--- 本紙張尺度適用中困國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)-55- 線-c-------1---.------------- 4615 11 at __ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明(53 ) 圖13爲本發明之第3非水電解質二次電池之主要部 分的放大斷面圖。 爲該第3非水電解質二次電池之一例的薄型鋰離子二 次電池,除了電極群的積層構造以外,具有與在上述圖8 中所說明者同樣的構造。電極群具有將由正極、分隔體、 以及負極所構成的積層物捲繞成扁平形狀的構造。上述積 層物具有從圖1 3的下側開始,依序積層了分隔體4 4、 備有負極層4 5、負極集電體4 6及負極層4 5的負極 47、分隔體44、備有正極層48、正極集電體49及 正極層48的正極48、分隔體44、備有負極層45, 負極集電體46及負極層45的負極47、分隔體44、 備有正極層48及正極集電體49的正極、以及分隔體 4 4而構成的構造。上述電極群的最外周爲分隔體4 4。 分隔體4 4係位在上述電極群的表面中具有最大面積的2 個面上。 此外,在上述的圖1 3中,雖然是以將最外層的分隔 體的1層內側設爲正極集電體4 9爲例來加以說明,.但也 可以取代正極集電體,改設成負極集電體。 在上述的圖1 3中,雖然是在電極群的整個表面形成 接著層4 0。但也可以在電極群的一部分形成接著層4 0 。當電極群的一部分形成接著層4 0時,則最好彤成在相 當於電極群之最外周的面。又1也可以沒有接著層4 0 » 又,在上述的圖1 3中,在將正極以及負極|讓分隔 體位於其間而捲繞成渦卷狀後,才在徑向實施壓縮所得到 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -'—III — —— ^ illl — ιί Ϊ — — — — — — - 1IIIIIIIIIIIIII. 本紙張尺度適用中困國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公* ) -56- 4515 1 ΤΙ A7 _ B7 五、發明說明(54 ) 的電極群爲观來加以說明,但是也可以使用由正極、負極 、及被配置在上述正極與負極之間的分隔體所成的積層物 而構成的電極群、或是將由正極、負極、及被配置在上述 正極與上述負極之間的分隔體所構成的積層物折彎1次以 上的構造的電極群。其例如則表示在圖1 4。如圖1 4所 示,電極群是一正極50、負極47、及被配置在上述正 極5 0與上述負極4 7之間的分隔體4 4的積層物。電極 群的最外層爲分隔體。 以上所詳述之本發明之第3非水電解質二次電池具備 有:包含正極、負極、及被配置在上述正極與上述負極之 間之分隔體的扁平形狀的電極群,爲上述電極群所保持之 液狀的非水電解質,以及收納上述電極群之外裝材。在該 二次電池中,分隔體位於在上述電極群的表面中具有最大 面積的2個面上。又,上述外裝材則使用厚度爲〇 . 3 mm以下的外裝材Α或是包含樹脂層,而厚度在〇.5 mm以下之片製的外裝材B « 備有外裝材A或外裝材B的非水電解質二次電池,對 提高重量能量密度者而言,其機械強度差,當例如因爲落 下等而從外部接受到衝擊時,則容易產生破損或短路。 根據本發明,由於可以提高電極群的機械強度,因此 能夠在因爲不小心落下等,而使得二次電池遭受到衝擊時 ’避免電極群受到破損、或是短路。又,藉著在將正極與 負極’讓分隔體介於其間而捲繞成渦卷狀後,才在徑向實 施壓縮而製作電極群,由於在加壓時,可以緩和加諸在電 本紙張尺度適用中困Η家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱):57- <請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) -i I I I I I I ^--I--I I — K«w I — I I I------ — 111.----I I___ A7 B7 4515 1 1 五、發明說明(55 ) 極群的衝擊,因此能夠減輕加壓時電極群所受到的破損。 更者,由於能夠提高電極群本身的耐衝擊性,因此,當使 用包含樹脂層的外裝材時,則可將與電極群接觸側之樹脂 層設在1以下,甚至也可以不設。 以下則說明本發明之第4非水電解質二次電池。 該第4非水電解質二次電池具備有:包含正極、負極 、及被配置在上述正極與上述負極之間之分隔體,而具有 扁平形狀的電極群,爲上述電極群所保持之液狀的非水電 解質、以及收納上述電極群的外裝材。絕緣性的保護片則 是跨越上述電極群之表面之具有最大面積的2個面而形成 。又,外裝材則使用上述的外裝材A、或是外裝材B。 正極、負極、分隔體以及非水電解質,則使用與在上 述第2非水電解質二次電池中所述者相同的東西。 扁平形狀的電極群|則根據與在上述之第2非水電解 質二次電池中所述者同樣的方法而製作出。由上述(1 ) 以及上述(2 )的方法所得到的扁平狀電極群,最好絕緣 保護片不要碰到積層構造之露出的面。當絕緣保護片被覆 到積層構造之露出的面時,則有難以將液狀非水電解質含 浸電極群的顧慮》 在此,所謂扁平形狀電極群之具有最大面積的面,則 意味著其面積是從沿著電極群長邊方向的長度L1與沿著和 長邊方向呈直交方向上的長度L 2.的積所算出的面。 該電極群,最好是將正極、負極以及分隔體成一體化 。一體化則可以採用與在上述之第2非水電解質二次電池 本紙張尺度適用中國困家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)-58 - (請先《讀背面之注意事項再赛寫本I) 經濟部智慧財產局貝工消費合作杜印製 \8 -*!—訂 -----I--I ^ίν — — — — — — — — — — — —___________ 4 515 1 1 < A7 B7 五、發明說明(56 ) 中所述者同樣的方法。 絕緣性的保護片的材料最好是由不溶於液狀非水電解 質的有機高分子所形成上述材料可以爲至少1種選自由 例如聚醯亞胺樹脂、氟素樹脂、以及聚烯烴樹脂所構成的 群。所謂聚醯亞胺樹脂例如是由杜邦(diiPont )公司所製 造之商品(Kapton )。另一方面,聚烯烴樹脂例如是聚乙 烯樹脂、聚丙烯樹脂。又,氟素樹脂例如是聚偏氟乙烯( P V d F )- 絕緣性保護片係由不織布或薄膜(film )所形成。又 ,當使用多孔質的絕緣性保護片時,則可以提高對電極群 的電解液含浸性。更者,接著劑也可以存在於絕緣性保護 片與電極群之間。 絕緣性保護片最好是跨越在電極群表面中具有最大面 積的2個面而形成,兩端部可以抵接、或是兩端部隔著所 希望的距離分開。當如跨越電極群表面中具有最大面稹的 2個面而形成絕緣性保護片時,若保護片的兩端部重叠時 由於在作充放電反應時會阻礙到電極群的膨脹收縮,而會 使得電極群產生偏移,因此會有電極群因爲反覆的充放電 週期而皺折(fold )*而無法獲得高的週期壽命的顧慮。 因此讓保護片的兩端部挾著電極群表面而相對,端部間的 距離X最好是滿足以下的(2)式。 - O^X^O . 4xLa 本紙張尺度適用中B 0家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) - 59- (請先闓讀背面之注意事項再填寫本頁> --------訂— 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印數 線一oil---------------------- §15 11) A7 __;_B7_ 五、發明說明(57 ) 但是L〗,如後述的圖1 5所示,係指在沿著扁平形狀 的電極群之長邊方向的長度L i以及在與長邊方尚呈直交方 向的長度L 2中,其中沿著絕緣性保護片之周回方向者的長 度。此外,在兩端部相接的狀態下,距離X成爲0。當以 保護片來被覆電極群時,讓保護片的兩端部抵接,由於會 使得電極群的製造作業變得繁雜,因此會有製造成本增加 的顧慮。 當距離X較0. 4XL3爲大時,則有在施加落下等的 衝擊時,難以抑制電極群發生短路以及破損的顧慮。其中 ,保護片的兩端部的距離X,更好是滿足下述的(3 )式 O^X^O . 3xLa (3) 絕緣性保護片的寬度最好是較電極群的尺寸爲短。當 絕緣性保護片的寬度與電極群尺寸相同、或是較其爲長時 ,則有液狀非水電解質難以毫不遺漏地浸透在電極群內的 顧慮。但是如後述的圖1 5所示,絕緣性保護片的寬度Η ,係沿著與周回方向呈直交方向上的長度。 絕緣性保護片的厚度最好是設在0.5mm以下。當 片的厚度超過0 . 5mm時,由於在作充放電之際會有阻 礙到電極群的膨脹收縮之虞|因此電極群會因爲反覆的充 放電週期而皺折(fold ),而無法獲得高的週期壽命。又 ,當片的厚度未滿0.5mm時,則有在施加落下等的衝 本紙張尺度適用中國困家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -60 - (锖先H讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 .« - - n J I I ^1 · I n I It— I I tl I I I IK ϋ I - - - - 1 a— n I I ·
U U A7 B7 451 5 五、發明說明(58 ) $時’難以抑制電極群發生短路以及破損的顧慮。片的厚 度最好是設在0.25mm以下。更好的範圍〇.05〜 〇 · 2mm。極佳的範圍爲〇 . 05〜0 . 15mm。 請參照圖15〜圖16來具體地說明本發明之第4非 水電解質二次電池。 圖1 5爲用於說明被組入到本發明之第4非水電解質 二次電池的電極群的模式圖、圖16爲表示圖15之C部 分的部分放大斷面圖。 作爲該第4非水電解質二次電池之一例时薄型鋰離子 二次電池,除了電極群以外,則具有與在上述之圖8中所 述者同樣的構造。如表示在圖1 5之上部的電極群的立體 圖所示,電極群5 1具有將由正極、分隔體以及負極與構 成的積層物捲繞成扁平形狀的構造。又,在圖1 5的下部 則表示上述電極群的斷面圖。當參照表示該斷面圖之C部 分的圖1 6時,可知上述積層物具有從圖1 6的下側依序 積層了分隔體52、備有負極層53、負極集電體54及 負極層5 4的負極5 5、分隔體5 2、備有正極層5 6、 正極集電體5 7及正極層5 6的正極5 8、分隔體5 2、 備有負極層5 3、負極集電體5 4及負極層5 3的負極 5 5、分隔體5 2、備有正極層5 6及正極集電體5 7的 正極5 8、以及分隔體5 2而構成的構造。例如呈長方形 狀之絕緣性保護片5 9,則被覆上述電極群5 1之最外周 的一部分,跨越具有最大面積的2個面,兩端部6 0 a、 60b未相接,而係分離著。兩端部60a、 60b之間 本紙張尺度適用中國國家梯準(CNS)A4規格<210 X 297公釐)-61 - (請先Μ讀背面之注項再瑱寫本買) -ο--------tri! 經濟部智慧財產局霣i消t合作杜印製 ά>ί------ilr------------ A7 B7 45151 五、發明說明(5g ) 的距離,則滿足上述的(2)式:0蕊X客0 . 4xL3。 在此,L3爲在沿著電極群長邊方向的長度Li以及沿著與 電極群長邊方向呈直交方向的長度中,其中沿著絕緣保持 片5 9之周回方向者的長度。此時,L3爲沿著電極群短邊 方向的長度L2。上述絕緣保護片5 9的寬度Η,則較沿著 述電極群之長邊方向的長度L i爲短。 此外,在上述的圖1 5中,雖然是以使用在將正極以 .及負極,讓分隔體介於其間而捲繞成渦卷狀後,才在徑向 實施壓縮所得到之電極群爲例加以說明,但是也可以是由 正極、負極、以及被配置在上述正極與上述負極之間的分 隔體而成的稹層物所構成的電極群、或是將由正極、負極 、以及被配置在上述正極與上述負極之間的分隔體所構成 的稹層物折彎1次以上之構造的電極群。 以上所詳述之本發明之第4非水電解質二次電池具備 有:包含正極、負極、及被配置在上述正極與上述負極之 間之分隔體,而具有扁平形狀的電極群,爲上述電極群所 保持之液狀的非水電解質、以及收納上述電極群的外裝材 。絕緣性的保護片則是跨越上述電極群之表面之具有最大 面積的2個面而形成。又,上述外裝材則使用厚度在 0 . 3mm以下的外裝材A、或是含有樹脂層,而厚度在 0 . 5mm以下之片製的外裝材B。 根據本發明,由於可以提高電極群的機械強度,因此 能夠在因爲不小心落下等’而對二次電池施加衝擊時,避 免電極群發生破損、短路。又’由於也可以提高電極群本 本紙張尺度適用中困國家標準(CNS)A4规格(21CU 297公釐)-62- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 · Ϊ tw I I I /-i-re. I n n i I I 1 t K I n ϋ I I I I n _ n I 1· I I , A7 B7 451511 五、發明說明(60 ) 身的耐衝擊'性。因此當使用含有樹脂層的外裝材時,可以 將與電極群接觸側的樹脂層設在1 5 以下,甚至於不 設。 本發明之第4非水電解質二次電池,在如跨越上述電 極群之表面中具有最大面積的2個面而形成絕緣性的保護 片之際,使兩端部不要接觸,藉著將兩端部間的距離X設 在以上述(2)式的0 . 4XL3所規定的範圍以下,而 能夠得到在以下之(a )〜(c )所述的效果。 (a )可以在施加衝擊時,避免電極群發生短路以及 破損 (b)由於可以抑制電極群因爲在作充放電反應時之 電極群的膨脹收縮而發生偏移,且能夠抑制電極群因爲反 覆的充放電而折彎,因此能夠延長充放電週期的壽命。 (c )能夠以簡單的方法來製造出電極群。 實施例1 <正極的製作> 首先,藉由將鋰鈷氧化物(L i xCo〇2 ;但是X爲 0SXS1)粉末90.5重量%、乙炔黑2.5重置% 、石墨3重量%、聚偏氟乙烯(PVdF) 4重量96、以 及N —甲基吡咯啶酮(NMP)溶液加以混合而調製出漿 料(Slurry )。將上述漿料塗料在由厚度爲10 的鋁 箔所構成的正極集電體,在乾燥後,藉由冲壓(press )而 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公-63- (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消t合作社印製 --- •I n 1^ ϋ ϋ ϋ I 線------I*---:------------- 經濟部智慧财產局貝Η消費合作社印製 4 5 15 11 A7 B7 五、發明說明(61 ) 製作出電極密度爲3 Og/cm3的正極。所得到的正極 具有厚度爲4 8 的正極層爲正極集電體的兩面所擔持 的構造。此外,正極層的合計厚度爲96/zm。 <負極的製作> 碳質材料則使用經3 0 0 0°C熱處理過之中間相瀝青 系、碳纖維。該碳纖維的纖維直徑爲8 ym、平均纖維長 度爲20从m,平均面間隔(do〇2)爲0 . 3360 nm。藉由將上述碳纖維的粉末9 3重童%、結著劑則使 用聚偏氟乙烯(PVdF) 7重量%、以及NMP溶液加 以混合而調製出漿料。將所調製出的漿料塗佈在由厚度爲 1 0 //m的銅箔所構成的負極集電體的兩面,藉由乾燥、 冲壓,而製作出電極密度爲1.35g/cm3的負極。所 得到的負極,則具有厚度爲4 5 /zm的負極層爲負極集電 體的兩面所擔持的構造。此外,負極層的合計厚度爲9 0 μ, m 。 <電極群的製作> > 準備好厚度27μτη、多孔度50%、空氣透過率( air permeability )爲9 0秒/1 0 0 cm3之聚乙烯製的分 隔體。在將上述正極與上述負極,讓分隔體位於其間而捲 繞成渦卷狀後,藉著在徑向對其實施加壓而形成爲扁平形 狀’而製作出厚度2 · 7mm、寬度30mm、高度50 m m的電極群。 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格(210 X 297公釐)_ 64 - <請先《讀背面之注意事項再填寫本頁)
_ —— — — ——I— #11111111 I — — — — — — I1IIIIIIIIIIIIIJ 4515 11 A7 _ B7 五、發明說明(62 ) <非水電解液的調製> 將1 · 5莫耳/1的四氟化硼酸鋰(L i BF4)溶解 在碳酸乙二醇(EC)與r 一丁內酯(B L)的混合溶液 (混合體積比例爲4 0 : 6 0 ),而調製出非水電解液( 液狀的非水電解質)。 (電池組裝) 將以聚丙烯覆蓋鋁箔之兩面,而厚度爲〇 . lmm ( 1 0 0 //m)的積層膜形成爲袋狀。將上述電極群收納在 此,以保持器(holder )挾著,使所得到的東西成爲電池 厚度2 . 7mm。在剛插入到保持器後,施加在電極群的 壓力爲0 5kg/cm2。將〇 . 3重量%的作爲具有接 著性之高分子的聚偏氟乙烯(P V d F )溶解在作爲有機 溶媒的二甲基甲醯胺(DMF)(沸點爲15 3t)。將 所得到的溶液,如成爲電池容量0 . 6^£般地注入到上述 積層膜內的電極群,在讓上述溶液浸透到上述電極群之內 部的同時,也附著在上述電極群的整個表面。 接著,則在8 0°C下,針對上述積層膜內的電極群實 施1 2小時的真空乾燥,讓上述有機溶媒蒸發,且除了讓 具有接著性的高分子保持在正極、負極以及分隔體的空隙 ,而使正極、負極以及分隔體成爲一體化外,也在上述電 極群的表面形成多孔質的接著部。 接著,則解除保持器。以保持器來挾著電極群的全部 時間爲1 2 0分。將上述的2 0 g的非水電解液注入到上 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 · I--丨· •丨訂…丨·! ----線 t------li------------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -65- 4 5 15 11 A7 B7 五、發明說明(63 ) 述積層膜內的電極群,而組裝出具有上述圖3、 4所示的 構造,厚度2 . 7mm、寬度32mm、高度55mm的 薄型非水電解質二次電池。 實施例2 與在上述實施例1中所述者同樣地製作電極群。接著 ,在將上述電極群收納在與在上述實施例1中所述者同樣 的積層膜內後,則將已溶解有具有接著性之高分子的有機 溶媒注入到此。 接著,則在8 0°C的真空環境下,藉著沿著電極群的 厚度方向,以0 . lkg/cm2的壓力實施120分的冲 壓,除了藉由具有接著性的高分子使正極、負極以及分隔 體一體化外,也在上述電極群的表面形成多孔質的接著部 〇 接著,則將與在上述實施例1中所述者相同的非水電 解液注入到上述積層膜內的電極群,而組裝出具有上述圖 3、4所示的構造、厚度2 , 7mm、寬度32mm、高 度5 5mm之薄型非水電解液二次電池。 實施例3 與在上述實施例1中所述者同樣地製作出電極群。接 著則將上述電極群收納在與在上述實施例1中所述者同樣 的積層膜內。 接著,則在8 0eC的真空環境下,沿著電極群的厚度 本紙張尺度適用令困國家標準(CNS)A4规格(210 X 297公釐) -66- <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製
-*— — 1111— « — — — III— — I 卜-]llf - ttl — - — I — - —·1 _ I _ —- _ _ I A7 4515 1 _ B7_ 五、發明說明(64 ) 方向,以;Tk g/cm2的壓力實施6 0分的冲壓,而讓正 極、負極以及分隔體成爲一體。 接著,則將與在上述實施例1中所述者同樣的非水電 解液注入到上述積層膜內的電極群,而組裝出具有上述圖 3、4所示的構造、厚度2 · 7mm、寬度32mm、高 度5 5mm之薄型非水電解質二次電池。 實施例4 除了將冲壓成形的壓力設成g/cm2、冲壓時 間設成5分鐘外,其他則與上述實施例3同樣地組裝出薄 型非水電解質二次電池。 實施例5 除了電池厚度成爲2 . 7mm,且在剛插入到保持器 後,使施加在電極群的壓力成爲0.lkg/cm2般地以 保持器來挾持電極群,將保持器保持時間設成12 0分外 ,其他則與上述實施例相同地組裝出薄型非水電解質二次 電池》 實施例6 與上述實施例1中所述者同樣地製作出電極群-接著 ,將上述電極群收納在與在上述實施例1中所述者相同的 積層膜內。 接著,則在8 0°C的真空環境下,如使電池厚度成爲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公« ) -67-~~" {請先《讀背面之^項再填寫本買) 經濟部智慧財產局貝工消费合作杜印製
-^ I i n I I 一9J· ϋ I I ϋ I I I s I I I I I ϋ I I 1 1 n ϋ n n I _ _ I I I A7 B7 451511 五、發明說明(65 ) 2 . 6 8mm般地以保持器挾持電極群1 2 0分鐘_,而讓 正極、負極以及分隔體成爲一體。此外,在剛插入到保持 器後,施加在電極群的壓力爲0 . 1 k g/cm2。 接著,將與在上述實施例1中所述者相同的非水電解 液注入到上述積層膜內的電極群,而組裝出具有上述圖3 、4所示的構造、厚度2 . 7mm、寬度3 2mm、高度 5 5 mm之薄型非水電解質二次電池。 實施例7 除了將分隔體的空氣透過率設成3 0秒/1 0 0 cm3 ,將在非水溶媒中的γ - 丁內酯的組成比例設在2 0體積 %以外,其他則與上述實施例1同樣地組裝出薄型非水電 解質二次電池。 實施例8 除了將分隔體的空氣透過率設成9 0秒/1 0 0 cm3 ,將在非水溶媒中的r - 丁內酯的組成比例設在5 0體積 %以外,其他則與上述實施例1同樣地組裝出薄型非水電 解質二次電池。 實施例9 除了將分隔體的空氣透過率設成4 5 0秒/1 0 0 c m3,將在非水溶媒中的τ — 丁內酯的組成比例設在8 0 體積%以外,其他則與上述實施例1同樣地組裝出薄型非 I —i — l-Γιιιιί - I I I I I I I " — — — — III I I rv-{婧先閲讀背面之注意事項再赛寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 本紙張尺度適用尹國國家標準(CNS)A4規格⑵0 * 297公釐〉 -68 - 4515 11 Δ7 ____ B7 五、發明說明(66 ) 水電解質二次電池。 實施例10〜15 除了將冲壓成形的壓力與冲壓時間,如下述表1所示 般地變更外,其他則與上述實施例3同樣地組裝出非水電 解質二次電池。 實施例1 6 除了使用將以1 . 5莫耳/1的四氟化硼酸鋰( L i B F 4 )溶解在2 5體積%的碳酸乙二醇(E C )與 7 5體積%的碳酸丙二酸(P C )的混合溶媒而調製出的 非水電解液外,其他則與上述實施例3同樣地組裝出薄型 非水電解質二次電池。 實施例1 7 除了使用將以1 . 5莫耳/1的四氟化硼酸鋰( L i BF4)溶解在1 0體積%的碳酸乙二醇(EC)與 9 0體積%的碳酸丙二酸(P C )的混合溶媒而調製出的 非水電解液外,其他則與上述實施例3同樣地組裝出薄型 非水電解質二次電池。 實施例1 8 除了使用以下的方法所製作的正極’且將冲壓成形的 壓力與冲壓時間’如下述表1所示般地變更外,其他則與 本紙張尺度適用中S國家標準(CNS)A4规格(210 X 297公爱〉-69 - (請先明讀背面之注$項再瑱寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 -'—— — — — II *1]11[111 IA」卜 — — lillillllllllltllt — — — 4515 1 A7 B7 五、發明說明(67 ) 上述實施例1同樣地組裝出薄型非水電解質二次電池-。 亦即,藉由將組成以L i C 〇d.2n i。.8〇2所表示 之鋰鈷鎳氧化物粉末90.5重量%、乙炔黑2.5重量 %、石墨3重量%、聚偏氣乙稀(PVdF)4重量%、 以及N_甲基吡咯睫酮(NMP)加以混合而調製出漿料 。將上述漿料塗佈在由厚度1 0 的鋁箔所構成的正極 集電體,在乾燥後’藉著冲壓1而製作出電極密度爲 3.〇£/〇1113的正極《所得到的正極則具有厚度4 8 # m的正極層爲正極集電體的兩面所擔持之構造。此外, 正極層的合計厚度爲9 6 。 實施例1 9 除了使用由以下的方法所製作出的正極,且將冲壓成 形的壓力與冲壓時間,如下述表1所示般地變更外,其他 則與上述實施例1同樣地組裝出薄型非水電解質二次電池 〇 亦即,藉由將組成以L i C 〇(3.2N i。.8〇2所表示 之鋰鈷鎳氧化物粉末90·5重量%、乙炔黑2.5重量 %、石墨3重量%、聚偏氟乙烯(PVdF) 4重量%、 以及N -甲基吡咯啶酮(NMP )加以混合而調製出漿料 將上述漿料塗佈在由厚度1 0 A m的鋁箔所構成的正極 集電體,在乾燥後,藉著冲壓,而製作出電極密度爲 3 . Og/cm3的正極。所得到的正極則具有厚度48 的正極層爲正極集電體的兩面所擔持之構造》此外, <諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局A工消f合作社印製 -( ϋ 0 n I» I n .1 I n I _ 本紙張尺度適用中困國家標準<CNS>A4規格(210 X 297公釐) -70- 4515 1 A7 B7 五、發明說明(68 ) 正極層的合計厚度爲96/um。 實施例2 0 除了使用以下所說明的碳質物外,其他則與上述實施 例3同樣地組裝出薄型非水電解質二次電池。 碳質物則準備了經3 0 0 0 °C熱處理之中間相( mesophase )瀝青系碳纖維6 0重量%、與經3 0 0 0°C熱 處理之中間相小球體4 0重量%的混合粉末。上述碳纖維 ,其平均纖維直徑爲8 μιη、平均纖維長度爲2 0 μιη、 平均縱橫比爲2 . 5、平均面間隔(do〇2)爲 0 . 3660nm。另一方面,上述小球體,其平均粒徑 爲6 4 m、短徑(minor radius )相對於長徑(major radius)的比爲0 . 9 5、平均面間隔爲0 . 3 3 6 1mm (锖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) - 111丨111 訂· 111 經濟部智慧財產局貝Η消費合作社印製 實施例2 1 除了使用以下所說明的碳質物外,其他則與上述實施 例3同樣地組裝出薄型非水電解質二次電池 亦即,碳質物則準備了經3 0 0 0 °C熱處理之中間相 瀝青系碳纖維50重量%、與粒狀之石墨50重量%的混 合粉末。上述碳纖維,其平均纖維直徑爲3 ^m、平均纖 維長度爲15 //m、平均縱橫比爲5、平均面間隔( do〇2)爲〇·3662nm«另一方面,上述粒狀石墨 ,其平均粒徑爲6 V m、短徑(minor radius )相對於長徑 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)^A4規格(210 X 297公釐) -71 - · -線 t------ΓΙ-------------- 4515 1 A7 B7 五、發明說明(69 ) (major radius )的比爲5、平均面間隔(d 〇 〇2广爲 0 3 3 5 5 m m β 比較例1 除了具有接著性之高分子的溶液使用將5重量%的 PVdF溶解在二甲基甲醯胺(DMF)內的溶液外,其 他則與上述實施例1同樣地組裝出薄型非水電解質二次電 池。 比較例2 將由將5重量溶解在二甲基甲醯胺( DMF)而得到的溶解液塗佈在與在實施例1中所述者同 樣的分隔體上。藉著讓上述分隔體介於與在實施例1中所 示者同樣的正極與負極之間,而製作出電極群.。 在將上述電極群收納在與在上述實施例1中所述者同 樣的積層膜內後,則注入與在上述實施例1中所者同樣的 非水電解液,而組裝出厚度2 . 7mm、寬度3 2mm、 高度5 mm之薄型非水電解質二次電池。 比較例3 除了使用將1莫耳/1的四氟化硼酸鋰(L i BF4) 溶解在1 0體積%的碳酸乙醇與9 0體積%的碳酸二乙酯 (D E C )的混合溶媒所調製出的非水電解液外,其他則 與上述比較例2同樣地而組裝出薄型非水電解質二次電池 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) -72 - (請先Hit背面之注意事項再瑱寫本Ϊ
i—_l 丨—訂 II 經濟部智慧財產局貝工消费合作杜印製 4515 1 1i A7 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 _ B7_五、發明說明(7G ) ο 針對所得到的實施例1〜2 0以及比較例1〜3的二 次電池實施初充放電。接著,則在1 C下進行3小時的 4.2V的定電壓充電,而測量在1C下放電到3V爲止 時的放電容量,且將此設成在1 C下的放電容量。接著| 則在1C下進行3小時的4.2V的定電壓充電後,測量 在3 C下放電到3 V爲止時的放電容量,且將此設成在 3 C下的放電容量。將當將在1 C下放電容量設成1 〇 0 %時之在3 C下的放電容量表示在下述的表3。 又,針對實施例1〜21以及比較例1〜3的二次電 池,反覆著在經1 C下充電後|在1 C下放電之充放電週 期,求取當將第1次週期的放電容量設成1 0 0%時之在 5 0 0次週期時的放電容量,且將此當作在5 0 0次週期 時的容量維持率表示在下述表3。 更者,則針對實施例1〜2 1的二次電池來測量在充 電到4,2 V爲止後,在8 5 °C下貯藏2 4小時後的膨脹 情形。此外,膨脹率則是以在貯藏前的電池厚度作爲基準 〇 又,針對實施例1〜2 1以及比較例1〜3的二次電 池,在經初次充放電後,分解二次電池,而藉由以下所說 明的方法來測量正極層與分隔體的剝離強度、正極層與正 極集電體的剝離強度、負極層與分隔體的剝離強度、以及 負極層與負極集電體的剝離強度。測量裝置則是使用由不 動工業社所製造’商品名爲Rheo meater,型名爲N R Μ / (請先《讀背面之注意事項再填窵本I)
---— i — 一訂 _ I — I 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 * 297公« ) -73- 線 ------ιίι.------------- 451511 A7 _____B7_五、發明說明(71 ) 1 ο 1 〇 r_cw者》首先則分解二次電池,取出作爲目 的的積層物(例如依序積層了負極集電體、負極層以及分 隔體的積層物)《該積層物則維持在保持非水電解質的狀 態。又,將積層物的寬度設爲2 Omm、長度設爲5 0 mm。將集電體側朝下地將該積層物載置在支撑台上β接 著,則將雙面帶(住友3 Μ株式會社製、商品名爲Scotch 、CAT·NO.665—3—24,基材爲透明硬質氯 化乙烯、粘著材爲兩烯酸樹脂系粘著材)安裝在上述積層 物的上面,而將積層物與雙面帶的接著面積設爲2 0 X 3 〇mm »將該雙面帶,以1分鐘2 cm的速度朝平行於積 層物上面的方向拉,而從負極層剝離出分隔體。而用於使 分隔體剝離之必要的力量,在開始剝離時會變動,而將在 該力量成爲一定之時刻的牽引力當作負極層與分隔體的剝 離強度。其結果則同時記在下述表3。 更者,則測量各二次電池之液狀非水電解質的2 0 °C 粘度,且將其結果同時記在下述表3。 經濟部智葸財產局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -74 - -I 1»1 — Ι1ΙΙ - — I— - I I I I I I I ill — — — — — I - ---- ---— ^IIIIIIIIIII— — (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 1* 5 4
A7B7I 72 明說 明發五 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製
剝離強度 負極/分隔體 1 (gf/cm)' 〇〇 Ο 寸· S o p o oo 〇 〇q oo o O o p 5 o 剝離強度 負極/集電體 (gf/cm) cs CN OJ CS ΟΪ CN CN CN i—H cs CN <N rs OJ C<l i 〇 cn o cn 剝離強度 正極汾隔體 1 (gf/cm) 卜 t < p o S wn i—H il 〇 o 2 o cS p 〇 〇d S o o 〇 O 剝離強度 正極/集電體 (gf/cm) jrj wn in un «-〇 to vn \n I—H ·〇 i 1 Ln wn oo oo 成形時 間 (分) »—1 0 03 1 1 o Ό 1^1 〇 Cj o 〇 <N o CN 另 »-H o cn o cn 〇 o 1»~1 o ιτί 泛 〇 in 成形壓力 (kg/m2) in « ·4 〇 p F 〇 T—^ in 〇 〇 ta〇 〇 o 分隔體空氣 透過率 (秒/100cm3) S 沄 s o cn S o g g s g 電解液粘度 (cp) v〇 VO VO CN r- ' 4 r- tn υη ό vr> v〇 VO v〇 s s s s s s o CN 泛 g s o 8 s s JTl ^r> o \〇 s I 1 03 ΟΊ 寸 Ό r-' oo ON o T—H 1—t cn JO oo 〇\ r—H 舾 I 1 I I - I I I I I I I « — — — — — — I— I r ^ — — — — — — — — I! — — — — — — — — — — — . (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) -Γ 本紙張尺度適用中画國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐〉 -75- 5 1— 5 4 A7B7 73 明說 明發 iII I ~(11¾)~制裡鑪蔴
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S 本紙張尺度適用中國0家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -76- 451511 A7 B7 五、發明說明(74 ) 表3 ' 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 3C放電容量維持率 (%) 第500次週期容量維持率 (%) 實 1 90 97 施 2 90 80 例 3 92 85 4 85 70 5 90 85 6 90 85 7 50 80 8 88 90 9 70 60 10 85. 85 11 80 85 12 70 85 13 85 90 14 65 85 15 60 85 16 50 70 17 50 70 18 80 70 19 80 70 20 90 89 21 85 80 比 1 30 20 較 2 5 10 例 3 20 10 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〇 本紙張尺度適用t國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -77 - 4515 11 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作杜印製 五、發明說明(75 ) (實施例2 2 ) 除了將作爲外裝材之積層膜的厚度設爲0 . 5mm, 而如使電池尺寸與實施例3同樣(厚度2 . 7mm X、寬 度3 2mm、高度5 5mm)般地使電極群的厚度變薄外 ,其他則與上述實施例3同樣地製造出薄型非水電解質二 次電池。所得到的二次電池的容量爲6 0% (將實施例3 之二次電池的容量設爲100%)。 實施例2 3 <正極的製作> 首先藉由將鋰鈷氧化物(L i xC 〇〇2,但是X爲〇 SXS1)粉末91重量%、乙快黑3. 5重量%、石墨 3 . 5重量%、乙烯-丙烯-二烯單體(monemer )粉末 2重量%以及甲苯混合而調製出漿料。將上述漿料塗佈以 每10cm2 10個的比例存在有直徑0·5mm的孔, 而由多孔質鋁箔(厚度爲1 5 ym)所構成的集電體的兩 面。接著,令其乾燥,藉由冲壓而製作出電極密度爲 3,Og/cm2的正極。 <負極的製作> 碳質材料準備了經3 0 0 0 °C熱處理的中間相瀝青系 碳纖維。該碳纖維,其中纖維直徑爲8 /im、平均纖維長 度爲2〇em、平均面間隔(do〇2)爲0 . 3360 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) · 11--1--訂---11 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -78 · 4515 tt/ A7 B7 五、發明說明(76 ) η m。藉由'將上述碳纖維的粉末9 3重量%、作爲結著劑 之聚偏氟乙烯(PV d F ) 7重量%、以及NMP溶液加 以混合而調製出漿料。將上述漿料塗佈在以每1 〇 〇 cm2 有1 0個的比例,存在有直徑0 . 5mm的孔,而由多孔 質銅箔(厚度爲1 5 /zm)所構成之集電體的兩面,接著 藉著乾燥、冲壓而製作出電極密度爲1.3g/cm3的負 極。 <分隔體> 準備好2個厚度爲25jum,在120°C,1小時下 的熱收縮爲2 0%,多孔度爲5 0%,而由聚乙烯製多孔 質薄膜所構成的分隔體》分隔體之各邊的長度相較於正極 之各邊的長度長2 mm,且相較於負極之各邊的長度長 . <非水電解液的調製> 將1莫耳/1的六氟化磷酸鋰(L i PFS)溶解在碳 酸乙二醇(EC)與碳酸甲乙酯(MEC)的混合溶媒( 混合體積比例爲1 : 2),而調製出非水電解液(液狀的 非水電解質)。 <電極群的製作> 將所得到的正極、負極以及分隔體,依照分隔體、正 極、分隔體、負極的順序而積層,在如使最外周爲正極集 C請先Η讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ' (厂^· ί I I I I — I — — — — — — I.〆 |卜 — 11111111111111111 — — — —. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公董〉 -79 - 4515 1 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明(77 ) 電體般地捲繞成渦卷狀後,藉著在徑向對所得到的捲繞物 實施加壓,而得到上述圖1 1所示之扁平形狀的電極群。 所得到的電極群,則依據上述圖1 0中所說明的方法 所測得的厚度T爲2 . 9mm,沿著長邊方向的長度1^1爲 2 5 Omm,沿著短邊方向的長度L2爲1 8 Omm。由上 述(1)式所算出的長度比(Li/Ls)爲1 · 39。又 ,由正極、負極以及分隔體所構成的積層構造乃露出於位 在長邊方向側的側面β更者,在該電極群中,分隔體的端 部較正極的端部延伸出1mm,且較負極的端部延伸出 0 7 5 rn m。 將以聚丙烯覆蓋鋁箔之兩面,而厚度爲0.1mm( 1 Ο Ο μ m )的積層膜形成爲袋狀,而如可從袋的開口部 看得到的積層面般地將上述電極群收納於此。將0.5重 量%之作爲具有接著性之高分子的聚丙烯腈PAN)溶 解在作爲有機溶媒的二甲基甲醯胺(沸點1 5 3°C)中。 將所得到的溶液,如使電池溶量每1 0 OmA h的量成爲 0 · 2 54般地注入到上述積層膜內的電極群,在讓上述 溶液浸透在上述電極群之內部的同時,也附著在上述電極 群的整個表面。 接著,在8 0 °C下,針對在上述積層膜內的電極群實 施1 2小時的真空乾燥,讓上述有機溶媒蒸發,且讓具有 接著性的高分子保持在正極、負極以及分隔體的空隙內, 除了讓正極、負極以及分隔體成爲一體化外*也在上述電 極群的表面形成多孔質的接著部。PAN的總量爲每電池 (請先閲讀背面之注項再填寫本頁)
C ----訂----I----線·/ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -80 - 4515 1 t A7 經濟部智慧財產局員工消f合作;印製 __B7__五、發明說明(78 ) 容量100也八11爲1,25〇1区。 將上述非水電解液,如使每電池容量1 A h的量成爲 4 · 1 g般地注入到上述積層膜內的電極群,而在3 0 T 〇 r r以下的減壓下實施熱封,而組裝好具有上述圖8 、9所示之構造之薄型非水電解質二次電池。 實施例2 4 除了將電極群的厚度T設爲2 . Omm,將沿著電極 群之長邊方向的長度Li設爲3 0 0 mm,將沿著短邊方向 的長度L2設爲1 5 0mm,將由上述(1 )式所算出的長 度比(Li/La)設爲2 . 0以外,其他則與在上述實施 例2 3中所述者同樣地而組裝出薄型非水電解質二次電池 〇 實施例2 5 將與在上述實施例23中所述者同樣的、正極、負極 以及分隔體,依照分隔體、正極、分隔體、負極的順序而 積層,在如使最外周爲正極集電體般地捲繞成渦卷狀後, 藉著在徑向對所得到的捲繞物實施加壓,而得到上述圖 11所示之扁平形狀的電極群。 所得到的電極群,則依據上述的方法所測得的厚度τ 爲4 . 0mm,沿著長邊方向的長度1^爲2 0 0mm,沿 著短邊方向的長度La爲1 3 5mm。由上述(1 )式所算 出的長度比(Li/L2)爲1 . 48。又,由正極、負極 .ί I 1·— 丨 I i * I 111 — I 1 — — — — — — I — (請先《讀背面之注意事項再瑱寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210*297公釐) -81 - 經濟部智慧財產局員工消费合作社印裝
4515 I I * 1 A7 __B7_五、發明說明(79 ) 以及分隔體下/ί構成的積層構造乃露出於位在長邊方向側的 側面。更者,在該電極群中,分隔體的端部較正極的端部 延伸出1mm,且較負極的端部延伸出〇 . 7 5mm。 接著,則將上述電極群收納在與上述實施例2 3中所 述者同樣的積層膜內。接著|則在9 0°C的真空環境下, 藉著沿著電極群的厚度方向,以1 5 k g/cm2的壓力實 施冲壓,而讓正極、負極以及分隔體成一體化》 接著,將與在上述實施例2 3中所述者同樣的非水電 解液注入到上述積層膜內的電極群,在3 0 T o 〇 r以下 的減壓下實施熱封,而組裝好薄型非水電解質二次電池。 實施例2 6 除了將電極群的厚度T設爲1 . 5mm,將沿著電極 群之長邊方向的長度L:設爲2 0 Omm,將沿著短邊方向 的長度L2設爲5 0mm,將由上述(1 )式所算出的長度 比(Li/La)設爲4 . 0以外,其他則與在上述實施例 2 5中所述者同樣地而組裝出薄型非水電解質二次電池。 實施例2 7 將與在上述實施例2 3中所述者同樣的正極與負極, 讓與在上述實施例2 3中所述者同樣的分隔體介於其間, 藉著使最外層成爲正極集電體而加以積層,而得到扁平形 狀的電極群。 所得到的電極群|則依據上述的方法所測得的厚度T (锖先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) -0V----- ^1 ·1 1 a— I n It al I M,c.----------
-J n iv I 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) -82 - 45151 經濟邨智慧材4ljix.^aK<!D阼ft印製 A7 B7 五、發明說明(80 ) 爲2.9mm,沿著長邊方向的長度L^ggSOmm,沿 著短邊方向的長度L2爲1 8 Omm >由上述(1 )式所算 出的長度比(Li/LO爲1 . 39 °更者,在該電極群 中1分隔體的端部,則較正極的端部延伸出1mm,且較 負極的端部延伸出〇 . 7 5mm ^ 接著,則將上述電極群收納在與上述實施例2 3中所 述者同樣的積層膜內。接著,則與在上述實施例2 3中所 述者同樣地,藉由注入具有接著性之高分子的溶液、真空 乾燥、注入非水電解液'熱封,而組裝好薄型非水電解質 二次電池。 實施例3 8 除了讓由正極、負極以及分隔體所構成的積層構造露 出於電極群之短邊方向側的側面外,而組裝出其他與在上 述實施例2 3中所述者同樣的薄型非水電解質二次電池》 實施例29〜31 除了將作爲外裝材的積層膜的厚度如下述表4般地變 更外,而組裝出其他與在上述實施例2 3中所述者同樣的 薄型非水電解質二次電池。 實施例3 2 除了使用將1 . 5莫耳/1的四氟化硼酸鋰( L i BF4)溶解在34體積%的碳酸乙二醇(EC)與 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -83 - III — —.1-----I ·!1 訂.!!線·〆 (請先Μ讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 4 5 15 1 A7 B7 五、發明說明(81 ) 6 6體積%•的r — 丁內酯(BL)的混合溶媒,而調製出 的非水電解液外,而其他與在上述實施例2 3中同樣地而 組裝出薄型非水電解質二次電池。 實施例3 3 除了使用將1 . 5莫耳/1的四氟化硼酸鋰( L i BF4)溶解在25體積%的碳酸乙二醇(EC)與 7 5體積%的^_ 丁內酯(BL)的混合溶媒,而調製出 的非水電解液外,其他則與在上述實施例2 3中同樣地而 組裝出薄型非水電解質二次電池。 比較例4 除了將電極群的厚度T變更成8·Oram外,其他則 與在上述實施例2 3同樣地組裝出薄型非水電解質二次電 池。 比較例5 除了將電極群的最外周爲負極集電體外,其他則與在 上述實施例2 3同樣地組裝出薄型非水電解質二次電池。 比較例6 除了將電極群的最外周爲負極集電體外,其他則與在 上述實施例2 3同樣地組裝出薄型非水電解質二次電池》 請先《讀背面之注$項再填寫本頁: ---11--訂---i —!線 Is. 經濟部智慧財產局員工消费合作杜印製 本紙張尺度適用中國ffl家標準<CNS)A4規格(210 * 297公釐> -84- 經濟邨智慧財產局員i消f合作it印挺 451511 A7 ______B7___五、發明說明(82 ) 比較例7 — · 除了將外裝材的厚度設成〇 _ 6 mm外,其他則與上 述實施例2 3同對地組裝好薄型非水電解質二次電池。 針對所得到之實施例2 3〜3 3以及比較例4〜7的 二次電池’在將充電電流値設成〇 . 5 C,而經5小時充 電到4 . 2V後,則實施在0 · 5C下放電到2 . 7V爲 止的充放電週期測試。求取當以第1次週期的放電容量設 成1 0 0%時之第3 0 0次週期時的放電容量,且將此當 作第3 0 0次週期時的容量維持率,而記在下述的表5中 0 又,針對實施例2 3〜3 3以及比較例4〜7的二次 電池,將之放置在1 0 0°C的烤箱中,監視積層膜的外表 面的溫度,且將其結果同時記在下述的表5中。此外,表 中的「無」係指在置放到烤箱,溫度也不會上昇· 更者,針對實施例2 3〜3 3以及比較例4〜7的二 次電池,在充電到4 . 2V爲止後,測量在80 °C下,貯 葳2 4小時後的膨脹率,且將其結果同時記在下述的表5 中〇 又,針對實施例2 3〜3 3以及比較例4〜7的二次 電池 > 測量每單位體積的能量密度,且將其結果同時記在 下述的表5中。 (請先w讀背面之注意Ϋ項再瀵寫本頁) n/^*· - I — I I n I ^ — — — — — — — I· 線i----------------------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 * 297公釐) -85 · B7 五、發明說明(83 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 非水溶媒的組成 |EC 及 MEC EC 及 MEC EC 及 MEC EC 及 MEC EC 及 MEC 把及MEC EC 及 MEC EC 及 MEC EC 及 MEC EC 及 BL EC 及 BL EC 及 MEC EC 及 MEC EC 及 MEC EC 及 MEC 外裝材的厚度 (mm) r -Η Ο ^~* >-1 c5 1-^ 〇 CSI 〇5 cn 1-Η 〇 f-H T-» 〇 1-^ r-H 厚度T (mm) 〇\ οί P ITJ On ON CN ON oi ON cs CTv σ\ Η ON § σ\ οί 〇\ 〇\ Η Li/Li 1 ON cn ψ < 〇〇 ρ ON cn ο cn ON CO ON CO On cn as cn On cn σ\ 〇\ CO ψ^-t On cn T-1 電極群的構造 1 1_ - .. _____1 •積層面爲長邊方向 •稂層面爲長邊方向 •積層面爲長邊方向 «積層面爲長邊方向 1 •積層面爲短邊方向 •稹層面爲長邊方向 •稹餍面爲長邊方向 •積層面爲長邊方向 •積層面爲長邊方向 .稹層面爲長邊方向 •積層面爲長邊方向 •積層面爲長邊方向 •積層面爲長邊方向 •積層面爲長邊方向 捲繞 捲繞 捲繞 捲繞 捲繞 捲繞 捲繞 捲繞 丨捲繞 捲繞 捲鞲 捲繞 捲繞 丨捲繞 最大面積的面 正極集電體 正極集電體 正極集電體 正極集電體 正極集電體 正極集電體 正極集電體 :正極集電體 ! 正極集電體 正極集電體 正極集電體 1 正極集電體 負極集電體 正極層 正極集電體 實施例23 實施例24 j實施例25 實施例26 實施例27 實施例28 實施例29 | 1實施例30 | 實施例31 |實施例32 實施例33 比較例4 比較例5 比較例6 比較例7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -86- (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) Γ *ί ♦ I ·1 I J--y— n n -tf ϋ .^1 - 451511 A7 B7 五、發明說明(84 ) 表5 ' 第300次週期 時容量維持 率(%) 體積能量密 度(Wh/L) 置放在烤箱 時的溫度變 化 外裝材的 膨脹率 (%) 實施例23 85 310 無 4 實施例24 83 300 無 3 實施例25 86 315 姐 4 實施例26 80 290 姐 >ti\ 2 實施例27 85 310 並 4 實施例28 85 310 上昇到101 °C 4 實施例29 85 290 無 4 實施例30 85 270 上昇到102 °C 5 實施例31 85 250 上昇到103 °C 6 實施例32 81 310 Arf. 無 0 實施例33 80 310 無 0 比較例4 80 320 上昇到115 °C 8 比較例5 84 310 上昇到108 t 12 比較例6 83 310 上昇到115 °C 16 比較例7 85 235 上昇到108 °C 18 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-LM ^•—gJ ί· 1 n I I n I— I n It 1 i n n IV 1 I I n n n n n n 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -87 - 451511 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ______B7_______五、發明說明(85 ) 由表4\ 5可知,對於電極群之具有最大面積的面係 由正極集電體所形成的實施例2 3〜3 3的二次電池而言 ’在第3 0 0次週期時的容量維持率高,而在置放在高溫 環境下,可以抑制溫上昇與氣體發生。 相較於此,對於比較例4〜6的二次電池而言,可知 其第3 0 0次週期時的容量維持率高者,其置放在高溫環 境下時的溫度上昇幅度則較實施例2 3〜3 3爲高,且置 放在高溫環境下時的氣體發生量亦較實施例2 3〜3 3爲 多。更者,備有厚度超過0.5mm之外裝材的比較例7 的二次電池,不只每單位體積的能量密度變低外,即使將 電極群之具有最大面積的面設成正極集電體,也很難在置 放在高溫環境下時抑制溫度上昇以及氣體發生。 實施例3 4 將與在實施例23中所述者同樣的正極、負極以及分 隔體,依照分隔體、正極、分隔體、負極的順序而積層, 在如使最外周爲分隔體般地捲繞成渦卷狀後,藉著在徑向 對所得到的捲繞物實施加壓,而得到上述圖1 3所示之扁 平形狀的電極群。 準備好由以聚丙烯層覆蓋鋁箔之兩面者所構成,而與 電極群相接的面側(內面側)之聚丙烯層的厚度爲 0 015mm (15/Jtni)'且全部的厚度爲0 . 08 mm(80^m)的積層膜。在該積層膜形成爲袋狀後, 而如可從袋的開口部看得到的積層面般地將上述電極群收 (請先Μ讀背面之注$項再填寫本頁) !| 訂!— _ 線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -88- 45 15 11 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作;^一印製 B7五、發明說明(86 ) 納於此。將0·5重量%之作爲具有接著性之高分子的聚 丙烯腈(PAN)溶解在作爲有機溶媒的二甲基甲醯胺( 沸點1 5 3 °C )中。將所得到的溶液,如使電池容量每 1 0 OmAh的量成爲〇 . 2 般地注入到上述積層膜 內的電極群,在讓上述溶液浸透在上述電極群之內部的同 時,也附著在上述電極群的整個表面。 接著,在8 0°C下,針對在上述積層膜內的電極群實 施1 2小時的真空乾燥,讓上述有機溶媒蒸發,且讓具有 接著性的高分子保持在正極、負極以及分隔體的空隙內, 除了讓正極、負極以及分隔體成爲一體化外,也在上述電 極群的表面形成多孔質的接著部。PAN的總量爲每電池 容量 1 OOm’Ah 爲 1 . 25mg 〇 將與在上述實施例2 3中所述者同樣的非水電解液, 如使電池容量每1 Ah的量成爲4 . lg般地注入到上述 積層膜內的電極群,而組裝好厚度3mm、寬度4 Omm 、高度7 Omm之薄型非水電解質二次電池 實施例3 5 將與在上述實施例23中所述者同樣的正極,負極以 及分隔體,依照分隔體、正極、分隔體、負極的順序,在 如使最外周成爲正極集電體般地捲繞成渦狀後,藉著在徑 向對所得到的捲繞物實施加壓,而得到上述圖1 5所示之 扁平形狀的電極群。 所得到的電極群,厚度爲2 . 5mm,沿著長邊方向 (諳先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格mo X 297公釐) -89- 451511 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作庄印製 _B7_五、發明說明(87 ) 的長度Li爲6 3mm,沿短邊方向的長度L2爲3 6mm 絕緣性的保護片,則準備好寬度4 Omm、厚度 0 . 1 5mm的聚醯亞胺、以保護片,如使其兩端部相接 般地被覆上述電極群的最外周。因此,兩端部間的距離X 爲0。 又,準備好由以聚丙烯層來被覆鋁箔的兩面者所構成 ,而厚度爲0 . lmm ( 1 0 〇/zm)的積層膜0在將該 積層膜形成爲袋狀後,才收納電極群》接著,則在9 0°C 的真空環境下,沿著電極群的方向,藉著以1 5 k g/ c m2的壓力實施冲壓,而讓正極、負極以及分隔體成爲一 Mb 體0 另一方面,將1 . 5莫耳/1的四氟化硼酸鋰( L i BF4)溶解在2 5體積%的碳酸乙二醇(EC)與 7 5體積%的7 —丁內酯(BL)的Μ合溶媒,而調製出 非水電解液。 接著,如使電池容量每1 Ah的量成爲4 . 1 g般地 ,將非水電解液注入到上述積層膜內的電極群,而在3 0 T 〇 r r以下的減壓下進行熱封,而組裝好厚度3mm、 寬度4 0mm、高度7 0mm之薄型非水電解質二次電池 <請先《讀背面之注ί項再填寫本頁) 實施例3 6〜3 7 除了將絕緣性保護片的厚度如下述之表6所示般地變 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ' 451511 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明(88 ) 更外,其他·則與在上述實施例3 5中所述者同樣地組裝出 非水電解質二次電池。 實施例3 8 以與在實施例3 5中所述者同樣的保護片,如使在其 兩端部之間產生間隙般地被覆著與在上述實施例3 5中所 述者同樣之扁平形狀之電極群的最外周。該兩端部間的距 離X爲 7mm,亦即,0 . 2〇xL2。 接著,則與在上述實施例3 5中所述者同樣地,藉著 收納到積層膜、冲壓成形、注入液狀非水電解質、熱封, 而組裝好非水電解質二次電池。 實施例3 9 除了將保護片之雨端部間的距離X設爲.1 4mra,亦 即,0 · 40XL2外,其他則與在上述實施例38中所述 者同樣地組裝好非水電解質二次電池。 實施例4 0 以與在實施例3 5中所述者同樣的保護片,如使其兩 端部重疊1 Omm般地被覆著與在上述實施例3 5中所述 者同樣之扁平形狀的電極群的最外周。 接著,則與在上述實施例3 5中所述者同樣地,藉著 收納到積層膜、冲壓成形、注入液狀非水電解液、熱封, 而組裝好非水電解質二次電池。 (請先《讀背面之注意事項再瑱寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4洗格(210 X 297公釐〉 -91 - 451511 Α7 Β7 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 五、發明說明(89 ) 實施例4 1 以與在上述實施例3 5中所述者同樣的保護片來被覆 與在上述實施例3 5中所述者同樣之扁平形狀的電極群。 又準備好由以聚丙烯層被覆鋁箔之兩面者所構成,而 厚度爲0.2mm的積層膜。在將該積層膜成形爲袋狀後 ,則收納電極群。此時,與在上述實施例3 4中所述者同 樣地,在注入具有接著性之高分子的溶液、真空乾燥後, 則注入與在上述實施例3 5中所述者同樣的液狀非水電解 質,之後實施熱封,而組裝出厚度3mm、寬度4 Omm 、高度7 0inm之薄型非水電解質二次電池》 實施例42〜43 除了將外裝材的厚度如下述表6所示般地變更外,其 他則與上述實施例4 1中所述者同樣地組裝出薄型非水電 r 解質二次電池。 實施例4 4 絕緣性的保護片則準備了寬度4 0mm、厚度〇 . 2 mm之聚丙烯,以保護片,如使其兩端部相接般地來被覆 與在上述實施例3 5中所述者同樣之扁平形狀的電極群的 最外周。因此,兩端部間的距離X爲0。 又準備好由以聚丙烯層被覆鋁箔之兩面者所構成,而 厚度爲0·1mm的積層膜。在將該積層膜成形爲袋狀後 ---r I I I— i ! i •丨丨! I —訂· —!11· ΙΓΚ. <請先«讀背面之注f項再瑱寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐〉 -92 - 451511 A7 B7 五、發明說明(90 ) ,則收納電'極群。此時,與在上述實施例3 4中所述者同 樣地’在注入具有接著性之高分子的溶液、真空乾燥後, 則注入與在上述實施例3 5中所述者同樣的液狀非水電解 質,之後實施熱封,而組裝出厚度3mm、寬度4 Omm 、高度70mm之薄型非水電解質二次電池。 實施例4 5 除了將保護片的材料變更成聚乙烯樹脂外,其他則與 在上述實施例4 4同樣地組裝出薄型非水電解質二次電池 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 比較例8 除了將電極群的最外周設成負極集電體外,其他則與 在上述實施例3 4中所述者同樣地組裝出薄型非水電解質 二次電池。 比較例9 除了將電極群的最外周設成負極集電體,且將外裝材 的厚度設爲0. 7mm外,其他則與在上述實施例3 4中 所述者同樣地組裝出薄型非水電解質二次電池。 針對所得到的實施例3 4〜4 5以及比較例8〜9的 二次電池’在將充電電流値設成〇 . C,而經5小時充電 到4 . 2 V爲止,則在〇 5 C下,實施放電到2 . 7 V 爲止之充放電週期測試,求取在將第1次週期的放電容量 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公萤) -93 - I J J 1 I*— I I I I Ϊ I i Ϊ I I I I I-ίτα· « — — — — — — I— ·\ (請先M讀背面之注$項再填寫本頁) 45151 Α7 Β7 五、發明說明(91 ) 設爲1 0 0'%時之第3 0 0次週期時的放電容量,且將此 當作在3 0 0次週期時之容量維持率,而記在下述表6中 〇 首先分別準備實施例3 4〜4 5以及比較例8〜9的 二次電池各20個,在充電到4.2V後,進行5次從 1 8 〇 c m落下的測試,之後則計算電池性能發生異常的 電池個數,且將其結果同時記在下述表6中。 更者,則針對實施例3 4〜4 5以及比較例8〜9的 二次電池來測量每單位體積的能量密度,且將其結果同時 s己在下述表6中β (請先IH讀背面之注$項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國躅家標準(CNS〉A4規格(210 X 297公« ) -94- -·1111111 ·11111111 — — — — — — — — — — It — — — — — — — ·—— — . 45151 B7 五、發明說明(92 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
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- —----- —訂 I I I I I —II I 本紙張尺度適用中困國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -95- 45151 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(93 ) 由表6可知,對於備有具有最大面積的2個面爲分隔 體之電極群的實施例3 4的二次電池而言,第3 0 0次週 期時的容量維持率高,且完全沒有因爲落下測試而會導致 電池性能發生異常的電池。又,對於備有跨越具有最大面 積的2個面,而形成有保護片之電極群的實施例3 4〜 4 5的二次電池而言,可知在第3 0 0次週期時的容量維 持率高,且能夠減少因爲落下測試而會導致電池性能發生 異常的電池個數。 相較於此,對於備有最外周爲負極集電體之電極群的 比較例8的二次電池而言,可知在第3 0 0次週期時的容 量維持率高者,其中因爲落下測試而會導致電池性能發生 異常的電池個數多。另一方面,對於備有最外周爲負極集 電體的電極群以及厚度爲0.6mm之外裝材的比較例9 的二次電池而言,可知在第3 0 0之週期時的容量維持率 高,且完全沒有因爲落下測試而會導致電池性能發異常的 電池者,其中每單位體積的能量密度會變低。 如上所詳述|根據本發明,可以提升備有重量輕且薄 之體積%的二次電池的週期壽命。又,根據本發明,可以 提供一其熱的安定性高,可以抑制在發生異常加熱以及異 常發熱時的溫度上昇,且提高安全性的二次電池。更者1 根據本發明,可以提供一可以抑制因爲落下等的衝擊而造 成之破損以及短路的二次電池。 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) -——— — — — I—^SJ* — — — — — — — — I — — — i—τιιιιιιιί — — — — — — — — — . 本紙張尺度適用中®困家標竿(CNS)A4規格(210 X 297公釐〉 -96- 451511 A7 經濟部智慧財產局貝工消费合作杜印製 _______m_五、發明說明(94 ) 圖面之簡單說明 圖1係用於說明1 8 0度剝離強度法的模式圖。 圖2係用於說明1 8 0度剝離強度法的模式圖》、 圖3係表作爲本發明之第1非水電解質二次電池之一 例之薄型鋰離子二次電池的斷面圖。 圖4係表圖3之Α部分的放大斷面圖。 圖5係表組入到圖3之薄型鋰離子二次電池之電極群 的又一其他例的立體圖。 圖6係表組入到圖3之薄型鋰離子二次電池之電極群 的又一其他例的側面圖。 圖7係表被組入到圖3之薄型鋰離子二次電池之其他 例的側面圖。 圖8係表作爲本發明之第2非水電解質二次電池之一 例之薄型鋰離子二次電池的斷面圖。 圖9係表圖8之B部分的放大斷面圖。 圖1 0係表被組入到圖8之薄型鋰離子二次電池之電 極群的立體圖。 圖11係表被組入到圖8之薄型鋰離子二次電池之電 極群之其他例的立體圖。 圖1 2係表被組入到圖8之薄型鋰離子二次電池之電 極群之一其他例的斷面圖· 圖13係表本發明之第3非水電解質二次電池之主要 部分的放大斷面圖。 圖1 4係表被組入到本發明之第3非水電解質二次電 (請先M讀背面之注意事項再填窝本頁)
·111111! · 1 I I )vl —II JS -n n ϋ 1 -ϋ n n n K 1 n . 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐〉 -97 - 4 5 15 11 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(95 ) 池之電極群之其他例的立體圖。 圖1 5係用於說明本發明之第4非水電解質二次電池 之電極群的模式圖。 圖1 6係表圖1 5之C部分的放大斷面圖。 ‘ 主要元件對照表 ’ 4 外裝材 5 電極群 6 分隔體 7 正極層 8 正極集電體 9 正極 10 負極層 11 負極集電體 12 負極 13 接著層 14 正極導線 15 負極導線 16 正極 17 負極 18 分隔體 19 正極 2 0 負極 2 1 分隔體 2 2 正極 (請先閱讀貲面之注意事項再填窝本頁) -o^--------訂---------線 本紙張尺度適用中國困家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -98- 4 515 11 A7 _B7 五、發明說明(96 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 2 3 '負 極 3 0 外 裝 材 3 1 電 極 群 3 2 分 隔 體 3 3 負 極 層 3 4 負 極 集 電 體 3 5 負 極 3 6 正 極 層 3 7 正 極 集 電 體 3 8 正 極 4 4 分 隔 體 4 5 負 極 層 4 6 負 極 集 電 體 4 7 負 極 4 8 正 極 層 4 9 正 極 集 電 體 Ju£ 5 0 正 極 5 1 電 極 群 5 2 分 隔 體 5 3 負 極 層 5 4 負 極 集 電 體 5 5 負 極 5 6 正 極 層 5 7 正 極 集 電 體 « n t— .^1 H »ϋ n n *1 n n i— . n 1 I n^a,, · n n n n 1 I IT I n n 1 n n (請先M讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -99 - 451511 A7 _B7_ 五、發明說明(97 ) 5 8 ’正極 59 絕緣性保護片 6 0 a、6 0 b 兩端部 <請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) -Q--------訂---------線1/ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格<210 X 297公釐) -100-

Claims (1)

  1. 45151 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 種二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極,具有負極集電體及爲上述負極集 電體所擔持之負極層的負極、以及被配置在上述正極與上 述負極層之間的分隔體(separator )的電極群; 爲上述電極群所保持的非電解質(nonaqueous erectrolyte )及: 收納上述電極群,而厚度在〇 . 3 mm以下的外裝材 / (jacket ), 上述正極、上述負極以及上述分隔體乃被一體化,而 上述負極層與上述分隔體的剝離強度,則較上述負極層與 上述負極集電體的剝離強度爲低。 2 ·如申請專利範圍第1項之二次電池,上述負極層 與上述分隔體的剝離強度在1 0 g f /cm以下。 3 .如申請專利範圔第1項之二次電池,上述正極、 上述負極、以及上述分隔體,係藉由具有接著性的高分子 (adhensive polymer)而被一體化。 4 .如申請專利範圍第1項之二次電池,上述正極以 及上述負極分別包含接著劑,上述正極、上述負極以及上 述分隔體|則藉由讓上述接著劑硬化而被一體化。 5 .如申請專利範圍第1項之二次電池,上述外裝材 的厚度在0.25mm以下。 6 . —種二次電池,其特徵在於: 具備有··包含具有正極集電體及爲上述正極集電體所 擔持之正極層的正極,具有負極集電體及爲上述負極集電 (請先》讀背面之注意事項再瑱寫本頁) 本紙張尺度適用f囷國家揉準(CNS ) A4规格(2丨0X297公釐) -101 - 5 4 經濟部智慧財產局員工消黃合作社印製 15 11六、申請專利範圍 體所擔持之負極層的負極、以及被配置在上述正極與上^ 負極層之間的分隔體(separator)的電極群; 爲上述電極群所保持的非電解質及; 收納上述電極群,而厚度在Q · 3 mm以下的外裝材 > 上述正極、上述負極以及上述分隔體乃被一體化,而 上述負極層與上述分隔體的剝離強度,則較上述負極層與 上述負極集電體的剝離強度爲低,且上述負極層與上述分 隔體的剝離強度,則較上述負極層與上述負極集電體的剝 離強度爲低》 7 ·如申請專利範圍第6項之二次電池,上述負極層 與上述分隔體的剝離強度在1 〇 g f/cm以下,上述正 極層與上述分隔體的剝離強度在1 〇 g f/cm以下。 8 . —種二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極,具有負極集電體及爲上述負極集 電體所擔持之負極層的負極、以及被配置在上述正極與上 述負極層之間的分隔體(separator)的電極群; 爲上述電極群所保持的非水電解質及; 收納上述電極群,而厚度在0 . 3mm以下的外裝材 上述正極、上述負極以及上述分隔體乃被一體化’而 上述負極層與上述分隔體的剝離強度,則較上述負極層與 上述負極集電體的剝離強度爲低,上述非水電解質包含由 已溶解有電解質的非水溶液所構成,而在2 0°C下的粘度 C8 D8 (請先聞讀背面之注意事項再填窝本頁) 訂. 線· 本紙張尺度適用中因國家揉窣(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) -102- AS B8 C8 D8_六、申請專利範圍 爲3 c p〜2 0 c p的溶液。 9 .如申請專利範圍第8項之二次電池’上述非水溶 媒包含由選自由碳酸乙二醇(PC)、r — 丁內酯(BL )以及碳酸二乙酯(D E C )所構成的群的至少一種所構 成的第一溶媒、與碳酸乙二醇(EC) « 10·如申請專利範圍第9項之二次電池’在上述非 水溶媒中之上述第1的溶媒的比例爲5 0〜9 0體積%。 1 1 .如申請專利範圍第1項之二次電池’上述負極 層包含選自由纖維狀碳質物、球狀碳質物以及粒狀碳質物 所構成的群之一種以上的碳質物。 1 2 ·如申請專利範圍第8項之二次電池,i述分隔 體的空氣透過率在5 0 0秒/1 0 〇 cm3以下。 1 3 .如申請專利範圍第8項之二次電池,上述正極 、上述負極、以及上述分隔體,係藉由具有接著性的高分 子(adhensive polymer )而被一體化。 1 4 .如申請專利範圍第8項之二次電池,上述正極 以及上述負極分別包含接著劑,上述正極、上述負極以及 上述分隔體,則藉由讓上述接著劑硬化而被一體化。 1 5 . —種二次電池,其特徵在於: 具備有:包含具有正極集電體及爲上述正極集電體所 擔持之正極層的正極,具有負極集電體及爲上述負極集電 體所擔持之負極層的負極、以及被配置在上述正極與上述 負極層之間的分隔體(separator)的電極群; 爲上述電極群所保持的非水電解質及; 451511 II ·-I ^-----— (請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 L. 本紙張尺度逋用中S國家揲準(CNS ) A4現格(210X297公釐) -103- 5 4 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 15 11 λβ B8 C8 D8六、申請專利範圍 收納上述電極群’而厚度在〇 . 3 mm以下的外裝材 I 上述正極、上述負極以及上述分隔體乃被一體化,而 上述負極層與上述分隔體的剝離強度,則較上述負極層與 上述正極集電體的剝離強度爲低,且上述負極層與上述分 隔體的剝離強度’則較上述負極層與上述負極集電體的剝 離強度爲低,且上述非水電解質包含由已溶解有電解質之 非水溶液所構成,而在2 0°C下的粘度爲3 c p〜2 0 c P的溶液β 16. —種二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極’具有負極集電體及爲上述負極集 電體所擔持之負極層的負極、以及被配置在上述正極與上 述負極層之間的分隔體(separator)的電極群; 爲上述電極群所保持的非水電解質( nonaqueous erectrolyte )及; 收納上述電極群,而厚度在0 · 5 mm以下的外裝材 (jacket ), 上述正極、上述負極以及上述分隔體乃被一體化,而 上述負極層與上述分隔體的剝離強度,則較上述負極層與 上述負極集電體的剝離強度爲低。 17. —種二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極、具有負極集電體及爲上述負極集 電體所擔持之負極層的負極、以及被配置在上述正極與上 述負極之間之分隔體的電極群; —^1 ϊ^ι ^^^1 *^^1 ^—>1 tt (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 線 本紙張尺度適用中國國家樣率(CNS } A4洗格(210X297公釐) -104- 4 M5 1 1 Μ___S 六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 被含浸在上述電極群中,而在2 0 °C下的粘度爲3 c p〜2 0 c p之液狀的非水電解質及; 收納上述電極群,而包含樹脂層的厚度在〇.5mm 以下的外裝材, 上述正極、上述負極以及上述分隔體乃被一體化,上 述負極層與上述分隔體的剝離強度,則較上述負極層與上 述負極集電體的剝離強度爲低。 1 8 種二次電池,其特徵在於: 具備有:包含具有正極集電體及爲上述正極集電體所 擔持之正極層的正極、負極、以及被配置在上述正極與上 述負極之間之分隔體的扁平形狀的電極群; 被含浸在上述電極群之液狀的非水電解質及; 收納上述電極群,厚度在0 . 3 mm以下的外裝材, 正極集電體位在上述電極群之表面中,具有最大面積 的2個面中的至少其中一個面。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項之二次電池,上述電 極群的厚度在4mm以下,而由_電極群中的下述(1 式所算出的長度比爲1 . 2以上 L 1 / L 2 ( 1 但是在(1)式中,[:爲沿著上述電極群之長邊方向 的長度、L2爲上述電極群在與長邊方向直交方向上的長度 Ο 2 0 .如申請專利範圍第1 8項之二次_電池,由上述 正極、上述負極以及上述分隔體所構成的積層構造係露出 —丨tlr— C請先^讀背面之注意事項再填寫本頁) ,?τ 線 __>_ 表紙張尺度逍用中國國家楳率(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -105- 4515 1 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 上述電極群在長邊方向側的側面。 21·—種二次電池,其特徵在於: 具備有:包含具有正極集電體及爲上述正極集電體所 擔持之正極層的正極、負極、以及被配置在上述正極與上 述負極之間之分隔體的扁平形狀的電極群; 被含浸在上述電極群之液狀的非水電解質及; 收納上述電極群,厚度在0.5mm以下的外裝材, 正極集電體位在上述電極群之表面中,具有最大面積 的2個面中的至少其中一個面。 22.—種二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極、負極、以及被配置在上述正極與 上述負極之間之分隔體的扁平形狀的電極群; 被含浸在上述電極群之液狀的非水電解質及; 收納上述電極群,厚度在0·3mm以下的外裝材, 分隔體位於在上述電極群之表面中,具有最大面積的 2個面上。 2 3 種二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極、負極、以及被配置在上述正極與 上述負極之間之分隔體的扁平形狀的電極群; 被含浸在上述電極群之液狀的非水電解質及; 收納上述電極群,厚度在0 . 5 mm以下的外裝材, 分隔體位在上述電極群之表面中,具有最大面積的2 個面上。 2 4 . —種二次電池,其特徵在於: 本紙張尺度適用t國國家搞準(CNS ) A4規格(210 乂 297公釐) ' -106- (请先W绩背面之注意ί項再4寫本頁) 訂 線 A8 B8 C8 D8 51511 申請專利範圍 具備有:正極,負極、以及被配置在上述正極與上述 負極之間之分隔體的扁平形狀的電極群; 被含浸在上述電極群之液狀的非水電解質及; 收納上述電極群,厚度在0 . 3 mm以下的外裝材, 上述絕緣性的保護片乃被形成爲跨越在上述電極群之 表面中,具有最大面積的2個面。 2 5 .如申請專利範圍第2 4項之二次電池,上述保 護片的厚度在0·05〜0,5mm的範圍內。 2 6 .如申請專利範圍第2 4項之二次電池,上述保 護片乃被形成爲跨越在上述電極群的表面中,具有最大面 積的2個面,其兩端部則在電表面相接或是分離,而 兩端的距離X滿足下述(2)式 O^X^O . 4XL3 但是L 3爲在上述電極群沿 邊方向的長度以及上述 電極群在與長邊方向呈直交之方向上的長度中,其中與上 述保護片之圍繞方向呈平行者的長度。 2 7 . —種二次電池,其特徵在於: 具備有:包含正極、負極、以及被配置在上述正極與 上述負極之間之分隔體的扁平形狀的電極群; 被含浸在上述電極群之液狀的非水電解質及; 收納上述電極群,厚度在0.5mm以下的外裝材, 上述絕緣性的保護片乃被形成爲跨越在上述電極群之 表面中,具有最大面積的2個面。 本紙張尺度逍用中國國家梯牟(CNS ) A4规格(2tOX297公釐) (请先閲讀背曲之注意事項存填寫本頁) 2 經濟部智葸財產局員工消費合作社印製 艰--------訂------線·,:;----- -107-
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