[發明專利]非水電解質二次電池及其制造方法

無效

• 申請號: 200980135269.8
• 申請日: 2009-06-11
• 公開（公告）號: CN102150313A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 村岡芳幸;佐藤俊忠
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01M10/40
• 分類號: H01M10/40;H01M4/02;H01M4/04;H01M4/66
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 周欣;陳建全

技術領域

本發明涉及非水電解質二次電池及其制造方法。

背景技術

非水電解質二次電池如果重復充放電循環的話，則正極及負極隔著隔膜卷繞而成的電極組有時會產生翹曲(buckling)。即，由于負極活性物質在充電時膨脹，因此負極產生伸長應力。當正極無法追隨負極活性物質的膨脹所致的負極的伸長時，僅有負極伸長，正極與負極之間產生相位的偏差。其結果是，電極組變成凹凸形狀，電極組發生翹曲。特別是當負極活性物質使用硅等高容量材料時，伴隨著充放電的膨脹收縮較大，因此電極組變得容易產生翹曲。

如果電極組發生翹曲的話，則正極與負極之間的距離產生不均勻。正極與負極的距離較遠的部分在充電時的過電壓變高而難以被充電，正極與負極的距離接近的部分的過電壓變低而易于被充電。即，電極組中產生難以被充電的部分和易于被充電的部分(即產生充放電不均)。其結果是，每次重復充放電循環，都產生電池容量的下降。

進而，如果產生充放電不均的話，則局部地產生充電電量多的地方(即易于被充電的地方)，在與這部分對應的負極表面，局部地析出金屬鋰。這種情況下，如果電池溫度上升的話，則析出的金屬鋰與非水電解質有時會發生反應。即，充放電循環后的電池的熱穩定性有時會下降。

為了解決這種問題，在專利文獻1中記載了如下技術：通過在表面進行了粗糙化的集電體上用濺射法形成硅等的薄膜，從而形成以柱狀分離的活性物質薄膜。由此，由于在活性物質薄膜中形成有空隙，因此能夠吸收伴隨著活性物質薄膜的膨脹收縮而產生的應力。

另外，在專利文獻2中記載了使用具有規定的抗拉強度或彈性模量的材料作為負極集電體的技術。由此，即使受到伴隨著活性物質的膨脹收縮而產生的應力，也能夠抑制集電體發生變形。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002-313319號公報

專利文獻2：日本特開2003-007305號公報

專利文獻3：日本特開平5-182692號公報

專利文獻4：日本特開平7-105970號公報

發明內容

發明所要解決的課題

然而，在是將卷繞成扁平狀的電極組收納于方形電池殼中而成的電池的情況下，即使對上述那樣的負極活性物質或負極集電體設置緩和應力的功能，在電極組的長度方向的平坦部有時也無法避免翹曲的發生。可以認為這是由于位于電極組的長度方向兩側的彎曲部以束緊的狀態受到電池殼的約束，因此無法遍及電極組的全長來緩和應力，其結果是，位于彎曲部之間的平坦部發生翹曲。

本發明是鑒于上述問題點而進行的，目的在于提供一種充放電循環優異的非水電解質二次電池及其制造方法，所述非水電解質二次電池具備卷繞成扁平狀的電極組，能夠抑制伴隨著負極活性物質的膨脹收縮而發生的電極組的翹曲。

用于解決課題的手段

本發明的特征在于，作為構成卷繞成扁平狀的電極組的正極，采用具備伸長率為1％時的抗拉強度為15N/cm以下、且斷裂時的伸長率為3％以上的特性的正極，并且，在以電極組的長徑方向的長度為L、正極的斷裂時的伸長率為α時，按照電極組的長徑方向端部與方形電池殼的短邊側的內側面的間隙S滿足S≥1/8(L×α)的方式，將扁平狀的電極組收納在方形電池殼中。

通過采用這種構成，即使在重復充放電循環的情況下，也能夠抑制電極組發生翹曲，并且能夠抑制伴隨著極板的伸長而產生的電池殼的變形。

在某個優選的實施方式中，具備上述特性的正極可以通過將在其表面形成有正極活性物質層的正極集電板壓延后、在規定的溫度下進行熱處理而獲得。

發明的效果

根據本發明，在具備卷繞成扁平狀的電極組的非水電解質二次電池中，即使在重復充放電循環的情況下，也能夠抑制電極組發生翹曲，并且能夠抑制伴隨著極板的伸長而產生的電池殼的變形。由此，能夠提供具有優異的充放電循環特性的非水電解質二次電池。

附圖說明

圖1是示意性表示本發明的一實施方式中的非水電解質二次電池的構成的局部切口立體圖。

圖2是表示電極組被收納在方形電池殼中的狀態的截面圖。

具體實施方式