[發(fā)明專利]具有應(yīng)力緩和層的鋰二次電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110260331.5
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN102420339A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阿部登志雄;守田俊章
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/70;H01M4/13;H01M10/0587
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張寶榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有高輸入輸出性能且適合于混合動力電動機動車等的新的鋰二次電池。

背景技術(shù)

近些年，為了保護環(huán)境和抑制地球溫室化，期望減少二氧化碳排出量。作為降低二氧化碳排出量的方法，存在混合動力電動機動車(H?EV)和電動機動車(EV)等的實際應(yīng)用。作為這些通過電動機進(jìn)行驅(qū)動的機動車的能源來說，能夠反復(fù)進(jìn)行充電放電的二次電池為必須的技術(shù)。鋰二次電池由于其動作電壓高且容易得到高輸出，因此作為由電動機進(jìn)行驅(qū)動的機動車的電源而引起關(guān)注。另外，便攜式電話等能夠移動使用的電子設(shè)備的高功能化逐年進(jìn)展，與此相伴其消耗電力增加。因此，期望開發(fā)出小型、輕量且容量大的二次電池。

為了電池的大容量化，需要使用理論容量大的活性物質(zhì)。例如，對于負(fù)極活性物質(zhì)來說，Si、Sn等與鋰合金化的金屬等的理論容量大，為優(yōu)選的材料。但是，理論容量大的負(fù)極活性物質(zhì)充電時的體積膨脹變大，在負(fù)極-集電體之間產(chǎn)生應(yīng)力。其結(jié)果是，電極產(chǎn)生褶皺或松弛，或者活性物質(zhì)從集電體剝離，從而存在循環(huán)壽命縮短的問題。

針對該問題而提出有幾個解決方法。在專利文獻(xiàn)1中，提出有如下方法，即，在電極的彎曲部中，使配置在負(fù)極集電體的內(nèi)側(cè)的活性物質(zhì)層中的鐵濃度比配置在負(fù)極集電體的外側(cè)的活性物質(zhì)層中的鐵濃度高。在專利文獻(xiàn)2中提出形成為具有應(yīng)力緩和部的結(jié)構(gòu)的方法，該應(yīng)力緩和部由使集電體相對于長度方向連續(xù)的曲面構(gòu)成。

【專利文獻(xiàn)1】日本特開2007-95569號公報

【專利文獻(xiàn)2】日本特開2009-181831號公報

然而，在上述的專利文獻(xiàn)1所提出的技術(shù)中，分開使用兩種活性物質(zhì)而需要涂敷的時間，存在成本上升的問題。另外，在上述的專利文獻(xiàn)2所提出的技術(shù)中，因具有應(yīng)力緩和部而集電體在電池內(nèi)占有的體積及重量增加，存在電池的能量密度降低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明鑒于這樣的問題而提出，其目的在于提供一種改善鋰二次電池的循環(huán)壽命且適合于高容量的混合動力電動機動車或便攜式設(shè)備等的鋰二次電池用電極及電池。

鋰離子二次電池具備：卷繞組，其通過將正極和負(fù)極隔著隔板卷繞而形成，所述正極和負(fù)極能夠可逆地吸藏放出鋰離子；有機電解液，其溶解了含有所述鋰離子的電解質(zhì)，其中，所述負(fù)極通過將含有活性物質(zhì)和粘合劑的合劑層涂敷到集電體上而形成，所述集電體通過在銅箔的表面或背面中的至少一方設(shè)置具有內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力緩和層而構(gòu)成。

本發(fā)明的鋰二次電池通過緩和在電極合劑層與集電體之間產(chǎn)生的應(yīng)力而能夠改善鋰二次電池的循環(huán)壽命。

附圖說明

圖1是表示本實施例涉及的鋰二次電池用集電體的截面的圖。(實施例1)

圖2是表示本實施例涉及的鋰二次電池用集電體的截面的圖。(實施例2)

圖3是表示本實施例涉及的鋰二次電池用集電體的截面的圖。(實施例3)

圖4是表示本實施例涉及的鋰二次電池用集電體的截面的圖。(實施例4)

圖5是表示本實施例涉及的鋰二次電池用集電體的截面的圖。(實施例5)

圖6是表示本實施例涉及的鋰二次電池的單側(cè)截面的圖。

符號說明：

1?銅箔

2?第一應(yīng)力緩和層

3?第二應(yīng)力緩和層

101?正極集電體

102?正極合劑層

103?負(fù)極集電體

104?負(fù)極合劑層

107?隔板

109?負(fù)極引線

110?正極引線

111?正極絕緣體(insulate)

112?負(fù)極絕緣體

113?負(fù)極電池殼體

114?墊層

115?正極電池蓋

具體實施方式

本發(fā)明的主要特征在于，為了緩和在電極合劑層與集電體之間產(chǎn)生的應(yīng)力，在電極的彎曲部中使集電體外側(cè)產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力比集電體內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力大。通過該方法，能夠在不改變活性物質(zhì)層的形成方法的情況下緩和在電極合劑層與集電體之間產(chǎn)生的應(yīng)力，能夠抑制電極的褶皺或松弛的產(chǎn)生以及活性物質(zhì)從集電體的剝離。

以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式涉及的鋰二次電池用集電體和鋰二次電池以及它們的制造方進(jìn)行說明。

〔鋰二次電池用負(fù)極集電體的結(jié)構(gòu)〕