[發明專利]非水電解質二次電池

有效

• 申請號: 201280026494.X
• 申請日: 2012-04-03
• 公開（公告）號: CN103563158A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 村岡芳幸;宇賀治正彌;青山高弘;中井晴也
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01M10/0587
• 分類號: H01M10/0587;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及高容量化的非水電解質二次電池。

背景技術

近年來，伴隨著手機和筆記本電腦等電子設備的小型化、輕量化，對于作為這些電子設備的電源的二次電池要求高容量化。作為滿足該要求的電池，可列舉出：非水電解質二次電池(例如，鋰離子二次電池)。

通常，非水電解質二次電池中使用由正極和負極隔著隔離體卷繞或層疊而成的電極組。

使用卷繞而成的電極組的非水電解質二次電池中，專利文獻1記載了下述技術：為了改善電池的循環特性，將形成于集電體的內周側的活性物質的填充量設為少于形成于集電體的外周側的活性物質的填充量，并且，將相對于內周側的活性物質的填充量的外周側的活性物質的填充量設為從卷繞而成的電極組的中心向外側依次增加。由此，能夠在被卷繞的電極組的全部區域中減小內周側的活性物質的填充量與外周側的活性物質的填充量的差。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-52179號公報

發明內容

發明要解決的問題

卷繞而成的電極組中，形成于集電體的兩面的活性物質層中，內周側的活性物質層被壓縮，所以每單位面積的活性物質量變大；另一方面，外周面的活性物質層被拉伸，所以每單位面積的活性物質量變小。并且，越是曲率半徑小的電極組的中心側，該傾向變得越顯著。

另外，作為謀求非水電解質二次電池的高容量化的方法之一，可列舉出提高負極活性物質的負荷容量。此外，負荷容量(mAh/g)是指將正極的每單位面積的滿充電時的容量(mAh/cm²)除以負極的每單位面積的活性物質量(g/cm²)得到的值。具體而言，對于現有的非水電解質二次電池，只要能降低相對于正極活性物質的質量的負極活性物質的質量即可。但是，負極中，例如使用炭的情況下，炭的可逆容量為372mAh/g，所以過于減少負極質量而負極的負荷容量超過372mAh/g時，充電時變得不能在負極側接受由正極側放出的鋰離子，其結果，存在負極表面上金屬鋰析出的擔心。

另一方面，采用專利文獻1記載的技術的情況下，由于形成于集電體的內周側的活性物質的填充量少于形成于集電體的外周側的活性物質的填充量，為了謀求高容量化，減少相對于正極活性物質的質量的負極活性物質的質量時，存在產生以下這樣的問題的擔心。

即，卷繞而成的電極組中，相對的正極和負極中，形成于外側的正極的內周側的正極活性物質層被壓縮，形成于內側的負極的外周側的負極活性物質層被拉伸。因此，為了謀求高容量化，如果減少相對于正極活性物質的質量的負極活性物質的質量，則存在負極的每單位面積的負荷容量超過負極的理論容量的情況。該情況下，負極的負荷容量超過負極的理論容量時，形成于負極的外周側的負極活性物質層中有鋰等金屬析出的擔心。越是曲率半徑小的電極組的內側，由這樣的原因導致的鋰等金屬的析出變得越顯著。

本發明是鑒于以上所述觀點做出的，其主要的目的在于提供謀求在高容量化的非水電解質二次電池中，沒有鋰等金屬的析出、循環特性優異的非水電解質二次電池。

用于解決問題的方案

本發明的非水電解質二次電池具備由正極和負極隔著多孔絕緣層卷繞而成的電極組；正極在帶狀的正極集電體的兩面形成有正極活性物質層，負極在帶狀的負極集電體的兩面形成有負極活性物質層；非水電解質二次電池的滿充電時的負極的充電容量相對于該負極的理論容量設為83～99%的范圍；設電極組的最內側的直徑為R1、負極的厚度為t時，形成于負極集電體的外周側的第一負極活性物質層的每單位面積的活性物質質量M1與形成于負極集電體的內周側的第二負極活性物質層的每單位面積的活性物質質量M2滿足：

M1/M2＜(R1+t/2)/(R1-t/2)的關系式。

某優選的實施方式中，設電極組的最內側的直徑為R2時，形成于負極集電體的外周側的負極活性物質層的每單位面積的活性物質質量M1與形成于負極集電體的內周側的負極活性物質層的每單位面積的活性物質質量M2滿足以下的關系式：

(R2+t/2)/(R2-t/2)＜M1/M2的關系式。

發明的效果

本發明能夠提供沒有鋰等金屬的析出、循環特性優異的高容量的非水電解質二次電池。

附圖說明

圖1為將卷繞而成的電極組中的相對的正極和負極的一部分放大后的截面圖。