[發(fā)明專利]二次電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410093092.2
• 申請(qǐng)日: 2014-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN104518191B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徳野陽(yáng)子;速水直哉;植松育生;中具道
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號(hào): H01M2/26
• 分類號(hào): H01M2/26;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 陳建全

本申請(qǐng)以由2013年9月30日申請(qǐng)的在先日本專利申請(qǐng)第2013-205792號(hào)所產(chǎn)生的優(yōu)先權(quán)的利益為基礎(chǔ)，并且為了獲取該利益，在此援引加入其全部?jī)?nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二次電池。

背景技術(shù)

對(duì)于鋰二次電池等二次電池來(lái)說(shuō)，為了避免正極與負(fù)極接觸而使用了多孔質(zhì)的隔膜。通常，隔膜作為與正極和負(fù)極分離的自支撐膜來(lái)制備。例如，將隔膜用正極和負(fù)極挾持來(lái)制成單位結(jié)構(gòu)（電極單元），將其卷繞或者疊層來(lái)構(gòu)成電池群。

作為常規(guī)的隔膜，可以列舉出聚烯烴系樹脂膜制的微多孔膜。這樣的隔膜例如通過(guò)下述方法來(lái)制造：將包含聚烯烴系樹脂組合物熔融物擠出成型為片狀，將除了聚烯烴系樹脂以外的物質(zhì)萃取除去，然后對(duì)該片材進(jìn)行拉伸。

樹脂膜制的隔膜需要具有不會(huì)在制作電池時(shí)破裂的機(jī)械強(qiáng)度，因此難以使其薄到某一程度以上。因此，特別是對(duì)于將電極單元多個(gè)疊層或卷繞而成的類型的電池來(lái)說(shuō)，由于隔膜的厚度，電池的每單位容積所能夠收納的單位電極單元的量會(huì)受到限制。這會(huì)導(dǎo)致電池容量的下降。另外，樹脂膜制的隔膜缺乏耐久性，當(dāng)將其用于二次電池時(shí)，在反復(fù)進(jìn)行充電和放電之際，隔膜會(huì)劣化，從而會(huì)產(chǎn)生電池的循環(huán)性降低這樣的不利情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供能夠在防止電極間發(fā)生短路的情況下使能量密度提高的二次電池。

本發(fā)明的二次電池具備電極和有機(jī)纖維層。電極具備集電體、含活性物質(zhì)層和極耳。集電體具有邊緣部。含活性物質(zhì)層被擔(dān)載在集電體的至少單面上。極耳從集電體的邊緣部伸出。極耳具有第一表面和第二表面。含活性物質(zhì)層包含被擔(dān)載在集電體的邊緣部上的端部。含活性物質(zhì)層在端部具有最大厚度。有機(jī)纖維層包含有機(jī)纖維，并且與含活性物質(zhì)層的端部以及極耳的第一表面的和集電體的邊緣部相鄰的部分結(jié)合。

根據(jù)上述構(gòu)成，能夠在防止電極間發(fā)生短路的情況下使能量密度提高。

附圖說(shuō)明

圖1是表示實(shí)施方式的二次電池所具備的電極與有機(jī)纖維層的位置關(guān)系的一個(gè)例子的剖視示意圖。

圖2是表示形成有機(jī)纖維層的一個(gè)例子的方法的示意圖。

圖3是實(shí)施方式的第一例的二次電池的示意立體局部剖視圖。

圖4是實(shí)施方式的第二例的二次電池的示意立體分解圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在附圖中，相同符號(hào)表示相同或類似的部分。

在實(shí)施方式中，使用有機(jī)纖維層。有機(jī)纖維層能夠作為電極的含活性物質(zhì)層與對(duì)極的含活性物質(zhì)層之間的隔膜起作用。

對(duì)于有機(jī)纖維層來(lái)說(shuō)，當(dāng)使所含有的有機(jī)纖維為稀疏的狀態(tài)時(shí)，可以提高孔隙率，因此就算要得到例如孔隙率為90%左右的層也不是很難。例如，當(dāng)實(shí)施方式的二次電池為鋰離子參與充放電的非水電解質(zhì)二次電池時(shí)，通過(guò)提高孔隙率，能夠?qū)崿F(xiàn)鋰離子的優(yōu)異的透過(guò)性和良好的非水電解質(zhì)含浸性。另一方面，用粒子來(lái)形成孔隙率大的層是極為困難的。

從凹凸、破裂容易度、含電解液性、密合性、彎曲特性、孔隙率、離子透過(guò)性的觀點(diǎn)考慮，有機(jī)纖維層比無(wú)機(jī)纖維層更為有利。

這樣，有機(jī)纖維層能夠?qū)崿F(xiàn)比用粒子形成的隔膜及用無(wú)機(jī)纖維形成的隔膜更加優(yōu)異的隔膜功能。

另外，有機(jī)纖維層與含活性物質(zhì)層的端部以及極耳的第一表面的和集電體的邊緣部相鄰的部分結(jié)合，所以不是自支撐膜。有機(jī)纖維層可以具有小于12μm的厚度。厚度小的有機(jī)纖維層可以提高二次電池的能量密度。另一方面，為了用自支撐膜來(lái)構(gòu)成隔膜，需要12μm以上的厚度。即，從能量密度的觀點(diǎn)考慮，有機(jī)纖維層能夠?qū)崿F(xiàn)比自支撐膜的隔膜更加優(yōu)異的隔膜功能。

這種有機(jī)纖維層可以作為含活性物質(zhì)層的具有最大厚度的端部的緩沖件（cushion）起作用。在其作用下，雖然含活性物質(zhì)層的端部具有含活性物質(zhì)層的最大厚度，但能夠防止電極間由于這部分而發(fā)生短路。

而且，有機(jī)纖維層與極耳的第一表面的和集電體的邊緣部相鄰的部分結(jié)合，因此能夠防止該極耳的第一表面由于這部分而發(fā)生短路。

另外，有機(jī)纖維層所結(jié)合的極耳的第一表面可以具有低表面粗糙度。在此，表面粗糙度可以使用通過(guò)算術(shù)平均粗糙度（R_a）、最大峰高度（R_p）、最大高度粗糙度（R_z）中的任意一個(gè)而測(cè)得的值。表面粗糙度低的極耳的第一表面可以增大與結(jié)合在第一表面上的有機(jī)纖維層的接觸面積，能夠提高與有機(jī)纖維層的密合性。通過(guò)使該密合性提高并且調(diào)整有機(jī)纖維層的形成方法，有機(jī)纖維層能夠顯示對(duì)于電極的高剝離強(qiáng)度。剝離強(qiáng)度高的有機(jī)纖維層能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地發(fā)揮之前說(shuō)明過(guò)的防止短路的效果。