[發(fā)明專利]二次電池、二次電池的制造方法、電動車輛和蓄電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680018206.4
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN107431233B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 乙幡牧宏
• 申請（專利權(quán)）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01G11/06;H01G11/26;H01G11/52;H01M2/02;H01M2/16;H01M10/052;H01M10/0585
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊海榮;穆德駿

該二次電池設置有：電池元件20，所述電池元件20包含正極30、負極40和隔膜60；和膜包裝10。所述隔膜的熔點或分解溫度比熱熔接樹脂層的熔點高50℃以上。另外，所述正極或所述負極的活性材料層31、41的至少一部分與熱熔接樹脂層13通過熱熔接在所述電池元件的上表面和/或下表面處彼此結(jié)合。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種二次電池及其制造方法等，在所述二次電池中包裝膜容納電池元件。

背景技術(shù)

近來，強烈要求用于電氣設備或車輛等的電源的電池尺寸減小或重量減輕。對于電池的包裝，使用層壓膜的包裝增加，以代替使用金屬殼的常規(guī)類型。作為層壓膜，通常將鋁用于金屬箔；將尼龍(注冊商標)或聚對苯二甲酸乙二醇酯用于電池外表面上的熱熔接樹脂膜，并將聚乙烯或聚丙烯用于內(nèi)表面。膜包裝電池是其中將電池元件與電解質(zhì)一起容納在由層壓膜(也稱為“包裝膜”)制成的包裝中的電池。正極極耳和負極極耳從電池元件引出，并且各個電極極耳朝向包裝膜的外部延伸。

然而，當沖擊力施加到膜包裝電池時，電池元件可能在包裝膜內(nèi)移動。這將導致諸如電池元件與電極極耳之間的斷開或正極與負極極耳之間或負極與正極極耳之間的短路的故障。為了固定包裝膜和電池元件，已知的連接技術(shù)是其中將正極集電器和負極集電器通過熱熔接連接到層壓膜內(nèi)部的熱熔接層的技術(shù)，例如(專利文獻1)。此外，將覆蓋電池元件的最外表面的隔膜通過熱熔接連接到層壓膜內(nèi)部的熱熔接層(專利文獻2)。還已知的是，通過使用包含熱固性樹脂粘合材料的熔接帶對電池元件和電池殼進行固定(專利文獻3)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻1：日本特開昭59-180962號公報

專利文獻2：日本特開2001-351692號公報

專利文獻3：日本特開2012-529753號公報

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

然而，當使用專利文獻1中公開的技術(shù)時，為了將層壓膜的內(nèi)面樹脂層和集電器進行熱熔接，需要形成其中僅在一個表面上設置活性材料的大集電器部分。在這種情況下，需要與其中在集電器的兩個表面都形成活性材料層的電極部分分別制作。如果存在例如通過涂布在集電器上設置活性材料層之后用壓機對集電器進行壓制的工序，則由于在壓制期間活性材料層與集電器箔之間存在伸長率不同，所以在僅在一面上形成活性材料層的電極部分中電極變得彎曲，導致處理困難。

當使用專利文獻2中公開的技術(shù)時，電池元件中的隔膜會在將電池元件的最外側(cè)的隔膜熱熔接至層壓膜的最內(nèi)側(cè)的熱熔接樹脂層期間熔化。結(jié)果，可能發(fā)生其中用于支持電解質(zhì)等通過的隔膜中的孔被堵塞的斷路，或者可能由于隔膜的收縮而在正極與負極之間發(fā)生短路。此外，如果使用其中隔膜比層壓膜的最內(nèi)側(cè)熱熔接樹脂層具有更高的熔點的隔膜，則在不會發(fā)生隔膜的斷路的溫度下的熱熔接可能導致以下問題。具體地，熔融的層壓膜內(nèi)側(cè)樹脂材料進入隔膜表面的微小凹凸中以獲得錨固效果，并且只有通過這種錨固效果才能實現(xiàn)溶接，因此具有平坦表面的隔膜不能獲得足夠的錨固效果并由此不能得到足夠的連接強度。此外，由于隔膜本身的硬度低，因此當對電池施加沖擊力時，存在如下問題：對于已被熱熔接至層壓膜的最內(nèi)側(cè)樹脂層的隔膜而言，固定電池元件的效果將下降。這是因為在這樣的結(jié)構(gòu)中，隔膜傾向于充當外膜的部件而不是電池元件的部件。

當使用專利文獻3中公開的技術(shù)時，由于準備熔接帶并將熔接帶貼附到電池元件的工序、以及將已經(jīng)貼附熔接帶的電池元件固定到電池殼的工序而存在成本增加的問題。

此外，在專利文獻2和3兩者中，由于對電池的充電/放電沒有幫助的電池元件的最外側(cè)電極和隔膜不能是無效的，因此需要過量的電解質(zhì)來對不貢獻于充電/放電的電極和隔膜進行浸漬。因此，成本、電池重量和電池尺寸會增加。此外，支持電解質(zhì)將從可能有助于充電/放電的電極表面到達電池元件最外側(cè)的電極，并且其將被吸收在對充電/ 放電沒有幫助的表面上。由于吸收的電解質(zhì)對應于不可逆容量部分，所以不可避免地發(fā)生電池容量的下降。