[發明專利]二次電池及其制造方法

有效

• 申請號: 201880055630.5
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN111095659B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 樋口昌史
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M50/103;H01M50/609;H01M10/052;H01M10/0566
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 沈丹陽

本發明提供一種二次電池的制造方法，即使在二次電池具有缺口部的情況下，其也能夠在整個二次電池中更充分地防止因為氣泡引起的充電不均。本發明涉及一種二次電池的制造方法，其包含對二次電池前驅體50進行初始充電的工序，在所述二次電池前驅體中，電極組件1和電解質被收容在外包裝體3中，所述電極組件包含正極、負極以及配置于該正極與該負極之間的隔膜，并在俯視觀察下具有缺口部，在所述初始充電工序中，使所述二次電池前驅體50以在鉛直方向最高位置處具有開口部6的方式豎立設置，并且，邊從所述開口部6釋放所述二次電池前驅體內產生的氣體，邊進行所述初始充電。

技術領域

本發明涉及二次電池及其制造方法。

背景技術

目前，已使用二次電池作為各種電子設備的電源。二次電池具有將包含正極、負極以及配置于正極與負極之間的隔膜的電極組件和電解質封入外包裝體中的結構。尤其是在鋰離子二次電池中，鋰離子經由電解質在正極與負極之間移動來進行電池的充放電。

在制造二次電池時，通常是在將電極組件收容至外包裝體中，并將電解質注入外包裝體，將外包裝體的內部封閉，從而得到二次電池前驅體之后，進行初始充電。已知的是，通過初始充電，會在負極表面形成固體電解質界面(Solid?Electrolyte?Interface)覆膜(以下，稱為“SEI覆膜”)，從而實現電池的長壽命化。

然而，在初始充電工序中，隨著電解質成分的分解而產生氣體，該氣體以氣泡的形式附著于負極表面。因此，氣泡會導致充電不均，使SEI覆膜的形成局部受阻，從而使SEI覆膜產生厚度不均。若SEI覆膜產生厚度不均，則有可能因為作為二次電池使用時的充放電而在SEI覆膜薄的部分的周邊析出鋰，從而在安全性上產生問題。另外，鋰的析出會導致反應面積縮小以及鋰離子消耗，因而產生了電池容量降低這一問題。

另一方面，在專利文獻1中，已知一種通過將二次電池的結構形成為特有的結構，從而抑制二次電池的使用時(即，反復充放電時)產生的氣體的影響的技術。詳細而言，專利文獻1公開了一種二次電池510，其通過將由一個以上的正極和負極隔著隔膜卷繞或層疊而成的矩形狀的電池要素收納于由層壓膜構成的外包裝體中，并在注入非水電解質后通過熱封進行密閉封閉而得到。更為詳細而言，在專利文獻1公開的二次電池510中，作為最終產品的二次電池的結構如圖8所示，以與收納電池要素的空間501相鄰的形式設置有作為氣囊502的空間。在二次電池510中，在兩個空間之間的熱封部位503的一部分上存在剝離強度低于周圍的易剝離部位504。在這樣的二次電池中，由于500次循環以上的充放電而產生的氣體移動至氣囊，因而長期循環穩定性提高。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2016-9677號公報

專利文獻2：特表2016-506606號公報

發明內容

發明要解決的技術問題

本發明的發明人等嘗試了如下技術：在二次電池的制造方法中，通過將二次電池前驅體的結構形成為特有的結構來捕集初始充電工序中產生的氣體，從而防止由氣泡引起的充電不均。首先，如圖9A所示，將包含正極、負極以及配置于該正極與該負極之間的隔膜且俯視觀察下具有矩形狀的電極組件601收容至尺寸比上述矩形狀大的外包裝體603中，并向該外包裝體注入電解質。接著，如圖9B所示，進行將外包裝體的開口部封閉形成密封部604而得到的二次電池前驅體610的初始充電。詳細而言，二次電池前驅體610具有與電極組件601的矩形狀的一邊整體接觸的氣囊602。在初始充電工序中，如圖9B所示，二次電池前驅體610被配置為在鉛直方向上氣囊602位于電極組件601的收容部的上方。由此，初始充電工序中產生的氣體被氣囊602捕集，防止因為氣泡引起的充電不均。然后，如圖9C所示，在將二次電池前驅體中的電極組件601的收容部與氣囊602的邊界封閉而形成密封部605之后，分離氣囊602，從而能夠得到二次電池前驅體600。