非水電解質二次電池制造技術

提供一種即使在因針刺、壓壞而發生短路的情況也能夠防止劇烈的放熱反應、起火、破裂等的非水電解質二次電池。一種非水電解質二次電池，其特征在于，層疊型電極體包括在正極芯體的至少單面未形成正極活性物質層的正極板和在負極芯體的至少單面未形成負極活性物質層的負極板，所述未形成正極活性物質層的面和所述未形成負極活性物質層的面隔著間隔件相對置，介于所述正極活性物質層和所述負極活性物質層之間的間隔件具有含陶瓷的層，介于所述未形成正極活性物質層的面和所述未形成負極活性物質層的面之間的間隔件不具有含陶瓷的層。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及ー種具有隔著間隔件層疊正極板、負極板而成的層疊型電極體的非水電解質二次電池。
技術介紹
近年來，鋰離子電池等非水電解質二次電池不僅被用作便攜電話、筆記本電腦、PDA等移動信息終端的電源，也逐漸被用于機器人、電動汽車、備用電源等中，逐漸要求其進一歩高容量化、高能量密度化。非水電解質二次電池的形態大致包括在有底圓筒狀外殼體中封入卷繞型電極體 而形成的圓筒形電池，在有底方筒狀外殼體或層壓外殼體中封入層疊多個方形電極板而成的層疊型電極體或扁平狀的卷繞型電極體而形成的方形電池。在機器人、電動汽車、備用電源等大電カ用途中，使用多個單電池串聯及/或并聯連接的電池組。在這種情況下，由于要求在有限的空間內的高功率化，因此與圓柱形電池相比能量密度更優異的方形電池是有利的。此外，這樣的方形電池中，為實現電池大型化而使用層疊多個電極板而成的層疊型電極體，這也是有利的。但是，伴隨非水電解質二次電池高容量化、高能量密度化，存在安全性下降的傾向。因此，對于高容量、高能量密度的非水電解質二次電池，要求進ー步提高其安全性。作為提高電池安全性的技術，專利文獻I中，為了提供即使在針刺、壓壞導致短路的情況，也能防止發煙和起火、高安全性的層疊型聚合物電解質電池，公開了ー種層疊型聚合物電解質電池，其是用包含金屬箔的外殼體封裝下述層疊電極組而成的，所述層疊電極組是將在正極集電體的至少單面形成正極合劑層的正極和在負極集電體的至少單面形成負極合劑層的負極隔著介于二者之間的聚合物電解質層層疊而成的，其特征在于，在上述層疊電極組的至少ー個最外層電極的更外側，隔著絕緣體設置配置厚度為30μπι以上的2片金屬板而成的短路形成兼發熱促進單元，將該短路形成兼放熱促進単元的各個金屬板與不同極性的電極的引線部連接。此外，專利文獻2中公開了ー種技術，該技術提供的鋰離子二次電池，即使由于來自外部的異常加熱、在電池的層疊方向的壓碎、或者針刺等而導致正極活性物質和負極發生短路，也能夠確保安全性。具體而言，公開了ー種非水系電池，在電池罐內具有包括僅在集電體箔的ー個面具有正極活性物質的正極板、僅在集電體箔的ー個面具有負極活性物質的負極板、間隔件和絕緣膜的電極板層疊體，前述電極板層疊體是單位電池層彼此隔著絕緣膜層疊而成的，其中所述單位電池層是正極板的具有正極活性物質的面和負極板的具有負極活性物質的面隔著間隔件相對配置而成的。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2001-68156號公報專利文獻2 :日本特開平8-264206號公報
技術實現思路
根據上述專利文獻I以及專利文獻2所述的技木，雖然提高了非水電解質二次電池的安全性，但是在非水電解質二次電池進一歩高容量化、高能量密度化的情況，希望進ー步提聞其安全性。本專利技術的目的在于提高非水電解質二次電池的安全性，目的在于提供即使在因針刺、壓壞而發生短路的情況也能夠防止發煙、起火、破裂等的非水電解質二次電池。為了實現上述目的，本專利技術的非水電解質二次電池，其特征在于，其是將層疊型電極體與非水電解質一起容納到外殼體中而形成的，所述層疊型電極體是隔著間隔件層疊了在正極芯體的兩面形成有正極活性物質層的正極板和在負極芯體的兩面形成有負極活性物質層的負極板而成的，所述層疊型電極體包括在正極芯體的至少單面未形成正極活性物質層的正極板和在負極芯體的至少單面未形成負極活性物質層的負極板，前述正極板中的未形成正極活性物質層的面和前述負極板中的未形成負極活性物質層的面隔著間隔件相 對置，介于前述正極活性物質層與前述負極活性物質層之間的間隔件具有含陶瓷的層，介于前述未形成正極活性物質層的面和前述未形成負極活性物質層的面之間的間隔件不具有含陶瓷的層。在此，在正極芯體的至少單面未形成正極活性物質層的正極板是指僅在正極芯體的單面形成有正極活性物質層者的正極板、以及在正極芯體的兩面都未形成正極活性物質層的正極板。此外，在負極芯體的至少單面未形成負極活性物質層的負極板是指僅在負極芯體的單面形成了負極活性物質層的負極板、以及在負極芯體的兩面都未形成負極活性物質層的負極板。在具有層疊型電極體的非水電解質二次電池由于針刺等來自外部的刺扎發生短路的情況，由于短路電流引起放熱，有可能發生非水電解質的熱分解反應、活性物質和非水電解質的分解反應，產生發煙、起火等。在本專利技術中，正極板中未形成正極活性物質層的正極芯體的露出面和負極板中未形成負極活性物質層的負極芯體的露出面，形成隔著間隔件相對置的部分，介于正極芯體的露出面和負極芯體的露出面之間的間隔件設置為不具有含陶瓷的層的間隔件。因此，由于針刺等來自外部的刺扎發生短路時，介于正極芯體和負極芯體之間的間隔件由于短路部的放熱而迅速熱收縮，短路部周邊的正極芯體和負極芯體以面相接觸，流動短路電流，因此電池電壓迅速降低。此外，由于介于正極活性物質層與負極活性物質層之間的間隔件是具有含陶瓷的層的間隔件，因此即使短路部發熱，間隔件也難以熱收縮，正極活性物質和負極活性物質不直接接觸，因此能夠抑制短路電流通過活性物質層。因此，即使因針刺發生短路，正極芯體與負極芯體也迅速地以面相接觸且電池電壓降低，與此同時，能夠抑制短路電流在活性物質層中的流動，因此可以防止發煙、起火等異常的發生。在本專利技術中，在芯體的兩面形成活性物質層的極板、僅在芯體的單面形成活性物質層的極板、在芯體的兩面都未形成活性物質層的極板全部都與對應的極性端子電連接。在本專利技術中，前述未形成正極活性物質層的面與前述未形成負極活性物質層的面隔著間隔件相對置的部分，優選位于前述層疊型電極體的層疊方向的至少ー個最外部。此夕卜，前述未形成正極活性物質層的面與前述未形成負極活性物質層的面隔著間隔件相對置的部分，更優選位于前述層疊型電極體的層疊方向的兩個最外部。這樣一來，通過正極板中未形成正極活性物質層的正極芯體的露出面和負極板中未形成負極活性物質層的負極芯體的露出面隔著間隔件相對置的部分由于位于層疊型電極體的層疊方向的最外部，在發生針刺的情況下，首先在正極芯體的露出面與負極芯體的露出面隔著間隔件相對置的部分發生短路，因而能夠更有效地抑制短路電流在活性物質層中的流動。在本專利技術中，優選的是在前述層疊型電極體的層疊方向的最外部，從中央側依次地分別隔著間隔件層疊僅在芯體的單面形成活性物質層的具有一種極性的極板、在芯體的兩面都未形成活性物質層的具有另一極性的極板，前述僅在芯體的單面形成活性物質層的具有一種極性的極板上的活性物質層與前述位于層疊型電極體的層疊方向的內側的具有另一極性的極板上形成的活性物質層隔著間隔件相對置。按照使僅在芯體的單面形成活性物質層的具有一種極性的極板的活性物質層與位于層疊型電極體的層疊方向的內側的具有另一極性的極板的活性物質層相對置的方式， 隔著間隔件進行配置。然后，再在其外側隔著間隔件配置芯體兩面都未形成活性物質層的具有另一極性的極板。由此，能夠提高安全性，同時能夠避免電池容量的減少。這樣的構成，也可以設置在層疊型電極體的層疊方向的一個最外部，但優選設置在層疊型電極體的層疊方向的兩個最外部。在本專利技術中，優選的是在前述層疊型電極體的層疊方向的最外部，從中央側依次地分別隔著間隔件層疊僅在芯體的單面形成活性物質層的具有一種極性的極板、在芯體的兩面都未形成活性物質層的具有另一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種非水電解質二次電池，其特征在于，其是將層疊型電極體、與非水電解質一起容納到外殼體中而形成的，所述層疊型電極體是隔著間隔件層疊了在正極芯體的兩面形成有正極活性物質層的正極板和在負極芯體的兩面形成有負極活性物質層的負極板而成的，其中所述層疊型電極體包括在正極芯體的至少單面未形成正極活性物質層的正極板、和在負極芯體的至少單面未形成負極活性物質層的負極板，所述正極板中的未形成正極活性物質層的面和所述負極板中的未形成負極活性物質層的面隔著間隔件相對置，介于所述正極活性物質層與所述負極活性物質層之間的間隔件具有含陶瓷的層，介于所述未形成正極活性物質層的面和所述未形成負極活性物質層的面之間的間隔件不具有含陶瓷的層。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：宮崎晉也，堂上和范，前田仁史，
申請(專利權)人：三洋電機株式會社，
類型：發明
國別省市：