制造非水電解質二次電池的方法以及非水電解質二次電池的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及制造非水電解質二次電池的方法。更具體地說，本發明涉及這樣的制 造方法：此方法針對配備有卷繞電極體的非水電解質二次電池設計并且包括老化處理。另 夕卜，本發明還涉及非水電解質二次電池。
【背景技術】
[0002] 作為車載電源、個人計算機和移動終端等的電源，諸如鎳氫電池、鋰二次電池等的 可充電/可放電非水電解質二次電池變得日益重要。特別地，優選使用可以獲得高能量密 度的輕型鋰二次電池作為車載高輸出電源。
[0003] 作為此類電池的一種形式，可以提及這樣的密閉電池：其中，通過使正電極和負電 極夾著隔板相互層疊而獲得的電極體與電解質一起被容納在電池外殼中。典型地，在將通 過卷繞片狀電極體而獲得的卷繞電極體容納在電池外殼中之后，電池外殼被安裝上蓋體以 被密封，從而構造這種密閉電池。然后在預定條件下對所構造的電池執行充電/放電處理 (調節處理）以進行調整，以使所構造的電池可投入實際使用。此外，在執行完上述調節處 理之后，執行其中電池被保持在預定條件下的老化處理以獲得各種效果，這些效果為例如： 使非水電解液滲入卷繞電極體中；選出其中可相當于自放電量的初始電容量降低（初始劣 化）大的電池；以及使電池性能穩定等。該老化處理取決于其目的，但是可在高于室溫范圍 的溫度范圍（例如，30°C到60°C)內執行，從而可在短時間內結束直到獲得預定效果為止的 上述保持時間。
[0004] 與這種情況一樣地，在以相對高的溫度執行老化處理時，已知可能出現問題，這是 因為：由于電池的充電/放電反應產生抑制性物質，或者電極活性材料膨脹等而導致電池 的內阻升高；由于老化期間產生的氣體，電池的內部壓力增強，使得電池外殼變形；等等。 另一方面，在例如公開號為2010-153337的日本專利申請（JP-2010-153337A)中公開了通 過在老化期間將電池中的氧氣濃度調整為lOvol%到20vol%，抑制了電池的內阻和電池 的內部壓力升尚。
[0005] 順便提及，制造二次電池時的老化處理也可為了以下目的執行：溶解/沉淀可在 制造過程中混入電池中的金屬異物。在為此目的執行的老化處理中，常規地，在調節處理之 后將電池調整到高充電狀態（S0C)，并且使電池長時間（例如，持續約24小時以上）保持在 高溫下。在該老化處理中，可進一步促進金屬異物的溶解，可進一步縮短直到實現預定效果 為止的保持時間，而且通過使溫度（電池被保持在較高溫度下所處于的溫度）保持在等于 或高于60°C的溫度范圍內，可期待制造成本的降低。
【發明內容】
[0006] 然而，已經證明，如果老化處理溫度被設定為等于或高于60°C的高溫（例如，超過 60°C的溫度），則會導致新問題，這是因為極有可能在卷繞電極體中發生起因于上述金屬異 物之外的微小短路。發生此類微小短路的電池具有大的自放電量，因此并非優選的。
[0007] 本發明人已經反復地對配備有卷繞電極體的二次電池在等于或高于60°C的高溫 (在下文中，本說明書中的"高溫"表示等于或高于60°C的溫度范圍，除非另外注明）下接 受老化處理時發生的微小短路的發生情況進行了詳細研宄。結果，本發明人發現這種微小 短路發生在卷繞電極體的特定區域內。然后，本發明人發現，可以通過創造這樣的情形而在 不引起此微小短路的情況下在等于或高于60°C的高溫范圍內執行老化處理，從而完成本發 明：在該情形下，可誘發此微小短路的"特定區域"不與在電池外殼中的空間中所包含的氧 氣直接接觸。
[0008] 在常規電池中，可誘發此微小短路的"特定區域"是這樣的正電極活性材料層區 域：該區域處于可能與在電池外殼中的空間中包含的氧氣直接接觸的環境中。于是，在高溫 老化處理期間，在該正電極活性材料層區域和與其相對的負電極活性材料層區域之間經常 發生微小短路。更具體地說，上述特定區域典型地是正電極活性材料層的在卷繞電極體的 兩端處直接向電池外殼中的空間開放的區域。
[0009] 本發明提供可以抑制由在等于或高于60°C的高溫下的老化處理所導致的微小短 路的發生的非水電解質二次電池、以及用于在短時間內制造高質量二次電池的制造非水電 解質二次電池的方法。
[0010] 本發明的第一方面涉及一種制造配備有卷繞電極體的非水電解質二次電池（下 文中簡稱為二次電池，在某些情況下簡稱為電池等）的方法，所述卷繞電極體是通過使正 電極和負電極夾著隔板相互層疊，并且卷繞所述正電極、所述負電極和所述隔板的疊層而 形成的，所述正電極具有分別被設置在其正電極集電體的兩面上的正電極活性材料層，所 述負電極具有分別被設置在其負電極集電體的兩面上的負電極活性材料層。另外，此制造 方法包括制備所述卷繞電極體，其中（1)未形成有上述正電極活性材料層的未涂布部以在 上述卷繞電極體的沿其卷繞軸方向的兩端中的一端處從上述負電極伸出的狀態被層疊， (2)未形成有上述負電極活性材料層的未涂布部以在所述卷繞電極體的沿其卷繞軸方向的 兩端中的另一端處從上述正電極伸出的狀態被層疊，并且（3)在至少包括上述正電極的最 外周的區域中，在上述正電極集電體的至少其卷繞外周側的表面上未形成上述正電極活性 材料層。此制造方法包括隨后通過將上述卷繞電極體以及非水電解質容納在電池外殼中來 構造所述二次電池；以及對上述二次電池執行老化處理，在所述老化處理中，所述二次電池 被保持在等于或高于60°C的溫度范圍內。
[0011] 在卷繞電極體中，正電極活性材料層的上面和下面一般被正電極集電體和隔板夾 著，并且幾乎不與電池外殼中的空間中包含的氧氣直接接觸。另外，根據上述配置（1)和 (2)，除了正電極活性材料層的位于卷繞電極體的最外周的那些區域（S卩，在最外周正電極 集電體的其最外周側的面上形成的正電極活性材料層）之外的正電極活性材料層的兩端 (可包括側面及其附近區域）通過正電極未涂布部和負電極未涂布部而與電池外殼中的空 間隔離，并且被抑制與該空間中包含的氧氣直接接觸。另一方面，當正電極活性材料層在最 外周正電極集電體的其卷繞外周側的面上形成時，正電極活性材料層可處于直接向電池外 殼中的空間開放的狀態。這是因為相對于正電極活性材料層的設置未涂布部的端部，在卷 繞外周側上不存在正電極集電體的未涂布部。這樣，由于上述配置（3)，正電極活性材料層 不在正電極集電體的其外周側上這樣的區域中設置：該區域至少包括正電極的最外周。換 言之，采用這樣的配置：其中，存在于最外周側的正電極活性材料層總是位于相對于正電極 集電體的卷繞內周側上。因此，該特定區域被抑制與電池外殼中的氧氣直接接觸。這樣，根 據本發明的上述方面，可抑制在等于或高于60°C的溫度范圍內執行老化處理的情況下發生 微小短路。
[0012] 在本發明的上述方面中，所制備的卷繞電極體可被配置為使得：所述至少包括上 述正電極的所述最外周的區域被設置在構成上述負電極的最外周的區域的卷繞外周側。
[0013] 根據本發明的上述方面，當在至少包括正電極的最外周的區域中，在正電極集電 體的其內周側的面上形成正電極活性材料層的情況下，負電極活性材料層與正電極活性材 料層相對，并且電極體的面積增加，從而所述電池結構可更合理地被構造。此外，當在至少 包括正電極的最外周的區域中，在正電極集電體的兩面上都不形成正電極活性材料層的情 況下，僅正電極集電體被卷繞在集電體的最外周的周圍。例如可以構造對來自外部的碰撞、 壓力等有耐性的堅固電池結構。
[0014] 在本發明的上述方面中，所制備的卷繞電極體可被配置為使得：在所述至少包括 上述正電極的所述最外周的區域中，在所述正電極集電體的兩面上都未形成上述正電極活 性材料層。
[0015] 在卷繞電極體中，在夾著隔板彼此相對的電極活性材料層當中，較多地位于外周 側上的電極活性材料層具有較寬的相對面積。另一方面，在二次電池中，如果考慮了載荷子 的接收特性，則正電極可以與足夠寬的負電極相對。因此，尤其是在卷繞電極體的卷繞端 處，在彼此相對的正電極活性材料層和負電極活性材料層當中，負電極活性材料層可以較 多地位于卷繞外周側上。根據本發明的上述方面，在卷繞電極體的卷繞端處，正負電極活性 材料層可以彼此相對，以便負電極活性材料層較多地位于卷繞外周側上。因此，可制造這樣 的非水電解質二次電池：其中，由金屬鋰沉淀導致的短路被抑制。
[0016] 在本發明的上述方面中，上述電池外殼可配備有正電極集電端子板和負電極集電 端子板，所述正電極集電端子板被電連接到上述卷繞電極體的所述正電極，所述負電極集 電端子板被電連接到上述卷繞電極體的所述負電極。上述二次電池的構造可以包括：至少 在上述卷繞電極體的沿其周向的一區域中，捆綁上述卷繞電極體的所述正電極的所述未涂 布部；不經由另一部件而在該捆綁區域中將上述正電極的所述未涂布部連接到上述正電極 集電端子板；至少在上述卷繞電極體的沿其周向的一區域中，捆綁上述卷繞電極體的所述 負電極的所述未涂布部；以及不經由另一部件而在該捆綁區域中將上述負電極的所述未涂 布部連接到上述負電極集電端子板。
[0017] 根據本發明的上述方面，通過捆綁在正負電極二者上形成的未涂布部，可以更可 靠地抑制正電極活性材料層與電池外殼中的氧氣成分接觸。所述制造方法可適合于配備有 這些未涂布部的卷繞電極體。而且，在本發明的上述方面中，當電極體被連接到正負電極集 電端子板時，正負電極未涂布部和正負電極集電端子板不經由例如另一部件（例如用于連 接的集電箔、接頭等）