非水電解質二次電池的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種非水電解質二次電池。
【背景技術】
[0002] 近年來，將具有高能量密度的非水電解質二次電池用于混合動力電動汽車（PHEV、 HEV)或電動汽車（EV)的驅動用電源等。對用于這樣的驅動電源等的非水電解質二次電池 的高性能化的要求越來越高。
[0003] 在下述的專利文獻1中，作為提供初期充放電容量、輸入輸出特性、阻抗特性得到 改善的非水電解質二次電池的技術，提出有一種在非水電解質中含有氟磺酸鹽、并且含有 特定化合物的技術。
[0004] 在先技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特開2013-152956號公報
【發明內容】
[0007] 根據上述專利文獻1所公開的技術，雖然可以得到具有優越的電池特性的非水電 解質二次電池，但是要求電池特性的進一步的改善。本發明的目的在于，提供一種電池特 性更高的非水電解質二次電池，尤其輸出特性以及高溫保存特性優越的非水電解質二次電 池。
[0008] 根據本發明的一方式的非水電解質二次電池，其具備：
[0009] 扁平狀的電極體,其具有正極板和負極板,該正極板含有鋰過渡金屬復合氧化物 來作為正極活性物質，該負極板含有可供鋰離子插入/脫離的負極活性物質；
[0010] 非水電解質；
[0011] 有底筒狀的方形外裝體，其具有開口部，并收納所述電極體和所述非水電解質；以 及
[0012] 封口體，其密封所述開口部，
[0013] 所述非水電解質含有氟磺酸鋰，
[0014] 所述方形外裝體具有一對大面積側壁和面積比所述大面積側壁的面積小的一對 小面積側壁，
[0015] 在所述一對大面積側壁間配置的所述電極體中的所述正極板的層疊數比上所述 一對大面積側壁間的距離的值是5層/mm以上。
[0016] 優選所述電極體是隔著隔板卷繞所述正極板和所述負極板而成的卷繞電極體。
[0017] 優選在所述一對大面積側壁間配置的所述電極體中的所述負極板的總厚度比上 在所述一對大面積側壁間配置的所述電極體中的所述正極板的總厚度的比例是100~ 120%。
[0018] 優選在所述一對大面積側壁間配置的所述電極體中的所述隔板的總厚度比上在 所述一對大面積側壁間配置的所述電極體中的所述正極板的總厚度的比例是65~85%。
[0019] 發明效果
[0020] 在本發明的一方式的非水電解質二次電池中，非水電解質含有氟磺酸鋰 (FSO3Li)，正極板的層疊數相對于外裝體的一對大面積側壁間的距離的比值為5層/mm以 上，由此，可提供輸出特性以及高溫保存特性優越的非水電解質二次電池。
【附圖說明】
[0021] 圖1是實施方式涉及的非水電解質二次電池的立體圖。
[0022] 圖2中的圖2A是沿圖1的IIA-IIA線的剖面圖，圖2B是沿圖2A的IIB-IIB的剖 面圖。
[0023] 圖3中的圖3A是用于實施方式涉及的非水電解質二次電池的正極板的俯視圖，圖 3B是沿圖3A的IIIB-IIIB線的剖面圖。
[0024] 圖4中的圖4A是用于實施方式涉及的非水電解質二次電池的負極板的俯視圖，圖 4B是沿圖4A的IVB-IVB線的剖面圖。
[0025] 圖5是沿圖2A的IV-IV的剖面圖。
[0026] 符號說明
[0027] 1 正極板
[0028] Ia 正極芯體
[0029] Ib 正極芯體露出部
[0030] Ic 正極混合劑層
[0031] Id 正極保護層
[0032] 2 負極板
[0033] 2a 負極芯體
[0034] 2b 負極芯體露出部
[0035] 2c 負極混合劑層
[0036] 2d 負極保護層
[0037] 3 隔板
[0038] 4 卷繞電極體
[0039] 5 正極集電體
[0040] 6 正極端子
[0041] 7 負極集電體
[0042] 8 負極端子
[0043] 9、10 絕緣部件
[0044] 11 封口體
[0045] 12 方形外裝體
[0046] 12a 大面積側壁
[0047] 12b 小面積側壁
[0048] 12c 底部
[0049] 12d 中央部
[0050] 13 電解液注液口
[0051] 14 氣體排出閥
[0052] 15 絕緣片
[0053] 16 電流切斷機構
【具體實施方式】
[0054] 以下詳細說明本發明的實施方式。但是，以下所示的各實施方式只不過是為了理 解本發明的技術思想而提出的例示。不意味著將本發明特定于該實施方式。
[0055] 如圖2所示，非水電解質二次電池具有扁平狀的卷繞電極體4,卷繞電極體4是通 過隔著隔板3卷繞正極板1與負極板2而成的。該扁平狀的卷繞電極體4的最外周面被隔 板3覆蓋。
[0056] 如圖3所示，正極板1在鋁或鋁合金制的正極芯體Ia的兩表面以如下方式形成有 正極混合劑層lc，即，所述方式為：在寬度方向的一方側的端部，芯體沿著長邊方向呈帶狀 露出的正極芯體露出部Ib被形成于兩面。而且，在正極混合劑層Ic的端部附近的正極芯 體Ia上形成有正極保護層Id。如圖4所示，負極板2在銅或銅合金制的負極芯體2a的兩 表面以如下方式形成有負極混合劑層2c，即，所述方式為：在寬度方向的兩端部，芯體沿著 長邊方向呈帶狀露出的負極芯體露出部2b被形成于兩面。在負極混合劑層2c上形成有負 極保護層2d。在此，在負極板2的寬度方向的一方的端部設置的負極芯體露出部2b的寬 度，大于在負極板2的寬度方向的另一方的端部設置的負極芯體露出部2b的寬度。需要說 明的是，負極芯體露出部2b還可以僅設置于負極板2的寬度方向的一方側的端部。
[0057] 將這些正極板1以及負極板2隔著隔板3卷繞，成形為扁平狀，由此制成扁平狀的 卷繞電極體4。此時，在扁平狀的卷繞電極體4的一方的端部形成被卷繞的正極芯體露出部 lb，在另一方的端部形成被卷繞的負極芯體露出部2b。
[0058] 如圖2所示，被卷繞的正極芯體露出部Ib借助正極集電體5而與正極端子6電連 接。被卷繞的負極芯體露出部2b借助負極集電體7而與負極端子8電連接。優選正極集 電體5以及正極端子6為鋁或鋁合金制。優選負極集電體7以及負極端子8為銅或銅合金 制。正極端子6優選包括：貫通金屬制的封口體11的連結部6a、在封口體11的外表面側配 置的板狀部6b、以及在板狀部6b上設置的螺栓部6c。負極端子8優選包括：貫通封口體11 的連結部8a、在封口體11的外表面側配置的板狀部8b、在板狀部8b上設置的螺栓部8c。
[0059] 在正極板1與正極端子6之間的導電路徑上設有電流切斷機構16,該電流切斷機 構16在電池內壓大于既定值時工作，將正極板1與正極端子6之間的導電路徑切斷。
[0060] 如圖1、圖2A所示，正極端子6隔著絕緣構件9而被固定于封口體11。負極端子 8隔著絕緣構件10而被固定于封口體11。
[0061] 扁平狀的卷繞電極體4在被樹脂制的絕緣片15覆蓋的狀態下被收納于方形外裝 體12內。封口體11抵接于金屬制的方形外裝體12的開口部，對封口體11與方形外裝體 12的抵接部實施激光焊接。
[0062] 方形外裝體12是有底筒狀，并具有一對大面積側壁12a、面積比大面積側壁12a小 的一對小面積側壁12b、以及底部12c。扁平狀的卷繞電極體4的扁平部被配置成：一對平 坦的外表面分別與一對大面積側壁12a對置。
[0063] 封口體11具有電解液注液口 13,從該電解液注液口 13注入非水電解液，之后，利 用盲鉚釘（blind rivet)等將電解液注液口 13密封。在封口體11上形成有氣體排出閥 14,當電池內壓成為比電流切斷機構16的工作壓更大的值時，氣體排出閥14斷裂，將電池 內部的氣體向電池外部排出。
[0064] 接著，對非水電解質二次電池中的正極板1、負極板2、扁平狀的卷繞電極體4以及 作為非水電解質的非水電解液的制造方法進行說明。
[0065][正極板的制作]
[0066] 作為正極活性物質，采用的是由Li (Nia35Coa35Mna3tl)α95Ζι· α(ι502表示的鋰過渡金屬 復合氧化物。分別以質量比為91 : 7 : 2的比例，秤量該正極活性物質、作為導電劑的碳 粉末、作為粘結劑的聚偏氟乙烯（PVdF)，并與作為分散媒介的N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP) 混合，制作正極混合劑漿料。
[0067] 以質量比為21 : 4 : 1 : 74的比例，混合氧化鋁粉末、PVdF、碳粉末、以及作為分 散媒介的NMP，制作正極保護層漿料。
[0068] 利用金屬涂料機，在作為正極芯體Ia的鋁箔的兩面涂布由上述方法制作的正極 混合劑漿料。接著，在涂布了正極混合劑漿料的區域端部的正極芯體Ia上，涂布由上述方 法制作的正極保護層漿料。之后，對極板進行干燥，將作為分散媒介的NMP除去，通過輥壓 進行壓縮，以成為規定厚度。然后，以形成正極芯體露出部Ib的方式，切斷成既定尺寸，制 成正極板1，其中正極芯體露出部Ib是在正極板1的寬度方向的一方端部、沿著長邊方向而 在兩面未形成正極混合劑層Ic的部分。在此，兩面形成有正極混合劑層Ic的正極芯體Ia 的在俯視時的面積為〇. 42m2。需要說明的是，正極保護層Id的厚度小于正極混合劑層Ic 的厚度。
[0069][負極板的制作]
[0070] 以各自質量比為98 : I : 1的比例，將作為負極活性物質的石墨粉末、作為增粘 劑的羧甲基纖維素（CM