[发明专利]聚合物电解质电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有通过聚合物电解质缠绕的负极和正极的电池元件的聚合物电解质电池及其制造方法，更准确地说，涉及电池元件形状的改进。

背景技术

近年来，随着便携式电子装置的小型化和重量的减小，不论是用作驱动装置还是后备装置，都迫切需要向这些电子装置提供电力的电池减小其尺寸、厚度或重量。

作为满足这种要求的电池，已经研制出并付诸实际应用一种非水的电解质电池，这种电池称为锂电池，其包括具有能够可逆地引入和分离出锂离子的活性材料的正极和负极，和一种非水的电解质，并且具有高输出和高能量密度的优点。

特别是包括一种作为非水电解质的聚合物电解质的锂电池，具有耐漏液性好和安全性高电池的特点。另外，由于包含聚合物电解质的锂电池重量轻，并且厚度可能较薄，故可以将该电池的结构设计成符合各种电子装置的形状或尺寸的需要。从而，这种锂电池具有传统电池所不具有的特点。

例如，当制造薄的平板型聚合物电解质电池时，可以通过在薄片形正极和薄片形负极之间设置聚合物电解质而形成电池元件，并且该电池元件可被覆盖一层状薄膜，铝箔作为层状薄膜的芯材料。

现在，为了使各种类型的电子装置更加紧凑，必须有效地利用电子装置的内部空间，而且特别要求使用具有弯曲表面的内部空间，作为容纳电子装置电源用的电池的空间。

不过，例如如图1所示，当将一平板型聚合物电解质电池102安装在诸如移动电话或PDA的便携式电子装置101内具有弯曲表面的内部空间时，电子装置101的外壳与平板型聚合物电解质电池102之间不合适地产生出无用空间103，以致于不能有效地利用电子装置101的内部空间。

因此，作为有效地利用这些空间103的一种方法，可以使平板型聚合物电解质电池102弯曲，以便与电子装置101内部空间的形状相符。

不过，由于平板型聚合物电解质电池102具有平板型电池元件，而平板型电池元件包括一薄板型正极和一薄板型负极，以及放在其间的聚合物电解质，故即使当平板型聚合物电解质电池102弯曲时，也不能长久地保持所需的弯曲形状。另外，当平板型聚合物电解质电池102弯曲时，由于外力，电极活性材料层可能会断裂或者与集流器分离。从而，当使平板型聚合物电解质电池102弯曲时，极为不利地会使电池性能降低。

例如，在日本专利申请公开No.平11-307130中披露了一种方法，通过分别使用两个具有不同直径的辊子向具有通过聚合物电解质迭合在一起的正极和负极的电池元件(下面，简单地称之为平板型电池元件)施加热压焊接处理(a thermocompression bonding process)，而使平板型电池元件弯曲。根据这种方法，虽然电池元件得以保持弯曲结构，不过具有不同直径的辊子将剪切应力施加在活性材料层与集流器之间的部位上，从而不希望地增大了电池的电阻，易于在叠层电极的端部产生短路，从而不能方便地获得稳定的电池性能。另外，不但极难获得所需弯曲结构的曲率，而且电池的厚度也不便于调节。

发明内容

考虑到这些传统的情形而提出了本发明，本发明的目的在于提供一种聚合物电解质电池，其中在电极端部发生短路的可能性很小，并且即使电极具有例如弯曲形状或半圆形弯曲表面，以便适合于各种电子装置的各种内部空间形状时，电池性能也很优良，还提供一种聚合物电解质电池的制造方法。

为了实现上述目的，根据本发明的聚合物电解质电池包括一电池元件，该电池元件具有通过聚合物电解质缠绕的正极和负极，其中垂直于缠绕轴的电池元件的截面具有弯曲形状。

如上所述构成的本发明的聚合物电解质电池包括一电池元件，该电池元件具有通过聚合物电解质缠绕的正极和负极，其垂直于电池元件的缠绕轴的截面为具有弯曲形状。从而，当将本发明的聚合物电解质电池与使平板型电池元件弯曲的聚合物电解质电池相比较时，前者在电极端部发生短路的可能性极低，并且具有极好的电池性能。另外，在根据本发明的聚合物电解质电池中，至少一部分弯曲形状可以具有平坦部分。

另外，聚合物电解质电池包括一电池元件，该电池元件具有通过聚合物电解质缠绕的正极和负极，其中垂直于缠绕轴的电池元件的截面具有半圆形形状。