[发明专利]电极构造体及其制造方法和电池及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包含与2007年2月26日提交给日本专利局的日本专利申请JP2007-045299相关的主题，通过引用将该申请的全部内容结合在本文中。

技术领域

本发明涉及一种包括电极和电极引线的电极构造体及其制造方法，本发明还涉及一种包括电极构造体的电池及其制造方法。

背景技术

近年来，诸如多功能摄像机(VTR)、移动电话和笔记本电脑之类的便携式电子设备应用广泛，同时迫切需要减小其尺寸和重量并延长其寿命。作为这些便携式电子设备的电源，已经开发出电池，特别是能够在高能量密度下重复使用的重量轻的二次电池。

在这方面，利用锂的吸收和释放来进行充放电反应的二次电池(被称为锂离子二次电池)特别值得期待，原因在于这种二次电池与现有的铅酸电池和镍镉电池相比，可以提供更高的能量密度。

锂离子二次电池包括作为电极构造体的正极构造体和负极构造体，正极构造体包括正极和连接至正极的正极引线，负极构造体包括负极和连接至负极的负极引线。正极和负极都包括设置在集电体上的活性材料层。作为锂离子二次电池的典型例子，已知锂离子二次电池使用诸如氧化锂钴的含锂复合氧化物作为正极活性材料并使用碳材料作为负极活性材料，并且使用所谓涂覆法形成这些电极。涂覆法是如下的形成活性材料层的方法：在有机溶剂中溶解粉末状活性材料和粘结剂(binder)等形成混合物浆液，将混合物浆液涂覆到集电体上，然后使混合物浆液干燥。

在涂覆型电极中，当通过焊接将电极引线结合到活性材料层时，电极引线和活性材料层的材料性能并不匹配，因此往往导致结合强度降低，并且结合部分的电阻增大。这种情况下，内阻增加，因此电容特性和循环特性很容易变差。

因此，在使用涂覆型电极时，集电体被断断续续地涂覆上混合物浆液，以形成图案化的活性材料层，从而集电体具有被涂覆部分和未被涂覆部分，电极引线被结合到集电体的未被涂覆部分的暴露表面。

最近，由于便携式电子设备变得更趋高级和多功能化，进一步要求增大电池容量。因此，已经考虑用硅等来代替碳材料作为负极活性材料。由于硅的理论容量(4199mAh/g)明显高于石墨的理论容量(372mAh/g)，因此有望极大地改善电池容量。

此外，当使用上面所述的硅等材料作为活性材料时，最近已考虑使用气相沉积、液相沉积、喷涂等方法代替涂覆法来形成活性材料层。通过这些方法，集电体和活性材料层之间的黏附性被改善，并且它们之间的电导率被极大提高，因此有望改善电池容量。

然而，当使用气相沉积法等方法时，活性材料层形成在集电体的整个表面上，因此与使用涂覆法时的情况不同，很难形成图案化的活性材料层。所以，为了将电极引线结合到集电体，考虑在活性材料层形成之后，除去部分活性材料层以便暴露集电体。然而，在形成活性材料层之后除去活性材料层，需要额外的除去步骤，因此步骤数增加。

为了将电极引线强制结合到未形成图案化活性材料层的集电体，除了上述方法之外，还可以考虑使用一般的结合方法，例如铆边法(caulkingmethod)、电阻焊接法、超声波焊接法等。

还提出了其它一些方法用于将电极引线连接到电极。更具体地说，为了提高集电效率、生产率和良率，已知一种通过铆边法将用于集电的铅板连接至一极板方法，其中的极板通过用糊状活性材料填充一多孔材料垫来形成(参见日本专利申请特开平02-223153号公报)。此外，为了降低电池重量和提供安全性，已知一种方法，其中集电体是包括树脂膜和电子导电性薄膜的层状体，并且引线连接至电子导电性薄膜(参见日本专利申请特开平10-302753号公报)。在这种情况下，引线通过一个不会导致电子导电性薄膜分解的固定手段来固定。

发明概述

铆边法是一种有用的结合方法，其通过使电极和电极引线物理变形而使它们固定。但是，现有技术中的铆边法并不涉及将电极引线固定到电极，现有技术中的铆边法并不能确保两者之间的导电性。这是因为当活性材料层插到集电体和电极引线之间时，该活性材料层影响了它们之间的导电性。因此，在现有技术的铆边法中，诸如电导率的电学性能会随着电极和电极引线之间的结合状态而变化，所以使用现有技术的铆边法的电池在性能或良率方面可能不够。

考虑到上述问题，本发明期望提供一种能够防止电学性能变动从而稳定电池性能和提高良率的电极，并期望提供一种制造该电极的方法、以及电池和其制造方法。