[发明专利]非水电解质二次电池和非水电解质二次电池用电极

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池和非水电解质二次电池用电极。更具体地，本发明涉及当异常发热的时候安全性得到提高的非水电解质二次电池和非水电解质二次电池用电极。

背景技术

因为以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池(在下文中也称为二次电池)具有高容量和高能量密度且储存性能和充放电循环特性优异，所以已经将它们广泛地用于消费品。另一方面，因为在二次电池中使用了锂和非水电解质，所以需要充分的安全性措施。

例如，在具有大容量和高能量密度的二次电池中，在由于某种原因在二次电池的正极和负极之间发生短路的情况下，过多的短路电流流动。所述短路电流因内阻而产生焦耳热，从而提高了二次电池的温度。因而，在以锂离子二次电池为代表的利用非水电解质的二次电池中，提供了防止二次电池陷入异常发热状态的功能。

在迄今已经完成的许多防止异常发热状态的功能的提议中，日本特开平11(1999)-102711号公报中报道了一种锂离子二次电池，其中正极和负极的活性物质层各自形成在由低熔点(130℃～170℃)树脂膜和在其两侧上的金属层构成的集电器上。

在包含该树脂膜的集电器的二次电池中，在由于在正极和负极之间并入的杂质而因短路发生异常发热的情况下，将低熔点树脂膜熔化且也使形成在其上的金属层破裂，从而切断电流。结果，该公布中构想了二次电池内的温度上升得到抑制且能够防止着火。

发明内容

因而，本发明提供了一种非水电解质二次电池，其包含由含有活性物质的正极和负极构成的电极，以及在所述正极和所述负极之间的隔膜；其中

所述正极和所述负极中的一个含有粘合剂且形成在集电器上；

所述集电器具有由在异常发热时会熔化的树脂层和形成在所述树脂层的两侧上作为导电体的金属层构成的结构；

所述树脂层的熔点为120～200℃；且

所述粘合剂的熔点在70℃和比上述树脂层的熔点低40℃的温度之间。

另外，本发明提供了一种非水电解质二次电池的正极或负极用电极，所述非水电解质二次电池包含由正极和负极构成的电极，以及在所述正极和所述负极之间的隔膜；其中

所述正极和所述负极中的一个含有粘合剂且形成在集电器上；

所述集电器具有由在异常发热时会熔化的树脂层和形成在所述树脂层的两侧上作为导电体的金属层构成的结构；

所述树脂层的熔点为120～200℃；及

所述粘合剂的熔点在70℃和比上述树脂层的熔点低40℃的温度之间。

本申请的这些和其它目的将从下文中给出的详细描述变得更显而易见。然而，应当理解，尽管指出了本发明的优选实施方案，但是所述详细描述和具体实施例仅当作举例说明给出，这是因为对于本领域的技术人员来说，根据该详细描述，在本发明主旨和范围内的各种变化和修改将变得显而易见。

附图说明

图1A～1C是本发明二次电池能够提高安全性的理由的示意性说明图。

具体实施方式

上述公布的电池利用聚偏二氟乙烯作为包含在电极中的粘合剂。因而，该电池的响应性低劣，使得当在短路点出现发热时，树脂膜熔化而使金属膜破裂。另外，就该电池而言，在电极厚度增加的情况下，速率特性下降且在某些情况下未获得足够的充放电特性。

本发明的非水电解质二次电池(在下文中，也简称为二次电池)能够提高安全性，这是因为：

●在正极和/或负极侧上构成集电器的树脂层的熔点在特定范围内，且

●构成在具有熔点在特定范围内的树脂层的集电器上形成的电极的粘合剂的熔点在与树脂层的熔点相关的特定范围内。本发明人认为，提高安全性的理由基于下列机理。

图1A～1C是本发明的二次电池能够提高安全性的理由的示意性说明图。在附图中，1是指树脂层，2是指金属层，3是指电极，4是指发热区域，5是指由于杂质而造成的内部短路位置，6是指树脂层的熔化位置，且7是指电极的熔化位置。

在图1A中，因正极和负极之间的短路，在由于杂质等而造成的内部短路位置5中出现发热。发热出现在所述内部短路位置5周围的区域4中。

通常，已经将熔点高于树脂层1的树脂如聚偏二氟乙烯和苯乙烯-丁二烯橡胶用于构成电极的粘合剂。在利用粘合剂的情况下，如图1B中所示，树脂层1因发热而在位置6熔化；然而，电极3未熔化且因短路而引起的发热继续，以致进一步提高了二次电池中的温度。

相反，在本发明中，树脂层1和粘合剂的熔点在特定范围内，这使得可以近乎在位置6和7熔化树脂层1的同时熔化电极3，如图1C中所示。结果，解决了短路问题且可以防止二次电池中的温度上升。