[发明专利]锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池。

背景技术

为了应用到混合动力汽车等中，而大力开发了锂离子二次电池或者电容器等电源装置。

近年来，从二氧化炭削减等环境问题的观点出发，期待混合动力汽车等的实用化，电池性能提升、电池控制技术的进步显著。

锂离子二次电池主要由电极(正极、负极)、分隔器、电解液构成，分隔器保持电解液，并且防止正极和负极接触短路。一般，关于电极，在金属箔两面中使金属箔露出部残存，并且涂覆合剂，对该合剂进行热冲压并干燥，裁断成规定尺寸，但在冲压时，有可能在电极表面中产生褶皱、起伏等形变。这样的形变成为裁断后的电极弯曲等形变的原因。

电极的弯曲起因于，由于热冲压时的合剂层涂覆部和金属箔露出部中的应力的差异，伸展率、变形量不同。特别，由铜箔构成的负极有可能与由铝箔构成的正极相比，伸展率更大，弯曲更大。

因此，提出了(1)使电极和分隔器的宽度方向的间隔变宽而容许某种程度的形变的对策、(2)如专利文献1所述，在金属箔中设置多个不连续的线状切槽，从而即使在高压冲压时也使金属箔跟着合剂层的伸展而产生变形的对策。

【专利文献1】日本特开平7-192726号

发明内容

但是，由于在所述对策(1)中体积效率降低，所以成为电池性能提升的障碍。

另一方面，所述对策(2)增加了用于切槽形成的工序，成为成本上升的原因。

本发明提供一种锂离子二次电池，包括卷绕形电极群，该卷绕形电极群具有：正极板，将正极合剂层配置在正极金属集电体的两面中，并且在电极板的长边的一个端部中具有正极金属集电体的露出面；负极板，将负极合剂层配置在负极金属集电体的两面中，并且在电极板的长边的一个端部中具有负极金属集电体的露出面；以及分隔器，配置在所述正极板与负极板之间，在卷绕轴方向的两端分别形成有所述正极金属集电体的露出面和所述负极金属集电体的露出面，其特征在于，所述负极金属集电体是在纯度99.9％以上的Cu中添加了Zr、Ag、Au、At、Cr、Cd、Sn、Sb和Bi中的1种以上的添加元素的、厚度6μm以上15μm以下的轧制铜箔，并且所述负极合剂层的空孔容积比为30％以上60％以下。

本发明不会增大电极的加工成本，能够防止电极的形变。

附图说明

图1是示出本发明的锂离子二次电池的第1实施方式中的、用于电极板的合剂浆制作工序的立体图。

图2是示出将在图1的工序中得到的合剂浆涂覆到金属集电体并干燥的工序的俯视图。

图3是示出裁断在图2的工序中得到的电极板的第1裁断工序的俯视图。

图4是示出在图3的工序中得到的电极板的热冲压工序的立体图。

图5是示出裁断在图4的工序中得到的电极板的第2裁断工序的俯视图。

图6是示出在图4的热冲压工序中产生的残留应力以及电极板的形变的图。

图7是针对第1实施方式的实施例和比较例，示出负极板的材质与扇度、电池直流电阻的关系的表。

图8是针对第1实施方式的实施例和比较例，示出负极金属集电体的厚度与扇度、电池直流电阻的关系的表。

图9是针对第1实施方式的实施例和比较例，示出负极合剂层空孔容积比与扇度、电池直流电阻的关系的表。

图10是针对第1实施方式的实施例和比较例，示出负极金属集电体的露出面的宽度与卷绕形电极群的负极金属集电体的露出面的重叠位置偏移量的关系的曲线。

图11是针对第1实施方式的实施例和比较例，示出正极金属集电体的露出面的宽度与卷绕形电极群的正极金属集电体的露出面的重叠位置偏移量的关系的曲线。

图12是示出第1实施方式的锂离子二次电池的立体图。

图13是图12的锂离子二次电池的分解立体图。

图14是示出图12的锂离子二次电池的卷绕形电极群的立体图。

图15是示出本发明的锂离子二次电池的第2实施方式的纵剖面图。

图16是示出第2实施方式的发电单元的分解立体图。

图17是示出第2实施方式的卷绕电极群的立体图。

(符号说明)

14、15、300：露出面；30：正极板；40：负极板；130：卷绕形电极群；170：分隔器；200：金属集电体；400：合剂层。

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的锂离子二次电池的实施方式进行说明。

另外，本发明不限于以下叙述的实施方式。

[第1实施方式]

本实施方式中的电极板例如通过以下的工序制作。

[合剂浆制作]