[发明专利]锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及抑制锂离子二次电池充放电时的短路的技术。

背景技术

由于全球变暖和燃料枯竭的问题，各汽车制造商都在开发电动汽车(EV)。作为EV的电源，要求高能量密度的锂离子二次电池。近年来，为了实现高能量密度化，含Si的活性物质很受期待。人们知道，Si随充放电而发生的体积变化较大。

通常，锂离子二次电池具有由正极、负极和隔膜(separator)构成的电极组。

专利文献1中列举了Si和氧化硅作为负极活性物质的例子，并图示了负极尺寸大于正极的电池的截面结构。

专利文献2也图示了负极尺寸大于正极的电池的截面结构。

这是因为，从正极脱出(析出)的Li由负极接收，所以在负极较小的情况下，Li可能会析出到负极端部的集电箔露出部上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-104320号公报

专利文献2：日本特开2009-295289号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的在于抑制锂离子二次电池充放电时的短路。

解决问题的技术手段

本发明提供一种锂离子二次电池，包括长方形的正极、长方形的负极和隔膜，其特征在于：正极、负极和隔膜构成层叠型电极组，正极包括正极集电箔和含正极活性物质的正极合剂层，负极包括负极集电箔和含负极活性物质的负极合剂层，负极活性物质含硅系材料和碳质材料，硅系材料与碳质材料的质量比为20：80～80：20，硅系材料是Si合金或SiO_x(0.5≤x≤1.5)，正极和负极具有从层叠型电极组的公共的一个边伸出的集电端子，负极集电箔由不锈钢，纯度99.9％以上的铜中混合有锆、银和锡中的至少一种以上的元素的铜合金，或纯度99.99％以上的铜形成，在集电端子从公共的一个边伸出的方向上，正极合剂层和负极合剂层的长度关系是，正极合剂层的长度为负极合剂层的长度以上。

发明效果

根据本发明，能够抑制锂离子二次电池充放电时的短路。

附图说明

图1是表示层压电池内部的层叠型电极组的分解图。

图2是表示对应于实施例1～4、实施例16～19、实施例21～24、实施例26～29以及比较例2和9～10的层压电池内部的层叠型电极组的截面图。

图3是表示对应于实施例5、实施例11～14、实施例20、实施例25以及实施例30的层压电池内部的层叠型电极组的截面图。

图4是表示对应于实施例6～9的层压电池内部的层叠型电极组的截面图。

图5是表示对应于实施例10的层压电池内部的层叠型电极组的截面图。

图6是表示对应于实施例15的层压电池内部的层叠型电极组的截面图。

图7是表示对应于比较例1和3～8的层压电池内部的层叠型电极组的截面图。

图8是表示层压电池之一例的分解立体图。

附图标记说明

1：正极端子，2：负极端子，3：正极未涂敷部，4：负极未涂敷部，5：正极，6：负极，7：隔膜，8：层压膜(laminatefilm)(壳体一侧)，9：电极组，10：层压膜(盖体一侧)，11：集电端子。

具体实施方式

含Si的负极活性物质随充放电而发生的体积变化较大。

本发明的发明人在电极中使用随充放电而发生的体积变化较大的Si作为负极活性物质，并对这样的电极在充放电时进行原位(in-situ)观察，其结果发现，具有一定量的Si的负极的膨胀收缩不仅发生在合剂层的厚度方向上，在其长度方向(包括纵向和横向)上也发生膨胀收缩。换言之，形成在集电箔表面的合剂层，在从集电箔溢出的方向上发生膨胀收缩。而且，发明人还发现，在具有正极和负极的集电引板从同一边伸出之结构的层叠结构电极组的情况下，由于因含Si的负极的膨胀收缩和集电箔的伸展导致的电极的错位，会发生负极与正极的短路。具体而言，发明人发现层叠型电极组结构的负极合剂层与正极未涂敷部引板会发生接触而短路。此处，层叠结构电极组(层叠型电极组)指的是，对于在平板状集电箔的表面形成了合剂层的正极和负极，使它们之间夹入隔膜而层叠形成的电极组。

下面以实施例为例说明本发明。本发明不限于以下描述的实施例。

(实施例)

(层压电池的规格)