專利名稱：二次電池用電極群與使用其的二次電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種以鋰離子電池為代表的非水系二次電池所使用的電極群及使用 其的非水性二次電池。
背景技術：
近年來，作為便攜電子設備的電源而被廣泛應用的鋰離子二次電池在負極使用可 吸藏和放出鋰的炭質材料等并在正極使用LiCo02等過渡金屬與鋰的復合氧化物作為活性 物質，從而，實現(xiàn)在高電位高放電容量的非水系二次電池。但是，隨著近年來電子設備和通 信設備的多功能化和小型、輕薄化，人們期望高容量化的鋰離子二次電池的出現(xiàn)。
但是，隨著高容量化的推進，在正極板和負極板發(fā)生內(nèi)部短路時，電池內(nèi)部會有溫 度急劇上升的危險，因此，在大型·高輸出二次電池中，對抑制溫度激增等提高安全性的要 求特別高。
特別是，在卷繞成扁平狀的電極群被收納在方形電池盒的電池中，由于位于電極 群的長度方向兩側的彎曲部的曲率半徑小，因此，當構成電極群時，通過在曲率半徑小的彎 曲部對電極板施加大的應力，存在合劑層脫落，或者電極板斷裂的危險。另外，當電極板伴 隨著電池的充放電而膨脹收縮時，施加在電極板上的應力可能使電極板受挫變形而斷裂。 當發(fā)生這樣的電極板的斷裂時，斷裂的電極板戳破隔膜，存在正極板和負極板內(nèi)部短路的 危險。另外，即使在收納圓筒狀電極群的圓筒形電池里，也有可能在位于電極群的開始卷繞 側的曲率半徑小的部位出現(xiàn)類似問題。
作為抑制電極板斷裂的方法，在專利文獻1中，如圖16所示的那樣，記載了通過多 個凹部93將設置于集電體91的一個面的合劑層92分割為合劑層單位92U并構成電極板 90的方法。
另外，在專利文獻2中，記載了用比形成于集電體的外周側的合劑層柔軟性高的 材料形成在集電體的內(nèi)周側形成的合劑層的方法。
專利文獻1 日本特開2002-343340號公報
專利文獻2 日本特開2007-103^3號公報
但是，在專利文獻1中，雖然在使電極板變?nèi)彳涍@一點上有效果，但在應用到卷繞 成扁平狀的電極群時，在位于電極群的長度方向兩側的曲率半徑小的彎曲部沒有形成凹部 93，難以在內(nèi)周側和外周側雙方吸收施加在曲率半徑小的位置的彎曲應力。
另外，在專利文獻2中，雖然能緩和與電池充放電相伴隨的電極板的膨脹收縮所 引起的應力，具有防止電極板斷裂的效果，但是，需要在集電體上形成兩種合劑層，因此，制 作電極板的程序變得復雜。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上問題點而做出的，目的在于提供一種可靠性、安全性高的二次 電池用電極群，該二次電池用電極群可以緩和在構成電極群時所施加的應力或伴隨著充放電時電極板的膨脹收縮的應力，防止電極板斷裂等。
本發(fā)明的二次電池用電極群由在正極集電體上形成正極合劑層的正極板和在負 極集電體上形成負極合劑層的負極板隔著隔膜卷繞而成，其特征在于，電極群形成為扁平 狀，正極板和負極板中至少一方的極板，在位于電極群長徑方向的端部的彎曲部具有未涂 敷部，該未涂敷部在集電體上未形成合劑層。
在一優(yōu)選實施方式中，優(yōu)選上述未涂敷部至少形成在集電體的兩面中、電極群的 內(nèi)周側的面。
在一優(yōu)選實施方式中，上述未涂敷部未涂敷部在集電體的兩面形成，在電極群的 內(nèi)周側的面形成上的未涂敷部與在電極群的外周側的面上形成的未涂敷部相比，寬度形成得寬。
在一優(yōu)選實施方式中，形成上述未涂敷部的集電體表面上形成有多孔性絕緣層。
在一優(yōu)選實施方式中，代替上述未涂敷部，形成有合劑層厚度薄的薄壁部。
在一優(yōu)選實施方式中，上述未涂敷部在集電體的兩面形成，在集電體的一個面上 形成的未涂敷部與在集電體的另一個面上形成的未涂敷部錯開相位地形成。
在一優(yōu)選實施方式中，上述電極群形成為圓筒狀而不是扁平狀，上述未涂敷部形 成在位于圓筒狀電極群的卷繞開始側的曲率半徑小的部位，而不是形成在位于扁平狀電極 群長徑方向的端部的彎曲部。
在一優(yōu)選實施方式中，上述電極群由正極板和負極板隔著隔膜而層疊成彎折狀的 電極群構成，而不是由卷繞的電極群構成。
本發(fā)明的二次電池是將具有正極板、負極板和隔膜的電極群與電解液一同收納于 電池盒內(nèi)，電極群由上述所記載的二次電池用電極群構成。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，可以緩和構成電極群時所施加的應力或充放電時與電極板膨脹收縮 相伴的應力，并可防止電極板的斷裂和受挫變形，因此，可以實現(xiàn)可靠性和安全性較高的二 次電池用電極群。


圖1(a)是表示本發(fā)明第一實施方式的電極群的結構的截面圖。(b)是它的局部放 大圖。(c)是表示形成電極群前的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖2是表示本發(fā)明的第1實施方式的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖3是表示本發(fā)明的第1實施方式的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖4是表示本發(fā)明的第1實施方式的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖5是表示本發(fā)明的第1實施方式的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖6是表示本發(fā)明第1實施方式的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖7是表示本發(fā)明的第1實施方式的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖8是表示本發(fā)明第1實施方式的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖9(a)是表示本發(fā)明的第2實施方式的電極群的結構的截面圖，(b)是其局部放 大圖，(c)是電極群形成前的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖10是表示本發(fā)明的第2實施方式的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。4
圖11是表示本發(fā)明的第2實施方式的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖12是表示本發(fā)明的第2實施方式的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖13是表示本發(fā)明的第2實施方式的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖14是表示本發(fā)明的第2實施方式的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
圖15是表示具有本發(fā)明的實施方式的電極群的二次電池的結構的附圖。
圖16是表示以往的電極板結的結構的截面圖。
符號說明
4電極群
6a,6b 多孔性絕緣層
11正極集電體
1加、12b正極合劑層
13a、13b正極合劑層的未涂敷部
14正極板
21負極集電體
2加、2 負極合劑層
23a,23b負極合劑層的未涂敷部
24負極板
30方形二次
31隔膜
32正極引線
33負極引線
36電池盒
37絕緣板
38封口板
39墊圈
40端子
41封栓口
42封栓具體實施方式
以下，參考圖示對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，本發(fā)明不僅限于以下的實施 方式。此外，在不超出本發(fā)明具有效果的范圍內(nèi)可進行適當變更。并且，可以與其他實施方 式進行組合。
(第1實施方式)
圖1(a)是示意地表示本發(fā)明的第1實施方式的二次電池用電極群的結構的截面 圖。圖1(b)是將位于形成為扁平狀的電極群的長度方向端部的彎曲部附近放大表示的局 部截面圖。圖1(c)是表示電極群形成前的正極板、負極板和隔膜的結構的截面圖。
如圖1(a) (c)所示，經(jīng)由隔膜31，將在正極集電體11上形成正極合劑層12a、 12b的正極板14以及在負極集電體21上形成負極合劑層22a、22b的負極板M卷繞，形成5扁平狀的電極群4。而且，負極板M在位于電極群4的長度方向的端部的彎曲部具有未涂 敷部23a和23b，該未涂敷部23a和2 在負極集電體21上未形成負極合劑層22a、22b。
通過這樣的結構，在曲率半徑小的彎曲部，能夠抑制在卷繞電極板14、24時發(fā)生 的合劑層的割裂或剝落所引起的合劑層的脫落，而且，還可緩和因電極板的厚度的內(nèi)外周 差而引起的施加在電極板上的彎曲應力。由此，可以防止電極板的斷裂和由此引起的內(nèi)部 短路。
關于在位于電極群4的長度方向端部的彎曲部形成的未涂敷部23a、23b，如圖 1(c)所示，負極板M和正極板14隔著隔膜31以不存在負極合劑層的未涂敷部23a、2!3b位 于處在電極群4的長度方向端部的彎曲部的方式卷繞成旋渦狀，并且形成扁平狀地成形即 可。上述未涂覆部23a、2!3b形成在上述負極板M上，具體為，在負極集電體21的表面，在 相對于長度方向垂直的方向的負極合劑層22a的一部分中形成不存在合劑層的部分23a， 并在背面，在負極合劑層22b的一部分中形成與表面同寬且同相位的不存在合劑層的部分 23b。
為形成不存在負極合劑層的未涂敷部23a、23b，可以使用利用金屬型涂料機等間 歇涂敷的方法。即，通過將模的分流器內(nèi)部的壓力調整至負壓，使從模前端部噴出的負極合 劑涂料停止，然后，再次放開壓力，噴出負極合劑涂料，從而，能夠形成不存在負極合劑層的 未涂敷部23a、23b。
另外，不存在負極合劑層的未涂敷部23a、2!3b形成于負極集電體21的長度方向的 至少一處以上即可。
而且，在上述實施方式中，雖然只在負極板M上形成了未涂敷部23a、23b，但也可 如圖2所示，在正極板14上也形成不存在正極合劑層12a、12b的未涂敷部13a、13b。另外， 也可只在正極板14上形成未涂敷部。
不存在負極合劑層的未涂敷部23a、2!3b的形成模式不僅限于圖1 (c)所示方式，還 可以是圖3 圖5所示的各種形成模式。
在圖3中，只在負極集電體21的單面形成未涂敷部23a，在其他面上整面地形成負 極合劑層22b。通過在電極群4的內(nèi)周側的面形成未涂敷部23a，能夠緩和施加在內(nèi)周側負 極合劑層22b的壓縮應力。由此，能夠更有效地防止壓縮應力引起的合劑層的脫落與電極 板斷裂。
圖4是電極群4內(nèi)周側的面上形成的未涂敷部23a的寬度Wl形成得比在電極群4 的外周側的面上形成的未涂敷部23b的寬度W2寬的裝置。在電極群4的外周側的負極合 劑層2 上施加拉伸應力，在內(nèi)周側的負極合劑層22b上施加壓縮應力，但是，通過在內(nèi)周 側設置寬度大的未涂敷部23a，可以有效抑制因壓縮應力引起的合劑層的脫落和電極板的 斷裂。
圖5是從電極群4開始卷繞處向著卷繞結束處，未涂敷部23a、23b的節(jié)距P1、P2、P3、…慢慢變長地形成的裝置。卷繞開始側的負極板M比卷繞結束側的負極板M施加有更大的彎曲應力，但是，通過調整節(jié)距的長度，可以在位于電極群4的長度方向的端部的彎曲部可靠地形成未涂敷部23a、23b，可以更有效地抑制卷繞時合劑層的脫落和電極板的斷 m農(nóng)。
在這里，也可在形成未涂敷部的集電體表面形成多孔性絕緣層。例如，與圖1(c)所示的未涂敷部23a、23b的形成模式相對，可以如圖6所示，以覆蓋負極合劑層22a、22b的 方式，在負極集電體21的表面形成多孔性絕緣層6a、6b。通過用多孔性絕緣層6a、6b保護 負極合劑層22a、22b，可以更有效地抑制卷繞時合劑層的脫落。
而且，與圖1 (c)所示的未涂敷部23a、2!3b的形成模式相對，如圖7所示，在不存在 負極合劑層的未涂敷部23a、23b的表面形成多孔性絕緣層6a、6b亦可。通過用多孔性絕緣 層6a、6b保護未涂敷部23a、23b，即使卷繞時電極板斷裂，也可有效抑制內(nèi)部短路的發(fā)生。
另外，多孔性絕緣層6a和6b例如可以通過如下方式形成，S卩，把由硅粉末、Al2O3 粉末等無機添加劑和聚偏氟乙烯(PVdF)等含結合劑的材料組成的涂料，用金屬型涂料機 等涂在負極集電體21上。
如圖1(c)中所示，如果在負極集電體21中設置不形成負極合劑層22a、22b的未 涂敷部23a、23b，則負極合劑層22a、22b的整體的量減少。
因此，為了進一步確保電池容量，如圖8所示，可以在形成未涂敷部23a、23b的部 位，設置使負極合劑層22a、22b的厚度變薄的薄壁部。通過形成負極合劑層22a、22b的薄 壁部來代替未涂敷部23a、23b，能夠抑制卷繞時合劑層的脫落和電極板的斷裂，同時可抑制 電池容量的降低。
在這里，為了形成負極合劑層22a、22b的薄壁部，使金屬型涂料機的分流器內(nèi)部 降壓，負極合劑涂料的噴出量減少，然后再次恢復原來的壓力，使負極合劑涂料噴出，從而 形成負極合劑層22a、22b的薄壁部。
另外，通過使負極合劑層22a、22b的薄壁部的橫截面以頂部形成弧狀的方式形 成，可以更有效地抑制負極合劑層22a、22b的脫落。
(第2實施方式)
在第1實施方式中，通過在位于扁平狀電極群的長度方向的端部的彎曲部設置在 集電體上不形成合劑層的未涂敷部，可以緩和電極群構成時施加的應力和伴隨著充放電時 的電極板膨脹收縮的應力，具有抑制電極板的斷裂等的效果，在為圓筒狀電極群時，在電極 群的開始卷繞側會產(chǎn)生曲率半徑小的部位，因此，在該部位，通過設置沒有形成合劑層的未 涂敷部，可以達到同樣效果。
圖9(a)是示意地表示本發(fā)明的第2實施方式的二次電池用電極群的結構的截面 圖，圖9(b)是將位于形成為圓筒狀的電極群的卷繞開始側的曲率半徑小的部位的附近放 大的局部截面圖，圖9(c)是表示形成電極群前的帶狀的正極板、負極板和隔膜的結構的截 面圖。另外，對于與第1實施方式具有同樣的功能的構成要素以同一符號表示。
如圖9 (a) (c)所示，經(jīng)由隔膜31卷繞在正極集電體11上形成正極合劑層12a、 12b的正極板14以及在負極集電體21上形成正極合劑層22a、22b的負極板24，使電極群 4形成圓筒狀。而且，正極板14在位于電極群4的開始卷繞側的曲率半徑小的部位具有在 正極集電體11上未形成正極合劑層12a的未涂敷部13a。
通過這樣的結構，可以防止曲率半徑小的部位在帶狀的電極板14J4卷繞時發(fā)生 的合劑層的脫落，而且，通過緩和了施加在電極板上的彎曲應力，所以，可以防止電極板的 斷裂，并能夠抑制由此引起的內(nèi)部短路。
另外，在上述實施方式中，雖然只在正極集電體11的單面設置未涂敷部13a，但 是，也可以在正極集電體11的兩面設置。另外，雖然只在正極板14設置未涂敷部13a，但是，也可在負極板M上設置未涂敷部?；蛘?，也可只在負極板M上設置未涂敷部。
不存在正極合劑層的未涂敷部13a、1 的形成模式不僅限于圖9 (c)所示模式，也 可使用圖10 14所示的各種形成模式。
圖10是表示不存在正極合劑層12a、12b的未涂敷部13a、13b在正極表面和背面 錯開相位地形成的附圖。由此，對于帶狀電極板的長度方向來說，可以更有效地發(fā)揮緩和與 正極板的膨脹收縮相伴隨的應力的效果，可更有效地抑制電極板的斷裂。
圖11是表示在正極板14的長度方向上改變不存在正極合劑層12a、12b的未涂敷 部13a、13b的寬度而形成的附圖，是表示從電極群的卷繞開始側向著卷繞結束側，順次地 以寬度Wll < W12 < W13…的間隔形成的附圖。由于不存在正極合劑層12a、12b的未涂敷 部13a、13b的寬度從開始卷繞側向著卷繞結束側增大，因此，在構成電極群4時，由于能夠 緩和正極板14的卷繞開始側和卷繞結束側的曲率半徑的差所引起的應力差，所以，能夠抑 制正極板14的斷裂和受挫變形，進而能夠有效抑制由此引起的內(nèi)部短路。
圖12表示如下裝置，S卩，以同相位形成的不存在正極合劑層12a、12b的未涂敷 部13a、13b的寬度從電極群的卷繞開始側向著卷繞結束側增大(Wll < W12 < W13···，W21<W22 < W23…)，并且電極群的內(nèi)周側的未涂敷部13a的寬度以比外周側的未涂敷部1 的寬度大的方式(Wll >W21，W12 > W22，W13 >W23…)的方式形成。在卷繞并形成電極 群時，由于曲率半徑的不同，會在正極板14的外周側的正極合劑層1 上施加拉伸應力，并 在內(nèi)周側的負極合劑層12b上施加壓縮應力，但是，通過在內(nèi)周側設置寬度大的未涂敷部 13a，可以更有效地緩和卷繞內(nèi)側和卷繞外側的曲率半徑的差所引起的應力差。
圖13是表示在正極板表面和背面使形成不存在正極合劑層12a、12b的未涂敷部 13a、i;3b的節(jié)距發(fā)生變化而形成的附圖，是使電極群的外周側節(jié)距P21比內(nèi)周側的節(jié)距Pll 大(寬度相同)地形成的附圖。在構成電極群時，在正極板14的外周側正極合劑層1 上 施加有拉伸應力，在內(nèi)周側的正極合劑層12b上施加有壓縮應力，但是，通過使外周側節(jié)距 比內(nèi)周側的節(jié)距大，可以更加有效地緩和卷繞內(nèi)側和卷繞外側的曲率半徑的差所引起的應 力差。
圖14中，對于使形成不存在正極合劑層12a、12b的未涂敷部13a、13b的節(jié)距，從 電極群卷繞開始側向著卷繞結束側，順次地使節(jié)距的間隔增大(Pll < P12 < P13···，P21<P22 < P23…)，并且外周側的節(jié)距比內(nèi)周側的節(jié)距大(P21 > Pll, P22 > P12，P23 > P13)。在構成電極群4時，由于曲率半徑的不同，正極板14的卷繞開始側相比卷繞結束側 受到彎曲應力。但是，由于未涂敷部13a、13b的節(jié)距從卷繞開始側向著卷繞結束側增大，所 以，能夠有效地緩和正極板14的卷繞開始側和卷繞結束側的曲率半徑的差所引起的應力 差。
另外，在卷繞電極群時，由于曲率半徑的不同，在正極板14的外周側的正極合劑 層12a上施加有拉伸應力，在內(nèi)周側的正極合劑層12b上施加有壓縮應力，但是，通過在內(nèi) 周側設置寬度大的未涂敷部13a，可以緩解卷繞內(nèi)側和卷繞外側的曲率半徑的差所引起的應力差。
圖15是表示本實施方式的具有電極群的二次電池的結構的圖。在這里，表示的是 具有形成為扁平狀的電極群的方形二次電池的例子，但是，具有圓筒狀的電極群的圓筒形 二次電池的作為電機群的基本結構也相同。
如圖15所示，將復合鋰氧化物作為活性物質的正極板14和將能保持鋰的材料作 為活性物質的負極板M隔著隔膜31而卷繞成旋渦狀，構成扁平狀的電極群4。該電極群4 和絕緣板37共同收容在有底扁平形的電池盒36的內(nèi)部，從電極群4上部導出的負極引線 33連接于端子40，該端子40在周邊緣安裝有墊圈39。接著，將正極引線32連接到封口板 38，然后，在電池盒36的開口部插入封口板38，沿電池盒36的開口部的外周，將封口板38 和電池盒36焊接并封口。然后，從封栓口 41向電池盒36中注入規(guī)定量的由非水溶劑構成 的電解液，之后，將封栓42焊接到封口板38上，由此，能夠得到方形二次電池30。
以上通過合適的實施方式對本發(fā)明進行了說明，但是，以上所述并不是限定事項， 當然可以有很多改變。比如，在上述實施方式中，說明了將正極板和負極板隔著隔膜卷繞而 成的電極群，但是，也可以是將正極板和負極板隔著隔膜層疊成彎折狀的電極群。
實施例
以下，利用實施例對本發(fā)明詳細說明。
(實施例1)
(a)正極板的制作
將作為活性物質的100重量部的鈷酸鋰、作為導電材料的相對于100重量部的活 性物質為2重量部的乙炔黑、作為粘著材料的相對于100重量部的活性物質為2重量部的 聚偏氟乙烯和適量的N-甲基-2-吡咯烷酮共同混勻，制作正極合劑涂料。
然后，如圖2所示，以如下方式制作正極板14 在厚度為15 μ m的鋁箔構成的正極 集電體11的兩面涂覆正極合劑涂料，以使相對于長度方向其寬度為5mm且不存在正極合劑 層的未涂覆部13a、13b以同相位且等節(jié)距地設置，干燥后，單面?zhèn)鹊恼龢O合劑層12a、12b的 厚度分別為100 μ m。
另外，通過以使正極板14的總厚度成為165 μ m的方式對其加壓，單面?zhèn)鹊恼龢O合 劑層12a、12b的厚度分別成為75 μ m。之后，切縫加工為方形二次電池的規(guī)定的寬度，制作 成正極板14。
(b)負極板的制作
將作為活性物質的100重量部的人造石墨、作為粘著材料的相對于100重量部的 活性物質為2. 5重量部(換算成固體成分后為1個重量部)的苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠 粒子分散體(固體分成為40重量％ )、作為增粘劑的相對于100重量部的活性物質為1重 量部的羧甲基纖維素、以及適量的水一起進行攪拌，制作成負極合劑涂料。
然后，如圖2所示，以如下方式制作負極板M 在厚度為10 μ m的銅箔的負極集電 體21的兩面涂覆負極合劑涂料，以使相對于長度方向其寬度為5mm且不存在負極合劑層的 未涂覆部23a、23b以同相位且等節(jié)距地設置，干燥后，單面?zhèn)鹊恼龢O合劑層22a、22b的厚度 分別為110 μ m。
另外，通過以使負極板M總厚度為180 μ m的方式對其進行加壓，使單面?zhèn)鹊呢摌O 合劑層22a、22b的厚度分別為85 μ m。然后，切縫加工為方形二次電池的規(guī)定寬度，制作成 負極板M。
(c)方形二次電池的制作
用以上做出的正極板14和負極板對，制作如圖15所示的方形二次電池30。
具體來說，將正極板14和負極板M隔著厚度為20 μ m的聚乙烯微多孔膜的隔膜931，以負極的沒有合劑層的部分23a、23b以及正極的沒有合劑層的部分13a、i;3b位于曲率 半徑小的位置的方式，向圖2的A方向卷繞成旋渦狀，并制成100個成形為扁平狀的電極群4。
然后，從制作好的電極群4中抽出60個，和絕緣板37 —起收納到有底扁平的電池 盒36的內(nèi)部，之后，將從電極群4的上部導出的負極引線33連接到在邊緣安裝有絕緣墊圈 39的端子40上，接著，將從電極群4的上部導出的正極引線32連接于封口板38。之后，將 封口板38插入電池盒36的開口部，沿電池盒36開口部的外周焊接封口板38并封口。然 后，從封栓口 41向電池盒36中注入電解液，之后，將封栓42與封口板38焊接，制作出方形 二次電池30。
(實施例2)
用和實施例1同樣的方法，制作出如圖3所示的未設置不存在正極合劑層的未涂 敷部的正極板14。
另外，用和實施例1同樣的方法，制作出如圖3所示的只在負極集電體21的單面 設置未涂敷部23a的負極板24。此外，未涂敷部23a的寬度和實施例1相同，都為5mm。
使用如上述那樣制作的正極板14和負極板M，用和實施例1同樣的方法，制作出 如圖15所示的方形二次電池30。
(實施例3)
用同實施例1同樣的方法，制作出如圖4所示的未設置不存在正極合劑層的未涂 敷部的正極板14。
另外，用和實施例1相同的方法，制作出圖4所示的在負極集電體21的兩面都設 置有未涂敷部23a、23b的負極板M。此外，未涂敷部23a的寬度是5mm，未涂敷部23b的寬 度是3mmο
用如上述那樣制作的正極板14和負極板M，通過與實施例1同樣的方法，制作出 如圖15所示的方形二次電池30。
(實施例4)
用和實施例1同樣的方法，制作出如圖5所示的未設置不存在正極合劑層的未涂 敷部的正極板14。
另外，用和實施例1相同的方法，制作出圖5所示的負極集電體21兩面都設置有 未涂敷部23a、23b的負極板M。此外，未涂敷部23a、23b的寬度為5mm，從電極群4的卷繞 開始側向著卷繞結束側，未涂敷部23a、23b的節(jié)距P1、P2、P3為20mm，30mm，40mm。
利用如上述那樣制作的正極板14和負極板M，通過與實施例1同樣的方法，制作 出如圖15所示的方形二次電池30。
(實施例5)
用和實施例1同樣的方法，制作出如圖6所示的未設置不存在正極合劑層的未涂 敷部的正極板14。
另外，用和實施例1相同的方法，制作出圖6所示的負極集電體21兩面都設置有 未涂敷部23a、23b的負極板對。此外，未涂敷部23a、23b的寬度為5mm。而且，為了覆蓋負 極合劑層22a、22b，在負極集電體21的兩面涂敷多孔性絕緣層的涂料并干燥，形成多孔性 絕緣層6a、6b。多孔性絕緣層的涂料是將100重量部的平均粒徑為1. 0 μ m的硅粉末、相對于100重量部的硅粉末為10重量部的聚偏氟乙烯與適量的N-甲基-2-吡咯烷酮混合而制 成。
利用如上述那樣制作的正極板14和負極板M，通過和實施例1同樣的方法，制作 出如圖15所示的方形二次電池30。
(實施例6)
用和實施例1同樣的方法，制作出如圖7所示的未設置不存在正極合劑層的未涂 敷部的正極板14。
另外，用和實施例1相同的方法，制作出圖7所示的在負極集電體21兩面都設置 有未涂敷部23a、23b的負極板M。此外，未涂敷部23a、23b的寬度為5mm。另外，在未涂敷 部23a、23b的表面形成由與實施例5相同的材料組成的多孔性絕緣層6a、6b。
使用如上述那樣制作的正極板14和負極板M，通過與實施例1相同的方法，制作 出如圖15所示的方形二次電池30。
(比較例1)
用和實施例1同樣的方法，制作出沒有設置未涂敷部的正極板14和負極板M，使 用它們并采用和實施例1同樣的方法，制作出如圖15所示的方形二次電池30。
表1是表示上述實施例1 6和比較例1的結構的表。
表1
沒有合劑層的 部分包含沒有合劑 層的部分的電 極板在電極板的表 面和背面沒有 合劑層的部分 的寬度卷繞開始處和 卷繞結束處的 沒有合劑層的 部分的節(jié)距差多孔質絕緣層實施例1兩面正極板和負極 板相同寬度相同節(jié)距無實施例2單面負極板相同寬度相同節(jié)距無實施例3兩面負極板內(nèi)周側 > 外周 側相同節(jié)距無實施例4兩面負極板相同寬度不同節(jié)距無實施例5兩面負極板相同寬度相同節(jié)距合劑層實施例6兩面負極板相同寬度相同節(jié)距沒有合劑層的 部分比較例1無無--無
對于上述各實施例和比較例，進行以下評價。
(卷繞后的電極板的斷裂和合劑層的脫落)
從在上述各實施例和比較例中分別制作的100個電極群4中抽出40個，將電極群 4解體，觀察有無電極板的斷裂或合劑層的脫落。
(循環(huán)特性評價)
從在上述各實施例和比較例中分別制作的60個方形二次電池中抽出30個，觀察 反復充放電500個循環(huán)時的與初期容量相對的容量維持率。在反復500個循環(huán)后，將電極 群解體，觀察有無電極板的斷裂或合劑層的脫落。11
(掉落實驗)
從在上述各實施例和比較例中分別制作的60個方形二次電池中抽出30個，在上 限電壓4. 2V、電流2A的條件下充電2小時，之后，使之從1. 5m的高處落到混凝土面上，對方 形二次電池30的六個面各進行10次掉落實驗，在室溫25°C下測定10個發(fā)熱溫度，求出10 個的平均值。
(圓棒壓壞實驗)
將上述方形二次電池在上限電壓4. 2V、電流2A的條件下充電2小時，之后，在使電 池休眠的狀態(tài)下，相對長度方向在垂直方向上，用直徑IOmm的圓棒進行壓壞實驗，在室溫 25°C下測定10個發(fā)熱溫度，求出10個的平均值。
(加熱實驗)
將上述方形二次電池在上限電壓4. 2V、電流2A的條件下充電2小時，之后，將電池 插入恒溫層，從常溫開始，在5°C /分鐘的條件下將恒溫層的溫度升至150°C，測定此時的電 池發(fā)熱溫度，求出10個的平均值。
表2是上述評價結果的表示。
表2
權利要求
1.一種二次電池用電極群，由在正極集電體上形成正極合劑層的正極板和在負極集電 體上形成負極合劑層的負極板隔著隔膜卷繞而成，其特征在于，上述電極群形成為扁平狀，上述正極板和上述負極板中至少一方的極板，在位于上述電極群長徑方向的端部的彎 曲部具有未涂敷部，該未涂敷部在上述集電體上未形成上述合劑層。
2.如權利要求1所述的二次電池用電極群，其特征在于，上述未涂敷部至少形成在上 述集電體的兩面中、上述電極群的內(nèi)周側的面。
3.如權利要求1所述的二次電池用電極群，其特征在于，上述未涂敷部在上述集電體 的兩面形成，在上述電極群的內(nèi)周側的面形成上的未涂敷部與在上述電極群的外周側的面 形成上的未涂敷部相比，寬度形成得寬。
4.如權利要求1所述的二次電池用電極群，其特征在于，在形成上述未涂敷部的上述 集電體的表面，形成有多孔性絕緣層。
5.如權利要求1所述的二次電池用電極群，其特征在于，代替上述未涂敷部，形成有上 述合劑層厚度薄的薄壁部。
6.如權利要求1所述的二次電池用電極群，其特征在于，上述未涂敷部在上述集電體 的兩面形成，在上述集電體的一個面上形成的未涂敷部與在上述集電體的另一個面上形成 的未涂敷部錯開相位地形成。
7.如權利要求1所述的二次電池用電極群，其特征在于，上述電極群形成為圓筒狀而 不是扁平狀，上述未涂敷部形成在位于上述圓筒狀電極群的卷繞開始側的曲率半徑小的部位，而不 是形成在位于上述扁平狀電極群長徑方向的端部的彎曲部。
8.如權利要求1所述的二次電池用電極群，其特征在于，上述電極群由上述正極板和 負極板隔著隔膜而層疊成彎折狀的電極群構成，而不是由卷繞的電極群構成。
9.一種二次電池，將具有正極板、負極板和隔膜的電極群與電解液一同收納于電池盒 內(nèi)，其特征在于，上述電極群由權利要求1 8中任意一項所述的二次電池用電極群構成。
全文摘要
一種二次電池用電極群(4)，由在正極集電體(11)上形成正極合劑層(12a、12b)的正極板(14)和在負極集電體(21)上形成負極合劑層(22a、22b)的負極板(24)隔著隔膜(31)卷繞而形成為扁平狀，正極板(14)和負極板(24)中至少一方的極板，在位于電極群(4)長徑方向的端部的彎曲部具有未涂敷部(13a、13b、23a、23b)，該未涂敷部在集電體(11、21)上未形成合劑層(12a、12b、22a、22b)。
文檔編號H01M4/02GK102037584SQ20098011822
公開日2011年4月27日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權日2008年5月22日
發(fā)明者加藤誠一, 末次大輔, 金田真由美 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社