二次电池和电极制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过经由隔膜交替地堆叠正电极和负电极而配置的二次电池，以及电极制造方法。
【背景技术】
[0002]二次电池不仅广泛地用作用于诸如移动电话、数码摄像机或膝上型计算机之类的便携式设备的电源，而且用作用于车辆或家用的电源，并且除其他之外，具有高能量密度的轻量锂离子二次电池现在尤其是我们日常生活所不可缺少的能量存储设备。
[0003]二次电池可以主要分类为卷绕类型和层压类型。卷绕类型二次电池的电池组装件具有其中长正电极片和长负电极片在隔膜介于被堆叠的正电极片与负电极片之间的情况下卷绕多次的结构。层压类型二次电池的电池组装件具有其中正电极片和负电极片在隔膜介于每一个正电极片与负电极片之间的情况下重复地交替堆叠在一起的结构。正电极片和负电极片包括其中将活性材料(包括混合剂，其包括粘合剂导电材料等)涂敷于集电体的涂覆部分、以及其中未将任何活性材料涂敷于集电体使得未涂覆部分可以连接到电极端子的未涂覆部分。
[0004]在卷绕类型二次电池和层压类型二次电池二者中，电池组装件被密封在外部容器中，使得正电极端子的一端可以电连接到正电极片的未涂覆部分，另一端可以从外部容器(外部壳体)引出，负电极端子的一端可以电连接到负电极片的未涂覆部分，并且另一端可以从外部容器引出。电解溶液与电池组装件一起被密封在外部容器中。趋势在于二次电池容量逐年增加，这可能引起导致更大的短路安全问题的更高热量生成。因而，电池安全措施变得越来越重要。
[0005]作为安全措施的示例，为了防止正电极与负电极之间的短路，已知有用于在涂覆部分与未涂覆部分之间的边界部分中形成绝缘构件的技术(专利文献1)。
[0006]相关现有技术文献列表专利文献
专利文献 1:JP2012-164470A。
【发明内容】
[0007]发明要解决的问题
根据专利文献1中所公开的技术，如图11中所图示的，正电极1和负电极6经由隔膜20交替地堆叠，并且在正电极1的集电体3上，形成绝缘构件40以覆盖涂覆有活性材料2的涂覆部分与未涂覆任何活性材料2的未涂覆部分之间的边界部分4。在层压类型二次电池中，当以平面方式观察时，绝缘构件40重复地堆叠在相同位置处。因而，在其中设置绝缘构件40的位置处，电池组装件的厚度部分地增加，而减少每体积的能量密度。
[0008]另外，为了使电特性或可靠性稳定，使用胶带等来粘附电池组装件，使得可以施加均匀压力。然而，当与专利文献1中所描述的绝缘构件类似的绝缘构件被用于层压类型二次电池时，电池组装件由于其中存在绝缘构件40的部分与其中不存在绝缘构件40的部分之间的厚度的差异而不能均匀地被加压。作为结果，电特性可能变化或电池循环特性可能减少，这降低电池性能。
[0009]因此，本发明的目的是提供可以解决前述问题、通过绝缘构件防止正电极与负电极之间的短路、并且抑制电池组装件的变形或电池体积的增加的具有高可靠性和高电特性的高质量二次电池以及电极制造方法。
[0010]用于解决问题的方法
本发明提供一种二次电池，其包括通过经由隔膜交替地堆叠正电极和负电极而配置的电池组装件，其中正电极和负电极分别包括集电体和涂敷在集电体上的活性材料。在集电体的每一个表面上，提供涂覆有活性材料的涂覆部分和未涂覆有任何活性材料的未涂覆部分。在正电极和负电极中的一个或两个中，集电体的正表面上的涂覆部分与未涂覆部分之间的边界部分被定位成以平面方式远离集电体的背表面上的涂覆部分与未涂覆部分之间的边界部分。
[0011]发明效果
根据本发明，由于可以抑制由绝缘构件所引起的电池组装件的变形或电池组装件的体积的增加，所以可以提供具有高能量密度的高质量二次电池。
【附图说明】
[0012]图1是图示了根据本发明的层压类型二次电池的基本结构的示意性截面视图。
[0013]图2是图示了根据本发明的示例性实施例的二次电池的主要部分的放大截面视图。
[0014]图3是图示了根据本发明的二次电池的制造方法的过程的放大平面视图。
[0015]图4是图示了图3中所图示的根据本发明的二次电池的制造方法的过程之后的过程的放大平面视图。
[0016]图5a是图示了图4中所图示的根据本发明的二次电池的制造方法的过程之后的过程的放大平面视图。
[0017]图5b是图示了在图5a中所图示的过程期间被切割而形成的正电极的放大平面视图。
[0018]图6是图示了根据本发明的修改示例的层压类型二次电池的主要部分的放大截面视图。
[0019]图7是图示了根据本发明的另一修改示例的层压类型二次电池的主要部分的放大截面视图。
[0020]图8是示意性地图示了被用于活性材料的间歇式涂敷的设备的示例的框图。
[0021]图9a是示意性地图示了被用于活性材料的连续涂敷的设备的示例的截面视图。
[0022]图9b是沿着图9a中所图示的线A_A切割的放大截面视图。
[0023]图10是图示了根据本发明的二次电池的制造方法期间所制作的电极辊的透视图。
[0024]图11是图示了根据相关技术的层压类型二次电池的放大截面视图。
【具体实施方式】
[0025]在此之后，将参照附图来描述本发明的示例性实施例。
[0026]图1示意性地图示了根据本发明的层压类型锂离子二次电池的配置的示例。根据本发明的锂离子二次电池100包括通过经由隔膜20交替地堆叠多个层的正电极(正电极片)1和负电极(负电极片)6而配置的电极层压主体(电池组装件)。该电极层压主体与电解溶液一起被接收在包括柔性膜30的外部容器中。正电极端子11的一端连接到电极层压主体的正电极1，并且负电极端子16的一端连接到负电极6，并且正电极端子11的另一端侧和负电极端子16的另一端侧从柔性膜30引出。在图1中，省略了构成电极层压主体的一些层(在厚度方向上位于中间部分中的层)，并且图示了电解溶液。
[0027]正电极1包括正电极集电体3和涂敷在正电极集电体3上的正电极活性材料2。在正电极集电体3的正表面和背表面上，涂覆有正电极活性材料2的涂覆部分和未涂覆有正电极活性材料2的未涂覆部分在纵向方向上并排布置。类似地，负电极6包括负电极集电体8和涂敷在负电极集电体8上的负电极活性材料7。在负电极集电体8的正表面和背表面上，涂覆部分和未涂覆部分在纵向方向上并排布置。
[0028]正电极1和负电极6中的每一个的未涂覆部分用作用于连接到电极端子(正电极端子11或负电极端子16)的接头片。正电极1的正电极接头片被聚集在正电极端子11上，并且通过超声焊接等与正电极端子11彼此连接。负电极6的负电极接头片被聚集在负电极端子16上，并且通过超声焊接等与负电极端子16彼此连接。然后，正电极端子11的另一端和负电极端子16的另一端从外部容器引出。
[0029]如图2中所图示的，用于防止负电极端子16的短路的绝缘构件40被形成为覆盖正电极1的涂覆部分与未涂覆部分之间的边界部分4。为了覆盖边界部分4，优选地在正电极接头片(未涂覆有正电极活性材料2的正电极集电体3的部分)和正电极活性材料2 二者之上形成绝缘构件40。以下将描述绝缘构件40的形成。
[0030]负电极6的涂覆部分(负电极活性材料7)的外部尺寸大于正电极1的涂覆部分(正电极活性材料2)的外部尺寸并且小于或等于隔膜20的外部尺寸。
[0031]在图1中所图示的电池中，对于正电极活性材料2，例如可以使用诸如LiCo02、LiNi02、LiNiu x)Co02、LiNix(CoAl) {1 x)02、Li2M03_LiM02S LiNi 1/3Co1/3Mn1/302之类的层状