[发明专利]卷筒电极电池和制造卷筒电极电池的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种卷筒电极电池，更具体地讲，涉及一种适合于向电动汽车中的电池部分之类的负载提供大电流的卷筒电极电池和制造卷筒电极电池的方法。

本申请要求2000年11月24日申请的第2000-358566号日本专利申请的优先权，该专利申请结合在此作为参考。

相关技术说明

对于像锂离子二次电池这样的卷筒电极电池，将一个带状正极和一个带状负极卷绕在一起，从而使一个间隔件夹在它们之间，并且把集电接片连接到正极和负极的活性材料未形成部分。对于具有小额定容量的小卷筒电极电池，在正极和负极的每次卷绕开始和卷绕结束时把一个条形接片连接到每个活性材料未形成部分。对于具有大额定容量的大卷筒电极电池，正极长度和负极长度远大于小卷筒电极电池的正极和负极长度，由于仅有一个接片连接到每个正极和负极，因而内部阻抗很高，从而使接片的邻近部分过热。因此，由于这是对负载特性和循环工作寿命特性(即，反复使用直到二次电池功能结束的二次电池的充电/放电循环频率)的不良影响，所以把多个接片连接到每个正极和负极，使电流从多点汇集。

如图12中所示，这种类型的大的卷筒电极电池一般带有一个卷绕体10，和多个接片(接片20、接片21、接片22、和接片23)。卷绕体10装在一个圆柱形外壳(未示出)中。卷绕体10是通过卷绕一个带状正极11和一个带状负极12以便将一个间隔件13夹在它们之间而形成的。接片20、接片21、接片22和接片23分别连接到正极11中的四个(以后要说明的)正极活性材料未形成部分11a。同样地，将其它接片(未示出)连接到负极12。

图13A和13B示出了图12中的正极11，图13A是显示从图12中箭头A方向看的圆周表面的视图，而图13B是显示正极11的平面未卷绕视图。

如图13A中所示，在卷绕体10中，当正极11的正极活性材料未形成部分存在于卷绕体10的外围表面中时，将中心轴设为“O”，并且将半径设为“R”。如图13B中所示，在正极11中，正极活性材料形成部分11a....正极活性材料形成部分11a间断地形成在带状电极11p的纵向上。接片20、接片21、接片22和接片23各自连接到正极活性材料形成部分11a...正极活性材料形成部分11a之间的正极活性材料未形成部分11b...正极活性材料未形成部分11b。每个正极活性材料未形成部分11b以规则的间隔形成，并且具有规定的长度。长度L1如下设定：

L1＜2πR。

此外，接片20、接片21、接片22和接片23连接到每个正极活性材料未形成部分11b的相同位置。以正极11相同的方式形成负极12。

图14是显示图12中箭头A指示的卷绕体10的基本部分的视图。

如图14中所示，在卷绕体10中，以卷绕方向S卷绕正极11和负极12，使得间隔件(未示出)夹在正极11和负极12之间。为了防止正极活性材料中的Li⁺离子作为金属锂沉积在正极11和负极12之间，在正极活性材料未形成部分11b的开始点与相对于正极活性材料未形成部分11b的负极活性材料未形成部分12b的开始点之间设置一个偏差d1，并且在正极活性材料未形成部分11b的末端与相对于正极活性材料未形成部分11b的负极活性材料未形成部分12b的末端之间设置一个偏差d2。

例如，将卷筒电极电池表示为：

(-)C_n|LiPF₆—PC/DEC|Li_1+yMn₂O₄(+)

其中LiPF₆是锂，PC是丙烯碳酸酯(电解质)，DEC是碳酸二乙酯(电解质)。

电池反应表示为：或

其中LiMO₂是锂金属氧化物(正极活性材料)，“M”是Co，Ni或Fe，“C_n”是碳材料(负极活性材料)。

图15A至图22是解释制造图12中所示卷筒电极电池的方法的过程图。

以下参考图15A至图22说明图12中所示的卷筒电极电池的制造过程(1)至制造过程(8)。

图15A和图15B显示了制造过程(1)。