[发明专利]非水二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及容量大的非水二次电池。

背景技术

近年来，在例如便携式电脑和便携信息终端(Personal Digital Assistant) 等移动通信用途中，要求进一步小型化、轻量化。在这样的机器中使用着具有 非水系电解质的非水二次电池，但是，伴随着上述需求，对于非水二次电池要 求进一步的高容量化。

作为非水二次电池，通常的结构是，例如将在集电体上形成了含有LiCoO₂等锂过渡金属复合氧化物的正极合剂层的正极和在集电体上形成了含有碳素 材料等负极活性物质的负极合剂层的负极，以隔板介于两者之间进行重叠，将 所得到的叠层电极体或者进一步将其卷绕成螺旋状的卷绕电极体，与在非水系 溶剂中溶解电解质盐形成的电解质一起封入外装体内。

而且，作为使这样的非水二次电池高容量化的方法，人们考虑了例如通过 提高正极合剂层的密度来增加充填在正极中的活性物质量。

另一方面，专利文献1中指出，在非水二次电池中，如果层叠电极体的每 单位体积的放电容量为130mAh/cm³以上的高容量，则充放电循环特性会降低。 而且，在专利文献1中提出了一个技术方案，即，在这样高容量的非水二次电 池中，正极集电材料使用厚度为15μm以下的以铝为主要成分的金属箔，这 样，在实现高容量化的同时提高了充放电循环特性。另外，在专利文献1中还 指出，通过预先使正极集电材料的抗拉强度和伸长率为特定值以上，可以防止 正极合剂层在充电时膨胀造成的正极集电材料的龟裂和断裂等。

专利文献1：特开平11-329447号公报

最近，作为电池的形态，不仅有以往的圆筒形电池，还有横截面为扁平的 方形电池，以及具有层叠膜外装体且横截面为扁平的叠层电池等各种不同的形 态。而且，在将上述的卷绕电极体用于横截面为扁平的薄型电池中的场合，要 将卷绕成螺旋状的卷绕电极进一步压碎，使其成为扁平状后使用。

但是，本发明人通过研究发现，如上所述，如果使用提高了正极合剂层的 密度的正极形成扁平状的卷绕电极体，将其用于薄型电池，有时候不能确保设 想的容量。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明的目的是提供薄型且容量大的非 水二次电池。

能够实现上述目的的本发明的非水二次电池，是将在正极集电体的一面或 两面上具有正极合剂层的正极、负极和隔板层叠并卷绕成螺旋状而得到的卷绕 电极体与非水系的电解质一起封入宽度与厚度之比(外装体的宽度/外装体的 厚度)为1.7～10.0的外装体内而构成的非水二次电池，其特征在于，所述正 极合剂层的密度为3.5g/cm³以上，且空隙率为25％以下，所述正极集电体是厚 度为15μm以下、抗拉强度为200N/mm²以上的Al合金箔。

本发明人进行了潜心的研究，结果查明了，在使用正极合剂层的密度为 3.5g/cm³以上的高密度的正极构成卷绕电极体，将其压碎等形成扁平状的卷绕 电极体，用该扁平状卷绕电极体构成薄形电池的场合可能发生的上述容量降低 现象，是由于以下原因而产生的：特别是在卷绕电极体的内周侧的更弯曲的部 位，正极集电体发生断裂等，因而正极的导电性受到损害，产生了不参与放电 反应的正极合剂层部分。

而且，据认为，导致上述容量降低现象的正极集电体的断裂等的发生是由 于，特别是在卷绕电极体的内周侧的更弯曲的部位，由于位于正极集电体的内 侧的正极合剂层是高密度的而且较硬，因此对正极集电体施加了过度的应力。

另外还查明了，例如即使正极合剂层的密度为3.5g/cm³以上，在正极合剂 层中有很多空隙的场合，由于这些空隙的存在，能使正极合剂层的一部分崩溃 等而变形，从而可以抑制正极集电体的断裂等，因此上述容量降低现象不易发 生，特别是在正极合剂层的空隙率为25％以下的场合，所述容量降低现象可显 著发生。

在本发明中，通过在具备用具有密度为3.5g/cm³以上、空隙率为25％以 下的正极合剂层的正极构成的扁平状卷绕电极体的薄形的非水二次电池中，使 用具有特定厚度和特定强度的正极集电体，防止扁平状卷绕电极体中的正极集 电体的断裂等，使电池本来具有的容量充分导出，实现了其高容量化。