[发明专利]二次电池和二次电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及能以高生产率制造并且具备能有效地防止出现内部短路等的高安全性的、例如锂二次电池之类的二次电池以及二次电池的制造方法。

背景技术

近年来，广泛用作携带用电子设备和通信设备等的驱动电源的锂二次电池，在负极板上采用能嵌入和脱嵌锂的碳质材料，在正极板上采用LiCoO₂等过渡金属与锂的复合氧化物作为活性物质，从而构成高电位的高放电容量的二次电池。但是，伴随着近年来电子设备和通信设备的多功能化趋势，在促进锂二次电池进一步高容量化的情况下，人们对电池安全性的要求也越来越高。

若因某种原因不小心对锂二次电池施加外部物理冲击，或用过大的电流将锂二次电池充电，则有时会因电池内部的隔膜受损等而使正极板与负极板接触，引起内部短路。若产生这样的内部短路，则电流会集中流向该短路部分，结果引起发热。当该发热严重时，有时会引起构成正极和负极的材料的分解、电解液的沸腾以及因构成正极和负极的材料的分解而产生气体。如上所述，认为内部短路是电池急剧发热的主要原因之一。

对此，目前有人提出在负极活性物质层或正极活性物质层的任一表面形成多孔性保护膜来确保安全性的锂二次电池(参照专利文献1)。此外，还有人提出在负极板的表面粘接由无机填料(无机绝缘材料)和粘合剂形成的多孔性保护膜、抑制内部短路的出现、并且具备高耐热性的安全性提高了的锂二次电池(参照专利文献2)。

另一方面，针对电池的高容量化，采用如下方法：正极板和负极板均将各自的构成材料进行涂料化而得到的合剂糊状物涂布在集电用芯材上并使其干燥后，通过辊压，将由合剂糊状物形成的层压缩至规定厚度。但是，若如上所述那样提高电极板中的活性物质的填充密度，则由于电极板中的多孔度变小，因此电解液难以渗透到电极板。由此，电解液向极板组的含浸性显著下降，随之产生极板组中的电解液的分布不均这样的不良现象。

作为消除这种不良现象的对策，有人提出了在锂二次电池中在负极活性物质层的整个表面上形成向电解液的渗透方向凹陷的电解液引导槽(参照专利文献3)。另外，还有人提出了在正极板或负极板的活性物质层的表面设置槽状的凹部、使电解液通过该凹部迅速含浸到极板组的内部的非水电解液电池(参照专利文献4)。

但是，专利文献1的锂二次电池在电极板的制造工序中在运送分割成各电极板之前的电极板带材时，利用多孔性保护膜来抑制在该电极板带材的活性物质层与导辊等接触时活性物质从活性物质层的脱落。此外，专利文献2的锂二次电池为了抑制内部短路的发生和确保耐热性，在负极板的表面粘接设置多孔性保护膜。如上所述，任一锂二次电池均能大体获得确保安全性这一效果，但是未考虑电解液向极板组的注液性以及含浸性的提高，无法缩短注液时间来提高生产率。

另一方面，在专利文献3公开的技术中，在带状负极板的宽度方向上的除其宽度方向的两端部以外的位置上形成了多个电解液引导槽，在形成了该电解液引导槽的位置能实现电解液的渗透，但促进电解液向极板组注入的效果并不充分。此外，在专利文献4中，利用槽状的凹部来实现电解液注液性的提高。与此同时，由于槽状凹部的中心线的至少一部分相对于卷绕成漩涡状的极板组的中心线倾斜，因此槽状凹部的中心线的方向与在张力的作用下正极板、负极板或隔膜易断裂的方向不同，从而抑制了应力的集中，能防止正极板、负极板和隔膜的断裂。即，专利文献3和专利文献4的各技术在实现电解液向极板组的注液性或含浸性的提高方面均能获得一定的效果，但未考虑确保电池的安全性方面诸如防止电池出现内部短路等。

专利文献1：日本特开平7-220759号公报

专利文献2：WO2005/029624号公报

专利文献3：日本特开平9-298057号公报

专利文献4：日本特开平11-154508号公报

发明内容

本发明是鉴于上述现有的课题而完成的发明，其目的在于提供注液工序中的电解液的注液性和含浸性提高、能以高生产率进行制造、并且具备能有效地防止出现内部短路等的高安全性的二次电池以及二次电池的制造方法。

本发明的第1二次电池以及第2二次电池具备将正极板和负极板介由隔膜进行卷绕或层叠而成的极板组、以及收纳电极组和电解液的电池壳。

在本发明的第1二次电池中，正极板和负极板中的至少一方电极板具有形成于活性物质层的表面的多孔性保护膜，在活性物质层的表面形成了多孔性保护膜的电极板的表面形成有多个槽。槽从多孔性保护膜的表面到达活性物质层的表面，并且也形成于活性物质层的表面。