[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池，特别是涉及安全性优异的非水电解质二次电池。

背景技术

近年来，广泛用作携带用电子设备的电源的锂离子二次电池，在负极板中采用能嵌入和脱嵌锂的碳质材料等，在正极板中采用LiCoO₂等过渡金属与锂的复合氧化物作为活性物质，从而实现高电位且高放电容量的锂离子二次电池。但是，伴随着近年来电子设备和通信设备的多功能化，人们希望进一步提高锂离子二次电池的容量。

这里，为了实现高容量的锂离子二次电池，采用如下方法：在正极集电体和负极集电体上涂布活性物质层并使其干燥，然后通过加压等压缩至规定的厚度。由此，活性物质密度提高，能进一步提高容量。

非水电解质二次电池通过如下所述来制造：将由正极板和负极板夹隔多孔质绝缘层层叠或卷绕而成的电极组收纳到电池壳中后，向电池壳注入非水系电解液，然后用封口板将电池壳的开口部密封。

但是，高容量化的同时应该重视安全对策，特别是当正极板和负极板引起内部短路时，电池的温度可能会急剧上升，因此强烈要求提高非水电解质二次电池的安全性。特别是大型、高功率的非水电解质二次电池，由于温度上升更剧烈，因此需要努力提高安全性。

作为非水电解质二次电池发生内部短路的主要原因，除了电池内部混入异物以外，还如图16(a)所示，在将在正极集电体21的两面形成了正极合剂层22a、22b的正极板24与在负极集电体25的两面形成了负极合剂层26a、26b的负极板28夹隔多孔质绝缘层29卷绕而构成电极组30时，或者在将非水电解质二次电池充放电时，施加于电极板的应力会导致电极板断裂或折弯。

更详细而言，在卷绕成漩涡状构成电极组30时，会对正极板24、负极板28以及多孔质绝缘层29施加拉伸应力，此时，各构成部件的伸长率之差会导致伸长率最小的构成部件最先断裂。另外，当非水电解质二次电池充放电时，电极板的膨胀收缩产生的应力施加于电极板，反复充放电产生的应力会导致各构成部件中的伸长率最小的构成部件最先断裂。

例如，如图16(b)所示，当正极板24无法追随充电时的负极板28的伸长时，会发生正极板24的断裂(图中的F)，而且即使不发生正极板24的断裂，如图16(c)所示，负极板24的折弯会使多孔质绝缘层29拉伸，从而出现多孔质绝缘层29的厚度变薄的部位(图中的G)。

此外，当正极板24或负极板28比多孔质绝缘层29先断裂时，某一电极板的断裂部会穿破多孔质绝缘层29，正极板24和负极板28发生短路。该短路导致通过大电流，其结果有可能导致非水电解质二次电池的温度急剧上升。

为此，为了抑制正极板的断裂，在专利文献1中记载了如下方法：如图17所示，在将电极组32与非水系电解液一起收纳于电池壳36中而得到的非水电解质二次电池31中，使形成于电极组32的内周侧的面上的正极合剂层的柔软性高于形成于外周侧的面上的正极合剂层(增加拉伸断裂伸长)，上述电极组32通过将两面涂布形成了正极合剂层的正极板33和两面涂布形成了负极合剂层的负极板34夹隔多孔质绝缘层35卷绕成扁平状而得到。

专利文献：日本特开2007-103263号公报

发明内容

但是，在上述现有技术中，虽然能够发挥如下效果即抑制在构成电极组时由施加于正极板的弯曲应力引起的正极板的断裂，但很难抑制在非水电解质二次电池充放电时伴随着电极板的膨胀收缩产生的应力引起的电极板的断裂或折弯。此外，采用上述现有技术时，必须制作2种涂布于正极板的表面和背面的正极合剂涂料，将这2种正极合剂涂料涂布形成在正极集电体上，使制作正极板的工序变得复杂。

本发明是鉴于上述问题而完成的发明，其主要目的在于提供通过缓和在非水电解质二次电池充放电时因负极板的膨胀收缩引起的应力而抑制了充放电时的正极板断裂或负极板折弯的安全性高的非水电解质二次电池。

为了解决上述问题，本发明采用如下结构：提高正极板的伸长率，使其追随负极板的充放电时的伸缩，从而使正极板和负极板的充放电时的伸缩相互一致。

即，本发明的一个方面的非水电解质二次电池的特征在于，其具备电极组，该电极组通过将在正极集电体上形成有正极合剂层的正极板与在负极集电体上形成有负极合剂层的负极板夹隔隔膜进行卷绕或层叠而成，正极合剂层中以与正极板的长度方向正交的方式设有至少1个以上的薄壁部。

这种结构能使正极板和负极板在充放电时的伸缩相互一致，从而能缓和因充放电时的正极板和负极板的伸缩率之差引起的应力，其结果是能抑制电极板的断裂或折弯。