[发明专利]非水系电池用负极板、非水系电池用电极组及其制造方法、以及圆筒形非水系二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及非水系电池用负极板、具备该负极板的电极组及其制造方法、以及具备该电极组的圆筒形非水系二次电池及其制造方法。

背景技术

近年来，作为便携式电子设备及通信设备等的驱动电源而广泛使用的锂二次电池一般在负极板中采用可嵌入/脱嵌锂的碳质材料，在正极板中，采用以LiCoO₂等过渡金属与锂的复合氧化物作为活性物质，由此形成高电位、高放电容量的二次电池。而且，伴随着电子设备及通信设备的多功能化，希望进一步地高容量化。

为了实现高容量的锂二次电池，例如，通过增加正极板和负极板在电池壳内的占有体积、减少电池壳内的除电极板的体积以外的空间，可谋求进一步的高容量化。此外，在将使正极板及负极板的构成材料涂料化而形成的合剂膏糊涂布在集电用芯材上并干燥而形成活性物质层后，通过用压力机对该活性物质层实施高压加压而压缩到规定厚度，提高活性物质的填充密度，由此能够进一步地高容量化。

可是，如果电极板的活性物质的填充密度增大，则难以使注液到电池壳内的粘性比较高的非水电解液浸透到由正极板与负极板在其间介由隔膜而高密度地层叠或螺旋状卷绕而成的电极组的狭小间隙中，因此具有下述的问题：等到使规定量的非水电解液浸渗，需要长时间。而且，由于电极板的活性物质的填充密度增大，使得电极板中的多孔度减小，电解液难以浸透，因此非水电解液向电极组的浸渗性严重变差，其结果是，具有下述的问题：电极组中的非水电解液的分布变得不均匀。

因而，提出了下述方法：通过在负极活性物质层的表面在非水电解液的浸透方向上形成导引电解液的槽部，来使非水电解液浸透在负极整体中。如果增大槽部的宽度或深度，则能缩短浸渗时间，但相反，因活性物质的数量减少，使得充放电容量下降，或极板间的反应变得不均匀，导致电池特性下降，因此考虑到这些问题，将槽部的宽度或深度设定为规定的值(例如，参照专利文献1)。

可是，形成于负极活性物质层的表面上的槽部，在通过卷绕电极板而形成电极组时，成为使电极板断裂的主要原因。因而，作为提高浸渗性、且防止电极板断裂的方法，提出来下述方法：通过在电极板的表面上相对于电极板的长度方向以形成倾斜角的方式形成槽部，由此在卷绕电极板而形成电极组时，能够使作用于电极板的长度方向的张力分散，从而能够防止极板的断裂(例如，参照专利文献2)。

再有，还提出了一种方法，其目的不是为了提高电解液的浸渗性，而是为了抑制由过充电造成的过热，设置在与正极板或负极板相对置的面的表面局部具有凸部的多孔膜，在多孔膜的凸部与电极板之间所产生的间隙内保持比其它部位更多的非水电解液，由此在该部位集中地进行过充电反应，从而作为电池整体可抑制过充电的进行，能够抑制由过充电造成的过热(例如，参照专利文献3)。

另一方面，在通过上述手段谋求了高容量化的锂二次电池中，例如，由于因某种原因使得异物混入电池内部而使隔膜损伤，由此使正极板和负极板产生内部短路时，因在短路部位集中地流动电流而产生急剧的发热，因此，有发生正极及负极材料的分解、及因电解液的沸腾或分解而产生气体等的可能性。对于如此的起因于内部短路的问题，提出了通过在负极活性物质层或正极活性物质层的表面覆盖多孔性保护膜来抑制内部短路的发生的方法。(例如，参照专利文献4、5)。

专利文献1：日本特开平9-298057号公报

专利文献2：日本特开平11-154508号公报

专利文献3：日本特开2006-12788号公报

专利文献4：日本特开平7-220759号公报

专利文献5：国际公开第2005/029614号小册子

发明内容

然而，如果象在上述专利文献2中所示的以往的技术那样，虽然与没有槽的电极板相比，可以缩短注液时间，但由于仅在电极板的单侧形成槽，因而不能大幅度改善对注液时间的缩短效果。由于注液需要花费时间，因此将电解液的蒸发量抑制到最小限度的效果低，难以使电解液的损失大幅减少。进而，由于槽仅在单侧上形成，因此对电极板施加有应力，存在着容易在没有槽的一侧变圆的问题。

另外，在上述专利文献3中所示的以往的技术中，如果由正极板和负极板介由隔膜卷绕而构成电极组，则存在无助于电极组电池反应的无用的无反应部分，难以有效地利用电池壳内的空间体积、谋求电池的高容量化。