[发明专利]层叠型二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及层叠型二次电池。

背景技术

各种类型的电池是公知的。其中，作为能量密度较大的电池，镍镉电池、镍氢电池、铅蓄电池以及锂离子电池等的非水电解液电池的利用正逐步推进。

这些电池中，圆筒型电池、角型电池和层叠型电池是公知的。圆筒型电池是圆筒型电池元件容纳在电池壳中的电池，该圆筒型电池元件由带状正电极和负电极通过隔膜卷绕制造而成。角型电池是将如上述卷绕而制造的电池元件扁平地成形后容纳于角型的电池壳中的电池。层叠型电池是将多个平板状的正电极和负电极通过隔膜而层叠，且将连接于相应电极上的集电凸片并联连接的电池。

在具有使用带状正电极和负电极的卷绕型电池元件的电池中，其特征在于，能够将集电凸片接合到负电极和正电极之后，相继地层叠和卷绕隔膜、负电极、隔膜、正电极而容易地制造电池元件。另一方面，此种电池具有的问题在于，其中在卷绕时弯曲、曲率半径变小的部分的正电极、负电极的活性物质层的厚度变厚，从而发生电流集中等。此外，由于出现了沿卷绕方向相反的方向作用的力，因此有必要防止这些元件返回其原始位置。此外，在卷绕型电池元件中，当需要以大电流进行充放电而将多个集电凸片安装卷绕在各电极的情况下，由于卷绕体的形状变成扭曲的形状，故有时集电凸片与外部连接端子之间的连接就出现问题。

与此相对，在层叠了平板状的多个电极的层叠型电池中，其特征是，当使电池充电或放电时，伴随着活性物质的容积变化的变形仅沿层叠方向，这样的容积变化对电池的影响较小。此外，由于准确地连接设在电池元件的各个电极上的集电凸片是容易的，故可容易地制作具有较小电流容量的小型电池。此外，由于可使用具有较大导电面积的集电凸片，故可容易地制作能够以大电流充电和放电的大型电池，能够广泛地应用于各种尺寸的电池上。

能够包覆平板电极的袋状隔膜可以用作分开相邻的平板状的负电极和正电极的隔膜。当制作此种袋状隔膜时，将聚乙烯、聚丙烯等的合成树脂制成的微多孔性膜加工为袋状，将导电连接凸片接合到其上的正电极或负电极容纳在袋状膜中，且然后通过热熔接来封闭袋的开口部分。尽管袋状隔膜的使用是防止活性物质从容纳在袋状隔膜中的平板电极剥离和分散的有效手段，但当通过热熔接而封闭开口部分时，有时袋状隔膜会变皱。

因此，当生产层叠多个袋状隔膜的层叠型电池时，有可能的是，由于隔膜变皱且因此层叠的电极之间的距离部分地增大，故电池的重负荷特性、循环特性、低温特性等各种特性将变差。

此外，在袋状隔膜的周缘的面整体上同样地形成热熔接部的情况下，该热熔接部或其相邻部分的强度将减弱，内部电极可能使袋破裂。

因此，为了解决由袋状隔膜造成的此种问题，在现有技术中提出了在袋状隔膜的制作中不连续地形成施加在隔膜上的热熔接部。并且，还提出了熔接相对于电极的中心线轴对称的隔膜位置。

例如，专利文献1(日本特开平7-272761号公报)描述了用两个隔膜夹住正电极板和负电极板中的至少一个，且在这两个隔膜上，正电极板或负电极板的周围隔开预定间隔熔接。

专利文献2(日本特开平10-188938号公报)描述了在正电极板和负电极板通过隔膜交替地重叠的二次电池中，两个隔膜夹住正电极板或负电极板，在两个隔膜的周边，包括正电极板或负电极板的四个角，将相对于正电极板或负电极板的中心线轴对称的位置熔接。

接下来，参看附图，将更为具体地描述传统上的层叠型二次电池。图1为示出传统的层叠型二次电池的平面视图。用袋状隔膜4包覆构成层叠型电池的电池元件的正电极2或负电极。袋状隔膜4中，电极由两个隔膜夹住，这两个隔膜由聚乙烯、聚丙烯等的微多孔性膜形成，且沿电极的外周间断地配置的熔接接合部6接合两个隔膜，从而形成袋状。

然而，在图1中的传统技术中，在袋状隔膜的外周边不存在层叠袋状隔膜时作为基准的、具有某种程度的强度的部分。因此，尽管可调整一个袋状隔膜中的电极的位置精度，但在层叠多个正电极、隔膜、负电极时，层叠隔膜的精度不改善，且容易出现层叠错位。

当使用电池壳作为容纳电池元件的部件时，如果在隔膜中出现层叠错位，则电池元件的厚度变厚，且电池元件可能不能进入电池壳。另外，在将层叠膜用作容纳电池元件的部件的情况下也可能出现电池元件变厚的情况。在此情况下，尽管能够预先估计层叠错位而使容纳层叠膜的电池元件的部分的大小变大来容纳电池元件，但在此情况下，将出现单位体积的能量密度减小的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-272761号公报

专利文献2：日本特开平10-188938号公报。