[发明专利]锂二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池及其制造方法，该锂二次电池是通过将负极、正极以及隔板卷成螺旋状而做成卷绕型而成的，该负极将包含硅和／或者硅合金在内的活性物质颗粒用作负极活性物质。

背景技术

近年来，作为具有高输出及高能量密度的新型二次电池中的一种，使用了一种通过利用非水电解液、使锂离子在正极与负极之间移动从而进行充放电的锂二次电池。

在这样的锂二次电池中，作为负极活性物质，公知使用有一种与锂形成合金的材料。但是，与锂形成合金的活性物质在将锂吸收、放出时，其体积发生膨胀、收缩，因此存在这样的问题：活性物质在伴随着充放电的同时会细粉化，或者，活性物质自集电体剥离，因此集电性降低，从而充放电循环特性变差。

在专利文献1中报告了这样的情况：在将硅和／或者硅合金用作活性物质的锂二次电池中，通过使包含活性物质和粘结剂的合剂层在非氧化性环境下烧结而进行配置，从而使活性物质合剂层密合于集电体，能够获得良好的充放电循环特性。

但是，在这样的锂二次电池中，存在这样的问题：在将通过将负极、隔板及正极层叠起来而得到的层叠体卷成螺旋状而做成卷绕型的情况下，由于伴随着充放电整个电极会膨胀、收缩，因此电极无法承受该膨胀而断裂。

在本发明中，如下描述，在负极的外侧端部形成有锥形部。作为在电极的端部形成锥形部的以往技术，能够列举出以下的专利文献2～专利文献4。

在专利文献2中公开了一种这样的方法：通过将正极或者负极的内侧端部做成锥形，来抑制设于正极或者负极上的、由填料及粘结剂构成的多孔层的剥离。

在专利文献3中，通过将电极的内侧端部做成锥形，将电极体的中心部做成流畅的圆形形状，来防止损坏隔板。

在专利文献4中，通过将正极板的整个周边做成倒角，来接受来自隔板的压迫而使得不产生空隙。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－260637号公报

专利文献2：日本特开2005－174790号公报

专利文献3：日本特开昭60－243967号公报

专利文献4：日本特开平4－28175号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供锂二次电池及其制造方法，该锂二次电池及其制造方法能够抑制因进行充放电使活性物质膨胀、收缩而导致电极断裂的情况。

用于解决问题的方案

本发明的锂二次电池包括：负极，其通过将负极合剂层配置在集电体的表面上而成，该负极合剂层包含活性物质颗粒和粘结剂，该活性物质颗粒包含硅和／或者硅合金；正极；隔板，其配置在负极与正极之间；非水电解质；以及外壳体，其用于收纳负极、正极、隔板及非水电解质；该锂二次电池是通过将电极体收纳在外壳体内而成的，该电极体是通过将层叠体从内侧向外侧卷成螺旋状而形成的，该层叠体是通过将负极、隔板以及正极层叠起来而成的，其特征在于，在负极的外侧端部形成有随着越靠近负极合剂层的端部、负极合剂层的厚度越薄的锥形部，在负极合剂层的锥形部的前端形成有以粘结剂为主要成分包含的渗出部。

在此，“以粘结剂为主要成分包含”是指包含粘结剂的含量为70质量%以上。

根据本发明，通过在负极的外侧端部形成随着越靠近负极合剂层的端部、负极合剂层的厚度越薄的锥形部，能够抑制因进行充放电使活性物质膨胀、收缩从而导致电极断裂的情况。此外，在本发明中，由于在负极合剂层的锥形部的前端形成有渗出部，因此能够提高负极合剂层与集电体之间的密合性，从而能够抑制负极合剂层的剥离。

在本发明中，优选的是，在负极外侧端部的未形成负极合剂层的区域的集电体上设置负极片的情况下，负极片位于由将电极体的中心和锥形部连接起来的线的延长线形成的区域内。由此，能够进一步抑制电极断裂。

优选的是，本发明的负极集电体由铜或者铜合金构成，并对其表面实施过粗糙化处理。

作为在本发明中使用的粘结剂，能够列举出例如聚酰亚胺。

本发明的制造方法是一种能够制造上述本发明的锂二次电池的方法，其特征在于，该制造方法包括以下工序：制备包含活性物质颗粒、粘结剂以及溶剂的负极合剂浆料；将负极合剂浆料涂布在集电体的表面上而形成负极合剂层，并制作负极；通过将负极、隔板以及正极层叠起来而得到的层叠体卷起来而形成电极体；以及将电极体和非水电解质收纳在外壳体内，从而制作锂二次电池。