[发明专利]锂离子电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池，特别地涉及适用于配备正极、负极和电分离正极与负极的隔膜的锂离子电池的有效技术。

背景技术

在日本特开2005-276503号公报（专利文献1）和日本特开2006-351386号公报（专利文献2）中记载了正极或负极与隔膜作为独立部件而构成的例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-276503号公报

专利文献2：日本特开2006-351386号公报

发明内容

发明要解决的课题

随着便携电子设备的发展，作为这些便携电子设备的电流供应源，使用可重复充电的小型二次电池。其中，能量密度高、生命周期长、自放电低且工作电压高的锂离子电池受到注目。锂离子电池由于具有上述优点，广泛用于数码相机、笔记本型个人计算机、移动电话等便携电子设备中。而且，近年来作为电动车用电池和储电用电池，可实现高容量、高输出且高能量密度的大型锂离子电池的研究开发获得进展。特别地，在汽车产业中，为了对应环境问题，使用电动机作为动力源的电动车和使用发动机（内燃机）和电动机两者作为动力源的混合动力车的开发获得进展。作为该电动车和混合动力车的电源，锂离子电池受到注目。

锂离子电池例如配备了卷绕涂敷了正极活性物质的正极板、涂敷了负极活性物质的负极板和防止正极板与负极板的接触的隔膜而成的电极卷绕体。此外，在锂离子电池中，将该电极卷绕体插入到外装桶中，并且在外装桶中注入电解液。即，在锂离子电池中，在金属箔上涂敷正极活性物质后的正极板和在金属箔上涂敷负极活性物质后的负极板被形成为带状，为了使形成为带状的正极板与负极板不直接接触，通过隔膜卷绕成截面涡卷状，形成电极卷绕体。

这样，将正极板、负极板和隔膜绕着轴芯卷绕，形成电极卷绕体，由于在通常的锂离子电池中，正极板、负极板和隔壁由独立部件（分离部件）构成，因此例如在正极板与隔膜之间存在间隙。并且，在锂离子电池的制造工艺中，在形成上述卷绕体前将正极板和负极板切割成规定的大小，而且，切割正极板和负极板，形成正极和负极的集电片（极耳）。而且，在形成上述电极卷绕体后，例如存在将形成在正极板上的正极集电片超声波焊接在正极集电环上、将形成在负极板上的负极集电片超声波焊接在负极集电环上的工序。而且，将电极卷绕体插入外装桶（容器）中，在该外装桶中注入电解液后，为了将外装桶的内部密封，存在利用焊接等连接外装桶与盖的工序。

具体地，对于正极集电片与正极集电环，在正极集电片上卷绕铝带，利用超声波焊接将正极集电片连接到该铝带上。此时使用的超声波焊接为通过使铝带与正极集电片摩擦引起的原子相互扩散而连接铝箔与正极集电片的工艺。因此，在利用超声波焊接连接正极集电片与铝带的情况下，因铝带与正极集电片的摩擦而产生金属异物（铝）的可能性变高。同样的现象在负极集电片与铜带的连接中也会产生。即，利用超声波焊接连接负极集电片与铜带的情况下，因铜带与负极集电片的摩擦而产生金属异物（铜）的可能性变高。而且，在连接外装桶与盖的工序中使用的焊接（弧焊）中，例如容易产生焊接屑。

由上，由于形成电极卷绕体前后的工序，金属异物侵入电极卷绕体内部的可能性变高。特别地，通常的锂离子电池中，由于正极板、负极板和隔膜由独立部件构成，例如在正极板与隔膜之间存在间隙，上述制造工序中产生的金属异物易于侵入该间隙中。这样，如果金属异物侵入电极卷绕体的内部，侵入的金属异物刺穿隔膜，正极和负极因金属异物而短路，或者例如侵入到正极与隔膜的间隙的金属异物附着在正极上后，附着的金属异物溶解在电解液中，之后产生在负极析出的现象。此外，如果从负极析出而成长的金属到达正极，则产生正极和负极短路的问题。

以上，使用通常的锂离子电池即形成电极卷绕体的类型的锂离子电池进行说明，例如，只要是由涂敷了正极活性物质的正极板、涂敷了负极活性物质的负极板、和防止正极板与负极板的接触的隔膜构成的锂离子电池，即使不形成电极卷绕体的层叠型锂离子电池，如果用于将正极板和负极板切割成规定大小的切割工序所导致的金属异物侵入到正极板、负极板和隔膜之间，则金属异物刺穿隔膜，正极和负极因金属异物而短路，或者例如侵入到正极与隔膜的间隙的金属异物附着在正极上后，附着的金属异物溶解在电解液中，之后产生在负极析出的现象。此外，如果从负极析出而成长的金属到达正极，则产生正极和负极短路的问题。

本发明的目的为提供可抑制金属异物导致的内部短路、实现可靠性的提高的锂离子电池。

本发明的上述以及其它目的与新特征可通过本说明书的记述和附图得以明了。