[发明专利]二次电池、制造二次电池的方法、电池组和电动车辆

说明书

技术领域

本技术涉及一种包括其中负极活性物质层设置在负极集电体的一部分中的负极的二次电池、制造二次电池的方法、和使用二次电池的电池组和电动车辆。

背景技术

近年，各种电子设备，诸如移动电话和个人数字助理（PDA）已被广泛使用，并且已要求进一步减小电子设备的尺寸和重量并实现其长寿命。相应地，作为电子设备的电源，已开发了电池，特别是能够提供高能量密度的小的重量轻的二次电池。

近来，考虑将二次电池应用到除了前述电子设备以外的各种应用。这样的各种应用的代表实例可包括可附接和可拆卸地安装在电子设备等上的电池组、诸如电动汽车的电动车辆、诸如家用电力服务器的电力存储系统、和诸如电钻的电动工具。

已经提出了利用各种充电和放电原理来获得电池容量的二次电池。特别而言，利用电极反应物的插入和提取的二次电池、利用电极反应物的析出和溶解的二次电池等已引起人们的重视，因为这些二次电池提供比铅电池、镍镉电池等更高的能量密度。

二次电池包括正极、负极和电解液。负极包括设置在负极集电体上的负极活性物质层。负极活性物质层包含能够在必要时插入和提取（extraction，释放）电极反应物的活性物质（负极活性物质）和/或负极粘合剂等。负极活性物质层可设置在整个负极集电体上，或可设置在其一部分上。

已经对负极的具体配置进行了各种研究。例如，为了抑制在充电和放电时在负极集电体中出现褶皱等，指定负极集电体的拉伸强度（N/mm²）（例如，参见日本未审专利申请公开号2003-007305和2005-285651）。此外，为了抑制与负极活性物质的膨胀和收缩相关联的一组电极的压曲，正极的拉伸伸长率（%）大于负极的拉伸伸长率（%）（例如，参见日本未经审查的专利申请公开号2009-266761）。

此外，为了抑制伴随充电和放电循环的进行的集电性降低，在聚酰亚胺用作负极粘合剂的情况下，负极在高于聚酰亚胺的玻璃化转变温度的温度下经受热处理（例如，参见日本未经审查的专利申请公开号2009-238659和2009-245773）。

发明内容

在其中负极活性物质层在充电和放电时膨胀和收缩的情况下，负极集电体可变形，或在某些情况下，受到在这样的膨胀和收缩时产生的应力的影响可能破损。特别而言，如果负极活性物质层设置在负极集电体的一部分中，这种倾向在不设有负极活性物质层的区域中的负极集电体中显著。

期望提供能够抑制负极破损的二次电池、制造二次电池的方法、电池组和电动车辆。

根据本技术的一个实施方式，提供了一种二次电池，其包括：正极；负极；和电解液，其中负极包括负极活性物质层，负极活性物质层设置在负极集电体的一部分上，且负极集电体在第二区域中的断裂伸长率δ2（百分数）大于负极集电体在第一区域中的断裂伸长率δ1（百分数），第二区域没有设置负极活性物质层，且第一区域设置有负极活性物质层。

根据本技术的一个实施方式，提供了一种电池组，其包括：二次电池；控制部，其控制二次电池的使用状态；和切换部，其根据控制部的指令控制二次电池的使用状态，其中二次电池包括正极、负极和电解液，负极包括负极活性物质层，负极活性物质层设置在负极集电体的一部分上，且负极集电体在第二区域中的断裂伸长率δ2（百分数）大于负极集电体在第一区域中的断裂伸长率δ1（百分数），第二区域没有设有负极活性物质层，且第一区域设置有负极活性物质层。

根据本技术的一个实施方式，提供了一种电动车辆，其包括：二次电池；转换部，其将从二次电池供应的电力转换为驱动力；驱动部，其根据驱动力操作；和控制部，其控制二次电池的使用状态，其中二次电池包括正极、负极和电解液，负极包括负极活性物质层，负极活性物质层设置在负极集电体的一部分上，且负极集电体在第二区域中的断裂伸长率δ2（百分数）大于负极集电体在第一区域中的断裂伸长率δ1（百分数），第二区域没有设有负极活性物质层，且第一区域设有负极活性物质层。

根据本技术的一个实施方式，提供了一种制造二次电池的方法，其包括：在负极集电体的一部分上形成负极活性物质层；和通过加热在其中没有形成负极活性物质层的第二区域和其中形成有负极活性物质层的第一区域中的至少第二区域中的负极集电体来形成负极。

然而，断裂伸长率δ1和δ2的测量方法、测量条件等基于JIS Z2241中规定的金属材料拉伸试验方法。