[发明专利]二次电池及其制造方法

说明书

本发明的目的在于提供一种抑制能量密度减小的二次电池。为了实现此目的，所述二次电池具有：正极，其中在正极集电器上设置有正极活性材料层；以及负极，其中在负极集电器上设置有负极活性材料层；所述正极活性材料层和所述负极活性材料层被层压使得其隔着插入其间的隔膜彼此面对；所述负极活性材料层具有比所述正极活性材料层更大的面积；且在所述负极活性材料层不与所述正极活性材料层面对的部位处所述负极活性材料层的至少一部分中设置有薄壁部。

技术领域

本发明涉及一种二次电池及其制造方法，在所述二次电池中，正极和负极隔着置于其间的隔膜堆叠。

背景技术

近年来，随着电动车辆(xEV)的广泛使用而需要增加每次充电的行驶距离，从重量减轻的观点来看，对于作为电动车辆的电源的锂离子二次电池强烈需要更高的能量密度。

实现更高能量密度的一种手段是增加电池的容量。存在使用具有Li₂MnO₃的固溶体正极材料作为正极中的母结构和主要包含硅及其氧化物的合金作为负极中的负极材料的方法(专利文献1)。

硅显示理论容量(4200mAh/g)远远高于目前实际使用的碳材料的理论容量(372mAh/g)，但是由于充电和放电引起的大体积变化导致电池劣化而尚未实际使用。

此外，据描述，在根据专利文献2的锂离子二次电池中，在负极活性材料层的与隔膜接触的一侧的表面上设置有凹陷部17，由此可以防止整个电池由于负极活性材料层在充电时的膨胀而膨胀。

另外，在根据专利文献3的二次电池中，为了缓和由于充电和放电时的膨胀和收缩而在负极活性材料层133中产生的应力，在负极活性材料层133中形成多个应力缓和空间，具体地为凹陷槽133m。凹陷槽133m穿过隔膜141和负极板131之间。

另外，据描述，在根据专利文献4的锂离子二次电池中，通过在电极活性材料烧结体的主表面的外周附近设置凹槽能够抑制因充电和放电引起的裂纹的发展和电极损坏。

[引用列表]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第5569645号

[专利文献2]日本特开2009-146712号公报

[专利文献3]日本特开2012-038528号公报

[专利文献4]日本特开2013-175405号公报

发明内容

[技术问题]

在所有专利文献2至4中，在面向正极活性材料层的一侧上的负极活性材料层表面上设置有凹陷部。当凹陷部存在于负极的面向正极的表面上时，在凹陷部中正极和负极之间的距离比其他地方更大。因此，金属Li在凹陷部中树枝状析出，且因此在正极和负极之间引起短路，这是危险的。例如，在低温环境下，Li离子迁移数减少，且Li或Li化合物趋于在正极和负极之间的空间中在负极活性材料层上生长。此外，在循环劣化的电池中，主要由电解液产生的膜在正极和负极之间的空间中在负极活性材料层上形成，Li离子接受性降低，因此Li化合物趋于析出。在每种情况下，Li枝晶在负极活性材料层上生长，导致正极和负极之间短路。