[发明专利]锂离子二次电池和电池组

说明书

本发明提供实现高的容量维持率并且抑制电阻上升的具备高耐久性的扁平形状卷绕电极体的锂离子二次电池、以及将该二次电池作为单电池构建的电池组。由本发明提供的锂离子二次电池(单电池)，具备扁平形状的卷绕电极体(20)，在卷绕电极体的横截面中，将从内侧弯曲顶点V到外侧弯曲顶点P的厚度定义为弯曲R部中心厚度D，并且将从内侧弯曲顶点V沿着R部/F部边界线W到卷绕电极体的外表面S的厚度定义为弯曲R部边界厚度B，以与构建电池组时相同的条件，在向该卷绕电极体的扁平面的方向上施加束缚力时，D/B比为1.01以上且1.07以下。

技术领域

本发明涉及具备扁平形状的卷绕电极体的锂离子二次电池和将多个该二次电池(单电池)束缚排列在一起而成的电池组。

背景技术

锂离子二次电池的重量轻且能够得到高能量密度，因此作为车辆(EV、HV、PHV等)所搭载的驱动用高输出电源或个人电脑、便携终端等其它电器产品等所使用的电源，其重要性不断提高。

作为这种锂离子二次电池的一典型例，可举出将卷绕电极体收纳于相对应的扁平的长方体形状的电池壳体中的所谓的方型锂离子二次电池，所述卷绕电极体是长条的正负极片和将该正负极片电隔离的隔板片层叠并在长度方向上卷绕而成的。例如，以下的专利文献1和2中，分别记载了包含壳体的外形为方型的锂离子二次电池所具备的卷绕电极体的结构例。

将该方型的锂离子二次电池(单电池)以与该卷绕电极体的宽幅的扁平面相对应的电池壳体的宽幅的侧面彼此相对的方式排列多个，进而在该排列方向上施加束缚力将多个单电池束缚，由此形成电池组(battery pack)，该电池组优选用作车辆所搭载的驱动用高输出电源。

然而，近年来，对于EV、HV和PHV的高性能化的要求逐渐提高，与此相应地需求作为驱动电源的锂离子二次电池的高性能化。

作为用于实现该锂离子二次电池的高性能化的一方案，可举出为了高输出化，采用具有含高电位正极活性物质的正极活性物质层的正极，所述高电位正极活性物质以锂金属为基准(vs.Li/Li⁺)的开路电压(OCV)为4.3V以上。

并且，可举出在具有该高电位正极活性物质层的正极活性物质层中含有磷酸锂等无机磷酸盐的方案。通过使正极活性物质层中含有无机磷酸盐，能够防止由于与非水电解液的氧化分解相伴的酸的产生导致过渡金属从正极活性物质溶出(即无机磷酸盐作为酸消耗材料发挥作用)，能够抑制容量劣化。

在先技术文献

专利文献1：日本特许第5923431号公报

专利文献2：日本专利申请公开第2006-278184号公报

发明内容

本发明人通过详细调查具备具有含高电位正极活性物质和无机磷酸盐的正极活性物质层的正极的扁平形状的卷绕电极体的形态(例如卷绕的状态)，发现具备具有含无机磷酸盐的正极活性物质层的正极的扁平形状的卷绕电极体中，根据卷绕的状态，具备该卷绕电极体的锂离子二次电池的耐久性能会产生差异。并且发现通过适当控制卷绕电极体的卷绕状态，无论是否存在上述磷酸盐，都能够实现高的容量维持率并且抑制电池内部电阻的上升，从而完成了本发明。即，本发明的目的是提供具备高耐久性的扁平形状卷绕电极体的锂离子二次电池以及将该二次电池作为单电池构建的电池组，其维持具备含无机磷酸盐的正极在性能方面的优点，并且使卷绕的状态最佳化，由此无论是否含有无机磷酸盐，都能够实现高的容量维持率并抑制电阻上升。

为实现上述目的，本发明提供电池组和构成该电池组的锂离子二次电池(单电池)，所述电池组具备沿预定方向排列的多个锂离子二次电池，它们以在该排列方向上受到束缚力的状态被束缚在一起。

在此公开的构成电池组的单电池，即上述多个锂离子二次电池的每一个，具备扁平形状的卷绕电极体、非水电解液、以及与上述卷绕电极体的扁平形状相对应的长方体形状的电池壳体，