電極體及蓄電元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電極體及蓄電元件。本發(fā)明電極體具備負(fù)極、正極及隔膜，負(fù)極含負(fù)極集電體、配置于該集電體至少一面?zhèn)鹊呢?fù)極活性物質(zhì)層，正極含正極集電體、配置于該集電體至少一面?zhèn)鹊恼龢O活性物質(zhì)層、配置于正極集電體與正極活性物質(zhì)層之間且電阻值高于正極集電體的底涂層，隔膜配置于負(fù)極與正極之間；使負(fù)極活性物質(zhì)層與正極活性物質(zhì)層相面對的方式，負(fù)極和正極夾隔著隔膜層疊，在負(fù)極活性物質(zhì)層的周緣部的至少一部分，負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣配置得比相面對的位置的正極中的正極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)，底涂層的端緣配置得比負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)。根據(jù)本發(fā)明，即使在負(fù)極活性物質(zhì)層的周緣部附近負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體之間產(chǎn)生短路的情況下，也可抑制短路電流。
【專利說明】電極體及蓄電元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電極體、電極體的制造方法、以及具備電極體的蓄電元件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，非水電解質(zhì)電池等電池、或雙電荷層電容器等電容器等蓄電元件在各種用途中得到大量使用。
[0003]特別是，以鋰離子電池為代表的非水電解質(zhì)電池被作為不斷推進(jìn)小型輕型化的個人電腦或攜帶電話等通信機(jī)器等電子機(jī)器的電池、或混合電動車01EV)、插電式混合電動車(PHEV)、或電動車(EV)等汽車的電池等面向民生用途的電池得到大量使用。
[0004]作為此種蓄電元件，廣泛地使用將正極及負(fù)極層疊而成的電極體。
[0005]在該蓄電元件的電極體中，正極及負(fù)極分別具備集電板和配置于該集電板的一面?zhèn)然騼擅鎮(zhèn)鹊恼龢O活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層。此外，正極及負(fù)極被以使各自的正極活性物質(zhì)層與負(fù)極活性物質(zhì)層相面對的方式夾隔著隔膜層疊。此外，在該蓄電元件的電極體中，為了提高正極活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層與集電板之間的密合性，將含有導(dǎo)電性物質(zhì)的底涂層配置于正極活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層與集電板之間。此種電極體例如記載于專利文獻(xiàn)I或2中。
[0006]作為此種電極體，如專利文獻(xiàn)3及4中記載所示，提出過如下構(gòu)成的電極體，即，在將正極活性物質(zhì)層與負(fù)極活性物質(zhì)層相面對地層疊時(shí)，負(fù)極活性物質(zhì)層的面積大于正極活性物質(zhì)層。即，提出過以使負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣與正極活性物質(zhì)層的端緣相比處于外側(cè)的方式配置正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層地構(gòu)成的電極體。
[0007]在該構(gòu)成的電極體中，可以防止從正極活性物質(zhì)層中放出的鋰離子向不存在負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極集電體上析出而成為導(dǎo)致短路的原因。
[0008]但是，即使是以使負(fù)極活性物質(zhì)層的面積大于正極活性物質(zhì)層的方式配置各活性物質(zhì)層的電極體，也會在負(fù)極活性物質(zhì)層的周緣部存在負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體相面對的部分。
[0009]該電極體中，通常來說，由于在正極與負(fù)極之間配置有隔膜，因此即使在負(fù)極活性物質(zhì)的周緣部也不會有負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體直接接觸的情況。但是，該電極體中，當(dāng)因任何的異常使電極體放熱而造成隔膜收縮、或者因?qū)﹄姌O體施加沖擊等而使隔膜在電極體內(nèi)移位時(shí)，就會有負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體不夾隔隔膜地直接面對的情況。該情況下，一旦負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體直接接觸，或者在電極體內(nèi)存在導(dǎo)電性異物等并經(jīng)由該導(dǎo)電性異物使負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體接觸，就有可能在負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體之間產(chǎn)生短路。
[0010]另外，在該電極體中，即使存在有隔膜，也有可能因?qū)щ娦缘漠愇镓灤└裟ぃ谪?fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體之間產(chǎn)生短路。
[0011]在負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體之間引起的短路中，有時(shí)會流過比較大的電流。所以，對于電極體來說，最好作為安全對策，即使在萬一在負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體之間弓I起短路的情況下，也可以減小短路電流。
[0012]對比文件3中公開了負(fù)極活性物質(zhì)層的面積比正極活性物質(zhì)層面積大地形成的電極體，該電極體中在未形成有正極活性物質(zhì)層的正極集電體的露出部設(shè)置了電極體。
[0013]該電極體中，可以利用絕緣層來防止負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體之間的短路。但是，由于專利文獻(xiàn)3中記載的電極體的絕緣層是為了防止電解液中的陽離子向負(fù)極活性物質(zhì)中的插入而設(shè)置的絕緣層，因此當(dāng)在露出部以外的部位存在時(shí)，就有可能阻礙電極內(nèi)的離子的移動。
[0014]所以，在該電極體中，為了不妨礙電極體中的必需的離子導(dǎo)電性，需要僅在露出部設(shè)置絕緣層。此種僅在狹窄的露出部設(shè)置絕緣層是很煩雜的操作，會增加制造工序。所以，在該電極體中，存在有在制造中花費(fèi)工夫的問題。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0016]專利文獻(xiàn)
[0017][專利文獻(xiàn)I]日本特開昭62-160656號公報(bào)
[0018][專利文獻(xiàn)2]日本特開2008-60060號公報(bào)
[0019][專利文獻(xiàn)3]日本特開2009-199960號公報(bào)
[0020][專利文獻(xiàn)4]日本特開2001-327906號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]發(fā)明的概要
[0022]發(fā)明所要解決的問題
[0023]本發(fā)明鑒于上述問題，目的在于，提供一種電極體，即使在負(fù)極活性物質(zhì)層的周緣部附近的負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體之間產(chǎn)生短路也可以抑制短路電流，而且可以容易地制造。另外，目的還在于，提供具備該電極體的蓄電元件。
[0024]本發(fā)明的目的在于，提供一種電極體的制造方法，可以容易地制造即使在周緣部附近的負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體之間產(chǎn)生短路也可以抑制短路電流的電極體。
[0025]用于解決問題的方法
[0026]本發(fā)明的電極體具備:
[0027]負(fù)極，其包含:負(fù)極集電體、配置于負(fù)極集電體的至少一面?zhèn)鹊呢?fù)極活性物質(zhì)層；
[0028]正極，其包含:正極集電體、配置于正極集電體的至少一面?zhèn)鹊恼龢O活性物質(zhì)層、配置于正極集電體與正極活性物質(zhì)層之間而電阻值高于正極集電體的底涂層；以及
[0029]隔膜，其配置于負(fù)極與正極之間，
[0030]以使負(fù)極活性物質(zhì)層與正極活性物質(zhì)層相面對的方式，將負(fù)極和正極夾隔著隔膜
層置，
[0031]在負(fù)極活性物質(zhì)層的周緣部的至少一部分中，將負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣配置得比相面對的位置的正極中的正極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)，并且將底涂層的端緣配置得比負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，在電極體的周緣部，在與負(fù)極活性物質(zhì)層相面對的正極的一部分中，存在有不存在正極活性物質(zhì)層的部位。該部位中，將配置于正極集電體的表面的底涂層的端緣配置得比正極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)。[0033]S卩，在該部位中負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體夾隔著電阻值高于正極集電體的底涂層相面對。所以，例如即使在該部位負(fù)極與正極因變形等而接觸、或者具有導(dǎo)電性的異物混入負(fù)極與正極之間，負(fù)極活性物質(zhì)層也會夾隔著底涂層與正極集電體連接。這樣，即使在負(fù)極活性物質(zhì)與正極集電體之間產(chǎn)生短路，也可以利用底涂層的存在來抑制短路電流。
[0034]另外，在該部位中，以使底涂層的端緣比負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)的方式來配置有底涂層。所以，在不存在正極活性物質(zhì)的該部位的正極中，由于底涂層的存在，電阻值變高。
[0035]此外，在該部位中，由于將底涂層的端緣配置得比負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣更靠外偵牝因此即使正極與負(fù)極發(fā)生輕微的位置偏移，只要位置偏移在配置于外側(cè)的長度的范圍內(nèi)，就可以使底涂層配置在與負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣相面對的位置。
[0036]而且，本發(fā)明中所說的“底涂層”，是具有不會妨礙正極集電體與正極活性物質(zhì)層之間的導(dǎo)電性的程度的電阻值的層。
[0037]本發(fā)明中，底涂層的電阻值也可以是5 Q/square以上200 Q/square以下。
[0038]通過使底涂層的電阻值為上述范圍，就可以在不妨礙正極集電體與正極活性物質(zhì)層的導(dǎo)電性的前提下，更加可靠地抑制短路時(shí)的負(fù)極活性物質(zhì)與正極集電體之間的電流。
[0039]本發(fā)明的蓄電元件具備上述的電極體。
[0040]本發(fā)明的電極體的制造方法具備:
[0041]極板形成工序，其具有如下步驟，S卩，在負(fù)極集電體的至少一面?zhèn)扰渲秘?fù)極活性物質(zhì)層而形成負(fù)極的步驟，以及在正極集電體的至少一面?zhèn)扰渲谜龢O活性物質(zhì)層、在正極集電體與正極活性物質(zhì)層之間配置電阻值高于正極集電體的底涂層而形成正極的步驟；
[0042]層疊工序，在負(fù)極與正極之間配置隔膜，以使負(fù)極活性物質(zhì)層與正極活性物質(zhì)層相面對的方式，夾隔著隔膜層疊負(fù)極和正極，
[0043]極板形成工序中，在負(fù)極活性物質(zhì)層的周緣部的至少一部分中，以使負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣比被層疊時(shí)相面對的位置的正極中的正極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)的方式，配置負(fù)極活性物質(zhì)層及正極活性物質(zhì)層，并且以使底涂層的端緣比負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)的方式配置底涂層。
[0044]發(fā)明效果
[0045]根據(jù)本發(fā)明，可以提供如下的電極體，即，即使在負(fù)極活性物質(zhì)層的周緣部附近的負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體之間產(chǎn)生短路也可以抑制短路電流，而且可以容易地制造。另外，還提供具備該電極體的蓄電元件。
[0046]此外，根據(jù)本發(fā)明，可以提供如下的電極體的制造方法，S卩，可以容易地制造即使在周緣部附近的負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體之間產(chǎn)生短路也可以抑制短路電流的電極體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1是示意性地表示本實(shí)施方式的電極體的剖面圖的一部分的示意圖。
[0048]圖2是示意性地表示從正極側(cè)觀看本實(shí)施方式的電極體的樣子的一部分的示意圖。
[0049]圖3是表示本實(shí)施方式的電極體的外觀的概略圖。[0050]圖4是表示本實(shí)施方式的蓄電元件的外觀的概略圖。
[0051]圖5是表示本實(shí)施方式的蓄電元件的內(nèi)部的概略圖。
[0052]圖6是示意性地表示圖5的Z-Z剖面的剖面圖。
[0053]其中，I負(fù)極，2正極，10電極體，11:負(fù)極集電體，12負(fù)極活性物質(zhì)層，21正極集電體，22正極活性物質(zhì)層，23底涂層，30蓄電元件，31容器，31a主體部，31b蓋部，32外部端子，33外部襯墊，34電解質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0054]以下，對本發(fā)明的電極體、蓄電元件、以及電極體的制造方法的一個實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0055]首先，參照圖1?圖3，對本實(shí)施方式的電極體進(jìn)行說明。
[0056]如圖3所示，本實(shí)施方式的電極體10具備負(fù)極1、正極2、配置于負(fù)極I與正極2之間的隔膜3。
[0057]負(fù)極I包括負(fù)極集電體11、配置于負(fù)極集電體11的至少一面?zhèn)鹊呢?fù)極活性物質(zhì)層12。
[0058]正極2包括正極集電體21、配置于正極集電體21的至少一面?zhèn)鹊恼龢O活性物質(zhì)層
22、配置于正極集電體21與正極活性物質(zhì)層22之間且電阻值高于正極集電體21的底涂層23。
[0059]具體來說，本實(shí)施方式的電極體10是如下的電極體，S卩，如圖1及圖2所示，具備:
[0060]負(fù)極1，其包括負(fù)極集電體11、以及配置于負(fù)極集電體11的至少一面?zhèn)鹊呢?fù)極活性物質(zhì)層12 ；
[0061]正極2，其包括正極集電體21、配置于正極集電體21的至少一面?zhèn)鹊恼龢O活性物質(zhì)層22、以及配置于正極集電體21與正極活性物質(zhì)層22之間且電阻值高于正極集電體21的底涂層23 ；
[0062]隔膜3，其配置于負(fù)極I與正極2之間，
[0063]以使負(fù)極活性物質(zhì)層12與正極活性物質(zhì)層22相互面對的方式，將負(fù)極I和正極2夾隔著隔膜3層疊，
[0064]在相面對的負(fù)極I及正極2的周緣部的至少一部分，將負(fù)極活性物質(zhì)層12的端緣12a配置得比相面對的正極2中的正極活性物質(zhì)層22的端緣22a更靠外側(cè)，并且將正極2的底涂層23的端緣23a配置得比負(fù)極活性物質(zhì)層12的端緣12a更靠外側(cè)。
[0065]本實(shí)施方式的電極體10例如被作為蓄電元件用的電極體使用。本實(shí)施方式的電極體10適于用作非水電解二次電池用的電極體。特別適于用作鋰離子電池用的電極體。
[0066]電極體10包括薄片狀的正極2、薄片狀的隔膜3、薄片狀的負(fù)極I。
[0067]電極體10例如可以以在正極2上配置隔膜3、在該隔膜3上配置負(fù)極1、在該負(fù)極I上配置隔膜3的狀態(tài)卷繞，以筒狀形成。
[0068]在電極體10中，由于在正極2與負(fù)極I之間配置有絕緣性的隔膜3，因此正極2和負(fù)極I沒有被電連接。
[0069]負(fù)極I包括薄片狀的負(fù)極集電體11、配置于負(fù)極集電體11的至少一面?zhèn)鹊谋∑瑺畹呢?fù)極活性物質(zhì)層12。[0070]例如如圖1所示，負(fù)極活性物質(zhì)層21配置于負(fù)極集電體11的兩面?zhèn)取?br> [0071]作為負(fù)極集電體11，例如可以舉出銅箔等帶狀的金屬箔等。
[0072]負(fù)極集電體11的厚度優(yōu)選為4?20 ii m。
[0073]在負(fù)極集電體11的配置有負(fù)極活性物質(zhì)層12的面(本實(shí)施方式的情況下是兩面)，為了提高與負(fù)極活性物質(zhì)層12的粘接性，也可以實(shí)施偶聯(lián)處理、其他的表面處理。
[0074]負(fù)極集電體11也可以在該面?zhèn)染哂刑岣哓?fù)極集電體與負(fù)極活性物質(zhì)層的粘接性的粘接層。
[0075]負(fù)極活性物質(zhì)層12含有粉狀的負(fù)極活性物質(zhì)。
[0076]負(fù)極活性物質(zhì)層12例如是通過將混合了粉狀的負(fù)極活性物質(zhì)、和根據(jù)需要使用的膠粘劑、導(dǎo)電劑、增稠劑、填充劑等任意的成分的膏劑狀的合劑向負(fù)極集電體11上涂布等而形成。
[0077]作為負(fù)極活性物質(zhì)，如果電極體是鋰離子電池用，則例如可以舉出金屬鋰、鋰合金(鋰-鋁、鋰-鉛、鋰-錫、鋰-鋁-錫、鋰-鎵、以及伍德合金等含有鋰金屬的合金)等。
[0078]另外，作為負(fù)極活性物質(zhì)，可以舉出能夠吸貯、放出鋰的合金、碳材料(例如石墨、硬碳、低溫?zé)商?、非晶質(zhì)碳等)、金屬氧化物、鋰金屬氧化物(Li4Ti5O12等)、聚磷酸化合物
坐寸o
[0079]作為負(fù)極活性物質(zhì)，從使合劑成為容易涂布在負(fù)極集電體上的材料的方面考慮，優(yōu)選石墨、硬碳、低溫?zé)商?、非晶質(zhì)碳等碳材料、金屬氧化物、鋰金屬氧化物(Li4Ti5O12等)、聚磷酸化合物等。
[0080]粉狀的負(fù)極活性物質(zhì)的平均粒徑d50優(yōu)選為I?20 y m。為了獲得給定的平均粒徑的粉體、給定形狀的粉體，可以使用公知的粉碎機(jī)或篩分機(jī)等。
[0081]正極2包括薄片狀的正極集電體21、配置于正極集電體21的至少一面?zhèn)鹊谋∑瑺畹恼龢O活性物質(zhì)層22、配置于正極集電體21與正極活性物質(zhì)層22之間且電阻值高于正極集電體21的薄片狀的底涂層23。
[0082]例如如圖1所示，正極活性物質(zhì)層22配置于正極集電體21的兩面?zhèn)取?br> [0083]作為正極集電體21，例如可以舉出鋁箔等帶狀的金屬箔。正極集電體21的厚度優(yōu)選為5?30 u m。
[0084]底涂層23是通過將底涂劑向正極集電體21的表面涂布等而形成的。
[0085]作為底涂劑，只要是電阻值高于正極集電體21、可以提高正極集電體21與正極活性物質(zhì)層22的密合性的性質(zhì)的底涂劑，就沒有特別限定。
[0086]作為底涂劑，例如可以舉出含有粘合劑和導(dǎo)電助劑的材料等。
[0087]作為粘合劑，例如可以舉出聚偏氟乙烯、苯乙烯丁二烯橡膠、殼聚糖等。
[0088]作為導(dǎo)電助劑，只要是導(dǎo)電性的材質(zhì)，就沒有特別限定，例如可以舉出乙炔黑、科琴黑等炭黑(碳質(zhì)微粒)、或碳纖維等導(dǎo)電性碳材料。
[0089]底涂層23的電阻值優(yōu)選為5 Q/square以上200 Q/square以下。如果是該電阻值的范圍，則可以在正極集電體21與正極活性物質(zhì)層22之間確保導(dǎo)電性的同時(shí)，即使在負(fù)極活性物質(zhì)層12與正極集電體21之間發(fā)生短路也可以更加可靠地抑制短路電流。
[0090]底涂層23的電阻值優(yōu)選為上述的范圍，并且是正極集電體21的電阻值的10倍到10000倍，更優(yōu)選為10倍到1000倍。[0091]底涂層23的厚度優(yōu)選為I?3iim。如果是該厚度的范圍，則可以提高正極集電體21與正極活性物質(zhì)層22的密合性。而且，即使在不存在正極活性物質(zhì)層22的部位發(fā)生短路，也可以更加可靠地抑制短路電流。
[0092]對于正極集電體21的配置有底涂層23的面，也可以實(shí)施偶聯(lián)處理或其他的表面處理。
[0093]正極活性物質(zhì)層22含有粉狀的正極活性物質(zhì)。
[0094]正極活性物質(zhì)層22例如可以通過將混合了粉狀的正極活性物質(zhì)、和根據(jù)需要使用的膠粘劑、導(dǎo)電劑、增稠劑、填充劑等任意的成分的膏劑狀的合劑進(jìn)行涂布等而形成。
[0095]正極活性物質(zhì)在電極體為鋰離子電池用的情況下，只要是能夠吸貯、放出鋰的化合物，就沒有特別限定。
[0096]作為正極活性物質(zhì)，例如可以舉出以LixMOy(M表示至少一種的過渡金屬)表示的復(fù)合氧化物(LixCoO2, LixNiO2, LixMn2O4' LixMnO3' LixNiyCo(1_y)O2、LixNiyMnzCo(1_y_z)O2、LixNiyMn (2_y) O4 等)。
[0097]另外，作為正極活性物質(zhì)，例如可以舉出以LiwMex(XOy)z(Me表示至少一種的過渡金屬，X例如表示P、S1、B、V)表示的聚陰離子化合物(LiFeP04、LiMnP04、LiNiP04、LiCoP04、Li3V2 (PO4) 3、Li2MnSiO4' Li2CoPO4F 等)。
[0098]這些化合物中的元素或聚陰離子也可以由其他的元素或陰離子種將一部分置換。
[0099]作為正極活性物質(zhì)，還可以舉出二硫醚、聚吡咯、聚苯胺、聚對苯乙烯、聚乙炔、多并苯系材料等導(dǎo)電性高分子化合物、偽石墨結(jié)構(gòu)碳質(zhì)材料等。
[0100]在正極活性物質(zhì)中，既可以單獨(dú)使用這些化合物的I種，也可以混合使用2種以上。
[0101]在本實(shí)施方式的電極體10中，在負(fù)極I與正極2之間配置有隔膜3。隔膜3將負(fù)極I與正極2絕緣。
[0102]隔膜3可以從公知的隔膜中適當(dāng)?shù)剡x擇使用。
[0103]作為隔膜，例如可以舉出織布、無紡布、合成樹脂微多孔膜等。
[0104]作為構(gòu)成隔膜的材料，在電極體為非水電解質(zhì)電池用的電極體的情況下，例如可以舉出以聚乙烯、聚丙烯等為代表的聚烯烴系樹脂；聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯等為代表的聚酯系樹脂；聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-全氟乙烯基醚共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙酮共聚物、偏氟乙烯-乙烯共聚物、偏氟乙烯-丙烯共聚物、偏氟乙烯-二氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-乙烯-四氟乙烯共聚物等氟系樹脂等。
[0105]本實(shí)施方式的電極體10中，以使負(fù)極活性物質(zhì)層12與正極活性物質(zhì)層22夾隔著隔膜3相面對的方式，將負(fù)極I和正極2夾隔著隔膜3層疊。
[0106]具體來說，在帶狀的負(fù)極I及帶狀的正極2相互面對的電極體10的周緣部，如圖1及圖2所示，在寬度方向的一端側(cè)(即，長條矩形的負(fù)極集電體11及正極集電體21的一邊S側(cè))，將負(fù)極活性物質(zhì)層12的端緣12a相對于相面對的正極2的正極活性物質(zhì)層22的端緣22a以長度X的量配置于外側(cè)。而且，將底涂層23的端緣23a相對于負(fù)極活性物質(zhì)層12的端緣12a以長度Y的量配置于外側(cè)。[0107]S卩，在正極2中，將底涂層23的端緣23a相對于正極活性物質(zhì)層22的端緣22a以X+Y的長度的量配置于外側(cè)。
[0108]將從負(fù)極活性物質(zhì)層12的端緣12a到正極活性物質(zhì)層22的端緣22a的長度X設(shè)定得越短越好。
[0109]同樣地，將從底涂層23的端緣23a到負(fù)極活性物質(zhì)層12的端緣12a的長度Y設(shè)定得越短越好。
[0110]本實(shí)施方式的電極體10中，如上所述，將負(fù)極活性物質(zhì)層12的端緣12a相對于相面對的正極2中的正極活性物質(zhì)層22的端緣22a以長度X的量配置于外側(cè)。所以，在負(fù)極活性物質(zhì)層12的端緣12a與正極活性物質(zhì)層22的端緣22a之間，負(fù)極活性物質(zhì)層12與配置于正極集電體21之上的底涂層23夾隔著隔膜3相面對。
[0111]所以，例如即使因在電極體10內(nèi)產(chǎn)生異常的放熱而使隔膜3收縮等，形成在負(fù)極活性物質(zhì)層12的端緣12a與正極活性物質(zhì)層22的端緣22a之間不存在隔膜3的狀態(tài)，也可以利用底涂層23來阻止負(fù)極活性物質(zhì)層12與正極集電體21直接接觸。由此，即使在負(fù)極活性物質(zhì)層12與正極集電體21之間產(chǎn)生短路，也可以抑制短路電流。
[0112]另外，在因任何的理由在電極體10內(nèi)混入導(dǎo)電性異物C的情況下，形成可以借助該導(dǎo)電性異物C等將負(fù)極活性物質(zhì)層12與正極集電體21相連的狀態(tài)，也可以通過夾設(shè)底涂層23，來抑制短路電流。
[0113]而且，即使存在有隔膜3，也可能因?qū)щ娦援愇顲貫穿隔膜3，而產(chǎn)生導(dǎo)電性異物C可以將負(fù)極活性物質(zhì)層12與正極集電體21相連的異常事態(tài)。但是，通過在負(fù)極活性物質(zhì)層12與正極集電體21之間夾設(shè)底涂層23，就可以抑制負(fù)極活性物質(zhì)層12與正極集電體21之間的短路電流。
[0114]另外，本實(shí)施方式的電極體10形成如下的構(gòu)成，即，在卷繞前的寬度方向的一方側(cè)(長條矩形的一邊S側(cè))，底涂層23的端緣23a相對于負(fù)極活性物質(zhì)層12的端緣12a以長度Y的量配置于外側(cè)。
[0115]由于是該構(gòu)成，因此本實(shí)施方式的電極體10例如即使負(fù)極和正極輕微地發(fā)生位置偏移，只要位置偏移小于從底涂層23的端緣23a到負(fù)極活性物質(zhì)層12的端緣12a的距離Y，就可以利用底涂層23阻止負(fù)極活性物質(zhì)層12與正極集電體21的直接的連接。
[0116]而且，上述的位置偏移例如可能在制造時(shí)將負(fù)極與正極層疊時(shí)、在制造時(shí)將負(fù)極與正極卷繞時(shí)、或者在制造后對層疊了的負(fù)極和正極施加任何的力時(shí)產(chǎn)生。
[0117]下面，對本實(shí)施方式的蓄電元件進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的蓄電元件具備上述的電極體10。
[0118]作為蓄電元件，可以舉出電池或電容器等。以下，作為蓄電元件的一例舉出非水電解質(zhì)二次電池，在參照附圖的同時(shí)，對該非水電解質(zhì)二次電池進(jìn)行說明。
[0119]如圖4?6所示，非水電解質(zhì)二次電池30具備容器31、收容于該容器31中的電解液(電解質(zhì))34、安裝于容器31中的外部襯墊33、收容于該容器31中的上述的電極體10、與該電極體10電連接的外部端子32。
[0120]如圖4所示，容器31具有朝向一個方向開口并收容電極體10的主體部3la、和封堵容器主體部31a的開口的蓋部31b。
[0121]主體部31a及蓋部31b例如由鋁、鋁合金等鋁系金屬材料、不銹鋼板形成，被相互焊接在一起。
[0122]在蓋部31b中，形成有2個開口。另外，在蓋部31b的外面，安裝有由絕緣材料形成且形成有開口的外部襯墊33。
[0123]蓋部31b的開口與外部襯墊33的開口分別相連。在該外部襯墊33的開口的內(nèi)側(cè)配置有外部端子32的一部分。
[0124]外部端子32具有貫穿外部襯墊33的開口及蓋部31b的開口而向主體部31a的內(nèi)部突出的突出部。該外部端子32例如由鋁、鋁合金等鋁系金屬材料形成。
[0125]外部端子32與配置于容器31內(nèi)的集電部連接。該集電部與電極體10連接。SP，外部端子32與電極體10借助容器31內(nèi)的集電部連接。而且，集電部的形狀沒有特別限定，然而例如為板狀。
[0126]外部襯墊33及外部端子32設(shè)有正極用和負(fù)極用。
[0127]如圖4等所示，正極用的外部襯墊33及外部端子32配置于蓋部31b的長度方向的一端側(cè)。另外，負(fù)極用的外部襯墊33及外部端子32配置于蓋部31b的長度方向的另一端側(cè)。
[0128]如圖5所示，在主體部31a的內(nèi)部，收容有電解液34，將電極體10浸潰于電解液34中。即，在主體部31a的內(nèi)部，封入了電極體10和電解液34。
[0129]作為非水電解質(zhì)的電解液34是在有機(jī)溶劑中溶解電解質(zhì)鹽而成的。
[0130]作為有機(jī)溶劑，例如可以舉出碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯、三氟碳酸亞丙酯(trifluoropropylene carbonate)、丁內(nèi)酯、Y -戍內(nèi)酯、環(huán)丁砜、1，2_ 二 甲氧基乙烷、1，2_ 二乙氧基乙烷、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)、二氧戊環(huán)、氟乙基甲基醚、乙二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、乙二醇二丙酸酯、丙二醇二丙酸酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲基異丙酯、碳酸乙基異丙酯、碳酸二異丙酯、碳酸二丁酯、乙腈、氟乙腈、乙氧基五氟環(huán)三磷腈、二乙氧基四氟環(huán)三磷腈、苯氧基五氟環(huán)三磷腈等烷氧基及齒素取代環(huán)狀磷腈類或鏈狀磷腈類、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三辛酯等磷酸酯類、硼酸三乙酯、硼酸三丁酯等硼酸酯類、N-甲基噁唑烷酮、N-乙基噁唑烷酮等非水溶劑。
[0131]在作為電解質(zhì)使用固體電解質(zhì)的情況下，使用作為固體電解質(zhì)的高分子固體電解質(zhì)，作為高分子固體電解質(zhì)可以使用有孔性高分子固體電解質(zhì)膜。此外，可以在高分子固體電解質(zhì)中還含有電解液。
[0132]另外，在作為電解質(zhì)使用凝膠狀的高分子固體電解質(zhì)的情況下，構(gòu)成凝膠的電解液與小孔中等所含的電解液也可以不同。但是，在像用途那樣要求高輸出的情況下，與使用固體電解質(zhì)或高分子固體電解質(zhì)相比，更優(yōu)選單獨(dú)使用非水電解質(zhì)。
[0133]作為電解質(zhì)鹽，沒有特別限制，可以舉出LiC104、LiBF4, LiAsF6, LiPF6, LiCF3S03、LiN(SO2CF3)2' LiN(SO2C2F5)2' LiN(SO2CF3) (SO2C4F9)、LiSCN、LiBr, Lil、Li2SO4, Li2B10Cl10'NaClO4, Nal、NaSCN、NaBr, KClO4, KSCN等離子性化合物及它們的2種以上的混合物等。
[0134]非水電解質(zhì)也可以還含有公知的添加劑。
[0135]在非水電解質(zhì)二次電池30中，可以采用將上述的有機(jī)溶劑與電解質(zhì)鹽組合而成的非水電解質(zhì)。[0136]而且，作為非水電解質(zhì)，從鋰離子的傳導(dǎo)率提高的方面考慮，優(yōu)選混合了碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯的材料。
[0137]如圖5及圖6所示，在主體部31a的內(nèi)部，收容有電極體10。在容器31內(nèi)，既可以收容I個電極體，也可以收容多個電極體。在后者的情況下，多個電極體10被電氣性地并聯(lián)。
[0138]接下來，對本實(shí)施方式的電極體的制造方法進(jìn)行說明。
[0139]本實(shí)施方式的電極體的制造方法是如下的方法，S卩，具備:
[0140]極板形成工序，具有如下的操作，S卩，在負(fù)極集電體的至少一面?zhèn)扰渲秘?fù)極活性物質(zhì)層而形成負(fù)極，以及在正極集電體的至少一面?zhèn)扰渲谜龢O活性物質(zhì)層，在正極集電體與正極活性物質(zhì)層之間配置電阻值高于正極集電體的底涂層而形成正極；
[0141]層疊工序，在負(fù)極與正極之間配置隔膜，以使負(fù)極活性物質(zhì)層與正極活性物質(zhì)層相互面對的方式，夾隔著隔膜層疊負(fù)極和正極，
[0142]在極板形成工序中，在相面對的負(fù)極及正極的周緣部的至少一部分，以使負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣相對于被層疊時(shí)相面對的正極中的正極活性物質(zhì)層的端緣處于外側(cè)的方式配置負(fù)極活性物質(zhì)層及正極活性物質(zhì)層，并且以使底涂層的端緣處于比負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)的方式配置底涂層。
[0143](極板形成工序)
[0144]在極板形成工序中，形成負(fù)極和正極。
[0145]在負(fù)極的形成中，例如在負(fù)極集電體的表面(本實(shí)施方式中是兩面)，利用模頭涂布機(jī)等公知的涂布機(jī)構(gòu)涂布混合了負(fù)極活性物質(zhì)和粘合劑的合劑。其后，利用干燥、沖壓等公知的方法制作負(fù)極活性物質(zhì)層。像這樣，就形成負(fù)極。
[0146]在正極的形成中，例如首先在正極集電體的表面(本實(shí)施方式中是兩面)，利用凹版涂布法等公知的涂布方法涂布底涂劑。其后，通過將所涂布的材料干燥而制作底涂層。繼而，將混合了正極活性物質(zhì)、粘合劑、導(dǎo)電助劑等的合劑利用模頭涂布機(jī)等公知的涂布機(jī)構(gòu)涂布在底涂層的表面。接下來，利用干燥、沖壓等公知的方法制作正極活性物質(zhì)層。像這樣，就形成正極。
[0147]在極板形成工序中，在后述的層疊工序中將負(fù)極與正極層疊時(shí)，如下所示地配置負(fù)極活性物質(zhì)層、正極活性物質(zhì)層、以及底涂層。
[0148]S卩，在電極體的周緣部的至少一部分，以使負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣相對于層疊時(shí)與該端緣相面對的正極中的正極活性物質(zhì)層的端緣處于外側(cè)的方式，配置負(fù)極活性物質(zhì)層及正極活性物質(zhì)層。而且，以使底涂層的端緣處于比負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)的方式配置底涂層。
[0149]具體來說，在極板形成工序中，例如在向帶狀(矩形)的負(fù)極集電體上涂布負(fù)極活性物質(zhì)層用的合劑時(shí)，以使負(fù)極集電體的一邊側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣相對于層疊時(shí)相面對的正極中的正極活性物質(zhì)層的端緣以給定長度的量處于外側(cè)的方式，即，以圖1中的長度X的量處于外側(cè)的方式，涂布負(fù)極活性物質(zhì)用的合劑。
[0150]另一方面，在向正極集電體上涂布底涂劑時(shí)，以使負(fù)極與正極的層疊時(shí)與負(fù)極相面對的底涂層的端緣相對于負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣以給定長度的量處于外側(cè)的方式，即，以圖1中的長度Y的量處于外側(cè)地涂布底涂劑。此外，向底涂層的表面還涂布正極活性物質(zhì)用合劑。此時(shí)，以使底涂層從正極活性物質(zhì)層的端部露出給定長度的方式，即，露出圖1所示的長度X+Y的方式，涂布正極活性物質(zhì)層用的合劑。
[0151]在極板形成工序中，優(yōu)選預(yù)先設(shè)定好負(fù)極活性物質(zhì)層用合劑、正極活性物質(zhì)層用合劑、以及底涂劑的涂布面積、涂布部分。即，優(yōu)選以使負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣、正極活性物質(zhì)層的端緣、以及底涂層的端緣形成上述的位置關(guān)系的方式，預(yù)先設(shè)定好各劑的涂布面積、涂布部分。
[0152](層疊工序)
[0153]層疊工序中，在負(fù)極與正極之間，以將負(fù)極與正極絕緣的方式配置隔膜。此外，以使負(fù)極活性物質(zhì)層與正極活性物質(zhì)層夾隔著隔膜相面對的方式層疊負(fù)極和正極。
[0154]本實(shí)施方式的電極體的制造方法中，也可以在將負(fù)極和正極層疊后，再將層疊了的材料卷繞起來。
[0155]在卷繞層疊了的負(fù)極和正極時(shí)，在所制造的電極體的周緣部，可能產(chǎn)生負(fù)極與正極輕微地錯移的卷繞移位。即使在產(chǎn)生了該卷繞移位的情況下，由于從底涂層的端緣到負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣具有給定的長度Y，因此只要移位的長度小于Y，就會在負(fù)極活性物質(zhì)層與正極集電體之間夾隔有底涂層。
[0156]所以，即使如上所述地產(chǎn)生短路，也可以利用底涂層來抑制短路時(shí)的電流增大。
[0157]如上所述地制造的本實(shí)施方式的電極體例如又被收容于電池盒中。此外，在電池盒中，還裝入了非水電解質(zhì)。像這樣，就制造出作為蓄電元件的非水電解質(zhì)電池(例如鋰離子電池)。
[0158]根據(jù)本實(shí)施方式的電極體的制造方法，由于在正極集電體與正極活性物質(zhì)層之間配置底涂層，因此可以提高正極集電體與正極活性物質(zhì)層的密合性。
[0159]另外，根據(jù)該制造方法，可以通過從正極活性物質(zhì)層中露出地涂布底涂劑來制作底涂層。另外，利用底涂層，可以在正極集電體的表面形成電阻值較高的部分。所以，可以利用比較簡單的制造工序，容易地制造可以抑制短路時(shí)的電流的增大的電極體。
[0160]而且，雖然在本實(shí)施方式中，以僅在帶狀(矩形)的電極體的一邊側(cè)如上所述地配置各端緣(負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣、正極活性物質(zhì)層的端緣、底涂層的端緣)的方式為例舉出進(jìn)行了說明，然而本發(fā)明并不限定于此種方式。
[0161]例如，如下的方式也包含于本發(fā)明中，即，在電極體的全部周緣部中，將負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣配置得比與該端緣相面對的正極中的正極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)，并且將底涂層的端緣配置得比負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)。
[0162]另外，雖然本實(shí)施方式的電極體、蓄電元件、以及電極體的制造方法如上所述，然而應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，此次所公開的實(shí)施方式在所有的方面都是示例性的，而非限制性的。本發(fā)明的范圍不是由說明而是由技術(shù)方案的范圍給出，意圖包含與技術(shù)方案的范圍等同的含義及范圍內(nèi)的所有的變更。
【權(quán)利要求】
1.一種電極體,具備: 負(fù)極，其包含負(fù)極集電體、配置于所述負(fù)極集電體的至少一面?zhèn)鹊呢?fù)極活性物質(zhì)層； 正極，其包含正極集電體、配置于所述正極集電體的至少一面?zhèn)鹊恼龢O活性物質(zhì)層、配置于所述正極集電體與所述正極活性物質(zhì)層之間且電阻值高于所述正極集電體的底涂層；以及 隔膜，其配置于所述負(fù)極與所述正極之間， 以所述負(fù)極活性物質(zhì)層與所述正極活性物質(zhì)層相面對的方式，所述負(fù)極和所述正極夾隔著所述隔膜層疊， 在所述負(fù)極活性物質(zhì)層的周緣部的至少一部分中，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣配置得比相面對的位置的所述正極中的所述正極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)，并且所述底涂層的端緣配置得比所述負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極體,其中， 所述底涂層的電阻值為5 Q/square以上且200 Q/square以下。
3.一種蓄電兀件， 具備具有負(fù)極、正極和配置于所述負(fù)極與所述正極之間的隔膜的電極體， 所述負(fù)極包含負(fù)極集電體、配置于所述負(fù)極集電體的至少一面?zhèn)鹊呢?fù)極活性物質(zhì)層， 所述正極包含正極集電體、配置于所述正極集電體的至少一面?zhèn)鹊恼龢O活性物質(zhì)層、配置于所述正極集電體與所述正極活性物質(zhì)層之間且電阻值高于所述正極集電體的底涂層， 所述電極體中，以所述負(fù)極活性物質(zhì)層與所述正極活性物質(zhì)層相面對的方式，所述負(fù)極和所述正極夾隔著所述隔膜層疊， 所述電極體中，在所述負(fù)極活性物質(zhì)層的周緣部的至少一部分中，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣配置得比相面對的位置的所述正極中的所述正極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)，并且所述底涂層的端緣配置得比所述負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)。
4.一種電極體的制造方法，具備: 極板形成工序，其具有如下步驟，即，在負(fù)極集電體的至少一面?zhèn)扰渲秘?fù)極活性物質(zhì)層而形成負(fù)極的步驟，以及在正極集電體的至少一面?zhèn)扰渲谜龢O活性物質(zhì)層、在所述正極集電體與所述正極活性物質(zhì)層之間配置電阻值高于所述正極集電體的底涂層而形成正極的步驟； 層疊工序，在所述負(fù)極與所述正極之間配置隔膜，以使所述負(fù)極活性物質(zhì)層與所述正極活性物質(zhì)層相面對的方式，夾隔著所述隔膜層疊所述負(fù)極和所述正極， 所述極板形成工序中，在所述負(fù)極活性物質(zhì)層的周緣部的至少一部分中，以使所述負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣處于被層疊時(shí)相面對的位置的所述正極中的所述正極活性物質(zhì)層的端緣的外側(cè)的方式，配置所述負(fù)極活性物質(zhì)層及所述正極活性物質(zhì)層，并且以使所述底涂層的端緣處于比所述負(fù)極活性物質(zhì)層的端緣更靠外側(cè)的位置的方式配置所述底涂層。
【文檔編號】H01G11/86GK103682242SQ201310409481
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月13日
【發(fā)明者】荒木貴葉, 井口隆明 申請人:株式會社杰士湯淺國際