专利名称：二次电池和具备二次电池的电池包、以及二次电池的制造方法
技术领域：
本发明涉及二次电池和具备二次电池的电池包、以及二次电池的制造方法。
背景技术：
关于现有的二次电池的构成，参照图11进行说明。图11是示出现有的二次电池的构成的剖视图。如图11所示，二次电池103通过将电极组101封入由层压膜形成的层压壳102内而构成。层压壳102通过层压膜彼此相互熔合而成的熔合部102b来密封。这样，层压壳 102具有熔合部102b、与熔合部102b相邻并容纳电极组101的容纳部10加。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2004-2；34899号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，如果正极和负极由于充放电而发生膨胀，则存在电极组发生膨胀、从而电极组内(特别是电极组内的被层压壳的厚度方向的侧面彼此夹持的区域)发生屈曲的问题。本申请发明者们经过对电极组内发生屈曲的主要原因进行积极探索，得出如下结论。如果正极和负极由于充放电而发生膨胀从而导致电极组内在厚度方向产生应力，则由于正极不能追随负极的变形而发生变形，因而正极发生断裂(即，正极屈曲)。考虑到上述情况，本发明的目的在于，即使正极和负极由于充放电而发生膨胀，通过使正极能够追随负极的变形而发生变形，也能防止电极组内发生屈曲。用于解决问题的手段为实现上述目的，本发明的一个方面所涉及的二次电池为扁平型的二次电池，其特征在于，其在由层压膜形成的层压壳内封入有电极组，所述电极组具有在正极集电体上形成有包含正极活性物质和粘合剂的正极合剂层的正极、负极、和多孔质绝缘层，层压壳具有容纳电极组的容纳部、层压膜彼此相互熔合而成的熔合部、以及设置于容纳部与熔合部之间的层压膜彼此相互不熔合的非熔合部，正极的拉伸伸长率为3. 0%以上。根据本发明的一个方面所涉及的二次电池，在层压壳的容纳部与层压壳的熔合部之间设有非熔合部。由此，能够在层压壳内设置可使电极组在宽度方向膨胀的空隙部。所以，即使正极和负极由于充放电而发生膨胀，由于能够使电极组不在厚度方向、而是在宽度方向优先发生膨胀，因此也能够抑制电极组内在厚度方向产生应力。与此同时，正极的拉伸伸长率提高到3.0%以上。由此，即使在电极组内产生应力， 也能够使正极追随负极的变形而发生变形。所以，由于能抑制电极组内在厚度方向产生应力，并且，使正极追随负极的变形而发生变形，因此能够防止电极组内发生屈曲。本发明的一个方面所涉及的二次电池中，负极的拉伸伸长率优选为3.0%以上，多孔质绝缘层的拉伸伸长率优选为3. 0%以上。本发明的一个方面所涉及的二次电池中，正极优选为对涂布有包含正极活性物质的正极合剂浆料并使其干燥了的正极集电体进行轧制之后，在规定温度下对涂布有正极合剂浆料并使其干燥了的正极集电体进行了热处理而得到的正极。在本发明的一个方面所涉及的二次电池中，正极集电体优选含铁且主要含铝。这样，能够在轧制后实施热处理时抑制由于熔融的粘合剂将正极活性物质覆盖。本发明的一个方面所涉及的二次电池中，正极集电体中所含有的铁量优选为1. 20 重量％以上且1. 70重量％以下。为了实现上述目的，本发明的一个方面所涉及的电池包的特征在于，其具备本发明的一个方面所涉及的二次电池、容纳二次电池的包壳，包壳具有设置在层压壳的厚度方向的侧面与包壳之间并沿厚度方向挤压层压壳的中央部的挤压部，并在包壳的宽度方向的侧面与层压壳之间设置有空间部。如上所述，根据本发明的一个方面所涉及的电池包，即使正极和负极由于充放电而发生膨胀，也能够抑制电极组内在厚度方向产生应力，而且，即使电极组内产生应力，由于使正极能够追随负极的变形而发生变形，因此也能够防止电极组内发生屈曲。此外，即使正极和负极由于充放电而发生膨胀，也可以通过挤压部沿厚度方向挤压层压壳的中央部。所以，由于能够使电极组优先通过宽度方向发生膨胀，因此能够进一步抑制电极组内在厚度方向产生应力。所以，能够进一步防止电极组内发生屈曲。为了实现上述目的，本发明的一个方面所涉及的二次电池的制造方法为扁平型的二次电池的制造方法，其特征在于，所述二次电池在由层压膜形成的层压壳内封入有电极组，所述电极组具有在正极集电体上形成有包含正极活性物质和粘合剂的正极合剂层的正极、负极、和多孔质绝缘层，所述制造方法具备下述工序准备正极的工序(a)；准备负极的工序(b)；在工序(a)和工序(b)之后，在正极和负极之间隔着多孔质绝缘层卷绕或层叠正极和负极以构成电极组的工序(c)；在工序(c)之后，将电极组封入到层压壳内的工序(d)， 并且，工序(a)包括将包含正极活性物质的正极合剂浆料涂布在正极集电体上并使其干燥的工序(al)、对涂布有正极合剂浆料并使其干燥了的正极集电体进行轧制的工序(a2)、在工序(a2)之后，在规定温度下对涂布有正极合剂浆料并使其干燥了的正极集电体实施热处理，由此将正极的拉伸伸长率提高到3.0%以上的工序(a3)，工序(d)包括将层压膜彼此相互重合以使得电极组被容纳到容纳部内的工序(dl)、对层压膜彼此相互重合的部分的周缘部进行加热、熔合而形成熔合部，并且在容纳部与熔合部之间形成非熔合部的工序(d2)。根据本发明的一个方面所涉及的二次电池的制造方法，能够在容纳部与熔合部之间设置层压膜彼此相互不熔合的非熔合部。并且，通过在轧制后实施的热处理，能够将正极的拉伸伸长率提高到3. 0%以上。本发明的一个方面所涉及的二次电池的制造方法中，规定温度优选高于正极集电体的软化温度。本发明的一个方面所涉及的二次电池的制造方法中，正极集电体优选含有铁且主
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由于这样一来能够降低将正极的拉伸伸长率提高至3.0%以上所需的热处理温度、和/或缩短将正极的拉伸伸长率提高至3. 0%以上所需的热处理时间，因此能够抑制在轧制后实施热处理时由于熔融的粘合剂将正极活性物质覆盖。发明的效果根据本发明所涉及的二次电池及其制造方法，在层压壳的容纳部与层压壳的熔合部之间设置非熔合部。由此，能够在层压壳内设置可使电极组在宽度方向发生膨胀的空隙部。所以，即使正极和负极由于充放电而发生膨胀，则由于能够使电极组不在厚度方向而是在宽度方向优先发生膨胀，因此也能够抑制电极组内在厚度方向产生应力。并且，将正极的拉伸伸长率提高到3.0%以上。由此，即使在电极组内产生应力，也能够使正极追随负极的变形而发生变形。所以，由于能够抑制电极组内在厚度方向产生应力、并且能够使正极追随负极的变形而发生变形，因此能够防止电极组内发生屈曲。此外，根据本发明所涉及的电池包，即使正极和负极由于充放电而发生膨胀，也能够通过挤压部沿厚度方向挤压层压壳的中央部。所以，由于能够使电极组优先通过宽度方向发生膨胀，因此能够进一步抑制电极组内在厚度方向产生应力。所以，能够进一步防止电极组内发生屈曲。
图1是示出本发明的第1实施方式所涉及的二次电池的构成的立体图。图2是示出本发明的第1实施方式所涉及的二次电池的构成的剖视图。图3是示出电极组的构成的放大剖视图。图4是示出本发明的第1实施方式所涉及的二次电池的制造方法的立体图。图5是示出本发明的第1实施方式所涉及的二次电池的制造方法的剖视图。图6(a)和图6(b)是示出层压膜的构成的放大剖视图。图7是示出由于在宽度方向优先发生膨胀的电极组，层压壳发生变形的状态的剖视图。图8是示出本发明的第2实施方式所涉及的电池包的构成的剖视图。图9是示出本发明的第2实施方式所涉及的电池包的制造方法的剖视图。图10是示出本发明的第2实施方式的其他例子所涉及的电池包的构成的剖视图。图11是示出现有的二次电池的构成的剖视图。
具体实施例方式如上所述，本申请发明者们经过对电极组内发生屈曲的主要原因进行积极探索， 得出如下结论。如果正极和负极由于充放电而发生膨胀从而导致电极组内在厚度方向产生应力，则由于正极不能追随负极的变形而发生变形，因而正极发生断裂(即，正极屈曲)。因此，为了防止电极组内发生屈曲重要的是，a)必须抑制电极组内在厚度方向产生应力，从而使电极组在除厚度方向以外的方向(例如宽度方向)优先发生膨胀。因此，本申请发明者们经过对使电极组在宽度方向优先发生膨胀的方式进行积极探索，得出如下结论。在封入有电极组的层压壳中的熔合部与容纳层压壳中的电极组的容纳部之间，设置层压膜彼此不熔合的非熔合部。由此，即使正极和负极由于充放电而发生膨胀，也能够使电极组在宽度方向优先膨胀，抑制电极组内在厚度方向产生应力。另外，为了防止电极组内发生屈曲重要的是，b)必须使正极追随负极的变形而发生变形，且使施加有应力的正极容易发生变形。本申请发明者们发现，通过将正极的拉伸伸长率提高到规定比率(具体为例如3.0%)以上，即使电级组内产生应力而对正极施加应力，也能够使正极追随负极的变形而发生变形。其中，“正极的拉伸伸长率”是指相对于拉伸之前的正极，即将断裂之前的正极伸长的比例(换而言之，施加有拉伸应力的正极未发生断裂而变形的比例)。如上所述，本发明是在层压壳内封入电极组的二次电池中，A)在层压壳中的熔合部与层压壳中的容纳部之间，设置层压膜彼此不熔合的非熔合部，并且，B)将正极的拉伸伸长率提高到3. 0%以上。由此，能够防止电极组内发生屈曲。另外，为了实现即使伴随着反复充放电而在二次电池内产生气体也能够防止气体进入正极和负极之间而产生空隙的目的，还提出了在层压壳中的覆盖电极组的部分与层压壳中的熔合部分之间设置非熔合部的二次电池(例如参照专利文献1)。在专利文献1所记载的技术中，即使伴随着反复充放电而在二次电池内产生气体，由于气体流入到层压壳中的非熔合部，因此也能够防止气体进入正极和负极之间而产生空隙。但是，本案申请人经过对二次电池由于挤压破坏而被破坏时电池内部发生短路的主要原因进行探索，得出如下结论。由于在构成电极组的正极、负极、和隔膜中，拉伸伸长率最小的正极优先发生断裂，因此正极的断裂部会穿破隔膜，导致正极与负极发生短路，从而在电池内部发生短路。因此，本案申请人经过对提高正极的拉伸伸长率的方法进行积极探索，得出如下结论。在正极集电体上，对涂布有正极合剂浆料并使其干燥了的正极集电体进行轧制之后， 通过在高于正极集电体的软化温度的温度下对涂布有正极合剂浆料并使其干燥了的正极集电体实施热处理，能够提高正极的拉伸伸长率。本申请发明人基于上述发现，在日本特愿2007-323217号(PCT/JP2008/002114) 的申请说明书中公开了通过将正极的拉伸伸长率提高到规定比率以上来防止由于挤压破坏而被破坏的电池内部发生短路的技术。在日本特愿2007-323217号所公开的技术中，通过将正极的拉伸伸长率提高到3. 0%以上，即使电池由于挤压破坏而被破坏，由于正极不会优先断裂，因此也能够防止电池内部发生短路。下面，分别对轧制后未经热处理的正极、以及轧制后经过热处理的正极的各自的拉伸伸长机理进行探讨。在对轧制后未实施热处理的正极进行拉伸伸长时，在正极合剂层中发生大的裂纹，同时，正极发生断裂。可以认为其主要原因如下。随着正极伸长，正极合剂层中所产生的拉伸伸长应力增加，从而实施在正极集电体上的拉伸应力增加。如果正极合剂层中发生大的裂纹，则施加在正极集电体上的拉伸应力会集中在发生较大裂纹的部位。因此，在发生裂纹的同时，正极集电体发生断裂，进而，正极发生断裂。另一方面，在对轧制后实施了热处理的正极进行拉伸伸长时，正极合剂层上发生大量微小裂纹，并且正极继续伸长，然后正极发生断裂。可以认为其主要原因如下。施加于正极集电体上的拉伸应力分散在发生大量微小裂纹的部位。因此，裂纹的发生对正极集电体造成的影响小，在发生裂纹的同时，正极集电体不会发生断裂。因此，在发生裂纹后，正极也继续伸长，当分散了的拉伸应力的大小超过一定大小X时，正极集电体发生断裂，进而， 正极发生断裂。其中，“一定大小X”是指在两个面上形成有发生大量微小裂纹的正极合剂层的正极集电体发生断裂所必需的大小。例如，“一定大小X”是指接近只对正极集电体进行拉伸伸长时正极集电体发生断裂所必需的大小的大小。这样，由于轧制后未实施热处理的正极与轧制后实施了热处理的正极在拉伸伸长的机理上不同，因此与轧制后未实施热处理的正极相比，轧制后实施了热处理的正极的拉伸伸长率变高。另外，由上述可知，由于正极是在正极集电体的两个面上形成有正极合剂层的构成，因此正极的拉伸伸长率并不只被正极集电体的拉伸伸长率限制。另外，本案申请人发现，以提高正极的拉伸伸长率为目的实施的热处理必须在轧制之后实施。虽然即使在轧制之前实施热处理，也可以在实施热处理时，提高正极的拉伸伸长率，但在随后进行轧制时会降低正极的拉伸伸长率，因而最终无法提高正极的拉伸伸长率。另外，本案申请人经过对轧制之后实施的热处理进行积极探索，得出如下结论。在热处理温度高时、和/或热处理的时间长时，通过高温的热处理和/或长时间的热处理，虽然能够将正极的拉伸伸长率提高到规定比率以上，但在热处理时，会发生由于熔融的粘合剂将正极活性物质覆盖，因此导致电池容量降低的新问题。因此，本案申请人经过对降低热处理温度、和/或缩短热处理时间的方法反复进行积极探索，得出如下结论。通过使用含有铁且主要含铝的正极集电体作为正极集电体，能够降低将正极的拉伸伸长率提高到规定比率以上所需的热处理温度、和/或缩短将正极的拉伸伸长率提高到规定比率以上所需的热处理时间。本案申请人基于上述发现，在日本特愿2007-323217号的申请说明书中公开了通过使用含有铁且主要含铝的正极集电体作为正极集电体，能够抑制由于热处理时熔融的粘合剂将正极活性物质覆盖，并且将正极的拉伸伸长率提高到规定比率以上的技术。 下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。(第1实施方式)下面，参照图1 图3对本发明的第1实施方式所涉及的二次电池进行说明。图 1是示出本发明的第1实施方式所涉及的二次电池的构成的立体图。图2是示出本发明的第1实施方式所涉及的二次电池的构成的剖视图，具体来说，是沿图1中所示的II-II线的剖视图。其中，本申请说明书中出现的“轴方向”是指，在正极和负极隔着多孔质绝缘层卷绕而成的电极组中卷绕轴延伸的方向。“厚度方向”是指，在一边的边长短于另一边的边长的扁平型的二次电池中短边延伸的方向。另外，“宽度方向”是指，在扁平型的二次电池中长边延伸的方向。如图1所示，电极组1封入由层压膜7、8形成的层压壳9内，从而构成二次电池 10。如图1所示，电极组1被容纳在由设置在层压膜7上的凸部7a、及设置在层压膜8上的凹部8a形成的容纳部(参照图2 :9a)内。如图2所示，层压壳9被熔合部9b密封，所述熔合部％是层压膜(参照图1 :7)的周缘部与层压膜(参照图1 :8)的周缘部相互熔合而成的。
如图2所示，层压壳9在容纳电极组1的容纳部9a与层压膜彼此相互熔合而成的熔合部9b之间具有层压膜彼此相互不熔合的非熔合部9c。电极组1由正极和负极隔着位于它们之间的隔膜(多孔质绝缘层)卷绕而形成。 如图1所示，在正极上安装有正极引线加、在负极上安装有负极引线3a。在正极、负极引线 2a、3a上安装有极耳膜5、6。极耳膜5、6介于层压膜7的周缘部与层压膜8的周缘部之间， 并熔合在层压膜7、8上。另外，虽然在图1中简略地图示了电极组1，但如图3所示，电极组1具有具有在两个面上形成有正极合剂层2B的正极集电体2A的正极2 ；具有在两个面上形成有负极合剂层3B的负极集电体3A的负极3 ；介于正极2和负极3之间的隔膜4。图3是示出图1所示的电极组的构成的放大剖视图。正极2是轧制后实施了热处理的正极。另外，正极2的拉伸伸长率为3. 0%以上。正极集电体2A含有铁且主要含铝。正极集电体2A中所含有的铁量优选为1. 20 重量％以上且1. 70重量％以下。其中，作为“含有铁且主要含铝”的正极集电体，是含有铁作为副成分且含有铝作为主成分、且含铝多于含铁的正极集电体。负极3的拉伸伸长率为3. 0%以上，隔膜4的拉伸伸长率为3. 0%以上。<拉伸伸长率>拉伸伸长率的测定方法具体举例来说如下所述。在使用正极制作的宽度为15mm、 长度为20mm的测定用正极中，将测定用正极的一端固定，而以20mm/min的速度沿长度方向拉伸测定用正极的另一端，测定即将断裂之前测定用正极的长度，由拉伸前的测定用正极的长度(即，20mm)和即将断裂之前的测定用正极的长度求出拉伸伸长率。另外，构成正极2的正极合剂层2B包含正极活性物质、粘合剂、和导电剂等。作为正极活性物质、粘合剂、和导电剂的各种材料，可以使用公知的材料。另外，作为构成负极3 的负极集电体3A的材料，可以使用公知的材料。构成负极3的负极合剂层:3B包含负极活性物质、粘合剂、和导电剂等。作为负极活性物质、粘合剂、和导电剂的各材料，可以使用公知的材料。另外，作为隔膜4的材料，可以使用公知的材料。下面，参照图4 图5，对本发明的第1实施方式所涉及的二次电池的制造方法进行说明。图4 图5是示出本发明的第1实施方式所涉及的二次电池的制造方法的图。正极的制作首先，调制包含正极活性物质、粘合剂、和导电剂等的正极合剂浆料。接着，将正极合剂浆料涂布在正极集电体上，并使其干燥。接着，对涂布有正极合剂浆料并使其干燥了的正极集电体进行轧制，得到规定厚度的正极用板。接着，在规定温度下对正极用板(即，经轧制的、且涂布有正极合剂浆料并使其干燥了的正极集电体)实施热处理。接着，将正极用板剪裁成规定宽度、规定长度，制作规定厚度、规定宽度、规定长度的正极。其中，规定温度为高于正极集电体的软化温度的温度。另外，规定温度优选为低于粘合剂的分解温度的温度。负极的制作首先，调制包含负极活性物质、和粘合剂等的负极合剂浆料。接着，将负极合剂浆料涂布在负极集电体上，并使其干燥。接着，对涂布有负极合剂浆料并使其干燥了的负极集电体进行轧制，得到规定厚度的负极用板。接着，将负极用板剪裁成规定宽度、规定长度，制作规定厚度、规定宽度、规定长度的负极。二次电池的制作如图4所示，首先，准备安装有由PP(聚丙烯)形成的极耳膜5、6的正极、负极引线加、3&接着，在正极集电体(参照图3 :2A)上安装正极引线加、在负极集电体上(参照图3 :3A)安装负极引线3a。接着，将正极(参照图3 2)和负极(参照图3 3)隔着位于它们之间的隔膜(参照图3 4)卷绕，构成电极组1。另一方面，如图4所示，例如通过热成形而在层压膜7上设置凸部7a、在层压膜8 上设置凹部8a。接着，如图5所示，以使电极组1被容纳到由凸部7a和凹部8a形成的容纳部9a 内的方式，使层压膜7与层压膜8相互重合。这时，虽然省略了图示说明，但以使安装有正、 负极引线的极耳膜(参照图4:5、6)介于层压膜7的周缘部与层压膜8的周缘部之间的方式，使层压膜7与层压膜8相互重合。另外，虽然在图4中简略地图示了层压膜7，但是，如图6 (a)所示，层压膜7具有金属薄膜7y、通过粘接剂贴合在金属薄膜7y的下表面(S卩，电极组一侧的表面)上的树脂薄膜7x、通过粘接剂贴合在金属薄膜7y的上表面上的树脂薄膜7z。金属薄膜7y例如由厚度为40 μ m的Al箔形成。树脂薄膜7x例如由厚度为30 μ m的PP形成。树脂薄膜7z例如由厚度为25 μ m的尼龙形成。包含树脂薄膜7x、金属薄膜7y和树脂薄膜7z、且包含粘接树脂薄膜7x和金属薄膜7y的粘接剂(图中未示出)以及粘接金属薄膜7y和树脂薄膜7z的粘接剂(图中未示出)的层压膜7的总膜厚例如为120 μ m。图6 (a)是示出图4所示的层压膜7的构成的放大剖视图。另外，层压膜8具有与层压膜7相同的构成。如图6(b)所示，层压膜8具有金属薄膜8y、通过粘接剂贴合在金属薄膜8y的上表面(S卩，电极组一侧的表面)上的树脂薄膜 8x、通过粘接剂贴合在金属薄膜8y的下表面上的树脂薄膜8z。金属薄膜8y具有与金属薄膜7y相同的构成，例如由厚度为40 μ m的Al箔形成。树脂薄膜8x具有与树脂薄膜7x相同的构成，例如由厚度为30 μ m的PP形成。树脂薄膜8z具有与树脂薄膜7z相同的构成， 例如由厚度为25μπι的尼龙形成。层压膜8的总膜厚为例如120 μ m。图6 (b)是示出图4 所示的层压膜8的构成的放大剖视图。接着，如图5所示，例如使用电热式加热器H，在190°C下，对层压膜7与层压膜8 相互重合的部分的周缘部加热5秒，形成层压膜7、8彼此相互熔合而成的熔合部(参照图 2 %)。与此同时，在容纳部(参照图2 :9a)与熔合部之间，形成层压膜7、8彼此相互不熔合的非熔合部(参照图2 :9c)。此时，虽然省略了图示说明，但介于层压膜7的周缘部与层压膜8的周缘部之间的极耳膜(参照图4 5,6)熔合在层压膜7、8上。其中，在层压膜7和层压膜8相互重合的部分中，被加热的部分(S卩，周缘部、形成有熔合部的部分)的宽度方向的长度L为例如长度L =正极的拉伸伸长率X电极组的宽度。通过上述方法，制作在由层压膜7、8形成的层压壳9内封入电极组1的二次电池 (参照图2:10)。根据本实施方式，在层压壳9中的容纳部9a与层压壳9中的熔合部9b之间设有非熔合部9c。由此，能够在层压壳9内设置可使电极组1在宽度方向发生膨胀的空隙部。因此，即使正极和负极由于充放电而发生膨胀，如图7所示，由于能够使电极组1不是在厚度方向而是在宽度方向优先发生膨胀，因此能够抑制电极组内在厚度方向产生应力。与此同时，将正极的拉伸伸长率提高到3. 0%以上。由此，即使在电极组内产生应力，也能够使正极追随负极的变形而发生变形。所以，由于能够抑制电极组内在厚度方向产生应力，并且还能够使正极追随负极的变形而发生变形，因此能够防止在电极组内发生屈曲。另外，图7是示出由于在宽度方向优先发生膨胀的电极组，层压壳发生变形的状态的剖视图。进而，通过使用拉伸伸长率提高到3.0%以上的正极作为正极，即使二次电池由于挤压破坏而被破坏，由于正极不会优先发生断裂，因此能够防止电池内部发生短路。其中，与正极一样，负极和隔膜的拉伸伸长率也优选为3. 0%以上。其理由如下所述。首先例如，即使正极和隔膜的拉伸伸长率为3.0%以上，如果负极的拉伸伸长率低于 3.0%，则电池由于挤压破坏而被破坏时，负极优先发生断裂，电池内部发生短路。其次例如，即使正极和负极的拉伸伸长率为3.0%以上，如果隔膜的拉伸伸长率低于3.0%，则电池由于挤压破坏而被破坏时，隔膜优先发生断裂，电池内部发生短路。进而，通过使用含铁且主要含铝的正极集电体作为正极集电体，能够降低将正极的拉伸伸长率提高到3. 0%以上所需的热处理温度、和/或缩短将正极的拉伸伸长率提高到3. 0%以上所需的热处理时间，因此在轧制之后实施热处理时，能够抑制由于熔融的粘合剂将正极活性物质覆盖。另外，在本实施方式中，虽然以在热处理时抑制由于熔融的粘合剂将正极活性物质覆盖为目的而在具体实例中列举了使用含铁且主要含铝的正极集电体作为正极集电体的情形而进行了说明，但本发明并不限于此。例如，也可以使用不含铁而由高纯度铝形成的正极集电体作为正极集电体。另外，在本实施方式中，虽然在具体实例中列举了使用正极和负极隔着隔膜卷绕而成的电极组作为电极组的情形而进行了说明，但本发明并不限于此。例如，也可以使用正极和负极隔着隔膜层叠而成的电极组作为电极组。另外，作为本发明所实现的效果，虽然如上所述，特别列举出了除了为了实现本发明的目的的效果之外，还具有能够防止由于挤压破坏而被破坏的电池内部发生短路的效果，但作为其他的效果，可以列举出例如防止混入异物的电池内部发生短路的效果、或者当正极和负极隔着隔膜卷绕(或层叠)时，防止正极断裂的效果等。(第2实施方式)下面，参照图8，对本发明的第2实施方式所涉及的电池包进行说明。图8是示出本发明的第2实施方式所涉及的电池包的构成的剖视图。本实施方式所涉及的电池包是将第1实施方式所涉及的二次电池容纳到包壳内而成的电池包。如图8所示，层压壳9内封入有电极组1的二次电池10被容纳在包壳11内，构成电池包13。包壳11具有挤压部11a、11b，所述挤压部IlaUlb设置于层压壳9的厚度方向的侧面与包壳11之间，沿厚度方向挤压层压壳9的中央部。在包壳11的宽度方向的侧面与层压壳9之间设有空间部12。其中，设置空间部12的理由如下所述。如图7所示，当电极组1在宽度方向优先发生膨胀时，非熔合部9c挤压到空间部12内，非熔合部9c中的层压膜彼此相互分离，从而能够使层压壳9变形。下面，参照图9对本发明的第2实施方式所涉及的电池包的制造方法进行说明。图 9是示出本发明的第2实施方式所涉及的电池包的制造方法的剖视图。首先，通过与第1实施方式相同的方法，制作二次电池10.接着，如图9所示，通过例如树脂成型、或金属成型而形成挤压部IlaUlb被一体化而形成的壳部11A、11B。接着，粘接壳部IlA和壳部11B，以使二次电池10被容纳于形成在壳部IlA和壳部 IlB之间的容纳部内。这时，二次电池10被夹持在挤压部Ila和挤压部lib之间。这样，制作二次电池10被容纳于由壳部IlAUlB形成的包壳11内的电池包13。根据本实施方式，能够获得与第1实施方式相同的效果。另外，即使正极和负极由于充放电而发生膨胀，也可以通过挤压部IlaUlb沿厚度方向挤压层压壳9的中央部。因此，与第1实施方式相比，能够使电极组1优先通过宽度方向发生膨胀，因此能够进一步抑制电极组内在厚度方向产生应力。所以，能够进一步防止电极组内发生屈曲。另外，在本实施方式中，虽然在具体实例中列举了形成挤压部IlaUlb被一体化而形成的壳部IlAUlB的情形而进行了说明，但是本发明并不限于此。例如，也可以在形成壳部之后，另外在壳部上形成挤压部。另外，在本实施方式中，虽然在具体实例中列举了在层压壳9中的熔合部9b与非熔合部9c之间没有折弯的情况下将二次电池10容纳在包壳11内的情形而进行了说明，但是本发明并不限于此。例如，如图10所示，也可以在层压壳9中的熔合部9b与非熔合部9c之间被折弯的情况下将二次电池10容纳在包壳Ilx中。在这种情形下，可以将包壳IlX的宽度方向的宽度Wllx(参照图10)设为小于包壳11的宽度方向的宽度Wll (参照图8)，因此能够实现电池包13x的小型化。下面，关于正极的拉伸伸长率与由于挤压破坏而被破坏的电池内部发生短路之间的关系，在表1中示出。表1示出了电池1 5的各自的正极的拉伸伸长率、和挤压破坏实验结果(即，短路深度)。电池1 4为使用含铁且主要含铝的正极集电体作为正极集电体、并使用在轧制后在同一温度(具体来说为280°C )下、不同热处理时间(电池1 :10秒，电池2 20秒；电池3 120秒，电池4 180秒)的期间实施了热处理的正极作为正极的电池。另一方面，电池5为使用含铁且主要含铝的正极集电体作为正极集电体、且使用在轧制之后未实施热处理的正极的电池。[表1]
权利要求
1.一种二次电池，其特征在于，其为扁平型的二次电池，其在由层压膜形成的层压壳内封入有电极组，所述电极组具有在正极集电体上形成有包含正极活性物质和粘合剂的正极合剂层的正极、负极、和多孔质绝缘层，所述层压壳具有容纳所述电极组的容纳部、所述层压膜彼此相互熔合而成的熔合部、以及设置于所述容纳部与所述熔合部之间的、所述层压膜彼此相互不熔合的非熔合部，所述正极的拉伸伸长率为3.0%以上。
2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述负极的拉伸伸长率为3.0%以上， 所述多孔质绝缘层的拉伸伸长率为3. 0%以上。
3.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极为对涂布有包含所述正极活性物质的正极合剂浆料并使其干燥了的所述正极集电体进行轧制之后，在规定温度下对涂布有所述正极合剂浆料并使其干燥了的所述正极集电体进行了热处理而得到的正极。
4.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极集电体含铁且主要含铝。
5.如权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述正极集电体中所含有的铁量为 1. 20重量％以上且1. 70重量％以下。
6.一种电池包，其特征在于，具备 权利要求1所述的二次电池、 容纳所述二次电池的包壳，所述包壳具有设置在所述层压壳的厚度方向的侧面与所述包壳之间并沿厚度方向挤压所述层压壳的中央部的挤压部，并在所述包壳的宽度方向的侧面与所述层压壳之间设置有空间部。
7.一种二次电池的制造方法，其特征在于，其为扁平型的二次电池的制造方法，所述扁平型的二次电池在由层压膜形成的层压壳内封入有电极组，所述电极组具有在正极集电体上形成有包含正极活性物质和粘合剂的正极合剂层的正极、负极、和多孔质绝缘层，所述制造方法具备下述工序准备所述正极的工序(a)； 准备所述负极的工序(b)；在所述工序(a)和所述工序(b)之后，在所述正极和所述负极之间隔着所述多孔质绝缘层卷绕或层叠所述正极和所述负极以构成所述电极组的工序(c)；在所述工序(c)之后，将所述电极组封入到所述层压壳内的工序(d)， 并且，所述工序(a)包括将包含所述正极活性物质的正极合剂浆料涂布在所述正极集电体上并使其干燥的工序(al)、对涂布有所述正极合剂浆料并使其干燥了的所述正极集电体进行轧制的工序(a2)、 在所述工序(a》之后，在规定温度下对涂布有所述正极合剂浆料并使其干燥了的所述正极集电体实施热处理，由此将所述正极的拉伸伸长率提高到3. 0%以上的工序(a3)， 所述工序(d)包括将层压膜彼此相互重合以使所述电极组被容纳到容纳部内的工序(dl)、 对所述层压膜彼此相互重合的部分的周缘部进行加热、熔合而形成熔合部，并且在所述容纳部与所述熔合部之间形成非熔合部的工序(d2)。
8.如权利要求7所述的二次电池的制造方法，其特征在于，所述规定温度高于所述正极集电体的软化温度。
9.如权利要求7所述的二次电池的制造方法，其特征在于所述正极集电体含有铁且主要含有铝。
全文摘要
本申请涉及一种扁平型的二次电池、具有该二次电池的电池包、以及该二次电池的制造方法，其中，该二次电池在由层压膜形成的层压壳内封入有电极组，所述电极组具有在正极集电体上形成有包含正极活性物质和粘合剂的正极合剂层的正极、负极、和多孔质绝缘层。以往，当正极和负极由于充放电而发生膨胀时，所述二次电池存在电池组内发生屈曲的问题。本发明的所述二次电池中，通过在所述层压壳内设置容纳所述电极组的容纳部、所述层压膜彼此相互熔合而成的熔合部、以及位于所述容纳部与所述熔合部之间的所述层压膜彼此相互不熔合的非熔合部，并将正极的拉伸伸长率控制在3.0％以上等方法，解决了上述问题。
文档编号H01M4/66GK102265445SQ20098015220
公开日2011年11月30日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年2月5日
发明者佐藤俊忠, 村冈芳幸, 松本真美, 渡边耕三 申请人:松下电器产业株式会社