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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410478385.2(22)申请日 2014.09.182013-195259 2013.09.20 JPH01M 10/04(2006.01)H01M 10/0525(2010.01)H01M 10/058(2010.01)H01M 4/13(2010.01)H01M 2/34(2006.01)(71)申请人三菱自动车工业株式会社地址日本东京(72)发明人谷山晃一(74)专利代理机构北京博浩百睿知识产权代理有限责任公司 11134代理人宋子良(54) 发明名称二次电池(57) 摘要提供以简单的结构防止电极间的短路，并易于排出在电。
2、极产生的气体的二次电池。锂离子电池(二次电池)具备在正极和负极之间置放隔膜，并交替层叠正极及负极的核心。隔膜在其外周缘具有第一边和这个的对边即第二边。正极具有正极集电体、正极活性物质和绝缘部。正极集电体具备比第一边更突出的正极引线。绝缘部是从正极活性物质的边缘隔离至少到隔膜的外周缘之间的正极引线的两面上形成。绝缘部是，在核心形成的状态下，封闭以层叠方向配置在负极两侧的隔膜的第一边。(30)优先权数据(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图4页(10)申请公布号 CN 104466221 A(43)申请公布日 2015.03.。
3、25CN 104466221 A1/1页21.一种二次电池，包括将在外周缘具有第一边和所述第一边的对边即第二边的隔膜夹入在正极和负极之间，并交替层叠所述正极和所述负极而成的核心，所述正极包含：正极集电体，具备比所述隔膜的所述第一边更突出的正极引线；正极活性物质，覆盖比所述隔膜的外周缘更内侧范围的所述正极集电体的两面；以及绝缘部，形成在从所述正极活性物质的边缘隔离至少到所述隔膜的外周缘之间的所述正极引线的两面，所述负极包含：负极集电体，具备比所述隔膜的第二边更突出的负极引线；以及负极活性物质，在比所述隔膜的外周缘的更内侧，覆盖比所述正极活性物质形成的范围更广范围的所述负极集电体的两面，所述绝缘部。
4、是，在所述核心形成的状态下，为使覆盖所述负极的端部，封闭以层叠方向配置在所述负极两侧的所述隔膜的所述第一边。2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述绝缘部是，比所述负极活性物质形成的范围更内侧起至少到所述隔膜的所述外周缘的范围上形成。3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述绝缘部是以包含电解液能浸透的多数个空孔的部件形成。4.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述绝缘部包含：覆盖所述正极引线而形成，并不让电解液通过的实心的第一绝缘层；以及覆盖所述第一绝缘层而形成，并包含电解液能浸透的多数个空孔的第二绝缘层。5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述绝。
5、缘部的厚度是，在所述隔膜的外周缘位置，以在所述正极侧形成的所述正极活性物质的厚度及在所述负极侧形成的所述负极活性物质的厚度分别相加的厚度形成，所述第一绝缘层的厚度比所述正极活性物质的厚度薄。6.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度均匀，所述第二绝缘层的厚度是向所述正极的端部逐渐变厚地形成。7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述绝缘部的厚度是，在所述隔膜的外周缘位置，以在所述正极侧形成的所述正极活性物质的厚度及在所述负极侧形成的所述负极活性物质的厚度分别相加的厚度形成。权 利 要 求 书CN 104466221 A1/5页3二次电池技术领域0001 本发明涉。
6、及将隔膜夹入正极板和负极板之间，在交替配置的正极板和负极板的端部之间具有防止短路结构的二次电池。背景技术0002 锂离子电池等二次电池具有将隔膜夹入正极板和负极板之间，并交替配置正极板和负极板的核心。通常有，短片状的正极板和负极板之间夹入隔膜，将其向厚度方向反复重叠的层叠型核心，以及长带状的正极板的负极板之间夹入隔膜，将其卷绕重叠的卷回型核心。正极板是，在两面具有在基材铝箔上涂布了正极活性物质的正极活性物质合剂层，并在一侧边缘具有露出铝箔的正极引线。负极板是，在两面具有在基材铜箔上涂布了负极活性物质的负极活性物质合剂层，并在另一侧边缘具有露出铜箔的负极引线。0003 正极引线及负极引线是从正极。
7、板和负极板之间配置的隔膜两侧边缘彼此向相反侧突出。此时，因为正极活性物质合剂层的涂布区域的宽度比负极活性物质合剂层的涂布区域的宽度窄，所以在负极活性物质合剂层和正极引线对向的范围内，需要考虑使得不发生短路。0004 电极间短路的原因可能是在制造过程中产生的电极片段等导电性异物引起。这种异物不仅直接接触在电极间引起短路，而且溶解在电解液被离子化后，在负极处还原析出而形成树枝状结晶(Dendrite)，也会引起短路。0005 在专利文献1记载的方形锂离子二次电池具有卷回型的卷绕电极群(核心)。正极板是，在正极引线和正极活性物质合剂层的边界具有绝缘层。此绝缘层是，重叠在正极活性物质合剂层的侧缘，并以。
8、与正极活性物质合剂层相等的厚度形成。用绝缘层和隔膜覆盖正极引线的基础部，由此负极活性物质合剂层和正极引线不接触。0006 然而，像锂离子电池一样的二次电池在刚制造后的充放电中，在电极的周围产生若干气体。若这种气体残留在电极之间，不仅降低电池的性能，而且是使电池容器膨胀等的变形原因，所以应当排出。在专利文献1揭示的锂离子电池为例，以与正极活性物质合剂层同等的厚度形成绝缘层。此绝缘层是，与隔膜一起覆盖正极引线的基础部，以便使其与周围隔离。因此，产生的气体很难向绝缘层侧排出。0007 以层叠型的核心为例，接合隔膜的端部，使得正极和负极相互不接触。但是，每当层叠时，为了接合隔膜，制造工艺变得复杂，生产。
9、效率降低。而且，若层叠后要接合隔膜，则不能接合正极引线之间的范围。另外，以卷回型的核心为例，若与正极和负极一起卷绕隔膜，由于周围长度的相差逐渐产生错位。因此，若接合隔膜后卷绕，则会产生变形，接合部可能会剥离。0008 现有技术文献0009 专利文献10010 日本专利公开第2011-216403号公报说 明 书CN 104466221 A2/5页4发明内容0011 鉴于此，本发明提供一种以简单的结构防止电极间的短路，并易于排出在电极产生的气体的二次电池。0012 根据本发明一实施形态的二次电池具有在正极和负极之间夹入隔膜，交替层叠正极和负极的核心。隔膜在其外周缘具有第一边及其对边即第二边。正极。
10、具有正极集电体、正极活性物质和绝缘部。正极集电体具备比隔膜的第一边更突出的正极引线。正极活性物质覆盖比隔膜的外周缘更内侧范围的正极集电体的两面。绝缘部是从正极活性物质的边缘隔离至少到隔膜的外周缘之间的正极引线的两面上形成。负极具有负极集电体和负极活性物质。负极集电体具备比隔膜的第二边更突出的负极引线。负极活性物质在比隔膜的外周缘的更内侧，覆盖比正极活性物质形成的范围更广范围的负极集电体的两面。而且，绝缘部是，在形成核心的状态下，为使覆盖负极的端部，封闭以层叠方向配置在负极两侧的隔膜的第一边。0013 此时，绝缘部是从比负极活性物质形成的范围更内侧起至少到隔膜外周缘的范围上形成。另外，绝缘部只要。
11、以包含电解液能浸透的多数个空孔的部件形成即可。另外，绝缘部包含：覆盖正极引线而形成，且不让电解液通过的实心的第一绝缘层；以及覆盖第一绝缘层而形成，并包含电解液能浸透的多数个空孔的第二绝缘层。绝缘部的厚度是，在隔膜的外周缘位置，以在正极侧形成的正极活性物质的厚度，以及在负极侧形成的负极活性物质的厚度分别相加的厚度来形成，所述第一绝缘层的厚度比所述正极活性物质的厚度薄。所述第一绝缘层的厚度均匀，所述第二绝缘层的厚度是向所述正极的端部逐渐变厚地形成。0014 根据本发明的二次电池，正极的引线具有绝缘部。在正极和负极之间夹入隔膜，形成层叠正极和负极的核心，由此沿着隔膜的第一边的负极端部以层叠方向，被配。
12、置在负极两侧的隔膜的第一边覆盖。因此，在制造过程中产生的电极片段等导电性异物即使混入二次电池，也可以防止异物造成的正极和负极间的短路。0015 另外，根据从比负极活性物质形成的范围更内侧起至少到隔膜外周缘的范围上形成绝缘物的本发明的二次电池，能稳住从第一边延伸的正极引线的位置。根据以包含电解液能浸透的多数个空孔的部件形成绝缘部的本发明的二次电池，组装时电解液容易浸透，而且也容易排出在之后的充放电所产生的气体。0016 另外，根据绝缘部包含：覆盖正极引线而形成，且不让电解液通过的实心的第一绝缘层；以及覆盖第一绝缘层而形成，并包含电解液能浸透的多数个空孔的第二绝缘层的本发明的二次电池，从正极引线不。
13、会产生树枝状结晶。另外，即使电解液内溶解而存在的金属在正极引线的附近析出时，析出的金属被第一绝缘层阻止到达正极引线。因此，可以防止正极和负极的短路。0017 根据在隔膜的外周缘位置，绝缘部的厚度是以在正极侧形成的正极活性物质的厚度，以及在负极侧形成的负极活性物质的厚度分别相加的厚度形成，且第一绝缘层的厚度比正极活性物质的厚度薄的本发明的二次电池，以隔膜可以确实覆盖第一边侧的负极端部，同时电解液透过绝缘部的第二绝缘层供给至正极。而且，透过第二绝缘层的电解液也透过隔膜，由此也供给至负极。另外，通过第二绝缘层可以排出在第一边侧的正极和负极的附近产生的气体。说 明 书CN 104466221 A3/5。
14、页5附图说明0018 图1是根据本发明第一实施形态的二次电池立体图。0019 图2是图1所示二次电池的核心分解立体图。0020 图3是图2所示核心的层叠部分放大剖视图。0021 图4是根据本发明第二实施形态的二次电池的核心剖视图。0022 附图标记说明0023 1：锂离子电池(二次电池) 10：核心0024 11：正极 111：正极集电体0025 112：正极活性物质 113：正极引线0026 12：负极 121：负极集电体0027 122：负极活性物质 123：负极引线0028 13：隔膜 131：第一边0029 132：第二边 13A：外周缘0030 14：绝缘部 141：第一绝缘层003。
15、1 142：第二绝缘层 T1：(正极活性物质的)厚度0032 T2：(负极活性物质的)厚度0033 T4：(将正极活性物质的厚度和负极活性物质的厚度相加的)厚度具体实施方式0034 对根据本发明第一实施形态的二次电池，适用在锂离子电池1的情形为例，参照图1至图3进行说明。在图1示出的锂离子电池1是将核心10及电解液收容在壳体2内，在开口部21设置有盖3。壳体2是，除了如图1所示的方型容器以外，可以为圆筒型，亦可以为以层压薄膜形成的袋型。正极端子101及负极端子102分别贯通盖3而设置。0035 核心10具有将隔膜13夹入在正极11和负极12之间，并交替层叠配置正极11及负极12的结构。本实施形。
16、态的核心10是，如图2所示，将带状的较长隔膜13夹入在正极11和负极12之间，将同样分别为带状较长的正极11和负极12卷绕而成的卷回型核心10。0036 在本实施形态中，如图2所示，隔膜13沿着带状长度方向具有第一边131和位于其对边的第二边132。隔膜13是，例如，以聚乙烯(Polyethylene)或聚丙烯(Polypropylene)等聚烯烃(Polyolen)类微细多孔膜制造，并在空孔内保持电解液。0037 正极11是，如图3所示，具有正极集电体111、正极活性物质112和绝缘部14。正极集电体111具备比隔膜13的第一边131更突出的正极引线113。在本实施状态，正极集电体111是铝。
17、箔。正极活性物质112形成为覆盖比隔膜13的外周缘13A更内侧范围的正极集电体111的两面。正极活性物质112是将电极材料粉末以溶剂溶解成浆体(Slurry)，并均匀地涂布在正极集电体111的两侧面，干燥而形成。正极活性物质112例如采用锰酸锂。绝缘部14是从正极活性物质112的边缘112A隔离的位置起至少到隔膜13的外周缘13A之间的正极引线113的两面上形成。在本实施形态，绝缘部14是，如图2所示，平行于正极活性物质112的边缘112A而形成。绝缘部14是与正极活性物质112同样地以浆体涂布。绝缘部14是从正极活性物质112隔离而形成，因此可以与正极活性物质112同时涂布，亦可以在正极活性。
18、物质112之前或之后涂布。说 明 书CN 104466221 A4/5页60038 负极12具有负极集电体121和负极活性物质122。负极集电体121具备比隔膜13的第二边132更突出的负极引线123。在本实施状态，负极集电体121是铜箔。负极活性物质122形成为在比隔膜13的外周缘13A更内侧的范围，覆盖比正极活性物质112形成的范围更广范围的负极集电体121的两面。负极活性物质122是与正极活性物质112同样地以浆体涂布。负极活性物质122例如采用石墨。0039 另外，在本实施形态，如图3所示，在正极11形成的绝缘部14是，在形成核心10的状态下，为使覆盖负极12的端部12A，封闭以层叠方。
19、向配置在负极12两侧的隔膜13的第一边131。即，绝缘部14是，在隔膜13的外周缘13A位置，具有在正极集电体111侧形成的正极活性物质112的厚度T1及在负极集电体121侧形成的负极活性物质122的厚度T2分别相加的厚度T4。严格来讲，在隔膜13的外周缘13A的位置，绝缘部14的厚度T4还包含负极集电体121一半的厚度。因此，以层叠方向在负极12的两侧介入隔膜13而配置正极11，由此隔膜13的第一边131被绝缘部14挤压弯曲而紧靠在一起。0040 此时，面对正极活性物质112的绝缘部14的端部14A，如图3所示，位于比负极活性物质122形成的范围更内侧的位置，并以与正极活性物质112的厚度T。
20、1相同的厚度形成。而且，绝缘部14是在位于隔膜13外周缘13A的端部14B，为使达到厚度T4，沿着向端部14B的方向逐渐变厚地形成。因此，绝缘部14夹在负极12的端部12A而固定，保持正极引线113。0041 另外，绝缘部14是以包含电解液浸透的多数个空孔的部件，例如以陶瓷类的材料形成。因此，组装锂离子电池1后，在最初充电或放电时，从正极11产生的气体透过绝缘部14，向核心10外部排出。另外，从负极12产生的气体，透过隔膜13或挤压隔膜13的绝缘部14，向核心10的外部排出。另外，绝缘部14从正极活性物质112的边缘112A隔离而形成，因此不会缩小从正极活性物质112能放出锂离子的面积。004。
21、2 在如上构成的图2的核心10，正极11是对于隔膜13向第一边131侧突出正极引线113的状态，负极12是对于隔膜13向第二边132侧突出负极引线123的状态，分别错开而重叠。如图2所示，以正极11、隔膜13、负极12、隔膜13的顺序，正极11和负极12之间夹入隔膜13以重叠4张的状态卷绕形成核心10。向第一边131侧突出的正极引线113，以及向第二边132侧突出的负极引线123，分别向层叠方向捆绑以焊接或钎焊等接合。捆绑后从核心10延伸的正极引线113及负极引线123分别连接在盖3上设置的正极端子101及负极端子102。0043 如上构成的锂离子电池1是，隔膜13的第一边131被绝缘部14封。
22、闭而负极12的端部12A被覆盖。因此，即使在制造过程中混入的电极片段等导电性异物附着在第一边131，也不会使正极引线113短路在负极12上。另外，在第一边131，隔膜13是被绝缘部14紧靠在一起，但没有接合。即，重叠正极11、负极12及隔膜13而卷绕时，即使周长产生差异，也不会发生隔膜13被拉伸或扭曲的现象。0044 另外，在隔膜13的第二边132侧，负极12是比正极11的端部更向外侧形成负极活性物质122，并在其前延伸有负极引线123。因此，即使有导电性异物进入第二边132侧，异物不会达到使负极引线123短路在正极11的位置。然而，从负极活性物质122的边缘隔离的位置上，在对应第一边131的。
23、位置的负极引线123，与正极引线113同样地可以设置绝缘部14。说 明 书CN 104466221 A5/5页70045 对根据本发明第二实施形态的二次电池，以适用在锂离子电池1的情形为例，参照图4进行说明。第二实施形态的锂离子电池1是，其绝缘部14的结构与第一实施形态的锂离子电池1相异，其他的构成是与第一实施形态的锂离子电池1相同。因此，在第二实施形态的锂离子电池1，对与第一实施形态的锂离子电池1的构成具有相同功能的构成，在以下的说明赋予相同的符号，并且其详细的说明就参照第一实施形态的记载。0046 图4是示出隔膜13的第一边131侧的核心10在层叠方向上的横截面。绝缘部14具有第一绝缘层1。
24、41和第二绝缘层142。第一绝缘层141是不让电解液通过的实心部件，覆盖正极引线113而形成。第一绝缘层141是以合成树脂剂的材料形成。该第一绝缘层141的厚度比正极活性物质112的厚度T1薄。第二绝缘层142是含有电解液能浸透的多数个空孔的部件，覆盖第一绝缘层141而形成。第一绝缘层141的厚度均匀，第二绝缘层142的厚度是向正极11的端部逐渐变厚地形成。对第二绝缘层142的材料，只要是形成塗膜的材料，可以采用聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃类有机材料，或陶瓷类的无机材料。0047 根据如上构成的第二实施形态的锂离子电池1，即使在绝缘部14内形成树枝状结晶，由绝缘部14的第一绝缘层141可以防止树枝状。
25、结晶达到正极引线113。另外，第一绝缘层141的厚度比正极活性物质112的厚度薄，由此刚组装电池后进行充电及放电时在正极引线113侧的正极11周围产生的气体，通过第二绝缘层142可以向核心10的外部排出。0048 另外，根据本发明的二次电池是，以内含卷回型核心10的锂离子电池1为例，说明了如上所述的第一实施形态及第二实施形态，但是也可以对层叠型核心采用同样的技术。在内含层叠型核心的二次电池采用根据本发明的技术时，可以获得与上述的内含卷回型核心10的二次电池(锂离子电池1)所获得的效果相同的效果。说 明 书CN 104466221 A1/4页8图1说 明 书 附 图CN 104466221 A2/4页9图2说 明 书 附 图CN 104466221 A3/4页10图3说 明 书 附 图CN 104466221 A10。