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1、(10)申请公布号 CN 102473956 A (43)申请公布日 2012.05.23 C N 1 0 2 4 7 3 9 5 6 A *CN102473956A* (21)申请号 201080029538.5 (22)申请日 2010.06.24 2009-154456 2009.06.30 JP H01M 10/052(2006.01) H01M 2/26(2006.01) H01M 4/62(2006.01) H01M 4/66(2006.01) H01M 10/0585(2006.01) H01M 10/0587(2006.01) (71)申请人松下电器产业株式会社 地址日本大阪府。
2、 (72)发明人名仓健祐 (74)专利代理机构永新专利商标代理有限公司 72002 代理人陈建全 (54) 发明名称 非水电解质二次电池 (57) 摘要 在正极集电体(11)上形成正极活性物质层 (12)而成的正极板(1)和在负极集电体(13)上 形成负极活性物质层(14)而成的负极板(2)隔 着多孔绝缘层(15)卷绕而成的电极组被收纳到 电池壳(16)内。正极集电体(11)以及负极集电 体(13)由相同材料的金属箔构成。正极集电体 (11)的端部具有未形成正极活性物质层(12)的 第1露出部(1a)，负极集电体(13)的端部具有未 形成负极活性物质层(14)的第2露出部(2a)。第 1露出部。
3、(1a)和第2露出部(2a)以从多孔绝缘 层(15)彼此向相反方向突出的方式进行配置，第 1露出部(1a)与正极集电板(17)连接，第2露出 部(2a)与负极集电板(18)连接。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.12.30 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2010/004201 2010.06.24 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/001639 JA 2011.01.06 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书6页 附图6页 (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 6 页 附图 6 页。
4、 1/1页 2 1.一种非水电解质二次电池，其具备：在正极集电体上形成正极活性物质层而成的正 极板和在负极集电体上形成负极活性物质层而成的负极板隔着多孔绝缘层卷绕或者层叠 而成的电极组，其中， 所述正极集电体以及所述负极集电体由相同材料的金属箔构成， 所述正极集电体的端部具有未形成所述正极活性物质层的第1露出部， 所述负极集电体的端部具有未形成所述负极活性物质层的第2露出部， 所述电极组中所述正极集电体的第1露出部和所述负极集电体的第2露出部以从所述 多孔绝缘层彼此向相反方向突出的方式进行配置，并且所述电极组具备判定从所述多孔绝 缘层突出的露出部是第1露出部还是第2露出部的判定单元。 2.根据。
5、权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述判定单元由使第1露出部和 第2露出部的形态或者色彩不同的结构构成。 3.根据权利要求2所述的非水电解质二次电池，其中，所述判定单元由使所述第1露出 部的宽度和所述第2露出部的宽度不同的结构构成。 4.根据权利要求2所述的非水电解质二次电池，其中，所述判定单元由使所述第1露出 部的形状和所述第2露出部的形状不同的结构构成。 5.根据权利要求2所述的非水电解质二次电池，其中，所述判定单元由在所述第1露出 部或者所述第2露出部中的至少一个上设置有冲孔部的结构构成。 6.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述电极组是将所述正极板以 及所述负极板。
6、隔着多孔绝缘层进行卷绕而成的，并且其最外周用固定构件固定， 所述判定单元由使在所述第1露出部侧设置的所述固定构件和在所述第2露出部侧设 置的所述固定构件的形态、色彩或者个数不同的结构构成。 7.根据权利要求6所述的非水电解质二次电池，其中，所述固定构件由绝缘带构成。 8.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述正极集电体以及所述负极 集电体由以铝或者铝合金形成的金属箔构成。 9.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述正极集电体的所述第1露出 部与正极集电板连接， 所述负极集电体的所述第2露出部与负极集电板连接。 10.根据权利要求19中任一项所述的非水电解质二次电池，其中。
7、，所述非水电解质 二次电池为锂离子二次电池。 权 利 要 求 书CN 102473956 A 1/6页 3 非水电解质二次电池 技术领域 0001 本发明涉及具有所谓的无接头(tabless)结构的电极组的非水电解质二次电池。 背景技术 0002 作为产业用设备或者业务用设备的备用电源、汽车的起动器用电源，铅蓄电池被 广泛地使用。 0003 近年来，用于将作为备用电源使用的铅蓄电池替换成镍氢电池或锂离子二次电池 的开发日趋活跃。通过将铅蓄电池替换成镍氢电池或锂离子二次电池，可以期待由高能量 密度化带来的电源的小型化、和由于不使用铅而使环境负荷降低。 0004 另一方面，目前，将作为汽车的起动器。
8、用电源使用的铅蓄电池替换成镍氢电池或 锂离子二次电池的动态很少。但是，作为汽车的起动器用电源，从能够降低环境负荷的观点 出发，也优选替换成不含有铅的电池。另外，在作为汽车的起动器用电源使用的情况下，更 希望是比镍氢电池轻量的锂离子二次电池。 0005 另外，作为用于得到更大的输出特性的技术，已知有：所谓的无接头结构(无引线 结构)的电极组。其形成如下结构：在正极板与负极板隔着隔膜卷绕而成的电极组中，正极 板的端部(正极合剂层的未涂布部)和负极板的端部(负极合剂层的未涂布部)以从隔膜 彼此向相反方向突出的方式进行配置，通过将正极板的端部以及负极板的端部分别接合在 正极集电板以及负极集电板上，可以。
9、由整个极板进行集电，因此能够使大电流下的放电特 性提高。 0006 另一方面，作为轻量化技术之一，已知：在耐电压优良的金属材料中，使用比重比 较小的铝箔作为正极板以及负极板的集电体(专利文献1)。 0007 现有技术文献 0008 专利文献 0009 专利文献1：日本特开2002-42889号公报 发明内容 0010 发明所要解决的课题 0011 在现有的通过引线从极板进行集电的电极组中，与正极板连接的引线和与负极板 连接的引线由于连接部位和根数等不同，因此从外观上观察电极组，能够容易地进行正负 极的判断。 0012 另外，即使在无接头结构的电极组中，如果正极板的集电体(例如铝箔)与负极板 的。
10、集电体(例如铜箔)的材料不同，则即使由相反方向突出的正极板的端部和负极板的端 部是对称的，根据颜色的差异，从外观上观察电极组，也能够进行正负极的判断。 0013 但是，在由相同材料构成正极板以及负极板的集电体的无接头结构的电极组中， 即使从外观上观察电极组，也难以进行正负极的判断。 0014 可是，在电池的组装工序中，在集电体上形成合剂层来制造极板的工序、将正极板 说 明 书CN 102473956 A 2/6页 4 以及负极板隔着隔膜卷绕来制造电极组的工序、将电极组焊接到集电板上的工序、将电极 组插入电池壳并将电池壳的开口部密封的工序等，作为一系列的连续作业来进行，因此电 极组的正负极的判定。
11、通常不会成为问题。 0015 但是，在一系列的组装工序中，为了管理电池的品质等，在进行各工序中的部件的 检查时，在电极组的制造工序中制造的电极组为了检查而暂时从一系列的组装工序中抽出 来，检查后再次返回到接下来的组装工序中时，即使从外观上观察电极组，也难以进行正负 极的判定。这成为延长电池的组装时间的主要原因。 0016 本发明是鉴于这样的课题而进行的，其目的在于提供高输出且生产率高的非水电 解质二次电池。 0017 用于解决课题的手段 0018 为了解决上述课题，本发明采用如下结构：在具备无接头结构的电极组的非水电 解质二次电池中，由相同的金属材料构成正负极的集电体，并且在电极组中设置判定由。
12、相 反方向突出的集电体露出部的正负的判定单元。 0019 即，本发明的一个方面中的非水电解质二次电池具备：在正极集电体上形成正极 活性物质层而成的正极板和在负极集电体上形成负极活性物质层而成的负极板隔着多孔 绝缘层卷绕或者层叠而成的电极组，正极集电体以及负极集电体由相同材料的金属箔构 成，正极集电体的端部具有未形成正极活性物质层的第1露出部，负极集电体的端部具有 未形成上述负极活性物质层的第2露出部，电极组中正极集电体的第1露出部和负极集电 体的第2露出部以从多孔绝缘层彼此向相反方向突出的方式进行配置，并且电极组具备判 定从多孔绝缘层突出的露出部是第1露出部还是第2露出部的判定单元。 0020。
13、 通过这样的构成，即使从外观上观察由相同材料构成正负极的集电体的无接头结 构的电极组，也能够容易地进行从多孔绝缘层向相反方向突出的露出部的正负极的判断， 因此可以缩短电池的组装时间。 0021 本发明的另一方面中，优选上述判定单元由使第1露出部和第2露出部的形态或 者色彩不同的结构构成。 0022 其中，上述判定单元可以由使第1露出部的宽度和第2露出部的宽度不同的结构 构成，另外，也可以由使第1露出部的形状和第2露出部的形状不同的结构构成，或者，也可 以由在第1露出部或者第2露出部中的至少一个上设置有冲孔部的结构构成。 0023 本发明的又一方面中，优选的是，上述电极组是将正极板以及负极板隔着。
14、多孔绝 缘层进行卷绕而成的，并且其最外周用固定构件固定，上述判定单元由使在第1露出部侧 设置的固定构件和在第2露出部侧设置的固定构件的形态、色彩或者个数不同的结构构 成。 0024 本发明的再一方面中，优选上述正极集电体以及负极集电体由以铝或者铝合金形 成的金属箔构成。 0025 发明效果 0026 根据本发明，通过在由相同材料构成正负集电体的无接头结构的电极组中设置判 定由相反方向突出的集电体露出部的正负的判定单元，能够从电极组的外观容易地进行正 负极的判断。由此，可以缩短电池的组装时间，从而能够实现高输出且生产率高的非水电解 质二次电池。 说 明 书CN 102473956 A 3/6页 。
15、5 附图说明 0027 图1是表示本发明的一个实施方式中的非水电解质二次电池的结构的截面图。 0028 图2是表示非水电解质二次电池的一般的组装工序的流程图。 0029 图3是表示环带状集电体的切开处理的俯视图。 0030 图4(a)、(b)是分别表示正极板以及负极板的结构的俯视图。 0031 图5(a)、(b)是表示本发明的一个实施方式中的正极板以及负极板的结构的俯视 图。 0032 图6是表示本发明的其他实施方式中的正极板或者负极板的结构的俯视图。 0033 图7是表示本发明的其他实施方式中的电极组的结构的立体图。 具体实施方式 0034 以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细的说明。需。
16、要说明的是，本发明并不 限定于以下的实施方式。另外，在不超出发挥本发明的效果的范围的范围内，可以适当进行 变更。另外，也可以与其他实施方式组合。 0035 图1是示意地表示本发明的一个实施方式中的非水电解质二次电池的结构的截 面图。 0036 如图1所示，在正极集电体11上形成正极活性物质层12而成的正极板1、和在负 极集电体13上形成负极活性物质层14而成的负极板2隔着多孔绝缘层(隔膜)15卷绕而 成的电极组被收纳到电池壳16内。其中，正极集电体11以及负极集电体13由相同材料的 金属箔构成。 0037 正极集电体11的端部具有未形成正极活性物质层12的第1露出部1a，负极集电 体13的端部。
17、具有未形成负极活性物质层14的第2露出部2a。另外，正极集电体11的第1 露出部1a和负极集电体13的第2露出部2a以从多孔绝缘层15彼此向相反方向突出的方 式进行配置，正极集电体11的第1露出部1a连接在正极集电板17上，负极集电体13的第 2露出部2a连接在负极集电板18上。另外，电池壳16的开口部用封口板19封口。 0038 图2是表示非水电解质二次电池的一般的组装工序的流程图。 0039 如图2所示，准备环带状的正极集电体(步骤S1)。接着，在环带状正极集电体上 涂布包含正极活性物质、粘合剂以及导电材料的正极合剂浆料(步骤S2)。此时，如图3所 示，沿环带状的集电体20的长度方向，形成。
18、没有涂布正极合剂浆料21的集电体20的露出 部22、23。 0040 接着，在使环带状正极集电体上涂布的正极合剂浆料干燥后，对环带状正极集电 体进行轧制处理(步骤S3)。接着，如图3所示，将环带状集电体20沿长度方向的A 1 -A 1 、 A 2 -A 2 、A 3 -A 3 以及B 1 -B 1 、B 2 -B 2 切开，再沿宽度方向的C 1 -C 1 、C 2 -C 2 切开(步骤S4)，由此制作 具有规定的宽度和长度的正极板1。需要说明的是，在环带状正极集电体20上涂布正极合 剂浆料21的图案并不限于图3所示的图案，可以根据正极板1的取用数目等而适当进行变 更。 0041 负极板2也与正。
19、极板1的制作同样，在环带状负极集电体上涂布负极合剂浆料后 (步骤S5、S6)，进行轧制处理(步骤S7)以及切开处理(步骤S8)，由此制作具有规定的宽 说 明 书CN 102473956 A 4/6页 6 度和长度的负极板2。 0042 图4(a)、(b)是分别表示通过这样的方法制作的正极板1以及负极板2的结构的 俯视图。正极板1具有：在正极集电体11上形成正极活性物质层12的涂布部1b和未形成 正极活性物质层12从而正极集电体11露出的第1露出部1a。另外，负极板2具有：在负 极集电体13上形成负极活性物质层14的涂布部2b和未形成负极活性物质层14从而负极 集电体13露出的第2露出部2a。 。
20、0043 接着，将所制作的正极板1以及负极板2隔着多孔绝缘层(隔膜)15进行卷绕来 制作无接头结构的电极组(步骤S9)。此时，正极集电体11的第1露出部1a和负极集电体 13的第2露出部2a以从多孔绝缘层15彼此向相反方向突出的方式进行配置。 0044 接着，将正极集电体11的第1露出部1a焊接在正极集电板17上，同时将负极集 电体13的第2露出部2a焊接在负极集电板18上(步骤S10)。然后，将电极组与非水电解 质一起插入到电池壳16内后(步骤S11)，将电池壳16的开口部封口(步骤12)，从而制成 了非水电解质二次电池。 0045 图5(a)、(b)是表示本实施方式中的正极板1以及负极板2。
21、的结构的俯视图。如 图5(a)、(b)所示，使正极集电体11的第1露出部1a的宽度W 1 和负极集电体13的第2露 出部2a的宽度W 2 不同。将由此构成的正极板1以及负极板2隔着多孔绝缘层15进行卷 绕来制作无接头结构的电极组时，从多孔绝缘层15突出的露出部是第1露出部1a还是第 2露出部2a，能够从各自的宽度W 1 、W 2 的不同来容易地判定。即，作为判定从多孔绝缘层15 向相反方向突出的露出部的正负极的判定单元，可以采用使第1露出部1a的宽度W 1 和第2 露出部2a的宽度W 2 不同的结构。 0046 具备这样的判定单元的电极组为了检查而从组装工序中抽出来、检查后再次返回 到接下来的。
22、组装工序时，从外观上观察电极组，能够容易地进行电极组的正负极的判定。 0047 彼此宽度不同的第1露出部1a的宽度W 1 和第2露出部2a的宽度W 2 能够通过在 图3所示的切开处理(步骤S4、S8)中对没有涂布合剂浆料21的集电体20的露出部22、 23的宽度加以调整来容易地形成。即，能够在图2所示的一系列的组装工序中添加判定从 多孔绝缘层15突出的露出部是第1露出部1a还是第2露出部2a的判定单元。因此，几乎 不产生由于添加该判定单元而引起的制造上的成本增加。 0048 需要说明的是，可以通过目视容易地利用该判定单元进行电极组的正负极的判 定，也可以通过对由照相机拍摄的拍摄图像进行图像处理。
23、，自动地进行判定。 0049 上述判定单元采用了使第1露出部1a的宽度W 1 和第2露出部的宽度W 2 不同的结 构，但并不限于此，在图2所示的一系列的组装工序中，通过形成使第1露出部1a和第2露 出部2a的形态(形状、大小或样式等)或者色彩不同的结构，能够在无接头结构的电极组 中添加判定是第1露出部1a还是第2露出部2a的判定单元。 0050 例如如图6所示，可以将上述判定单元形成为在正极板1或者负极板2的第1露 出部1a或者第2露出部2a中的至少一个上设置冲孔部50的结构。该冲孔部50能够通过 在图3所示的切开处理(步骤S4、S8)之后进行冲孔加工而容易地形成。 0051 需要说明的是，冲。
24、孔部50的形状没有特别的限定，可以形成圆形、方形、其他的形 状。另外，冲孔部50可以在第1露出部1a和第2露出部2a两者上形成，此时，通过使在两 者上形成的冲孔部50的形状或者个数等不同，可以制成正负极的判定单元。 说 明 书CN 102473956 A 5/6页 7 0052 另外，通过对第1露出部1a或者第2露出部2a中的至少一个进行蚀刻或镀覆，可 以将上述判定单元形成为在露出部表面上设置有凹凸的结构，或者，也可以将上述判定单 元形成为在第1露出部1a或者第2露出部2a中的至少一个上用陶瓷或树脂等的绝缘层被 覆的结构。 0053 图7是表示本发明的其他实施方式中的电极组30的结构的立体图。。
25、 0054 如图7所示，正极板1以及负极板2隔着多孔绝缘层15卷绕而成的电极组30的 最外周31用固定构件40a、40b、40c固定。通过使在第1露出部1a侧设置的固定构件40a 的个数和在第2露出部2a侧设置的固定构件40b、40c的个数不同，能够得到判定从多孔绝 缘层15突出的露出部是第1露出部1a还是第2露出部2a的判定单元。 0055 相互个数不同的固定构件的设定能够在图2所示的电极组制作(步骤S9)的工序 中容易地实施。因此，几乎不产生由添加该判定单元而引起的制造上的成本增加。 0056 其中，固定构件的材料没有特别限定，例如可以使用以聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、 聚苯硫醚等作为主成分。
26、的绝缘带、环氧系或丙烯酸系的粘接剂等。 0057 需要说明的是，也可以使在第1露出部1a侧和第2露出部2a侧设置的固定构件 为形态(形状、大小或样式等)或者色彩不同的固定构件，来代替在第1露出部1a侧和第 2露出部2a侧设置个数不同的固定构件。 0058 本实施方式中，正极集电体11以及负极集电体13由相同材料的金属箔构成，但对 其材料没有特别的限制，例如可以使用铝、铝合金、不锈钢、钛、镍、铜等。 0059 需要说明的是，本实施方式中，关于非水电解质二次电池的各构成要素，但其材料 以及制法没有特别的限制，可以采用如下所示的材料以及制法等。 0060 作为正极活性物质，可以使用锂复合金属氧化物。。
27、例如可以列举出：Li x CoO 2 、 Li x NiO 2 、Li x MnO 2 、Li x Co y Ni 1-y O 2 等。另外，作为正极合剂浆料的粘合剂，例如可以列举出： PVDF(聚偏二氟乙烯)、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯等。另外，作为正极合剂浆料的导电剂， 例如可以列举出：石墨等石墨类、乙炔黑等炭黑类等。 0061 作为负极活性物质，例如可以列举出：石墨等碳材料、或者由硅、锡或它们的化合 物形成的材料等。另外，作为负极合剂浆料的粘合剂，例如可以列举出：苯乙烯-丁烯共聚 橡胶、聚丙烯酸等。 0062 作为隔膜，例如可以列举出：聚丙烯、聚乙烯等。另外，作为非水电解质，可以使用 液。
28、状、凝胶状或者固体(高分子固体电解质)状的物质。 0063 以上，通过优选的实施方式对本发明进行了说明，但这样的记述并不是限定事项， 当然可以进行各种改变。例如，在上述实施方式中，作为判定从多孔绝缘层15突出的露出 部是第1露出部1a还是第2露出部2a的判定单元，形成为使集电体的露出部的形态或色 彩、或者固定电极组的最外周的固定构件的形态、色彩或个数不同的结构，但也可以形成为 例如在第1露出部1a侧露出的多孔绝缘层15和在第2露出部2a侧露出的多孔绝缘层15 的形状或者色彩不同的结构。 0064 产业上利用的可能性 0065 本发明的非水电解质二次电池适用于民生用设备、电动车、大型工具等的电源。
29、。 0066 符号说明 0067 1 正极板 说 明 书CN 102473956 A 6/6页 8 0068 1a 第1露出部 0069 1b 涂布部 0070 2 负极板 0071 2a 第2露出部 0072 2b 涂布部 0073 11 正极集电体 0074 12 正极活性物质层 0075 13 负极集电体 0076 14 负极活性物质层 0077 15 多孔绝缘层 0078 16 电池壳 0079 17 正极集电板 0080 18 负极集电板 0081 19 封口板 0082 20 环带状集电体 0083 21 合剂浆料 0084 22、23 露出部 0085 30 电极组 0086 31 最外周 0087 40a、40b、40c 固定构件 0088 50 冲孔部 说 明 书CN 102473956 A 1/6页 9 图1 说 明 书 附 图CN 102473956 A 2/6页 10 图2 说 明 书 附 图CN 102473956 A 10 3/6页 11 图3 说 明 书 附 图CN 102473956 A 11 4/6页 12 图4 说 明 书 附 图CN 102473956 A 12 5/6页 13 图5 图6 说 明 书 附 图CN 102473956 A 13 6/6页 14 图7 说 明 书 附 图CN 102473956 A 14 。