[发明专利]非水电解液二次电池及其制造方法、安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐外部短路或逆向充电的能力强、且容易安装于基板的非水电解质二次电池。

背景技术

锂二次电池多使用于携带型机器的主要电源或备用电源等。举例而言，在备用用途的锂二次电池中，分别使用锂铝合金作为负极的活性物质，并使用五氧化钒、含锂的锰氧化物或五氧化铌作为正极的活性物质。另外，举例而言，主要电源用途的锂离子二次电池在负极使用石墨或尖晶型的钛酸锂，并在正极使用钴酸锂。备用用途的锂二次电池在构成电池时显示出3V左右的电压，另一方面，主要电源用的锂离子二次电池在构成电池时表现出0.2～0.3V左右的电压，而在充电时则表现出4V或2.5V等规定的电压。

构成电池时显示出3V左右电压的锂二次电池会因外部短路引起的电流流动而导致显著的性能恶化。而且，构成时几乎没有电压的锂离子二次电池亦会因外部短路造成集电体或外封装罐的腐蚀反应、或活性物质构造劣化等，降低电池性能。此外，锂离子二次电池充电后的电压为较高的4V，在制造电池时，为了不使正极与负极发生外部短路，必须严加考虑。

另外，在一般二次电池中，若弄错正极与负极的极性并进行逆向充电，则电池性能会因电极材料劣化、外封装罐或集电体腐蚀、或电解液分解等而显著降低。在有些情况下，会产生液体渗漏并腐蚀周边零件等，从而损坏机器本体。因此，为了防止出现逆向充电的情形，必须注意机器等的构造等。

备用用途的锂二次电池主要为硬币型形状。前述电池的零件多半利用人工焊接、或藉由插入电池座安装至已经过回焊(reflow)安装的基板。对于前述情形，特开2000-48859号公报揭示有一种电池，是提高各材料的耐热性，从而可利用暴露仅数秒但温度为230～250℃的回焊的自动安装进行安装。但是，利用回焊对基板进行焊接以连接电路时，在150℃以上的高温下3V左右的电池电压会造成电流流动。如此一来，可能会对其余零件造成不良影响。而且，可以认为由于电阻在高温时会变小，所以实际使用(常温)时流动的电流会更大。另外，由于有时会有电池性能以上的大电流流动，亦可能造成电池性能显著恶化。

因此，即使已焊接好电池，在回焊时仍必须配置零件、或使用特殊的构造，以防止电流流经基板。如前所述，针对回焊安装时电池所产生的电流流动的情形，正在尝试机器方面的对应方法。

另一方面，虽然已有人想到将锂二次电池完全放电至0V的方法作为电池方面的对应方法，但由于使电压成为约0V极为困难，且耗费处理时间，所以前述方法不易使用于制造过程。而且，该电池并非外部短路时特性亦不会恶化的电池，很难使电池制造过程更加简单而有效率。再者，由于该电池并非对逆向充电等稳定的电池，所以在机器方面，正在进行针对充电方面考虑的设计。

发明内容

本发明的非水电解液二次电池包含正极、负极、及位于正极与负极之间的非水电解质。其中，正极含有可以可逆地嵌入、脱嵌锂的活性物质，且负极含有与正极的活性物质相同组成的活性物质。因为前述构造的非水电解液二次电池在外部短路时特性亦不易降低，所以较容易制造。而且，该电池对在逆向充电亦很稳定。此外，由于在回焊安装时电流几乎不流动，所以不需对基板提供特殊的设计构造。而且，前述非水电解液二次电池是在充电后才开始产生电压。在回焊安装时，若于安装后再充电，则不会对基板零件造成不良影响。

附图说明

图1是本发明的实施形态的非水电解质二次电池的硬币型电池的剖面图。

图2是本发明的实施形态的非水电解质二次电池的对称形状电池的剖面图。

(符号说明)

1…正极罐

2…负极罐

3…垫圈

4…正极

5…负极

6、12…隔膜

7A、7C…集电体

9…外封装罐

10…绝缘密封构件

11…电极

具体实施方式

图1是本发明的实施形态的非水电解质二次电池的硬币型电池的剖面图。该电池包含正极4、负极5、及位于正极4与负极5之间且图中未显示的非水电解质。其中，正极4经由作为集电体7C的导电碳与正极罐1接合，而负极5亦经由作为集电体7A的导电碳与负极罐2接合。而且，正极4与负极5隔着含有作为非水电解质的有机电解液的隔膜6重叠。将正极罐1与负极罐2隔着垫圈3组合后敛缝正极罐1，使其与负极罐2一起构成对正极4、负极5、及非水电解质等进行密封的外封装罐。

举例而言，隔膜6可使用聚丙烯、聚乙烯的单体的微多孔膜、单体的无纺布，混合物的微多孔膜、混合物的无纺布；聚苯硫醚无纺布；玻璃纤维隔膜；纤维素隔膜等。