[发明专利]非水电解质二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池及其制造方法。

背景技术

非水电解质二次电池如果重复充放电循环的话，则正极及负极隔着隔膜卷绕而成的电极组有时会产生翘曲(buckling)。即，由于负极活性物质在充电时膨胀，因此负极产生伸长应力。当正极无法追随负极活性物质的膨胀所致的负极的伸长时，仅有负极伸长，正极与负极之间产生相位的偏差。其结果是，电极组变成凹凸形状，电极组发生翘曲。特别是当负极活性物质使用硅等高容量材料时，伴随着充放电的膨胀收缩较大，因此电极组变得容易产生翘曲。

如果电极组发生翘曲的话，则正极与负极之间的距离产生不均匀。正极与负极的距离较远的部分在充电时的过电压变高而难以被充电，正极与负极的距离接近的部分的过电压变低而易于被充电。即，电极组中产生难以被充电的部分和易于被充电的部分(即产生充放电不均)。其结果是，每次重复充放电循环，都产生电池容量的下降。

进而，如果产生充放电不均的话，则局部地产生充电电量多的地方(即易于被充电的地方)，在与这部分对应的负极表面，局部地析出金属锂。这种情况下，如果电池温度上升的话，则析出的金属锂与非水电解质有时会发生反应。即，充放电循环后的电池的热稳定性有时会下降。

为了解决这种问题，在专利文献1中记载了如下技术：通过在表面进行了粗糙化的集电体上用溅射法形成硅等的薄膜，从而形成以柱状分离的活性物质薄膜。由此，由于在活性物质薄膜中形成有空隙，因此能够吸收伴随着活性物质薄膜的膨胀收缩而产生的应力。

另外，在专利文献2中记载了使用具有规定的抗拉强度或弹性模量的材料作为负极集电体的技术。由此，即使受到伴随着活性物质的膨胀收缩而产生的应力，也能够抑制集电体发生变形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-313319号公报

专利文献2：日本特开2003-007305号公报

专利文献3：日本特开平5-182692号公报

专利文献4：日本特开平7-105970号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在是将卷绕成扁平状的电极组收纳于方形电池壳中而成的电池的情况下，即使对上述那样的负极活性物质或负极集电体设置缓和应力的功能，在电极组的长度方向的平坦部有时也无法避免翘曲的发生。可以认为这是由于位于电极组的长度方向两侧的弯曲部以束紧的状态受到电池壳的约束，因此无法遍及电极组的全长来缓和应力，其结果是，位于弯曲部之间的平坦部发生翘曲。

本发明是鉴于上述问题点而进行的，目的在于提供一种充放电循环优异的非水电解质二次电池及其制造方法，所述非水电解质二次电池具备卷绕成扁平状的电极组，能够抑制伴随着负极活性物质的膨胀收缩而发生的电极组的翘曲。

用于解决课题的手段

本发明的特征在于，作为构成卷绕成扁平状的电极组的正极，采用具备伸长率为1％时的抗拉强度为15N/cm以下、且断裂时的伸长率为3％以上的特性的正极，并且，在以电极组的长径方向的长度为L、正极的断裂时的伸长率为α时，按照电极组的长径方向端部与方形电池壳的短边侧的内侧面的间隙S满足S≥1/8(L×α)的方式，将扁平状的电极组收纳在方形电池壳中。

通过采用这种构成，即使在重复充放电循环的情况下，也能够抑制电极组发生翘曲，并且能够抑制伴随着极板的伸长而产生的电池壳的变形。

在某个优选的实施方式中，具备上述特性的正极可以通过将在其表面形成有正极活性物质层的正极集电板压延后、在规定的温度下进行热处理而获得。

发明的效果

根据本发明，在具备卷绕成扁平状的电极组的非水电解质二次电池中，即使在重复充放电循环的情况下，也能够抑制电极组发生翘曲，并且能够抑制伴随着极板的伸长而产生的电池壳的变形。由此，能够提供具有优异的充放电循环特性的非水电解质二次电池。

附图说明

图1是示意性表示本发明的一实施方式中的非水电解质二次电池的构成的局部切口立体图。

图2是表示电极组被收纳在方形电池壳中的状态的截面图。

具体实施方式