[发明专利]集电体和使用该集电体的电池

说明书

本发明的目的在于提供一种具有高强度并且易于浸渍电解质的集电体。这种集电体包括设有多个开口的开口形成部，所述集电体的特征在于，在在每个开口的顶端处形成突出部，并且开口形成部的仅部分到达集电体的端面，并且开口形成部的其它部分不到达端面。

技术领域

本发明涉及一种集电体，并且特别涉及一种用在电池电极中并且其中形成有开口的集电体，并且涉及一种使用该集电体的电池。

背景技术

二次电池广泛地用作诸如蜂窝电话、数码相机和笔记本电脑之类的便携式设备的电源，并且用作车辆和家庭的电源。例如，高能量密度和轻重量的锂离子二次电池是生活中必不可少的蓄能装置。

图7和图8是示出堆叠型锂离子二次电池10的一个示例的透视图。提供了电池元件400和将电池元件400与电解质溶液一起封闭的外部容器801。如图7中所示，锂离子二次电池10中的电池元件400具有下列结构，其中正电极800(阴极)和负电极700(阳极)交替并且重复地堆叠，同时被隔膜350彼此分离。

正电极800是通过用粘合剂使正电极活性材料固化而形成在集电体上的活性材料层，并且包括正电极活性材料形成部810和其中不形成活性材料层以提供引线部的正电极活性材料未形成部820。类似地，负电极700是通过用粘合剂使负电极活性材料固化而形成在集电体上的活性材料层，并且包括负电极活性材料形成部710和负电极活性材料未形成部720。

正电极活性材料未形成部通过超声波接合等成束，并且形成正电极引线部460，如图8(a)中所示。类似地，负电极活性材料未形成部220也成束，并形成负电极引线部480。正电极引线部460和负电极引线部480分别电连接到正电极端子830和负电极端子840。图8(b)是以包括正电极端子830的方式剖开的图8(a)的截面图。

集电体使用具有平坦主表面的金属箔，并且当电池充电或放电时，锂离子在电极之间移动并进入正电极或负电极的活性材料层，并且正电极或负电极膨胀。特别地，负电极处于比正电极高的能量状态，并且负电极的活性材料层比正电极的活性材料层膨胀地更大。膨胀的活性材料层存在从集电体剥离的风险。

已知一种在集电体上以预定间距开孔以防止活性材料层从集电体剥离(以提高耐剥离性)的技术。在扁平的集电体中，集电体仅在平坦表面上与活性材料层接触，因而，在一些情况下，活性材料层从集电体上剥离。然而，穿孔处理将孔的顶端形成为凸形(在下文中称为突出部)，因而，当通过涂覆等在集电体上形成要形成为活性材料层的化合物时，活性材料层到达孔的内部，即平坦表面以外的区域，因此，耐剥离性提高。结果，提高了电池寿命和安全性。

然而，当形成这些孔时，活性材料的耐剥离性提高的代价是集电箔的强度降低。特别地，在电池电极的负电极中，活性材料由于充电或放电而大大地膨胀或收缩，并且应力作用在集电箔的周边部上。当在周边部处未形成这些孔时，可抵抗作用在周边部上的应力。

在PTL1(日本专利申请公开第H11-288723号)的电化学设备集电体1中，四边形金属板2的周边部不进行穿孔处理而保留为框状和板状的连续体3。被框状和板状的连续体3围绕的内部进行穿孔处理(所谓的网格冲压等处理)，并形成其中存在大量贯通孔5的多孔区域4(段落(0017)和图1)。网格冲压金属切割部保留有毛刺，结果在一些情况下会在电极之间发生短路，然而，由于未对周边部进行穿孔处理，因此在PTL1中能够防止这种短路事故(段落0021)。