二次电池及其制造方法与流程

本发明涉及一种二次电池及其制造方法。

背景技术：

1、近年来，为了确保更多人能获得负担得起的、可靠的、可持续的先进能源，人们对于有助于提高能量效率二次电池进行了研究和开发。为了提高二次电池的能量密度，研究了采用由多个正极层及负极层隔着隔膜交替重叠地积层的电极积层体的二次电池。在采用电极积层体的二次电池中，作为外装体，使用的是具有凹部及与凹部的缘部连接的平坦部的杯状成形体，将电极积层体收容于凹部，进行减压密封(专利文献1)。二次电池的正极极耳及负极极耳配置在杯状成形体的平坦部，电极积层体、连接电极积层体的正极层与正极极耳的正极引线、连接负极层与负极极耳的负极引线收容在杯状成形体的凹部。杯状成形体是通过对层压材进行拉深加工而成形。

2、[现有技术文献]

3、[专利文献]

4、[专利文献1]专利第6100035号公报

技术实现思路

1、[发明要解决的问题]

2、然而，在二次电池的相关技术中，课题是高容量化。为了实现二次电池的高容量化，研究了使用金属锂或硅作为负极活性物质。在使用金属锂、硅作为负极活性物质的二次电池中，充放电会导致负极层的厚度有较大变化。因此，构成外装体的杯状成形体的凹部须配合负极层的厚度增加的状态而设计容量，以使即便负极层的厚度发生变化也不容易破损。而且，为了使正极引线及负极引线不会由于因负极层的厚度变化产生的拉伸应力而被切断，须对正极引线及负极引线设置余长部，且能追随负极层的厚度变化。然而，制造二次电池时的负极层处于放电状态，为厚度薄的状态。因此，有时，因制造二次电池时的减压密封而成为外装体的凹部局部变形，正极引线及负极引线受大气压挤压的状态。若在该状态下对二次电池充电而使负极层的厚度增加，则正极引线及负极引线的余长部无法充分发挥功能，正极引线与正极极耳及负极引线与负极极耳之间施有过大的拉伸负载，正极引线及负极引线可能被切断。而且，在制造二次电池时，余长距离会根据配置在杯状成形体的凹部的电极积层体的位置而变化，从而余长部的功能可能不稳定。而且，若因二次电池的制造步骤中的搬送等操作使电极积层体的位置变动，则无法维持充分的余长，从而余长部的功能可能不稳定。

3、本发明是鉴于上文而完成，其目的在于提供即便负极层的厚度有较大变化，正极引线及负极引线也不容易被切断，能获得稳定的充放电特性的二次电池及其制造方法。而且，本发明甚至有助于提高能效。

4、[解决问题的技术手段]

5、本发明者发现，通过将杯状成形体的凹部分成收容电极积层体的电极积层体收容部、用于收容正极引线的正极引线收容部、及用于收容负极引线的负极引线收容部，使正极引线收容部及负极引线收容部的宽度比电极积层体的宽度窄，在正极极耳及负极极耳设置定位构件，将正极极耳及负极极耳配置在既定位置，能有效解决所述问题，从而完成本发明。因此，本发明提供如下技术。

6、(1)一种二次电池，具备：电极积层体，具有正极层、负极层、及配置在所述正极层与所述负极层之间的隔膜；外装体；正极极耳及负极极耳，设置在所述外装体；正极引线，电连接所述正极层与所述正极极耳；及负极引线，电连接所述负极层与所述负极极耳；所述外装体包含杯状成形体；所述杯状成形体具有凹部、及连接于所述凹部的缘部的平坦部；所述凹部包含收容所述电极积层体的电极积层体收容部、收容所述正极引线的正极引线收容部、及收容所述负极引线的负极引线收容部；所述正极引线收容部的宽度及所述负极引线收容部的宽度比所述电极积层体的宽度窄；所述正极极耳具有正极极耳定位构件，所述正极极耳定位构件与所述正极引线收容部的缘部至少以2个部位接触；所述负极极耳具有负极极耳定位构件，所述负极极耳定位构件与所述负极引线收容部的缘部至少以2个部位接触；所述正极引线的长度比所述正极层与所述正极极耳间的距离长；所述负极引线的长度比所述负极层与所述负极极耳间的距离长。

7、根据(1)中的二次电池，杯状成形体的凹部包含电极积层体收容部、正极引线收容部及负极引线收容部，正极引线收容部的宽度及负极引线收容部的宽度比电极积层体的宽度窄，因此，正极引线收容部及负极引线收容部的强度加强。因此，不易因制造二次电池时的减压密封，使得正极引线收容部及负极引线收容部过度变形，正极引线及负极引线不易受大气压挤压。由此，正极引线的余长部(从正极引线的长度减去正极层与正极极耳间的距离后所得的长度的部分)及负极引线的余长部(从负极引线的长度减去负极层与负极极耳间的距离后所得的长度的部分)的功能不易受到阻碍。而且，电极积层体被固定在电极积层体收容部内，正极极耳被正极极耳定位构件固定，负极极耳被负极极耳定位构件固定，因此，正极引线及负极引线的位置稳定，能使正极引线及负极引线的余长部稳定发挥功能。

8、(2)根据所述(1)所述的二次电池，其中所述正极引线收容部及所述负极引线收容部在俯视时呈弯曲形状。

9、根据(2)中的二次电池，正极引线收容部及负极引线收容部在俯视时呈弯曲形状，因此，能扩大正极引线收容部及负极引线收容部的空间，由此，能使制造二次电池时的减压密封所引发的大气造成的挤压力得到缓和。

10、(3)根据所述(1)所述的二次电池，其中所述正极引线收容部及所述负极引线收容部在俯视时呈多边形状。

11、根据(3)中的二次电池，正极引线收容部及负极引线收容部在俯视时呈多边形状，因此，与俯视时呈弯曲的情况相比，侧面的面积增大，厚度变薄。因此，容易因制造二次电池时的减压密封，使得正极引线收容部及负极引线收容部发生褶皱。所以，根据(3)中的二次电池，在正极引线收容部及负极引线收容部的侧面出现大量褶皱，该褶皱作为支柱发挥功能，由此，能确保正极引线及负极引线附近的空间，因此，能减轻正极引线及负极引线对大气压的挤压。

12、(4)根据所述(1)～(3)中任一项所述的二次电池，其中所述正极极耳定位构件的长度比从所述正极引线的长度减去所述正极层与所述正极极耳间的距离后所得的所述正极引线的余长长度长，所述负极极耳定位构件的长度比从所述负极引线的长度减去所述负极层与所述负极极耳间的距离后所得的所述负极引线的余长长度长。

13、根据(4)中的二次电池，正极极耳定位构件的长度比正极引线的余长长度长，负极极耳定位构件的长度比负极引线的余长长度长，因此，即便杯状成形体的刚性低，正极极耳及负极极耳也容易进行定位。

14、(5)根据所述(1)～(4)中任一项所述的锂金属二次电池，其中所述电极积层体在俯视时呈矩形，所述正极极耳定位构件与所述负极极耳定位构件隔着所述电极积层体而配置在所述电极积层体的相向的2条边的中心线上。

15、根据(5)中的二次电池，正极极耳定位构件与负极极耳定位构件位于电极积层体的相向的2条边的中心线上，由此，正极极耳及负极极耳容易定位，所以制造时省力。

16、(6)根据所述(1)～(5)中任一项所述的锂金属二次电池，其中负极活性物质是金属锂。

17、根据(6)中的二次电池，负极活性物质是金属锂，因此，能实现高容量化。

18、(7)一种二次电池的制造方法，具备如下步骤：准备电极积层体及杯状成形体，所述电极积层体具有正极层、负极层及配置在所述正极层与所述负极层之间的隔膜，所述杯状成形体具有凹部、及连接于所述凹部的缘部的平坦部，所述凹部包含电极积层体收容部、正极引线收容部、及负极引线收容部，所述正极引线收容部的宽度及所述负极引线收容部的宽度比所述电极积层体的宽度窄；经由长度比所述正极层与所述正极极耳间的距离长的正极引线将正极极耳连接于所述电极积层体的所述正极层，经由长度比所述负极层与所述负极极耳间的距离长的负极引线将负极极耳连接于所述负极；将正极极耳定位构件安装于所述正极极耳，将负极极耳定位构件安装于所述负极极耳；将所述电极积层体收容在所述杯状成形体的所述电极积层体收容部，将所述正极引线收容在所述正极引线收容部，将所述负极引线收容在所述负极引线收容部；及以所述正极极耳的所述正极极耳定位构件与所述正极引线收容部的缘部至少以2个部位接触的方式，将所述正极极耳固定，以所述负极极耳的所述负极极耳定位构件与所述负极引线收容部的缘部至少以2个部位接触的方式，将所述负极极耳固定。

19、根据(7)中的二次电池的制造方法，杯状成形体的凹部包含电极积层体收容部、正极引线收容部及负极引线收容部，正极引线收容部的宽度及负极引线收容部的宽度比电极积层体的宽度窄，因此，能将电极积层体、正极引线及负极引线准确且容易地配置在既定位置，经配置的电极积层体不易移动。而且，利用正极极耳定位构件将正极极耳固定，利用负极极耳定位构件将负极极耳固定，因此，能准确且容易地配置正极极耳及负极极耳的位置，经配置的正极极耳及负极极耳不易移动。因此，所得的二次电池中，正极引线及负极引线的位置稳定，余长部能稳定地发挥功能。所以，根据(7)中的制造方法，有利于工业上制造出即便负极层的厚度有较大变化，正极引线及负极引线也不容易被切断，充放电特性稳定的二次电池。

20、[发明效果]

21、根据本发明，能提供即便负极层的厚度有较大变化，正极引线及负极引线也不容易被切断，能获得稳定的充放电特性的二次电池及其制造方法。