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CN104685701B - 锂离子二次电池及其制作方法 - Google Patents

锂离子二次电池及其制作方法 Download PDF

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CN104685701B CN201380050322.0A CN201380050322A CN104685701B CN 104685701 B CN104685701 B CN 104685701B CN 201380050322 A CN201380050322 A CN 201380050322A CN 104685701 B CN104685701 B CN 104685701B
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Abstract

提供了其中集电体箔不易损坏的电池。在锂离子二次电池中，对于在与堆叠方向垂直的方向上从所述正电极接片和所述正电极端子之间的连接部到正电极活性材料的所述涂布部和非涂布部之间的边界部的距离，与离所述连接部直线距离最远处的基准正电极相比，以使得离所述基准正电极最远的方式堆叠的正电极层的从正电极活性材料的所述涂布部和非涂布部之间的边界到所述正电极接片和所述正电极端子之间的连接部的在与堆叠方向垂直的方向上的距离更短。

Description

锂离子二次电池及其制作方法
技术领域
本发明涉及具有对抗振动和冲击的高强度并且使用膜外部材料密封开口的锂离子二次电池。
背景技术
在使用电池作为驱动电源的设备(比如电动自行车、电动摩托车和电动汽车)中，使用容纳大容量二次电池的电池组。体积能量密度和质量能量密度都高的锂离子二次电池适合作为驱动电源电池。
已知的锂离子电池包括柱形电池和扁平电池，柱形电池通过卷成堆叠产品来实现，其中正电极和负电极通过隔板堆叠在一起，扁平电池也是正电极和负电极通过隔板堆叠在一起的堆叠产品。
在这些电池中，扁平电池适于作为动力电机等的电源电池，这是因为可通过增加正电极和负电极的面积或增加堆叠的正电极和负电极的数量来容易地提高每单位电池的容量。
即使将正电极和负电极(作为电池单元堆叠)的数量增加以便提高每单位电池的容量，但为了最小化电池体积的增加，从正电极接片和负电极接片(它们分别从正电极和负电极引出，并且用于导电连接)到正电极引出接片和负电极引出接片的距离也需要变得更短。同时，如果正电极接片和负电极接片通过最短距离连接到正电极引出接片和负电极引出接片，则正电极接片和负电极接片的曲率会随着电池单元离堆叠体的外表面越来越近而逐渐增加。因此，如果向正电极接片和负电极接片施加较大的力，则很有可能正电极接片和负电极接片将损坏。
作为上述问题的解决方案，例如提出了专利文献1。
顺便地，在锂离子二次电池中，为了避免在充电时在负电极的端部中沉积金属锂，将负电极做得比正电极大，并且在面对涂布有正电极活性材料的部分的负电极部分中，需要形成负电极活性材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP2005-142028A
发明内容
本发明要解决的问题
然而，当使用膜外部材料时，外部材料本身容易发生形变。如果外部材料在存在接片的部分中发生形变，则外部材料可能会与大曲率最外层附近的电极接片相接触，或发生其它问题。结果，很有可能使得最外层或最外层附近的正电极接片和负电极接片破损。此外，随着所堆叠的层的数量进一步增加，与最外层越近的负电极将具有越大的曲率。具体地，在面对正电极端部的部分附近曲率较大，导致负电极上的应力增加。
活性材料包含作为最低必要物的黏合剂，并且彼此黏附在一起并黏附到集电体。因此，很有可能对应于正电极端部的负电极活性材料的表面上以及内部部分中会出现破裂；活性材料会脱落；以及集电体箔将损坏。
同时，为了避免曲率增加，一个办法是使电极足够长，以确保电极逐渐弯曲。但是，在这种情况中，会出现电池的每单位体积的容量较小的问题。
此外，专利文献1根本没有考虑正电极侧电极箔的损坏。
因此，本发明旨在提供一种锂离子二次电池，其中即使堆叠了大量的层，活性材料的破裂和脱落以及集电体箔的损坏也都不太可能发生，本发明还提供了一种制作锂离子二次电池的方法。
解决问题的方式
本发明的问题由一种锂离子二次电池解决，该锂离子二次电池包括：电极堆叠体，所述电极堆叠体包括正电极、负电极和隔板，其中所述正电极包括正电极集电体上的正电极活性材料的涂布部、以及正电极活性材料的非涂布部，所述正电极活性材料的非涂布部成为正电极接片，所述负电极包括负电极集电体上的负电极活性材料的涂布部、以及负电极活性材料的非涂布部，所述负电极活性材料的非涂布部成为负电极接片，其中多个所述正电极和负电极经由隔板交替堆叠；正电极端子，所述正电极端子电连接到所述正电极接片；负电极端子，所述负电极端子电连接到所述负电极接片，其中所述电极堆叠体、电解液、所述正电极端子和所述负电极端子中，除了所述正电极端子的一端和所述负电极端子的一端之外，均容纳在外装体中，以及对于从所述正电极接片和所述正电极端子之间的连接部到所述正电极活性材料的所述涂布部和所述非涂布部之间的边界部的水平距离，与具有离所述连接部直线距离最远的所述边界部的基准正电极相比，被堆叠为离所述基准正电极最远的正电极的上述距离更短。
本发明的优点
对于从所述正电极接片和所述正电极端子之间的连接部到正电极活性材料的所述涂布部和非涂布部之间的边界部的水平距离，与离所述连接部直线距离最远处的基准正电极相比，以使得离所述基准正电极最远的方式堆叠的正电极的从正电极活性材料的所述涂布部和非涂布部之间的边界到所述正电极接片和所述正电极端子之间的连接部的水平距离更短。因此，能够提供对于冲击和振动的对抗性较高的锂离子二次电池。
附图说明
图1是示出了锂离子二次电池的图：图1A是平面图，图1B是图1A的沿线A-A’截取的截面图；
图2是示出了图1中的正电极端子附近的C部分的放大视图；
图3是示出了图1中的正电极端子附近的C部分的放大视图；
图4是示出了负电极端子侧的一部分的截面的图；
图5是本发明的另一实施例的图，并且是示出了图1中的C部分的图；
图6是示出了根据本发明的一种实施例的正电极和负电极的图；
图7是示出了根据本发明的另一实施例的正电极和负电极的图；
图8是示出了锂离子二次电池的评估壳体的图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述本发明的实施例。
图1示出了锂离子二次电池：图1A是平面图，图1B是图1A的沿线A-A’截取的截面图。
本发明的锂离子二次电池100包括发电元件110，其中多个正电极1和多个负电极6经由隔板20交替堆叠。发电元件110和电解液(未示出)被柔性膜30覆盖。正电极端子11和负电极端子16电连接到发电元件110。正电极端子11和负电极端子16的部分或全部从柔性膜30引出。
在正电极1中，在铝制的正电极集电体2的前侧和后侧上，形成正电极活性材料涂布部3，其上涂布了包含正电极活性材料、导电辅助剂、黏合剂等的组合物。
正电极活性材料涂布部3主要包括以下物质中的一个或两个或更多个：锂锰复合氧化物、锂钴复合氧化物、锂镍复合氧化物和锂-过渡金属复合氧化物(比如基于橄榄石的材料，如LiFePO4)。
可通过将这些物质和导电辅助剂(比如碳黑)进行混合以及对混入了黏合剂(比如聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、羟甲基化纤维素或改性丁腈橡胶)的组合物进行涂布和干燥来制成正电极活性材料涂布部3。
在负电极6中，在铜制的负电极集电体7的前侧和后侧上，形成负电极活性材料涂布部8，其上涂布了包含负电极活性材料、导电辅助剂、黏合剂等的组合物。
负电极活性材料涂布部8主要包括石墨(其在充电或放电时吸收或放出锂离子)、无定形碳、类金刚石碳、富勒烯、碳纳米管、碳纳米臂(horn)或任何其它碳类材料以及包含硅和锡的混合物。
可通过将这些物质和导电辅助剂(比如碳黑)进行混合以及对混入了黏合剂(比如聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、羟甲基化纤维素或改性丁腈橡胶)的组合物进行涂布和干燥来制成负电极活性材料涂布部8。
对于正电极集电体，可使用铝、不锈钢、镍、钛、或这些物质的合金。铝是优选的。对于负电极集电体，可使用铜、不锈钢、镍、钛、或这些物质的合金。
对于隔板，可使用多孔膜、织物和非织物。具体地，可使用基于聚 丙烯和基于聚乙烯的多孔膜中的一种或两种或更多种。
作为电解液，混合有机溶剂(比如链状碳酸盐、环状碳酸盐、脂肪族羧酸酯、γ-内酯(包括γ-丁内酯)、链状醚和环状醚)中的一个或两个或更多个，以及可使用其中溶解了锂盐(比如LiPF6)的有机溶剂。
链状碳酸盐包括碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二丙酯(DPC)，比如碳酸次乙酯、碳酸丙二酯、碳酸亚乙烯酯和丁二醇碳酸盐。
对于覆盖本发明的锂离子二次电池的柔性膜，可使用在基材料或金属层的前侧和后侧设置了树脂层的膜。
对于金属层，可选择具有壁垒属性的金属层，比如被设计为防止电解液泄漏或外部水进入的金属层。可使用铝、不锈钢等。在金属层的至少一侧，设置有热焊树脂层(比如改性聚烯烃)，使得面对柔性膜的热焊树脂层，而且将容纳有电极堆叠体的部分的周边热焊接，以形成外装体。
在外装体的与形成有热焊树脂层的表面相对的表面上，可设置树脂层，比如尼龙膜或聚酯膜。
对于正电极端子，可使用铝或铝合金制成的正电极端子。对于负电极端子，可使用铜或铜合金制成的负电极端子或可使用通过在端子上镀镍而制成的负电极端子。
每个端子都被引出到柔性膜之外。在每个端子的位于外装体的周边被热焊接的部分中的区域中，可提前设置热焊树脂。
正电极集电体中的正电极活性材料的非涂布部被视为正电极接片2a，其连接到正电极端子。负电极集电体中的负电极活性材料的非涂布部被视为负电极接片7a，其连接到负电极端子。
在正电极端子上，通过超声焊接或任意其他方法将正电极接片与正电极端子连接在一起。在负电极端子上，通过超声焊接或任意其他方法将负电极接片与负电极端子连接在一起。
然后，将正电极端子的一端从柔性膜引出，并且将负电极端子的一端从柔性膜引出。
为了防止在充电时在负电极的外周边部分沉积锂金属，将负电极活性材料涂布部8制得比面对负电极活性材料涂布部8的正电极活性材料涂 布部3的外部尺寸大。为了防止正电极和负电极之间接触，隔板20比两者的外部尺寸都要大。
对于本发明的锂离子二次电池，在图1中，正电极1、负电极6和隔板20堆叠的方向被定义为z方向；垂直于z方向并且从引出了正电极端子11的一侧到面对正电极端子11的负电极端子的一侧的方向被定义为x方向。
在本发明的锂离子二次电池中，从正电极端子到正电极活性材料涂布部3(正电极接片2a从中引出)的边界表面4的x方向距离随着z方向距离的增加而变大。
图2是示出了图1中的正电极端子附近的C部分的放大视图。
在形成在正电极1的正电极集电体2上的正电极活性材料涂布部3与充当正电极接片2a的非涂布部之前的边界部4之中，如果具有在其中正电极接片连接到正电极端子11并且离正电极活性材料侧最近的部分的连接位置11a与活性材料的涂布部和非涂布部之间的边界部4之间的最长x方向距离的正电极被视为基准正电极1a，则具有距基准正电极1a的较大z方向距离的正电极优选地被布置为使得在x方向上到边界部4的距离b小于在x方向上从连接位置11a到基准正电极1a的边界部的距离。
然而，如果电极过度偏移，则正电极和负电极彼此不面对的区域将增加，导致电池容量的减少。因此，优选地，将位置偏移保持为尽可能小。
顺便地，对于图2中所示的实施例中描述的电池单元，负电极6的一端位于负电极尖端位置线6a(其指示负电极的尖端)上。
同时，在具有相同尺寸的正电极被用作每个正电极并且具有相同尺寸的负电极被用作每个负电极的情况中，如果正电极的端部从负电极的端部偏移一定量，则正电极朝着正电极端子偏移相同的量。
在锂离子二次电池的情况中，负电极需要被布置为位于通过隔板面对正电极的部分中。正电极朝着正电极端子的位置偏移量需要被准确地布置为使得能够确保负电极存在于面对正电极的部分中，即使在负电极端子侧。
这里的描述关注当正电极端子侧被形成为如此状态时负电极端子侧的堆叠状态。如图4所示，其示出了负电极端子侧的一部分的截面的图， 即使在负电极端子16侧，正电极1也朝着正电极端子侧偏移。
因此，在负电极端子侧，正电极的端部的x方向位置不彼此对齐，而是逐步地偏移。因此，离最外层较近的负电极6具有不与正电极活性材料的涂布部相对的较长负电极活性材料涂布部8。结果，负电极的端部可容易地弯向负电极集电体连接部。在该示例中，能够减少负电极集电体损坏的风险。
这样，即使堆叠的层数增加，负电极集电体也沿按逐步模式形成的负电极弯曲。因此，具体地，能够减少集电体在活性材料的涂布部和非涂布部中发生损坏的风险。
在这种情况中，由于制造过程中的变化，对于每个正电极，边界部的位置以及涂布部和非涂布部的长度都有容限。如果位置偏移量较小，则与离基准正电极1a较近的正电极的边界部相比，离基准正电极较远的正电极的边界部到连接部11a的距离更远。
根据本发明，表达“b随着z变大而变小”的意思是从基准正电极向着最外层正电极，b趋向于变小。即使一些正电极由于制造容限而不具有该趋势，本发明也并不将这些正电极排除。
此外，在本发明的情况中，随着堆叠的层的数量增加或随着电极堆叠体的厚度增加，有益效果变得尤其显著。因此，对于离基准正电极1a的z方向距离大于或等于预定水平的正电极，该正电极可被布置成使得从边界部到连接部11a的x方向距离b比从基准正电极的边界部到集电体连接部的x方向距离a更近。
如果除了基准正电极之外的所有正电极被堆叠成位置偏移的，则位置偏移量随着堆叠的层数变大而增加，这可能引起如上所述的电池容量减少。
因此，通过主要对离容易发生集电体箔损坏的最外层较近的正电极层进行位置偏移，能够最小化电池容量的减少。
顺便地，预定的或更大的距离可根据集电体的厚度发生变化。例如，如果集电体箔的厚度是40μm或更小，则从基准正电极到具有最大z方向距离的正电极的距离z是3mm或更多，或更为优选地是4mm或更多。
如图3所示，其示出了图1中的正电极端子附近的C部分的放大视图， 对于离基准正电极的z方向距离大于或等于预定水平的正电极，该正电极的端部优选地弯向正电极端子11，其中正电极活性材料涂布部作为起始点。
其中正电极集电体容易损坏的区域之一是正电极活性材料的涂布部和非涂布部之间的边界部4。原因之一是最外层侧的边界部的集电体箔的曲率较大。
如图3所示，通过将最外层侧的正电极朝着集电体连接部偏移，能够将正电极朝着正电极端子弯曲(活性材料作为起始点)，由此减小了正电极集电体发生损坏的可能。
如图4所示，其示出了负电极端子侧的一部分的截面的图，即使在负电极端子侧，正电极1也向着正电极端子侧偏移。
因此，在负电极端子侧，正电极的端部的x方向位置不彼此对齐，而是逐步地偏移。因此，离最外层越近的负电极6具有不与正电极活性材料的涂布部相对的越长的负电极活性材料涂布部8。结果，负电极的端部可容易地弯向负电极集电体连接部。
图5是本发明的另一实施例的图，并且是示出了图1中的C部分的图。
为了防止活性材料脱落或其它问题，形成绝缘部件40，以便覆盖正电极活性材料的涂布部和非涂布部之间的边界。
如果设置在正电极活性材料涂布部3的表面上的绝缘部件在相同位置重叠，则存在绝缘部的区域的厚度将变得非常大，导致最外层侧的正电极接片的曲率增加。此外，存在绝缘部的区域与不存在绝缘部的区域之间的厚度差变得非常大。在这种情况中，电极堆叠体具有凹形中间部分。在外观和电特性的稳定性方面，该形状不是优选的。因此，在图5的情况中，将各层堆叠成位置偏移的。因此，各层的绝缘部件40也在x方向上发生位置偏移。从而，其中绝缘部在相同位置处彼此重叠的区域减小，限制了电极堆叠体的厚度的增加，并且防止了活性材料的曲率的增加。这样，可以获得显著的有益效果。
顺便地，在该图中，为了使设置在正电极活性材料涂布部3上的绝缘部件40的位置清楚，线性地示出了组件。因此，看起来好像正电极活性材料涂布部3和隔板20之间有间隔一样。然而，在实际的电池中，正电极、 隔板和负电极是从厚度较大的厚绝缘部件40侧逐渐弯曲的，并且各部件彼此紧密接触。
在图1中，正电极端子11和负电极端子16是从锂离子二次电池100的彼此面对的不同侧引出的，图6A中示出的正电极1和图6B中示出的负电极6经由隔板交替堆叠。
所述配置不限于此。图7A中示出的具有正电极接片(其宽度小于其中的电极宽度的50％)的正电极1和图7B中示出的具有负电极接片(其宽度小于其中的电极宽度的50％)的负电极6可经由隔板交替堆叠，并且正电极端子和负电极端子可从相同侧引出(未示出)。
对于在正电极活性材料的涂布部和非涂布部之间的边界部中形成的绝缘部件，可使用聚酰亚胺、玻璃纤维、聚酯纤维、聚丙烯或包含这些物质的组合物。为了形成绝缘部件，可通过加热将由这些物质制成的部件焊接到边界部，或者可将凝胶树脂涂布到边界部并干燥。然而，所述方法并不特定地限于这些。优选地，根据体积效率，将绝缘部件的厚度做得尽可能小。然而，根据绝缘和强度，厚度优选地大于或等于7μm并且小于或等于100μm，或者更优选地大于或等于15μm并且小于或等于50μm。
此外，通过将最外层侧的正电极层相对于基准正电极进行位置偏移，与绝缘部件相关联的厚度的局部增加减少，并且可以使电池的厚度方向尺寸更小。
如果使厚度方向尺寸等于传统电池的厚度方向尺寸，则可使用厚度大于传统绝缘部件的绝缘部件。
接片的宽度和厚度影响接片或集电体箔容易损坏的程度。在本发明的情况中，确认的是，当使用宽度等于或小于200mm且厚度等于或小于40μm的集电体箔时，或特别地当使用厚度等于或小于20μm的薄集电体箔时，可获得显著的有益效果。
在这一情况中，将电极接片一起焊接到电极端子的一侧表面。然而，接片可以是分离的，并可被焊接到电极端子的两侧。
示例
示例1
正电极的制作
作为活性材料，使用包含锰酸锂和镍酸锂的复合氧化物。作为导电剂，使用碳黑。作为黏合剂，使用PVdF。通过将这些物质分散到有机溶剂中来制备浆体。
将浆体连续涂布到具有20μm的厚度的铝箔(其是正电极集电体)上并干燥。制作正电极卷(roll)，以便包括正电极集电体的涂布部2和没有涂布所述物质的非涂布部。
从正电极卷，制作220mm长、95mm宽并且一个表面上具有厚度为80μm的活性材料的正电极，以便留出将成为如图6A所示连接到正电极端子的接片的非涂布部。
负电极的制作
作为活性材料，使用石墨。作为导电剂，使用碳黑。作为黏合剂，使用PVdF。通过将这些物质分散到有机溶剂中来制备浆体。
将浆体连续涂布到具有10μm的厚度的铜箔(其是负电极集电体)上并干燥。制作负电极卷，以便包括负电极集电体的涂布部2和没有涂布所述物质的非涂布部。
从负电极卷，制作225mm长、100mm宽并且一个表面上具有厚度为60μm的活性材料的负电极，以便留出将成为如图6B所示连接到负电极端子的接片的非涂布部。
发电元件的制作
布置230mm长、105mm宽且25μm厚的聚丙烯制成的隔板。发电元件被制作为使得从基准正电极上的正电极活性材料的边界部到正电极端子与距离正电极活性材料侧最近的正电极接片的连接部的距离、或到如图2所示的连接部11a的距离是14mm。顺便地，基准正电极被设定为位于堆叠方向上的中心处的第15个正电极。
所获得的29个正电极和30个负电极经由30μm厚的隔板(其是由聚丙烯和聚乙烯形成的双层结构)交替堆叠，使得负电极成为最外层。结果，获得厚度为10mm的堆叠体。此外，将负电极接片和正电极接片布置为从堆叠体的彼此面对的两侧引出。
在铝制正电极端子上将正电极的层的非涂布部焊接在一起。在其中在铜表面上镀了镍的负电极端子上将负电极的层的非涂布部焊接在一起。
当堆叠层时，所述层被堆叠为使得正电极接片的端面彼此对齐。因此，如图2所示，在堆叠方向上离正电极端子距离越远的正电极被布置为使得正电极活性材料的涂布部和非涂布部之间的边界在x方向上距离正电极端子侧越近。
此时，使得从正电极集电体箔连接部到基准正电极的边界部的x方向距离比从正电极集电体箔连接部延伸到基准正电极的边界部的正电极接片的蠕变(creepage)距离近。此外，当正电极集电体箔和正电极端子相连时，正电极端子被布置为使得只有正电极集电体稍微弯曲，而正电极活性材料的涂布部不弯曲。
同时，负电极被堆叠为与正电极端子侧的负电极的端面对齐。这样，由于正电极接片的端面彼此对齐，所以负电极端子侧的正电极的端部被按逐步模式布置和堆叠，使得与最外层相比，内层侧到负电极端子和负电极集电体之间的连接部的距离更短。从而，负电极端子侧的负电极集电体沿正电极弯曲。因此，与正电极未被位置偏移时相比，负电极端子侧的负电极集电体朝着负电极端子弯曲，以具有平缓的曲率。
锂离子二次电池的制作
在所制作的发电元件中，基准正电极位于堆叠方向上的中心处。因此，两个柔性膜都具有与电极堆叠体的外部形状匹配的容纳部。
两个柔性膜的周边被热焊接在一起，并且电极堆叠体容纳于柔性膜内部，使得从柔性膜引出正电极端子的一端和负电极端子的一端。
此时，只有与引出了正电极端子和负电极端子的侧面不同的一侧没有被热焊接，并且用作注入电解液的开口。然后，通过所述开口注入电解液以充分浸渍。
在此之后，开口被热焊接，并且作为结果，柔性膜的所有周边被热焊接在一起。
评估测试
所制作的锂离子二次电池被容纳在评估壳体中并进行评估。
评估壳体80是通过将箱体部80a与盖体部(未示出)装配在一起制成的，所述箱体部80a包括电池安装部，所述盖体部充当所述箱体部的盖子。图8示出了其外观。
在锂离子二次电池的正电极端子和负电极端子中，设置了螺钉保持孔81和82。在锂离子二次电池或接片周围没有提供缓冲部件或类似部件。在正电极端子和负电极端子的孔中，插入了销钉(pin)，以保持设置在评估壳体上的正电极端子，并且还插入用来保持负电极端子的销钉。通过仅使用销钉，将锂离子二次电池100固定到评估壳体上。
在此之后，将盖体部装配到其上。从评估壳体的外部，在从负电极端子到正电极端子的方向上以及从正电极端子到负电极端子的方向上施加具有150G加速度的冲击力。此时，观测到20个锂离子二次电池的边界部中的正电极接片和负电极接片的状态。
结果，没有发现正电极接片和负电极接片都损坏的电池。只有正电极接片之一出现了小于100μm的微小损坏部分。然而，所述损坏部分并没有严重到足以影响产品的特性和可靠性。负电极接片中没有发现任何损坏部分。
负电极接片没有损坏或断开的原因可能是，由于负电极接片从负电极活性材料的涂布部沿着负电极侧的逐步布置的正电极的端部弯曲，所以负电极活性材料的涂布部和非涂布部之间的边界部的曲率较小。
正电极接片没有损坏的原因可能是，正电极的边界部被保持为不彼此对齐，并且正电极端子侧的正电极的端部以及负电极的端部可向基准正电极侧偏移，偏移量等同于活性材料的涂布部和非涂布部之间水平差的量，并且因此防止了边界部中的箔发生损坏。
只有一个接片稍微断开的原因可能在于，由于集电体箔稍有下陷，所以当施加了冲击力时会向一个正电极接片瞬时施加较大的负荷。然而，与下文所述的对比示例相比，已经实现了减少断开的充分有益效果。
示例2
以与示例1基本相似的方式来制作和评估锂离子二次电池，不同在于：当正电极和负电极被堆叠为使得正电极接片的端面彼此对齐时，从活性材料的边界部到离正电极活性材料侧最近的连接部(或如图2所示的 11a)的距离被设为8mm；以及电极被布置为使得基准正电极与最外层的正电极活性材料的涂布部和非涂布部的边界部之间的位置偏移达到1.3mm；以及当正电极集电体箔和正电极端子相连时，正电极稍稍弯向集电体连接部，其中正电极活性材料涂布部的位置作为基点。
作为评估的结果，没有发现正电极接片和负电极接片两者都损坏的电池或接片部分断开的电池。
原因可能在于，由于正电极以正电极活性材料涂布部的位置作为基点而稍稍弯向正电极集电体连接部，所以边界部中的正电极的曲率与示例1相比更小，由此防止了边界部中接片发生损坏或稍有断开。
示例3
以与示例1基本相似的方式来制作和评估锂离子二次电池，不同在于：从基准正电极开始的第1到11层被堆叠为使得避免在堆叠中出现位置偏移；以及第12到15个正电极被布置为以每个0.5mm逐渐向正电极端子侧偏移。顺便地，第12到15个正电极向正电极集电体连接部弯曲。
如在示例2的情况中，作为锂离子二次电池的制作和评估的结果，没有发现正电极接片和负电极接片两者都损坏的电池或接片部分断开的电池。
顺便地，从形成有基准正电极的集电体连接部的表面到最外层的边界部的集电体的z方向距离是4mm。此外，与示例1相比，确认获得了更大的容量。在该示例中，通过在自动组装设备中设置位移量来堆叠所述层。
示例4
以与示例3基本相似的方式来制作和评估锂离子二次电池，不同在于：在正电极活性材料的涂布部和非涂布部的边界部中形成30μm厚、3mm宽的绝缘部件。
作为评估的结果，没有发现正电极接片和负电极接片两者都损坏的电池或接片部分断开的电池。与下文中的对比示例相比，电极的厚度更小。
对比示例1
以与示例1基本相似的方式来制作和评估锂离子二次电池，不同在 于：将正电极和负电极设置为使得正电极活性材料的涂布部和非涂布部的边界线在x方向上彼此对齐。
作为评估的结果，发现20个锂离子二次电池中有5个出现了接片损坏，并且另外5个锂离子二次电池的正电极接片断开了2mm至5mm。
对比示例2
以与示例4基本相似的方式来制作和评估锂离子二次电池，不同在于：将正电极和负电极设置为使得正电极活性材料的涂布部和非涂布部的边界线在x方向上彼此对齐。
作为评估的结果，发现20个锂离子二次电池中有8个出现了接片损坏，并且另外8个锂离子二次电池的正电极接片断开了2mm至5mm。
工业实用性
本发明的覆盖有膜外部材料的锂离子二次电池具有针对冲击的高对抗性。因此，锂离子二次电池适于在可能施加冲击或振动的领域(比如电动自行车和电动汽车)中作为电能源。
附图标记描述
1：正电极
1a：基准正电极
2：正电极集电体
2a：正电极接片
3：正电极活性材料涂布部
4：边界部
6：负电极
6a：负电极尖端位置线
7：负电极集电体
8：负电极活性材料涂布部
11：正电极端子
11a：与正电极活性材料侧最近的连接位置
16：负电极端子
20：隔板
30：柔性膜
40：绝缘部件
80：评估壳体
80a：箱体部
81，82：螺钉保持孔
100：锂离子二次电池
110：发电元件

Claims (8)

1.一种锂离子二次电池，其特征在于，所述锂离子二次电池包括：电极堆叠体，所述电极堆叠体包括
正电极，所述正电极包括正电极集电体上的正电极活性材料的涂布部、以及正电极活性材料的非涂布部，所述正电极活性材料的非涂布部成为正电极接片，
负电极，所述负电极包括负电极集电体上的负电极活性材料的涂布部、以及负电极活性材料的非涂布部，所述负电极活性材料的非涂布部成为负电极接片，以及
隔板，其中多个所述正电极和负电极经由所述隔板交替堆叠；
正电极端子，所述正电极端子电连接到所述正电极接片；
负电极端子，所述负电极端子电连接到所述负电极接片，其中
所述电极堆叠体、电解液、所述正电极端子和所述负电极端子中，除了所述正电极端子的一端和所述负电极端子的一端之外，均容纳在外装体中，以及
对于从所述正电极接片和所述正电极端子之间的连接部到所述正电极活性材料的所述涂布部和所述非涂布部之间的边界部的水平距离，相比于具有与所述连接部直线距离最远的所述边界部的基准正电极，被堆叠为离所述基准正电极最远的正电极的上述距离更短。
2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，
从所述基准正电极朝着被堆叠在离所述基准正电极最远的位置处的正电极层，从所述边界部到所述连接部的所述距离逐渐变短。
3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，
在所述正电极活性材料的涂布部和非涂布部的边界部中形成有绝缘部。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的锂离子二次电池，其特征在于，
所述正电极接片和所述负电极接片从所述外装体的相同侧引出。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的锂离子二次电池，其特征在于，
所述正电极接片和所述负电极接片从所述外装体的彼此面对的不同侧引出。
6.一种制作锂离子二次电池的方法，其特征在于，所述方法包括：
形成正电极集电体上的正电极活性材料的涂布部、以及正电极活性材料的非涂布部，以制成正电极，所述正电极活性材料的非涂布部成为正电极接片；
形成负电极集电体上的负电极活性材料的涂布部、以及负电极活性材料的非涂布部，以制成负电极，所述负电极活性材料的非涂布部成为负电极接片；
经由隔板交替堆叠多个所述正电极和负电极，并堆叠成使得多个所述正电极中的至少一些中的所述正电极活性材料的所述涂布部和非涂布部之间的边界部在与堆叠方向垂直的方向上不彼此对齐；
将正电极端子电连接到所述正电极接片；
将负电极端子电连接到所述负电极接片，其中
电极堆叠体、电解液、所述正电极端子和所述负电极端子中，除了所述正电极端子的一端和所述负电极端子的一端之外，均容纳在外装体中，其中电极堆叠体包括正电极、负电极和隔板，
所述正电极是相对于多个正电极中的正电极活性材料的所述涂布部和非涂布部的所述边界部而堆叠和定位的，以及
对于从所述正电极接片和所述正电极端子之间的连接部到所述正电极活性材料的所述涂布部和所述非涂布部之间的边界部的水平距离，相比于具有与所述连接部直线距离最远的所述边界部的基准正电极，被堆叠为离所述基准正电极最远的正电极的上述距离更短。
7.一种制作锂离子二次电池的方法，其特征在于，所述方法包括：
形成正电极集电体上的正电极活性材料的涂布部、以及正电极活性材料的非涂布部，以制成正电极，所述正电极活性材料的非涂布部成为正电极接片；
形成负电极集电体上的负电极活性材料的涂布部、以及负电极活性材料的非涂布部，以制成负电极，所述负电极活性材料的非涂布部成为负电极接片；
经由隔板交替堆叠多个所述正电极和负电极，并堆叠成使得多个所述正电极中的至少一些中的所述正电极活性材料的所述涂布部和非涂布部之间的边界部在与堆叠方向垂直的方向上不彼此对齐；
将正电极端子电连接到所述正电极接片；
将负电极端子电连接到所述负电极接片，其中
电极堆叠体、电解液、所述正电极端子和所述负电极端子中，除了所述正电极端子的一端和所述负电极端子的一端之外，均容纳在外装体中，其中电极堆叠体包括正电极、负电极和隔板，
绝缘部件形成在所述正电极上的正电极活性材料的所述涂布部和非涂布部的边界处，
所述正电极是相对于多个正电极中的正电极活性材料的所述涂布部和非涂布部的所述边界部而堆叠和定位的，以及
对于从所述正电极接片和所述正电极端子之间的连接部到所述正电极活性材料的所述涂布部和所述非涂布部之间的边界部的水平距离，相比于具有与所述连接部直线距离最远的所述边界部的基准正电极，被堆叠为离所述基准正电极最远的正电极的上述距离更短。
8.根据权利要求6或7所述的制作锂离子二次电池的方法，其特征在于，
所述正电极朝着所述正电极端子弯曲。
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