非水電解質(zhì)二次電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供具有優(yōu)異的特性的非水電解質(zhì)二次電池。非水電解質(zhì)二次電池1具備：正極殼，與正極殼固定、與正極殼之間形成收納空間(10)的負極殼(7)，設(shè)置于收納空間中的正極殼上、含有鋰化合物作為正極活性物質(zhì)的正極部，設(shè)置于收納空間(10)的負極殼(7)上、含有SiOx(0≤x＜2)作為負極活性物質(zhì)的負極部(12)，和收納于收納空間中的非水電解質(zhì)。負極殼(7)包含基底層(20)和相對于基底層(20)配置于收納空間(10)的相反側(cè)、導熱率比基底層(20)高、厚度為2.6μm以上的鎳層(21)。
【專利說明】非水電解質(zhì)二次電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及非水電解質(zhì)二次電池。
【背景技術(shù)】
[0002]非水電解質(zhì)二次電池可用于電子設(shè)備的電源部、吸收發(fā)電裝置的發(fā)電量波動的蓄電部等。例如，硬幣型(鈕扣型)等小型非水電解質(zhì)二次電池可廣泛用于便攜型設(shè)備等(例如參照專利文獻I)。
[0003]專利文獻I的非水電解質(zhì)二次電池為在由正極殼(case)和負極殼所圍成的收納空間中收納有正極、負極和電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)。將正極殼與負極殼分別與正極或負極電連接。有時在正極殼和負極殼之一或二者上熔接用于使得與外部的電連接容易的端子等。
[0004]另外，非水電解質(zhì)二次電池的特性取決于電極活性物質(zhì)的種類、電解質(zhì)的種類、濃度等。例如，若使用SiOx (O≤x< 2)作為負極活性物質(zhì)，則可獲得足夠的放電容量。另外，例如當使用將支持電解質(zhì)溶解于非水溶劑而得的電解液作為電解質(zhì)時，通過提高支持電解質(zhì)的濃度，內(nèi)電阻降低，有望改善特性。
[0005]先前技術(shù)文獻 專利文獻 專利文獻1:日本特開平10-162828號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的課題
如上所述，使用含有SiOx的負極活性物質(zhì)和支持電解質(zhì)的濃度高的電解質(zhì)的非水電解質(zhì)二次電池有望改善特性。但是，這樣的非水電解質(zhì)二次電池，若在負極殼上進行熔接等熱處理，則可能會發(fā)生電池破裂、漏液等故障。因此，從抑制故障發(fā)生的角度考慮，有時不得不使支持電解質(zhì)的濃度低于從改善特性的角度優(yōu)選的值。本發(fā)明鑒于上述情況而完成，目的在于提供具有優(yōu)異的特性的非水電解質(zhì)二次電池。
[0007]解決課題的手段
本發(fā)明的第I實施方式的非水電解質(zhì)二次電池具備:正極殼，與上述正極殼固定、與上述正極殼之間形成收納空間的負極殼，設(shè)置于上述收納空間中的上述正極殼上、含有鋰化合物作為正極活性物質(zhì)的正極部，設(shè)置于上述收納空間中的上述負極殼上、含有SiOx(O ^ X < 2)作為負極活性物質(zhì)的負極部，和收納于上述收納空間的非水電解質(zhì)；上述負極殼包含基底層和相對于上述基底層配置于上述收納空間的相反側(cè)、導熱率比上述基底層高、厚度為2.6μπι以上的鎳層。
[0008]此非水電解質(zhì)二次電池由于將導熱率比基底層高、厚度為2.6μπι以上的鎳層相對于基底層配置于收納空間的相反側(cè)，所以可抑制通過基底層向收納空間的熱傳導。因此，可抑制收納于收納空間中的物體的熱膨脹、來自于該物體的氣體的產(chǎn)生等，可抑制電池破裂等故障的發(fā)生。從而可在抑制由熱導致的故障的發(fā)生的同時，提高非電解質(zhì)的支持電解質(zhì)濃度，所以可實現(xiàn)具有優(yōu)異的特性的非水電解質(zhì)二次電池。
[0009]第I實施方式的非水電解質(zhì)二次電池可具備通過熱處理接合于上述收納空間外部的上述負極殼上的端子。此非水電解質(zhì)二次電池由于可通過端子充放電，所以使用性良好。
[0010]在第I實施方式的非水電解質(zhì)二次電池中，可將上述端子與上述負極殼熔接，使上述端子與上述負極殼的剝離強度為2kgf以上。此非水電解質(zhì)二次電池可抑制端子由負極殼脫離。
[0011]在第I實施方式的非水電解質(zhì)二次電池中，上述負極殼可含有厚度為130μπι以上的包層材料，上述基底層可為包含在上述包層材料中的不銹鋼構(gòu)成的層。此非水電解質(zhì)二次電池易確保負極殼的強度。
[0012]在第I實施方式的非水電解質(zhì)二次電池中，上述鎳層的厚度在上述包層材料的厚度中所占的比例可為2%以上。此非水電解質(zhì)二次電池可顯著抑制通過基底層向收納空間的熱傳導。
[0013]在第I實施方式的非水電解質(zhì)二次電池中，可為上述包層材料的厚度為200μπι以下，上述鎳層的厚度為16μπι以上。此非水電解質(zhì)二次電池可顯著抑制通過基底層向收納空間的熱傳導。
[0014]發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，可提供具有優(yōu)異的特性的非水電解質(zhì)二次電池。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015][圖1]示出本實施方式的非水電解質(zhì)二次電池的平面圖。
[0016][圖2]示出本實施方式的非水電解質(zhì)二次電池的截面圖。
[0017][圖3]放大示出負極殼和端子的截面圖。
[0018][圖4]示出實施例與比較例的故障發(fā)生率差異的曲線圖。
[0019][圖5]示出由鎳層厚度差異導致的故障發(fā)生率差異的曲線圖。
【具體實施方式】
[0020]接著，對實施方式進行說明。圖1為示出本實施方式的非水電解質(zhì)二次電池I的平面圖，圖2為示出非水電解質(zhì)二次電池I的截面圖。
[0021]如圖1所示的非水電解質(zhì)二次電池I (以下略記為電池I)為所謂的硬幣型鋰離子二次電池。此電池I如圖2所示，具備電池殼2、收納于電池殼2中的電池元件3以及接合在電池殼2上的端子4和端子5。電池I可通過端子4和端子5對電池元件3進行充電或放電。
[0022]電池殼2為近似圓盤狀,具有一對圓形的面和圓筒狀的側(cè)面。在這里，為便于說明，將一對圓形的面中之一稱為底面2a,將另一稱為頂面2b。電池殼2含有包含底面2a的正極殼6、含有頂面2b的負極殼7和墊圈8。
[0023]正極殼6和負極殼7分別為有底圓筒狀，正極殼6的最大內(nèi)徑比負極殼7的最大外徑大。負極殼7以頂面2b的相反側(cè)(開口側(cè))朝向正極殼6的狀態(tài)插入正極殼6。將正極殼6的開口的周緣部向內(nèi)側(cè)斂縫(々LAS，caulking),使負極殼7不由正極殼6的開口脫出。負極殼7為堵塞正極殼6的開口的蓋狀部件，在負極殼7與正極殼6之間形成收納空間10。
[0024]正極殼6具有包含底面2a的底部6a和包含內(nèi)周面6b (側(cè)面)的側(cè)壁部6c。正極殼6中至少底部6a為導電性。正極殼6由不銹鋼等金屬材料制成，底部6a與側(cè)壁部6c一體化地形成。
[0025]負極殼7具有包含頂面2b的蓋部7a和包含外周面7b (側(cè)面)的側(cè)壁部7c。負極殼7中至少蓋部7a為導電性。負極殼7為在其厚度方向?qū)盈B多個金屬層的結(jié)構(gòu)，多個金屬層的導熱率互不相同。對于負極殼7的結(jié)構(gòu)，后面在參照圖3等的同時進行更詳細的說明。
[0026]墊圈8設(shè)置于正極殼6的內(nèi)周面6b與負極殼7的外周面7b之間。墊圈8為所謂的密封部件，在將正極殼6與負極殼7相互固定的同時，氣密性地封閉收納空間10。墊圈8由絕緣材料制成，以使正極殼6與負極殼7不短路的方式設(shè)置。
[0027]作為墊圈8的材質(zhì)，例如可列舉出聚丙烯(PP)、聚二苯硫醚(PPS)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰胺(PA)、液晶聚合物(LCP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚樹脂(PFA)、聚醚醚酮樹脂(PEEK)、聚醚腈樹脂(PEN)、聚醚酮樹脂(PEK)、聚芳酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯樹脂(PBT)、聚對苯二甲酸環(huán)己烷二亞甲基酯樹脂、聚醚砜樹脂(PES)、聚氨基雙馬來酰亞胺樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、氟樹脂等。當實施回流焊(reflow)處理等熱處理時，可考慮熱處理的工藝溫度(熱處理中的耐熱性)而選擇墊圈8的材質(zhì)。
[0028]電池元件3收納(密封)于負極殼7與正極殼6之間的收納空間10中。電池元件3包含正極部11、負極部12、隔板13和非水電解質(zhì)14。通過鋰離子由正極部11和負極部12中之一向另一移動，電池元件3可蓄積電荷(充電)或放出電荷(放電)。
[0029]正極部11設(shè)置于收納空間10 (電池殼2的內(nèi)側(cè))中的正極殼6上,與正極殼6接觸。如圖1和圖2所示的端子4 (正極側(cè)端子)接合在正極殼6的底面2a上，經(jīng)由正極殼6的底部6a與正極部11導通。
[0030]正極部11含有鋰化合物作為正極活性物質(zhì)。該鋰化合物為例如鈦酸鋰或錳酸鋰等含有鋰和過渡金屬的復氧化物。本實施方式的正極部11為含有鈦酸鋰的片(pellet，正極片)，壓接于正極殼6的底部6a。
[0031]正極片(正極部11)例如可通過將正極混合劑加壓成形為任意形狀來制備。正極混合劑含有例如粒狀的正極活性物質(zhì)，可含有導電助劑和正極粘合劑中之一或二者。加壓成形時的壓力例如可考慮導電助劑的種類等而決定，可為0.2~5ton/Cm2。
[0032]正極活性物質(zhì)在正極片(正極混合劑)中所占的比例(含量)可考慮電池I所要求的放電容量等而決定，可為50-95質(zhì)量％或70-88質(zhì)量％。若設(shè)為此下限值以上，則易確保放電容量，若設(shè)為此上限值以下，則正極部11易成形。
[0033]導電助劑可含有爐黑、科琴黑、乙炔黑、石墨等碳材料中的I種或2種以上。導電助劑在正極片(正極混合劑)中所占的含量可為4~40質(zhì)量％或10~20質(zhì)量％。若為此下限值以上，則易確保 正極部11的導電性，而且易將正極部11成形為片狀。若為此上限值以下，則易確保正極部11的放電容量。
[0034]正極粘合劑可含有聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯橡膠(SBR)、聚丙烯酸(PA)等聚合物、羧甲基纖維素(CMC)，聚乙烯醇(PVA)中的I種或2種以上。[0035]例如，正極粘合劑可含有聚丙烯酸，尤其可含有交聯(lián)型聚丙烯酸。當使用聚丙烯酸時，可預先將聚丙烯酸調(diào)節(jié)為PH3~10。pH的調(diào)節(jié)可使用氫氧化鋰等堿金屬氫氧化物或氫氧化鎂等堿土金屬氫氧化物。正極粘合劑在正極片(正極混合劑)中所占的含量可為廣20
質(zhì)量％。
[0036]需說明的是，正極部11可為如下的結(jié)構(gòu):在由以碳為導電性填充劑的導電性樹脂粘接劑、鋁、銅等導電材料制成的集電材料上，形成由正極混合劑構(gòu)成的層。該集電材料可為與正極殼6不同的部件，或為正極殼6的至少一部分。例如，正極部11可為如下的結(jié)構(gòu):以正極殼6的表層為集電材料，在其上建立由正極混合劑構(gòu)成的層。
[0037]負極部12設(shè)置于收納空間10中的負 極殼7上，與負極殼7接觸。如圖1和圖2所示的端子5 (負極側(cè)端子)接合在負極殼7的頂面2b上，經(jīng)由負極殼7的蓋部7a與負極部12導通。
[0038]負極部12含有含SiOx (O ^ X < 2)的負極活性物質(zhì)。本實施方式的負極部12為含有SiOx的片(負極片)，壓接于負極殼7的蓋部7a。
[0039]負極片例如可通過將負極混合劑加壓成形為任意形狀來制備。負極混合劑含有例如粒狀的負極活性物質(zhì)，可含有導電助劑和負極粘合劑中之一或二者。負極活性物質(zhì)在負極片(負極混合劑)中所占的比例(含量)例如可為40-85質(zhì)量％。負極片的負極活性物質(zhì)含量例如可根據(jù)負極活性物質(zhì)的導電性等而決定，但當為導電性低的負極活性物質(zhì)時，使用通過將表面用碳覆蓋等而提高實質(zhì)導電性的負極活性物質(zhì)，由此也可提高含量。
[0040]導電助劑可含有爐黑、科琴黑、乙炔黑、石墨等碳材料中的I種或2種以上。
[0041]負極粘合劑可含有聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯橡膠(SBR)、聚丙烯酸(PA)、羧甲基纖維素(CMC)、聚酰亞胺(PI)、聚酰胺酰亞胺(PAI)中的I種或2種以上。
[0042]例如，粘合劑可含有聚丙烯酸，尤其可含有交聯(lián)型聚丙烯酸。當使用聚丙烯酸時，可預先將聚丙烯酸調(diào)節(jié)為PH3~10。pH的調(diào)節(jié)可使用氫氧化鋰等堿金屬氫氧化物或氫氧化鎂等堿土金屬氫氧化物。
[0043]隔板13設(shè)置于正極部11與負極部12之間，具有通過鋰離子的特性。隔板13可含有玻璃制無紡布和樹脂制無紡布中之一或二者。玻璃制無紡布由于在機械強度優(yōu)異的同時具有大的離子透過度，所以可降低內(nèi)電阻，實現(xiàn)放電容量的提高。隔板13的厚度可考慮電池I的大小或隔板13的材質(zhì)等而決定，例如設(shè)為5~300 μ m。
[0044]用于隔板13的玻璃制無紡布的材料可含有硼硅酸玻璃、堿性玻璃、石英玻璃、鉛玻璃中的I種或2種以上。用于隔板13的樹脂制無紡布的材料可含有聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰胺酰亞胺(PAI)、聚酰亞胺(PI)中的I種或2種以上。
[0045]本實施方式的非水電解質(zhì)14為將支持電解質(zhì)溶解于非水溶劑而得的電解液。將正極部11的至少一部分、負極部12的至少一部分和隔板13的至少一部分浸潰于非水電解質(zhì)14中。在電池I中，承擔電荷移動的鋰離子通過非水電解質(zhì)14在正極部11與負極部12之間移動。
[0046]用于非水電解質(zhì)14的非水溶劑可含有碳酸乙二酯(EC)、碳酸丙二酯(PC)、碳酸1，2-丁二酯(BC)、碳酸亞乙烯酯(VC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙基甲基酯(EMC)等碳酸酯，Y-丁內(nèi)酯(GBL)，環(huán)丁砜(SL)，1,2-二甲氧基乙烷(DME)，1，2-二乙氧基乙烷(DEE) ,1,2-乙氧基甲氧基乙烷(EME)，四氫呋喃(THF) ,1,3- 二氧戊環(huán)(DOL)中的I種或2種以上。
[0047]用于非水電解質(zhì)14的支持電解質(zhì)可含有有機酸鋰鹽和無機酸鋰鹽之一或二者。該有機酸鋰鹽可含有 LiCH3SO3' LiCF3SO3' LiN(CF3SO2)2' LiN(C2F5SO2)2、LiC(CF3SO2)3、LiN (CF3SO3) 2、LiN (FSO2) 2 中的 I 種或 2 種以上。無機酸鋰鹽可含有 LiPF6、LiBF4、LiB (C6H5) 4、LiCl、Lifc中的I種或2種以上。使用LiN(CF3SO2)2、LiN(FSO2)2、LiBF4中的至少I種的非水電解質(zhì)14的鋰離子導電性優(yōu)異。使用LiN(CF3SO2)2的非水電解質(zhì)14由于耐熱性優(yōu)異，與水分的反應(yīng)性低，所以保存特性良好。
[0048]非水電解質(zhì)14的支持電解質(zhì)含量(濃度)例如可考慮支持電解質(zhì)的種類、非水電解質(zhì)14所要求的導電性等而決定。將鋰鹽用于支持電解質(zhì)時，非水電解質(zhì)14的支持電解質(zhì)濃度例如可為0.5~3.5mol/L或0.5~3.0moI/L或I~2.5mol/L。
[0049]接著，對圖1和圖2所示的電池殼2、端子4和端子5進行說明。如圖1所示，在平面觀察的情況下，端子4和端子5分別向電池殼2的輪廓外側(cè)突出。在這里，對于端子4和端子5，分別將配置于平面觀察的電池殼2的輪廓外側(cè)一端稱為前端，將前端的相反側(cè)一端稱為基端。在本實施方式中，平面觀察相當于由厚度方向(各圖中的Z軸方向)觀察電池殼2。
[0050]在圖1中，端子4和端子5為近似伸展成帶狀的板狀部件，相互基本平行。端子4和端子5由電池殼2的輪廓在相同方向上突出。端子4和端子5各自為寬度由基端向前端變窄，在平面觀察的情況下前端互不重疊的形狀。端子4和端子5分別由例如不銹鋼等導電材料制成，其厚度為100μm-150μπι左右。端子4、端子5的形狀、尺寸可適宜變更。
[0051]負極側(cè)的端子5通過熔接接合在負極殼7上。在這里，端子5通過利用激光熔接的點熔接與負極殼7的頂面2b熔接。多個熔接點15排列于由端子5的基端朝向前端的方向(長度方向，圖中X軸方向)。多個熔接點15分別配置于相對于端子5長度方向的短邊方向的近似中央。需說明的是，對于正極側(cè)的端子4，也同樣在正極殼6的底面2a上通過激光熔接而點熔接。
[0052]將端子5與負極殼7熔接，例如使端子5與負極殼7的剝離強度為2~4kgf。在這里，與負極殼7的剝離強度為3kgf左右。通過將與負極殼7的剝離強度設(shè)為2kgf以上，可抑制端子5由負極殼7脫離，通過設(shè)為4kgf以下，可減少由熔接導致的向負極殼7的熱量輸入。
[0053]通常，電解質(zhì)的導電性，由于根據(jù)支持電解質(zhì)的種類等而定的支持電解質(zhì)的濃度而變得極大，因此，從電解質(zhì)低電阻化的角度考慮，支持電解質(zhì)的濃度存在最適值。但是，從抑制故障發(fā)生的角度考慮，可能有時不得不使支持電解質(zhì)的濃度低于改善特性的角度下優(yōu)選的值(最適值)。
[0054]本實施方式的電池I通過如以下參照圖3說明的負極殼7的結(jié)構(gòu)，使得熱處理中的熱難以向收納空間10傳導。因此，可抑制由熱導致的故障的發(fā)生，例如可設(shè)定高的支持電解質(zhì)的濃度，使得接近改善特性的角度下的最適值，所以可實現(xiàn)具有優(yōu)異的特性的非水電解質(zhì)二次電池。
[0055]圖3為放大示出負極殼7和端子5的截面圖。負極殼7包含基底層20和相對于基底層20配置于收納空間10 (負極部12)的相反側(cè)的鎳層21。[0056]基底層20由導電材料制成，例如由與端子5相同的材質(zhì)(不銹鋼)制成。在以下說明中，有時將基底層20稱為不銹鋼層。本實施方式的基底層20在負極殼7所包含的多個金屬層中厚度最大?；讓?0的厚度可考慮例如負極殼7的尺寸、強度等而決定，可設(shè)定為相對于負極殼7的板厚70-98%的范圍內(nèi)。
[0057]鎳層21由導熱率比基底層20 (不銹鋼層)高的鎳構(gòu)成，其厚度為2.6μπι以上。本實施方式的鎳層21為在負極殼7所包含的多個金屬層中最接近負極殼7與端子5之間的邊界的金屬層。鎳層21的厚度方向的一面與基底層20毗鄰，另一面與端子5毗鄰。SP，鎳層21包含與端子5熔接的面。
[0058]需說明的是，鎳層21厚度相對于負極殼7厚度的比例可為2%以上。例如，若負極殼7的厚度為130 μ m,鎳層21的厚度比例為2%，則鎳層21的厚度為2.6 μ m。由此條件出發(fā)，當增加負極殼7的厚度和鎳層21的厚度比例之一或兩者時，鎳層21的厚度大于2.6 μ m。
[0059]需說明的是，鎳層21厚度相對于負極殼7厚度的比例可為8%以上。例如，當負極殼7的厚度為200 μ m，鎳層21的厚度為16 μ m時，鎳層21的厚度比例為8%。由此條件出發(fā)，若減少負極殼7的厚度或增加鎳層21的厚度，則鎳層21的厚度比例大于8%。
[0060]本實施方式的負極殼7包含相對于基底層20配置于收納空間10同側(cè)的銅層22。即，負極殼7為由基底層20、鎳層21和銅層22構(gòu)成的3層結(jié)構(gòu)。
[0061]銅層22的厚度方向的一面與基底層20毗鄰，另一面與負極部12毗鄰。在本實施方式中，銅層22在負極殼7所包含的多個金屬層中導電率最高。銅層22例如可在厚度方向?qū)⒇摌O殼7低電阻化，作為負極部12的集電體的至少一部分發(fā)揮作用等。需說明的是，有時省略銅層22。
[0062]本實施方式的負極殼7可通過對包層(clad)材料進行彎曲加工等來形成。包層材料為將不同的金屬粘合而得的復合材料。包層材料例如可通過將經(jīng)表面活化處理的多個金屬層(金屬板或金屬箔)重疊、相互壓接等來制備。包層材料可能包含在不同種類的金屬層之間彼此的金屬原子擴散而得的合金層。因此，包層材料中金屬層的厚度為將金屬層厚度在壓接前的多個金屬層的總厚度中所占的比例乘以壓接后包層材料的總厚度而得的值。
[0063]例如，作為本實施方式的負極殼7的母體材料的包層材料可通過相對于不銹鋼材料(基底層20)，在其一面重疊銅材料(銅層22)，與此同時在另一面重疊鎳材料(鎳層
21)，將這些金屬材料壓接來制備。在這里，壓接前的鎳材料、不銹鋼材料、銅材料的厚度比為16:76:8，制備的包層材料的層厚為200 μ m。由于鎳材料在壓接前的多個金屬材料的總厚度中所占的比例為8/100，所以包層材料中鎳層的厚度相當于16 μ m (200 μ mX8/100)。
[0064]接著，對實施例進行說明。圖4為示出實施例與比較例的故障發(fā)生率差異的曲線圖。在圖4的曲線圖中，橫軸表示將端子熔接于負極殼時的熱量，縱軸表示電池殼破裂的頻率(破裂發(fā)生率)。當對N個樣品進行試驗而有M個破裂時，破裂發(fā)生率以M/NXlOO (%)表
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[0065]在圖4中的實施例中，負極殼7的厚度為200 μ m，銅層22與不銹鋼基底層20和鎳層21的厚度比為16:76:8，不銹鋼端子5的厚度為100 μ m。即，在實施例中，負極殼7 (包層材料)的厚度為200 μ m以下，鎳層21的厚度為16μπι以上。在圖4中的比較例中，雖然負極殼的厚度和端子的厚度與實施例相同，但鎳層為通過鍍覆形成的厚度Iym的層這一點與實施例不同。[0066]在鎳層的厚度為Iym的比較例中，若熔接的熱量為1.6J以上，則電池殼發(fā)生破裂，根據(jù)線性插值法推測若熱量超過1.5J左右則電池殼發(fā)生破裂。需說明的是，以可確保負極殼與端子的剝離強度的方式熔接時的熱量例如為1.65J。在比較例中，若出于確保電池殼與端子的剝離強度的觀點將熔接的熱量設(shè)為1.65J，則推測破裂發(fā)生率為50%左右。
[0067]在按照本實施方式的實施例中，即使熔接的熱量超過1.5J，至少到2.0J為止電池殼2基本不發(fā)生破裂。因此，據(jù)推測即使當為確保電池殼2與端子5的剝離強度而將熔接的熱量設(shè)為1.65J時電池殼2也基本不發(fā)生破裂。由此可知，根據(jù)本實施方式，可抑制由熔接的熱導致電池殼發(fā)生破裂。
[0068]圖5為示出由鎳層厚度差異導致的故障發(fā)生率差異的曲線圖。在圖5的曲線圖中，橫軸表示鎳層的厚度，縱軸表示電池殼破裂的頻率(破裂發(fā)生率)。在取得作為圖5的曲線圖的基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)時，將熔接的熱量設(shè)定為可確保負極殼與端子的剝離強度在規(guī)定值以上的規(guī)定熱量。剝離強度的規(guī)定值例如為2?4kgf，在這里設(shè)為3kgf。
[0069]圖5的曲線圖中示出的各點以在以下試驗條件下得到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。
[0070]在Pl點，負極殼由不銹鋼層和鎳層構(gòu)成，不銹鋼層的厚度為200 μ m、鎳層的厚度為 I μ m。
[0071]在P2點，負極殼由銅層、不銹鋼層和鎳層構(gòu)成的包層材料(厚度為130 μ m)形成，銅層的厚度為9.1 μ m，不銹鋼層的厚度為118.3μπι，鎳層的厚度為2.6μπι (厚度比例為2%)。
[0072]在Ρ3點，負極殼由銅層、不銹鋼層和鎳層構(gòu)成的包層材料(厚度為230 μ m)形成，銅層的厚度為9.1 μ m，不銹鋼層的厚度為209.3 μ m,鎳層的厚度為4.6 μ m (厚度比例為2%)。
[0073]在P4點，負極殼由銅層、不銹鋼層和鎳層構(gòu)成的包層材料(厚度為200 μ m)形成，銅層的厚度為32 μ m，不銹鋼層的厚度為152 μ m，鎳層的厚度為16 μ m (厚度比例為8%)。
[0074]如圖5所示，在鎳層的厚度為I μ m的Pl點，破裂發(fā)生率為50%左右，在鎳層的厚度為2.6μπι的P2點，破裂發(fā)生率為1%左右，可知通過將鎳層的厚度設(shè)為2.6μπι以上，破裂發(fā)生率大幅降低。就Ρ3點而言，破裂發(fā)生率大約為0%，由Ρ2點和Ρ3點可知，可將鎳層的厚度比例設(shè)為2%以上。另外，由Ρ4點可知，通過將鎳層厚度比例設(shè)為8%以上(16μπι以上)，可顯著降低破裂發(fā)生率。
[0075]需說明的是，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限定于上述實施方式。例如，有時省略上述實施方式中說明的要素中的I個以上。另外，上述實施方式中說明的要素可適宜組合。
[0076]需說明的是，雖然非水電解質(zhì)二次電池I具備端子4和端子5，但可不具備端子4和端子5中之一或二者。例如，非水電解質(zhì)二次電池I可為以未安裝端子的狀態(tài)運輸，用戶根據(jù)需要通過熔接等安裝端子的實施方式。另外，非水電解質(zhì)二次電池I除可抑制由用來安裝端子的熔接導致的故障的發(fā)生外，也可抑制由回流焊處理等熱處理導致的故障的發(fā)生。
[0077]需說明的是，非水電解質(zhì)二次電池I的負極殼7由包層材料形成，鎳層21為包層材料中包含的多個金屬層中的I個，但鎳層21也可通過鍍覆法等形成。另外，負極殼7中包含的鎳層21的數(shù)量可為I層或2層以上。當相對于基底層20在收納空間10的相反側(cè)配置有多個鎳層時，鎳層21的厚度可通過多個鎳層的總厚度定義。[0078]需說明的是，在上述實施方式中，設(shè)為根據(jù)壓接前的板厚比和包層材料的厚度算出包層材料中金屬層的厚度，但亦可設(shè)為通過熒光X射線膜厚計、X射線衍射裝置(XRD)、X射線光電子分光計(XPS)等測定。另外，當毗鄰的一對金屬層的邊界附近合金化時，可將在合金層中2種金屬的組成比(原子數(shù)之比)的大小關(guān)系發(fā)生逆轉(zhuǎn)的位置作為邊界，以此邊界為基準，定義這一對金屬層的各自厚度。
[0079]需說明的是，雖然非水電解質(zhì)二次電池I為硬幣型結(jié)構(gòu)，但并不限定于此實施方式。例如，只要非水電解質(zhì)二次電池I是被實施熱處理的電池，則芯片型雙電層電容器、其它的電化學電池等實施方式均可。這些小型非水電解質(zhì)二次電池有時可通過激光熔接等安裝，可抑制此時由熱導致的故障的發(fā)生。
[0080]符號說明
I非水電解質(zhì)二次電池(電池)，2電池殼，4端子，5端子，6正極殼，7負極殼，10收納空間，11正極部，12負極部，14非水電解質(zhì)，20基底層，21鎳層。
【權(quán)利要求】
1.非水電解質(zhì)二次電池，所述非水電解質(zhì)二次電池具備: 正極殼， 與所述正極殼固定的負極殼，所述負極殼與所述正極殼之間形成收納空間， 設(shè)置于所述收納空間中的所述正極殼上，含有鋰化合物作為正極活性物質(zhì)的正極部，設(shè)置于所述收納空間中的所述負極殼上，含有SiOx (O ^ X < 2)作為負極活性物質(zhì)的負極部，和 收納于所述收納空間的非水電解質(zhì)； 所述負極殼包含: 基底層，和 相對于所述基底層配置于所述收納空間的相反側(cè)，導熱率比所述基底層高，厚度為2.6 μ m以上的鎳層。
2.權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)二次電池， 所述非水電解質(zhì)二次電池具備通過熱處理接合于所述收納空間外部的所述負極殼上的端子。
3.權(quán)利要求2的非 水電解質(zhì)二次電池，其中， 所述端子與所述負極殼熔接，使所述端子與所述負極殼的剝離強度為2kgf以上。
4.權(quán)利要求廣3中任一項的非水電解質(zhì)二次電池，其中， 所述負極殼含有厚度為130 μ m以上的包層材料， 所述基底層為包含在所述包層材料中的不銹鋼構(gòu)成的層。
5.權(quán)利要求4的非水電解質(zhì)二次電池，其中， 所述鎳層的厚度在所述包層材料的厚度中所占的比例為2%以上。
6.權(quán)利要求5的非水電解質(zhì)二次電池，其中， 所述包層材料的厚度為200 μ m以下，所述鎳層的厚度為16 μ m以上。
【文檔編號】H01M2/02GK104009250SQ201410063393
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月26日
【發(fā)明者】澤山拓海, 鈴木忠仁, 三浦研 申請人:精工電子有限公司