專利名稱：二次電池用電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在正極和負極之間夾入隔板進行卷繞的二次電池(充電電池)用電極，尤其涉及能把不與相鄰的電極進行反應(yīng)的電極的不需要的活性物質(zhì)去除掉，減小電池重量，或者在同一容器內(nèi)能增加全部活性物質(zhì)的形成量的二次電池用電極。
二次電池是能夠再充電，能夠小型化和大容量化的電池。代表性的二次電池主要采用鎳氫(Ni-MH)電池和鋰離子(Li-離子)電池。
其中，鋰離子電池，采用鋰一過渡金屬氧化物作為正極活性物質(zhì)，采用碳或碳復(fù)合物作為負極活性物質(zhì)。它采用把鋰鹽溶解到包含氧基、硝(氮)基、硫酸基等的一種以上的有機溶劑內(nèi)而構(gòu)成的物質(zhì)作為電解液，鋰離子在上述正極和負極之間遷移，產(chǎn)生電動勢，進行充放電。
這種鋰離子電池的原有結(jié)構(gòu)示于圖3。如圖3所示，鋰離子電池的結(jié)構(gòu)是把電正極2和隔板4以及負極6一起卷繞成的電極卷筒8安裝到與上述負極6相連接的外殼10的內(nèi)部，在外殼10的上部安裝與上述正極2相連接的封裝蓋12，把電解液注入上述外殼10內(nèi)，然后加以密封。其中，電極卷筒8在其上面和下面分別用絕緣板隔離，防止與密封蓋12和外殼10相連接。
在這樣安裝的鋰離子電池中，像正極和負極這樣的電極，隨電池種類的不同，其活性物質(zhì)有所差別。如圖4所示，其制造工序是在電極的基板16的兩面上涂敷含有活性物質(zhì)18的粘合液(スラリ-)，將其干燥并滾(卷)壓后，切成規(guī)定的大小。
這樣制成的各種電極2、6，其中間夾入隔板4，被卷成筒狀后插入到外殼10的內(nèi)部。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，電極，特別是被卷繞在隔板4的外側(cè)的負極6，如圖5所示，在筒狀卷繞結(jié)構(gòu)上，其縱長方向的兩側(cè)端部，產(chǎn)生這樣一種A、B區(qū)，即A、B區(qū)并未面對被卷繞在隔板4的內(nèi)側(cè)的正極2的活性物質(zhì)。如上所述，鋰離子電池，在卷成筒狀的電極卷筒中互相面對面的正極和負極之間，鋰離子進行遷移，以此進行充、放電。但是，存在的問題是由于負極的A、B區(qū)是并未面對正極2的活性物質(zhì)的區(qū)，所以，實際上是不能促進反應(yīng)的不需要的區(qū)，只是增加了電池重量。另外，還存在這樣一個問題由于上述A、B區(qū)不必要地占用了大小有限的外殼10的內(nèi)部空間，結(jié)果使各電極的活性物質(zhì)形成量減少。
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提出的，其目的在于提供這樣一種二次電池用電極，即去除掉不在相鄰電極活性物質(zhì)對面位置上的電極區(qū)活性物質(zhì)，能減輕電池重量，增加整個電極的活性物質(zhì)形成量。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種二次電池用電極，其是包括夾入隔板而被卷繞在內(nèi)側(cè)和外側(cè)上的兩個電極而被構(gòu)成的，其特征在于未涂敷活性物質(zhì)的基板露出與形成內(nèi)側(cè)電極的活性物質(zhì)的面不相對置部分的外側(cè)電極的一個面。
所述的二次電池用電極，其特征在于位于與內(nèi)側(cè)電極的已形成活性物質(zhì)的面相對置的外側(cè)電極的對置面上，基板上涂敷的活性物質(zhì)設(shè)置成相對向。所述的二次電池用電極，其特征在于卷繞在外側(cè)上的電極是負極。
所述的二次電池用電極，其特征在于與形成正極的活性物質(zhì)的面不對置的負極的內(nèi)側(cè)端部，僅在基板外側(cè)上形成活性物質(zhì)。
所述的二次電池用電極，其特征在于與形成正極的活性物質(zhì)的面不對置的負極的外層部分，不形成活性物質(zhì)，使基板露出來。
本發(fā)明是通過隔板而由卷繞在內(nèi)側(cè)的正極和卷繞在外側(cè)的負極所構(gòu)成的電極，其特征在于只有在與正極的已涂敷活性物質(zhì)的面不對置的負極的一個側(cè)面上，未涂敷活性物質(zhì)的基板相對置設(shè)置，位于與上述正極的已涂活性物質(zhì)的面相對置上的負極的對置面上，涂敷在基板上的活性物質(zhì)互相面對面。
本發(fā)明的負極是在基板的一個側(cè)面上涂敷活性物質(zhì)漿料，下一道工序在另一個側(cè)面上涂敷活性物質(zhì)漿料而制成的，該涂敷能夠控制。
因此，本發(fā)明的負極可采用這樣的制造工序在基材的基板62的一個側(cè)面上，在去除A2、A1、B2區(qū)(它們不在正極活性物質(zhì)的對面位置上)的狀態(tài)下涂敷活性物質(zhì)64漿料，下一道工序在基板62的另一側(cè)面上，在去除A2、B1、B2區(qū)(它們不在正極活性物質(zhì)的對面位置上)的狀態(tài)下，涂敷活性物質(zhì)66漿料，然后，使其干燥并進行滾(卷)壓，切斷成規(guī)定的大小。
本發(fā)明的效果通過上述結(jié)構(gòu)和作用可以看出采用本發(fā)明的二次電池用電極，實質(zhì)上解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。
也就是說，本發(fā)明從結(jié)構(gòu)上去除了卷繞在電極卷筒外側(cè)上的電極的不必要的活性物質(zhì)，因此，能夠根據(jù)被去除的這部分活性物質(zhì)的量，相應(yīng)地減輕電池整體的重量，并且能根據(jù)該去除量相應(yīng)地減小電極卷筒的直徑，所以，能夠增加電極的總長度。
因此，若采用本發(fā)明，則能夠增加電極整體的活性物質(zhì)的量，所以，從效果來看能夠制作大容量電池。
再者，若采用本發(fā)明，則布置在電極卷筒最外層上的電極，以不涂活性物質(zhì)的基板原有狀態(tài)直接露出在外面，所以，電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱量的散出效果良好，因此也能同時獲得提高電池安全性的效果。
另一方面，本發(fā)明并非僅限于上述特定的良好發(fā)明，而且在權(quán)利要求范圍內(nèi)所要求的本發(fā)明要點范圍內(nèi)，如果是在該發(fā)明所屬的領(lǐng)域內(nèi)具有通常知識的人員，那么，無論誰都能夠進行各種更改。
以下參照附圖，詳細說明
具體實施例方式

圖1是表示本發(fā)明的二次電池用負極展開斷面圖。
圖2是表示本發(fā)明的二次電池的平斷面圖。
圖3是表示眾所周知的現(xiàn)有二次電池整體結(jié)構(gòu)的縱斷面圖。
圖4是眾所周知的現(xiàn)有二次電池用電極的展開斷面圖。
圖5是圖3的二次電池的平斷面圖。
以下根據(jù)附圖，詳細說明本發(fā)明的優(yōu)良實施例。在本發(fā)明的說明中，對于和現(xiàn)有技術(shù)的引用附圖中參照的部分相同的構(gòu)成標(biāo)注相同的符號供參考，以便不再重復(fù)進行說明。
圖1表示涉及本發(fā)明的二次電池用電極結(jié)構(gòu)。本發(fā)明把鋰離子電池的負極作為一個例子加以說明，附圖的符號60表示鋰離子電池用負極。在負極60的基板62的兩面上分別制作由碳或碳復(fù)合體構(gòu)成的活性物質(zhì)64、66。
這樣制成的負極60如圖2所示，在與正極2之間放置隔板4，卷繞成筒狀，使正極2位于內(nèi)側(cè)，負極60位于外側(cè)。
在這樣卷繞的電極卷筒中，在筒狀卷繞結(jié)構(gòu)上，在負極60的縱長方向的兩側(cè)端部產(chǎn)生不與正極2的活性物質(zhì)對置區(qū)域的A1、B1區(qū)。
所以，本發(fā)明的做法是在不與正極活性物質(zhì)對置的陰極區(qū)域A1、B1，去除不必要的活性物質(zhì)，僅在其他部分上設(shè)置活性物質(zhì)。
例如，在位于負極60內(nèi)側(cè)端部的區(qū)域A1，僅在與正極2的活性物質(zhì)對面的外側(cè)的一個面上設(shè)置活性物質(zhì)66，在其相反的面上不設(shè)置活性物質(zhì)64。
另一方面，在位于負極60外側(cè)端部的區(qū)域B1，僅在與正極2的活性物質(zhì)對面的內(nèi)側(cè)的一個面上設(shè)置活性物質(zhì)64，在其相反的面上去除活性物質(zhì)66。
在這里，位于負極60的最外層的端部的B2區(qū)內(nèi)，在不與正極2的活性物質(zhì)對置的部分，形成兩個面上均無活性物質(zhì)的狀態(tài)，在該部分安裝接頭。并且，最內(nèi)側(cè)端部也都形成兩個面上均不涂敷活性物質(zhì)的無涂層區(qū)域A2。
這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的負極，其制造工序如下在基材的基板62的一個側(cè)面的將A1、A2、B2除外的區(qū)域上涂敷活性物質(zhì)64漿料，下一道工序，在另一個側(cè)面的將A2、B1、B2區(qū)除外的區(qū)域上，涂敷活性物質(zhì)66漿料，然后，進行干燥和滾壓，將其切斷成規(guī)定的大小。
這樣，本發(fā)明的負極60被作成，在基板62的兩側(cè)面上設(shè)置的活性物質(zhì)64、66面積分布各不相同，因此能夠去除掉實際上不與相鄰的正極2的活性物質(zhì)進行反應(yīng)的不需要區(qū)域的活性物質(zhì)，只留下基板62，使電池整體重量相應(yīng)減輕，其減少的重量等于被去除掉的這部分活性物質(zhì)的重量。
再者，由于去除掉了上述部分活性物質(zhì)，所以電極卷筒的直徑相應(yīng)減小，能形成更長的電極總長度，所以，能增加電極整體的活性物質(zhì)的量。
本申請人對18650尺寸的電池進行了實驗，獲得了以下效果重量減少0.5~6克，電極卷筒直徑最多減小0.5mm。
另一方面，上述的本發(fā)明以負極60卷繞在隔板4的外側(cè)的情況為主進行了說明。但本發(fā)明并非僅限于此，而是包括所有情況，無論是卷繞在二次電池用電極卷筒外側(cè)上的任何電極均有這種效果。包括這樣制造的負極和正極在內(nèi)的電極夾入隔板4被卷繞成筒狀，插入到外殼10的內(nèi)部，在其外殼10的開口處通過襯墊來安放封裝蓋，注入電解液后加以密封。這樣即制成產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1．一種二次電池用電極，其是包括夾入隔板而被卷繞在內(nèi)側(cè)和外側(cè)上的兩個電極而被構(gòu)成的，其特征在于未涂敷活性物質(zhì)的基板露出與形成內(nèi)側(cè)電極的活性物質(zhì)的面不相對置部分的外側(cè)電極的一個面。
2．如權(quán)利要求1所述的二次電池用電極，其特征在于位于與內(nèi)側(cè)電極的已形成活性物質(zhì)的面相對置的外側(cè)電極的對置面上，基板上涂敷的活性物質(zhì)設(shè)置成相對向。
3．如權(quán)利要求1或2所述的二次電池用電極，其特征在于卷繞在外側(cè)上的電極是負極。
4．如權(quán)利要求3所述的二次電池用電極，其特征在于與形成正極的活性物質(zhì)的面不對置的負極的內(nèi)側(cè)端部，僅在基板外側(cè)上形成活性物質(zhì)。
5．如權(quán)利要求3所述的二次電池用電極，其特征在于與形成正極的活性物質(zhì)的面不對置的負極的外層部分，不形成活性物質(zhì)，使基板露出來。
全文摘要
本發(fā)明提供一種去除掉不在相鄰電極活性物質(zhì)對面位置上的部分的不必要的活性物質(zhì),減輕電池重量,增加電極整體的活性物質(zhì)形成量的二次電池用電極,在由夾入隔板而卷繞在其內(nèi)側(cè)上的正極和卷繞在外側(cè)的負極所構(gòu)成的電極中,只有不在正極的涂敷活性物質(zhì)的面的對面位置上的負極的一個側(cè)面上不涂敷活性物質(zhì)的基板按照面對面進行布置,位于上述正極的已涂敷活性物質(zhì)的面的對面位置上的負極的對應(yīng)面,基板上涂敷的活性物質(zhì)按照面對面進行布置。
文檔編號H01M4/04GK1231522SQ9811171
公開日1999年10月13日 申請日期1998年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月9日
發(fā)明者金相權(quán) 申請人:三星電管株式會社