CN112005421A - 非水电解质二次电池的卷绕型电极体及非水电解质二次电池 - Google Patents

非水电解质二次电池的卷绕型电极体及非水电解质二次电池 Download PDF

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Abstract

关于比正极芯体暴露部靠卷绕方向上的卷绕开始侧的卷绕开始区域，正极内侧复合材料层和正极外侧复合材料层各自的正极复合材料单位量随着向卷绕方向上的卷绕结束侧去而大致恒定或增大。关于隔着分隔件与卷绕开始区域相对的卷绕开始相对区域，负极内侧复合材料层和负极外侧复合材料层各自的负极复合材料单位量随着向卷绕方向卷绕结束侧去而大致恒定或增大。在正极内侧复合材料层和正极外侧复合材料层各自中，在除正极芯体暴露部之外的卷绕方向上的两个以上的位置，正极复合材料单位量不同。负极内侧复合材料层和负极外侧复合材料层分别具有随着向卷绕方向卷绕结束侧去而负极复合材料单位量发生变动的变动部。

Description

非水电解质二次电池的卷绕型电极体及非水电解质二次电池
技术领域
本公开涉及非水电解质二次电池的卷绕型电极体及非水电解质二次电池。
背景技术
作为非水电解质二次电池，以往有专利文献1所述的非水电解质二次电池。在该非水电解质二次电池(以下简称为二次电池)中，对于卷绕型电极体所含的电极片材，随着从卷绕开始侧向卷绕结束侧去而连续地或逐级地减少涂布于外周侧的电极材料的量。这样，将随着曲率变小而延伸量变小的电极材料的量设为基于延伸量而朝向卷绕结束侧变小，从而使得外周侧的电极材料的量无论卷绕方向上的位置如何都接近恒定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-180704号公报
发明内容
在专利文献1的二次电池中，电极材料在电极片材的外周侧面随着向卷绕方向上的卷绕结束侧去而连续地或逐级地减少，因此，电极材料在曲率较大的卷绕开始侧最多，电极材料层的膜厚在曲率较大的卷绕开始侧最厚。因而，在曲率较大的卷绕开始侧，电极材料容易断裂，容易因充放电时产生的伸缩而破裂。
因此，本公开的目的在于提供在曲率较大的卷绕开始侧，电极材料层不易断裂并且电极的复合材料层不易损伤的卷绕型电极体及非水电解质二次电池。
为了解决上述课题，本公开的非水电解质二次电池的卷绕型电极体为将长条状的第1极和长条状的第2极隔着分隔件卷绕而成的非水电解质二次电池的卷绕型电极体，其中，第1极具有长条状的第1极芯体、设于该第1极芯体的内侧面的第1极内侧复合材料层以及设于第1极芯体的外侧面的第1极外侧复合材料层，另一方面，第2极具有长条状的第2极芯体、设于该第2极芯体的内侧面的第2极内侧复合材料层以及设于第2极芯体的外侧面的第2极外侧复合材料层，第1极具有第1极芯体暴露部，该第1极芯体暴露部与卷绕开始端和卷绕结束端这两者在卷绕方向上隔有间隔地设置，并且使第1极芯体暴露，第1极引线电连接于该第1极芯体暴露部，关于比第1极芯体暴露部靠卷绕方向上的卷绕开始侧的卷绕开始区域，第1极内侧复合材料层和第1极外侧复合材料层各自的卷绕方向上的每单位长度的第1极复合材料量即第1极复合材料单位量随着向卷绕方向上的卷绕结束侧去而大致恒定或增大，关于隔着分隔件与卷绕开始区域相对的卷绕开始相对区域，第2极内侧复合材料层和第2极外侧复合材料层各自的卷绕方向上的每单位长度的第2极复合材料量即第2极复合材料单位量随着向卷绕方向上的卷绕结束侧去而大致恒定或增大，在第1极内侧复合材料层和第1极外侧复合材料层各自中，在除第1极芯体暴露部所存在的卷绕方向上的范围之外的卷绕方向上的两个以上的位置，第1极复合材料单位量不同，第2极内侧复合材料层和第2极外侧复合材料层分别具有随着向卷绕方向上的卷绕结束侧去而第2极复合材料单位量发生变动的变动部。
根据本公开的卷绕型电极体，在曲率较大的卷绕开始侧，电极材料层不易断裂，电极的复合材料层不易损伤。
附图说明
图1是本公开的第1实施方式的非水电解质二次电池的轴向的剖视图。
图2是上述非水电解质二次电池的电极体的立体图。
图3的(a)是以长条状展开的状态的上述电极体的正极的包括长边方向和厚度方向的示意剖视图，图3的(b)是以长条状展开的状态的上述电极体的负极的包括长边方向和厚度方向的示意剖视图。
图4的(a)是第2实施方式的非水电解质二次电池的与图3的(a)相对应的示意剖视图，图4的(b)是第2实施方式的非水电解质二次电池的与图3的(b)相对应的示意剖视图。
图5的(a)是第3实施方式的非水电解质二次电池的与图3的(a)相对应的示意剖视图，图5的(b)是第3实施方式的非水电解质二次电池的与图3的(b)相对应的示意剖视图。
图6的(a)是第4实施方式的非水电解质二次电池的与图3的(a)相对应的示意剖视图，图6的(b)是第4实施方式的非水电解质二次电池的与图3的(b)相对应的示意剖视图。
图7的(a)是第4实施方式的变形例的非水电解质二次电池的与图6的(a)相对应的示意剖视图，图7的(b)是第4实施方式的变形例的非水电解质二次电池的与图6的(b)相对应的示意剖视图。
具体实施方式
以下参照添加的附图来详细地说明本公开的实施方式。此外，在以下包括多个实施方式、变形例等的情况下，从最初就设想适当组合它们的特征性部分来构筑新的实施方式。另外，在以下的实施例中，在附图中对同一结构标注同一附图标记，并省略重复的说明。另外，在多个附图中包括示意图，在不同的附图之间，各构件的尺寸比未必一致。
(第1实施方式)
图1是本公开的第1实施方式的非水电解质二次电池10的轴向的剖视图，图2是非水电解质二次电池10的电极体14的立体图。如图1所示，非水电解质二次电池(以下简称为二次电池)10具有卷绕型的电极体14、非水电解质(未图示)以及收纳电极体14和非水电解质的电池壳体15。如图2所示，电极体14包括作为第1极的正极11、作为第2极的负极12以及介于正极11和负极12之间的分隔件13，电极体14具有正极11和负极12隔着分隔件13卷绕而成的卷绕构造。再次参照图1，电池壳体15由有底筒状的封装罐16和封闭封装罐16的开口部的封口体17构成。另外，非水电解质二次电池10具有配置于封装罐16与封口体17之间的树脂制的垫片28。
非水电解质包括非水溶剂和溶解于非水溶剂的电解质盐。非水溶剂可以使用例如酯类、醚类、腈类、酰胺类、以及它们的两种以上的混合溶剂等。非水溶剂也可以含有利用氟等卤素原子取代这些溶剂中的至少一部分氢而得到的卤素取代体。此外，非水电解质并不限定于液体电解质，也可以是使用凝胶状聚合物等的固体电解质。电解质盐使用LiPF6等锂盐。
电极体14具有长条状的正极11、长条状的负极12以及长条状的两张分隔件13。另外，电极体14具有与正极11相接合的作为第1极引线的正极引线20和与负极12相接合的负极引线21。为了抑制锂的析出，负极12以比正极11大一圈的尺寸形成，在长边方向和短边方向(上下方向)上形成为比正极11长。两张分隔件13以至少比正极11大一圈的尺寸形成，例如以夹着正极11的方式配置。
作为分隔件13，例如使用具有离子透过性和绝缘性的多孔性片材。作为多孔性片材的具体的例子，能够举出微多孔薄膜、织布、无纺布等。作为分隔件13的材质，优选聚乙烯、聚丙烯等烯烃树脂。分隔件13例如具有10μm～50μm的厚度，具有130℃～180℃左右的熔点。此外，负极12也可以构成电极体14的卷绕开始端，但通常情况下，分隔件13超过负极12的卷绕开始侧端而伸出，分隔件13的卷绕开始侧端成为电极体14的卷绕开始端。
在图1和图2所示的例子中，正极引线20与作为第1极芯体的正极芯体的卷绕方向上的中央部等中间部电连接，负极引线21与作为第2极芯体的负极芯体的卷绕方向上的卷绕结束端部电连接。但是，负极引线也可以与负极芯体的卷绕方向上的卷绕开始端部电连接。或者也可以是，电极体具有两个负极引线，一个负极引线与负极芯体的卷绕方向上的卷绕开始端部电连接，另一个负极引线与负极芯体的卷绕方向上的卷绕结束端部电连接。或者也可以是，通过使负极芯体的卷绕方向上的卷绕结束侧端部抵接于封装罐16的内表面，从而将负极与封装罐电连接。关于将正极引线20与正极芯体电连接的构造和将负极引线21与负极芯体电连接的构造，之后使用图3进行详细说明。
如图1所示，二次电池10还具有配置于电极体14的上侧的绝缘板18和配置于电极体14的下侧的绝缘板19。在图1所示的例子中，安装于正极11的正极引线20经过绝缘板18的贯通孔而向封口体17侧延伸，安装于负极12的负极引线21经过绝缘板19的外侧而向封装罐16的底部侧延伸。正极引线20通过焊接等方式与封口体17的底板即过滤器23的下表面相连接，与过滤器23电连接的封口体17的顶板即盖27成为正极端子。负极引线21通过焊接等方式与封装罐16的底部内表面相连接，封装罐16成为负极端子。
封装罐16为有底圆筒形状的金属制容器。在封装罐16与封口体17之间设有垫片28，电池壳体15的内部空间密闭。封装罐16具有例如从外侧对侧面部进行压制而形成的凹槽部22。凹槽部22优选沿着封装罐16的周向而形成为环状，在其上表面支承封口体17。另外，封装罐16的上端部向内侧弯折并被凿紧于封口体17的周缘部。
封口体17具有从电极体14侧起依次层叠过滤器23、下阀体24、绝缘构件25、上阀体26以及盖27而成的构造。构成封口体17的各构件例如具有圆板形状或环形状，除绝缘构件25之外的各构件彼此电连接。下阀体24和上阀体26在各自的中央部彼此连接，绝缘构件25介于该下阀体24和上阀体26各自的周缘部之间。当电池的内压上升时，下阀体24以将上阀体26向盖27侧上推的方式变形并破裂，下阀体24与上阀体26之间的电流路径被切断。当内压进一步上升时，上阀体26破裂，气体从盖27的开口部喷出。
图3的(a)是将正极11以长条状展开时的正极11的包括长边方向和厚度方向的示意剖视图，图3的(b)是将负极12以长条状展开时的负极12的包括长边方向和厚度方向的示意剖视图。接着，参照图3详细地说明二次电池10的正极11和负极12的构造及材料等。此外，在图3和以下的图4～图7中，为了易于理解地说明本公开的二次电池的电极构造，夸张地画出复合材料层的厚度差。
[正极]
(正极的构造)
如图3的(a)所示，正极11具有作为第1极芯体的长条状的正极芯体31、作为第1极内侧复合材料层的正极内侧复合材料层32以及作为第1极外侧复合材料层的正极外侧复合材料层33，正极内侧复合材料层32设于正极芯体31的内侧面，正极外侧复合材料层33设于正极芯体31的外侧面。
正极11在卷绕方向(与图3的(a)所示的正极11的长边方向一致)上的中间部具有使正极芯体31暴露的、作为第1极芯体暴露部的正极芯体暴露部36。正极芯体暴露部36设于与卷绕开始端37和卷绕结束端38这两者沿卷绕方向隔有间隔的位置。作为第1极引线的正极引线20与正极芯体暴露部36电连接。正极引线20通过点焊等方式与正极芯体暴露部36相接合，并与正极芯体暴露部36电连接。此外，在图3所示的例子中，正极引线20与正极芯体31的外侧面相接合，但正极引线也可以与正极芯体的内侧面相接合。
关于正极内侧复合材料层32，比正极芯体暴露部36靠卷绕方向上的卷绕开始侧的卷绕开始区域中的、卷绕方向上的每单位长度的正极复合材料量即正极卷绕开始复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定。关于正极内侧复合材料层32，比正极芯体暴露部36靠卷绕方向上的卷绕结束侧的卷绕结束区域中的正极复合材料单位量即正极卷绕结束复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且比正极卷绕开始复合材料单位量大。卷绕方向上的每单位长度的正极复合材料量即正极复合材料单位量是第1极复合材料单位量的一个例子，正极卷绕开始复合材料单位量是第1极卷绕开始复合材料单位量的一个例子，正极卷绕结束复合材料单位量是第1极卷绕结束复合材料单位量的一个例子(在第2实施方式～第4实施方式中也同样)。另外，关于正极外侧复合材料层33，卷绕开始区域中的正极复合材料单位量即正极卷绕开始复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定。另外，关于正极外侧复合材料层32，卷绕结束区域中的正极复合材料单位量即正极卷绕结束复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且比正极卷绕开始复合材料单位量大。
(正极的材质)
正极芯体31能够使用铝、铝合金等在正极11的电位范围内稳定的金属的箔、将该金属配置于表层的膜等。另外，正极内侧复合材料层32和正极外侧复合材料层33包括正极活性物质、导电材料以及粘结材料等。正极活性物质例如使用锂金属复合氧化物。作为锂金属复合氧化物所含有的金属元素，能够举出Ni、Co、Mn、Al、B、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Sr、Zr、Nb、In、Sn、Ta、W等。优选的锂金属复合氧化物的一个例子为含有Ni、Co、Mn中的至少1种的锂金属复合氧化物。作为具体的例子，能够举出含有Ni、Co、Mn的锂金属复合氧化物、含有Ni、Co、Al的锂金属复合氧化物。此外，也可以在锂金属复合氧化物的颗粒表面固着氧化钨、氧化铝、含镧化合物等无机物颗粒等。
(正极的制造方法)
正极11例如像以下这样制造。在正极活性物质中混合导电剂、粘结剂等，将该混合物在分散介质中混炼，从而制作膏状的正极活性物质浆料。然后，将正极活性物质浆料涂布在由铝等的金属箔形成的环带状的正极芯体31的内侧面上，并且涂布在正极芯体31的外侧面上。接着，对涂布于正极芯体31的内侧面和外侧面的正极活性物质浆料进行干燥和压缩，从而在正极芯体31的内侧面形成正极内侧复合材料层32，并且在正极芯体31的外侧面形成正极外侧复合材料层32。最后将形成有正极复合材料层的正极板切断成预定尺寸，从而制作出正极11。
正极活性物质浆料向正极芯体31的涂布例如像以下这样执行。详细而言，使正极芯体31沿其延伸方向相对于喷出正极活性物质浆料的喷出喷嘴以恒定的速度相对移动。并且，自正极芯体31的卷绕开始端到正极芯体暴露部的卷绕开始端从喷出喷嘴向正极芯体31喷出恒定量的正极活性物质浆料，并且，自正极芯体暴露部的卷绕结束端到该正极芯体31的卷绕结束端从喷出喷嘴向正极芯体31喷出比上述恒定量多的恒定量的正极活性物质浆料。通过在正极芯体31的内侧面和外侧面执行该喷出来执行正极活性物质浆料相对于正极芯体31的涂布。
[负极]
(负极的构造)
如图3的(b)所示，负极12具有作为第2极芯体的长条状的负极芯体41、作为第2极内侧复合材料层的负极内侧复合材料层42以及作为第2极外侧复合材料层的负极外侧复合材料层43，负极内侧复合材料层42设于负极芯体41的内侧面，负极外侧复合材料层43设于负极芯体41的外侧面。
负极12在卷绕方向上的卷绕结束侧的端部具有使负极芯体41暴露的负极芯体暴露部46。负极引线21通过点焊等方式与该负极芯体暴露部46相接合并电连接。此外，在图3所示的例子中，负极引线21与负极芯体41的内侧面相接合，但负极引线也可以与负极芯体的外侧面相接合。
在负极内侧复合材料层42中，隔着分隔件13(参照图2)与正极11的上述卷绕开始区域相对的卷绕开始相对区域中的、卷绕方向上的每单位长度的负极复合材料量即负极卷绕开始复合材料单位量大致恒定。另外，在负极内侧复合材料层42中，隔着分隔件13与正极11的上述卷绕结束区域相对的卷绕结束相对区域中的负极复合材料单位量即负极卷绕结束复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且比上述负极卷绕开始复合材料单位量大。卷绕方向上的每单位长度的负极复合材料量即负极复合材料单位量是第2极复合材料单位量的一个例子，负极卷绕开始复合材料单位量是第2极卷绕开始复合材料单位量的一个例子，负极卷绕结束复合材料单位量是第2极卷绕结束复合材料单位量的一个例子(在第2实施方式～第4实施方式中也同样)。另外，在负极外侧复合材料层43中，上述卷绕开始相对区域中的负极复合材料单位量即负极卷绕开始复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定。另外，在负极内侧复合材料层42中，上述卷绕结束相对区域中的负极复合材料单位量即负极卷绕结束复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且比上述负极卷绕开始复合材料单位量大。
(负极的材质)
负极芯体41能够使用铜、铜合金等在负极12的电位范围内稳定的金属的箔、将该金属配置于表层的膜等。另外，负极内侧复合材料层42和负极外侧复合材料层43包括负极活性物质、导电材料以及丁苯橡胶(SBR)等粘结材料。作为负极活性物质，优选包括天然鳞片状石墨、块状石墨、土状石墨等天然石墨、块状人造石墨、石墨化中间相碳微球等人造石墨等石墨。在负极内侧复合材料层42和负极外侧复合材料层43也可以混存有石墨以外的负极活性物质。作为石墨以外的负极活性物质，能够举出Si、Sn等与锂合金化的金属、含有该金属的合金、含有该金属的化合物等。其中，优选含Si的硅化合物。负极内侧复合材料层42和负极外侧复合材料层43中的硅化合物的含量相对于负极活性物质的总质量而言例如为1质量％～15质量％，优选为5质量％～10质量％。
作为上述硅化合物，例示了以SiOx(0.5≤x≤1.6)表示的氧化硅。以SiOx表示的氧化硅例如具有在SiO2基质中分散Si的微粒而成的构造。另外，也可以使用具有在硅酸锂相中分散Si的微粒而成的构造的、以Li2ySiO(2+y)(0<y<2)表示的硅化合物。
优选的是，在硅化合物的颗粒表面形成有导电覆膜。作为导电覆膜的构成材料，能够例示从碳材料、金属以及金属化合物中选择的至少1种。其中优选无定形碳等碳材料。碳覆膜能够通过例如使用乙炔、甲烷等的CVD法，将煤沥青、石油沥青、酚醛树脂等与硅化合物颗粒混合并进行热处理的方法等形成。另外，也可以通过使用粘结剂将炭黑等导电填料粘着于硅化合物的颗粒表面来形成导电覆膜。
(负极的制造方法)
负极12例如像以下这样制造。在负极活性物质中混合导电剂、粘结材料，将该混合物在分散介质中混炼，从而制作膏状的负极活性物质浆料。然后，将负极活性物质浆料涂布在由铜等的金属箔形成的环带状的负极芯体41的内侧面上，并且涂布在负极芯体41的外侧面上。然后，对涂布于负极芯体41的内侧面和外侧面的负极活性物质浆料进行干燥和压缩，从而在负极芯体41的内侧面形成负极内侧复合材料层42，并且在负极芯体41的外侧面形成负极外侧复合材料层43。
负极活性物质浆料向负极芯体41的涂布例如像以下这样执行。详细而言，使负极芯体41沿其延伸方向相对于喷出负极活性物质浆料的喷出喷嘴以恒定的速度相对移动。并且，自负极芯体41的卷绕开始端到与正极芯体暴露部36的任意的卷绕位置相对的正极暴露相对位置从喷出喷嘴向负极芯体41喷出恒定量的负极活性物质浆料。从喷出喷嘴向负极芯体41喷出负极活性物质浆料的喷出量在正极暴露相对位置发生变化，自正极暴露相对位置到负极芯体暴露部46从喷出喷嘴向负极芯体41喷出比上述恒定量多的恒定量的负极活性物质浆料。通过在负极芯体41的内侧面和外侧面执行该喷出来执行负极活性物质浆料相对于负极芯体41的涂布。
通过将这样形成的正极11和负极12隔着两个分隔件13卷绕而形成二次电池10的电极体14。此外，虽未详述，但如图3的(a)所示，正极11包含具有绝缘性的绝缘带39。绝缘带39粘贴于正极引线20的与正极芯体31侧相反的那一侧的面、以及正极外侧复合材料层33中的位于正极芯体暴露部36的卷绕方向两侧的部分，该绝缘带39覆盖正极引线20中的延伸方向上的正极芯体31侧的端部。绝缘带39主要是为了防止具有导电性的异物附着于正极引线20而在电极体14内发生短路这样的情况而设置的。此外，在图3的(a)所示的例子中，正极引线20与正极芯体31的外侧面相接合，绝缘带39粘贴于正极引线20并且粘贴于正极外侧复合材料层33中的位于正极芯体暴露部36的卷绕方向两侧的部分。但也可以是，正极引线与正极芯体的内侧面相接合，绝缘带粘贴于正极引线并且粘贴于正极内侧复合材料层中的位于正极芯体暴露部的卷绕方向两侧的部分。
另外，如图3的(b)所示，负极12包括具有绝缘性的绝缘带49。绝缘带49粘贴于负极引线21的与负极芯体41侧相反的那一侧的面、负极内侧复合材料层42以及负极芯体暴露部46的卷绕结束侧端部，该绝缘带49覆盖负极引线21的延伸方向上的负极芯体41侧的端部。绝缘带49主要是为了防止具有导电性的异物附着于负极引线21而在电极体14内发生短路而设置的。此外，在图3的(b)所示的例子中，负极引线21与负极芯体41的内侧面相接合，绝缘带49粘贴于负极引线21并且粘贴于负极内侧复合材料层42和负极芯体暴露部46。但也可以是，负极引线与负极芯体的外侧面相接合，绝缘带粘贴于负极引线并且粘贴于负极外侧复合材料层和负极芯体暴露部。
以上，根据第1实施方式，在正极内侧复合材料层32和正极外侧复合材料层33各自中，正极复合材料单位量的卷绕开始区域中的正极卷绕开始复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，且比正极复合材料单位量的卷绕结束区域中的正极卷绕结束复合材料单位量小。另外，在负极内侧复合材料层42和负极外侧复合材料层43各自中，负极复合材料单位量的卷绕开始相对区域中的负极卷绕开始复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，且比负极复合材料单位量的卷绕结束相对区域中的负极卷绕结束复合材料单位量小。因而，在正极内侧复合材料层32和正极外侧复合材料层33这两者中，能够使曲率尤其大的卷绕开始区域中的正极复合材料单位量比卷绕结束区域中的正极复合材料单位量小，在负极内侧复合材料层42和负极外侧复合材料层43这两者中，能够使曲率尤其大的卷绕开始相对区域中的负极复合材料单位量比卷绕结束相对区域中的负极复合材料单位量小。因而，能够抑制卷绕开始区域中的正极复合材料层32、33的损伤，也能够抑制卷绕开始相对区域中的负极复合材料层42、43的损伤。
另外，在正极内侧复合材料层32和正极外侧复合材料层33这两者中，卷绕结束区域的正极复合材料单位量比卷绕开始区域的正极复合材料单位量大。另外，在负极内侧复合材料层42和负极外侧复合材料层43这两者中，卷绕结束相对区域的负极复合材料单位量比卷绕开始相对区域的负极复合材料单位量大。因而，卷绕结束区域的正极复合材料单位量和卷绕结束相对区域的负极复合材料单位量较大，因此，即使减少卷绕开始区域的正极复合材料单位量和卷绕开始相对区域的负极复合材料单位量，也能够防止二次电池10总体的正极复合材料量和负极复合材料量变小。因而，能够防止二次电池10的容量变小，也能够防止二次电池10的性能下降。
并且，能够通过以正极芯体暴露部36为界来使正极复合材料单位量的喷出量变动而分别形成正极内侧复合材料层32和正极外侧复合材料层33，能够通过以上述正极暴露相对位置为界来使负极复合材料单位量的喷出量变动而分别形成负极内侧复合材料层42和负极外侧复合材料层43。因而，尤其仅通过在正极芯体暴露部36经过喷出喷嘴时产生的时间滞后的期间变更喷出量，就能够分别形成正极内侧复合材料层32和正极外侧复合材料层33，能够容易地形成正极内侧复合材料层32和正极外侧复合材料层33。
(第2实施方式)
接下来说明第2实施方式的二次电池。此外，在包含第2实施方式的以下的实施方式中，也与第1实施方式同样地，对第1极为正极且第2极为负极的情况进行说明。在第2实施方式的二次电池中，正极111和负极112以外的构造与第1实施方式的二次电池10相同。以下仅说明第2实施方式的二次电池的正极111和负极112的构造，省略除此之外的说明。
图4的(a)是在第2实施方式的二次电池中与图3的(a)相对应的正极111的示意剖视图，图4的(b)是在第2实施方式的二次电池中与图3的(b)相对应的负极112的示意剖视图。
如图4的(a)所示，在正极111中，在卷绕方向上比正极芯体暴露部36靠卷绕开始侧的卷绕开始区域中的内侧复合材料层132和外侧复合材料层133的构造与第1实施方式不同。详细而言，关于正极内侧复合材料层132和正极外侧复合材料层133各自，卷绕开始区域的正极复合材料单位量随着向卷绕方向上的卷绕结束侧去而逐渐变大。另外，关于正极内侧复合材料层132和正极外侧复合材料层133各自，比正极芯体暴露部36靠卷绕结束侧的卷绕结束区域中的正极复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且与卷绕开始区域中的最大的正极复合材料单位量大致相同。
另外，如图4的(b)所示，关于负极内侧复合材料层142和负极外侧复合材料层143各自，隔着分隔件13与卷绕开始区域相对的卷绕开始相对区域的负极复合材料单位量随着向卷绕方向上的卷绕结束侧去而逐渐变大。另外，关于负极内侧复合材料层142和负极外侧复合材料层143各自，隔着分隔件13与卷绕结束区域相对的卷绕结束相对区域的负极复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且比卷绕开始相对区域的最大的负极复合材料单位量大。另外，关于负极内侧复合材料层142和负极外侧复合材料层143各自，隔着分隔件13与正极芯体暴露部36相对的正极暴露相对区域的负极复合材料单位量从卷绕开始相对区域的卷绕结束位置的负极复合材料单位量的值平滑地变动至卷绕结束相对区域的卷绕开始位置的负极复合材料单位量的值。
正极内侧复合材料层132和正极外侧复合材料层133例如能够分别像以下这样形成。首先，从卷绕开始侧到正极芯体暴露部36，使正极芯体31相对于喷出喷嘴从卷绕开始侧向卷绕结束侧相对移动，并且在进行该相对移动时，使从喷出喷嘴向正极芯体31喷出的正极活性物质浆料的量逐渐增大。另外，关于正极内侧复合材料层132和正极外侧复合材料层133各自，在卷绕结束区域中将使正极芯体31相对于喷出喷嘴相对移动时从喷出喷嘴向正极芯体31喷出的正极活性物质浆料的量设为恒定，并将该量设为与卷绕开始区域的最大的喷出量相同。由此能够形成正极内侧复合材料层132和正极外侧复合材料层133。
另外，负极内侧复合材料层142和负极外侧复合材料层143例如能够分别像以下这样形成。首先，从卷绕开始侧到与正极芯体暴露部36内的一个部位相对的正极暴露相对位置，使负极芯体41相对于喷出喷嘴从卷绕开始侧向卷绕结束侧相对移动，并且在进行该相对移动时，使从喷出喷嘴向负极芯体41喷出的负极活性物质浆料的量逐渐增大。另外，将从喷出喷嘴喷出的负极活性物质浆料的量设为与正极暴露相对位置的负极活性物质浆料的量相同且恒定，并使负极芯体41相对于喷出喷嘴从正极暴露相对位置相对移动至负极芯体暴露部46。由此能够形成负极内侧复合材料层142和负极外侧复合材料层143。
根据第2实施方式，在正极内侧复合材料层132和正极外侧复合材料层133各自中，从卷绕开始端到正极芯体暴露部36，正极复合材料单位量随着向卷绕结束侧去而逐渐变大。因而，能够使卷绕开始侧的曲率较大的部位的正极复合材料单位量随着曲率变大而变小。另外，在负极内侧复合材料层142和负极外侧复合材料层143各自中，从卷绕开始端至正极暴露相对位置，负极复合材料单位量随着向卷绕结束侧去而逐渐变大。因而，能够使曲率较大的卷绕开始侧的负极复合材料单位量随着曲率变大而变小。因而，能够更有效地抑制复合材料层132、133、142、143发生断裂、破裂。
(第3实施方式)
接下来说明第3实施方式的二次电池。图5的(a)是在第3实施方式的二次电池中与图3的(a)相对应的正极211的示意剖视图，图5的(b)是在第3实施方式的二次电池中与图3的(b)相对应的负极212的示意剖视图。
在正极211中，在正极内侧复合材料层232和正极外侧复合材料层233各自中，使卷绕结束区域的正极复合材料单位量随着向卷绕结束侧去而逐渐变大，仅这一点与在第2实施方式中说明的正极111不同。另外，在负极212中，在负极内侧复合材料层242和负极外侧复合材料层243各自中，从卷绕开始端到负极芯体暴露部46使负极复合材料单位量逐渐变大，这一点与第2实施方式的负极112不同。对于在卷绕结束区域中使正极复合材料单位量随着向卷绕结束侧去而逐渐变大的方法、使负极复合材料单位量随着向卷绕结束侧去而逐渐变大的方法，例如能够以与第2实施方式所说明的方法同样的方法实现。
根据第3实施方式，能够减小将总的复合材料量设为与第2实施方式相同的情况下的、各复合材料层232、233、242、243的复合材料单位量的梯度。因而，能够减小对活性物质浆料进行干燥和压缩而形成的复合材料层232、233、242、243的卷绕方向上的膜厚差，因此，能够以更紧贴的状态顺利地卷绕正极211和负极212。
(第4实施方式)
接着说明第4实施方式的二次电池。图6的(a)是在第4实施方式的二次电池中与图3的(a)相对应的正极311的示意剖视图，图6的(b)是在第4实施方式的二次电池中与图3的(b)相对应的负极312的示意剖视图。
在第4实施方式的正极311中，在比正极芯体暴露部36靠卷绕开始侧的卷绕开始区域中，正极内侧复合材料层332和正极外侧复合材料层333各自的正极复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且在卷绕方向上的各位置，正极内侧复合材料层332的正极复合材料单位量比正极外侧复合材料层333的正极复合材料单位量大。另一方面，在正极311中，在比正极芯体暴露部靠卷绕结束侧的卷绕结束区域中，正极内侧复合材料层332和正极外侧复合材料层333各自的正极复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且在卷绕方向上的各位置，正极内侧复合材料层332的正极复合材料单位量比正极外侧复合材料层333的正极复合材料单位量小。另外，在卷绕开始区域中卷绕方向上的相同位置处的、正极内侧复合材料层332的正极复合材料单位量与正极外侧复合材料层333的正极复合材料单位量相加得到的总计正极复合材料单位量与在卷绕结束区域中卷绕方向上的相同位置处的、正极内侧复合材料层332的正极复合材料单位量与正极外侧复合材料层333的正极复合材料单位量相加得到的总计正极复合材料单位量大致相同。
另一方面，在第4实施方式的负极312中，从卷绕开始端到隔着分隔件13与正极芯体暴露部的一个部位相对的正极暴露相对位置，负极内侧复合材料层342和负极外侧复合材料层343各自的负极复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且负极内侧复合材料层342的负极复合材料单位量比负极外侧复合材料层343的负极复合材料单位量小。另外，在负极312中，从正极暴露相对位置到负极芯体暴露部，负极内侧复合材料层342和负极外侧复合材料层343各自的负极复合材料单位量无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且负极内侧复合材料层342的负极复合材料单位量比负极外侧复合材料层343的负极复合材料单位量大。另外，从卷绕开始端到正极暴露相对位置的区域中的卷绕方向上的相同位置处的、负极内侧复合材料层342的负极复合材料单位量与负极外侧复合材料层343的负极复合材料单位量相加得到的总计负极复合材料单位量与从正极暴露相对位置到负极芯体暴露部的区域中的卷绕方向上的相同位置处的、负极内侧复合材料层342的负极复合材料单位量与负极外侧复合材料层343的负极复合材料单位量相加得到的总计负极复合材料单位量大致相同。
根据第4实施方式，在从比正极311靠内侧的位置被卷绕的负极312中，对于设于曲率较大的内周侧的负极内侧复合材料层342，从卷绕开始端到正极暴露相对位置的负极复合材料单位量比从正极暴露相对位置到负极芯体暴露部的负极复合材料单位量小。因而，能够有效地抑制在卷绕开始端部最容易受损的负极内侧复合材料层342的损伤，其结果，也能够有效地抑制电极体的损伤。
另外，仅通过使正极内侧复合材料层332和正极外侧复合材料层333各自的正极复合材料单位量隔着正极芯体暴露部36减少或增大一级，就能够形成正极311，仅通过使负极内侧复合材料层342和负极外侧复合材料层343各自的负极复合材料单位量在正极暴露相对位置处增大或减少一级，就能够形成负极312。因而，能够容易对正极活性物质浆料、负极活性物质浆料的喷出进行控制，能够容易地形成正极311和负极312。
另外，卷绕开始区域的卷绕方向上的各部位处的总计正极复合材料单位量与卷绕结束区域的卷绕方向上的各部位处的总计正极复合材料单位量大致一致，且从卷绕开始端到负极芯体暴露部46，负极复合材料的卷绕方向上的各部位处的总计负极复合材料单位量大致恒定。因而，能够使正极内侧复合材料层332与正极外侧复合材料层333的厚度之和无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，能够使负极内侧复合材料层342与负极外侧复合材料层343的厚度之和无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定。因而，正极内侧复合材料层332与正极外侧复合材料层333的厚度之和、负极内侧复合材料层342与负极外侧复合材料层343的厚度之和不会因卷绕位置而过度不同，因此能够使离子、电子顺利地移动。
并且，能够使正极内侧复合材料层332与正极外侧复合材料层333的厚度之和无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定，能够使负极内侧复合材料层342与负极外侧复合材料层343的厚度之和无论卷绕方向上的位置如何都大致恒定。因而，在比正极芯体暴露部36靠卷绕开始侧的位置和比正极芯体暴露部36靠卷绕结束侧的位置，正极内侧复合材料层332与正极外侧复合材料层333的厚度之和几乎没有变动。因而，粘贴于正极内侧复合材料层332和正极外侧复合材料层333并覆盖正极引线20的绝缘带39不易发生形变，绝缘带39不易剥离。
此外，本公开并不限定于上述实施方式及其变形例，在本申请的权利要求书所述的事项和与之均等的范围内，能够进行多种改良、变更。
例如，如图7的(a)即第4实施方式的变形例的二次电池的与图6的(a)相对应的正极411的示意剖视图所示，也可以将正极内侧复合材料层432和正极外侧复合材料层433的正极复合材料单位量的关系设为与第4实施方式的正极311的正极内侧复合材料层332和正极外侧复合材料层333的正极复合材料单位量的关系相反。另外，如图7的(b)即第4实施方式的变形例的二次电池的与图6的(b)相对应的负极412的示意剖视图所示，也可以将负极内侧复合材料层442和负极外侧复合材料层443的负极复合材料单位量的关系设为与第4实施方式的负极312的负极内侧复合材料层342和负极外侧复合材料层343的负极复合材料单位量的关系相反。
另外，也可以是，在卷绕开始区域和卷绕结束区域中的至少一个区域中，正极内侧复合材料层和正极外侧复合材料层中的至少一者具有随着向卷绕结束端去而正极复合材料单位量大致恒定的区域和随着向卷绕结束端去而正极复合材料单位量增加的区域。另外，也可以是，在卷绕开始相对区域和卷绕结束相对区域中的至少一个区域，负极内侧复合材料层和负极外侧复合材料层中的至少一者具有随着向卷绕结束端去而负极复合材料单位量大致恒定的区域和随着向卷绕结束端去而负极复合材料单位量增加的区域。另外，在上述的所有实施方式及变形例中，说明了第1极为正极且第2极为负极的情况。但也可以是，第1极为负极，第2极为正极。
总而言之，本公开的卷绕型电极体只要是将长条状的第1极和长条状的第2极隔着分隔件卷绕而成的非水电解质二次电池的卷绕型电极体即可。另外，第1极具有长条状的第1极芯体、设于该第1极芯体的内侧面的第1极内侧复合材料层以及设于该第1极芯体的外侧面的第1极外侧复合材料层，另一方面，第2极具有长条状的第2极芯体、设于该第2极芯体的内侧面的第2极内侧复合材料层以及设于第2极芯体的外侧面的第2极外侧复合材料层即可。另外，第1极具有与卷绕开始端和卷绕结束端这两者在卷绕方向上隔有间隔地设置并且使第1极芯体暴露的第1极芯体暴露部即可，第1极引线电连接于第1极芯体暴露部即可。另外，关于比第1芯体暴露部靠卷绕方向上的卷绕开始侧的卷绕开始区域，第1极内侧复合材料层和第1极外侧复合材料层各自的卷绕方向上的每单位的第1极复合材料量即第1极复合材料单位量随着向卷绕方向上的卷绕结束侧去而大致恒定或增大即可。另外，关于隔着分隔件与卷绕开始区域相对的卷绕开始相对区域，第2极内侧复合材料层和第2极外侧复合材料层各自的卷绕方向上的每单位的第2极复合材料量即第2极复合材料单位量随着向卷绕方向上的卷绕结束侧去而大致恒定或增大即可。并且，在第1极内侧复合材料层和第1极外侧复合材料层各自中，在除第1极芯体暴露部所存在的卷绕方向上的范围之外的卷绕方向上的两个以上的位置，第1极复合材料单位量不同，第2极内侧复合材料层和第2极外侧复合材料层分别具有随着向卷绕方向上的卷绕结束侧去而第2极复合材料单位量发生变动的变动部即可。
附图标记说明
10、二次电池；11、111、211、311、411、正极；12、112、212、312、412、负极；13、分隔件；15、电池壳体；20、正极引线；31、正极芯体；32、132、232、332、432、正极内侧复合材料层；33、133、233、333、433、正极外侧复合材料层；36、正极芯体暴露部；39、绝缘带；41、负极芯体；42、142、242、342、442、负极内侧复合材料层；43、143、243、343、443、负极外侧复合材料层。

Claims (6)

1.一种卷绕型电极体，其是非水电解质二次电池的卷绕型电极体，是将长条状的第1极和长条状的第2极隔着分隔件卷绕而成的，其中，
所述第1极具有长条状的第1极芯体、设于该第1极芯体的内侧面的第1极内侧复合材料层以及设于所述第1极芯体的外侧面的第1极外侧复合材料层，另一方面，所述第2极具有长条状的第2极芯体、设于该第2极芯体的内侧面的第2极内侧复合材料层以及设于所述第2极芯体的外侧面的第2极外侧复合材料层，
所述第1极具有第1极芯体暴露部，该第1极芯体暴露部与卷绕开始端和卷绕结束端这两者在卷绕方向上隔有间隔地设置，并且使所述第1极芯体暴露，第1极引线电连接于该第1极芯体暴露部，
关于比所述第1极芯体暴露部靠所述卷绕方向上的卷绕开始侧的卷绕开始区域，所述第1极内侧复合材料层和所述第1极外侧复合材料层各自的所述卷绕方向上的每单位长度的第1极复合材料量即第1极复合材料单位量随着向所述卷绕方向上的卷绕结束侧去而大致恒定或增大，
关于隔着所述分隔件与所述卷绕开始区域相对的卷绕开始相对区域，所述第2极内侧复合材料层和所述第2极外侧复合材料层各自的所述卷绕方向上的每单位长度的第2极复合材料量即第2极复合材料单位量随着向所述卷绕方向上的卷绕结束侧去而大致恒定或增大，
在所述第1极内侧复合材料层和所述第1极外侧复合材料层各自中，在除所述第1极芯体暴露部所存在的所述卷绕方向上的范围之外的所述卷绕方向上的两个以上的位置，所述第1极复合材料单位量不同，
所述第2极内侧复合材料层和所述第2极外侧复合材料层分别具有随着向所述卷绕方向上的卷绕结束侧去而所述第2极复合材料单位量发生变动的变动部。
2.根据权利要求1所述的卷绕型电极体，其中，
在所述第1极内侧复合材料层和所述第1极外侧复合材料层各自中，所述卷绕开始区域中的所述第1极复合材料单位量即第1极卷绕开始复合材料单位量无论所述卷绕方向上的位置如何都大致恒定，另一方面，比所述第1极芯体暴露部靠所述卷绕结束侧的卷绕结束区域中的所述第1极复合材料单位量即第1极卷绕结束复合材料单位量无论所述卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且比所述第1极卷绕开始复合材料单位量大，
在所述第2极内侧复合材料层和所述第2极外侧复合材料层各自中，所述卷绕开始相对区域中的所述第2极复合材料单位量即第2极卷绕开始复合材料单位量无论所述卷绕方向上的位置如何都大致恒定，另一方面，隔着所述分隔件与所述卷绕结束区域相对的卷绕结束相对区域中的所述第2极复合材料单位量即第2极卷绕结束复合材料单位量无论所述卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且比所述第2极卷绕开始复合材料单位量大。
3.根据权利要求1所述的卷绕型电极体，其中，
在所述第1极内侧复合材料层和所述第1极外侧复合材料层各自中，所述卷绕开始区域中的所述第1极复合材料单位量即第1极卷绕开始复合材料单位量随着向所述卷绕方向上的卷绕结束侧去而逐渐变大，
在所述第2极内侧复合材料层和所述第2极外侧复合材料层各自中，所述卷绕开始相对区域中的所述第2极复合材料单位量即第2极卷绕开始复合材料单位量随着向所述卷绕方向上的卷绕结束侧去而逐渐变大。
4.根据权利要求3所述的卷绕型电极体，其中，
比所述芯体暴露部靠所述卷绕结束侧的卷绕结束区域中的所述第1极复合材料单位量即第1极卷绕结束复合材料单位量无论所述卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且是所述第1极卷绕开始复合材料单位量的最大值以上，
隔着所述分隔件与所述卷绕结束区域相对的卷绕结束相对区域中的所述第2极复合材料单位量即第2极卷绕结束复合材料单位量无论所述卷绕方向上的位置如何都大致恒定，并且是所述第2极卷绕开始复合材料单位量的最大值以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的卷绕型电极体，其中，
该卷绕型电极体包括具有绝缘性的绝缘带，该绝缘带在所述第1极内侧复合材料层位于所述第1极引线的所述卷绕方向上的两侧的情况下，粘贴于所述第1极引线、以及所述第1极内侧复合材料层中的位于所述第1极芯体暴露部的所述卷绕方向上的两侧的部分，并覆盖所述第1极引线的一部分，另一方面，在所述第1极外侧复合材料层位于所述第1极引线的所述卷绕方向上的两侧的情况下，粘贴于所述第1极引线、以及所述第1极外侧复合材料层中的位于所述第1极芯体暴露部的所述卷绕方向上的两侧的部分，并覆盖所述第1极引线的一部分。
6.一种非水电解质二次电池，其中，
该非水电解质二次电池具有：
电池壳体，其在内部具有室；
权利要求1～5中任一项所述的卷绕型电极体，其被收纳于所述室；以及
非水电解质，其被收纳于所述室。
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