Герметичная аккумуляторная батарея

Герметичная аккумуляторная батарея

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к герметичной аккумуляторной батарее и, в частности, к прямоугольной герметичной аккумуляторной батарее, включающей в себя слоистый электродный блок с конструкцией, в которой поочередно наслоены множество листов положительного и отрицательного электродов.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] Герметичные аккумуляторные батареи, к примеру, литий-ионные аккумуляторные батареи и никель-металлогидридные аккумуляторные батареи, используются не только в качестве так называемых портативных источников питания для компьютеров, мобильных терминалов и т.п., но и в последние годы предпочтительно используются в качестве источников питания для приведения в движение транспортных средств. В частности, легкие литий-ионные аккумуляторные батареи с высокой плотностью энергии являются предпочтительными в качестве источника питания с высокой выходной мощностью для приведения в движение транспортного средства, такого как электротранспортное средство (EV), гибридное транспортное средство со штепсельным соединением для заряда от внешнего источника (PHV) и гибридное транспортное средство (HV), и поэтому ожидается увеличение спроса на них в будущем. Герметичная аккумуляторная батарея представляет собой батарею с такой конструкцией, в которой электродный блок, имеющий в своем составе положительные и отрицательные электроды и электролит, заключен в прямоугольном (коробчатом) жестком кожухе, изготовленном обычно из металла, а проем кожуха герметизирован. В качестве примера общей формы электродного блока, заключенного в герметичной аккумуляторной батарее, можно привести так называемый слоистый электродный блок с конструкцией, в которой прямоугольные листовые положительные и отрицательные электроды (в дальнейшем называемые "листами положительного электрода" и "листами отрицательного электрода") поочередно наслоены с размещенными между ними сепараторами. Поскольку емкость батареи в расчете на единицу объема является относительно большой, слоистый электродный блок с такой конструкцией представляет собой подходящий для приведения в движение транспортного средства источник питания, от которого требуются большая емкость и высокая выходная мощность, и размер батареи или емкость батареи можно легко регулировать посредством увеличения или уменьшения числа наслоенных листов положительного и отрицательного электродов. Например, в публикации заявки на патент Японии № 2015-210922 (JP 2015-210922 А) описывается пример слоистого электродного блока, входящего в состав литий-ионной аккумуляторной батареи с герметичной конструкцией. Раскрытый в JP 2015-210922 А слоистый электродный блок обладает особенностью токоотводящей конструкции, в которой наслаиваемые листы положительного электрода и листы отрицательного электрода выполняют таким образом, что из частей краев листов выступают лепестковые выводы, и после того, как слоистый электродный блок сформирован, лепестковые выводы положительных и отрицательных электродов накладываются и соединяются с контактными выводами положительных и отрицательных электродов для внешнего соединения.

[0003] Между тем, поскольку слоистый электродный блок имеет конструкцию, в которой листы положительного электрода и листы отрицательного электрода поочередно наслоены с размещенными между ними сепараторами, конструктивная стабильность является относительно низкой. Следовательно, чтобы поддерживать высокоскоростные заряд и разряд, подходящие для источника питания для приведения в движение транспортного средства в течение длительного времени, важно, чтобы конструкция слоистого электродного блока стабильно поддерживалась в кожухе герметичной батареи. Например, чтобы предотвращать встряхивание слоистого электродного блока в кожухе, между размещенным в кожухе слоистым электродным блоком и внутренней стенкой кожуха размещается прокладка (регулирующий толщину элемент), чтобы заполнять зазор, что описывается в JP 2015-210922 А. Помимо этого, чтобы минимизировать позиционное отклонение между наслоенными листами положительного и отрицательного электродов, от одной широкой поверхности (одной боковой поверхности на одном из концов слоистого электродного блока согласно форме листов положительного и отрицательного электродов в направлении наслаивания, идентично далее) к другой широкой поверхности прикрепляется удерживающая лента, накрывающая поверхность пакета (боковую поверхность слоистого электродного блока в направлении наслаивания листов положительного и отрицательного электрода, идентично далее) слоистого электродного блока.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Тем не менее, конструкция для поддержания слоистого электродного блока в описанном в JP 2015-210922 А аспекте не является удовлетворительной, когда он установлен в транспортном средстве, которое вибрирует при движении, и по-прежнему имеется пространство для улучшения. Кроме того, токоотводящая конструкция (конструкция с лепестковыми выводами) слоистого электродного блока в описанном в JP 2015-210922 А аспекте не является удовлетворительной в качестве источника питания для приведения в движение транспортного средства, которому требуются быстрые, высокоскоростные заряд и разряд относительно сильным током при движении с вибрацией, и также имеется пространство для улучшения токоотводящей конструкции. Настоящее изобретение относится к герметичной аккумуляторной батарее, включающей в себя слоистый электродный блок, которая является особенно подходящей в качестве источника питания для приведения в движение транспортного средства (бортовой аккумуляторной батареи) и позволяет получать высокую емкость. Настоящее изобретение предоставляет герметичную аккумуляторную батарею с токоотводящей конструкцией, которая имеет выгодную конструктивную стабильность (устойчивость) при монтаже в транспортном средстве и превосходные характеристики высокоскоростного заряда и разряда.

[0005] Настоящее изобретение предлагает аккумуляторную батарею с герметичной конструкцией (герметичную аккумуляторную батарею), которая включает в себя слоистый электродный блок с конструкцией, в которой положительный электрод, включающий в себя прямоугольный листовой токоотвод положительного электрода и сформированный на этом токоотводе слой активного материала положительного электрода, и отрицательный электрод, включающий в себя прямоугольный листовой токоотвод отрицательного электрода и сформированный на этом токоотводе слой активного материала отрицательного электрода, поочередно наслоены с сепаратором между ними, электролит и прямоугольный кожух. В герметичной аккумуляторной батарее по данному аспекту настоящего изобретения прямоугольный кожух включает в себя тело кожуха, в котором заключены слоистый электродный блок и электролит, и крышку для закрытия проема кожуха. Помимо этого, на одном конце каждого из положительного электрода и отрицательного электрода в направлении длинной стороны образована открытая часть токоотвода, не имеющая слоя активного материала, в направлении короткой стороны. Следовательно, слоистый электродный блок имеет конфигурацию, в которой открытые части токоотводов положительных электродов наслоены на одном конце в направлении длинной стороны, а открытые части токоотводов отрицательных электродов наслоены на другом конце в направлении длинной стороны. При этом отводящая ток положительных электродов деталь и отводящая ток отрицательных электродов деталь прикреплены к стороне внутренней поверхности крышки кожуха. Часть отводящей ток положительных электродов детали и часть наслоенных открытых частей токоотводов положительных электродов соединены между собой, и часть отводящей ток отрицательных электродов детали и часть наслоенных открытых частей токоотводов отрицательных электродов соединены между собой.

[0006] В герметичной аккумуляторной батарее, имеющей вышеуказанную конфигурацию, открытая часть токоотвода положительного электрода и открытая часть токоотвода отрицательного электрода слоистого электродного блока с вышеуказанной конфигурацией соединены (обычно соединены сваркой) с соответственно отводящей ток положительных электродов деталью и отводящей ток отрицательных электродов деталью, прикрепленным к стороне внутренней поверхности крышки. Таким образом, внутри прямоугольного кожуха заключен слоистый электродный блок, который объединен с крышкой через отводящую ток положительных электродов деталь и отводящую ток отрицательных электродов деталь. Поэтому в герметичной аккумуляторной батарее с данной конфигурацией можно зафиксировать положение и ориентацию слоистого электродного блока в кожухе батареи, в котором крышка и тело кожуха соединены между собой и герметизированы. В результате можно предотвратить встряхивание слоистого электродного блока внутри кожуха. Таким образом, в герметичной аккумуляторной батарее с данной конфигурацией можно реализовывать предпочтительную конструктивную стабильность слоистого электродного блока.

[0007] Помимо этого, в одном аспекте раскрытой здесь герметичной аккумуляторной батареи участок соединения между отводящей ток положительных электродов деталью и открытой частью токоотвода положительного электрода и участок соединения между отводящей ток отрицательных электродов деталью и открытой частью токоотвода отрицательного электрода сформированы в положениях, при которых, когда полная длина в направлении короткой стороны каждой из открытых частей токоотводов положительного электрода и отрицательного электрода с использованием конца рядом с крышкой в качестве начальной точки задана как L, расстояние от конца рядом с крышкой в направлении короткой стороны меньше L/2. В герметичной аккумуляторной батарее с вышеуказанной конфигурацией участки соединения слоистого электродного блока со стороны положительного электрода и со стороны отрицательного электрода сформированы в положениях, при которых расстояние от конца рядом с крышкой (в общем, с верхней поверхностью прямоугольного кожуха, когда батарея используется обычным образом) в направлении короткой стороны меньше L/2. Другими словами, участок сварки в смотанном электродном блоке, объединенном с крышкой, сформирован на стороне рядом с крышкой. Авторы изобретения подробно проанализировали взаимозависимость между участком соединения между слоистым электродным блоком и отводящей ток положительных электродов деталью и участком соединения между слоистым электродным блоком и отводящей ток отрицательных электродов деталью и внутренним сопротивлением батареи. В результате было обнаружено, что внутреннее сопротивление (сопротивление элементов внутри батареи) сильно изменяется в зависимости от положения (т.е. расстояния в направлении короткой стороны), в котором сформированы участки соединения. Таким образом, в герметичной аккумуляторной батарее с данной конфигурацией, когда участок соединения между слоистым электродным блоком и отводящей ток положительных электродов деталью и участок соединения между слоистым электродным блоком и отводящей ток отрицательных электродов деталью предусмотрены в положениях, при которых расстояние в направлении короткой стороны меньше L/2, можно минимизировать внутреннее сопротивление батареи. Поэтому в герметичной аккумуляторной батарее с данной конфигурацией можно реализовывать выгодную токоотводящую конструкцию слоистого электродного блока.

[0008] Кроме того, если участки соединения предусмотрены в описанных выше положениях, когда в кожухе выделяется газ (обычно образующийся при разложении электролита) вследствие неожиданного анормального состояния, такого как анормальный нагрев в случае избыточного заряда или внутреннего короткого замыкания, участки соединения (и их окрестности), предусмотренные на стороне рядом с крышкой (т.е. смежной с крышкой), могут служить в качестве помех (барьеров) на пути потока, по которому выделившийся в слоистом электродном блоке газ вытекает наружу из электродного блока. Следовательно, бóльшая часть выделившегося в слоистом электродном блоке газа обязательно вытекает из части электродного блока наружу через крышку, и можно предотвратить накопление выделившихся внутри слоистого электродного блока газов со стороны крышки. Соответственно, в дополнение к конструктивной стабильности, может быть реализован более высокий уровень безопасности.

[0009] В другой форме герметичной аккумуляторной батареи раскрытого здесь аспекта участок соединения между отводящей ток положительных электродов деталью и открытой частью токоотвода положительного электрода и участок соединения между отводящей ток отрицательных электродов деталью и открытой частью токоотвода отрицательного электрода могут быть сформированы в положениях, при которых расстояние от конца рядом с крышкой в направлении короткой стороны меньше L/4. В такой конфигурации можно дополнительно минимизировать внутреннее сопротивление батареи, и может быть реализована более выгодная токоотводящая конструкция.

[0010] В еще одной форме герметичной аккумуляторной батареи раскрытого здесь аспекта участок соединения между отводящей ток положительных электродов деталью и открытой частью токоотвода положительного электрода и участок соединения между отводящей ток отрицательных электродов деталью и открытой частью токоотвода отрицательного электрода могут быть сформированы в положениях, при которых, когда общая толщина слоистого электродного блока в направлении наслаивания задана как D, расстояние от конца рядом с крышкой в направлении короткой стороны составляет D/2 или менее. В такой конфигурации можно дополнительно минимизировать внутреннее сопротивление батареи, и может быть реализована более выгодная токоотводящая конструкция.

[0011] Сепаратор раскрытого здесь слоистого электродного блока может включать в себя адгезив для улучшения адгезии к обращенному к нему положительному или отрицательному электроду. Когда в качестве сепаратора слоистого электродного блока используется сепаратор, включающий в себя адгезив (в дальнейшем называемый "сепаратором с адгезивом"), можно дополнительно минимизировать позиционное отклонение между наслоенными листами положительного электрода и отрицательного электрода. Следовательно, можно дополнительно повысить конструктивную стабильность слоистого электродного блока в прямоугольном кожухе. При этом сепаратор может представлять собой независимый и отдельный элемент, отличающийся от положительного электрода и отрицательного электрода, или может быть выполнен заодно в виде слоя на поверхностях положительного электрода и/или отрицательного электрода заранее.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0012] Ниже будут описаны признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы и на которых:

Фиг. 1 – вид в перспективе, схематично показывающий внешний вид герметичной аккумуляторной батареи (литий-ионной аккумуляторной батареи) согласно варианту осуществления;

Фиг. 2 – пояснительный рисунок, схематично показывающий конструктивные элементы слоистого электродного блока согласно варианту осуществления;

Фиг. 3 – вид в перспективе, схематично показывающий конфигурацию слоистого электродного блока согласно варианту осуществления;

Фиг. 4 – рисунок, описывающий сборку объединенного с крышкой токоотводного узла и слоистого электродного блока согласно варианту осуществления;

Фиг. 5 – вид спереди, схематично показывающий участки соединения между отводящими ток положительных и отрицательных электродов деталями и открытыми частями токоотводов положительного и отрицательного электродов согласно варианту осуществления;

Фиг. 6 – вид сбоку со стороны положительного электрода, схематично показывающий участки соединения между отводящими ток положительных и отрицательных электродов деталями и открытыми частями токоотводов положительного и отрицательного электрода согласно варианту осуществления;

Фиг. 7 – вид спереди, схематично показывающий состояние, в котором объединенный с крышкой токоотводный узел и слоистый электродный блок устанавливаются в теле кожуха согласно одному варианту осуществления;

Фиг. 8 – вид спереди, схематично показывающий состояние, в котором объединенный с крышкой токоотводный узел и слоистый электродный блок устанавливаются в теле кожуха согласно другому варианту осуществления;

Фиг. 9 – рисунок, описывающий форму листа сепаратора и состояние размещения листов положительного и отрицательного электродов согласно другому варианту осуществления; и

Фиг. 10 показывает график, горизонтальная ось которого представляет участок соединения (мм) между отводящими ток положительных и отрицательных электродов деталями и открытыми частями токоотводов положительного и отрицательного электродов, а вертикальная ось которого представляет значение сопротивления элементов (мкОм).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0013] В качестве примера описанной здесь герметичной аккумуляторной батареи ниже со ссылкой на чертежи подробно описывается предпочтительный вариант осуществления литий-ионной аккумуляторной батареи. Компоненты, отличные от конкретно упомянутых в этом подробном описании, которые требуются для реализации, могут быть поняты специалистами в данной области техники в качестве конструктивных аспектов на основе предшествующего уровня техники. Настоящее изобретение может быть реализовано на основе содержания, раскрытого в этом подробном описании, и общеизвестных технических знаний в данной области техники. Хотя нижеприведенный вариант осуществления относится к литий-ионной аккумуляторной батареи, варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены литий-ионной аккумуляторной батареей, и настоящее изобретение может надлежащим образом применяться к другим герметичным вторичным батареям, например, к конденсатору с двойным электрическим слоем, литий-ионному конденсатору и натрий-ионной аккумуляторной батарее. В этом подробном описании "активный материал" означает вещество, участвующее в поглощении и высвобождении носителей заряда (например, ионов лития в литий-ионной аккумуляторной батарее) на стороне положительного электрода или на стороне отрицательного электрода. При этом диапазон числовых значений A-B (A и B являются произвольными числами) в этом подробном описании указывает A или более и B или менее.

[0014] В качестве примера раскрытой здесь герметичной аккумуляторной батареи ниже примерно иллюстрируется литий-ионная аккумуляторная батарея в форме, в которой слоистый электродный блок и электролит (в данном варианте осуществления – неводный электролит) заключены в прямоугольном кожухе (т.е. коробчатой формы в виде прямоугольного параллелепипеда). Размеры (длина, ширина, толщина и т.п.) на чертежах не отражают фактические размеры. Помимо этого, конструктивные элементы и детали, имеющие идентичные функции, обозначаются идентичными ссылочными номерами, а их избыточные описания исключаются или упрощаются.

[0015] Как показано на фиг. 1, литий-ионная батарея 10 согласно настоящему варианту осуществления представляет собой герметичную аккумуляторную батарею, имеющую конфигурацию, в которой плоский слоистый электродный блок 50 (см. фиг. 3), который будет описан ниже, заключен в плоском прямоугольном кожухе 12 (т.е. внешнем контейнере батареи 10), соответствующем форме слоистого электродного блока 50, вместе с электролитом (не показан, здесь – неводным электролитом). Прямоугольный кожух 12 включает в себя тело 14 кожуха, имеющее коробчатую форму (т.е. форму прямоугольного параллелепипеда с дном), один конец которого (соответствующий верхней поверхности в состоянии обычного использования батареи 10) является открытым (т.е. имеет проем), и крышку 16, которая прикреплена к проему и включает в себя прямоугольную пластинчатую деталь, которая закрывает этот проем. Когда крышка 16 приваривается по периметру проема тела 14 кожуха, образуется прямоугольный кожух 12, имеющий шестигранную герметичную конструкцию, включающую в себя пару широких поверхностей кожуха, которые обращены к широкой поверхности плоского слоистого электродного блока, и четыре прямоугольных боковых поверхности (т.е. крышка 16 выполнена на одной верхней поверхности из них), смежных с широкой поверхностью кожуха. Хотя они не ограничены конкретным образом, в качестве предпочтительных примеров размеров прямоугольного кожуха батареи этого типа можно привести длину от 80 мм до 200 мм для длинной стороны тела 14 кожуха и крышки 16; длину от 8 мм до 40 мм для короткой стороны тела 14 кожуха и крышки 16 (т.е. толщину кожуха 12); и высоту от 70 мм до 150 мм для кожуха 12. Размер слоистого электродного блока может быть охарактеризован как размер, при котором слоистый электродный блок может быть заключен в используемом прямоугольном кожухе, и не ограничен конкретным образом.

[0016] Материалы прямоугольного кожуха 12 (тела 14 кожуха и крышки 16) могут быть идентичными материалам, используемым в герметичных аккумуляторных батареях уровня техники, и не ограничены конкретным образом. Кожух 12, который в основном включает в себя легкий металлический материал с подходящей теплопроводностью, является предпочтительным. Примеры таких металлических материалов включают алюминий, нержавеющую сталь и никелированную сталь. Как показано на фиг. 1, контактный вывод 18 отрицательного электрода и контактный вывод 20 положительного электрода для внешнего соединения выполнены заодно на стороне внешней поверхности крышки 16. К этим внешним контактным выводам 18 и 20 положительного и отрицательного электродов могут быть подключены контактные выводы внешнего соединения, имеющие соответствующие формы, согласно виду применения литий-ионной аккумуляторной батареи 10 по настоящему варианту осуществления. При этом между обоими контактными выводами 18 и 20 крышки 16 образованы тонкостенный предохранительный клапан 40, выполненный с возможностью сбрасывать внутреннее давление, когда внутреннее давление в кожухе 12 увеличивается до предварительно заданного уровня или выше, и отверстие 42 для впрыска жидкости, через которое подается неводный электролит. Фиг. 1 показывает состояние после завершения впрыскивания жидкости, и отверстие 42 для впрыска жидкости запечатано герметизирующим материалом 43. При этом механизм действия предохранительного клапана 40 и вид герметизации отверстия для впрыска жидкости идентичны таковым у батарей этого типа в уровне техники, и специальные конфигурации не являются обязательными.

[0017] Как показано на фиг. 2, слоистый электродный блок 50 по настоящему варианту осуществления имеет конфигурацию, в которой прямоугольный лист 51 положительного электрода и лист 55 отрицательного электрода, имеющий идентичную прямоугольную форму с листом 51 положительного электрода, поочередно наслоены с размещенным между ними листовым сепаратором 58, имеющим идентичную прямоугольную форму. В листе 51 положительного электрода слой 53 активного материала положительного электрода сформирован на обеих поверхностях длинного листового токоотвода 52 положительного электрода. В листе 55 отрицательного электрода слой 57 активного материала отрицательного электрода сформирован на обеих поверхностях длинного листового токоотвода 56 отрицательного электрода. Тем не менее, как показано на фиг. 2, на одном конце прямоугольного токоотвода 52 положительного электрода в направлении длинной стороны образована открытая часть 52A токоотвода положительного электрода, не имеющая слоя 53 активного материала положительного электрода, в форме полоски в направлении короткой стороны. Аналогично, на другом конце прямоугольного токоотвода 56 отрицательного электрода в направлении длинной стороны образована открытая часть 56A токоотвода отрицательного электрода, не имеющая слоя 57 активного материала отрицательного электрода, в форме полоски в направлении короткой стороны.

[0018] Как показано на фиг. 2 и фиг. 3, лист 51 положительного электрода и лист 55 отрицательного электрода наслаиваются таким образом, что они немного сдвинуты по положению друг от друга в направлении длинной стороны, и открытая часть 52A токоотвода положительного электрода выступает из одного конца сепаратора 58 в направлении длинной стороны, а открытая часть 56A токоотвода отрицательного электрода выступает из другого конца. В результате, как показано на фиг. 3, на одном конце и другом конце слоистого электродного блока 50 в направлении длинной стороны образуются соответственно участок, на котором наслаиваются открытые части 52A токоотводов положительных электродов, и участок, на котором наслаиваются открытые части 56A токоотводов отрицательных электродов. При этом в слоистом электродном блоке 50 по настоящему варианту осуществления, с учетом выгодного и стабильного поглощения и высвобождения носителей заряда, предпочтительно, чтобы размер слоя 57 активного материала отрицательного электрода в направлении длинной стороны задавался большим, чем размер слоя 53 активного материала положительного электрода в направлении длинной стороны. Помимо этого, чтобы надежно осуществить изоляцию между слоем 53 активного материала положительного электрода и слоем 57 активного материала отрицательного электрода, размер сепаратора 58 в направлении длинной стороны предпочтительно задается большим, чем эти размеры в направлении его длинной стороны. Эти компоненты подробнее описываются ниже.

[0019] В качестве материалов и элементов положительных и отрицательных электродов слоистого электродного блока 50 могут использоваться без ограничения материалы и элементы, используемые в обычных литий-ионных аккумуляторных батареях предшествующего уровня техники. Например, в качестве токоотвода 52 положительного электрода могут использоваться без конкретного ограничения токоотводы положительного электрода, используемые в литий-ионных аккумуляторных батареях этого типа. Обычно предпочтителен металлический токоотвод положительного электрода с подходящей проводимостью. Например, может использоваться металлический материал, такой как алюминий, никель, титан и нержавеющая сталь. В частности, предпочтительным является алюминий (например, алюминиевая фольга). Толщина токоотвода 52 положительного электрода не ограничена конкретным образом. Тем не менее, с учетом баланса между удельной емкостью батареи и прочностью токоотвода, предпочтительна толщина примерно от 5 мкм до 50 мкм, и более предпочтительна примерно от 8 мкм до 30 мкм.

[0020] В качестве примеров активного материала положительного электрода можно привести, например, сложные оксиды металлов и лития со слоистой структурой, шпинельной структурой или т.п. (например, LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂, LiNiO₂, LiCoO₂, LiFeO₂, LiMn₂O₄, LiNi_0,5Mn_1,5O₄, LiCrMnO₄ и LiFePO₄). Например, сложный оксид LiNiCoMn (например, LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂) является предпочтительным примером, поскольку он имеет превосходную термостойкость и высокую плотность энергии. Альтернативно, в качестве предпочтительного примера можно привести сложный оксид лития-марганца со шпинельной структурой. В качестве его примеров можно привести LiMn₂O₄, LiCrMnO₄, LiNi_0,5Mn_1,5O₄ и т.п. Поскольку такие активные материалы положительного электрода представляют собой активные материалы положительного электрода с высоким потенциалом, с которыми может быть реализовано напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) согласно стандарту металлического лития (относительно Li/Li⁺) в 4,3 В или более, они представляют собой подходящие активные материалы положительного электрода. Слой 53 активного материала положительного электрода может содержать прочие компоненты, отличные от активного материала положительного электрода, например, проводящий материал и связующее. В качестве проводящего материала, могут надлежащим образом использоваться углеродная сажа, к примеру, ацетиленовая сажа (АС) и другие углеродные материалы (такие как графит). В качестве связующего может использоваться поливинилиденфторид (ПВДФ). Толщина слоя 53 активного материала положительного электрода в общем составляет 10 мкм или более (например, 50 мкм или более) и может составлять 200 мкм или менее (например, 100 мкм или менее). Помимо этого, плотность слоя 53 активного материала положительного электрода не ограничена конкретным образом, но, в общем, составляет 1,5 г/см³ или более (например, 2 г/см³ или более), и может составлять 4,5 г/см³ или менее (например, 4,2 г/см³ или менее). Слой 53 активного материала положительного электрода с такой конфигурацией может обеспечить высокие характеристики батареи (например, высокие плотность энергии и плотность мощности). Слой 53 активного материала положительного электрода может быть сформирован, когда активный материал положительного электрода и используемый при необходимости материал (к примеру, проводящий материал и связующее) растворяют в соответствующем растворителе (например, в N-метил-2-пирролидоне, NMP), приготавливая пастообразный (или шламоподобный) композит, надлежащее количество этого композита наносят на поверхность токоотвода 52 положительного электрода и выполняют сушку. Помимо этого, когда при необходимости выполняют соответствующее прижатие, можно регулировать свойства (например, среднюю толщину, плотность и пористость) слоя 53 активного материала положительного электрода.

[0021] Между тем, в качестве токоотвода 56 отрицательного электрода могут использоваться без конкретного ограничения токоотводы отрицательного электрода, используемые в литий-ионной аккумуляторной батарее этого типа. Обычно предпочтительным является металлический токоотвод отрицательного электрода с подходящей проводимостью. Например, может использоваться медь (например, медная фольга) и сплав, который в основном содержит медь. Толщина токоотвода 56 отрицательного электрода не ограничена конкретным образом. Тем не менее, с учетом баланса между удельной емкостью батареи и прочностью токоотвода, предпочтительна толщина примерно от 5 мкм до 50 мкм, а более предпочтительна – примерно от 8 мкм до 30 мкм.

[0022] В качестве активного материала отрицательного электрода могут использоваться без конкретного ограничения один либо два или более типов материала, используемого в литий-ионных аккумуляторных батареях уровня техники. Например, в качестве иллюстративных примеров можно привести дисперсный (или сферический, чешуйчатый) углеродный материал, по меньшей мере часть которого имеет структуру графита (слоистую структуру), сложный оксид лития-переходного металла (например, сложный оксид лития-титана, такой как Li₄Ti₅O₁₂) и сложный нитрид лития-переходного металла. Углеродный материал, например, можно легко проиллюстрировать примерами натурального графита, искусственного графита (синтетического графита), неграфитизируемого углерода (твердого углерода), легко графитизируемого углерода (мягкого углерода) и т.п. Альтернативно, могут использоваться частицы углерода в форме, в которой частицы графита в качестве ядер закрыты (покрыты) аморфным углеродным материалом. Слой 57 активного материала отрицательного электрода может при необходимости содержать необязательные компоненты, такие как связующее и загуститель, в дополнение к активному материалу отрицательного электрода. В качестве связующего и загустителя могут надлежащим образом использоваться связующее и загуститель, используемые в отрицательных электродах литий-ионных аккумуляторных батарей этого типа уровня техники. Например, в качестве связующего может использоваться стиролбутадиеновый каучук (СБК) или т.п. В качестве загустителя и т.п. может надлежащим образом использоваться карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ). Толщина слоя 57 активного материала отрицательного электрода в общем составляет 20 мкм или более (например, 50 мкм или более), а предпочтительно 200 мкм или менее (например, 100 мкм или менее). Помимо этого, плотность слоя 57 активного материала отрицательного электрода не ограничена конкретным образом и, в общем, составляет 0,5 г/см³ или более (например, 1 г/см³ или более), а предпочтительно примерно 2 г/см³ или менее (например, 1,5 г/см³ или более). Слой 57 активного материала отрицательного электрода может быть сформирован, когда активный материал отрицательного электрода и используемый при необходимости материал (к примеру, связующее) растворяют в соответствующем растворителе (например, в деионизированной воде), приготавливая пастообразный (или шламоподобный) композит, надлежащее количество этого композита наносят на поверхность токоотвода 56 отрицательного электрода и выполняют сушку. Помимо этого, когда при необходимости выполняют соответствующее прижатие, можно регулировать свойства (например, среднюю толщину, плотность и пористость) слоя 57 активного материала отрицательного электрода.

[0023] В качестве сепаратора 58 может использоваться без конкретного ограничения сепаратор, включающий известный в уровне техники пористый лист. Например, в качестве иллюстративных примеров можно привести пористый лист (такой как пленка и нетканое полотно), изготовленный из полиолефиновой смолы, такой как полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП) или т.п. Пористый лист может иметь однослойную структуру или может иметь структуру с двумя или более слоями (например, трехслойную структуру, в которой слой ПП наложен на обеих поверхностях слоя ПЭ). Помимо этого, может использоваться конфигурация, в которой на одной поверхности или обеих поверхностях пористого листа предусмотрен пористый термостойкий слой. Термостойкий слой, например, может быть слоем (называемый "слоем наполнителя"), содержащим неорганический наполнитель и связующее. В качестве неорганического наполнителя, например, может предпочтительно использоваться глинозем, бемит, кремнезем и т.п. Толщина сепаратора не ограничена, но предпочтительно задается в диапазоне, например, от 10 мкм до 40 мкм.

[0024] В качестве используемого сепаратора 58 особенно предпочтителен сепаратор с адгезивом, посредством которого может быть улучшена адгезия к обращенному к нему листу 51 положительного электрода (главным образом слою 53 активного материала положительного электрода) или листу 55 отрицательного электрода (главным образом слою 57 активного материала отрицательного электрода). Когда в состав входит адгезив, можно увеличить адгезионную прочность по отношению к по меньшей мере одному (или обоим) из наслаиваемых листа 51 положительного электрода и листа 55 отрицательного электрода. В результате можно минимизировать позиционное отклонение между наслаиваемыми листами 51 и 55 положительного и отрицательного электродов и можно повысить конструктивную стабильность слоистого электродного блока 50. Вид сепаратора с адгезивом не ограничен конкретным образом, и могут использоваться различные его виды. Например, в качестве иллюстративных примеров можно привести сепаратор, в котором адгезивный слой, включающий в себя адгезивный компонент с клейким (или липким) полимерным соединением, таким как фторкаучук, акриловая смола, полиамидная смола, полиимидная смола или полиуретановая смола, сформирован на поверхности подложки, включающей в себя изготовленный из полиолефина пористый лист. Толщина адгезивного слоя не ограничена конкретным образом и подходящим образом составляет примерно от 0,2 мкм до 1,0 мкм.

[0025] Слоистый электродный блок 50 образуется, когда наслаивают требуемое число наборов из листа 51 положительного электрода, листа 55 отрицательного электрода и сепаратора 58 (предпочтительно, сепаратора с адгезивом), имеющих вышеуказанную конфигурацию, и прикладывают соответствующее давление в направлении наслаивания. В этом случае, когда при необходимости выполняют теплое прессование при требуемой температуре, можно улучшать адгезию между сепаратором (в частности, сепара