CN111033870A - 非水电解质二次电池 - Google Patents
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Abstract
非水电解质二次电池具备卷绕式电池组和非水电解质。正极具备:具备第一主面和位于第一主面的相反侧的第二主面的正极集电体、以及担载于第一主面和第二主面的正极活性物质层,第一主面包含面向负极且未担载正极活性物质层的第一露出部。正极引线与第一露出部连接,且具有从第一露出部突出的引出部、以及与第一露出部重叠的重复部。第一露出部的至少一部分与前述重复部的至少一部分一同被正极绝缘胶带覆盖。正极绝缘胶带包含基材、粘接于第一露出部和重复部的第一层、以及夹设在基材与第一层之间的第二层,第二层会因超过阈值地被加热而发生膨胀。
Description
技术领域
本发明涉及具备对连接于正极的正极引线进行保护的正极绝缘胶带的非水电解质二次电池。
背景技术
在非水电解质二次电池中,正极具备正极集电体和担载于正极集电体的正极活性物质层。正极集电体中形成有不具有正极活性物质层的第一露出部,正极引线的长度方向的一个端部与第一露出部连接。正极引线的另一个端部与电池的正极端子连接。正极与正极端子借助正极引线进行电连接。由于对电池组的构成要素施加大的压力,因此从抑制内部短路的观点出发,正极引线的一个端部被正极绝缘胶带覆盖(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2016/121339号
发明内容
非水电解质二次电池发生外部短路而发热时,有时热集中于正极引线。若被加热的正极引线与负极接触,则可能发生电池的故障。
本发明的一个方案涉及一种非水电解质二次电池,其具备卷绕式电池组和非水电解质,前述卷绕式电池组具备正极、负极、夹设在前述正极与前述负极之间的分隔件、与前述正极电连接的正极引线、以及覆盖前述正极的一部分的正极绝缘胶带,并且,前述卷绕式电池组通过将前述正极与前述负极夹着前述分隔件进行卷绕而形成,前述正极具备:具备第一主面和位于前述第一主面的相反侧的第二主面的正极集电体、以及担载于前述第一主面和前述第二主面的正极活性物质层,前述第一主面包含面向前述负极且未担载前述正极活性物质层的第一露出部,前述正极引线与前述第一露出部连接,且具有从前述第一露出部突出的引出部、以及与前述第一露出部重叠的重复部,前述第一露出部的至少一部分与前述重复部的至少一部分一同被前述正极绝缘胶带覆盖,前述正极绝缘胶带包含基材、粘接于前述第一露出部和前述重复部的第一层、以及夹设在前述基材与前述第一层之间的第二层,前述第二层会因超过阈值地被加热而发生膨胀。
根据本发明所述的非水电解质二次电池,在发生外部短路的情况下,正极引线的热也不易传递至负极,因此故障得到抑制。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所述的非水电解质二次电池中使用的带状正极的主要部分的俯视图。
图2是本发明的一个实施方式所述的非水电解质二次电池中使用的卷绕式电池组的截面图。
图3是将图1的正极与负极重叠的状态的基于II-II线的向视截面图。
图4是本发明的一个实施方式所述的圆筒型的非水电解质二次电池的概略纵向截面图。
具体实施方式
[非水电解质二次电池]
本发明的一个实施方式所述的非水电解质二次电池(以下有时简称为电池)具备卷绕式电池组和非水电解质。卷绕式电池组具备正极、负极、夹设在正极与负极之间的分隔件、与正极电连接的正极引线、以及覆盖正极的一部分的正极绝缘胶带,所述卷绕式电池组通过将正极与负极夹着分隔件进行卷绕而形成。正极具备:具备第一主面和位于第一主面的相反侧的第二主面的正极集电体、以及至少担载于第一主面的正极活性物质层。此外,第一主面具有面向负极且未担载正极活性物质层的第一露出部。
正极引线与第一露出部连接,且具有从第一露出部突出的引出部、以及与第一露出部重叠的重复部。第一露出部的至少一部分与重复部的至少一部分一同被正极绝缘胶带覆盖。正极绝缘胶带包含基材、与第一露出部和重复部粘接的第一层、以及夹设在基材与第一层之间的第二层。第二层会因超过阈值地被加热而发生膨胀。
锂离子二次电池等非水电解质二次电池中,为了取出电而使电池组的正极连接正极引线,使负极连接负极引线,分别与电池的正极端子和负极端子连接。正极引线未担载正极活性物质层,并与正极集电体所露出的第一露出部连接。与正极引线的第一露出部连接的部分(重复部)被正极绝缘胶带覆盖。由此,内部短路得到抑制。
另一方面,有时会意外地发生电池的外部短路。此时,有时电池会异常发热,热集中于正极引线。若被加热的正极引线与负极接触,则可能发生电池的故障。
本实施方式中,使用包含基材、与第一露出部和重复部粘接的第一层、以及夹设在基材与第一层之间的第二层的正极绝缘胶带来覆盖正极引线的重复部的至少一部分。第二层会因超过阈值地被加热而发生膨胀。换言之,若因外部短路等而导致正极引线超过阈值地被加热,则第二层会发生膨胀,正极绝缘胶带的厚度变大。由此,正极引线与跟配置有正极引线的第一主面对置的负极之间的距离扩宽,正极引线的热变得难以传递至负极。因而,电池的故障得到抑制。
以下,针对本发明的一个实施方式所述的非水电解质二次电池,举出锂离子二次电池的例子,适宜参照附图来详细说明。图1是本发明的一个实施方式所述的非水电解质二次电池中使用的带状正极的主要部分的俯视图。图2是本发明的一个实施方式所述的非水电解质二次电池中使用的卷绕式电池组的截面图。图3是将图1的正极与负极重叠的状态下的基于II-II线的向视截面图。
非水电解质二次电池的形状不作特别限定,可以是圆筒形电池,也可以是方形电池、扁平型电池。此外,电池外壳可以由层压薄膜形成。
(正极)
正极具有正极集电体和担载于正极集电体的正极活性物质层。正极集电体具备第一主面和位于第一主面的相反侧的第二主面。正极活性物质层担载于第一主面和第二主面。其中,第一主面设置有面向负极且不具有正极活性物质层的第一露出部。此外,第二主面可以设置有以与第一露出部对应的方式配置、且未担载正极活性物质层的第二露出部。由此,正极引线与正极集电体容易熔接。第二露出部的至少一部分可以被正极绝缘胶带覆盖。
第一露出部的形状没有特别限定。在正极为带状的情况下,第一露出部可以为相对于电池组的卷绕方向以80~100度的角度交叉的宽度狭窄的狭缝状。狭缝状的第一露出部的宽度(卷绕方向的长度)例如为3mm~20mm。第二露出部也同样。
作为正极集电体,可列举出片状的导电性材料(例如金属箔)。作为形成金属箔的金属,可列举出铝、铝合金、不锈钢、钛、钛合金等。正极集电体的厚度可以为例如1μm~100μm,也可以为10μm~50μm。
正极活性物质层包含正极活性物质、导电剂、粘结剂等。正极活性物质是能够使锂离子掺杂和脱掺杂的材料,例如为含有锂的复合氧化物。含有锂的复合氧化物包含因氧化还原而使价数发生变化的过渡金属。作为过渡金属,可列举出钒、锰、铁、钴、镍、钛等。更具体而言,可例示出LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiNix1Mny1Co1-(x1+y1)O2、LiNix2Coy2M1-(x2+y2)O2、αLiFeO2、LiVO2等。此处,x1和y1为0.25≤x1≤0.6、0.25≤y1≤0.5,x2和y2为0.75≤x2≤0.99、0.01≤y2≤0.25,M为选自由Na、Mg、Sc、Y、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Ag、Zn、Al、Ga、In、Sn、Pb和Sb的组中的至少1种元素。
正极活性物质层所包含的导电剂可以使用炭黑、石墨、碳纤维等。导电剂的量相对于正极活性物质100质量份例如为0~20质量份。正极活性物质层所包含的粘结剂可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯等氟树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等橡胶(橡胶颗粒)等。粘结剂的量相对于正极活性物质100质量份例如为0.5~15质量份。
正极活性物质层可通过将包含正极活性物质、粘结剂、导电剂等的正极合剂与分散介质一同混炼而制备正极糊剂,并将正极糊剂涂布于正极集电体的表面的规定区域,进行干燥、压延而形成。作为分散介质,可以使用有机溶剂、水等。作为有机溶剂,没有特别限定。可列举出例如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。正极糊剂的涂布可以使用各种涂布机来进行。涂布后的干燥可以是自然干燥,也可以在加热下进行。正极活性物质层的厚度可以为例如50μm~200μm,也可以为60μm~150μm。
第一露出部是例如从与正极集电体的卷绕方向交叉的方向(以下称为宽度方向)的一个端部露出至另一个端部为止的狭缝状。这样的第一露出部通过例如将正极糊剂间歇性地涂布于正极集电体而形成。第一露出部也可以从正极上剥离正极活性物质层的一部分而形成。
第一露出部电连接有例如条纹状(条状)的正极引线。与正极引线的第一露出部重叠的部分(重复部)的至少一部分通过例如熔接而接合于第一露出部。其后,正极集电体的第一露出部的至少一部分(优选为第一露出部的面积的50%以上)与正极引线的重复部的至少一部分(优选为重复部的面积的90%以上)一同被正极绝缘胶带覆盖。
作为正极引线的材料,可以使用例如铝、铝合金、镍、镍合金、铁、不锈钢等。在正极引线的电阻值大于后述负极引线的电阻值的情况下,电池的热特别容易集中于正极引线。
正极引线的厚度可以为例如10μm~200μm,也可以为100μm~150μm。正极引线的厚度可以小于正极活性物质层的厚度,也可以为正极活性物质层的厚度以上。条纹状的正极引线的尺寸没有特别限定,例如,宽度(卷绕方向的长度)为2mm~8mm、长度为20mm~80mm。
如图1所示那样,带状的正极10在除了正极集电体10a(参照图3)的一部分之外的两面具有正极活性物质层10b。在正极集电体10a的单面设置有从正极集电体10a的宽度方向的一个端部露出至另一个端部为止的狭缝状的第一露出部10aa。
正极10的卷绕方向A的第一露出部10aa的宽度Waa取决于电池的尺寸,没有特别限定。第一露出部10aa的宽度Waa通常大于正极引线13的宽度,例如,可以为3mm~20mm,也可以为5mm~16mm。在第一露出部10aa熔接有条纹状的正极引线13的重复部13a的一部分。重复部的长度D(自重复部13a与引出部13b的边界起至距边界最远的重复部13a的位置为止的距离)取决于电池的尺寸。长度D例如为10mm~60mm,可以为正极集电体10a的宽度L(宽度方向的长度)的5%~100%,也可以为20%~95%。
第一露出部10aa可以形成于正极集电体10a的卷绕方向A的端部,也可以形成于除了端部之外的区域(例如,距离两个端部为卷绕方向A的长度的20%以上的位置)。由此,电阻变小。此时,正极引线13以夹设在负极彼此之间的方式进行配置,正极引线13的引出部13b从卷绕式电池组的内部区域突出。换言之,第一露出部10aa可以按照正极引线13的引出部13b从内部区域40R突出的方式进行配置。
如图2所示那样,卷绕式电池组40的内部区域40R是如下的区域:观察与卷绕式电池组40的轴方向垂直的截面时,从位于最内周Cin与最外周Cout的中央处的中心圆Cc起朝向最外周Cout侧的、最内周Cin与最外周Cout的距离的30%为止的区域,加上从上述中心圆Cc起朝向最内周Cin侧的、最内周Cin与最外周Cout的距离的30%为止的区域而成的区域。图2中,为了方便,对内部区域40R标注阴影来表示。
正极绝缘胶带14覆盖正极引线13的重复部13a的整面和重复部13a的周围的第一露出部10aa。从抑制内部短路的观点出发,可以是引出部13b的重复部13a侧的端部也被正极绝缘胶带14覆盖,也可以是第一露出部10aa的整面被覆盖。此时,正极绝缘胶带14可以覆盖正极活性物质层10b的一部分。引出部13b的上述端部从第二主面侧也被正极绝缘胶带14覆盖。
(正极绝缘胶带)
如图3所示那样,正极绝缘胶带14包含基材14a、第一层14b和夹设在它们之间的第二层14c。第一层14b粘接于正极引线13及其周围的第一露出部10aa。作为中间层的第二层14c会因超过阈值地被加热而发生膨胀。根据该构成,即使在第二层14c发生了膨胀的情况下,也可维持第一层14b与正极引线13等的粘接。因而,也可维持防止内部短路的效果。
从容易获取且成本低的观点出发,基材14a可以由树脂构成。只要具有适度的弹性、柔软性和绝缘性,树脂的种类就没有特别限定。作为树脂,可列举出例如聚酰亚胺、聚酰胺(芳香族聚酰胺等)、聚酰胺酰亚胺、聚烯烃(聚丙烯(PP)等)、聚酯(聚萘二甲酸乙二醇酯等)、聚苯砜(PPS)、聚苯硫醚等。这些树脂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
从处理性和柔软性的观点出发,基材14a的厚度可以为5μm~100μm,也可以为10μm~50μm。
第一层14b包含粘合剂。由此,正极绝缘胶带14能够粘接于正极集电体10a和正极引线13。
作为粘合剂,可以使用各种树脂材料。可列举出例如丙烯酸类树脂、天然橡胶、合成橡胶(丁基橡胶等)、有机硅、环氧树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂等。它们可以单独使用,也可以组合使用多种。粘合剂可根据需要而包含增粘剂、交联剂、防老剂、着色剂、抗氧化剂、链转移剂、增塑剂、软化剂、表面活性剂、抗静电剂等添加剂;微量的溶剂。
从容易确保高粘合性、容易进行胶带设计的观点出发,第一层的厚度可以为2μm~30μm,也可以为5μm~15μm。
第二层14c是会因超过阈值地被加热而发生膨胀的层。阈值是指在正常使用电池时能达到的温度。第二层14c在因外部短路等而导致电池产生异常发热、第二层14c的温度超过阈值的情况下开始膨胀。阈值可根据电池的性能而适宜设定,例如为110℃左右。
第二层14c包含例如树脂和发泡性填料。发泡性填料可以为例如在分子内具有结晶水的化合物(以下有时称为第一填料),也可以为通过加热而分解并产生气体的化合物(以下有时称为第二填料)。通过使发泡性填料超过阈值地被加热,成为无水物的第一填料和/或第二层14c所含的树脂中产生气泡。由此,第二层14c的体积(厚度)增大,正极引线13与负极20的物理距离扩展,并且,第二层14c的绝热性因气泡而提高。因而,进一步抑制正极引线13的热传递至负极20。
作为第一填料,可列举出例如碱金属硅酸盐。碱金属硅酸盐在分子内具有大量结晶水。因此,若成为无水物的第一填料和碱金属硅酸盐被暴露于高温下,则开始释放结晶水。此时,成为无水物的第一填料和第二层14c所含的树脂中形成气泡。此外,还期待利用释放结晶水时的潜热来冷却电池组。
作为碱金属,可例示出钠、钾、锂。这种碱金属硅酸盐是不具有燃点和闪点的不可燃材料,适合配置于电池的内部。碱金属硅酸盐可以单独使用,也可以组合使用多种。从开始释放结晶水的温度较低的方面出发,可以为硅酸钠盐。
树脂和第一填料的质量比例没有特别限定,只要考虑第二层14c的厚度的增大程度等来适宜设定即可。例如,相对于树脂和填料的总计量100质量份,配混1~50质量份的树脂。需要说明的是,第二层14c的膨胀后的厚度为例如膨胀前的1.5~10倍。
作为第二填料,可列举出例如氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁、明矾、硫酸钠、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、碳酸氢钠、磷酸二氢铵、二硝基五亚甲基四胺、偶氮二甲酰胺、氧代双苯磺酰肼、联二脲和5,5’-双-H-四唑等。它们可以单独使用,也可以组合使用多种。
树脂和第二填料的质量比例也没有特别限定。例如,相对于树脂和填料的总计量100质量份,配合1~50质量份的树脂。也可以组合使用第一填料和第二填料。
(负极)
负极20具有负极集电体和担载于负极集电体的负极活性物质层。通常,负极集电体也设置不具有负极活性物质层的露出部。在露出部连接例如条纹状的负极引线。
作为负极集电体,可列举出片状的导电性材料(例如金属箔)。作为形成金属箔的金属,可列举出铜、铜合金、镍、镍合金、不锈钢等。负极集电体的厚度可以为1~100μm,也可以为2~50μm。
作为负极引线的材料,可列举出例如铜和/或镍、或者其合金等。在正极引线包含铝且负极引线包含铜的情况下,电池的热特别容易集中于电阻值更大的正极引线。但是,本实施方式的正极绝缘胶带14具备因热而发生膨胀的第二层,因此,抑制正极引线13的热传递至负极。换言之,本实施方式在正极引线13具有比负极引线更大的电阻值时特别发挥出效果。
负极活性物质层包含负极活性物质、粘结剂等。负极活性物质是能够使锂离子掺杂和脱掺杂的材料,可以使用碳材料(天然石墨、人造石墨等各种石墨、中间相碳微珠、硬碳等)、以比正极更低的电位进行锂离子的掺杂和脱掺杂的过渡金属化合物、合金系材料等。作为合金系材料,可列举出硅、硅氧化物等硅化合物、硅合金、锡、氧化锡、锡合金等。这些负极活性物质可以单独使用一种或组合使用两种以上。
负极活性物质层所包含的粘结剂可以使用氟树脂、丙烯酸类树脂、橡胶(橡胶颗粒)、纤维素树脂(例如羧甲基纤维素(CMC))等。粘结剂的量相对于负极活性物质100质量份例如为0.5~15质量份。
负极活性物质层可通过将包含负极活性物质、粘结剂等的负极合剂与分散介质一同混炼而制备负极糊剂,并将负极糊剂涂布于负极集电体的表面的规定区域,进行干燥、压延而形成。作为分散介质,可以与正极糊剂同样地使用有机溶剂、水等。负极糊剂的涂布可以与正极同样地进行。负极活性物质层的厚度可以为例如70μm~250μm,也可以为100μm~200μm。
(非水电解质)
非水电解质通过将锂盐溶解于非水溶剂中来制备。作为非水溶剂,可例示出例如碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等环状碳酸酯;碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等链状碳酸酯;γ-丁内酯等内酯;甲酸甲酯、乙酸甲酯等链状羧酸酯;1,2-二氯乙烷等卤代烷烃;1,2-二甲氧基乙烷等烷氧基烷烃;4-甲基-2-戊酮等酮;五氟丙基甲醚等链状醚;1,4-二氧杂环己烷、四氢呋喃等环状醚;乙腈等腈;N,N-二甲基甲酰胺等酰胺;3-甲基-2-噁唑啉酮等氨基甲酸酯;亚砜(环丁砜、二甲基亚砜等)、1,3-丙烷磺内酯等含硫化合物;或者将这些溶剂的氢原子用氟原子等卤素原子取代而得的卤素取代物等。非水溶剂可以单独使用或组合使用两种以上。
作为锂盐,可以使用例如LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiN(CF3SO2)(C4F9SO2)、LiC(CF3SO2)3、LiClO4、LiAlCl4、Li2B10Cl10等。锂盐可以单独使用或组合使用两种以上。非水电解质中的锂盐的浓度可以为例如0.5mol/L~1.7mol/L,也可以为0.7mol/L~1.5mol/L。
(分隔件)
作为分隔件,可以使用树脂制的微多孔薄膜、表面涂布有耐热层的树脂制的微多孔薄膜、无纺布等。作为微多孔薄膜的树脂,可列举出聚烯烃系材料。作为聚烯烃系材料,可例示出聚乙烯、聚丙烯等。耐热层包含例如耐热性树脂,可以包含耐热性树脂和无机颗粒。耐热层可以为多孔质。作为耐热性树脂,可例示出芳纶、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等。作为无机颗粒,可列举出氧化铝、氧化钛等。
分隔件的厚度例如为5μm~50μm。
图4是本发明的一个实施方式所述的圆筒型的非水电解质二次电池的一例的纵向截面图。
非水电解质二次电池100包含卷绕式电池组40和未图示的非水电解质。卷绕式电池组40包含带状的正极10、带状的负极20和分隔件30。正极10连接有正极引线13,负极20连接有负极引线23。需要说明的是,正极引线13仅图示出引出部13b,省略了重复部和绝缘胶带的图示。
正极引线13的长度方向的一个端部与正极10的第一露出部连接,另一个端部与封口板90连接。封口板90具备正极端子15。负极引线23的一端与负极20连接,另一端与成为负极端子的电池外壳70的底部连接。电池外壳70是有底圆筒型的电池罐,长度方向的一端开口而另一端的底部成为负极端子。电池外壳(电池罐)70为金属制,例如由铁形成。在铁制的电池外壳70的内表面,通常实施了镀镍。在卷绕式电池组40的上方和下方分别配置有树脂制的上部绝缘环80和下部绝缘环60。
产业上的可利用性
本发明所述的非水电解质二次电池中,由异常发热导致的故障得到抑制。因而,可适合地用作笔记本电脑、便携电话等电子设备的驱动源、要求高输出的蓄电装置、电动汽车、混合动力汽车、电动工具等的电源。
附图标记说明
10:正极
10a:正极集电体
10aa:第一露出部
10b:正极活性物质层
13:正极引线
13a:重复部
13b:引出部
14:正极绝缘胶带
14a:基材
14b:第一层
14c:第二层
15:正极端子
20:负极
23:负极引线
30:分隔件
40:卷绕式电池组
40R:内部区域
60:下部绝缘环
70:电池外壳
80:上部绝缘环
90:封口板
100:非水电解质二次电池
W:正极的宽度
Waa:第一露出部的宽度
D:重复部的长度
L:正极集电体的长度
A:卷绕方向
Claims (8)
1.一种非水电解质二次电池,其具备卷绕式电池组和非水电解质,
所述卷绕式电池组具备:
正极、
负极、
夹设在所述正极与所述负极之间的分隔件、
与所述正极电连接的正极引线、以及
覆盖所述正极的一部分的正极绝缘胶带,并且
所述卷绕式电池组通过将所述正极与所述负极夹着所述分隔件进行卷绕而形成,
所述正极具备:
具备第一主面和位于所述第一主面的相反侧的第二主面的正极集电体;以及
担载于所述第一主面和所述第二主面的正极活性物质层,
所述第一主面包含面向所述负极且未担载所述正极活性物质层的第一露出部,
所述正极引线与所述第一露出部连接,且具有从所述第一露出部突出的引出部、以及与所述第一露出部重叠的重复部,
所述第一露出部的至少一部分与所述重复部的至少一部分一同被所述正极绝缘胶带覆盖,
所述正极绝缘胶带包含基材、粘接于所述第一露出部和所述重复部的第一层、以及夹设在所述基材与所述第一层之间的第二层,
所述第二层会因超过阈值地被加热而发生膨胀。
2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池,其中,所述第二层包含树脂和发泡性填料。
3.根据权利要求2所述的非水电解质二次电池,其中,所述发泡性填料包含碱金属硅酸盐。
4.根据权利要求3所述的非水电解质二次电池,其中,所述发泡性填料包含硅酸钠。
5.根据权利要求2所述的非水电解质二次电池,其中,所述发泡性填料包含选自由氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁、明矾、硫酸钠、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、碳酸氢钠、磷酸二氢铵、二硝基五亚甲基四胺、偶氮二甲酰胺、氧代双苯磺酰肼、联二脲和5,5’-双-H-四唑组成的组中的至少一种。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的非水电解质二次电池,其中,所述第二主面包含以与所述第一露出部对应的方式配置、且未担载所述正极活性物质层的第二露出部,
所述第二露出部的至少一部分被所述正极绝缘胶带覆盖。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的非水电解质二次电池,其中,所述正极引线的所述引出部从所述卷绕式电池组的内部区域突出。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的非水电解质二次电池,其还具备与所述负极电连接的负极引线,
所述正极引线包含铝,
所述负极引线包含铜。
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KR102693507B1 (ko) * | 2021-10-01 | 2024-08-08 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차전지용 리드 필름 및 이를 구비하는 이차전지 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0398213A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-04-23 | Japan Vilene Co Ltd | 走水防止用テープ |
CN1316786A (zh) * | 2000-03-17 | 2001-10-10 | 索尼株式会社 | 电池的制造方法 |
US20020197471A1 (en) * | 2001-04-25 | 2002-12-26 | Scapa North America | Compositions and methods of making temperature resistant protective tape |
JP2003123843A (ja) * | 2001-10-05 | 2003-04-25 | Sony Corp | 電池及びその製造方法 |
JP2003257495A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Toshiba Corp | 非水電解液二次電池 |
CN1617913A (zh) * | 2002-02-04 | 2005-05-18 | 3M创新有限公司 | 阻燃泡沫材料 |
JP2007103356A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水系二次電池 |
CN102195075A (zh) * | 2010-03-03 | 2011-09-21 | 索尼公司 | 圆筒形非水电解质电池 |
CN102356483A (zh) * | 2010-03-30 | 2012-02-15 | 松下电器产业株式会社 | 电池包 |
CN103794749A (zh) * | 2012-10-30 | 2014-05-14 | 索尼公司 | 电池、电极、电池组、电子装置和电动车辆 |
JP2015141812A (ja) * | 2014-01-29 | 2015-08-03 | 日立マクセル株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
CN204625530U (zh) * | 2015-04-15 | 2015-09-09 | 苏州市新广益电子有限公司 | 一种热膨胀阻隔胶带 |
CN107112493A (zh) * | 2015-01-29 | 2017-08-29 | 三洋电机株式会社 | 非水电解质二次电池 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006073308A (ja) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
JP5363836B2 (ja) * | 2009-03-02 | 2013-12-11 | 日東電工株式会社 | 電池用粘着テープ、及びこの電池用粘着テープを用いた電池 |
JP2011034859A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Hitachi Maxell Ltd | 電池用巻回電極体、電池およびその製造方法 |
JP2011138632A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
JP2017130320A (ja) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池 |
CN107641477A (zh) * | 2016-07-21 | 2018-01-30 | 新丰杰力电工材料有限公司 | 一种热敏胶带及其制备方法以及应用 |
-
2018
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Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0398213A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-04-23 | Japan Vilene Co Ltd | 走水防止用テープ |
CN1316786A (zh) * | 2000-03-17 | 2001-10-10 | 索尼株式会社 | 电池的制造方法 |
US20020197471A1 (en) * | 2001-04-25 | 2002-12-26 | Scapa North America | Compositions and methods of making temperature resistant protective tape |
JP2003123843A (ja) * | 2001-10-05 | 2003-04-25 | Sony Corp | 電池及びその製造方法 |
CN1617913A (zh) * | 2002-02-04 | 2005-05-18 | 3M创新有限公司 | 阻燃泡沫材料 |
JP2003257495A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Toshiba Corp | 非水電解液二次電池 |
JP2007103356A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水系二次電池 |
CN102195075A (zh) * | 2010-03-03 | 2011-09-21 | 索尼公司 | 圆筒形非水电解质电池 |
CN102356483A (zh) * | 2010-03-30 | 2012-02-15 | 松下电器产业株式会社 | 电池包 |
CN103794749A (zh) * | 2012-10-30 | 2014-05-14 | 索尼公司 | 电池、电极、电池组、电子装置和电动车辆 |
JP2015141812A (ja) * | 2014-01-29 | 2015-08-03 | 日立マクセル株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
CN107112493A (zh) * | 2015-01-29 | 2017-08-29 | 三洋电机株式会社 | 非水电解质二次电池 |
CN204625530U (zh) * | 2015-04-15 | 2015-09-09 | 苏州市新广益电子有限公司 | 一种热膨胀阻隔胶带 |
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