BR102017019200B1 - COMPOSITE ELECTROLYTE, SECONDARY BATTERY AND BATTERY PACK - Google Patents

COMPOSITE ELECTROLYTE, SECONDARY BATTERY AND BATTERY PACK Download PDF

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BR102017019200B1
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Yasuhiro Harada
Norio Takami
Kazuomi YOSHIMA
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Kabushiki Kaisha Toshiba
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators

Abstract

DE ACORDO COM UMA CONCRETIZAÇÃO, É PROVIDO UM ELETRÓLITO COMPOSTO. O ELETRÓLITO COMPOSTO INCLUI UMA MISTURA DE PARTÍCULAS SÓLIDAS INORGÂNICAS E UM ELETRÓLITO NÃO AQUOSO QUE INCLUI LI. A MISTURA DE PARTÍCULAS SÓLIDAS INORGÂNICAS INCLUI PRIMEIRAS PARTÍCULAS SÓLIDAS INORGÂNICAS COM UMA PRIMEIRA CONDUTIVIDADE DE ÍONS DE LI A 25°C E SEGUNDAS PARTÍCULAS SÓLIDAS INORGÂNICAS COM UMA SEGUNDA CONDUTIVIDADE DE ÍONS DE LI A 25°C SENDO INFERIOR À DAS PRIMEIRAS PARTÍCULAS SÓLIDAS INORGÂNICAS. UMA PROPORÇÃO DE UM PESO DO ELETRÓLITO NÃO AQUOSO PARA UM PESO DO ELETRÓLITO COMPOSTO É DE 0,1% A 25%. A MISTURA DE PARTÍCULAS SÓLIDAS INORGÂNICAS SATISFAZ 10 = D90/D10 = 500.ACCORDING TO AN EMBODIMENT, A COMPOUND ELECTROLYTE IS PROVIDED. THE COMPOUND ELECTROLYTE INCLUDES A MIXTURE OF INORGANIC SOLID PARTICLES AND A NON-AQUEOUS ELECTROLYTE WHICH INCLUDES LI. THE MIXTURE OF INORGANIC SOLID PARTICLES INCLUDES FIRST INORGANIC SOLID PARTICLES WITH A FIRST LI ION CONDUCTIVITY AT 25°C AND SECOND INORGANIC SOLID PARTICLES WITH A SECOND LI ION CONDUCTIVITY AT 25°C BEING LOWER THAN THE FIRST S INORGANIC SOLID PARTICLES. A RATIO OF A WEIGHT OF NON-AQUEOUS ELECTROLYTE TO A WEIGHT OF COMPOUNDED ELECTROLYTE IS 0.1% TO 25%. THE MIXTURE OF INORGANIC SOLID PARTICLES SATISFIES 10 = D90/D10 = 500.

Description

CAMPO TECNOLÓGICOTECHNOLOGICAL FIELD

[0001] As concretizações aqui descritas estão relacionadas, em linhas gerais, a um eletrólito composto, uma bateria secundária, um pacote de bateria e um veículo.[0001] The embodiments described here relate, in general terms, to a composite electrolyte, a secondary battery, a battery pack and a vehicle.

CONTEXTOCONTEXT

[0002] Recentemente, uma bateria eletrolítica não-aquosa como, por exemplo, uma bateria secundária de íons de lítio, tem sido pesquisada e desenvolvida como uma bateria de alta densidade energética. A expectativa é utilizar a bateria eletrolítica não-aquosa como fonte de energia para veículos híbridos, carros elétricos, uma fonte de energia ininterrupta para base carregadora de telefones portáteis e outros itens do tipo. Especialmente no caso de baterias internas de veículos, uma bateria totalmente sólida vem sendo largamente estudada e sua alta segurança chama atenção.[0002] Recently, a non-aqueous electrolytic battery, such as a secondary lithium-ion battery, has been researched and developed as a high energy density battery. The expectation is to use the non-aqueous electrolytic battery as a power source for hybrid vehicles, electric cars, an uninterruptible power source for portable phone charging bases and other similar items. Especially in the case of internal vehicle batteries, a completely solid battery has been widely studied and its high safety attracts attention.

[0003] Como a bateria secundária de íons de Li totalmente sólida usa um eletrólito sólido, a bateria secundária de íons de Li totalmente sólida causa menos ignição do que uma bateria secundária de íons de Li que usa um eletrólito não-aquoso. Entretanto, uma bateria secundária de íons de Li totalmente sólida de alta capacidade ainda não foi colocada em prática até o momento. Alguns dos motivos para isso incluem a interface entre o eletrólito sólido e o material ativo do eletrodo. Tanto o eletrólito sólido quanto o material ativo são sólidos e aderem facilmente um ao outro quando aquecidos. Entretanto, uma vez que o material ativo pode ser expandido ou retraído com a adição ou extração de Li, o material ativo acabo por ser separado do eletrólito sólido quando é submetido repetidamente a cargas e descargas, o que pode tornar impossível a realização de ciclos de carga-descarga eficientes. Dessa forma, é necessário que o eletrólito sólido atue de modo a diminuir a influência da expansão ou retração do material ativo e permitir que se forme uma boa interface entre o eletrólito sólido e o material ativo.[0003] Because the all-solid Li-ion secondary battery uses a solid electrolyte, the all-solid Li-ion secondary battery causes less ignition than a Li-ion secondary battery that uses a non-aqueous electrolyte. However, a high-capacity all-solid Li-ion secondary battery has not been put into practice to date. Some of the reasons for this include the interface between the solid electrolyte and the active electrode material. Both the solid electrolyte and the active material are solid and easily adhere to each other when heated. However, since the active material can be expanded or retracted with the addition or extraction of Li, the active material ends up being separated from the solid electrolyte when it is repeatedly subjected to charging and discharging, which can make it impossible to perform charging cycles. efficient loading and unloading. Therefore, it is necessary for the solid electrolyte to act in a way that reduces the influence of expansion or retraction of the active material and allows a good interface to form between the solid electrolyte and the active material.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF FIGURES

[0004] Figura 1 mostra esquematicamente o deslocamento de Li+ em um exemplo de eletrólito composto de acordo com uma primeira concretização;[0004] Figure 1 schematically shows the displacement of Li+ in an example of a composite electrolyte according to a first embodiment;

[0005] Figura 2 mostra a distribuição de tamanho de partículas de uma mistura de partículas sólidas inorgânicas compreendidas em um exemplo de eletrólito composto de acordo com uma primeira concretização;[0005] Figure 2 shows the particle size distribution of a mixture of inorganic solid particles comprised in an example of a composite electrolyte according to a first embodiment;

[0006] Figura 3 é uma vista esquemática ilustrando um método de medição de tamanho de partícula;[0006] Figure 3 is a schematic view illustrating a particle size measurement method;

[0007] Figura 4 é uma vista esquemática da seção-reta de um primeiro exemplo de eletrodo composto que pode ser compreendido em uma bateria secundária de acordo com uma segunda concretização;[0007] Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a first example of a composite electrode that can be comprised in a secondary battery according to a second embodiment;

[0008] Figura 5 é uma vista esquemática da seção-reta de um segundo exemplo de um eletrodo composto que pode ser compreendido em uma bateria secundária de acordo com a segunda concretização;[0008] Figure 5 is a schematic cross-sectional view of a second example of a composite electrode that can be comprised in a secondary battery according to the second embodiment;

[0009] Figura 6 é uma vista esquemática de um primeiro exemplo de uma bateria secundária de acordo com a segunda concretização;[0009] Figure 6 is a schematic view of a first example of a secondary battery according to the second embodiment;

[0010] Figura 7 é uma vista esquemática ilustrando um passo de um método de produção de um terceiro exemplo de um eletrodo composto que pode ser compreendido em uma bateria secundária de acordo a segunda concretização;[0010] Figure 7 is a schematic view illustrating a step of a method of producing a third example of a composite electrode that can be comprised in a secondary battery according to the second embodiment;

[0011] Figura 8 é uma vista esquemática ilustrando o passo seguinte ao passo de produção ilustrado na Figura 7;[0011] Figure 8 is a schematic view illustrating the step following the production step illustrated in Figure 7;

[0012] Figura 9 é uma vista esquemática de seção-reta de eletrodo composta produzido pelo método de produção ilustrado nas Figuras. 7 e 8;[0012] Figure 9 is a schematic cross-sectional view of the composite electrode produced by the production method illustrated in the Figures. 7 and 8;

[0013] Figura 10 é uma vista esquemática de seção-reta ilustrando um segundo exemplo de uma bateria secundária de acordo com a segunda concretização;[0013] Figure 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a second example of a secondary battery according to the second embodiment;

[0014] Figura 11 é vista aumentada da seção-reta de uma parte B da bateria secundária ilustrada na Figura 10;[0014] Figure 11 is an enlarged view of the cross-section of part B of the secondary battery illustrated in Figure 10;

[0015] Figura 12 é uma vista esquemática em perspectiva ilustrando um exemplo de módulo de bateria de acordo com a terceira concretização;[0015] Figure 12 is a schematic perspective view illustrating an example of a battery module according to the third embodiment;

[0016] Figura 13 é uma vista esquemática em perspectiva explodida ilustrando um exemplo de um pacote de bateria de acordo com uma quarta concretização;[0016] Figure 13 is a schematic exploded perspective view illustrating an example of a battery pack according to a fourth embodiment;

[0017] Figura 14 é um diagrama de blocos ilustrando um circuito elétrico do pacote de bateria da Figura 13;[0017] Figure 14 is a block diagram illustrating an electrical circuit of the battery pack of Figure 13;

[0018] Figura 15 é uma vista seccional esquemática ilustrando um exemplo de um veículo de acordo com uma quinta concretização;[0018] Figure 15 is a schematic sectional view illustrating an example of a vehicle according to a fifth embodiment;

[0019] Figura 16 é uma vista esquemática ilustrando outro exemplo de um veículo de acordo com a quinta concretização.[0019] Figure 16 is a schematic view illustrating another example of a vehicle according to the fifth embodiment.

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION

[0020] Em linhas gerais, de acordo com uma concretização, um eletrólito composto é apresentado. O eletrólito composto compreende uma mistura de partículas sólidas inorgânicas e um eletrólito não aquoso contendo Li. A mistura de partículas sólidas compreende primeiras partículas sólidas inorgânicas com uma primeira condutividade de íons de Li a 25°C e segundas partículas sólidas inorgânicas com uma segunda condutividade de íons de Li a 25°C sendo a segunda condutividade de íons de Li a 25°C inferior à primeira condutividade de íons de Li a 25°C. Uma proporção de um peso do eletrólito não aquoso para um peso do eletrólito composto é de 0,1% a 25%. A mistura de partículas sólidas inorgânicas satisfaz 10 < d90/d10 < 500. d10 é um tamanho de partícula [μm] em que uma frequência cumulativa a partir de um lado de tamanho de partícula pequeno é de 10% numa curva cumulativa de tamanho de partícula. A curva cumulativa de tamanho de partícula é obtida por método de dispersão de difração a laser. d90 é um tamanho de partícula [μm] no qual uma frequência cumulativa do lado do tamanho de partícula pequeno é de 90% na curva cumulativa de tamanho de partícula.[0020] Generally speaking, according to one embodiment, a composite electrolyte is presented. The composite electrolyte comprises a mixture of inorganic solid particles and a Li-containing non-aqueous electrolyte. The solid particle mixture comprises first inorganic solid particles having a first conductivity of Li ions at 25°C and second inorganic solid particles having a second conductivity of Li ions at 25°C with the second conductivity of Li ions at 25°C being lower than the first conductivity of Li ions at 25°C. A ratio of a weight of non-aqueous electrolyte to a weight of composite electrolyte is 0.1% to 25%. The mixture of inorganic solid particles satisfies 10 < d90/d10 < 500. d10 is a particle size [μm] in which a cumulative frequency from a small particle size side is 10% on a cumulative particle size curve . The cumulative particle size curve is obtained by laser diffraction scattering method. d90 is a particle size [μm] in which a cumulative frequency on the small particle size side is 90% on the cumulative particle size curve.

[0021] De acordo com uma concretização, apresenta-se uma bateria secundária. A bateria secundária compreende uma camada contendo material ativo do eletrodo positivo, uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo e uma camada condutora de Li. A camada condutora de Li é provida entre a camada contendo material ativo do eletrodo positivo e a camada contendo o material ativo do eletrodo negativo. A camada condutora de Li compreende o eletrólito composto de acordo com a concretização.[0021] According to one embodiment, a secondary battery is provided. The secondary battery comprises a layer containing positive electrode active material, a layer containing active material of negative electrode and a Li conductive layer. The Li conductive layer is provided between the layer containing active material of the positive electrode and the layer containing the material active of the negative electrode. The Li conductive layer comprises the electrolyte composed according to the embodiment.

[0022] De acordo com uma concretização, o módulo de bateria é fornecido. O módulo de bateria compreende as baterias secundárias de acordo com cada concretização.[0022] According to one embodiment, the battery module is provided. The battery module comprises secondary batteries according to each embodiment.

[0023] De acordo com uma concretização, um pacote de bateria é fornecido. O pacote de bateria compreende a bateria secundária de acordo com a concretização.[0023] According to one embodiment, a battery pack is provided. The battery pack comprises the secondary battery according to the embodiment.

[0024] De acordo com uma concretização, um veículo é fornecido. O veículo compreende o pacote de bateria de acordo com a concretização.[0024] According to one embodiment, a vehicle is provided. The vehicle comprises the battery pack according to the embodiment.

[0025] As concretizações serão explicadas em seguida fazendo referência aos esquemas (Figuras). Neste caso, as estruturas comuns a todos as concretizações são representadas pelos mesmos símbolos e descrições repetidas serão omitidas. Da mesma forma, cada esquema é uma visualização típica para facilitar a explicação e compreensão das concretizações. Ainda que, em relação a um dispositivo real, existam partes diferentes em termos de formato, tamanho e proporção, os projetos estruturais podem ser adaptados levando-se em conta as explanações seguintes e as tecnologias conhecidas.[0025] The embodiments will be explained below with reference to the diagrams (Figures). In this case, structures common to all embodiments are represented by the same symbols and repeated descriptions will be omitted. Likewise, each scheme is a typical visualization to facilitate the explanation and understanding of the concretizations. Even though, in relation to a real device, there are different parts in terms of shape, size and proportion, structural designs can be adapted taking into account the following explanations and known technologies.

(Primeira concretização)(First realization)

[0026] De acordo com uma primeira concretização, um eletrólito composto é fornecido. O eletrólito composto compreende uma mistura de partículas sólidas inorgânicas e um eletrólito não aquoso compreendendo Li. A mistura de partículas sólidas inorgânicas compreende primeiras partículas sólidas inorgânicas com uma primeira condutividade de íons de Li a 25°C. A segunda condutividade de íons de Li a 25°C é menor que a primeira condutividade de íons de Li a 25°C. Uma proporção de um peso do eletrólito não aquoso para um peso do eletrólito composto é de 0,1% a 25%. A mistura de partículas sólidas inorgânicas satisfaz 10 < d90/d10 < 500. d10 é um tamanho de partícula [μm] no qual uma frequência cumulativa a partir de um lado de tamanho é de 10% em uma curva cumulativa de tamanho de partícula pequeno de uma mistura de partículas sólidas inorgânicas. A curva cumulativa de tamanho de partículas é obtida por método de dispersão de difração de laser. d90 é um tamanho de partícula [μm] no qual uma frequência cumulativa do lado do tamanho de partícula pequeno é de 90% na curva cumulativa de tamanho de partícula.[0026] According to a first embodiment, a composite electrolyte is provided. The composite electrolyte comprises a mixture of inorganic solid particles and a non-aqueous electrolyte comprising Li. The inorganic solid particle mixture comprises first inorganic solid particles with a first Li ion conductivity at 25°C. The second Li ion conductivity at 25°C is lower than the first Li ion conductivity at 25°C. A ratio of a weight of non-aqueous electrolyte to a weight of composite electrolyte is 0.1% to 25%. The mixture of inorganic solid particles satisfies 10 < d90/d10 < 500. d10 is a particle size [μm] in which a cumulative frequency from one size side is 10% on a small particle size cumulative curve of a mixture of inorganic solid particles. The cumulative particle size curve is obtained by laser diffraction scattering method. d90 is a particle size [μm] in which a cumulative frequency on the small particle size side is 90% on the cumulative particle size curve.

[0027] Um eletrólito composto de acordo com uma primeira concretização pode ser utilizado, por exemplo, em uma bateria secundária.[0027] An electrolyte composed according to a first embodiment can be used, for example, in a secondary battery.

[0028] O eletrólito composto de acordo com a primeira concretização pode compreender uma bateria secundária a qual pode exibir excelente tempo de meia vida e eficiência em ambientes com baixa temperaturas, de acordo com as razões apresentadas a seguir.[0028] The electrolyte composed according to the first embodiment can comprise a secondary battery which can exhibit excellent half-life and efficiency in low temperature environments, according to the reasons presented below.

[0029] Na mistura de partículas sólidas inorgânicas compreendida no eletrólito composto, de acordo com a primeira concretização, as segundas partículas sólidas inorgânicas apresentam uma condutividade de íons de Li (uma segunda condutividade de íons de Li a 25°C) menor do que a condutividade de íons de Li das primeiras partículas sólidas inorgânicas e podem apresentar uma constante dielétrica maior do que a aquela das primeiras partículas sólidas inorgânicas. Tal mistura de partículas sólidas inorgânicas compreendendo as primeiras partículas sólidas inorgânicas e as segundas partículas sólidas inorgânicas podem fornecer polarização dielétrica na superfície das segundas partículas sólidas inorgânicas quando se aplica um campo elétrico externo. No eletrólito composto, de acordo com a primeira concretização, a dissociação de íons de Li pode ser promovida, a partir do eletrólito não aquoso compreendendo Li, na interface entre a segunda partícula sólida inorgânica na qual esteja ocorrendo polarização dielétrica e o eletrólito não aquoso. Consequentemente, é possível aumentar a concentração de íons de Li atuantes na condução de iônica (de íons de Li). Um aumento na concentração de íons de Li pode ocorrer também na interface entre a primeira partícula sólida inorgânica e o eletrólito não aquoso. Uma vez que as primeiras partículas sólidas inorgânicas condutoras de íons de Li podem formar na superfície um sistema de condução de íons de Li, as primeiras partículas sólidas inorgânicas podem conduzir íons de Li com altas taxas de transporte. Assim como esses resultados, no eletrólito composto, de acordo com a primeira concretização, cargas elétricas podem ser transferidas com altas taxas de transporte.[0029] In the mixture of inorganic solid particles comprised in the composite electrolyte, according to the first embodiment, the second inorganic solid particles have a Li ion conductivity (a second Li ion conductivity at 25°C) lower than the Li ion conductivity of the first inorganic solid particles and may have a dielectric constant greater than that of the first inorganic solid particles. Such a mixture of inorganic solid particles comprising the first inorganic solid particles and the second inorganic solid particles can provide dielectric polarization on the surface of the second inorganic solid particles when an external electric field is applied. In the composite electrolyte, according to the first embodiment, the dissociation of Li ions can be promoted, from the non-aqueous electrolyte comprising Li, at the interface between the second inorganic solid particle in which dielectric polarization is occurring and the non-aqueous electrolyte. Consequently, it is possible to increase the concentration of Li ions acting in ionic conduction (of Li ions). An increase in Li ion concentration can also occur at the interface between the first inorganic solid particle and the non-aqueous electrolyte. Since the first Li ion-conducting inorganic solid particles can form a Li ion conduction system on the surface, the first inorganic solid particles can conduct Li ions with high transport rates. Just like these results, in the composite electrolyte, according to the first embodiment, electrical charges can be transferred with high transport rates.

[0030] No eletrólito composto, de acordo com a primeira concretização, a razão entre o peso do eletrólito não aquoso e o peso do eletrólito composto é de 0,1% a 25%. No eletrólito composto, de acordo com a primeira concretização, uma quantidade suficiente de íons de Li pode ser dissociada do eletrólito não aquoso compreendido em uma fração de 0,1% ou mais. O eletrólito não aquoso compreendido em uma fração de 25% ou menos de eletrólito composto, de acordo com a primeira concretização, é facilmente retido pela mistura de partículas sólidas inorgânicas. Consequentemente, uma bateria secundária - particularmente uma bateria secundária compreendendo um grupo de eletrodos do tipo empilhados caracterizados por ter uma estrutura bipolar - compreendendo o eletrólito composto em acordo a primeira concretização, pode exibir uma baixa probabilidade de ocasionar a separação do eletrólito não aquoso do grupo de eletrodos, por exemplo, ou a efusão do eletrólito não aquoso do grupo de eletrodos, além de exibir uma excelente durabilidade. A utilização do eletrólito composto em acordo com a primeira concretização facilita a fabricação de um composto como o grupo de eletrodos do tipo empilhados.[0030] In the composite electrolyte, according to the first embodiment, the ratio between the weight of the non-aqueous electrolyte and the weight of the composite electrolyte is 0.1% to 25%. In the composite electrolyte, according to the first embodiment, a sufficient amount of Li ions can be dissociated from the non-aqueous electrolyte comprised in a fraction of 0.1% or more. The non-aqueous electrolyte comprising a fraction of 25% or less of composite electrolyte, according to the first embodiment, is easily retained by the mixture of inorganic solid particles. Consequently, a secondary battery - particularly a secondary battery comprising a group of stacked-type electrodes characterized by having a bipolar structure - comprising the electrolyte composed in accordance with the first embodiment, may exhibit a low probability of causing separation of the non-aqueous electrolyte from the group. of electrodes, for example, or the effusion of non-aqueous electrolyte from the electrode group, in addition to exhibiting excellent durability. The use of the composite electrolyte in accordance with the first embodiment facilitates the manufacture of a composite such as the stacked type electrode group.

[0031] Além disso, em uma mistura de partículas sólidas inorgânicas que apresenta uma razão d90/d10 de 10 ou mais, uma partícula de tamanho d90 e uma partícula de tamanho d10 estão suficientemente separadas uma da outra em uma curva de frequência cumulativa. O resultado apresenta um desvio padrão grande o suficiente, ou seja, há uma distribuição de tamanho de partícula suficientemente ampla.[0031] Furthermore, in a mixture of inorganic solid particles that has a d90/d10 ratio of 10 or more, a particle of size d90 and a particle of size d10 are sufficiently separated from each other on a cumulative frequency curve. The result has a large enough standard deviation, that is, there is a sufficiently wide particle size distribution.

[0032] Geralmente, considera-se que quanto menor for a amplitude da distribuição do tamanho de partículas sólidas inorgânicas compreendidas no eletrólito composto, ou seja, o quão menor for a razão d90/d10, maior será a funcionalidade das partículas sólidas inorgânicas. Entretanto, os criadores deste invento atentaram para a associação entre a distribuição do tamanho de partículas e a distribuição da constante dielétrica e descobriram que a dissociação e condução de íons de Li acima descritas podem ser aprimoradas ao se estabelecer uma razão d90/d10 que varie de 10 a 500, ou seja, ampliando-se a distribuição de tamanho de partículas. Considera-se que as razões para tanto sejam as seguintes, ainda que não se deseje ficar restrito à teoria. Considera-se que o grau de polarização dielétrica que pode ocorrer na superfície de cada partícula quando um se aplica um campo elétrico também depende do tamanho da partícula. Portanto, tendo a mistura de partículas sólidas inorgânicas uma ampla distribuição de tamanho de partículas, o grau de polarização dielétrica não será uniforme. Esta falta de uniformidade no grau de polarização dielétrica leva à formação de um gradiente de densidade, ou seja, uma maior concentração de íons de Li nas vizinhanças da superfície da partícula da mistura de partículas inorgânicas. Este gradiente de concentração age como força motriz e promove a condução dos íons de Li dissociados pela polarização dielétrica. Se os íons de Li forem conduzidos mais homogeneamente, mais íons de Li poderão ser dissociados pela polarização dielétrica. Consequentemente, no eletrólito composto em acordo com a primeira concretização, a dissociação do Li do eletrólito não aquoso e condução do Li dissociado promovem-se reciprocamente. Tem-se como resultado que o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização pode alcançar a dissociação e a condução do Li mais homogêneas.[0032] Generally, it is considered that the smaller the amplitude of the size distribution of inorganic solid particles comprised in the composite electrolyte, that is, the smaller the d90/d10 ratio, the greater the functionality of the inorganic solid particles. However, the creators of this invention paid attention to the association between particle size distribution and dielectric constant distribution and discovered that the dissociation and conduction of Li ions described above can be improved by establishing a d90/d10 ratio that varies from 10 to 500, that is, expanding the particle size distribution. The reasons for this are considered to be the following, although we do not wish to be restricted to theory. It is considered that the degree of dielectric polarization that can occur on the surface of each particle when an electric field is applied also depends on the size of the particle. Therefore, with the mixture of inorganic solid particles having a wide particle size distribution, the degree of dielectric polarization will not be uniform. This lack of uniformity in the degree of dielectric polarization leads to the formation of a density gradient, i.e., a higher concentration of Li ions in the vicinity of the particle surface of the inorganic particle mixture. This concentration gradient acts as a driving force and promotes the conduction of Li ions dissociated by dielectric polarization. If Li ions are conducted more homogeneously, more Li ions can be dissociated by dielectric polarization. Consequently, in the electrolyte composed according to the first embodiment, the dissociation of Li from the non-aqueous electrolyte and conduction of the dissociated Li promote each other reciprocally. The result is that the electrolyte composed in accordance with the first embodiment can achieve more homogeneous Li dissociation and conduction.

[0033] A condução de Li em baixas temperaturas sofre grande influência da energia de ativação aparente do deslocamento do Li. Quando se promove a dissociação do Li, tem-se uma redução da energia de ativação aparente. Consequentemente, é notório o efeito de dissociações mais homogêneas de Li do eletrólito não aquoso e de condução mais homogênea de Li dissociado do eletrólito composto em acordo com a primeira concretização quando o eletrólito composto é utilizado em ambiente com baixas temperaturas.[0033] Li conduction at low temperatures is greatly influenced by the apparent activation energy of the Li displacement. When Li dissociation is promoted, there is a reduction in the apparent activation energy. Consequently, the effect of more homogeneous dissociations of Li from the non-aqueous electrolyte and more homogeneous conduction of Li dissociated from the composite electrolyte is noticeable in accordance with the first embodiment when the composite electrolyte is used in an environment with low temperatures.

[0034] Como descrito anteriormente, uma vez que o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização compreende uma mistura de partículas sólidas inorgânicas que pode apresentar uma ampla distribuição de tamanho de partículas, o eletrólito composto pode manter o isolamento elétrico entre os eletrodos quando utilizado na bateria secundária. Uma vez que o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização pode alcançar uma melhor condução de Li, como descrito anteriormente, a bateria secundária compreendendo o eletrólito composto torna possível a redução da carga aplicada a cada item da bateria como, por exemplo, os eletrodos positivo e negativo quando a bateria é carregada e descarregada repetidamente. De acordo com esses resultados, o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização pode fornecer uma bateria secundária que pode apresentar excelente tempo de vida útil.[0034] As previously described, since the composite electrolyte in accordance with the first embodiment comprises a mixture of inorganic solid particles that can exhibit a wide particle size distribution, the composite electrolyte can maintain electrical insulation between the electrodes when used on the secondary battery. Since the composite electrolyte in accordance with the first embodiment can achieve better Li conduction, as described previously, the secondary battery comprising the composite electrolyte makes it possible to reduce the load applied to each item of the battery, such as the electrodes. positive and negative when the battery is repeatedly charged and discharged. According to these results, the electrolyte composed in accordance with the first embodiment can provide a secondary battery that can exhibit excellent service life.

[0035] Portanto, o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização pode fornecer uma bateria secundária com excelente tempo de vida útil e excelente rendimento em ambiente com baixa temperatura.[0035] Therefore, the electrolyte composed in accordance with the first embodiment can provide a secondary battery with excellent service life and excellent performance in a low temperature environment.

[0036] Um eletrólito composto no qual a mistura de partículas sólidas inorgânicas compreenda apenas a primeira partícula sólida inorgânica ou apenas a segunda partícula sólida inorgânica, não consegue dissociar os íons de Li do eletrólito não aquoso ou garantir a condução de íons de Li em grau suficiente, o que causa um aumento na energia de ativação aparente do deslocamento de Li. Portanto, neste caso, o eletrólito não apresenta um rendimento excelente em ambiente com baixas temperaturas.[0036] A composite electrolyte in which the mixture of inorganic solid particles comprises only the first inorganic solid particle or only the second inorganic solid particle, cannot dissociate the Li ions from the non-aqueous electrolyte or guarantee the conduction of Li ions to a degree sufficient, which causes an increase in the apparent activation energy of the Li displacement. Therefore, in this case, the electrolyte does not present excellent performance in low temperature environments.

[0037] A razão entre o peso das primeiras partículas sólidas inorgânicas e o peso das segundas partículas sólidas inorgânicas deve ser preferencialmente de 1% ou mais e menor que 99%, melhor ainda entre 10% e 90% e melhor ainda entre 25% e 75%. Um eletrólito composto no qual a razão entre o peso das primeiras partículas sólidas inorgânicas e as segundas partículas sólidas inorgânicas esteja dentro de uma faixa preferível pode alcançar um melhor equilíbrio entre a dissociação e condução de íons de Li. Como resultado, o eletrólito composto pode alcançar uma melhor eficiência em ambientes com baixas temperaturas.[0037] The ratio between the weight of the first inorganic solid particles and the weight of the second inorganic solid particles should preferably be 1% or more and less than 99%, even better between 10% and 90% and even better between 25% and 75%. A composite electrolyte in which the weight ratio of the first inorganic solid particles to the second inorganic solid particles is within a preferable range can achieve a better balance between the dissociation and conduction of Li ions. As a result, the composite electrolyte can achieve better efficiency in environments with low temperatures.

[0038] Uma vez que o eletrólito composto não compreendendo eletrólito não aquoso ou não apresentando uma razão menor que 0,1% entre o peso do eletrólito não aquoso e do eletrólito composto não é capaz de dissociar íons de Li suficientes do eletrólito não aquoso, o eletrólito composto não alcançará a melhor eficiência em ambientes com baixas temperaturas. Por outro lado, no eletrólito composto em que a razão entre o peso do eletrólito não aquoso e o peso do eletrólito composto excede 25%, o eletrólito não aquoso consegue escapar (vazamento) do eletrólito composto, o que pode criar uma junção líquida dentro da bateria. A melhor razão entre o peso do eletrólito não aquoso e o peso do eletrólito composto deve variar entre 1% e 10, preferencialmente, sendo ainda melhor a variação entre 2% e 10%, preferencialmente, e ainda melhor a variação entre 3% e 5%, preferencialmente. No eletrólito composto em que a quantidade de eletrólito não aquoso está dentro da faixa preferencial, aumenta a retenção do eletrólito não aquoso na mistura de eletrólito não aquoso e partículas sólidas inorgânicas. Portanto, utilizar o eletrólito composto com esta característica preferencial facilita a produção de uma estrutura empilhada em série caracterizada por uma estrutura bipolar, sem a necessidade de um separador. Além disso, em um eletrólito composto com essa característica preferencial, o Li dissociado do eletrólito não aquoso tem maior probabilidade de se deslocar nas vizinhanças da superfície das partículas sólidas inorgânicas sem difundir pelo eletrólito não aquoso, de modo que a energia de ativação aparente da condução de Li deve diminuir.[0038] Since the composite electrolyte not comprising non-aqueous electrolyte or not having a ratio of less than 0.1% between the weight of the non-aqueous electrolyte and the composite electrolyte is not capable of dissociating sufficient Li ions from the non-aqueous electrolyte, the composite electrolyte will not achieve the best efficiency in low temperature environments. On the other hand, in the composite electrolyte where the ratio of the weight of the non-aqueous electrolyte to the weight of the composite electrolyte exceeds 25%, the non-aqueous electrolyte can escape (leak) from the composite electrolyte, which may create a liquid junction within the battery. The best ratio between the weight of the non-aqueous electrolyte and the weight of the composite electrolyte should vary between 1% and 10, preferably, with a variation between 2% and 10% being even better, preferably, and an even better variation between 3% and 5%. %, preferably. In the composite electrolyte where the amount of non-aqueous electrolyte is within the preferred range, the retention of the non-aqueous electrolyte in the mixture of non-aqueous electrolyte and inorganic solid particles increases. Therefore, using the composite electrolyte with this preferential characteristic facilitates the production of a series-stacked structure characterized by a bipolar structure, without the need for a separator. Furthermore, in a composite electrolyte with this preferential characteristic, Li dissociated from the nonaqueous electrolyte is more likely to move in the vicinity of the surface of the inorganic solid particles without diffusing through the nonaqueous electrolyte, so that the apparent activation energy of conduction of Li should decrease.

[0039] Em um eletrólito composto compreendendo a mistura de partículas sólidas inorgânicas com uma razão d90/d10 menor que 10, o gradiente de concentração de íons de Li gerado pela polarização dielétrica é muito pequeno, de modo que o deslocamento de íons de Li não pode ser suficientemente promovido. Por outro lado, um eletrólito composto compreendendo a mistura de partículas sólidas inorgânicas com uma razão d90/d10 maior que 500 apresenta baixa revestibilidade. Portanto, é mais difícil uniformizar a espessura da camada de eletrólito composto presente entre os eletrodos positivo e negativo em bateria secundária compreendendo tal eletrólito composto. Tal bateria secundária pode causar um curto-circuito elétrico entre os eletrodos positivo e negativo e não apresenta um tempo de vida útil ótimo.[0039] In a composite electrolyte comprising the mixture of inorganic solid particles with a d90/d10 ratio less than 10, the concentration gradient of Li ions generated by dielectric polarization is very small, so that the displacement of Li ions does not can be sufficiently promoted. On the other hand, a composite electrolyte comprising the mixture of inorganic solid particles with a d90/d10 ratio greater than 500 has low coatability. Therefore, it is more difficult to uniform the thickness of the composite electrolyte layer present between the positive and negative electrodes in secondary battery comprising such composite electrolyte. Such a secondary battery can cause an electrical short circuit between the positive and negative electrodes and does not have an optimal useful life.

[0040] A melhor razão d90/d10 deve variar entre 10 e 100, sendo ainda melhor a faixa de 15 a 60. Um eletrólito composto compreendendo razão d90/d10 em uma faixa preferencial apresenta boa revestibilidade e também uma melhor na condutividade de Li devido a uma distribuição ampla do tamanho de partículas e pode apresentar melhores propriedades de isolamento entre os eletrodos.[0040] The best d90/d10 ratio should vary between 10 and 100, with the range from 15 to 60 being even better. A composite electrolyte comprising d90/d10 ratio in a preferred range has good coatability and also better Li conductivity due to to a broad particle size distribution and may have better insulation properties between electrodes.

[0041] Preferencialmente, a primeira condutividade de íons de Li a 25°C das primeiras partículas sólidas inorgânicas deve ser 1x10-10 S/cm ou mais, sendo mais desejável 1x10-6 S/cm e ainda mais desejável 1x10-4 S/cm. A primeira condutividade de íons de Li a 25°C das primeiras partículas sólidas inorgânicas é, por exemplo, 1x1Q-2 S/cm ou menos. Por outro lado, preferencialmente, a segunda condutividade de íons de Li a 25°C das segundas partículas sólidas inorgânicas deve ser menor que 1x10—1° S/cm, sendo mais desejável menor que 1x1Q-12 S/cm. A segunda condutividade de íons de Li a 25°C das segundas partículas sólidas inorgânicas, por exemplo, é de 1x10-14 S/cm ou mais.[0041] Preferably, the first Li ion conductivity at 25°C of the first inorganic solid particles should be 1x10-10 S/cm or more, with 1x10-6 S/cm being more desirable and even more desirable 1x10-4 S/cm cm. The first Li ion conductivity at 25°C of the first inorganic solid particles is, for example, 1x1Q-2 S/cm or less. On the other hand, preferably, the second Li ion conductivity at 25°C of the second inorganic solid particles should be less than 1x10—1° S/cm, with less than 1x1Q-12 S/cm being more desirable. The second Li ion conductivity at 25°C of second inorganic solid particles, for example, is 1x10-14 S/cm or more.

[0042] É desejável que mistura de partículas sólidas inorgânicas satisfaça 10 < OH/OL. Aqui, O é a primeira condutividade de íons de Li [S/cm] a 25°C das primeiras partículas sólidas inorgânicas e oL é a segunda condutividade de íos de Li [S/cm] a 25°C das segundas partículas sólidas inorgânicas. O eletrólito composto compreendendo uma mistura de partículas sólidas inorgânicas que satisfaz a razão oH/oL de 10 ou mais, pode gerar um maior gradiente de concentração de íons de Li, o que pode acarretar em condução mais homogênea de íons de Li. A razão oH/oL mais desejável é de 400 ou mais, e ainda mais desejável de 1000 ou mais. A razão oH/oL pode ser, por exemplo, 1x1016 ou menor.[0042] It is desirable that the mixture of inorganic solid particles meets 10 < OH/OL. Here, O is the first Li ion conductivity [S/cm] at 25°C of the first inorganic solid particles and oL is the second Li ion conductivity [S/cm] at 25°C of the second inorganic solid particles. The composite electrolyte comprising a mixture of inorganic solid particles that satisfies the oH/oL ratio of 10 or more can generate a greater Li ion concentration gradient, which can result in more homogeneous conduction of Li ions. The oH ratio /oL is more desirable 400 or more, and even more desirable is 1000 or more. The oH/oL ratio may be, for example, 1x1016 or less.

[0043] O tamanho médio de partícula das primeiras partículas sólidas inorgânicas é preferencialmente igual ao tamanho médio de partícula das segundas partículas sólidas inorgânicas. Neste quesito, preferencialmente, os tamanhos de partículas são iguais, de modo que a distância entre as partículas seja constante e os espaços vazios possam ser preenchidos pelo eletrólito não aquoso. Dessa forma, quando os íons de Li dissociados do eletrólito não aquoso pela polarização dielétrica na superfície das partículas sólidas inorgânicas se deslocam na superfície das primeiras partículas sólidas inorgânicas, o Li pode se deslocar através dos espaços vazios de tamanho uniforme. Isso possibilita a minimização da distância percorrida no deslocamento, o que é desejável. Alternativamente, a mistura de partículas sólidas inorgânicas satisfaz 1 < RH/RL ≤ 100. Aqui, RH é um tamanho de partícula médio [μm] de partículas tendo um tamanho de partícula médio maior entre os tamanhos médios de partícula das primeiras partículas sólidas inorgânicas e das segundas partículas sólidas inorgânicas. RL é um tamanho de partícula médio [μm] de partículas tendo um tamanho de partícula médio menor entre os tamanhos médios de partícula das primeiras partículas sólidas inorgânicas e das segundas partículas sólidas inorgânicas. Neste quesito, preferencialmente, a densidade de empacotamento do eletrólito composto pode ser melhorada ao mesmo tempo em que se garante uma distância suficiente entre partículas para que haja condução de Li ao mesmo tempo que mantém o preenchimento pelo eletrólito não aquoso. Dessa forma, mesmo que a espessura do eletrólito composto seja reduzida, é possível manter o isolamento entre os eletrodos. A melhor razão RH/RL varia entre 1 e 20 ou menor que 20.[0043] The average particle size of the first inorganic solid particles is preferably equal to the average particle size of the second inorganic solid particles. In this regard, preferably, the particle sizes are equal, so that the distance between the particles is constant and the empty spaces can be filled by the non-aqueous electrolyte. Therefore, when the Li ions dissociated from the non-aqueous electrolyte by dielectric polarization on the surface of the inorganic solid particles move on the surface of the first inorganic solid particles, the Li can move through the void spaces of uniform size. This makes it possible to minimize the distance traveled during travel, which is desirable. Alternatively, the mixture of inorganic solid particles satisfies 1 < RH/RL ≤ 100. Here, RH is an average particle size [μm] of particles having a larger average particle size between the average particle sizes of the first inorganic solid particles and of the second inorganic solid particles. RL is an average particle size [μm] of particles having a smaller average particle size between the average particle sizes of the first inorganic solid particles and the second inorganic solid particles. In this regard, preferably, the packing density of the composite electrolyte can be improved while ensuring a sufficient distance between particles for Li conduction while maintaining filling by the non-aqueous electrolyte. In this way, even if the thickness of the composite electrolyte is reduced, it is possible to maintain insulation between the electrodes. The best RH/RL ratio varies between 1 and 20 or less than 20.

[0044] A área superficial específica BET das primeiras partículas sólidas inorgânicas é, preferencialmente, igual à área superficial específica BET das segundas partículas sólidas inorgânicas. Nesse quesito, preferencialmente, as áreas de contato das partículas com o eletrólito não aquoso são iguais entre si. Os íons de Li dissociados do eletrólito não aquoso pela polarização dielétrica na superfície das segundas partículas sólidas inorgânicas podem se deslocar na superfície das primeiras partículas sólidas inorgânicas em proporção adequada, de modo que uma maior condutividade de Li pode ser atingida. Alternativamente, a mistura de partículas sólidas inorgânicas satisfaz, preferencialmente, 1 < SH/SL < 50. Aqui, SH é uma área superficial específica BET [m2/g] de partículas tendo uma área superficial específica BET maior entre as áreas superficiais específicas BET das primeiras partículas sólidas inorgânicas e das segundas partículas sólidas inorgânicas. SL é uma área superficial específica BET [m2/g] de partículas tendo uma área superficial específica BET menor entre as áreas superficiais específicas BET das primeiras partículas sólidas inorgânicas e das segundas partículas sólidas inorgânicas. Com esses aspectos preferenciais, os íons de Li dissociados do eletrólito não aquoso pela polarização dielétrica na superfície das segundas partículas sólidas inorgânicas podem se deslocar facilmente na superfície das primeiras partículas sólidas inorgânicas e a uniformidade do revestimento do eletrólito sólido composto é melhorada, o que é preferível. É melhor que a razão SH/SL esteja entre 1 e 6 ou menos que 6.[0044] The BET specific surface area of the first inorganic solid particles is preferably equal to the BET specific surface area of the second inorganic solid particles. In this regard, preferably, the contact areas of the particles with the non-aqueous electrolyte are equal to each other. The Li ions dissociated from the non-aqueous electrolyte by the dielectric polarization on the surface of the second inorganic solid particles can move on the surface of the first inorganic solid particles in a suitable proportion, so that a higher Li conductivity can be achieved. Alternatively, the mixture of inorganic solid particles preferably satisfies 1 < SH/SL < 50. Here, SH is a BET specific surface area [m2/g] of particles having a greater BET specific surface area among the BET specific surface areas of the first inorganic solid particles and second inorganic solid particles. SL is a BET specific surface area [m2/g] of particles having a smaller BET specific surface area between the BET specific surface areas of the first inorganic solid particles and the second inorganic solid particles. With these preferential aspects, the Li ions dissociated from the non-aqueous electrolyte by the dielectric polarization on the surface of the second inorganic solid particles can easily move on the surface of the first inorganic solid particles, and the coating uniformity of the composite solid electrolyte is improved, which is preferable. It is best for the SH/SL ratio to be between 1 and 6 or less than 6.

[0045] É desejável que o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização satisfaça a inequação OI>Ü2 . Aqui, 01 é uma frequência de pico em um espectro de módulo complexo do eletrólito composto. W2 uma frequência de pico em um espectro de módulo complexo do eletrólito não aquoso compreendido no eletrólito composto. Cada espectro de módulo complexo é representado pela fórmula seguinte: [0045] It is desirable that the electrolyte composed in accordance with the first embodiment satisfies the inequality OI>Ü2. Here, 01 is a peak frequency in a complex modulus spectrum of the composite electrolyte. W2 a peak frequency in a complex modulus spectrum of the non-aqueous electrolyte comprised in the composite electrolyte. Each complex module spectrum is represented by the following formula:

[0046] Descrições detalhadas, tais como dos parâmetros da fórmula acima, podem ser encontradas em "I. M. Hodge, M. D. Ingram, and A. R. West, "IMPEDANCE AND MODULUS SPECTROSCOPY OF POLYCRYSTALINE SOLID ELCTROLYTE", Journal of Electroanalytical Chemistry 74 (1976) 125-143".[0046] Detailed descriptions, such as of the parameters of the above formula, can be found in "I. M. Hodge, M. D. Ingram, and A. R. West, "IMPEDANCE AND MODULUS SPECTROSCOPY OF POLYCRYSTALINE SOLID ELCTROLYTE", Journal of Electroanalytical Chemistry 74 (1976) 125- 143".

[0047] Descreve-se aqui o espectro do módulo complexo. A transferência de carga em cada um dos componentes do composto está refletida no espectro de módulo. Especificamente, um componente com um pico em região de alta frequência significa que há deslocamento rápido dos íons de Li. Quando há distribuição na frequência de pico, então a mobilidade do Li varia, ou seja, no componente em que houver uma distribuição da frequência de pico, há uma mistura de sítios nos quais o Li se deslocará rapidamente e outros sítios nos quais o Li se deslocará lentamente. Em um componente com essas características, pode ser determinada que a concentração de íons de Li é alta ou que há muitos caminhos para o deslocamento dos íons de Li. Portanto, a distribuição da concentração de íons de Li pode ser estimada pelo espectro de módulo.[0047] The spectrum of the complex module is described here. The charge transfer in each of the components of the compound is reflected in the modulus spectrum. Specifically, a component with a peak in a high-frequency region means that there is rapid displacement of Li ions. When there is a distribution at the peak frequency, then the mobility of Li varies, that is, in the component in which there is a frequency distribution of peak, there is a mixture of sites where Li will move quickly and other sites where Li will move slowly. In a component with these characteristics, it can be determined that the Li ion concentration is high or that there are many paths for Li ions to move. Therefore, the Li ion concentration distribution can be estimated from the modulus spectrum.

[0048] Pode-se afirmar que em um eletrólito que satisfaz a inequação wi > W2 que a mobilidade de íons de Li na totalidade do eletrólito composto é maior que a mobilidade de íons de Li no eletrólito não aquoso. Ainda que a concentração de íons de Li no eletrólito não aquoso normalmente seja constante, a mobilidade dos íons de Li na totalidade do eletrólito composto é maior que em um eletrólito não aquoso. Pode-se dizer que isso aumenta a concentração aparente de íons de Li devido à interação com as partículas inorgânicas do eletrólito composto. Um eletrólito composto apresenta um bom rendimento em ambientes com baixas temperaturas.[0048] It can be stated that in an electrolyte that satisfies the inequality wi > W2 that the mobility of Li ions in the entire composite electrolyte is greater than the mobility of Li ions in the non-aqueous electrolyte. Although the concentration of Li ions in the non-aqueous electrolyte is normally constant, the mobility of Li ions in the entire composite electrolyte is greater than that in a non-aqueous electrolyte. This can be said to increase the apparent concentration of Li ions due to the interaction with the inorganic particles of the composite electrolyte. A composite electrolyte performs well in low temperature environments.

[0049] Por exemplo, o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização pode satisfazer a desigualdade C2 > C1 > C3. Aqui, C1 é a concentração de íons de Li [mol/L] na interface entre as primeiras partículas inorgânicas e o eletrólito não aquoso. C2 é a concentração de íons de Li [mol/L] na interface entre as segundas partículas inorgânicas e o eletrólito não aquoso. C3 é a concentração de íons de Li [mol/L] no eletrólito não aquoso. Ou seja, em um eletrólito composto que satisfaz a desigualdade acima, a concentração de íons de Li no eletrólito não aquoso é menor que a concentração de íons de Li na interface entre as primeiras partículas sólidas inorgânicas e o eletrólito não aquoso e do que a concentração de íons de Li na interface entre as segundas partículas sólidas inorgânicas e o eletrólito não aquoso. Neste caso, o a concentração de íons de Li na interface entre as segundas partículas sólidas inorgânicas e o eletrólito não aquoso não é menor que a concentração de íons de Li na interface entre as primeiras partículas sólidas inorgânicas e o eletrólito não aquoso. Em um eletrólito com essas características, a dissociação de íons de Li pode ser promovida pela polarização dielétrica na superfície do segundo composto inorgânico, pela qual pode-se alcançar condutividade na superfície do primeiro composto inorgânica, de modo que haja uma passagem com alta taxa de transferência e se alcance uma condução de Li mais vantajosa. De acordo com esses resultados, o eletrólito composto com essas características desejáveis pode alcançar um melhor rendimento em ambientes com baixas temperaturas, mais especificamente, melhor desempenho em taxas de carga-e-descarga em ambientes com baixas temperaturas.[0049] For example, the electrolyte composed according to the first embodiment can satisfy the inequality C2 > C1 > C3. Here, C1 is the Li ion concentration [mol/L] at the interface between the first inorganic particles and the non-aqueous electrolyte. C2 is the Li ion concentration [mol/L] at the interface between the second inorganic particles and the non-aqueous electrolyte. C3 is the Li ion concentration [mol/L] in the non-aqueous electrolyte. That is, in a composite electrolyte that satisfies the above inequality, the concentration of Li ions in the nonaqueous electrolyte is less than the concentration of Li ions at the interface between the first inorganic solid particles and the nonaqueous electrolyte and than the concentration of Li ions at the interface between the second inorganic solid particles and the non-aqueous electrolyte. In this case, the concentration of Li ions at the interface between the second inorganic solid particles and the non-aqueous electrolyte is not less than the concentration of Li ions at the interface between the first inorganic solid particles and the non-aqueous electrolyte. In an electrolyte with these characteristics, the dissociation of Li ions can be promoted by dielectric polarization on the surface of the second inorganic compound, by which conductivity can be achieved on the surface of the first inorganic compound, so that there is a passage with a high rate of transfer and more advantageous Li driving is achieved. According to these results, the composite electrolyte with these desirable characteristics can achieve better performance in low temperature environments, more specifically, better performance in charge-and-discharge rates in low temperature environments.

[0050] Preferencialmente, o eletrólito não aquoso compreende um eletrólito de polimérico sólido e/ou um eletrólito de polimérico em gel. Uma bateria secundária é produzida usando- se o eletrólito composto de característica desejada compreendendo o eletrólito de polimérico sólido, de modo que a miniaturização da bateria secundária seja facilitada. Quando se utiliza o eletrólito composto de característica desejada compreendendo o eletrólito de polimérico em gel, a bateria secundária pode ser mais facilmente produzida e intervenções como, por exemplo, alterações no formato da bateria secundária se tornam mais fáceis. Alternativamente, o eletrólito não aquoso pode compreender um eletrólito líquido não aquoso.[0050] Preferably, the non-aqueous electrolyte comprises a solid polymer electrolyte and/or a gel polymer electrolyte. A secondary battery is produced using the composite electrolyte of desired characteristic comprising solid polymer electrolyte, so that miniaturization of the secondary battery is facilitated. When using the composite electrolyte of the desired characteristic comprising the gel polymer electrolyte, the secondary battery can be more easily produced and interventions such as, for example, changes in the shape of the secondary battery become easier. Alternatively, the non-aqueous electrolyte may comprise a non-aqueous liquid electrolyte.

[0051] O eletrólito composto em acordo com a primeira concretização pode também compreender um ligante. O estado do eletrólito não aquoso pode ser ajustado pela modificação na composição e quantidade tanto do eletrólito não aquoso quanto do ligante em combinação com quantidade do iniciador de polimerização.[0051] The electrolyte composed according to the first embodiment may also comprise a ligand. The state of the non-aqueous electrolyte can be adjusted by modifying the composition and amount of both the non-aqueous electrolyte and the binder in combination with the amount of polymerization initiator.

[0052] A partir de agora, os materiais que podem compreender o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização serão descritos em maiores detalhes.[0052] From now on, the materials that can comprise the electrolyte composed in accordance with the first embodiment will be described in greater detail.

(1) Mistura de partículas sólidas inorgânicas(1) Mixture of inorganic solid particles

[0053] A primeira condutividade de íons de Li das primeiras partículas sólidas inorgânicas condutoras de íons de Li é, a título de exemplo, 1x10-10 S/cm ou mais a 25°C. Preferencialmente, usam-se partículas sólidas inorgânicas com estrutura do tipo granada como primeiras partículas sólidas inorgânicas e isso se dá porque têm vantagens como alta condutividade de íons de Li, alta resistência à redução e uma janela eletroquímica ampla. São exemplos de partículas sólidas inorgânicas com estruturas do tipo granada aquelas de compostos representados pela fórmula geral La5+xAxLa3-xM2O12 (“A” representa um ou dois grupos selecionados entre Ca, Sr and Ba, ou uma combinação de Ca, Sr and Ba, e “M” é Nb e/ou Ta), uma fórmula geral de Li3M2-xL2O12 (“M” é Ta e/ou Nb, e “L” é Zr), uma fórmula geral Li7-3xAlxLa3Zr3O12 ou uma fórmula geral Li7La3Zr2O12. Nas fórmulas gerais acima, x deve estar entre 0 e 0,5, preferencialmente. Entre elas, Li6.25Al0.25La3Zr3O12 e Li7La3Zr2O12 apresentam uma maior condutividade iônica e são eletroquimicamente estáveis, podem alcançar performance de descarga ótima e ótimo rendimento e são vantajosamente estáveis eletroquimicamente em solvente orgânico, mesmo quando micro particulados.[0053] The first Li ion conductivity of the first Li ion-conducting inorganic solid particles is, by way of example, 1x10-10 S/cm or more at 25°C. Preferably, inorganic solid particles with a garnet-like structure are used as the first inorganic solid particles and this is because they have advantages such as high conductivity of Li ions, high resistance to reduction and a wide electrochemical window. Examples of inorganic solid particles with garnet-like structures are those of compounds represented by the general formula La5+xAxLa3-xM2O12 (“A” represents one or two groups selected from Ca, Sr and Ba, or a combination of Ca, Sr and Ba, and “M” is Nb and/or Ta), a general formula of Li3M2-xL2O12 (“M” is Ta and/or Nb, and “L” is Zr), a general formula Li7-3xAlxLa3Zr3O12 or a general formula Li7La3Zr2O12. In the general formulas above, x should be between 0 and 0.5, preferably. Among them, Li6.25Al0.25La3Zr3O12 and Li7La3Zr2O12 have higher ionic conductivity and are electrochemically stable, can achieve optimal discharge performance and yield, and are advantageously electrochemically stable in organic solvent, even when microparticulate.

[0054] Além das partículas sólidas inorgânicas com estrutura tipo granada, partículas de material condutor de íons de Li do tipo Perovskita com uma composição representada pela fórmula La0.56Li0.33TiO3 ou partículas de um eletrólito de vitrocerâmica com estrutura tipo NASICON e representada pela fórmula estrutural típica Li1+x+yTi2-xAlxP3-ySiyO12 (x = 0.3, y = 0.2) e outros do tipo podem ser utilizadas como as primeiras partículas sólidas inorgânicas.[0054] In addition to inorganic solid particles with a garnet-like structure, particles of Li ion-conducting material of the Perovskite type with a composition represented by the formula La0.56Li0.33TiO3 or particles of a glass-ceramic electrolyte with a NASICON-type structure and represented by the formula Typical structural Li1+x+yTi2-xAlxP3-ySiyO12 (x = 0.3, y = 0.2) and others of the type can be used as the first inorganic solid particles.

[0055] O tamanho médio de partículas das primeiras partículas sólidas inorgânicas deve variar entre 0.01 μm a 10 μm. Além disso, a melhor faixa para tamanho médio de partículas ds primeiras partículas sólidas inorgânicas é de 0.1 μm a 8 μm. Esta faixa permite uma melhora na condutividade iônica do eletrólito composto.[0055] The average particle size of the first inorganic solid particles should vary between 0.01 μm to 10 μm. Furthermore, the best range for average particle size of the first inorganic solid particles is 0.1 μm to 8 μm. This range allows for an improvement in the ionic conductivity of the composite electrolyte.

[0056] Preferencialmente, as primeiras partículas sólidas inorgânicas devem apresentar uma razão d90A/d10A que varie de 10 a 100, sendo ainda melhor se variar de 15 a 60. Aqui, d10A é um tamanho de partículas [μm] em que uma frequência cumulativa a partir de um lado de tamanho de partícula pequeno é de 10% numa curva cumulativa de tamanho de partícula da mistura de partículas sólidas inorgânicas, sendo a curva cumulativa de tamanho de partícula obtida por um método de dispersão de difração a laser. d90A é um tamanho de partícula [μm] no qual uma frequência cumulativa do lado do tamanho de partícula pequeno é de 90% na curva cumulativa de tamanho de partícula das primeiras partículas sólidas inorgânicas.[0056] Preferably, the first inorganic solid particles should have a d90A/d10A ratio that varies from 10 to 100, and it is even better if it varies from 15 to 60. Here, d10A is a particle size [μm] in which a cumulative frequency from a small particle size side is 10% on a cumulative particle size curve of the mixture of inorganic solid particles, the cumulative particle size curve being obtained by a laser diffraction dispersion method. d90A is a particle size [μm] in which a cumulative frequency on the small particle size side is 90% in the cumulative particle size curve of the first inorganic solid particles.

[0057] As segundas partículas sólidas inorgânicas são, preferencialmente e sem nenhuma limitação em particular, de pelo menos um tipo de partículas selecionadas entre um grupo compreendendo partículas de óxido de alumínio, partículas de óxido de zircônio, partículas de óxido de silício e partículas de óxido de magnésio, levando-se em conta a alta resistência à redução e baixo custo. São outros exemplos de segundas partículas sólidas inorgânicas partículas de óxidos metálicos, tais como partículas de óxido de titânio do tipo rutilo, partículas de óxido de nióbio, partículas de óxido de tântalo, partículas de óxido de háfnio, partículas de óxido de ítrio, partículas de óxido de gálio, partículas de óxido de germânio e partículas de óxidos lantanídeos, tais como partículas de óxido de lantânio.[0057] The second inorganic solid particles are, preferably and without any particular limitation, at least one type of particles selected from a group comprising aluminum oxide particles, zirconium oxide particles, silicon oxide particles and magnesium oxide, taking into account its high resistance to reduction and low cost. Other examples of second inorganic solid particles are metallic oxide particles, such as rutile-type titanium oxide particles, niobium oxide particles, tantalum oxide particles, hafnium oxide particles, yttrium oxide particles, gallium oxide, germanium oxide particles and lanthanide oxide particles such as lanthanum oxide particles.

[0058] Preferencialmente, o tamanho médio de partícula das segundas partículas sólidas inorgânicas respeita uma faixa de 0,01 μm a 10 μm. É ainda mais desejável que tamanho médio de partícula das segundas partículas sólidas inorgânicas varie em uma faixa de 0,1 μm a 8 μm.[0058] Preferably, the average particle size of the second inorganic solid particles respects a range of 0.01 μm to 10 μm. It is even more desirable that the average particle size of the second inorganic solid particles varies in a range of 0.1 μm to 8 μm.

[0059] Preferencialmente, as segundas partículas sólidas inorgânicas devem apresentar uma razão d90B/d10B que varie de 10 a 100, sendo ainda melhor se variar de 15 a 60. Aqui, d10B é um tamanho de partículas [μm] em que uma frequência cumulativa a partir de um lado de tamanho de partícula pequeno é de 10% numa curva cumulativa de tamanho de partícula da mistura de partículas sólidas inorgânicas, sendo a curva cumulativa de tamanho de partícula obtida por um método de dispersão de difração a laser. d90B é um tamanho de partícula [μm] no qual uma frequência cumulativa do lado do tamanho de partícula pequeno é de 90% na curva cumulativa de tamanho de partícula das segundas partículas sólidas inorgânicas.[0059] Preferably, the second inorganic solid particles should have a d90B/d10B ratio that varies from 10 to 100, and it is even better if it varies from 15 to 60. Here, d10B is a particle size [μm] in which a cumulative frequency from a small particle size side is 10% on a cumulative particle size curve of the mixture of inorganic solid particles, the cumulative particle size curve being obtained by a laser diffraction dispersion method. d90B is a particle size [μm] in which a cumulative frequency on the small particle size side is 90% in the cumulative particle size curve of the second inorganic solid particles.

[0060] O “tamanho médio de partícula” de cada uma das partículas sólidas inorgânicas descritas acima é um número médio primário de tamanho de partículas quando as partículas são compreendidas por partículas primárias, um número médio secundário de tamanho médio de partícula quando as partículas são compreendidas por partículas secundárias e um número médio de tamanho de partículas de uma mistura de partículas primárias e secundárias sem distinção entre as partículas primárias e secundárias quando as partículas são compreendidas de uma mistura das partículas primárias e secundárias.[0060] The “average particle size” of each of the inorganic solid particles described above is a primary average particle size number when the particles are comprised of primary particles, a secondary average particle size number when the particles are comprised of secondary particles and an average number of particle sizes of a mixture of primary and secondary particles without distinction between the primary and secondary particles when the particles are comprised of a mixture of the primary and secondary particles.

(2) Eletrólito não aquoso(2) Non-aqueous electrolyte

[0061] O eletrólito não aquoso compreende íon de Li.[0061] The non-aqueous electrolyte comprises Li ion.

[0062] O eletrólito não aquoso pode compreender, por exemplo, um eletrólito líquido não aquoso, um eletrólito de polimérico sólido e/ou um eletrólito de polimérico em gel, como descrito anteriormente. O eletrólito não aquoso compreendendo o eletrólito de polimérico sólido e/ou eletrólito de polimérico em gel pode também ser chamado de eletrólito contendo polímero orgânico.[0062] The non-aqueous electrolyte may comprise, for example, a non-aqueous liquid electrolyte, a solid polymer electrolyte and/or a gel polymer electrolyte, as previously described. The non-aqueous electrolyte comprising the solid polymer electrolyte and/or gel polymer electrolyte can also be called an organic polymer-containing electrolyte.

[0063] Tanto o eletrólito de polimérico sólido quando o eletrólito de polimérico em gel podem ser, por exemplo, uma mistura de um eletrólito líquido não aquoso e um ligante. Dessa forma, o eletrólito de polimérico sólido e o eletrólito de polimérico em gel podem compreender uma mistura de dois componentes, um componente que é uma solução eletrolítica não aquosa e um componente que é um monômero.[0063] Both the solid polymer electrolyte and the gel polymer electrolyte can be, for example, a mixture of a non-aqueous liquid electrolyte and a binder. Thus, the solid polymer electrolyte and the gel polymer electrolyte may comprise a mixture of two components, one component being a non-aqueous electrolyte solution and one component being a monomer.

[0064] O eletrólito líquido não aquoso pode compreender, por exemplo, um solvente orgânico e um eletrólito (eletrólito suporte de Li) compreendendo Li e dissolvido no solvente orgânico. A concentração do eletrólito deve estar em uma faixa de 0.5 mol/L a 2.5 mol/L, preferencialmente.[0064] The non-aqueous liquid electrolyte may comprise, for example, an organic solvent and an electrolyte (Li supporting electrolyte) comprising Li and dissolved in the organic solvent. The electrolyte concentration should be in a range of 0.5 mol/L to 2.5 mol/L, preferably.

[0065] São exemplos de possíveis solventes orgânicos os carbonatos cíclicos, tais como o carbonato de propileno (PC), carbonato de etileno (EC) e carbonato de vinileno; carbonatos lineares, tais como o carbonato de dietila (DEC), carbonato de dimetila (DMC) e metil-etil carbonato (MEC); estéres cíclicos, tais como o tetrahidrofurano (THF), 2-metiltetrahidrofurano (2- MeTHF) e dioxolano (DOX); estéres linares, tais como dimetóxietano (DME) e dietóxietano (DEE); Y-butirolactona (GBL), acetonitrila (AN) e sulfolano (SL). Um desses solventes orgânicos pode ser utilizado isoladamente ou dois ou mais desses solventes podem ser utilizados na forma de mistura de solventes. O solvente orgânico deve, preferencialmente, compreender pelo menos um solvente selecionado entre os seguintes: carbonato de propileno, carbonato de etileno, carbonato de dietila e metiletil carbonato.[0065] Examples of possible organic solvents are cyclic carbonates, such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC) and vinylene carbonate; linear carbonates, such as diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC) and methyl ethyl carbonate (MEC); cyclic esters, such as tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran (2-MeTHF) and dioxolane (DOX); linear esters, such as dimethoxyethane (DME) and diethoxyethane (DEE); Y-butyrolactone (GBL), acetonitrile (AN) and sulfolane (SL). One of these organic solvents can be used alone or two or more of these solvents can be used in the form of a mixture of solvents. The organic solvent should preferably comprise at least one solvent selected from the following: propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate and methyl ethyl carbonate.

[0066] São exemplos do eletrólito (eletrólito suporte de Li) os sais de lítio, tais como perclorato de lítio (LiClO4), hexaflurofosfato de lítio (LiPF6), tetrafluoroborato de lítio (LiBF4), hexafluoroarseanto de lítio (LiAsF6), trifluorometanosulfonato de lítio (LiCF3SO3) e bis- trifluorometilsulfonil-imida de lítio (LiN(CF3SO2)2) e misturas desses. Preferencialmente, o eletrólito deve ser resistente à oxidação, mesmo em situações de alto potencial e é ainda mais desejável o LiPF6.[0066] Examples of the electrolyte (Li supporting electrolyte) are lithium salts, such as lithium perchlorate (LiClO4), lithium hexaflurophosphate (LiPF6), lithium tetrafluoroborate (LiBF4), lithium hexafluoroarseant (LiAsF6), lithium trifluoromethanesulfonate lithium (LiCF3SO3) and lithium bis-trifluoromethylsulfonylimide (LiN(CF3SO2)2) and mixtures thereof. Preferably, the electrolyte should be resistant to oxidation, even in high potential situations and LiPF6 is even more desirable.

[0067] Entre os exemplos de ligantes incluem-se materiais de gel polímero que formem um gel com carbonatos. São alguns exemplos específicos a poliacrilonitrila (PAN), óxido de polietileno (PEO), fluoreto de polivinilideno (PVdF) e polimetil-metacrilato. Um dos ligantes acima pode ser utilizado isoladamente ou mais de um podem ser utilizados na forma de mistura. No caso do PVdF, por exemplo, a quantidade de ligante deve ser, preferencialmente, menor que 20% em peso do que o peso do eletrólito composto.[0067] Examples of binders include polymer gel materials that form a gel with carbonates. Some specific examples are polyacrylonitrile (PAN), polyethylene oxide (PEO), polyvinylidene fluoride (PVdF) and polymethyl methacrylate. One of the above binders can be used alone or more than one can be used as a mixture. In the case of PVdF, for example, the amount of binder should preferably be less than 20% by weight of the weight of the composite electrolyte.

[0068] O eletrólito de polimérico sólido e o eletrólito de polimérico em gel são diferentes entre si no que diz respeito à dureza é viscosidade do polímero. Um polímero sólido não apresenta fluidez devido ao seu alto grau de polimerização e alta dureza. O eletrólito de polimérico em gel compreende um eletrólito com dureza menor que a do polímero sólido e com fluidez (viscosidade).[0068] The solid polymer electrolyte and the gel polymer electrolyte are different from each other with regard to the hardness and viscosity of the polymer. A solid polymer does not exhibit fluidity due to its high degree of polymerization and high hardness. The gel polymer electrolyte comprises an electrolyte with a hardness lower than that of the solid polymer and with fluidity (viscosity).

[0069] Podem ser usados como iniciadores de polimerização os ésteres de ácido benzenosulfônicos e sais de alquilsufônio. A quantidade de iniciador de polimerização pode ser adequada de acordo com a composição e quantidade de eletrólito líquido não aquoso e do ligante.[0069] Benzenesulfonic acid esters and alkylsulfonium salts can be used as polymerization initiators. The amount of polymerization initiator can be suitable according to the composition and amount of non-aqueous liquid electrolyte and binder.

[0070] A partir de agora, descreve-se o mecanismo de condução do Li no eletrólito composto em acordo com a primeira concretização, tendo a Figura 1 como referência.[0070] From now on, the Li conduction mechanism in the composite electrolyte is described in accordance with the first embodiment, taking Figure 1 as a reference.

[0071] A Figura 1 ilustra esquematicamente o deslocamento do Li+ em um exemplo de eletrólito composto em acordo com a primeira concretização.[0071] Figure 1 schematically illustrates the displacement of Li+ in an example of a composite electrolyte in accordance with the first embodiment.

[0072] O eletrólito composto 9 demonstrado na Figura 1 compreende uma mistura de partículas sólidas inorgânicas 91 e um eletrólito não aquoso 92. A mistura de partículas sólidas inorgânicas compreende as primeiras partículas sólidas inorgânicas 91A e segundas partículas sólidas inorgânicas 91B. O eletrólito não aquoso compreende Li+, ou seja, íons de Li.[0072] The composite electrolyte 9 shown in Figure 1 comprises a mixture of inorganic solid particles 91 and a non-aqueous electrolyte 92. The mixture of inorganic solid particles comprises the first inorganic solid particles 91A and second inorganic solid particles 91B. The non-aqueous electrolyte comprises Li+, i.e. Li ions.

[0073] Quando se aplica um campo elétrico externo sobre o eletrólito composto 9, ocorre a polarização dielétrica na superfície das segundas partículas sólidas inorgânicas 91B. Dessa forma, uma parte dos íons de Li compreendidos no eletrólito não aquoso 92 são dissociados e acumulados nas vizinhanças de uma interface 9B entre as segundas partículas sólidas inorgânicas 91B e uma parte 92B do eletrólito não aquoso 92. Dessa forma, no eletrólito composto 9, a concentração de íons de Li nas vizinhanças da interface 9B deveria aumentar. Entretanto, no eletrólito composto 9 como um todo, age uma força para impedir o aumento da concentração de íons de Li nas vizinhanças da interface 9B, de modo a manter o equilíbrio da concentração de íons de Li. Especificamente, uma parte dos íons de Li acumulados nas vizinhanças da interface 9B se desloca para as vizinhanças da interface 9A, entre as primeiras partículas sólidas inorgânicas 91A e uma parte 92A do eletrólito não aquoso 92. Dessa forma, os íons de Li se acumulariam nas vizinhanças da interface 9A. Uma força age para impedir um aumento na concentração de íons de Li nas vizinhanças da interface 9A e uma parte dos íons de Li nas vizinhanças da interface 9A se desloca para o eletrólito não aquoso 92. Uma parte do Li compreendido no eletrólito não aquoso 92 pode se dissociar do eletrólito não aquoso pela interface 9B. Outra parte é conduzida através do eletrólito não aquoso 92 e/ou das primeiras partículas sólidas inorgânicas 91A. O eletrólito não aquoso 92 e/ou as partículas sólidas inorgânicas 91A podem formar um caminho condutor de íons de Li ótimo. Essa série de ações estão ligadas e, no eletrólito composto 9, os íons de Li são conduzidos homogeneamente.[0073] When an external electric field is applied to the composite electrolyte 9, dielectric polarization occurs on the surface of the second inorganic solid particles 91B. In this way, a portion of the Li ions comprised in the non-aqueous electrolyte 92 are dissociated and accumulated in the vicinity of an interface 9B between the second inorganic solid particles 91B and a portion 92B of the non-aqueous electrolyte 92. Thus, in the composite electrolyte 9, the concentration of Li ions in the vicinity of the 9B interface should increase. However, in the compound electrolyte 9 as a whole, a force acts to prevent the increase of Li ion concentration in the vicinity of interface 9B, so as to maintain the balance of Li ion concentration. Specifically, a part of the Li ions accumulated in the vicinity of interface 9B moves to the vicinity of interface 9A, between the first inorganic solid particles 91A and a part 92A of the non-aqueous electrolyte 92. In this way, Li ions would accumulate in the vicinity of interface 9A. A force acts to prevent an increase in the concentration of Li ions in the vicinity of interface 9A and a portion of the Li ions in the vicinity of interface 9A moves to the nonaqueous electrolyte 92. A portion of the Li contained in the nonaqueous electrolyte 92 can dissociate from the non-aqueous electrolyte through interface 9B. Another part is conducted through the non-aqueous electrolyte 92 and/or the first inorganic solid particles 91A. The non-aqueous electrolyte 92 and/or the inorganic solid particles 91A can form an optimal Li ion conductive path. This series of actions are linked and, in the compound electrolyte 9, the Li ions are conducted homogeneously.

[0074] Quanto maior for a concentração de íons de Li em cada uma das interfaces 9A e 9B, maior é a força a agir na manutenção do equilíbrio dos íons de Li. Consequentemente, neste caso, a condução de íons de Li fica facilitada. Como descrito anteriormente, no eletrólito composto que apresente uma razão d90/d10 de 10 ou mais para a mistura de partículas sólidas inorgânicas 91, a concentração de íons de Li nas vizinhanças da interface 9B pode ser aumentada suficientemente pela polarização dielétrica. Dessa forma, o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização pode fornecer uma bateria secundária com excelente vida útil e excelente desempenho em ambientes com baixas temperaturas.[0074] The greater the concentration of Li ions at each of the interfaces 9A and 9B, the greater the force to act in maintaining the balance of Li ions. Consequently, in this case, the conduction of Li ions is facilitated. As described previously, in the composite electrolyte having a d90/d10 ratio of 10 or more for the mixture of inorganic solid particles 91, the concentration of Li ions in the vicinity of the interface 9B can be sufficiently increased by dielectric polarization. In this way, the electrolyte composed in accordance with the first embodiment can provide a secondary battery with excellent service life and excellent performance in low temperature environments.

[0075] A partir de agora, por meio de exemplos, descreve-se uma distribuição de tamanho de partículas compreendidas em um eletrólito composto em acordo com a primeira concretização.[0075] From now on, by means of examples, a size distribution of particles comprised in a composite electrolyte is described in accordance with the first embodiment.

[0076] A Figura 2 é uma distribuição de tamanho de partícula de uma mistura de partículas sólidas inorgânicas em um exemplo de eletrólito composto em acordo com a primeira concretização.[0076] Figure 2 is a particle size distribution of a mixture of inorganic solid particles in an example of a composite electrolyte in accordance with the first embodiment.

[0077] A linha contínua apresentada na Figura 2 é uma distribuição de frequência de tamanho de partícula de um exemplo de mistura de partículas sólidas inorgânicas. Por outro lado, a linha pontilhada apresentada na Figura 2 é uma curva cumulativa de tamanho de partícula obtida a partir da distribuição de frequência de tamanho de partícula ilustrada pela linha contínua.[0077] The solid line shown in Figure 2 is a particle size frequency distribution of an example mixture of inorganic solid particles. On the other hand, the dotted line presented in Figure 2 is a cumulative particle size curve obtained from the particle size frequency distribution illustrated by the solid line.

[0078] Na curva cumulativa de tamanho de partícula representada pela linha pontilhada na Figura 2, um tamanho de partícula d10 em que uma frequência cumulativa a partir de um lado de tamanho de partícula pequeno é de 10% é 0,109 μm. Na curva cumulativa de tamanho de partícula representada pela linha pontilhada na Figura 2, um tamanho de partícula d90 em que uma frequência cumulativa a partir de um lado de tamanho de partícula pequeno é de 90% é 1,681 μm. Ou seja, na curva cumulativa de tamanho de partícula representada pela linha pontilhada na Figura 2, a razão d90/d10 é 15,42.[0078] In the cumulative particle size curve represented by the dotted line in Figure 2, a particle size d10 in which a cumulative frequency from a small particle size side is 10% is 0.109 μm. In the cumulative particle size curve represented by the dotted line in Figure 2, a d90 particle size in which a cumulative frequency from a small particle size side is 90% is 1.681 μm. That is, in the cumulative particle size curve represented by the dotted line in Figure 2, the d90/d10 ratio is 15.42.

[Método de produção][Production method]

[0079] Em um eletrólito composto em acordo com a primeira concretização, uma mistura de partículas sólidas inorgânicas está misturada com um eletrólito não aquoso compreendendo Li. Neste ponto, o peso do eletrólito não aquoso é estabelecido entre 0,1% a 25% do peso total do eletrólito composto.[0079] In a composite electrolyte in accordance with the first embodiment, a mixture of inorganic solid particles is mixed with a non-aqueous electrolyte comprising Li. At this point, the weight of the non-aqueous electrolyte is set at between 0.1% to 25% of the total weight of the composite electrolyte.

[0080] A mistura de partículas sólidas inorgânicas pode ser preparada ao se misturar as primeiras partículas sólidas inorgânicas com as segundas partículas sólidas inorgânicas. Preferencialmente, as primeiras partículas sólidas inorgânicas são preparadas através da mistura de uma série de grupos de partículas apresentando diferentes distribuições de tamanhos de partículas. A título de exemplo, as primeiras partículas sólidas inorgânicas podem ser preparadas através do seguinte procedimento. Primeiramente, as partículas a serem tratadas, ou seja, a matéria prima das primeiras partículas sólidas inorgânicas, são disponibilizadas. As partículas a serem tratadas são divididas em uma série de grupos. Neste ponto, é desejável uniformizar substancialmente os pesos dos grupos. Esses grupos são moídos sob condições diferentes. A título de exemplo, um grupo de partículas é sujeito a um moinho de bolas, enquanto outro grupo de partículas é submetido a moagem seca em um compactador de rolos (rolo compressor) e ainda outro grupo de partículas é submetido a moagem úmida em um moinho de esferas (contas, pérolas). Alternativamente, o método de moagem pode ser o mesmo, mas moagem feita em condições diferentes para cada grupo. A título de exemplo, em uma moagem por moinho de bolas ou de esferas, o tamanho do meio de moagem, tempo de moagem e velocidade de rotação, entre outros parâmetros, podem ser modificados para cada grupo. Consequentemente, a série de grupos de partículas obtida sob diferentes condições pode ser misturada para se obter as primeiras partículas sólidas inorgânicas. Analogamente, as segundas partículas inorgânicas, preferencialmente, também são obtidas pela mistura de uma série de grupos de partículas obtidas por moagem sob diferentes condições. Ao se misturar as primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas, todas obtidas pelos métodos descritos acima, uma mistura de partículas sólidas inorgânicas com razão d90/d10 variando de 10 a 500 pode ser obtida.[0080] The mixture of inorganic solid particles can be prepared by mixing the first inorganic solid particles with the second inorganic solid particles. Preferably, the first inorganic solid particles are prepared by mixing a series of groups of particles having different particle size distributions. By way of example, first inorganic solid particles can be prepared by the following procedure. Firstly, the particles to be treated, that is, the raw material for the first inorganic solid particles, are made available. The particles to be treated are divided into a series of groups. At this point, it is desirable to substantially standardize the weights of the groups. These groups are milled under different conditions. By way of example, one group of particles is subjected to a ball mill, while another group of particles is subjected to dry grinding in a roller compactor (steam roller) and yet another group of particles is subjected to wet grinding in a mill. of spheres (beads, pearls). Alternatively, the grinding method may be the same, but grinding done under different conditions for each group. For example, in ball or ball mill grinding, the size of the grinding medium, grinding time and rotation speed, among other parameters, can be modified for each group. Consequently, the series of particle groups obtained under different conditions can be mixed to obtain the first inorganic solid particles. Similarly, the second inorganic particles are preferably also obtained by mixing a series of groups of particles obtained by grinding under different conditions. By mixing the first and second inorganic solid particles, all obtained by the methods described above, a mixture of inorganic solid particles with a d90/d10 ratio ranging from 10 to 500 can be obtained.

[0081] De modo geral, é preferível que a cerâmica funcional tenha uma distribuição estreita de tamanho partículas. Em outras palavras, como descrito anteriormente, as partículas sólidas inorgânicas compreendidas no eletrólito composto devem, preferencialmente, ter uma razão d90/d10 menor. Por outro lado, no eletrólito composto em acordo com a primeira concretização, uma mistura de partículas sólidas inorgânicas com uma razão d90/d10 variando de 10 a 500 é utilizada.[0081] In general, it is preferable for functional ceramics to have a narrow particle size distribution. In other words, as described previously, the inorganic solid particles comprised in the composite electrolyte should preferably have a lower d90/d10 ratio. On the other hand, in the composite electrolyte according to the first embodiment, a mixture of inorganic solid particles with a d90/d10 ratio ranging from 10 to 500 is used.

[Métodos variados de medição][Varied measurement methods] [Primeiro pré-tratamento][First pre-treatment]

[0082] Quando se quer medir um eletrólito composto compreendido em uma bateria secundária, o eletrólito composto é retirado da bateria secundário através do seguinte método.[0082] When one wants to measure a composite electrolyte comprised in a secondary battery, the composite electrolyte is removed from the secondary battery through the following method.

[0083] Primeiro, a bateria é descarregada completamente. A bateria pode ser descarregada em uma tensão de corte pré- estabelecida em uma corrente de 0,1C a uma temperatura de 25°C.[0083] First, the battery is completely discharged. The battery can be discharged at a pre-established cut-off voltage at a current of 0.1C at a temperature of 25°C.

[0084] A seguir, em uma câmara isolada (glove box) saturada com argônio, a bateria é desmontada e o eletrodo composto (ou conjunto de eletrodos) e removido. O peso W do eletrodo composto é medido. Neste ponto, o peso W não compreende o peso da solução eletrolítica aderida ao contêiner da bateria.[0084] Next, in an isolated chamber (glove box) saturated with argon, the battery is disassembled and the composite electrode (or set of electrodes) is removed. The weight W of the composite electrode is measured. At this point, the weight W does not include the weight of the electrolyte solution adhered to the battery container.

[0085] Em seguida, apenas uma camada de eletrólito composto é retirada da superfície do eletrodo através do método do sistema de análise de superfícies e interfaces ou, em inglês, “surface and inter-facial cutting analysis system (SAICAS)”. Consequentemente, o eletrólito composto pode ser separado do eletrodo composto.[0085] Next, only one layer of composite electrolyte is removed from the electrode surface using the surface and inter-facial cutting analysis system (SAICAS) method. Consequently, the composite electrolyte can be separated from the composite electrode.

[0086] Em seguida, determina-se o peso total, Wtotal, do eletrólito composto separado do eletrodo composto. O tipo de solvente e a concentração de sal de Li, além de outros parâmetros do eletrólito não aquoso compreendido no eletrólito composto, podem ser determinados por pirólise-GC-MS. Em seguida, o eletrólito composto é lavado com solvente apropriado e seco, sob pressão reduzida, a 60°C, por 12 horas. A título de exemplo, o etil-metil carbonato (carbonato de etilmetila) e outros do tipo podem ser utilizados. Consequentemente, uma solução orgânica eletrolítica compreendida no eletrólito composto pode ser retirada. Determina-se o peso Wd de uma primeira mistura, que é obtida após a secagem. O peso We da solução orgânica eletrolítica pode ser obtida pela subtração do peso Wd da primeira mistura do peso Wtotal do eletrólito composto.[0086] Next, the total weight, Wtotal, of the composite electrolyte separated from the composite electrode is determined. The type of solvent and concentration of Li salt, as well as other parameters of the non-aqueous electrolyte comprised in the composite electrolyte, can be determined by pyrolysis-GC-MS. Then, the composite electrolyte is washed with an appropriate solvent and dried, under reduced pressure, at 60°C, for 12 hours. By way of example, ethyl methyl carbonate (ethyl methyl carbonate) and the like can be used. Consequently, an organic electrolyte solution comprised in the composite electrolyte can be withdrawn. The weight Wd of a first mixture, which is obtained after drying, is determined. The weight We of the organic electrolyte solution can be obtained by subtracting the weight Wd of the first mixture from the weight Wtotal of the composite electrolyte.

[0087] Em seguida, a primeira mistura é vertida em um cadinho de platina e aquecida a 600°C em ar atmosférico por 1 hora. Consequentemente, um componente monomérico (um eletrólito de polimérico em gel e/ou um componente monomérico compreendendo um ligante) compreendido na mistura pode ser removido. Uma segunda mistura, a mistura que sobra após o aquecimento, é definida como uma mistura de partículas sólidas inorgânicas e seu peso Wi é determinado. O peso Wp de um conteúdo polimérico pode ser obtido pela diferença entre o peso Wi da segunda mistura (a mistura de partículas sólidas inorgânicas) e o peso Wd da primeira mistura.[0087] Then, the first mixture is poured into a platinum crucible and heated to 600°C in atmospheric air for 1 hour. Consequently, a monomeric component (a gel polymer electrolyte and/or a monomeric component comprising a ligand) comprised in the mixture can be removed. A second mixture, the mixture left after heating, is defined as a mixture of inorganic solid particles and its weight Wi is determined. The weight Wp of a polymeric content can be obtained by the difference between the weight Wi of the second mixture (the mixture of inorganic solid particles) and the weight Wd of the first mixture.

[Medição da distribuição do tamanho de partícula da mistura de partículas sólidas inorgânicas][Measurement of particle size distribution of inorganic solid particle mixture]

[0088] A curva cumulativa de frequência da mistura de partículas sólidas inorgânicas pode ser obtida ao se submeter a segunda mistura obtida pelo método descrito anteriormente uma medição de distribuição de tamanho de partículas pelo método de dispersão por difração de laser.[0088] The cumulative frequency curve of the mixture of inorganic solid particles can be obtained by subjecting the second mixture obtained by the previously described method to a particle size distribution measurement by the laser diffraction dispersion method.

[Segundo pré-tratamento][Second pre-treatment]

[0089] A segunda mistura, obtida pelo método descrito anteriormente, é dispersa em água purificada e, em seguida, centrifugada. Cada fração do centrifugado é coletada utilizando-se um aparelho de liofilização. Consequentemente, partículas da segunda mistura com composições e tamanhos diferentes podem ser separadas. Uma série de propriedades das partículas compreendidas no eletrólito composto pode ser analisada por difração de raio-x de pó, área superficial específica BET e medição da condutividade iônica. Naturalmente, outras análises podem ser feitas sobre as partículas.[0089] The second mixture, obtained by the method described previously, is dispersed in purified water and then centrifuged. Each fraction of the centrifuge is collected using a freeze-drying device. Consequently, particles of the second mixture with different compositions and sizes can be separated. A number of particle properties comprised in the composite electrolyte can be analyzed by powder x-ray diffraction, BET specific surface area and ionic conductivity measurement. Naturally, other analyzes can be done on the particles.

[Medição por difração de raio-X pelo método do pó][X-ray diffraction measurement by powder method]

[0090] Sobre cada partícula separada do eletrólito composto, como descrito anteriormente, pode ser aplicado o método difração de raio-X pelo método do pó utilizando-se raios Cu-Kα rays para caracterizar a estrutura cristalina de cada partícula.[0090] On each particle separated from the composite electrolyte, as previously described, the X-ray diffraction method can be applied by the powder method using Cu-Kα rays to characterize the crystalline structure of each particle.

[0091] Primeiro, as partículas sólidas inorgânicas da amostra alvo são moídas até terem um tamanho médio de partículas de cerca de 5 μm. O tamanho médio de partícula pode ser obtido pelo método de difração a laser. A amostra resultante é transferida para um suporte com profundidade de 0,2 mm em um um prato de amostras feito de vidro. Neste ponto, é preciso preencher todo o suporte com a amostra.[0091] First, the inorganic solid particles of the target sample are ground until they have an average particle size of about 5 μm. The average particle size can be obtained by the laser diffraction method. The resulting sample is transferred to a 0.2 mm deep holder in a glass sample dish. At this point, you need to fill the entire support with the sample.

[0092] Então, usando-se outro suporte de vidro, pressiona- se um suporte contra o outro, de modo a nivelar a superfície da amostra. É preciso cuidado para que se utilize a quantidade certa de amostra, de maneira a evitar a formação de rachaduras, espaços vazios e ondulações na amostra. Também deve-se tomar cuidado para que a pressão sobre o prato de vidro seja suficiente.[0092] Then, using another glass support, one support is pressed against the other, in order to level the surface of the sample. Care must be taken to use the right amount of sample to avoid the formation of cracks, voids and ripples in the sample. Care must also be taken that the pressure on the glass plate is sufficient.

[0093] O prato de vidro com a amostra é levado ao difratômetro de raio-X pelo método do pó. Neste aparelho, a amostra é submetida a difração de raio-X pelo método de feixe de raios Cu-Kα ray para se obter o padrão de difração de raio- x. A medida é feita usando-se um filtro Kβ ou um monocromador. A medição é realizada sob as seguintes condições: velocidade de varredura, 2 graus/min; tamanho do passo, 0,2 grau; tensão do tubo, 40 kV e corrente do tubo, 300 mA.[0093] The glass dish with the sample is taken to the X-ray diffractometer using the powder method. In this device, the sample is subjected to X-ray diffraction using the Cu-Kα ray beam method to obtain the X-ray diffraction pattern. The measurement is made using a Kβ filter or a monochromator. The measurement is performed under the following conditions: sweep speed, 2 degrees/min; step size, 0.2 degrees; tube voltage, 40 kV and tube current, 300 mA.

[0094] Quando o grau de orientação da amostra for muito alto, há a possibilidade de desvio na posição do pico e variação na razão das intensidades, a depender do modo de preenchimento da amostra. Uma amostra com uma orientação particularmente alta é medida usando-se um capilar. Especificamente, o capilar é preenchido com a amostra e, então, fixado a uma mesa de amostra giratória para ser analisado sob rotação. Tal método de medição pode ser utilizado para se reduzir o a influência da orientação.[0094] When the degree of sample orientation is very high, there is the possibility of deviation in the peak position and variation in the ratio of intensities, depending on the way the sample is filled. A sample with a particularly high orientation is measured using a capillary. Specifically, the capillary is filled with the sample and then attached to a rotating sample table to be analyzed under rotation. Such a measurement method can be used to reduce the influence of orientation.

[0095] Por outro lado, quando as partículas sólidas inorgânicas compreendidas no eletrólito composto não puderem ser isoladas da bateria, a estrutura cristalina e cristalinidade das partículas sólidas inorgânicas podem ser examinadas pelo método de difração de raio-x pelo método do pó. De acordo com a análise pelo método Rietveld, pode-se realizar a identificação de componentes de misturas e obter-se informações quantitativas, tais como razão de mistura, mesmo quando há duas ou mais fases. Quando a camada de eletrólito composto é submetida diretamente à medição por difração de raio- x pelo método do pó, a espessura da camada de eletrólito composto a ser medida é igualada à profundidade do suporte de modo que não haja erros ao se medir a superfície irradiada por raios-x. A medição pelo método de difração de raio-x é realizada utilizando-se um método de feixes paralelos de uma fonte de raio Cu-Kα capaz de fornecer uma saída de 40 kV e 200 mA ou mais e utilizando-se um filtro Kβ filter ou um monocromador. A medição é realizada sob as seguintes condições: Passo angular 2θ = 0,02° ou menos, sendo melhor 2θ = 0,01° ou menos em uma condição em que a velocidade de varredura, em um θ/2θ interlocking modo de varredura θ/2θ, está ajustada para 5 grau/min ou menos, sendo melhor 1 grau/min e a maior intensidade de pico ajustada para 5000 cps ou mais.[0095] On the other hand, when the inorganic solid particles comprised in the composite electrolyte cannot be isolated from the battery, the crystalline structure and crystallinity of the inorganic solid particles can be examined by the x-ray diffraction method by the powder method. According to the analysis using the Rietveld method, it is possible to identify mixture components and obtain quantitative information, such as mixing ratio, even when there are two or more phases. When the composite electrolyte layer is directly subjected to X-ray diffraction measurement by the powder method, the thickness of the composite electrolyte layer to be measured is equated to the depth of the support so that there are no errors when measuring the irradiated surface by x-rays. Measurement by the x-ray diffraction method is carried out using a parallel beam method from a Cu-Kα ray source capable of providing an output of 40 kV and 200 mA or more and using a Kβ filter or a monochromator. The measurement is carried out under the following conditions: Angular pitch 2θ = 0.02° or less, with better 2θ = 0.01° or less in a condition where the scan speed, in a θ/2θ interlocking scan mode θ /2θ, is set to 5 degrees/min or less, with 1 degree/min being better and the highest peak intensity set to 5000 cps or more.

[Medição da distribuição do tamanho de partículas][Measurement of particle size distribution]

[0096] A distribuição do tamanho de partículas de cada grupo de partículas é determinada pelo método de dispersão de difração de laser. O tamanho médio de partícula de cada grupo de partículas pode ser determinado a partir da distribuição do tamanho de partículas obtida por esse método.[0096] The particle size distribution of each group of particles is determined by the laser diffraction scattering method. The average particle size of each group of particles can be determined from the particle size distribution obtained by this method.

[0097] Para as partículas sólidas inorgânicas compreendidas em um eletrólito composto compreendido em uma bateria secundária, as primeiras e as segundas partículas sólidas inorgânicas podem ser analisadas discriminando-se as primeiras das segundas partículas sólidas inorgânicas e, desse modo, o tamanho médio de partícula pode ser determinado para cada grupo.[0097] For inorganic solid particles comprised in a composite electrolyte comprised in a secondary battery, the first and second inorganic solid particles can be analyzed by discriminating the first from the second inorganic solid particles and, thus, the average particle size can be determined for each group.

[0098] Uma amostra a ser analisada deve ser preparada pelo seguinte método. Primeiro, um eletrodo composto é removido da bateria de acordo com o procedimento descrito anteriormente. Em seguida, sob a mesma atmosfera de argônio, expõe-se uma camada compreendendo o eletrólito composto. Em seguida o eletrodo composto é cortado na direção de empilhamento dos eletrodos. Para realizar esse corte, um feixe de íons focalizado (FIF ou “focused ion beam”, FIB, em inglês) é utilizado. Assim, obtém- se uma superfície de corte sem que a estrutural tecidual seja quebrada. Quando a estrutura plana do eletrodo composto removido for um quadrilátero (ou outra forma poligonal), o eletrodo composto deverá ser cortado de modo a se obter uma seção reta paralela à linha diagonal da superfície do eletrodo composto e paralela a uma direção nas quais os eletrodos estejam empilhados. Alternativamente, quando a estrutura plana do eletrodo composto for circular (ou formato substancialmente circular, compreendendo o elíptico), o eletrodo composto deverá ser cortado de modo que a seção reta seja paralela ao diâmetro do círculo e paralela à direção na qual os eletrodos estejam empilhados.[0098] A sample to be analyzed must be prepared by the following method. First, a composite electrode is removed from the battery according to the procedure described previously. Then, under the same argon atmosphere, a layer comprising the composite electrolyte is exposed. Then the composite electrode is cut in the electrode stacking direction. To perform this cut, a focused ion beam (FIF) is used. Thus, a cutting surface is obtained without breaking the tissue structure. When the planar structure of the removed composite electrode is a quadrilateral (or other polygonal shape), the composite electrode shall be cut so as to obtain a straight section parallel to the diagonal line of the surface of the composite electrode and parallel to a direction in which the electrodes are stacked. Alternatively, when the planar structure of the composite electrode is circular (or substantially circular in shape, including elliptical), the composite electrode shall be cut so that the straight section is parallel to the diameter of the circle and parallel to the direction in which the electrodes are stacked. .

[0099] A superfície de corte obtida é analisada em toda a sua extensão por microscopia eletrônica de varredura (SEM, em inglês). Em uma imagem SEM obtida dessa forma, selecionam-se aleatoriamente partículas entre as primeiras e as segundas partículas sólidas inorgânicas e mede-se os tamanhos dessas. Nesse procedimento, pelo menos 100 partículas são medidas. O tamanho médio obtido das 100 medições é considerado o tamanho médio de partícula.[0099] The cut surface obtained is analyzed in its entirety by scanning electron microscopy (SEM). In an SEM image obtained in this way, particles are randomly selected from the first and second inorganic solid particles and their sizes are measured. In this procedure, at least 100 particles are measured. The average size obtained from the 100 measurements is considered the average particle size.

[0100] Aqui, o tamanho de partícula pode ser determinado pelo seguinte método. Primeiro, um círculo mínimo circunscrito é desenhado nas partículas a serem medidas, partículas essas selecionadas nas imagens de SEM obtidas pelo método descrito anteriormente. Especificamente, como demonstrado na Figura 3, um círculo C com o menor diâmetro entre os círculos envolvendo a partícula P (ou seja, um círculo circunscrito), ou seja, um círculo mínimo circunscrito é obtido. O diâmetro do círculo mínimo circunscrito é definido como tamanho de partícula.[0100] Here, the particle size can be determined by the following method. First, a minimal circumscribed circle is drawn on the particles to be measured, particles selected in the SEM images obtained by the method described previously. Specifically, as demonstrated in Figure 3, a circle C with the smallest diameter among the circles surrounding the particle P (i.e., a circumscribed circle), i.e., a minimum circumscribed circle, is obtained. The diameter of the minimum circumscribed circle is defined as the particle size.

[Área superficial específica BET][BET specific surface area]

[0101] A Área superficial específica BET é determinada por um método em que uma molécula de área de adsorção conhecida é adsorvida na superfície das partículas do material analisado, a uma temperatura de nitrogênio líquido e a área superficial específica é calculada a partir da quantidade adsorvida. O método BET, que usa a adsorção física de um gás inerte em baixas temperaturas e com baixa umidade, é o método mais difundido. Esse método BET baseia-se na Teoria BET, a mais famosa metodologia para cálculo de área superficial específica, na qual a teoria de Langmuir, uma teoria de adsorção de camada monomolecular, é estendida para uma adsorção de camada multimolecular. A área superficial específica obtida por esse método é conhecida como área superficial específica.[0101] The BET Specific Surface Area is determined by a method in which a molecule of known adsorption area is adsorbed on the surface of the particles of the analyzed material, at a temperature of liquid nitrogen and the specific surface area is calculated from the amount adsorbed . The BET method, which uses the physical adsorption of an inert gas at low temperatures and low humidity, is the most widespread method. This BET method is based on BET Theory, the most famous methodology for calculating specific surface area, in which Langmuir theory, a monomolecular layer adsorption theory, is extended to multimolecular layer adsorption. The specific surface area obtained by this method is known as specific surface area.

[Medição da condutividade iônica das partículas sólidas inorgânicas][Measurement of ionic conductivity of inorganic solid particles]

[0102] As condutividades iônicas das primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas podem ser medidas através do seguinte procedimento.[0102] The ionic conductivities of the first and second inorganic solid particles can be measured using the following procedure.

[0103] Primeiro, as primeiras e as segundas partículas sólidas inorgânicas são separadas da bateria secundárias através do procedimento descrito anteriormente. Deste ponto em diante, o objeto a ser medido será denominado simplesmente “partículas sólidas inorgânicas”, mas o procedimento para medição da condutividade iônica é o mesmo tanto para as primeiras quanto para as segundas partículas sólidas inorgânicas.[0103] First, the first and second inorganic solid particles are separated from the secondary battery through the procedure described previously. From this point on, the object to be measured will be simply called “inorganic solid particles”, but the procedure for measuring ionic conductivity is the same for both the first and second inorganic solid particles.

[0104] Em seguida, as partículas sólidas inorgânicas são moldadas em um sólido compactado verde, com auxílio de um compactador. Um eletrodo de ouro (Au) é depositado por vapor em cada uma das superfícies do compactado verde para se realizar a medição da amostra.[0104] Next, the inorganic solid particles are molded into a compacted green solid, with the aid of a compactor. A gold (Au) electrode is vapor deposited on each surface of the green compact to measure the sample.

[0105] Em seguida, a amostra é analisada com um analisador de resposta de frequência, modelo 1260, produzido pela Solartron. A faixa de frequência para medição varia de 5 Hz a 32 MHz. A medição é realizada em ambiente saturado de argônio seco a 25°C, sem que haja exposição da amostra ao ar atmosférico. Dos resultados da medição, obtém-se uma impedância CA ZLi [ohm] da condução de íons de Li. Da impedância CA ZLi, da área S [cm2] e da espessura d [cm] da amostra, a condutividade de íons de Li OLÍ [S/cm] das partículas sólidas inorgânicas pode ser calculada através da seguinte fórmula: σLi= (1/ZLi)X(d/S) (Em que d/S é definida como uma constante de célula k.)[0105] Next, the sample is analyzed with a frequency response analyzer, model 1260, produced by Solartron. The frequency range for measurement varies from 5 Hz to 32 MHz. The measurement is carried out in a dry argon-saturated environment at 25°C, without exposing the sample to atmospheric air. From the measurement results, an impedance CA ZLi [ohm] of Li ion conduction is obtained. From the impedance CA ZLi, the area S [cm2] and the thickness d [cm] of the sample, the Li ion conductivity OLÍ [S/cm] of inorganic solid particles can be calculated using the following formula: σLi= (1/ZLi)X(d/S) (Where d/S is defined as a cell constant k.)

[Método para medição da condutividade iônica e espectro de módulo para eletrólito composto][Method for measuring ionic conductivity and modulus spectrum for composite electrolyte]

[0106] A condutividade iônica pode ser calculada através da medição da impedância CA do eletrólito composto e a distribuição da concentração de íons de Li no eletrólito composto pode ser definida usando um método analítico que se vale de espectros de módulo complexo.[0106] Ionic conductivity can be calculated by measuring the AC impedance of the composite electrolyte and the distribution of Li ion concentration in the composite electrolyte can be defined using an analytical method that uses complex modulus spectra.

[0107] A medição pode ser realizada através do seguinte procedimento. Primeiro, uma camada de eletrólito composto compreendendo eletrólito composto é disponibilizada. Um eletrodo de ouro (Au) é depositado por vapor em cada uma das superfícies da camada de eletrólito composto, de modo a preparar uma amostra para análise. A amostra é analisada por analisador de resposta de frequência, modelo 1260, produzido pela Solartron. A faixa de frequência para medição varia de 5 Hz a 32 MHz. A medição é realizada em ambiente saturado de argônio seco a 25°C, sem que haja exposição da amostra ao ar atmosférico. Dos resultados da medição, obtém-se uma impedância CA ZLi [ohm] da condução de íons de Li. Da impedância CA ZLi, da área S [cm2] e da espessura d [cm] da amostra, a condutividade de íons de Li OLÍ [S/cm] das partículas sólidas inorgânicas pode ser calculada através da seguinte fórmula: σLi= (1/ZLi)X(d/S) (Em d/S é definida como uma constante de célula k.)[0107] The measurement can be carried out using the following procedure. First, a composite electrolyte layer comprising composite electrolyte is provided. A gold (Au) electrode is vapor deposited on each surface of the composite electrolyte layer to prepare a sample for analysis. The sample is analyzed by a frequency response analyzer, model 1260, produced by Solartron. The frequency range for measurement varies from 5 Hz to 32 MHz. The measurement is carried out in a dry argon-saturated environment at 25°C, without exposing the sample to atmospheric air. From the measurement results, an impedance CA ZLi [ohm] of Li ion conduction is obtained. From the impedance CA ZLi, the area S [cm2] and the thickness d [cm] of the sample, the Li ion conductivity OLÍ [S/cm] of inorganic solid particles can be calculated using the following formula: σLi= (1/ZLi)X(d/S) (In d/S is defined as a cell constant k.)

[0108] Em seguida, faz-se a análise de espectro de módulo complexo através da seguinte fórmula: [0108] Next, the complex module spectrum analysis is performed using the following formula:

[0109] Da fórmula acima [w: frequência angular, εc: constante dielétrica, Z (w): impedância do complexo, k: constante de célula] obtém-se um gráfico de módulo complexo, no qual o eixo horizontal representa o logaritmo de base 10 da frequência (Hz) e o eixo vertical representa a parte imaginária (M”) de um módulo complexo. O vértice frequência do gráfico obtido dessa forma é definido como wmax. Aqui, em "B. Roling, "What do electrical conductivity and electrical modular modulus spectroscopy process about the mechanism of ion transport processes in melts, glasses, and crystals?", Journal of Non-Crystalline Solids 244 (1999) 34-43", é relatado que o valor de Wmax é expressado por Wmax = (Nv*1/T/εfp, em que o valor de Wmax é diretamente proporcional a Nv. Como Nv corresponde à concentração de um portador de carga, a distribuição da concentração de íons de Li no eletrólito composto pode ser avaliada através de Umax. Um aumento no número de íons de Li, que se deslocam com facilidade no eletrólito composto, estatisticamente proporciona taxas de deslocamento variadas aos íons, de modo que a largura do pico no gráfico do módulo aumenta (referir-se a "I. M. Hodge, M. D. Ingram, and A. R. West, "IMPEDANCE AND MODULUS SPECTROSCOPY OF POLYCRYSTALINE SOLID ELCTROLYTE", Journal of Electroanalytical Chemistry74 (1976) 125-143" and "B. Roling, "What do electrical conductivity and electrical modulus spectra tell us about the mechanism of ion transport processes in melts, glasses, and crystals?", Journal of Non-Crystalline Solids 244 (1999) 34-43" para detalhes).[0109] From the above formula [w: angular frequency, εc: dielectric constant, Z (w): complex impedance, k: cell constant] a complex modulus graph is obtained, in which the horizontal axis represents the logarithm of base 10 of the frequency (Hz) and the vertical axis represents the imaginary part (M”) of a complex module. The vertex frequency of the graph obtained in this way is defined as wmax. Here, in "B. Roling, "What do electrical conductivity and electrical modular modulus spectroscopy process about the mechanism of ion transport processes in melts, glasses, and crystals?", Journal of Non-Crystalline Solids 244 (1999) 34-43" , it is reported that the value of Wmax is expressed by Wmax = (Nv*1/T/εfp, where the value of Wmax is directly proportional to Nv. As Nv corresponds to the concentration of a charge carrier, the distribution of the concentration of Li ions in the composite electrolyte can be evaluated using Umax. An increase in the number of Li ions, which move easily in the composite electrolyte, statistically gives varying rates of displacement to the ions, so that the width of the peak in the graph of modulus increases (refer to "I. M. Hodge, M. D. Ingram, and A. R. West, "IMPEDANCE AND MODULUS SPECTROSCOPY OF POLYCRYSTALINE SOLID ELCTROLYTE", Journal of Electroanalytical Chemistry74 (1976) 125-143" and "B. Roling, "What do electrical conductivity and electrical modulus spectra tell us about the mechanism of ion transport processes in melts, glasses, and crystals?", Journal of Non-Crystalline Solids 244 (1999) 34-43" for details).

[0110] Por este método, U1 em todo o eletrólito composto e U2 em um eletrólito não aquoso isolado podem ser medidos e comparados.[0110] By this method, U1 in the entire composite electrolyte and U2 in an isolated non-aqueous electrolyte can be measured and compared.

[Confirmação da distribuição da concentração de íons de Li no eletrólito composto][Confirmation of Li ion concentration distribution in composite electrolyte]

[0111] A distribuição da concentração de íons de Li no eletrólito composto pode ser confirmada por medição in-situ usando-se o método de Espectometria de retrodispersão de Rutherford (RBS) (Rutherford Back-scattering Spectrometry /Análise por reação nuclear (NRA) (Nuclear Reaction Analysis) conjuntamente.[0111] The distribution of Li ion concentration in the composite electrolyte can be confirmed by in-situ measurement using the Rutherford Back-scattering Spectrometry/Nuclear Reaction Analysis (NRA) method (Nuclear Reaction Analysis) together.

[0112] Especificamente, a distribuição da concentração de íons de Li pode ser confirmada pelo seguinte procedimento. Primeiro, uma camada de eletrólito composto compreendendo um eletrólito composto é providenciada. Um eletrodo de ouro (Au) é depositado por vapor em cada uma das superfícies da camada de eletrólito composto e é feita a medição por RBS/NRA ao mesmo tempo que uma tensão de 5V é aplicada entre os dois eletrodos. Assim, pode-se medir e comparar, na camada de eletrólito composto, a concentração de íons de Li C1 [mol/L] na interface entre as primeiras partículas sólidas inorgânicas e o eletrólito não aquoso, a concentração de íons de Li C2 [mol/L] na interface entre as segundas partículas sólidas inorgânicas e o eletrólito não aquoso e a concentração de íons de Li C3 [mol/L] no eletrólito não aquoso. A concentração C3 é definida como a concentração de íons de Li na região central de uma lacuna na partícula compreendida das primeiras partículas sólidas inorgânicas e/ou segundas partículas sólidas inorgânicas.[0112] Specifically, the distribution of Li ion concentration can be confirmed by the following procedure. First, a composite electrolyte layer comprising a composite electrolyte is provided. A gold (Au) electrode is vapor deposited on each surface of the composite electrolyte layer and measurement is made by RBS/NRA at the same time that a voltage of 5V is applied between the two electrodes. Thus, it is possible to measure and compare, in the composite electrolyte layer, the concentration of Li C1 ions [mol/L] at the interface between the first inorganic solid particles and the non-aqueous electrolyte, the concentration of Li C2 ions [mol/L] /L] at the interface between the second inorganic solid particles and the non-aqueous electrolyte and the Li C3 ion concentration [mol/L] in the non-aqueous electrolyte. The C3 concentration is defined as the concentration of Li ions in the central region of a gap in the particle comprised of first inorganic solid particles and/or second inorganic solid particles.

[0113] De acordo com a primeira concretização, um eletrólito composto é fornecido. O eletrólito composto compreende uma mistura de partículas sólidas inorgânicas e um eletrólito não aquoso compreendendo Li. A mistura de partículas sólidas inorgânicas compreende primeiras partículas sólidas inorgânicas condutoras de íons de Li e segundas partículas sólidas inorgânicas. As primeiras partículas sólidas inorgânicas têm uma primeira condutividade de íons de Li e as segundas partículas sólidas inorgânicas têm uma segunda condutividade de íons de Li, em que a segunda condutividade é menor que a primeira. A razão do peso do eletrólito não aquoso e o peso do eletrólito composto varia de 0,1% a 25%. A mistura de partículas sólidas inorgânicas satisfaz 10 < d90/d10 < 500. Neste eletrólito composto, a dissociação dos íons de Li do eletrólito não aquoso e a condução dos íons de Li pode ocorrer homogeneamente. Como resultado, tem-se que o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização pode fornecer uma bateria secundária capaz de excelente tempo de vida útil e excelente desempenho em ambientes com baixas temperaturas.[0113] According to the first embodiment, a composite electrolyte is provided. The composite electrolyte comprises a mixture of inorganic solid particles and a non-aqueous electrolyte comprising Li. The mixture of inorganic solid particles comprises first Li ion-conducting inorganic solid particles and second inorganic solid particles. The first inorganic solid particles have a first Li ion conductivity and the second inorganic solid particles have a second Li ion conductivity, where the second conductivity is less than the first. The weight ratio of the non-aqueous electrolyte and the weight of the composite electrolyte ranges from 0.1% to 25%. The mixture of inorganic solid particles satisfies 10 < d90/d10 < 500. In this composite electrolyte, the dissociation of Li ions from the non-aqueous electrolyte and the conduction of Li ions can occur homogeneously. As a result, the electrolyte composed in accordance with the first embodiment can provide a secondary battery capable of excellent useful life and excellent performance in low temperature environments.

(Segunda concretização)(Second implementation)

[0114] De acordo com uma segunda concretização, uma bateria secundária é fornecida. A bateria secundária compreende uma camada contendo material ativo do eletrodo positivo, uma camada contendo material ativo do eletrodo negativo e uma camada condutora de Li. A camada condutora de Li é fornecida entre a camada contendo material ativo do eletrodo positivo e a camada contendo material ativo do eletrodo negativo. A camada condutora de Li compreende um eletrólito composto em acordo com a primeira concretização.[0114] According to a second embodiment, a secondary battery is provided. The secondary battery comprises a positive electrode active material-containing layer, a negative electrode active material-containing layer and a Li conductive layer. The Li conductive layer is provided between the positive electrode active material-containing layer and the active material-containing layer of the negative electrode. The Li conductive layer comprises an electrolyte composed in accordance with the first embodiment.

[0115] A camada contendo material ativo do eletrodo positivo, camada contendo material ativo do eletrodo negativo e a camada condutora de Li fornecida entre aquelas, podem constituir, a título de exemplo, um conjunto de eletrodo.[0115] The layer containing active material of the positive electrode, layer containing active material of the negative electrode and the Li conductive layer provided between them, may constitute, by way of example, an electrode assembly.

[0116] A camada contendo material ativo do eletrodo positivo pode compreender um material ativo do eletrodo positivo. Uma camada contendo material ativo do eletrodo negativo pode compreender um material ativo do eletrodo negativo. O material ativo de eletrodo positivo e o material ativo de eletrodo negativo serão descritos mais adiante neste texto.[0116] The layer containing positive electrode active material may comprise a positive electrode active material. A layer containing negative electrode active material may comprise a negative electrode active material. Positive electrode active material and negative electrode active material will be described later in this text.

[0117] A camada contendo material ativo de eletrodo positivo pode ser fornecida em um coletor de corrente para constituir um eletrodo positivo, por exemplo. A camada contendo material ativo de eletrodo negativo pode ser fornecida em um coletor de corrente para constituir um eletrodo negativo, por exemplo.[0117] The layer containing positive electrode active material can be provided in a current collector to constitute a positive electrode, for example. The layer containing negative electrode active material may be provided on a current collector to constitute a negative electrode, for example.

[0118] Alternativamente, a camada contendo material ativo de eletrodo positivo pode ser fornecida em uma superfície do coletor de corrente e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo pode ser fornecida na superfície oposta do coletor de corrente para constituir um eletrodo composto. Também se pode se referir ao eletrodo composto como eletrodo composto compreendendo uma estrutura do tipo bipolar. Ou seja, o eletrodo compreendendo uma estrutura do tipo bipolar pode compreender um coletor de corrente compreendendo uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta, uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo fornecida na primeira superfície do coletor de corrente e uma camada contendo material de eletrodo negativo fornecida na segunda superfície do coletor de corrente.[0118] Alternatively, the positive electrode active material-containing layer may be provided on one surface of the current collector and the negative electrode active material-containing layer may be provided on the opposite surface of the current collector to constitute a composite electrode. The composite electrode may also be referred to as a composite electrode comprising a bipolar-type structure. That is, the electrode comprising a bipolar-type structure may comprise a current collector comprising a first surface and an opposing second surface, a layer containing positive electrode active material provided on the first surface of the current collector, and a layer containing electrode material negative provided on the second surface of the current collector.

[0119] Tanto a camada contendo material ativo de eletrodo positivo quanto a camada contendo material ativo de eletrodo negativo podem compreender um eletrólito. O eletrólito, que pode estar compreendido na camada contendo material ativo de eletrodo positivo e/ou na camada contendo material ativo de eletrodo negativo, pode estar compreendido (ou compreender) o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização. Alternativamente, o eletrólito, que pode estar compreendido na camada contendo material ativo de eletrodo positivo e/ou na camada contendo material ativo de eletrodo negativo, pode compreender um outro eletrólito que não o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização. O eletrólito pode ser um eletrólito não aquoso e/ou eletrólito de polimérico em gel, que é diferente do eletrólito não aquoso compreendido no eletrólito composto em acordo com a primeira concretização. Esses podem ser aqueles descritos na primeira concretização.[0119] Both the positive electrode active material-containing layer and the negative electrode active material-containing layer may comprise an electrolyte. The electrolyte, which may be comprised in the layer containing positive electrode active material and/or in the layer containing active material of negative electrode, may be comprised (or comprise) the electrolyte composed according to the first embodiment. Alternatively, the electrolyte, which may be comprised in the positive electrode active material-containing layer and/or in the negative electrode active material-containing layer, may comprise an electrolyte other than the electrolyte composed according to the first embodiment. The electrolyte may be a non-aqueous electrolyte and/or gel polymer electrolyte, which is different from the non-aqueous electrolyte comprised in the composite electrolyte according to the first embodiment. These may be those described in the first embodiment.

[0120] A camada condutora de Li pode conduzir íons de Li. Por exemplo, a camada condutora de Li pode ser um separador provido entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo. Alternativamente, a camada condutora de Li pode estar localizada entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo. A camada condutora de Li compreende o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização. A camada condutora de Li também pode compreender, por exemplo, um eletrólito líquido. Esse eletrólito líquido, por exemplo, pode ser um eletrólito não aquoso. Esse eletrólito não aquoso, por exemplo, pode ser o eletrólito líquido não aquoso descrito anteriormente. A fração de peso do eletrólito composto em acordo com a primeira concretização na camada condutora de Li é, preferencialmente, de 100% com relação ao peso da camada condutora de Li.[0120] The Li conductive layer can conduct Li ions. For example, the Li conductive layer can be a separator provided between the layer containing positive electrode active material and the layer containing negative electrode active material. Alternatively, the Li conductive layer may be located between the positive electrode active material-containing layer and the negative electrode active material-containing layer. The Li conductive layer comprises the electrolyte composed in accordance with the first embodiment. The Li conductive layer may also comprise, for example, a liquid electrolyte. This liquid electrolyte, for example, may be a non-aqueous electrolyte. Such a non-aqueous electrolyte, for example, may be the non-aqueous liquid electrolyte described previously. The weight fraction of the composite electrolyte according to the first embodiment in the Li conductive layer is preferably 100% with respect to the weight of the Li conductive layer.

[0121] A camada contendo material ativo de eletrodo positivo, a camada contendo material ativo de eletrodo negativo e a camada condutora de Li podem constituir um grupo de eletrodos. Por exemplo, o grupo de eletrodos pode ter uma estrutura do tipo bobina. O grupo de eletrodo tendo uma estrutura tipo bobina é obtido ao se dobrar em espiral eletrodos empilhados. Esta pilha de eletrodos compreende um eletrodo positivo, uma camada condutora de Li e um eletrodo negativo, todos empilhados e nessa ordem. Aqui, como já descrito anteriormente, o eletrodo positivo compreende um coletor de corrente e uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo provida no coletor de corrente. Além disso, como já descrito anteriormente, o eletrodo negativo compreende um coletor de corrente e uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo provida no coletor de corrente. A título de exemplo, o grupo de eletrodos do tipo bobina pode ter um formato plano.[0121] The layer containing positive electrode active material, the layer containing negative electrode active material and the Li conductive layer can constitute a group of electrodes. For example, the electrode group may have a coil-type structure. The electrode group having a coil-like structure is obtained by spirally folding stacked electrodes. This electrode stack comprises a positive electrode, a Li conductive layer and a negative electrode, all stacked in that order. Here, as previously described, the positive electrode comprises a current collector and a layer containing positive electrode active material provided on the current collector. Furthermore, as previously described, the negative electrode comprises a current collector and a layer containing negative electrode active material provided on the current collector. By way of example, the coil-type electrode group may have a flat shape.

[0122] Alternativamente, a título de exemplo, o grupo de eletrodo pode ter uma estrutura do tipo empilhada. O grupo de eletrodos com estrutura do tipo empilhada compreende, por exemplo, eletrodos positivos, eletrodos negativos e camadas condutoras de Li. Cada camada condutora de Li é provida entre uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo e uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo. Alternativamente, o grupo de eletrodos com estrutura do tipo empilhada pode compreender, por exemplo, eletrodos com estruturas do tipo bipolar, ou seja, a bateria secundária em acordo com um aspecto da segunda concretização compreende eletrodos compostos e cada um dos eletrodos compostos têm a estrutura bipolar descrita anteriormente. A bateria secundária em acordo com este aspecto pode compreender, por exemplo, um primeiro compósito de eletrodo e um segundo compósito de eletrodo provido adjacente ao primeiro compósito de eletrodo. Em uma bateria secundária desse tipo, a camada condutora de Li é provida entre a camada contendo material ativo do primeiro compósito de eletrodo e a camada contendo material ativo do segundo compósito de eletrodo. A bateria secundária com essas características também pode compreender um par de eletrodos positivo e negativo. O eletrodo positivo pode compreender, por exemplo, um coletor de corrente e uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo provido em uma superfície do coletor de corrente. O eletrodo negativo pode compreender, por exemplo, um coletor de corrente e uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo provido em uma superfície do coletor de corrente. A camada contendo material ativo de eletrodo positivo do eletrodo positivo pode estar de frente para a camada contendo material ativo de eletrodo negativo de um compósito de eletrodo com a camada condutora de Li imprensada entre elas.[0122] Alternatively, by way of example, the electrode group may have a stacked structure. The group of electrodes with stacked-type structure comprises, for example, positive electrodes, negative electrodes and Li conductive layers. Each Li conductive layer is provided between a layer containing positive electrode active material and a layer containing negative electrode active material . Alternatively, the group of electrodes with stack-type structure may comprise, for example, electrodes with bipolar-type structures, i.e., the secondary battery in accordance with one aspect of the second embodiment comprises composite electrodes and each of the composite electrodes has the structure bipolar described previously. The secondary battery in accordance with this aspect may comprise, for example, a first electrode composite and a second electrode composite provided adjacent to the first electrode composite. In a secondary battery of this type, the Li conductive layer is provided between the active material-containing layer of the first electrode composite and the active material-containing layer of the second electrode composite. The secondary battery with these characteristics may also comprise a pair of positive and negative electrodes. The positive electrode may comprise, for example, a current collector and a layer containing positive electrode active material provided on a surface of the current collector. The negative electrode may comprise, for example, a current collector and a layer containing negative electrode active material provided on a surface of the current collector. The positive electrode active material-containing layer of the positive electrode may face the negative electrode active material-containing layer of an electrode composite with the Li conductive layer sandwiched between them.

[0123] A bateria em acordo com a segunda concretização também pode compreender um contêiner. A camada contendo material ativo de eletrodo positivo, a camada contendo material ativo de eletrodo negativo e a camada condutora de Li podem ser acondicionadas no contêiner. Quando se combina o uso de mais um eletrólito não aquoso, o eletrólito não aquoso também pode ser acondicionado no contêiner.[0123] The battery according to the second embodiment may also comprise a container. The positive electrode active material containing layer, the negative electrode active material containing layer and the Li conductive layer can be packed in the container. When combining the use of another non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte can also be packed in the container.

[0124] A bateria compreendendo o eletrodo negativo e o eletrodo positivo pode também compreender um terminal de eletrodo negativo conectado eletricamente ao eletrodo negativo e um terminal de eletrodo positivo eletricamente conectado ao eletrodo positivo.[0124] The battery comprising the negative electrode and the positive electrode may also comprise a negative electrode terminal electrically connected to the negative electrode and a positive electrode terminal electrically connected to the positive electrode.

[0125] A bateria em acordo com a segunda concretização pode estar conectada em série ou em paralelo, combinada com outro tipo de bateria e/ou combinada com um invólucro de modo a formar um pacote de bateria. Para o pacote de bateria podem ser apropriadamente selecionadas configurações conhecidas e convencionais. O exemplo específico de configuração do pacote de bateria será descrito mais adiante.[0125] The battery according to the second embodiment may be connected in series or parallel, combined with another type of battery and/or combined with a casing to form a battery pack. For the battery pack, known and conventional configurations can be appropriately selected. The specific battery pack configuration example will be described later.

[0126] A partir de agora, partes que podem estar compreendidas na bateria em acordo com a segunda concretização serão descritas detalhadamente.[0126] From now on, parts that may be included in the battery according to the second embodiment will be described in detail.

(1) Camada contendo material ativo de eletrodo negativo(1) Layer containing negative electrode active material

[0127] A Camada contendo material ativo de eletrodo negativo pode compreender, por exemplo, um material ativo de eletrodo negativo, um agente condutor e um ligante.[0127] The layer containing negative electrode active material may comprise, for example, a negative electrode active material, a conductive agent and a binder.

[0128] O material ativo de eletrodo negativo pode ser um material ao qual é possível adicionar e do qual é possível remover Li. Como tal, pode-se usar como o material ativo de eletrodo negativo, um material de carbono, um material de liga metálica de Li, um óxido metálico e um sulfeto metálico, por exemplo. Entre esses, materiais com Ti (contendo-Ti) em sua composição são os melhores. É particularmente preferível usar partículas de material ativo de eletrodo negativo de pelo menos um tipo de óxido contendo-Ti selecionado entre óxido contendo- Ti-Li, óxido contendo-Ti, óxido contendo-Nb-Ti e óxido contendo-Na-Nb-Ti, cada um desses tendo um potencial de inserção-extração de íons de Li de 1 V (vs. Li/Li+) a 3 V (vs. Li/Li+), baseado no potencial de oxi-redução do Li.[0128] The negative electrode active material can be a material to which it is possible to add and from which it is possible to remove Li. As such, one can use as the negative electrode active material, a carbon material, an alloy material Li metal, a metal oxide and a metal sulfide, for example. Among these, materials with Ti (Ti-containing) in their composition are the best. It is particularly preferred to use negative electrode active material particles of at least one type of Ti-containing oxide selected from Ti-Li-containing oxide, Ti-containing oxide, Nb-Ti-containing oxide and Na-Nb-Ti-containing oxide. , each of these having a Li ion insertion-extraction potential of 1 V (vs. Li/Li+) to 3 V (vs. Li/Li+), based on the oxidation-reduction potential of Li.

[0129] São exemplos de óxidos contendo-Li-Ti um compósito óxido de lítio-titânio representado pela fórmula geral LÍ4+xTÍ50i2 (-1 < x < 3) com uma estrutura cristalina do tipo espinela, um compósito óxido de lítio-titânio representado pela fórmula geral LÍ2+XTÍ3O7 (0 ^ x < 4) com uma estrutura cristalina do tipo ramsdellite.[0129] Examples of Li-Ti-containing oxides are a lithium-titanium oxide composite represented by the general formula LÍ4+xTÍ50i2 (-1 < x < 3) with a spinel-type crystalline structure, a lithium-titanium oxide composite represented by the general formula LÍ2+XTÍ3O7 (0 ^ x < 4) with a ramsdellite-type crystal structure.

[0130] São exemplos de óxido contendo-Ti um óxido contendo- Ti representado pela fórmula geral Li1+xTi2O4, uma fórmula geral Li1.1+xTi1.8O4, uma fórmula geral Li1.07+xTi1.86O4 ou uma fórmula geral LixTiO2 (0 ≤ x ≤ 1 para todas as fórmulas gerais), óxido contendo-Ti representado pela fórmula geral LixTiO2 (0≤ x≤ 1) com uma estrutura monoclínica ((TiO2(B) como estrutura pré- carga) é óxido contendo-Ti com estrutura do rutilo ou da anatase (TiO2 como estrutura pré-carga).[0130] Examples of a Ti-containing oxide are a Ti-containing oxide represented by the general formula Li1+xTi2O4, a general formula Li1.1+xTi1.8O4, a general formula Li1.07+xTi1.86O4 or a general formula LixTiO2 ( 0 ≤ x ≤ 1 for all general formulas), Ti-containing oxide represented by the general formula LixTiO2 (0≤ x≤ 1) with a monoclinic structure ((TiO2(B) as pre-charge structure) is Ti-containing oxide with rutile or anatase structure (TiO2 as pre-charge structure).

[0131] São exemplos de óxido contendo-Nb-Ti aqueles representados pela fórmula geral LiaTiMbNb2±β07±o (0 < a < 5; 0 < b < 0,3; 0 < β < 0,3; 0 < o < 0,3; “M” é pelo menos um elemento selecionado entre Fe, V, Mo e Ta (“M” pode ser um elemento isolado do grupo ou uma combinação de dois ou mais elementos selecionados entre o grupo acima)).[0131] Examples of Nb-Ti-containing oxide are those represented by the general formula LiaTiMbNb2±β07±o (0 < a < 5; 0 < b < 0.3; 0 < β < 0.3; 0 < o < 0 ,3; “M” is at least one element selected from Fe, V, Mo and Ta (“M” can be an isolated element from the group or a combination of two or more elements selected from the above group)).

[0132] São exemplos de compósito óxido metálico aqueles representados pela fórmula geral Li2+aM(I)2-bTi6-cM(II)dO14+o (M(I) é Na ou contém Na e pelo menos um outro elemento selecionado entre Sr, Ba, Ca, Mg, Cs e K (M(I) pode ser um dos elementos do grupo ou uma combinação de um ou mais elementos do grupo); M(II) é pelo menos um elemento selecionado entre Zr, Sn, V, Nb, Ta, Mo, W, Fe, Co, Mn e Al (M(II) pode ser um elemento do grupo ou uma combinação de dois ou mais elementos do grupo); 0 ≤ a ≤ 6, 0 ≤ b < 2, 0 < c < 6, 0 < d ≤ 6, -0,5 ≤ σ ≤ 0,5) . Entre os compostos representados pela fórmula geral apresentada acima, o que contiver Na, Li, Nb e Ti está compreendido entre os óxidos contendo-Li-Na-Nb-e-Ti.[0132] Examples of metal oxide composites are those represented by the general formula Li2+aM(I)2-bTi6-cM(II)dO14+o (M(I) is Na or contains Na and at least one other element selected from Sr , Ba, Ca, Mg, Cs and K (M(I) can be one of the elements of the group or a combination of one or more elements of the group); M(II) is at least one element selected from Zr, Sn, V , Nb, Ta, Mo, W, Fe, Co, Mn and Al (M(II) can be an element of the group or a combination of two or more elements of the group); 0 ≤ a ≤ 6, 0 ≤ b < 2 , 0 < c < 6, 0 < d ≤ 6, -0.5 ≤ σ ≤ 0.5) . Among the compounds represented by the general formula presented above, the one containing Na, Li, Nb and Ti is included among the oxides containing Li-Na-Nb-e-Ti.

[0133] Para uso como material ativo de eletrodo negativo, um dos materiais pode ser usado isoladamente ou dois ou mais materiais podem ser usados em conjunto. O compósito óxido de lítio-titânio representado pela fórmula geral LÍ4+XTÍ5O12 (-1 ≤ x ≤ 3), com estrutura cristalina tipo espinela e pequena variação volumétrica, é o mais adequado.[0133] For use as a negative electrode active material, one of the materials may be used alone or two or more materials may be used together. The lithium-titanium oxide composite represented by the general formula LÍ4+XTÍ5O12 (-1 ≤ x ≤ 3), with a spinel-type crystalline structure and small volumetric variation, is the most suitable.

[0134] Ao se usar o óxido contendo-Ti descrito anteriormente, uma folha de alumínio pode ser utilizada como coletor de corrente que suporta a camada contendo material ativo de eletrodo negativo ao invés de uma folha de cobre. A folha de alumínio pode ter um peso menor que o da folha de cobre e ser de baixo custo. Como resultado, pode-se diminuir o peso e o custo da bateria. Além disso, é vantajoso do ponto de vista do peso e da capacidade em relação ao tamanho da bateria com eletrodo de estrutura bipolar descrito adiante.[0134] When using the previously described Ti-containing oxide, an aluminum foil can be used as a current collector that supports the layer containing negative electrode active material instead of a copper foil. Aluminum foil can weigh less than copper foil and be low in cost. As a result, the weight and cost of the battery can be reduced. Furthermore, it is advantageous from the point of view of weight and capacity in relation to the size of the battery with bipolar structure electrode described below.

[0135] O material ativo de eletrodo negativo pode ter, por exemplo, um formato de partícula. As partículas de material ativo de eletrodo negativo podem ser partículas primárias ou secundárias formadas pela agregação das partículas primárias. Alternativamente, as partículas de material ativo de eletrodo negativo pode ser uma mistura das partículas primárias e partículas secundárias. Para um aumento ainda maior da densidade, é preferível que as partículas primárias presentes representem uma quantidade que varia de 5% do volume a 50% do volume da camada contendo material ativo de eletrodo negativo.[0135] The negative electrode active material may have, for example, a particle shape. The negative electrode active material particles may be primary or secondary particles formed by the aggregation of the primary particles. Alternatively, the negative electrode active material particles may be a mixture of the primary particles and secondary particles. For a further increase in density, it is preferable that the primary particles present represent an amount ranging from 5% of the volume to 50% of the volume of the layer containing negative electrode active material.

[0136] As partículas de material ativo de eletrodo negativo devem ter um tamanho médio primário de partículas de 1 μm ou menos e uma área superficial específica variando de 3 m2/g a 200 m2/g medida por um método BET de acordo com adsorção de N2. Ao se utilizar tais partículas de material ativo de eletrodo negativo, a afinidade entre a camada contendo material ativo de eletrodo negativo e o eletrólito não aquoso pode ser melhorada, quando o eletrólito não aquoso é usado na bateria. Ao se estabelecer o tamanho de partícula primária em 1 μm ou menos, pode se diminuir a distância de difusão de íons de Li dentro material ativo. A área superficial específica pode ser aumentada. O método de medição da área superficial específica pelo método BET é o mesmo que o descrito anteriormente. O tamanho médio de partícula primária deve, preferencialmente, variar entre 0,1 a 0,8 μm.[0136] Negative electrode active material particles must have an average primary particle size of 1 μm or less and a specific surface area ranging from 3 m2/g to 200 m2/g measured by a BET method in accordance with N2 adsorption . By using such negative electrode active material particles, the affinity between the layer containing negative electrode active material and the non-aqueous electrolyte can be improved when the non-aqueous electrolyte is used in the battery. By setting the primary particle size to 1 μm or less, the diffusion distance of Li ions within the active material can be decreased. The specific surface area can be increased. The method of measuring specific surface area by the BET method is the same as that described previously. The average primary particle size should preferably vary between 0.1 and 0.8 μm.

[0137] A razão pela qual o tamanho médio de partícula primária das partículas de material ativo de eletrodo negativo deve estar dentro dessa faixa é a seguinte: quando a área superficial específica da camada contendo material ativo de eletrodo negativo aumentar de 3m 2/g para 50 m2/g, por causa do uso de partículas primárias cujo tamanho médio é maior que 1 μm, um declínio na porosidade da camada contendo material ativo de eletrodo negativo não pode ser evitado. Os detalhes desse fenômeno serão descritos mais adiante. Entretanto, quando o tamanho médio de partícula primária for pequeno, é mais provável que ocorra a agregação das partículas primárias. Quando a agregação das partículas primárias ocorre na bateria com eletrólito não aquoso, por exemplo, a distribuição do eletrólito não aquoso é desviada para a camada contendo material ativo de eletrodo negativo, o que pode causar uma diminuição do eletrólito na camada contendo material ativo de eletrodo positivo. O limite mínimo desejável é 0,1 μm.[0137] The reason why the average primary particle size of the negative electrode active material particles must be within this range is as follows: when the specific surface area of the layer containing negative electrode active material increases from 3 m 2 / g to 50 m2/g, because of the use of primary particles whose average size is greater than 1 μm, a decline in the porosity of the layer containing negative electrode active material cannot be avoided. The details of this phenomenon will be described later. However, when the average primary particle size is small, aggregation of primary particles is more likely to occur. When aggregation of primary particles occurs in the battery with non-aqueous electrolyte, for example, the distribution of non-aqueous electrolyte is diverted to the layer containing negative electrode active material, which may cause a decrease in the electrolyte in the layer containing active electrode material positive. The minimum desirable limit is 0.1 μm.

[0138] O tamanho médio de partículas (diâmetro) das partículas secundárias das partículas de material ativo de eletrodo negativo é, preferencialmente, maior que 2 μm. É mais preferível que o tamanho médio de partícula secundária das partículas de material ativo de eletrodo negativo seja maior que 5 μm. A faixa de tamanho médio de partícula secundária deve variar de 7 μm a 20 μm. Esta faixa permite que uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo de alta densidade seja produzida, mesmo quando há queda na pressão sobre o eletrodo negativo. Por exemplo, no caso de se usar uma folha contendo-Al como coletor de corrente, o alongamento da folha contendo-Al pode ser suprimida.[0138] The average particle size (diameter) of the secondary particles of the negative electrode active material particles is preferably greater than 2 μm. It is more preferable that the average secondary particle size of the negative electrode active material particles is greater than 5 μm. The average secondary particle size range should vary from 7 μm to 20 μm. This range allows a layer containing high-density negative electrode active material to be produced even when there is a drop in pressure over the negative electrode. For example, in the case of using an Al-containing sheet as a current collector, the elongation of the Al-containing sheet can be suppressed.

[0139] As partículas de material ativo de eletrodo negativo contendo partículas secundárias de tamanho médio de 2 μm pode ser obtido, por exemplo, da seguinte maneira. Primeiro, um precursor de material ativo contendo partículas primárias de tamanho médio de partícula de 1 μm ou menos é produzido ao se reagir as matérias-primas e então submetê-los a um tratamento por fogo. O produto incinerado obtido é, então, moído em um moedor como, por exemplo, moinho de esferas ou moinho de jatos. O material moído assim obtido é, então, submetido a tratamento por fogo. Com esse procedimento, o precursor de material ativo pode agregar e formar partículas secundárias de tamanho de partículas maior.[0139] Negative electrode active material particles containing secondary particles of an average size of 2 μm can be obtained, for example, in the following way. First, an active material precursor containing primary particles of average particle size of 1 μm or less is produced by reacting the raw materials and then subjecting them to a fire treatment. The incinerated product obtained is then ground in a grinder, such as a ball mill or jet mill. The ground material thus obtained is then subjected to fire treatment. With this procedure, the active material precursor can aggregate and form secondary particles of larger particle size.

[0140] É preferível revestir a superfície das partículas secundárias com material carbônico, de modo a diminuir a resistência elétrica da camada contendo matéria ativo de eletrodo negativo. As partículas secundárias do material ativo de eletrodo negativo revestido com material carbônico podem ser produzidas, por exemplo, ao se adicionar um precursor de um material carbônico em um processo de produção de partículas secundárias e realizando-se um tratamento por fogo, sob uma temperatura de 500°C ou mais, em uma atmosfera inerte.[0140] It is preferable to coat the surface of the secondary particles with carbon dioxide material, in order to reduce the electrical resistance of the layer containing negative electrode active material. Secondary particles of the negative electrode active material coated with carbonic material can be produced, for example, by adding a precursor of a carbonic material in a secondary particle production process and carrying out a fire treatment at a temperature of 500°C or more, in an inert atmosphere.

[0141] Um agente condutor é adicionado para melhorar a condutividade da camada contendo material ativo de eletrodo negativo. Quando o coletor de corrente é utilizado, a resistência de contato entre a camada contendo material ativo de eletrodo negativo e o coletor de corrente pode ser suprimida pelo agente condutor. Pode ser utilizado como agente condutor um material carbônico, por exemplo. São exemplos de material carbônico a fuligem, negro de fumo, coque, uma fibra de carbono, um pó de alumínio ou TiO. São os mais adequados o coque, grafite e um pó de TiO, cada um tendo sido submetido a tratamento por calor a uma temperatura variando de 800°C a 2.000°C e com um tamanho médio de partículas de 10 μm ou menos, ou uma fibra de carbono com um diâmetro de fibra de 1 μm ou menos. A área superficial específica desses materiais carbônicos, medidas pelo método BET de adsorção de N2, deve ser de 10 m2/g ou mais. Um desses pode ser usado como agente condutor ou uma mistura de dois ou mais desses materiais pode ser usado como agente condutor.[0141] A conductive agent is added to improve the conductivity of the layer containing negative electrode active material. When the current collector is used, the contact resistance between the layer containing negative electrode active material and the current collector can be suppressed by the conductive agent. A carbonic material, for example, can be used as a conductive agent. Examples of carbonic material are soot, carbon black, coke, carbon fiber, aluminum powder or TiO. Most suitable are coke, graphite and a TiO powder, each having been subjected to heat treatment at a temperature ranging from 800°C to 2000°C and with an average particle size of 10 μm or less, or a carbon fiber with a fiber diameter of 1 μm or less. The specific surface area of these carbonic materials, measured by the BET N2 adsorption method, must be 10 m2/g or more. One of these can be used as a conductive agent or a mixture of two or more of these materials can be used as a conductive agent.

[0142] O ligante pode, por exemplo, ligar o material ativo de eletrodo negativo e o agente condutor. São exemplos de ligante o poli-tetra-fluoroetileno (PTFE), fluoreto de polivinilideno (PVdF), borracha a base de flúor, borracha de estireno-butadieno e ligante do tipo “core-shell”. Alternativamente, uma combinação de dois ou mais desses ligantes pode ser usada como ligante.[0142] The binder can, for example, connect the negative electrode active material and the conductive agent. Examples of binders include poly-tetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluorine-based rubber, styrene-butadiene rubber and “core-shell” binders. Alternatively, a combination of two or more of these ligands can be used as a ligand.

[0143] No que diz respeito às frações de cada componente em misturas de material ativo de eletrodo negativo, o agente condutor e ligante na camada contendo material ativo de eletrodo negativo, é melhor que o material ativo de eletrodo negativo varie de 80% do peso a 95% do peso, que o agente condutor varie de 3% do peso a 18% do peso e que o ligante varie entre 2% do peso a 7% do peso.[0143] With regard to the fractions of each component in mixtures of negative electrode active material, the conductive and binding agent in the layer containing negative electrode active material, it is best if the negative electrode active material ranges from 80% by weight to 95% by weight, that the conductive agent ranges from 3% by weight to 18% by weight and that the binder ranges from 2% by weight to 7% by weight.

[0144] À medida que a quantidade de ligante aumenta, a dispersabilidade das partículas tende a aumentar. Entretanto, nesses casos, a superfície das partículas é coberta facilmente pelo ligante e, consequentemente, a área superficial específica da camada contendo material ativo de eletrodo negativo diminui. Por outro lado, se a quantidade de ligante for pequena, as partículas aglomeram com facilidade e, consequentemente, é desejável ajustar as condições de agitação (o número de rotações de um moinho de bolas, tempo de agitação e temperatura de agitação) para suprimir a aglomeração de partículas. Assim, partículas finas podem ser dispersadas uniformemente. Além disso, mesmo que a quantidade adicionada de ligante e as condições de agitação estejam nas faixas adequadas, quando a quantidade de agente condutor for grande, a superfície do material ativo de eletrodo negativo é facilmente coberta pelo agente condutor e a porosidade da superfície do eletrodo negativo diminui e, portanto, a área superficial específica da camada do eletrodo negativo diminui.[0144] As the amount of binder increases, the dispersibility of the particles tends to increase. However, in these cases, the surface of the particles is easily covered by the ligand and, consequently, the specific surface area of the layer containing negative electrode active material decreases. On the other hand, if the amount of binder is small, the particles agglomerate easily and, consequently, it is desirable to adjust the stirring conditions (the number of revolutions of a ball mill, stirring time and stirring temperature) to suppress the agglomeration of particles. Thus, fine particles can be dispersed evenly. Furthermore, even if the added amount of binder and the stirring conditions are in the appropriate ranges, when the amount of conductive agent is large, the surface of the negative electrode active material is easily covered by the conductive agent and the porosity of the electrode surface negative electrode decreases and therefore the specific surface area of the negative electrode layer decreases.

[0145] Por outro lado, quando a quantidade de agente condutor é pequena, o material ativo de eletrodo negativo pode tender a ser facilmente pulverizado e, portanto, a área superficial específica da camada contendo material ativo de eletrodo negativo aumenta. Alternativamente, nesses casos, a dispersibilidade das partículas de material ativo de eletrodo negativo pode tender a diminuir e, portanto, a área superficial específica da camada contendo material ativo de eletrodo negativo diminui. Além disso, não apenas a quantidade de agente condutor, mas também o tamanho médio de partícula e área superficial específica do agente condutor podem afetar a área superficial específica da camada contendo material ativo de eletrodo negativo. É desejável que o agente condutor tenha um tamanho médio de partícula igual ou menor que o do material ativo de eletrodo negativo e uma área superficial específica maior que a do material ativo de eletrodo negativo.[0145] On the other hand, when the amount of conductive agent is small, the negative electrode active material may tend to be easily sprayed, and therefore, the specific surface area of the layer containing negative electrode active material increases. Alternatively, in these cases, the dispersibility of the negative electrode active material particles may tend to decrease and therefore the specific surface area of the layer containing negative electrode active material decreases. Furthermore, not only the amount of conductive agent but also the average particle size and specific surface area of the conductive agent can affect the specific surface area of the layer containing negative electrode active material. It is desirable that the conductive agent have an average particle size equal to or smaller than that of the negative electrode active material and a specific surface area greater than that of the negative electrode active material.

[0146] A camada contendo material ativo de eletrodo negativo pode ser produzida pelo seguinte procedimento, por exemplo. Primeiro, o material ativo de eletrodo negativo, o agente condutor e o ligante descritos anteriormente são suspensos em solvente apropriado, de modo a se obter uma suspensão. Neste caso, é desejável dispersar uniformemente as partículas de material ativo de eletrodo negativo em um ponto que a quantidade de ligante seja pequena. Depois, essa suspensão é aplicada em um substrato, tal como o coletor de corrente. O filme aplicado sobre o coletor de corrente é ressecado e comprimido sob calor. Dessa forma, a camada contendo material ativo de eletrodo negativo pode ser obtida.[0146] The layer containing negative electrode active material can be produced by the following procedure, for example. First, the negative electrode active material, the conductive agent and the ligand described above are suspended in an appropriate solvent to obtain a suspension. In this case, it is desirable to evenly disperse the negative electrode active material particles at such a point that the amount of ligand is small. Then, this suspension is applied to a substrate, such as the current collector. The film applied to the current collector is dried and compressed under heat. In this way, the layer containing negative electrode active material can be obtained.

[0147] Em seguida, apresenta-se uma razão pela qual a área superficial específica da camada contendo material ativo de eletrodo negativo deve, preferencialmente, variar entre 3 m2/g a 50 m2/g. Em uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo com uma área superficial específica menor que 3 m2/g, a aglomeração de partículas é proeminente. Por este motivo, por exemplo, quando o eletrólito não aquoso é usado, a afinidade entre a camada contendo material ativo de eletrodo negativo e eletrólito não aquoso pode ser reduzida, levando a um aumento na resistência da interface da camada contendo material ativo de eletrodo negativo. Como resultado, o desempenho de saída e o desempenho de ciclo carga-descarga podem ser deterioradas. Por outro lado, em uma camada contendo material ativo de eletrólito negativo com área superficial específica maior que 50 m2/g, a distribuição do eletrólito não aquoso pode ser desviada em direção à camada contendo material ativo de eletrodo negativo, resultando em uma carência do eletrólito não aquoso na camada contendo material ativo de eletrodo positivo. Neste caso, o desempenho de saída e o desempenho de ciclo de carga- descarga pode não ser melhorado. Uma faixa ainda mais desejável para a área superficial específica varia de 5 m2/g a 50 m2/g. Aqui, a área superficial específica da camada contendo material ativo de eletrodo negativo significa a área de superfície por 1 grama da camada contendo material ativo de eletrodo negativo.[0147] Next, a reason is given why the specific surface area of the layer containing negative electrode active material should preferably vary between 3 m2/g to 50 m2/g. In a layer containing negative electrode active material with a specific surface area less than 3 m2/g, particle agglomeration is prominent. For this reason, for example, when non-aqueous electrolyte is used, the affinity between the layer containing negative electrode active material and non-aqueous electrolyte may be reduced, leading to an increase in the interface resistance of the layer containing negative electrode active material . As a result, output performance and charge-discharge cycle performance may be deteriorated. On the other hand, in a layer containing negative electrolyte active material with a specific surface area greater than 50 m2/g, the distribution of the non-aqueous electrolyte may be biased towards the layer containing negative electrode active material, resulting in a lack of electrolyte. non-aqueous in the layer containing positive electrode active material. In this case, the output performance and charge-discharge cycle performance may not be improved. An even more desirable range for specific surface area is from 5 m2/g to 50 m2/g. Here, the specific surface area of the layer containing negative electrode active material means the surface area per 1 gram of the layer containing negative electrode active material.

[0148] A camada contendo material ativo de eletrodo negativo pode ser, por exemplo, uma camada porosa suportada no coletor de corrente e compreender o material ativo do eletrodo negativo, o agente condutor e o ligante. Se a camada contendo material ativo de eletrodo negativo for poroso, a porosidade (excluindo- se o coletor de corrente), preferencialmente, deve varia entre 20% a 50%. Por conseguinte, por exemplo, em uma bateria em que se usa o eletrólito não aquoso, é possível obter a camada contendo material ativo de eletrodo negativo de alta densidade e com excelente afinidade entre a camada contendo material ativo de eletrodo negativo e o eletrólito não aquoso. Uma faixa ainda mais desejável para a porosidade varia de 25% a 40%.[0148] The layer containing negative electrode active material may be, for example, a porous layer supported on the current collector and comprise the negative electrode active material, the conductive agent and the binder. If the layer containing negative electrode active material is porous, the porosity (excluding the current collector) should preferably vary between 20% and 50%. Therefore, for example, in a battery in which non-aqueous electrolyte is used, it is possible to obtain the layer containing negative electrode active material of high density and with excellent affinity between the layer containing negative electrode active material and the non-aqueous electrolyte. . An even more desirable range for porosity is 25% to 40%.

(2) Camada contendo material ativo de eletrodo positivo(2) Layer containing positive electrode active material

[0149] A camada contendo material ativo de eletrodo positivo pode compreender, por exemplo, um material ativo de eletrodo positivo, um agente condutor e um ligante. 0 ≤ a ≤ 6, 0 ≤ b < 2, 0 < c < 6, 0 < d ≤ 6, -0,5 ≤ σ ≤ 0,5)[0149] The layer containing positive electrode active material may comprise, for example, a positive electrode active material, a conductive agent and a binder. 0 ≤ a ≤ 6, 0 ≤ b < 2, 0 < c < 6, 0 < d ≤ 6, -0.5 ≤ σ ≤ 0.5)

[0150] O material ativo de eletrodo negativo pode ser um material ao qual é possível adicionar e do qual é possível remover Li. Como tal, pode-se usar como material ativo de eletrodo positivo o compósito óxido contendo-Li-Ni-Al (por exemplo, LixNi1-yAlyO2; 0 < x ≤ 1, 0 < y < 1), compósito óxido contendo-Li-Co (por exemplo, LixCoO2; 0 < x ≤ 1), compósito óxido contendo-Li-Mn (por exemplo, LixMn2O4 ou LixMnO2; 0 < x ≤ 1), compósito óxido contendo-Li-Ni (por exemplo, LixNiO2; 0 < x ≤ 1), compósito óxido contendo-Li-Co-Al, compósito óxido contendo-Li-Ni-Co-Mn (por exemplo, LixNi1-yCoyO2; 0 < x ≤ 1, 0 < y < 1), compósito óxido contendo-Li-Mn-Ni com uma estrutura do tipo espinela (por exemplo, LixMn2-yNiyO4; 0 < x ≤ 1, 0 < y < 2), compósito óxido contendo-Li-Mn-Co (por exemplo, LixMnyCo1-yO2; 0 < x ≤ 1, 0 < y < 1), fosfato de lítio com estrutura cristalina do tipo olivina (por exemplo, fosfato de ferro-lítio (LixFePO4; 0 < x ≤ 1)sal de fosfato de lítio (por exemplo, LixFe1-yMnyPO4 e LixCoPO4; 0 < x ≤ 1, 0 < y < 1)) e sulfatos de ferro fluoretados (por exemplo, LixFeSO4F; 0 < x ≤ 1).[0150] The negative electrode active material can be a material to which it is possible to add and from which it is possible to remove Li. As such, the Li-Ni-Al-containing oxide composite ( e.g., LixNi1-yAlyO2; 0 < x ≤ 1, 0 < y < 1), Li-Co-containing oxide composite (e.g., LixCoO2; 0 < x ≤ 1), Li-Mn-containing oxide composite (e.g. , LixMn2O4 or LixMnO2; 0 < x ≤ 1), Li-Ni-containing oxide composite (e.g. LixNiO2; 0 < x ≤ 1), Li-Co-Al-containing oxide composite, Li-Ni-containing oxide composite Co-Mn (e.g., LixNi1-yCoyO2; 0 < x ≤ 1, 0 < y < 1), Li-Mn-Ni-containing oxide composite with a spinel-type structure (e.g., LixMn2-yNiyO4; 0 < x ≤ 1.0 < y < 2), Li-Mn-Co-containing oxide composite (e.g. LixMnyCo1-yO2; 0 < x ≤ 1.0 < y < 1), lithium phosphate with olivine-type crystal structure ( e.g., lithium iron phosphate (LixFePO4; 0 < x ≤ 1)lithium phosphate salt (e.g., LixFe1-yMnyPO4 and LixCoPO4; 0 < x ≤ 1, 0 < y < 1)) and fluorinated iron sulfates (e.g. LixFeSO4F; 0 < x ≤ 1).

[0151] Esses compósitos óxidos são utilizados preferencialmente porque é possível obter alto potencial no eletrodo positivo. Entre esses, o compósito óxido contendo-Li- Ni-Al, o compósito óxido contendo-Li-Ni-Co-Mn e o compósito óxido contendo-Li-Mn-Co podem suprimir a reação com o eletrólito não aquoso em altas temperaturas e aumenta consideravelmente o tempo de vida da bateria. Particularmente, o compósito óxido contendo-Li-Ni-Co-Mn representado pela fórmula LixNi1-y-zCoyMnzO2 (0 < x < 1,1; 0 < y < 0,5; 0 < z < 0,5) é desejável. Podem ser obtidas excelentes durabilidade e tempo de vida sob altas temperaturas quando se utiliza compósito óxido contendo-Li-Ni-Co-Mn.[0151] These oxide composites are used preferentially because it is possible to obtain high potential on the positive electrode. Among these, the Li-Ni-Al-containing oxide composite, the Li-Ni-Co-Mn-containing oxide composite and the Li-Mn-Co-containing oxide composite can suppress the reaction with the non-aqueous electrolyte at high temperatures and considerably increases battery life. Particularly, the Li-Ni-Co-Mn-containing oxide composite represented by the formula LixNi1-y-zCoyMnzO2 (0 < x < 1.1; 0 < y < 0.5; 0 < z < 0.5) is desirable. Excellent durability and lifetime under high temperatures can be obtained when using Li-Ni-Co-Mn-containing oxide composite.

[0152] Pode-se utilizar outro material como material ativo de eletrodo positivo como, por exemplo, dióxido de manganês (MnO2), óxido de ferro, óxido do níquel e óxido de vanádio (por exemplo, V2O5).[0152] Other material can be used as positive electrode active material, such as, for example, manganese dioxide (MnO2), iron oxide, nickel oxide and vanadium oxide (for example, V2O5).

[0153] Pode-se utilizar isoladamente um dos materiais citados acima como material ativo de eletrodo positivo ou uma mistura de dois ou mais materiais.[0153] One of the materials mentioned above can be used alone as the positive electrode active material or a mixture of two or more materials.

[0154] O material ativo de eletrodo positivo pode ter, por exemplo, um formato de partícula. O tamanho médio de partícula primária do material ativo de eletrodo positivo deve, preferencialmente, variar entre 100 nm a 1 μm. O material ativo de eletrodo positivo com um tamanho médio de partícula primária de 100 nm ou mais é facilmente operada durante produção industrial. O material ativo de eletrodo positivo com um tamanho médio de partícula primária de 1 μm ou menos permite a difusão homogênea íons de Li em um sólido.[0154] The positive electrode active material may have, for example, a particle shape. The average primary particle size of the positive electrode active material should preferably range from 100 nm to 1 μm. Positive electrode active material with an average primary particle size of 100 nm or more is easily operated during industrial production. Positive electrode active material with an average primary particle size of 1 μm or less allows homogeneous diffusion of Li ions into a solid.

[0155] A área superficial específica do material ativo do eletrodo positivo deve variar preferencialmente entre 0,1 m2/g a 10 m2/g. O material ativo de eletrodo positivo com uma área superficial específica de 0.1 m2/g ou mais pode garantir sítios suficientes nos quais os íons de lítio podem ser inseridos e dos quais podem ser removidos. O material ativo de eletrodo positivo com uma área superficial específica de 10 m2/g ou menos tem produção industrial mais fácil e pode garantir um bom desempenho de ciclo de carga-descarga.[0155] The specific surface area of the active material of the positive electrode should preferably vary between 0.1 m2/g to 10 m2/g. Positive electrode active material with a specific surface area of 0.1 m2/g or more can ensure sufficient sites into which lithium ions can be inserted and from which they can be removed. Positive electrode active material with a specific surface area of 10 m2/g or less has easier industrial production and can ensure good charge-discharge cycle performance.

[0156] O agente condutor pode ser adicionado para melhorar a condutividade elétrica na camada contendo material ativo de eletrodo positivo. Se um coletor de corrente for usado, a resistência de contato entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo e o coletor de corrente do eletrodo positivo pode ser suprimida. São exemplos de agente condutor a fuligem, o negro de fumo e o grafite. Um desses materiais podem ser usados individualmente ou uma combinação de dois ou mais como agente condutor.[0156] The conductive agent can be added to improve electrical conductivity in the layer containing positive electrode active material. If a current collector is used, the contact resistance between the positive electrode active material-containing layer and the positive electrode current collector can be suppressed. Examples of conductive agents are soot, carbon black and graphite. One of these materials may be used individually or a combination of two or more as a conductive agent.

[0157] A título de exemplo, o ligante pode ligar o material ativo e o agente condutor. São exemplos de ligantes o poli- tetra-fluoroetileno (PTFE), fluoreto de polivinilideno (PVdF) e borracha de flúor. Um desses compostos pode ser utilizado isoladamente como ligante ou uma combinação de dois ou mais pode ser usada como ligante.[0157] By way of example, the binder can connect the active material and the conductive agent. Examples of binders are polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF) and fluorine rubber. One of these compounds can be used alone as a ligand or a combination of two or more can be used as a ligand.

[0158] No que diz respeito às frações de cada componente em misturas de material ativo de eletrodo positivo, o agente condutor e ligante na camada contendo material ativo de eletrodo negativo, é melhor que o material ativo de eletrodo negativo varie de 80% do peso a 95% do peso, que o agente condutor varie de 3% do peso a 18% do peso e que o ligante varie entre 2% do peso a 7% do peso. Para o agente condutor, se seu conteúdo representar 3% do peso ou mais, o efeito descrito anteriormente pode ser obtido. Se o conteúdo do agente condutor representar 18% do peso ou menos, a decomposição do eletrólito não aquoso na superfície do agente condutor pode ser suprimida durante estocagem em altas temperaturas. Para o ligante, se o conteúdo representar 2% ou mais do peso, pode-se atingir força suficiente no eletrodo. Se o conteúdo do ligante representar 7% do peso ou menos, a quantidade do isolante no eletrodo pode ser reduzida.[0158] With regard to the fractions of each component in mixtures of positive electrode active material, the conductive and binding agent in the layer containing negative electrode active material, it is best if the negative electrode active material ranges from 80% of the weight to 95% by weight, that the conductive agent ranges from 3% by weight to 18% by weight and that the binder ranges from 2% by weight to 7% by weight. For the conductive agent, if its content represents 3% of the weight or more, the effect described above can be obtained. If the content of the conductive agent represents 18% by weight or less, the decomposition of non-aqueous electrolyte on the surface of the conductive agent can be suppressed during storage at high temperatures. For the binder, if the content represents 2% or more of the weight, sufficient electrode force can be achieved. If the binder content represents 7% by weight or less, the amount of insulator in the electrode can be reduced.

[0159] A camada contendo material ativo de eletrodo positivo pode ser produzida, por exemplo, de acordo com seguinte procedimento. Primeiro, o material ativo de eletrodo positivo descrito acima, o agente condutor e o ligante são suspensos em solvente apropriado para se obter uma suspensão. Em seguida, a suspensão é aplicada sobre o substrato como, por exemplo, um coletor de corrente. O filme aplicado sobre o coletor de corrente é ressecado e comprimido e, assim, uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo pode ser obtida. A pressão sobre o eletrodo positivo deve variar preferencialmente entre 0,15 ton/mm a 0,3 ton/mm. quando a compressão é realizada com uma pressão dentro dessa faixa, a adesão entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo e o substrato aumenta e o percentual de alongamento do substrato pode ser suprimido a 20% ou menos, o que é preferível.[0159] The layer containing positive electrode active material can be produced, for example, according to the following procedure. First, the positive electrode active material described above, the conducting agent and the ligand are suspended in appropriate solvent to obtain a suspension. Then, the suspension is applied to the substrate, such as a current collector. The film applied to the current collector is dried and compressed and thus a layer containing positive electrode active material can be obtained. The pressure on the positive electrode should preferably vary between 0.15 ton/mm to 0.3 ton/mm. When compression is performed with a pressure within this range, the adhesion between the layer containing positive electrode active material and the substrate increases and the elongation percentage of the substrate can be suppressed to 20% or less, which is preferable.

(3) Coletor de corrente(3) Current collector

[0160] É preferível usar uma folha compreendendo alumínio (Al) como coletor de corrente, que pode ser usada como eletrodo negativo. Para tal folha contendo-Al, é preferível usar uma folha de alumínio ou uma folha de liga de alumínio. Particularmente, é preferível usar uma folha de alumínio (folha de Al) de Al pura (pureza de 100%) ou folha de liga de alumínio (liga de Al) na qual a pureza de alumínio é de 98% ou mais e menor que 100%. A pureza de alumínio na liga Al é, preferencialmente, de 99,99%. A espessura da folha de Al ou da folha de liga de Al é, por exemplo, 20 μm ou menos e, preferencialmente 15 μm ou menos. Pode ser usada como liga de Al uma liga compreendendo pelo menos um elemento selecionado entre Fe, Mg, Zn, Mn e Si, além do Al. Por exemplo, liga de Al- Fe, uma liga de base Al-Mn e uma liga de Al-Mg podem obter uma resistência maior do uma liga de Al. Por outro lado, a quantidade para metais de transição como, por exemplo, Cu, Ni, Cr, etc., no Al ou na liga de Al é, preferencialmente, de 100 ppm ou menos (compreendendo 0 ppm). Por exemplo, uma liga de base Al-Cu tem mais resistência, mas resistência menor à corrosão e, consequentemente, a liga de base Al-Cu não é adequada para ser o coletor de corrente.[0160] It is preferable to use a foil comprising aluminum (Al) as a current collector, which can be used as a negative electrode. For such Al-containing foil, it is preferable to use aluminum foil or aluminum alloy foil. Particularly, it is preferable to use pure Al aluminum foil (100% purity) or aluminum alloy foil (Al alloy) in which the aluminum purity is 98% or more and less than 100 %. The purity of aluminum in Al alloy is preferably 99.99%. The thickness of the Al foil or Al alloy foil is, for example, 20 μm or less, and preferably 15 μm or less. An alloy comprising at least one element selected from Fe, Mg, Zn, Mn and Si, in addition to Al, may be used as an Al alloy. For example, an Al-Fe alloy, an Al-Mn base alloy and an Al-M alloy. Al-Mg can obtain a higher strength than an Al alloy. On the other hand, the amount for transition metals such as Cu, Ni, Cr, etc., in Al or Al alloy is preferably 100 ppm or less (comprising 0 ppm). For example, an Al-Cu base alloy has higher strength but lower corrosion resistance and consequently the Al-Cu base alloy is not suitable as a current collector.

[0161] É preferível usar uma folha compreendendo alumínio (Al) para coletor de corrente e que possa ser usada no eletrodo positivo. Para tal folha contendo-Al, é preferível usar uma folha de alumínio de Al puro (pureza de 100%) ou uma folha de liga de alumínio na qual a pureza do alumínio seja de 99% ou mais e menor que 100%. Pode ser usada como liga de Al uma liga compreendendo pelo menos um elemento selecionado entre Fe, Mg, Zn, Mn e Si, além do Al. Por exemplo, liga de Al-Fe, uma liga de base Al-Mn e uma liga de Al-Mg podem obter uma resistência maior do uma liga de Al. Por outro lado, a quantidade para metais de transição como, por exemplo, Cu, Ni, Cr, etc., no Al ou na liga de Al é, preferencialmente, de 100 ppm ou menos (compreendendo 0 ppm). Por exemplo, uma liga de base Al-Cu tem mais resistência, mas resistência menor à corrosão e, consequentemente, a liga de base Al-Cu não é adequada para ser o coletor de corrente.[0161] It is preferable to use a sheet comprising aluminum (Al) for the current collector and which can be used on the positive electrode. For such Al-containing foil, it is preferable to use an aluminum foil of pure Al (100% purity) or an aluminum alloy foil in which the purity of aluminum is 99% or more and less than 100%. An alloy comprising at least one element selected from Fe, Mg, Zn, Mn and Si, in addition to Al, may be used as an Al alloy. For example, an Al-Fe alloy, an Al-Mn base alloy and an Al alloy. Al-Mg can obtain a higher strength than an Al alloy. On the other hand, the amount for transition metals such as Cu, Ni, Cr, etc., in Al or Al alloy is preferably 100 ppm or less (comprising 0 ppm). For example, an Al-Cu base alloy has higher strength but lower corrosion resistance and consequently the Al-Cu base alloy is not suitable as the current collector.

[0162] A pureza de Al na folha contendo-Al usada como coletor de corrente do eletrodo positivo deve variar, preferencialmente, entre 99,0% e 99,99%. Dentro dessa faixa, pode-se reduzir a deterioração do tempo de vida do ciclo de altas-temperaturas causada pela dissolução de impurezas.[0162] The purity of Al in the Al-containing foil used as the positive electrode current collector should preferably vary between 99.0% and 99.99%. Within this range, the deterioration of high-temperature cycle life caused by the dissolution of impurities can be reduced.

[0163] É preferível usar a mesma folha contendo-Al que aquelas usadas no coletor de corrente do eletrodo positivo e coletor de corrente do eletrodo negativo como coletor de corrente compreendido no eletrodo com estrutura bipolar.[0163] It is preferable to use the same Al-containing foil as those used in the positive electrode current collector and negative electrode current collector as the current collector comprised in the electrode with bipolar structure.

(4) Camada condutora de Li(4) Li conductive layer

[0164] A camada condutora de Li compreende o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização. A interface entre a camada condutora de Li e a camada contendo material ativo de eletrodo positivo pode refletir irregularidades na superfície da camada contendo material ativo de eletrodo positivo. De mesmo modo, a interface entre a camada condutora de Li e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo pode refletir irregularidades na superfície da camada contendo material ativo de eletrodo negativo. Por exemplo, a superfície de uma camada contendo material ativo pode ter irregularidades por causa dos materiais constituintes da camada contendo material ativo. Quando o material ativo está localizado na superfície da camada contendo material ativo, a superfície da camada contendo material ativo pode também ter irregularidades devido às partículas de material ativo.[0164] The Li conductive layer comprises the electrolyte composed in accordance with the first embodiment. The interface between the Li conductive layer and the layer containing positive electrode active material may reflect irregularities on the surface of the layer containing positive electrode active material. Likewise, the interface between the Li conductive layer and the layer containing negative electrode active material may reflect irregularities on the surface of the layer containing negative electrode active material. For example, the surface of an active material-containing layer may have irregularities because of the constituent materials of the active material-containing layer. When the active material is located on the surface of the active material-containing layer, the surface of the active material-containing layer may also have irregularities due to the active material particles.

[0165] Particularmente, como descrito acima, partículas com um tamanho médio de partículas secundárias maior que 5 μm pode ser usado como material ativo de eletrodo negativo na superfície da camada contendo material ativo de eletrodo negativo. A camada contendo material ativo de eletrodo negativo produzida utilizando-se tais partículas pode ter grandes irregularidades na superfície. A camada condutora de Li pode ter contato próximo com a camada contendo material ativo de eletrodo negativo ao longo das irregularidades. Da mesma forma, a camada condutora de Li pode ter contato próximo com a camada contendo material ativo de eletrodo positivo ao longo das irregularidades da superfície.[0165] Particularly, as described above, particles with an average secondary particle size greater than 5 μm can be used as negative electrode active material on the surface of the layer containing negative electrode active material. The layer containing negative electrode active material produced using such particles may have large irregularities on the surface. The Li conductive layer can have close contact with the layer containing negative electrode active material along the irregularities. Similarly, the Li conductive layer can have close contact with the layer containing positive electrode active material along the surface irregularities.

[0166] Tal estrutura permite que a interface entre a camada condutora de Li e a camada contendo material ativo de eletrodo positivo, assim como a interface entre a camada condutora de Li e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo, não apresentem lacunas. Particularmente, uma parte da mistura de partículas sólidas inorgânicas pode se inserir profundamente nas lacunas da superfície da camada contendo material ativo de eletrodo negativo.[0166] Such a structure allows the interface between the Li conductive layer and the layer containing positive electrode active material, as well as the interface between the Li conductive layer and the layer containing negative electrode active material, to not present gaps. Particularly, a part of the mixture of inorganic solid particles may insert deep into the gaps on the surface of the layer containing negative electrode active material.

[0167] A camada condutora de Li pode ter uma espessura mínima menor que 8 μm. A espessura mínima é, preferencialmente, menor que 5 μm. A espessura mínima da camada condutora de Li é a espessura da região com a menor espessura na camada condutora de Li. Em outras palavras, a espessura mínima da camada condutora de Li é a espessura da região mais próxima à superfície da camada contendo matéria ativo de eletrodo positivo e à superfície da camada contendo material ativo de eletrodo negativo. Quando a superfície da camada contendo material ativo tem irregularidades, uma fração em que as partes convexas da superfície estão de frente umas para as outras pode ser, por exemplo, a uma fração com a menor espessura.[0167] The Li conductive layer can have a minimum thickness of less than 8 μm. The minimum thickness is preferably less than 5 μm. The minimum thickness of the Li conductive layer is the thickness of the region with the smallest thickness in the Li conductive layer. In other words, the minimum thickness of the Li conductive layer is the thickness of the region closest to the surface of the layer containing Li active matter. positive electrode and the surface of the layer containing negative electrode active material. When the surface of the layer containing active material has irregularities, a fraction in which the convex parts of the surface face each other may be, for example, the fraction with the smallest thickness.

[0168] Como descrito acima, a mistura de partículas sólidas inorgânicas compreendida no eletrólito composto em acordo com a primeira concretização tem uma razão d90/d10 de 10 ou mais. Consequentemente, o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização compreendendo a mistura de partículas sólidas inorgânicas com uma distribuição tão ampla de tamanho de partículas pode ter propriedades de isolamento elétrico excelentes. Como descrito anteriormente, a mistura de partículas sólidas inorgânicas compreendida no eletrólito composto em acordo com a primeira concretização tem uma razão d90/d10 de 500 ou menos. O eletrólito composto compreendendo a mistura de partículas sólidas inorgânicas pode suprimir a deterioração na aplicação de propriedade devido à distribuição muito ampla de tamanho de partículas do conteúdo sólido. Portanto, a camada condutora de Li compreendendo o eletrólito composto pode apresentar uma grande uniformidade planar. De acordo com esses resultados, a bateria secundária pode garantir isolamento elétrico entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo mesmo se a espessura da camada condutora de Li for reduzida. Quanto menor for a espessura da camada condutora de Li, menor será a bateria secundária, o que garante um aumento vantajoso em uma capacidade por volume.[0168] As described above, the mixture of inorganic solid particles comprised in the electrolyte composed in accordance with the first embodiment has a d90/d10 ratio of 10 or more. Consequently, the composite electrolyte according to the first embodiment comprising the mixture of inorganic solid particles with such a wide particle size distribution can have excellent electrical insulation properties. As described above, the mixture of inorganic solid particles comprised in the composite electrolyte according to the first embodiment has a d90/d10 ratio of 500 or less. The composite electrolyte comprising the mixture of inorganic solid particles can suppress deterioration in the application property due to the very wide particle size distribution of the solid content. Therefore, the Li conductive layer comprising the composite electrolyte can exhibit great planar uniformity. According to these results, the secondary battery can ensure electrical isolation between the layer containing positive electrode active material and the layer containing active material of negative electrode even if the thickness of the Li conductive layer is reduced. The thinner the thickness of the Li conductive layer, the smaller the secondary battery, which guarantees an advantageous increase in capacity per volume.

[0169] A espessura mínima da camada condutora de Li pode ser estabelecida em 0,05 μm ou mais, por exemplo, sendo preferível 0,5 μm ou mais. A espessura média da camada condutora de Li é, preferencialmente, 0,1 μm ou mais e menor que 8 μm. A espessura média varia preferencialmente de 0,5 μm a 5 μm.[0169] The minimum thickness of the Li conductive layer can be set at 0.05 μm or more, for example, with 0.5 μm or more being preferred. The average thickness of the Li conductive layer is preferably 0.1 μm or more and less than 8 μm. The average thickness preferably varies from 0.5 μm to 5 μm.

[0170] O método para a formação da camada condutora de Li não é particularmente limitado. A camada condutora de Li pode ser formada, por exemplo, ao se aplicar um material sobre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo ou a camada contendo material ativo de eletrodo negativo. Alternativamente, a camada condutora de Li pode ser formada ao se injetar um material entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo e camada contendo material ativo de eletrodo negativo. Um exemplo específico será descrito mais adiante, fazendo-se referência às figuras.[0170] The method for forming the Li conductive layer is not particularly limited. The Li conductive layer can be formed, for example, by applying a material onto the positive electrode active material-containing layer or the negative electrode active material-containing layer. Alternatively, the Li conductive layer can be formed by injecting a material between the positive electrode active material-containing layer and the negative electrode active material-containing layer. A specific example will be described later, with reference to the figures.

(5) Contêiner(5) Container

[0171] Como contêiner, um contêiner metálico ou um contêiner feito de filme laminado podem ser utilizados.[0171] As a container, a metal container or a container made of laminated film can be used.

[0172] Podem ser usados como contêiner metálico, um recipiente de metal feito de alumínio, uma liga de alumínio, ferro, aço inoxidável ou outros do tipo. O contêiner metálico pode ter, por exemplo, um formato angular ou um formato cilíndrico. A espessura do prato do contêiner é de, por exemplo, 1 mm ou menos, preferencialmente de 0,5 mm ou menos e de, ainda melhor, 0,3 mm ou menos.[0172] A metal container made of aluminum, an aluminum alloy, iron, stainless steel or others of the type can be used as a metal container. The metal container may have, for example, an angular shape or a cylindrical shape. The thickness of the container plate is, for example, 1 mm or less, preferably 0.5 mm or less, and even better 0.3 mm or less.

[0173] O recipiente metálico feito de liga de Al, preferencialmente, é feito de uma liga com 99,8% de pureza de Al e compreende pelo menos tipo de elemento selecionado entre Mn, Mg, Zn e Si. A liga de Al pode ser utilizada, de modo que resistência do metal seja aumentada drasticamente e, portanto, a espessura do recipiente metálico diminua. Como resultado, é possível obter uma bateria fina, leve, de alto desempenho de saída e com excelente dissapação de calor.[0173] The metallic container made of Al alloy is preferably made of an alloy with 99.8% purity of Al and comprises at least one type of element selected from Mn, Mg, Zn and Si. The Al alloy can be used, so that the strength of the metal is drastically increased and, therefore, the thickness of the metal container decreases. As a result, it is possible to obtain a thin, light battery with high output performance and excellent heat dissipation.

[0174] Pode ser usado como filme laminado, por exemplo, um filme multicamada com filmes de resina e um filme metálico preso entre os filmes de resina, etc. Preferencialmente, o filme metálico é feito de uma folha de alumínio ou folha de liga de alumínio para diminuir o peso. Podem ser usados como resina polímeros como o propileno (PP), polietileno (PE), náilon e politereftalato de polietileno (PET). Além disso, uma espessura do filme laminado é de, preferencialmente, 0,2 mm ou menos. A folha de Al, preferencialmente, tem uma pureza de 99,5% ou mais no caso da folha de Al ser usada como filme metálico. O filme laminado pode ser selado por calor ou moldado no formato do contêiner.[0174] It can be used as a laminated film, for example, a multilayer film with resin films and a metallic film sandwiched between the resin films, etc. Preferably, the metal film is made from aluminum foil or aluminum alloy foil to reduce weight. Polymers such as propylene (PP), polyethylene (PE), nylon and polyethylene terephthalate (PET) can be used as resin. Furthermore, a thickness of the laminated film is preferably 0.2 mm or less. The Al foil preferably has a purity of 99.5% or more if the Al foil is used as a metal film. The laminated film can be heat sealed or molded to the shape of the container.

[0175] O formato do contêiner não está particularmanete limitado e pode ser, por exemplo, achatado, quadrado, cilíndrico, de moeda ou formato de botão. O contêiner depende do tamanho da bateria e pode ser um contêiner para uma bateria compacta equipada sobre um dispositivo móvel eletrônico ou congêneres e um contêiner para uma bateria grande equipada sobre um automóvel de duas ou quatro rodas ou congêneres.[0175] The shape of the container is not particularly limited and can be, for example, flat, square, cylindrical, coin or button shaped. The container depends on the size of the battery and can be a container for a compact battery fitted on a mobile electronic device or the like and a container for a large battery fitted on a two- or four-wheeled automobile or the like.

(6) Terminal do eletrodo negativo(6) Negative electrode terminal

[0176] O terminal do eletrodo negativo pode ser constituído de material estável em faixa de tensão que vai de 1.0 V (vs. Li/Li+) a 3.0 V (vs. Li/Li+) com base no potencial de oxi- redução do lítio e com condutividade elétrica. São exemplos específicos de material para o termnial do eletrodo negativo o cobre, o níquel, o aço inoxidável, o alumínio, uma liga de alumínio com ao menos um elemento selecionado entre Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu e Si. É preferível que alumínio ou uma liga de alumínio sejam usadas como material para terminal do eletrodo negativo. O terminal do eletrodo negativo é constituído, preferencialmente, do mesmo material que o coletor de corrente do eletrodo negativo, de modo a diminuir a resistência de contato com o coletor de corrente do eletrodo negativo.[0176] The negative electrode terminal can be made of stable material in a voltage range ranging from 1.0 V (vs. Li/Li+) to 3.0 V (vs. Li/Li+) based on the oxi-reduction potential of lithium and with electrical conductivity. Specific examples of material for the negative electrode termnial are copper, nickel, stainless steel, aluminum, an aluminum alloy with at least one element selected from Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu and Si. It is It is preferable that aluminum or an aluminum alloy be used as the material for the negative electrode terminal. The negative electrode terminal is preferably made of the same material as the negative electrode current collector, in order to reduce the contact resistance with the negative electrode current collector.

(7) Terminal do eletrodo positivo(7) Positive electrode terminal

[0177] O terminal do eletrodo positivo pode ser constituído de material estável em faixa de tensão que vai de 3.0 V (vs. Li/Li+) a 4.5 V (vs. Li/Li+) com base no potencial de oxi- redução do lítio e com condutividade elétrica. São exemplos específicos de material para o terminal do eletrodo positivo o cobre, o níquel, o aço inoxidável, o alumínio, uma liga de alumínio com ao menos um elemento selecionado entre Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu e Si. É preferível que alumínio ou uma liga de alumínio sejam usados como material para terminal do eletrodo positivo. O terminal do eletrodo positivo é constituído, preferencialmente, do mesmo material que o coletor de corrente do eletrodo positivo, de modo a diminuir a resistência de contato com o coleltor de corrente do eletrodo positivo.[0177] The positive electrode terminal can be made of stable material in a voltage range ranging from 3.0 V (vs. Li/Li+) to 4.5 V (vs. Li/Li+) based on the oxi-reduction potential of lithium and with electrical conductivity. Specific examples of material for the positive electrode terminal are copper, nickel, stainless steel, aluminum, an aluminum alloy with at least one element selected from Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu and Si. It is It is preferable that aluminum or an aluminum alloy be used as the material for the positive electrode terminal. The positive electrode terminal is preferably made of the same material as the positive electrode current collector, in order to reduce the contact resistance with the positive electrode current collector.

[Método para medir a espessura mínima e espessura média da camada condutora de Li.][Method for measuring the minimum thickness and average thickness of the Li conductive layer.]

[0178] A espessura mínima da camada condutora de Li na bateria é determinada da seguinte maneira. Primeiro, um eletrodo composto é retirado da bateria, como descrito anteriormente. Em seguida, o eletrodo composto retirado é cortado com o auxílio de um FIF (FIB) como descrito anteriormente. Consequentemente, é possível obter uma seção reta na direção de empilhamento da camada contendo material ativo de eletrodo positivo/camada condutora de Li/camada contendo material ativo de eletrodo negativo. Todas as camadas compreendidas na superfície de corte obtida dessa maneira são medidas por MEV (SEM). A magnitude de observação (o aumento) nesse ponto é de 20.000 vezes, preferencialmente. Todas as camadas compreendidas na seção reta na direção do empilhamento são observadas e a espessura da região mais fina da camada condutora de Li é definida como a espessura de uma região com a menor espessura da camada eletrolítica.[0178] The minimum thickness of the Li conductive layer in the battery is determined as follows. First, a composite electrode is removed from the battery as previously described. Then, the removed composite electrode is cut with the aid of a FIF (FIB) as previously described. Consequently, it is possible to obtain a straight section in the stacking direction of the positive electrode active material-containing layer/Li conductive layer/negative electrode active material-containing layer. All layers included in the cut surface obtained in this way are measured by SEM (SEM). The magnitude of observation (the increase) at this point is preferably 20,000 times. All layers included in the straight section in the stacking direction are observed and the thickness of the thinnest region of the Li conductive layer is defined as the thickness of a region with the smallest thickness of the electrolytic layer.

[0179] A espessura média da camada condutora de Li é determinada como se descreve a seguir. Primeiro, como já descrito, a superfície de corte do eletrodo composto é obtida. Em seguida, a seção-reta é analisada como um todo, de uma extremidade a outra, ao longo de toda a superfície, com auxílio de MEV (SEM) com a mesma magnitude de observação (aumento). Essa magnitude de observação (aumento) deve ser de 20.000 vezes, preferencialmente. Da imagem obtida através da MEV (SEM), obtém-se a área da seção reta diagonal da camada condutora de Li. O valor da área é dividido pelo comprimento da camada condutora de Li, medida em uma direção perpendicular à direção de empilhamento dos eletrodos, ou seja, o comprimento da incisão na superfície do eletrodo composto, para se achar o quociente. Ao se converter este quociente no aumento utilizado, a espessura média pode ser obtida.[0179] The average thickness of the Li conductive layer is determined as described below. First, as already described, the cutting surface of the composite electrode is obtained. Then, the straight section is analyzed as a whole, from one end to the other, along the entire surface, with the aid of SEM (SEM) with the same observation magnitude (magnification). This observation magnitude (increase) should preferably be 20,000 times. From the image obtained through SEM (SEM), the area of the diagonal straight section of the Li conductive layer is obtained. The area value is divided by the length of the Li conductive layer, measured in a direction perpendicular to the electrode stacking direction , that is, the length of the incision on the surface of the composite electrode, to find the quotient. By converting this quotient into the increase used, the average thickness can be obtained.

[0180] A seguir, um exemplo específico da uma bateria secundária em acordo com a segunda concretização será descrito usando-se as figuras como referência.[0180] In the following, a specific example of a secondary battery in accordance with the second embodiment will be described using the figures as reference.

[0181] Primeiro, um eletrodo composto de um primeiro exemplo que pode ser compreendido em uma bateria secundária em acordo com a segunda concretização será descrito fazendo-se referência à Figura 4.[0181] First, a composite electrode of a first example that can be comprised in a secondary battery in accordance with the second embodiment will be described with reference to Figure 4.

[0182] A Figura 4 é uma vista esquemática da seção-reta de um primeiro exemplo de eletrodo composto que pode ser compreendido em uma bateria secundária em acordo com a segunda concretização.[0182] Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a first example of a composite electrode that can be comprised in a secondary battery in accordance with the second embodiment.

[0183] Um eletrodo composto 10A ilustrado na Figura 4 compreende uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b, uma camada condutora de Li 4, uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b e dois coletores de corrente 8. Como ilustrado, no eletrodo composto 10A, a camada condutora de Li 4 é provida entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b. A camada condutora de Li 4 está em contato com uma superfície da camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e uma superfície da camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b. Uma superfície da camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b que não está em contato com a camada condutora de Li 4, está em contato com um coletor de corrente 8. Similarmente, uma superfície da camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b que não está em contato com a camada condutora de Li 4 está em contato com o outro coletor de corrente 8. Desse modo, o eletrodo composto 10A tem uma estrutura na qual um coletor de corrente 8, a camada condutora de Li 4, a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e outro coletor de corrente 8 estão empilhados nesta ordem. Em outras palavras, o eletrodo composto 10A, como o ilustrado na Figura 4, é um corpo de eletrodo compreendendo uma configuração de conjunto de eletrodo 12, compreendendo a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b, a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b e camada condutora de Li provida entre elas.[0183] A composite electrode 10A illustrated in Figure 4 comprises a layer containing positive electrode active material 5b, a Li conductive layer 4, a layer containing negative electrode active material 3b and two current collectors 8. As illustrated, on the electrode compound 10A, the Li conductive layer 4 is provided between the positive electrode active material-containing layer 5b and the negative electrode active material-containing layer 3b. The Li conductive layer 4 is in contact with a surface of the layer containing positive electrode active material 5b and a surface of the layer containing active material of negative electrode 3b. A surface of the layer containing positive electrode active material 5b that is not in contact with the Li conductive layer 4 is in contact with a current collector 8. Similarly, a surface of the layer containing active material of negative electrode 3b that is not in contact with the Li conductive layer 4 is in contact with the other current collector 8. Thus, the composite electrode 10A has a structure in which a current collector 8, the Li conductive layer 4, the layer containing active material of positive electrode 5b and another current collector 8 are stacked in this order. In other words, the composite electrode 10A, as illustrated in Figure 4, is an electrode body comprising an electrode assembly configuration 12, comprising the positive electrode active material-containing layer 5b, the negative electrode active material-containing layer 3b and Li conductive layer provided between them.

[0184] Em seguida, descreve-se, com referência à Figura 5, um segundo exemplo de um eletrodo composto que pode ser compreendido em uma bateria secundária em acordo com a segunda concretização.[0184] Next, there is described, with reference to Figure 5, a second example of a composite electrode that can be comprised in a secondary battery in accordance with the second embodiment.

[0185] A Figura 5 é uma vista esquemática da seção-reta de um eletrodo composto que pode estar compreendido em uma bateria secundária em acordo com a segunda concretização.[0185] Figure 5 is a schematic view of the cross-section of a composite electrode that may be included in a secondary battery in accordance with the second embodiment.

[0186] Um eletrodo composto 10B ilustrado na Figura 5 compreende, por exemplo, quatro eletrodos 11 com estrutura bipolar. Como ilustrado na Figura 5, cada eletrodo 11 compreende um coletor de corrente 8, uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b formada em uma superfície do coletor de corrente 8 e uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b formada na outra superfície do coletor de corrente 8. Como é ilustrado na Figura 5, esses eletrodos 11 são providos de modo que a camada contendo material ativo de eletrodo postivo 5b de um eletrodo 11 esteja de frente para a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b de outro eletrodo 11 com a camada condutora de Li 4 imprensada entre elas.[0186] A composite electrode 10B illustrated in Figure 5 comprises, for example, four electrodes 11 with a bipolar structure. As illustrated in Figure 5, each electrode 11 comprises a current collector 8, a positive electrode active material-containing layer 5b formed on one surface of the current collector 8, and a negative electrode active material-containing layer 3b formed on the other surface of the collector. current 8. As is illustrated in Figure 5, these electrodes 11 are provided so that the layer containing positive electrode active material 5b of one electrode 11 faces the layer containing active material of negative electrode 3b of another electrode 11 with the Li 4 conductive layer sandwiched between them.

[0187] O eletrodo composto 10B também compreende as outras duas camadas condutoras de Li 4, os outros dois coletores de corrente 8, a outra camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e a outra camada contendo material ativo de eletrodo negativo 4b. Como ilustrado na Figura 5, uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b está de frente para a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b dos eletrodos 11 localizada na camada mais alta da pilha de eletrodos 11 com uma camada condutora de Li 4 imprensada entre elas. Uma superfície da camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b que não está em contato com a camada condutora de Li 4, está em contato com um coletor de corrente 8. Uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b está de frente para a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b do eletrodo 11 localizada na camada mais inferior da pilha de eletrodos 11 com uma camada condutora de Li 4 imprensada entre elas. Uma superfície da camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b que não está em contato com a camada condutora de Li 4, está em contato com um coletor de corrente 8.[0187] The composite electrode 10B also comprises the other two Li conductive layers 4, the other two current collectors 8, the other layer containing positive electrode active material 5b and the other layer containing negative electrode active material 4b. As illustrated in Figure 5, a positive electrode active material-containing layer 5b faces the negative electrode active material-containing layer 3b of the electrodes 11 located on the uppermost layer of the electrode stack 11 with a Li conductive layer 4 sandwiched between they. A surface of the layer containing negative electrode active material 3b that is not in contact with the Li conductive layer 4, is in contact with a current collector 8. A layer containing negative electrode active material 3b faces the layer containing positive electrode active material 5b of the electrode 11 located in the lowest layer of the electrode stack 11 with a Li conductive layer 4 sandwiched between them. A surface of the layer containing negative electrode active material 3b which is not in contact with the Li conductive layer 4, is in contact with a current collector 8.

[0188] Um eletrodo composto que pode ser compreendido em uma bateria secundária em acordo com a segunda concretização pode ser afinado através do estabelecimento do contato próximo entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo e a camada condutora de Li e entre a camada contendo material ativo de eletrodo negativo e a camada condutora de Li. Portanto, na bateria secundária em acordo com a segunda concretização, pode- se empilhar um grande número de conjuntons compostos por uma camada contendo maeterial ativo de eletrodo positivo, uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo e uma camada condutora de Li imprensada entre elas. Consequentemente, é possível prover uma bateria secundária fina, que requer menos espaço e com grande número de ciclos de carga e descarga, boa estabilidade térmica e estabilidade eletroquímica. O eletrodo composto 10B em acordo com o exemplo ilustrado na Figura 5 compreende cinco grupos de conjuntos de eletrodos 12, cada um compreendendo a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b, a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b e a camada condutora de Li imprensada entre elas. Entretano, o número de conjunto de eletrodos 12 pode ser determinado em acordo com projeto e tamanho da bateria.[0188] A composite electrode that can be comprised in a secondary battery in accordance with the second embodiment can be tuned by establishing close contact between the positive electrode active material-containing layer and the Li conductive layer and between the material-containing layer Therefore, in the secondary battery according to the second embodiment, a large number of sets composed of a layer containing positive electrode active material, a layer containing positive electrode active material, and a layer containing positive electrode active material can be stacked. negative and a Li conductive layer sandwiched between them. Consequently, it is possible to provide a thin secondary battery, which requires less space and has a large number of charge and discharge cycles, good thermal stability and electrochemical stability. The composite electrode 10B in accordance with the example illustrated in Figure 5 comprises five groups of electrode arrays 12, each comprising the positive electrode active material-containing layer 5b, the negative electrode active material-containing layer 3b and the Li conductive layer 3b. sandwiched between them. However, the number of electrode arrays 12 can be determined according to battery design and size.

[0189] A Figura 6 ilustra uma vista esquemática da seção reta de uma bateria secundária em acordo com a concretização.[0189] Figure 6 illustrates a schematic view of the straight section of a secondary battery in accordance with the embodiment.

[0190] Como ilustrado na Figura 6, uma bateria secundária 100 compreende um eletrodo composto 10c acomodado em um contêiner 2. O eletrodo composto 10c, ilustrado na Figura 6, tem uma estrutura similar à do eletrodo composto 10B, ilustrado na Figura 5. Um conector guia de eletrodo positivo 8A é provido em uma das extremidades do coletor de corrente 8 localizado na camada superior do eletrodo composto 10c. Por outro lado, um conector guia de eletrodo negativo 8B é provida em uma extremidade do coletor de corrente 8 localizada na camada mais inferior do eletrodo composto 10C. Um terminal de eletrodo negativo e um terminal de eletrodo positivo (ambos não estão ilustrados) estão conectados ao conector guia de eletrodo positivo 8A e ao conector guia de eletrodo negativo 8B, respectivamente, e o terminal de eletrodo negativo e o terminal de eletrodo positivo se estendem para fora do contêiner.[0190] As illustrated in Figure 6, a secondary battery 100 comprises a composite electrode 10c accommodated in a container 2. The composite electrode 10c, illustrated in Figure 6, has a similar structure to the composite electrode 10B, illustrated in Figure 5. A positive electrode guide connector 8A is provided at one end of the current collector 8 located on the upper layer of the composite electrode 10c. On the other hand, a negative electrode guide connector 8B is provided at one end of the current collector 8 located on the lowermost layer of the composite electrode 10C. A negative electrode terminal and a positive electrode terminal (both are not illustrated) are connected to the positive electrode guide connector 8A and the negative electrode guide connector 8B, respectively, and the negative electrode terminal and the positive electrode terminal connect to each other. extend outside the container.

[0191] Na Figura 6, assim como o eletrodo composto 10B ilustrado na Figura 5, uma bateria secundária 100 compreendendo um eletrodo composto 10C, este compreendendo cinco grupos de conjuntos de eletrodos, estes compreendendo uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b, uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b imprensada entre elas, é ilustrada como exemplo. Entretanto, a bateria secundária em acordo com a segunda concretização pode compreender conjuntos de eletrodos em número maior que 5, por exemplo, um eletrodo composto compreendendo um grupo de conjunto de eletrodos como o eletrodo composto 10A ilustrado na Figura 4 ou pode compreender um eletrodo composto, este compreendendo dois ou mais grupos de conjuntos de eletrodos.[0191] In Figure 6, as well as the composite electrode 10B illustrated in Figure 5, a secondary battery 100 comprising a composite electrode 10C, this comprising five groups of electrode assemblies, these comprising a layer containing positive electrode active material 5b, a layer containing negative electrode active material 3b sandwiched between them, is illustrated as an example. However, the secondary battery according to the second embodiment may comprise electrode arrays greater than 5 in number, for example, a composite electrode comprising a group of electrode arrays such as the composite electrode 10A illustrated in Figure 4 or may comprise a composite electrode , this comprising two or more groups of electrode arrays.

[0192] Em seguida, um exemplo de método de produção de um eletrodo composto compreendendo uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo, uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo e uma camada condutora de Li imprensada entre elas será descrito fazendo-se referências aos esquemas.[0192] Next, an example method of producing a composite electrode comprising a layer containing positive electrode active material, a layer containing negative electrode active material and a Li conductive layer sandwiched between them will be described with reference to the schematics.

[0193] Figura 7 é uma vista esquemática ilustrando um passo de um método de produção de um terceiro exemplo de um eletrodo composto que pode ser compreendido em uma bateria secundária de acordo a segunda concretização. A Figura 8 é uma vista esquemática ilustrando o passo seguinte ao passo de produção ilustrado na Figura 7. A Figura 9 é uma vista esquemática de seção-reta de eletrodo composta produzido pelo método de produção ilustrado nas Figuras 7 e 8.[0193] Figure 7 is a schematic view illustrating a step of a method of producing a third example of a composite electrode that can be comprised in a secondary battery according to the second embodiment. Figure 8 is a schematic view illustrating the step following the production step illustrated in Figure 7. Figure 9 is a schematic cross-sectional view of the composite electrode produced by the production method illustrated in Figures 7 and 8.

[0194] Em um exemplo específico descrito aqui, um método de formação da camada condutora de Li 4 sobre uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b será descrito, mas um método de formação da camada condutora de Li 4, que pode ser compreendida em uma bateria secundária em acordo com uma segunda concretização, não está limitado ao descrito aqui.[0194] In a specific example described here, a method of forming the Li 4 conductive layer on a layer containing positive electrode active material 5b will be described, but a method of forming the Li 4 conductive layer, which can be understood in a secondary battery in accordance with a second embodiment, is not limited to what is described here.

[0195] Primeiro, uma mistura de partículas sólidas inorgânicas 91 é dispersada em uma solução contendo um ligante de modo a preparar uma dispersão-ligante líquida compreendendo a mistura de partículas sólidas inorgânicas 91. Aqui, podem ser usados qualquer um dos tipos de ligantes já citados. A mistura de partículas sólidas inorgânicas 91 é uma mistura de partículas sólidas inorgânicas compreendida no eletrólito composto em acordo com a primeira concretização. Então, esta dispersão- ligante líquida é aplicada sobre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b. A seguir, um solvente é evaporado do filme aplicado. Consequentemente, como ilustrado na Figura 7, a mistura de partículas sólidas inorgânicas 91 é provida sobre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b.[0195] First, a mixture of inorganic solid particles 91 is dispersed in a solution containing a binder so as to prepare a liquid binder dispersion comprising the mixture of inorganic solid particles 91. Here, any of the types of binders already cited. The mixture of inorganic solid particles 91 is a mixture of inorganic solid particles comprised in the electrolyte composed in accordance with the first embodiment. Then, this liquid binder-dispersion is applied onto the layer containing positive electrode active material 5b. Next, a solvent is evaporated from the applied film. Consequently, as illustrated in Figure 7, the mixture of inorganic solid particles 91 is provided on the positive electrode active material-containing layer 5b.

[0196] Em seguida, um material de revestimento contendo um eletrólito não aquoso 92 ou um precursor do eletrólito não aquoso 92 é distribuída sobre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b. A título de exemplo, o material de revestimento contém componentes para gelatinizar o material de revestimento do eletrólito não aquoso, tal como um eletrólito não aquoso, um ligante e um iniciador de polimerização, e é distribuído sobre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b, de modo a formar um filme revestido. Ao se aquecer este filme de filme revestido, um eletrólito composto 9 compreendendo um eletrólito não aquoso de polimérico sólido ou polimérico de gel e uma mistura de partículas sólidas inorgânicas 91 é obtido, como ilustrado na Figura 8.[0196] Next, a coating material containing a non-aqueous electrolyte 92 or a non-aqueous electrolyte precursor 92 is distributed over the layer containing positive electrode active material 5b. By way of example, the coating material contains components for gelatinizing the non-aqueous electrolyte coating material, such as a non-aqueous electrolyte, a binder and a polymerization initiator, and is distributed over the layer containing positive electrode active material 5b , so as to form a coated film. By heating this coated film film, a composite electrolyte 9 comprising a non-aqueous solid polymer or gel polymer electrolyte and a mixture of inorganic solid particles 91 is obtained, as illustrated in Figure 8.

[0197] Subsequentemente, a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 4b são dispostas de modo a estarem de frente uma para outra e comprimidas uma contra a outra. Consequentemente, como ilustrado na Figura 9, um conjunto de eletrodos 12 compreendendo a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b, a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b e a camada condutora de Li 4 imprensada entre elas e compreendendo o eletrólito composto 9 é obtido.[0197] Subsequently, the layer containing positive electrode active material 5b and the layer containing negative electrode active material 4b are arranged so that they are facing each other and compressed against each other. Accordingly, as illustrated in Figure 9, an electrode array 12 comprising the positive electrode active material-containing layer 5b, the negative electrode active material-containing layer 3b and the Li conductive layer 4 sandwiched between them and comprising the composite electrolyte 9 is obtained.

[0198] Como se pode ver, o método para formação da camada condutora de Li 4 sobre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b já foi descrito, mas a camada condutora de Li 4 pode ser formada na camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b. Alternativamente, a camada condutora de Li 4 pode ser formada nas superfícies tanto da camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b quanto da camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b.[0198] As can be seen, the method for forming the Li 4 conductive layer on the positive electrode active material-containing layer 5b has already been described, but the Li 4 conductive layer can be formed on the negative electrode active material-containing layer 3b. Alternatively, the Li conductive layer 4 can be formed on the surfaces of both the positive electrode active material-containing layer 5b and the negative electrode active material-containing layer 3b.

[0199] Aqui, quando a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b é comprimida contra a camada condutora de Li 4 provida sobre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b, especificamente quando o eletrólito não aquoso 92 compreende um eletrólito de polimérico em gel, o eletrólito composto 9 entra ou penetra nos recessos das irregularidades nas superfícies das camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b, particularmente nas irregularidades dos materiais ativos que podem estar presentes nas superfícies dessas camadas contendo material ativo de eletrodo. Consequentemente, a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b, a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b e a camada condutora de Li 4 podem estar firmemente aderidas umas às outras ao longo das respectivas irregularidades. Portanto, no conjunto de eletrodos 12 assim obtido, a camada condutora de Li 4 pode aumentar as áreas de contato com a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b na interface com camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e na interface com a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b. Portanto, a camada condutora de Li 4 pode trocar homogeneamente íons de Li com cada uma das camadas contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b. Além disso, um vez que a camada condutora de Li 4 está em contato estreito com a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b, a espessura da camada condutora de Li também pode ser reduzida.[0199] Here, when the negative electrode active material-containing layer 3b is pressed against the Li conductive layer 4 provided on the positive electrode active material-containing layer 5b, specifically when the non-aqueous electrolyte 92 comprises a gel polymer electrolyte , the composite electrolyte 9 enters or penetrates the recesses of the irregularities in the surfaces of the positive electrode active material-containing layer 5b and negative electrode active material-containing layer 3b, particularly in the irregularities of the active materials that may be present on the surfaces of these active material-containing layers of electrode. Consequently, the positive electrode active material containing layer 5b, the negative electrode active material containing layer 3b and the Li conductive layer 4 can be firmly adhered to each other along respective irregularities. Therefore, in the electrode array 12 thus obtained, the Li conductive layer 4 can increase the contact areas with the positive electrode active material-containing layer 5b and the negative electrode active material-containing layer 3b at the interface with the Li-electrode active material-containing layer 3b. positive electrode 5b and at the interface with the layer containing active material of negative electrode 3b. Therefore, the Li conductive layer 4 can homogeneously exchange Li ions with each of the layers containing positive electrode active material 5b and the layer containing negative electrode active material 3b. Furthermore, since the Li conductive layer 4 is in close contact with the positive electrode active material-containing layer 5b and the negative electrode active material-containing layer 3b, the thickness of the Li conductive layer can also be reduced.

[0200] Além disso, quando o eletrólito não aquoso 92 compreende um eletrólito de polimérico sólido, é preferível obter um eletrodo composto com o seguinte procedimento, por exemplo. Primeiro, a dispersão-ligante líquida compreendendo a mistura de partículas sólidas inorgânicas 91, já descrita, é aplicada sobre uma camada contendo material ativo. Então, um solvente é evaporado do filme revestido. Consequentemente, a mistura de partículas sólidas inorgânicas 91 é provida sobre uma camada contendo material ativo. Em seguida, o material de revestimento contendo um precursor de eletrólito não aquoso é aplicado sobre uma camada contendo material ativo sobre a qual a mistura de partículas sólidas inorgânicas 91 é provida. Aqui, é preferível usar um material de revestimento com alta fluidez. Consequentemente, o material de revestimento pode ser levado a entrar nos recessos da irregularidade na superfície da camada contendo material ativo e, como resultado, um filme revestido com uma espessura mais uniforme é obtido. Quando a fluidez do material de revestimento é muito alta, um método como pulverização pode ser utilizado. A seguir, o filme revestido é aquecido. O grau de aquecimento neste ponto é determinado de tal forma que o precursor do eletrólito não aquoso não seja solidificado completamente. Subsequentemente, a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b são dispostas de modo a ficarem de frente uma para outra e comprimidas. Dessa forma, é possível obter um estado no qual o precursor do eletrólito não aquoso penetra nos recessos das irregularidades das superfícies de ambas as camadas contendo material ativo. Então, o filme revestido contendo o precursor do eletrólito não aquoso é aquecido ainda mais. Assim, o conjunto de eletrodos 12 compreendendo a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b, a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b e a camada condutora de Li 4 imprensada entre elas e compreendendo o eletrólito composto 9 é obtido. O eletrólito composto 9 pode compreender a mistura de partículas sólidas inorgânicas 91 e o eletrólito não aquoso 92 compreendendo o eletrólito de polimérico sólido. A mistura de partículas sólidas inorgânicas 91 pode ser provida tanto na camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e na camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b e o material contendo percurso do eletrólito não aquoso pode ser aplicado em seguida.[0200] Furthermore, when the non-aqueous electrolyte 92 comprises a solid polymer electrolyte, it is preferable to obtain a composite electrode with the following procedure, for example. First, the liquid binder dispersion comprising the mixture of inorganic solid particles 91, already described, is applied to a layer containing active material. Then, a solvent is evaporated from the coated film. Consequently, the mixture of inorganic solid particles 91 is provided on a layer containing active material. Then, the coating material containing a non-aqueous electrolyte precursor is applied over a layer containing active material on which the mixture of inorganic solid particles 91 is provided. Here, it is preferable to use a coating material with high fluidity. Consequently, the coating material can be caused to enter the recesses of the irregularity in the surface of the active material-containing layer and, as a result, a coated film with a more uniform thickness is obtained. When the fluidity of the coating material is very high, a method such as spraying can be used. Next, the coated film is heated. The degree of heating at this point is determined such that the non-aqueous electrolyte precursor is not completely solidified. Subsequently, the positive electrode active material-containing layer 5b and negative electrode active material-containing layer 3b are arranged to face each other and compressed. In this way, it is possible to obtain a state in which the non-aqueous electrolyte precursor penetrates the recesses of the surface irregularities of both layers containing active material. Then, the coated film containing the non-aqueous electrolyte precursor is heated further. Thus, the electrode array 12 comprising the positive electrode active material-containing layer 5b, the negative electrode active material-containing layer 3b and the Li conductive layer 4 sandwiched between them and comprising the composite electrolyte 9 is obtained. The composite electrolyte 9 may comprise the mixture of inorganic solid particles 91 and the non-aqueous electrolyte 92 comprising the solid polymeric electrolyte. The mixture of inorganic solid particles 91 can be provided in both the positive electrode active material-containing layer 5b and the negative electrode active material-containing layer 3b and the non-aqueous electrolyte path-containing material can be applied thereafter.

[0201] De acordo com o método descrito acima, a título de exemplo, a espessura da camada condutora de Li 4 pode ser regulada ao se adaptar a quantidade do conteúdo sólido na dispersão líquida contendo a mistura de partículas sólidas inorgânicas 91 e a quantidade aplicada de eletrólito não aquoso 92 ou material de revestimento contendo o precursor do eletrólito não aquoso 92, entre outros.[0201] According to the method described above, by way of example, the thickness of the Li 4 conductive layer can be regulated by adapting the amount of solid content in the liquid dispersion containing the mixture of inorganic solid particles 91 and the amount applied of non-aqueous electrolyte 92 or coating material containing the precursor of non-aqueous electrolyte 92, among others.

[0202] Alternativamente, a camada condutora de Li também pode ser formada por um método compreendendo a injeção de um eletrólito não aquoso entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b. Especificamente, a título de exemplo, o método segue como se descreve agora. Primeiro, de acordo com o mesmo procedimento descrito acima, as partículas sólidas inorgânicas 91 estão providas sobre qualquer uma das superfícies da camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e a superfície da camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b. A seguir, a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b são dispostas a uma distância constante uma da outra (uma distância estabelecida para espessura da camada condutora de Li 4). A seguida, o material de revestimento contendo o eletrólito não aquoso 92, ou o precursor do eletrólito não aquoso 92, é injetado entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b. Dessa forma, o material de revestimento também penetra nas pequenas reentrâncias das irregularidades das superfícies tanto da camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b, quanto da camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b. Então, ao se realizar o procedimento acima, o conjunto de eletrodos 12 compreendendo a camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b, a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b, a camada condutora de Li 4 provida entre elas e compreendendo o eletrólito composto 9 é obtido.[0202] Alternatively, the Li conductive layer can also be formed by a method comprising injecting a non-aqueous electrolyte between the layer containing positive electrode active material 5b and the layer containing negative electrode active material 3b. Specifically, by way of example, the method follows as now described. First, according to the same procedure described above, the inorganic solid particles 91 are provided on either surface of the positive electrode active material-containing layer 5b and the surface of the negative electrode active material-containing layer 3b. Next, the layer containing positive electrode active material 5b and the layer containing negative electrode active material 3b are arranged at a constant distance from each other (a distance established for the thickness of the Li conductive layer 4). Next, the coating material containing the non-aqueous electrolyte 92, or the non-aqueous electrolyte precursor 92, is injected between the layer containing positive electrode active material 5b and the layer containing negative electrode active material 3b. In this way, the coating material also penetrates the small recesses of the surface irregularities of both the layer containing positive electrode active material 5b and the layer containing active material negative electrode 3b. Then, when carrying out the above procedure, the electrode assembly 12 comprising the positive electrode active material-containing layer 5b, the negative electrode active material-containing layer 3b, the Li conductive layer 4 provided between them and comprising the composite electrolyte 9 is obtained.

[0203] Na descrição acima, a bateria secundária compreendendo o eletrodo com estrutura bipolar foi dada como exemplo, mas a bateria secundária em acordo com a segunda concretização não está limitada à bateria secundária compreendendo eletrodo com estrutura bipolar. A bateria secundária em acordo com a segunda concretização pode ter uma estrutura ilustrada nas Figuras 10 e 11, por exemplo.[0203] In the above description, the secondary battery comprising the electrode with bipolar structure was given as an example, but the secondary battery according to the second embodiment is not limited to the secondary battery comprising electrode with bipolar structure. The secondary battery according to the second embodiment may have a structure illustrated in Figures 10 and 11, for example.

[0204] A Figura 10 é uma vista esquemática de seção-reta ilustrando um segundo exemplo de uma bateria secundária de acordo com a segunda concretização. A Figura 11 é uma vista aumentada da seção-reta de uma parte B da bateria secundária ilustrada na Figura 10.[0204] Figure 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a second example of a secondary battery according to the second embodiment. Figure 11 is an enlarged cross-sectional view of a part B of the secondary battery illustrated in Figure 10.

[0205] Uma bateria secundária 100 ilustrada nas Figuras 10 e 11 compreende um contêiner do tipo sacola 2 ilustrado nas Figuras 10 e 11. O grupo de eletrodos 1 está instalado no contêiner 2.[0205] A secondary battery 100 illustrated in Figures 10 and 11 comprises a bag-type container 2 illustrated in Figures 10 and 11. The electrode group 1 is installed in the container 2.

[0206] O contêiner do tipo sacola 2 é feito de filme laminado compreendendo duas camadas de resina e uma camada metálica imprensada entre eles.[0206] The bag-type container 2 is made of laminated film comprising two layers of resin and a metallic layer sandwiched between them.

[0207] Como ilustrado na Figura 10, o grupo de eletrodos 1 é um grupo de eletrodos do tipo bobina achatado. Como ilustrado na Figura 11, o grupo de eletrodos do tipo bobina achatado 1 compreende um eletrodo negativo 3, uma camada condutora de Li 4 e um eletrodo positivo 5. A camada condutora de Li está imprensada entre o eletrodo negativo 3 e o eletrodo positivo 5.[0207] As illustrated in Figure 10, electrode group 1 is a flat coil-type electrode group. As illustrated in Figure 11, the flat coil electrode group 1 comprises a negative electrode 3, a Li conductive layer 4, and a positive electrode 5. The Li conductive layer is sandwiched between the negative electrode 3 and the positive electrode 5. .

[0208] O eletrodo negativo 3 compreende um coletor de corrente de eletrodo negativo 3a uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b. Como ilustrado na Figura 11, na parte do eletrodo negativo 3 localizado na camada mais externa do grupo de eletrodo do tipo bobina 1, a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b é formada apenas no lado interno da superfície do coletor de corrente de eletrodo negativo 3a. A outra parte do eletrodo negativo 3 compreende a camada contendo material ativo de eletrodo negativo 3b formada em cada uma das superfícies do coletor de corrente do eletrodo negativo 3a.[0208] The negative electrode 3 comprises a negative electrode current collector 3a a layer containing negative electrode active material 3b. As illustrated in Figure 11, in the part of the negative electrode 3 located in the outermost layer of the coil-type electrode group 1, the layer containing negative electrode active material 3b is formed only on the inner side of the surface of the negative electrode current collector 3a. The other part of the negative electrode 3 comprises the negative electrode active material-containing layer 3b formed on each of the current collector surfaces of the negative electrode 3a.

[0209] O eletrodo positivo 5 compreende um coletor de corrente do eletrodo positivo 5a e uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo 5b formada em cada uma das superfícies.[0209] The positive electrode 5 comprises a positive electrode current collector 5a and a layer containing positive electrode active material 5b formed on each of the surfaces.

[0210] A camada condutora de Li 4 compreende o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização, assim como a camada condutora de Li 4 descrita acima.[0210] The Li 4 conductive layer comprises the electrolyte composed according to the first embodiment, as well as the Li 4 conductive layer described above.

[0211] Como ilustrado na Figura 10, um terminal de eletrodo negativo 6 e um terminal de eletrodo positivo 7 estão localizados nas vizinhanças da camada periférica do grupo de eletrodo do tipo bobina 1. O terminal de eletrodo negativo 6 está conectada a uma parte do coletor de corrente do eletrodo negativo 3a do eletrodo negativo 3 localizado na camada mais externa. O terminal de eletrodo positivo 7 está conectado ao coletor de corrente de eletrodo positivo 5a do eletrodo positivo 5 localizado na camada mais externa. O terminal de eletrodo negativo 6 e o terminal de eletrodo positivo 7 alcançam o exterior através de uma abertura no contêiner do tipo sacola 2. O contêiner do tipo sacola 2 é vedado por calor com uma camada de resina termoplástica provida na superfície interna do contêiner.[0211] As illustrated in Figure 10, a negative electrode terminal 6 and a positive electrode terminal 7 are located in the vicinity of the peripheral layer of the coil-type electrode group 1. The negative electrode terminal 6 is connected to a part of the negative electrode 3a current collector from negative electrode 3 located in the outermost layer. The positive electrode terminal 7 is connected to the positive electrode current collector 5a of the positive electrode 5 located in the outermost layer. The negative electrode terminal 6 and the positive electrode terminal 7 reach the outside through an opening in the bag-type container 2. The bag-type container 2 is heat sealed with a layer of thermoplastic resin provided on the inner surface of the container.

[0212] A bateria secundária em acordo com a segunda concretização pode compreender uma pluralidade de eletrodos positivos e uma pluralidade de eletrodos negativos. Esses podem estar empilhados alternativamente, de tal modo que a camada condutora de Li seja provida entre as camadas contendo material ativo de eletrodo positivo e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo. Concluindo, a bateria secundária em acordo com a segunda concretização pode compreender um grupo de eletrodo do tipo empilhado.[0212] The secondary battery according to the second embodiment may comprise a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes. These may be alternatively stacked such that the Li conductive layer is provided between the layers containing positive electrode active material and the layer containing negative electrode active material. In conclusion, the secondary battery according to the second embodiment may comprise a stacked type electrode group.

[0213] Uma vez que a bateria secundária em acordo com a segunda concretização compreende o eletrólito composto em acordo com a primeira concretização, a bateria secundária em acordo com a segunda concretização pode apresentar ótima durabilidade e ótimo desempenho de saída em ambientes com baixas temperaturas.[0213] Since the secondary battery according to the second embodiment comprises the electrolyte composed according to the first embodiment, the secondary battery according to the second embodiment can exhibit excellent durability and excellent output performance in low temperature environments.

(Terceira concretização)(Third embodiment)

[0214] De acordo com uma terceira concretização, um módulo de bateria é apresentado. O módulo de bateria em acordo com a terceira concretização compreende baterias secundárias, todas em acordo com a segunda concretização.[0214] According to a third embodiment, a battery module is presented. The battery module according to the third embodiment comprises secondary batteries, all according to the second embodiment.

[0215] No módulo de bateria em acordo com a terceira concretização, cada uma das baterias individuais pode estar conectada eletricamente em série, em paralelo ou uma combinação de conexões em série e paralelo.[0215] In the battery module according to the third embodiment, each of the individual batteries may be electrically connected in series, in parallel or a combination of series and parallel connections.

[0216] A seguir, descreve-se um exemplo de um módulo de bateria em acordo com a terceira concretização tendo os esquemas (Figuras) como referência.[0216] Below, an example of a battery module in accordance with the third embodiment is described using the diagrams (Figures) as reference.

[0217] A Figura 12 é uma vista esquemática em perspectiva ilustrando um exemplo de módulo de bateria de acordo com a terceira concretização. Um módulo de bateria 200 ilustrado na Figura 12 compreende cinco baterias-individuais 100, quatro barramentos elétricos 21, um conector guia de lado positivo do eletrodo 22 e um conector guia de lado negativo do eletrodo 23. Cada uma das cinco baterias individuais 100 é uma bateria secundária em acordo com a segunda concretização.[0217] Figure 12 is a schematic perspective view illustrating an example of a battery module according to the third embodiment. A battery module 200 illustrated in Figure 12 comprises five individual batteries 100, four electrical buses 21, a positive electrode guide connector 22, and a negative electrode guide connector 23. Each of the five individual batteries 100 is a secondary battery in accordance with the second embodiment.

[0218] Cada barramento elétrico 21 conecta um terminal de eletrodo negativo 6 de uma bateria individual 100 a um terminal de eletrodo positivo 7 de uma bateria individual 100 vizinha. As cinco baterias individuais 100 são assim conectadas em série através dos quatro barramentos elétricos 21. Dessa forma, o módulo de bateria 200 ilustrado na Figura 12 é um módulo de bateria de cinco conexões em série.[0218] Each electrical bus 21 connects a negative electrode terminal 6 of an individual battery 100 to a positive electrode terminal 7 of a neighboring individual battery 100. The five individual batteries 100 are thus connected in series across the four electrical buses 21. Thus, the battery module 200 illustrated in Figure 12 is a five-connect battery module in series.

[0219] Como ilustrado na Figura 12, o terminal de eletrodo positivo 7 da bateria individual 100 localizada na extremidade esquerda do grupo das cinco baterias individuais 100 está conectado ao conector guia de lado positivo do eletrodo 22 para uma conexão externa. Além disso, o terminal de eletrodo negativo 6 da bateria individual 100 localizada na extremidade direito do grupo das cinco baterias individuais 100 está conectado ao conector guia de lado negativo do eletrodo 23 para uma conexão externa.[0219] As illustrated in Figure 12, the positive electrode terminal 7 of the individual battery 100 located at the left end of the group of five individual batteries 100 is connected to the electrode positive side guide connector 22 for an external connection. Furthermore, the negative electrode terminal 6 of the individual battery 100 located at the right end of the group of five individual batteries 100 is connected to the negative side guide connector of the electrode 23 for an external connection.

[0220] O módulo de bateria em acordo com a terceira concretização compreende a bateria secundária em acordo com a segunda concretização. Dessa forma, o módulo de bateria em acordo com a terceira concretização pode apresentar ótima durabilidade e ótimo desempenho de saída em ambientes com baixas temperaturas.[0220] The battery module according to the third embodiment comprises the secondary battery according to the second embodiment. Therefore, the battery module in accordance with the third embodiment can exhibit excellent durability and excellent output performance in low temperature environments.

(Quarta concretização)(Fourth realization)

[0221] De acordo com a quarta concretização, um pacote de bateria é apresentado. O pacote de bateria compreende um módulo de bateria em acordo com a terceira concretização. O pacote de bateria pode compreender uma bateria secundária individual em acordo com a segunda concretização ao invés de um módulo de bateria em acordo com a terceira concretização.[0221] According to the fourth embodiment, a battery pack is presented. The battery pack comprises a battery module in accordance with the third embodiment. The battery pack may comprise an individual secondary battery in accordance with the second embodiment rather than a battery module in accordance with the third embodiment.

[0222] O pacote de bateria em acordo com a quarta concretização pode também compreender um circuito de proteção. O circuito de proteção tem como função controlar a carga e descarga da bateria secundária. Alternativamente, um circuito compreendido em um equipamento (por exemplo, dispositivos eletrônicos, veículos, entre outros), no qual o pacote de bateria funciona como uma fonte de energia, pode ser usado como circuito de proteção para o pacote de bateria.[0222] The battery pack in accordance with the fourth embodiment may also comprise a protection circuit. The protection circuit's function is to control the charging and discharging of the secondary battery. Alternatively, a circuit comprised in equipment (e.g., electronic devices, vehicles, etc.), in which the battery pack functions as a power source, can be used as a protection circuit for the battery pack.

[0223] Além disso, o pacote de bateria também pode compreender um terminal externo de distribuição de energia. O terminal externo de distribuição de energia está configurado para permitir a saída da corrente da bateria secundária e/ou permitir a entrada da corrente na bateria secundária. Em outras palavras, quando o pacote de bateria é utilizado como uma fonte de energia, a corrente é fornecida externamente através do terminal externo de distribuição de energia. Do mesmo modo, quando o pacote de bateria está carregado, a corrente de carga (compreendendo a energia regenerativa advinda da energia cinética de veículos, tais como automóveis) é fornecida ao pacote de bateria através do terminal externo de distribuição de energia.[0223] Additionally, the battery pack may also comprise an external power distribution terminal. The external power distribution terminal is configured to allow current to exit the secondary battery and/or allow current to enter the secondary battery. In other words, when the battery pack is used as a power source, current is supplied externally through the external power distribution terminal. Similarly, when the battery pack is charged, charging current (comprising regenerative energy arising from the kinetic energy of vehicles, such as automobiles) is supplied to the battery pack through the external power distribution terminal.

[0224] A seguir, descreve-se um pacote de bateria, a título de exemplo, em acordo com a concretização, tendo os esquemas como referências.[0224] Below, a battery pack is described, by way of example, in accordance with the embodiment, with the diagrams as references.

[0225] A Figura 13 é uma vista esquemática em perspectiva explodida ilustrando um exemplo de um pacote de bateria de acordo com uma quarta concretização. A Figura 14 é um diagrama de blocos ilustrando um circuito elétrico do pacote de bateria da Figura 13.[0225] Figure 13 is a schematic exploded perspective view illustrating an example of a battery pack according to a fourth embodiment. Figure 14 is a block diagram illustrating an electrical circuit of the battery pack of Figure 13.

[0226] Um pacote de bateria 300, ilustrado nas Figuras 13 e 14, compreende um arcabouço 31, uma tampa 32, chapas de proteção 33, um módulo de bateria 200, uma placa de fiação impressa 34, uma fiação 35, uma placa de isolamento (não ilustrada).[0226] A battery pack 300, illustrated in Figures 13 and 14, comprises a frame 31, a cover 32, protective plates 33, a battery module 200, a printed wiring board 34, a wiring 35, a insulation (not illustrated).

[0227] O arcabouço 31 está projetado para receber as chapas de proteção 33, o módulo de bateria 200, a placa de fiação impressa 34 e a fiação 35. A tampa 32 está localizada sobre o arcabouço 31 para receber o módulo de bateria 200, entre outros. O arcabouço 31 e a tampa 32 têm uma abertura, um terminal de conexão, ou outra estrutura semelhante (não ilustrada), que pode ser conectado a um dispositivo externo.[0227] The frame 31 is designed to receive the protective plates 33, the battery module 200, the printed wiring board 34 and the wiring 35. The cover 32 is located on the frame 31 to receive the battery module 200, between others. The frame 31 and cover 32 have an opening, a connecting terminal, or other similar structure (not illustrated), which can be connected to an external device.

[0228] As chapas de proteção 33 estão distribuídas tanto nas superfícies internas ao longo do lado maior do arcabouço 31 e em uma superfície interna que está de frente para a placa de fiação impressa 34 através do módulo de bateria 200, ao longo do lado menor do arcabouço 31. As chapas de proteção 33 são feitas de borracha ou resina, por exemplo.[0228] Protection plates 33 are distributed both on the inner surfaces along the larger side of the frame 31 and on an inner surface that faces the printed wiring board 34 through the battery module 200, along the smaller side. of the framework 31. The protection plates 33 are made of rubber or resin, for example.

[0229] O módulo de bateria 200 compreende bateria individuais 100, um conector guia de lado positivo do eletrodo 22, um conector guia de lado negativo do eletrodo 23 e uma fita adesiva 24. O módulo de bateria 200 pode ser uma única bateria individual 100.[0229] The battery module 200 comprises individual batteries 100, a positive electrode guide connector 22, a negative electrode guide connector 23, and an adhesive tape 24. The battery module 200 may be a single individual battery 100 .

[0230] As baterias individuais 100 têm a estrutura ilustrada nas Figuras 10 e 11. Pelo menos uma das baterias individuais 100 é uma bateria secundária em acordo com a segunda concretização. As baterias individuais 21 estão empilhadas de modo que os terminais de eletrodo positivo 6 e os terminais de eletrodo negativo se que se estendem para fora estejam organizados na mesma direção. As baterias individuais 100 estão conectadas em série, como ilustrado na Figura 14. As baterias individuais 100 podem estar conectadas em paralelo ou em uma combinação de conexão em série e conexão em paralelo. Se a pluralidade das baterias individuais 100 estiverem conectadas em paralela, a capacidade da bateria aumenta quando comparado com a conexão em série.[0230] The individual batteries 100 have the structure illustrated in Figures 10 and 11. At least one of the individual batteries 100 is a secondary battery in accordance with the second embodiment. The individual batteries 21 are stacked so that the positive electrode terminals 6 and the outwardly extending negative electrode terminals are arranged in the same direction. The individual batteries 100 are connected in series, as illustrated in Figure 14. The individual batteries 100 may be connected in parallel or in a combination of series connection and parallel connection. If the plurality of individual batteries 100 are connected in parallel, the battery capacity increases compared to series connection.

[0231] A fita adesiva 24 prende as baterias individuais 100. Ao invés da fita adesiva 24, uma fita que encolhe quando aquecida (“heat-shrinkable”) pode ser utilizada para fixar as baterias individuais 100. Neste caso, chapas protetoras são fornecidas em ambos os lados do módulo de bateria 200, uma fita ‘heat-shrinkable” é envolvida ao redor do módulo de bateria e a fita “heat-shrinkable” é encolhida termicamente para empacotar as baterias individuais.[0231] Adhesive tape 24 secures the individual batteries 100. Instead of adhesive tape 24, a heat-shrinkable tape can be used to secure the individual batteries 100. In this case, protective sheets are provided On both sides of the battery module 200, heat-shrinkable tape is wrapped around the battery module and the heat-shrinkable tape is heat-shrinkable to package the individual batteries.

[0232] Uma extremidade do conector guia de lado positivo do eletrodo 22 está conectada ao terminal do eletrodo positivo 7 da bateria individual 100 localizada na camada da extremidade inferior da pilha de baterias individuais 100. Uma extremidade do conector guia de lado negativo do eletrodo 23 está conectada ao terminal de eletrodo negativo 6 da bateria individual 100 da camada da extremidade superior da pilha de baterias individuais 100.[0232] One end of the positive electrode guide connector 22 is connected to the positive electrode terminal 7 of the individual battery 100 located in the lower end layer of the individual battery stack 100. One end of the negative electrode guide connector 23 is connected to the negative electrode terminal 6 of the individual battery 100 of the upper end layer of the individual battery stack 100.

[0233] Uma placa de fiação impressa 34 é fornecida com um conector do lado positivo do eletrodo 341, um conector de eletrodo negativo 342, um termistor 343, um circuito de proteção 344, fiação 345 e 346, um terminal de distribuição de energia externa 347, um fio de lado positivo 348a e um fio de lado negativo 348b. Uma das superfícies principais da placa de fiação impressa 34 está de frente para o plano lateral do módulo de bateria 200 no qual os terminais de eletrodo negativo 6 e positivo 7 estão estendidos. A placa de isolamento (não ilustrada) está imprensada entre a placa de fiação impressa 34 a o módulo de bateria 200.[0233] A printed wiring board 34 is provided with a positive electrode side connector 341, a negative electrode connector 342, a thermistor 343, a protection circuit 344, wiring 345 and 346, an external power distribution terminal 347, a positive-side wire 348a and a negative-side wire 348b. One of the main surfaces of the printed wiring board 34 faces the side plane of the battery module 200 onto which the negative electrode terminals 6 and positive electrode 7 are extended. The insulation board (not shown) is sandwiched between the printed wiring board 34 and the battery module 200.

[0234] O conector do lado positivo do eletrodo 341 é provido como um orifício. A outra extremidade do conector guia de lado positivo do eletrodo 22 é inserida no orifício, de modo a conectar eletricamente o conector do lado positivo do eletrodo 341 e o conector guia de lado positivo do eletrodo 22. O conector do lado negativo do eletrodo 342 é provido como um orifício. A outra extremidade do conector guia de lado negativo do eletrodo 23 é inserida no orifício, de modo a conectar eletricamente o conector do lado negativo do eletrodo 342 e o conector guia de lado negativo do eletrodo 23.[0234] The connector on the positive side of electrode 341 is provided as a hole. The other end of the electrode positive side guide connector 22 is inserted into the hole so as to electrically connect the electrode positive side connector 341 and the electrode positive side guide connector 22. The electrode negative side connector 342 is provided as an orifice. The other end of the electrode negative side guide connector 23 is inserted into the hole so as to electrically connect the electrode negative side connector 342 and the electrode negative side guide connector 23.

[0235] O termistor 343 está afixado em uma das superfícies principais da placa de fiação impressa 34. O termistor 343 detecta as temperaturas de cada uma das baterias individuais 100 e transmite o sinal de detecção para o circuito de proteção 344.[0235] Thermistor 343 is affixed to one of the main surfaces of the printed wiring board 34. Thermistor 343 senses the temperatures of each of the individual batteries 100 and transmits the detection signal to the protection circuit 344.

[0236] O terminal externo de distribuição de energia 347 está afixado à outra superfície principal da placa de fiação impressa 34. O terminal externo de distribuição de energia 347 está conectado eletricamente a um dispositivo exterior ao pacote de bateria 300.[0236] The external power distribution terminal 347 is affixed to the other main surface of the printed wiring board 34. The external power distribution terminal 347 is electrically connected to a device exterior to the battery pack 300.

[0237] O circuito de proteção 344 está afixado na outra superfície principal da placa de fiação impressa 34. O circuito de proteção 344 está conectado ao terminal externo de distribuição de energia 347 por um fio de lado positivo 348a. O circuito de proteção 344 está conectado ao terminal externo de distribuição de energia 347 por um fio de lado negativo 384b. Além disso, o circuito de proteção 344 está conectado eletricamente ao conector do lado positivo do eletrodo 341 pela fiação 345. O circuito de proteção 344 está conectado eletricamente ao conector do lado negativo do eletrodo 342 pela fiação 346. Por fim, o circuito de proteção 344 está conectado eletricamente a cada uma das baterias individuais 100 pela fiação 35.[0237] The protection circuit 344 is affixed to the other main surface of the printed wiring board 34. The protection circuit 344 is connected to the external power distribution terminal 347 by a positive side wire 348a. The protection circuit 344 is connected to the external power distribution terminal 347 by a negative side wire 384b. Additionally, the protection circuit 344 is electrically connected to the electrode positive side connector 341 by wiring 345. The protection circuit 344 is electrically connected to the electrode negative side connector 342 by wiring 346. Finally, the protection circuit 344 is electrically connected to each of the individual batteries 100 by wiring 35.

[0238] O circuito de proteção 344 controla a carga e descarga da pluralidade de baterias individuais 100. O circuito de proteção 344 também está configurado para cortar a conexão elétrica entre o circuito de proteção 344 e o terminal externo de distribuição de energia a um dispositivo externo, tendo por base os sinais detectados pelo termistor 343 ou sinais detectados e transmitidos de cada bateria individual 100 ou módulo de bateria 200.[0238] Protection circuit 344 controls the charging and discharging of the plurality of individual batteries 100. Protection circuit 344 is also configured to sever the electrical connection between protection circuit 344 and the external power distribution terminal to a device external, based on signals detected by thermistor 343 or signals detected and transmitted from each individual battery 100 or battery module 200.

[0239] Um exemplo de sinal de detecção transmitido pelo termistor 343 é um sinal representando a detecção da temperatura de uma bateria individual 100 é a temperatura pré-determinada ou está acima desse valor. Um exemplo de sinal de detecção transmitido de cada bateria individual 100 ou do módulo de bateria 200 é um sinal representando a detecção de sobrecarga, sobre-descarga e sobrecorrente da bateria individual 100. Se a sobrecarga ou outro efeito do tipo for detectada em alguma das baterias individuais 100, a tensão da bateria pode ser detectada ou os potenciais dos eletrodos positivo ou negativo podem ser detectados. Neste caso, um eletrodo de lítio a ser usado como polo de referência é inserido em cada bateria individual 100.[0239] An example of a detection signal transmitted by thermistor 343 is a signal representing the detection of the temperature of an individual battery 100 is the predetermined temperature or is above that value. An example of a detection signal transmitted from each individual battery 100 or battery module 200 is a signal representing overload, overdischarge, and overcurrent detection of the individual battery 100. If overload or other such effect is detected in any of the individual batteries 100, the battery voltage can be detected or the potentials of the positive or negative electrodes can be detected. In this case, a lithium electrode to be used as a reference pole is inserted into each individual battery 100.

[0240] Note-se que é possível utilizar um circuito compreendido em um dispositivo (por exemplo, um dispositivo eletrônico ou um automóvel) que use o pacote de bateria 300 como fonte de energia como circuito de proteção 344.[0240] Note that it is possible to use a circuit comprised in a device (e.g., an electronic device or an automobile) that uses the battery pack 300 as a power source as a protection circuit 344.

[0241] Tal pacote de bateria 300 é utilizado, por exemplo, em uma aplicação tal que o pacote de bateria 300 seja necessário para se um desempenho de ciclo de vida ótimo, quando a saída for uma corrente muito alta. Mais especificamente, por exemplo, o pacote de bateria 300 é usado como fonte de energia para um dispositivo eletrônico, uma bateria estacionária ou uma bateria a bordo de um veículo ou veículo ferroviário. Um exemplo de equipamento eletrônico é uma câmera digital. É particularmente preferível que o pacote de bateria 300 seja utilizado como uma bateria a bordo.[0241] Such a battery pack 300 is used, for example, in an application such that the battery pack 300 is necessary for optimal life cycle performance when the output is a very high current. More specifically, for example, the battery pack 300 is used as a power source for an electronic device, a stationary battery, or a battery on board a vehicle or railway vehicle. An example of electronic equipment is a digital camera. It is particularly preferred that the battery pack 300 is used as an on-board battery.

[0242] Como já descrito, o pacote de bateria 300 compreende um terminal externo de distribuição de energia 347. Assim, o pacote de bateria 300 pode transmitir corrente a partir do módulo de bateria 200 para um dispositivo externo e receber corrente de um dispositivo externo para o módulo de bateria 200 através do terminal externo de distribuição de energia 347. Em outras palavras, quando se utiliza o pacote de bateria 300 como fonte de energia, a corrente do módulo de bateria 200 é fornecida para o dispositivo externo através do termina externo de distribuição de energia 347. Quando se carrega o pacote de bateria 330, uma corrente de carga vinda de um dispositivo externo é fornecida ao pacote de bateria 300 através de um terminal externo de distribuição de energia 347. Se o pacote de bateria 300 for usado como uma bateria a bordo, a energia cinética do veículo convertida em energia de regeneração pode ser utilizada como a corrente de carga de um dispositivo externo.[0242] As already described, the battery pack 300 comprises an external power distribution terminal 347. Thus, the battery pack 300 can transmit current from the battery module 200 to an external device and receive current from an external device to the battery module 200 through the external power distribution terminal 347. In other words, when using the battery pack 300 as a power source, current from the battery module 200 is supplied to the external device through the external terminal power distribution terminal 347. When charging the battery pack 330, a charging current from an external device is supplied to the battery pack 300 through an external power distribution terminal 347. If the battery pack 300 is used As an on-board battery, the vehicle's kinetic energy converted into regeneration energy can be used as the charging current of an external device.

[0243] Note-se que o pacote de bateria 300 pode compreender módulo de bateria 200. Neste caso, os módulos de bateria 200 podem estar conectados em série, em paralelo ou em uma combinação de conexões em série e paralelo. A placa de fiação impressa 34 e a fiação 35 podem ser omitidas. Neste caso, o conector guia de lado positivo do eletrodo 22 e o conector guia de lado negativo do eletrodo 23 podem ser usados como o terminal externo de distribuição de energia.[0243] Note that battery pack 300 may comprise battery module 200. In this case, battery modules 200 may be connected in series, in parallel, or in a combination of series and parallel connections. Printed wiring board 34 and wiring 35 can be omitted. In this case, the electrode positive side guide connector 22 and the electrode negative side guide connector 23 can be used as the external power distribution terminal.

[0244] O pacote de bateria em acordo com a quarta concretização compreende a bateria secundária em acordo com a segunda concretização ou o módulo de bateria em acordo com a terceira concretização. Dessa forma, o pacote de bateria em acordo com a quarta concretização pode ter ótimo tempo de vida e ótimo desempenho de saída em ambientes com baixas temperaturas.[0244] The battery pack according to the fourth embodiment comprises the secondary battery according to the second embodiment or the battery module according to the third embodiment. Therefore, the battery pack in accordance with the fourth embodiment can have great lifespan and great output performance in low temperature environments.

(Quinta concretização)(Fifth implementation)

[0245] De acordo com uma quinta concretização, um veículo é apresentado. O pacote de bateria em acordo com a quarta concretização está instalado no veículo.[0245] According to a fifth embodiment, a vehicle is presented. The battery pack in accordance with the fourth embodiment is installed in the vehicle.

[0246] No veículo em acordo com a quinta concretização, o pacote de bateria está configurado para converter a energia cinética do veículo em energia de regeneração, por exemplo.[0246] In the vehicle according to the fifth embodiment, the battery pack is configured to convert the vehicle's kinetic energy into regeneration energy, for example.

[0247] São exemplos de veículos em acordo com a quinta concretização os automóveis elétricos híbridos de duas ou quatro rodas, automóveis elétricos de duas ou quatro rodas, bicicletas eletroassistidas e veículos ferroviários.[0247] Examples of vehicles in accordance with the fifth embodiment are hybrid electric cars with two or four wheels, electric cars with two or four wheels, electro-assisted bicycles and railway vehicles.

[0248] No veículo em acordo com a quinta concretização, a posição em que o pacote de bateria está instalado não é única. Por exemplo, no caso em que o pacote de bateria está instalado em um automóvel, o pacote de bateria pode estar instalado no motor, nas partes traseiras do veículo ou sob os assentos.[0248] In the vehicle according to the fifth embodiment, the position in which the battery pack is installed is not unique. For example, in the case where the battery pack is installed in an automobile, the battery pack may be installed in the engine, in the rear parts of the vehicle or under the seats.

[0249] Explica-se, a seguir, um exemplo de veículo em acordo com a quinta concretização, fazendo-se referência aos esquemas.[0249] An example of a vehicle in accordance with the fifth embodiment is explained below, with reference to the diagrams.

[0250] A Figura 15 é uma vista seccional esquemática ilustrando um exemplo de um veículo de acordo com uma quinta concretização.[0250] Figure 15 is a schematic sectional view illustrating an example of a vehicle according to a fifth embodiment.

[0251] Um veículo 400, ilustrado na Figura 15, compreende um corpo do veículo 40 e um pacote de bateria 300 em acordo com a quarta concretização.[0251] A vehicle 400, illustrated in Figure 15, comprises a vehicle body 40 and a battery pack 300 in accordance with the fourth embodiment.

[0252] O veículo 400, ilustrado na Figura 15, é um automóvel de quatro rodas. Também podem ser utilizados como o veículo 400, por exemplo, automóveis híbridos elétricos de duas ou quatro rodas, bicicletas eletroassistidias e veículos ferroviários.[0252] Vehicle 400, illustrated in Figure 15, is a four-wheeled automobile. For example, two- or four-wheel electric hybrid automobiles, electro-assisted bicycles and railway vehicles may also be used as the vehicle 400.

[0253] Este veículo 400 pode ter uma pluralidade de pacote de baterias 300 instalada. Neste caso, os pacotes de bateria 300 podem estar conectados em série, em paralelo ou em uma combinação de conexões em série e paralelo.[0253] This vehicle 400 may have a plurality of battery packs 300 installed. In this case, the battery packs 300 may be connected in series, in parallel, or in a combination of series and parallel connections.

[0254] O pacote de bateria 300 está instalado no compartimento do motor localizado na parte dianteira do corpo do veículo 40. O local de instalação do pacote de bateria 300 não está limitado a esse ponto, entretanto. O pacote de bateria 300 pode estar instalado nas partes traseiras do corpo do veículo 40 ou sob o assento. O pacote de bateria 300 pode ser usado como fonte de energia do veículo 300. O pacote de bateria 300 pode também converter a energia cinética do veículo 400 em energia regenerativa.[0254] The battery pack 300 is installed in the engine compartment located at the front of the vehicle body 40. The installation location of the battery pack 300 is not limited to that point, however. The battery pack 300 may be installed in the rear portions of the vehicle body 40 or under the seat. The battery pack 300 can be used as a power source for the vehicle 300. The battery pack 300 can also convert the kinetic energy of the vehicle 400 into regenerative energy.

[0255] Em seguida, explica-se, fazendo-se referência à Figura 16, um aspecto do veículo em acordo com a quinta concretização.[0255] Next, an aspect of the vehicle in accordance with the fifth embodiment is explained, with reference to Figure 16.

[0256] A Figura 16 é uma vista esquemática ilustrando outro exemplo de um veículo de acordo com a quinta concretização. Um veículo 400, ilustrado na Figura 16, é um automóvel elétrico.[0256] Figure 16 is a schematic view illustrating another example of a vehicle according to the fifth embodiment. A vehicle 400, illustrated in Figure 16, is an electric automobile.

[0257] O veículo 400, ilustrado na Figura 16, compreende um corpo do veículo 40, uma fonte de energia do veículo 41, uma unidade de controle elétrico 42 (ECU), que é um controlador mestre da fonte de energia do veículo 41, um terminal externo de conexão de energia 43, um inversor 44 e um motor de direção 45.[0257] The vehicle 400, illustrated in Figure 16, comprises a vehicle body 40, a vehicle power source 41, an electrical control unit 42 (ECU), which is a master controller of the vehicle power source 41, an external power connection terminal 43, an inverter 44 and a steering motor 45.

[0258] O veículo 400 compreende a fonte de energia do veículo 41 no compartimento do motor, nas partes traseiras do corpo do automóvel ou sob os assentos, por exemplo. Na Figura 16, a posição de instalação da fonte de energia 41 do veículo 400 está ilustrada esquematicamente.[0258] Vehicle 400 comprises the power source of vehicle 41 in the engine compartment, in the rear parts of the automobile body or under the seats, for example. In Figure 16, the installation position of the power source 41 of the vehicle 400 is schematically illustrated.

[0259] A fonte de energia do veículo 41 compreende uma pluralidade de pacotes de bateria (três, neste exemplo) 300a, 300b e 300c, uma unidade de gerenciamento de bateria 411 (BMU) e uma barra de comunicação 412.[0259] The vehicle power source 41 comprises a plurality of battery packs (three, in this example) 300a, 300b, and 300c, a battery management unit 411 (BMU), and a communication bar 412.

[0260] Os três pacotes de bateria 300a, 300b e 300c estão conectados em série. O pacote de bateria 300a compreende um módulo de bateria 200a e uma unidade de monitoramento de módulo de bateria (VTM: “voltage temperature monitoring”) 301a. O pacote de bateria 300b compreende um módulo de bateria 200b e uma unidade de monitoramento de módulo de bateria 301b. O pacote de bateria 300c compreende um módulo de bateria 200c e uma unidade de monitoramento de módulo de bateria 301c. Os pacotes de bateria 300a, 300b e 300c podem ser retirados independe mente e podem ser trocados pode tipos diferentes de pacotes de bateria 300.[0260] The three battery packs 300a, 300b and 300c are connected in series. The battery pack 300a comprises a battery module 200a and a battery module monitoring unit (VTM: “voltage temperature monitoring”) 301a. The battery pack 300b comprises a battery module 200b and a battery module monitoring unit 301b. The 300c battery pack comprises a 200c battery module and a 301c battery module monitoring unit. Battery packs 300a, 300b and 300c can be removed independently and can be exchanged for different types of battery packs 300.

[0261] Cada um dos módulos de bateria 200a a 200c compreende uma pluralidade de baterias individuais conectadas em série. Pelo menos uma das baterias individuais é uma bateria secundária em acordo com a segunda concretização. Cada um dos módulos de bateria 200a a 200c carrega e descarrega através de um terminal de eletrodo positivo 413 e um terminal de eletrodo negativo 414.[0261] Each of battery modules 200a to 200c comprises a plurality of individual batteries connected in series. At least one of the individual batteries is a secondary battery in accordance with the second embodiment. Each of the battery modules 200a to 200c charges and discharges via a positive electrode terminal 413 and a negative electrode terminal 414.

[0262] De modo a coletar dados referentes à segurança da fonte de energia do veículo 41, a unidade de gerenciamento de bateria 411 comunica-se com as unidades de monitoramento de módulo de bateria 301a a 301c e coleta dados variados, tais como tensão ou temperatura das baterias-individuais 100 compreendidos nos módulos de bateria 200a a 200c compreendidos na fonte de energia do veículo 41.[0262] In order to collect data regarding the security of the vehicle's power source 41, the battery management unit 411 communicates with the battery module monitoring units 301a to 301c and collects various data, such as voltage or temperature of individual batteries 100 comprised in battery modules 200a to 200c comprised in vehicle power source 41.

[0263] O barramento de comunicação 412 está conectada entre a unidade de gerenciamento de bateria 411 e as unidade de monitoramento de módulo de bateria 301a a 301c. O barramento de comunicação 412 está configura de modo que múltiplos nós (unidade de gerenciamento da bateria e um ou mais unidade de monitoramento do módulo de bateria) compartilham um grupo de linhas de comunicação. O barramento de comunicação 412 é, por exemplo, um barramento de configuração com configuração baseada em um padrão de rede CAN (Control Area Network).[0263] Communication bus 412 is connected between battery management unit 411 and battery module monitoring units 301a to 301c. The communication bus 412 is configured so that multiple nodes (battery management unit and one or more battery module monitoring units) share a group of communication lines. The communication bus 412 is, for example, a configuration bus with configuration based on a CAN (Control Area Network) network standard.

[0264] As unidades de monitoramento do módulo de bateria 301a a 301c medem uma tensão e uma temperatura de cada bateria individual nos módulos de bateria 200a a 200c, tendo por base os comandos da unidade de gerenciamento de bateria 411. É possível, entretanto, medir a temperatura apenas em pontos diversos de cada módulo de bateria e, dessa forma, torna-se desnecessário media a temperatura de todas as baterias individuais.[0264] Battery module monitoring units 301a to 301c measure a voltage and temperature of each individual battery in battery modules 200a to 200c, based on commands from battery management unit 411. It is possible, however, to measure the temperature only at different points on each battery module and, therefore, it is unnecessary to measure the temperature of all individual batteries.

[0265] A fonte de energia do veículo 41 pode também ter um contato eletromagnético (por exemplo, uma unidade de distribuição 415 ilustrado na Figura 16) para alterar a conexão entre o terminal do eletrodo positivo 413 e o terminal do eletrodo negativo 414. A unidade de distribuição 415 compreende um disjuntor de pré-carga (não ilustrado), que é ligado quando os módulos de bateria 200a a 200c estão carregados e o disjuntor principal (não ilustrado), que é ligado quando a saída da bateria é fornecida a um componente. O disjuntor de pré-carga e o disjuntor principal incluem um relé (não ilustrado), que é ligado ou desligado tendo por base um sinal transmitido a uma bobina localizada próxima aos disjuntores.[0265] The vehicle power source 41 may also have an electromagnetic contact (e.g., a distribution unit 415 illustrated in Figure 16) to change the connection between the positive electrode terminal 413 and the negative electrode terminal 414. distribution unit 415 comprises a pre-charge circuit breaker (not illustrated), which is turned on when battery modules 200a to 200c are charged, and the main circuit breaker (not illustrated), which is turned on when battery output is supplied to a component. The pre-charge circuit breaker and main circuit breaker include a relay (not shown), which is turned on or off based on a signal transmitted to a coil located near the breakers.

[0266] O inversor 44 converte uma tensão/corrente contínua em uma alta tensão/corrente alternada trifásica (AC) para impulsionar o motor. O(s) terminal(is) trifásico(s) de saída do inversor 44 está(ão) conectado(s) a cada um dos terminais trifásicos de entrada do motor 45. O inversor 44 controla uma tensão de saída tendo por base os sinais de controle da unidade de gerenciamento de bateria 411 ou a ECU do veículo 42, que controla toda a operação do veículo.[0266] Inverter 44 converts a direct voltage/current to a three-phase alternating high voltage/current (AC) to drive the motor. The three-phase output terminal(s) of the inverter 44 are connected to each of the three-phase input terminals of the motor 45. The inverter 44 controls an output voltage based on signals control unit of the battery management unit 411 or the vehicle ECU 42, which controls the entire operation of the vehicle.

[0267] O motor 45 é impulsionado pela energia elétrica fornecida pelo inversor 44. A rotação é transferida para um eixo e rodas de direção W através de uma unidade de transmissão diferencial, por exemplo.[0267] Motor 45 is driven by electrical energy provided by inverter 44. Rotation is transferred to a shaft and steering wheels W via a differential transmission unit, for example.

[0268] O veículo 400 também compreende um mecanismo de frenagem regenerativa, ainda que não esteja ilustrado. O mecanismo de frenagem regenerativa impulsiona o motor 45 quando o veículo 400 é frenado e converte energia cinética em energia regenerativa na forma de energia elétrica. A energia regenerativa, recuperada no mecanismo de frenagem regenerativa, é fornecida ao inversor 44 e convertida em corrente contínua. A corrente contínua é fornecida para a fonte de energia do veículo 41.[0268] Vehicle 400 also comprises a regenerative braking mechanism, although not illustrated. The regenerative braking mechanism drives the engine 45 when the vehicle 400 is braked and converts kinetic energy into regenerative energy in the form of electrical energy. The regenerative energy, recovered in the regenerative braking mechanism, is supplied to inverter 44 and converted into direct current. Direct current is supplied to the vehicle power supply 41.

[0269] Um terminal de uma linha de conexão L1 está conectado, através de um detector de corrente (não ilustrado) na unidade de gerenciamento de bateria 411, ao terminal do eletrodo negativo 414 da fonte de energia do veículo 41. O outro terminal da linha de conexão L1 está conectada a um terminal de entrada do eletrodo negativo do inversor 44.[0269] One terminal of an L1 connection line is connected, via a current detector (not illustrated) in the battery management unit 411, to the negative electrode terminal 414 of the vehicle power source 41. The other terminal of the connection line L1 is connected to a negative electrode input terminal of the inverter 44.

[0270] Um terminal de uma linha de conexão L2 está conectado, através de uma unidade de distribuição 415, ao terminal eletrodo positivo 413 da fonte de energia do veículo 41. O outro terminal da linha de conexão L2 está conectado ao terminal de entrada do eletrodo positivo do inversor 44.[0270] One terminal of a connection line L2 is connected, via a distribution unit 415, to the positive electrode terminal 413 of the vehicle power source 41. The other terminal of the connection line L2 is connected to the input terminal of the positive electrode of inverter 44.

[0271] O terminal externo 43 está conectado à unidade de gerenciamento de bateria 411. O terminal externo 43 pode se conectar, por exemplo, a uma fonte externa de energia.[0271] External terminal 43 is connected to battery management unit 411. External terminal 43 may connect, for example, to an external power source.

[0272] A ECU do veículo 42 controla cooperativamente a unidade de gerenciamento de bateria 411, junto com outras unidades, em resposta às entradas de operação de um motorista e, dessa forma, desempenha o gerenciamento de todo o veículo. Dados referentes à segurança da fonte de energia do veículo 41, tais como a capacidade restante da fonte de energia do veículo 41, são transmitidas entre a unidade de gerenciamento da bateria 411 e a ECU do veículo 42 através das linhas de comunicação.[0272] The vehicle ECU 42 cooperatively controls the battery management unit 411, along with other units, in response to a driver's operating inputs and thereby performs management of the entire vehicle. Data regarding the security of the vehicle's power source 41, such as the remaining capacity of the vehicle's power source 41, are transmitted between the battery management unit 411 and the vehicle's ECU 42 via the communication lines.

[0273] O veículo em acordo com a quinta concretização compreende o pacote de bateria em acordo com a quarta concretização. Assim, o veículo em acordo com a quinta concretização pode apresentar ótima durabilidade e um ótimo desempenho de saída em ambientes com baixas temperaturas.[0273] The vehicle according to the fifth embodiment comprises the battery pack according to the fourth embodiment. Thus, the vehicle in accordance with the fifth embodiment can present excellent durability and excellent output performance in environments with low temperatures.

[Exemplos][Examples]

[0274] A partir de agora, as concretizações anteriores serão descritas em maiores detalhes através de exemplos. Nos exemplos a seguir, quando a espessura da camada condutora de Li foi determinada, a camada condutora de Li foi fatiada com um FIF (FIB) e a seção reta do eletrólito composto foi analisada por MEV. O aumento utilizado foi de 20.000 vezes.[0274] From now on, the previous embodiments will be described in greater detail through examples. In the following examples, when the thickness of the Li conductive layer was determined, the Li conductive layer was sliced with a FIF (FIB) and the cross section of the composite electrolyte was analyzed by SEM. The magnification used was 20,000 times.

(Exemplo 1)(Example 1)

[0275] No exemplo 1, um conjunto de eletrodo do exemplo 1 foi produzido da seguinte forma.[0275] In example 1, an electrode assembly of example 1 was produced as follows.

(Produção do eletrodo positivo)(Positive electrode production)

[0276] Partículas de um compósito óxido contendo lítio com uma fórmula LiMn0.85Fe0.1Mg0.05PO4 e com uma estrutura cristalina do tipo olivina foram providas como material ativo de eletrodo positivo. Partículas finas de carbono com um tamanho médio de partícula de 5 nm foram aderidas à superfície das partículas. O percentual de adesão foi de 0,1% por peso. As partículas providas eram partículas primárias com um tamanho primário de partícula de 50 nm.[0276] Particles of a lithium-containing oxide composite with a formula LiMn0.85Fe0.1Mg0.05PO4 and with an olivine-type crystalline structure were provided as a positive electrode active material. Fine carbon particles with an average particle size of 5 nm were adhered to the surface of the particles. The adhesion percentage was 0.1% by weight. The particles provided were primary particles with a primary particle size of 50 nm.

[0277] Uma fibra de carbono de crescimento a vapor com um diâmetro de 0,1 μm e um pó de grafite foram fornecidos como agentes condutores. Fluoreto de polivinilideno (PVdF) foi fornecido como ligante.[0277] A vapor-grown carbon fiber with a diameter of 0.1 μm and a graphite powder were provided as conductive agents. Polyvinylidene fluoride (PVdF) was provided as a binder.

[0278] As partículas de material ativo de eletrodo positivo, a fibra de carbono, o pó de grafite e o PVdF foram misturados na proporção de 87% do peso: 3% do peso: 5% do peso: 5% do peso, respectivamente. Esta mistura foi dispersada em um solvente N- metilpirrolidona (NMP) de modo a preparar uma suspensão de eletrodo positivo. Em seguida, a suspensão de eletrodo positivo foi aplicada em cada uma das superfícies de uma folha de liga de alumínio (99% de pureza) com uma espessura de 15 μm de modo a estabelecer um filme revestido e, em seguida, o filme revestido foi secado. Então, o filme revestido foi comprimido. Dessa forma, obteve-se um eletrodo positivo compreendendo um coletor de corrente e uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo formada em cada superfície do coletor de corrente. A quantidade de suspensão aplicada e a pressão de compressão foram determinadas de modo que a espessura da camada contendo material ativo de eletrodo positivo formada em uma superfície do coletor de corrente fosse de 67 μm e a densidade da camada contendo material ativo de eletrodo positivo formada em uma superfície do coletor de corrente fosse 2,2 g/cm3.[0278] The positive electrode active material particles, carbon fiber, graphite powder and PVdF were mixed in the proportion of 87% by weight: 3% by weight: 5% by weight: 5% by weight, respectively . This mixture was dispersed in an N-methylpyrrolidone (NMP) solvent in order to prepare a positive electrode suspension. Then, the positive electrode suspension was applied to each of the surfaces of an aluminum alloy sheet (99% purity) with a thickness of 15 μm so as to establish a coated film, and then the coated film was dried. Then, the coated film was compressed. In this way, a positive electrode comprising a current collector and a layer containing positive electrode active material formed on each surface of the current collector was obtained. The amount of suspension applied and the compression pressure were determined such that the thickness of the layer containing positive electrode active material formed on a surface of the current collector was 67 μm and the density of the layer containing positive electrode active material formed on a current collector surface was 2.2 g/cm3.

(Produção do eletrodo negativo)(Negative electrode production)

[0279] Partículas de titanato de lítico com uma fórmula de Li4Ti5O12 foram usadas como material ativo de eletrodo negativo. O tamanho primário de partículas das partículas de titanato de lítio era de 0,6 μm. A área superficial específica BET das partículas de titanato de lítio era de 10m2/g. Um pó de grafite com um tamanho médio de partículas 6 μm foi provido como um agente condutor. PVdF foi usado como ligante.[0279] Lithium titanate particles with a formula of Li4Ti5O12 were used as the negative electrode active material. The primary particle size of lithium titanate particles was 0.6 μm. The BET specific surface area of the lithium titanate particles was 10m2/g. A graphite powder with an average particle size of 6 μm was provided as a conducting agent. PVdF was used as a ligand.

[0280] Em seguida, as partículas de material ativo de eletrodo negativo, o pó de grafite e o PVdF foram misturados a uma razão de 95% peso : 3% peso : 2% peso, respectivamente. Esta mistura foi dispersada em um solvente N-metilpirrolidona (NMP). A dispersão obtida foi agitada em moinho de esferas, a uma velocidade de rotação de 1000 rpm, por duas horas (2h). Obteve-se, assim, uma suspensão de eletrodo negativo.[0280] Then, the negative electrode active material particles, graphite powder and PVdF were mixed at a ratio of 95% weight: 3% weight: 2% weight, respectively. This mixture was dispersed in an N-methylpyrrolidone (NMP) solvent. The dispersion obtained was stirred in a ball mill, at a rotation speed of 1000 rpm, for two hours (2h). A negative electrode suspension was thus obtained.

[0281] A suspensão de eletrodo negativo obtida foi aplicada sobre uma folha de liga de alumínio (pureza 99,3%) com uma espessura 15 μm de modo a obter um filme revestido e, em seguida, este filme revestido foi secado. Então, o filme revestido seco foi submetido a compressão sob calor. Assim, obteve-se um eletrodo negativo compreendendo um coletor de corrente e uma camada contendo material ativo de eletrodo negativo formada em cada superfície do coletor de corrente. Um eletrodo negativo foi produzido através desse processo. A quantidade a suspensão aplicada e a pressão de compressão foram determinadas de modo que a espessura da camada contendo material ativo de eletrodo negativo formada em uma superfície do coletor de corrente fosse de 59 μm e a densidade da camada contendo material ativo de eletrodo negativo formada em uma superfície do coletor de corrente fosse de 2,2 g/cm3. A porosidade da camada contendo material ativo de eletrodo negativo era 35%.[0281] The negative electrode suspension obtained was applied to an aluminum alloy sheet (purity 99.3%) with a thickness of 15 μm in order to obtain a coated film, and then this coated film was dried. Then, the dried coated film was subjected to compression under heat. Thus, a negative electrode comprising a current collector and a layer containing negative electrode active material formed on each surface of the current collector was obtained. A negative electrode was produced through this process. The amount of suspension applied and the compression pressure were determined so that the thickness of the layer containing negative electrode active material formed on a surface of the current collector was 59 μm and the density of the layer containing negative electrode active material formed on a current collector surface was 2.2 g/cm3. The porosity of the layer containing negative electrode active material was 35%.

(Preparação da mistura de partículas sólidas inorgânicas)(Preparation of inorganic solid particle mixture)

[0282] Foram usadas como primeiras partículas sólidas inorgânicas partículas com estrutura cristalina do tipo granada com uma fórmula química Li7La3Zr2O12 (LLZ). As partículas tinham um d50 (tamanho médio de partícula primária) de 0,35 μm, um d10 de 0,12 μm e um d90 1,61 μm em uma curva cumulativa de distribuição de frequência. A partículas foram preparadas pelo seguinte método. Primeiro, as partículas LLZ foram obtidas. Estas foram divididas igualmente em três grupos. Partículas de um primeiro grupo foram trituradas por 1 hora, a 140 rpm, usando-se esferas de zircônia com um diâmetro de 10 mmΦ. Partículas de um segundo grupo foram trituradas por 3 horas, a 180 rpm, usando-se esferas de zircônia com diâmetro de 1 mmΦ. Partículas de um terceiro grupo foram dispersadas em álcool isopropílico e trituradas em moinho de contas úmido usando-se contas de zircônia com diâmetro de 0.3 mmΦ com velocidade periférica de 10 m/s. As partículas trituradas desses grupos foram misturadas de modo a formar a primeira mistura de partículas sólidas inorgânicas. O tamanho médio de partículas, a área superficial específica BET e a condutividade de íons de Li a 25°C das primeiras partículas sólidas inorgânicas estão elencadas na Tabela 1.[0282] Particles with a garnet-type crystalline structure with a chemical formula Li7La3Zr2O12 (LLZ) were used as the first inorganic solid particles. The particles had a d50 (average primary particle size) of 0.35 μm, a d10 of 0.12 μm, and a d90 1.61 μm on a cumulative frequency distribution curve. The particles were prepared by the following method. First, LLZ particles were obtained. These were divided equally into three groups. Particles from a first group were crushed for 1 hour, at 140 rpm, using zirconia spheres with a diameter of 10 mmΦ. Particles from a second group were crushed for 3 hours, at 180 rpm, using zirconia spheres with a diameter of 1 mmΦ. Particles from a third group were dispersed in isopropyl alcohol and crushed in a wet bead mill using zirconia beads with a diameter of 0.3 mmΦ at a peripheral speed of 10 m/s. The crushed particles from these groups were mixed to form the first mixture of inorganic solid particles. The average particle size, BET specific surface area and Li ion conductivity at 25°C of the first inorganic solid particles are listed in Table 1.

[0283] Por outro lado, partículas de alumina com uma fórmula química de Al2O3 foram usadas como segundas partículas sólidas inorgânicas. As partículas tinham um d50 (tamanho médio de partícula primária) de 0,35 μm, um d10 de 0,10 μm e um d90 de 1,68 μm em uma curva cumulativa de distribuição de frequência. As partículas foram preparadas pelo método seguinte. Primeiro, partículas de alumina foram obtidas. Estas partículas foram divididas em três grupos iguais. Partículas de um primeiro grupo foram trituradas por 1 hora a 140 rpm, usando-se esferas de zircônia com um diâmetro de 10 mmΦ. Partículas de um segundo grupo foram pulverizadas a 180 rpm por 3 horas usando-se esferas de zircônia com um diâmetro de 1 mmΦ. Partículas de um terceiro grupo foram dispersadas em álcool isopropílico e trituradas em moinho de contas úmido, usando-se contas de zircônia com diâmetro de 0,3 mmΦ a uma velocidade periférica de 10 m/s. As partículas trituradas desses grupos foram misturadas de modo a formar as segundas partículas sólidas inorgânicas. O tamanho médio de partícula, a área superficial específica BET e a segunda condutividade de íons de Li a 25°C das segundas partículas sólidas inorgânicas estão elencados na Tabela 1.[0283] On the other hand, alumina particles with a chemical formula of Al2O3 were used as second inorganic solid particles. The particles had a d50 (average primary particle size) of 0.35 μm, a d10 of 0.10 μm, and a d90 of 1.68 μm on a cumulative frequency distribution curve. Particles were prepared by the following method. First, alumina particles were obtained. These particles were divided into three equal groups. Particles from a first group were crushed for 1 hour at 140 rpm, using zirconia spheres with a diameter of 10 mmΦ. Particles from a second group were pulverized at 180 rpm for 3 hours using zirconia spheres with a diameter of 1 mmΦ. Particles from a third group were dispersed in isopropyl alcohol and crushed in a wet bead mill, using zirconia beads with a diameter of 0.3 mmΦ at a peripheral speed of 10 m/s. The crushed particles from these groups were mixed to form the second inorganic solid particles. The average particle size, BET specific surface area and second Li ion conductivity at 25°C of the second inorganic solid particles are listed in Table 1.

[0284] Em seguida, as primeiras e as segundas partículas sólidas inorgânicas obtidas foram misturadas em uma razão de 50 : 50 em peso, de modo a se obter um mistura de partículas sólidas inorgânicas. A razão d90/d10 da mistura de partículas sólidas inorgânicas obtida, a razão de mistura das partículas sólidas inorgânicas, a razão de condutividade de Li OH/OL, a razão de tamanho médio de partículas RH/RL e razão da área superficial específica BET SH/SL estão elencadas na Tabela 1.[0284] Then, the first and second inorganic solid particles obtained were mixed in a ratio of 50:50 by weight, in order to obtain a mixture of inorganic solid particles. The d90/d10 ratio of the mixture of inorganic solid particles obtained, the mixing ratio of the inorganic solid particles, the conductivity ratio of Li OH/OL, the average particle size ratio RH/RL and the specific surface area ratio BET SH /SL are listed in Table 1.

(Preparação do material de revestimento do precursor de eletrólito não aquoso)(Preparation of non-aqueous electrolyte precursor coating material)

[0285] Carbonato de propileno (PC) e carbonato de dietila (DEC) foram misturados a uma razão de 1 : 2, em volume, de modo a preparar um solvente. Hexafluorofosfato de lítio, LiPF6, foi dissolvido no solvente para se obter uma concentração de 1,2 mol/l. Assim, um eletrólito líquido não aquoso foi obtido.[0285] Propylene carbonate (PC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a ratio of 1: 2, by volume, in order to prepare a solvent. Lithium hexafluorophosphate, LiPF6, was dissolved in the solvent to obtain a concentration of 1.2 mol/l. Thus, a non-aqueous liquid electrolyte was obtained.

[0286] Em seguida, um monômero de acrilonitrila foi usado como agente gelatinizante. Este monômero foi adicionado ao eletrólito líquido não aquoso de modo a se obter uma concentração de 2% por peso. Assim, o material de revestimento de um precursor de eletrólito não aquoso foi obtido.[0286] Next, an acrylonitrile monomer was used as a gelatinizing agent. This monomer was added to the non-aqueous liquid electrolyte to obtain a concentration of 2% by weight. Thus, the coating material of a non-aqueous electrolyte precursor was obtained.

(Produção do conjunto de eletrodos)(Electrode array production)

[0287] PVdF e a mistura de partículas sólidas inorgânicas previamente preparadas foram adicionados a N-metilpirrolidona (NMP) de modo a se obter uma suspensão. O PVdF foi adicionado a uma proporção de 5% por peso da mistura de partículas sólidas inorgânicas.[0287] PVdF and the mixture of previously prepared inorganic solid particles were added to N-methylpyrrolidone (NMP) to obtain a suspension. PVdF was added at a proportion of 5% by weight of the inorganic solid particle mixture.

[0288] A suspensão assim obtida foi aplicada a uma superfície da camada contendo material ativo de eletrodo positivo. Então, o NMP foi evaporado do filme revestido. Dessa forma, a mistura de partículas sólidas inorgânicas foi provida na superfície da camada contendo material ativo de eletrodo positivo.[0288] The suspension thus obtained was applied to a surface of the layer containing positive electrode active material. Then, NMP was evaporated from the coated film. In this way, the mixture of inorganic solid particles was provided on the surface of the layer containing positive electrode active material.

[0289] Em seguida, o material de revestimento do precursor de eletrólito não aquoso previamente preparado foi aplicado à superfície sobre a qual o as partículas sólidas inorgânicas da camada contendo material ativo de eletrodo positivo foram providas para formar um filme revestido. O filme aplicado foi, então, aquecido a 60°C por 6 horas. Dessa forma, os monômeros foram polimerizados em poliacrilonitrila (PAN). Assim, a camada condutora de Li contendo a mistura de partículas sólidas inorgânicas e o eletrólito não aquoso compreendendo o gel polímero (PAN) foi formada na superfície do material ativo de eletrodo positivo. O eletrólito não aquoso incluía em seus componentes uma solução eletrolítica não aquosa contendo Li e um componente monomérico constituindo o gel polímero em conjunto com esse componente.[0289] Then, the previously prepared non-aqueous electrolyte precursor coating material was applied to the surface on which the inorganic solid particles of the positive electrode active material-containing layer were provided to form a coated film. The applied film was then heated at 60°C for 6 hours. In this way, the monomers were polymerized in polyacrylonitrile (PAN). Thus, the Li conductive layer containing the mixture of inorganic solid particles and the non-aqueous electrolyte comprising polymer gel (PAN) was formed on the surface of the positive electrode active material. The non-aqueous electrolyte included in its components a non-aqueous electrolyte solution containing Li and a monomeric component constituting the polymer gel together with this component.

[0290] No mesmo procedimento, a camada condutora de Li similar foi formada em uma superfície da camada contendo material ativo de eletrodo negativo.[0290] In the same procedure, the similar Li conductive layer was formed on a surface of the layer containing negative electrode active material.

[0291] Em seguida, a camada condutora de Li formada sobre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo foi comprimida contra a camada condutora de Li formada na camada contendo material ativo de eletrodo negativo.[0291] Then, the Li conductive layer formed on the positive electrode active material-containing layer was pressed against the Li conductive layer formed on the negative electrode active material-containing layer.

[0292] No exemplo 1, a quantidade aplicada de suspensão contendo a mistura de partículas sólidas inorgânicas e material de revestimento do precursor de eletrólito não aquoso e a pressão de compressão foram determinadas de modo que a espessura média da camada condutora de Li fosse de 5 μm e a espessura mínima da camada fosse de 0.5 μm.[0292] In example 1, the applied amount of suspension containing the mixture of inorganic solid particles and non-aqueous electrolyte precursor coating material and the compression pressure were determined so that the average thickness of the Li conductive layer was 5 μm and the minimum layer thickness was 0.5 μm.

[0293] Dessa forma, obteve-se um conjunto de eletrodo compreendendo uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo, a camada contendo material ativo de eletrodo negativo e a camada condutora de Li.[0293] In this way, an electrode assembly was obtained comprising a layer containing positive electrode active material, the layer containing negative electrode active material and the Li conductive layer.

[0294] O eletrólito composto compreendido no conjunto de eletrodos do exemplo 1 compreende a mistura de partículas sólidas inorgânicas, a (componente) solução de eletrólito não aquoso e o componente monomérico de poliacrilonitrila em uma razão de peso de 99,9 : 0,08 : 0,02, respectivamente. Sendo assim, a fração do eletrólito não aquoso (eletrólito contendo polímero orgânico) no eletrólito composto era de 0,10% por peso.[0294] The composite electrolyte comprised in the electrode assembly of example 1 comprises the mixture of inorganic solid particles, the non-aqueous electrolyte solution (component) and the monomeric polyacrylonitrile component in a weight ratio of 99.9: 0.08 : 0.02, respectively. Therefore, the fraction of non-aqueous electrolyte (electrolyte containing organic polymer) in the composite electrolyte was 0.10% by weight.

(Exemplos 2 a 7)(Examples 2 to 7)

[0295] Nos exemplos 2 a 7, os conjuntos de eletrodos dos exemplos 2 a 7 foram produzidos da mesma maneira que no exemplo 1, com a única diferença na quantidade de eletrólito não aquoso no eletrólito composto. Especificamente, a quantidade de eletrólito não aquoso foi modificada para 2,0% por peso (exemplo 2), 4,0% por peso (exemplo 3), 10,0% por peso (exemplo 4), 16,0% por peso (exemplo 5), 20,0% por peso (exemplo 6) e 25,0% por peso (exemplo 7).[0295] In examples 2 to 7, the electrode assemblies of examples 2 to 7 were produced in the same way as in example 1, with the only difference being the amount of non-aqueous electrolyte in the composite electrolyte. Specifically, the amount of non-aqueous electrolyte was modified to 2.0% by weight (example 2), 4.0% by weight (example 3), 10.0% by weight (example 4), 16.0% by weight (example 5), 20.0% by weight (example 6) and 25.0% by weight (example 7).

(Exemplos 8 a 13)(Examples 8 to 13)

[0296] Nos exemplos 8 a 13, os conjuntos de eletrodos dos exemplos 8 a 13 foram produzidos da mesma forma que o produzido no exemplo 3, exceto pelos seguintes detalhes.[0296] In examples 8 to 13, the electrode assemblies of examples 8 to 13 were produced in the same way as that produced in example 3, except for the following details.

[0297] Nos exemplos 8 a 13, partículas de um composto com estrutura cristalina do tipo granada e com uma fórmula química de Li7La3Zr2O12 (LLZ) foram providas como primeiras partículas sólidas inorgânicas. O tamanho médio de partícula, área superficial específica e a primeira condutividade iônica a 25°C das primeiras partículas sólidas inorgânicas estão elencadas na Tabela 1.[0297] In examples 8 to 13, particles of a compound with a garnet-type crystal structure and with a chemical formula of Li7La3Zr2O12 (LLZ) were provided as first inorganic solid particles. The average particle size, specific surface area and first ionic conductivity at 25°C of the first inorganic solid particles are listed in Table 1.

[0298] Por outro lado, partículas de alumina com uma fórmula Al2O3 foram providas como segundas partículas sólidas inorgânicas. O tamanho médio de partícula, área superficial específica e a primeira condutividade iônica a 25°C das segundas partículas sólidas inorgânicas estão elencadas na Tabela 1.[0298] On the other hand, alumina particles with a formula Al2O3 were provided as second inorganic solid particles. The average particle size, specific surface area and the first ionic conductivity at 25°C of the second inorganic solid particles are listed in Table 1.

[0299] Nos exemplos 8 a 13, as primeiras partículas sólidas inorgânicas (LLZ) e as segundas partículas sólidas inorgânicas foram misturas a uma razão de 1 : 99 (exemplo 8), 10 : 90 (exemplo 9), 25 : 75 (exemplo 10), 75 : 25 (exemplo 11), 90 : 10 (exemplo 12) e 99 : 1 (exemplo 13).[0299] In examples 8 to 13, the first inorganic solid particles (LLZ) and the second inorganic solid particles were mixtures at a ratio of 1 : 99 (example 8), 10 : 90 (example 9), 25 : 75 (example 10), 75 : 25 (example 11), 90 : 10 (example 12) and 99 : 1 (example 13).

(Exemplos 14 a 20)(Examples 14 to 20)

[0300] Nos exemplos 14 a 20, os conjuntos de eletrodos dos exemplos 14 a 20 foram produzidos da mesma forma que o exemplo 3, mas as primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas foram modificadas.[0300] In examples 14 to 20, the electrode assemblies of examples 14 to 20 were produced in the same way as example 3, but the first and second inorganic solid particles were modified.

[0301] Especificamente, no exemplo 14, as primeiras partículas sólidas inorgânicas são as mesmas que do exemplo 3. No exemplo 14, partículas de um composto com a composição Li1.5Ti1.7Al0.3P2.8Si0.2O12 (LATP) foram usadas como segundas partículas sólidas inorgânicas.[0301] Specifically, in example 14, the first inorganic solid particles are the same as in example 3. In example 14, particles of a compound with the composition Li1.5Ti1.7Al0.3P2.8Si0.2O12 (LATP) were used as second inorganic solid particles.

[0302] No exemplo 15, foram usadas as mesmas primeiras partículas sólidas inorgânicas que no exemplo 8. No exemplo 15, partículas de um eletrólito de vidro de oxinitreto de fósforo lítio (LIPON) foram usadas.[0302] In example 15, the same first inorganic solid particles were used as in example 8. In example 15, particles of a lithium phosphorus oxynitride (LIPON) glass electrolyte were used.

[0303] No exemplo 16, foram usadas como primeiras partículas sólidas as partículas de um composto com estrutura cristalina do tipo Perovskita, cuja composição é representada pela fórmula Li0.56Li0.33TiO3 (LLT). No exemplo 16, as foram usadas as mesmas segundas partículas sólidas inorgânicas que no exemplo 15.[0303] In example 16, particles of a compound with a crystalline structure of the Perovskite type were used as the first solid particles, whose composition is represented by the formula Li0.56Li0.33TiO3 (LLT). In example 16, the same second inorganic solid particles were used as in example 15.

[0304] No exemplo 17, foram usadas as mesmas partículas sólidas inorgânicas que as do exemplo 8. No exemplo 17, partículas de óxido de zircônio (zircônia) foram usadas como segundas partículas sólidas inorgânicas.[0304] In example 17, the same inorganic solid particles were used as those in example 8. In example 17, zirconium oxide (zirconia) particles were used as second inorganic solid particles.

[0305] No exemplo 18, foram usadas as mesmas primeiras partículas sólidas inorgânicas que as usadas no exemplo 8. No exemplo 18, partículas de óxido de magnésio (magnésia) foram usadas como segundas partículas sólidas inorgânicas.[0305] In example 18, the same first inorganic solid particles were used as those used in example 8. In example 18, magnesium oxide (magnesia) particles were used as second inorganic solid particles.

[0306] No exemplo 19, foram usadas as mesmas primeiras partículas sólidas inorgânicas do que as usadas no exemplo 8. No exemplo 19, partículas de óxido de titânio (titânia) com uma estrutura cristalina do tipo rutilo foram usadas como segundas partículas sólidas inorgânicas.[0306] In example 19, the same first inorganic solid particles were used as those used in example 8. In example 19, particles of titanium oxide (titania) with a rutile-type crystalline structure were used as second inorganic solid particles.

[0307] No exemplo 20, foram usadas as mesmas primeiras partículas sólidas inorgânicas que aquelas usadas no exemplo 8. No exemplo 20, partículas de óxido de silício (sílica) foram usadas como segundas partículas sólidas inorgânicas.[0307] In example 20, the same first inorganic solid particles were used as those used in example 8. In example 20, silicon oxide (silica) particles were used as second inorganic solid particles.

[0308] O tamanho médio de partículas, a área superficial específica BET e as condutividades iônicas a 25°C das primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas usadas em cada exemplo, estão elencadas na Tabela 1.[0308] The average particle size, the BET specific surface area and the ionic conductivities at 25°C of the first and second inorganic solid particles used in each example are listed in Table 1.

(Exemplos 21 a 27)(Examples 21 to 27)

[0309] Nos exemplos 21 a 27, os conjuntos de eletrodos dos exemplos 21 a 27 foram produzidos com o mesmo procedimento que o do exemplo 3, exceto pelos seguintes detalhes.[0309] In examples 21 to 27, the electrode assemblies of examples 21 to 27 were produced with the same procedure as that of example 3, except for the following details.

[0310] Nos exemplos 21 a 27, foram usadas as mesmas primeiras partículas sólidas inorgânicas e as mesmas segundas partículas sólidas inorgânicas que as usadas no exemplo 8. A razão de mistura, em peso, foi de 50:50 no preparo da mistura de partículas sólidas.[0310] In examples 21 to 27, the same first inorganic solid particles and the same second inorganic solid particles were used as those used in example 8. The mixing ratio, by weight, was 50:50 in preparing the particle mixture solid.

[0311] Nos exemplos 21 a 27, a espessura da camada condutora de Li foi modificada em relação àquela usada no exemplo 1. Especificamente, usou-se 20,0 μm (exemplo 21), 15,3 μm (exemplo 22), 10,3 μm (exemplo 23), 7,9 μm (exemplo 24), 3,1 μm (exemplo 25), 1,1 μm (exemplo 26) e 0,5 μm (exemplo 27).[0311] In examples 21 to 27, the thickness of the Li conductive layer was modified in relation to that used in example 1. Specifically, 20.0 μm (example 21), 15.3 μm (example 22), 10 .3 μm (example 23), 7.9 μm (example 24), 3.1 μm (example 25), 1.1 μm (example 26), and 0.5 μm (example 27).

(Exemplos 28 a 31)(Examples 28 to 31)

[0312] Nos exemplos 28 a 31, conjuntos de eletrodos dos exemplos 28 a 31 foram produzidos da mesma forma que aquele produzido para o exemplo 3, mas as distribuições de tamanho de partículas das primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas são diferentes daquelas do exemplo 1.[0312] In examples 28 to 31, electrode assemblies of examples 28 to 31 were produced in the same way as that produced for example 3, but the particle size distributions of the first and second inorganic solid particles are different from those of example 1 .

[0313] Especificamente, a distribuição de tamanho de partículas das primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas diferentes foram obtidas pelo seguinte procedimento.[0313] Specifically, the particle size distribution of the first and second different inorganic solid particles were obtained by the following procedure.

[0314] No exemplo 28, usou-se apenas moinhos de esferas com esferas de zircônia de 10 mmΦ de diâmetro para a moagem das primeiras partículas sólidas inorgânicas e, quanto às condições de moagem das segundas partículas sólidas inorgânicas, usou-se moinho de contas úmido, com velocidade periférica de 15 m/s, por 8 horas.[0314] In example 28, only ball mills with 10 mmΦ diameter zirconia spheres were used to grind the first inorganic solid particles and, as for the grinding conditions of the second inorganic solid particles, a bead mill was used wet, with a peripheral speed of 15 m/s, for 8 hours.

[0315] No exemplo 29, não se utilizou moinho de contas úmido para moagem das primeiras partículas sólidas inorgânicas e, para as segundas partículas sólidas inorgânicas, usou-se moagem com uma velocidade periférica de 10m/s, por 8 horas.[0315] In example 29, a wet bead mill was not used to grind the first inorganic solid particles and, for the second inorganic solid particles, grinding was used with a peripheral speed of 10m/s, for 8 hours.

[0316] No exemplo 30, nas condições de moagem das primeiras partículas sólidas inorgânicas, através de moinho de contas úmido, usou-se uma velocidade periférica de 10 m/s por 8h e, para as segundas partículas sólidas inorgânicas, usou-se apenas moagem por moinho de esferas, com esferas de zircônia de 10 mmΦ de diâmetro, por 2 horas.[0316] In example 30, under the conditions of grinding the first inorganic solid particles, through a wet bead mill, a peripheral speed of 10 m/s for 8h was used and, for the second inorganic solid particles, only grinding by ball mill, with zirconia spheres of 10 mmΦ in diameter, for 2 hours.

[0317] No exemplo 31, nas condições de moagem por moinho de contas úmido das primeiras partículas sólidas inorgânicas, usou-se uma velocidade periférica de 10 m/s, por 8 horas e, para as segundas partículas sólidas inorgânicas, um moinho de contas úmido não foi realizado para a moagem.[0317] In example 31, under the conditions of wet bead mill grinding of the first inorganic solid particles, a peripheral speed of 10 m/s was used for 8 hours and, for the second inorganic solid particles, a bead mill wet was not carried out for grinding.

[0318] Os tamanhos médios de partículas, as áreas superficiais específicas BET e as condutividades iônicas a 25°C das primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas para cada exemplo estão elencados nas Tabelas 1 e 2.[0318] The average particle sizes, BET specific surface areas and ionic conductivities at 25°C of the first and second inorganic solid particles for each example are listed in Tables 1 and 2.

(Exemplos 32 a 34)(Examples 32 to 34)

[0319] Nos exemplos 32 a 34, conjuntos de eletrodo dos exemplos 32 a 34 foram produzidos da mesma forma que o conjunto do exemplo 3, exceto pelos seguintes detalhes.[0319] In examples 32 to 34, electrode assemblies of examples 32 to 34 were produced in the same way as the assembly of example 3, except for the following details.

[0320] Nos exemplos 32 a 34, foram usadas as mesmas primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas do que as usadas no exemplo 8. A razão de mistura, em peso, foi de 50:50 para o preparo da mistura de partículas sólidas.[0320] In examples 32 to 34, the same first and second inorganic solid particles were used as those used in example 8. The mixing ratio, by weight, was 50:50 for preparing the solid particle mixture.

[0321] Além disso, nos exemplos 32 a 34, a composição de uma mistura solvente de um eletrólito líquido não aquoso compreendido em um material de revestimento de um precursor de eletrólito não aquoso é diferente do que a do exemplo 1, como se descreve a seguir. Exemplo 32: o solvente é uma mistura de carbonato de propileno (PC) e carbonato de dimetila (DMC), em uma razão volumétrica de 1:2, respectivamente. Exemplo 33: o solvente é uma mistura de carbonato de etileno (EC) e carbonato de dietila (DEC), em uma razão volumétrica de 1:2, respectivamente; e exemplo 34: o solvente é uma mistura de carbonato de propileno (PC) e carbonato de metiletila (MEC), em uma razão volumétrica de 1:2, respectivamente.[0321] Furthermore, in examples 32 to 34, the composition of a solvent mixture of a non-aqueous liquid electrolyte comprised in a coating material of a non-aqueous electrolyte precursor is different from that in example 1, as described in follow. Example 32: the solvent is a mixture of propylene carbonate (PC) and dimethyl carbonate (DMC), in a volumetric ratio of 1:2, respectively. Example 33: the solvent is a mixture of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC), in a volumetric ratio of 1:2, respectively; and example 34: the solvent is a mixture of propylene carbonate (PC) and methyl ethyl carbonate (MEC), in a volumetric ratio of 1:2, respectively.

(Exemplos 35 a 41)(Examples 35 to 41)

[0322] Nos exemplos 35 a 41, os conjuntos de eletrodos dos exemplos 35 a 41 foram produzidos da mesma forma que o do exemplo 3, exceto pelos seguintes detalhes.[0322] In examples 35 to 41, the electrode assemblies of examples 35 to 41 were produced in the same way as that of example 3, except for the following details.

[0323] Nos exemplos, 35 a 41, foram usadas as mesmas primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas que as do exemplo 8. A razão entre elas, em peso, foi de 50:50 no preparo da mistura de partículas sólidas inorgânicas.[0323] In examples 35 to 41, the same first and second inorganic solid particles were used as those in example 8. The ratio between them, by weight, was 50:50 in preparing the mixture of inorganic solid particles.

[0324] Além disso, nos exemplos 35 a 41, a razão de pesos entre a mistura de partículas sólidas inorgânicas, a fração solução de eletrólito não aquoso e fração de monômero de poliacrilonitrila em um eletrólito composto era a seguinte, para cada exemplo: Exemplo 35: [96 : 3.5 : 0.5]; Exemplo 36: [96 : 3.0 : 1.0], Exemplo 37: [96 : 2.5 : 1.5]; Exemplo 38 [96 : 2.0: 2.0]; Exemplo 39 [96 : 1.5 : 2.5]; Exemplo 40: [96 : 1.0 : 3.0] e Exemplo 41: [96 : 0.5 : 3.5][0324] Furthermore, in examples 35 to 41, the weight ratio between the mixture of inorganic solid particles, the non-aqueous electrolyte solution fraction and polyacrylonitrile monomer fraction in a composite electrolyte was as follows, for each example: Example 35: [96 : 3.5 : 0.5]; Example 36: [96 : 3.0 : 1.0], Example 37: [96 : 2.5 : 1.5]; Example 38 [96 : 2.0: 2.0]; Example 39 [96 : 1.5 : 2.5]; Example 40: [96 : 1.0 : 3.0] and Example 41: [96 : 0.5 : 3.5]

(Exemplo 42)(Example 42)

[0325] No exemplo 42, um conjunto de eletrodos compreendendo um eletrodo com uma estrutura bipolar foi produzido da seguinte maneira.[0325] In example 42, an electrode array comprising an electrode with a bipolar structure was produced in the following manner.

[0326] Uma suspensão para eletrodo positivo e uma suspensão para eletrodo negativo foram preparadas de acordo com o procedimento apresentada no exemplo 1. Em seguida, uma suspensão de eletrodo positivo foi aplicada em uma superfície de uma folha de liga de alumínio (pureza 99,3%), com uma espessura de 15 μm, de modo a formar um filme revestido e, em seguida, o filme revestido foi secado. Uma suspensão de eletrodo negativo foi aplicada à outra superfície da folha de liga de alumínio de modo a forma um filme revestido e, em seguida, o filme revestido foi secado. O compósito obtido foi comprimido. A quantidade de suspensão aplicada e a pressão de compressão foram determinadas de modo que a espessura de uma camada contendo material ativo de eletrodo positivo formada em uma superfície de um coletor de corrente fosse de 67 μm; a densidade da camada contendo material ativo de eletrodo positivo fosse de 2.2 g/cm3; a espessura da camada contendo material ativo de eletrodo negativo formada em um coletor de corrente fosse de 59 μm e a densidade da camada contendo material ativo de eletrodo negativo fosse de 2.2 g/cm3. Assim, um primeiro eletrodo foi obtido tendo uma estrutura bipolar e compreendendo o coletor de corrente, a camada contendo material ativo de eletrodo positivo formada em uma superfície do coletor de corrente e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo formada na outra superfície do coletor de corrente.[0326] A positive electrode suspension and a negative electrode suspension were prepared according to the procedure presented in example 1. Then, a positive electrode suspension was applied to a surface of an aluminum alloy sheet (purity 99. 3%), with a thickness of 15 μm so as to form a coated film, and then the coated film was dried. A negative electrode suspension was applied to the other surface of the aluminum alloy sheet to form a coated film, and then the coated film was dried. The composite obtained was compressed. The amount of suspension applied and the compression pressure were determined so that the thickness of a layer containing positive electrode active material formed on a surface of a current collector was 67 μm; the density of the layer containing positive electrode active material was 2.2 g/cm3; the thickness of the layer containing negative electrode active material formed in a current collector was 59 μm and the density of the layer containing negative electrode active material was 2.2 g/cm3. Thus, a first electrode was obtained having a bipolar structure and comprising the current collector, the positive electrode active material-containing layer formed on one surface of the current collector and the negative electrode active material-containing layer formed on the other surface of the collector. chain.

[0327] Foram preparados do segundo ao quarto eletrodos, cada um com a mesma estrutura que o primeiro eletrodo. Além disso, um quinto eletrodo com a mesma estrutura que o primeiro eletrodo foi preparado, mas o quinto eletrodo não incluía a camada de material ativo do eletrodo positivo e um sexto eletrodo com a mesma estrutura do primeiro eletrodo foi preparado, mas o sexto eletrodo não incluía material ativo de eletrodo negativo.[0327] The second to fourth electrodes were prepared, each with the same structure as the first electrode. Furthermore, a fifth electrode with the same structure as the first electrode was prepared, but the fifth electrode did not include the active material layer of the positive electrode, and a sixth electrode with the same structure as the first electrode was prepared, but the sixth electrode did not include included negative electrode active material.

[0328] Então, uma camada condutora de Li foi formada entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo do primeiro eletrodo e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo do segundo eletrodo. Uma camada condutora de Li foi formada entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo do segundo eletrodo e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo do terceiro eletrodo. Uma camada condutora de Li foi formada entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo do terceiro eletrodo e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo do quarto eletrodo. Uma camada condutora de Li foi formada entre a camada contendo material ativo de eletrodo negativo do primeiro eletrodo e a camada contendo material ativo de eletrodo positivo do sexto eletrodo. Uma camada condutora de Li foi formada entre a camada contendo material ativo de eletrodo quarto do primeiro eletrodo e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo do quinto eletrodo.[0328] Then, a Li conductive layer was formed between the positive electrode active material-containing layer of the first electrode and the negative electrode active material-containing layer of the second electrode. A Li conductive layer was formed between the positive electrode active material-containing layer of the second electrode and the negative electrode active material-containing layer of the third electrode. A Li conductive layer was formed between the positive electrode active material-containing layer of the third electrode and the negative electrode active material-containing layer of the fourth electrode. A Li conductive layer was formed between the negative electrode active material-containing layer of the first electrode and the positive electrode active material-containing layer of the sixth electrode. A Li conductive layer was formed between the fourth electrode active material-containing layer of the first electrode and the negative electrode active material-containing layer of the fifth electrode.

[0329] A camada condutora de Li foi produzida pelo mesmo procedimento que do exemplo 3, exceto pelos seguintes detalhes.[0329] The Li conductive layer was produced by the same procedure as in example 3, except for the following details.

[0330] Primeiro, uma mistura foi obtida ao se misturar as mesmas primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas que as usadas no exemplo 8, em uma razão de 50:50, em peso. LiPF6 foi dissolvido em uma mistura solvente até uma concentração de 1 mol/l no momento da preparação de um eletrólito líquido não aquoso.[0330] First, a mixture was obtained by mixing the same first and second inorganic solid particles as those used in example 8, in a 50:50 ratio by weight. LiPF6 was dissolved in a solvent mixture to a concentration of 1 mol/l at the time of preparing a non-aqueous liquid electrolyte.

(Exemplo comparativo 1)(Comparative example 1)

[0331] No Exemplo comparativo 1, um conjunto de eletrodos do Exemplo comparativo 1 foi produzido da mesma forma que o do Exemplo 1, exceto pelos seguintes detalhes.[0331] In Comparative Example 1, an electrode array of Comparative Example 1 was produced in the same way as that of Example 1, except for the following details.

[0332] No Exemplo comparativo 1, não se formou uma camada condutora de Li compreendendo um eletrólito composto. Ao invés disso, um separador de polipropileno (PP) com uma espessura de 20 μm foi introduzido entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo. Esse separador foi impregnado com o mesmo material de revestimento de precursor de eletrólito não aquoso que o preparado no Exemplo 1 e este material de revestimento foi aquecido a 60°C por 6 horas. Dessa forma, um eletrólito não aquoso contendo PAN foi retido dentro da camada contendo material ativo do eletrodo positivo, da camada contendo material ativo de eletrodo negativo e o separador.[0332] In comparative Example 1, a conductive Li layer comprising a composite electrolyte was not formed. Instead, a polypropylene (PP) separator with a thickness of 20 μm was introduced between the layer containing positive electrode active material and the layer containing negative electrode active material. This separator was impregnated with the same non-aqueous electrolyte precursor coating material as that prepared in Example 1 and this coating material was heated at 60 ° C for 6 hours. In this way, a non-aqueous electrolyte containing PAN was retained within the active material-containing layer of the positive electrode, the active material-containing layer of the negative electrode, and the separator.

(Exemplo comparativo 2)(Comparative example 2)

[0333] No Exemplo comparativo 2, um conjunto de eletrodos do Exemplo comparativo 2 foi produzido da mesma forma que o do Exemplo 1, excetuando-se que um separador de polietileno com espessura de 20 μm foi utilizado.[0333] In Comparative Example 2, a set of electrodes from Comparative Example 2 was produced in the same way as that from Example 1, except that a polyethylene separator with a thickness of 20 μm was used.

(Exemplo comparativo 3)(Comparative example 3)

[0334] No Exemplo comparativo 3, um conjunto de eletrodos do Exemplo comparativo 3 foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto pelos seguintes detalhes.[0334] In Comparative Example 3, a set of electrodes from Comparative Example 3 was produced in the same way as in Example 1, except for the following details.

[0335] No Exemplo comparativo 3, não se formou uma camada condutora de Li compreendendo um eletrólito composto. Ao invés disso, um corpo de partículas de Li7La3Zr2O12 sintetizadas, com uma espessura de 20 μm, foi introduzida entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo. A partículas de Li7La3Zr2O12 tinham um tamanho médio de partículas primárias de 1 μm.[0335] In comparative Example 3, a Li conductive layer comprising a composite electrolyte was not formed. Instead, a body of synthesized Li7La3Zr2O12 particles, with a thickness of 20 μm, was introduced between the layer containing positive electrode active material and the layer containing negative electrode active material. The Li7La3Zr2O12 particles had an average primary particle size of 1 μm.

(Exemplo comparativo 4)(Comparative example 4)

[0336] No Exemplo comparativo 4, um conjunto de eletrodos do Exemplo comparativo 4 foi produzido da mesma forma que no Exemplo 1, exceto pelos seguintes detalhes.[0336] In Comparative Example 4, a set of electrodes from Comparative Example 4 was produced in the same way as in Example 1, except for the following details.

[0337] No Exemplo comparativo 4, não se formou uma camada condutora de Li compreendendo um eletrólito composto. Ao invés disso, uma folha de gel polímero de poliacrilonitrila, com uma espessura de 40 μm, foi introduzida entre a camada contendo material ativo de eletrodo positivo e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo. Um eletrólito não aquoso foi retido na folha polimérica de modo que a fração de poliacrilonitrila gel era de 2% por peso. O eletrólito líquido não aquoso foi preparado ao se misturar carbonato de propileno e carbonato de dietila a uma razão volumétrica de 1:2, respectivamente, formando uma mistura solvente e dissolvendo-se LiPF6 até uma concentração de 1,2 mol/l nesta mistura solvente.[0337] In comparative Example 4, a Li conductive layer comprising a composite electrolyte was not formed. Instead, a polyacrylonitrile polymer gel sheet, with a thickness of 40 μm, was introduced between the layer containing positive electrode active material and the layer containing negative electrode active material. A non-aqueous electrolyte was retained in the polymeric sheet so that the polyacrylonitrile gel fraction was 2% by weight. The non-aqueous liquid electrolyte was prepared by mixing propylene carbonate and diethyl carbonate at a volumetric ratio of 1:2, respectively, forming a solvent mixture and dissolving LiPF6 to a concentration of 1.2 mol/l in this solvent mixture. .

(Exemplo comparativo 5)(Comparative example 5)

[0338] No Exemplo comparativo 5, um conjunto de eletrodos do Exemplo comparativo 5 foi produzido da mesma forma que no Exemplo 8, mas as partículas LLZ não foram utilizadas.[0338] In Comparative Example 5, a set of electrodes from Comparative Example 5 was produced in the same way as in Example 8, but LLZ particles were not used.

(Exemplo comparativo 6)(Comparative example 6)

[0339] No Exemplo comparativo 6, um conjunto de eletrodos do Exemplo comparativo 6 foi produzido da mesma forma que no Exemplo 6, mas partículas de alumina não foram utilizadas.[0339] In Comparative Example 6, a set of electrodes from Comparative Example 6 was produced in the same way as in Example 6, but alumina particles were not used.

(Exemplos comparativos 7 a 9)(Comparative examples 7 to 9)

[0340] Nos Exemplos comparativos 7 a 9, conjuntos de eletrodos dos Exemplos comparativos 7 a 9 foram produzidos da mesma maneira que no Exemplo 1, mas a razão d90/d10 de uma mistura de partículas sólidas inorgânicas se diferenciava daquela do Exemplo 1.[0340] In comparative Examples 7 to 9, sets of electrodes from comparative Examples 7 to 9 were produced in the same way as in Example 1, but the d90/d10 ratio of a mixture of inorganic solid particles differed from that of Example 1.

[0341] Especificamente, a razão d90/d10 foi modificada pelo seguinte procedimento.[0341] Specifically, the d90/d10 ratio was modified by the following procedure.

[0342] No Exemplo comparativo 7, na distribuição do tamanho de partículas das primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas, as condições de moagem foram estabelecidas de modo que a razão d90/d10 ficasse próxima de 8.[0342] In comparative Example 7, in the particle size distribution of the first and second inorganic solid particles, the grinding conditions were established so that the d90/d10 ratio was close to 8.

[0343] No Exemplo comparativo 8, a medição da razão d90/d10 da distribuição do tamanho de partículas e a moagem foram realizadas alternativamente e em curto período de tempo, de modo que as distribuições de tamanho de partículas das primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas fossem as mais equivalentes possíveis.[0343] In comparative Example 8, measurement of the d90/d10 ratio of the particle size distribution and grinding were carried out alternatively and in a short period of time, so that the particle size distributions of the first and second inorganic solid particles were as equivalent as possible.

[0344] No Exemplo comparativo 9, as segundas partículas sólidas inorgânicas foram moídas com apenas um ciclo do compactador de rolos (rolo compressor).[0344] In comparative Example 9, the second inorganic solid particles were ground with just one cycle of the roller compactor (steam roller).

(Exemplos comparativos 10 e 11)(Comparative examples 10 and 11)

[0345] Nos Exemplos comparativos 10 e 11, os conjuntos de eletrodos dos Exemplos comparativos 10 e 11 foram produzidos da mesma maneira que no Exemplo 3, exceto pelos seguintes detalhes.[0345] In Comparative Examples 10 and 11, the electrode assemblies of Comparative Examples 10 and 11 were produced in the same way as in Example 3, except for the following details.

[0346] Nos Exemplos comparativos 10 e 11, foram usadas as mesmas primeiras e segundas partículas sólidas inorgânicas que no Exemplo 8. Essas partículas foram misturadas a uma razão de 50:50, em peso, de modo a formar uma mistura de partículas sólidas inorgânicas.[0346] In comparative Examples 10 and 11, the same first and second inorganic solid particles were used as in Example 8. These particles were mixed in a ratio of 50:50 by weight to form a mixture of inorganic solid particles .

[0347] Nos Exemplos comparativos 10 e 11, a razão dos pesos entre mistura de partículas sólidas inorgânicas, solução eletrólito não aquoso e monômero de acrilonitrila era, respectivamente, para cada exemplo: Exemplo comparativo 10: [99,95 : 0,04 : 0,01] e Exemplo comparativo 11: [70 : 20 : 10].[0347] In comparative Examples 10 and 11, the weight ratio between mixture of inorganic solid particles, non-aqueous electrolyte solution and acrylonitrile monomer was, respectively, for each example: Comparative example 10: [99.95: 0.04: 0.01] and Comparative Example 11: [70 : 20 : 10].

[0348] Os parâmetros dos materiais contidos nos conjuntos de eletrodos dos Exemplos e dos Exemplos comparativos estão elencados nas Tabelas 1 a 6. Cada parâmetro foi medido pelo procedimento descrito anteriormente. Tabela 1: Tabela 2: Tabela 3: Tabela 4: Tabela 5: (1)Mistura de partículas sólidas inorgânicas/ Componente solução eltetrólita não aquosa/ Componente monomérico (2)Valor relativo. Define-se “1” o valor do Exemplo comparative 1 Tabela 6: (1)Mistura de partículas sólidas inorgânicas/ Componente solução eltetrólita não aquosa/ Componente monomérico (2)Valor relativo. Define-se “1” o valor do Exemplo comparativo 1[0348] The parameters of the materials contained in the electrode sets of the Examples and comparative Examples are listed in Tables 1 to 6. Each parameter was measured by the procedure described previously. Table 1: Table 2: Table 3: Table 4: Table 5: (1)Mixture of inorganic solid particles/ Non-aqueous electrolyte solution component/ Monomeric component (2)Relative value. “1” is defined as the value of comparative Example 1 Table 6: (1)Mixture of inorganic solid particles/ Non-aqueous electrolyte solution component/ Monomeric component (2)Relative value. “1” is defined as the value of Comparative Example 1

[Produção da bateria secundária][Secondary battery production]

[0349] Cada um dos conjuntos de eletrodos dos Exemplos e Exemplos comparativos foi acondicionado em um contêiner de um filme laminado e a circunferência externa do contêiner foi selada por calor. Assim, baterias secundárias do Exemplos e Exemplos comparativos foram produzidas.[0349] Each of the electrode assemblies of the Examples and comparative Examples was packaged in a laminated film container and the outer circumference of the container was heat sealed. Thus, secondary batteries of Examples and Comparative Examples were produced.

<Avaliação><Evaluation>

[0350] As baterias secundárias do Exemplos e Exemplos comparativos foram avaliadas da seguinte maneira.[0350] The secondary batteries of the Examples and Comparative Examples were evaluated in the following manner.

[0351] Primeiramente, uma bateria secundária foi colocada em uma câmara termostática com temperatura de 25°C, por uma 1 hora. Em seguida, a bateria secundária foi carregada até 2,8V com uma corrente constante de uma taxa de descarga de 0,2C. A seguir, a bateria secundária foi carregada a uma tensão constante de 2,8V e um valor de corrente foi convergido para 1/20C. Depois, a bateria secundária foi descarregada a um corrente constante de 1C com um tensão de corte de 1,5V. Uma capacidade de descarga obtida por essa descarga foi definida com uma capacidade de descarga de 1C. Em seguida, após ser carregada sob as mesmas condições, a bateria secundária foi descarregada a um corrente constante de 20C com um tensão de corte de 1,5V. Uma capacidade de descarga obtida por essa descarga foi definida com um capacidade de descarga 20C. Uma razão da taxa da capacidade de retenção (%) foi calculada ao se multiplicar o valor obtido ao se dividir a capacidade de descarga 20C pela capacidade de descarga 1C por 100.[0351] First, a secondary battery was placed in a thermostatic chamber with a temperature of 25°C for 1 hour. Then the secondary battery was charged to 2.8V with a constant current at a discharge rate of 0.2C. Next, the secondary battery was charged to a constant voltage of 2.8V and a current value was converged to 1/20C. Afterwards, the secondary battery was discharged at a constant current of 1C with a cut-off voltage of 1.5V. A discharge capacity obtained by this discharge was defined with a discharge capacity of 1C. Then, after being charged under the same conditions, the secondary battery was discharged at a constant current of 20C with a cut-off voltage of 1.5V. A discharge capacity obtained by this discharge was defined as a discharge capacity 20C. A retention capacity rate ratio (%) was calculated by multiplying the value obtained by dividing the 20C discharge capacity by the 1C discharge capacity by 100.

[0352] A seguir, a bateria secundária foi carregada a 25°C da mesma maneira que a descrita acima. Subsequentemente, a temperatura da câmara termostática compreendendo a bateria secundária foi estabelecida em -30°C por 2 horas. A seguir, a bateria secundária foi descarregada a -30°C a uma corrente constante de 1C, com uma tensão de corte de 1,5V. Uma capacidade de descarga obtida por esta descarga foi definida como uma capacidade de descarga em -30°C. Desempenho de baixas temperaturas (razão de desempenho de saída) foi calculado ao se multiplicar o valor obtido pela divisão da capacidade de descarga em -30°C pelo valor de capacidade de descarga 1C (ou seja, a capacidade de descarga em 25°C), obtido previamente, por 100.[0352] Next, the secondary battery was charged at 25°C in the same manner as described above. Subsequently, the temperature of the thermostatic chamber comprising the secondary battery was set at -30°C for 2 hours. Next, the secondary battery was discharged at -30°C at a constant current of 1C, with a cut-off voltage of 1.5V. A discharge capacity obtained by this discharge was defined as a discharge capacity at -30°C. Low temperature performance (output performance ratio) was calculated by multiplying the value obtained by dividing the discharge capacity at -30°C by the discharge capacity value 1C (i.e. the discharge capacity at 25°C). , obtained previously, by 100.

[0353] Em seguida, a temperatura da câmara termostática foi configurada em 60°C por 2 horas. Subsequentemente, a bateria secundária foi carregada a 2,8V com uma corrente constante de 1C. Em seguida, a bateria secundária foi carregada a uma tensão constante de 2,8V por 3 horas. Depois de uma espera de 10 minutos, a bateria secundária foi descarregada a uma corrente constante de 1C, com uma tensão de corte de 1,5V. Esta carga- espera-descarga foi definido como um ciclo de carga-e-descarga. Ao se repetir este ciclo de carga-e-descarga, o desempenho de ciclo de vida a 60°C foi avaliado. O valor obtido pela divisão da capacidade de descarga a 60°C após 500 ciclos, pela capacidade inicialmente descarregada a 60°C, foi multiplicado por 100 para se obter a razão da capacidade de retenção do ciclo (%) a 60°C.[0353] Then, the temperature of the thermostatic chamber was set at 60°C for 2 hours. Subsequently, the secondary battery was charged to 2.8V with a constant current of 1C. Then, the secondary battery was charged at a constant voltage of 2.8V for 3 hours. After waiting for 10 minutes, the secondary battery was discharged at a constant current of 1C, with a cut-off voltage of 1.5V. This charge-wait-discharge was defined as a charge-and-discharge cycle. By repeating this charge-and-discharge cycle, the life cycle performance at 60°C was evaluated. The value obtained by dividing the discharge capacity at 60°C after 500 cycles by the capacity initially discharged at 60°C was multiplied by 100 to obtain the cycle retention capacity ratio (%) at 60°C.

[0354] Os resultados das avaliações feitas através dos testes descritos acima estão elencados nas Tabelas 7 e 8. Tabela 7: Tabela 8: [0354] The results of the evaluations carried out through the tests described above are listed in Tables 7 and 8. Table 7: Table 8:

[0355] Como fica claro pelos resultados apresentados nas Tabelas 7 e 8, ficou determinado que as baterias secundárias dos Exemplos podem ter excelentes desempenhos de vida e de saída em baixas temperaturas do que as baterias secundárias dos Exemplos comparativos 1 a 11.[0355] As is clear from the results presented in Tables 7 and 8, it was determined that the secondary batteries of Examples can have excellent low-temperature life and output performances than the secondary batteries of comparative Examples 1 to 11.

[0356] A bateria secundária do Exemplo 12 incluía uma camada condutora de Li com a mesma espessura do a dos separadores, dos corpos sinterizados e camadas eletrolíticas em folha dos Exemplos comparativos 1 a 3 e apresentou desempenho superior aos Exemplos comparativos 1 a 3 em todos os quesitos.[0356] The secondary battery of Example 12 included a Li conductive layer with the same thickness as that of the separators, sintered bodies and sheet electrolytic layers of Comparative Examples 1 to 3 and showed superior performance to Comparative Examples 1 to 3 in all the questions.

[0357] Uma alta sobre-tensão foi aplicada à bateria secundária do Exemplo comparativo 8 e a bateria não pode ser carregada. Na bateria secundária do Exemplo comparativo 10, a camada eletrólita sólida composta descolou-se do eletrodo e a bateria secundária não pode ser carregada devido a um curto- circuito durante a montagem.[0357] A high overvoltage has been applied to the secondary battery of Comparative Example 8 and the battery cannot be charged. In the secondary battery of Comparative Example 10, the composite solid electrolyte layer has detached from the electrode and the secondary battery cannot be charged due to a short circuit during assembly.

(Exemplo 43)(Example 43)

[0358] No Exemplo 43, um conjunto de eletrodo do Exemplo 43 foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 3, exceto pelos seguintes detalhes.[0358] In Example 43, an electrode assembly of Example 43 was produced in the same manner as in Example 3, except for the following details.

[0359] No Exemplo 43, partículas de um composto com estrutura cristalina romboédrica do tipo NACICON e com fórmula química Li1.2Zr1.9Ca0.1(PO4)3(LZCP) foram usadas como primeiras partículas sólidas inorgânicas. O tamanho médio de partícula, área superficial específica BET e condutividade de íons de Li a 25C das primeiras partículas sólidas inorgânicas estão elencados na Tabela 9.[0359] In Example 43, particles of a compound with a rhombohedral crystal structure of the NACICON type and with chemical formula Li1.2Zr1.9Ca0.1(PO4)3(LZCP) were used as the first inorganic solid particles. The average particle size, BET specific surface area and Li ion conductivity at 25C of the first inorganic solid particles are listed in Table 9.

[0360] Por outro lado, partículas de alumina com uma fórmula química Al2O3 foram usadas como segundas partículas sólidas inorgânicas. O tamanho médio de partículas, a área superficial específica BET e a condutividade de íons de Li a 25°C estão elencados na Tabela 9.[0360] On the other hand, alumina particles with a chemical formula Al2O3 were used as second inorganic solid particles. The average particle size, BET specific surface area and Li ion conductivity at 25°C are listed in Table 9.

[0361] No Exemplo 43, a primeiras partículas sólidas inorgânicas (LZCP) e as segundas partículas sólidas inorgânicas foram misturadas em uma razão de 50 : 50.[0361] In Example 43, the first inorganic solid particles (LZCP) and the second inorganic solid particles were mixed in a ratio of 50:50.

(Exemplo 44)(Example 44)

[0362] No Exemplo 44, um conjunto de eletrodos do Exemplo 44 foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 3, exceto pelos seguintes detalhes.[0362] In Example 44, an electrode array of Example 44 was produced in the same manner as in Example 3, except for the following details.

[0363] No Exemplo 44, partículas de um composto com uma estrutura cristalina triclínica distorcida e uma fórmula química LiZr2(PO4)3 (LZP) foram usadas como primeiras partículas sólidas inorgânicas. O tamanho médio de partículas, área superficial específica BET e primeira condutividade de íons de Li a 25°C das primeiras partículas sólidas inorgânicas estão elencados na Tabela 9.[0363] In Example 44, particles of a compound with a distorted triclinic crystal structure and a chemical formula LiZr2(PO4)3 (LZP) were used as the first inorganic solid particles. The average particle size, BET specific surface area and first Li ion conductivity at 25°C of the first inorganic solid particles are listed in Table 9.

[0364] Por outro lado, partículas de alumina com fórmula química Al2O3 foram usadas como segundas partículas sólidas inorgânicas. O tamanho médio de partículas, área superficial específica BET e primeira condutividade de íons de Li a 25°C das segundas partículas sólidas inorgânicas estão elencados na Tabela 9[0364] On the other hand, alumina particles with chemical formula Al2O3 were used as second inorganic solid particles. The average particle size, BET specific surface area and first Li ion conductivity at 25°C of the second inorganic solid particles are listed in Table 9

[0365] No Exemplo 44, a primeiras partículas sólidas inorgânicas (LZP) e as segundas partículas sólidas inorgânicas foram misturadas em uma razão de 50 : 50. Tabela 9: [0365] In Example 44, the first inorganic solid particles (LZP) and the second inorganic solid particles were mixed in a ratio of 50:50. Table 9:

[0366] Os parâmetros dos materiais contidos nos conjuntos de eletrodos dos Exemplos 43 e 44 estão elencados nas Tabelas 10 e 11. Cada parâmetro foi medido pelo procedimento descrito anteriormente. Tabela 10: Tabela 11: (1) Mistura de partículas sólidas inorgânicas/ Componente solução eletrólito não aquosa/ Componente monomérico (2) Valor relativo. Define-se “1” o valor do Exemplo comparativo 1[0366] The parameters of the materials contained in the electrode sets of Examples 43 and 44 are listed in Tables 10 and 11. Each parameter was measured using the procedure described previously. Table 10: Table 11: (1) Mixture of inorganic solid particles/ Non-aqueous electrolyte solution component/ Monomeric component (2) Relative value. “1” is defined as the value of Comparative Example 1

[Produção da bateria secundária][Secondary battery production]

[0367] Cada um dos conjuntos de eletrodos dos Exemplos 43 e 44 foi acondicionado em um contêiner do filme laminado e a circunferência externa foi selada por calor. Assim, as baterias secundárias dos Exemplos 43 e 44 foram produzidas.[0367] Each of the electrode assemblies of Examples 43 and 44 was packaged in a laminated film container and the outer circumference was heat sealed. Thus, the secondary batteries of Examples 43 and 44 were produced.

<Avaliação><Evaluation>

[0368] As baterias secundárias dos Exemplos 43 e 44 foram avaliadas de acordo com o procedimento descrito acima.[0368] The secondary batteries of Examples 43 and 44 were evaluated according to the procedure described above.

[0369] Os resultados dos testes avaliativos estão demonstrados na Tabela 12. Tabela 12: [0369] The results of the evaluative tests are shown in Table 12. Table 12:

[0370] Como fica claro pelos resultados apresentados nas Tabelas 7,8 e 12, cada bateria secundária dos Exemplos 43 e 44 pode ter melhor desempenhos de vida e saída em baixas temperaturas do que os desempenhos das baterias secundárias dos Exemplos comparativos 1 a 11, assim como quando comparado a cada bateria secundária dos Exemplos 1 a 42. Além disso, como fica claro, por exemplo, nos Exemplos 3, 16, 43 e 44, apesar das baterias secundárias desses exemplos incluírem primeiras partículas sólidas inorgânicas diferentes entre si, cada uma dessas baterias secundárias exibiu desempenhos de vida e saída excelentes e equivalentes.[0370] As is clear from the results presented in Tables 7,8 and 12, each secondary battery of Examples 43 and 44 may have better life and output performances at low temperatures than the performances of the secondary batteries of comparative Examples 1 to 11, as well as when compared to each secondary battery of Examples 1 to 42. Furthermore, as is clear, for example, in Examples 3, 16, 43 and 44, although the secondary batteries of these examples include first inorganic solid particles different from each other, each one of these secondary batteries exhibited excellent and equivalent life and output performances.

[0371] De acordo com pelo menos uma concretização e exemplos descritos acima, apresenta-se um eletrólito composto. O eletrólito composto compreende uma mistura de partículas sólidas inorgânicas e um eletrólito não aquoso compreendendo Li. A mistura de partículas sólidas inorgânicas compreende primeiras partículas sólidas inorgânicas, que têm uma primeira condutividade de íons de Li a 25°C, e segundas partículas sólidas inorgânicas, que têm uma segunda condutividade íons de Li a 25°C. A segunda condutividade de íons de Li a 25°C é menor do que a primeira condutividade de íons de Li a 25°C das primeiras partículas sólidas inorgânicas. A razão entre o peso do eletrólito não aquoso e do eletrólito composto varia entre 0,1% a 25%. A mistura de partículas sólidas inorgânicas satisfaz 10 < d90/d10 < 500. Neste eletrólito composto, a dissociação de íons de Li do eletrólito não aquoso e a condução dos íons de Li pode ser realizada homogeneamente. Como resultado, o eletrólito composto pode prover uma bateria secundária capaz de excelentes desempenhos de vida e saída em baixas temperaturas.[0371] According to at least one embodiment and examples described above, a composite electrolyte is provided. The composite electrolyte comprises a mixture of inorganic solid particles and a non-aqueous electrolyte comprising Li. The mixture of inorganic solid particles comprises first inorganic solid particles, which have a first Li ion conductivity at 25°C, and second inorganic solid particles, which have a second conductivity Li ions at 25°C. The second Li ion conductivity at 25°C is lower than the first Li ion conductivity at 25°C of the first inorganic solid particles. The weight ratio of the non-aqueous electrolyte and the composite electrolyte varies between 0.1% and 25%. The mixture of inorganic solid particles satisfies 10 < d90/d10 < 500. In this composite electrolyte, the dissociation of Li ions from the non-aqueous electrolyte and the conduction of Li ions can be carried out homogeneously. As a result, the composite electrolyte can provide a secondary battery capable of excellent life and output performances at low temperatures.

[0372] Mesmo que certas concretizações tenham sido descritas, essas concretizações foram apresentadas apenas como exemplo e não há intenção de limitar o escopo da invenção. De fato, as concretizações apresentadas aqui podem tomar outras formas; além disso, podem-se omitir, substituir ou mudar as concretizações aqui apresentadas, sem que com isso se afaste do espírito das invenções. As reivindicações aqui apresentadas ou equivalentes têm a intenção de cobrir tais modificações que estejam dentro do escopo e espírito das invenções.[0372] Even though certain embodiments have been described, these embodiments have been presented by way of example only and there is no intention to limit the scope of the invention. In fact, the concretizations presented here can take other forms; Furthermore, the embodiments presented here may be omitted, replaced or changed, without thereby departing from the spirit of the inventions. The claims herein or equivalent are intended to cover such modifications that are within the scope and spirit of the inventions.

Claims (15)

1. Eletrólito composto (9) caracterizado por compreender: uma mistura de partículas sólidas inorgânicas (91) compreendendo primeiras partículas sólidas inorgânicas (91A) com uma primeira condutividade de íons de lítio a 25°C e segundas partículas sólidas inorgânicas (92B) com uma segunda condutividade de íons de Li a 25°C e sendo a segunda condutividade de íons de Li a 25°C inferior à primeira condutividade de íons de Li a 25°C; e um eletrólito não aquoso (92) compreendendo Li, em que: uma proporção de um peso do eletrólito não aquoso (92) para um peso do eletrólito composto (9) é de 0,1% a 25%; a mistura de partículas sólidas inorgânicas (91) satisfaz 10 ≤ d90/d10 ≤ 500; em que: d10 é um tamanho de partícula [μm] em que uma frequência cumulativa a partir de um lado de tamanho de partícula pequeno é de 10% numa curva cumulativa de tamanho de partícula da mistura de partículas sólidas inorgânicas (91), sendo a curva cumulativa de tamanho de partícula obtida por um método de dispersão de difração a laser; e d90 é um tamanho de partícula [μm] no qual uma frequência cumulativa do lado do tamanho de partícula pequeno é de 90% na curva cumulativa de tamanho de partícula.1. Composite electrolyte (9) characterized by comprising: a mixture of inorganic solid particles (91) comprising first inorganic solid particles (91A) with a first lithium ion conductivity at 25 ° C and second inorganic solid particles (92B) with a second Li ion conductivity at 25°C and the second Li ion conductivity at 25°C being lower than the first Li ion conductivity at 25°C; and a non-aqueous electrolyte (92) comprising Li, wherein: a ratio of a weight of the non-aqueous electrolyte (92) to a weight of the composite electrolyte (9) is 0.1% to 25%; the mixture of inorganic solid particles (91) satisfies 10 ≤ d90/d10 ≤ 500; where: d10 is a particle size [μm] where a cumulative frequency from a small particle size side is 10% on a cumulative particle size curve of the mixture of inorganic solid particles (91), the cumulative particle size curve obtained by a laser diffraction dispersion method; and d90 is a particle size [μm] in which a cumulative frequency on the small particle size side is 90% on the cumulative particle size curve. 2. Eletrólito composto (9), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que que a primeira condutividade de íons de Li a 25°C é de 1x1Q-i° S/cm ou mais, e a segunda condutividade de íons de Li a 25°C é inferior a 1x1Q-i° S/cm; e uma proporção de um peso das primeiras partículas sólidas inorgânicas (91A) para um peso das segundas partículas sólidas inorgânicas (91B) é de 1% ou mais e menos de 99%.2. Composite electrolyte (9), according to claim 1, characterized by the fact that the first Li ion conductivity at 25 ° C is 1x1Q-i° S/cm or more, and the second ion conductivity of Li at 25°C is less than 1x1Q-i° S/cm; and a ratio of a weight of the first inorganic solid particles (91A) to a weight of the second inorganic solid particles (91B) is 1% or more and less than 99%. 3. Eletrólito composto (9), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a mistura de partículas sólidas inorgânicas (91) satisfaz 10 < oH/oL; em que oH é a primeira condutividade de íons de Li a 25°C; e oL é a segunda condutividade de íons de Li a 25°C.3. Composite electrolyte (9), according to claim 1 or 2, characterized by the fact that the mixture of inorganic solid particles (91) satisfies 10 < oH/oL; where oH is the first conductivity of Li ions at 25°C; and oL is the second conductivity of Li ions at 25°C. 4. Eletrólito composto (9), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que: um tamanho médio de partícula das primeiras partículas sólidas inorgânicas (91A) é igual a um tamanho médio de partícula das segundas partículas sólidas inorgânicas (91B), ou a mistura de partículas sólidas inorgânicas (91) satisfaz 1 < RH/RL ^ 100; em que RH é um tamanho de partícula médio [μm] de partículas tendo um tamanho de partícula médio maior entre os tamanhos médios de partícula das primeiras partículas sólidas inorgânicas (91A) e das segundas partículas sólidas inorgânicas (91B); e RL é um tamanho de partícula médio [μm] de partículas tendo um tamanho de partícula médio menor entre os tamanhos médios de partícula das primeiras partículas sólidas inorgânicas (91A) e das segundas partículas sólidas inorgânicas (91B).4. Composite electrolyte (9), according to any one of claims 1 to 3, characterized by the fact that: an average particle size of the first inorganic solid particles (91A) is equal to an average particle size of the second solid particles inorganic particles (91B), or the mixture of inorganic solid particles (91) satisfies 1 < RH/RL ^ 100; where RH is an average particle size [μm] of particles having a larger average particle size between the average particle sizes of the first inorganic solid particles (91A) and the second inorganic solid particles (91B); and RL is an average particle size [μm] of particles having a smaller average particle size between the average particle sizes of the first inorganic solid particles (91A) and the second inorganic solid particles (91B). 5. Eletrólito composto (9), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que: uma área superficial específica BET [m2/g] das primeiras partículas sólidas inorgânicas (91A) é igual a uma área superficial específica BET [m2/g] das segundas partículas sólidas inorgânicas (91B), ou a mistura de partículas sólidas inorgânicas (91) satisfaz 1 < SH/SL ^ 50; em que SH é uma área superficial específica BET [m2/g] de partículas tendo uma área superficial específica BET maior entre as áreas superficiais específicas BET das primeiras partículas sólidas inorgânicas (91A) e das segundas partículas sólidas inorgânicas (91B); e SL é uma área superficial específica BET [m2/g] de partículas tendo uma área superficial específica BET menor entre as áreas superficiais específicas BET das primeiras partículas sólidas inorgânicas (91A) e das segundas partículas sólidas inorgânicas (91B).5. Composite electrolyte (9), according to any one of claims 1 to 3, characterized by the fact that: a specific surface area BET [m2/g] of the first inorganic solid particles (91A) is equal to a specific surface area BET [m2/g] of the second inorganic solid particles (91B), or the mixture of inorganic solid particles (91) satisfies 1 < SH/SL ^ 50; wherein SH is a BET specific surface area [m2/g] of particles having a BET specific surface area greater than the BET specific surface areas of the first inorganic solid particles (91A) and the second inorganic solid particles (91B); and SL is a BET specific surface area [m2/g] of particles having a smaller BET specific surface area between the BET specific surface areas of the first inorganic solid particles (91A) and the second inorganic solid particles (91B). 6. Eletrólito composto (9), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que satisfaz uma desigualdade de wi > ^ ; em que wi é uma frequência de pico em um espectro de módulo complexo do eletrólito composto (9); e W2 é uma frequência de pico em um espectro de módulo complexo do eletrólito não aquoso (92).6. Composite electrolyte (9), according to any one of claims 1 to 5, characterized by the fact that it satisfies an inequality of wi > ^; where wi is a peak frequency in a complex modulus spectrum of the composite electrolyte (9); and W2 is a peak frequency in a complex modulus spectrum of the nonaqueous electrolyte (92). 7. Eletrólito composto (9), de acordo com qualquer uma das reivindicações i a 6, caracterizado pelo fato de que satisfaz uma desigualdade de C2 > C1 > C3; em que C1 é uma concentração de íons de Li [mol/L] numa interface (9A) entre as primeiras partículas sólidas inorgânicas (91A) e o eletrólito não aquoso (92); C2 é uma concentração de íons de Li [mol/L] numa interface (9B) entre as segundas partículas sólidas inorgânicas (91B) e o eletrólito não aquoso (92); e C3 é uma concentração de íons de Li [mol/L] no eletrólito não aquoso (92).7. Composite electrolyte (9), according to any one of claims i to 6, characterized by the fact that it satisfies an inequality of C2 > C1 > C3; where C1 is a concentration of Li ions [mol/L] at an interface (9A) between the first inorganic solid particles (91A) and the non-aqueous electrolyte (92); C2 is a concentration of Li ions [mol/L] at an interface (9B) between the second inorganic solid particles (91B) and the non-aqueous electrolyte (92); and C3 is a Li ion concentration [mol/L] in the non-aqueous electrolyte (92). 8. Eletrólito composto (9), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o eletrólito não aquoso (92) compreende um eletrólito polimérico sólido e/ou um eletrólito polimérico em gel.8. Composite electrolyte (9), according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the non-aqueous electrolyte (92) comprises a solid polymeric electrolyte and/or a gel polymeric electrolyte. 9. Bateria secundária (100) caracterizada por compreender: uma camada contendo material ativo do eletrodo positivo (5b); uma camada contendo material ativo do eletrodo negativo (3b); e uma camada condutora de Li (4) provida entre a camada contendo material ativo do eletrodo positivo (5b) e a camada contendo material ativo do eletrodo negativo (3b) e compreendendo o eletrólito composto (9) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.9. Secondary battery (100) characterized by comprising: a layer containing active material of the positive electrode (5b); a layer containing active material of the negative electrode (3b); and a Li conductive layer (4) provided between the active material-containing layer of the positive electrode (5b) and the active material-containing layer of the negative electrode (3b) and comprising the composite electrolyte (9) as defined in any one of claims 1 to 8. 10. Bateria secundária (100), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que uma espessura mínima da camada condutora de Li (4) é inferior a 8 μm.10. Secondary battery (100), according to claim 9, characterized by the fact that a minimum thickness of the Li conductive layer (4) is less than 8 μm. 11. Bateria secundária (100), de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizada pelo fato de que a camada contendo material ativo do eletrodo negativo (3b) compreende um material ativo de eletrodo negativo contendo Ti.11. Secondary battery (100), according to claim 9 or 10, characterized in that the negative electrode active material-containing layer (3b) comprises a negative electrode active material containing Ti. 12. Bateria secundária (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizada pelo fato de que compreende um primeiro compósito de eletrodo (10A, 10B, 10C) e um segundo compósito de eletrodo (10A, 10B, 10C) provido adjacente ao primeiro compósito de eletrodo (10A, 10B, 10C), cada um dos compósitos de eletrodo (10A, 10B, 10C) compreendendo: um coletor de corrente (8) compreendendo uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta, a camada contendo material ativo de eletrodo positivo (5b) provida na primeira superfície do coletor de corrente (8), e a camada contendo material ativo de eletrodo negativo (3b) provida na segunda superfície do coletor de corrente (8); e a camada condutora de Li (4) é provida entre a camada contendo material ativo do eletrodo positivo (5b) do primeiro compósito de eletrodo (10A, 10B, 10C) e a camada contendo material ativo do eletrodo negativo (3b) do segundo compósito de eletrodo (10A, 10B, 10C).12. Secondary battery (100), according to any one of claims 9 to 11, characterized by the fact that it comprises a first electrode composite (10A, 10B, 10C) and a second electrode composite (10A, 10B, 10C) provided adjacent to the first electrode composite (10A, 10B, 10C), each of the electrode composites (10A, 10B, 10C) comprising: a current collector (8) comprising a first surface and an opposing second surface, the layer containing positive electrode active material (5b) provided on the first surface of the current collector (8), and the layer containing negative electrode active material (3b) provided on the second surface of the current collector (8); and the Li conductive layer (4) is provided between the active material-containing layer of the positive electrode (5b) of the first electrode composite (10A, 10B, 10C) and the active material-containing layer of the negative electrode (3b) of the second composite electrode (10A, 10B, 10C). 13. Pacote de bateria (300) caracterizado por compreender a bateria secundária conforme definida em qualquer uma das reivindicações 9 a 12.13. Battery pack (300) characterized by comprising the secondary battery as defined in any one of claims 9 to 12. 14. Pacote de bateria (300), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender ainda: um terminal externo de distribuição de energia (347); e um circuito de proteção (344).14. Battery pack (300), according to claim 13, characterized by further comprising: an external power distribution terminal (347); and a protection circuit (344). 15. Pacote de bateria (300), de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado por compreender uma pluralidade de baterias secundárias (100), sendo a pluralidade das baterias secundárias (100) conectadas eletricamente em série, em paralelo ou em combinação de em série e em paralelo.15. Battery pack (300), according to claim 13 or 14, characterized by comprising a plurality of secondary batteries (100), the plurality of secondary batteries (100) being electrically connected in series, in parallel or in combination of in series and in parallel.
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