CN100524933C - 非水电解质电池、电池组和汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在高温多湿环境下的充放电循环特性优良的非水电解质电池、电池组和可以提高能量效率的汽车。本发明的非水电解质电池包含：在边缘部分具有通过热熔接形成了密封部的薄膜制外壳部件(1)；在所述外壳部件(1)内的非水电解质；容纳在所述外壳部件(1)中的正极；容纳在所述外壳部件(1)中的负极，其包含Li嵌入电位大于等于0.4V(vs.Li/Li+)的负极活性物质；由铝或铝合金制的正极引线端子(7)，其与所述正极进行电连接、且前端通过所述外壳部件(1)的所述密封部引出至外部；由铝或铝合金制的负极引线端子(6)，其与所述负极进行电连接、且前端通过所述外壳部件(1)的所述密封部引出至外部；在所述正极引线端子(7)和所述负极引线端子(6)的插入至所述密封部的平面部分(13)上形成具有凹凸结构的氧化铝膜(14)；并满足下述式(1)。0.6Q≤S≤2Q (1)。

Description

非水电解质电池、电池组和汽车
技术领域
本发明涉及非水电解质电池、具有由该非水电解质电池形成的组电池的电池组、以及具有该电池组的汽车。
背景技术
在负极中使用锂金属、锂合金、锂化合物或含碳物质的非水电解质电池，一直被期待作为高能量密度的电池，并正在热烈地进行研究开发。到目前为止，具有包含LiCoO2或LiMn2O4作为活性物质的正极、和包含嵌入和脱嵌Li的含碳物质的负极的锂离子电池已经被广泛应用。此外，在负极中使用金属氧化物或合金以代替前述含碳物质的研究也正在进行之中。
这些负极的集电体通常使用铜箔，引线端子通常直接使用镍或铜。例如专利文献1涉及下述的电池，其正极侧的外部引线端子由铝或铝合金形成，在正极侧的外部引线端子的由外包装膜密封的整个外周面进行化学处理而形成多孔的氧化膜。根据该专利文献1，负极集电体由铜或镍形成，为了避免被电解液腐蚀，负极侧的外部引线端子由镍形成。
然而，设置有含有铜箔作为集电体的负极的电池若处于过放电状态，则由于负极电位的上升，促进了铜极的溶解反应，放电容量急剧地降低。因此，对于前述电池，防止过放电状态的保护电路是必需的。但是保护电路的安装从能量密度的角度考虑是不利的。
于是，关于特定的负极活性物质，提出了在负极集电体中使用铝箔或铝合金箔的方案(例如参照专利文献2)。由此，可以得到能量密度和过放电循环性能提高的非水电解质电池。
另一方面，负极集电体中具有铝箔或铝合金箔的非水电解质电池被认为有希望成为助动自行车、电动小型摩托车、电动汽车和混合动力汽车搭载的车载用电池或电子设备的应急用电源。对于车载用电池，要求其能在长时间的高温高湿环境(例如大于等于60℃，相对湿度大于等于90％)下快速充电、并进行高输出功率的放电。
为了使该非水电解质电池轻量化，若容纳电极组的外壳部件由薄膜形成，则会引起如下的问题：当经过长时间在高温环境下使用时，外壳部件的密闭性降低，由于水分的浸入而使得放电容量降低，充放电循环寿命降低。
专利文献1 特开2001—84993号公报
专利文献2特开2002—42889号公报
发明内容
对于车载用或电子设备应急用的非水电解质电池，不但有许多机会曝露在高温多湿环境中，而且在额定容量达到大于等于1Ah的基础上，还要求快速充电和高输出放电，因此由充放电所产生的发热量远远大于手机等额定容量不足1Ah的非水电解质电池。因此，若在高温多湿环境下使用额定容量大于等于1Ah的非水电解质电池，电池温度显著上升，导致外壳部件的密闭性降低，充放电循环寿命降低。
鉴于上述的情况，本发明旨在提供一种在高温多湿环境下的充放电循环特性优良的非水电解质电池、电池组和可以提高能量效率的汽车。
本发明的非水电解质电池的特征在于，其具有：
在边缘部分具有通过热熔接形成了密封部的薄膜制外壳部件；
前述外壳部件内的非水电解质；
容纳在前述外壳部件中的正极；
容纳在前述外壳部件中的负极，其包含Li嵌入电位(insertionpotential)大于等于0.4V(vs.Li/Li+)的负极活性物质；
由铝或铝合金制的正极引线端子，其与前述正极进行电连接，且前端通过前述外壳部件的前述密封部引出至外部；
由铝或铝合金制的负极引线端子，其与前述负极进行电连接，且前端通过前述外壳部件的前述密封部引出至外部；
其中，在前述正极引线端子和前述负极引线端子的介入前述密封部中的平面部分上形成具有凹凸结构的氧化铝膜，
并满足下述式(1)。
0.6Q≤S≤2Q  (1)
S为前述正极引线端子和前述负极引线端子的截面积(mm2)；Q为额定容量(Ah)，其在1～50Ah的范围内。
本发明者们反复进行了认真研究，结果发现，对于额定容量为1～50Ah的非水电解质电池，通过在由铝或铝合金形成正极引线端子和负极引线端子两者时，在正极引线端子和负极引线端子的与密封部接合的平面部分上形成多孔氧化铝膜，同时满足前述式(1)，由此可以改善密封部和引线端子的结合强度，并可以抑制在高温多湿环境下使用时的外壳部件的密闭性的降低。由此，可以提高在高温多湿环境下的充放电循环特性。
此外，本发明的电池组的特征在于：具有上述非水电解质电池的组电池。
本发明的汽车的特征在于：具有上述电池组。
根据本发明，可以提供在高温多湿环境下的充放电循环寿命优良的非水电解质电池、电池组以及可以提高能量效率的汽车。
附图说明
图1是示意性表示第一实施方式的扁平型非水电解质二次电池的局部切开的透视图。
图2是图1的A部分的放大剖面图。
图3是显示图1的密封部的一个例子的放大剖面图。
图4是显示图1的密封部的另一个例子的放大剖面图。
图5是图1的正极引线端子和负极引线端子的介入密封部的平面部分的放大剖面示意图。
图6是示意性地表示第一实施方式的另一个扁平型非水电解质二次电池的局部切开的透视图。
图7是第二实施方式的电池组的分解透视图。
图8是显示图7的电池组的电路框图。
图9是本发明的第三实施方式的串联混合动力汽车的示意图。
图10是本发明的第三实施方式的并联混合动力汽车的示意图。
图11是本发明的第三实施方式的串并联混合动力汽车的示意图。
图12是本发明的第三实施方式的汽车的示意图。
图13是本发明的第三实施方式的混合动力摩托的示意图。
图14是本发明的第三实施方式的电动摩托的示意图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的各种实施方式进行说明。另外，在各个实施方式中共同的结构用同样的符号表示，并省略了重复的说明。此外，各图是旨在说明本发明和促进理解本发明的示意图，其形状、尺寸、比例等与实际装置有不同之处，但这些不同之处可以参照以下的说明和公知的技术适当地进行设计和变更
(第一实施方式)
下面参照图1～图5，对第一实施方式中的非水电解质电池的一个例子进行说明。图1是示意性地表示第一实施方式的扁平型非水电解质二次电池的局部切开的透视图，图2是图1的A部分的放大剖面图，图3是显示图1的密封部的一个例子的放大剖面图，图4是显示图1的密封部的另一个例子的放大剖面图，图5是图1的正极引线端子和负极引线端子的介入密封部的平面部分的放大剖面示意图。
如图1所示，在层压膜制的外壳部件1内，容纳着层叠型电极组2。如图2所示，层叠型电极组2具有使隔膜5介于矩形状的正极3和矩形状的负极4之间，并且使它们交替层叠而成的结构。其具有多个正极3，它们分别具有正极集电体3a和承载在正极集电体3a的两个表面上的含正极活性物质的层3b。还具有多个负极4，它们分别具有负极集电体4a和承载在负极集电体4a的两个表面上的含负极活性物质的层4b。各负极4的负极集电体4a的一边从正极3中沿长边方向突出出来。从正极3中突出出来的负极集电体4a的端部与带状的负极引线端子6进行电连接。此外，在图中没有示出的是，正极3的正极集电体3a的位于与负极集电体4a突出出来的边相反侧的一边从负极4中沿长边方向突出出来。从负极4中突出出来的正极集电体3a的端部与带状的正极引线端子7进行电连接。另外，在图2中，为了方便说明，将集电体4a和负极引线端子6的厚度记为相同，而实际上负极引线端子6的厚度可以比集电体4a更厚。
负极引线端子6可以由下述材料形成，该材料在相对于锂离子金属的电位大于等于0.4V且小于等于3V的范围内具有电学稳定性和导电性。具体可以列举出：含有Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、Si等元素的铝合金和铝。为了减小接触电阻，优选使用与负极集电体4a同类的材料。
正极引线端子7可以由下述材料形成，该材料在相对于锂离子金属的电位大于等于3V且小于等于5V的范围内具有电学稳定性和导电性。具体可以列举出：含有Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、Si等元素的铝合金、和铝。为了减小接触电阻，优选使用与正极集电体3a同类的材料。
下面对外壳部件1进行说明。在形成有杯状容器部1a的层压膜中容纳了前述电极组后，将层压膜折成两折，使层压膜在长边方向的一端部和短边方向的两端部上相互重叠。通过热熔接使该相互重叠的层压膜贴合，外壳部件1的边缘部的三条边上形成长边密封部8、第1短边密封部9a和第2短边密封部9b。由此，得到成为密闭容器的外壳部件1。例如，如图3所示，层压膜具有金属层10、在金属层10的一个表面上形成的热塑性树脂层11和在金属层10的相反侧的表面上形成的树脂层12。热塑性树脂层11位于外壳部件1的内面，树脂层12位于外壳部件1的表面。长边密封部8是通过使相互重叠的层压膜的热塑性树脂层11之间热熔接起来而形成的。如图3所示，第1短边密封部9a是通过在相互重叠的层压膜的热塑性树脂层11间夹入负极引线端子6的状态下使它们热熔接而形成的。负极引线端子6的前端从第1短边密封部9a引出至外部。此外，第2短边密封部9b是通过在相互重叠的层压膜的热塑性树脂层间夹入正极引线端子7的状态下使它们热熔接而形成的。正极引线端子7的前端从第2短边密封部9b引出至外部。
为了实现轻量化，层压膜的金属层10优选铝箔或铝合金箔。铝箔和铝合金箔可以使用具有与后面就负极集电体所述的同样的构成的材料。层压膜的热塑性树脂层11可以由聚烯烃形成。聚烯烃优选使用选自聚碳酸酯(PP)和聚乙烯(PE)中的至少一种。特别优选聚乙烯。层压膜的树脂层12用于增强金属层10，可以由聚烯烃、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等高分子材料形成。层压膜优选具有如下的层叠结构：从外侧(外壳部件表面侧)开始，按照PET膜或尼龙膜/铝箔或铝合金箔/非延展性PE膜或PP膜的顺序层叠。另外，金属层10和热塑性树脂层11之间以及金属层10和树脂层12之间可以存在用于对它们进行粘接的粘接剂层。
层压膜的厚度优选小于等于0.3mm。更优选的范围是0.1～0.3mm。
在负极引线端子6的与第1短边密封部9a接触的平面部分、以及正极引线端子7的与第2短边密封部9b接触的平面部分上，具有凹凸结构的氧化铝膜形成为多孔状。这些平面部分的示意图如图5所示。在平面部分13形成具有凹凸结构的氧化铝膜14。具有凹凸结构的氧化铝膜14具备海绵结构那样的多孔结构。具体地说，多个突起部15不连续且不均匀地形成，突起部15间形成多个连续气孔16和独立气孔17。突起部15的高度优选在0.01～10μm的范围内。此外，具有凹凸结构的氧化铝膜14的厚度优选小于等于10μm。因为若厚度超过10μm，则电接触电阻有可能增大。厚度更优选的范围是0.01～1μm。由此，可以充分保证密封部和引线端子的接合强度。此处，通过金属显微镜或电子显微镜观察，具有凹凸结构的氧化铝膜14的厚度T是突起部15的最大高度H和最小高度h的中间值。具有凹凸结构的氧化铝膜14不仅在平面部分13上形成，还优选在负极引线端子6的与第1短边密封部9a接触的侧面部分、和正极引线端子7的与第2短边密封部9b接触的侧面部分上形成。此外，具有凹凸结构的氧化铝膜14的空孔不局限于如图5所示的三维配置的多孔结构，也可以具有空孔以网眼状进行二维配置的多孔结构。
具有凹凸结构的氧化铝膜14可以通过对负极引线端子6和正极引线端子7进行表面处理、或者用锉刀处理而形成。作为前述表面处理，可以列举出：例如，蚀刻、等离子处理、阳极氧化等利用药液进行的化学处理，用颗粒冲击使表面粗糙的喷砂处理等物理处理。上述表面处理对负极引线端子6的由第1短边密封部9a所包围的整个表面和正极引线端子7的由第2短边密封部9b所包围的整个表面进行。作为利用药液进行的化学处理，可以列举出：将负极引线端子6和正极引线端子7浸渍在含有重铬酸钠、磷酸或硫酸的水溶液中的重铬酸处理。
如图4所示，在层压膜的热塑性树脂层11和负极引线端子6之间，可以插入热塑性膜18。热塑性膜18优选具有覆盖住负极引线端子6的平面部分13上具有凹凸结构的氧化铝膜14的大小。由此，可以提高第1短边密封部9a和负极引线端子6的接合强度。此外，为了提高第2短边密封部9b和正极引线端子7的接合强度，也可以使热塑性膜介于正极引线端子7和层压膜的热塑性树脂层11之间。
热塑性膜18具有与层压膜的热塑性树脂层11同等的特性和成形性，同时，为了使具有凹凸结构的氧化铝14和热塑性树脂层11之间良好地接合，优选使用电化学稳定且熔点为100～200℃的有机聚合物膜。作为这样的有机聚合物膜，可以列举出：由在含有选自聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)中的至少一种的聚烯烃中添加酸酐而得到的材料形成的薄膜。特别优选通过在聚乙烯中接枝百分之几的马来酸酐而得到的薄膜。由此，可以进一步提高在高温多湿环境下的充放电循环寿命。
上述构成的非水电解质电池满足下述式(1)。
0.6Q≤S≤2Q            (1)
S为正极引线端子7和负极引线端子6的截面积(mm2)；Q为额定容量(Ah)，其在1～50Ah的范围内。
此处的截面积S是指，将正极引线端子7和负极引线端子6分别沿着短边方向切断时所得到的截面积。正极引线端子7的截面积S和负极引线端子6的截面积S也可以是相互不同的值，只要具有满足前述式(1)的值就行。此外，非水电解质电池的额定容量Q是指以0.2C的速率放电时的容量。
若截面积S不足0.6Q，则由于正极引线端子7和负极引线端子6的放热不充分，在高温多湿环境下使用时第1短边密封部9a或第2短边密封部9b有可能剥离。另一方面，若截面积S超过2Q，则第1短边密封部9a和第2短边密封部9b的接合强度降低，在高温多湿环境下使用时第1短边密封部9a或第2短边密封部9b有可能剥离。
截面积S更优选的范围是1.2Q≤S≤1.8Q。
截面积S的测定可以通过下述方法进行。在正极引线端子7的任意5处，测定正极引线端子7的沿短边方向的截面面积，将其平均值作为正极引线端子7的截面积S。此外，在负极引线端子6的任意5处，测定负极引线端子6的沿短边方向的截面面积，将其平均值作为负极引线端子6的截面积S。
通过在上述式(1)的基础上，满足下述式(2)～(4)中的任一项，可以进一步改善高温多湿环境下的高输入(快速充电)和高输出(高速放电)时的充放电循环特性。另外，由式(2)～(4)带来的性能改善效果在额定容量(Ah)为3≤Q≤5时更为显著，因此额定容量(Ah)优选满足3≤Q≤5。
前述正极引线端子7和前述负极引线端子6的厚度t(mm)优选满足下述式(2)。
0.001Q+0.1≤t≤0.02Q+1.0      (2)
厚度t(mm)的测定可以通过下述方法进行。在正极引线端子7的任意5处，用例如游标卡尺测定厚度，将其平均值作为正极引线端子7的厚度t。此外，在负极引线端子6的任意5处，用例如游标卡尺测定厚度，将其平均值作为负极引线端子6的厚度t。
前述正极引线端子7和前述负极引线端子6的宽度X(mm)优选满足下述式(3)。此处宽度X是指，引线端子的短边方向的长度。
1.2Q≤X≤13Q    (3)
宽度X的测定可以通过下述方法进行。在正极引线端子7的任意5处，测定正极引线端子7的短边方向的长度，将其平均值作为正极引线端子7的宽度X。此外，在负极引线端子6的任意5处，测定负极引线端子6的短边方向的长度，将其平均值作为负极引线端子6的宽度X。
密封部的外边缘和内边缘的距离Y(mm)优选满足下述式(4)。
0.1Q+2≤Y≤0.4Q+10    (4)
密封部可以在外壳部件的边缘部的至少一端(一边)或四周(四边)上形成。在外壳部件的边缘部的三边上形成密封部的例子示于前述图1和后述图6中。在图1中，密封部由长边密封部8、第1短边密封部9a和第2短边密封部9b构成。在长边密封部8的任意5处测定外边缘Z1(外壳部件1的外周)和内边缘Z2(密封部的边界线)之间的距离Y，算出其平均值。此外，在第1短边密封部9a的任意5处测定外边缘Z1(外壳部件1的外周)和内边缘Z2(密封部的边界线)之间的距离Y，算出其平均值。对于第2短边密封部9b，也在其任意5处测定外边缘Z1(外壳部件1的外周)和内边缘Z2(密封部的边界线)之间的距离Y，算出其平均值。分别针对长边密封部8、第1短边密封部9a和第2短边密封部9b而算出的平均距离Y满足前述式(4)即可。因此，根据长边密封部8、第1短边密封部9a和第2短边密封部9b，平均距离Y相互可以相同、也可以不同。
下面，详细说明负极、正极、隔膜、非水电解质和外壳部件。
1)负极
该负极具有负极集电体和承载在前述集电体的一个表面或两个表面上的含负极活性物质的层，该含负极活性物质的层包含活性物质、导电剂和粘合剂。
将负极活性物质的锂嵌入电位限定在大于等于0.4V(vs.Li/Li+)是由于，对于锂嵌入电位低于0.4V(vs.Li/Li+)的负极活性物质(例如含碳物质、锂金属)，由于锂和铝的合金化反应，负极引线端子和负极集电体会细粉化。另外，为了实现高电压，优选将负极活性物质的锂嵌入电位限定为0.4～3V(vs.Li/Li+)，更优选的范围是0.4～2V(vs.Li/Li+)。
可以在0.4～3V(vs.Li/Li+)的范围内嵌入锂的负极活性物质，优选是金属氧化物，金属硫化物，金属氮化物或合金。
作为这样的金属氧化物，可以列举出：例如，含钛的金属复合氧化物，例如SnB0.4P0.6O3.1等非晶态锡氧化物，例如SnSiO3等锡硅氧化物，例如SiO等氧化硅，例如WO3等钨氧化物等。其中优选含钛的金属复合氧化物。
作为含钛金属复合氧化物，可以列举出：例如，锂钛氧化物，氧化物合成时不含锂的钛系氧化物等。作为锂钛氧化物，可以列举出：例如，具有尖晶石结构的钛酸锂(例如Li4+xTi5O12(x满足—1≤x≤3))，斜方锰矿型的钛酸锂(例如Li2+xTi3O7(x满足—1≤x≤3))等。作为钛系氧化物，可以列举出：包含TiO2、Ti和选自P、V、Sn、Cu、Ni和Fe中的至少一种元素的金属复合氧化物等。TiO2优选锐钛矿型且热处理温度为300～500℃的低结晶性TiO2。作为含有Ti和选自P、V、Sn、Cu、Ni和Fe中的至少一种元素的金属复合氧化物，可以列举出：例如，TiO2—P2O5、TiO2—V2O5、TiO2—P2O5—SnO2、TiO2—P2O5—MeO(Me是选自Cu、Ni和Fe中的至少1种元素)等。该金属复合氧化物优选结晶性低、具有结晶相和非晶相共存、或者非晶相单独存在的微观结构。通过具有这样的微观结构，可以大幅提高循环性能。其中，优选锂钛氧化物、含有Ti和选自P、V、Sn、Cu、Ni和Fe中的至少一种元素的金属复合氧化物。
作为金属硫化物，可以列举出：例如，TiS2等硫化钛，例如MoS2等硫化钼，例如FeS、FeS2和LixFeS2等硫化铁等。
作为金属氮化物，可以列举出：例如，锂钴氮化物例如(LixCoyN，0<x<4，0<y<0.5)等。
若使用含钛的金属复合氧化物作为负极活性物质，可以降低由充放电循环引起的负极的体积变化，所以可以进一步提高充放电循环特性。即使在含钛的金属复合氧化物中，尖晶石型的钛酸锂因为能够得到高容量，所以是优选的。
负极活性物质的平均粒径优选小于等于1μm。这样可以提高循环特性。特别是快速充电时和高输出功率放电时上述效果更为显著。这是由于，例如对于嵌入脱嵌锂离子的负极活性物质，粒径越微小，活性物质内部中的锂离子的扩散距离就越短，比表面积增大。更优选的平均粒径为小于等于0.3μm。但是，如果平均粒径过小，则颗粒容易发生凝聚，有可能导致负极的均质性的降低，因此下限值优选为0.001μm。
平均粒径小于等于1μm的负极活性物质可以通过将反应合成的活性物质原料制成活性物质前体后，进行烧成处理，用球磨机或喷射式粉碎机等粉碎机进行粉碎处理而得到。另外，在烧成处理中，有时活性物质前体的一部分发生凝聚而成长为粒径大的二次粒子。因此，在负极活性物质中允许包含二次粒子。由于粒径较小的物质容易进行粉碎处理，因此活性物质前体优选为小于等于1μm的粉末。通过使用这样的微粒作为活性物质，可以迅速地嵌入和脱嵌锂离子，对于能够提供具有高输入和输出功率性能的车辆用二次电池是最适合的。
负极集电体优选是铝箔或铝合金箔。负极集电体的平均晶粒粒径优选小于等于50μm。这样，可以飞跃性地提高集电体的强度，从而可以在高的压制压力下对负极进行压制以使其高密度化，使电池的容量增大。此外，由于可以防止在高温环境下(大于等于40℃)在过放电循环中负极集电体的溶解和腐蚀劣化，因而可以抑制负极阻抗的升高。此外，还可以提高输出功率特性、快速充电和充放电循环特性。平均晶粒粒径更优选的范围是小于等于30μm，进一步优选的范围小于等于5μm。
平均晶粒粒径可以按照如下所述求出。用电子显微镜观察集电体表面的组织，以得到1mm×1mm面积内存在的晶粒数目n。然后，使用该n从式S＝1×106/n(μm2)求出平均晶粒面积S。根据所得到的S值，通过下面给出的式(A)计算出平均晶粒粒径d(μm)。
d＝2(S/π)1/2       (A)
平均晶粒粒径的范围在小于等于50μm的范围内的铝箔或铝合金箔由材料的组成、杂质、加工条件、热处理历史和退火的加热条件等诸多因素产生复杂的影响。在制造过程中，前述晶粒粒径(直径)可以通过上述各个因素的有机组合来调节。
铝箔和铝合金箔的厚度优选小于等于20μm，更优选小于等于15μm。铝箔的纯度优选大于等于99.99％。作为铝合金，优选包含镁、锌、硅等元素的合金。另一方面，铁、铜、镍、铬等过渡金属优选限定为小于等于100ppm。
作为前述导电剂，可以列举出：例如，乙炔黑、碳黑、焦炭、碳纤维、石墨、铝粉末和TiO等。更优选的是，热处理温度为800～2000℃的平均粒径小于等于10μm的焦炭、石墨、TiO的粉末、平均纤维直径小于等于1μm的碳纤维。前述碳材料通过N2吸附测定的BET比表面积优选大于等于10m2/g。
作为前述粘合剂，可以列举出：例如，聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、氟橡胶、丁苯橡胶和芯壳粘合剂等。
前述负极的活性物质、导电剂和粘合剂的配合比优选的范围是，负极活性物质为80～95重量％，导电剂为3～18重量％，粘合剂为2～7重量％。
负极可以通过如下方法制造：将前述负极活性物质、导电剂和粘结剂悬浊在适当的溶剂中，将该悬浊液涂布在集电体上，进行干燥，加热压制而成。
2)正极
所述正极包括正极集电体、承载在前述集电体的一个表面或两个表面上的含正极活性物质的层，所述含正极活性物质的层包含活性物质、导电剂和粘合剂。
作为正极活性物质，可以列举出：氧化物、硫化物、聚合物等。其中优选包含选自钴、镍、锰和铁中的至少一种金属元素的锂金属化合物。
作为这样的锂金属化合物，可以列举出：锂锰复合氧化物(例如LixMn2O4或LixMnO2)、锂镍复合氧化物(例如LixNiO2)、锂钴复合氧化物(例如LixCoO2)、锂镍钴复合氧化物(例如LixNi1-yCoyO2)、锂锰钴复合氧化物(例如LixMnyCo1-yO2)、尖晶石型锂锰镍复合氧化物(例如LixMn2-yNiyO4，x、y满足：0≤x≤1，0.4≤y≤1)、具有橄榄石结构的锂磷氧化物(例如LixFePO4、LixFe1-yMnyPO4、LixVPO4F、LixCoPO4等)、具有层状结晶结构的锂镍钴锰复合氧化物等。另外，在没有特别说明的情况下，x、y优选在0～1的范围内。
为了得到在高电压下输出性能优良的非水电解质电池，优选使用锂锰复合氧化物、锂镍复合氧化物、锂钴复合氧化物、锂镍钴复合氧化物、尖晶石型锂锰镍复合氧化物、锂锰钴复合氧化物、磷酸铁锂、具有层状结晶结构的锂镍钴锰复合氧化物等。
前述具有层状结晶结构的锂镍钴锰复合氧化物的组成优选以LiaNibCocMndO2(其中摩尔比a、b、c、和d满足0≤a≤1.1，b+c+d＝1)表示。摩尔比a、b、c、d更优选的范围是0≤a≤1.1，0.1≤b≤0.5，0≤c≤0.9和0.1≤d≤0.5)。
此外，作为氧化物，除了上述种类的氧化物以外，还可以列举出：二氧化锰(MnO2)、氧化铁、氧化铜、氧化镍、硫酸铁(Fe2(SO4)3)、钒氧化物(例如V2O5)等。作为聚合物，可以列举出聚苯胺或聚吡咯等导电性聚合物材料、二硫化物系聚合物材料等。另外还可以使用硫(S)，氟化碳等。
作为前述导电剂，可以列举出：例如，乙炔黑、碳黑和石墨等。
作为前述粘合剂，可以列举出：例如，聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)和氟橡胶等。
前述正极的活性物质、导电剂和粘合剂的配合比优选的范围是，正极活性物质为80～95重量％，导电剂为3～19重量％，粘合剂为1～7重量％。
例如前述正极可以通过如下的方法制造：将正极活性物质、导电剂和粘合剂悬浊在适当的溶剂中，将该悬浊液涂布在铝箔或铝合金箔集电体上，干燥，进行压制而成。
前述集电体的铝箔或铝合金箔与负极集电体同样，其平均晶粒直径优选小于等于50μm。更优选小于等于30μm，进一步优选小于等于5μm。通过使前述平均晶粒直径的范围小于等于50μm，可飞跃性地提高铝箔或铝合金箔的强度，从而可以用高的压力对正极进行压制以使其高密度化，增加电池容量。
前述平均晶粒粒径的范围在小于等于50μm的范围内的铝箔或铝合金箔受到材料的组成、杂质、加工条件、热处理历史和退火的加热条件等诸多因素的复杂影响，在制造过程中，前述晶粒粒径(直径)可以通过上述各个因素的有机组合来调节。
前述铝箔和铝合金箔的厚度优选小于等于20μm，更优选小于等于15μm。
3)隔膜
正极和负极之间可以设置隔膜。作为隔膜，可以列举出：例如，包含聚乙烯、聚丙烯、纤维素或聚偏二氟乙烯(PVdF)的多孔薄膜、合成树脂制无纺布等。其中，由聚乙烯或聚丙烯构成的多孔薄膜可以在一定温度下熔融，从而阻断电流，因而从提高安全性的角度来看是优选的。
4)非水电解质
非水电解质可以使用通过在有机溶剂中溶解锂盐电解质而制得的液态非水电解质、由前述液态电解质和高分子材料进行复合而得到的凝胶状非水电解质、或由锂盐电解质和高分子材料进行复合而得到的固体电解质。作为高分子材料，可以列举出：例如，聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈(PAN)、聚环氧乙烷(PEO)等。此外，非水电解质中还可以包含含有非挥发性且不燃性的离子性液体的常温熔融盐。常温熔融盐(离子性熔融体)优选含有锂离子、有机物阳离子和有机物阴离子，且在小于等于100℃、优选小于等于室温的环境下呈液态。
作为电解质的锂盐，可以列举出：例如，高氯酸锂(LiClO4)、六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)、双三氟甲磺酰亚胺锂[LiN(CF3SO2)2]、LiN(C2F5SO2)2、Li(CF3SO2)3C、LiB[(OCO)2]2等。其中，由于四氟硼酸锂抑制非水电解质水解的效果高，因此可以进一步提高充放电循环寿命。
锂盐优选以0.5～2mol/L的浓度溶解于有机溶剂中。
作为前述有机溶剂，可以列举出：例如，碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)等环状碳酸酯，碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(MEC)等直链状碳酸酯，二甲氧基乙烷(DME)、二乙氧基乙烷(DEE)等直链状醚，四氢呋喃(THF)、二氧杂戊环(DOX)等环状醚，γ—丁内酯(GBL)、乙腈(AN)、环丁砜(SL)等。这些有机溶剂可以单独使用，或以2种或更多种的混合物的形态使用。其中，优选含有选自PC、EC、DEC和GBL中的至少一种。由此，可以提高二次电池的输出特性或充放电循环寿命。为了充分地提高性能，优选选择PC、EC、DEC和GBL中的两种或更多种。
第一实施方式的非水电解质电池不局限于前述图1～图5所示的结构，也可以具有例如图6所示的结构。图6是示意性地表示第一实施方式的另一种扁平型非水电解质二次电池的局部切开的透视图。
如图6所示，电极组具有使隔膜5介于正极3、负极4之间并按螺旋状卷绕起来以形成扁平形状的结构。通过使隔膜5介于正极3、负极4之间并按螺旋状卷绕起来以形成扁平形状后，进行加热压制，从而制成前述电极组。电极组中的正极3、负极4和隔膜5可以通过具有粘接性的高分子材料而成为一整体。带状的正极引线端子7与正极3进行电连接。另一方面，带状的负极引线端子6与负极4进行电连接。该电极组容纳在层压膜制的外壳部件1中。外壳部件1是通过用折成两折的层压膜夹住电极组，通过热熔接使层压膜的重叠部分贴合起来而形成的。该外壳部件1具有短边密封部19、长边密封部20a、20b。正极引线端子7和负极引线端子6的前端通过外壳部件1的短边密封部19而引出至外部。
为了提高充放电循环寿命，优选具有如前述的图1所示的结构，即正极引线端子和负极引线端子从分别相对的密封部引出。这是因为，可以充分确保正极引线端子和负极引线端子的宽度，且电池的热扩散性优良。
(第二实施方式)
第二实施方式的电池组具有多个第一实施方式的电池单体。将各个电池单体以串联或并联通电的方式进行设置，形成组电池。
第一实施方式的电池单体适于制成组电池，第二实施方式的电池组的循环特性优良。下面对此进行说明。
由于第一实施方式的电池单体能够在经过长时间以后仍保持高的气密性，因此可以极度地缩小电池容量的个体差异和阻抗的个体差异。其结果是，例如对于串联连接的组电池，可以减少伴随电池容量的个体差异所导致的满充电时电池电压的偏差。因此，第二实施方式的电池组的组电池的控制性优良，可以提高循环特性。
作为电池单体可以使用图1或图6所示的扁平型电池。
图7的电池组中的电池单体21由如图6所示的扁平型非水电解质电池构成。多个电池单体21是将正极引线端子7和负极引线端子6突出的方向沿一个方向对齐，并且在厚度方向上层叠而成。如图8所示，电池单体21形成串联连接的组电池22。组电池22如图7所示，通过粘合带23成为一个整体。
面对着正极引线端子7和负极引线端子6突出的侧面，设置有印刷电路板24。如图8所示，印刷电路板24上装配有热敏电阻器25、保护电路26和向外部设备通电用的端子27。
如图7和图8所示，组电池22的正极侧布线28与印刷电路板24的保护电路26的正极侧接线器29进行电连接。组电池22的负极侧布线30与印刷电路板24的保护电路26的负极侧接线器31进行电连接。
热敏电阻器25用于检测电池单体21的温度，将检测信号传送到保护电路26。保护电路26在规定的条件下，可以阻断位于保护电路和向外部设备通电用的端子之间的正侧布线31a和负侧布线31b。规定的条件是指，例如当热敏电阻器的检测温度大于等于规定温度时，或当检测到电池单体21的过充电、过放电、过电流等时。该检测方法可以对单个的电池单体21或所有的电池单体21进行。当对单个电池单体21进行检测时，可以检测电池电压，也可以检测正极电位或负极电位。在后者的情况下，在单个的电池单体21中插入用作参比电极的锂电极。在图8的情况下，电池单体21分别和用于检测电压的布线32连接，检测信号通过这些布线32传送到保护电路26。
在第二实施方式的情况下，由于通过电池电压的检测可以良好地控制正极或负极电位，因此特别适合于保护电路只检测电池电压的情况。
对于组电池22，在除了正极引线端子7和负极引线端子6突出出来的侧面以外的另三个侧面上，设置由橡胶或树脂构成的保护片33。在正极引线端子7和负极引线端子6突出出来的侧面和印刷电路板24之间，设置由橡胶或树脂构成的块状的保护块34。
该组电池22和各保护片33、保护块34以及印刷电路板24一起被容纳到容纳容器35中。即，容纳容器35的长边方向的两个内侧面和短边方向的内侧面上分别设置保护片33，在短边方向的相反侧的内侧面设置印刷电路板24。组电池22位于保护片33和印刷电路板24所包围起来的空间内。在容纳容器35的上面安装盖36。
另外，为了固定组电池22，也可以使用热收缩管来代替粘合带23。在这种情况下，在组电池的两侧面设置保护片，用热收缩管环绕以后，使该热收缩管热收缩而捆住组电池。
另外，图7、8中所示的电池单体21是串联连接的，为了增大电池容量也可以并联连接。当然，组装好的电池组还可以并联或串联连接。
此外，电池组的形态可以根据不同用途而进行适当的变化。
作为电池组的用途，优选设想在高温环境下使用。具体地可以列举出：两轮至四轮的混合动力电动汽车、两轮至四轮的电动汽车、助动自行车等车载的用途和电子设备的应急用途。
另外，在车载的用途中，要求在60℃左右的高温环境下的循环特性良好。在电子设备的应急用途中，要求在45℃左右的高温环境下的循环特性良好。如后述的实施例所示，由于60℃下的充电循环特性得到改善，因此对车载用途、电子设备的应急用途都非常适合。特别适合车载的用途。
(第三实施方式)
第三实施方式的汽车具有第二实施方式的电池组。作为此处所说的汽车，可列举出：两轮～四轮的混合动力电动车、两轮～四轮的电动车、助动自行车等。
图9～11显示了内燃机和电池驱动的电动机组合作为行驶动力源的混合动力型汽车。关于汽车的驱动力，根据其行驶条件，需要能提供大范围的转数和转矩的动力源。一般来说，内燃机显示出理想能量效率的转矩和转数范围是有限的，在其以外的运转条件下能量效率降低。混合动力型的汽车的特征在于，通过在最佳条件下运行内燃机以进行发电，同时用高效率电动机驱动车轮，或者将内燃机和电动机的动力加在一起而进行驱动，可以提高汽车整体的能量效率。此外，通过将减速时的车辆所具有的运动能量再生为电力，因此和通常的单独依靠内燃机行驶的汽车相比，每单位燃料所行驶的距离得到飞跃性的提高。
混合动力汽车根据内燃机和电动机的组合方式，大致分为3种。
图9显示了一般称为串联混合动力汽车的混合动力汽车50。内燃机51的动力一次性地全部通过发电机52转化为电力，该电力通过变换器(inverter)53储存在电池组54中。电池组54使用本发明的第二实施方式的电池组。电池组54的电力通过变换器53供给至电动机55，通过电动机55驱动车轮56。这是在电动汽车中复合了发电机的系统。内燃机可以在高效率的条件下运转，电力还可以再生。相反地，由于车轮的驱动仅通过电动机进行，因而需要大输出功率的电动机。而且也需要较大容量的电池组。电池组的额定容量优选在5～50Ah的范围内。更优选的范围是10～20Ah。此处额定容量是指，以0.2C的速率放电时的容量。
图10显示了称为并联混合动力汽车的混合动力汽车57。标记58表示兼作发电机和电动机的发电机/电动机。内燃机51主要驱动车轮56，根据不同情况，将其动力的一部分通过发电机/电动机58的发电机转化为电力，用该电力对电池组54进行充电。在负载加重的发动和加速时，通过发电机/电动机58的电动机提供辅助的驱动力。其是一种以普通汽车为基础，减少了内燃机51的负荷变动以实现高效率，并且还结合进行电力再生等的系统。由于车轮56的驱动主要通过内燃机51进行，所以发电机/电动机58的电动机的输出功率可以根据必要的辅助比例而任意地决定。这样即使使用较小的发电机/电动机58和电池组54也可以组成系统。电池组的额定容量可以在1～20Ah的范围内。更优选的范围是5～10Ah。
图11显示了称为串并联混合动力车的混合动力汽车59。其是一种组合了串联和并联两者的方式。动力分割机构60将内燃机51的输出功率分割为发电用和车轮驱动用。进行比并联方式更为细致的引擎负荷控制，因而可以提高能量效率。
电池组的额定容量优选在1～20Ah的范围内。更优选的范围是5～10Ah。
本发明的实施方式的电池组特别适用于串并联方式的混合动力汽车。
电池组54通常优选设置在不易受到外界气温变化的影响，而且当发生碰撞等时不易受到冲击的位置。例如在图12所示那样的轿车型汽车中，可以设置在后座61后方的行李室62内等。此外，也可以设置在座位61的下面或后面。当电池重量较大时，为了使车辆整体低重心化，优选设置在座位下或地板下等处。
电动汽车(EV)用从汽车外部供应电力而储存在被充电的电池组中的能量进行行驶。因此，电动汽车可以利用采用其它发电设备等高效率地发电的电能。此外，由于减速时汽车的运动能量可以再生为电能，因而可以提高行驶时的能量效率。由于电动汽车完全不排放二氧化碳以外的尾气，因而是一种清洁的汽车。相反地，由于行驶时的动力完全由电动机提供，因而需要高输出功率的电动机。通常，必须通过一次充电将一次行驶所需要的所有能量储存在电池组中以进行行驶，因而需要具有极大容量的电池。电池组的额定容量优选在100～500Ah的范围内。更优选的范围是200～400Ah。
此外，由于电池重量在车辆重量中所占的比例较大，因而优选将电池组铺设在地板下等较低的、且距离车辆重心不远的位置。为了在短时间内充相当于1次行驶所需的大的电量，大容量的充电器和充电电缆是必需的。因此，电动汽车优选具有与之连接的充电连接器。充电连接器可以使用通过电接触点进行充电的通常的连接器，也可以使用通过电磁耦合充电的非接触式充电连接器。
图13表示混合动力摩托63的一个例子。在二轮车辆的情况下，也与混合动力汽车同样，可以构成具有内燃机64、电动机65、和电池组54的能量效率高的混合动力摩托。内燃机64主要驱动车轮66，根据不同情况用其动力的一部分对电池组54进行充电。在负载加重的出发和加速时，由电动机65提供辅助的驱动力。由于车轮66的驱动主要通过内燃机64进行，所以电动机65的输出功率可以根据必要的辅助比例而任意地决定。这样即使使用较小的电动机65和电池组54，也可以组成系统。电池组的额定容量可以在1～20Ah的范围内。更优选的范围是3～10Ah。
图14表示电动摩托67的一个例子。由于电动摩托67用从外部供应电力而储存在被充电的电池组54中的能量驱动电动机56，用车轮66行驶。由于行驶时的动力完全由电动机65提供，因而需要高输出功率的电动机65。通常，必须通过一次充电将一次行驶所需要的所有能量储存在电池组中以进行行驶，因而具有较大容量的电池是必需的。电池组的额定容量优选在10～50Ah的范围内。更优选的范围是15～30Ah。
[实施例]
下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，但本发明不局限于以下列举的实施例。
(实施例1)
根据以下说明的方法制作负极。将平均粒径为0.5μm、由N2气体测定的BET比表面积为20m2/g、Li嵌入电位为1.55V(vs.Li/Li+)的尖晶石型的钛酸锂(Li4Ti5O12)粉末，作为导电剂的平均粒径为4μm的碳粉末，和作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)以重量比90:7:3混合。将它们在N—甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中分散，制成浆料。将所得的浆料涂布在具有厚为10μm且平均晶粒粒径为50μm的铝箔(纯度为99％)上，然后经过干燥、加热压制的工序，从而制成电极密度为2.4g/cm3的负极。
下面说明负极引线端子的制作方法。将厚度t为0.15mm、宽度X为12mm、高为30mm、截面积S为1.8mm2、且其组成中含有0.5％Mg的铝合金箔(纯度为99％)浸渍在含有重铬酸钠和磷酸的水溶液中，进行重铬酸表面处理，形成具有厚度为1μm的凹凸结构的氧化铝膜。该氧化铝膜为前述图5所示的多孔状。将所得到的负极引线端子与外壳部件接合的平面部分用作为热塑性膜的聚乙烯膜覆盖，通过热处理使负极引线端子与聚乙烯膜粘附。
准备平均粒径3μm的层状结构的锂镍钴锰氧化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)作为正极活性物质。向其中分别混合作为导电材料的相对于正极整体为8重量％的石墨粉末、作为粘合剂的相对于正极整体为5重量％的PVdF，并且分散在n—甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中，从而制成浆料。把该浆料涂布在厚为15μm且平均晶粒粒径为10μm的铝箔(纯度为99％)的两个表面上，然后经过干燥、加热压制的工序，制成电极密度为3.5g/cm3的正极。
下面说明正极引线端子的制作方法。将厚度t为0.15mm、宽度X为12mm、高为30mm、截面积S为1.8mm2、且其组成中含有0.5％Mg的铝合金箔(纯度为99％)浸渍在含有重铬酸钠和磷酸的水溶液中以进行重铬酸表面处理，形成厚度为0.1μm的多孔氧化铝膜。该氧化铝膜具有前述的图5所示的多孔结构。将所得到的正极引线端子与外壳部件接合的平面部分用作为热塑性膜的聚乙烯膜覆盖，通过热处理使正极引线端子与聚乙烯膜粘附。
在正极和负极之间介入厚为12μm聚乙烯制多孔膜隔膜，并且使它们交替层叠，得到层叠电极组。将由上述方法制作的负极引线端子与负极集电体进行电连接。另外，将正极引线端子与正极集电体进行电连接。
构成外壳部件的层压膜的厚度为0.1mm。此外，该层压膜使用如下的层压膜：其膜厚为约0.03mm，具有平均晶粒粒径为约100μm的铝层和在铝层的一个表面上形成的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、以及在铝层的相反侧的一个表面上形成的聚乙烯(PE)膜。密封部的外边缘和内边缘的距离Y在引出负极引线端子的第1短边密封部、引出正极引线端子的第2短边密封部和长边密封部处分别为4mm。
另一方面，作为非水电解质，以在碳酸乙烯酯(EC)和γ—丁内酯(BL)的混合溶剂(体积比为25:75)中溶解2.0mol/L作为电解质的四氟硼酸锂(LiBF4)，由此制成液态非水电解质(非水电解液)。
将该非水电解质注入至外壳部件内的电极组中，制成具有前述的图1所示的结构、额定容量Q为3Ah、厚为6.8mm、宽为72mm、高为110mm的扁平型非水电解质电池。
由于额定容量Q为3Ah，根据前述式(1)，截面积S的容许范围是1.8～6mm2。实施例1的截面积S为1.8mm2的值相当于0.6Q。根据前述式(2)，正极引线端子和负极引线端子的厚度t的容许范围是0.103～1.06mm的范围。根据前述式(3)，正极引线端子和负极引线端子的宽X的容许范围是3.6～39mm的范围。根据前述式(4)，密封部的外边缘和内边缘的距离Y的容许范围是2.3～11.2mm的范围。
下面对负极活性物质的粒径和锂嵌入电位的测定方法进行说明。
<负极活性物质的粒径>
负极活性物质的粒径测定可以通过如下的方法进行：使用激光衍射式分布测定装置(岛津SALD—300)，首先将约0.1g试样和表面活性剂以及1～2mL蒸馏水加入烧杯，充分搅拌后，注入至搅拌水槽，以2秒为间隔，测定64次发光强度分布，分析粒度分布数据。
<Li嵌入电位>
将负极切成1cm×1cm的大小，作为工作电极。使工作电极与由2cm×2cm的锂金属箔构成的对电极隔着玻璃滤器(隔膜)而相对向，插入锂金属作为参比电极，并使其不要与工作电极和对电极接触。将这些电极插入3极式玻璃盒，工作电极、对电极、参比电极分别与玻璃盒的端子相连，注入50mL电解液(电解液是通过在EC和BL以25:75的体积比混合而得到的混合溶剂中溶解2mol/l LiBF4而得到)，达到在隔膜和电极上充分浸渍电解液的状态，将玻璃容器密闭。制成的玻璃盒设置在25℃的恒温槽内，测定以0.1mA/cm2的电流密度进行充电时工作电极的锂离子嵌入电位。
(实施例2～22和比较例1～11)
除了将额定容量Q、截面积S、引线厚度、引线宽度和密封部的宽度设定为下述表1～2所示的值以外，按照与前述实施例1同样的步骤制作扁平型非水电解质电池。
在实施例11～13和比较例4、5中，由于额定容量Q为1Ah，根据前述式(1)，截面积S的容许范围变为0.6～2mm2的范围。由于实施例11的截面积S为0.6mm2，若用额定容量Q表示，则为0.6Q。根据前述式(2)，正极引线端子和负极引线端子的厚度t的容许范围变为0.101～1.02mm的范围。根据前述式(3)，正极引线端子和负极引线端子的宽度X的容许范围变为1.2～13mm的范围。根据前述式(4)，密封部的外边缘和内边缘的距离Y的容许范围变为2.1～10.4mm的范围。
在实施例14～16和比较例6、7中，由于额定容量Q为5Ah，根据前述式(1)，截面积S的容许范围变为3～10mm2的范围。例如，由于实施例14的截面积S为3mm2，若以额定容量Q表示，则为0.6Q。根据前述式(2)，正极引线端子和负极引线端子的厚度t的容许范围变为0.105～1.1mm的范围。根据前述式(3)，正极引线端子和负极引线端子的宽度X的容许范围变为6～65mm的范围。根据前述式(4)，密封部的外边缘和内边缘的距离Y的容许范围变为2.5～12mm的范围。
在实施例17～19和比较例8、9中，由于额定容量Q为10Ah，根据前述式(1)，截面积S的容许范围变为6～20mm2的范围。例如，由于实施例17的截面积S为6mm2，若以额定容量Q表示，则为0.6Q。根据前述式(2)，正极引线端子和负极引线端子的厚度t的容许范围变为0.11～1.2mm的范围。根据前述式(3)，正极引线端子和负极引线端子的宽度X的容许范围变为12～130mm的范围。根据前述式(4)，密封部的外边缘和内边缘的距离Y的容许范围变为3～14mm的范围。
在实施例20～22和比较例10、11中，由于额定容量Q为50Ah，根据前述式(1)，截面积S的容许范围变为30～100mm2的范围。例如，由于实施例20的截面积S为30mm2，若以额定容量Q表示，则为0.6Q。根据前述式(2)，正极引线端子和负极引线端子的厚度t的容许范围变为0.15～2mm的范围。根据前述式(3)，正极引线端子和负极引线端子的宽度X的容许范围变为60～650mm的范围。根据前述式(4)，密封部的外边缘和内边缘的距离Y的容许范围变为7～30mm的范围。
对得到的实施例和比较例的非水电解质二次电池，进行充放电循环试验。
即进行高温、高湿快速充电过放电循环试验，其中评价条件是在湿度为90％，60℃的环境下，进行6分钟的2.8V的恒定电压充电(最大电流率为10C)后，进行5C速率的恒定电流放电直至0V，重复进行这样的充放电循环。将容量保持率变为80％时作为循环次数。
表1
 
额定容量Q(Ah) 截面积S 引线厚度t(mm) 引线宽度X(mm) 密封部宽度Y(mm) 循环寿命
实施例1 3 0.6Q 0.15 12 4 500
实施例2 3 1.2Q 0.2 18 4 800
实施例3 3 1.67Q 0.2 25 4 1000
实施例4 3 1.8Q 0.2 27 4 900
实施例5 3 2Q 0.2 30 4 500
实施例6 3 1.27Q 1.06 3.6 4 1300
实施例7 3 1.34Q 0.103 39 4 850
实施例8 3 1.73Q 0.133 39 4 900
实施例9 3 1.67Q 0.2 25 11.2 1500
实施例10 3 0.67Q 0.2 10 2.3 900
比较例1 3 0.55Q 0.11 15 2 200
比较例2 3 2.1Q 0.15 42 4 300
比较例3 0.8 2.5Q 0.2 10 2 350
表2
 
额定容量Q(Ah) 截面积S 引线厚度t(mm) 引线宽度X(mm) 密封部宽度Y(mm) 循环寿命
实施例11 1 0.6Q 0.12 5 2.1 550
实施例12 1 0.75Q 0.15 5 2.1 600
实施例13 1 2Q 0.2 10 2.1 400
比较例4 1 0.5Q 0.05 10 2 150
比较例5 1 2.1Q 0.12 17.5 2 150
实施例14 5 0.6Q 0.12 25 5 500
实施例15 5 1.2Q 0.2 30 5 1000
实施例16 5 2Q 0.2 50 5 800
比较例6 5 0.5Q 0.05 50 3 300
比较例7 5 2.1Q 0.2 52.5 2 250
实施例17 10 0.6Q 0.3 20 5 500
实施例18 10 1.2Q 0.3 40 5 1000
实施例19 10 2Q 0.4 50 5 500
比较例8 10 0.5Q 0.10 50 3 150
比较例9 10 2.1Q 0.21 100 2 250
实施例20 50 0.6Q 0.5 60 10 500
实施例21 50 1.8Q 1.5 60 10 1000
实施例22 50 2Q 1.0 100 10 800
比较例10 50 0.5Q 0.5 50 5 150
比较例11 50 2.1Q 1.0 145 5 250
从表1的结果可知，正极引线端子和负极引线端子的截面积S满足0.6Q≤S≤2Q的实施例1～10的非水电解质电池在高温多湿环境下的充放电循环寿命优良。
与之相对照，截面积S不足0.6Q的比较例1的电池、截面积S超过2Q的比较例2的电池和额定容量Q不足1Ah的比较例3的电池在高温多湿环境下的充放电循环寿命比实施例1～10短。
关于截面积S，通过实施例1～5的比较可知，截面积S满足1.2Q≤S≤1.8Q的实施例2～4的循环寿命比截面积S位于该范围之外的实施例1、5更长。根据该结果可以说，为了得到特别优异的循环寿命，优选将截面积S设定为1.2Q≤S≤1.8Q。
关于正极引线端子和负极引线端子的厚度t，从实施例1～10的结果可知，在前述式(2)所规定的范围内可以得到长的循环寿命。
关于正极引线端子和负极引线端子的宽度X，从实施例1～10的结果可知，在前述式(3)所规定的范围内可以得到长的循环寿命。
此外，关于密封部的外边缘和内边缘的距离Y，从实施例1～10的结果可知，在前述式(4)所规定的范围内可以得到长的循环寿命。
从表2的结果可知，当额定容量按照1、5、10、50Ah变化时，截面积S满足0.6Q≤S≤2Q的实施例11～22的非水电解质电池与截面积S位于该范围之外的比较例4～11相比，在高温多湿环境下的充放电循环寿命方面更为优良。
从以上的结果可知，当正极引线端子和负极引线端子的截面积S满足0.6Q≤S≤2Q时，非水电解质电池在高温多湿环境下的充放电循环寿命得到改善。
另外，本发明不局限于上述实施方式本身，在实施过程中，在不脱离其主旨的范围内，可以对各构成要素进行变形而付诸具体实行。此外，通过适当地组合上述实施方式中公开的多种构成要素，可以形成各种发明。例如，可以从实施方式中所示的全部构成要素中删除几个构成要素。进而，也可以适当地组合不同实施方式中的构成要素。

Claims (20)

1.一种非水电解质电池，其包含：
在至少一个边缘部分具有热密封区的薄膜制外壳部件；
容纳在所述外壳部件内的非水电解质；
容纳在所述外壳部件中的正极；
容纳在所述外壳部件中的负极，其包含Li离子嵌入电位相对于Li/Li+大于等于0.4V的负极活性物质；
由铝或铝合金制的正极引线端子，其前端通过所述外壳部件的所述热密封区引出至外部；
在所述正极引线端子的所述密封区的至少一部分上形成的具有凹凸结构的第一氧化铝层；
由铝或铝合金制的负极引线端子，其前端通过所述外壳部件的所述热密封区引出至外部；和
在所述负极引线端子的所述密封区的至少一部分上形成的具有凹凸结构的第二氧化铝层，
其中所述正极引线端子和所述负极引线端子的截面积S满足下述式(1)：
0.6Q≤S≤2Q           (1)
其中所述截面积S是指将所述正极引线端子和所述负极引线端子分别沿着短边方向切断时所得到的截面积，其单位为mm2；Q为所述非水电解质电池的额定容量，所述额定容量是指以0.2C的速率放电时的容量，其单位为Ah，其在1～50Ah的范围内。
2.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述正极引线端子和所述负极引线端子的截面积S满足下述式(1a)：
1.2Q≤S≤1.8Q       (1a)。
3.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述额定容量Q在3～5Ah的范围内。
4.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述正极引线端子和所述负极引线端子的厚度t满足下述式(2)：
0.001Q+0.1≤t≤0.02Q+1.0     (2)
其中，所述厚度t的单位为mm。
5.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述正极引线端子和所述负极引线端子的宽度X满足下述式(3)：
1.2Q≤X≤13Q          (3)
其中，所述宽度X的单位为mm。
6.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述外壳部件的所述热密封区的外边缘和内边缘之间的距离Y满足下述式(4)：
0.1Q+2≤Y≤0.4Q+10                (4)
其中，所述距离Y的单位为mm。
7.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述外壳部件的所述热密封区包括在外壳部件的一个边缘部分上形成的第一密封区，以及在与所述的一个边缘部分相对的另一个边缘部分形成的第二密封区；
所述负极引线端子的前端通过所述第一密封区引出至外部；
所述正极引线端子的前端通过所述第二密封区引出至外部。
8.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，形成外壳部件所用的薄膜包含：热塑性树脂层、树脂层和位于上述热塑性树脂层和上述树脂层之间的铝层或铝合金层。
9.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其还进一步包含覆盖所述第一氧化铝层和所述第二氧化铝层的热塑性树脂膜。
10.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，正极包含由LiaNibCocMndO2表示的化合物，其中摩尔比a、b、c、d满足：0≤a≤1.1，0.1≤b≤0.5，0≤c≤0.9和0.1≤d≤0.5。
11.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述负极活性物质包括含钛的金属复合氧化物。
12.根据权利要求11所述的非水电解质电池，其中，所述含钛的金属复合氧化物包括具有尖晶石结构的锂钛氧化物。
13.根据权利要求11所述的非水电解质电池，其中，所述含钛的金属复合氧化物包含选自P、V、Sn、Cu、Ni和Fe中的至少一种元素。
14.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述负极活性物质是由平均粒径小于等于1μm的颗粒形成的。
15.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述负极包含由铝箔或铝合金箔形成的负极集电体。
16.根据权利要求15所述的非水电解质电池，其中，所述铝箔和铝合金箔的每个具有小于等于50μm的平均晶粒粒径。
17.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述非水电解质包含选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和γ—丁内酯中的两种或更多种非水溶剂。
18.一种包含非水电解质电池的电池组，其中所述非水电解质电池的每个包含：
在至少一个边缘部分具有热密封区的薄膜制外壳部件；
容纳在所述外壳部件内的非水电解质；
容纳在所述外壳部件中的正极；
容纳在所述外壳部件中的负极，其包含Li离子嵌入电位相对于Li/Li+大于等于0.4V的负极活性物质；
由铝或铝合金制的正极引线端子，其前端通过所述外壳部件的所述热密封区引出至外部；
在所述正极引线端子的所述密封区的至少一部分上形成的具有凹凸结构的第一氧化铝层；
由铝或铝合金制的负极引线端子，其前端通过所述外壳部件的所述热密封区引出至外部；和
在所述负极引线端子的所述密封区的至少一部分上形成的具有凹凸结构的第二氧化铝层，
其中所述正极引线端子和所述负极引线端子的截面积S满足下述式(1)：
0.6Q≤S≤2Q            (1)
其中所述截面积S是指将所述正极引线端子和所述负极引线端子分别沿着短边方向切断时所得到的截面积，其单位为mm2；Q为所述非水电解质电池的额定容量，所述额定容量是指以0.2C的速率放电时的容量，其单位为Ah，其在1～50Ah的范围内。
19.根据权利要求18所述的电池组，其进一步包含检测非水电解质电池的电压的保护电路。
20.具有权利要求18所述的电池组的车辆。
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