CN104466124A - 活性物质、非水电解质电池以及电池组 - Google Patents

活性物质、非水电解质电池以及电池组 Download PDF

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Abstract

本发明涉及活性物质、非水电解质电池以及电池组。根据一个实施方案，提供一种活性物质(40)。所述活性物质(40)包含多个复合物(41)和位于所述复合物(41)之间的粘结相(45)。所述复合物(41)包含活性材料颗粒(42)和涂覆所述活性材料颗粒(42)的涂覆层(43)。所述涂覆层(43)包含选自以下各项的至少一种：羟烷基纤维素和羧甲基纤维素。所述粘结相(45)包含选自以下各项的至少一种：聚偏二氟乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶以及基于丙烯酸的聚合物。

Description

活性物质、非水电解质电池以及电池组
技术领域
本文描述的实施方案总体上涉及活性物质、电极、非水电解质电池以及电池组。
背景技术
很多注意力集焦于以非水电解质电池作为混合动力车辆以及电动车辆等的电源。用于所述应用的非水电解质电池的所需特点为大容量、长寿命以及良好的输入和输出性能。
一般来说，基于碳的材料已被用作非水电解质电池的负电极活性材料。近来还已经使用了具有尖晶石结构的钛酸锂。具有尖晶石结构的钛酸锂的体积不随着充电和放电反应而发生变化。因此，钛酸锂具有优良的循环性能。此外，钛酸锂具有高安全性，这是因为与使用基于碳的材料的情况相比，其具有低的出现锂枝晶(dendrites)的可能性。由于具有尖晶石结构的钛酸锂为一种陶瓷，因此电池的热逸散不可能发生。
另一方面，单斜β型钛复合氧化物作为负电极活性材料近年来已引起了大量关注。单斜β型钛复合氧化物的优点为其具有高容量。
需要进一步改善使用上述材料的非水电解质电池的寿命性能。
发明内容
根据一个实施方案，提供一种活性物质。所述活性物质包含多个复合物和位于所述复合物之间的粘结相。复合物包含活性材料颗粒和涂覆活性材料颗粒的涂覆层。涂覆层包含选自羟烷基纤维素和羧甲基纤维素中的至少一种材料。粘结相包含选自以下各项的至少一种：聚偏二氟乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶以及基于丙烯酸(acrylic-based)的聚合物。
根据一个实施方案，可提供一种活性物质，其可实现非水电解质电池，所述电池在循环后可显示高容量保留并且可抑制循环中电阻值增大。
附图说明
图1为根据第一实施方案的实例的活性物质的示意性截面图；
图2为根据第二实施方案的实例的电极的示意性截面图；
图3为根据第三实施方案的第一实例的非水电解质电池的示意性截面图；
图4为图3所示的非水电解质电池的部分A的放大截面图；
图5为根据第三实施方案的第二实例的非水电解质电池的局部断开的示意性透视图；
图6为图5所示的非水电解质电池的部分B的放大截面图；
图7为根据第三实施方案的第三实例的非水电解质电池的示意性展开透视图；
图8为根据第四实施方案的实例的电池组的示意性分解透视图；
图9为示出图8所示的电池组的电路的方框图；
图10为示出根据第四实施方案的另一实例的电池组的电路的方框图；以及
图11为比较例1-3的电池活性物质的示意性截面图。
详述
下文将参考附图描述实施方案。在以下描述中，贯穿所有附图用相同标号指定出展现相同或相似功能的结构元件并且省略了重复的解释说明。
(第一实施方案)
根据第一实施方案，提供一种活性物质。电池活性物质包含多个复合物和位于所述复合物之间的粘结相。复合物包含活性材料颗粒和涂覆该活性材料颗粒的涂覆层。涂覆层包含选自以下各项的至少一种材料：羟烷基纤维素和羧甲基纤维素(CMC)。粘结相包含选自以下各项的至少一种：聚偏二氟乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶以及基于丙烯酸的聚合物。
包含在涂覆层中的选自羟烷基纤维素和羧甲基纤维素的所述至少一种材料在干燥后具有小的体积收缩。因此，复合物包含甚至在干燥之后仍可显示出优良的涂覆能力的涂覆层。此外，显示出优良的涂覆能力的涂覆层即便在活性材料颗粒的体积改变后仍可维持高表面涂覆比。并且因此包含在涂覆层中的选自羟烷基纤维素和羧甲基纤维素的所述至少一种材料可持有非水电解质。因此，涂覆层可持有非水电解质，并且可提供并维持非水电解质与活性材料颗粒之间的离子传输路径。
另一方面，粘结相具有差的非水电解质保持能力和锂离子传导性。然而，因为在根据第一实施方案的活性物质中，粘结相并不与活性材料颗粒实质性接触，因此粘结相不会阻碍非水电解质与活性材料颗粒之间的离子传输。
此外，如上所述，因为具有优良涂覆能力的涂覆层可涂覆活性材料颗粒并维持表面涂覆的状态，因此涂覆层可抑制活性材料颗粒与非水电解质之间的反应，以及活性材料颗粒与粘结相之间的反应。因此，这一涂覆层可抑制可在这些反应中生成的副产物的最终生成。这种副产物可引起电极性能的劣化和电池的内部电阻的增大。
另一方面，所持有的非水电解质使涂覆层膨胀，这可切断通向活性材料颗粒的离子传导路径。通向活性材料颗粒的离子传导路径的破坏可引起使用活性材料颗粒的非水电解质电池的电阻增大。
发明人发现通过持有非水电解质而引起的涂覆层的膨胀可通过在包含活性材料颗粒与涂覆层的多个复合物之间放置粘结相来加以抑制。尚未发现由于粘结相的存在而能够抑制涂覆层膨胀的清楚机制。然而，认为粘结相的高粘结能力有助于所述作用。
因此，当根据第一实施方案的活性物质用在非水电解质电池中时，涂覆层可提供锂离子传输路径，并且可防止由粘结相引起的对锂离子传输的阻碍。因此，根据第一实施方案的活性物质可抑制离子传输路径的破坏。因此，当根据第一实施方案的活性物质用在非水电解质电池中时，所述活性物质可防止离子传输路径的破坏所引起的电阻增大。此外，当根据第一实施方案的活性物质用在非水电解质电池中时，涂覆层可抑制活性材料颗粒与非水电解质之间的反应、以及活性材料颗粒与粘结相之间的反应。这可抑制由可在这些反应中生成的副产物所引起的电极性能的劣化和电池的内部电阻的增大，并且还可抑制非水电解质的劣化问题。由于这个原因，根据第一实施方案的电池物质可实现一种非水电解质电池，所述电池在循环后可显示高容量保留并且可抑制循环中电阻值增大。
此外，由于在根据第一实施方案的活性物质中，粘结相具有高粘结能力，因此粘结相还可粘结所述多个复合物。如早先所述，在根据第一实施方案的活性物质中，涂覆层可抑制粘结相与活性材料颗粒之间的反应。因此可抑制粘结相的最终分解。因此即便频繁地重复充电和放电，包含根据第一实施方案的活性物质(其中粘结相粘结所述多个复合物)的非水电解质电池仍可维持复合物之间的粘结。因此，非水电解质电池在循环后可显示较高容量保留并且可在循环中进一步抑制电阻值增大。
此外，当根据第一实施方案的活性物质用在电极中时，粘结相还可执行将复合物粘结至例如集电体(current collector)的作用。如早先所述，在根据第一实施方案的活性物质中，涂覆层可抑制粘结相与活性材料颗粒之间的反应，并且可抑制粘结相的分解。因此即便频繁地重复充电和放电，粘结相将所述多个复合物粘结至集电体的根据第一实施方案的活性物质仍可防止活性物质层的粘附特性的减小，所述活性物质层包含粘结至集电体的复合物。因此，使用根据第一实施方案的活性物质可提供具有优良强度的电极，并且可维持抑制粘结相的涂覆层的膨胀的作用。由此可提供一种非水电解质电池，所述电池可防止由离子传导路径等的劣化而引起的电阻增大。
例如，透射电子显微镜(TEM)或扫描电子显微镜(SEM)可证实活性材料颗粒涂覆有涂覆层，所述涂覆层包含选自羟烷基纤维素和羧甲基纤维素的至少一种材料，并且粘结相位于所述多个复合物之间，各复合物包含活性材料颗粒和涂覆层。例如飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)可证实粘结相粘结所述多个复合物。
羟烷基纤维素和羧甲基纤维素可溶于有机溶剂，例如N-甲基吡咯烷酮。羟烷基纤维素或羧甲基纤维素对活性材料颗粒的表面具有高亲和性。因此，当活性材料颗粒和羟烷基纤维素或羧甲基纤维素添加至N-甲基吡咯烷酮，并且搅拌这些物质，之后进行干燥时，羟烷基纤维素或羧甲基纤维素粘结至活性材料颗粒的表面。因此，可获得各自包含活性材料颗粒和涂覆活性材料颗粒的涂覆层的复合物。
接着，将详细描述根据第一实施方案的活性物质。
如早先所述，根据第一实施方案的活性物质包含复合物。各复合物包含活性材料颗粒和涂覆活性材料颗粒的涂覆层。
活性材料颗粒可包含例如锂离子可以相对于锂金属以0.4V或以上的电势被吸收的化合物。使用所述化合物可抑制锂金属沉淀在电极表面上，所述电极包含根据第一实施方案的活性物质。由于这种原因，可防止当包含第一实施方案的活性物质的非水电解质电池以大的电流进行充电和放电时所形成的内部短路。
所述化合物的实例包括金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物以及合金。在下文中，相对于锂金属的电势以“V(对比Li/Li+)”来提及。作为包含在活性材料颗粒中的化合物，优选使用锂离子的吸收在3V(对比Li/Li+)或以下并且优选2V(对比Li/Li+)或以下的电势发生的化合物。
金属氧化物的实例包括含钛的金属复合氧化物、铌复合氧化物、基于锡的氧化物如SnB0.4P0.6O3.1或SnSiO3、基于硅的氧化物如SiO以及基于钨的氧化物如WO3。在这些金属氧化物中，含钛的金属复合氧化物以及铌复合氧化物为优选的。
含钛的金属复合氧化物的实例包含锂-钛氧化物、基于钛的氧化物以及锂-钛复合氧化物，其部分结构元素被杂原子取代。在基于钛的氧化物中，在包含根据第一实施方案的活性物质的非水电解质电池的充电和放电反应中吸收的部分锂离子得以保留。由此，基于钛的氧化物变成含锂的基于钛的氧化物。
锂-钛氧化物的实例包括具有尖晶石结构的钛酸锂(例如Li4+xTi5O12)以及具有rhamsdelite结构的钛酸锂(例如Li2+yTi3O7)。在上式中，当电池充电或放电时，x和y发生变化，并且分别满足由以下不等式表示的关系式：-1≤x≤3和-1≤y≤3。
基于钛的氧化物的实例包括TiO2、单斜β型钛复合氧化物以及含Ti和选自V、Sn、Cu、Ni、Co以及Fe中的至少一种元素的金属复合氧化物。在这些基于钛的氧化物中，适宜地使用单斜β型钛复合氧化物。
TiO2的实例包括具有锐钛类型或金红石类型结构的钛复合氧化物(α-TiO2和γ-TiO2)。
单斜(monoclinic)β型钛复合氧化物意指具有单斜二氧化钛晶体结构的钛复合氧化物。单斜二氧化钛晶体结构主要属于空间群C2/m。在下文中，单斜β型钛复合氧化物称为“TiO2(B)”。TiO2(B)包括部分结构元素被如Li的杂原子取代的那些氧化物。
含Ti和选自V、Sn、Cu、Ni、Co以及Fe中的至少一种元素的金属复合氧化物的实例包括TiO2-V2O5、TiO2-P2O5-SnO2以及TiO2-P2O5-MeO(本文中，Me为选自Cu、Ni、Co以及Fe中的至少一种元素)。这种金属复合氧化物优选具有晶体相与非晶相共存的结构或非晶相单独存在的结构。包含活性材料颗粒(包含具有所述微观结构的金属复合氧化物)的根据第一实施方案的活性物质可达成一种非水电解质电池，所述电池具有显著改善的循环性能。
铌钛复合氧化物的实例包括LixNbaTibOC(0≤x≤3、0<a≤3、0<b≤3、5≤c≤10)。LixNbaTibOC的实例包括LixNb2TiO7、LixNb2Ti2O9以及LixNbTiO5。在800℃至1200℃下进行热处理的LixTi1-yNbyNb2O7+σ(0≤x≤3、0≤y≤1、0≤σ≤0.3)具有高的真密度，并且可使体积比容量增大。LixNb2TiO7具有高密度和高容量，这是优选的。由此，可增大负电极的容量。以上氧化物中的部分Nb或Ti可被选自以下各项的至少一种元素取代：V、Zr、Ta、Cr、Mo、W、Ca、Mg、Al、Fe、Si、B、P、K以及Na。
金属硫化物的实例包括基于钛的硫化物如TiS2、基于钼的硫化物如MoS2以及基于铁的硫化物如FeS、FeS2或LixFeS2(本文中0≤x≤4)。
金属氮化物的实例包括基于锂的氮化物如(Li,Me)3N(本文中，Me为过渡金属元素)。
活性材料颗粒可包含其它活性材料，例如硅、硅复合氧化物以及石墨。
活性材料颗粒可单独包含以上化合物中的任一种或包含以上化合物中的两种或更多种。活性材料颗粒可进一步包含其它化合物。
活性材料颗粒可具有初级颗粒形式。或者，活性材料颗粒可具有次级颗粒形式，所述次级颗粒由聚集的初级颗粒构造成。从使用浆料制造电极的稳定性的观点出发，活性材料颗粒优选呈次级颗粒形式。由于次级颗粒具有相对较小的比表面积，因此当活性物质用于电池中时，可抑制与非水电解质的副反应。
优选地，活性材料颗粒包含选自以下各项的至少一种：具有尖晶石结构的钛酸锂、TiO2(B)、硅、硅与二氧化硅的复合氧化物以及石墨。
在电池的充电和放电过程中，含有硅与二氧化硅的复合氧化物、TiO2(B)以及石墨等的活性物质层的晶格大小大大改变。当活性物质层的体积大大改变时，易于引起活性物质层的变形和从集电体的剥离。变形和剥离的发生导致电阻增大。因此，电池的循环性能劣化。在包含根据第一实施方案的活性物质(其中活性材料颗粒包含这些化合物)的电池中，即便活性材料颗粒的体积发生变化，涂覆活性材料颗粒的涂覆层仍维持优良涂覆能力。因此，可抑制活性物质层的变形和剥离。
具有尖晶石结构的钛酸锂以及TiO2(B)显示出固体酸性。认为此现象的原因是具有高反应性的固体酸点(例如羟基(OH-)和羟基自由基(OH·))存在于所述化合物的表面上。所述化合物具有对于非水电解质的高反应性。因此，固体酸点可使与固体酸点接触的非水电解质分解，从而产生副产物。由此产生的副产物的积累可引起如电极性能劣化、传导路径破坏以及电阻增大的问题。还存在如当非水电解质分解时劣化的问题。
如早先所述，包含选自羟烷基纤维素和羧甲基纤维素的至少一种材料的涂覆层可对活性材料颗粒具有高亲和性，并且由此涂覆层可显示出优良涂覆能力。具体来说，羟烷基纤维素或羧甲基纤维素选择性地涂覆具有尖晶石结构的钛酸锂或TiO2(B)的固体酸点，并且由此可使固体酸点失活。由于羟烷基纤维素或羧甲基纤维素可涂覆具有尖晶石结构的钛酸锂或TiO2(B)的固体酸点，因此涂覆层可减小具有尖晶石结构的钛酸锂或TiO2(B)与非水电解质之间的反应性。由于这一点，可抑制电极性能的劣化、电池内部电阻的增大以及非水电解质的劣化。此外，涂覆层可使活性材料的固体酸点失活，并且由此可减小电池的不可逆容量，并且还可以改善充电和放电效率。出于这些原因，根据第一实施方案的电池活性物质可达成一种非水电解质电池，所述电池显示出改善的循环性能。具有尖晶石结构的钛酸锂或TiO2(B)的固体酸点不必全部涂覆，而是仅必须涂覆这些固体点的至少一部分。
当电极的密度增大时，TiO2(B)的次级颗粒易于破碎，并且由此可切断初级颗粒之间的电路径。当初级颗粒之间的电路径被切断时，电池的输入和输出性能劣化。然而，使用具有高涂覆能力的羟烷基纤维素，并且由此可改善电极的密度，同时保持TiO2(B)的次级颗粒形状。这确保可在TiO2(B)的初级颗粒与次级颗粒之间形成闭合的电路径。因此，可充分利用TiO2(B)的高能量密度特征。
更确切地说，其中活性材料颗粒含有TiO2(B)的根据第一实施方案的电池活性物质可达成一种非水电解质电池，所述电池具有高能量密度以及优良的输入和输出性能。
如早先所述，涂覆活性材料颗粒的涂覆层含有选自羟烷基纤维素和羧甲基纤维素中的至少一种材料。
羟烷基纤维素可溶于有机溶剂。其实例包括羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基乙基纤维素。涂覆层可包含一种类型的羟烷基纤维素，或可包含两种或更多种类型的羟烷基纤维素。涂覆层优选包含羟丙基甲基纤维素。
电池活性物质中选自羟烷基纤维素和羧甲基纤维素的至少一种材料的总质量与活性材料颗粒质量的比率优选在0.01质量％至10质量％范围内。所述至少一种材料的总质量在0.01质量％至10质量％范围内的根据第一实施方案的电池活性物质可在粘附特性方面进一步改善，并且可防止可由活性物质达成的电极的导电性受损。
涂覆层可进一步包含导电剂。所述导电剂可例如出于改善集电性能(current-collecting)的目的包含在涂覆层中。其中涂覆层包含导电剂的电池活性物质还可抑制由活性物质达成的非水电解质中与集电体的接触电阻。导电剂的实例包括基于碳的材料，如焦炭、炭黑、石墨、碳纳米纤维以及碳纳米管。基于碳的材料的平均颗粒直径优选为0.1μm至10μm。当平均颗粒直径为0.1μm或以上时，可有效抑制气体的产生。当使用平均颗粒直径为10μm或以下的基于碳的材料时，在活性物质中获得较好的导电性网。基于碳的材料的比表面积优选为10m2/g至100m2/g。当使用比表面积为10m2/g或以上的基于碳的材料时，在活性物质中获得较好的导电性网。当使用比表面积为100m2/g或以下的基于碳的材料时，可有效抑制气体的产生。
粘结相位于包含活性材料颗粒和涂覆活性材料颗粒的涂覆层的每个复合物之间。粘结相包含选自以下各项的至少一种：聚偏二氟乙烯(PVDF)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)以及基于丙烯酸的聚合物。
基于丙烯酸的聚合物可为均聚物或共聚物。或者，粘结相可包含均聚物形式的基于丙烯酸的聚合物以及共聚物形式的基于丙烯酸的聚合物。粘结相可包含一种类型的基于丙烯酸的聚合物或可包含两种或更多种类型的基于丙烯酸的聚合物。
构成基于丙烯酸的聚合物的单体的实例包括具有丙烯酰基的单体和具有甲基丙烯酰基的单体。具有丙烯酰基的单体典型地为丙烯酸或丙烯酸酯。具有甲基丙烯酰基的单体典型地为甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯。
构成基于丙烯酸的聚合物的单体的实例包括丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯以及丙烯酰胺。
在根据第一实施方案的电池活性物质中，粘结相优选包含PVDF与基于丙烯酸的聚合物。粘结相包含PVDF与基于丙烯酸的聚合物的根据第一实施方案的电池活性物质可对集电体显示出更优良的粘结能力，并且在由活性物质达成的电极中在复合物之间显示出更优良的粘结能力。因此，可获得强度进一步改善的电极。
根据第一实施方案的电池活性物质中所包含的粘结相的质量与活性材料的质量的比率优选在0.01质量％至10质量％范围内。粘结相的质量在0.01质量％至10质量％范围内的根据第一实施方案的电池活性物质进一步改善粘附特性，并且可防止可由活性物质达成的电极的导电性受损。
选自羟烷基纤维素和羧甲基纤维素的所述至少一种材料以及粘结相可以按任选的比率进行混合。所述至少一种材料的总质量与所述至少一种材料的总质量和粘结相的质量总和的比率优选例如在10质量％至90质量％范围内、更优选在40质量％至80质量％范围内，并且更优选在50质量％至70质量％范围内。
接下来，将参考图1具体地描述根据第一实施方案的活性物质的实例。
图1为根据第一实施方案的实例的活性物质的示意性截面图；
图1所示的电池活性物质40包含多个复合物41和位于复合物41之间的粘结相45。
各复合物41包含活性材料颗粒42。图1所示的活性材料颗粒42包括TiO2(B)的初级颗粒和次级颗粒。
各复合物41进一步包含涂覆层43。活性材料颗粒42的整个表面涂覆有涂覆层43。涂覆层43包含选自以下各项的至少一种材料：羟烷基甲基纤维素和羧甲基纤维素。涂覆层43进一步包含炭黑44作为导电剂。炭黑44均匀地分散在涂覆层43中。
位于复合物41之间的粘结相45包含选自以下各项的至少一种材料：聚偏二氟乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶以及基于丙烯酸的聚合物。粘结相45粘结所述多个复合物41。
根据以上所述的第一实施方案，提供活性物质。由于所述活性物质可抑制活性材料颗粒与非水电解质之间的反应以及活性材料颗粒与粘结相之间的反应，因此在包含所述活性物质的非水电解质电池中，可抑制非水电解质电池中的如电极性能劣化、内部电阻增大以及非水电解质劣化的问题。因此，根据第一实施方案的活性物质可达成一种非水电解质电池，所述电池在循环后可显示高容量保留并且可抑制循环中电阻值增大。
(第二实施方案)
根据第二实施方案，提供一种电极。所述电极包括集电体和提供在所述集电体上的活性物质层。活性物质层包含根据第一实施方案的活性物质。
接下来，将更详细地描述根据第二实施方案的电极。
根据第二实施方案的电极包含集电体。
作为集电体，例如可使用金属箔，如铝箔或铝合金箔。铝箔和铝合金箔的厚度优选为20μm或以下，并且更优选15μm或以下。由此，可减小电极的重量，而同时维持电极的强度。铝箔的纯度优选为99质量％或以上。铝合金优选含有如Mg、Zn或Si的元素。另一方面，当铝合金含有如Fe、Cu、Ni或Cr的过渡金属时，过渡金属的含量优选为1质量％或以下。
集电体的形状不加以具体限制。例如，集电体可具有带形。
根据第二实施方案的电极进一步包含活性物质层。活性物质层提供在集电体上。活性物质层可提供在集电体的任一表面上，或可提供在集电体的两个表面上。
活性物质层包含根据第一实施方案的活性物质。活性物质层还可包含其它材料。其它材料的实例包括根据第一实施方案的活性物质中不包含的羟烷基纤维素、羧甲基纤维素、聚偏二氟乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶以及基于丙烯酸的聚合物，或除这些材料之外的其它粘结剂，以及其它导电剂。
如第一实施方案中所述，涂覆层涂覆根据第一实施方案的电池活性物质内的各复合物中的活性材料颗粒。因此，涂覆层可抑制除羟烷基纤维素、羧甲基纤维素、聚偏二氟乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶以及基于丙烯酸的聚合物(它们可包含在根据第二实施方案的电极内所包含的活性物质层中)之外的所述其它粘结剂与活性材料颗粒之间的反应，这使得抑制粘结剂的分解成为可能。
相对于活性物质层的质量，活性物质层中活性材料颗粒的含量优选为70质量％至97质量％。相对于活性物质层的质量，活性物质层中导电剂的含量优选为1质量％至10质量％。相对于活性物质层的质量，包含选自羟烷基纤维素和羧甲基纤维素的至少一种材料以及选自聚偏二氟乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶以及基于丙烯酸的聚合物的至少一种材料的粘结剂的含量优选为2质量％至20质量％。当导电剂的含量为1质量％或以上时，活性物质层可显示出优良的集电(current-collecting)性能。另一方面，从改善容量的观点出发，导电剂的含量优选为10质量％或以下。当粘结剂的含量为2质量％或以上时，在活性物质层与集电体之间可显示出优良的粘结性能。这意味着在一个循环之后可预期显示更优良的容量保留。另一方面，从改善容量的观点出发，粘结剂的含量优选为20质量％或以下。
集电体可包含不支撑活性物质的部分。活性物质层不提供在所述不支撑活性物质的部分的表面上。不支撑活性物质的部分可充当集电翼片(tab)。
根据第二实施方案的电极例如通过以下方法来制造。将根据第一实施方案的活性物质悬浮在常用溶剂中，以便制备浆料。将所述浆料涂布至集电体，并且干燥以形成活性物质层。然后，使活性物质层经受按压。
接下来，将参考图2具体地描述根据第二实施方案的电极的实例。
图2为根据第二实施方案的实例的电极的示意性截面图。
图2所示的电极4包括集电体4a。集电体4a为具有带状平面形状的铝箔。
电极4包含提供在集电体4a的两个表面中的每一个上的活性物质层4b。活性物质层4b包含早先参考图1所述的电池活性物质40。
根据以上所述的第二实施方案，提供电极。由于根据第二实施方案的电极包含根据第一实施方案的电池活性材料，因此电极可实现一种非水电解质电池，所述电池在循环后可显示高容量保留并且可抑制循环中电阻值增大。
(第三实施方案)
根据第三实施方案，提供一种非水电解质电池。所述非水电解质电池包括正电极、根据第二实施方案作为负电极的电极以及非水电解质。
接下来，将详细描述根据第三实施方案的非水电解质电池。
根据第三实施方案的非水电解质电池包括正电极。
正电极可包括正电极集电体和提供在正电极集电体上的正电极材料层。
正电极材料层可提供在正电极集电体的任一表面上，或可提供在正电极集电体的两个表面上。
正电极材料层可包含正活性材料。正电极材料层可任选地包含导电剂和粘结剂。
正电极集电体可包括不支撑正电极活性材料的部分。所述正电极材料层不提供在不支撑正电极活性材料的部分的表面上。不支撑正电极活性材料的部分可充当正电极的集电翼片。
正电极可例如通过以下方法来制造。将正电极活性材料、粘结剂以及导电剂悬浮在合适的溶剂中，以便制备浆料。将所述浆料涂布至正电极集电体的表面上，并且干燥以形成正电极材料层。然后，使正电极材料层经受按压。正电极还可通过以下来制造：将正电极活性材料、粘结剂以及导电剂制备成球粒，并且然后将所述球粒作为正电极材料层布置在正电极集电体上。
根据第三实施方案的非水电解质电池进一步包括负电极。所述负电极为根据第二实施方案的电极。如针对第二实施方案所述，负电极包括集电体(即负电极集电体)和提供在集电体上的活性物质层(即负电极材料层)。负电极材料层包含根据第一实施方案的活性物质。负电极集电体可包括不支撑负电极材料的部分。负电极材料层不提供在所述不支撑负电极材料的部分的表面上。不支撑负电极材料的部分可充当负电极的集电翼片。
正电极和负电极提供成使得正电极材料层和负电极材料层彼此相对，由此使得可以构成电极组。允许锂离子通过且不允许电通过的构件，例如隔膜，可提供在正电极材料层与负电极材料层之间。
电极组可采用各种结构。电极组可具有堆叠型结构，或可具有盘绕型结构。例如，堆叠型结构具有以下这样的结构，其中多个负电极、多个正电极以及隔膜(separator)层合成各隔膜夹在各负电极与各正电极之间。具有盘绕型结构的电极组可为通过例如以下获得的罐型结构：盘绕通过层合负电极和正电极(隔膜夹在其间)获得的产品；或可为通过按压罐型结构获得的平坦型结构。
可将正电极的集电翼片电连接至正电极端子。类似地，可将负电极的集电翼片电连接至负电极端子。正电极端子和负电极端子可从电极组延伸。
电极组可容纳在外部构件中。所述外部构件可具有以下这样的结构，其中正电极端子和负电极端子可延伸至外部构件的外侧。或者，外部构件可包括两个外端子，其各自电连接至正电极端子和负电极端子中的一个。
根据第三实施方案的非水电解质电池进一步包括非水电解质。所述非水电解质可浸渍在电极组中。非水电解质可容纳在外部构件中。
在下文中，将描述可用于根据第三实施方案的非水电解质电池材料中的诸部件的材料。
(1)负电极
可用于负电极的材料为第一实施方案中描述的那些材料。
(2)正电极
作为正电极活性材料，可使用各种氧化物、硫化物以及聚合物等。
正电极活性材料的实例包括二氧化锰(例如MnO2)、铁氧化物、铜氧化物、镍氧化物、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LiNi1-yCoyO2)、锂-锰-钴复合氧化物(例如LiMnyCo1-yO2)、具有尖晶石结构的锂-锰-镍复合氧化物(例如LixMn2-yNiyO4)、具有橄榄石结构的锂-磷氧化物(例如LixFePO4、LixFe1-yMnyPO4或LixCoPO4等)、铁硫酸盐(例如Fe2(SO4)3)以及钒氧化物(例如V2O5)。还可使用有机材料和无机材料，例如导电性聚合物材料，如聚苯胺和聚吡咯、基于二硫化物的聚合物材料、硫(S)或氟化碳。
作为正电极活性材料，更优选使用可提供高电池电压的化合物。所述化合物的实例包括锂-锰复合氧化物(例如LixMn2O4)、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LiNi1-yCoyO2)、具有尖晶石结构的锂-锰-镍复合氧化物(例如LixMn2- yNiyO4)、锂-锰-钴复合氧化物(例如LiMnyCo1-yO2)以及磷酸锂-铁(例如LixFePO4)。在上式中，x和y优选分别在0至1范围内。
由式LiaNibCocMndO2表示的锂-镍-钴-锰复合氧化物可用作正电极活性材料。在所述式中，a、b、c以及d分别满足由以下不等式表示的关系式：0.l≤a≤1.1、0.1≤b≤0.5、0≤c≤0.9以及0.1≤d≤0.5。
正电极活性材料可单独包含以上化合物中的任一种或可包含以上化合物中的两种或更多种。
在包含含有常温熔融盐的非水电解质的电池中，优选使用选自以下各项的化合物：磷酸锂-铁、LixVPO4F(0≤x≤1)、锂-锰复合氧化物、锂-镍复合氧化物以及锂-镍-钴复合氧化物。根据所述结构，正电极活性材料与常温熔融盐之间的反应性降低，并且因此可进一步改善循环性能。
视需要使用导电剂来改善集电性能并且抑制活性材料与正电极集电体之间的接触电阻。导电剂的实例包括碳材料，如乙炔黑、炭黑、石墨、碳纳米纤维以及碳纳米管。
视需要使用粘结剂来将活性材料、导电剂以及正电极集电体彼此粘结。粘结剂的实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯、氟橡胶、丙烯酸(acryl)橡胶以及丙烯酸树脂。这些材料可单独使用或两种或更多种组合使用。
正电极层优选包含活性材料、导电剂以及粘结剂，其比率分别为80质量％至95质量％、3质量％至18质量％以及2质量％至17质量％。
当导电剂的含量为3质量％或以上时，可显示出上述作用。当导电剂的含量为18质量％或以下时，可抑制在高温下储存电池时在导电剂的表面上发生的非水电解质的分解。
当粘结剂的含量为2质量％或以上时，获得足够的正电极强度。由于粘结剂为绝缘材料，因此粘结剂的含量优选为17质量％或以下。由此，可抑制内部电阻的增大。
正电极集电体优选为铝箔或含有选自以下各项的至少一种元素的铝合金箔：Mg、Zn以及Si。铝箔或铝合金箔的厚度优选为20μm或以下，且更优选为15μm或以下。铝箔的纯度优选为99质量％或以上。当含有如Fe、Cu、Ni以及Cr的过渡金属时，这些过渡金属的含量优选为1质量％或以下。
正电极层的密度优选为3g/cm3或以上。
(3)非水电解质
作为非水电解质，例如可使用液体非水电解质。通过将电解质溶解在有机溶剂中来制备液体非水电解质。液体非水电解质中电解质的浓度优选为0.5mol/L至2.5mol/L。
电解质的实例包括锂盐，如过氯酸锂(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),以及二(三氟甲基磺酰基)亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)以及这些化合物的混合物。电解质优选为在高电势下被较差地氧化的电解质，并且LiPF6最优选。
有机溶剂的实例包括环状碳酸酯，如碳酸丙二酯(PC)、碳酸乙二酯(EC)或碳酸亚乙烯酯(VC)；链碳酸酯如碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)或碳酸甲乙酯(MEC)；环状醚，如四氢呋喃(THF)、2-甲基四氢呋喃(2MeTHF)或二氧戊环(DOX)；链醚，如二甲氧基乙烷(DME)或二乙氧基乙烷(DEE)；γ-丁内酯(GBL)、乙腈(AN)以及环丁砜(SL)。这些有机溶剂可单独或按照两种或更多种的组合来使用。
通过混合PC、EC以及γ-丁内酯GBL中的至少两种与GBL制备的混合溶剂适宜地用在在高温环境下使用的电池中，例如安装在车辆上的电池。
含有锂离子的常温熔融盐可用作液体非水电解质。
常温熔融盐意指在常温下至少一部分可以按液态存在的盐。术语“常温”意指认为电源通常运行的温度范围。所述温度范围为例如约120℃或约60℃的上限(视情况而定)至约-40℃或约-20℃的下限(视情况而定)。
作为锂盐，使用具有宽的电势窗口并且通常用在非水电解质电池中的锂盐。锂盐的实例包括但不限于LiBF4、LiPF6、LiClO4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)以及LiN(CF3SC(C2F5SO2))3。这些锂盐可单独或按照两种或更多种的组合来使用。
锂盐的含量优选为0.1至3mol/L，且尤其优选为1至2mol/L。当锂盐的含量为0.1mol/L或以上时，可降低电解质的电阻。由此，可改善电池在大电流/低温条件下的放电性能。当锂盐的含量为3mol/L或以下时，电解质的熔点可保持较低，从而使得电解质能够在常温下保持液态。
常温熔融盐具有例如季铵有机阳离子或咪唑鎓阳离子。
季铵有机阳离子的实例包括咪唑鎓离子如二烷基咪唑鎓或三烷基咪唑鎓的离子，四烷基铵离子、烷基吡啶鎓离子、吡唑鎓离子、吡咯烷鎓离子以及哌啶鎓离子。咪唑鎓阳离子为尤其优选的。
四烷基铵离子的实例包括但不限于三甲基乙基铵离子、三甲基丙基铵离子、三甲基己基铵离子以及四戊基铵离子。
烷基吡啶鎓离子的实例包括但不限于N-甲基吡啶鎓离子、N-乙基吡啶鎓离子、N-丙基吡啶鎓离子、N-丁基吡啶鎓离子、1-乙基-2-甲基吡啶鎓离子、1-丁基-4-甲基吡啶鎓离子以及1-丁基-2,4-二甲基吡啶鎓离子。
具有阳离子的常温熔融盐可单独或按照两种或更多种的组合来使用。
咪唑鎓阳离子的实例包括但不限于二烷基咪唑鎓离子以及三烷基咪唑鎓离子。
二烷基咪唑鎓离子的实例包括但不限于1,3-二甲基咪唑鎓离子、1-乙基-3-甲基咪唑鎓离子、1-甲基-3-乙基咪唑鎓离子、1-甲基-3-丁基咪唑鎓离子以及1-丁基-3-甲基咪唑鎓离子。
三烷基咪唑鎓离子的实例包括但不限于、1,2,3-三甲基咪唑鎓离子、1,2-二甲基-3-乙基咪唑鎓离子、1,2-二甲基-3-丙基咪唑鎓离子以及1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓离子。
具有阳离子的常温熔融盐可单独或按照两种或更多种的组合来使用。
(4)隔膜
隔膜可由例如多孔膜或合成树脂非织造织物制成，所述多孔膜包括聚乙烯、聚丙烯、纤维素或聚偏二氟乙烯(PVDF)。由聚乙烯或聚丙烯制成的多孔膜在某一温度下熔化，并且可阻断电流。电池的安全性可通过使用这些薄膜作为隔膜来进一步改善。
(5)正电极端子
正电极端子可由以下材料制成，其具有导电性并且在相对于锂金属3V(对比Li/Li+)至5V(对比Li/Li+)的电压范围内电稳定。正电极端子优选由铝或含有选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu以及Si的至少一种元素的铝合金制成。正电极端子优选由与正电极集电体相同的材料制成，以便减小与正电极集电体的接触电阻。
(6)负电极端子
负电极端子可由以下材料制成，其具有导电性并且在0.4V(对比Li/Li+)至3V(对比Li/Li+)的电压范围内电化学稳定。所述材料的实例包括铝或含有选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu以及Si的至少一种元素的铝合金。负电极端子优选由与负电极集电体相同的材料制成，以便减小与负电极集电体的接触电阻。
(7)外部构件
作为外部构件，例如可使用由层合膜形成的容器或金属容器。
外部构件的形状和大小任选地根据电池的尺寸来进行设计。外部构件的形状的实例包括平坦型(薄型)、角型、圆筒型、钱币型、纽扣型、片型以及层合型。将用于欲安装在例如汽车电子装置中的小型电池的外部构件或用于欲安装在两轮或四轮车辆等上的大电池的外部构件用作外部构件。
层合膜为包括金属层和覆盖金属层的树脂膜的多层膜。金属层优选由铝箔或铝合金箔制成。使用包括铝箔或铝合金箔的作为外部构件的层合膜的电池的重量可减小。作为铝合金，优选含有如Mg、Zn或Si的元素的合金。当合金含有过渡金属如Fe、Cu、Ni或Cr时，过渡金属的含量优选为1质量％或以下。由此，可显著改善在高温环境下的长期可靠性和热辐射能力。树脂层可加强金属层。树脂层可由如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龙或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的聚合物制成。
形成外部构件的层合膜的厚度优选为0.5mm或以下，并且更优选为0.2mm或以下。层合膜可通过热熔接合而模制成所需形状。
金属容器可由铝、铝合金、铁以及不锈钢等制成。铝合金优选含有如Mg、Zn或Si的元素。当合金含有如Fe、Cu、Ni或Cr的过渡金属时，过渡金属的含量优选为1质量％或以下。形成金属容器的金属板的厚度优选为1mm或以下，更优选为0.5mm或以下，并且更优选为0.2mm或以下。
接下来，将参考附图具体地描述根据第三实施方案的非水电解质电池的一些实例。
首先，将参考图3和图4描述根据第三实施方案的第一实例的非水电解质电池。
图3为根据第三实施方案的第一实例的非水电解质电池的示意性截面图。图4为图3所示的非水电解质电池的部分A的放大截面图。
图3所示的非水电解质电池10包括外部构件1和容纳在外部构件1中的电极组2。
外部构件1具有袋状。外部构件1为层合容器。
非水电解质(未示出)进一步容纳在外部构件1中。
如图4所示，电极组2包括正电极3、负电极4以及多个隔膜5。如图3所示，电极组2具有层合物螺旋盘绕的结构。这一层合物具有隔膜5、正电极3、另一隔膜5以及负电极4按照这种顺序层合在彼此上的结构。这种盘绕的电极组2可通过以下来制造：螺旋盘绕层合物使得负电极4位于最外部周缘上，然后抽出核心，并且之后在加热下按压。
如图4所示，正电极3包括带状正电极集电体3a和形成在正电极集电体3a的两个表面中的每一个上的正电极材料层3b。正电极集电体3a包括接近电极组2的最外部周缘的不支撑正电极材料的部分(未示出)。正电极材料层3b不形成在不支撑正电极材料的部分的表面上。正电极材料层3b包含正电极活性材料(未示出)、导电剂(未示出)以及粘结剂(未示出)。
如图4所示，负电极4包括带状负电极集电体4a和形成在负电极集电体4a的两个表面中的每一个上的负电极材料层4b。负电极集电体4a包括在电极组2的最外部周缘上的不支撑负电极材料的部分(未示出)。负电极材料层4b不形成在不支撑负电极材料的部分的表面上。负电极材料层4b包含负电极活性材料(未示出)、导电剂(未示出)以及粘结剂(未示出)。
将图3所示的正电极端子6电连接至正电极3的不支撑正电极材料的部分。不支撑正电极材料的部分和正电极端子6可例如通过超声焊接来连接。类似地，将图3所示的负电极端子7电连接至负电极4的不支撑负电极材料的部分。不支撑负电极材料的部分和负电极端子7可例如通过超声焊接来连接。正电极端子6和负电极端子7从外部构件1延伸至外侧。
接下来，将参照图5和图6描述根据第三实施方案的非水电解质电池的另一实例。
图5为根据第三实施方案的第二实例的非水电解质电池的局部断开的示意性透视图。图6为图5所示的非水电解质电池的部分B的放大截面图。
图5和图6所示的非水电解质电池10在很大程度上不同于图3和图4中所示的第一实例的非水电解质电池的地方在于：电极组2具有堆叠型结构，而不是盘绕型结构。
图5和图6所示的非水电解质电池10包括由层合膜制成的外部构件1和容纳在外部构件1中的堆叠型电极组2。
堆叠型电极组2具有图6中示意性地示出的结构。更确切地说，堆叠型电极组2具有多个带状正电极3和多个带状负电极4交替层合使得正电极材料层3b和负电极材料层4b彼此相对，并且隔膜5夹在其间的结构。
如图6所示，各负电极集电体4a包括提供在一端上并且从堆叠型电极组2延伸的不支撑负电极材料的部分4c。不支撑负电极材料的部分4c充当负电极的集电翼片。如图6所示，负电极的多个集电翼片4c被束成一组，并且电连接至负电极端子7。
类似地，但图中未示出，各正电极集电体3a包括从层合型电极组2延伸的不支撑正电极材料的部分。这些不支撑正电极材料的部分充当正电极的集电翼片。虽然图中未示出，但正电极的多个集电翼片被束成一组，并且电连接至正电极端子6。
如图5所示，正电极端子6和负电极端子7从外部构件1在相互相对的方向上延伸。
接下来，将参考图7描述根据第三实施方案的非水电解质电池的另一实例。
图7为根据第三实施方案的第三实例的非水电解质电池中所包括的电极组的示意性展开透视图。
包括图7所示的电极组2的非水电解质电池10在很大程度上不同于图3和图4中所示的第一实例的非水电解质电池以及图5和图6中所示的第二实例的非水电解质电池的地方在于隔膜5为以锯齿图案折叠的带状隔膜。
图7所示的电极组2包括多个片状正电极3、多个片状负电极4，以及以锯齿图案折叠的带状隔膜5。
旗状正电极3包括表面具有正电极材料层3b形成在其上的主部，和表面未有正电极材料层3b形成的窄部3c。窄部3c充当正电极的集电翼片。类似地，旗状负电极4包括表面具有负电极材料层4b形成在其上的主部，和表面未有负电极材料层4b形成的窄部4c。窄部4c充当负电极的集电翼片。
将负电极4层合在以锯齿图案折叠的隔膜5的最上层，使得负电极4的主部4b放置在最上层。正电极3和负电极4交替插入通过以锯齿图案折叠隔膜5所形成的空间中。由此，正电极3的主部、即正电极材料层3b，以及负电极4的主部、即负电极材料层4b彼此相对，并且隔膜5插置在其中。
正电极的集电翼片3c和负电极的集电翼片4c从电极组2在同一方向上延伸。在图7所示的电极组2中，在电极组2的层合方向上，正电极的集电翼片3c彼此相对，并且负电极的集电翼片4c彼此相对。然而，正电极的集电翼片3c与负电极的集电翼片4c并不彼此相对。虽然图中未示出，但正电极的多个集电翼片3c被束成一组，并且电连接至正电极端子(未示出)。类似地，负电极的多个集电翼片4c被束成一组，并且电连接至负电极端子(未示出)。
以上所述的根据第三实施方案的非水电解质电池包括根据第二实施方案的电极。因此，根据第三实施方案的非水电解质电池在循环后可显示高容量保留并且可抑制循环中电阻值增大。
(第四实施方案)
根据第四实施方案，提供一种电池组。所述电池组包括根据第三实施方案的非水电解质电池。
根据用途适当地改变第四电池组的结构。根据第四实施方案，如早先所述可提供一种电池组，其适宜地用在要求优良的循环性能和大电流性能的应用中。确切地说，可提供一种电池组，其适宜地用于数码相机的电源，或用于安装在车辆如两轮至四轮混合动力电动车辆、两轮至四轮电动车辆以及助力自行车上的电源。
接下来，将参考图8和图9描述根据第四实施方案的电池组的实例。
图8为根据第四实施方案的实例的电池组的示意性分解透视图。图9为示出图8所示的电池组的电路的方块图。
图8和图9示出的电池组100包括八个根据第三实施方案的电池(单元电池)21。在所述八个单元电池21中，所有正电极端子6和所有负电极端子7在同一方向上延伸。如图8和图9所示，多个电池21并联以构成电池模块22。如图8所示，构成电池模块22的多个电池21通过使用胶粘带23成为整体。
印刷线路板24布置成与电池模块22的侧面相对，正电极端子6和负电极端子7从所述侧面延伸。如图9所示，将热敏电阻25、保护电路26以及至外部设备的通电用端子27安装至印刷线路板24。
如图8和图9所示，将构成电池模块22的八个单元电池21中的每一个的正电极端子6经由正电极引线28电连接至印刷线路板24的保护电路26的正电极接头29。类似地，将构成电池模块22的八个单元电池21中的每一个的负电极端子7经由负电极引线30电连接至印刷线路板24的保护电路26的负电极接头31。
热敏电阻25检测单元电池21的温度。将电池21的温度的检测信号从热敏电阻25传输至保护电路26。在预定条件下，保护电路26可中断保护电路与至外部设备的通电用端子27之间的+线路27a和-线路27b。预定条件包括由热敏电阻25检测到的温度等于或高于预定温度，并且检测到单元电池21的过度充电、过度放电以及过电流等。可对各单元电池21或整个电池模块22进行所述检测方法。当对各单元电池21进行检测时，可检测电池电压，或可检测正电极电势或负电极电势。将欲用作参考电极的锂电极插入各单元电池21中，并且由此可对整个电池模块22进行检测。在图9的情况下，将用于电压检测的线路26a连接至各单元电池21。将检测信号经由线路26a传输至保护电路26。
在电池模块22中，在除了有正电极端子6和负电极端子7伸出的侧面以外的三个侧面的每一个上，布置有由橡胶或树脂制成的保护片33。呈块形式的由橡胶或树脂制成的保护块34布置在有正电极端子6和负电极端子7伸出的侧面与印刷线路板24之间。
电池模块22与保护片33、保护块34以及印刷线路板24一起容纳在壳容器35中。更确切地说，保护片33布置在壳容器35的长度方向的内表面上和宽度方向的内表面中的一个上，并且印刷线路板24布置在壳容器35的宽度方向的另一内表面上。电池模块22位于由保护片33与印刷线路板24界定的空间中。盖36附接至壳容器35的顶面上。
热收缩胶带可代替胶粘带23用来固定电池模块22。在这种情况下，电池模块通过以下捆束而成：将保护片布置在电池模块的各侧面上，将热收缩管缠绕成环，并且之后使热收缩管经受热收缩。
虽然在图8和图9所示的电池组100中，单元电池21并联连接，它们可串联连接，如图10所示。当然，所组装的电池组100可串联或并联连接。
以上所述的根据第四实施方案的电池组包括根据第三实施方案的非水电解质电池。因此，根据第四实施方案的电池组在循环后可显示高容量保留并且可抑制循环中电阻值增大。
具体实施方式
[实施例]
在下文中将描述实施例。除非超出本发明的要旨，否则以下实施例不旨在限制本发明的范围。
<制造电极>
(实施例1-1)
在实施例1-1中，按以下程序制造图2所示的电极4。
首先，将羟丙基甲基纤维素溶解于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中。接下来，将炭黑作为导电剂添加至溶解有羟丙基甲基纤维素的NMP中。之后，使炭黑充分分散。之后，将二氧化钛TiO2(B)添加至分散液中。之后，将聚偏二氟乙烯(PVDF)作为粘结剂添加至分散液中，接着混合。所用PVDF的平均分子量为4×105。
因此，制备了含有羟丙基甲基纤维素、炭黑、TiO2(B)以及PVDF的电极制造浆料。羟丙基甲基纤维素:炭黑:TiO2(B):PVDF的质量比为9:10:80:1。
将所获得的浆料涂布至厚度为15μm的作为集电体4a的铝箔并且干燥，以获得薄膜。按压所述薄膜。进行按压，同时调整按压压力使得膜的密度为2.2g/cm3。因此，获得了包括集电体4a和形成在其上的活性物质层4b的电极4。
通过截面SEM观察所获得的电极4的活性物质层4b，并且证实了活性物质层4b包含具有与图1所示的活性物质40相同结构的活性物质40。更确切地说，包含在活性物质层4b中的活性物质40包含多个复合物41和位于这些在复合物41之间的粘结相45。各复合物41包含TiO2(B)活性材料颗粒42和涂覆活性材料颗粒42的整个表面的涂覆层43。涂覆层43包含羟丙基甲基纤维素。涂覆层43进一步包含炭黑44作为导电剂。位于复合物41之间的粘结相45包含PVDF。
(实施例1-2至1-9)
在各实施例1-2至1-9中，除了如表1中所示改变电极制造浆料中羟丙基甲基纤维素:PVDF的比率(质量％)以外，以与实施例1-1相同的方式制造电极4。
通过截面SEM观察在各实施例中获得的电极4的活性物质层4b，并且证实了像在实施例1-1中，活性物质层4b包含具有与图1所示的电池活性物质40相同结构的活性物质40。
(比较例1-1)
在比较例1-1中，除了不使用PVDF制备电极制造浆料以外，以与实施例1-1相同的方式制造电极。比较例1-1中制备的电极制造浆料中羟丙基甲基纤维素:炭黑:TiO2(B)的比率(质量％)为10:10:80。
(比较例1-2)
在比较例1-2中，除了不使用羟丙基甲基纤维素制备电极制造浆料以外，以与实施例1-1相同的方式制造电极。在所制备的电极制造浆料中炭黑:TiO2(B):PVDF的比率(质量％)为10:80:10。
(比较例1-3)
在比较例1-3中，除了在制备电极制造浆料时，将PVDF与羟丙基甲基纤维素一起添加至NMP以外，以与实施例1-5相同的方式制造电极。
通过截面SEM观察在比较例1-3中获得的电极的活性物质层，并且证实了活性物质层包含如图11所示的活性物质40’。如图11所示，活性物质40’包含多个TiO2活性材料颗粒42。羟丙基甲基纤维素相43’和聚偏二氟乙烯相45’位于活性材料颗粒42的表面上。炭黑44分散在羟丙基甲基纤维素相43’和聚偏二氟乙烯相45’中。本文中，炭黑44均匀地分散在羟丙基甲基纤维素相43’中。然而，炭黑44不均匀地分散在聚偏二氟乙烯相45’中。聚偏二氟乙烯相45’粘结两个或更多个活性材料颗粒42。
(实施例2-1至2-9)
在各实施例2-1至2-9中，除了使用钛酸锂Li4Ti5O12(下文中称为LTO)代替TiO2(B)以外，以与各实施例1-1至1-9相同的方式制造电极4。
下表2中示出各实施例2-1至2-9中制备的电极制造浆料中羟丙基甲基纤维素:PVDF的比率(质量％)。
通过截面SEM观察在各实施例中获得的电极4的活性物质层4b，并且证实了像在实施例1-1中，活性物质层4b包含具有与图1所示的电池活性物质40相同结构的活性物质40。
(比较例2-1至2-3)
在各比较例2-1至2-3中，除了使用LTO代替TiO2(B)以外，以与各比较例1-1至1-3中相同的方式制造电极。
(实施例3-1至3-9)
在各实施例3-1至3-9中，除了在制备电极制造浆料时，将LTO与TiO2(B)一起添加至NMP以外，以与各实施例1-1至1-9中相同的方式制造电极4。
在各实施例3-1至3-9中，在所制备的电极制造浆料中TiO2(B):LTO的比率(质量％)设定为40:40。
下表3中示出在各实施例3-1至3-9中制备的电极制造浆料中羟丙基甲基纤维素:PVDF的比率(质量％)。
通过截面SEM观察在各实施例中获得的电极4的活性物质层4b，并且证实了像在实施例1-1中，活性物质层4b包含具有与图1所示的电池活性物质40相同结构的活性物质40。
(比较例3-1至3-3)
在各比较例3-1至3-3中，除了在制备电极制造浆料时，将LTO与TiO2(B)一起添加至NMP以外，以与各比较例1-1至1-3中相同的方式制造电极。
在各比较例3-1至3-3中，在所制备的电极制造浆料中TiO2(B):LTO的比率(质量％)设定为40:40。
(实施例4-1至4-9)
在各实施例4-1至4-9中，除了使用钛酸铌Nb2TiO7(下文中称为NTO)代替TiO2(B)以外，以与各实施例1-1至1-9相同的方式制造电极4。
下表4中示出在各实施例4-1至4-9中制备的电极制造浆料中羟丙基甲基纤维素:PVDF的比率(质量％)。
通过截面SEM观察在各实施例中获得的电极4的活性物质层4b，证实了像在实施例1-1中，活性物质层4b包含具有与图1所示的电池活性物质40相同结构的活性物质40。
(比较例4-1至4-3)
在各比较例4-1至4-3中，除了使用NTO代替TiO2(B)以外，以与各比较例1-1至1-3中相同的方式制造电极。
(实施例5-1至5-9)
在各实施例5-1至5-9中，除了在制备电极制造浆料时，将LTO与NTO一起添加至NMP以外，以与各实施例4-1至4-9中相同的方式制造电极4。
在各实施例5-1至5-9中，在所制备的电极制造浆料中LTO:NTO的比率(质量％)设定为40:40。
下表5中示出在各实施例5-1至5-9中制备的电极制造浆料中羟丙基甲基纤维素:PVDF的比率(质量％)。
通过截面SEM观察在各实施例中获得的电极4的活性物质层4b，并且证实了像在实施例1-1中，活性物质层4b包含具有与图1所示的电池活性物质40相同结构的活性物质40。
(比较例5-1至5-3)
在各比较例5-1至5-3中，除了在制备电极制造浆料时，将LTO与NTO一起添加至NMP以外，以与各比较例4-1至4-3中相同的方式制造电极。
在各比较例5-1至5-3中，在所制备的电极制造浆料中LTO:NTO的比率(质量％)设定为40:40。
(实施例6-1)
在实施例6-1中，按以下程序制造图2所示的电极4。
首先，将羧甲基纤维素溶解于纯水中。接下来，将炭黑作为导电剂添加至溶解有羧甲基纤维素的纯水中。之后，使炭黑充分分散。之后，将二氧化钛TiO2(B)添加至分散液中。之后，将苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)作为粘结剂添加至分散液中，接着混合。所用SBR的平均分子量为1×106。
因此，制备了含有羧甲基纤维素、炭黑、TiO2(B)以及SBR的电极制造浆料。羧甲基纤维素:炭黑:TiO2(B):SBR的质量比为9:10:80:1。
将所获得的浆料涂布至厚度为15μm的作为集电体4a的铝箔并且干燥，以获得薄膜。按压所述薄膜。进行按压，同时调整按压压力使得膜的密度为2.2g/cm3。因此，获得了包括集电体4a和形成在其上的活性物质层4b的电极4。
通过截面SEM观察所获得的电极4的活性物质层4b，并且证实了活性物质层4b包含具有与图1所示的活性物质40相同结构的活性物质40。更确切地说，包含在活性物质层4b中的活性物质40包含多个复合物41和位于这些复合物41之间的粘结相45。各复合物41包含TiO2(B)活性材料颗粒42和涂覆活性材料颗粒42的整个表面的涂覆层43。涂覆层43包含羧甲基纤维素。涂覆层43进一步包含炭黑44作为导电剂。位于复合物41之间的粘结相45包含SBR。
(实施例6-2至6-9)
在各实施例6-2至6-9中，除了如表6中所示改变电极制造浆料中羧甲基纤维素:SBR的比率(质量％)以外，以与实施例6-1相同的方式制造电极4。
通过截面SEM观察在各实施例中获得的电极4的活性物质层4b，并且证实了像在实施例6-1中，活性物质层4b包含具有与图1所示的电池活性物质40相同结构的活性物质40。
(比较例6-1)
在比较例6-1中，除了不使用SBR制备电极制造浆料以外，以与实施例6-1相同的方式制造电极。比较例6-1中制备的电极制造浆料中羧甲基纤维素:炭黑:TiO2(B)的比率(质量％)为10:10:80。
(比较例6-2)
在比较例6-2中，除了不使用羧甲基纤维素制备电极制造浆料以外，以与实施例6-1相同的方式制造电极。在所制备的电极制造浆料中炭黑:TiO2(B):SBR的比率(质量％)为10:80:10。
(比较例6-3)
在比较例6-3中，除了在制备电极制造浆料时，将SBR与羧甲基纤维素一起添加至纯水以外，以与实施例6-5相同的方式制造电极。
通过截面SEM观察在比较例6-3中获得的电极的活性物质层，并且证实了活性物质层包含与如图11所示的活性物质40’具有相同结构的活性物质。所述活性物质包含多个TiO2活性材料颗粒。羧甲基纤维素相和苯乙烯-丁二烯橡胶相位于活性材料颗粒的表面上。炭黑分散在羧甲基纤维素相和苯乙烯-丁二烯橡胶相中。本文中，炭黑均匀地分散在羧甲基纤维素相中。然而，炭黑不均匀地分散在苯乙烯-丁二烯橡胶相中。苯乙烯-丁二烯橡胶相粘结两个或更多个活性材料颗粒。
(实施例7-1至7-9)
在各实施例7-1至7-9中，除了使用钛酸锂Li4Ti5O12(下文中称为LTO)代替TiO2(B)以外，以与各实施例6-1至6-9相同的方式制造电极4。
下表7中示出各实施例7-1至7-9中制备的电极制造浆料中羧甲基纤维素:SBR的比率(质量％)。
通过截面SEM观察在各实施例中获得的电极4的活性物质层4b，并且证实了像在实施例6-1中，活性物质层4b包含具有与图1所示的活性物质40相同结构的活性物质40。
(比较例7-1至7-3)
在各比较例7-1至7-3中，除了使用LTO代替TiO2(B)以外，以与各比较例6-1至6-3中相同的方式制造电极。
(实施例8-1至8-9)
在各实施例8-1至8-9中，除了在制备电极制造浆料时，将LTO与TiO2(B)一起添加至纯水以外，以与各实施例6-1至6-9中相同的方式制造电极4。
在各实施例8-1至8-9中，在所制备的电极制造浆料中TiO2(B):LTO的比率(质量％)设定为40:40。
下表8中示出在各实施例8-1至8-9中制备的电极制造浆料中羧甲基纤维素:SBR的比率(质量％)。
通过截面SEM观察在各实施例中获得的电极4的活性物质层4b，并且证实了像在实施例6-1中，活性物质层4b包含具有与图1所示的活性物质40相同结构的活性物质40。
(比较例8-1至8-3)
在各比较例8-1至8-3中，除了在制备电极制造浆料时，将LTO与TiO2(B)一起添加至纯水以外，以与各比较例6-1至6-3中相同的方式制造电极。
在各比较例8-1至8-3中，在所制备的电极制造浆料中TiO2(B):LTO的比率(质量％)设定为40:40。
(实施例9-1至9-9)
在各实施例9-1至9-9中，除了使用钛酸铌Nb2TiO7(下文中称为NTO)代替TiO2(B)以外，以与各实施例6-1至6-9相同的方式制造电极4。
下表9中示出在各实施例9-1至9-9中制备的电极制造浆料中羧甲基纤维素:SBR的比率(质量％)。
通过截面SEM观察在各实施例中获得的电极4的活性物质层4b，并且证实了像在实施例6-1中，活性物质层4b包含具有与图1所示的活性物质40相同结构的活性物质40。
(比较例9-1至9-3)
在各比较例9-1至9-3中，除了使用NTO代替TiO2(B)以外，以与各比较例6-1至6-3中相同的方式制造电极。
(实施例10-1至10-9)
在各实施例10-1至10-9中，除了在制备电极制造浆料时，将LTO与NTO一起添加至纯水以外，以与各实施例9-1至9-9中相同的方式制造电极4。
在各实施例10-1至10-9中，在所制备的电极制造浆料中LTO:NTO的比率(质量％)设定为40:40。
下表10中示出在各实施例10-1至10-9中制备的电极制造浆料中羧甲基纤维素:SBR的比率(质量％)。
通过截面SEM观察在各实施例中获得的电极4的活性物质层4b，并且证实了像在实施例6-1中，活性物质层4b包含具有与图1所示的活性物质40相同结构的活性物质40。
(比较例10-1至10-3)
在各比较例10-1至10-3中，除了在制备电极制造浆料时，将LTO与NTO一起添加至纯水以外，以与各比较例9-1至9-3中相同的方式制造电极。
在各比较例10-1至10-3中，在所制备的电极制造浆料中LTO:NTO的比率(质量％)设定为40:40。
<制造评估电池>
使用如以上所述制造的各电极4按以下程序制造评估电池。
首先，将以上制造的电极4切成边长2cm的方形。将这一切割的电极用作工作电极。制备边长为2.0cm的方形锂金属箔并且用作对电极。制备锂金属并且用作参考电极。工作电极和对电极彼此相对，并且玻璃滤器作为隔膜插置在其之间。彼此相对的工作电极和对电极，以及参考电极放置在三极型玻璃电池中。在这种情况下，将参考电极以这样一种方式插入以使得它不与工作电极和对电极接触。接下来，将工作电极、对电极以及参考电极中的每一个连接至玻璃电池的对应端子。另一方面，通过将LiPF6作为电解质溶解在混合溶剂中来制备电解质溶液。所用的混合溶剂包含体积比为1:2的碳酸乙二酯和碳酸二乙酯。LiPF6的浓度为1mol/L。将25mL这种电解质溶液倾倒入玻璃电池中。在隔膜和电极充分用电解质溶液浸渍后，密封玻璃电池。由此，制造了根据实施例和比较例的评估电池。
(充电和放电测试)
使用以上制造的各评估电池，在25℃的恒温室中进行充电和放电测试。充电和放电速率(rate)设定为1.0C。作为一个循环进行一次充电和放电，并且进行50个循环。在第一次充电和放电后和在50个循环后测量电池的容量。在第25个循环和第50个循环确认0.2C下的容量。第一次放电的容量设定为100％，以计算50个循环后的放电容量保留(％)。表1至10中示出实施例和比较例的容量保留的结果。
测量50个循环后的电阻值(Ω)。按以下方式测量电阻值。评估电池设定为AC阻抗测量装置，以测量从300MHz至10Hz扫描频率时的阻抗。作所获得的数据的科尔-科尔图(cole-cole plot)，以将所绘出的曲线与X轴的最大交叉点确定为电阻值。下表1至10中示出50个循环后，实施例和比较例的电阻值的结果。
<测量剥离强度>
在各实施例和比较例中，测量通过将电极制造浆料涂布至铝、接着干燥制备的电极(即按压前的电极)的剥离强度(g/cm)。
按以下方式测量剥离强度。首先，将通过将电极制造浆料涂布至铝、接着干燥获得的各电极切成2×5cm的条形式，并且用作测量样品。接下来，将胶带施加至各测量样品的活性物质层的表面，并且经受拉伸强度测试仪以从集电体剥离活性物质层。将当各实施例和比较例的样品中的活性物质层剥离时所需的力记录为剥离强度。结果在下表1至10中示出。
[表1]
实施例1 的系列(活性材料：TiO2(B))
[表2]
实施例2 的系列(活性材料：LTO)
[表3]
实施例3 的系列(活性材料：TiO2(B)+LTO)
[表4]
实施例4 的系列(活性材料：NTO)
[表5]
实施例5 的系列(活性材料：LTO+NTO)
[表6]
实施例6 的系列(活性材料：TiO2(B))
[表7]
实施例7 的系列(活性材料：LTO)
[表8]
实施例8 的系列(活性材料：TiO2(B)+LTO)
[表9]
实施例9 的系列(活性材料：NTO)
[表10]
实施例10 的系列(活性材料：LTO+NTO)
表1中所示的结果示出实施例1-1至1-9的电极4可显示出优良的剥离强度和优良的容量保留，并且可显示出低电阻值。以下将描述结果后隐藏的原因。
如早先所述，包含在实施例1-1至1-9的电极4中的活性物质40具有与图1所示的活性物质40相同的结构。
在活性物质40具有所述结构的实施例1-1至1-9的电极4中，活性材料颗粒42的整个表面涂覆有包含羟丙基甲基纤维素的涂覆层43。由于这个原因，可抑制活性材料颗粒42与非水电解质之间的反应以及活性材料颗粒42与粘结相45之间的反应。因此，可防止电极性能的劣化、电池内部电阻的增大、非水电解质的劣化以及活性物质层4b至集电体4a的粘附特性的劣化。位于包含活性材料颗粒42和涂覆层43的复合物41之间的粘结相45可抑制由吸收非水电解质所引起的涂覆层43的膨胀。因此，由涂覆层43的存在而显示出的上述作用甚至在50个循环后仍可维持。此外，粘结相45包含能够显示出优良粘结特性的聚偏二氟乙烯。因此，粘结相45可在复合物41之间显示出优良的粘结特性，并且显示出活性物质层4b至集电体4a的优良粘附能力。此外，由于涂覆层43可抑制粘结相45与活性材料颗粒42之间的反应，因此可维持粘结相45的粘结能力。
因此，实施例1-1至1-9的电极4可显示出优良的剥离强度、优良的容量保留以及低电阻值。
另一方面，如表1所示，比较例1-1的电极显示出比实施例1-1至1-9的电极差的剥离强度和容量保留。认为其原因是比较例1-1中不存在位于包含活性材料颗粒和涂覆活性材料颗粒的涂覆层的多个复合物之间的粘结相，这导致复合物之间的较差连接性和活性物质层至集电体的较差粘附能力。
如表1所示，比较例1-2的电极具有比实施例1-1至1-9的电极差的剥离强度、容量保留以及电阻值。认为其原因如下所述。在比较例1-2的电极中，TiO2(B)活性材料颗粒未涂覆有涂覆层，这导致活性材料颗粒与作为粘结剂的聚偏二氟乙烯接触。这种接触引起聚偏二氟乙烯的分解，从而引起聚偏二氟乙烯的粘结能力的劣化等。与实施例1-1至1-9的电极相比，比较例1-2的电极活跃地引起活性材料颗粒与非水电解质反应，从而形成副产物。因此，认为引起了电极性能的劣化、电池的内部电阻的增大、非水电解质的劣化等。
如表1所示，比较例1-3的电极显示出与实施例1-5的电极可比的剥离强度和容量保留，以及高电阻值。在比较例1-3的电极中，如参考图11所述，聚偏二氟乙烯相45’粘结至活性材料颗粒42的表面。由于聚偏二氟乙烯相45’具有低电解质渗透性，因此聚偏二氟乙烯相45’具有低的作为锂离子路径的功能性。因此，认为在比较例1-3的电极中，活性材料颗粒42中锂离子的释放和吸附受阻。此外，如早先参考图11所述，认为聚偏二氟乙烯相45’仅提供炭黑44的低分散能力。因此，在比较例1-3的电极中，认为活性物质层具有低导电性。因此，认为比较例1-3的电极显示出高电阻值。
表2示出的实施例2-1至2-9以及比较例2-1至2-3的结果、表3示出的实施例3-1至3-9以及比较例3-1至3-3的结果、表4示出的实施例4-1至4-9以及比较例4-1至4-3的结果，以及表5示出的实施例5-1至5-9以及比较例5-1至5-3的结果示出与表1示出的实施例1-1至1-9以及比较例1-1至1-3的结果相同的趋势。这示出所有实施例具有相同的作用，而不管活性材料颗粒42的种类如何。
表1至5中示出的结果还示出，当使用包含羟丙基甲基纤维素和PVDF并且包含的羟丙基甲基纤维素的比率为10质量％或以上的活性物质41时，获得具有较高强度的电极。
此外，表6所示的实施例6-1至6-9和比较例6-1至6-3的结果、表7所示的实施例7-1至7-9和比较例7-1至7-3的结果、表8所示的实施例8-1至8-9和比较例8-1至8-3的结果、表9所示的实施例9-1至9-9和比较例9-1至9-3的结果，以及表10所示的实施例10-1至10-9和比较例10-1至10-3的结果示出分别与以下各项的结果相同的趋势：表1示出的实施例1-1至1-9以及比较例1-1至1-3的结果、表2所示的实施例2-1至2-9以及比较例2-1和2-3的结果、表3所示的实施例3-1至3-9以及比较例3-1和3-3的结果、表4所示的实施例4-1至4-9和比较例4-1至4-3的结果，以及表5所示的实施例5-1至5-9和比较例5-1至5-3的结果。这示出使用羧甲基纤维素作为涂覆层43的材料并且使用苯乙烯-丁二烯橡胶作为粘结相45的材料的实施例也具有与使用羟烷基纤维素和聚偏二氟乙烯的实施例相同的作用。
根据以上所述的至少一个实施方案和实施例，提供一种活性物质。这种活性物质包含多个复合物和位于所述复合物之间的粘结相。所述复合物包含活性材料颗粒和涂覆活性材料颗粒的涂覆层。涂覆层包含至少一种选自以下各项中的材料：羟烷基纤维素和羧甲基纤维素。粘结相包含至少一种选自以下各项的材料：聚偏二氟乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶以及基于丙烯酸的聚合物。由于活性物质可抑制包含所述活性物质的非水电解质电池中的活性材料颗粒与非水电解质之间的反应以及活性材料颗粒与粘结相之间的反应，因此活性物质可抑制如非水电解质电池的电极性能劣化、内部电阻增大、以及非水电解质劣化的问题。因此，这种活性物质可达成一种非水电解质电池，所述电池在循环后可显示高容量保留并且可抑制循环中电阻值增大。
尽管已经描述了某些实施方案，但这些实施方案仅通过举例来呈现，并且不旨在限制本发明的范围。实际上，本文所描述的新颖实施方案可由多种其它形式来具体表现；此外，在不背离本发明的精神的情况下，可在本文所述的实施方案的形式方面进行各种省略、取代以及变化。随附权利要求书和其等效形式旨在涵盖这类形式或修改，就如同将会落入本发明的范围和精神内一般。

Claims (11)

1.一种活性物质(40)，其包含：
多个复合物(41)，所述复合物各自包含活性材料颗粒(42)和涂覆所述活性材料颗粒(42)的涂覆层(43)，所述涂覆层(43)包含选自羟烷基纤维素和羧甲基纤维素中的至少一种材料；以及
位于所述复合物(41)之间的粘结相(45)，所述粘结相(45)包含选自聚偏二氟乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶以及基于丙烯酸的聚合物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的活性物质(40)，其中所述活性材料颗粒(42)包含选自具有尖晶石结构的钛酸锂、单斜β型钛复合氧化物、铌钛复合氧化物、硅、硅复合氧化物以及石墨中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的活性物质(40)，其中所述活性材料颗粒(42)包含选自具有尖晶石结构的钛酸锂、单斜β型钛复合氧化物以及铌钛复合氧化物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的活性物质(40)，其中所述羟烷基纤维素为选自羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素以及羟丙基乙基纤维素中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的活性物质(40)，其中所述至少一种材料的总质量与所述至少一种材料的所述总质量和所述粘结相的质量的总和的比率在10质量％至90质量％范围内。
6.根据权利要求1所述的活性物质(40)，其中所述涂覆层(43)进一步包含导电剂(44)。
7.一种电极(4)，其包括：
集电体(4a)；以及
活性物质层(4b)，其提供在所述集电体(4a)上，并且包含根据权利要求1所述的活性物质(40)。
8.一种非水电解质电池(10)，其包括：
正电极(3)；
根据权利要求7所述的作为负电极的电极(4)；以及
非水电解质。
9.一种电池组(100)，其包括至少一个非水电解质电池(10)，
其中所述至少一个非水电解质电池(10)包括正电极(3)、根据权利要求7所述的作为负电极的电极(4)以及非水电解质。
10.根据权利要求9所述的电池组(100)，其包括多个非水电解质电池(10)，
其中所述多个非水电解质电池(10)各自包括正电极(3)、根据权利要求7所述的作为负电极的电极(4)以及非水电解质；并且
所述多个非水电解质电池(10)串联、并联或以其组合的方式彼此电连接。
11.根据权利要求9所述的电池组(100)，其进一步包括保护电路(26)，其被配置来检测所述非水电解质电池(10)的电压。
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