CN105322144A - 非水电解质电池和电池组 - Google Patents

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Abstract

根据一个实施方案，非水电解质电池包括容器、容纳在所述容器内的正电极、容纳在所述容器内的负电极、和容纳在所述容器内的非水电解质。所述正电极包括通式LiMO2(M是一个或多个选自于由Ni、Co、和Mn组成的组中的元素)所示的正电极活性材料。所述负电极在空间上与所述正电极相分离，并包括含钛氧化物负电极活性材料。当非水电解质电池的开路电压是2.17V时，所述正电极的电势相对于Li/Li+是3.75V或更高。

Description

非水电解质电池和电池组
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2014年7月31日递交的日本专利申请号2014-156881的优先权益；其全部内容通过引用并入本申请。
技术领域
本文描述的实施方案一般涉及非水电解质电池及电池组。
背景技术
当锂离子电池和铅-酸电池结合使用时，需要将所述锂离子电池的操作电势调整到所述铅-酸电池的操作电势。通过串联6个电池，其中锂-镍-钴-锰复合氧化物被用于正电极，尖晶石型锂-钛氧化物被用于负电极，可以实现约13.5V的平均操作电势。这样的锂离子电池可与铅存储电池结合使用。锂-钛复合氧化物随着充电和放电循环只发生轻微的体积改变，因此具有优异的循环特性。此外，从理论上，金属锂在锂-钛复合氧化物的锂吸收和释放反应中几乎不沉积金属锂，因此使用锂-钛复合氧化物的电池的性能即使在大电流重复充电和放电循环后降低也很小。
因此，当锂离子电池和铅-酸电池在车辆或类似物中结合使用时，需要约13V的低温输出性能，其是铅-酸电池的工作电压。不幸的是，当有6个电池串联的电池组被调整到13V时，上述电池具有10-30％的充电状态。因此，有低温输出性能低的问题。
发明内容
一实施方案的目的在于提供具有优异低温输出性能的非水电解质电池。
根据一个实施方案，非水电解质电池包括容器、容纳在所述容器内的正电极、容纳在所述容器内的负电极、和容纳在所述容器内的非水电解质。所述正电极包括用通式LiMO2(M是一个或多个选自于由Ni、Co、和Mn组成的组中的元素)表示的正电极活性材料。所述负电极在空间上与所述正电极相分离，并包括含钛氧化物作为负电极活性材料。当非水电解质电池的开路电压是2.17V时，正电极的电势相对于Li/Li+是3.75V或更高。
根据上述非水电解质电池，可以得到优异的低温输出性能。
附图说明
图1是第一实施方案的平板非水电解质电池的横截面图；
图2是图1中A部分的放大横截面图；
图3是示意性显示第一实施方案的另一个平板非水电解质电池的局部切除透视图；
图4是图3中B部分的放大横截面视图；
图5是依据第二实施方案的示例性电池组的分解透视图；和
图6是图5中电池组的电路框图。
具体实施方式
下文将参照所附的附图对各实施方案进行说明。
(第一实施方案)
将说明第一实施方案的非水电解质电池。
所述实施方案的非水电解质电池是一非水电解质电池，其包括容器、容纳在所述容器内的包含用通式LiMO2(M是一个或多个选自于由Ni、Co、和Mn组成的组中的元素)表示的正电极活性材料的正电极、容纳在所述容器内的在空间上与所述正电极相分离并包括含钛氧化物作为负电极活性材料的负电极、和容纳在所述容器内的非水电解质，其中，当非水电解质电池的开路电压是2.17V时，正电极的电势相对于Li/Li+是3.75V或更高。应理解相对于Li/Li+的电势意味着用Li作为标准测量的电势。
当所述正电极从相对于Li/Li+是3.75V的电势以0.1C的放电速率放电到相对于Li/Li+是1.5V的截止电势时，单位重量正电极活性材料的放电容量被设定为Qc。还有，当所述负电极从相对于Li/Li+是1.58V的电势以0.1C的放电速率放电到相对于Li/Li+是2.0V的截止电势时，单位重量负电极活性材料的放电容量被设定为Qa。当所述非水电解质电池的开路电压是2.17V时，可通过使所述正电极活性材料的重量相对于所述负电极活性材料的重量的比率小于Qa/Qc，而使所述正电极的电压为3.75V或更高。
将参照图1和2，其给出了第一实施方案的非水电解质电池的实例，更详细地说明所述非水电解质电池。图1是第一实施方案的平板非水电解质电池10的横截面视图，及图2是图1中A部分的放大横截面视图。每个图都是用来说明的典型视图。尽管有的部分与实际电池在形状、尺寸或比例上有所不同，但这些结构设计可以考虑下述说明和已知技术从而适当改变。
平板卷绕电极组1被安装在由金属层被夹在两个树脂薄膜中的叠层薄膜所制成的袋状容器2中。所述平板卷绕电极组1是通过螺旋卷绕并按压一叠层而形成的，其中负电极3、分隔物4、正电极5、和另一个分隔物4从外侧按此顺序被叠层。位于最外层的负电极3具有如图2所示的构造，其中包含负电极活性材料的层3b形成在负电极电流收集器3a的一个内侧。另一个负电极3的构造是将包含负电极活性材料的层3b形成在负电极电流收集器3a的两侧。正电极5的构造是将包含正电极活性材料的层5b形成在正电极电流收集器5a的两侧上。
在所述卷绕电极组1的外周附近，负电极端子6被电连接到所述最外层负电极3的负电极电流收集器3a上。在所述卷绕电极组1的外周附近，正电极端子7也被电连接到内侧正电极5的正电极电流收集器5a上。所述负电极端子6和正电极端子7从所述袋状容器2的一开口处突出到外面。例如，液体非水电解质被从所述袋状容器2的开口处注入。通过将所述袋状容器2的开口热封并将负电极端子6和正电极端子7夹层在中间而将所述卷绕电极组1及液体非水电解质密封。
第一实施方案的非水电解质电池不限于图1和2所示的构造，例如，也可以如图3和4所示构造。图3是第一实施方案的另一个平板非水电解质电池的局部切除透视图，图4是图3中B部分的放大横截面视图。
叠层电极组11被安置在由叠层薄膜制成的容器12中，在该叠层中一个金属层被夹在两个树脂薄膜中。如图4所示，所述叠层电极组11的结构中正电极13和负电极14交替叠层，且分隔物15被夹在二者之间。有多个正电极13，且这多个正电极中的每一个都包括电流收集器13a和保持在所述电流收集器13a两个表面上的含正电极活性材料的层13b。有多个负电极14，且这多个负电极中的每一个都包括电流收集器14a和保持在所述电流收集器14a两个表面上的含正电极活性材料的层14b。每个负电极14的电流收集器14a的一侧都从所述正电极13中突出。该突出的电流收集器14a被电连接到带状负电极端子16上。所述带状负电极端子16的一端被从容器12中拉出。虽然没有显示，但与电流收集器14a突出侧相反的电流收集器13a的一侧从负电极14中突出。从所述负电极14中突出的电流收集器13a被电连接到带状正电极端子17上。所述带状正电极端子17的一端被放置在负电极端子16相反的一侧。带状正电极端子17的一端被从容器12中拉出。
下面将详细说明本实施方案中非水电解质电池所用的负电极、正电极、非水电解质、分隔物、容器、正电极端子、和负电极端子。
(负电极)
所述负电极3包括电流收集器3a和形成在负电极电流收集器3a的一个或两个表面上的、含有负电极活性材料、包含活性材料，导电剂和粘合剂的层3b。
所述负电极活性材料包括含钛氧化物。该含钛氧化物优选包括至少一个选自于由尖晶石型锂-钛复合氧化物、正交晶体β-型钛复合氧化物、单斜晶体铌-钛复合氧化物、斜方锰矿型钛酸锂、锰矿型锂-钛复合氧化物、锐钛矿型钛复合氧化物、和金红石型钛复合氧化物组成的组中的氧化物。
作为含钛的氧化物，例如，可以举出在氧化物合成时不含锂的钛氧化物，锂-钛氧化物，和锂-钛复合氧化物，其中构成锂-钛氧化物的一部分元素被其它元素所代替。作为锂-钛氧化物，例如，可以举出具有尖晶石结构的钛酸锂(如Li4+xTi5O12(x为随充电和放电状态而改变的值，且0≤x≤3))和斜方锰矿型钛酸锂(如Li2+yTi3O7(y为随充电和放电状态而改变的值，且0≤y≤3))。
作为钛氧化物，可以举出TiO2和含有Ti及至少一个选自于由V、Sn、Cu、Ni、Co、和Fe组成的组中的元素的金属复合氧化物。例如，具有单斜晶体β-型结构的钛复合氧化物，其是TiO2的一种晶体结构，包括TiO2(B)及通过将构成TiO2(B)中的一部分元素用其他元素(如Li)替换而得到的氧化物。
作为负电极活性材料，多个上述含钛氧化物可以混合使用。例如，可以使用尖晶石型锂-钛复合氧化物和正交晶体β-钛复合氧化物的混合物，或尖晶石型锂-钛复合氧化物和单斜晶体铌-钛复合氧化物的混合物。此时，如果比率w1/w2小于1/3，那么当所述负电极从相对于Li/Li+1.58V的电势以0.1C的放电速率放电到相对于Li/Li+2.0V的截止电压时，所述负电极的单位重量放电容量较小。在所述比率w1/w2中，w1限定为正交晶体β-型钛复合氧化物或单斜晶体铌-钛复合氧化物相对于负电极的面积的重量。在所述比率w1/w2中，w2限定为尖晶石型锂-钛复合氧化物相对于负电极的面积的重量。因此，比率w1/w2优选设定为1/3或更高。
所述活性材料的形状包括初级粒子或初级粒子聚集的二次粒子。即所述活性材料可以包括单个的初级粒子和初级粒子聚集的二次粒子。在包括二次粒子和单个初级粒子的活性材料中，初级粒子的直径最好是0.1μm-10μm，而二次粒子的直径为1μm-30μm。通过将初级粒子和二次粒子的直径设定在上述范围内，可以抑制因与非水电解质反应而发生所述活性材料的降解。更理想的初级粒子的直径范围是0.5μm-3μm。更理想的二次粒子的直径范围是10μm-20μm。
活性材料初级粒子和二次粒子的直径可以通过激光衍射方法测量。
所述导电剂提高所述活性材料的电流收集性能并抑制该活性材料与电流收集器之间的接触阻抗。导电剂的实例包括乙炔黑、炭黑、和石墨。
所述粘合剂将所述活性材料和所述导电剂粘合在一起。该粘合剂的实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氟橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶。
所述包含负电极活性材料的层3b中活性材料、导电剂、和粘合剂的混合比例优选分别为70-96％重量、2-28％重量、和2-28％重量。通过设定导电剂的量为2％重量或更多，可以改善含负电极活性材料的层3b的电流收集性能，并且可以改善非水电解质电池10的大电流特性。通过设定粘合剂的量为2％重量或更多，可以增强所述含负电极活性材料的层3b与电流收集器3a之间的粘结，且可以改善循环特性。另一方面，从实现更高容量的角度来讲，所述导电剂和粘合剂优选分别设定为28％重量或更低。
所述负电极电流收集器3a优选是，例如，铜箔、铝箔、或铝合金箔。该铝合金箔可包含一种或多种元素如Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、和Si。
负电极3可用如下方法制备。
首先，通过在溶剂中悬浮所述负电极活性材料、导电剂、及粘合剂而制备浆液。将该浆液施加在所述负电极电流收集器3a的一个或两个表面上，并干燥。然后，通过按压所述在其上已经施加了浆液的负电极电流收集器3a以形成含负电极活性材料的层3b，并从而制备负电极3。或者，可以将所述负电极活性材料、导电剂及粘合剂制成颗粒状，从而形成含负电极活性材料的层3b。然后，通过将该颗粒状含负电极活性材料的层3b在负电极电流收集器3a上成型而制备负电极3。
(正电极)
正电极5包括正电极电流收集器5a和含正电极活性材料的层5b。所述含正电极活性材料的层5b包含正电极活性材料、导电剂、和粘合剂。该含正电极活性材料的层5b形成在正电极电流收集器5a的一个或两个表面上。正电极活性材料包括通式LiMO2(M包括选自Ni、Co、和Mn中的一种或多种元素)所代表的氧化物。
所述导电剂提高所述活性材料的电流收集性能，并抑制该活性材料与电流收集器之间的接触阻抗。导电剂的实例包括乙炔黑、炭黑、和石墨。
所述粘合剂将所述活性材料和所述导电剂粘合在一起。该粘合剂的实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、氟橡胶。
所述包含正电极活性材料的层5b中活性材料、导电剂、和粘合剂的混合比例优选分别为80-95％重量、3-18％重量、和2-17％重量。通过设定其比例为3％重量或更多，所述导电剂可以实现上述效果。通过设定其比例为18％重量或更低，可以降低高温存储过程中在该导电剂表面所述非水电解质的降解。通过设定其比例为2％重量或更多，所述粘合剂可以提供足够的强度。通过设定其比例为17％重量或更低，可以降低作为绝缘材料混入到正电极中的粘合剂的量，从而降低内部阻抗。
所述正电极电流收集器5a优选是，例如，铝箔或铝合金箔。该铝合金箔可包括一种或多种元素如Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、和Si。
正电极5可例如用如下方法制备。
首先，通过在溶剂中悬浮所述正电极活性材料、导电剂、及粘合剂而制备浆液。将该浆液施加在所述正电极电流收集器5a的一个或两个表面上，并干燥。然后，通过按压所述在其上已经施加了浆液的正电极电流收集器5a以形成含正电极活性材料的层5b，并从而制备负电极5。或者，可以将所述正电极活性材料、导电剂及粘合剂制成颗粒状，从而形成含正电极活性材料的层5b。然后，通过将该颗粒状含正电极活性材料的层5b在正电极电流收集器5a上成型而制备负电极5。
(非水电解质)
作为非水电解质，可以使用，例如，通过将电解质溶解在非水溶剂中而制备的液体非水电解质或液体电解质与聚合物材料构成的复合物凝胶状非水电解质。
所述液体电解质优选是通过将电解质以0.5–2.5M的浓度下溶解在非水溶剂中而制备的。
电解质的实例包括锂盐如高氯酸锂(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)、和二三氟甲磺酰亚胺锂[LiN(CF3SO2)2]，或它们的混合物。所述电解质优选即使在高电势下也难于氧化，特别优选LiPF6。
非水溶剂的实例包括环碳酸酯如碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)，和碳酸乙烯酯，烷基碳酸酯如碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、和碳酸甲基乙基酯(MEC)，环醚如四氢呋喃(THF)、2-甲基四氢呋喃(2MeTHF)、和二噁烷(DOX)，烷基醚如二甲氧基乙烷(DME)和二乙氧基乙烷(DEE)，γ-丁内酯(GBL)，乙腈(AN)，及环丁砜(SL)。这些非水溶剂可以单独使用，或以混合溶剂的方式使用。
所述聚合物材料的实例包括聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈(PAN)、和聚氧化乙烯(PEO)。
所述非水溶剂优选混合溶剂，其中混合至少两种选自由碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的溶剂，或者是包括γ-丁内酯的混合溶剂。通过使用这样的混合溶剂，可以得到具有优异高温特性的非水电解质电池。
(分隔物)
由如聚乙烯、聚丙烯、纤维素、或聚偏二氟乙烯(PVdF)等材料形成的合成树脂制成的多孔薄膜或无纺布可被用作分隔物4。其中，由聚乙烯或聚丙烯熔体在固定温度下制成的多孔薄膜可以切断电流，因此从安全性的角度是优选的。
(容器)
由叠层膜制成的袋状容器或由金属制成的容器可被用作所述容器2。
金属层夹在树脂薄膜中的多层膜被用作叠层膜。为了减低重量，所述金属层优选是铝箔或铝合金箔。作为树脂薄膜，例如，可以使用聚合物材料如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龙、或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。叠层膜可通过热封成型为容器的形状。所述叠层膜的厚度优选为0.2mm或更低。
由金属制成的容器可由铝或铝合金制造成型。所述铝合金优选包含一种或多种元素如镁、锌、和硅。另外一方面，过渡金属如铁、铜、镍、和铬的含量优选设定为100ppm或更低。相应地，高温环境下的长期可靠性和散热性可被显著改善。由金属制成的容器的厚度最好是0.5mm或更低，该容器的厚度更优选是0.2mm或更低。
电池形状的实例包括平板形、角形、圆筒形、硬币形、钮扣形、片形、和叠层形。当然，除了安装在移动电子设备内的小电池外，所述电池也可以是安装在双轮或四轮车辆上的大电池。
(正电极端子)
所述正电极端子7由相对Li/Li+电势在3.0–4.5V范围内电稳定、同时具有电导性的材料制成。所述正电极端子7优选由铝或铝合金制成。该铝合金可含有一种或多种元素如Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、和Si。所述正电极端子7优选由与正电极电流收集器5a相同的材料制成，从而降低与正电极电流收集器5a的接触电阻。
(负电极端子)
所述负电极端子6由相对Li/Li+电势在0.4–3.0V范围内电稳定、同时具有电导性的材料制成。所述负电极端子6优选由铝或铝合金制成。该铝合金可含有一种或多种元素如Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、和Si。所述负电极端子6优选由与负电极电流收集器3a相同的材料制成，从而降低与负电极电流收集器3a的接触电阻。
(第二实施方案)
下面将详细说明一实施方案的电池组。
第二实施方案的电池组包括一个或多个第一实施方案的非水电解质电池(即单元电池)。当所述电池组中包含多个单元电池时，排列各单元电池以使单元电池串联、并联、或串联和并联地电连接在一起。
当该实施方案的电池组被用于包括铅-酸电池的体系时，优选以串联方式连接6n或5n(n等于1或更大)第一实施方案的非水电解质电池。
将参照图5和6详细说明该电池组20。在图5中所示的电池组20中，图1和3所示的平板电池可被用作单元电池21。
将多个单元电池21堆叠使得向外突出的负电极端子6和正电极端子7在相同的方向上对齐，并用胶带22固定而构成电池模块23。如图6所示，这些单元电池21被串联地相互电连接在一起。
印刷电路板24被安置相对于在单元电池21的侧表面，所述负电极端子6和正电极端子7从其中突出来。如图6所示，热敏电阻25、保护电路26、和将电导到到外部设备的传导端子27被安装在此印刷电路板24上。此外，电绝缘板(没有示出)被安装在此印刷电路板24的表面上，与所述电池模块23相对以避免不必要地连接到电池模块23的导线上。
正电极引线28被连接到位于电池模块23最底层的正电极端子7上。所述正电极引线28的一端被插入到印刷电路板24的正电极连接器29中，从而将正电极引线28电连接到印刷电路板24上。负电极引线30被连接到位于电池模块23最上层的负电极端子6上。所述负电极引线30的一端被插入到印刷电路板24的负电极连接器31中，从而将负电极引线30电连接到印刷电路板24上。将连接器29和31通过形成在印刷电路板24上的导线32和33连接到保护电路26上。
所述热敏电阻25探测单元电池21的温度。热敏电阻25的探测信号被发送到保护电路26处。该保护电路26可以在预定的条件下断开保护电路26和传导端子27之间的正极侧导线34a和负电极侧导线34b。所述预定条件是，例如，当热敏电阻25所探测的温度升高到一预定的温度或更高温度时。所述预定条件还是当探测到单元电池21过渡充电、过度放电、或有过度电流时。对单个单元电池21或全部单元电池21作为一个整体探测过度充电等。当探测单个单元电池21时，可以探测电池电压，或可以探测正电极电势或负电极电势。当后者情况下，所用的作为参比电极的锂电极被插入到每个单元电池21中。在图5和6的情况下，用于电压探测的导线35被连接到每个单元电池21上。探测信号通过这些导线35被传送到保护电路26处。
将橡胶或树脂制成的保护薄板36放置在所述电池模块23三个侧表面的每个面上，除了正电极端子7和负电极端子6从中突出的侧表面。
所述电池模块23与每个保护薄板36和印刷电路板24被放置在容纳容器37中。即，所述保护薄板36在所述容纳容器37内被安置在沿着长度方向的两个内表面上及沿着短侧方向的内表面上。此外，所述印刷电路板24被安置在与沿着短侧方向安置的保护性薄板36相对的一个内侧表面上。所述电池模块23被放置在保护薄板36和印刷电路板24所围绕的空间内。将盖38安装在所述容纳容器37的上表面。
代替胶带22，可以使用热缩带来固定所述电池模块23。此时，将保护性薄板布置在电池模块的两个侧表面上，在将所述热缩带缠绕在电池模块和保护薄板上后，使热缩带热缩从而将电池模块结合在一起。
虽然图5和6显示了单元电池21串联的一个实施方案，该单元电池可以并联或串联和并联的结合，从而提高电池容量。此外，组装的电池组可以进一步串联或并联连接。
根据上述的本实施方案，通过包括具有优异充电和放电循环性能的第一实施方案的非水电解质电池，可以提供具有优异充电和放电循环性能的电池组。
所述电池组的形状根据其用途适当改变。所述用途优选是需要有利的循环特性和大电流特性的应用。更具体而言，所述电池组可用作数码相机和车辆如两轮和四轮混合动力电动车、两轮和四轮电动车、及助力自行车的电源。所述电池组特别适用于车辆。特别是，使用具有优异高温特性的非水电解质电池的电池组适用于车辆。
[实施例]
下面将描述实施例，但本发明不受限于下述实施例，只要本发明不偏离其范畴和精神。
(实施例1)
<制备正电极>
首先，锂-镍复合氧化物(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)粉末(90wt％)被用作正电极活性材料。乙炔黑(3wt％)和石墨(3wt％)被用作导电剂。使用了聚偏二氟乙烯(PVdF)。将上述组分加入到N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，混合制备浆液。将该浆液施加到由铝箔制成的厚度为15μm的电流收集器的两个表面上，并干燥。按压已经施加过浆液的电流收集器，得到正电极。
<制备负电极>
单斜晶体铌-钛复合氧化物(Nb2TiO7)粉末(90wt％)被用作负电极活性材料。石墨(7wt％)被用作导电剂。聚偏二氟乙烯(PVdF)(3wt％)被用作粘合剂。将这些组分加入到N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，混合制备浆液。将该浆液施加到由铝箔制成的厚度为15μm的电流收集器的两个表面上，并干燥。按压已经施加过浆液的电流收集器，得到负电极。正电极活性材料的重量对负电极活性材料的重量的比率被设定为1.4。
<制备电极组>
作为分隔物，使用了厚度为25μm的由纤维素制成的无纺布。
将正电极、分隔物、负电极、和分隔物按此顺序叠加在一起而得到一叠层。然后，将此叠层螺旋缠绕。将卷绕的叠层在80℃热压从而制备平板电极组。将所得电极组容纳在由厚度为0.1mm且三层结构为尼龙层、铝层、和聚乙烯层的叠层膜制成的包装中，并在80℃干燥16小时。
<制备非水电解质>
1mol/L的LiPF6作为电解质被溶解在碳酸亚丙酯(PC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合溶剂(体积比1：2)中，得到非水电解质溶液。
在将所述非水电解质溶液倒入到容纳了电极组的叠层膜包装中后，通过热封密封该包装。相应地，得到了非水电解质溶液电池。
表1给出了正电极活性材料、负电极活性材料、正电极活性材料的重量对负电极活性材料的重量的比率、及电池开路电压为2.17V时正电极的电势。
(实施例2-16，比较实施例1-10)
以与实施例1相同的方式制备了非水电解质电池，只是如表1所示地改变了正电极活性材料、负电极活性材料、正电极活性材料的重量对负电极活性材料的重量的比率、及电池开路电压为2.17V时正电极的电势。
表1给出了当开路电压为2.17V时，实施例1-16和比较实施例1-10的非水电解质电池在0℃温度下以10C的速率充电和放电循环过程中的直流电阻，此处被称之为0℃-10CDC阻抗。当开路电压为2.17V时，实施例1-16中的0℃-10CDC阻抗低于比较实施例1-10中的DC阻抗值。
上述结果表明通过使用含钛氧化物作为负电极活性材料，以及通过选择正电极活性材料的重量对负电极活性材料的重量的比率使得正电极的电势在电池的开路电压为2.17V时是3.75V或更高，则电池开路电压为2.17V或更低电压下的正电极容量被提高了，且输出性能得到了改善。

Claims (9)

1.非水电解质电池，其包括：
容器；
容纳在所述容器内的正电极，该正电极包括由通式LiMO2(M是选自于由Ni、Co、和Mn组成的组中的一种或多种元素)表示的正电极活性材料；
容纳在所述容器内的负电极，该负电极在空间上与所述正电极相分离，并包括含钛氧化物作为负电极活性材料；及
容纳在所述容器内的非水电解质，其中
当所述非水电解质电池的开路电压是2.17V时，所述正电极的电势相对于Li/Li+是3.75V或更高。
2.权利要求1的非水电解质电池，其中所述含钛氧化物包括选自于由尖晶石型锂-钛复合氧化物、正交晶体β-型钛复合氧化物、单斜晶体铌-钛复合氧化物、斜方锰矿型锂-钛复合氧化物、锰矿型锂-钛复合氧化物、锐钛矿型钛复合氧化物、和金红石型钛复合氧化物组成的组中的一种氧化物。
3.权利要求1的非水电解质电池，其中在所述正电极从相对于Li/Li+3.75V的电势以0.1C的放电速率放电到相对于Li/Li+1.5V的截止电势期间，单位重量正电极活性材料的放电容量被设定为Qc，并且在所述负电极从相对于Li/Li+1.58V的电势以0.1C的放电速率放电到相对于Li/Li+2.0V的截止电势期间，单位重量负电极活性材料的放电容量被设定为Qa，所述正电极活性材料的重量与所述负电极活性材料的重量的比率小于Qa/Qc。
4.权利要求1的非水电解质电池，其中所述含钛氧化物包括尖晶石型锂-钛复合氧化物和正交晶体β-型钛复合氧化物，且比率w1/w2是1/3或更多，其中w1是正交晶体β-型钛复合氧化物相对于负电极的面积的重量，w2是尖晶石型锂-钛复合氧化物相对于负电极的面积的重量。
5.权利要求1的非水电解质电池，其中所述含钛氧化物包括尖晶石型锂-钛复合氧化物和单斜晶体铌-钛复合氧化物，且比率w1/w2是1/3或更多，其中w1是单斜晶体铌-钛复合氧化物相对于负电极的面积的重量，w2是尖晶石型锂-钛复合氧化物相对于负电极的面积的重量。
6.权利要求1的非水电解质电池，其中所述容器是由叠层膜制成的。
7.包括一个或多个权利要求1的非水电解质电池的电池组。
8.包括6n或5n个权利要求1的非水电解质电池的电池组，所述非水电解质电池以串联方式连接，且n是1或更大。
9.权利要求7的电池组，进一步包括：
电连接的多个非水电解质电池；和
能够探测每个非水电解质电池电压的保护电路。
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