CN107195945B - 非水电解质电池、非水电解质电池组以及车辆 - Google Patents

非水电解质电池、非水电解质电池组以及车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN107195945B
CN107195945B CN201710101777.0A CN201710101777A CN107195945B CN 107195945 B CN107195945 B CN 107195945B CN 201710101777 A CN201710101777 A CN 201710101777A CN 107195945 B CN107195945 B CN 107195945B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrodes
nonaqueous electrolyte
active material
material layer
current collector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710101777.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107195945A (zh
Inventor
笹川哲也
吉间一臣
原田康宏
高见则雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN107195945A publication Critical patent/CN107195945A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107195945B publication Critical patent/CN107195945B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/66—Arrangements of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H01M10/0418—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes with bipolar electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4257—Smart batteries, e.g. electronic circuits inside the housing of the cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/12—Bikes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/519—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

本发明公开了包括组(21A)的非水电解质电池(60A)，所述组(21A)包括正极、负极和双极电极(17、18、16)以及这些电极之间的隔膜(14)。在正极中，在集电器(11)的两个侧表面上形成正极活性材料层(12)。在负极中，在集电器(11)的两个侧表面上形成负极活性材料层(13)。在双极电极中，在集电器(11)的两个侧表面上分别形成正极活性材料层和负极活性材料层(12、13)。在所述组中，这些电极堆叠，隔膜插入在它们之间。所述组包括用于这些电极的集电片(15A、15B、15c1)。这些片的连接部(15a1‑a4、15b1‑b4、15c1‑c4)布置在所述组的外周上的不同位置。

Description

非水电解质电池、非水电解质电池组以及车辆
技术领域
本文所述的实施方案总体上涉及非水电解质电池、非水电解质电池组以及车辆。
背景技术
近年来，人们积极地研究和开发锂离子二次电池作为高能量密度电池。人们期望将锂离子二次电池用作诸如混合动力车辆和电动车辆的车辆的电源或者用作移动电话基站的不间断电源。然而，即使锂离子二次电池的电池尺寸变大，从锂离子二次电池的电池获得的电压也是约3.7V的低电压。因此，为了从使用锂离子二次电池的电池的电源获得高输出，需要使用其中锂离子二次电池的许多电池串联连接的电源。结果，电源的尺寸变大。
人们提出可以相对于其输出将双极电池制成尺寸较小的电池。该双极电池使用多个双极电极，其中每个双极电极包括集电器、形成在所述集电器的一个侧表面上的正极活性材料层以及形成在所述集电器的另一个侧表面上的负极活性材料层。设置这些双极电极以在它们之间插入电解质层并且串联电连接。由于在双极电池中多个双极电极串联电连接，因此可以获得高电压和恒定电流的高功率，并且电池中的电阻也小。
锂离子二次电池使用液体电解质。并且，在双极电池的一个电池中重复正极和负极。因此，如果将用于锂离子二次电池的液体电解质应用于双极电池，则可能由正极和负极之间的离子导电引起短路(液体接界)。因此，不能采用使用液体电解质的锂离子二次电池的电池结构作为双极电池的电池结构。
迄今为止，人们已经提出了使用不包括液体电解质的聚合物固体电解质的双极电池。由于具有这种结构的双极电池不使用液体电解质，所以不会由于多个双极电解质之间的液体电解质的离子传导而导致短路(液体接界)。然而，通常固体电解质的离子电导率为液体电解质的离子电导率的约1/10至1/100，并且与液体电解质的离子电导率相比非常低。因此，该结构的双极电池的输出密度低，并且该结构的双极电池尚未实际使用。
鉴于上述情况，提出了使用通过使液体电解质变成半固体而获得的凝胶电解质的双极电池。通过将电解质溶液浸入诸如聚环氧乙烷(PEO)、聚偏二氟乙烯(PVdF)等的聚合物中，制备凝胶电解质。由于凝胶电解质具有高的离子电导率，也可以预期使用凝胶电解质的双极电池的输出密度较高。
仍然存在增加双极电池的尺寸(即，实现双极电池的更高能量密度)的问题。作为实现双极电池的更高能量密度的方法，考虑了一些方法。在这些方法的一种方法中，正极和负极的电极面积增加。在这些方法的另一种方法中，每个具有正极和负极的电极面积小的双极单元电池并联连接。在具有常规电极结构的锂离子二次电池中，正极和负极以及隔膜在它们之间没有间隔地螺旋卷绕，然后以高密度容纳在电池壳中，从而实现更高的能量密度。然而，在双极电池中，由于其结构，正极和负极一体形成。因此，如果正极和负极螺旋卷绕，则对电极彼此接触。因此，除非例如隔膜或聚合物之类的绝缘层夹持在双极电极层之间，否则存在发生短路的问题。
然而，在这种情况下，通过在双极电极层之间夹持绝缘层(例如隔膜或聚合物)来增加电极体的厚度，使得电极的填充率降低。因此，使用该方法难以实现较高的能量密度。此外，当通过螺旋卷绕扩大电极面积时，难以从多个部分取得将要连接到电池的集电端子部的电极集电片(electrode current collecting tab)。因此，随着电极面积增大，电池的内部电阻增加，并且妨碍在双极电池中实现更高的输出。因此，需要提供一种技术，通过该技术解决双极电池中的上述问题，并且同时可以在双极电池中实现高输出/输入和高能量密度。
鉴于上述情况，本发明的目的是提供非水电解质电池，其能够在双极电池中实现高能量密度和低电阻，并且能够防止电极之间的短路并能够简化片的焊接工作；包括多个上述非水电解质电池的电池组；以及包括上述电池组的车辆。
发明内容
根据本发明的一个实施方案的非水电解质电池包含包括至少一个正极、至少一个负极、至少一个双极电极和隔膜的电极组。正极包括集电器，该集电器包括一个侧表面和另一个侧表面，以及分别形成在集电器的所述一个侧表面和所述另一个侧表面上的正极活性材料层。负极包括集电器，该集电器包括一个侧表面和另一个侧表面，以及分别形成在集电器的所述一个侧表面和所述另一个侧表面上的负极活性材料层。双极电极包括集电器，该集电器包括一个侧表面和另一个侧表面，形成在所述集电器的所述一个侧表面上的正极活性材料层以及形成在所述集电器的所述另一个侧表面上的负极活性材料层。在电极组中，堆叠正极、负极和双极电极，隔膜插在它们之间，并且构成电极组。电极组包括用于负极的集电片、用于正极的集电片和用于双极电极的集电片，每个集电片包括连接部。用于负极的集电片的连接部、用于正极的集电片的连接部和用于双极电极的集电片的连接部布置在电极组外周部分的不同位置。
根据本发明的一个实施方案的非水电解质电池组包含多个非水电解质电池、成对的用于外部连接的正极侧引线和用于外部连接的负极侧引线，以及保护电路。非水电解质电池结合在一起并且串联、并联或串联和并联组合地电连接。所述成对的正极侧引线和负极侧引线是非水电解质电池共用的。保护电路连接到非水电解质电池，并且配置用于检测非水电解质电池的异常运行并且避免非水电解质电池的异常运行。每个非水电解质电池包含电极组，该电极组包括至少一个正极、至少一个负极、至少一个双极电极和隔膜。正极包括集电器，该集电器包括一个侧表面和另一个侧表面，以及分别形成在集电器的一个侧表面和另一个侧表面上的正极活性材料层。负极包括集电器，该集电器包括一个侧表面和另一个侧表面，以及分别形成在集电器的一个侧表面和另一个侧表面上的负极活性材料层。双极电极包括具有一个侧表面和另一个侧表面的集电器、形成在所述集电器的所述一个侧表面上的正极活性材料层以及形成在所述集电器的所述另一个侧表面上的负极活性材料层。在电极组中，堆叠正极、负极和双极电极，隔膜插在它们之间，并且构成电极组。电极组包括用于负极的集电片、用于正极的集电片和用于双极电极的集电片，每个集电片包括连接部。用于负极的集电片的连接部、用于正极的集电片的连接部和用于双极电极的集电片的连接部布置在电极组外周部分的不同位置。
根据本发明的一个实施方案的车辆包含这个实施方案的电池组。
附图说明
通过下文结合附图的详细描述，可以更充分地理解本发明。
图1是第一实施方案的非水电解质电池的整体的示意性纵截面图；
图2是第一实施方案的非水电解质电池的整体的垂直于图1的方向上的示意性纵截面图；
图3是第一实施方案的非水电解质电池的整体的示意性横截面图；
图4A是示意性地显示构成第一实施方案的非水电解质电池的电极组的多个电极中包括的单侧负极(sided negative electrode)的平面图；
图4B是示意性地显示构成第一实施方案的非水电解液电池的电极组的电极中包括的第一正极的平面图；
图4C是示意性地显示构成第一实施方案的非水电解液电池的电极组的电极中包括的第一负极的平面图；
图4D是示意性地显示构成第一实施方案的非水电解液电池的电极组的电极中包括的双极电极的平面图；
图4E是示意性地显示构成第一实施方案的非水电解液电池的电极组的电极中包括的第二正极的平面图；
图4F是示意性地显示构成第一实施方案的非水电解液电池的电极组的电极中包括的第二负极的平面图；
图4G是示意性地显示构成第一实施方案的非水电解液电池的电极组的电极中包括的单侧正极(sided positive electrode)的平面图；
图5是第二实施方案的非水电解质电池的整体的示意性纵截面图；
图6是第二实施方案的非水电解质电池的整体的示意性横截面图；
图7是第三实施方案的非水电解质电池的整体的示意性纵截面图；
图8是第三实施方案的非水电解质电池的整体的示意性横截面图；
图9是第四实施方案的非水电解质电池的整体的示意性纵截面图；
图10是第五实施方案的非水电解质电池的整体的示意性纵截面图；
图11是示意性地显示捆扎有多个根据第一实施方案的非水电解液电池的电池组的结构的分解透视图；
图12是示意性地显示图11中的电池组的电路的框图；并且
图13是示意性地显示作为一种车辆的汽车的实例的示意性侧视图，该汽车包含图11所示的根据第一实施方案的非水电解液电池的电池组。
发明详述
在下文中，将参考附图描述涉及多种实施方案的非水电解质电池、涉及一个实施方案的电池组和涉及一个实施方案的汽车。在多种实施方案中，共同的部件有相同的附图标记，并且省略其重复描述。每幅图是用于描述实施方案并且促进其理解的示意图。每幅图中所示的实施方案的形状、尺寸或尺度比例与实际设备的形状、尺寸或尺度比例不同。考虑到以下描述和公知技术，可以适当地改变实际设备的形状、尺寸或尺度比例。
<第一实施方案>
图1至图4显示第一实施方案的非水电解质电池60A。图1是第一实施方案的非水电解质电池60A的整体的示意性纵截面图。图2是第一实施方案的非水电解质电池60A的整体的垂直于图1的方向的示意性纵截面图。图3是第一实施方案的非水电解质电池60A的整体的示意性横截面图。
如图1所示，第一实施方案的非水电解质电池60A包括容器构件(壳)10和容纳在容器构件(壳)10内的矩形盒状电极组21A和非水电解质。电极组21A包括至少一个正极17、至少一个负极18和至少一个双极电极16。并且，正极17、负极18和双极电极16以隔膜14插入在正极17、负极18和双极电极16之间的方式堆叠。在容器构件10的内周面上，布置有例如无纺布或树脂材料等绝缘构件62。
在该实施方案中，电极组21A包括一个双极电极16、两个双侧正极(第一正极17a和第二正极17b)、两个双侧负极(第一负极18a和第二负极18b)、一个单侧正极17c和单侧负极18c。
在两个双侧正极17(第一正极17a和第二正极17b)中的每一个中，在矩形集电器11的两个侧表面上形成正极活性材料层12。类似地，在两个双侧负极18(第一负极18a和第二负极18b)中的每一个中，在矩形集电器11的两个侧表面上形成负极活性材料层13。在双极电极16中，正极活性材料层12形成在矩形集电器11的一个侧表面上，并且负极活性材料层13形成在矩形集电器11的另一个侧表面上。
在单侧正极17c中，正极活性材料层12仅形成在矩形集电器11的一个侧表面上。类似地，在单侧负极18c中，负极活性材料层13仅形成在矩形集电器11的一个侧表面上。
在该实施方案的非水电解质电池60A中，将双极电极16布置在图1中的纵向的中央位置的容器构件10的内部空间中。在双极电极16中，如图1所示，正极活性材料层12布置在集电器11的上侧表面上，并且负极活性材料层13布置在集电器11的下侧表面上。
第一负极18a堆叠在双极电极16的正极活性材料层12的上侧表面上，它们之间插有隔膜14。此外，第一正极17a堆叠在第一负极18a的上侧表面上，它们之间插有隔膜14。此外，单侧负极18c堆叠在第一正极17a的上侧表面上，它们之间插有隔膜14。
第二正极17b堆叠在双极电极16的负极活性材料层13的下侧表面上，它们之间插有隔膜14。此外，第二负极18b堆叠在第二正极17b的下侧表面上，它们之间插有隔膜14。此外，单侧正极17c堆叠在第二负极18b的下侧表面上，它们之间插有隔膜14。
图4A至4G是显示构成第一实施方案的非水电解质电池60A的矩形盒状电极组21A的各层(电极)的结构的平面图。图4A显示单侧负极18c的平面图。图4B显示第一正极17a的平面图。图4C显示第一负极18a的平面图。图4D显示了双极电极16的平面。图4E显示第二正极17b的平面图。图4F显示第二负极18b的平面图。并且，图4G显示单侧正极17c的平面图。
在该实施方案的单侧负极18c中，负极侧的第一集电片15a1由从集电器11的一个端侧(图1中的左端侧)在纵向方向上延伸的延伸部(图1中的向左延伸部)形成，如图4A所示。在该实施方案的第一负极18a中，负极侧的第二集电片15a2由从集电器11的一个端侧(图1中的左端侧)在纵向方向上延伸的延伸部(图1中的向左延伸部)形成，如图4C所示。在该实施方案的第二负极18b中，负极侧的第三集电片15a3由从集电器11的一个侧表面(图2中的向右侧表面)在横向方向上延伸的延伸部(图2中的向右延伸部)形成，如图4F所示。
在该实施方案的单侧正极17c中，正极侧的第一集电片15b1由从集电器11的另一个端侧(图1中的右端侧)在纵向方向上延伸的延伸部(图1中的向右延伸部)形成，如图4G所示。在该实施方案的第二正极17b中，正极侧的第二集电片15b2由从集电器11的另一个端侧(图1中的右端侧)在纵向方向上延伸的延伸部(图1中的向右延伸部)形成，如图4E所示。在该实施方案的第一正极17a中，正极侧的第三集电片15b3由从集电器11的一个侧表面(图2中的向右侧表面)在横向方向上延伸的延伸部(图2中的向右延伸部)形成，如图4B所示。
在该实施方案的双极电极16中，双极电极侧的集电片15c1由从集电器11的一个侧表面(图2中的向右侧表面)在横向方向上延伸的延伸部(图2中的向右延伸部)形成，如图4D所示。
在该实施方案中，如图1所示，负极侧的第一集电片15a1和负极侧的第二集电片15a2在容器构件10的内部空间中彼此连接，从而形成第一集电片连接部15a。第一集电片连接部15a作为负极侧集电片(电极引线)15A通过容器构件10的通孔延伸到容器构件10的外部，并且连接到负极端子63(参见图11)。
此外，如图1所示，正极侧的第一集电片15b1和正极侧的第二集电片15b2在容器构件10的内部空间中连接，从而形成第二集电片连接部15b。第二集电片连接部15b作为正极侧集电片(电极引线)15B通过容器构件10的通孔延伸到容器构件10的外部，并且连接到正极端子64(参见图11)。
容器构件10的通孔的开口被热密封，使得负极侧集电片15A和正极侧集电片15B保持在其中，由此非水电解质电池60A的电极组21A和非水电解质完全密封在容器构件10的内部空间中。
如图2所示，双极电极侧的集电片15c1、正极侧的第三集电片15b3和负极侧的第三集电片15a3在容器构件10的内部空间中彼此连接，从而形成第三集电片连接部15c。第三集电片连接部15c仅布置在容器构件10的内部空间中，并且提供内部连接片。
如图3所示，以这些连接部15a、15b和15c沿着顺着非水电解质电池60A的电极组21A的外周的方向上彼此偏移的状态，第一集电片连接部15a、第二集电片连接部15b和第三集电片连接部15c布置在非水电解质电池60A的电极组21A的外周上的不同位置。由于上述结构，该实施方案的非水电解质电池60A的电极组21A具有两个串联连接，即使其仅使用一个双极电极16。
接下来，将更详细地描述第一实施方案的非水电解质电池60A。电极组21A可以保持非水电解质。非水电解质可以与电极组21A一起容纳在容器构件10的内部空间中。
第一实施方案的非水电解质电池60A可以防止非水电解质通过设置在引线保持部(lead holding portion)中的开口泄漏，即，防止非水电解质从电池内部泄漏到电池外部。特别地，作为第一实施方案的非水电解质电池60A，如果电极引线被热密封到设置在引线保持部中的开口的周缘，则热密封呈现高密封性。因此，可以更好地防止非水电解质从电池内部泄漏到电池外部。电极组21A可以包括正极和负极。此外，电极组21A可以包括插入在正极和负极之间的隔膜14。
正极可以设置有正极集电器和形成在正极集电器上的正极材料层。
正极材料层可以形成在正极集电器的两个侧表面上，也可以仅形成在其一个侧表面上。此外，正极集电器可以包括无正极材料层的保持部(holding portion)，其中在所述保持部的两个侧表面上均不形成正极材料层。
正极材料层可以含有正极活性材料。正极材料层还可以含有导电剂和粘合剂。导电剂可以复配(compounded)，以提高集电性能，同时保持正极活性材料与正极集电器之间的较小接触电阻值。粘合剂可以复配，以填充分散的正极活性材料之间的间隙，并且粘合正极活性材料和正极集电器。
通过例如正极集电器的无正极材料层的保持部，正极可以与电极引线(即，正极引线)连接。正极和正极引线可以通过例如焊接来连接。
负极可以设置有负极集电器以及形成在负极集电器上的负极材料层。
负极材料层可以形成在负极集电器的两个侧表面上，也可以仅形成在负极集电器的一个侧表面上。此外，负极集电器可以包括无负极材料层的保持部，其中在所述保持部的两个侧表面上均不形成负极材料层。
负极材料层可以含有负极活性材料。负极材料层还可以含有导电剂和粘合剂。导电剂可以复配，以提高集电性能，同时保持负极活性材料和负极集电器之间的较小接触电阻值。粘合剂可以复配，以填充分散的负极活性材料之间的间隙，并且粘合负极活性材料与负极集电器。
通过例如负极集电器的无负极材料层的保持部，负极可以与电极引线(即，负极引线)连接。负极和负极引线可以通过例如焊接来连接。
在下文中，将描述可用于第一实施方案的非水电解质电池60A中的构件和材料。
[1]负极
通过在负极集电器11的一个侧表面或两个侧表面涂布负极剂浆料(negativeelectrode agent paste)，该负极剂浆料通过将负极活性材料、导电剂和粘合剂分散在合适的溶剂中而获得，并通过干燥该浆料，可以制备负极。干燥之后，可以对负极剂浆料进行压制。
作为负极活性材料，可以列举能够吸留(occlude)与释放锂离子的碳质材料、金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物、合金和轻金属。
作为能够吸留与释放锂离子的碳质材料，例如可以列举焦炭、碳纤维、热分解气相碳材料、石墨、树脂烧结材料以及中间相沥青型碳纤维或中间相球形碳的烧结体。在这些材料中，优选使用在2,500℃或更高温度下石墨化的中间相沥青型碳纤维或中间相球形碳，因为可以获得高电极容量。
作为金属氧化物，例如可以列举含钛金属复合氧化物、诸如SnB0.4P0.6O3.1、SnSiO3等的锡类氧化物、SiO等硅类氧化物、WO3等钨类氧化物等。在这些金属氧化物中，优选使用具有比金属锂高0.5V或更大的电位的负极活性材料，例如钛酸锂等含钛金属复合氧化物，因为即使在快速地对电池充电的情况下，也可以减少在负极上产生锂枝晶，并且可以减弱电池的劣化。
作为含钛金属复合氧化物，例如可以列举在合成各氧化物时不含锂的钛基氧化物、锂钛氧化物、锂钛复合氧化物等，所述锂钛复合氧化物通过用选自Nb、Mo、W、P、V、Sn、Cu、Ni和Fe的至少一种不同的元素取代锂钛氧化物结构单元的结构元素的一部分而获得。
作为锂钛氧化物，可以列举具有尖晶石结构的钛酸锂(例如Li4+xTi5O12(x是在0≤x≤3的范围内因充电或放电而变化的值))、具有青铜结构(B)或者锐钛矿结构(例如LixTiO2(0≤x≤1)(充电前组成为TiO2))的氧化钛、斜方锰矿型钛酸锂(例如Li2+yTi3O7(y是在0≤y≤3的范围内因充电或放电而变化的值))、铌钛氧化物(例如LixNbaTiO7(0≤x，更优选的范围是0≤x≤1并且1≤a≤4))等。
作为钛基氧化物，可以列举TiO2、含有Ti以及选自P、V、Sn、Cu、Ni、Co和Fe中的至少一种元素的金属复合氧化物等。作为TiO2，优选在300-500℃的温度下热处理的低结晶性的锐钛矿型TiO2。作为含有Ti和选自P、V、Sn、Cu、Ni、Co和Fe中的至少一种元素的金属复合氧化物，例如TiO2-P2O5、TiO2-V2O5、TiO2-P2O5-SnO2、TiO2 P2O5-MeO(Me是选自Cu、Ni、Co和Fe中的至少一种元素)。优选金属复合氧化物具有其中结晶相和非晶相共存或仅存在非晶相的微结构。具有上述微结构的金属复合氧化物可以显著提高循环性能。特别地，优选锂钛氧化物以及含有Ti和选自P、V、Sn、Cu、Ni、Co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，可以列举硫化锂(TiS2)、硫化钼(MoS2)、铁硫化物(FeS、FeS2和LixFeS2(在此，0<x≤1))等。作为金属氮化物，可以列举锂钴氮化物(LixCoyN(在此，0<x<4、0<y<0.5))等。
这些负极活性材料可以单独使用，也可以使用多种。作为负极活性材料，优选使用具有尖晶石结构的钛酸锂。
作为导电剂，可以使用碳材料。作为碳材料，例如可以列举乙炔黑、炭黑、焦炭、碳纤维、石墨等。
作为粘合剂，例如可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)等。
作为负极集电器，可以使用多种金属箔，以对应于负极的电位。作为这些金属箔，可以列举铝箔、铝合金箔、不锈钢箔、钛箔、铜箔、镍箔等。箔的厚度优选是8μm或更大并且25μm或更小。在负极的电位相对于锂金属电位高0.3V的情况下，具体而言，例如在锂钛氧化物作为负极活性材料的情况下，优选使用铝箔或铝合金箔，因为可以减少电池的重量。
铝箔或铝合金箔的平均晶粒尺寸优选是50μm或更小。这使得可以显著地增加负极集电器的强度，并且因此可以在高压制压力下高度致密化负极，由此可以增加电池容量。
此外，可以防止在高温环境(40℃或更高)下的过放电循环中的负极集电器的溶解和腐蚀劣化，因此可以减少负极阻抗的上升。此外，还可以提高输出性能、快速充电性能和充电/放电循环性能。更优选的平均晶粒尺寸的范围是30μm或更小，进一步优选的范围是5μm或更小。
可以如下获得平均晶粒尺寸。首先，用光学显微镜观察集电器表面的表面织构，以得到在1mm×1mm的区域中存在的晶粒个数“n”。然后，通过使用公式S＝1×106/n(μm2)，由数字“n”获得平均晶粒面积“S”。此外，平均晶粒尺寸“d”(μm)可以由所得到的平均结晶粒面积“S”的值通过下述式(A)算出：
d＝2(S/π)1/2 (A)
在平均晶粒尺寸是50μm或更小的铝箔或铝合金箔中，晶粒尺寸(直径)复杂地受到诸如材料的组成、杂质、方法条件、热处理历史、退火中的加热条件等多种因素的影响。因此，在铝箔或铝合金箔的制备过程中，通过上述因素的组合来调整晶粒尺寸(直径)。
铝箔或铝合金箔的厚度优选20μm或更小，更优选15μm或更小。铝箔的纯度优选99％或更大。
铝合金优选含有至少一种元素，例如镁、锌、硅等。另一方面，优选铁、铜、镍、铬等过渡金属的含量是在1％或更小。对于安装在车辆上的电池组，特别优选使用铝合金箔。
作为负极中的活性材料、导电剂和粘合剂的组成比，优选负极活性材料在80重量％与95重量％之间的范围内，导电剂在3重量％与20重量％之间的范围内，并且粘合剂在1.5重量％与7重量％之间的范围内。
[2]正极
例如，通过在正极集电器的一个侧表面或两个侧表面上涂布浆料，该浆料通过在合适的溶剂中悬浮正极活性材料、导电剂和粘合剂而获得，并且干燥该浆料，形成正极。干燥之后，可以对正极剂浆料进行压制。
作为正极活性材料，可以列举多种氧化物、多种硫化物等。作为正极活性材料，例如可以列举：二氧化锰(MnO2)、氧化铁、氧化铜和氧化镍，其各自在其中吸留锂；锂锰复合氧化物(例如，LixMn2O4或LixMnO2(在此，0≤x≤1.2))；锂镍复合氧化物(例如LixNiO2(在此，0≤x≤1.2)；锂钴复合氧化物(LixCoO2(在此，0≤x≤1.2))；锂镍钴复合氧化物(例如LiNi1- yCoyO2(在此，0<y≤1))；锂锰钴复合氧化物(例如LiMnyCo1-yO2(在此，0<y≤1))；尖晶石型锂锰镍复合氧化物(LixMn2-yNiyO4(在此，0≤x≤1.2且0<y≤1))；具有橄榄石结构的锂磷氧化物(例如LixFePO4、LixFe1-yMnyPO4、LixMnPO4、LixMn1-yFeyPO4、LixCoPO4等(在此，0≤x≤1.2且0<y≤1))；硫酸铁(Fe2(SO4)3)；氧化钒(例如V2O5)等。
此外，作为正极活性材料，可以列举聚苯胺、聚吡咯等导电性聚合物材料；二硫化物型聚合物材料；硫(S)；氟化碳等有机材料；以及无机材料等。
作为更优选的正极活性材料，可以列举高度热稳定的尖晶石型锂锰化合物(LixMn2O4(在此，0≤x≤1.1))、橄榄石型磷酸铁锂(LixFePO4(在此，0≤x≤1))、橄榄石型磷酸锂锰(LixMnPO4(在此，0≤x≤1))、橄榄石型磷酸锰铁锂(LixMn1-yFeyPO4(在此，0≤x≤1和0<y≤0.5))等。
可替代地，可以使用两种或更多种那些正极活性材料的混合物。
作为导电剂，例如可以使用乙炔黑、炭黑、人造石墨、天然石墨、导电性聚合物等。
作为粘合剂，例如可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、通过用其他取代基取代PVdF的氢和氟中的至少一种而获得的改性PVdF、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯的三元聚合物等。
作为用于分散粘合剂的有机溶剂，可以使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)等。
作为正极集电器，可以列举各自厚度是8-25μm的铝箔、铝合金箔、不锈钢箔、钛箔等。
作为正极集电器，优选铝箔或铝合金箔。此外，与负极集电器内相同，铝箔或铝合金箔的平均晶粒尺寸优选是50μm或更小。铝箔或铝合金箔的平均晶粒尺寸更优选是在30μm或更小，更优选是在5μm或更小。如果平均晶粒尺寸是在50μm或更小，则能够显著提高铝箔或铝合金箔的强度。因此，可以在高压制压力下高度致密化正极，从而可以提高电池容量。
在平均晶粒尺寸是50μm或更小的铝箔或铝合金箔中，晶粒尺寸(直径)复杂地受到材料的组成、杂质、方法条件、热处理历史、退火中的加热条件等多种因素的影响。因此，在铝箔或铝合金箔的制备过程中，通过上述因素的组合来调整晶粒尺寸(直径)。
铝箔或铝合金箔的厚度优选是在20μm或更小，更优选是在15μm或更小。铝箔的纯度优选是在99％或更大。
铝合金优选含有至少一种元素，例如镁、锌、硅等。另一方面，优选铁、铜、镍、铬等过渡金属的含量是1％或更小。
作为正极中的活性材料、导电剂和粘合剂的组成比，优选正极活性材料是在80重量％与95重量％之间的范围内，导电剂在3重量％与20重量％之间的范围内，并且粘合剂是在1.5重量％和7重量％之间的范围内。
[3]隔膜
作为隔膜，例如，可以使用多孔隔膜。作为多孔隔膜，例如含有聚乙烯、聚丙烯、纤维素或聚偏二氟乙烯(PVdF)、由合成树脂形成的无纺布等的多孔膜。特别地，由聚乙烯或聚丙烯或两者形成的多孔膜是优选的，因为其容易提供关闭功能，当电池温度升高时，通过关闭功能，孔关闭，以显著降低充电和放电电流。因此，可以提高二次电池的安全性。从降低成本的观点出发，优选使用纤维素隔膜。
[4]非水电解质
作为非水电解质，可以列举通过将选自L LiBF4、LiPF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、Li(CF3SO2)3C、LiB[(OCO)2]2等的一种或多种锂盐溶解在有机溶剂中获得的在0.5mol/L与2mol/L之间的浓度范围内的有机电解质溶液。
作为有机溶剂，可以单独使用环状碳酸酯，例如碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)等；链状碳酸酯，例如碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(MEC)等；链状醚，例如二甲氧基乙烷(DME)、二乙氧基乙烷(DEE)等；环状醚，例如四氢呋喃(THF)、二氧戊环(DOX)等；γ-丁内酯(GBL)；乙腈(AN)；环丁砜(SL)等；或其混合溶剂。
此外，可以使用含有锂离子的室温熔融盐(离子熔体)作为非水电解质。如果选择包含锂离子、有机材料阳离子和阴离子，并且在100℃或更低温度下并且优选在室温或更低温度下是液体的离子熔体，则可以获得可以在宽温度范围内工作的二次电池。
[5]壳(case)
用作壳(容器构件10)的不锈钢构件的厚度优选是0.2mm或更小。例如，壳可以由复合膜材料构成，其中按以下顺序堆叠：作为最内层的热熔树脂膜(热塑性树脂膜)、不锈钢的金属箔以及具有刚度的有机树脂膜。
作为热熔树脂膜，例如可以使用聚乙烯(PE)膜、聚丙烯(PP)膜、聚丙烯-聚乙烯共聚物膜、离聚物膜、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)膜等。此外，作为具有刚性的有机树脂膜，例如可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、尼龙膜等。
所述壳可以由壳体(case body)和用于封闭壳体的外壳部分(outer envelopeportion)的凹部的盖子构成，所述壳体具有其中设置有用于存储电极组的主要部分的凹部的外壳部分。在这种情况下，壳体和盖子可以无缝地连接，以形成一体化的构件。
[6]电极引线
作为能够与正极电连接的电极引线，即正极引线，例如可以使用铝、钛、源自这些金属或不锈钢的合金。
作为能够与负极电连接的电极引线，即负极引线，例如可以使用镍、铜或源自这些金属的合金。当负极的电位比锂金属的电位高(nobler)1V时，并且例如在使用钛酸锂作为负极活性材料的情况下，可以使用铝或铝合金作为负极引线的材料。在这种情况下，优选的是，铝或铝合金用于正极引线和负极引线两者，因为电池可以制成轻重量的，并且其电阻可以保持在较小值。
从机械特性的观点来看，优选正极引线和负极引线各自的强度不比要连接的各正极集电器和负极集电器的强度大很多，以缓解连接部的应力集中。当采用超声波焊接作为与集电器连接的优选方法之一时，优选正极引线和负极引线中的每一个的杨氏模量较低，以能够容易地执行强力焊接。
例如，作为正极引线和负极引线中的每一个的材料，纯铝(JIS 1000系列)优选进行退火处理。
正极引线的厚度优选是0.1-1mm，更优选是0.2-0.5mm。
负极引线的厚度优选是0.1-1mm，更优选是0.2-0.5mm。
接下来，将描述具有上述结构的第一实施方案的非水电解质电池60A的操作和效果。
在该实施方案的非水电解质电池60A中，如图1所示，负极侧的第一集电片15a1和负极侧的第二集电片15a2在容器构件10内彼此连接，从而形成第一集电片连接部15a。此外，如图1所示，正极侧的第一集电片15b1和正极侧的第二集电片15b2在容器构件10内彼此连接，从而形成第二集电片连接部15b。如图2所示，双极电极侧的集电片15c1，正极侧的第三集电片15b3和负极侧的第三集电片15a3在容器构件10内彼此连接，从而形成第三集电片连接部15c。在此，如图3中所示，第一集电片连接部15a布置在电极组21A的一个纵向端侧(图3中的左端侧)。第二集电片连接部15b布置在电极组21A的另一纵向端侧(图3中的右端侧)。第三集电片连接部15c布置在电极组21A的一个横向侧(图3中的下侧)。因此，第一集电片连接部15a、第二集电片连接部15b和第三集电片连接部15c布置在非水电解质电池60A的电极组21A的外周上的不同位置上，使得这些连接部在沿着电极组21A的外周的方向上彼此偏移，如图3所示。其结果是，在堆叠构成电极组21A的七个电极(双极电极16、第一至第三负极18a至18c以及第一至第三正极17a至17c)之后，可以对第一集电片连接部15a、第二集电片连接部15b和第三集电片连接部15c进行诸如焊接的连接操作。因此，可以简化非水电解质电池60A的电极组21A的制备方法。此外，可以可靠地防止第一集电片连接部15a、第二集电片连接部15b和第三集电片连接部15c之间的电短路。
因此，在具有上述结构的该实施方案的非水电解质电池60A中，堆叠七个电极(双极电极16、第一至第三负极18a至18c和第一至第三正极17a至17c)，并且提供具有两个串联连接的非水电解质电池60A的电极组21A，即使其仅使用一个双极电极16。作为其结果，可以实现双极电池的更高的能量密度和更低的电阻。
此外，由于电极组21A的第一集电片连接部15a、第二集电片连接部15b和第三集电片连接部15c布置在非水电解质电池60A的电极组21A的外周的不同位置处，彼此在电极组21A的外周方向上偏移，如图3所示，可以防止这些电极之间的短路，并且可以简化片的焊接操作。
<第二实施方案>
图5和图6显示了第二实施方案。图5是第二实施方案的非水电解质电池60B的示意性纵截面图。图6是第二实施方案的非水电解质电池60B的示意性横截面图。在图5和图6中，与图1至图4中相同的部件标注相同的附图标记，在此省略这些部件的说明。
在该实施方案的非水电解质电池60B中，与第一实施方案的非水电解质电池60A相比，提供了其中堆叠的双侧正极17和双侧负极18的数量增加的电极组21B。该实施方案的电极组21B包括双极电极16、六个双侧正极(第一正极17a1、第二正极17a2、第三正极17a3、第四正极17a4、第五正极17a5和第六正极17a6)、六个双侧负极(第一负极18a1、第二负极18a2、第三负极18a3、第四负极18a4、第五负极18a5和第六负极18a6)、单侧正极17c和单侧负极18c。
在此，第一负极18a1、第一正极17a1、第二负极18a2、第二正极17a2、第三负极18a3和第三正极17a3在双极电极16的正极活性材料层12的上表面上依次堆叠，其中在它们之间插入隔膜14。并且，单侧负极18c布置为电极组21B的最上层。此外，第四正极17a4、第四负极18a4、第五正极17a5、第五负极18a5、第六正极17a6和第六负极18a6在双极电极16的负极活性材料13的下表面上依次堆叠，其中在它们之间插入隔膜14。并且，单侧正极17c布置为电极组21B的最下层。
在单侧负极18c中，通过在纵向方向上从集电器11的一个端侧(图5中的左端侧)延伸的延伸部(图5中的左侧延伸部)，形成负极侧上的第一集电片15a1，如图5所示。在第一负极18a1中，通过在纵向方向上从集电器11的一个端侧(图5中的左端侧)延伸的延伸部(图5中的左侧延伸部)，形成负极侧上的第二集电片15a2，如图5所示。类似地，在第二负极18a2和第三负极18a3中的每一个中，通过在纵向方向上从集电器11的一个端侧(图5中的左端侧)延伸的延伸部(图5中的左侧延伸部)，形成第三集电片15a3或第四集电片15a4，如图5所示。如图5所示，负极侧的第一集电片15a1、负极侧的第二集电片15a2、负极侧的第三集电片15a3和负极侧的第四集电片15a4在容器构件10内彼此连接，从而形成第一集电片连接部15a。第一集电片连接部15a作为负极侧集电片(电极引线)15A通过容器构件10的通孔延伸到容器构件10的外部，并且连接到负极端子63(参见图11)。
在单侧正极17c中，通过在纵向方向上从集电器11的另一个端侧(图5中的右端侧)延伸的延伸部(图5中的右侧延伸部)，形成正极侧的第一集电片15b1，如图5所示。在第四正极17a4中，通过在纵向方向上从集电器11的另一个端侧(图5中的右端侧)延伸的延伸部(图5中的右侧延伸部)，形成正极侧的第二集电片15b2，如图5所示。类似地，在第五正极17a5和第六正极17a6中的每一个中，通过在纵向方向上从集电器11的另一个端侧(图5中的右端侧)延伸的延伸部(图5中的右侧延伸部)，形成第三集电片15b3或第四集电片15b4，如图5所示。如图5所示，正极侧的第一集电片15b1、正极侧的第二集电片15b2、正极侧的第三集电片15b3和正极侧的第四集电片15b4在容器构件10内彼此连接，从而形成第二集电片连接部15b。第二集电片连接部15b作为正极侧集电片(电极引线)15B通过容器构件10的通孔延伸到容器构件10的外部，并且连接到正极端子64(参见图11)。
在双极电极16中，通过从集电器11的一个横端侧(在图5的片的方向上的横端侧)延伸的延伸部(在图5的片的方向上延伸的横向延伸部分)形成双极电极侧的集电片15c1(参见图2)。在第一正极17a1、第二正极17a2和第三正极17a3的每一个中，通过从集电器11的一个横端侧(在图5的片的方向上的横端侧)延伸的延伸部(在图5的片的方向上延伸的横向延伸部分)，形成正极侧上的第三集电片15b3(参见图2)。在第四负极18a4、第五负极18a5和第六负极18a6中的每一个中，通过从集电器11的一个横端侧(在图5的片的方向上的横端侧)延伸的延伸部(在图5的片的方向上延伸的横向延伸部分)，形成负极侧上的第三集电片15a3(参见图2)。
双极电极侧的集电片15c1、正极侧的三个第三集电片15b3和负极侧的三个第三集电片15a3在容器构件10内彼此连接，从而形成第三集电片连接部15c。第三集电片连接部15c仅布置在容器构件10的内部空间中，并形成内部连接片。
在该实施方案中，如图6所示，第一集电片连接部15a、第二集电片连接部15b和第三集电片连接部15c布置在非水电解质电池60B的电极组21B的外周的不同位置上，并且在沿着电极组21B的外周的方向上彼此偏移。其结果是，在该实施方案中，提供非水电解质电池60B的电极组21B，其中，与第一实施方案相比，双侧正极17和双侧负极18的堆叠数增加，并且获得两个串联连接，即使其仅使用一个双极电极16。
并且，该实施方案的非水电解质电池60B的电极组21B的容量比第一实施方案的非水电解质电池60A的电极组21A的容量高2.33倍。
在该实施方案的非水电解质电池60B中，双极电极16、六个双侧正极17a1-17a6和六个双侧负极18a1-18a6、单侧正极17c和单侧负极18c相堆叠，并且提供具有两个串联连接的非水电解质电池60B的电极组21B，即使其仅使用一个双极电极16。其结果是，可以实现双极电池的更高的能量密度和更低的电阻。
此外，由于电极组21B的第一集电片连接部15a、第二集电片连接部15b和第三集电片连接部15c布置在非水电解质电池60B的电极组21B的外周的不同位置上，并且在沿着电极组21B的外周的方向上彼此错开，如图6所示，可以防止这些电极之间的短路，并且可以简化片的焊接操作。
<第三实施方案>
图7和图8显示了第三实施方案。图7是第三实施方案的非水电解液电池60C的示意性纵截面图。图8是第三实施方案的非水电解质电池60C的示意性横截面图。在图7和图8中，与在图1-图4中相同的部件标注相同的附图标记，并且在此省略这些部件的说明。
在该实施方案的非水电解质电池60C中，提供了电极组21C，其中，与第一实施方案的非水电解质电池60A相比，其中堆叠的双极电极16的数量增加。该实施方案的电极组21C包括四个双极电极16、五个双侧正极17、五个双侧负极18、单侧正极17c和单侧负极18c。
在该实施方案的电极组21C中，如图7所示，单侧负极18c布置成最上层，并且单侧正极17c布置成最下层。布置四个双极电极16，从而在单侧正极17c和单侧负极18c之间彼此隔开。双侧正极17和双侧负极18的组合布置在最上面的单侧负极18c和最上面的双极电极16之间的空间内。该组合还布置在布置在最上面的双极电极16和最下面的双极电极16之间的双极电极16之间的每个空间内。该组合还布置在最下面的单侧正极17c和最下面的双极电极16之间的空间内。
第一集电片连接部15a布置在电极组21C的最上层上的一个端部(图7中的左端部)，如图7所示。第二集电片连接部15b布置在电极组21C的下层上的另一端部(图7中的右端部)，如图7所示。在此，通过在容器构件10内连接负极侧的第一集电片15a1和负极侧的第二集电片15a2，形成第一集电片连接部15a。类似地，通过在容器构件10内将正极侧的第一集电片15b1和正极侧的第二集电片15b2连接，形成第二集电片连接部15b。
双极电极侧的四个集电片15c1、在四个双侧正极17的正极侧的第三集电片15b3和四个双侧负极18的负极侧上的第三集电片15a3在容器构件10的内部空间中彼此连接，从而形成图8中所示的四个第三集电片连接部15c1至15c4。
在此，两个第三集电片连接部15c1和15c2在电极组21C的一个横向侧(图8中的上侧)上并排布置，以彼此间隔开。剩余的两个第三集电片连接部15c3和15c4在电极组21C的另一个横向侧(图8中的下侧)上并排布置，以彼此间隔开。
其结果是，第一集电片连接部15a、第二集电片连接部15b和四个第三集电片连接部15c1-15c4布置在非水电解质电池60C的电极组21C的外周的不同部分，并且在沿着电极组21C的外周的方向上彼此偏移，如图8所示。其结果是，提供了该实施方案的非水电解质电池60C的电极组21C，其中通过使用四个双极电极16，获得五个串联连接。
并且，该实施方案的非水电解质电池60C的电极组21C的容量与第一实施方案的非水电解质电池60A的电极组21A的容量相同。
在该实施方案的非水电解质电池60C中，四个双极电极16、五个双侧正极17、五个双侧负极18、单侧正极17c和单侧负极18c堆叠，并且提供具有通过使用四个双极电极16而具有五个串联连接的非水电解质电池60C的电极组21C。其结果是，可以实现双极电池的更高的能量密度和更低的电阻。
此外，由于电极组21C的第一集电片连接部15a、第二集电片连接部15b和四个第三集电片连接部15c布置在非水电解质电池60C的电极组21C的外周上的不同位置处，并且在沿着电极组21C的外周的方向上彼此偏移，如图8所示。如图8所示，可以防止这些电极之间的短路，并且可以简化片的焊接操作。
<第四实施方案>
图9是第四实施方案的非水电解质电池60D的示意性纵截面图。在图9中，与在图1-图4中相同的部件标注相同的附图标记，在此省略其说明。
在该实施方案的非水电解质电池60D中，代替作为第一实施方案的非水电解质电池60A的电极组21A的最上层的单侧负极18c，设置双侧负极18c1作为电极组21D的最上层。并且，与此同时，代替电极组21A的最下层的单侧正极17c，设置双侧正极17c1作为电极组21D的最下层。
在该实施方案的非水电解质电池60D中，设置双侧负极18c1作为电极组21D的最上层，并且设置双侧正极17c1作为电极组21D的最下层。因此，将防止作为最上层的双侧负极18c1和作为最下层的双侧正极17c1中的每一个的变形，例如扭曲，因为作为最上层的双侧负极18c1和作为最下层的双侧正极17c1中的每一个的两个侧表面的材料的膨胀或收缩的差异将不会由电极的压制或者通过该实施方案的非水电解质电池60D的充电或放电引起。此外，可以防止电极组21D中的双极电极16的变形，例如扭曲，双极电极16夹在双侧负极18和双侧正极17的一个组合以及其另一个组合之间。
<第五实施方案>
图10是第五实施方案的非水电解质电池60E的示意性纵截面图。在图10中，与在图1-图4中相同的部件标注相同的附图标记，在此省略这些部件的说明。
在该实施方案的非水电解质电池60E中，代替作为第一实施方案的非水电解质电池60A的电极组21A的最上层的单侧负极18c，设置双侧负极18c1作为电极组21E的最上层，并且，与此同时，代替作为电极组21A的最下层的单侧正极17c，设置双极电极16作为电极组21E的最下层。
在该实施方案的非水电解质电池60E中，电极组21E的最上层和最下层的每一层中的外侧上的非充电部分可以作为负极。在此，在正极的材料中，过渡金属可以在未充电状态下洗脱，并且，另一方面，负极可以由即使在未充电状态下也稳定的材料形成。因此，通过使电极组21E的最上层和最下层的每一层的外侧上的非充电部分作为负极，可以防止金属从不充电部分溶出，并且可以制备稳定的非水电解质电池60E。
[实施例1]
实施例1包括三个双极电极16、正极17、负极18和非水电解质。每个双极电极16包括集电器11、形成在集电器11的一个侧表面上的正极活性材料层12以及形成在集电器11的另一个侧表面上的负极活性材料层13。正极17包括在集电器11的两个侧表面上的正极活性材料层12。负极18包括在集电器11的两个侧表面上的负极活性材料层13。正极17和负极18夹在两个双极电极16之间。堆叠正极17、负极18和两个双极电极16，使得负极18与双极电极16的正极活性材料层12相邻并相对，并且正极17与双极电极16的负极活性材料层13相邻并相对。铝用作集电器11的原料，并且集电器11形成正方形，其一条边的长度例如是8cm。磷酸锂锰(以下称为LMP)用于正极活性材料层12，并且钛酸锂(以下称为LTO)用于负极活性材料层13。正极活性材料层12可以吸留和释放锂。在负极活性材料层13中，反应电位在1.5V附近。将LMP或LTO、导电助剂和粘合剂混合，从而相对于电极体的电极组21A的总重量，使得碳是5重量％且聚偏二氟乙烯是10重量％。此外，通过模塑它们的混合物来制备实施例1的测试电池。
[实施例2]
除了在双极电极16之间交替堆叠四对正极17和负极18之外，通过与实施例1相同的形成方法制备实施例2的测试电池。
[实施例3]
使用六个双极电极16，通过与实施例2相同的形成方法，制备实施例3的测试电池。
[比较例1]
七个正极17和七个负极18交替堆叠。
[比较例2]
堆叠三个双极电极16。
[比较例3]
堆叠六个双极电极16。
[比较例4]
集电器11形成一条边的长度是24cm的正方形。
然后，在实施例1-3和比较例1-4中进行恒定电流充放电试验。根据试验结果计算放电容量和平均工作电压。所得的值示于表1中。表2中显示了实施例3和比较例4中在充电深度是50％的条件下的电池电阻值。
[表1]
放电容量(mAh) 平均工作电压(V)
实施例1 300 5.0
实施例2 900 5.0
实施例3 900 12.5
比较例1 900 2.5
比较例2 100 5.0
比较例3 100 12.5
比较例4 900 12.5
[表2]
电池电阻(mΩ)
实施例3 120
比较例4 160
如表1所示，根据该实施方案，可以提供具有高容量和高工作电压的非水电解质二次电池。
根据比较例4，可以通过增加电极面积来增加电池的容量。然而，在比较例4的情况下，电池电阻增加，如表2所示。因此，相比比较例1-4，显然实施例1-3具有更优异的特性。
图11是示意性地显示第一实施方案的非水电解液电池60A的电池组90的结构的分解透视图。图12是显示图11中的电池组90的电路的框图。图11和12中所示的电池组90包括多个单元电池91。每个单元电池91是参照图1描述的非水电解质电池60A。
堆叠多个单元电池91，使得向外延伸的负极端子63和正极端子64沿相同方向排列，并且通过胶带65彼此紧固，以构成电池模块66。如图12中所示，这些单元电池91彼此串联电连接。
印刷线路板67布置成与单元电池91的阴极端子63和阳极端子64从其延伸的单元电池91的侧表面相对。如图12中所示，在印刷线路板67上安装热敏电阻68、保护电路69和用于与外部装置通电的端子70(用于通电的外部端子)。用于避免与电池模块66的导线的不必要连接的电绝缘板(未显示)安装在印刷线路板67的与电池模块66相对的表面上。
正极引线71连接到位于电池模块66的两个外侧单元电池91中的一个内的正极端子64，并且其尖端(tip end)插入印刷线路板67的正极连接器72中并与其电连接。
负极引线73连接到位于电池模块66的两个外侧单元电池91中的另一个内的负极端子63，并且其尖端插入印刷线路板67的负极连接器74并与其电连接。这些连接器72和74通过形成在印刷线路板67上的导线75和76连接到保护电路69。
热敏电阻68检测每个单元电池91的温度，并且将对应于温度的检测信号发送给保护电路69。保护电路69用于控制单元电池91的充电和放电。保护电路69可以在预定条件下切断保护电路69与用于与外部装置通电的端子70之间的正侧导线77a和负侧导线77b。预定条件之一是：例如当由热敏电阻68检测的温度等于或高于预定温度时。另一个预定条件是：当检测到单元电池91的过充电、过放电、过电流等时。对于每个单元电池91或整个电池模块66进行过充电等的检测。在该实施方案中，尽管电池模块66作为电池组90提供，但是可以使用诸如车辆的外部装置的控制电路。
为了检测每个单元电池91，可以检测电池电压、正极电位或负极电位。当检测正极电位或负极电位时，用作参比电极的锂电极插入每个单元电池91中。在图11和图12的电池组90的情况下，用于电压检测的导线78连接到每个单元电池91。检测信号通过这些导线78发送给保护电路69。
由橡胶或树脂制成的保护片79布置在电池模块66的三个侧表面中的每一个上，除了负极端子63和正极端子64从其突出的一个侧表面。
电池模块66与保护片79和印刷线路板67一起容纳在容器80中。即，保护片79布置在容器80的沿长边方向延伸的两个内侧表面的每一个上以及在容器80的短边方向上延伸的两个内侧表面中的一个上，并且印刷线路板67布置在这两个内表面中的另一个上。即，由保护片79和印刷线路板67围绕的电池模块66位于容器80的内部空间中。盖子81覆盖容器80的开口。
代替胶带65，可以使用热收缩带来固定电池模块66的单元电池91。在这种情况下，在将保护片79布置在电池模块66的两个纵向侧表面上之后，将热收缩带围绕在电池模块66的周围，然后热收缩带热收缩，以将电池模块66的单元电池91与保护片79捆系在一起。
在图11和12中，单元电池91串联连接，但是单元电池91可以并联连接，以增加电池模块66的电池容量。多个电池组90可以串联和/或并联。
此外，根据其用途，适当地改变电池组90的形式。电池组90优选用于在大电流下需要良好的循环特性的用途。作为具体的用途，可以列举数码照相机的电源和用于诸如两轮至四轮混合动力电动车辆、两轮至四轮电动车辆和电动辅助自行车的车辆的车载电源。电池组90特别适合车载用途。
根据这些实施方案，可以提供能够实现双极电池的更高的能量密度和更低的电阻并且能够防止电极之间的短路并且简化片的焊接操作的非水电解质电池和电池组。
图13显示汽车100的实例，其是一种车辆并且包含根据第一实施方案的非水电解液电池60A的电池组90(参见图11)。
将电池组90安装在汽车100的发动机室中。电池组90的安装位置不限于发动机室。例如，电池组90也可以位于汽车100的后部或汽车100的座椅下方。在该实例中，配置电池组90，以回收车辆的动力的再生能量。电动机/发电机M/G耦合到汽车100的车轮，并且电池组90与连接到电动机/发电机M/G的控制单元102组合。配置控制单元102，以选择性地将电池组90的电力提供给电动机/发电机M/G，或者将车辆的动力的再生能量回收到电池组90。
根据这些实施方案，可以提供非水电解质电池，其可以在双极电池中实现高能量密度和低电阻，并且可以防止电极之间的短路，并且可以简化片的焊接工作；电池组，其包含多个上述非水电解质电池；以及包含上述电池组的车辆。
虽然已经描述了某些实施方案，但是这些实施方案仅以示例的方式给出，因此并不旨在限制本发明的范围。实际上，本文中描述的新颖实施方案能够以多种其他形式实施；此外，在不偏离本发明的精神的情况下，可以对本文描述的实施方案的形式进行多种省略、替换和改变。所附权利要求书及其等同物旨在覆盖落入本发明的范围和精神内的这些形式或修改。

Claims (14)

1.非水电解质电池，其特征在于，其包含：
包括一个或多个正极、一个或多个负极、一个或多个双极电极和隔膜的电极组，所述一个或多个正极、所述一个或多个负极和所述一个或多个双极电极堆叠，所述隔膜插在它们之间，
其中，所述一个或多个正极的每一个包括集电器，以及在所述集电器的表面上形成的正极活性材料层，
所述一个或多个负极的每一个包括集电器，以及在所述集电器的表面上形成的负极活性材料层，
所述一个或多个双极电极的每一个包括具有一个侧表面和另一个侧表面的集电器、形成在所述集电器的所述一个侧表面上的正极活性材料层以及形成在所述集电器的所述另一个侧表面上的负极活性材料层，
所述电极组包括：第一连接部，其连接所述一个或多个负极中的至少一个的集电器；第二连接部，其连接所述一个或多个正极中的至少一个的集电器；和第三连接部，其连接所述一个或多个双极电极中的至少一个的集电器，
所述第一连接部、所述第二连接部和所述第三连接部布置成下述状态，其中这些连接部在电极组的外周部分上相对于彼此偏移到不同位置处，
所述隔膜、所述一个或多个负极之一的负极活性材料层，以及所述一个或多个负极之一的集电器依次堆叠在所述一个或多个双极电极之一的正极活性材料层的表面上，
所述隔膜、所述一个或多个正极之一的正极活性材料层，以及所述一个或多个正极之一的集电器依次堆叠在所述一个或多个双极电极之一的负极活性材料层的表面上，
所述负极活性材料层形成在两个最外侧集电器各自的外表面上。
2.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其特征在于，其还包含多个所述双极电极，
其中所述一个或多个正极和所述一个或多个负极包括在所述双极电极之间。
3.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其特征在于，其还包含多个所述双极电极，
其中所述负极堆叠在每个所述双极电极的所述正极活性材料层上，并且
所述正极堆叠在所述双极电极的负极活性材料层上。
4.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其特征在于，其还包含多个所述双极电极，
其中所述一个或多个正极和所述一个或多个负极包括在所述双极电极之间，
所述负极堆叠在每个所述双极电极的正极活性材料层上，并且
所述正极堆叠在每个所述双极电极的负极活性材料层上。
5.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其特征在于，在每个所述非水电解质电池的负极活性材料层中，反应电位在1.5V附近。
6.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其特征在于，每个所述非水电解质电池的负极活性材料包括含钛氧化物。
7.非水电解质电池组，其特征在于，其包含：
多个非水电解质电池，其结合在一起并且串联、并联或串联和并联组合地电连接；
成对的用于外部连接的正极侧引线和用于外部连接的负极侧引线，其是非水电解质电池共用的；以及
保护电路，其连接到所述非水电解质电池，配置用于检测所述非水电解质电池的异常运行并且避免所述非水电解质电池的异常运行，
其中每个所述非水电解质电池包含：
包括一个或多个正极、一个或多个负极、一个或多个双极电极和隔膜的电极组，所述一个或多个正极、所述一个或多个负极和所述一个或多个双极电极堆叠，所述隔膜插在它们之间，
所述一个或多个正极的每一个包括集电器，以及在所述集电器的表面上形成的正极活性材料层，
所述一个或多个负极的每一个包括集电器，以及在所述集电器的表面上形成的负极活性材料层，
所述一个或多个双极电极的每一个包括具有一个侧表面和另一个侧表面的集电器、形成在所述集电器的所述一个侧表面上的正极活性材料层以及形成在所述集电器的所述另一个侧表面上的负极活性材料层，
所述电极组包括：第一连接部，其连接所述一个或多个负极中的至少一个的集电器；第二连接部，其连接所述一个或多个正极中的至少一个的集电器；和第三连接部，其连接所述一个或多个双极电极中的至少一个的集电器，
所述第一连接部、所述第二连接部和所述第三连接部布置成下述状态，其中这些连接部在电极组的外周部分上相对于彼此偏移到不同位置处，
所述隔膜、所述一个或多个负极之一的负极活性材料层，以及所述一个或多个负极之一的集电器依次堆叠在所述一个或多个双极电极之一的正极活性材料层的表面上，
所述隔膜、所述一个或多个正极之一的正极活性材料层，以及所述一个或多个正极之一的集电器依次堆叠在所述一个或多个双极电极之一的负极活性材料层的表面上，
所述负极活性材料层形成在两个最外侧集电器各自的外表面上。
8.根据权利要求7所述的非水电解质电池组，其特征在于，每个所述非水电解质电池包含多个所述双极电极，并且
所述一个或多个正极和所述一个或多个负极包括在所述双极电极之间。
9.根据权利要求7所述的非水电解质电池组，其特征在于，每个所述非水电解质电池包含多个所述双极电极，
所述负极堆叠在所述每个双极电极的正极活性材料层上，并且
所述正极堆叠在所述双极电极的负极活性材料层上。
10.根据权利要求7所述的非水电解质电池组，其特征在于，每个所述非水电解质电池包含多个所述双极电极，
所述一个或多个正极和所述一个或多个负极包括在所述双极电极之间，
所述负极堆叠在每个所述双极电极的正极活性材料层上，并且
所述正极堆叠在每个所述双极电极的负极活性材料层上。
11.根据权利要求7所述的非水电解质电池组，其特征在于，在每个所述非水电解质电池的负极活性材料层中，反应电位在1.5V附近。
12.根据权利要求7所述的非水电解质电池组，其特征在于，每个所述非水电解质电池的负极活性材料包括含钛氧化物。
13.车辆，其特征在于，其包含根据权利要求7至12中任一项所述的电池组。
14.根据权利要求13所述的车辆，其特征在于，配置所述电池组以回收所述车辆的动力的再生能量。
CN201710101777.0A 2016-03-15 2017-02-24 非水电解质电池、非水电解质电池组以及车辆 Active CN107195945B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016051379A JP6870914B2 (ja) 2016-03-15 2016-03-15 非水電解質電池、電池パック及び車両
JP2016-051379 2016-03-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107195945A CN107195945A (zh) 2017-09-22
CN107195945B true CN107195945B (zh) 2020-06-23

Family

ID=57965820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710101777.0A Active CN107195945B (zh) 2016-03-15 2017-02-24 非水电解质电池、非水电解质电池组以及车辆

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10559843B2 (zh)
EP (1) EP3220450B1 (zh)
JP (1) JP6870914B2 (zh)
KR (1) KR101930620B1 (zh)
CN (1) CN107195945B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11876180B2 (en) * 2019-11-06 2024-01-16 Enevate Corporation Silicon-based energy storage devices with metal sulfide containing electrolyte additives
JP6725382B2 (ja) 2016-09-21 2020-07-15 株式会社東芝 組電池、電池パックおよび車両
EP3608997A1 (en) * 2018-08-08 2020-02-12 Prologium Technology Co., Ltd. Horizontal composite electricity supply structure
ES2903545T3 (es) * 2018-08-08 2022-04-04 Prologium Tech Co Ltd Grupo de elementos de suministro eléctrico compuestos horizontales
WO2020071362A1 (ja) * 2018-10-02 2020-04-09 株式会社村田製作所 二次電池
CN111712950B (zh) * 2018-10-30 2023-10-03 株式会社Lg新能源 锂电极以及包含其的锂二次电池
CN116885241A (zh) * 2018-11-30 2023-10-13 燃料电池能有限公司 用于熔融碳酸盐燃料电池的燃料电池分级
KR102610184B1 (ko) 2018-11-30 2023-12-04 퓨얼셀 에너지, 인크 용융 탄산염 연료 전지를 위한 연료 전지 스테이징
WO2020112812A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Exxonmobil Research And Engineering Company Operation of molten carbonate fuel cells with enhanced co 2 utilization
US11121408B2 (en) 2019-03-14 2021-09-14 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
AU2019476660B2 (en) 2019-11-26 2023-09-14 ExxonMobil Technology and Engineering Company Operation of molten carbonate fuel cells with high electrolyte fill level
DE102019133533B4 (de) 2019-12-09 2022-08-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Lithium-Ionen-Akkumulator
JP7432410B2 (ja) * 2020-03-17 2024-02-16 パナソニックホールディングス株式会社 非水電解質二次電池及び二次電池モジュール
CN111883855B (zh) * 2020-08-31 2021-08-27 蜂巢能源科技有限公司 一种全固态电芯及其制备方法和固态电池
US11978931B2 (en) 2021-02-11 2024-05-07 ExxonMobil Technology and Engineering Company Flow baffle for molten carbonate fuel cell
US11923561B2 (en) * 2022-03-30 2024-03-05 ZAF Energy Systems, Incorporated Electrochemical pouch cell with mechanically stabilized headspace

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101490873A (zh) * 2006-07-19 2009-07-22 丰田自动车株式会社 二次电池、层叠二次电池以及电池组
CN102057522A (zh) * 2008-07-25 2011-05-11 松下电器产业株式会社 双极型电池
CN102187504A (zh) * 2008-10-20 2011-09-14 日产自动车株式会社 双极蓄电池、电池组和装配其的车辆
CN103620823A (zh) * 2011-04-29 2014-03-05 G4协同学公司 用于储能设备的堆叠及密封配置
CN105009353A (zh) * 2013-03-05 2015-10-28 神华集团有限责任公司 双极性电池及其制备方法和车辆

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4857896A (zh) 1971-11-26 1973-08-14
JP2000100471A (ja) 1998-09-22 2000-04-07 Mitsubishi Cable Ind Ltd シート電池
JP2004087238A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Nissan Motor Co Ltd 積層型電池
JP4300310B2 (ja) 2003-11-13 2009-07-22 日産自動車株式会社 バイポーラ電池、組電池、複合組電池、および組電池または複合組電池を用いた車両
JP4449447B2 (ja) * 2003-12-22 2010-04-14 日産自動車株式会社 固体電解質電池の製造方法
JP2005197015A (ja) 2003-12-26 2005-07-21 Nissan Motor Co Ltd 組電池
JP4956777B2 (ja) * 2005-10-24 2012-06-20 日産自動車株式会社 バイポーラ電池、組電池及びそれらの電池を搭載した車両
JP2007242424A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ電池
JP4857896B2 (ja) 2006-05-11 2012-01-18 トヨタ自動車株式会社 組電池および車両
JP5157354B2 (ja) * 2006-11-30 2013-03-06 日産自動車株式会社 バイポーラ電池およびその製造方法
KR101154881B1 (ko) * 2007-05-11 2012-06-18 주식회사 엘지화학 바이폴라 셀을 포함하는 이차전지
KR100922855B1 (ko) * 2007-10-25 2009-10-27 킴스테크날리지 주식회사 쿼지바이폴라 구조를 갖는 적층형 전기화학셀
JP5441143B2 (ja) * 2008-02-22 2014-03-12 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 モバイル機器用リチウム二次電池
CN102150300B (zh) * 2008-10-03 2013-11-13 丰田自动车株式会社 电极体、全固体型电池元件及全固体型电池
CA2750166A1 (en) 2009-01-27 2010-08-05 G4 Synergetics, Inc. Electrode folds for energy storage devices
FR2943854B1 (fr) 2009-03-26 2011-06-10 Commissariat Energie Atomique Batterie bipolaire a fonctionnement ameliore
DE102009027346A1 (de) * 2009-06-30 2011-01-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren und elektrische Schaltung zum Betreiben eines Elektromotors, insbesondere eines Stellmotors für eine Komponente einer Brennkraftmaschine
US9893377B2 (en) * 2009-09-25 2018-02-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte battery, battery pack and vehicle
JP2012129095A (ja) * 2010-12-16 2012-07-05 Kaneka Corp 非水電解質二次電池用バイポーラ電極、および、それを用いた非水電解質二次電池。
JP5798478B2 (ja) * 2011-12-22 2015-10-21 株式会社カネカ 非水電解質二次電池用電極及びそれを用いた非水電解質二次電池
WO2013157049A1 (ja) * 2012-04-20 2013-10-24 トヨタ自動車株式会社 車両
WO2016113863A1 (ja) 2015-01-14 2016-07-21 株式会社 東芝 非水電解質電池及び電池パック

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101490873A (zh) * 2006-07-19 2009-07-22 丰田自动车株式会社 二次电池、层叠二次电池以及电池组
CN102057522A (zh) * 2008-07-25 2011-05-11 松下电器产业株式会社 双极型电池
CN102187504A (zh) * 2008-10-20 2011-09-14 日产自动车株式会社 双极蓄电池、电池组和装配其的车辆
CN103620823A (zh) * 2011-04-29 2014-03-05 G4协同学公司 用于储能设备的堆叠及密封配置
CN105009353A (zh) * 2013-03-05 2015-10-28 神华集团有限责任公司 双极性电池及其制备方法和车辆

Also Published As

Publication number Publication date
JP6870914B2 (ja) 2021-05-12
EP3220450B1 (en) 2018-08-01
US10559843B2 (en) 2020-02-11
CN107195945A (zh) 2017-09-22
KR101930620B1 (ko) 2018-12-18
EP3220450A1 (en) 2017-09-20
KR20170107370A (ko) 2017-09-25
US20170271707A1 (en) 2017-09-21
JP2017168266A (ja) 2017-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107195945B (zh) 非水电解质电池、非水电解质电池组以及车辆
US10305146B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery and battery pack
KR100816591B1 (ko) 비수 전해질 전지, 전지 팩 및 자동차
KR100876726B1 (ko) 비수성 전해질 리튬 이온 배터리를 위한 양극 재료 그리고이것을 사용하는 배터리
CN107204454B (zh) 电极、非水电解质电池、电池包及车辆
JP5699559B2 (ja) 非水電解質電池
JP2020024951A (ja) 二次電池、電池パック及び車両
US9515298B2 (en) Nonaqueous electrolyte battery and battery pack
KR101898380B1 (ko) 비수 전해질 전지, 비수 전해질 전지 팩, 및 차량
EP2752915A1 (en) Non-aqueous electrolyte cell and cell pack
JP6776291B2 (ja) 組電池、電池パック、車両、及び、定置用電源
JP6479984B2 (ja) 非水電解質電池及び電池パック
US10777820B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery and battery pack
JP6178183B2 (ja) 非水電解質電池、組電池及び蓄電池装置
US11901503B2 (en) Composite electrolyte, secondary battery, battery pack, and vehicle
US11532821B2 (en) Negative electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, battery pack, electric vehicle, power storage system, power tool, and electronic device
JP2024043351A (ja) 電極、電池、電池パック、車両、及び定置用電源

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant