CN107534134A - 负极、电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置及电力系统 - Google Patents

负极、电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置及电力系统 Download PDF

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Abstract

一种电池包括正极、负极和电解液。负极具有包含负极活性物质和粘合剂的负极活性物质层。负极活性物质包括含硅材料。粘合剂包括含氟树脂和聚丙烯酸金属盐。含氟树脂和聚丙烯酸金属盐的总量相对于100质量份的负极活性物质为10‑30质量份，包括端值。

Description

负极、电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置及电力 系统
技术领域
本技术涉及负极、电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置和电力系统。
背景技术
近年来，诸如移动电话的便携式电子设备已经变得广泛，并且在尺寸和重量方面的降低以及长的操作寿命是强烈需要的。伴随于此，作为便携式电子设备的电源的诸如锂离子二次电池的电池已经获得进展。
在锂离子二次电池中，碳材料已经被广泛用作负极活性物质。近年来，伴随着便携式电子设备的更高的性能，要求进一步改进能量密度，并且因此已经对具有大的理论充电容量的硅等作为替代碳材料的负极活性物质的应用进行了检验。
专利文献1至专利文献5公开了与锂离子二次电池的电极或电极混合物浆料相关的技术。在专利文献1至专利文献5中，作为包括在电极或电极混合物浆料中的粘合剂，使用了聚丙烯酸、聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2013-229163号公报
专利文献2：特开2006-339093号公报
专利文献3：特许第5525003号公报
专利文献4：特许第5382120号公报
专利文献5：特表2013-541806号公报
发明内容
本发明解决的问题
在使用含硅材料作为负极活性物质的电池中，需要抑制负极的膨胀和改进循环特性和方法适应性。
因此，本技术的目的是提供负极、电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置和电力系统，它们能够抑制负极膨胀并且改进循环特性和方法适应性。
问题的解决方案
为了解决问题，本技术是一种负极，其包括：负极活性物质层，该负极活性物质层包括负极活性物质和粘合剂，其中负极活性物质包括含硅材料，粘合剂包括含氟树脂和聚丙烯酸金属盐，并且含氟树脂和聚丙烯酸金属盐的总量为基于100质量份的负极活性物质的10质量份至30质量份。
本技术是电池，其包括：正极；负极和电解质，其中负极包括负极活性物质层，该负极活性物质层包括负极活性物质和粘合剂，负极活性物质包括含硅材料，粘合剂包括含氟树脂和聚丙烯酸金属盐，并且含氟树脂和聚丙烯酸金属盐的总量为基于100质量份的负极活性物质的10质量份至30质量份。
另外，根据本技术，提供了包括所述电池的电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置和电力系统。
本发明的效果
根据本技术的负极，将含氟树脂和聚丙烯酸金属盐以预定的量用作粘合剂，并且因此可以抑制负极膨胀并且改进循环特性和方法适应性。甚至在本技术的电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置和电力系统中，也可获得类似的效果。
附图说明
[图1]图1是示出根据本技术的一个实施方式的电池的构成的截面图。
[图2]图2是示出在图1中示出的卷绕电极体的一部分的放大截面图。
[图3]图3是示出根据本技术的一个实施方式的电池的构成实例的分解透视图。
[图4]图4是示出沿着在图3中示出的卷绕电极体中的线I-I的截面构成的截面图。
[图5]图5是示出根据本技术的一个实施方式的电池组的构成实例的透视图。
[图6]图6是示出在图5中示出的电池组的构成实例的方块图。
[图7]图7是示出根据本技术的一个实施方式的电子设备的构成实例的方块图。
[图8]图8是示出根据本技术的一个实施方式的蓄电系统的构成实例的示意图。
[图9]图9是示出根据本技术的一个实施方式的电动车辆的构成实例的示意图。
[图10]图10是其中关于循环次数绘制容量保持率的图。
[图11]图11是其中关于循环次数绘制容量保持率的图。
[图12]图12是其中关于循环次数绘制容量保持率的图。
[图13]图13是其中关于循环次数绘制容量保持率的图。
具体实施方式
下文中，将描述本技术的实施方式。此外，将以如下顺序进行描述。
1.第一实施方式(圆柱形电池的实例)
2.第二实施方式(层压膜型电池的实例)
3.第三实施方式(电池组的实例)
4.第四实施方式(电子设备的实例)
5.第五实施方式(蓄电系统的实例)
6.第六实施方式(电动车辆的实例)
7.其它实施方式(变形实例)
此外，以下实施方式等是本技术的合适的具体实例，并且本技术的内容不限于所述实施方式。此外，在本说明书中描述的效果仅仅是说明性的，并且对其没有限制。另外，应当理解的是，存在与示例性效果不同的效果是可能的。
1.第一实施方式
(1-1)非水电解质电池的构成实例
在本技术的第一实施方式中，将参照图1和2描述作为实例的圆柱形非水电解质二次电池(下文中，称为“非水电解质电池”或简称为“电池”)。
如在图1中示出的，在非水电解质电池中，主要地，将卷绕电极体20和一对绝缘板12和13容纳在具有大致中空和圆柱形状的电池壳11中。使用电池壳11的电池结构被叫做圆柱型。
例如，电池壳11具有其中一端是封闭的和另一端是开放的中空结构，并且由铁(Fe)、铝(Al)、它们的合金或类似物构成。此外，在其中电池壳11例如由铁构成的情况下，可以用镍(Ni)等镀电池壳11的表面。绝缘板对12和13使卷绕电极体20介于其上侧和下侧之间，并且被设置为在与卷绕电极体20的卷绕外周表面垂直的方向延伸。
将电池盖14，安全阀机构15和正温度系数元件(PTC元件)16通过垫圈17嵌塞(caulked)到电池壳11的开放端中，并将电池壳11隔绝密封。例如，由与电池壳11的材料类似的材料构成电池盖14。在电池盖14的内侧上提供安全阀机构15和正温度系数元件16。
安全阀机构15通过正温度系数元件16电连接于电池盖14。在安全阀机构15中，在其中内压由于内部短路、从外侧加热等而变成恒定压力或更高的情况下，盘板(discplate)15A反转以切断在电池盖14和卷绕电极体20之间的电连接。
在正温度系数元件16中，随着温度上升，电阻增加(电流被限制)以防止由大电流导致的不正常发热。例如，垫圈17由绝缘材料构成，并且将沥青施加到垫圈17的表面上。
在卷绕电极体20中，将正极21和负极22层压并用介于其间的隔膜23卷绕。可将中心销24插到卷绕电极体20的中心。
将正极引线25连接于卷绕电极体20的正极21，和将负极引线26连接于负极22。将正极引线25焊接于安全阀机构15以电连接于电池盖14，并且将负极引线26焊接于电池盖11以电连接于其。
例如，正极引线25是薄片形的导电构件，并且由例如铝等构成。例如，负极引线26是薄片形的导电构件，并且由铜(Cu)、镍、不锈钢(SUS)等构成。
(正极)
例如，在正极21中，在正极集电体21A的两个表面上提供正极活性物质层21B。此外，正极21可包括其中仅在正极集电体21A的一个表面上提供正极活性物质层21B的区域。
作为正极集电体21A，例如可使用金属箔，例如铝箔、镍箔和不锈钢箔。
正极活性物质层21B含有正极活性物质。必要时，正极活性物质层21B可含有其它材料，例如导电剂和粘合剂。
(正极活性物质)
作为正极活性物质，例如可使用能够嵌入锂和脱嵌锂的材料。作为正极活性物质，例如可使用含锂化合物。
含锂化合物的实例包括含有锂和过渡金属元素的复合氧化物(其被称为“锂-过渡金属复合氧化物”)、含有锂和过渡金属元素的磷酸盐化合物(其被称为“锂-过渡金属磷酸盐化合物”)等。作为含锂化合物，含有钴(Co)、镍、锰(Mn)和铁中的至少一种作为过渡金属元素的化合物是优选的。其原因是获得了较高的电压。
锂-过渡金属复合氧化物的实例包括具有层状岩盐型结构的锂-过渡金属复合氧化物、具有尖晶石型结构的锂-过渡金属复合氧化物等。
具有层状岩盐型结构的锂-过渡金属复合氧化物的实例包括由通式LixM1O2表示的含锂化合物(在该式中，M1代表包括一种或多种过渡金属元素的元素。例如，x的值满足关系0.05≤x≤1.10。取决于电池充电和放电状态，x的值是不同的。此外，x的值不限于所述关系。)等。锂-过渡金属复合氧化物的具体实例包括锂-钴复合氧化物(LixCoO2)、锂-镍复合氧化物(LixNiO2)、锂-镍-钴复合氧化物(LixNi1-zCozO2(0<z<1))、锂-镍-钴-锰复合氧化物(LixNi(1-v-w)CovMnwO2(0<v+w<1,v>0,w>0))、锂-钴-铝-镁复合氧化物(LixCo(1-p-q)AlpMgqO2(0<p+q<1,p>0,q>0))等。
具有尖晶石型结构的锂-过渡金属复合氧化物的实例包括锂-锰复合氧化物(LiMn2O4)、锂-锰-镍复合氧化物(LixMn2-tNitO4(0<t<2))等。
锂-过渡金属磷酸盐化合物的实例包括具有橄榄石型结构的锂-过渡金属磷酸盐化合物等。
具有橄榄石型结构的锂-过渡金属磷酸盐化合物的实例包括由通式LiyM2PO4表示的含锂化合物(在该式中，M2代表包括一种或多种过渡金属元素的元素。例如，y的值满足关系0.05≤y≤1.10。取决于电池充电和放电状态，y的值是不同的。此外，y的值不限于所述范围。)等。锂-过渡金属磷酸盐化合物的具体实例包括锂-铁磷酸盐化合物(LiyFePO4)、锂-铁-锰磷酸盐化合物(LiyFe1-uMnuPO4(0<u<1))等。
作为正极活性物质，可以使用涂覆的颗粒，其包括上述含锂化合物的颗粒和在含锂化合物颗粒的至少一部分表面上提供的涂层。当使用涂覆的颗粒时，可以进一步改进电池特性。
在成为基础材料的含锂化合物的颗粒(基础材料颗粒)的至少一部分表面上提供涂层，并且该涂层具有的组成元素或组成比例与基础材料颗粒的不同。涂层的实例包括如下涂层，该涂层包括氧化物、过渡金属化合物等。涂层的具体实例包括氧化物，其包括锂、镍和锰中的至少一种，化合物，其包括选自镍、钴、锰、铁、铝、镁(Mg)和锌(Zn)的至少一种，氧(O)和磷(P)等。涂层可包括卤化物，例如氟化锂，或除氧外的硫族元素化物。
可通过检验从正极活性物质的表面朝向其内部的组成元素的浓度变化证实涂层的存在。例如，可在切割通过溅射或类似方法将涂层提供于其上的含锂化合物颗粒的同时，通过如下方式获得浓度变化：通过俄歇电子能谱法(AES)或次级离子质谱法(SIMS)测量含锂化合物颗粒的组成。另外，浓度变化可如下测量。将被提供以涂层的含锂化合物颗粒逐渐溶解在酸性溶液中，并且通过电感耦合等离子体(IPC)光谱法或类似方法测量随着时间流逝的洗脱量的变化。
另外，作为正极活性物质，例如可使用氧化物、二硫化物、不含锂的硫族元素化物(特别是层状化合物或尖晶石型化合物)、导电聚合物等。氧化物的实例包括钒氧化物(V2O5)、二氧化钛(TiO2)、二氧化锰(MnO2)等。二硫化物的实例包括二硫化铁(FeS2)、二硫化钛(TiS2)、二硫化钼(MoS2)等。不含锂的硫族元素化物的实例包括二硒化铌(NbSe2)等。导电聚合物的实例包括硫、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚吡咯等。
正极活性物质可以是除上述正极活性物质之外的正极活性物质。另外，可以将两种或更多种上述正极活性物质以任意组合进行混合。
(导电剂)
作为导电剂，例如可使用碳材料等。碳材料的实例包括石墨、炭黑、乙炔黑等。此外，导电剂可以是金属材料、导电聚合物或类似物，只要这些材料具有导电性即可。
(粘合剂)
作为粘合剂(也称为“粘合剂”)，例如可使用树脂材料等。树脂材料的实例包括聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)等。
(负极)
负极22具有其中在负极集电体22A的两个表面上提供负极活性物质层22B的结构。此外，负极22可包括其中仅在负极集电体22A的一个表面上提供负极活性物质层22B的区域。
作为负极集电体22A，例如可使用金属箔，例如铜箔。
负极活性物质层22B包括负极活性物质和粘合剂。必要时，负极活性物质层22B可含有其它材料，例如导电剂。作为导电剂，可使用与正极21的导电剂类似的材料等。
(负极活性物质)
作为负极活性物质，例如可使用能够嵌入锂和脱嵌锂的材料。具体地，作为负极活性物质，可使用含有硅作为组成元素的材料(称为“含硅材料”)。含硅材料具有嵌入锂和脱嵌锂的巨大能力，并且因此可获得高的能量密度。
含硅材料的实例包括硅单质、硅合金或硅化合物，至少部分包括一种或两种或更多种硅单质的相的材料等。此外，在本技术中，“合金”除了由两种或更多种金属元素构成的合金外，还包括含有一种或多种金属元素和一种或多种准金属元素的合金。另外，“合金”可含有非金属元素。合金的织构(texture)包括固溶体、共晶(共熔混合物)、金属间化合物和其中共存它们中的两种或更多种的织构。
硅合金的实例包括含有由锡、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑(Sb)和铬(Cr)组成的组中的至少一种作为除了硅外的第二组成元素的合金。
在硅合金中，优选将硅相分散在由元素相或包括一种或多种合金组成元素的化合物相构成的基质相中。硅合金的实例包括其中硅被精细分散在不同于硅的异质金属中的合金等。异质金属元素的典型实例包括铁等。其原因是因为可以提高活性物质关于理论容量的利用率，和可以进一步改进循环特性。
硅化合物的实例包括含有硅和氧的硅氧化物、含有硅和碳的硅和碳的化合物等。此外，硅化合物可例如含有一种或两种或更多种在硅合金中描述的元素作为除硅外的组成元素。硅氧化物的实例包括SiOx、SiO2等。此外，在SiOx中，O的组成比例被设定为x，因为其在一些情况下可能偏离化学计量比例。例如，x满足关系0<x<2。
负极活性物质可包括除了含硅材料外的能够嵌入锂和脱嵌锂的材料。另外，可以任意组成混合两种或更多种如上所述的例举的负极活性物质。
(粘合剂)
粘合剂含有聚丙烯酸金属盐和含氟树脂二者，并且聚丙烯酸金属盐和含氟树脂的总量被设定为基于100质量份的负极活性物质的10质量份至30质量份。在这种安排下，可以抑制负极膨胀，并且可以改进循环特性和方法适应性。
将粘合剂设定为具有上述构成的原因如下。在其中粘合剂仅包括诸如聚偏二氟乙烯的含氟树脂的情况下，粘着力降低，并且因此存在循环特性劣化的问题。在其中粘合剂仅包括聚丙烯酸金属盐的情况下，粘着力得到改进并且因此循环特性得到改进。然而，聚丙烯酸金属盐是硬的并且具有低柔韧性的粘合剂，并且因此存在电极中可能出现裂纹的问题。
另外，在粘合剂中含有的聚丙烯酸金属盐的比例和方法适应性具有权衡关系。例如，当在粘合剂中含有的聚丙烯酸金属盐的比例增加时，在负极形成过程中，通过施加和干燥负极混合物浆料形成的负极活性物质层变脆并且破碎，并且因此方法适应性劣化。
相反，在本技术中，粘合剂含有聚丙烯酸金属盐和含氟树脂二者，并且因此上述问题得到改进。
另外，在其中聚丙烯酸金属盐和含氟树脂的总量低于上述范围的情况下，粘合剂的粘着力降低，并且因此存在难以抑制负极膨胀和循环特性劣化的问题。在其中聚丙烯酸金属盐和含氟树脂的总量高于上述范围的情况下，粘合剂组分过度增加，并且因此电阻增加以及充电和放电效率劣化。结果，存在循环特性劣化的问题。
相反，在本技术中，聚丙烯酸金属盐和含氟树脂的总量被设定为基于100质量份的负极活性物质的10质量份至30质量份，并且因此上述问题得到改进。
(聚丙烯酸金属盐)
聚丙烯酸金属盐的实例包括聚丙烯酸锂、聚丙烯酸镁、聚丙烯酸钠等。在它们中，当考虑可获得更优异的效果时，聚丙烯酸锂是优选的。
作为典型的实例，聚丙烯酸金属盐的重均分子量为10万至100万。此外，重均分子量不限于其。
在其中负极活性物质包括含有硅和金属的合金的情况下，使用是中和盐的聚丙烯酸金属盐，并且因此可以避免酸性状态，并且可以抑制合金化金属的洗脱。相反，在使用聚丙烯酸的情况下，聚丙烯酸和金属彼此反应，并且因此产生氢，并且合金金属易于被洗脱。例如，在其中硅和组成金属的金属具有比氢的离子化倾向更高的离子化倾向的情况下，可能发生合金金属的洗脱。因此，在这种情况下，特别有效的是使用聚丙烯酸金属盐，并且这种情况是优选的。
(含有的聚丙烯酸金属盐的量)
优选含有的聚丙烯酸金属盐的量为基于100质量份的负极活性物质的5质量份至15质量份。当含有的聚丙烯酸金属盐的量增加时，可以充分地形成覆盖负极活性物质的聚丙烯酸金属盐的膜，并且因此可以进一步抑制负极活性物质的膨胀。结果，可以进一步改进循环特性。另一方面，当含有的聚丙烯酸金属盐的量是过量的时，方法适应性倾向于劣化。因此，上述范围是优选的。
(含氟树脂)
“含氟树脂”代表含有氟的树脂，并且典型地是含有氟的不饱和烃的聚合物。含氟树脂的实例包括均聚物或共聚物，例如聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯-六氟乙烯共聚物，它们包括衍生自偏二氟乙烯的重复单元，聚四氟乙烯等。在它们中，聚偏二氟乙烯是优选的。这些可以是一种或两种或更多种。
(含有的含氟树脂的量)
优选含有的含氟树脂的量为基于100质量份的负极活性物质的0.5质量份至15质量份。在其中含有的含氟树脂的量增加的情况下，方法适应性可得到改进。另一方面，由于过量的粘合剂组分，电阻增加，并且循环特性倾向于劣化。因此，上述范围是优选的。
(隔膜)
隔膜23将正极21和负极22彼此分开，并且允许锂离子传输穿过其，同时防止了由在两种电极之间的接触导致的电流短路。
例如，隔膜23是包括树脂的多孔膜。例如，通过成形树脂材料获得包括树脂的多孔膜，成形通过拉伸和穿孔方法、相分离法等实施。此外，制造包括树脂的多孔膜的方法不限于所述方法。
作为组成隔膜23的树脂材料，例如可使用聚烯烃树脂，例如聚丙烯和聚乙烯，丙烯酸树脂，苯乙烯树脂，聚酯树脂，尼龙树脂等。
隔膜23可具有其中将两个或更多个包括树脂的多孔膜堆叠的结构。包括树脂的多孔膜可以是其中将两种或更多种树脂材料混合的多孔膜(通过熔融和捏合两种或更多种树脂材料形成的多孔膜)。当考虑在正极21和负极22之间的分离性质是优异时，包括聚烯烃树脂的多孔膜是优选的，并且可以进一步降低内部短路的发生率。
隔膜23可以是非织造织物。非织造织物是其中在不被编织或针织的情况下将多片纤维结合或缠结，或结合并缠结的结构。作为非织造织物的原材料，可使用能够被加工成纤维的大部分材料，并且可通过调整形状(例如纤维长度和纤维厚度)提供根据目的和用途的功能。
非织造纤维的实例包括使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维的透气膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯非织造纤维)等。此外，透气膜代表具有透气性的膜。另外，非织造织物的实例包括使用芳纶纤维、玻璃纤维、纤维素纤维、聚烯烃纤维、尼龙纤维等的透气膜。非织造织物可使用两种或更多种纤维。
隔膜23可包括颗粒，例如无机颗粒和有机颗粒。隔膜23的实例包括如下隔膜，其包括基础材料和在基础材料的两个主表面的至少一个上形成的表面层。基础材料的实例包括多孔膜、非织造织物等，其包括树脂。表面层的实例包括多孔层，其包括树脂材料和颗粒等。例如，树脂材料可以被纤丝化，并且可具有其中将纤丝相互连续连接的三维网络结构。
(颗粒)
作为颗粒，例如可使用无机颗粒和有机颗粒中的至少一种。无机颗粒的具体实例包括金属氧化物、金属氧化物水合物、金属氢氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属硫化物、矿物等，它们是电绝缘无机颗粒。
金属氧化物或金属氧化物水合物的实例包括铝氧化物(氧化铝，Al2O3)、勃姆石(Al2O3·H2O或AlOOH)、镁氧化物(氧化镁，MgO)、钛氧化物(氧化钛，TiO2)、锆氧化物(氧化锆，ZrO2)、硅氧化物(二氧化硅，SiO2)、钇氧化物(氧化钇，Y2O3)、锌氧化物(ZnO)等。
金属氮化物的实例包括氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)、氮化钛(TiN)和类似物。金属碳化物的实例包括碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)等。金属硫化物的实例包括硫酸钡(BaSO4)等。
金属氢氧化物的实例包括氢氧化铝(Al(OH)3)等。矿物的实例包括多孔铝硅酸盐，例如沸石(M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O，M代表金属元素，x≥2，y≥0)，层状硅酸盐，例如滑石(Mg3Si4O10(OH)2)、钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)等。
其它无机颗粒的实例包括锂化合物的颗粒、碳材料的颗粒等。锂化合物的实例包括Li2O4、Li3PO4、LiF等。碳材料的实例包括石墨、炭纳米管、金刚石等。
可单独使用无机颗粒或者可以混合并使用它们中的两种或更多种。无机颗粒的形状没有特别限制，并且球形、纤维形、针形、鳞片形、片形等是可能的。
组成有机颗粒的材料的实例包括含氟树脂，例如聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯，含氟橡胶，例如偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物，橡胶，例如苯乙烯-丁二烯共聚物或其氢化物，丙烯腈-丁二烯共聚物或其氢化物，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或其氢化物，甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物，苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，丙烯腈-丙烯酸酯共聚物，乙烯丙烯橡胶，聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯，纤维素衍生物，例如乙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素，树脂，例如聚苯醚，聚砜，聚醚砜，聚苯硫醚，聚醚酰亚胺，聚酰亚胺，聚酰胺，例如全芳族聚酰胺(芳族聚酰胺)，聚酰胺酰亚胺，聚丙烯腈，聚乙烯醇，聚醚，丙烯酸树脂，和聚酯，其具有高的耐热性，其中熔点和玻璃化转变温度中的至少一者为180℃或更高，等。
可单独使用材料或者可以混合和使用它们中的两种或更多种。有机颗粒的形状没有特别限制，并且球形、纤维形、针形、鳞片形、片形等是可能的。
(电解液)
将隔膜23用电解液浸渍，电解液是液体电解质。例如，电解液是非水性电解液，其包括电解质盐和溶解电解质盐的非水性溶剂。必要时，非水性电解液可包括添加剂等。
作为非水性溶剂，可以使用环状碳酸酯，例如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯，并且优选使用在碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯中的任一种的混合(特别是这二者的混合)之后获得的非水性溶剂。其原因是可以改进循环特性。
作为非水性溶剂，除了环状碳酸酯外，优选使用在链状碳酸酯例如碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸乙基甲基酯和碳酸甲基丙基酯的混合之后获得的非水性溶剂。其原因是可以获得高的离子导电性。
作为非水性溶剂，优选进一步包括2,4-二氟苯甲醚或碳酸亚乙烯基酯。其原因是2,4-二氟苯甲醚可改进放电容量，和碳酸亚乙烯基酯可改进循环特性。因此，在其中混合并使用这些物质的情况下，可以改进放电容量和循环特性，并且因此这种情况是优选的。
除了这些之外，非水性溶剂的实例包括碳酸亚丁酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、乙酸甲酯、丙酸甲酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N,N-二甲基咪唑烷酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、二甲亚砜、磷酸三甲酯等。
此外，其中在非水性溶剂中的至少一部分氢被氟取代的化合物可以取决于被组合的电极的种类改进电极反应的可逆性，并且因此在一些情况下化合物可能是优选的。
例如，电解质盐含有一种或两种或更多种轻质金属化合物，例如锂盐。锂盐的实例包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、四苯基硼酸锂(LiB(C6H5)4)、甲烷磺酸锂(LiCH3SO3)、三氟甲烷磺酸锂(LiCF3SO3)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)六氟硅酸二锂(Li2SiF6)、氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)等。在这些物质中，选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂和六氟砷酸锂的至少一种是优选的，并且六氟磷酸锂是更优选的。
(非水电解质电池的操作)
在非水电解质电池中，例如，在充电中，锂离子从正极21上脱嵌并且通过浸渍到隔膜23中的电解液嵌入到负极22中。另一方面，在放电中，例如，锂离子从负极22上脱嵌并且通过浸渍到隔膜23中的电解液嵌入到正极21中。
在非水电解质电池中，在完全充电状态下的开路电压(即电池电压)可被设计为例如在3.60V至6.00V，优选4.25V至6.00V，和更优选4.30V至4.50V的范围内。例如，在其中在将层状岩盐型锂复合氧化物等用作正极活性物质的电池中，完全充电状态下的开路电压为4.25V或更大的情况下，即使在相同的正极活性物质中，与开路电压为4.20V的电池相比，每单位质量脱嵌的锂的量进一步增加，并且因此根据这个现象调节正极活性物质的量和负极活性物质的量。结果，获得高的能量密度。
(1-2)制造非水电解质电池的方法
例如，通过如下过程制造非水电解质电池。
首先，制备正极21。首先，将正极活性物质，和必要时，粘合剂、导电剂等混合以制备正极混合物。然后，将正极混合物例如分散在有机溶剂等中以制备具有糊状或浆料状的正极混合物浆料。然后，将正极混合物浆料均匀施加到正极集电体21A的两个表面上并进行干燥以形成正极活性物质层21B。最后，通过使用辊压装置等，在必要时进行加热的同时，将正极活性物质层21B压缩模制。在这种情况下，可以多次重复压缩模制。
随后，以与在正极21中类似的过程制备负极22。在这种情况下，将通过使负极活性物质、粘合剂和必要时的导电剂等彼此混合获得的负极混合物例如分散在作为极性溶剂的含水分散溶剂如水中以制备具有糊状或浆料状的负极混合物浆料。然后，将负极混合物浆料均匀施加到负极集电体22A的两个表面上并进行干燥以形成负极活性物质层22B。然后，将负极活性物质层22B压缩模制。此外，本技术的负极混合物浆料使用含水分散溶剂如水作为极性溶剂，并且因此从降低环境负荷等的观点出发，这是优选的。
最后，通过使用正极21和负极22组装非水电解质电池。首先，使正极引线25通过焊接等连接于正极集电体21A，并且将负极引线26通过焊接等连接于负极集电体22A。接着，通过隔膜23层压正极21和负极22，并将得到的层压体卷绕以制备卷绕电极体20。然后，将中心销24插入到卷绕中心中。
接着，使卷绕电极体20，在被介于绝缘板对12和13之间的同时，容纳在电池壳11中。在种情况下，将正极引线25的尖端通过焊接等连接于安全阀机构15，和将负极引线26的尖端通过焊接等连接于电池壳11。接着，将电解液注射到电池壳11内部以用电解液浸渍隔膜23。最后，将电池盖14，安全阀机构15和正温度系数元件16通过垫圈17嵌塞到电池壳11的开放端。在这种布置下，获得了在图1和2中示出的非水电解质电池。
(效果)
在本技术的第一实施方式中，作为粘合剂，以预定的质量使用聚丙烯酸金属盐和含氟树脂二者，预定的质量被定义为基于负极活性物质的质量的比例，并且因此可以抑制阴极膨胀，并且可以改进循环特性和方法适应性。
此外，下文中，为了容易理解本技术，将简要描述与本技术相关的技术。在使用硅等作为负极活性物质的锂离子二次电池中，嵌入锂的硅在充电中膨胀，并且从负极上分离，或者由于负极的膨胀和收缩，负极活性物质层从集电体上剥离。结果，循环特性劣化。此外，当由于膨胀而在硅中出现裂纹时，活性提高，并且因此电解液可能分解。结果，锂易于失活。
相反，公开了通过用聚丙烯酸覆盖表面来改进循环特性的技术。然而，在该技术中，使用未被中和的聚丙烯酸。因此，当将硅和具有比氢的离子化倾向更高的离子化倾向的金属(例如铁)的合金用作负极活性物质时，金属易于从合金中洗脱，并且特性易于劣化。
在将聚丙烯酸单独用作粘合剂的情况下，可能由于覆盖负极活性物质的效果而改进循环特性。另一方面，强度是高的，并且因此卷绕性质是差的以及生产性易于劣化。相反，公开了通过混合碳纤维给电极提供柔韧性的技术。
还公开了将具有高强度的聚酰亚胺用作粘合剂的技术。聚酰亚胺具有高强度。另一方面，在初始充电和放电中的不可逆容量是巨大的，并且因此对能量密度的改进的贡献受到限制。
在本技术中，作为粘合剂，以预定质量使用聚丙烯酸金属盐和含氟树脂二者，预定质量被定义为基于负极活性物质的质量的比例。因此，可以改进与电极相关的柔韧性，以及与集电体箔相关的粘结性，并且可以进一步改进生产性。
如上所述的专利文献4(特许5382120号公报)和专利文献5(特表2013-541806号公报)没有明确描述以预定质量使用含氟树脂和聚丙烯酸金属盐二者的构成，预定质量被定义为基于负极活性物质的质量的比例。
2.第二实施方式
(2-1)层压膜型电池的构成实例
在本技术的第二实施方式中，将参照图3和图4描述作为实例的层压膜型电池。
在非水电解质电池中，使卷绕电极体30容纳在外包装构件40中。将正极引线31和负极引线32连接于卷绕电极体30。例如，正极引线31和负极引线32从外包装构件40的内部以相同的方向朝向外部突出。
(外包装构件)
外包装构件40是膜状构件。例如，外包装构件40是其中将融合层、金属层和表面保护层以此顺序层压的层压膜。例如，融合层由聚烯烃树脂构成，聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯等。例如，金属层由铝等构成。例如，表面保护层由尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯或类似物构成。外包装构件40可以是具有另一种层压结构的层压膜、单独的聚合物膜或单独的金属膜。
使粘附膜41介于外包装构件40和正极引线31之间。类似地，使粘附膜41介于外包装构件40和负极引线32之间。例如，粘附膜41由与金属材料具有高粘合性的材料组成。材料的实例包括树脂材料如聚烯烃树脂。
(正极、负极和隔膜)
在卷绕电极体30中，通过隔膜35和电解质层36层压正极33和负极34，并将得到的层压体卷绕。由保护带37保护卷绕电极体30的最外周围部分。此外，在卷绕电极体30中，可省略隔膜35。
在正极33中，例如，在正极集电体33A的两个表面上提供正极活性物质层33B。正极集电体33A和正极活性物质层33B的构成类似于在第一实施方式中的正极集电体21A和正极活性物质层21B的构型。在负极34中，例如，在负极集电体34A的两个表面上提供负极活性物质层34B。负极集电体34A和负极活性物质层34B的构成类似于在第一实施方式中的负极集电体22A和负极活性物质层22B的构成。隔膜35的构成类似于在第一实施方式中的隔膜23的构成。
(电解质层)
在电解质层36中，电解液由聚合化合物保留，并且必要时，可包括其它材料，例如各种添加剂。例如，电解质层36是所谓的凝胶状电解质。凝胶状电解质是优选的，因为获得了高的离子导电性(例如在室温下1mS/cm或更大)，并且防止了电解液的泄漏。
聚合化合物的实例包括聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚磷腈、聚硅氧烷、聚氟乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、苯乙烯-丁二烯橡胶、腈-丁二烯橡胶、聚苯乙烯、聚碳酸酯、偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物等。这些可以单独使用，或者可以将它们中的多种混合。在这些中，优选聚偏二氟乙烯或偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。其原因是获得了电化学稳定性。
电解液类似于在第一实施方式中的电解液。然而，在是凝胶状电解质的电解质层36中，电解液的溶剂具有宽的概念，其不仅包括液体溶剂而且还包括能够解离电解质盐的具有离子导电性的溶剂。因此，在使用具有离子导电性的聚合化合物的情况下，聚合化合物也被包括在溶剂中。
此外，替代其中电解液被聚合化合物保留的凝胶状电解质层36，可使用电解液。在这种情况下，用电解液浸渍隔膜35。
(包括颗粒的电解质层)
电解质层36可包括颗粒。作为颗粒，可使用类似于无机颗粒和有机颗粒的颗粒。
(2-2)制造非水电解质电池的方法
例如，通过如下三个过程制造非水电解质电池。
(第一制造方法)
在第一制造方法中，首先以与在第一实施方式中类似的方式制备正极33和负极34。通过将电解质盐溶解在非水性溶剂中制备电解液。
随后，制备包括电解液、聚合化合物和溶剂的前体溶液，并将该前体溶液施加到正极33和负极34上。然后，将溶剂挥发以形成凝胶状电解质层36。接着，使正极引线31通过焊接等连接于正极集电体33A，和将负极引线32通过焊接等连接于负极集电体34A。
随后，将其中形成电解质层36的正极33和负极34通过隔膜35层压，并将形成的层压体卷绕。然后，将保护带37粘贴在所形成卷绕体的最外周围部分上，由此制备卷绕电极体30。
最后，使卷绕电极体30介于两片膜状外包装构件40之间，并将外包装构件40的外周边缘通过热融合等彼此结合以密封卷绕电极体30。此时，将粘附膜41插在每个正极引线31和负极引线32和每个外包装构件40之间。在这种布置下，获得了在图3和图4中示出的非水电解质电池。
(第二制造方法)
在第二制造方法中，首先将正极引线31连接于正极33，和将负极引线32连接于负极34。接着，通过隔膜35将正极33和负极34层压，并将得到的层压体卷绕。将保护带37粘贴在所形成卷绕体的最外周围部分上以制备卷绕体，其是卷绕电极体30的前体。
随后，将卷绕体插在两片膜状外包装构件40之间，并且使排除在一侧上的外部周边部分的外部周边部分经历热融合以被结合，从而使卷绕体容纳在所得的袋状外包装构件40中。接着，制备电解质的组合物，其包括电解液，作为聚合化合物的原材料的单体，聚合引发剂和必要时诸如聚合引发剂的其它材料。然后，将电解质的组合物注入到袋状外包装构件40的内部，和然后将外包装构件40的开口通过热融合等密封。
最后，将单体热聚合以形成聚合化合物。在这种布置下，形成凝胶状电解质层36。结果，获得非水电解质电池。
(第三制造方法)
在第三制造方法中，首先，以与在第二制造方法中类似的方式形成卷绕体，除了使用其中将聚合化合物施加到其两个表面的隔膜35。然后，使卷绕体容纳在袋状外包装构件40中。
随后，制备电解液并将其注入到外包装构件40的内部，和然后将外包装构件40的开口通过热融合等隔绝密封。最后，将外包装构件40在被压缩的同时加热以使隔膜35与正极33和负极34通过聚合化合物紧密接触。在这种布置下，用电解液浸渍聚合化合物，并将聚合化合物凝胶化以形成电解质层36。结果，获得非水电解质电池。
3.第三实施方式
在本技术的第三实施方式中，将参照图5和图6描述电池组的构成的实例。
电池组是使用一个二次电池(单独电池)的简单型电池组(所谓的软包装)，并且电池组被例如嵌入在由智能电话等代表的电子设备中。电池组包括电池单元111，和连接于电池单元111的回路基板116。例如，电池单元111是根据第二实施方式的层压膜型二次电池。
将一对胶粘带118和119粘贴在电池单元111的两个表面上。在回路基板116中形成保护回路(保护回路模块(PCM))。将回路基板116通过一对极耳(tab)114和115连接于电池单元111的正极引线112和负极引线113，并连接于用于外部连接的连接连接器的引线117。另外，在其中回路基板116连接于电池单元111的状态下，回路基板116从外侧和下侧受到标签120和绝缘片131的保护。由于标签120被粘贴，回路基板116、绝缘片131和类似物被固定。
另外，如在图6中示出的，电池组包括对应于电源的电池单元111，和回路基板116。例如，回路基板116包括控制部121、开关部122、PTC123和温度检测部124。电池单元111能够通过正极端子125和负极端子127连接于外部，并且因此电池单元111通过正极端子125和负极端子127进行充电和放电。温度检测部124可通过使用温度检测端子(所谓的T端子)126检测温度。
控制部121控制电池组的整体的操作(包括电池单元111的使用状态)，并且例如包括中央处理单元(CPU)、存储器等。
例如，当电池电压达到过充电检测电压时，为了使充电电流不流经电池单元111的电流通路，控制部121切断开关部122。另外，例如，当在充电过程中大电流流动时，控制部121切断开关部122以切断充电电流。
另外，例如，当电池电压达到过放电检测电压时，为了使放电电流不流经电池单元111的电流通路，控制部121切断开关部122。另外，例如，当在放电过程中大电流流动时，控制部121切断开关部122以切断放电电流。
此外，二次电池的过充电检测电压例如是4.20V±0.05V，和过放电检测电压例如是2.4V±0.1V。
响应于控制部121的指示，开关部122转换电池单元111的使用状态(在电池单元111和外部设备之间的连接和非连接)。例如，开关部122包括充电控制开关、放电控制开关等。例如，每个充电控制开关和放电控制开关是半导体开关，例如场效应晶体管(MOSFET)，其使用金属氧化物半导体。此外，例如，基于开关部122的导通电阻检测充电和放电电流。
温度检测部124测量电池单元111的温度，并且将测量结果输出到控制部121。例如，温度检测部124包括温度检测元件，例如热敏电阻。另外，将由温度检测部124获得的测量结果用于其中在不正常热产生的过程中控制部121进行充电和放电控制的情况、其中在计算残余容量时控制部121进行校正过程的情况等。
此外，回路基板116可以不包括PTC 123。在这种情况下，PTC元件可以被分开提供到回路基板116。
4.第四实施方式
在本技术的第四实施方式中，将参照图7描述电子设备的构成的实例。
电子设备300包括电子设备主体的电子回路301和电池组200。将电池组200通过正极端子231a和负极端子231b电连接于电子回路301。例如，电子设备300具有其中电池组200可被使用者拆卸的构成。此外，电子设备300的构成不限于此，并且为了使得使用者不从电子设备300上拆卸电池组200，电子设备300可具有其中电池组200被嵌入在电子设备300中的构成。
在电池组200的充电中，将电池组200的正极端子231a和负极端子231b分别连接于充电器(未示出)的正极端子和负极端子。另一方面，在电池组200的放电中(在电子设备300的使用中)，将电池组200的正极端子231a和负极端子231b分别连接于电子回路301的正极端子和负极端子。
电子设备300的实例包括笔记本型个人计算机，平板型计算机、便携式电话(例如智能电话)、个人数字助理(PDA)、显示器设备(例如LCD，EL显示器、电子纸、头戴式显示器(HMD))、像捕获设备(例如数码相机和数码摄像机)、音频设备(例如便携式音频播放器)、游戏机、无绳电话手机、电子书、电子词典、收音机、耳机、导航系统、记忆卡、起搏器、助听器、电动工具、电动剃须刀、冰箱、空调、电视、立体声系统、水加热器、微波炉、洗碗机、洗衣机、干燥机、照明设备、玩具、医疗设备、机器人、道路调节器(road conditioner)、信号设备等，并且对此没有限制。
(电子回路)
例如，电子回路301包括CPU、外围逻辑单元、接口单元、贮存单元等，并且控制电子设备300的整体。
(电池组)
电池组200是包括组装电池201和充放电回路202的组装电池的电池组。组装电池201通过将多个二次电池201a串联和/或并联连接而组成。例如，以n个并联和m个串联的形式连接多个二次电池201a(n和m是正整数)。此外，图7示出了其中将六个二次电池201a以2个并联和3个串联(2P3S)形式连接的实例。作为二次电池201a，使用根据第一实施方式的电池。
在充电中，充放电回路202控制关于组装电池201的充电。另一方面，在放电中(即，在电子设备300的使用中)，充放电回路202控制关于电子设备300的放电。
替代电池组200，可使用根据第一实施方式或第二实施方式的电池，或者根据第三实施方式的单独电池的电池组。
5.第五实施方式
在本技术的第五实施方式中，将描述其中蓄电装置被提供以根据第一实施方式或第二实施方式的电池的蓄电系统的实例。
蓄电系统可以是任何系统，只要系统使用电力，并且还包括简单的电力设备。例如，电力系统包括智能电网、家庭能源管理系统(HEMS)、车辆等，并且可贮存电力。
例如，蓄电装置(蓄电模块)应用于在包括房屋的建筑物或发电设施中的用于电力存储的电源。蓄电装置的实例包括蓄电模块，其包括其中将多个电池以并联形式或串联形式中的至少一种彼此连接的电池块，和控制电池块的充电和放电的控制部。在蓄电装置的构成的一个实例中，使多个电池块容纳在外部包装盒中。作为电池，使用根据第一实施方式的电池。
蓄电系统的实例包括以下第一至第五蓄电系统等。第一蓄电系统是其中蓄电装置由发电装置充电的蓄电系统，发电装置由可再生能量进行发电。第二蓄电系统是被提供以蓄电装置的蓄电系统，该蓄电系统将电力供应到与蓄电装置连接的电子设备。第三蓄电系统是包括从蓄电装置供应电力的电子设备的蓄电系统。蓄电系统被实施为与外部电力供应网络协作实现有效电力供应的系统。
第四蓄电系统是被提供以电力信息传输和接收单元的电力系统，电力信息传输和接收单元通过网络将信号传输到其它设备和从其它设备接收信号，并基于由传输和接收单元接收的信息进行上述蓄电装置的充电和放电控制。第五蓄电系统是如下电力系统：从上述蓄电装置将电力供应给电力系统，或者电力系统将电力从发电装置或电力网供应到蓄电装置。下文中，将描述应用于房屋和电动车辆的蓄电系统。
(蓄电系统的构成)
下文中，将参照图8描述根据第五实施方式的蓄电系统(电力系统)400的构成实例。蓄电系统400是用于房屋的蓄电系统，并且将电力通过电力网409、信息网412、智能电表407、电力枢纽408等从集中电力系统402供应给蓄电装置403，集中电力系统402例如火力发电402a、核发电402b、水力发电402c。另外，将来自独立电源如家庭内发电装置404的电力供应到蓄电装置403。储存供应到蓄电装置403的电力。通过使用蓄电装置403供应在房屋401中使用的电力。还可以关于不限于房屋401的建筑物使用类似的蓄电系统。
在房屋401中提供家庭内发电装置404、电力消耗装置405、蓄电装置403、控制各个装置的控制装置410、智能电表407、电力枢纽408和获得各种信息片段的传感器411。由电力网409和信息网412连接各个装置。作为家庭内发电装置404，使用太阳能电池、燃料电池等，并将产生的电力供应到电力消耗装置405和/或蓄电装置403。电力消耗装置405的实例包括冰箱405a、空调405b、电视405c、浴室405d等。另外，电力消耗装置405的实例包括电动车辆406。电动车辆406的实例包括电气自动车406a、混合动力汽车406b、电气自行车406c等。
蓄电装置403包括根据第一实施方式或第二实施方式的一种或多种电池。智能电表407具有测量使用的商业电力的量的功能和将所使用的商业电力的测量的量传输到电力公司的功能。电力网409可以是DC电源型、AC电源型和非接触电源型中的任一种，或多种类型的组合。
各种传感器411的实例包括运动感应传感器、亮度传感器、物体感应传感器、能耗传感器、震动传感器、接触传感器、温度传感器、红外传感器等。将由各种传感器411获得的信息传输到控制装置410。通过从传感器411传输的信息把握气候条件、人员条件或类似条件，并且自动控制电力消耗装置405。因此，可以最小化能耗。另外，控制装置410可以通过互联网将与房屋401相关的信息传输到外部的电力公司等。
通过电力枢纽408进行诸如电力线的分叉和DC-AC转化的过程。连接于控制装置410的信息网412的通信方法的实例包括使用通信接口如通用异步收发器(UART：用于异步串行通信的发送和接收回路)的方法，和使用兼容无线通信标准如蓝牙(注册商标)、ZigBee和Wi-Fi的传感器网络的方法。蓝牙(注册商标)方法应用于多媒体通信并可实施一对多连接通信。ZigBee使用电机及电子工程师学会(IEEE)802.15.4的物理层。IEEE 802.15.4是被叫做个人局域网络(PAN)或无线(W)PAN的短距离无线网络标准的名称。
将控制装置410连接于外部服务器413。服务器413可由房屋401、电力公司和服务提供商中的任一个管理。被传输到服务器413和从服务器413接收的信息的实例包括电力消耗信息、生活方式信息、电费、气候信息、灾害信息以及与电力交易相关的信息。这些种类的信息可以被传输到家庭内电力消耗装置(例如电视接收机)和从家庭内电力消耗装置接收，但可以被传输到位于房屋外侧的装置(例如便携式电话或类似物)和从位于房屋外侧的装置接收。这些种类的信息可以显示在诸如具有显示器功能的电视接收机、便携式电话和PDA的装置上。
控制每个单元的控制装置410包括CPU、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等，并且在该实例中被容纳在蓄电装置403中。控制装置410通过信息网412连接于蓄电装置403、家庭内发电装置404、电力消耗装置405、各种传感器411和服务器413，并例如具有调节使用的商业电力的量和发电的量的功能。此外，除了这种功能外，控制装置410可具有在电力市场中实施电力交易的功能等。
如上所述的，家庭内发电装置404(光伏发电和风力发电)以及集中电力系统402如火力发电402a、核发电402b和水力发电402c的发电输出可以被储存在蓄电装置403中。因此，即使当家庭内发电装置404的发电输出变化时，也可以使传输到外侧的电力的量均匀，或者可以尽必要地控制放电。例如，可以考虑如下所述的使用方法。具体地，由光伏发电获得的电力被储存在蓄电装置403中，和廉价的午夜电力也在晚上被储存在蓄电装置403中，和然后使储存在蓄电装置403中的电力放电以在日间费率是昂贵的时间段中使用。
另外，在该实例中，已经描述了其中将控制装置410容纳在蓄电装置403中的实例，但控制装置410可被容纳在智能电表407中，或者可以被独立构成。此外，蓄电系统400可在多个家庭中被用作关于公寓房屋的目标或者可在多个拆卸的房屋中被用作目标。
6.第六实施方式
在本技术的第六实施方式中，将描述包括根据第一实施方式或第二实施方式的电池的电动车辆的实例。电动车辆的实例包括铁路车辆、高尔夫球车、电驱动车、电气自动车(包括混合动力汽车)、用于耕作的工作车辆(例如拖拉机和联合收割机)。下文中，将描述电气自动车的实例。
将参照图9描述根据本技术的第六实施方式的电动车辆的构成实例。混合动力汽车500是采用串联式混合动力系统的混合动力汽车。串联式混合动力系统涉及如下车辆，该车辆使用由发动机移动的发电机产生的电力或立即储存在电池中的电力，并且使用电力驱动力变换装置503行进。
在混合动力汽车500中，安装了发动机501、发电机502、电力驱动力变换装置503、驱动轮504a、驱动轮504b、轮子505a、轮子505b、电池508、车辆控制装置509、各种传感器510和充电口511。作为电池508，使用根据第一实施方式或第二实施方式的电池。
混合动力汽车500通过使用电力驱动力变换装置503作为动力源行进。电力驱动力变换装置503的实例是电机。电力驱动力变换装置503通过电池508的电力操作，并且电力驱动力变换装置503的扭矩被转化到驱动轮504a和504b。另外，电力驱动力变换装置503可在必要位置处通过使用DC-AC变换或逆变换(AC-DC转化)而应用于AC电机或DC电机。各种传感器510通过车辆控制装置509控制发动机速度或节流阀(未示出)的开放程度(节气门开度)。各种传感器510的实例包括速度传感器、加速度传感器、发动机速度传感器等。
发动机501的扭矩可被传输到发电机502，并且使用扭矩由发电机502产生的电力可被储存在电池508中。
当混合动力汽车500由制动机构(未示出)减速时，在减速过程中的阻力被作为扭矩添加到电力驱动力变换装置503中，并且由于扭矩由电力驱动力变换装置503产生的再生电力被储存在电池508中。
当电池508通过充电口511连接于混合动力汽车500的外部电源时，可通过使用充电口511作为输入入口从外部电源将电力供应于电池508，并且电池508可储存被供应的电力。
尽管未示出，可提供信息处理装置，该信息处理装置基于与电池相关的信息进行与车辆控制相关的信息处理。信息处理装置的实例包括基于与电池的残余量相关的信息等实施电池的残余量的显示的信息处理装置。
另外，前文中，已经描述了串联式混合动力汽车，其通过使用由发动机移动的发电机产生的电力或例如临时储存在电池中的电力，使用电机行进。然而，本技术可有效地应用于使用发动机的输出和电机的输出二者作为驱动力的并联式混合动力汽车，并且通过适当转换如下这些类型而利用仅使用发动机行进、仅使用电机行进和使用发动机和电机行进的三种类型。另外，本技术可有效地应用于所谓的电动车辆，其仅使用通过驱动电机而不使用发动机的驱动行进。
实施例
下文中，将参照实施例详细描述本技术。此外，本技术不限于如下实施例的构成。
<实施例1-1>
(负极的制备)
将作为负极活性物质的100质量份的含有硅和铁作为主要组分的合金和作为粘合剂的10质量份的聚丙烯酸锂(重均分子量：25万)和5质量份的聚偏二氟乙烯(由ARKEMAK.K.生产的kynar HSV900)(粘合剂的总量为15质量份)分散在纯水中以制备浆料状负极混合物浆料。
随后，将负极混合物浆料均匀施加到具有8μm厚度的条形铜箔的两个表面上。然后将施加的负极混合物浆料干燥和压缩模制。然后，裁剪所得的压缩模制体以制备负极。然后，使负极引线通过焊接连接于负极集电体的一端。
(正极的制备)
将98质量份的作为正极活性物质的钴酸锂(LiCoO2)、1质量份的作为导电剂的炭黑和1质量份的作为粘合剂的聚偏二氟乙烯彼此混合以获得正极混合物。随后，将正极混合物分散在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中以制备浆料状正极混合物浆料。
随后，将正极混合物浆料施加到具有10μm厚度的条形铝箔的两个表面上并干燥，和然后将所施加的正极混合物浆料用辊压装置压缩模制以形成正极活性物质层。然后，使正极引线通过焊接连接于正极集电体的一端。
(凝胶电解质层的形成)
将作为电解质盐的六氟磷酸锂(LiPF6)以1mol/kg的浓度溶解在如下非水性溶剂中以制备非水电解液，非水性溶剂是通过将碳酸亚乙酯(EC)和碳酸亚丙酯(PC)以5:5的质量比例混合而获得的。
接着，将聚偏二氟乙烯用作保留非水电解液的聚合化合物，并将非水电解液、聚偏二氟乙烯和作为增塑剂的碳酸二甲酯(DMC)彼此混合以制备溶胶状态的前体溶液。
接着，将前体溶液施加到每个正极和负极的两个表面上并干燥以移除增塑剂。在这种布置下，在正极的表面和负极的表面上形成凝胶电解质层。
(层压膜型电池的组装)
随后，将微孔聚乙烯膜制备为隔膜。随后，将其中凝胶电解质层形成在其两个表面上的正极和负极和隔膜以正极、隔膜和负极的顺序层压，并将得到的层压体卷绕。然后，用胶粘带固定卷绕端部分以形成卷绕电极体。
随后，将两片具有如下结构的层压膜制备为外包装构件，在结构中，铝箔介于一对树脂膜之间。随后，使卷绕电极体介于两片层压膜之间，并且将粘附膜插在每个正极引线和负极引线和每个层压膜之间。然后，在卷绕电极体的外周侧中，正极引线和负极引线被引出的一侧和其余三侧在减压下通过热融合被分别密封。因此，卷绕电极体被隔绝闭合。在这种布置下，制备了层压膜型电池。
<实施例1-2>
在负极的制备过程中，将含有的聚偏二氟乙烯的量设定为5质量份而没有任何变化，并且仅将含有的聚丙烯酸锂的量改变为5质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为10质量份。除了差异外，以如在实施例1-1中类似的方式制备层压膜型电池。
<实施例1-3>
在负极的制备过程中，将含有的聚丙烯酸锂的量改变为15质量份，并且将含有的聚偏二氟乙烯的量改变为15质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为30质量份。除了差异外，以如在实施例1-1中类似的方式制备层压膜型电池。
<实施例1-4>
在负极的制备过程中，将含有的聚偏二氟乙烯的量设定为5质量份而没有任何变化，并且仅将含有的聚丙烯酸锂的量改变为15质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为20质量份。除了差异外，以如在实施例1-1中类似的方式制备层压膜型电池。
<实施例1-5>
在负极的制备过程中，将含有的聚丙烯酸锂的量设定为10质量份而没有任何变化，并且仅将含有的聚偏二氟乙烯的量改变为0.5质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为10.5质量份。除了差异外，以如在实施例1-1中类似的方式制备层压膜型电池。
<实施例1-6>
在负极的制备过程中，将含有的聚丙烯酸锂的量设定为10质量份而没有任何变化，并且仅将含有的聚偏二氟乙烯的量改变为15质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为25质量份。除了差异外，以如在实施例1-1中类似的方式制备层压膜型电池。
<比较例1-1>
在负极的制备过程中，将含有的聚丙烯酸锂的量设定为10质量份而没有任何变化，并且不混合聚偏二氟乙烯，并且含有的聚偏二氟乙烯的量被设定为0质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为10质量份。除了差异外，以如在实施例1-1中类似的方式制备层压膜型电池。
<比较例1-2>
在负极的制备过程中，将含有的聚丙烯酸锂的量改变为20质量份，并且不混合聚偏二氟乙烯，并且含有的聚偏二氟乙烯的量被设定为0质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为20质量份。除了差异外，以如在实施例1-1中类似的方式制备层压膜型电池。
<比较例1-3>
在负极的制备过程中，将含有的聚偏二氟乙烯的量改变为10质量份，并且不混合聚丙烯酸锂，并且聚丙烯酸锂的量被设定为0质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为10质量份。除了差异外，以如在实施例1-1中类似的方式制备层压膜型电池。
<比较例1-4>
在负极的制备过程中，将含有的聚丙烯酸锂的量改变为20质量份，并且将含有的聚偏二氟乙烯的量改变为20质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为40质量份。除了差异外，以如在实施例1-1中类似的方式制备层压膜型电池。
<比较例1-5>
以如在实施例1-1中类似的方式制备层压膜型电池，除了在负极的制备过程中混合聚丙烯酸替代聚丙烯酸锂。
<比较例1-6>
在负极的制备过程中，将含有的聚偏二氟乙烯的量改变为5质量份，并且不混合聚丙烯酸锂，并且含有的聚丙烯酸锂的量被设定为0质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为5质量份。除了差异外，以如在实施例1-1中类似的方式制备层压膜型电池。
(评价)
关于被制备的电池进行如下循环特性评价。
(100次循环容量保持率)
关于被制备的电池，通过重复进行充电和放电测量如下100次循环容量保持率。
100次循环容量保持率(％)＝[在100次循环后的放电容量/在第一次循环时的放电容量]×100(％)
(产生说明容量保持率的变化的图)
关于被制备的电池重复进行充电和放电以通过关于循环数绘制容量保持率获得图。
(充放电条件)
在循环特性评价中，电池的充电和放电如下进行。根据恒定电流和恒定电压方法，采用4.35V的充电电压和0.7C的充电电流进行充电。根据恒定电流方法，采用0.5C的放电电流和3V的截止电压进行放电。此外，理论容量被完全放电(或充电)10小时所处的电流值为0.1C。
(结果)
在表1中示出实施例1-1至实施例1-6和比较例1-1至比较例1-4的测量结果。图10示出了实施例1-1、实施例1-2、比较例1-1和比较例1-2的测量结果。图11示出了实施例1-1和比较例1-5的测量结果。图12示出了比较例1-3和比较例1-6的测量结果。
[表1]
※在比较例1-4中，充电和放电效率是显著差的，并且循环特性评价是不可能的。
由表1中的结果可以证实的是，在实施例1-1至实施例1-6中，循环特性可被改进。
由图11中的结果可以证实的是，与其中使用聚丙烯酸的比较例1-5相比较，在实施例1-1中，循环特性可被进一步改进。由图12中的结果可以证实的是，当聚偏二氟乙烯的量增加时，循环特性显著劣化。相反，当将聚偏二氟乙烯和聚丙烯酸锂二者用作粘合剂时，可抑制循环特性的劣化。
(评价)
根据如下方法，用裸眼证实在负极的制备过程中在负极活性物质层中是否出现裂纹，并且根据证实评价方法适应性。
1.穿孔试验
以φ15mm的圆圈将负极穿孔，并且用裸眼证实在一端中是否出现裂纹和断裂。
2.卷绕试验
围绕具有φ50mm尺度的圆棒卷绕负极，并且用裸眼证实关于弯曲的方法适应性。
(结果)
在其中聚丙烯酸锂的量是大的比较例1-1或比较例1-2中，粘合剂在柔韧性方面是不充分的，并且因此在两个试验中，在负极活性物质层中都被证实出现裂纹。另一方面，在实施例1-1至实施例1-6中，在两个试验中都不出现裂纹。在这种布置下，可以证实的是，在实施例1-1至实施例1-6中，方法适应性可被改进。
(评价)
(剥离强度的测量)
关于实施例1-1、实施例1-2、比较例1-1和比较例1-3进行剥离强度试验。如下进行剥离强度试验以测量在负极集电体上形成的负极活性物质层的剥离强度。
在剥离强度试验中，通过180°-剥离试验进行测量。
将被制备的负极以20mm的宽度和80mm的长度切割，并将其设定为试验样品。将典型的胶粘带粘附到负极活性物质施加的表面(在一侧上的表面)上。将SUS板用作试验板，在该试验板上放置每个试验样品，和将试验样品的负极活性物质施加的表面(胶粘带没有被粘贴于其上的另一个表面)和SUS板用双面胶带彼此粘合。
当测试样品的负极活性物质层从负极集电体(铜箔)上剥离时，胶粘带的末端折返180°，并将其剥离约10mm，并将从其上将负极活性物质层剥离的试验样品的一部分固定到与试验板的一端组合的试验机的夹具上，并将胶粘带固定到上部夹具上。在100mm/min的速度下进行试验。忽略最高至20mm的初始测量值，和然后将最高至30mm剥离长度的测量值的平均值设定为剥离强度的值。
(结果)
在表2中说明测量结果。
[表2]
如在表2中说明的，在实施例1-1和实施例1-2中，由于聚丙烯酸锂和聚偏二氟乙烯二者都被用作粘合剂，证实了负极活性物质层的剥离强度可被改进。
<实施例2-1>
(负极的制备)
以如在实施例1-1中类似的方式制备负极。
(正极的制备)
以如在实施例1-1中类似的方式制备正极。
(扣式电池的制备)
如下所述那样制备具有2016尺寸(尺寸20mm(直径)和1.6mm(高度))的扣型电池(下文中称为“扣式电池”)。
以具有15mm直径的圆形穿孔正极和负极。随后，将聚乙烯多孔膜制备为隔膜。
随后，制备类似于实施例1-1的非水电解液。
随后，将被制备的正极和负极与介于其间的微孔膜一起层压以获得层压体。使层压体和非水电解液容纳在外包装杯和外包装壳中，并将外包装杯和外包装壳通过垫圈嵌塞。在这种布置下，获得了目标扣式电池。
<比较例2-1>
在负极的制备过程中，将含有的聚丙烯酸锂的量设定为10质量份而没有任何变化，并且不混合聚偏二氟乙烯，并且含有的聚偏二氟乙烯的量被设定为0质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为10质量份。除了差异外，以如在实施例2-1中类似的方式制备扣式电池。
<比较例2-2>
在负极的制备过程中，将含有的聚偏二氟乙烯的量改变为10质量份，并且不混合聚丙烯酸锂，并且含有的聚丙烯酸锂的量被设定为0质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为10质量份。除了差异外，以如在
实施例2-1中类似的方式制备扣式电池。
(膨胀率的测量)
关于被制备的扣式电池，在与在实施例1-1中类似的条件下进行1次循环充电和放电以测量在充电(完全充电)中的膨胀率。此外，在测量如下厚度后通过如下表达式获得膨胀率，厚度是在组装扣式电池后和在充电和放电之前的负极的厚度(称为“组装厚度”)，和在完全充电中负极的厚度(称为“完全充电厚度”)。
膨胀率(％)＝(完全充电厚度/组装厚度)×100(％)
(电极状态的观察)
另外，在进行充电和放电试验后，用裸眼观察从扣式电池取出的负极以确认在负极集电体(铜箔)中是否出现负极活性物质层的剥离或出现损坏。
(结果)
在表3中说明测量结果。
[表3]
如在表3中说明的，在实施例2-1中，负极的膨胀可被抑制。另一方面，在比较例2-1中，膨胀率是大的。其原因被认为是由于单独的聚丙烯酸锂具有高的粘结力并且因此可对付每个颗粒的体积变化，但抑制负极的膨胀的效果是弱的。在比较例2-2中，膨胀率是较大的。其原因被认为是由于单独的聚偏二氟乙烯具有低的粘结力，并且因此体积变化可被抑制到特定程度，但当体积变化超过限度时，抑制负极的膨胀的效果实质上消失。
从电极状态观察的结果看，在实施例2-1中，负极活性物质层的剥离没有发生，并且在作为集电体的铜箔中没有出现损坏。在比较例2-1中，发生负极活性物质层的剥离，不平坦性出现在铜箔的表面上，并且在铜箔中出现损坏。其原因被认为是由于单独的聚丙烯酸锂在柔韧性方面是不充分的。在比较例2-2中，发生负极活性物质层的剥离，但与比较例2-1相比，铜箔的损坏由于聚偏二氟乙烯的柔韧性而是较小的。
<实施例3-1>
以如在实施例1-1中类似的方式制备层压膜型电池，除了使用硅氧化物(SiOx)替代含有硅和铁的合金作为负极活性物质。
<比较例3-1>
在负极的制备过程中，将含有的聚丙烯酸锂的量设定为10质量份而没有任何变化，并且不混合聚偏二氟乙烯，并且含有的聚偏二氟乙烯的量被设定为0质量份。在这种布置下，粘合剂的总量被改变为10质量份。除了差异外，以如在实施例3-1中类似的方式制备层压膜型电池。
(结果)
在图13中说明测量结果。
由图13中的结果可证实的是，即使在使用硅氧化物作为负极活性物质的情况下，当以预定量将聚丙烯酸锂和聚偏二氟乙烯用作粘合剂时，仍可以改进循环特性。
7.其它实施方式(变形实例)
在上文中，已经参照实施方式和实施例描述了本技术。然而，本技术不限于其，并且可以在本技术的主旨的范围内进行多种变形。
例如，在上述实施方式和实施例中例举的尺寸、结构、形状、材料、原材料、制备方法等仅是示例性的，并且必要时，可使用与例举的那些不同的其它尺寸、结构、形状、材料、原材料、制备方法等。
上述实施方式和实施例的构成、方法、工艺、形状、材料、尺寸等可以在不背离本技术主旨的范围内彼此组合。
本技术的负极还可应用于其中负极具有另一种电池结构(例如方形)的情况。在第一和第二实施方式中，可使用层压电极体替代卷绕电极体。例如，还可将负极应用于安装在可穿戴终端上的柔性电池等，可穿戴终端例如智能手表、头戴式显示器和iGlass(注册商标)。本技术的负极还可应用于例如安装在飞行体上的电池，飞行体例如航空器和无人驾驶飞机。
本技术可采用如下构成。
[1]
一种负极，包括：
负极活性物质层，该负极活性物质层包括负极活性物质和粘合剂，
其中负极活性物质包括含硅材料，
粘合剂包括含氟树脂和聚丙烯酸金属盐，和
含氟树脂和聚丙烯酸金属盐的总量为基于100质量份的负极活性物质的10质量份至30质量份。
[2]
根据[1]的负极，
其中含有的聚丙烯酸金属盐的量为基于100质量份的负极活性物质的5质量份至15质量份，和
含有的含氟树脂的量为基于100质量份的负极活性物质的0.5质量份至15质量份。
[3]
根据[1]至[2]的任一项的负极，
其中含硅材料包括硅单质、硅合金和硅化合物中的至少一种。
[4]
根据[1]至[3]的任一项的负极，
其中含氟树脂是聚偏二氟乙烯。
[5]
根据[1]至[4]的任一项的负极，
其中聚丙烯酸金属盐是聚丙烯酸锂、聚丙烯酸镁和聚丙烯酸钠中的至少一种。
[6]
根据[1]至[5]的任一项的负极，
其中含硅材料是含有硅和金属的合金。
[7]
根据[6]的负极，
其中组成合金的金属具有比氢的离子化倾向更高的离子化倾向。
[8]
根据[1]至[7]的任一项的负极，
其中负极活性物质层是由负极混合物浆料形成的，并且
负极混合物浆料是其中将负极活性物质和粘合剂分散在包括水的溶剂中的浆料。
[9]
一种电池，包括：
正极；
负极；和
电解质，
其中负极包括负极活性物质层，该负极活性物质层包括负极活性物质和粘合剂，
负极活性物质包括含硅材料，
粘合剂包括含氟树脂和聚丙烯酸金属盐，并且
含氟树脂和聚丙烯酸金属盐的总量为基于100质量份的负极活性物质的10质量份至30质量份。
[10]
一种电池组，包括：
根据[9]的电池；和
控制电池的控制部。
[11]
一种电子设备，
其中从根据[9]的电池供应电力。
[12]
一种电动车辆，包括：
根据[9]的电池；
转换装置，该转换装置由电池供应电力并将电力转换为车辆的驱动力；和
控制装置，该控制装置基于与电池相关的信息进行与车辆控制相关的信息处理。
[13]
一种蓄电装置，包括：
根据[9]的电池；
其中蓄电装置向连接至电池的电子设备供应电力。
[14]
根据[13]的蓄电装置，进一步包括：
电力信息控制装置，所述电力信息控制装置经由网络向其它设备发送信号以及经由网络接收来自其它设备的信号，
其中基于由电力信息控制装置接收的信息进行电池的充电和放电控制。
[15]
一种电力系统，
其中从根据[9]的电池供应电力。
[16]
根据[15]的电力系统，
其中从发电装置或电力网将电力供应给电池。
符号说明
11···电池壳
12、13···绝缘板
14···电池盖
15A···盘板
15···安全阀机构
16···正温度系数元件
17···垫圈
20···卷绕电极体
21···正极
21A···正极集电体
21B···正极活性物质层
22···负极
22A···负极集电体
22B···负极活性物质层
23···隔膜
24···中心销
25···正极引线
26···负极引线
30···卷绕电极体
31···正极引线
32···负极引线
33···正极
34···负极
35···隔膜
36···电解质层
111···电池单元(电源)
121···控制部
200···电池组
201···组装电池
201a···二次电池
300···电子设备
400···蓄电系统
403···蓄电装置
404···发电装置
406···电动车辆
409···电力网
410···控制装置
412···信息网
503···电力驱动力变换装置
508···电池
509···车辆控制装置。

Claims (16)

1.一种负极，包含：
负极活性物质层，所述负极活性物质层包含负极活性物质和粘合剂，
其中，所述负极活性物质包括含硅材料，
所述粘合剂包括含氟树脂和聚丙烯酸金属盐，并且
基于100质量份的所述负极活性物质，所述含氟树脂和所述聚丙烯酸金属盐的总量为10质量份至30质量份。
2.根据权利要求1所述的负极，
其中，基于100质量份的所述负极活性物质，所述聚丙烯酸金属盐的含量为5质量份至15质量份，并且
基于100质量份的所述负极活性物质，所述含氟树脂的含量为0.5质量份至15质量份。
3.根据权利要求1所述的负极，
其中，所述含硅材料包括硅单质、硅合金和硅化合物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的负极，
其中，所述含氟树脂是聚偏二氟乙烯。
5.根据权利要求1所述的负极，
其中，所述聚丙烯酸金属盐是聚丙烯酸锂、聚丙烯酸镁和聚丙烯酸钠中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的负极，
其中，所述含硅材料是含有硅和金属的合金。
7.根据权利要求6所述的负极，
其中，构成所述合金的所述金属具有比氢的离子化倾向更高的离子化倾向。
8.根据权利要求1所述的负极，
其中，所述负极活性物质层由负极混合物浆料形成，并且
所述负极混合物浆料是所述负极活性物质和所述粘合剂分散在包括水的溶剂中的浆料。
9.一种电池，包括：
正极；
负极；以及
电解质，
其中，所述负极包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性物质和粘合剂，
所述负极活性物质包括含硅材料，
所述粘合剂包括含氟树脂和聚丙烯酸金属盐，并且
基于100质量份的所述负极活性物质，所述含氟树脂和所述聚丙烯酸金属盐的总量为10质量份至30质量份。
10.一种电池组，包括：
根据权利要求9所述的电池；和
控制所述电池的控制部。
11.一种电子设备，
其中，由根据权利要求9所述的电池供应电力。
12.一种电动车辆，包括：
根据权利要求9所述的电池；
转换装置，所述转换装置由所述电池供应电力并将所述电力转换为车辆的驱动力；和
控制装置，所述控制装置基于与所述电池相关的信息进行与车辆控制相关的信息处理。
13.一种蓄电装置，包括：
根据权利要求9所述的电池；
其中，所述蓄电装置向连接至所述电池的电子设备供应电力。
14.根据权利要求13所述的蓄电装置，进一步包括：
电力信息控制装置，所述电力信息控制装置经由网络向其它设备发送信号以及经由网络接收来自其它设备的信号，
其中，基于由所述电力信息控制装置接收的信息进行所述电池的充电和放电控制。
15.一种电力系统，
其中，由根据权利要求9所述的电池供应电力。
16.根据权利要求15所述的电力系统，
其中，由发电装置或电力网将所述电力供应至所述电池。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019101829A1 (en) * 2017-11-24 2019-05-31 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Pvdf binders for graphite/silicon anodes
IT201800003293U1 (it) * 2018-08-30 2020-03-01 Bagioni Alfiero Snc Di Bagioni Aurenzo E Antonella Macchina agricola ad alimentazione elettrica
IT202000002566A1 (it) * 2020-02-10 2021-08-10 Hitachi Rail S P A Veicolo a trazione elettrica includente un sistema di gestione di energia, e metodo di gestione di energia in tale veicolo a trazione elettrica
KR102659769B1 (ko) 2021-08-13 2024-04-23 주식회사 엘지에너지솔루션 음극 활물질, 상기 음극 활물질을 포함하는 음극, 상기 음극을 포함하는 이차 전지 및 상기 음극 활물질의 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1866585A (zh) * 2005-06-06 2006-11-22 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池
CN102439768A (zh) * 2009-05-11 2012-05-02 奈克松有限公司 用于锂离子可再充电电池组电池的粘合剂
CN103840144A (zh) * 2012-08-22 2014-06-04 索尼公司 正极活性物质、正极、电池、电池组和电子设备
JP2015053152A (ja) * 2013-09-06 2015-03-19 日立マクセル株式会社 非水電解液二次電池

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4099057B2 (ja) 2002-12-27 2008-06-11 三井金属鉱業株式会社 リチウムイオン電池内のコバルト回収方法およびコバルト回収システム
US7875388B2 (en) * 2007-02-06 2011-01-25 3M Innovative Properties Company Electrodes including polyacrylate binders and methods of making and using the same
KR101397774B1 (ko) 2009-07-03 2014-05-20 다이킨 고교 가부시키가이샤 리튬 이차 전지의 전극 합제용 슬러리, 상기 슬러리를 사용한 전극 및 리튬 이차 전지
GB201014707D0 (en) 2010-09-03 2010-10-20 Nexeon Ltd Electroactive material
JP2012212648A (ja) * 2011-03-24 2012-11-01 Tokyo Univ Of Science ナトリウム二次電池用電極およびナトリウム二次電池
JP5754855B2 (ja) 2012-04-25 2015-07-29 信越化学工業株式会社 非水電解質二次電池用負極及び非水電解質二次電池
JP5525003B2 (ja) 2012-05-07 2014-06-18 古河電気工業株式会社 非水電解質二次電池用負極及びそれを用いた非水電解質二次電池
KR101656326B1 (ko) * 2013-03-27 2016-09-09 주식회사 엘지화학 애노드 활물질 슬러리, 그 슬러리를 이용한 애노드 및 그를 포함하는 전기화학소자
JP6296278B2 (ja) * 2013-11-28 2018-03-20 株式会社デンソー 非水電解質二次電池
JP6706461B2 (ja) * 2014-07-18 2020-06-10 株式会社村田製作所 二次電池用負極活物質、二次電池用負極、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1866585A (zh) * 2005-06-06 2006-11-22 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池
CN102439768A (zh) * 2009-05-11 2012-05-02 奈克松有限公司 用于锂离子可再充电电池组电池的粘合剂
CN103840144A (zh) * 2012-08-22 2014-06-04 索尼公司 正极活性物质、正极、电池、电池组和电子设备
JP2015053152A (ja) * 2013-09-06 2015-03-19 日立マクセル株式会社 非水電解液二次電池

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