CN107834058A - 非水电解质电池、电池包及车辆 - Google Patents

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CN107834058A
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nonaqueous electrolyte
battery
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oxide
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高见则雄
并木佑介
伊势树
伊势一树
原田康宏
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Toshiba Corp
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Abstract

本发明的实施方式涉及非水电解质电池、电池包及车辆。提供高温储藏性能和大电流性能优异的非水电解质电池、包含非水电解质电池的电池包、包含电池包的车辆。根据实施方式，提供一种包含正极、负极和非水电解质的非水电解质电池。正极包含正极活性物质二次粒子和被覆层。正极活性物质二次粒子的平均二次粒径为3μm以上且25μm以下。被覆层将正极活性物质二次粒子的表面的至少一部分被覆。此外，被覆层包含锂钛氧化物，且厚度为3nm以上且30nm以下。正极与负极的最短距离为12μm以下。

Description

非水电解质电池、电池包及车辆
技术领域
本发明的实施方式涉及非水电解质电池、电池包及车辆。
背景技术
将锂金属、锂合金、锂化合物或碳质物用于负极的非水电解质电池作为高能量密度电池而受到期待，正在积极地开展研究开发。迄今为止，具备包含LiCoO2、LiNi1/3Co1/ 3Mn1/3O2或LiMn2O4作为活性物质的正极和包含将锂嵌入·脱嵌的碳质物的负极的锂离子电池被广泛实用化。此外，进行了在负极中代替碳质物的金属氧化物或合金的研究。
在搭载于汽车、电车等车辆上时，从高温环境下(例如60℃以上)的循环性能、高输出的长期可靠性、安全性出发，对负极的构成材料要求化学稳定性、电化学稳定性、强度、耐腐蚀性优异的材料。进而，在寒冷地区也要求高的性能，要求低温环境下(例如-40℃)的高输出性能、长寿命性能。另一方面，作为电解质，从安全性能提高的观点出发，开展了固体电解质、不挥发性、不燃性电解液的开发，但由于伴随放电倍率性能、低温性能或长寿命性能的下降，所以尚未被实用化。
若依据以上的课题，则难以将现状的锂离子电池作为铅蓄电池的代替而搭载于汽车的发动机室中来使用。为了将锂离子电池搭载于车辆上，期望至少提高高温耐久性。
为了改善正极性能，作为正极活性物质，作为橄榄石晶体结构的含锂磷的金属化合物，磷酸铁锂(例如LixFePO4)或磷酸锰锂(例如LixMnPO4)受到注目且热稳定性得到改善。
此外，为了电池电阻降低和体积能量密度增加，研究了通过将隔膜的厚度减薄至10μm以下来缩短正极与负极间的距离，但由于担心自放电率增加、高温耐久性的下降、内部短路，因而难以实用化。
发明内容
实施方式的目的是提供高温储藏性能和大电流性能优异的非水电解质电池、包含该非水电解质电池的电池包、包含该电池包的车辆。
根据实施方式，提供一种非水电解质电池，其包含正极、负极和非水电解质。正极包含正极活性物质二次粒子和被覆层。正极活性物质二次粒子的平均二次粒径为3μm以上且25μm以下。被覆层将正极活性物质二次粒子的表面的至少一部分被覆。此外，被覆层包含锂钛氧化物，且厚度为3nm以上且30nm以下。正极与负极的最短距离为12μm以下。
根据其他的实施方式，提供一种电池包，其包含实施方式所述的非水电解质电池。
根据其他的实施方式，提供一种车辆，其包含实施方式所述的电池包。
根据上述构成的实施方式的非水电解质电池，能够提高高温储藏性能和大电流性能。
附图说明
图1是实施方式的非水电解质电池的局部切除截面图。
图2是有关图1的非水电解质电池的侧面图。
图3是实施方式的非水电解质电池的局部切除立体图。
图4是图3的B部的放大截面图。
图5是用于说明正极与负极的极间距离的示意图。
图6是表示实施方式所述的非水电解质电池的其他例子的截面图。
图7是表示实施方式的组电池的一个例子的立体图。
图8是实施方式的电池包的分解立体图。
图9是表示图8的电池包的电路的方框图。
图10是表示实施方式的车辆的例子的示意图。
图11是表示实施例16的电池中的正极、固体电解质层及负极的扫描电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)照片。
[符号的说明]
1…电极组、2、31…容器、6…正极引线、7…负极引线、10、33…封口板、12…外包装部件、21…组电池、221～225…非水电解质二次电池、23…引线、3…正极、3a…正极集电体、3b、37…正极活性物质含有层、4…负极、4a…负极集电体、4b、38…负极活性物质含有层、34…正极端子、35…负极端子、5、39…隔膜或电解质层、32…双极结构的电极体、51…单元单体电池、53…组电池、54…印制电路布线基板、55…热敏电阻、56…保护电路、57…通电用的外部端子、67…收纳容器、68…盖、71…车辆、72…电池包。
具体实施方式
(第1实施方式)
根据第1实施方式，提供一种包含正极、负极和非水电解质的非水电解质电池。正极包含正极活性物质二次粒子和被覆层。正极活性物质二次粒子的平均二次粒径为3μm以上且25μm以下。被覆层将正极活性物质二次粒子的表面的至少一部分被覆。此外，被覆层包含锂钛氧化物，且厚度为3nm以上且30nm以下。正极与负极的最短距离为12μm以下。
其中，正极与负极的最短距离是指正极活性物质含有层与负极活性物质含有层间的距离中的最小的距离。正极活性物质含有层和负极活性物质含有层的表面不是平滑的表面，具有反映活性物质粒子的形状的表面粗糙度。通过将正极活性物质含有层与负极活性物质含有层最接近的部位的距离设定为12μm以下，能够降低电池电阻，同时能够提高电池的体积能量密度。更优选的范围为10μm以下。进一步优选的范围为8μm以下、5μm以下。另外，若该距离过小，则即使有被覆层，正极活性物质的劣化也加速，或者变得容易发生内部短路。因此，距离优选设定为3μm以上。优选为3μm以上且8μm以下。
正极与负极的最短距离为12μm以下的非水电解质电池能够降低电池电阻，同时能够提高电池的体积能量密度。此外，通过在平均二次粒径为3μm以上且25μm以下的正极活性物质二次粒子的表面的至少一部分上形成包含锂钛氧化物、且厚度为3nm以上且30nm以下的被覆层，能够抑制高温储藏时的自放电，同时能够抑制正极活性物质的劣化。它们的结果是，能够提供高温储藏性能及大电流性能优异的非水电解质电池。因此，在汽车等车辆中使用的情况下，能够不需要对电池实施空气冷却或水冷却而将电池温度尽可能保持恒定，并且能够抑制电池包的体积或重量的增加、成本上升。
作为正极活性物质二次粒子，优选包含选自由锂锰复合氧化物、锂镍钴锰复合氧化物、锂镍铝复合氧化物及橄榄石结构的磷酸化合物组成的组中的至少1种。这是由于被覆层抑制上述种类的正极活性物质的劣化的效果高。
此外，在作为正极活性物质二次粒子使用包含Mn和/或Fe的正极活性物质二次粒子时，被覆层抑制高温下的Mn及Fe从正极活性物质中溶出的效果高。因此，由于能够抑制Mn及Fe在负极上析出，所以能够提高高温下的循环寿命。
作为被覆层的锂钛氧化物，若使用化学式：Li4+σTi5O12(-0.5≤σ≤0.5)所表示的锂钛氧化物，则被覆层的锂离子的扩散速度变快。另外，上述化学式所表示的锂钛氧化物中，通过锂离子的嵌入脱嵌反应，σ的值可以在-0.5≤σ≤0.5的范围内发生变化。被覆层中的锂钛氧化物由于在正极活性物质嵌入脱嵌锂离子的电位下实质上没有进行锂离子的嵌入脱嵌反应，所以σ可以为0。因而，被覆层具有锂离子传导性，但电子传导性低。
通过负极包含含钛的金属氧化物作为活性物质，能够使非水电解质电池的低温性能良好。若在负极活性物质中使用碳材料，则由于在低温下金属锂在负极上析出，所以有可能低温下的充放电循环寿命变低。通过含钛的金属氧化物包含选自由锂钛复合氧化物、钛氧化物、铌钛复合氧化物及钠铌钛复合氧化物组成的组中的至少1种，能够实现高温储藏性能及大电流性能优异、进而低温性能也优异的非水电解质电池。
以下，对正极、负极及非水电解质进行说明。
(1)正极
正极包含正极集电体和担载于集电体的单面或两面上的正极活性物质含有层。正极活性物质含有层根据需要包含导电剂及粘结剂。
对于正极活性物质，可使用能够将锂或锂离子嵌入脱嵌的含锂的过渡金属氧化物。此外，使用的种类可以设定为1种或2种以上。正极活性物质的例子中包含锂锰复合氧化物、锂镍复合氧化物、锂钴铝复合氧化物、锂镍钴锰复合氧化物、尖晶石型锂锰镍复合氧化物、锂锰钴复合氧化物、锂铁复合氧化物、氟化硫酸铁锂、橄榄石晶体结构的磷酸化合物(例如、LixFePO4(0≤x≤1)、LixMnPO4(0≤x≤1))等。橄榄石晶体结构的磷酸化合物的热稳定性优异。
优选的例子中包含尖晶石结构的锂锰复合氧化物(LixMn2O4、0≤x≤1)、锂镍钴锰复合氧化物(LixNi1-e-fCoeMnfO2(0≤x≤1.1、0<e<1、0<f<1)、锂镍铝复合氧化物(LixNi1-z- qCozAlqO2(0≤x≤1、0≤z≤1、0<q≤0.2)、尖晶石结构的锂镍锰复合氧化物(LixNidMn2-dO4(0≤x≤1、0.3≤d≤0.6)、锂过量层状锰复合氧化物(xLi2MnO3-(1-x)LiMO2，M为选自由Ni、Co及Mn组成的组中的至少1种元素、0<x<1)、例如LixFePO4(0<x≤1)、LixFe1-yMnyPO4(0<x≤1、0≤y≤1)、LixCoPO4(0<x≤1)等具有橄榄石结构的锂磷复合氧化物。
若利用锂镍铝复合氧化物、锂镍钴锰复合氧化物、锂锰钴复合氧化物，则能够抑制高温环境下的与非水电解质的反应，能够大幅提高电池寿命。LixNi1-e-fCoeMnfO2(0≤x≤1.1、更优选的范围0<x≤1.1、进一步优选的范围0<x≤1)、0<e<1(更优选的范围0<e≤0.5)、0<f<1(更优选的范围0<f≤0.5)所表示的锂镍钴锰复合氧化物对高温耐久寿命有利。
对于正极活性物质，可以使用LixFe1-y-zMnyMzPO4(M为选自由Mg、Al、Ti及Zr组成的组中的至少1种元素、0≤x≤1.1，0≤y≤1、0≤z≤0.2)所表示的橄榄石结构的磷酸化合物。这样的正极活性物质会提高二次电池的热稳定性并且改善高温环境下的循环寿命性能。LixFe1-y-zMnyMzPO4中，y优选为0.5以上且1以下，更优选为0.7以上且0.9以下。通过为该范围，正极电压变高，能量密度提高和电子传导性变高，从而大电流性能提高。此外，通过z为0以上且0.1以下，更优选为0.01以上且0.08以下，高温循环(例如45℃以上)下的Mn及Fe的溶解得到抑制，高温循环性能大幅提高。
为了低电阻化和改善寿命性能，优选将橄榄石结构的锂磷酸化合物的粒子表面和/或被覆层表面的至少一部分用碳材料层被覆。碳材料层可以是层状，也可以是包含碳材料的纤维或粒子的层。此外，可以在除橄榄石结构的锂磷酸化合物以外的正极活性物质粒子、该正极活性物质粒子上的被覆层中的至少一者的表面的一部分或全部上形成碳材料层。
正极活性物质具有正极活性物质的一次粒子凝聚而成的二次粒子的形态。作为正极活性物质，也可以包含单独的一次粒子。
正极活性物质二次粒子的平均粒径设定为3μm以上且25μm以下的范围。若将平均粒径设定为低于3μm，则即使有被覆层，高温储藏时的残存容量也下降。另一方面，若平均粒径超过25μm，则放电倍率性能下降。优选的下限值为5μm，优选的上限值为20μm。
正极活性物质一次粒子的平均粒径优选设定为0.05μm以上且2μm以下的范围。通过设定为该范围，能够更加提高高温储藏性能或大电流性能。优选的下限值为0.1μm，优选的上限值为1μm。
被覆层可以将正极活性物质二次粒子之类的凝聚体的表面的至少一部分被覆。此外，被覆层也可以将正极活性物质二次粒子内部的一次粒子的表面的至少一部分被覆。
被覆层中的锂钛氧化物优选以化学式：Li4+σTi5O12(-0.5≤σ≤0.5)表示。若为该化学组成，则锂离子的扩散速度快而优选。另外，被覆层可以包含碳材料。
被覆层的厚度优选为3nm以上且30nm以下。通过为该范围，能够抑制正极中的自放电反应、高温环境下的非水电解质的氧化反应及内部短路，同时能够减小电极反应电阻，因此能够提高放电倍率性能。因此，即使使正极与负极间的最短距离为12μm以下，自放电反应及内部短路也得到抑制，能够较高地维持高温储藏性能。优选的下限值为5nm，优选的上限值为15nm。被覆层可采取层结构、粒子结构、或粒子的集合体的形态。
导电剂的例子中包含石墨、炭黑、乙炔黑、碳纤维等碳材料。使用的种类可以设定为1种以上或2种以上。碳纤维的纤维直径优选为1μm以下。通过包含纤维直径为1μm以下的碳纤维，可以通过纤维直径细的碳纤维的网络来改善正极的电子传导电阻大的问题，能够有效地减轻正极电阻。通过使用纤维直径为1μm以下的气相生长的碳纤维，正极内部的电子传导的网络提高而能够提高正极的输出性能。
正极集电体中包含铝箔、铝合金箔。正极集电体的铝纯度可以设定为99重量％以上且纯铝(纯度为100％)以下的范围。更优选的铝纯度为99重量％以上且99.99重量％以下的范围。若为该范围，则能够减轻由杂质元素的溶解引起的高温循环寿命劣化。铝合金优选包含铝成分和选自由铁、镁、锌、锰及硅组成的组中的1种以上的元素的合金。例如，Al-Fe合金、Al-Mn系合金及Al-Mg系合金能够得到比铝更高的强度。另一方面，铝及铝合金中的镍、铬等过渡金属的含量优选设定为100重量ppm以下(包含0重量ppm)。Al-Cu系合金虽然强度高，但是耐腐蚀性不充分。
正极集电体的厚度优选为20μm以下。更优选为15μm以下。
作为用于使活性物质与导电剂粘结的粘结剂，可列举出例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、氟系橡胶等。粘结剂的种类可以设定为1种或2种以上。
对于正极活性物质、导电剂及粘结剂的配合比，优选设定为：正极活性物质为80重量％以上且95重量％以下、导电剂为3重量％以上且19重量％以下、粘结剂为1重量％以上且7重量％以下的范围。
正极通过例如使正极活性物质、导电剂及粘结剂悬浮于适当的溶剂中，并将该悬浮物涂布于正极集电体上，干燥，实施加压来制作。正极活性物质含有层的利用BET法的比表面积与负极同样地测定，优选为0.1～2m2/g的范围。
(2)负极
负极包含负极集电体和担载于负极集电体的单面或两面上的负极活性物质含有层。负极活性物质含有层根据需要包含导电剂及粘结剂。
对于负极活性物质，可以使用将锂或锂离子嵌入脱嵌的活性物质。对于负极活性物质的例子，可列举出锂金属、含有与锂合金化的Si、Al、Sn、Zn等的合金、氧化物(SiO、SnO、ZnO等)、石墨、焦炭、硬碳等碳材料、含钛的金属氧化物、金属硫化物等。使用的负极活性物质的种类可以设定为1种或2种以上。其中，优选为含钛的金属氧化物。
含钛氧化物的例子中包含锂钛复合氧化物、钛氧化物、铌钛复合氧化物、钠铌钛复合氧化物等。
锂钛复合氧化物的例子中包含尖晶石结构锂钛复合氧化物(例如通式Li4/3+xTi5/ 3O4(x为0≤x≤1.1)、斜方锰矿结构的锂钛复合氧化物(例如、Li2+xTi3O7(-1≤x≤3))、Li1+ xTi2O4(0≤x≤1)、Li1.1+xTi1.8O4(0≤x≤1)、Li1.07+xTi1.86O4(0≤x≤1)、Li2+aAdTi6-bBbO14±c(A为选自Na、K、Mg、Ca、Sr中的一种以上的元素，B为除Ti以外的金属元素，0≤a≤5、0≤b<6、0≤c≤0.6、0≤d≤3)所表示的锂钛复合氧化物等。
钛氧化物的例子中包含单斜晶结构的钛氧化物(例如，充电前结构为TiO2(B)、LixTiO2(x为0≤x))、金红石结构的钛氧化物(例如，充电前结构为TiO2、LixTiO2(x为0≤x))、锐钛矿结构的钛氧化物(例如，充电前结构为TiO2、LixTiO2(x为0≤x))。
铌钛复合氧化物的例子中包含LiaTiMbNb2±βO7±σ(0≤a≤5、0≤b≤0.3、0≤β≤0.3、0≤σ≤0.3，M为选自由Fe、V、Mo及Ta组成的组中的至少1种元素)所表示的铌钛复合氧化物。
钠铌钛复合氧化物的例子中包含通式Li2+vNa2-wM1xTi6-y-zNbyM2zO14+δ(0≤v≤4、0<w<2、0≤x<2、0<y≤6、0≤z<3、-0.5≤δ≤0.5，M1包含选自Cs、K、Sr、Ba、Ca中的至少1种，M2包含选自Zr、Sn、V、Ta、Mo、W、Fe、Co、Mn、Al中的至少1种)所表示的斜方晶型含Na的铌钛复合氧化物。
负极活性物质的粒子可以为单独的一次粒子、一次粒子的凝聚体即二次粒子、或包含单独的一次粒子和二次粒子这两者的粒子。
平均一次粒径优选为2μm以下。为了提高放电倍率性能，更优选为1μm以下。下限值优选设定为0.001μm。
通过使用平均二次粒径(平均直径)大于5μm、且选自锂钛复合氧化物、钛氧化物、铌钛复合氧化物中的一种以上的含钛氧化物的负极活性物质粒子，可以以低于正极的加压压力来提高负极的填充密度。因此，能够抑制负极活性物质二次粒子的溃散，且能够抑制负极活性物质粒子间的电子阻抗的降低和由非水电解质的还原分解引起的电阻上升。更优选的二次粒子的平均粒径(平均直径)为7～20μm的范围。
负极的导电剂的例子中包含石墨、纤维直径为1μm以下的碳纤维、乙炔黑、焦炭、Li4Ti5O12。使用的种类可以设定为1种或2种以上。通过添加纤维直径为1μm以下的碳纤维和/或Li4Ti5O12，电极电阻降低和循环寿命性能提高。进而，通过在包含铌钛复合氧化物和/或Li2+aAdTi6-bBbO14±c的含钛氧化物的粒子表面的至少一部分上用包含碳材料和/或锂钛氧化物的被覆物被覆，负极内的电子传导的网络改善，能够抑制负极电阻的降低和非水电解质的还原反应，因此优选。
负极活性物质粒子的利用N2吸附的BET法中的比表面积优选为3～200m2/g的范围。由此，能够进一步提高负极的与非水电解质的亲和性。
负极的比表面积可以设定为3m2/g以上且50m2/g以下的范围。比表面积的更优选的范围为5～50m2/g。其中，所谓负极的比表面积是指每1g负极活性物质含有层(除集电体重量以外)的表面积。另外，负极活性物质含有层是指担载于集电体上的包含负极活性物质、导电剂及粘结剂的多孔质的层。
负极的多孔度(除集电体以外)优选设定为20～50％的范围。多孔度的进一步优选的范围为25～40％。
负极集电体优选为铝箔或铝合金箔。铝箔及铝合金箔的厚度为20μm以下，更优选为15μm以下。铝箔的纯度可采取从纯度为98重量％以上到纯铝(纯度为100％)的范围，优选为99.99重量％以上。作为铝合金，优选包含选自由铁、镁、锰、锌及硅组成的组中的至少1种元素的铝合金。另一方面，镍、铬等过渡金属优选设定为100重量ppm以下(包含0重量ppm)。例如，Al-Fe合金、Al-Mn系合金及Al-Mg系合金能够得到比铝更高的强度。另一方面，就Al-Cu系合金而言，虽然强度提高，但得不到优异的耐腐蚀性。
集电体的铝纯度可以设定为98重量％以上且99.95重量％以下的范围。由于通过在具有这样的铝纯度的负极集电体中组合含钛氧化物的二次粒子，从而能够降低负极加压压力而减少集电体的伸长，所以该纯度范围变得适当。其结果是，具有能够提高集电体的电子传导性的优点，进而，能够抑制含钛氧化物的二次粒子的溃散而制作低电阻的负极。
作为粘结剂，可列举出例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、氟系橡胶、丙烯酸系橡胶、丁苯橡胶、核壳粘合剂、聚酰亚胺等。使用的种类可以设定为1种或2种以上。
负极的活性物质、导电剂及粘结剂的配合比优选设定为：负极活性物质为80～95重量％、导电剂为1～18重量％、粘结剂为2～7重量％的范围。
负极通过例如使负极活性物质、导电剂及粘结剂悬浮于适当的溶剂中，并将该悬浮物涂布于集电体上，干燥，实施加压(例如加温加压)来制作。
(3)非水电解质
非水电解质可以为具有锂离子传导性的液状、凝胶状或固体的电解质。
对于非水电解质的例子，可列举出通过将锂盐溶解于有机溶剂中而调制的液状的有机电解质、将液状的有机溶剂与高分子材料复合化而得到的凝胶状的有机电解质、或将锂金属氧化物、锂金属硫化物、锂盐电解质与高分子材料复合化而得到的锂离子传导性的固体电解质。非水电解质优选含有包含锂盐的有机电解液、离子液体、高分子固体电解质、无机固体电解质。作为高分子材料，可列举出例如聚偏氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈(PAN)、聚环氧乙烷(PEO)等。
由于将正极与负极间的最短距离设定为12μm以下，所以能够在正极与负极之间配置隔膜和/或电解质层。非水电解质被保持或浸渗于隔膜中。由此，电池电阻降低而放电倍率性能提高。为了使正极与负极间的最短距离为5μm以下，优选使用(a)包含锂离子传导性的无机固体电解质的固体电解质层、(b)将不具有锂离子传导性的氧化铝粉末和/或二氧化硅的粉末与液状或凝胶状的非水电解质复合化而得到的电解质层。
电解质层包含含锂氧化物粒子。含锂氧化物粒子中包含从没有锂离子传导性的氧化物粒子到具有锂离子传导性的氧化物固体电解质。锂离子传导性高的氧化物固体电解质会促进其与电极的界面中的锂离子的移动。使用的含锂氧化物粒子的种类可以设定为1种或2种以上。
作为没有锂离子传导性的氧化物粒子，可列举出锂铝复合氧化物、锂硅复合氧化物、锂锆复合氧化物。
锂离子传导性高的氧化物固体电解质的例子中包含石榴石型结构的氧化物固体电解质。石榴石型结构的氧化物固体电解质有耐还原性高、且电化学窗广的优点。作为石榴石型结构的氧化物固体电解质，包含例如Li5+xAxLa3-xM2O12(A为选自由Ca、Sr及Ba组成的组中的至少一种元素，M为Nb和/或Ta，x优选为0.5以下(包含0)的范围。)、Li3M2-xL2O12(M为Nb和/或Ta，L包含Zr，x优选为0.5以下(包含0)的范围)、Li7-3xAlxLa3Zr3O12(x优选为0.5以下(包含0)的范围)、Li7La3Zr2O12。其中，Li6.25Al0.25La3Zr3O12、Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12、Li6.4La3Zr1.6Ta0.6O12、Li7La3Zr2O12由于离子传导性高，且电化学稳定，所以放电性能和循环寿命性能优异。此外，具有10～500m2/g(优选50～500m2/g)的比表面积的微粒具有相对于有机溶剂在化学上稳定的优点。
含锂氧化物粒子可以为单独的一次粒子、一次粒子的凝聚体即二次粒子、或包含单独的一次粒子和二次粒子这两者的粒子。
含锂氧化物粒子的平均尺寸(直径)优选为0.01μm以上且0.5μm以下的范围。若为该范围，则由于复合电解质中的离子传导性提高，所以放电性能和低温性能提高。更优选的范围为0.05μm以上且0.3μm以下。
利用N2的BET吸附法的比表面积为10～500m2/g的含锂氧化物粒子可通过例如将平均粒子尺寸(直径)微细化成0.1μm以下来得到。
此外，具有锂离子传导性的氧化物固体电解质的例子中包含具有NASICON型结构的磷酸锂固体电解质。NASICON型结构的磷酸锂固体电解质的例子中包含LiM12(PO4)3，其中M1为选自由Ti、Ge、Sr、Zr、Sn及Al组成的组中的一种以上的元素。Li1+xAlxGe2-x(PO4)3、Li1+ xAlxZr2-x(PO4)3、Li1+xAlxTi2-x(PO4)3，其中，各自中的x优选为0以上且0.5以下的范围，此外，分别由于离子传导性高、电化学的稳定性高，所以为优选的例子。也可以使用具有NASICON型结构的磷酸锂固体电解质和石榴石型结构的氧化物固体电解质这两者作为具有锂离子传导性的固体电解质。
液状的非水电解质可通过例如使锂盐溶解于有机溶剂中来得到。作为锂盐，可列举出LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(FSO2)2、LiN(CF3SO2)2、LiAsF6、LiN(C2F5SO2)2、Li(CF3SO2)3C、LiB[(OCO)2]2等。使用的电解质的种类可以设定为1种或2种以上。若使用LiPF6、LiBF4、LiN(FSO2)2，则离子传导性变高而放电性能提高。包含四氟硼酸锂(LiBF4)的非水电解质对有机溶剂的化学稳定性高，能够减小负极上的皮膜电阻，能够大幅提高低温性能和循环寿命性能。
作为有机溶剂，可列举出例如碳酸亚丙酯(PC)或碳酸亚乙酯(EC)等环状碳酸酯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)或碳酸甲乙酯(MEC)等链状碳酸酯、二甲氧基乙烷(DME)或二乙氧基乙烷(DEE)等链状醚、四氢呋喃(THF)、二氧杂环戊烷(DOX)等环状醚、γ-丁内酯(GBL)、乙腈(AN)、环丁砜(SL)等。这些有机溶剂可以单独或以2种以上的混合物的形态使用。通过以碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)及γ-丁内酯(GBL)中的1种或2种以上作为主体，沸点成为200℃以上，热稳定性变高。包含γ-丁内酯(GBL)的非水电解质能够使高浓度的锂盐溶解于溶剂中，低温环境下的输出性能变高。
在液状的非水电解质中，有机溶剂中的电解质浓度可以设定为0.5mol/L以上且2.5mol/L以下的范围。更优选的范围为1.5mol/L以上且2.5mol/L以下的范围。
另一方面，也可以使用含有锂离子的常温熔融盐(离子性熔体)作为非水电解质。常温熔融盐(离子性熔体)优选由锂离子、有机物阳离子及有机物阴离子构成。此外，常温熔融盐优选在室温以下为液体状。
以下，对包含常温熔融盐的电解质进行说明。
所谓常温熔融盐是指在常温下至少一部分呈现液状的盐，所谓常温是指设想电源通常工作的温度范围。所谓设想电源通常工作的温度范围，上限为120℃左右，根据情况为60℃左右，下限为-40℃左右，根据情况为-20℃左右。其中，-20℃以上且60℃以下的范围合适。
对于含有锂离子的常温熔融盐，优选使用由锂离子、有机物阳离子和阴离子构成的离子性熔体。此外，该离子性熔体优选在室温以下也为液状。
作为上述有机物阳离子，可列举出具有以下的化学式1中所示的骨架的烷基咪唑鎓离子、季铵离子。
[化学式1]
作为烷基咪唑鎓离子，优选二烷基咪唑鎓离子、三烷基咪唑鎓离子、四烷基咪唑鎓离子等。作为二烷基咪唑鎓，优选1-甲基-3-乙基咪唑鎓离子(MEI+)，作为三烷基咪唑鎓离子，优选1,2-二乙基-3-丙基咪唑鎓离子(DMPI+)，作为四烷基咪唑鎓离子，优选1,2-二乙基-3,4(5)-二甲基咪唑鎓离子。
作为季铵离子，优选四烷基铵离子或环状铵离子等。作为四烷基铵离子，优选二甲基乙基甲氧基乙基铵离子、二甲基乙基甲氧基甲基铵离子、二甲基乙基乙氧基乙基铵离子、三甲基丙基铵离子。
通过使用上述烷基咪唑鎓离子或季铵离子(特别是四烷基铵离子)，能够使熔点为100℃以下、更优选为20℃以下。能够进一步降低与负极的反应性。
锂离子的浓度优选为20mol％以下。更优选的范围为1～10mol％的范围。通过设定为上述范围，在20℃以下的低温下也能够容易地形成液状的常温熔融盐。此外在常温以下也能够降低粘度，能够提高离子传导度。
作为阴离子，优选使选自BF4 -、PF6 -、AsF6 -、ClO4 -、CF3SO3 -、CF3COO-、CH3COO-、CO3 2-、(FSO2)2N-、N(CF3SO2)2-、N(C2F5SO2)2-、(CF3SO2)3C-等中的一种以上的阴离子共存。通过使多种阴离子共存，能够容易地形成熔点为20℃以下的常温熔融盐。作为更优选的阴离子，可列举出BF4 -、N(CF3SO2)2-、CF3SO3 -、CF3COO-、CH3COO-、CO3 2-、N(C2F5SO2)2-、(CF3SO2)3C-。通过这些阴离子，0℃以下的常温熔融盐的形成变得更容易。
(4)隔膜
可以在正极与负极之间配置隔膜。
隔膜的例子中包含无纺布、膜、纸、多孔质膜等。对于材质，可列举出纤维素、聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃。使用的种类可以设定为1种或2种以上。
隔膜的厚度优选为12μm以下。
隔膜的气孔率优选为50％以上，更优选为60％以上，进一步优选为62％以上。此外，下限值可以设定为80％。
优选厚度为12μm以下且气孔率为50％以上的由纤维素和/或聚烯烃形成的无纺布或多孔质膜。特别优选使气孔率为60％以上、且使用纤维素纤维。还可列举出包含纤维直径为10μm以下的纤维素纤维的无纺布、膜或纸等。气孔率为60％以上、且包含纤维素纤维的隔膜对非水电解质的浸渗性良好，且从低温到高温为止可以显现出高的输出性能。气孔率的更优选的范围为62％～80％。此外，通过与包含含钛的金属氧化物作为活性物质的负极组合，即使在气孔率为60％以上的范围内，在长期充电保存、浮充电、过充电下也不会与负极反应，此外不会发生由锂金属的枝晶析出而引起的负极与正极间的短路。进而，通过将纤维素纤维直径设定为3μm以下，与非水电解质的亲和性提高而能够减小电池电阻。更优选为1μm以下。
隔膜优选厚度为3μm以上且12μm以下、密度为0.2g/cm3以上且0.9g/cm3以下。若为该范围，则能够提供伴随电池电阻的降低而带来的高输出和难以发生内部短路的电池。此外，高温环境下的热收缩少且可以显现出良好的高温储藏性能。此外，也可以使用将包含无机固体粉末的浆料涂布于正极或负极上而得到的膜来代替隔膜。无机固体粉末的例子中包含氧化铝、二氧化硅、具有锂离子传导性的氧化物固体电解质。由于通过使用无机固体粉末作为隔膜，能够提高机械强度，所以能够缩短正极与负极间的距离。进而还优选将无纺布、膜、纸或多孔质膜等隔膜与无机固体粉末复合化。具有锂离子传导性的氧化物固体电解质的例子如(3)非水电解质中说明的那样。
(5)容器
非水电解质电池可以具备容纳正极、负极及非水电解质的容器。对于容纳正极、负极及非水电解质的容器，可以使用金属制容器、或层压膜制容器。
作为金属制容器，可以使用由铝、铝合金、铁、不锈钢等形成的金属罐且方形、圆筒形的形状的容器。此外，容器的板厚优选设定为0.5mm以下，进一步优选的范围为0.3mm以下。
作为层压膜，可列举出例如将铝箔用树脂膜被覆而成的多层膜等。作为树脂，可以使用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等高分子。此外，层压膜的厚度优选设定为0.2mm以下。铝箔的纯度优选为99.5％以上。
由铝合金形成的金属罐优选为包含锰、镁、锌、硅等元素的铝纯度为99.8％以下的合金。通过由铝合金形成的金属罐的强度飞跃地增大，能够减小罐的壁厚。其结果是，能够实现薄型且轻量并且高输出且放热性优异的电池。
实施方式所述的非水电解质电池能够适用于方形、圆筒形、扁平型、薄型、硬币型等各种形态的非水电解质电池。此外，实施方式的非水电解质电池可以制成双极结构。由此，具有可以以1个单体电池来实现具有与将多个单元单体电池以串联的方式连接的组电池同等的电压的单体电池的优点。
参照图1～图5，对实施方式的非水电解质电池的例子进行说明。
图1及图2中示出使用了金属制容器的非水电解质二次电池的一个例子。电极组1被收纳于矩形筒状的金属制容器2内。电极组1具有使正极3及负极4之间夹着电解质层或隔膜5并按照成为扁平形状的方式将它们卷绕成涡旋状的结构。如图2中所示的那样，带状的正极引线6与位于电极组1的端面的正极3的端部的多个部位分别电连接。此外，带状的负极引线7与位于该端面的负极4的端部的多个部位分别电连接。该具有多个的正极引线6以捆扎成一束的状态与正极导电极耳8电连接。正极端子由正极引线6和正极导电极耳8构成。此外，负极引线7以捆扎成一束的状态与负极导电极耳9连接。负极端子由负极引线7和负极导电极耳9构成。金属制的封口板10通过焊接等被固定于金属制容器2的开口部上。正极导电极耳8及负极导电极耳9分别从设置于封口板10上的取出孔引出到外部。为了避免由与正极导电极耳8及负极导电极耳9的接触而引起的短路，封口板10的各取出孔的内周面以绝缘部件11被覆。
图3及图4中示出使用了层压膜制外包装部件的非水电解质电池的一个例子。图3是示意性表示实施方式所述的别的扁平型非水电解质电池的局部切除立体图，图4是图3的B部的放大截面图。
层叠型电极组111被收纳于由在2片树脂膜之间夹着金属层的层压膜形成的外包装部件12内。层叠型电极组111具有如图4中所示的那样在正极13与负极14之间夹着隔膜或电解质层15并将它们交替层叠而成的结构。正极13存在多片，分别具备集电体13a和担载于集电体13a的两面上的正极活性物质含有层13b。负极14存在多片，分别具备负极集电体14a和担载于负极集电体14a的两面上的负极活性物质含有层14b。各负极14的负极集电体14a的一边从负极14突出。突出的负极集电体14a与带状的负极端子16电连接。带状的负极端子16的前端从外包装部件12引出到外部。此外，尽管未图示，但正极13的正极集电体13a的位于与负极集电体14a的突出边相反侧的边从正极13突出。从正极13突出的正极集电体13a与带状的正极端子17电连接。带状的正极端子17的前端位于负极端子16的相反侧，且从外包装部件12的边引出到外部。
以下，对正极与负极的电极间距离、正极及负极的活性物质粒子的平均粒径、被覆层的厚度的测定方法进行说明。
在填充了氩的手套箱中将非水电解质电池分解并将电极组取出。也可以将电极组洗涤并通过真空干燥将电极组中的非水电解质除去。接着，在手套箱中，以对电极组使用平板施加例如10g/cm2的恒定载荷的状态测定电极组的厚度。保持将平板配置于电极组上的状态原样，对于从与平板相接的电极组表面起相当于电极组厚度的10％、50％、90％的位置，与各个位置平行地将电极组切断。其结果是，可得到沿与电极组厚度垂直的方向分割成三个的电极组样品。按照从3个电极组样品各自的面内方向的中心通过的方式十字切断。对于3个电极组样品，分别用扫描电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)观察沿着十字的一个方向而裁断的截面的1个部位、沿着十字的另一个方向而裁断的截面的1个部位。因而，观察的部位的合计成为6个部位。此外，利用SEM的观察倍率设定为100～1000倍。在6个部位各自的视野中，测定正极与负极的最短距离。将所得到的测定值中的最小值设定为正极与负极之间的最短距离。图5中示出正极与负极与电解质层的边界部分的示意图。正极活性物质含有层13b由于包含平均二次粒径为3μm以上且25μm以下的正极活性物质二次粒子，所以与负极活性物质含有层14b相比表面粗糙度大。在正极活性物质含有层13b与负极活性物质含有层14b之间配置有固体电解质层等电解质层15。正极活性物质含有层13b的表面与负极活性物质含有层14b的表面的距离L中的最短的距离为正极与负极之间的最短距离。
对被覆层的厚度的测定方法进行说明。在确定正极与负极之间的最短距离时，如上所述，求出6个部位的视野各自中的正极与负极的最短距离。通过透射型电子显微镜(TEM：Transmission electron microscope)观察而测定位于该最短距离的正极活性物质粒子的表面上的被覆层的厚度。将所得到的6个部位中的测定值的平均设定为求出的被覆层的厚度。
对正极及负极的活性物质粒子的平均粒径的测定方法进行说明。
将非水电解质电池放电后，在填充了氩的手套箱中将非水电解质电池分解并将电极组取出，从电极组中将正极及负极取出。从正极及负极中分别将活性物质粉末取出。用有机溶剂(例如碳酸二乙酯溶剂等)将各电极的活性物质粉末进行洗涤而将锂盐溶解除去后，进行干燥，然后在空气下充分水洗而将残留锂离子除去，将由此得到的物质作为测定对象的活性物质。
对于正极活性物质，由粉体的SEM观察确认二次粒子的存在后，由通常的粒度分布测定机测定D50的值，将其作为平均二次粒径。
活性物质粒子的平均粒径通过以下的方法测定。使用激光衍射式分布测定装置(岛津SALD-300)，首先，在烧杯中添加约0.1g试样、表面活性剂和1～2mL的蒸馏水并充分搅拌后，注入到搅拌水槽中，以2秒间隔测定64次光度分布，利用解析粒度分布数据的方法进行测定。将D50值设定为平均二次粒径或平均一次粒径。
根据以上说明的第1实施方式，在正极与负极的最短距离为12μm以下的非水电解质电池中，将正极活性物质二次粒子的平均二次粒径设定为3μm以上且25μm以下。此外，将正极活性物质二次粒子的表面的至少一部分用包含锂钛氧化物、且厚度为3nm以上且30nm以下的被覆层被覆。其结果是，能够提供高温储藏性能和大电流性能优异的非水电解质电池。
(第2实施方式)
根据第2实施方式，提供一种包含非水电解质电池的组电池及电池包。对于非水电解质电池，例如使用第1实施方式所述的非水电解质电池。
作为将多个非水电解质电池以串联的方式电连接的形态，可以通过以金属制的汇流条(例如铝、镍、铜)将正极端子与负极端子连接，从而将将多个非水电解质电池以串联的方式连接。此外，在1个电池外包装壳内将电极组仅以电的方式串联连接并在电化学上设置间隔壁而制成绝缘的内部结构，从而能够容纳多个电极组。进而，作为将多个非水电解质电池以多个串联的方式电连接的形态，优选以下述的非水电解质电池来实施：其特征在于具备在铝集电体箔的单面配置有正极活性物质含有层、在相反面的单面配置有负极活性物质含有层的双极电极结构。由此，与以串联的方式连接的形态相比，非水电解质电池的体积比容量变高而优选。
在将非水电解质电池以多个串联的方式连接时，优选将与铅蓄电池电压的互换性高的5～6个以串联的方式连接的构成。通过制成具备由5～6个以串联的方式连接的非水电解质电池构成的组电池和至少在充电的最大电压为16V以下的范围内电流被切断的保护电路的电池包，能够将铅蓄电池的电压区域稳定地覆盖而优选。另一方面，放电的最低电压优选设定为5V以上。若脱离该范围，则电池的循环寿命性能大大下降。
包含将多个第1实施方式所述的非水电解质电池以串联的方式电连接的构成的组电池、和包含该组电池的电池包能够抑制伴随充放电循环中的各电池的容量不均而引起的各电池的过充电、过放电，能够提高循环寿命性能。
接着，对具有双极结构的非水电解质电池进行说明。该电池包含具有第1面及位于第1面的相反侧的第2面的集电体。对于集电体，能够使用与第1实施方式所述的非水电解质电池的正极集电体或负极集电体同样的集电体。该电池具有在集电体的第1面形成有正极活性物质含有层、且在第2面形成有负极活性物质含有层的双极结构。正极活性物质含有层及负极活性物质含有层能够使用与第1实施方式中说明的同样的层。
将双极型二次电池的一个例子示于图6中。图6中所示的二次电池包含金属制容器31、双极结构的电极体32、封口板33、正极端子34和负极端子35。金属制容器31具有有底方筒形状。金属制容器能够使用与非水电解质电池中说明的同样的容器。双极结构的电极体32包含集电体36、层叠于集电体36的一个面(第1面)上的正极层(正极活性物质含有层)37和层叠于集电体36的另一个面(第2面)上的负极层(负极活性物质含有层)38。隔膜或电解质层39配置于双极结构电极体32彼此之间。正极端子34及负极端子35分别介由绝缘部件42被固定于封口板33上。正极引线40的一端与正极端子34电连接，且另一端与集电体36电连接。此外，负极引线41的一端与负极端子35电连接，且另一端与集电体36电连接。
此外，包含第1实施方式的非水电解质电池的组电池、电池包也包含于本申请的范围内。
隔膜及电解质层能够配置于正极或正极层与负极或负极层之间，但非水电解质电池可以具备与正极或正极层相对的隔膜和/或电解质层、或与负极或负极层相对的隔膜和/或电解质层。图4中所示的非水电解质电池包含与正极13相对的隔膜15、及与负极14相对的隔膜15。
对于组电池的例子，可列举出包含将以串联或并联的方式电连接的多个单元单体电池作为构成单元的组电池、包含由以串联的方式电连接的多个单元单体电池构成的单元或由以并联的方式电连接的多个单元单体电池构成的单元的组电池等。
将多个非水电解质电池以串联或并联的方式电连接的形态的例子中，包含将分别具备外包装部件的多个电池以串联或并联的方式电连接的形态、将被容纳在共同的框体内的多个电极组或双极型电极体以串联或并联的方式电连接的形态。前者的具体例子是将多个非水电解质电池的正极端子与负极端子以金属制的汇流条(例如铝、镍、铜)连接的形态。后者的具体例子是将多个电极组或双极型电极体以通过间隔壁在电化学上绝缘的状态容纳于1个框体内并将它们以串联的方式电连接的形态。在非水电解质电池的情况下，通过将以串联的方式电连接的电池个数设定为5～7的范围，与铅蓄电池的电压互换性变得良好。为了更加提高与铅蓄电池的电压互换性，优选将5个或6个单元单体电池以串联的方式连接的构成。
对于收纳组电池的框体，可以使用由铝合金、铁、不锈钢等形成的金属罐、塑料容器等。此外，容器的板厚优选设定为0.5mm以上。
参照图7，对组电池的一个例子进行说明。图7中所示的组电池21具备多个图1中所示的方型的非水电解质电池221～225作为单元单体电池。电池221的正极导电极耳8与位于其旁边的电池222的负极导电极耳9通过引线23被电连接。进而，该电池222的正极导电极耳8与位于其旁边的电池223的负极导电极耳9通过引线23被电连接。像这样电池221～225间以串联的方式连接。
第2实施方式所述的电池包可以具备1个或多个第1实施方式所述的非水电解质电池(单电池)。多个非水电解质电池也可以以串联、并联、或将串联及并联组合的方式电连接而构成组电池。第2实施方式所述的电池包也可以包含多个组电池。
第2实施方式所述的电池包可以进一步具备保护电路。保护电路具有控制非水电解质电池的充放电的功能。或者，也可以使用将电池包作为电源使用的装置(例如电子设备、汽车等)中包含的电路作为电池包的保护电路。
此外，第2实施方式所述的电池包也可以进一步具备通电用的外部端子。通电用的外部端子是用于将来自非水电解质电池的电流输出到外部、及用于向非水电解质电池输入电流的部件。换而言之，在使用电池包作为电源时，电流通过通电用的外部端子被供给到外部。此外，在将电池包充电时，充电电流(包含汽车等车辆的动力的再生能量)通过通电用的外部端子被供给到电池包中。
图8及图9中示出电池包50的一个例子。该电池包50包含多个扁平型电池。图8是电池包50的分解立体图，图9是表示图8的电池包50的电路的方框图。
多个单电池51按照将延伸出到外部的负极端子113及正极端子114统一地朝向相同方向的方式层叠，用粘接胶带52捆紧，从而构成组电池53。这些单电池51如图9中所示的那样以串联的方式电连接。
印制电路布线基板54与负极端子113及正极端子114延伸出的单电池51的侧面相对地配置。在印制电路布线基板54上如图9中所示的那样搭载有热敏电阻(Thermistor)55、保护电路(Protective circuit)56及作为通电用的外部端子的向外部设备通电用的外部端子57。另外，在印制电路布线基板54与组电池53相对的面上，为了避免与组电池53的布线发生不必要的连接而安装有绝缘板(未图示)。
正极侧引线58与位于组电池53的最下层的正极端子114连接，其前端被插入至印制电路布线基板54的正极侧连接器59中而进行电连接。负极侧引线60与位于组电池53的最上层的负极端子113连接，其前端被插入至印制电路布线基板54的负极侧连接器61中而进行电连接。这些连接器59、61通过形成在印制电路布线基板54上的布线62、63而与保护电路56连接。
热敏电阻55检测单电池51的温度，并将其检测信号发送至保护电路56。保护电路56在规定条件下可以将保护电路56与作为通电用的外部端子的向外部设备通电用的端子57之间的正极侧布线64a及负极侧布线64b切断。所谓规定条件是例如热敏电阻55的检测温度达到规定温度以上时。此外，所谓规定条件是检测到单电池51的过充电、过放电、过电流等时。该过充电等的检测是对各个单电池51或单电池51全体进行。当检测各个单电池51时，可以检测电池电压，也可以检测正极电位或负极电位。在后者的情况下，要在各个单电池51中插入作为参比电极使用的锂电极。图8及图9的情况是，在单电池51上分别连接用于电压检测的布线65，检测信号通过这些布线65被发送至保护电路56。
在除了正极端子114及负极端子113所突出的侧面以外的组电池53的三个侧面上分别配置有由橡胶或树脂形成的保护片材66。
组电池53与各保护片材66及印制电路布线基板54一起被收纳于收纳容器67内。即，在收纳容器67的长边方向的两个内侧面和短边方向的内侧面上分别配置保护片材66，在短边方向的相反侧的内侧面上配置印制电路布线基板54。组电池53位于由保护片材66及印制电路布线基板54所围成的空间内。盖68安装于收纳容器67的上表面。
另外，对于组电池53的固定，也可以使用热收缩带来代替粘接胶带52。此时，在组电池的两侧面配置保护片材，使热收缩带绕圈后，使热收缩带热收缩而将组电池捆扎。
图8、图9中示出了将单电池51以串联的方式连接的形态，但为了增大电池容量，也可以以并联的方式连接。或者，也可以将串联连接与并联连接组合。也可以将组装好的电池包进一步以串联或并联的方式连接。
此外，图8及图9中所示的电池包具备一个组电池，但第2实施方式所述的电池包也可以具备多个组电池。多个组电池通过串联连接、并联连接、或串联连接与并联连接的组合而电连接。
此外，电池包的形态可以根据用途而适当变更。本实施方式所述的电池包适合用于要求在取出大电流时循环性能优异的用途中。具体而言，作为数码相机的电源、或作为车辆用电池、或固定设置用电池使用。特别适合用作搭载于车辆上的电池。作为车辆的例子，可列举出例如两轮至四轮的混合动力电动车、两轮至四轮的电动车、助力自行车、及电车那样的铁道用车辆。
在搭载了第2实施方式所述的电池包的汽车等车辆中，电池包是例如将车辆的动力的再生能量回收的电池包。
图10中示出具备第2实施方式所述的一个例子的电池包的一个例子的汽车。
图10中所示的汽车71在车体前方的发动机室内搭载有第2实施方式所述的一个例子的电池包72。汽车中的电池包的搭载位置不限于发动机室。例如，电池包也可以搭载于汽车的车体后方或座席之下。
根据以上说明的第2实施方式的组电池及电池包，由于包含第1实施方式的非水电解质电池，所以能够实现高温储藏性能和大电流性能优异的组电池及电池包。
[实施例]
以下，参照附图对本发明的实施例详细进行说明，但本发明并不限定于以下记载的实施例。
(实施例1)
对于正极活性物质，使用平均二次粒径为7μm且尖晶石结构的LiMn2O4二次粒子。构成LiMn2O4二次粒子的一次粒子的平均一次粒径为0.9μm。在该LiMn2O4粒子的表面通过以下的方法被覆Li4Ti5O12。
制作了将四异丙醇钛(TTIP)与锂醇盐在乙醇溶剂中以4：5混合而得到的溶液。使用转动流化床涂布装置将该溶液喷雾并按照被覆量成为4重量％的方式涂敷在LiMn2O4粒子上。以80℃干燥后，在500℃、大气中进行1小时热处理，由此可以将厚度为10nm的Li4Ti5O12层涂敷于LiMn2O4粒子上。在制作的LiMn2O4粒子中，作为导电剂相对于正极整体配合5重量％的石墨粉末，作为粘结剂相对于正极整体配合5重量％的PVdF并分散于N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中而调制浆料后，在厚度为15μm的铝合金箔(纯度为99％)的两面涂布浆料，干燥，经由加压工序而形成正极活性物质含有层。单面的正极活性物质含有层的厚度为22μm。正极的密度为2.8g/cm3。
负极活性物质通过以下的方法来制作。
对将SrCO3与TiO2与Li2CO3调整为化学计量比的原料以650℃、2小时进行临时烧成处理。通过对将粉碎后得到的试样粉末混合于碳前体的聚乙烯基醇液中而得到的物质进行喷雾、干燥而得到试样粉末。之后，将试样粉末在氩气流中的不活泼气氛下以1100℃进行正式烧成处理。
所得到的试样粉末为在通过X射线衍射和元素分析而具有空间群Cmca的晶体结构的一次粒子的平均粒径为0.8μm的Li2SrTi6O14粉末的表面被覆有1重量％的碳材料的粉末。将上述试样粉末、作为导电剂的乙炔黑粉末、平均粒径为6μm的石墨粉末及作为粘结剂的PVdF按照以重量比计成为85：6：5：4的方式配合并分散于N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中，使用球磨机以转速为1000rpm、且搅拌时间为2小时的条件使用搅拌而调制了浆料。通过将所得到的浆料涂布于厚度为15μm的铝合金箔(纯度为99.3％)的两面，干燥，经由加热加压工序而形成负极活性物质含有层。单面的负极活性物质含有层的厚度为20μm。负极的密度为2.6g/cm3。此外，负极活性物质含有层的BET比表面积(每1g负极活性物质含有层的表面积)为8m2/g。负极的多孔度为35％。负极活性物质的粒子的测定方法如上所述。
负极活性物质及负极的利用N2吸附的BET比表面积以以下的条件进行测定。取粉末的负极活性物质1g或切取2片2×2cm2的负极，将其作为样品。BET比表面积测定装置使用YUASA-IONICS CO.,LTD.制，以氮气作为吸附气体。
另外，负极的多孔度是将负极活性物质含有层的体积与多孔度为0％时的负极活性物质含有层体积比较，将与多孔度为0％时的负极活性物质含有层体积相比的增加量视为空孔体积而算出的值。另外，负极活性物质含有层的体积在集电体的两面形成有负极活性物质含有层的情况下，设定为将两面的负极活性物质含有层的体积合计而得到的体积。
接着，制作将正极与作为隔膜的厚度为8μm的聚乙烯(PE)制多孔质膜与负极层叠而得到的电极组后，将带状的正极端子与多个正极的铝箔集电体电连接，同时将带状的负极端子与多个负极铝箔集电体电连接。将该电极组插入至容器(外包装部件)中。
在作为非水电解质的PC与DEC以体积比计以2：1的比例混合而成的有机溶剂中，溶解1.5mol/L的锂盐的LiPF6，调制了液状的非水电解质。将所得到的非水电解质注液于容器内，制作了具有上述的图3中所示的结构、且以层压成形尺寸(杯尺寸)计厚度为6mm、宽度为70mm、高度为110mm的薄型的非水电解质二次电池。
(实施例2～20及比较例1～10)
除了将正极活性物质的组成以及平均二次粒径、被覆层的组成及厚度、负极活性物质的组成以及平均一次粒径、正极与负极间的最短距离、隔膜或电解质层的组成如下述表1～3中所示的那样进行变更以外，与上述的实施例1中说明的方法同样地制作了非水电解质二次电池。
另外，被覆层的厚度通过变更正极活性物质粒子上的被覆量来调整。
在实施例9、10中，通过将在NMP溶剂中分散作为无机固体粉末的氧化铝粉末(96重量％)和PVdF(4重量％)而得到的浆料涂布于负极上后，进行加压，将厚度为3μm且多孔度为40％的无机多孔质层作为隔膜使用。
对于实施例16～20的正极活性物质，在正极活性物质二次粒子的表面形成Li4Ti5O12层后，使平均粒径为5nm的碳材料粒子以附着量为0.1重量％附着。正极活性物质二次粒子的一次粒子的平均粒径为80nm。
对包含实施例11、12、13、16～18的固体电解质层的非水电解质电池的制造方法进行说明。
将基于利用N2吸附的BET法的比表面积为50m2/g且一次粒子的平均尺寸(直径)为0.1μm的石榴石型Li7La3Zr2O12粒子、溶解了1M的LiPF6的碳酸亚丙酯(PC)与碳酸二乙酯(DEC)的混合溶剂(体积比为1：2)(非水电解液)、聚丙烯腈(PAN)、及PVdF粘合剂按照重量比成为96：2：0.54：1.46的方式混合并使其复合化。通过将所得到的组成物涂布于正极的正极活性物质含有层和负极的负极活性物质含有层的表面并以60℃进行24小时热处理，形成厚度为5μm的固体电解质层。
将负极按照与正极相对的方式重叠而制作了电极组。将该电极组收纳于厚度为0.25mm的由铝合金(Al纯度为99重量％)形成的薄型的金属罐中。
接着，在金属罐的开口部安装封口板，得到具有图1中所述的结构、且厚度为13mm、宽度为62mm、高度为96mm的方形的非水电解质二次电池。
对于所得到的实施例1～20及比较例1～10的非水电解质电池，在25℃下以3A的恒定电流以90分钟充电至3V后，测定以1C(3A)放电至1.5V时的放电容量。将所得到的放电容量作为25℃放电容量示于表4、5中。
此外，将这些电池在25℃下以3A的恒定电流以90分钟充电至3V后，测定以10C(30A)放电至1.5V时的放电容量。将1C放电时的容量作为100％而表示10C放电时的容量，将其作为10C放电容量维持率(％)(大电流放电性能)示于表4、5中。
60℃高温储藏试验的条件如下所述。将各电池在25℃下以3A的恒定电流充电至充电最大电压(3V)后，在60℃环境下测定储藏3个月后的残存容量，在表4、5中示出将储藏前的放电容量作为100％而表示残存容量的结果。
表4
表5
如由表1～5表明的那样，实施例1～20的非水电解质电池与比较例1～10相比，60℃储藏后的残存容量维持率及10C放电容量维持率高，且高温储藏性能及大电流放电性能优异。
通过实施例5～7的比较，获知被覆层的厚度较薄时大电流放电性能优异，被覆层较厚时高温储藏性能优异。
通过实施例5、7、8的比较，获知通过减小正极与负极的最短距离，放电容量及大电流放电性能得到改善。
此外，由比较例1～5的结果获知，随着正极与负极的距离变大，高温储藏性能变高，另一方面，大电流放电性能下降。
优选为将多个实施方式所述的非水电解质电池以串联的方式连接而成的组电池。优选将串联数设定为5的倍数(5n、n为整数)或6的倍数(6n、n为整数)。例如在实施例中，在n＝1时能够在15～10V的电压范围内进行充放电，成为与铅蓄电池的互换性优异的组电池。将5个包含含有尖晶石结构的锰复合氧化物的正极和含有钠铌钛复合氧化物的负极的实施例2、5～9的电池以串联的方式连接而成的组电池可得到中间电压为13.5V这样的高电压。
图11中示出表示实施例16的电池中的正极、固体电解质层及负极的扫描电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)照片。位于图11的上侧的层为正极活性物质含有层80。此外，位于下侧的层为负极活性物质含有层81。在正极活性物质含有层80与负极活性物质含有层81之间配置有固体电解质层82。正极活性物质含有层80的表面粗糙度变得大于负极活性物质含有层81。为此，在正极与负极的距离上有不均。
根据上述的至少一个实施方式或实施例的非水电解质电池，将正极与负极的最短距离设定为12μm以下。此外，将正极活性物质二次粒子的平均二次粒径设定为3μm以上且25μm以下。将正极活性物质二次粒子的表面的至少一部分以包含锂钛氧化物、且厚度为3nm以上且30nm以下的被覆层被覆。其结果是，能够提供高温储藏性能和大电流性能优异的非水电解质电池。
可以将上述的实施方式归纳于以下的技术方案中。
技术方案1
一种非水电解质电池，其包含正极、负极和非水电解质，所述正极包含平均二次粒径为3μm以上且25μm以下的正极活性物质二次粒子、和厚度为3nm以上且30nm以下的被覆层，所述被覆层将上述正极活性物质二次粒子的表面的至少一部分被覆，且包含锂钛氧化物，
上述正极与上述负极的最短距离为12μm以下。
技术方案2
根据上述技术方案1，其中，上述正极活性物质二次粒子包含选自由锂锰复合氧化物、锂镍钴锰复合氧化物、锂镍铝复合氧化物及橄榄石结构的磷酸化合物组成的组中的至少1种。
技术方案3
根据上述技术方案1，其中，上述正极活性物质二次粒子包含Mn和/或Fe。
技术方案4
根据技术方案1～3中的任一项，其中，上述锂钛氧化物由化学式：Li4+σTi5O12表示，其中-0.5≤σ≤0.5。
技术方案5
根据技术方案1～4中的任一项，其中，上述负极包含含钛的金属氧化物。
技术方案6
根据技术方案5，其中，上述含钛的金属氧化物包含选自由锂钛复合氧化物、钛氧化物、铌钛复合氧化物及钠铌钛复合氧化物组成的组中的至少1种。
技术方案7
根据技术方案1～6中的任一项，其进一步包含与上述正极及上述负极中的至少一者相对的隔膜。
技术方案8
根据技术方案1～6中的任一项，其进一步包含与上述正极及上述负极中的至少一者相对的电解质层。
技术方案9
根据技术方案8，其中，上述电解质层包含含锂氧化物粒子。
技术方案10
根据技术方案8，其中，上述电解质层包含石榴石型结构的氧化物固体电解质及具有NASICON型结构的磷酸锂固体电解质中的至少一者。
技术方案11
一种电池包，其包含技术方案1～10中任一项的非水电解质电池。
技术方案12
根据技术方案11，其进一步包含通电用的外部端子、和保护电路。
技术方案13
根据技术方案11～12中的任一项，其具备多个上述非水电解质电池，并且上述多个非水电解质电池以串联、并联、或将串联及并联组合的方式电连接。
技术方案14
一种车辆，其搭载了技术方案11～13中任一项的电池包。
技术方案15
根据技术方案14，其中，上述电池包为将上述车辆的动力的再生能量回收的电池包。
另外，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，其意图并非限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和其变形包含于发明的范围、主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其均等的范围内。

Claims (13)

1.一种非水电解质电池，其包含正极、负极和非水电解质，所述正极包含平均二次粒径为3μm以上且25μm以下的正极活性物质二次粒子、和厚度为3nm以上且30nm以下的被覆层，所述被覆层将所述正极活性物质二次粒子的表面的至少一部分被覆，且包含锂钛氧化物，
所述正极与所述负极的最短距离为12μm以下。
2.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述正极活性物质二次粒子包含选自由锂锰复合氧化物、锂镍钴锰复合氧化物、锂镍铝复合氧化物及橄榄石结构的磷酸化合物组成的组中的至少1种。
3.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述正极活性物质二次粒子包含Mn和/或Fe。
4.根据权利要求1～3中任1项所述的非水电解质电池，其中，所述锂钛氧化物由化学式：Li4+σTi5O12表示，其中-0.5≤σ≤0.5。
5.根据权利要求1～4中任1项所述的非水电解质电池，其中，所述负极包含含钛的金属氧化物。
6.根据权利要求5所述的非水电解质电池，其中，所述含钛的金属氧化物包含选自由锂钛复合氧化物、钛氧化物、铌钛复合氧化物及钠铌钛复合氧化物组成的组中的至少1种。
7.根据权利要求1～6中任1项所述的非水电解质电池，其进一步包含与所述正极及所述负极中的至少一者相对的电解质层。
8.根据权利要求7所述的非水电解质电池，其中，所述电解质层包含石榴石型结构的氧化物固体电解质及具有NASICON型结构的磷酸锂固体电解质中的至少一者。
9.一种电池包，其包含权利要求1～8中任1项所述的非水电解质电池。
10.根据权利要求9所述的电池包，其进一步包含通电用的外部端子、和保护电路。
11.根据权利要求9～10中任1项所述的电池包，其具备多个所述非水电解质电池，并且所述多个非水电解质电池以串联、并联、或将串联及并联组合的方式电连接。
12.一种车辆，其搭载了权利要求9～11中任1项所述的电池包。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中，所述电池包是将所述车辆的动力的再生能量回收的电池包。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112054163A (zh) * 2019-06-06 2020-12-08 丰田自动车株式会社 二次电池的正极和使用该正极的二次电池
CN112310345A (zh) * 2019-07-29 2021-02-02 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有增强的荷电状态估计的电极
CN112531143A (zh) * 2019-09-17 2021-03-19 株式会社东芝 电极、二次电池、电池包及车辆

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6892407B2 (ja) * 2018-03-23 2021-06-23 株式会社東芝 電極、二次電池、電池パック、及び車両
JP6980587B2 (ja) * 2018-03-23 2021-12-15 株式会社東芝 電極、二次電池、電池パック、及び車両
JP2020024904A (ja) * 2018-08-02 2020-02-13 株式会社東芝 二次電池用電極、二次電池、電池パック及び車両
JP7334005B2 (ja) * 2018-08-02 2023-08-28 株式会社東芝 二次電池用電極、二次電池、電池パック及び車両
US10826127B2 (en) * 2018-09-29 2020-11-03 International Business Machines Corporation Composite separator for lithium metal batteries
JP7067491B2 (ja) * 2019-01-09 2022-05-16 トヨタ自動車株式会社 複合正極活物質
US11121408B2 (en) 2019-03-14 2021-09-14 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US11424454B2 (en) * 2019-06-16 2022-08-23 Applied Materials, Inc. Protection interfaces for Li-ion battery anodes
JP7401208B2 (ja) * 2019-06-21 2023-12-19 太陽誘電株式会社 全固体電池
JP7330028B2 (ja) * 2019-09-13 2023-08-21 株式会社東芝 電極、二次電池、電池パック、及び車両
JP7409826B2 (ja) 2019-10-30 2024-01-09 太陽誘電株式会社 全固体電池
AU2021284978A1 (en) * 2020-06-05 2023-01-19 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation A power optimized lithium ion energy storage device
CN111439162B (zh) * 2020-06-15 2020-12-11 苏州精控能源科技有限公司 一体化集成电池电控系统和含有该电控系统的锂电池组
WO2022209058A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06 株式会社村田製作所 二次電池
CN117715872A (zh) * 2021-08-06 2024-03-15 松下知识产权经营株式会社 组合物、电池及组合物的制造方法
CN114864894B (zh) * 2022-05-05 2023-08-08 重庆理英新能源科技有限公司 一种耐高压包覆层修饰的富锂锰基正极材料及其制备方法和应用
BE1030772B1 (nl) * 2022-08-12 2024-03-11 Uze Bv Mobiel laadstation en werkwijze om elektrische voertuigen mobiel op te laden

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101651211A (zh) * 2008-08-11 2010-02-17 比亚迪股份有限公司 一种正极材料组合物和包括该组合物的正极及电池
CN101867039A (zh) * 2010-06-22 2010-10-20 彩虹集团公司 一种制备纳米级锂离子电池正极材料的方法
CN102386391A (zh) * 2011-10-27 2012-03-21 中南大学 一种制备三元复合正极材料LiNixCoyMn1-x-yO2的方法
CN102709568A (zh) * 2012-06-25 2012-10-03 天津工业大学 一种锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂LiNixCoyMn1-x-yO2的制备方法
CN103236537A (zh) * 2013-04-12 2013-08-07 哈尔滨工业大学 锂离子电池梯度核壳正极材料及其合成方法
CN103620836A (zh) * 2011-06-30 2014-03-05 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池及其制造方法
CN103682415A (zh) * 2012-09-19 2014-03-26 万向电动汽车有限公司 一种高能量密度锂离子电池及其制备工艺
CN104466179A (zh) * 2013-09-20 2015-03-25 株式会社东芝 非水电解质电池和电池组
US20150221978A1 (en) * 2012-08-21 2015-08-06 Santoku Corporation All-solid-state lithium ion battery and positive electrode mixture
CN105164847A (zh) * 2013-05-22 2015-12-16 石原产业株式会社 非水电解质二次电池的制造方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3257516B2 (ja) * 1998-07-23 2002-02-18 日本電気株式会社 積層型電解質及びそれを用いた電池
JP3430058B2 (ja) * 1999-02-09 2003-07-28 株式会社デンソー 正極活物質および非水電解質二次電池
JP5030123B2 (ja) * 2000-02-29 2012-09-19 株式会社豊田中央研究所 リチウム二次電池
JP2002063901A (ja) * 2000-08-14 2002-02-28 Mitsui Chemicals Inc リチウム二次電池用正極活物質、その製法およびそれを用いた電池
JP3971181B2 (ja) * 2001-12-27 2007-09-05 株式会社東芝 非水電解液二次電池
JP2003303622A (ja) * 2002-04-10 2003-10-24 Sony Corp 電池およびその製造方法
JP2004234982A (ja) * 2003-01-30 2004-08-19 Three Bond Co Ltd リチウムイオン電池の電解質薄膜とその製造方法
JP4061648B2 (ja) * 2003-04-11 2008-03-19 ソニー株式会社 非水電解質二次電池用正極活物質及びそれを用いた非水電解質二次電池
US8080335B2 (en) * 2006-06-09 2011-12-20 Canon Kabushiki Kaisha Powder material, electrode structure using the powder material, and energy storage device having the electrode structure
JP4445537B2 (ja) * 2007-09-26 2010-04-07 株式会社東芝 二次電池、電池パック及び車
WO2009057722A1 (ja) * 2007-11-01 2009-05-07 Agc Seimi Chemical Co., Ltd. リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法
JP2009224307A (ja) * 2008-02-22 2009-10-01 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池及びその製造方法
JP2011119158A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Toyota Motor Corp 固体イオン伝導体、固体電解質膜、全固体リチウム二次電池
JP4807467B1 (ja) * 2010-07-23 2011-11-02 住友金属鉱山株式会社 非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法および非水系電解質二次電池
US9063414B2 (en) * 2010-07-28 2015-06-23 Sumitomo Chemical Company, Limited Photoresist composition
JP5757111B2 (ja) * 2010-11-19 2015-07-29 ソニー株式会社 二次電池セル、電池パック及び電力消費機器
FR2969595A1 (fr) * 2010-12-23 2012-06-29 Saint Gobain Ct Recherches Procede de fabrication d'un produit lmo.
EP2717364B1 (en) * 2011-05-23 2023-05-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Use of a positive electrode material for a sulfide-based solid electrolyte battery and sulfide-based solid electrolyte battery with such positive electrode material
EP2720981B1 (en) * 2011-06-17 2016-11-16 Umicore Lithium metal oxide partcles coated with a mixture of the elements of the core material and one or more metal oxides
JP5849543B2 (ja) * 2011-09-05 2016-01-27 セイコーエプソン株式会社 リチウムイオン二次電池用電極体、リチウムイオン二次電池用電極体の製造方法およびリチウムイオン二次電池
JP6386840B2 (ja) * 2013-09-13 2018-09-05 株式会社東芝 非水電解質二次電池および電池パック
JP6250432B2 (ja) * 2014-02-24 2017-12-20 チタン工業株式会社 チタンニオブ複合酸化物電極用活物質及びそれを用いたリチウム二次電池
JP6305263B2 (ja) * 2014-07-31 2018-04-04 株式会社東芝 非水電解質電池、組電池、電池パック及び車
JP2016033901A (ja) * 2014-07-31 2016-03-10 ソニー株式会社 正極活物質、正極および電池
US9666852B2 (en) * 2014-10-02 2017-05-30 Ford Global Technologies, Llc Composite separator with aligned particles
US10593998B2 (en) * 2014-11-26 2020-03-17 Corning Incorporated Phosphate-garnet solid electrolyte structure
JP6438281B2 (ja) * 2014-11-28 2018-12-12 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． リチウムイオン二次電池
CN105845922B (zh) * 2015-01-30 2018-11-09 株式会社东芝 活性物质、非水电解质电池、电池包及电池组
KR20180021797A (ko) * 2015-06-24 2018-03-05 콴텀스케이프 코포레이션 복합 전해질
DE102015217749A1 (de) * 2015-09-16 2017-03-16 Robert Bosch Gmbh Beschichtetes Kathodenaktivmaterial für eine Batteriezelle
CN107112531B (zh) * 2015-11-13 2020-07-24 日立金属株式会社 锂离子二次电池用正极材料及其制造方法、以及锂离子二次电池

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101651211A (zh) * 2008-08-11 2010-02-17 比亚迪股份有限公司 一种正极材料组合物和包括该组合物的正极及电池
CN101867039A (zh) * 2010-06-22 2010-10-20 彩虹集团公司 一种制备纳米级锂离子电池正极材料的方法
CN103620836A (zh) * 2011-06-30 2014-03-05 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池及其制造方法
CN102386391A (zh) * 2011-10-27 2012-03-21 中南大学 一种制备三元复合正极材料LiNixCoyMn1-x-yO2的方法
CN102709568A (zh) * 2012-06-25 2012-10-03 天津工业大学 一种锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂LiNixCoyMn1-x-yO2的制备方法
US20150221978A1 (en) * 2012-08-21 2015-08-06 Santoku Corporation All-solid-state lithium ion battery and positive electrode mixture
CN103682415A (zh) * 2012-09-19 2014-03-26 万向电动汽车有限公司 一种高能量密度锂离子电池及其制备工艺
CN103236537A (zh) * 2013-04-12 2013-08-07 哈尔滨工业大学 锂离子电池梯度核壳正极材料及其合成方法
CN105164847A (zh) * 2013-05-22 2015-12-16 石原产业株式会社 非水电解质二次电池的制造方法
CN104466179A (zh) * 2013-09-20 2015-03-25 株式会社东芝 非水电解质电池和电池组

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112054163A (zh) * 2019-06-06 2020-12-08 丰田自动车株式会社 二次电池的正极和使用该正极的二次电池
CN112310345A (zh) * 2019-07-29 2021-02-02 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有增强的荷电状态估计的电极
CN112531143A (zh) * 2019-09-17 2021-03-19 株式会社东芝 电极、二次电池、电池包及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
KR102149808B1 (ko) 2020-08-31
EP3297064B1 (en) 2024-04-24
EP3297064A1 (en) 2018-03-21
KR20190120117A (ko) 2019-10-23
KR20180030746A (ko) 2018-03-26
JP2018045965A (ja) 2018-03-22
JP6797619B2 (ja) 2020-12-09
US20180083279A1 (en) 2018-03-22

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