CN108140890B - 电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统 - Google Patents

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

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Abstract

电池具备：电极组，包括正极和负极；以及电解质，包含电解液。电极组包括具有绝缘性材料的绝缘层，电解液包含：含有按质量计5％以上的碳酸丙烯酯的非水溶剂和由规定的化合物中的至少一种构成的添加剂。

Description

电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统
技术领域
本技术涉及电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统。
背景技术
最近的电子设备等处于愈发进行高性能化和多功能化的趋势。对于应用于电子设备等中的电池，为了使其特性提高，已经采用了各种结构。
例如，为了改良电池的安全性，通过将氧化铝等绝缘材料以层状配置于电池的正负极间而做出了改善。另外，专利文献1、专利文献2以及专利文献3描述了通过将添加剂添加到电解液中来提高特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开第2007-172990号公报
专利文献2：日本专利申请公开第2010-90068号公报
专利文献3：国际公开第2014/125946号。
发明内容
发明要解决的课题
在电池上一直要求提高高温循环特性。
因此，本技术的目的在于，提供能够提高高温循环特性的电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统。
用于解决课题的方案
为了解决上述的课题，本技术是一种电池，其具备：电极组，包括正极和负极；以及电解质，包含电解液，其中，电极组包括具有绝缘性材料的绝缘层，电解液包含：含有按质量计5％以上的碳酸丙烯酯的非水溶剂和由式(1)至式(2)的化合物的至少一种构成的添加剂。
[化1]
Figure BDA0001618993900000021
(式中，R1和R2分别独立地为氢基、可具有取代基的碳原子数1至4的烷基、烯基或炔基。n为1至3的整数。M为金属离子。)
Figure BDA0001618993900000022
(式中，R3、R4和R5分别独立地为氢基、可具有取代基的碳原子数1至4的烷基、烯基或炔基。)
本技术是一种电池，其具备：电极组，包括正极和负极；以及电解质，包含电解液、保持电解液的高分子化合物及绝缘性材料，电解液包含：含有按质量计5％以上的碳酸丙烯酯的非水溶剂和由式(1)至式(2)的化合物的至少一种构成的添加剂。
本技术的电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统具备有上述的电池。
发明的效果
根据本技术的电池，由于具有绝缘层且使用规定的电解液，所以使高温循环特性的提高变为可能。在使用了上述电池的本技术的电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统中也能够获得同样的效果。
附图说明
图1是示出本技术的实施方式所涉及的电池的构成的截面图。
图2是将图1中所示的卷绕电极体的一部分放大而示出的截面图。
图3是示出本技术的实施方式所涉及的电池的一构成例的立体分解图。
图4是表示图3所示的卷绕电极体的沿着I-I线的截面构成的截面图。
图5是示出本技术的实施方式所涉及的电池组的一构成例的立体图。
图6是示出图5中所示的电池组的一构成实例的框图。
图7是示出本技术的实施方式所涉及的电子设备的一构成实例的框图。
图8是示出本技术的实施方式所涉及的蓄电系统的一构成实例的概略图。
图9是示出本技术的实施方式所涉及的电动车辆的一构成实例的概略图。
具体实施方式
下面，对本技术的实施方式进行说明。将按以下的顺序进行说明。
1.第一实施方式(圆筒型电池的实例)
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(变形例)
以下所说明的实施方式等是本技术的优选的具体实例，本技术的内容并非限定于这些实施方式等。另外，本说明书中描述的效果终归是例示而并非受到限制，另外，并非否定存在与已例示的效果不同的效果。
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，作为一个实例，对圆柱型非水电解质二次电池(以下，称为“非水电解质电池”或只称为“电池”)，参照图1和图2来进行说明。
如图1所示，该非水电解质电池主要是将卷绕电极体20和一对绝缘板12、13收纳于大致中空圆柱状的电池壳11的内部。使用了这样的电池壳11的电池结构被称为圆筒型。
电池壳11例如具有一端部已被闭锁并且另一端部已被打开的中空结构，由铁(Fe)、铝(Al)或者它们的合金等构成。需要说明的是，在电池壳11由铁构成的情况下，可以例如在电池壳11的表面镀有镍(Ni)等。一对绝缘板12、13被配置成从上下夹着卷绕电极体20并与其卷绕外周表面垂直地延伸。
电池盖14、安全阀机构15以及热敏电阻元件(Positive TemperatureCoefficient，正温度系数：PTC元件)16经由垫圈17而嵌塞至电池壳11的开放端部，该电池壳11已被密闭。电池盖14由例如与电池壳11同样的材料构成。安全阀机构15和热敏电阻元件16设于电池盖14的内侧。
安全阀机构15经由热敏电阻元件16而与电池盖14电连接。在该安全阀机构15中，当起因于内部短路或来自外部的加热等而内压变为了一定以上时，圆盘板15A就会翻转而切断电池盖14与卷绕电极体20之间的电连接。
热敏电阻元件16由于电阻随温度的上升而增大(限制电流)，所以防止起因于大电流的异常发热。垫圈17由例如绝缘材料构成，在其表面涂布有例如沥青。
卷绕电极体20是将正极21和负极22隔着隔膜23而层压和卷绕而成的电极组。在该卷绕电极体20的中心，可以插入有中心销24。
在卷绕电极体20的正极21上连接有正极引线25，在负极22上连接有负极引线26。正极引线25通过焊接于安全阀机构15而与电池盖14电连接，负极引线26焊接并电连接于电池壳11。
正极引线25例如为薄板状的导电部件，由例如铝等构成。负极引线26例如为薄板状的导电部件，由例如铜(Cu)、镍或者不锈钢(SUS)等构成。
(正极)
正极21例如在正极集电体21A的两个表面上设置了正极活性物质层21B。正极21可以具有只在正极集电体21A的一个表面上设置了正极活性物质层21B的区域。
作为正极集电体21A，能够使用例如铝箔、镍箔或者不锈钢箔等金属箔。
正极活性物质层21B包含正极活性物质。正极活性物质层21B可以根据需要而含有导电剂、粘合剂等其它材料。
(正极活性物质)
作为正极活性物质，可以使用例如能吸藏和放出锂的材料。作为正极活性物质，能够使用例如含锂化合物。
作为含锂化合物，例如，可列举出：含有锂和过渡金属元素的复合氧化物(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化合物(称为“锂-过渡金属磷酸化合物”)等。作为含锂化合物，优选含有钴(Co)、镍、锰(Mn)以及铁中的至少一种作为过渡金属元素的化合物。这是因为获得了更高的电压。
作为锂-过渡金属复合氧化物，例如，可列举出：层状岩盐型结构的锂-过渡金属复合氧化物、尖晶石型结构的锂-过渡金属复合氧化物等。
作为层状岩盐型结构的锂-过渡金属复合氧化物，例如，可列举出由通式LixM1O2(式中，M1表示包括一种以上的过渡金属元素的元素。作为一个例子，x的值为0.05≤x≤1.10。x的值根据电池的充放电状态而不同。x的值并非限定于此。)表示的含锂化合物等。更具体而言，例如，可列举出：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。
作为尖晶石型结构的锂-过渡金属复合氧化物，例如，可列举出：锂-锰复合氧化物(LiMn2O4)、锂-锰-镍复合氧化物(LixMn2-tNitO4(0＜t＜2))等。
作为锂-过渡金属磷酸化合物，例如，可列举出橄榄石型结构的锂-过渡金属磷酸化合物等。
作为橄榄石型结构的锂-过渡金属磷酸化合物，例如，可列举出由通式LiyM2PO4(式中，M2表示包括一种以上的过渡金属元素的元素。作为一个例子，y的值为0.05≤y≤1.10。y的值根据电池的充放电状态而不同。y的值并非限定于此范围。)表示的含锂化合物等。更具体而言，例如，可列举出锂-铁磷酸化合物(LiyFePO4)、锂-铁-锰磷酸化合物(LiyFe1-uMnuPO4(0＜u＜1))等。
作为正极活性物质，可以使用包覆颗粒，其具有上述的含锂化合物的颗粒和设于含锂化合物的颗粒的表面的至少一部分上的包覆层。通过使用这样的包覆颗粒，可以进一步提高电池特性。
包覆层设于成为基础材料的含锂化合物颗粒(基础材料颗粒)的表面的至少一部分上，具有与基础材料颗粒不同的组成元素或组成比。作为包覆层，可列举出包含例如氧化物、过渡金属化合物等的层。具体而言，作为包覆层，包括：例如，氧化物，其含有锂以及镍和锰中的至少一方；或者化合物，其含有由镍、钴、锰、铁、铝、镁(Mg)和锌(Zn)组成的组中的至少一种、氧(O)以及磷(P)；等。包覆层可以包含氟化锂等卤化物或除氧以外的硫族化物。
包覆层的存在能够通过检查构成元素从正极活性物质的表面朝着内部的浓度变化来确认。例如，浓度变化能一边通过溅射等来切削设有包覆层的含锂化合物的颗粒一边通过俄歇电子能谱分析(Auger Electron Spectroscopy；AES)或SIMS(Secondary IonMass Spectrometry：次级离子质谱分析)来测量其组成。另外，也可以使设有包覆层的含锂化合物的颗粒在酸性溶液中等缓慢地溶解，通过电感耦合高频等离子体(InductivelyCoupled Plasma；ICP)光谱分析等来测量其溶出量的时间变化。
此外，作为正极活性物质，可使用例如氧化物、二硫化物、不含锂的硫族化物(特别是层状化合物、尖晶石型化合物)、导电性高分子等。作为氧化物，例如，可列举出：钒氧化物(V2O5)、二氧化钛(TiO2)、二氧化锰(MnO2)等。作为二硫化物，例如，可列举出：二硫化铁(FeS2)、二硫化钛(TiS2)、二硫化钼(MoS2)等。作为不含锂的硫族化物，例如，可列举出二硒化铌(NbSe2)等。作为导电性高分子，可列举出：硫、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔或聚吡咯等。
正极活性物质可以是除了在上述中已例示的正极活性物质以外的。另外，在上述中已例示的正极活性物质可以以任意的组合混合两种以上。
(导电剂)
作为导电剂，例如，可使用碳材料等。作为碳材料，例如，可列举出：石墨、炭黑或者乙炔黑等。导电剂只要是具有导电性的材料，则也可以是金属材料或导电性高分子等。
(粘合剂)
作为粘合剂，例如可使用树脂材料等。作为树脂材料，可列举出：聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)或者羧甲基纤维素(CMC)等。
(负极)
负极22具有在负极集电体22A的两面上设置了负极活性物质层22B的结构。负极22可以具有只在负极集电体22A的一个表面上设置了负极活性物质层22B的区域。
作为负极集电体22A，能够使用例如铜箔等金属箔。
负极活性物质层22B包含负极活性物质。负极活性物质层22B可以根据需要而含有导电剂、粘合剂等其它材料。作为导电剂和粘合剂，能够使用与正极21的导电剂和粘合剂同样的材料等。
(负极活性物质)
作为负极活性物质，可以使用例如能吸藏和放出锂的材料。作为负极活性物质，可以使用例如碳材料。碳材料在充放电时产生的结晶结构的变化非常少，能够获得高的充放电容量，并且能够获得良好的循环特性。
碳材料例如为易石墨化碳、(002)面的面间距为0.37nm以上的难石墨化碳或者(002)面的面间距为0.34nm以下的石墨(graphite)等。更具体而言，是热分解碳类、焦炭类、玻璃状碳纤维、有机高分子化合物烧制物、活性炭或炭黑类等。其中，焦炭类包括沥青焦、针状焦或者石油焦等。有机高分子化合物烧制物是将酚醛树脂或呋喃树脂等高分子化合物以适当的温度烧制(碳化)而得的物质。除此以外，碳材料还可以是在大约1000℃以下进行过热处理的低结晶性碳或非结晶性碳。碳材料的形状可以是纤维状、球状、粒状或者鳞片状中任一种。
除碳材料以外，作为负极活性物质，还可以使用例如能吸藏和放出锂的、包含金属元素和半金属元素至少一种作为构成元素的材料(称为金属系材料)。金属系材料例如既可以是单质、合金或化合物，也可以是它们的两种以上的混合物。在使用了金属系材料的情况下，能够获得高能量密度，所以优选。在本技术中，合金除包括由两种以上的金属元素组成的合金以外，还包括含有一种以上的金属元素和一种以上的半金属元素的合金。另外，也可以含有非金属元素。合金的组织具有固溶体、共晶(共熔混合物)、金属间化合物或者它们中的两种以上共存。
作为上述的金属元素或半金属元素，例如，可列举出能与锂形成合金的金属元素或半金属元素。具体而言，可列举出：镁、硼(B)、铝、钛(Ti)、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌(Zn)、铪(Hf)、锆(Zr)、钇(Y)、钯(Pd)或者铂(Pt)。这些为晶体或无定形体均可。
作为金属系材料，优选包括在短周期型周期表中的4B族的金属元素或半金属元素作为构成元素的材料。在这些之中，尤其更优选包含硅和锡中的至少一种作为构成元素的材料(称为“包含硅和锡中的至少一种的材料”)，特别优选至少包含硅的材料(称为“包含硅的材料”)。硅和锡吸藏和放出锂的能力大，能够获得高能量密度。
作为包含硅和锡中的至少一种的材料，例如，可列举出：硅的单质、合金或化合物；锡的单质、合金或化合物；以及至少在一部分中具有它们中的一种或两种以上的相的材料等。
作为硅的合金，例如可列举出包含由锡、镍、铜(Cu)、铁、钴(Co)、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑(Sb)以及铬(Cr)组成的组中的至少一种作为硅以外的第二构成元素的合金。作为锡的合金，例如可列举出包含由硅、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑以及铬组成的组中的至少一种作为锡以外的第二构成元素的合金。
作为锡的化合物或硅的化合物，例如可列举出包含氧或碳(C)的化合物，也可以除锡或硅以外含有上述的第二构成元素。
其中，作为包含锡的材料，尤其优选包含钴、锡以及碳作为构成元素、碳的含量为按质量计9.9％以上29.7％以下且钴对锡与钴的总量的比例为按质量计30％以上70％以下的含SnCoC材料。这是因为，在这样的组成范围内能够获得高能量密度，并且获得卓越的循环特性。
该含SnCoC材料可以根据需要还含有其它构成元素。作为其它构成元素，例如，优选硅、铁、镍、铬、铟、铌(Nb)、锗、钛、钼(Mo)、铝、磷、镓以及铋，可以含有两种以上。这是因为能够使容量或循环特性进一步提高。
优选地，该含SnCoC材料具有包含锡、钴以及碳的相，该相具有结晶度低或非晶质的结构。另外，在该含SnCoC材料中，优选，作为构成元素的碳的至少一部分与作为其它构成元素的金属元素或半金属元素已结合。这是因为，循环特性的降低一般认为是由锡等凝聚或结晶化造成的，但通过碳与其它元素结合而能够抑制那样的凝聚或结晶化。
作为检查元素的结合状态的测量方法，例如可列举出X射线光电子能谱法(XPS)。在XPS中，就石墨而言，在进行了能量校正以在84.0eV处获得金原子的4f轨道(Au4f)的峰的装置中，碳的Is轨道(Cls)的峰出现在284.5eV处。另外，如果是表面污染碳，则出现于284.8eV处。与此相反，在碳元素的电荷密度增高的情况例如在碳与金属元素或半金属元素已结合的情况下，C1s的峰出现在低于284.5eV的区域。即，在对含SnCoC材料获得的C1s的合成波的峰出现在低于284.5eV的区域的情况下，含SnCoC材料中所包括的碳的至少一部分与作为其它构成元素的金属元素或半金属元素已结合。
在XPS测量中，例如C1s的峰用于校正光谱的能量轴。通常，表面存在有表面污染碳，所以将表面污染碳的C1s的峰设为284.8eV，将其作为能量基准。在XPS测量中，C1s的峰的波形作为包括了表面污染碳的峰和含SnCoC材料中的碳的峰的形状而得到，所以通过使用例如市售的软件来进行分析而分离表面污染碳的峰和含SnCoC材料中的碳的峰。在波形的分析中，将存在于最低束缚能侧的主峰的位置作为能量基准(284.8eV)。
除此以外，作为负极活性物质，还可以使用例如能吸藏和放出锂的金属氧化物或高分子化合物等。作为金属氧化物，例如，可列举出：钛酸锂(Li4Ti5O12)等包含钛和锂的锂钛氧化物、氧化铁、氧化钌或者氧化钼等。作为高分子化合物，例如，可列举出：聚乙炔、聚苯胺或聚吡咯等。
作为负极活性物质，可以使用包含锂的金属。作为包含锂的金属，例如，可列举出：锂金属、包含锂的合金等。在这种情况下，可以由包含锂的金属构成负极活性物质层22B。
负极活性物质可以是除上述以外。另外，在上述中已例示的负极活性物质可以以任意的组合混合了两种以上。
负极活性物质层22B可以使用例如气相法、液相法、熔射法、涂布法或烧成法、或者那些方法中的两种以上的方法来形成。
作为气相法，例如，可列举出物理沉积法或化学沉积法具体而言真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法、热化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition：CVD)法或等离子体化学气相沉积法等。作为液相法，能够使用电解镀或无电解镀等众所周知的方法。涂布法例如是一种在将粒状的负极活性物质与粘合剂等混合了之后使它们分散于溶剂中来进行涂布的方法。烧成法例如是一种在通过涂布法进行了涂布之后以高于粘合剂等的熔点的温度进行热处理的方法。关于烧成法，也能利用众所周知的方法，例如，可列举出：气氛烧成法、反应烧成法或热压烧成法。
(隔膜)
隔膜23隔离正极21与负极22而防止起因于两极接触的电流短路(短路)且使锂离子通过。
隔膜23例如是包含树脂的多孔质膜。该包含树脂的多孔质膜例如通过用拉伸开孔法、相分离法等来对树脂材料进行成形而获得。包含树脂的多孔质膜的制造方法并不限定于这些方法。
构成隔膜23的树脂材料能够使用例如聚丙烯或聚乙烯等聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚酯树脂或尼龙树脂等。
隔膜23可以具有层叠了两个以上的包含树脂的多孔质膜的结构。包含树脂的多孔质膜可以是将两种以上的树脂材料进行了混合而得的膜(将两种以上的树脂材料熔融混揉而形成的膜)。包含聚烯烃树脂的多孔质膜在正极21与负极22的分离性上优异，能够进一步减少内部短路的产生，所以优选。
隔膜23可以是无纺布。无纺布是对纤维不进行编织而将纤维间接合或互相缠绕、或者接合并互相缠绕而成的结构体。无纺布的原料能够使用可加工成纤维的大部分物质，通过调整纤维长度、粗细等形状，能够使其具有对应于目的、用途的功能。
作为无纺布，例如，可列举出使用了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维的透气性膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布)等。透气性膜是指具有透气性的膜。除此以外，作为无纺布，还可列举出使用了芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维、纤维素纤维、聚烯烃纤维或尼龙纤维等的无纺布等。无纺布可以是使用了两种以上的纤维的无纺布。
(绝缘层)
省略图示，本技术的电池具有配置于正极21与负极22之间的、包含绝缘性材料的层(以下称为“绝缘层”)。该绝缘层被包括在作为电极组的卷绕电极体20中，例如在隔膜23与正极21之间或在隔膜23与负极22之间、或者在它们双方都形成有绝缘层。
作为绝缘层的形成方法，既可以涂布形成于隔膜23的两个表面中的至少一个面上，也可以涂布形成于正极21的两个表面中的至少一个面上，也可以涂布形成于负极22的两个表面中的至少一个面上。在将绝缘层涂布形成于隔膜23的两个表面中的至少一个面上的情况下，也有时将绝缘层和隔膜23双方都包括在内而称为隔膜。
绝缘层例如是包含树脂材料和绝缘性颗粒的多孔质层等。树脂材料例如可以原纤化，具有原纤维相互连续性地连接而成的三维网络结构。
(绝缘性颗粒)
作为绝缘性颗粒，能够使用例如无机颗粒等。作为无机颗粒，具体而言，可列举出：作为电绝缘性的无机颗粒的金属氧化物、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、矿物的颗粒等。
作为金属氧化物或金属氧化物水合物，可列举出：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)或钇氧化物(氧化钇，Y2O3)、锌氧化物(ZnO)等。
作为金属氮化物，可列举出：氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)或氮化钛(TiN)等。作为金属碳化物，可列举出：碳化硅(SiC)或碳化硼(B4C)等。作为金属硫化物，可列举出：硫酸钡(BaSO4)等。
作为金属氢氧化物，可列举出：氢氧化铝(Al(OH)3)等。作为矿物，可列举出：沸石(M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O，M为金属元素，x≥2，y≥0)等多孔质铝硅酸盐、滑石(Mg3Si4O10(OH)2)等层状硅酸盐、钛酸钡(BaTiO3)或钛酸锶(SrTiO3)等。
作为其它无机颗粒，可列举出：锂化合物的颗粒、碳材料的颗粒等。作为锂化合物，可列举出：Li2O4、Li3PO4、LiF等。作为碳材料，可列举出金刚石等。
这些无机颗粒既可以单独使用，也可以混合两种以上来使用。无机颗粒的形状并不作特别限制，可以为球形、纤维形、针形、鳞片形或板形。
(树脂材料)
作为树脂材料，可列举出：聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯等含氟树脂；偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物、丙烯-四氟乙烯共聚物等含氟橡胶；苯乙烯-丁二烯共聚物及其氢化物、丙烯腈-丁二烯共聚物及其氢化物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及其氢化物、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、聚醋酸乙烯酯等橡胶类；乙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等纤维素衍生物；聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚酰胺(特别是芳族聚酰胺)、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚醚、丙烯酸树脂或者聚酯等熔点和玻璃化转变温度中的至少一个为180℃以上的树脂、聚乙二醇等。
(电解液)
作为液状电解质的电解液浸渍于隔膜23中。电解液例如是包含电解质盐和溶解该电解质盐的非水溶剂的非水电解液。该非水电解液包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯作为非水溶剂并包含由式(1)和式(2)表示的化合物中的至少一种。在电池中，当使用了碳酸丙烯酯时，会导致使高温循环特性变差。另外，当使其量增大时，会导致使高温循环特性进一步变差。另外，在具有绝缘层的电池中，当使用了碳酸丙烯酯时，根据添加的添加剂的种类，也会导致使高温循环特性变差。与此相对比，本技术所涉及的电池具有绝缘层且使用包含非水溶剂的同时还包含由式(1)和式(2)表示的化合物中的至少一种的电解液，而该非水溶剂包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，所以能够提高高温循环特性。
[化1]
Figure BDA0001618993900000141
(式中，R1和R2分别独立地为氢基、可具有取代基的碳原子数1至4的烷基、烯基或炔基。n为1至3的整数。M为金属离子。)
Figure BDA0001618993900000142
(式中，R3、R4以及R5分别独立地为氢基、可具有取代基的碳原子数1至4的烷基、烯基或炔基。)
所谓“可具有取代基”是指不具有取代基或者氢基被一个以上的取代基取代。作为取代基，可列举出：例如烃基、氟基等卤基等。
在式(1)中R1和R2的各个与异丙基和正丁基相比更优选氢基或烃基。作为式(1)中的金属离子M的种类，可列举出：Li+、Na+、K+、Ca2+等。在式(2)中，作为R5，可列举出CH3 －、H－等。当考虑对电解液的溶解性时，由式(1)表示的化合物优选为碱金属盐(即Mn+＝碱金属离子)。当考虑对电解液的溶解性时，作为式(1)中的金属离子Mn+和式(2)的R5优选为Mn+＝Li+、Mn+＝Na+、Mn+＝K+、R5＝CH3、Mn+＝Ca2+、R5＝H的顺序。
从获得更优异的效果这点出发，由式(1)和式(2)表示的化合物中的至少一种的添加量优选为按质量计0.01％以上5％以下，更优选为按质量计0.1％以上3％以下。
作为由式(1)表示的化合物，例如可列举出由式(1-1)至式(1-5)表示的化合物等。
[化2]
Figure BDA0001618993900000151
作为由式(2)表示的化合物，例如可列举出由式(2-1)至式(2-8)表示的化合物等。
[化3]
Figure BDA0001618993900000171
Figure BDA0001618993900000181
作为非水溶剂，使用相对于整个非水溶剂而包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯的溶剂。在碳酸丙烯酯的含量小于按质量计5％的情况下，即使添加由式(1)和式(2)表示的化合物中的至少一种作为添加剂，高温循环特性提高的效果也低。碳酸丙烯酯具有难以低温凝固的性质，通过包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，从而具有能够使低温下的循环特性等电池特性提高的优点。
非水溶剂可以在含有碳酸丙烯酯的同时还含有碳酸丙烯酯以外的其它环状碳酸酯、链状碳酸酯、链状羧酸酯以及环状羧酸酯中的至少一种。
作为其它环状碳酸酯，例如，可列举出：碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯等。作为链状碳酸酯，例如，可列举出：碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲丙酯、碳酸二乙酯等。作为链状羧酸酯，例如，可列举出：丙酸乙酯、丙酸丙酯等。作为环状羧酸酯，例如，可列举出γ-丁内酯等。
电解液可以根据需要而含有由式(1)至式(2)表示的化合物以外的其它添加剂等。
作为其它添加剂，可列举出：二腈化合物、磺内酯(环状磺酸酯)、链状磺酸酯、环状醚等。作为二腈化合物，可列举出：丁二腈、己二腈等。作为磺内酯，例如，可列举出：1,3-丙烷磺酸内酯或1,3-丙烯磺酸内酯等。作为链状磺酸酯，例如，可列举出甲磺酸丙-2-炔基酯等。作为环状醚，可列举出1,3-二噁烷等。
除这些以外，还可根据需要而含有链状或环状卤代碳酸酯等其它非水溶剂。作为环状卤代碳酸酯，例如是：4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮(FEC)、4-氯-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮(DFEC)、四氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-氯-5-氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氯-1,3-二氧戊环-2-酮、四氯-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-双(三氟甲基)-1,3-二氧戊环-2-酮、4-三氟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氟-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,4-二氟-5-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-5,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-氟-5-三氟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-甲基-5-三氟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-氟-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、5-(1,1-二氟乙基)-4,4-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氯-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-5-氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-4,5,5-三氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-氟-4-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮等。作为链状卤代碳酸酯，例如为氟甲基甲基碳酸酯、双(氟甲基)碳酸酯或二氟甲基甲基碳酸酯等。
(电解质盐)
电解质盐包括例如在以下说明的锂盐等中的任一种或两种以上。但是，电解质盐也可以包括例如锂盐以外的其它盐(例如锂盐以外的轻金属盐)。
作为电解质盐，例如，作为锂盐，可列举出：六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、四苯基硼酸锂(LiB(C6H5)4)、甲磺酸锂(LiCH3SO3)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)、六氟硅酸二锂(Li2SiF6)、氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)等。
其中，电解质盐尤其优选包括六氟磷酸锂、高氯酸锂以及六氟砷酸锂中的一种或两种以上，更优选包括六氟磷酸锂。这是因为，内阻降低，因此可获得更高的效果。
电解质盐可以包含上述的锂盐的同时还包含以下说明的锂盐等其它金属盐中的一种或两种以上。这些金属盐可以不与上述的锂盐一起包含在电解质盐中而单独含有。
作为其它金属盐，优选包含以下中的至少任一个：四氟硼酸锂(LiBF4)、二氟磷酸锂(LiPF2O2)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂(LiTFSA)、双(氟甲烷磺酰)亚胺锂(LiFSA)、单氟磷酸锂(Li2PFO3)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)。这是因为，可获得更高的效果。
(非水电解质电池的动作)
在非水电解质电池中，在充电时，例如，锂离子从正极21上放出，通过已浸渍于隔膜23中的电解液而被吸藏至负极22中。另一方面，在放电时，例如，锂离子从负极22上放出，通过已浸渍于隔膜23中的电解液而被吸藏至正极21中。
该非水电解质电池可以被设计成完全充电时的开路电压(即电池电压)为例如3.60V以上6.00V以下、优选4.20V以上6.00V以下、进一步优选4.40V以上6.00V以下的范围内。完全充电时的开路电压例如在使用了层状岩盐型锂复合氧化物等作为正极活性物质的电池中被设为4.40V以上的情况下，与4.20V的电池相比，即使是相同的正极活性物质，每单位质量的的锂的放出量也增多，所以根据这个现象来调整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)非水电解质电池的制造方法
该非水电解质电池例如通过以下的程序来制造。
首先，制作正极21。首先，将正极活性物质和根据需要而选的粘合剂及导电剂等混合来制备为正极混合物，然后，使该正极混合物分散于例如有机溶剂等中而制备为糊状或浆状的正极混合物浆料。
接着，将正极混合物浆料均匀地涂布于正极集电体21A的两个表面上之后再使其干燥以形成正极活性物质层21B。最后，一边根据需要而加热，一边使用辊压机等来将正极活性物质层21B压缩成型。在这种情况下，可以反复多次压缩成型。
接下来，通过与上述的正极21同样的程序来制造负极22。首先，将负极活性物质和根据需要而选的粘合剂及导电剂等混合来制备为负极混合物，然后，使该负极混合物分散于例如有机溶剂等中来制备为糊状或浆状的负极混合物浆料。
此后，将负极混合物浆料均匀地涂布于负极集电体22A的两个表面上之后再使其干燥而形成了负极活性物质层22B，然后，将该负极活性物质层22B压缩成型。
最后，使用正极21和负极22来组装非水电解质电池。首先，将正极引线25通过焊接等而附接于正极集电体21A，并且将负极引线26通过焊接等而附接于负极集电体22A。接着，使正极21和负极22隔着两个表面已形成有绝缘层的隔膜23而层压并卷绕来制作卷绕电极体20，此后，将中心销24插入其卷绕中心。
接着，将卷绕电极体20用一对绝缘板12、13夹着而收纳于电池壳11的内部。在这种情况下，将正极引线25的前端部通过焊接等附接于安全阀机构15，并将负极引线26的前端部通过焊接等附接于电池壳11。接着，将电解液注入电池壳11的内部而使其浸渍于隔膜23中。最后，将电池盖14、安全阀机构15以及热敏电阻元件16经由垫圈17而嵌塞至电池壳11的开口端部。由此，完成了图1和2中示出的非水电解质电池。
(效果)
在具有绝缘层的电池中，当使用了包含碳酸丙烯酯的非水溶剂时，根据添加剂的种类，与不具有绝缘层的电池相比，存在高温循环特性降低的问题。与此相对比，本技术的第一实施方式所涉及的电池由于具有绝缘层且使用包含非水溶剂以及由式(1)至式(2)表示的化合物中的至少一种的电解液，而该非水溶剂包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，所以能够提高高温循环特性。
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，参照图3和图4来对作为一个实例的层压膜型电池进行说明。
非水电解质电池是将卷绕电极体30收纳于外包装部件40的内部而成的电池。在卷绕电极体30上附接有正极引线31和负极引线32。正极引线31和负极引线32例如从外包装部件40的内部朝着外部而向同一方向被引出。
(外包装部件)
外包装部件40是膜状部件。外包装部件40是将例如熔接层、金属层和表面保护层按上述顺序层压而成的层压膜。熔接层由例如聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃树脂等构成。金属层由例如铝等构成。表面保护层由例如尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯等构成。外包装部件40可以是具有其它层压结构的层压膜，也可以是单独的高分子膜或单独的金属膜。
在外包装部件40与正极引线31之间存在有紧贴膜41。同样地，在外包装部件40与负极引线32之间存在有紧贴膜41。紧贴膜41例如由与金属材料的粘接性高的材料等构成。作为该材料，可列举出例如聚烯烃树脂等树脂材料。
(正极、负极和隔膜)
卷绕电极体30是将正极33和负极34隔着隔膜35和电解质层36而层压和卷绕而成的，其最外周部通过保护胶带37保护。卷绕电极体30可以省略隔膜35。
正极33例如在正极集电体33A的两个表面上设置了正极活性物质层33B。正极集电体33A和正极活性物质层33B的结构分别与第一实施方式的正极集电体21A和正极活性物质层21B同样。负极34例如在负极集电体34A的两个表面上设置了负极活性物质层34B。负极集电体34A和负极活性物质层34B的结构分别与第一实施方式的负极集电体22A和负极活性物质层22B的结构同样。隔膜35的结构与第一实施方式的隔膜23的结构同样。
(电解质层)
电解质层36通过高分子化合物来保持电解液，根据需要，还可以含有各种添加剂等其它材料。该电解质层36例如是所谓的凝胶状电解质。凝胶状电解质由于可获得高的离子电导率(例如在室温下1mS/cm以上)并且防止了电解液的漏液，所以优选。
作为高分子化合物，例如，可列举出：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、或者偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物等。这些既可以单独，也可以混合多种。其中，尤其优选聚偏二氟乙烯或偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物。这是因为电化学稳定。
电解液与第一实施方式同样。但是，在作为凝胶状电解质的电解质层36中，电解液的溶剂是一种宽泛的概念，其不仅包括液状溶剂，甚至还包括能够使电解质盐解离的具有离子导电性的溶剂。因此，在使用具有离子导电性的高分子化合物的情况下，该高分子化合物也包含在溶剂中。
可以代替电解液被高分子化合物保持的凝胶状电解质层36而直接使用电解液。在这种情况下，电解液被浸渍于隔膜35中。
(绝缘层)
省略图示，本技术的电池具有与第一实施方式同样的绝缘层。该绝缘层被包括在作为电极组的卷绕电极体30中，例如在隔膜35与正极33之间、或者在隔膜35与负极34之间、或者在它们双方上都形成有绝缘层。
作为绝缘层的形成方法，既可以涂布形成于隔膜35的两个表面中的至少一个表面上，也可以涂布形成于正极33的两个表面中的至少一个表面上，也可以涂布形成于负极34的两个表面中的至少一个表面上。在将绝缘层涂布形成于隔膜35的两个表面中的至少一个表面上的情况下，也有时将绝缘层和隔膜35双方都包括在内而称为隔膜。
另外，电解质层36可以是绝缘层。在这种情况下，电解质层36包含绝缘性颗粒。作为绝缘性颗粒，能够使用与上述的绝缘性颗粒同样的颗粒。另外，在这种情况下，可以在隔膜35与正极33之间和在隔膜35与负极34之间至少一个之间不形成绝缘层。
(2-2)非水电解质电池的制造方法
非水电解质电池例如通过以下的三种程序来制造。
(第一制造方法)
在第一制造方法中，首先，以与第一实施方式同样的方式制作正极33和负极34。通过使电解质盐溶解于非水性溶剂来制备电解液。
接下来，制备包含电解液、高分子化合物以及溶剂的前体溶液，并将其涂布于正极33和负极34上之后，使其溶剂挥发以形成凝胶状电解质层36。在电解质层为绝缘层的情况下，作为前体溶液，使用还添加了绝缘性颗粒的溶液。然后，将正极引线31通过焊接等附接于正极集电体23A，并且将负极引线32通过焊接等附接于负极集电体34A。
接下来，将形成有电解质层36的正极33和负极34隔着在两个表面上已形成有绝缘层的隔膜35而层压和卷绕了之后，使保护胶带37粘合于其最外周部，制作卷绕电极体30。
最后，将卷绕电极体30夹入至两片薄膜状的外包装部件40之间之后，通过热熔合等来使该外包装部件40的外边缘部彼此粘合以封入卷绕电极体30。此时，在正极引线31及负极引线32与外包装部件40之间插入紧贴膜41。由此，完成了图3和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附接于正极33，并将负极引线32附接于负极34。然后，使正极33和负极34隔着在两个表面上已形成有绝缘层的隔膜35而层压并卷绕了之后，使保护胶带37粘合于其最外周部而制作作为卷绕电极体30的前体的卷绕体。
接着，将卷绕体夹入两片薄膜状的外包装部件40之间之后，使除了一边的外周边缘部以外的剩余的外周边缘部通过热熔合等而粘合，从而将卷绕体收纳于袋状的外包装部件40的内部。然后，制备包含电解液、作为高分子化合物的原料的单体、聚合引发剂以及根据需要而选的阻聚剂等其它材料的电解质用组合物，并将其注入至袋状的外包装部件40的内部之后，通过热熔合等来密封该外包装部件40的开口部。在电解质层为绝缘层的情况下，作为电解质用组合物，使用还添加了绝缘性颗粒的组合物。
最后，使单体热聚合而制备为高分子化合物，形成凝胶状电解质层36。由此，完成了非水电解质电池。
(第三制造方法)
在第三制造方法中，首先，除了使用在两个表面上涂布有高分子化合物和绝缘性颗粒的隔膜35以外，均与上述的第二制造方法同样地形成卷绕体并收纳于袋状的外包装部件40的内部。
接着，制备电解液并注入至外包装部件40的内部之后，通过热熔合等密封该外包装部件40的开口部。最后，向外包装部件40施加重量的同时加热，使隔膜35隔着高分子化合物而紧贴正极33和负极34。由此，电解液浸渍于高分子化合物中，该高分子化合物凝胶化而形成包含绝缘性颗粒的电解质层36(即绝缘层)，因此完成了非水电解质电池。
(效果)
本技术的第二实施方式所涉及的电池能够获得与第一实施方式同样的效果。
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来对电池组的构成的一个实例进行说明。
该电池组是使用了一个二次电池(单电池)的简易型电池组(所谓的软包)，被内置于例如以智能手机为代表的电子设备等中。电池组具备电池单元111和连接于电池单元111的电路基板116。电池单元111例如是第二实施方式所涉及的层压膜型二次电池。
在电池单元111的两侧面粘贴有一对粘着胶带118、119。在电路基板116上形成有保护电路(PCM：Protection Circuit Module，保护电路模块)。该电路基板116经由一对极耳114、115而连接于电池单元111的正极引线112和负极引线113，并连接于外部连接用的带连接器的引线117。在电路基板116已连接于电池单元111的状态下，该电路基板116从上下受到标签120和绝缘片131的保护。通过粘贴标签120而固定了电路基板116和绝缘片131等。
另外，如图6所示，电池组具备：相当于电源的电池单元111和电路基板116。电路基板116例如具备控制部121、开关部122、PTC123以及温度检测部124。电池单元111能够经由正极端子125和负极端子127而与外部连接，因此该电池单元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能使用温度检测端子(所谓的T端子)126来检测温度。
控制部121控制整个电池组的动作(包括电池单元111的使用状态)，包括例如中央运算处理装置(CPU)和存储器等。
例如，当电池电压到达过充电检测电压时，该控制部121使开关部122切断，从而使充电电流不流动至电池单元111的电流路径。另外，例如当在充电过程中大电流流动时，控制部121使开关部122切断来阻断充电电流。
除此以外，例如当电池电压到达过放电检测电压时，控制部121使开关部122切断，从而使放电电流不流动至电池单元111的电流路径。另外，例如当在放电过程中大电流流动时，控制部121使开关部122切断，从而阻断放电电流。
作为二次电池的过充电检测电压的一例而为4.20V±0.05V等。作为过放电检测电压的一例而为2.4V±0.1V等。
开关部122根据控制部121的指示而切换电池单元111的使用状态(可否进行电池单元111与外部设备的连接)。该开关部122包括例如充电控制开关和放电控制开关等。充电控制开关和放电控制开关例如为使用了金属氧化物半导体的场效应晶体管(MOSFET)等半导体开关。基于例如开关部122的导通电阻来检测充放电电流。
温度检测部124测量电池单元111的温度并将该测量结果输出至控制部121，包括例如热敏电阻等温度检测元件。由温度检测部124获得的测量结果用于在异常发热时控制部121进行充放电控制的情况和在算出剩余容量时控制部121进行校正处理的情况等。
电路基板116可以不具备PTC123。在这种情况下，可以另行在电路基板116上附设PTC元件。
4.第四实施方式
在本技术的第四实施方式中，将参照图7来对电子设备的构成的一个实例进行说明。
电子设备300具备电子设备主体的电子电路301和电池组200。电池组200经由正极端子231a和负极端子231b而与电子电路301电连接。电子设备300具有例如电池组200可由用户自由装卸的结构。电子设备300的结构并非限定于此，也可以具有电池组200被内置于电子设备300内以免电池组200可由用户从电子设备300上卸下的结构。
在电池组200的充电时，电池组200的正极端子231a、负极端子231b分别连接于充电器(未示出)的正极端子、负极端子。另一方面，在电池组200的放电时(在使用电子设备300时)，电池组200的正极端子231a、负极端子231b分别连接于电子电路301的正极端子、负极端子。
作为电子设备300，例如，可列举出：笔记本型个人计算机、台式计算机、便携式电话(例如智能手机等)、便携式信息终端(Personal Digital Assistants：PDA，个人数字助理)、显示装置(LCD、EL显示器、电子纸、头戴式显示器(HMD)等)、摄像装置(数码静态照相机、数码摄像机等)、音频设备(便携式音频播放器等)、游戏机、无绳电话分机、电子书、电子词典、收音机、耳机、导航系统、存储卡、起搏器(pacemaker)、助听器、电动工具、电动剃须刀、冰箱、空调、电视机、立体音响系统、水加热器、微波炉、洗碗机、洗衣机、干燥器、照明设备、玩具、医疗设备、机器人、负载调节器、信号器等，但并非限定于此。
(电子电路)
电子电路301具备例如CPU、外围逻辑部、接口部以及存储部等，控制整个电子设备300。
(电池组)
电池组200是包括组合电池201和充放电电路202的组合电池的电池组。组合电池201通过将多个二次电池201a串联和/或并联连接而构成。多个二次电池201a被连接成例如n并联m串联(n、m是正整数)。图7示出了六个二次电池201a被连接成两并联三串联(2P3S)的实例。作为二次电池201a，使用第一实施方式所涉及的电池。
在充电时，充放电电路202控制对组合电池201的充电。另一方面，放电时(即，在使用电子设备300时)，充放电电路202控制对电子设备300的放电。
可以使用第一实施方式或第二实施方式所涉及的电池、或者第三实施方式所涉及的单电池的电池组代替电池组200。
5.第五实施方式
在本技术的第五实施方式中，对蓄电装置具备第一实施方式或第二实施方式所涉及的电池的蓄电系统的实例进行说明。
该蓄电系统只要使用电力，则就可以是任何类型，也包括单纯的电力装置。该电力系统包括例如智能电网、家庭能源管理系统(HEMS)、车辆等，也能蓄电。
蓄电装置(蓄电模块)应用于例如以住宅为首的建筑物用或发电设备用的电能储存用电源等。作为蓄电装置的一个实例，可列举出蓄电模块，其包括将多个电池以并联或串联中的至少一种形式连接的电池块以及控制这些电池块的充电和放电的控制部。蓄电装置的构成的一个实例例如为多个电池块收纳于外壳中。电池能够使用第一实施方式所涉及的电池。
作为蓄电系统的实例，可列举出例如以下的第一至第五蓄电系统等。第一蓄电系统是通过由可再生能量进行发电的发电装置来对蓄电装置进行充电的蓄电系统。第二蓄电系统是具有蓄电装置并将电力供应给与蓄电装置连接的电子设备的蓄电系统。第三蓄电系统是包括从蓄电装置中接受电力供应的电子设备的蓄电系统。这些蓄电系统被实施为与外部的供电网络协作而实现高效的电力供应的系统。
第四蓄电系统是具备与其它设备经由网络而收发信号的电力信息收发部并基于收发部接收到的信息而进行上述的蓄电装置的充放电控制的电力系统。第五蓄电系统是从上述的蓄电装置中接受电力供应、或者将电力从发电装置或电力网供应给蓄电装置的电力系统。下面，对应用于住宅和电动车辆的蓄电系统进行说明。
(蓄电系统的结构)
下面，将参照图8来对第五实施方式所涉及的蓄电系统(电力系统)400的构成实例进行说明。该蓄电系统400是用于住宅的蓄电系统，将电力从火力发电402a、核力发电402b、水力发电402c等集中型电力系统402中经由电力网409、信息网412、智能电表407、电源集线器408等而供应给蓄电装置403。与此同时，将电力从家庭内发电装置404等独立电源中供应给蓄电装置403。对已供应给蓄电装置403的电力进行蓄电。使用蓄电装置403来供给在住宅401中使用的电力。不局限于住宅401，即使对于高楼，也能够使用同样的蓄电系统。
在住宅401设置有家庭内发电装置404、耗电装置405、蓄电装置403、控制各个装置的控制装置410、智能电表407、电源集线器408、取得各种信息的传感器411。各个装置通过电力网409和信息网412连接。作为家庭内发电装置404，利用太阳能电池、燃料电池等，将已发出的电力供应给耗电装置405和/或者蓄电装置403。耗电装置405为冰箱405a、空调装置405b、电视接收机405c、浴室405d等。并且，耗电装置405还包括电动车辆406。电动车辆406为电动汽车406a、混合动力汽车406b、电动摩托车406c等。
蓄电装置403包括一个以上的第一实施方式或第二实施方式所涉及的电池。智能电表407具有测量商用电力的用量并将测量出的用量发送至电力公司的功能。电力网409可以是直流供电、交流供电、非接触供电中的任一种或多个的组合。
各种传感器411为例如人感传感器、照度传感器、物体检测传感器、功耗传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器、红外线传感器等。由各种传感器411取得的信息发送至控制装置410。根据来自传感器的信息来掌握气象状态、人的状态等并自动控制耗电装置405，从而能够将能量消耗设为最小。并且，控制装置410能够将关于住宅401的信息通过因特网而发送至外部的电力公司等。
通过电源集线器408而进行电线的分叉和直流交流转换等处理。作为与控制装置410连接的信息网412的通信方式，具有：使用UART(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver：异步串行通信用收发电路)等通信接口的方法；利用Bluetooth(注册商标)、ZigBee、Wi-Fi等基于无线通信标准的传感器网络的方法。Bluetooth(注册商标)方式应用于多媒体通信，能够进行一对多连接的通信。ZigBee使用IEEE(电气和电子工程师协会)802.15.4的物理层。IEEE 802.15.4是被称为PAN(Personal Area Network，个人区域网络)或W(Wireless，无线)PAN的短距离无线网络标准的名称。
控制装置410与外部服务器413连接。该服务器413可由住宅401、电力公司和服务供应商中的任一个管理。服务器413收发的信息例如为耗电信息、生活方式信息、电费、天气信息、自然灾害信息、关于电力交易的信息。这些信息可以从家庭内的耗电装置(例如电视接收机)收发，但也可以从家庭外的装置(例如便携式电话机等)收发。这些信息可以显示于具有显示功能的设备例如电视接收机、便携式电话机、PDA等。
控制各个部分的控制装置410由CPU(中央处理单元)、RAM(随机存储器)、ROM(只读存储器)等构成，在该实例中被容纳于蓄电装置403中。控制装置410通过信息网412而与蓄电装置403、家庭内发电装置404、耗电装置405、各种传感器411、服务器413连接，具有例如调整商用电力的用量和发电量的功能。除此以外，还可以具备在电力市场中进行电力交易的功能等。
如以上那样，不仅能够将火力发电402a、核力发电402b、水力发电402c等集中型电力系统402的电力储存于蓄电装置403，而且能够将家庭内发电装置404(太阳能发电、风力发电)的发电电力储存于蓄电装置403。因此，能够进行如下之类的控制：即使家庭内发电装置404的发电电力变动，也使送出至外部的电量变为恒定或者按需进行放电。例如，也产生这样的用法：将由太阳能发电获得的电力储存于蓄电装置403内，并在夜间将电费便宜的深夜电力储存于蓄电装置403内，在白天的电费高的时段，将通过蓄电装置403已蓄积的电力进行放电来加以利用。
在该实例中，虽然说明了控制装置410容纳于蓄电装置403内的实例，但是，既可以容纳于智能电表407内，也可以单独构成。并且，既可以将集合住宅中的多个家庭作为对象来使用蓄电系统400，也可以将多个独户住宅作为对象来使用蓄电系统400。
6.第六实施方式
在本技术的第六实施方式中，对具备第一实施方式或第二实施方式所涉及的电池的电动车辆的一个实例进行说明。作为电动车辆，可列举出：铁路车辆、高尔夫球车、电动手推车、电动汽车(包括混合动力汽车)、农耕用作业车辆(例如拖拉机、联合收割机等)等。下面，对电动汽车的实例进行说明。
参照图9来对本技术的第六实施方式所涉及的电动车辆的构成实例进行说明。该混合动力车辆500是采用串联式混合动力系统的混合动力车辆。串联式混合动力系统是使用由发动机带动的发电机所发出的电力或预先将其暂且储存于电池中的电力而用电力驱动力转换装置503进行行驶的车。
在该混合动力汽车500中搭载有：发动机501、发电机502、电力驱动力转换装置503、驱动轮504a、驱动轮504b、车轮505a、车轮505b、电池508、车辆控制装置509、各种传感器510、充电口511。作为电池508，使用第一实施方式或第二实施方式所涉及的电池。
混合动力车辆500将电力驱动力转换装置503作为动力源来进行行驶。电力驱动力转换装置503的一个实例是电机。电力驱动力转换装置503通过电池508的电力来运转，该电力驱动力转换装置503的旋转力被传递至驱动轮504a、504b。通过在必要的部位使用直流-交流(DC-AC)或逆变换(AC-DC变换)，电力驱动力转换装置503不论是交流电机还是直流电机均可应用。各种传感器510通过车辆控制装置509来控制发动机转数或控制图中没有示出的节流阀的开度(节气门开度)。各种传感器510包括速度传感器、加速度传感器、发动机转数传感器等。
发动机501的旋转力被传递至发电机502，能够将由发电机502利用该旋转力而生成的电力蓄积于电池508。
当混合动力车辆500由图中没有示出的制动机构减速时，该减速时的阻力作为旋转力而施加于电力驱动力转换装置503，由电力驱动力转换装置503利用该旋转力而生成的再生电力被蓄积于电池508。
电池508通过充电口511而连接于混合动力车辆500的外部电源，从而也能够将充电口511作为输入口而从该外部电源上接受电力供应，并蓄积接收到的电力。
图中没有示出，可以具备根据关于电池的信息而进行关于车辆控制的信息处理的信息处理装置。作为这样的信息处理装置，例如，具有根据关于电池剩余电量的信息而进行电池剩余电量显示的信息处理装置等。
上述以使用由发动机带动的发电机所发出的电力或预先已将其暂且储存于电池中的电力并利用电动机行驶的串联式混合动力车为例进行了说明。但是，本技术也能有效地应用于将发动机和电动机的输出均作为驱动源并适当切换只用发动机行驶、只用电动机行驶、用发动机和电动机行驶这样的三种方式来使用的并联式混合动力车。并且，本技术也能有效地应用于所谓的电动车辆，其只利用驱动电机的驱动来行驶，而不使用发动机。
实施例
下面，将通过实施例来详细说明本技术。本技术并非限定于下述的实施例的结构。
以下的说明中的化A至化N正如下述这样：
化A：由式(2-1)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000331
化B：由式(1-1)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000332
化C：由式(1-2)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000333
化D：由式(1-3)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000334
化E：由式(1-4)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000341
化F：由式(2-2)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000342
化G：由式(2-3)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000343
化H：由式(2-4)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000344
化I：由式(2-5)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000345
化J：由式(1-5)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000351
化K：由式(2-6)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000352
化L：由式(2-7)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000353
化M：由式(2-8)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000354
化N：由式(3)表示的化合物
Figure BDA0001618993900000355
〈实施例1-1〉
(正极的制作)
在将碳酸锂(Li2CO3)和碳酸钴(CoCO3)以0.5:1的摩尔比混合了之后，在空气中以900℃烧制5个小时，由此得到了锂钴复合氧化物(LiCoO2)。
然后，通过将作为正极活性物质的锂钴复合氧化物91质量份、作为导电剂的石墨6质量份、作为粘合剂的聚偏二氟乙烯3质量份混合来制备为正极合剂，此后，通过使该正极合剂分散于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中来制备为糊状的正极合剂浆料。
最后，将正极合剂浆料涂布于由带状的铝箔(12μm厚度)构成的正极集电体的两个表面上并使其干燥了之后，再用辊压机进行压缩成型，由此形成了正极活性物质层。在此之后，将铝制的正极引线通过焊接而附接于正极集电体的一端。
(负极的制作)
将按质量计96％的作为负极活性物质的平均粒径15μm的粒状石墨粉末、按质量计1.5％的苯乙烯-丁二烯共聚物的丙烯酸改性体、按质量计1.5％的羧甲基纤维素以及适量的水进行搅拌，制备了负极浆料。
接着，将该负极合剂浆料均匀地涂布于由厚度15μm的带状铜箔构成的负极集电体的两个表面上并使其干燥，压缩成型而形成了负极活性物质层。那时，调整正极活性物质的量与负极活性物质的量，使完全充电时的开路电压(即电池电压)变为表1中记载的电压值。
(隔膜的制作)
作为隔膜，使用了在下述的隔膜的两个表面上形成有绝缘层的带耐热绝缘层的隔膜。
制备了使作为绝缘材料陶瓷颗粒(无机颗粒)的氧化铝颗粒以聚偏二氟乙烯：氧化铝颗粒＝20:80(质量比)分散后的聚偏二氟乙烯溶液。接着，将厚度12μm的微多孔性聚乙烯隔膜浸渍于使氧化铝颗粒分散后的聚偏二氟乙烯溶液中，其后，用水除去了N-甲基-2-吡咯烷酮，之后，使其在80℃的热风中进行了干燥。由此，在微多孔性聚乙烯隔膜的两个表面上一并形成5μm的绝缘层而制作了带耐热绝缘层的隔膜。
(电解液的制备)
电解液通过如下过程来得到：作为溶剂，将碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯以5:95(质量比)的比例进行了混合，使作为电解质盐的LiPF6以1.2mol/kg溶解于所得的混合溶剂中，再向所得到的溶液中添加相对于全部电解液按质量计1％的化B作为添加剂。
(电池的组装)
将正极、带耐热绝缘层的隔膜以及负极进行层压而设为层压体，再在其长度方向上卷绕该层压体，由此获得了电极卷绕体。用外包装膜夹着该电极卷绕体，而该外包装膜由一对树脂膜夹着铝箔而成，保留注入电解液的一个方向而对外周边缘部进行了热熔合。其后，注入电解液，通过将剩下的外包装膜的外周边缘部在减压下热熔合来封口，将电极卷绕体已密闭于外包装膜中。此时，已将正极端子和负极端子的贴着树脂片的部分夹入外包装膜的封口部中。按这种方式，完成了电池(层压膜型电池)。
〈实施例1-2〉至〈实施例1-35〉
除了按表1中记载的那样改变了电解液溶剂的组成以外，均通过与实施例1-1同样的方式制作了电池。
〈比较例1-1〉至〈比较例1-24〉
除了按表1中记载的那样改变了有无形成绝缘层、电解液溶剂的组成以及添加剂的种类和量中的至少一个以外，均通过与实施例1-1同样的方式制作了电池。在没有形成绝缘层的情况下，使用了厚度12μm的微多孔性聚乙烯隔膜来代替带耐热绝缘层的隔膜。
(评价)
对已制作的电池进行了以下说明的循环特性的评价。
(循环特性的评价)
循环特性首先在30℃下进行了三循环的充放电。直至第三循环为止的充放电以1mA/cm2的恒定电流密度充电直至电池电压达到规定的电压(表1所示的充电电压)为止，在该规定电压的恒压下充电直至电流密度达到了0.02mA/cm2为止之后，再以1mA/cm2的恒定电流密度进行充电至电池电压达到规定的电压(2.5V)为止。接着，进行了如下这样的第四循环的充放电：在50℃下以1mA/cm2的恒定电流密度充电直至电池电压达到规定的电压(表1所示的充电电压)为止，在该规定电压的恒压下充电直至电流密度达到了0.02mA/cm2为止之后，再在50℃下放电。此时，放电在50℃下以1mA/cm2的恒定电流密度进行至电池电压达到规定的电压(2.5V)为止。在相同的充放电条件下进行100循环的充放电，求出了在将第四循环的放电容量设为100的情况下的第104循环的放电容量维持率(％)。
将测量结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0001618993900000381
Figure BDA0001618993900000391
＊EC：碳酸乙烯酯，PC：碳酸丙烯酯，EMC：碳酸甲乙酯，DMC：碳酸二甲酯
电解液溶剂组成项目的数值是相对于非水溶剂的总质量的质量百分比[质量百分数](在以下的表2至表10中也同样)。
如表1所示，实施例1-1至实施例1-35通过具有绝缘层且使用包含非水溶剂和作为添加剂的化B的电解液，其中，该非水溶剂包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，能够使高温循环特性提高。
〈实施例2-1〉至〈实施例2-59〉
除了按表2中记载的那样改变了添加剂的种类和量以外，均通过与实施例1-18同样的方式制作了电池。
〈比较例2-1〉至〈比较例2-4〉
除了按表2中记载的那样使添加剂的种类和量变化了以外，均通过与实施例2-1同样的方式制作了电池。
(评价)
以与实施例1-1同样的方式对已制作的电池进行了循环特性的评价。将测量结果示于表2。需要说明的是，实施例1-18、比较例1-9至比较例1-10以及比较例1-20至比较例1-22的测量结果也示于表2中。
[表2]
Figure BDA0001618993900000401
Figure BDA0001618993900000411
如表2所示，实施例2-1至实施例2-59和实施例1-18通过具有绝缘层且使用包含非水溶剂以及化A至化D和化F至化M中的任一个作为添加剂的电解液，其中，该非水溶剂包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，能够使高温循环特性提高。在添加剂的量为按质量计0.1％以上3％以下的情况下，能够获得更优异的效果。
〈实施例3-1〉至〈实施例3-42〉
除了按表3所示的那样改变了电解液溶剂的组成、添加剂的种类和量以外，均通过与实施例2-3同样的方式制作了电池。
(评价)
以与实施例1-1同样的方式对已制作的电池进行了循环特性的评价。将测量结果示于表3。实施例2-3、实施例1-18、实施例2-17、实施例2-22以及实施例2-27的测量结果也示于表3。
[表3]
Figure BDA0001618993900000421
Figure BDA0001618993900000431
如表3所示，实施例3-1至实施例3-42即使在使用了各种其它添加剂等的情况下，通过具有绝缘层且使用包含非水溶剂以及化A、化B、化D、化F和化G中的任一个作为添加剂的电解液，其中，该非水溶剂包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，也能够提高高温循环特性。
〈实施例4-1〉至〈实施例4-60〉
除了按表4所示的那样改变了电解液溶剂的组成、添加剂的种类和量以及充电电压以外，均通过与实施例1-1同样的方式制作了电池。
〈比较例4-1〉至〈比较例4-9〉
除了按表4所示的那样改变了绝缘层形成的有无、电解液溶剂的组成以及添加剂的种类和量中的至少一个以外，均通过与实施例4-1同样的方式制作了电池。
(评价)
以与实施例1-1同样的方式对已制作的电池进行了循环特性的评价。将测量结果示于表4。充电时的规定电压是表4所示的电压值。
[表4]
Figure BDA0001618993900000432
Figure BDA0001618993900000441
Figure BDA0001618993900000451
如表4所示，在充电电压为4.2V的情况下，实施例4-1至实施例4-60通过具有绝缘层且使用包含非水溶剂以及化A至化D和化F至化M中的任一个作为添加剂的电解液，其中，该非水溶剂包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，从而能够使高温循环特性提高。
〈实施例5-1〉
(正极和负极的制作)
通过与实施例1-1同样的方式制作了正极和负极。
(电解质层(绝缘层)的形成)
在已制作的正极和负极上，作为绝缘层，形成了包含氧化铝颗粒作为绝缘材料的陶瓷颗粒的凝胶状电解质层。
要形成凝胶状电解质层，首先，将以按质量计6.9％的比例共聚了六氟丙烯的聚偏二氟乙烯、平均粒径为0.3μm的氧化铝颗粒粉末、非水电解液以及碳酸二甲酯混合并搅拌，使它们溶解，得到了凝胶状的电解质溶液。
在此，非水电解液使LiPF6以1mol/kg的比例溶解于碳酸乙烯酯与碳酸丙烯酯的混合溶剂(质量比＝1:1)中，并添加了按质量计0.01％的化A作为添加剂。
接下来，将所得到的凝胶状电解质溶液均匀地涂布于正极和负极的两个表面上。其后，使其干燥并除去了碳酸二甲酯。按这种方式，在正极和负极的两个表面上形成了凝胶状电解质层。
接下来，将按上述那样制作出的、在两个表面上形成有凝胶状电解质层的带状的正极和在两个表面上形成有凝胶状电解质层的带状的负极层压而设为层压体，再将该层压体沿其长度方向卷绕，由此得到了电极卷绕体。最后，用外包装膜夹着该电极卷绕体，而该外包装膜由一对树脂膜夹着铝箔而成，通过在减压下将外包装膜的外周边缘部进行热熔合来封口，将电极卷绕体密闭于外包装膜中。此时，已将正极端子和负极端子的贴着树脂片的部分夹入外包装膜的封口部中。按这种方式，完成了凝胶状电解质电池。
〈实施例5-2〉至〈实施例5-25〉
除了按表5中记载的那样改变了电解液溶剂的组成、添加剂的种类和量以外，均通过与实施例5-1同样的方式制作了电池。
〈比较例5-1〉至〈比较例5-9〉
除了按表5中记载的那样改变了绝缘层形成的有无、电解液溶剂的组成以及添加剂的种类和量中的至少一个以外，均通过与实施例5-1同样的方式制作了电池。
(评价)
以与实施例1-1同样的方式对已制作的电池进行了循环特性的评价。将测量结果示于表5。充电时的规定电压是表5所示的电压值。
[表5]
Figure BDA0001618993900000471
如表5所示，实施例5-1至实施例5-25通过具有绝缘层且使用包含非水溶剂以及化A至化B、化D和化F至化G中的任一个作为添加剂的电解液，其中，该非水溶剂包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，能够使高温循环特性提高。
〈实施例6-1〉
制作使用了硅作为负极活性物质的下述负极。调整了正极活性物质的量和负极活性物质的量以使充电电压成为4.35V。将电解液溶剂的组成设为碳酸乙烯酯：碳酸丙烯酯：碳酸甲乙酯＝33.3:33.3:33.4(质量比)，并按表6中记载的那样改变了添加剂和添加量。除了上述以外，均通过与实施例1-1同样的方式制作了电池。
(负极的制作)
使用平均粒径5μm的硅粉末作为负极活性物质，将该硅粉末90质量份、石墨粉末5质量份以及作为粘合剂的聚酰亚胺前驱物5质量份混合，添加N-甲基-2-吡咯烷酮而制作了浆料。将该负极合剂浆料均匀地涂布于由厚度15μm的带状铜箔构成的负极集电体22A的两个表面并使其干燥，在压缩成型之后，在真空气氛下以400℃加热12个小时，由此形成了负极活性物质层22B。
〈实施例6-2〉至〈实施例6-25〉
除了按表6中记载的那样改变了电解液溶剂的组成、添加剂的种类和量以外，均通过与实施例6-1同样的方式制作了电池。
〈比较例6-1〉至〈比较例6-9〉
除了按表6中记载的那样改变了绝缘层形成的有无、电解液溶剂的组成、添加剂的种类和量以外，均通过与实施例6-1同样的方式制作了电池。
(评价)
以与实施例1-1同样的方式对已制作的电池进行了循环特性的评价。将测量结果示于表6。充电时的规定电压是表6所示的电压值。
[表6]
Figure BDA0001618993900000491
如表6所示，实施例6-1至实施例6-25通过具有绝缘层且使用包含非水溶剂以及化A至化B、化D和化F至化G中的任一个作为添加剂的电解液，其中，该非水溶剂包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，能够使高温循环特性提高。
〈实施例7-1〉
制作了将正极活性物质种类变为下述的下述正极。调整了正极活性物质的量和负极活性物质的量以使充电电压成为4.6V。将电解液溶剂的组成设为碳酸乙烯酯：碳酸丙烯酯：碳酸甲乙酯＝25:25:50(质量比)，并按表7中记载的那样改变了添加剂和添加量。除了上述以外，均通过与实施例1-1同样的方式制作了电池。
(正极活性物质的制作)
在获得Li1.13(Mn0.6Ni0.2Co0.2)0.87Al0.01O2的情况下，将硫酸镍(NiSO4)、硫酸钴(CoSO4)、硫酸锰(MnSO4)以及铝酸钠(NaAlO2)进行混合。在这种情况下，将混合比(摩尔比)设为了Mn：Ni：Co＝60：20：20和Al：(Mn+Ni+Co)＝1：86。然后，使混合物分散于水中之后，一边充分地搅拌，一边添加氢氧化钠(NaOH)，从而得到了锰镍钴铝复合共沉淀氢氧化物。然后，将共沉淀物水洗之后再使其干燥，在此之后，添加氢氧化锂单水合盐而得到了前驱物。在这种情况下，将混合比(摩尔比)设为了Li：(Mn+Ni+Co+Al)＝113：87。然后，在大气中将前驱物以800℃烧制10个小时，得到了作为目标的正极活性物质。
〈实施例7-2〉至〈实施例7-25〉
除了按表7中记载的那样改变了电解液溶剂的组成、添加剂的种类和量以外，均通过与实施例7-1同样的方式制作了电池。
〈比较例7-1〉至〈比较例7-9〉
除了按表7中记载的那样改变了绝缘层形成的有无、电解液溶剂的组成以及添加剂的种类和量中的至少一个以外，均通过与实施例7-1同样的方式制作了电池。
(评价)
以与实施例1-1同样的方式对已制作的电池进行了循环特性的评价。将测量结果示于表7。充电时的规定电压是表7所示的电压值。
[表7]
Figure BDA0001618993900000511
如表7所示，在实施例7-1至实施例7-25中，在充电电压为4.6V的情况下，通过具有绝缘层且使用包含非水溶剂以及化A至化B、化D和化F至化G中的任一个作为添加剂的电解液，其中，该非水溶剂包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，从而能够使高温循环特性提高。
〈实施例8-1〉
制作了将正极活性物质种类变为下述的正极。调整了正极活性物质的量和负极活性物质的量以使充电电压成为4.95V。将电解液溶剂的组成设为碳酸乙烯酯：碳酸丙烯酯：碳酸二乙酯＝25:25:50(质量比)，并按表8中记载的那样改变了添加剂和添加量。除了上述以外，均通过与实施例1-1同样的方式制作了电池。
(正极活性物质的制作)
称量碳酸锂(Li2CO3)、二氧化锰(MnO2)以及氧化镍(NiO)以使它们成为规定的摩尔比，之后，使用球磨机来进行混合。接着，在大气中将混合物以800℃×10小时进行了烧制后冷却。接着，使用球磨机来将混合物进行了再混合，之后，在大气中以700℃×10小时进行烧制而得到了设为目标的、作为正极活性物质的锂镍锰复合氧化物(LiNi0.5Mn1.5O4)。
〈实施例8-2〉至〈实施例8-25〉
除了按表8所示的那样改变了电解液溶剂的组成、添加剂的种类和量以外，均通过与实施例8-1同样的方式制作了电池。
〈比较例8-1〉至〈比较例8-9〉
除了按表8所示的那样改变了绝缘层形成的有无、电解液溶剂的组成以及添加剂的种类和量中的至少一个以外，均通过与实施例8-1同样的方式制作了电池。
(评价)
以与实施例1-1同样的方式对已制作的电池进行了循环特性的评价。将测量结果示于表8。充电时的规定电压是表8所示的电压值。
[表8]
Figure BDA0001618993900000531
＊DEC：碳酸二乙酯
如表8所示，在充电电压为4.95V的情况下，实施例8-1至实施例8-25通过具有绝缘层且使用包含非水溶剂以及化A至化B化D和化F至化G中的任一个作为添加剂的电解液，其中，该非水溶剂包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，能够使高温循环特性提高。
〈实施例9-1〉
如以下这样制作了正极和绝缘层。使用了不具有绝缘层的厚度12μm的微多孔性聚乙烯隔膜来代替带耐热绝缘层的隔膜。除了上述以外，均通过与实施例1-1同样的方式制作了电池。
(正极和绝缘层的制作)
通过与实施例1-1同样的方式制作了正极。将作为陶瓷颗粒的氧化铝颗粒粉末80质量份和作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)20质量份进行混合，用N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂进行稀释而制备了混合液。将正极浸泡于上述混合液，用凹版(gravure)辊控制了膜厚之后，使正极通过120℃气氛的干燥器中来除去溶剂，制作了在正极上形成有5μm厚度的多孔膜(绝缘层)的正极22。在此之后，将正极引线附接于正极集电体的一端。
〈实施例9-2〉至〈实施例9-12〉
除了按表9所示的那样改变了电解液溶剂组成、添加剂的种类和量以外，均通过与实施例9-1同样的方式制作了电池。
〈比较例9-1〉至〈比较例9-6〉
除了按表9所示的那样改变了绝缘层形成的有无、电解液溶剂的组成以及添加剂的种类和量中的至少一个以外，均通过与实施例9-1同样的方式制作了电池。
(评价)
以与实施例1-1同样的方式对已制作的电池进行了循环特性的评价。将测量结果示于表9。
[表9]
Figure BDA0001618993900000551
如表9所示，实施例9-1至实施例9-12通过具有形成于正极上的绝缘层且使用包含非水溶剂以及化A至化E中的任一个作为添加剂的电解液，其中，该非水溶剂包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，能够使高温循环特性提高。
(评价)
以与实施例1-1同样的方式对已制作的电池进行了循环特性的评价。将测量结果示于表9。
〈实施例10-1〉
如以下这样制作了负极和绝缘层。使用了不具有绝缘层的厚度12μm的微多孔性聚乙烯隔膜来代替带耐热绝缘层的隔膜。除了上述以外，均通过与实施例1-1同样的方式制作了电池。
(负极和绝缘层的制作)
通过与实施例1-1同样的方式制作了负极。将作为陶瓷颗粒的氧化铝颗粒粉末80质量份和作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)20质量份进行混合，用N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂进行稀释而制备了混合液。将负极浸泡于上述混合液，用凹版(gravure)辊控制了膜厚之后，使正极板通过120℃气氛的干燥器中来除去溶剂，制作了在负极上形成有5μm厚度的多孔膜(绝缘层)的负极。在此之后，将镍制负极引线附接于负极集电体的一端。
〈实施例10-2〉至〈实施例10-12〉
除了按表10所示的那样改变了电解液溶剂组成、添加剂的种类和量以外，均通过与实施例10-1同样的方式制作了电池。
〈比较例10-1〉至〈比较例10-6〉
除了按表10所示的那样改变了绝缘层形成的有无、电解液溶剂的组成以及添加剂的种类和量中的至少一个以外，均通过与实施例10-1同样的方式制作了电池。
(评价)
以与实施例1-1同样的方式对已制作的电池进行了循环特性的评价。将测量结果示于表10。比较例1-3、比较例1-5以及比较例1-11的测量结果也示于表10。
[表10]
Figure BDA0001618993900000561
如表10所示，实施例10-1至实施例10-12通过具有形成于正极上的绝缘层且使用包含非水溶剂以及化A至化E中的任一个作为添加剂的电解液，其中，该非水溶剂包含按质量计5％以上的碳酸丙烯酯，能够使高温循环特性提高。
7.其它实施方式(变形例)
以上，虽然通过各实施方式和变形例说明了本技术，但本技术并非限定于这些，能够在本技术的宗旨的范围内进行各种变形。
例如，在上述的实施方式和实施例中已列举的数值、结构、形状、材料、原料、制造过程等终归只不过是例子，也可以根据需要而使用与这些不同的数值、结构、形状、材料、原料、制造过程等。
只要不脱离本技术的主旨，则就能将上述的实施方式和实施例的构成、方法、工序、形状、材料以及数值等互相组合。
本技术所涉及的电池也能同样地应用于具有方型等其它电池结构的情况。在第一至第二实施方式中，也可以使用层压型电极体来代替卷绕型电极体。本技术所涉及的电池也能应用于例如智能手表、头戴式显示器、iGlass(注册商标)等可穿戴终端上所搭载的柔性电池等。本技术所涉及的电池也能应用于例如航空器、无人驾驶飞机等飞行体等上所搭载的电池。
本技术也能够采用以下的构成：
[1]
一种电池，其具备：
电极组，包括正极和负极；以及
电解质，包含电解液，
所述电极组包括具有绝缘性材料的绝缘层，
所述电解液包含：
非水溶剂，含有按质量计5％以上的碳酸丙烯酯；以及
由式(1)至式(2)的化合物的至少一种构成的添加剂。
[化18]
Figure BDA0001618993900000581
(式中，R1和R2分别独立地为氢基、可具有取代基的碳原子数1至4的烷基、烯基或炔基。n为1至3的整数。M为金属离子。)
Figure BDA0001618993900000582
(式中，R3、R4以及R5分别独立地为氢基、可具有取代基的碳原子数1至4的烷基、烯基或炔基。)
[2]根据[1]中所述的电池，其中，所述添加剂的含量为按质量计0.01％以上5％以下。
[3]根据[1]至[2]中任一项所述的电池，其中，所述绝缘性材料为绝缘性颗粒。
[4]根据[3]中所述的电池，其中，所述绝缘性颗粒为无机颗粒。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的电池，其中，所述绝缘层配置于所述正极与所述负极之间。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的电池，其中，所述电极组还包括配置于所述正极与所述负极之间的隔膜，
所述绝缘层配置于所述隔膜与所述正极之间和所述隔膜与所述负极之间至少一方之间。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的电池，其中，所述负极活性物质层包含硅的单质、合金和化合物中的至少一种作为负极活性物质。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的电池，其中，所述电解液包含二腈化合物、环状磺酸酯、链状磺酸酯、环状醚、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂以及双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂中的至少一种。
[9]根据[1]至[8]中任一项所述的电池，其中，所述非水电解质还包含保持所述电解液的高分子化合物。
[10]根据[1]至[9]中任一项所述的电池，其中，每一对所述正极和所述负极的完全充电状态下的开路电压为4.40V以上6.00V以下。
[11]一种电池，其中，具备：
电极组，包括正极和负极；以及
电解质，包含电解液、保持该电解液的高分子化合物以及绝缘性材料，
所述电解液包含：
非水溶剂，含有按质量计5％以上的碳酸丙烯酯；以及
由式(1)至式(2)的化合物的至少一种构成的添加剂。
[12]一种电池组，具有：
[1]至[11]中任一项所述的电池；以及
控制部，控制所述电池。
[13]一种电子设备，其中，从[1]至[11]中任一项所述的电池中接受电力供应。
[14]一种电动车辆，其中，具有：
[1]至[11]中任一项所述的电池；
转换装置，从所述电池中接受电力供应并转换成车辆的驱动力；以及
控制装置，根据关于所述电池的信息而进行关于车辆控制的信息处理。
[15]一种蓄电装置，其中，具有[1]至[11]中任一项所述的电池，将电力供应给与所述电池连接的电子设备。
[16]根据[15]所述的蓄电装置，其中，具有经由网络而与其它设备收发信号的电力信息控制装置，
所述电力信息控制装置根据接收到的信息而进行所述电池的充放电控制。
[17]一种电力系统，其中，从[1]至[11]中任一项所述的电池中接受电力供应。
[18]根据[17]所述的电力系统，其中，将电力从发电装置或电力网供应给所述电池。
符号说明
11…电池壳12、13…绝缘板14…电池盖15A…圆盘板15…安全阀机构16…热敏电阻元件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…组合电池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…电力驱动力转换装置508…电池509…车辆控制装置。

Claims (18)

1.一种电池，具备：
电极组，包括正极和负极；以及
电解质，包含电解液，
所述电极组包括具有绝缘性材料的绝缘层，
所述电解液包含：
非水溶剂，含有按质量计5％以上的碳酸丙烯酯；以及
由式(1)至式(2)的化合物的至少一种构成的添加剂，
[化1]
Figure FDA0001618993980000011
式中，R1和R2分别独立地为氢基、可具有取代基的碳原子数1至4的烷基、烯基或炔基，n为1至3的整数，M为金属离子，
Figure FDA0001618993980000012
式中，R3、R4以及R5分别独立地为氢基、可具有取代基的碳原子数1至4的烷基、烯基或炔基。
2.根据权利要求1所述的电池，其中，
所述添加剂的含量为按质量计0.01％以上5％以下。
3.根据权利要求1所述的电池，其中，
所述绝缘性材料为绝缘性颗粒。
4.根据权利要求3所述的电池，其中，
所述绝缘性颗粒为无机颗粒。
5.根据权利要求1所述的电池，其中，
所述绝缘层配置于所述正极与所述负极之间。
6.根据权利要求1所述的电池，其中，
所述电极组还包括配置于所述正极与所述负极之间的隔膜，
所述绝缘层配置于所述隔膜与所述正极之间和所述隔膜与所述负极之间至少一方之间。
7.根据权利要求1所述的电池，其中，
负极活性物质层包含硅的单质、合金和化合物中的至少一种作为负极活性物质。
8.根据权利要求1所述的电池，其中，
所述电解液包含二腈化合物、环状磺酸酯、链状磺酸酯、环状醚、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂以及双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的电池，其中，
非水电解质还包含保持所述电解液的高分子化合物。
10.根据权利要求1所述的电池，其中，
每一对所述正极和所述负极的完全充电状态下的开路电压为4.40V以上6.00V以下。
11.一种电池，具备：
电极组，包括正极和负极；以及
电解质，包含电解液、保持该电解液的高分子化合物以及绝缘性材料，
所述电解液包含：
非水溶剂，含有按质量计5％以上的碳酸丙烯酯；以及
由式(1)至式(2)的化合物的至少一种构成的添加剂，
[化2]
Figure FDA0001618993980000031
式中，R1和R2分别独立地为氢基、可具有取代基的碳原子数1至4的烷基、烯基或炔基，n为1至3的整数，M为金属离子，
Figure FDA0001618993980000032
式中，R3、R4以及R5分别独立地为氢基、可具有取代基的碳原子数1至4的烷基、烯基或炔基。
12.一种电池组，具有：
权利要求1所述的电池；以及
控制部，控制所述电池。
13.一种电子设备，所述电子设备从权利要求1所述的电池中接受电力供应。
14.一种电动车辆，具有：
权利要求1所述的电池；
转换装置，从所述电池中接受电力供应并转换成车辆的驱动力；
以及
控制装置，根据关于所述电池的信息而进行关于车辆控制的信息处理。
15.一种蓄电装置，具有权利要求1所述的电池，将电力供应给与所述电池连接的电子设备。
16.根据权利要求15所述的蓄电装置，其中，
具有经由网络而与其它设备收发信号的电力信息控制装置，
所述电力信息控制装置根据接收到的信息而进行所述电池的充放电控制。
17.一种电力系统，所述电力系统从权利要求1所述的电池中接受电力供应。
18.根据权利要求17所述的电力系统，其中，
将电力从发电装置或电力网供应给所述电池。
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