CN109524710A - 固体电解质分隔体、二次电池、电池组以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固体电解质分隔体、二次电池、电池组以及车辆，具体地，本发明提供可实现优异的循环寿命特性的固体电解质分隔体、具备该固体电解质分隔体的二次电池、具备该二次电池的电池组、以及具备该电池组的车辆。根据一实施方式，提供固体电解质分隔体。该固体电解质分隔体是含有具有锂离子传导性的固体电解质的片材。沿片材的面内方向的周边区域的第1锂离子传导率低于沿片材的面内方向的中央区域的第2锂离子传导率。

Description

固体电解质分隔体、二次电池、电池组以及车辆
技术领域
本发明的实施方式涉及固体电解质分隔体、二次电池、电池组以及车辆。
背景技术
包含可吸留/释放锂离子的正极和负极的非水电解质二次电池作为高能量密度的电池，在电动车辆、电力蓄电和信息设备等各种领域广泛普及应用。与此相伴，来自市场的要求日益增加，目前正在进行积极的研究。
在将非水电解质二次电池用于电动车辆用电源的用途中，要求能量密度高，即，每单位重量或单位体积的放电容量大。
另一方面，每单位重量或单位体积的放电容量越大，安全性越成问题，要求具有更进一步优异的安全性的二次电池。解决这个问题的一个答案是全固体二次电池。全固体二次电池是使用如字面意思的固体电解质代替以往的非水电解质(即有机系电解液)的二次电池。由于有机系电解液是着火性的，因而正在积极进行提高使用有机系电解液时的安全性的技术开发。尽管如此，也难以确保充分的安全性。全固体二次电池由于可以不使用有机系电解液，因此在这种情况下不会着火。故而，全固体二次电池是安全性极高的二次电池。
但是，由于全固体二次电池在正极和负极之间锂离子传导性容易下降，因而有时根据电池的构成的不同而使用电解液。
发明内容
本发明要解决的课题是，提供可实现优异的循环寿命特性的固体电解质分隔体、具备该固体电解质分隔体的二次电池、具备该二次电池的电池组、以及具备该电池组的车辆。
根据第1实施方式，提供固体电解质分隔体。该固体电解质分隔体是含有具有锂离子传导性的固体电解质的片材。沿片材的面内方向的周边区域的第1锂离子传导率低于沿片材的面内方向的中央区域的第2锂离子传导率。
根据第2实施方式，提供二次电池。该二次电池包括：作为正极和负极中的一方的第1电极、作为正极和负极中的另一方的第2电极、和第1实施方式的固体电解质分隔体。
根据第3实施方式，提供电池组。该电池组包括第2实施方式的二次电池。
根据第4实施方式，提供车辆。该车辆包括第3实施方式的电池组。
根据上述构成，可以提供可实现优异的循环寿命特性的固体电解质分隔体、具备该固体电解质分隔体的二次电池、具备该二次电池的电池组、以及具备该电池组的车辆。
附图说明
[图1]是概略性地示出第1实施方式的固体电解质分隔体的一例的平面图。
[图2]是沿图1所示的固体电解质分隔体的II-II线的截面图。
[图3]是概略性地示出第1实施方式的固体电解质分隔体的另一例的平面图。
[图4]是概略性地示出第2实施方式的二次电池的一例的透视图。
[图5]是沿图4所示的二次电池的V-V线的截面图。
[图6]是概略性地示出第2实施方式的二次电池的另一例的截面图。
[图7]是概略性地示出第2实施方式的二次电池的再一例的截面图。
[图8]是概略性地示出第2实施方式的二次电池的再一例的截面图。
[图9]是概略性地示出第2实施方式的二次电池的再一例的截面图。
[图10]是概略性地示出第2实施方式的二次电池的再一例的截面图。
[图11]是图10所示的二次电池的A部放大的截面图。
[图12]是概略性地示出第2实施方式的电池模块的一例的透视图。
[图13]是概略性地示出第3实施方式的电池组的一例的分解透视图。
[图14]是示出图13所示的电池组的电路的一例的框图。
[图15]是概略性地示出第4实施方式的车辆的一例的截面图。
[图16]是概略性地示出第4实施方式的车辆的另一例的图。
(附图标记说明)
1…电极组、2…外包装部件、3…负极、3a…负极集电体、3b…负极活性物质含有层、3c…负极集电片(tab)部、5…正极、5a…正极集电体、5b…正极活性物质含有层、5c…正极集电片(tab)部、6…负极端子、7…正极端子、10…固体电解质分隔体、11…中央区域、12…周边区域、21…汇流排、22…正极侧引线、23…负极侧引线、24…胶带、31…装纳容器、32…盖、33…保护片、34…印刷线路板、35…配线、40…车辆本体、41…车辆用电源、42…电控制装置、43…外部端子、44…逆变器、45…驱动马达、51…固体电解质分隔体的宽度、52…中央区域的宽度、53a…周边区域的宽度、53b…周边区域的宽度、100…二次电池、111…第2部分、121…第1部分、200…电池模块、200a…电池模块、200b…电池模块、200c…电池模块、300…电池组、300a…电池组、300b…电池组、300c…电池组、301a…电池模块监视装置、301b…电池模块监视装置、301c…电池模块监视装置、341…正极侧连接器、342…负极侧连接器、343…热敏电阻、344…保护电路、345…配线、346…配线、347…通电用的外部端子、348a…正侧配线、348b…负侧配线、400…车辆、411…电池管理装置、412…通信总线、413…正极端子、414…负极端子、415…开关装置、L1…连接线、L2…连接线、W…驱动轮、t…固体电解质层的厚度、v…中央区域的宽度、w…周边区域的宽度。
具体实施方式
以下，适当参照附图，说明实施方式。予以说明，在所有实施方式中，对共通的构成赋予相同的附图标记，并且省略其重复说明。另外，各图是用于说明实施方式并促进其理解的示意图，虽然其形状、尺寸、比例等与实际的装置有不同之处，但考虑到以下的说明和公知技术，可适当地设计变更其形状、尺寸、比例等。
(第1实施方式)
根据第1实施方式，提供固体电解质分隔体。该固体电解质分隔体是含有具有锂离子传导性的固体电解质的片材。沿片材的面内方向的周边区域的第1锂离子传导率低于沿片材的面内方向的中央区域的第2锂离子传导率。
以往，为了防止正极与负极接触，例如，形成了在正极和负极之间夹入分隔体而成的层叠型的电极组。作为该分隔体，例如可使用含有高分子材料的合成树脂制无纺布等，但这样的分隔体一般不具有离子传导性或离子传导性非常低。故而，为了在正极和负极之间往来锂离子等载流子，例如，必须使用含有有机溶剂的电解液。
但是，近年来，正在研究代替合成树脂制无纺布等分隔体，使用包含具有离子传导性的固体电解质粒子的分隔体(固体电解质分隔体)的结构。由于固体电解质分隔体是绝缘性的且具有离子传导性，因而除了具有防止正极和负极接触的功能以外，也能兼具作为用于传递载流子的介质的功能。其结果，含有有机溶剂的电解液不再是必须的，还能有提高作为二次电池的体积能量密度的余地。即，通过使用固体电解质分隔体，期待得到安全性优异、高能量密度的二次电池。
但是，也存在因使用固体电解质分隔体而产生的问题。制造二次电池时，有时使正极的大小和负极的大小互不相同。其目的是例如，使正极和负极的反应面积互不相同，或者使各部件的堆叠变得容易。
本发明人等发现，在层叠大小互不相同的正极和负极、在这些正极和负极之间存在固体电解质分隔体层的情况下，由于离子的流动集中在较小一方的电极的角部(角落部)而电流集中，因而与电极的中央区域相比，在角部存在活性物质较早劣化的倾向。
因此，本发明人等通过使固体电解质分隔体层的周边区域的离子传导率比中央区域低，使得离子的流动不集中在较小一方的电极的角部，成功地提高了作为二次电池的循环寿命特性。
以下，参照附图说明实施方式的固体电解质分隔体。
图1是概略性地示出实施方式的固体电解质分隔体的一例的平面图。图2是沿图1所示的固体电解质分隔体的II-II线的截面图。图3是概略性地示出实施方式的固体电解质分隔体的另一例的平面图。
以下的说明中，X方向和Y方向是相对于固体电解质分隔体的主表面平行且相互正交的方向。另外，Z方向是相对于X方向和Y方向垂直的方向。即，Z方向为厚度方向。面内方向是指相对于Z方向垂直的方向。
固体电解质分隔体10的主要的面及其相反侧的面的面积具有与其他面的面积相比显著大的片状。本说明书中，有时将主要的面称为主表面。固体电解质分隔体10例如具有基本上正方形或基本上矩形的片状。图1～图3中，示出了固体电解质分隔体10具有沿X方向和Y方向延伸的矩形的片状的情况。固体电解质分隔体10含有具有锂离子传导性的固体电解质。固体电解质例如为粒状。
固体电解质分隔体10包括中央区域11和周边区域12。中央区域11是沿固体电解质分隔体10的面内方向的中央区域，周边区域12是沿固体电解质分隔体10的面内方向的周边区域。
图1和图2中，周边区域12在固体电解质分隔体10的四边设置成框架状。周边区域12相对于X方向或Y方向具有一定的宽度。如图3所示，周边区域12在固体电解质分隔体10的四边中也可以仅设置在相对的两边。
图1中，示出了沿面内方向中的一个方向的固体电解质分隔体10的宽度51、沿该一个方向的中央区域11的宽度52、以及沿该一个方向的周边区域12的宽度。周边区域12的宽度为沿该一个方向的一个端部的宽度53a和另一个端部的宽度53b的合计宽度。沿该一个方向的一个端部的宽度53a和另一个端部的宽度53b的合计有时也称为周边区域12的合计宽度。
周边区域12的宽度相对于固体电解质分隔体10的宽度51的比例例如在1％～30％的范围内。该比例过高时，作为固体电解质分隔体的锂离子传导率过低，有充放电效率下降的倾向。固体电解质分隔体10的宽度、中央区域11的宽度和周边区域12的宽度的测定方法如后所述。
周边区域12的第1锂离子传导率低于中央区域11的第2锂离子传导率。固体电解质分隔体的锂离子传导率的测定方法如后所述。
周边区域12在25℃的第1锂离子传导率例如为1×10-4S/cm以下，优选为1×10-10S/cm以下。另一方面，中央区域11在25℃的第2锂离子传导率例如为1×10-7S/cm以上，优选为1×10-4S/cm以上。
中央区域11的第2锂离子传导率相对于周边区域12的第1锂离子传导率的比例如在1～1×1014的范围内，优选为1×106以上。当中央区域与周边区域的锂离子传导率的比在该范围内时，与中央区域相比，可以减少周边区域的锂离子的传导量。
中央区域11含有固体电解质粒子。中央区域11可以单独含有后述的固体电解质粒子中的1种，也可以混合含有2种以上。中央区域11还可以含有后述的无机化合物粒子。中央区域11还可以含有粘合剂等其他成分。
周边区域12可以含有固体电解质粒子，也可以不含固体电解质粒子。在周边区域12含有固体电解质粒子的情况下，只要周边区域12的锂离子传导率比中央区域11低，固体电解质粒子的种类就没有特殊限定，可以单独使用后述的固体电解质粒子中的1种，或混合使用2种以上。周边区域12还可以含有粘合剂等其他成分。
在周边区域12不含固体电解质粒子的情况下，周边区域12例如含有无机化合物粒子。周边区域12也可以含有固体电解质粒子和无机化合物粒子两者。
中央区域11例如以50重量％～100重量％的比例含有固体电解质粒子，优选以80重量％～100重量％的比例含有固体电解质粒子。
中央区域11的第2锂离子传导率例如可以通过适当改变中央区域11中的固体电解质粒子占有的重量的比例、粘合剂占有的比例和其他成分占有的比例来调整。另外，通过改变中央区域11所含的固体电解质粒子的种类，也可以调整锂离子传导率。
周边区域12例如以30重量％～100重量％的比例含有固体电解质粒子，优选以80重量％～100重量％的比例含有固体电解质粒子。
周边区域12的第1锂离子传导率例如可以通过适当改变周边区域12中的固体电解质粒子占有的重量的比例、粘合剂占有的比例和其他成分占有的比例来调整。另外，通过改变周边区域12含有的固体电解质粒子的种类，或者作为周边区域12含有的粒子，代替固体电解质粒子而使用无机化合物粒子，也可以调整锂离子传导率。
固体电解质粒子例如为在25℃的锂离子传导率为1×10-10S/cm以上的粒子。中央区域11含有的固体电解质粒子的锂离子传导率例如在1×10-7S/cm～1×10-2S/cm的范围内。周边区域12含有的固体电解质粒子的锂离子传导率例如在1×10-16S/cm～1×10-4S/cm的范围内。
作为固体电解质粒子，例如可举出具有NASICON型骨架的LiM2(PO4)3(M为选自Ti、Ge、Sr、Zr、Sn和Al中的1种以上)、非晶质状的LIPON(Li2.9PO3.3N0.46)和石榴石型的LLZ(Li7La3Zr2O12)等氧化物。
具有NASICON型骨架的LiM2(PO4)3的例子包括Li1+xAlxGe2-x(PO4)3、Li1+xAlxZr2-x(PO4)3和Li1+xAlxTi2-x(PO4)3。上述中，x优选在0～0.5的范围内。
具有NASICON型骨架的由LiM2(PO4)3表示的无机化合物在25℃的锂离子传导率例如在1×10-3S/cm～1×10-5S/cm的范围内。
LIPON(Li2.9PO3.3N0.46)在25℃的锂离子传导率为3×10-6S/cm。石榴石型的LLZ(Li7La3Zr2O12)在25℃的锂离子传导率为3×10-4S/cm。
作为具有石榴石型结构的氧化物，例如可举出Li5+xAyLa3-yM2O12(A为选自Ca、Sr和Ba中的至少1种，M为选自Nb和Ta中的至少1种)、Li3M2-xZr2O12(M为选自Ta和Nb中的至少1种)、Li7-3xAlxLa3Zr3O12、和Li7La3Zr2O12。上述中，x例如为0≤x＜0.8，优选为0≤x≤0.5。y例如为0≤y＜2。具有石榴石型结构的氧化物可以由这些化合物中的1种构成，也可以混合含有这些化合物中的2种以上。其中，由于Li6.25Al0.25La3Zr3O12和Li7La3Zr2O12的离子传导性高，电化学稳定，因而放电性能和循环寿命性能优异。
固体电解质粒子可以含有高分子型固体电解质粒子。固体电解质粒子也可以为高分子型固体电解质粒子。高分子型固体电解质粒子包含具有锂离子传导性的有机化合物和锂盐。作为该锂盐，可以选用后述的电解质可含有的电解质盐中可使用的锂盐中的1种，也可以混合使用2种以上。高分子型固体电解质粒子还可以含有有机溶剂等溶剂。
高分子材料的例子包括聚醚系、聚酯系、聚胺系、聚乙烯系、有机硅系和聚硫醚系。
固体电解质粒子的平均粒径例如为0.05μm以上10μm以下。
固体电解质粒子的平均粒径可以通过扫描型电子显微镜(SEM：ScanningElectron Microscope)测定。
作为无机化合物粒子，例如可举出选自氧化铝、氧化钛、氢氧化钛、钛酸钡、氧化铁、氧化硅、氢氧化铝、三水铝矿、勃姆石、三羟铝石、氧化镁、二氧化硅、氧化锆、氢氧化镁、四硼酸锂、钽酸锂、云母、氮化硅、氮化铝、和沸石中的至少1种。
作为粘合剂，例如可举出选自醋酸纤维素、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene；PTFE)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVdF)、氟系橡胶、和苯乙烯丁二烯橡胶、聚丙烯酸化合物、和酰亚胺化合物中的至少1种。
＜固体电解质分隔体的宽度的测定＞
固体电解质分隔体为正方形或矩形的片状形状时，在该正方形或矩形所具有的四边中，包括2组相对的两边。在该2组相对的两边中，沿与任一组的两边正交的直线，测定固体电解质分隔体的宽度。该直线设为沿着固体电解质分隔体的面内方向且通过中央区域和周边区域的边界的直线。对于中央区域和周边区域的边界，例如在图2所示的固体电解质分隔体的情况，存在2处边界，因此设为通过这两者边界的直线。
固体电解质分隔体含有的中央区域与周边区域的边界的确定可以通过飞行时间型二次离子质谱法(TOF-SIMS：Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)进行。采用该方法时，可以分析固体电解质分隔体表面的元素组成，因此，可以确定锂离子传导率高的区域与锂离子传导率低的区域的边界。
沿着上述直线，将固体电解质分隔体沿与Z方向(厚度方向)平行的方向切断。接着，测定该切断面的固体电解质分隔体的宽度中的最大宽度和最小宽度。此时，宽度的测定沿与Z方向正交的方向进行。将测定的最大宽度和最小宽度的平均值视为固体电解质分隔体的宽度。
将周边区域的宽度设定为在上述切断面中从固体电解质分隔体的轮郭至先前确定的中央区域和周边区域的边界的距离。将中央区域的宽度设定为在上述切断面中从中央区域和周边区域的一方边界至中央区域和周边区域的另一方边界的距离。对于在切断面上存在多个周边区域的情况，将这些周边区域的宽度的合计(合计宽度)视为周边区域的宽度。
即使在固体电解质分隔体不为正方形或矩形的片状形状的情况下，也不改变沿着通过中央区域和周边区域的直线，测量固体电解质分隔体的宽度的方式。但是，在将固体电解质分隔体沿着与Z方向(厚度方向)平行的方向切断时，在固体电解质分隔体的宽度为最大的位置处，切断固体电解质分隔体。
接着，测定该切断面的固体电解质分隔体的宽度中的最大宽度和最小宽度。此时，宽度的测定沿着与Z方向正交的方向进行。将测定的最大宽度和最小宽度的平均值视为固体电解质分隔体的宽度。
＜锂离子传导率的测定＞
将电池在氩气气氛的手套箱内拆解，取出作为形成有含有中央区域和周边区域的固体电解质层的电极的层叠体。洗涤该层叠体，在室温下真空干燥。
接着，在固体电解质层中，削取周边区域的一部分，使用片剂成形器，成形为压粉体。在该压粉体的两面上蒸镀金(Au)电极，制成测定样品。在周边区域含有多种固体电解质粒子和无机化合物粒子的情况下，在这些粒子混合的状态下进行测定。
然后，对该测定样品，使用ソーラトロン社制的频率响应型アナライザ1260型进行测定。测定频率范围设为5Hz至32MHz的范围。测定在不将测定样品暴露在大气中而放入干燥的氩气气氛下，在25℃的环境下进行。由测定结果，求出Li离子传导的交流阻抗成分ZLi[ohm]。由该ZLi、测定样品的面积S[cm2]和厚度d[cm]，根据下述式，可以计算出周边区域的离子传导率σLi[S/cm]。
σLi＝(1/ZLi)×(d/S)
另外，在固体电解质层中，削取中央区域的一部分，使用片剂成形器，成形为压粉体。在该压粉体的两面上蒸镀金(Au)电极，制成测定样品。
通过对该样品实施与关于周边区域说明的同样的操作，可以计算出中央区域的离子传导率。
第1实施方式的固体电解质分隔体是含有具有锂离子传导性的固体电解质的片材，沿片材的面内方向的周边区域的第1锂离子传导率低于沿片材的面内方向的中央区域的第2锂离子传导率。因此，固体电解质分隔体可以降低向与其接触的正极或负极的角部的锂离子传导量。结果，可以实现循环寿命特性优异的二次电池。
(第2实施方式)
根据第2实施方式，提供二次电池。该二次电池包括作为正极和负极中的一方的第1电极、作为上述正极和上述负极中的另一方的第2电极、和含有第1实施方式的固体电解质隔离体的固体电解质层。该二次电池例如包括作为负极的第1电极、作为正极的第2电极、和含有第1实施方式的固体电解质隔离体的固体电解质层。
二次电池既可以含有1个固体电解质层，也可以含有多个固体电解质层。在正极和负极之间例如存在1个固体电解质层。
参照附图说明实施方式的二次电池。
图4是概略性地示出实施方式的二次电池的一例的透视图。图5是沿图4所示的二次电池的V-V线的截面图。
图4和图5所示的二次电池100具备负极3、正极5和含有第1实施方式的固体电解质分隔体的固体电解质层10。负极3例如包括由金属箔形成的矩形的负极集电体3a、和在该负极集电体3a的两面的表面上形成的负极活性物质含有层3b。负极3还包括由与负极集电体3a的短边平行的一个端部形成的负极集电片3c(负极集电片部)。正极5例如包括由金属箔形成的矩形的正极集电体5a和在该正极集电体5a的两面的表面上形成的正极活性物质含有层5b。虽然未图示，但在与该二次电池的负极集电片部3c突出的面相对的面中，由与正极集电体5a的短边平行的一个端部形成的正极集电片5c(正极集电片部)从正极集电体5a突出。即，正极5还可以包括正极集电片部5c。
图4和图5中，作为一例，示出了负极3的X方向的尺寸大于正极5的X方向的尺寸，负极3的Y方向的尺寸也大于正极5的Y方向的尺寸的情况。更具体地，负极集电体3a和负极活性物质含有层3b的X方向的尺寸大于正极集电体5a和正极活性物质含有层5b的X方向的尺寸。另外，负极集电体3a和负极活性物质含有层3b的Y方向的尺寸大于正极集电体5a和正极活性物质含有层5b的Y方向的尺寸。负极集电片部3c和正极集电片部5c的尺寸没有特殊限定。
在负极3和正极5之间，存在作为固体电解质分隔体的固体电解质层10。
图4和图5所示的二次电池100依次层叠负极3、固体电解质层10、正极5、固体电解质层10和负极3而构成。在不与固体电解质层10接触的负极3(负极活性物质含有层3b)上可以进一步依次层叠固体电解质层10、正极5、固体电解质层10和负极3，也可以按照该顺序多次层叠。
固体电解质层10具有第1面和该与第1面相对的第2面。第1面的至少一部分与负极3接触，第2面的至少一部分与正极5接触。图4和图5中，作为一例，示出了第1面的整个面与负极3接触、第2面的一部分与正极5接触的情况。也可以第1面的仅一部分与负极3接触。予以说明，作为主要的面的第1面的面积与作为其相反侧的面的第2面的面积均显著大于固体电解质层10的其他面的面积。
在图4和图5所示的二次电池100中，负极3的沿面内方向中的各方向的宽度大于正极5的沿面内方向中的各方向的宽度。换言之，负极3的沿面内方向中的某方向的宽度大于正极5的沿面内方向中的该方向的宽度。
固体电解质层10具有与参照图1和图2说明的固体电解质分隔体相同的结构。
即，固体电解质层10包括中央区域11和周边区域12。中央区域11是沿固体电解质层10的面内方向的中央区域，周边区域12是沿固体电解质层10的面内方向的周边区域。
周边区域12是与固体电解质层10的沿X方向和Y方向延伸的四边相当的框状的区域。固体电解质层10含有的周边区域12是对应于负极3的宽度与正极5的宽度的差的区域。
周边区域12相对于X方向或Y方向具有一定的宽度。如图5所示，周边区域12的X方向的宽度为对应于负极3的宽度与正极5的宽度的尺寸差的宽度。虽然未图示，周边区域12的Y方向的宽度为对应于负极3与正极5在Y方向的尺寸差的宽度。
中央区域11的X方向的宽度为与正极5的X方向的宽度对应的宽度。虽然未图示，但中央区域11的Y方向的宽度为与正极5的Y方向的宽度对应的宽度。
即，周边区域12是与沿固体电解质层10的面内方向中的各方向的负极3的宽度与正极5的宽度的差对应的区域。中央区域11是与沿固体电解质层10的面内方向中的各方向的正极5的宽度对应的区域。
负极3与正极5的相对面积优选大于周边区域12的面积。图4和图5中，描述了负极3与正极5的相对面积大于周边区域12的面积的情况。
图5中，用w表示X方向的周边区域12的宽度，用t表示Z方向的周边区域的厚度。另外，用v表示X方向的中央区域11的宽度。Z方向的中央区域11的厚度与周边区域12同样地用t表示。
周边区域12包括含有在第1面中与负极3接触的面的第1部分121。在图4和图5所示的二次电池100中，周边区域12的四边全部由第1部分121构成。因此，在构成周边区域12的四边的各边中，第1部分121与负极3接触。
另外，中央区域11包括含有在第1面中与负极3接触的面、和在第2面中与正极5接触的面的第2部分111。在图4和图5所示的二次电池100中，整个中央区域11由第2部分111构成。因此，第2部分111与负极3和正极5这两者接触。
在图4和图5所示的二次电池100中，构成周边区域12的第1部分121的一面与负极活性物质含有层3b接触，另一面不与正极活性物质含有层5b接触。构成中央区域11的第2部分111的一面与负极活性物质含有层3b接触，另一面与正极活性物质含有层5b接触。
第1部分121的第1锂离子传导率低于第2部分111的第2锂离子传导率。例如，通过使粘合剂占第1部分121的重量的比例高于粘合剂占第2部分111的重量的比例，可以使第1部分121的锂离子传导率低于第2部分111的锂离子传导率。
因此，周边区域12的第1锂离子传导率低于中央区域11的第2锂离子传导率。其结果，该二次电池100在充放电的情况下，锂离子的流动不会集中在正极活性物质含有层5b的角部，因而循环寿命特性优异。
另外，如图5所示，X方向的正极5的宽度优选大于X方向的第1部分121的宽度的合计。在此，第1部分121的宽度的合计是指在固体电解质层10中第1部分121的一方宽度和另一方的第1部分121的宽度的合计。更优选的是，固体电解质层10的面内方向的各方向的正极5的宽度优选大于该各方向的第1部分121的合计宽度。
负极3与正极5的相对面积优选大于第1部分121的总面积。图4和图5中，描述了负极3与正极5的相对面积大于第1部分121的总面积的情况。
图6是概略性地示出实施方式的二次电池的另一例的截面图。图7是概略性地示出实施方式的二次电池的再一例的截面图。图6和图7所示的二次电池100除了固体电解质层10的构成不同以外，具有与参照图4和图5说明的二次电池同样的构成。
在图6的二次电池100中，锂离子传导率低的第1部分121被含有在周边区域12和中央区域11这两者中。另外，锂离子传导率比第1部分121高的第2部分111被含有在周边区域12和中央区域11这两者中。
即，固体电解质层10包含的周边区域12含有第1部分121和第2部分111。周边区域12包括含有在固体电解质层10的第1面中与负极3接触的面的第1部分121。周边区域12含有的第2部分111既不与负极3接触也不与正极5接触。
另外，中央区域11也含有第1部分121和第2部分111。中央区域11含有的第2部分111与负极3和正极5这两者接触。换言之，中央区域11包括含有在固体电解质层10的第1面中与负极3接触的面和在第2面中与正极5接触的面的第2部分111。中央区域11含有的第1部分121包括在固体电解质层10的第1面中与负极3接触的面。
如图6所示，固体电解质层10的周边区域12也可以不包括设置在固体电解质层10的厚度方向(Z方向)全长上的第1部分121。
图6的二次电池100在充放电的情况下，由于锂离子的流动不会集中在正极活性物质含有层5b的角部，因而循环寿命特性优异。
如上所述，周边区域12只要包括含有在固体电解质层10的第1面中与负极3接触的面的第1部分121，固体电解质层10的构成就没有特殊限定。固体电解质层10例如可以为图7所示的构成。
如图7所示，固体电解质层10的周边区域12包括第1部分121和第2部分111。周边区域12包括含有在固体电解质层10的第1面中与负极3接触的面的第1部分121。周边区域12还包括含有在固体电解质层10的第1面中与负极3接触的面的第2部分111。
中央区域11包括第2部分111。中央区域11含有的第2部分111与负极3和正极5这两者接触。换言之，中央区域11包括含有在固体电解质层10的第1面中与负极3接触的面和在第2面中与正极5接触的面的第2部分111。
图8是概略性地示出实施方式的二次电池的再一例的截面图。图8所示的二次电池100除了固体电解质层10的构成不同以外，具有与参照图4和图5说明的二次电池同样的构成。
在图8所示的二次电池100中，固体电解质层10含有的周边区域12包括含有在第1面中与负极3接触的面的第1部分121。
固体电解质层10含有的中央区域11包括第1部分121和第2部分111。中央区域11包括含有在第1面中与负极3接触的面和在第2面中与正极5接触的面的第2部分111。中央区域11还包括在第1面中与负极3接触的面和在第2面中与正极5接触的面的第1部分121。
如图8所示，在中央区域11中，除了第2部分111与负极3和正极5这两者接触以外，第1部分121也可以与负极3和正极5这两者接触。
另外，周边区域12的形状没有特殊限定。例如，如图8所示的二次电池100那样，沿周边区域12的X方向的截面的形状也可以为半月形状。
以上，说明了周边区域12由框状的四边构成，在这些四边的各个边中，固体电解质层10包括含有与负极3接触的面的第1部分121的情况。但是，在周边区域12含有的框状的四边中，第1部分121也可以仅含有在相对的两边中。例如，在构成周边区域12的四边中，第1部分121可以设置在沿负极集电片3c突出的侧面的边和沿(未图示的)正极集电片5c突出的侧面的边中。或者，在构成周边区域12的四边中，第1部分121也可以仅设置在沿负极集电片3c和正极集电片5c未突出的相对的2个侧面的两边中。
在固体电解质层10为基本上正方形或基本上矩形的情况下，面内方向中的一个方向的第1部分121的宽度相对于该一个方向的固体电解质层10的宽度的比例例如在1％～50％的范围内，优选在1％～30％的范围内。该比例过低时，不能充分降低向正极活性物质含有层5b的角部的锂离子传导量，因而可能无法提高循环寿命特性。
在固体电解质层10为基本上正方形或基本上矩形的情况下，在固体电解质层10的中央区域11中，面内方向中的一个方向的第1部分121的宽度相对于该一个方向的正极5的宽度的比例例如在0％～20％的范围内，优选在0％～5％的范围内。该比例过高时，存在与负极3和正极5这两者接触的第2部分111的宽度过小而倍率特性差的倾向。
第1部分121的厚度占固体电解质层10含有的周边区域12的厚度的比例例如在50％～100％的范围内。
＜宽度的测定＞
二次电池所含有的固体电解质层的宽度、正极的宽度和负极的宽度可以按如下所述测定。在此，作为一例，说明沿面内方向中的各方向的负极的宽度大于沿面内方向中的各方向的正极的宽度的情况。
首先，将电池在氩气气氛的手套箱内拆解，取出作为形成有含有中央区域和周边区域的固体电解质层的电极的层叠体。洗涤该层叠体，在室温下真空干燥。
接着，对固体电解质层的表面进行飞行时间型二次离子质谱法(TOF-SIMS：Timeof Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)。由此，可以确定锂离子传导率高的区域与锂离子传导率低的区域的边界，即，第2部分与第1部分的边界。
而且，确定通过锂离子传导率相对低的第1部分和锂离子传导率比第1部分高的第2部分、且沿固体电解质层的面内方向中的一个方向的直线。沿着该直线，将对象的层叠体沿与厚度方向(Z方向)平行的方向切断。予以说明，在从Z方向观察层叠体的情况下，在固体电解质层的形状为正方形或矩形的情况下，在构成该正方形或矩形的四边中，将该直线设定为与相对的两边正交的直线。在从Z方向观察层叠体的情况下，在固体电解质层的形状不为正方形或矩形的情况下，将层叠体沿与厚度方向平行的方向切断时，在固体电解质层的宽度为最大的位置处切断。
在固体电解质层中，可以将该切断面中的与负极的宽度与正极的宽度的差对应的区域确定为周边区域。另外，在固体电解质层中，可以将该切断面中的与正极的宽度对应的区域确定为中央区域。
接着，测定切断面中的各部件的宽度中的最大宽度和最小宽度。此时，宽度的测定沿与Z方向正交的方向进行。将测定的最大宽度和最小宽度的平均值视为各部件的宽度。
在上述切断面中，测定固体电解质层含有的第1部分的宽度中的最大宽度和最小宽度，将它们的平均值视为第1部分的宽度。另外，在上述切断面中，测定固体电解质层含有的第2部分的宽度中的最大宽度和最小宽度，将它们的平均值视为第2部分的宽度。
予以说明，图4～图8中，描述了第1部分121的外周与负极3的轮郭一致的情况，但第1部分121的外周也可以存在于负极3的轮郭的内侧。例如，在固体电解质层10含有的周边区域12中，第2部分111也可以存在于第1部分121的外侧。或者，固体电解质层10的轮郭存在于负极3的轮郭的内侧，结果，第1部分121的外周也可以存在于负极3的轮郭的内侧。
图9是概略性地示出实施方式的二次电池的再一例的截面图。图9所示的二次电池100的以夹入有正极5的方式相对的2个固体电解质层10通过各自的周边区域12相连，除此以外，具有与参照图4和图5说明的的二次电池同样的构成。周边区域12如图9所示，既可以与正极集电体5a和正极活性物质含有层5b接触，也可以不与它们接触。
如图9所示，周边区域12的Z方向的厚度可以大于中央区域11的厚度。夹入有正极5而相对的2个固体电解质层10也可以不由它们所包含的周边区域12互相连接。
图4～图9中，说明了正极5的X方向和Y方向的尺寸小于负极3的X方向和Y方向的尺寸的情况，但也可以与这一关系相反。即，正极5的X方向和Y方向的尺寸也可以大于负极3的X方向和Y方向的尺寸。
另外，在图4～图9的二次电池中，示出了夹入有正极而相对的2个固体电解质层以该正极为对称面而上下对称的情况，但夹入有正极而相对的2个固体电解质层的构成也可以互不相同。
实施方式的二次电池可以具有图10和图11所示的卷绕结构。图10和图11所示的二次电池为含有后述的非水电解质的非水电解质二次电池。
图10是概略性地示出实施方式的二次电池的再一例的截面图。图11是图10所示的二次电池的A部放大的截面图。
图10和图11所示的二次电池100具备图10所示的袋状外包装部件2、图10和图11所示的电极组1、以及未图示的电解质。电极组1和电解质装纳在袋状外包装部件2内。虽然未图示，但电解质可以保持在电极组1中。
袋状外包装部件2由包含2个树脂层和介于它们之间的金属层的层压膜形成。
如图10所示，电极组1为扁平状的卷绕型电极组。如图10所示，扁平状且卷绕型的电极组1包括负极3、固体电解质层10、和正极5。固体电解质层10介于负极3和正极5之间。
负极3包括负极集电体3a和负极活性物质含有层3b。在负极3中，位于卷绕型电极组1的最外壳的部分如图2所示，负极活性物质含有层3b仅形成在负极集电体3a的内面侧。在负极3的其他部分中，在负极集电体3a的两面上形成有负极活性物质含有层3b。
正极5包括正极集电体5a和在其两面上形成的正极活性物质含有层5b。
虽然未图示，在电极组1中，与卷绕轴正交的方向的负极3的宽度大于该方向的正极5的宽度。而且，与该方向的负极3的宽度与正极5的宽度的差对应的固体电解质层10的周边区域包括与负极3接触的第1部分。另外，在电极组1中，对应于与卷绕轴正交的方向的正极5的宽度的固体电解质层10的中央区域包括与负极3和正极5接触的第2部分。第1部分的锂离子传导率低于第2部分的锂离子传导率。
如图10所示，负极端子6和正极端子7位于卷绕型电极组1的外周端附近。该负极端子6与位于负极集电体3a的最外壳的部分电连接。另外，正极端子7与位于正极集电体5a的最外壳的部分电连接。这些负极端子6和正极端子7从袋状外包装部件2的开口部延伸到外部。在袋状外包装部件2的内面设置有热塑性树脂层，通过将其进行热熔粘合，封闭开口部。
以下，详细说明固体电解质层、负极、正极、电解质、外包装部件、负极端子和正极端子。
(1)固体电解质层
固体电解质层是第1实施方式的固体电解质分隔体。因此，省略第1实施方式中说明的事项的说明。
固体电解质层的厚度例如在1μm～50μm的范围内，优选在3μm～20μm的范围内。固体电解质层的厚度在该范围内时，能够得到抑制内部短路、且低电阻的电池特性。
(2)负极
负极可以包括负极集电体和负极活性物质含有层。负极活性物质含有层可形成在负极集电体的单面或两面上。负极活性物质含有层可以含有负极活性物质、以及任选含有的导电剂和粘合剂。
作为负极活性物质，例如可举出具有斜方锰矿结构的钛酸锂(例如Li2+yTi3O7、0≤y≤3)、具有尖晶石结构的钛酸锂(例如，Li4+xTi5O12、0≤x≤3)、单斜晶型二氧化钛(TiO2)、锐钛矿型二氧化钛、金红石型二氧化钛、碱硬锰矿型钛复合氧化物、斜方晶型含钛复合氧化物、和单斜晶型铌钛复合氧化物。
作为上述斜方晶型含钛复合氧化物的例子，可举出由Li2+aM(I)2-bTi6-cM(II)dO14+σ表示的化合物。在此，M(I)为选自Sr、Ba、Ca、Mg、Na、Cs、Rb和K中的至少1种。M(II)为选自Zr、Sn、V、Nb、Ta、Mo、W、Y、Fe、Co、Cr、Mn、Ni、和Al中的至少1种。组成式中的各自的下标为0≤a≤6、0≤b＜2、0≤c＜6、0≤d＜6、-0.5≤σ≤0.5。作为斜方晶型含钛复合氧化物的具体例，可举出Li2+aNa2Ti6O14(0≤a≤6)。
作为上述单斜晶型铌钛复合氧化物的例子，可举出由LixTi1-yM1yNb2-zM2zO7+δ表示的化合物。在此，M1为选自Zr、Si、和Sn中的至少1种。M2为选自V、Ta、和Bi中的至少1种。组成式中的各自的下标为0≤x≤5、0≤y＜1、0≤z＜2、-0.3≤δ≤0.3。作为单斜晶型铌钛复合氧化物的具体例，可举出LixNb2TiO7(0≤x≤5)。
作为单斜晶型铌钛复合氧化物的另一例，可举出由Ti1-yM3y+zNb2-zO7-δ表示的化合物。在此，M3为选自Mg、Fe、Ni、Co、W、Ta、和Mo中的至少1种。组成式中的各自的下标为0≤y＜1、0≤z≤2、-0.3≤δ≤0.3。
配合导电剂用以提高集电性能，并且抑制活性物质与集电体的接触电阻。在导电剂的例子中，包括气相生长碳纤维(Vapor Grown Carbon Fiber；VGCF)、乙炔黑等炭黑、以及石墨这样的碳素材料。可以将它们中的1种用作导电剂，或者可以组合2种以上用作导电剂。或者，代替使用导电剂，也可以在活性物质粒子的表面施予碳涂层、电子导电性无机材料涂层。
配合粘合剂用以填充分散的活性物质的间隙，并且粘合活性物质和负极集电体。在粘合剂的例子中，包括聚四氟乙烯(polytetrafluoro ethylene；PTFE)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVdF)、氟系橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、聚丙烯酸化合物、酰亚胺化合物、羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose；CMC)、以及CMC的盐。可以将它们中的1种用作粘合剂，或者可以组合2种以上用作粘合剂。
负极活性物质含有层中的负极活性物质、导电剂和粘合剂的配比可以根据负极的用途适当地变更。例如，负极活性物质、导电剂和粘合剂分别优选以68质量％以上96质量％以下、2质量％以上30质量％以下、和2质量％以上30质量％以下的比例配合。通过将导电剂的量设定在2质量％以上，可以提高负极活性物质含有层的集电性能。另外，通过将粘合剂的量设定在2质量％以上，负极活性物质含有层与集电体的粘合性充分，可以期待优异的循环性能。另一方面，从谋求高容量化的角度考虑，导电剂和粘合剂分别优选设定为30质量％以下。
负极集电体使用在活性物质中嵌入和脱嵌锂(Li)的电位为电化学稳定的材料。例如，集电体优选由铜、镍、不锈钢或铝、或者含有选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、和Si中的1种以上元素的铝合金制成。集电体的厚度优选为5μm以上20μm以下。具有这样的厚度的集电体能够取得电极的强度与轻量化之间的平衡。
另外，负极集电体可以包括在其表面未形成有负极活性物质含有层的部分。该部分可以起负极集电片的作用。
负极活性物质含有层的密度(不包括集电体)优选为1.8g/cm3以上2.8g/cm3以下。负极活性物质含有层的密度在该范围内的负极的能量密度和电解质的保持性优异。负极活性物质含有层的密度更优选为2.1g/cm3以上2.6g/cm3以下。
负极例如可以通过如下方法制作。首先，将负极活性物质、导电剂和粘合剂悬浮在溶剂中制备浆料。将该浆料涂布在负极集电体的单面或两面上。接着，干燥涂布的浆料，得到负极活性物质含有层和负极集电体的层叠体。然后，对该层叠体实施压制。由此制作负极。
或者，负极也可以通过如下方法制作。首先，混合负极活性物质、导电剂和粘合剂，得到混合物。接着，将该混合物成形为粒状。接着，通过在负极集电体上配置这些颗粒，可以得到负极。
(3)正极
正极可以包括正极集电体和正极活性物质含有层。正极活性物质含有层可形成在正极集电体的单面或两面上。正极活性物质含有层可以包括正极活性物质、以及任选含有的导电剂和粘合剂。
作为正极活性物质，例如可使用氧化物或硫化物。正极可以单独含有1种化合物作为正极活性物质，或者也可以组合含有2种以上的化合物作为正极活性物质。在氧化物和硫化物的例子中，可举出能够嵌入和脱嵌Li或Li离子的化合物。
作为这样的化合物，例如包括二氧化锰(MnO2)、氧化铁、氧化铜、氧化镍、锂锰复合氧化物(例如LixMn2O4或LixMnO2；0<x≤1)、锂镍复合氧化物(例如LixNiO2；0<x≤1)、锂钴复合氧化物(例如LixCoO2；0<x≤1)、锂镍钴复合氧化物(例如LixNi1-yCoyO2；0<x≤1、0<y<1)、锂锰钴复合氧化物(例如LixMnyCo1-yO2；0<x≤1、0<y<1)、具有尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物(例如LixMn2-yNiyO4；0<x≤1、0<y<2)、具有橄榄石结构的锂磷氧化物(例如LixFePO4；0<x≤1、LixFe1-yMnyPO4；0<x≤1、0<y<1、LixCoPO4；0<x≤1)、硫酸铁(Fe2(SO4)3)、钒氧化物(例如V2O5)、以及锂镍钴锰复合氧化物(LixNi1-x-yCoxMnyO2；0<x≤1、0<y<1、0<z<1、y+z<1)。
其中，在作为正极活性物质更优选的化合物的例子中，包括具有尖晶石结构的锂锰复合氧化物(例如LixMn2O4；0<x≤1)、锂镍复合氧化物(例如LixNiO2；0<x≤1)、锂钴复合氧化物(例如LixCoO2；0<x≤1)、锂镍钴复合氧化物(例如LixNi1-yCoyO2；0<x≤1、0<y<1)、具有尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物(例如LixMn2-yNiyO4；0<x≤1、0<y<2)、锂锰钴复合氧化物(例如LixMnyCo1-yO2；0<x≤1、0<y<1)、磷酸铁锂(例如LixFePO4；0<x≤1)、以及锂镍钴锰复合氧化物(LixNi1-x-yCoxMnyO2；0<x≤1、0<y<1、0<z<1、y+z<1)。正极活性物质使用这些化合物时，可以提高正极电位。
在使用常温熔融盐作为电池的电解质时，优选使用含有磷酸铁锂、LixVPO4F(0≤x≤1)、锂锰复合氧化物、锂镍复合氧化物、锂镍钴复合氧化物、或它们的混合物的正极活性物质。这些化合物与常温熔融盐的反应性低，因此能够提高循环寿命。后面详述常温熔融盐。
正极活性物质的一次粒径优选为100nm以上1μm以下。一次粒径为100nm以上的正极活性物质在工业生产上的处理容易。一次粒径为1μm以下的正极活性物质可以使锂离子在固体内的扩散顺利地进行。
正极活性物质的比表面积优选为0.1m2/g以上10m2/g以下。具有0.1m2/g以上的比表面积的正极活性物质可充分确保吸留/释放Li离子的位点。具有10m2/g以下的比表面积的正极活性物质在工业生产上的处理容易，而且可以确保良好的充放电循环性能。
配合粘合剂用以填充分散的正极活性物质的间隙，并且粘合正极活性物质和正极集电体。在粘合剂的例子中，包括聚四氟乙烯(polytetrafluoro ethylene；PTFE)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVdF)、氟系橡胶、聚丙烯酸化合物、酰亚胺化合物、羧甲基纤维素(carboxyl methyl cellulose；CMC)、以及CMC的盐。可以将它们中的1种用作粘合剂，或者可以组合2种以上用作粘合剂。
配合导电剂用以提高集电性能，并且抑制正极活性物质与正极集电体的接触电阻。在导电剂的例子中，包括气相生长碳纤维(Vapor Grown Carbon Fiber；VGCF)、乙炔黑等炭黑、以及石墨这样的碳素材料。可以将它们中的1种用作导电剂，或者可以组合2种以上用作导电剂。或者，也可以省略导电剂。
在正极活性物质含有层中，正极活性物质和粘合剂分别优选以80质量％以上98质量％以下、和2质量％以上20质量％以下的比例配合。
通过将粘合剂的量设定为2质量％以上，可以得到充分的电极强度。另外，粘合剂可以起绝缘体的功能。因此，当粘合剂的量设定为20质量％以下时，由于电极中含有的绝缘体的量减少，因而可以降低内部电阻。
在加入导电剂的情况下，正极活性物质、粘合剂和导电剂分别优选以77质量％以上95质量％以下、2质量％以上20质量％以下、和3质量％以上15质量％以下的比例配合。
通过将导电剂的量设定为3质量％以上，可以发挥上述效果。另外，通过将导电剂的量设定为15质量％以下，可以降低与电解质接触的导电剂的比例。当该比例低时，可以在高温保存下减少电解质的分解。
正极集电体优选为铝箔、或者含有选自Mg、Ti、Zn、Ni、Cr、Mn、Fe、Cu和Si中的1种以上元素的铝合金箔。
铝箔或铝合金箔的厚度优选为5μm以上20μm以下，更优选为15μm以下。铝箔的纯度优选为99质量％以上。铝箔或铝合金箔中含有的铁、铜、镍、和铬等过渡金属的含量优选为1质量％以下。
另外，正极集电体可以包括在其表面未形成有正极活性物质含有层的部分。该部分可以起正极集电片的作用。
正极例如可以通过如下方法制作。首先，将正极活性物质、导电剂和粘合剂悬浮在溶剂中制备浆料。将该浆料涂布在正极集电体的单面或两面上。接着，干燥涂布的浆料，得到正极活性物质含有层和正极集电体的层叠体。然后，对该层叠体实施压制。由此制作正极。
或者，正极也可以通过如下方法制作。首先，混合正极活性物质、导电剂和粘合剂，得到混合物。接着，将该混合物成形为粒状。接着，通过在正极集电体上配置这些颗粒，可以得到正极。
(4)电解质
作为电解质，例如可以使用液态非水电解质或凝胶状非水电解质。液态非水电解质通过将作为溶质的电解质盐溶解在有机溶剂中来制备。电解质盐的浓度优选为0.5mol/L以上2.5mol/L以下。
在电解质盐的例子中，包括高氯酸锂(LiClO4)、六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷锂(LiAsF6)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)、和双三氟甲磺酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)这样的锂盐、以及它们的混合物。电解质盐优选即使在高电位下也不易氧化的物质，最优选为LiPF6。
有机溶剂的例子中，包括碳酸亚丙酯(propylene carbonate；PC)、碳酸亚乙酯(ethylene carbonate；EC)、碳酸亚乙烯酯(vinylene carbonate；VC)这样的环状碳酸酯；碳酸二乙酯(diethyl carbonate；DEC)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate；DMC)、碳酸甲乙酯(methyl ethyl carbonate；MEC)这样的链状碳酸酯；四氢呋喃(tetrahydrofuran；THF)、2-甲基四氢呋喃(2-methyl tetrahydrofuran；2MeTHF)、二氧戊环(dioxolane；DOX)这样的环状醚；二甲氧基乙烷(dimethoxy ethane；DME)、二乙氧基乙烷(diethoxy ethane；DEE)这样的链状醚；γ-丁内酯(γ-butyrolactone；GBL)、乙腈(acetonitrile；AN)、和环丁砜(sulfolane；SL)。这些有机溶剂可以单独使用，或者作为混合溶剂使用。
凝胶状非水电解质可以通过将液态非水电解质和高分子材料复合化而制备。在高分子材料的例子中，包括聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVdF)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile；PAN)、聚环氧乙烷(polyethylene oxide；PEO)、或它们的混合物。
或者，作为非水电解质，除了液态非水电解质和凝胶状非水电解质以外，也可以使用含有锂离子的常温熔融盐(离子性熔体)、聚合物固体电解质、和无机固体电解质等。
常温熔融盐(离子性熔体)是指在由有机物阳离子和阴离子组合而成的有机盐中，可在常温(15℃以上25℃以下)下作为液体存在的化合物。在常温熔融盐中，包括单独作为液体存在的常温熔融盐、通过与电解质盐混合而变成液体的常温熔融盐、通过溶解在有机溶剂中而变成液体的常温熔融盐、或者它们的混合物。一般来说，用于二次电池的常温熔融盐的熔点为25℃以下。另外，有机物阳离子通常具有季铵骨架。
高分子固体电解质通过将电解质盐溶解在高分子材料中固化而制备。
无机固体电解质为具有Li离子传导性的固体物质。
另外，电解质可以为含有水的水系电解质。
水系电解质例如包含含水溶剂和作为电解质盐的锂盐。水系电解质可以是将水系电解液和高分子材料复合而成的凝胶状的水系电解质。作为高分子材料，例如可举出聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈(PAN)、聚环氧乙烷(PEO)等。
含水溶剂可以为纯水，也可以为水和水以外的物质的混合溶液和/或混合溶剂。
在水系电解质中，相对于作为溶质的电解质盐1mol，水溶剂的量(例如含水溶剂中的水量)优选为1mol以上。相对于电解质盐1mol，水溶剂的量更优选为3.5mol以上。
水系电解质中含有水可以通过GC-MS(气相色谱-质谱分析；Gas Chromatography-Mass Spectrometry)测定来确认。另外，水系电解质中的盐浓度和水含量的计算例如可以通过ICP(电感耦合等离子体；Inductively Coupled Plasma)发光分析等来测定。通过称量规定量的水系电解质，计算所含的盐浓度，可计算出摩尔浓度(mol/L)。另外，通过测定水系电解质的比重，可计算出溶质和溶剂的摩尔数。
水系电解质例如通过将电解质盐以1～12mol/L的浓度溶解在水系溶剂中来制备。
为了抑制水系电解质的电解，可以添加LiOH或Li2SO4等来调整pH。pH优选为3～13，更优选为4～12。
锂盐的例子包括例如LiCl、LiBr、LiOH、Li2SO4、LiNO3、LiN(SO2CF3)2(LiTFSI：双(三氟甲磺酰)亚胺锂)、LiN(SO2F)2(LiFSI：双(氟磺酰)亚胺锂)、和LiB[(OCO)2]2(LiBOB：双草酸硼酸锂)等。所使用的锂盐的种类可以为1种，也可以为2种以上。另外，水系电解质也可以含有锂盐以外的盐。作为锂盐以外的盐，例如可举出ZnSO4。
(5)外包装部件
作为外包装部件，例如可以使用由层压膜形成的容器或者金属制容器。
层压膜的厚度例如为0.5mm以下，优选为0.2mm以下。
作为层压膜，可使用包括多个树脂层和介于这些树脂层之间的金属层的多层膜。树脂层例如含有聚丙烯(polypropylene；PP)、聚乙烯(polyethylene；PE)、尼龙、和聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；PET)等高分子材料。为了轻量化，金属层优选由铝箔或铝合金箔形成。层压膜通过热熔粘合进行密封，可成形为外包装部件的形状。
金属制容器的器壁的厚度例如为1mm以下，更优选0.5mm以下，进一步优选为0.2mm以下。
金属制容器例如由铝或铝合金等制作。铝合金优选含有镁、锌和硅等元素。当铝合金含有铁、铜、镍和铬等过渡金属时，其含量优选为100质量ppm以下。
外包装部件的形状没有特殊限定。外包装部件的形状例如可以为扁平型(薄型)、方型、圆筒型、硬币型、或纽扣型等。外包装部件可以根据电池尺寸、电池的用途而适当选择。
(6)负极端子
负极端子在上述负极活性物质的吸留/释放Li的电位是电化学稳定的，而且可以由具有导电性的材料形成。具体地，作为负极端子的材料，可举出铜、镍、不锈钢或铝、或者含有选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、和Si中的至少1种元素的铝合金。作为负极端子的材料，优选使用铝或铝合金。为了降低负极集电体的接触电阻，负极端子优选由与负极集电体相同的材料形成。
(7)正极端子
正极端子在相对于锂的氧化还原电位为3V以上4.5V以下的电位范围(vs.Li/Li+)是电稳定的，而且可以由具有导电性的材料形成。作为正极端子的材料，可举出铝、或者含有选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu和Si中的至少1种元素的铝合金。为了降低与正极集电体的接触电阻，正极端子优选由与正极集电体相同的材料形成。
(二次电池的制造方法)
实施方式的二次电池例如可以按如下所述制造。
首先，制作在集电体的两面具备活性物质含有层的负极和在集电体的两面具备活性物质含有层的正极。接着，将片状的正极以使除了集电片部以外的部分的轮郭为长方形的方式沿厚度方向冲裁。另外，将片状的负极以使除了集电片部以外的部分的轮郭为长方形的方式沿厚度方向冲裁。此时，作为一例，可举出以使负极的长边尺寸和短边尺寸大于正极的长边尺寸和短边尺寸的方式冲裁。
然后，将作为固体电解质层的周边区域的材料的无机化合物粒子和粘合剂分散在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等适当的溶剂中，制备第1浆料。将第1浆料喷雾涂布在负极活性物质含有层的周边区域上。涂布后，通过干燥该浆料，在负极活性物质含有层上，形成作为固体电解质层的一部分的第1部分。在固体电解质层中，该第1部分形成在与负极和正极的尺寸差对应的周边区域。
接着，将离子传导率比固体电解质层的周边区域的材料高的固体电解质粒子和粘合剂分散在适当的溶剂中，制备第2浆料。将第2浆料喷雾涂布在先前形成在负极活性物质含有层上的固体电解质层的第1部分的内侧的区域。涂布后，通过干燥该浆料，在负极活性物质含有层上形成作为固体电解质层的一部分的第2部分。在固体电解质层中，该第2部分形成在与正极的宽度对应的中央区域。
浆料的涂布方法不仅限于喷雾涂布，例如可以为凹版印刷、喷雾沉积法、狭缝式模头挤出涂布方式(Slot die)、微凹版印刷、静电纺丝、使用笔和刷子等的涂布、以及浸渍涂布等方法。浆料的涂布可以仅通过这些涂布方法中的1种来进行，也可以组合多种涂布方法进行。
通过与上述同样的顺序，在负极的另一面上也形成固体电解质层。这样，得到在一面上和另一面上均形成有固体电解质层的负极的层叠体。
制作多个该层叠体，通过将正极介于层叠体之间并将这些层叠体与正极层叠，可以制作二次电池。该二次电池含有的固体电解质层包括含有与负极接触的面的第1部分、以及含有与负极接触的面和与正极接触的面的第2部分，第1部分的锂离子传导率低于第2部分的锂离子传导率。
实施方式的二次电池可以构成电池模块。电池模块具备多个本实施方式的二次电池。
实施方式的电池模块中，各单电池既可以配置成串联或并联电连接，或者也可以配置成组合串联连接和并联连接。
参照附图说明实施方式的电池模块的一例。
图12为概略性地示出实施方式的电池模块的一例的透视图。图12所示的电池模块200具备5个单电池100a～100e、4根汇流排21、正极侧引线22、和负极侧引线23。5个单电池100a～100e分别为实施方式的二次电池。
汇流排21例如连接1个单电池100a的负极端子6和与该单电池100a相邻的单电池100b的正极端子7。这样，5个单电池100通过4根汇流排21串联连接。即，图12的电池模块200是5串联型的电池模块。
如图12所示，在5个单电池100a～100e中，位于左端的单电池100a的正极端子7与外部连接用的正极侧引线22连接。另外，在5个单电池100a～100e中，位于右端的单电池100e的负极端子6与外部连接用的负极侧引线23连接。
第2实施方式的二次电池具备作为正极和负极中的一方的第1电极、作为正极和负极中的另一方的第2电极、和含有第1实施方式的固体电解质分隔体的固体电解质层。因此，该二次电池的循环寿命性能优异。
(第3实施方式)
根据第3实施方式，提供电池组。该电池组具备第2实施方式的二次电池。该电池组既可以具备1个第2实施方式的二次电池，也可以具备由多个二次电池构成的电池模块。
实施方式的电池组还可以具备保护电路。保护电路具有控制二次电池的充放电的功能。或者，也可以将使用电池组作为电源的装置(例如，电子设备、车辆等)所含的电路用作电池组的保护电路。
另外，实施方式的电池组还可以具备通电用的外部端子。通电用的外部端子用于从二次电池向外部输出电流，和/或从外部向二次电池输入电流。换言之，使用电池组作为电源时，电流通过通电用的外部端子供给到外部。另外，对电池组进行充电时，充电电流(包括从车辆等的动力回收的再生能量)通过通电用的外部端子供给到电池组中。
接着，参照附图说明实施方式的电池组的一例。
图13为概略性地示出实施方式的电池组的一例的分解透视图。图14为示出图13所示的电池组的电路的一例的框图。
图13和图14所示的电池组300具备装纳容器31、盖32、保护片33、电池模块200、印刷线路板34、配线35、和未图示的绝缘板。
图13所示的装纳容器31是具有长方形底面的有底方型容器。装纳容器31构成为可装纳保护片33、电池模块200、印刷线路板34、和配线35。盖32具有矩形的形状。通过把盖32覆盖装纳容器31，装纳电池模块200等。虽然未图示，但在装纳容器31和盖32中，设置有用于与外部设备等连接的开口部或连接端子等。
电池模块200具备多个单电池100、正极侧引线22、负极侧引线23、和胶带24。
单电池100具有如图10和图11所示的结构。多个单电池100的至少1个为第2实施方式的二次电池。层叠多个单电池100，使得延伸出外部的负极端子6和正极端子7沿相同方向排列。多个单电池100的每一个如图14所示串联电连接。多个单电池100也可以并联电连接，还可以串联和并联组合地电连接。当多个单电池100并联连接时，与串联连接的情况相比，电池容量增大。
胶带24紧固多个单电池100。代替胶带24，也可以使用热收缩带来固定多个单电池100。此时，在电池模块200的两侧面配置保护片33，用热收缩带缠绕后，使热收缩带热收缩，将多个单电池100捆系在一起。
在单电池100的层叠体中，正极侧引线22的一端与位于最下层的单电池100的正极端子7连接。在单电池100的层叠体中，负极侧引线23的一端与位于最上层的单电池100的负极端子6连接。
在装纳容器31的内侧面中，印刷线路板34沿着短边方向的一个面设置。印刷线路板34具备正极侧连接器341、负极侧连接器342、热敏电阻343、保护电路344、配线345和346、通电用的外部端子347、正侧配线348a、以及负侧配线348b。印刷线路板34的一个主面面向在电池模块200中负极端子6和正极端子7延伸出的面。在印刷线路板34和电池模块200之间存在未图示的绝缘板。
在正极侧连接器341中设置有通孔。通过在该通孔中插入正极侧引线22的另一端，正极侧连接器341与正极侧引线22电连接。在负极侧连接器342中设置有通孔。通过在该通孔中插入负极侧引线23的另一端，负极侧连接器342与负极侧引线23电连接。
热敏电阻343固定在印刷线路板34的一个主面上。热敏电阻343检测单电池100的各个温度，将其检测信号发送给保护电路344。
通电用的外部端子347固定在印刷线路板34的另一个主面上。通电用的外部端子347与存在于电池组300外部的设备电连接。
保护电路344固定在印刷线路板34的另一个主面上。保护电路344通过正侧配线348a与通电用的外部端子347连接。保护电路344通过负侧配线348b与通电用的外部端子347连接。另外，保护电路344通过配线345与正极侧连接器341电连接。保护电路344通过配线346与负极侧连接器342电连接。进而，保护电路344与多个单电池100的每一个通过配线35电连接。
保护片33配置在装纳容器31的长边方向的两个内侧面以及与印刷线路板34隔着电池模块200相对的短边方向的内侧面。保护片33例如由树脂或橡胶构成。
保护电路344控制多个单电池100的充放电。另外，保护电路344基于从热敏电阻343发送的检测信号、或者从各个单电池100或电池模块200发送的检测信号，切断保护电路344与通电用的外部端子347之间的电连接。
作为从热敏电阻343发送的检测信号，例如可举出检测到单电池100的温度为规定温度以上的信号。作为从各个单电池100或电池模块200发送的检测信号，例如可举出检测到单电池100的过充电、过放电和过电流的信号。在检测各个单电池100的过充电等的情况下，既可以检测电池电压，也可以检测正极电位或负极电位。在后者的情况下，将用作参比电极的锂电极插入各个单电池100中。
予以说明，作为保护电路344，可以使用采用电池组300作为电源的装置(例如，电子设备、车辆等)中所含的电路。
另外，该电池组300如上所述具备通电用的外部端子347。因此，该电池组300能够经由通电用的外部端子347，从电池模块200向外部设备输出电流，而且从外部设备向电池模块200输入电流。换言之，使用电池组300作为电源时，来自电池模块200的电流经由通电用的外部端子347供给到外部设备。另外，当对电池组300充电时，来自外部设备的充电电流经由通电用的外部端子347供给到电池组300。在使用该电池组300作为车载用电池的情况下，作为来自外部设备的充电电流，可以使用从车辆的动力回收的再生能量。
予以说明，电池组300可以具备多个电池模块200。此时，多个电池模块200既可以串联连接，也可以并联连接，还可以串联和并联组合地连接。另外，也可以省略印刷线路板34和配线35。此时，正极侧引线22和负极侧引线23也可以用作通电用的外部端子。
这样的电池组例如用于要求取出大电流时循环性能优异的用途。具体地，该电池组例如用作电子设备的电源、固定放置用电池、各种车辆的车载用电池。作为电子设备，例如可举出数码相机。该电池组特别适合用作车载用电池。
第3实施方式的电池组具备第2实施方式的二次电池。因此，该电池组的循环寿命特性优异。
(第4实施方式)
根据第4实施方式，提供车辆。该车辆搭载有第3实施方式的电池组。
在实施方式的车辆中，电池组例如回收车辆的动力的再生能量。车辆可以包括将该车辆的动能转换为再生能量的机构。
作为车辆的例子，例如可举出两轮至四轮的混合动力电动车辆、两轮至四轮的电动车辆、以及电动辅助自行车和铁道用车辆。
电池组在车辆中的搭载位置没有特殊限定。例如，当电池组搭载在车辆上时，电池组可以搭载在车辆的发动机室、车体后方或座椅下方。
车辆可以搭载多个电池组。此时，电池组可以串联电连接，也可以并联电连接，还可以串联和并联组合地电连接。
参照附图说明实施方式的车辆的一例。
图15为概略性地示出实施方式的车辆的一例的截面图。
图15所示的车辆400包括车辆本体40和第3实施方式的电池组300。在图15所示的例子中，车辆400为四轮的车辆。
该车辆400可以搭载多个电池组300。此时，电池组300既可以串联连接，也可以并联连接，还可以串联和并联组合地连接。
图15中，图示了电池组300搭载在位于车辆本体40前方的发动机室内的例子。如上所述，电池组300例如也可以搭载在车辆本体40的后方或座椅下方。该电池组300可以用作车辆400的电源。另外，该电池组300可以回收车辆400的动力的再生能量。
接着，参照图16说明实施方式的车辆的实施方式。
图16为概略性地示出实施方式的车辆的一例的图。图16所示的车辆400为电动车辆。
图16所示的车辆400具备车辆本体40、车辆用电源41、作为车辆用电源41的上位控制装置的车辆ECU(ECU：Electric Control Unit；电控制装置)42、外部端子(用于连接外部电源的端子)43、逆变器44、和驱动马达45。
车辆400将车辆用电源41搭载在例如发动机室、车辆的车体后方或座椅下方。予以说明，在图16所示的车辆400中，概略性地示出了车辆用电源41的搭载位置。
车辆用电源41具备多个(例如3个)电池组300a、300b和300c，电池管理装置(BMU：Battery Management Unit)411，以及通信总线412。
3个电池组300a、300b和300c串联电连接。电池组300a具备电池模块200a和电池模块监视装置301a(例如，VTM：电压温度监控(Voltage Temperature Monitoring))。电池组300b具备电池模块200b和电池模块监视装置301b。电池组300c具备电池模块200c和电池模块监视装置301c。电池组300a、300b和300c可以各自独立地拆卸，并且可以更换为另外的电池组300。
电池模块200a～200c分别具备串联连接的多个单电池。多个单电池的至少1个是第1实施方式的二次电池。电池模块200a～200c分别通过正极端子413和负极端子414进行充电和放电。
电池管理装置411为了收集关于车辆用电源41的维护的信息，与电池模块监视装置301a～301c之间进行通信，收集车辆用电源41包括的电池模块200a～200c所包括的单电池100的关于电压和温度等的信息。
在电池管理装置411和电池模块监视装置301a～301c之间，连接有通信总线412。通信总线412构成为使得多个节点(电池管理装置和1个以上的电池模块监视装置)共用1组通信线。通信总线412例如是基于CAN(控制局域网(Control Area Network))标准构成的通信总线。
电池模块监视装置301a～301c基于来自电池管理装置411的通信带来的指令，测量构成电池模块200a～200c的各个单电池的电压和温度。然而，可以仅对1个电池模块在几个位置测定温度，而无需测定所有单电池的温度。
车辆用电源41还可以具有用于切换正极端子413和负极端子414的连接的电磁接触器(例如图16所示的开关装置415)。开关装置415包括在对电池模块200a～200c进行充电时打开的预充电开关(未图示)、以及向负载供给电池输出时打开的主开关(未图示)。预充电开关和主开关具备通过供给至配置在开关元件附近的线圈的信号而导通或断开的继电器电路(未图示)。
逆变器44将输入的直流电压转换为用于驱动马达的三相交流(AC)的高电压。逆变器44的三相输出端子连接到驱动马达45的各三相输入端子。逆变器44基于来自电池管理装置411或用于控制整个车辆工作的车辆ECU42的控制信号，控制输出电压。
驱动马达45通过从逆变器44供给的电力而旋转。该旋转例如经由差动齿轮单元传递给车轴和驱动轮W。
另外，虽然未图示，但车辆400具备再生制动机构。再生制动机构在制动车辆400时使驱动马达45旋转，将动能转换为作为电能的再生能量。由再生制动机构回收的再生能量被输入到逆变器44中而转换成直流电流。直流电流例如被输入到车辆用电源41所具备的电池组中。
连接线L1的一个端子经由电池管理装置411内的电流检测部(未图示)连接到车辆用电源41的负极端子414。连接线L1的另一个端子连接到逆变器44的负极输入端子。
连接线L2的一个端子经由开关装置415连接到车辆用电源41的正极端子413。连接线L2的另一个端子连接到逆变器44的正极输入端子。
外部端子43连接到电池管理装置411。外部端子43例如可以连接到外部电源。
车辆ECU42响应司机等的操作输入，与其他装置一起协调控制电池管理装置411，进行整个车辆的管理。在电池管理装置411和车辆ECU42之间，通过通信线进行车辆用电源41的剩余容量等的与车辆用电源41的维护有关的数据的传送。
第4实施方式的车辆具备第3实施方式的电池组。因此，根据本实施方式，可以提供搭载有可实现优异的循环寿命特性的电池组的车辆。
实施例
以下说明实施例，但实施方式并不限定于以下所述的实施例。
(实施例1)
＜正极的制作＞
准备作为正极活性物质的锂钴氧化物(LiCoO2)粉末90重量％、作为导电剂的乙炔黑5重量％、和作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)5重量％，将它们加入到作为分散溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中混合，制备浆料。将该浆料涂布在厚度12μm的铝箔制的集电体的两面，然后干燥，压制，由此制作具备活性物质层的正极。然后，将活性物质层的主表面的轮郭切出成具有70mm×50mm大小的长方形。其中，该正极含有的集电体具有未形成活性物质层的集电片部。
＜负极的制作＞
准备作为负极活性物质的锂钛复合氧化物(Li4Ti5O12)粉末90重量％、作为导电剂的乙炔黑5重量％、和作为粘合剂的PVdF 5重量％，将它们加入到作为分散溶剂的NMP中混合，制备浆料。将该浆料涂布在厚度12μm的铝箔制的集电体的两面，然后干燥，压制，由此制作具备活性物质层的负极。然后，将活性物质层的主表面的轮郭切出成具有90mm×70mm大小的长方形。但是，该负极含有的集电体具有未形成活性物质层的集电片部。
＜固体电解质层(第1部分)的形成＞
按质量比100：1称量氧化铝粒子和作为粘合剂的醋酸纤维素，将它们与作为分散溶剂的NMP混合，制备浆料。在按上述制作的负极的单面上(活性物质含有层上)，在四边的全长上，喷雾涂布该浆料，使之干燥，除去NMP，形成第1部分。该第1部分从负极的单面的轮郭向内侧以10mm的宽度形成。第1部分的膜厚为约20μm。
＜固体电解质层(第2部分)的形成＞
按质量比100：1称量Li7La3Zr2O12(LLZ)粒子和作为粘合剂的醋酸纤维素，将它们与作为分散溶剂的NMP混合，制备浆料。在先前形成的第1部分的内侧的部分喷雾涂布该浆料，使之干燥，除去NMP，形成第2部分。
＜宽度的测定＞
根据实施方式中说明的方法，测定沿固体电解质层的面内方向中的一个方向的宽度，结果，正极的宽度为50mm，负极的宽度为70mm，固体电解质层的宽度为70mm。即，该一个方向的中央区域的宽度为50mm，周边区域的宽度为20mm。另外，该一个方向的第1部分的合计宽度为20mm，第2部分的宽度为50mm。
第1部分的合计宽度占固体电解质层的宽度的比例为约29％。在固体电解质层中，与正极重合的第1部分的合计宽度占正极的宽度的比例为0％。
＜锂离子传导率的测定＞
根据第1实施方式中说明的方法，测定中央区域和周边区域的锂离子传导率，结果，中央区域的锂离子传导率为3×10-4S/cm，周边区域的锂离子传导率为2×10-14S/cm。
＜层叠电池的制作＞
将层叠有固体电解质层的负极和正极真空干燥后，以2个负极夹1个正极的方式层叠，制作电极组。此时，以各自的负极所具备的固体电解质层与正极接触的方式层叠。得到的电极组具有参照图4和图5说明的结构。将得到的电极组装纳入由厚度为40μm的铝箔和在其两面上形成的聚丙烯层构成的厚度为0.1mm的层压膜形成的袋中，在120℃用24小时实施真空干燥。然后，在聚碳酸酯和碳酸二乙酯的混合溶剂(体积比1：2)中以1.2mol/L溶解作为电解质盐的LiPF6，制备非水电解质。向装纳有电极组的层压膜袋内注入非水电解质，然后将该袋通过热封完全密闭，制作层叠电池。
＜循环寿命评价＞
将按上述制作的层叠电池静置在45℃的恒温槽内，进行充放电循环特性的评价。循环试验如下进行：将在1.5V-3.0V的电压范围内1C的充电和1C的放电设为1个循环，由初次的放电容量和500个循环时的放电容量计算容量维持率。然后，在将后述参考例的层叠电池的容量维持率设为100的情况下，计算各个实施例的层叠电池的容量维持率相对于该参考例的容量维持率的比。
以上的结果汇总于下述表1和表2。表1和表2中也示出了后述的实施例2～13、参考例和比较例的结果。
表1中，在“第1部分”一列，记载了根据第1实施方式测定的第1部分的合计宽度。在作为宽度的比记载的“(与正极重合的第1部分)/(正极)”一列，对于第1部分在固体电解质层的主表面上的正投影与正极重合的情况，记载了将该第1部分的合计宽度除以正极的宽度得到的值。因此，第1部分在固体电解质层的主表面上的正投影没有与正极重合的情况的“(与正极重合的第1部分)/(正极)”的值为0(零)。
表2中，在“容量维持率”一列中，记载了通过上述循环寿命评价计算出的容量维持率的值。
(实施例2)
将固体电解质层的周边区域含有的第1部分在从负极的单面的轮郭起至内侧5mm的宽度形成，除此以外，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
(实施例3)
将固体电解质层的周边区域含有的第1部分在从负极的单面的轮郭起至内侧13mm的宽度形成，除此以外，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
(实施例4)
将固体电解质层的周边区域含有的第1部分在从负极的单面的轮郭起往内侧3mm的位置至再往内侧10mm的位置形成，除此以外，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。第1部分在固体电解质层的主表面上的正投影没有与正极重合。
(实施例5)
除了以下工序，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
即，在该实施例5中，制作负极时，在具有集电片部的边的负极活性物质层上和与该边相对的负极活性物质层的两边上，从负极活性物质层的轮郭起至内侧10mm的宽度形成固体电解质层所含有的第1部分。在负极集电片部上未形成固体电解质层。
(实施例6)
除了以下工序，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
即，该实施例6中，制作负极时，在不具有集电片部的相对的两边的负极活性物质层上，从负极活性物质层的轮郭起至内侧10mm的宽度形成固体电解质层所含有的第1部分。
(实施例7)
在制作固体电解质层的周边区域时，使用Li2.9PO3.3N0.46(LIPON)粒子，除此以外，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
(实施例8)
通过微凹版方式的涂布形成固体电解质层的第1部分，除此以外，与实施例5所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
(实施例9)
将固体电解质层的周边区域含有的第1部分在从负极的单面的轮郭起往内侧8mm的位置至再往内侧2mm的位置形成，除此以外，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
(实施例10)
按如下所述制作非水电解质的二次电池，除此以外，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
即，将固体电解质层的第1部分在从负极的单面的轮郭起往内侧12mm的位置至再往内侧10mm的位置形成。然后，将第2部分形成在先前形成的第1部分的内侧。
对于制作的非水电解质二次电池含有的固体电解质层来说，面内方向中的一个方向的宽度小于正极。另外，该固体电解质层对正极的正投影完全与正极重合。即，实施例10的非水电解质二次电池含有的固体电解质不包含周边区域，仅包含中央区域。
(实施例11)
将固体电解质层的周边区域含有的第1部分在从负极的单面的轮郭起至内侧30mm的宽度形成，除此以外，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
(实施例12)
作为负极活性物质，使用斜方晶型含钛复合氧化物(Li2Na2Ti6O14)，除此以外，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
(实施例13)
作为负极活性物质，使用单斜晶型铌钛复合氧化物(Nb2TiO7)，除此以外，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
(参考例)
除了以下工序，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
制作固体电解质层时，按质量比100：1称量Li7La3Zr2O12(LLZ)粒子和作为粘合剂的醋酸纤维素，将它们与作为分散溶剂的NMP混合，制备浆料。在先前形成的负极的单面的整个面上喷雾涂布该浆料，干燥并除去NMP，形成固体电解质层。即，该参考例的非水电解质二次电池的固体电解质层的中央区域和周边区域由相同的材料形成，因而不含第1部分。
(比较例)
在制作固体电解质层的第1部分时，使用LLZ粒子，在制作固体电解质层的第2部分时，使用氧化铝粒子，除此以外，与实施例1所述同样地制作并评价非水电解质二次电池。
由实施例和比较例的对比可知，固体电解质层的周边区域包括与负极接触的第1部分，中央区域包括与负极和正极接触的第2部分，第1部分的锂离子传导率低于第2部分的锂离子传导率时，容量维持率优异。
例如，将实施例1与实施例3对比时，第1部分的合计宽度相对于固体电解质层的宽度的比例为29％的实施例1与该比例为37％的实施例3相比，显示出优异的容量维持率。
将实施例1与实施例5和6对比可知，锂离子传导率低的第1部分无须存在于固体电解质层的四边。
将实施例9与参考例对比时，第1部分的合计宽度相对于固体电解质层的宽度的比例为7％的实施例9与不存在第1部分的参考例相比，显示出优异的容量维持率。
实施例10的固体电解质层不包括对应于负极的宽度与正极的宽度的差的周边区域。但是，实施例10的固体电解质层在中央区域包括第1部分和第2部分这两者。
对于实施例11来说，正极的宽度小于第1部分的合计宽度。
这些实施例10和11与比较例相比，容量维持率优异。
以上所述的至少1个实施方式和实施例的固体电解质分隔体是含有具有锂离子传导性的固体电解质的片材。沿片材的面内方向的周边区域的第1锂离子传导率低于沿片材的面内方向的中央区域的第2锂离子传导率。因此，含有该固体电解质分隔体的二次电池的循环寿命特性优异。
予以说明，上述的实施方式汇总在以下的技术方案中。
技术方案1
固体电解质分隔体，其含有具有锂离子传导性的固体电解质的片材，
沿上述片材的面内方向的周边区域的第1锂离子传导率低于沿上述片材的上述面内方向的中央区域的第2锂离子传导率。
技术方案2
二次电池，其具备作为正极和负极中的一方的第1电极、作为上述正极和上述负极中的另一方的第2电极、和含有根据上述技术方案1的固体电解质分隔体的固体电解质层。
技术方案3
根据上述技术方案2，
上述固体电解质层具有第1面和与上述第1面相对的第2面，
上述第1面的至少一部分与上述第1电极接触，上述第2面的至少一部分与上述第2电极接触，
沿上述片材的上述面内方向中的各方向的上述第1电极的宽度大于沿上述各方向的上述第2电极的宽度，
上述周边区域为与上述第1电极的宽度与上述第2电极的宽度的差对应的区域，包括含有在上述第1面中与上述第1电极接触的面的第1部分，
上述中央区域为与沿上述各方向的上述第2电极的宽度对应的区域，包括含有在上述第1面中与上述第1电极接触的面和在上述第2面中与上述第2电极接触的面的第2部分，
上述第1部分的第1锂离子传导率低于上述第2部分的第2锂离子传导率。
技术方案4
根据上述技术方案3，
上述固体电解质层为正方形或矩形，
上述面内方向中的一个方向的上述第2电极的宽度大于上述一个方向的上述第1部分的合计宽度。
技术方案5
根据上述技术方案3或4，
上述固体电解质层为正方形或矩形，
上述面内方向中的一个方向的上述第1部分的合计宽度相对于上述一个方向的上述固体电解质层的宽度的比例在1％～30％的范围内。
技术方案6
根据上述技术方案3～5的任一项，
上述固体电解质层为正方形或矩形，
在上述中央区域中，上述面内方向中的一个方向的上述第1部分的合计宽度相对于上述一个方向的上述第2电极的宽度的比例在0％～20％的范围内。
技术方案7
根据上述技术方案2～6的任一项，
上述周边区域的锂离子传导率为1×10-10S/cm以下，上述中央区域的锂离子传导率为1×10-4S/cm以上。
技术方案8
根据上述技术方案2～7的任一项，
上述负极含有负极活性物质，
上述负极活性物质含有选自具有斜方锰矿结构的钛酸锂、具有尖晶石结构的钛酸锂、单斜晶型二氧化钛、锐钛矿型二氧化钛、金红石型二氧化钛、碱硬锰矿型钛复合氧化物、斜方晶型含钛复合氧化物、和单斜晶型铌钛复合氧化物中的至少1种。
技术方案9
根据上述技术方案2～8的任一项，
还具备电解质。
技术方案10
包括根据上述技术方案2～9任一项的二次电池的电池组。
技术方案11
根据上述技术方案10，
还包括通电用的外部端子和保护电路。
技术方案12
根据上述技术方案10或11，
具备多个上述二次电池，上述多个二次电池串联、并联、或串联和并联组合地电连接。
技术方案13
具备根据上述技术方案10～12任一项的电池组的车辆。
技术方案14
根据上述技术方案13，
包括将上述车辆的动能转换为再生能量的机构。
虽然已经说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式仅以例示的方式给出，并不意图限制本发明的范围。这些新的实施方式能够以各种各样的其另一方式实施，在不脱离本发明精神的范围内，可以对本文描述的各实施方式的形式进行各种省略、替换、改变。这些实施方式及其变形既包括在本发明的范围和主旨内，也包括在权利要求书所记载的发明及其等同范围内。

Claims (14)

1.固体电解质分隔体，其是含有具有锂离子传导性的固体电解质的片材，
沿上述片材的面内方向的周边区域的第1锂离子传导率低于沿上述片材的上述面内方向的中央区域的第2锂离子传导率。
2.二次电池，其具备作为正极和负极中的一方的第1电极、作为上述正极和上述负极中的另一方的第2电极、和含有权利要求1所述的固体电解质分隔体的固体电解质层。
3.权利要求2所述的二次电池，其中，上述固体电解质层具有第1面和与上述第1面相对的第2面，
上述第1面的至少一部分与上述第1电极接触，上述第2面的至少一部分与上述第2电极接触，
沿上述片材的上述面内方向中的各方向的上述第1电极的宽度大于沿上述各方向的上述第2电极的宽度，
上述周边区域为与上述第1电极的宽度与上述第2电极的宽度的差对应的区域，包括含有在上述第1面中与上述第1电极接触的面的第1部分，
上述中央区域为与沿上述各方向的上述第2电极的宽度对应的区域，包括含有在上述第1面中与上述第1电极接触的面和在上述第2面中与上述第2电极接触的面的第2部分，
上述第1部分的第1锂离子传导率低于上述第2部分的第2锂离子传导率。
4.权利要求3所述的二次电池，其中，上述固体电解质层为正方形或矩形，
上述面内方向中的一个方向的上述第2电极的宽度大于上述一个方向的上述第1部分的合计宽度。
5.权利要求3或4所述的二次电池，其中，上述固体电解质层为正方形或矩形，
上述面内方向中的一个方向的上述第1部分的合计宽度相对于上述一个方向的上述固体电解质层的宽度的比例在1％～30％的范围内。
6.权利要求3～5任一项所述的二次电池，其中，上述固体电解质层为正方形或矩形，
在上述中央区域中，上述面内方向中的一个方向的上述第1部分的合计宽度相对于上述一个方向的上述第2电极的宽度的比例在0％～20％的范围内。
7.权利要求2～6任一项所述的二次电池，其中，上述周边区域的锂离子传导率为1×10-10S/cm以下，上述中央区域的锂离子传导率为1×10-4S/cm以上。
8.权利要求2～7任一项所述的二次电池，其中，上述负极含有负极活性物质，
上述负极活性物质含有选自具有斜方锰矿结构的钛酸锂、具有尖晶石结构的钛酸锂、单斜晶型二氧化钛、锐钛矿型二氧化钛、金红石型二氧化钛、碱硬锰矿型钛复合氧化物、斜方晶型含钛复合氧化物、和单斜晶型铌钛复合氧化物中的至少1种。
9.权利要求2～8任一项所述的二次电池，其还具备电解质。
10.电池组，其包括权利要求2～9任一项所述的二次电池。
11.权利要求10所述的电池组，其还包括通电用的外部端子和保护电路。
12.权利要求10或11所述的电池组，其具备多个上述二次电池，上述多个二次电池串联、并联、或串联和并联组合地电连接。
13.车辆，其具备权利要求10～12任一项所述的电池组。
14.权利要求13所述的车辆，其包括将上述车辆的动能转换为再生能量的机构。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109980272A (zh) * 2019-04-16 2019-07-05 山东大学 一种Al掺杂片状LLZO复合固态电解质及其制备方法和应用
CN111864274A (zh) * 2019-04-24 2020-10-30 本田技研工业株式会社 全固态电池以及全固态电池的制造方法
WO2023087218A1 (zh) * 2021-11-18 2023-05-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 负极极片及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包和用电装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6933771B2 (ja) * 2018-03-30 2021-09-08 株式会社東芝 電極群、電池及び電池パック
US11121408B2 (en) 2019-03-14 2021-09-14 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
JP7209191B2 (ja) * 2019-10-02 2023-01-20 トヨタ自動車株式会社 積層電池
JP7163335B2 (ja) 2020-03-19 2022-10-31 株式会社東芝 二次電池、電池パック、及び車両
US20230416456A1 (en) * 2021-02-25 2023-12-28 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Resin composition, coating film using same, and electrolyte
JP2022141321A (ja) * 2021-03-15 2022-09-29 株式会社東芝 電極群、二次電池、電池パック及び車両
WO2022195926A1 (ja) 2021-03-16 2022-09-22 ビークルエナジージャパン株式会社 固体電解質シート、及びこれを使用した固体電解質二次電池
FR3141801A1 (fr) * 2022-11-04 2024-05-10 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Accumulateur électrochimique à électrolyte solide présentant des zones à propriétés de stabilité thermique différenciées.

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100116201A1 (en) * 2007-05-30 2010-05-13 Oladeji Isaiah O Film growth system and method
JP2011044369A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 非水電解質電池
CN102163710A (zh) * 2010-02-05 2011-08-24 索尼公司 用于锂离子二次电池的负极、锂离子二次电池、电动工具、电动车辆、和电力存储系统
JP2013054949A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 非水電解質電池
CN103339781A (zh) * 2011-01-27 2013-10-02 株式会社Lg化学 电极组件
US20140170465A1 (en) * 2004-02-06 2014-06-19 Polyplus Battery Company Protected lithium electrodes having a porous electrolyte interlayer and associated battery cells
US20140234695A1 (en) * 2006-08-31 2014-08-21 Seiko Epson Corporation Secondary battery
CN106207162A (zh) * 2015-05-26 2016-12-07 松下知识产权经营株式会社 全固体锂离子二次电池及其制造方法
CN107017386A (zh) * 2015-09-16 2017-08-04 株式会社东芝 活性物质、非水电解质电池、电池包及车辆

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0574466A (ja) * 1991-09-17 1993-03-26 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 固体電解質フイルム
JPH05314995A (ja) * 1992-05-07 1993-11-26 Japan Energy Corp 電解質複合体
JPH0945372A (ja) 1995-07-27 1997-02-14 Fuji Elelctrochem Co Ltd リチウム二次電池
JP3879140B2 (ja) * 1996-05-15 2007-02-07 松下電器産業株式会社 リチウム・ポリマ二次電池
JP2003257489A (ja) * 2002-02-28 2003-09-12 Mitsubishi Materials Corp ゲル状ポリマー電解質及びその製造方法並びに該電解質を用いたリチウムポリマー電池
JP2004206942A (ja) * 2002-12-24 2004-07-22 Ion Engineering Research Institute Corp 全固体リチウム電池
US7531261B2 (en) 2003-06-30 2009-05-12 Corning Incorporated Textured electrolyte sheet for solid oxide fuel cell
WO2007075867A2 (en) * 2005-12-19 2007-07-05 Polyplus Battery Company Composite solid electrolyte for protection of active metal anodes
JP2007273349A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Toyota Motor Corp 積層型電池およびその製造方法
WO2008116694A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Nv Bekaert Sa Substrate for lithium thin film battery
WO2009070600A2 (en) * 2007-11-27 2009-06-04 Ceramatec, Inc. Substantially solid, flexible electrolyte for alkili-metal-ion batteries
JP5541514B2 (ja) 2010-09-16 2014-07-09 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 積層型二次電池
JP6070471B2 (ja) * 2013-08-06 2017-02-01 トヨタ自動車株式会社 全固体リチウム二次電池及び全固体リチウム二次電池の製造方法
CN105226323B (zh) * 2014-06-09 2017-12-01 宁德新能源科技有限公司 电芯及其制备方法
US10164289B2 (en) 2014-12-02 2018-12-25 Polyplus Battery Company Vitreous solid electrolyte sheets of Li ion conducting sulfur-based glass and associated structures, cells and methods
EP3051612B1 (en) * 2015-01-30 2017-07-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Active material, nonaqueous electrolyte battery, battery pack and battery module
JP6636712B2 (ja) 2015-03-25 2020-01-29 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン リチウムイオン二次電池
JP2017016812A (ja) 2015-06-30 2017-01-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非水電解質二次電池
JP6523113B2 (ja) 2015-09-14 2019-05-29 株式会社東芝 電極、非水電解質電池、電池パック、および自動車
JP6233372B2 (ja) * 2015-09-14 2017-11-22 トヨタ自動車株式会社 全固体電池の製造方法
JP6659609B2 (ja) 2017-03-21 2020-03-04 株式会社東芝 電極構造体、二次電池、電池パック及び車両

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140170465A1 (en) * 2004-02-06 2014-06-19 Polyplus Battery Company Protected lithium electrodes having a porous electrolyte interlayer and associated battery cells
US20140234695A1 (en) * 2006-08-31 2014-08-21 Seiko Epson Corporation Secondary battery
US20100116201A1 (en) * 2007-05-30 2010-05-13 Oladeji Isaiah O Film growth system and method
JP2011044369A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 非水電解質電池
CN102163710A (zh) * 2010-02-05 2011-08-24 索尼公司 用于锂离子二次电池的负极、锂离子二次电池、电动工具、电动车辆、和电力存储系统
CN103339781A (zh) * 2011-01-27 2013-10-02 株式会社Lg化学 电极组件
JP2013054949A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 非水電解質電池
CN106207162A (zh) * 2015-05-26 2016-12-07 松下知识产权经营株式会社 全固体锂离子二次电池及其制造方法
CN107017386A (zh) * 2015-09-16 2017-08-04 株式会社东芝 活性物质、非水电解质电池、电池包及车辆

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109980272A (zh) * 2019-04-16 2019-07-05 山东大学 一种Al掺杂片状LLZO复合固态电解质及其制备方法和应用
CN109980272B (zh) * 2019-04-16 2021-04-20 山东大学 一种Al掺杂片状LLZO复合固态电解质及其制备方法和应用
CN111864274A (zh) * 2019-04-24 2020-10-30 本田技研工业株式会社 全固态电池以及全固态电池的制造方法
CN111864274B (zh) * 2019-04-24 2023-10-24 本田技研工业株式会社 全固态电池以及全固态电池的制造方法
WO2023087218A1 (zh) * 2021-11-18 2023-05-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 负极极片及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包和用电装置

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EP3460895A1 (en) 2019-03-27

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