JP2016029659A - 二次電池ならびに電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム - Google Patents
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Abstract
Description
電解質と、
巻回電極体と上記電解質とを収容する外装体と
を備え、
巻回電極体のうち、より外周側に位置する正極および負極のいずれかの電極巻回終端部に対応する位置を始点として、セパレータが、1周以上4周未満、該電極巻回終端部よりも長く巻回されており、
セパレータの基材と、正極及び負極のうち少なくとも一方の間に、無機粒子を含む樹脂層または無機粒子を含まない樹脂層が設けられている
ことを特徴とする。
3.1L<Y<12.5L ・・・式(1)
1.第1の実施の形態(本技術の巻回電極体を用いた円筒型非水電解質電池の例)
2.第2の実施の形態(本技術の巻回電極体を用いた角型非水電解質電池の例)
3.第3の実施の形態(非水電解質電池を用いた電池パックの例)
4.第4の実施の形態(非水電解質電池を用いた蓄電システム等の例)
(1−1)非水電解質電池の構成
図1は、第1の実施の形態にかかる非水電解質電池10の一例を示す断面図である。非水電解質電池10は、例えば充電および放電が可能な非水電解質二次電池である。この非水電解質電池10は、いわゆる円筒型と呼ばれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶11の内部に、図示しない液体状の非水電解質(以下、非水電解液と適宜称する)とともに帯状の正極21と負極22とがセパレータ23を介して巻回された巻回電極体20を有している。
図2は、巻回電極体20の外観を示す斜視図である。図3は、図2に示した巻回電極体20の横断面図であり、巻回中心部を省略したものである。図4は、図3に示した巻回電極体20の横断面図の一部を拡大して表すものである。
3.1L<Y<12.5L ・・・式(1)
例えば、電池形状がJIS C8711に準拠したICR18650である場合には、セパレータ余剰長Yが53mm以上220mm以下程度となることが好ましい。
3.1L<Y<9.4L ・・・式(2)
正極21は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体21Aの両面に正極活物質層21Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体21Aの片面のみに正極活物質層21Bを設けるようにしてもよい。正極集電体21Aは、例えば、アルミニウム箔等の金属箔により構成されている。
LipNi(1-q-r)MnqM1rO(1-y)Xz
(式中、M1は、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)を除く2族〜15族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。Xは、酸素(O)以外の16族元素および17族元素のうち少なくとも1種を示す。p、q、y、zは、0≦p≦1.5、0≦q≦1.0、0≦r≦1.0、−0.10≦y≦0.20、0≦z≦0.2の範囲内の値である。)
LiaM2bPO4
(式中、M2は、2族〜15族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。a、bは、0≦a≦2.0、0.5≦b≦2.0の範囲内の値である。)
LifMn(1-g-h)NigM3hO(1-j)Fk
(式中、M3は、コバルト(Co)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。f、g、h、jおよびkは、0.8≦f≦1.2、0<g<0.5、0≦h≦0.5、g+h<1、−0.1≦j≦0.2、0≦k≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、fの値は完全放電状態における値を表している。)
LimNi(1-n)M4nO(1-p)Fq
(式中、M4は、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。m、n、pおよびqは、0.8≦m≦1.2、0.005≦n≦0.5、−0.1≦p≦0.2、0≦q≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、mの値は完全放電状態における値を表している。)
LirCo(1-s)M5sO(1-t)Fu
(式中、M5は、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。r、s、tおよびuは、0.8≦r≦1.2、0≦s<0.5、−0.1≦t≦0.2、0≦u≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、rの値は完全放電状態における値を表している。)
LivMn(1-w)M6wOxFy
(式中、M6は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。v、w、xおよびyは、0.9≦v≦1.1、0≦w≦0.6、3.7≦x≦4.1、0≦y≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、vの値は完全放電状態における値を表している。)
LizM7PO4
(式中、M7は、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)およびジルコニウム(Zr)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。zは、0.9≦z≦1.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、zの値は完全放電状態における値を表している。)
負極22は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体22Aの片面のみに負極活物質層22Bを設けるようにしてもよい。
セパレータ23は、正極21と負極22とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。また、セパレータ23は、正極21および負極22よりも巻回終端部を長く形成し、巻回電極体20の外周部を1周以上4周未満巻回することにより、巻回電極体20と電池缶11との間にクッション性を付与するものである。セパレータ23には、非水電解液が含浸されている。この非水電解液は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。
非水電解液は、電解質塩と、この電解質塩を溶解する非水溶媒とを含む。
[正極の製造方法]
正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドン等の溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより正極活物質層21Bを形成し、正極21を作製する。
負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドン等の溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体22Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより負極活物質層22Bを形成し、負極22を作製する。
基材23aおよび表面層23bが積層した構成としたセパレータ23は、下記の方法により製造することができる。
非水電解液は、非水溶媒に対して電解質塩を溶解させて調製する。
正極集電体21Aに正極リード25を溶接等により取り付けると共に、負極集電体22Aに負極リード26を溶接等により取り付ける。その後、正極21と負極22とをセパレータ23を介して巻回し巻回電極体20とする。このとき、巻回電極体20の最外周部が、セパレータ23の巻回終端部の余剰部(余剰セパレータ23L)によって巻回電極体の外周の1周以上4周未満巻回されるようにする。
図6に、巻回電極体20の第1の変形例を示す。図6では、巻回電極体20の巻回最外周部において、例えば1周にわたって負極集電体22Aの露出部が設けられたものである。
第1の実施の形態の非水電解質電池は、電池容量および電池特性の維持、ならびに電極切れの抑制効果を得ることができる。
第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、巻回電極体の最外周に余剰セパレータを巻回させてクッション性を付与した角型非水電解質電池について説明する。
図8は、第2の実施の形態にかかる非水電解質電池30の構成を表すものである。この非水電解質電池は、いわゆる角型電池といわれるものであり、巻回電極体40を角型の外装缶31内に収容したものである。
セパレータは、第2の実施の形態におけるセパレータ23と同様の構成とすることができる。
ゲル電解質層は、第1の実施の形態に記載された非水電解液を高分子化合物に保持させたものである。ゲル電解質は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。
この非水電解質電池は、例えば、次のようにして製造することができる。
正極および負極は、第1の実施の形態と同様の方法により作製することができる。
まず、正極および負極のそれぞれに、非水電解液と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させてゲル電解質層を形成する。次に、ゲル電解質層が形成された正極および負極を用いて、第1の実施の形態と同様の方法により小判型に細長く巻回された巻回電極体40を作製する。続いて、巻回電極体40を例えばアルミニウム(Al)、鉄(Fe)などの金属よりなる角型缶である外装缶31内に収容する。
第2の実施の形態は、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
第3の実施の形態では、第1の実施の形態および第2の実施の形態における非水電解質電池を用いた非水電解質電池が備えられた電池パックについて説明する。
第4の実施の形態では、第1および第2の実施の形態にかかる非水電解質電池および第3の実施の形態にかかる電池パックを搭載した電子機器、電動車両および蓄電装置等の機器について説明する。第2〜第3の実施の形態で説明した非水電解質電池および電池パックは、電子機器や電動車両、蓄電装置等の機器に電力を供給するために使用することができる。
本技術の非水電解質電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図10を参照して説明する。例えば住宅101用の蓄電システム100においては、火力発電102a、原子力発電102b、水力発電102c等の集中型電力系統102から電力網109、情報網112、スマートメータ107、パワーハブ108等を介し、電力が蓄電装置103に供給される。これと共に、家庭内発電装置104等の独立電源から電力が蓄電装置103に供給される。蓄電装置103に供給された電力が蓄電される。蓄電装置103を使用して、住宅101で使用する電力が給電される。住宅101に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図11を参照して説明する。図11に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
[正極の作製]
正極活物質としてコバルト酸リチウム(LiCoO2)95質量%と、導電剤としてグラファイト2質量%と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)3質量%とを混合して正極合剤とし、正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンに分散させて正極合剤スラリーを得た。次に、この正極合剤スラリーを、正極集電体である厚み15μmの帯状アルミニウム(Al)箔の両面に均一に塗布し、乾燥させたのち、ロールプレス機で圧縮成型して正極活物質層を形成した。このとき、帯状アルミニウム箔の巻回始端側端部、巻回終端側端部のそれぞれにおいて、正極集電体露出部を形成するようにして正極合剤スラリーを塗布した。最後に、露出した正極集電体の一端にアルミニウム(Al)製の正極リードを溶接して取り付けて正極とした。
負極活物質として黒鉛粉末96質量%と、結着剤としてスチレンブタジエンゴム(SBR)2質量部と、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース(CMC)2質量%とを混合して負極合剤とし、負極合剤をイオン交換水に分散させて負極合剤スラリーを得た。次に、この負極合剤スラリーを、負極集電体である厚み8μmの帯状銅(Cu)箔の両面に均一に塗布し、乾燥させたのち、ロールプレス機で圧縮成型して負極活物質層を形成した。このとき、帯状銅箔の巻回始端側端部、巻回終端側端部のそれぞれにおいて、負極集電体露出部を形成するようにして負極合剤スラリーを塗布した。最後に、露出した負極集電体の一端にニッケル(Ni)製の負極リードを溶接して取り付けて負極とした。
平均粒径0.5μmのアルミナ(Al2O3)粒子(住友化学(株)製AKP−3000、アルミナ含有量99.995重量%以上)と質量平均分子量が約100万のポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを、質量比9:1で混合し、溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させ、ビーズミルを用いて攪拌して樹脂スラリーを得た。
炭酸エチレン(EC)、炭酸ジメチル(DMC)および炭酸エチルメチル(EMC)を、質量比EC:DMC:EMC=30:40:30で混合して非水溶媒とした後、非水溶媒に電解質塩として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1.0mol/kgの濃度で溶解させて非水電解液とした。
正極と、セパレータと、負極とを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、負極が正極よりも外周側となるようにして積層体の長手方向に多数回巻回させた後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。このとき、巻回電極体の平均素子径は17.30mmであり、巻回電極体の最外周においてセパレータの余剰分が約1周巻回する構成となった。
セパレータの長さが、巻回電極体において負極の巻回終端部から110mm長くなるような長さとした以外は、実施例1と同様にして円筒型電池を作製した。なお、実施例2において巻回電極体の平均素子径は17.38mmであり、巻回電極体の外周においてセパレータの余剰分が約2周巻回する構成となった。
セパレータの長さが、巻回電極体において負極の巻回終端部から210mm長くなるような長さとした以外は、実施例1と同様にして円筒型電池を作製した。なお、実施例3において巻回電極体の平均素子径は17.46mmであり、巻回電極体の外周においてセパレータの余剰分が4周弱巻回する構成となった。
負極集電体の厚さを10μmとし、セパレータの長さが、巻回電極体において負極の巻回終端部から110mm長くなるような長さとした以外は、実施例1と同様にして円筒型電池を作製した。なお、実施例4において巻回電極体の平均素子径は17.48mmであり、巻回電極体の外周においてセパレータの余剰分が約2周巻回する構成となった。
セパレータの長さが、巻回電極体において負極の巻回終端部から10mm長くなるような長さとした以外は、実施例1と同様にして円筒型電池を作製した。なお、比較例1において巻回電極体の平均素子径は17.22mmであり、巻回電極体の外周においてセパレータの余剰分が約1/5周巻回する構成となった。
セパレータの長さが、巻回電極体において負極の巻回終端部から410mm長くなるような長さとした以外は、実施例1と同様にして円筒型電池を作製した。なお、比較例2において巻回電極体の平均素子径は17.68mmであり、巻回電極体の外周においてセパレータの余剰分が約7.5周巻回する構成となった。
負極集電体の厚さを12μmとし、セパレータの長さが、巻回電極体において負極の巻回終端部から110mm長くなるような長さとした以外は、実施例1と同様にして円筒型電池を作製した。なお、実施例4において巻回電極体の平均素子径は17.48mmであり、巻回電極体の外周においてセパレータの余剰分が約2周巻回する構成となった。
(a)サイクル性能評価
各実施例および各比較例の円筒型電池を、23℃雰囲気中、0.7Cの充電電流で電池電圧が4.3Vとなるまで定電流充電を行った後、電池電圧4.3Vにて定電圧充電を行い、充電電流が50mAとなった時点で充電を終了した。この満充電状態の円筒型電池を、45℃雰囲気下で2時間保存した。続いて、電池電圧が3.0Vとなるまで定電流放電を行った。
500サイクル後劣化率[%]={1−(500サイクル目の放電容量/初回放電容量)}×100
各実施例および各比較例の円筒型電池を、23℃雰囲気中、0.7Cの充電電流で電池電圧が4.3Vとなるまで定電流充電を行った後、電池電圧4.3Vにて定電圧充電を行い、充電電流が50mAとなった時点で充電を終了した。この満充電状態の円筒型電池を、45℃雰囲気下で2時間保存した。続いて、電池電圧が3.0Vとなるまで定電流放電を行った。
[1]
帯状の正極集電体の少なくとも一方の面に、正極活物質を含有する正極活物質層が形成された正極と、帯状の負極集電体の少なくとも一方の面に、負極活物質を含有する負極活物質層が形成された負極とが、セパレータを介して積層および巻回された巻回電極体と、
非水電解質と、
上記巻回電極体と上記非水電解質とを収容する外装缶と
を備え、
上記巻回電極体が、
該巻回電極体の外周部に位置する上記セパレータの巻回終端部が、上記正極および上記負極のうち、より外周側に位置する該正極もしくは該負極のいずれかの巻回終端部よりも長く形成され、
上記巻回電極体の最外周部が、上記セパレータによって該巻回電極体の外周の1周以上4周未満巻回されている
非水電解質電池。
[2]
電池形状がJIS C8711に準拠したICR18650であり、
上記負極集電体の厚みが8μm以上10μm以下である
[1]に記載の非水電解質電池。
[3]
上記負極集電体が、銅箔からなる
[2]に記載の非水電解質電池。
[4]
上記巻回電極体の平均素子径をLとした際に、上記巻回電極体における上記セパレータの巻回終端部から、上記正極および上記負極のうち、より外周側に位置する該正極もしくは該負極のいずれかの巻回終端部までの距離Yが下記の式(1)で示される
[1]〜[3]のいずれかに記載の非水電解質電池。
3.1L<Y<12.5L ・・・式(1)
[5]
上記セパレータの厚みが12μm以上20μm以下である
[1]〜[4]のいずれかに記載の非水電解質電池。
[6]
上記セパレータが、
不織布もしくは樹脂材料を主成分とする微多孔性樹脂膜からなる基材と、
上記基材の少なくとも一方の表面に形成された、耐熱性樹脂および耐酸化性樹脂の少なくとも一方を含む3次元網目構造を有する表面層と
からなる
[1]〜[5]のいずれかに記載の非水電解質電池。
[7]
上記表面層が、無機粒子を含有する
[6]に記載の非水電解質電池。
[8]
[1]に記載の非水電解質電池と、
上記非水電解質電池について制御する制御部と、
上記非水電解質電池を内包する外装とを有する電池パック。
[9]
[1]に記載の非水電解質電池を有し、
上記非水電解質電池から電力の供給を受ける電子機器。
[10]
[1]に記載の非水電解質電池と、
前記非水電解質電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
上記非水電解質電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する電動車両。
[11]
[1]に記載の非水電解質電池を有し、
上記非水電解質電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
[12]
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え
上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記非水電解質電池の充放電制御を行う
[11]に記載の蓄電装置。
[13]
[1]に記載の非水電解質電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から上記非水電解質電池に電力が供給される電力システム。
電解質と、
巻回電極体と上記電解質とを収容する外装体と
を備え、
巻回電極体のうち、より外周側に位置する正極および負極のいずれかの電極巻回終端部に対応する位置を始点として、該電極巻回終端部よりも外側のセパレータが、1周以上4周未満、該電極巻回終端部よりも長く巻回されており、
セパレータの基材と、正極及び負極のうち少なくとも一方の間に、無機粒子を含む樹脂層または無機粒子を含まない樹脂層が設けられている
ことを特徴とする。
Claims (44)
- 帯状の正極集電体の少なくとも一方の面に正極活物質層が形成された正極と、帯状の負極集電体の少なくとも一方の面に負極活物質層が形成された負極とが、セパレータを介して積層および巻回された巻回電極体と、
電解質と、
上記巻回電極体と上記電解質とを収容する外装体と
を備え、
上記巻回電極体のうち、より外周側に位置する上記正極および上記負極のいずれかの電極巻回終端部に対応する位置を始点として、上記セパレータが、1周以上4周未満、該電極巻回終端部よりも長く巻回されており、
上記セパレータの基材と、上記正極及び上記負極のうち少なくとも一方の間に、無機粒子を含む樹脂層または無機粒子を含まない樹脂層が設けられている
二次電池。 - 上記負極集電体の厚みが8μm以上10μm以下である
請求項1に記載の二次電池。 - 上記負極集電体が、銅箔、ニッケル箔またはステンレス(SUS)からなる
請求項1または2に記載の二次電池。 - 上記セパレータの基材が、樹脂材料または不織布からなる
請求項1から3のいずれかに記載の二次電池。 - 上記樹脂層が、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体およびその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアミドおよびポリエステルから選ばれた少なくとも1種を含む
請求項1から4のいずれかに記載の二次電池。 - 上記樹脂層が、上記セパレータの基材と上記正極の間に設けられている
請求項1から5のいずれかに記載の二次電池。 - 上記無機粒子が、アルミナ、マグネシア、チタニア、ジルコニア、シリカ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化硼素、窒化チタン、炭化ケイ素および炭化ホウ素から選ばれた少なくとも1種の無機粒子を含有する
請求項1から6のいずれかに記載の二次電池。 - 上記無機粒子の一次粒子の平均粒径が、上記樹脂層の厚さに対して50%以下である
請求項1から7のいずれかに記載の二次電池。 - 上記無機粒子の一次粒子の平均粒径が、1nm以上1.0μm以下である
請求項1から8のいずれかに記載の二次電池。 - 上記負極活物質層に含まれる負極活物質の電気化学当量が、上記正極の電気化学当量よりも大きい
請求項1から9のいずれかに記載の二次電池。 - 上記正極活物質層に含まれる正極活物質が、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、アルミニウム(Al)および鉄(Fe)からなる群のうちの少なくとも1種を含む
請求項1から10のいずれかに記載の二次電池。 - 上記正極活物質層に含まれる正極活物質が、
LimNi(1-n)M4nO(1-p)Fq
(式中、M4は、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。m、n、pおよびqは、0.8≦m≦1.2、0.005≦n≦0.5、−0.1≦p≦0.2、0≦q≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、mの値は完全放電状態における値を表している。)を含む
請求項11に記載の二次電池。 - 上記正極活物質層に含まれる正極活物質が、
LivMn(1-w)M6wOxFy
(式中、M6は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。v、w、xおよびyは、0.9≦v≦1.1、0≦w≦0.6、3.7≦x≦4.1、0≦y≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、vの値は完全放電状態における値を表している。)を含む
請求項11に記載の二次電池。 - 上記負極活物質層に含まれる負極活物質が、黒鉛、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、パラジウム(Pd)および白金(Pt)から選ばれた少なくとも1種を含む
請求項1から13のいずれかに記載の二次電池。 - 上記負極活物質層に含まれる負極活物質が、ケイ素の合金であり、
上記合金が、スズ(Sn)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、銀(Ag)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)およびクロム(Cr)からなる群から選ばれた少なくとも1種を含む
請求項1から13のいずれかに記載の二次電池。 - 上記負極活物質層に含まれる負極活物質が、ケイ素の化合物またはスズの化合物を含み、
上記化合物が、酸素(O)または炭素(C)を含む
請求項1から13のいずれかに記載の二次電池。 - 上記電解質が、炭酸エチレン(EC)、炭酸ジメチル(DMC)および炭酸エチルメチル(EMC)を含む
請求項1から16のいずれかに記載の二次電池。 - 上記電解質が、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を含む
請求項1から17のいずれかに記載の二次電池。 - 上記電解質が、環状炭酸エステルあるいは鎖状炭酸エステルの水素の一部または全部がフッ素化された化合物を含む
請求項1から18のいずれかに記載の二次電池。 - 上記フッ素化された化合物が、フルオロエチレンカーボネート(4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン:FEC)またはジフルオロエチレンカーボネート(4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン:DFEC)である
請求項19に記載の二次電池。 - 上記外装体が、外装缶と電池蓋を含み、
上記外装缶および上記電池蓋の少なくとも一方が、金属によって形成されている
請求項1から20のいずれかに記載の二次電池。 - 上記金属が、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、ステンレス(SUS)、アルミニウム(Al)またはチタン(Ti)によって構成されている
請求項21に記載の二次電池。 - 上記外装缶の内面に、導電性塗料が塗布されている
請求項21または22に記載の二次電池。 - 上記外装缶の外周面が、外装ラベルで覆われており、または、絶縁性塗料が塗布されている
請求項21から23のいずれかに記載の二次電池。 - 上記正極集電体に接続された正極端子、および、上記負極集電体に接続された負極端子が、上記巻回電極体の軸方向の一端に導出されている
請求項21から24のいずれかに記載の二次電池。 - 上記電池蓋の略中央部に電極ピンが設けられており、
上記正極端子は、上記電極ピンの下端に接続されている
請求項25に記載の二次電池。 - 上記負極集電体に接続された負極端子は、上記外装缶の内面に接続されている
請求項25または26に記載の二次電池。 - 上記電池蓋には、上記外装缶内の圧力が所定値以上に上昇したときに、該電池蓋の一部を破断させて内部圧力を外部に逃がす内圧開放機構が設けられている
請求項21から27のいずれかに記載の二次電池。 - 上記内圧開放機構は、
上記電池蓋の内面において長手方向に直線的に延在された2本の第1の開口溝と、
上記電池蓋の内面において長手方向と直交する幅方向に延在されて両端が上記2本の第1の開口溝に連通される第2の開口溝とから構成されている
請求項28に記載の二次電池。 - 上記電池蓋の内側には、安全弁機構が設けられている
請求項21から29のいずれかに記載の二次電池。 - 上記負極集電体の表面が、粗面化されている
請求項1から30のいずれかに記載の二次電池。 - 負極集電体露出部を上記巻回電極体の外周側面に有する
請求項1から31のいずれかに記載の二次電池。 - 1周にわたって上記正極集電体と上記負極集電体とが上記セパレータを介して対向する集電体対向部を有する
請求項1から32のいずれかに記載の二次電池。 - 上記巻回電極体のうち、より外周側に位置する上記正極および上記負極のいずれかの電極巻回終端部に対応する位置を始点として、上記セパレータが、1周以上3周未満、該電極巻回終端部よりも長く巻回されている
請求項1から33のいずれかに記載の二次電池。 - 上記巻回電極体の巻き終わり部分が粘着テープで固定されている
請求項1から34のいずれかに記載の二次電池。 - 完全充電状態における開回路電圧(電池電圧)が、4.20V以上、6.00V以下の範囲内である
請求項1から35のいずれかに記載の二次電池。 - 上記外装体の内側に、感熱抵抗素子(PTC素子)が設けられている
請求項1から36のいずれかに記載の二次電池。 - 請求項1から37のいずれかに記載の複数の上記二次電池を直列および/または並列に接続した組電池。
- 請求項1から37のいずれかに記載の二次電池と、
上記二次電池について制御する制御部と、
上記二次電池を内包する外装とを有する電池パック。 - 請求項1から37のいずれかに記載の二次電池を有し、
上記二次電池から電力の供給を受ける電子機器。 - 請求項1から37のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
上記二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する電動車両。 - 請求項1から37のいずれかに記載の二次電池を有し、
上記二次電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。 - 他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え
上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記二次電池の充放電制御を行う
請求項42に記載の蓄電装置。 - 請求項1から37のいずれかに記載の二次電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から上記二次電池に電力が供給される電力システム。
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