组电池及电池包制造技术

1个实施方式涉及的组电池具有：具备第1非水电解质电池的第1电池单元、和以串联的方式与第1电池单元电连接且具备第2非水电解质电池的第2电池单元。第1及第2非水电解质电池都具备含有尖晶石型钛酸锂的负极。第1非水电解质电池具备至少含有1种橄榄石型磷酸锂盐的正极。第2非水电解质电池具备至少含有1种含锂复合氧化物的正极。第1电池单元的放电容量Ca及第2电池单元的放电容量Cb满足1.5＜Ca/Cb≤50。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】组电池及电池包
本专利技术的实施方式涉及组电池及电池包。
技术介绍
对于通过锂离子在负极与正极之间移动而进行充放电的非水电解质电池，作为高能量密度电池一直在进行积极的研究。该非水电解质电池除了作为小型电子设备用电源的利用以外，还期待着作为车载用途及固定用途等大中型电源的利用。在这样的大中型用途中，要求优异的寿命特性及高的安全性。作为能够显示优异的寿命特性及高的安全性的非水电解质电池用的正极活性物质，例如橄榄石型磷酸铁锂、橄榄石型磷酸锰锂等橄榄石型化合物成为候补。另一方面，作为负极活性物质，例如尖晶石型钛酸锂成为候补。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特愿2007-220658号公报专利文献2：日本特开2013-37862号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的是提供能够显示优异的寿命特性的组电池、及具备该组电池的电池包。用于解决问题的手段根据第1实施方式，提供一种组电池。该组电池具备第1电池单元、和以串联的方式与第1电池单元电连接的第2电池单元。第1电池单元具备n个(n为1以上的整数)第1非水电解质电池。第1非水电解质电池分别具备含有尖晶石型钛酸锂的负极、含有至少1种橄榄石型磷酸锂盐的正极、和第1非水电解质。橄榄石型磷酸锂盐可用式LiMAPO4表示。这里，MA为选自Mn、Fe、Co、Ni、Mg及Ti中的至少1种金属元素。第2电池单元具备m个(m为1以上的整数)第2非水电解质电池。第2非水电解质电池分别具备含有尖晶石型钛酸锂的负极、含有至少1种含锂复合氧化物的正极、和第2非水电解质。含锂复合氧化物可用式LiMBO2表示。这里，MB为选自Mn、Co及Ni中的至少1种金属元素。第1电池单元的放电容量Ca及第2电池单元的放电容量Cb满足1.5＜Ca/Cb≤50。放电容量Ca是从将充电状态为100％的组电池的第1电池单元以0.2C的恒电流值放电到1.5×n[V]的电压时得到的放电容量C1[Ah]中，减去组电池的容量Cm[Ah]而得的容量[Ah]。放电容量Cb是从将充电状态为100％的组电池的第2电池单元以0.2C的恒电流值放电到1.5×mV的电压时得到的放电容量C2[Ah]中，减去组电池的容量Cm[Ah]而得的容量[Ah]。根据第2实施方式，可提供具备第1实施方式涉及的组电池的电池包。附图说明图1是第1实施方式涉及的一个例子的组电池的概略立体图。图2是表示图1的组电池的电路的方框图。图3是图1的组电池具备的第1非水电解质电池的概略剖视图。图4是图2的A部的放大剖视图。图5是第1实施方式涉及的组电池具备的另一个例子的非水电解质电池的概略的局部切口立体图。图6是图5的B部的放大剖视图。图7是第2实施方式涉及的一个例子的电池包的概略分解立体图。图8是表示图7的电池包的电路的方框图。图9是实施例1的组电池及比较例5的组电池的各自的放电曲线。具体实施方式以下，参照附图对实施方式进行说明。另外，贯通实施方式对共同的构成标注相同的符号，并省略重复的说明。此外，各图是用于促进实施方式的说明及其理解的示意图，其形状或尺寸、比例等与实际装置有不同的地方，但它们可以通过参考以下的说明和公知技术来适当地进行设计变更。(第1实施方式)根据第1实施方式，提供一种组电池。该组电池具备第1电池单元、和以串联的方式与第1电池单元电连接的第2电池单元。第1电池单元具备n个(n为1以上的整数)第1非水电解质电池。第1非水电解质电池分别具备含有尖晶石型钛酸锂的负极、含有至少1种橄榄石型磷酸锂盐的正极、和第1非水电解质。橄榄石型磷酸锂盐可用式LiMAPO4表示。这里，MA为选自Mn、Fe、Co、Ni、Mg及Ti中的至少1种金属元素。第2电池单元具备m个(m为1以上的整数)第2非水电解质电池。第2非水电解质电池分别具备含有尖晶石型钛酸锂的负极、含有至少1种含锂复合氧化物的正极、和第2非水电解质。含锂复合氧化物可用式LiMBO2表示。这里，MB为选自Mn、Co及Ni中的至少1种金属元素。第1电池单元的放电容量Ca及第2电池单元的放电容量Cb满足1.5＜Ca/Cb≤50。放电容量Ca是从将充电状态为100％的组电池的第1电池单元以0.2C的恒电流值放电到1.5×n[V]的电压时得到的放电容量C1[Ah]中，减去组电池的容量Cm[Ah]而得的容量[Ah]。放电容量Cb是从将充电状态为100％的组电池的第2电池单元以0.2C的恒电流值放电到1.5×mV的电压时得到的放电容量C2[Ah]中，减去组电池的容量Cm[Ah]而得的容量[Ah]。在具备1个以上的非水电解质电池的组电池及电池包中，为了长寿命化及确保安全性，而优选作为正极活性物质使用橄榄石型磷酸铁锂、橄榄石型磷酸锰锂等橄榄石型化合物，作为负极活性物质使用尖晶石型钛酸锂。但是，上述橄榄石型化合物的充放电曲线在大致5％～95％的充电状态的范围内包含伴随着充电状态变化的电位变化小的平坦的区域。此外，尖晶石型钛酸锂的充放电曲线在大致3％～97％的充电状态的范围内也包含伴随着充电状态变化的电位变化小的平坦的区域。因此，在作为正极活性物质使用橄榄石型化合物、作为负极活性物质使用尖晶石型钛酸锂的非水电解质电池中，难以采用电池电压作为指标来估计大致5％～95％的范围内的充电状态。所以，在这样的电池中，例如在充放电循环中，特别是在大电流下的充放电循环中，以电池未达到过放电状态的方式停止放电是困难的。在本来应停止放电的充电状态下没有停止放电时，可促进电池的劣化。另一方面，含有Li和选自Co、Mn及Ni中的至少1种金属元素的含锂复合氧化物的充放电曲线在大致0％～100％的充电状态的范围内可包含伴随着充电状态变化的电位变化大的区域。因而，在使用上述含锂复合氧化物作为正极活性物质的非水电解质电池中，容易使用电池电压作为指标来估计大致0％～100％的范围内的充电状态。但是，上述含锂复合氧化物具有容易发生劣化的问题。特别是，上述含锂复合氧化物有在达到过充电状态时显著劣化的倾向。第1实施方式涉及的组电池包含第1非水电解质电池，其具备含有尖晶石型钛酸锂的负极和含有橄榄石型磷酸锂盐LiMAPO4的正极，但也能采用电池电压作为指标，来估计大致0％～100％的范围内的充电状态。另外，第1实施方式涉及的组电池包含第2非水电解质电池，其例如具备含有Li和选自Co、Mn及Ni中的至少1种金属元素的层状结构的复合氧化物、即至少1种含锂复合氧化物LiMBO2的正极，但能够防止该第2非水电解质电池达到过充电状态，能够抑制至少1种含锂复合氧化物LiMBO2的劣化。这些结果可表示，第1实施方式涉及的组电池能够显示出优异的寿命特性。以下对其理由进行详细的说明。首先，第1非水电解质电池及第2非水电解质电池分别具备的负极中同样含有的尖晶石型钛酸锂、即具有尖晶石结构的晶体结构的钛酸锂例如能够用组成式Li4+xTi5O12(x根据充电状态在0≤x≤3的范围内变化)表示。关于这样的尖晶石型钛酸锂，Li的嵌入及脱嵌电位按金属锂基准计大约为1.5V，与碳系材料相比能够在高电位嵌入及脱嵌Li。因此，尖晶石型钛酸锂即使供于快速充放电，也能够防止锂枝晶这样的金属锂的析出。此外，尖晶石型钛酸锂与碳系材料不同，嵌入锂时的体积变化小到能够无视。多亏于这些，含有尖晶石型钛酸锂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组电池，其具备：第1电池单元，其是具备n个(n为1以上的整数)第1非水电解质电池的第1电池单元，其中，所述第1非水电解质电池分别具备含有尖晶石型钛酸锂的负极、含有用式LiMAPO4(MA为选自Mn、Fe、Co、Ni、Mg及Ti中的至少1种金属元素)表示的至少1种橄榄石型磷酸锂盐的正极、和第1非水电解质，和第2电池单元，其是具备m个(m为1以上的整数)第2非水电解质电池且以串联的方式与所述第1电池单元电连接的第2电池单元，其中，所述第2非水电解质电池分别具备含有尖晶石型钛酸锂的负极、含有用式LiMBO2(MB为选自Mn、Co及Ni中的至少1种金属元素)表示的至少1种含锂复合氧化物的正极、和第2非水电解质；所述第1电池单元的放电容量Ca[Ah]及所述第2电池单元的放电容量Cb[Ah]满足关系式：1.5＜Ca/Cb≤50；所述放电容量Ca是从将充电状态为100％的所述组电池的所述第1电池单元以0.2C的恒电流值放电到1.5×nV的电压时得到的放电容量C1[Ah]中，减去所述组电池的容量Cm[Ah]而得的容量[Ah]；所述放电容量Cb是从将充电状态为100％的所述组电池的所述第2电池单元以0.2C的恒电流值放电到1.5×mV的电压时得到的放电容量C2[Ah]中，减去所述组电池的所述容量Cm[Ah]而得的容量[Ah]。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组电池，其具备：第1电池单元，其是具备n个(n为1以上的整数)第1非水电解质电池的第1电池单元，其中，所述第1非水电解质电池分别具备含有尖晶石型钛酸锂的负极、含有用式LiMAPO4(MA为选自Mn、Fe、Co、Ni、Mg及Ti中的至少1种金属元素)表示的至少1种橄榄石型磷酸锂盐的正极、和第1非水电解质，和第2电池单元，其是具备m个(m为1以上的整数)第2非水电解质电池且以串联的方式与所述第1电池单元电连接的第2电池单元，其中，所述第2非水电解质电池分别具备含有尖晶石型钛酸锂的负极、含有用式LiMBO2(MB为选自Mn、Co及Ni中的至少1种金属元素)表示的至少1种含锂复合氧化物的正极、和第2非水电解质；所述第1电池单元的放电容量Ca[Ah]及所述第2电池单元的放电容量Cb[Ah]满足关系式：1.5＜Ca/Cb≤50；所述放电容量Ca是从将充电状态为100％的所述组电池的所述第1电池单元以0.2C的恒电流值放电到1.5×nV的电压时得到的放电容量C1[Ah]中，减去所述组电池的容量Cm[Ah]而得的容量[Ah]；所述放电容量Cb是从将充电状态为100％的所述组电池的所述第2电池单元以0.2C的恒电流值放电到1.5×mV的电压时得到的放电容量C2[Ah]中，减去所述组电池的所述容量Cm[Ah]而得的...

【专利技术属性】
技术研发人员：保科圭吾，五十崎义之，高见则雄，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本,JP