复合电解质、二次电池、电池包及车辆制造技术

本发明专利技术的实施方式涉及复合电解质、二次电池、电池包及车辆。提供能够实现速率性能及低温性能优异的二次电池的复合电解质、具备该复合电解质的二次电池、具备该二次电池的电池包及具备该电池包的车辆。根据1个实施方式，提供复合电解质。该复合电解质包含在25℃下的锂离子电导率为1×10‑10S/cm以上且包含溶剂的无机化合物粒子、有机电解质和粘合剂。无机化合物粒子的平均粒径为0.1μm以上且低于5μm，溶剂的重量相对于无机化合物粒子及溶剂的合计重量的比例为0.1重量％以上且低于8重量％。

【技术实现步骤摘要】
复合电解质、二次电池、电池包及车辆
本专利技术的实施方式涉及复合电解质、二次电池、电池包及车辆。
技术介绍
近年来，作为高能量密度电池，锂离子二次电池或非水电解质二次电池等二次电池的研究开发一直在广泛开展。二次电池作为混合动力汽车、电动汽车这样的车辆用电源、或手机基站的无停电电源用等的电源而受到期待。特别是作为车载用电池，全固体型锂离子二次电池被广泛研究，其高的安全性受到注目。全固体型锂离子二次电池与使用非水电解质的锂离子二次电池相比，由于使用固体电解质，所以没有起火的危险。然而，现状是高容量的全固体型锂离子二次电池尚未被实用化。作为其原因之一，可列举出固体电解质与活性物质之间的界面电阻高。由于两者均为固体，所以只要加热，使固体电解质与活性物质粘接是比较容易的。然而，由于活性物质伴随锂的嵌入脱嵌而膨胀收缩，所以在反复进行充放电的情况下活性物质从固体电解质剥离，有时变得无法进行良好的循环。因此，需要缓和活性物质的膨胀伸缩的影响，形成固体电解质与活性物质之间的良好的界面。
技术实现思路
本专利技术所要解决的课题是提供能够实现速率性能及低温性能优异的二次电池的复合电解质、具备该复合电解质的二次电池、具备该二次电池的电池包及具备该电池包的车辆。根据第1实施方式，提供一种复合电解质。该复合电解质包含在25℃下的锂离子电导率为1×10-10S/cm以上且含有溶剂的无机化合物粒子、有机电解质和粘合剂。无机化合物粒子的平均粒径为0.1μm以上且低于5μm，溶剂的重量相对于无机化合物粒子及溶剂的合计重量的比例为0.1重量％以上且低于8重量％。根据第2实施方式，提供一种二次电池。该二次电池包含第1实施方式所述的复合电解质。根据第3实施方式，提供一种电池包。该电池包具备第2实施方式所述的二次电池。根据第4实施方式，提供一种车辆。该车辆具备第3实施方式所述的电池包。根据上述构成，可以提供能够实现速率性能及低温性能优异的二次电池的复合电解质、具备该复合电解质的二次电池、具备该二次电池的电池包及具备该电池包的车辆。附图说明图1是概略地表示第1实施方式所述的二次电池的一个例子的剖面图。图2是图1的A部的放大剖面图。图3是示意性表示第1实施方式所述的二次电池的另一个例子的局部剖面立体图。图4是图3的B部的放大剖面图。图5是概略地表示第1实施方式所述的二次电池的另一个例子的剖面图。图6是概略地表示第1实施方式所述的组电池的一个例子的立体图。图7是概略地表示第2实施方式所述的电池包的一个例子的分解立体图。图8是表示图7中所示的电池包的电路的一个例子的方框图。图9是概略地表示第4实施方式所述的车辆的一个例子的剖面图。图10是概略地表示第4实施方式所述的车辆的另一个例子的图。图11是表示实施例及比较例所述的热重量测定的结果的图表。图12是表示实施例及比较例所述的差示扫描量热测定的结果的图表。(符号说明)1：卷绕型电极组、2：外包装构件、3：负极、3a：负极集电体、3b：负极活性物质层、4：复合电解质层、5：正极、5a：正极集电体、5b：正极活性物质层、6：负极端子、7：正极端子、8：集电体、11：层叠型电极组、12：外包装构件、13：正极、13a：正极集电体、13b：正极活性物质层、14：负极、14a：负极集电体、14b：负极活性物质层、21：汇流条(busbar，也可以称为母线)、22：正极侧引线、23：负极侧引线、24：粘接胶带、31：容纳容器、32：盖、33：保护片材、34：印制电路布线基板、35：布线、40：车辆本体、41：车辆用电源、42：电控制装置、43：外部端子、44：变换器、45：驱动马达、100：二次电池、200：组电池、200a：组电池、200b：组电池、200c：组电池、300：电池包、300a：电池包、300b：电池包、300c：电池包、301a：组电池监视装置、301b：组电池监视装置、301c：组电池监视装置、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：布线、346：布线、347：通电用的外部端子、348a：正极侧布线、348b：负极侧布线、400：车辆、411：电池管理装置、412：通信总线(communicationbus)、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。具体实施方式以下，参照附图对实施方式进行说明。另外，对实施方式中共同的构成标注相同的符号，并省略重复的说明。此外，各图是有助于实施方式的说明及其理解的示意图，其形状或尺寸、比例等与实际的装置有不同的地方，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，提供一种复合电解质。该复合电解质包含在25℃下的锂离子电导率为1×10-10S/cm以上且含有溶剂的无机化合物粒子、有机电解质和粘合剂。无机化合物粒子的平均粒径为0.1μm以上且低于5μm，溶剂的重量相对于无机化合物粒子及溶剂的合计重量的比例为0.1重量％以上且低于8重量％。复合电解质是包含具有锂离子电导性的无机化合物粒子、有机电解质和粘合剂的电解质。复合电解质也可以由具有锂离子电导性的无机化合物粒子、有机电解质和粘合剂构成。若将有机电解质及粘合剂的混合物进行例如加热，则能够得到凝胶状的电解质。复合电解质也可以包含含有有机电解质和粘合剂的凝胶状的组合物。若使该凝胶与具有锂离子电导性的无机化合物粒子复合化，则与仅存在多个无机化合物粒子的情况或仅存在凝胶的情况相比，锂离子电导性提高。认为这是由于，无机化合物粒子间的锂离子的迁移通过包含有机电解质的凝胶而被促进。若无机化合物粒子的锂离子电导性高，则由于粒子内的锂离子的迁移也容易，所以作为复合电解质的锂离子电导性进一步提高。本实施方式所述的复合电解质所包含的无机化合物粒子在25℃下的锂离子电导率为1×10-10S/cm以上。无机化合物粒子内存在的锂离子能够根据外部的电场而自由地进行迁移。例如，若无机化合物粒子及凝胶作为固体电解质被配置在正极及负极之间，则受到正极及负极的电位差，在无机化合物粒子与凝胶的接触界面中产生极化。由于通过该极化，锂离子集中在无机化合物粒子的表面，所以在粒子内生成锂离子的浓度浓的部分。其结果是，认为锂离子从某个粒子向其他粒子的迁移得到促进。但是，若无机化合物粒子的平均粒径过大，则由于存在粒子间的空隙增加的倾向，所以复合电解质中的锂离子的扩散要花费时间，速率性能及低温性能下降。因此，实施方式所述的无机化合物粒子的平均粒径为0.1μm以上且低于5μm。若无机化合物粒子的平均粒径低于5μm，则能够提高锂离子的扩散速度。优选的无机化合物粒子的平均粒径为0.1μm以上且低于2μm。在使有机电解质通过粘合剂而凝胶化时，若在无机化合物粒子的内部或表面存在大量的溶剂，则凝胶化变得困难或至凝胶化为止的时间变成长时间。如上述那样，为了使有机电解质凝胶化，例如将含有高分子材料的电解液进行加热，但若至凝胶化为止的时间长则电解液发生劣化。电解液的劣化例如是电解质盐的分解。此外，在该凝胶化时，可以产生正极及负极与电解液的副反应。副反应主要是在电极表面生成有机物。该有机物是使电极的电阻增加的要因。因此，凝胶化时间越短越能够抑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合电解质，其包含：在25℃下的锂离子电导率为1×10‑10S/cm以上且包含溶剂的无机化合物粒子、有机电解质、和粘合剂，所述无机化合物粒子的平均粒径为0.1μm以上且低于5μm，所述溶剂的重量相对于所述无机化合物粒子及所述溶剂的合计重量的比例为0.1重量％以上且低于8重量％。

【技术特征摘要】
2017.03.21 JP 2017-0546671.一种复合电解质，其包含：在25℃下的锂离子电导率为1×10-10S/cm以上且包含溶剂的无机化合物粒子、有机电解质、和粘合剂，所述无机化合物粒子的平均粒径为0.1μm以上且低于5μm，所述溶剂的重量相对于所述无机化合物粒子及所述溶剂的合计重量的比例为0.1重量％以上且低于8重量％。2.根据权利要求1所述的复合电解质，其中，包含含有所述有机电解质和所述粘合剂的凝胶状的组合物。3.根据权利要求1或2所述的复合电解质，其中，所述溶剂的重量相对于所述无机化合物粒子及所述溶剂的合计重量的比例为0.1重量％以上且2重量％以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的复合电解质，其中，所述无机化合物粒子的所述锂离子电导率为2×10-2S/cm以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的复合电解质，其中，所述无机化合物粒子为选自由Li5+xAyLa3-yM2O12(A为选自由Ca、Sr及Ba构成的组中的至少1种，M为选自由Nb及Ta构成的组中的至少1种，x为0≤x＜0....

【专利技术属性】
技术研发人员：吉间一臣，原田康宏，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