二次电池用电极、二次电池、电池组和车辆制造技术

本发明专利技术涉及二次电池用电极、二次电池、电池组和车辆。本发明专利技术提供一种二次电池用电极，该二次电池用电极具有正极活性物质层，该正极活性物质层包含正极活性物质造粒体，该正极活性物质造粒体包含第1正极活性物质粒子和表面用碳覆盖的第2正极活性物质粒子，上述正极活性物质造粒体中的上述第1正极活性物质粒子和上述第2正极活性物质粒子所占的占有率为70％以上且98％以下。

【技术实现步骤摘要】
二次电池用电极、二次电池、电池组和车辆关联申请的引用本申请以2017年5月19日申请的日本专利申请第2017-099876号产生的优先权的权益为基础并且要求其权益，通过引用将其全部内容包含到本文中。
实施方式涉及二次电池用电极、二次电池、电池组和车辆。
技术介绍
使用了锂离子的非水电解质电池等二次电池随着在微型混合动力车、怠速熄火系统等车载用途、定置用途中的应用发展，期待着进一步的高容量化、长寿命化、高输出功率化。锂钛复合氧化物由于与充放电相伴的体积变化小，因此循环特性优异。另外，由于锂钛复合氧化物的锂吸留放出反应在原理上难以析出锂金属，因此即使反复进行大电流下的充放电，性能劣化也小。为了锂离子电池的高能量密度化，正极活性物质使用高容量的锂镍复合氧化物。但是，锂镍复合氧化物特别是在高温环境下进行充放电循环时，由于其体积变化，发生粒子的破裂。因此，存在如下问题：由于将电子导电通路截断，因此容量降低。通过在锂镍复合氧化物的表面被覆碳，从而能够减轻电子导电通路的截断，改善循环劣化。但是，碳被覆成为活性物质的表面处的锂离子传导的阻碍，因此电池的输出特性降低。
技术实现思路
实施方式要解决的课题在于提供使用具有碳被膜的正极活性物质实现高循环寿命和输出特性的二次电池用电极、二次电池、电池组和车辆。实施方式提供二次电池用电极，该二次电池用电极具有正极活性物质层，该正极活性物质层包含正极活性物质造粒体，该正极活性物质造粒体包含第1正极活性物质粒子和表面用碳覆盖的第2正极活性物质粒子，上述正极活性物质造粒体中的上述第1正极活性物质粒子和上述第2正极活性物质粒子所占的占有率为70％以上且98％以下。另外，实施方式提供使用了上述二次电池用电极的、二次电池、电池组、车辆。根据实施方式，能够提供实现高循环寿命和输出特性的二次电池用电极、二次电池、电池组和车辆。附图说明图1为薄型非水电解质电池的截面示意图。图2为正极活性物质造粒体的SEM图像。图3为电池组的分解立体图。图4为表示电池组的电路的方块图。图5为搭载有电池组的车辆的示意图。图6为作为车辆的一例的电动车的示意图。附图标记的说明1卷绕电极组2外包装部件3负极3a负极集电体3b负极活性物质层4分隔体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单电池9胶带10电池模块11印刷线路板12热敏电阻13保护电路14通电用端子15正极侧引线16正极侧连接器17负极侧引线18负极侧连接器19配线20配线21a正侧配线21b负侧配线22保护片23收纳容器24盖25配线30第1正极活性物质粒子31第2正极活性物质粒子35正极活性物质造粒体41汽车42电池组300车辆301车辆用电源310通信总线311电池管理装置312a、312b、312c电池组313a、313b、313c电池模块监视装置314a、314b、314c电池模块333开关装置340逆变器345驱动马达380车辆ECU370外部端子具体实施方式以下参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。标注相同附图标记的部件表示同样的部件。应予说明，附图是示意性的或概念性的，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比例等未必与现实的情形相同。另外，即使在表示相同的部分的情况下，也有时根据附图将相互的尺寸、比例不同地表示。(第1实施方式)作为二次电池，对非水电解质电池的一例进行说明。图1(a)中示出非水电解质电池的截面示意图，图1(b)中示出图1(a)中所示的A部分的放大图。由图1(a)可知，将扁平状的卷绕电极组1收容于作为外包装部件2的由在2张树脂层之间夹着铝箔的层叠膜构成的袋状外包装部件2内。由图1(b)可知，扁平状的卷绕电极组1通过将从外侧开始按负极3、分隔体4、正极5、分隔体4的顺序层叠的层叠物卷绕成漩涡状、进行压制成型而形成。由图1(b)可知，最外壳的负极3由在负极集电体3a的内面侧的单面形成的负极活性物质层3b构成。最外壳以外的负极3由在负极集电体3a的两面形成的负极活性物质层3b构成。正极5由在正极集电体5a的两面形成了正极活性物质层5b的产物构成。负极端子6与最外壳的负极3的负极集电体3a连接。正极端子7与正极5的正极集电体5a连接。负极端子6和正极端子7从袋状外包装部件2的开口部向外部延伸出。从袋状外包装部件2的开口部注入液体的非水电解质。通过在负极端子6和正极端子7向外部延伸出的状态下将袋状外包装部件2的开口部热封，从而将卷绕电极组1和液体的非水电解质完全密封。负极端子6例如用相对于锂离子金属的电位在1V以上且3V以下的范围中具有电稳定性和导电性的材料制作。负极端子6例如用包含Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu和Si中的1种元素的铝合金制作。负极端子6例如可用包含Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu和Si中的多种元素的铝合金制作。就负极端子6而言，为了减小与负极集电体3a的接触电阻，优选用与负极集电体3a同样的材料制作。正极端子7用在相对于锂离子金属的电位为3V以上且4.5V以下的范围中具有电稳定性和导电性的材料制作。正极端子7用包含Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu和Si中的至少1个元素的铝合金制作。正极端子7可用包含Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu和Si中的多种元素的铝合金制作。就正极端子7而言，为了减小与正极集电体5a的接触电阻，优选用与正极集电体5a同样的材料制作。以下对本实施方式的非水电解质电池中使用的负极3、正极5、非水电解质、分隔体4、外包装部件2、正极端子7和负极端子6详细地说明。(负极)负极3包含负极集电体3a和负极活性物质层3b。负极集电体3a优选用在比1.0V高的电位的范围内电化学上稳定的铝箔或者包含选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu和Si中的1种元素的铝合金箔形成。负极活性物质层3b包含负极活性物质、导电剂和粘结剂。负极活性物质层3b形成于负极集电体3a的单面或两面。就负极活性物质、导电剂和粘结剂的配合比而言，优选负极活性物质为70质量％以上且96质量％以下，负极导电剂为2质量％以上且28质量％以下，粘结剂为2质量％以上且28质量％以下的范围。如果导电剂不到2质量％，则负极活性物质层3b的集电性能降低，有可能非水电解质电池的大电流特性降低。如果粘结剂不到2质量％，则负极活性物质层3b与负极集电体3a的粘结性降低，有可能循环特性降低。从非水电解质电池的高容量化的观点出发，优选导电剂和粘结剂各自为28质量％以下。在负极活性物质层3b中，可列举出特征在于将锂离子吸留/放出的、碳质物、金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物和金属合金等。导电剂例如为乙炔黑、炭黑、石墨、碳纳米纤维和碳纳米管这样的碳质物。在导电剂中，可将碳质物单独地使用，或者可使用多个碳质物。粘结剂使活性物质、导电剂和集电体粘结。粘结剂例如为聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)和氟系橡胶、丙烯酸类树脂、羧甲基纤维素。负极3例如采用如下的方法制作。将负极活性物质、导电剂和粘结剂在溶剂中悬浮，制备浆料。将该浆料涂布于负极集电体3a的单面或两面，进行干燥，形成负极活性物质层3b。然后，实施压制。或者，也能够将负极活性物质、导电剂和粘结剂形成为压片状，用作负极活性物质层3b。作为上述的电解液，例如，示出包含作为Li盐的L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.二次电池用电极，该二次电池用电极具有正极活性物质层，该正极活性物质层包含正极活性物质造粒体，该正极活性物质造粒体包含第1正极活性物质粒子和表面用碳覆盖的第2正极活性物质粒子，上述正极活性物质造粒体中的上述第1正极活性物质粒子和上述第2正极活性物质粒子所占的占有率为70％以上且98％以下。

【技术特征摘要】
2017.05.19 JP 2017-0998761.二次电池用电极，该二次电池用电极具有正极活性物质层，该正极活性物质层包含正极活性物质造粒体，该正极活性物质造粒体包含第1正极活性物质粒子和表面用碳覆盖的第2正极活性物质粒子，上述正极活性物质造粒体中的上述第1正极活性物质粒子和上述第2正极活性物质粒子所占的占有率为70％以上且98％以下。2.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，上述正极活性物质造粒体在多个上述第1正极活性物质粒子的凝集体的外周存在多个上述第2正极活性物质粒子。3.根据权利要求1或2所述的二次电池用电极，其中，上述第2正极活性物质粒子的表面的一部分用碳覆盖。4.根据权利要求1-3中任一项所述的二次电池用电极，其中，上述第1正极活性物质粒子和上述第2正极活性物质粒子包含LixMO2，M为选自Ni、Co、Mn和Al中的至少一种的元素，x为0≤x≤1.33...

【专利技术属性】
技术研发人员：笹川哲也，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