非水电解质电池及电池包制造技术

负极包含形成于负极集电体上的含负极活性物质层。含负极活性物质层包含含有斜方晶型含Na铌钛复合氧化物的负极活性物质。斜方晶型含Na铌钛复合氧化物以通式Li2+vNa2‑yM1xTi6‑y‑zNbyM2zO14+δ表示。在该通式中，M1为选自由Cs、K、Sr、Ba及Ca组成的组中的至少1种，M2为选自由Zr、Sn、V、Ta、Mo、W、Fe、Co、Mn及Al组成的组中的至少1种，0≤v

Non-aqueous electrolyte batteries and battery packs

The negative electrode contains a layer of negative active material formed on the negative collector. The negative active material layer contains a negative active material containing an orthorhombic Na-Nb-Ti composite oxide. The orthorhombic Na-Nb-Ti composite oxides are expressed by the general formula Li2+vNa2_yM1xTi6_y_zNbyM2zO14+delta. In this general formula, M1 is at least one of the groups consisting of free Cs, K, Sr, Ba and Ca, M2 is at least one of the groups consisting of free Zr, Sn, V, Ta, Mo, W, Fe, Co, Mn and Al, 0 < v.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质电池及电池包
本专利技术涉及非水电解质电池及电池包。
技术介绍
通过锂离子在负极与正极之间移动来进行充放电的非水电解质电池作为高能量密度电池正在积极地开展研究。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，例如还被期待作为车载用途和固定用途等中大型电源的利用。在那样的中大型用途中，要求寿命特性和高的安全性。进而，在这些用途中，高的输入输出特性也变得必要。作为具有寿命特性和高的安全性的非水电解质电池的一个例子，已知有在负极中使用了尖晶石型钛酸锂的非水电解质电池。然而，尖晶石型钛酸锂由于锂嵌入脱嵌电位高达1.55V(vs.Li/Li+)左右，所以负极中使用了尖晶石型钛酸锂的非水电解质电池的电池电压低。另外，尖晶石型钛酸锂具有在锂嵌入及脱嵌电位范围内伴随充电状态的变化而电位的变化非常小的特征。即，尖晶石型钛酸锂的充放电曲线在锂嵌入及脱嵌电位范围内包含电位的平坦部。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4237659号公报专利文献2：WO2016/088193A1
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的目的是提供能够显示出优异的输入输出特性及高的能量密度的非水电解质电池、及具备该非水电解质电池的电池包。用于解决课题的手段根据第1实施方式，提供一种非水电解质电池。该非水电解质电池具备负极、正极和非水电解质。负极包含负极集电体和形成于负极集电体上的含负极活性物质层。含负极活性物质层包含含有斜方晶型含Na铌钛复合氧化物的负极活性物质。斜方晶型含Na铌钛复合氧化物以通式Li2+vNa2-yM1xTi6-y-zNbyM2zO14+δ表示。在该通式中，M1为选自由Cs、K、Sr、Ba及Ca组成的组中的至少1种，M2为选自由Zr、Sn、V、Ta、Mo、W、Fe、Co、Mn及Al组成的组中的至少1种，0≤v&lt;2、0≤x&lt;2、0.1≤y≤0.8、0≤z&lt;3、-0.5≤δ≤0.5。正极包含正极集电体和形成于正极集电体上的含正极活性物质层。含正极活性物质层包含正极活性物质。正极的每单位面积的正极活性物质的质量C[g/m2]与负极的每单位面积的负极活性物质的质量A[g/m2]满足式(1)：0.95≤A/C≤1.5。根据第2实施方式，提供一种电池包。该电池包具备第1实施方式所涉及的非水电解质电池。附图说明图1是表示关于一个例子的斜方晶型含Na铌钛复合氧化物的锂嵌入量与工作电位的关系的曲线图。图2示出第1实施方式所涉及的第1例的非水电解质电池中包含的正极及负极的充电曲线和参考例的非水电解质电池中包含的正极及负极的充电曲线。图3是第1实施方式所涉及的一个例子的扁平型非水电解质电池的概略剖视图。图4是图3的A部的放大剖视图。图5是第1实施方式所涉及的另一个例子的非水电解质电池的概略局部切口立体图。图6是图5的B部的放大剖视图。图7是第2实施方式所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是第2实施方式所涉及的电池包可以具备的一个例子的组电池的概略立体图。具体实施方式以下，对于实施方式参照附图进行说明。需要说明的是，贯穿实施方式中对共同的构成标注相同的符号，并省略重复的说明。另外，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，但它们可以参考以下的说明和公知的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，提供非水电解质电池。该非水电解质电池具备负极、正极和非水电解质。负极包含负极集电体和形成于负极集电体上的含负极活性物质层。含负极活性物质层包含含有斜方晶型含Na铌钛复合氧化物的负极活性物质。斜方晶型含Na铌钛复合氧化物以通式Li2+vNa2-yM1xTi6-y-zNbyM2zO14+δ表示。在该通式中，M1为选自由Cs、K、Sr、Ba及Ca组成的组中的至少1种，M2为选自由Zr、Sn、V、Ta、Mo、W、Fe、Co、Mn及Al组成的组中的至少1种，0≤v&lt;2、0≤x&lt;2、0.1≤y≤0.8、0≤z&lt;3、-0.5≤δ≤0.5。正极包含正极集电体和形成于正极集电体上的含正极活性物质层。含正极活性物质层包含正极活性物质。正极的每单位面积的正极活性物质的质量C[g/m2]与负极的每单位面积的负极活性物质的质量A[g/m2]满足式(1)：0.95≤A/C≤1.5。例如通式Li2+vNa2-yM1xTi6-y-zNbyM2zO14+δ所表示的斜方晶型含Na铌钛复合氧化物为钛氧化物中能够以低的电位进行锂嵌入脱嵌的复合氧化物。例如，上述通式所表示的锂钠钛复合氧化物能够显示出1.2～1.4V的范围内的锂嵌入及脱嵌电位、即工作电位。另外，例如通式Li2+vNa2-yM1xTi6-y-zNbyM2zO14+δ所表示的斜方晶型含Na铌钛复合氧化物在上述工作电位范围内，伴随着充电状态的变化，能够显示出大的电位变化。因此，负极中使用了斜方晶型含Na铌钛复合氧化物的非水电解质电池与负极中使用了钛酸锂的非水电解质电池相比，能够显示出高的电池电压、并且能够基于电位的变化而容易地把握充电状态。然而，专利技术人们进行了深入研究，结果发现：在负极中使用了斜方晶型含Na铌钛复合氧化物的非水电解质电池存在在高的充电状态下显示出高的电阻值的课题。专利技术人们为了解决该课题进一步进行了研究，结果发现：如以下列举出一个例子进行说明的那样，斜方晶型含Na铌钛复合氧化物在高的充电状态下显示出高的电阻，这是负极中使用了该复合氧化物的非水电解质电池在高的充电状态下显示出高的电阻值的1个原因。图1是表示关于斜方晶型含Na铌钛复合氧化物的一个例子即Li2+vNa1.5Ti5.5Nb0.5O14的锂嵌入量与工作电位的关系的曲线图。图1中所示的曲线图是通过将使用包含斜方晶型含Na铌钛复合氧化物的一个例子即Li2+vNa1.5Ti5.5Nb0.5O14的电极作为工作电极、使用Li金属作为对电极及参比电极而制作的三极式电池进行充电而得到的曲线图。具体而言，将该三极式电池在25℃下、以0.1mA/cm2的电流密度进行恒电流充电至工作电极的电位达到1.1V(vs.Li/Li+)为止。将该充电时的各电位下的充电容量转换成嵌入斜方晶型含Na铌钛复合氧化物中的Li量，得到表示Li嵌入量与电位的关系的图1的曲线图。如由图1表明的那样，若对斜方晶型含Na铌钛复合氧化物Li2+vNa1.5Ti5.5Nb0.5O14充电至电位成为1.1V(vs.Li/Li+)为止，则能够嵌入Li以使组成式变化至Li4.5Na1.5Ti5.5Nb0.5O14左右为止。另一方面，专利技术人们得到下面的见解：斜方晶型含Na铌钛复合氧化物Li2+vNa1.5Ti5.5Nb0.5O14在组成式Li4Na1.5Ti5.5Nb0.5O14所表示的状态、即与下标v的值为2的状态相比晶体结构中的Li量增加的状态下，显示出高的电阻值。图1中，对与显示出高的电阻值的状态对应的部分标注符号I。显示出高的电阻值的状态的斜方晶型含Na铌钛复合氧化物Li2+vNa1.5Ti5.5Nb0.5O14的电位为1.27V(vs.Li/Li+)以下。专利技术人们基于该见解进行了研究，结果实现了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解质电池，其特征在于，其具备：负极，所述负极包含负极集电体和形成于所述负极集电体上的含负极活性物质层，所述含负极活性物质层包含含有斜方晶型含Na铌钛复合氧化物的负极活性物质，所述斜方晶型含Na铌钛复合氧化物以通式Li2+vNa2‑yM1xTi6‑y‑zNbyM2zO14+δ表示，在所述通式中，M1为选自由Cs、K、Sr、Ba及Ca组成的组中的至少1种，M2为选自由Zr、Sn、V、Ta、Mo、W、Fe、Co、Mn及Al组成的组中的至少1种，0≤v

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水电解质电池，其特征在于，其具备：负极，所述负极包含负极集电体和形成于所述负极集电体上的含负极活性物质层，所述含负极活性物质层包含含有斜方晶型含Na铌钛复合氧化物的负极活性物质，所述斜方晶型含Na铌钛复合氧化物以通式Li2+vNa2-yM1xTi6-y-zNbyM2zO14+δ表示，在所述通式中，M1为选自由Cs、K、Sr、Ba及Ca组成的组中的至少1种，M2为选自由Zr、Sn、V、Ta、Mo、W、Fe、Co、Mn及Al组成的组中的至少1种，0≤v&lt;2、0≤x&lt;2、0.1≤y≤0.8、0≤z&lt;3、-0.5≤δ≤0.5；正极，所述正极包含正极集电体和形成于所述正极集电体上的含正极活性物质层，所述含正极活性物质层包含正极活性物质；和非水电解质；所述正极的每单位面积的所述正极活性物质的质量C[g/m2]与所述负极的每单位面积的所述负极活性物质的质量A[g/m2]满足下述式(1)：0.95≤A/C≤1.5(1)。2.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其特征在于，其满足下述式(2)，CA&gt;CC(2)其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：保科圭吾，原谅，山本大，原田康宏，高见则雄，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝基础设施系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP