提供电池、电池组、电子装置、电动车辆和电存储装置，该电池包括正极、负极、至少包括多孔膜的隔膜、以及电解质。正极包括具有一对表面的正极集电体和设置在正极集电体的各个表面上的正极活性物质层。正极活性物质层包含正极活性物质。正极活性物质层具有大于或者等于30mg/cm2的面积密度S[mg/cm2]。包括在隔膜中的多孔膜具有满足预定公式的孔隙率ε[％]和透气性t[sec/100cc]。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】提供电池、电池组、电子装置、电动车辆和电存储装置，该电池包括正极、负极、至少包括多孔膜的隔膜、以及电解质。正极包括具有一对表面的正极集电体和设置在正极集电体的各个表面上的正极活性物质层。正极活性物质层包含正极活性物质。正极活性物质层具有大于或者等于30mg/cm2的面积密度S。包括在隔膜中的多孔膜具有满足预定公式的孔隙率e和透气性t。【专利说明】电池、电池组、电子装置、电动车辆和电存储装置
本申请要求于2013年5月31日提交的日本在先专利申请JP2013-116059的权益， 通过引用将其全部内容结合在此。
技术介绍
本公开涉及电池、电池组、电子装置、电动车辆、电存储装置以及电力系统。 对诸如具有高性能的锂离子二次电池等二次电池的需求日益增加。要求增强包括 高容量和高功率的电池特征。例如，日本专利申请公开第 2〇〇1_68〇88号和第2008-152985 号（以下分别简称为"专利文献1"和"专利文献2"）中已经公开了涉及二次电池的隔膜的 某些技术；并且日本专利申请公开第2009-146612号和第2011-175933号中已经公开了涉 及具有高功率的二次电池的某些技术。
技术实现思路
通常，要求电池具有高容量和高功率。 鉴于上述情况，希望提供能够实现高容量和高功率的电池，以及各自应用了该电 池的电池组、电子装置、电动车辆、电存储装置以及电力系统。 根据本公开的实施方式，提供一种包括正极、负极、至少包括多孔膜的隔膜以及电 解质的电池。正极包括具有一对表面的正极集电体和设置在正极集电体的各个表面上的正 极活性物质层。正极活性物质层包含正极活性物质。正极活性物质具有选自由以下物质构 成的组中的至少一种化合物：锂镍复合氧化物，该锂镍复合氧化物将镍作为主要成分，该锂 镍复合氧化物具有层状结构，该锂镍复合氧化物包含具有高含量镍的至少锂和镍；锂镍钴 锰复合氧化物，该锂镍钴锰复合氧化物具有层状结构，该锂镍钴锰复合氧化包含具有低含 量镍的至少锂、镍、钴以及锰；锂锰复合氧化物，该锂锰复合氧化物具有尖晶石结构，该锂锰 复合氧化物包含至少锂和锰；以及磷酸铁锂化合物，该磷酸铁锂化合物具有橄榄石结构，该 磷酸铁锂化合物包含至少锂、铁以及磷。正极活性物质层具有大于或者等于30mg/ cm2的面 积密度S。多孔膜具有满足下列公式的孔隙率 ε 和透气性t: t = a X Ln ( ε ) -4. 02a+100 和 -1.87 ΧΙΟ10 XS-496 彡 a 彡-40 其中，ε是孔隙率，t是透气性，S是正极活性物质层 的面积密度并且Ln是自然对数。 根据本公开的另一些其他实施方式，提供具有上述电池的电池组、电子装置、电动 车辆、电存储装置以及电力系统。 根据本公开，可以实现电池的高容量和高功率两者。 根据附图中示出的最佳模式实施方式的下列细节描述，本公开的这些目标及其他 目标、特性以及优点将变得更为显而易见。 【专利附图】【附图说明】 图1是示出了根据本公开的第一实施方式的二次电池的实例的截面图； 图2是示出了图1中所示的螺旋形卷绕电极体的一部分的放大截面图； 图3A是示出了根据本公开的实施方式的第一隔膜的构成例的示意性截面图； 图3B是示出了根据本公开的实施方式的第二隔膜的构成例的示意性截面图； 图4是示出了根据本公开的第二实施方式的电池组的构成例的框图； 图5是示出了使用根据本公开的实施方式的电池的家用电力存储系统的应用例 的示意图； 图6是示意性地示出了应用本公开的实施方式的采用串联混合系统的混合动力 车辆的构成的实例的示图； 图7是示出了满足透气性（t)、孔隙率（s)以及面积密度（S)的t-e-s三维坐标 公式的区域的图表； 图8A是通过绘制有关面积密度（S) = 31mg/cm2的ε -t平面坐标上实施例1以 及比较例1和2的隔膜测量值获得的图表； 图8B是通过绘制有关面积密度（S) = 32mg/cm2的ε -t平面坐标上实施例2和 比较例3的隔膜的测量值获得的图表； 图9A是通过绘制有关面积密度（S) = 33mg/cm2的ε -1平面坐标上实施例3和 比较例4的隔膜的测量值获得的图表； 图卯是通过绘制有关面积密度⑶=34mg/cm2的ε -1平面坐标上实施例4和 比较例5的隔膜的测量值获得的图表； 图l〇A是通过绘制有关面积密度⑶=35mg/cm2的ε -t平面坐标上实施例5和 比较例6的隔膜的测量值获得的图表； 图10B是通过绘制有关面积密度⑶=37mg/cm2的ε -t平面坐标上实施例6和 比较例7至9的隔膜的测量值获得的图表； 图11A是通过绘制有关面积密度⑶=40mg/cm2的ε -t平面坐标上实施例7和 比较例10的隔膜的测量值获得的图表； 图11B是通过绘制有关面积密度（S) = 42mg/cm2的ε -t平面坐标上实施例8的 隔膜的测量值获得的图表； 图是通过绘制有关面积密度（S) = 43mg/cm2的ε -t平面坐标上实施例9和 比较例11至13的隔膜的测量值获得的图表； 图12B是通过绘制有关面积密度⑶=45mg/cm2的ε -t平面坐标上实施例10的 隔膜的测量值获得的图表；以及 图13是通过绘制有关面积密度⑶=49mg/cm2的ε -t平面坐标上实施例11和 比较例14的隔膜的测量值获得的图表。 【具体实施方式】 在下文中，将参考附图描述本公开的实施方式。将按照下列顺序进行描述： 1.第一实施方式（电池实例） 2.第二实施方式（电池组实例） 3.第三实施方式（电力存储系统等的实例） 4·其他实施方式（变形例） 下面通过非限制性例证方式给出了本公开的特定实施方式的具体实例。应当注意 至IJ，本公开中示出的效果均为非限制性例子。本公开的实施方式可具有不同于本公开中示 出的实施方式的效果。 1.第一实施方式 【技术背景】 首先，为便于理解本公开，将描述有关本公开的技术背景。例如，为了实现诸如具 有如18650-型（18mm直径和65mm长度）额定尺寸的锂离子二次电池等高容量和高功率的 电池，电流密度越大，每单位时间流经隔膜的细孔的锂离子总量（即，电量）则越大。 在电流密度变得相对较大的系统中的锂离子的移动将主要发生在具有最低转移 电阻的部分。因此，具有不均勻导电性的隔膜可能由于电流密度的局部不平衡而产生过电 压。过电压的产生将导致电解质溶液分解，从而可能致使涂层增加并且导致内部电阻增加。 因此，存在难以实现闻功率的一些情况。 例如，上述专利文献1和2中所描述的一些隔膜为诸如聚乙烯膜等多孔膜经过磺 化处理、氟化处理、电晕处理等获得的隔膜。在这样的隔膜中，不均匀处理可能是一种重要 的因素；在执行的处理不均匀的情况下，产生的隔膜将具有不均导电性，从而导致内部电阻 增加并且使得难以实现高功率。 为了实现额定尺寸内的高容量，通常，可增加电极的厚度。在这种情况下，电极的 每单位面积内进行反应的锂离子量趋于增加。因此，除非选择合适的隔膜，否则，从正极排 出的锂离子可能在负极的表面上不能很好地扩散。这就产本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池，包括：正极，包括具有一对表面的正极集电体和设置在所述正极集电体的各个所述表面上的正极活性物质层，所述正极活性物质层包含正极活性物质；所述正极活性物质具有选自由以下的化合物构成的组中的至少一种化合物：锂镍复合氧化物，具有作为主要成分的镍，所述锂镍复合氧化物具有层状结构，所述锂镍复合氧化物至少包含具有高含量镍的锂和镍；锂镍钴锰复合氧化物，具有层状结构，所述锂镍钴锰复合氧化物至少包含具有低含量镍的锂、镍、钴和锰；锂锰复合氧化物，具有尖晶石结构，所述锂锰复合氧化物至少包含锂和锰；以及磷酸铁锂化合物，具有橄榄石结构，所述磷酸铁锂化合物至少包含锂、铁以及磷；所述正极活性物质层具有大于或者等于30mg/cm2的面积密度S[mg/cm2]；负极；隔膜，至少包括多孔膜；所述多孔膜具有满足下列公式的孔隙率ε[％]和透气性t[sec/100cc]：t＝a×Ln(ε)‑4.02a+100和‑1.87×1010×S‑4.96≤a≤‑40其中，ε是所述孔隙率[％]，t是所述透气性[sec/100cc]，S是所述正极活性物质层的所述面积密度[mg/cm2]并且Ln是自然对数；以及电解质。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿部有洋，铃木基美，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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