固体电解质分隔体、二次电池、电池组以及车辆制造技术

本发明专利技术涉及固体电解质分隔体、二次电池、电池组以及车辆，具体地，本发明专利技术提供可实现优异的循环寿命特性的固体电解质分隔体、具备该固体电解质分隔体的二次电池、具备该二次电池的电池组、以及具备该电池组的车辆。根据一实施方式，提供固体电解质分隔体。该固体电解质分隔体是含有具有锂离子传导性的固体电解质的片材。沿片材的面内方向的周边区域的第1锂离子传导率低于沿片材的面内方向的中央区域的第2锂离子传导率。

【技术实现步骤摘要】
固体电解质分隔体、二次电池、电池组以及车辆
本专利技术的实施方式涉及固体电解质分隔体、二次电池、电池组以及车辆。
技术介绍
包含可吸留/释放锂离子的正极和负极的非水电解质二次电池作为高能量密度的电池，在电动车辆、电力蓄电和信息设备等各种领域广泛普及应用。与此相伴，来自市场的要求日益增加，目前正在进行积极的研究。在将非水电解质二次电池用于电动车辆用电源的用途中，要求能量密度高，即，每单位重量或单位体积的放电容量大。另一方面，每单位重量或单位体积的放电容量越大，安全性越成问题，要求具有更进一步优异的安全性的二次电池。解决这个问题的一个答案是全固体二次电池。全固体二次电池是使用如字面意思的固体电解质代替以往的非水电解质(即有机系电解液)的二次电池。由于有机系电解液是着火性的，因而正在积极进行提高使用有机系电解液时的安全性的技术开发。尽管如此，也难以确保充分的安全性。全固体二次电池由于可以不使用有机系电解液，因此在这种情况下不会着火。故而，全固体二次电池是安全性极高的二次电池。但是，由于全固体二次电池在正极和负极之间锂离子传导性容易下降，因而有时根据电池的构成的不同而使用电解液。
技术实现思路
本专利技术要解决的课题是，提供可实现优异的循环寿命特性的固体电解质分隔体、具备该固体电解质分隔体的二次电池、具备该二次电池的电池组、以及具备该电池组的车辆。根据第1实施方式，提供固体电解质分隔体。该固体电解质分隔体是含有具有锂离子传导性的固体电解质的片材。沿片材的面内方向的周边区域的第1锂离子传导率低于沿片材的面内方向的中央区域的第2锂离子传导率。根据第2实施方式，提供二次电池。该二次电池包括：作为正极和负极中的一方的第1电极、作为正极和负极中的另一方的第2电极、和第1实施方式的固体电解质分隔体。根据第3实施方式，提供电池组。该电池组包括第2实施方式的二次电池。根据第4实施方式，提供车辆。该车辆包括第3实施方式的电池组。根据上述构成，可以提供可实现优异的循环寿命特性的固体电解质分隔体、具备该固体电解质分隔体的二次电池、具备该二次电池的电池组、以及具备该电池组的车辆。附图说明[图1]是概略性地示出第1实施方式的固体电解质分隔体的一例的平面图。[图2]是沿图1所示的固体电解质分隔体的II-II线的截面图。[图3]是概略性地示出第1实施方式的固体电解质分隔体的另一例的平面图。[图4]是概略性地示出第2实施方式的二次电池的一例的透视图。[图5]是沿图4所示的二次电池的V-V线的截面图。[图6]是概略性地示出第2实施方式的二次电池的另一例的截面图。[图7]是概略性地示出第2实施方式的二次电池的再一例的截面图。[图8]是概略性地示出第2实施方式的二次电池的再一例的截面图。[图9]是概略性地示出第2实施方式的二次电池的再一例的截面图。[图10]是概略性地示出第2实施方式的二次电池的再一例的截面图。[图11]是图10所示的二次电池的A部放大的截面图。[图12]是概略性地示出第2实施方式的电池模块的一例的透视图。[图13]是概略性地示出第3实施方式的电池组的一例的分解透视图。[图14]是示出图13所示的电池组的电路的一例的框图。[图15]是概略性地示出第4实施方式的车辆的一例的截面图。[图16]是概略性地示出第4实施方式的车辆的另一例的图。(附图标记说明)1…电极组、2…外包装部件、3…负极、3a…负极集电体、3b…负极活性物质含有层、3c…负极集电片(tab)部、5…正极、5a…正极集电体、5b…正极活性物质含有层、5c…正极集电片(tab)部、6…负极端子、7…正极端子、10…固体电解质分隔体、11…中央区域、12…周边区域、21…汇流排、22…正极侧引线、23…负极侧引线、24…胶带、31…装纳容器、32…盖、33…保护片、34…印刷线路板、35…配线、40…车辆本体、41…车辆用电源、42…电控制装置、43…外部端子、44…逆变器、45…驱动马达、51…固体电解质分隔体的宽度、52…中央区域的宽度、53a…周边区域的宽度、53b…周边区域的宽度、100…二次电池、111…第2部分、121…第1部分、200…电池模块、200a…电池模块、200b…电池模块、200c…电池模块、300…电池组、300a…电池组、300b…电池组、300c…电池组、301a…电池模块监视装置、301b…电池模块监视装置、301c…电池模块监视装置、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…配线、346…配线、347…通电用的外部端子、348a…正侧配线、348b…负侧配线、400…车辆、411…电池管理装置、412…通信总线、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、t…固体电解质层的厚度、v…中央区域的宽度、w…周边区域的宽度。具体实施方式以下，适当参照附图，说明实施方式。予以说明，在所有实施方式中，对共通的构成赋予相同的附图标记，并且省略其重复说明。另外，各图是用于说明实施方式并促进其理解的示意图，虽然其形状、尺寸、比例等与实际的装置有不同之处，但考虑到以下的说明和公知技术，可适当地设计变更其形状、尺寸、比例等。(第1实施方式)根据第1实施方式，提供固体电解质分隔体。该固体电解质分隔体是含有具有锂离子传导性的固体电解质的片材。沿片材的面内方向的周边区域的第1锂离子传导率低于沿片材的面内方向的中央区域的第2锂离子传导率。以往，为了防止正极与负极接触，例如，形成了在正极和负极之间夹入分隔体而成的层叠型的电极组。作为该分隔体，例如可使用含有高分子材料的合成树脂制无纺布等，但这样的分隔体一般不具有离子传导性或离子传导性非常低。故而，为了在正极和负极之间往来锂离子等载流子，例如，必须使用含有有机溶剂的电解液。但是，近年来，正在研究代替合成树脂制无纺布等分隔体，使用包含具有离子传导性的固体电解质粒子的分隔体(固体电解质分隔体)的结构。由于固体电解质分隔体是绝缘性的且具有离子传导性，因而除了具有防止正极和负极接触的功能以外，也能兼具作为用于传递载流子的介质的功能。其结果，含有有机溶剂的电解液不再是必须的，还能有提高作为二次电池的体积能量密度的余地。即，通过使用固体电解质分隔体，期待得到安全性优异、高能量密度的二次电池。但是，也存在因使用固体电解质分隔体而产生的问题。制造二次电池时，有时使正极的大小和负极的大小互不相同。其目的是例如，使正极和负极的反应面积互不相同，或者使各部件的堆叠变得容易。本专利技术人等发现，在层叠大小互不相同的正极和负极、在这些正极和负极之间存在固体电解质分隔体层的情况下，由于离子的流动集中在较小一方的电极的角部(角落部)而电流集中，因而与电极的中央区域相比，在角部存在活性物质较早劣化的倾向。因此，本专利技术人等通过使固体电解质分隔体层的周边区域的离子传导率比中央区域低，使得离子的流动不集中在较小一方的电极的角部，成功地提高了作为二次电池的循环寿命特性。以下，参照附图说明实施方式的固体电解质分隔体。图1是概略性地示出实施方式的固体电解质分隔体的一例的平面图。图2是沿图1所示的固体电解质分隔体的II-II线的截面图。图3是概略性地示出实施方式的固体电解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.固体电解质分隔体，其是含有具有锂离子传导性的固体电解质的片材，沿上述片材的面内方向的周边区域的第1锂离子传导率低于沿上述片材的上述面内方向的中央区域的第2锂离子传导率。

【技术特征摘要】
2017.09.20 JP 2017-1806171.固体电解质分隔体，其是含有具有锂离子传导性的固体电解质的片材，沿上述片材的面内方向的周边区域的第1锂离子传导率低于沿上述片材的上述面内方向的中央区域的第2锂离子传导率。2.二次电池，其具备作为正极和负极中的一方的第1电极、作为上述正极和上述负极中的另一方的第2电极、和含有权利要求1所述的固体电解质分隔体的固体电解质层。3.权利要求2所述的二次电池，其中，上述固体电解质层具有第1面和与上述第1面相对的第2面，上述第1面的至少一部分与上述第1电极接触，上述第2面的至少一部分与上述第2电极接触，沿上述片材的上述面内方向中的各方向的上述第1电极的宽度大于沿上述各方向的上述第2电极的宽度，上述周边区域为与上述第1电极的宽度与上述第2电极的宽度的差对应的区域，包括含有在上述第1面中与上述第1电极接触的面的第1部分，上述中央区域为与沿上述各方向的上述第2电极的宽度对应的区域，包括含有在上述第1面中与上述第1电极接触的面和在上述第2面中与上述第2电极接触的面的第2部分，上述第1部分的第1锂离子传导率低于上述第2部分的第2锂离子传导率。4.权利要求3所述的二次电池，其中，上述固体电解质层为正方形或矩形，上述面内方向中的一个方向的上述第2电极的宽度大于上述一个方向的上述第1部分的合计宽度。5.权利要求3或4所述的二次电池，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉崎知子，岸敬，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