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电极、二次电池、电池组和车辆。本发明专利技术提供可实现输入输出特性和能量密度优异的二次电池的电极、具备该电极的二次电池、具备该二次电池的电池组和具备该电池组的车辆。根据1个实施方式，提供电极。该电极具备活性物质含有层，该活性物质含有层包含多个活性物质粒子、多个强电介质粒子、和25℃下具有1×10

Electrodes, secondary batteries, battery packs and vehicles

【技术实现步骤摘要】
电极、二次电池、电池组和车辆
本专利技术的实施方式涉及电极、二次电池、电池组和车辆。
技术介绍
近年来，作为高能量密度电池，锂离子二次电池这样的非水电解质电池的研究开发在积极地进行。期待着非水电解质电池作为用于混合动力汽车、电动汽车、移动电话基站的不间断电源等的电源。特别是作为车载用电池，需要能量密度更高的电池。就锂离子二次电池而言，通过使电极层部分变厚，从而能够更加提高能量密度。但是，如果使电极层部分变厚，则锂离子的扩散距离延长，因此电池的电阻变大，具有输入输出特性降低的课题。为了以输入输出特性和能量密度的兼顾为目标，必须减小电极层部分的电阻。
技术实现思路
本专利技术要解决的课题在于提供可实现输入输出特性和能量密度优异的二次电池的电极、具备该电极的二次电池、具备该二次电池的电池组和具备该电池组的车辆。根据第1实施方式，提供电极。该电极具备活性物质含有层，该活性物质含有层包含多个活性物质粒子、多个强电介质粒子、和25℃下具有1×10-10S/cm以上的Li离子传导率的多个固体电解质粒子。相对于活性物质含有层包含的强电介质粒子的个数的、与活性物质粒子接触的强电介质粒子的个数的比例(FE接触)为85％以上。相对于活性物质含有层包含的固体电解质粒子的个数的、与活性物质粒子不接触的固体电解质粒子的个数的比例(SE非接触)为30％以上。根据第2实施方式，提供二次电池。该二次电池包含第1实施方式涉及的电极。根据第3实施方式，提供电池组。该电池组包含第2实施方式涉及的二次电池。根据第4实施方式，提供车辆。该车辆包含第3实施方式涉及的电池组。根据上述构成，能够提供可实现输入输出特性和能量密度优异的二次电池的电极、具备该电极的二次电池、具备该二次电池的电池组和具备该电池组的车辆。附图说明图1为将第1实施方式涉及的电极的一例放大表示的概略截面图。图2为概略地表示第2实施方式涉及的二次电池的一例的截面图。图3为将图2中所示的二次电池的A部放大的截面图。图4为示意地表示第2实施方式涉及的二次电池的另一例的部分剖切斜视图。图5为将图4中所示的二次电池的B部放大的截面图。图6为概略地表示第2实施方式涉及的电池模块的一例的斜视图。图7为概略地表示第3实施方式涉及的电池组的一例的斜视图。图8为表示图7中所示的电池组的电路的一例的方块图。图9为概略地表示第4实施方式涉及的车辆的一例的截面图。图10为概略地表示第4实施方式涉及的车辆的另一例的图。图11为实施例1涉及的SEM(ScanningElectronMicroscope)图像。图12为与图11中所示的SEM图像对应的Ba的元素分布图像。图13为与图11中所示的SEM图像对应的Ti的元素分布图像。图14为与图11中所示的SEM图像对应的P的元素分布图像。图15为与图11中所示的SEM图像对应的Mn的元素分布图像。图16为实施例2涉及的SEM图像。图17为与图16中所示的SEM图像对应的Ba的元素分布图像。图18为与图16中所示的SEM图像对应的Ti的元素分布图像。图19为与图16中所示的SEM图像对应的P的元素分布图像。图20为与图16中所示的SEM图像对应的Mn的元素分布图像。图21为比较例1涉及的SEM图像。图22为与图21中所示的SEM图像对应的Ba的元素分布图像。图23为与图21中所示的SEM图像对应的Ti的元素分布图像。图24为与图21中所示的SEM图像对应的P的元素分布图像。图25为与图21中所示的SEM图像对应的Mn的元素分布图像。(附图标记的说明)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、4…分隔体、5…正极、5a…正极集电体、5b…正极活性物质含有层、6…负极端子、7…正极端子、11…活性物质粒子、12…固体电解质粒子、13…强电介质粒子、21…汇流排、22…正极侧引线、23…负极侧引线、24…胶粘带、31…收容容器、32…盖、33…保护片、34…印刷线路板、35…配线、40…车辆主体、41…车辆用电源、42…电气控制装置、43…外部端子、44…逆变器、45…驱动马达、100…二次电池、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…正极侧配线、348b…负极侧配线、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。具体实施方式以下适当参照附图对实施方式进行说明。应予说明，在整个实施方式中对共同的构成标记同一附图标记，省略重复的说明。另外，各图是用于实施方式的说明和促进其理解的示意图，其形状、尺寸、比等存在与实际的装置不同的地方，这些能够参考以下的说明和公知的技术适当地进行设计变更。(第1实施方式)根据第1实施方式，提供电极。该电极具备活性物质含有层，该活性物质含有层包含多个活性物质粒子、多个强电介质粒子、和25℃下具有1×10-10S/cm以上的Li离子传导率的多个固体电解质粒子。相对于活性物质含有层包含的强电介质粒子的个数的、与活性物质粒子接触的强电介质粒子的个数的比例(FE接触)为85％以上。相对于活性物质含有层包含的固体电解质粒子的个数的、与活性物质粒子不接触的固体电解质粒子的个数的比例(SE非接触)为30％以上。通过对锂离子二次电池进行充放电，Li离子在正负极间移动。例如，对锂离子二次电池进行充电时，Li离子从正极侧向负极侧移动。即，在负极侧，Li离子浓度升高，带正电。另一方面，在正极侧，Li离子浓度降低，带负电。放电时，发生与其相反的现象，因此在负极，Li离子浓度降低，在正极，Li离子浓度升高。因而，在充放电时在正负极之间产生浓度极化。因此，例如通过对二次电池进行充电而提高充电深度时，由于电荷的排斥，Li离子慢慢地变得难以移动，变得难以更加提高充电深度。即，输入输出特性降低。实施方式涉及的电极包含多个强电介质粒子，大量的强电介质粒子与活性物质粒子相接的同时将活性物质粒子表面被覆。强电介质粒子由于相对介电常数高，因此具有缓和浓度极化引起的电荷的偏置的效果。其结果，在使电荷的偏置缓和的活性物质粒子表面，Li离子的溶合和脱溶合变得容易发生。因此，实施方式涉及的电极能够实现输入输出特性和低温特性优异的二次电池。进而，实施方式涉及的电极包含具有1×10-10S/cm以上的Li离子传导率的多个固体电解质粒子。在负极侧的Li离子浓度升高的状态下，负极侧带正电。此时，由于是如上所述由于电荷的排斥而Li离子难以移动的状态，因此为了提高输入输出特性，需要消除正的电荷，使Li离子容易移动。负极侧的Li离子浓度升高时，在负极活性物质粒子的周缘存在的固体电解质粒子的周缘，Li离子的浓度也升高。固体电解质粒子由于含有Li，因此能够与阴离子、例如电解质含有的PF6-等配位。与固体电解质配位的阴离子例如通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电极，其具备活性物质含有层，该活性物质含有层包含多个活性物质粒子、多个强电介质粒子、和25℃下具有1×10

【技术特征摘要】
2018.03.22 JP 2018-0540061.电极，其具备活性物质含有层，该活性物质含有层包含多个活性物质粒子、多个强电介质粒子、和25℃下具有1×10-10S/cm以上的Li离子传导率的多个固体电解质粒子，相对于所述活性物质含有层包含的所述强电介质粒子的个数的、与所述活性物质粒子接触的所述强电介质粒子的个数的比例(FE接触)为85％以上，相对于所述活性物质含有层包含的所述固体电解质粒子的个数的、与所述活性物质粒子不接触的所述固体电解质粒子的个数的比例(SE非接触)为30％以上。2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述强电介质粒子的平均一次粒径在0.001μm～0.1μm的范围内。3.根据权利要求1或2所述的电极，其中，所述固体电解质粒子的平均一次粒径在0.1μm～5μm的范围内。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电极，其中，所述比例(F...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉间一臣，张文，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