二次电池、复合电解质、电池包以及车辆制造技术

根据实施方式，提供含有含锂氧化物粒子以及电解质组合物的复合电解质。含锂氧化物粒子的利用N

Secondary battery, composite electrolyte, battery pack and vehicle

【技术实现步骤摘要】
二次电池、复合电解质、电池包以及车辆本申请是申请日为2016年9月9日、申请号为201610812737.2、专利技术名称为“二次电池、复合电解质、电池包以及车辆”的专利技术专利申请的分案申请。
实施方式涉及二次电池、复合电解质、电池包以及车辆。
技术介绍
在负极中含有锂金属、锂合金、锂化合物或碳物质的非水电解质电池作为高能量密度电池而被期待。因此，该电池正在被积极地研究开发。到目前为止，具有含有作为活性物质的LiCoO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2或LiMn2O4的正极、和含有嵌入/脱嵌锂的碳物质的负极的锂离子电池被广泛地实用化。另外，在负极中代替碳物质的金属氧化物或合金的研究一直在进行。特别是搭载于汽车等车辆时，从高温环境下的循环性能、高输出功率的长期可靠性、安全性方面考虑，对于负极的构成材料，要求化学的、电化学的稳定性、强度、耐腐蚀性良好的材料。而且，在寒冷地区也要求高性能，要求低温环境下的高输出性能、长寿命性能。另一方面，作为电解质，从安全性能提高的观点考虑，一直在进行固体电解质、不挥发性电解液、不燃性电解液的开发。但是，固体电解质、不挥发性电解液或不燃性电解液的使用由于伴随着放电倍率性能、低温性能、长寿命性能的降低，因此尚未被实用化。提高氧化物固体电解质或硫化物固体电解质这样的固体电解质的离子传导性的研究开发正在进行。但是，由于电极与固体电解质的界面阻抗大，因此，存在放电性能以及低温性能的降低大的问题。另外，充放电循环时，由于电极与固体电解质的接合强度降低，因此，电极与固体电解质的界面阻抗增大，电池的循环寿命性能降低。这些问题妨碍了使用固体电解质的二次电池的实用化。
技术实现思路
实施方式的目的在于提供充放电循环寿命和低温性能良好的二次电池、能实现所述二次电池的复合电解质、包含所述二次电池的电池包、以及包含所述电池包的车辆。根据实施方式，提供二次电池，其包含：含正极活性物质层、含负极活性物质层、以及复合电解质。复合电解质存在于含正极活性物质层及含负极活性物质层之间。另外，复合电解质含有90重量％以上且98重量％以下的利用N2的BET吸附法得到的比表面积为10m2/g以上且500m2/g以下的含锂氧化物粒子、以及含锂离子和有机溶剂及高分子的电解质组合物。另外，根据实施方式，提供含有含锂氧化物粒子以及电解质组合物的复合电解质。含锂氧化物粒子的利用N2的BET吸附法得到的比表面积为10m2/g以上且500m2/g以下。复合电解质中的含锂氧化物粒子的含量为90重量％以上且98重量％以下。电解质组合物含有锂离子和有机溶剂及高分子。根据其它实施方式，提供包含实施方式的二次电池的电池包。根据其它实施方式，提供包含实施方式的电池包的车辆。根据实施方式，能够提供充放电循环寿命和低温性能良好的二次电池、能实现所述二次电池的复合电解质、包含所述二次电池的电池包、以及包含所述电池包的车辆。附图说明图1是实施方式的二次电池的部分缺损截面图。图2是关于图1的电池的侧视图。图3是将实施方式的二次电池沿与端子延伸方向垂直的方向切断的截面图。图4是图3的A部的截面放大图。图5是表示实施方式的二次电池的其它例子的截面图。图6是表示包含实施方式的二次电池的电池组的一个例子的立体图。图7是实施方式的电池包的立体分解图。图8是表示图7的电池包的电路的框图。图9是表示搭载有实施方式的二次电池的车辆的例子的示意图。具体实施方式(第1实施方式)根据第1实施方式，提供含有含锂氧化物粒子、和电解质组合物的复合电解质。含锂氧化物粒子的利用N2的BET吸附法得到的比表面积为10m2/g以上且500m2/g以下。复合电解质中的含锂氧化物粒子的比例为90重量％以上且98重量％以下。电解质组合物含有锂离子和有机溶剂及高分子。本专利技术人研究明白了，利用含有利用N2的BET吸附法得到的比表面积为10～500m2/g的含锂氧化物粒子、与电解质组合物的复合电解质，含锂氧化物粒子的锂离子传导性提高。推测该理由如以下说明的那样。具有上述比表面积的含锂氧化物粒子具有相对于电解质组合物化学稳定不产生溶解等问题的优点。推测由于具有该优点，所以含锂氧化物粒子与电解质组合物接触时，锂偏向存在于粒子表面，粒子与电解质组合物(特别是高分子)的界面的离子传导的活性化能量降低，含锂氧化物粒子的锂离子传导性提高。通过使含锂氧化物粒子在复合电解质中所占的比例为90重量％以上且98重量％以下，能使二次电池的充放电循环寿命和低温性能和热稳定性良好。含锂氧化物粒子在复合电解质中所占的比例小于90重量％时，伴随着由复合电解质的强度的降低引起的内部短路，发生自放电的增加。由于超过98重量％时，复合电解质的离子传导性急剧降低，因此，发生放电性能或低温性能的降低。更优选的范围为92重量％以上且96重量％以下。有机溶剂优选含有碳酸酯类。由此，复合电解质的离子传导性提高。碳酸酯类优选选自由碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二乙酯以及碳酸甲乙酯组成的组中的至少一种。含锂氧化物粒子优选为具有石榴石型结构的锂离子传导性氧化物固体电解质的粒子。该固体电解质具有耐还原性高、电化学窗口宽的优点。因此，能提高复合电解质的离子传导性，改善二次电池的充放电循环寿命和低温性能和热稳定性。在复合电解质中，优选含锂氧化物粒子与电解质组合物接触。例如，可举出将含锂氧化物粒子的表面的至少一部分用电解质组合物被覆等。对复合电解质进行详细说明。含锂氧化物粒子中包括从无锂离子传导性的氧化物粒子至具有锂离子传导性的氧化物固体电解质。锂离子传导性高的氧化物固体电解质促进其与高分子的界面中的锂离子的移动。使用的含锂氧化物粒子的种类可以为一种或两种以上。作为无锂离子传导性或锂离子传导性低的氧化物粒子，可举出锂铝氧化物(例如，LiAlO2，LixAl2O3，其中0＜x≤1)、锂硅氧化物、锂锆氧化物。作为具有锂离子传导性的氧化物固体电解质，可包含石榴石型结构的氧化物固体电解质。石榴石型结构的氧化物固体电解质具有耐还原性高、电化学窗口宽的优点。石榴石型结构的氧化物固体电解质的例子包括：La5+xAxLa3-xM2O12(优选A为选自由Ca、Sr以及Ba组成的组中的至少一种元素、M为Nb和/或Ta、x为0.5以下(含0)的范围)、Li3M2-xL2O12(优选M含有Nb和/或Ta、L含有Zr、x为0.5以下(含0)的范围)、Li7-3xAlxLa3Zr3O12(优选x为0.5以下(含0)的范围)、Li7La3Zr2O12。其中，Li6.25Al0.25La3Zr3O12、Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12、Li6.4La3Zr1.6Ta0.6O12、Li7La3Zr2O12由于离子传导性高、电化学稳定，因此放电性能和循环寿命性能良好。另外，具有10～500m2/g(优选为50～500m2/g)的比表面积的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池，其包含：/n含正极活性物质层；/n含负极活性物质层；/n存在于所述含正极活性物质层及所述含负极活性物质层之间的复合电解质；以及/n存在于所述含正极活性物质层及所述含负极活性物质层之间的隔膜，/n所述复合电解质含有含锂氧化物粒子和电解质组合物，所述电解质组合物含有包含锂离子的有机溶剂和高分子，/n所述含锂氧化物粒子的利用N

【技术特征摘要】
20150916 JP 2015-1825461.一种二次电池，其包含：
含正极活性物质层；
含负极活性物质层；
存在于所述含正极活性物质层及所述含负极活性物质层之间的复合电解质；以及
存在于所述含正极活性物质层及所述含负极活性物质层之间的隔膜，
所述复合电解质含有含锂氧化物粒子和电解质组合物，所述电解质组合物含有包含锂离子的有机溶剂和高分子，
所述含锂氧化物粒子的利用N2的BET吸附法得到的比表面积为10m2/g以上且500m2/g以下，
所述隔膜保持包含锂离子的有机溶剂或者所述复合电解质。


2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述有机溶剂含有碳酸酯类。


3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述碳酸酯类为选自由碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯以及碳酸甲乙酯组成的组中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述含锂氧化物粒子为具有石榴石型结构的锂离子传导性氧化物固体电解质的粒子、及具有NASICON型结构的磷酸锂固体电解质的粒子中的至少一者。


5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述含负极活性物质层含有含钛氧化物。


6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，所述含钛氧化物含有选自由尖晶石结构的锂钛氧化物、单斜晶系钛氧化物以及铌钛氧化物组成的组中的至少一种。


7.根据权利要求1所述的二次电池，其还包含具有第1面以及位于所述第1面的相反侧的第2面的集电体；
具有在所述集电体的所述第1面上形成有所述含正极活性物质层、并且在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高见则雄，吉间一臣，原田康宏，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP