二次电池、电池包及车辆制造技术

本发明专利技术的实施方式涉及二次电池、电池包及车辆。提供保持优异的高温耐久性能、并且低温性能得以改善的二次电池、包含该二次电池的电池包及车辆。根据实施方式，提供一种二次电池，其包含正极、嵌入脱嵌锂离子的负极和含无机固体层。含无机固体层被配置在正极与负极之间。另外，含无机固体层含有包含氟代碳酸酯和氟代醚的混合溶剂、溶解于混合溶剂中的锂盐和无机固体粒子。

【技术实现步骤摘要】
二次电池、电池包及车辆
本专利技术的实施方式涉及二次电池、电池包及车辆。
技术介绍
在负极中使用了锂金属、锂合金、锂化合物或碳质物的非水电解质电池作为高能量密度电池而受到期待，正在积极地进行研究开发。迄今为止，具备包含LiCoO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2或LiMn2O4作为活性物质的正极和包含嵌入、脱嵌锂的碳质物的负极的锂离子电池在便携设备用途中被广泛实用化。另一方面，在搭载于汽车、电车等车中的情况下，从高温环境下(60℃以上)的储藏性能、循环性能、高输出、长期可靠性等出发，对于正极、负极的构成材料，要求化学及电化学稳定性、强度、耐腐蚀性优异的材料。进而，要求在寒冷地区也具有高的性能，要求改善低温环境下(-30℃)的高输出性能及长寿命性能。另外，对于电池中使用的非水电解质，从安全性能提高的观点出发，固体电解质、不挥发性及不燃性的电解液的开发正在进行，但由于伴随输出特性、低温性能、长寿命性能的下降，所以尚未被实用化。因此，为了将锂离子电池等非水电解质电池作为铅蓄电池的代替而搭载于车等(例如汽车的发动机室)中，在高温耐久性、低温输出性能方面存在课题。就这样的二次电池而言，研究了通过改良非水电解质来兼顾低温性能和高温寿命性能，但在低温下离子传导性高的非水电解质由于在高温下容易与正极反应，所以寿命性能大幅下降，难以兼顾低温性能和高温寿命性能。
技术实现思路
实施方式的目的是提供保持优异的高温耐久性能、并且低温性能得以改善的二次电池、包含该二次电池的电池包及车辆。根据实施方式，提供一种二次电池，其包含正极、嵌入脱嵌锂离子的负极和含无机固体层。含无机固体层被配置在正极与负极之间。另外，含无机固体层含有包含氟代碳酸酯和氟代醚的混合溶剂、溶解于混合溶剂中的锂盐和无机固体粒子。另外，根据实施方式，提供一种电池包，其包含实施方式所涉及的二次电池。另外，根据实施方式，提供一种车辆，其包含实施方式所涉及的电池包。根据实施方式，能够提供保持优异的高温耐久性能、并且低温性能得以改善的二次电池、包含该二次电池的电池包及车辆。附图说明图1是实施方式的二次电池的部分切口剖视图。图2是关于图1的电池的侧面图。图3是将实施方式的二次电池沿与端子伸出方向垂直的方向切断的剖视图。图4是图3的A部的放大剖视图。图5是表示实施方式所涉及的二次电池的另一例子的剖视图。图6是表示包含实施方式的二次电池的组电池的一个例子的立体图。图7是实施方式的电池包的分解立体图。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。图10是概略地表示实施方式所涉及的车辆的另一例子的图。图11是表示实施例26的正极表面附近的截面的扫描电子显微镜照片。(符号说明)1…电极组、2…容器(外包装构件)、3…正极、3a…正极集电体、3b，537…含正极活性物质层、4…负极、4a…负极集电体、4b，538…含负极活性物质层、5…含无机固体层、6…正极引线、7…负极引线、8…正极导电极耳、9…负极导电极耳、10…封口板、11…绝缘构件、12…外包装构件、13…负极端子、14…正极端子、200…组电池、1001～1005…二次电池、21…引线(汇流条)、531…容器、532…双极结构的电极体、533…封口板、534…正极端子、535…负极端子、536…集电体、539…含无机固体层、540…正极引线、541…负极引线、542…绝缘构件、300…电池包、100…单元单电池、200…组电池、34…印制电路布线基板、345…热敏电阻、346…保护电路、350…通电用的外部端子、40…车辆主体、300…电池包、400…车辆、41…车辆用电源、411…电池管理装置、412…通信总线、300a～c…电池包、301a～c…组电池监视装置、200a～c…组电池、413…正极端子、414…负极端子、44…变换器、45…驱动马达、43…外部端子、42…车辆ECU、L1、L2…连接线、W…驱动轮。具体实施方式[第1实施方式]根据实施方式，提供一种二次电池，其包含正极、嵌入脱嵌锂离子的负极和含无机固体层。含无机固体层至少被配置在正极与负极之间。另外，含无机固体层含有包含氟代碳酸酯和氟代醚的混合溶剂、溶解于混合溶剂中的锂盐和无机固体粒子。包含氟代碳酸酯和氟代醚的混合溶剂即使被暴露在高温并且高电位下也不易引起氧化分解，耐氧化性优异。另外，该混合溶剂由于为不燃性，所以安全性优异。进而，使锂盐溶解于该混合溶剂中而得到的非水电解质由于为低粘度，所以容易渗透至含无机固体层中的无机固体粒子间的间隙，能够增多与无机固体粒子的接触面积。其结果是，含无机固体层的离子传导性变高。因此，根据实施方式的二次电池，由于能够抑制被暴露在高温并且高电位时的非水电解质的氧化分解而减少气体产生量，所以循环寿命性能及高温耐久性能优异。另外，由于二次电池的低温环境下的锂离子迁移的下降得以抑制，所以能够提高低温性能。因而，能够实现低温性能、循环寿命性能和高温耐久性能优异的二次电池。另外，由于非水电解质的氧化分解得以抑制，所以即使使用高电位的正极，气体产生也变少，具备高电位的正极的高电压的二次电池的实用化成为可能。通过在锂盐中使用包含氟的盐，非水电解质的不燃性进一步增加，所以能够进一步提高二次电池的安全性。氟代碳酸酯与氟代醚的重量比率优选为1：1～9：1的范围。通过设定为该范围，能够提高非水电解质的耐氧化性和离子传导性。另外，非水电解质的粘度变得适当，能够使非水电解质相对于无机固体粒子的润湿性变得良好。因此，能够进一步改善二次电池的低温性能、循环寿命性能和高温耐久性能。氟代碳酸酯优选包含选自由氟代碳酸亚乙酯(FEC)、二氟代碳酸亚乙酯(DFEC)、三氟代碳酸乙甲酯(FEMC)、三氟代碳酸二乙酯(FDEC)及三氟代碳酸二甲酯(FDMC)构成的组中的至少1种。由此，能够进一步改善二次电池的低温性能、循环寿命性能和高温耐久性能。另外，例如FEC等分子量小的化合物由于容易引起与锂离子的溶剂化，所以优选。氟代醚优选包含选自由1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚(TFTrEE)、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(TFTFPE)、双2,2,2-三氟乙基醚(BTrFEE)、双1,1,2,2-四氟乙基醚(BTFEE)及乙基1,1,2,2-四氟乙基醚(TFEE)构成的组中的至少1种。由此，能够进一步改善二次电池的低温性能、循环寿命性能和高温耐久性能。另外，分子量小的化合物由于容易引起与锂离子的溶剂化，所以优选。无机固体粒子优选包含Li1+xM2(PO4)3(M为选自由Ti、Ge、Zr、Al及Ca构成的组中的至少1种、0≤x≤0.5)所表示的NASICON(也称为“钠超离子导体”)型结构的磷酸锂化合物。该磷酸锂化合物在空气中稳定。因此，包含该无机固体粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池，其包含：正极，/n嵌入脱嵌锂离子的负极，和/n含无机固体层，其配置在所述正极与所述负极之间，且含有包含氟代碳酸酯和氟代醚的混合溶剂、溶解于所述混合溶剂中的锂盐和无机固体粒子。/n

【技术特征摘要】
20190318 JP 2019-0497451.一种二次电池，其包含：正极，
嵌入脱嵌锂离子的负极，和
含无机固体层，其配置在所述正极与所述负极之间，且含有包含氟代碳酸酯和氟代醚的混合溶剂、溶解于所述混合溶剂中的锂盐和无机固体粒子。


2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述氟代碳酸酯与所述氟代醚的重量比率为1：1～9：1的范围。


3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，所述氟代碳酸酯包含选自由氟代碳酸亚乙酯、二氟代碳酸亚乙酯、三氟代碳酸乙甲酯、三氟代碳酸二乙酯及三氟代碳酸二甲酯构成的组中的至少1种。


4.根据权利要求1～3中任1项所述的二次电池，其中，所述氟代醚包含选自由1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、双2,2,2-三氟乙基醚、双1,1,2,2-四氟乙基醚及乙基1,1,2,2-四氟乙基醚构成的组中的至少1种。


5.根据权利要求1～4中任1项所述的二次电池，其中，所述无机固体粒子包含Li1+xM2(PO4)3所表示的NASICON型结构的磷酸锂化合物，其中，M为选自由Ti、...

【专利技术属性】
技术研发人员：高见则雄，岸敬，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