负极、二次电池、电池包及车辆制造技术

本发明专利技术可提供能够示出高温环境下优异的寿命特性的负极、具备该负极的二次电池、具备该二次电池的电池包及具备该电池包的车辆。根据一个实施方式，可提供一种负极。负极具备含有铌钛复合氧化物及含硫覆膜的含负极活性物质层。通过对含负极活性物质层的表面进行X射线光电子能谱测定而得到的光谱数据包含在208eV～210eV的范围出现的峰顶即第1峰和在160eV～165eV的范围出现的峰顶即第2峰。第2峰的峰高P2相对于第1峰的峰高P1的比(P2/P1)在0.05～2的范围内。0.05～2的范围内。0.05～2的范围内。

【技术实现步骤摘要】
负极、二次电池、电池包及车辆


[0001]本专利技术的实施方式涉及负极、二次电池、电池包及车辆。

技术介绍

[0002]近年来，作为高能量密度电池，在积极地研究开发如锂离子二次电池那样的非水电解质二次电池等二次电池。非水电解质二次电池等二次电池作为混合动力电动汽车及电动汽车等车辆用、便携式电话基站的无停电电源用等的电源备受期待。因此，二次电池除了高能量密度以外，还要求快速充放电性能、长期可靠性等其它性能也优异。
[0003]作为正在商用化的非水电解质二次电池，例如可列举作为正极活性物质使用含Co、Mn、Ni等的锂过渡金属复合氧化物、作为负极活性物质使用碳质材料或含钛氧化物等的非水电解质二次电池。
[0004]已知伴随着二次电池的反复使用，正极活性物质或负极活性物质劣化，二次电池的容量下降等劣化进展。作为劣化的原因之一，例如可列举活性物质与电解液的反应。作为抑制该反应的方法，例如可列举通过在活性物质的表面形成覆膜，通过该覆膜防止电解液的分解(副反应)，来抑制电池特性劣化的技术。以往，迫切期待在高温环境中也能抑制电池特性劣化的二次电池。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的课题是，提供能够示出高温环境下优异的寿命特性的负极、具备该负极的二次电池、具备该二次电池的电池包及具备该电池包的车辆。
[0006]根据实施方式，可提供一种负极。负极具备含有铌钛复合氧化物及含硫覆膜的含负极活性物质层。通过对含负极活性物质层的表面进行X射线光电子能谱测定而得到的光谱数据包含在208eV～210eV的范围出现的峰顶即第1峰和在160eV～165eV的范围出现的峰顶即第2峰。第2峰的峰高P2相对于第1峰的峰高P1的比(P2/P1)在0.05～2的范围内。
[0007]根据其它实施方式，可提供一种二次电池。二次电池具备实施方式涉及的负极、正极和电解质。
[0008]根据其它实施方式，可提供一种电池包。电池包包含实施方式涉及的二次电池。
[0009]根据其它实施方式，可提供一种车辆。车辆包含实施方式涉及的电池包。
[0010]根据上述构成，可提供能够示出高温环境下优异的寿命特性的负极、具备该负极的二次电池、具备该二次电池的电池包及具备该电池包的车辆。
附图说明
[0011]图1是概略地表示实施方式涉及的二次电池的一个例子的剖视图。
[0012]图2是图1所示的二次电池的A部的放大剖视图。
[0013]图3是示意性地表示实施方式涉及的二次电池的其它例子的局部切口立体图。
[0014]图4是图3所示二次电池的B部的放大剖视图。
[0015]图5是概略地表示实施方式涉及的组电池的一个例子的立体图。
[0016]图6是概略地表示实施方式涉及的电池包的一个例子的分解立体图。
[0017]图7是表示图6所示的电池包的电路的一个例子的框图。
[0018]图8是概略地表示实施方式涉及的车辆的一个例子的局部透视图。
[0019]图9是概略地表示有关实施方式涉及的车辆中的电系统的控制系统的一个例子的图。
[0020]图10是表示实施例及比较例涉及的第1峰的光谱数据。
[0021]图11是表示实施例及比较例涉及的第2峰的光谱数据。
[0022](符号说明)
[0023]1－电极组，2－外包装构件，3－电极(负极)，3a－集电体(负极集电体)，3b、10－含活性物质层(含负极活性物质层)，3c－负极集电极耳，4－隔膜，5－正极，5a－正极集电体，5b－含正极活性物质层，6－负极端子，7－正极端子，21－母线，22－正极侧引线，22a－另一端，23－负极侧引线，23a－另一端，24－粘接胶带，31－收容容器，32－盖，33－保护片材，34－印制电路布线基板，35－布线，40－车辆主体，41－车辆用电源，42－电控制装置，43－外部端子，44－转换器，45－驱动电机，100－二次电池，200－组电池，200a－组电池，200b－组电池，200c－组电池，300－电池包，300a－电池包，300b－电池包，300c－电池包，301a－组电池监视装置，301b－组电池监视装置，301c－组电池监视装置，342－正极侧连接器，343－负极侧连接器，345－热敏电阻，346－保护电路，342a－布线，343a－布线，350－通电用的外部端子，352－正侧端子，353－负侧端子，348a－正极侧布线，348b－负极侧布线，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，416－电流检测部，417－负极输入端子，418－正极输入端子，L1－连接线，L2－连接线，W－驱动轮。
具体实施方式
[0024]以下，适宜参照附图对实施方式进行说明。另外，贯通实施方式对共同的构成标注相同的符号，并省略重复的说明。此外，各图是用于促进实施方式的说明和其理解的示意图，其形状及尺寸、比例等与实际装置有不同的地方，但这些可参酌以下的说明和公知的技术进行适宜的设计变更。
[0025](第1实施方式)
[0026]根据第1实施方式可提供一种负极。负极具备含有铌钛复合氧化物及含硫覆膜的含负极活性物质层。通过对含负极活性物质层的表面进行X射线光电子能谱测定而得到的光谱数据包含在208eV～210eV的范围出现的峰顶即第1峰和在160eV～165eV的范围出现的峰顶即第2峰。第2峰的峰高P2相对于第1峰的峰高P1的比(P2/P1)在0.05～2的范围内。
[0027]为了抑制二次电池所含的电解液和电极的副反应，已知有在电极的表面上、例如在电极含活性物质层的表面上形成保护覆膜的技术。通过抑制副反应，进而能够改善电池寿命。尽管也根据保护覆膜的组成，但在保护覆膜的厚度及均匀性不充分时，有电解液及电解质盐分解发生气体，二次电池的寿命特性劣化的倾向。此外，在保护覆膜过厚时，一般来讲有出现阻力增大的问题，使输入输出特性恶化，结果使容量下降的倾向。
[0028]本专利技术者们发现：在通过对含负极活性物质层的表面进行X射线光电子能谱测定
(XPS：X-ray Photoelectron Spectroscopy)而得到的光谱数据包含在208eV～210eV的范围出现的峰顶即第1峰和在160eV～165eV的范围出现的峰顶即第2峰，第2峰的峰高P2相对于第1峰的峰高P1的比(P2/P1)在0.05～2的范围内时，即使在高温环境下，也能抑制电解液和负极的副反应，从而抑制气体发生。
[0029]通过对含有铌钛复合氧化物的含负极活性物质层的表面进行的XPS，在满足上述条件时，可看作在含负极活性物质层上的至少一部分中生成含硫(S)元素的覆膜。再者，关于XPS的步骤，后面将详细叙述。
[0030]在160eV～165eV的范围出现的峰顶即第2峰是源自S
2－
离子的峰。即，第2峰的峰顶的位置可在该数值范围内。第2峰例如是在S2P的光谱数据中检测的峰。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极，其具备含有铌钛复合氧化物及含硫覆膜的含负极活性物质层；通过对所述含负极活性物质层的表面进行X射线光电子能谱测定而得到的光谱数据包含在208eV～210eV的范围出现的峰顶即第1峰和在160eV～165eV的范围出现的峰顶即第2峰；所述第2峰的峰高P2相对于所述第1峰的峰高P1的比即P2/P1在0.05～2的范围内。2.根据权利要求1所述的负极，其中，所述第1峰的峰高P1在300～10000的范围内。3.根据权利要求1或2所述的负极，其中，所述第2峰的峰高P2在100～10000的范围内。4.根据权利要求1～3中任一项所述的负极，其中，所述铌钛复合氧化物为选自用通式Li
x
Ti
1-y
M1
y
Nb
2-z
M2
z
O
7+δ
表示的复合氧化物及用通式Li
x
Ti
1-y
M3
y+z
Nb
2-z
O
7-δ
表示的复合氧化物中的至少1种，所述M1为选自Zr、Si及Sn中的至少1种，所述M2为选自V、Ta及Bi中的至少1种，所述M3为选自Mg、Fe、Ni、Co、W、Ta及Mo中的至少1种，所述x满足0≤x≤5，所述y满足0≤y＜1，所述z满足0≤z＜2，所述δ满足－0.3≤δ≤0.3。5.一种二次电...

【专利技术属性】
技术研发人员：深谷太郎，保科圭吾，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：