二次电池、电池包、车辆及固定用电源制造技术

本发明专利技术的实施方式涉及二次电池、电池包、车辆及固定用电源。本发明专利技术提供可示出高的充放电效率及高的寿命性能的二次电池及电池包、以及具备该电池包的车辆及固定用电源。根据实施方式，提供一种具备负极、正极、与负极接合的第1复合层、与正极接合的第2复合层、和水系电解质的二次电池。第1复合层具有相对于与负极的接合面位于背侧的第1主面。第2复合层具有相对于与正极的接合面位于背侧且面对第1主面的第2主面。第1复合层及第2复合层分别含有无机固体粒子和高分子材料。第1主面与第2主面之间的剥离强度σ

【技术实现步骤摘要】
二次电池、电池包、车辆及固定用电源


[0001]本专利技术的实施方式涉及二次电池、电池包、车辆及固定用电源。

技术介绍

[0002]锂离子电池等非水电解质电池在广泛的领域中被用作电源。非水电解质电池的形态从各种电子设备用等小型物到电动车用等大型物涉及多个方面。非水电解质电池由于采用含有碳酸亚乙酯等可燃性物质的非水电解质，所以需要采取安全性对策。
[0003]一直在开发采用含有不具有可燃性的水系溶剂的水系电解质而取代非水电解质的水系电解质电池。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的课题是，提供示出高的充放电效率及高的寿命性能的二次电池及电池包、以及具备该电池包的车辆及固定用电源。
[0005]根据实施方式，提供一种具备负极、正极、与负极接合的第1复合层、与正极接合的第2复合层、和水系电解质的二次电池。第1复合层具有相对于与负极的接合面位于背侧的第1主面。第2复合层具有相对于与正极的接合面位于背侧且面对第1主面的第2主面。第1复合层及第2复合层分别含有无机固体粒子和高分子材料。第1主面与第2主面之间的剥离强度σ
s
为0.1N/mm以下。水系电解质含有水。
[0006]根据另一实施方式，提供具备上述实施方式涉及的二次电池的电池包。
[0007]根据又一实施方式，提供具备上述实施方式涉及的电池包的车辆。
[0008]根据再一实施方式，提供具备上述实施方式涉及的电池包的固定用电源。
[0009]根据上述构成，能够提供示出高的充放电效率及高的寿命性能的二次电池及电池包、以及具备该电池包的车辆及固定用电源。
附图说明
[0010]图1是概略地表示实施方式涉及的二次电池可包含的电极组的一个例子的剖视图。
[0011]图2是概略地表示实施方式涉及的二次电池可包含的电极组的其它例子的剖视图。
[0012]图3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。
[0013]图4是沿着图3所示的二次电池的IV
‑
IV线的剖视图。
[0014]图5是概略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。
[0015]图6是图5所示的二次电池的E部的放大剖视图。
[0016]图7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。
[0017]图8是概略地表示实施方式涉及的电池包的一个例子的立体图。
[0018]图9是概略地表示实施方式涉及的电池包的其它例子的分解立体图。
[0019]图10是表示图9所示的电池包的电路的一个例子的框图。
[0020]图11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。
[0021]图12是表示包含实施方式涉及的固定用电源的系统的一个例子的框图。
[0022]符号说明
[0023]1：电极组，2：外包装构件，3：负极，3a：负极集电体，3b：含负极活性物质层，3c：负极集电极耳，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，8：负极垫圈，9：正极垫圈，10：封口板，11：控制阀，12：注液口，13：密封栓，16：负极引线，17：正极引线，21：母线，22：正极侧引线，23：负极侧引线，24：粘结胶带，31：收容容器，32：盖，33：保护片材，34：印制电路布线基板，35：布线，41：第1复合层，42：第2复合层，44：绝缘膜，100：二次电池，110：系统，111：发电站，112：固定用电源，113：用户侧电力系统，115：能量管理系统，116：电力网，117：通信网，118：电力转换装置，121：用户侧EMS，122：电力转换装置，123：固定用电源，200：组电池，300：电池包，300A：电池包，300B：电池包，310：箱体，320：开口部，332：输出用正极端子，333：输出用负极端子，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：正侧布线，348b：负侧布线，400：车辆，401：车辆主体。
具体实施方式
[0024]一般来讲，水系电解质的电位窗比非水电解质的电位窗窄。所以，在水系电解质电池中，通过正极及负极的组合，在初次充电时有时水系电解质中的水发生电解。因此，对于水系电解质电池中使用的隔膜，要求抑制水与电极的接触，也就是说，要求发挥高度遮水性的致密度。
[0025]此外，在电极中使用了锂金属、锌金属的二次电池及使用了含锂离子、锌离子的电解质的二次电池中，分别有通过充放电在电极上生成锂枝晶、锌枝晶等析出物的顾虑。如果这些枝晶突破隔膜，则可产生内部短路。从不易被这些枝晶突破这点出发，也要求隔膜具有致密性。
[0026]作为具有非常高的致密性的隔膜，例如可列举固体电解质膜。固体电解质膜是只由具有离子传导性的固体电解质粒子形成的膜。固体电解质膜由于能够在不使溶剂透过的情况下只使特定的离子选择性地透过，所以具有完全的遮水性。但是，固体电解质膜由于柔软性低，所以耐久性不足。此外，为了使用固体电解质膜作为隔膜，而要求具有一定以上的厚度，所以难以提高电池的能量密度。
[0027]为了消除此问题，提出了通过高分子材料粘结固体电解质粒子彼此而成的聚合物复合膜。聚合物复合膜虽然不能示出像固体电解质膜那样的完全的遮水性，但是具有高的致密性，且能够浸渗微量的水系电解质。此外，聚合物复合膜与固体电解质膜相比较，柔软性优异，还可进行薄膜化。
[0028][第1实施方式][0029]根据第1实施方式，可提供一种二次电池。二次电池具备负极、正极、第1复合层、第2复合层和水系电解质。第1复合层与负极接合，第2复合层与正极接合。第1复合层在与负极的接合面的背侧具有第1主面。第2复合层在与正极的接合面的背侧具有第2主面。第1复合层及第2复合层分别含有无机固体粒子和高分子材料。第1主面及第2主面相互面对地配置。
第1主面和第2主面之间的剥离强度σ
s
为0.1N/mm以下。水系电解质含有水。
[0030]在上述构成的二次电池中，在负极及正极的双方的电极上，形成有以隔着两者的隔膜发挥功能的复合层。负极侧的第1复合层及正极侧的第2复合层分别含有无机固体粒子和高分子材料，例如可以是聚合物复合膜。通过在负极及正极各自的表面上接合第1及第2复合层，减少电解质中的水和含在各电极中的材料的接触，由此可抑制水的电解。此外，通过不仅在负极上形成第1复合层，而且也在正极上形成第2复合层，而能够抑制正极和负极的效率平衡的偏移。因此，该二次电池能够示出高的充放电效率。此外，二次电池能够示出高的寿命性能。
[0031]负极、正极、第1复合层和第2复合层可构成电极组。水系电解质可保持在电极组中。
[0032]实施方式涉及的二次电池例如可以是锂离子二次电池或钠离子二次电池。此外，二次电池包括含有水系电解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，其具备：负极，正极，第1复合层，其与所述负极接合，并具有相对于与所述负极的接合面位于背侧的第1主面，且含有无机固体粒子和高分子材料，第2复合层，其与所述正极接合，并具有相对于与所述正极的接合面位于背侧且面对所述第1主面的第2主面，且含有无机固体粒子和高分子材料，和含有水的水系电解质；所述第1主面与所述第2主面之间的剥离强度σ
s
为0.1N/mm以下。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第1复合层的厚度t
n
为50μm以下，所述第2复合层的厚度t
p
为50μm以下。3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，所述第1复合层及所述第2复合层的气孔度分别为20％以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池，其中，所述负极与所述第1复合层之间的剥离强度σ
n
大于0.3N/mm，所述正极与所述第2复合层之间的剥离强度σ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀田康之，保科圭吾，吉间一臣，松野真辅，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：