CN112510189A - 电极、二次电池、电池包及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电极、二次电池、电池包及车辆。本发明提供输入输出性能优异的电极、以及具备该电极的二次电池、电池包及车辆。根据实施方式，提供一种电极。电极包含活性物质、无机固体粒子及碳纤维。活性物质包含含锂的过渡金属复合氧化物。无机固体粒子具有锂离子传导性。含活性物质层在利用水银压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中显示出表示最大对数微分细孔容积的第1峰。第1峰的细孔径DM为0.05μm以上且10μm以下。在分布曲线中，从小于第1峰的细孔径DM的细孔径的范围内的斜率的最大值SA减去小于第1峰的细孔径DM并且大于斜率的最大值SA的细孔径的细孔径的范围内的斜率的最小值SB而得到的值SA‑SB为1.4以上。

Description

电极、二次电池、电池包及车辆
技术领域
本发明涉及电极、二次电池、电池包及车辆。
背景技术
非水电解质电池等锂离子二次电池是通过锂离子在正极及负极之间移动而进行充放电的充电式的电池。正极及负极保持包含锂离子的非水电解质。非水电解质电池除了作为小型电子设备用电源的利用以外，还期待作为车载用途或固定用途等中大型电源的利用。特别是在作为中大型电源的用途中，要求输入输出性能。
作为提高二次电池的输入输出性能的方法，报道有在电极中配合高分子固体电解质或碳纤维。
发明内容
根据实施方式，提供输入输出性能优异的电极、以及具备该电极的二次电池、电池包及车辆。
根据一实施方式，提供一种电极。电极包含活性物质、无机固体粒子及碳纤维。活性物质包含含锂的过渡金属复合氧化物。无机固体粒子具有锂离子传导性。含活性物质层在利用水银压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中显示出表示最大对数微分细孔容积的第1峰。第1峰的细孔径DM为0.05μm以上且10μm以下。在将通过对数微分细孔容积分布曲线的相邻的2点的测定点的直线的斜率表示为纵轴、将相邻的2点的测定点中的较小的一者的细孔径表示为横轴的斜率分布曲线中，由小于第1峰的细孔径DM的细孔径的范围内的斜率的最大值SA减去小于第1峰的细孔径DM并且大于斜率的最大值SA的细孔径的细孔径的范围内的斜率的最小值SB而得到的值SA-SB为1.4以上。
根据另一实施方式，提供一种二次电池。该二次电池具备正极、负极和电解质。正极及负极中的至少一者为实施方式所涉及的电极。
根据另一实施方式，提供一种电池包。该电池包具备实施方式所涉及的二次电池。
根据另一实施方式，提供一种车辆。该车辆具备实施方式所涉及的电池包。
根据上述构成，提供输入输出性能优异的电极、以及具备该电极的二次电池、电池包及车辆。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的电极的含活性物质层的一个例子的示意图。
图2是表示实施方式所涉及的电极的含活性物质层的对数微分细孔容积分布曲线的一个例子的图。
图3是表示实施方式所涉及的电极的斜率分布曲线的一个例子的图。
图4是概略地表示实施方式所涉及的二次电池的一个例子的剖视图。
图5是将图4中所示的二次电池的A部放大的剖视图。
图6是示意性表示实施方式所涉及的二次电池的其他例子的局部切口立体图。
图7是将图6中所示的二次电池的B部放大的剖视图。
图8是概略地表示实施方式所涉及的组电池的一个例子的立体图。
图9是概略地表示实施方式所涉及的电池包的一个例子的分解立体图。
图10是表示图9中所示的电池包的电路的一个例子的框图。
图11是概略地表示实施方式所涉及的车辆的一个例子的局部透视图。
图12是概略地表示实施方式所涉及的车辆中的关于电气***的控制***的一个例子的图。
图13是表示比较例5所涉及的电极的含活性物质层的对数微分细孔容积分布曲线的图。
图14是表示比较例5所涉及的电极的斜率分布曲线的一个例子的图。
符号的说明
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、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…容纳容器、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…变换器、45…驱动马达、50…活性物质粒子、51…无机固体粒子、52…碳纤维、53…粒状碳、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、344…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、P1…第1峰、S1…肩、W…驱动轮。
具体实施方式
作为改善电极的输入输出性能的方法，有将固体电解质粒子等具有锂离子传导性的无机固体粒子混合于含活性物质层中的方法。固体电解质粒子与活性物质相比锂离子的传导性优异。若配合固体电解质粒子，则能够使含活性物质层内的锂离子传导电阻降低。然而，固体电解质粒子不具有电子导电性。因此，若配合固体电解质粒子，则含活性物质层的电子导电性降低。即，若将固体电解质粒子配合于含活性物质层中，则锂离子传导电阻降低，另一方面，电子导电电阻上升，因此输入输出性能的提高效果是有限的。
[第1实施方式]
根据实施方式，提供一种电极。电极包含活性物质、无机固体粒子及碳纤维。活性物质包含含锂的过渡金属复合氧化物。无机固体粒子具有锂离子传导性。含活性物质层在利用水银压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中显示出表示最大对数微分细孔容积的第1峰。第1峰的细孔径DM为0.05μm以上且10μm以下。在将通过对数微分细孔容积分布曲线的相邻的2点的测定点的直线的斜率表示为纵轴、将相邻的2点的测定点中的较小的一者的细孔径表示为横轴的斜率分布曲线中，由小于第1峰的细孔径DM的细孔径的范围内的斜率的最大值SA减去小于第1峰的细孔径DM并且大于斜率的最大值SA的细孔径的细孔径的范围内的斜率的最小值SB而得到的值SA-SB为1.4以上。
实施方式所涉及的电极由于包含具有锂离子传导性的无机固体粒子，所以含活性物质层的锂离子传导电阻低。另外，由于包含碳纤维，所以能够降低由配合无机固体粒子引起的电子导电电阻上升。进而，可以说在第1峰的细孔径DM在0.05μm以上且10μm以下的范围内、值SA-SB为1.4以上的含活性物质层中，适当地设置有具有较大的径的细孔和具有较小的径的细孔。含活性物质层中的细孔保持电解质。这样的电极能够在含活性物质层中保持充分的电解质，并且能够增加无机固体粒子与电解质的接触面积。因此，能够使含活性物质层的锂离子传导电阻进一步降低，并且电子导电电阻也降低。因此，若使用实施方式所涉及的电极，则能够提高二次电池的输入输出性能。
图1是表示实施方式所涉及的电极的含活性物质层的一个例子的示意图。图1中所示的含活性物质层包含活性物质粒子50、无机固体粒子51、碳纤维52和粒状碳53。活性物质粒子50、无机固体粒子51及粒状碳53与细长的带状的碳纤维52接触。碳纤维52及粒状碳53形成导电通路。粒状碳53存在于活性物质粒子50间、无机固体粒子51间及活性物质粒子50与无机固体粒子51之间。碳纤维52可以存在于距离较远的活性物质粒子50及无机固体粒子51之间。在活性物质粒子50、无机固体粒子51及粒状碳53各自之间的间隙中，可浸渗未图示的电解质。需要说明的是，粒状碳53也可以省略。在图1中所示的含活性物质层中，即使在产生活性物质粒子50的膨胀收缩的情况下，也可维持由碳纤维52形成的导电通路。
图2是表示实施方式所涉及的电极的含活性物质层的对数微分细孔容积分布曲线的一个例子的图。含活性物质层的对数微分细孔容积分布曲线是通过后述的水银压入法而得到的曲线。图2中所示的图是后述的实施例1所涉及的图。在图2中所示的对数微分细孔容积分布曲线中，纵轴为对数微分细孔容积，横轴为细孔径。
含活性物质层的对数微分细孔容积分布曲线包含第1峰P1。第1峰P1为对数微分细孔容积分布曲线中纵轴的值最大的峰。在对数微分细孔容积分布中，若显示最大高度的第1峰P1的细孔径DM即众数粒径在0.05μm以上且10μm以下的范围内，则可以说在含活性物质层中充分设置有具有较大的径的细孔。因此，这样的电极能够在含活性物质层中保持充分量的电解质。第1峰P1的细孔径DM优选为0.10μm以上且0.50μm以下。
另外，含活性物质层的对数微分细孔容积分布曲线在小于第1峰P1的细孔径的细孔径的范围内包含肩S1。肩S1是指通过对数微分细孔容积沿着细孔径的增加而增大从而曲线描绘出陡坡后，沿着细孔径的增加的对数微分细孔容积的增大量减少而曲线的坡度变缓的部分。值SA-SB为1.4以上表示该肩S1具有充分的大小。肩S1大意味着在含活性物质层中设置有许多具有小于众数粒径的径的细孔。若像这样具有较小的径的细孔存在许多，则由于无机固体粒子与电解质的接触面积增大，所以能够进一步提高无机固体粒子的锂离子传导电阻降低效果。值SA-SB的上限值没有特别限定，但根据一个例子，为3.0以下。值SA-SB优选为1.5以上且2.0以下。
利用水银压入法得到的含活性物质层的总细孔容积优选为0.05mL/g以上且0.10mL/g以下。总细孔容积在该范围内的含活性物质层的能量密度高，并且能够保持充分的电解质。总细孔容积更优选为0.06mL/g以上且0.08mL/g以下。
利用水银压入法得到的含活性物质层的对数微分细孔容积分布曲线例如通过下面的方法而得到。
首先，在电极包含于二次电池内的情况下，使二次电池处于放电状态后，将其解体而取出电极。该解体在氩等不活泼气体气氛下的手套箱内进行。所谓放电状态是指放电至电池的充电率成为0％为止的状态。将取出的电极用溶剂洗涤，之后，使其干燥。对于溶剂，使用例如碳酸乙甲酯。将干燥后的电极切断，得到多个试验片。试验片的大小设定为例如短边为1.25cm、长边为2.5cm的长条状。
接着，将多个试验片设置于测定装置的测定池中，使水银浸入试验片的细孔内。试验片的数目设定为例如16片以上且32片以下。作为测定池，使用例如毛细杆(stem)容积为0.4cc的大片用5cc池。作为测定装置，使用例如岛津AutoPore 9520(Autopore 9520 modelmanufactured by Shimadzu corporation)。在测定时，例如将初期压设定为7kPa，将终止压设定为414MPa。测定每隔初期压的1.1n倍的压力进行。n为正的整数。即，测定例如将7kPa、7.7kPa、8.47kPa、9.317kP、…7×1.1n倍kP作为测定点，进行至压力达到414MPa为止。7kPa相当于1.0psia(磅每平方英寸绝对压力：poundper square inch absolute)，相当于直径大约为180μm的细孔。另外，414MPa相当于大约6psia，相当于直径大约为0.003μm的细孔。水银接触角设定为130degrees，水银表面张力设定为485dynes/cm。通过处理所得到的数据，能够得到含活性物质层的对数微分细孔容积分布曲线及总细孔容积。
另外，可以从含活性物质层的对数微分细孔容积分布曲线得到斜率分布曲线。斜率分布曲线将通过对数微分细孔容积分布曲线的相邻的2点的测定点的直线的斜率表示为纵轴，将相邻的2点的测定点中的较小的一者的细孔径表示为横轴。即，在对数微分细孔容积分布曲线中，每隔初期压的1.1n倍的压力进行测定，在将第n个测定点P的坐标设定为P(X1，Y1)的情况下，X1为与初期压的1.1n倍的压力对应的细孔径，Y1表示该细孔径的对数微分细孔容积。另外，在将第n-1个测定点的坐标设定为Q(X2，Y2)的情况下，X2为与初期压的1.1n-1倍的压力对应的细孔径，Y2为该细孔径的对数微分细孔容积。通过第n个测定点P及第n-1个测定点Q的直线的斜率SR1通过Y2-Y1/X2-X1求出。标绘出以该斜率SR1作为纵轴的值、以与第n个压力对应的细孔径X1作为横轴的值的点P1(X1，SR1)。通过对每个对数微分细孔容积分布曲线的相邻的2点的测定点进行该标绘，得到斜率分布曲线。
图3是表示实施方式所涉及的电极的斜率分布曲线的一个例子的图。图3中所示的斜率分布曲线为通过上述的方法而得到的曲线。图3中所示的图是后述的实施例1所涉及的图。在图3中所示的斜率分布曲线中，纵轴为斜率，横轴为细孔径。
在斜率分布曲线中，小于第1峰的细孔径DM的细孔径的范围内的斜率的最大值SA大是指伴随细孔径的增加而引起的对数微分细孔容积的增大急剧。另外，小于第1峰的细孔径DM并且大于斜率的最大值SA的细孔径的细孔径的范围内的斜率的最小值SB小是指伴随细孔径的增加而引起的对数微分细孔容积的增大变得大致均等、即存在相当于上述的“肩”的部分。因此，值SA-SB大可表示“肩”大、即存在许多较小的细孔径。对数微分细孔容积曲线的肩优选出现在例如0.02μm以上且0.1μm以下。因此，在斜率分布曲线中，斜率的最大值SA及最小值SB优选出现在0.02μm以上且0.1μm以下的范围内。
另外，从最小值SB的细孔径SBD减去最大值SA的细孔径SAD而得到的值SBD-SAD优选为0.010μm以上。该值SBD-SAD大是指伴随细孔径的增加而引起的对数微分细孔容积的急剧的增大从细孔径SAD连续地持续至细孔径SBD的附近。因此，该值SBD-SAD大是指在含活性物质层中充分地设置有具有较小的径的细孔。值SBD-SAD优选为0.015μm以上且1.2μm以下。
实施方式所涉及的电极可以作为正极使用，也可以作为负极使用。实施方式所涉及的电极优选作为正极使用。
以下，对实施方式所涉及的电极的详细情况进行说明。
电极可包含含活性物质层和集电体。含活性物质层可以被支撑于集电体的一个面上，也可以被支撑于两个面上。含活性物质层除了活性物质、无机固体粒子及纤维碳以外，也可以进一步包含粒状碳及粘结剂。
活性物质包含含锂的过渡金属复合氧化物。含锂的过渡金属复合氧化物优选包含选自由镍、钴及锰构成的组中的至少1种过渡金属。含锂的过渡金属复合氧化物除了包含这些过渡金属以外，优选进一步包含钛及铝中的至少一种元素。含锂的过渡金属复合氧化物可以以Li1-xNi1-a-bCoaMnbAcO2表示。A为选自由Al、Ti、Zr、Nb、Mg、Cr、V、Fe、Ta、Mo、Zn、Ca、Sn、Si及P构成的组中的至少1种元素，x为0以上且1以下，a为0以上且1以下，b为0以上且1以下，a及b的合计为1以下，c为0以上且1以下。
含锂的过渡金属复合氧化物的例子中包含锂锰复合氧化物(例如LixMn2O4或LixMnO2；0<x≤1)、锂镍复合氧化物(例如LixNiO2；0<x≤1)、锂钴复合氧化物(例如LixCoO2；0<x≤1)、锂镍钴复合氧化物(例如LixNi1-yCoyO2；0<x≤1、0<y<1)、锂锰钴复合氧化物(例如LixMnyCo1-yO2；0<x≤1、0<y<1)、具有尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物(例如LixMn2-yNiyO4；0<x≤1、0<y<2)、具有橄榄石结构的锂磷酸化物(例如LixFePO4；0<x≤1、LixFe1-yMnyPO4；0<x≤1、0<y<1、LixCoPO4；0<x≤1)及锂镍钴锰复合氧化物(LixNi1-y-zCoyMnzO2；0<x≤1、0<y<1、0<z<1、y+z<1)。
活性物质也可以包含其他氧化物及硫化物。作为活性物质，电极可以单独包含1种化合物，或者也可以将2种以上的化合物组合而包含。氧化物及硫化物的例子中可列举出能够嵌入及脱嵌Li或Li离子的化合物。其他氧化物的例子中包含二氧化锰(MnO2)、氧化铁、氧化铜、氧化镍及钒氧化物(例如V2O5)。其他硫化物的例子中包含硫酸铁(Fe2(SO4)3)。
正极活性物质的一次粒径优选为100nm以上且1μm以下。一次粒径为100nm以上的正极活性物质在工业生产上的处理容易。一次粒径为1μm以下的正极活性物质能够使锂离子的固体内扩散顺利地进行。
正极活性物质的比表面积优选为0.1m2/g以上且10m2/g以下。具有0.1m2/g以上的比表面积的正极活性物质能够充分确保Li离子的嵌入·脱嵌位点。具有10m2/g以下的比表面积的正极活性物质在工业生产上容易处理，并且能够确保良好的充放电循环性能。
无机固体粒子是为了提高含活性物质层的锂离子传导性而配合的。无机固体粒子优选包含选自由含有选自Ti、Ge、Sr、Zr、Sn、Al、Sc、Y、Ba、P及Ca中的至少一种以上的元素的第1金属氧化物、镧系氧化物及含有选自Li、Ge、P、Si、Sn、Al、Ga、B及In中的至少一种以上的元素的第1硫化物构成的组中的至少1种化合物。镧系氧化物为包含La、Ce、Pr、Nd等镧族元素的氧化物。需要说明的是，第1金属氧化物也可以进一步包含La等镧族元素。
作为无机固体粒子，可列举出例如氧化物系固体电解质、或硫化物系固体电解质。作为氧化物系固体电解质，优选使用具有NASICON(Sodium(Na)SuperIonic Conductor、钠超离子导体)型结构、且以通式LiM2(PO4)3表示的磷酸锂固体电解质。上述通式中的M为例如选自由钛(Ti)、锗(Ge)、锶(Sr)、锆(Zr)、锡(Sn)、铝(Al)及钙(Ca)构成的组中的至少一种以上的元素。通式LiM2(PO4)3所表示的磷酸锂固体电解质的离子传导率例如为1×10-5S/cm以上且1×10-3S/cm以下。
作为具有NASICON型结构的磷酸锂固体电解质的具体例子，可列举出LATP(Li1+x+ yAlx(Ti及Ge中的至少一者)2-xSiyP3-yO12；0<x≤2、0≤y<3)、Li1+xAlxGe2-x(PO4)3；0≤x≤2及Li1+xAlxZr2-x(PO4)3；0≤x≤2、Li1+2xZr1-xCax(PO4)3；0≤x<1。Li1+2xZr1-xCax(PO4)3由于耐水性高、还原性及成本低，所以优选作为无机固体电解质粒子使用。
另外，作为氧化物系固体电解质，除了上述磷酸锂固体电解质以外，还可列举出非晶形状的LIPON(Li2.9PO3.3N0.46)、石榴石型结构的La5+xAxLa3-xM2O12(A为选自由Ca、Sr及Ba构成的组中的至少1种，M为Nb及Ta中的至少一者)、Li3M2-xL2O12(M为Ta及Nb中的至少一者，L为Zr)、Li7-3xAlxLa3Zr3O12及LLZ(Li7La3Zr2O12)。固体电解质可以使用1种，也可以将2种以上混合使用。LIPON的离子传导率例如为1×10-6S/cm以上且5×10-6S/cm以下。LLZ的离子传导率例如为1×10-4S/cm以上且5×10-4S/cm以下。
另外，作为固体电解质粒子，也可以使用含钠的固体电解质。含钠的固体电解质的钠离子的离子传导性优异。作为含钠的固体电解质，可列举出β-氧化铝、钠磷硫化物及钠磷氧化物等。含钠离子的固体电解质优选处于玻璃陶瓷的形态。
无机固体粒子优选为在25℃下具有1×10-5S/cm以上的锂离子传导率的固体电解质。锂离子传导率例如可以通过交流阻抗法来测定。具体而言，首先，使用片剂成形器将无机固体粒子成形，得到压粉体。在该压粉体的两面蒸镀金(Au)，得到测定试样。使用阻抗测定装置，对测定试样的交流阻抗进行测定。作为测定装置，使用例如Solartron公司制频率响应分析器1260型。在测定时，将测定频率设定为5Hz～32MHz，将测定温度设定为25℃，在氩气氛下进行。
基于所测定的交流阻抗，制作复数阻抗图。复数阻抗图是以横轴作为实数成分、对纵轴标绘出虚数成分的图。通过以下的式子，算出无机固体粒子的离子传导率σLi。需要说明的是，在下述式中，ZLi为由复数阻抗图的圆弧的直径算出的电阻值，S为面积，d为厚度。
[数学式1]
σLS＝(1/ZLi)×(d/S)
固体电解质优选为路易斯酸。这样的固体电解质由于容易带正电，所以能够捕捉电解质中的阴离子。由此，在含活性物质层内作为阳离子的锂离子变得更容易移动。这样的固体电解质的例子中可列举出Li1+2xZr1-xCax(PO4)3及Li1+x+yAlx(Ti及Ge中的至少一者)2- xSiyP3-yO12；0<x≤2、0≤y<3)。
无机固体粒子的形状没有特别限定，例如可以设定为球状、椭圆形状、扁平形状、或纤维状等。
无机固体粒子的平均粒径优选为15μm以下，更优选为12μm以下。若无机固体粒子的平均粒径小，则存在电池内部的电阻低的倾向。
无机固体粒子的平均粒径优选为0.01μm以上，更优选为0.1μm以上。若无机固体粒子的平均粒径大，则存在粒子彼此的凝聚得以抑制的倾向。
需要说明的是，无机固体粒子的平均粒径是指在通过激光衍射式的粒度分布测定装置而求出的粒度分布中体积累积值成为50％的粒径。作为进行该粒度分布测定时的试样，使用按照无机固体粒子的浓度成为0.01质量％～5质量％的方式用乙醇稀释而得到的分散液。
在含活性物质层中，无机固体粒子相对于100质量份的活性物质的配合量优选为0.1质量份以上且20质量份以下，更优选为0.5质量份以上且10质量份以下，进一步优选为3质量份以上且5质量份以下。若无机固体粒子的量多，则能够提高含活性物质层中的锂离子传导性。另一方面，若无机固体粒子的量过于多，则有可能含活性物质层中的电子导电性或能量密度降低。
碳纤维及粒状碳作为用于提高集电性能、并且抑制活性物质与集电体的接触电阻的导电剂而配合。
碳纤维是长度方向的长度L1与相对于长度方向垂直的截面的直径即粗度S1的比L1/S1为50以上的纤维状的碳。比L1/S1优选为150以上且10000以下。碳纤维的粗度优选为1nm以上且200nm以下(0.001μm以上且0.2μm以下)。碳纤维的长度优选为5μm以上且50μm以下。碳纤维的例子中可列举出气相生长碳纤维(Vapor Grown Carbon Fiber；VGCF)。气相生长碳纤维的例子中可列举出碳纳米管(Carbon Nanotube：CNT)及碳纳米纤维(CarbonNanofiber：CNF)。可以使用它们中的1种作为碳纤维，或者也可以将2种以上组合而作为碳纤维使用。
在含活性物质层中，碳纤维相对于100质量份的活性物质的配合量优选为0.01质量份以上且10质量份以下，更优选为0.1质量份以上且5质量份以下。若碳纤维的量多，则能够提高含活性物质层的电子导电性。另一方面，若碳纤维的量过于多，则有可能能量密度降低。
粒状碳为长轴的长度L2与短轴的长度S2的比L2/S2低于50的粒状的碳。粒状碳中也包含鳞片状碳。粒状碳的例子中包含乙炔黑等碳黑及石墨那样的碳质物。可以使用它们中的1种作为粒状碳，或者也可以将2种以上组合而作为粒状碳使用。
在含活性物质层中，粒状碳相对于100质量份的活性物质的配合量优选为0质量份以上且10质量份以下，更优选为1质量份以上且5质量份以下。若粒状碳的量多，则能够提高含活性物质层的电子导电性。另一方面，若粒状纤维的量过于多，则有可能能量密度降低。
粘结剂是为了填埋所分散的活性物质的间隙、并且使活性物质与负极集电体粘结而配合的。粘结剂的例子中包含聚四氟乙烯(polytetrafluoro ethylene；PTFE)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVdF)、氟系橡胶、丁苯橡胶、聚丙烯酸化合物、酰亚胺化合物、羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose；CMC)及CMC的盐。可以使用它们中的1种作为粘结剂，或者也可以将2种以上组合而作为粘结剂使用。
在含活性物质层中，粘结剂相对于100质量份的活性物质的配合量优选为0质量份以上且10质量份以下，更优选为1质量份以上且5质量份以下。若粘结剂的量多，则含活性物质层与集电体的粘结性变得充分，能够期待优异的循环性能。另一方面，若粘结剂的量过于多，则有可能能量密度降低。
集电体可使用在活性物质中嵌入及脱嵌锂(Li)的电位下电化学稳定的材料。例如，在活性物质作为负极活性物质使用的情况下，集电体优选由铜、镍、不锈钢或铝、或者包含选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu及Si中的一种以上的元素的铝合金制作。集电体的厚度优选为5μm以上且20μm以下。具有这样的厚度的集电体能够取得电极的强度与轻量化的平衡。
另外，集电体可以包含在其表面未形成含活性物质层的部分。该部分可以作为集电极耳起作用。
含活性物质层的密度优选为3.0g/cm3以上且3.6g/cm3以下，更优选为3.2g/cm3以上且3.5g/cm3以下。
另外，集电体可以包含在其表面未形成含活性物质层的部分。该部分可以作为集电极耳起作用。
接着，对实施方式所涉及的电极的制造方法进行说明。
首先，使碳纤维分散于溶剂中而制备碳纤维分散液。作为溶剂，使用例如N-甲基-2-吡咯烷酮。接着，将碳纤维分散液与粘结剂与无机固体粒子混合并搅拌而制备第1浆料。搅拌处理中使用例如行星式混合器。也可以在用行星式混合器进行搅拌处理后，使用珠磨机进一步进行搅拌处理，制备第1浆料。
接着，将第1浆料与活性物质与任意的粒状碳及粘结剂混合并搅拌而制备第2浆料。作为搅拌机，使用例如行星式混合器。搅拌速度设定为例如30rpm以上且6000rpm以下，搅拌时间设定为10分钟以上且2小时以下。若加快搅拌速度、或者延长搅拌时间，则第2浆料中的活性物质或无机固体粒子等的粒径变小，其结果是，存在含活性物质层的第1峰的细孔径DM变小的倾向。需要说明的是，也可以在用行星式混合器进行搅拌处理后，使用珠磨机进一步进行搅拌处理，制备第2浆料。通过用珠磨机进一步进行搅拌处理，第2浆料的分散性提高。作为珠磨机，使用例如AIMEX株式会社制连续式卧式Ready Mill RMH-03。珠磨机的流量设定为例如10mL/min以上且50mL/min以下。
将第2浆料涂布于集电体的一面或两面上，使涂膜干燥，得到含活性物质层与集电体的层叠体。通过对该层叠体实施加压处理，可以得到电极。在该方法中，在使无机固体粒子与碳纤维充分地混合而形成无机固体粒子与碳纤维的复合体后，使其与活性物质混合。由此，无机固体粒子与碳纤维的接触点增加，能够得到具有更优异的电子导电性的含活性物质层。
以上说明的第1实施方式所涉及的电极包含含活性物质层，所述含活性物质层包含含有含锂的过渡金属复合氧化物的活性物质、具有锂离子传导性的无机固体粒子及碳纤维，利用水银压入法得到的含活性物质层的对数微分细孔容积分布曲线的第1峰的细孔径DM为0.05μm以上且10μm以下，在斜率分布曲线中值SA-SB为1.4以上。若使用该电极，则能够实现输入输出性能优异的二次电池。
[第2实施方式]
根据第2实施方式，提供一种包含负极、正极和电解质的二次电池。负极及正极中的至少一者为第1实施方式所涉及的电极。在负极或正极中的一者为第1实施方式所涉及的电极的情况下，对置电极可以具有与第1实施方式相同的那样的对数微分细孔容积分布曲线，也可以不具有。
第2实施方式所涉及的二次电池也可以进一步具备配置于正极与负极之间的隔膜。负极、正极及隔膜可以构成电极组。电解质可保持在电极组中。
另外，第2实施方式所涉及的二次电池可以进一步具备容纳电极组及电解质的外包装构件。
进而，第2实施方式所涉及的二次电池可以进一步具备与负极电连接的负极端子及与正极电连接的正极端子。
第2实施方式所涉及的二次电池可以为例如锂离子二次电池。另外，二次电池包含含有非水电解质的非水电解质二次电池。
以下，对对置电极、电解质、隔膜、外包装构件、负极端子及正极端子进行详细说明。
1)对置电极
对置电极可包含含活性物质层和集电体。含活性物质层可以被支撑于集电体的一个面上，也可以被支撑于两个面上。含活性物质层可包含活性物质、导电剂及粘结剂。含活性物质层可以包含无机固体粒子及纤维碳，也可以不包含。对置电极在实施方式所涉及的电极为正极的情况下为负极，在实施方式所涉及的电极为负极的情况下为正极。对置电极优选为负极。这里，以对置电极为负极进行说明。
活性物质可包含含钛复合氧化物。含钛复合氧化物优选包含选自由AxTiMyNb2- yO7±z(0≤x≤5、0≤y≤0.5、-0.3≤z≤0.3、M为Ti及Nb以外的至少一种金属、A为Li或Na)、Li2+aNa2Ti6O14(0≤a≤6)及LixTiO2(0≤x≤1)构成的组中的通式所表示的至少1种化合物。
另外，含钛复合氧化物也可以包含选自由具有斜方锰矿结构的钛酸锂(例如Li2+ yTi3O7、0≤y≤3)、具有尖晶石结构的钛酸锂(例如Li4+xTi5O12、0≤x≤3)、单斜晶型二氧化钛(TiO2)、锐钛矿型二氧化钛、金红石型二氧化钛、锰钡矿型钛复合氧化物、正交晶型(orthorhombic)钛复合氧化物及单斜晶型铌钛复合氧化物构成的组中的至少一种化合物。
作为上述正交晶型含钛复合氧化物的例子，可列举出Li2+aM(I)2-bTi6-cM(II)dO14+σ所表示的化合物。其中，M(I)为选自由Sr、Ba、Ca、Mg、Na、Cs、Rb及K构成的组中的至少1种。M(II)为选自由Zr、Sn、V、Nb、Ta、Mo、W、Y、Fe、Co、Cr、Mn、Ni及Al构成的组中的至少1种。组成式中的各个下标为0≤a≤6、0≤b<2、0≤c<6、0≤d<6、-0.5≤σ≤0.5。作为正交晶型含钛复合氧化物的具体例子，可列举出Li2+aNa2Ti6O14(0≤a≤6)。
作为上述单斜晶型铌钛复合氧化物的例子，可列举出LixTi1-yM1yNb2-zM2zO7+δ所表示的化合物。其中，M1为选自由Zr、Si及Sn构成的组中的至少1种。M2为选自由V、Ta及Bi构成的组中的至少1种。组成式中的各个下标为0≤x≤5、0≤y<1、0≤z<2、-0.3≤δ≤0.3。作为单斜晶型铌钛复合氧化物的具体例子，可列举出LixNb2TiO7(0≤x≤5)。
作为单斜晶型铌钛复合氧化物的其他例子，可列举出LixTi1-yM3y+zNb2-zO7-δ所表示的化合物。其中，M3为选自Mg、Fe、Ni、Co、W、Ta及Mo中的至少1种。组成式中的各个下标为0≤x<5、0≤y<1、0≤z<2、-0.3≤δ≤0.3。
导电剂是为了提高集电性能、并且抑制活性物质与集电体的接触电阻而配合的。导电剂的例子中包含气相生长碳纤维(Vapor Grown Carbon Fiber；VGCF)、乙炔黑等碳黑及石墨那样的碳质物。可以使用它们中的1种作为导电剂，或者也可以将2种以上组合而作为导电剂使用。或者，也可以对活性物质粒子的表面实施碳涂布或电子导电性无机材料涂布来代替使用导电剂。
粘结剂是为了填埋所分散的活性物质的间隙、并且使活性物质与负极集电体粘结而配合的。粘结剂的例子中包含聚四氟乙烯(polytetrafluoro ethylene；PTFE)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVdF)、氟系橡胶、丁苯橡胶、聚丙烯酸化合物、酰亚胺化合物、羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose；CMC)及CMC的盐。可以使用它们中的1种作为粘结剂，或者也可以将2种以上组合而作为粘结剂使用。
含活性物质层中的活性物质、导电剂及粘结剂的配合比例分别优选以68质量％以上且96质量％以下、2质量％以上且30质量％以下及2质量％以上且30质量％以下的比例配合。通过将导电剂的量设定为2质量％以上，能够使含活性物质层的集电性能提高。另外，通过将粘结剂的量设定为2质量％以上，含活性物质层与集电体的粘结性变得充分，能够期待优异的循环性能。另一方面，导电剂及粘结剂分别设定为30质量％以下在谋求高容量化的方面优选。
集电体可使用在活性物质中嵌入及脱嵌锂(Li)的电位下电化学稳定的材料。例如，集电体优选由铜、镍、不锈钢或铝、或者包含选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu及Si中的一种以上的元素的铝合金制作。集电体的厚度优选为5μm以上且20μm以下。具有这样的厚度的集电体能够取得电极的强度与轻量化的平衡。
另外，集电体可以包含在其表面未形成有含负极活性物质层的部分。该部分可以作为负极集电极耳起作用。
电极例如可以通过下面的方法来制作。首先，使活性物质、导电剂及粘结剂悬浮于溶剂中而制备浆料。将该浆料涂布于集电体的一面或两面上。接着，使所涂布的浆料干燥，得到含活性物质层与集电体的层叠体。之后，对该层叠体实施加压。像这样操作，制作电极。
或者，电极也可以通过下面的方法来制作。首先，将活性物质、导电剂及粘结剂混合而得到混合物。接着，将该混合物成形为颗粒状。接着，通过将这些颗粒配置于集电体上，可以得到电极。
2)电解质
作为电解质，例如可以使用液状非水电解质或凝胶状非水电解质。液状非水电解质通过将作为溶质的电解质盐溶解到有机溶剂中而制备。电解质盐的浓度优选为0.5mol/L以上且2.5mol/L以下。
电解质盐的例子中包含高氯酸锂(LiClO4)、六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)及双(三氟甲磺酰)亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)那样的锂盐及它们的混合物。电解质盐优选为在高电位下也难以氧化的物质，最优选为LiPF6。
有机溶剂的例子中包含碳酸亚丙酯(propylene carbonate；PC)、碳酸亚乙酯(ethylene carbonate；EC)、碳酸亚乙烯酯(vinylene carbonate；VC)那样的环状碳酸酯；碳酸二乙酯(diethyl carbonate；DEC)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate；DMC)、碳酸甲乙酯(methyl ethyl carbonate；MEC)那样的链状碳酸酯；四氢呋喃(tetrahydrofuran；THF)、2甲基四氢呋喃(2-methyl tetrahydrofuran；2MeTHF)、二氧杂环戊烷(dioxolane；DOX)那样的环状醚；二甲氧基乙烷(dimethoxy ethane；DME)、二乙氧基乙烷(diethoxy ethane；DEE)那样的链状醚；γ-丁内酯(γ-butyrolactone；GBL)、乙腈(acetonitrile；AN)及环丁砜(sulfolane；SL)。这些有机溶剂可以单独使用、或作为混合溶剂使用。
凝胶状非水电解质通过将液状非水电解质与高分子材料复合化而制备。高分子材料的例子中包含聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVdF)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile；PAN)、聚环氧乙烷(polyethylene oxide；PEO)、或它们的混合物。
或者，作为非水电解质，除了液状非水电解质及凝胶状非水电解质以外，也可以使用含有锂离子的常温熔融盐(离子性熔体)、高分子固体电解质及无机固体电解质等。
常温熔融盐(离子性熔体)是指包含有机物阳离子与阴离子的组合的有机盐中在常温(15℃以上且25℃以下)下可以作为液体存在的化合物。常温熔融盐中包含以单体的形态作为液体存在的常温熔融盐、通过与电解质盐混合而成为液体的常温熔融盐、通过溶解于有机溶剂中而成为液体的常温熔融盐、或它们的混合物。一般而言，二次电池中使用的常温熔融盐的熔点为25℃以下。另外，有机物阳离子一般具有季铵骨架。
高分子固体电解质通过将电解质盐溶解于高分子材料中并固体化而制备。
2)隔膜
隔膜例如由包含聚乙烯(polyethylene；PE)、聚丙烯(polypropylene；PP)、纤维素、或聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVdF)的多孔质膜、或合成树脂制无纺布形成。从安全性的观点出发，优选使用由聚乙烯或聚丙烯形成的多孔质膜。这是由于，这些多孔质膜在一定温度下熔融，能够将电流阻断。
3)外包装构件
作为外包装构件，例如可以使用由层压膜构成的容器、或金属制容器。
层压膜的厚度例如为0.5mm以下，优选为0.2mm以下。
作为层压膜，使用包含多个树脂层和夹在这些树脂层间的金属层的多层膜。树脂层例如包含聚丙烯(polypropylene；PP)、聚乙烯(polyethylene；PE)、尼龙及聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；PET)等高分子材料。为了轻量化，金属层优选由铝箔或铝合金箔形成。层压膜通过利用热熔融粘合进行密封，可成形为外包装构件的形状。
金属制容器的壁的厚度例如为1mm以下，更优选为0.5mm以下，进一步优选为0.2mm以下。
金属制容器例如由铝或铝合金等制作。铝合金优选包含镁、锌及硅等元素。在铝合金包含铁、铜、镍及铬等过渡金属的情况下，其含量优选为100质量ppm以下。
外包装构件的形状没有特别限定。外包装构件的形状例如也可以为扁平型(薄型)、方型、圆筒型、硬币型、或纽扣型等。外包装构件可以根据电池尺寸或电池的用途而适当选择。
4)负极端子
负极端子可以由在上述的负极活性物质的Li嵌入脱嵌电位下电化学稳定、并且具有导电性的材料形成。具体而言，作为负极端子的材料，可列举出铜、镍、不锈钢或铝、或包含选自由Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu及Si构成的组中的至少1种元素的铝合金。作为负极端子的材料，优选使用铝或铝合金。为了降低与负极集电体的接触电阻，负极端子优选由与负极集电体同样的材料形成。
5)正极端子
正极端子可以由相对于锂的氧化还原电位在3V以上且4.5V以下的电位范围(vs.Li/Li+)内电稳定、并且具有导电性的材料形成。作为正极端子的材料，可列举出铝、或者包含选自由Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu及Si构成的组中的至少1种元素的铝合金。为了降低与正极集电体的接触电阻，正极端子优选由与正极集电体同样的材料形成。
接着，参照附图对第2实施方式所涉及的二次电池更具体地进行说明。
图4是概略地表示第2实施方式所涉及的二次电池的一个例子的剖视图。图5是将图4中所示的二次电池的A部放大的剖视图。
图4及图5中所示的二次电池100具备图4中所示的袋状外包装构件2、图4及图5中所示的电极组1和未图示的电解质。电极组1及电解质被收纳于袋状外包装构件2内。电解质(未图示)被保持于电极组1中。
袋状外包装构件2由包含2个树脂层和夹在它们之间的金属层的层压膜构成。
如图4中所示的那样，电极组1为扁平状的卷绕型电极组。扁平状且卷绕型的电极组1如图5中所示的那样包含负极3、隔膜4和正极5。隔膜4夹在负极3与正极5之间。
负极3包含负极集电体3a和含负极活性物质层3b。负极3中的位于卷绕型的电极组1的最外壳的部分如图5中所示的那样，仅在负极集电体3a的内表面侧形成有含负极活性物质层3b。在负极3中的其他的部分中，在负极集电体3a的两面形成有含负极活性物质层3b。
正极5包含正极集电体5a和形成于其两面上的含正极活性物质层5b。
如图4中所示的那样，负极端子6及正极端子7位于卷绕型的电极组1的外周端附近。该负极端子6与位于负极集电体3a的最外壳的部分连接。另外，正极端子7与位于正极集电体5a的最外壳的部分连接。这些负极端子6及正极端子7从袋状外包装构件2的开口部伸出到外部。在袋状外包装构件2的内表面设置有热塑性树脂层，通过其被热熔融粘合，开口部被封闭。
第2实施方式所涉及的二次电池并不限于图4及图5中所示的构成的二次电池，例如也可以是图6及图7中所示的构成的电池。
图6是示意性表示第2实施方式所涉及的二次电池的其他例子的局部切口立体图。图7是将图6中所示的二次电池的B部放大的剖视图。
图6及图7中所示的二次电池100具备图6及图7中所示的电极组1、图6中所示的外包装构件2和未图示的电解质。电极组1及电解质被收纳于外包装构件2内。电解质被保持于电极组1中。
外包装构件2由包含2个树脂层和夹在它们之间的金属层的层压膜构成。
电极组1如图7中所示的那样为层叠型的电极组。层叠型的电极组1具有在负极3与正极5之间夹着隔膜4并将它们交替地层叠而成的结构。
电极组1包含多个负极3。多个负极3分别具备负极集电体3a和担载于负极集电体3a的两面上的含负极活性物质层3b。另外，电极组1包含多个正极5。多个正极5分别具备正极集电体5a和担载于正极集电体5a的两面上的含正极活性物质层5b。
各负极3的负极集电体3a在其一边上包含在任一表面均未担载含负极活性物质层3b的部分3c。该部分3c作为负极集电极耳起作用。如图7所示的那样，作为负极集电极耳起作用的部分3c没有与正极5重叠。另外，多个负极集电极耳(部分3c)与带状的负极端子6电连接。带状的负极端子6的前端被引出到外包装构件2的外部。
另外，虽然未图示，但是各正极5的正极集电体5a在其一边上包含在任一表面均未担载含正极活性物质层5b的部分。该部分作为正极集电极耳起作用。正极集电极耳与负极集电极耳(部分3c)同样地没有与负极3重叠。另外，正极集电极耳相对于负极集电极耳(部分3c)位于电极组1的相反侧。正极集电极耳与带状的正极端子7电连接。带状的正极端子7的前端位于与负极端子6相反侧，被引出到外包装构件2的外部。
第2实施方式所涉及的二次电池包含第1实施方式所涉及的电极。因此，第2实施方式所涉及的二次电池的输入输出性能优异。
[第3实施方式]
根据第3实施方式，提供一种组电池。第3实施方式所涉及的组电池具备多个第2实施方式所涉及的二次电池。
在第3实施方式所涉及的组电池中，各单电池可以以串联或并联的方式电连接而配置，或也可以将串联连接及并联连接组合而配置。
接着，参照附图对第3实施方式所涉及的组电池的一个例子进行说明。
图8是概略地表示第3实施方式所涉及的组电池的一个例子的立体图。图8中所示的组电池200具备5个单电池100a～100e、4个母线21、正极侧引线22和负极侧引线23。5个单电池100a～100e各自为第2实施方式所涉及的二次电池。
母线21例如将1个单电池100a的负极端子6与相邻的单电池100b的正极端子7连接。像这样操作，5个单电池100通过4个母线21以串联的方式被连接。即，图8的组电池200为5个串联的组电池。虽然未图示出例子，但在包含以并联的方式电连接的多个单电池的组电池中，例如，多个负极端子彼此通过母线被连接，并且多个正极端子彼此通过母线被连接，从而多个单电池可被电连接。
5个单电池100a～100e中的至少1个电池的正极端子7与外部连接用的正极侧引线22电连接。另外，5个单电池100a～100e中的至少1个电池的负极端子6与外部连接用的负极侧引线23电连接。
第3实施方式所涉及的组电池具备第2实施方式所涉及的二次电池。因此，第3实施方式所涉及的组电池的输入输出性能优异。
[第4实施方式]
根据第4实施方式，提供一种电池包。该电池包具备第3实施方式所涉及的组电池。该电池包也可以具备单一的第2实施方式所涉及的二次电池来代替第3实施方式所涉及的组电池。
第4实施方式所涉及的电池包可以进一步具备保护电路。保护电路具有控制二次电池的充放电的功能。或者，也可以将使用电池包作为电源的装置(例如电子设备、汽车等)中包含的电路作为电池包的保护电路使用。
另外，第4实施方式所涉及的电池包也可以进一步具备通电用的外部端子。通电用的外部端子是用于将来自二次电池的电流输出到外部、和/或用于向二次电池输入来自外部的电流的部件。换而言之，在将电池包作为电源使用时，电流通过通电用的外部端子被供给到外部。另外，在将电池包进行充电时，充电电流(包含汽车等的动力的再生能量)通过通电用的外部端子被供给到电池包中。
接着，参照附图对第4实施方式所涉及的电池包的一个例子进行说明。
图9是概略地表示实施方式所涉及的电池包的一个例子的分解立体图。图10是表示图9中所示的电池包的电路的一个例子的框图。
图9及图10中所示的电池包300具备容纳容器31、盖32、保护片材33、组电池200、印制电路布线基板34、布线35和未图示的绝缘板。
图9中所示的容纳容器31为具有长方形的底面的有底方型容器。容纳容器31以能够将保护片材33、组电池200、印制电路布线基板34和布线35容纳的方式构成。盖32具有矩形型的形状。盖32通过将容纳容器31覆盖而容纳上述组电池200等。在容纳容器31及盖32上，虽然未图示，但设置有用于与外部设备等连接的开口部或连接端子等。
组电池200具备多个单电池100、正极侧引线22、负极侧引线23和粘接胶带24。
多个单电池100中的至少1个为第2实施方式所涉及的二次电池。多个单电池100各自如图10中所示的那样以串联的方式电连接。多个单电池100可以以并联的方式电连接，也可以将串联连接及并联连接组合而连接。若将多个单电池100并联连接，则与串联连接的情况相比，电池容量增大。
粘接胶带24将多个单电池100捆紧。代替粘接胶带24，也可以使用热收缩带而将多个单电池100固定。在该情况下，在组电池200的两侧面配置保护片材33，使热收缩带绕圈后，使热收缩带热收缩而将多个单电池100捆扎。
正极侧引线22的一端与组电池200连接。正极侧引线22的一端与1个以上的单电池100的正极电连接。负极侧引线23的一端与组电池200连接。负极侧引线23的一端与1个以上的单电池100的负极电连接。
印制电路布线基板34沿着容纳容器31的内侧面中的一个短边方向的面而设置。印制电路布线基板34具备正极侧连接器342、负极侧连接器343、热敏电阻345、保护电路346、布线342a及343a、通电用的外部端子350、正极侧布线(正侧布线)348a和负极侧布线(负侧布线)348b。印制电路布线基板34的一个主表面与组电池200的一个侧面相对。在印制电路布线基板34与组电池200之间，夹着未图示的绝缘板。
在正极侧连接器342上电连接有正极侧引线22的另一端22a。在负极侧连接器343上电连接有负极侧引线23的另一端23a。
热敏电阻345被固定于印制电路布线基板34的一个主表面上。热敏电阻345检测单电池100各自的温度，并将其检测信号发送至保护电路346中。
通电用的外部端子350被固定于印制电路布线基板34的另一个主表面上。通电用的外部端子350与存在于电池包300的外部的设备电连接。通电用的外部端子350包含正侧端子352和负侧端子353。
保护电路346被固定于印制电路布线基板34的另一个主表面上。保护电路346介由正极侧布线348a与正侧端子352连接。保护电路346介由负极侧布线348b与负侧端子353连接。另外，保护电路346介由布线342a与正极侧连接器342电连接。保护电路346介由布线343a与负极侧连接器343电连接。进而，保护电路346介由布线35与多个单电池100各自电连接。
保护片材33被配置于容纳容器31的长边方向的两个内侧面和介由组电池200与印制电路布线基板34相对的短边方向的内侧面上。保护片材33例如由树脂或橡胶形成。
保护电路346控制多个单电池100的充放电。另外，保护电路346基于由热敏电阻345发送的检测信号、或由各个单电池100或组电池200发送的检测信号，将保护电路346与向外部设备通电用的外部端子350(正侧端子352、负侧端子353)的电连接阻断。
作为由热敏电阻345发送的检测信号，例如可列举出检测到单电池100的温度为规定的温度以上的信号。作为由各个单电池100或组电池200发送的检测信号，例如可列举出检测到单电池100的过充电、过放电及过电流的信号。在对各个单电池100检测过充电等时，可以检测电池电压，也可以检测正极电位或负极电位。在后者的情况下，将作为参比电极使用的锂电极***各个单电池100中。
需要说明的是，作为保护电路346，也可以使用将电池包300作为电源使用的装置(例如电子设备、汽车等)中包含的电路。
另外，该电池包300如上所述具备通电用的外部端子350。因此，该电池包300可以介由通电用的外部端子350，将来自组电池200的电流输出到外部设备中，并且将来自外部设备的电流输入到组电池200中。换而言之，在将电池包300作为电源使用时，来自组电池200的电流通过通电用的外部端子350被供给到外部设备中。另外，在将电池包300进行充电时，来自外部设备的充电电流通过通电用的外部端子350被供给到电池包300中。在将该电池包300作为车载用电池使用时，作为来自外部设备的充电电流，可以使用车辆的动力的再生能量。
需要说明的是，电池包300也可以具备多个组电池200。在该情况下，多个组电池200可以以串联的方式连接，也可以以并联的方式连接，还可以将串联连接及并联连接组合而连接。另外，印制电路布线基板34及布线35也可以省略。在该情况下，也可以将正极侧引线22及负极侧引线23作为通电用的外部端子的正侧端子和负侧端子分别使用。
这样的电池包例如被用于在取出大电流时要求循环性能优异的用途。该电池包具体而言例如作为电子设备的电源、固定用电池、各种车辆的车载用电池使用。作为电子设备，例如可列举出数码相机。该电池包作为车载用电池特别适宜使用。
第4实施方式所涉及的电池包具备第2实施方式所涉及的二次电池或第3实施方式所涉及的组电池。因此，第4实施方式所涉及的电池包的输入输出性能优异。
[第5实施方式]
根据第5实施方式，提供一种车辆。该车辆搭载有第4实施方式所涉及的电池包。
在第5实施方式所涉及的车辆中，电池包为例如将车辆的动力的再生能量进行回收的电池包。车辆也可以包含将该车辆的动能转换成再生能量的机构(Regenerator：再生器)。
作为第5实施方式所涉及的车辆的例子，可列举出例如两轮至四轮的混合动力电动汽车、两轮至四轮的电动汽车、助力自行车及铁道用车辆。
第5实施方式所涉及的车辆中的电池包的搭载位置没有特别限定。例如在将电池包搭载于汽车中时，电池包可以搭载于车辆的发动机室、车体后方或座席之下。
第5实施方式所涉及的车辆也可以搭载多个电池包。在该情况下，各个电池包所包含的电池彼此可以以串联的方式电连接，也可以以并联的方式电连接，或还可以将串联连接及并联连接组合而电连接。例如，各电池包包含组电池时，组电池彼此可以以串联的方式电连接，或也可以以并联的方式电连接，还可以将串联连接及并联连接组合而电连接。或者，各电池包包含单一的电池时，各个电池彼此可以以串联的方式电连接，也可以以并联的方式电连接，或还可以将串联连接及并联连接组合而电连接。
接着，参照附图对第5实施方式所涉及的车辆的一个例子进行说明。
图11是概略地表示实施方式所涉及的车辆的一个例子的局部透视图。
图11中所示的车辆400包含车辆主体40和第4实施方式所涉及的电池包300。图11中所示的例子中，车辆400为四轮的汽车。
该车辆400也可以搭载多个电池包300。在该情况下，电池包300所包含的电池(例如单电池或组电池)可以以串联的方式连接，也可以以并联的方式连接，还可以将串联连接及并联连接组合而连接。
图11中，图示出电池包300被搭载于位于车辆主体40的前方的发动机室内的例子。如上所述，电池包300例如也可以搭载于车辆主体40的后方或座席之下。该电池包300可以作为车辆400的电源使用。另外，该电池包300能够将车辆400的动力的再生能量回收。
接着，参照图12对第5实施方式所涉及的车辆的实施方式进行说明。
图12是概略地表示实施方式所涉及的车辆中的关于电气***的控制***的一个例子的图。图12中所示的车辆400为电动汽车。
图12中所示的车辆400具备车辆主体40、车辆用电源41、作为车辆用电源41的上位的控制装置的车辆ECU(ECU：Electric Control Unit；电控制装置)42、外部端子(用于与外部电源连接的端子)43、变换器44和驱动马达45。
车辆400将车辆用电源41搭载于例如发动机室、汽车的车体后方或座席之下。需要说明的是，在图12中所示的车辆400中，对于车辆用电源41的搭载部位概略地进行表示。
车辆用电源41具备多个(例如3个)的电池包300a、300b及300c、电池管理装置(BMU：Battery Management Unit)411和通信总线412。
电池包300a具备组电池200a和组电池监视装置301a(例如VTM：VoltageTemperature Monitoring)。电池包300b具备组电池200b和组电池监视装置301b。电池包300c具备组电池200c和组电池监视装置301c。电池包300a～300c为与上述的电池包300同样的电池包，组电池200a～200c为与上述的组电池200同样的组电池。组电池200a～200c以串联的方式电连接。电池包300a、300b及300c能够分别独立地卸下，能够与其他电池包300交换。
组电池200a～200c各自具备以串联的方式连接的多个单电池。多个单电池中的至少1个为第2实施方式所涉及的二次电池。组电池200a～200c分别通过正极端子413及负极端子414进行充放电。
电池管理装置411在组电池监视装置301a～301c之间进行通信，对于车辆用电源41中包含的组电池200a～200c中包含的各个单电池100，收集关于电压及温度等的信息。由此，电池管理装置411收集关于车辆用电源41的维护的信息。
电池管理装置411与组电池监视装置301a～301c介由通信总线412而被连接。在通信总线412中，1组通信线共有多个结点(电池管理装置411和1个以上的组电池监视装置301a～301c)。通信总线412例如为基于CAN(Control Area Network：控制器局域网络)标准而构成的通信总线。
组电池监视装置301a～301c基于来自电池管理装置411的利用通信的指令，测量构成组电池200a～200c的各个单电池的电压及温度。但是，温度可以仅对1个组电池在多个部位进行测定，也可以不测定全部的单电池的温度。
车辆用电源41也可以具有切换正极端子413与负极端子414之间的电连接的有无的电磁接触器(例如图12中所示的开关装置415)。开关装置415包含在对组电池200a～200c进行充电时接通(ON)的预充电开关(未图示)及在向负载供给来自组电池200a～200c的输出时接通的主开关(未图示)。预充电开关及主开关各自具备通过供给至配置在开关元件的附近的线圈的信号而切换成接通(ON)或断开(OFF)的继电器电路(未图示)。开关装置415等电磁接触器基于控制电池管理装置411或车辆400整体的动作的来自车辆ECU42的控制信号而被控制。
变换器44将输入的直流电压转换成马达驱动用的3相交流(AC)的高电压。变换器44的3相的输出端子与驱动马达45的各3相的输入端子连接。变换器44基于用于控制电池管理装置411或车辆整体的动作的来自车辆ECU42的控制信号而被控制。通过控制变换器44，调整来自变换器44的输出电压。
驱动马达45通过由变换器44供给的电力而转动。通过驱动马达45的转动而产生的驱动力例如介由差动传动装置而传递至车轴及驱动轮W。
另外，虽然未图示，但车辆400具备再生制动器机构(再生器)。再生制动器机构在将车辆400制动时使驱动马达45转动，将动能转换成作为电能的再生能量。由再生制动器机构回收的再生能量被输入至变换器44，转换成直流电流。所转换的直流电流被输入至车辆用电源41。
在车辆用电源41的负极端子414上，连接有连接线L1的一个端子。连接线L1的另一个端子与变换器44的负极输入端子417连接。在连接线L1上，在负极端子414与负极输入端子417之间设置有电池管理装置411内的电流检测部(电流检测电路)416。
在车辆用电源41的正极端子413上，连接有连接线L2的一个端子。连接线L2的另一个端子与变换器44的正极输入端子418连接。在连接线L2上，在正极端子413与正极输入端子418之间设置有开关装置415。
外部端子43与电池管理装置411连接。外部端子43例如可以与外部电源连接。
车辆ECU42响应司机等的操作输入，与包含电池管理装置411的其他的管理装置及控制装置一起协调控制车辆用电源41、开关装置415及变换器44等。通过车辆ECU42等的协调控制，控制来自车辆用电源41的电力的输出及车辆用电源41的充电等，进行车辆400整体的管理。在电池管理装置411与车辆ECU42之间，通过通信线，进行车辆用电源41的残余容量等关于车辆用电源41的维护的数据传送。
第5实施方式所涉及的车辆搭载有第4实施方式所涉及的电池包。因此，第5实施方式所涉及的车辆的行驶性能优异。
[实施例]
(实施例1)
首先，使碳纤维分散于N-甲基-2-吡咯烷酮中而制备了碳纤维分散液。作为碳纤维，使用了平均粗度为0.005μm、平均长度为50μm的碳纳米管。以下，将该碳纤维作为CNT1。将碳纤维分散液与无机固体粒子与粘结剂混合并使用行星式混合器搅拌该混合物而制备了第1浆料。作为无机固体粒子，使用了平均粒径为0.5μm、锂离子传导率为1×10-4S/cm的Li1+x+yAlx(Ti、Ge)2-xSiyP3-yO12(Li-Al-Ti-P-O：0<x≤2、0≤y<3)。以下，将该无机固体粒子设定为LATPO1。作为粘结剂，使用了聚偏氟乙烯。
将活性物质与粒状碳与粘结剂混合于第1浆料中并使用行星式混合器搅拌该混合物后，进一步用珠磨机进行搅拌处理而制备了第2浆料。在搅拌时，将搅拌速度设定为1500rpm，将搅拌时间设定为1分钟。作为活性物质，使用了平均粒径为6.4μm的含锂的镍锰钴复合氧化物(LiNi0.5Mn0.2Co0.3O2)的粒子。以下，将该活性物质设定为LNMC1。作为粒状碳，使用了平均粒径为0.2μm的乙炔黑。以下，将该粒状碳设定为AB。在第2浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为3质量份、0.1质量份、3质量份及2质量份。
接着，将第2浆料涂布于集电体的两面上，使涂膜干燥而得到含活性物质层。作为集电体，使用了厚度为12μm的铝合金箔。对集电体及含活性物质层实施加压处理，得到电极。含活性物质层的密度为3.2g/cm3。
(实施例2)
除了变更了活性物质及无机固体粒子的种类、变更了粒状碳的配合量及变更了第2浆料的搅拌速度以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。作为活性物质，使用了平均粒径为25μm的含锂的镍锰钴复合氧化物(LiNi0.5Mn0.2Co0.3O2)的粒子。以下，将该活性物质称为LNMC2。作为无机固体粒子，使用了平均粒径为12μm、锂离子传导率为1×10-4S/cm的Li1+x+yAlx(Ti、Ge)2-xSiyP3-yO12(0<x≤2、0≤y<3)。以下，将该无机固体粒子设定为LATPO2。第2浆料的搅拌速度设定为1000rpm。在第2浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为3质量份、0.1质量份、5质量份及2质量份。
(实施例3)
除了变更了无机固体粒子的种类、变更了无机固体粒子及粒状碳的配合量及变更了第2浆料的搅拌速度以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。作为无机固体粒子，使用了平均粒径为3μm、锂离子传导率为5×10-5S/cm的Li1.2Zr1.9Ca0.1(PO4)3。以下，将该无机固体粒子设定为LZCP1。第2浆料的搅拌速度设定为2000rpm。在第2浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为5质量份、0.1质量份、5质量份及2质量份。
(实施例4)
除了变更了无机固体粒子及粒状碳的种类及变更了碳纤维、粒状碳及粘结剂的配合量以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。作为无机固体粒子，使用了LZCP1。作为粒状碳，使用了AB与鳞片状碳(SC)的混合物。在混合物中，AB与SC的质量比为1：1。在第2浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为3质量份、1质量份、6质量份及1质量份。
(实施例5)
除了变更了活性物质、无机固体粒子及碳纤维的种类及变更了碳纤维及粘结剂的配合量以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。作为活性物质，使用了平均粒径为5μm的含锂的镍锰钴复合氧化物(LiNi0.3Mn0.3Co0.3O2)。以下，将该活性物质称为LMNC3。作为无机固体粒子，使用了平均粒径为1μm、锂离子传导率为1×10-4S/cm的Li1+x+yAlx(Ti、Ge)2- xSiyP3-yO12(0<x≤2、0≤y<3)。以下，将该无机固体粒子称为LATPO3。作为碳纤维，使用了平均粗度为0.1μm、平均长度为20μm的碳纳米管。以下，将该碳纤维称为CNT2。在第2浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为3质量份、5质量份、3质量份及3质量份。
(实施例6)
除了变更了活性物质、无机固体粒子及碳纤维的种类及变更了无机固体粒子、碳纤维及粘结剂的配合量以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。作为活性物质，使用了平均粒径为5μm的锂钴复合氧化物(LiCoO2)的粒子。以下，将该活性物质称为LCO。作为无机固体粒子，使用了LATPO3。作为碳纤维，使用了CNT2。在第2浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为0.5质量份、5质量份、3质量份及3质量份。
(实施例7)
除了变更了活性物质、无机固体粒子及碳纤维的种类及变更了碳纤维及粘结剂的配合量以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。作为活性物质，使用了平均粒径为5μm的锂锰复合氧化物(LiMn2O4)的粒子。以下，将该活性物质称为LMO。作为无机固体粒子，使用了LATPO3。作为碳纤维，使用了CNT2。在第2浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为3质量份、5质量份、3质量份及3质量份。
(实施例8)
除了变更了活性物质、无机固体粒子及碳纤维的种类及变更了碳纤维及粘结剂的配合量以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。作为活性物质，使用了平均粒径为5μm的锂镍钴铝复合氧化物(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2)的粒子。以下，将该活性物质称为LNCAO。作为无机固体粒子，使用了LATPO3。作为碳纤维，使用了CNT2。在第2浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为3质量份、5质量份、3质量份及3质量份。
(实施例9)
除了变更了活性物质、无机固体粒子及碳纤维的种类及变更了碳纤维及粘结剂的配合量以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。作为活性物质，使用了平均粒径为5μm的锂镍钴钛复合氧化物(LiNi0.8Co0.15Ti0.05O2)的粒子。以下，将该活性物质称为LNCTO。作为无机固体粒子，使用了LATPO3。作为碳纤维，使用了CNT2。在第2浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为3质量份、5质量份、3质量份及3质量份。
(实施例10)
除了变更了活性物质及碳纤维的种类及变更了无机固体粒子、碳纤维及粒状碳的配合量以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。作为活性物质，使用了平均粒径为5μm的锂镍锰钴复合氧化物(LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2)的粒子。以下，将该活性物质称为LNMC4。作为无机固体粒子，使用了LATPO1。作为碳纤维，使用了平均粗度为0.2μm、平均长度为30μm的碳纳米纤维。以下，将该碳纤维称为CNF。在第2浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为10质量份、2质量份、5质量份及2质量份。
(实施例11)
除了省略了粒状碳、变更了无机固体粒子的种类及变更了碳纤维的配合量以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。作为无机固体粒子，使用了平均粒径为0.5μm、锂离子传导率为1×10-4S/cm的Li7La3Zr2O12。以下，将该无机固体粒子称为LLZ。在第2浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为3质量份、0.5质量份、0质量份及2质量份。
(比较例1)
首先，将活性物质、无机固体粒子、碳纤维、粒状碳、粘结剂及溶剂混合而得到混合物。作为活性物质，使用了LNMCO2。作为无机固体粒子，使用了LATPO2。作为碳纤维，使用了CNT1。作为粒状碳，使用了AB。作为粘结剂，使用了PVdF。作为溶剂，使用了N-甲基-2-吡咯烷酮。使用行星式混合器搅拌该混合物而得到浆料。在搅拌时，将搅拌速度设定为1000rpm，将搅拌时间设定为1分钟。在浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为3质量份、0.05质量份、5质量份及2质量份。
除了使用该浆料来代替第2浆料以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。
(比较例2)
除了变更了活性物质及无机固体粒子的种类、变更了碳纤维及粒状碳的配合量及变更了浆料的搅拌速度以外，通过与比较例1同样的方法制作了电极。作为活性物质，使用了LNMCO1。作为无机固体粒子，使用了平均粒径为0.2μm、锂离子传导率为1×10-4S/cm的Li1+x+yAlx(Ti、Ge)2-xSiyP3-yO12(0<x≤2、0≤y<3)。以下，将该无机固体粒子称为LATPO4。浆料的搅拌速度设定为2000rpm。在浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为3质量份、0.2质量份、2质量份及2质量份。
(比较例3)
除了省略了无机固体粒子的配合及变更了碳纤维及粒状碳的配合量以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。在第2浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为0质量份、0.1质量份、4质量份及2质量份。
(比较例4)
首先，将活性物质、无机固体粒子、粒状碳、粘结剂及溶剂混合而得到混合物。作为活性物质，使用了LNMC1。作为无机固体粒子，使用了LATPO1。作为粒状碳，使用了AB与CB的混合物。混合物中的AB与CB的质量比为1：1。作为粘结剂，使用了PVdF。作为溶剂，使用了N-甲基-2-吡咯烷酮。使用行星式混合器搅拌该混合物而得到浆料。在搅拌时，将搅拌速度设定为1500rpm，将搅拌时间设定为1分钟。在浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为3质量份、0质量份、6质量份及1质量份。
除了使用该浆料来代替第2浆料以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。
(比较例5)
首先，将活性物质、粒状碳、粘结剂及溶剂混合而得到混合物。作为活性物质，使用了LNMC1。作为粒状碳，使用了AB。作为粘结剂，使用了PVdF。作为溶剂，使用了N-甲基-2-吡咯烷酮。使用行星式混合器搅拌该混合物而得到浆料。在搅拌时，将搅拌速度设定为1500rpm，将搅拌时间设定为1分钟。在浆料中，无机固体粒子、碳纤维、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为0质量份、0质量份、5质量份及2质量份。
除了使用该浆料来代替第2浆料以外，通过与实施例1同样的方法制作了电极。
(对数微分细孔容积分布曲线的测定及斜率分布曲线的算出)
通过上述方法测定了实施例1～11及比较例1～5中制作的电极的对数微分细孔容积分布曲线。图13是表示比较例5所涉及的电极的含活性物质层的对数微分细孔容积分布曲线的图。另外，基于图13中所示的对数微分细孔分布曲线，得到图14中所示的斜率分布曲线。图14是表示比较例5所涉及的电极的斜率分布曲线的一个例子的图。
(输入输出性能评价)
制作3极式玻璃电池，评价输入输出性能。对于工作电极，使用了实施例1～11及比较例1～5中制作的电极。电极的大小设定为一边为2cm的正方形状。在对电极及参比电极中，使用了锂金属。作为电解质，使用了使六氟磷酸锂(LiPF6)溶解于碳酸亚乙酯与碳酸二乙酯的混合溶剂中而得到的电解质。混合溶剂中的碳酸亚乙酯与碳酸二乙酯的比设定为1：2。LiPF6的浓度设定为1mol/L。电解质的量设定为25mL。
首先，将所制作的3极式玻璃电池在25℃的环境下以1C的电流密度充电至充电状态SOC(State ofCharge)成为100％为止。之后，以0.2C的电流密度放电至SOC成为0％为止，测定放电容量W1。接着，将3极式玻璃电池以1C的电流密度再次充电至SOC成为100％为止。之后，以5C的电流密度放电至SOC成为0％为止，测定放电容量W2。通过将放电容量W2除以放电容量W1，算出容量比W2/W1。将该结果示于表4中。
Figure BDA0002395121630000331
在表1中，在“活性物质”这样的标题的下方的列中，标记为“组成”及“平均粒径”的列中，分别记载了活性物质的组成及平均粒径。另外，在“无机固体粒子”这样的标题的下方的列中，在标记为“组成”、“Li离子传导率”、“平均粒径”及“配合量”的列中，分别记载了无机固体粒子的组成、锂离子传导率、平均粒径及相对于100质量份的活性物质的配合量。
Figure BDA0002395121630000341
在表2中，在“碳纤维”这样的标题的下方的列中，在标记为“种类”、“粗度S”、“长度L”、“L/S”及“配合量”的列中，分别记载了碳纤维的种类、平均粗度S、平均长度L、平均长度L相对于平均粗度S的比及相对于100质量份的活性物质的配合量。另外，在“粒状碳”这样的标题的下方的列中，在标记为“种类”及“配合量”的列中，分别记载了粒状碳的种类及相对于100质量份的活性物质的配合量。另外，在“粘结剂”这样的标题的下方的列中，在标记为“种类”及“配合量”的列中，分别记载了粘结剂的种类及相对于100质量份的活性物质的配合量。
表3
Figure BDA0002395121630000351
在表3中，在标记为“碳纤维配合浆料”的列中，记载了配合有碳纤维的浆料。另外，在“搅拌条件”这样的标题的下方的列中，在标记为“搅拌速度”及“搅拌时间”的列中，分别记载了第2浆料或浆料的搅拌速度及搅拌时间。
Figure BDA0002395121630000361
在表4中，在“电极”这样的标题的下方的列中，在标记为“密度”、“DM”、“SA”、“SAD”、“SB”、“SBD”、“SA-SB”及“总细孔容积”的列中，分别记载了电极的密度、通过水银压入法得到的第1峰的细孔径DM、斜率的最大值SA、斜率的最大值SA的细孔径SAD、斜率的最小值SB、斜率的最小值SB的细孔径、从斜率的最大值SA减去斜率的最小值SB而得到的值SA-SB及含活性物质层的总细孔容积。另外，在“电池”这样的标题的下方的列中，在标记为“W2/W1”的列中，记载了以5C的电流密度放电时得到的容量W1相对于以0.2C的电流密度放电时得到的容量W2的比。
如由实施例1～11与比较例1～5的对比表明的那样，第1峰的细孔径DM在0.05μm以上且10μm以下的范围内、并且值SA-SB为1.4以上的电极与不满足该任一必要条件的电极相比，能够实现优异的输入输出性能。
另外，如实施例1及5～10中所示的那样，即使变更活性物质的种类也能够实现优异的输入输出性能。另外，如实施例1、3、4及11中所示的那样，即使变更无机固体粒子的种类也能够实现优异的输入输出性能。另外，如实施例1及10中所示的那样，即使变更碳纤维的种类也能够实现优异的输入输出性能。
以上说明的至少一个实施方式所涉及的电极包含含活性物质层，所述含活性物质层包含含有含锂的过渡金属复合氧化物的活性物质、具有锂离子传导性的无机固体粒子及碳纤维，利用水银压入法得到的含活性物质层的对数微分细孔容积分布曲线的第1峰的细孔径DM为0.05μm以上且10μm以下，在斜率分布曲线中值SA-SB为1.4以上。若使用该电极，则能够实现输入输出性能优异的二次电池。
上述的实施方式可以归纳为以下的技术方案。
技术方案1
一种电极，其包含含活性物质层，所述含活性物质层包含含有含锂的过渡金属复合氧化物的活性物质、具有锂离子传导性的无机固体粒子及碳纤维，
上述含活性物质层在利用水银压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中显示出表示最大对数微分细孔容积的第1峰，上述第1峰的细孔径DM为0.05μm以上且10μm以下，
在将通过上述对数微分细孔容积分布曲线的相邻的2点的测定点的直线的斜率表示为纵轴、将上述相邻的2点的测定点中的较小的一者的细孔径表示为横轴的斜率分布曲线中，从小于上述第1峰的细孔径DM的细孔径的范围内的斜率的最大值SA减去小于上述第1峰的细孔径DM并且大于上述斜率的最大值SA的细孔径的细孔径的范围内的斜率的最小值SB而得到的值SA-SB为1.4以上。
技术方案2
根据技术方案1所述的电极，其中，上述第1峰的细孔径DM为0.10μm以上且0.50μm以下。
技术方案3
根据技术方案1或2所述的电极，其中，上述值SA-SB为1.5以上且2.0以下。
技术方案4
根据技术方案1～3中任1项所述的电极，其中，利用上述水银压入法得到的上述含活性物质层的总细孔容积为0.05mL/g以上且0.10mL/g以下。
技术方案5
根据技术方案1～4中任1项所述的电极，其中，上述含锂的过渡金属复合氧化物以Li1-xNi1-a-bCoaMnbAcO2表示，A为选自由Al、Ti、Zr、Nb、Mg、Cr、V、Fe、Ta、Mo、Zn、Ca、Sn、Si及P构成的组中的至少1种元素，x为0以上且1以下，a为0以上且1以下，b为0以上且1以下，a及b的合计为1以下，c为0以上且1以下。
技术方案6
根据技术方案1～5中任1项所述的电极，其中，上述无机固体粒子包含在25℃下具有1×10-5S/cm以上的锂离子传导率的固体电解质粒子。
技术方案7
根据技术方案1～6中任1项所述的电极，其中，上述无机固体粒子包含选自由含有选自Ti、Ge、Sr、Zr、Sn、Al、Sc、Y、Ba、P及Ca中的至少一种以上的元素的金属氧化物、镧系氧化物及含有选自Li、Ge、P、Si、Sn、Al、Ga、B及In中的至少一种以上的元素的硫化物构成的组中的至少1种化合物。
技术方案8
根据技术方案1～7中任1项所述的电极，其中，上述碳纤维的相对于长度方向垂直的截面的平均直径为1nm以上且200nm以下。
技术方案9
根据技术方案1～8中任1项所述的电极，其中，上述碳纤维的平均长度为5μm以上且50μm以下。
技术方案10
一种二次电池，其具备正极、负极和电解质，
上述正极及上述负极中的至少一者为技术方案1～9中任1项所述的电极。
技术方案11
根据技术方案10所述的二次电池，其中，上述负极包含选自由AxTiMyNb2-yO7±z(0≤x≤5、0≤y≤0.5、-0.3≤z≤0.3、M为Ti及Nb以外的至少一种金属、A为Li或Na)、Li2+ aNa2Ti6O14(0≤a≤6)及LixTiO2(0≤x≤1)构成的组中的通式所表示的至少1种含钛复合氧化物。
技术方案12
一种电池包，其具备技术方案10或11所述的二次电池。
技术方案13
根据技术方案12所述的电池包，其进一步具备：
通电用的外部端子、和
保护电路。
技术方案14
根据技术方案12或13所述的电池包，其具备多个上述二次电池，
上述二次电池以串联、并联、或将串联及并联组合的方式电连接。
技术方案15
一种车辆，其搭载有技术方案12～14中任1项所述的电池包。
技术方案16
根据技术方案15所述的车辆，其包含将上述车辆的动能转换成再生能量的机构。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和其变形包含于发明的范围、主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其同等的范围内。

Claims (16)

1.一种电极，其包含含活性物质层，所述含活性物质层包含含有含锂的过渡金属复合氧化物的活性物质、具有锂离子传导性的无机固体粒子及碳纤维，
所述含活性物质层在利用水银压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中显示出表示最大对数微分细孔容积的第1峰，所述第1峰的细孔径DM为0.05μm以上且10μm以下，
在将通过所述对数微分细孔容积分布曲线的相邻的2点的测定点的直线的斜率表示为纵轴、将所述相邻的2点的测定点中的较小的一者的细孔径表示为横轴的斜率分布曲线中，从小于所述第1峰的细孔径DM的细孔径的范围内的斜率的最大值SA减去小于所述第1峰的细孔径DM并且大于所述斜率的最大值SA的细孔径的细孔径的范围内的斜率的最小值SB而得到的值SA-SB为1.4以上。
2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述第1峰的细孔径DM为0.10μm以上且0.50μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的电极，其中，所述值SA-SB为1.5以上且2.0以下。
4.根据权利要求1～3中任1项所述的电极，其中，利用所述水银压入法得到的所述含活性物质层的总细孔容积为0.05mL/g以上且0.10mL/g以下。
5.根据权利要求1～4中任1项所述的电极，其中，所述含锂的过渡金属复合氧化物以Li1-xNi1-a-bCoaMnbAcO2表示，A为选自由Al、Ti、Zr、Nb、Mg、Cr、V、Fe、Ta、Mo、Zn、Ca、Sn、Si及P构成的组中的至少1种元素，x为0以上且1以下，a为0以上且1以下，b为0以上且1以下，a及b的合计为1以下，c为0以上且1以下。
6.根据权利要求1～5中任1项所述的电极，其中，所述无机固体粒子包含在25℃下具有1×10-5S/cm以上的锂离子传导率的固体电解质粒子。
7.根据权利要求1～6中任1项所述的电极，其中，所述无机固体粒子包含选自由含有选自Ti、Ge、Sr、Zr、Sn、Al、Sc、Y、Ba、P及Ca中的至少一种以上的元素的金属氧化物、镧系氧化物及含有选自Li、Ge、P、Si、Sn、Al、Ga、B及In中的至少一种以上的元素的硫化物构成的组中的至少1种化合物。
8.根据权利要求1～7中任1项所述的电极，其中，所述碳纤维的相对于长度方向垂直的截面的平均直径为1nm以上且200nm以下。
9.根据权利要求1～8中任1项所述的电极，其中，所述碳纤维的平均长度为5μm以上且50μm以下。
10.一种二次电池，其具备正极、负极和电解质，
所述正极及所述负极中的至少一者为权利要求1～9中任1项所述的电极。
11.根据权利要求10所述的二次电池，其中，所述负极包含选自由AxTiMyNb2-yO7±z(0≤x≤5、0≤y≤0.5、-0.3≤z≤0.3、M为Ti及Nb以外的至少一种金属、A为Li或Na)、Li2+ aNa2Ti6O14(0≤a≤6)及LixTiO2(0≤x≤1)构成的组中的通式所表示的至少1种含钛复合氧化物。
12.一种电池包，其具备权利要求10或11所述的二次电池。
13.根据权利要求12所述的电池包，其进一步具备：
通电用的外部端子、和
保护电路。
14.根据权利要求12或13所述的电池包，其具备多个所述二次电池，所述二次电池以串联、并联、或将串联及并联组合的方式电连接。
15.一种车辆，其搭载有权利要求12～14中任1项所述的电池包。
16.根据权利要求15所述的车辆，其包含将所述车辆的动能转换成再生能量的机构。
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