JP6301619B2 - 非水電解質二次電池、電池パック及び車 - Google Patents
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Description
0≦Ir/Ih≦0.1 (1)
但し、Ihは、黒鉛質材料粒子のX線回折法による六方晶系の(101)回折ピークの強度であり、Irは、黒鉛質材料粒子のX線回折法による菱面体晶系の(101)回折ピークの強度である。
実施形態によれば、実施形態に係る電池パックを含む車が提供される。
第1の実施形態によれば、正極と、負極と、非水電解質とを含む非水電解質電池が提供される。正極は、LiNixM1-xO2(MはMnを含む金属元素であり、xは0.5≦x≦1の範囲である)で表されるリチウム金属酸化物を含む。負極は、X線回折法による(002)面の面間隔d002が0.337nm以下の黒鉛質材料粒子と、黒鉛質材料粒子の表面の少なくとも一部を被覆する、チタン含有酸化物を含む層(以下、被覆層とする)とを含む。
但し、Ihは、黒鉛質材料粒子のX線回折法による六方晶系の(101)回折ピークの強度であり、Irは、黒鉛質材料粒子のX線回折法による菱面体晶系の(101)回折ピークの強度である。
この正極は、正極集電体と、集電体の片面もしくは両面に担持され、活物質、導電剤および結着剤を含む正極材料層(正極活物質含有層)とを有する。
この負極は、負極集電体と、集電体の片面もしくは両面に担持され、活物質、導電剤および結着剤を含む負極材料層(負極活物質含有層)とを有する。
非水電解質としては、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される液状の有機電解質、液状の有機溶媒と高分子材料を複合化したゲル状の有機電解質、またはリチウム塩電解質と高分子材料を複合化した固体非水電解質が挙げられる。また、リチウムイオンを含有した常温溶融塩(イオン性融体)を非水電解質として使用してもよい。高分子材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリエチレンオキサイド(PEO)等を挙げることができる。
正極と負極の間にはセパレータを配置することができる。セパレータの例には、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)などのオレフィン系多孔質膜、セルロース繊維製セパレータが含まれる。セパレータの形態は、不織布、フィルム、紙などを挙げることができる。セパレータの気孔率は50%以上が好ましい。気孔率が60%以上のセルロース繊維製セパレータは、電解質の含浸性が良く、低温から高温まで高い出力性能を出すことができる。より好ましい範囲は62%〜80%である。
正極、負極及び非水電解質が収容される容器には、金属製容器や、ラミネートフィルム製容器を使用することができる。
第2の実施形態に係る電池パックは、第1の実施形態に係る非水電解質電池を1つ以上含む。電池パックは、複数の電池から構成された組電池を備えていても良い。電池間の接続は、直列でも並列でも良いが、特に、直列接続とし、6直列のn倍数(nは1以上の整数)接続することが好ましい。
正極活物質に、一次粒子の平均粒径が1μmの層状構造のリチウムニッケルコバルトマンガン酸化物(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)を用いた。これに、導電剤として正極全体に対してアセレンブラックを5重量%、結着剤として正極全体に対して5重量%のPVdFをそれぞれ配合してn−メチルピロリドン(NMP)溶媒に分散してスラリーを調製した後、厚さ15μmのアルミニウム合金箔(純度99%)の両面にスラリーを塗布し、乾燥し、プレス工程を経て、片面の正極材料層の厚さは38μm、電極密度3.3g/cm3の正極を作製した。
下記表1示す負極活物質、正極活物質を用いる以外は、前述した実施例1で説明したのと同様にして薄型の非水電解質電池を作製した。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]LiNi x M 1-x O 2 (MはMnを含む金属元素であり、xは0.5≦x≦1の範囲である)で表されるリチウム金属酸化物を含む正極と、
X線回折法による(002)面の面間隔d 002 が0.337nm以下の黒鉛質材料粒子と、前記黒鉛質材料粒子の表面の少なくとも一部を被覆する、チタン含有酸化物を含む層とを含む負極と、
非水電解質とを含むことを特徴する非水電解質電池。
[2]前記黒鉛質材料粒子は、下記(1)式を満たすことを特徴する[1]に記載の非水電解質電池。
0≦I r /I h ≦0.5 (1)
但し、前記I h は、前記黒鉛質材料粒子のX線回折法による六方晶系の(101)回折ピークの強度であり、前記I r は、前記黒鉛質材料粒子のX線回折法による菱面体晶系の(101)回折ピークの強度である。
[3]前記チタン含有酸化物は、Li a TiO 2 (0≦a≦2)及びLi 4/3+a Ti 5/3 O 4 (0≦a≦2)のうち少なくとも1種類のチタン酸化物を含むことを特徴する[1]または[2]に記載の非水電解質電池。
[4]前記黒鉛質材料粒子の平均直径は6μm以下であることを特徴する[1]〜[3]のいずれかに記載の非水電解質電池。
[5] [1]〜[4]のいずれかに記載の非水電解質電池を含むことを特徴とする電池パック。
Claims (5)
- LiNixM1-xO2(MはMnを含む金属元素であり、xは0.5≦x≦1の範囲である)で表されるリチウム金属酸化物を含む正極と、
X線回折法による(002)面の面間隔d002が0.337nm以下の黒鉛質材料粒子と、前記黒鉛質材料粒子の表面の少なくとも一部を被覆する、チタン含有酸化物を含む層とを含む負極と、
非水電解質とを含み、
前記チタン含有酸化物は、Li a TiO 2 (0≦a≦2)及びLi 4/3+a Ti 5/3 O 4 (0≦a≦2)のうち少なくとも1種類のチタン酸化物を含み、
前記黒鉛質材料粒子は、下記(1)式を満たす、非水電解質二次電池。
0≦Ir/Ih≦0.1 (1)
但し、前記Ihは、前記黒鉛質材料粒子のX線回折法による六方晶系の(101)回折ピークの強度であり、前記Irは、前記黒鉛質材料粒子のX線回折法による菱面体晶系の(101)回折ピークの強度である。 - 前記黒鉛質材料粒子の平均直径は6μm以下である、請求項1に記載の非水電解質二次電池。
- 請求項1〜2のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池を含む、電池パック。
- 前記非水電解質二次電池を複数含み、前記複数の非水電解質二次電池が直列または並列に接続されている、請求項3に記載の電池パック。
- 請求項3または4のいずれか1項に記載の電池パックを含む、車。
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