JP6672208B2 - 二次電池、電池パック及び車両 - Google Patents
二次電池、電池パック及び車両 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6672208B2 JP6672208B2 JP2017052764A JP2017052764A JP6672208B2 JP 6672208 B2 JP6672208 B2 JP 6672208B2 JP 2017052764 A JP2017052764 A JP 2017052764A JP 2017052764 A JP2017052764 A JP 2017052764A JP 6672208 B2 JP6672208 B2 JP 6672208B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- water
- current collector
- positive electrode
- secondary battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 189
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims description 143
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 51
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 47
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 44
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 claims description 39
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 39
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 34
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- -1 polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene, ethylene tetrafluoride Polymers 0.000 claims description 25
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 14
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 12
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 11
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 9
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 9
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 9
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 9
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 8
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 8
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 8
- FDLZQPXZHIFURF-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Ti+4].[Li+] Chemical compound [O-2].[Ti+4].[Li+] FDLZQPXZHIFURF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 34
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 description 34
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 32
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 23
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 22
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 21
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 17
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 13
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 11
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 8
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 7
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 7
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 7
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 6
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 5
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 5
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 4
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 3
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 3
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PYVHTIWHNXTVPF-UHFFFAOYSA-N F.F.F.F.C=C Chemical compound F.F.F.F.C=C PYVHTIWHNXTVPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010500 Li2.9PO3.3N0.46 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013553 LiNO Inorganic materials 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NXPZICSHDHGMGT-UHFFFAOYSA-N [Co].[Mn].[Li] Chemical compound [Co].[Mn].[Li] NXPZICSHDHGMGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N [Ni].[Mn].[Li] Chemical compound [Ni].[Mn].[Li] ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OBOYOXRQUWVUFU-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Ti+4].[Nb+5] Chemical compound [O-2].[Ti+4].[Nb+5] OBOYOXRQUWVUFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KICMAFOENQWRKZ-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Ti+4].[Nb+5].[Na+].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2] Chemical compound [O-2].[Ti+4].[Nb+5].[Na+].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2] KICMAFOENQWRKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018871 CoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920008712 Copo Polymers 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002228 NASICON Substances 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PFYQFCKUASLJLL-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni].[Li] Chemical compound [Co].[Ni].[Li] PFYQFCKUASLJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229920006243 acrylic copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010294 electrolyte impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical class [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000664 lithium aluminum titanium phosphates (LATP) Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- CASZBAVUIZZLOB-UHFFFAOYSA-N lithium iron(2+) oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Fe+2].[Li+] CASZBAVUIZZLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N lithium nickel Chemical compound [Li].[Ni] RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- SWAIALBIBWIKKQ-UHFFFAOYSA-N lithium titanium Chemical compound [Li].[Ti] SWAIALBIBWIKKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XVUMPDDKXKGPMS-UHFFFAOYSA-N lithium;trifluoromethylsulfonylazanide Chemical class [Li+].[NH-]S(=O)(=O)C(F)(F)F XVUMPDDKXKGPMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- KDKCKVFVXANWQZ-UHFFFAOYSA-N sodium;trifluoromethylsulfonylazanide Chemical compound [Na+].[NH-]S(=O)(=O)C(F)(F)F KDKCKVFVXANWQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 3-aminoazetidine-1-carboxylate;hydrochloride Chemical compound Cl.CC(C)(C)OC(=O)N1CC(N)C1 RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 1
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 description 1
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/244—Zinc electrodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
- H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
- H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
- H01M10/3945—Sodium-sulfur cells containing additives or special arrangements in the sodium compartment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
- H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
- H01M50/176—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/19—Sealing members characterised by the material
- H01M50/191—Inorganic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
- H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Description
第1の実施形態によると、二次電池が提供される。この二次電池は、負極集電体を備えた負極と、負極集電体と電気的に接続された負極端子と、正極と、リチウム塩又はナトリウム塩を含んだ水系電解質とを含む二次電池であって、負極端子及び負極集電体の各々は、亜鉛若しくは亜鉛を含む合金からなるか、又は、表面の少なくとも一部にベーマイトを含んだ被覆層を有しており、二次電池は、負極端子と負極集電体とを電気的に接続するための接合部を被覆している撥水層を有しており、前記撥水層の内面は前記接合部を被覆しており、前記撥水層の外面は水に対する接触角θが80°≦θを満たす。
実施形態に係る二次電池は、例えば、負極、負極端子、正極、正極端子及び水系電解質を備える。正極と負極との間にセパレータが介在していても良い。また、この二次電池は、負極、負極端子、正極、正極端子、水系電解質及びセパレータなどが収容される容器を更に備えていても良い。この二次電池は、負極と負極端子とを電気的に接続することが可能な負極リード、及び、正極と正極端子とを電気的に接続することが可能な正極リードを更に備えていてもよい。
(1)負極
負極は、負極集電体と、負極集電体の片面又は両面に担持され、活物質、導電剤及び結着剤を含む負極活物質含有層とを有する。負極集電体は負極タブ部を有していてもよい。負極活物質含有層は、少なくとも負極タブ部を除いて負極集電体上に設けられている。
図12を参照して、接触角の定義を説明する。図12は、固体S上に液体Lが接触している様子を概略的に示す図である。接触角は、固体表面における液体の親和性を示す指標として定義される。
cosθ=(γS−γSL)/γL
<接触角θの測定方法>
まず、電池を完全放電状態にした後、分解する。完全放電状態とは、負極に吸蔵されたLiが放出され、二次電池の残存容量が無くなった状態である。次に、端子と集電体との溶接部を被覆するように設けられている撥水層を10mm2以上の面積で切り出して、測定箇所の傾斜が無くなるように平滑化する。その後、切り出した撥水層を、純水を用いて洗浄して電解液を洗い流す。このようにして、被測定対象である撥水層を準備する。
θ/2法は、滴下した微小液滴を球体と仮定し、液滴と固体表面との接触部から算出される左右端点の距離2r(図12も参照)と、液滴の高さhとから下記式によってθを求める方法である。
tanθ1=h/r
θ=2θ1
負極集電体、負極端子及び負極リードが含み得る被覆層は、例えば、以下に説明する陽極酸化法又はベーマイト処理法により形成することができる。
何れの方法で被覆層を形成する場合であっても、その作製の前に、被処理物表面のアルカリ脱脂を十分に行う。この脱脂により、被処理物表面の不純物及び自然酸化皮膜を取り除くことができる。それ故、陽極酸化法又はベーマイト処理法において、被処理物を溶液に浸漬させた際に、不純物の再付着及び表面の再酸化を抑制することができる。
陽極酸化法とは、被処理物を電解液に浸漬させて、この被処理物を陽極として直流電流又は高電圧を印加することによって、被処理物表面に酸化皮膜を形成する方法である。
ベーマイト処理法は、純水、又は添加剤としてトリエタノールアミンなどのアルカリを少量含んだ水溶液を煮沸し、そこに被処理物を浸漬させて被覆層を形成する方法である。煮沸した溶液がアルカリを含んでいると、これが成長剤として機能し、被処理物表面におけるベーマイト層の形成が促進され、十分な皮膜性を持った厚い被覆層とすることが可能となる。
負極端子は、負極集電体と電気的に接続され得る。或いは、負極端子は、負極リードを介して負極集電体と電気的に接続され得る。
正極は、正極集電体と、正極集電体の片面又は両面に担持され、活物質、導電剤及び結着剤を含む正極活物質含有層とを有する。正極集電体は正極タブ部を有していてもよい。正極活物質含有層は、少なくとも正極タブ部を除いて正極集電体上に設けられている。
正極端子は、正極集電体と電気的に接続されうる。或いは、正極端子は、正極リードを介して正極集電体と電気的に接続され得る。
水系電解質は、例えば、水を含んだ溶媒と、電解質塩としてのリチウム塩又はナトリウム塩とを含んでいる。水系電解質は、例えば、リチウムイオン又はナトリウムイオンを含む溶液である。水系電解質は、リチウムイオン及びナトリウムイオンの双方を含んでいてもよい。水系電解質は、この溶液と高分子材料とを複合化したゲル状の水系電解質であってもよい。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、不織布、フィルム、紙などが含まれる。セパレータの構成材料の例に、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、セルロースが含まれる。好ましいセパレータの例に、セルロース繊維を含む不織布、ポリオレフィン繊維を含む多孔質フィルムを挙げることができる。
正極、負極及び電解質が収容される容器には、金属製容器、ラミネートフィルム製容器、ポリエチレン又はポリプロピレンなどからなる樹脂製容器を使用することができる。
図7に示す二次電池が含む電極群13は、図1〜3に示す二次電池と同様に、捲回構造を有している。但し、この二次電池が含む負極集電体は負極タブ部を含んでいない。また、この二次電池が含む正極集電体は正極タブ部を含んでいない。
図8に示す二次電池が含む電極群13は、図1〜3に示す二次電池と同様に、捲回構造を有している。但し、この二次電池が含む負極集電体は負極タブ部を含んでいない。その代わりに、負極集電体と負極端子17とを電気的に接続するための負極リード27を含んでいる。また、この二次電池が含む正極集電体は正極タブ部を含んでいない。その代わりに、正極集電体と正極端子16とを電気的に接続するための正極リードを含んでいる。
図11は、実施形態に係る角型の二次電池を単位セルとして、これを複数個備えた組電池の一例を概略的に示す斜視図である。組電池31は、角型の二次電池(例えば図1〜図3を参照しながら説明した電池)321〜325を複数個備えている。電池321の正極端子16と、その隣に位置する電池322の負極端子17とが、リード33によって電気的に接続されている。さらに、この電池322の正極端子16とその隣に位置する電池323の負極端子17とが、リード33によって電気的に接続されている。このように電池321〜325間が直列に接続されている。
第2の実施形態によれば、電池パックが提供される。この電池パックは、第1の実施形態に係る二次電池を具備している。
第3の実施形態によると、車両が提供される。この車両は、第2の実施形態に係る電池パックを具備する。
図15に示す自動車41は、車体前方のエンジンルーム内に、電池パック42を搭載している。自動車における電池パックの搭載位置は、エンジンルームに限られない。例えば、電池パックは、自動車の車体後方又は座席の下に搭載されていてもよい。
以下に実施例を説明するが、実施形態は、以下に記載される実施例に限定されるものではない。
以下に説明するように二次電池を作製した。
(負極の作製)
負極活物質としてチタン酸リチウムLi4Ti5O12、導電助剤としてグラファイト、バインダーとしてPTFEを使用した。負極活物質含有層におけるこれらの組成は、重量比で、負極活物質:導電助剤:バインダー=100:20:10とした。各粉末をN−メチル−2−ピロリドン溶媒に投入し、混合及び攪拌してスラリーを作製した。純度99.85%のアルミニウム集電体の全面に、ベーマイトからなる被覆層を形成した負極集電体を準備した。先に作製したスラリーを、この負極集電体の両面に塗布し、溶媒を乾燥させ、圧延することにより負極を作製した。電極目付は20g/m2とした。
正極活物質として、マンガン酸リチウムLiMn2O4、導電助剤としてアセチレンブラック、バインダーとしてPVdFを使用した。正極活物質含有層におけるこれらの組成は、重量比で、正極活物質:導電助剤:バインダー=100:10:10とした。各粉末をN−メチル−2−ピロリドン溶液に投入し、混合及び攪拌してスラリーを作製した。このスラリーを、チタンからなる集電体の両面に塗布し、溶媒を乾燥させ、圧延することにより正極を作製した。電極目付は、正極/負極容量比で1.5倍となるように調整した。
ポリスチレンからなる蓋体を用意し、この蓋体に負極端子及び正極端子を通過させるための穴をそれぞれ開口した。
先に作製した負極及び正極のそれぞれを、集電体の短辺方向の幅が10.5cmであり、この短辺方向と同一方向の活物質含有層の幅が10cmとなるようにスリッターを用いて切断した。切断する際、負極及び正極のそれぞれに、複数のタブ部を設けた。負極集電体及び正極集電体の各々は、タブ部を有している辺において、幅0.5cmの露出部を含んでいた。複数のタブ部の各々は、集電体の長辺方向に25mm、短辺方向に15mmの寸法を有していた。複数のタブ部同士の間隔は、これら電極を捲回した後に、複数の正極タブ部が互いに重なり且つ複数の負極タブ部が互いに重なるような間隔とした。こうして準備した負極及び正極と、これらの間に介在させるセルロースセパレータとを捲回装置を用いて捲回し、捲回後の電極群の片面から、複数の正極タブ部及び複数の負極タブ部が突出している捲回電極群を作製した。
蓋体と接着した正極端子と、捲回電極群の片面から突出している複数の正極タブ部との溶接を行った。具体的には、複数の正極タブ部と正極端子とを重ね合わせ、超音波溶接機を用いて超音波溶接を行った。複数の負極タブ部と負極端子との溶接も同様に行った。こうして、電極群−蓋体組立体を作製した。
接合部に撥水層を設けた電極群−蓋体組立体を、ポリスチレンからなる角型外装容器に挿入し、水系電解質を注入した。水系電解質として、12Mの濃度でLiCl塩を含む水溶液に、微量の亜鉛金属を溶解させた水溶液を使用した。水溶液における亜鉛イオンの濃度は、1.6mg/Lであった。角型外装容器と蓋体との隙間は、エポキシ系接着剤を用いて接着し、二次電池を作製した。
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなる撥水層を使用したことを除いて、実施例1に記載したのと同様の方法で二次電池を作製した。
四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)からなる撥水層を使用したことを除いて、実施例1に記載したのと同様の方法で二次電池を作製した。
捲回電極群の作製の際に、捲回の前に、切断した負極集電体のエッジ部を被覆するように、ポリイミドからなる撥水層の片面に粘着性材料としてのシリコーンを有している撥水テープを貼り付けた。具体的には、負極集電体の一方の面に、10mmの撥水テープのテープ幅のうち7mmが負極集電体に貼付されるようにして、残りの3mmは負極集電体の各辺から外部にはみ出すように貼り付けた。負極集電体の他方の面にも、これと同様に撥水テープを貼り付け、はみ出した撥水テープの粘着面同士を接着し、負極エッジ部に撥水層が設けられた負極を作製した。なお、撥水テープは皺が寄らないように貼り付けた。
以下の構成を除いて、実施例1に記載したのと同様の方法で二次電池を作製した。
以下に説明する構成を除いて、実施例1に記載したのと同様の方法で二次電池を作製した。
負極集電体として、純度99.9%の亜鉛金属からなる集電体を使用した。負極端子と負極タブ部とを、表面に、ベーマイトからなる被覆層を有したアルミニウムからなる挟持部材により挟持し、これらに圧力を加えて圧着した。撥水層は、負極端子と挟持部材とが圧着された接合部の全体を巻くように、端子側と挟持部材側のそれぞれから重ね合わせるように設けた。この時、圧着部の厚み方向においても、撥水層が皺無く接着されるように設けた。
正極タブ部及び負極タブ部を設ける代わりに、正極リード及び負極リードを使用したことを除いて、実施例1に記載したのと同様の方法で二次電池を作製した。
負極活物質として、アナターゼ型酸化チタンTiO2を用いたことを除いて、実施例1に記載したのと同様の方法で二次電池を作製した。
正極活物質として、コバルト酸リチウムLiCoO2を用いたことを除いて、実施例1に記載したのと同様の方法で二次電池を作製した。
正極活物質として、リン酸鉄リチウムLiFePO4を用いたことを除いて、実施例1に記載したのと同様の方法で二次電池を作製した。
実施例1と同様の方法で作製した複数の正極及び複数の負極を、それぞれ活物質含有層の寸法が60mm×90mm、61mm×91mmとなるようにトムソン刃を用いた打ち抜き器により打ち抜きを行った。正極集電体及び負極集電体のそれぞれに、集電体の長辺方向に10mm、集電体の短辺方向に10mmの寸法を有したタブ部を設けた。また、実施例4に記載したのと同様にして、負極集電体のエッジ部に、ポリイミドからなる撥水層を設けた。
正極タブ部及び負極タブ部を設けなかったことを除いて、実施例1と同様に二次電池を作製した。
但し、捲回電極群の捲回軸に垂直な一断面において、負極集電体のうち負極活物質含有層が設けられていない部分が7mmに亘って捲回軸方向に露出している構成とし、捲回電極群の捲回軸に垂直な他の断面において、正極集電体のうち正極活物質含有層が設けられていない部分が7mmに亘って捲回軸方向に露出している構成とした。
負極端子と負極集電体との接合部、及び、正極端子と正極集電体との接合部のいずれにも撥水層を設けなかったことを除いて、実施例1に記載したのと同様の方法により二次電池を作製した。
負極端子と負極集電体との接合部の一部を被覆するように撥水層を設け、正極端子と正極集電体との接合部の一部を被覆するように撥水層を設けたことを除いて、実施例1に記載したのと同様の方法により二次電池を作製した。
セルロースからなる撥水層を使用したことを除いて、実施例1に記載したのと同様の方法で二次電池を作製した。
ニッケルからなる負極端子を使用したことを除いて、実施例1に記載したのと同様の方法で二次電池を作製した。
実施例1〜12及び比較例1〜4で作製したそれぞれの二次電池について、以下の条件で放電容量及び充放電効率の測定と、サイクル寿命性能の評価とを行った。
表1中、「負極集電体」の列には、負極集電体として使用した材料を記載しており、「負極端子」の列には、負極端子として使用した材料を記載している。また、「接合部の構造」の列には、該当する例に係る二次電池における、負極端子と負極集電体との接合部の構造と対応した図面の番号を記載している。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
負極集電体を備えた負極と、前記負極集電体と電気的に接続された負極端子と、正極と、リチウム塩又はナトリウム塩を含んだ水系電解質とを含む二次電池であって、
前記負極端子及び前記負極集電体の各々は、亜鉛若しくは亜鉛を含む合金からなるか、又は、表面の少なくとも一部にベーマイトを含んだ被覆層を有しており、
前記二次電池は、前記負極端子と前記負極集電体とを電気的に接続するための接合部を被覆している撥水層を有しており、前記撥水層の内面は前記接合部を被覆しており、前記撥水層の外面は水に対する接触角θが80°≦θを満たす二次電池。
[2]
前記負極集電体は負極タブ部を備え、
前記負極タブ部を除いた前記負極集電体のエッジ部の少なくとも一部は、前記撥水層により被覆されている[1]に記載の二次電池。
[3]
前記負極タブ部の一部は前記被覆層により被覆されている[2]に記載の二次電池。
[4]
前記負極端子の一部は前記被覆層により被覆されている[1]〜[3]の何れか1に記載の二次電池。
[5]
前記撥水層は、水に対する前記接触角θが100°≦θを満たす[1]〜[4]の何れか1に記載の二次電池。
[6]
前記撥水層は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリスチレン及びシリコーンからなる群より選ばれる少なくとも1つの撥水材料を含む[1]〜[5]の何れか1に記載の二次電池。
[7]
前記撥水層の厚みは、0.1μm〜500μmの範囲内にある[1]〜[6]の何れか1に記載の二次電池。
[8]
前記負極は負極活物質含有層を含み、
前記負極活物質含有層は、スピネル型リチウムチタン酸化物及びアナターゼ型チタン酸化物からなる群より選択される少なくとも1つを含んだ活物質を含む[1]〜[7]の何れか1に記載の二次電池。
[9]
[1]〜[8]の何れか1に記載の二次電池を含む電池パック。
[10]
通電用の外部端子と、保護回路とを更に含む[9]に記載の電池パック。
[11]
複数の前記二次電池を具備し、前記複数の二次電池が、直列、並列、又は直列及び並列を組み合わせて電気的に接続されている[9]又は[10]に記載の電池パック。
[12]
[9]〜[11]の何れか1に記載の電池パックを具備した車両。
[13]
前記電池パックは、前記車両の動力の回生エネルギーを回収するものである[12]に記載の車両。
Claims (12)
- 負極集電体を備えた負極と、前記負極集電体と電気的に接続された負極端子と、正極と、リチウム塩又はナトリウム塩を含んだ水系電解質とを含む二次電池であって、
前記負極端子及び前記負極集電体の各々は、亜鉛若しくは亜鉛を含む合金からなるか、又は、表面の少なくとも一部にベーマイトを含んだ被覆層を有しており、
前記負極端子の一部は前記被覆層により被覆されており、
前記二次電池は、前記負極端子と前記負極集電体とを電気的に接続するための接合部の全面を被覆している撥水層を有しており、前記撥水層の内面は前記接合部を被覆しており、前記撥水層の外面は水に対する接触角θが80°≦θを満たす二次電池。 - 前記負極集電体は負極タブ部を備え、
前記負極タブ部を除いた前記負極集電体のエッジ部の少なくとも一部は、前記撥水層により被覆されている請求項1に記載の二次電池。 - 前記負極タブ部の一部は前記被覆層により被覆されている請求項2に記載の二次電池。
- 前記撥水層は、水に対する前記接触角θが100°≦θを満たす請求項1〜3の何れか1項に記載の二次電池。
- 前記撥水層は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリスチレン及びシリコーンからなる群より選ばれる少なくとも1つの撥水材料を含む請求項1〜4の何れか1項に記載の二次電池。
- 前記撥水層の厚みは、0.1μm〜500μmの範囲内にある請求項1〜5の何れか1項に記載の二次電池。
- 前記負極は負極活物質含有層を含み、
前記負極活物質含有層は、スピネル型リチウムチタン酸化物及びアナターゼ型チタン酸化物からなる群より選択される少なくとも1つを含んだ活物質を含む請求項1〜6の何れか1項に記載の二次電池。 - 請求項1〜7の何れか1項に記載の二次電池を含む電池パック。
- 通電用の外部端子と、保護回路とを更に含む請求項8に記載の電池パック。
- 複数の前記二次電池を具備し、前記複数の二次電池が、直列、並列、又は直列及び並列を組み合わせて電気的に接続されている請求項8又は9に記載の電池パック。
- 請求項8〜10の何れか1項に記載の電池パックを具備した車両。
- 前記電池パックは、前記車両の動力の回生エネルギーを回収するものである請求項11に記載の車両。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017052764A JP6672208B2 (ja) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | 二次電池、電池パック及び車両 |
EP17189179.9A EP3376555B1 (en) | 2017-03-17 | 2017-09-04 | Secondary battery, battery pack, and vehicle |
US15/698,345 US10347906B2 (en) | 2017-03-17 | 2017-09-07 | Secondary battery, battery pack, and vehicle |
CN201710803310.0A CN108631008A (zh) | 2017-03-17 | 2017-09-08 | 二次电池、电池包及车辆 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017052764A JP6672208B2 (ja) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | 二次電池、電池パック及び車両 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018156840A JP2018156840A (ja) | 2018-10-04 |
JP6672208B2 true JP6672208B2 (ja) | 2020-03-25 |
Family
ID=59772499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017052764A Active JP6672208B2 (ja) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | 二次電池、電池パック及び車両 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10347906B2 (ja) |
EP (1) | EP3376555B1 (ja) |
JP (1) | JP6672208B2 (ja) |
CN (1) | CN108631008A (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017213257A1 (de) * | 2017-08-01 | 2019-02-07 | Robert Bosch Gmbh | Batteriemodul und Verwendung eines solchen Batteriemoduls |
WO2019026672A1 (ja) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | エリーパワー株式会社 | 密閉型電池、組電池及び密閉型電池の製造方法 |
JP6911774B2 (ja) * | 2018-01-09 | 2021-07-28 | トヨタ自動車株式会社 | 水系電解液及び水系リチウムイオン二次電池 |
JP6992614B2 (ja) * | 2018-03-12 | 2022-01-13 | トヨタ自動車株式会社 | 正極、リチウムイオン二次電池、および正極の製造方法 |
EP3869593B1 (en) * | 2018-10-18 | 2022-07-20 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, negative electrode, and nonaqueous electrolyte secondary battery |
US20220094023A1 (en) * | 2019-01-15 | 2022-03-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Secondary battery |
US11121408B2 (en) | 2019-03-14 | 2021-09-14 | Medtronic, Inc. | Lithium-ion battery |
CN219350311U (zh) * | 2020-06-25 | 2023-07-14 | 株式会社村田制作所 | 二次电池 |
JPWO2022201837A1 (ja) * | 2021-03-24 | 2022-09-29 | ||
JP2023042930A (ja) * | 2021-09-15 | 2023-03-28 | 株式会社東芝 | 二次電池、電池パック、車両及び定置用電源 |
CN113904044A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-07 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 电池和电子装置 |
CN114361708B (zh) * | 2022-01-05 | 2022-08-19 | 池州精研新能源科技有限公司 | 环保型水系电池及其制备方法 |
CN115810876A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-03-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 导电件、电池和用电装置 |
Family Cites Families (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53154323U (ja) * | 1977-05-11 | 1978-12-05 | ||
JPH0392359U (ja) | 1990-01-09 | 1991-09-19 | ||
JP3386195B2 (ja) * | 1993-07-15 | 2003-03-17 | 旭メディカル株式会社 | 白血球選択捕捉器及び白血球捕捉装置 |
CA2114902C (en) | 1994-02-03 | 2001-01-16 | David S. Wainwright | Aqueous rechargeable battery |
JP3287732B2 (ja) * | 1994-05-30 | 2002-06-04 | キヤノン株式会社 | 二次電池 |
JPH08185854A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 水素吸蔵合金電極及び前記電極を用いたアルカリ二次電池 |
JP2000077073A (ja) | 1998-08-31 | 2000-03-14 | Kansai Shingijutsu Kenkyusho:Kk | 水系リチウムイオン電池 |
JP4761610B2 (ja) | 2000-07-07 | 2011-08-31 | 株式会社東芝 | 電池 |
JP4716072B2 (ja) | 2001-07-02 | 2011-07-06 | 株式会社豊田中央研究所 | 水系リチウム二次電池負極活物質用リチウムバナジウム複合酸化物、その製造方法およびそれを用いたリチウム二次電池 |
WO2002101849A2 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-19 | Spectra Power, Inc. | Tab surface treatments for polymer-metal laminate electrochemical cell packages |
JP4011421B2 (ja) | 2002-07-05 | 2007-11-21 | 株式会社イゼナ | 伝熱効率を高めた板材および同板材を用いた伝熱構造 |
JP2004281226A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Yuasa Corp | 密閉型蓄電池 |
JP4380265B2 (ja) | 2003-08-25 | 2009-12-09 | 株式会社豊田中央研究所 | 水系リチウム二次電池 |
JP2005222881A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Hitachi Maxell Ltd | アルカリ電池 |
FR2920255B1 (fr) * | 2007-08-24 | 2009-11-13 | Commissariat Energie Atomique | Generateur electrochimique au lithium fonctionnant avec un electrolyte aqueux. |
CN101154745A (zh) * | 2007-09-20 | 2008-04-02 | 复旦大学 | 一种水系可充锂或钠离子电池 |
JP5439299B2 (ja) * | 2010-07-06 | 2014-03-12 | 株式会社東芝 | 電池用負極活物質、非水電解質電池、電池パック、及び自動車 |
CN103904290B (zh) * | 2012-12-28 | 2016-11-23 | 华为技术有限公司 | 水系锂离子电池复合电极及其制备方法、水系锂离子电池 |
JP5914439B2 (ja) * | 2013-09-09 | 2016-05-11 | 富士フイルム株式会社 | 二次電池集電体用アルミニウム基材、二次電池集電体用アルミニウム基材の製造方法、二次電池集電体、正極、負極および二次電池 |
WO2015046537A1 (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | 日本電気株式会社 | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 |
CN103928681B (zh) * | 2014-04-03 | 2016-07-06 | 中南大学 | 一种对称式水溶液锂离子电池 |
JP6439793B2 (ja) * | 2014-05-02 | 2018-12-19 | 株式会社村田製作所 | 電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
JP2015220099A (ja) | 2014-05-19 | 2015-12-07 | Tdk株式会社 | 全固体リチウムイオン二次電池 |
KR20170009838A (ko) | 2014-05-20 | 2017-01-25 | 데이진 가부시키가이샤 | 비수계 이차전지용 세퍼레이터, 그 제조 방법 및 비수계 이차전지 |
JP6426509B2 (ja) * | 2015-03-13 | 2018-11-21 | 株式会社東芝 | 電池用活物質、非水電解質電池、組電池、電池パック及び自動車 |
EP3667805A1 (en) | 2016-02-01 | 2020-06-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery, battery module, battery pack and vehicle |
US20170271717A1 (en) | 2016-03-16 | 2017-09-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery, battery pack, and vehicle |
KR101889219B1 (ko) | 2016-03-16 | 2018-08-16 | 가부시끼가이샤 도시바 | 이차 전지, 전지 팩 및 차량 |
JP6704822B2 (ja) * | 2016-09-16 | 2020-06-03 | 株式会社東芝 | 二次電池、電池パック及び車両 |
-
2017
- 2017-03-17 JP JP2017052764A patent/JP6672208B2/ja active Active
- 2017-09-04 EP EP17189179.9A patent/EP3376555B1/en active Active
- 2017-09-07 US US15/698,345 patent/US10347906B2/en active Active
- 2017-09-08 CN CN201710803310.0A patent/CN108631008A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3376555B1 (en) | 2019-10-23 |
CN108631008A (zh) | 2018-10-09 |
US20180269472A1 (en) | 2018-09-20 |
JP2018156840A (ja) | 2018-10-04 |
EP3376555A1 (en) | 2018-09-19 |
US10347906B2 (en) | 2019-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6672208B2 (ja) | 二次電池、電池パック及び車両 | |
JP6383038B1 (ja) | 二次電池、電池パック及び車両 | |
KR101889219B1 (ko) | 이차 전지, 전지 팩 및 차량 | |
CN107204455B (zh) | 二次电池、电池包及车辆 | |
JP6659608B2 (ja) | 二次電池、電池パック及び車両 | |
JP6622164B2 (ja) | 二次電池、複合電解質、電池パック及び車両 | |
JP6873767B2 (ja) | 二次電池、電池パック及び車両 | |
JP6725705B2 (ja) | 電極、二次電池、電池パック及び車両 | |
JP6759171B2 (ja) | リチウムイオン二次電池、電池パック及び車両 | |
JP6139780B2 (ja) | 負極活物質、非水電解質電池、電池パック及び車 | |
US10424818B2 (en) | Secondary battery, battery module, battery pack, and vehicle | |
JP2019169292A (ja) | 二次電池、電池パック、車両、及び定置用電源 | |
JP6845189B2 (ja) | 二次電池、電池パック及び車両 | |
JP7155186B2 (ja) | 複合電解質、二次電池、電池パック及び車両 | |
JP2020047576A (ja) | 二次電池、電池パック、車両及び定置用電源 | |
JP7391799B2 (ja) | 二次電池、電池パック、車両及び定置用電源 | |
JP7027363B2 (ja) | リチウム亜鉛二次電池、電池パック、車両及び定置用電源 | |
JP7269149B2 (ja) | 二次電池、電池パック、車両、及び定置用電源 | |
US20230078710A1 (en) | Secondary battery, battery pack, vehicle, and stationary power supply | |
US20230024211A1 (en) | Secondary battery, battery pack, and vehicle | |
JP2024043665A (ja) | 二次電池、電池パック、車両、及び定置用電源 | |
JP2020095982A (ja) | 二次電池、複合電解質、電池パック及び車両 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180913 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190730 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200304 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6672208 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |