[發明專利]非水電解質電池和電池組

有效

• 申請號: 201310019924.1
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103326013A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 保科圭吾;稻垣浩貴;高見則雄
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/485
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李振東;過曉東

相關申請的交叉引用

本申請基于2012年3月23日提交的第2012-068275號日本專利申請并要求其優先權，該申請整體援引加入本文。

技術領域

本文所述的實施方案一般地涉及非水電解質電池和電池組。

背景技術

非水電解質電池作為混合動力汽車或電動車的中等或較大體積的電源而日益受到關注。這樣的應用要求非水電解質電池的長壽命和高安全性。

作為非水電解質電池中所用的正極活性材料，已經開發了含Co、Mn或Ni的鋰-過渡金屬復合氧化物、諸如鈷酸鋰的具有層狀結構的鋰-過渡金屬復合氧化物以及諸如錳酸鋰的具有尖晶石結構的鋰-過渡金屬氧化物

作為非水電解質電池中所用的負極活性材料，通常使用含碳材料。然而，最近開發了其中嵌入并在較高電勢下釋放鋰離子的材料。在這些材料中預期具有尖晶石結構的鈦酸鋰和鈦復合物氧化物具有高安全性。

發明內容

本發明的目的是提供具有優異的循環性能的非水電解質電池。

根據一個實施方案，提供非水電解質電池。該非水電解質電池包括正極、負極和非水電解質。正極包括正極集電體和在該正極集電體上提供的正極層。負極包括負極集電體和在該負極集電體上提供的負極層。正極層包含正極活性材料。正極活性材料包含式Li_1+aNi_1-b-cCo_bMn_cO₂表示的鋰-鎳-鈷-錳復合氧化物，其中a、b和c滿足不等式0≤a≤0.2、0<b≤0.4和0<c≤0.4分別表示的關系。負極層包含負極活性材料。負極活性材料包含選自具有尖晶石結構的鈦酸鋰和單斜晶系β型鈦復合氧化物中的至少一種。負極活性材料還包含選自具有尖晶石結構并由式AFe₂O₄表示的氧化物和具有尖晶石結構并由式ACo₂O₄表示的氧化物中的至少一種。在上述式中，A為至少一種選自Cu、Co、Ca、Mg、Zn、Ni和Fe的元素。式AFe₂O₄表示的氧化物和式ACo₂O₄表示的氧化物的總重量與負極活性材料的總重量的比例為1重量％至5重量％。負極的容量大于正極的容量。

通過具有上述結構的非水電解質電池可以實現優異的循環性能。

附圖說明

圖1所示為第一實施方案的非水電解質電池的截面圖。

圖2所示為圖1中A部分的放大截面圖。

圖3所示為第二實施方案的電池組的分解透視圖。

圖4所示為圖3的電池組的電路的塊狀圖。

具體實施方式

參照附圖解釋各自實施方案。這些實施方案共同的結構由相同的符號表示并不再重復解釋。此外，每張附圖是解釋實施方案的典型情況并且用于促進理解該實施方案。盡管有些部分與實際裝置的形狀、大小和比例存在不同，但是考慮以下解釋和已知技術可以對這些結構設計進行合適的改變。

（第一實施方案）

參照附圖解釋第一實施方案的非水電解質電池。圖1是扁平型非水電解質二次電池的典型截面圖，其為非水電解質電池的實例。圖2為圖1中所示的A部分的放大截面圖。電池1提供有容器2和容納在該容器2中的電極組3。此處，線圈電極組用作電極組3。容器2具有袋狀形狀。非水電解質（未顯示）裝在容器2的內部。

如圖2所示，電極組3包括正極4、負極5和多個隔膜6。電池組3具有其中疊層物螺旋盤繞的結構。該疊層物具有但不限于其中隔膜6、正極4、另一隔膜6和負極5以此順序重復的結構。通過以此方式將疊層物螺旋盤繞而使負極位于最外側邊緣并且通過在加熱時進行壓制，從而制備扁平狀線圈電極組。