[發明專利]鋰離子電池

有效

• 申請號: 201380011621.3
• 申請日: 2013-02-19
• 公開（公告）號: CN104205428B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 西山洋生;奧村壯文;木村隆之
• 申請（專利權）人: 日立化成株式會社
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/1397;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/052;H01M10/0566;H01M10/0587
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 李英

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池為高能量密度的二次電池，有效利用其特性，將其用于筆記本電腦和攜帶電話等便攜式設備的電源。鋰離子電池的形狀具有各種各樣，但圓筒形鋰離子電池采用正極、負極及隔板的卷繞式結構。例如，在2張帶狀的金屬箔上分別涂敷正極材料及負極材料，將隔板夾在它們之間，通過將這些疊層體卷繞成旋渦狀而形成卷繞組。將該卷繞組收納在成為電池容器的圓筒形的電池罐內，注入電解液之后進行封口，由此形成圓筒形鋰離子電池。

作為圓筒形鋰離子電池，18650型鋰離子電池作為民用鋰離子電池廣泛普及。18650型鋰離子電池的外型尺寸為直徑18mm、高度65mm左右的小型。在18650型鋰離子電池的正極活性物質中主要使用以高容量、長壽命為特征的鈷酸鋰，電池容量大概為1.0Ah～2.0Ah(3.7Wh～7.4Wh)左右。

近年來，鋰離子電池不限于便攜式設備用等民用用途，面向太陽光及風力發電這樣的自然能量，期待向大規模蓄電系統用途的展開。在大規模蓄電系統中，需要每個系統的電能為數MWh的等級。

例如，在下述專利文獻1中公開了在圓筒形電池容器中具有卷繞有正極、負極及隔板的電極卷繞組的圓筒形鋰離子電池。該電池使用放電容量為77.04Ah以上、在集電體的兩面涂敷有規定量的含有鋰錳復合氧化物的活性物質合劑的正極。

另外，在下述專利文獻2中公開了一種在圓筒形電池容器中具有卷繞有正極、負極及隔板的電極卷繞組的圓筒形鋰離子電池。該電池的電池容量為3Ah以上，且輸出功率為400W以上。另外，在正極中使用含有鋰錳復合氧化物的正極活性物質合劑，在負極中使用含有非晶質碳的負極活性物質合劑，作為電解液的溶劑，使用含有碳酸亞乙酯、碳酸二甲酯及碳酸二乙酯的混合溶劑。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特許第3541723號公報

專利文獻2：特許第3433695號公報

發明內容

發明所要解決的課題

但是，在將上述18650型鋰離子電池用于如上所述的大規模蓄電系統的情況下，需要100萬個左右的電池。

通常，在鋰離子電池的每1個電池上安裝單元控制器，檢測電池的狀態。因此，在使用多個電池的系統中，需要的單元控制器數也增加，招致成本的大幅度增加。

因此，期望增大每1個電池的容量，降低作為系統所需要的電池個數及單元控制器數。

這樣，在增大電池容量的情況下，蓄積于電池中的能量升高，因此，確保非穩定時的安全性成為課題。例如，僅通過將上述18650型鋰離子電池進行大型化而確保電池容量，不一定可以確保安全性，需要對包含含有正極、負極及隔板的電池的構成材料等的綜合研究。

另外，在大規模蓄電系統中，需要也能夠對應于高速的負荷變動，期望滿足高輸入且高輸出的高輸入輸出特性的鋰離子電池。

因此，本發明的目的在于，提供一種確保安全性、并且為高輸入輸出、高容量的鋰離子電池。

本發明的前述以及其它目的和新的特征可從本說明書的描述及附圖得知。

用于解決課題的手段

在電池容器內具備卷繞有正極、負極及隔板的電極卷繞組和電解液、放電容量X為30Ah以上125Ah以下的鋰離子電池中，將具有集電體和涂敷在其兩面的正極復合材料的正極的正極復合材料設定為以下的構成。正極復合材料含有層狀型鋰·鎳·錳·鈷復合氧化物(NMC)與橄欖石型磷酸鐵鋰(LFP)的混合活性物質，正極復合材料的密度為2.0g/cm³以上2.6g/cm³以下，且正極復合材料的涂敷量為100g/m²以上200g/m²以下。還有，上述放電容量X和層狀型鋰·鎳·錳·鈷復合氧化物(NMC)與橄欖石型磷酸鐵鋰(LFP)的重量比Y(NMC/LFP)滿足以下的關系式1

Y＜-0.0067X+1.84(30≤X≤125)···(關系式1)。