[發(fā)明專利]二次電池系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710366833.3
• 申請(qǐng)日: 2017-05-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107452957B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中本博文;小久見(jiàn)善八;安部武志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社;國(guó)立大學(xué)法人京都大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/58
• 分類號(hào): H01M4/58;H01M10/05;H02J7/00
• 代理公司: 中國(guó)貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 陳冠欽

本發(fā)明涉及二次電池系統(tǒng)。本發(fā)明以提供在高電壓下工作的二次電池系統(tǒng)為課題。在本發(fā)明中，通過(guò)提供一種二次電池系統(tǒng)來(lái)解決上述課題，其特征在于，具有：混合離子電池，其具備正極活性物質(zhì)層(其具有含有能取得兩種以上的正價(jià)數(shù)的金屬元素的正極活性物質(zhì))、負(fù)極活性物質(zhì)層(其具有含有能取得二價(jià)以上的價(jià)數(shù)的金屬元素的負(fù)極活性物質(zhì))以及形成于所述正極活性物質(zhì)層和所述負(fù)極活性物質(zhì)層之間并含有堿金屬離子及氟化物陰離子的電解質(zhì)層；和控制所述混合離子電池的充放電的控制部；所述控制部控制放電，使得所述正極活性物質(zhì)的電位包含高于0.23V(vs.SHE)的電位范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在高電壓下工作的二次電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)

作為高電壓且高能量密度的電池，例如已知的有Li離子電池。Li離子電池是使用Li離子作為載流子的陽(yáng)離子基的電池。另一方面，作為陰離子基的電池，已知的有使用氟化物離子(氟化物陰離子)作為載流子的氟化物離子電池。

例如，在專利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了一種具備正極、負(fù)極和能傳導(dǎo)陰離子電荷載流子(F^－)的電解質(zhì)的電化學(xué)電池(氟化物離子電池)。另外，在專利文獻(xiàn)1中，作為正極活性物質(zhì)例示了AgF_x、CuF_x等。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2013-145758號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

從使電池高密度能量化的觀點(diǎn)考慮，要求在高電壓下工作的二次電池系統(tǒng)。本發(fā)明是鑒于上述實(shí)際情況而完成的，以提供在高電壓下工作的二次電池系統(tǒng)為主要目的。予以說(shuō)明，氟化物離子(F^－)單獨(dú)不易傳導(dǎo)，有時(shí)作為氟化物陰離子(例如氟化物絡(luò)陰離子)進(jìn)行傳導(dǎo)。考慮該點(diǎn)，有時(shí)使用氟化物陰離子這樣的術(shù)語(yǔ)。

用于解決課題的手段

為了實(shí)現(xiàn)上述課題，在本發(fā)明中，提供一種二次電池系統(tǒng)，其特征在于，具有：混合離子電池，其具備正極活性物質(zhì)層(其具有含有能取得兩種以上的正價(jià)數(shù)的金屬元素的正極活性物質(zhì))、負(fù)極活性物質(zhì)層(其具有含有能取得二價(jià)以上的價(jià)數(shù)的金屬元素的負(fù)極活性物質(zhì))以及形成于所述正極活性物質(zhì)層和所述負(fù)極活性物質(zhì)層之間并含有堿金屬離子及氟化物陰離子的電解質(zhì)層；以及控制所述混合離子電池的充放電的控制部；所述控制部控制放電，使得所述正極活性物質(zhì)的電位包含高于0.23V vs.SHE(相對(duì)于SHE)的電位范圍。

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用含有能取得兩種以上的正價(jià)數(shù)的金屬元素的正極活性物質(zhì)并使堿金屬離子及氟化物陰離子(氟化物離子)兩者有助于電極反應(yīng)，能制得在高電壓下工作的二次電池系統(tǒng)。

在上述發(fā)明中，優(yōu)選所述金屬元素為Fe、Co、V、Mn、Ti、Cr的至少一者。

在上述發(fā)明中，優(yōu)選所述正極活性物質(zhì)為金屬氟化物、金屬氧氟化物和金屬單質(zhì)的至少一者。

發(fā)明效果

在本發(fā)明中，取得了能提供在高電壓下工作的二次電池系統(tǒng)這樣的效果。

附圖說(shuō)明

圖1為示出本發(fā)明中的混合離子電池的一例的示意性截面圖。

圖2為示出本發(fā)明的二次電池系統(tǒng)的一例的示意圖。

圖3為對(duì)于實(shí)施例1中得到的評(píng)價(jià)用單元(セル)的充放電試驗(yàn)的結(jié)果。

圖4為對(duì)于實(shí)施例1中的充放電試驗(yàn)后的負(fù)極的X射線衍射測(cè)定的結(jié)果。

圖5為對(duì)于參考例1中得到的評(píng)價(jià)用單元的充放電試驗(yàn)的結(jié)果。

圖6為對(duì)于實(shí)施例2中得到的評(píng)價(jià)用單元的充放電試驗(yàn)的結(jié)果。