电极、二次电池、电池组及车辆制造技术

本发明专利技术提供高输出且高温耐久性优异的电极，具备该电极的二次电池，具备该二次电池的电池组，以及具备该电池组的车辆。根据1个实施方式，提供电极。该电极包含通式LixMyO2(0≤x≤1.33，0.5≤y≤1，M包括选自Ni、Co和Mn中的至少1种元素)所示的活性物质和粘合剂。粘合剂包含聚合物，所述聚合物包含含有氮原子的单体。在通过水银压入法得到的电极的细孔径分布中，将细孔中位径以D[μm]表示，将细孔比表面积以S[m

Electrodes, secondary batteries, battery packs and vehicles

【技术实现步骤摘要】
电极、二次电池、电池组及车辆
本专利技术的实施方式涉及电极、二次电池、电池组以及车辆。
技术介绍
就使用了锂离子的非水电解质电池而言，随着在微混合动力汽车、怠速熄火系统等车载用途、固定用途中的应用进展，期待进一步的高容量化、长寿命化、高输出化。锂钛复合氧化物由于伴随着充放电而体积变化小，因此循环特性优异。此外，锂钛复合氧化物的锂吸留释放反应在理论上，锂金属难以析出，因此即使重复以大电流充放电，性能劣化也小。在将使用了锂离子的非水电解质电池搭载于汽车等车辆的发动机室的情况下，可以简化与非水电解质电池连接的配线，增大车辆内的空间。然而，发动机室为80℃左右的高温环境，因此可能发生非水电解质电池的电极活性物质与电解液的副反应；粘着剂的溶胀、劣化等。因此，使用了锂离子的非水电解质电池的输出降低，寿命变短成为课题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的课题是提供高输出且高温耐久性优异的电极，具备该电极的二次电池，具备该二次电池的电池组，以及具备该电池组的车辆。根据第1实施方式，提供电极。该电极包含通式LixMyO2(0≤x≤1.33，0.5≤y≤1，M包括选自Ni、Co和Mn中的至少1种元素)所示的活性物质和粘合剂。粘合剂包含聚合物，所述聚合物包含含有氮原子的单体。在通过水银压入法得到的电极的细孔径分布中，将细孔中位径以D[μm]表示，将细孔比表面积以S[m2/g]表示的情况下，满足下述式(1)。S/D≥35…(1)根据第2实施方式，提供二次电池。该二次电池包含第1实施方式涉及的电极。根据第3实施方式，提供电池组。该电池组包含第2实施方式涉及的二次电池。根据第4实施方式，提供车辆。该车辆包含第3实施方式涉及的电池组。根据上述构成，可以提供高输出且高温耐久性优异的电极，具备该电极的二次电池，具备该二次电池的电池组，以及具备该电池组的车辆。附图说明图1为示意地表示第2实施方式涉及的二次电池的一例的截面图。图2为将图1所示的二次电池的A部放大了的截面图。图3为示意性示出第2实施方式涉及的二次电池的其它例的局部切取立体图。图4为将图3所示的二次电池的B部放大了的截面图。图5为示意地表示第2实施方式涉及的组电池的一例的立体图。图6为示意地表示第3实施方式涉及的电池组的一例的分解立体图。图7为表示图6所示的电池组的电路的一例的框图。图8为示意地表示第4实施方式涉及的车辆的一例的截面图。图9为示意地表示第4实施方式涉及的车辆的其它例的图。图10为表示实施例和比较例涉及的细孔径分布的图。(符号的说明)1…电极组，2…外包装部件，3…负极，3a…负极集电体，3b…负极活性物质含有层，3c…负极集电片，4…分隔体，5…正极，5a…正极集电体，5b…正极活性物质含有层，6…负极端子，7…正极端子，21…汇流排，22…正极侧引线，23…负极侧引线，24…胶粘带，31…收容容器，32…盖，33…保护片，34…印刷配线基板，35…配线，40…车辆主体，41…车辆用电源，42…电气控制装置，43…外部端子，44…逆变器，45…驱动马达，100…二次电池，200…电池模块，200a…电池模块，200b…电池模块，200c…电池模块，300…电池组，300a…电池组，300b…电池组，300c…电池组，301a…电池模块监视装置，301b…电池模块监视装置，301c…电池模块监视装置，341…正极侧连接器，342…负极侧连接器，343…热敏电阻，344…保护电路，345…配线，346…配线，347…通电用的外部端子，348a…正侧配线，348b…负侧配线，400…车辆，411…电池管理装置，412…通信总线，413…正极端子，414…负极端子，415…开关装置，L1…连接线，L2…连接线，W…驱动轮。具体实施方式以下，对于实施方式一边参照附图一边说明。另外，贯穿实施方式，共同的构成标注相同的符号，省略重复的说明。此外，各图是用于促进实施方式的说明及其理解的示意图，其形状、尺寸、比等与实际的装置有不同的地方，但它们可以参考以下的说明和公知的技术，进行适当设计变更。(第1实施方式)根据第1实施方式，提供电极。该电极包含通式LixMyO2(0≤x≤1.33，0.5≤y≤1，M包括选自Ni、Co和Mn中的至少1种元素)所示的活性物质和粘合剂。粘合剂包含聚合物，所述聚合物包含含有氮原子的单体。在通过水银压入法得到的电极的细孔径分布中，将细孔中位径以D[μm]表示，将细孔比表面积以S[m2/g]表示的情况下，满足下述式(1)。S/D≥35…(1)以往，作为锂离子非水电解质电池的电解质，使用了例如碳酸酯系的有机溶剂。电极暴露于包含这样的有机溶剂的电解质中，因此期望电极所包含的粘着剂对于电解质难以溶胀。如果粘着剂溶胀，则不仅输出特性降低，而且循环寿命特性也降低。例如，作为粘着剂使用的聚偏二氟乙烯(PVdF)如果暴露于碳酸酯系的电解质，则易于溶胀。特别是在80℃以上的高温环境下，粘着剂变得更易于溶胀。对于粘着剂所期望的特性不仅仅是对于电解质的耐溶胀性高。期望粘着剂能够适度地被覆活性物质粒子的表面。粘着剂通过被覆活性物质粒子的表面，从而可以抑制活性物质与电解质的副反应。然而，如果活性物质粒子的表面被粘着剂过度地被覆，则电极的内阻增大，因此不优选。本专利技术人等发现了，在包含通式LixMyO2(0≤x≤1.33，0.5≤y≤1，M包括选自Ni、Co和Mn中的至少1种元素)所示的活性物质和粘合剂的电极中，粘合剂包含聚合物，所述聚合物包含含有氮原子的单体，对于该电极，在通过水银压入法得到的细孔径分布中，将细孔中位径(d50)以D[μm]表示，将细孔比表面积以S[m2/g]表示的情况下，满足S/D≥35的电极为高输出且高温耐久性优异。粘合剂的分子内的极性大，因此易于被覆通式LixMyO2(0≤x≤1.33，0.5≤y≤1，M包括选自Ni、Co和Mn中的至少1种元素)所示的活性物质粒子的表面，所述粘合剂包含聚合物，所述聚合物包含含有氮原子的单体。即，根据这样的组合，可以抑制活性物质与电解质的副反应。此外，粘合剂即使在高温环境下对于电解质也难以溶胀，所述粘合剂包含聚合物，所述聚合物包含含有氮原子的单体。因此，在高温环境下进行反复充放电的情况下，容量难以降低。即，实施方式涉及的电极的循环寿命特性优异。进一步，实施方式涉及的电极在通过水银压入法得到的电极的细孔径分布中，将细孔中位径(d50)以D[μm]表示，将细孔比表面积以S[m2/g]表示的情况下，满足下述式(1)。S/D≥35…(1)如果电极满足上述式(1)，则细孔比表面积S充分地大，因此活性物质与电解质的反应面积大。此外，细孔中位径D充分地小，因此充分地形成了活性物质间的电子导电通路。除此以外，粘合剂包含聚合物，所述聚合物包含含有氮原子的单体，因此可以提供高输出且高温耐久性优异的电极。如果S/D小于35，则细孔比表面积S小，因此有活性物质与电解质之间的反应面积减少而输出特性差的倾向。或者，细孔中位径D大，因此有活性物质间的电子导电通路被截断的地方增加而输出特性差的倾向。另外，S/D的量纲为[m/g]。S/D优选为35以上，更优选为50以上。根据一个方式，S/D可以为100以下，也可以为200以下。实施方式涉及的粘合剂即使在上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极，其包含通式LixMyO2所示的活性物质和粘合剂，通式LixMyO2中，0≤x≤1.33，0.5≤y≤1，M包含选自Ni、Co和Mn中的至少1种元素，所述粘合剂包含聚合物，所述聚合物包含含有氮原子的单体，在通过水银压入法得到的所述电极的细孔径分布中，将细孔中位径以D[μm]表示，将细孔比表面积以S[m

【技术特征摘要】
2018.03.14 JP 2018-047152;2018.08.31 JP 2018-162791.一种电极，其包含通式LixMyO2所示的活性物质和粘合剂，通式LixMyO2中，0≤x≤1.33，0.5≤y≤1，M包含选自Ni、Co和Mn中的至少1种元素，所述粘合剂包含聚合物，所述聚合物包含含有氮原子的单体，在通过水银压入法得到的所述电极的细孔径分布中，将细孔中位径以D[μm]表示，将细孔比表面积以S[m2/g]表示的情况下，满足下述式(1)，S/D≥35…(1)。2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述聚合物的重量在所述粘合剂的重量中所占的比例为60重量％以上。3.根据权利要求1或2所述的电极，其中，满足下述式(2)，S/D≥50…(2)。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的电极，其中，所述细孔中位径D处于0.05μm～0.2μm的范围内，所述细孔比表面积S处于3...

【专利技术属性】
技术研发人员：笹川哲也，原田康宏，高见则雄，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本,JP