[0185] 根據以上說明的第3實施方式的非水電解質電池,由于具備含有第1實施方式的 非水電解質電池用活性物質的負極,因此即使在低SOC區(qū)域也可得到高的輸入輸出性能, 且可實現充放電循環(huán)性能優(yōu)異的非水電解質電池。
[0186] (第4實施方式)
[0187] 接著,參照附圖對第4實施方式所涉及的電池包進行說明。電池包具有1個或多 個第3實施方式所涉及的非水電解質電池(單電池)。在含有多個單電池時,各單電池以串 聯及/或并聯地電連接的方式配置。
[0188] 圖7及圖8中示出含有多個圖3所示的扁平型電池的電池包的一個例子。圖7是 電池包的分解立體圖。圖8是表示圖7的電池包的電路的方框圖。
[0189] 多個單電池 21以向外部伸出的負極端子6及正極端子7朝相同方向聚齊的方式 進行層疊,通過用粘結膠帶22環(huán)扎構成組電池23。這些單電池21如圖8所示彼此串聯地 電連接。
[0190] 印制電路布線基板24與負極端子6及正極端子7伸出的單電池21側面對置地配 置。在印制電路布線基板24上,如圖8所示搭載有熱敏電阻25、保護電路26及向外部設備 的通電用端子27。再者,在與組電池23對置的保護電路基板24的面上,為了避免與組電池 23的布線的不需要的連接而安裝有絕緣板(未圖示)。
[0191] 正極側引線28被電連接在位于組電池23的最下層的正極端子7上,其頂端插入 在印制電路布線基板24的正極側連接器29中而進行電連接。負極側引線30被電連接在位 于組電池23的最上層的負極端子6上,其頂端插入在印制電路布線基板24的負極側連接 器31中而進行電連接。這些連接器29、31通過形成在印制電路布線基板24上的布線32、 33與保護電路26連接。
[0192] 熱敏電阻25是為了檢測單電池21的溫度而使用的。將其檢測信號發(fā)送給保護電 路26。保護電路26能夠在規(guī)定的條件下阻斷保護電路26與向外部設備通電的通電用端 子27之間的正極(plus)側布線34a及負極(minus)側布線34b。所謂規(guī)定的條件,例如是 熱敏電阻25的檢測溫度達到規(guī)定溫度以上時。另外,所謂規(guī)定的條件,是檢測到單電池21 的過充電、過放電、過電流等時。該過充電等的檢測對各個單電池21或所有單電池21都進 行。在檢測各個單電池21時,可以檢測電池電壓,也可以檢測正極電位或負極電位。在后 者時,在各個單電池21中嵌入用作參比電極的鋰電極。在圖7及圖8的情況下,在各個單 電池21上分別連接用于檢測電壓的布線35,通過這些布線35將檢測信號發(fā)送給保護電路 26 〇
[0193] 在除了正極端子7及負極端子6突出的側面以外的組電池23的三個側面上,分別 配置由橡膠或樹脂形成的保護片材36。
[0194] 組電池23與各保護片材36及印制電路布線基板24 -同被收納在收納容器37內。 即,在收納容器37的長邊方向中的雙方的內側面和短邊方向中的內側面上分別配置保護 片材36,在短邊方向的相反側的內側面上配置印制電路布線基板24。組電池23位于由保 護片材36及印制電路布線基板24圍住的空間內。蓋38被安裝在收納容器37的上面。
[0195] 再者,在組電池23的固定中,也可以替代粘結膠帶22而使用熱收縮帶。在此種情 況下,在組電池的兩側面上配置保護片材,在旋轉熱收縮帶后,使熱收縮帶熱收縮而捆扎組 電池。
[0196] 在圖7、圖8中,示出串聯連接單電池21的形態(tài),但為了使電池容量增大,也可以并 聯連接單電池21。或者,也可以組合串聯連接和并聯連接。也可將組裝好的電池包進一步 串聯或并聯連接。
[0197] 此外,電池包的形態(tài)可根據用途適宜變更。作為實施方式所涉及的電池包,適合用 于在取出大電流時要求循環(huán)特性優(yōu)異的用途。具體而言,可作為數碼相機的電源或作為例 如二輪~四輪的混合動力電動汽車、二輪~四輪的電動汽車及助力自行車的車載用電池使 用。特別是,適合用作車載用電池。
[0198] 根據以上說明的第4實施方式的電池包,由于具備含有包含第1實施方式的非水 電解質電池用活性物質的負極的非水電解質電池,所以即使在低SOC區(qū)域也可得到高的輸 入輸出性能,并能夠實現充放電循環(huán)性能優(yōu)異的電池包。
[0199] 實施例
[0200] 以下對實施例進行說明,但只要不超出本發(fā)明的要旨,本發(fā)明并不限定于以下所 述的實施例。
[0201] (實施例1)
[0202] 作為起始原料使用硫酸氧鈦稀硫酸溶液和氯化鈮的乙醇溶液。將兩者混合,得到 無氫氧化物等異物析出的透明的混合溶液。一邊攪拌該混合溶液一邊滴加氨水,由此得到 白色沉淀物。在將得到的沉淀物用純水洗凈、過濾后,用80°C的加熱器使其干燥,用乳缽粉 碎,拆開凝聚,得到前體。然后,以30°C /分鐘的升溫速度在大氣中進行1100°C、1小時的 燒成。然后,再次用乳缽進行粉碎。通過ICP分析定量活性物質組成,確定摩爾比(N/T)為 1. 67,組成式為 Li Jlh20Nb2.。07.4。(Ti1^Nb 2.。07.4。)。通過 XRD 測定,檢測了 歸屬于 TiNb2O7相 和金紅石型1102相的峰。XRD測定的結果示于圖9。在圖9中,用黑圈表示歸屬于金紅石型 TiO2的峰。黑圈以外的峰為歸屬于TiNb 207相的峰。此外,通過EDX分析,確認TiNb 207的相 和含Nb的金紅石型TiO2相混合存在。從TiNb 207相得到的EDX光譜示于圖10,從金紅石型 TiO2得到的EDX光譜示于圖11。
[0203] 從得到的與金紅石型TiO2對應的EDX光譜算出原子濃度,確認在金紅石型110 2中 含有大約I. 5atm%的Nb元素。即,得到的活性物質為金紅石型鈮-鈦復合氧化物和單斜晶 型鈮-鈦復合氧化物的復合化物,單斜晶型鈮-鈦復合氧化物具有與TiNb 2O7同等的晶體結 構。金紅石型鈮-鈦復合氧化物是用11。.985他。.。 1502表示的。
[0204] 對得到的活性物質實施測定波長為514. 5nm的顯微拉曼光譜測定。結果示于圖 12。出現與在440cm1出現的金紅石型氧化物的拉曼譜帶對應的峰A、與在652cm 1出現的 鈮-鈦復合氧化物的拉曼譜帶對應的峰B和與在269cm 1出現的鈮-鈦復合氧化物的拉曼 譜帶對應的峰C。計算了峰強度比,結果為IA/I e= 0. 35、I B/Ie= 1. 00。
[0205] 將得到的活性物質的粉末100質量%、作為導電助劑的乙炔黑10質量%、作為粘 結劑的聚偏氟乙烯(PVdF) 10質量%與加入的N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合,形成漿料,將該 漿料涂布在厚度為12 μπι的由鋁箱構成的集電體的一面上,干燥后進行壓制,由此制作電 極單位面積重量為25g/m2的電極。
[0206] 通過在按體積比1 : 2混合了碳酸亞乙酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合溶劑 中以lmol/L溶解[LiN(CF3SO 2)2] (LiTFSI支持鹽),調制非水電解液。將得到的電極作為工 作電極,將對電極和參比電極規(guī)定為Li金屬,在氬氣氛下制作使用電解液的三電極式燒杯 電池,評價充放電特性。
[0207] (實施例2)
[0208] 除了將燒成速度規(guī)定為KKTC /分鐘以外,用與實施例1同樣的方法合成活性物 質,實施充放電。通過ICP分析定量活性物質組成,確定摩爾比(N/T)為1.67。通過XRD 測定,檢測了歸屬于TiNb2O7相和金紅石型TiO 2相的峰。此外,通過EDX分析,通過映射,確 認TiNb2O7的相和含Nb的金紅石型TiO 2相混合存在。通過升溫速度高至100°C /分鐘,抑 制了金紅石型TiO2相的粗大化,所以金紅石型TiO2相的粒徑小于實施例1的粒徑,擔載在 TiNb2O7相(粒子)的表面。關于金紅石型TiO 2相,從對應的EDX光譜計算了原子濃度,確 認在金紅石型TiO2相中含有大約I. 5atm%的Nb元素。即,實施例2的活性物質為金紅石 型鈮-鈦復合氧化物和單斜晶型鈮-鈦復合氧化物的復合化物,單斜晶型鈮-鈦復合氧化 物具有與TiNb 2O7同等的晶體結構。金紅石型鈮-鈦復合氧化物是用Ti α9S5Nb。.。1502表示的。
[0209] 對得到的活性物質實施測定波長為514. 5nm的顯微拉曼光譜測定。出現與在 441cm 1出現的金紅石型氧化物的拉曼譜帶對應的峰A、與在650cm 1出現的銀-鈦復合氧化 物的拉曼譜帶對應的峰B、和與在270cm 1出現的鈮-鈦復合氧化物的拉曼譜帶對應的峰C。 計算了峰強度比,結果為IA/I C= 0. 33、I B/Ic= 1. 02。
[0210] (實施例3)
[0211] 作為起始原料進一步加入氯化釩的乙醇溶液,以將V元素置換為Nb元素的方式調 整Nb/Ti元素的溶液比,除此以外,用與實施例1同樣的方法合成活性物質。通過ICP分析 定量活性物質組成,確定摩爾比(N/T)為1.52。V元素含有0.05m 〇l。
[0212] 對得到的活性物質實施測定波長為514. 5nm的顯微拉曼光譜測定。出現與在 443cm 1出現的金紅石型氧化物的拉曼譜帶對應的峰A、與在652cm 1出現的銀-鈦復合氧化 物的拉曼譜帶對應的峰B、和與在269cm 1出現的鈮-鈦復合氧化物的拉曼譜帶對應的峰C。 計算了峰強度比,結果為IA/I C= 0. 36、I B/Ic= 1. 11。
[0213] (實施例4)
[0214] 作為起始原料進一步加入硝酸鐵的乙醇溶液,通過3價的Fe元素和5價的Nb元 素以保持電中性的方式置換4價的Ti元素,從而調整Nb/Ti元素的溶液比,除此以外,用與 實施例1同樣的方法合成活性物質。通過ICP分析定量活性物質組成,確定摩爾比(N/T) 為1.52。Fe元素含有0.05m 〇 1。
[0215] 對得到的活性物質實施測定波長為514. 5nm的顯微拉曼光譜測定。出現與在 442cm 1出現的金紅石型氧化物的拉曼譜帶對應的峰A、與在651cm 1出現的銀-鈦復合氧化 物的拉曼譜帶對應的峰B、和與在268cm 1出現的鈮-鈦復合氧化物的拉曼譜帶對應的峰C。 計算了峰強度比,結果為IA/I C= 0. 42、I B/Ic= 1. 09。
[0216] (實施例5)
[0217] 作為起始原料進一步加入氯化鉬的乙醇溶液,通過4價的Ti元素和6價的Mo元 素以保持電中性的方式置換5價的Nb元素,從而調整Nb/Ti元素的溶液比,除此以外,用與 實施例1同樣的方法合成活性物質。通過ICP分析定量了活性物質組成,確定摩爾比(N/T) 為1.52。Mo元素含有0.05m 〇 1。
[0218] 對得到的活性物質實施測定波長為514. 5nm的顯微拉曼光譜測定。出現與在 440cm 1出現的金紅石型氧化物的拉曼譜帶對應的峰A、與在649cm 1出現的銀-鈦復合氧化 物的拉曼譜帶對應的峰B、和與在271cm 1出現的鈮-鈦復合氧化物的拉曼譜帶對應的峰C。 計算了峰強度比,結果為IA/I C= 0. 35、I B/Ic= 1. 18。
[0219] (實施例6)
[0220] 作為起始原料進一步加入氯化鉭的乙醇溶液,以將Ta元素置換為Nb元素的方式 調整Nb/Ti元素的溶液比,除此以外,用與實施例1同樣的方法合成活性物質。通過ICP分 析定量了活性物質組成,確定摩爾比(N/T)為1.52。Ta元素含有0.05m 〇 1。
[0221] 對得到的活性物質實施測定波長為514. 5nm的顯微拉曼光譜測定。出現與在 439cm 1出現的金紅石型氧化物的拉曼譜帶對應的峰A、與在652cm 1出現的鈮-鈦復合氧化 物的拉曼譜帶對應的峰B、和與在268cm 1出現的鈮-鈦復合氧化物的拉曼譜帶對應的峰C。 計算了峰強度比,結果為IA/I C= 0. 37、I B/Ic= 1. 06。
[0222] (實施例7)
[0223] 作為起始原料使用硫酸氧鈦稀硫酸溶液和氯化鈮的乙醇溶液。將兩者混合,得到 無氫氧化物等異物析出的透明的混合溶液。一邊攪拌該混合溶液一邊滴加氨水,由此將PH 調節(jié)到7。將該溶液移入高壓釜容器中,實施240°C、5小時的水熱處理。在水熱處理后,在 用純水將沉淀得到的沉淀物洗凈、過濾后,用80°C的加熱器使其干燥,用乳缽粉碎,拆開凝 聚,得到前體。通過XRD測定對得到的前體進行了測定,結果檢測到相當于110 2的銳鈦礦 相的峰。以l〇〇°C /分鐘的升溫速度,在大氣中對得到的前體進行1100°C、1小時的燒成,然