电极、二次电池、电池包及车辆的制作方法

1.本发明的实施方式涉及电极、二次电池、电池包及车辆。


背景技术：

2.近年来，作为高能量密度电池，开发了锂离子二次电池、非水电解质二次电池等二次电池。二次电池被期待作为混合动力电动汽车、电动汽车之类的车辆用电源、或大型蓄电用电源来使用。在使用二次电池作为车辆用电源的情况下，除了高能量密度以外，还要求实现快速充放电性能及长期可靠性等。
3.快速充放电通过锂离子及电子在能够嵌入脱嵌锂离子及电子的正极及负极之间分别介由电解质及外部电路快速地进行移动而实现。这样的可快速充放电的电池具有充电时间大幅地短的优点。此外，若使用这样的可快速充放电的电池作为车辆用电源，则能够提高汽车的动力性能，进而，能够有效地回收动力的再生能量。
4.作为提高二次电池的输入输出性能的方法，报道了在电极中配合高分子固体电解质。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的课题是提供输入输出性能优异的电极、输入输出性能优异的二次电池及电池包、以及具备该电池包的车辆。
6.根据实施方式，提供一种电极，其具备包含活性物质、具有锂离子传导性的无机固体粒子和碳材料的活性物质含有层。活性物质含有层在利用汞压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中，显示出表示最大对数微分细孔容积的第1峰。第1峰的细孔径d1为0.05μm～10μm。与第1峰相对应的第1细孔容积相对于活性物质含有层中的总细孔容积为20％～50％。0.005μm～0.02μm的范围的第2细孔容积相对于第1细孔容积之比为0.1％～5％。
7.根据另一实施方式，提供一种二次电池，其具备正极、负极和电解质。正极及负极中的至少一者为上述实施方式的电极。
8.根据又一实施方式，提供一种电池包，其具备上述实施方式的二次电池。
9.根据再一实施方式，提供一种车辆，其具备上述实施方式的电池包。
10.根据上述构成，能够提供输入输出性能优异的电极、输入输出性能优异的二次电池及电池包、以及具备该电池包的车辆。
附图说明
11.图1是概略地表示实施方式的电极的一个例子的截面图。
12.图2是概略地表示实施方式的电极的一个例子的放大截面图。
13.图3是概略地表示以往的电极的一个例子的放大截面图。
14.图4是表示实施方式的电极的一个例子的活性物质含有层的对数微分细孔容积分布的图表。
15.图5是将图4中的s1部放大而得到的图表。
16.图6是表示实施方式的电极的其他例子的活性物质含有层的对数微分细孔容积分布的图表。
17.图7是将图6中的s2部放大而得到的图表。
18.图8是概略地表示实施方式的二次电池的一个例子的截面图。
19.图9是将图8中所示的二次电池的a部放大而得到的截面图。
20.图10是示意性表示实施方式的二次电池的其他例子的局部切口立体图。
21.图11是将图10中所示的二次电池的b部放大而得到的截面图。
22.图12是概略地表示实施方式的组电池的一个例子的立体图。
23.图13是概略地表示实施方式的电池包的一个例子的分解立体图。
24.图14是表示图13中所示的电池包的电路的一个例子的框图。
25.图15是概略地表示实施方式的车辆的一个例子的局部透视图。
26.图16是概略地表示实施方式的车辆中的关于电气系统的控制系统的一个例子的图。
27.符号说明
[0028]1…
电极组、2
…
外包装构件、3
…
负极、3a
…
负极集电体、3b
…
负极活性物质含有层、3c
…
负极集电极耳、4
…
隔膜、5
…
正极、5a
…
正极集电体、5b
…
正极活性物质含有层、5c
…
正极集电极耳、6
…
负极端子、7
…
正极端子、10
…
电极、10a
…
集电体、10b
…
活性物质含有层、11
…
活性物质粒子、12
…
无机固体粒子、12a
…
无机固体二次粒子、13
…
碳材料、21
…
汇流条、22
…
正极侧引线、22a
…
另一端、23
…
负极侧引线、23a
…
另一端、24
…
粘接胶带、31
…
容纳容器、32
…
盖、33
…
保护片材、34
…
印刷布线基板、35
…
布线、40
…
车辆本体、41
…
车辆用电源、42
…
电控制装置、43
…
外部端子、44
…
逆变器、45
…
驱动马达、51
…
活性物质粒子、52
…
无机固体粒子、53
…
碳材料、100
…
二次电池、200
…
组电池、200a
…
组电池、200b
…
组电池、200c
…
组电池、300
…
电池包、300a
…
电池包、300b
…
电池包、300c
…
电池包、301a
…
组电池监视装置、301b
…
组电池监视装置、301c
…
组电池监视装置、342
…
正极侧连接器、343
…
负极侧连接器、345
…
热敏电阻、346
…
保护电路、342a
…
布线、343a
…
布线、350
…
通电用的外部端子、352
…
正侧端子、353
…
负侧端子、348a
…
正极侧布线、348b
…
负极侧布线、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、416
…
电流检测部、417
…
负极输入端子、418
…
正极输入端子、l1
…
连接线、l2
…
连接线、w
…
驱动轮。
具体实施方式
[0029]
作为改善电极的输入输出性能的方法，有将固体电解质粒子等具有锂离子传导性的无机固体粒子混合于活性物质含有层中的方法。固体电解质粒子与活性物质相比锂离子的导电性优异。若配合固体电解质粒子，则能够使活性物质含有层内的锂离子传导电阻降低。固体电解质粒子的比表面积高时，较容易表现出降低锂离子传导电阻的效果。其另一方面，若为了提高比表面积而将固体电解质粒子微细化，则固体电解质变得容易凝聚，变得难以在活性物质含有层中均匀地分散。
[0030]
以下，对实施方式参照附图进行说明。需要说明的是，对实施方式中共同的构成标
注同一符号，省略重复的说明。此外，各图是有助于实施方式的说明和其理解的示意图，其形状、尺寸、比等有与实际的装置不同的地方，它们可以参考以下的说明和公知的技术适当进行设计变更。
[0031]
[第1实施方式]
[0032]
根据第1实施方式，提供一种电极。该电极具备包含活性物质、具有锂离子传导性的无机固体粒子和碳材料的活性物质含有层。通过汞压入法而得到的活性物质含有层的对数微分细孔容积分布曲线包含表示最大对数微分细孔容积的第1峰。与第1峰的峰顶位置相对应的细孔径d1在0.05μm～10μm的范围内
る
。对数微分细孔容积分布曲线所表示的活性物质含有层的总细孔容积中与第1峰相对应的第1细孔容积的比例为20％～50％。0.005μm～0.02μm的范围内的第2细孔容积相对于第1细孔容积之比为0.1％～5％。
[0033]
所涉及的电极例如可以为电池用电极。使用电极的电池例如可以为锂二次电池等二次电池。这里所谓的二次电池包含含有非水电解质的非水电解质二次电池。作为具体的例子，电极可以为在箔形状的集电体(集电箔)上形成有活性物质含有层(电极层)的非水电解质电池用电极。电极例如可作为正极和/或负极包含于电池中。
[0034]
活性物质含有层包含活性物质、具有锂离子传导性的无机固体粒子和作为导电剂的碳材料。除了这些活性物质、无机固体粒子及碳材料以外，活性物质含有层例如可进一步包含其他的导电剂和粘结剂。
[0035]
实施方式的电极由于包含具有锂离子传导性的无机固体粒子，因此活性物质含有层的锂离子传导电阻低。此外，由于包含碳材料，因此能够降低因配合无机固体粒子而引起的电子传导电阻上升。进而，在第1峰的细孔径d1在0.05μm～10μm的范围内、该峰的第1细孔容积占活性物质含有层的总细孔容积的20％～50％(0.2～0.5)、并且以相对于第1细孔容积之比计将具有0.005μm～0.02μm的细孔径的细孔的细孔容积合计的第2细孔容积之比为0.1％～5％(0.001～0.05)的活性物质含有层中，无机固体粒子良好地分散。因此，能够在活性物质含有层整体中均匀地降低锂离子传导电阻。因此，若使用实施方式的电极，则能够提高二次电池的输入输出性能。
[0036]
电极可进一步包含集电体。活性物质含有层例如可设置于集电体的至少1个主表面上。可以将活性物质含有层设置于集电体的1个主表面上。或者，活性物质含有层也可以设置于集电体的2个主表面、例如箔形状的集电体的背表的两面上。
[0037]
在集电体中，可以包含在其表面未形成活性物质含有层的部分。该部分可作为集电极耳起作用。
[0038]
将实施方式的电极的具体例子示于图1中。图1是概略地表示实施方式的电极的一个例子的截面图。在图1中所示的例子中，对作为电池的正极的电极的方案进行说明。图1是表示与正极5的主表面交叉的截面的概略截面图。
[0039]
图1中所示的正极5包含正极集电体5a和设置于正极集电体5a上的正极活性物质含有层5b。正极集电体5a包含未担载正极活性物质含有层5b的部分、即正极集电极耳5c。在图示的例子中，在正极集电体5a的表背两侧的主表面上担载有正极活性物质含有层5b。正极5也可以为仅在正极集电体5a的一面担载正极活性物质含有层5b的电极。
[0040]
利用图2更详细地表示所涉及的电极。图2是概略地表示实施方式的电极的一个例子的放大截面图。在图2中所示的例子中，与图1同样地对作为正极的方案进行说明。此外，
图2与图1同样地是表示与正极5的主表面交叉的截面的一部分的概略截面图。但是，与图1不同，在图2中表示仅在集电体的一面担载活性物质含有层的例子。
[0041]
图2中所示的正极5包含正极集电体5a和设置于正极集电体5a上的正极活性物质含有层5b。在图示的例子中，在正极集电体5a的一侧的主表面上担载有正极活性物质含有层5b。正极活性物质含有层5b含有活性物质粒子51、无机固体粒子52及粒子状的碳材料53。如图2中例示的那样，在正极活性物质含有层5b中无机固体粒子52未凝聚，作为一次粒子而分散配置。通过使微细的无机固体粒子52以一次粒子的形态均匀地分散的状态存在于正极活性物质含有层5b内，能够将其较广的表面积有效地利用于锂离子传导的促进。因此，实施方式的电极的输入输出性能优异。
[0042]
为了比较，图3中示出以往型的电极的一个例子。图3是概略地表示以往的电极的一个例子的放大截面图。图3是表示与电极的主表面交叉的截面的一部分的概略截面图。图3中所示的以往型的电极10包含集电体10a和设置于集电体10a上的活性物质含有层10b。在图示的例子中，在集电体10a的一侧的主表面上担载有活性物质含有层10b。活性物质含有层10b含有活性物质粒子11、无机固体粒子12及粒子状的碳材料13。无机固体粒子12作为其凝聚体即无机固体二次粒子12a包含于活性物质含有层10b内。无机固体粒子12的表面中朝向无机固体二次粒子12a的内侧的面未被有效利用，尽管添加微细的无机固体粒子12，也可得到与添加大粒径的无机固体粒子的情况相同程度的效果。
[0043]
示出对于实施方式的电极所含的活性物质含有层通过汞压入法而得到的对数微分细孔容积分布曲线的具体例子。图4及图6是表示实施方式的电极的一个例子及其他例子各自的活性物质含有层的对数微分细孔容积分布的图表。图5及图7是将图4中的s1部及图6中的s2部分别放大而得到的图表。
[0044]
图4及图6中所示的对数微分细孔容积分布曲线其峰顶都位于0.05μm～10μm的范围内(横轴方向)的细孔径d1处，包含对数微分细孔容积分布曲线中的表示最大对数微分细孔容积(纵轴方向)的第1峰p1。与第1峰p1相对应的第1细孔容积即第1峰p1处的累积的细孔容积占图表中所示的利用汞压入法得到的活性物质含有层的总细孔容积中的20％～50％。需要说明的是，关于某个范围的细孔径(横轴)的累积的细孔容积与在该范围内将对数微分细孔容积分布(纵轴)积分而得到的值、即向图表的横轴方向的对应的宽度中的对数微分细孔容积分布曲线下的部分的面积相对应。
[0045]
此外，第1细孔容积不与0.05μm～10μm的范围内的累积的细孔容积相对应，而是与在第1峰p1的峰顶的前后与某个对数微分细孔容积(纵轴)的极小值相对应的细孔径(横轴)之间的范围内的累积的细孔容积相对应。例如，图4中所示的例子的情况下从0.07μm至0.4μm为止的范围内的累积的细孔容积与第1细孔容积相对应，图6中所示的例子的情况下从细孔径0.09μm至0.4μm为止的范围内的累积的细孔容积与第1细孔容积相对应。
[0046]
在图示的例子中，对数微分细孔容积分布曲线在细孔径为0.005μm～0.02μm的范围内(横轴方向)包含第2峰p2。实施方式的电极也包含在活性物质含有层的对数微分细孔容积分布曲线的上述范围内不含第2峰p2的方案。例如，在细孔径为0.005μm～0.02μm的范围内可包含第1峰的肩。
[0047]
细孔径为0.005μm～0.02μm的范围内的累积的细孔容积(第2细孔容积)以相对于第1峰p1的第1细孔容积之比计取0.1％～5％的值(0.001≤第2细孔容积/第1细孔容积≤
0.05)。
[0048]
第1峰p1主要反映在活性物质含有层内的活性物质粒子之间形成的细孔。对数微分细孔容积分布曲线中细孔径为0.005μm～0.02μm的范围主要反映在未过度凝聚的无机固体粒子之间形成的细孔。
[0049]
如图4及图5以及图6及图7中分别所示的例子那样，在利用汞压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线在上述范围内包含最强度峰(第1峰p1)、该峰的细孔容积(第1细孔容积)及细孔径为0.005μm～0.02μm的细孔容积(第2细孔容积)满足上述条件的活性物质含有层中，无机固体粒子处于未凝聚地在层内均匀地分散的状态。因此，具备那样的活性物质含有层的电极能够显示出优异的输入输出性能。此外，由于活性物质含有层内的锂离子的扩散速度的不均少，因此活性物质含有层的整体可均等地参与充放电反应，不易产生部分劣化。
[0050]
利用汞压入法得到的活性物质含有层的总细孔容积优选为0.05ml/g～0.10ml/g。总细孔容积处于该范围内的活性物质含有层能量密度高，并且可保持充分的电解质。总细孔容积更优选为0.06ml/g～0.08ml/g。
[0051]
以下，对所涉及的电极的详细情况进行说明。
[0052]
活性物质含有层可以单独包含1种化合物作为活性物质，或者也可以组合包含2种以上的化合物。
[0053]
活性物质含有层例如以粒子的形态包含活性物质。活性物质优选以一次粒子的形态包含于活性物质含有层中。关于固体电解质粒子，与凝聚而形成二次粒子的活性物质相比，一次粒子的形态的活性物质能够更良好地分散。活性物质粒子优选具有1μm～20μm的平均一次粒径。
[0054]
无机固体粒子是为了提高活性物质含有层的锂离子传导性而配合的。无机固体粒子优选包含选自含有选自ti、ge、sr、zr、sn、al、sc、y、ba、p及ca中的至少一种以上的元素的第1金属氧化物、镧系元素系氧化物及含有选自li、ge、p、si、sn、al、ga、b及in中的至少一种以上的元素的第1硫化物中的至少1种化合物。镧系元素系氧化物是含有la、ce、pr、nd等镧系元素的氧化物。需要说明的是，第1金属氧化物也可以进一步含有la等镧系元素。
[0055]
作为无机固体粒子，例如可列举出氧化物系固体电解质、或硫化物系固体电解质。作为氧化物系固体电解质，优选使用具有nasicon型结构、通式lime2(po4)3所表示的锂磷酸固体电解质。上述通式中的me优选为选自钛(ti)、锗(ge)、锶(sr)、锆(zr)、锡(sn)、铝(al)中的至少一种以上的元素。元素me更优选包含ge、zr及ti中的任1个元素和al。
[0056]
作为具有nasicon型结构的锂磷酸固体电解质的具体例子，可列举出latp(li
1+d+e
aldti
2-d
siep
3-eo12
；0《d≤2、0≤e《3)、li
1+f+e
alfge
2-f
siep
3-eo12
；0≤f≤2、0≤e《3、li
1+f
alfzr
2-f
(po4)3；0≤f≤2及li
1+2g
cagzr
1-g
(po4)3；0≤g《1。li
1+2g
cagzr
1-g
(po4)3由于耐水性高，还原性及成本低，因此优选作为无机固体电解质粒子使用。
[0057]
此外，作为氧化物系固体电解质，除了上述锂磷酸固体电解质以外，还可列举出以lihpoinj表示且2.6≤h≤3.5、1.9≤i≤3.8及0.1≤j≤1.3的无定型状的lipon化合物(例如li
2.9
po
3.3n0.46
)；石榴石型结构的以li
5+k
xkla
3-k
mα2o
12
表示且x为选自ca、sr、及ba中的1种以上且mα为选自nb及ta中的1种以上且0≤k≤0.5的化合物；以li3mβ
2-k
l2o
12
表示且mβ为选自ta及nb中的1种以上且l可包含zr且0≤k≤0.5的化合物；以li
7-3k
alkla3zr3o
12
表示且0≤k≤
0.5的化合物；及以li
5+f
la3mγ
2-f
zrfo
12
表示且mγ为选自nb及ta中的1种以上且0≤f≤2的llz化合物(例如li7la3zr2o
12
)。
[0058]
此外，作为固体电解质，也可以使用含钠固体电解质。含钠固体电解质的钠离子的离子传导性优异。作为含钠固体电解质，可列举出β-氧化铝、钠磷硫化物及钠磷氧化物等。含钠离子的固体电解质优选处于玻璃陶瓷的形态。
[0059]
无机固体粒子优选为在25℃下具有1
×
10-5
s/cm以上的锂离子传导率的固体电解质。锂离子传导率例如可以通过交流阻抗法来测定。具体而言，首先，使用片剂成形器将无机固体粒子成形，得到压粉体。在该压粉体的两面蒸镀金(au)，得到测定试样。使用阻抗测定装置，对测定试样的交流阻抗进行测定。作为测定装置，例如使用solartron公司制频率响应分析仪1260型。在测定时，将测定频率设定为5hz至32mhz，将测定温度设定为25℃，在氩气氛下进行。
[0060]
基于所测定的交流阻抗，制作复数阻抗图。复数阻抗图是以横轴作为实数成分、对纵轴标绘出虚数成分的图。通过以下的式子，算出无机固体粒子的离子传导率σ
li
。需要说明的是，在下述式中，z
li
为由复数阻抗图的圆弧的直径算出的电阻值，s为面积，d为厚度。
[0061]
σ
li
＝(1/z
li
)
×
(d/s)
[0062]
固体电解质优选为路易斯酸。这样的固体电解质由于容易带正电，因此能够捕捉电解质中的阴离子。由此，在活性物质含有层内作为阳离子的锂离子变得更容易移动。这样的固体电解质的例子中可列举出上述的li
1+2g
cagzr
1-g
(po4)3、latp。
[0063]
无机固体粒子的形状没有特别限定，但例如可以设定为球状、椭圆形状、扁平形状或纤维状等。
[0064]
无机固体粒子的平均一次粒径优选为2μm以下。若无机固体粒子的平均一次粒径小，则存在电池内部的电阻低的倾向。
[0065]
无机固体粒子的平均一次粒径优选为0.2μm以上。若无机固体粒子的平均一次粒径大，则存在粒子彼此的凝聚得以抑制的倾向。
[0066]
所涉及的电极包含碳材料作为导电剂。导电剂是为了提高集电性能、并且抑制活性物质与集电体的接触电阻而配合的。对于碳材料，优选至少使用粒子状的碳材料。对于那样的粒子状导电剂的例子，包含乙炔黑等炭黑及石墨等。可以使用它们中的1种作为导电剂，或者，也可以将2种以上组合作为导电剂使用。作为其他的导电剂，例如可以进一步使用纤维状碳材料、平板状或片状的碳材料等。作为纤维状碳材料的例子，可列举出气相生长碳纤维(vapor grown carbon fiber；vgcf)、碳纳米纤维及碳纳米管。作为平板状、片状的碳材料的例子，可列举出石墨烯。此外，除了包含导电剂以外，也可以对活性物质粒子的表面进一步实施碳涂布、电子导电性无机材料涂布。
[0067]
在活性物质含有层中，碳材料相对于100质量份的活性物质的配合量优选为0.01质量份～10质量份，更优选为0.1质量份～5质量份。若碳材料的量多，则能够提高活性物质含有层的电子导电性。另一方面，若碳材料的量过多，则有可能能量密度降低。
[0068]
粘结剂是为了填埋所分散的活性物质的间隙、此外使活性物质与集电体粘结而配合的。粘结剂的例子中包含聚四氟乙烯(polytetrafluoro ethylene；ptfe)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride；pvdf)、氟系橡胶、丁苯橡胶、聚丙烯酸化合物、酰亚胺化合物、羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose；cmc)及cmc的盐。可以使用它们中的1种作为粘
结剂，或者也可以将2种以上组合作为粘结剂使用。
[0069]
在活性物质含有层中，粘结剂相对于100质量份的活性物质的配合量优选为0质量份～10质量份，更优选为1质量份～5质量份。若粘结剂的量多，则活性物质含有层与集电体的粘结性变得充分，可期待优异的循环性能。另一方面，若粘结剂的量过多，则有可能能量密度降低。
[0070]
对于集电体，可使用在活性物质中嵌入及脱嵌锂(li)的电位下电化学稳定的材料。例如，集电体优选由铜、镍、不锈钢或铝、或者包含选自mg、ti、zn、mn、fe、cu及si中的一种以上的元素的铝合金制作。集电体的厚度优选为5μm～20μm。具有这样的厚度的集电体能够取得电极的强度与轻量化的平衡。
[0071]
实施方式的电极可以作为正极使用，也可以作为负极使用。实施方式的电极优选作为正极使用。
[0072]
接着，对第1实施方式的电极的作为负极的方案及作为正极的方案分别进行详细说明。
[0073]
(正极)
[0074]
正极可以包含正极集电体和正极活性物质含有层。正极活性物质含有层可形成于正极集电体的一面或两面。正极活性物质含有层可以包含正极活性物质、无机固体粒子、碳材料和任选的其他导电剂及粘结剂。正极集电体及正极活性物质含有层可以分别为上述的集电体及活性物质含有层。
[0075]
正极活性物质例如可以包含含锂的过渡金属复合氧化物。含锂的过渡金属复合氧化物优选包含选自镍、钴及锰中的至少1种过渡金属。含锂的过渡金属复合氧化物优选除了包含这些过渡金属以外，还包含钛及铝中的至少一种元素。含锂的过渡金属复合氧化物可以li
1-v
ni
1-a-b
coamn
bac
o2表示。a为选自al、ti、zr、nb、mg、cr、v、fe、ta、mo、zn、ca、sn、si及p中的至少1种元素，v为0～1，a为0～1，b为0～1，a及b的合计为1以下，c为0～1。
[0076]
含锂的过渡金属复合氧化物的例子中包含锂锰复合氧化物(例如li
x
mn2o4或li
x
mno2；0《x≤1)、锂镍复合氧化物(例如li
x
nio2；0《x≤1)、锂钴复合氧化物(例如li
x
coo2；0《x≤1)、锂镍钴复合氧化物(例如li
x
ni
1-y
coyo2；0《x≤1、0《y《1)、锂锰钴复合氧化物(例如li
x
mnyco
1-y
o2；0《x≤1、0《y《1)、具有尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物(例如li
x
mn
2-w
niwo4；0《x≤1、0《w《2)、具有橄榄石结构的锂磷氧化物(例如li
x
fepo4；0《x≤1、li
x
fe
1-y
mnypo4；0《x≤1、0《y《1、li
x
copo4；0《x≤1)及锂镍钴锰复合氧化物(li
x
ni
1-y-z
coymnzo2；0《x≤1、0《y《1、0《z《1、y+z《1)。
[0077]
或者，正极活性物质可包含其他的氧化物及硫化物。氧化物及硫化物的例子中可列举出能够嵌入及脱嵌li或li离子的化合物。其他的氧化物的例子中包含二氧化锰(mno2)、氧化铁、氧化铜、氧化镍及钒氧化物(例如v2o5)。其他的硫化物的例子中包含硫酸铁(fe2(so4)3)。
[0078]
正极活性物质的比表面积优选为0.1m2/g～10m2/g。具有0.1m2/g以上的比表面积的正极活性物质能够充分确保li离子的嵌入/脱嵌位点。具有10m2/g以下的比表面积的正极活性物质在工业生产上容易处理，并且可确保良好的充放电循环性能。
[0079]
正极集电体优选为铝箔、或包含选自mg、ti、zn、ni、cr、mn、fe、cu及si中的一种以上的元素的铝合金箔。铝箔的纯度优选为99质量％以上。铝箔或铝合金箔中所含的铁、铜、
镍及铬等过渡金属的含量优选为1质量％以下。
[0080]
此外，正极集电体可以包含在其表面未形成正极活性物质含有层的部分。该部分可以作为正极集电极耳起作用。
[0081]
正极活性物质含有层的密度(不含集电体)优选为3.0g/cm3～3.6g/cm3，更优选为3.2g/cm3～3.5g/cm3。
[0082]
(负极)
[0083]
负极可以包含负极集电体和负极活性物质含有层。负极活性物质含有层可以包含负极活性物质、无机固体粒子、碳材料和任选的其他导电剂及粘结剂。负极集电体及负极活性物质含有层可以分别为上述的集电体及活性物质含有层。
[0084]
作为负极活性物质，例如可列举出具有尖晶石结构的钛酸锂(例如以li
4+m
ti5o
12
表示、0≤m≤3的钛酸锂)、二氧化钛(tio2)、锐钛矿型二氧化钛、金红石型二氧化钛、五氧化铌(nb2o5)、锰钡矿型钛复合氧化物、具有斜方锰矿结构的锂钛氧化物(例如li
2+m
ti3o7、0≤m≤3)、斜方晶型(orthorhombic)含钛的复合氧化物及单斜晶型铌钛复合氧化物。
[0085]
作为斜方晶型含钛的复合氧化物的例子，可列举出li
2+n
m1
2-r
ti
6-s
m2
to14+σ
所表示的化合物。其中，m1为选自sr、ba、ca、mg、na、cs、rb及k中的至少1个。m2为选自zr、sn、v、nb、ta、mo、w、y、fe、co、cr、mn、ni及al中的至少1个。组成式中的各个下标为0≤n≤6、0≤r《2、0≤s《6、0≤t《6、-0.5≤σ≤0.5。作为斜方晶型含钛的复合氧化物的具体例子，可列举出li
2+n
na2ti6o
14
(0≤n≤6)。
[0086]
作为上述单斜晶型铌钛复合氧化物的例子，可列举出liuti
1-g
m3gnb
2-r
m4ro
7+δ
所表示的化合物。其中，m3为选自zr、si及sn中的至少1个。m4为选自v、ta及bi中的至少1个。组成式中的各个下标为0≤u≤5、0≤g《1、0≤r《2、-0.3≤δ≤0.3。作为单斜晶型铌钛复合氧化物的具体例子，可列举出liunb2tio7(0≤u≤5)。
[0087]
作为单斜晶型铌钛复合氧化物的其他例子，可列举出liuti
1-g
m5
g+r
nb
2-ro7-δ
所表示的化合物。其中，m5为选自mg、fe、ni、co、w、ta及mo中的至少1个。组成式中的各个下标为0≤u≤5、0≤g《1、0≤r《2、-0.3≤δ≤0.3。
[0088]
负极集电体例如优选由铜、镍、不锈钢或铝、或者包含选自mg、ti、zn、mn、fe、cu及si中的一种以上的元素的铝合金制作。
[0089]
此外，负极集电体可以包含在其表面未形成负极活性物质含有层的部分。该部分可以作为负极集电极耳起作用。
[0090]
负极活性物质含有层的密度(不含集电体)优选为1.8g/cm3～2.8g/cm3。负极活性物质含有层的密度为该范围内的负极的能量密度和电解质的保持性优异。负极活性物质含有层的密度更优选为2.1g/cm3～2.6g/cm3。
[0091]
《制造方法》
[0092]
接着，对实施方式的电极的制造方法进行说明。
[0093]
首先，将无机固体粒子分散到溶剂中，进行搅拌处理，制备第1浆料。作为溶剂，例如使用n-甲基-2-吡咯烷酮。分散液中的固体成分调整为10％～70％。作为搅拌机，使用珠磨机。作为具体的珠磨机搅拌机，例如可列举出ashizawa finetech公司制珠磨机star mill lme4。搅拌处理以珠子径φ0.1mm～5mm、珠子填充率40％～90％、搅拌速度300rpm～2000rpm的条件进行1分钟～1小时。更优选以搅拌速度700rpm～1500rpm进行搅拌处理。
[0094]
接着，将第1浆料、活性物质、粒状碳和任选的粘结剂及其他的碳材料混合，搅拌而制备第2浆料。这里，进行使用行星式混合器进行搅拌后用珠磨机进一步进行搅拌的二阶段的搅拌处理。在利用行星式混合器的第一阶段的搅拌中，搅拌速度例如设定为30rpm～6000rpm，搅拌时间设定为10分钟～2小时。利用珠磨机的第二阶段的搅拌以珠子径φ0.5mm～3mm、珠子填充率40％～90％、搅拌速度300rpm～2000rpm的条件进行3分钟～1小时。
[0095]
将第2浆料涂布于集电体的一面或两面，例如在100℃～120℃的温度环境下使涂膜干燥，得到活性物质含有层与集电体的层叠体。通过对该层叠体实施压制处理，能够得到电极。在该方法中，无机固体粒子的凝聚得以抑制，无机固体粒子在活性物质间充分地分散。由此，由于能够将比表面积大的无机固体粒子分散配置于活性物质含有层中，因此能够得到显示出优异的输出性能的电极。
[0096]
《测定方法》
[0097]
对于电极的测定方法，以下进行说明。具体而言，对通过汞压入法来取得活性物质含有层的对数微分细孔容积分布曲线的方法及电极所含的活性物质的确认方法进行说明。
[0098]
在对组装入电池中的电极进行测定的情况下，通过以下的步骤将电极从电池取出。
[0099]
首先，使电池处于放电状态。这里的放电状态是指放电至电池的充电率达到0％为止的状态。将处于放电状态的电池放入不活泼气氛的手套箱、例如以氩气填充的手套箱内。接着，在手套箱内将成为对象的电极从电池取出。具体而言，在手套箱中，为了慎重起见一边注意不要使正极、负极短路，一边将电池的外包装切割并打开。从其中，例如在将正极中使用的电极作为测定试样的情况下，将与正极侧端子连接的电极切出。或者，在将负极中使用的电极作为测定试样的情况下，将与负极侧端子连接的电极切出。将取出的电极例如在碳酸二乙酯溶剂中浸渍3分钟，之后，在不活泼气体气氛下的手套箱内进行干燥。
[0100]
(对数微分细孔容积分布曲线的取得方法)
[0101]
利用汞压入法的活性物质含有层的对数微分细孔容积分布曲线例如可通过以下的方法来得到。
[0102]
将作为测定试样的电极切断，得到多个试验片。试验片的大小例如设定为短边为1.25cm、长边为2.5cm的长方状。需要说明的是，试验片的切断设定为在包含与电极的短边平行的假想线的中心部的部位进行。该情况下，在电极为卷绕型的情况下，设定为对进一步将与长边平行的假想线以试验片的数目等分而得到的部位进行切断。此外，在电极为层叠型的情况下，设定为进一步对所层叠的每1片电极将与电极的长边平行的假想线的中央部分切断而得到试验片。如果是电极片数比意图的试验片的数目少的情况下，也可以从1片电极切断多个。
[0103]
接着，将多个试验片设置于测定装置的测定单元中，使汞侵入试验片的细孔内。试验片的数目例如设定为16片～32片。作为测定单元，例如使用茎容积为0.4cc的大片用5cc单元。作为测定装置，例如使用岛津autopore 9520(autopore 9520 model manufactured by shimadzu corporation)。在测定时，例如将初始压设定为7kpa，将终止压设定为414mpa。测定每隔初始压的1.1n倍的压力进行。n为正的整数。即，测定例如将7kpa、7.7kpa、8.47kpa、9.317kp、
……7×
1.1n倍kp作为测定点，进行至压力达到414mpa为止。7kpa相当于1.0psia(磅每平方英寸绝对压力：pound per square inch absolute)，相当于直径大约为
180μm的细孔。此外，414mpa相当于大约6psia，相当于直径大约为0.003μm的细孔。汞接触角设定为130度(degrees)，汞表面张力设定为485dynes/cm。通过处理所得到的数据，能够得到活性物质含有层的对数微分细孔容积分布曲线及总细孔容积、各细孔径的每个范围的细孔容积。
[0104]
(活性物质及无机固体粒子的确认方法)
[0105]
通过将利用具备能量色散型x射线分析装置的扫描型电子显微镜(scanning electron microscope-energy dispersive x-ray spectrometry；sem-edx)的元素分析、x射线衍射(x-ray diffraction；xrd)测定及电感耦合等离子体(inductively coupled plasma：icp)发光分光法组合，能够确认电极的活性物质含有层中所含的活性物质及无机固体粒子的组成。通过sem-edx分析，能够获知活性物质含有层中所含的成分的形状及活性物质含有层中所含的成分的组成(周期表中的b～u的各元素)。通过icp测定，能够对活性物质含有层中的元素进行定量。而且，通过xrd测定，能够确认活性物质含有层中所含的材料的晶体结构。
[0106]
将如以上那样操作而取出的电极的截面通过ar离子铣削切出。利用sem对所切出的截面进行观察。对于试样的采样，也按照不与大气接触的方式在氩、氮等不活泼气氛中进行。在3000倍的sem观察图像中，选定几个粒子。此时，按照所选定的粒子的粒度分布尽可能变宽的方式选定。
[0107]
接着，对于所选定的各个粒子，利用edx进行元素分析。由此，能够特定所选定的各个粒子中所含的元素中除li以外的元素的种类及量。
[0108]
关于li，通过icp发光分光法，能够得到关于活性物质含有层整体中的li的含量的信息。icp发光分光法按照以下的步骤来进行。
[0109]
从干燥后的电极如下那样操作而准备粉末试样。将活性物质含有层从集电体剥离，用乳钵捣碎。将捣碎后的试样用酸溶解，制备液体样品。此时，作为酸，可以使用盐酸、硝酸、硫酸、氟化氢等。通过将该液体样品供于icp发光分光分析，能够获知测定对象的活性物质及无机固体粒子中所含的元素的浓度。
[0110]
在sem中选定的各个粒子中所含的化合物的晶体结构可以通过xrd测定来特定。通过特定晶体结构，能够将复合氧化物与电极活性物质区别。xrd测定以cukα射线作为射线源，在2θ＝5
°
～90
°
的测定范围内进行。通过该测定，能够得到所选定的粒子中所含的化合物的x射线衍射图案。
[0111]
作为xrd测定的装置，使用rigaku公司制smartlab。测定条件设定为如下所述：
[0112]
x射线源：cu靶
[0113]
输出功率：45kv、200ma
[0114]
梭拉狭缝：入射及受光均为5
°
[0115]
步进宽度(2θ)：0.02deg
[0116]
扫描速度：20deg/分钟
[0117]
半导体检测器：d/tex ultra 250
[0118]
试样板保持器：平板玻璃试样板保持器(厚度0.5mm)
[0119]
测定范围：5
°
≤2θ≤90
°
的范围。
[0120]
在使用其他装置的情况下，使用粉末x射线衍射用标准si粉末进行测定，找到可得
到与通过上述装置得到的结果同等的峰强度、半值宽度及衍射角的测定结果的条件，以该条件进行试样的测定。
[0121]
xrd测定的条件设定为能够取得可应用于rietveld解析的xrd图案的条件。为了收集rietveld解析用的数据，具体而言，使步进宽度成为衍射峰的最小半值宽度的1/3～1/5，按照最强度反射的峰位置处的强度成为5000cps以上的方式适当调整测定时间或x射线强度。
[0122]
将如以上那样操作而得到的xrd图案通过rietveld法进行解析。在rietveld法中，由预先推定的晶体结构模型计算衍射图案。这里的晶体结构模型的推定基于利用edx及icp的分析结果来进行。通过将该计算值和实测值全部进行拟合，能够精密地分析关于晶体结构的参数(晶格常数、原子坐标、占有率等)。
[0123]
xrd测定可以通过在广角x射线衍射装置的玻璃保持器上直接贴附电极试样并进行测定来进行。此时，根据电极集电体的金属箔的种类而预先测定xrd光谱，把握在哪个位置出现集电体来源的峰。此外，还预先把握导电剂或粘结剂之类的合剂的峰的有无。在集电体的峰与活性物质的峰重叠的情况下，优选将活性物质含有层从集电体上剥离而进行测定。这是为了在定量地测定峰强度时，将重叠的峰分离。当然，若能够在事先把握这些，则可以省略该操作。
[0124]
(粒径的测定方法)
[0125]
活性物质的一次粒子的平均一次粒径及无机固体粒子的平均一次粒径可以通过透射型电子显微镜(transmission electron microscope；tem)观察来得到。
[0126]
对于作为测定试样的电极，使用tem以可明确地看到活性物质、无机固体粒子的一次粒子的例如5万倍的倍率进行拍摄。接着，对于活性物质及无机固体粒子，分别从该tem图像中拍摄的一次粒子中选择可见到整体的一次粒子。接着，将该一次粒子近似为椭圆。在该近似时，按照一次粒子的轮廓与椭圆的圆周的轮廓的差异变得最小的方式，设定椭圆的长轴与短轴之比。接着，测定椭圆的长轴及短轴的长度。将像这样操作而得到的椭圆的长轴及短轴的长度的相加平均值设定为一次粒子的粒径。对随机地选出的100个粒子进行同样的操作，将它们的相加平均值设定为一次粒子的平均粒径。
[0127]
第1实施方式的电极具备包含活性物质、具有锂离子传导性的无机固体粒子和碳材料的活性物质含有层。关于活性物质含有层的利用汞压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线的峰顶位于0.05μm～10μm的范围内的细孔径d1处，并且包含表示最大对数微分细孔容积的第1峰。第1峰的第1细孔容积相对于总细孔容积的比例为20％～50％。0.005μm～0.02μm的范围的第2细孔容积相对于第1细孔容积之比为0.1％～5％。该电极显示出优异的输入输出性能。
[0128]
[第2实施方式]
[0129]
根据第2实施方式，提供一种二次电池，其包含正极、负极和电解质。正极及负极中的至少一者为第1实施方式的电极。
[0130]
第2实施方式的二次电池也可以进一步具备配置于正极与负极之间的隔膜。正极、负极及隔膜可以构成电极组。电解质可保持于电极组中。
[0131]
此外，第2实施方式的二次电池可以进一步具备容纳电极组及电解质的外包装构件。
[0132]
进而，第2实施方式的二次电池可以进一步具备与正极电连接的正极端子及与负极电连接的负极端子。
[0133]
第2实施方式的二次电池例如可以为锂二次电池。此外，二次电池包含含有非水电解质的非水电解质二次电池。
[0134]
以下，对正极、负极、电解质、隔膜、外包装构件、正极端子及负极端子进行说明。
[0135]
1)正极
[0136]
正极可以为作为第1实施方式的电极的正极的方案。或者，在包含第1实施方式的电极作为负极的电池中，正极可以为与第1实施方式的电极不同的其他的正极。
[0137]
其他的正极可以为在活性物质含有层(正极活性物质含有层)中不含固体电解质粒子的正极。此外，在关于其他的正极的活性物质含有层的利用汞压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中，最强度峰的峰顶位置可处于0.05μm～10μm的范围外。或者，即使最强度峰的位置为0.05μm～10μm的范围内，与该峰相对应的细孔容积(第1细孔容积)所占的比例也可低于整体的20％或超过50％。或者，与最强度峰的细孔容积(第1细孔容积)相对应的0.005μm～0.2μm的范围的细孔容积(第2细孔容积)之比可低于0.1％或超过5％。除此以外，其他的正极的详细情况与第1实施方式的电极同样。
[0138]
由于与第1实施方式中的说明重复，因此省略详细的说明。
[0139]
2)负极
[0140]
负极可以为作为第1实施方式的电极的负极的方案。或者，在包含第1实施方式的电极作为正极的电池中，负极可以为与第1实施方式的电极不同的其他的负极。
[0141]
其他的负极可以为在活性物质含有层(负极活性物质含有层)中不含固体电解质粒子的负极。此外，在关于其他的负极的活性物质含有层的利用汞压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中，最强度峰的峰顶位置可处于0.05μm～10μm的范围外。或者，即使最强度峰的位置为0.05μm～10μm的范围内，与该峰相对应的细孔容积(第1细孔容积)所占的比例也可低于整体的20％或超过50％。或者，与最强度峰的细孔容积(第1细孔容积)相对应的0.005μm～0.2μm的范围的细孔容积(第2细孔容积)的比可低于0.1％或超过5％。除此以外，其他的负极的详细情况与第1实施方式的电极同样。
[0142]
由于与第1实施方式中的说明重复，因此省略详细的说明。
[0143]
3)电解质
[0144]
作为电解质，例如可以使用液状非水电解质或凝胶状非水电解质。液状非水电解质通过将作为溶质的电解质盐溶解于有机溶剂中来制备。电解质盐的浓度优选为0.5mol/l～2.5mol/l。
[0145]
电解质盐的例子中包含高氯酸锂(liclo4)、六氟化磷酸锂(lipf6)、四氟化硼酸锂(libf4)、六氟化砷酸锂(liasf6)、三氟甲磺酸锂(licf3so3)及双(三氟甲磺酰)亚胺锂(lin(cf3so2)2)那样的锂盐及它们的混合物。电解质盐优选为在高电位下也难以氧化的物质，最优选lipf6。
[0146]
有机溶剂的例子中包含碳酸亚丙酯(propylene carbonate；pc)、碳酸亚乙酯(ethylene carbonate；ec)、碳酸亚乙烯酯(vinylene carbonate；vc)那样的环状碳酸酯；碳酸二乙酯(diethyl carbonate；dec)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate；dmc)、碳酸甲乙酯(methyl ethyl carbonate；mec)那样的链状碳酸酯；四氢呋喃(tetrahydrofuran；thf)、
2甲基四氢呋喃(2-methyl tetrahydrofuran；2methf)、二氧杂环戊烷(dioxolane；dox)那样的环状醚；二甲氧基乙烷(dimethoxy ethane；dme)、二乙氧基乙烷(diethoxy ethane；dee)那样的链状醚；γ-丁内酯(γ-butyrolactone；gbl)、乙腈(acetonitrile；an)及环丁砜(sulfolane；sl)。这些有机溶剂可以单独或作为混合溶剂使用。
[0147]
凝胶状非水电解质通过将液状非水电解质与高分子材料复合化来制备。高分子材料的例子中包含聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride；pvdf)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile；pan)、聚环氧乙烷(polyethylene oxide；peo)、或它们的混合物。
[0148]
或者，作为非水电解质，除了液状非水电解质及凝胶状非水电解质以外，也可以使用含有锂离子的常温熔融盐(离子性熔体)、高分子固体电解质及无机固体电解质等。
[0149]
常温熔融盐(离子性熔体)是指包含有机物阳离子与阴离子的组合的有机盐中在常温(15℃～25℃)下可以作为液体存在的化合物。常温熔融盐中包含以单质的形式作为液体存在的常温熔融盐、通过与电解质盐混合而成为液体的常温熔融盐、通过溶解于有机溶剂中而成为液体的常温熔融盐、或它们的混合物。一般，二次电池中使用的常温熔融盐的熔点为25℃以下。此外，有机物阳离子一般具有季铵骨架。
[0150]
高分子固体电解质通过将电解质盐溶解于高分子材料中并固体化来制备。
[0151]
无机固体电解质为具有li离子传导性的固体物质。
[0152]
4)隔膜
[0153]
隔膜例如由包含聚乙烯(polyethylene；pe)、聚丙烯(polypropylene；pp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；pet)、纤维素或聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride；pvdf)的多孔质膜、或者合成树脂制无纺布形成。除此以外，也可以使用在多孔质膜上涂布有无机化合物或有机化合物的隔膜。从安全性的观点出发，优选使用由聚乙烯或聚丙烯形成的多孔质膜。这是因为这些多孔质膜在一定温度下熔融，能够将电流阻断。
[0154]
5)外包装构件
[0155]
作为外包装构件，例如可以使用由层压膜制成的容器、或金属制容器。
[0156]
层压膜的厚度例如为0.5mm以下，优选为0.2mm以下。
[0157]
作为层压膜，使用包含多个树脂层和夹在这些树脂层间的金属层的多层膜。树脂层例如包含聚丙烯(polypropylene；pp)、聚乙烯(polyethylene；pe)、尼龙及聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；pet)等高分子材料。为了轻量化，金属层优选由铝箔或铝合金箔制成。层压膜通过利用热熔融粘合进行密封，可成形为外包装构件的形状。
[0158]
金属制容器的壁的厚度例如为1mm以下，更优选为0.5mm以下，进一步优选为0.2mm以下。
[0159]
金属制容器例如由铝或铝合金等制作。铝合金优选包含镁、锌及硅等元素。在铝合金包含铁、铜、镍及铬等过渡金属的情况下，其含量优选为100质量ppm以下。就具备这样的金属制容器的电池而言，能够使高温环境下的长期可靠性及放热性飞跃地提高。
[0160]
外包装构件的形状没有特别限定。外包装构件的形状例如也可以为扁平型(薄型)、方型、圆筒型、硬币型、或纽扣型、片材型、层叠型等。外包装构件可以根据电池尺寸、电池的用途而适当选择。例如，外包装构件可以为搭载于便携用电子设备等上的小型电池用的外包装构件。此外，外包装构件可以为搭载于两轮至四轮的汽车等车辆上的大型电池用
的外包装构件。
[0161]
6)正极端子
[0162]
正极端子可以由在相对于锂的氧化还原电位为3v～4.5v的电位范围(vs.li/li
+
)内电稳定、并且具有导电性的材料形成。作为正极端子的材料，可列举出铝、或包含选自mg、ti、zn、mn、fe、cu及si中的至少1种元素的铝合金。为了降低与正极集电体的接触电阻，正极端子优选由与正极集电体同样的材料形成。
[0163]
7)负极端子
[0164]
负极端子可以由在相对于锂的氧化还原电位为0.8v～3v的电位范围(vs.li/li
+
)内电稳定、并且具有导电性的材料形成。具体而言，作为负极端子的材料，可列举出铜、镍、不锈钢或铝、或者包含选自mg、ti、zn、mn、fe、cu及si中的至少1种元素的铝合金。作为负极端子的材料，优选使用铝或铝合金。为了降低与负极集电体的接触电阻，负极端子优选由与负极集电体同样的材料形成。
[0165]
接着，对于第2实施方式的二次电池，参照附图更具体地进行说明。
[0166]
图8是概略地表示第2实施方式的二次电池的一个例子的截面图。图9是将图8中所示的二次电池的a部放大而得到的截面图。
[0167]
图8及图9中所示的二次电池100具备图8中所示的袋状外包装构件2、图8及图9中所示的电极组1和未图示的电解质。电极组1及电解质被收纳于袋状外包装构件2内。电解质(未图示的)被保持于电极组1中。
[0168]
袋状外包装构件2由包含2个树脂层和夹在它们之间的金属层的层压膜制成。
[0169]
如图8中所示的那样，电极组1为扁平状的卷绕型电极组。扁平状且卷绕型的电极组1如图9中所示的那样包含负极3、隔膜4和正极5。隔膜4夹在负极3与正极5之间。
[0170]
负极3包含负极集电体3a和负极活性物质含有层3b。负极3中的位于卷绕型的电极组1的最外壳的部分如图9中所示的那样仅在负极集电体3a的内表面侧形成有负极活性物质含有层3b。在负极3中的其他的部分中，在负极集电体3a的两面形成有负极活性物质含有层3b。
[0171]
正极5包含正极集电体5a和形成于其两面的正极活性物质含有层5b。
[0172]
如图8中所示的那样，负极端子6及正极端子7位于卷绕型的电极组1的外周端附近。该负极端子6与位于负极集电体3a的最外壳的部分连接。此外，正极端子7与位于正极集电体5a的最外壳的部分连接。这些负极端子6及正极端子7从袋状外包装构件2的开口部伸出到外部。在袋状外包装构件2的内表面设置有热塑性树脂层，通过其被热熔融粘合，开口部被封闭。
[0173]
第2实施方式的二次电池并不限于图8及图9中所示的构成的二次电池，例如也可以是图10及图11中所示的构成的电池。
[0174]
图10是示意性表示第2实施方式的二次电池的其他例子的局部切口立体图。图11是将图10中所示的二次电池的b部放大而得到的截面图。
[0175]
图10及图11中所示的二次电池100具备图10及图11中所示的电极组1、图10中所示的外包装构件2和未图示的电解质。电极组1及电解质被收纳于外包装构件2内。电解质被保持于电极组1中。
[0176]
外包装构件2由包含2个树脂层和夹在它们之间的金属层的层压膜制成。
[0177]
电极组1如图11中所示的那样为层叠型的电极组。层叠型的电极组1具有将负极3与正极5在使隔膜4夹在它们之间的同时交替层叠而成的结构。
[0178]
电极组1包含多个负极3。多个负极3分别具备负极集电体3a和担载于负极集电体3a的两面的负极活性物质含有层3b。此外，电极组1包含多个正极5。多个正极5分别具备正极集电体5a和担载于正极集电体5a的两面的正极活性物质含有层5b。
[0179]
各负极3的负极集电体3a在其一边上包含在任一表面未担载负极活性物质含有层3b的部分。该部分作为负极集电极耳3c起作用。如图11中所示的那样，负极集电极耳3c没有与正极5重叠。此外，多个负极集电极耳3c与带状的负极端子6电连接。带状的负极端子6的前端被引出到外包装构件2的外部。
[0180]
此外，虽然未图示，但各正极5的正极集电体5a在其一边上包含在任一表面未担载正极活性物质含有层5b的部分。该部分作为正极集电极耳起作用。正极集电极耳与负极集电极耳3c同样地没有与负极3重叠。此外，正极集电极耳相对于负极集电极耳3c位于电极组1的相反侧。正极集电极耳与带状的正极端子7电连接。带状的正极端子7的前端位于与负极端子6相反侧，被引出到外包装构件2的外部。
[0181]
第2实施方式的二次电池包含第1实施方式的电极作为正极及负极中的至少一者。因此，第2实施方式的二次电池的输入输出性能优异。
[0182]
[第3实施方式]
[0183]
根据第3实施方式，提供一种组电池。第3实施方式的组电池具备多个第2实施方式的二次电池。
[0184]
在第3实施方式的组电池中，各单电池可以以串联或并联的方式电连接而配置，或也可以将串联连接及并联连接组合而配置。
[0185]
接着，对于第3实施方式的组电池的一个例子，参照附图进行说明。
[0186]
图12是概略地表示第3实施方式的组电池的一个例子的立体图。图12中所示的组电池200具备5个单电池100a～100e、4个汇流条21、正极侧引线22和负极侧引线23。5个单电池100a～100e各自为第2实施方式的二次电池。
[0187]
汇流条21例如将1个单电池100a的负极端子6与位于相邻的单电池100b的正极端子7连接。像这样操作，5个单电池100通过4个汇流条21以串联的方式被连接。即，图12的组电池200为5个串联的组电池。虽然未图示出例子，但在包含以并联的方式电连接的多个单电池的组电池中，例如，多个负极端子彼此通过汇流条被连接，并且多个正极端子彼此通过汇流条被连接，从而多个单电池可被电连接。
[0188]
5个单电池100a～100e中的至少1个电池的正极端子7与外部连接用的正极侧引线22电连接。此外，5个单电池100a～100e中的至少1个电池的负极端子6与外部连接用的负极侧引线23电连接。
[0189]
第3实施方式的组电池具备第2实施方式的二次电池。因此，组电池的输入输出性能优异。
[0190]
[第4实施方式]
[0191]
根据第4实施方式，提供一种电池包。该电池包具备第3实施方式的组电池。该电池包也可以具备单一的第2实施方式的二次电池来代替第3实施方式的组电池。
[0192]
第4实施方式的电池包可以进一步具备保护电路。保护电路具有控制二次电池的
充放电的功能。或者，也可以将使用电池包作为电源的装置(例如电子设备、汽车等)中所含的电路作为电池包的保护电路使用。
[0193]
此外，第4实施方式的电池包也可以进一步具备通电用的外部端子。通电用的外部端子是用于将来自二次电池的电流输出到外部和/或用于将来自外部的电流输入到二次电池的部件。换言之，在将电池包作为电源使用时，电流经由通电用的外部端子被供给到外部。此外，在将电池包进行充电时，充电电流(包含汽车等的动力的再生能量)经由通电用的外部端子被供给到电池包。
[0194]
接着，对于第4实施方式的电池包的一个例子，参照附图进行说明。
[0195]
图13是概略地表示第4实施方式的电池包的一个例子的分解立体图。图14是表示图13中所示的电池包的电路的一个例子的框图。
[0196]
图13及图14中所示的电池包300具备容纳容器31、盖32、保护片材33、组电池200、印刷布线基板34、布线35和未图示的绝缘板。
[0197]
图13中所示的容纳容器31为具有长方形的底面的有底方型容器。容纳容器31能够将保护片材33、组电池200、印刷布线基板34和布线35容纳地构成。盖32具有矩形型的形状。盖32通过将容纳容器31覆盖而容纳上述组电池200等。在容纳容器31及盖32上，虽然未图示，但设置有用于与外部设备等连接的开口部或连接端子等。
[0198]
组电池200具备多个单电池100、正极侧引线22、负极侧引线23和粘接胶带24。
[0199]
多个单电池100中的至少1个为第2实施方式的二次电池。多个单电池100各自如图14中所示的那样以串联的方式电连接。多个单电池100可以以并联的方式电连接，也可以将串联连接及并联连接组合而连接。若将多个单电池100并联连接，则与串联连接的情况相比，电池容量增大。
[0200]
粘接胶带24将多个单电池100捆紧。代替粘接胶带24，也可以使用热收缩带将多个单电池100固定。在该情况下，在组电池200的两侧面配置保护片材33，使热收缩带绕圈后，使热收缩带热收缩而将多个单电池100捆扎。
[0201]
正极侧引线22的一端与组电池200连接。正极侧引线22的一端与1个以上的单电池100的正极电连接。负极侧引线23的一端与组电池200连接。负极侧引线23的一端与1个以上的单电池100的负极电连接。
[0202]
印刷布线基板34在容纳容器31的内侧面中沿着一个短边方向的面而设置。印刷布线基板34具备正极侧连接器342、负极侧连接器343、热敏电阻345、保护电路346、布线342a及343a、通电用的外部端子350、正极侧布线(正侧布线)348a和负极侧布线(负侧布线)348b。印刷布线基板34的一个主表面与组电池200的一个侧面相对。在印刷布线基板34与组电池200之间，夹着未图示的绝缘板。
[0203]
在正极侧连接器342上电连接有正极侧引线22的另一端22a。在负极侧连接器343上电连接有负极侧引线23的另一端23a。
[0204]
热敏电阻345被固定于印刷布线基板34的一个主表面上。热敏电阻345检测单电池100各自的温度，并将其检测信号发送至保护电路346。
[0205]
通电用的外部端子350被固定于印刷布线基板34的另一个主表面上。通电用的外部端子350与存在于电池包300的外部的设备电连接。通电用的外部端子350包含正侧端子352和负侧端子353。
[0206]
保护电路346被固定于印刷布线基板34的另一个主表面上。保护电路346介由正极侧布线348a与正侧端子352连接。保护电路346介由负极侧布线348b与负侧端子353连接。此外，保护电路346介由布线342a与正极侧连接器342电连接。保护电路346介由布线343a与负极侧连接器343电连接。进而，保护电路346介由布线35与多个单电池100各自电连接。
[0207]
保护片材33被配置于容纳容器31的长边方向的两个内侧面和介由组电池200与印刷布线基板34相对的短边方向的内侧面上。保护片材33例如由树脂或橡胶形成。
[0208]
保护电路346控制多个单电池100的充放电。此外，保护电路346基于从热敏电阻345发送的检测信号、或者从各个单电池100或组电池200发送的检测信号，将保护电路346与向外部设备通电用的外部端子350(正侧端子352、负侧端子353)的电连接阻断。
[0209]
作为从热敏电阻345发送的检测信号，例如可列举出检测到单电池100的温度为规定的温度以上的信号。作为从各个单电池100或组电池200发送的检测信号，例如可列举出检测到单电池100的过充电、过放电及过电流的信号。在对各个单电池100检测过充电等的情况下，可以检测电池电压，也可以检测正极电位或负极电位。在后者的情况下，将作为参比电极使用的锂电极插入到各个单电池100中。
[0210]
需要说明的是，作为保护电路346，也可以使用将电池包300作为电源使用的装置(例如电子设备、汽车等)中所含的电路。
[0211]
此外，该电池包300如上所述具备通电用的外部端子350。因此，该电池包300可以介由通电用的外部端子350，将来自组电池200的电流输出到外部设备中，并且将来自外部设备的电流输入到组电池200中。换言之，在将电池包300作为电源使用时，来自组电池200的电流经由通电用的外部端子350被供给到外部设备中。此外，在将电池包300进行充电时，来自外部设备的充电电流经由通电用的外部端子350被供给到电池包300中。在将该电池包300作为车载用电池使用的情况下，作为来自外部设备的充电电流，可以使用车辆的动力的再生能量。
[0212]
需要说明的是，电池包300也可以具备多个组电池200。该情况下，多个组电池200可以以串联的方式连接，也可以以并联的方式连接，还可以将串联连接及并联连接组合而连接。此外，印刷布线基板34及布线35也可以省略。该情况下，也可以将正极侧引线22及负极侧引线23作为通电用的外部端子的正侧端子和负侧端子分别使用。
[0213]
这样的电池包例如被用于在取出大电流时要求循环性能优异的用途。该电池包具体而言例如作为电子设备的电源、固定用电池、各种车辆的车载用电池使用。作为电子设备，例如可列举出数码相机。该电池包作为车载用电池特别适宜使用。
[0214]
第4实施方式的电池包具备第2实施方式的二次电池或第3实施方式的组电池。因此，电池包的输入输出性能优异。
[0215]
[第5实施方式]
[0216]
根据第5实施方式，提供一种车辆。该车辆搭载有第4实施方式的电池包。
[0217]
在第5实施方式的车辆中，电池包例如将车辆的动力的再生能量回收。车辆也可以包含将该车辆的动能转换成再生能量的机构(再生器)。
[0218]
作为第5实施方式的车辆的例子，例如可列举出两轮至四轮的混合动力电动汽车、两轮至四轮的电动汽车、助力自行车及铁道用车辆。
[0219]
第5实施方式的车辆中的电池包的搭载位置没有特别限定。例如在将电池包搭载
于汽车中的情况下，电池包可以搭载于车辆的发动机室、车体后方或座席之下。
[0220]
第5实施方式的车辆也可以搭载多个电池包。该情况下，各个电池包所包含的电池彼此可以串联的方式电连接，也可以以并联的方式电连接，或还可以将串联连接及并联连接组合而电连接。例如，在各电池包包含组电池的情况下，组电池彼此可以以串联的方式电连接，或也可以以并联的方式电连接，还可以将串联连接及并联连接组合而电连接。或者，在各电池包包含单一的电池的情况下，各个电池彼此以串联的方式电连接，也可以以并联的方式电连接，或还可以将串联连接及并联连接组合而电连接。
[0221]
接着，对于第5实施方式的车辆的一个例子，参照附图进行说明。
[0222]
图15是概略地表示第5实施方式的车辆的一个例子的局部透视图。
[0223]
图15中所示的车辆400包含车辆本体40和第4实施方式的电池包300。在图15中所示的例子中，车辆400为四轮的汽车。
[0224]
该车辆400也可以搭载多个电池包300。该情况下，电池包300所包含的电池(例如单电池或组电池)可以以串联的方式连接，也可以以并联的方式连接，还可以将串联连接及并联连接组合连接。
[0225]
图15中，图示出电池包300被搭载于位于车辆本体40的前方的发动机室内的例子。如上所述，电池包300例如也可以搭载于车辆本体40的后方或座席之下。该电池包300可以作为车辆400的电源使用。此外，该电池包300能够将车辆400的动力的再生能量回收。
[0226]
接着，参照图16对第5实施方式的车辆的实施方案进行说明。
[0227]
图16是概略地表示第5实施方式的车辆中的关于电气系统的控制系统的一个例子的图。图16中所示的车辆400为电动汽车。
[0228]
图16中所示的车辆400具备车辆本体40、车辆用电源41、作为车辆用电源41的上位的控制装置的车辆ecu(ecu：electric control unit；电控制装置)42、外部端子(用于与外部电源连接的端子)43、逆变器44和驱动马达45。
[0229]
车辆400将车辆用电源41搭载于例如发动机室、汽车的车体后方或座席之下。需要说明的是，在图16中所示的车辆400中，对于车辆用电源41的搭载部位概略地进行表示。
[0230]
车辆用电源41具备多个(例如3个)电池包300a、300b及300c、电池管理装置(bmu：battery management unit)411和通信总线412。
[0231]
电池包300a具备组电池200a和组电池监视装置301a(例如vtm：voltage temperature monitoring)。电池包300b具备组电池200b和组电池监视装置301b。电池包300c具备组电池200c和组电池监视装置301c。电池包300a～300c为与上述的电池包300同样的电池包，组电池200a～200c为与上述的组电池200同样的组电池。组电池200a～200c以串联的方式电连接。电池包300a、300b及300c能够分别独立地卸下，并能够与其他的电池包300交换。
[0232]
组电池200a～200c各自具备以串联的方式连接的多个单电池。多个单电池中的至少1个为第2实施方式的二次电池。组电池200a～200c分别经由正极端子413及负极端子414进行充放电。
[0233]
电池管理装置411与组电池监视装置301a～301c之间进行通信，对于车辆用电源41中所含的组电池200a～200c中所含的单电池100各自收集关于电压及温度等的信息。由此，电池管理装置411收集关于车辆用电源41的维护的信息。
[0234]
电池管理装置411与组电池监视装置301a～301c介由通信总线412而被连接。在通信总线412中，1组通信线以多个结点(电池管理装置411和1个以上的组电池监视装置301a～301c)共有。通信总线412例如为基于can(control area network)标准而构成的通信总线。
[0235]
组电池监视装置301a～301c基于来自电池管理装置411的利用通信的指令，测量构成组电池200a～200c的各个单电池的电压及温度。但是，温度可以仅对1个组电池在多个部位进行测定，也可以不测定全部的单电池的温度。
[0236]
车辆用电源41也可以具有切换正极端子413与负极端子414之间的电连接的有无的电磁接触器(例如图16中所示的开关装置415)。开关装置415包含在对组电池200a～200c进行充电时接通的预充电开关(未图示)及在向负载供给来自组电池200a～200c的输出时接通的主开关(未图示)。预充电开关及主开关各自具备通过供给至配置在开关元件的附近的线圈的信号而切换成接通或断开的继电器电路(未图示)。开关装置415等电磁接触器基于控制电池管理装置411或车辆400整体的动作的来自车辆ecu42的控制信号而被控制。
[0237]
逆变器44将输入的直流电压转换成马达驱动用的3相交流(ac)的高电压。逆变器44的3相的输出端子与驱动马达45的各3相的输入端子连接。逆变器44基于用于控制电池管理装置411或车辆整体的动作的来自车辆ecu42的控制信号而被控制。通过控制逆变器44，调整来自逆变器44的输出电压。
[0238]
驱动马达45通过由逆变器44供给的电力而转动。通过驱动马达45的转动而产生的驱动力例如介由差动齿轮单元而传递至车轴及驱动轮w。
[0239]
此外，虽然未图示，但车辆400具备再生制动器机构。再生制动器机构(例如再生器)在将车辆400制动时使驱动马达45转动，将动能转换成作为电能的再生能量。由再生制动器机构回收的再生能量被输入至逆变器44，转换成直流电流。所转换的直流电流被输入至车辆用电源41。
[0240]
在车辆用电源41的负极端子414上，连接有连接线l1的一个端子。连接线l1的另一个端子与逆变器44的负极输入端子417连接。在连接线l1上，在负极端子414与负极输入端子417之间设置有电池管理装置411内的电流检测部(电流检测电路)416。
[0241]
在车辆用电源41的正极端子413上，连接有连接线l2的一个端子。连接线l2的另一个端子与逆变器44的正极输入端子418连接。在连接线l2上，在正极端子413与正极输入端子418之间设置有开关装置415。
[0242]
外部端子43与电池管理装置411连接。外部端子43例如可以与外部电源连接。
[0243]
车辆ecu42响应司机等的操作输入而与包含电池管理装置411的其他的管理装置及控制装置一起协调控制车辆用电源41、开关装置415及逆变器44等。通过车辆ecu42等的协调控制，对来自车辆用电源41的电力的输出及车辆用电源41的充电等进行控制，进行车辆400整体的管理。在电池管理装置411与车辆ecu42之间，通过通信线，进行车辆用电源41的残余容量等关于车辆用电源41的维护的数据传送。
[0244]
第5实施方式的车辆搭载有第4实施方式的电池包。因此，由于具备输入输出性能优异的电池包，因此能够显示出高性能。
[0245]
[实施例]
[0246]
以下对实施例进行说明，但只要不超出本发明的主旨，则本发明并不限定于以下
记载的实施例。
[0247]
《电极制作》
[0248]
(实施例1)
[0249]
首先，将无机固体粒子按照固体成分成为60％的方式混合到n-甲基-2-吡咯烷酮中，使用ashizawa finetech公司制珠磨机(star mill lme4)使其分散，制备了第1浆料。第1浆料的制备以珠子径φ0.1mm、珠子填充率60％及搅拌速度700rpm的分散条件进行。作为无机固体粒子，使用了平均粒径为0.5μm、锂离子传导率为1
×
10-4
s/cm的li
1.5
al
0.5
ti
1.5
(po4)3。以下，将该无机固体粒子设定为latpo1。
[0250]
在第1浆料中混合活性物质、粒状碳和粘结剂，使用行星式混合器将该混合物搅拌后，进一步用珠磨机进行搅拌处理，制备了第2浆料。第2浆料的制备以珠子径φ2mm、珠子填充率60％及搅拌速度1000rpm的分散条件进行。作为活性物质，使用了平均粒径为6.4μm的含锂的镍锰钴复合氧化物lini
0.5
mn
0.2
co
0.3
o2的粒子。作为粒状碳，使用了平均粒径为0.2μm的乙炔黑。作为粘结剂，使用了聚偏氟乙烯。在第2浆料中，无机固体粒子、粒状碳及粘结剂相对于100质量份的活性物质的量分别为3质量份、3质量份及2质量份。
[0251]
接着，将第2浆料涂布于集电体的两面，使涂膜干燥，得到活性物质含有层。作为集电体，使用了厚度为12μm的铝合金箔。对集电体及活性物质含有层实施压制处理，得到电极。活性物质含有层的密度为3.3g/cm3。
[0252]
(实施例2-3)
[0253]
在实施例2及3中，如下述表1中所示的那样变更制备第2浆料时的利用珠磨机的搅拌处理的条件，除此以外，通过与实施例1同样的步骤制作了电极。
[0254]
(实施例4-7)
[0255]
在实施例4-7中，作为无机固体粒子，代替latpo1，使用平均粒径为0.7μm、锂离子传导率为1
×
10-4
s/cm的li
1.5
al
0.5
ti
1.5
(po4)3。以下，将该无机固体粒子设定为latpo2。在实施例4-7中，代替latpo1，使用latpo2，如下述表1中所示的那样变更制备第1浆料时的珠磨机分散的条件，除此以外，通过与实施例1同样的步骤制作了电极。
[0256]
(比较例1-2)
[0257]
在比较例1-2中，如下述表1中所示的那样变更制备第1浆料时的珠磨机分散或制备第2浆料时的利用珠磨机的搅拌处理的条件，除此以外，通过与实施例1同样的步骤制作了电极。
[0258]
在下述表1中汇总各实施例及各比较例中的电极制作的条件。具体而言，示出作为无机固体粒子使用的latpo1及latpo2各自的实施珠磨机处理之前的平均粒径、第1浆料的制备时的珠磨机分散的条件及制备第2浆料时的利用珠磨机的搅拌处理的条件。作为第1浆料制备及第2浆料制备的珠磨机处理的条件，示出珠子径、珠子填充率及搅拌速度。
[0259]
表1
[0260][0261]
《对数微分细孔容积分布曲线的测定》
[0262]
通过上述的方法，对于实施例1-7及比较例1-2中制作的电极，测定活性物质含有层的利用汞压入法的对数微分细孔容积分布曲线。关于任一电极的活性物质含有层，都在0.05μm～10μm的范围内出现对数微分细孔容积(log differential intrusion)最高的峰(第1峰)。由所得到的对数微分细孔容积分布曲线求出与最强度峰(第1峰)相对应的第1细孔容积及0.005μm～0.02μm的范围的第2细孔容积，分别算出第1细孔容积相对于总细孔容积之比及第2细孔容积相对于第1细孔容积之比。将所得到的结果示于下述表2中。
[0263]
《输入输出性能评价》
[0264]
制作2极式硬币电池，评价输入输出性能(速率性能)。对于工作电极，使用了实施例1-7及比较例1-2中制作的电极。电极的大小设定为φ14mm的圆形状。对于对电极，使用了锂金属。作为电解质，使用了使六氟化磷酸锂(lipf6)溶解于碳酸亚乙酯与碳酸二乙酯的混合溶剂中而得到的溶液。混合溶剂中的碳酸亚乙酯与碳酸二乙酯之比设定为1：2。lipf6的浓度设定为1mol/l。电解质的量设定为200μl。
[0265]
首先，将所制作的硬币电池在25℃的环境下以1c的电流密度充电至充电状态soc(state of charge)达到100％为止。之后，以1c的电流密度放电至soc达到0％为止，测定1c放电容量。进而，以1c的电流密度再次充电至充电状态soc达到100％为止。之后，以3c的电流密度放电至soc达到0％为止，测定3c放电容量。通过将以3c的放电容量除以以1c的放电容量，算出3c/1c速率容量比。将其结果示于表2中。
[0266]
表2
[0267][0268]
由表2获知，实施例1-7中制作的各个电极与比较例1-2中分别制作的电极相比输入输出性能优异。就实施例1-7中制作的电极而言，利用汞压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中的以最大对数微分细孔容积作为峰顶的第1峰具有相对于总细孔容积为20％～50％的范围内之比的第1细孔容积，并且0.005μm～0.02μm的范围的第2细孔容积相对于第1细孔容积之比在0.1％～5％的范围内。与此相对，就比较例1及比较例2而言，第2细孔容积相对于第1细孔容积之比都为0％。此外，关于比较例2中制作的电极，第1细孔容积相对于总细孔容积也超过50％。
[0269]
就比较例1而言，在第1浆料制备时的珠磨机分散中搅拌速度低，在第1浆料中无机固体粒子(latpo1)凝聚。即，无法使无机固体粒子均匀分散，结果是，电极的输入输出性能不优异。
[0270]
就比较例2而言，在第2浆料制备时的珠磨机搅拌处理中搅拌速度低，在第2浆料中无机固体粒子(latpo1)凝聚。此外获知，由于来源于活性物质的第1细孔容积的比例多，因此无法使活性物质与无机固体粒子与碳材料良好地相容。其结果是，电极的输入输出性能不优异。
[0271]
根据以上说明的至少1个实施方式及实施例，提供具备活性物质含有层的电极。活性物质含有层包含活性物质、具有锂离子传导性的无机固体粒子和碳材料。活性物质含有层在利用汞压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中显示出表示最大对数微分细孔容积的第1峰。第1峰的细孔径d1为0.05μm～10μm，并且与第1峰相对应的第1细孔容积相对于总细孔容积为20％～50％。0.005μm～0.02μm的范围的第2细孔容积相对于第1细孔容积为0.1％～5％。该电极的输入输出性能优异，能够提供输入输出性能优异的二次电池及电池包、以及搭载有该电池包的车辆。
[0272]
需要说明的是，将上述的实施方式汇总为以下的技术方案。
[0273]
(技术方案1)
[0274]
一种电极，其具备包含活性物质、具有锂离子传导性的无机固体粒子和碳材料的活性物质含有层，上述活性物质含有层在利用汞压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中显示出表示最大对数微分细孔容积的第1峰，上述第1峰的细孔径d1为0.05μm～10μm，与
上述第1峰相对应的第1细孔容积相对于上述活性物质含有层中的总细孔容积为20％～50％，0.005μm～0.02μm的范围的第2细孔容积相对于上述第1细孔容积之比为0.1％～5％。
[0275]
(技术方案2)
[0276]
根据上述技术方案1，其中，上述活性物质包含具有1μm～20μm的平均一次粒径的粒子，上述无机固体粒子具有0.2μm～2μm的平均一次粒径。
[0277]
(技术方案3)
[0278]
根据上述技术方案1或2，其中，上述活性物质包含含锂的过渡金属复合氧化物。
[0279]
(技术方案4)
[0280]
一种二次电池，其是具备正极、负极和电解质的二次电池，上述正极及上述负极中的至少一者为上述技术方案1～3中任一项所述的电极。
[0281]
(技术方案5)
[0282]
一种电池包，其具备上述技术方案4所述的二次电池。
[0283]
(技术方案6)
[0284]
根据上述技术方案5，其进一步具备通电用的外部端子和保护电路。
[0285]
(技术方案7)
[0286]
根据上述技术方案5或6，其具备多个上述二次电池，上述二次电池以串联、并联、或将串联及并联组合的方式而电连接。
[0287]
(技术方案8)
[0288]
一种车辆，其具备上述技术方案5～7中任一项所述的电池包。
[0289]
(技术方案9)
[0290]
根据上述技术方案8，其包含将上述车辆的动能转换成再生能量的机构。
[0291]
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以以其他的各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其同等的范围内。

技术特征：
1.一种电极，其具备包含活性物质、具有锂离子传导性的无机固体粒子和碳材料的活性物质含有层，所述活性物质含有层在利用汞压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中显示出表示最大对数微分细孔容积的第1峰，所述第1峰的细孔径d1为0.05μm～10μm，与所述第1峰相对应的第1细孔容积相对于所述活性物质含有层中的总细孔容积为20％～50％，0.005μm～0.02μm的范围的第2细孔容积相对于所述第1细孔容积之比为0.1％～5％。2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述活性物质包含具有1μm～20μm的平均一次粒径的粒子，所述无机固体粒子具有0.2μm～2μm的平均一次粒径。3.根据权利要求1或2所述的电极，其中，所述活性物质包含含锂的过渡金属复合氧化物。4.一种二次电池，该二次电池具备：正极、负极和电解质，所述正极及所述负极中的至少一者为权利要求1～3中任一项所述的电极。5.一种电池包，其具备权利要求4所述的二次电池。6.根据权利要求5所述的电池包，其进一步具备：通电用的外部端子和保护电路。7.根据权利要求5或6所述的电池包，其具备多个所述二次电池，所述二次电池以串联、并联、或将串联及并联组合的方式而电连接。8.一种车辆，其具备权利要求5～7中任一项所述的电池包。9.根据权利要求8所述的车辆，其包含将所述车辆的动能转换成再生能量的机构。

技术总结
本发明的实施方式涉及电极、二次电池、电池包及车辆。提供输入输出性能优异的电极、输入输出性能优异的二次电池及电池包、以及具备该电池包的车辆。根据实施方式，提供一种电极，其具备包含活性物质、具有锂离子传导性的无机固体粒子和碳材料的活性物质含有层。活性物质含有层在利用汞压入法得到的对数微分细孔容积分布曲线中，显示出表示最大对数微分细孔容积的第1峰。第1峰的细孔径D1为0.05μm～10μm。与第1峰相对应的第1细孔容积相对于活性物质含有层中的总细孔容积为20％～50％。0.005μm～0.02μm的范围的第2细孔容积相对于第1细孔容积之比为0.1％～5％。细孔容积之比为0.1％～5％。细孔容积之比为0.1％～5％。


技术研发人员：休石纮史 金井佑太 笹川哲也
受保护的技术使用者：株式会社东芝
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2023/9/22