压相对于Li 电位达到4V(相对于Li/L〇时的充电容量/重量（PC4)使用PW计算为125mAh/g。当正 电极的最大充电电压相对于Li电位达到4V(相对于Li/LiO时的充电容量是如下测量。
[0120] 制备S电极电池，其包括从正电极裁剪的2cmX2cm的工作电极、Li金属条参比电 极W及Li金属锥（2.lcmX2.Icm)对电极。巧慢当工作电极的电位通过W0. 4C的速率充 电（Li释放反应）相对于参比电极达到4V时的充电容量（Ah),将所述值除W工作电极中含 正电极活性材料的层的重量PW(g)，并且将值记录为充电容量/重量PC4。
[0121] 作为用于形成容器（包层构件）的材料，提供厚度是0.Imm并且包括侣层和树脂 层的层合膜。侣层合膜的侣层是约0.03mm。加强侣层的树脂是聚丙締。通过热密封将层合 膜粘合，从而获得容器（包层构件）。
[0122] 随后，制备层合电极组，其包括布置在多个正电极和多个负电极之间的由厚度是 12ym的聚乙締多孔膜制成的分隔物。多个正电极集流体电连接至正电极端子板，并且多个 负电极集流体电连接至负电极端子板。电极组插入容器（包层构件）中。
[012引将裡盐Li化W1. 5mol/L的浓度溶解于已通过将PC与DECW2:1的体积比混合 而制得的有机溶剂中，从而制得液体非水电解质。将由此获得的非水电解质注入容器中，并 且制备具有图1中所显示的结构的细长非水电解质二次电池，层合结构尺寸（杯尺寸）是 厚姑皿，宽70mm并且高110mm。
[0124] (实施例2至16)
[0125] W与实施例1中相同的方式制备非水电解质二次电池，除了负电极活性材料的类 型、二次粒子的平均粒径、正电极活性材料的类型W及Ln、Lp、NC、PC4、NC/PC4和PW/NW变 成表1中显示的值。
[0126] 表1中Ti〇2做的Li吸收电位是1. 3V(相对于Li/Li〇，而佩2Ti〇7的Li吸收电 位是1.3V(相对于Li/L〇。
[0127] (比较实施例1至7)
[012引W与实施例1中相同的方式制备非水电解质二次电池，除了负电极活性材料的类 型、二次粒子的平均粒径、正电极活性材料的类型W及Ln、Lp、NC、PC4、NC/PC4和PW/NW变 成表3中显示的值。在表3中，"单独的一次粒子"意味着不存在二次粒子。在此情况下，平 均粒径是一次粒子的平均粒径。
[012引在表1和3中，关于PW/NW栏中用圆括号括起的重量（g)，左侧值表示含正电极活 性材料的层的重量，而右侧值表示含负电极活性材料的层的重量。
[0130] 对由此获得的非水电解质二次电池进行W下两个测试。
[0131] 第一个测试是如下进行。在80°C下的环境中，在3C的恒定电流下将电池充电至 2.6V，并且接着在2.6V的恒定电压充电，并且当电流值达到1/20C时充电完成。其后，将电 池在3C下放电至1.5V。重复充电和放电W执行高溫循环测试。将体积保持率达到80%时 的循环次数记录为循环寿命。
[0132] 第二个测试是高输出放电测试并且如下进行。在25°C下的环境中，在IC的恒定电 流下将电池充电至2.6V，并且接着在2.6V的恒定电压下充电，并且当电流值达到1/20C时 充电完成。其后，在IOC的恒定电流下将电池一次性放电至1. 5V。由此获得的放电容量由 IC下的放电容量为100%的值表示，并且在表2和4中所述值显示为IOC放电保持率。表 2和4中所显示的放电容量是在IC下放电时的放电容量。
[0133]
[0137] 如表I中所示，实施例I至16的非水电解质二次电池满足由式似表示的关系。 如由表1至4显而易见，实施例1至16的非水电解质二次电池具有比较实施例1至7更高 的高溫循环性能。
[013引关于含铁氧化物粒子的二次粒子的平均粒径，平均粒径是7至20ym的实施例1、 2、4W及5的电池的80°C循环寿命高于平均粒径小于7ym的实施例3,并且当平均粒径是 7至20ym时高溫循环性能得W改善。
[0139] 关于正电极活性材料的结构，实施例1与10的比较表明实施例1的电池在放电容 量、IOC放电保持率并且80°C循环寿命方面优于实施例10。裡儀钻儘复合氧化物的使用改 善了放电容量、大电流放电性能化及高溫循环性能。此外，使用橄揽石憐酸裡铁的实施例11 显示最高80°C循环寿命。
[0140] 在二次粒径高于5ym但Lp厚的比较实施例1、Lp薄但二次粒径小于5ym的比较 实施例2、单独使用一次粒子的比较实施例3至6W及二次粒径是5ym并且Lp厚的比较实 施例7中，80°C循环寿命未达到1000个循环。
[0141] 此外，包括由串联电连接的六片各实施例的非水电解质二次电池组成的单元的电 池模块在15V的最高电压和8V的最低电压下可在宽环境溫度范围（例如-30°C至80°C) 内重复充电-放电循环，从而显示在铅蓄电池的操作电压范围和与铅蓄电池并联操作的情 况下的显著兼容性。
[0142] 根据至少一个实施方案和实施例的非水电解质电池在高溫下提供显著高速率充 电-放电循环寿命性能和大电流放电性能，因为所述电池包括含有平均二次粒径大于5ym 的含铁氧化物粒子的负电极，并且正电极集流体的厚度小于负电极集流体的厚度。
[0143] 虽然已描述某些实施方案，但已仅通过举例呈现运些实施方案，并且不旨在限制 本发明的范围。确实，本文所描述的新颖实施方案可W多种其它形式呈现；此外，可对本文 所描述的实施方案的形式作出各种省略、取代W及改变，而不背离本发明的精神。随附权利 要求书和其等效物意在涵盖所述形式或修改，正如将属于本发明的范围和精神内一般。
【主权项】
1. 一种非水电解质电池，其包括： 容器； 提供于所述容器中的非水电解质； 提供于所述容器中的正电极，所述正电极包括含A1正电极集流体和含正电极活性材 料的层，所述含正电极活性材料的层形成于所述正电极集流体中；以及 提供于所述容器中的负电极，所述负电极包括含A1负电极集流体和含负电极活性材 料的层，所述含负电极活性材料的层形成于所述负电极集流体中，并且包含平均二次粒径 大于5μm的含钛氧化物粒子， 所述非水电解质电池满足下式（1): Lp〈Ln(1) 其中Lp是所述正电极集流体的厚度，而Ln是所述负电极集流体的厚度。2. 根据权利要求1所述的非水电解质电池，其满足下式（2): (Pff/NW) ^ (NC/PC4) (2) 其中所述PW是所述含正电极活性材料的层的重量（g)，并且所述NW是所述含负电极活 性材料的层的重量（g)，所述PC4是当所述正电极的最大充电电压相对于Li电位是4V(相 对于Li/Li+)时的充电容量/重量（mAh/g)，并且所述NC是当所述负电极的充电电压相对 于所述Li电位是1V(相对于Li/Li+)时的充电容量/重量（mAh/g)。3. 根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中所述含钛氧化物粒子含有一种或多种 选自氧化锂钛、氧化钛以及氧化银钛的化合物。4. 根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中所述含钛氧化物粒子包含具有由 Li4/3+xTi5/304(0彡X彡1. 1)表示的尖晶石结构的氧化锂钛。5. 根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中所述正电极集流体是铝箱或铝合金 箱，其铝纯度是99重量％或更高，并且所述Lp是20μm或更小。6. 根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中所述含正电极活性材料的层包含由 Li.Ni!yzCoyMnz02(0彡X彡1. 1，0彡y彡0· 5,0彡z彡0· 5)表示的正电极活性材料粒子。7. 根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中所述容器是包含金属层和树脂层的层 合膜容器。8. -种电池模块，其包括串联电连接的六片根据权利要求1所述的非水电解质电池。9. 一种电池组，其包括根据权利要求8所述的电池模块。
【专利摘要】根据一个实施方案，提供一种非水电解质电池，其包括非水电解质、正电极以及负电极。所述正电极包括含Al正电极集流体和含正电极活性材料的层。所述负电极包括含Al负电极集流体和含负电极活性材料的层。所述含负电极活性材料的层包括平均二次粒径大于5μm的含钛氧化物粒子。所述非水电解质电池满足式(1)：Lp<Ln。
【IPC分类】H01M4/70, H01M4/485, H01M10/0525
【公开号】CN105322153
【申请号】CN201510115385
【发明人】高见则雄, 五十崎义之, 笹川哲也, 猿渡秀乡
【申请人】株式会社东芝
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年3月17日
【公告号】EP2980887A1, US20160036040