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公開番号2025016157
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2023119247
出願日2023-07-21
発明の名称二次電池、電池パック、車両、及び定置用電源
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H01M 10/36 20100101AFI20250124BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】サイクル寿命性能に優れる二次電池、この二次電池を含む電池パック、車両及び定置用電源とを提供する。
【解決手段】実施形態によれば、水とリチウム塩とを含む電解質と、正極5と、負極3とを含む、二次電池が提供される。正極5は、正極活物質含有層5bと、正極活物質含有層5bが担持され、かつアルミニウムもしくはアルミニウム合金のうちの少なくとも一方を含む正極集電体5aと、正極集電体5aの表面の少なくとも一部に存在する窒素含有物とを含む。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
水とリチウム塩とを含む電解質と、
正極活物質含有層と、前記正極活物質含有層が担持され、かつアルミニウムもしくはアルミニウム合金のうちの少なくとも一方を含む正極集電体と、前記正極集電体の表面の少なくとも一部に存在する窒素含有物とを含む正極と、
負極とを含む、二次電池。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記正極活物質含有層の表面の少なくとも一部に存在する窒素含有物をさらに含む、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記電解質は、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、亜硝酸リチウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸マグネシウム、及び亜硝酸カルシウムよりなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記電解質における水の含有量は、１５０ｐｐｍ以上１０００００ｐｐｍ以下である、請求項１に記載の二次電池。
【請求項５】
前記正極活物質含有層に含まれる正極活物質は、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、リチウムニッケルマンガン複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、及びリチウムマンガン鉄複合酸化物よりなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１に記載の二次電池。
【請求項６】
前記負極は、ニオブチタン含有酸化物、チタン酸化物、リチウムチタン含有酸化物及びカーボンよりなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１に記載の二次電池。
【請求項７】
前記負極は、単斜晶構造のニオブチタン含有酸化物、ＴｉＯ
2
（Ｂ）、及びＬｉ
4+x
Ｔｉ
5
Ｏ
12
（－１≦ｘ≦３）よりなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１に記載の二次電池。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか１項に記載の二次電池を具備した電池パック。
【請求項９】
通電用の外部端子と、保護回路とを更に含む、請求項８に記載の電池パック。
【請求項１０】
複数の前記二次電池を具備し、前記二次電池が、直列、並列、又は直列及び並列を組み合わせて電気的に接続されている、請求項９に記載の電池パック。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池、電池パック、車両、及び定置用電源に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
負極活物質として炭素材料又はリチウムチタン酸化物を、正極活物質としてニッケル、コバルト及びマンガン等を含有する層状酸化物を用いた非水電解質電池、特にリチウム二次電池が、幅広い分野における電源として既に実用化されている。これらリチウム二次電池の電解液には、ニッケル水素電池又は鉛蓄電池と異なり、エチレンカーボネートやメチルエチルカーボネートなどが混合された非水系の有機溶媒が用いられている。これらの溶媒を用いた電解液は、耐酸化性および耐還元性が高く、溶媒の電気分解が起こりにくい。
【０００３】
一方で、有機溶媒の多くは可燃性物質であるため、有機溶媒を用いた二次電池の安全性は、ニッケル水素電池や鉛蓄電池に比べて原理的に劣りやすい。
水溶液からなる電解液を備えたリチウム二次電池は、有機溶媒を用いた二次電池に比べて安全性が高いものの、リチウム二次電池などで用いられているＡｌ製正極集電体を腐食させるという問題を生じる。正極集電体が腐食すると、二次電池の充放電効率あるいはサイクル寿命が低下する。水を含む電解液を備えた二次電池において、正極集電体の腐食の抑制が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－２９３７１６号公報
特開２０１０－１３５３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする課題は、サイクル寿命性能に優れる二次電池と、この二次電池を含む電池パック、車両及び定置用電源とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、水とリチウム塩とを含む電解質と、正極と、負極とを含む、二次電池が提供される。正極は、正極活物質含有層と、正極活物質含有層が担持され、かつアルミニウムもしくはアルミニウム合金のうちの少なくとも一方を含む正極集電体と、正極集電体の表面の少なくとも一部に存在する窒素含有物とを含む。
【０００７】
実施形態によれば、実施形態の二次電池を具備した電池パックが提供される。
【０００８】
また、実施形態によれば、実施形態の二次電池を具備した車両が提供される。
【０００９】
また、実施形態によれば、実施形態の二次電池を具備した定置用電源が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る二次電池の一例を概略的に示す断面図。
図１に示す二次電池のII－II線に沿った概略断面図。
実施形態に係る二次電池の他の例を概略的に示す部分切欠斜視図。
図３に示す二次電池のＥ部を拡大した断面図。
実施形態に係る組電池の一例を概略的に示す斜視図。
実施形態に係る電池パックの他の例を概略的に示す分解斜視図。
図６に示す電池パックの電気回路の一例を示すブロック図。
実施形態に係る車両の一例を概略的に示す部分透過図。
実施形態に係る定置用電源を含むシステムの一例を示すブロック図。
実施形態に係る二次電池の正極の第１例を示す模式図。
実施形態に係る二次電池の正極の第２例を示す模式図。
実施形態に係る二次電池の正極の第３例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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