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公開番号2025017703
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023120875
出願日2023-07-25
発明の名称二次電池、電池パック及び車両
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 10/0567 20100101AFI20250130BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】出力性能が高くかつ高温耐久性が高い二次電池、該二次電池を含む電池パック、並びに、該電池パックを含む車両を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、正極と、負極と、非水電解質とを含む二次電池が提供される。正極は、正極活物質と、硫黄原子とを含む正極合材層を含む。正極合材層の単位体積当たりの硫黄原子の質量は430g/m³以下である。非水電解質は、プロパンスルトン及びジフルオロリン酸リチウムを含む。非水電解質中のプロパンスルトンの濃度は0.5質量%以上である。非水電解質中のジフルオロリン酸リチウムの濃度は0.2質量%以上である。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
正極と、負極と、非水電解質とを含み、
前記正極は、正極活物質と、硫黄原子とを含む正極合材層を含み、
前記正極合材層の単位体積当たりの前記硫黄原子の質量は４３０ｇ／ｍ
３
以下であり、
前記非水電解質は、プロパンスルトン及びジフルオロリン酸リチウムを含み、
前記非水電解質中の前記プロパンスルトンの濃度は０．５質量％以上であり、
前記非水電解質中の前記ジフルオロリン酸リチウムの濃度は０．２質量％以上である、二次電池。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記負極は、負極活物質と、硫黄原子とを含む負極合材層を含む、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記負極合材層の単位体積当たりの前記硫黄原子の質量は４３０ｇ／ｍ
３
以下である、請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載の二次電池を含む電池パック。
【請求項５】
通電用の外部端子と、
保護回路と
を更に含む請求項４に記載の電池パック。
【請求項６】
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４に記載の電池パック。
【請求項７】
請求項４に記載の電池パックを含む車両。
【請求項８】
前記車両の運動エネルギーを回生エネルギーに変換する機構を含む請求項７に記載の車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
実施形態は、二次電池、電池パック及び車両に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
非水電解質を含む二次電池は、出力性能及び高温耐久性に課題がある。その理由として、非水電解質と電極とが反応してガス発生することが挙げられる。ガスが発生すると電極内部で気泡が生じることにより、活物質が剥離しやすくなり、抵抗が増大して出力性能が低下し得る。非水電解質を含む二次電池は、高温環境下において特にガス発生を生じやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１４／１２９８２３号
特開２０２１－１４４８１９号公報
特開２０２１－１５０２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態は、出力性能が高くかつ高温耐久性が高い二次電池、該二次電池を含む電池パック、並びに、該電池パックを含む車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、正極と、負極と、非水電解質とを含む二次電池が提供される。正極は、正極活物質と、硫黄原子とを含む正極合材層を含む。正極合材層の単位体積当たりの硫黄原子の質量は４３０ｇ／ｍ
３
以下である。非水電解質は、プロパンスルトン及びジフルオロリン酸リチウムを含む。非水電解質中のプロパンスルトンの濃度は０．５質量％以上である。非水電解質中のジフルオロリン酸リチウムの濃度は０．２質量％以上である。
【０００６】
他の実施形態によれば、実施形態の二次電池を含む電池パックが提供される。
【０００７】
他の実施形態によれば、実施形態の電池パックを含む車両が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態の二次電池を端子延出方向と垂直な方向に切断した断面図。
図１のＡ部の拡大断面図。
実施形態の二次電池の部分切欠断面図。
図３の電池についての側面図。
実施形態の二次電池の他の例を模式的に示す部分切欠斜視図。
図５に示す二次電池のＢ部を拡大した断面図。
実施形態の二次電池の製造方法の一例を示す模式的な平面図。
実施形態の電池パックの分解斜視図。
図８の電池パックの電気回路を示すブロック図。
実施形態の二次電池が搭載された車両の例を示す模式図。
実施形態に係る車両の他の例を概略的に示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態によれば、正極と、負極と、非水電解質とを含む二次電池が提供される。正極は、正極活物質と、硫黄原子とを含む正極合材層を含む。正極合材層の単位体積当たりの硫黄原子の質量は４３０ｇ／ｍ
３
以下である。非水電解質は、プロパンスルトン及びジフルオロリン酸リチウムを含む。非水電解質中のプロパンスルトンの濃度は０．５質量％以上である。非水電解質中のジフルオロリン酸リチウムの濃度は０．２質量％以上である。
【００１０】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、非水電解質中にプロパンスルトン（ＰＳ；１，３－プロパンスルトン）を添加することにより、二次電池の高温耐久性を改善できることを見出した。このメカニズムは以下の通りと推測される。
（【００１１】以降は省略されています）

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