[发明专利]非水电解质电池、电池包及车辆

说明书

本申请以日本专利申请2016-051373(申请日：2016年3月15日)作为基础由该申请享有优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及非水电解质电池、电池包及车辆。

背景技术

近年来，作为高能量密度电池，开发了锂离子二次电池这样的非水电解质电池。非水电解质电池作为混合动力汽车、电动车之类的车辆用电源、大型蓄电用电源而受到期待。特别是对于车辆用用途，还要求非水电解质电池具有快速充放电性能、长期可靠性那样的其他特性。能够快速充放电的非水电解质电池具有充电时间大幅地短的优点，此外，在混合动力汽车中能够提高动力性能，进而能够将动力的再生能量高效地回收。

快速充放电通过电子和锂离子在正极与负极之间迅速移动而成为可能。但是，使用了包含碳质物的碳系负极的电池有时因反复进行快速充放电而在电极上析出金属锂的枝晶。枝晶会产生内部短路，其结果是具有发热或起火的可能性。

于是，开发了使用金属复合氧化物来代替碳质物作为负极活性物质的电池。特别是使用了钛氧化物作为负极活性物质的电池具有能够实现稳定的快速充放电、并且寿命也比碳系负极长的特性。

然而，钛氧化物与碳质物相比，相对于金属锂的电位更高(贵)。而且，钛氧化物的单位质量的容量低。因此，使用了钛氧化物的电池存在能量密度低的问题。

例如，钛氧化物的电极电位以金属锂为基准计为约1.5V，比碳系负极的电位还高(贵)。钛氧化物的电位由于是起因于以电化学的方式嵌入-脱嵌锂时的Ti³⁺和Ti⁴⁺之间的氧化还原反应，所以在电学上受到制约。此外，还存在在1.5V左右的高电极电位下锂离子的快速充放电能稳定地进行的事实。因此，为了提高能量密度而使电极电位降低实质上是困难的。

另一方面，有关每单位质量的容量，Li₄Ti₅O₁₂那样的锂钛复合氧化物的理论容量为175mAh/g左右。另一方面，一般的石墨系电极材料的理论容量为372mAh/g。因此，钛氧化物的容量密度与碳系负极的容量密度相比显著较低。这是由下述原因引起的：在钛氧化物的晶体结构中嵌入锂的位点少、或者由于在结构中锂容易稳定化因而实质的容量降低。

鉴于以上情况，进行了新型的材料的开发。例如，具有单斜晶系β型结构的钛系氧化物或锂钛系氧化物由于理论容量为335mAh/g这样的高容量而受到注目。

作为负极活性物质，若使用具有单斜晶系β型结构的钛系氧化物(TiO₂(B))，则充电状态(SOC：state of charge)的单电池电压依赖性变得比较高。因此，具有基于SOC的单电池电压管理变得容易的优点。然而，若对将TiO₂(B)用于负极的电池实施充放电循环，则存在产生起因于负极的副反应的SOC偏离、容量慢慢地降低的问题。此外，存在在单电池内产生起因于负极的副反应的气体、单电池膨胀的问题。

发明内容

本发明所要解决的课题是提供能够抑制容量降低的非水电解质电池、具备该非水电解质电池的电池包、及具备该电池包的车辆。

根据第1实施方式，提供一种非水电解质电池。该非水电解质电池具备正极、负极和非水电解质。负极包含含有钛氧化物的负极活性物质，且具有将负极的表面的至少一部分覆盖的覆膜。覆膜包含氟，且满足下述式(1)。

0.2≤F1/F2≤0.8(1)

式(1)中，F1为上述覆膜所包含的氟原子中与有机系原子发生了键合的氟原子的比例(％)，F2为上述覆膜所包含的氟原子中与金属原子发生了键合的氟原子的比例(％)。

根据第2实施方式，提供一种电池包。该电池包具备第1实施方式的非水电解质电池。

根据第3实施方式，提供一种车辆。该车辆具备第2实施方式的电池包。

根据上述构成，可以提供能够抑制容量降低的非水电解质电池、及具备该非水电解质电池的电池包、及具备该电池包的车辆。

附图说明

图1是表示第1实施方式的非水电解质电池的一个例子的截面图。

图2是图1的A部的放大截面图。

图3是示意性表示第1实施方式的非水电解质电池的其他例子的局部剖面立体图。

图4是图3的B部的放大截面图。

图5是表示第2实施方式的电池包的一个例子的分解立体图。

图6是表示图5的电池包的电路的方框图。