[发明专利]二次电池、电池包及车辆

说明书

本发明的实施方式涉及二次电池、电池包及车辆。提供寿命性能优异的二次电池、具备该二次电池的电池包及具备该电池包的车辆。根据1个实施方式，提供一种二次电池。该二次电池包含正极、负极和电解质。电解质含有含水的溶剂和含氮原子的有机硫化合物。电解质中的有机硫化合物的浓度在0.001mM～20mM的范围内。

技术领域

本发明的实施方式涉及二次电池、电池包及车辆。

背景技术

作为负极活性物质使用碳材料或锂钛氧化物、作为正极活性物质使用含有镍、钴及锰等的层状氧化物的非水电解质电池，特别是锂二次电池，作为广泛的领域中的电源已经实用化。这样的非水电解质电池的形态从各种电子设备用等的小型物到电动车用等的大型物涉及多种。在这些锂二次电池的电解液中，与镍氢电池或铅蓄电池不同，使用由碳酸亚乙酯及碳酸甲乙酯等混合而成的非水系的有机溶剂。使用这些溶剂的电解液耐氧化性及耐还原性比水溶液电解液高，难发生溶剂的电解。因此，在非水系的锂二次电池中，可实现2V～4.5V的高的电动势。

另一方面，大多数有机溶剂是可燃性物质，因此使用有机溶剂的二次电池的安全性原理上容易差于使用水溶液的二次电池。尽管为了提高使用含有机溶剂的电解液的锂二次电池的安全性而采取了多种对策，但未必能说充分。此外，非水系的锂二次电池在制造工序中需要干燥环境，因此制造成本必然增加。除此以外，含有有机溶剂的电解液导电性差，因而容易使非水系的锂二次电池的内部电阻增高。这样的课题在重视电池安全性及电池成本的电动车或混合动力电动车、以及面向电力贮藏的大型蓄电池用途中，成为大的缺点。

为解决这些课题，一直在研究电解液的水溶液化。在水系电解液中，需要将实施电池充放电的电位范围固定在不产生作为溶剂含有的水的电解反应的电位范围内。例如，通过作为正极活性物质使用锂锰氧化物及作为负极活性物质使用锂钒氧化物，能够回避水的电解。在这些组合中，虽可得到1～1.5V的范围的电动势，但是作为电池难得到充分的能量密度。

如果作为正极活性物质使用锂锰氧化物，作为负极活性物质使用LiTi₂O₄、Li₄Ti₅O₁₂等锂钛氧化物，理论上可得到2.6～2.7V的范围的电动势，从能量密度的观点看可成为具有魅力的电池。在采用这样的正负极材料的组合的非水系的锂二次电池中可得到优异的寿命性能，这样的电池已经实用化。但是，在水系电解液中，锂钛氧化物的锂嵌入脱嵌的电位按锂电位基准大约为1.5V(vs.Li/Li⁺)，因此容易发生水的电解。特别是在负极中，负极集电体或与负极电连接的金属制的外包装罐的表面的电解导致的氢产生剧烈，受其影响活性物质可从集电体容易地剥离。因此，在这样的电池中工作不稳定，不可能进行令人满意的充放电。

发明内容

本发明要解决的课题是，提供寿命性能优异的二次电池、具备该二次电池的电池包及具备该电池包的车辆。

根据第1实施方式，可提供一种二次电池。该二次电池包含正极、负极和电解质。电解质含有含水的溶剂和含氮原子的有机硫化合物。电解质中的有机硫化合物的浓度在0.001mM～20mM的范围内。

根据第2实施方式，可提供一种电池包。该电池包包含第1实施方式涉及的二次电池。

根据第3实施方式，可提供一种车辆。该车辆包含第2实施方式涉及的电池包。

根据上述构成，可提供寿命性能优异的二次电池、具备该二次电池的电池包及具备该电池包的车辆。

附图说明

图1是概略地表示第1实施方式涉及的二次电池的一个例子的剖视图。

图2是图1所示的二次电池的沿着II-II线的剖视图。

图3是概略地表示第1实施方式涉及的二次电池的另一个例子的局部切口立体图。