[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。能够提供充放电效率优异且长寿命的二次电池、具备该二次电池的电池包及具备该电池包的车辆。根据1个实施方式可提供一种二次电池。该二次电池包含正极、负极和水系电解质。水系电解质含有与正极的至少一部分接触且含有锂离子的第1水系电解质、及与负极的至少一部分接触且含有锂离子的第2水系电解质。与第1水系电解质含有的锂离子的浓度相比，第2水系电解质含有的锂离子的浓度更高。

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遍及从各种电子设备用等的小型物到电动车用等的大型物的多个方面。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，使用混合有碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯等的非水系的有机溶剂。使用这些溶剂的电解液与水溶液电解液相比耐氧化性及耐还原性高，难以产生溶剂的电分解。因此，在非水系的锂二次电池中，能够实现2V～4.5V的高的电动势。

另一方面，由于有机溶剂大多数是可燃性物质，所以使用有机溶剂的二次电池的安全性与使用水溶液的二次电池相比原理上容易劣化。尽管为了提高使用了含有有机溶剂的电解液的锂二次电池的安全性，采取了各种对策，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高。除此以外，含有有机溶剂的电解液导电性差，因此非水系的锂二次电池的内部电阻容易增大。这样的问题在将电池安全性及电池成本视为重要的电动车或混合动力电动车、以及面向电力储存的大型蓄电池用途中，成为大的缺陷。

为了解决这些问题，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停留在不产生作为溶剂含有的水的电分解反应的电位范围。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，能够避免水的电分解。在这些组合中，尽管可得到1～1.5V的范围的电动势，但是作为电池难以得到良好的能量密度。

此外，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锂钛氧化物，则理论上可得到2.7V左右的电动势，从能量密度的观点出发可形成有魅力的电池。这样的正极活性物质及负极活性物质的组合在使用有机电解液时可得到高的寿命特性，已经实用化。但是，在使用水系电解液时，锂钛氧化物的锂嵌入脱嵌的电位按锂电位基准计为大约1.5V，因此有容易产生水系电解液的电分解的问题。另一方面，在正极的锂锰氧化物中，也有因产生水溶液中的阳离子的氧化而产生气体的问题，不可能进行让人满意的充放电。

发明内容

本发明要解决的课题是，提供充放电效率优异且长寿命的二次电池、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、负极和水系电解质。水系电解质含有与正极的至少一部分接触且含有锂离子的第1水系电解质、及与负极的至少一部分接触且含有锂离子的第2水系电解质。与第1水系电解质含有的锂离子的浓度相比，第2水系电解质含有的锂离子的浓度更高。

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，可提供充放电效率优异且长寿命的二次电池、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是概略地表示第1实施方式涉及的二次电池的其它例子的剖视图。

图3是概略地表示第1实施方式涉及的二次电池的其它例子的剖视图。