蓄电元件、蓄电装置、车辆和蓄电元件的使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有正极、负极、配置于该正极与负极之间的间隔件、和非水电解质的 蓄电元件。
【背景技术】
[0002] 近年来，为了解决世界性环境问题，从燃油汽车向混合动力汽车、电动汽车的转换 被推进、电动自行车普及等，锂离子二次电池等各种蓄电元件被广泛有效地利用。因此，在 这样的蓄电元件中，越来越需要高输出化和高容量化。因此，以往提出了将间隔件的厚度减 薄来实现高输出化和高容量化的蓄电元件（例如，参照专利文献1)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开2006-32246号公报
[0006] 发明所要解决的课题
[0007] 但是，在将上述现有的间隔件的厚度减薄了的蓄电元件中，进行充放电时，有时输 出一时地降低。特别是以高倍率循环反复进行充放电时，在现有的蓄电元件中，有时输出一 时地大幅降低。
[0008] 这样的高倍率循环后的一时的输出降低（以下，称为一过性的输出劣化）可以通 过将蓄电元件的充放电转换成低倍率循环、不进行固定时间充放电来改善，但需要变更为 高倍率循环下的充放电条件以外的运转条件。
【发明内容】
[0009] 本发明为了解决上述问题而完成，目的在于提供即使在将间隔件的厚度减薄了的 情况下也能抑制高倍率循环后的一过性输出劣化的蓄电元件。
[0010] 用于解决课题的方法
[0011] 为了达成上述目的，本发明的一个方案的蓄电元件是具备正极、负极、配置于所述 正极与所述负极之间的间隔件、和非水电解质的蓄电元件，所述负极具有负极基材层和配 置于所述负极基材层的表面的负极合剂层，所述间隔件具有间隔件基材层，所述负极合剂 层包含D50粒径为2. 0μπι以上且6. 0μπι以下的难石墨化碳作为负极活性物质，负极修正 密度为1.2 (g/cm3)以上且5.1 (g/cm3)以下，负极修正密度定义为所述负极合材层的密度乘 以所述负极合材层的厚度的值除以所述间隔件基材层的厚度的值。
[0012] 发明效果
[0013] 本发明在将间隔件的厚度减薄了的蓄电元件中，能够抑制高倍率循环后的一过性 的输出劣化。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的实施方案的蓄电元件的外观立体图。
[0015] 图2是表示本发明的实施方案的电极体的构成的立体图。
[0016] 图3是表示本发明的实施方案的电极体的构成的剖面图。
[0017] 图4是表示使负极D50粒径变化时的一过性劣化率的图。
[0018] 图5是表示使负极修正密度变化时的一过性劣化率的图。
[0019] 图6是表示使间隔件PC含浸率变化时的一过性劣化率的图。
[0020] 图7是本发明的实施方案的蓄电装置的外观立体图。
【具体实施方式】
[0021] 为了达成上述目的，本发明的一个方案的蓄电元件是具备正极、负极、配置于所述 正极与所述负极之间的间隔件、和非水电解质的蓄电元件，所述负极具有负极基材层和配 置于所述负极基材层的表面的负极合剂层，所述间隔件具有间隔件基材层，所述负极合剂 层包含D50粒径为2. 0μπι以上且6. 0μπι以下的难石墨化碳作为负极活性物质，负极修正 密度为1.2 (g/cm3)以上且5.1 (g/cm3)以下，所述负极修正密度定义为所述负极合材层的密 度乘以所述负极合材层的厚度的值除以所述间隔件基材层的厚度的值。
[0022] 由此，在蓄电元件中，负极包含D50粒径为2. 0μm以上且6. 0μm以下的难石墨化 碳作为负极活性物质，负极修正密度为1.2(g/cm3)以上且5.l(g/cm3)以下。通常，若将间 隔件的厚度相对于负极合剂层减薄，则在高倍率循环下的充放电时，该间隔件变得容易受 负极的膨胀收缩的影响，在高倍率循环后产生一过性的输出劣化。与此相对，本申请发明人 经过潜心研究和实验的结果发现，即使在将间隔件的厚度减薄了的情况下，也能在上述蓄 电元件的构成中抑制一过性的输出劣化。也就是说，发现在使用D50粒径为2. 0μπι以上且 6. 0μπι以下的难石墨化碳作为负极活性物质、将表示负极合材层相对于间隔件的厚度的相 对密度的负极修正密度设为1.2 (g/cm3)以上且5.1 (g/cm3)以下的情况下，能够减小间隔件 受负极的影响，能够抑制电流分布的不均匀性引起的一过性的输出劣化。由此，在将间隔件 的厚度减薄了的蓄电元件中，能够抑制高倍率循环后的一过性的输出劣化。
[0023] 另外，所述间隔件可以具有如下特性，S卩，表示含浸于所述间隔件的碳酸亚丙酯与 所述间隔件的质量比的间隔件PC含浸率为40 %以上且70 %以下。
[0024] 在此，本申请发明人经过潜心研究和实验的结果发现，在将间隔件的厚度减薄了 的蓄电元件中，使用具有间隔件PC含浸率为40%以上且70%以下的特性的间隔件时，能够 抑制高倍率循环后的一过性的输出劣化。因此，在该蓄电元件中，在使用具有间隔件PC含 浸率为40%以上且70%以下的特性的间隔件时，能够抑制高倍率循环后的一过性的输出 劣化，并且还能抑制微小短路的发生。
[0025] 另外，可以使所述负极修正密度为2. 2(g/cm3)以上且4. 4(g/cm3)以下。
[0026] 在此，本申请发明人经过潜心研究和实验的结果发现，负极修正密度为2. 2 (g/ cm3)以上且4. 4 (g/cm3)以下时，能够更有效地抑制高倍率循环后的一过性的输出劣化。因 此，在该蓄电元件中，负极修正密度为2. 2 (g/cm3)以上且4. 4 (g/cm3)以下时，能够更有效地 抑制高倍率循环后的一过性的输出劣化。
[0027] 另外，所述间隔件的厚度可以设为26μπι以下。
[0028] 由此，由于间隔件的厚度为26μm以下，因此能够实现高输出化和高容量化。
[0029] 另外，所述间隔件可以进一步在所述间隔件基材层的表面具有包含无机粒子的无 机层。
[0030] 由此，正极和负极的膨胀收缩造成的间隔件的破损被防止，能够确保间隔件的强 度。
[0031] 另外，本发明的其他方案的蓄电装置具备所述蓄电元件和与蓄电元件电连接的母 线构件。
[0032]另外，本发明的其他方案的车辆具备所述蓄电装置。
[0033] 此外，本发明的其他方案的蓄电元件的使用方法是，将可利用放电容量设为ICAh 时，以8CA以上对所述的蓄电元件进行充电或放电的方法。
[0034] 以下，边参照附图，边对本发明的实施方案的蓄电元件进行说明。需要说明的是， 以下说明的实施方案均为表示本发明的优选的一个具体例的实施方案。以下的实施方案中 示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置和连接方式等为一例，并没有限定 本发明的意思。另外，以下的实施方案中的构成要素中，对于表示本发明的最上位概念的技 术方案中没有记载的构成要素，作为构成更优选的方案的任意构成要素进行说明。
[0035] 首先，对蓄电元件10的构成进行说明。
[0036] [1.整体构成]
[0037]图1是本发明的实施方案的蓄电元件10的外观立体图。需要说明的是，该图是透 视容器内部的图。图2是表示本发明的实施方案的电极体400的构成的立体图。需要说明 的是，该图是将图1中示出的电极体400的卷绕状态一部分展开的图。
[0038] 蓄电元件10是能够充电和放电的二次电池，更具体来说，是锂离子二次电池等非 水电解质二次电池。例如，蓄电元件10是用于混合动力汽车（HybridElectricVehicle， HEV)、插电式混合动力汽车（PHEV)、电动汽车（EV)等的二次电池。需要说明的是，蓄电元 件10不限于非水电解质二次电池，可以是非水电解质二次电池以外的二次电池，也可以是 电容器。
[0039] 如这些图所示，蓄电元件10具备容器100、正极端子200、和负极端子300,容器 100具备作为上壁的盖板110。另外，在容器100内部，配置有电极体400、正极集电体120 和负极集电体130。需要说明的是，在蓄电元件10的容器100的内部封入了电解液（非水 电解质）等液体，但省略该液体的图示。
[0040] 容器100由以下结构构成：由金属形成的矩形筒状且有底的壳体主体、和闭塞该 壳体主体的开口的金属制的盖板110。另外，容器100能够在将电极体400等容纳于内部 后，通过盖板110与壳体主体被焊接等，从而将内部密封。
[0041] 电极体400具备正极、负极和间隔件，是能够蓄电的构件。具体来说，电极体400 是将按照在负极与正极之间夹持间隔件的方式配置成层状的层状物按照整体变成长圆形 状的方式卷绕而形成的。需要说明的是，图1和图2中，作为电极体400的形状示出了长圆 形，但也可以为圆形或椭圆形。另外，电极体400的形状不限于卷绕型，可以是层叠了平板 状极板的形状（层叠型）。对于电极体400的详细构成在后面叙述。
[0042] 正极端子200是电连接于电极体400的正极的电极端子，负极端子300是电连接 于电极体400的负极的电极端子。也就是说，正极端子200和负极端子300是用于将积蓄 在电极体400中的电力向蓄电元件10的外部空间导出、另外用于在电极体400中蓄电而向 蓄电元件10的内部空间导入电力的金属制的电极端子。
[0043] 正极集电体120是配置于电极体400的正极与容器100的侧壁之间、与正极端子 200和电极体400的正极电连接的具备导电性和刚性的构件。需要说明的是，正极集电体 120与后述的电极体400的正极基材层同样，由铝或铝合金等形成。
[0044] 另外，负极集电体130是配置于电极体400的负极与容器100的侧壁之间、与负极 端子300和电极体400的负极电连接的具备导电性和刚性的构件。需要说明的是，负极集 电体130与后述的电极体400的负极基材层同样，由铜或铜合金等形成。
[0045] 另外，封入容器100的内部的非水电解质（电解液）可以使用通常建议用于锂离 子电池等的电解质，可以选择各种电解质。在蓄电元件10中，可以将以下的有机溶剂和电 解质盐组合作为非水电解质使用。非水电解质在容器100内，含浸于正极合剂层、负极合剂 层和间隔件。例如，作为非