為70%。因此， 在特性評估過程中，將值（70%)設(shè)置為參考值，并且如果容量保持率等于或大于參考值， 則確定循環(huán)特性卓越。
[0371] 此外，就從電池的能量密度的觀點而言，檢查隔膜的優(yōu)選膜厚度范圍如下。具 體地，針對正極活性物質(zhì)層中的各個面積密度Sx:31. 3 (mg/cm2)、34. 3 (mg/cm2)、36. 3 (mg/ cm2)、38. 5 (mg/cm2)、或者42. 0 (mg/cm2)在橫軸X:L(膜厚度）和縱軸y:Iog10 (W)的坐標平 面內(nèi)繪制電池的膜厚度L和體積能量密度W(Wh/L)的值。
[0372]此外，基于該繪圖獲得各個面積密度Sx的近似直線（主函數(shù)：y=ax+b)，然后，計 算近似直線與電池的體積能量密度W= 300 (Wh/L)的y值：l〇gl。(300)之間的交點（x，y) =(L_，l〇g1D (300))。此外，計算的Lniax值表示滿足面積密度Sx中的300Wh/L或更大的體 積能量密度的隔膜的最大膜厚度。
[0373] 接著，在橫軸X:S(面積密度）和縱軸y:L(膜厚度）的坐標平面內(nèi)繪制（X，y)= (Sx，L_)。此外，基于該繪圖獲得近似曲線（二次函數(shù)：y=pX2+qX+r)。所獲得的近似曲線 的面積密度X=S中的y值（y= -0. 0874x2+6. 9788x-122. 66)表示滿足300Wh/L的體積 能量密度的最大膜厚度。因此，在隔膜的膜厚度L為-0. 0873S2+6. 9788S-122. 66ym或更 小的情況下，電池的體積能量密度變?yōu)?00Wh/L或更大。因此，可以看出，當隔膜的膜厚度 L為-0. 0873S2+6. 9788S-122. 66ym或更小時，電池的體積能量密度變?yōu)?00Wh/L或更大。
[0374] 4.其他實施方式
[0375] 本公開并不局限于本公開中的上述所述實施方式，并且在不背離本公開的要旨的 范圍內(nèi)，可以做出多種變形或者應(yīng)用。
[0376]例如，在上述所述實施方式和實施例中例證的尺度、結(jié)構(gòu)、形狀、材料、原材料、制 造工藝等僅為示出性，并且可根據(jù)需要使用不同的尺度、結(jié)構(gòu)、形狀、材料、原材料、制造工 藝燈。
[0377] 此外，只要該組合不背離本公開的要旨，則可將上述所述實施方式和實施例中的 構(gòu)造、方法、工藝、形狀、材料、尺度等彼此組合。
[0378] 根據(jù)上述所述實施方式的電池并不局限于二次電池并且可以是一次電池。
[0379] 在上述所述實施方式和實施例中，已經(jīng)對具有層壓膜型電池結(jié)構(gòu)（其中，在外部 封裝件中使用層壓膜）的電池和具有卷繞結(jié)構(gòu)（其中，電極被卷繞）的電池進行了描述，但 是，并不局限于此。例如，本公開還適用于具有其他結(jié)構(gòu)的電池等，諸如圓柱形電池、具有其 中電極被堆疊的結(jié)構(gòu)的堆疊式電池、角型電池、硬幣型電池、平板型電池、以及按鈕型電池。
[0380] 堆疊式的實例包括通過介入各個片的隔膜將正極和負極進行層壓的電池結(jié)構(gòu)、通 過以之字折疊型折疊的一片帶狀隔膜將正極和負極進行層壓的電池結(jié)構(gòu)、通過以之字折疊 型折疊的一對隔膜（其中，負極插入在一對隔膜間的狀態(tài)）將正極和負極進行層壓的電池 結(jié)構(gòu)。此外，例如，構(gòu)成第二隔膜35的表面層35a可具有其中顆粒被省略的構(gòu)造。
[0381] 此外，可以使用固態(tài)電解質(zhì)等作為電解質(zhì)36。電解質(zhì)36可包含離子性液體（常溫 熔融鹽）。電解質(zhì)36可以是液態(tài)電解液。
[0382] 本公開可采用下列構(gòu)造。
[0383] [1]一種電池，包括：
[0384] 正極，包括正極集電體和正極活性物質(zhì)層，正極活性物質(zhì)層包括正極活性物質(zhì)并 且設(shè)置在正極集電體的兩個表面上；
[0385]負極；
[0386] 隔膜，至少包括多孔膜；以及
[0387] 電解質(zhì)；
[0388] 其中，正極活性物質(zhì)具有分層結(jié)構(gòu)并且包括包含鋰鈷復合氧化物的正極材料，鋰 鈷復合氧化物至少包括鋰和鈷；
[0389] 正極活性物質(zhì)層的面積密度S(mg/cm2)為27mg/cm2或更大；并且
[0390] 多孔膜滿足下列表達式：
[0391](表達式）
[0392] 0? 04 彡Ri彡-0? 07L-0. 09XS+4. 99
[0393]Ri=T2L/e'
[0394]e' =[{(LXe/100)-RzX0. 46/3}/L]X100
[0395]I= {(1.216Xe'TdX10 4)/L}a5
[0396] [規(guī)定Ri:膜電阻（ym)，L:膜厚度（ym)，T:曲折因子，T:透氣度（sec/100cc)， (1:孔徑（11111)，1^:表面粗糙度最大高度（前表面與后表面的值的和）（11 111)，￡:孔隙率 (%)，e' ：校正孔隙率（％ )，以及S:正極活性物質(zhì)層的面積密度（mg/cm2)]。
[0397][2]根據(jù)[1]所述的電池，
[0398] 其中，電解質(zhì)包括電解液和聚合物化合物，并且電解質(zhì)是由聚合物化合物保持電 解液的凝膠型電解質(zhì)。
[0399] [3]根據(jù)[1]或[2]所述的電池，
[0400] 其中，電解質(zhì)進一步包括顆粒。
[0401] [4]根據(jù)[1]至[3]中任一項所述的電池，
[0402] 其中，正極活性物質(zhì)層的面積密度S(mg/cm2)為51mg/cm2或更小。
[0403] [5]根據(jù)[1]至[4]中任一項所述的電池，
[0404] 其中，隔膜的厚度為3ym至17ym。
[0405] [6]根據(jù)[1]至[5]中任一項所述的電池，
[0406] 其中，正極材料是進一步包括設(shè)置在鋰鈷復合氧化物的顆粒的表面的至少一部分 上的涂覆層的涂覆顆粒。
[0407] [7]根據(jù)[1]至[6]中任一項所述的電池，
[0408] 其中，鋰鈷復合氧化物是由通式（化學式1)表示的鋰鈷復合氧化物中的至少一 種：
[0409](化學式1)
[0410]LipCoaq)Mlq0(2y)Xz
[0411](在式中，Ml表示選自于第2族至第15族的元素之中的除鈷（Co)之外的至少一 種，并且X表示第16族的元素和第17族的元素之中的除了氧（O)之外的至少一種。p、q、y、以及z是0? 9彡p彡1. 1、0彡q〈0. 5、_0. 10彡y彡0? 20、以及0彡z彡0? 1的范圍內(nèi)的 值）。
[0412] [8]根據(jù)[1]至[7]中任一項所述的電池，
[0413] 其中，所述隔膜進一步包括表面層，表面層至少設(shè)置在多孔膜的一個主表面上并 且包括顆粒和樹脂。
[0414] [9]根據(jù)[1]至[8]中任一項所述的電池，
[0415] 其中，多孔膜是聚烯烴樹脂膜。
[0416] [10]根據(jù)[1]至[9]中任一項所述的電池，
[0417] 其中，隔膜的厚度為-0? 0873S2+6. 9788S-122. 66ym或更小。
[0418] [11]根據(jù)[1]至[10]中任一項所述的電池，
[0419] 其中，正極、負極、隔膜、電解質(zhì)被容納在膜狀外部封裝件中。
[0420] [12]根據(jù)[1]至[11]中任一項所述的電池，
[0421] 其中，每一對正極和負極在完全充電狀態(tài)下的開路電壓為4. 25V或更高。
[0422] [13] -種電池組，包括：
[0423] 根據(jù)[1]至[12]中任一項所述的電池；
[0424] 控制單元，控制電池；以及
[0425] 外部封裝件，電池被容納在外部封裝件中。
[0426] [14] 一種電子裝置，包括：
[0427] 根據(jù)[1]至[12]中任一項所述的電池，
[0428] 其中，從電池供應(yīng)電力。
[0429] [15] 一種電動車輛，包括：
[0430] 根據(jù)[1]至[12]中任一項所述的電池；
[0431] 轉(zhuǎn)換設(shè)備，電力從電池被供應(yīng)至轉(zhuǎn)換設(shè)備，并且轉(zhuǎn)換設(shè)備將電力轉(zhuǎn)換成車輛的驅(qū) 動力；以及
[0432] 控制設(shè)備，基于與電池有關(guān)的信息執(zhí)行與車輛控制有關(guān)的信息處理。
[0433] [16] 一種蓄電設(shè)備，包括：
[0434] 根據(jù)[1]至[12]中任一項所述的電池，
[0435] 其中，蓄電設(shè)備將電力供應(yīng)至與電池連接的電子裝置。
[0436] [17]根據(jù)[16]所述的蓄電設(shè)備，進一步包括：
[0437] 電力信息控制設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)將信號發(fā)送至其他裝置并且從其他裝置接收信號，
[0438] 其中，基于通過電力信息控制設(shè)備接收的信息來執(zhí)行電池的充電控制和放電控 制。
[0439] [I8] -種電力系統(tǒng)，
[0440] 其中，從根據(jù)[1]至[11]中任一項所述的電池供應(yīng)電力，或者從發(fā)電設(shè)備或電力 網(wǎng)將電力供應(yīng)至電池。
[0441] 參考標號列表
[0442] 30卷繞電極體
[0443] 31正極引線
[0444] 32負極引線
[0445] 33 正極
[0446] 33A正極集電體
[0447] 33B正極活性物質(zhì)層
[0448] 34 負極
[0449] 34A負極集電體
[0450] 34B負極活性物質(zhì)層
[0451] 35 隔膜
[0452] 35a多孔膜
[0453] 35b表面層
[0454] 36 電解質(zhì)
[0455] 37保護帶
[0456] 40外部封裝件
[0457] 41粘合膜
[0458] 101 電池單元
[0459] IOla平臺部
[0460] 102a, 102b引線
[0461] 103a至103c絕緣帶
[0462] 104絕緣板
[0463] 105電路基板
[0464] 106連接器
[0465] 301 組裝電池
[0466] 301a二次電池
[0467] 302a充電控制開關(guān)
[0468] 3〇2b二極管
[0469] 303a放電控制開關(guān)
[0470] 3〇：3b二極管
[0471] 3〇4開關(guān)單元
[0472] 307電流檢測電阻器
[0473] 308溫度檢測元件
[0474] 310控制單元
[0475] 311電壓檢測單元
[0476] 313電流測量單元
[0477] 314開關(guān)控制單元
[0478] 317存儲器
[0479] 318溫度檢測單元
[0480] 321正極端子
[0481] 322負極端子
[0482] 400蓄電系統(tǒng)
[0483] 401 住宅
[0484] 402中央電力系統(tǒng)
[0485] 40?火力發(fā)電
[0486] 402b 核發(fā)電
[0487] 4〇2c水力發(fā)電
[0488] 403蓄電設(shè)備
[0489] 404發(fā)電設(shè)備
[0490] 405電力消耗設(shè)備
[0491] 405a 電冰箱
[0492] 405b 空調(diào)
[0493] 405c 電視
[0494] 405d 浴室
[0495] 406 電動車輛
[0496] 406a 電動車
[0497] 406b混合動力汽車
[0498] 406c 電動自行車
[0499] 407智能電表
[0500] 408 電力樞紐
[0501] 409 電力網(wǎng)
[0502] 410控制設(shè)備
[0503] 411傳感器
[0504] 412信息網(wǎng)絡(luò)
[0505] 413服務(wù)器
[0506] 500混合動力車輛
[0507] 501發(fā)動機
[0508] 502發(fā)電機
[0509] 503電力驅(qū)動力轉(zhuǎn)換設(shè)備
[0510] 504a 驅(qū)動輪
[0511] 504b 驅(qū)動輪
[0512] 505a 車輪
[0513] 505b 車輪
[0514] 508 電池
[0515] 509車輛控制設(shè)備
[0516] 510傳感器
[0517] 511 充電端口
【主權(quán)項】
1. 一種電池，包括： 正極，包括正極集電體和正極活性物質(zhì)層，所述正極活性物質(zhì)層包括正極活性物質(zhì)并 且設(shè)置在所述正極集電體的兩個表面上； 負極； 隔膜，至少包括多孔膜；以及 電解質(zhì)， 其中，所述正極活性物質(zhì)具有分層結(jié)構(gòu)并且包括包含鋰鈷復合氧化物的正極材料，所 述鋰鈷復合氧化物至少包括鋰和鈷， 所述正極活性物質(zhì)層的面積密度S(mg/cm2)為27mg/cm2或更大，并且 所述多孔膜滿足下列表達式： (表達式） 0. 04 ^Ri^ -0. 07L-0. 09XS+4. 99 Ri= 12L/e' e' =[{(LXe/100)-RzX0. 46/3}/L]XlOO I= {(1. 216Xe'TdXlO4)/L}0-5 [Ri:膜電阻Um)，L:膜厚度（ym)，T:曲折因子，T:透氣度（sec/lOOcc)，d:孔徑 (nm)，Rz :表面粗糙度最大高度（前表面與后表面的值的和）（y m)，e :孔隙率（％ )，e ' ： 校正孔隙率（％ )，以及S :所述正極活性物質(zhì)層的面積密度（mg/cm2)]。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池， 其中，所述電解質(zhì)包括電解液和聚合物化合物，并且所述電解質(zhì)是由所述聚合物化合 物保持所述電解液的凝膠型電解質(zhì)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池， 其中，所述電解質(zhì)進一步包括顆粒。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池， 其中，所述正極活性物質(zhì)層的面積密度S(mg/cm2)為51mg/cm2或更小。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池， 其中，所述隔膜的厚度為3 y m至17 y m。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池， 其中，所述正極材料是進一步包括至少設(shè)置在所述鋰鈷復合氧化物的顆粒的表面的一 部分上的涂覆層的涂覆顆粒。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池， 其中，所述鋰鈷復合氧化物是由通式（化學式1)表示的鋰鈷復合氧化物中的至少一 種， (化學式1) LipC〇dq)Mlq0(2y)Xz (在式中，Ml表示選自于第2族至第15族的元素之中的除鈷（Co)之外的至少一種，并 且X表示第16族的元素和第17族的元素之中的除氧（0)之外的至少一種，p、q、y和z是 0? 9彡p彡L1、0彡q〈0. 5、-0. 10彡y彡0? 20、和0彡z彡0? 1的范圍中的值）。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池， 其中，所述隔膜進一步包括表面層，所述表面層至少設(shè)置在所述多孔膜的一個主表面 上并且包括顆粒和樹脂。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池， 其中，所述多孔膜是聚烯烴樹脂膜。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池， 其中，所述隔膜的厚度為-〇. 〇873S2+6. 9788S-122. 66ym或更小。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池， 其中，所述正極、所述負極、所述隔膜以及所述電解質(zhì)被容納在膜狀外部封裝件中。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池， 其中，每一對所述正極和所述負極在完全充電狀態(tài)下的開路電壓為4. 25V或更高。13. -種電池組，包括： 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池； 控制單元，控制所述電池；以及 外部封裝件，所述電池被容納在所述外部封裝件中。14. 一種電子裝置，包括： 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池， 其中，從所述電池供給電力。15. -種電動車輛，包括： 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池； 轉(zhuǎn)換設(shè)備，電力從所述電池被供應(yīng)至所述轉(zhuǎn)換設(shè)備，并且所述轉(zhuǎn)換設(shè)備將所述電力轉(zhuǎn) 換成車輛的驅(qū)動力；以及 控制設(shè)備，基于與所述電池有關(guān)的信息執(zhí)行與車輛控制有關(guān)的信息處理。16. -種蓄電設(shè)備，包括： 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池， 其中，所述蓄電設(shè)備將電力供應(yīng)至與所述電池連接的電子裝置。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的蓄電設(shè)備，進一步包括： 電力信息控制設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)將信號發(fā)送至其他裝置以及從其他裝置接收信號， 其中，基于由所述電力信息控制設(shè)備接收的信息來執(zhí)行所述電池的充電和放電控制。18. 一種電力系統(tǒng)， 其中，從根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池供應(yīng)電力，或者從發(fā)電設(shè)備或電力網(wǎng)將電力供應(yīng) 至所述電池。
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種能夠盡可能減小由重復充電和放電導致的容量的任何降低的電池、以及使用該電池的電池組、電子裝置、電動車輛、蓄電設(shè)備和電力系統(tǒng)。本發(fā)明是以下一種電池，在電池中，正極活性物質(zhì)層的面積密度S(mg/cm2)為27mg/cm2或更大，并且包括在隔膜中的多孔膜具有滿足下列表達式：0.04≤Ri≤-0.07L-0.09×S+4.99；Ri＝τ2L/εˊ；εˊ＝[{(L×ε/100)-Rz×0.46/3}/L]×100；τ＝{(1.216×εˊTd×10-4)/L}0.5[Ri：膜電阻(μm)，L：膜厚度(μm)，τ：曲折因子，T：透氣度(sec/100cc)，d：孔徑(nm)，Rz：表面粗糙度最大高度(前表面與后表面的值的和)(μm)，ε：孔隙率(％)，εˊ：校正孔隙率(％)，以及S：正極活性物質(zhì)的面積密度(mg/cm2)]的構(gòu)造。
【IPC分類】H01M4/131, H01M2/10, H01M4/36, H01M10/052, H01M10/058, H01M2/16, H01M4/525, H01M10/0565
【公開號】CN105027344
【申請?zhí)枴緾N201480003392
【發(fā)明人】阿部有洋, 高木賢太郎
【申請人】索尼公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年8月21日
【公告號】CA2894233A1, US20150311493, WO2015056385A1