电解质、电池、电池组、电子装置、电动车辆、蓄电装置和电力系统

摘要

该电池包括正极、负极和电解质。电解质和/或负极包含至少一部分表面改性的氢氧化铝。

权利要求

1.一种电解质，包含：氢氧化铝，所述氢氧化铝的表面的至少一部分被改性。

2.根据权利要求1所述的电解质，其中所述氢氧化铝的差示扫描量热法中的最大吸热峰温度为270℃以上且在360℃以下。

3.根据权利要求2所述的电解质，其中在所述差示扫描量热法中观察到两个吸热峰。

4.根据权利要求1所述的电解质，其中，通过使用表面处理剂对所述表面改性得到所述氢氧化铝。

5.根据权利要求4所述的电解质，其中，所述表面处理剂包含硅烷偶联剂、钛酸盐类偶联剂、铝酸盐类偶联剂和高级脂肪酸表面处理剂中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的电解质，其中，所述氢氧化铝具有包含有机聚合物化合物和不同于氢氧化铝的无机化合物的至少一种的涂层部分，所述涂层部分形成在所述氢氧化铝的所述表面的至少一部分上。

7.根据权利要求1所述的电解质，进一步包含：电解质溶液；和

保持所述电解质溶液的聚合物化合物。

8.一种电池，包括：

正极；

负极；和

电解质，其中

所述电解质和所述负极中的至少一种包含氢氧化铝，所述氢氧化铝的表面的至少一部分被改性。

9.根据权利要求8所述的电池，其中所述正极包含所述氢氧化铝。

10.根据权利要求8所述的电池，进一步包括隔膜，其中，

所述隔膜包含所述氢氧化铝。

11.一种电池组，包括：根据权利要求8所述的电池；

控制所述电池的控制单元；和容纳所述电池的外装件。

12.一种接收来自根据权利要求8所述的电池的电力供给的电子装置。

13.一种电动车辆，包括：根据权利要求8所述的电池；

转换装置，接收来自所述电池的电力供给并将接收的电力转换为用于所述车辆的驱动力；和控制装置，基于关于所述电池的信息进行与车辆控制有关的信息处理。

14.一种蓄电装置，包括：根据权利要求8所述的电池，其中，所述蓄电装置向连接到所述电池的电子装置供给电力。

15.根据权利要求14所述的蓄电装置，进一步包括电力信息控制装置，通过网络将信号传输至另一个装置或从另一个装置接收信号，其中，基于通过所述电力信息控制装置接收的信息，所述蓄电装置控制所述电池的充电和放电。

16.一种电力系统，接收来自根据权利要求8所述的电池的电力供给。

17.根据权利要求16所述的电力系统，其中，由发电装置或电力网络将电力供给至所述电池。

说明书

电解质、电池、电池组、电子装置、电动车辆、蓄电装置和电力

系统

技术领域

[0001] 本技术涉及电解质、电池、电池组、电子装置、电动车辆、蓄电装置和电力系统。

背景技术

[0002] 近年来，以移动电话或便携式信息终端设备为代表的电子装置被广泛使用，并强烈期望电子装置的尺寸减小、重量减轻和使用寿命延长。为此，，开发了能够实现高能量密度的电源、电池、特别是小尺寸且轻便的二次电池。

[0003] 近来认为这种二次电池不仅应用于上述电子装置而且应用于以电动工具如电钻、电动车辆如电动汽车、和蓄电系统如用于房屋的电力服务器为代表的多种应用。作为这些装置的电源，开发了具有高输出和大容量的二次电池。

[0004] 以下专利文献1至2中公开了与二次电池有关的技术。例如，在专利文献1所描述的二次电池中，将包含氢氧化铝的活性氧化铝颗粒包含在电池中以实现优异的循环特征。在专利文献2所描述的二次电池中，将氢氧化铝设置在电池容器中以确保安全。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：特开2010-2012046号公报

[0008] 专利文献2：特许第5378305号公报

发明内容

[0009] 技术问题

[0010] 期望改善电池的循环特征。

[0011] 因此，本技术的一个目的是提供可以改善循环特征的电解质、电池、电池组、电子装置、电动车辆、蓄电装置和电力系统。

[0012] 问题解决方案

[0013] 为了解决上述问题，本技术是包含氢氧化铝的电解质，氢氧化铝的至少一部分表面被改性。

[0014] 本技术包括正极、负极和电解质，电解质和负极中的至少一种包含氢氧化铝，氢氧化铝的至少一部分表面被改性。

[0015] 根据本技术的电池组、电子装置、电动车辆、蓄电装置和电力系统包括上述电池。

[0016] 发明的效果

[0017] 根据依照本技术的电解质，因为其包含至少一部分表面被改性的氢氧化铝，所以可以改善循环特征。根据依照本技术的电池，因为电解质和负极中的至少一种包含氢氧化铝，氢氧化铝的至少一部分表面被改性，所以可以改善循环特征。在根据本技术的电池组、电子装置、电动车辆、蓄电装置和电力系统中可以得到类似的效果。

附图说明

[0018] [图1]图1是示出了根据本技术的一个实施方式的层压膜型非水电解质电池的构造的分解透视图。

[0019] [图2]图2是示出了沿图1所示的卷绕电极体的线I-I截取的截面构造的截面图。

[0020] [图3]图3是示出了根据本技术的一个实施方式的圆柱形非水电解质电池的构造的截面图。

[0021] [图4]图4是示出了二次电池的应用实例(电池组：单电池)的构造的透视图。

[0022] [图5]图5是示出了图4所示的电池组的构造的框图。

[0023] [图6]图6是示出了根据本技术的实施方式的蓄电装置的电路构造实例的框图。

[0024] [图7]图7是示出了其中将根据本技术的非水电解质电池应用于房屋的蓄电系统的实例的示意图。

[0025] [图8]图8是示意性地示出了采用应用了本技术的串联混合系统的混合动力车辆的构造的实例的示意图。

[0026] [图9]图9是示出了差示扫描量热法的测量结果的曲线图。

具体实施方式

[0027] (本技术的概要)

[0028] 首先，将描述本技术的概要以有助于了解本技术。专利文献1(特开2010-2012046号公报)描述了使用包含含有氢氧化铝并具有50至1000m2/g的比表面积的活性氧化铝的电解质溶液对于改善循环特征和安全性是有效的。通过在230℃或240℃下向氢氧化铝应用热处理得到活性氧化铝。

[0029] 然而，存在于氢氧化铝表面的水和羟基基团在电池中反应(在下文中称为“副反应”)，从而产生不可逆转的容量以及使充电和放电效率退化。进一步地，因为比表面积大，出现不利的影响如副反应的量增加和内部吸附的水增加。同时，通过在230℃或240℃下向氢氧化铝应用热处理，脱水温度(即吸热反应温度)升高，使得电池反应所需的温度范围中的阻燃效果降低。

[0030] 在专利文献2(特许第5378305号公报)的技术中，在正极和隔膜之间存在包含金属氢氧化物的吸热层。然而，没有提到金属氢氧化物的表面改性。进一步地，没有评估电池特征的实例，且没有提到副反应的影响。

[0031] 例如，为了改善电池的安全性、循环特征、抗氧化性和浮充中的至少一种，使用包含铝的氧化物或氢氧化物如氧化铝和氢氧化铝的电解质。在使用电解质的情况下，期望进一步改善循环保留率。在本技术中，通过改性氢氧化铝的表面，可以改善充电和放电效率以及循环保留率。可替换地，通过在不显著升高氢氧化铝的吸热温度的情况下减少电解质溶液中的水的量，可以类似地改善循环保留率。可替换地，其有效抑制气体生成。

[0032] 在下文中，将参考附图描述本技术的实施方式。应注意将按以下顺序进行描述。

[0033] 1.第一实施方式(层压膜型电池的实例)

[0034] 2.第二实施方式(圆柱形电池的实例)

[0035] 3.第三实施方式(电池组的实例)

[0036] 4.第四实施方式(蓄电装置的实例)

[0037] 5.第五实施方式(蓄电系统等的实例)

[0038] 8.其它实施方式

[0039] 应当注意的是以下描述的实施方式等是本技术的有利的具体实例，并且本技术的内容不限于这些实施方式等。本文所描述的效果仅是实例，而不必是限制性的，且不排除不同于举例说明效果的效果。

[0040] 1.第一实施方式

[0041] (1-1)层压膜型电池的构造实例

[0042] 在本技术的第一实施方式中，将参考图1和图2作为一个实例描述层压膜型非水电解质二次电池(在下文中称为“非水电解质电池”或简单地称为“电池”)。

[0043] 在该非水电解质电池中，将附接正极引线51和负极引线52的卷绕电极体50容纳在膜状外部构件60中。

[0044] 以例如相同的方向将正极引线51和负极引线52从外部构件60的内部引出。正极引线51和负极引线52中的每种由金属材料如铝、铜、镍和不锈钢形成，并具有薄板形状或网状形状。

[0045] 外部构件60由例如层压膜形成，其中树脂层形成在金属层的两个表面上。在层压膜中，外树脂层形成在金属层暴露于电池的外侧的表面上，并且内树脂层形成在电池面对发电元件如卷绕电极体50的内表面上。

[0046] 金属层通过防止水、氧和光进入在保护电池上起作用，以及从轻巧、伸长率性质、价格和容易加工的角度经常使用铝(Al)。将树脂材料如尼龙和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)用作外树脂层，其具有样式美观、韧度、柔韧性等。因为内树脂层由于热或超声波熔融且是彼此熔合的一部分，所以聚烯烃树脂是合适的并使用非取向的聚丙烯(CPP)。可以根据需要在金属层以及外树脂层和内树脂层之间提供粘附层。

[0047] 外部构件60配有用于容纳卷绕电极体50的凹部，其通过深拉由朝向外树脂层侧的内树脂层侧形成，以及例如将内树脂层设置为面对卷绕电极体50。通过熔合等使外部构件60的面对内树脂层在凹部的外缘部分彼此紧密接触。在外部构件60的内树脂层以及正极引线51和负极引线52之间，设置用于改善它们的粘附的粘附膜61。粘附膜61由对金属材料具有高粘附性的树脂材料形成，并由聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯、改性的聚乙烯和改性的聚丙烯形成。

[0048] 应注意外部构件60可以由具有另一种结构的层压膜、单个聚合物膜如聚丙烯、或单个金属膜形成，以代替上述包括金属层和双侧树脂层的层压膜。

[0049] 图2示出了沿图1所示的卷绕电极体50的线I-I截取的截面构造。如图2所示，通过经由板条状隔膜55和电解质层56层压和卷绕板条状正极53和板条状负极54得到卷绕电极体50，并根据需要用保护带57覆盖最外周部分。

[0050] (正极)

[0051] 正极53具有其中正极活性材料层53B形成在正极集电体53A的一个或两个表面上的结构。可以将例如金属箔如铝(Ni)箔、镍箔和不锈钢(SUS)箔用作正极集电体53A。

[0052] 正极活性材料层53B配置为包含例如能够吸附和释放锂的正极活性材料、导电试剂和粘合剂。

[0053] 作为正极活性材料，例如含锂化合物是有利的。这是因为可以实现高能量密度。这种含锂化合物的实例包括包含锂和过渡金属元素的复合氧化物以及包含锂和过渡金属元素的磷酸化合物。在它们中，包含选自由钴(Co)、镍、锰(Mn)和铁(Fe)组成的组中的至少一种元素作为过渡金属元素的那些是有利的。这是因为可以得到较高的电压。

[0054] 例如可以将由通式LixM1O2或LiyM2PO4表示的含锂化合物用作正极活性材料。在该式中，M1和M2各自表示一种或多种过渡金属元素。x和y的值根据电池的充电和放电状态改变，并且通常满足以下关系0.05≤x≤1.10和0.05≤y≤1.10。包含锂和过渡金属元素的复合氧化物的实例包括锂钴复合氧化物(LixCoO2)、锂镍复合氧化物(LixNiO2)、锂镍钴复合氧化物(LixNi1-zCozO2(00，w>0)、和具有尖晶石型结构的锂锰复合氧化物(LiMn2O4)或锂锰镍复合氧化物(LiMn2-tNitO4(0

[0055] 进一步地，可以使用其中过渡金属元素的一部分被另一种元素取代的固溶体。固溶体的实例包括镍钴复合氧化锂(LiNi0.5Co0.5O2、LiNi0.8Co0.2O2等)。这些锂复合氧化物能够产生高电压并具有优异的能量密度。

[0056] 进一步地，从可以得到较高的电极封装性质和循环特征的角度，可以使用复合材料颗粒，其中用由任一种其他含锂化合物形成的细小颗粒涂覆由上述的含锂化合物中的任一种形成的颗粒的表面。

[0057] 正极活性材料可以是上述之外的，且其实例包括氧化物如氧化钒(V2O5)、二氧化钛(TiO2)和二氧化锰(MnO2)，二硫化物如二硫化铁(FeS2)、二硫化钛(TiS2)和二硫化钼(MoS2)，不含锂的硫族化物如二硒化铌(NbSe2)(特别是层状化合物和尖晶石型化合物)、硫，以及导电聚合物如聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔和聚吡咯。进一步地，可以以任意组合混合上述系列的正极活性材料中的两种或更多种。

[0058] 例如将碳材料如炭黑和石墨用作导电试剂。将选自树脂材料如聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、和羧甲基纤维素(CMC)以及包含这些树脂材料作为主要组分的共聚物中的至少一种用作粘合剂。

[0059] 正极53具有通过点焊或超声焊接连接到正极集电体53A的一端的正极引线51。正极引线51的材料的实例包括金属箔如铝和镍。

[0060] (负极)

[0061] 负极54具有其中负极活性材料层54B形成在负极集电体54A的一个表面或两个表面上结构。负极集电体54A由例如金属箔如铜箔形成。

[0062] 负极活性材料层54B配置为包含能够吸附和释放锂离子的一种或多种负极活性材料，并可以配置为根据需要包含不同的材料如与正极活性材料层53B的那些类似的粘合剂和导电试剂。

[0063] 应注意在该非水电解质电池中，有利的是负极54或负极活性材料的电化学当量大于正极53的那些，并且理论上锂金属在充电期间不沉积在负极54上。

[0064] 另外，将这种非水电解质电池设计为使得满充状态中的开路电压(即电池电压)下降到例如2.80V以上和6.00V以下的范围内。特别地，在将相对于Li/Li+接近0V的锂合金的材料或吸附锂的材料用作负极活性材料的情况下，设计为使得满充状态中的开路电压下降到例如4.20V以上和6.00V以下的范围内。在这种情况下，有利的是将满充状态中的开路电压设定为4.25V以上和6.00V以下。在将完全充电时的开路电压设定为4.25V以上的情况下，因为与开路电压为4.20V的电池相比，每单位质量释放的锂的量甚至在相同的正极活性材料的情况下增加，所以根据其调节正极活性材料和负极活性材料的量。通过这可以实现高能量密度。

[0065] 负极活性材料的实例包括非石墨化的碳、容易石墨化的碳、石墨、热解碳、焦炭、玻璃碳、烘烤有机聚合物化合物、碳纤维、活性碳和其他碳材料。这些材料中的焦炭的实例可以包括沥青焦炭、针状焦炭和石油焦炭。烘烤有机聚合物化合物是在适当的温度下烘烤聚合物材料如酚醛树脂和呋喃树脂并使其碳化的材料。还可以将一些烘烤的有机聚合物化合物分为非石墨化的碳或容易石墨化的碳。这些碳材料是有利的，因为在充电和放电中这种材料的晶体结构的可能改变是非常小的，并且可以实现高充电-放电容量和良好的循环特征。特别地，石墨由于其大的电化学当量和提供高能量密度的能力是有利的。进一步地，非石墨化的碳由于其提供优异的循环特征的能力而是有利的。进一步地，示出低充电-放电电势的碳材料、具体地示出接近锂金属示出的那些的充电-放电电势的那些是有利的，因为这些材料使得容易实现电池的高能量密度。

[0066] 进一步地，能够增加容量的另一种负极活性材料的实例包括包含金属元素和类金属元素中的至少一种作为构成元素的材料(例如单质、合金、化合物和混合物)。这是因为当使用这种材料时可以实现高能量密度。特别地，更有利的是连同碳材料一起使用这种材料，因为可以实现高能量密度以及优异的循环特征。应注意术语“合金”涵盖包含两种或更多种金属元素的合金以及包含一种或多种金属元素和一种或多种类金属元素的合金。进一步地，这些合金还可以包含非金属元素。这些合金的组织包括固溶体、共晶体(共晶混合物)或金属间化合物，且它们中的两种或更多种可以共存。

[0067] 这种负极活性材料的实例包括能够与锂形成合金的金属元素和类金属元素。金属元素和类金属元素的具体实例包括镁(Mg)、硼(B)、铝、钛(Ti)、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌(Zn)、铪(Hf)、锆(Zr)、钇(Y)、钯(Pd)和铂(Pt)。这些材料可以是晶体或无定形的。

[0068] 有利地，负极活性材料可以是包含属于短周期型元素周期表中的第4B族中的金属元素或类金属元素作为构成元素的一种。包含硅和锡中的至少一种作为构成元素的那些是更有利的。这是因为硅和锡具有吸附和释放锂的高能力并可以实现高能量密度。这种负极活性材料的实例包括硅的单质、合金和化合物，锡的单质、合金和化合物，以及其至少部分地包含这些形式中的一种或多种的材料。

[0069] 硅的合金的实例包括除硅之外包含选自由以下各项组成的组中的至少一种元素作为其第二构成元素的合金：锡、镍、铜(Cu)、铁、钴(Co)、锰、锌(Zn)、铟、银、钛、锗、铋、锑(Sb)和铬(Cr)。锡的合金的实例包括除锡之外包含选自由以下各项组成的组中的至少一种元素作为其第二构成元素的合金：硅、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑和铬。

[0070] 锡的化合物或硅的化合物的实例包括包含氧(O)或碳(C)的化合物。除锡或硅之外，这些化合物还可以包含上述第二构成元素中的任一种。

[0071] 在这些材料中，包含钴、锡和碳作为构成元素的含SnCoC材料作为Sn类负极活性材料是有利的，其中碳的含量在按质量计9.9％以上按质量计29.7％以下，以及钴占锡和钴的总和的比例的按质量计30％以上按质量计70％以下。这是因为在这种组成范围内可以实现高能量密度和优异的循环特性。

[0072] 根据需要，该含SnCoC的材料可以进一步包含其他构成元素。可以包含例如硅、铁、镍、铬、铟、铌(Nb)、锗、钛、钼(Mo)、铝、磷(P)、镓和铋是有利的，以及它们中的两种或更多种作为这些其他构成元素。这是因为可以进一步改善容量特征或循环特征。

[0073] 应注意有利的是含SnCoC材料具有包含锡、钴和碳的相，其中该相具有低结晶或无定形结构。进一步地，在含SnCoC材料中，有利的是将作为构成元素的碳的至少一部分结合至作为其它构成元素的金属元素或半金属元素。这是因为循环特征的降低可能是由于锡的聚集或结晶等，且将碳结合至其他元素，使得可以抑制这种聚集或结晶。

[0074] 用于检查元素的结合状态的测量方法的实例包括X射线光电子光谱(XPS)。在这种XPS中，只要涉及石墨，碳1s轨道(C1s)的峰在能量校准装置中在284.5eV处出现，使得在在84.0eV处得到金原子4f轨道(Au4f)的峰。同样，只要涉及表面污染的碳，其在284.8eV处出现。同时，当碳元素的电荷密度高时，例如，当碳结合至金属元素或类金属元素时，在低于
284.5eV的区域中出现C1s的峰。即，当关于含SnCoC材料得到的C1s的组合波的峰出现在低于284.5eV的区域中时，包含在含SnCoC的材料中的碳的至少一部分结合至作为其他构成元素的金属元素或类金属元素。

[0075] 应注意在XPS测量中，例如将C1s的峰用于校正光谱的能量轴。在大多数情况下，因为表面上存在一些表面污染的碳，所以可以将表面污染的碳的C1s的峰固定在284.8eV，并可以将该峰用作能量参照。在XPS测量中，因为可以例如通过使用商业软件程序分析作为包括来自含SnCoC材料的表面污染的碳的峰和碳的峰两者的形式得到C1s的峰，所以可以使含SnCoC材料的表面污染的碳的峰与碳的峰彼此分离。在波形的分析中，将存在于最低结合能附近的主峰的位置用作能量参照(284.8eV)。

[0076] 其他负极活性材料的实例包括金属氧化物和聚合物化合物，其每种能够吸附和释放锂。金属氧化物的实例包括包含锂和钛的锂钛氧化物如钛酸锂(Li4Ti5O12)、氧化铁、氧化钌和氧化钼。聚合物化合物的实例包括聚乙炔、聚苯胺和聚吡咯。

[0077] (隔膜)

[0078] 隔膜55是由具有预定的离子渗透性和机械强度的绝缘膜形成的多孔膜。

[0079] 隔膜55是例如由树脂形成的多孔膜并通过由拉伸开口方法、相分离方法等模制树脂材料得到。例如，在拉伸开口方法中，首先由T模或圆形模挤出熔融聚合物，然后使其经受热处理以形成具有高规则性的晶体结构。之后，使其经受低温拉伸和高温拉伸以剥离晶体界面以在薄片之间形成间隔部分，从而形成多孔结构。在相分离方法中，通过T模方法、吹胀法等将通过在高温下混合聚合物和溶剂制备的均匀溶液形成为膜，然后用另一种挥发溶剂萃取溶剂，从而得到由树脂形成的多孔膜。应注意生产由树脂形成的多孔膜的方法不限于此。作为形成隔膜55的树脂材料，例如有利地使用聚烯烃树脂如聚丙烯和聚乙烯、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚酯树脂、尼龙树脂等。特别地，合适地使用低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性聚乙烯、它们的低分子量蜡、和聚烯烃树脂如聚丙烯，因为它们具有合适的熔融温度且易于得到。进一步地，通过层压两个或更多个多孔膜或通过熔体捏合两种或更多种树脂材料形成的多孔膜得到的结构。包含由聚烯烃树脂形成的多孔膜的那些具有正极53和负极54之间优异的可分离性，并可以进一步抑制内部短路减少。

[0080] 隔膜55可以是非编织织物。非编织织物是在没有编织或针织纤维的情况下通过机械、化学、或用溶剂或它们的组合连接、缠绕、或连接和缠绕纤维产生的结构。可以将可以处理为纤维的大部分材料用作非编织织物的原材料，以及通过调节形状如纤维长度和厚度，可以导致材料具有根据目的和用途的功能。生产非编织织物的方法通常包括两个阶段，形成称为绒头织物的纤维的聚集层的步骤和粘结绒头织物的纤维的粘结步骤。在每个阶段，可以使用多种生产方法，并根据非编织织物的原材料、目的和用途选择生产方法。例如，在形成绒头织物的步骤中，可以使用干法、湿法、纺粘(spunbond)法、熔喷(melt blow)法等。在结合绒头织物的纤维的结合步骤中，可以使用热结合法、化学结合法、针刺法、水刺(spunlace)法(水流缠绕法)、缝合法和蒸汽喷射法等。

[0081] 非编织织物的实例包括使用聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的渗透膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯非编织织物)。应注意透气膜是具有透气性的膜。非编织织物的其他实例包括使用芳纶纤维、玻璃纤维、纤维素纤维、聚烯烃纤维、尼龙纤维等的那些。非编织织物可以是使用两种或更多种纤维的一种。

[0082] (电解质层)

[0083] 根据应用表面处理的本技术，电解质层56包含基体聚合物化合物、非水电解质溶液和表面改性的氢氧化铝。电解质层56是例如由基体聚合物化合物支撑的非水电解质溶液和由所谓的凝胶电解质形成的层。应注意表面改性的氢氧化铝包含在电解质层56中，并可以包含在负极活性材料层54B、正极活性材料层53B和隔膜55中的至少一个中。表面改性的氢氧化铝不一定需要包含在电解质层56中，并可以包含在负极活性材料层54B、正极活性材料层53B和隔膜55中的至少一个中。进一步地，代替电解质层56，可以使用非水电解质溶液，其是液体电解质。在这种情况下，用非水电解质溶液浸渍卷绕电极体50，电解质溶液是填充在外部构件60中的液体电解质。

[0084] (基体聚合物化合物)

[0085] 作为用于支撑电解质溶液的基体聚合物化合物(树脂)，可以使用具有与溶剂等的相容性的那些。这种基体聚合物化合物的实例包括含氟树脂如聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯，含氟橡胶如偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物和它们的氢化物，丙烯腈-丁二烯共聚物和它们的氢化物，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和它们的氢化物，橡胶如甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、乙烯丙烯橡胶、聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯，纤维素衍生物如乙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素，具有等于或高于180℃的熔点和玻璃化转变温度中的至少一种的树脂如聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚酰胺(特别是芳纶)、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚醚、丙烯酸树脂、和聚酯、和聚乙二醇。

[0086] (非水电解质溶液)

[0087] 非水电解质溶液包含电解质盐和溶解电解质盐的非水溶剂。

[0088] (电解质盐)

[0089] 电解质盐包含一种或多种轻金属化合物如锂盐。这种锂盐的实例包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、四苯基硼酸锂(LiB(C6H5)4)、甲基磺酸锂(LiCH3SO3)、三氟甲烷磺酸锂(LiCF3SO3)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)、六氟硅酸锂(Li2SiF6)、氯化锂(LiCl)和溴化锂(LiBr)。在它们之中，选自由六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、和六氟砷酸锂组成的组的至少一种是有利的，并且六氟磷酸锂是更有利的。

[0090] (非水溶剂)

[0091] 非水溶剂的实例包括内酯类溶剂如γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯和ε-己内酯，碳酸亚乙酯，碳酸亚丙酯，碳酸亚丁酯，碳酸亚乙烯酯，碳酸二甲酯，碳酸酯类溶剂如碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯，1,2-二甲氧基乙烷，1-乙氧基-2-甲氧基乙烷，1,2-二乙氧基乙烷，醚溶剂如四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃，腈溶剂如乙腈，非水溶剂如环丁砜类型溶剂，磷酸，磷酸酯溶剂，和吡咯烷酮。可单独使用这些溶剂中的任一种，也可以混合和使用它们中的两种或更多种。

[0092] (表面改性的氢氧化铝)

[0093] 表面改性的氢氧化铝是氢氧化铝的至少一部分表面被改性的氢氧化铝。通过表面改性抑制副反应可以改善循环特征。例如以颗粒形式将表面改性的氢氧化铝包含在电解质层56中。表面改性包括例如其中表面处理剂和源自表面处理剂的那些(不是表面处理剂本身而是通过热处理反应并附接至表面的一种)中的至少一种物理或化学结合至氢氧化铝的表面从而改变表面的状态。例如，表面改性的氢氧化铝是其中在至少一部分表面上形成包含有机聚合物化合物或不同于氢氧化铝的无机化合物的涂层部分的一种。

[0094] 作为表面处理剂，使用通常用于无机颗粒的表面处理的那些如乙烯基类硅烷偶联剂如乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷，环氧类硅烷偶联剂如3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，苯乙烯基类硅烷偶联剂如对-苯乙烯基三甲氧基硅烷，异氰酸酯类硅烷偶联剂，以巯基类硅烷偶联剂代表的硅烷偶联剂等，具有Ti-O-C类键的烷氧基钛酯，钛螯合物，以酰化钛代表的钛酸盐类偶联剂，以三异丙氧基铝代表的具有Al-O-C键的铝酸盐类偶联剂，和以硬脂酸代表的高级脂肪酸表面处理剂。应注意表面处理剂不限于上述的那些。

[0095] 表面改性的氢氧化铝的更具体的实例包括BE033T(表面处理：钛酸盐处理，由Nippon Light Metal Co.,Ltd.制造)、BE03SS(表面处理：硬脂酸处理，由Nippon Light Metal Co.,Ltd.制造)、BE033STM(表面处理：甲基丙烯酰氧基(methacryloxylan)处理，由Nippon Light Metal Co.,Ltd.制造)、BE033STA(表面处理：氨基硅烷处理，由Nippon Light Metal Co.,Ltd.制造)、和BE033STE(表面处理：环氧硅烷处理，由Nippon Light Metal Co.,Ltd.制造)、和BE033STV(表面处理：乙烯基硅烷处理，由Nippon Light Metal Co.,Ltd.制造)。

[0096] 表面改性的氢氧化铝可以是例如根据差示扫描量热法(DSC)具有270℃以上和360℃以下范围内的最大吸热峰温度的一种。在进行表面改性的氢氧化铝的差示扫描量热法的情况下，在温度升高期间观察到两个吸热峰，以及最大吸热峰温度例如在270℃以上和360℃以下的范围内。同时，在对表面没有处理的氢氧化铝进行差示扫描量热法的情况下，在温度升高期间观察到仅一个吸热峰。尽管在表面改性的氢氧化铝中观察到的这种吸热峰的细节不清楚，但是由于氢氧化铝的表面改性而考虑它。

[0097] (粒径)

[0098] 表面改性的氢氧化铝的粒径有利地是例如1nm以上5μm以下，以及更有利地1nm以上2μm以下。应注意粒径是通过激光衍射方法得到的基于体积的粒径分布中的累积值的50％的粒径(D50)。

[0099] (表面改性的氢氧化铝的添加量)

[0100] 在相对于电解质的质量百分比方面，表面改性的氢氧化铝的添加量有利地为按质量计1％以上、以及更有利地为按质量计5％以上。在指定上限的情况下，其有利地为按质量计1％以上按质量计20％以下、更有利地为按质量计5％以上按质量计20％以下、以及特别有利地为按质量计5％以上按质量计10％以下。

[0101] (比表面积)

[0102] 表面改性的氢氧化铝的比表面积通常是例如0.5m2/g以上50m2/g以下。可以通过BET方法(Brunauer-Emmett-Teller方法)测量表面改性的氢氧化铝的比表面积。

[0103] (1-2)生产非水电解质电池的方法的实例

[0104] 例如，可以如下生产非水电解质电池。

[0105] (生产正极的方法)

[0106] 通过混合正极活性材料、导电试剂和粘合剂制备正极混合物，并将该正极混合物分散在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中以制备糊状正极混合物浆料。接下来，将这种正极混合物浆料应用于正极集电体53A，并干燥溶剂以及通过辊式压制机等压缩模制以形成正极活性材料层53B，从而制备正极53。

[0107] (生产负极的方法)

[0108] 通过混合负极活性材料和粘合剂制备负极混合物，并将该负极混合物分散在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中以制备糊状负极混合物浆料。接下来，将这种负极混合物浆料应用于负极集电体54A，并干燥溶剂以及通过辊式压制机等压缩模制以形成负极活性材料层54B，从而制备负极54。

[0109] (制备非水电解质溶液)

[0110] 通过将电解质盐溶解在非水溶剂中制备非水电解质溶液。

[0111] (溶液应用)

[0112] 将包含非水电解质溶液、基体聚合物化合物、表面改性的氢氧化铝和稀释剂溶剂(碳酸二甲酯等)的应用溶液应用于正极53和负极54中的每个的两个主要表面上，然后挥发稀释溶剂以形成电解质层56。

[0113] 应注意仅需要将表面改性的氢氧化铝包含在提供在正极53或负极54中的电解质层56的至少一部分中。例如，可以仅将表面改性的氢氧化铝包含在正极53的至少一个主要表面上的电解质层56中。在这种情况下，电解质层56不需要形成在负极侧。同时，例如，可以仅将表面改性的氢氧化铝包含在负极54的至少一个主要表面上的电解质层56中。在这种情况下，电解质层56不需要形成在正极侧。

[0114] (非水电解质电池的组装)

[0115] 接下来，通过焊接将正极引线51附接至正极集电体53A的端部，并通过焊接将负极引线52附接至负极集电体54A的端部。

[0116] 接下来，在经由隔膜55层压形成在电解质层56上的正极53和形成在电解质层56上的负极54以形成层压主体之后，在它们的纵向上卷绕该层压主体，并将保护带57粘附至最外周部分以形成卷绕电极体50。

[0117] 最后，例如，将卷绕电极体50夹在外部构件60之间，以及通过热熔合等使外部构件60的外缘一部分彼此紧密接触并密封。在那时，将粘附膜61插入到正极引线51和负极引线
52与外部构件60之间。以这种方式，完成图1和图2所示的非水电解质电池。

[0118] (效果)

[0119] 在根据本技术的第一实施方式的非水电解质电池中，通过将对其表面进行处理的氢氧化铝添加到电池内可以改善充电和放电效率和循环保留率。可替换地，通过在不显著增加氢氧化铝的吸热温度的情况下减少电解质溶液中的水的量，可以类似地改善循环保留率。可替换地，还可以抑制气体生成。

[0120] 2.第二实施方式

[0121] (2-1)圆柱形非水电解质电池的实例的构造

[0122] 在本技术的第二实施方式中，将参照图3的截面图描述圆柱形非水电解质电池。

[0123] 圆柱形非水电解质电池在基本上中空的圆柱形电池壳81中包含液体非水电解质(视情况在下文中称为“非水电解质溶液”)以及其中板条状正极91和板条状负极92经由隔膜93卷绕的卷绕电极体90。

[0124] 例如，电池壳81的一个端部闭合以及另一端部打开。一对绝缘板82a和82b与卷绕外周表面垂直地设置在电池壳81内以夹住卷绕电极体90。

[0125] 电池壳81的材料的实例包括铁、镍、不锈钢、铝和钛。可以用例如镍电镀电池壳81以防止因非水电解质电池的充电和放电导致的由于非水电解质的电化学腐蚀。在电池壳81的开口端部，通过经由用于绝缘密封的垫圈88嵌塞来附接电池盖83(其是正极引线板)、以及提供在该电池盖83内的安全阀机构和热敏电阻元件(PTC元件：正温度系数)87。

[0126] 电池盖83由与电池壳81的那些类似的材料形成，并例如具有用于排放电池内生成的气体的开口部分。在安全阀机构中，安全阀84、盘支架85和断开盘(断路盘，shutoff disk)86按顺序堆叠。安全阀84的凸出部分84a经由子盘89连接到从卷绕电极体90引出的正极引线95以覆盖在断开盘86的中心部分提供的孔部分86a。通过经由子盘89将安全阀84和正极引线95彼此连接，防止当安全阀84翻转时正极引线95从孔部分86a抽出。进一步地，安全阀机构经由热敏电阻元件87电连接至电池盖83。

[0127] 在安全阀机构中，当非水电解质电池的内部压力由于电池内部短路或从外侧加热电池等而达到或超过某水平时，安全阀84翻转，其断开凸出部分84a、电池盖83、和卷绕电极体90之间的电连接。即，当安全阀84翻转时，正极引线95被断开盘86挤压且安全阀84和正极引线95之间的连接松开。盘支架85由绝缘材料形成，以及当安全阀84反转时，安全阀84和断开盘86绝缘。

[0128] 进一步地，当电池内进一步生成气体以及电池的内部压力进一步增加时，安全阀84的一部分断裂，这使得可以将气体排放到电池盖83侧。

[0129] 进一步地，例如，在断开盘86的孔隙部分86a周围提供多个气体出口孔(未示出)，这使得在卷绕电极体90生成气体的情况下可以将气体有效排放到电池盖83侧。

[0130] 在热敏电阻元件87中，当温度升高时电阻值增大，通过断开电池盖83和卷绕电极体90之间的电连接切断电流，从而防止由于电流过大导致的异常生热。垫圈88由例如绝缘材料形成，并将沥青应用于其表面上。

[0131] 围绕作为中心的中心轴94卷绕容纳在非水电解质电池中的卷绕电极体90。经由隔膜93按顺序层压正极91和负极92并在纵向上卷绕，从而形成卷绕电极体90。正极引线95连接到正极91，以及负极引线96连接到负极92。如上所述，正极引线95焊接至安全阀84并电连接至电池盖83，并且负极引线96焊接并电连接至电池壳81。

[0132] 如图3所示，可替换地层压和卷绕正极91、隔膜93和负极92。在下文中，将详细地描述正极91、负极92和隔膜93。

[0133] [正极]

[0134] 在正极91中，例如，正极活性材料层形成在正极集电体的两个表面上。应注意可以提供其中正极活性材料层仅形成在正极集电体的一个表面上的区域。

[0135] 正极活性材料层配置为包含能够吸附和释放锂的正极活性材料中的任一种或两种或更多种，并根据需要可以包含另一种材料如粘合剂和导电试剂。应注意可以将与第一实施方式的那些类似的材料和连接结构用作正极集电体的材料、正极活性材料、导电试剂、粘合剂、和正极引线95、正极引线95的连接结构等。

[0136] [负极]

[0137] 在负极92中，例如，负极活性材料层形成在负极集电体的两个表面上。应注意可以提供其中负极活性材料层仅形成在负极集电体的一个表面上的区域。

[0138] 负极活性材料层配置为包含能够吸附和释放锂的负极活性材料中的任一种或两种或更多种，并根据需要可以包含另一种材料如与正极活性材料层的那些类似的粘合剂和导电试剂。应注意可以将与第一实施方式的那些类似的材料和连接结构用作负极集电体、负极活性材料、导电试剂、粘合剂、负极引线96、负极引线96的连接结构等。

[0139] [隔膜]

[0140] 隔膜93与第一实施方式的隔膜55类似。

[0141] [非水电解质溶液]

[0142] 非水电解质溶液与第一实施方式的那些类似。

[0143] (表面改性的氢氧化铝)

[0144] 表面改性的氢氧化铝包含在非水电解质溶液、正极活性材料层和负极活性材料层中的至少一种中，但是有利地是包含在至少非水电解质溶液(非水电解质)中。

[0145] (2-2)生产圆柱形非水电解质电池的方法

[0146] (生产正极、负极和隔膜的方法)

[0147] 与第一实施方式类似地制备正极91和负极92。应注意在这时，可以将表面改性的氢氧化铝包含在正极活性材料层和负极活性材料层中的至少一种中。进一步地，与第一实施方式类似地制备隔膜93。

[0148] (非水电解质溶液的制备)

[0149] 通过将电解质盐溶解在非水溶剂中制备非水电解质溶液。应注意在这时，有利的是将表面改性的氢氧化铝添加到非水电解质溶液中。

[0150] (非水电解质电池的组装)

[0151] 通过焊接等将正极引线95附接至正极集电体，以及通过焊接等将负极引线96附接至负极集电体。之后，经由隔膜93卷绕正极91和负极92以形成卷绕电极体90。

[0152] 正极引线95的尖端部分焊接至安全阀机构，以及负极引线96的尖端部分焊接至电池壳81。之后，将卷绕电极体90的卷绕表面夹在一对绝缘板82a和82b之间，并容纳在电池壳81内。在将卷绕电极体90容纳在电池壳81内之后，将非水电解质溶液注射到电池壳81中并浸渍到隔膜93中。之后，通过经由垫圈88嵌塞将包括电池盖83、安全阀84等的安全阀机构以及热敏电阻元件87固定到电池壳81的开口端部。以这种方式，形成了图3所示的圆柱形非水电解质电池。

[0153] 在这种非水电解质电池中，当进行充电时，例如锂离子从正极活性材料层释放并经由浸渍入隔膜93的非水电解质溶液被吸附到负极活性材料层中。进一步地，当进行放电时，例如锂离子从负极活性材料层释放并经由浸渍入隔膜93的非水电解质溶液被吸附到正极活性材料层中。

[0154] (效果)

[0155] 在根据本技术的第二实施方式的非水电解质电池中，也发挥了与第一实施方式的那些类似的效果。

[0156] 3.第三实施方式

[0157] 图4示出了其中使用单个电池的电池组被拆解的状态的透视构造。图5示出了图4所示的电池组的框图构造。

[0158] 此处所描述的电池组是使用一种二次电池的简化类型的电池组(称为软组)，并被建立在例如以手机为代表的电子装置中。如图4所示，例如，这种电池组包括由与第一实施方式的那些类似的层压膜型二次电池形成的电池单元211，且电路板216连接到电池单元(battery cell)211。

[0159] 一对粘附带218和219附接至电池单元211的两侧表面上。在电路板216上，形成保护电路(PCM：保护电路模块)。电路板216经由一对片(tab)214和215连接到电池单元211的正极引线212和负极引线213，还通过连接器连接到引线217用于外接。应注意在电路板216连接到电池单元211的状态中，通过标签220和绝缘片231自上而下固定和保护电路板216。

[0160] 进一步地，如图5所示，例如，电池组包括对应于电源的电池单元211和电路板216。电路板216包括例如控制单元221、开关单元222、PTC 223和温度检测单元224。因为电池单元211可以经由正极端子225和负极端子227连接到外侧，所以电池单元211经由正极端子
225和负极端子227充电和放电。温度检测单元224能够使用温度检测端部(称为的T端)226检测温度。

[0161] 控制单元221控制整个电池组的运行(包括电池单元211的使用状态)，并包括中央处理单元(CPU)、存储器等。

[0162] 例如，当电池电压达到过度充电检测电压时，控制单元221断开开关单元222使得没有充电电流流过电池单元211的电流通路。进一步地，例如，当在充电期间大量电流流过时，控制单元221断开开关单元222并切断充电电流。

[0163] 除此之外，例如，当电池电压达到过度放电检测电压时，控制单元221断开开关单元222使得没有放电电流流过电池单元211的电流通路。进一步地，例如，当在放电期间大量电流流过时，控制单元221通过断开开关单元222切断放电电流。

[0164] 应注意二次电池的过度充电检测电压是例如4.20V±0.05V，以及过度放电检测电压是例如2.4V±0.1V。

[0165] 开关单元222根据控制单元221的指令切换电池单元211的使用状态(电池单元211和外部装置之间的连接的可用性)。该开关单元222包括充电控制开关、放电控制开关等，且是由例如使用金属氧化物半导体的电场效应晶体管(MOSFET)形成的。应注意基于例如开关单元222的接通电阻检测充电/放电电流。

[0166] 温度检测单元224测量电池单元211的温度，将测量结果输出至控制器221，并且包括例如温度检测元件如热敏电阻。应注意在控制单元221在异常生热时进行充电和放电控制或控制单元221在计算保持容量时进行校正处理的情况下，使用温度检测单元224的测量结果。

[0167] 应注意电路板216不必须包括PTC 223。在这种情况下，可以将PTC元件单独附接到电路板216。

[0168] 4.第四实施方式

[0169] 图6是示出了其中将根据本技术的第一和第二实施方式的二次电池应用于蓄电装置(蓄电模块)的情形的电路结构实例的框图。蓄电装置包括组装电池301、外装件(外部、外壳、外装、exterior)、具有充电控制开关302a和放电控制开关303a的开关单元304、电流检测电阻307、温度检测元件308和控制单元310。

[0170] 进一步地，在蓄电装置中，正极端子321和负极端子322各自连接到充电器的正极端子和负极端子，并进行充电和放电。

[0171] 组装电池301配置有多个彼此串联和/或并联连接的二次电池301a。二次电池301a是本技术的一个实施方式的二次电池。应注意尽管在图6中作为实例示出了两个电池并联并且三个串联连接的六个二次电池301a的情形(2P3S构造)，但是可以采用任何方式的连接如n并联和m串联(其中n和m是整数)。

[0172] 开关单元304包括充电控制开关302a和二极管302b、以及放电控制开关303a和二极管303b，并由控制单元310控制。二极管302b具有相对于从正极端子321流向组装电池301的充电电流相反方向以及相对于从负极端子322流向组装电池301的放电电流正向的极性。二极管303b具有相对于充电电流正向以及相对于放电电流相反方向的极性。应注意尽管在该实例中将开关单元304提供在正极端子侧，但是可以另外将其提供在负极端子侧。

[0173] 充电控制开关302a在电池电压达到过度充电检测电压的情况下断开，且其由控制单元控制使得没有充电电流流入组装电池301的电流通路。在充电控制开关302a断开之后，仅可以经由二极管302b进行放电。进一步地，在充电期间大量电流流过的情况下，充电控制开关302a断开并由控制单元310控制使得流入组装电池301的充电电流切断。

[0174] 放电控制开关303a在电池电压达到过度放电检测电压的情况下断开，且其由控制单元310控制使得没有放电电流流入组装电池301的电流通路。在放电控制开关303a断开之后，仅可以经由二极管303b进行充电。进一步地，在放电时大量电流流过的情况下，放电控制开关303a断开并由控制单元310控制使得流入组装电池301的放电电流切断。

[0175] 温度检测元件308是例如提供在组装电池301的附近的热敏电阻。温度检测元件308测量组装电池301的温度并向控制单元310供应测量温度。电压检测单元311测量组装电池301和构成组装电池301的每个二次电池301的电压，A/D转换测量的电压，并将它们供给至控制单元310。电流测量单元313使用电流检测电阻307测量电流并将测量的电流供给至控制单元310。

[0176] 开关控制单元314基于由电压检测单元311和电流测量单元313输入的电压和电流控制开关单元304的充电控制开关302a和放电控制开关303a。当二次电池301a中的任一个的电压没有达到大于过度充电检测电压或没有达到大于过度放电检测电压时，或当大量电流迅速流过时，开关控制单元314将控制信号传输至开关单元304，从而防止过度充电和过度放电。

[0177] 此处，在二次电池是锂离子二次电池的情况下，例如将过度充电检测电压限定为4.20V±0.05V，以及例如将过度放电检测电压限定为2.4V±0.1V。

[0178] 对于充电和放电控制开关，可以使用半导体开关如MOSFET。在这种情况下，MOSFET的寄生二极管用作二极管302b和303b。在将p沟道FET用作充电和放电控制开关的情况下，开关控制单元314将控制信号DO和控制信号CO分别供给至充电控制开关302a的栅极和放电控制开关303a的栅极。在充电控制开关302a和放电控制开关303a是p-沟道类型的情况下，充电控制开关302a和放电控制开关303a由比源电势低不小于预定值的栅极电势闭合。换句话说，在正常充电和放电操作中，确定控制信号CO和DO是低水平，并闭合充电控制开关302a和放电控制开关303a。

[0179] 进一步地，例如，当过度充电或过度放电时，确定控制信号CO和DO是高水平，并断开充电控制开关302a和放电控制开关303a。

[0180] 存储器317包括RAM或ROM，并包括例如充当非易失性存储器的EPROM(可擦可编程只读存储器)。在存储器317中，提前存储通过控制单元310计算的数值、在制造过程阶段已经测量的每个二次电池301a的初始状态中的电池的内阻值，并视情况将其重新编写。进一步地，当存储二次电池301a的充满容量时，例如，可以连同控制单元310一起计算保持容量。

[0181] 在温度检测单元318中，温度检测元件308用于测量温度，并当异常生热出现时控制充电或放电，以及进行保持容量的计算的校正。

[0182] 5.第五实施方式

[0183] 根据本技术的第一至第四实施方式的上述电池、电池组和蓄电装置可以安装在例如电子装置、电动车辆、蓄电系统和电力系统中或用于向电子装置、电动车辆、蓄电系统和电力系统提供电力。

[0184] 电子装置的实例包括膝上型电脑、手机、平板电脑终端、PDA(个人数字助理)、移动电话、可佩带的设备、无绳手机、摄像机、数码相机(digital still camera)、电子书、电子辞典、音乐播放器、收音机、头戴耳机、游戏机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、电动工具、电动刮胡刀、冰箱、空调、电视机、立体声系统、热水器、微波炉、洗碗机、洗衣机、干燥器、灯光器具、玩具、医疗器械、机器人、负荷调节器和交通信号灯。

[0185] 电动车辆的实例包括铁路车辆、高尔夫车、电动车和电动汽车(包括混合动力汽车)。电池和电池组用作它们的驱动电源或辅助电源。

[0186] 蓄电装置的实例包括用于被建筑物如房屋或被发电设施使用的电存储器的电源。

[0187] 在以下将描述根据本技术使用上述蓄电装置的蓄电系统的具体实例。

[0188] 蓄电系统可以采用例如以下构造。第一蓄电系统是具有通过由可再生能源发电的发电装置充电的蓄电装置的蓄电系统。第二蓄电系统具有蓄电装置，并向连接到蓄电装置的电子装置提供电力。第三蓄电系统时包括从蓄电装置接收电力供应的电子装置的蓄电系统。作为与外部电力供应网络协同有效供给电力的系统实现了这些蓄电系统。

[0189] 此外，第四蓄电系统是包括从蓄电装置接收电力供应并将电力转换为用于车辆的驱动力的转换装置和基于蓄电装置的信息进行与车辆控制有关的信息处理的控制装置的电动车辆。第五蓄电系统是包括经由网络将信号传输至其他装置/从其他装置接收信号的电力信息传输-接收单元并基于传输-接收单元的信息控制上述蓄电装置的充电和放电的电力系统。第六蓄电系统是从上述蓄电装置接收电力供应或由发电装置或电力网络向蓄电装置提供电力的电力系统。以下将描述应用于房屋和电动车辆的蓄电系统。

[0190] (5-1)(房屋中的蓄电系统)

[0191] 例如，如图7所示，在用于房屋401的蓄电系统400中，经由电力网络409、信息网络412、智能电表407、电力枢纽408等由集中电力系统402如火力发电402a、核能发电402b和水力发电402c将电力供给至蓄电装置403。另外，从独立的电源如家用发电装置404将电力供给至蓄电装置403。存储供给到蓄电装置403的电力。蓄电装置403用于供给在房屋401中使用的电力。其不限于房屋401，且可以将类似的蓄电系统用于建筑物。

[0192] 在房屋401中，提供了发电装置404、耗电装置405、蓄电装置403、控制每个装置的控制装置410、智能电表407和获取各种型式的信息的传感器411。各个装置经由电力网络409和信息网络412彼此连接。将太阳能电池、燃料电池等用作发电装置404。将生成的电力供给至耗电装置405和/或蓄电装置403。耗电装置405包括例如冰箱405a、是空气调节装置的空调405b、电视机405c和浴室405d。进一步地，耗电装置405包括电动车辆406。电动车辆
406是电动汽车406a、混合动力车406b或电动摩托车406c。

[0193] 智能电表407具有检测商业电力的使用量并向电力公司传输测量的使用量的功能。电力网络409的电力供应可以是直流电力供应、交流电力供应和非接触电力供应或它们的组合中的任一种。

[0194] 多种传感器411的实例包括运动传感器、亮度传感器、目标检测传感器、耗电传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器和红外传感器。将通过多种传感器411获取的信息传输至控制装置410。基于来自传感器411的信息，掌握气象状态、个人状态等，并可以最小化自动控制耗电装置405的能量消耗。进一步地，控制装置410能够经由互联网将房屋401的信息传输至外部电力公司等。

[0195] 电力枢纽408执行处理如电线的分支和直流电/交流电的转换。连接到控制装置410的信息网络412的通信系统的实例包括使用通信界面如UART(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver：传输/接收电路用于异步串行通信)的方法，并且使用符合无线通信标准如Bluetooth、ZigBee和Wi-Fi的传感器网络的方法。蓝牙系统应用于多媒体通信，且可以进行一对多连接通信。ZigBee使用IEEE(电气与电子工程师学会)802.15.4的物理层。
The IEEE802.15.4是称为PAN(个人局域网)或W(无线)PAN的短范围无线网络标准的名称。

[0196] 控制装置410连接到外部服务器413。该服务器413可以由房屋401、电力公司和服务器提供商中的任意一个管理。传输至服务器413/从其接收的信息是例如耗电信息、生活模式信息、电费、气象信息、自然灾害信息或电力交易信息。这些信息可以传输至家用耗电装置(例如电视接收机)/从其接收这些信息。然而，其可以传输至/接收自房屋外的装置(例如移动式电话)。这些信息可以在具有显示功能的装置如电视机、移动式电话和PDA(个人数字助理)上显示。

[0197] 控制各个块体的控制装置410包括CPU、RAM、ROM等，并在该实例中被存储在蓄电装置403中。控制装置410经由信息网络412连接至蓄电装置403，家用发电装置404、耗电装置405、多种传感器411和服务器413。控制装置410具有调节例如商业电力的使用量和发电量的功能。应注意控制装置410可以例如另外具有在电力市场中进行电力交易的功能。

[0198] 如上所述，不仅由集中电力系统402如火力发电402a、核发电402b和水力发电402c而且由家用发电装置404(太阳能发电，风力发电)产生的电力可以存储在蓄电装置403中。因此，甚至当通过家用发电装置404产生的电力量波动时，可以进行控制，例如保持被传输到外部的电力的量恒定或仅将必需量的电力排出。例如，一种可能的方法是将通过太阳能发电得到的电力存储在蓄电装置403中，以及在晚上存储廉价的午夜电力于蓄电装置403中并在白天当电力更贵时通过放电使用存储在蓄电装置403中的电力。

[0199] 应注意尽管在该实例中已经描述了将控制装置410容纳在蓄电装置403中的实例，但是控制装置410可以容纳在智能电表407中或可以独立配置。进一步地，蓄电系统400可以用于公寓大楼中的多个房屋或用于多个独立式房屋。

[0200] (5-2)电动车辆中的蓄电系统

[0201] 图8示意性地示出了采用应用了本技术的串联式混合动力系统的混合动力车辆的构造的实例。通过使用由发动机驱动的发电机产生的电力或暂时存储在电池中的电力，串联混合动力系统的车辆通过电力/驱动力转换装置奔跑。

[0202] 这种混合动力车辆500包括发动机501、发电机502、电力/驱动力转换装置503、驱动轮504a、驱动轮504b、轮505a、轮505b、电池508、车辆控制装置509、多种传感器510和充电端口511。将根据本技术的上述电池应用于电池508。

[0203] 混合动力车辆500通过使用电力/驱动力转换装置503作为动力源来奔跑。电力/驱动力转换装置503的一个实例是电动机。电力/驱动力转换装置503由于电池508的电力致动且电力/驱动力转换装置503的转矩被传输到驱动轮504a和504b。应注意可以通过使用直流电-交流电(DC-AC)或在必需部分反向转换(AC-DC)作为交流电电动机和直流电电动机两者应用电力/驱动力转换装置503。多种传感器510经由车辆控制装置509、节流阀(未示出)的开口(节流阀开口)等控制发动机的转速。多种传感器510包括速度传感器、加速度传感器、发动机转速传感器等。

[0204] 发动机501的转矩被传输到发电机502，以及由发电机502通过转矩生成的电力可以存储在电池508中。

[0205] 当通过制动(刹车)机构(未示出)使混合动力车辆500减速时，减速时的阻力作为转矩被添加到电力/驱动力转换装置503，且通过该转矩由电力/驱动力转换装置503产生的再生电力存储在电池508中。

[0206] 通过连接到混合动力车辆500外的电源，电池508还能够通过使用充电端口511作为输入口接收来自外部电源的电力供应，并存储接收的电力。

[0207] 尽管在附图中未示出，但是可以提供基于二次电池的信息执行与车辆控制有关的信息处理的信息处理装置。这种信息处理装置的实例包括基于剩余的电池容量的信息显示电池的剩余容量的信息处理装置。

[0208] 应注意已经作为实例描述了通过使用由发电机(通过发动机驱动)产生的电力或暂时存储在电池中的电力经由电动机奔跑的串联混合动力车辆。然而，还可以有效地将本技术应用于并联混合动力车辆，其使用发动机的输出和电动机的输出作为驱动源并适当地切换使用的三个系统：仅通过发动机奔跑、仅通过电动机奔跑、以及通过发动机和电动机奔跑。进一步地，还可以将本技术有效地应用于所谓的电动车辆，其不使用发动机并通过驱动仅仅驱动电动机奔跑。

[0209] 实施例

[0210] 在下文中，将通过实施例详细描述本技术。应注意本技术不限于以下实施例中的构造。

[0211] <实施例1>

[0212] (表面改性的氢氧化铝的合成)

[0213] 将1.0g三乙氧基乙烯基硅烷(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)添加到1.0g氢氧化铝(由High Purity Chemical Co.,Ltd.制造)中，在120℃下加热，并真空干燥以得到表面改性的氢氧化铝(A)。

[0214] (正极的制备)

[0215] 均匀混合91质量份的作为正极活性材料的锂钴复合氧化物(LiCoO2)、6质量份的作为导电试剂的石墨、以及10质量份的作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)，并将其分散在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)以得到正极混合物浆料。将由此得到的正极混合物浆料均匀应用于作为正极集电体的具有12μm厚度的板条状铝箔的两个表面，并干燥以形成正极活性材料层。(负极的制备)

[0216] 均匀混合90质量份的作为负极活性材料的人造石墨和10质量份的作为粘合剂的PVdF，并将其分散在NMP中以得到负极混合物浆料。接下来，将由此得到的负极混合物浆料均匀应用于作为负极集电体的具有10μm厚度的板条状铜箔的两个表面，并干燥以形成负极混合物层。

[0217] (非水电解质材料的制备)

[0218] 使用通过以下步骤得到的那些：混合90质量份的非水电解质溶液、10质量份的作为基体树脂的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVdF：HFP＝93.1:6.9(质量比))、5质量份的作为陶瓷粉末的氧化铝和5质量份的表面改性的氢氧化铝(A)，以及作为粘度调节溶剂添加碳酸二甲酯至其来将粘度调节到50mPa/s。应注意在这时，混合它们使得陶瓷粉末均匀分散在非水电解质材料中。

[0219] 使用通过将作为电解质盐的六氟磷酸锂(LiPF6)溶解在非水溶剂中使得它们的浓度是1.0mol/kg制备的非水电解质溶液。通过以碳酸亚乙酯：碳酸亚丙酯＝5:5(质量比)的比率混合碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯得到非水溶剂。进一步地，因为碳酸二甲酯最终挥发，其不会保留在电池中。

[0220] (非水电解质二次电池的制备)

[0221] 将得到的非水电解质材料应用于得到的正极和负极，以及经由由具有7μm厚度的微孔聚乙烯膜形成的隔膜层压正极和负极并卷绕，从而得到根据实施例1的非水电解质二次电池。

[0222] <实施例2>

[0223] 代替表面改性的氢氧化铝(A)，使用表面改性的氢氧化铝(B)(商标名：BE033T，由Nippon Light Metal Co.,Ltd.制造，表面处理：钛酸盐处理)。除了以上，与实施例1类似地制备非水电解质二次电池。

[0224] <实施例3>

[0225] 代替表面改性的氢氧化铝(A)，使用表面改性的氢氧化铝(C)(商标名：BE033S，由Nippon Light Metal Co.,Ltd.制造，表面处理：硬脂酸处理)。除了以上，与实施例1类似地制备非水电解质二次电池。

[0226] <实施例4>

[0227] 代替表面改性的氢氧化铝(A)，使用表面改性的氢氧化铝(D)(商标名：BE033STM，由Nippon Light Metal Co.,Ltd.制造，表面处理：甲基丙烯酰氧基(methacryloxylan)处理)。除了以上，与实施例1类似地制备非水电解质二次电池。

[0228] <实施例5>

[0229] 代替表面改性的氢氧化铝(A)，使用表面改性的氢氧化铝(E)(商标名：BE033STA，由Nippon Light Metal Co.,Ltd.制造，表面处理：氨基硅烷处理)。除了以上，与实施例1类似地制备非水电解质二次电池。

[0230] <实施例6>

[0231] 代替表面改性的氢氧化铝(A)，使用表面改性的氢氧化铝(F)(商标名：BE033STE，由Nippon Light Metal Co.,Ltd.制造，表面处理：环氧硅烷处理)。除了以上，与实施例1类似地制备非水电解质二次电池。

[0232] <实施例7>

[0233] 代替表面改性的氢氧化铝(A)，使用表面改性的氢氧化铝(G)(商标名：BE033STV，由Nippon Light Metal Co.,Ltd.制造，表面处理：乙烯基硅烷处理)。除了以上，与实施例1类似地制备非水电解质二次电池。

[0234] <比较例1>

[0235] 代替表面改性的氢氧化铝(A)，使用表面没有处理的氢氧化铝(由High Purity Chemical Co.,Ltd.制造)。除了以上，与实施例1类似地制备非水电解质二次电池。

[0236] <比较例2>

[0237] 不添加表面改性的氢氧化铝(A)并将氧化铝(Al2O3)的添加量改变至10质量份。除了以上，与实施例1类似地制备非水电解质二次电池。

[0238] [评估]

[0239] 对实施例1至7以及比较例1和2进行以下评估。

[0240] (确认表面处理)

[0241] 使用差示扫描量热计：DSC(由RIGAKU制造)确认存在或不存在表面处理。通过以20K/min的温度增加速率升高温度，并确定吸热分解温度是否移动到比未处理的氢氧化铝高的温度侧来确认。

[0242] (电池评估：评估循环特征)

[0243] 在进行一个初次充电和放电循环之后，在室温下执行循环测试。循环速率是0.5ItA。50个循环保留率如下表2所示。应注意“50个循环保留率”表示当第一次充电和放电循环时的放电容量是100％时，在进行初次充电和放电之后在第50个充电和放电循环时的放电容量的值(％)。进一步地，放电开始于4.35伏特以及放电以3.0伏特结束。

[0244] [表1]

[0245]  添加剂种类 ※吸收峰温度
实施例1 表面改性的氢氧化铝(A) 320℃/359℃
实施例2 表面改性的氢氧化铝(B) 258℃/292℃
实施例3 表面改性的氢氧化铝(C) 258℃/308℃
实施例4 表面改性的氢氧化铝(D) 257℃/327℃
实施例5 表面改性的氢氧化铝(E) 271℃/302℃
实施例6 表面改性的氢氧化铝(F) 255℃/325℃
实施例7 表面改性的氢氧化铝(G) 255℃/325℃
比较例1 表面没有处理的氢氧化铝 -/268℃
比较例2 氧化铝(Al2O3) -

[0246] ※子峰温度/主峰温度

[0247] [表2]

[0248]  添加剂种类 室温下的循环特征(50个循环保留率[％])
实施例1 表面改性的氢氧化铝(A) 91.0
实施例2 表面改性的氢氧化铝(B) 90.0
实施例3 表面改性的氢氧化铝(C) 96.5
实施例4 表面改性的氢氧化铝(D) 96.5
实施例5 表面改性的氢氧化铝(E) 96.0
实施例6 表面改性的氢氧化铝(F) 92.0
实施例7 表面改性的氢氧化铝(G) 95.0
比较例1 表面没有处理的氢氧化铝 85.0
比较例2 氧化铝(Al2O3) 89.0

[0249] 如表1和图9所示，在实施例1至7中，表面改性的氢氧化铝的最大吸热峰在270℃以上360℃以下的范围内。如表2所示，确认可以通过表面改性的氢氧化铝改善在室温下的循环特征。

[0250] 应注意尽管在上述实施例和比较例中，将通过混合氧化铝至表面改性的氢氧化铝得到的混合物或表面没有处理的氢氧化铝添加到非水电解质材料中，甚至当将表面改性的氢氧化铝单独添加到非水电解质材料中时，与类似地将表面没有处理的氢氧化铝单独添加到非水电解质材料中的情形相比，存在循环特征可以改善的趋势。

[0251] 6.其它实施方式

[0252] 尽管到现在为止通过实施方式和实施例描述了本技术，但是本技术不限于上述实施方式和实施例，且在不背离本技术的精神的情况下可以做出多种修改。

[0253] 例如，在上述实施方式和实施例中提到的数值、结构、形状、材料、原材料、生产过程等仅仅是实例，且根据需要可以使用不同的数值、结构、形状、材料、原材料、生产过程等。

[0254] 进一步地，可以将上述实施方式和实施例中的构造、方法、步骤、形状、材料、数值等彼此组合，只要它们不背离本技术的精神。例如，非水电解质电池可以是原电池。

[0255] 进一步地，可以类似地将根据本技术的电解质应用于具有其他电池结构如正方形类型、硬币类型和按钮类型的那些。进一步地，在第一和第二实施方式中，可以代替卷绕电极体使用层压电极主体。进一步地，其还适用于安装在可佩带终端等中的自由形状的电池、折叠柔性的电池等。

[0256] 可以将表面改性的氢氧化铝与除了表面改性的氢氧化铝之外的其他固体颗粒如无机氧化物颗粒混合并使用。

[0257] 应注意的是本技术可以采用以下构造。

[0258] [1]一种电解质，包含：

[0259] 氢氧化铝，氢氧化铝的至少一部分表面被改性。

[0260] [2]根据[1]所述的电解质，其中，

[0261] 该氢氧化铝的差示扫描量热法中的最大吸热峰温度为270℃以上360℃以下。

[0262] [3]根据[2]所述的电解质，其中，

[0263] 在差示扫描量热法中观察到两个吸热峰。

[0264] [4]根据[1]至[3]中任一项所述的电解质，其中，

[0265] 通过用表面处理剂对表面改性得到该氢氧化铝。

[0266] [5]根据[4]所述的电解质，其中，

[0267] 表面处理剂包含硅烷偶联剂、钛酸盐类偶联剂、铝酸盐类偶联剂和高级脂肪酸表面处理剂中的至少一种。

[0268] [6]根据[1]至[5]中任一项所述的电解质，其中，

[0269] 该氢氧化铝具有包含有机聚合物化合物和不同于氢氧化铝的无机化合物中的至少一种的涂层部分，涂层部分形成在氢氧化铝的表面的至少一部分上。

[0270] [7]根据[1]至[6]中任一项所述的电解质，进一步包含：

[0271] 电解质溶液；和

[0272] 保持电解质溶液的聚合物化合物。

[0273] [8]一种电池，包括：

[0274] 正极；

[0275] 负极；和

[0276] 电解质，其中，

[0277] 电解质和负极中的至少一种包含氢氧化铝，该氢氧化铝的至少一部分表面改性。

[0278] [9]根据[8]所述的电池，其中，

[0279] 正极包含氢氧化铝。

[0280] [10]根据[8]所述的电池，进一步包括

[0281] 隔膜，其中，

[0282] 隔膜包含氢氧化铝。

[0283] [11]一种电池组，包括：

[0284] 根据[8]至[10]中任一项的电池；

[0285] 控制电池的控制单元；和

[0286] 容纳电池的外装件。

[0287] [12]一种电子装置，从根据[8]至[10]中任一项的电池接收电力供给。

[0288] [13]一种电动车辆，包括：

[0289] 根据[8]至[10]中任一项的电池；

[0290] 转换装置，接收来自电池的电力供给并将接收的电力转换为用于电动车辆的驱动力；和

[0291] 控制装置，基于关于电池的信息进行与车辆控制有关的信息处理。

[0292] [14]一种蓄电装置，包括：

[0293] 根据[8]至[10]中任一项的电池，其中，

[0294] 蓄电装置向连接到电池的电子装置供给电力。

[0295] [15]根据[14]所述的蓄电装置，进一步包括

[0296] 电力信息控制装置，通过网络将信号传输至另一个装置或从另一个装置接收信号，其中，

[0297] 基于通过所述电力信息控制装置接收的信息，蓄电装置控制电池的充电和放电。

[0298] [16]一种电力系统，从根据[8]至[10]中任一项的电池接收电力供给。

[0299] [17]根据[16]所述的电力系统，其中，

[0300] 由发电装置或电力网络将电力供给至电池。

[0301] 参考标号列表

[0302] 50···卷绕电极体

[0303] 51···正极引线

[0304] 52···负极引线

[0305] 53···正极

[0306] 53A···正极集电体

[0307] 53B···正极活性材料层

[0308] 54···负极

[0309] 54A···负极集电体

[0310] 54B···负极活性材料层

[0311] 55···隔膜

[0312] 56···电解质层

[0313] 57···保护带

[0314] 60···外部构件

[0315] 61···粘附膜

[0316] 91···正极

[0317] 92···负极

[0318] 93···隔膜

[0319] 211···电池单元(电源)

[0320] 221···控制单元

[0321] 301···组装电池

[0322] 301a···二次电池

[0323] 400···蓄电系统

[0324] 403···蓄电装置

[0325] 404···发电装置

[0326] 406···电动车辆

[0327] 409···电力网络

[0328] 410···控制装置

[0329] 412···信息网络

[0330] 503···驱动力转换装置

[0331] 508···电池

[0332] 509···车辆控制装置。