專利名稱：蓄電池系統(tǒng)、車載電源系統(tǒng)、車輛和蓄電池系統(tǒng)的充電方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以提高能源效率為目的、適合于汽車、二輪車、電車、電梯、風力發(fā)電、應急電源等的蓄電池系統(tǒng)及其充電方法，尤其涉及具備這種蓄電池系統(tǒng)的車載電源系統(tǒng)和車輛。
背景技術：
近年來，從有效利用能源、環(huán)境對策的角度出發(fā)，為了有效利用再生能源，研究出了裝備有電池的混合動力汽車、二輪車、電車、電梯、風力發(fā)電等，且一部分已經(jīng)被實用化。此外，作為停電等應急用的后備電源，研究出了二次電池，且至今已被實用化，所裝備的電池是鉛蓄電池、鎳氫電池等。
但是，例如就在混合動力汽車中使用的鎳氫電池來說，存在著高輸出時或者快速充電(再生)時急劇發(fā)熱、而且熱劣化非常大的問題。此外，在應急電源中使用的鉛蓄電池，由于重量能源密度小而重量大，因而受到設置位置的限制。
另一方面，使用大容量電容器的混合動力汽車的開發(fā)也得到推進，但是，電容器與二次電池相比，存在著能夠瞬間蓄積大電能，另一方面，電的容量又非常小、不能小型化的問題。
因此，為了克服這些問題，例如在專利文獻1中提出了高輸出的鋰離子電池。鋰離子電池，由于電壓高、重量輕，所以具有較高的能源密度，另一方面，又由于對于負極使用碳材料，所以由于存在著在例如能源再生時那樣的快速充電下周期壽命會劣化的問題，所以對于電池的輸入電能受到抑制而不能高效率地蓄積再生能源。此外，存在著下面的問題由于通過使鋰離子電池高輸出化而使原本較高的能源密度顯著降低，從而發(fā)電容量降低，所以例如電動汽車(EV)等的行駛距離變短。此外，在混合動力汽車中，今后要求剎車時的能源再生能力和加速能力的提高，并且要求增加電機驅動(EV行駛)下的行駛距離，但是，使能源再生能力和加速能力的提高與電機驅動(EV行駛)下的行駛性能提高兩方面并存是困難的。
專利文獻2提出了作為車載電源具有蓄電池系統(tǒng)的混合動力汽車。該蓄電池系統(tǒng)具備主組電池和副組電池，且將來自電機或者發(fā)動機的再生電流蓄積到副組電池中，并將蓄積在副組電池中的電能充電到主組電池中。但是，就專利文獻2的蓄電池系統(tǒng)來說，在副組電池的負極活性物質中吸附釋放離子的速度慢，從而在進行再生充電那樣的快速充電時，不能高效率地進行充電。
特開2003-134689號公報[專利文獻2]特開2004-289892號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在再生充電那樣的快速充電時能夠高效率地進行充電、在低負荷時能夠長時間放電的蓄電池系統(tǒng)中、提高了長壽命性能的蓄電池系統(tǒng)、車載電源系統(tǒng)、車輛和蓄電池系統(tǒng)的充電方法。
本發(fā)明的蓄電池系統(tǒng)的特征在于，具備組電池A，其具有包含吸附釋放鋰離子的、平均粒子直徑大于等于2μm的負極活性物質的第1非水電解質電池；組電池B，其具有包含吸附鋰離子的電位大于等于0.4V(vs.Li/Li)、一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm的、吸附鋰離子的負極活性物質的第2非水電解質電池；以及控制部，至少在未從外部向上述組電池B供給電能的情況下，其斷續(xù)地使上述組電池A與上述組電池B電連接，以上述第2非水電解質電池的充放電深度為10～90％的范圍的方式，使從上述組電池A向上述組電池B斷續(xù)地供給電能。
本發(fā)明的車載電源系統(tǒng)，其特征在于，安裝有蓄電池系統(tǒng)，該蓄電池系統(tǒng)具備組電池A，其具有包含吸附釋放鋰離子的、平均粒子直徑大于等于2μm的負極活性物質的第1非水電解質電池；以及組電池B，其具有包含吸附鋰離子的電位大于等于0.4V(vs.Li/Li)、一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm的、吸附鋰離子的負極活性物質的第2非水電解質電池；該車載電源系統(tǒng)具有控制部，至少在未從安裝在車輛上的電機或發(fā)送機向上述蓄電池系統(tǒng)供給電能的情況下，其斷續(xù)地使上述組電池A與上述組電池B電連接，以上述第2非水電解質電池的充放電深度為10～90％的范圍的方式，使從上述組電池A向上述組電池B斷續(xù)地供給電能。
本發(fā)明的車載電源系統(tǒng)，其特征在于，安裝有蓄電池系統(tǒng)，該蓄電池系統(tǒng)具備組電池A，其具有包含吸附釋放鋰離子的、平均粒子直徑大于等于2μm的負極活性物質的第1非水電解質電池；以及組電池B，其具有包含吸附鋰離子的電位大于等于0.4V(vs.Li/Li)、一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm的、吸附鋰離子的負極活性物質的第2非水電解質電池；該車載電源系統(tǒng)具有控制部，在從安裝在車輛上的電機或發(fā)動機向上述蓄電池系統(tǒng)供給電能的情況下，其使從上述電機或發(fā)動機向上述組電池B供給電能，并使從上述組電池A以比上述組電池B低的輸出向上述電機供給電能。
本發(fā)明的車輛的特征在于具有上述任意一個車載電源系統(tǒng)。
本發(fā)明的蓄電池系統(tǒng)的充電方法，是對下述的蓄電池系統(tǒng)進行充電的方法，該蓄電池系統(tǒng)具備組電池A，其具有包含吸附釋放鋰離子的、平均粒子直徑大于等于2μm的負極活性物質的第1非水電解質電池；以及組電池B，其具有包含吸附鋰離子的電位大于等于0.4V(vs.Li/Li)、一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm的、吸附鋰離子的負極活性物質的第2非水電解質電池，其特征在于，該方法至少在未從外部向上述組電池B供給電能的情況下，斷續(xù)地使上述組電池A與上述組電池B電連接，以上述第2非水電解質電池的充放電深度為10～90％的范圍的方式，使從上述組電池A向上述組電池B斷續(xù)地供給電能。
本發(fā)明的蓄電池系統(tǒng)在再生充電那樣的快速充電時能夠高效率地進行充電、此外在低負荷時能夠長時間放電。通過車載本發(fā)明的蓄電池系統(tǒng)，提供一種具有長壽命性能的車載電源系統(tǒng)以及車輛。


圖1是表示電機/發(fā)動機的停止時的本發(fā)明的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)的平面示意圖；圖2是表示電機/發(fā)動機的驅動時的本發(fā)明的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)的平面示意圖；圖3是切掉構成電池組的單位單元的一部分而示出的切開分解透視圖；圖4是表示電池組和電池控制單元的詳細關系的方框圖；圖5是在第1實施方式以及第2實施方式的蓄電池系統(tǒng)中使用的電池組的分解透視圖；圖6是表示圖5的電池組的電路的方框圖；圖7是組電池A和組電池B所各自特有的電池電壓-充電深度的特性曲線圖；圖8是示意地表示在圖5的電池組中使用的扁平型非水電解質二次電池的另一實施方式的局部切開透視圖；圖9是圖8的IX部的局部放大剖面圖；圖10是示意地表示車載有本發(fā)明的蓄電池系統(tǒng)的混合動力汽車的方框平面圖；圖11是示意地表示車載有本發(fā)明的蓄電池系統(tǒng)的外接電源型混合動力汽車的方框平面圖；圖12是示意地表示車載有本發(fā)明的另一蓄電池系統(tǒng)的混合動力汽車的方框平面圖；圖13是示意地表示車載有本發(fā)明的另一蓄電池系統(tǒng)的外接電源型混合動力汽車的方框平面圖；圖14是示意地表示車載有本發(fā)明的再一蓄電池系統(tǒng)的混合動力汽車的方框平面圖；以及圖15是示意地表示車載有本發(fā)明的再一蓄電池系統(tǒng)的外接電源型混合動力汽車的方框平面圖。
符號說明1蓄電系統(tǒng)，2升壓機構(換流器)，3電池組，4電池控制單元(BMU、控制部)，5電機/發(fā)電機，6第1非水電解質電池，7第2非水電解質電池，11電極組，12正極，12a正極集電體，12b正極活性物質含有層，13負極，13a負極集電體，13b負極活性物質含有層，14隔板，15正極端子，16負極端子，17容器，18疊層電極組，21電池單體(單位單元)，23粘接帶，24印刷布線基板，26保護電路，28正極側布線，29正極側連接器，30負極側布線，31負極側連接器，33保護片，34保護塊，35收納容器，36蓋，40充放電控制電路，41充電截斷電路，42放電截斷電路，43充電器，44外部負荷，50A～50F汽車，51內(nèi)燃機，52發(fā)電機，55電動機，56驅動輪，61a、61b溫度傳感器，62a、62b電壓表，63a、63b電流表，71充電器，72插頭，73電源，A、B組電池。
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
在本發(fā)明中，構成組電池A的第1非水電解質電池6，由于負極活性物質的平均粒子直徑大于等于2μm，所以其吸附釋放鋰離子的速度慢，但是，通過對于負極活性物質使用鋰離子吸附量大的材料，而在低負荷的機器驅動條件下作為主電源而工作。因此，本發(fā)明的蓄電池系統(tǒng)能夠長時間驅動。
另一方面，構成組電池B的第2非水電解質電池7，由于吸附鋰離子的電位大于等于0.4V(vs.Li/Li)，所以電池B的能源密度降低，但是，在快速充電下鋰金屬析出的發(fā)生困難，并且一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm的負極活性物質其鋰離子的吸附釋放速度快。因此，本發(fā)明的蓄電池系統(tǒng)在需要高輸出的機器驅動條件下、在需要高輸入的電能再生時，通過作為主電源工作，具有高輸出輸入的性能。
控制部4，至少在沒有從外部向蓄電系統(tǒng)1的電能供給時(例如，在車載電源系統(tǒng)中電機/發(fā)動機停止的期間)，對組電池A和組電池B斷續(xù)地進行電連接，使從上述組電池A向上述組電池B斷續(xù)地供給電能。由此，將第2非水電解質電池7的充放電深度調整在10～90％的適宜范圍中，其結果，高輸出輸入性能得到維持，組電池B的周期壽命得到延長。即，通過斷續(xù)地執(zhí)行對組電池B的電能補給，能夠始終將組電池B保持在適宜范圍的充電深度，從而能夠抑制長時間保存時(機器工作停止時)的組電池B的電阻上升，使高輸出輸入性能長期穩(wěn)定地得到維持。
在此，所謂“斷續(xù)的電能供給”，定義為組電池A和組電池B并不始終電連接，而是根據(jù)組電池B的充電深度對組電池A、B的非電連接狀態(tài)(停止狀態(tài))和電連接狀態(tài)(充電狀態(tài))進行切換，而調整非電連接時間(停止時間)的長度的電能供給。例如，在組電池B的充電深度高的情況下，加長組電池A、B的非電連接時間，反之，在組電池B的充電深度低的情況下，縮短組電池A、B的非電連接時間。而且，作為電能供給方式，優(yōu)選以恒電壓控制使從組電池A向組電池B進行充電。通過使用該方式，能夠以短時間使充電結束。
另一方面，如果連續(xù)進行沒有非電連接時間的連續(xù)的電能供給，則電池B的內(nèi)部電阻會逐漸增加，而使其輸出輸入性能降低。這是因為，在正極表面會引起電解液的氧化分解反應，從而在正極表面會生成高電阻的氧化膜的緣故。
進而，優(yōu)選地，組電池A和組電池B以30日期間1～60次的頻度被進行電連接，以組電池B的充電深度成為10～90％的范圍的方式從組電池A向組電池B供給電能。即，通過以30日期間1～60次的頻度進行電連接，只要從組電池A斷續(xù)地進行組電池B自身已放電的量的電能供給(充電)即可。如果以超過該適宜范圍的頻度將組電池A與組電池B電連接，則組電池B的保存壽命會降低。這是因為，在正極會引起電解液的氧化分解，而使正極電阻增大，從而使輸出輸入性能大幅度地降低的緣故。更優(yōu)選的連接頻度是30日期間10～40次。另一方面，如果以低于適宜范圍的頻度將組電池A與組電池B電連接，則其自身放電會變大，從而有可能會使電能補充不足。
充電深度的更優(yōu)選的范圍是20～80％的范圍。因為通過保持在該范圍能夠進一步減小電池電阻值，所以能夠維持較高的輸出輸入性能。
此外，優(yōu)選地，組電池B的充電深度處于50～100％的范圍內(nèi)時，從組電池B向組電池A供給電能(充電)。即，通過組電池的充電深度在50～100％的范圍下對組電池A供給電能，能夠維持較高的組電池的輸出輸入性能。這是因為組電池B的充電深度不會過高的緣故。更優(yōu)選地，是60～80％的范圍。而且，優(yōu)選地，作為從組電池B向組電池A的充電方式，采用恒電流·恒電壓控制。
在非水電解質電池的充電方式中，有恒電流充電(Constant CurrentCharge)、恒電壓充電(Constant Voltage Charge)、恒電流·恒電壓充電(Constant Current and Constant Voltage Charge)等各種方法。在此，所謂“恒電流充電(CC充電)”，是指在特定電流下進行的充電方式。此外，所謂“恒電壓充電(CV充電)”，是指在特定電壓下進行的充電方式。此外，所謂“恒電流·恒電壓充電(CCCV充電)”，是指使CC充電與CV充電組合的充電方式。CCCV充電，首先CC充電到特定電壓，接著以特定電壓進行CV充電直到經(jīng)過規(guī)定時間。在本發(fā)明中，優(yōu)選地，在從組電池A向組電池B的充電中使用CV充電。這是因為，由于在需要高輸出的機器驅動時、需要高輸入的電能再生時，組電池B作為主電源工作，所以需要以較高的充電速率在短時間中快速充電的緣故。另一方面，優(yōu)選地，在從組電池B向組電池A的充電中使用CCCV充電。這是因為，由于在低負荷的機器驅動條件下，組電池A作為主電源工作，所以需要以不使周期壽命劣化的方式安全地進行充電的緣故。
另一方面，在車載電源系統(tǒng)中，在從電機或者發(fā)動機向蓄電池系統(tǒng)供給電能時，如圖2所示，組電池B從電機/發(fā)動機5接受電能供給，組電池A以比組電池B低的輸出向電機5供給電能。這是因為，為了高效率地蓄積剎車時的制動能源，而向組電池B供給電能的緣故。根據(jù)車的加速行駛和定速行駛的狀況，各個電能供給的輸出值(W)不同。這是因為，定速行駛時從組電池A向電機5的電能供給的輸出值比加速時向組電池B的電能供給的輸出值要小的緣故。
優(yōu)選地，第2非水電解質電池(組電池B)的負極活性物質含有含鈦金屬氧化物。進而，優(yōu)選地，含鈦金屬氧化物含有尖晶石型鋰鈦氧化物。即，第2非水電解質電池的負極活性物質是吸附鋰離子的電位大于等于0.4V(vs.Li/Li)，一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm的、吸附鋰離子的物質，但是，優(yōu)選地，其中也含有含鈦氧化物，進而優(yōu)選地，含有尖晶石型鋰鈦氧化物。第2非水電解質電池，由于在平均粒子直徑不足1μm的微細一次粒子下具有高輸出輸入性能，并且伴隨著充放電周期的電解液的分解、電極體積變化較小，所以在長期周期壽命性能方面非常優(yōu)異。
此外，優(yōu)選地，第1非水電解質電池(組電池A)的負極活性物質含有吸附釋放鋰離子的、平均粒子直徑小于等于1μm的碳材料、鋰合金、金屬化合物。進而，優(yōu)選地，第1非水電解質電池的負極活性物質的碳材料含有以天然石墨為原料的石墨粉末。即，第1非水電解質電池(組電池A)的負極活性物質，由于含有平均粒子直徑大于等于1μm的碳材料、鋰合金、金屬氧化物，所以吸附釋放鋰離子的速度慢，從而能夠在低負荷時獲取高容量。此外，由于吸附鋰離子的電位較低，所以會成為高電壓，從而能夠具有比第2非水電解質電池(組電池B)高的能源密度。進一步優(yōu)選地，碳材料具有以天然石墨為原料的石墨粉末。這是因為由此能夠具有高容量的緣故。
圖7是組電池A和組電池B所各自特有的電池電壓-充電深度的特性曲線圖。在圖中，分別地，曲線A(虛線)表示組電池A的特性曲線，曲線B(實線)表示組電池B的特性曲線。組電池A具有適合于CCCV充電的特性。即，組電池A首先在特定電流下被進行CC充電，在其電池電壓正好達到特定的電壓Emax時從CC充電切換到CV充電，并且在以電池電壓為電壓Emax的條件下CV充電規(guī)定時間量。充電時間由控制部4的內(nèi)置定時器來控制。此外，電壓Emax是在組電池A未過充電的范圍內(nèi)能夠允許的最大的電池電壓。另一方面，組電池B具有適合于CC充電或者CV充電的特性。即，組電池B以特定電流被進行CC充電，在充電終止時(充電深度100％)達到電壓Ee。組電池B的終止電壓Ee例如是238V。
以下，參照附圖具體地說明本發(fā)明的各種實施方式。
(第1實施方式)第1實施方式的蓄電池系統(tǒng)1，如圖1和圖2所示，具備升壓機構2；與升壓機構2連接的組電池A和組電池B；與組電池A和組電池B連接的電池控制單元(BMU4)。組電池B具有以薄型非水電解質二次電池7為單位單元、串聯(lián)或者并聯(lián)地將多個單位單元連接而成的模塊。組電池A經(jīng)由控制器8與組電池B斷續(xù)地并聯(lián)連接，從而控制組電池B的輸入輸出量?？刂破?內(nèi)置有DC/DC變換器，能夠以恒電壓控制使從組電池A向組電池B供給電能。
圖3表示非水電解質電池的單位單元21的一例。電極組11，具有將正極12以及負極13以隔板14介于其間而成為扁平形狀的方式卷繞為螺旋形狀而成的構造。電極組11，通過將正極12以及負極13以隔板14介于其間而成為扁平形狀的方式卷繞為螺旋形狀之后，實施加熱加壓制作而成。正極12、負極13以及隔板14也可以以由具有粘接性的高分子一體化的方式制作而成。帶狀的正極端子15與正極12電連接。另一方面，帶狀的負極端子16與負極13電連接。該電極組11，以使正極端子15和負極端子16的端部從容器17突出的狀態(tài)被收納在層疊膜制容器17內(nèi)。而且，層疊膜制容器17通過熱密封而被密封。
電池控制單元(BMU)4，如圖4所示，具備用于分別測定組電池A以及組電池B的溫度的溫度傳感器61a、61b；用于分別計測組電池電壓以及單位單元電壓的電壓表63a、63b；用于分別計測組電池A以及組電池B的電流的電流表62a、62b；充放電控制電路40；充電截斷電路41；放電截斷電路42。對于溫度傳感器61a、61b，能夠使用熱電偶、熱敏電阻等。
對于充放電控制電路40，分別輸入來自溫度傳感器61a、61b、電壓表63a、63b以及電流表62a、62b的測定信號。根據(jù)這些輸入信號，控制電路40能夠計算充電容量，并分別向用于設定到規(guī)定的充電深度(SOC)的充電截斷電路41以及放電截斷電路42發(fā)送信號，從而控制組電池A、B中的非水電解質電池6、7的充放電。
這種蓄電系統(tǒng)1，可以與作為外部負荷的例如混合動力汽車、電車等的直流電機以及發(fā)電機5連結。在此情況下，與直流電機連接的發(fā)電機，與蓄電系統(tǒng)的升壓機構2連接。升壓機構2起到作為至少向組電池B提供再生電能的充電器的作用。另一方面，在直流電機5上，連接有蓄電系統(tǒng)的BMU4。由此，能夠根據(jù)來自充放電控制電路40以及放電截斷電路42的信號控制從組電池B以及組電池A向直流電機的輸出。此外，用控制器8控制組電池B，從而能夠在組電池B的充電深度(SOC)處于50～100％的范圍內(nèi)時，使從組電池B向組電池A供給電能，對組電池A進行充電。此外，如圖11、圖13、圖15所示的外接電源式混合動力汽車的車載電源系統(tǒng)50A～50F那樣，還能夠從外部的充電器71和/或電源73直接對組電池A進行充電。
另一方面，優(yōu)選地，通過以恒電壓控制從組電池A對組電池B斷續(xù)地供給電能，而使組電池B的SOC以始終處于10～90％的范圍內(nèi)、更優(yōu)選地40～60％的范圍內(nèi)的方式進行調整。主要在車載電源系統(tǒng)的動作停止時的情況下(例如因汽車長期停車等而電機、發(fā)動機等停止)，從組電池A補給組電池B自身所放電掉的電能量。此外，在從組電池B瞬間向外部釋放高輸出(例如汽車的加速時)而使SOC急劇降低到小于等于40％的情況下，能夠從組電池A以使組電池B的SOC為40％～60％的范圍的方式進行電能供給。優(yōu)選地，此時的電能供給在恒電壓控制下快速地進行充電。即，在組電池B的充電深度降低到小于等于40％時，BMU4以恒電壓控制方式使從組電池A向組電池B進行電能供給。
能夠將各種外部電源可供給電能地連接到組電池B。組電池B從外部電源直接地接受電能供給。進而，組電池A能夠通過組電池B從外部電源接受電能供給。而且，雖然在上述圖1和圖2所示的蓄電池系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)中并未裝入冷卻風扇，但是，也可以導入冷卻風扇而對組電池進行冷卻。此外，也可以代替直流電機而使用交流電機。但是，在交流電機的情況下，需要整流器。
以下，說明非水電解質電池的負極、正極、隔板、非水電解質以及容器。
1)負極負極具有負極集電體；被承載在負極集電體的單面或者兩面上、包含負極活性物質、導電劑以及粘接劑的負極層。
對于組電池B的第2非水電解質電池7的負極活性物質，優(yōu)選地，使用能夠在一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm、在0.4～3V(vs.Li/Li+)的范圍內(nèi)吸附鋰的金屬氧化物、金屬硫化物、金屬氮化物或者合金。其中，優(yōu)選地，使用包含鋰鈦復合氧化物的負極活性物質。作為鋰鈦復合氧化物，例如能夠列舉出鈦酸鋰(例如尖晶石型Li4+xTi5O12、x是-1≤x≤3，優(yōu)選地0＜x＜1)。特別地，在周期壽命方面，鈦酸鋰是優(yōu)選的。這是因為，鈦酸鋰其鋰吸附電位約是1.5V，相對于鋁箔集電體或者鋁合金箔集電體，是電化學性非常穩(wěn)定的材料。
作為鋰鈦復合氧化物，除了上述的尖晶石型的鈦酸鋰外，例如還可以使用Li2+xTi3O7(x是-1≤x≤3)等斜方錳礦(ラムステライド)型鈦酸鋰。在此，包含尖晶石型鈦酸鋰以及斜方錳礦型鈦酸鋰在內(nèi)稱為鋰鈦氧化物。作為鋰鈦復合氧化物，除了該鋰鈦氧化物之外，也可以使用不包含鋰的鈦系氧化物。作為鈦系氧化物，可以列舉出含有從由TiO2、Ti和P、V、Sn、Cu、Ni以及Fe組成的組中選擇的至少1種元素的金屬復合氧化物等。TiO2在銳鈦礦型中優(yōu)選的是熱處理溫度300～500℃的低結晶性的材料。作為含有從由Ti和P、V、Sn、Cu、Ni以及Fe組成的組中選擇的至少1種元素的金屬復合氧化物，例如能夠列舉出TiO2-P2O5、TiO2-V2O5、TiO2-P2O5-SnO2、TiO2-P2O5-MeO(Me是從由Cu、Ni和Fe組成的組中選擇的至少1種元素)等。該金屬復合氧化物，優(yōu)選地是結晶性低、結晶相和非結晶相共存、或者是以非結晶相單獨存在的微構造。由于是這樣的微構造，而能夠大幅度地提高周期性能。其中，優(yōu)選的是鋰鈦氧化物、含有從由Ti和P、V、Sn、Cu、Ni以及Fe組成的組中選擇的至少1種元素的金屬復合氧化物。
在負極活性物質中，除了鋰鈦復合氧化物之外，還能夠含有其他種類的負極活性物質。作為其他種類的負極活性物質，例如能夠列舉出吸附釋放鋰的碳物質。
負極活性物質的一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm。通過使用由平均粒子直徑小于等于1μm的粒子組成的負極活性物質，能夠提高周期性能。特別地，在快速充電時以及高輸出放電時，該效果會變得顯著。這是因為，例如對于吸附釋放鋰離子的負極活性物質來說，粒子直徑越微小，活性物質內(nèi)部的鋰離子的擴散距離越短，從而比表面積變大的緣故。更理想的負極活性物質的平均粒子直徑小于等于0.3μm。但是，如果負極活性物質的平均粒子直徑較小，則由于容易引起粒子的凝聚，從而有可能招致負極活性物質的均勻性的降低，所以優(yōu)選地將下限值設置在0.001μm。
優(yōu)選進行活性物質原料的反應合成而作為活性物質前體制成小于等于1μm的粉末，通過使用球磨機、粉碎機(ジェトミル)等粉碎機實施將燒成處理后的粉末粉碎為小于等于1μm的處理，而得到一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm的負極活性物質。
負極活性物質的一次粒子的粒子直徑使用激光衍射式粒度分布測定裝置(島津SALD-300)來測定。首先，為了作為前處理使凝聚了的試料分散，在燒杯中加入試料約0.1g、表面活性劑和1～2mL的蒸餾水并充分攪拌后，注入到攪拌水槽中，以2秒間隔測定64次光強度分布，并分析粒度分布數(shù)據(jù)。由此，得到粒度分布、一次粒子的平均粒子直徑等的測定結果。
優(yōu)選地，負極集電體由鋁箔或者鋁合金箔形成。此外，優(yōu)選地，將鋁箔以及鋁合金箔的平均結晶粒子直徑設定為小于等于50μm。更優(yōu)選地，平均結晶粒子直徑小于等于10μm。雖然平均結晶粒子直徑越小，負極集電體的化學性以及物理的強度越高，但是，由于為了得到優(yōu)異的導電性而優(yōu)選地微細組織是結晶質，所以優(yōu)選將平均結晶粒子直徑的下限值設定在0.01μm。
通過將鋁箔或者鋁合金箔的平均結晶粒子直徑設定為小于等于50μm，能夠飛躍式地使負極集電體的強度提高。由于該負極集電體的強度的增大，使得物理的以及化學的耐受性得到增強，從而能夠減少負極集電體的斷裂。特別地，在高溫環(huán)境下(大于等于40℃)的過放電長期周期中能夠防止由溶解、腐蝕引起的負極集電體的顯著的劣化，從而能夠抑制電極電阻的增大。進而，由于電極電阻的增大的抑制，使得焦耳熱降低，從而能夠抑制電極的發(fā)熱。
此外，由于負極集電體強度的增大，使得即使對負極施加較高的壓力，集電體也不會斷裂。由此，能夠使負極高密度化，從而使容量密度提高。
一般地，在進行電極加壓時，負極活性物質的平均粒子直徑越小，對負極集電體的負荷越大。通過將平均結晶粒子直徑小于等于50μm的鋁箔或者鋁合金箔作為負極集電體來使用，負極集電體能夠耐受由平均粒子直徑小于等于1μm的負極活性物質所產(chǎn)生的、對電極加壓時的較強的負荷。因此，能夠避免加壓時的負極集電體的斷裂。
此外，由于負極的高密度化，使得熱傳導率增加，從而能夠提高電極的散熱性。進而，由于電池的發(fā)熱的抑制和電極的散熱性提高的相乘效果，而能夠抑制電池溫度的上升。
平均結晶粒子直徑小于等于50μm的鋁箔或者鋁合金箔受到材料組成、雜質、加工條件、熱處理歷程和退火的加熱條件以及冷卻條件等諸多因素的復雜的影響。因此，對于負極集電體的結晶粒子直徑，在制造工序中，通過有機地組合上述諸因素來進行調整。而且，也可以用日本制箔株式會社的PACAL21(產(chǎn)品名)來制成負極集電體。
具體地，通過在50～250℃下退火處理平均結晶粒子直徑90μm的鋁箔之后，冷卻到室溫，能夠制成平均結晶粒子直徑小于等于50μm的鋁箔。另一方面，通過在50～250℃下退火處理平均結晶粒子直徑90μm的鋁合金箔之后，冷卻到室溫，能夠制成平均結晶粒子直徑小于等于50μm的鋁合金箔。
用以下說明的方法來測定鋁以及鋁合金的平均結晶粒子直徑。在金屬顯微鏡下觀察負極集電體表面的組織，測定存在于1mm×1mm的視野內(nèi)的結晶粒子數(shù)n，利用下式(1)計算平均結晶粒子面積S(μm2)。
S＝(1×106)/n...(1)其中，用(1×106)表示的值是1mm×1mm的視野面積(μm2)，n是結晶粒子數(shù)。
使用所得到的平均結晶粒子面積S根據(jù)下式(2)計算平均結晶粒子直徑d(μm)。對于5個位置(5個視野)進行這種平均結晶粒子直徑d的計算，并將其平均值作為平均結晶粒子直徑。而且，假定誤差是約5％。
d＝2(S/π)1/2...(2)負極集電體的厚度理想的是小于等于20μm。鋁箔的純度理想的是大于等于99.99％。作為上述鋁合金，理想的是包含鎂、鋅、錳、硅等元素的合金。另一方面，理想的是將鐵、銅、鎳、鉻等過渡金屬量設定為小于等于100ppm。
作為導電劑，可以使用碳材料。例如，可以列舉出乙炔黑、碳黑、焦炭、碳纖維、石墨等。
作為粘接劑，例如可以列舉出聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、氟化橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠等。
優(yōu)選地，負極活性物質、導電劑和粘接劑的混合比設定為負極活性物質80～95質量％、導電劑3～18質量％、粘接劑2～7質量％的范圍。
負極，例如通過將負極活性物質、導電劑和粘接劑懸浮在適當?shù)娜軇┲?，并將該懸浮物涂敷在鋁箔或者鋁合金箔的集電體上并干燥、加壓而制成。理想地，負極集電體的單面的負極活性物質層的厚度是5～100μm。特別地，由于在負極活性物質層的厚度處于5～100μm的范圍內(nèi)時，大電流下的充電放電時的熱傳導性高，從而急劇的發(fā)熱能夠得到抑制，所以是理想的。
第1非水電解質電池6(組電池A)的負極活性物質理想的是平均粒子直徑大于等于1μm的、吸附釋放鋰離子的材料，能夠列舉出鋰金屬、鋰合金、碳物質或者金屬化合物。優(yōu)選進行活性物質原料的反應合成而作為活性物質前體制成小于等于1μm的粉末，通過使用球磨機、粉碎機(ジェトミル)等粉碎機實施將燒成處理后的粉末粉碎為小于等于1μm的處理，而得到平均粒子直徑大于等于1μm的負極活性物質。
負極活性物質的粒子直徑使用激光衍射式粒度分布測定裝置(島津SALD-300)來測定。首先，在燒杯中加入試料約0.1g、表面活性劑和1～2mL的蒸餾水并充分攪拌后，注入到攪拌水槽中，以2秒間隔測定64次光強度分布，并分析粒度分布數(shù)據(jù)。由此，得到粒度分布、平均粒子直徑等的測定結果。
對于鋰合金，可以列舉出鋰鋁合金、鋰鋅合金、鋰鎂合金、鋰硅合金、鋰鉛合金等。
吸附釋放鋰離子的碳材料，例如能夠列舉出天然石墨、人造石墨、焦炭、氣相成長碳纖維、中間相瀝青(メソフェ一ズピツチ)系碳纖維、球狀碳、樹脂燒制碳。作為更理想的碳材料，可以列舉出天然石墨、人造石墨、注F碳纖維、球狀碳。碳材料，理想的是由X射線衍射得到的(002)面的面間隔d002小于等于0.340nm。進而理想的是，以面間隔d002小于等于0.337nm的天然石墨為原料的石墨材料。石墨材料的形狀理想的是鱗片狀、粒狀、球狀。
作為上述金屬化合物，可以列舉出金屬氧化物、金屬硫化物、金屬氮化物等。例如作為金屬氧化物，能夠列舉出鎢氧化物(WO3)、非結晶形錫氧化物、錫硅氧化物(SnSiO3)、氧化硅(SiO)等。作為金屬硫化物，可以列舉出硫化鋰(TiS2)、硫化鉬(MoS2)、硫化鐵(Fe、FeS2、LixFeS2)等。作為金屬氮化物，可以列舉出鋰鈷氮化物(LixCoyN，0＜x＜4，0＜y＜0.5)等。優(yōu)選地，負極集電體由銅箔形成。
負極集電體的厚度理想的是小于等于20μm。作為構成負極的導電劑，能夠使用碳材料。例如，能夠列舉出乙炔黑、碳黑、焦炭、碳纖維、石墨等。
作為粘接劑，例如能夠列舉出聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、氟化橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠等。
優(yōu)選地，負極的活性物質、導電劑和粘接劑的混合比設定為負極活性物質80～100質量％、導電劑3～18質量％、粘接劑2～7質量％的范圍。
負極，例如通過將負極活性物質、導電劑和粘接劑懸浮在適當?shù)娜軇┲校瑢⒃搼腋∥锿糠笤阡X箔或者鋁合金箔的集電體上并干燥、加壓而制成。
優(yōu)選地，負極集電體的單面的負極活性物質層的厚度是30～350μm。特別地，負極活性物質層的厚度處于50～200μm的范圍內(nèi)時，能夠在低負荷放電時取出高容量。
2)正極該正極具有正極集電體；被承載在正極集電體的單面或者兩面上，包含正極活性物質、導電劑以及粘接劑的正極層。
作為正極集電體，可以列舉出鋁箔或者鋁合金箔，理想的是與負極集電體一樣，平均結晶粒子直徑小于等于50μm。更理想的是小于等于10μm。通過將平均結晶粒子直徑設定為小于等于50μm，能夠飛躍性地增大鋁箔或者鋁合金箔的強度，能夠在高壓下使正極高密度化，從而提高容量密度。平均結晶粒子直徑越小，越能夠減少氣泡和裂縫的產(chǎn)生，并且能夠提高正極集電體的化學強度以及物理的強度。為了將集電體的微細組織設置成具有結晶質的組織以確保適度的硬度，優(yōu)選的，平均結晶粒子直徑的下限值設定為0.01μm。
正極集電體的厚度理想的是小于等于20μm。
作為正極活性物質，可以列舉出氧化物、硫化物、聚合物等。例如，作為氧化物，可以列舉出例如MnO2等的二氧化錳；氧化鐵；氧化銅；氧化鎳；例如LixMn2O4或者LixMnO2等的鋰錳復合氧化物；例如LixNiO2等的鋰鎳復合氧化物；例如LixCoO2等的鋰鈷復合氧化物；例如LiNi1-yCoyO2等的鋰鎳鈷復合氧化物；例如LiMnyCo1-yO2等的鋰錳鈷復合氧化物；例如LixMn2-yNiyO4等的尖晶石型鋰錳鎳復合氧化物；例如LixFePO4、LixFe1-yMnyPO4、LixCoPO4等的具有橄欖石構造的鋰磷氧化物；例如Fe2(SO4)3等的硫化鐵；例如V2O5等的釩氧化物等。而且，x、y只要沒有特別記載，理想的是在0～1的范圍內(nèi)。
例如，作為聚合物，可以列舉出聚苯胺、聚吡咯等導電性聚合物材料、二硫化物系聚合物材料等。除此以外，也能夠使用硫(S)、氟化碳等。
理想地，作為正極活性物質，可以列舉出鋰錳復合氧化物、鋰鎳復合氧化物、鋰鈷復合氧化物、鋰鎳鈷復合氧化物、尖晶石型鋰錳鎳復合氧化物、鋰錳鈷復合氧化物、鋰磷酸鐵等。這些是因為能夠得到高的正極電壓的緣故。其中，在采用鋰錳復合氧化物、鋰鎳復合氧化物、鋰鈷復合氧化物、鋰鎳鈷復合氧化物、鋰錳鈷復合氧化物時，能夠抑制正極活性物質和負極活性物質在高溫環(huán)境下與非水電解質的反應，從而能夠大幅度地提高電池壽命。
此外，使用由LiaNibCocMndO2(但是，摩爾比a、b、c和d是0≤a≤1.1，b+c+d＝1)表示的鋰鎳鈷錳復合氧化物也是優(yōu)選的。通過使用鋰鎳鈷錳復合氧化物，能夠得到較高的電池電壓。摩爾比a、b、c和d的更理想的范圍是0≤a≤1.1，0.1≤b≤0.5，0≤c≤0.9，0.1≤d≤0.5。
作為導電劑，能夠列舉出乙炔黑、碳黑、石墨等。
作為粘接劑，可以列舉出例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、氟化橡膠等。
優(yōu)選地，正極活性物質、導電劑和粘接劑的混合比設定為正極活性物質80～95質量％、導電劑3～18質量％、粘接劑2～7質量％的范圍。
正極，例如通過將正極活性物質、導電劑和粘接劑懸浮在適當?shù)娜軇┲?，并將該懸浮物涂敷在鋁箔或者鋁合金箔的集電體上并干燥、加壓而制成。理想地，正極集電體的單面的正極活性物質層的厚度是5～250μm。特別地，由于在正極活性物質層的厚度處于5～200μm的范圍內(nèi)時，大電流下的充電放電時的熱傳導性高，從而急劇的發(fā)熱能夠得到抑制，所以是理想的。
3)隔板作為隔板，例如能夠列舉出合成樹脂制無紡布、聚乙烯多孔質膜、聚丙烯多孔質膜等。
4)非水電解質作為非水電解質，可以列舉出通過將電解質溶解在有機溶劑中調制而成的液態(tài)非水電解質、對上述液態(tài)電解質和高分子材料進行復合化而成的凝膠狀非水電解質、或者對鋰鹽電解質和高分子材料進行復合化而成的固體非水電解質。此外，也可以使用含有鋰離子的常溫熔融鹽(離子性熔體)。
液態(tài)非水電解質，通過以0.5～2mol/L的濃度將電解質溶解在有機溶劑中調制而成。
作為電解質，例如可以列舉出LiClO4、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、Li(CF3SO2)3C、LiB[(OCO)2]2等。所使用的電解質的種類能夠設定為1種，或者2種或2種以上。
作為有機溶劑，例如能夠列舉出碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)等環(huán)狀碳酸酯；碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(MEC)等鏈狀碳酸酯；二甲醚(DME)、二乙二醇乙醚(DEE)等鏈狀乙醚；四氫呋喃(THF)、二氧六環(huán)(DOX)等環(huán)狀乙醚；γ-丁內(nèi)酯(GBL)、乙腈(AN)、環(huán)丁砜(SL)等單獨或者混合溶劑。如果采用包含GBL的非水電解質，則能夠進一步降低充電時的氣體生成量。除了GBL外，如果含有從由PC以及EC組成的組中選擇的至少一種，則也可以。
作為高分子材料，例如能夠列舉出聚偏氟乙烯(FVdF)、聚丙烯腈(PAN)、聚環(huán)氧乙烷(PEO)等。
此外，常溫熔融鹽(離子性熔體)由鋰離子、有機物陽離子以及有機物陰離子構成，在小于等于100℃、理想的是在室溫及室溫以下也是液態(tài)。
5)容器作為容器，除了圖3所示的層疊膜制容器17之外，也可以使用金屬制容器。作為形狀，可以列舉出扁平型、方型、圓柱型、硬幣型、紐扣型、片型、層疊型、裝載到電動汽車上的大型電池等。
作為層疊膜，例如能夠列舉出包含金屬層和被覆金屬層的樹脂層的多層膜。為了輕量化，理想的金屬層是鋁箔或者鋁合金箔。樹脂層是用于增強金屬層的層，其能夠由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等高分子形成。
層疊膜制容器，例如通過利用熱熔接使層疊膜粘貼而得到。
層疊膜的厚度的理想范圍是小于等于0.5mm。此外，優(yōu)選地，將層疊膜的厚度的下限值設定為0.01mm。
優(yōu)選地，金屬制容器由鋁或者鋁合金形成。理想地，鋁以及鋁合金各自的平均結晶粒子直徑小于等于50μm。通過將平均結晶粒子直徑設定為小于等于50μm，由鋁或者鋁合金構成的金屬制容器的強度將會增大，從而即使將容器的壁形成得很薄，也能夠確保充分的機械強度。由此，因為能夠使容器的散熱性提高，所以能夠抑制電池溫度的上升。此外，由于能源密度的提高，還可以實現(xiàn)電池的輕量化以及小型化。而且，更理想的平均結晶粒子直徑是小于等于10μm。雖然平均結晶粒子直徑越小，容器的化學的以及物理的強度越高，但是，由于為了得到優(yōu)異的導電性而優(yōu)選微細組織是結晶質，所以優(yōu)選地，將平均結晶粒子直徑的下限值設定為0.01μm。
這些特征適合于要求高溫條件、高能源密度等的電池，例如，車載電源系統(tǒng)用二次電池。
金屬制容器的板厚度的理想范圍是小于等于0.5mm。此外，優(yōu)選地，金屬制容器的板厚度的下限值設定為0.05mm。
上述鋁箔的純度理想的是大于等于99.99％。作為上述鋁合金，理想的是包含鎂、鋅、硅等元素的合金。另一方面，理想的是將鐵、銅、鎳、鉻等過渡金屬設定為小于等于100ppm。
金屬制容器能夠用激光來進行封口。因此，與層疊膜制容器相比，能夠減少密封部的體積，從而能夠提高能源密度。
(第2實施方式)第1實施方式的蓄電池系統(tǒng)并不限于利用再生電能進行充電的情況，而在快速充放電的情況下也能夠很好地使用。作為這種用途，例如可以列舉出數(shù)碼照相機的電源用；助力汽車等的輕型車輛用電源；個人計算機、工廠等的后備電源(UPS不間斷電源單元，uninterruptible power supplydevice)；吸塵器。
第2實施方式的蓄電池系統(tǒng)，除了在充電中不使用再生電能以外，能夠設置成與上述第1實施方式的蓄電池系統(tǒng)同樣的結構。充電速率理想的是大于等于2C、小于等于120C。在此，所謂1C，是指用1個小時使單位單元完全放電所需要的電流值，為了方便起見，可將單位單元的公稱容量的數(shù)值置換為1C電流值。
在第1實施方式以及第2實施方式的蓄電池系統(tǒng)中，能夠使用將組電池6、7和電池控制單元(BMU)4收納在1個殼體內(nèi)而成的電池組。在第2實施方式的蓄電池系統(tǒng)中，由于不需要再生電能所提供的輸入，所以可以將電池組其自身作為蓄電池系統(tǒng)來使用。參照圖5以及圖6說明電池組的構成例子。圖5是在第1以及第2實施方式的蓄電池系統(tǒng)中使用的電池組的分解透視圖。圖6是表示圖5的電池組的電路的方框圖。
圖5的電池組中的單位單元21，由圖3所示的扁平型非水電解質電池構成。多個單位單元21，其正極端子15和負極端子16突出的方向一致為一個方向而在厚度方向上層疊在一起。如圖6所示，單位單元21串聯(lián)連接而形成組電池6、7。組電池6、7，如圖5所示，被粘接帶23一體化。
優(yōu)選地，單位單元21的額定容量設定為大于等于2Ah、小于等于100Ah。額定容量的進一步理想的范圍是大于等于3Ah、小于等于40Ah。在此，所謂額定容量，表示以0.2C速率放電時的容量。
單位單元21的個數(shù)理想的是大于等于5個、小于等于500個。個數(shù)的更理想的范圍是大于等于5個、小于等于200個。此外，在車載電源系統(tǒng)用的情況下，為了得到高電壓，優(yōu)選地，將單位單元21串聯(lián)連接。
與正極端子15以及負極端子16突出的側面相對，配置有印刷布線基板24。在印刷布線基板24上，如圖5所示，安裝有熱敏電阻的測量儀25a、對于保護電路26以及外部設備的通電用的端子27。
熱敏電阻的測定部25b可以配置在多個單位單元21全體上，也可以配置在多個單位單元21中的任意的單位單元上。當在一部分單位單元21上設置熱敏電阻的測定部25b的情況下，必須對于位于組電池6、7的中段上的單位單元21設置。在將熱敏電阻的測定部25b配置在單位單元21全體上的情況下，和僅配置在一部分上的情況下，都將最大檢測溫度設置為組電池6、7的溫度。此外，優(yōu)選地，熱敏電阻的測定部25b的設置位置，設定在單位單元21的平面部分的中央。熱敏電阻的測定結果，作為檢測信號被發(fā)送到保護電路26。
如圖5以及圖6所示，組電池6、7的正極側布線28與印刷布線基板24的保護電路26的正極側連接器29電連接。組電池6、7的負極側布線30與印刷布線基板24的保護電路26的負極側連接器31電連接。
保護電路26具備充放電控制電路40、充電截斷電路41、放電截斷電路42、電壓表63a、63b、電流表62a、62b(參照圖4)。在各個單位單元21上，連接有用于電壓以及電流檢測的布線32，檢測信號通過這些布線32被發(fā)送到保護電路26。在對于外部設備的通電用端子27上連接有充電器以及外部負荷。
保護電路26不僅具有作為電池控制單元的作用，還具有在規(guī)定的條件下截斷保護電路26與對于外部設備的通電用端子27之間的正極側布線31a以及負極側布線31b而確保安全性的作用。所謂規(guī)定的條件，是例如熱敏電阻的檢測溫度為規(guī)定溫度或規(guī)定溫度以上時，檢測到了單位單元21的過充電、過放電、過電流時等。該檢測方法，可以對于各個單位單元21或者單位單元21全體來進行。在檢測各個單位單元21的情況下，可以檢測電池電壓，也可以檢測正極電位或者負極電位。在后者的情況下，作為參照極使用的鋰電極被插入到各個單位單元21中。
在組電池6、7中，如圖5所示，在正極端子15和負極端子16突出的側面以外的組電池6、7的三個側面上，配置有由橡膠或者樹脂構成的保護片33。在正極端子15以及負極端子16突出的側面與印刷布線基板24之間，配置有由橡膠或者樹脂構成的塊狀的保護塊34。
該組電池6、7和各保護片33、保護塊34以及印刷布線基板24，共同被收納于收納容器35中。即，在收納容器35的長邊方向的兩方的內(nèi)側面和短邊方向的內(nèi)側面分別配置有保護片33，在短邊方向的相反側的內(nèi)側面配置有印刷布線基板24。組電池6、7位于由保護片33以及印刷布線基板24包圍的空間內(nèi)。在收納容器35的上面，安裝有蓋36。
而且，在組電池6、7的固定上，也可以代替粘接帶23，而使用熱收縮帶。在此情況下，在組電池的兩側面配置保護片，并且在使熱收縮管旋轉之后，使該熱收縮管熱收縮而使組電池捆扎在一起。
而且，圖5和圖6所示的單位單元21是串聯(lián)連接的，但是，為了增大電池容量，也可以并聯(lián)連接。當然也可以串聯(lián)、并聯(lián)連接排列而成的電池組。
此外，在電池組中使用的扁平型非水電解質二次電池并不限于上述圖3所示的構成，例如，可以設置成圖8以及圖9所示的構成。圖8是示意地表示在圖5的電池組中使用的扁平型非水電解質二次電池的另一例子的局部剖開圖，圖9是圖8的A部的放大剖面圖。
如圖8所示，在層疊膜制的容器17內(nèi)，收納有疊層型電極組18。疊層型電極組18，如圖9所示，具有邊使隔板14介于正極12和負極13之間邊使正極12和負極13交替地疊層而成的構造。正極12有多塊，其分別具備正極集電體12a、被承載在正極集電體12a的兩面的正極活性物質含有層12b。負極13有多塊，其分別具備負極集電體13a、被承載在負極集電體13a的兩面上的負極活性物質含有層13b。各個負極13的負極集電體13a的一邊從正極12突出。從正極12突出的負極集電體13a，與帶狀的負極端子16電連接。帶狀的負極端子16的前端從容器17被引出到外部。此外，在此雖然未圖示，但正極12的正極集電體12a其位于與負極集電體13a的突出邊相反側的邊從負極13突出。從負極13突出的正極集電體12a與帶狀的正極端子15電連接。帶狀的正極端子15的前端位于負極端子16的相反側，從容器17的邊被引出到外部。
以下，參照上述的附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。而且，只要不超出本發(fā)明的主旨，本發(fā)明就不限于以下記載的實施例。
(實施例1)說明構成組電池B的第2非水電解質電池7的負極制作方法。以重量比成為90∶7∶3的方式混合作為活性物質的平均粒子直徑0.3μm的鈦酸鋰(Li4Ti5O12)、作為導電劑的平均粒子直徑0.4μm的碳粉末、作為粘接劑的聚偏氟乙烯(PVdF)，并分散于n-甲基吡咯烷酮(NMP)溶劑中而調制成糊膏后，經(jīng)由在厚度12μm的平均結晶粒子直徑50μm的鋁合金箔(純度99.4％)上涂敷、干燥、加壓工序而制作成電極密度2.4g/cm3的負極。而且，通過在200℃下對厚度12μm的平均結晶粒子直徑90μm的鋁合金箔(純度99.4％)進行退火處理后冷卻到室溫，而制作成負極集電體。
說明同一電池7的正極制作方法。以重量比成為87∶8∶5的方式混合作為活性物質的平均粒子直徑3μm的鋰鈷氧化物(LiCoO2)、作為導電材料的石墨粉末、作為粘接劑的聚偏氟乙烯(PVdF)，并分散于n-甲基吡咯烷酮(NMP)溶劑中而調制成糊膏后，經(jīng)由在厚度15μm的平均結晶粒子直徑12μm的鋁箔(純度99.99％)上涂敷、干燥、加壓工序而制作成電極密度3.5g/cm3的正極。而且，通過在140℃下對厚度15μm的平均結晶粒子直徑90μm的鋁箔(純度99.99％)進行退火處理后冷卻到室溫，而制作成正極集電體。
對于容器，使用了厚度0.1mm的含鋁層疊膜。該含鋁層疊膜的鋁層的厚度約為0.03mm，平均結晶粒子直徑約為100μm。對于增強鋁層的樹脂，使用了聚丙烯。容器是通過對層疊膜熱熔融進行密封，而加工成的。
接著，在正極上電連接帶狀的正極端子，并且在負極上電連接帶狀的負極端子。使由厚度12μm的聚乙烯制多孔質膜構成的隔板粘接被覆到正極上。以使負極與被覆有隔板的正極相對的方式進行重疊，將它們卷繞成螺旋狀而制成電極組。對該電極組加壓而成形為扁平狀。將成形為扁平狀的電極組插入到容器中。
在EC和GBL以體積比(EC∶GBL)為1∶2的比例混合而成的有機溶劑中，溶解1.5mol/L的鋰鹽LiBF4，調制成液態(tài)的非水電解質。將得到的非水電解質注入到容器內(nèi)，從而具有上述圖2所示的構造，制成厚度6.5mm、寬度70mm、高度100mm的非水電解質電池7。電池重量90g、公稱容量是3000mAh。
將5條非水電解質電池7串聯(lián)連接到塑料板上而形成為1個模塊。串聯(lián)連接17個該模塊而制成蓄電系統(tǒng)(額定電壓200V、額定容量3Ah)的組電池B。
以下，說明構成組電池A的第1非水電解質電池6的負極制作方法。以重量比成為95∶5的方式混合作為活性物質的平均粒子直徑10μm的粒狀的天然石墨、作為粘接劑的聚偏氟乙烯(PVdF)，并分散于n-甲基吡咯烷酮(NMP)溶劑中而制成糊膏后，經(jīng)由在厚度12μm的銅箔(純度99.9％)上涂敷、干燥、加壓工序而制成電極密度1.3g/cm3的負極(單面的負極活性物質厚度150μm)。
說明同一電池6的正極制作方法。以重量比成為87∶8∶5的方式混合作為活性物質的平均粒子直徑3μm的鋰鈷氧化物(LiCoO2)、作為導電材料的石墨粉末、作為粘接劑的聚偏氟乙烯(PVdF)，并分散于n-甲基吡咯烷酮(NMP)溶劑中而制成糊膏后，經(jīng)由在厚度15μm的平均結晶粒子直徑12μm的鋁箔(純度99.99％)上涂抹、干燥、加壓工藝而制作成電極密度3.5g/cm3的正極。而且，通過在140℃下對厚度15μm的平均結晶粒子直徑90μm的鋁箔(純度99.99％)進行退火處理后冷卻到室溫，而制成正極集電體。
對于容器，使用了厚度0.1mm的含鋁層疊膜。該含鋁層疊膜的鋁層的厚度約為0.03mm，平均結晶粒子直徑約為100μm。對于增強鋁層的樹脂，使用了聚丙烯。容器是通過對層疊膜熱熔融進行密封，而加工成的。
接著，在正極上電連接帶狀的正極端子，并且在負極上電連接帶狀的負極端子。使由厚度12μm的聚乙烯制多孔質膜構成的隔板粘接被覆到正極上。以使負極與被覆有隔板的正極相對的方式進行重疊，將它們卷繞成螺旋狀而制成電極組。對該電極組加壓而成形為扁平狀。將成形為扁平狀的電極組插入到容器中。
在EC和GBL以體積比(EC∶GBL)為1∶2的比例混合而成的有機溶劑中，溶解1.5mol/L的鋰鹽LiBF4，調制成液態(tài)的非水電解質。將得到的非水電解質注入到容器內(nèi)，從而具有上述圖2所示的構造，制成厚度13mm、寬度70mm、高度150mm的非水電解質電池A。電池重量400g、公稱容量是12Ah。
將3條非水電解質電池6串聯(lián)連接到塑料板上而形成為1個模塊。串聯(lián)連接20個該模塊而制成蓄電系統(tǒng)(額定電壓211V、額定容量15Ah)的組電池A。
使用制作成的組電池B、組電池A、電池控制單元(BMU)4和升壓單元2，分別制作上述的圖1和圖2所示的蓄電系統(tǒng)和車載電源系統(tǒng)。
在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為50％的狀態(tài)下，并且在將蓄電系統(tǒng)放置在使電機/發(fā)動機在45℃的環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，在以10日1次的頻度用220V恒定電壓充電5分鐘的條件下，從組電池A向組電池B進行電能供給，并進行組電池B的保存試驗。在該試驗中，對組電池B的電阻值變化進行了測定。
此外，對在相當于200V、60A(12kW)的輸出的加速行駛下從組電池B能夠驅動電機的時間和在相當于220V、3A的輸出(0.66kW)的恒速行駛下從組電池A驅動電機的時間進行了測定。
(實施例2)進行了以下的保存試驗在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為10％的狀態(tài)下，并且在使蓄電系統(tǒng)在45℃環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，以1日2次的頻度從組電池A向組電池B進行電能供給。在該試驗中，對組電池B的電阻變化進行了測定。而且，在本實施例2中，使用了與實施例1同樣的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)。
(實施例3)
進行了以下的保存試驗在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為90％的狀態(tài)下，并且在使蓄電系統(tǒng)在45℃環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，以30日1次的頻度從組電池A向組電池B進行電能供給。在該試驗中，對組電池B的電阻變化進行了測定。而且，在本實施例3中，使用了與實施例1同樣的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)。
(實施例4)進行了以下的保存試驗在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為80％的狀態(tài)下，并且在使蓄電系統(tǒng)在45℃環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，以30日1次的頻度從組電池A向組電池B進行電能供給。在該試驗中，對組電池B的電阻變化進行了測定。而且，在本實施例4中，使用了與實施例1同樣的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)。
(實施例5)進行了以下的保存試驗在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為60％的狀態(tài)下，并且在使蓄電系統(tǒng)在45℃環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，以10日1次的頻度從組電池A向組電池B進行電能供給。在該試驗中，對組電池B的電阻變化進行了測定。而且，在本實施例5中，使用了與實施例1同樣的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)。
(實施例6)進行了以下的保存試驗在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為40％的狀態(tài)下，并且在使蓄電系統(tǒng)在45℃環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，以10日2次的頻度從組電池A向組電池B進行電能供給。在該試驗中，對組電池B的電阻變化進行了測定。而且，在本實施例6中，使用了與實施例1同樣的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)。
(實施例7)進行了以下的保存試驗在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為20％的狀態(tài)下，并且在使蓄電系統(tǒng)在45℃環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，以1日1次的頻度從組電池A向組電池B進行電能供給。在該試驗中，對組電池B的電阻變化進行了測定。而且，在本實施例7中，使用了與實施例1同樣的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)。
(實施例8)進行了以下的保存試驗在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為50％的狀態(tài)下，并且在使蓄電系統(tǒng)在60℃環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，以5日1次的頻度從組電池A向組電池B進行電能供給。在該試驗中，對組電池B的電阻變化進行了測定。而且，在本實施例8中，使用了與實施例1同樣的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)。
(比較例1)在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為10％的狀態(tài)下，并且在使蓄電系統(tǒng)在45℃環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，不從組電池A向組電池B進行電能供給而進行保存試驗。在該試驗中，對組電池B的電阻變化也進行了測定。而且，在比較例1中，使用了與實施例1同樣的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)。
(比較例2)進行了以下的試驗在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為10％的狀態(tài)下，并且在使蓄電系統(tǒng)在45℃環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，連續(xù)地從組電池A向組電池B進行電能供給，從而使組電池B的SOC始終保持在90～95％。在該試驗中，對組電池B的電阻變化也進行了測定。而且，在比較例2中，使用了與實施例1同樣的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)。
(比較例3)進行了以下的試驗在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為50％的狀態(tài)下，并且在使蓄電系統(tǒng)在60℃環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，連續(xù)地從組電池A向組電池B進行電能供給，從而使組電池B的SOC始終保持在50％。在該試驗中，對組電池B的電阻變化也進行了測定。而且，在比較例3中，使用了與實施例1同樣的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)。
(比較例4)
對于組電池B，使用了與組電池A相同構成的非水電解質。進行了以下的試驗在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為90％的狀態(tài)下，并且在使蓄電系統(tǒng)在45℃環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，連續(xù)地從組電池A向組電池B進行電能供給，從而使組電池B的SOC始終保持在90～95％。在該試驗中，對組電池B的電阻變化也進行了測定。而且，在比較例4中，使用了與實施例1同樣的蓄電系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)。
(比較例5)在將組電池A的SOC設定為90％、將組電池B的SOC設定為90％的狀態(tài)下，并且在使蓄電系統(tǒng)在45℃環(huán)境下停止180日的狀態(tài)下，不從組電池A向組電池B進行電能供給而進行保存試驗。在該試驗中，對組電池B的電阻變化和在相當于200V、60A(12kW)的輸出的加速行駛下從組電池B能夠驅動電機的時間和在相當于220V、3A的輸出(0.66kW)的恒速行駛下從組電池A驅動電機的時間進行了測定。而且，在比較例5中，使用了與實施例1同樣的蓄電池系統(tǒng)以及車載電源系統(tǒng)。




如表1和表2所示，可以確認實施例1～8的蓄電系統(tǒng)，與比較例1～5相比，是組電池180日后的高溫保存特性優(yōu)異、電阻變化也小、高輸出輸入特性優(yōu)異、長壽命的電池系統(tǒng)以及高速度電機驅動(車的加速時)以及低速電機驅動(車的恒速行駛時)下的持續(xù)時間長的行駛性能優(yōu)異的車載電源系統(tǒng)。
圖10～圖15示出了使內(nèi)燃機與電池驅動的電動機組合而作為行駛動力源的各種混合動力型的汽車。在汽車的驅動力方面，與其行駛條件相應，需要寬范圍的轉數(shù)以及扭矩的動力源。一般地，由于內(nèi)燃機表現(xiàn)理想的能源效率的扭矩·轉數(shù)受到限制，所以在之外的運轉條件下能源效率會降低?；旌蟿恿π偷钠嚨奶卣髟谟谕ㄟ^使內(nèi)燃機在最佳條件下運轉而發(fā)電，并且用高效率的電動機驅動車輪，或者通過使內(nèi)燃機與電動機的動力一致地進行驅動，能夠提高汽車整體的能源效率。此外，通過在減速時將車輛所具有的運轉能源作為電能再生，與通常的內(nèi)燃機單獨行駛的汽車相比，能夠飛躍地增大每單位燃料的行駛距離。
混合動力汽車，根據(jù)內(nèi)燃機和電機的組合方式，可分為大致3類。
圖10表示串聯(lián)混合動力汽車50A。圖11表示外接電源型串聯(lián)混合動力汽車50B。內(nèi)燃機51的動力一旦全部由電機/發(fā)動機5變換為電能，便通過換流器2將該發(fā)電電能蓄積到電池組3的組電池B中。電池組3的電能通過換流器2被提供給電機/發(fā)動機5，由電機/發(fā)動機5驅動車輪56。該類型是在電動汽車中復加了發(fā)電機而成的那樣的系統(tǒng)。內(nèi)燃機51能夠在高效率的條件下運轉，也可以進行電能再生。相反，由于車輪56的驅動僅由電機/發(fā)動機5來進行，所以需要高輸出性能的電機。此外，電池組3也需要比較大的容量。優(yōu)選地，電池組3的額定容量設定在5～50Ah的范圍。更理想的范圍是10～20Ah。在此，所謂額定容量，表示以0.2C速率放電時的容量。外接電源型混合動力汽車50B具備被設置為能夠與外部的電源插座73連接的插頭72；設置在該插頭72和上述電池組3的組電池B之間的內(nèi)置充電器71。將插頭72連接到電源插座73上，而將來自外部電源的電能提供給電池組3的組電池B(充電)，進而從組電池B向組電池A供給電能(充電)。在外接電源型混合動力汽車50B中，將插頭72插入到電源插座73，并利用內(nèi)置充電器71對電池組3進行充電。
圖12表示并聯(lián)混合動力汽車50C。圖13表示外接電源型的并聯(lián)混合動力汽車50D。標號58表示兼作發(fā)電機的電動機。內(nèi)燃機51主要驅動車輪56，并根據(jù)情況由發(fā)電機58將其動力的一部分變換為電能，并用該電能對電池組54進行充電。在負荷加重的起動、加速時等，用電動機58輔助驅動力。是通常的汽車成為基礎、減少內(nèi)燃機51的負荷變化而實現(xiàn)高效率化、還一并進行電能再生等的系統(tǒng)。由于車輪56的驅動主要由內(nèi)燃機51來進行，所以電動機58的輸出能夠根據(jù)所需要的輔助的比例來任意地確定。使用比較小的電動機58以及電池組54也能夠構成系統(tǒng)。電池組的額定容量可設定在1～20Ah的范圍。更理想的范圍是5～10Ah。外接電源型混合動力汽車50D同樣具備被設置為能夠與外部的電源插座73連接的插頭72；設置在該插頭72和上述電池組3的組電池B之間的內(nèi)置充電器71。在外接電源型混合動力汽車50D中，將插頭72插入到電源插座73，并利用內(nèi)置充電器71對電池組3進行充電。
圖14表示串聯(lián)并聯(lián)混合動力汽車50E。圖15表示外接電源型的串聯(lián)并聯(lián)混合動力汽車50F。動力分配機構60將內(nèi)燃機51的輸出分配為發(fā)電用和車輪驅動用。能夠比并聯(lián)方式更細致地進行引擎的負荷控制，能夠提高能源效率。優(yōu)選地，電池組的額定容量設定在1～20Ah的范圍。更理想的范圍是5～10Ah。外接電源型混合動力汽車50F同樣具備被設置為能夠與外部的電源插座73連接的插頭72；設置在該插頭72和上述電池組3的組電池B之間的內(nèi)置充電器71。在外接電源型混合動力汽車50F中，將插頭72插入到電源插座73，并利用內(nèi)置充電器71對電池組3進行充電。
優(yōu)選地。裝載在上述的圖10～圖15所示的混合動力汽車上的電池組的公稱電壓設定在200～600V的范圍。
本發(fā)明的實施方式的組電池系統(tǒng)特別適合于在串聯(lián)并聯(lián)方式的混合動力汽車中的使用。
優(yōu)選地，電池組配置在一般難以受到外部溫度變化的影響、在沖撞時等難以受到?jīng)_擊的位置。例如在小轎車型的汽車中，可配置在后部座位的后方的后備箱內(nèi)。此外，可設置在后部座位的下方、后方等。在電池重量較大的情況下，為了降低車輛整體的重心，理想的是配置在座位之下、地板下面等。
電動汽車(EV)用蓄積在從汽車外部供給電能而充電后的電池組中的能源行駛。因而，電動汽車可以利用使用其他的發(fā)電設備等高效率地發(fā)電的電能。此外，由于在減速時將汽車的行駛能量作為電能再生，所以能夠提高行駛時的能源效率。由于電動汽車完全不會排出二氧化碳和其他的廢氣，所以是清潔的汽車。相反，由于行駛時的動力全部來自電動機，所以需要高輸出的電動機。由于一般需要將一次行駛所需要的全部能源在一次充電中蓄積在電池組中來行駛，所以需要非常大的容量的電池。優(yōu)選地，電池組的額定容量設定在100～500Ah的范圍。更理想的范圍是200～400Ah。
此外，由于電池重量占車輛重量的比例較大，所以理想的是鋪設在地板下面等將電池組配置在較低的位置并且距離車輛的重心不大的位置。為了在短時間內(nèi)充電相當于1次行駛的大的電能量，需要大容量的充電器和充電電纜。因此，優(yōu)選地，電動汽車具備連接它們的充電連接器。對于充電連接器，雖然能夠使用采用電接點的通常的連接器，但也可以使用采用電磁耦合的非接觸式的充電連接器。
此外，本發(fā)明并不限于上述實施方式本身，而在實現(xiàn)階段，能夠在不脫離其主旨的范圍內(nèi)對構成要素進行變形而具體化。此外，利用在上述實施方式中公開的多個構成要素的適宜的組合，能夠形成各種發(fā)明。例如，也可以從實施方式中所示的全部構成要素中刪除幾個構成要素。進而，也可以適宜組合不同的實施方式的構成要素。
本發(fā)明能夠用于在需要電能的各種設備的電源中使用的蓄電池系統(tǒng)。特別地，可以用于在混合動力汽車、外接電源混合動力汽車上車載的車載電源系統(tǒng)。
權利要求
1.一種蓄電池系統(tǒng)，其特征在于，具備組電池A，其具有包含吸附釋放鋰離子的、平均粒子直徑大于等于2μm的負極活性物質的第1非水電解質電池；組電池B，其具有包含吸附鋰離子的電位大于等于0.4V(vs.Li/Li)、一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm的、吸附鋰離子的負極活性物質的第2非水電解質電池；以及控制部，至少在未從外部向上述組電池B供給電能的情況下，其斷續(xù)地使上述組電池A與上述組電池B電連接，以上述第2非水電解質電池的充放電深度為10～90％的范圍的方式，使從上述組電池A向上述組電池B斷續(xù)地供給電能。
2.如權利要求1所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于上述控制部，通過以在30日期間1～60次的頻度使上述組電池A與上述組電池B電連接并以恒電壓控制方式使從上述組電池A向上述組電池B供給電能，而將上述第2非水電解質電池的充電深度設定在10～90％的范圍。
3.如權利要求1所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于上述控制部，在上述第2非水電解質電池的充電深度處于50～100％的范圍內(nèi)時，以恒電流·恒電壓控制方式使從上述組電池B向上述組電池A供給電能。
4.如權利要求1所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于上述控制部，在上述第2非水電解質電池的充電深度降低到小于等于40％時，以恒電壓控制方式使從上述組電池A向上述組電池B供給電能。
5.如權利要求1所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于，進一步具有能夠供給電能地與上述組電池B連接的外部電源，其中上述組電池A通過上述組電池B從上述外部電源接受電能供給。
6.如權利要求1所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于上述第2非水電解質電池的負極活性物質含有含鈦金屬氧化物。
7.如權利要求6所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于上述含鈦金屬氧化物含有尖晶石型鋰鈦氧化物。
8.如權利要求1所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于上述第1非水電解質電池的負極活性物質含有碳材料、鋰合金、金屬化合物。
9.如權利要求8所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于上述碳材料含有以天然石墨為原料的石墨粉末。
10.一種車載電源系統(tǒng)，其特征在于，安裝有蓄電池系統(tǒng)，該蓄電池系統(tǒng)具備組電池A，其具有包含吸附釋放鋰離子的、平均粒子直徑大于等于2μm的負極活性物質的第1非水電解質電池；以及組電池B，其具有包含吸附鋰離子的電位大于等于0.4V(vs.Li/Li)、一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm的、吸附鋰離子的負極活性物質的第2非水電解質電池；該車載電源系統(tǒng)具有控制部，至少在未從安裝在車輛上的電機或發(fā)動機向上述蓄電池系統(tǒng)供給電能的情況下，其斷續(xù)地使上述組電池A與上述組電池B電連接，以上述第2非水電解質電池的充放電深度為10～90％的范圍的方式，使從上述組電池A向上述組電池B斷續(xù)地供給電能。
11.一種車載電源系統(tǒng)，其特征在于，安裝有蓄電池系統(tǒng)，該蓄電池系統(tǒng)具備組電池A，其具有包含吸附釋放鋰離子的、平均粒子直徑大于等于2μm的負極活性物質的第1非水電解質電池；以及組電池B，其具有包含吸附鋰離子的電位大于等于0.4V(vs.Li/Li)、一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm的、吸附鋰離子的負極活性物質的第2非水電解質電池；該車載電源系統(tǒng)具有控制部，在從安裝在車輛上的電機或發(fā)動機向上述蓄電池系統(tǒng)供給電能的情況下，其使從上述電機或發(fā)動機向上述組電池B供給電能，并使從上述組電池A以比上述組電池B低的輸出向上述電機供給電能。
12.如權利要求10所述的車載電源系統(tǒng)，其特征在于上述控制部，在上述第2非水電解質電池的充電深度降低到小于等于40％時，以恒電壓控制方式使從上述組電池A向上述組電池B供給電能。
13.如權利要求10所述的車載電源系統(tǒng)，其特征在于，進一步具有電機或發(fā)動機、設置在上述電機或發(fā)動機與上述組電池B之間的換流器，其中，上述電機或發(fā)動機以經(jīng)由上述換流器向上述組電池B供給電能的方式與上述組電池B連接，進而，從上述組電池B向上述組電池A供給電能。
14.如權利要求10至13中的任意一項所述的車載電源系統(tǒng)，其特征在于，進一步具有能夠與外部電源連接地設置的插頭；以及設置在上述插頭與上述組電池B之間的內(nèi)置充電器，其中，將上述插頭連接到上述外部電源，將來自外部電源的電能提供給上述組電池B，進而從上述組電池B向上述組電池A供給電能。
15.一種車輛，其特征在于具有權利要求10所述的車載電源系統(tǒng)。
16.一種蓄電池系統(tǒng)的充電方法，是對下述的蓄電池系統(tǒng)進行充電的方法，該蓄電池系統(tǒng)具備組電池A，其具有包含吸附釋放鋰離子的、平均粒子直徑大于等于2μm的負極活性物質的第1非水電解質電池；以及組電池B，其具有包含吸附鋰離子的電位大于等于0.4V(vs.Li/Li)、一次粒子的平均粒子直徑小于等于1μm的、吸附鋰離子的負極活性物質的第2非水電解質電池，其特征在于，該方法至少在未從外部向上述組電池B供給電能的情況下，斷續(xù)地使上述組電池A與上述組電池B電連接，以上述第2非水電解質電池的充放電深度為10～90％的范圍的方式，使從上述組電池A向上述組電池B斷續(xù)地供給電能。
17.如權利要求16所述的充電方法，其特征在于通過以在30日期間1～60次的頻度使上述組電池A與上述組電池B電連接并以恒電壓控制方式使從上述組電池A向上述組電池B供給電能，而將上述第2非水電解質電池的充電深度設定在10～90％的范圍。
18.如權利要求16或17所述的充電方法，其特征在于在上述第2非水電解質電池的充電深度處于50～100％的范圍內(nèi)時，以恒電流·恒電壓控制方式使從上述組電池B向上述組電池A供給電能。
19.如權利要求16所述的充電方法，其特征在于上述控制部，在上述第2非水電解質電池的充電深度降低到小于等于40％時，以恒電壓控制方式使從上述組電池A向上述組電池B供給電能。
20.如權利要求16所述的充電方法，其特征在于，進一步具有能夠供給電能地與上述組電池B連接的外部電源，其中上述組電池A通過上述組電池B從上述外部電源接受電能供給。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在再生充電那樣的快速充電時能夠高效率地充電、在低負荷時能夠長時間放電、具有長壽命性能的蓄電池系統(tǒng)和車載電源系統(tǒng)。蓄電池系統(tǒng)具有組電池A，其具有包含吸附釋放鋰離子的、平均粒子直徑大于等于2μm的負極活性物質的第1非水電解質電池；組電池B，其具有包含吸附鋰離子的電位大于等于0.4V(vs.Li/Li)、平均粒子直徑小于等于1μm的、吸附鋰離子的負極活性物質的第2非水電解質電池；以及控制部，至少在未從外部向組電池B供給電能的情況下，其斷續(xù)地使組電池A與組電池B電連接，以第2非水電解質電池的充放電深度為10～90％的范圍的方式，使從組電池A向組電池B斷續(xù)地供給電能。
文檔編號H01M10/40GK101090161SQ200710109139
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月13日 優(yōu)先權日2006年6月13日
發(fā)明者高見則雄, 稻垣浩貴, 館林義直 申請人:株式會社東芝