[发明专利]硫化物系全固体锂二次电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制全固体锂二次电池的工作的系统，该全固体锂二次电池具备含有硫化物系固体电解质材料的含电解质层。

背景技术

在被用于这种系统的市售的锂二次电池中，使用以可燃性的有机溶剂作为溶剂的有机电解液。因此，变得需要抑制短路时的温度上升的安全装置的安装和用于防止短路的结构、材料方面的改善。因此，提出了将液体电解质改变为固体电解质，将电池全固体化了的全固体锂二次电池的方案(参照专利文献1)。该情况下，由于在电池内不使用可燃性的有机溶剂，因此认为可谋求安全装置的简化，制造成本和生产率优异。

但是，在使用了以硫化物作为主体的固体电解质材料(硫化物系固体电解质材料)的电池的情况下，存在硫化物系固体电解质材料自身和外界气体等中含有的水分反应由此容易产生硫化氢这一问题。因此，其抑制成为实用化时必需的课题。针对该情况，在专利文献1中曾公开了以下技术：通过利用用于将硫化氢气体无毒化的碱性化合物覆盖电池单元电池的外周部，即使是产生了硫化氢情况下，也利用该碱性化合物捕获硫化氢气体由此来进行无毒化。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2008-103245号公报

发明内容

但是，不限于碱性物质地将无害化物质设置在电池内部会招致电池内的结构的复杂化，招致电池尺寸的增大。另外，在如专利文献1那样地使用了碱性物质的情况下，有侵蚀接触该碱性物质的其他物质(例如，电池容器)之虞，因此为了防止这样的侵蚀而产生另行实施对策的必要，有电池的内部结构更进一步复杂化的担心。

另外，锂电池的充放电电压具有温度依赖性。例如，存在在低温区域下充放电电压大幅度地降低等、难以与高温状态同等地操作的问题。关于该方面，在上述专利文献1中丝毫没有谋求解决。

本发明是鉴于例如这样的问题而完成的，其课题是提供能够有效地防止硫化氢的产生的具备含硫化物系电解质的层的全固体锂二次电池。

为了解决上述课题，本发明涉及的第1电池系统具备：使用了硫化物系固体电解质材料的全固体锂二次电池；和在上述全固体锂二次电池的内部的温度达到了第1阈值的情况下，使上述全固体锂二次电池的充放电量降低的降低单元。

本发明涉及的「全固体锂二次电池」，是具备含有硫化物系固体电解质材料的电解质(以下，适当称为含电解质层)的全固体锂二次电池。在全固体锂二次电池的内部，有例如含有硫化物系固体电解质材料的含电解质层，通过接触含有水分的外界气体等而与该水分发生反应，有产生硫化氢的可能性。产生该硫化氢的可能性可以通过以下说明的降低单元来有效地减少或消除。

再者，本发明涉及的全固体锂二次电池，即使在例如全固体锂二次电池发生了破损等的情况下，也可以利用通过含电解质层的一部分发生氧化而形成的氧化物层等，来保护含电解质层的表面，使得含电解质层不直接接触含有水分的外界气体等。该情况下，通过氧化物层的存在，可以防止含电解质层直接接触含有水分的外界气体，因此可以更有效地减少或者消除产生硫化氢的可能性。

全固体锂二次电池的内部的温度，可以借助于温度传感器进行监测。这样的温度的监测，通过例如将热敏电阻、热电偶等的能够检测温度的元件组装作为传感器的一般的温度测定电路等进行即可。

本发明涉及的「降低单元」，在全固体锂二次电池的内部的温度达到了第1阈值的情况下，使上述全固体锂二次电池的充放电量降低。在此，所谓「达到了的情况」，意指「变为以上或变大(超过)的情况」。如上述那样，具有下述特性：当全固体锂二次电池的内部的温度上升，存在于该全固体锂二次电池的内部的例如硫化物系固体电解质材料暴露于比规定的温度高的温度下时，其组成变更为容易产生硫化氢的组成。因此，在温度达到了规定的温度(即第1阈值)的情况下，通过使全固体锂二次电池的充放电量降低，可以抑制全固体锂二次电池的内部的温度上升。

为了有效地防止硫化物系固体电解质材料的组成变更，优选：第1阈值设定在例如与全固体锂二次电池的内部所含有的硫化物系固体电解质材料发生组成变更的温度同等的温度、或者比其低一些的温度。如果这样地设定第1阈值，则在硫化物系固体电解质材料的温度达到发生组成变更的温度之前，全固体锂二次电池的充放电量可被降低，因此可以有效地抑制硫化物系固体电解质材料的温度上升。

再者，第1阈值能够通过理论性的、实验性的或者模拟的各种方法求得，可以预先存储在附属设置于该电池中的存储单元(例如存储器)中。