[发明专利]电池组及车辆

说明书

本申请是2006/03/21日提交的名称为“电池组及车辆”的200610059864.6号申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本发明以如下的在先日本专利申请为基础并要求拥有其优先权权益：2005年3月24日申请的特开2005-085979、2005年8月25日申请的特开2005-244395、以及2005年10月6日申请的特开2005-293906，上述专利申请的所有内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及使用非水电解质电池的电池组以及该电池组的使用。

背景技术

非水电解质电池作为具有高能量密度的电池引起了人们的关注，通过锂离子在负极与正极之间的迁移来进行充电与放电的非水电解质电池得到了积极的研究。

根据电池的用途，对非水电解质电池有各种性能的要求。例如，对安装在如混合电力汽车车辆上的或用于电子设备紧急电源供应的非水电解质电池而言，要求其在高温环境下有长的充放电循环特性。

目前常用的是一种其中使用锂过渡金属复合氧化物作为正极活性材料、使用碳质材料作为负极活性材料的非水电解质电池。

近年来，使用Li吸收-释放电势高于1.0V的锂-钛复合氧化物作为负极活性材料的非水电解质电池已投入实际应用。由于锂-钛复合氧化物伴随着电池充放电操作的容量变化小，所以锂-钛复合氧化物可望赋予电池出色的充放电循环特性。

在锂-钛复合氧化物中，尖晶石型锂-钛复合氧化物的充放电循环特性尤其出色，可望能特别有用。特开平9-199179披露了一种其中使用钛酸锂作为负极材料的锂离子电池。所述锂-钛复合氧化物还包括组成分子式为Li₂Ti₃O₇的斜方锰矿型锂-钛复合氧化物，如特开2000-12090中所披露的。

另一方面，特开平10-69922披露了一种非水电解质的锂二次电池，该电池包括主要由尖晶石型锂-钛复合氧化物形成的负极和具有比尖晶石型锂-钛复合氧化物电势高的正极。该专利文献公开到，如果负极的电容量与正极的电容量之比增大至1.1或1.2，正极电势在放电的最后阶段会明显降至零附近的值，从而降低正极特性，导致容量变差。

另一方面，特开2004-171955涉及一种双极电池，该电池包括一种包含集电体、在集电体一个面上形成的正极活性材料层和在集电体另一个面上形成的负极活性材料层的双极电极。据公开，如上述方式构造的多个双极电极相互叠放，而电解质层夹在彼此中间，以此可提供双极电池。在此现有技术中，电极活性材料层采用可变电极活性材料和不可变电极活性材料。可变电极活性材料表现出的特性是，当达到充电容量时，电压以高于达到充电容量前的电压变化率进行变化。相反地，不可变电极活性材料表现出的特性是，即使已达到可变电极活性材料的充电容量，电压变化率却基本保持不变。在此现有技术中，可变电极活性材料用于正极活性材料层或负极活性材料层中，而不可变电极活性材料用于其它的电极活性材料层中。此特殊构造可使双极电池在充电末期表现出电压变化增速超过此前电压变化率的特性。其结果是可以防止电池组块充电过度。在上述特开2004-171955的实施例1中，含有尖晶石型锰酸锂的正极活性材料层被用作可变电极，含有钛酸锂的负极活性材料层被用作不可变电极。据教导，负极活性材料层(不可变电极)的充电容量设定为正极活性材料层(可变电极)充电容量的120％，以便在双极电池的充电末期增加电压变化。另据上述所引专利文献实施例2教导，如果正极活性材料层的充电容量设定为负极活性材料层充电容量的120％，就可以将负极活性材料层变为可变电极。进而据该专利文献教导，LiFePO₄可用作正极活性材料。

发明内容

本发明的目的是提供充放电循环特性优越的电池组及使用该电池组的车辆。

根据本发明的第一个方面，提供了一种包含非水电解质电池的电池组，每个电池包括：

含有具有层状晶体结构的锂-过渡金属氧化物的正极；

含有具有尖晶石结构的锂-钛复合氧化物的负极；和

非水电解质，

其中所述正极和所述负极满足以下公式(1)：

1.02≤X≤2        (1)

其中X为每个负极在25℃时的实际电容量与每个正极在25℃时的实际电容量之比。

根据本发明的第二个方面，提供了一种包括电池组的车辆，该电池组包含非水电解质电池，每个电池包括：