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公開番号2024026227
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-28
出願番号2023202537
出願日2023-11-30
発明の名称蓄電デバイス
出願人住友精化株式会社
代理人
主分類H01M 10/052 20100101AFI20240220BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】正極活物質としてリチウム含有遷移金属酸化物を含む蓄電デバイスにおいて、高温での保存(使用)時における電解液中への金属溶出の抑制を可能とする、蓄電デバイスを提供する。
【解決手段】非水電解液、正極及び負極を備える、蓄電デバイスであって、前記非水電解液が、非水溶媒、電解質、及び式(1)で表される化合物を含み、前記正極が、正極活物質として、リチウム含有遷移金属酸化物を含み、前記リチウム含有遷移金属酸化物が、Ni、Co、Fe及びMnからなる群より選ばれる1種以上の元素を含む、蓄電デバイス。
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[式(1)中、Qは、スルホニル基の硫黄原子とともに環構造を形成する基であって、1以上の置換基を有していてもよい炭素数4～8の炭化水素基を示し、Xは、スルホニル基、カルボニル基、又はホスホリル基を示す。Rは、アルキル基等を示し、nは1又は2を示す。]
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
非水電解液、正極及び負極を備える、蓄電デバイスであって、
前記非水電解液が、非水溶媒、電解質、及び式（１）で表される化合物を含み、
前記正極が、正極活物質として、リチウム含有遷移金属酸化物を含み、
前記リチウム含有遷移金属酸化物が、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ及びＭｎからなる群より選ばれる１種以上の元素を含む、蓄電デバイス。
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2024026227000009.tif
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［式（１）中、Ｑは、スルホニル基の硫黄原子とともに環構造を形成する基であって、１以上の置換基を有していてもよい炭素数４～８の炭化水素基を示し、
Ｘは、スルホニル基、カルボニル基又はホスホリル基を示す。
Ｒは、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素数１～８のアルキル基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素数２～８のアルケニル基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素数２～８のアルキニル基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよいアリール基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素数１～８のアルコキシ基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素数２～８のアルケニルオキシ基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素数２～８のアルキニルオキシ基、又はハロゲン原子を置換基として有していてもよいアリールオキシ基を示し、ｎは１又は２を示す。]
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記リチウム含有遷移金属酸化物が、ＬｉＭ
ｙ
Ｏ
２ｙ
（式中、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はＭｎであり、ｙは１又は２を示す。）、又はＬｉ
ｆ
Ｎｉ
（１－ｄ－ｅ）
Ｃｏ
ｄ
Ｚ
ｅ
Ｏ
ｇ
（但し、０．０１≦ｄ≦０．４０、０≦ｅ≦０．４０、０．８０≦ｆ≦１．４０、及び１．８０≦ｇ≦２．４０を満たし、ＺはＭｎ、Ｖ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｎｂ及びＡｌからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を示す。）である、蓄電デバイス。
【請求項３】
前記式（１）で表される化合物が、式（１ａ）又は式（１ｂ）で表される化合物である、請求項１又は２に記載の蓄電デバイス。
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［式（１ａ）中、Ｘ、ｎ及びＲは、前記の通りである。］
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2024026227000011.tif
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［式（１ｂ）中、Ｘ、ｎ及びＲは、前記の通りである。］
【請求項４】
Ｘがスルホニル基である、請求項１又は２に記載の蓄電デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイスに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題の解決や持続可能な循環型社会の実現に対する関心が高まるにつれ、非水電解液二次電池に代表される蓄電デバイスの開発が広く行われている。蓄電デバイスの中でも、リチウムイオン電池は、高い電圧とエネルギー密度を示すことから、ノート型パソコン、携帯電話等の電源として用いられている。
【０００３】
リチウムイオン電池においては、電池性能の改善等を目的とし、電解液に各種添加剤を加える方法が一般的に用いられている。例えば、そのような添加剤として、最初の充放電時に分解され、負極表面上に固体電解質界面（ＳＥＩ）と呼ばれる被膜を形成する添加剤が知られている。ＳＥＩの形成は、充放電サイクルを繰り返したときの二次電池の劣化を抑制し、種々の電池性能を向上させることに大きな役割を果たすと考えられている。
【０００４】
また、近年、リチウムイオン電池においては、正極活物質としてリチウム含有遷移金属化合物が広く用いられている。しかしながら、高温での使用や充放電サイクルの経過により、正極からの遷移金属の溶出が発生することがあり、その場合に電池性能が低下する傾向にあることが知られている。
【０００５】
遷移金属の溶出を抑制する方法として、例えば、特許文献１には、非水電解液に添加剤としてシアノ基を有する特定のエステル化合物を添加する方法が、特許文献２には、非水電解液に鎖状エーテル化合物およびジフルオロリン酸リチウムを添加する方法が、特許文献３には、３－エトキシカルボニル－２－チオキソ－４－イミダゾリン化合物を添加剤として非水電解液に添加する方法が、それぞれ開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第６６５６７１７号
特開２０１６－２０７３３１号公報
特許第７１３４５５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、正極活物質としてリチウム含有遷移金属酸化物を含む蓄電デバイスにおいて、高温での保存（使用）時における電解液中への金属溶出の抑制を可能とする、蓄電デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面によれば、以下の各項に係る蓄電デバイスが提供される。
項１．
【０００９】
非水電解液、正極及び負極を備える、蓄電デバイスであって、
前記非水電解液が、非水溶媒、電解質、及び式（１）で表される化合物を含み、
前記正極が、正極活物質として、リチウム含有遷移金属酸化物を含み、
前記リチウム含有遷移金属酸化物が、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ及びＭｎからなる群より選ばれる１種以上の元素を含む、蓄電デバイス。
【００１０】
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［式（１）中、Ｑは、スルホニル基の硫黄原子とともに環構造を形成する基であって、１以上の置換基を有していてもよい炭素数４～８の炭化水素基を示し、
Ｘは、スルホニル基、カルボニル基又はホスホリル基を示す。
Ｒは、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素数１～８のアルキル基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素数２～８のアルケニル基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素数２～８のアルキニル基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよいアリール基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素数１～８のアルコキシ基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素数２～８のアルケニルオキシ基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素数２～８のアルキニルオキシ基、又はハロゲン原子を置換基として有していてもよいアリールオキシ基を示し、ｎは１又は２を示す。］
項２．
（【００１１】以降は省略されています）

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