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公開番号2024036865
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-18
出願番号2022141389
出願日2022-09-06
発明の名称電解液及びそれを用いた電池
出願人株式会社日本触媒
代理人弁理士法人WisePlus
主分類H01M 10/0568 20100101AFI20240311BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】 LiFSI等のスルホニルイミド化合物を含み、かつ、自己放電が抑制された電解液を提供する。
【解決手段】下記一般式(1);
MN(R¹SO₂)(R²SO₂) (1)
(式(1)中、Mはアルカリ金属を表す。R¹、R²は、フッ素原子、炭素数1～6のアルキル基又は炭素数1～6のフルオロアルキル基を表す。)で表されるスルホニルイミド化合物と、リン酸ホウ素とを含むことを特徴とする電解液。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記一般式（１）；
ＭＮ（Ｒ
１
ＳＯ
２
）（Ｒ
２
ＳＯ
２
）（１）
（式（１）中、Ｍはアルカリ金属を表す。Ｒ
１
、Ｒ
２
は、フッ素原子、炭素数１～６のアルキル基又は炭素数１～６のフルオロアルキル基を表す。）で表されるスルホニルイミド化合物と、リン酸ホウ素とを含むことを特徴とする電解液。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記式（１）で表されるスルホニルイミド化合物を、０．０１～５．０ｍｏｌ／Ｌの割合で含むことを特徴とする請求項１に記載の電解液。
【請求項３】
前記リン酸ホウ素を電解液１００質量％に対して、０．０００５～１．５質量％の割合で含むことを特徴とする請求項１に記載の電解液。
【請求項４】
更にＭ
１
ＰＦ６、Ｍ
１
ＢＦ
４
、Ｍ
１
ＰＯ
２
Ｆ
２
、Ｍ
１
ＦＳＯ
３
（Ｍ
１
は、アルカリ金属原子を表す。）の少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載の電解液。
【請求項５】
請求項１～４のいずれかに記載の電解液を備えて構成されることを特徴とする電池。
【請求項６】
前記電池は、下記式（２）；
ＬｉＮｉ
ｘ
Ｃｏ
ｙ
Ｍｎ
ｚ
Ｏ
２
（２）
（式中、ｘ、ｙ、ｚは、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１を満たす数である。）で表される複合金属酸化物及び／又はＬｉＦｅＰＯ
４
を含む正極を備えて構成されることを特徴とする請求項５に記載の電池。
【請求項７】
前記電池は、Ｓｉを含有する負極活物質を備えて構成されることを特徴とする請求項５に記載の電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解液及びそれを用いた電池に関する。より詳しくは、リチウムイオン電池等の電池を構成する電解液及びそれを用いた電池に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題への関心の高まりを背景に、石油や石炭等の化石燃料からのエネルギー資源の転換が進んでおり、それとともに電池の重要性が高まり、需要増大が見込まれるところである。中でも、繰り返し充放電を行うことができる二次電池は、携帯電話やノートパソコン等の電子機器だけでなく、自動車や航空機等、様々な分野においても使用がすすんでおり、各種二次電池や二次電池に用いられる材料について、研究、開発が行われている。特に、容量が大きく、軽量のリチウムイオン電池については、今後の利用の拡大が最も期待される二次電池であり、最も研究、開発が活発に行われている。
【０００３】
例えばリチウムイオン二次電池に使用できる電解質について、リン酸ホウ素を含有することで充電状態で保存した場合の容量維持率の低下を抑制した非水電解質二次電池用非水電解質が開示されている（特許文献１参照）。また電解質に加えて、添加剤としてリン酸ホウ素を含むことで、高温環境下での電池性能を向上させた電解質が開示されている（特許文献２参照）。更にリチウムビスフルオロスルホニルイミド（ＬｉＦＳＩ）等の特定の構造のスルホニルイミド化合物とフッ素を含有する別のアルカリ金属塩とを含む電解質とすることで電池のサイクル特性を向上させる技術（特許文献３参照）や、電解質とリチウムビスフルオロスルホニルイミド（ＬｉＦＳＩ）等の特定の構造のスルホニルイミド化合物とを所定の割合で含み、カーボネート系溶媒を含む電解液とすることで低温環境下におけるイオン伝導度を向上させる技術や、が開示されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１６８３７４号公報
米国特許出願公開第２０１８／０２２６６８５号明細書
特開２０１３－８４５９１号公報
特開２０１３－１０１９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように電池に使用する電解質について、種々の技術が開示されているが、このうち、ＬｉＦＳＩを含む電解液は自己放電が大きいという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、ＬｉＦＳＩ等のスルホニルイミド化合物を含み、かつ、自己放電が抑制された電解液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】
【０００７】
本発明者は、ＬｉＦＳＩ等のスルホニルイミド化合物を含む電解液の自己放電を抑制する方法について検討し、スルホニルイミド化合物を含む電解液に、リン酸ホウ素を添加することで、電解液の自己放電を抑制することができることを見出し、本発明に到達したものである。
【０００８】
すなわち本発明は、以下のとおりである。
【０００９】
〔１〕下記一般式（１）；
ＭＮ（Ｒ
１
ＳＯ
２
）（Ｒ
２
ＳＯ
２
）（１）
（式（１）中、Ｍはアルカリ金属を表す。Ｒ
１
、Ｒ
２
は、フッ素原子、炭素数１～６のアルキル基又は炭素数１～６のフルオロアルキル基を表す。）で表されるスルホニルイミド化合物と、リン酸ホウ素とを含むことを特徴とする電解液。
【００１０】
〔２〕上記式（１）で表されるスルホニルイミド化合物を、０．０１～５．０ｍｏｌ／Ｌの割合で含むことを特徴とする〔１〕に記載の電解液。
（【００１１】以降は省略されています）

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