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公開番号2024146624
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023059645
出願日2023-03-31
発明の名称電解液およびリチウム金属二次電池
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 10/0567 20100101AFI20241004BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】充放電を繰り返しても、リチウム金属二次電池の量維持率を高くすることが可能な電解液を提供すること。
【解決手段】電解液は、有機溶媒と、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミドと、アルカリ土類金属塩と、を含み、前記アルカリ土類金属塩は、ビス(フルオロスルホニル)イミドのアルカリ土類金属塩及びビス(トリフルオロメタン)スルホンイミドのアルカリ土類金属塩の一方又は両方であって、前記アルカリ土類金属塩の含有率が0.1質量%以上1.0質量%以下の範囲内にある。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
有機溶媒と、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミドと、アルカリ土類金属塩と、を含み、
前記アルカリ土類金属塩は、ビス(フルオロスルホニル)イミドのアルカリ土類金属塩及びビス（トリフルオロメタン）スルホンイミドのアルカリ土類金属塩の一方又は両方であって、
前記アルカリ土類金属塩の含有率が０．１質量％以上１．０質量％以下の範囲内にある、電解液。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
前記有機溶媒がエーテル系溶媒である、請求項１に記載の電解液。
【請求項３】
前記エーテル系溶媒が、溶媒１分子に対して酸素原子を２個含んでいる鎖状エーテルとハイドロフルオロエーテルとを含む、請求項２に記載の電解液。
【請求項４】
前記鎖状エーテルと前記リチウムビス（フルオロスルホニル）イミドの含有量がモル比で１：２．０～２．７の範囲にある、請求項３に記載の電解液。
【請求項５】
前記リチウムビス(フルオロスルホニル)イミドの濃度が、２．０ｍｏｌ／Ｌ以上３．０ｍｏｌ／Ｌの範囲内にある、請求項１に記載の電解液。
【請求項６】
さらに、オキサラト錯体化合物、カーボネート化合物、スルホン化合物及びスルホキシド化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物を含み、
前記化合物の含有率が０．１質量％以上１．０質量％以下の範囲内にある、請求項１に記載の電解液。
【請求項７】
請求項１～５のいずれか１項に記載の電解液を有する、リチウム金属二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解液およびリチウム金属二次電池に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、多くの人々が手頃で信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池に関する研究開発が実施されている。二次電池としては、例えば、正極集電体と、リチウム複合酸化物を含む正極合材層と、を有する正極と、負極集電体と、リチウム金属層と、を有する負極と、電解液が含浸しているセパレータと、を備えるリチウム金属二次電池が知られている。
【０００３】
電解液としては、例えば、非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液が知られている。ここで、電解質塩は、ＬｉＰＦ
６
、ＬｉＢＦ
４
、ＬｉＮ（ＳＯ
２
Ｆ）
２
、ＬｉＮ（ＳＯ
２
ＣＦ
３
）
２
およびＬｉＮ（ＳＯ
２
Ｃ
２
Ｆ
５
）
２
から選ばれる少なくとも一種の第１のリチウム塩と、シュウ酸骨格を有するリチウム塩、リン酸骨格を有するリチウム塩およびＳ＝Ｏ基を有するリチウム塩から選ばれる少なくとも一種の第２のリチウム塩とを含む。また、第１のリチウム塩および第２のリチウム塩は、合計で四種以上である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１６／００９９９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、二次電池に関する技術では、容量の向上とサイクル寿命の向上が課題である。リチウム金属二次電池は、負極活物質がリチウム金属であるため容量が向上する。しかしながら、リチウム金属二次電池においては、充放電を繰り返すとクーロン効率が低下して、容量維持率が低くなるという問題がある。
【０００６】
本願は上記課題解決のため、充放電を繰り返しても、リチウム金属二次電池の容量維持率を高くすることが可能な電解液を提供することを目的としたものである。そして、延いてはエネルギーの効率化に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、有機溶媒とリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド［ＬｉＦＳＩ：（ＬｉＮ（ＳＯ
２
Ｆ）
２
）］とを含む電解液に、所定のアルカリ土類金属塩を所定の量で加えることによって、上記の課題を解決することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。したがって、本発明は、次のものを提供する。
【０００８】
（１）有機溶媒と、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミドと、アルカリ土類金属塩と、を含み、前記アルカリ土類金属塩は、ビス(フルオロスルホニル)イミドのアルカリ土類金属塩及びビス（トリフルオロメタン）スルホンイミドのアルカリ土類金属塩の一方又は両方であって、前記アルカリ土類金属塩の含有率が０．１質量％以上１．０質量％以下の範囲内にある、電解液。
【０００９】
（１）の電解液は、上記のアルカリ土類金属塩を上記の範囲内で含むので、充放電を繰り返しても、リチウム金属二次電池の容量維持率を高くすることが可能となる。
【００１０】
（２）前記有機溶媒がエーテル系溶媒である、（１）に記載の電解液。
（３）前記エーテル系溶媒が、溶媒１分子に対して酸素原子を２個含んでいる鎖状エーテルとハイドロフルオロエーテルとを含む、（２）に記載の電解液。
（【００１１】以降は省略されています）

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