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公開番号2025013110
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023203487
出願日2023-11-30
発明の名称リチウムイオン電池及びその応用
出願人遠景動力技術(江蘇)有限公司,AESC Dynamics Technology(Jiangsu)Ltd.,遠景動力技術(湖北)有限公司,AESC Dynamics Technology (Hubei) Ltd.,遠景動力技術(鄂爾多斯市)有限公司,AESC Dynamics Technology (Ordos) Ltd.,遠景動力技術(河北)有限公司,AESC Dynamics Technology (Hebei) Ltd.,遠景睿泰動力技術(上海)有限公司,AESC Intelligent Innovation Dynamics Technology (Shanghai) Ltd.
代理人個人
主分類H01M 10/052 20100101AFI20250117BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電解液の安定性を改善し、リチウムイオン電池のサイクル性能を向上し、高温におけるリチウムイオン電池の性能を向上することができる、リチウムイオン電池を提供する。
【解決手段】リチウムイオン電池は、両面面密度が35mg/cm²以上であり、且つ、リン酸マンガン鉄リチウムを含む正極活物質を含む正極シート10と、負極シート20と、正極シートと負極シートとの間に配置されるセパレータ30と、正極シートと、負極シートと、セパレータとの間に充填された電解液40と、を含む。電解液は非水溶媒を含み、非水溶媒はエチレンカーボネートを含み、非水溶媒におけるエチレンカーボネートの質量割合は、10重量%～35重量%である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
両面面密度が３５ｍｇ／ｃｍ
２
以上であり、且つ、リン酸マンガン鉄リチウムを含む正極活物質を含む正極シートと、
負極シートと、
前記正極シートと前記負極シートとの間に配置されるセパレータと、
前記正極シートと、前記負極シートと、前記セパレータとの間に充填された電解液であって、前記電解液は非水溶媒を含み、前記非水溶媒はエチレンカーボネートを含み、前記非水溶媒における前記エチレンカーボネートの質量割合は１０重量％～３５重量％である前記電解液と、
を少なくとも含む、リチウムイオン電池。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記リン酸マンガン鉄リチウムの分子式は、Ｌｉ
ｘ
Ｍｎ
ｙ
Ｆｅ
１－ｙ
ＰＯ
４
であり、式中、０．９５≦ｘ≦１．０５及び０．４≦ｙ≦０．７である、請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項３】
前記非水溶媒における前記エチレンカーボネートの質量割合は、１５重量％～３０重量％をである、請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項４】
前記電解液は、さらに正極被膜形成添加剤を含み、前記正極被膜形成添加剤は、１，３－プロパンスルトンを含み、前記電解液における前記正極被膜形成添加剤の含有量は、０．０１重量％～５重量％である、請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項５】
前記電解液は、さらに負極被膜形成添加剤を含み、前記負極被膜形成添加剤は、ビニレンカーボネートを含み、前記電解液における前記負極被膜形成添加剤の含有量は、０．１重量％～１０重量％である、請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項６】
前記非水溶媒は、さらにジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、プロピレンカーボネート又はジエチルカーボネートのうちのいずれか１種又は少なくとも２種の組み合わせを含む、請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項７】
前記非水溶媒は、さらにエチルメチルカーボネート及びジメチルカーボネートを含み、前記エチレンカーボネート、前記エチルメチルカーボネート、前記ジメチルカーボネートの質量比は、（０．５－４．５）：（２．７５－４．７５）：（２．７５－４．７５）である、請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項８】
前記電解液における前記非水溶媒の含有量は、６０重量％～８５重量％である、請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項９】
前記電解液は、リチウム塩をさらに含み、前記リチウム塩は、ＬｉＰＦ
６
、ＬｉＢＦ
４
、ＬｉＦＳＩ、ＬｉＴＦＳＩ、ＬｉＢＯＢ、ＬｉＯＤＦＰ、ＬｉＯＤＦＢ、ＬｉＰＯ
２
Ｆ
２
又はＣＦ
３
ＳＯ
３
Ｌｉのうちのいずれか1種又は少なくとも２種の組み合わせを含む、請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項１０】
前記電解液における前記リチウム塩の濃度は、０．１ｍｏｌ／Ｌ～２ｍｏｌ／Ｌである、請求項９に記載のリチウムイオン電池。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池の技術分野に関し、特に、リチウムイオン電池及びその応用に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、電気自動車や大規模エネルギー貯蔵分野におけるリチウムイオン電池の急速な発展により、リチウムイオン電池の市場規模は大幅に拡大している。特に、リン酸鉄リチウム電池は、低コストでサイクル寿命が長いという特徴から、リチウムイオン電池の開発において主流となっている。しかしながら、現在のリン酸鉄リチウム物質の比容量は理論値に近いため、リン酸鉄リチウム電池のエネルギー密度は限界に近づいている。
【０００３】
リン酸マンガン鉄リチウムは、リン酸鉄リチウムの鉄の一部をマンガンで置換して得られ、これにより正極活物質のコストを上昇させることなく、リン酸マンガン鉄リチウムのエネルギー密度を高めることができる。しかしながら、リン酸マンガン鉄リチウムリチウムの導電率は低い。リチウムイオン電池では、電池の動的性能が低く、サイクル性能の低下につながる。リン酸マンガン鉄リチウム電池のサイクルにおいては、マンガンイオンの溶解により固体電解質界面（ＳｏｌｉｄＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅＩｎｔｅｒｐｈａｓｅ，ＳＥＩ）が破壊され、電池内の活性リチウムの消費量の増加と負極ＳＥＩ膜の抵抗の増加を引き起こし、電池のサイクル寿命に影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、リチウムイオン電池及びその応用を提供する。本発明によって提供されるリチウムイオン電池及びその応用を通じて、電解液の安定性を改善し、リチウムイオン電池のサイクル性能を向上し、高温におけるリチウムイオン電池の性能を向上することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の技術的課題を解決するために、本発明は、少なくとも以下の成分を含むリチウムイオン電池を提供する。
【０００６】
両面面密度が３５ｍｇ／ｃｍ
２
以上であり、且つ、リン酸マンガン鉄リチウムを含む正極活物質を含む正極シートと、
【０００７】
負極シートと、
【０００８】
正極シートと負極シートとの間に配置されるセパレータと、
【０００９】
正極シート、負極シート及びセパレータの間に充填された電解液であって、電解液は非水溶媒を含み、非水溶媒はエチレンカーボネートを含み、非水溶媒におけるエチレンカーボネートの質量割合は、１０重量％～３５重量％である、電解液。
【００１０】
本発明の一実施形態において、リン酸マンガン鉄リチウムの分子式は、Ｌｉ
ｘ
Ｍｎ
ｙ
Ｆｅ
１－ｙ
ＰＯ
４
であり、０．９５≦ｘ≦１．０５及び０．４≦ｙ≦０．７である。
（【００１１】以降は省略されています）

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