特許ウォッチ

公開番号2025016289
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2023119471
出願日2023-07-21
発明の名称非水電解質蓄電素子
出願人株式会社GSユアサ
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 10/052 20100101AFI20250124BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】長期保存後の容量維持率の大きい非水電解質蓄電素子を提供する。
【解決手段】本発明の一側面に係る非水電解質蓄電素子は、ポリアニオン構造を有するリチウム遷移金属化合物を含む正極と、負極活物質を含む負極活物質層を有する負極と、非水電解質とを備え、上記非水電解質が不飽和環状カーボネート及びジニトリル化合物を含有し、上記負極活物質層の表面積S[m²]に対する、上記非水電解質における上記不飽和環状カーボネートの量A_C[mmol]の比A_C/Sが0.164mmol/m²未満であり、上記正極における上記リチウム遷移金属化合物の量A_L[mmol]に対する、上記非水電解質における上記ジニトリル化合物の量A_N[mmol]の比A_N/A_Lが0.010以上である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ポリアニオン構造を有するリチウム遷移金属化合物を含む正極と、負極活物質を含む負極活物質層を有する負極と、非水電解質とを備え、
上記非水電解質が不飽和環状カーボネート及びジニトリル化合物を含有し、
上記負極活物質層の表面積Ｓ［ｍ
２
］に対する、上記非水電解質における上記不飽和環状カーボネートの量Ａ
Ｃ
［ｍｍｏｌ］の比Ａ
Ｃ
／Ｓが０．１６４ｍｍｏｌ／ｍ
２
未満であり、
上記正極における上記リチウム遷移金属化合物の量Ａ
Ｌ
［ｍｍｏｌ］に対する、上記非水電解質における上記ジニトリル化合物の量Ａ
Ｎ
［ｍｍｏｌ］の比Ａ
Ｎ
／Ａ
Ｌ
が０．０１０以上である非水電解質蓄電素子。
続きを表示（約 150 文字）【請求項２】
上記比Ａ
Ｃ
／Ｓが０．０５５ｍｍｏｌ／ｍ
２
超である請求項１に記載の非水電解質蓄電素子。
【請求項３】
上記ジニトリル化合物が、スクシノニトリル又はアジポニトリルである請求項１又は請求項２に記載の非水電解質蓄電素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質蓄電素子に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン非水電解質二次電池に代表される非水電解質二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。非水電解質二次電池は、一般的には、セパレータで電気的に隔離された一対の電極を有する電極体、及び電極間に介在する非水電解質を備え、両電極間で電荷輸送イオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。また、非水電解質二次電池以外の蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等のキャパシタなども広く普及している。
【０００３】
非水電解質蓄電素子に用いられる正極活物質として、リン酸鉄リチウム等のポリアニオン構造を有するリチウム遷移金属化合物が知られている。また、非水電解質蓄電素子の諸特性を向上させるため、ビニレンカーボネートを含む非水電解質が用いられる場合がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－０９７９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ビニレンカーボネート等の不飽和環状カーボネートは、非水電解質中に含有させることによって、負極表面を保護することが可能な被膜を形成するため、非水電解質蓄電素子の耐久性向上に寄与することが知られている。その一方で、負極表面の不飽和環状カーボネート由来の被膜が厚くなり過ぎると、非水電解質蓄電素子の抵抗が増大し得る。
【０００６】
この点について、本発明者らは、非水電解質蓄電素子の抵抗を小さくするため、負極活物質層の表面積に対する不飽和環状カーボネートの非水電解質中における量を小さくすることを検討している。しかし、負極活物質層の表面積に対する不飽和環状カーボネートの非水電解質中における量を小さくした場合に、さらに、前述したポリアニオン構造を有するリチウム遷移金属化合物を含む正極活物質を採用すると、比較的長期間保存した後に非水電解質蓄電素子の容量が大きく低下する事象が散見された。
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、ポリアニオン構造を有するリチウム遷移金属化合物を含む正極活物質、及び不飽和環状カーボネートを含有する非水電解質を用い、且つ負極活物質層の表面積に対する不飽和環状カーボネートの非水電解質中における量が小さく構成された非水電解質蓄電素子であって、長期保存後の容量維持率の大きい非水電解質蓄電素子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】
本発明の一側面に係る非水電解質蓄電素子は、ポリアニオン構造を有するリチウム遷移金属化合物を含む正極と、負極活物質を含む負極活物質層を有する負極と、非水電解質とを備え、上記非水電解質が不飽和環状カーボネート及びジニトリル化合物を含有し、上記負極活物質層の表面積Ｓ［ｍ
２
］に対する、上記非水電解質における上記不飽和環状カーボネートの量Ａ
Ｃ
［ｍｍｏｌ］の比Ａ
Ｃ
／Ｓが０．１６４ｍｍｏｌ／ｍ
２
未満であり、上記正極における上記リチウム遷移金属化合物の量Ａ
Ｌ
［ｍｍｏｌ］に対する、上記非水電解質における上記ジニトリル化合物の量Ａ
Ｎ
［ｍｍｏｌ］の比Ａ
Ｎ
／Ａ
Ｌ
が０．０１０以上である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一側面に係る非水電解質蓄電素子は、ポリアニオン構造を有するリチウム遷移金属化合物を含む正極活物質、及び不飽和環状カーボネートを含有する非水電解質を用い、且つ負極活物質層の表面積に対する不飽和環状カーボネートの非水電解質中における量が小さく構成された非水電解質蓄電素子であって、長期保存後の容量維持率が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本発明に係る非水電解質蓄電素子の一実施形態を示す透視斜視図である。
図２は、本発明に係る非水電解質蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置の一実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許