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公開番号2025043362
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-31
出願番号2023208589
出願日2023-12-11
発明の名称リチウム電池負極の製造方法
出願人南亞塑膠工業股分有限公司,NAN YA PLASTICS CORPORATION
代理人個人
主分類H01M 4/1395 20100101AFI20250324BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】リチウム電池負極の製造方法を提供する。
【解決手段】製造方法は、以下を含む。銅箔を提供する。電気めっきプロセスを実行して、銅箔上にリチウム蒸着層を形成する。電気めっきプロセスで使用される電解液は、有機溶媒と、フッ素含有リチウム塩と、を含む。有機溶媒は、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、アルコール系溶媒、又はそれらの組み合わせを含み、フッ素含有リチウム塩は、LiPF₆、LiFSI、LiTF、LiDFOB、LiTFSI、又はそれらの組み合わせを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
銅箔を提供することと、
電気めっきプロセスを実行して、前記銅箔上にリチウム蒸着層を形成することであって、前記電気めっきプロセスで使用される電解液は、有機溶媒及びフッ素含有リチウム塩を含み、前記有機溶媒は、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、アルコール系溶媒、又はそれらの組み合わせを含み、前記フッ素含有リチウム塩は、六フッ化リン酸リチウム、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、ジフルオロ（オキサラト）ホウ酸リチウム、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、又はそれらの組み合わせを含むことと、
を含む、リチウム電池負極の製造方法。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記前記電解液は、少なくとも前記エステル系溶媒を含み、その体積比が５０％以上を占める、請求項１に記載のリチウム電池負極の製造方法。
【請求項３】
前記電解液における前記フッ素含有リチウム塩の使用割合は、０．１ｍｏｌ／Ｌ～５ｍｏｌ／Ｌの間である、請求項１に記載のリチウム電池負極の製造方法。
【請求項４】
前記電気めっきプロセスにおける電流密度は、１ｍＡ／ｃｍ
２
～５ｍＡ／ｃｍ
２
の間である、請求項１に記載のリチウム電池負極の製造方法。
【請求項５】
前記リチウム蒸着層の厚さは、１ミクロン～２０ミクロンの間である、請求項１に記載のリチウム電池負極の製造方法。
【請求項６】
前記電解液は、添加剤をさらに含み、前記添加剤は、硝酸リチウムを含む、請求項１に記載のリチウム電池負極の製造方法。
【請求項７】
前記電解液における前記添加剤の使用割合は、１重量％～１０重量％の間である、請求項６に記載のリチウム電池負極の製造方法。
【請求項８】
前記有機溶媒は、前記エステル系溶媒と前記エーテル系溶媒の組み合わせから選択される、請求項１に記載のリチウム電池負極の製造方法。
【請求項９】
前記エステル系溶媒と前記エーテル系溶媒の体積比は、３：１～１：１の間である、請求項８に記載のリチウム電池負極の製造方法。
【請求項１０】
前記リチウム蒸着層の表面は、フッ素含有化合物を含む、請求項１に記載のリチウム電池負極の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム電池負極の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウム電池には、負極としてリチウム金属が使用されており、リチウム電池は、高い理論容量（２０４７ｍＡｈ／ｃｍ
３
～３８６０ｍＡｈ／ｃｍ
３
など）や、低い還元電位（３．０４Ｖなど）を有する。標準的な水素電極（ＳＨＥ）と比較して、軽量でイオン半径が小さいなどの特徴があり、高エネルギー密度電池の開発に適していると考えられている。しかしながら、依然として克服しなければならない課題もある。
【０００３】
例えば、純粋なリチウム金属を負極として使用すると、充放電中にリチウムデンドライトが発生しやすくなる。電池の使用時間が長くなると、絶縁膜が破れて正極と接触し、短絡や熱暴走などの問題が発生し、これによりリチウム電池の安定性やサイクル寿命が低下する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、製造されたリチウム電池負極が実装されたリチウム電池の安定性及びサイクル寿命を効果的に向上させることができるリチウム電池負極の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のリチウム電池負極の製造方法は、以下を含む。銅箔を提供する。電気めっきプロセスを実行して、銅箔上にリチウム蒸着層を形成する。電気めっきプロセスで使用される電解液は、有機溶媒と、フッ素含有リチウム塩と、を含む。有機溶剤としては、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、アルコール系溶媒、又はそれらの組み合わせを含む。フッ素含有リチウム塩としては、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ
６
）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉｔｈｉｕｍＢｉｓ（ｆｌｕｏｒｏｓｕｌｆｏｎｙｌ）ｉｍｉｄｅ，ＬｉＦＳＩ）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（Ｌｉｔｈｉｕｍｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ，ＬｉＴＦ）、ジフルオロ（オキサラト）ホウ酸リチウム（Ｌｉｔｈｉｕｍｄｉｆｌｕｏｒｏ（ｏｘａｌａｔｏ）ｂｏｒａｔｅ，ＬｉＤＦＯＢ）、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（Ｌｉｔｈｉｕｍｂｉｓ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎｙｌ）ｉｍｉｄｅ，ＬｉＴＦＳＩ）、又はそれらの組み合わせを含む。
【０００６】
本発明の一実施形態において、電解液は、リチウム塩とエステル系溶媒又はエーテル系溶媒又はエステル系溶媒とエーテル系溶媒との混合物によって形成される。電解液は、少なくともエステル系溶媒を含み、その体積比率が５０％を超えることが好ましい。
【０００７】
本発明の一実施形態において、電解液におけるフッ素含有リチウム塩の使用割合は、０．１ｍｏｌ／Ｌ～５ｍｏｌ／Ｌの間である。
【０００８】
本発明の一実施形態において、電気めっきプロセスにおける電流密度は、１ｍＡ／ｃｍ
２
～５ｍＡ／ｃｍ
２
の間である。
【０００９】
本発明の一実施形態において、リチウム蒸着層の厚さは１ミクロン～２０ミクロンの間である。
【００１０】
本発明の一実施形態において、電解液は添加剤をさらに含み、添加剤は硝酸リチウム（ＬｉＮＯ
３
）を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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