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公開番号2025083021
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2023196657
出願日2023-11-20
発明の名称リチウムイオン二次電池
出願人株式会社日本触媒
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 10/052 20100101AFI20250523BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高温、例えば80℃での保存時における、正極活物質からの鉄の溶出が十分に抑制された、リン酸鉄リチウムを正極活物質として含むリチウムイオン二次電池を提供すること。
【解決手段】非水電解液、正極及び負極を有するリチウムイオン二次電池であって、前記非水電解液が、ポリリン酸エステル、電解質及び溶媒を含み、前記正極が正極活物質としてリン酸鉄リチウムを含む、リチウムイオン二次電池。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
非水電解液、正極及び負極を有するリチウムイオン二次電池であって、
前記非水電解液が、ポリリン酸エステル、電解質及び溶媒を含み、
前記正極が正極活物質としてリン酸鉄リチウムを含む、リチウムイオン二次電池。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記ポリリン酸エステルが、ポリリン酸トリメチルシリル、ポリリン酸エチル、ポリリン酸トリイソプピルシリル、及びポリリン酸ｔｅｒｔ－ブチルジメチルシリルからなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３】
前記非水電解液における、前記ポリリン酸エステルの含有量が０．０１～５質量％である、請求項１又は２に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項４】
前記非水電解液が、炭酸ビニレン及び／又はジフルオロリン酸リチウムを更に含む、請求項１又は２に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
前記非水電解液に二酸化炭素、一酸化炭素、炭酸水素イオン、及び炭酸イオンからなる群から選択される少なくとも１種が溶存しており、前記非水電解液における二酸化炭素、一酸化炭素、炭酸水素イオン、及び炭酸イオンからなる群から選択される少なくとも１種の溶存量の合計が２０～５０００質量ｐｐｍである、請求項１又は２に記載のリチウムイオン二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、スマートフォン、パーソナルコンピューター等の電子機器の電源、自動車用電源等として広く用いられている。リチウムイオン二次電池は、その用途に適した、保存耐久性、安全性、充放電特性等の電池特性を有するものが採用される。
【０００３】
安全性の高いリチウムイオン二次電池としては、正極活物質としてリン酸鉄リチウムを含むリチウムイオン二次電池が注目されており、様々な研究が行われている。例えば、特許文献１では、良好な低温電気化学性能及び安全性を有する、正極活物質としてリン酸鉄リチウムを含むリチウムイオン二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０２１－５３０８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、リチウムイオン二次電池の用途拡大に伴い、保存環境も多岐にわたっていることから、高温、例えば８０℃の環境下においても安定に保存可能であることが望ましい。
【０００６】
上記事情に鑑み本発明は、高温、例えば８０℃での保存時における、正極活物質からの鉄の溶出が十分に抑制された、リン酸鉄リチウムを正極活物質として含むリチウムイオン二次電池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】
本開示は、例えば、以下の［１］～［５］に記載のリチウムイオン二次電池を提供する。
［１］非水電解液、正極及び負極を有するリチウムイオン二次電池であって、
上記非水電解液が、ポリリン酸エステル、電解質及び溶媒を含み、
上記正極が正極活物質としてリン酸鉄リチウムを含む、リチウムイオン二次電池。
［２］上記ポリリン酸エステルが、ポリリン酸トリメチルシリル、ポリリン酸エチル、ポリリン酸トリイソプピルシリル、及びポリリン酸ｔｅｒｔ－ブチルジメチルシリルからなる群より選ばれる少なくとも１種である、［１］に記載のリチウムイオン二次電池。
［３］上記非水電解液における、上記ポリリン酸エステルの含有量が０．０１～５質量％である、［１］又は［２］に記載のリチウムイオン二次電池。
［４］上記非水電解液が、炭酸ビニレン及び／又はジフルオロリン酸リチウムを更に含む、［１］～［３］のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
［５］上記非水電解液に二酸化炭素、一酸化炭素、炭酸水素イオン、及び炭酸イオンからなる群から選択される少なくとも１種が溶存しており、上記非水電解液における二酸化炭素、一酸化炭素、炭酸水素イオン、及び炭酸イオンからなる群から選択される少なくとも１種の溶存量の合計が２０～５０００質量ｐｐｍである、［１］～［４］のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
【０００８】
［１］～［５］に記載のリチウムイオン二次電池によれば、高温での保存時における、正極活物質からの鉄の溶出が十分に抑制されている、すなわち高温での保存安定性に優れる。その理由は、必ずしも明らかでないが、本発明者らは、ポリリン酸エステル由来の被膜が正極上に緻密に形成されることにより、高温での保存時の正極上での電解液が関わる副反応が抑制されたことがその一因であると考えている。
【０００９】
［１］～［５］に記載のリチウムイオン二次電池によれば、更に、高温での保存時における、自己放電が抑制され得る。これにより、高温での保存による残存容量の低減が抑制され得る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、８０℃での保存時における、正極活物質からの鉄の溶出が十分に抑制された、リン酸鉄リチウムを正極活物質として含むリチウムイオン二次電池を提供することを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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