特許ウォッチ

公開番号2025084625
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2023198682
出願日2023-11-22
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 20100101AFI20250527BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】正極活物質層の単位面積当たりの質量が等しい非水電解質蓄電素子同士で比較した場合に、正極活物質の質量当たりのエネルギー密度が高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、硫黄系活物質と多孔性炭素との複合体を含む正極活物質層を有する正極、及びフッ素化環状カーボネートを含有する非水溶媒を含む非水電解質を備え、上記多孔性炭素の平均細孔径が3nm以下であり、上記非水溶媒における上記フッ素化環状カーボネートの含有量が5体積%以上である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
硫黄系活物質と多孔性炭素との複合体を含む正極活物質層を有する正極、及び
フッ素化環状カーボネートを含有する非水溶媒を含む非水電解質
を備え、
上記多孔性炭素の平均細孔径が３ｎｍ以下であり、
上記非水溶媒における上記フッ素化環状カーボネートの含有量が５体積％以上である、非水電解質蓄電素子。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
上記正極活物質層の単位面積当たりの質量が５ｍｇ／ｃｍ
２
以上である、請求項１に記載の非水電解質蓄電素子。
【請求項３】
上記非水溶媒における上記フッ素化環状カーボネートの含有量が５体積％以上９５体積％以下である、請求項２に記載の非水電解質蓄電素子。
【請求項４】
上記非水溶媒における上記フッ素化環状カーボネートの含有量が２０体積％以上である、請求項２に記載の非水電解質蓄電素子。
【請求項５】
上記正極活物質層の単位面積当たりの質量が５ｍｇ／ｃｍ
２
未満であり、
上記非水溶媒における上記フッ素化環状カーボネートの含有量が４０体積％以上である、請求項１に記載の非水電解質蓄電素子。
【請求項６】
上記非水溶媒がカーボネートを主成分とする、請求項１から請求項５のいずれか１項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 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン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。上記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と、この電極間に介在する非水電解質とを有し、両電極間でリチウムイオン等の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非水電解質蓄電素子として、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も広く普及している。
【０００３】
非水電解質蓄電素子として、リチウム・硫黄電池（Ｌｉ－Ｓ電池）等、正極活物質に硫黄系活物質が用いられた非水電解質蓄電素子が知られている（特許文献１参照）。硫黄系活物質は、理論容量が大きく、正極活物質に硫黄系活物質が用いられた非水電解質蓄電素子は、高エネルギー密度を有する蓄電素子として期待されている。また、硫黄系活物質は電子伝導性が低いため、硫黄系活物質と炭素等の導電剤との複合体が正極に用いられることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－９５３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
正極活物質に硫黄系活物質が用いられた従来の非水電解質蓄電素子においても、硫黄系活物質の大きい理論容量を十分には活用できておらず、更なる高エネルギー密度化が期待される。一方、一般的に非水電解質蓄電素子においては、要求される性能（容量、出力性能等）、サイズ、用途等に応じて、正極活物質層の単位面積当たりの質量（典型的には、単位面積当たりの塗工量）が設計される。この点に関し発明者らは、正極活物質層の単位面積当たりの質量によって、正極活物質の質量当たりのエネルギー密度等に差異が生じる場合があることを知見している。正極活物質層の単位面積当たりの質量が異なるそれぞれの非水電解質蓄電素子において硫黄系活物質の大きい理論容量を十分に活用するという観点から、正極活物質層の単位面積当たりの質量が等しい非水電解質蓄電素子の中で、正極活物質の質量当たりのエネルギー密度が高いことが望ましい。
【０００６】
本発明の目的は、正極活物質層の単位面積当たりの質量が等しい非水電解質蓄電素子同士で比較した場合に、正極活物質の質量当たりのエネルギー密度が高い非水電解質蓄電素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る非水電解質蓄電素子は、硫黄系活物質と多孔性炭素との複合体を含む正極活物質層を有する正極、及びフッ素化環状カーボネートを含有する非水溶媒を含む非水電解質を備え、上記多孔性炭素の平均細孔径が３ｎｍ以下であり、上記非水溶媒における上記フッ素化環状カーボネートの含有量が５体積％以上である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一側面によれば、正極活物質層の単位面積当たりの質量が等しい非水電解質蓄電素子同士で比較した場合に、正極活物質の質量当たりのエネルギー密度が高い非水電解質蓄電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、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、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】
【００１０】
初めに、本明細書によって開示される非水電解質蓄電素子の概要について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許