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公開番号2025097126
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023213242
出願日2023-12-18
発明の名称リチウム二次電池
出願人住友化学株式会社,国立大学法人東北大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01M 10/052 20100101AFI20250623BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】抵抗が低減し、初回充放電効率が向上したリチウム二次電池の提供。
【解決手段】リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な電極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な対極と、電解液と、を備えるリチウム二次電池であって、前記電極は、アルミニウム主成分とする金属箔からなり、前記電解液は、電解質と有機溶媒とを含み、前記電解質は、リチウムスルホンアミド系電解質を含み、前記有機溶媒は、エーテル化合物を主成分とする有機溶媒である、リチウム二次電池。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な電極と、
リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な対極と、
電解液と、を備えるリチウム二次電池であって、
前記電極は、アルミニウム主成分とする金属箔からなり、
前記電解液は、電解質と有機溶媒とを含み、
前記電解質は、リチウムスルホンアミド系電解質を含み、
前記有機溶媒は、エーテル化合物を主成分とする有機溶媒である、リチウム二次電池。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記電極は元素Ｘを含むアルミニウム合金であり、
前記元素Ｘは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ及びＣｒからなる群より選択される１種以上である、請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項３】
前記電極は厚さが２００μｍ以下である、請求項１又は２に記載のリチウム二次電池。
【請求項４】
前記電極は、下記の浸漬条件の浸漬試験により測定される平均腐食速度が０．１５ｍｍ／年以下である、請求項１又は２に記載のリチウム二次電池。
［浸漬条件］
浸漬液：酢酸をｐＨ調整剤として用い、ｐＨ３に調整した３．５％ＮａＣｌ
水溶液浸漬温度：３０℃
浸漬時間：７２時間
【請求項５】
前記有機溶媒は、ジメトキシエタン、ジメトキシメタン、ジグリム、トリグリム及びテトラグリムからなる群より選択される１種以上である、請求項１又は２に記載のリチウム二次電池。
【請求項６】
前記電解質は、ＬｉＦＳＩ、ＬｉＴＦＳＩ及びＬｉＢＥＴＩからなる群より選択される１種以上である、請求項１又は２に記載のリチウム二次電池。
【請求項７】
前記電解液は、前記電解質の濃度が１ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下である、請求項１又は２に記載のリチウム二次電池。
【請求項８】
前記対極は、層状構造又はスピネル構造を有するリチウム金属複合化合物、オリビン型構造を有するリン酸鉄リチウムからなる群より選択される１種以上である、請求項１又は２に記載のリチウム二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム二次電池に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
二次電池を構成する負極について、従来の負極材料である黒鉛よりも理論容量が大きい材料として、金属材料が注目されている。
【０００３】
金属材料から形成された負極の例として、特許文献１は表面にリチウム－アルミニウム合金層を備えるアルミニウム箔を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－９１６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リチウム二次電池の充放電を行うと、負極の表面にＳＥＩ（ＳｏｌｉｄＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅＩｎｔｅｒｐｈａｓｅ）膜が形成されることが知られている。ＳＥＩ膜は、リチウムイオンを電極中に挿入または脱離させる、電解液の分解を抑制する等、リチウム二次電池の性能向上に寄与する。一方、過剰に形成されたＳＥＩ膜は抵抗となる。
抵抗が増大すると、高いエネルギー密度を実現する上で重要な電池特性である初回充放電効率が低下しやすくなる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、抵抗を低減し、初回充放電効率が向上したリチウム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】
本発明は以下の［１］～［８］を包含する。
［１］リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な電極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な対極と、電解液と、を備えるリチウム二次電池であって、前記電極は、アルミニウムを主成分とする金属箔からなり、前記電解液は、電解質と有機溶媒とを含み、前記電解質は、リチウムスルホンアミド系電解質を含み、前記有機溶媒は、エーテル化合物を主成分とする有機溶媒である、リチウム二次電池。
［２］前記電極は元素Ｘを含むアルミニウム合金であり、前記元素Ｘは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ及びＣｒからなる群より選択される１種以上である、［１］に記載のリチウム二次電池。
［３］前記電極は厚さが２００μｍ以下である、［１］又は［２］に記載のリチウム二次電池。
［４］前記電極は、下記の浸漬条件の浸漬試験により測定される平均腐食速度が０．１５ｍｍ／年以下である、［１］～［３］のいずれか１つに記載のリチウム二次電池。
［浸漬条件］
浸漬液：酢酸をｐＨ調整剤として用い、ｐＨ３に調整した３．５％ＮａＣｌ
水溶液浸漬温度：３０℃
浸漬時間：７２時間
［５］前記有機溶媒は、ジメトキシエタン、ジメトキシメタン、ジグリム、トリグリム及びテトラグリムからなる群より選択される１種以上である、［１］～［４］のいずれか１つに記載のリチウム二次電池。
［６］前記電解質は、ＬｉＦＳＩ、ＬｉＴＦＳＩ及びＬｉＢＥＴＩからなる群より選択される１種以上である、［１］～［５］のいずれか１つに記載のリチウム二次電池。
［７］前記電解液は、前記電解質の濃度が１ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下である、［１］～［６］のいずれか１つに記載のリチウム二次電池。
［８］前記対極は、層状構造又はスピネル構造を有するリチウム金属複合化合物、オリビン型構造を有するリン酸鉄リチウムからなる群より選択される１種以上である、［１］～［７］のいずれか１つに記載のリチウム二次電池。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、抵抗を低減し、初回充放電効率が向上したリチウム二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
リチウム二次電池の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜リチウム二次電池＞
本実施形態は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な電極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な対極と、電解液と、を備えるリチウム二次電池である。
以下、本実施形態のリチウム二次電池について、図１を参照して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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