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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(Solid Electrolyte Interphase)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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