[發明專利]蓄電裝置

有效

• 申請號: 201310464645.6
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103715393B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 板倉亮;伊藤恭介;石川純;橫井里枝
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/583;H01M10/0569;H01G11/06;H01G11/32;H01G11/60
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 金明花

本發明提供一種減少了首次不可逆容量的蓄電裝置，該蓄電裝置具備：包括正極集流體及正極活性物質層的正極；包括負極集流體及負極活性物質層的負極；以及電解液,其中，在該負極活性物質層中，R值為1.1以上的碳材料的含有率低于2wt%，該R值表示峰值強度I₁₃₆₀與峰值強度I₁₅₈₀的比（I₁₃₆₀/I₁₅₈₀），該峰值強度I₁₃₆₀及該峰值強度I₁₅₈₀通過拉曼光譜法分別在拉曼位移為1360cm^?1處及拉曼位移為1580cm^?1處被觀察到，并且該電解液包含鋰離子以及由有機陽離子和陰離子構成的離子液體。

技術領域

本發明涉及一種使用離子液體的蓄電裝置。

背景技術

近年來，由于對移動電話或筆記本型個人電腦等便攜式電子設備的需求的增加及電動汽車(EV：Electric Vehicle)等的開發，對雙電層電容器、鋰離子二次電池、鋰離子電容器等蓄電裝置的需求顯著增加。另外，蓄電裝置需要高電容、高性能化及在各種工作環境下的安全性等。

為了滿足上述要求，對蓄電裝置的電解液的開發十分火熱。作為用于蓄電裝置的電解液有環狀碳酸酯，其中尤其廣泛使用具有高介電常數及良好的離子傳導性的碳酸乙烯酯。

然而，不僅是碳酸乙烯酯，有機溶劑大多具有揮發性和低閃點。因此，在將有機溶劑用作蓄電裝置的電解液時，有可能由于內部短路或過充電等而使內部溫度上升，從而有可能導致蓄電裝置的破裂或發火等。

于是，考慮到上述危險性，將具有非揮發性及阻燃性的離子液體用作蓄電裝置的電解液受到研討。離子液體也稱為室溫熔融鹽，是指由陽離子和陰離子的組合構成的鹽。作為離子液體，例如可以舉出包含季銨類陽離子的離子液體以及包含咪唑鎓類陽離子的離子液體等(參照專利文獻1及非專利文獻1)。[專利文獻1]日本專利特開2003-331918號公報

[非專利文獻1]

Hajime Matsumoto,et al.,Fast cycling of Li/LiCoO₂cell with low-viscosity ionic liquids based on bis(fluorosulfonyl)imide[FSI]^-,Journal ofPower Sources160,2006,pp1308-1313

但是，在蓄電裝置中，將碳材料(例如，像中間相炭微球那樣的球狀石墨)用作涂敷電極時，為了延長蓄電裝置的循環壽命，通過添加導電助劑來保持電極整體的導電性高且均勻是很重要的。一直以來，作為導電助劑，乙炔黑(AB)或碳黑等碳材料被適用。

在將中間相炭微球等碳材料用作負極活性物質的全電池中進行充放電測試時，在使用含有有機溶劑的電解液的情況下，即使作為負極的導電助劑含有幾wt％的乙炔黑，也不影響首次不可逆容量。

然而，當使用含有離子液體的電解液時，即使作為負極的導電助劑只含有幾wt％的乙炔黑，根據不同的離子液體中的陽離子物種，含有離子液體的電解液和乙炔黑也會在與Li的嵌入反應不同的電位起反應。作為含有離子液體的電解液和乙炔黑的反應，可以舉出離子液體中的陽離子物種以比Li嵌入電位高的電位嵌入，或離子液體在負極活性物質的表面起反應而被分解等。由此，存在蓄電裝置的首次不可逆容量增加而導致初期容量減少的問題。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的一個方式的目的之一是提供一種減少了首次不可逆容量的蓄電裝置。

本發明的一個方式是一種蓄電裝置，該蓄電裝置在其電解液中包含離子液體，且減少了其負極活性物質層所包含的石墨化度低的碳材料的含有率。