[發明專利]非水電解液蓄電元件

有效

• 申請號: 201680014588.3
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN107408731B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 阿部奈緒人;伊藤良夫;壇達也;荒木由佳;武下宗平
• 申請（專利權）人: 株式會社理光
• 主分類號: H01M10/0566
• 分類號: H01M10/0566;H01G11/06;H01G11/32;H01G11/42;H01M4/133;H01M4/583
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 宋莉;肖靖泉

本發明提供非水電解液蓄電元件，其設置有：包含能夠嵌入和脫嵌陰離子的正極活性物質的正極；包含能夠嵌入和脫嵌陽離子的負極活性物質的負極；和非水電解液。使用具有三維網絡結構的孔的多孔碳作為正極活性物質，且包含正極活性物質的正極膜的由式(1)定義的截面厚度的變化率小于45％。

技術領域

本發明涉及非水電解液蓄電元件。

背景技術

近年來，為了與移動裝置的尺寸減小以及性能改進相適用，已經改進具有高的能量密度的非水電解液蓄電元件的特性并且已經廣泛使用該非水電解液蓄電元件。而且，已經進行了具有更大容量且具有優異的安全性的非水電解液蓄電元件的開發，并且已經開始將上述非水電解液蓄電元件安裝在電動汽車中。

作為非水電解液蓄電元件，使用多種鋰離子二次電池(cell)。鋰離子二次電池包括由鋰-鈷復合氧化物等形成的正極、由碳形成的負極和通過將鋰鹽溶解在非水溶劑中形成的非水電解液。在對鋰離子二次電池充電時，正極內部的鋰從正極放出并且插入到負極的碳中，且在鋰離子二次電池放電時，插入到負極中的鋰放出返回到正極的復合氧化物，從而進行鋰離子二次電池的充電和放電。

在其中使用LiPF₆作為鋰鹽的情形中，如由以下反應式所表示的，通過使PF₆^-從非水電解液插入到正極中且使Li⁺從非水電解液插入到負極中進行充電，并且通過使PF₆^-從正極放出到非水電解液且使Li⁺從負極放出到非水電解液進行放電。

正極：

負極：

→充電反應

放電反應

作為能夠插入和放出陰離子的活性物質知曉的有：如PTL 1和PTL 2中公開的使用黑鉛(石墨，black lead)將陰離子插入和放出到黑鉛的層間(插層，intercalation)，如PTL3中公開的使用陰離子對其BET比表面積通過堿活化增大到一定程度的碳材料表面的吸附和脫離，以及如PTL 4中公開的使用陰離子對具有大的BET比表面積的活性炭的吸附和脫離?？衫藐庪x子對層間的插入和放出的黑鉛的使用可增加單位質量的活性物質的比容量。

當使用高度石墨化的人造黑鉛或天然黑鉛材料作為正極活性物質時，在陰離子電化學吸留(積蓄，accumulate)到黑鉛材料時黑鉛晶體坍塌(裂開)。因此，可逆地吸留和放出陰離子的容量由于反復地進行充電和放電而降低。

引文列表

專利文獻

PTL 1：日本專利No.4569126

PTL 2：日本專利No.4314087

PTL 3：日本專利No.5399185

PTL 4：日本未審專利申請公布No.2012-195563

發明內容

技術問題

本發明具有提供維持高的能量密度、抑制電極膨脹且具有優異的循環特性的非水電解液蓄電元件的目的。

問題的解決方案

作為用于解決上述問題的手段的本發明的非水電解液蓄電元件包括：正極，其包括能夠插入和放出陰離子的正極活性物質；負極，其包括能夠插入和放出陽離子的負極活性物質；以及非水電解液。正極活性物質為具有擁有三維網絡結構的孔的多孔碳。包括正極活性物質的正極膜的由下式(1)定義的截面厚度的變化率小于45％。

發明的有益效果

根據本發明，可提供具有以下特性的非水電解液蓄電元件。