蓄电元件、蓄电元件的制造方法及非水电解液技术

本发明专利技术是蓄电元件、蓄电元件的制造方法及非水电解液。其提供蓄电元件(1)，其中，非水电解液(6)包含下述化学式(1)所示的作为第1添加剂的二氟双(草酸)磷酸锂、和下述化学式(2)所示的作为第2添加剂的四氟草酸磷酸锂，第1添加剂的添加量为非水电解液(6)的总重量的0.3重量％以上且1.0重量％以下，并且第2添加剂的添加量为所述第1添加剂的添加量的0.05倍以上且0.3倍以下。[化1][化2]

【技术实现步骤摘要】
蓄电元件、蓄电元件的制造方法及非水电解液本申请基于并主张2012年1月16日提交的日本专利申请No.2012-6537、2012年3月29日提交的日本专利申请No.2012-76129、以及2012年3月29日提交的日本专利申请No.2012-76218的优先权。通过引用将包括说明书、附图、权利要求书在内的上述申请的全部内容并入本文中。
本专利技术涉及具有吸储及释放锂离子的正极和负极及非水电解液的蓄电元件、蓄电元件的制造方法以及非水电解液。
技术介绍
作为全球性环境问题的战略，由汽油汽车向电动汽车的转换逐渐变得重要。因此，正在研究使用非水电解质二次电池等蓄电元件作为电动汽车的电源。在此，为了有效使用蓄电元件，提高高温保存特性等电池性能非常重要。因此，以往，提出了使用添加了离子性金属络合物的非水电解液的蓄电元件(例如，参照专利文献1)。就该蓄电元件而言，通过使用添加由专利文献1中所公开的通式表示的离子性金属络合物而制备的非水电解液，能够高温保存特性等电池性能。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-285491号公报
技术实现思路
然而，上述使用以往的非水电解液的蓄电元件具有这样的问题：为了有效提高高温保存特性等电池性能而使用的化合物的种类和量不明确，从而不能有效提高电池性能。因此，本专利技术的目的在于提供能够有效提高高温保存特性等电池性能的蓄电元件、蓄电元件的制造方法及非水电解液。为了实现上述目的，本专利技术的一方案涉及的蓄电元件为具有包含吸储及释放锂离子的物质的正极和负极、及非水电解液的蓄电元件，其中，所述非水电解液包含：下述化学式(1)所示的作为第1添加剂的二氟双(草酸)磷酸锂(日文：リチウムジフルオロビスオキサレ一トホスフエ一ト)、和下述化学式(2)所示的作为第2添加剂的四氟草酸磷酸锂(日文：リチウムテトラフルオロオキサレ一トホスフエ一ト)，所述第1添加剂的添加量为非水电解液的总重量的0.3重量％以上且1.0重量％以下，并且所述第2添加剂的添加量为所述第1添加剂的添加量的0.05倍以上且0.3倍以下。[化1][化2]据此，非水电解液包含化学式(1)所示的第1添加剂、和化学式(2)所示的第2添加剂，第1添加剂的添加量为非水电解液的总重量的0.3重量％以上且1.0重量％以下，并且第2添加剂的添加量为第1添加剂的添加量的0.05倍以上且0.3倍以下。在此，本申请专利技术人等进行深入研究和探讨的结果发现，通过将上述的第1添加剂和第2添加剂以上述的规定量添加到非水电解液中，能够有效提高高温保存特性等电池性能。因此，蓄电元件通过将上述的第1添加剂和第2添加剂以上述的规定量添加到非水电解液中能够有效提高高温保存特性等电池性能。另外。上述负极可以包含平均粒径D50为6μm以下的难石墨化碳作为负极活性物质。据此，蓄电元件的非水电解液包含化学式(1)所示的第1添加剂、和化学式(2)所示的第2添加剂，第1添加剂的添加量为非水电解液的总重量的0.3重量％以上且1.0重量％以下，并且第2添加剂的添加量为第1添加剂的添加量的0.05倍以上且0.3倍以下。此外，该蓄电元件的负极包含平均粒径D50为6μm以下的难石墨化碳作为负极活性物质。此处，在为了蓄电元件的高输出化而使用粒径小的负极活性物质的情况下，由于负极活性物质与非水电解液之间的接触面积变大，因此由于非水电解液的还元分解等副反应而负极活性物质进行劣化。即，在粒径小的负极活性物质中，活性物质本身的劣化与该副反应所致的劣化同时进行。于是，本申请专利技术人等进行深入研究和探讨的结果发现，在包含平均粒径D50为6μm以下的难石墨化碳的负极活性物质的情况下，通过将上述的第1添加剂和第2添加剂以上述的规定量添加到非水电解液中，能够显著抑制非水电解液的副反应。如此，本申请专利技术人等发现，在该蓄电元件中，通过大大抑制负极活性物质的该副反应所致的劣化，能够有效提高高温保存特性等性能。因此，该蓄电元件通过在负极具有包含平均粒径D50为6μm以下的难石墨化碳的负极活性物质，并将上述的第1添加剂和第2添加剂以上述的规定量添加到非水电解液中，能够实现高输出化，并且能够有效提高高温保存特性等性能。另外。所述难石墨化碳的平均粒径D50可以为2μm以上。据此，使用平均粒径D50为2μm以上的难石墨化碳。即，平均粒径D50小于2μm的难石墨化碳由于粒径过小而操作困难，制造成本也变高。此外，在将该难石墨化碳涂布在负极时，产生不能稳定地涂布等生产率的问题。因此，通过使用平均粒径D50为2μm以上的难石墨化碳，能够提高生产率、并且降低成本。另外，所述正极可以包含由LixCoyNizMn(1-y-z)O2(式中，0.95≤x≤1.2、0.1≤y≤0.34、0＜z、1-y-z＞0)表示的锂过渡金属氧化物作为正极活性物质。据此，蓄电元件的非水电解液包含化学式(1)所示的第1添加剂、和化学式(2)所示的第2添加剂，第1添加剂的添加量为非水电解液的总重量的0.3重量％以上且1.0重量％以下，并且第2添加剂的添加量为第1添加剂的添加量的0.05倍以上且0.3倍以下。另外，该蓄电元件的正极包含由LixCoyNizMn(1-y-z)O2(式中，0.95≤x≤1.2、0.1≤y≤0.34、0＜z、1-y-z＞0)表示的锂过渡金属氧化物作为正极活性物质。此处，在使用了采用镍(Ni)、锰(Mn)和钴(Co)的3种成分的复合氧化物作为正极活性物质的情况下，能够实现蓄电元件的高输出化。但是，在使用该复合氧化物的情况下，由于正极活性物质使用钴，在正极非水电解液进行氧化分解而劣化，因此电池性能降低。于是，本申请专利技术人等进行深入研究和探讨的结果发现，在使用了将过渡金属中的钴的比率调节为10～34％的该锂过渡金属氧化物的正极活性物质中，通过将上述的第1添加剂和第2添加剂以上述的规定量添加到非水电解液中，能够显著抑制该非水电解液的氧化分解。如此，本申请专利技术人等发现，在该蓄电元件中，通过大大抑制正极活性物质所引起的非水电解液的劣化，能够有效提高高温保存特性等性能。因此，该蓄电元件在正极具有包含由LixCoyNizMn(1-y-z)O2(式中，0.95≤x≤1.2、0.1≤y≤0.34、0＜z、1-y-z＞0)表示的锂过渡金属氧化物的正极活性物质，并将上述的第1添加剂和第2添加剂以上述的规定量添加到非水电解液中，能够有效提高高温保存特性等性能。另外，所述锂过渡金属氧化物可以由LixNi(1-y)/2Mn(1-y)/2CoyO2(式中，1.1≤x≤1.2、0.1≤y≤0.34)表示。据此，正极作为正极活性物质所包含的锂过渡金属氧化物由LixNi(1-y)/2Mn(1-y)/2CoyO2(式中，1.1≤x≤1.2、0.1≤y≤0.34)表示。即，正极包含Ni与Mn的比例相等的锂过渡金属氧化物作为正极活性物质。如此，通过使正极活性物质的Ni与Mn的比例相等，正极活性物质的结晶结构的稳定性增加，能够实现循环性能、保存性能优异的蓄电元件。另外，为了实现上述目的，本专利技术的一方案涉及的蓄电元件的制造方法为具有包含吸储及释放锂离子的物质的正极和负极、以及包含溶剂和电解质盐的非水电解液的蓄电元件的制造方法，该制造方法包括：电解液注入工序，将添加了下述化学式(3)所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电元件，其具有包含吸储及释放锂离子的物质的正极和包含吸储及释放锂离子的物质的负极、以及非水电解液，其中，所述非水电解液包含：下述化学式(1)所示的作为第1添加剂的二氟双(草酸)磷酸锂、和下述化学式(2)所示的作为第2添加剂的四氟草酸磷酸锂，所述第1添加剂的添加量为非水电解液的总重量的0.3重量％以上且1.0重量％以下，并且所述第2添加剂的添加量为所述第1添加剂的添加量的0.05倍以上且0.3倍以下FDA00002645713000011.jpg

【技术特征摘要】
2012.01.16 JP 2012-006537;2012.03.29 JP 2012-07621.一种蓄电元件，其具有包含吸储及释放锂离子的物质的正极和包含吸储及释放锂离子的物质的负极、以及非水电解液，其中，所述非水电解液包含：下述化学式(1)所示的作为第1添加剂的二氟双(草酸)磷酸锂、和下述化学式(2)所示的作为第2添加剂的四氟草酸磷酸锂，所述第1添加剂的添加量为非水电解液的总重量的0.3重量％以上且1.0重量％以下，并且所述第2添加剂的添加量为所述第1添加剂的添加量的0.05倍以上且0.3倍以下所述正极包含由LixCoyNizMn(1-y-z)O2表示的锂过渡金属氧化物作为正极活性物质，式中，0.95≤x≤1.2、0.1≤y≤0.34、0＜z、1-y-z＞0。2.根据权利要求1所述的蓄电元件，其中，所述负极包含平均粒径D50为6μm以下的难石墨化碳作为负极活性物质。3.根据权利要求2所述的蓄电元件，其中，所述难石墨化碳的平均粒径D50为2μm以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的蓄电元件，其中，所述锂过渡金属氧化物由LixNi(1-y)/2Mn(1-y)/2CoyO2表示，式中，1.1≤x≤1.2、0.1≤y≤0.34。5.一种蓄电元件的制造方法，其是具有包含吸储及释放锂离子的物质的正极和负极、及非水电解液的蓄电元件的制造方法，该制造方法包括：电解液注入工序：将添加了下述化学式(3)所示的作为第1添加剂的二氟双(草酸)磷酸锂和下述化学式(4)所示的作为第2添加剂的四氟草酸磷酸锂的非水电解液注入所述蓄电元件中，预充电工序：对于在所述电解液注入工序中注入了非水电解液的所述蓄电...

【专利技术属性】
技术研发人员：加古智典，森澄男，中井健太，宫崎明彦，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：