JP2011034798A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヨウ素イオンとヨウ素の酸化還元平衡電位以上でリチウムイオンを吸蔵・放出する正極10、リチウムイオンを吸蔵・放出する炭素を含有する負極12、非水溶媒に電解質を溶解させた非水電解液からなるリチウムイオン二次電池において、前記非水電解液がハロゲン化リチウムまたはハロゲン分子を含有する。非水電解液の代わりに高分子固体電解質にハロゲン化リチウムまたはハロゲン分子を含有させたものを用いてもよい。
【選択図】 図1
Description
しかし、本発明のヨウ素イオンの酸化還元反応による遅い自己放電を実現するには、ヨウ素イオンの濃度の上限値を規定する必要がある。ヨウ素イオンが多いと自己放電速度が速くなり、リチウムイオン二次電池の通常の充放電効率が低下し、蓄電性能が低下するからである。
リチウム以外の金属のヨウ化物を添加すると、必ず金属(陽イオン)の還元反応が負極上で起こる。リチウム以外の元素のヨウ化物を用いると、その金属析出(還元反応)に起因する初期容量の損失を回避することができない。その結果、その容量損失を補填するための余分な正極活物質が必要となり、電池の容量密度の低下をもたらす。初期の容量損失を回避することができない。したがって、従来の非リチウム元素のヨウ化物を電解液に添加した場合に、上述の金属析出に起因する初期容量の損失の問題を解決することができない。
Claims (12)
- ハロゲンイオンとハロゲンの酸化還元平衡電位以上でリチウムイオンを吸蔵・放出する正極、リチウムイオンを吸蔵・放出する炭素を含有する負極、非水溶媒に電解質を溶解させた非水電解液からなるリチウムイオン二次電池において、
前記非水電解液がハロゲン化リチウムまたはハロゲン分子を含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池。 - 前記ハロゲン化リチウムまたは前記ハロゲン分子の含有量が、前記非水電解液の重量に対して0.01〜10mmol/kgのハロゲン相当重量の範囲にあることを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記負極表面に吸着した前記ハロゲン化リチウムまたは前記ハロゲン分子は、前記溶媒の洗浄により脱離可能とすることを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン二次電池。
- ハロゲンイオンとハロゲンの酸化還元平衡電位以上でリチウムイオンを吸蔵・放出する正極、リチウムイオンを吸蔵・放出する炭素を含有する負極、電解質を含有する高分子固体電解質からなるリチウムイオン二次電池において、
前記高分子固体電解質にハロゲン化リチウムまたはハロゲン分子を含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池。 - 前記ハロゲン化リチウムまたは前記ハロゲン分子の含有量が、前記高分子固体電解質の重量に対して0.01〜10mmol/kgのハロゲン相当重量の範囲にあることを特徴とする請求項4記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記ハロゲンイオンはヨウ素イオンであり、前記ハロゲンはヨウ素であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記炭素を含有する負極は、炭素、リチウムと合金を形成する金属およびこれらの混合物から選ばれることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
- リチウムイオンを吸蔵・放出する正極と、リチウムイオンを吸蔵・放出する炭素を含有する負極と、電解質とを備えるリチウムイオン二次電池において、
前記電解質は、無機レドックスシャトルを含有し、
前記正極は前記無機レドックスシャトルの酸化還元平衡電位以上でリチウムを吸蔵・放出することを特徴とするリチウムイオン二次電池。 - 前記無機レドックスシャトルは、ハロゲンであることを特徴とする請求項6に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記ハロゲンはヨウ素であることを特徴とする請求項9に記載のリチウムイオン二次電池。
- リチウムイオンを電気化学的に挿入・離脱する正極と、リチウムイオンを電気化学的に挿入・離脱する負極と、電解質とを備えるリチウムイオン二次電池において、
前記電解質は、前記リチウムイオンの電気化学的挿入・離脱反応に連動する酸化還元反応系を備え、
前記正極は前記酸化還元系の酸化還元平衡電位以上でリチウムを吸蔵・放出することを特徴とするリチウムイオン二次電池。 - 前記酸化還元系はハロゲンイオンおよびハロゲン分子を含んでなることを特徴とする請求項11に記載のリチウムイオン二次電池。
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