JP2015153700A - Power storage device - Google Patents

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篤史 福永
Atsushi Fukunaga
篤史 福永
新田 耕司
Koji Nitta
耕司 新田
将一郎 酒井
Shoichiro Sakai
将一郎 酒井
瑛子 今▲崎▼
Eiko Imazaki
瑛子 今▲崎▼
昂真 沼田
Koma Numata
昂真 沼田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power storage device which is high in voltage and capacity, and superior in rate characteristic.SOLUTION: A power storage device comprises: an electrode group including a positive electrode having a positive electrode active material and a positive electrode collector holding the positive electrode active material, a negative electrode having a negative electrode active material and a negative electrode current collector holding the negative electrode active material, and a separator interposed between the positive and negative electrodes; a nonaqueous electrolyte having lithium ion conductivity; and a case which encloses the electrode group and the nonaqueous electrolyte. The nonaqueous electrolyte includes an ionic liquid containing a first salt of lithium ions and first anions. The positive electrode active material includes a material capable of reversibly supporting the first anions. The negative electrode active material includes a material capable of reversibly supporting the lithium ions. With the power storage device discharged, the percentage of the lithium ions to cations included in the nonaqueous electrolyte is 20 mol% or more.

Description

本発明は、蓄電デバイスに関し、特に高電圧、高容量であり、レート特性に優れた蓄電デバイスに関する。   The present invention relates to an electricity storage device, and more particularly, to an electricity storage device having high voltage, high capacity, and excellent rate characteristics.

環境問題がクローズアップされる中、太陽光や風力などのクリーンエネルギーを電力に変換し、電気エネルギーとして蓄電するシステムの開発が盛んに行われている。このような蓄電デバイスとしては、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池や、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタが知られている。   Amid the close-up of environmental issues, systems for converting clean energy such as sunlight and wind power into electric power and storing it as electric energy are being actively developed. As such an electricity storage device, a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery and a capacitor such as a lithium ion capacitor are known.

蓄電デバイスの中で、デュアルカーボンセルを使用した非水電解質二次電池やキャパシタが知られている。特許文献1では、デュアルカーボンセルを使用した電池(以下、デュアルカーボン電池)が提案されている。デュアルカーボン電池とは、正極活物質および負極活物質として、ともに炭素材料を使用するものである。リチウムイオン二次電池の場合、充電時は、正極活物質である炭素材料に非水電解質中に含まれるアニオンが挿入し、負極活物質である炭素材料にリチウムイオンが挿入する。放電時には、それぞれ挿入したアニオンおよびリチウムイオンが、それぞれの炭素材料から非水電解質中へと脱離する。   Among power storage devices, non-aqueous electrolyte secondary batteries and capacitors using dual carbon cells are known. Patent Document 1 proposes a battery using dual carbon cells (hereinafter referred to as a dual carbon battery). A dual carbon battery uses a carbon material as both a positive electrode active material and a negative electrode active material. In the case of a lithium ion secondary battery, during charging, anions contained in the non-aqueous electrolyte are inserted into the carbon material that is the positive electrode active material, and lithium ions are inserted into the carbon material that is the negative electrode active material. During discharge, the inserted anions and lithium ions are desorbed from the respective carbon materials into the non-aqueous electrolyte.

なお、非特許文献1は、イオン液体中のアニオンを正極中の黒鉛に挿入させることで、層間化合物が形成されることを報告している。   Non-Patent Document 1 reports that an intercalation compound is formed by inserting an anion in an ionic liquid into graphite in a positive electrode.

国際公開第2013/035361号パンフレットInternational Publication No. 2013/035361 Pamphlet

Journal of The Electrochemical Society, 160 (11) A1979-A1991 (2013)Journal of The Electrochemical Society, 160 (11) A1979-A1991 (2013)

デュアルカーボン電池等において、容量は、非水電解質に含まれるリチウムイオンおよびアニオンの濃度に依存する。そのため、特許文献1では、非水電解質としてリチウム塩を含む有機溶媒を用い、さらに電池内部に固体状のリチウム塩を含ませることにより、リチウムイオンおよびアニオンの濃度を向上させている。しかし、この方法では、放電時に電池内部にリチウム塩が析出するため、電池の性能に影響を与えることが懸念される。さらに、有機溶媒を使用しているため、高電圧を得ることは困難である。   In a dual carbon battery or the like, the capacity depends on the concentration of lithium ions and anions contained in the nonaqueous electrolyte. Therefore, in patent document 1, the density | concentration of a lithium ion and an anion is improved by using the organic solvent containing lithium salt as a nonaqueous electrolyte, and also making a solid lithium salt contain in the inside of a battery. However, in this method, since lithium salt is deposited inside the battery during discharge, there is a concern that the performance of the battery may be affected. Furthermore, since an organic solvent is used, it is difficult to obtain a high voltage.

また、非特許文献1では、金属リチウムと黒鉛とを組み合わせたセルについて報告されているのみである。   Non-patent document 1 only reports on a cell in which metallic lithium and graphite are combined.

本発明の第一の局面は、正極活物質および前記正極活物質を保持する正極集電体を有する正極、負極活物質および前記負極活物質を保持する負極集電体を有する負極、および、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータ、を具備する電極群と、リチウムイオン伝導性を有する非水電解質と、前記電極群および前記非水電解質を収容するケースと、を含み、前記非水電解質が、リチウムイオンと第一アニオンとの第一塩を含むイオン液体を含み、前記正極活物質が、前記第一アニオンを可逆的に担持することのできる材料を含み、前記負極活物質が、前記リチウムイオンを可逆的に担持することのできる材料を含み、放電状態において、前記非水電解質中に含まれるカチオンに占める前記リチウムイオンの割合が、20モル%以上である、蓄電デバイスに関する。   A first aspect of the present invention includes a positive electrode having a positive electrode active material and a positive electrode current collector holding the positive electrode active material, a negative electrode active material and a negative electrode having a negative electrode current collector holding the negative electrode active material, and An electrode group including a separator interposed between a positive electrode and the negative electrode, a non-aqueous electrolyte having lithium ion conductivity, and a case containing the electrode group and the non-aqueous electrolyte, and the non-aqueous electrolyte The electrolyte includes an ionic liquid including a first salt of lithium ions and a first anion, the positive electrode active material includes a material capable of reversibly supporting the first anion, and the negative electrode active material includes: Including a material capable of reversibly supporting the lithium ions, and in a discharged state, the proportion of the lithium ions in the cations contained in the non-aqueous electrolyte is 20 mol% or more. About the power storage device.

本発明の第二の局面は、前記蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスの充電電流Iinを制御する充電制御装置と、前記蓄電デバイスの放電電流Ioutを制御する放電制御装置と、を具備し、前記充電制御装置は、前記蓄電デバイスの充電終止電圧が5.0V以上となるよう制御する、充放電システムに関する。 The second aspect of the present invention comprises said power storage device, a charge control device that controls the charging current I in the electric storage device, and a discharge control device for controlling the discharge current I out of the electric storage device, and The charge control device relates to a charge / discharge system that controls the end-of-charge voltage of the power storage device to be 5.0 V or higher.

本発明の蓄電デバイスは、高電圧、高容量であり、レート特性に優れている。   The electricity storage device of the present invention has a high voltage and a high capacity, and is excellent in rate characteristics.

本発明の一実施形態に係る蓄電デバイスを概略的に示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view schematically showing an electricity storage device according to an embodiment of the present invention. 正極集電体の骨格の一部の構造の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the structure of a part of frame | skeleton of a positive electrode electrical power collector. 正極集電体に正極合剤を充填した状態を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the state which filled the positive electrode current collector with the positive electrode current collector. 本発明の一実施形態に係る充放電システムの概要を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of the charging / discharging system which concerns on one Embodiment of this invention.

[発明の実施形態の説明]
最初に発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の第一の局面は、(1)正極活物質および前記正極活物質を保持する正極集電体を有する正極、負極活物質および前記負極活物質を保持する負極集電体を有する負極、および、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータ、を具備する電極群と、リチウムイオン伝導性を有する非水電解質と、前記電極群および前記非水電解質を収容するケースと、を含み、前記非水電解質が、リチウムイオンと第一アニオンとの第一塩を含むイオン液体を含み、前記正極活物質が、前記第一アニオンを吸蔵および放出することのできる材料を含み、前記負極活物質が、前記リチウムイオンを可逆的に担持することのできる材料を含み、放電状態において、前記非水電解質中に含まれるカチオンに占める前記リチウムイオンの割合が、20モル%以上である、蓄電デバイスに関する。これにより、高電圧、高容量であり、レート特性に優れた蓄電デバイスを得ることができる。
[Description of Embodiment of the Invention]
First, the contents of the embodiments of the invention will be listed and described.
A first aspect of the present invention is (1) a positive electrode having a positive electrode active material and a positive electrode current collector holding the positive electrode active material, a negative electrode active material, and a negative electrode having a negative electrode current collector holding the negative electrode active material, And an electrode group comprising a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, a non-aqueous electrolyte having lithium ion conductivity, and a case containing the electrode group and the non-aqueous electrolyte, The non-aqueous electrolyte includes an ionic liquid containing a first salt of lithium ions and a first anion, and the positive electrode active material includes a material capable of occluding and releasing the first anion, and the negative electrode active material Includes a material capable of reversibly supporting the lithium ions, and in a discharged state, the proportion of the lithium ions in the cations contained in the non-aqueous electrolyte is 20 mol% or less. In which, on the power storage device. Thereby, an electricity storage device having a high voltage and a high capacity and excellent rate characteristics can be obtained.

(2)前記非水電解質における前記イオン液体の含有量が、80質量%以上であることが好ましい。電圧、容量およびレート特性の更なる向上が期待できるためである。   (2) It is preferable that content of the ionic liquid in the non-aqueous electrolyte is 80% by mass or more. This is because further improvement in voltage, capacity, and rate characteristics can be expected.

(3)前記イオン液体が、さらに、有機カチオンと第二アニオンとの第二塩を含み、前記第一アニオンおよび前記第二アニオンが、それぞれ独立に多原子アニオンであることが好ましい。電圧および容量の更なる向上が期待できるためである。   (3) It is preferable that the ionic liquid further includes a second salt of an organic cation and a second anion, and the first anion and the second anion are each independently a polyatomic anion. This is because a further improvement in voltage and capacity can be expected.

(4)前記正極活物質が、黒鉛構造を有する炭素材料を含み、前記第一アニオンおよび第二アニオンが、いずれもビス(フルオロスルホニル)アミドアニオンを含むことが好ましい。レート特性の更なる向上が期待できるためである。   (4) It is preferable that the positive electrode active material includes a carbon material having a graphite structure, and the first anion and the second anion both include a bis (fluorosulfonyl) amide anion. This is because the rate characteristics can be further improved.

(5)前記正極集電体が、三次元網目状の構造を有する第一金属多孔体であり、前記負極集電体が、三次元網目状の構造を有する第二金属多孔体であることが好ましい。レート特性の更なる向上が期待できるためである。   (5) The positive electrode current collector is a first metal porous body having a three-dimensional network structure, and the negative electrode current collector is a second metal porous body having a three-dimensional network structure. preferable. This is because the rate characteristics can be further improved.

(6)本発明の第二の局面は、前記蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスの充電電流Iinを制御する充電制御装置と、前記蓄電デバイスの放電電流Ioutを制御する放電制御装置と、を具備し、前記充電制御装置は、前記蓄電デバイスの充電終止電圧が5.0V以上となるよう制御する、充放電システムに関する。これにより、高電圧の蓄電デバイスを得ることができる。 (6) the second aspect of the present invention includes the electricity storage device, a charge control device that controls the charging current I in the electric storage device, and a discharge control device for controlling the discharge current I out of the electric storage device, the And the charge control device relates to a charge / discharge system that controls the end-of-charge voltage of the power storage device to be 5.0 V or more. Thereby, a high voltage electrical storage device can be obtained.

[発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態を具体的に以下に説明する。なお、本発明は、以下の内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[Details of the embodiment of the invention]
Embodiments of the present invention will be specifically described below. In addition, this invention is not limited to the following content, but is shown by the claim, and it is intended that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.

[非水電解質]
非水電解質は、リチウムイオン伝導性を有し、リチウムイオンと第一アニオンとの第一塩を含むイオン液体を含んでいる。ここで、イオン液体とは、溶融状態の塩(溶融塩)と同義であり、カチオンとアニオンとで構成される液体状の物質である。
[Nonaqueous electrolyte]
The nonaqueous electrolyte has lithium ion conductivity and contains an ionic liquid containing a first salt of lithium ions and a first anion. Here, the ionic liquid is synonymous with a molten salt (molten salt) and is a liquid substance composed of a cation and an anion.

リチウムイオン濃度は、放電状態において、非水電解質に含まれるカチオンの合計に対して、20モル%以上である。リチウムイオン濃度が20モル%以上であれば、高レートで充放電する場合にも、高容量を達成することができる。特に、充電時にリチウムイオンが負極活物質に吸蔵(もしくは吸着)され、第一アニオンが正極活物質に吸蔵される蓄電デバイス(以下、デュアルイオン蓄電デバイスあるいはデュアルイオン電池と称する場合がある)においては、非水電解質に含まれるリチウムイオンの濃度が、容量に大きく影響する。そのため、リチウムイオン濃度を高くすることができるイオン液体は、容量を向上させる効果が高い。なお、放電状態とは、放電終止電圧まで放電した状態をいう。   The lithium ion concentration is 20 mol% or more with respect to the total of cations contained in the nonaqueous electrolyte in the discharged state. When the lithium ion concentration is 20 mol% or more, a high capacity can be achieved even when charging / discharging at a high rate. In particular, in an electricity storage device in which lithium ions are occluded (or adsorbed) in the negative electrode active material during charging and the first anion is occluded in the positive electrode active material (hereinafter sometimes referred to as a dual ion electricity storage device or a dual ion battery). The concentration of lithium ions contained in the non-aqueous electrolyte greatly affects the capacity. Therefore, an ionic liquid that can increase the lithium ion concentration has a high effect of improving capacity. In addition, a discharge state means the state discharged to the discharge end voltage.

リチウムイオン濃度は、非水電解質に含まれるカチオンの合計に対して25モル%以上であることが好ましく、30モル%以上であることがより好ましい。また、リチウムイオン濃度は、非水電解質に含まれるカチオンの合計に対して60モル%以下であることが好ましく、50モル%以下であることが更に好ましく、45モル%以下であることが特に好ましい。このような非水電解質は、比較的低粘度であり、より高レートの電流で充放電を行う場合でも、高容量を達成することが容易となる。上記のリチウムイオン濃度の好ましい上限と下限は、任意に組み合わせて、好ましい範囲を設定することができる。   The lithium ion concentration is preferably 25 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, based on the total number of cations contained in the nonaqueous electrolyte. The lithium ion concentration is preferably 60 mol% or less, more preferably 50 mol% or less, and particularly preferably 45 mol% or less with respect to the total number of cations contained in the nonaqueous electrolyte. . Such a non-aqueous electrolyte has a relatively low viscosity, and it is easy to achieve a high capacity even when charging / discharging at a higher rate of current. The preferable upper limit and the lower limit of the lithium ion concentration can be arbitrarily combined to set a preferable range.

非水電解質におけるイオン液体の含有量は、80質量%以上であることが好ましい。イオン液体の含有量がこの範囲であると、さらに高電圧の蓄電デバイスを得ることができる。また、耐熱性および不燃性をより向上させることができる。イオン液体は、第一塩に加えて、有機カチオンと第二アニオンとの第二塩とを含んでいてもよい。   The content of the ionic liquid in the nonaqueous electrolyte is preferably 80% by mass or more. When the content of the ionic liquid is within this range, an even higher voltage electricity storage device can be obtained. Moreover, heat resistance and nonflammability can be further improved. The ionic liquid may contain a second salt of an organic cation and a second anion in addition to the first salt.

非水電解質の100質量%をイオン液体が占めていてもよいが、添加剤として、有機溶媒を10質量%以下、好ましくは、8質量%以下の割合で含んでもよい。有機溶媒としては、カーボネート化合物が好ましい。カーボネート化合物としては、エチレンカーボネート(EC)やプロピレンカーボネート(PC)などの環状カーボネート、ジエチルカーボネート(DEC)やジメチルカーボネート(DMC)などの鎖状カーボネート、フルオロエチレンカーボネートのようなフッ素含有カーボネート化合物が挙げられる。   Although the ionic liquid may occupy 100% by mass of the nonaqueous electrolyte, the additive may contain an organic solvent at a rate of 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less. As an organic solvent, a carbonate compound is preferable. Examples of the carbonate compound include cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC), chain carbonates such as diethyl carbonate (DEC) and dimethyl carbonate (DMC), and fluorine-containing carbonate compounds such as fluoroethylene carbonate. It is done.

第一アニオンおよび第二アニオンは、それぞれ独立に多原子アニオンであることが好ましい。多原子アニオンとは、二以上の原子からなるアニオンである。例えば、フッ素含有酸のアニオン[ヘキサフルオロリン酸イオン(PF6 -)などのフッ素含有リン酸のアニオン;テトラフルオロホウ酸イオン(BF4 -)などのフッ素含有ホウ酸のアニオンなど]、塩素含有酸のアニオン[過塩素酸イオン(ClO4 -)など]、オキサレート基を有する酸素酸のアニオン[ビス(オキサラト)ボレートイオン(B(C242 -)などのオキサラトボレートイオン;トリス(オキサラト)ホスフェートイオン(P(C243 -)などのオキサラトボレートイオンなど]、フルオロアルカンスルホン酸のアニオン[トリフルオロメタンスルホン酸イオン(CF3SO3 -)など]、フッ素含有アミドアニオンなどが挙げられる。第一アニオンと第二アニオンとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。 The first anion and the second anion are preferably each independently a polyatomic anion. A polyatomic anion is an anion composed of two or more atoms. For example, anion of fluorine-containing acid [anion of fluorine-containing phosphate such as hexafluorophosphate ion (PF 6 ); anion of fluorine-containing boric acid such as tetrafluoroborate ion (BF 4 )], chlorine-containing Anion of acid [perchlorate ion (ClO 4 ) and the like], Anion of oxygen acid having an oxalate group [Oxalatoborate ion such as bis (oxalato) borate ion (B (C 2 O 4 ) 2 ); Tris; (Oxalato) phosphate ions (Oxalatoborate ions such as P (C 2 O 4 ) 3 )], fluoroalkanesulfonic acid anions [trifluoromethanesulfonic acid ions (CF 3 SO 3 ) etc.], fluorine-containing amides And anions. The first anion and the second anion may be the same or different.

なかでも、第一アニオンおよび第二アニオンが、いずれもフッ素含有アミドアニオンを含んでいることが好ましく、フッ素含有ビス(スルホニル)アミドアニオンを含んでいることがより好ましい。耐熱性が高く、かつイオン伝導性の高い非水電解質を得ることできるためである。フッ素含有ビス(スルホニル)アミドアニオンは、ビス(スルホニル)アミド骨格を有し、スルホニル基にフッ素原子を有する構造のアニオンである。   Among these, the first anion and the second anion preferably both contain a fluorine-containing amide anion, and more preferably contain a fluorine-containing bis (sulfonyl) amide anion. This is because a non-aqueous electrolyte having high heat resistance and high ion conductivity can be obtained. The fluorine-containing bis (sulfonyl) amide anion is an anion having a structure having a bis (sulfonyl) amide skeleton and a fluorine atom in the sulfonyl group.

フッ素含有ビス(スルホニル)アミドアニオンとしては、ビス(フルオロスルホニル)アミドアニオン(FSA-:bis(fluorosulfonyl)amide anion));ビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミドアニオン(TFSA-:bis(trifluoromethylsulfonyl)amide anion)、ビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)アミドアニオン、(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)アミドアニオンなどのビス(パーフルオロアルキルスルホニル)アミドアニオン(PFSA-:bis(perfluoroalkylsulfonyl)amide anion)などが挙げられる。なかでも、FSA-が好ましい。これらのアニオンは、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。 As the fluorine-containing bis (sulfonyl) amide anion, bis (fluorosulfonyl) amide anion (FSA : bis (fluorosulfonyl) amide anion)); bis (trifluoromethylsulfonyl) amide anion (TFSA : bis (trifluoromethylsulfonyl) amide anion) ), Bis (pentafluoroethylsulfonyl) amide anion, bis (perfluoroalkylsulfonyl) amide anion (PFSA : bis (perfluoroalkylsulfonyl) amide anion) such as (fluorosulfonyl) (trifluoromethylsulfonyl) amide anion, etc. . Of these, FSA - is preferable. These anions can be used singly or in combination of two or more.

つまり、第一塩および第二塩は、それぞれ単独の塩であってもよいし、複数種の塩の組み合わせであってもよい。また、非水電解質は、第一塩および第二塩以外に、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムなどのリチウムイオン以外の金属カチオンとアニオンとの塩を含んでいてもよい。   That is, each of the first salt and the second salt may be a single salt or a combination of a plurality of types of salts. In addition to the first salt and the second salt, the nonaqueous electrolyte may contain a salt of a metal cation other than lithium ions such as sodium, potassium, rubidium, and cesium and an anion.

有機カチオンとしては、窒素含有カチオン;イオウ含有カチオン;リン含有カチオンなどが例示できる。窒素含有カチオンとしては、脂肪族アミン、脂環族アミンや芳香族アミンに由来するカチオン(例えば、第4級アンモニウムカチオンなど)の他、窒素含有へテロ環を有する有機カチオン(つまり、環状アミンに由来するカチオン)などが例示できる。   Examples of organic cations include nitrogen-containing cations; sulfur-containing cations; phosphorus-containing cations. Nitrogen-containing cations include cations derived from aliphatic amines, alicyclic amines, and aromatic amines (for example, quaternary ammonium cations), and organic cations having nitrogen-containing heterocycles (that is, cyclic amines). Examples thereof include derived cations).

第4級アンモニウムカチオンとしては、例えば、テトラメチルアンモニウムカチオン、エチルトリメチルアンモニウムカチオン、ヘキシルトリメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン(TEA+:tetraethylammonium cation)、メチルトリエチルアンモニウムカチオン(TEMA+:methyltriethylammonium cation)などのテトラアルキルアンモニウムカチオン(テトラC1-10アルキルアンモニウムカチオンなど)などが例示できる。 Examples of the quaternary ammonium cation include tetramethylammonium cation, ethyltrimethylammonium cation, hexyltrimethylammonium cation, tetraethylammonium cation (TEA + : tetraethylammonium cation), and methyltriethylammonium cation (TEMA + : methyltriethylammonium cation). An alkyl ammonium cation (tetra C 1-10 alkyl ammonium cation etc.) etc. can be illustrated.

イオウ含有カチオンとしては、第3級スルホニウムカチオン、例えば、トリメチルスルホニウムカチオン、トリヘキシルスルホニウムカチオン、ジブチルエチルスルホニウムカチオンなどのトリアルキルスルホニウムカチオン(例えば、トリC1-10アルキルスルホニウムカチオンなど)などが例示できる。 Examples of the sulfur-containing cation include tertiary sulfonium cations such as trialkylsulfonium cations such as trimethylsulfonium cation, trihexylsulfonium cation, and dibutylethylsulfonium cation (for example, tri-C 1-10 alkylsulfonium cation). .

リン含有カチオンとしては、第4級ホスホニウムカチオン、例えば、テトラメチルホスホニウムカチオン、テトラエチルホスホニウムカチオン、テトラオクチルホスホニウムカチオンなどのテトラアルキルホスホニウムカチオン(例えば、テトラC1-10アルキルホスホニウムカチオン);トリエチル(メトキシメチル)ホスホニウムカチオン、ジエチルメチル(メトキシメチル)ホスホニウムカチオン、トリヘキシル(メトキシエチル)ホスホニウムカチオンなどのアルキル(アルコキシアルキル)ホスホニウムカチオン(例えば、トリC1-10アルキル(C1-5アルコキシC1-5アルキル)ホスホニウムカチオンなど)などが挙げられる。なお、アルキル(アルコキシアルキル)ホスホニウムカチオンにおいて、リン原子に結合したアルキル基およびアルコキシアルキル基の合計個数は、4個であり、アルコキシアルキル基の個数は、好ましくは1または2個である。 Phosphorus-containing cations include quaternary phosphonium cations, for example, tetraalkylphosphonium cations such as tetramethylphosphonium cation, tetraethylphosphonium cation, tetraoctylphosphonium cation (for example, tetra C 1-10 alkylphosphonium cation); triethyl (methoxymethyl) ) Alkyl (alkoxyalkyl) phosphonium cations such as phosphonium cation, diethylmethyl (methoxymethyl) phosphonium cation, trihexyl (methoxyethyl) phosphonium cation (for example, tri-C 1-10 alkyl (C 1-5 alkoxy C 1-5 alkyl)) Phosphonium cation, etc.). In the alkyl (alkoxyalkyl) phosphonium cation, the total number of alkyl groups and alkoxyalkyl groups bonded to the phosphorus atom is 4, and the number of alkoxyalkyl groups is preferably 1 or 2.

なお、第4級アンモニウムカチオンの窒素原子、第3級スルホニウムカチオンのイオウ原子、または第4級ホスホニウムカチオンのリン原子に結合したアルキル基の炭素数は、1〜8が好ましく、1〜4がさらに好ましく、1、2または3であるのが特に好ましい。   In addition, as for carbon number of the alkyl group couple | bonded with the nitrogen atom of the quaternary ammonium cation, the sulfur atom of the tertiary sulfonium cation, or the phosphorus atom of the quaternary phosphonium cation, 1-8 are preferable, and 1-4 are further 1, 2, or 3 is particularly preferable.

ここで、有機カチオンは、窒素含有へテロ環を有する有機カチオンであることが好ましい。窒素含有へテロ環を有する有機カチオンを具備するイオン液体は、耐熱性が高く、かつ粘度が低いため、溶融塩電解質として有望である。有機カチオンの窒素含有ヘテロ環骨格としては、ピロリジン、イミダゾリン、イミダゾール、ピリジン、ピペリジンなど、環の構成原子として1または2個の窒素原子を有する5〜8員ヘテロ環;モルホリンなど、環の構成原子として1または2個の窒素原子と他のヘテロ原子(酸素原子、イオウ原子など)とを有する5〜8員ヘテロ環が例示できる。   Here, the organic cation is preferably an organic cation having a nitrogen-containing heterocycle. An ionic liquid having an organic cation having a nitrogen-containing heterocycle is promising as a molten salt electrolyte because of its high heat resistance and low viscosity. Examples of the nitrogen-containing heterocyclic skeleton of the organic cation include pyrrolidine, imidazoline, imidazole, pyridine, piperidine and the like, 5- to 8-membered heterocycles having 1 or 2 nitrogen atoms as ring constituent atoms; Examples thereof include 5- to 8-membered heterocycles having 1 or 2 nitrogen atoms and other heteroatoms (oxygen atoms, sulfur atoms, etc.).

なお、環の構成原子である窒素原子は、アルキル基などの有機基を置換基として有していてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基などの炭素数が1〜10個のアルキル基が例示できる。アルキル基の炭素数は、1〜8が好ましく、1〜4がさらに好ましく、1、2または3であるのが特に好ましい。   Note that the nitrogen atom which is a constituent atom of the ring may have an organic group such as an alkyl group as a substituent. Examples of the alkyl group include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. 1-8 are preferable, as for carbon number of an alkyl group, 1-4 are more preferable, and it is especially preferable that it is 1, 2 or 3.

窒素含有へテロ環を有する有機カチオンの中でも、ピロリジン骨格を有する有機カチオンは、特に耐熱性が高く、製造コストも小さく、非水電解質として有望である。ピロリジン骨格を有する有機カチオンは、ピロリジン環を構成する1つの窒素原子に、2つの上記アルキル基を有することが好ましい。ピリジン骨格を有する有機カチオンは、ピリジン環を構成する1つの窒素原子に、1つの上記アルキル基を有することが好ましい。また、イミダゾリン骨格を有する有機カチオンは、イミダゾリン環を構成する2つの窒素原子に、それぞれ、1つの上記アルキル基を有することが好ましい。   Among organic cations having a nitrogen-containing heterocycle, organic cations having a pyrrolidine skeleton are particularly promising as nonaqueous electrolytes because of their high heat resistance and low production costs. The organic cation having a pyrrolidine skeleton preferably has two of the above alkyl groups on one nitrogen atom constituting the pyrrolidine ring. The organic cation having a pyridine skeleton preferably has one alkyl group on one nitrogen atom constituting the pyridine ring. In addition, the organic cation having an imidazoline skeleton preferably has one of the above alkyl groups on each of two nitrogen atoms constituting the imidazoline ring.

ピロリジン骨格を有する有機カチオンの具体例としては、1,1−ジメチルピロリジニウムカチオン、1,1−ジエチルピロリジニウムカチオン、1−エチル−1−メチルピロリジニウムカチオン、1−メチル−1−プロピルピロリジニウムカチオン(P13+:1-methyl-1-propylpyrrolidinium cation)、1−メチル−1−ブチルピロリジニウムカチオン(MBPY+:1-butyl-1-methylpyrrolidinium cation)、1−エチル−1−プロピルピロリジニウムカチオンなどが挙げられる。これらのうちでは、特に電気化学的安定性が高いことから、P13+、MBPY+などの、メチル基と、炭素数2〜4のアルキル基とを有するピロリジニウムカチオンが好ましい。 Specific examples of the organic cation having a pyrrolidine skeleton include 1,1-dimethylpyrrolidinium cation, 1,1-diethylpyrrolidinium cation, 1-ethyl-1-methylpyrrolidinium cation, 1-methyl-1- Propylpyrrolidinium cation (P13 + : 1-methyl-1-propylpyrrolidinium cation), 1-methyl-1-butylpyrrolidinium cation (MBPY + : 1-butyl-1-methylpyrrolidinium cation), 1-ethyl-1- And propylpyrrolidinium cation. Of these, pyrrolidinium cations having a methyl group and an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, such as P13 + and MBPY +, are preferable because of particularly high electrochemical stability.

ピリジン骨格を有する有機カチオンの具体例としては、1−メチルピリジニウムカチオン、1−エチルピリジニウムカチオン、1−プロピルピリジニウムカチオンなどの1−アルキルピリジニウムカチオンが挙げられる。これらのうち、炭素数1〜4のアルキル基を有するピリジニウムカチオンが好ましい。   Specific examples of the organic cation having a pyridine skeleton include 1-alkylpyridinium cations such as 1-methylpyridinium cation, 1-ethylpyridinium cation, and 1-propylpyridinium cation. Of these, pyridinium cations having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms are preferred.

イミダゾール骨格を有する有機カチオンの具体例としては、1,3−ジメチルイミダゾリウムカチオン、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオン(EMI+: 1-ethyl-3-methylimidazolium cation)、1−メチル−3−プロピルイミダゾリウムカチオン、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムカチオン(BMI+:1-buthyl-3-methylimidazolium cation)、1−エチル−3−プロピルイミダゾリウムカチオン、1−ブチル−3−エチルイミダゾリウムカチオンなどが挙げられる。これらのうち、EMI+、BMI+などのメチル基と炭素数2〜4のアルキル基とを有するイミダゾリウムカチオンが好ましい。 Specific examples of the organic cation having an imidazole skeleton include 1,3-dimethylimidazolium cation, 1-ethyl-3-methylimidazolium cation (EMI + : 1-ethyl-3-methylimidazolium cation), and 1-methyl-3. -Propylimidazolium cation, 1-butyl-3-methylimidazolium cation (BMI + : 1-buthyl-3-methylimidazolium cation), 1-ethyl-3-propylimidazolium cation, 1-butyl-3-ethylimidazolium And cations. Of these, an imidazolium cation having a methyl group such as EMI + or BMI + and an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms is preferable.

第一塩および第二塩の組み合わせの具体例としては、
(i)リチウムイオンとFSA-との第一塩(Li・FSA)、および、P13+とFSA-との第二塩(P13・FSA)、
(ii)リチウムイオンとTFSA-との第一塩(Li・TFSA)、および、P13+とTFSA-との第二塩(P13・TFSA)、
(iii)リチウムイオンとFSA-との第一塩(Li・FSA)、および、EMI+とFSA-との第二塩(EMI・FSA)、
(iv)リチウムイオンとTFSA-との第一塩(Li・TFSA)、および、EMI+とTFSA-との第二塩(EMI・TFSA)、などを挙げることができる。
As a specific example of the combination of the first salt and the second salt,
(I) a first salt of lithium ions and FSA (Li · FSA), and a second salt of P13 + and FSA (P13 · FSA),
(Ii) a first salt of lithium ions and TFSA (Li · TFSA), and a second salt of P13 + and TFSA (P13 · TFSA),
(Iii) a first salt of lithium ion and FSA (Li · FSA), and a second salt of EMI + and FSA (EMI · FSA),
(Iv) A first salt of lithium ion and TFSA (Li · TFSA), a second salt of EMI + and TFSA (EMI · TFSA), and the like.

[正極活物質]
正極活物質は、第一アニオンとの間で電子の授受を行う(ファラデー反応)。そのため、正極活物質としては、第一アニオンを吸蔵および放出することのできる材料であればよい。なお、イオン液体が第二塩を含んでいる場合、第一アニオンおよび/または第二アニオンと、正極活物質との間で電子の授受が行われる。したがって、正極活物質としては、第二アニオンを吸蔵および放出することのできる材料であってもよい。このような材料としては、炭素材料が挙げられる。炭素材料としては、易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)、黒鉛(人造黒鉛、天然黒鉛などの黒鉛型結晶構造を有する炭素材料など)などが例示できる。これらの炭素材料は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。炭素材料のうち、第一アニオンの移動がより容易である点で、特に黒鉛が好ましい。
[Positive electrode active material]
The positive electrode active material exchanges electrons with the first anion (Faraday reaction). Therefore, the positive electrode active material may be any material that can occlude and release the first anion. In addition, when the ionic liquid contains the second salt, electrons are exchanged between the first anion and / or the second anion and the positive electrode active material. Therefore, the positive electrode active material may be a material that can occlude and release the second anion. Examples of such a material include a carbon material. Examples of the carbon material include graphitizable carbon (soft carbon), non-graphitizable carbon (hard carbon), graphite (carbon materials having a graphite-type crystal structure such as artificial graphite and natural graphite), and the like. These carbon materials can be used singly or in combination of two or more. Of the carbon materials, graphite is particularly preferable in that the movement of the first anion is easier.

黒鉛としては、天然黒鉛(鱗片状黒鉛など)、人造黒鉛、黒鉛化メソカーボン小球体などが例示できる。黒鉛は、炭素の平面形6員環が二次元的に連なった層状であり、六方晶系の結晶構造を有している。第一アニオン(および/または第二アニオン)は、黒鉛の層間を容易に移動することができ、黒鉛と層間化合物を形成する。黒鉛の平均粒径(体積粒度分布の累積体積50%における粒径D50、以下同じ。)は、例えば3〜20μmであればよく、3〜15μm、特には5〜15μmであることが、正極における正極活物質の充填性を高め、かつ電解質(イオン液体)との副反応を抑制する観点から望ましい。 Examples of graphite include natural graphite (such as flake graphite), artificial graphite, and graphitized mesocarbon microspheres. Graphite is a layered structure in which planar six-membered rings of carbon are two-dimensionally connected, and has a hexagonal crystal structure. The first anion (and / or the second anion) can easily move between the layers of graphite, and forms an intercalation compound with graphite. The average particle size of graphite (particle size D 50 at 50% cumulative volume of volume particle size distribution, the same shall apply hereinafter) may be, for example, 3 to 20 μm, and 3 to 15 μm, particularly 5 to 15 μm. From the viewpoint of enhancing the filling property of the positive electrode active material and suppressing side reactions with the electrolyte (ionic liquid).

[正極集電体]
正極集電体としては、金属箔、金属繊維製の不織布、金属多孔体シートなどが用いられる。正極集電体を構成する金属としては、正極電位で安定であることから、アルミニウムやアルミニウム合金が好ましいが、特に限定されない。アルミニウム合金を用いる場合、アルミニウム以外の金属成分(例えばFe、Si、Ni、Mnなど)は0.5質量%以下であることが好ましい。正極集電体となる金属箔の厚さは、例えば10〜50μmであり、金属繊維の不織布や金属多孔体シートの厚さは、例えば100〜600μmである。なかでも、正極活物質の充填性や保持性、集電性の点で、正極集電体は、三次元網目状の構造を有する第一金属の多孔体であることが好ましく、第一金属がアルミニウムを含むことが好ましい。なお、市販のアルミニウム多孔体としては、住友電気工業株式会社製の「アルミセルメット」(登録商標)を用いることができる。
[Positive electrode current collector]
As the positive electrode current collector, a metal foil, a non-woven fabric made of metal fibers, a porous metal sheet, or the like is used. The metal constituting the positive electrode current collector is preferably aluminum or an aluminum alloy because it is stable at the positive electrode potential, but is not particularly limited. When using an aluminum alloy, it is preferable that metal components (for example, Fe, Si, Ni, Mn, etc.) other than aluminum are 0.5 mass% or less. The thickness of the metal foil serving as the positive electrode current collector is, for example, 10 to 50 μm, and the thickness of the metal fiber nonwoven fabric or the metal porous sheet is, for example, 100 to 600 μm. Among them, the positive electrode current collector is preferably a porous body of a first metal having a three-dimensional network structure in terms of filling property, retainability, and current collecting property of the positive electrode active material. It is preferable that aluminum is included. As a commercially available aluminum porous body, “Aluminum Celmet” (registered trademark) manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd. can be used.

例えば、アルミニウムを含む多孔体は、基材となる発泡樹脂又は不織布の表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金の被覆層を形成した後、基材を除去することにより得ることができる。発泡樹脂は、多孔質な樹脂成形体であれば特に限定されない。樹脂成形体としては、発泡ウレタン(ポリウレタンフォーム)、発泡スチレン(ポリスチレンフォーム)等を例示することができる。特に発泡ウレタンは、気孔率が高く、セル径の均一性が高く、熱分解性に優れる点で好ましい。発泡ウレタンを用いた場合には、厚みのばらつきが発生しにくく、表面の平坦性に優れたアルミニウムを含む多孔体が得られる。   For example, a porous body containing aluminum can be obtained by forming a coating layer of aluminum or an aluminum alloy on the surface of a foamed resin or a nonwoven fabric serving as a base material and then removing the base material. The foamed resin is not particularly limited as long as it is a porous resin molded body. Examples of the resin molding include urethane foam (polyurethane foam) and foamed styrene (polystyrene foam). In particular, urethane foam is preferable in terms of high porosity, high cell diameter uniformity, and excellent thermal decomposability. When urethane foam is used, a porous body containing aluminum that is less likely to cause variations in thickness and has excellent surface flatness can be obtained.

以下、第一金属の多孔体について詳しく説明する。
第一金属多孔体は、三次元網目状の構造および中空の骨格を有することが好ましい。骨格が内部に空洞を有することで、第一金属多孔体は、嵩高い三次元構造を有しながらも、極めて軽量である。このような第一金属多孔体は、連続空隙を有する樹脂製の多孔体を、集電体を構成する金属でメッキ処理し、さらに加熱処理などにより、内部の樹脂を分解または溶解させることにより形成できる。メッキ処理により、三次元網目状の骨格が形成され、樹脂の分解や溶解により、骨格の内部を中空にすることができる。
The first metal porous body will be described in detail below.
The first metal porous body preferably has a three-dimensional network structure and a hollow skeleton. Since the skeleton has a cavity inside, the first metal porous body is extremely lightweight while having a bulky three-dimensional structure. Such a first metal porous body is formed by plating a resin porous body having continuous voids with the metal constituting the current collector, and further decomposing or dissolving the internal resin by heat treatment or the like. it can. A three-dimensional network skeleton is formed by the plating process, and the inside of the skeleton can be made hollow by decomposition and dissolution of the resin.

メッキ処理は、樹脂製多孔体の表面(連続空隙内の表面も含む)に、集電体として機能する金属層を形成できればよく、公知のメッキ処理方法、例えば、電解メッキ法、溶融塩メッキ法などが採用できる。メッキ処理により、樹脂製多孔体の形状に応じた、三次元網目状の金属多孔体が形成される。なお、電解メッキ法によりメッキ処理を行う場合、電解メッキに先立って、導電性層を形成することが望ましい。導電性層は、樹脂製多孔体の表面に、無電解メッキ、蒸着、スパッタリングなどの他、導電剤の塗布などにより形成してもよく、導電剤を含む分散液に樹脂製多孔体を浸漬することにより形成してもよい。   The plating process is not limited as long as a metal layer functioning as a current collector can be formed on the surface of the resin porous body (including the surface in the continuous void). For example, a known plating process such as electrolytic plating or molten salt plating is used. Etc. can be adopted. By the plating process, a three-dimensional network metal porous body corresponding to the shape of the resin porous body is formed. In addition, when performing a plating process by the electrolytic plating method, it is desirable to form a conductive layer prior to electrolytic plating. The conductive layer may be formed on the surface of the resin porous body by electroless plating, vapor deposition, sputtering, or by applying a conductive agent. The resin porous body is immersed in a dispersion containing the conductive agent. May be formed.

メッキ処理後、加熱により樹脂製多孔体を除去することにより、第一金属多孔体の骨格の内部に空洞102a(図3参照)が形成されて中空となる。骨格内部の空洞102aの幅wfは、平均値で、例えば0.5〜5μm、好ましくは1〜4μmまたは2〜3μmである。樹脂製多孔体は、必要に応じて、適宜電圧を印加しながら加熱処理を行うことにより除去できる。また、溶融塩メッキ浴に、メッキ処理した多孔体を浸漬し、電圧を印加しながら、加熱処理を行ってもよい。 After the plating treatment, the resin porous body is removed by heating, whereby a cavity 102a (see FIG. 3) is formed inside the skeleton of the first metal porous body to become hollow. The width w f of the cavity 102a inside the skeleton is an average value, for example, 0.5 to 5 μm, preferably 1 to 4 μm or 2 to 3 μm. The resin porous body can be removed by performing a heat treatment while appropriately applying a voltage as necessary. Alternatively, the plated porous body may be immersed in a molten salt plating bath, and heat treatment may be performed while applying a voltage.

第一金属多孔体は、樹脂製発泡体の形状に対応する三次元網目構造を有する。第一金属多孔体の骨格の模式図を図2に示す。第一金属多孔体は、金属製骨格102に囲まれたセル状の空孔101を複数有し、互いに隣接する空孔101間には、略多角形の開口(または窓)103が形成されている。開口103により、隣接する空孔101間が連通し、これにより、集電体は、連続空隙を有する。開口103(または窓)の形状は特に制限されないが、例えば、略多角形(略三角形、略四角形、略五角形、および/または略六角形など)である。なお、略多角形状とは、多角形、および多角形に類似の形状(例えば、多角形の角が丸まった形状、多角形の辺が曲線となった形状など)を含む意味で使用する。   The first metal porous body has a three-dimensional network structure corresponding to the shape of the resin foam. A schematic diagram of the skeleton of the first metal porous body is shown in FIG. The first metal porous body has a plurality of cellular holes 101 surrounded by a metal skeleton 102, and a substantially polygonal opening (or window) 103 is formed between the adjacent holes 101. Yes. The openings 103 communicate with each other between the adjacent holes 101, whereby the current collector has a continuous gap. The shape of the opening 103 (or window) is not particularly limited, and is, for example, a substantially polygonal shape (such as a substantially triangular shape, a substantially square shape, a substantially pentagonal shape, and / or a substantially hexagonal shape). The substantially polygonal shape is used in the meaning including a polygon and a shape similar to the polygon (for example, a shape in which the corners of the polygon are rounded or a shape in which the sides of the polygon are curved).

第一金属多孔体の比表面積(BET比表面積)は、例えば100〜700cm2/g、好ましくは150〜650cm2/g、さらに好ましくは200〜600cm2/gである。第一金属多孔体の気孔率は、例えば、40〜99体積%、好ましくは60〜98体積%、さらに好ましくは80〜98体積%である。また、三次元網目構造における平均空孔径(互いに連通するセル状の空孔の平均径)は、例えば50〜1000μm、好ましくは100〜900μm、さらに好ましくは350〜900μmである。ただし、平均空孔径は、金属多孔体(または電極)の厚みよりも小さい。なお、圧延により、第一金属多孔体の骨格は変形して、気孔率および平均空孔径は変化する。上記気孔率および平均空孔径の範囲は、圧延前(合剤充填前)の金属多孔体の気孔率および平均空孔径である。 The specific surface area (BET specific surface area) of the first metal porous body is, for example, 100 to 700 cm 2 / g, preferably 150 to 650 cm 2 / g, and more preferably 200 to 600 cm 2 / g. The porosity of a 1st metal porous body is 40-99 volume%, for example, Preferably it is 60-98 volume%, More preferably, it is 80-98 volume%. Moreover, the average hole diameter (average diameter of the cell-shaped void | holes connected mutually) in a three-dimensional network structure is 50-1000 micrometers, for example, Preferably it is 100-900 micrometers, More preferably, it is 350-900 micrometers. However, the average pore diameter is smaller than the thickness of the metal porous body (or electrode). Note that the skeleton of the first metal porous body is deformed by rolling, and the porosity and the average pore diameter are changed. The ranges of the porosity and the average pore diameter are the porosity and the average pore diameter of the metal porous body before rolling (before filling the mixture).

第一金属多孔体を含む正極集電体に、正極活物質を含む正極合剤を充填して、正極が形成される。図3は、図2の第一金属多孔体の空隙に、正極合剤を充填した状態を示す断面模式図である。セル状の空孔101には、正極合剤104が充填され、金属製骨格102の表面に付着し、正極合剤層を形成する。正極合剤104は、空隙内の表面も含む広い面積に層状に付着するため、多くの正極活物質が第一金属多孔体に保持されながらも、気孔率を大きくすることができる。したがって、非水電解質と正極活物質との接触面積が大きくなり、正極活物質を有効利用することができる。そのため、高レートでの充放電においても、高容量を得ることができる。また、デュアルイオン蓄電デバイスでは、充電時に非水電解質の量が減少する。気孔率の高い第一金属多孔体は、その内部に非水電解質を保持することができるため、液枯れがなく、さらなる高容量が期待できる。   A positive electrode current collector including the first metal porous body is filled with a positive electrode mixture including a positive electrode active material, thereby forming a positive electrode. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the positive electrode mixture is filled in the voids of the first metal porous body in FIG. 2. The cellular holes 101 are filled with the positive electrode mixture 104 and adhere to the surface of the metal skeleton 102 to form a positive electrode mixture layer. Since the positive electrode mixture 104 adheres in a layered manner over a wide area including the surface in the void, the porosity can be increased while a large amount of the positive electrode active material is held in the first metal porous body. Therefore, the contact area between the nonaqueous electrolyte and the positive electrode active material is increased, and the positive electrode active material can be effectively used. Therefore, a high capacity can be obtained even in charge / discharge at a high rate. Further, in the dual ion power storage device, the amount of non-aqueous electrolyte is reduced during charging. Since the first metal porous body having a high porosity can hold the nonaqueous electrolyte therein, it can be expected to have a higher capacity without being drained.

第一金属多孔体のセル状の空孔内に、合剤を充填することにより形成される合剤層の厚みwmは、例えば、10〜500μm、好ましくは40〜250μm、さらに好ましくは100〜200μmである。セル状の空孔内に形成される合剤層の内側に空隙を確保できるように、合剤層の厚みwmは、セル状の空孔の平均空孔径の5〜40%であることが好ましく、10〜30%であることがさらに好ましい。 The thickness w m of the mixture layer formed by filling the mixture in the cellular pores of the first metal porous body is, for example, 10 to 500 μm, preferably 40 to 250 μm, and more preferably 100 to 100 μm. 200 μm. The thickness w m of the mixture layer may be 5 to 40% of the average pore diameter of the cell-like pores so that voids can be secured inside the mixture layer formed in the cell-like pores. Preferably, it is more preferable that it is 10 to 30%.

[負極活物質]
負極活物質は、リチウムイオンを可逆的に担持することのできる材料であればよい。このような材料としては、炭素材料、リチウム含有チタン化合物、ケイ素酸化物、ケイ素合金、亜鉛、亜鉛合金、錫酸化物、錫合金などが挙げられる。前記負極活物質層の厚さは、例えば0.05〜1μmが好適である。なお、亜鉛合金または錫合金における亜鉛または錫以外の金属成分(例えばFe、Ni、Si、Mnなど)は0.5質量%以下とすることが好ましい。
[Negative electrode active material]
The negative electrode active material may be any material that can reversibly carry lithium ions. Examples of such materials include carbon materials, lithium-containing titanium compounds, silicon oxides, silicon alloys, zinc, zinc alloys, tin oxides, and tin alloys. The thickness of the negative electrode active material layer is preferably 0.05 to 1 μm, for example. In addition, it is preferable that metal components (for example, Fe, Ni, Si, Mn, etc.) other than zinc or tin in a zinc alloy or a tin alloy shall be 0.5 mass% or less.

炭素材料としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)などが例示できる。これらの炭素質材料は、一種を単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。なかでも、熱的安定性や電気化学的安定性の観点から、黒鉛および/またはハードカーボンが好ましい。炭素材料の平均粒径は、例えば3〜20μmであればよく、3〜15μm、特には5〜15μmであることが、負極における負極活物質の充填性を高め、かつ電解質(イオン液体)との副反応を抑制する観点から望ましい。   Examples of the carbon material include graphite, graphitizable carbon (soft carbon), non-graphitizable carbon (hard carbon), and the like. These carbonaceous materials can be used singly or in combination of two or more. Among these, graphite and / or hard carbon are preferable from the viewpoint of thermal stability and electrochemical stability. The average particle diameter of the carbon material may be, for example, 3 to 20 μm, and 3 to 15 μm, particularly 5 to 15 μm, improves the filling property of the negative electrode active material in the negative electrode, and the electrolyte (ionic liquid). This is desirable from the viewpoint of suppressing side reactions.

黒鉛としては、正極活物質として例示したものが、同じく例示できる。リチウムイオンは、黒鉛の層間を容易に移動することができ、黒鉛内に可逆的に挿入および脱離する。   Examples of graphite include those exemplified as the positive electrode active material. Lithium ions can easily move between the layers of graphite and are reversibly inserted into and desorbed from the graphite.

ハードカーボンとは、不活性雰囲気中で加熱しても黒鉛構造が発達しない炭素材料であり、微小な黒鉛の結晶がランダムな方向に配置され、結晶層と結晶層との間にナノオーダーの空隙を有する材料をいう。   Hard carbon is a carbon material that does not develop a graphite structure even when heated in an inert atmosphere. Fine graphite crystals are arranged in random directions, and nano-order voids are formed between crystal layers. A material having

リチウム含有チタン化合物としては、チタン酸リチウムが好ましい。具体的には、Li2Ti37およびLi4Ti512よりなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。また、チタン酸リチウムのTiまたはNaの一部を他元素で置換してもよい。例えば、Li2-x5 xTi3-y6 y7(0≦x≦3/2、0≦y≦8/3、M5およびM6は、それぞれ独立にTiおよびNa以外の金属元素であって、例えばNi、Co、Mn、Fe、AlおよびCrよりなる群から選択される少なくとも1種である)や、Li4-x7 xTi5-y8 y12(0≦x≦11/3、0≦y≦14/3、M7およびM8は、それぞれ独立にTiおよびNa以外の金属元素であって、例えばNi、Co、Mn、Fe、AlおよびCrよりなる群から選択される少なくとも1種である)などを用いることもできる。リチウム含有チタン化合物は、1種を単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。リチウム含有チタン化合物は、難黒鉛化性炭素と組み合わせて用いてもよい。なお、M5およびM7はNaサイト、M6およびM8はTiサイトを占める元素である。 As the lithium-containing titanium compound, lithium titanate is preferable. Specifically, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of Li 2 Ti 3 O 7 and Li 4 Ti 5 O 12 . Moreover, you may substitute a part of Ti or Na of lithium titanate with another element. For example, Li 2-x M 5 x Ti 3-y M 6 y O 7 (0 ≦ x ≦ 3/2, 0 ≦ y ≦ 8/3, M 5 and M 6 are each independently of Ti and Na A metal element, for example, at least one selected from the group consisting of Ni, Co, Mn, Fe, Al and Cr), Li 4-x M 7 x Ti 5-y M 8 y O 12 ( 0 ≦ x ≦ 11/3, 0 ≦ y ≦ 14/3, M 7 and M 8 are each independently a metal element other than Ti and Na, for example, from Ni, Co, Mn, Fe, Al and Cr It is also possible to use at least one selected from the group consisting of A lithium-containing titanium compound may be used individually by 1 type, and may be used in combination of multiple types. The lithium-containing titanium compound may be used in combination with non-graphitizable carbon. M 5 and M 7 are Na sites, and M 6 and M 8 are elements occupying Ti sites.

[負極集電体]
負極集電体としては、金属箔、金属繊維製の不織布、金属多孔体シートなどが用いられる。前記金属としては、リチウムと合金化しない金属を使用することができる。なかでも負極電位で安定であることから、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金などが好ましい。銅合金は50質量%未満の銅以外の元素を含み、ニッケル合金は50質量%未満のニッケル以外の元素を含むことが好ましい。負極集電体となる金属箔の厚さは、例えば10〜50μmであり、金属繊維の不織布や金属多孔質体シートの厚さは、例えば100〜600μmである。なかでも、負極活物質の充填性や保持性、集電性の点で、負極集電体は、三次元網目状の構造を有する第二金属の多孔体であることが好ましく、第二金属が銅またはニッケルであることが好ましい。
[Negative electrode current collector]
As the negative electrode current collector, a metal foil, a non-woven fabric made of metal fibers, a porous metal sheet, or the like is used. As the metal, a metal that is not alloyed with lithium can be used. Of these, copper, copper alloy, nickel, nickel alloy, and the like are preferable because they are stable at the negative electrode potential. The copper alloy preferably contains less than 50% by mass of elements other than copper, and the nickel alloy preferably contains less than 50% by mass of elements other than nickel. The thickness of the metal foil serving as the negative electrode current collector is, for example, 10 to 50 μm, and the thickness of the metal fiber nonwoven fabric or the metal porous body sheet is, for example, 100 to 600 μm. Among these, the negative electrode current collector is preferably a porous body of a second metal having a three-dimensional network structure in terms of the filling property, retention property, and current collecting property of the negative electrode active material. Copper or nickel is preferred.

第二金属多孔体としては、第一金属多孔体と同様の構造を有しているものが挙げられる。負極合剤層も正極合剤層と同様の構造とすることができる。なお、市販されている第二金属多孔体としては、銅多孔体(銅または銅合金を含む多孔体)やニッケル多孔体(ニッケルまたはニッケル合金を含む多孔体)である住友電気工業株式会社製の銅またはニッケルの「セルメット」(登録商標)を用いることができる。   Examples of the second metal porous body include those having the same structure as the first metal porous body. The negative electrode mixture layer can also have the same structure as the positive electrode mixture layer. In addition, as a 2nd metal porous body marketed, the product made from Sumitomo Electric Industries, Ltd. which is a copper porous body (porous body containing copper or a copper alloy) and a nickel porous body (porous body containing nickel or a nickel alloy) is used. Copper or nickel "Celmet" (registered trademark) can be used.

[正極]
正極は、正極集電体および正極集電体に保持された正極活物質層を含む。正極の厚さは、50〜600μmであることが好ましい。正極の厚さがこの範囲であれば、その内部に非水電解質を保持することができるため、さらなる高容量が期待できる。正極活物質層は、正極活物質を必須成分として含み、任意成分として結着剤等を含んでもよい。
[Positive electrode]
The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer held by the positive electrode current collector. The thickness of the positive electrode is preferably 50 to 600 μm. If the thickness of the positive electrode is within this range, a non-aqueous electrolyte can be retained inside the positive electrode, so that a higher capacity can be expected. The positive electrode active material layer includes a positive electrode active material as an essential component, and may include a binder or the like as an optional component.

結着剤は、正極活物質同士を結合させるとともに、正極活物質を正極集電体に固定する役割を果たす。結着剤としては、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、カルボキシメチルセルロース(CMC)等を用いることができる。フッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等を用いることができる。結着剤の量は、正極活物質100質量部あたり、1〜10質量部が好ましく、3〜5質量部がより好ましい。   The binder serves to bind the positive electrode active materials to each other and fix the positive electrode active material to the positive electrode current collector. As the binder, fluorine resin, polyamide, polyimide, polyamideimide, carboxymethyl cellulose (CMC), or the like can be used. As the fluororesin, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, or the like can be used. The amount of the binder is preferably 1 to 10 parts by mass and more preferably 3 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the positive electrode active material.

[負極]
負極は、負極集電体および負極集電体に保持された負極活物質層を含む。負極の厚さは、50〜600μmであることが好ましい。負極の厚さがこの範囲であれば、その内部に非水電解質を保持することができるため、さらなる高容量が期待できる。負極活物質層は、負極活物質を必須成分として含み、任意成分として結着剤等を含んでもよい。負極に用いる結着剤としても、正極の構成要素として例示した材料を用いることができる。結着剤の量は、負極活物質100質量部あたり、1〜10質量部が好ましく、3〜5質量部がより好ましい。
[Negative electrode]
The negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer held by the negative electrode current collector. The thickness of the negative electrode is preferably 50 to 600 μm. If the thickness of the negative electrode is within this range, a non-aqueous electrolyte can be retained inside the negative electrode, so that a higher capacity can be expected. The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material as an essential component, and may include a binder or the like as an optional component. As the binder used for the negative electrode, the materials exemplified as components of the positive electrode can be used. The amount of the binder is preferably 1 to 10 parts by mass and more preferably 3 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the negative electrode active material.

[セパレータ]
正極と負極との間には、セパレータを配置することができる。セパレータの材質は、電池の使用温度を考慮して選択すればよいが、非水電解質との副反応を抑制する観点からは、ポリオレフィン、ガラス繊維、シリカ含有ポリオレフィン、フッ素樹脂、アルミナ、ポリフェニレンサルファイト(PPS)などを用いることが好ましい。なかでも、ポリオレフィン製の微多孔膜は、薄く、かつ、短絡防止に有効である。また、ガラス繊維の不織布は、安価であり、耐熱性も高い点で好ましい。また、シリカ含有ポリオレフィンやアルミナは、耐熱性に優れる点で好ましい。また、フッ素樹脂やPPSは、耐熱性と耐腐食性の点で好ましい。
[Separator]
A separator can be disposed between the positive electrode and the negative electrode. The separator material may be selected in consideration of the operating temperature of the battery. From the viewpoint of suppressing side reactions with the non-aqueous electrolyte, polyolefin, glass fiber, silica-containing polyolefin, fluororesin, alumina, polyphenylene sulfite It is preferable to use (PPS) or the like. Among these, the microporous membrane made of polyolefin is thin and effective in preventing a short circuit. A glass fiber nonwoven fabric is preferable in that it is inexpensive and has high heat resistance. Silica-containing polyolefin and alumina are preferable in terms of excellent heat resistance. Moreover, a fluororesin and PPS are preferable in terms of heat resistance and corrosion resistance.

セパレータの厚さは、10μm〜500μm、更には20〜50μmであることが好ましい。この範囲の厚さであれば、内部短絡を有効に防止でき、かつ電極群に占めるセパレータの容積占有率を低く抑えることができるため、高い容量密度を得ることができるからである。   The thickness of the separator is preferably 10 μm to 500 μm, more preferably 20 to 50 μm. If the thickness is within this range, an internal short circuit can be effectively prevented, and the volume occupancy of the separator in the electrode group can be kept low, so that a high capacity density can be obtained.

[電極群]
蓄電デバイスは、上記の正極、負極およびセパレータを含む電極群および非水電解質を、ケースに収容した状態で用いられる。電極群は、正極と負極とを、これらの間にセパレータを介在させて積層または捲回することにより形成される。このとき、金属製のケースを用いるとともに、正極および負極の一方をケースと導通させることにより、ケースの一部を第1外部端子として利用することができる。一方、正極および負極の他方は、ケースと絶縁された状態でケース外に導出された第2外部端子と、リード片などを用いて接続される。
[Electrode group]
The electricity storage device is used in a state where the electrode group including the positive electrode, the negative electrode, and the separator and the nonaqueous electrolyte are accommodated in a case. The electrode group is formed by laminating or winding a positive electrode and a negative electrode with a separator interposed therebetween. At this time, a metal case is used, and one of the positive electrode and the negative electrode is electrically connected to the case, whereby a part of the case can be used as the first external terminal. On the other hand, the other of the positive electrode and the negative electrode is connected to the second external terminal led out of the case in a state insulated from the case, using a lead piece or the like.

[蓄電デバイス]
次に、本発明の一実施形態に係る蓄電デバイスの構造について説明する。ただし、本発明に係る蓄電デバイスの構造は、以下の構造に限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施形態である蓄電デバイスの構成を、概略的に示す縦断面図である。
[Power storage device]
Next, the structure of the electricity storage device according to one embodiment of the present invention will be described. However, the structure of the electricity storage device according to the present invention is not limited to the following structure.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an electricity storage device according to an embodiment of the present invention.

なお、蓄電デバイスとしては、特に制限されない。例えば、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタ、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池などが例示できる。   The power storage device is not particularly limited. For example, a capacitor such as a lithium ion capacitor, a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery, and the like can be exemplified.

蓄電デバイス100は、積層型の電極群11、電解質(図示せず)およびこれらを収容する角型のアルミニウム製のケース10を具備する。ケース10は、上部が開口した有底の容器本体12と、上部開口を塞ぐ蓋部13とで構成されている。蓄電デバイス100を組み立てる際には、まず、電極群11が構成され、ケース10の容器本体12に挿入される。   The electricity storage device 100 includes a stacked electrode group 11, an electrolyte (not shown), and a rectangular aluminum case 10 that accommodates these. The case 10 includes a bottomed container body 12 having an upper opening and a lid 13 that closes the upper opening. When assembling the power storage device 100, first, the electrode group 11 is configured and inserted into the container body 12 of the case 10.

その後、容器本体12に非水電解質を注液し、電極群11を構成するセパレータ1、正極2および負極3の空隙に非水電解質を含浸させる工程が行われる。あるいは、非水電解質に電極群を含浸させ、その後、非水電解質を含んだ状態の電極群を容器本体12に収容してもよい。   Thereafter, a step of injecting a nonaqueous electrolyte into the container body 12 and impregnating the nonaqueous electrolyte into the gaps of the separator 1, the positive electrode 2 and the negative electrode 3 constituting the electrode group 11 is performed. Alternatively, the non-aqueous electrolyte may be impregnated with the electrode group, and then the electrode group including the non-aqueous electrolyte may be accommodated in the container body 12.

蓋部13の一方側寄りには、封口板13を貫通する外部正極端子(図示せず)が設けられ、封口板13の他方側寄りの位置には、封口板13を貫通する外部負極端子15が設けられている。各端子は、ケースと絶縁することが好ましい。封口板13の中央には、ケース10の内圧が上昇したときに内部で発生したガスを放出するための安全弁16が設けられている。   An external positive terminal (not shown) penetrating the sealing plate 13 is provided near one side of the lid 13, and an external negative terminal 15 penetrating the sealing plate 13 is positioned near the other side of the sealing plate 13. Is provided. Each terminal is preferably insulated from the case. In the center of the sealing plate 13, a safety valve 16 is provided for releasing the gas generated inside when the internal pressure of the case 10 rises.

積層型の電極群11は、いずれも矩形のシート状である、複数の正極2と複数の負極3およびこれらの間に介在する複数のセパレータ1により構成されている。図1では、セパレータ1は、正極2を包囲するように袋状に形成されているが、セパレータの形態は特に限定されない。複数の正極2と複数の負極3は、電極群11内で積層方向に交互に配置される。   The stacked electrode group 11 is composed of a plurality of positive electrodes 2, a plurality of negative electrodes 3, and a plurality of separators 1 interposed between them, each having a rectangular sheet shape. In FIG. 1, the separator 1 is formed in a bag shape so as to surround the positive electrode 2, but the form of the separator is not particularly limited. The plurality of positive electrodes 2 and the plurality of negative electrodes 3 are alternately arranged in the stacking direction in the electrode group 11.

各正極2の一端部には、正極リード片2cを形成してもよい。複数の正極2の正極リード片2cを束ねるとともに、ケース10の蓋部13に設けられた外部正極端子14に接続することにより、複数の正極2が並列に接続される。同様に、各負極3の一端部には、負極リード片3cを形成してもよい。複数の負極3の負極リード片3cを束ねるとともに、ケース10の蓋部13に設けられた外部負極端子15に接続することにより、複数の負極3が並列に接続される。正極リード片2cの束と負極リード片3cの束は、互いの接触を避けるように、電極群11の一端面の左右に、間隔を空けて配置することが望ましい。   A positive electrode lead piece 2 c may be formed at one end of each positive electrode 2. The plurality of positive electrodes 2 are connected in parallel by bundling the positive electrode lead pieces 2 c of the plurality of positive electrodes 2 and connecting them to the external positive terminal 14 provided on the lid portion 13 of the case 10. Similarly, a negative electrode lead piece 3 c may be formed at one end of each negative electrode 3. A plurality of negative electrodes 3 are connected in parallel by bundling the negative electrode lead pieces 3 c of the plurality of negative electrodes 3 and connecting them to the external negative terminal 15 provided on the lid portion 13 of the case 10. The bundle of the positive electrode lead pieces 2c and the bundle of the negative electrode lead pieces 3c are desirably arranged on the left and right sides of one end face of the electrode group 11 so as to avoid mutual contact.

外部正極端子14および外部負極端子15は、いずれも柱状であり、少なくとも外部に露出する部分が螺子溝を有する。各端子の螺子溝にはナット7が嵌められ、ナット7を回転することにより蓋部13に対してナット7が固定される。各端子のケース内部に収容される部分には、鍔部8が設けられており、ナット7の回転により、鍔部8が、蓋部13の内面に、ワッシャ9を介して固定される。   Both the external positive terminal 14 and the external negative terminal 15 are columnar, and at least a portion exposed to the outside has a screw groove. A nut 7 is fitted in the screw groove of each terminal, and the nut 7 is fixed to the lid portion 13 by rotating the nut 7. A flange portion 8 is provided in a portion of each terminal accommodated in the case, and the flange portion 8 is fixed to the inner surface of the lid portion 13 via a washer 9 by the rotation of the nut 7.

[充放電システム]
蓄電デバイスの充放電は、例えば、図4に示されるような充放電システムにより行うことができる。充放電システムは、蓄電デバイス100と、蓄電デバイス100の充電電流Iinを制御する充電制御装置(充電回路)101および蓄電デバイス100の放電電流Ioutを制御する放電制御装置(放電回路)102を備える制御部103と、を具備する。蓄電デバイス100は、外部負荷105の電源として使用される。充電制御装置101は、電源104から供給される充電電流Iinを設定する。また、充電制御装置101は、蓄電デバイスの充電終止電圧が5.0V以上となるよう制御する。本システムによれば、非水電解質が高い濃度でリチウムイオンを含有するため、高容量、高電圧の蓄電デバイスを得ることができる。また、高レート充放電、例えば2C以上(具体的には、2〜10C)で充電した場合においても、大きな容量を得ることができる。なお、レート「N」Cで充放電するとは、公称容量の電池を定格充放電して「1/N」時間で充放電が終了となる電流値で充放電する、ということである。
[Charging / Discharging System]
Charging / discharging of an electrical storage device can be performed by a charging / discharging system as shown in FIG. 4, for example. Discharge system includes power storage device 100, the charging current I in charge control device for controlling the discharge control device for controlling the discharge current I out of the (charging circuit) 101 and the power storage device 100 (discharging circuit) 102 of the electric storage device 100 And a control unit 103 provided. The power storage device 100 is used as a power source for the external load 105. The charging control device 101 sets a charging current I in supplied from the power source 104. Moreover, the charge control apparatus 101 controls the charge termination voltage of the power storage device to be 5.0 V or higher. According to this system, since the nonaqueous electrolyte contains lithium ions at a high concentration, a high-capacity, high-voltage electricity storage device can be obtained. Moreover, a large capacity can be obtained even when charging at high rate charge / discharge, for example, at 2C or higher (specifically, 2 to 10C). Note that charging / discharging at the rate “N” C means charging / discharging a battery having a nominal capacity at a current value at which charging / discharging is completed in “1 / N” time after rated charging / discharging.

[付記]
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
正極活物質および前記正極活物質を保持する正極集電体を有する正極、
負極活物質および前記負極活物質を保持する負極集電体を有する負極、および、
前記正極と前記負極との間に介在するセパレータ、を具備する電極群と、
リチウムイオン伝導性を有する非水電解質と、
前記電極群および前記非水電解質を収容するケースと、を含み、
前記非水電解質が、リチウムイオンと第一アニオンとの第一塩および有機カチオンと第二アニオンとの第二塩を含むイオン液体を含み、
前記正極活物質が、前記第一アニオンおよび/または前記第二アニオンを吸蔵および放出することのできる材料を含み、
前記負極活物質が、前記リチウムイオンを可逆的に担持することのできる材料を含み、
放電状態において、前記非水電解質中に含まれるカチオンに占める前記リチウムイオンの割合が、20モル%以上である、蓄電デバイス。
これにより、高電圧、高容量であり、レート特性に優れた蓄電デバイスを得ることができる。
[Appendix]
Regarding the above embodiment, the following additional notes are disclosed.
A positive electrode having a positive electrode active material and a positive electrode current collector holding the positive electrode active material;
A negative electrode having a negative electrode active material and a negative electrode current collector holding the negative electrode active material; and
An electrode group comprising a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode;
A non-aqueous electrolyte having lithium ion conductivity;
Containing the electrode group and the non-aqueous electrolyte, and
The non-aqueous electrolyte comprises an ionic liquid comprising a first salt of lithium ions and a first anion and a second salt of an organic cation and a second anion;
The positive electrode active material includes a material capable of occluding and releasing the first anion and / or the second anion,
The negative electrode active material includes a material capable of reversibly supporting the lithium ions,
The electrical storage device whose ratio of the said lithium ion to the cation contained in the said nonaqueous electrolyte is 20 mol% or more in a discharge state.
Thereby, an electricity storage device having a high voltage and a high capacity and excellent rate characteristics can be obtained.

[実施例]
次に、実施例に基づいて、本発明をより具体的に説明する。ただし、以下の実施例は、本発明を限定するものではない。
[Example]
Next, based on an Example, this invention is demonstrated more concretely. However, the following examples do not limit the present invention.

《実施例1》
下記の手順でデュアルイオン電池を作製した。
(1)正極の作製
(a)正極集電体の作製
熱硬化性ポリウレタンの発泡体(気孔率:95体積%、表面1インチ(=2.54cm)長さ当たりの空孔(セル)数:約50個、縦100mm×横30mm×厚み1.1mm)を準備した。
Example 1
A dual ion battery was prepared according to the following procedure.
(1) Production of positive electrode (a) Production of positive electrode current collector Thermosetting polyurethane foam (porosity: 95 vol%, surface 1 inch (= 2.54 cm) Number of pores (cells) per length: About 50, 100 mm long × 30 mm wide × 1.1 mm thick) were prepared.

発泡体を、黒鉛、カーボンブラック(平均粒径0.5μm)、樹脂結着剤、浸透剤、および消泡剤を含む導電性懸濁液の中に浸漬した後、乾燥することにより、発泡体の表面に導電性層を形成した。なお、懸濁液中の黒鉛およびカーボンブラックの含有量は合計で25質量%であった。   The foam is immersed in a conductive suspension containing graphite, carbon black (average particle size 0.5 μm), a resin binder, a penetrating agent, and an antifoaming agent, and then dried. A conductive layer was formed on the surface. The total content of graphite and carbon black in the suspension was 25% by mass.

表面に導電性層を形成した発泡体を、溶融塩アルミニウムメッキ浴中に浸漬して、電流密度3.6A/dm2の直流電流を90分間印加することにより、アルミニウム層を形成した。なお、発泡体の見掛け面積当たりのアルミニウム層の質量は、150g/m2であった。溶融塩アルミニウムメッキ浴は、33mol%の1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロライドおよび67mol%の塩化アルミニウムを含み、温度は、40℃であった。 The foam having the conductive layer formed on the surface was immersed in a molten salt aluminum plating bath, and a direct current having a current density of 3.6 A / dm 2 was applied for 90 minutes to form an aluminum layer. The mass of the aluminum layer per apparent area of the foam was 150 g / m 2 . The molten salt aluminum plating bath contained 33 mol% 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride and 67 mol% aluminum chloride, and the temperature was 40 ° C.

表面にアルミニウム層が形成された発泡体を、500℃の塩化リチウム−塩化カリウム共晶溶融塩中に浸漬し、−1Vの負電位を30分間印加することにより、発泡体を分解させた。得られたアルミニウム製の多孔体を、溶融塩から取り出して冷却し、水洗し、乾燥させることにより正極集電体を得た。得られた正極集電体は、発泡体の空孔形状を反映した、空孔が互いに連通した三次元網目状の多孔構造を有し、気孔率は95%であり、平均空孔径は550μmであり、BET法による比表面積(BET比表面積)は、350cm2/gであり、厚みは1100μmであった。また、三次元網目状のアルミニウム製の骨格は、発泡体の除去により形成された空洞を内部に有していた。このようにして正極集電体を得た。 The foam with the aluminum layer formed on the surface was immersed in a lithium chloride-potassium chloride eutectic molten salt at 500 ° C., and a negative potential of −1 V was applied for 30 minutes to decompose the foam. The obtained aluminum porous body was taken out from the molten salt, cooled, washed with water, and dried to obtain a positive electrode current collector. The obtained positive electrode current collector has a three-dimensional network-like porous structure in which the pores communicate with each other, reflecting the pore shape of the foam, has a porosity of 95%, and an average pore diameter of 550 μm. Yes, the BET specific surface area (BET specific surface area) was 350 cm 2 / g, and the thickness was 1100 μm. In addition, the three-dimensional network-like aluminum skeleton had inside it a cavity formed by removing the foam. In this way, a positive electrode current collector was obtained.

(b)正極の作製
平均粒径約3μmの黒鉛粉末(正極活物質)90質量部およびPVDF(結着剤)10質量部を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて、正極スラリーを調製した。得られた正極合剤スラリーを、上記工程(a)で得られた集電体に充填し、100℃にて30分乾燥した。乾燥物を、一対のロールを用いて圧延し、厚み500μmの正極を作製した。
(B) Production of positive electrode 90 parts by mass of graphite powder (positive electrode active material) having an average particle diameter of about 3 μm and 10 parts by mass of PVDF (binder) were dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to produce a positive electrode A slurry was prepared. The obtained positive electrode mixture slurry was filled in the current collector obtained in the step (a) and dried at 100 ° C. for 30 minutes. The dried product was rolled using a pair of rolls to produce a positive electrode having a thickness of 500 μm.

(2)負極の作製
(a)負極集電体の作製
正極と同様の手法により、表面に導電性層を形成した発泡体をワークとして、硫酸銅メッキ浴中に浸漬して、陰極電流密度2A/dm2の直流電流を印加することにより、表面にCu層を形成した。なお、発泡体の見掛け面積当たりの銅層の質量は、300g/m2であった。硫酸銅メッキ浴は、250g/Lの硫酸銅、50g/Lの硫酸、および30g/Lの塩化銅を含み、温度は、30℃であった。
(2) Production of negative electrode (a) Production of negative electrode current collector By using the same method as for the positive electrode, a foam having a conductive layer formed on the surface was immersed in a copper sulfate plating bath as a work piece to obtain a cathode current density of 2A. A Cu layer was formed on the surface by applying a direct current of / dm 2 . The mass of the copper layer per apparent area of the foam was 300 g / m 2 . The copper sulfate plating bath contained 250 g / L copper sulfate, 50 g / L sulfuric acid, and 30 g / L copper chloride, and the temperature was 30 ° C.

表面にCu層が形成された発泡体を、大気雰囲気下、700℃で熱処理することにより、発泡体を分解させ、次いで、水素雰囲気下で焼成することにより表面に形成された酸化被膜を除去することにより、銅製の多孔体(負極集電体)を得た。得られた負極集電体は、発泡体の空孔形状を反映した、空孔が互いに連通した三次元網目状の多孔構造を有し、気孔率は97%であり、平均空孔径は550μmであり、BET比表面積は200cm2/gであり、厚みは1100μmであった。また、三次元網目状の銅製の骨格は、発泡体の除去により形成された空洞を内部に有していた。 The foam with the Cu layer formed on the surface is heat-treated at 700 ° C. in an air atmosphere to decompose the foam, and then fired in a hydrogen atmosphere to remove the oxide film formed on the surface. As a result, a copper porous body (negative electrode current collector) was obtained. The obtained negative electrode current collector has a three-dimensional network-like porous structure in which pores communicate with each other, reflecting the pore shape of the foam, has a porosity of 97%, and an average pore diameter of 550 μm. Yes, the BET specific surface area was 200 cm 2 / g, and the thickness was 1100 μm. In addition, the three-dimensional network copper skeleton had inside it a cavity formed by removing the foam.

(b)負極の作製
平均粒径約3μmの黒鉛粉末90質量部およびPVDF(結着剤)10質量部を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて、負極スラリーを調製した。
得られた負極合剤スラリーを、上記工程(a)で得られた集電体に充填し、100℃にて30分乾燥した。乾燥物を、一対のロールを用いて圧延し、厚み400μmの負極を作製した。
(B) Production of Negative Electrode 90 parts by mass of graphite powder having an average particle diameter of about 3 μm and 10 parts by mass of PVDF (binder) were dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a negative electrode slurry.
The obtained negative electrode mixture slurry was filled in the current collector obtained in the step (a) and dried at 100 ° C. for 30 minutes. The dried product was rolled using a pair of rolls to produce a negative electrode having a thickness of 400 μm.

(3)非水電解質の調整
全カチオンに占めるリチウムイオン濃度が20モル%となるように、Li・FSAと、P13・FSAとを混合し、非水電解質を調製した。
(3) Adjustment of nonaqueous electrolyte Li * FSA and P13 * FSA were mixed so that the lithium ion density | concentration to all the cations might be 20 mol%, and the nonaqueous electrolyte was prepared.

(4)セパレータの準備
厚さ50μmのポリオレフィン製微多孔膜のセパレータ(平均細孔径0.1μm、空隙率70%)を、サイズ110×110mmに裁断し、22枚のセパレータを準備した。
(4) Preparation of Separator A polyolefin microporous membrane separator having a thickness of 50 μm (average pore diameter 0.1 μm, porosity 70%) was cut into a size of 110 × 110 mm to prepare 22 separators.

(5)リチウムイオン二次電池の作製
上記(1)で得られた正極を、サイズ100×100mmの矩形に裁断し、10枚の正極を準備した。ただし、正極の一辺の一方側端部には、集電用のリード片を形成した。また、上記(2)で得られた負極を、サイズ105×105mmの矩形に裁断し、11枚の負極を準備した。ただし、負極の一辺の一方側端部には、集電用のリード片を形成した。
(5) Production of Lithium Ion Secondary Battery The positive electrode obtained in the above (1) was cut into a rectangle of size 100 × 100 mm to prepare 10 positive electrodes. However, a lead piece for current collection was formed at one end of one side of the positive electrode. Further, the negative electrode obtained in the above (2) was cut into a rectangle of size 105 × 105 mm to prepare 11 negative electrodes. However, a current collecting lead piece was formed at one end of one side of the negative electrode.

次いで、正極、負極およびセパレータを、0.3Paの減圧下で、90℃以上で加熱して十分に乾燥させた。その後、正極と負極との間に、セパレータを介在させて、正極リード片同士および負極リード片同士が重なり、かつ正極リード片の束と負極リード片の束とが左右対象な位置に配置されるように積層し、電極群を作製した。その後、電極群の両端部の外側にも同じセパレータを配置した。得られた積層体を非水電解質とともに、角型のアルミニウム製のケース(内寸:110mm×110mm×10.5mm)に収容し、公称容量1.8Ahのデュアルイオン電池Aを完成させた。   Next, the positive electrode, the negative electrode, and the separator were sufficiently dried by heating at 90 ° C. or higher under a reduced pressure of 0.3 Pa. Thereafter, a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode, the positive electrode lead pieces and the negative electrode lead pieces overlap each other, and the bundle of the positive electrode lead pieces and the bundle of the negative electrode lead pieces are arranged at the left and right target positions. Thus, an electrode group was prepared. Then, the same separator was also arranged outside both ends of the electrode group. The obtained laminate was housed in a rectangular aluminum case (inner dimensions: 110 mm × 110 mm × 10.5 mm) together with a non-aqueous electrolyte to complete a dual ion battery A having a nominal capacity of 1.8 Ah.

《実施例2》
以下のようにして作製した正極および負極を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、デュアルイオン電池Bを作製した。
Example 2
A dual ion battery B was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode and the negative electrode produced as described below were used.

(正極の作製)
平均粒径約3μmの黒鉛粉末(正極活物質)90質量部およびPVDF(結着剤)10質量部を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて、正極ペーストを調製した。得られた正極ペーストを、厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に塗布し、十分に乾燥させ、圧延して、両面に厚さ50μmの正極合剤層を有する総厚120μmの正極を作製した。得られた正極を、サイズ100×100mmの矩形に裁断し、10枚の正極を準備した。
(Preparation of positive electrode)
90 parts by mass of graphite powder (positive electrode active material) having an average particle size of about 3 μm and 10 parts by mass of PVDF (binder) were dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a positive electrode paste. The obtained positive electrode paste was applied to both surfaces of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, sufficiently dried, and rolled to prepare a positive electrode having a total thickness of 120 μm having a positive electrode mixture layer having a thickness of 50 μm on both surfaces. The obtained positive electrode was cut into a rectangle of size 100 × 100 mm to prepare 10 positive electrodes.

(負極の作製)
平均粒径約3μmの黒鉛粉末90質量部およびPVDF(結着剤)10質量部を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて、負極ペーストを調製した。得られた負極ペーストを、厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に塗布し、十分に乾燥させ、圧延して、両面に厚さ40μmの負極合剤層を有する総厚100μmの負極を作製した。得られた負極を、サイズ105×105mmの矩形に裁断し、11枚の負極を準備した。なお、11枚中の2枚の負極は、片面のみに負極活物質層を有する電極とした。
(Preparation of negative electrode)
A negative electrode paste was prepared by dispersing 90 parts by mass of graphite powder having an average particle size of about 3 μm and 10 parts by mass of PVDF (binder) in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). The obtained negative electrode paste was applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, sufficiently dried, and rolled to produce a negative electrode having a total thickness of 100 μm having a negative electrode mixture layer having a thickness of 40 μm on both sides. The obtained negative electrode was cut into a rectangle having a size of 105 × 105 mm to prepare 11 negative electrodes. Note that two of the 11 negative electrodes were electrodes having a negative electrode active material layer only on one side.

《実施例3》
全カチオンに占めるリチウムイオン濃度が50モル%となるようにLi・FSAとP13・FSAとを混合した電解質を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、デュアルイオン電池Cを作製した。
Example 3
A dual ion battery C was produced in the same manner as in Example 1 except that an electrolyte in which Li · FSA and P13 · FSA were mixed so that the lithium ion concentration in all cations was 50 mol% was used.

《比較例1》
電解質として、EC(50質量%)とDEC(50質量%)とからなる溶媒に、Li・FSAをリチウムイオン濃度が1モル/Lとなるように配合したこと以外は、実施例2と同様にして、デュアルイオン電池Dを作製した。
<< Comparative Example 1 >>
Except that Li · FSA was blended in a solvent composed of EC (50% by mass) and DEC (50% by mass) as an electrolyte so that the lithium ion concentration would be 1 mol / L, the same as in Example 2. Thus, a dual ion battery D was produced.

《比較例2》
LiPF6をリチウムイオン濃度が2.5モル/Lとなるように配合したこと以外は、実施例2と同様にして、デュアルイオン電池Eを作製した。
<< Comparative Example 2 >>
A dual ion battery E was produced in the same manner as in Example 2 except that LiPF 6 was blended so that the lithium ion concentration was 2.5 mol / L.

《比較例3》
全カチオンに占めるリチウムイオン濃度が10モル%となるように、Li・FSAとP13・FSAとを混合して電解質を調製したこと以外は、実施例2と同様にして、デュアルイオン電池Fを作製した。
<< Comparative Example 3 >>
A dual ion battery F was produced in the same manner as in Example 2 except that the electrolyte was prepared by mixing Li · FSA and P13 · FSA so that the lithium ion concentration in all cations was 10 mol%. did.

[評価1]
各デュアルイオン電池A〜Fを恒温室内で、60℃になるまで加熱し、温度が安定した状態で、以下の(1)および(2)の条件を1サイクルとして充放電を行った。各デュアルイオン電池の放電容量を、それぞれ表1に示す。
[Evaluation 1]
Each of the dual ion batteries A to F was heated in a temperature-controlled room until reaching 60 ° C., and charging and discharging were performed with the following conditions (1) and (2) as one cycle in a state where the temperature was stable. Table 1 shows the discharge capacity of each dual ion battery.

(1)充電電流0.5Cで、充電終止電圧5.0Vまで充電
(2)放電電流0.5Cで、放電終止電圧2.5Vまで放電
(1) Charging to 0.5V with a charging current of 0.5C (2) Discharging to 0.5V with a discharging current of 0.5C

また、放電電流を5C、10Cとして、評価1と同様に評価した。結果を併せて表1に示す。   Moreover, it evaluated similarly to the evaluation 1 by setting discharge current to 5C and 10C. The results are also shown in Table 1.

Figure 2015153700
Figure 2015153700

電池A〜Cでは、高レートでの放電の場合にも、大きな放電容量が得られた。特に、集電体として金属多孔体を用いた電池AおよびCは、優れた放電容量を示した。   In the batteries A to C, a large discharge capacity was obtained even when discharging at a high rate. In particular, the batteries A and C using a metal porous body as a current collector showed excellent discharge capacity.

本発明に係る蓄電デバイスは、高レート充放電におけるレート特性に優れ、また、高電圧であることから、様々な用途の電源として有用である。   The electricity storage device according to the present invention is excellent as a rate characteristic in high rate charge / discharge and has a high voltage, so that it is useful as a power source for various applications.

1:セパレータ、2:正極、2c:正極リード片、3:負極、3c:負極リード片、7:ナット、8:鍔部、9:ワッシャ、10:ケース、11:電極群、12:容器本体、13:蓋部、14:外部正極端子、15:外部負極端子、16:安全弁、100:蓄電デバイス、102:充電制御装置、103:放電制御装置、103:制御部、104:電源装置、105:外部負荷   1: separator, 2: positive electrode, 2c: positive electrode lead piece, 3: negative electrode, 3c: negative electrode lead piece, 7: nut, 8: collar, 9: washer, 10: case, 11: electrode group, 12: container body , 13: lid, 14: external positive terminal, 15: external negative terminal, 16: safety valve, 100: power storage device, 102: charge control device, 103: discharge control device, 103: control unit, 104: power supply device, 105 : External load

第4級アンモニウムカチオンとしては、例えば、テトラメチルアンモニウムカチオン、エチルトリメチルアンモニウムカチオン、ヘキシルトリメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン(TEA+:tetraethylammonium cation)、トリエチルメチルアンモニウムカチオン(TEMA+ :triethylmethylammonium cation)などのテトラアルキルアンモニウムカチオン(テトラC1-10アルキルアンモニウムカチオンなど)などが例示できる。 The quaternary ammonium cations such as tetramethyl ammonium cation, trimethyl ammonium cation, hexyl trimethyl ammonium cation, tetraethylammonium cation (TEA +: tetraethylammonium cation), preparative Riechiru methyl ammonium cation (TEMA +: t riethyl methyl ammonium cation And tetraalkylammonium cations (such as tetra-C 1-10 alkylammonium cations).

ピロリジン骨格を有する有機カチオンの具体例としては、1,1−ジメチルピロリジニウムカチオン、1,1−ジエチルピロリジニウムカチオン、1−エチル−1−メチルピロリジニウムカチオン、1−メチル−1−プロピルピロリジニウムカチオン(P13+:1-methyl-1-propylpyrrolidinium cation)、1−メチル−1−ブチルピロリジニウムカチオン(MBPY+:1-methyl-1-butylpyrrolidinium cation)、1−エチル−1−プロピルピロリジニウムカチオンなどが挙げられる。これらのうちでは、特に電気化学的安定性が高いことから、P13+、MBPY+などの、メチル基と、炭素数2〜4のアルキル基とを有するピロリジニウムカチオンが好ましい。 Specific examples of the organic cation having a pyrrolidine skeleton include 1,1-dimethylpyrrolidinium cation, 1,1-diethylpyrrolidinium cation, 1-ethyl-1-methylpyrrolidinium cation, 1-methyl-1- propyl pyrrolidinium cation (P13 +: 1-methyl- 1-propylpyrrolidinium cation), 1- methyl-1-butyl pyrrolidinium cation (MBPY +: 1- methyl -1- butyl pyrrolidinium cation), 1- ethyl -1 -Propylpyrrolidinium cation and the like. Of these, pyrrolidinium cations having a methyl group and an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, such as P13 + and MBPY +, are preferable because of particularly high electrochemical stability.

[充放電システム]
蓄電デバイスの充放電は、例えば、図4に示されるような充放電システムにより行うことができる。充放電システムは、蓄電デバイス100と、蓄電デバイス100の充電電流Iinを制御する充電制御装置(充電回路)01および蓄電デバイス100の放電電流Ioutを制御する放電制御装置(放電回路)02を備える制御部03と、を具備する。
蓄電デバイス100は、外部負荷05の電源として使用される。充電制御装置01は、電源装置204から供給される充電電流Iinを設定する。また、充電制御装置01は、蓄電デバイスの充電終止電圧が5.0V以上となるよう制御する。本システムによれば、非水電解質が高い濃度でリチウムイオンを含有するため、高容量、高電圧の蓄電デバイスを得ることができる。また、高レート充放電、例えば2C以上(具体的には、2〜10C)で充電した場合においても、大きな容量を得ることができる。なお、レート「N」Cで充放電するとは、公称容量の電池を定格充放電して「1/N」時間で充放電が終了となる電流値で充放電する、ということである。
[Charging / Discharging System]
Charging / discharging of an electrical storage device can be performed by a charging / discharging system as shown in FIG. 4, for example. The charge / discharge system includes a power storage device 100, a charge control device (charging circuit) 200 that controls the charging current I in of the power storage device 100, and a discharge control device (discharge circuit) 2 that controls the discharge current I out of the power storage device 100. 02 and the control unit 2 03 with a, comprises a.
Electricity storage device 100 is used as the power supply of the external load 2 05. Charging control device 2 01 sets the charging current I in supplied from the power supply 2 04. The charging control unit 2 01 is controlled so that the charge voltage of the electric storage device becomes equal to or greater than 5.0V. According to this system, since the nonaqueous electrolyte contains lithium ions at a high concentration, a high-capacity, high-voltage electricity storage device can be obtained. Moreover, a large capacity can be obtained even when charging at high rate charge / discharge, for example, at 2C or higher (specifically, 2 to 10C). Note that charging / discharging at the rate “N” C means charging / discharging a battery having a nominal capacity at a current value at which charging / discharging is completed in “1 / N” time after rated charging / discharging.

1:セパレータ、2:正極、2c:正極リード片、3:負極、3c:負極リード片、7:ナット、8:鍔部、9:ワッシャ、10:ケース、11:電極群、12:容器本体、13:蓋部、14:外部正極端子、15:外部負極端子、16:安全弁、100:蓄電デバイス、101:空孔、102:金属製骨格、102a:空洞、103:開口、104:正極合剤、201:充電制御装置(充電回路):放電制御装置(放電回路)03:制御部、04:電源装置、05:外部負荷 1: separator, 2: positive electrode, 2c: positive electrode lead piece, 3: negative electrode, 3c: negative electrode lead piece, 7: nut, 8: collar, 9: washer, 10: case, 11: electrode group, 12: container body , 13: Lid, 14: External positive terminal, 15: External negative terminal, 16: Safety valve, 100: Power storage device, 101: Hole, 102: Metal frame, 102a: Cavity, 103: Opening, 104: Positive electrode combination agent, 201: charging control device (charging circuit), 2 0 2: discharge control device (discharge circuit), 2 03: control unit, 2 04: power supplies, 2 05: external load

Claims (6)

正極活物質および前記正極活物質を保持する正極集電体を有する正極、
負極活物質および前記負極活物質を保持する負極集電体を有する負極、および、
前記正極と前記負極との間に介在するセパレータ、を具備する電極群と、
リチウムイオン伝導性を有する非水電解質と、
前記電極群および前記非水電解質を収容するケースと、を含み、
前記非水電解質が、リチウムイオンと第一アニオンとの第一塩を含むイオン液体を含み、
前記正極活物質が、前記第一アニオンを吸蔵および放出することのできる材料を含み、
前記負極活物質が、前記リチウムイオンを可逆的に担持することのできる材料を含み、
放電状態において、前記非水電解質中に含まれるカチオンに占める前記リチウムイオンの割合が、20モル%以上である、蓄電デバイス。
A positive electrode having a positive electrode active material and a positive electrode current collector holding the positive electrode active material;
A negative electrode having a negative electrode active material and a negative electrode current collector holding the negative electrode active material; and
An electrode group comprising a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode;
A non-aqueous electrolyte having lithium ion conductivity;
Containing the electrode group and the non-aqueous electrolyte, and
The non-aqueous electrolyte includes an ionic liquid containing a first salt of lithium ions and a first anion;
The positive electrode active material includes a material that can occlude and release the first anion,
The negative electrode active material includes a material capable of reversibly supporting the lithium ions,
The electrical storage device whose ratio of the said lithium ion to the cation contained in the said nonaqueous electrolyte is 20 mol% or more in a discharge state.
前記非水電解質における前記イオン液体の含有量が、80質量%以上である、請求項1に記載の蓄電デバイス。   The electricity storage device according to claim 1, wherein the content of the ionic liquid in the nonaqueous electrolyte is 80% by mass or more. 前記イオン液体が、さらに、有機カチオンと第二アニオンとの第二塩を含み、
前記第一アニオンおよび前記第二アニオンが、それぞれ独立に多原子アニオンである、請求項1または2に記載の蓄電デバイス。
The ionic liquid further comprises a second salt of an organic cation and a second anion;
The electricity storage device according to claim 1 or 2, wherein the first anion and the second anion are each independently a polyatomic anion.
前記正極活物質が、黒鉛構造を有する炭素材料を含み、
前記第一アニオンおよび第二アニオンが、いずれもビス(フルオロスルホニル)アミドアニオンを含む、請求項3に記載の蓄電デバイス。
The positive electrode active material includes a carbon material having a graphite structure,
The electricity storage device according to claim 3, wherein each of the first anion and the second anion includes a bis (fluorosulfonyl) amide anion.
前記正極集電体が、三次元網目状の構造を有する第一金属多孔体であり、
前記負極集電体が、三次元網目状の構造を有する第二金属多孔体である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の蓄電デバイス。
The positive electrode current collector is a first metal porous body having a three-dimensional network structure;
The electricity storage device according to any one of claims 1 to 4, wherein the negative electrode current collector is a second metal porous body having a three-dimensional network structure.
請求項1に記載の蓄電デバイスと、
前記蓄電デバイスの充電電流Iinを制御する充電制御装置と、
前記蓄電デバイスの放電電流Ioutを制御する放電制御装置と、を具備し、
前記充電制御装置は、前記蓄電デバイスの充電終止電圧が5.0V以上となるよう制御する、充放電システム。
The electricity storage device according to claim 1;
A charge control device for controlling a charge current I in of the power storage device;
A discharge control device for controlling the discharge current I out of the electricity storage device,
The charge control device is a charge / discharge system that controls a charge end voltage of the power storage device to be 5.0 V or more.
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