JP2023102080A - Nonaqueous electrolyte storage element, equipment, and use of nonaqueous electrolyte storage element - Google Patents

Nonaqueous electrolyte storage element, equipment, and use of nonaqueous electrolyte storage element Download PDF

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Mitsuoki Okamura
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Yoshito Takagi
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Abstract

To provide a nonaqueous electrolyte storage element high in capacity maintenance ratio after a discharge/charge cycle.SOLUTION: A nonaqueous electrolyte storage element comprises: a positive electrode in which a positive electrode potential for a discharge final voltage in ordinary use is less than 3.69 Vvs.Li/Li+ and which contains a lithium transition metal composite oxide including a nickel element; a nonaqueous electrolyte; and a separator in which membrane resistance at 25°C in the state of being impregnated with the nonaqueous electrolyte is 2.5 Ω cm2 or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、非水電解液蓄電素子、機器及び非水電解液蓄電素子の使用方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-aqueous electrolyte storage element, an apparatus, and a method of using the non-aqueous electrolyte storage element.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。非水電解液二次電池は、一般的には、セパレータで電気的に隔離された一対の電極と、この電極間に介在する非水電解液とを有し、両電極間で電荷輸送イオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。また、非水電解液二次電池以外の非水電解液蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等のキャパシタも広く普及している。 Non-aqueous electrolyte secondary batteries, typified by lithium-ion secondary batteries, are widely used in electronic devices such as personal computers, communication terminals, and automobiles because of their high energy density. A non-aqueous electrolyte secondary battery generally has a pair of electrodes electrically isolated by a separator and a non-aqueous electrolyte interposed between the electrodes, and is configured to charge and discharge by transferring charge transport ions between the electrodes. Capacitors such as lithium ion capacitors and electric double layer capacitors are also widely used as non-aqueous electrolyte storage elements other than non-aqueous electrolyte secondary batteries.

非水電解液蓄電素子の正極活物質としては、リチウム遷移金属複合酸化物等が公知である。特許文献1には、Li1.02Ni0.82Co0.15Al0.03で表される、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として用いられた非水電解液二次電池が記載されている。 Lithium-transition metal composite oxides and the like are known as positive electrode active materials for non-aqueous electrolyte storage elements. Patent Literature 1 describes a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a nickel-containing lithium transition metal composite oxide represented by Li 1.02 Ni 0.82 Co 0.15 Al 0.03 O 2 is used as a positive electrode active material.

特開2017-107827号公報JP 2017-107827 A

正極活物質であるニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物は、放電容量が大きい等の利点を有する。また、非水電解液蓄電素子において放電容量を大きくするためには、リチウムイオン等の電荷輸送イオンが可能な限り多く正極活物質に取り込まれるまで放電するように、放電終止電圧を低く設定することが考えられる。しかし、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極を備える非水電解液蓄電素子において、放電終止電圧を低く設定し、放電終止時の正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るような充放電を繰り返した場合、放電容量の低下が顕著に生じる場合がある。 A lithium-transition metal composite oxide containing a nickel element, which is a positive electrode active material, has advantages such as a large discharge capacity. In addition, in order to increase the discharge capacity of the non-aqueous electrolyte storage device, it is conceivable to set the discharge end voltage low so that the charge transport ions such as lithium ions are discharged to the positive electrode active material as much as possible. However, in a non-aqueous electrolyte storage element having a positive electrode containing a lithium-transition metal composite oxide containing nickel, the final discharge voltage is set low, and the positive electrode potential at the end of discharge is 3.69 V vs. When charging/discharging is repeated to reach less than Li/Li + , the discharge capacity may significantly decrease.

本発明の目的は、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極を備え、通常使用時の放電終止電圧における正極電位が3.69V vs.Li/Li未満である非水電解液蓄電素子であって、充放電サイクル後の容量維持率が高い非水電解液蓄電素子、並びにこのような非水電解液蓄電素子を備える機器及びこのような非水電解液蓄電素子の使用方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a positive electrode containing a lithium-transition metal composite oxide containing nickel element, wherein the positive electrode potential at the discharge end voltage during normal use is 3.69 V vs. An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte storage element having a Li/Li + less than a non-aqueous electrolyte storage element and having a high capacity retention rate after charge-discharge cycles, an apparatus equipped with such a non-aqueous electrolyte storage element, and a method of using such a non-aqueous electrolyte storage element.

本発明の一側面に係る非水電解液蓄電素子は、通常使用時の放電終止電圧における正極電位が3.69V vs.Li/Li未満であり、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極と、非水電解液と、上記非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータとを備える。 In the non-aqueous electrolyte storage element according to one aspect of the present invention, the positive electrode potential at the discharge end voltage during normal use is 3.69 V vs. A positive electrode containing a lithium transition metal composite oxide having a ratio of less than Li/Li + and containing a nickel element, a non-aqueous electrolyte, and a separator having a membrane resistance at 25° C. of 2.5 Ω·cm or more when impregnated with the non-aqueous electrolyte.

本発明の他の一側面に係る機器は、非水電解液蓄電素子と充放電制御装置とを備え、上記非水電解液蓄電素子は、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極と、非水電解液と、上記非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータとを備え、上記充放電制御装置は、上記非水電解液蓄電素子に対し、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで放電するように構成されている。 A device according to another aspect of the present invention includes a non-aqueous electrolyte storage element and a charge/discharge control device, wherein the non-aqueous electrolyte storage element includes a positive electrode containing a lithium transition metal composite oxide containing nickel, a non-aqueous electrolyte, and a separator having a membrane resistance of 2.5 Ω·cm 2 or more at 25°C when impregnated with the non-aqueous electrolyte. It is configured to discharge to less than Li/Li + .

本発明の他の一側面に係る非水電解液蓄電素子の使用方法は、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極と、非水電解液と、上記非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータとを備える非水電解液蓄電素子に対し、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで放電することを備える。 A method of using a non-aqueous electrolyte storage element according to another aspect of the present invention is such that a positive electrode potential of a non-aqueous electrolyte storage element is 3.69 V vs. 3.69 V vs. a non-aqueous electrolyte storage element including a positive electrode containing a lithium transition metal composite oxide containing nickel, a non-aqueous electrolyte, and a separator having a membrane resistance of 2.5 Ω·cm 2 or more at 25° C. when impregnated with the non-aqueous electrolyte. Discharging to less than Li/Li + is provided.

本発明の一側面によれば、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極を備え、通常使用時の放電終止電圧における正極電位が3.69V vs.Li/Li未満である非水電解液蓄電素子であって、充放電サイクル後の容量維持率が高い非水電解液蓄電素子、並びにこのような非水電解液蓄電素子を備える機器及びこのような非水電解液蓄電素子の使用方法を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, the positive electrode includes a lithium-transition metal composite oxide containing nickel element, and the positive electrode potential at the discharge end voltage during normal use is 3.69 V vs. It is possible to provide a non-aqueous electrolyte storage element having a ratio of less than Li/Li + and having a high capacity retention rate after charge-discharge cycles, an apparatus equipped with such a non-aqueous electrolyte storage element, and a method of using such a non-aqueous electrolyte storage element.

図1は、非水電解液蓄電素子の一実施形態を示す透視斜視図である。FIG. 1 is a see-through perspective view showing an embodiment of a non-aqueous electrolyte storage element. 図2は、非水電解液蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置の一実施形態を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of a power storage device configured by assembling a plurality of non-aqueous electrolyte power storage elements.

初めに、本明細書によって開示される非水電解液蓄電素子、機器及び非水電解液蓄電素子の使用方法の概要について説明する。 First, an overview of the non-aqueous electrolyte storage element, equipment, and method of using the non-aqueous electrolyte storage element disclosed by the present specification will be described.

本発明の一側面に係る非水電解液蓄電素子は、通常使用時の放電終止電圧における正極電位が3.69V vs.Li/Li未満であり、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極と、非水電解液と、上記非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータとを備える。 In the non-aqueous electrolyte storage element according to one aspect of the present invention, the positive electrode potential at the discharge end voltage during normal use is 3.69 V vs. A positive electrode containing a lithium transition metal composite oxide having a ratio of less than Li/Li + and containing a nickel element, a non-aqueous electrolyte, and a separator having a membrane resistance at 25° C. of 2.5 Ω·cm or more when impregnated with the non-aqueous electrolyte.

当該非水電解液蓄電素子は、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極を備え、通常使用時の放電終止電圧における正極電位が3.69V vs.Li/Li未満である非水電解液蓄電素子であって、充放電サイクル後の容量維持率が高い。この理由は定かではないが、以下の理由が推測される。通常、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質に用いられた非水電解液蓄電素子においては、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで深く放電した場合、リチウム遷移金属複合酸化物の一次粒子間の隙間が広がり、二次粒子の内部まで非水電解液が浸透する。この結果、リチウム遷移金属複合酸化物の二次粒子の割れ及び一次粒子表面の劣化層の成長が生じ易くなり、充放電サイクルに伴って放電容量が低下していく。特に、非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が低いセパレータが用いられている場合、リチウム遷移金属複合酸化物がより深く放電され易くなる。このような場合、二次粒子の内部まで非水電解液が浸透し易くなり、二次粒子の割れ及び一次粒子表面の劣化層の成長がより生じ易くなるため、充放電サイクル後の容量維持率の低下が顕著に生じる。これに対し本発明の一側面に係る非水電解液蓄電素子によれば、非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上である、高抵抗のセパレータが用いられているため、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで放電した場合もリチウム遷移金属複合酸化物が深く放電され過ぎることが抑制されるため、二次粒子の割れが抑制され、充放電サイクル後の容量維持率が高まると推測される。 The non-aqueous electrolyte storage element includes a positive electrode containing a lithium transition metal composite oxide containing nickel element, and the positive electrode potential at the discharge end voltage during normal use is 3.69 V vs. A non-aqueous electrolyte energy storage device having a ratio of less than Li/Li + and having a high capacity retention rate after charge-discharge cycles. Although the reason for this is not clear, the following reasons are presumed. Generally, in a non-aqueous electrolyte storage element in which a lithium-transition metal composite oxide containing nickel element is used as a positive electrode active material, the positive electrode potential is 3.69 V vs. When the battery is deeply discharged to less than Li/Li + , the gaps between the primary particles of the lithium-transition metal composite oxide widen, and the non-aqueous electrolyte penetrates into the secondary particles. As a result, cracking of the secondary particles of the lithium-transition metal composite oxide and growth of a deteriorated layer on the surface of the primary particles are likely to occur, and discharge capacity decreases with charge-discharge cycles. In particular, when a separator impregnated with a non-aqueous electrolyte and having a low membrane resistance at 25° C. is used, the lithium-transition metal composite oxide is more likely to be discharged more deeply. In such a case, the non-aqueous electrolyte solution easily penetrates into the secondary particles, and cracking of the secondary particles and growth of a deteriorated layer on the surface of the primary particles are more likely to occur, resulting in a significant decrease in the capacity retention rate after charge-discharge cycles. On the other hand, according to the non-aqueous electrolyte storage element according to one aspect of the present invention, the positive electrode potential is 3.69 V vs. 3.69 V vs. 3.69 V vs. 3.69 V vs. 3.69 V vs. Since the lithium-transition metal composite oxide is suppressed from being discharged too deeply even when discharged to less than Li/Li + , cracking of the secondary particles is suppressed, and the capacity retention rate after charge-discharge cycles is increased.

「通常使用時」とは、当該非水電解液蓄電素子について推奨され、又は指定される充放電条件を採用して当該非水電解液蓄電素子を使用する場合をいう。充放電条件は、例えば当該非水電解液蓄電素子を使用する機器の設定等によって定まる。「放電終止電圧における正極電位」とは、放電終止電圧における正極の開回路電位(Open Circuit Potential:OCP)をいう。 “Normal use” refers to the case where the non-aqueous electrolyte storage element is used under the charging/discharging conditions recommended or specified for the non-aqueous electrolyte storage element. The charging/discharging conditions are determined, for example, by the settings of the device using the non-aqueous electrolyte storage element. The “positive electrode potential at the final discharge voltage” refers to the open circuit potential (Open Circuit Potential: OCP) of the positive electrode at the final discharge voltage.

非水電解液を含浸した状態でのセパレータの25℃における膜抵抗は、以下の手順により25℃の温度下で測定した値である。一対のリードタブ付きアルミニウム箔電極(縦25mm横30mm)で、非水電解液を含浸した状態の1枚のセパレータを挟み、パウチセルを作製する。なお、セパレータは、縦34mm横45mmに切断したものを用いる。また、非水電解液には、当該非水電解液蓄電素子に備わる非水電解液を用いる。すなわち、非水電解液蓄電素子を解体し、その非水電解液蓄電素子を構成しているセパレータと非水電解液とを用いて測定を行う。作製したパウチセルを一対のシリコンシートで挟み、この一対のシリコンシートを挟んだ方向に縦35mm横60mmの範囲の四隅を10cN・mのトルク圧でネジを用いて締め付けることにより固定する。固定した状態のパウチセルに対し、印加電位振幅5mVとして、周波数範囲10-5Hzから10-6Hzの交流インピーダンスを測定する。周波数10-6Hzにおける抵抗と、アルミニウム箔電極と接するセパレータの面積(縦25mm横30mm)とから、膜抵抗を求める。 The membrane resistance at 25°C of the separator impregnated with the non-aqueous electrolyte is a value measured at a temperature of 25°C by the following procedure. A pouch cell is produced by sandwiching a sheet of separator impregnated with a non-aqueous electrolyte between a pair of aluminum foil electrodes (25 mm long and 30 mm wide) with lead tabs. The separator is cut into a length of 34 mm and a width of 45 mm. Moreover, the non-aqueous electrolyte provided in the non-aqueous electrolyte storage element is used as the non-aqueous electrolyte. That is, the non-aqueous electrolyte storage element is disassembled, and the measurement is performed using the separator and the non-aqueous electrolyte that constitute the non-aqueous electrolyte storage element. The prepared pouch cell is sandwiched between a pair of silicon sheets, and the four corners of the range of 35 mm in length and 60 mm in width in the direction of sandwiching the pair of silicon sheets are fixed by tightening with screws at a torque pressure of 10 cN·m. AC impedance is measured in the frequency range from 10 −5 Hz to 10 −6 Hz with an applied potential amplitude of 5 mV for the pouch cell in a fixed state. The membrane resistance is obtained from the resistance at a frequency of 10 −6 Hz and the area of the separator (25 mm long and 30 mm wide) in contact with the aluminum foil electrode.

上記リチウム遷移金属複合酸化物におけるリチウム元素以外の金属元素に対するニッケル元素の含有割合が50モル%以上であることが好ましい。このようにニッケル元素の含有割合が高いリチウム遷移金属複合酸化物を用いることで、非水電解液蓄電素子の放電容量が大きくなる。一方、このようなリチウム遷移金属複合酸化物は、通常、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るような放電を行った場合の二次粒子の割れが特に生じ易い。このため、ニッケル元素の含有割合が高いリチウム遷移金属複合酸化物が用いられた非水電解液蓄電素子に本発明の一側面を適用した場合、容量維持率の改善効果が特に顕著に奏される。 It is preferable that the content ratio of the nickel element to the metal elements other than the lithium element in the lithium-transition metal composite oxide is 50 mol % or more. By using a lithium-transition metal composite oxide having a high nickel content, the discharge capacity of the non-aqueous electrolyte storage element is increased. On the other hand, such a lithium-transition metal composite oxide generally has a positive electrode potential of 3.69 V vs. Cracking of the secondary particles is particularly likely to occur when discharge is performed to less than Li/Li + . Therefore, when one aspect of the present invention is applied to a non-aqueous electrolyte storage element using a lithium-transition metal composite oxide with a high nickel element content, the effect of improving the capacity retention rate is particularly pronounced.

上記通常使用時の充電終止電圧における正極電位が4.30V vs.Li/Li以上であることが好ましい。通常使用時の充電終止電圧における正極電位が4.30V vs.Li/Li以上であることにより、当該非水電解液蓄電素子の放電容量を大きくすること、エネルギー密度を高めることなどができる。 The positive electrode potential at the end of charge voltage during normal use is 4.30 V vs. It is preferably Li/Li + or more. The positive electrode potential at the charging end voltage during normal use is 4.30 V vs. When the ratio is Li/Li + or more, the discharge capacity of the non-aqueous electrolyte storage element can be increased, the energy density can be increased, and the like.

上記セパレータが無機粒子層を有することが好ましい。このようなセパレータを用いることで、例えばセパレータの基材層の材料がポリエチレンである場合、正極電位が高電位に至る充電を行う場合などに通常生じ易いセパレータの基材層のポリエン化が抑制され、充放電サイクル後の容量維持率をより高めることができる。 The separator preferably has an inorganic particle layer. By using such a separator, for example, when the material of the base material layer of the separator is polyethylene, polyene formation of the base material layer of the separator, which is usually likely to occur when charging is performed such that the positive electrode potential reaches a high potential, is suppressed, and the capacity retention rate after charge-discharge cycles can be further increased.

本発明の他の一側面に係る機器は、非水電解液蓄電素子と充放電制御装置とを備え、上記非水電解液蓄電素子は、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極と、非水電解液と、上記非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータとを備え、上記充放電制御装置は、上記非水電解液蓄電素子に対し、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで放電するように構成されている。 A device according to another aspect of the present invention includes a non-aqueous electrolyte storage element and a charge/discharge control device, wherein the non-aqueous electrolyte storage element includes a positive electrode containing a lithium transition metal composite oxide containing nickel, a non-aqueous electrolyte, and a separator having a membrane resistance of 2.5 Ω·cm 2 or more at 25°C when impregnated with the non-aqueous electrolyte. It is configured to discharge to less than Li/Li + .

当該機器は、非水電解液蓄電素子に対して正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまでの放電と、充電とを繰り返して行う場合も、非水電解液蓄電素子の充放電サイクル後の容量維持率が高い。従って、当該機器は長期にわたって使用することができ、また、非水電解液蓄電素子の交換頻度を下げることができる。 The device has a positive electrode potential of 3.69 V vs. the non-aqueous electrolyte storage element. Even in the case where discharging to less than Li/Li 2 + and charging are repeated, the capacity retention rate of the non-aqueous electrolyte storage element after charge-discharge cycles is high. Therefore, the device can be used for a long period of time, and the replacement frequency of the non-aqueous electrolyte storage element can be reduced.

本発明の他の一側面に係る非水電解液蓄電素子の使用方法は、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極と、非水電解液と、上記非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータとを備える非水電解液蓄電素子に対し、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで放電することを備える。 A method of using a non-aqueous electrolyte storage element according to another aspect of the present invention is such that a positive electrode potential of a non-aqueous electrolyte storage element is 3.69 V vs. 3.69 V vs. a non-aqueous electrolyte storage element including a positive electrode containing a lithium transition metal composite oxide containing nickel, a non-aqueous electrolyte, and a separator having a membrane resistance of 2.5 Ω·cm 2 or more at 25° C. when impregnated with the non-aqueous electrolyte. Discharging to less than Li/Li + is provided.

当該使用方法によれば、非水電解液蓄電素子に対して、上記のような正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまでの放電と、充電とを繰り返して行う場合も、容量維持率が高い。 According to the method of use, the positive electrode potential as described above is 3.69 V vs. the non-aqueous electrolyte storage element. The capacity retention rate is also high when the discharge to less than Li/Li + and the charge are repeated.

本発明の一実施形態に係る非水電解液蓄電素子、蓄電装置、機器、非水電解液蓄電素子の使用方法、非水電解液蓄電素子の製造方法、及びその他の実施形態について詳述する。なお、各実施形態に用いられる各構成部材(各構成要素)の名称は、背景技術に用いられる各構成部材(各構成要素)の名称と異なる場合がある。 A non-aqueous electrolyte storage element, a power storage device, a device, a method for using the non-aqueous electrolyte storage element, a method for manufacturing the non-aqueous electrolyte storage element, and other embodiments according to one embodiment of the present invention will be described in detail. Note that the name of each component (each component) used in each embodiment may be different from the name of each component (each component) used in the background art.

<非水電解液蓄電素子>
本発明の一実施形態に係る非水電解液蓄電素子(以下、単に「蓄電素子」ともいう。)は、正極、負極及びセパレータを有する電極体と、非水電解液と、上記電極体及び非水電解液を収容する容器と、を備える。電極体は、通常、複数の正極及び複数の負極がセパレータを介して積層された積層型、又は、正極及び負極がセパレータを介して積層された状態で巻回された巻回型である。非水電解液は、正極、負極及びセパレータに含浸した状態で存在する。非水電解液蓄電素子の一例として、非水電解液二次電池(以下、単に「二次電池」ともいう。)について説明する。
<Non-aqueous electrolyte storage element>
A non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention (hereinafter also simply referred to as a "storage element") includes an electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator, a non-aqueous electrolyte, and a container that accommodates the electrode body and the non-aqueous electrolyte. The electrode body is usually a laminated type in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are laminated with separators interposed therebetween, or a wound type in which positive electrodes and negative electrodes are laminated with separators interposed and wound. The non-aqueous electrolyte exists in a state impregnating the positive electrode, the negative electrode and the separator. A non-aqueous electrolyte secondary battery (hereinafter also simply referred to as a “secondary battery”) will be described as an example of a non-aqueous electrolyte storage element.

(正極)
正極は、正極基材と、当該正極基材に直接又は中間層を介して配される正極活物質層とを有する。
(positive electrode)
The positive electrode has a positive electrode base material and a positive electrode active material layer disposed directly on the positive electrode base material or via an intermediate layer.

正極基材は、導電性を有する。「導電性」を有するか否かは、JIS-H-0505(1975年)に準拠して測定される体積抵抗率が10Ω・cmを閾値として判定する。正極基材の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼等の金属又はこれらの合金が用いられる。これらの中でも、耐電位性、導電性の高さ、及びコストの観点からアルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。正極基材としては、箔、蒸着膜、メッシュ、多孔質材料等が挙げられ、コストの観点から箔が好ましい。したがって、正極基材としてはアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔が好ましい。アルミニウム又はアルミニウム合金としては、JIS-H-4000(2014年)又はJIS-H4160(2006年)に規定されるA1085、A3003、A1N30等が例示できる。 A positive electrode base material has electroconductivity. Whether or not a material has "conductivity" is determined using a volume resistivity of 10 7 Ω·cm as a threshold measured according to JIS-H-0505 (1975). As the material for the positive electrode substrate, metals such as aluminum, titanium, tantalum and stainless steel, or alloys thereof are used. Among these, aluminum or an aluminum alloy is preferable from the viewpoint of potential resistance, high conductivity, and cost. Examples of the positive electrode substrate include foil, deposited film, mesh, porous material, and the like, and foil is preferable from the viewpoint of cost. Therefore, aluminum foil or aluminum alloy foil is preferable as the positive electrode substrate. Examples of aluminum or aluminum alloy include A1085, A3003, A1N30, etc. defined in JIS-H-4000 (2014) or JIS-H4160 (2006).

正極基材の平均厚さは、3μm以上50μm以下が好ましく、5μm以上40μm以下がより好ましく、8μm以上30μm以下がさらに好ましく、10μm以上25μm以下が特に好ましい。正極基材の平均厚さを上記の範囲とすることで、正極基材の強度を高めつつ、非水電解液蓄電素子の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。 The average thickness of the positive electrode substrate is preferably 3 μm or more and 50 μm or less, more preferably 5 μm or more and 40 μm or less, even more preferably 8 μm or more and 30 μm or less, and particularly preferably 10 μm or more and 25 μm or less. By setting the average thickness of the positive electrode substrate within the above range, it is possible to increase the strength of the positive electrode substrate and increase the energy density per volume of the non-aqueous electrolyte storage element.

中間層は、正極基材と正極活物質層との間に配される層である。中間層は、炭素粒子等の導電剤を含むことで正極基材と正極活物質層との接触抵抗を低減する。中間層の構成は特に限定されず、例えば、バインダ及び導電剤を含む。 The intermediate layer is a layer arranged between the positive electrode substrate and the positive electrode active material layer. The intermediate layer contains a conductive agent such as carbon particles to reduce the contact resistance between the positive electrode substrate and the positive electrode active material layer. The composition of the intermediate layer is not particularly limited, and includes, for example, a binder and a conductive agent.

正極活物質層は、正極活物質を含む。正極活物質層は、必要に応じて、導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。 The positive electrode active material layer contains a positive electrode active material. The positive electrode active material layer contains optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, a filler, etc., as required.

正極活物質は、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する。ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物におけるリチウム元素以外の全ての金属元素(Me)に対するニッケル元素(Ni)の含有割合(Ni/Me)の下限としては、例えば30モル%又は40モル%であってもよいが、50モル%が好ましい。このような、ニッケル元素の含有割合の高いリチウム遷移金属複合酸化物を用いることで、放電容量を大きくすることなどができる。一方、このニッケル元素の含有割合(Ni/Me)の上限としては、例えば100モル%であってよく、90モル%、80モル%、70モル%、60モル%又は50モル%であってもよい。上記ニッケル元素の含有割合(Ni/Me)は、上記したいずれかの下限以上且つ上記したいずれかの上限以下とすることができる。 The positive electrode active material contains a lithium transition metal composite oxide containing nickel element. The lower limit of the content ratio (Ni/Me) of the nickel element (Ni) to all the metal elements (Me) other than the lithium element in the lithium-transition metal composite oxide containing the nickel element may be, for example, 30 mol% or 40 mol%, but is preferably 50 mol%. By using such a lithium-transition metal composite oxide with a high nickel element content, the discharge capacity can be increased. On the other hand, the upper limit of the nickel element content ratio (Ni/Me) may be, for example, 100 mol %, 90 mol %, 80 mol %, 70 mol %, 60 mol %, or 50 mol %. The content ratio (Ni/Me) of the nickel element can be set to be equal to or greater than any of the lower limits described above and equal to or less than any of the upper limits described above.

ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物は、マンガン元素及びコバルト元素の少なくとも一方をさらに含むことが好ましく、マンガン元素及びコバルト元素の双方をさらに含むことがより好ましい。ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物におけるリチウム元素以外の全ての金属元素(Me)に対するマンガン元素(Mn)の含有割合(Mn/Me)としては、5モル%以上50モル%以下が好ましく、10モル%以上40モル%以下がより好ましい。ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物におけるリチウム元素以外の全ての金属元素(Me)に対するコバルト元素(Co)の含有割合(Co/Me)としては、1モル%以上40モル%以下が好ましく、5モル%以上30モル%以下がより好ましい。 The lithium-transition metal composite oxide containing nickel preferably further contains at least one of manganese and cobalt, more preferably both manganese and cobalt. The content ratio (Mn/Me) of the manganese element (Mn) to all the metal elements (Me) other than the lithium element in the lithium-transition metal composite oxide containing the nickel element is preferably 5 mol% or more and 50 mol% or less, and more preferably 10 mol% or more and 40 mol% or less. The content ratio (Co/Me) of the cobalt element (Co) with respect to all the metal elements (Me) other than the lithium element in the lithium-transition metal composite oxide containing the nickel element is preferably 1 mol% or more and 40 mol% or less, and more preferably 5 mol% or more and 30 mol% or less.

ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物は、ニッケル元素、マンガン元素、コバルト元素及びリチウム元素以外の他の金属元素(Me’)をさらに含んでいてもよい。他の金属元素(Me’)としては、例えばアルミニウム元素等が挙げられる。但し、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物におけるリチウム元素以外の全ての金属元素(Me)に対する他の金属元素(Me’)の含有割合(Me’/Me)としては、10モル%以下が好ましく、5モル%以下、1モル%以下、0.1モル%以下又は0モル%がより好ましい場合もある。 The lithium-transition metal composite oxide containing the nickel element may further contain a metal element (Me') other than the nickel element, manganese element, cobalt element and lithium element. Other metal elements (Me') include, for example, an aluminum element. However, the content ratio (Me'/Me) of the other metal element (Me') to all the metal elements (Me) other than the lithium element in the lithium-transition metal composite oxide containing the nickel element is preferably 10 mol% or less, and may be more preferably 5 mol% or less, 1 mol% or less, 0.1 mol% or less, or 0 mol%.

なお、本明細書におけるニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物の組成比は、充放電前又は次の方法により完全放電状態としたときの組成比をいう。まず、非水電解液蓄電素子を、0.05Cの充電電流で通常使用時の充電終止電圧となるまで定電流充電し、満充電状態とする。30分の休止後、0.05Cの放電電流で通常使用時の下限電圧まで定電流放電する。解体し、正極を取り出し、金属リチウム電極を対極とした試験電池を組み立て、正極合剤1gあたり10mAの放電電流で、正極電位が2.0V vs.Li/Liとなるまで定電流放電を行い、正極を完全放電状態に調整する。ここでの金属リチウム電極には、純金属リチウムを用いる。再解体し、正極を取り出す。ジメチルカーボネートを用いて、取り出した正極に付着した非水電解液を十分に洗浄し、室温にて一昼夜乾燥後、正極活物質層からニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を採取する。採取したニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を測定に供する。非水電解液蓄電素子の解体からニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物の採取までの作業は露点-60℃以下のアルゴン雰囲気中で行う。 In this specification, the composition ratio of the lithium-transition metal composite oxide containing nickel element refers to the composition ratio before charging/discharging or when completely discharged by the following method. First, the non-aqueous electrolyte storage element is charged at a constant current with a charging current of 0.05 C until it reaches the charging end voltage for normal use, and is brought into a fully charged state. After resting for 30 minutes, constant current discharge is performed at a discharge current of 0.05C to the lower limit voltage for normal use. The battery was disassembled, the positive electrode was taken out, and a test battery with a metallic lithium electrode as the counter electrode was assembled. Constant current discharge is performed until Li/Li + to adjust the positive electrode to a fully discharged state. Pure metallic lithium is used for the metallic lithium electrode here. Dismantle again and take out the positive electrode. Using dimethyl carbonate, the non-aqueous electrolyte adhering to the taken-out positive electrode is sufficiently washed and dried at room temperature for a whole day and night. The sampled lithium-transition metal composite oxide containing nickel element is subjected to measurement. The work from dismantling the non-aqueous electrolyte storage element to extracting the lithium transition metal composite oxide containing nickel element is performed in an argon atmosphere with a dew point of -60°C or less.

ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物としては、例えば層状のα-NaFeO型結晶構造を有する化合物、スピネル型結晶構造を有する化合物等が挙げられ、層状のα-NaFeO型結晶構造を有する化合物が好ましい。これらの材料は、表面が他の材料で被覆されていてもよい。また、これら材料は1種単独で用いられていてもよく、2種以上が混合して用いられていてもよい。 Examples of lithium-transition metal composite oxides containing nickel include compounds having a layered α-NaFeO 2 -type crystal structure, compounds having a spinel-type crystal structure, etc. Compounds having a layered α-NaFeO 2 -type crystal structure are preferred. These materials may be coated with other materials on their surfaces. Moreover, these materials may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used.

ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物は、下記式1で表される化合物であってもよい。 The lithium-transition metal composite oxide containing nickel element may be a compound represented by Formula 1 below.

Li1+αMe1-α ・・・1
式1中、Meは、Niを含む、Li以外の金属元素である。0≦α<1である。
Li 1+α Me 1-α O 2 . . . 1
In Formula 1, Me is a metal element other than Li, including Ni. 0≦α<1.

式1中のαは、0以上0.5以下であってもよく、0以上0.3以下であってもよく、0以上0.1以下であってもよく、0であってもよい。Meは、Niの他、Co、Mn等の金属元素をさらに含んでいてもよい。式1で表される化合物におけるMeに対するNi等の各金属元素の好適な含有割合(組成比)は、上記したリチウム遷移金属複合酸化物における各元素の好適な含有割合の値を採用することができる。 α in Formula 1 may be 0 or more and 0.5 or less, 0 or more and 0.3 or less, 0 or more and 0.1 or less, or 0. In addition to Ni, Me may further contain metallic elements such as Co and Mn. As the preferred content ratio (composition ratio) of each metal element such as Ni to Me in the compound represented by Formula 1, the preferred content ratio of each element in the lithium-transition metal composite oxide described above can be adopted.

ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物の具体例としては、例えばLiNi3/5Co1/5Mn1/5、LiNi1/2Co1/5Mn3/10、LiNi1/2Co3/10Mn1/5、LiNi8/10Co1/10Mn1/10等を挙げることができる。 Specific examples of lithium transition metal composite oxides containing nickel include LiNi3 / 5Co1 / 5Mn1/ 5O2 , LiNi1 /2Co1 / 5Mn3 / 10O2 , LiNi1/ 2Co3 / 10Mn1 / 5O2 , and LiNi8 / 10Co1 / 10Mn1/ 10O2 . I can.

正極活物質層におけるニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物の含有量は、70質量%以上99質量%以下が好ましく、80質量%以上99質量%以下がより好ましく、90質量%以上98.5質量%以下がさらに好ましい。ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物の含有量を上記の範囲とすることで、正極活物質層の高エネルギー密度化と製造性を両立できる。いくつかの態様において、上記リチウム遷移金属複合酸化物の含有量は、92質量%以上であってもよく、95質量%以上であってもよい。 The content of the lithium-transition metal composite oxide containing nickel element in the positive electrode active material layer is preferably 70% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 80% by mass or more and 99% by mass or less, and even more preferably 90% by mass or more and 98.5% by mass or less. By setting the content of the lithium-transition metal composite oxide containing the nickel element within the above range, it is possible to achieve both high energy density and manufacturability of the positive electrode active material layer. In some aspects, the content of the lithium-transition metal composite oxide may be 92% by mass or more, or 95% by mass or more.

正極活物質層には、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物以外の正極活物質がさらに含まれていてもよい。このような正極活物質としては、ニッケル元素を含まないリチウム遷移金属複合酸化物、ポリアニオン化合物、カルコゲン化合物、硫黄等、従来公知の正極活物質を挙げることができる。これらの材料は表面が他の材料で被覆されていてもよい。また、これら材料は1種単独で用いられていてもよく、2種以上が混合して用いられていてもよい。 The positive electrode active material layer may further contain a positive electrode active material other than the lithium-transition metal composite oxide containing the nickel element. Examples of such positive electrode active materials include conventionally known positive electrode active materials such as lithium-transition metal composite oxides, polyanion compounds, chalcogen compounds, and sulfur that do not contain nickel element. These materials may be coated with other materials on their surfaces. Moreover, these materials may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used.

全ての正極活物質に対するニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物の含有量の下限としては、80質量%が好ましく90質量%がより好ましく、95質量%がさらに好ましく、99質量%がよりさらに好ましい。正極活物質は、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物のみであってもよい。このように、全ての正極活物質に対するニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物の含有量を増やすことで、非水電解液蓄電素子の放電容量をより大きくすることなどができる。 The lower limit of the content of the lithium-transition metal composite oxide containing nickel element in all positive electrode active materials is preferably 80% by mass, more preferably 90% by mass, still more preferably 95% by mass, and even more preferably 99% by mass. The positive electrode active material may be only a lithium-transition metal composite oxide containing nickel element. Thus, by increasing the content of the lithium-transition metal composite oxide containing the nickel element with respect to all the positive electrode active materials, the discharge capacity of the non-aqueous electrolyte storage element can be increased.

正極活物質は、通常、粒子(粉体)である。正極活物質の平均粒径は、例えば、0.1μm以上20μm以下とすることが好ましい。正極活物質の平均粒径を上記下限以上とすることで、正極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。正極活物質の平均粒径を上記上限以下とすることで、正極活物質層の電子伝導性が向上する。なお、正極活物質と他の材料との複合体を用いる場合、該複合体の平均粒径を正極活物質の平均粒径とする。「平均粒径」とは、JIS-Z-8825(2013年)に準拠し、粒子を溶媒で希釈した希釈液に対しレーザ回折・散乱法により測定した粒径分布に基づき、JIS-Z-8819-2(2001年)に準拠し計算される体積基準積算分布が50%となる値を意味する。 The positive electrode active material is usually particles (powder). The average particle size of the positive electrode active material is preferably, for example, 0.1 μm or more and 20 μm or less. By making the average particle size of the positive electrode active material equal to or more than the above lower limit, manufacturing or handling of the positive electrode active material becomes easy. By setting the average particle size of the positive electrode active material to the above upper limit or less, the electron conductivity of the positive electrode active material layer is improved. Note that when a composite of a positive electrode active material and another material is used, the average particle size of the composite is taken as the average particle size of the positive electrode active material. The "average particle size" is based on JIS-Z-8825 (2013), based on the particle size distribution measured by a laser diffraction/scattering method for a diluted solution of particles diluted with a solvent, and based on JIS-Z-8819-2 (2001).

粉体を所定の粒径で得るためには粉砕機や分級機等が用いられる。粉砕方法として、例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、ジェットミル、カウンタージェットミル、旋回気流型ジェットミル又は篩等を用いる方法が挙げられる。粉砕時には水、あるいはヘキサン等の有機溶剤を共存させた湿式粉砕を用いることもできる。分級方法としては、篩や風力分級機等が、乾式、湿式ともに必要に応じて用いられる。 A pulverizer, a classifier, or the like is used to obtain powder having a predetermined particle size. Pulverization methods include, for example, methods using a mortar, ball mill, sand mill, vibrating ball mill, planetary ball mill, jet mill, counter jet mill, whirling jet mill, or sieve. At the time of pulverization, wet pulverization in which water or an organic solvent such as hexane is allowed to coexist can also be used. As a classification method, a sieve, an air classifier, or the like is used as necessary, both dry and wet.

正極活物質層における正極活物質の含有量は、50質量%以上99質量%以下が好ましく、70質量%以上98質量%以下がより好ましく、80質量%以上95質量%以下がさらに好ましい。正極活物質の含有量を上記の範囲とすることで、正極活物質層の高エネルギー密度化と製造性を両立できる。 The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is preferably 50% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 98% by mass or less, and even more preferably 80% by mass or more and 95% by mass or less. By setting the content of the positive electrode active material within the above range, it is possible to achieve both high energy density and manufacturability of the positive electrode active material layer.

導電剤は、導電性を有する材料であれば特に限定されない。このような導電剤としては、例えば、炭素質材料、金属、導電性セラミックス等が挙げられる。炭素質材料としては、黒鉛、非黒鉛質炭素、グラフェン系炭素等が挙げられる。非黒鉛質炭素としては、カーボンナノファイバー、ピッチ系炭素繊維、カーボンブラック等が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。グラフェン系炭素としては、グラフェン、カーボンナノチューブ(CNT)、フラーレン等が挙げられる。導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。導電剤としては、これらの材料の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、これらの材料を複合化して用いてもよい。例えば、カーボンブラックとCNTとを複合化した材料を用いてもよい。これらの中でも、電子伝導性及び塗工性の観点よりカーボンブラックが好ましく、中でもアセチレンブラックが好ましい。 The conductive agent is not particularly limited as long as it is a conductive material. Examples of such conductive agents include carbonaceous materials, metals, and conductive ceramics. Carbonaceous materials include graphite, non-graphitic carbon, graphene-based carbon, and the like. Examples of non-graphitic carbon include carbon nanofiber, pitch-based carbon fiber, and carbon black. Examples of carbon black include furnace black, acetylene black, and ketjen black. Graphene-based carbon includes graphene, carbon nanotube (CNT), fullerene, and the like. The shape of the conductive agent may be powdery, fibrous, or the like. As the conductive agent, one type of these materials may be used alone, or two or more types may be mixed and used. Also, these materials may be combined for use. For example, a composite material of carbon black and CNT may be used. Among these, carbon black is preferable from the viewpoint of electron conductivity and coatability, and acetylene black is particularly preferable.

正極活物質層における導電剤の含有量は、1質量%以上10質量%以下が好ましく、3質量%以上9質量%以下がより好ましい。導電剤の含有量を上記の範囲とすることで、非水電解液蓄電素子のエネルギー密度を高めることができる。 The content of the conductive agent in the positive electrode active material layer is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 9% by mass or less. By setting the content of the conductive agent within the above range, the energy density of the non-aqueous electrolyte storage element can be increased.

バインダとしては、例えば、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル、ポリイミド等の熱可塑性樹脂;エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム等のエラストマー;多糖類高分子等が挙げられる。 Examples of binders include fluororesins (polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc.), thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, polyacryl, and polyimide; ethylene-propylene-diene rubbers (EPDM), sulfonated EPDM, styrene-butadiene rubbers (SBR), elastomers such as fluororubbers; polysaccharide polymers, and the like.

正極活物質層におけるバインダの含有量は、1質量%以上10質量%以下が好ましく、3質量%以上9質量%以下がより好ましい。バインダの含有量を上記の範囲とすることで、正極活物質を安定して保持することができる。 The content of the binder in the positive electrode active material layer is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 9% by mass or less. By setting the binder content within the above range, the positive electrode active material can be stably retained.

増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。増粘剤がリチウム等と反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させてもよい。増粘剤を使用する場合、正極活物質層における増粘剤の含有量は、8質量%以下とすることができ、5質量%以下又は1質量%以下とすることが好ましい。ここで開示される技術は、正極活物質層が増粘剤を含まない態様で好ましく実施され得る。 Examples of thickeners include polysaccharide polymers such as carboxymethylcellulose (CMC) and methylcellulose. When the thickener has a functional group that reacts with lithium or the like, the functional group may be previously deactivated by methylation or the like. When a thickener is used, the content of the thickener in the positive electrode active material layer can be 8% by mass or less, preferably 5% by mass or less or 1% by mass or less. The technique disclosed here can be preferably implemented in a mode in which the positive electrode active material layer does not contain a thickening agent.

フィラーは、特に限定されない。フィラーとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、二酸化ケイ素、アルミナ、二酸化チタン、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、アルミノケイ酸塩等の無機酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物、炭酸カルシウム等の炭酸塩、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウム等の難溶性のイオン結晶、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物、タルク、モンモリロナイト、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質又はこれらの人造物等が挙げられる。フィラーを使用する場合、正極活物質層におけるフィラーの含有量は、8質量%以下とすることができ、5質量%以下又は1質量%以下とすることが好ましい。ここで開示される技術は、正極活物質層がフィラーを含まない態様で好ましく実施され得る。 A filler is not specifically limited. Fillers include polyolefins such as polypropylene and polyethylene; inorganic oxides such as silicon dioxide, alumina, titanium dioxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, magnesium oxide and aluminosilicate; , spinel, olivine, sericite, bentonite, mica, and other substances derived from mineral resources, or artificial products thereof. When using a filler, the content of the filler in the positive electrode active material layer can be 8% by mass or less, preferably 5% by mass or less or 1% by mass or less. The technology disclosed here can be preferably implemented in a mode in which the positive electrode active material layer does not contain filler.

正極活物質層は、B、N、P、F、Cl、Br、I等の典型非金属元素、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge、Sn、Sr、Ba等の典型金属元素、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Nb、W等の遷移金属元素を正極活物質、導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー以外の成分として含有してもよい。 The positive electrode active material layer contains typical nonmetallic elements such as B, N, P, F, Cl, Br, and I; typical metal elements such as Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, Ge, Sn, Sr, and Ba; You may

正極活物質層の多孔度は、特に限定されないが、例えば20%以上45%以下である。いくつかの態様において、正極活物質層の多孔度は、22%以上42%以下であってもよく、25%以上38%以下であってもよい。このような正極活物質層の多孔度の範囲内であると、前述の高抵抗のセパレータを用いることと相俟って、前述した効果がより良く発揮され得る。正極活物質層の「多孔度(%)」は、正極活物質層の見かけの体積(空隙を含む体積)をVとし、正極活物質層を構成する各材料の実体積の和をVとした場合に、{1-(V/V)}×100の計算式により求められる。正極活物質層を構成する各材料の実体積の和Vは、正極活物質層における各材料の含有量と各材料の真密度とから算出することができる。後述する負極活物質層の多孔度についても同じである。 Although the porosity of the positive electrode active material layer is not particularly limited, it is, for example, 20% or more and 45% or less. In some aspects, the porosity of the positive electrode active material layer may be 22% or more and 42% or less, or may be 25% or more and 38% or less. When the porosity of the positive electrode active material layer is within such a range, together with the use of the above-described high-resistance separator, the above-described effects can be exhibited more effectively. The “porosity (%)” of the positive electrode active material layer is obtained by the formula {1−(V 2 /V 1 )}×100, where V 1 is the apparent volume (volume including voids) of the positive electrode active material layer and V 2 is the sum of the actual volumes of the materials constituting the positive electrode active material layer. The sum V2 of the actual volume of each material constituting the positive electrode active material layer can be calculated from the content of each material in the positive electrode active material layer and the true density of each material. The same applies to the porosity of the negative electrode active material layer, which will be described later.

(負極)
負極は、負極基材と、当該負極基材に直接又は中間層を介して配される負極活物質層とを有する。中間層の構成は特に限定されず、例えば上記正極で例示した構成から選択することができる。
(negative electrode)
The negative electrode has a negative electrode base material and a negative electrode active material layer disposed directly on the negative electrode base material or via an intermediate layer. The structure of the intermediate layer is not particularly limited, and can be selected from, for example, the structures exemplified for the positive electrode.

負極基材は、導電性を有する。負極基材の材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼、アルミニウム等の金属又はこれらの合金、炭素質材料等が用いられる。これらの中でも銅又は銅合金が好ましい。負極基材としては、箔、蒸着膜、メッシュ、多孔質材料等が挙げられ、コストの観点から箔が好ましい。したがって、負極基材としては銅箔又は銅合金箔が好ましい。銅箔の例としては、圧延銅箔、電解銅箔等が挙げられる。 A negative electrode base material has electroconductivity. As materials for the negative electrode substrate, metals such as copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, aluminum, alloys thereof, carbonaceous materials, and the like are used. Among these, copper or a copper alloy is preferred. Examples of negative electrode substrates include foils, deposited films, meshes, porous materials, and the like, and foils are preferred from the viewpoint of cost. Therefore, copper foil or copper alloy foil is preferable as the negative electrode substrate. Examples of copper foil include rolled copper foil and electrolytic copper foil.

負極基材の平均厚さは、2μm以上35μm以下が好ましく、3μm以上30μm以下がより好ましく、4μm以上25μm以下がさらに好ましく、5μm以上20μm以下が特に好ましい。負極基材の平均厚さを上記の範囲とすることで、負極基材の強度を高めつつ、非水電解液蓄電素子の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。 The average thickness of the negative electrode substrate is preferably 2 μm or more and 35 μm or less, more preferably 3 μm or more and 30 μm or less, even more preferably 4 μm or more and 25 μm or less, and particularly preferably 5 μm or more and 20 μm or less. By setting the average thickness of the negative electrode substrate within the above range, it is possible to increase the strength of the negative electrode substrate and increase the energy density per volume of the non-aqueous electrolyte storage element.

負極活物質層は、負極活物質を含む。負極活物質層は、必要に応じて導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分は、上記正極で例示した材料から選択できる。 The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material. The negative electrode active material layer contains arbitrary components such as a conductive agent, a binder, a thickener, a filler, etc., as required. Optional components such as conductive agents, binders, thickeners, and fillers can be selected from the materials exemplified for the positive electrode.

負極活物質層において導電剤を使用する場合、負極活物質層に対する導電剤の含有量は、10質量%以下とすることができ、8質量%以下又は3質量%以下とすることが好ましい。ここで開示される技術は、負極活物質層が導電剤を含まない態様で好ましく実施され得る。負極活物質層においてバインダを使用する場合、負極活物質層に対するバインダの含有量は、1質量%以上10質量%以下が好ましく、2質量%以上8質量%以下がより好ましい。負極活物質層において増粘剤を使用する場合、負極活物質層に対する増粘剤の含有量は、0.5質量%以上8質量%以下とすることができ、1質量%以上6質量%以下とすることが好ましい。負極活物質層においてフィラーを使用する場合、負極活物質層に対するフィラーの含有量は、8質量%以下とすることができ、5質量%以下又は1質量%以下とすることが好ましい。ここで開示される技術は、負極活物質層がフィラーを含まない態様で好ましく実施され得る。 When a conductive agent is used in the negative electrode active material layer, the content of the conductive agent in the negative electrode active material layer can be 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less or 3% by mass or less. The technology disclosed here can be preferably implemented in a mode in which the negative electrode active material layer does not contain a conductive agent. When a binder is used in the negative electrode active material layer, the binder content relative to the negative electrode active material layer is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 8% by mass or less. When a thickener is used in the negative electrode active material layer, the content of the thickener in the negative electrode active material layer can be 0.5% by mass or more and 8% by mass or less, preferably 1% by mass or more and 6% by mass or less. When a filler is used in the negative electrode active material layer, the content of the filler with respect to the negative electrode active material layer can be 8% by mass or less, preferably 5% by mass or less or 1% by mass or less. The technique disclosed here can be preferably implemented in a mode in which the negative electrode active material layer does not contain a filler.

負極活物質層は、B、N、P、F、Cl、Br、I等の典型非金属元素、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge、Sn、Sr、Ba、等の典型金属元素、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Ta、Hf、Nb、W等の遷移金属元素を負極活物質、導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー以外の成分として含有してもよい。 The negative electrode active material layer includes typical nonmetallic elements such as B, N, P, F, Cl, Br, and I; typical metal elements such as Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, Ge, Sn, Sr, and Ba; transition metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Ta, Hf, Nb, and W; , may be contained as a component other than the filler.

負極活物質としては、公知の負極活物質の中から適宜選択できる。リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料が用いられる。負極活物質としては、例えば、金属Li;Si、Sn等の金属又は半金属;Si酸化物、Ti酸化物、Sn酸化物等の金属酸化物又は半金属酸化物;LiTi12、LiTiO2、TiNb等のチタン含有酸化物;ポリリン酸化合物;炭化ケイ素;黒鉛(グラファイト)、非黒鉛質炭素(易黒鉛化性炭素又は難黒鉛化性炭素)等の炭素材料等が挙げられる。これらの材料の中でも、黒鉛及び非黒鉛質炭素が好ましく、黒鉛がより好ましい。負極活物質層においては、これら材料の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 The negative electrode active material can be appropriately selected from known negative electrode active materials. Materials capable of intercalating and deintercalating lithium ions are usually used as negative electrode active materials for lithium ion secondary batteries. As a negative electrode active substance, for example, metal or half metal such as metal Li; SI, SN; SI oxide, TI oxide, SN oxide, metal oxide or semi -metal oxide; LI 4 Ti 5 O 12 , Litio 2, Tinb 2 O 7 , etc. Shaft; polyirin oxide, carbon material, such as carbon material such as graphite (graphite), non -black lead carbon (graphite), non -black lead -based carbon or hard -leading carbon. Among these materials, graphite and non-graphitic carbon are preferred, and graphite is more preferred. In the negative electrode active material layer, one type of these materials may be used alone, or two or more types may be mixed and used.

「黒鉛」とは、充放電前又は放電状態において、X線回折法により決定される(002)面の平均格子面間隔(d002)が0.33nm以上0.34nm未満の炭素材料をいう。黒鉛としては、天然黒鉛、人造黒鉛が挙げられる。安定した物性の材料を入手できるという観点で、人造黒鉛が好ましい。 “Graphite” refers to a carbon material having an average lattice spacing (d 002 ) of the (002) plane determined by X-ray diffraction before charging/discharging or in a discharged state of 0.33 nm or more and less than 0.34 nm. Graphite includes natural graphite and artificial graphite. Artificial graphite is preferable from the viewpoint that a material with stable physical properties can be obtained.

「非黒鉛質炭素」とは、充放電前又は放電状態においてX線回折法により決定される(002)面の平均格子面間隔(d002)が0.34nm以上0.42nm以下の炭素材料をいう。非黒鉛質炭素としては、難黒鉛化性炭素や、易黒鉛化性炭素が挙げられる。非黒鉛質炭素としては、例えば、樹脂由来の材料、石油ピッチまたは石油ピッチ由来の材料、石油コークスまたは石油コークス由来の材料、植物由来の材料、アルコール由来の材料等が挙げられる。 “Non-graphitic carbon” refers to a carbon material having an average lattice spacing (d 002 ) of the (002) plane of 0.34 nm or more and 0.42 nm or less as determined by an X-ray diffraction method before charging/discharging or in a discharged state. Non-graphitizable carbon includes non-graphitizable carbon and graphitizable carbon. Examples of non-graphitic carbon include resin-derived materials, petroleum pitch or petroleum pitch-derived materials, petroleum coke or petroleum coke-derived materials, plant-derived materials, and alcohol-derived materials.

ここで、「放電状態」とは、負極活物質である炭素材料から、充放電に伴い吸蔵放出可能なリチウムイオンが十分に放出されるように放電された状態を意味する。例えば、負極活物質として炭素材料を含む負極を作用極として、金属Liを対極として用いた半電池において、開回路電圧が0.7V以上である状態である。 Here, the term “discharged state” means a state in which the carbon material, which is the negative electrode active material, is discharged such that lithium ions that can be intercalated and deintercalated are sufficiently released during charging and discharging. For example, in a half-cell using a negative electrode containing a carbon material as a negative electrode active material as a working electrode and metal Li as a counter electrode, the open circuit voltage is 0.7 V or higher.

「難黒鉛化性炭素」とは、上記d002が0.36nm以上0.42nm以下の炭素材料をいう。 The term “non-graphitizable carbon” refers to a carbon material having a d 002 of 0.36 nm or more and 0.42 nm or less.

「易黒鉛化性炭素」とは、上記d002が0.34nm以上0.36nm未満の炭素材料をいう。 “Graphitizable carbon” refers to a carbon material having a d 002 of 0.34 nm or more and less than 0.36 nm.

負極活物質は、通常、粒子(粉体)である。負極活物質の平均粒径は、例えば、1nm以上100μm以下とすることができる。負極活物質が炭素材料、チタン含有酸化物又はポリリン酸化合物である場合、その平均粒径は、1μm以上100μm以下であってもよい。負極活物質が、Si、Sn、Si酸化物、又は、Sn酸化物等である場合、その平均粒径は、1nm以上1μm以下であってもよい。負極活物質の平均粒径を上記下限以上とすることで、負極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。負極活物質の平均粒径を上記上限以下とすることで、負極活物質層の電子伝導性が向上する。粉体を所定の粒径で得るためには粉砕機や分級機等が用いられる。粉砕方法及び粉級方法は、例えば、上記正極で例示した方法から選択できる。負極活物質が金属Li等の金属である場合、負極活物質層は、箔状であってもよい。 The negative electrode active material is usually particles (powder). The average particle size of the negative electrode active material can be, for example, 1 nm or more and 100 μm or less. When the negative electrode active material is a carbon material, a titanium-containing oxide or a polyphosphate compound, the average particle size may be 1 μm or more and 100 μm or less. When the negative electrode active material is Si, Sn, Si oxide, Sn oxide, or the like, the average particle size may be 1 nm or more and 1 μm or less. By making the average particle size of the negative electrode active material equal to or greater than the above lower limit, the production or handling of the negative electrode active material is facilitated. By making the average particle size of the negative electrode active material equal to or less than the above upper limit, the electron conductivity of the negative electrode active material layer is improved. A pulverizer, a classifier, or the like is used to obtain powder having a predetermined particle size. The pulverization method and the powder class method can be selected from, for example, the methods exemplified for the positive electrode. When the negative electrode active material is metal such as metal Li, the negative electrode active material layer may be foil-shaped.

負極活物質層における負極活物質の含有量は、60質量%以上99質量%以下が好ましく、90質量%以上98質量%以下がより好ましい。負極活物質の含有量を上記の範囲とすることで、負極活物質層の高エネルギー密度化と製造性を両立できる。 The content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is preferably 60% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 90% by mass or more and 98% by mass or less. By setting the content of the negative electrode active material within the above range, it is possible to achieve both high energy density and manufacturability of the negative electrode active material layer.

負極活物質層の多孔度は、特に限定されないが、例えば30%以上55%以下である。いくつかの態様において、負極活物質層の多孔度は、32%以上52%以下であってもよく、35%以上50%以下であってもよい。このような負極活物質層の多孔度の範囲内であると、前述の高抵抗のセパレータを用いることと相俟って、前述した効果がより良く発揮され得る。 Although the porosity of the negative electrode active material layer is not particularly limited, it is, for example, 30% or more and 55% or less. In some aspects, the porosity of the negative electrode active material layer may be 32% or more and 52% or less, or 35% or more and 50% or less. When the porosity of the negative electrode active material layer is within such a range, together with the use of the above-described high-resistance separator, the above-described effects can be exhibited more effectively.

(セパレータ)
セパレータには、非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータが用いられる。セパレータとしては、例えば、基材層のみからなるセパレータ、基材層とこの基材層の一方の面又は両方の面に積層された無機粒子層とを有するセパレータ等が挙げられる。セパレータとしては、基材層とこの基材層の一方の面又は両方の面に積層された無機粒子層とを有するセパレータであることが好ましい。
(separator)
A separator having a membrane resistance of 2.5 Ω·cm 2 or more at 25° C. in a state impregnated with a non-aqueous electrolyte is used as the separator. The separator includes, for example, a separator consisting of only a substrate layer, a separator having a substrate layer and an inorganic particle layer laminated on one or both surfaces of the substrate layer, and the like. The separator is preferably a separator having a substrate layer and an inorganic particle layer laminated on one or both surfaces of the substrate layer.

本発明の一実施形態における非水電解液蓄電素子において、正極の表面は、セパレータの無機粒子層の表面に対向している構成であることが好ましい。例えば、セパレータが基材層とこの基材層の両方の面に積層された無機粒子層とを有する場合、通常、必然的に上記構成が満たされる。また、セパレータが基材層とこの基材層の一方の面のみに積層された無機粒子層とを有する場合、セパレータの無機粒子層側を正極側に配置し、セパレータの基材層側を負極側に配置することで、上記構成が満たされる。このような構成の場合、例えばセパレータの基材層の材料がポリエチレンであり、正極電位が高電位に至る充電を行う場合などにおけるセパレータの基材層のポリエン化が抑制され、充放電サイクル後の容量維持率をより高めることができる。なかでも、基材層の一方の面のみに積層された無機粒子層を有するセパレータを用い、かつ、当該無機粒子層が正極の表面に対向している非水電解液蓄電素子において、本態様の適用効果がより好適に発揮され得る。 In one embodiment of the non-aqueous electrolyte storage element of the present invention, it is preferable that the surface of the positive electrode faces the surface of the inorganic particle layer of the separator. For example, when the separator has a base material layer and inorganic particle layers laminated on both sides of the base material layer, the above configuration is usually inevitably satisfied. Further, when the separator has a substrate layer and an inorganic particle layer laminated only on one surface of this substrate layer, the inorganic particle layer side of the separator is arranged on the positive electrode side, and the substrate layer side of the separator is arranged on the negative electrode side. In the case of such a configuration, for example, the material of the base material layer of the separator is polyethylene, and polyene formation of the base material layer of the separator is suppressed when charging is performed such that the positive electrode potential reaches a high potential, and the capacity retention rate after charge-discharge cycles can be further increased. Among them, in a non-aqueous electrolyte storage element using a separator having an inorganic particle layer laminated only on one surface of a base material layer, and in which the inorganic particle layer faces the surface of the positive electrode, the effect of applying this aspect can be more preferably exhibited.

セパレータの基材層の形状としては、例えば、織布、不織布、多孔質樹脂フィルム等が挙げられる。これらの形状の中でも、強度の観点から多孔質樹脂フィルムが好ましく、非水電解液の保液性の観点から不織布が好ましい。セパレータの基材層の材料は、通常、樹脂である。セパレータの基材層の材料としては、シャットダウン機能の観点から例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましく、耐酸化分解性の観点から例えばポリイミドやアラミド等が好ましい。セパレータの基材層として、これらの樹脂を複合した材料を用いてもよい。 Examples of the shape of the base layer of the separator include woven fabric, nonwoven fabric, and porous resin film. Among these shapes, a porous resin film is preferred from the viewpoint of strength, and a non-woven fabric is preferred from the viewpoint of retention of a non-aqueous electrolyte. The material of the base layer of the separator is usually resin. As the material for the base layer of the separator, polyolefins such as polyethylene and polypropylene are preferable from the viewpoint of shutdown function, and polyimide, aramid, and the like are preferable from the viewpoint of oxidative decomposition resistance. A material obtained by combining these resins may be used as the base material layer of the separator.

セパレータの基材層の平均厚さとしては、5μm以上30μm以下が好ましく、10μm以上20μm以下(例えば16μm以下)がより好ましい。セパレータの基材層の平均厚さが上記範囲内であることで、十分な強度等と高いエネルギー密度等との両立を図ることなどができる。セパレータの基材層の平均厚さとは、セパレータから無機粒子層を除去して得られる基材層における任意の5ヶ所で測定した厚さの平均値をいう。後述するセパレータの平均厚さについても同様である。 The average thickness of the base material layer of the separator is preferably 5 μm or more and 30 μm or less, more preferably 10 μm or more and 20 μm or less (for example, 16 μm or less). By setting the average thickness of the base material layer of the separator within the above range, it is possible to achieve compatibility between sufficient strength and the like and high energy density and the like. The average thickness of the base material layer of the separator means the average value of thicknesses measured at arbitrary five points in the base material layer obtained by removing the inorganic particle layer from the separator. The same applies to the average thickness of the separator, which will be described later.

無機粒子層は、無機粒子を含む層である。無機粒子は、無機粒子層における主成分であることが好ましい。主成分とは、質量基準で最も含有量が多い成分をいう。無機粒子層は、無機粒子とバインダとを含む層であってもよい。無機粒子層における無機粒子の含有量としては、50質量%以上99質量%以下が好ましく、70質量%以上97質量%以下がより好ましい。 The inorganic particle layer is a layer containing inorganic particles. The inorganic particles are preferably the main component in the inorganic particle layer. A main component means a component with the largest content on a mass basis. The inorganic particle layer may be a layer containing inorganic particles and a binder. The content of the inorganic particles in the inorganic particle layer is preferably 50% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 97% by mass or less.

無機粒子は、無機化合物から構成される粒子である。無機粒子は、実質的に無機化合物のみからなる粒子であってもよい。無機化合物として、例えば、酸化鉄、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、アルミノケイ酸塩等の酸化物;窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物;炭酸カルシウム等の炭酸塩;硫酸バリウム等の硫酸塩;フッ化カルシウム、フッ化バリウム、チタン酸バリウム等の難溶性のイオン結晶;シリコン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶;タルク、モンモリロナイト、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質又はこれらの人造物等が挙げられる。無機化合物として、これらの物質の単体又は複合体を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらの無機化合物の中でも、非水電解液蓄電素子の安全性の観点から、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又はアルミノケイ酸塩が好ましい。 Inorganic particles are particles composed of inorganic compounds. The inorganic particles may be particles consisting essentially of an inorganic compound. Examples of inorganic compounds include oxides such as iron oxide, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, magnesium oxide, and aluminosilicate; nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride; carbonates such as calcium carbonate; sulfates such as barium sulfate; Mineral resource-derived substances such as kaolin, mullite, spinel, olivine, sericite, bentonite, and mica, or artificial products thereof may be used. As the inorganic compound, a single substance or a composite of these substances may be used alone, or two or more of them may be mixed and used. Among these inorganic compounds, silicon oxide, aluminum oxide, or aluminosilicate is preferable from the viewpoint of the safety of the non-aqueous electrolyte storage device.

無機粒子層におけるバインダとしては、正極活物質層のバインダとして例示したもの等を用いることができる。無機粒子層におけるバインダの含有量としては、例えば1質量%以上50質量%以下が好ましく、3質量%以上30質量%以下がより好ましい。 As the binder for the inorganic particle layer, those exemplified as the binder for the positive electrode active material layer can be used. The content of the binder in the inorganic particle layer is, for example, preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 30% by mass or less.

無機粒子層の空孔率は、強度等の観点から80体積%以下が好ましく、60体積%以下がより好ましい。この空孔率は、放電性能等の観点から20体積%以上が好ましく、40体積%以上がより好ましい。いくつかの態様において、無機粒子層の空孔率は、55体積%以下であってもよく、50体積%以下であってもよい。このような無機粒子層の空孔率の範囲内であると、本態様の適用効果がより好適に発揮され得る。ここで、「無機粒子層の空孔率」とは、「{1-(無機粒子層の見かけ密度/無機粒子層の真密度)}×100」の式により算出した値である。上記無機粒子層の真密度は、無機粒子層の構成成分の真密度と含有割合とから算出される。上記無機粒子層の見かけ密度は、無機粒子層の質量と見かけの体積とから算出される。 The porosity of the inorganic particle layer is preferably 80% by volume or less, more preferably 60% by volume or less, from the viewpoint of strength and the like. The porosity is preferably 20% by volume or more, more preferably 40% by volume or more, from the viewpoint of discharge performance and the like. In some aspects, the porosity of the inorganic particle layer may be 55% by volume or less, or may be 50% by volume or less. When the porosity of the inorganic particle layer is within such a range, the application effect of the present embodiment can be exhibited more preferably. Here, the “porosity of the inorganic particle layer” is a value calculated by the formula “{1−(apparent density of inorganic particle layer/true density of inorganic particle layer)}×100”. The true density of the inorganic particle layer is calculated from the true density and the content ratio of the constituent components of the inorganic particle layer. The apparent density of the inorganic particle layer is calculated from the mass and apparent volume of the inorganic particle layer.

無機粒子層の一層の平均厚さとしては、1μm以上10μm以下が好ましく、2μm以上8μm以下がより好ましく、3μm以上6μm以下がさらに好ましい。無機粒子層の一層の平均厚さが上記下限以上であることで、例えばセパレータの基材層の材料がポリエチレンであり、正極電位が高電位に至る充電を行う場合などにおける基材層のポリエン化が特に十分に抑制され、充放電サイクル後の容量維持率をより高めることができる。無機粒子層の一層の平均厚さが上記上限以下であることで、セパレータが厚くなりすぎることを抑制し、非水電解液蓄電素子の体積当たりのエネルギー密度を高めることなどができる。なお、無機粒子層の一層の平均厚さとは、セパレータの平均厚さと基材層の平均厚さの差を無機粒子層の層の数で除することにより算出される。 The average thickness of one layer of the inorganic particle layer is preferably 1 μm or more and 10 μm or less, more preferably 2 μm or more and 8 μm or less, and even more preferably 3 μm or more and 6 μm or less. When the average thickness of one layer of the inorganic particle layer is at least the above lower limit, for example, when the material of the base material layer of the separator is polyethylene and charging is performed so that the positive electrode potential reaches a high potential, polyene formation of the base material layer is particularly sufficiently suppressed, and the capacity retention rate after charge-discharge cycles can be further increased. When the average thickness of one layer of the inorganic particle layer is equal to or less than the above upper limit, it is possible to prevent the separator from becoming too thick and increase the energy density per volume of the non-aqueous electrolyte storage element. The average thickness of one inorganic particle layer is calculated by dividing the difference between the average thickness of the separator and the average thickness of the substrate layer by the number of inorganic particle layers.

セパレータの空孔率は、強度の観点から80体積%以下が好ましく、放電性能の観点から20体積%以上が好ましい。ここで、「セパレータの空孔率」とは、体積基準の値であり、水銀ポロシメータでの測定値を意味する。 The porosity of the separator is preferably 80% by volume or less from the viewpoint of strength, and preferably 20% by volume or more from the viewpoint of discharge performance. Here, "the porosity of the separator" is a volume-based value and means a value measured with a mercury porosimeter.

セパレータの平均厚さ(セパレータ全体の基材層及び無機粒子層の合計の平均厚さ)としては、5μm以上35μm以下が好ましく、10μm以上30μm以下が好ましく、15μm以上25μm以下がより好ましい。セパレータの平均厚さが上記範囲内であることで、十分な強度等と高いエネルギー密度等との両立を図ることなどができる。 The average thickness of the separator (the total average thickness of the substrate layer and the inorganic particle layer of the entire separator) is preferably 5 μm or more and 35 μm or less, preferably 10 μm or more and 30 μm or less, and more preferably 15 μm or more and 25 μm or less. By setting the average thickness of the separator within the above range, it is possible to achieve compatibility between sufficient strength and the like and high energy density and the like.

セパレータの透気度としては、特に限定されないが、例えば200秒/100cm以上であり得る。いくつかの態様において、セパレータの透気度は、210秒/100cm以上、例えば240秒/100cm以上であってもよい。また、セパレータの透気度は、例えば300秒/100cm以下であり得る。いくつかの態様において、セパレータの透気度は、280秒/100cm以下、例えば250秒/100cm以下であってもよい。ここでいう「透気度」とは、JIS-P8117(2009)に準拠する「ガーレー試験機法」により測定される値である。 The air permeability of the separator is not particularly limited, but may be, for example, 200 seconds/100 cm 3 or more. In some aspects, the air permeability of the separator may be 210 sec/100 cm 3 or greater, such as 240 sec/100 cm 3 or greater. Also, the air permeability of the separator may be, for example, 300 seconds/100 cm 3 or less. In some aspects, the air permeability of the separator may be 280 sec/100 cm 3 or less, such as 250 sec/100 cm 3 or less. The "air permeability" referred to here is a value measured by the "Gurley tester method" conforming to JIS-P8117 (2009).

非水電解液を含浸した状態でのセパレータの25℃における膜抵抗の下限は、2.5Ω・cmであり、2.8Ω・cmが好ましく、3.0Ω・cmがより好ましく、3.2Ω・cmがさらに好ましく、3.3Ω・cm、3.5Ω・cm、4.0Ω・cm、4.5Ω・cm又は5.0Ω・cm(例えば5.2Ω・cm)がよりさらに好ましい場合もある。非水電解液を含浸した状態でのセパレータの25℃における膜抵抗が上記下限以上であることにより、充放電サイクル後の容量維持率を高めることができる。一方、上記膜抵抗の上限は、例えば10.0Ω・cmであってもよく、8.0Ω・cm、6.0Ω・cm、5.0Ω・cm又は4.0Ω・cmであってもよい。非水電解液を含浸した状態でのセパレータの25℃における膜抵抗は、上記したいずれかの下限以上且つ上記したいずれかの上限以下とすることができる。 The lower limit of the membrane resistance at 25° C. of the separator impregnated with the non-aqueous electrolyte is 2.5 Ω·cm 2 , preferably 2.8 Ω·cm 2 , more preferably 3.0 Ω·cm 2 , still more preferably 3.2 Ω·cm 2 , 3.3 Ω ·cm 2 , 3.5 Ω·cm 2 , 4.0 Ω·cm 2 , 4.5 Ω·cm 2 or 5.0 Ω·cm 2 (for example, 5.2 Ω·cm 2 ). cm 2 ) may be even more preferred. When the membrane resistance at 25° C. of the separator impregnated with the non-aqueous electrolyte is equal to or higher than the above lower limit, the capacity retention rate after charge-discharge cycles can be increased. On the other hand, the upper limit of the film resistance may be, for example, 10.0 Ω·cm 2 , 8.0 Ω·cm 2 , 6.0 Ω·cm 2 , 5.0 Ω·cm 2 or 4.0 Ω·cm 2 . The membrane resistance at 25° C. of the separator impregnated with the non-aqueous electrolytic solution can be at least any one of the above lower limits and not more than any of the above upper limits.

非水電解液を含浸した状態でのセパレータの25℃における膜抵抗は、セパレータの種類、非水電解液の組成等によって調整できる。例えば、セパレータの空孔率が低い場合、非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗は高くなる傾向にある。但し、セパレータの各層の材料や空孔の径等も影響するため、例えば、セパレータの空孔率の大小関係が上記膜抵抗の大小関係と必ずしも一致するものではない。また、非水電解液の粘度が高い場合、上記膜抵抗は高くなる傾向にある。その他、非水電解液の電解質塩濃度、非水電解液の各成分の材料等も上記膜抵抗に影響し得る。セパレータは、市販品を用いることができる。例えば、市販の各種セパレータを準備し、各種非水電解液と組み合わせてそれぞれの組み合わせにおけるセパレータの25℃における膜抵抗を測定し、25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上となったセパレータと非水電解液との組み合わせを選択して用いればよい。 The membrane resistance at 25° C. of the separator impregnated with the non-aqueous electrolyte can be adjusted by the type of separator, the composition of the non-aqueous electrolyte, and the like. For example, when the porosity of the separator is low, the membrane resistance at 25° C. when impregnated with the non-aqueous electrolyte tends to be high. However, since the material of each layer of the separator, the diameter of the pores, etc. also have an effect, for example, the magnitude relationship of the porosity of the separator does not necessarily match the magnitude relationship of the film resistance. Further, when the viscosity of the non-aqueous electrolyte is high, the membrane resistance tends to be high. In addition, the electrolyte salt concentration of the non-aqueous electrolyte, the material of each component of the non-aqueous electrolyte, and the like may affect the membrane resistance. A commercially available product can be used as the separator. For example, various commercially available separators are prepared, combined with various non-aqueous electrolytes, and the membrane resistance of the separators in each combination at 25 ° C. is measured, and the combination of the separator and the non-aqueous electrolyte having a membrane resistance at 25 ° C. of 2.5 Ω cm 2 or more may be selected and used.

(非水電解液)
非水電解液としては、公知の非水電解液の中から適宜選択できる。非水電解液は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解されている電解質塩とを含む。
(Non-aqueous electrolyte)
The non-aqueous electrolyte can be appropriately selected from known non-aqueous electrolytes. The non-aqueous electrolyte contains a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in this non-aqueous solvent.

非水溶媒としては、公知の非水溶媒の中から適宜選択できる。非水溶媒としては、環状カーボネート、鎖状カーボネート、カルボン酸エステル、リン酸エステル、スルホン酸エステル、エーテル、アミド、ニトリル等が挙げられる。非水溶媒として、これらの化合物に含まれる水素原子の一部がハロゲンに置換されたものを用いてもよい。 The non-aqueous solvent can be appropriately selected from known non-aqueous solvents. Non-aqueous solvents include cyclic carbonates, chain carbonates, carboxylic acid esters, phosphoric acid esters, sulfonic acid esters, ethers, amides, nitriles and the like. As the non-aqueous solvent, those in which some of the hydrogen atoms contained in these compounds are substituted with halogens may be used.

環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)、クロロエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジフルオロエチレンカーボネート(DFEC)、スチレンカーボネート、1-フェニルビニレンカーボネート、1,2-ジフェニルビニレンカーボネート等が挙げられる。これらの中でもEC及びPCが好ましい。EC及びPCを併用する場合、ECとPCとの体積比(EC:PC)は、概ね10:1から1:5(例えば8:1から1:1、典型的には5:1から2:1)であり得る。 Cyclic carbonates include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), vinylethylene carbonate (VEC), chloroethylene carbonate, fluoroethylene carbonate (FEC), difluoroethylene carbonate (DFEC), styrene carbonate, 1-phenylvinylene carbonate, 1,2-diphenylvinylene carbonate, and the like. Among these, EC and PC are preferred. When EC and PC are used together, the volume ratio of EC to PC (EC:PC) may be approximately 10:1 to 1:5 (eg 8:1 to 1:1, typically 5:1 to 2:1).

鎖状カーボネートとしては、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジフェニルカーボネート、トリフルオロエチルメチルカーボネート、ビス(トリフルオロエチル)カーボネート等が挙げられる。これらの中でもEMCが好ましい。 Chain carbonates include diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethylmethyl carbonate (EMC), diphenyl carbonate, trifluoroethylmethyl carbonate, bis(trifluoroethyl) carbonate and the like. Among these, EMC is preferred.

非水溶媒として、環状カーボネート又は鎖状カーボネートを用いることが好ましく、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用することがより好ましい。環状カーボネートを用いることで、電解質塩の解離を促進して非水電解液のイオン伝導度を向上させることができる。鎖状カーボネートを用いることで、非水電解液の粘度を低く抑えることができる。環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用する場合、環状カーボネートと鎖状カーボネートとの体積比率(環状カーボネート:鎖状カーボネート)としては、例えば、5:95から50:50の範囲とすることが好ましく、20:80から40:60の範囲とすることがより好ましい。環状カーボネートと鎖状カーボネートとの体積比率(環状カーボネート:鎖状カーボネート)は、例えば30:70から40:60の範囲であってもよい。 As the non-aqueous solvent, it is preferable to use a cyclic carbonate or a chain carbonate, and it is more preferable to use a combination of a cyclic carbonate and a chain carbonate. By using a cyclic carbonate, it is possible to promote the dissociation of the electrolyte salt and improve the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte. By using a chain carbonate, the viscosity of the non-aqueous electrolyte can be kept low. When a cyclic carbonate and a chain carbonate are used together, the volume ratio of the cyclic carbonate to the chain carbonate (cyclic carbonate:chain carbonate) is, for example, preferably in the range of 5:95 to 50:50, more preferably in the range of 20:80 to 40:60. The volume ratio of cyclic carbonate to chain carbonate (cyclic carbonate:chain carbonate) may be, for example, in the range of 30:70 to 40:60.

電解質塩としては、公知の電解質塩から適宜選択できる。電解質塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、オニウム塩等が挙げられる。これらの中でもリチウム塩が好ましい。 The electrolyte salt can be appropriately selected from known electrolyte salts. Examples of electrolyte salts include lithium salts, sodium salts, potassium salts, magnesium salts, onium salts and the like. Among these, lithium salts are preferred.

リチウム塩としては、LiPF、LiPO、LiBF、LiClO、LiN(SOF)等の無機リチウム塩、リチウムビス(オキサレート)ボレート(LiBOB)、リチウムジフルオロオキサレートボレート(LiFOB)、リチウムビス(オキサレート)ジフルオロホスフェート(LiFOP)等のシュウ酸リチウム塩、LiSOCF、LiN(SOCF、LiN(SO、LiN(SOCF)(SO)、LiC(SOCF、LiC(SO等のハロゲン化炭化水素基を有するリチウム塩等が挙げられる。これらの中でも、無機リチウム塩が好ましく、LiPFがより好ましい。 Lithium salts include inorganic lithium salts such as LiPF6 , LiPO2F2 , LiBF4 , LiClO4 , LiN(SO2F)2; 2CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiN(SO 2 CF 3 )(SO 2 C 4 F 9 ), LiC(SO 2 CF 3 ) 3 , LiC( SO 2 C 2 F 5 ) 3 and other lithium salts having halogenated hydrocarbon groups. Among these, inorganic lithium salts are preferred, and LiPF6 is more preferred.

非水電解液における電解質塩の含有量は、20℃1気圧下において、0.1mol/dm以上2.5mol/dm以下であると好ましく、0.3mol/dm以上2.0mol/dm以下であるとより好ましく、0.5mol/dm以上1.7mol/dm以下であるとさらに好ましく、0.7mol/dm以上1.5mol/dm以下であると特に好ましい。電解質塩の含有量を上記の範囲とすることで、非水電解液のイオン伝導度を高めることができる。 The content of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolytic solution is preferably 0.1 mol/dm 3 or more and 2.5 mol/dm 3 or less, more preferably 0.3 mol/dm 3 or more and 2.0 mol/dm 3 or less, further preferably 0.5 mol/dm 3 or more and 1.7 mol/dm 3 or less, and particularly 0.7 mol/dm 3 or more and 1.5 mol/dm 3 or less at 20° C. and 1 atm. Preferred. By setting the content of the electrolyte salt within the above range, the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte can be increased.

非水電解液は、非水溶媒と電解質塩以外に、添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t-ブチルベンゼン、t-アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物;2-フルオロビフェニル、o-シクロヘキシルフルオロベンゼン、p-シクロヘキシルフルオロベンゼン等の前記芳香族化合物の部分ハロゲン化物;2,4-ジフルオロアニソール、2,5-ジフルオロアニソール、2,6-ジフルオロアニソール、3,5-ジフルオロアニソール等のハロゲン化アニソール化合物;ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物;亜硫酸エチレン、亜硫酸プロピレン、亜硫酸ジメチル、メタンスルホン酸メチル、ブスルファン、トルエンスルホン酸メチル、硫酸ジメチル、硫酸エチレン、スルホラン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、ジフェニルスルフィド、4,4’-ビス(2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン)、4-メチルスルホニルオキシメチル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、チオアニソール、ジフェニルジスルフィド、ジピリジニウムジスルフィド、1,3-プロペンスルトン、1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン、1,4-ブテンスルトン、パーフルオロオクタン、ホウ酸トリストリメチルシリル、リン酸トリストリメチルシリル、チタン酸テトラキストリメチルシリル、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウム等が挙げられる。これら添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 The non-aqueous electrolyte may contain additives in addition to the non-aqueous solvent and electrolyte salt. Examples of additives include aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, and dibenzofuran; partial halides of the above aromatic compounds such as 2-fluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene and p-cyclohexylfluorobenzene; 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, 3,5- Halogenated anisole compounds such as difluoroanisole; vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, ethyl vinylene carbonate, succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride; , diethyl sulfoxide, tetramethylene sulfoxide, diphenyl sulfide, 4,4'-bis(2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane), 4-methylsulfonyloxymethyl-2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane, thioanisole, diphenyl disulfide, dipyridinium disulfide, 1,3-propenesultone, 1,3-propanesultone, 1,4-butanesultone, 1, 4-butene sultone, perfluorooctane, tristrimethylsilyl borate, tristrimethylsilyl phosphate, tetrakis trimethylsilyl titanate, lithium monofluorophosphate, lithium difluorophosphate and the like. These additives may be used singly or in combination of two or more.

非水電解液に含まれる添加剤の含有量は、非水電解液全体の質量に対して0.01質量%以上10質量%以下であると好ましく、0.1質量%以上7質量%以下であるとより好ましく、0.2質量%以上5質量%以下であるとさらに好ましく、0.3質量%以上3質量%以下であると特に好ましい。添加剤の含有量を上記の範囲とすることで、高温保存後の容量維持性能又はサイクル性能を向上させたり、安全性をより向上させたりすることができる。 The content of the additive contained in the nonaqueous electrolyte is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or more and 7% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or more and 5% by mass or less, and particularly preferably 0.3% by mass or more and 3% by mass or less. By setting the content of the additive within the above range, it is possible to improve capacity retention performance or cycle performance after high-temperature storage, or to further improve safety.

(正極電位等)
本発明の一実施形態に係る非水電解液蓄電素子における通常使用時の放電終止電圧における正極電位は、3.69V vs.Li/Li未満であり、3.66V vs.Li/Li未満が好ましく、3.63V vs.Li/Li未満がより好ましく、3.61V vs.Li/Li未満がさらに好ましい。通常使用時の放電終止電圧における正極電位が上記上限未満である場合、非水電解液蓄電素子の放電容量を大きくすることができる。通常使用時の放電終止電圧における正極電位は、例えば3.40V vs.Li/Li以上であってもよく、3.50V vs.Li/Li以上、3.54V vs.Li/Li以上、3.58V vs.Li/Li以上又は3.60V vs.Li/Li以上であってもよい。通常使用時の放電終止電圧における正極電位は、上記したいずれかの下限以上且つ上記したいずれかの上限未満とすることができる。通常使用時の放電終止電圧における正極電位は、設定する放電終止電圧、正極及び負極で用いる活物質の種類や量等によって調整することができる。
(positive electrode potential, etc.)
The positive electrode potential at the discharge end voltage during normal use in the non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention is 3.69 V vs. Li/Li + less than 3.66 V vs. Less than Li/Li + is preferred, 3.63 V vs. Less than Li/Li + is more preferred, 3.61 V vs. Less than Li/Li + is even more preferred. When the positive electrode potential at the discharge end voltage during normal use is less than the above upper limit, the discharge capacity of the non-aqueous electrolyte storage element can be increased. The positive electrode potential at the discharge end voltage during normal use is, for example, 3.40 V vs. Li/Li + or more, 3.50V vs. Li/Li + or more, 3.54V vs. Li/Li + or more, 3.58V vs. Li/Li + or more or 3.60 V vs. It may be Li/Li + or more. The positive electrode potential at the discharge cutoff voltage during normal use can be at least one of the above lower limits and below one of the above upper limits. The positive electrode potential at the discharge final voltage during normal use can be adjusted by the set discharge final voltage, the type and amount of the active material used in the positive electrode and the negative electrode, and the like.

本発明の一実施形態に係る非水電解液蓄電素子における通常使用時の充電終止電圧における正極電位は、例えば4.00V vs.Li/Li以上とすることができるが、4.30V vs.Li/Li以上が好ましく、4.32V vs.Li/Li以上がより好ましく、4.34V vs.Li/Li以上がさらに好ましい。通常使用時の充電終止電圧における正極電位を上記下限以上とすることで、非水電解液蓄電素子の放電容量を大きくすることなどができる。通常使用時の充電終止電圧における正極電位は、例えば4.50V vs.Li/Li以下であってもよく、4.45V vs.Li/Li以下、4.40V vs.Li/Li以下又は4.35V vs.Li/Li以下であってもよい。通常使用時の充電終止電圧における正極電位は、上記したいずれかの下限以上且つ上記したいずれかの上限以下とすることができる。通常使用時の充電終止電圧における正極電位は、設定する充電終止電圧、正極及び負極で用いる活物質の種類や量等によって調整することができる。 In the non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention, the positive electrode potential at the charging end voltage during normal use is, for example, 4.00 V vs. Li/Li + or higher, but 4.30V vs. Li/Li + or more is preferable, and 4.32 V vs. Li/Li + or more is more preferable, and 4.34 V vs. More preferably Li/Li + or more. The discharge capacity of the non-aqueous electrolyte storage element can be increased by setting the positive electrode potential at the end-of-charge voltage during normal use to the above lower limit or more. The positive electrode potential at the charge termination voltage during normal use is, for example, 4.50 V vs. Li/Li + or less, 4.45V vs. Li/Li + or less, 4.40 V vs. Li/Li + or less or 4.35V vs. It may be Li/Li + or less. The positive electrode potential at the end-of-charge voltage during normal use can be at least one of the above lower limits and not more than any of the above upper limits. The positive electrode potential at the end-of-charge voltage during normal use can be adjusted by the end-of-charge voltage to be set, the type and amount of the active material used in the positive electrode and the negative electrode, and the like.

本実施形態の非水電解液蓄電素子の形状については特に限定されるものではなく、例えば、円筒型電池、角型電池、扁平型電池、コイン型電池、ボタン型電池等が挙げられる。 The shape of the non-aqueous electrolyte storage element of the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include cylindrical batteries, rectangular batteries, flat batteries, coin batteries, button batteries, and the like.

図1に角型電池の一例としての非水電解液蓄電素子1を示す。なお、同図は、容器内部を透視した図としている。セパレータを挟んで巻回された正極及び負極を有する電極体2が角型の容器3に収納される。正極は正極リード41を介して正極端子4と電気的に接続されている。負極は負極リード51を介して負極端子5と電気的に接続されている。 FIG. 1 shows a non-aqueous electrolyte storage element 1 as an example of a square battery. In addition, the same figure is taken as the figure which saw through the inside of a container. An electrode body 2 having a positive electrode and a negative electrode wound with a separator sandwiched therebetween is housed in a rectangular container 3 . The positive electrode is electrically connected to the positive electrode terminal 4 via a positive electrode lead 41 . The negative electrode is electrically connected to the negative terminal 5 via a negative lead 51 .

<蓄電装置>
本実施形態の非水電解液蓄電素子は、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)等の自動車用電源、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器用電源、又は電力貯蔵用電源等に、複数の非水電解液蓄電素子1を集合して構成した蓄電ユニット(バッテリーモジュール)として搭載することができる。この場合、蓄電ユニットに含まれる少なくとも1つの非水電解液蓄電素子に対して、本発明の技術が適用されていればよい。
<Power storage device>
The non-aqueous electrolyte storage element of the present embodiment can be mounted as a power storage unit (battery module) configured by collecting a plurality of non-aqueous electrolyte storage elements 1 in a power source for automobiles such as electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HEV), and plug-in hybrid vehicles (PHEV), power sources for electronic devices such as personal computers and communication terminals, or power sources for power storage. In this case, the technology of the present invention may be applied to at least one non-aqueous electrolyte storage element included in the storage unit.

図2に、電気的に接続された2つ以上の非水電解液蓄電素子1が集合した蓄電ユニット20をさらに集合した蓄電装置30の一例を示す。蓄電装置30は、2つ以上の非水電解液蓄電素子1を電気的に接続するバスバ(図示せず)、2つ以上の蓄電ユニット20を電気的に接続するバスバ(図示せず)等を備えていてもよい。蓄電ユニット20又は蓄電装置30は、1つ以上の非水電解液蓄電素子の状態を監視する状態監視装置(図示せず)を備えていてもよい。 FIG. 2 shows an example of a power storage device 30 in which a power storage unit 20 in which two or more electrically connected non-aqueous electrolyte power storage elements 1 are assembled is further assembled. The power storage device 30 may include a bus bar (not shown) electrically connecting two or more non-aqueous electrolyte power storage elements 1, a bus bar (not shown) electrically connecting two or more power storage units 20, or the like. The power storage unit 20 or the power storage device 30 may include a state monitoring device (not shown) that monitors the state of one or more non-aqueous electrolyte power storage elements.

<機器>
本発明の一実施形態に係る機器は、非水電解液蓄電素子と充放電制御装置とを備える。この非水電解液蓄電素子は、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極と、非水電解液と、上記非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータとを備える。当該機器に備わる非水電解液蓄電素子の具体的形態及び好適形態は、上述した本発明の一実施形態に係る非水電解液蓄電素子の具体的形態及び好適形態と同様である。
<Equipment>
A device according to one embodiment of the present invention includes a non-aqueous electrolyte storage element and a charge/discharge control device. The non-aqueous electrolyte storage element includes a positive electrode containing a lithium transition metal composite oxide containing nickel, a non-aqueous electrolyte, and a separator having a membrane resistance of 2.5 Ω·cm or more at 25° C. when impregnated with the non-aqueous electrolyte. The specific form and preferred form of the non-aqueous electrolyte storage element provided in the device are the same as the specific form and preferred form of the non-aqueous electrolyte storage element according to the embodiment of the present invention described above.

充放電制御装置は、非水電解液蓄電素子に対し、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで放電するように構成されている。例えば、この充放電制御装置では、非水電解液蓄電素子を放電するときの終止電圧(放電終止電圧)が設定されており、この放電終止電圧における正極電位が3.69V vs.Li/Li未満となっている。換言すれば、当該機器においては、充放電制御装置によって、非水電解液蓄電素子が、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで放電できるように構成されている。なお、当該機器を使用する際、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで放電を行わず、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至る前に充電を行ってもよい。充放電制御装置は、上記した本発明の一実施形態に係る非水電解液蓄電素子の通常使用時の放電終止電圧における正極電位の好適範囲まで、非水電解液蓄電素子を放電するように構成されていることが好ましい。また、充放電制御装置は、上記した本発明の一実施形態に係る非水電解液蓄電素子の通常使用時の充電終止電圧における正極電位の好適範囲まで、非水電解液蓄電素子を充電するように構成されていることが好ましい。 The charge/discharge control device sets the positive electrode potential to 3.69 V vs. the non-aqueous electrolyte storage element. It is configured to discharge to less than Li/Li + . For example, in this charge/discharge control device, a final voltage (discharge final voltage) for discharging the non-aqueous electrolyte storage element is set, and the positive electrode potential at this discharge final voltage is 3.69 V vs. It is less than Li/Li + . In other words, in the device, the charge/discharge control device controls the non-aqueous electrolyte storage element so that the positive electrode potential is 3.69 V vs. It is configured to be able to discharge to less than Li/Li + . In addition, when using the apparatus, the positive electrode potential is 3.69 V vs. Li/Li + less than discharge was not performed, and the positive electrode potential was 3.69 V vs. Charging may occur before reaching less than Li/Li + . It is preferable that the charge/discharge control device is configured to discharge the non-aqueous electrolyte storage element according to the above-described embodiment of the present invention to a suitable range of positive electrode potential at the discharge end voltage during normal use of the non-aqueous electrolyte storage element. Further, the charge/discharge control device is preferably configured to charge the non-aqueous electrolyte storage element according to the above-described embodiment of the present invention to a suitable range of positive electrode potential at the end-of-charge voltage during normal use of the non-aqueous electrolyte storage element.

当該機器は、このように非水電解液蓄電素子に対し、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで放電するように構成されている充放電制御装置を備えるため、非水電解液蓄電素子の放電容量が大きい。また、当該機器は、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極と、非水電解液と、上記非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータとを備えるため、非水電解液蓄電素子に対して正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまでの放電と、充電とを繰り返して行う場合も、非水電解液蓄電素子の充放電サイクル後の容量維持率が高い。 In this way, the device has a positive electrode potential of 3.69 V vs. the non-aqueous electrolyte storage element. Since the charge/discharge control device is configured to discharge to less than Li/Li + , the discharge capacity of the non-aqueous electrolyte storage element is large. In addition, since the device includes a positive electrode containing a lithium-transition metal composite oxide containing nickel element, a non-aqueous electrolyte, and a separator having a membrane resistance at 25° C. of 2.5 Ω·cm 2 or more when impregnated with the non-aqueous electrolyte, the positive electrode potential is 3.69 V vs. the non-aqueous electrolyte storage element. Even in the case where discharging to less than Li/Li 2 + and charging are repeated, the capacity retention rate of the non-aqueous electrolyte storage element after charge-discharge cycles is high.

当該機器としては、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、家電製品、自動車(EV、HEV、PHEV等)、その他産業用機器等、特に限定されるものではない。 Examples of such devices include, but are not limited to, electronic devices such as personal computers, communication terminals, home appliances, automobiles (EV, HEV, PHEV, etc.), and other industrial devices.

<非水電解液蓄電素子の使用方法>
本発明の一実施形態に係る非水電解液蓄電素子の使用方法は、ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極と、非水電解液と、上記非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータとを備える非水電解液蓄電素子に対し、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで放電することを備える。
<How to use the non-aqueous electrolyte storage element>
A non-aqueous electrolyte storage element according to an embodiment of the present invention is used in such a manner that the positive electrode potential is 3.69 V vs. 3.69 V vs. 3.69 V vs. Discharging to less than Li/Li + is provided.

当該使用方法に用いられる非水電解液蓄電素子の具体的形態及び好適形態は、上述した本発明の一実施形態に係る非水電解液蓄電素子の具体的形態及び好適形態と同様である。また、当該使用方法の上記放電することにおける放電終了時の正極電位の好適範囲は、本発明の一実施形態に係る非水電解液蓄電素子の通常使用時の放電終止電圧における正極電位の好適範囲と同様である。当該使用方法は、非水電解液蓄電素子の充放電サイクル後の容量維持率が高い。 The specific form and preferred form of the non-aqueous electrolyte electric storage element used in the method of use are the same as the specific form and preferred form of the non-aqueous electrolytic electric storage element according to the embodiment of the present invention described above. In addition, the preferred range of the positive electrode potential at the end of discharge in the discharge of the usage method is the same as the preferred range of the positive electrode potential at the discharge end voltage during normal use of the non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention. According to this method of use, the capacity retention rate of the non-aqueous electrolyte storage element after charge-discharge cycles is high.

当該使用方法は、正極電位が4.30V vs.Li/Li以上に至るまで充電することをさらに備えることが好ましい。当該使用方法の上記充電することにおける充電終了時の正極電位の好適範囲は、本発明の一実施形態に係る非水電解液蓄電素子の通常使用時の充電終止電圧における正極電位の好適範囲と同様である。 The method of use is such that the positive electrode potential is 4.30 V vs. Preferably, it further comprises charging to Li/Li + or higher. The preferred range of the positive electrode potential at the end of charging in the above charging of the usage method is the same as the preferred range of the positive electrode potential at the end of charging voltage during normal use of the non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention.

<非水電解液蓄電素子の製造方法>
本実施形態の非水電解液蓄電素子の製造方法は、公知の方法から適宜選択できる。当該製造方法は、例えば、電極体を準備することと、非水電解液を準備することと、電極体及び非水電解液を容器に収容することと、を備える。電極体を準備することは、正極及び負極を準備することと、セパレータを介して正極及び負極を積層又は巻回することにより電極体を形成することとを備える。
<Method for manufacturing non-aqueous electrolyte storage element>
A method for manufacturing the non-aqueous electrolyte storage element of the present embodiment can be appropriately selected from known methods. The manufacturing method includes, for example, preparing an electrode body, preparing a non-aqueous electrolyte, and storing the electrode body and the non-aqueous electrolyte in a container. Preparing the electrode body includes preparing a positive electrode and a negative electrode, and forming the electrode body by laminating or winding the positive electrode and the negative electrode with a separator interposed therebetween.

非水電解液を容器に収容することは、公知の方法から適宜選択できる。例えば、容器に形成された注入口から非水電解液を注入した後、注入口を封止すればよい。 A suitable method for containing the non-aqueous electrolyte in the container can be selected from known methods. For example, after injecting the non-aqueous electrolyte from an injection port formed in the container, the injection port may be sealed.

<その他の実施形態>
尚、本発明の非水電解液蓄電素子等は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成又は周知技術に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。また、ある実施形態の構成に対して周知技術を付加することができる。
<Other embodiments>
The non-aqueous electrolyte storage device and the like of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention. For example, the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment, and part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment or a known technique. Furthermore, some of the configurations of certain embodiments can be deleted. Also, well-known techniques can be added to the configuration of a certain embodiment.

上記実施形態では、非水電解液蓄電素子が充放電可能な非水電解液二次電池(例えばリチウムイオン二次電池)として用いられる場合について説明したが、非水電解液蓄電素子の種類、形状、寸法、容量等は任意である。本発明は、種々の二次電池、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオンキャパシタ等のキャパシタにも適用できる。 In the above embodiment, the non-aqueous electrolyte storage element is used as a chargeable/dischargeable non-aqueous electrolyte secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery), but the type, shape, size, capacity, etc. of the non-aqueous electrolyte storage element are arbitrary. The present invention can also be applied to capacitors such as various secondary batteries, electric double layer capacitors, and lithium ion capacitors.

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
(正極の作製)
正極活物質としてのLiNi1/2Co1/5Mn3/10と、バインダとしてのPVDFと、導電剤としてのアセチレンブラックとを含有し、N-メチルピロリドンを分散媒とする正極合剤ペーストを調製した。正極活物質とバインダと導電剤との質量比は、固形分換算で、93:3.5:3.5とした。正極合剤ペーストを正極基材としてのアルミニウム箔に塗工し、乾燥させ、プレスすることにより正極活物質層を形成した。これにより、正極基材に正極活物質層が積層された正極を得た。正極活物質層の多孔度は30%とした。
[Example 1]
(Preparation of positive electrode)
A positive electrode mixture paste containing LiNi 1/2 Co 1/5 Mn 3/10 O 2 as a positive electrode active material, PVDF as a binder, acetylene black as a conductive agent, and N-methylpyrrolidone as a dispersion medium was prepared. The mass ratio of the positive electrode active material, the binder, and the conductive agent was 93:3.5:3.5 in terms of solid content. A positive electrode active material layer was formed by coating the positive electrode material mixture paste on an aluminum foil as a positive electrode substrate, drying, and pressing. As a result, a positive electrode in which the positive electrode active material layer was laminated on the positive electrode substrate was obtained. The porosity of the positive electrode active material layer was set to 30%.

(負極の作製)
負極活物質としての黒鉛と、バインダとしてのSBRと、増粘剤としてのCMCとを含有し、水を分散媒とする負極合剤ペーストを調製した。負極活物質とバインダと増粘剤との質量比は、固形分換算で、98:1:1とした。負極合剤ペーストを負極基材としての銅箔に塗工し、乾燥させ、プレスすることにより負極活物質層を形成した。これにより、負極基材に負極活物質層が積層された負極を得た。負極活物質層の多孔度は35%とした。
(Preparation of negative electrode)
A negative electrode mixture paste containing graphite as a negative electrode active material, SBR as a binder, and CMC as a thickener and using water as a dispersion medium was prepared. The mass ratio of the negative electrode active material, the binder, and the thickener was 98:1:1 in terms of solid content. The negative electrode mixture paste was applied to a copper foil as a negative electrode base material, dried, and pressed to form a negative electrode active material layer. As a result, a negative electrode in which the negative electrode active material layer was laminated on the negative electrode substrate was obtained. The porosity of the negative electrode active material layer was set to 35%.

(非水電解液の調製)
エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを所定の体積比で混合してなる非水溶媒に、電解質塩としてLiPFを1.0mol/dmの濃度で混合し、非水電解液を調製した。
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
A non-aqueous electrolyte solution was prepared by mixing LiPF 6 as an electrolyte salt at a concentration of 1.0 mol/dm 3 with a non-aqueous solvent obtained by mixing ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and ethyl methyl carbonate (EMC) at a predetermined volume ratio.

(非水電解液蓄電素子の組み立て)
上記正極と負極とをセパレータを介して積層し、電極体を作製した。電極体を容器に収容し、上記非水電解液を容器に注入することにより、実施例1の非水電解液蓄電素子を得た。
なお、セパレータには、ポリオレフィン製の多孔質樹脂フィルムである基材層の一方の面に、アルミニウム含有酸化物の粒子を含む無機粒子層(平均厚さ4μm、空孔率48体積%)が積層された平均厚さ20μmのセパレータを用いた。また、上記の調製した非水電解液を含浸した状態でのこのセパレータの25℃における膜抵抗を上記した方法で測定したところ、3.3Ω・cmであった。上記電極体の作製の際には、セパレータの無機粒子層側が正極と対向し、セパレータの基材層側が負極と対向するようにセパレータを配置し、電極体を得た。
(Assembly of non-aqueous electrolyte storage element)
An electrode assembly was produced by laminating the above positive electrode and negative electrode with a separator interposed therebetween. A non-aqueous electrolyte storage element of Example 1 was obtained by housing the electrode body in a container and injecting the non-aqueous electrolyte into the container.
The separator has an average thickness of 20 μm, in which an inorganic particle layer containing aluminum-containing oxide particles (average thickness: 4 μm, porosity: 48% by volume) is laminated on one side of a substrate layer that is a polyolefin porous resin film. The membrane resistance of this separator impregnated with the prepared non-aqueous electrolytic solution at 25° C. was measured by the method described above and was 3.3 Ω·cm 2 . In the production of the electrode body, the separator was arranged so that the inorganic particle layer side of the separator faced the positive electrode and the substrate layer side of the separator faced the negative electrode, thereby obtaining the electrode body.

[実施例2、比較例1、2、参考例1から4]
表1に記載のセパレータ(いずれも、ポリオレフィン製の多孔質樹脂フィルムである基材層の一方の面に無機粒子層が積層されたセパレータ)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2、比較例1、2及び参考例1から4の各非水電解液蓄電素子を得た。なお、実施例2で用いたセパレータの透気度は273秒/cmであった。また、参考例1から4の各非水電解液蓄電素子は、後述する放電終止電圧が異なるのみで、非水電解液蓄電素子の構成としては、実施例1、2及び比較例1、2のいずれかとの同じものである。
[Example 2, Comparative Examples 1 and 2, Reference Examples 1 to 4]
Non-aqueous electrolyte storage elements of Example 2, Comparative Examples 1 and 2, and Reference Examples 1 to 4 were obtained in the same manner as in Example 1, except that the separators shown in Table 1 (both separators in which an inorganic particle layer was laminated on one side of a base layer made of a polyolefin porous resin film) were used. The air permeability of the separator used in Example 2 was 273 sec/cm 3 . Further, the non-aqueous electrolyte storage elements of Reference Examples 1 to 4 differ only in discharge final voltage, which will be described later.

[評価]
(充放電サイクル試験)
得られた各非水電解液蓄電素子について、以下の要領で充放電サイクル試験を行った。45℃にて、充電電流1.0C、充電終止電圧4.25Vで定電流定電圧充電を行った。充電終止条件は、電流値が0.1Cに減衰した時点とした。その後、放電電流1.0C、表1に記載の放電終止電圧とした定電流放電を行った。充電後及び放電後にはそれぞれ10分間の休止期間を設けた。この充放電を1,000サイクル実施した。
なお、表1には、1サイクル目の放電終止電圧における正極電位をあわせて示す。また、1サイクル目の充電終止電圧(4.25V)における正極電位は、4.34V vs.Li/Liであった。
各非水電解液蓄電素子における1サイクル目の放電容量に対する1,000サイクル目の放電容量の比を容量維持率として求めた。そして、放電終止電圧が2.75Vである実施例1、2及び比較例1、2の各非水電解液蓄電素子においては、実施例1の非水電解液蓄電素子の容量維持率を基準(100%)とした相対値として、各非水電解液蓄電素子の容量維持率(相対値)を求めた。また、放電終止電圧が3.50Vである参考例1から4の各非水電解液蓄電素子においては、参考例1の非水電解液蓄電素子の容量維持率を基準(100%)とした相対値として、各非水電解液蓄電素子の容量維持率(相対値)を求めた。これらの容量維持率(相対値)を表1に示す。
[evaluation]
(Charge-discharge cycle test)
A charge/discharge cycle test was performed on each of the obtained non-aqueous electrolyte storage elements in the following manner. Constant-current and constant-voltage charging was performed at 45° C. with a charging current of 1.0 C and a charge termination voltage of 4.25 V. The charge termination condition was the time when the current value attenuated to 0.1C. Thereafter, constant current discharge was performed with a discharge current of 1.0 C and a discharge final voltage shown in Table 1. A rest period of 10 minutes was provided after charging and after discharging. This charging/discharging was performed 1,000 cycles.
Table 1 also shows the positive electrode potential at the final discharge voltage in the first cycle. Further, the positive electrode potential at the charging end voltage (4.25 V) in the first cycle was 4.34 V vs. Li/Li + .
The ratio of the discharge capacity at the 1,000th cycle to the discharge capacity at the 1st cycle in each non-aqueous electrolyte storage element was determined as the capacity retention rate. Then, in each of the non-aqueous electrolyte storage elements of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 having a discharge end voltage of 2.75 V, the capacity retention rate (relative value) of each non-aqueous electrolyte storage element was obtained as a relative value based on the capacity retention rate of the non-aqueous electrolyte storage element of Example 1 (100%). Further, in each of the non-aqueous electrolyte storage elements of Reference Examples 1 to 4 having a discharge end voltage of 3.50 V, the capacity retention rate (relative value) of each non-aqueous electrolyte storage element was obtained as a relative value with the capacity retention rate of the non-aqueous electrolyte storage element of Reference Example 1 as a reference (100%). Table 1 shows these capacity retention rates (relative values).

Figure 2023102080000002
Figure 2023102080000002

参考例1から4の各非水電解液蓄電素子のように、放電終止電圧が3.50Vであり、このときの正極電位が3.69V vs.Li/Liである場合、セパレータの差異によらず、容量維持率は同程度であった。
一方、放電終止電圧が2.75Vであり、このときの正極電位が3.69V vs.Li/Li未満である場合、非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm未満であるセパレータが用いられた比較例1、2の非水電解液蓄電素子は、容量維持率が低かった。これに対し、放電終止電圧が2.75Vであり、このときの正極電位が3.69V vs.Li/Li未満である場合、非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータが用いられた実施例1、2の非水電解液蓄電素子は、容量維持率が高かった。中でも、非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が5.3Ω・cmであるセパレータが用いられた実施例2の非水電解液蓄電素子は、容量維持率が特に高かった。
Like the non-aqueous electrolyte storage elements of Reference Examples 1 to 4, the final discharge voltage was 3.50 V, and the positive electrode potential at this time was 3.69 V vs. In the case of Li/Li + , the capacity retention rate was almost the same regardless of the difference in the separator.
On the other hand, the discharge end voltage is 2.75 V, and the positive electrode potential at this time is 3.69 V vs. When the ratio is less than Li/Li + , the non-aqueous electrolyte storage elements of Comparative Examples 1 and 2 using a separator having a membrane resistance of less than 2.5 Ω cm at 25° C. when impregnated with the non-aqueous electrolyte had a low capacity retention rate. On the other hand, the discharge end voltage is 2.75 V, and the positive electrode potential at this time is 3.69 V vs. When the ratio is less than Li/Li + , the non-aqueous electrolyte storage elements of Examples 1 and 2 using a separator having a membrane resistance of 2.5 Ω·cm or more at 25° C. when impregnated with the non-aqueous electrolyte had a high capacity retention rate. Among them, the non-aqueous electrolyte storage element of Example 2, which used a separator having a membrane resistance of 5.3 Ω·cm 2 at 25° C. when impregnated with the non-aqueous electrolyte, had a particularly high capacity retention rate.

本発明は、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車などの電源として使用される非水電解液蓄電素子などに適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to electronic devices such as personal computers and communication terminals, non-aqueous electrolyte storage elements used as power sources for automobiles and the like.

1 非水電解液蓄電素子
2 電極体
3 容器
4 正極端子
41 正極リード
5 負極端子
51 負極リード
20 蓄電ユニット
30 蓄電装置
1 Non-aqueous electrolyte storage element 2 Electrode body 3 Container 4 Positive electrode terminal 41 Positive electrode lead 5 Negative electrode terminal 51 Negative electrode lead 20 Storage unit 30 Storage device

Claims (6)

通常使用時の放電終止電圧における正極電位が3.69V vs.Li/Li未満であり、
ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極と、
非水電解液と、
上記非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータと
を備える非水電解液蓄電素子。
The positive electrode potential at the discharge end voltage during normal use is 3.69 V vs. Li/Li + less than
a positive electrode containing a lithium transition metal composite oxide containing nickel element;
a non-aqueous electrolyte;
and a separator having a membrane resistance of 2.5 Ω·cm 2 or more at 25° C. when impregnated with the non-aqueous electrolyte.
上記リチウム遷移金属複合酸化物におけるリチウム元素以外の金属元素に対するニッケル元素の含有割合が50モル%以上である請求項1に記載の非水電解液蓄電素子。 2. The non-aqueous electrolyte storage element according to claim 1, wherein the content ratio of the nickel element to the metal elements other than the lithium element in the lithium-transition metal composite oxide is 50 mol % or more. 上記通常使用時の充電終止電圧における正極電位が4.30V vs.Li/Li以上である請求項1又は請求項2に記載の非水電解液蓄電素子。 The positive electrode potential at the end of charge voltage during normal use is 4.30 V vs. 3. The non-aqueous electrolyte storage element according to claim 1, wherein Li/Li + or more. 上記セパレータが無機粒子層を有する請求項1、請求項2又は請求項3に記載の非水電解液蓄電素子。 4. The non-aqueous electrolyte storage element according to claim 1, wherein said separator has an inorganic particle layer. 非水電解液蓄電素子と充放電制御装置とを備え、
上記非水電解液蓄電素子は、
ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極と、
非水電解液と、
上記非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータと
を備え、
上記充放電制御装置は、上記非水電解液蓄電素子に対し、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで放電するように構成されている、機器。
Equipped with a non-aqueous electrolyte storage element and a charge/discharge control device,
The non-aqueous electrolyte storage element is
a positive electrode containing a lithium transition metal composite oxide containing nickel element;
a non-aqueous electrolyte;
a separator having a membrane resistance of 2.5 Ω·cm 2 or more at 25° C. when impregnated with the non-aqueous electrolyte;
In the charge/discharge control device, the positive electrode potential of the non-aqueous electrolyte storage element is 3.69 V vs. A device configured to discharge to less than Li/Li + .
ニッケル元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物を含有する正極と、
非水電解液と、
上記非水電解液を含浸した状態での25℃における膜抵抗が2.5Ω・cm以上であるセパレータと
を備える非水電解液蓄電素子に対し、正極電位が3.69V vs.Li/Li未満に至るまで放電することを備える、非水電解液蓄電素子の使用方法。

a positive electrode containing a lithium transition metal composite oxide containing nickel element;
a non-aqueous electrolyte;
The positive electrode potential of the non-aqueous electrolyte storage element is 3.69 V vs. A method of using a non-aqueous electrolyte storage element comprising discharging to less than Li/Li + .

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