JP6922209B2 - Power storage device - Google Patents

Power storage device Download PDF

Info

Publication number
JP6922209B2
JP6922209B2 JP2016244263A JP2016244263A JP6922209B2 JP 6922209 B2 JP6922209 B2 JP 6922209B2 JP 2016244263 A JP2016244263 A JP 2016244263A JP 2016244263 A JP2016244263 A JP 2016244263A JP 6922209 B2 JP6922209 B2 JP 6922209B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
storage device
power storage
mol
layered structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016244263A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018098123A (en
Inventor
信宏 荻原
信宏 荻原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP2016244263A priority Critical patent/JP6922209B2/en
Publication of JP2018098123A publication Critical patent/JP2018098123A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6922209B2 publication Critical patent/JP6922209B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本明細書で開示する発明である本開示は、蓄電デバイスに関する。 The present disclosure, which is the invention disclosed in the present specification, relates to a power storage device.

従来、リチウムイオン二次電池やリチウムイオンキャパシタなどの蓄電デバイスとしては、負極に黒鉛を用い、非水電解液に支持塩としてヘキサフルオロリン酸リチウムを溶解したものが知られている。また、このような蓄電デバイスにおいて、テトラフルオロホウ酸リチウムが支持塩として挙げられることがあるが、支持塩がヘキサフルオロリン酸リチウムからテトラフルオロホウ酸リチウムへ変更されると負極の抵抗が大きくなり、一般的にテトラフルオロホウ酸リチウムでは、高抵抗になるものと考えられていた(例えば、非特許文献1、図8参照)。図8は、支持塩としてLiPF6及びLiBF4を用いた黒鉛負極のインピーダンス挙動の説明図である。 Conventionally, as a power storage device such as a lithium ion secondary battery or a lithium ion capacitor, a device in which graphite is used as a negative electrode and lithium hexafluorophosphate is dissolved as a supporting salt in a non-aqueous electrolyte solution is known. Further, in such a power storage device, lithium tetrafluoroborate may be mentioned as a supporting salt, but when the supporting salt is changed from lithium hexafluorophosphate to lithium tetrafluoroborate, the resistance of the negative electrode increases. In general, lithium tetrafluoroborate was considered to have high resistance (see, for example, Non-Patent Document 1 and FIG. 8). FIG. 8 is an explanatory diagram of the impedance behavior of the graphite negative electrode using LiPF 6 and LiBF 4 as supporting salts.

また、リチウム二次電池用負極としては、2以上の芳香族環構造を有するジカルボン酸アニオンである芳香族化合物を含む有機骨格層と、カルボン酸アニオンに含まれる酸素にアルカリ金属元素が配位して骨格を形成するアルカリ金属元素層と、を有する層状構造体を負極活物質に用いたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。負極活物質としての層状構造体は、導電性を有さないが、非水系電解液に溶けにくく、結晶構造を保つことにより充放電サイクル特性の安定性をより高めることができる。 Further, as the negative electrode for a lithium secondary battery, an alkali metal element is coordinated with an organic skeleton layer containing an aromatic compound which is a dicarboxylic acid anion having two or more aromatic ring structures and oxygen contained in the carboxylic acid anion. A layered structure having an alkali metal element layer forming a skeleton is proposed as a negative electrode active material (see, for example, Patent Document 1). Although the layered structure as the negative electrode active material does not have conductivity, it is difficult to dissolve in a non-aqueous electrolyte solution, and by maintaining the crystal structure, the stability of charge / discharge cycle characteristics can be further enhanced.

特開2012−221754号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-221754

J.Electrochem.Soc.,2016,163,A1686-A1692J. Electrochem.Soc., 2016,163, A1686-A1692

しかしながら、上述の特許文献1の蓄電デバイスでは、充放電サイクル特性の安定性をより高めることができるものの、負極抵抗が高いことがあり、この抵抗をより下げることが求められていた。 However, in the above-mentioned power storage device of Patent Document 1, although the stability of the charge / discharge cycle characteristics can be further improved, the negative electrode resistance may be high, and it has been required to further reduce this resistance.

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、層状構造体を負極活物質に用いた負極の抵抗をより低減することができる蓄電デバイスを提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a power storage device capable of further reducing the resistance of a negative electrode using a layered structure as a negative electrode active material.

上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、芳香族ジカルボン酸金属塩の層状構造体を含む負極において、特にビフェニルジカルボン酸アニオンの有機骨格層を有する層状構造体と、テトラフルオロホウ酸リチウムの支持塩との組み合わせが、特異的に負極抵抗を大きく低減することができることを見いだし、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent research to achieve the above-mentioned object, the present inventors have found that in the negative electrode containing the layered structure of the aromatic dicarboxylic acid metal salt, particularly the layered structure having the organic skeleton layer of the biphenyldicarboxylic acid anion. It has been found that the combination with the supporting salt of lithium tetrafluoroborate can specifically significantly reduce the negative electrode resistance, and the present invention has been completed.

即ち、本明細書で開示する蓄電デバイスは、
正極と、
ビフェニルジカルボン酸アニオンを含む芳香族ジカルボン酸金属塩の層状構造体を負極活物質として有する負極と、
テトラフルオロホウ酸リチウムを含みリチウムイオンを伝導するイオン伝導媒体と、
を備えたものである。
That is, the power storage device disclosed in this specification is
With the positive electrode
A negative electrode having a layered structure of an aromatic dicarboxylic acid metal salt containing a biphenyldicarboxylic acid anion as a negative electrode active material, and a negative electrode.
An ionic conduction medium containing lithium tetrafluoroborate and conducting lithium ions,
It is equipped with.

本明細書で開示する蓄電デバイスでは、負極の抵抗をより低減することができる。このような効果が得られる理由は、以下のように推測される。例えば、ビフェニルジカルボン酸アニオンを含む層状構造体と、テトラフルオロホウ酸リチウムとを蓄電デバイス内に含むものとすると、電極とイオン伝導媒体との界面での電荷移動反応が円滑に行われるため、負極抵抗が低減するものと推察される。 In the power storage device disclosed in the present specification, the resistance of the negative electrode can be further reduced. The reason why such an effect is obtained is presumed as follows. For example, if a layered structure containing a biphenyldicarboxylic acid anion and lithium tetrafluoroborate are contained in the power storage device, the charge transfer reaction at the interface between the electrode and the ionic conduction medium is smoothly performed, so that the negative electrode resistance Is presumed to decrease.

蓄電デバイス20の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the power storage device 20. 実験例1〜6、参考例1、2の充放電カーブ。Charge / discharge curves of Experimental Examples 1 to 6 and Reference Examples 1 and 2. 実験例1〜6の充放電カーブから得られた微分曲線。A differential curve obtained from the charge / discharge curves of Experimental Examples 1 to 6. 実験例1の充放電微分曲線から得られる分極の説明図。Explanatory drawing of polarization obtained from the charge / discharge differential curve of Experimental Example 1. LiBF4の割合(mol%)とIV抵抗値(Ω)との関係図。The relationship diagram between the ratio (mol%) of LiBF 4 and the IV resistance value (Ω). 実験例1〜5の充放電サイクル特性評価結果。Charge / discharge cycle characteristic evaluation results of Experimental Examples 1 to 5. 実験例6の充放電サイクル特性評価結果。Charge / discharge cycle characteristic evaluation result of Experimental Example 6. 支持塩としてLiPF6及びLiBF4を用いた黒鉛負極のインピーダンス挙動の説明図。Explanatory drawing of impedance behavior of graphite negative electrode using LiPF 6 and LiBF 4 as supporting salts.

本明細書で開示する蓄電デバイスは、正極と、負極と、イオン伝導媒体とを備えている。正極は、リチウムイオンを吸蔵放出する正極活物質を含むものとしてもよい。負極は、キャリアであるリチウムイオンを吸蔵放出する層状構造体を負極活物質として含む。この負極活物質は、ビフェニルジカルボン酸アニオンを含む芳香族ジカルボン酸金属塩の層状構造体である。また、イオン伝導媒体は、正極と負極との間に介在しリチウムイオンを伝導するものである。このイオン伝導媒体は、テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF4)を含む。この蓄電デバイスは、例えば、電気二重層キャパシタやハイブリッドキャパシタ、疑似電気二重層キャパシタ、リチウムイオン電池などとしてもよい。キャリアである金属イオンは、Liイオンである。ここでは、説明の便宜のため、充放電により層状構造体に吸蔵、放出されるのがリチウムイオンであるリチウムイオンキャパシタについて、以下主として説明する。 The power storage device disclosed in the present specification includes a positive electrode, a negative electrode, and an ionic conduction medium. The positive electrode may contain a positive electrode active material that occludes and releases lithium ions. The negative electrode contains a layered structure that occludes and releases lithium ions, which are carriers, as a negative electrode active material. This negative electrode active material is a layered structure of an aromatic dicarboxylic acid metal salt containing a biphenyldicarboxylic acid anion. Further, the ion conduction medium is interposed between the positive electrode and the negative electrode to conduct lithium ions. This ionic conduction medium contains lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ). This power storage device may be, for example, an electric double layer capacitor, a hybrid capacitor, a pseudo electric double layer capacitor, a lithium ion battery, or the like. The metal ion that is the carrier is a Li ion. Here, for convenience of explanation, a lithium ion capacitor in which lithium ions are occluded and discharged into a layered structure by charging and discharging will be mainly described below.

本開示の蓄電デバイスにおいて、正極は、キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどに用いられている公知の正極を用いてもよい。正極は、例えば、正極活物質として炭素材料を含むものとしてもよい。炭素材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、活性炭類、コークス類、ガラス状炭素類、黒鉛類、難黒鉛化性炭素類、熱分解炭素類、炭素繊維類、カーボンナノチューブ類、ポリアセン類などが挙げられる。このうち、高比表面積を示す活性炭類が好ましい。炭素材料としての活性炭は、比表面積が1000m2/g以上であることが好ましく、1500m2/g以上であることがより好ましい。比表面積が1000m2/g以上では、放電容量をより高めることができる。この活性炭の比表面積は、作製の容易性から3000m2/g以下であることが好ましく、2000m2/g以下であることがより好ましい。なお、正極では、非水系電解液に含まれるアニオン及びカチオンの少なくとも一方を吸着・脱離して蓄電するものと考えられるが、さらに、非水系電解液に含まれるアニオン及びカチオンの少なくとも一方を挿入・脱離して蓄電するものとしてもよい。 In the power storage device of the present disclosure, a known positive electrode used for a capacitor, a lithium ion capacitor, or the like may be used as the positive electrode. The positive electrode may contain, for example, a carbon material as the positive electrode active material. The carbon material is not particularly limited, but for example, activated carbons, coke, glassy carbons, graphites, graphitizable carbons, thermally decomposed carbons, carbon fibers, carbon nanotubes, etc. Examples include graphite. Of these, activated carbons showing a high specific surface area are preferable. Activated carbon as a carbon material preferably has a specific surface area of 1000 m 2 / g or more, and more preferably 1500 m 2 / g or more. When the specific surface area is 1000 m 2 / g or more, the discharge capacity can be further increased. The specific surface area of this activated carbon is preferably 3000 m 2 / g or less, and more preferably 2000 m 2 / g or less, from the viewpoint of ease of production. It is considered that at the positive electrode, at least one of the anion and the cation contained in the non-aqueous electrolyte solution is adsorbed and desorbed to store electricity, but further, at least one of the anion and the cation contained in the non-aqueous electrolyte solution is inserted. It may be desorbed and stored.

あるいは、正極は、一般的なリチウムイオン電池に用いられる正極としてもよい。この場合、正極活物質としては、遷移金属元素を含む硫化物や、リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物などを用いることができる。具体的には、TiS2、TiS3、MoS3、FeS2などの遷移金属硫化物、基本組成式をLi(1-x)MnO2(0<x<1など、以下同じ)やLi(1-x)Mn24などとするリチウムマンガン複合酸化物、基本組成式をLi(1-x)CoO2などとするリチウムコバルト複合酸化物、基本組成式をLi(1-x)NiO2などとするリチウムニッケル複合酸化物、基本組成式をLiV23などとするリチウムバナジウム複合酸化物、基本組成式をV25などとする遷移金属酸化物などを用いることができる。これらのうち、リチウムの遷移金属複合酸化物、例えば、LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiV23などが好ましい。なお、「基本組成式」とは、他の元素を含んでもよい趣旨である。 Alternatively, the positive electrode may be a positive electrode used in a general lithium ion battery. In this case, as the positive electrode active material, a sulfide containing a transition metal element, an oxide containing lithium and a transition metal element, or the like can be used. Specifically, transition metal sulfides such as TiS 2 , TiS 3 , MoS 3 , and FeS 2, and the basic composition formula is Li (1-x) MnO 2 (0 <x <1, etc., the same applies hereinafter) and Li (1). -x) Lithium manganese composite oxide with Mn 2 O 4, etc., Lithium cobalt composite oxide with basic composition formula as Li (1-x) CoO 2, etc., basic composition formula as Li (1-x) NiO 2, etc. A lithium nickel composite oxide having a basic composition formula of LiV 2 O 3 or the like, a transition metal oxide having a basic composition formula of V 2 O 5 or the like can be used. Of these, lithium transition metal composite oxides, such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , and LiV 2 O 3 , are preferred. The "basic composition formula" means that other elements may be contained.

正極は、例えば上述した正極活物質と導電材と結着材とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の正極合材としたものを、集電体の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成してもよい。導電材は、例えば、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛)や人造黒鉛などの黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウィスカ、ニードルコークス、炭素繊維、金属(銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金など)などの1種又は2種以上を混合したものを用いることができる。これらの中で、導電材としては、電子伝導性及び塗工性の観点より、カーボンブラック及びアセチレンブラックが好ましい。結着材は、活物質粒子及び導電材粒子を繋ぎ止める役割を果たすものであり、例えば、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)、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、或いはポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)ゴム、スルホン化EPDMゴム、天然ブチルゴム(NBR)等を単独で、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。また、水系バインダーであるセルロース系やスチレンブタジエンゴム(SBR)の水分散体等を用いることもできる。塗布方法としては、例えば、アプリケータロールなどのローラコーティング、スクリーンコーティング、ドクターブレイド方式、スピンコーティング、バーコータなどが挙げられ、これらのいずれかを用いて任意の厚さ・形状とすることができる。集電体としては、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、鉄、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラスなどを用いることができる。集電体の形状については、箔状、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などが挙げられる。集電体の厚さは、例えば1〜500μmのものが用いられる。 For the positive electrode, for example, the above-mentioned positive electrode active material, the conductive material, and the binder are mixed, and an appropriate solvent is added to form a paste-like positive electrode mixture, which is applied to the surface of the current collector, dried, and required. Therefore, it may be formed by compression in order to increase the electrode density. Conductive materials include, for example, graphite such as natural graphite (scaly graphite, scaly graphite) and artificial graphite, acetylene black, carbon black, ketjen black, carbon whisker, needle coke, carbon fiber, metal (copper, nickel, aluminum, etc.). One type or a mixture of two or more types such as silver, gold, etc. can be used. Among these, carbon black and acetylene black are preferable as the conductive material from the viewpoint of electron conductivity and coatability. The binder plays a role of binding the active material particles and the conductive material particles, and is, for example, a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluororubber, or polypropylene. Thermoplastic resins such as polyethylene, ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber, sulfonated EPDM rubber, natural butyl rubber (NBR) and the like can be used alone or as a mixture of two or more. Further, an aqueous dispersion of cellulose-based binder or styrene-butadiene rubber (SBR), which is an aqueous binder, can also be used. Examples of the coating method include roller coating such as applicator roll, screen coating, doctor blade method, spin coating, bar coater, and the like, and any of these can be used to obtain an arbitrary thickness and shape. As the current collector, aluminum, titanium, stainless steel, nickel, iron, calcined carbon, conductive polymer, conductive glass and the like can be used. Examples of the shape of the current collector include a foil shape, a film shape, a sheet shape, a net shape, a punched or expanded body, a lath body, a porous body, a foam body, and a fiber group forming body. As the thickness of the current collector, for example, one having a thickness of 1 to 500 μm is used.

この蓄電デバイスにおいて、負極は、層状構造体を負極活物質として含む。この層状構造体は、ビフェニルジカルボン酸アニオンである芳香族化合物を含む有機骨格層と、カルボン酸アニオンに含まれる酸素にアルカリ金属元素が配位して骨格を形成するアルカリ金属元素層とを有するものとしてもよい。アルカリ金属元素層に含まれるアルカリ金属は、例えば、Li,Na及びKなどのうちいずれか1以上とすることができるが、Liが好ましい。このアルカリ金属元素層に含まれるアルカリ金属元素は、層状構造体の骨格を形成することから、充放電に伴うイオン移動には関与しないもの、すなわち、充放電時に吸蔵放出されないものと推察される。 In this power storage device, the negative electrode includes a layered structure as a negative electrode active material. This layered structure has an organic skeleton layer containing an aromatic compound which is a biphenyldicarboxylic acid anion, and an alkali metal element layer in which an alkali metal element coordinates with oxygen contained in the carboxylic acid anion to form a skeleton. May be. The alkali metal contained in the alkali metal element layer can be, for example, any one or more of Li, Na, K and the like, but Li is preferable. Since the alkali metal element contained in this alkali metal element layer forms the skeleton of the layered structure, it is presumed that the alkali metal element is not involved in the ion transfer associated with charging / discharging, that is, it is not occluded and released during charging / discharging.

この層状構造体は、芳香族化合物のπ電子相互作用により層状に形成され、空間群P21/cに帰属される単斜晶型の結晶構造を有するものとすることが、構造的に安定であり、好ましい。この層状構造体は、次式(1)で示される芳香族化合物を含む。また、この層状構造体は、異なるジカルボン酸アニオンの酸素4つとアルカリ金属元素とが4配位を形成する式(2)の構造を備えているものとすることが、構造的に安定であり、好ましい。但し、この式(2)において、Rはビフェニルジカルボン酸の芳香族環構造を有する。また、Aはアルカリ金属元素である。エネルギー貯蔵メカニズムにおいては、層状構造体の有機骨格層はレドックス(e-)サイトとして機能する一方、アルカリ金属元素層はキャリアである金属イオンの吸蔵サイト(アルカリ金属イオン吸蔵サイト)として機能するものと考えられる。 It is structurally stable that this layered structure is formed in layers by the π-electron interaction of aromatic compounds and has a monoclinic crystal structure belonging to the space group P2 1 / c. Yes, preferred. This layered structure contains an aromatic compound represented by the following formula (1). Further, it is structurally stable that this layered structure has a structure of the formula (2) in which four oxygens of different dicarboxylic acid anions and an alkali metal element form a four-coordination. preferable. However, in this formula (2), R has an aromatic ring structure of a biphenyldicarboxylic acid. Further, A is an alkali metal element. In the energy storage mechanism, organic framework layer of the layered structure redox (e -) while functioning as a site, the alkali metal element layer and functions as a storage site for the metal ion is a carrier (alkali metal ion adsorption site) Conceivable.

Figure 0006922209
Figure 0006922209

Figure 0006922209
Figure 0006922209

負極は、例えば、負極活物質である層状構造体とその他の材料とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の負極合材としたものを、集電体の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成してもよい。負極に用いられる導電材、結着材などは、それぞれ正極で例示したものを用いることができる。また、負極は、層状構造体と導電材とを含む負極合材を、集電体上に形成した後、不活性雰囲気中で250℃以上450℃以下の温度範囲で焼成処理されているものとしてもよい。こうすれば、結晶構造をより好適なものとすることができ、芳香族化合物のπ電子相互作用が高まり、電子の授受が容易となるなどして、充放電特性をより高めることができる。 For the negative electrode, for example, a layered structure which is a negative electrode active material and other materials are mixed, and an appropriate solvent is added to form a paste-like negative electrode mixture, which is applied to the surface of the current collector, dried, and required. It may be formed by compression in order to increase the electrode density. As the conductive material, the binder, and the like used for the negative electrode, those exemplified for the positive electrode can be used. Further, the negative electrode is assumed to be a negative electrode mixture containing a layered structure and a conductive material, which is formed on a current collector and then fired in an inert atmosphere in a temperature range of 250 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. May be good. By doing so, the crystal structure can be made more suitable, the π-electron interaction of the aromatic compound is enhanced, the transfer of electrons is facilitated, and the charge / discharge characteristics can be further enhanced.

この蓄電デバイスにおいて、イオン伝導媒体は、例えば、支持塩(支持電解質)と有機溶媒とを含む非水系電解液としてもよい。イオン伝導媒体は、支持塩としてテトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF4)を含む。このイオン伝導媒体は、支持塩全体のうちテトラフルオロホウ酸リチウムを20mol%以上100mol%以下の範囲で含むことが好ましい。この範囲では、負極の抵抗をより効果的に低減することができる。支持塩としては、LiBF4以外に、公知のリチウム塩を含むものとしてもよい。このリチウム塩としては、例えば、LiPF6,LiClO4,LiAsF6,Li(CF3SO22N,LiN(C25SO22などが挙げられ、このうちLiPF6が好ましい、このとき、イオン伝導媒体は、LiPF6を0mol%以上20mol%以下の範囲で含むことが好ましい。この範囲では、負極の抵抗をより効果的に低減することができる。また、充放電サイクル時の容量維持率の低下抑制など、充放電サイクル特性の低下を抑制することができる。イオン伝導媒体は、非水系電解液を含み、LiBF4を含む支持塩を1.0mol/L以上1.5mol/L以下の範囲で含むことが好ましく、1.0mol/L以上1.2mol/L以下の範囲であることがより好ましい。有機溶媒としては、例えば、非プロトン性の有機溶媒を用いることができる。このような有機溶媒としては、例えば環状カーボネート、鎖状カーボネート、環状エステル、環状エーテル、鎖状エーテル等が挙げられる。環状カーボネートとしては、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等がある。鎖状カーボネートとしては、例えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等がある。環状エステルカーボネートとしては、例えばガンマブチロラクトン、ガンマバレロラクトン等がある。環状エーテルとしては、例えばテトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等がある。鎖状エーテルとしては、例えばジメトキシエタン、エチレングリコールジメチルエーテル等がある。これらは単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。また、非水系電解液としては、そのほかにアセトニトリル、プロピルニトリルなどのニトリル系溶媒やイオン液体、ゲル電解質などを用いてもよい。 In this power storage device, the ion conducting medium may be, for example, a non-aqueous electrolyte solution containing a supporting salt (supporting electrolyte) and an organic solvent. The ionic conduction medium contains lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) as a supporting salt. The ion conduction medium preferably contains lithium tetrafluoroborate in a range of 20 mol% or more and 100 mol% or less of the total supporting salt. In this range, the resistance of the negative electrode can be reduced more effectively. As the supporting salt, a known lithium salt may be contained in addition to LiBF 4. Examples of this lithium salt include LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2, and the like, of which LiPF 6 is preferable. At this time, the ion conduction medium preferably contains LiPF 6 in the range of 0 mol% or more and 20 mol% or less. In this range, the resistance of the negative electrode can be reduced more effectively. In addition, it is possible to suppress a decrease in charge / discharge cycle characteristics, such as suppressing a decrease in the capacity retention rate during the charge / discharge cycle. The ion conduction medium contains a non-aqueous electrolyte solution, and preferably contains a supporting salt containing LiBF 4 in the range of 1.0 mol / L or more and 1.5 mol / L or less, and 1.0 mol / L or more and 1.2 mol / L. It is more preferably in the following range. As the organic solvent, for example, an aprotic organic solvent can be used. Examples of such an organic solvent include cyclic carbonates, chain carbonates, cyclic esters, cyclic ethers, chain ethers and the like. Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate and the like. Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate and the like. Examples of the cyclic ester carbonate include gamma-butyrolactone and gamma valerolactone. Examples of the cyclic ether include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and the like. Examples of the chain ether include dimethoxyethane and ethylene glycol dimethyl ether. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, as the non-aqueous electrolyte solution, a nitrile solvent such as acetonitrile or propylnitrile, an ionic liquid, a gel electrolyte, or the like may be used.

この蓄電デバイスは、正極と負極との間にセパレータを備えていてもよい。セパレータとしては、蓄電デバイスの使用範囲に耐えうる組成であれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン製不織布やポリフェニレンスルフィド製不織布などの高分子不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂の微多孔フィルムが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複合して用いてもよい。 This power storage device may include a separator between the positive electrode and the negative electrode. The separator is not particularly limited as long as it has a composition that can withstand the range of use of the power storage device, and is, for example, a polymer non-woven fabric such as a polypropylene non-woven fabric or a polyphenylene sulfide non-woven fabric, or an olefin resin such as polyethylene or polypropylene. Examples include microporous films. These may be used alone or in combination.

この蓄電デバイスの形状は、特に限定されないが、例えばコイン型、ボタン型、シート型、積層型、円筒型、偏平型、角型などが挙げられる。また、電気自動車等に用いる大型のものなどに適用してもよい。図1は、上述した実施形態の蓄電デバイス20の一例を示す模式図である。この蓄電デバイス20は、カップ形状の電池ケース21と、正極活物質を有しこの電池ケース21の下部に設けられた正極22と、負極活物質を有し正極22に対してセパレータ24を介して対向する位置に設けられた負極23と、絶縁材により形成されたガスケット25と、電池ケース21の開口部に配設されガスケット25を介して電池ケース21を密封する封口板26と、を備えている。この蓄電デバイス20は、正極22と負極23との間の空間にテトラフルオロホウ酸リチウムを含むイオン伝導媒体27が満たされている。また、この負極23は、ビフェニルジカルボン酸アニオンを含む芳香族ジカルボン酸金属塩の層状構造体を負極活物質として有する。 The shape of the power storage device is not particularly limited, and examples thereof include a coin type, a button type, a sheet type, a laminated type, a cylindrical type, a flat type, and a square type. Further, it may be applied to a large-sized vehicle used for an electric vehicle or the like. FIG. 1 is a schematic view showing an example of the power storage device 20 of the above-described embodiment. The power storage device 20 has a cup-shaped battery case 21, a positive electrode 22 having a positive electrode active material and provided at the lower part of the battery case 21, and a negative electrode active material with respect to the positive electrode 22 via a separator 24. A negative electrode 23 provided at a facing position, a gasket 25 formed of an insulating material, and a sealing plate 26 disposed in the opening of the battery case 21 and sealing the battery case 21 via the gasket 25 are provided. There is. The energy storage device 20 is filled with an ionic conduction medium 27 containing lithium tetrafluoroborate in the space between the positive electrode 22 and the negative electrode 23. Further, the negative electrode 23 has a layered structure of an aromatic dicarboxylic acid metal salt containing a biphenyldicarboxylic acid anion as a negative electrode active material.

以上詳述した蓄電デバイスでは、負極の抵抗をより低減することができる。このような効果が得られる理由は、以下のように推測される。例えば、ビフェニルジカルボン酸アニオンを含む層状構造体と、テトラフルオロホウ酸リチウムとを蓄電デバイス内に含むものとすると、電極とイオン伝導媒体との界面での電荷移動反応が円滑に行われるため、負極抵抗が低減するものと推察される。 In the power storage device described in detail above, the resistance of the negative electrode can be further reduced. The reason why such an effect is obtained is presumed as follows. For example, if a layered structure containing a biphenyldicarboxylic acid anion and lithium tetrafluoroborate are contained in the power storage device, the charge transfer reaction at the interface between the electrode and the ionic conduction medium is smoothly performed, so that the negative electrode resistance Is presumed to decrease.

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various aspects as long as it belongs to the technical scope of the present invention.

以下には、蓄電デバイスを具体的に実施した例を実験例として説明する。この実施例では、対極をリチウム金属とした二極式セルについて検討したが、対極を任意の正極活物質を含む正極とすれば、蓄電デバイスとして作動することができる。 Hereinafter, an example in which the power storage device is specifically implemented will be described as an experimental example. In this embodiment, a bipolar cell in which the counter electrode is a lithium metal is examined, but if the counter electrode is a positive electrode containing an arbitrary positive electrode active material, it can operate as a power storage device.

[実験例1]
(4,4’−ビフェニルジカルボン酸ジリチウムの層状構造体の合成)
4,4’−ビフェニルジカルボン酸ジリチウムの構造を有する層状構造体(式(3))を合成した。4,4’−ビフェニルジカルボン酸ジリチウムは、出発原料として4,4’−ビフェニルジカルボン酸および水酸化リチウム1水和物(LiOH・H2O)を用いた。まず、水酸化リチウム1水和物にメタノールを加え、撹拌した。水酸化リチウム1水和物を溶解したのち、4,4’−ビフェニルジカルボン酸を加え1時間撹拌した。撹拌後溶媒を除去し、真空下150℃で16時間乾燥することにより白色の粉末試料を得た。
[Experimental Example 1]
(Synthesis of layered structure of dilithium 4,4'-biphenyldicarboxylic acid)
A layered structure (formula (3)) having a structure of dilithium 4,4'-biphenyldicarboxylic acid was synthesized. As the dilithium 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid and lithium hydroxide monohydrate (LiOH · H 2 O) were used as starting materials. First, methanol was added to lithium hydroxide monohydrate and stirred. After dissolving lithium hydroxide monohydrate, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid was added, and the mixture was stirred for 1 hour. After stirring, the solvent was removed, and the mixture was dried under vacuum at 150 ° C. for 16 hours to obtain a white powder sample.

Figure 0006922209
Figure 0006922209

(負極の作製)
得られた粉末試料を79質量%、粒子状炭素導電材としてカーボンブラック(東海カーボン製TB5500)を14質量%、水溶性ポリマーであるポリビニルアルコール(PVA、日本合成化学製ゴウセネックスT−330)を2.8質量%、スチレンブタジエン共重合体(SBR、日本ゼオン製BM−400B)を4.2質量%混合し、分散剤として水を適量添加、分散してスラリー状合材とした。このスラリー状合材を10μm厚の銅箔集電体に単位面積当たりの4,4’−ビフェニルジカルボン酸ジリチウム活物質が3mg/cm2となるように均一に塗布し、加熱乾燥させて塗布シートを作製した。その後、塗布シートを加圧プレス処理し、2cm2の面積に打ち抜いて円盤状の電極を準備した。
(Preparation of negative electrode)
The obtained powder sample was 79% by mass, carbon black (TB5500 manufactured by Tokai Carbon) was 14% by mass as a particulate carbon conductive material, and polyvinyl alcohol (PVA, Gosenex T-330 manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.), which was a water-soluble polymer, was 2 .8% by mass and 4.2% by mass of a styrene-butadiene copolymer (SBR, BM-400B manufactured by Nippon Zeon) were mixed, and an appropriate amount of water was added and dispersed as a dispersant to obtain a slurry-like mixture. This slurry-like mixture is uniformly applied to a 10 μm-thick copper foil current collector so that the amount of the dilithium 4,4'-biphenyldicarboxylic acid dilithium active material per unit area is 3 mg / cm 2, and the coating sheet is dried by heating. Was produced. Then, the coating sheet was pressure-pressed and punched into an area of 2 cm 2 to prepare a disk-shaped electrode.

(二極式評価セルの作製)
エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートを体積比で30:40:30の割合で混合した非水溶媒にテトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF4)を1.10mol/Lになるように添加して非水電解液を作製した。上記作製した4,4’−ビフェニルジカルボン酸ジリチウム負極を作用極とし、リチウム金属箔(厚み300μm)を対極として、両電極の間に上記非水電解液を含浸させたセパレータ(東レ東燃製)を挟んで実験例1の二極式評価セルを作製した。
(Preparation of bipolar evaluation cell)
Lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) was added to a non-aqueous solvent in which ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate were mixed at a volume ratio of 30:40:30 so as to be 1.10 mol / L. A water electrolyte was prepared. A separator (manufactured by Toray Tonen) impregnated with the non-aqueous electrolytic solution between both electrodes is provided with the prepared dilithium 4,4′-biphenyldicarboxylic acid negative electrode as the working electrode and the lithium metal foil (thickness 300 μm) as the counter electrode. A bipolar evaluation cell of Experimental Example 1 was prepared by sandwiching it.

[実験例2〜6]
非水電解液において、LiBF4を0.825mol/L及びヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を0.275mol/Lになるように添加して非水電解液を作製した以外は実験例1と同様に作製したものを実験例2の二極式評価セルとした。また、LiBF4を0.550mol/L及びLiPF6を0.550mol/Lになるように添加して非水電解液を作製した以外は実験例1と同様に作製したものを実験例3の二極式評価セルとした。また、LiBF4を0.275mol/L及びLiPF6を0.825mol/Lになるように添加して非水電解液を作製した以外は実験例1と同様に作製したものを実験例4の二極式評価セルとした。また、LiBF4を0.110mol/L及びLiPF6を0.990mol/Lになるように添加して非水電解液を作製した以外は実験例1と同様に作製したものを実験例5の二極式評価セルとした。また、LiPF6を1.10mol/Lになるように添加して非水電解液を作製した以外は実験例1と同様に作製したものを実験例6の二極式評価セルとした。
[Experimental Examples 2 to 6]
In the non-aqueous electrolytic solution, LiBF 4 was added to 0.825 mol / L and lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was added so as to be 0.275 mol / L to prepare a non-aqueous electrolytic solution. The cell prepared in the same manner was used as a bipolar evaluation cell of Experimental Example 2. Further, a non-aqueous electrolytic solution prepared by adding LiBF 4 to 0.550 mol / L and LiPF 6 to 0.550 mol / L was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 in Experimental Example 3-2. It was used as a polar evaluation cell. Further, a non-aqueous electrolytic solution was prepared by adding LiBF 4 to 0.275 mol / L and LiPF 6 to 0.825 mol / L, and the same preparation as in Experimental Example 1 was prepared in Experimental Example 4-2. It was used as a polar evaluation cell. Further, a non-aqueous electrolytic solution prepared by adding LiBF 4 to 0.110 mol / L and LiPF 6 to 0.990 mol / L was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 in Experimental Example 5-2. It was used as a polar evaluation cell. Further, a cell prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that LiPF 6 was added so as to be 1.10 mol / L to prepare a non-aqueous electrolytic solution was used as a bipolar evaluation cell of Experimental Example 6.

[参考例1、2]
(2、6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムの層状構造体の合成)
2、6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムの合成には、出発原料として2、6−ナフタレンジカルボン酸および水酸化リチウム1水和物(LiOH・H2O)を用いた。水酸化リチウム1水和物(0.556g)にメタノール(100mL)を加え撹拌した。水酸化リチウム1水和物を溶解したあとに2、6−ナフタレンジカルボン酸(1.0g)を加え1時間撹拌した。撹拌後溶媒を除去し、真空下150℃で16時間乾燥することにより、白色の粉末試料の2、6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを得た(下記式(4))。
[Reference Examples 1 and 2]
(Synthesis of layered structure of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylic acid)
For the synthesis of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and lithium hydroxide monohydrate (LiOH · H 2 O) were used as starting materials. Methanol (100 mL) was added to lithium hydroxide monohydrate (0.556 g), and the mixture was stirred. After dissolving lithium hydroxide monohydrate, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid (1.0 g) was added and stirred for 1 hour. After stirring, the solvent was removed, and the mixture was dried under vacuum at 150 ° C. for 16 hours to obtain a white powder sample of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylic acid (formula (4) below).

Figure 0006922209
Figure 0006922209

4、4’−ビフェニルジカルボン酸ジリチウムの代わりに2、6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを負極を用いた以外は、実験例1と同様に作製したものを参考例1の二極式評価セルとした。また、4、4’−ビフェニルジカルボン酸ジリチウムの代わりに2、6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを負極を用いた以外は、実験例6と同様に作製したものを参考例2の二極式評価セルとした。 A bipolar evaluation cell of Reference Example 1 was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylic acid was used as a negative electrode instead of dilithium 4,4'-biphenyldicarboxylic acid. Further, a product prepared in the same manner as in Experimental Example 6 except that dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylic acid was used as a negative electrode instead of dilithium 4,4'-biphenyldicarboxylic acid was used as the bipolar evaluation cell of Reference Example 2. bottom.

(充放電特性評価)
上記作製した二極式評価セルを20℃の温度環境下、0.1mAで0.5Vまで還元した容量を放電容量とした。また、その後0.1mAで1.5Vまで酸化した容量を充電容量とした。なお、測定セル数n=2とした。図2は、実験例1〜6、参考例1、2の充放電カーブである。また、得られた充放電カーブを用い、電位差に対して充放電カーブの微分値を算出し微分曲線を得た。図3は、実験例1〜6の充放電カーブから得られた微分曲線である。この微分曲線にある2つの異なる内部抵抗性微分カーブのピークから充放電分極を読み取り、印加電流を考慮してIV抵抗を算出した。図4は、実験例1の充放電微分曲線から得られる分極の説明図である。なお、IV抵抗は、1サイクル目の充放電カーブを用いた。また、上記作製した二極式評価セルを用い、20℃の温度環境下、上記条件で10サイクルの連続充放電試験を行い、容量維持率を検討した。この充放電操作の1回目の充電容量をQ(1st)、10回目の充電容量をQ(10th)とし、Q(10th)/Q(1st)×100を10サイクル後の容量維持率(%)とした。
(Evaluation of charge / discharge characteristics)
The capacity obtained by reducing the prepared bipolar evaluation cell to 0.5 V at 0.1 mA under a temperature environment of 20 ° C. was defined as the discharge capacity. Further, the capacity oxidized to 1.5 V at 0.1 mA thereafter was defined as the charge capacity. The number of measurement cells n = 2. FIG. 2 is a charge / discharge curve of Experimental Examples 1 to 6 and Reference Examples 1 and 2. Further, using the obtained charge / discharge curve, the differential value of the charge / discharge curve was calculated with respect to the potential difference to obtain the differential curve. FIG. 3 is a differential curve obtained from the charge / discharge curves of Experimental Examples 1 to 6. The charge / discharge polarization was read from the peaks of the two different internal resistance differential curves on this differential curve, and the IV resistance was calculated in consideration of the applied current. FIG. 4 is an explanatory diagram of polarization obtained from the charge / discharge differential curve of Experimental Example 1. For the IV resistance, the charge / discharge curve of the first cycle was used. Further, using the prepared bipolar evaluation cell, a continuous charge / discharge test of 10 cycles was performed under the above conditions under a temperature environment of 20 ° C., and the capacity retention rate was examined. The first charge capacity of this charge / discharge operation is Q (1st), the tenth charge capacity is Q (10th), and Q (10th) / Q (1st) × 100 is the capacity retention rate (%) after 10 cycles. And said.

(結果と考察)
上記作製した二極式評価セルの詳細と、平均IV抵抗(Ω)、容量維持率(%)を表1にまとめた。図5は、LiBF4及びLiPF6の割合(mol%)とIV抵抗(Ω)との関係図である。図6は、実験例1〜5の充放電サイクル特性評価結果であり、図7は、実験例6の充放電サイクル特性評価結果である。表1及び図5に示すように、負極活物質をビフェニルジカルボン酸アニオンを含む層状構造体としたときに、非水電解液に支持塩としてテトラフルオロホウ酸アニオンBF4 -を20〜100mol%含む実験例1〜4では、ヘキサフルオロリン酸アニオンPF6 -を100mol%含む実験例6に比してIV抵抗が50%〜60%も低減することがわかった。また、参考例1、2に示すように、負極活物質をナフタレンジカルボン酸アニオンを含む層状構造体としたときには、実験例1〜4のような大きな効果は得られないことがわかった。また、容量維持率については、表1、図6及び図7に示すように、実験例1〜6において、すべて高い値を示したため、LiBF4及びLiPF6は共に充放電の安定性が高いことがわかった。
(Results and discussion)
Table 1 summarizes the details of the prepared bipolar evaluation cell, the average IV resistance (Ω), and the capacity retention rate (%). FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the ratio (mol%) of LiBF 4 and LiPF 6 and the IV resistance (Ω). FIG. 6 shows the charge / discharge cycle characteristic evaluation results of Experimental Examples 1 to 5, and FIG. 7 shows the charge / discharge cycle characteristic evaluation results of Experimental Example 6. As shown in Table 1 and FIG. 5, when the negative electrode active material and a layered structure containing a biphenyl dicarboxylic acid anion, tetrafluoroborate as a supporting salt in a non-aqueous electrolyte anions BF 4 - the containing 20~100Mol% In Experimental Examples 1 to 4, it was found that the IV resistance was reduced by 50% to 60% as compared with Experimental Example 6 containing 100 mol% of hexafluorophosphate anion PF 6 −. Further, as shown in Reference Examples 1 and 2, it was found that when the negative electrode active material was a layered structure containing a naphthalene dicarboxylic acid anion, the large effect as in Experimental Examples 1 to 4 could not be obtained. As for the capacity retention rate, as shown in Tables 1, 6 and 7, all of them showed high values in Experimental Examples 1 to 6, so that both LiBF 4 and LiPF 6 have high charge / discharge stability. I understood.

支持塩について、非特許文献1に記載されているように、黒鉛負極では、LiPF6を用いると負極抵抗がより低く、LiBF4を用いると負極抵抗がより高くなることが知られている(図8参照)。しかしながら、この実験結果では、ビフェニルジカルボン酸アニオンを含む層状構造体の負極活物質と、LiBF4の支持塩との組み合わせにより、特異的に負極抵抗の低減を図ることができるということが明らかになった。 Regarding the supporting salt, as described in Non-Patent Document 1, it is known that in the graphite negative electrode, the negative electrode resistance is lower when LiPF 6 is used, and the negative electrode resistance is higher when LiBF 4 is used (Fig.). 8). However, the results of this experiment revealed that the combination of the negative electrode active material of the layered structure containing the biphenyldicarboxylic acid anion and the supporting salt of LiBF 4 can specifically reduce the negative electrode resistance. rice field.

Figure 0006922209
Figure 0006922209

本発明は、電池産業に利用可能である。 The present invention is available in the battery industry.

20 蓄電デバイス、21 電池ケース、22 正極、23 負極、24 セパレータ、25 ガスケット、26 封口板、27 イオン伝導媒体。 20 power storage device, 21 battery case, 22 positive electrode, 23 negative electrode, 24 separator, 25 gasket, 26 sealing plate, 27 ion conducting medium.

Claims (5)

正極と、
ビフェニルジカルボン酸アニオンを含む芳香族ジカルボン酸金属塩の層状構造体を負極活物質として有する負極と、
テトラフルオロホウ酸リチウムを含みリチウムイオンを伝導するイオン伝導媒体と、
を備え、
前記イオン伝導媒体は、支持塩を含み、前記支持塩全体のうち前記テトラフルオロホウ酸リチウムを50mol%以上100mol%以下の範囲で含む、
蓄電デバイス。
With the positive electrode
A negative electrode having a layered structure of an aromatic dicarboxylic acid metal salt containing a biphenyldicarboxylic acid anion as a negative electrode active material, and a negative electrode.
An ionic conduction medium containing lithium tetrafluoroborate and conducting lithium ions,
With
The ion conduction medium contains a supporting salt and contains the lithium tetrafluoroborate in the range of 50 mol% or more and 100 mol% or less of the total supporting salt.
Power storage device.
前記イオン伝導媒体は、支持塩を含み、前記支持塩全体のうちヘキサフルオロリン酸リチウムを0mol%以上20mol%以下の範囲で含む、請求項に記載の蓄電デバイス。 The power storage device according to claim 1 , wherein the ion conduction medium contains a supporting salt and contains lithium hexafluorophosphate in the range of 0 mol% or more and 20 mol% or less of the entire supporting salt. 正極と、
ビフェニルジカルボン酸アニオンを含む芳香族ジカルボン酸金属塩の層状構造体を負極活物質として有する負極と、
テトラフルオロホウ酸リチウムを含みリチウムイオンを伝導するイオン伝導媒体と、
を備え、
前記イオン伝導媒体は、非水系電解液を含み、前記テトラフルオロホウ酸リチウムを含む支持塩を1.1mol/L以上1.5mol/L以下の範囲で含む、
蓄電デバイス。
With the positive electrode
A negative electrode having a layered structure of an aromatic dicarboxylic acid metal salt containing a biphenyldicarboxylic acid anion as a negative electrode active material, and a negative electrode.
An ionic conduction medium containing lithium tetrafluoroborate and conducting lithium ions,
With
The ion conduction medium contains a non-aqueous electrolyte solution and contains the supporting salt containing lithium tetrafluoroborate in the range of 1.1 mol / L or more and 1.5 mol / L or less.
Power storage device.
正極と、
ビフェニルジカルボン酸アニオンを含む芳香族ジカルボン酸金属塩の層状構造体を負極活物質として有する負極と、
テトラフルオロホウ酸リチウムを含みリチウムイオンを伝導するイオン伝導媒体と、
を備え、
前記イオン伝導媒体は、有機溶媒を含み、前記有機溶媒中のエチレンカーボネートが30体積%以下である、
蓄電デバイス。
With the positive electrode
A negative electrode having a layered structure of an aromatic dicarboxylic acid metal salt containing a biphenyldicarboxylic acid anion as a negative electrode active material, and a negative electrode.
An ionic conduction medium containing lithium tetrafluoroborate and conducting lithium ions,
With
The ionic conduction medium contains an organic solvent, and the ethylene carbonate in the organic solvent is 30% by volume or less.
Power storage device.
前記負極は、次式(1)で示される前記層状構造体を負極活物質として有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
Figure 0006922209
The power storage device according to any one of claims 1 to 4, wherein the negative electrode has the layered structure represented by the following formula (1) as a negative electrode active material.
Figure 0006922209
JP2016244263A 2016-12-16 2016-12-16 Power storage device Active JP6922209B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016244263A JP6922209B2 (en) 2016-12-16 2016-12-16 Power storage device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016244263A JP6922209B2 (en) 2016-12-16 2016-12-16 Power storage device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018098123A JP2018098123A (en) 2018-06-21
JP6922209B2 true JP6922209B2 (en) 2021-08-18

Family

ID=62633745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016244263A Active JP6922209B2 (en) 2016-12-16 2016-12-16 Power storage device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6922209B2 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0831429A (en) * 1994-07-21 1996-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Non-aqueous electrolyte battery
JP2006344494A (en) * 2005-06-09 2006-12-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lithium ion secondary battery, its manufacturing method, and automobile as well as electronic equipment using the same
CN103155246B (en) * 2010-10-21 2016-05-04 株式会社丰田中央研究所 Electrode, the non-aqueous secondary battery with this electrode and battery pack for non-aqueous secondary battery
JP5348170B2 (en) * 2011-04-08 2013-11-20 株式会社豊田中央研究所 Negative electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery
JP5516700B2 (en) * 2012-11-13 2014-06-11 Tdk株式会社 Lithium secondary battery
JP2015057755A (en) * 2013-08-12 2015-03-26 トヨタ自動車株式会社 Negative electrode active material for sodium ion battery and sodium ion battery
JP6264157B2 (en) * 2014-04-01 2018-01-24 株式会社豊田中央研究所 Nonaqueous secondary battery electrode and nonaqueous secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018098123A (en) 2018-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6889582B2 (en) Method for manufacturing electrode active material, electrode for power storage device, power storage device and electrode active material
JP5348170B2 (en) Negative electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery
JP6361599B2 (en) Power storage device
JP5897971B2 (en) Electrode active material, electrode for non-aqueous secondary battery, non-aqueous secondary battery and method for producing electrode for non-aqueous secondary battery
JPWO2012053553A1 (en) Non-aqueous secondary battery electrode, non-aqueous secondary battery including the same, and assembled battery
JP6889532B2 (en) Manufacturing method of power storage device and predoping method of power storage device
JP6394253B2 (en) Non-aqueous secondary battery electrode, method for producing the same, and non-aqueous secondary battery
TW201721941A (en) Method for producing negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6958053B2 (en) Method for manufacturing electrode active material, electrode for power storage device, power storage device and electrode active material
JP6346733B2 (en) Electrode, non-aqueous secondary battery and electrode manufacturing method
JP2019186266A (en) Electricity storage device
JP6954249B2 (en) Method for manufacturing electrode active material, power storage device and electrode active material
JP2021028957A (en) Power storage device and electrode
JP2020161771A (en) Evaluation method, electrode for electricity storage device, and electricity storage device
JP2020136436A (en) Power storage device
JP6831180B2 (en) Power storage device and its manufacturing method
JP6922209B2 (en) Power storage device
JP6965689B2 (en) Manufacturing method of power storage device and pre-doping method of power storage device
JP6756258B2 (en) Power storage device
JP6743799B2 (en) Electrolyte, power storage device, and method for manufacturing power storage device
JPWO2016171276A1 (en) Lithium ion battery
JP2020150213A (en) Power storage device
US11201330B2 (en) Power storage device electrode, power storage device, and method of producing power storage device electrode
JP2020149941A (en) Power storage device
JP2020009846A (en) Power storage system and power storage device control method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190920

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200908

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201019

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210330

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210510

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20210510

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20210518

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20210525

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210629

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210712

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6922209

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150