JP7199157B2 - ヨウ化リチウムを含む電解液、及びそれを用いたリチウムイオン電池 - Google Patents
ヨウ化リチウムを含む電解液、及びそれを用いたリチウムイオン電池 Download PDFInfo
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Description
本実施形態の電解液は、電解液の総量に対して0.1~50000質量ppmのヨウ化リチウムと、ヨウ化リチウム以外のリチウム塩とを含む。このような電解液をリチウムイオン電池等に使用することにより、負極上でのリチウムデンドライトの析出を抑制できる。そのため、リチウムイオン電池等の内部での短絡の発生を防止でき、電池等の寿命を改善できる。
本発明の別の実施形態に係る電解液は、電解液の総量に対して0.095~47400質量ppmのヨウ化物イオンを含む。このような電解液をリチウムイオン電池等に使用することにより、負極上でのリチウムデンドライトの析出を抑制できる。また、このような電解液をリチウムイオン電池等に使用することにより、正極から正極活物質に含まれる遷移金属の溶出を抑制できる傾向にある。電解液におけるヨウ化物イオンの含有量は、電解液の総量に対して0.474~28440質量ppmであると好ましく、電解液の総量に対して0.948~9480質量ppmであるとより好ましく、4.74~2844質量ppmであると更に好ましく、4.74~948質量ppmであると極めて好ましい。ヨウ化物イオンは、LiIとして電解液に添加されてもよい。
実施例1~7及び比較例1~2の各電解液を用いて以下のとおり、リチウムイオン電池を作製した。
厚さ0.5mmの金属リチウムシートをφ14mmのサイズに打ち抜き、負極とした。
また、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2と、アセチレンブラックと、黒鉛と、ポリビニリデンフルオリド(PVdF)とを93:2:2:3の質量比で混合し、NMP溶媒中に分散させてスラリーを調製した。当該スラリーをアルミニウム箔上に塗工し、乾燥及びプレスを行った後、正極活物質を含む層が形成されたアルミニウム箔をφ12mmのサイズに打ち抜き、正極とした。
金属リチウム負極上に電解液を35μL滴下し、セパレーターとして、厚さ16μmのポリエチレン製微多孔膜をφ16mmのサイズに打ち抜いたものを、電解液を挟んで金属リチウム負極上に積層した。次いで、当該セパレーター上に同組成の電解液を35μL滴下し、上記正極を塗工面が負極に対向するように電解液を挟んでセパレーター上に積層し、CR2032型のコインセルを作製した。
実施例2及び比較例2の電解液をそれぞれ使用してサイクリックボルタンメトリーの測定を行った。
厚さ0.5mmの金属リチウムシートをφ14mmのサイズに打ち抜きリチウム電極とした。リチウム電極上に電解液を35μl滴下し、セパレーターとして、厚さ16μmのポリエチレン製微多孔膜をφ16mmのサイズに打ち抜いたものを、電解液を挟んでリチウム電極上に積層した。次いで、当該セパレーター上に同組成の電解液を35μL滴下した。塊状天然黒鉛(日立化成株式会社製、商品名:「SMG」)と鱗片状人造黒鉛(TIMCAL社製、商品名:「SFG―15」)とを85:15で混合した混合黒鉛を、カルボキシメチルセルロース、及びスチレンブタジエンゴムと混合し、水に分散させてスラリーを調製し、当該スラリーを銅箔上に塗工した。スラリーを塗工した銅箔に乾燥及びプレスを行い、φ12mmのサイズに打ち抜いて黒鉛電極を作製した。塗工面が黒鉛電極に対向するように電解液を挟んでセパレーター上に積層し、CR2032型のコインセルを作製した。
電位が卑になると、黒鉛電極への充電が進行するが、ヨウ化リチウムを含む電解液では、ヨウ化リチウムを含まない電解液を使用した場合と比較して、応答電流が大きくなった。
実施例1~7及び比較例1~2の各電解液を用いて以下のとおり、リチウムイオン電池を作製した。
Claims (6)
- リチウムイオン電池又はキャパシタ用の電解液であって、
前記電解液の総量に対して0.1~50000質量ppmのヨウ化リチウムと、
ヨウ化リチウム以外のリチウム塩とを含み、
前記リチウム塩が、LiN(SO2F)2及びLiN(SO2CF3)2の少なくとも一方を含む、電解液。 - リチウムイオン電池又はキャパシタ用の電解液であって、
電解液の総量に対して0.095~47400質量ppmのヨウ化物イオンと、LiN(SO2F)2及びLiN(SO2CF3)2の少なくとも一方と、を含む、電解液。 - 更にLiPF6、LiBF4、及びLiN(SO2CnF2n+1)2(nは2~6の整数)からなる群から選択される少なくとも1種のリチウム塩を含む、請求項1又は2に記載の電解液。
- LiFSI又はLiTFSIの濃度は、0.05~6.0Mである、請求項1~3のいずれか一項に記載の電解液。
- 負極、正極、及び請求項1~4のいずれか一項に記載の電解液を備える、リチウムイオン電池。
- 前記負極が、金属リチウム、黒鉛、又はチタン酸リチウムを含む、請求項5に記載の電池。
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