[发明专利]非水电解质蓄电元件

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质蓄电元件。

背景技术

近年来，伴随着移动装置的小型化和提升的性能，非水电解质蓄电元件(storageelement)作为具有高能量密度的非水电解质蓄电元件具有改善的性质并且变得普及。而且，正在进行尝试以改善非水电解质蓄电元件的重量能量密度，目的是将其应用拓展至电动车。

常规地，作为非水电解质蓄电元件，一直广泛使用包括如下的锂离子非水电解质蓄电元件：锂-钴复合氧化物的正极，碳的负极，和通过将锂盐溶解在非水溶剂中而获得的非水电解质。

同时，存在通过非水电解质中的阴离子对例如导电聚合物和碳质材料的材料的正极的嵌入或脱嵌和通过非水电解质中的锂离子对碳质材料的负极的嵌入或脱嵌而充电和放电的非水电解质蓄电元件(该类型的电池(battery)在下文中可称作“双碳电池单元(cell)”)(参见PTL1)。

在双碳电池单元中，如由以下反应式所表示的，单元通过阴离子例如PF₆^-从非水电解质嵌入至正极和通过Li⁺从非水电解质嵌入至负极而充电，并且单元通过阴离子例如PF₆^-等从正极脱嵌和Li⁺从负极脱嵌至非水电解质而放电。

正极：

负极：

→充电反应

放电反应

双碳电池单元的放电容量由如下决定：正极的阴离子存储容量，正极的可能的阴离子释放量，负极的阳离子存储量，负极的可能的阳离子释放量，以及非水电解质中的阴离子量和阳离子量。因此，为了改善双碳电池单元的放电容量，不仅必须增多正极活性材料和负极活性材料，而且必须增多包含锂盐的非水电解质的量(参见NPTL1)。

双碳电池单元所具有的电量与非水电解质中的阴离子和阳离子的总量成比例。因此，该电池单元能在其中存储的能量与正极活性材料以及负极活性材料加上非水电解质的总质量成比例。

以如以上所述的方式，其中通过将来自非水电解质的阴离子积蓄至正极和将来自非水电解质的阳离子积蓄至负极而进行充电和通过从正极释放阴离子和从负极释放阳离子而进行放电的非水电解质蓄电元件需要足够量的电解质盐。

由于非水电解质中的电解质盐的量随着充电的进行而减少，电荷极化变大，因此无法获得预期的电量，并且由于非水电解质中的电解质盐的量低，离子电导率变低，这使内阻增加。

因此，对于即使在充电结束时也可防止蓄电元件的极化、可被充分地充电、可改善离子电导率并且可实现电容量的改善和低的内阻的非水电解质蓄电元件存在需求。

引文列表

专利文献

PTL1：日本专利申请特开(JP-A)No.2005-251472

非专利文献

NPL1：JournalofTheElctrochemicalSociety,147(3)899-901(2000)

发明内容

技术问题

本发明目的在于提供即使在充电结束时也可防止蓄电元件的极化、可被充分地充电、可改善离子电导率并且可实现改善的电容量和低的内阻的非水电解质蓄电元件。

问题的解决方案

对于用于解决前述问题的手段，本发明的非水电解质蓄电元件包含：

包含能够积蓄和释放阴离子的正极活性材料的正极；

包含能够积蓄和释放阳离子的负极活性材料的负极；和

包含电解质盐的非水电解质，

其中每单位面积的负极的容量大于每单位面积的正极的容量，和

其中在50次充电和放电循环之后在充电完成时非水电极中的电解质盐的量为0.2mol/L-1mol/L，其中所述充电和放电循环包含将所述非水电解质蓄电元件以0.5mA/cm²的恒定电流充电至5.2V，之后将所述非水电解质蓄电元件以0.5mA/cm²的恒定电流放电至2.5V。

发明的有益效果

本发明可解决本领域中的上述各种问题并且可提供即使在充电结束时也可防止蓄电元件的极化、可被充分地充电、可改善离子电导率并且可实现改善的电容量和低的内阻的非水电解质蓄电元件。

附图说明

图1为说明本发明的非水电解质蓄电元件的一个实例的示意图。

具体实施方式

(非水电解质蓄电元件)

本发明的非水电解质蓄电元件包含正极、负极、非水电解质、和隔板，并且根据需要，可进一步包含其它部件。