[发明专利]锂离子电容器

说明书

本发明提供一种维持初始的高容量和低内阻，并且经过高温高电压环境后的特性变化都小的锂离子电容器。本发明的锂离子电容器具有电解液，该电解液包含作为LiFSI和LiBF₄的混合物且LiFSI相对于LiBF₄的摩尔比率为90/10～30/70的电解质、含有环状或链状的碳酸酯化合物的至少一种的溶剂、和覆膜形成剂，电解液中的电解质的浓度为1.2～1.8mol/L。

技术领域

本发明涉及锂离子电容器。

背景技术

使用非水电解液的双电荷层电容器，由于溶剂的电解电压高所以能够提高耐电压，能够蓄积大的能量。特别是，锂离子电容器由于每单位体积的静电电容比双电荷层电容器大，另外，通过使负极的放电深度变浅、使用极化性的正极材料，能够比锂离子二次电池寿命长。近年来，锂离子电容器要求低温时的内阻的降低和高温状态的可靠性的确保。关于低温特性，被认为是因电解液中的电解质的解离变得难以发生或电解液的粘度变高而内阻上升，关于高温可靠性，被认为是作为电解质的PF₆^－等阴离子分解而产生氟化氢等分解物，所以单体的各种特性变差。

为了解决上述问题，例如专利文献1中，提案有使用电解质为将四氟硼酸锂(LiBF₄)和双(五氟乙基磺酰)亚胺锂(LiBETI)以一定比例混合而得的电解液的锂离子电池；专利文献2中，提案有使用电解质为六氟磷酸锂(LiPF₆)且为了使高温贮藏特性符合工事用而添加了一部分LiBF₄得到的电解液的锂离子电池；专利文献3中，提案有使用作为电解质在LiBF₄中为了提高电导率而加了少量的双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)得到的电解液的锂离子电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-236990号公报

专利文献2：日本特开2003-346898号公报

专利文献3：日本特开2015-41528号公报

发明内容

发明要解决的课题

如专利文献1所示，当使用将LiBF₄和LiBETI以一定比率混合而得的电解液时，由于电解质的高耐热性和LiBETI的高电导率，与以LiPF₆作为电解质的电解液相比，高温下的电解液的稳定性提高。但是，LiBETI在正极电位为4V(vs Li/Li⁺)附近会腐蚀集电箔(铝)，所以长期可靠性成为技术课题。另外，专利文献2中，记载了使用在LiPF₆中混合了LiBF₄而得的电解液来抑制高温贮藏后的电池的劣化的事例，即使在高温(60℃)由于LiPF₆基本上不发生热分解所以有效果，但在85℃的环境下则变得无法忽视LiPF₆的热分解，并没有电池的可靠性提高的前景。另一方面，专利文献3中介绍了使用了用LiBF₄(0.30～1.65M)和LiFSI(0.05～0.30M)使电解液中的锂盐的浓度成为0.60～1.80M这样的电解液的锂离子电池。但是，此处所介绍的电解液中LiBF₄是主要的电解质。LiBF₄由于阴离子的离子半径小所以与Li离子的相互作用高，因此离子的解离度低，即使在锂离子电池中获得良好的特性，在充放电时伴随大量的离子移动的锂离子电容器中也无法避免内阻上升。

本发明人发现，就锂离子电容器而言，如此，由于充放电时伴随大量的离子移动，所以从锂离子电池的现有技术难以预测到好的技术效果。

鉴于上述问题，本发明的课题在于提供一种维持初始的高容量和低内阻，并且在经过高温高电压环境后的特性变化都小的锂离子电容器。

用于解决课题的方法