[发明专利]蓄电装置

说明书

本发明提供一种减少了首次不可逆容量的蓄电装置，该蓄电装置具备：包括正极集流体及正极活性物质层的正极；包括负极集流体及负极活性物质层的负极；以及电解液,其中，在该负极活性物质层中，R值为1.1以上的碳材料的含有率低于2wt%，该R值表示峰值强度I₁₃₆₀与峰值强度I₁₅₈₀的比（I₁₃₆₀/I₁₅₈₀），该峰值强度I₁₃₆₀及该峰值强度I₁₅₈₀通过拉曼光谱法分别在拉曼位移为1360cm^‑1处及拉曼位移为1580cm^‑1处被观察到，并且该电解液包含锂离子以及由有机阳离子和阴离子构成的离子液体。

技术领域

本发明涉及一种使用离子液体的蓄电装置。

背景技术

近年来，由于对移动电话或笔记本型个人电脑等便携式电子设备的需求的增加及电动汽车(EV：Electric Vehicle)等的开发，对双电层电容器、锂离子二次电池、锂离子电容器等蓄电装置的需求显著增加。另外，蓄电装置需要高电容、高性能化及在各种工作环境下的安全性等。

为了满足上述要求，对蓄电装置的电解液的开发十分火热。作为用于蓄电装置的电解液有环状碳酸酯，其中尤其广泛使用具有高介电常数及良好的离子传导性的碳酸乙烯酯。

然而，不仅是碳酸乙烯酯，有机溶剂大多具有挥发性和低闪点。因此，在将有机溶剂用作蓄电装置的电解液时，有可能由于内部短路或过充电等而使内部温度上升，从而有可能导致蓄电装置的破裂或发火等。

于是，考虑到上述危险性，将具有非挥发性及阻燃性的离子液体用作蓄电装置的电解液受到研讨。离子液体也称为室温熔融盐，是指由阳离子和阴离子的组合构成的盐。作为离子液体，例如可以举出包含季铵类阳离子的离子液体以及包含咪唑鎓类阳离子的离子液体等(参照专利文献1及非专利文献1)。[专利文献1]日本专利特开2003-331918号公报

[非专利文献1]

Hajime Matsumoto,et al.,Fast cycling of Li/LiCoO₂cell with low-viscosity ionic liquids based on bis(fluorosulfonyl)imide[FSI]^-,Journal ofPower Sources160,2006,pp1308-1313

但是，在蓄电装置中，将碳材料(例如，像中间相炭微球那样的球状石墨)用作涂敷电极时，为了延长蓄电装置的循环寿命，通过添加导电助剂来保持电极整体的导电性高且均匀是很重要的。一直以来，作为导电助剂，乙炔黑(AB)或碳黑等碳材料被适用。

在将中间相炭微球等碳材料用作负极活性物质的全电池中进行充放电测试时，在使用含有有机溶剂的电解液的情况下，即使作为负极的导电助剂含有几wt％的乙炔黑，也不影响首次不可逆容量。

然而，当使用含有离子液体的电解液时，即使作为负极的导电助剂只含有几wt％的乙炔黑，根据不同的离子液体中的阳离子物种，含有离子液体的电解液和乙炔黑也会在与Li的嵌入反应不同的电位起反应。作为含有离子液体的电解液和乙炔黑的反应，可以举出离子液体中的阳离子物种以比Li嵌入电位高的电位嵌入，或离子液体在负极活性物质的表面起反应而被分解等。由此，存在蓄电装置的首次不可逆容量增加而导致初期容量减少的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的一个方式的目的之一是提供一种减少了首次不可逆容量的蓄电装置。

本发明的一个方式是一种蓄电装置，该蓄电装置在其电解液中包含离子液体，且减少了其负极活性物质层所包含的石墨化度低的碳材料的含有率。