[发明专利]锂金属二次电池

说明书

一种锂金属二次电池，其具备：正极，其具有包含含锂的过渡金属氧化物的正极活性物质；负极，其与前述正极对置地配置且具有负极集电体、并且充电时锂金属析出；分隔件，其配置于前述正极与前述负极之间；和，电解质，其浸渗于前述分隔件、其包含含量超过0.1重量％且低于10重量％的锂卤化物、且包含选自氟化环状碳酸酯和氟化草酸盐络合物中的至少一种。

技术领域

本公开涉及锂金属二次电池的放电容量维持率的改进。

背景技术

作为高容量的二次电池，已知有锂离子二次电池。锂离子二次电池中，例如作为负极活性物质，使用有碳材料、Si材料等。这些负极活性物质通过可逆地嵌入、脱嵌锂离子而进行充放电。

另一方面，为了进一步的高容量化，使用锂金属作为负极活性物质的锂金属二次电池(锂二次电池)是有期望的。锂金属二次电池在充电过程中锂金属会析出在负极集电体上，所析出的锂金属在放电过程会溶解在电解质中，从而重复充放电。锂金属具有极低的电位，因此，期待锂金属二次电池可以实现高的理论容量密度。

然而，锂金属二次电池中，锂金属容易以枝晶状析出，难以控制其析出形态。锂金属以枝晶状析出的情况下，负极的比表面积增大，与电解质的接触面积变大，从而与电解质的副反应增加。由于该副反应而生成无法有利于充放电的非活性的锂，引起放电容量的降低。

专利文献1中记载了如下方案：在电解质中添加在电池的工作电压范围内能进行氧化还原的碘化锂等添加剂。析出在负极上的锂金属与负极成为绝缘状态而不利于充放电时，该添加剂将不利于充放电的锂金属氧化以使其离子化，防止充放电循环特性的劣化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-243030号公报

发明内容

然而，专利文献1的方法中，无法抑制锂金属自身的枝晶状的析出，随着重复充放电，会引起放电容量维持率的降低。

本发明的一方面为一种锂金属二次电池，其具备：正极，其具有包含含锂的过渡金属氧化物的正极活性物质；负极，其与前述正极对置地配置且具有负极集电体、并且充电时锂金属析出；分隔件，其配置于前述正极与前述负极之间；和，电解质，其浸渗于前述分隔件、其包含含量超过0.1重量％且低于10重量％的锂卤化物、且包含选自氟化环状碳酸酯和氟化草酸盐络合物中的至少一种。

根据本公开的锂金属二次电池，可以抑制锂金属的枝晶状的析出所导致的放电容量维持率的降低。

附图说明

图1为示意本实施方式的锂金属二次电池的充放电状态的图。

图2为本实施方式的锂金属二次电池的纵截面的图。

具体实施方式

以下，边参照附图，边对实施方式详细地进行说明。但有时省略不必要的更详细的说明。例如，有时省略已经众所周知的事项的详细说明、或对于实质上同一特征的重复说明。这是为了避免下面不必要的冗余解释，并便于本领域技术人员的理解。需要说明的是，所附附图和以下的说明是为了本领域技术人员充分理解本公开而提供的，并非意图限定权利要求书中记载的主题。

图1为本公开的实施方式的锂金属二次电池的充电时的示意图。锂金属二次电池100具备：正极10、负极20、电解质30、和配置于正极10与负极20之间且使锂离子透过的分隔件40。正极10具备：包含正极活性物质的正极合剂层11、和正极集电体12。负极20具备负极集电体21。电解质30浸渗于分隔件40，包含超过0.1重量％且低于10重量％的锂卤化物、以及包含选自氟化环状碳酸酯和氟化草酸盐络合物中的至少一种。