[发明专利]非水电解液蓄电元件

说明书

本发明提供非水电解液蓄电元件，其设置有：包含能够嵌入和脱嵌阴离子的正极活性物质的正极；包含能够嵌入和脱嵌阳离子的负极活性物质的负极；和非水电解液。使用具有三维网络结构的孔的多孔碳作为正极活性物质，且包含正极活性物质的正极膜的由式(1)定义的截面厚度的变化率小于45％。

本申请是申请日为2016年2月3日、申请号为201680014588.3、发明名称为“非水电解液蓄电元件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及非水电解液蓄电元件。

背景技术

近年来，为了与移动装置的尺寸减小以及性能改进相适用，已经改进具有高的能量密度的非水电解液蓄电元件的特性并且已经广泛使用该非水电解液蓄电元件。而且，已经进行了具有更大容量且具有优异的安全性的非水电解液蓄电元件的开发，并且已经开始将上述非水电解液蓄电元件安装在电动汽车中。

作为非水电解液蓄电元件，使用多种锂离子二次电池(cell)。锂离子二次电池包括由锂-钴复合氧化物等形成的正极、由碳形成的负极和通过将锂盐溶解在非水溶剂中形成的非水电解液。在对锂离子二次电池充电时，正极内部的锂从正极放出并且插入到负极的碳中，且在锂离子二次电池放电时，插入到负极中的锂放出返回到正极的复合氧化物，从而进行锂离子二次电池的充电和放电。

在其中使用LiPF₆作为锂盐的情形中，如由以下反应式所表示的，通过使PF₆^-从非水电解液插入到正极中且使Li⁺从非水电解液插入到负极中进行充电，并且通过使PF₆^-从正极放出到非水电解液且使Li⁺从负极放出到非水电解液进行放电。

作为能够插入和放出阴离子的活性物质知晓的有：如PTL 1和PTL 2中公开的使用黑铅(石墨，black lead)将阴离子插入和放出到黑铅的层间(插层，intercalation)，如PTL3中公开的使用阴离子对其BET比表面积通过碱活化增大到一定程度的碳材料表面的吸附和脱离，以及如PTL 4中公开的使用阴离子对具有大的BET比表面积的活性炭的吸附和脱离。可利用阴离子对层间的插入和放出的黑铅的使用可增加单位质量的活性物质的比容量。

当使用高度石墨化的人造黑铅或天然黑铅材料作为正极活性物质时，在阴离子电化学吸留(积蓄，accumulate)到黑铅材料时黑铅晶体坍塌(裂开)。因此，可逆地吸留和放出阴离子的容量由于反复地进行充电和放电而降低。

引文列表

专利文献

PTL 1：日本专利No.4569126

PTL 2：日本专利No.4314087

PTL 3：日本专利No.5399185

PTL 4：日本未审专利申请公布No.2012-195563

发明内容

技术问题

本发明具有提供维持高的能量密度、抑制电极膨胀且具有优异的循环特性的非水电解液蓄电元件的目的。

问题的解决方案

作为用于解决上述问题的手段的本发明的非水电解液蓄电元件包括：正极，其包括能够插入和放出阴离子的正极活性物质；负极，其包括能够插入和放出阳离子的负极活性物质；以及非水电解液。正极活性物质为具有拥有三维网络结构的孔的多孔碳。包括正极活性物质的正极膜的由下式(1)定义的截面厚度的变化率小于45％。

发明的有益效果

根据本发明，可提供具有以下特性的非水电解液蓄电元件。