[发明专利]锂二次电池

说明书

本发明提供一种能量密度高且循环特性优异的锂二次电池。涉及一种锂二次电池，具备正极、分隔件、不具有负极活性物质的负极和电解液，所述电解液作为溶剂含有由式(1)～(4)表示的化合物之中的至少任一种。

技术领域

本发明涉及锂二次电池。

背景技术

近几年，将太阳光或者风力等的自然能转换为电能的技术备受瞩目。伴随于此，作为安全性高且能够积蓄较多电能的蓄电设备，开发有各种各样的二次电池。

其中，已知通过使锂离子在正极以及负极之间移动从而进行充放电的锂二次电池表现出高电压以及高能量密度。作为典型的锂二次电池，已知有在正极以及负极具有能够保持锂元素的活性物质，通过在正极活性物质以及负极活性物质之间给予和接受锂离子而进行充放电的锂离子二次电池。

另外，以高能量密度化为目的，开发了对负极活性物质使用锂金属而不是能够插入碳类材料那样的锂元素的材料的锂二次电池。例如，在专利文献1中，为了在室温下以至少1C的速率放电时实现超过1000Wh/L的体积能量密度和/或超过350Wh/kg的质量能量密度，公开了具备极薄锂金属阳极的锂二次电池。专利文献1公开了：在该锂二次电池中，通过在作为负极活性物质的锂金属上直接进一步析出锂金属来进行充电。

另外，以进一步提高高能量密度化、生产率等为目的，开发了不使用负极活性物质的锂二次电池。例如，在专利文献2中，公开有在包含正极、负极、夹设在它们之间的分离膜以及电解质的锂二次电池中，所述负极在负极集电体上形成金属粒子，通过充电从所述正极移动，在负极内的负极集电体上形成锂金属的锂二次电池。专利文献2公开了这样的锂二次电池解决由锂金属的反应性导致的问题和在组装的过程中发生的问题点，能够提供使性能以及寿命提高的锂二次电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特表2019-517722号公报

专利文献2:日本特表2019-537226号公报

发明内容

然而，本发明人们详细地研究了以上述专利文献中记载的电池为首的现有的电池，发现能量密度以及循环特性的至少一种不充分。

例如，具备具有负极活性物质的负极的锂二次电池，由于该负极活性物质所占的体积和质量，导致难以充分提高能量密度和容量。另外，现有模式的具备不具有负极活性物质的负极的无阳极型锂二次电池因反复充放电而容易在负极表面上形成枝晶状的锂金属，容易产生短路及容量降低，因此循环特性不充分。

此外，在锂金属二次电池中，也开发有为了抑制锂金属析出时的离散成长，对电池施加较大的物理压力而将负极与分隔件的界面保持为高压的方法。然而，由于在这种高压的施加中需要较大的机械机构，所以作为电池整体，重量以及体积变大，能量密度降低。

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供一种能量密度高且循环特性优异的锂二次电池。

本发明的一实施方式涉及的锂二次电池具备正极、分隔件、不具有负极活性物质的负极和电解液，所述电解液作为溶剂含有由式(1)～(4)表示的化合物中的至少任一种。

[化学式1]

(式中，R₁～R₄表示氢、卤素、或者氟取代或部分取代或未取代的烃基，n为1以上，R表示氟取代或部分取代或未取代的烃基)。

这样的锂二次电池通过具备不具有负极活性物质的负极，由于通过锂金属在负极的表面析出以及该析出的锂金属进行电解溶出进行充放电，所以能量密度高。