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公開番号2025110309
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-28
出願番号2024004174
出願日2024-01-15
発明の名称非水電解液蓄電素子及びその製造方法
出願人株式会社GSユアサ
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01M 10/052 20100101AFI20250718BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】非水電解液の量が少なく、充放電サイクル後の出力性能にも優れる非水電解液蓄電素子及びそのような非水電解液蓄電素子の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一側面に係る非水電解液蓄電素子は、正極、負極及びセパレータを有する電極体と、非水電解液と、上記電極体及び上記非水電解液を収容する容器とを備え、上記負極が中実黒鉛を含み、下記式(1)を満たす。
A=(Vp+Vn+Vs)X・・・(1)
(式(1)中、Aは、上記容器内の上記非水電解液の量(cm³)である。Vpは、上記正極の総空隙体積(cm³)である。Vnは、上記負極の総空隙体積(cm³)である。Vsは、上記セパレータの総空隙体積(cm³)である。Xは、1.15以上1.25未満の数である。)
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極、負極及びセパレータを有する電極体と、
非水電解液と、
上記電極体及び上記非水電解液を収容する容器と
を備え、
上記負極が中実黒鉛を含み、
下記式（１）を満たす非水電解液蓄電素子。
Ａ＝（Ｖｐ＋Ｖｎ＋Ｖｓ）Ｘ・・・（１）
（式（１）中、Ａは、上記容器内の上記非水電解液の量（ｃｍ
３
）である。Ｖｐは、上記正極の総空隙体積（ｃｍ
３
）である。Ｖｎは、上記負極の総空隙体積（ｃｍ
３
）である。Ｖｓは、上記セパレータの総空隙体積（ｃｍ
３
）である。Ｘは、１．１５以上１．２５未満の数である。）
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
上記容器が所定の寸法にて一定となるように拘束されている請求項１に記載の非水電解液蓄電素子。
【請求項３】
正極、負極及びセパレータを有する電極体と、非水電解液とを容器に収容することを備え、
上記負極が中実黒鉛を含み、
下記式（２）を満たす非水電解液蓄電素子の製造方法。
Ａ’＝（Ｖｐ’・Ｅｐ＋Ｖｎ’・Ｅｎ＋Ｖｓ）Ｘ・・・（２）
（式（２）中、Ａ’は、上記容器に収容する上記非水電解液の量（ｃｍ
３
）である。Ｖｐ’は、上記正極の充放電前の総空隙体積（ｃｍ
３
）であり、Ｅｐは、上記正極の充放電後の膨張率である。Ｖｎ’は、上記負極の充放電前の総空隙体積（ｃｍ
３
）であり、Ｅｎは、上記負極の充放電後の膨張率である。Ｖｓは、上記セパレータの総空隙体積（ｃｍ
３
）である。Ｘは、１．１５以上１．２５以下の数である。）

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解液蓄電素子及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。非水電解液二次電池は、一般的には、セパレータで電気的に隔離された一対の電極と、この電極間に介在する非水電解液とを有し、両電極間で電荷輸送イオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。また、非水電解液二次電池以外の非水電解液蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等のキャパシタも広く普及している。
【０００３】
非水電解液蓄電素子としては、正極活物質を含む正極と負極活物質を含む負極とがセパレータを介して重ね合わされている電極体を備えるものが一般的である。このような電極体が非水電解液と共に容器に収納され、非水電解液蓄電素子を構成している。負極活物質としては、黒鉛を初めとした炭素材料が広く用いられている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－２２２９３３号公報
特開２０１７－０６９０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非水電解液蓄電素子の軽量化、原料コストの削減等の観点からは、容器内に収容される非水電解液は可能な限り少ないことが好ましい。しかし、非水電解液の量が少ない場合、十分な充放電性能が発揮されず、特に充放電サイクルに伴う出力の低下が生じ易くなる。
【０００６】
本発明の目的は、非水電解液の量が少なく、充放電サイクル後の出力性能にも優れる非水電解液蓄電素子及びそのような非水電解液蓄電素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る非水電解液蓄電素子は、正極、負極及びセパレータを有する電極体と、非水電解液と、上記電極体及び上記非水電解液を収容する容器とを備え、上記負極が中実黒鉛を含み、下記式（１）を満たす。
Ａ＝（Ｖｐ＋Ｖｎ＋Ｖｓ）Ｘ・・・（１）
（式（１）中、Ａは、上記容器内の上記非水電解液の量（ｃｍ
３
）である。Ｖｐは、上記正極の総空隙体積（ｃｍ
３
）である。Ｖｎは、上記負極の総空隙体積（ｃｍ
３
）である。Ｖｓは、上記セパレータの総空隙体積（ｃｍ
３
）である。Ｘは、１．１５以上１．２５未満の数である。）
【０００８】
本発明の他の一側面に係る非水電解液蓄電素子の製造方法は、正極、負極及びセパレータを有する電極体と、非水電解液とを容器に収容することを備え、上記負極が中実黒鉛を含み、下記式（２）を満たす。
Ａ’＝（Ｖｐ’・Ｅｐ＋Ｖｎ’・Ｅｎ＋Ｖｓ）Ｘ・・・（２）
（式（２）中、Ａ’は、上記容器に収容する上記非水電解液の量（ｃｍ
３
）である。Ｖｐ’は、上記正極の充放電前の総空隙体積（ｃｍ
３
）であり、Ｅｐは、上記正極の充放電後の膨張率である。Ｖｎ’は、上記負極の充放電前の総空隙体積（ｃｍ
３
）であり、Ｅｎは、上記負極の充放電後の膨張率である。Ｖｓは、上記セパレータの総空隙体積（ｃｍ
３
）である。Ｘは、１．１５以上１．２５以下の数である。）
【発明の効果】
【０００９】
本発明のいずれかの一側面によれば、非水電解液の量が少なく、充放電サイクル後の出力性能にも優れる非水電解液蓄電素子及びそのような非水電解液蓄電素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、非水電解液蓄電素子の一実施形態を示す透視斜視図である。
図２は、非水電解液蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置の一実施形態を示す概略図である。
図３は、実施例及び比較例の各非水電解液蓄電素子における、式（１）中のＸと初期の出力（相対値：％）との関係を表すグラフである。
図４は、実施例及び比較例の各非水電解液蓄電素子における、式（１）中のＸと充放電サイクル後の出力（相対値：％）との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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