特許ウォッチ

公開番号2025129936
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026920
出願日2024-02-26
発明の名称非水電解液二次電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 4/134 20100101AFI20250829BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】リチウム化合物の生成を抑制することができ高い容量維持率を維持する。
【解決手段】負極集電箔の表面に配置されたポリマー層を備える負極を備え、前記ポリマー層は、ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体と、20質量%～75質量%のLiTFSI(LiN(CF₃SO₂)₂)と、N,N-ジメチルアセトアミドとを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
負極集電箔の表面に配置されたポリマー層を備える負極を備え、前記ポリマー層は、ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体と、ＬｉＴＦＳＩ（ＬｉＮ（ＣＦ
３
ＳＯ
２
）
２
）と、溶媒とを含み、前記ＬｉＴＦＳＩは、前記共重合体と前記ＬｉＴＦＳＩの合計量に対して２０質量％～７５質量％である、非水電解液二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、非水電解液二次電池に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、正極と、負極と、前記負極の表面に配置されたポリマー層とを備え、ポリマー層が、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）の共重合体と、イオン液体とを含む構成の非水電解液二次電池が開示されている。また、特許文献１において、ポリマー層には、ＬｉＴＦＳＩ（ＬｉＮ（ＣＦ
３
ＳＯ
２
）
２
））、ＬｉＦＳＡ（ＬｉＮ（ＦＳＯ
２
）
２
）及びＬｉＰＦ
６
からなる群より選ばれる少なくとも一種のリチウム塩が更に含まれていてもよいことが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、３９．０体積％≦ｘ≦４７．５体積％のＬｉＴＦＳＡと所定量のフルオロエチレンカーボネートを含む電解液組成物をリチウム二次電池に使用することが開示されている。さらに、特許文献３には、アミド系溶媒としてのＮ，Ｎ－ジメチルアセトアミド及びリチウム塩を含む液体を含む固体高分子電解質組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－９５９３１号公報
特表２０２３－５１０１２０号公報
特開２０２２－１８６７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、負極集電箔に析出したリチウム金属を負極活物質とするリチウム二次電池においては、充放電サイクル毎にリチウム化合物が被膜として生成することで容量維持率が低下するといった問題があった。そこで、本開示の一実施形態は、上述した実情に鑑み、前記リチウム化合物の生成を抑制することができ高い容量維持率を維持できる非水電解液二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成した本開示は以下を包含する。
＜１＞負極集電箔の表面に配置されたポリマー層を備える負極を備え、前記ポリマー層は、ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体と、ＬｉＴＦＳＩ（ＬｉＮ（ＣＦ
３
ＳＯ
２
）
２
）と、溶媒とを含み、前記ＬｉＴＦＳＩは、前記共重合体と前記ＬｉＴＦＳＩの合計量に対して２０質量％～７５質量％である、非水電解液二次電池。
＜２＞前記負極集電箔は銅箔である、＜１＞に記載の非水電解液二次電池。
＜３＞前記銅箔の膜厚は５μｍ～１５μｍ、例えば１０μｍである、＜２＞に記載の非水電解液二次電池。
＜４＞前記負極集電箔はニッケル箔又はステンレス鋼箔である、＜１＞に記載の非水電解液二次電池。
＜５＞前記ポリマー層は、ＬｉＦＳＩ（ＬｉＮ（ＦＳＯ
２
）
２
）、ＬｉＢＦ
４
及びＬｉＢＯＢからなる群より選ばれる少なくとも１つの電解質を更に含む、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の非水電解液二次電池。
＜６＞前記溶媒は、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド及びＮ－メチル－２－ピロリドンからなる群より選ばれる少なくとも１つを使用する、＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の非水電解液二次電池。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一実施形態の非水電解液二次電池は、リチウム化合物の生成を抑制することができ高い容量維持率を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の一実施形態として示す非水電解液二次電池において、負極集電箔、ポリマー層及びセパレータを含む部分の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施形態について説明する。説明は実施形態を例示するものであり、本開示の範囲を制限するものではない。
【００１０】
本開示の非水電解液二次電池は、負極集電箔の表面に配置されたポリマー層を備える負極を備え、前記ポリマー層は、ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体と、ＬｉＴＦＳＩ（ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ
２
）
２
）と、溶媒とを含み、前記ＬｉＴＦＳＩは、前記共重合体と前記ＬｉＴＦＳＩの合計量に対して２０質量％～７５質量％である。本開示の非水電解液二次電池においては、ポリマー層により負極集電箔と非水電解液との接触が低減されており、負極集電箔上へのリチウム化合物が析出してなるＳＥＩ被膜（ＳｏｌｉｄＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅＩｎｔｅｒｐｈａｓｅ）の生成が抑制される。よって、本開示の非水電解液二次電池では、ＳＥＩ被膜に消費されるリチウムイオン量を低減することができ、高い容量維持率を維持することができる。また、本開示の非水電解液二次電池では、ポリマー層が負極集電箔を覆っているため、負極集電箔上にリチウム金属がデンドライト状に成長することを防止できる。仮に、デンドライト状にリチウム金属が析出すると、一部のリチウム金属が脱落し、その結果、容量維持率が大きく低下することとなる。本開示の非水電解液二次電池では、リチウム金属がデンドライト状に析出することを防止できるため、高い容量維持率を維持することができる。さらに、本開示の非水電解液二次電池では、上述したようにリチウム化合物によるＳＥＩ被膜の生成が抑制されているため、電気抵抗が増大することも防止することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許