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JP7831324B2 - Non-aqueous electrolyte energy storage element and energy storage device - Google Patents
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JP7831324B2 - Non-aqueous electrolyte energy storage element and energy storage device - Google Patents

Non-aqueous electrolyte energy storage element and energy storage device

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JP7831324B2 JP2022579561A JP2022579561A JP7831324B2 JP 7831324 B2 JP7831324 B2 JP 7831324B2 JP 2022579561 A JP2022579561 A JP 2022579561A JP 2022579561 A JP2022579561 A JP 2022579561A JP 7831324 B2 JP7831324 B2 JP 7831324B2
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Description

本発明は、非水電解質蓄電素子、及び蓄電装置に関する。This invention relates to a non-aqueous electrolyte energy storage element and an energy storage device.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、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。上記非水電解質二次電池は、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質とを有し、両電極間で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、非水電解質二次電池以外の非水電解質蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタや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。Non-aqueous electrolyte secondary batteries, such as lithium-ion batteries, are widely used in electronic devices like personal computers and communication terminals, as well as automobiles, due to their high energy density. Generally, these non-aqueous electrolyte secondary batteries consist of a pair of electrodes electrically isolated by a separator, and a non-aqueous electrolyte interposed between these electrodes. They are configured to charge and discharge by transferring ions between the two electrodes. In addition to non-aqueous electrolyte secondary batteries, capacitors such as lithium-ion capacitors and electric double-layer capacitors are also widely used as non-aqueous electrolyte energy storage elements.

非水電解質蓄電素子の一例として、特許文献1には、負極にリチウム金属箔を用いたリチウム二次電池が開示されている。As an example of a non-aqueous electrolyte energy storage element, Patent Document 1 discloses a lithium secondary battery using lithium metal foil as the negative electrode.

再表2017-047019号公報Re-table No. 2017-047019

しかしながら、上記特許文献に示す負極にリチウム金属を用いるリチウム二次電池は、エネルギー密度が高い一方で、充放電サイクルに伴って、内部抵抗が増加するおそれがあり、かつ充電の際に負極表面でリチウム金属が樹枝状に析出することがあり(以下、樹枝状の形態をしたリチウム金属を「デンドライト」という。)、このデンドライト析出による内部短絡が発生するおそれがある。However, while lithium secondary batteries using lithium metal as the negative electrode as shown in the above-mentioned patent document have high energy density, their internal resistance may increase with charge-discharge cycles, and lithium metal may deposit in a dendritic pattern on the negative electrode surface during charging (hereinafter, lithium metal in a dendritic form will be referred to as "dendrites"), which may cause internal short circuits.

本発明の目的は、エネルギー密度が高く、充放電サイクルに伴う内部抵抗の増加を抑制することができ、かつ内部短絡の発生を遅延させることが可能な非水電解質蓄電素子、及び蓄電装置を提供することである。The object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte energy storage element and energy storage device that have high energy density, can suppress the increase in internal resistance associated with charge-discharge cycles, and can delay the occurrence of internal short circuits.

本発明の一側面に係る非水電解質蓄電素子は、リン元素を含む正極合剤を有する正極と、リチウム金属を含む負極と、化合物aを含む非水電解質とを備え、上記化合物aが酸素元素と、フッ素元素と、リン元素及びホウ素元素のうち少なくとも一方とを含む。A non-aqueous electrolyte energy storage element according to one aspect of the present invention comprises a positive electrode having a positive electrode mixture containing a phosphorus element, a negative electrode containing a lithium metal, and a non-aqueous electrolyte containing compound a, wherein compound a contains oxygen, fluorine, phosphorus, and boron.

本発明の他の一態様は、非水電解質蓄電素子を二以上備え、且つ上記本発明の他の一態様に係る非水電解質蓄電素子を一以上備えた蓄電装置である。Another aspect of the present invention is an energy storage device comprising two or more non-aqueous electrolyte energy storage elements, and further comprising one or more non-aqueous electrolyte energy storage elements according to the other aspect of the present invention.

本発明の一側面に係る非水電解質蓄電素子及び蓄電装置は、エネルギー密度が高く、充放電サイクルに伴う内部抵抗の増加を抑制することができ、かつ内部短絡の発生を遅延させることが可能である。One aspect of the present invention relates to a non-aqueous electrolyte energy storage element and energy storage device, which have high energy density, can suppress the increase in internal resistance associated with charge-discharge cycles, and can delay the occurrence of internal short circuits.

図1は、非水電解質蓄電素子の一実施形態を示す透視斜視図である。Figure 1 is a perspective view showing one embodiment of a non-aqueous electrolyte energy storage element. 図2は、非水電解質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。Figure 2 is a schematic diagram showing one embodiment of an energy storage device constructed by assembling multiple non-aqueous electrolyte energy storage elements.

初めに、本明細書によって開示される非水電解質蓄電素子及び蓄電装置の概要について説明する。First, an overview of the non-aqueous electrolyte energy storage elements and energy storage devices disclosed herein will be provided.

本発明の一側面に係る非水電解質蓄電素子は、リン元素を含む正極合剤を有する正極と、リチウム金属を含む負極と、化合物aを含む非水電解質とを備え、上記化合物aが酸素元素と、フッ素元素と、リン元素及びホウ素元素のうち少なくとも一方とを含む。A non-aqueous electrolyte energy storage element according to one aspect of the present invention comprises a positive electrode having a positive electrode mixture containing a phosphorus element, a negative electrode containing a lithium metal, and a non-aqueous electrolyte containing compound a, wherein compound a contains oxygen, fluorine, phosphorus, and boron.

当該非水電解質蓄電素子は、エネルギー密度が高く、充放電サイクルに伴う内部抵抗の増加を抑制することができ、かつ内部短絡の発生を遅延させることが可能である。この理由としては、以下の内容が推測される。当該非水電解質蓄電素子は、リチウム金属を含む負極を備えるため、エネルギー密度が高い。リチウム金属を含む負極を備える従来の非水電解質蓄電素子においては、負極表面で非水電解質の分解が著しく促進されるため、非水電解質のイオン伝導性が大きく低下する。さらに、上記分解により負極表面に形成される被膜が厚さを増しやすく、負極表面のイオン伝導性が低下する。その結果、内部抵抗が増加しやすい。また、上記被膜が不均一に形成され、負極で局所的な電流集中が発生することにより、充電の際に負極表面でリチウム金属のデンドライト析出が進行しやすく、その結果、内部短絡が起こりやすい。これに対し、当該非水電解質蓄電素子においては、非水電解質に含まれる上記化合物aが非水電解質の他の成分に優先して負極のリチウム金属と反応し、負極表面に上記化合物aに由来する被膜を形成する。負極における上記化合物aに由来する被膜は、非水電解質の他の成分の分解を抑制することができる。また、上記化合物aに由来する被膜は、上述の組成を有する上記化合物aに由来するため、比較的高いイオン伝導性を有する。さらに、上記化合物aに由来する被膜は均一に形成されやすく、負極における局所的な電流集中を抑制することができる。一方、当該非水電解質蓄電素子の正極はリン元素を含む正極合剤を有するため、この正極では正極合剤と非水電解質との反応により上記リン元素由来の被膜が形成される。正極における上記リン元素由来の被膜は、正極表面での非水電解質の分解を抑制しつつ、非水電解質に含まれる上記化合物aが負極表面で選択的に反応するよう寄与する。このため正極における上記リン由来の被膜の存在により、負極における上記化合物aに由来する被膜がさらに均一かつ良好に形成されやすい。上述の理由から、当該非水電解質蓄電素子においては、リチウム金属を含む負極が高い反応性を示すにもかかわらず、正極合剤に含まれるリン元素と非水電解質に含まれる化合物aとの作用により、正負両極に良好な被膜が形成され、その結果、内部抵抗の増加及び内部短絡の原因となるデンドライト析出が効果的に軽減されるものと考えられる。The non-aqueous electrolyte energy storage element has a high energy density, can suppress the increase in internal resistance associated with charge-discharge cycles, and can delay the occurrence of internal short circuits. The following reasons are presumed to be for this: The non-aqueous electrolyte energy storage element has a high energy density because it is equipped with a negative electrode containing lithium metal. In conventional non-aqueous electrolyte energy storage elements equipped with a negative electrode containing lithium metal, the decomposition of the non-aqueous electrolyte is significantly accelerated on the negative electrode surface, so the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte is greatly reduced. Furthermore, the film formed on the negative electrode surface tends to increase in thickness due to the above decomposition, and the ionic conductivity of the negative electrode surface decreases. As a result, internal resistance tends to increase. In addition, because the above film is formed unevenly, localized current concentration occurs at the negative electrode, which makes it easier for dendrite deposition of lithium metal to progress on the negative electrode surface during charging, and as a result, internal short circuits are likely to occur. In contrast, in the non-aqueous electrolyte energy storage element, compound a contained in the non-aqueous electrolyte reacts with the lithium metal of the negative electrode preferentially over other components of the non-aqueous electrolyte, forming a film derived from compound a on the negative electrode surface. The film derived from compound a at the negative electrode can suppress the decomposition of other components of the non-aqueous electrolyte. Furthermore, because the film derived from compound a has the above-described composition, it has relatively high ionic conductivity. Moreover, the film derived from compound a is easily formed uniformly, which can suppress localized current concentration at the negative electrode. On the other hand, the positive electrode of the non-aqueous electrolyte energy storage element has a positive electrode mixture containing phosphorus, and at this positive electrode, the film derived from phosphorus is formed by the reaction between the positive electrode mixture and the non-aqueous electrolyte. The film derived from phosphorus at the positive electrode suppresses the decomposition of the non-aqueous electrolyte on the positive electrode surface, while contributing to the selective reaction of compound a contained in the non-aqueous electrolyte at the negative electrode surface. Therefore, the presence of the phosphorus-derived film at the positive electrode makes it easier for the film derived from compound a at the negative electrode to be formed more uniformly and well. For the reasons stated above, in this non-aqueous electrolyte energy storage element, even though the negative electrode containing lithium metal exhibits high reactivity, the interaction between the phosphorus element contained in the positive electrode mixture and compound a contained in the non-aqueous electrolyte results in the formation of good coatings on both the positive and negative electrodes. As a result, it is believed that dendrite deposition, which causes an increase in internal resistance and internal short circuits, is effectively reduced.

ここで、上記化合物aは、ジフルオロリン酸リチウム(LiDFP)又はリチウムジフルオロオキサレートボレート(LiDFOB)であってもよい。このように上記化合物aがジフルオロリン酸リチウム(LiDFP)又はリチウムジフルオロオキサレートボレート(LiDFOB)であれば、負極における上記化合物aに由来する被膜がさらに均一かつ良好に形成されやすい。Here, compound a may be lithium difluorophosphate (LiDFP) or lithium difluorooxalate borate (LiDFOB). If compound a is lithium difluorophosphate (LiDFP) or lithium difluorooxalate borate (LiDFOB), the coating derived from compound a on the negative electrode is more easily formed uniformly and effectively.

ここで、エックス線光電子分光法による上記正極合剤のスペクトルにおいて、P2pのピーク位置が135eV以下であってもよい。上記スペクトルにおいて135eV以下に現れるP2pのピークは、ホスホン酸等のリンのオキソ酸に由来するリン原子のピークである。すなわち、正極合剤表面にリンのオキソ酸に由来するリン原子が存在し、正極表面に上記リン原子を含む被膜が形成されていることを示している。このように正極表面に上記リン原子を含む被膜が形成される場合には、正極表面での非水電解質の分解がさらに抑制される。また、正極における上記リン原子を含む被膜の形成により、上記化合物aが正極表面よりも負極表面でより選択的に反応しやすくなるため、負極における上記化合物aに由来する被膜がさらに均一かつ良好に形成されやすい。Here, in the spectrum of the positive electrode mixture obtained by X-ray photoelectron spectroscopy, the peak position of P2p may be 135 eV or lower. The P2p peak appearing below 135 eV in the above spectrum is a peak of phosphorus atoms derived from phosphorus oxoacids such as phosphonic acid. That is, it indicates that phosphorus atoms derived from phosphorus oxoacids are present on the surface of the positive electrode mixture, and that a film containing the above phosphorus atoms is formed on the positive electrode surface. When a film containing the above phosphorus atoms is formed on the positive electrode surface in this way, the decomposition of the non-aqueous electrolyte on the positive electrode surface is further suppressed. In addition, because the formation of the film containing the above phosphorus atoms on the positive electrode makes the above compound a react more selectively on the negative electrode surface than on the positive electrode surface, the film derived from the above compound a on the negative electrode is more likely to be formed more uniformly and well.

なお、エックス線光電子分光法(XPS)による正極合剤のスペクトルの測定に用いる試料は、次の方法により準備する。非水電解質蓄電素子を、0.1Cの電流で、通常使用時の放電終止電圧まで放電し、放電状態とする。ここで、「通常使用時」とは、当該非水電解質蓄電素子において推奨され、又は指定される放電条件を採用して当該非水電解質蓄電素子を使用する場合をいう。放電状態の非水電解質蓄電素子を解体して正極を取り出し、ジメチルカーボネートを用いて正極を充分に洗浄した後、室温にて減圧乾燥を行う。乾燥後の正極を、所定サイズ(例えば2×2cm)に切り出し、XPSによるスペクトル測定における試料とする。非水電解質蓄電素子の解体からXPSによるスペクトル測定における試料の作製までの作業は、露点-60℃以下のアルゴン雰囲気中で行い、試料はトランスファーベッセルに封入して大気非暴露にてXPSによるスペクトルの測定に供する。正極合剤のXPSによるスペクトル測定における使用装置及び測定条件は以下のとおりである。
装置:KRATOS ANALYTICAL社の「AXIS NOVA」
X線源:単色化AlKα
管電圧:15kV
管電流:10mA
中和銃:ON
分析面積:700μm×300μm
測定範囲:P2p=142から125eV、C1s=300から272eV
測定間隔:0.1eV
Dwell Time:P2p=426ミリ秒、C1s=250ミリ秒
積算回数:P2p=15回、C1s=8回
The sample used for measuring the spectrum of the positive electrode mixture by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is prepared by the following method: The non-aqueous electrolyte energy storage element is discharged with a current of 0.1 C to the discharge termination voltage for normal use, thereby bringing it into a discharged state. Here, "normal use" refers to the case where the non-aqueous electrolyte energy storage element is used under the discharge conditions recommended or specified for the element. The discharged non-aqueous electrolyte energy storage element is disassembled, the positive electrode is removed, the positive electrode is thoroughly washed with dimethyl carbonate, and then dried under reduced pressure at room temperature. The dried positive electrode is cut to a predetermined size (e.g., 2 × 2 cm² ) and used as the sample for spectral measurement by XPS. The work from disassembling the non-aqueous electrolyte energy storage element to preparing the sample for spectral measurement by XPS is carried out in an argon atmosphere with a dew point of -60°C or lower, and the sample is sealed in a transfer vessel and subjected to spectral measurement by XPS without exposure to air. The equipment and measurement conditions used for spectral measurement of the cathode mixture by XPS are as follows:
Equipment: KRATOS ANALYTICAL's "AXIS NOVA"
X-ray source: Monochromatic AlKα
Tube voltage: 15kV
Tube current: 10mA
Neutralizing gun: ON
Analysis area: 700μm x 300μm
Measurement range: P2p = 142 to 125 eV, C1s = 300 to 272 eV
Measurement interval: 0.1 eV
Dwell Time: P2p = 426 milliseconds, C1s = 250 milliseconds. Number of cumulative cycles: P2p = 15, C1s = 8.

また、上記スペクトルにおけるP2pのピーク位置は、次のようにして求められる値とする。まず、C1sにおけるsp2炭素のピークの結合エネルギーを284.8eVとし、得られたすべてのスペクトルを補正する。次に、それぞれのスペクトルに対して、直線法を用いてバックグラウンドを除去することにより、水平化処理を行う。水平化処理後のスペクトルの130から138eVの範囲において、ピーク強度が最も高い値を示す結合エネルギーをP2pのピーク位置とする。Furthermore, the peak position of P2p in the above spectrum is determined as follows: First, the bond energy of the sp2 carbon peak in C1s is set to 284.8 eV, and all obtained spectra are corrected. Next, each spectrum is leveled by removing the background using the linear method. In the spectrum after leveling, the bond energy showing the highest peak intensity in the range of 130 to 138 eV is taken as the peak position of P2p.

本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子の構成、蓄電装置の構成、及び非水電解質蓄電素子の製造方法、並びにその他の実施形態について詳述する。なお、各実施形態に用いられる各構成部材(各構成要素)の名称は、背景技術に用いられる各構成部材(各構成要素)の名称と異なる場合がある。This document details the configuration of a non-aqueous electrolyte energy storage element, the configuration of an energy storage device, a method for manufacturing the non-aqueous electrolyte energy storage element, and other embodiments according to one embodiment of the present invention. Note that the names of the components (parts) used in each embodiment may differ from the names of the components (parts) used in the background art.

<非水電解質蓄電素子の構成>
本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子(以下、単に「蓄電素子」ともいう。)は、正極、負極及びセパレータを有する電極体と、非水電解質と、上記電極体及び非水電解質を収容する容器と、を備える。電極体は、通常、複数の正極及び複数の負極がセパレータを介して積層された積層型、又は、正極及び負極がセパレータを介して積層された状態で巻回された巻回型である。非水電解質は、正極、負極及びセパレータに含まれた状態で存在する。非水電解質蓄電素子の一例として、非水電解質二次電池(以下、単に「二次電池」ともいう。)について説明する。
<Configuration of a non-aqueous electrolyte energy storage element>
A non-aqueous electrolyte energy storage element (hereinafter also simply referred to as "energy storage element") according to one embodiment of the present invention comprises an electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator, a non-aqueous electrolyte, and a container for housing the electrode body and the non-aqueous electrolyte. The electrode body is usually a stacked type in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are stacked with a separator in between, or a wound type in which the positive electrode and negative electrode are wound in a stacked state with a separator in between. The non-aqueous electrolyte exists contained within the positive electrode, negative electrode, and separator. As an example of a non-aqueous electrolyte energy storage element, a non-aqueous electrolyte secondary battery (hereinafter also simply referred to as "secondary battery") will be described.

[正極]
上記正極は、正極基材と、この正極基材に直接又は中間層を介して配される正極合剤層とを有する。
[Positive electrode]
The above-mentioned positive electrode comprises a positive electrode substrate and a positive electrode mixture layer disposed directly on the positive electrode substrate or via an intermediate layer.

(正極基材)
正極基材は、導電性を有する。「導電性」を有するか否かは、JIS-H-0505(1975年)に準拠して測定される体積抵抗率が10Ω・cmを閾値として判定する。正極基材の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼等の金属又はこれらの合金が用いられる。これらの中でも、耐電位性、導電性の高さ、及びコストの観点からアルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。正極基材としては、箔、蒸着膜、メッシュ、多孔質材料等が挙げられ、コストの観点から箔が好ましい。したがって、正極基材としてはアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔が好ましい。アルミニウム又はアルミニウム合金としては、JIS-H-4000(2014年)又はJIS-H4160(2006年)に規定されるA1085、A3003、A1N30等が例示できる。
(Positive electrode substrate)
The positive electrode substrate is conductive. Whether or not it is conductive is determined by a volume resistivity of 10⁷ Ω·cm, measured in accordance with JIS-H-0505 (1975), with a threshold value of 10⁷ Ω·cm. As the material of the positive electrode substrate, metals such as aluminum, titanium, tantalum, and stainless steel, or alloys thereof, are used. Among these, aluminum or aluminum alloys are preferred from the viewpoint of potential resistance, high conductivity, and cost. Examples of positive electrode substrates include foil, vapor-deposited film, mesh, and porous material, with foil being preferred from the viewpoint of cost. Therefore, aluminum foil or aluminum alloy foil is preferred as the positive electrode substrate. Examples of aluminum or aluminum alloys include A1085, A3003, and A1N30 as specified in JIS-H-4000 (2014) or JIS-H4160 (2006).

正極基材の平均厚さは、3μm以上50μm以下が好ましく、5μm以上40μm以下がより好ましく、8μm以上30μm以下がさらに好ましく、10μm以上25μm以下が特に好ましい。正極基材の平均厚さを上記の範囲とすることで、正極基材の強度を高めつつ、二次電池の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。The average thickness of the positive electrode substrate is preferably 3 μm to 50 μm, more preferably 5 μm to 40 μm, even more preferably 8 μm to 30 μm, and particularly preferably 10 μm to 25 μm. By setting the average thickness of the positive electrode substrate within the above range, it is possible to increase the strength of the positive electrode substrate while increasing the energy density per unit volume of the secondary battery.

(中間層)
中間層は、正極基材と正極合剤層との間に配される層である。中間層は、炭素粒子等の導電剤を含むことで正極基材と正極合剤層との接触抵抗を低減する。中間層の構成は特に限定されず、例えば、バインダ及び導電剤を含む。
(Middle class)
The intermediate layer is a layer placed between the positive electrode substrate and the positive electrode mixture layer. The intermediate layer contains a conductive agent such as carbon particles to reduce the contact resistance between the positive electrode substrate and the positive electrode mixture layer. The composition of the intermediate layer is not particularly limited and may include, for example, a binder and a conductive agent.

(正極合剤層)
正極合剤層は、正極合剤によって形成される層である。この正極合剤は、リン元素を含む。上記正極合剤は、さらに正極活物質を含み、その他必要に応じて導電剤、バインダ(結着剤)、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。正極合剤層は、通常、正極合剤ペーストの塗工及び乾燥により正極基材表面に形成される。
(Positive electrode mixture layer)
The positive electrode mixture layer is a layer formed by the positive electrode mixture. This positive electrode mixture contains phosphorus. The positive electrode mixture further contains a positive electrode active material and, as necessary, other optional components such as conductive agents, binders, thickeners, and fillers. The positive electrode mixture layer is usually formed on the surface of the positive electrode substrate by coating and drying the positive electrode mixture paste.

正極活物質としては、公知の正極活物質の中から適宜選択できる。リチウム二次電池用の正極活物質としては、例えば、α-NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、ポリアニオン化合物、カルコゲン化合物、硫黄等が挙げられる。α-NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物として、例えば、Li[LiNi(1-x)]O(0≦x<0.5)、Li[LiNiγCo(1-x-γ)]O(0≦x<0.5、0<γ<1)、Li[LiCo(1-x)]O(0≦x<0.5)、Li[LiNiγMn(1-x-γ)]O(0≦x<0.5、0<γ<1)、Li[LiNiγMnβCo(1-x-γ-β)]O(0≦x<0.5、0<γ、0<β、0.5<γ+β<1)、Li[LiNiγCoβAl(1-x-γ-β)]O(0≦x<0.5、0<γ、0<β、0.5<γ+β<1)等が挙げられる。スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物として、LiMn、LiNiγMn(2-γ)等が挙げられる。ポリアニオン化合物として、LiFePO、LiMnPO、LiNiPO、LiCoPO,Li(PO、LiMnSiO、LiCoPOF等が挙げられる。カルコゲン化合物として、二硫化チタン、二硫化モリブデン、二酸化モリブデン等が挙げられる。これらの材料中の原子又はポリアニオンは、他の元素からなる原子又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。これらの材料は表面が他の材料で被覆されていてもよい。正極合剤層においては、これら材料の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 The positive electrode active material can be appropriately selected from known positive electrode active materials. Examples of positive electrode active materials for lithium secondary batteries include lithium transition metal composite oxides having an α- NaFeO2 crystal structure, lithium transition metal composite oxides having a spinel crystal structure, polyanion compounds, chalcogen compounds, sulfur, and the like. Examples of lithium transition metal composite oxides having α-NaFeO 2 type crystal structure include Li[Li x Ni (1-x) ]O 2 (0≦x<0.5), Li[Li x Ni γ Co (1-x-γ) ]O 2 (0≦x<0.5, 0<γ<1), Li[Li x Co (1-x) ]O 2 (0≦x<0.5), Li[Li x Ni γ Mn (1-x-γ) ]O 2 (0≦x<0.5, 0<γ<1), Li[Li x Ni γ Mn β Co (1-x-γ-β) ]O 2 (0≦x<0.5, 0<γ, 0<β, 0.5<γ+β<1), Li[Li x Ni Examples include γ Co β Al (1-x-γ-β) ]O 2 (0 ≤ x < 0.5, 0 < γ, 0 < β, 0.5 < γ + β < 1). Examples of lithium transition metal composite oxides having a spinel-type crystal structure include Li x Mn 2 O 4 and Li x Ni γ Mn (2-γ) O 4. Examples of polyanion compounds include LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 , LiCoPO 4 , Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 , Li 2 MnSiO 4 , and Li 2 CoPO 4 F. Examples of chalcogen compounds include titanium disulfide, molybdenum disulfide, and molybdenum dioxide. The atoms or polyanions in these materials may be partially substituted with atoms or anions of other elements. The surfaces of these materials may be coated with other materials. In the positive electrode mixture layer, one of these materials may be used alone, or two or more may be used in mixture form.

正極活物質は、通常、粒子(粉体)である。正極活物質の平均粒径は、例えば、0.1μm以上20μm以下とすることが好ましい。正極活物質の平均粒径を上記下限以上とすることで、正極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。正極活物質の平均粒径を上記上限以下とすることで、正極合剤層の電子伝導性が向上する。なお、正極活物質と他の材料との複合体を用いる場合、該複合体の平均粒径を正極活物質の平均粒径とする。「平均粒径」とは、JIS-Z-8825(2013年)に準拠し、粒子を溶媒で希釈した希釈液に対しレーザ回折・散乱法により測定した粒径分布に基づき、JIS-Z-8819-2(2001年)に準拠し計算される体積基準積算分布が50%となる値を意味する。The positive electrode active material is usually in the form of particles (powder). The average particle size of the positive electrode active material is preferably, for example, 0.1 μm or more and 20 μm or less. Setting the average particle size of the positive electrode active material above the lower limit makes it easier to manufacture or handle. Setting the average particle size of the positive electrode active material below the upper limit improves the electronic conductivity of the positive electrode composite layer. When a composite of the positive electrode active material and other materials is used, the average particle size of the composite is considered the average particle size of the positive electrode active material. "Average particle size" refers to the value at which the volume-based integrated distribution, calculated according to JIS-Z-8819-2 (2001), is 50%, based on the particle size distribution measured by laser diffraction/scattering on a dilution obtained by diluting particles with a solvent, in accordance with JIS-Z-8825 (2013).

粉体を所定の粒径で得るためには粉砕機や分級機等が用いられる。粉砕方法として、例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、ジェットミル、カウンタージェットミル、旋回気流型ジェットミル又は篩等を用いる方法が挙げられる。粉砕時には水、あるいはヘキサン等の有機溶剤を共存させた湿式粉砕を用いることもできる。分級方法としては、篩や風力分級機等が、乾式、湿式ともに必要に応じて用いられる。To obtain powder with a predetermined particle size, grinders and classifiers are used. Grinding methods include, for example, using mortars, ball mills, sand mills, vibrating ball mills, planetary ball mills, jet mills, counter-jet mills, swirling airflow jet mills, or sieves. Wet grinding, using water or organic solvents such as hexane, can also be employed during grinding. For classification, sieves and air-powered classifiers are used as needed, both dry and wet.

正極合剤層における正極活物質の含有量は、50質量%以上99質量%以下が好ましく、70質量%以上98質量%以下がより好ましく、80質量%以上95質量%以下がさらに好ましい。正極活物質の含有量を上記の範囲とすることで、正極合剤層の高エネルギー密度化と製造性を両立できる。The content of the positive electrode active material in the positive electrode mixture layer is preferably 50% to 99% by mass, more preferably 70% to 98% by mass, and even more preferably 80% to 95% by mass. By setting the content of the positive electrode active material within the above range, it is possible to achieve both high energy density and manufacturability in the positive electrode mixture layer.

正極合剤に含まれる上記リン元素は、リンのオキソ酸又は上記リンのオキソ酸から得られる誘導体の形態で正極合剤中に存在していることが好ましい。すなわち、正極合剤がリンのオキソ酸又はその誘導体を含むことが好ましい。上記リンのオキソ酸とは、リン原子にヒドロキシ基(-OH)とオキシ基(=O)とが結合した構造を有する化合物を指す。上記リンのオキソ酸としては、リン酸(HPO)、ホスホン酸(HPO)、ホスフィン酸(HPO)、ピロリン酸(H)、ポリリン酸等が挙げられ、これらの中でもホスホン酸がより好ましい。上記リンのオキソ酸から得られる誘導体としては、リンのオキソ酸塩及びリンのオキソ酸エステル等が挙げられる。このように、正極合剤がリンのオキソ酸又はその誘導体を含むことにより、正極表面に良好なリン原子を含む被膜が形成されやすい。また、正極表面に上記リン原子を含む被膜が形成されることにより、負極における均一かつ良好な化合物aに由来する被膜形成が促進される。 The phosphorus element contained in the positive electrode mixture is preferably present in the positive electrode mixture in the form of phosphorus oxoacid or a derivative obtained from the above phosphorus oxoacid. That is, it is preferable that the positive electrode mixture contains phosphorus oxoacid or a derivative thereof. The above phosphorus oxoacid refers to a compound having a structure in which a hydroxyl group (-OH) and an oxy group ( =O) are bonded to a phosphorus atom. Examples of the above phosphorus oxoacid include phosphoric acid ( H3PO4 ), phosphonic acid ( H3PO3 ), phosphinic acid ( H3PO2 ) , pyrophosphate ( H4P2O7 ), polyphosphate , etc. , with phosphonic acid being more preferred among these. Examples of derivatives obtained from the above phosphorus oxoacid include phosphorus oxoates and phosphorus oxoacid esters. In this way, by containing phosphorus oxoacid or a derivative thereof in the positive electrode mixture, a good film containing phosphorus atoms is easily formed on the positive electrode surface. Furthermore, the formation of a film containing the above-mentioned phosphorus atoms on the positive electrode surface promotes the formation of a uniform and good film derived from compound a on the negative electrode.

上記エックス線光電子分光法による上記正極合剤層(上記正極合剤)のスペクトルにおいて、P2pのピーク位置は135eV以下が好ましい。また、このピーク位置は131eV以上が好ましく、132eV以上がより好ましく、133eV以上がさらに好ましい。In the spectrum of the positive electrode mixture layer (positive electrode mixture) obtained by the above-mentioned X-ray photoelectron spectroscopy, the P2p peak position is preferably 135 eV or lower. Furthermore, this peak position is preferably 131 eV or higher, more preferably 132 eV or higher, and even more preferably 133 eV or higher.

上記範囲に現れるP2pのピークは、ホスホン酸等のリンのオキソ酸に由来するリン原子のピークである。すなわち、上記P2pのピークは、正極合剤表面にリンのオキソ酸に由来するリン原子が存在し、上記リン原子は正極表面で被膜を形成していることを示している。このように正極表面に上記リン原子を含む被膜が形成されることにより、正極表面での非水電解質の分解がさらに抑制される。また、このような被膜の形成により、負極における均一かつ良好な被膜形成が促進される。なお、上記スペクトルにおいて、上記範囲外のP2pのピークが存在してもよい。結合エネルギーが135eV以上の範囲に表れるP2pのピークは、例えばリンのフッ化物に由来するリン原子のピークである。The P2p peaks appearing in the above range are peaks of phosphorus atoms derived from phosphorus oxoacids such as phosphonic acid. In other words, the above P2p peaks indicate that phosphorus atoms derived from phosphorus oxoacids are present on the surface of the positive electrode mixture, and that these phosphorus atoms form a film on the positive electrode surface. The formation of this film containing phosphorus atoms on the positive electrode surface further suppresses the decomposition of the non-aqueous electrolyte on the positive electrode surface. Furthermore, the formation of such a film promotes the formation of a uniform and good film on the negative electrode. Note that there may be P2p peaks outside the above range in the above spectrum. P2p peaks appearing in the range where the binding energy is 135 eV or higher are, for example, peaks of phosphorus atoms derived from phosphorus fluoride.

導電剤は、導電性を有する材料であれば特に限定されない。このような導電剤としては、例えば、炭素質材料、金属、導電性セラミックス等が挙げられる。炭素質材料としては、黒鉛、非黒鉛質炭素、グラフェン系炭素等が挙げられる。非黒鉛質炭素としては、カーボンナノファイバー、ピッチ系炭素繊維、カーボンブラック等が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。グラフェン系炭素としては、グラフェン、カーボンナノチューブ(CNT)、フラーレン等が挙げられる。導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。導電剤としては、これらの材料の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、これらの材料を複合化して用いてもよい。例えば、カーボンブラックとCNTとを複合化した材料を用いてもよい。これらの中でも、電子伝導性及び塗工性の観点よりカーボンブラックが好ましく、中でもアセチレンブラックが好ましい。The conductive agent is not particularly limited as long as it is a material that has electrical conductivity. Examples of such conductive agents include carbonaceous materials, metals, and conductive ceramics. Examples of carbonaceous materials include graphite, non-graphitic carbon, and graphene-based carbon. Examples of non-graphitic carbon include carbon nanofibers, pitch-based carbon fibers, and carbon black. Examples of carbon black include furnace black, acetylene black, and Ketjen black. Examples of graphene-based carbon include graphene, carbon nanotubes (CNTs), and fullerenes. The conductive agent can take the form of powder or fiber. One of these materials may be used alone as the conductive agent, or two or more may be used in mixture form. These materials may also be used in composite form. For example, a composite material of carbon black and CNTs may be used. Among these, carbon black is preferred from the viewpoint of electronic conductivity and coating properties, and acetylene black is particularly preferred.

正極合剤層における導電剤の含有量は、1質量%以上10質量%以下が好ましく、3質量%以上9質量%以下がより好ましい。導電剤の含有量を上記の範囲とすることで、二次電池のエネルギー密度を高めることができる。The content of the conductive agent in the positive electrode mixture layer is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 3% by mass or more and 9% by mass or less. By setting the content of the conductive agent within the above range, the energy density of the secondary battery can be increased.

バインダとしては、例えば、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル、ポリイミド等の熱可塑性樹脂;エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム等のエラストマー;多糖類高分子等が挙げられる。Examples of binders include thermoplastic resins such as fluororesins (polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc.), polyethylene, polypropylene, polyacrylic, and polyimide; elastomers such as ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), sulfonated EPDM, styrene-butadiene rubber (SBR), and fluororubber; and polysaccharide polymers.

正極合剤層におけるバインダの含有量は、1質量%以上10質量%以下が好ましく、3質量%以上9質量%以下がより好ましい。バインダの含有量を上記の範囲とすることで、正極活物質を安定して保持することができる。The binder content in the positive electrode mixture layer is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 3% by mass or more and 9% by mass or less. By keeping the binder content within the above range, the positive electrode active material can be stably maintained.

増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。増粘剤がリチウム等と反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させてもよい。Examples of thickening agents include polysaccharide polymers such as carboxymethylcellulose (CMC) and methylcellulose. If the thickening agent has a functional group that reacts with lithium, etc., this functional group may be deactivated beforehand by methylation or the like.

フィラーは、特に限定されない。フィラーとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、二酸化ケイ素、アルミナ、二酸化チタン、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、アルミノケイ酸塩等の無機酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物、炭酸カルシウム等の炭酸塩、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウム等の難溶性のイオン結晶、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物、タルク、モンモリロナイト、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質又はこれらの人造物等が挙げられる。The filler is not particularly limited. Examples of fillers include polyolefins such as polypropylene and polyethylene, inorganic oxides such as silicon dioxide, alumina, titanium dioxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, magnesium oxide, and aluminosilicates, hydroxides such as magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and aluminum hydroxide, carbonates such as calcium carbonate, sparingly soluble ionic crystals such as calcium fluoride, barium fluoride, and barium sulfate, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, mineral resource-derived materials such as talc, montmorillonite, boehmite, zeolite, apatite, kaolin, mullite, spinel, olivine, sericite, bentonite, and mica, or artificial products thereof.

正極合剤層は、B、N、F、Cl、Br、I等の典型非金属元素、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge、Sn、Sr、Ba等の典型金属元素、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Nb、W等の遷移金属元素を正極活物質、リン元素(例えばリンのオキソ酸又はその誘導体)、導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー以外の成分として含有してもよい。The positive electrode mixture layer may contain typical nonmetallic elements such as B, N, F, Cl, Br, and I, typical metallic elements such as Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, Ge, Sn, Sr, and Ba, and transition metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Nb, and W as components other than the positive electrode active material, phosphorus elements (e.g., phosphorus oxoacid or its derivatives), conductive agents, binders, thickeners, and fillers.

[負極]
負極は、負極活物質層を有する。負極は、さらに負極基材と、当該負極基材と負極活物質層との間に配される中間層とを有していてもよい。中間層の構成は特に限定されず、例えば上記正極で例示した構成から選択することができる。
[Negative electrode]
The negative electrode has a negative electrode active material layer. The negative electrode may further have a negative electrode substrate and an intermediate layer disposed between the negative electrode substrate and the negative electrode active material layer. The configuration of the intermediate layer is not particularly limited and can be selected from, for example, the configurations exemplified in the positive electrode above.

負極基材は、導電性を有する。負極基材の材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属又はこれらの合金、炭素質材料等が用いられる。これらの中でもステンレス鋼、銅又は銅合金が好ましい。負極基材としては、箔、蒸着膜、メッシュ、多孔質材料等が挙げられ、コストの観点から箔が好ましい。したがって、負極基材としてはステンレス鋼箔、銅箔又は銅合金箔が好ましい。銅箔の例としては、圧延銅箔、電解銅箔等が挙げられる。The negative electrode substrate is electrically conductive. Suitable materials for the negative electrode substrate include metals such as copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, or their alloys, as well as carbonaceous materials. Among these, stainless steel, copper, or copper alloys are preferred. Examples of negative electrode substrates include foil, vapor-deposited film, mesh, and porous materials, with foil being preferred from a cost perspective. Therefore, stainless steel foil, copper foil, or copper alloy foil are preferred as the negative electrode substrate. Examples of copper foil include rolled copper foil and electrolytic copper foil.

負極基材の平均厚さは、2μm以上35μm以下が好ましく、3μm以上30μm以下がより好ましく、4μm以上25μm以下がさらに好ましく、5μm以上20μm以下が特に好ましい。負極基材の平均厚さを上記の範囲とすることで、負極基材の強度を高めつつ、二次電池の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。The average thickness of the negative electrode substrate is preferably 2 μm to 35 μm, more preferably 3 μm to 30 μm, even more preferably 4 μm to 25 μm, and particularly preferably 5 μm to 20 μm. By setting the average thickness of the negative electrode substrate within the above range, it is possible to increase the strength of the negative electrode substrate while increasing the energy density per unit volume of the secondary battery.

負極活物質層は、リチウム金属を含む。リチウム金属は、負極活物質として機能する成分である。リチウム金属は、実質的にリチウム元素のみからなる純リチウム金属として存在してもよいし、他の金属元素を含むリチウム合金として存在してもよい。これらを合わせて「リチウム金属」という。リチウム合金としては、リチウム金合金、リチウムスズ合金、リチウム銀合金、リチウム亜鉛合金、リチウムカルシウム合金、リチウムアルミニウム合金、リチウムマグネシウム合金、リチウムインジウム合金等が挙げられる。リチウム合金は、リチウム元素以外の複数の金属元素を含んでいてもよい。The negative electrode active material layer contains lithium metal. Lithium metal is a component that functions as the negative electrode active material. Lithium metal may exist as pure lithium metal consisting substantially only of lithium elements, or as a lithium alloy containing other metallic elements. These are collectively referred to as "lithium metal." Examples of lithium alloys include lithium gold alloy, lithium tin alloy, lithium silver alloy, lithium zinc alloy, lithium calcium alloy, lithium aluminum alloy, lithium magnesium alloy, and lithium indium alloy. Lithium alloys may also contain multiple metallic elements other than lithium.

負極活物質層は、実質的にリチウム金属のみからなる層であってもよい。負極活物質層におけるリチウム金属の含有量は、90質量%以上であってもよく、99質量%以上であってもよく、100質量%であってもよい。負極活物質層におけるリチウム金属の含有量が上記下限以上であることで、二次電池のエネルギー密度をより高めることができる。The negative electrode active material layer may be a layer consisting substantially only of lithium metal. The lithium metal content in the negative electrode active material layer may be 90% by mass or more, 99% by mass or more, or 100% by mass. A lithium metal content in the negative electrode active material layer above the above lower limit can further increase the energy density of the secondary battery.

負極活物質層は、リチウム金属箔(リチウム合金箔を含む)であってもよい。負極活物質層は、無孔質の層(中実の層)であってもよい。負極活物質層の平均厚さは、5μm以上600μm以下が好ましく、10μm以上400μm以下がより好ましく、30μm以上200μm以下がさらに好ましい。負極活物質層の平均厚さを上記の範囲とすることで、負極活物質層の高エネルギー密度化と製造性を両立できる。The negative electrode active material layer may be a lithium metal foil (including lithium alloy foil). The negative electrode active material layer may also be a non-porous layer (solid layer). The average thickness of the negative electrode active material layer is preferably 5 μm to 600 μm, more preferably 10 μm to 400 μm, and even more preferably 30 μm to 200 μm. By setting the average thickness of the negative electrode active material layer within the above range, both high energy density and manufacturability of the negative electrode active material layer can be achieved.

[セパレータ]
セパレータは、公知のセパレータの中から適宜選択できる。セパレータとして、例えば、基材層のみからなるセパレータ、基材層の一方の面又は双方の面に耐熱粒子とバインダとを含む耐熱層が形成されたセパレータ等を使用することができる。セパレータの基材層の形状としては、例えば、織布、不織布、多孔質樹脂フィルム等が挙げられる。これらの形状の中でも、強度の観点から多孔質樹脂フィルムが好ましく、非水電解質の保液性の観点から不織布が好ましい。セパレータの基材層の材料としては、シャットダウン機能の観点から例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましく、耐酸化分解性の観点から例えばポリイミドやアラミド等が好ましい。セパレータの基材層として、これらの樹脂を複合した材料を用いてもよい。
[Separator]
The separator can be appropriately selected from known separators. Examples of separators include a separator consisting only of a base layer, or a separator in which a heat-resistant layer containing heat-resistant particles and a binder is formed on one or both sides of the base layer. Examples of the base layer shape of the separator include woven fabric, nonwoven fabric, and porous resin film. Among these shapes, porous resin film is preferred from the viewpoint of strength, and nonwoven fabric is preferred from the viewpoint of liquid retention of non-aqueous electrolytes. As for the material of the base layer of the separator, polyolefins such as polyethylene and polypropylene are preferred from the viewpoint of shutdown function, and polyimide and aramid are preferred from the viewpoint of oxidative degradation resistance. A composite material of these resins may also be used as the base layer of the separator.

耐熱層に含まれる耐熱粒子は、1気圧の空気雰囲気下で室温から500℃まで昇温したときの質量減少が5%以下であるものが好ましく、室温から800℃まで昇温したときの質量減少が5%以下であるものがさらに好ましい。質量減少が所定以下である材料として無機化合物が挙げられる。無機化合物として、例えば、酸化鉄、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、アルミノケイ酸塩等の酸化物;窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物;炭酸カルシウム等の炭酸塩;硫酸バリウム等の硫酸塩;フッ化カルシウム、フッ化バリウム、チタン酸バリウム等の難溶性のイオン結晶;シリコン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶;タルク、モンモリロナイト、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質又はこれらの人造物等が挙げられる。無機化合物として、これらの物質の単体又は複合体を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらの無機化合物の中でも、蓄電素子の安全性の観点から、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又はアルミノケイ酸塩が好ましい。The heat-resistant particles contained in the heat-resistant layer preferably have a mass reduction of 5% or less when heated from room temperature to 500°C in an air atmosphere of 1 atmosphere, and more preferably have a mass reduction of 5% or less when heated from room temperature to 800°C. Inorganic compounds are examples of materials with a mass reduction of less than the predetermined amount. Examples of inorganic compounds include oxides such as iron oxide, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, magnesium oxide, and aluminosilicates; nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride; carbonates such as calcium carbonate; sulfates such as barium sulfate; sparingly soluble ionic crystals such as calcium fluoride, barium fluoride, and barium titanate; covalent crystals such as silicon and diamond; mineral resource-derived materials such as talc, montmorillonite, boehmite, zeolite, apatite, kaolin, mullite, spinel, olivine, sericite, bentonite, and mica, or artificial products thereof. These inorganic compounds may be used individually or in combination, or two or more may be used in mixture form. Among these inorganic compounds, silicon dioxide, aluminum oxide, or aluminosilicates are preferred from the viewpoint of safety for energy storage elements.

セパレータの空孔率は、強度の観点から80体積%以下が好ましく、放電性能の観点から20体積%以上が好ましい。ここで、「空孔率」とは、体積基準の値であり、水銀ポロシメータでの測定値を意味する。The porosity of the separator is preferably 80 volume% or less from the viewpoint of strength, and preferably 20 volume% or more from the viewpoint of discharge performance. Here, "porosity" refers to a volume-based value and means the measurement value obtained using a mercury porosimeter.

セパレータとして、ポリマーと非水電解質とで構成されるポリマーゲルを用いてもよい。ポリマーとして、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリメチルメタアクリレート、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。ポリマーゲルを用いると、漏液を抑制する効果がある。セパレータとして、上述したような多孔質樹脂フィルム又は不織布等とポリマーゲルを併用してもよい。A polymer gel composed of a polymer and a non-aqueous electrolyte may be used as a separator. Examples of polymers include polyacrylonitrile, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polymethyl methacrylate, polyvinyl acetate, polyvinylpyrrolidone, and polyvinylidene fluoride. Using a polymer gel has the effect of suppressing leakage. A polymer gel may also be used in combination with a porous resin film or nonwoven fabric as described above as a separator.

[非水電解質]
非水電解質は化合物aを含む。非水電解質には、非水電解液を用いてもよい。非水電解液は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解されている電解質塩とを含む。非水電解液は、非水溶媒と電解質塩以外に、添加剤を含んでもよい。化合物aは非水電解質中に、電解質塩として含まれてもよく、添加剤として含まれてもよい。上記電解質塩及び上記添加剤の少なくとも一方に化合物aが含まれる。
[Non-aqueous electrolytes]
The non-aqueous electrolyte contains compound a. A non-aqueous electrolyte solution may be used as the non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte solution contains a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in this non-aqueous solvent. In addition to the non-aqueous solvent and the electrolyte salt, the non-aqueous electrolyte solution may contain additives. Compound a may be included in the non-aqueous electrolyte as an electrolyte salt or as an additive. Compound a is included in at least one of the electrolyte salt and the additive.

非水溶媒としては、公知の非水溶媒の中から適宜選択できる。非水溶媒としては、環状カーボネート、鎖状カーボネート、カルボン酸エステル、リン酸エステル、スルホン酸エステル、エーテル、アミド、ニトリル等が挙げられる。非水溶媒として、これらの化合物に含まれる水素原子の一部がハロゲンに置換されたものを用いてもよい。As the non-aqueous solvent, it can be appropriately selected from known non-aqueous solvents. Examples of non-aqueous solvents include cyclic carbonates, linear carbonates, carboxylic acid esters, phosphate esters, sulfonic acid esters, ethers, amides, and nitriles. As the non-aqueous solvent, compounds in which some of the hydrogen atoms contained in these compounds are substituted with halogens may also be used.

環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)、クロロエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジフルオロエチレンカーボネート(DFEC)、スチレンカーボネート、1-フェニルビニレンカーボネート、1,2-ジフェニルビニレンカーボネート等が挙げられる。これらの中でもFECが好ましい。Examples of cyclic carbonates include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), vinylethylene carbonate (VEC), chloroethylene carbonate, fluoroethylene carbonate (FEC), difluoroethylene carbonate (DFEC), styrene carbonate, 1-phenylvinylene carbonate, and 1,2-diphenylvinylene carbonate. Among these, FEC is preferred.

鎖状カーボネートとしては、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジフェニルカーボネート、トリフルオロエチルメチルカーボネート(TFEMC)、ビス(トリフルオロエチル)カーボネート等が挙げられる。これらの中でもDMC、TFEMCが好ましい。Examples of linear carbonates include diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), diphenyl carbonate, trifluoroethyl methyl carbonate (TFEMC), and bis(trifluoroethyl) carbonate. Among these, DMC and TFEMC are preferred.

非水溶媒として、環状カーボネート又は鎖状カーボネートを用いることが好ましく、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用することがより好ましい。環状カーボネートを用いることで、電解質塩の解離を促進して非水電解液のイオン伝導度を向上させることができる。鎖状カーボネートを用いることで、非水電解液の粘度を低く抑えることができる。環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用する場合、環状カーボネートと鎖状カーボネートとの体積比率(環状カーボネート:鎖状カーボネート)としては、例えば、5:95から50:50の範囲とすることが好ましい。It is preferable to use a cyclic carbonate or a linear carbonate as the non-aqueous solvent, and it is more preferable to use a cyclic carbonate and a linear carbonate in combination. Using a cyclic carbonate can promote the dissociation of the electrolyte salt and improve the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte. Using a linear carbonate can keep the viscosity of the non-aqueous electrolyte low. When using a cyclic carbonate and a linear carbonate in combination, the volume ratio of the cyclic carbonate to the linear carbonate (cyclic carbonate: linear carbonate) is preferably in the range of 5:95 to 50:50, for example.

電解質塩としては、公知の電解質塩から適宜選択できる。電解質塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、オニウム塩等が挙げられる。これらの中でもリチウム塩が好ましい。The electrolyte salt can be appropriately selected from known electrolyte salts. Examples of electrolyte salts include lithium salts, sodium salts, potassium salts, magnesium salts, and onium salts. Among these, lithium salts are preferred.

リチウム塩としては、LiPF、ジフルオロリン酸リチウム(LiDFP)、モノフルオロリン酸リチウム、LiBF、LiClO、LiN(SOF)等の無機リチウム塩、リチウムビス(オキサレート)ボレート(LiBOB)、リチウムジフルオロオキサレートボレート(LiDFOB)、リチウムジフルオロビス(オキサレート)ホスフェート(LiFOP)、リチウムテトラフルオロオキサレートホスフェート等のシュウ酸リチウム塩、LiSOCF、LiN(SOCF、LiN(SO、LiN(SOCF)(SO)、LiC(SOCF、LiC(SO等のハロゲン化炭化水素基を有するリチウム塩等が挙げられる。これらの中でも、無機リチウム塩が好ましく、LiPFがより好ましい。上記ジフルオロリン酸リチウム(LiDFP)、モノフルオロリン酸リチウム、リチウムジフルオロオキサレートボレート(LiDFOB)、リチウムジフルオロビス(オキサレート)ホスフェート(LiFOP)及びリチウムテトラフルオロオキサレートホスフェートは、電解質塩としての化合物aである。このように、化合物aを電解質塩として用いてもよい。 Lithium salts include inorganic lithium salts such as LiPF₂₆ , lithium difluorophosphate (LiDFP), lithium monofluorophosphate, LiBF₄ , LiClO₄ , and LiN( SO₂F ) ; lithium oxalate salts such as lithium bis(oxalate) borate (LiBOB), lithium difluorooxalate borate (LiDFOB), lithium difluorobis(oxalate) phosphate (LiFOP), and lithium tetrafluorooxalate phosphate; and LiSO₃CF₃ , LiN( SO₂CF₃ ) , LiN( SO₂C₂F₅ ) , LiN( SO₂CF₃ ) ( SO₂C₄F ) , LiC( SO₂CF₃ ) , and LiC ( SO₂C₂F₅ ) . Examples include lithium salts having halogenated hydrocarbon groups of the third order. Among these, inorganic lithium salts are preferred, and LiPF6 is more preferred. The above-mentioned lithium difluorophosphate (LiDFP), lithium monofluorophosphate, lithium difluorooxalate borate (LiDFOB), lithium difluorobis(oxalate) phosphate (LiFOP), and lithium tetrafluorooxalate phosphate are compound a as electrolyte salts. Thus, compound a may be used as an electrolyte salt.

非水電解液における電解質塩の含有量は、20℃1気圧下において、0.1mol/dm以上2.5mol/dm以下であると好ましく、0.3mol/dm以上2.0mol/dm以下であるとより好ましく、0.5mol/dm以上1.7mol/dm以下であるとさらに好ましく、0.7mol/dm以上1.5mol/dm以下であると特に好ましい。電解質塩の含有量を上記の範囲とすることで、非水電解液のイオン伝導度を高めることができる。 The electrolyte salt content in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.1 mol/dm³ to 2.5 mol/dm³ at 20°C and 1 atm, more preferably 0.3 mol/dm³ to 2.0 mol/dm³, even more preferably 0.5 mol/ dm³ to 1.7 mol/ dm³ , and particularly preferably 0.7 mol/dm³ to 1.5 mol/dm³ at 20°C and 1 atm . By setting the electrolyte salt content within the above range, the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte can be increased.

化合物aは上記のように電解質塩として用いる他、添加剤として用いてもよい。添加剤としての化合物aは、酸素元素と、フッ素元素と、リン元素及びホウ素元素のうち少なくとも一方とを含む。上記化合物aとしては、リチウム元素と酸素元素とフッ素元素とを含むリチウムのリン酸塩、リチウム元素とホウ素元素とフッ素元素とを含むリチウムのシュウ酸塩及びリチウム元素とリン元素とフッ素元素とを含むリチウムのシュウ酸塩が好ましく、これらの中でもジフルオロリン酸リチウム(LiDFP)、モノフルオロリン酸リチウム、リチウムジフルオロオキサレートボレート(LiDFOB)、リチウムジフルオロビス(オキサレート)ホスフェート(LiFOP)及びリチウムテトラフルオロオキサレートホスフェートがより好ましく、ジフルオロリン酸リチウム(LiDFP)又はリチウムジフルオロオキサレートボレート(LiDFOB)がさらに好ましい。上記化合物aとしては、リチウム元素と酸素元素とフッ素元素とを含むリチウムのリン酸塩が、内部短絡の発生を遅延させる点から好ましい。このように非水電解液が上記化合物aを含むことにより、負極の表面に良好な上記化合物aに由来する被膜が形成されやすい。Compound a may be used as an electrolyte salt as described above, or as an additive. Compound a as an additive contains oxygen, fluorine, and at least one of phosphorus and boron. Preferred compounds a include lithium phosphate containing lithium, oxygen, and fluorine, lithium oxalate containing lithium, boron, and fluorine, and lithium oxalate containing lithium, phosphorus, and fluorine. Among these, lithium difluorophosphate (LiDFP), lithium monofluorophosphate, lithium difluorooxalate borate (LiDFOB), lithium difluorobis(oxalate) phosphate (LiFOP), and lithium tetrafluorooxalate phosphate are more preferred, with lithium difluorophosphate (LiDFP) or lithium difluorooxalate borate (LiDFOB) being even more preferred. Among compound a, lithium phosphate containing lithium, oxygen, and fluorine is preferred because it delays the occurrence of internal short circuits. In this way, because the non-aqueous electrolyte contains the above compound a, a good film derived from the above compound a is easily formed on the surface of the negative electrode.

非水電解液は、上記化合物a以外に、さらに他の添加剤を含んでもよい。上記他の添加剤としては、例えば、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジフルオロエチレンカーボネート(DFEC)等のハロゲン化炭酸エステル;リチウムビス(オキサレート)ボレート(LiBOB)等のシュウ酸塩;リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(LiFSI)等のイミド塩;ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t-ブチルベンゼン、t-アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物;2-フルオロビフェニル、o-シクロヘキシルフルオロベンゼン、p-シクロヘキシルフルオロベンゼン等の前記芳香族化合物の部分ハロゲン化物;2,4-ジフルオロアニソール、2,5-ジフルオロアニソール、2,6-ジフルオロアニソール、3,5-ジフルオロアニソール等のハロゲン化アニソール化合物;ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物;亜硫酸エチレン、亜硫酸プロピレン、亜硫酸ジメチル、メタンスルホン酸メチル、ブスルファン、トルエンスルホン酸メチル、硫酸ジメチル、硫酸エチレン、スルホラン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、ジフェニルスルフィド、4,4’-ビス(2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン)、4-メチルスルホニルオキシメチル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、チオアニソール、ジフェニルジスルフィド、ジピリジニウムジスルフィド、1,3-プロペンスルトン、1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン、1,4-ブテンスルトン、パーフルオロオクタン、ホウ酸トリストリメチルシリル、リン酸トリストリメチルシリル、チタン酸テトラキストリメチルシリル等が挙げられる。これら添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。The non-aqueous electrolyte may contain other additives in addition to compound a above. Examples of these other additives include halogenated carbonates such as fluoroethylene carbonate (FEC) and difluoroethylene carbonate (DFEC); oxalates such as lithium bis(oxalate)borate (LiBOB); imide salts such as lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI); aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, and dibenzofuran; partially halogenated compounds of the aforementioned aromatic compounds such as 2-fluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, and p-cyclohexylfluorobenzene; halogenated anisole compounds such as 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, and 3,5-difluoroanisole; vinylene carbonate, methylvinylene carbonate, ethylvinylene carbonate, succinic anhydride, and anhydride. Glutaric acid, maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, cyclohexanedicarboxylic acid anhydride; ethylene sulfite, propylene sulfite, dimethyl sulfite, methyl methanesulfonate, busulfan, methyl toluenesulfonate, dimethyl sulfate, ethylene sulfate, sulfolane, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, tetramethylene sulfoxide, diphenyl sulfide, 4,4'-bis(2,2- Examples of additives include dioxo-1,3,2-dioxathiolane, 4-methylsulfonyloxymethyl-2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane, thioanisole, diphenyl disulfide, dipyridinium disulfide, 1,3-propensultone, 1,3-propanesultone, 1,4-butanesultone, 1,4-butensultone, perfluorooctane, tristrimethylsilyl borate, tristrimethylsilyl phosphate, and tetrakithtrimethylsilyl titanate. These additives may be used individually or in combination of two or more.

非水電解液に含まれる上記化合物aの含有量は、非水電解液全体の質量に対して0.01質量%以上10質量%以下であると好ましく、0.1質量%以上7質量%以下であるとより好ましく、0.2質量%以上6質量%以下であるとさらに好ましく、0.3質量%以上5質量%以下であると特に好ましい。非水電解液に含まれる上記化合物の含有量を、上記の範囲とすることで、負極における上記化合物aに由来する被膜がさらに均一かつ良好に形成されやすい。The content of compound a in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01% to 10% by mass, more preferably 0.1% to 7% by mass, even more preferably 0.2% to 6% by mass, and particularly preferably 0.3% to 5% by mass, relative to the total mass of the non-aqueous electrolyte. By setting the content of the compound in the non-aqueous electrolyte within the above range, a coating derived from compound a on the negative electrode is more easily formed uniformly and well.

非水電解液に含まれる上記化合物a及び上記他の添加剤の合計含有量は、非水電解液全体の質量に対して0.01質量%以上10質量%以下であると好ましく、0.1質量%以上9質量%以下であるとより好ましく、0.2質量%以上8質量%以下であるとさらに好ましく、0.3質量%以上7質量%以下であると特に好ましい。上記化合物a及び上記他の添加剤の合計含有量を上記の範囲とすることで、高温保存後の容量維持性能又はサイクル性能を向上させたり、安全性をより向上させたりすることができる。The total content of compound a and the other additives in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01% to 10% by mass, more preferably 0.1% to 9% by mass, even more preferably 0.2% to 8% by mass, and particularly preferably 0.3% to 7% by mass, relative to the total mass of the non-aqueous electrolyte. By setting the total content of compound a and the other additives within the above range, it is possible to improve the capacity retention performance or cycle performance after high-temperature storage, and to further improve safety.

非水電解質には、固体電解質を用いてもよく、非水電解液と固体電解質とを併用してもよい。For the non-aqueous electrolyte, a solid electrolyte may be used, or a non-aqueous electrolyte and a solid electrolyte may be used in combination.

固体電解質としては、リチウム、ナトリウム、カルシウム等のイオン伝導性を有し、常温(例えば15℃から25℃)において固体である任意の材料から選択できる。固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質、酸化物固体電解質、及び酸窒化物固体電解質、ポリマー固体電解質等が挙げられる。The solid electrolyte can be selected from any material that has ionic conductivity, such as lithium, sodium, and calcium, and is solid at room temperature (e.g., 15°C to 25°C). Examples of solid electrolytes include sulfide solid electrolytes, oxide solid electrolytes, oxynitride solid electrolytes, and polymer solid electrolytes.

硫化物固体電解質としては、リチウム二次電池の場合、例えば、LiS-P、LiI-LiS-P、Li10Ge-P12等が挙げられる。 Examples of sulfide solid electrolytes for lithium secondary batteries include Li₂S - P₂S₅ , LiI- Li₂S - P₂S₅ , and Li₁₀Ge - P₂S₁₂ .

本実施形態の非水電解質蓄電素子の形状については特に限定されるものではなく、例えば、円筒型電池、角型電池、扁平型電池、コイン型電池、ボタン型電池等が挙げられる。
図1に角型電池の一例としての非水電解質蓄電素子1を示す。なお、同図は、容器内部を透視した図としている。セパレータを挟んで巻回された正極及び負極を有する電極体2が角型の容器3に収納される。正極は正極リード41を介して正極端子4と電気的に接続されている。負極は負極リード51を介して負極端子5と電気的に接続されている。
The shape of the non-aqueous electrolyte energy storage element in this embodiment is not particularly limited, and examples include cylindrical batteries, prismatic batteries, flat batteries, coin-type batteries, button-type batteries, and the like.
Figure 1 shows a non-aqueous electrolyte energy storage element 1 as an example of a rectangular battery. Note that the figure is a transparent view of the inside of the container. An electrode body 2 having a positive electrode and a negative electrode wound around a separator is housed in a rectangular container 3. The positive electrode is electrically connected to the positive electrode terminal 4 via a positive electrode lead 41. The negative electrode is electrically connected to the negative electrode terminal 5 via a negative electrode lead 51.

<蓄電装置の構成>
本実施形態の非水電解質蓄電素子は、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)等の自動車用電源、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器用電源、又は電力貯蔵用電源等に、複数の非水電解質蓄電素子1を集合して構成した蓄電ユニット(バッテリーモジュール)として搭載することができる。この場合、蓄電ユニットに含まれる少なくとも一つの非水電解質蓄電素子に対して、本発明の技術が適用されていればよい。
本発明の一実施形態に係る蓄電装置は、非水電解質蓄電素子を二以上備え、且つ上記実施の形態に係る非水電解質蓄電素子を一以上備える(以下、「第二の実施形態」という。)。第二の実施形態に係る蓄電装置に含まれる少なくとも一つの非水電解質蓄電素子に対して、本発明の一実施形態に係る技術が適用されていればよく、上記本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子を一備え、且つ上記本発明の一実施形態に係らない非水電解質蓄電素子を一以上備えていてもよく、上記本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子を二以上備えていてもよい。図2に、電気的に接続された二以上の非水電解質蓄電素子1が集合した蓄電ユニット20をさらに集合した第二の実施形態に係る蓄電装置30の一例を示す。蓄電装置30は、二以上の非水電解質蓄電素子1を電気的に接続するバスバ(図示せず)、二以上の蓄電ユニット20を電気的に接続するバスバ(図示せず)等を備えていてもよい。蓄電ユニット20又は蓄電装置30は、一以上の非水電解質蓄電素子の状態を監視する状態監視装置(図示せず)を備えていてもよい。
<Configuration of the energy storage device>
The non-aqueous electrolyte energy storage element of this embodiment can be mounted as an energy storage unit (battery module) composed of multiple non-aqueous electrolyte energy storage elements 1 in power supplies for automobiles such as electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), power supplies for electronic devices such as personal computers and communication terminals, or power storage power supplies. In this case, it is sufficient that the technology of the present invention is applied to at least one of the non-aqueous electrolyte energy storage elements included in the energy storage unit.
An energy storage device according to one embodiment of the present invention comprises two or more non-aqueous electrolyte energy storage elements and one or more non-aqueous electrolyte energy storage elements according to the above embodiment (hereinafter referred to as the "second embodiment"). In the energy storage device according to the second embodiment, the technology according to one embodiment of the present invention may be applied to at least one non-aqueous electrolyte energy storage element included in the energy storage device according to the above embodiment of the present invention, and it may comprise one non-aqueous electrolyte energy storage element according to the above embodiment of the present invention and one or more non-aqueous electrolyte energy storage elements not relating to the above embodiment of the present invention, or it may comprise two or more non-aqueous electrolyte energy storage elements according to the above embodiment of the present invention. Figure 2 shows an example of an energy storage device 30 according to the second embodiment, which further comprises energy storage units 20, each comprising two or more electrically connected non-aqueous electrolyte energy storage elements 1. The energy storage device 30 may include busbars (not shown) for electrically connecting two or more non-aqueous electrolyte energy storage elements 1, busbars (not shown) for electrically connecting two or more energy storage units 20, etc. The energy storage unit 20 or the energy storage device 30 may include a condition monitoring device (not shown) for monitoring the state of one or more non-aqueous electrolyte energy storage elements.

<非水電解質蓄電素子の製造方法>
本実施形態の非水電解質蓄電素子の製造方法は、公知の方法から適宜選択できる。当該製造方法は、例えば、リン元素を含む正極合剤を有する正極を準備することと、リチウム金属を含む負極を準備することと、化合物aを含む非水電解質を準備することとを備える。
<Manufacturing method for non-aqueous electrolyte energy storage elements>
The method for manufacturing the non-aqueous electrolyte energy storage element of this embodiment can be appropriately selected from known methods. This manufacturing method, for example, comprises preparing a positive electrode having a positive electrode mixture containing a phosphorus element, preparing a negative electrode containing lithium metal, and preparing a non-aqueous electrolyte containing compound a.

リン元素を含む正極合剤を有する正極を準備することは、リン元素を含む正極合剤を有する正極を作製することであってもよい。正極の作製は、例えば正極基材に直接又は中間層を介して、正極合剤ペーストを塗布し、乾燥させることにより行うことができる。上記正極合剤ペーストには、リン元素が含まれる。上記正極合剤層には、さらに正極活物質、及び任意成分である導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の正極合剤を構成する各成分が含まれる。Preparing a positive electrode having a positive electrode mixture containing phosphorus may also be considered as manufacturing a positive electrode having a positive electrode mixture containing phosphorus. The positive electrode can be manufactured, for example, by applying a positive electrode mixture paste directly to a positive electrode substrate or via an intermediate layer, and then drying it. The positive electrode mixture paste contains phosphorus. The positive electrode mixture layer further contains a positive electrode active material and optional components such as a conductive agent, binder, thickener, and filler, which constitute the positive electrode mixture.

正極合剤ペーストに含まれる上記リン元素の形態としては、リンのオキソ酸が好ましく、リンのオキソ酸の中でもホスホン酸がより好ましい。正極合剤ペーストに含まれるリン元素が上記の形態であることで、正極表面に良好なリン原子を含む被膜が形成されやすい。また、このようなリン原子を含む被膜が正極表面にて形成されることにより、負極における均一かつ良好な化合物aに由来する被膜形成が促進される。The phosphorus element in the positive electrode mixture paste is preferably in the form of phosphorus oxoacid, and among phosphorus oxoacids, phosphonic acid is more preferred. The phosphorus element in the positive electrode mixture paste being in the above form facilitates the formation of a good film containing phosphorus atoms on the positive electrode surface. Furthermore, the formation of such a phosphorus-containing film on the positive electrode surface promotes the formation of a uniform and good film derived from compound a on the negative electrode.

上記リンのオキソ酸は、正極合剤ペーストの全体の質量に対して0.1質量%以上1.0質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上0.8質量%以下であることがより好ましく、0.25質量%以上0.6質量%以下であることがさらに好ましい。上記リンのオキソ酸の含有量を上記の範囲とすることで、正負両極により良好な被膜が形成されやすい。The phosphorus oxoacid content is preferably 0.1% to 1.0% by mass, more preferably 0.2% to 0.8% by mass, and even more preferably 0.25% to 0.6% by mass, relative to the total mass of the positive electrode paste. By setting the phosphorus oxoacid content within the above range, a good coating is easily formed on both the positive and negative electrodes.

リチウム金属を含む負極を準備することは、リチウム金属を含む負極を作製することであってもよい。負極の作製は、例えば負極基材に直接又は中間層を介して、箔状のリチウム金属を含む負極活物質層を接着することであってもよい。Preparing a negative electrode containing lithium metal may also mean fabricating a negative electrode containing lithium metal. The fabrication of the negative electrode may involve, for example, bonding a foil-like negative electrode active material layer containing lithium metal directly to a negative electrode substrate or via an intermediate layer.

上記化合物aを含む非水電解質を準備することは、上記化合物aを含む非水電解質を調製することであってもよい。非水電解質の調製は、例えば非水溶媒、電解質塩(上記化合物aを含む場合がある)、及び添加剤(上記化合物aを含む場合がある)を混合することにより行うことができる。なお、上記電解質塩及び上記添加剤の少なくとも一方に化合物aが含まれる。Preparing a non-aqueous electrolyte containing compound a may also be interpreted as preparing a non-aqueous electrolyte containing compound a. The preparation of a non-aqueous electrolyte can be carried out, for example, by mixing a non-aqueous solvent, an electrolyte salt (which may contain compound a), and an additive (which may contain compound a). At least one of the electrolyte salt and the additive contains compound a.

当該非水電解質蓄電素子の製造方法は、上述したリン元素を含む正極合剤を有する正極を準備すること、リチウム金属を含む負極を準備すること、及び化合物aを含む非水電解質を準備することの他、正極及び負極をセパレータを介して積層又は巻回することにより交互に重畳された電極体を形成すること、正極及び負極(電極体)を容器に収容すること、並びに上記容器に上記非水電解質を注入することを備えていてもよい。注入後、注入口を封止することにより非水電解質蓄電素子を得ることができる。The method for manufacturing the non-aqueous electrolyte energy storage element may include, in addition to preparing a positive electrode having the phosphorus element-containing positive electrode mixture described above, preparing a negative electrode containing lithium metal, and preparing a non-aqueous electrolyte containing compound a, forming an electrode body in which the positive electrode and negative electrode are alternately superimposed by stacking or winding them with a separator in between, housing the positive electrode and negative electrode (electrode body) in a container, and injecting the non-aqueous electrolyte into the container. After injection, the non-aqueous electrolyte energy storage element can be obtained by sealing the injection port.

<その他の実施形態>
尚、本発明の非水電解質蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成又は周知技術に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。また、ある実施形態の構成に対して周知技術を付加することができる。
<Other Embodiments>
Furthermore, the non-aqueous electrolyte energy storage element of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the configuration of one embodiment may be added to the configuration of another embodiment, and a part of the configuration of one embodiment may be replaced with the configuration of another embodiment or known technology. In addition, a part of the configuration of one embodiment may be deleted. Also, known technology may be added to the configuration of one embodiment.

上記実施形態では、非水電解質蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池(例えばリチウム二次電池)として用いられる場合について説明したが、非水電解質蓄電素子の種類、形状、寸法、容量等は任意である。本発明は、種々の二次電池、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオンキャパシタ等のキャパシタにも適用できる。In the above embodiment, the case in which the non-aqueous electrolyte energy storage element is used as a rechargeable non-aqueous electrolyte secondary battery (e.g., a lithium secondary battery) was described, but the type, shape, dimensions, capacity, etc., of the non-aqueous electrolyte energy storage element are arbitrary. The present invention can also be applied to various secondary batteries, electric double-layer capacitors, or capacitors such as lithium-ion capacitors.

上記実施形態では、正極及び負極がセパレータを介して積層された電極体について説明したが、電極体は、セパレータを備えなくてもよい。例えば、正極合剤層上又は負極活物質層上に導電性を有さない層が形成された状態で、正極及び負極が直接接してもよい。In the above embodiment, an electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are stacked with a separator in between has been described, but the electrode body does not need to have a separator. For example, the positive electrode and the negative electrode may be in direct contact with each other, with a non-conductive layer formed on the positive electrode mixture layer or the negative electrode active material layer.

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。本発明は以下の実施例に限定されない。The present invention will be described in more detail below with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
(正極の作製)
正極活物質として遷移金属(Me)に対するリチウム(Li)のモル比(Li/Me)が1.33のリチウム遷移金属複合酸化物であって、遷移金属(Me)がニッケル(Ni)及びマンガン(Mn)であり、Ni:Mnのモル比が1:2であるリチウム遷移金属複合酸化物を用いた。固形物換算の質量比で、上記正極活物質:ポリフッ化ビニリデン(PVDF):アセチレンブラック(AB):ホスホン酸=92.5-z:3.0:4.5:z(z=0.5)の割合となるよう混合し、分散剤としてN-メチルピロリドン(NMP)を適量加えて粘度を調整し、正極合剤ペーストを調製した。正極基材である平均厚さ15μmのアルミニウム箔の片面に、上記正極ペーストを塗工し、乾燥し、プレスし、正極合剤層が配置された正極を作製した。作製した正極の正極合剤層の塗工量は、26.5mg/cmであり、多孔度は40%であった。また、作製した正極は、幅30mm、長さ40mmの矩形状とした。
[Example 1]
(Fabrication of the positive electrode)
As the positive electrode active material, a lithium transition metal composite oxide was used in which the molar ratio of lithium (Li) to the transition metal (Me) (Li/Me) was 1.33, and the transition metal (Me) was nickel (Ni) and manganese (Mn), with a Ni:Mn molar ratio of 1:2. The positive electrode active material was mixed in a mass ratio on a solid basis to the ratio of the above positive electrode active material: polyvinylidene fluoride (PVDF): acetylene black (AB): phosphonic acid = 92.5-z:3.0:4.5:z (z=0.5), and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone (NMP) was added as a dispersant to adjust the viscosity and prepare a positive electrode mixture paste. The positive electrode paste was coated onto one side of an aluminum foil with an average thickness of 15 μm, which served as the positive electrode substrate, dried, and pressed to produce a positive electrode with the positive electrode mixture layer in place. The coating amount of the cathode mixture layer on the fabricated cathode was 26.5 mg/ cm² , and the porosity was 40%. The fabricated cathode was rectangular in shape with a width of 30 mm and a length of 40 mm.

(負極の作製)
幅31mm、長さ42mm、厚さ600μmのリチウム金属板を負極とした。上記リチウム金属板には、長さ方向の一方の端部のみに幅31mm、長さ5mmのステンレス鋼製の負極基材を接続した。
(Fabrication of the negative electrode)
A lithium metal plate measuring 31 mm in width, 42 mm in length, and 600 μm in thickness was used as the negative electrode. A stainless steel negative electrode substrate measuring 31 mm in width and 5 mm in length was attached to only one end of the lithium metal plate in the longitudinal direction.

(非水電解質の調製)
FEC:TFEMCを30:70の体積比で混合した非水溶媒に、電解質塩としてLiPFを1.0mol/dmの濃度で溶解させ、さらに添加剤として化合物aであるジフルオロリン酸リチウム(LiDFP)を非水電解質全体の質量に対して約0.5質量%の濃度で添加して飽和溶液を作製した。上記飽和溶液を非水電解質として得た。
(Preparation of non-aqueous electrolytes)
A saturated solution was prepared by mixing FEC and TFEMC in a volume ratio of 30:70 in a non-aqueous solvent, dissolving LiPF6 as an electrolyte salt at a concentration of 1.0 mol/dm³, and then adding lithium difluorophosphate (LiDFP), compound a, as an additive at a concentration of approximately 0.5% by mass relative to the total mass of the non-aqueous electrolyte. The above saturated solution was obtained as the non-aqueous electrolyte.

(非水電解質蓄電素子の作製)
セパレータとして、ポリオレフィン製微多孔膜を用いた。このセパレータを介して、上記正極と上記負極とを積層することにより電極体を作製した。この電極体を、金属樹脂複合フィルム製の容器に収納し、内部に上記非水電解質を注入した後、熱溶着により封口し、パウチセルである非水電解質蓄電素子を得た。
(Fabrication of non-aqueous electrolyte energy storage elements)
A microporous membrane made of polyolefin was used as a separator. An electrode body was fabricated by stacking the positive electrode and the negative electrode with this separator in between. This electrode body was placed in a container made of a metal-resin composite film, the non-aqueous electrolyte was injected into the container, and then the container was sealed by heat welding to obtain a non-aqueous electrolyte energy storage element in the form of a pouch cell.

[実施例2及び比較例1から4]
正極合剤ペーストのホスホン酸の混合量z及び非水電解質の化合物aである添加剤の種類を表1に示すとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、実施例2及び比較例1から4の非水電解質蓄電素子を作製した。
[Example 2 and Comparative Examples 1 to 4]
Non-aqueous electrolyte energy storage elements of Example 2 and Comparative Examples 1 to 4 were fabricated in the same manner as in Example 1, except that the amount of phosphonic acid mixed in the positive electrode paste z and the type of additive compound a of the non-aqueous electrolyte were changed as shown in Table 1.

[参考例1から4]
負極活物質の種類、正極合剤ペーストのホスホン酸の混合量z及び非水電解質の添加剤の種類を表1に示すとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、参考例1から4の非水電解質蓄電素子を作製した。参考例1から4の負極の作製においては、固形物換算の質量比で、黒鉛:SBR:CMC=96.7:2.1:1.2の割合となるよう混合し、分散剤として水を含む負極合剤ペーストを作製した。この負極合剤ペーストを負極基材である銅箔の片面に塗工し、乾燥及びプレスすることで、負極を作製した。作製した負極の負極活物質層の塗工量は、22mg/cmであり、多孔度は35%であった。また、作製した負極は、幅32mm、長さ42mmの矩形状とした。
[Reference Examples 1 to 4]
Non-aqueous electrolyte energy storage elements of Reference Examples 1 to 4 were fabricated in the same manner as in Example 1, except that the type of negative electrode active material, the amount of phosphonic acid mixed in the positive electrode paste, and the type of additive in the non-aqueous electrolyte were changed as shown in Table 1. In the fabrication of the negative electrodes of Reference Examples 1 to 4, a negative electrode paste was prepared by mixing graphite:SBR:CMC in a mass ratio of 96.7:2.1:1.2 on a solid basis, with water as a dispersant. This negative electrode paste was coated onto one side of a copper foil, which was the negative electrode substrate, and the negative electrode was fabricated by drying and pressing. The coating amount of the negative electrode active material layer of the fabricated negative electrode was 22 mg/ cm² , and the porosity was 35%. The fabricated negative electrode was rectangular in shape with a width of 32 mm and a length of 42 mm.

実施例、比較例及び参考例の各非水電解質蓄電素子に対して、それぞれ以下の試験を実施した。The following tests were performed on each of the non-aqueous electrolyte energy storage elements in the Examples, Comparative Examples, and Reference Examples.

(初期充放電)
得られた各非水電解質蓄電素子のうち、実施例1、2、及び比較例1から4の各非水電解質蓄電素子については、25℃の温度環境下、充電終止電圧を4.7Vとして、0.1Cの充電電流で定電流充電した後、定電圧充電した。充電の終了条件は、充電電流が0.05Cとなるまでとした。10分間の休止を設けた後に、放電終止電圧を2.0Vとして、0.1Cの放電電流で定電流放電を行った。参考例1から4の各非水電解質蓄電素子については、充電終止電圧を4.6Vとした以外は、上記と同様の条件で初期充放電を実施した。なお、ここでの1Cは、正極の単位面積あたりの電流で6.0mA/cmとした。
(Initial charge/discharge)
Of the obtained non-aqueous electrolyte energy storage elements, the non-aqueous electrolyte energy storage elements of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 were charged with a constant current of 0.1C at a charging current of 4.7V under a temperature environment of 25°C, followed by constant voltage charging. The charging termination condition was when the charging current became 0.05C. After a 10-minute rest period, constant current discharge was performed at a discharge current of 0.1C with a discharge termination voltage of 2.0V. For the non-aqueous electrolyte energy storage elements of Reference Examples 1 to 4, initial charging and discharging were performed under the same conditions as above, except that the charging termination voltage was set to 4.6V. Here, 1C is defined as the current per unit area of the positive electrode, which is 6.0mA/ cm² .

(充放電サイクル寿命試験)
上記初期充放電を実施後の各非水電解質蓄電素子に対して充放電サイクル寿命試験を実施した。実施例1、2、及び比較例1から4の各非水電解質蓄電素子については、25℃の温度環境下、充電終止電圧を4.7Vとして、0.2Cの充電電流で定電流充電した後、定電圧充電した。充電の終了条件は、充電電流が0.05Cとなるまでとした。10分間の休止を設けた後に、放電終止電圧を2.0Vとして、0.1Cの放電電流で定電流放電を行った。その後、10分間の休止を設けた。これを所定の回数繰り返した。参考例1から4の各非水電解質蓄電素子については、充電終止電圧を4.6Vとした以外は、上記と同様の条件で充放電サイクル寿命試験を実施した。
(Charge-discharge cycle life test)
A charge-discharge cycle life test was performed on each non-aqueous electrolyte energy storage element after the initial charge-discharge described above. For each non-aqueous electrolyte energy storage element in Examples 1 and 2, and Comparative Examples 1 to 4, constant current charging was performed at a charging current of 0.2C with a charge termination voltage of 4.7V under a temperature environment of 25°C, followed by constant voltage charging. The charging termination condition was when the charging current became 0.05C. After a 10-minute pause, constant current discharge was performed at a discharge current of 0.1C with a discharge termination voltage of 2.0V. A 10-minute pause was then performed. This was repeated a predetermined number of times. For each non-aqueous electrolyte energy storage element in Reference Examples 1 to 4, the charge-discharge cycle life test was performed under the same conditions as above, except that the charge termination voltage was set to 4.6V.

(内部抵抗の測定)
上記初期充放電を2サイクル実施後に内部抵抗を測定した。その後、上記充放電サイクル寿命試験を50サイクル実施後に内部抵抗を測定した。内部抵抗の増加率(%)は、上記初期充放電実施後の内部抵抗をR、上記50サイクル実施後の内部抵抗をRとした場合に、下記式1により算出した。
(R/R)×100-100・・・1
なお、上記内部抵抗は、放電状態で室温にて1kHzの交流抵抗を測定することにより得た値である。測定装置は、3560ACミリオームハイテスタ(HIOKI製)を用いた。
(Measurement of internal resistance)
The internal resistance was measured after two initial charge-discharge cycles. Subsequently, the internal resistance was measured again after 50 charge-discharge cycle life tests. The percentage increase in internal resistance was calculated using the following formula 1, where R1 is the internal resistance after the initial charge-discharge cycles and R2 is the internal resistance after 50 cycles.
(R 2 /R 1 )×100-100...1
The above internal resistance was obtained by measuring the AC resistance at 1 kHz at room temperature while the device was discharged. A 3560 AC milliohm high tester (manufactured by HIOKI) was used for the measurement.

(内部短絡発生までのサイクル数測定)
実施例1、実施例2及び比較例1から4の非水電解質蓄電素子に対して、内部短絡が発生するまで上記充放電サイクル寿命試験を実施し、内部短絡が発生するまでのサイクル数を測定した。短絡の発生の有無は、充放電サイクル中の充電電気量の上昇によるクーロン効率の低下により確認した。具体的には、充電電気量が、直前のサイクルの充電電気量と比較して増大し、かつクーロン効率が99%を下回ったときを短絡発生と判断した。上記の「クーロン効率」は、そのサイクルでの充電電気量に対する放電容量の百分率である。
(Measurement of the number of cycles until an internal short circuit occurs)
The charge-discharge cycle life test described above was performed on the non-aqueous electrolyte energy storage elements of Example 1, Example 2, and Comparative Examples 1 to 4 until an internal short circuit occurred, and the number of cycles until an internal short circuit occurred was measured. The presence or absence of a short circuit was confirmed by the decrease in Coulomb efficiency due to the increase in the amount of charge during the charge-discharge cycle. Specifically, a short circuit was determined to have occurred when the amount of charge increased compared to the amount of charge in the previous cycle, and the Coulomb efficiency fell below 99%. The above "Coulomb efficiency" is the percentage of the discharge capacity to the amount of charge in that cycle.

上記表1に示されるように、正極合剤ペーストにホスホン酸を混合し、かつ非水電解質にLiDFPを添加した実施例1は、比較例1から3に比べ、内部抵抗の増加率が低減され、しかも短絡発生までのサイクル数が増加した。同様に、正極合剤ペーストにホスホン酸を混合し、かつ非水電解質にLiDFOB(シグマアルドリッチ製)を添加した実施例2は、比較例2から4に比べ、内部抵抗の増加率が低減され、しかも短絡発生までのサイクル数が増加した。すなわち、負極にリチウム金属を用いる場合、正極合剤がリン元素を含み、非水電解質が酸素元素と、フッ素元素と、リン元素及びホウ素元素のうち少なくとも一方とを含む化合物aを含むことにより、内部抵抗の増加率が低減され、かつ短絡発生までのサイクル数が増加するという優れた効果が得られることがわかる。As shown in Table 1 above, Example 1, in which phosphonic acid was mixed into the positive electrode paste and LiDFP was added to the non-aqueous electrolyte, showed a reduced rate of increase in internal resistance and an increased number of cycles until a short circuit occurred compared to Comparative Examples 1 to 3. Similarly, Example 2, in which phosphonic acid was mixed into the positive electrode paste and LiDFOB (manufactured by Sigma-Aldrich) was added to the non-aqueous electrolyte, showed a reduced rate of increase in internal resistance and an increased number of cycles until a short circuit occurred compared to Comparative Examples 2 to 4. In other words, when lithium metal is used for the negative electrode, it can be seen that by including phosphorus in the positive electrode paste and compound a containing oxygen, fluorine, and at least one of phosphorus and boron in the non-aqueous electrolyte, the rate of increase in internal resistance is reduced and the number of cycles until a short circuit occurs is increased, which is an excellent effect.

一方、上記表1の参考例1は、正極合剤ペーストにホスホン酸を混合し、かつ非水電解質にLiDFPを添加したが、参考例2から4に比べ内部抵抗の増加率は低減されなかった。このことから、上記効果は負極にリチウム金属を用いる場合に特有の効果であり、負極に黒鉛を用いる場合には上記効果を得られないことがわかる。この理由としては、負極に黒鉛を用いた場合、負極にリチウム金属を用いた場合のようにLiDFPが負極表面で選択的に反応せず、正極においてホスホン酸由来の被膜及びLiDFP由来の被膜の両方が形成されることにより、正極の電子伝導性の低下及び電荷移動抵抗の増加を招くことが推測される。その結果、内部抵抗が大きく増大すると考えられる。なお、表1には示さないが、参考例1から4は、実施例1、2及び比較例1から4よりも遥かにエネルギー密度が小さかった。On the other hand, in Reference Example 1 of Table 1, phosphonic acid was mixed into the positive electrode paste and LiDFP was added to the non-aqueous electrolyte, but the rate of increase in internal resistance was not reduced compared to Reference Examples 2 to 4. From this, it can be seen that the above effect is specific to the case where lithium metal is used for the negative electrode, and the above effect cannot be obtained when graphite is used for the negative electrode. The reason for this is that when graphite is used for the negative electrode, LiDFP does not react selectively on the negative electrode surface as it does when lithium metal is used for the negative electrode, and both a film derived from phosphonic acid and a film derived from LiDFP are formed on the positive electrode, which is presumed to lead to a decrease in the electronic conductivity of the positive electrode and an increase in the charge transfer resistance. As a result, it is thought that the internal resistance increases significantly. Although not shown in Table 1, Reference Examples 1 to 4 had a much lower energy density than Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4.

上述の通り、当該非水電解質蓄電素子は、エネルギー密度が高く、充放電サイクルに伴う内部抵抗の増加を抑制することができ、かつ内部短絡の発生を遅延させることが可能であることが示された。As described above, the non-aqueous electrolyte energy storage element was shown to have a high energy density, be able to suppress the increase in internal resistance associated with charge-discharge cycles, and be able to delay the occurrence of internal short circuits.

本発明は、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車などの電源として使用される非水電解質蓄電素子及び蓄電装置などに適用できる。The present invention can be applied to non-aqueous electrolyte energy storage elements and energy storage devices used as power sources for electronic devices such as personal computers and communication terminals, and automobiles.

1 非水電解質蓄電素子
2 電極体
3 容器
4 正極端子
41 正極リード
5 負極端子
51 負極リード
20 蓄電ユニット
30 蓄電装置
1. Non-aqueous electrolyte energy storage element 2. Electrode body 3. Container 4. Positive electrode terminal 41. Positive electrode lead 5. Negative electrode terminal 51. Negative electrode lead 20. Energy storage unit 30. Energy storage device

Claims (5)

リンのオキソ酸又はリンのオキソ酸エステルを含む正極合剤を有する正極と、
リチウム金属を含む負極と、
化合物aを含む非水電解質と
を備え、
上記化合物aがリチウム元素と酸素元素とフッ素元素とを含むリチウムのリン酸塩、リ
チウム元素とホウ素元素とフッ素元素とを含むリチウムのシュウ酸塩及びリチウム元素と リン元素とフッ素元素とを含むリチウムのシュウ酸塩のうち少なくとも1つを含む非水電解質蓄電素子。
A positive electrode having a positive electrode mixture containing phosphorus oxoacid or phosphorus oxoacid ester ,
A negative electrode containing lithium metal,
A non-aqueous electrolyte containing compound a is provided,
The above compound a is a lithium phosphate containing lithium, oxygen, and fluorine.
A non-aqueous electrolyte energy storage element comprising at least one of the following: a lithium oxalate containing the elements of lithium, boron, and fluorine, and a lithium oxalate containing the elements of lithium, phosphorus, and fluorine .
上記化合物aが、ジフルオロリン酸リチウム(LiDFP)又はリチウムジフルオロオ
キサレートボレート(LiDFOB)である請求項1に記載の非水電解質蓄電素子。
The non-aqueous electrolyte energy storage element according to claim 1, wherein the compound a is lithium difluorophosphate (LiDFP) or lithium difluorooxalate borate (LiDFOB).
エックス線電子分光法による上記正極合剤のスペクトルにおいて、P2pのピーク位置が135eV以下である請求項1又は請求項2に記載の非水電解質蓄電素子。The non-aqueous electrolyte energy storage element according to claim 1 or claim 2, wherein the peak position of P2p in the spectrum of the positive electrode mixture obtained by X-ray electron spectroscopy is 135 eV or less. 非水電解質蓄電素子を二つ以上備え、且つ請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の非水電解質蓄電素子を一以上備えた蓄電装置。A power storage device comprising two or more non-aqueous electrolyte energy storage elements, and further comprising one or more non-aqueous electrolyte energy storage elements as described in any one of claims 1 to 3. リンのオキソ酸又はリンのオキソ酸エステルを含む正極合剤を有する正極と、A positive electrode having a positive electrode mixture containing phosphorus oxoacid or phosphorus oxoacid ester,
リチウム金属を含む負極と、A negative electrode containing lithium metal,
化合物aを含む非水電解質とA non-aqueous electrolyte containing compound a and
を備え、Equipped with,
上記化合物aがリチウム元素と酸素元素とフッ素元素とを含むリチウムのリン酸塩、リThe above compound a is a lithium phosphate containing lithium, oxygen, and fluorine.
チウム元素とホウ素元素とフッ素元素とを含むリチウムのシュウ酸塩及びリチウム元素とLithium oxalate containing the elements of lithium, boron, and fluorine, and lithium リン元素とフッ素元素とを含むリチウムのシュウ酸塩のうち少なくとも1つを含む非水電Non-hydrogen containing at least one lithium oxalate containing phosphorus and fluorine 解質蓄電素子の製造方法。A method for manufacturing a desaturates energy storage element.
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