蓄电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种减少了首次不可逆容量的蓄电装置。该蓄电装置具有正极、负极以及电解液，负极具有负极活性物质以及水溶性高分子，电解液具有离子液体，并且离子液体具有阳离子和一价酰胺阴离子。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种减少了首次不可逆容量的蓄电装置。该蓄电装置具有正极、负极以及电解液，负极具有负极活性物质以及水溶性高分子，电解液具有离子液体，并且离子液体具有阳离子和一价酰胺阴离子。【专利说明】蓄电装置
本专利技术涉及一种使用离子液体的蓄电装置。
技术介绍
近年来，由于对移动电话、笔记本型个人电脑等便携式电子设备的需求的增加、电 动汽车（EV:ElectricVehicle)等的开发，对双电层电容器、锂离子二次电池、锂离子电容 器等蓄电装置的需求显著增加。另外，蓄电装置需要高容量、高性能化及在各种工作环境下 的安全性等。 为了满足上述要求，对蓄电装置的电解液的开发十分火热。作为用于蓄电装置的 电解液有环状碳酸酯，其中尤其广泛使用具有高介电常数及良好的离子传导性的碳酸亚乙 酯。 然而，不仅是碳酸亚乙酯，有机溶剂大多具有挥发性和低闪点。因此，在将有机溶 剂用作蓄电装置的电解液时，有可能由于内部短路、过充电等而使内部温度上升，产生蓄电 装置的破裂、起火等。 于是，考虑到上述危险性，正在研究将具有不挥发性及阻燃性的离子液体用作蓄 电装置的电解液。离子液体也称为常温熔融盐，是指由阳离子和阴离子的组合构成的盐。作 为离子液体，例如可以举出包含季铵类阳离子的离子液体以及包含咪唑银类阳离子的离 子液体等（参照专利文献1及非专利文献1)。 日本专利申请公开2003-331918号公报 HajimeMatsumoto,etal. ,FastcyclingofLi/LiCo02cellwith low-viscosityionicliquidsbasedonbis(fluorosulfonyl)imideJournalof PowerSourcesl60, 2006,p. 1308-1313 通过作为蓄电装置的电解液使用具有不挥发性和阻燃性的离子液体，可以提高蓄 电装置的安全性。另外，通过作为蓄电装置使用锂离子二次电池，可以实现一种能量密度高 的蓄电装置。 当作为锂离子二次电池的负极，例如使用硅、石墨等与锂的反应电位低的材料时， 可以增高电池的电池电压，而得到高能量密度。 然而，在负极使用与锂的反应电位低的材料的情况下，有时由于其低电位而在高 于与锂离子反应的电位下，电解液起反应。由此，产生蓄电装置的首次不可逆容量增加，初 期容量减少的问题。在使用包含离子液体的电解液的情况下，也根据离子液体的阳离子种 类，有时该离子液体的阳离子在高于锂反应电位的电位下起反应。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种减少了首次不可逆容量 的蓄电装置。或者，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种容量大的蓄电装置。或者，本 专利技术的一个方式的目的之一是提供一种能量密度高的蓄电装置。或者，本专利技术的一个方式 的目的之一是提供一种电解液的分解反应得到抑制的蓄电装置。 本专利技术的一个方式是一种蓄电装置，该蓄电装置具有正极、负极以及电解液，负极 具有负极活性物质以及水溶性高分子，电解液具有离子液体，并且离子液体具有阳离子和 一价酰胺阴离子。 本专利技术的一个方式是一种蓄电装置，该蓄电装置具有正极、负极以及电解液，负极 具有负极活性物质、第一材料及第二材料，第一材料具有有着橡胶弹性的材料，第二材料具 有水溶性高分子，并且电解液具有离子液体，离子液体具有阳离子和一价酰胺阴离子。 在上述结构中，水溶性高分子优选为多糖类。具有橡胶弹性的材料优选为包含苯 乙烯单体单元或丁二烯单体单元的高分子。一价酰胺阴离子优选为以（CnF2n+1S02)2N_(n是0 以上且3以下）或CF2(CF2S02)2N_表示的阴离子。 在上述结构中，优选负极在其表面具有被膜，被膜中的相对于氟的氧的比例0/F 是0. 1以上且2以下。 在上述结构中，优选电解液具有锂离子，负极在其表面具有被膜，被膜具有氟化锂 及碳酸锂，被膜的相对于氟化锂的比例的碳酸锂的重量比（碳酸锂/氟化锂）是2以下。 在上述结构中，负极活性物质优选为碳材料，进一步优选为选自天然石墨、人造石 墨、中间相浙青类碳纤维、各向同性浙青类碳纤维或石墨烯等中的一种或多种。 通过将离子液体用于蓄电装置的电解液，可以提高蓄电装置的安全性。 根据本专利技术的一个方式，可以提供一种减少了首次不可逆容量的蓄电装置。或者， 根据本专利技术的一个方式可以提供一种容量大的蓄电装置。或者，根据本专利技术的一个方式可 以提供一种能量密度高的蓄电装置。或者，根据本专利技术的一个方式可以提供一种电解液的 分解反应得到抑制的蓄电装置。或者，根据本专利技术的一个方式可以提高蓄电装置的安全性。 【专利附图】【附图说明】 图1是蓄电装置的截面图及外观图； 图2是蓄电装置的外观图、截面图以及说明工作的图； 图3是蓄电装置的外观图及截面图； 图4是示出活性物质的样态的图； 图5是说明活性物质表面上的离子的行为的概念的图； 图6是说明活性物质表面上的离子的行为的概念的图； 图7是示出蓄电装置的电极的图； 图8是示出蓄电装置的充放电结果的图； 图9是示出蓄电装置的循环特性的图； 图10是石墨粒子与表面被膜的截面TEM图像； 图11示出循环伏安图； 图12是示出利用X射线光电子能谱而得到的测量结果的图； 图13是示出利用X射线光电子能谱而得到的测量结果的图； 图14是示出利用X射线光电子能谱而得到的测量结果的图； 图15是示出利用X射线光电子能谱而得到的测量结果的图； 图16是示出利用X射线光电子能谱而得到的测量结果的图； 图17是示出蓄电装置的应用方式的图； 图18是示出蓄电装置的应用方式的图； 图19是示出蓄电装置的应用方式的图； 图20是示出蓄电装置的应用方式的图； 图21是用来说明蓄电装置的例子的图； 图22是用来说明蓄电装置的例子的图； 图23是用来说明蓄电装置的例子的图； 图24是用来说明蓄电装置的例子的图； 图25是用来说明蓄电装置的例子的图； 图26是示出蓄电池的外观的图； 图27是示出蓄电池的外观的图； 图28是用来说明蓄电池的制造方法的图； 图29是示出蓄电池的充放电结果的图； 图30是示出蓄电池的充放电结果的图； 图31是示出蓄电池的充放电结果的图； 图32是示出蓄电池的制造方法的图； 图33是示出蓄电池的充放电循环测试结果的图； 图34是示出蓄电池的充放电循环测试结果的图。 符号说明 100蓄电装置；101正极集流体；102正极活性物质层；103正极；104负极集 流体；105负极活性物质层；106负极；107隔离体；108电解液；109外包装体；203正 极活性物质；204石墨烯；300蓄电装置；301正极罐；302负极罐；303垫片；304正极； 305正极集流体；306正极活性物质层；307负极；308负极集流体；309负极活性物质 层；310隔离体；400蓄电池；402正极；404负极；406电解液；408隔离体；510正极 导线；511负极导线；601活性物质；602粘结剂；60本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电装置，包括：正极；包括负极活性物质及水溶性高分子的负极；以及所述正极和所述负极之间的包含离子液体的电解液，其中，所述离子液体包括阳离子和一价酰胺阴离子。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：横井里枝，石川纯，小国哲平，木村佳，瀬尾哲史，森若圭恵，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP