[发明专利]锂二次电池

说明书

一种锂二次电池，其具有：正极、分隔件、夹着前述分隔件与前述正极对置的负极、和电解液，通过充电而锂金属析出至前述负极，前述电解液包含：以草酸盐络合物为阴离子、且以锂离子为阳离子的草酸盐；和，具有噻唑环、和与前述噻唑环共用一边的芳香环的多环式化合物。

技术领域

本发明涉及使用锂金属作为负极活性物质的锂二次电池。

背景技术

非水电解质二次电池作为个人电脑、智能手机等ICT用、车载用、蓄电用等被广泛使用。对于这样的用途中使用的非水电解质二次电池要求进一步的高容量化。作为高容量的非水电解质二次电池，已知有锂离子电池。锂离子电池的高容量化例如可以通过将石墨与硅化合物等合金活性物质组合使用作为负极活性物质而实现。然而，锂离子电池的高容量化逐渐达到极限。

锂二次电池有望成为超过锂离子电池的高容量的非水电解质二次电池。锂二次电池中，充电时锂金属析出至负极上，放电时该锂金属溶解于电解液中。专利文献1提出了如下方案：将锂金属用作阳极的二次电池中，使用包含草酸盐络合物作为阴离子的电解液。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2018-501615号公报

发明内容

根据专利文献1，可抑制循环工作所导致的容量的衰减。然而，其效果并不充分。

本发明的一个方面涉及一种锂二次电池，其具有：正极、分隔件、夹着前述分隔件与前述正极对置的负极、和电解液，通过充电而锂金属析出至前述负极，前述电解液包含：以草酸盐络合物为阴离子、且以锂离子为阳离子的草酸盐；和，具有噻唑环、和与前述噻唑环共用一边的芳香环的多环式化合物。

本发明的锂二次电池的循环特性优异。

附图说明

图1为切去了本发明的一个实施方式的锂二次电池的一部分的立体示意图。

具体实施方式

本实施方式的锂二次电池具有：正极、分隔件、夹着分隔件与正极对置的负极、和电解液。通过充电而锂金属析出至负极。析出至负极的锂金属通过放电而以锂离子的形式溶解于电解液中。

通常，锂二次电池中，锂金属容易以树枝状晶体的形式析出至负极。由此，副反应增加而充放电效率降低，循环特性有时降低。电解液包含以草酸盐络合物为阴离子、且以锂离子为阳离子的草酸盐的情况下，通过作为草酸盐络合物的阴离子与锂的相互作用，锂金属容易以较细的颗粒状均匀地析出。由此，容易抑制树枝状晶体的生成。

因而，判定草酸盐促进正极的劣化。该机制并不清楚，但认为：由草酸盐的分解所产生的草酸使正极劣化。特别是，正极活性物质为包含镍(Ni)的层状岩盐型的复合氧化物的情况下，正极容易劣化。

发现：该草酸盐所导致的正极的劣化可以通过具有特定结构的噻唑化合物所抑制。用于抑制正极劣化的噻唑化合物为具有噻唑环、和与噻唑环共用一边的芳香环的多环式化合物(以下，有时称为多环式噻唑化合物)。多环式噻唑化合物抑制草酸盐所导致的正极劣化的机制还不清楚。例如，通过锂二次电池的充放电，在负极表面形成被称为SEI(固体电解质膜(Solid Electrolyte Interphase))覆膜的电解液的成分的分解物所形成的覆膜。认为，该SEI覆膜包含多环式噻唑化合物或者其分解物，从而可抑制草酸盐的过度分解。由此，抑制草酸的生成，抑制正极的劣化。

即，本实施方式中，电解液包含草酸盐和多环式噻唑化合物。由此，抑制负极上的树枝状晶体的生成且抑制正极的劣化。由此，充放电效率改善，循环特性也改善。

(草酸盐)

草酸盐以草酸盐络合物为阴离子、以锂离子为阳离子。