DE102013102444B4 - Elektrochemische Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Elektrochemische Vorrichtung, umfassend:eine positive Elektrode (11), die ein aktives Positivelektrodenmaterial beinhaltet, das eine Aktivkohle oder ein Oxid enthält, das Lithium enthält;eine negative Elektrode (12) mit einem aktiven Negativelektrodenmaterial,enthaltend ein nicht-graphitisiertes Kohlenstoffmaterial, das zur Dotierung oder Entdotierung von Lithium fähig ist;einen Elektrolyten (13), umfassend eine Lösung, in der ein Lithiumsalz in einem Lösungsmittel gelöst ist; undeine Lithiumionenbezugsquelle (19), um Lithium in die negative Elektrode (12) zu dotieren,wobei das Lösungsmittel Ethylencarbonat in einem Bereich von mehr als oder gleich 0,01 Volumenprozent und weniger als 5,00 Volumenprozent, Propylencarbonat in einem Bereich von mehr als 60,00 Volumenprozent und weniger als oder gleich 99,99 Volumenprozent und ein lineares Carbonat in einem Bereich von mehr als oder gleich 0 Volumenprozent und weniger als oder gleich 35,00 Volumenprozent enthält.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrochemische Vorrichtung, wie einen Lithium-Ionen-Kondensator, einen Lithiumionenakkumulator und dergleichen.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Elektrochemische Vorrichtungen, die als aufladbare/entladbare Batterien funktionieren, umfassen einen elektrischen Doppelschicht-Kondensator, einen Lithiumionenakkumulator und dergleichen. Zudem ist ein hybridartiger Kondensator, wie ein Lithium-Ionen-Kondensator, bekannt, der eine positive Elektrode eines elektrischen Doppelschicht-Kondensators und eine negative Elektrode eines Lithiumionenakkumulators umfasst.
  • Werden solche elektrochemischen Vorrichtungen als Energiequelle und zur Regenerierung von Energie eingesetzt, ist es erforderlich, dass die elektrochemischen Vorrichtungen eine höhere Energiedichte und einen geringeren Widerstand aufweisen und zu niedrigeren Kosten hergestellt werden.
  • Graphitisierter Kohlenstoff oder nicht-graphitisierter Kohlenstoff wird abhängig vom Verwendungszweck für die negative Elektrode der oben beschriebenen elektrochemischen Vorrichtungen verwendet. Typischerweise weist nicht-graphitisierter Kohlenstoff überdurchschnittlich hohe Leistungseigenschaften (engl. output characteristics) und überdurchschnittliche Ablaufeigenschaften (engl. cycle characteristics) auf.
  • Herkömmlich ist bekannt, dass in einer elektrochemischen Vorrichtung, die nicht-graphitisierten Kohlenstoff für ihre negative Elektrode verwendet, ein Elektrolyt, enthaltend Ethylencarbonat, verwendet wird, um eine Festelektrolytgrenzflächen(SEI)-Schicht auf einer Oberfläche einer negativen Elektrode während dem anfänglichen Laden und Entladen zu bilden. Solche SEI-Schichten enthalten hauptsächlich Li-enthaltende anorganische Substanzen und Li-enthaltende organische Substanzen. Die Bildung einer SEI-Schicht auf der Oberfläche einer negativen Elektrode unterbindet die Zersetzung eines Elektrolyts und fördert die gleichmäßige Einlagerung von Lithiumionen (im Folgenden als „Dotierung“ bezeichnet) in die negative Elektrode und die gleichmäßige Freisetzung von Lithiumionen aus der negativen Elektrode, wodurch die Ablaufeigenschaften verbessert werden.
  • JP 2001 - 126 760 A1 offenbart die Bildung einer Schicht auf einer Oberfläche einer negativen Elektrode eines Akkumulators, der als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 in einer Mischlösung aus Ethylencarbonat, Propylencarbonat und Dimethylcarbonat gelöst ist.
  • In einer elektrochemischen Vorrichtung, die den in JP 2001 - 126 760 A1 offenbarten Elektrolyten verwendet, neigt eine SEI-Schicht jedoch aufgrund von wiederholtem Laden und Entladen dazu zu wachsen, wodurch eine dicke Schicht erzeugt wird. Wird die Dicke der auf der Oberfläche einer negativen Elektrode gebildeten SEI-Schicht groß, können Probleme der Gestalt auftreten, dass die Diffusion von Lithiumionen inhibiert wird und der Innenwiderstand zunimmt.
  • US 2009 / 0 174 986 A1 offenbart einen Lithium-Ionen-Kondensator, der eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und eine aprotische organische Lösungsmittelelektrolytlösung eines Lithiumsalzes als Elektrolytlösung enthält.
  • Als weiterer Stand der Technik wird auf die DE 602 13 696 T2 und DE 60 2005 000 013 T2 verwiesen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen. Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Bereitstellung einer elektrochemischen Vorrichtung, bei der das Wachstum einer SEI-Schicht unterbunden wird und der Widerstand verringert wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine elektrochemische Vorrichtung eine positive Elektrode mit einem aktiven Positivelektrodenmaterial, enthaltend ein Oxid, das Aktivkohle oder Lithium enthält, eine negative Elektrode mit einem aktiven Negativelektrodenmaterial, enthaltend ein nicht-graphitisiertes Kohlenstoffmaterial, das zur Dotierung oder Entdotierung von Lithium fähig ist, einen Elektrolyten, gebildet durch eine Lösung, in der ein Lithiumsalz in einem Lösungsmittel gelöst ist, und eine Lithiumionenbezugsquelle, um die negative Elektrode mit Lithium zu dotieren. Das Lösungsmittel enthält Ethylencarbonat im Bereich von mehr als oder gleich 0,01 Volumenprozent und weniger als 5,00 Volumenprozent, Propylencarbonat im Bereich von mehr als 60,00 Volumenprozent und weniger als oder gleich 99,99 Volumenprozent, und ein lineares Carbonat in einem Bereich von mehr als oder gleich 0 Volumenprozent und weniger als oder gleich 35,00 Volumenprozent.
  • Ferner ist das lineare Carbonat vorzugsweise wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Diethylcarbonat, Ethylmethylcarbonat und Dimethylcarbonat.
  • Ferner ist das Lithiumsalz vorzugsweise wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiPF6, LiBF4, LiCF3SO3, LiSbF5, LiN(C2F5SO2)2 und LiCIO4.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine elektrochemische Vorrichtung, bei der das Wachstum einer SEI-Schicht unterbunden ist und ein Widerstand verringert ist, bereitgestellt werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Querschnitt einer elektrochemischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden detailliert beschrieben.
  • Eine elektrochemische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, einen Elektrolyten, und eine Lithiumionenbezugsquelle. Die positive Elektrode weist ein aktives Positivelektrodenmaterial, enthaltend ein Oxid, enthaltend Aktivkohle oder Lithium, auf. Die negative Elektrode weist ein aktives Negativelektrodenmaterial, enthaltend ein nicht-graphitisiertes Kohlenstoffmaterial, das zur Dotierung oder Entdotierung von Lithium fähig ist, auf. Ferner wird der Elektrolyt gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus einer Lösung gebildet, in der ein Lithiumsalz in einem Lösungsmittel gelöst ist. Das Lösungsmittel enthält Ethylencarbonat im Bereich von mehr als oder gleich 0,01 Volumenprozent und weniger als 5,00 Volumenprozent, Propylencarbonat im Bereich von mehr als 60,00 Volumenprozent und weniger als oder gleich 99,99 Volumenprozent und ein lineares Carbonat im Bereich von mehr als oder gleich 0 Volumenprozent und weniger als oder gleich 35,00 Volumenprozent.
  • 1 ist ein Diagramm, welches die erfindungsgemäße elektrochemische Vorrichtung veranschaulicht. In der folgenden Beschreibung wird ein Lithium-Ionen-Kondensator als Beispiel der elektrochemischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 1 umfasst die elektrochemische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine positive Elektrode 11, eine negative Elektrode 12 und einen Elektrolyten 13. Die positive Elektrode 11 umfasst einen Positivelektrodenstromabnehmer 14 und (eine) aktive Positivelektrodenmaterialschicht(en) 15, die ein aktives Positivelektrodenmaterial enthalten und die auf einer Oberfläche oder beiden Oberflächen des Positivelektrodenstromabnehmers 14 bereitgestellt sind. Die negative Elektrode 12 umfasst einen Negativelektrodenstromabnehmer 16 und (eine) aktive Negativelektrodenmaterialschicht(en) 17, die ein aktives Negativelektrodenmaterial enthalten und die auf einer Oberfläche oder beiden Oberflächen des Negativelektrodenstromabnehmers 16 bereitgestellt sind. Ferner ist ein Separator 18 zwischen der positiven Elektrode 11 und der negativen Elektrode 12 so angeordnet, dass der Separator 18 die entsprechenden Elektroden gegenüberstellt.
  • Die positive Elektrode 11 und die negative Elektrode 12 sind abwechselnd über den Separator 18 laminiert. Der Elektrodenkörper 101 besteht aus der positiven Elektrode 11, der negativen Elektrode 12 und dem Separator 18. Bei diesem Aufbau ist es geeignet, die positive Elektrode 11 und die negative Elektrode 12 so zu laminieren, dass die negative Elektrode 12 an der äußersten Schicht des Elektrodenkörpers 101 angeordnet ist. Die Lithiumionenbezugsquelle 19 ist in wenigstens einem Teil der Außenseite des Elektrodenkörpers 101 so angeordnet, dass die Lithiumionenbezugsquelle 19 dem Elektrodenkörper 101 gegenübersteht. In 1 ist die Lithiumionenbezugsquelle 19 an der Außenseite des Elektrodenkörpers 101 so angeordnet, dass die Lithiumionenbezugsquelle 19 der negativen Elektrode 12 gegenüberliegt.
  • Der Elektrodenkörper 101 und die Lithiumionenbezugsquelle 19 sind in einem Abdeckmaterial 20 eingelagert. Der Elektrolyt 13 ist in dem Abdeckmaterial 20 eingekapselt. Demzufolge sind sowohl der Elektrodenkörper 101 auch als die Lithiumionenbezugsquelle 19 mit dem Elektrolyten 13 imprägniert. In diesem Zustand werden die Lithiumionen von der Lithiumionenbezugsquelle 19 in die aktive Negativelektrodenmaterialschicht 17 dotiert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Verfahren zur Dotierung von Lithiumionen in die aktive Negativelektrodenmaterialschicht 17 nicht besonders eingeschränkt. Beispiele davon umfassen ein Verfahren zur elektrochemischen Dotierung von Lithiumionen in die aktive Negativelektrodenmaterialschicht 17 und ein Verfahren zur Dotierung von Lithiumionen durch Verursachung eines physikalischen Kurzschlusses zwischen der aktiven Negativelektrodenmaterialschicht 17 und der Lithiumionenbezugsquelle 19.
  • Die Anzahl der positiven Elektroden 11 und der negativen Elektroden 12, welche den Elektrodenkörper 101 ausmachen, kann gemäß der gewünschten Kapazität und dem gewünschten Widerstand entsprechend bestimmt werden. Zudem kann die Anzahl oder die Menge der Lithiumionenbezugsquellen 19 unter Berücksichtigung der Menge an Lithiumionen, die dotiert werden, und der Dauer der Dotierung entsprechend bestimmt werden. Ferner sollte auch die Lage der Lithiumionenbezugsquelle 19 nicht auf eine bestimmte Lage begrenzt sein. Insbesondere kann die Lithiumionenbezugsquelle 19 in der Mitte des Elektrodenkörpers 101 als auch am oberen Ende, am unteren Ende oder der Seitenfläche (d.h. an der Außenseite) des Elektrodenkörpers 101 laminiert sein.
  • Der Elektrolyt 13 besteht gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus einer Lösung, in der ein Lithiumsalz in einem Lösungsmittel aufgelöst ist. Das in dem Elektrolyt gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendete Lösungsmittel enthält wenigstens Propylencarbonat (PC) und Ethylencarbonat (EC) und kann ferner ein lineares Carbonat enthalten.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält das Lösungsmittel Ethylencarbonat im Bereich von mehr als oder gleich 0,01 Volumenprozent und weniger als 5,00 Volumenprozent, Propylencarbonat im Bereich von mehr als 60,00 Volumenprozent und weniger als oder gleich 99,99 Volumenprozent und ein lineares Carbonat im Bereich von mehr als oder gleich 0 Volumenprozent und weniger als oder gleich 35,00 Volumenprozent. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine SEI-Schicht auf einer Oberfläche der negativen Elektrode gebildet, indem die Mengen von Ethylencarbonat, Propylencarbonat und dem linearen Carbonat, die als Lösungsmittel verwendet werden, in den oben beschriebenen Bereich eingestellt werden, und ein übermäßiges Wachstum der SEI-Schicht kann selbst dann unterbunden werden, wenn das Laden und Entladen wiederholt durchgeführt wird. Als Folge davon kann der Widerstand der elektrochemischen Vorrichtung verringert werden.
  • Es ist nicht erforderlich, dass das Lösungsmittel ein lineares Carbonat enthält. Jedoch ist die Viskosität eines Elektrolyten, enthaltend Ethylencarbonat ist im Allgemeinen hoch. Demzufolge kann eine Verringerung der Viskosität eines solchen Elektrolyten erreicht werden, wenn der Elektrolyt ein lineares Carbonat enthält. Das lineare Carbonat ist vorzugsweise wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Diethylcarbonat (DEC), Ethylmethycarbonat (EMC) und Dimethylcarbonat (DMC). Ein Kettencarbonat alleine kann verwendet werden oder zwei oder mehrere Kettencarbonate können für eine Verwendung gemischt werden. Da das Lösungsmittel gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise ein lineares Carbonat enthält, enthält das Lösungsmittel ferner vorzugsweise Ethylencarbonat im Bereich von mehr als oder gleich 0,01 Volumenprozent und weniger als 5,00 Volumenprozent, Propylencarbonat im Bereich von mehr als 60,00 Volumenprozent und weniger als oder gleich 99,90 Volumenprozent und ein lineares Carbonat im Bereich von mehr als 0 Volumenprozent und weniger als oder gleich 35,00 Volumenprozent.
  • Ferner kann das Lösungsmittel Additive, wie Vinylencarbonat (VC), Ethylensulfit (ES) und Fluorethylencarbonat (FEC) zusätzlich zu den oben beschriebenen Verbindungen enthalten. Durch Zugabe der oben beschriebenen Additive kann die SEI-Schicht gleichmäßiger gebildet werden, was die Ablaufeigenschaften verbessern kann. Ein Lithiumsalz allein kann verwendet werden und zwei oder mehrere Lithiumsalze können für eine Verwendung gemischt werden.
  • Zudem kann als Lithiumsalz, das in dem Lösungsmittel gelöscht ist, jedes Lithiumsalz verwendet werden, das ionisiert vorliegt, um Lithiumionen zu erzeugen. Beispielsweise ist das Lithiumsalz vorzugsweise wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiPF6, LiBF4, LiCF3SO3, LiSbF5, LiN(C2F5SO2)2 und LiCIO4.
  • Das Material des Negativelektrodenstromabnehmers 16 sollte nicht besonders eingeschränkt sein. Beispielsweise können verschiedene Materialien, die üblicherweise in Lithiumionenakkumulatoren und dergleichen verwendet werden, d.h. Edelstahl, Kupfer, Nickel und dergleichen, verwendet werden. Zudem können ähnliche Materialien für den Abnehmer der Lithiumionenbezugsquelle 19 verwendet werden. Für den Abnehmer, der für die Elektrode oder die Lithiumionenbezugsquelle verwendet wird, kann beispielsweise eine aufgerollte Folie, eine elektrolytische Folie, eine perforierte Folie mit durch die Vorder- und Rückseiten derselben gebildeten Perforationen, eine netzartige poröse Trägerfolie (englisch: lath foil), wie ein expandiertes Metall, und dergleichen verwendet werden.
  • Das aktive Negativelektrodenmaterial, das in der aktiven Negativelektrodenmaterialschicht 17 als Hauptbestandteil enthalten ist, enthält nicht-graphitisiertes Kohlenstoffmaterial, das ein Material ist, das zur reversiblen Dotierung von Lithiumionen fähig ist. In Bezug auf die Eigenschaften, wie die Energiedichte, ist es besonders geeignet, ein amorphes Kohlenstoffmaterial unter den nicht-graphitisierten Kohlenstoffmaterialien zu verwenden, dessen d002-Wert (d.h. der Abstand in der Richtung der C-Achse, bestimmt durch ein Röntgenbeugungsverfahren) im Bereich von mehr als oder gleich 0,341 nm und weniger als oder gleich 0,339 nm ist und dessen Kristallgröße (Lc) in der Richtung der C-Achse 0,5 bis 18 nm beträgt. Zudem ist es geeignet, den spezifischen Oberflächenbereich der aktiven Negativelektrodenmaterialschicht 17 auf etwa 1 bis 40 m2/g einzustellen, da die Leistungseigenschaften, wie die Energiedichte, erwartungsgemäß mit diesem Aufbau verbessert werden können. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann das aktive Negativelektrodenmaterial ein Material enthalten, das zusätzlich zu dem nicht-graphitisierten Kohlenstoffmaterial innerhalb des Bereichs, in dem die Effekte der vorliegenden Erfindung implementiert werden können, Lithiumionen reversible dotieren kann.
  • Für den Positivelektrodenstromabnehmer 14 können beispielsweise Aluminium, Edelstahl und dergleichen verwendet werden. In Bezug auf einen geringeren Widerstand und geringere Kosten ist es geeignet, eine Aluminiumätzfolie zu verwenden, die üblicherweise für einen Aluminiumelektrolysekondensator und einen elektrischen Doppelschicht-Kondensator verwendet wird. Eine Aluminiumätzfolie hat einen spezifischen Oberflächenbereich, der durch Bearbeitung des Aluminiums durch Ätzen vergrößert wurde. Demzufolge ist der Kontaktbereich mit der aktiven Positivelektrodenmaterialschicht 15 vergrößert, was zu einem geringeren Widerstand und zu verbesserten Leistungseigenschaften führt. Da eine Aluminiumätzfolie ein Mehrzweckartikel ist, kann eine Verringerung der Kosten erwartet werden. Für das Ätzen der Aluminiumätzfolie kann entweder eine gerollte Folie oder eine elektrolytische Folie verwendet werden. Ferner können für den Positivelektrodenstromabnehmer verschiedene Arten von Folien verwendet werden, die in Lithiumionenakkumulatoren verwendet werden, wie eine gerollte Folie, eine elektrolytische Folie und eine poröse Trägerfolie (englisch: lath foil).
  • Das aktive Positivelektrodenmaterial, das als Hauptbestandteil in der aktiven Positivelektrodenmaterialschicht 15 enthalten ist, enthält eine Aktivkohle oder ein Oxid, das Lithium enthält. Für die Aktivkohle können zum Beispiel Kohlenstoffmaterialien mit einer polarisierenden Eigenschaft, wie Phenolharzbasierte Aktivkohle, Kokosschalen-basierte Aktivkohle, Petroleumkoks-basierte Aktivkohle, oder Polyacen verwendet werden. Ferner kann ein Positivelektrodenmaterial eines Lithiumionenakkumulators und dergleichen verwendet werden. Beispiele davon umfassen Lithiumcobaltat.
  • Die aktive Positivelektrodenmaterialschicht 15 und die aktive Negativelektrodenmaterialschicht 17 enthalten bei Bedarf einen Leitungshelfer oder ein Bindemittel. Beispiele des Leitungshelfers umfassen Graphit, Carbon Black, Ketjen Black, dampfgewachsener Kohlenstoff und Kohlenstoffnanoröhrchen. Von diesen Materialien sind Carbon Black und Graphit bevorzugt. Für das Bindemittel können beispielsweise Kautschuk-basierte Bindemittel, wie Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und dergleichen, Fluor-enthaltende Harze, wie Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid und dergleichen, und thermoplastische Harze, wie Polypropylen und Polyethylen, verwendet werden.
  • Für die Lithiumionenbezugsquelle 19 kann ein Material, das Lithiumionen liefern kann, wie metallisches Lithium oder eine Lithium-AluminiumLegierung, verwendet werden. Die Dicke der Lithiumionenbezugsquelle 19 kann entsprechend der Lithiumionendotierungsmenge verändert werden. Es ist geeignet, wenn die Dicke größer als oder gleich 5 µm oder kleiner als oder gleich 400 µm ist. Wird die Dicke der Lithiumionenbezugsquelle 19 auf einen Wert von größer als oder gleich 5 µm eingestellt, kann die Verarbeitbarkeit verbessert werden. Indem die Dicke der Lithiumionenbezugsquelle 19 auf einen Wert von weniger als oder gleich 400 µm eingestellt wird, ist es ferner möglich, die Reste der Lithiumionenbezugsquelle zu supprimieren. Die Lithiumionenbezugsquelle 19 kann mit einem Abnehmer zur Entnahme von elektrischer Ladung bereitgestellt werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform ist oben unter Bezugnahme auf den Lithium-Ionen-Kondensator als Beispiel beschrieben. Ein Lithiumionenakkumulator kann auch als elektrochemische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Im Allgemeinen werden jedoch Li-Übergangsmetalloxide für das aktive Positivelektrodenmaterial eines Lithiumionenakkumulators verwendet und die Erstladung (Dotierung von Lithiumionen) an die negative Elektrode wird von dem aktiven Positivelektrodenmaterial geliefert. Demzufolge kann die Energiedichte gering werden, da es erforderlich wird, die Dicke (das Gewicht) der aktiven Positivelektrodenmaterialschicht zu erhöhen, wenn ein nicht-graphitisiertes Kohlenstoffmaterial mit einer großen irreversiblen Kapazität als aktives Negativelektrodenmaterial verwendet wird. Daher wird häufig und im Allgemeinen ein graphitisiertes Kohlenstoffmaterial mit einer kleinen irreversiblen Kapazität für das aktive Negativelektrodenmaterial eines Lithiumionenakkumulators verwendet. Kann die Verwendung jedoch die oben beschriebenen Probleme tolerieren, so kann die vorliegende Erfindung für einen Lithiumionenakkumulator, der ein nicht-graphitisiertes Material für das aktive Negativelektrodenmaterial verwendet, angewendet werden. Zudem ist in einem Lithiumionenakkumulator die SEI-Schicht wiederholt gebrochen und wird mit Ausnahme von einigen besonderen Bereichen durch Laden und Entladen regeneriert. Andererseits ist in einem Lithium-Ionen-Kondensator die SEI-Schicht nicht gebrochen. Demzufolge können herausragendere Vorteile der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden, wenn ein Lithium-Ionen-Kondensator als elektrochemische Vorrichtung verwendet wird.
  • Beispiele
  • (Beispiel 1)
  • In Beispiel 1 wurde ein Lithium-Ionen-Kondensator als wie oben beschriebene elektrochemische Vorrichtung hergestellt.
  • 3 Massenteile Styrol-Butadien-Kautschuk und 3 Massenteile Carboxymethylcellulose als Bindemittel und 200 Massenteile Wasser als Lösungsmittel wurden zu einem Pulver einer Mischung aus 92 Massenteilen eines Pulvers aus einer Phenol-basierten Aktivkohle, die ein aktives Positivelektrodenmaterial ist und deren spezifischer Oberflächenbereich 1.500 m2/g beträgt, und 8 Massenteilen Graphit als leitfähiges Mittel gegeben. Die Mischung wurde geknetet, um eine Positivelektrodeaufschlämmung zu erhalten. Unter Verwendung einer Aluminiumfolie, deren Dicke 20 µm beträgt und deren beide Oberflächen durch Ätzen aufgeraut sind, als Positivelektrodenstromabnehmer wurde anschließend die Positivelektrodenaufschlämmung auf beide Oberflächen des Positivelektrodenstromabnehmers aufgebracht. Die aufgebrachte Aufschlämmung wurde getrocknet und der Abnehmer wurde gerollt und gepresst. Ferner wurden aktive Positivelektrodenmaterialschichten, die jeweils eine Dicke von 30 µm aufwiesen, auf beiden Oberflächen des Positivelektrodenstromabnehmers gebildet, um eine positive Elektrode zu erhalten. Die Dicke der positiven Elektrode betrug 80 µm. Zudem wurden gedehnte Bereiche, die durch Dehnen des Abnehmers in eine streifenförmige Form gebildet wurden, in einem Bereich einer Endfläche der positiven Elektrode gebildet. Keine aktive Positivelektrodenmaterialschicht wurde auf jeglicher Oberfläche des Abnehmers der gedehnten Bereiche gebildet und die Aluminiumfolie wurde so exponiert, dass Ladungen entnommen werden können, in dem an ein externes Anschlussgerät angeschlossen wird. Für den Positivelektrodenstromabnehmer wurde eine ebene Folie ohne Perforationen verwendet.
  • 5 Massenteile Styrol-Butadien-Kautschuk und 4 Massenteile Carboxymethylcellulose als Bindemittel und 200 Massenteile Wasser als Lösungsmittel wurden zu einem Pulver einer Mischung aus 88 Massenteilen eines Pulvers eines nicht-graphitisierten Kohlenstoffmaterials, das ein aktives Negativelektrodenmaterial ist und dessen spezifische Oberfläche 20 m2/g beträgt, und 6 Massenteilen Acetylenruß als leitfähiges Mittel gegeben. Die Mischung wurde geknetet, um eine Negativelektrodenaufschlämmung zu erhalten. Unter Verwendung einer Kupferfolie, deren Dicke 10 µm beträgt als Negativelektrodenstromabnehmer wurde anschließend die Negativelektrodenaufschlämmung einheitlich auf beiden Oberflächen des Negativelektrodenstromabnehmers aufgebracht. Die aufgebrachte Aufschlämmung wurde getrocknet und der Abnehmer wurde gerollt und gepresst. Ferner wurden aktive Negativelektrodenmaterialschichten, jeweils mit einer Dicke von 20 µm, auf beiden Oberflächen des Negativelektrodenstromabnehmers gebildet, um eine negative Elektrode zu erhalten. Die Dicke der negativen Elektrode betrug 50 µm. Zudem wurden gedehnte Bereiche, die durch Dehnen des Abnehmers in eine streifenförmige Form gebildet wurden, in einem Bereich der Endfläche der negativen Elektrode gebildet. Auf jeglicher Oberfläche des Abnehmers der gedehnten Bereiche wurde keine aktive Negativelektrodenmaterialschicht gebildet, und die Kupferfolie wurde so exponiert, dass elektrische Ladungen extrahiert werden können, indem an ein externes Anschlussgerät angeschlossen wird. Für den Negativelektrodenstromabnehmer wurde eine ebene Folie ohne Preferationen verwendet.
  • Als Separator wurde eine dünne Folie, hergestellt aus einem natürlichen Cellulosematerial und mit einer Dicke von 35 µm, verwendet. Im Hinblick auf die Abmessungen und die Form des Separators wurde der Separator so konfiguriert, dass die Fläche des Separators etwas größer ist als die entsprechenden Flächen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode.
  • Anschließend wurden der Separator und die negative Elektrode und die positive Elektrode in der Reihenfolge Separator, negative Elektrode, Separator, positive Elektrode und Separator zusammen laminiert, um einen Elektrodenkörper zu erhalten. Ein Separator war jeweils auf dem oberen Bereich und dem unteren Bereich des Elektrodenkörpers angeordnet. In diesem Beispiel wurden für jede Probe 4 positive Elektroden, 5 negative Elektroden und 10 Separatoren zusammen laminiert. Ferner betrugen die Abmessungen der positiven Elektrode, der negativen Elektrode und des Separators 53 mm x 70 mm, 55 mm × 72 mm beziehungsweise 57 mm × 74 mm, alle ausschließlich der gedehnten Bereiche. Ferner dehnten sich die auf jeder Elektrode gebildeten gedehnten Bereiche von der gleichen kurzen Seite jede Elektrode aus. Die Abmessungen der entsprechenden ausgedehnten Bereiche betrugen 9 mm × 12 mm.
  • Dann wurden die gedehnten Bereiche der positiven Elektrode und diejenigen der negativen Elektrode, die sich aus dem Elektrodenkörper erstreckten, jeweils zusammengebunden und wurden durch Ultraschallschweißen jeweils gemeinsam auf dem Rand des externen Anschlussgeräts fixiert. Ferner wurde eine Lithiumionenbezugsquelle durch Binden von metallischem Lithium an eine Kupferfolie hergestellt. Das externe Anschlussgerät der Lithiumionenbezugsquelle wurde auf dem gedehnten Bereich, der sich aus einem Teil der Kupferfolie erstreckte, durch Ultraschallschweißen fixiert. Die hergestellte Lithiumionenbezugsquelle wurde auf der unteren Oberfläche des Elektrodenkörpers so angeordnet, dass sich das metallische Lithium gegenüber dem Elektrodenkörper befindet. Anschließend wurde der Elektrodenkörper mit zwei Stücken Abdeckmaterial umhüllt, die peripheren Bereiche von 3 Seiten des Elektrodenkörpers, umfassend die Seite, auf der die positive Elektrode, die negative Elektrode und das externe Anschlussgerät der Lithiumionenbezugsquelle anzuordnen sind, wurden thermokomprimiert, und eine Thermoplastenschicht, die auf der inneren Oberfläche des Abdeckmaterials gebildet ist, wurde daran gebunden, um eine taschenartige Form zu bilden. Die Thermoplastenschicht, die auf der inneren Oberfläche des Abdeckmaterials gebildet ist, war aus einem säuremodifizierten Polyolefinharz hergestellt. Die Dicke der Thermoplastenschicht betrug 40 µm.
  • Ferner wurde ein Elektrolyt in den inneren Bereich des Abdeckmaterials eingefüllt, welches eine aufgepumpte Form aufwies und mit dem eingebauten Elektrodenkörper versehen war. In diesem Beispiel wurde als Elektrolyt eine Lösung, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischungslösungsmittel, das 0,01 Volumenprozent Ethylencarbonat und 99,99 Volumenprozent Propylencarbonat enthielt, gemischt war, verwendet.
  • Nach dem Einfüllen des Elektrolyten wurde die andere Seite der zwei Stücke des Abdeckmaterials durch Thermokompression unter einer Vakuumatmosphäre verschlossen. Ferner wurden Lithiumionen von der Lithiumionenbezugsquelle in das aktive Negativelektrodenmaterial der negativen Elektrode durch ein elektrochemisches Verfahren dotiert. Die Dotierungsmenge wurde auf 400 mAh/g für die Masse des aktiven Negativelektrodenmaterials eingestellt.
  • (Beispiel 2)
  • In Beispiel 2 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 0,05 Volumenprozent Ethylencarbonat und 99,95 Volumenprozent Propylencarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 2 mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten war gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Beispiel 3)
  • In Beispiel 3 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 mit einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 0,10 Volumenprozent Ethylencarbonat und 99,90 Volumenprozent Propylencarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 3 mit Ausnahme des oben gesagten Aufbaus des Elektrolyten war gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Beispiel 4)
  • In Beispiel 4 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 0,50 Volumenprozent Ethylencarbonat und 99,50 Volumenprozent Propylencarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 4 mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten war gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Beispiel 5)
  • In Beispiel 5 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 1,00 Volumenprozent Ethylencarbonat und 99,00 Volumenprozent Propylencarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 5 mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten war gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Beispiel 6)
  • In Beispiel 6 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 3,00 Volumenprozent Ethylencarbonat und 97,00 Volumenprozent Propylencarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 6 mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten war gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Beispiel 7)
  • In Beispiel 7 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 4,50 Volumenprozent Ethylencarbonat und 95,50 Volumenprozent Propylencarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 7 mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten war gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Beispiel 8)
  • In Beispiel 8 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 4,90 Volumenprozent Ethylencarbonat und 95,10 Volumenprozent Propylencarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 8 mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten war gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Vergleichsbeispiel 1)
  • In Vergleichsbeispiel 1 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Lösungsmittel, das lediglich Propylencarbonat enthielt (kein Ethylencarbonat war enthalten), aufgelöst war. Der Aufbau des Vergleichsbeispiels 1 war mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Vergleichsbeispiel 2)
  • In Vergleichsbeispiel 2 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 6,00 Volumenprozent Ethylencarbonat und 94,00 Volumenprozent Propylencarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Vergleichsbeispiel 2 war mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Vergleichsbeispiel 3)
  • In Vergleichsbeispiel 3 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 40,00 Volumenprozent Ethylencarbonat und 60,00 Volumenprozent Propylencarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau des Vergleichsbeispiels 3 war mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Beispiel 9)
  • In Beispiel 9 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 3,00 Volumenprozent Ethylencarbonat, 96,00 Volumenprozent Propylencarbonat und 1,00 Volumenprozent Diethylcarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 9 war mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Beispiel 10)
  • In Beispiel 10 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 3,00 Volumenprozent Ethylencarbonat, 77,00 Volumenprozent Propylencarbonat und 20,00 Volumenprozent Diethylcarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 10 war mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Beispiel 11)
  • In Beispiel 11 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 3,00 Volumenprozent Ethylencarbonat, 62,00 Volumenprozent Propylencarbonat und 35,00 Volumenprozent Diethylcarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 11 war mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Vergleichsbeispiel 4)
  • In Vergleichsbeispiel 4 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 3,00 Volumenprozent Ethylencarbonat, 59,00 Volumenprozent Propylencarbonat und 38,00 Volumenprozent Diethylcarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Vergleichsbeispiel 4 war mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Beispiel 12)
  • In Beispiel 12 wurde ein Lithiumionenakkumulator als elektrochemische Vorrichtung hergestellt. Kobalt-Säure-Lithium (engl. cobaltic acid lithium) wurde als aktives Positivelektrodenmaterial verwendet und ein Polyethylen-basierter Separator wurde als Separator verwendet.
  • In Beispiel 12 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 3,00 Volumenprozent Ethylencarbonat und 97,00 Volumenprozent Propylencarbonat enthielt, aufgelöst war.
  • Der Aufbau von Beispiel 12 war mit Ausnahme des Aufbaus des aktiven Positivelektrodenmaterials, des Separators und des Elektrolyten gleich zu demjenigen von Beispiel 1.
  • (Beispiel 13)
  • In Beispiel 13 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 4,50 Volumenprozent Ethylencarbonat, 85,50 Volumenprozent Propylencarbonat und 10,00 Volumenprozent Diethylcarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 13 war mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten gleich zu demjenigen von Beispiel 12.
  • (Beispiel 14)
  • In Beispiel 14 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 4,50 Volumenprozent Ethylencarbonat, 85,50 Volumenprozent Propylencarbonat und 10,00 Volumenprozent Ethylmethylcarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 14 war mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten gleich zu demjenigen von Beispiel 12.
  • (Beispiel 15)
  • In Beispiel 15 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 4,50 Volumenprozent Ethylencarbonat, 85,50 Volumenprozent Propylencarbonat und 10,00 Volumenprozent Dimethylcarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Beispiel 15 war mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten gleich zu demjenigen von Beispiel 12.
  • (Vergleichsbeispiel 5)
  • In Vergleichsbeispiel 5 wurde als Elektrolyt eine Lösung verwendet, in der LiPF6 bei einer Konzentration von 1,0 mol/l in einem Mischlösungsmittel, das 5,00 Volumenprozent Ethylencarbonat, 50,00 Volumenprozent Propylencarbonat und 45,00 Volumenprozent Diethylcarbonat enthielt, aufgelöst war. Der Aufbau von Vergleichsbeispiel 5 war mit Ausnahme des oben beschriebenen Aufbaus des Elektrolyten gleich zu demjenigen von Beispiel 12.
  • Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens wurden zwanzig elektrochemische Vorrichtungen für jedes Beispiel hergestellt. Für die hergestellte elektrochemische Vorrichtung wurde ein Laden für 1 Stunde bei 3,8 V bei einer Konstantspannung und einem Konstantstrom durchgeführt. Zudem wurde die elektrochemische Vorrichtung bei 80 mV entladen, bis die Spannung 2,2 V betrug. Der Gleichstromwiderstand (DC-R) wurde basierend auf dem durch die Entladung beobachteten Spannungsabfall berechnet, und zwanzig Mittelwerte wurden berechnet. Als Anfangseigenschaft des Lithium-Ionen-Kondensators galt ein Wert von gleich oder weniger als +5 % des Mittelwerts des Vergleichsbeispiels 3 (d.h. Mittelwert × 1,05) als akzeptabel („O“), wenn Vergleichsbeispiel 3 als Referenz verwendet wurde. Zudem galt für den Lithiumionenakkumulator ein Wert von gleich oder weniger als +5 % des Mittelwerts des Vergleichsbeispiels 5 (d.h. Mittelwert × 1,05) als akzeptabel („O“), wenn Vergleichsbeispiel 5 als Referenz verwendet wurde.
  • Ferner wurden als Dauertests ein Umlauftest (engl. float test) und ein Ablauftest bzw. Zyklustest (engl. cycle test) durchgeführt.
  • Für den Umlauftest des Lithium-Ionen-Kondensators wurde der DC-R bei Raumtemperatur, nachdem 2.000 Stunden vergangen waren, in einem Zustand, in dem eine Spannung von 3,8 V unter einer Umgebung von 70°C angewendet wurde, gemessen. Für den Umlauftest des Lithiumionenakkumulators wurde der DC-R bei Raumtemperatur, nachdem 2.000 Stunden vergangen waren, in einem Zustand, in dem eine Spannung von 4,2 V unter einer Umgebung von 60°C angewendet wurde, gemessen.
  • Für den Ablauftest des Lithium-Ionen-Kondensators wurden ein Laden und Entladen für 5.000 Abläufe unter einer Umgebung von 70°C wiederholt. Anschließend wurden die Kapazität und der DC-R bei Raumtemperatur gemessen. Für den Ablauftest des Lithiumionenakkumulators wurde ein Laden und Entladen für 1.000 Abläufe unter einer Umgebung von 60°C wiederholt. Anschließend wurden die Kapazität und der DC-R bei Raumtemperatur gemessen.
  • Bei dem Umlauftest und dem Ablauftest wurde die Änderungsrate des DC-R gemäß dem Mittelwert der Messwerte, die vor und nach den entsprechenden Tests erhalten wurden, berechnet. Ferner galt in dem Umlauftest eine Änderungsrate von 20% oder weniger als akzeptabel („O“). In dem Ablauftest galt eine Änderungsrate von 50% oder weniger als akzeptabel („O“).
  • Tabelle 1 veranschaulicht die Anfangseigenschaften und Ergebnisse der Bestimmung des Dauertests der Arbeitsbeispiele und Vergleichsbeispiele. [Tabelle 1]
    Art der elektrochemischen Vorrichtung Cyklisches Carbonat (Volumenprozent) Lineares Carbonat (Volumenprozent) Anfangseigenschaft Dauertest (Umlauftest) Dauertest (Ablauftest)
    EC PC DEC EMC DMC DC-R (mΩ) Beurteilungserqebnis DC-R-Veränderungsrate (%) Beurteilungserqebnis DC-R-Anderungsrate (%) Beurteilungserqebnis Gesamtbeurteilungs\ergebnis
    Beispiel 1 Lithium-Ionen-Kondensator 0.01 99.99 33.0 ◯ 4.9 ◯ 5.2 ◯ ◯
    Beispiel 2 0.05 99.95 33.0 ◯ 4.8 ◯ 5.1 ◯ ◯
    Beispiel 3 0.10 99.90 32.9 ◯ 4.9 ◯ 5.1 ◯ ◯
    Beispiel 4 0.50 99.50 32.8 ◯ 4.9 ◯ 5.2 ◯ ◯
    Beispiel 5 1.00 99.00 32.7 ◯ 5.0 ◯ 5.0 ◯ ◯
    Beispiel 6 3.00 97.00 32.5 ◯ 6.2 ◯ 6.1 ◯ ◯
    Beispiel 7 4.50 95.50 32.4 ◯ 6.5 ◯ 6.6 ◯ ◯
    Beispiel 8 4.90 95.10 32.4 ◯ 10.0 ◯ 9.8 ◯ ◯
    Vergleichsbeispiel 1 0.00 100.00 35.1 × 5.0 ◯ 5.1 ◯ ×
    Vergleichsbeispiel 2 6.00 94.00 32.4 ◯ 22.1 × 23.1 ◯ ×
    Vergleichsbeispiel 3 40.00 60.00 32.0 ◯ 47.8 × 61.1 × ×
    Beispiel 9 3.00 96.00 1.00 32.3 ◯ 6.6 ◯ 6.2 ◯ ◯
    Beispiel 10 3.00 77.00 20.00 32.2 ◯ 6.7 ◯ 6.3 ◯ ◯
    1 Beispiel 11 3.00 62.00 35.00 32.1 ◯ 6.9 ◯ 6.5 ◯ ◯
    Vergleichsbeispiel 4 3.00 59.00 38.00 32.0 ◯ 21.1 × 24.1 ◯ ×
    Beispiel 12 Lithiumionenakkumulator 3.00 97.00 48.5 ◯ 15.0 ◯ 30.1 ◯ ◯
    Beispiel 13 4.50 85.50 10.00 48.3 ◯ 15.2 ◯ 32.1 ◯ ◯
    Beispiel 14 4.50 85.50 10.00 48.1 ◯ 15.0 ◯ 33.1 ◯ ◯
    Beispiel 15 4.50 85.50 10.00 48.0 ◯ 15.3 ◯ 33.1 ◯ ◯
    Vergleichsbeispiel 5 5.00 50.00 45.00 48.0 ◯ 25.0 × 72.1 × ×
  • Wie in Tabelle 1 veranschaulicht waren bei den Anfangseigenschaften der Arbeitsbeispiele der vorliegenden Erfindung die Werte so hoch wie bei den Vergleichsbeispielen. In dem Dauertest verbesserte sich die Änderungsrate des DC-R in hohem Maße, wodurch eine Zunahme des DC-R unterdrückt werden kann. Demzufolge wurde mit dem Aufbau der vorliegenden Erfindung eine elektrochemische Vorrichtung erhalten, bei der das Wachstum der SEI-Schicht supprimiert war und ein geringerer Widerstand erzielt wurde.
  • Bezugszeichenliste
    • 11
    positive Elektrode
    12
    negative Elektrode
    13
    Elektrolyt
    14
    Positivelektrodenstromabnehmer
    15
    aktive Positivelektrodenmaterialschicht
    16
    Negativelektrodenstromabnehmer
    17
    aktive Negativelektrodenmaterialschicht
    18
    Separator
    19
    Lithiumionenbezugsquelle
    20
    Abdeckmaterial
    101
    Elektrodenkörper

Claims (4)

  1. Elektrochemische Vorrichtung, umfassend: eine positive Elektrode (11), die ein aktives Positivelektrodenmaterial beinhaltet, das eine Aktivkohle oder ein Oxid enthält, das Lithium enthält; eine negative Elektrode (12) mit einem aktiven Negativelektrodenmaterial, enthaltend ein nicht-graphitisiertes Kohlenstoffmaterial, das zur Dotierung oder Entdotierung von Lithium fähig ist; einen Elektrolyten (13), umfassend eine Lösung, in der ein Lithiumsalz in einem Lösungsmittel gelöst ist; und eine Lithiumionenbezugsquelle (19), um Lithium in die negative Elektrode (12) zu dotieren, wobei das Lösungsmittel Ethylencarbonat in einem Bereich von mehr als oder gleich 0,01 Volumenprozent und weniger als 5,00 Volumenprozent, Propylencarbonat in einem Bereich von mehr als 60,00 Volumenprozent und weniger als oder gleich 99,99 Volumenprozent und ein lineares Carbonat in einem Bereich von mehr als oder gleich 0 Volumenprozent und weniger als oder gleich 35,00 Volumenprozent enthält.
  2. Elektrochemische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das lineare Carbonat wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Diethylcarbonat, Ethylmethylcarbonat und Dimethylcarbonat ist.
  3. Elektrochemische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Lithiumsalz wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiPF6, LiBF4, LiCF3SO3, LiSbF5, LiN(C2F5SO2)2 und LiCIO4 ist.
  4. Elektrochemische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gehalt von Ethylencarbonat in der Lösung 4,50 Volumenprozent oder weniger beträgt.
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