專利名稱:非水電解液及采用它的鋰二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種非水電解液及采用它的鋰二次電池。更具體地,本發(fā)明涉及高容量的非水電解液二次電池,以及非水電解液在電池中的應(yīng)用,該非水電解液二次電池具有優(yōu)異的持續(xù)充電之后的放電特性、貯存特性、載荷特性和循環(huán)特性,并且減少氣體的產(chǎn)生。
背景技術(shù):
近來(lái),隨著電子產(chǎn)品之重量減輕和尺寸減小的趨勢(shì),有關(guān)高能量密度的鋰二次電池的開(kāi)發(fā)正在進(jìn)行。而且,由于鋰二次電池的應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,還需要改善各種電池特性。
而且,在鋰二次電池用作供電中斷時(shí)的備用電源或便攜式設(shè)備的電源的情況下,為了補(bǔ)償自放電,通常采用持續(xù)充電法(連續(xù)補(bǔ)充充電),其中一直施加非常弱的電流,以使電池保持充電狀態(tài)。
以金屬鋰為負(fù)極的二次電池所面臨的問(wèn)題在于重復(fù)充放電之后金屬性的鋰生長(zhǎng)成枝晶,及該枝晶延伸到正極,導(dǎo)致電池內(nèi)部出現(xiàn)短路故障,這是以金屬鋰為負(fù)極的鋰二次電池實(shí)用化的最大障礙。相反,對(duì)于以碳質(zhì)材料如能夠嵌入或釋放鋰的焦碳、人造石墨或天然石墨為負(fù)極活性物質(zhì)的非水電解液二次電池,鋰不生長(zhǎng)成枝晶,因而電池壽命和安全性可以得到提高。具體地,采用石墨基碳質(zhì)材料如人造石墨或天然石墨的非水電解液二次電池是引人注目的能夠滿足高容量要求的電池。
然而,對(duì)于負(fù)極為石墨基碳質(zhì)材料的二次電池,電解液會(huì)在充放電過(guò)程中于電極表面分解,因而時(shí)常引起充放電效率降低,循環(huán)特性降低,以及因產(chǎn)氣而導(dǎo)致的電池內(nèi)壓升高等。
作為獲得高容量電池的方法,目的是增加電極活性物質(zhì)的量,通常的作法是通過(guò)壓制,盡可能地減少形成于電極集電體上的電極層中的空隙,使電極層稠密化。然而,當(dāng)電池中的空隙減少時(shí),即使電解液分解所致的產(chǎn)氣量很小,電池的內(nèi)壓也會(huì)顯著地升高。
因此,關(guān)于鋰二次電池,需要抑制電解液在電極表面的分解。
為抑制采用石墨基負(fù)極的非水電解液二次電池的電解液,已經(jīng)提出采用非水溶劑,該非水溶劑包括分子中具有碳-碳不飽和鍵的環(huán)狀碳酸酯,如碳酸亞乙烯酯或其衍生物(例如參見(jiàn)專利文件1)。使用非水溶劑時(shí),因環(huán)狀的具有不飽和鍵的碳酸酯的還原性分解而在負(fù)極表面形成的薄膜,可以抑制非水溶劑的過(guò)渡分解,進(jìn)而提高循環(huán)特性。然而,本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)揭示,采用包含分子中具有碳-碳不飽和鍵的環(huán)狀碳酸酯的非水溶劑的二次電池的問(wèn)題在于持續(xù)充電時(shí),產(chǎn)氣量增加,盡管其具有優(yōu)異的循環(huán)特性??雌饋?lái),產(chǎn)氣量沒(méi)有降低,因?yàn)檎龢O的活性并沒(méi)有在以恒定電壓連續(xù)進(jìn)行的持續(xù)充電中降低。
這種情況下,已經(jīng)報(bào)導(dǎo)了很多添加各種添加劑以改善初始容量、速度特性、循環(huán)特性、高溫貯存特性、低溫特性、持續(xù)充電特性、自放電特性、預(yù)防過(guò)充電特性等的方法。例如,作為改善循環(huán)特性的方法,已經(jīng)公開(kāi)了添加二價(jià)的磺酸酯化合物如1,4-丁二醇二甲磺酸酯或丙二醇二甲磺酸酯(例如參見(jiàn)專利文件2和3),加入烷磺酸烷基酯(例如參見(jiàn)專利文件4),及通過(guò)加入甲硅烷基硫酸酯如二(三烷基甲硅烷基)硫酸酯以提高循環(huán)能力的事實(shí)(例如參見(jiàn)專利文件5)。
而且,還報(bào)導(dǎo)過(guò)在電解液中加入1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物,使得從正極中析出的鈷與1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物形成絡(luò)合物,進(jìn)而穩(wěn)定鈷離子并抑制鈷在負(fù)極上沉淀,結(jié)果,電解液的分解受到抑制,且高溫貯存特性以及高溫充/放電循環(huán)特性得到提高(例如參見(jiàn)專利文件6)。另外,還報(bào)導(dǎo)過(guò)電解液中包含分子量小于500且具有氮與硫成鍵的NS結(jié)構(gòu)的化合物(例如參見(jiàn)專利文件7)。
此外,為了改善電池特性、安全性等,在非水溶劑中加入含氟的芳族化合物是眾所周知的(例如參見(jiàn)專利文件8 to 13)。然而,在任何文獻(xiàn)中均未提及抑制持續(xù)充電時(shí)的產(chǎn)氣的方法。
作為改善持續(xù)充電時(shí)的電池特性的方法,提出過(guò)采用包含磷酸酯的電解液的二次電池(例如參見(jiàn)專利文件14)。然而,根據(jù)本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn),該電池在持續(xù)充電之后的電池特性不充分。
JP-A-8-45545 JP-A-2000-133304[專利文件3]JP-A-2001-313071[專利文件4]JP-A-9-245834[專利文件5]JP-A-2001-176548[專利文件6]JP-A-2002-134170[專利文件7]JP-A-2002-280063[專利文件8]JP-A-10-112335[專利文件9]JP-A-11-329496[專利文件10]JP-A-2000-106209[專利文件11]JP-A-2001-185213[專利文件12]JP-A-2001-256996[專利文件13]JP-A-2002-83629[專利文件14]JP-A-11-233140最近,不斷需要鋰二次電池具有更高的性能。即需要鋰二次電池滿足各種特性如高容量、循環(huán)特性、高溫貯存特性及高水平的持續(xù)充電特性。具體地,由于移動(dòng)產(chǎn)品經(jīng)常在戶外使用以及對(duì)辦公用筆記本電腦需求的日益增加,近年來(lái)特別需要改善持續(xù)充電特性。
當(dāng)筆記本電腦在辦公室使用時(shí),多數(shù)情況下使用交流(AC)接頭作為電源,因而個(gè)人電腦中的二次電池被持續(xù)地充電。在這種持續(xù)充電中,因電解液的分解導(dǎo)致氣體產(chǎn)生。對(duì)于其中的安全閥通過(guò)檢測(cè)異常事件如過(guò)充電時(shí)電池內(nèi)壓而啟動(dòng)的柱狀電池而言,安全閥在大量氣體產(chǎn)生的持續(xù)充電時(shí)啟動(dòng)。
而且,在沒(méi)有安全閥的棱形電池中,當(dāng)氣體量大時(shí),需要將裸電池裝在較大的殼中,以便觀測(cè)不到外觀的變化,這導(dǎo)致整個(gè)電池包裝的能量密度降低。當(dāng)氣體產(chǎn)生更多時(shí),存在外殼爆裂的危險(xiǎn)。
因此,就持續(xù)充電特性而言,不僅強(qiáng)烈需要試驗(yàn)后高的恢復(fù)容量和小容量退化,而且需要抑制充電期間的氣體產(chǎn)生。然而,迄今為止所提出的電解液對(duì)諸如持續(xù)充電特性等電池特性沒(méi)有任何改善。
例如,采用上述專利文件4所公開(kāi)的包含烷磺酸烷基酯的電解液可以改善容量退化,但僅是很小程度的改善,而且對(duì)持續(xù)充電特性的改善沒(méi)有任何效果。
再者,由于專利文件5所公開(kāi)的甲硅烷基硫酸酯是高度腐蝕性的,并且與電池集電體反應(yīng),所以當(dāng)電解液中包含該化合物時(shí),貯存特性、特別是高溫特性惡化。此外,甲硅烷基硫酸酯的毒性在很多方面是不清楚的,而且根據(jù)類似的化合物—硫酸二甲酯推定,將甲硅烷基硫酸酯混入電解液中會(huì)帶來(lái)巨大的安全隱患,因?yàn)槠鋸?qiáng)腐蝕性和對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的毒性,硫酸二甲酯是受預(yù)防危害的法令控制的特殊化學(xué)物質(zhì)。
包含1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物的電解液(專利文件6)改善高溫貯存期間的容量惡化,但僅是很小程度的改善,而且對(duì)改善持續(xù)充電特性沒(méi)有任何效果。
此外,專利文件7中所公開(kāi)的1,1’-磺?;?lián)咪唑,N-二甲基硫代亞甲基對(duì)甲苯磺酰胺,及1-對(duì)甲苯磺酰基吡咯不能改善較高溫度(80℃或更高)下的貯存特性和持續(xù)充電特性。
因此,除了高容量、高溫貯存特性、載荷特性和循環(huán)特性之外,還需要提高持續(xù)充電特性。作為持續(xù)充電特性,不僅強(qiáng)烈需要降低容量退化,而且需要抑制氣體的產(chǎn)生。
發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明人進(jìn)行了深入的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),上述問(wèn)題可以通過(guò)在電解液中混入特定的化合物來(lái)解決,并由此完成了本發(fā)明。
也就是說(shuō),本發(fā)明的要點(diǎn)在于一種非水電解液或者一種采用該非水電解液的鋰二次電池,所述非水電解液包含非水有機(jī)溶劑和溶解于其中的鋰鹽,其中非水有機(jī)溶劑包括至少一種選自酸酐和具有不飽和鍵的碳酸酯的化合物,及至少一種選自下面[A]和[B]的化合物。
下面式(1)至式(5)中任一項(xiàng)所示的磺酸類化合物 式中L1代表Z1-價(jià)的由碳原子和氫原子構(gòu)成的連接基團(tuán),R1代表烴基,及Z1為3或更大的整數(shù); 式中L2代表Z2-價(jià)的由碳原子和氫原子構(gòu)成的連接基團(tuán),R2代表氟化的脂族飽和烴基,n2為1或更大的整數(shù),及Z2為2或更大的整數(shù); 式中R3~R7各自獨(dú)立地代表氫原子或具有1~8個(gè)碳原子的烴基,R8代表具有1~8個(gè)碳原子的烴基,及n3代表0~4的整數(shù); 式中R9~R12各自獨(dú)立地代表氫原子或具有1~8個(gè)碳原子的烴基,或者R9和R10,R11和R12均可以彼此結(jié)合成環(huán),及R10和R11也可以互相結(jié)合;以及 式中R13~R15各自獨(dú)立地代表可以被氟原子取代的具有1~12個(gè)碳原子的烷基,可以被氟原子取代的具有2~12個(gè)碳原子的鏈烯基,可以被氟原子取代的具有6~12個(gè)碳原子的芳基,或者可以被氟原子取代的具有7~12個(gè)碳原子的芳烷基,或者R14和R15可以彼此結(jié)合成含氮的脂環(huán),及R13和R14可以彼此結(jié)合形成環(huán)狀結(jié)構(gòu);[B]具有9個(gè)或小于9個(gè)碳原子的含氟芳族化合物。
利用包含至少一種選自酸酐和具有不飽和鍵的碳酸酯的化合物及至少一種選自上述[A]和[B]的化合物的電解液,可以改善高溫貯存特性和持續(xù)充電特性,同時(shí)保持優(yōu)異的循環(huán)特性和高容量特性。具體地,在暴露于高溫時(shí)幾乎不發(fā)生自放電,暴露之后的恢復(fù)容量得到提高,且長(zhǎng)期持續(xù)充電之后的恢復(fù)容量也可以得到顯著的提高。
根據(jù)本發(fā)明的電解液改善高溫貯存特性和持續(xù)充電特性的具體原因尚不清楚,但是可以認(rèn)為充電初始階段于負(fù)極表面形成的熱穩(wěn)定的表面保護(hù)膜(下文中有時(shí)稱為“SEI”)對(duì)此是有貢獻(xiàn)的。如果抑制鋰與電解液在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的SEI是熱不穩(wěn)定的,則鋰與電解液間的反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,進(jìn)而導(dǎo)致容量惡化。以飽和碳酸酯為代表的非水溶劑在充電的初始階段被還原,形成SEI,同時(shí),至少一種選自[A]和[B]的化合物被部分還原并且混入SEI中??梢酝茰y(cè),由于至少一種選自[A]和[B]的化合物以及選自酸酐和具有不飽和鍵的碳酸酯的化合物的兩種還原產(chǎn)物的存在,所以SEI變得更牢固。
而且,當(dāng)添加至少一種選自上述[A]的化合物時(shí),可以認(rèn)為,剩余未在充電的初始階段被還原的化合物充當(dāng)酸,用以覆蓋正極活性物質(zhì)的堿性點(diǎn),進(jìn)而抑制正極活性物質(zhì)與電解液間產(chǎn)生氣體(如二氧化碳)的反應(yīng)。
圖1是實(shí)施本發(fā)明而得到的片狀鋰二次電池的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
關(guān)于圖中的符號(hào),1為正極,2為負(fù)極,3為隔板,4為PET薄膜,5為硅橡膠,6為玻璃板,7為層壓膜,及8為具有密封劑的引線。
具體實(shí)施例方式
下面將詳述實(shí)施本發(fā)明的方式。
本發(fā)明的非水電解液包含非水有機(jī)溶劑和溶解于其中的鋰鹽,并且進(jìn)一步包含至少一種選自[A]和[B]的化合物。
磺酸類化合物[A]組的磺酸類化合物選自下面的式(1)至式(5) 式中L1代表Z1-價(jià)的由碳原子和氫原子構(gòu)成的連接基團(tuán),R1代表烴基,及Z1為3或更大的整數(shù); 式中L2代表Z2-價(jià)的由碳原子和氫原子構(gòu)成的連接基團(tuán),R2代表氟化的脂族飽和烴基,n2為1或更大的整數(shù),及Z2為2或更大的整數(shù); 式中R3~R7各自獨(dú)立地代表氫原子或具有1~8個(gè)碳原子的烴基,R8代表具有1~8個(gè)碳原子的烴基,及n3代表0~4的整數(shù);
式中R9~R12各自獨(dú)立地代表氫原子或具有1~8個(gè)碳原子的烴基,或者R9和R10,R11和R12各自可以彼此結(jié)合形成環(huán),及R10和R11也可以彼此結(jié)合;以及 式中R13~R15各自獨(dú)立地代表可以被氟原子取代的具有1~12個(gè)碳原子的烷基,可以被氟原子取代的具有2~12個(gè)碳原子的鏈烯基,可以被氟原子取代的具有6~12個(gè)碳原子的芳基,或可以被氟原子取代的具有7~12個(gè)碳原子的芳烷基,或者R14和R15可以彼此結(jié)合形成含氮的脂環(huán),及R13和R14可以彼此結(jié)合形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
在上面的式(1)中,R1代表烴基。烴基的實(shí)例包括具有1~4個(gè)碳原子的烷基,如甲基,乙基,丙基,異丙基,及丁基;具有2~4個(gè)碳原子的鏈烯基,如乙烯基,異丙烯基,及烯丙基;具有6~9個(gè)碳原子的芳基,如苯基,甲苯基,乙苯基,二甲基苯基,及三甲基苯基;具有7~8個(gè)碳原子的芳烷基,如芐基和苯乙基。優(yōu)選具有1~2個(gè)碳原子的烷基,如甲基和乙基,及具有6~9個(gè)碳原子的芳基,如苯基,甲苯基,乙苯基,二甲基苯基,及三甲基苯基,更優(yōu)選甲基和甲苯基。
而且,上述的Z1代表3或更大的整數(shù),并且優(yōu)選為3或4。此外,L1代表Z1-價(jià)的由碳原子和氫原子構(gòu)成的連接基團(tuán)。構(gòu)成連接基團(tuán)L1的碳原子數(shù)優(yōu)選為3~12,更優(yōu)選為3~8。
當(dāng)上述的Z1為3時(shí),L1代表由碳原子和氫原子構(gòu)成的三價(jià)連接基團(tuán)。下面將舉例說(shuō)明該基團(tuán)。
而且,當(dāng)上述的Z1為4時(shí),L1代表由碳原子和氫原子構(gòu)成的四價(jià)連接基團(tuán)。下面將舉例說(shuō)明該基團(tuán)。
上述式(1)所示的多價(jià)磺酸酯化合物的實(shí)例包括三價(jià)磺酸酯,例如,1,2,3-丙三醇三磺酸酯如1,2,3-丙三醇三甲磺酸酯,1,2,3-丙三醇三乙磺酸酯,1,2,3-丙三醇三丙磺酸酯,1,2,3-丙三醇三丁磺酸酯,1,2,3-丙三醇三苯磺酸酯,1,2,3-丙三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,1,2,3-丙三醇三(4-乙基苯磺酸酯),1,2,3-丙三醇三(3,5-二甲基苯磺酸酯),及1,2,3-丙三醇三(2-均三甲基苯磺酸酯),1,2,3-丁三醇三磺酸酯如1,2,3-丁三醇三甲磺酸酯,1,2,3-丁三醇三乙磺酸酯,1,2,3-丁三醇三丙磺酸酯,1,2,3-丁三醇三丁磺酸酯,1,2,3-丁三醇三苯磺酸酯,1,2,3-丁三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,1,2,3-丁三醇三(4-乙基苯磺酸酯),1,2,3-丁三醇三(3,5-二甲基苯磺酸酯),及1,2,3-丁三醇三(2-均三甲基苯磺酸酯),1,2,4-丁三醇三磺酸酯如1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,1,2,4-丁三醇三乙磺酸酯,1,2,4-丁三醇三丙磺酸酯,1,2,4-丁三醇三丁磺酸酯,1,2,4-丁三醇三苯磺酸酯,1,2,4-丁三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,1,2,4-丁三醇三(4-乙基苯磺酸酯),1,2,4-丁三醇三(3,5-二甲基苯磺酸酯),及1,2,4-丁三醇三(2-均三甲基苯磺酸酯),1,2,5-戊三醇三磺酸酯如1,2,5-戊三醇三甲磺酸酯,1,2,5-戊三醇三乙磺酸酯,1,2,5-戊三醇三丙磺酸酯,1,2,5-戊三醇三苯磺酸酯,及1,2,5-戊三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,1,2,6-己三醇三磺酸酯如1,2,6-己三醇三甲磺酸酯,1,2,6-己三醇三乙磺酸酯,1,2,6-己三醇三丙磺酸酯,1,2,6-己三醇三苯磺酸酯,及1,2,6-己三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,1,2,3-庚三醇三磺酸酯如1,2,3-庚三醇三甲磺酸酯,1,2,3-庚三醇三乙磺酸酯,1,2,3-庚三醇三丙磺酸酯,1,2,3-庚三醇三苯磺酸酯,及1,2,3-庚三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,1,2,7-庚三醇三磺酸酯如1,2,7-庚三醇三甲磺酸酯,1,2,7-庚三醇三乙磺酸酯,1,2,7-庚三醇三丙磺酸酯,1,2,7-庚三醇三苯磺酸酯,及1,2,7-庚三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,1,2,8-辛三醇三磺酸酯如1,2,8-辛三醇三甲磺酸酯,1,2,8-辛三醇三乙磺酸酯,1,2,8-辛三醇三丙磺酸酯,1,2,8-辛三醇三苯磺酸酯,及1,2,8-辛三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,三羥甲基乙烷三磺酸酯如三羥甲基乙烷三甲磺酸酯,三羥甲基乙烷三乙磺酸酯,三羥甲基乙烷三丙磺酸酯,三羥甲基乙烷三丁磺酸酯,三羥甲基乙烷三苯磺酸酯,三羥甲基乙烷三對(duì)甲苯磺酸酯,三羥甲基乙烷三(4-乙基苯磺酸酯),三羥甲基乙烷三(3,5-二甲基苯磺酸酯),及三羥甲基乙烷三(2-均三甲基苯磺酸酯),三羥甲基丙烷三磺酸酯如三羥甲基丙烷三甲磺酸酯,三羥甲基丙烷三乙磺酸酯,三羥甲基丙烷三丙磺酸酯,三羥甲基丙烷三丁磺酸酯,三羥甲基丙烷三苯磺酸酯,三羥甲基丙烷三對(duì)甲苯磺酸酯,三羥甲基丙烷三(4-乙基苯磺酸酯),三羥甲基丙烷三(3,5-二甲基苯磺酸酯),及三羥甲基丙烷三(2-均三甲基苯磺酸酯),3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三磺酸酯如3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三甲磺酸酯,3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三乙磺酸酯,3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三丙磺酸酯,3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三丁磺酸酯,3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三苯磺酸酯,3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三(4-乙基苯磺酸酯),3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三(3,5-二甲基苯磺酸酯),及3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三(2-均三甲基苯磺酸酯),1,2,4-苯三酚三磺酸酯如1,2,4-苯三酚三甲磺酸酯,1,2,4-苯三酚三乙磺酸酯,1,2,4-苯三酚三丙磺酸酯,1,2,4-苯三酚三苯磺酸酯,及1,2,4-苯三酚三對(duì)甲苯磺酸酯等;四價(jià)的磺酸酯,例如,1,2,3,4-丁四醇四磺酸酯如1,2,3,4-丁四醇四甲磺酸酯,1,2,3,4-丁四醇四乙磺酸酯,1,2,3,4-丁四醇四丙磺酸酯,1,2,3,4-丁四醇四苯磺酸酯,1,2,3,4-丁四醇四對(duì)甲苯磺酸酯,1,2,3,4-丁四醇四(4-乙基苯磺酸酯),及1,2,3,4-丁四醇四(3,5-二甲基苯磺酸酯);季戊四醇四磺酸酯如季戊四醇四甲磺酸酯,季戊四醇四乙磺酸酯,季戊四醇四丙磺酸酯,季戊四醇四苯磺酸酯,季戊四醇四對(duì)甲苯磺酸酯,季戊四醇四(4-乙基苯磺酸酯),及季戊四醇四(3,5-二甲基苯磺酸酯)等。
優(yōu)選三價(jià)的磺酸酯,例如,1,2,3-丙三醇三磺酸酯如1,2,3-丙三醇三甲磺酸酯,1,2,3-丙三醇三乙磺酸酯,1,2,3-丙三醇三苯磺酸酯,及1,2,3-丙三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,1,2,3-丁三醇三磺酸酯如1,2,3-丁三醇三甲磺酸酯,1,2,3-丁三醇三乙磺酸酯,1,2,3-丁三醇三苯磺酸酯,及1,2,3-丁三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,1,2,4-丁三醇三磺酸酯如1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,1,2,4-丁三醇三乙磺酸酯,1,2,4-丁三醇三苯磺酸酯,及1,2,4-丁三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,三羥甲基丙烷三磺酸酯如三羥甲基丙烷三甲磺酸酯,三羥甲基丙烷三乙磺酸酯,三羥甲基丙烷三苯磺酸酯,及三羥甲基丙烷三對(duì)甲苯磺酸酯,3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三磺酸酯如3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三甲磺酸酯,3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三乙磺酸酯,3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三苯磺酸酯,及3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三對(duì)甲苯磺酸酯等;四價(jià)的磺酸酯,例如,1,2,3,4-丁四醇四磺酸酯如1,2,3,4-丁四醇四甲磺酸酯,1,2,3,4-丁四醇四乙磺酸酯,1,2,3,4-丁四醇四苯磺酸酯,1,2,3,4-丁四醇四對(duì)甲苯磺酸酯,季戊四醇四磺酸酯如季戊四醇四甲磺酸酯,季戊四醇四乙磺酸酯,季戊四醇四苯磺酸酯,及季戊四醇四對(duì)甲苯磺酸酯等。
更優(yōu)選三價(jià)的甲磺酸酯和對(duì)甲苯磺酸酯,如1,2,3-丙三醇三甲磺酸酯,1,2,3-丙三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,1,2,3-丁三醇三甲磺酸酯,1,2,3-丁三醇三苯磺酸酯,1,2,3-丁三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,1,2,4-丁三醇三對(duì)甲苯磺酸酯,三羥甲基丙烷三甲磺酸酯,三羥甲基丙烷三對(duì)甲苯磺酸酯,3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三甲磺酸酯,及3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三對(duì)甲苯磺酸酯。
在上述的式(2)中,R2代表氟化的脂族飽和烴基。關(guān)于脂族飽和烴基的氟取代程度,其氫原子部分被氟原子取代也許就足夠了,但是也可以是全部氫原子被氟原子取代。
其實(shí)例包括直鏈的全氟烷基如三氟甲基,五氟乙基,七氟丙基,全氟丁基,全氟戊基,全氟己基,全氟庚基,全氟辛基,及全氟癸基,支鏈的全氟烷基如全氟-1-甲基乙基,全氟-3-甲基丁基,全氟-5-甲基己基,及全氟-7-甲基辛基,部分氟化的直鏈烷基如氟甲基,二氟甲基,1,1,2,2-四氟乙基,1,1,1,2-四氟乙基,1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁基,及1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-十二氟己基,部分氟化的支鏈烷基如1,1,1,2,3,3-六氟丙基及1,1-二(三氟甲基)乙基等。
而且,上述的n2代表1或更大的整數(shù),并且優(yōu)選為1~6的整數(shù),更優(yōu)選為1或2。
此外,上述的Z2代表2或更大的整數(shù),并優(yōu)選為2~4的整數(shù)。另外,L2代表Z2-價(jià)的由碳原子和氫原子構(gòu)成的連接基團(tuán)。構(gòu)成連接基團(tuán)L2的碳原子數(shù)優(yōu)選為3~12,更優(yōu)選為3~8。
當(dāng)上述的Z2為2時(shí),L2代表由碳原子和氫原子構(gòu)成的二價(jià)連接基團(tuán)。下面將舉例說(shuō)明該基團(tuán)。
而且,當(dāng)Z2為3時(shí),L2代表由碳原子和氫原子構(gòu)成的三價(jià)連接基團(tuán)。下面將舉例說(shuō)明該基團(tuán)。
此外,當(dāng)上述的Z2為4時(shí),L2代表由碳原子和氫原子構(gòu)成的四價(jià)連接基團(tuán)。下面將舉例說(shuō)明該基團(tuán)。
式(2)所示的含氟磺酸酯化合物的實(shí)例包括二價(jià)的磺酸酯,例如,乙二醇二磺酸酯如乙二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),乙二醇二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),乙二醇二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),乙二醇二(2,2,3,3-四氟丙磺酸酯),乙二醇二(2,2,3,3,4,4-六氟丁磺酸酯),乙二醇二(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊磺酸酯),乙二醇二(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟庚磺酸酯),乙二醇二(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟庚磺酸酯),乙二醇二(2,2,3,4,4,4-六氟丁磺酸酯),乙二醇二(3,3,4,4,4-五氟丁磺酸酯),乙二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),乙二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛磺酸酯),乙二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),乙二醇二{2-(全氟-3-甲基丁基)乙磺酸酯},乙二醇二{2-(全氟-5-甲基己基)乙磺酸酯},乙二醇二{2-(全氟-5-甲基辛基)乙磺酸酯},乙二醇二{2-(全氟-5-甲基辛基)乙磺酸酯},乙二醇二(4,4,5,5,6,6,7,7,7-九氟庚磺酸酯),及乙二醇二(7,7,8,8,9,9,10,10,10-九氟癸磺酸酯),1,2-丙二醇二磺酸酯如1,2-丙二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2-丙二醇二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,2-丙二醇二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,2-丙二醇二(2,2,3,3-四氟丙磺酸酯),1,2-丙二醇二(2,2,3,3,4,4-六氟丁磺酸酯),1,2-丙二醇二(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊磺酸酯),1,2-丙二醇二(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟庚磺酸酯),1,2-丙二醇二(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟庚磺酸酯),1,2-丙二醇二(2,2,3,4,4,4-六氟丁磺酸酯),1,2-丙二醇二(3,3,4,4,4-五氟丁磺酸酯),1,2-丙二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),1,2-丙二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛磺酸酯),1,2-丙二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),1,2-丙二醇二{2-(全氟-3-甲基丁基)乙磺酸酯},1,2-丙二醇二{2-(全氟-5-甲基己基)乙磺酸酯},1,2-丙二醇二{2-(全氟-5-甲基辛基)乙磺酸酯},1,2-丙二醇二{2-(全氟-5-甲基辛基)乙磺酸酯},1,2-丙二醇二(4,4,5,5,6,6,7,7,7-九氟庚磺酸酯),及1,2-丙二醇二(7,7,8,8,9,9,10,10,10-九氟癸磺酸酯),1,3-丙二醇二磺酸酯如1,3-丙二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,3-丙二醇二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,3-丙二醇二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,3-丙二醇二(2,2,3,3-四氟丙磺酸酯),1,3-丙二醇二(2,2,3,3,4,4-六氟丁磺酸酯),1,3-丙二醇二(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊磺酸酯),1,3-丙二醇二(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟庚磺酸酯),1,3-丙二醇二(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟庚磺酸酯),1,3-丙二醇二(2,2,3,4,4,4-六氟丁磺酸酯),1,3-丙二醇二(3,3,4,4,4-五氟丁磺酸酯),1,3-丙二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),1,3-丙二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛磺酸酯),1,3-丙二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),1,3-丙二醇二{2-(全氟-3-甲基丁基)乙磺酸酯},1,3-丙二醇二{2-(全氟-5-甲基己基)乙磺酸酯},1,3-丙二醇二{2-(全氟-5-甲基辛基)乙磺酸酯},1,3-丙二醇二{2-(全氟-5-甲基辛基)乙磺酸酯},1,3-丙二醇二(4,4,5,5,6,6,7,7,7-九氟庚磺酸酯),及1,3-丙二醇二(7,7,8,8,9,9,10,10,10-九氟癸磺酸酯),1,2-丁二醇二磺酸酯如1,2-丁二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2-丁二醇二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,2-丁二醇二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,2-丁二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),及1,2-丁二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),1,3-丁二醇二磺酸酯如1,3-丁二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,3-丁二醇二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,3-丁二醇二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,3-丁二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),及1,3-丁二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),1,4-丁二醇二磺酸酯如1,4-丁二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,4-丁二醇二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,4-丁二醇二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,4-丁二醇二(2,2,3,3-四氟丙磺酸酯),1,4-丁二醇二(2,2,3,3,4,4-六氟丁磺酸酯),1,4-丁二醇二(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊磺酸酯),1,4-丁二醇二(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟庚磺酸酯),1,4-丁二醇二(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟庚磺酸酯),1,4-丁二醇二(2,2,3,4,4,4-六氟丁磺酸酯),1,4-丁二醇二(3,3,4,4,4-五氟丁磺酸酯),1,4-丁二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),1,4-丁二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛磺酸酯),1,4-丁二醇二(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),1,4-丁二醇二{2-(全氟-3-甲基丁基)乙磺酸酯},1,4-丁二醇二{2-(全氟-5-甲基己基)乙磺酸酯},1,4-丁二醇二{2-(全氟-5-甲基辛基)乙磺酸酯},1,4-丁二醇二{2-(全氟-5-甲基辛基)乙磺酸酯},1,4-丁二醇二(4,4,5,5,6,6,7,7,7-九氟庚磺酸酯),及1,4-丁二醇二(7,7,8,8,9,9,10,10,10-九氟癸磺酸酯),1,4-苯二酚二磺酸酯如1,4-苯二酚二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,4-苯二酚二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,4-苯二酚二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,4-苯二酚二(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),及1,4-苯二酚二(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯)等;三價(jià)的磺酸酯,例如,1,2,3-丙三醇三磺酸酯如1,2,3-丙三醇三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2,3-丙三醇三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,2,3-丙三醇三(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,2,3-丙三醇三(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),及1,2,3-丙三醇三(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),1,2,3-丁三醇三磺酸酯如1,2,3-丁三醇三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2,3-丁三醇三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,2,3-丁三醇三(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,2,3-丁三醇三(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),及1,2,3-丁三醇三(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),1,2,4-丁三醇三磺酸酯如1,2,4-丁三醇三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2,4-丁三醇三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,2,4-丁三醇三(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,2,4-丁三醇三(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),及1,2,4-丁三醇三(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),三羥甲基乙烷三磺酸酯如三羥甲基乙烷三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),三羥甲基乙烷三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),三羥甲基乙烷三(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),三羥甲基乙烷三(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),及三羥甲基乙烷三(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),三羥甲基丙烷三磺酸酯如三羥甲基丙烷三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),三羥甲基丙烷三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),三羥甲基丙烷三(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),三羥甲基丙烷三(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),及三羥甲基丙烷三(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三磺酸酯如3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),及3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),1,2,4-苯三酚三磺酸酯如1,2,4-苯三酚三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2,4-苯三酚三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,2,4-苯三酚三(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,2,4-苯三酚三(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),及1,2,4-苯三酚三(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯)等;四價(jià)的磺酸酯,例如,1,2,3,4-丁四醇四磺酸酯如1,2,3,4-丁四醇四(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2,3,4-丁四醇四(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,2,3,4-丁四醇四(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,2,3,4-丁四醇四(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),及1,2,3,4-丁四醇四(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯),季戊四醇四磺酸酯如季戊四醇四(2,2,2-三氟乙磺酸酯),季戊四醇四(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),季戊四醇四(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),季戊四醇四(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己磺酸酯),及季戊四醇四(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸磺酸酯)等。
優(yōu)選二價(jià)的全氟烷基甲磺酸酯如乙二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),乙二醇二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),乙二醇二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,2-丙二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2-丙二醇二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,2-丙二醇二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,3-丙二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,3-丙二醇二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,3-丙二醇二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,2-丁二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2-丁二醇二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,2-丁二醇二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,3-丁二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,3-丁二醇二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,3-丁二醇二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯),1,4-丁二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,4-丁二醇二(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,4-丁二醇二(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁磺酸酯)等;三價(jià)的全氟烷基甲磺酸酯如1,2,3-丙三醇三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2,3-丙三醇三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,2,3-丁三醇三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2,3-丁三醇三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),1,2,4-丁三醇三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2,4-丁三醇三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),三羥甲基乙烷三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),三羥甲基乙烷三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),三羥甲基丙烷三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),三羥甲基丙烷三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三(2,2,2-三氟乙磺酸酯),3-甲基戊烷-1,3,5-三醇三(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯)等;四價(jià)的全氟烷基甲磺酸酯如1,2,3,4-丁四醇四(2,2,2-三氟乙磺酸酯),1,2,3,4-丁四醇四(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯),季戊四醇四(2,2,2-三氟乙磺酸酯),季戊四醇四(2,2,3,3,3-五氟丙磺酸酯)等。
在上述的式(3)中,R3~R5各自獨(dú)立地代表氫原子或具有1~8個(gè)碳原子的烴基。所述烴基的實(shí)例包括具有1~8個(gè)碳原子的烷基,如甲基,乙基,丙基,異丙基,及丁基;具有2~8個(gè)碳原子的鏈烯基,如乙烯基,異丙烯基,及烯丙基;具有6~8個(gè)碳原子的芳基,如苯基,甲苯基,乙苯基,及二甲基苯基;具有7~8個(gè)碳原子的芳烷基,如芐基和苯乙基。其中,優(yōu)選具有1~4個(gè)碳原子的烷基和具有2~4個(gè)碳原子的鏈烯基,更優(yōu)選具有1~4個(gè)碳原子的烷基。
R6和R7各自獨(dú)立地代表氫原子或具有1~8個(gè)碳原子的烴基。所述烴基的實(shí)例包括具有1~8個(gè)碳原子的烷基,如甲基,乙基,丙基,異丙基,及丁基;具有2~8個(gè)碳原子的鏈烯基,如乙烯基,異丙烯基,及烯丙基;具有6~8個(gè)碳原子的芳基,如苯基,甲苯基,乙苯基,及二甲基苯基;具有7~8個(gè)碳原子的芳烷基,如芐基和苯乙基。其中,優(yōu)選氫原子,具有1~3個(gè)碳原子的烷基,具有2~4個(gè)碳原子的鏈烯基,苯基,甲苯基,芐基,或苯乙基,更優(yōu)選氫原子或甲基。
R8代表具有1~8個(gè)碳原子的烴基。所述烴基的實(shí)例包括具有1~8個(gè)碳原子的烷基,如甲基,乙基,丙基,異丙基,及丁基;具有2~8個(gè)碳原子的鏈烯基,如乙烯基,異丙烯基,及烯丙基;具有6~8個(gè)碳原子的芳基,如苯基,甲苯基,乙苯基,及二甲基苯基;具有7~8個(gè)碳原子的芳烷基,如芐基和苯乙基。其中,優(yōu)選具有1~4個(gè)碳原子的烷基,具有2~4個(gè)碳原子的鏈烯基,苯基或甲苯基,更優(yōu)選甲基,乙基,苯基或甲苯基。
n3代表0~4的整數(shù),優(yōu)選0~2的整數(shù),更優(yōu)選為0。
式(3)所示化合物的具體實(shí)例如下。
(i)甲硅烷基(烷基)甲磺酸酯可以提及的有三甲基甲硅烷基甲磺酸酯,三乙基甲硅烷基甲磺酸酯,三丙基甲硅烷基甲磺酸酯,三異丙基甲硅烷基甲磺酸酯,三丁基甲硅烷基甲磺酸酯,三異丁基甲硅烷基甲磺酸酯,三叔丁基甲硅烷基甲磺酸酯,三己基甲硅烷基甲磺酸酯,三苯基甲硅烷基甲磺酸酯,三芐基甲硅烷基甲磺酸酯,乙基二甲基甲硅烷基甲磺酸酯,二甲基丙基甲硅烷基甲磺酸酯,二甲基異丙基甲硅烷基甲磺酸酯,丁基二甲基甲硅烷基甲磺酸酯,叔丁基二甲基甲硅烷基甲磺酸酯,二甲基辛基甲硅烷基甲磺酸酯,二乙基異丙基甲硅烷基甲磺酸酯,辛基二異丙基甲硅烷基甲磺酸酯,二甲基苯基甲硅烷基甲磺酸酯,二甲基苯乙基甲硅烷基甲磺酸酯,芐基二甲基甲硅烷基甲磺酸酯,乙烯基二甲基甲硅烷基甲磺酸酯,烯丙基二甲基甲硅烷基甲磺酸酯,三甲基甲硅烷基甲基甲磺酸酯,1-(三甲基甲硅烷基)乙基甲磺酸酯,2-(三甲基甲硅烷基)乙基甲磺酸酯,3-(三甲基甲硅烷基)丙基甲磺酸酯等。
其中,優(yōu)選三烷基甲硅烷基甲磺酸酯,其中所有的R3~R5均為具有1~4個(gè)碳原子的烷基且n3為0,如三甲基甲硅烷基甲磺酸酯,三乙基甲硅烷基甲磺酸酯,三丙基甲硅烷基甲磺酸酯,三異丙基甲硅烷基甲磺酸酯,三丁基甲硅烷基甲磺酸酯,三異丁基甲硅烷基甲磺酸酯,三叔丁基甲硅烷基甲磺酸酯,乙基二甲基甲硅烷基甲磺酸酯,二甲基丙基甲硅烷基甲磺酸酯,二甲基異丙基甲硅烷基甲磺酸酯,丁基二甲基甲硅烷基甲磺酸酯,叔丁基二甲基甲硅烷基甲磺酸酯,及二乙基異丙基甲硅烷基甲磺酸酯。
(ii)甲硅烷基(烷基)乙磺酸酯可以提及的有三甲基甲硅烷基乙磺酸酯,三乙基甲硅烷基乙磺酸酯,三丙基甲硅烷基乙磺酸酯,三異丙基甲硅烷基乙磺酸酯,三丁基甲硅烷基乙磺酸酯,三異丁基甲硅烷基乙磺酸酯,三叔丁基甲硅烷基乙磺酸酯,三己基甲硅烷基乙磺酸酯,三苯基甲硅烷基乙磺酸酯,三芐基甲硅烷基乙磺酸酯,乙基二甲基甲硅烷基乙磺酸酯,二甲基丙基甲硅烷基乙磺酸酯,二甲基異丙基甲硅烷基乙磺酸酯,丁基二甲基甲硅烷基乙磺酸酯,叔丁基二甲基甲硅烷基乙磺酸酯,二甲基辛基甲硅烷基乙磺酸酯,二乙基異丙基甲硅烷基乙磺酸酯,辛基二異丙基甲硅烷基乙磺酸酯,二甲基苯基甲硅烷基乙磺酸酯,二甲基苯乙基甲硅烷基乙磺酸酯,芐基二甲基甲硅烷基乙磺酸酯,乙烯基二甲基甲硅烷基乙磺酸酯,烯丙基二甲基甲硅烷基乙磺酸酯,三甲基甲硅烷基甲基乙磺酸酯,1-(三甲基甲硅烷基)乙基乙磺酸酯,2-(三甲基甲硅烷基)乙基乙磺酸酯,3-(三甲基甲硅烷基)丙基乙磺酸酯等。
其中,優(yōu)選三烷基甲硅烷基乙磺酸酯,這里所有的R3~R5均為具有1~4個(gè)碳原子的烷基且n3為0,如三甲基甲硅烷基乙磺酸酯,三乙基甲硅烷基乙磺酸酯,三丙基甲硅烷基乙磺酸酯,三異丙基甲硅烷基乙磺酸酯,三丁基甲硅烷基乙磺酸酯,三異丁基甲硅烷基乙磺酸酯,三叔丁基甲硅烷基乙磺酸酯,乙基二甲基甲硅烷基乙磺酸酯,二甲基丙基甲硅烷基乙磺酸酯,二甲基異丙基甲硅烷基乙磺酸酯,丁基二甲基甲硅烷基乙磺酸酯,叔丁基二甲基甲硅烷基乙磺酸酯,及二乙基異丙基甲硅烷基乙磺酸酯。
(iii)甲硅烷基(烷基)丙磺酸酯可以提及的有三甲基甲硅烷基丙磺酸酯,三乙基甲硅烷基丙磺酸酯,三丙基甲硅烷基丙磺酸酯,三異丙基甲硅烷基丙磺酸酯,三丁基甲硅烷基丙磺酸酯,三異丁基甲硅烷基丙磺酸酯,三叔丁基甲硅烷基丙磺酸酯,三己基甲硅烷基丙磺酸酯,三苯基甲硅烷基丙磺酸酯,三芐基甲硅烷基丙磺酸酯,乙基二甲基甲硅烷基丙磺酸酯,二甲基丙基甲硅烷基丙磺酸酯,二甲基異丙基甲硅烷基丙磺酸酯,丁基二甲基甲硅烷基丙磺酸酯,叔丁基二甲基甲硅烷基丙磺酸酯,二甲基辛基甲硅烷基丙磺酸酯,二乙基異丙基甲硅烷基丙磺酸酯,辛基二異丙基甲硅烷基丙磺酸酯,二甲基苯基甲硅烷基丙磺酸酯,二甲基苯乙基甲硅烷基丙磺酸酯,芐基二甲基甲硅烷基丙磺酸酯,乙烯基二甲基甲硅烷基丙磺酸酯,烯丙基二甲基甲硅烷基丙磺酸酯,三甲基甲硅烷基甲基丙磺酸酯,1-(三甲基甲硅烷基)乙基丙磺酸酯,2-(三甲基甲硅烷基)乙基丙磺酸酯,3-(三甲基甲硅烷基)丙基丙磺酸酯等。
(iv)甲硅烷基(烷基)丁磺酸酯可以提及的有三甲基甲硅烷基丁磺酸酯,三乙基甲硅烷基丁磺酸酯,三丙基甲硅烷基丁磺酸酯,三異丙基甲硅烷基丁磺酸酯,三丁基甲硅烷基丁磺酸酯,三異丁基甲硅烷基丁磺酸酯,三叔丁基甲硅烷基丁磺酸酯,三己基甲硅烷基丁磺酸酯,三苯基甲硅烷基丁磺酸酯,三芐基甲硅烷基丁磺酸酯,乙基二甲基甲硅烷基丁磺酸酯,二甲基丙基甲硅烷基丁磺酸酯,二甲基異丙基甲硅烷基丁磺酸酯,丁基二甲基甲硅烷基丁磺酸酯,叔丁基二甲基甲硅烷基丁磺酸酯,二甲基辛基甲硅烷基丁磺酸酯,二乙基異丙基甲硅烷基丁磺酸酯,辛基二異丙基甲硅烷基丁磺酸酯,二甲基苯基甲硅烷基丁磺酸酯,二甲基苯乙基甲硅烷基丁磺酸酯,芐基二甲基甲硅烷基丁磺酸酯,乙烯基二甲基甲硅烷基丁磺酸酯,烯丙基二甲基甲硅烷基丁磺酸酯,三甲基甲硅烷基甲基丁磺酸酯,1-(三甲基甲硅烷基)乙基丁磺酸酯,2-(三甲基甲硅烷基)乙基丁磺酸酯,3-(三甲基甲硅烷基)丙基丁磺酸酯等。
(v)甲硅烷基(烷基)苯磺酸酯可以提及的有三甲基甲硅烷基苯磺酸酯,三乙基甲硅烷基苯磺酸酯,三丙基甲硅烷基苯磺酸酯,三異丙基甲硅烷基苯磺酸酯,三丁基甲硅烷基苯磺酸酯,三異丁基甲硅烷基苯磺酸酯,三叔丁基甲硅烷基苯磺酸酯,三己基甲硅烷基苯磺酸酯,三苯基甲硅烷基苯磺酸酯,三芐基甲硅烷基苯磺酸酯,乙基二甲基甲硅烷基苯磺酸酯,二甲基丙基甲硅烷基苯磺酸酯,二甲基異丙基甲硅烷基苯磺酸酯,丁基二甲基甲硅烷基苯磺酸酯,叔丁基二甲基甲硅烷基苯磺酸酯,二甲基辛基甲硅烷基苯磺酸酯,二乙基異丙基甲硅烷基苯磺酸酯,辛基二異丙基甲硅烷基苯磺酸酯,二甲基苯基甲硅烷基苯磺酸酯,二甲基苯乙基甲硅烷基苯磺酸酯,芐基二甲基甲硅烷基苯磺酸酯,乙烯基二甲基甲硅烷基苯磺酸酯,烯丙基二甲基甲硅烷基苯磺酸酯,三甲基甲硅烷基甲基苯磺酸酯,1-(三甲基甲硅烷基)乙基苯磺酸酯,2-(三甲基甲硅烷基)乙基苯磺酸酯,3-(三甲基甲硅烷基)丙基苯磺酸酯等。
其中,優(yōu)選所有R3~R5均為具有1~4個(gè)碳原子的烷基且n3為0的三烷基甲硅烷基苯磺酸酯,如三甲基甲硅烷基苯磺酸酯,三乙基甲硅烷基苯磺酸酯,三丙基甲硅烷基苯磺酸酯,三異丙基甲硅烷基苯磺酸酯,三丁基甲硅烷基苯磺酸酯,三異丁基甲硅烷基苯磺酸酯,三叔丁基甲硅烷基苯磺酸酯,乙基二甲基甲硅烷基苯磺酸酯,二甲基丙基甲硅烷基苯磺酸酯,二甲基異丙基甲硅烷基苯磺酸酯,丁基二甲基甲硅烷基苯磺酸酯,叔丁基二甲基甲硅烷基苯磺酸酯,及二乙基異丙基甲硅烷基苯磺酸酯。
(vi)甲硅烷基(烷基)-對(duì)甲苯磺酸酯可以提及的有三甲基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三乙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三丙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三異丙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三丁基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三異丁基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三叔丁基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三己基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三苯基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三芐基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,乙基二甲基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,二甲基丙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,二甲基異丙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,丁基二甲基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,叔丁基二甲基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,二甲基辛基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,二乙基異丙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,辛基二異丙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,二甲基苯基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,二甲基苯乙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,芐基二甲基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,乙烯基二甲基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,烯丙基二甲基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三甲基甲硅烷基甲基-對(duì)甲苯磺酸酯,1-(三甲基甲硅烷基)乙基-對(duì)甲苯磺酸酯,2-(三甲基甲硅烷基)乙基-對(duì)甲苯磺酸酯,3-(三甲基甲硅烷基)丙基-對(duì)甲苯磺酸酯等。
其中,優(yōu)選所有R3~R5均為具有1~4個(gè)碳原子的烷基且n3為0的三烷基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,如三甲基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三乙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三丙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三異丙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三丁基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三異丁基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,三叔丁基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,乙基二甲基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,二甲基丙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,二甲基異丙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,丁基二甲基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,叔丁基二甲基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯,及二乙基異丙基甲硅烷基-對(duì)甲苯磺酸酯。
(vii)甲硅烷基(烷基)-4-乙基苯磺酸酯可以提及的有三甲基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,三乙基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,三丙基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,三異丙基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,三丁基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,三異丁基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,三叔丁基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,三己基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,三苯基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,三芐基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,乙基二甲基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,二甲基丙基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,二甲基異丙基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,丁基二甲基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,叔丁基二甲基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,二甲基辛基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,二乙基異丙基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,辛基二異丙基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,二甲基苯基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,二甲基苯乙基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,芐基二甲基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,乙烯基二甲基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,烯丙基二甲基甲硅烷基-4-乙基苯磺酸酯,三甲基甲硅烷基甲基-4-乙基苯磺酸酯,1-(三甲基甲硅烷基)乙基-4-乙基苯磺酸酯,2-(三甲基甲硅烷基)乙基-4-乙基苯磺酸酯,3-(三甲基甲硅烷基)丙基-4-乙基苯磺酸酯等。
(viii)甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯可以提及的有三甲基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,三乙基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,三丙基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,三異丙基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,三丁基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,三異丁基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,三叔丁基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,三己基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,三苯基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,三芐基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,乙基二甲基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,二甲基丙基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,二甲基異丙基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,丁基二甲基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,叔丁基二甲基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,二甲基辛基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,二乙基異丙基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,辛基二異丙基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,二甲基苯基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,二甲基苯乙基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,芐基二甲基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,乙烯基二甲基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,烯丙基二甲基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,三甲基甲硅烷基-3,5-二甲基苯磺酸酯,1-(三甲基甲硅烷基)乙基-3,5-二甲基苯磺酸酯,2-(三甲基甲硅烷基)乙基-3,5-二甲基苯磺酸酯,3-(三甲基甲硅烷基)丙基-3,5-二甲基苯磺酸酯等。
在這一點(diǎn)上,式(3)所示化合物的分子量通常為400或更小,優(yōu)選為300或更小。如果分子量太大,則本發(fā)明的改善持續(xù)充電特性的效果可能不會(huì)令人滿意,因?yàn)槠鋵?duì)電解質(zhì)的溶解度不良。
在上述的式(4)中,R9~R12各自獨(dú)立地代表氫原子或具有1~8個(gè)碳原子的烴基。所述烴基的實(shí)例包括具有1~8個(gè)碳原子的烷基,如甲基,乙基,丙基,異丙基,及丁基;具有2~8個(gè)碳原子的鏈烯基,如乙烯基,異丙烯基,及烯丙基;具有6~8個(gè)碳原子的芳基,如苯基,甲苯基,乙苯基,及二甲基苯基;具有7~8個(gè)碳原子的芳烷基,如芐基和苯乙基。其中,優(yōu)選氫原子,具有1~4個(gè)碳原子的烷基或具有2~4個(gè)碳原子的鏈烯基,更優(yōu)選甲基或乙基。
如果R9和R10或者R11和R12彼此結(jié)合成環(huán),該環(huán)為具有3~8個(gè)碳原子、優(yōu)選5~6個(gè)碳原子(包括與R9和R10或R11和R12相連的碳原子)的脂族烴環(huán)。當(dāng)R10和R11彼此結(jié)合時(shí),化學(xué)鍵的實(shí)例包括單鍵,-CH2-,-CH2CH2-等,優(yōu)選為單鍵。
下面給出式(4)所示化合物的具體實(shí)例。其中,優(yōu)選1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物衍生物。
(ix)1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物衍生物可以提及的有1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物(R9~R12=H),3-甲基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物(R9=甲基,R10~R12=H),3-乙基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物(R9=乙基,R10~R12=H),3-丙基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物(R9=丙基,R10~R12=H),3-丁基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物(R9=丁基,R10~R12=H),3,5-二甲基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物(R9和R11=甲基,R10和R12=H),3,5-二乙基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物(R9和R11=乙基,R10和R12=H),3-乙基-5-甲基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物(R9=乙基,R11=甲基,R10和R12=H),3-苯基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物(R9=苯基,R10~R12=H),3-乙烯基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物(R9=乙烯基,R10~R12=H),3-烯丙基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物(R9=烯丙基,R10~R12=H),3-芐基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物(R9=芐基,R10~R12=H)等。
其中,優(yōu)選R9~R12各自為氫原子、甲基或乙基的1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物衍生物,如1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物,3-甲基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物,3-乙基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物,及3,5-二甲基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物。特別優(yōu)選優(yōu)選1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物和3-甲基-1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物。
(x)3,4-環(huán)氧四氫噻吩-1,1-二氧化物衍生物可以提及的有3,4-環(huán)氧四氫噻吩-1,1-二氧化物(R10和R11形成單鍵,R9和R12=H),1-甲基-6-氧雜-3-硫雜-雙環(huán)(3.1.0)己烷-3,3-二氧化物(R10和R11形成單鍵,R9=甲基,R12=H),1-乙基-6-氧雜-3-硫雜-雙環(huán)(3.1.0)己烷-3,3-二氧化物(R10和R11形成單鍵,R9=乙基,R12=H),1-丙基-6-氧雜-3-硫雜-雙環(huán)(3.1.0)己烷-3,3-二氧化物(R10和R11形成單鍵,R9=丙基,R12=H),1-丁基-6-氧雜-3-硫雜-雙環(huán)(3.1.0)己烷-3,3-二氧化物(R10和R11形成單鍵,R9=丁基,R12=H),1,5-二甲基-6-氧雜-3-硫雜-雙環(huán)(3.1.0)己烷-3,3-二氧化物(R10和R11形成單鍵,R9和R12=甲基),1,5-二乙基-6-氧雜-3-硫雜-雙環(huán)(3.1.0)己烷-3,3-二氧化物(R10和R11形成單鍵,R9和R12=乙基)等。
其中,優(yōu)選四氫噻吩在3-位和4-位中的每一位置被甲基取代的3,4-環(huán)氧四氫噻吩-1,1-二氧化物,如3,4-環(huán)氧四氫噻吩-1,1-二氧化物,1-甲基-6-氧雜-3-硫雜-雙環(huán)(3.1.0)己烷-3,3-二氧化物,及1,5-二甲基-6-氧雜-3-硫雜-雙環(huán)(3.1.0)己烷-3,3-二氧化物。特別優(yōu)選3,4-環(huán)氧四氫噻吩-1,1-二氧化物。
在這一點(diǎn)上,式(4)所示化合物的分子量通常為250或更小,優(yōu)選為180或更小。如果分子量太大,則本發(fā)明的改善高溫貯存特性和持續(xù)充電特性的效果可能會(huì)不令人滿意,因?yàn)槠鋵?duì)電解質(zhì)的溶解度差。
在上述的式(5)中,R13~R15各自獨(dú)立地代表可以被氟原子取代的具有1~12個(gè)碳原子的烷基,可以被氟原子取代的具有2~12個(gè)碳原子的鏈烯基,可以被氟原子取代的具有6~12個(gè)碳原子的芳基或者可以被氟原子取代的具有7~12個(gè)碳原子的芳烷基。
具有1~12個(gè)碳原子的烷基的實(shí)例包括甲基,乙基,正丙基,異丙基,正丁基,異丁基,仲丁基,叔丁基,戊基等。其中,優(yōu)選具有1~8個(gè)碳原子的烷基,特別是具有1~4個(gè)碳原子的烷基。
具有2~12個(gè)碳原子的鏈烯基的實(shí)例包括乙烯基,丙烯基等。優(yōu)選那些具有2~8個(gè)碳原子、特別是具有2~4個(gè)碳原子的鏈烯基。
具有6~12個(gè)碳原子的芳基的實(shí)例包括苯基,甲苯基,二甲苯基等。其中,優(yōu)選苯基。
具有7~12個(gè)碳原子的芳烷基的實(shí)例包括芐基,苯乙基等。
在所述烷基、鏈烯基、芳基和芳烷基中,其部分或全部氫原子可以被氟原子取代,但是優(yōu)選未被任何氟原子取代的那些基團(tuán)。
R14和R15可以彼此結(jié)合,形成含氮的脂族環(huán),作為含氮的脂族環(huán),可以提及的有吡咯烷,哌啶等。
R13和R14可以彼此結(jié)合形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),作為該環(huán)狀結(jié)構(gòu),可以提及的有磺內(nèi)酰胺。
式(5)所示化合物的具體實(shí)例包括甲磺酰胺如N,N-二甲基甲磺酰胺,N,N-二乙基甲磺酰胺,N,N-二丙基甲磺酰胺,N-甲基-N-乙基甲磺酰胺,N-甲基-N-芐基甲磺酰胺,1-甲磺?;量┩?,1-甲磺?;哙?,及N,N-二(三氟甲基)甲磺酰胺;乙磺酰胺如N,N-二乙基乙磺酰胺,N,N-二甲基乙磺酰胺,及N-甲基-N-乙基乙磺酰胺;乙烯基磺酰胺如N,N-二甲基乙烯基磺酰胺;苯磺酰胺如N,N-二甲基苯磺酰胺,N,N-二乙基苯磺酰胺,N,N-二丙基苯磺酰胺,及N,N-二丁基苯磺酰胺;三氟甲磺酰胺如N,N-二甲基三氟甲磺酰胺和N,N-二(三氟甲基)三氟甲磺酰胺;五氟乙磺酰胺如N,N-二甲基五氟乙磺酰胺;磺內(nèi)酰胺如N-甲基丙磺內(nèi)酰胺,N-乙基丙磺內(nèi)酰胺,N-丁基丙磺內(nèi)酰胺,N-甲基丁磺內(nèi)酰胺,N-乙基丁磺內(nèi)酰胺,N-丙基丁磺內(nèi)酰胺等。
其中,優(yōu)選甲磺酰胺和乙磺酰胺。因?yàn)楫a(chǎn)氣少和高溫貯存后的剩余容量高,特別優(yōu)選N,N-二甲基甲磺酰胺,N,N-二乙基甲磺酰胺,N,N-二乙基乙磺酰胺,及N,N-二甲基乙磺酰胺。
具有9個(gè)或小于9個(gè)碳原子的含氟芳族化合物具有9個(gè)或小于9個(gè)碳原子的含氟芳族化合物的實(shí)例包括氟苯,1,2-二氟苯,1,3-二氟苯,1,4-氟苯,1,2,3-三氟苯,1,2,4-三氟苯,1,3,5-三氟苯,1,2,3,4-四氟苯,1,2,3,5-四氟苯,1,2,4,5-四氟苯,五氟苯,六氟苯,2-氟甲苯,3-氟甲苯,4-氟甲苯,2,3-二氟甲苯,2,4-二氟甲苯,2,5-二氟甲苯,2,6-二氟甲苯,3,4-二氟甲苯,芐川三氟,2-氟芐川三氟,3-氟芐川三氟,4-氟芐川三氟,3-氟鄰二甲苯,4-氟鄰二甲苯,2-氟間二甲苯,5-氟間二甲苯,2-甲基芐川三氟,3-甲基芐川三氟,4-甲基芐川三氟,八氟甲苯,等。其中,優(yōu)選氟苯,1,2-二氟苯,1,3-二氟苯,1,4-二氟苯,2-氟甲苯,及3-氟甲苯,特別優(yōu)選氟苯。
因?yàn)檩d荷特性降低,而不優(yōu)選具有10個(gè)或更多個(gè)碳原子的含氟芳族化合物。
至少一種選自上述[A]和[B]的化合物(下文中有時(shí)簡(jiǎn)稱為“添加劑”)可以單獨(dú)使用或者以其兩種或多種的混合物使用。此時(shí),選自相同化合物組或不同化合物組的化合物可以混合使用。
對(duì)添加劑的添加量沒(méi)有特殊的限制,但其總量一般可以為非水電解液重量的0.01%或更多。如果添加量小于該值,則不能改善高溫貯存特性、持續(xù)充電特性等?;烊胩砑觿?,使得添加量?jī)?yōu)選為0.05%重量或更多,更優(yōu)選0.1%重量或更多,特別優(yōu)選0.3%重量或更多。
相反,如果添加劑在非水電解液直到比例太大,則離子導(dǎo)電性降低,從而惡化諸如速度特性等電池特性。因此,盡管上限取決于添加劑的化學(xué)種類,但該上限通常為15%重量或更少,優(yōu)選10%重量或更少,更優(yōu)選7%重量或更少,特別優(yōu)選5%重量或更少。而且,在采用至少一種選自[A]的化合物作為添加劑時(shí),該添加量進(jìn)一步優(yōu)選為3%重量或更少。
在這方面,如果采用[A]的式(1)或示(2)所示的化合物作為添加劑,則按非水電解液的重量計(jì),添加劑的總含量?jī)?yōu)選為0.01~15%,更優(yōu)選0.1~7%,最優(yōu)選3%或更少。如果采用[A]的式(3)所示的化合物,則按非水電解液的重量計(jì),添加劑總含量更優(yōu)選為0.01~15%,最優(yōu)選3%或更少。如果采用[A]的式(4)所示的化合物,則按非水電解液的重量計(jì),添加劑總含量更優(yōu)選為0.01~10%,最優(yōu)選為0.1~2.5%或更少。
如果采用[A]的式(5)所示的化合物,則按非水電解液的重量計(jì),添加劑總含量更優(yōu)選為0.01~5%。而且,如果采用[B]的化合物作為添加劑,則按非水電解液的重量計(jì),添加劑的總含量更優(yōu)選為0.01~10%重量。
根據(jù)本發(fā)明的非水電解液除了上述添加劑之外,其在非水有機(jī)溶劑中還包含至少一種選自酸酐和具有不飽和鍵的碳酸酯的化合物。
酸酐的實(shí)例包括羧酸酐如琥珀酸酐,戊二酸酐,馬來(lái)酸酐,檸康酸酐,戊烯二酸酐,衣康酸酐,二羥乙酸酐,環(huán)己二酸酐,環(huán)戊四酸二酐,及苯基琥珀酸酐。
對(duì)具有不飽和鍵的碳酸酯沒(méi)有特殊的限制,只要其分子中具有碳-碳雙鍵或碳-碳叁鍵,并且可以是鏈狀的或環(huán)狀的。
具有不飽和鍵的碳酸酯的實(shí)例包括碳酸亞乙烯酯化合物如碳酸亞乙烯酯,甲基碳酸亞乙烯酯,乙基碳酸亞乙烯酯,4,5-二甲基碳酸亞乙烯酯,4,5-二乙基碳酸亞乙烯酯,氟碳酸亞乙烯酯,三氟甲基碳酸亞乙烯酯,苯基碳酸亞乙烯酯,及4,5-二苯基碳酸亞乙烯酯;乙烯基碳酸亞乙酯化合物如乙烯基碳酸亞乙酯,4-甲基-4-乙烯基碳酸亞乙酯,4-乙基-4-乙烯基碳酸亞乙酯,4-正丙基-4-乙烯基碳酸亞乙酯,5-甲基-4-乙烯基碳酸亞乙酯,4,4-二乙烯基碳酸亞乙酯,4,5-二乙烯基碳酸亞乙酯,苯基碳酸亞乙酯,及4,5-二苯基碳酸亞乙酯;亞甲基碳酸亞乙酯化合物如4,4-二甲基-5-亞甲基碳酸亞乙酯和4,4-二乙基-5-亞甲基碳酸亞乙酯;碳酸苯基酯化合物如碳酸二苯酯,碳酸甲基苯基酯,及碳酸叔丁基苯基酯;碳酸乙烯酯化合物如碳酸二乙烯基酯和碳酸甲基乙烯基酯;碳酸烯丙基酯化合物如碳酸二烯丙基酯和碳酸烯丙基甲基酯等。
其中,優(yōu)選不飽和的環(huán)狀碳酸酯如碳酸亞乙烯酯化合物,及被芳環(huán)或具有碳-碳不飽和鍵的取代基取代的碳酸亞乙酯化合物。特別優(yōu)選碳酸亞乙烯酯,4,5-二甲基碳酸亞乙烯酯,4,5-二苯基碳酸亞乙烯酯,乙烯基碳酸亞乙酯,4-甲基-4-乙烯基碳酸亞乙酯,或4,5-二乙烯基碳酸亞乙酯,特別優(yōu)選碳酸亞乙烯酯或乙烯基碳酸亞乙酯。
這些化合物可以單獨(dú)使用也可以其兩種或多種的混合物使用。此時(shí),選自相同化合物組或不同化合物組的化合物可以混合使用。
通過(guò)在電解液中混入至少一種選自酸酐和分子中具有不飽和鍵的碳酸酯的化合物,可以改善電池的循環(huán)特性。其原因尚不清楚,據(jù)推測(cè),是因?yàn)榭梢栽谪?fù)極表面形成穩(wěn)定的保護(hù)膜。如果含量過(guò)小,則特性得不到充分地改善。
在這一點(diǎn)上,所存在的問(wèn)題是在電解液中混入至少一種選自酸酐和具有不飽和鍵的碳酸酯的化合物,一般會(huì)增加氣體產(chǎn)生,但通過(guò)混合使用前述的添加劑化合物可以抑制產(chǎn)氣的增加。然而,如果含量太大,則在高溫下貯存時(shí)偶爾會(huì)產(chǎn)生氣體,導(dǎo)致電池內(nèi)壓升高,所以優(yōu)選該含量在下述的范圍內(nèi)。
至少一種選自酸酐和分子中具有不飽和鍵的碳酸酯的化合物在非水電解液中的比例一般為0.01%重量或更多,優(yōu)選為0.05%重量或更多,特別優(yōu)選0.1%重量或更多,最優(yōu)選0.3%重量或更多,且通常為10%重量或更少,優(yōu)選為8%重量或更少,特別優(yōu)選5%重量或更少,最優(yōu)選4%重量或更少。
就此而論,當(dāng)使用[A]的式(4)所示的化合物時(shí),酸酐和/或分子中具有不飽和鍵的碳酸酯在非水電解液中的比例更優(yōu)選為0.01~10%重量,最優(yōu)選0.3~5%重量。當(dāng)使用[A]的式(5)所示的化合物時(shí),酸酐和/或分子中具有不飽和鍵的碳酸酯在非水電解液中的比例更優(yōu)選為0.01~8%重量。當(dāng)使用[B]的化合物時(shí),酸酐和/或分子中具有不飽和鍵的碳酸酯在非水電解液中的比例更優(yōu)選為0.01~8%重量。
在本發(fā)明中,非水電解液的主要成分,如通常的非水電解液一樣,為鋰鹽和溶解鋰鹽的非水有機(jī)溶劑。
對(duì)鋰鹽沒(méi)有特殊的限制,只要其為公知的可用于該應(yīng)用的鹽,并且可以使用任意一種。具體地,可以提及下列的鋰鹽。
1)無(wú)機(jī)鋰鹽無(wú)機(jī)氟化物如LiPF6,LiAsF6,LiBF4,及LiSbF6,無(wú)機(jī)氯化物如LiAlCl4,高鹵酸鹽如LiClO4,LiBrO4,及LiIO4。
2)有機(jī)鋰鹽含氟的有機(jī)鋰鹽,例如,全氟烷磺酸鹽如LiCF3SO3和LiC4F9SO3,全氟烷羧酸鹽如LiCF3COO,全氟烷酰胺化物如LiN(CF3CO)2,全氟烷磺酰胺化物L(fēng)iN(CF3SO2)2,LiN(C2F5SO2)2,及LiN(CF3SO2)(C4F9SO2),全氟烷磺酰甲基化物如LiC(CF3SO2)3,具有全氟烷基的有機(jī)磷酸鹽如LiPF4(CF3),LiPF4(C2F5),LiPF4(CF3SO2)2,及LiPF4(C2F5SO2)2,具有全氟烷基的有機(jī)硼酸鹽如LiBF2(CF3)2,LiBF2(C2F5)2,LiBF2(CF3SO2)2,及LiBF2(C2F5SO2)2。
鋰鹽可以單獨(dú)使用或以其兩種或多種的混合物使用。其中,特別適用的鋰鹽選自LiPF6,LiBF4,LiCF3SO3,LiN(CF3SO2)2,及LiN(C2F5SO2)2,它們?nèi)菀兹芙庠谌軇┲胁⒕哂懈呓怆x度,特別優(yōu)選LiPF6或LiBF4。而且,優(yōu)選使用無(wú)機(jī)鋰鹽如LiPF6或LiBF4與含氟的有機(jī)鋰鹽如LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2或LiN(C2F5SO2)2的混合物,因?yàn)檫@樣可以抑制持續(xù)充電過(guò)程中的氣體產(chǎn)生,并且減輕高溫貯存后的惡化。特別優(yōu)選這樣的鋰鹽混合物即電解液中的鋰鹽中,LiPF6或LiBF4的含量為70~98%重量,選自LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2和LiN(C2F5SO2)2的含氟有機(jī)鋰鹽的含量為30~2%重量。
如果非水溶劑包含數(shù)量為55%體積或更多的γ-丁內(nèi)酯,則按全部鋰鹽的重量計(jì),優(yōu)選使用數(shù)量為50%或更多的LiBF4。特別優(yōu)選這樣的鋰鹽混合物其中LiBF4在鋰鹽中的含量為50~95%重量,且選自LiPF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2和LiN(C2F5SO2)2的鋰鹽的含量為5~50%重量。
鋰鹽在非水電解液中的濃度通常為0.5摩爾/升或更大,優(yōu)選0.75摩爾/升或更大,且通常為3摩爾/升或更小,優(yōu)選2摩爾/升或更小,更優(yōu)選1.75摩爾/升或更小。如果濃度太低,則電解液的導(dǎo)電性不充分。如果濃度太高,則導(dǎo)電性因粘度增加而降低,且在低溫時(shí)易于出現(xiàn)沉淀,從而使電池性能惡化。
非水有機(jī)溶劑可以從現(xiàn)已提出的用于非水電解液的溶劑中適當(dāng)?shù)剡x取和使用。例如,可以提及的有鏈狀的飽和碳酸酯,環(huán)狀的飽和碳酸酯,鏈狀酯,環(huán)狀酯(內(nèi)酯化合物),鏈狀醚,環(huán)狀醚,含硫的有機(jī)溶劑,含磷的有機(jī)溶劑等。
其中,通常優(yōu)選鏈狀的飽和碳酸酯,環(huán)狀的飽和碳酸酯,鏈狀酯,環(huán)狀酯,鏈狀醚,環(huán)狀醚,及含磷的有機(jī)溶劑,因?yàn)檫@些溶劑具有高導(dǎo)電性。優(yōu)選這些化合物各自總共具有3~9個(gè)碳原子。
其具體實(shí)例如下。
1)鏈狀飽和碳酸酯可以提及的有包含1~4個(gè)碳原子的烷基的鏈狀飽和碳酸酯,如碳酸二甲酯,碳酸二乙酯,碳酸二正丙酯,碳酸甲乙酯,碳酸甲基正丙基酯,及碳酸乙基正丙基酯。其中,優(yōu)選碳酸二甲酯,碳酸二乙酯,或碳酸甲乙酯。
2)環(huán)狀飽和碳酸酯可以提及的有包含2~4個(gè)碳原子的亞烷基的環(huán)狀飽和碳酸酯,如碳酸亞乙酯,碳酸亞丙酯,及碳酸亞丁酯。其中,優(yōu)選碳酸亞乙酯或碳酸亞丙酯。
3)鏈狀醚可以提及的有二甲氧基甲烷,1,2-二甲氧基乙烷,1,2-二乙氧基乙烷,二乙醚等。
4)環(huán)狀醚可以提及的有四氫呋喃,2-甲基四氫呋喃,1,3-二氧戊環(huán),4-甲基-1,3-二氧戊環(huán)等。
5)鏈狀酯可以提及的有甲酸甲酯,乙酸甲酯,丙酸甲酯,丁酸甲酯等。
6)環(huán)狀酯可以提及的有γ-丁內(nèi)酯,γ-戊內(nèi)酯等。
7)含磷的有機(jī)溶劑可以提及的有磷酸三甲酯,磷酸三乙酯,磷酸二甲基乙基酯,磷酸甲基二乙基酯,磷酸亞乙基甲基酯,磷酸亞乙基乙基酯等。
這些溶劑可以單獨(dú)使用也可以其兩種或多種的混合物使用,并且優(yōu)選混合使用兩種或多種化合物。例如,優(yōu)選混合使用具有高介電常數(shù)的溶劑(如環(huán)狀的飽和碳酸酯或環(huán)狀酯)和具有低粘度的溶劑(如鏈狀飽和碳酸酯或鏈狀酯)。
優(yōu)選的混合非水溶劑之一是主要的環(huán)狀飽和碳酸酯與鏈狀飽和碳酸酯的混合溶劑。特別優(yōu)選這樣的混合溶劑其中環(huán)狀飽和碳酸酯與鏈狀飽和碳酸酯的總含量為90%體積或更多,優(yōu)選為95%體積或更多,且環(huán)狀飽和碳酸酯與鏈狀飽和碳酸酯的體積比為20∶80至45∶55。優(yōu)選通過(guò)向混合溶劑中加入鋰鹽和前述添加劑而得到的非水電解液,因?yàn)檫@樣可以改善循環(huán)特性、大電流放電特性和產(chǎn)氣抑制性的平衡。
另一優(yōu)選的非水溶劑包含60%體積或更多的選自碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、γ-丁內(nèi)酯和γ-戊內(nèi)酯的有機(jī)溶劑。通過(guò)向混合溶劑中加入鋰鹽和前述添加劑而得到的電解液,即使在高溫下使用時(shí)也可以減少溶劑的蒸發(fā)和液體的泄漏。特別優(yōu)選這樣的混合溶劑其中碳酸亞乙酯與γ-丁內(nèi)酯的總含量為80%體積或更多,優(yōu)選90%體積或更多,更優(yōu)選95%體積或更多,且碳酸亞乙酯與γ-丁內(nèi)酯的體積比為5∶95至45∶55,或者優(yōu)選這樣的混合溶劑其中碳酸亞乙酯與碳酸亞丙酯的總含量為80%體積或更多,優(yōu)選90%體積或更多,更優(yōu)選95%體積或更多,且碳酸亞乙酯與碳酸亞丙酯的體積比為30∶70至60∶40。優(yōu)選使用通過(guò)相混合溶劑中加入鋰鹽及前述添加劑而得到的非水電解液,因?yàn)檫@樣可以減少產(chǎn)氣,并改善循環(huán)特性、大電流放電特性等的平衡。
此外,優(yōu)選使用含磷的有機(jī)溶劑作為非水溶劑。在非水溶劑中通常加入10%體積或更多,優(yōu)選10~80%體積的含磷有機(jī)溶劑,這樣可以降低電解液的可燃性。特別優(yōu)選混合使用含磷有機(jī)溶劑與選自碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、γ-丁內(nèi)酯、γ-戊內(nèi)酯及碳酸二烷基酯的非水溶劑,因?yàn)檫@樣可以很好地平衡循環(huán)特性與大電流放電特性。
在本文中,非水溶劑的體積以25℃下的測(cè)量值來(lái)表示,但是當(dāng)其在25℃下為固體時(shí),其體積則以熔點(diǎn)下的測(cè)量值來(lái)表示。
根據(jù)本發(fā)明的非水電解液可以包含各種助劑如過(guò)充電抑制劑,酸去除劑,脫水劑等。
過(guò)充電抑制劑的實(shí)例包括芳族化合物如聯(lián)苯,烷基聯(lián)苯,三聯(lián)苯,三聯(lián)苯的部分氫化產(chǎn)物,環(huán)己基苯,叔丁基苯,叔戊基苯,二苯醚,及二苯并呋喃;上述芳族化合物的部分氟化的產(chǎn)物如2-氟聯(lián)苯,鄰環(huán)己基氟苯,及對(duì)環(huán)己基氟苯;含氟的苯甲醚化合物如2,4-二氟苯甲醚,2,5-二氟苯甲醚,及2,6-二氟苯甲醚等。過(guò)充電抑制劑在非水電解液中的比例通常為0.1%重量或更多,且為5%重量或更少。加入過(guò)充電抑制劑可以抑制電池在過(guò)充電等情況下的爆炸和燃燒。
其它助劑的實(shí)例包括碳酸酯化合物如碳酸氟亞乙酯,碳酸三氟亞丙酯,碳酸四氫呋喃二醇酯,及螺-碳酸二(二亞甲基酯);羧酸酯如乙酸乙烯酯,己二酸二乙烯酯,乙酸烯丙酯;含硫的化合物如亞硫酸二甲酯,亞硫酸亞乙酯,1,3-丙磺內(nèi)酯,1,4-丁磺內(nèi)酯,甲磺酸甲酯,甲磺酸2-丙炔基酯,環(huán)丁砜,環(huán)丁烯砜,二甲基砜,二乙烯基砜,四甲基秋蘭姆一硫化物,二苯二硫,及1,4-丁二醇二甲磺酸酯;含氮的化合物如1-甲基-2-吡咯烷酮,1-甲基-2-哌啶酮,3-甲基-2-噁唑烷酮,1,3-二甲基-2-咪唑烷酮,及N-甲基琥珀酰亞胺;烴化合物如庚烷,辛烷,及環(huán)庚烷等。
這些助劑在非水電解液中的比例一般為0.1%重量或更多,且為5%重量或更少。加入這些助劑可以提高高溫貯存后的容量保持特性及循環(huán)特性。
根據(jù)本發(fā)明的非水電解液可以這樣制備將鋰鹽,前述添加劑,選自酸酐和具有不飽和鍵的碳酸酯的化合物,及需要時(shí)的其它化合物溶解于非水有機(jī)溶劑中。在制備非水電解液時(shí),優(yōu)選各原料預(yù)先脫水。通常將各原料脫水至水含量為50ppm,優(yōu)選為30ppm。
根據(jù)本發(fā)明的非水電解液適合用作二次電池,特別是鋰二次電池的電解液。下面將說(shuō)明本發(fā)明的采用該電解液的鋰二次電池。
根據(jù)本發(fā)明的鋰二次電池除了電解液之外與目前公知的鋰二次電池相同,通常是通過(guò)浸漬了本發(fā)明之非水電解液的多孔膜,將正極和負(fù)極安置在電池殼中。因此,對(duì)本發(fā)明的二次電池的形狀沒(méi)有特殊的限制,且電池可以是柱狀、棱形、疊層狀、硬幣狀、大型的等任何形式。根據(jù)本發(fā)明的鋰二次電池可以在裝有斷路器的電池的持續(xù)充電中防止斷路器的異常工作,在諸如過(guò)充電等異常情況下,當(dāng)電池內(nèi)壓增加時(shí)所述斷路器開(kāi)始工作。而且,在其外包裝材料主要是金屬鋁或鋁合金的電池中,容易發(fā)生電池內(nèi)壓增加而導(dǎo)致的電池膨脹問(wèn)題,但是根據(jù)本發(fā)明的鋰二次電池因?yàn)闇p少產(chǎn)氣,所以可以防止這類問(wèn)題的發(fā)生。
作為負(fù)極活性物質(zhì),可以使用能夠嵌入和釋放鋰的碳質(zhì)材料;能夠嵌入和釋放鋰的金屬氧化物材料,如錫氧化物和硅氧化物;鋰金屬;各種鋰合金等。這些負(fù)極活性物質(zhì)可以單獨(dú)使用或者以其兩種或多種的混合物使用。
作為能夠嵌入和釋放鋰的碳質(zhì)材料,優(yōu)選石墨及通過(guò)用比石墨更無(wú)定形的碳涂布石墨表面而得到的材料。
作為石墨,優(yōu)選那些晶面(002)的“d”值(層間距)為0.335~0.338nm,特別是0.335~0.337nm的石墨,所述層間距是根據(jù)Gakushin方法(Japan Society forthe Promotion of Science),通過(guò)X-射線衍射分析測(cè)定的。根據(jù)Gakushin方法通過(guò)X-射線衍射分析測(cè)定的微晶尺寸“Lc”一般為30nm或更大,優(yōu)選50nm或更大,特別優(yōu)選100nm或更大?;曳趾恳话銥?%重量或更少,優(yōu)選為0.5%重量或更少,特別優(yōu)選為0.1%重量或更少。
優(yōu)選通過(guò)用比石墨更無(wú)定形的碳涂布石墨表面而得到的材料是這樣的材料其中利用通過(guò)X-射線衍射分析測(cè)定的晶面(002)的“d”值為0.335~0.338nm的石墨作為核心材料,使通過(guò)X-射線衍射分析測(cè)定的晶面(002)的“d”值大于核心材料值的碳質(zhì)材料附著在核心材料的表面上,并且使核心材料與(通過(guò)X-射線衍射分析測(cè)定的晶面(002)的“d”值大于核心材料值的)碳質(zhì)材料的重量比為99/1~80/20。通過(guò)采用該材料,可以制得具有高容量且?guī)缀醪慌c電解液反應(yīng)的負(fù)極。
碳質(zhì)材料的顆粒尺寸,作為根據(jù)激光衍射-散射法測(cè)定的中值粒徑,一般為1μm或更大,優(yōu)選為μm或更大,更優(yōu)選為5μm或更大,最優(yōu)選為7μm或更大,且通常為100μm或更小,優(yōu)選為50μm或更小,更優(yōu)選為40μm或更小,最優(yōu)選為30μm或更小。
根據(jù)BET法測(cè)定的碳質(zhì)材料的比表面積一般為0.3m2/g或更大,優(yōu)選為0.5m2/g或更大,更優(yōu)選為0.7m2/g或更大,最優(yōu)選為0.8m2/g或更大,且通常為25.0m2/g或更小,優(yōu)選為20.0m2/g或更小,更優(yōu)選為15.0m2/g或更小,最優(yōu)選為10.0m2/g或更小。
而且,碳質(zhì)材料優(yōu)選具有0.01~0.7的“R”值(=IB/IA),其是通過(guò)IB/IA確定的,其中“IA”是采用氬離子激光器進(jìn)行拉曼光譜分析時(shí)位于1570~1620cm-1的峰“PA”的峰強(qiáng)度,“IB”是位于1300~1400cm-1的峰“PB”的峰強(qiáng)度。位于1570~1620cm-1的峰的半帶寬度優(yōu)選為26cm-1或更小,更優(yōu)選為25cm-1或更小。
作為正極活性物質(zhì),可以提及的有鋰-過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物如鋰鈷氧化物,鋰鎳氧化物,及鋰錳氧化物,它們能夠嵌入和釋放鋰。
作為粘結(jié)活性物質(zhì)的粘結(jié)劑,可以使用對(duì)電極制備中所用溶劑以及電解液均穩(wěn)定的任何材料。其實(shí)例包括氟聚合物如聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯,聚烯烴如聚乙烯和聚丙烯,具有不飽和鍵的聚合物及其共聚物如苯乙烯-丁二烯橡膠,異戊二烯橡膠,丁二烯橡膠,以及丙烯酸聚合物及其共聚物如乙烯-丙烯酸共聚物和乙烯-甲基丙烯酸共聚物。
為了增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性,還可以混入增稠劑,導(dǎo)電材料,填料等。
增稠劑的實(shí)例包括羧甲基纖維素,甲基纖維素,羥甲基纖維素,乙基纖維素,聚乙烯醇,氧化淀粉,磷酸淀粉和干酪素。
導(dǎo)電材料的實(shí)例包括金屬材料如銅和鎳或者碳質(zhì)材料如石墨和碳黑。
可以根據(jù)通常的方式制備電極。例如,負(fù)極或正極活性物質(zhì)可與粘結(jié)劑,增稠劑,導(dǎo)電材料,溶劑等加在一起,由此制得漿料;將所得漿料涂布在集電體上;接著進(jìn)行干燥和壓制,從而形成電極。
干燥和壓制之后,負(fù)極活性物質(zhì)層的密度通常為1.45g/cm3或更大,優(yōu)選為1.55g/cm3或更大,特別優(yōu)選為1.60g/cm3或更大。較高的負(fù)極活性物質(zhì)層密度,可以提高電池的容量,因而是優(yōu)選的。而且,干燥和壓制之后,正極活性物質(zhì)層的密度一般為3.0g/cm3。如果正極活性物質(zhì)層的密度太低,則所得電池的容量不夠。
可以使用各種材料作為集電體,但通常采用金屬或其合金。負(fù)極集電體的實(shí)例包括銅,鎳,不銹鋼等,并且優(yōu)選銅。正極集電體的實(shí)例包括金屬如鋁,鈦,鉭,及其合金。其中,優(yōu)選鋁或其合金。
多孔膜置于正負(fù)極之間,以防止短路。對(duì)多孔膜的材料和形狀沒(méi)有具體的限制,只要其對(duì)電解液的穩(wěn)定性和液體保持性優(yōu)異。優(yōu)選由聚烯烴如聚乙烯或聚丙烯制成的多孔片材或無(wú)紡物。
用于本發(fā)明的電池外包裝材料也是任選的,可以使用鍍鎳的鐵,不銹鋼,鋁或其合金,鎳,鈦等。
實(shí)施例下面將參照實(shí)施例,進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
,但是,除非超出其構(gòu)思,否則不應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明理解成受限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1[正極的制備]通過(guò)下列步驟制備正極將90%重量的鋰鎳復(fù)合氧化物(LiNi0.82Co0.15Al0.03O2),5%重量的聚偏二氟乙烯(PVdF),及5%重量的乙炔黑混合;加入N-甲基吡咯烷酮形成漿料;將漿料涂布在鋁制集電體的兩個(gè)表面上,然后進(jìn)行干燥。
通過(guò)下列步驟制備負(fù)極將90%重量的石墨粉和10%重量的PVdF混合;加入N-甲基吡咯烷酮形成漿料;將該漿料涂布在銅制集電體的一個(gè)表面上,然后進(jìn)行干燥。
通過(guò)下列步驟制備基礎(chǔ)電解液將2重量份的碳酸亞乙烯酯加到100重量份的混合溶劑中,該混合溶劑為碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯的混合溶劑(體積混合比為1∶3),且包含比例為1.25mol/L的LiPF6。向該基礎(chǔ)電解液中加入1重量份的1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,從而得到電解液。
用上述電解液分別涂布和浸漬上述的正極,負(fù)極,以及膜厚度為16μm、空隙率為45%、平均孔徑為0.05μm的雙軸取向多孔聚乙烯膜,然后將它們按負(fù)極、隔板、正極、隔板和負(fù)極的順序?qū)盈B。
將如此得到的電池組件首先放置在PET薄膜之間;然后在向?qū)盈B物膜方向延伸的情況下,安裝正極和負(fù)極的接線柱,所述層疊物膜是通過(guò)用樹(shù)脂層覆蓋鋁層而得到;接著將其真空密封,制得片狀的鋰二次電池。為了進(jìn)一步增強(qiáng)電極之間的粘附性,將該片狀電池放置在硅橡膠玻璃板之間,然后施加0.35kg/cm2的壓力。圖1示出了截面示意圖。
假定鋰鎳復(fù)合氧化物每小時(shí)的放電容量為180mAh/g,并依據(jù)該容量及用于評(píng)價(jià)的鋰二次電池的正極活性物質(zhì)重量確定放電速度1C,以設(shè)定速度。然后,將電池以0.2C充電至4.2V,然后以0.2C放電至3V,以進(jìn)行初始形成。其后,將電池以0.5C充電至4.2V,接著再次以0.2C放電至3V,以測(cè)定0.2C下的放電容量。在這一點(diǎn)上,充電時(shí)的截止電流(cut current)設(shè)定在0.05C。
將經(jīng)受容量評(píng)價(jià)試驗(yàn)的電池以0.5C充電至4.2V,并在85℃的恒溫浴中貯存一天。其后,測(cè)定產(chǎn)氣量,辦法是將電池浸沒(méi)于乙醇浴中測(cè)量浮力(阿基米德原理)。另外,為了評(píng)價(jià)貯存后的容量惡化程度,將電池以0.5C充電至4.2V,然后以0.2C放電,以測(cè)量貯存后在0.2C下的放電容量,并根據(jù)下列等式確定容量保持率。結(jié)果示于表1中。
容量恢復(fù)率(%)=貯存后在0.2C下的放電容量(mAh/g)/在0.2C下的放電容量(mAh/g)實(shí)施例2按與實(shí)施例1相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,所用電解液中1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯的加入量變?yōu)?重量份,并進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表1中。
實(shí)施例3按與實(shí)施例1相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,所用電解液中1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯的加入量變?yōu)?重量份,并進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表1中。
參考例1按與實(shí)施例1相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,所用電解液中1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯的加入量按100重量份的混合溶劑計(jì)為1重量份,該混合溶劑為碳酸亞乙酯與碳酸二乙酯(體積混合比為1∶1)的混合溶劑,且包含比例為1.0mol/L的LiPF6,并進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表1。
對(duì)比例1按與實(shí)施例1相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,所用電解液中未加入1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,并進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表1。容量保持率低,且產(chǎn)生大量的氣體。因而,可以理解為貯存特性非常差。
對(duì)比例2按與實(shí)施例1相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,所用電解液中加入1,4-丁二醇二甲磺酸酯,代替1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,并進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表1。觀測(cè)到容量保持率的提高,但抑制產(chǎn)氣的效果不充分。
實(shí)施例4[正極的制備]按下列步驟制備正極將90%重量的鋰鈷復(fù)合氧化物(LiCoO2),5%重量的聚偏二氟乙烯(PVdF),及5%重量的乙炔黑混合;向其中加入N-甲基吡咯烷酮,形成漿料;將該漿料涂布在鋁制集電體的兩個(gè)表面上,然后進(jìn)行干燥。
按下列步驟制備負(fù)極將87.4%重量的石墨粉,9.7%重量的PVdF,及2.9%重量的乙炔黑混合;向其中加入N-甲基吡咯烷酮,形成漿料;將該漿料涂布在銅制集電體的一個(gè)表面上,然后進(jìn)行干燥。
根據(jù)下列步驟制備基礎(chǔ)電解液將2重量份的碳酸亞乙烯酯加到100重量份的混合溶劑中,該混合溶劑為碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積混合比為1∶3)的混合溶劑,并包含比例為1.25mol/L的LiPF6。向該基礎(chǔ)電解液中加入1重量份的1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,從而得到電解液。
用上述電解液,分別涂布和浸漬上述正極,負(fù)極,及膜厚度為16μm、空隙度為45%、平均孔徑為0.05μm的雙軸取向多孔聚乙烯膜,然后將它們按負(fù)極、隔板、正極、隔板和負(fù)極的順序?qū)盈B。將如此得到的電池組件首先放置在PET薄膜之間;然后在向?qū)盈B物膜方向延伸的情況下,安裝正極和負(fù)極的接線柱,所述層疊物膜是通過(guò)用樹(shù)脂層覆蓋鋁層而得到;接著將其真空密封,制得片狀的鋰二次電池。為了進(jìn)一步增強(qiáng)電極之間的粘附性,將該片狀電池放置在硅橡膠玻璃板之間,然后施加0.35kg/cm2的壓力。
假定鋰鈷復(fù)合氧化物每小時(shí)的放電容量為138mAh/g,并依據(jù)該容量及用于評(píng)價(jià)的鋰二次電池的正極活性物質(zhì)重量確定放電速度1C,以設(shè)定速度。然后,將電池以0.2C充電至4.2V,然后以0.2C放電至3V,以進(jìn)行初始形成。其后,將電池以0.5C充電至4.2V,接著再次以0.2C放電至3V,以測(cè)定在0.2C下的放電容量。在這一點(diǎn)上,充電時(shí)的截止電流設(shè)定在0.05C。
將經(jīng)受容量評(píng)價(jià)試驗(yàn)的電池以0.5C充電至4.2V,并在85℃的恒溫浴中貯存一天。其后,測(cè)定產(chǎn)氣量,辦法是將電池浸沒(méi)于乙醇浴中測(cè)量浮力(阿基米德原理)。另外,為了評(píng)價(jià)貯存后的容量惡化程度,將電池以0.5C充電至4.2V,然后以0.2C放電,以測(cè)量貯存后在0.2C下的放電容量,并根據(jù)前述等式確定容量保持率。結(jié)果示于表1中。
對(duì)比例3按與實(shí)施例4相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,所用電解液中未加入1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,并進(jìn)行與實(shí)施例4中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表1。由于使用鋰鈷復(fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì),所以貯存后的產(chǎn)氣量處于較低的水平,但是容量保持率不夠。
表1
實(shí)施例5按與實(shí)施例4相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,在所用的電解液中1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯的加入量按100重量份的混合溶劑計(jì)為1重量份,該混合溶劑為碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積混合比為1∶3)的混合溶劑,且包含比例為1mol/L的LiPF6,且進(jìn)行與實(shí)施例4中相同的容量評(píng)價(jià)試驗(yàn)。
然后,將電池置于60℃的恒溫浴中,并于0.7C進(jìn)行恒流充電,當(dāng)電壓達(dá)到4.25V時(shí),轉(zhuǎn)換為恒壓充電。充電7天之后,將電池浸沒(méi)于乙醇浴中測(cè)量浮力,并由浮力計(jì)算產(chǎn)氣量。結(jié)果示于表2中。
對(duì)比例4按與實(shí)施例5相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,在所用電解液中加入1,3-丙磺內(nèi)酯代替1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,并進(jìn)行與實(shí)施例4中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表2中。
對(duì)比例5按與實(shí)施例5相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,在所用電解液中未加入1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,并進(jìn)行與實(shí)施例4中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表2中。
表2
實(shí)施例6按與實(shí)施例1相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,在所用電解液中加入1重量份的1,4-丁二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),代替1重量份的1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,并進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表3中。
實(shí)施例7按與實(shí)施例6相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,在所用電解液中1,4-丁二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯)的加入量變?yōu)?重量份,并進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表3中。
實(shí)施例8按與實(shí)施例6相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,在所用電解液中1,4-丁二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯)的加入量變?yōu)?重量份,并進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表3中。
參考例2按與參考例1相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,在所用的電解液中加入1重量份的1,4-丁二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),代替1重量份的1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,并進(jìn)行與實(shí)施例1中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表3中。
實(shí)施例9按與實(shí)施例4相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,在所用的電解液中加入1重量份的1,4-丁二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯),代替1重量份的1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,并進(jìn)行與實(shí)施例4中相同的電池特性試驗(yàn)。結(jié)果示于表3中。
表3
實(shí)施例10按與實(shí)施例5相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,在所用電解液中加入1重量份的1,4-丁二醇二(2,2,2-三氟乙磺酸酯)代替1重量份的1,2,4-丁三醇三甲磺酸酯,并進(jìn)行與實(shí)施例4中相同的電池特性試驗(yàn)。持續(xù)充電7天后的產(chǎn)氣量為0.46ml。
實(shí)施例11根據(jù)下列步驟制備基礎(chǔ)電解液(I)將2重量份的碳酸亞乙烯酯加到100重量份的混合溶劑中,該混合溶劑為碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積混合比為1∶3)的混合溶劑,且包含比例為1mol/L的LiPF6。向該基礎(chǔ)電解液中加入1重量份的三甲基甲硅烷基甲磺酸酯,從而得到電解液。利用所得的電解液,按與實(shí)施例4相同的方式制備鋰二次電池。
假定鋰鈷氧化物每小時(shí)的放電容量為140mAh/g,并依據(jù)該容量及用于評(píng)價(jià)的鋰二次電池的正極活性物質(zhì)重量確定放電速度1C,以設(shè)定速度。然后,在25℃的恒溫浴中,將電池以0.2C充電至4.2V,接著以0.2C放電至3V,以進(jìn)行初始形成。其后,將電池以0.7C充電至4.2V,接著再次以1C放電至3V,以測(cè)定初始放電容量。在這一點(diǎn)上,充電時(shí)的截止電流設(shè)定在0.05C。
(1)產(chǎn)氣量將經(jīng)受容量評(píng)價(jià)試驗(yàn)后的電池置于60℃的恒溫浴中,并在0.7C下進(jìn)行恒流充電,當(dāng)電壓達(dá)到4.25V時(shí),轉(zhuǎn)換為恒壓充電。充電7天之后,將電池浸沒(méi)于乙醇浴中測(cè)量浮力,并由浮力計(jì)算產(chǎn)氣量。
(2)恢復(fù)的0.2C容量為了評(píng)價(jià)持續(xù)充電后的容量惡化程度,在測(cè)量產(chǎn)氣量之后,首先將電池以0.2C放電至3V,然后以0.7C充電至4.2V。而且,以0.2C進(jìn)行放電,同時(shí)測(cè)量放電容量。該值越大,電池惡化程度越小。
重復(fù)進(jìn)行充電和放電,其中經(jīng)受容量評(píng)價(jià)試驗(yàn)后的電池在25℃的恒溫浴中以0.7C充電至4.2V(截止電流0.05C),接著以1C放電至3V。測(cè)量200次循環(huán)之后的1C放電容量,并根據(jù)下列等式確定200次循環(huán)之后的容量保持率。該值越大,電池在充放電循環(huán)中的惡化程度越小。結(jié)果示于表4中。
200次循環(huán)之后的容量保持率(%)=200次循環(huán)之后的放電容量(mAh/g)/初始放電容量(mAh/g)實(shí)施例12通過(guò)將3重量份的三甲基甲硅烷基甲磺酸酯加到102重量份的基礎(chǔ)電解液(I)中,得到電解液,利用該電解液,按與實(shí)施例11相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表4中。
對(duì)比例6利用基礎(chǔ)電解液(I)本身,按與實(shí)施例11相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)和循環(huán)特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表4中。
對(duì)比例7通過(guò)將3重量份的甲磺酸甲酯加到102重量份的基礎(chǔ)電解液(I)中,制得電解液,利用該電解液,按與實(shí)施例11相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表4中。
表4
實(shí)施例13按下列步驟制備基礎(chǔ)電解液(II)將2重量份的碳酸亞乙烯酯加到100重量份的混合溶劑中,該混合溶劑為碳酸亞乙酯與γ-丁內(nèi)酯(體積混合比為1∶3)的混合溶劑,且包含比例為1mol/L的LiPF6。向該基礎(chǔ)電解液中加入1重量份的三甲基甲硅烷基甲磺酸酯,從而得到電解液。
利用所得電解液,按與實(shí)施例11相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行循環(huán)特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表5中。
實(shí)施例14按與實(shí)施例13及實(shí)施例11相同的方式制備鋰二次電池,所不同的是,在所用電解液中,將3重量份的三甲基甲硅烷基甲磺酸酯加到102重量份的基礎(chǔ)電解液(II)中,并進(jìn)行循環(huán)特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表5中。
對(duì)比例8利用基礎(chǔ)電解液(II)本身,按與實(shí)施例11相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行循環(huán)特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表5中。
對(duì)比例9
利用通過(guò)將1重量份的甲磺酸甲酯加到102重量份的基礎(chǔ)電解液(II)中而得到的電解液,按與實(shí)施例11相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行循環(huán)特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表5中。
表5
實(shí)施例15按下列步驟制備基礎(chǔ)電解液(III)將LiPF6以1mol/L的比例溶解于混合溶劑中,該混合溶劑為碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積混合比為1∶3)的混合溶劑。向該基礎(chǔ)電解液中加入1重量份的1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物和2重量份的碳酸亞乙烯酯,從而得到電解液。
利用所得電解液,按與實(shí)施例4相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行高溫貯存特性評(píng)價(jià)和持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。
假定鋰鈷氧化物每小時(shí)的放電容量為140mAh/g,并依據(jù)該容量及用于評(píng)價(jià)的鋰二次電池的正極活性物質(zhì)重量確定放電速度1C,以設(shè)定速度。然后,在25℃的恒溫浴中,將電池以0.2C充電至4.2V,接著以0.2C放電至3V,以進(jìn)行初始形成。其后,將電池以0.7C充電至4.2V,接著再次以0.2C放電至3V,以測(cè)定初始放電容量。在這一點(diǎn)上,充電時(shí)的截止電流設(shè)定在0.05C。
將經(jīng)受容量評(píng)價(jià)試驗(yàn)厚度電池在25℃的恒溫浴中以0.7C充電至4.2V(截止電流0.05C),然后在85℃的恒溫浴中貯存一天。其后,將電池完全冷卻,接著以0.2C放電至3V,以測(cè)定高溫貯存后的剩余容量。然后,將電池以0.7C充電至4.2V(截止電流0.05C),接著以0.2C放電至3V,以測(cè)量高溫貯存后的恢復(fù)容量。
根據(jù)下列等式,確定高溫貯存后的剩余容量保持率和恢復(fù)容量保持率。這些值越大,自放電及高溫貯存后的電池惡化程度越小。
高溫貯存后的剩余容量保持率(%)=高溫貯存后的容量/初始放電容量×100高溫準(zhǔn)村后的恢復(fù)容量保持率(%)=高溫貯存后的恢復(fù)容量/初始放電容量×100[持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)]將經(jīng)受容量評(píng)價(jià)試驗(yàn)后的電池置于60℃的恒溫浴中,并以0.7C進(jìn)行恒流充電,當(dāng)電壓達(dá)到4.25V時(shí),轉(zhuǎn)換成恒壓充電。充電7天之后,為了評(píng)價(jià)持續(xù)充電之后容量惡化的程度,首先將電池在0.2C下放電至3V,接著以0.7C充電至4.2V。而且,將其在0.2C下放電至3V,同時(shí)測(cè)量放電容量(恢復(fù)容量)。
根據(jù)下列等式,確定持續(xù)充電之后的恢復(fù)容量保持率。該值越大,電池的惡化程度越小。結(jié)果示于表6中。
持續(xù)充電7天之后的恢復(fù)容量保持率(%)=持續(xù)充電7天后的容量/初始放電容量×100實(shí)施例16利用通過(guò)將1重量份的1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物和1重量份的碳酸亞乙烯酯加到100重量份的基礎(chǔ)電解液(III)中而得到的電解液,按與實(shí)施例15相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行高溫貯存特性評(píng)價(jià)和持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表6中。
實(shí)施例17利用通過(guò)將1重量份的1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物和0.5重量份的乙烯基碳酸亞乙酯加到100重量份的基礎(chǔ)電解液(III)中而得到的電解液,按與實(shí)施例15相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行高溫貯存特性評(píng)價(jià)和持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表6中。
對(duì)比例10利用基礎(chǔ)電解液(III)本身,按與實(shí)施例15相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行高溫貯存特性評(píng)價(jià)和持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表6中。
對(duì)比例11利用通過(guò)將1重量份的1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物加到100重量份的基礎(chǔ)電解液(III)中而得到的電解液,按與實(shí)施例15相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行高溫貯存特性評(píng)價(jià)和持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表6中。
實(shí)施例18利用通過(guò)將3重量份的1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物和2重量份的碳酸亞乙烯酯加到100重量份的基礎(chǔ)電解液(III)中而得到的電解液,按與實(shí)施例15相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行高溫貯存特性評(píng)價(jià)和持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表6中。
對(duì)比例12利用通過(guò)將3重量份的1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物加到100重量份的基礎(chǔ)電解液(III)中而得到的電解液,按與實(shí)施例15相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行高溫貯存特性評(píng)價(jià)和持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表6中。
實(shí)施例19利用通過(guò)將0.5重量份的1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物和2重量份的碳酸亞乙烯酯加到100重量份的基礎(chǔ)電解液(III)中而得到的電解液,按與實(shí)施例15相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行高溫貯存特性評(píng)價(jià)和持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表6中。
對(duì)比例13
利用通過(guò)將2重量份的碳酸亞乙烯酯加到100重量份的基礎(chǔ)電解液(III)中而得到的電解液,按與實(shí)施例15相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行高溫貯存特性評(píng)價(jià)和持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表6中。
實(shí)施例20按下列步驟制備基礎(chǔ)電解液(IV)將LiPF6以1mol/L的比例溶解于混合溶劑,該混合溶劑為碳酸亞乙酯(EC)與γ-丁內(nèi)酯(GBL)的混合溶劑(體積混合比為1∶3)。利用通過(guò)將1重量份的1,4-噻噁烷-1,1-二氧化物和2重量份的碳酸亞乙烯酯加到基礎(chǔ)電解液(IV)中而得到的電解液,按與實(shí)施例15相同的方式制備鋰二次電池,并進(jìn)行高溫貯存特性評(píng)價(jià)和持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表6中。
表6
實(shí)施例21利用與實(shí)施例15中相同的電解液,制備鋰二次電池,并進(jìn)行與實(shí)施例15相同的持續(xù)充電特性評(píng)價(jià)。其后,將電池浸沒(méi)于乙醇浴中測(cè)量浮力,并由浮力計(jì)算產(chǎn)氣量。持續(xù)充電7天后的產(chǎn)氣量為0.54ml。
實(shí)施例22[負(fù)極的制備]將95重量份的天然石墨粉(通過(guò)X-射線衍射測(cè)得其晶面(002)的“d”值為0.336nm,微晶尺寸(Lc)為652nm,灰分含量為0.07%重量,激光衍射/散射法測(cè)量的中值粒徑為12μm,BET法測(cè)量的比表面積為7.5m2/g,通過(guò)采用氬離子激光器的拉曼光譜法測(cè)量的“R”值(=IB/IA)為0.12,位于1570~1620cm-1的峰的半帶寬度為19.9cm-1)與6重量份的聚偏二氟乙烯混合,并向其中加入N-甲基-2-吡咯烷酮,得到漿料。
將該漿料涂布在厚度為18μm的銅箔的一個(gè)表面上。待涂層干燥后,壓制干燥的產(chǎn)物,使得負(fù)極活性物質(zhì)層的密度變?yōu)?.5g/cm3,從而形成負(fù)極。
將85%重量的LiCoO2,6%重量的碳黑,及9%重量的聚偏二氟乙烯(商品名為“KF-1000”;由Kureha Chemical有限公司制造)混合。向其中加入N-甲基-2-吡咯烷酮,制得漿料。將該漿料均勻地涂布在厚度為20μm的鋁箔的兩個(gè)表面上。待涂層干燥后,壓制干燥的產(chǎn)物,使得正極活性物質(zhì)層的密度變?yōu)?.0g/cm3,從而形成正極。
將上述正極、負(fù)極和聚乙烯制成的隔板,按負(fù)極、隔板、正極、隔板和負(fù)極的順序進(jìn)行層疊,制得電池組件。將該電池組件插到層壓膜制成的袋中,該層壓膜是通過(guò)用樹(shù)脂層涂布鋁(厚度40μm)的兩個(gè)表面而得到的,同時(shí)以伸展的狀態(tài)提供正極和負(fù)極的接線柱,然后將下述的電解液加到袋中,并將其真空密封,制得片狀的鋰二次電池。
為了增強(qiáng)電極之間的粘附性,一邊將鋰二次電池置于玻璃板之間,一邊將電池以相當(dāng)于0.2C的速度恒流充電至4.2V,然后在0.2C下恒流放電至3V。將該循環(huán)重復(fù)三次,以使電池穩(wěn)定化。在第四次循環(huán),電池以0.5C恒流充電至4.2V,然后以4.2V的恒定電壓進(jìn)行充電,直至電流值達(dá)到0.05C,接著在0.2C下放電至3V,以測(cè)定初始放電容量。
將經(jīng)受容量評(píng)價(jià)試驗(yàn)之后的電池浸沒(méi)在乙醇浴中,以測(cè)量體積,并在60℃以0.7C的恒定電流進(jìn)行充電,當(dāng)電壓達(dá)到4.25V時(shí),轉(zhuǎn)換為恒壓充電,接著進(jìn)行一周的持續(xù)充電。
冷卻后,將電池浸沒(méi)在乙醇浴中,以測(cè)量體積,并根據(jù)持續(xù)充電前后的體積變化,確定氣體的量。
測(cè)量產(chǎn)氣量之后,將電池以0.2C的恒定電流放電至3V,并測(cè)量持續(xù)充電試驗(yàn)后的剩余容量,以確定持續(xù)充電之后的剩余容量,假定持續(xù)充電試驗(yàn)之前的放電容量為100。
將經(jīng)受容量評(píng)價(jià)試驗(yàn)之后的電池以0.5C的恒定電流充電至4.2V,然后以4.2V的恒定電壓進(jìn)行放電,直至電流值達(dá)到0.05C。其后,將電池在85℃下貯存3天。將電池完全冷卻,然后在25℃下以0.2C的恒定電流放電至3V,以測(cè)定貯存試驗(yàn)后的剩余容量,假定貯存前的放電容量為100。
使經(jīng)受容量評(píng)價(jià)試驗(yàn)之后的電池經(jīng)受循環(huán)試驗(yàn),其中電池在25℃下以0.5C的恒定電流充電至4.2V,然后以4.2V的恒定電壓進(jìn)行充電,直至電流值達(dá)到0.05C,并以1C的恒定電流放電至3V。測(cè)定200次循環(huán)之后的放電容量,假定循環(huán)試驗(yàn)之前的放電容量為100。
在干燥的氬氣氛下,將2重量份的碳酸亞乙烯酯和1重量份的N,N-二甲基甲磺酰胺加到97重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使得其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。
利用所得的電解液,制備鋰二次電池,并且評(píng)價(jià)持續(xù)充電特性、高溫貯存特性和循環(huán)特性。持續(xù)充電特性和高溫貯存特性的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表7中。循環(huán)特性的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表8中。
參考例3將1重量份的N,N-二甲基甲磺酰胺加到99重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使得其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。
利用所得電解液,按與實(shí)施例22相同的方式制備鋰二次電池,并評(píng)價(jià)持續(xù)充電特性、高溫貯存特性和循環(huán)特性。持續(xù)充電特性和高溫貯存特性的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表7中。循環(huán)特性的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表8中。
對(duì)比例14利用通過(guò)將徹底干燥的LiPF6溶解于碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中使得其比例為1.0mol/L而得到的電解液,按與實(shí)施例22相同的方式制備鋰二次電池,然后評(píng)價(jià)持續(xù)充電特性、高溫貯存特性和循環(huán)特性。持續(xù)充電特性和高溫貯存特性的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表7中。循環(huán)特性的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表8中。
對(duì)比例15將1重量份的1,1-磺酰基聯(lián)咪唑加到99重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。
利用該電解液,按與實(shí)施例22相同的方式制備鋰二次電池,并評(píng)價(jià)持續(xù)充電特性、高溫貯存特性。結(jié)果示于表7中。
對(duì)比例16將2重量份的碳酸亞乙烯酯加到98重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。
利用該電解液,按與實(shí)施例22相同的方式制備鋰二次電池,并評(píng)價(jià)持續(xù)充電特性、高溫貯存特性和循環(huán)特性。持續(xù)充電特性和高溫貯存特性的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表7中。循環(huán)特性的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表8中。
對(duì)比例17將2重量份的碳酸亞乙烯酯和1重量份的1,1-磺?;?lián)咪唑加到97重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。
利用該電解液,按與實(shí)施例22相同的方式制備鋰二次電池,并評(píng)價(jià)持續(xù)充電特性、高溫貯存特性。結(jié)果示于表7中。
對(duì)比例18將2重量份的碳酸亞乙烯酯和1重量份的1-對(duì)甲苯磺?;量┘拥?7重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。
利用該電解液,按與實(shí)施例22相同的方式制備鋰二次電池,并評(píng)價(jià)持續(xù)充電特性、高溫貯存特性。結(jié)果示于表7中。
實(shí)施例23將2重量份的碳酸亞乙烯酯和0.5重量份的N,N-二甲基甲磺酰胺加到97.5重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。
利用該電解液,按與實(shí)施例22相同的方式制備鋰二次電池,并評(píng)價(jià)持續(xù)充電特性、高溫貯存特性。結(jié)果示于表7中。
實(shí)施例24將2重量份的碳酸亞乙烯酯和0.5重量份的N,N-二甲基乙磺酰胺加到97.5重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。
利用該電解液,按與實(shí)施例22相同的方式制備鋰二次電池,并評(píng)價(jià)持續(xù)充電特性、高溫貯存特性。結(jié)果示于表7中。
實(shí)施例25將2重量份的碳酸亞乙烯酯和0.5重量份的N,N-二丁基苯磺酰胺加到97.5重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。
利用該電解液,按與實(shí)施例22相同的方式制備鋰二次電池,并評(píng)價(jià)持續(xù)充電特性、高溫貯存特性。結(jié)果示于表7中。
表7
表8
實(shí)施例26將2重量份的碳酸亞乙烯酯和3重量份的氟苯加到95重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。
利用該電解液,按與實(shí)施例22相同的方式制備鋰二次電池。
對(duì)比例19將徹底干燥的LiPF6溶解于碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。按與實(shí)施例26相同的方式制備片狀電池,所不同的是使用該電解液。
對(duì)比例20將2重量份的碳酸亞乙烯酯加到98重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。按與實(shí)施例26相同的方式制備片狀電池,所不同的是使用該電解液。
對(duì)比例21將2重量份的碳酸亞乙烯酯和5重量份的磷酸三甲酯加到93重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。按與實(shí)施例26相同的方式制備片狀電池,所不同的是使用該電解液。
實(shí)施例27將2重量份的碳酸亞乙烯酯和3重量份的氟苯加到95重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,并將LiN(CF3SO2)2溶解于其中,使其比例為0.1mol/L,由此制得電解液。按與實(shí)施例26相同的方式制備片狀電池,所不同的是使用該電解液。
實(shí)施例28將2重量份的碳酸亞乙烯酯,3重量份的氟苯,及1重量份的環(huán)己基苯加到94重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。按與實(shí)施例26相同的方式制備片狀電池,所不同的是使用該電解液。
對(duì)比例22將2重量份的碳酸亞乙烯酯和1重量份的環(huán)己基苯加到97重量份的碳酸亞乙酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiPF6溶解于其中,使其比例為1.0mol/L,由此制得電解液。按與實(shí)施例26相同的方式制備片狀電池,所不同的是使用該電解液。
實(shí)施例29在實(shí)施例26中,將通過(guò)壓機(jī)壓制使負(fù)極層具有1.5g/cm3密度的壓制產(chǎn)物沖壓,得到直徑為12.5mm的圓盤,將該圓盤用作負(fù)極。作為正極,將在實(shí)施例26中制備的含正極活性物質(zhì)的漿料,均勻地涂布在用作正極集電體、厚度為20μm的鋁箔的一個(gè)表面上并干燥,然后通過(guò)壓機(jī)進(jìn)行壓制,使得正極層的密度為3.0g/cm3,接著沖壓該涂布的鋁箔,得到直徑為12.5mm的圓盤,該圓盤用作正極。
在干燥的氬氣氛下,將1重量份的碳酸亞乙烯酯,1重量份的乙烯基碳酸亞乙酯和7重量份的氟苯加到91重量份的碳酸亞乙酯與γ-丁內(nèi)酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將徹底干燥的LiBF4溶解于其中,使其比例為1.5mol/L,由此制得電解液。
將正極置于不銹鋼罐中,該不銹鋼罐還充當(dāng)正極導(dǎo)電體。其上通過(guò)電解液浸漬的聚乙烯隔板放置電解液浸漬的負(fù)極。通過(guò)絕緣墊圈,用密封板將該罐壓緊并密封,該密封板還充當(dāng)負(fù)極導(dǎo)電體,制得硬幣型電池。其中,通過(guò)在電解液中浸漬每個(gè)元件2分鐘,完成電池元件的電解液浸漬。
對(duì)比例23將1重量份的碳酸亞乙烯酯和1重量份的乙烯基碳酸亞乙酯加到98重量份的碳酸亞乙酯與γ-丁內(nèi)酯(體積比為3∶7)的混合物中,然后將LiBF4溶解于其中,使其比例為1.5mol/L,由此制得電解液。按與實(shí)施例29相同的方式制備硬幣型電池,所不同的是使用該電解液。
對(duì)比例24將1重量份的碳酸亞乙烯酯和1重量份的乙烯基碳酸亞乙酯加到98重量份的碳酸亞乙酯、γ-丁內(nèi)酯與碳酸甲乙酯(體積比為3∶5∶2)的混合物中,然后將LiBF4溶解于其中,使其比例為1.5mol/L,由此制得電解液。按與實(shí)施例29相同的方式制備硬幣型電池,所不同的是使用該電解液。
為了增強(qiáng)電極之間的粘附性,在將鋰二次電池放在玻璃板之間的同時(shí),將實(shí)施例26至28及對(duì)比例19至22的每一電池以相當(dāng)于0.2C的恒定電流充電至4.2V的最終電壓,然后放電至3V的最終電壓。將該循環(huán)重復(fù)三次,以使電池穩(wěn)定化。在第四次循環(huán)時(shí),電池經(jīng)受4.2V-恒流恒壓充電(CCCV充電)(0.05C截止),其中以相當(dāng)于0.5C的電流充電至4.2V的最終電壓,然后持續(xù)充電,直至電流值達(dá)到相當(dāng)于0.05C的電流值為止。
其后,將電池以相當(dāng)于0.2C的恒定電流放電至3V。而且,將60℃下的4.2V-CCCV持續(xù)充電進(jìn)行2周。
在60℃下的4.2V-CCCV持續(xù)充電試驗(yàn)之前和之后,將片狀電池浸沒(méi)于乙醇浴中,并通過(guò)浮力變化測(cè)定產(chǎn)氣量。
而且,就實(shí)施例26和27以及對(duì)比例19至21的電池而言,在測(cè)量浮力之后,將每個(gè)電池在25℃下以0.2C的恒定電流放電至3V的最終放電電壓,以測(cè)量連續(xù)充電試驗(yàn)之后的剩余容量。
然后,在4.2V-CCCCV(0.05C截止)充電和以0.2C恒定電流放電至3V最終放電電壓之后,將電池在相同的CCCV條件下充電,并以相當(dāng)于1.5C的電流值放電至3V,以測(cè)量高載荷放電特性。其中,1C是指電池可以在1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)完全充電的電流值,1.5C是指1.5倍于1C的電流值。
產(chǎn)氣量,持續(xù)充電后的剩余容量(假定持續(xù)充電前的放電容量為100),及高載荷下的放電容量示于表9中。
表9
將實(shí)施例29以及對(duì)比例23和24的各電池以0.5mA的恒定電流充電至4.2V的最終電壓,然后放電至3V的最終電壓。將該循環(huán)重復(fù)三次,以使電池穩(wěn)定化。然后,進(jìn)行循環(huán)試驗(yàn),其中電池經(jīng)受4.2V-CCCV充電(0.05C截止),該充電包括以相當(dāng)于0.7C的電流充電至4.2V的最終電壓,及繼續(xù)充電直至電流值達(dá)到相當(dāng)于0.05C的電流值為止,然后經(jīng)受以相當(dāng)于1C恒定電流放電至3V最終放電電壓的放電。第50次循環(huán)時(shí)的容量示于表10中,假定第4次循環(huán)的放電容量為100。
表10
而且,當(dāng)通過(guò)氣相色譜測(cè)量50次循環(huán)之后電池內(nèi)部的氣體量(所產(chǎn)生的甲烷,乙烷,乙烯,CO,及CO2的總量)時(shí),測(cè)得實(shí)施例29的電池內(nèi)部的氣體量為77,假設(shè)對(duì)比例24的電池內(nèi)部的氣體量為100。
盡管已經(jīng)參照其具體實(shí)施方式
詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是,在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的情況下,可以對(duì)其作出各種替換和修改。
本申請(qǐng)基于以下申請(qǐng)2002年3月8日提交的日本專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)?zhí)?002-063545),2002年3月8日提交的日本專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)?zhí)?002-063547),2002年8月21日提交的日本專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)?zhí)?002-240382),2002年10月10日提交的日本專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)?zhí)?002-297359),2003年1月9日提交的日本專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)?zhí)?003-003268),及2003年2月6日提交的日本專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)?zhí)?003-029983),這些申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容引入本文作為參考。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明,可以制備高容量的電池,該電池具有優(yōu)異的貯存特性,載荷特性,以及二次電池情況下的循環(huán)特性和持續(xù)充電特性,并且減少氣體產(chǎn)生,因而可以實(shí)現(xiàn)非水電解液電池的尺寸減小和性能增強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種非水電解液,包含非水有機(jī)溶劑和溶解于其中的鋰鹽,其中所述非水有機(jī)溶劑包含至少一種選自酸酐和具有不飽和鍵的碳酸酯的化合物,及至少一種選自[A]和[B]的化合物;[A]下面式(1)至式(5)中任一項(xiàng)所示的磺酸酯類化合物 式中L1代表Z1-價(jià)由碳原子和氫原子構(gòu)成的連接基團(tuán),R1代表烴基,及Z1為3或更大的整數(shù); 式中L2代表Z2-價(jià)由碳原子和氫原子構(gòu)成的連接基團(tuán),R2代表氟化的脂族飽和烴基,n2為1或更大的整數(shù),及Z2為2或更大的整數(shù); 式中R3~R7各自獨(dú)立地代表氫原子或具有1~8個(gè)碳原子的烴基,R8代表具有1~8個(gè)碳原子的烴基,及n3代表0~4的整數(shù); 式中R9~R12各自獨(dú)立地代表氫原子或具有1~8個(gè)碳原子的烴基,或者R9和R10,R11和R12各自可以互相結(jié)合成環(huán),且R10和R11也可以彼此結(jié)合;及 式中R13~R15各自獨(dú)立地代表可以被氟原子取代的具有1~12個(gè)碳原子的烷基,可以被氟原子取代的具有2~12個(gè)碳原子的鏈烯基,可以被氟原子取代的具有6~12個(gè)碳原子的芳基,或者可以被氟原子取代的具有7~12個(gè)碳原子的芳烷基,或者R14和R15可以彼此結(jié)合形成含氮的脂環(huán),及R13和R14可以彼此結(jié)合形成環(huán)狀的結(jié)構(gòu);[B]具有9個(gè)或小于9個(gè)碳原子的含氟芳族化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的非水電解液,其中選自[A]和[B]的化合物的總含量為0.01~15%重量,基于非水電解液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的非水電解液,其中選自[A]和[B]的化合物的總含量為0.01~10%重量,基于非水電解液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的非水電解液,其中選自[A]和[B]的化合物的總含量為0.01 to 5%重量,基于非水電解液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)的非水電解液,其包含環(huán)狀的具有不飽和鍵的碳酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)的非水電解液,其包含環(huán)狀的具有不飽和鍵的碳酸酯,且該碳酸酯的含量為0.01~10%重量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)的非水電解液,其包含環(huán)狀的具有不飽和鍵的碳酸酯,且該碳酸酯的含量為0.01~8%重量。
8.一種鋰二次電池,其采用根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)的非水電解液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種大容量電池及用于該電池的非水電解液,所述電池具有優(yōu)異的貯存、載荷、循環(huán)及連續(xù)充電特性,并使氣體逸出最小化。具體地,本發(fā)明提供一種非水電解液及包含該電解液的鋰離子二次電池,該非水電解液包含非水有機(jī)溶劑及溶解于其中的鋰鹽,其特征在于非水有機(jī)溶劑包含至少一種選自酸酐和具有不飽和鍵的碳酸酯的化合物,及至少一種選自磺酸化合物和碳原子數(shù)為9或更小的氟化芳族化合物。
文檔編號(hào)H01M10/36GK1653641SQ0381042
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2003年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者大貫正道, 古田土稔, 今野勛, 木下信一, 島紀(jì)子 申請(qǐng)人:三菱化學(xué)株式會(huì)社