專利名稱：電解液、二次電池、電池組、電動車輛和電力存儲系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電解液、使用該電解液的二次電池、以及使用該二次電池的電池組、電動車輛、電力存儲系統(tǒng)、電動工具和電子裝置。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)廣泛使用了如移動電話和個人數(shù)字助理(PDA)的各種電子裝置，并且已經(jīng)要求進(jìn)一步減小電子裝置的尺寸和重量以及實(shí)現(xiàn)它們的長壽命。因此，作為電源，已經(jīng)開發(fā)了電池，特別是能夠提供高能量密度的小型且輕量化的二次電池。最近，已經(jīng)考慮將這種二次電池應(yīng)用于各種其他應(yīng)用，其可以包括例如可連接且可拆卸地安裝在電子裝置等上的電池組、電動車輛如電動汽車、電力存儲系統(tǒng)如家用電力服務(wù)器、和電動工具如電鉆。作為二次電池，已經(jīng)提議了通過利用各種充放電原理來獲得容量的二次電池。尤其是，利用電極反應(yīng)物的插入和提取的二次電池被認(rèn)為是有前景的，因?yàn)榕c諸如鉛電池和鎳鎘電池的電池相比，這種二次電池提供更高的能量密度。二次電池包括正極、負(fù)極和電解液。電解液包括溶劑和電解質(zhì)鹽。在充電和放電反應(yīng)中起中介(intermediate)作用的電解液很大程度上影響二次電池的性能。因此，已經(jīng)對電解液的組成進(jìn)行了各種研究。具體地，使用具有一個或多個碳-碳不飽和鍵的環(huán)狀碳酸酯作為用于電解液的添加劑從而抑制例如在高電壓充電中的電池劣化、由于電池內(nèi)部壓力增大引起的爆炸的危險(xiǎn)等(例如，參見日本未審查專利申請公開號2006-114388、2001-135351、Hll-191319、2000_058122、和 2008-010414、以及日本未審查專利申請公開(PCT申請的譯文)第2004-523073號)。這種環(huán)狀碳酸酯不受限制地用于使用電解液的電池(液體電池)中，而且還用于不使用電解液的電池(固體電池)中(例如,參見日本未審查專利申請公開號2003-017121)。

發(fā)明內(nèi)容
近來，使用二次電池的諸如電子裝置的應(yīng)用已經(jīng)獲得更高的性能和更多的功能。因此，期望進(jìn)一步改善二次電池的電池特性。期望提供能夠提供優(yōu)異的電池特性的電解液、二次電池、電池組、電動車輛、電力存儲系統(tǒng)、電動工具和電子裝置。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種電解液，包括:由下式(I)表示的不飽和環(huán)狀碳酸酯，以及選自由下式(2)至式(5)表示的芳香族化合物、由下式(6)表示的二腈化合物(dinitrile compounds)、由下式(7)至式(14)表示的亞磺?；衔?sulfinylcompounds)、以及由下式(15)至式(17)表示的鋰鹽構(gòu)成的組中的一種或多種，
權(quán)利要求
1.一種二次電池，包括: 正極； 負(fù)極；和 電解液，其中 所述電解液包括 由下式(I)表示的不飽和環(huán)狀碳酸酯，以及 選自由下式(2)至式(5)表示的芳香族化合物、由下式(6)表示的二腈化合物、由下式(7)至式(14)表示的亞磺?；衔?、和由下式(15)至式(17)表示的鋰鹽組成的組中的一種或多種，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中， 所述鹵素基團(tuán)包括氟基團(tuán)、氯基團(tuán)、溴基團(tuán)、和碘基團(tuán)， 所述一價烴基團(tuán)、所述一價齒代烴基團(tuán)、所述一價含氧烴基團(tuán)、和所述一價齒代含氧烴基團(tuán)包括具有I以上至12以下的碳數(shù)的烷基基團(tuán)、具有2以上至12以下的碳數(shù)的烯基基團(tuán)、具有2以上至12以下的碳數(shù)的炔基基團(tuán)、具有6以上至18以下的碳數(shù)的芳基基團(tuán)、具有3以上至18以下的碳數(shù)的環(huán)烷基基團(tuán)、具有I以上至12以下的碳數(shù)的烷氧基基團(tuán)、各自通過使上述基團(tuán)中的兩個以上彼此結(jié)合而獲得的基團(tuán)、各自通過用鹵素基團(tuán)取代任何上述基團(tuán)的各自部分或全部氫基團(tuán)而獲得的基團(tuán)，并且 所述二價烴基團(tuán)和所述二價鹵代烴基團(tuán)包括具有I以上至12以下的碳數(shù)的亞烷基基團(tuán)、具有2以上至12以下的碳數(shù)的亞烯基基團(tuán)、具有2以上至12以下的碳數(shù)的亞炔基基團(tuán)、具有6以上至18以下的碳數(shù)的亞芳基基團(tuán)、具有3以上至18以下的碳數(shù)的亞環(huán)烷基基團(tuán)、各自通過使上述基團(tuán)中的兩個以上彼此結(jié)合而獲得的基團(tuán)、以及各自通過用鹵素基團(tuán)取代任何上述基團(tuán)的各自部分或全部氫基團(tuán)而獲得的基團(tuán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述不飽和環(huán)狀碳酸酯由下式(18)至式(20)中的一種表不，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述不飽和環(huán)狀碳酸酯由下式(1-1)至式(1-56)中的一種表示，并且所述電解液中的所述不飽和環(huán)狀碳酸酯的含量為0.01wt%以上至10wt%以下，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述芳香族化合物各自由下式(2-1)至式(2-14)、式(3-1)、和式(4-1)中的一種表示，并且所述電解液中的所述芳香族化合物的含量為0.lwt%以上至10wt%以下，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述二腈化合物各自由下式(6-1)至式(6-11)中的一種表示，并且所述電解液中的所述二腈化合物的含量為0.lwt%以上至10wt%以下，
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述亞磺?；衔锔髯杂上率?7-1)至式(7-10)、式(8-1)至式(8-6)、式(9-1)至式(9-5)、式(10-1)至式(10-17)、式(11-1)至式(11-18)、式(12-1)至式(12-9)、和式(13_1)至式(13-14)中的一種表示，并且所述電解液中的所述亞磺?；衔锏暮繛?.lwt%以上至5wt%以下，
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述鋰鹽各自由下式(15-1)至式(15-4)、Li [N (SO2F) 2]、和Li(SO3F)中的一種表示，并且所述電解液中的所述鋰鹽的含量為
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述二次電池是鋰離子二次電池。
10.一種電解液，包括: 由下式(1)表示的不飽和環(huán)狀碳酸酯，以及 選自由下式(2)至式(5)表示的芳香族化合物、由下式(6)表示的二腈化合物、由下式(7)至式(14)表示的亞磺?；衔铩⒑陀上率?15)至式(17)表示的鋰鹽組成的組中的一種或多種，
11.一種電池組，包括: 二次電池； 控制部，控制所述二次電池的使用狀態(tài)；和 開關(guān)部，根據(jù)所述控制部的指令切換所述二次電池的使用狀態(tài)，其中 所述二次電池包括正極、負(fù)極和電解液，并且 所述電解液包括由下式(I)表示的不飽和環(huán)狀碳酸酯，以及 選自由下式(2)至式(5)表示的芳香族化合物、由下式(6) 表示的二腈化合物、由下式(7)至式(14)表示的亞磺?；衔?、和由下式(15 )至式(17)表示的鋰鹽組成的組中的一種或多種，
12.—種電動車輛,包括: 二次電池； 轉(zhuǎn)換部，將從所述二次電池供應(yīng)的電力轉(zhuǎn)換成驅(qū)動力； 驅(qū)動部，根據(jù)所述驅(qū)動力運(yùn)行；和 控制部，控制所述二次電池的使用狀態(tài)；其中 所述二次電池包括正極、負(fù)極和電解液，并且 所述電解液包括 由下式(I)表示的不飽和環(huán)狀碳酸酯，以及 選自由下式(2)至式(5)表示的芳香族化合物、由下式(6)表示的二腈化合物、由下式(7)至式(14)表示的亞磺?；衔铩⒑陀上率?15)至式(17)表示的鋰鹽組成的組中的一種或多種，
13.一種電力存儲系統(tǒng)，包括: 二次電池； 供應(yīng)有來自所述二次電池的電力的一個或多個電氣裝置；以及 控制部，控制從所述二次電池到所述一個或多個電氣裝置的電力供應(yīng)，其中 所述二次電池包括正極、負(fù)極和電解液，并且 所述電解液包括 由下式(I)表示的不飽和環(huán)狀碳酸酯，以及 選自由下式(2)至式(5)表示的芳香族化合物、由下式(6)表示的二腈化合物、由下式(7)至式(14)表示的亞磺酰基化合物、和由下式(15)至式(17)表示的鋰鹽組成的組中的一種或多種，
14.一種電動工具，包括: 二次電池；和 供應(yīng)有來自所述二次電池的電力的可動部，其中 所述二次電池包括正極、負(fù)極和電解液，并且 所述電解液包括 由下式(I)表示的不飽和環(huán)狀碳酸酯，以及 選自由下式(2)至式(5)表示的芳香族化合物、由下式(6)表示的二腈化合物、由下式(7)至式(14)表示的亞磺?；衔?、和由下式(15)至式(17)表示的鋰鹽組成的組中的一種或多種，
15.一種電子裝置，包括: 作為電力供應(yīng)源的二次電池，其中 所述二次電池包括正極、負(fù)極和電解液，并且 所述電解液包括 由下式(1)表示的不飽和環(huán)狀碳酸酯，以及 選自由下式(2)至式(5)表示的芳香族化合物、由下式(6)表示的二腈化合物、由下式(7)至式(14)表示的亞磺?；衔铩⒑陀上率?15)至式(17)表示的鋰鹽組成的組中的一種或多種，
全文摘要
本發(fā)明提供了電解液、二次電池、電池組、電動車輛和電力存儲系統(tǒng)。所述二次電池包括正極、負(fù)極和電解液。所述電解液包括不飽和環(huán)狀碳酸酯以及選自由芳香族化合物、二腈化合物、亞磺?；衔锖弯圎}構(gòu)成的組中的一種或多種。
文檔編號H01M10/0567GK103178291SQ20121055577
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者井原將之, 洼田忠彥 申請人:索尼公司