非水電解液及使用該非水電解液的非水電解質(zhì)電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種非水電解液及含有該非水電解液的非水電解質(zhì)電池，所述非水電解液含有電解質(zhì)和非水溶劑，并且還含有下述通式(3)表示的化合物[在通式(3)中，R1表示任選被氟原子取代的碳原子數(shù)1～12的烴基，R2～R6各自獨立地表示氫原子、氟原子、任選被氟原子取代的碳原子數(shù)1～12的烷基，其中，R2～R6中的至少一個表示任選被氟原子取代的碳原子數(shù)2以上的烷基，n表示整數(shù)0或1，其中，n為1的情況下，R2～R6中的至少一個表示任選被氟原子取代的碳原子數(shù)5以上的烷基]。
【專利說明】非水電解液及使用該非水電解液的非水電解質(zhì)電池
[0001] 本申請是申請日為2010年8月30日、申請?zhí)枮?01080037241. 3、發(fā)明名稱為"非 水電解液及使用該非水電解液的非水電解質(zhì)電池"的申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及非水電解液以及使用該非水電解液的非水電解質(zhì)電池。
【背景技術(shù)】
[0003] 鋰二次電池具有能量密度高、并且不易發(fā)生自放電的優(yōu)點。因此，近年來，被廣泛 應用于手機、筆記本電腦及PDA等民用便攜設(shè)備用電源等。
[0004] 通常的鋰二次電池用電解液以作為支持電解質(zhì)的鋰鹽和非水溶劑為主成分。對于 所使用的非水溶劑而言，要求其具有高的介電常數(shù)以使鋰鹽發(fā)生離解、在較寬的溫度區(qū)域 表現(xiàn)出高的離子導電性，并且要求其在電池中是穩(wěn)定的，等等。
[0005] 由于通過一種溶劑來實現(xiàn)上述要求是困難的，因此，通常將碳酸亞丙酯及碳酸亞 乙酯等為代表的高沸點溶劑與碳酸二甲酯及碳酸二乙酯等低沸點溶劑組合，制成非水溶劑 使用。
[0006] 另外，迄今為止，報道了許多對鋰二次電池的初期容量、速率特性、循環(huán)特性、高溫 保存特性、低溫特性、連續(xù)充電特性、自放電特性及過充電防止特性等各種特性進行評價、 以及為了改善上述特性而使電解液中含有少量的各種助劑的方法。
[0007] 在專利文獻1中，公開了使用含有具有鹵素取代的苯基的醚或酯化合物、以及磷 酸酯化合物的電解液的非水電解質(zhì)二次電池。具體而言，通過使用含有磷酸三甲酯（TMP) 和3-氟苯甲醚的電解液，改善了在45 °C保存時的自放電特性。
[0008] 另外，在專利文獻2中，記載了 1-乙酰氧基-2-氟苯、1-乙酰氧基-3-氟苯及1-乙 酰氧基-4-氟苯等芳香族化合物作為電池的添加劑是有效的，但對于具體能夠使哪些特性 得以提高沒有明確記載。
[0009] 另外，在專利文獻3中，提出了通過在電解液中混合在電池的最大工作電壓以上 的電池電壓下發(fā)生聚合的添加劑來提高電池的內(nèi)部電阻，從而對電池進行保護的技術(shù)。在 專利文獻4中，提出了通過在電解液中添加在電池的最大工作電壓以上的電池電壓發(fā)生聚 合而產(chǎn)生氣體及壓力的添加劑，從而能夠切實地使為了過充電保護而設(shè)置的內(nèi)部電切斷裝 置工作的技術(shù)。此外，作為這些添加劑，公開了聯(lián)苯、噻吩及呋喃等芳香族化合物。
[0010] 此外，為了抑制使用聯(lián)苯或噻吩時電池特性的降低，在專利文獻5中提出了一種 非水電解質(zhì)二次電池系統(tǒng)，其中包含非水電解質(zhì)二次電池和充電控制系統(tǒng)，所述非水電解 質(zhì)二次電池是在非水電解液中以〇. 1?20重量份的范圍添加苯基環(huán)己烷而得到的，所述充 電控制系統(tǒng)用來感知電池溫度的升高,從而切斷充電電路。
[0011] 為了提高含有具有選自Si原子、Sn原子及Pb原子中的至少一種原子的負極活性 物質(zhì)的非水電解質(zhì)二次電池的循環(huán)特性，在專利文獻6中提出了在非水電解液中含有具有 不飽和鍵及鹵原子中的至少之一的碳酸酯、以及具有以特定結(jié)構(gòu)表示的含硫官能團的鏈狀 化合物的非水電解質(zhì)二次電池。
[0012] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0013] 專利文獻
[0014] 專利文獻1 :日本特開2003-282055號公報
[0015] 專利文獻2 :日本特表2009-512418號公報
[0016] 專利文獻3 :日本特開平9-106835號公報
[0017] 專利文獻4 :日本特開平9-171840號公報
[0018] 專利文獻5 :日本特開2002-50398號公報
[0019] 專利文獻6 :日本特開2007-317654號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0020] 發(fā)明要解決的問題
[0021] 近年來，對于鋰二次電池的高性能化的要求不斷增高，要求以高水平同時實現(xiàn)高 容量、循環(huán)特性、高溫保存特性、連續(xù)充電特性及過充電特性等各種特性。其中，過充電特性 等安全性的改善成為急切的任務。
[0022] 但是，在為了提高過充電特性而使電解液中含有添加劑時，大多會伴有保存特性 惡化這樣的缺點。在后面作為比較例進行了記載，使用專利文獻1公開的電解液時，可發(fā)現(xiàn) 保存特性顯著惡化。另外，使用專利文獻3?5公開的電解液時，高溫保存特性降低。此 夕卜，在使用專利文獻6記載的電解液的情況下，在提高過充電時的安全性這方面不能得到 滿足。
[0023] 本發(fā)明是鑒于上述課題而開發(fā)的，其目的在于提供過充電特性得以提高，并且保 存特性、高溫連續(xù)充電特性得到了改善的非水電解液及非水電解質(zhì)電池。
[0024] 解決問題的方法
[0025] 本發(fā)明的發(fā)明人等為了解決上述課題而進行了反復研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過使用含 有特定的芳香族硫化合物的非水電解液、或者使用具有下述特征的非水電解液，即，該非水 電解液含有選自飽和環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯及脂肪族羧酸酯中的至少一種，且它們的總 比例超過90容量％，并且，相對于該非水電解液的重量，還含有特定量的具有特定結(jié)構(gòu)的 氟取代芳香族酯化合物，可以解決上述課題，從而完成了本發(fā)明。
[0026] SP，本發(fā)明的要點如下所示。
[0027] 1. -種非水電解液，其含有鋰鹽及非水系有機溶劑，其中，所述非水系有機溶劑含 有選自飽和環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯及脂肪族羧酸酯中的至少一種，且它們的總比例超過 90容量％，并且，相對于所述非水電解液的總重量,還含有0. 01?10重量％下述通式（1) 表示的氟取代芳香族酯化合物。
[0028] [化學式1]
[0029]
【權(quán)利要求】
1. 一種非水電解液，其含有電解質(zhì)及非水溶劑，并且，還含有通式（3)表示的化合物。
通式（3)中，Ri表示任選被氟原子取代的碳原子數(shù)1?12的烴基，R2?R6各自獨立地 表示氫原子、氟原子、任選被氟原子取代的碳原子數(shù)1?12的烷基，其中，R2?R6中的至少 一個表示任選被氟原子取代的碳原子數(shù)2以上的烷基，η表示整數(shù)0或1，其中，η為1的情 況下，R 2?R6中的至少一個表示任選被氟原子取代的碳原子數(shù)5以上的烷基。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水電解液，其中，在通式⑶中Λ表示選自甲基、乙基、乙 烯基、苯基及三氟甲基中的基團，R2?R 6各自獨立地表示氫原子或任選被氟原子取代的碳 原子數(shù)2?6的烷基。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非水電解液，其中，在通式（3)中，R2?R6中的至少一個 表示任選被氟原子取代的碳原子數(shù)5以上的烷基。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的非水電解液，其中，相對于非水電解液的總重 量，通式（3)表示的化合物的含量為0. 001?10質(zhì)量％。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的非水電解液，其中，還含有選自具有碳-碳不飽 和鍵的環(huán)狀碳酸酯化合物、具有氟原子的環(huán)狀碳酸酯化合物、一氟磷酸鹽及二氟磷酸鹽中 的至少一種化合物。
6. -種非水電解質(zhì)電池，其含有能夠吸留、放出鋰離子的負極和正極、以及非水電解 液，其中，所述非水電解液是權(quán)利要求1?5中任一項所述的非水電解液。
【文檔編號】H01M10/0525GK104112870SQ201410305224
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2009年8月31日
【發(fā)明者】大貫正道, 古田土稔, 深水浩二, 町田裕美子, 大橋洋一 申請人:三菱化學株式會社