[發明專利]電解液

有效

• 申請號: 200680004963.2
• 申請日: 2006-02-14
• 公開（公告）號: CN101120474A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 高明天;山內昭佳
• 申請（專利權）人: 大金工業株式會社
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01G9/035;H01M10/40;H01M14/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁香蘭;趙冬梅

技術領域

本發明涉及含有鏈狀碳酸酯和電解質鹽的電解液，所述鏈狀碳酸酯含有至少一個末端具有氫原子的氟代烷基。

背景技術

碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯等碳酸酯類被用作鋰二次電池、太陽能電池、自由基電池、電容器的電解質鹽用溶劑。但是，這些碳酸酯類的閃點低具有較高的燃燒性，所以存在由于過度充電-過度加熱導致的燃燒爆炸的危險性，并且，由于其粘性高，在低溫下的傳導率低，因此存在輸出功率低的問題。

另外，對于鋰二次電池，為了高容量化而要求提高電解液的耐電壓。此外，在電容器中，希望負極-正極均為硬碳，特別希望其能夠在3V以上的電壓下穩定使用，而在碳酸丙烯酯或碳酸二甲酯等至今所使用的電解質鹽用的溶劑中，電解液在3V以上的電壓下會發生分解，所以不能使用。

為了解決這一問題，提出了添加現有的含氟醚化合物的手段(特開平6-176768號公報、特開平8-37024號公報、特開平11-307123號公報、特開2000-294281號公報等)。

但是，含氟醚化合物所具有的缺點是：對作為電解質鹽的鋰鹽的溶解性低，并且與用作電解質鹽溶解用溶劑的烴類碳酸酯的相容性較低，因而會引起兩相分離。

另一方面，還提出了使用將鏈狀碳酸酯經氟化而成的含氟鏈狀碳酸酯的提案。例如，有提案提出了一側含有氟代烷基、另一側含有烴類烷基的碳酸酯(特開平6-219992號公報)，中心為亞乙基、兩個末端具有CF₃(CF₂)(CH₂)-的二碳酸酯(特開平10-149840號公報)，兩側均含有六氟異丙基的碳酸酯(特開2001-256983號公報)等氟代烷基末端為全氟基的碳?酸酯，除此以外，還提出了一側含有含氟醚基、另一側含有烴類烷基的碳酸酯(特開2000-327634號公報)。

但是，氟代烷基的末端為全氟基的碳酸酯(特開平10-149840號公報、特開2001-256983號公報)具有電解質鹽的溶解性低且與烴類溶劑的相容性差的缺點。單側含有烴類烷基的碳酸酯(特開平6-219992號公報、特開2000-327634號公報)雖然在電解質鹽的溶解性、與烴類溶劑的相容性的方面得到了改善，但另一方面認為，由于氟含量的降低會導致阻燃性的降低和耐電壓的降低。

并且，在與鋰二次電池同樣地反復進行充電放電的電容器或自由基電池的電解液中，除了期待對阻燃性和耐電壓的改善外，還期待低溫特性的改善，即，即使在低溫下粘性也不增高且傳導率的降低較少。

發明內容

本發明是為了解決上述現有技術所帶來的問題點而提出的，其目的在于提供一種電解液，該電解液在阻燃性、低溫特性、耐電壓方面優異，并且電解質鹽的溶解性高，與烴類溶劑的相容性也優異。

本發明人發現，在含有氟代烷基的鏈狀碳酸酯所具有的優異的阻燃性、低溫特性、耐電壓等基于氟代烷基的效果保持不變的情況下，其電解質鹽的溶解性降低和與烴類溶劑的相容性降低的缺點可以通過使至少一側的氟代烷基末端含有氫原子來消除，從而最終完成了本發明。

即，本發明涉及一種電解液，所述電解液含有式(I)所示的鏈狀碳酸酯(I)和電解質鹽(II)，

式(I)中，Rf¹是末端具有式(Ia)所示部位且含氟量為10質量％～76質量％的氟代烷基，Rf²是末端具有式(Ia)所示部位或-CF₃且含氟量為10質量％～76質量％的氟代烷基；

式(Ia)中，X¹和X²相同或不同，表示H或F。

本發明的電解液含有鏈狀碳酸酯(I)和電解質鹽(II)，所述鏈狀碳酸酯(I)是電解質鹽溶解用溶劑且具有特定的氟代烷基。

本發明中使用的鏈狀碳酸酯(I)如式(I)所示，

式(I)中，Rf¹是末端具有式(Ia)所示部位且含氟量為10質量％～76質量％的氟代烷基(由于末端具有氫原子，因此下文中有時也稱為“ωH氟代烷基”)，優選碳原子數為1～16的ωH氟代烷基；Rf²是末端具有-CF₃?或式(Ia)所示部位且含氟量為10質量％～76質量％的氟代烷基，優選碳原子數為1～16的氟代烷基；

式(Ia)中，X¹和X²相同或不同，表示H或F。