[發(fā)明專利]鋰二次電池的非水電解液用溶劑

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080040463.0
• 申請(qǐng)日: 2010-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN102484283A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高明天;山內(nèi)昭佳;谷明范;坂田英郎;中澤瞳;一坂俊樹;有馬博之;佐薙知世
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大金工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M10/0569
• 分類號(hào): H01M10/0569;H01M10/052
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;張志楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰二次電池的非水電解液用溶劑和包含該溶劑的非水電解液、以及使用了該非水電解液的鋰二次電池。

背景技術(shù)

對(duì)于鋰二次電池用的非水電解液所要求的特性正逐年變得嚴(yán)格。作為這種要求特性之一，期望一種能夠在高電壓下使用的電解液。

作為該問題的解決方法，以下方案被提出：通過使用經(jīng)氟化的碳酸亞乙酯(EC)作為非水電解液用溶劑的成分，可以提高耐氧化性，抑制枝狀晶體的形成，實(shí)現(xiàn)高電壓下的電池特性的提高(專利文獻(xiàn)1～7)。

這些專利文獻(xiàn)中，作為經(jīng)氟化的碳酸亞乙酯，公開了碳酸單氟代亞乙酯(FEC)、二或四氟代碳酸亞乙酯等用氟原子取代了碳酸亞乙酯的氫原子的氟代碳酸亞乙酯；碳酸單三氟甲基亞乙酯(CF₃EC)、碳酸單氟代烷基亞乙酯(RfCH₂-EC、Rf₂CH-EC)、碳酸單氟代烷基醚亞乙酯(RfCH₂OCH₂-EC)等碳酸亞乙酯的單氟代烷基取代體；以及碳酸-1，2-二(三氟甲基)亞乙酯等1，2-二氟代烷基取代體。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2008-108689號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2009-110886號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2007-250415號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2006-294414號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特開2000-195544號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)6：日本特開2007-188873號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)7：日本特開平8-306364號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

但是，F(xiàn)EC和碳酸二氟代亞乙酯存在耐水性弱(容易水解)的問題，另外，CF₃-EC雖然耐氧化性高，但存在粘性也高的問題。RfCH₂-EC、RfCH₂OCH₂-EC等碳酸單氟代烷基取代亞乙酯由于與EC的碳相鄰的有烷基的存在，因此還存在粘性高的問題，碳酸-1，2-二(三氟甲基)亞乙酯等碳酸二氟代烷基取代亞乙酯存在還原電位低的問題。并且，由于這些問題，在更高的電壓下的鋰二次電池的電池特性、例如放電容量、負(fù)荷特性、循環(huán)特性等方面，要求進(jìn)一步的提高。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在氟代烷基取代體中，碳酸-1，1-(二氟代烷基)亞乙酯特別難以被水解，使用以特定比例含有該碳酸-1，1-(二氟代烷基)亞乙酯的電解液用溶劑所制作的鋰二次電池即使在高電壓下使用，也能夠確保穩(wěn)定的電池特性，由此完成了本發(fā)明。

本發(fā)明的目的在于提供一種非水電解液用溶劑，其可以提供即使在高電壓下放電容量、負(fù)荷特性、循環(huán)特性也優(yōu)異的鋰二次電池；還提供使用了該溶劑的非水電解液、以及鋰二次電池。

本發(fā)明涉及一種鋰二次電池的非水電解液用溶劑，該溶劑為包含非氟環(huán)狀碳酸酯(I)、非氟鏈狀碳酸酯(II)和碳酸-1，1-(二氟代烷基)亞乙酯(III)的非水電解液用溶劑，將(I)、(II)和(III)的合計(jì)設(shè)為100體積％時(shí)，非氟環(huán)狀碳酸酯(I)為10體積％～50體積％，非氟鏈狀碳酸酯(II)為49.9體積％～89.9體積％，以及碳酸-1，1-(二氟代烷基)亞乙酯(III)為0.1體積％以上且30體積％以下。

作為非氟環(huán)狀碳酸酯(I)，從循環(huán)特性良好的方面考慮，優(yōu)選碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯或它們的混合物。

作為非氟鏈狀碳酸酯(II)，從負(fù)荷特性良好的方面考慮，優(yōu)選為選自由碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯組成的組中的至少一種。

另外，作為碳酸-1，1-(二氟代烷基)亞乙酯(III)，從粘度低的方面考慮，優(yōu)選為碳酸-1，1-二(三氟甲基)亞乙酯。

另外，碳酸-1，1-(二氟代烷基)亞乙酯(III)的水分含量為40ppm以下時(shí)，電解質(zhì)難以發(fā)生分解，因而優(yōu)選。

作為成分(I)、(II)和(III)的比例，從低溫特性良好的方面考慮，將成分(I)、(II)和(III)的合計(jì)設(shè)為100體積％時(shí)，非氟環(huán)狀碳酸酯(I)優(yōu)選為10體積％～40體積％，非氟鏈狀碳酸酯(II)優(yōu)選為59.9體積％～89.9體積％，另外碳酸-1，1-(二氟代烷基)亞乙酯(III)優(yōu)選為0.1體積％以上且10體積％以下。

另外，本發(fā)明還涉及鋰二次電池的非水電解液，該非水電解液包含這些非水電解液用溶劑和電解質(zhì)鹽。

此外，本發(fā)明還涉及使用了本發(fā)明的非水電解液的鋰二次電池。