[發明專利]非水電解液以及非水電解質電池

有效

• 申請號: 201110138119.1
• 申請日: 2007-05-31
• 公開（公告）號: CN102244294A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 古田土稔;木下信一
• 申請（專利權）人: 三菱化學株式會社
• 主分類號: H01M10/0566
• 分類號: H01M10/0566;H01M10/0525;H01M10/0567
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 鄭樹槐

本申請是申請日為2007年5月31日、申請號為200780019964.9、發明名稱為“非水電解液以及非水電解質電池”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種非水電解液以及使用該非水電解液的非水電解質電池。

背景技術

在從便攜電話、筆記本電腦等所謂的民用電源至汽車用等驅動用車載電源的廣泛的用途中，鋰二次電池等非水電解質電池正在實用化。但是，近年來對非水電解質電池的高性能化的要求日益高漲，迫切期待改善電池特性。

用于非水電解質電池的電解液通常主要由電解質和非水溶劑構成。作為非水溶劑的主要成分，可使用：碳酸亞乙酯或碳酸亞丙酯等環狀碳酸酯；碳酸二甲酯或碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等鏈狀碳酸酯；γ-丁內酯、γ-戊內酯等環狀羧酸酯等。

另外，為了改善這樣的非水電解質電池的負荷特性、循環特性、保存特性等電池特性，對非水溶劑和電解質進行了各種研究。

專利文獻1提出的方案是：為了抑制碳酸二乙酯與鋰反應而引起的過充電特性的惡化或放置在高溫環境下時的劣化，使用碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯。

專利文獻2提出的方案是：使用非對稱鏈狀碳酸酯和具有雙鍵的環狀碳酸酯的混合物作為非水溶劑時，具有雙鍵的環狀碳酸酯優先與負極反應，在負極表面形成優質的覆蓋膜，由此可抑制非對稱鏈狀碳酸酯引起的在負極表面上形成非導體覆蓋膜，因此，保存特性和循環特性提高。

專利文獻3提出的方案是：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生聚合的添加劑，提高電池的內部電阻而保護電池；專利文獻4提出的方案是：通過在電解液中混合利用以電池的最大工作電壓以上的電池電壓聚合而使其產生氣體和壓力的添加劑，使為了過充電保護而設置的內部電切斷裝置可靠地工作，并公開了作為這些添加劑的聯苯、噻吩、呋喃等芳香族化合物。

專利文獻5記載的是：通過使用順-4，5-二氟-1，3-二氧雜戊環-2-酮、反-4，5-二氟-1，3-二氧雜戊環-2-酮等含有包含氟基的碳酸亞烷基酯的電解液，可以提供高容量且循環特性優異的鋰二次電池。

專利文獻1：日本特開平7-14607號公報

專利文獻2：日本特開平11-185806號公報

專利文獻3：日本特開平9-106835號公報

專利文獻4：日本特開平9-171840號公報

專利文獻5：日本特開2004-319317號公報

發明內容

發明要解決的課題

但是，近年來對電池的高性能化的要求日益高漲，迫切期待以高維數實現高容量、高溫保存特性、循環特性。

作為高容量化的方法，正在研究在有限的電池體積中裝填入盡可能多的活性物質，一般的設計為對電極的活性物質層進行加壓而進行高密度化、或極力減少電池內部的活性物質以外所占的體積。但是，容易產生如下問題：對電極的活性物質層進行加壓而進行高密度化，使電解液量減少，由此導致不能均勻地使用活性物質，因不均勻的反應而導致一部分鋰析出或促進活性物質的劣化，無法得到充分的特性，使用了專利文獻1～5中記載的電解液的非水電解質二次電池，在兼備循環特性和高溫保存特性這一點上，還不能令人滿意。

另外，從提高能量密度的目的出發，正在進行充電至超過4.2V的高電壓以提高電池的工作電壓的嘗試。但是，還存在充電電壓越高，電池特性的劣化越顯著的問題。

解決課題的方法

本發明人等為了實現上述目的而反復進行了各種研究，結果發現，通過使特定的電解液中含有具有特定結構的化合物，可以解決上述課題，以至完成了本發明。

即，下面表示本發明的要旨。

(1)一種非水電解液，其包含電解質和溶解該電解質的非水溶劑，其中，該非水電解液含有具有不飽和鍵的環狀碳酸酯類，還含有具有2個以上氟原子的氟代環狀碳酸酯。

(2)一種非水電解液，其包含電解質和溶解該電解質的非水溶劑，其中，該非水電解液含有總碳原子數為7～18的芳香族化合物，還含有具有2個以上氟原子的氟代環狀碳酸酯。

(3)一種非水電解液，其包含電解質和溶解該電解質的非水溶劑，其中，該非水溶劑含有碳酸二乙酯，還含有具有2個以上氟原子的氟代環狀碳酸酯。

(4)一種非水電解液，其包含電解質和溶解該電解質的非水溶劑，其中，該非水電解液含有選自環狀磺酸酯化合物、二磺酸酯化合物、腈化合物和下述通式(1)表示的化合物中的至少一種化合物，還含有具有2個以上氟原子的氟代環狀碳酸酯。

[化學式1]