[發(fā)明專利]非水電解質(zhì)二次電池和非水電解質(zhì)二次電池用非水電解液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180021983.1
• 申請日: 2011-04-28
• 公開（公告）號: CN102870267A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山本英和;續(xù)木康平;砂野泰三;神野丸男;大橋洋一;古田土稔
• 申請（專利權(quán)）人: 三洋電機(jī)株式會社;三菱化學(xué)株式會社
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/052;H01M10/0525;H01M10/0569
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非水電解質(zhì)二次電池和非水電解質(zhì)二次電池用非水電解液。

背景技術(shù)

作為可攜帶電子儀器或電力儲藏用等電源，使用非水電解質(zhì)二次電池，該非水電解質(zhì)二次電池使用非水電解液，使鋰離子在正極和負(fù)極之間移動，進(jìn)行充放電。這樣的非水電解質(zhì)二次電池中，作為其負(fù)極中的負(fù)極活性物質(zhì)廣泛使用石墨材料。

另一方面，近年來，移動電話，筆記本電腦，PDA等的可移動儀器的小型化、輕量化得到了顯著發(fā)展，并且隨著多功能化，用電量（消費電力）也不斷增加，在作為上述這些的電源使用的非水電解質(zhì)二次電池當(dāng)中，輕量化和高容量化的要求也不斷提高。

為了使非水電解質(zhì)二次電池高容量化，使用在電池內(nèi)填充很多活性物質(zhì)使填充度提高的方法，但是這時，如果提高活性物質(zhì)的填充度，電解液就會變得難以浸透到電池內(nèi)部全部區(qū)域。因此，充放電反應(yīng)變得不均勻，在電池內(nèi)部容易引起局部性的劣化。從而，與以往的材料相比，需要具有更高容量的活性物質(zhì)。在負(fù)極活性物質(zhì)中，需求具有比石墨更高容量的材料。

因此，近年來在研究作為高容量的負(fù)極活性物質(zhì)，使用將硅、鍺、錫等與鋰進(jìn)行合金化的材料。在使用這樣的與鋰進(jìn)行合金化的材料的情況下，雖然能夠增加電池容量，但是通過充電反應(yīng)，在鋰與這些材料進(jìn)行合金化時，與石墨材料等相比較，負(fù)極活性物質(zhì)的體積大幅增加。這時，由于負(fù)極活性物質(zhì)壓制相鄰的隔離物（separator）或正極活性物質(zhì)層，浸滲到電極內(nèi)部的電解液從電極體被擠出，其結(jié)果是電極周邊的電解液的量降低。因此，充放電反應(yīng)變得不均勻，容易引起電池內(nèi)部的局部性劣化。

為了使電池特性穩(wěn)定化，維持電解液在電池內(nèi)部均勻擴(kuò)散的狀態(tài)很重要。因此，需要將從電極體被擠出的電解液再次浸透到電極體內(nèi)部。因此，降低電解液的粘性是非常有效的。

一般來說，電解液包括溶質(zhì)和使該溶質(zhì)溶解的溶劑。作為一般的溶劑，使用鏈?zhǔn)教妓狨ィ浜恳脖容^多。因而，通過降低該鏈?zhǔn)教妓狨サ恼承裕軌蚪档碗娊庖旱恼承浴＠纾ㄟ^將一般使用的碳酸二乙酯取代為碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯等側(cè)鏈的碳的數(shù)目較低的鏈?zhǔn)教妓狨ィ軌蚪档驼承浴?/p>

另外，通過使用與鏈?zhǔn)教妓狨ハ啾蕊@示較低粘性的羧酸酯或酮，能夠進(jìn)一步降低電解液的粘性。

然而，低粘度的鏈?zhǔn)教妓狨セ螋人狨ァ⑼龋驗榉肿恿啃』蚍磻?yīng)性高，電位窗口比較狹窄。因此，非水電解液在電化學(xué)方面不穩(wěn)定，容易與活性物質(zhì)材料發(fā)生副反應(yīng)，有使電池特性（性能）降低的傾向。作為負(fù)極活性物質(zhì)，在使用與鋰進(jìn)行合金化的硅等的材料的情況下，這些材料尤其容易與電解液發(fā)生反應(yīng)，因此產(chǎn)生電池特性更加顯著地降低的問題。

另外，與電解液的反應(yīng)在高溫環(huán)境下以充電狀態(tài)保存的情況下尤其顯著，由于以此為起因的氣體的產(chǎn)生等，產(chǎn)生電極的厚度增加等問題。

在專利文獻(xiàn)1中，公開有通過向電解液添加少量的氟苯、環(huán)己基苯、環(huán)己基氟苯等，抑制硅等負(fù)極活性物質(zhì)與非水電解液的反應(yīng)。然而，需要進(jìn)一步抑制與電解液的反應(yīng)、進(jìn)一步提高充放電循環(huán)特性。

如下所述，本發(fā)明使用含有三氟甲基苯和二異氰酸鹽化合物的非水電解液。

在專利文獻(xiàn)2中，公開有使用含有二異氰酸鹽化合物的電解液的非水電解質(zhì)二次電池。然而，絲毫沒有公開與三氟甲基苯并用時的效果。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007-299543號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2007-242411號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明在于，提供一種非水電解質(zhì)二次電池和非水電解質(zhì)二次電池用非水電解液，即使在使用電位窗口狹窄、低粘度的溶劑的情況下，也能夠提高非水電解液的電化學(xué)穩(wěn)定性，并且抑制充放電時的非水電解液的副反應(yīng)，從而能夠抑制電池特性的降低的同時，也具有良好的高溫環(huán)境下的保存特性。

用于解決問題的技術(shù)方案

本發(fā)明的非水電解質(zhì)二次電池，包括含有正極活性物質(zhì)的正極、含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極和使溶質(zhì)溶解于非水類溶劑的非水電解液，上述非水電解質(zhì)二次電池的特征在于：在非水電解液中含有三氟甲基苯和二異氰酸鹽化合物，三氟甲基苯的含量在除溶質(zhì)之外的非水電解液中占5體積%以上。