[發明專利]非水二次電池和用于所述非水二次電池中的阻燃劑

有效

• 申請號: 201210222297.7
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102856586A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 內海久幸
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/05
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊海榮;穆德駿

技術領域

本發明涉及一種非水二次電池和用于所述電池中的阻燃劑。更特別地，本發明涉及一種具有優異電池性能的高安全性非水二次電池和用于所述電池中的阻燃劑。

背景技術

近年來，電子裝置的小型化和輕量化已經有了顯著的進展，且伴隨所述進展，要求用于這種電子裝置的二次電池具有更高的能量密度。能夠滿足所述要求的二次電池的實例是利用非水電解液的二次電池(在下文中，稱為非水二次電池)如鋰離子二次電池。

所述非水電解液包含電解質鹽如鋰鹽和非水溶劑。期望所述非水溶劑在無論何種工作環境下均具有高介電常數和高氧化電位、且在電池中穩定。

作為這種非水溶劑，使用了非質子溶劑，且其已知的實例包括高介電常數溶劑如包括碳酸亞乙酯和碳酸亞丙酯的環狀碳酸酯、以及包括γ-丁內酯的環狀羧酸酯；以及低粘度溶劑如包括碳酸二乙酯和碳酸二甲酯的鏈狀碳酸酯、和包括二甲氧基乙烷的醚。通常，將高介電常數溶劑和低粘度溶劑組合使用。

然而，由于涉及由電池破損或任何其它原因引起的內壓提高的缺陷，所以非水二次電池可能遭受非水電解液的泄露。非水電解液的泄漏可能導致正極和負極之間的短路，從而導致發生著火或燃燒。其還可能導致在非水二次電池中產生熱，從而導致有機溶劑基非水溶劑的蒸發和/或分解而產生氣體。在某些情況下，所產生的氣體著火或者引起非水二次電池破裂。為了解決上述問題，已經對通過向非水電解液中添加阻燃劑而賦予阻燃性進行了研究。

作為阻燃劑，已經提出了膦腈衍生物、偶氮二(異丁腈)(AIBN)和咪唑化合物。然而，當增加這些阻燃劑的量以提高阻燃性時，它們會使得電池性能劣化。因此，本發明人提出使用環狀含氮化合物作為阻燃劑(WO?2009/157261)。

發明內容

因此，根據本發明的一方面，提供一種非水二次電池，其包含：正極；負極；及非水電解液，其中所述非水電解液含有：由通式(1)表示的環狀含氮化合物和由通式(2)表示的胺衍生物：

其中X表示源自鏈狀飽和烴且碳原子數為1～5的任選支化的二價基團、=C=CH₂、=C=O、=C=S=O、=O或=S；A₁和A₂可以相同或不同且各自表示任選取代的亞甲基、=C=O或=SO₂；

其中R₅～R₇可相同或不同且各自表示氫原子或任選取代的低級烷基、低級烯基、低級烷氧基、低級烷基羰基氧基、低級烷基羰基、低級環烷基或芳基。

根據本發明的另一方面，提供一種非水二次電池用阻燃劑，其包含：由通式(1)表示的環狀含氮化合物和由通式(2)表示的胺衍生物：

其中X表示源自鏈狀飽和烴且碳原子數為1～5的任選支化的二價基團、=C=CH₂、=C=O、=C=S=O、=O或=S；A₁和A₂可以相同或不同且各自表示任選取代的亞甲基、=C=O或=SO₂；

其中R₅～R₇可相同或不同且各自表示氫原子或任選取代的低級烷基、低級烯基、低級烷氧基、低級烷基羰基氧基、低級烷基羰基、低級環烷基或芳基。

根據下文中給出的詳細說明，本發明的這些和其他目的將變得更加顯而易見。然而，應理解，盡管示出了本發明的優選實施方式，但是詳細說明和具體實例僅是通過例示給出，因為根據這種詳細說明，在本發明主旨和范圍內的各種變化和修正對于本領域的技術人員是顯而易見的。

具體實施方式

在WO?2009/157261中公開的含有環狀含氮化合物的非水二次電池用阻燃劑，因通過異常溫升中的熱分解所產生的氮氣的作用而顯現了充分的阻燃性。因此，即使在WO?2009/157261中公開的技術也能夠提供充分的阻燃性而不會劣化電池性能。然而，近年來，對非水二次電池的安全性的要求已經提高，因此期望進一步抑制電池性能的劣化并進一步提高阻燃性。