[發明專利]電解液、二次電池、電池組、電動車輛和電力存儲系統

無效

• 申請號: 201210372176.0
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103035944A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 井原將之;洼田忠彥
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01M10/0566
• 分類號: H01M10/0566;H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;李丙林

技術領域

本發明涉及電解液、使用該電解液的二次電池、使用該二次電池的電池組、使用該二次電池的電動車輛、使用該二次電池的電力存儲系統、使用該二次電池的電動工具和使用該二次電池的電子裝置。

背景技術

近年來，已經廣泛使用了如移動電話和個人數字助理（PDA）的各種電子裝置，并且已經強烈要求進一步減小電子裝置的尺寸和重量并實現它們的長壽命。因此，作為用于電子裝置的電源，已經開發了電池，特別是能夠提供高能量密度的小型且輕量化的二次電池。現如今，已經考慮將這種二次電池應用于由可附接且可拆卸地安裝在電子裝置等上的電池組、電動車輛如電動汽車、電力存儲系統如家用電力服務器、或電動工具如電鉆代表的各種其他應用。

作為二次電池，已經提出了通過利用各種充放電原理來獲得電池容量的二次電池。特別地，利用鋰作為電極反應物的鋰二次電池被認為是有前景的，因為與鉛電池、鎳鎘電池等相比，這種鋰二次電池提供更高的能量密度。鋰二次電池包括利用鋰離子的插入（嵌入，insertion）和提取（脫嵌，extraction）的鋰離子二次電池和利用鋰金屬的析出（precipitation）和溶解的鋰金屬二次電池。

二次電池包括正極、負極和電解液。電解液包含溶劑和電解質鹽。用作用于充電和放電反應的介質的電解液很大程度上影響二次電池的性能。因此，已經對電解液的組成進行了各種研究。

具體地，為了提高電化學特性，對使用具有吸電子基團如鹵素基團、氰基基團和硝基基團的環狀酯化合物進行了研究（例如，參見日本未審查專利申請公開號2005-038722、2006-019274和2009-117382）。環狀酯化合物的實例包括碳酸氟代亞乙酯、碳酸氰基亞乙酯（cyanoethylene?carbonate）、和碳酸硝基亞乙酯（nitroethylene?carbonate）。

發明內容

近年來，日益開發了應用二次電池的電子裝置等的高性能和多功能。因此，期望二次電池的電池特性的進一步改善。

期望提供能夠提供優異的電池特性的電解液、二次電池、電池組、電動車輛、電力存儲系統、電動工具和電子裝置。

根據本發明的實施方式，提供了包含由下面描述的式（1）表示的氰基環狀碳酸酯（含氰基的環狀碳酸酯，cyano?cyclic?ester?carbonate）的電解液，

其中R1至R3各自是氫基團、鹵素基團、氰基基團、一價烴基團、一價鹵代烴基團、一價含氧烴基團、和一價鹵代含氧烴基團（monovalent?halogenated?oxygen-containing?hydrocarbon?group）中的一種；R1至R3中的任意兩個以上可以彼此鍵合（結合，bond）；并且當氰基基團的總數為1時，R1至R3中的一個以上各自是鹵素基團、一價鹵代烴基團、或一價鹵代含氧烴基團。

根據本發明的實施方式，提供了二次電池，包括：正極；負極；和電解液，其中該電解液包括由下面描述的式（1）表示的氰基環狀碳酸酯，

其中R1至R3各自是氫基團、鹵素基團、氰基基團、一價烴基團、一價鹵代烴基團、一價含氧烴基團、和一價鹵代含氧烴基團中的一種；R1至R3中的任意兩個以上可以彼此鍵合；并且當氰基基團的總數為1時，R1至R3中的一個以上各自是鹵素基團、一價鹵代烴基團、或一價鹵代含氧烴基團。

根據本發明的實施方式，提供了電池組，包括二次電池；控制二次電池的使用狀態的控制部；和根據控制部的指令來切換二次電池的使用狀態的開關部（轉換部，切換部，switch?section），其中該二次電池包括正極、負極和電解液，且該電解液包括由下面描述的式（1）表示的氰基環狀碳酸酯，

其中R1至R3各自是氫基團、鹵素基團、氰基基團、一價烴基團、一價鹵代烴基團、一價含氧烴基團、和一價鹵代含氧烴基團中的一種；R1至R3中的任意兩個以上可以彼此鍵合；并且當氰基基團的總數為1時，R1至R3中的一個以上各自是鹵素基團、一價鹵代烴基團、或一價鹵代含氧烴基團。

根據本發明的實施方式，提供了電動車輛，包括：二次電池；將從二次電池供應的電力轉換為驅動力的轉換部；根據該驅動力來操作的驅動部；以及控制二次電池的使用狀態的控制部，其中該二次電池包括正極、負極和電解液，并且該電解液包括由下面描述的式（1）表示的氰基環狀碳酸酯，