[發明專利]電解液及具備該電解液的鋰離子二次電池

有效

• 申請號: 201480008985.0
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN104995785B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 水野弘行;平田和久;川瀨健夫;岡田出穗;勝山裕大;富永美和子;岡島正幸
• 申請（專利權）人: 株式會社日本觸媒
• 主分類號: H01M10/0568
• 分類號: H01M10/0568;H01M10/052;H01M10/0569
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 劉兵,嚴政

技術領域

本發明涉及電解液及具備該電解液的鋰離子二次電池。

背景技術

作為手機、個人電腦用電源，進而汽車用電源等，使用鋰離子二次電池等電池。此外，對于被用于該用途的電池，反復進行著以確保安全性、改善循環特性等提高各種特性為目的的研究。

例如，專利文獻1中公開了在由碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯組成的混合溶劑中以合計為1.1mol/L的方式溶解了4-氟-1,3-二氧戊環-2-酮(FEC)等鹵化碳酸酯以及作為電解質鹽的雙(氟磺酰基)亞胺鋰(LiFSI)和六氟化鋰的電解液，在該專利文獻1中，公開了通過并用LiFSI和鹵化碳酸酯，并且使LiFSI濃度為0.001mol/L～0.5mol/L，使得低溫區域及高溫區域中的循環特性提高的要旨。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2011-150958號公報

發明內容

如上所述，已經提出了在電解質鹽濃度為1.1mol/L以下提高循環特性的技術。然而，在超過1.1mol/L的高濃度電解質鹽的電解液中，使循環特性等的電池特性提高的技術尚屬未知。

本發明著眼于上述各種情況，其目的在于提供一種在電解質鹽濃度高的電解液中，難以產生循環特性降低且能夠提高電池的使用壽命性能的電解液以及使用該電解液的鋰離子二次電池。

可實現上述目的的本發明的電解液是指含有電解質鹽和溶劑的電解液，其要旨在于，所述電解質鹽濃度為超過1.1mol/L，所述電解質鹽含有下述通式(1)表示的化合物，并且，所述溶劑含有環狀碳酸酯。

(XSO₂)(FSO₂)NLi(1)

(通式(1)中，X表示氟原子、碳原子數為1-6的烷基或碳原子數為1-6的氟烷基。)

本發明的電解液優選進一步含有選自由下述通式(2)、通式(3)表示的化合物和六氟砷酸鋰組成的組中的至少一種化合物作為電解質鹽。

LiPF_a(C_mF_2m+1)_6-a(0≤a≤6、1≤m≤4)(2)

LiBF_b(C_nF_2n+1)_4-b(0≤b≤4、1≤n≤4)(3)

此外，本發明中，所述環狀碳酸酯和電解液中所含的鋰離子(合計量)的摩爾比(環狀碳酸酯/Li⁺)優選為1以上3以下。

本發明還包括使用了上述電解液的鋰離子二次電池。此時，鋰離子二次電池的平均放電電壓優選為3.7V以上。

根據本發明，在超過1.1mol/L的高電解質鹽濃度的電解液中，可期待提供難以產生循環特性劣化、能夠提高電池的使用壽命性能的電解液及使用了該電解液的鋰離子二次電池。

附圖說明

圖1為表示實驗例A的結果的圖。

圖2為表示實驗例C的結果的圖。

具體實施方式

1.電解液

本發明的電解液是指含有電解質鹽和溶劑的電解液，其特征在于，所述電解質鹽濃度超過1.1mol/L，所述電解質鹽含有下述通式(1)表示的化合物(以下有時稱為電解質鹽(1))，并且，所述溶劑含有環狀碳酸酯。

(XSO₂)(FSO₂)NLi(1)

(通式(1)中，X表示氟原子、碳原子數為1-6的烷基或碳原子數為1-6的氟烷基。)

本發明的電解液的電解質鹽濃度超過1.1mol/L。由于電解質鹽濃度越高電解液中存在的離子量也越多，因此也認為由離子傳導率的上升帶來的電池性能也提高。然而，由于電解質鹽濃度越高電解液的粘度也上升，實際中離子傳導率反而會降低。因此，以往電解質鹽以1.0mol/L左右的濃度使用。

然而，本發明的發明人等的研究的結果發現：電解液含有上述通式(1)表示的電解質鹽時，在超過1.1mol/L的高電解質鹽濃度區域，離子傳導率也難以降低，并且，難以產生循環特性的劣化，從而完成了本發明。