[發明專利]電池用非水電解液、化合物、高分子電解質和鋰二次電池

有效

• 申請號: 201480018711.X
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN105103361B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 宮里將敬;藤山聰子;林剛史;小林剛史
• 申請（專利權）人: 三井化學株式會社
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;C01B35/14;C07F5/02;C07F9/09;C07F9/40;C07F19/00;H01M10/0565
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 金鮮英,李宏軒

技術領域

本發明涉及電池用非水電解液、化合物、高分子電解質以及用于便攜電子設備的電源、車載和電力儲存等的能夠充放電的鋰二次電池。

背景技術

近年來，鋰二次電池作為便攜電話、筆記本型個人電腦等電子設備、或電動汽車、電力儲存用的電源而廣泛使用。特別是最近，能夠搭載于混合動力汽車、電動汽車的高容量、高輸出并且能量密度高的電池的需求急劇擴大。

鋰二次電池主要由包含能夠吸留放出鋰的材料的正極和負極、以及包含鋰鹽和非水溶劑的非水電解液構成。

作為正極所用的正極活性物質，可使用例如，LiCoO₂、LiMnO₂、LiNiO₂、LiFePO₄那樣的鋰金屬氧化物。

此外，作為非水電解液，使用了在碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯等碳酸酯類的混合溶劑(非水溶劑)中混合了LiPF₆、LiBF₄、LiN(SO₂CF₃)₂、LiN(SO₂CF₂CF₃)₂那樣的Li電解質的溶液。

另一方面，作為負極所用的負極用活性物質，已知金屬鋰、能夠吸留和放出鋰的金屬化合物(金屬單質、氧化物、與鋰的合金等)、碳材料，特別是采用了能夠吸留、放出鋰的焦炭、人造石墨、天然石墨的鋰二次電池被實用化。

作為改善電池性能的嘗試，提出了例如使非水電解液含有以磷(P)和硼(B)作為構成元素的化合物(例如，參照日本特開2010-257616號公報)。

此外提出了，使用了包含磷元素的硼酸鹽化合物的電解電容器(例如，參照日本專利第2966451號公報)。

發明內容

發明所要解決的問題

然而，在日本特開2010-257616號公報中雖然記載了關于充放電循環后的特性，但是關于電池的初期電阻特性并沒有改善，需要進一步改良。此外，日本專利第2966451號公報中，關于包含磷元素的硼酸鹽化合物在電池(例如鋰二次電池)中的應用，沒有任何研究。

本發明是為了應對上述課題而提出的，本發明的目的是提供可以改善電池的初期電阻特性的電池用非水電解液、化合物和高分子電解質、以及初期電阻特性得到了改善的鋰二次電池。

用于解決課題的手段

本發明人對上述課題進行了深入研究，結果發現，通過對電池用的非水電解液加入特定的化合物，可以改善電池的初期電阻特性，從而完成了本發明。

即，用于解決上述課題的手段如下所述。

＜1＞一種電池用非水電解液，其含有下述通式(1)所示的化合物，

[化1]

在所述通式(1)～所述通式(4)中，A表示磷原子或P＝O，R表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基，X表示氫原子、烷基、芳基、堿金屬原子或所述通式(2)所示的基團，Y表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基、烷氧基、芳基氧基或所述通式(3)所示的基團，Z表示氫原子、烷基、芳基或OZ¹基，Z¹表示氫原子、烷基、芳基、堿金屬原子、所述通式(2)所示的基團或所述通式(4)所示的基團，M表示堿金屬原子，n表示1以上的整數，m表示1以上的整數，l表示1以上的整數；但是，通式(1)所示的化合物一分子中的n、m和l的合計為1～200的整數；在所述通式(2)～所述通式(4)中，＊表示結合位置。

＜2＞根據＜1＞所述的電池用非水電解液，所述通式(1)中的A、所述通式(3)中的A和所述通式(4)中的A都是P＝O。

＜3＞根據＜1＞或＜2＞所述的電池用非水電解液，所述通式(1)所示的化合物一分子中的n、m和l的合計為1～30的整數。

＜4＞根據＜1＞～＜3＞的任一項所述的電池用非水電解液，所述通式(1)中的n為1～10的整數，

所述通式(1)和所述通式(2)中的Y各自獨立地為氫原子、鹵原子、烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基，

所述通式(1)中的Z為氫原子、烷基、芳基或OZ¹基，Z¹為氫原子、烷基、芳基、堿金屬原子、所述通式(2)所示的基團。

＜5＞根據＜1＞～＜4＞的任一項所述的電池用非水電解液，所述通式(1)中的Z、所述通式(3)中的Z和所述通式(4)中的Z都是OZ¹基。