[發明專利]電解液、及鋰離子二次電池

有效

• 申請號: 201480018952.4
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN105074995B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 瓶子克;豊川卓也
• 申請（專利權）人: 積水化學工業株式會社
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/052;H01M10/0569
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明涉及一種能夠用于鋰離子二次電池的電解液、及鋰離子二次電池。本申請基于2013年8月21日在日本申請的日本特愿2013-171605號而主張優先權，并將其內容引用于此。

背景技術

伴隨筆記本型個人電腦、移動電話、電動汽車等市場的急速擴大，尋求高能量密度的二次電池。作為得到高能量密度的二次電池的方法，開發有使用容量大的負極材料的方法和使用高電位的正極的方法等。現有的一般的鋰離子二次電池的電壓多為3.5～4.2V。但是，使用有高電位的正極的鋰離子二次電池具有4.5V以上的電位，可期待能量密度的提高。并且，通過與容量大的負極組合，可實現進一步的高容量化。

但是，若使用高電位的正極，則存在由于電解液分解而引起電池性能降低的問題。作為抑制該電解液分解的方法，例如在專利文獻1中公開有一種在電解液中添加具有1-丙烯氧基的脂肪族化合物等的方法。在專利文獻2中公開有在電解液中加入特定的氟化鏈狀醚，記載有可賦予電解液的流動性。在專利文獻3中公開有一種在電解液中含有特定的化學式表示的乙烯基硼酸化合物的非水電解液，記載有低溫充放電時的放電容量良好。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-26180號公報

專利文獻2：WO2012-141301號公報

專利文獻3：日本特開2011-210651號公報

發明內容

發明所要解決的問題

然而，在將專利文獻1中所公開的脂肪族化合物用作鋰離子二次電池的電解液的添加劑的情況下，產生伴隨二次電池的充放電循環容量降低強烈的問題。另外，要求伴隨使用有專利文獻2～3中所公開的電解液的二次電池充放電循環的容量維持率提高。

本發明是鑒于上述情況而完成的，其要解決的問題在于提供一種即使在將鋰離子二次電池的使用電壓設為比現有的3.5～4.2V高的4.5V以上的情況下，伴隨其充放電循環的容量降低也比現有減少的電解液、及具備該電解液的鋰離子二次電池。

用于解決問題的技術方案

本發明人等著眼于在電解液中添加含氟的醚化合物。使用現有的鋰離子二次電池中所使用的含氟的醚化合物(例如參照日本特開平11-26015號公報)評價溶解性及在比目前嚴苛的使用條件(45℃、1.5V-4.5V的充放電循環)下的電池特性，結果無法得到令人滿意的結果。

本發明人等進行了潛心研究，發現鍵合于含氟的醚化合物的氧原子的2個烷基中，一個烷基的碳原子數為1個，且另一個烷基的碳原子數為3～8時，非水溶劑中的溶解性優異，并且，通過對取代兩個烷基的氫原子的氟原子數進行調整，可減少伴隨鋰離子二次電池的充放電循環的容量降低，以至完成了本發明。即，本發明提供以下的方案。

[1]一種電解液，其含有非水性溶劑、鋰鹽、和下述通式(I)所示的含氟的醚化合物，

[化學式1]

R¹-O-R²…(I)

[式中，R¹表示碳原子數為3～8的烷基，R²表示碳原子數為1的烷基，鍵合于烷基R¹上的氫原子中的至少6個被氟原子取代，鍵合于烷基R²上的氫原子中的至少1個被氟原子取代]。

[2]根據上述[1]所述的電解液，其中，所述含氟的醚化合物的含量相對于所述電解液的總量為1～60體積％。

[3]根據上述[1]或[2]所述的電解液，其中，所述非水性溶劑為碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合溶劑。

[4]根據上述[1]或[2]所述的電解液，其中，所述非水性溶劑為氟代碳酸乙烯酯(FEC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合溶劑。

[5]根據上述[4]所述的電解液，其中，所述FEC的含量相對于所述非水性溶劑的總量為30～70體積％。

[6]根據上述[1]～[5]中任一項所述的電解液，其進一步含有下述通式(B-1)所示的硼類化合物，

[化學式2]

[式中，R³表示碳原子數為1～4的烷基或碳原子數為2～4的鏈烯基，R⁴表示碳原子數為1～4的烷基]。

[7]根據上述[6]所述的電解液，其中，所述硼類化合物的含量相對于所述電解液的總量為0.01～5質量％。

[8]根據上述[6]或[7]所述的電解液，其中，所述硼類化合物的含量相對于所述含氟的醚化合物100質量份為5質量份以下。