二次電池用非水電解液和非水電解液二次電池的製作方法

2023-08-08 01:54:31 3

二次電池用非水電解液和非水電解液二次電池的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種二次電池用非水電解液，是含有電解質、溶劑和添加劑的二次電池用非水電解液，其特徵在於，上述添加劑含有下述式(1)所表示的化合物，上述化合物的含量相對於上述溶劑全體100質量份為0.05～10質量％。使用本發明的非水電解液二次電池的非水電解液二次電池，從低溫至高溫具有高充放電特性，進而具有較高的高溫特性和過充電特性。(式(1)中，R1和R2分別獨立地是氫原子、甲基或氨基，n是1、2或4，Y在n為1時是氫原子或1價有機基團，在n為2時是2價有機基團，在n為4時是4價有機基團)。
【專利說明】二次電池用非水電解液和非水電解液二次電池
【技術領域】
[0001]本發明涉及二次電池用非水電解液和非水電解液二次電池，更具體地說，涉及充放電特性優異的非水電解液二次電池、和在該非水電解液二次電池中使用的二次電池用非水電解液。
【背景技術】
[0002]近年來，以能夠吸藏或釋放金屬鋰或鋰離子的合金、或碳材料等作為負極活性物質，以化學式LiMO2 (M是過渡金屬)所表示的含鋰的過渡金屬氧化物或具有橄欖石結構的磷酸鐵鋰等作為正極材料的非水電解液二次電池，作為具有高能量密度的電池受到關注。
[0003]作為非水電解液中使用的電解液，通常使用在非質子性有機溶劑中溶解電解質LiPF6、LiBF4、LiClO4等鋰鹽而成的電解液。作為非質子性溶劑，通常使用碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等碳酸酯類、Y-丁內酯、乙酸甲酯等酯類、二乙氧基乙烷等醚類等。
[0004]進而，在專利文獻1、2中報告了，使用Li2B12FxZ12_x所表示的氟化十二硼酸鋰(式中，X為8以上12以下的整數，Z為H、Cl、或Br。)作為電解質，熱穩定性和過充電特性良好。
[0005]但現有技術中使用LiPF6或氟化十二硼酸鋰的電池，循環性等電池特性並不充分。可以想到的是，這是由於在負極側或正極側的電池充電中或高電壓下的放置中，電解液、特別是溶劑分解使電池劣化的緣故。於是，如非專利文獻I那樣想到了，使用能夠形成適合負極表面或正極表面的離子導電性保護膜的添加劑是有效的。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2007-87883號公報
[0009]專利文獻2:日本專利第4414306號公報
[0010]非專利文獻
[0011]非專利文獻1:GS News Technical Report2003 年 6 月第 62 卷 I 號
【發明內容】

[0012]發明要解決的課題
[0013]如上所述，為了改善鋰離子電池的充放電效率，已經提出了各種添加劑、溶劑、電解質，但低溫到高溫的充放電特性改善尚不充分。此外，Li2B12FxZ12_x所表示的氟化十二硼酸鋰，儘管高溫特性和過充電中的劣化抑制效果大，但循環特性等的充放電特性改善效果小。
[0014]本發明的目的在於，得到能夠改善非水電解液二次電池的從低溫到高溫的充放電特性的非水電解液，和使用該非水電解液得到的非水電解液二次電池。進而得到能夠大幅改善非水電解液二次電池的高溫特性和過充電特性的非水電解液，和使用該非水電解液的非水電解液二次電池。[0015]解決課題的手段[0016]實現上述目的的本發明，大體內容如下述【I】~【8】。[0017]【I】.一種二次電池用非水電解液，是含有電解質、溶劑和添加劑的二次電池用非水電解液，其特徵在於，[0018]上述添加劑含有下述式(I)所表示的化合物，[0019]
【權利要求】
1.一種二次電池用非水電解液，是含有電解質、溶劑和添加劑的二次電池用非水電解液，其特徵在於， 上述添加劑含有下述式(I)所表示的化合物，
2.如權利要求1所述的二次電池用非水電解液，其特徵在於，上述式(I)所表示的化合物是選自1，1-雙(丙烯醯氧基甲基)乙基異氰酸酯、Ν，Ν』_雙(丙烯醯氧基乙基)脲、2，2-雙(丙烯醯氧基甲基)乙基異氰酸酯二氧化乙烯、2，2-雙(丙烯醯氧基甲基)乙基異氰酸酯三氧化乙烯、四(丙烯醯氧基甲基)脲、2-丙烯醯氧基乙基異氰酸酯、巴豆酸甲酯、巴豆酸乙酯、氨基巴豆酸甲酯、氨基巴豆酸乙酯和巴豆酸乙烯基酯中的至少I種。
3.如權利要求1或2所述的二次電池用非水電解液，其特徵在於，上述電解質含有式Li2B12FxZ12^x所表示的氟化十二硼酸鋰和選自LiPF6和LiBF4中的至少I種， 上述氟化十二硼酸鋰的濃度相對於電解液全體為0.2mol/L以上，式Li2B12FxZ12_x中，X是8~12的整數，Z是H、Cl、或Br， 上述選自LiPF6和LiBF4中的至少I種的合計濃度相對於電解液全體為0.05mol/L以上。
4.如權利要求3所述的二次電池用非水電解液，其特徵在於，上述氟化十二硼酸鋰的含量A、與上述選自LiPF6和LiBF4中的至少I種的含量B之比A:B以摩爾比計為90:10~50:50。
5.如權利要求3或4所述的二次電池用非水電解液，其特徵在於，上述氟化十二硼酸鋰和上述選自LiPF6和LiBF4中的至少I種的合計摩爾濃度相對於電解液全體為0.3~1.5mol/L。
6.如權利要求3~5的任一項所述的二次電池用非水電解液,其特徵在於，上述式Li2B12FxZ12-x 中的 X 為 12。
7.如權利要求1~6的任一項所述的二次電池用非水電解液,其特徵在於,上述溶劑含有選自環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯中的至少I種。
8.—種非水電解液二次電池,其特徵在於,具備正極、負極、和權利要求1~7的任一項所述的二次電池用非水電解液。
【文檔編號】H01M10/0569GK103503219SQ201280020061
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年4月9日 優先權日:2011年4月27日
【發明者】齋藤俊介, 入江晃士, 獅獅倉利一, 波佐谷明男 申請人:昭和電工株式會社