專利名稱：含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑及電解質(zhì)溶液、以及鋰離子二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠用于使用含氧酸鹽鋰(ォキソ酸塩リチゥム，lithium-containing oxoacid salts)作為正極活性物質(zhì)的鋰離子二次電池的含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑、含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶液以及鋰離子二次電池。
背景技術(shù)：
離子型液體(也稱為離子液體)是由陽(yáng)離子和陰離子組成的鹽，其是具有室溫附近以下的熔點(diǎn)的化合物，并且具有阻燃性、不揮發(fā)性、高度熱穩(wěn)定性等各種特性。作為這樣的離子型液體的ー個(gè)實(shí)例，已知有專利文獻(xiàn)I中記載的季銨鹽。根據(jù)該專利文獻(xiàn)的記載，該 季銨鹽中有I 4個(gè)取代基為烷氧基烷基，并且可以將這樣的離子型液體用作抗菌劑，陽(yáng)離子活性清洗劑，建筑物的保護(hù)、防腐及礦石精煉中的乳化剤，染色助劑。另外，由于離子型液體的阻燃性和熱穩(wěn)定性優(yōu)異，因此還可以考慮將其用于電化學(xué)器件的電解質(zhì)溶劑、例如鋰離子二次電池用電解質(zhì)溶劑用途。即，通過(guò)使用離子型液體作為電解質(zhì)溶劑，可以期待電化學(xué)穩(wěn)定性、即作為電池的安全性得到提高。實(shí)際上，作為使用了離子型液體作為電解質(zhì)溶劑的實(shí)例，已知有涉及季銨鹽的離子型液體的專利文獻(xiàn)2 4。但是，雖然在專利文獻(xiàn)2的權(quán)利要求書中記載了所含的季銨鹽中的I 4個(gè)取代基為烷氧基烷基，但實(shí)際上，在進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)的實(shí)施例中，僅僅列舉了僅I個(gè)取代基為烷氧基燒基的實(shí)例。因此，有2個(gè)以上取代基為燒氧基燒基的情況并未得到確認(rèn)。而且，在該實(shí)施例中得到確認(rèn)的鋰離子二次電池的正極活性物質(zhì)僅涉及鈷酸鋰一例。盡管鈷酸鋰已被廣泛用作鋰離子二次電池的正極活性物質(zhì)，但由于鈷為稀有金屬，因此其價(jià)格高昂。并且，由于鈷酸鋰的熱穩(wěn)定性差，因而存在遇高溫容易解吸氧并分解這樣的問(wèn)題?；诖?，亟待出現(xiàn)一種價(jià)格低廉且熱穩(wěn)定性優(yōu)異的正極活性物質(zhì)。近年來(lái)，作為可代替鈷酸鋰且滿足上述要求的正極活性物質(zhì)，磷酸鐵鋰、硅酸鐵鋰這類含氧酸鹽鋰(鋰的含氧酸鹽)備受矚目。含氧酸鹽鋰由價(jià)格較為低廉的元素構(gòu)成，并且其熱穩(wěn)定性也較為優(yōu)異。因此，期待將其作為二次電池的正極活性物質(zhì)時(shí)，成為一種價(jià)格低廉且安全性優(yōu)異、并且根據(jù)組成不同可獲得高容量的材料?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)昭58-10542號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :國(guó)際公開(kāi)號(hào)WO 02/076924A1專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)平4-349365號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)平11-207355號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題如上所述，雖然專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了使用離子型液體作為鋰離子二次電池的電解質(zhì)溶液的方案，但在專利文獻(xiàn)2中僅涉及了鋰離子二次電池的正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰的情況，既未公開(kāi)也未暗示在將含氧酸鹽鋰作為正極活性物質(zhì)時(shí)優(yōu)選哪種離子型液體。另外，在專利文獻(xiàn)3中，未記載可使用烷氧基烷基作為取代基；專利文獻(xiàn)4中也只是記載了僅取代基中的I個(gè)使用烷氧基烷基的情況。如上所述，到目前為止，還尚未發(fā)現(xiàn)在將含氧酸鹽鋰用作正極活性物質(zhì)時(shí)適宜使用的電解質(zhì)溶劑(離子型液體)。本發(fā)明鑒于上述背景而完成，因此，本發(fā)明的目的在于提供含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑、含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶液以及使用其的鋰離子二次電池，其中，所述含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑能夠用于以庫(kù)侖效率及放電容量?jī)?yōu)異的含氧酸鹽鋰作為正極活性物質(zhì)的鋰離子二次電池。解決問(wèn)題的方法第I發(fā)明提供ー種含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑，其被用于以含氧酸鹽鋰為正極活性物質(zhì)的鋰離子二次電池，其中，該電解質(zhì)溶劑具有銨離子，所述銨離子含有2個(gè)以上烷氧基烷基作為取代基。第2發(fā)明提供第I發(fā)明所述的含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑，其中，所述銨離子由下述通式(I)表示。[化學(xué)式I]
權(quán)利要求
1.ー種含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑，其被用于使用含氧酸鹽鋰作為正極活性物質(zhì)的鋰離子二次電池，其中，該電解質(zhì)溶劑具有銨離子，所述銨離子含有2個(gè)以上烷氧基烷基作為取代基。
2.權(quán)利要求I所述的含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑，其中，所述銨離子由下述通式(I)表示，
3.權(quán)利要求I或2所述的含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑，其中，所述銨離子由下述通式(2)表示，
4.權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑，其中，所述銨離子由下述通式(3)表示，
5.權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑，其中，所述銨離子由下述通式(4)表示，
6.權(quán)利要求2所述的含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑，其中，所述取代基R2是含3或4個(gè)碳的燒氧基燒基。
7.權(quán)利要求6所述的含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑，其中， 所述取代基R1是甲氧基こ基、甲氧基丙基或こ氧基こ基、或碳原子數(shù)為2 5的烷基， 所述取代基R2是甲氧基こ基或こ氧基こ基， 所述取代基R3及所述取代基R4是甲氧基こ基。
8.權(quán)利要求2 5中任一項(xiàng)所述的含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑，其中， 所述取代基R1是甲基或こ基， 所述取代基R2是こ基或丁基， 所述取代基R3是甲氧基こ基， 所述取代基も是甲氧基こ基或こ氧基こ基。
9.權(quán)利要求I 8中任一項(xiàng)所述的含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑，其中，所述烷氧基烷基具有碳原子數(shù)為I或2的末端烷基，并具有包含與N成鍵的碳原子的碳原子數(shù)為2的燒基。
10.ー種含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶液，其含有鋰鹽和權(quán)利要求I 9中任一項(xiàng)所述的電解質(zhì)溶剤。
11.一種鋰離子二次電池，其是至少使用正極材料、負(fù)極材料、隔板、電解質(zhì)溶液而形成的電池，其中， 所述正極材料含有含氧酸鹽鋰，并且，所述電解質(zhì)溶液包含權(quán)利要求I 9中任ー項(xiàng)所述的電解質(zhì)溶劑或權(quán)利要求10所述的電解質(zhì)溶液。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供庫(kù)侖效率及放電容量?jī)?yōu)異的含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶劑、含氧酸鹽鋰正極活性物質(zhì)用電解質(zhì)溶液及鋰離子二次電池，其中，所述電解質(zhì)溶劑是使用含氧酸鹽鋰作為正極活性物質(zhì)的鋰離子二次電池用電解質(zhì)溶劑。為此，本發(fā)明提供一種電解質(zhì)溶劑，其用于使用含氧酸鹽鋰作為正極活性物質(zhì)的鋰離子二次電池，其中，該電解質(zhì)溶劑具有銨離子，該銨離子含有2個(gè)以上烷氧基烷基作為其取代基。
文檔編號(hào)H01M10/0525GK102694205SQ20111007438
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者房少華, 楊立 申請(qǐng)人:昭榮化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社