非水電解液和電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題在于提供一種能夠制成對于高溫和高電壓的耐久性優(yōu)異的電池的非水電解液。本發(fā)明為一種非水電解液，其特征在于，包含：（i）通式（1）：X－R－SO2F（1）（式中，R為可以含有醚鍵的、一部分氫原子可以被氟原子取代的、碳原子數(shù)1～12的直鏈或支鏈的亞烷基，X為羧酸衍生物基團。）所示的化合物、（ii）非水溶劑和（iii）電解質(zhì)鹽。
【專利說明】非水電解液和電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適于在要求對于高溫和高電壓的耐久性的領(lǐng)域中適合使用的電池的非水電解液、以及具備該非水電解液的電池。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年來的電氣制品的輕量化、小型化，具備高能量密度的鋰離子二次電池的開發(fā)不斷發(fā)展。另外，隨著鋰離子二次電池的應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，迫切希望電池特性的改善。
[0003]例如，專利文獻(xiàn)I中，以提供電池化學(xué)的特性優(yōu)異的鋰二次電池為目的，公開了含有苯磺酰氟、對甲苯磺酰氟的鋰二次電池用電解液。
[0004]專利文獻(xiàn)2以提供即使在高溫中也安全的電池特性高的非水電解液二次電池為目的，公開了使用包含乙酰氯、乙烷酰氯等與醇反應(yīng)的化合物的非水電解液的二次電池。
[0005]專利文獻(xiàn)3和4中，研究了用于抑制氣體發(fā)生、提高連續(xù)充電特性和高溫保存特性的添加物，公開了作為添加物使用甲基磺酰氟、(SO2F) - C3H6 - (SO2F)的電解液。
[0006]專利文獻(xiàn)5中，作為以提高保存特性和循環(huán)特性為目的的電解液，公開了含有Ch3OCOCF2CF2SO2F所示的砜化合物、作為溶劑使用碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的電解液。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2002 - 359001號公報
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開2002 - 21412號公報
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開2006 - 49152號公報
[0012]專利文獻(xiàn)4:日本特開2006 - 49112號公報
[0013]專利文獻(xiàn)5:日本特開2008 - 146983號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明所要解決的課題
[0015]然而，電動汽車和混合動力電動汽車等中所使用電池，要求有更優(yōu)異的對于高溫和高電壓的耐久性，以往的電池的性能并不能說充分。
[0016]本發(fā)明的課題在于提供一種能夠制成對于高溫和高電壓的耐久性優(yōu)異的電池的非水電解液。
[0017]用于解決課題的方法
[0018]本發(fā)明的發(fā)明人為了解決上述課題而反復(fù)各種研究，其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過使用含有特定的化合物和特定的氟系溶劑的非水電解液，能夠制成對于高溫和高電壓的耐久性優(yōu)異的電池，從而完成了本發(fā)明。
[0019]S卩，本發(fā)明為一種非水電解液，其特征在于，包含:(i)通式(I)所示的化合物、
(ii)非水溶劑和(iii)電解質(zhì)鹽，
[0020]通式(I):[0021]X-R- SO2F (I)
[0022](式中，R為可以含有醚鍵的、一部分氫原子可以被氟原子取代的、碳原子數(shù)I?12的直鏈或支鏈的亞烷基，X為羧酸衍生物基團。)
[0023]本發(fā)明還為一種電池，其特征在于具備正極、負(fù)極和上述非水電解液。
[0024]發(fā)明的效果
[0025]本發(fā)明的非水電解液通過具有上述構(gòu)成，能夠制成對于高溫和高電壓的耐久性優(yōu)異的電池。另外，本發(fā)明的電池通過具備上述非水電解液，對于高溫和高電壓的耐久性優(yōu)
巳
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是實施例和比較例的電池特性試驗中制作的層壓電池的示意性組裝立體圖。
[0027]圖2是實施例和比較例的電池特性試驗中制作的層壓電池的示意性平面圖。
【具體實施方式】
[0028]本發(fā)明的非水電解液包含(i )通式(I)所示的化合物、(i i )非水溶劑、和(i i i )電
解質(zhì)鹽。
[0029]通式(I):X — R — SO2F (I)
[0030](式中，R為可以包含醚鍵的、一部分氫原子可以被氟原子取代的、碳原子數(shù)I?12的直鏈或支鏈的亞烷基，X為羧酸衍生物基團。)
[0031]以往，已知有添加了具有一SO2F基的化合物的電解液，但僅具有一SO2F基，高溫時的容量維持率、恢復(fù)率等高溫耐久性、對于高電壓的耐久性并不充分。
[0032]本發(fā)明的非水電解液通過包含具有一 SO2F基和羧酸衍生物基團這兩者的化合物(i)，能夠構(gòu)成對于高溫和高電壓的耐久性優(yōu)異的電池。這樣的電池例如能夠在45°C以上的高溫中使用，在60°C以上的高溫中也顯示良好的循環(huán)特性。另外，在85°C以上的高溫中也能夠使用。
[0033]從進(jìn)一步提高對于高溫和高電壓的耐久性的觀點考慮，通式(I)中，R優(yōu)選為可以含有醚鍵的碳原子數(shù)I?12的含氟亞烷基。更優(yōu)選為可以含有醚鍵的碳原子數(shù)I?8的全氟烷基。其中，本說明書中的“醚鍵”為一 O—所示的鍵。
[0034]作為R，具體而言，優(yōu)選為
[0035]— CF2 —、
[0036]— CF2CF2 —、
[0037]— CF (CF3) — O — CF2CF2 —、
[0038]— CF2O — CF2CF2 —、
[0039]— CF2OCF (CF3) CF2O — CF2CF2 —或
[0040]— CFHCF2O — CF (CF3CF2O — CF (CF3))—。
[0041]更優(yōu)選為
[0042]— CF2 —、
[0043]— CF2CF2 —、
[0044]— CF2O — CF2CF2 —或[0045]— CF2OCF (CF3) CF2O — CF2CF2 —。
[0046]通過上述X為羧酸衍生物基團，對于高溫和高電壓的耐久性優(yōu)異。從對于高溫和高電壓的耐久性進(jìn)一步提高的方面出發(fā)，優(yōu)選上述X為一 CONH2、一 CN、一 CON(CH3)2或一CON(C2H5)20
[0047]作為化合物(i)，具體而言，可以列舉:
【權(quán)利要求】
1.一種非水電解液，其特征在于，包含: (i)通式(1)所示的化合物、(i i )非水溶劑和(i i i )電解質(zhì)鹽， 通式(1): X-R- SO2F (1) 式中，R為可以含有醚鍵的、一部分氫原子可以被氟原子取代的、碳原子數(shù)I~12的直鏈或支鏈的亞烷基，X為羧酸衍生物基團。
2.如權(quán)利要求1所述的非水電解液，其特征在于: X 為一CONH2、一 CN、一 CON(CH3)2 或一CON(C2H5)215
3.如權(quán)利要求1或2所述的非水電解液，其特征在于: 非水溶劑(ii)為選自含氟環(huán)狀碳酸酯、含氟鏈狀碳酸酯和含氟醚中的至少I種的氟系溶劑。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的非水電解液，其特征在于: R為可以含有醚鍵的含氟亞烷基。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的非水電解液，其特征在于: R為可以含有醚鍵的全氟亞烷基。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的非水電解液，其特征在于: 非水電解液中的化合物(i )為0.01~20體積％。
7.—種電池,其特征在于,具備: 正極、負(fù)極和權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的非水電解液。
8.如權(quán)利要求7所述的電池，其特征在于: 正極是以下述式(2 -1)所示的鋰過渡金屬氧化物或下述式(2 - 2)所示的鋰過渡金屬氧化物作為正極活性物質(zhì)的電極， 式(2 — 1): LiaM12-(Hb)M2bO2 (2-1) M1 為 Mn、N1、V、Co 或 Fe，M2 為選自 Fe、Co、N1、Mn、Mg、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、V、Sr、Ca、In, Si, Ge和Ti中的至少I種，其中，0.4≤a≤1.2，O≤b≤0.6，M1與M2不同， 式(2 — 2): LicM32^dM4dO4 (2 — 2) M3 為 Mn、N1、V、Co、Al 或 Fe，M4 為選自 Fe、Co、N1、Mn、Mg、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、V、Sr、Ca、In、S1、Ge和Ti中的至少I種，其中，0.9≤c，0≤d≤L 5，M3與M4不同。
9.如權(quán)利要求8所述的電池，其特征在于: 充電電壓為4.30V以上。
10.權(quán)利要求7所述的電池，其特征在于: 正極是以下述式(3)所示的鋰過渡金屬磷酸化合物作為正極活性物質(zhì)的電極， 式(3): LieM5PfM6fPO4 (3) 式中，M5 為 Fe、V、N1、Co 或 Mn，M6 為選自 Fe、Co、N1、Mn、Mg、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、V、Sr、Ca、In、S1、Ge和Ti中的至少I種以上，其中，0.9≤e≤1.2，O≤f≤0.3，M5與M6不同。
【文檔編號】H01M4/505GK103858267SQ201280049215
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月4日
【發(fā)明者】高明天, 中園葵, 田枝真由子, 山內(nèi)昭佳 申請人:大金工業(yè)株式會社