專利名稱：非水電解液及非水電解質(zhì)電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非水電解液及使用該非水電解液的非水電解質(zhì)電池。
背景技術(shù)：
在從手機、筆記本電腦等的所謂的民用電源至汽車用等驅(qū)動用車載電源的廣泛的用途中，鋰二次電池等非水電解質(zhì)電池正在實用化。但是，近年對非水電解質(zhì)電池的高性能化的要求日益高漲，迫切期待改善電池特性。用于非水電解質(zhì)電池的電解液通常主要由電解質(zhì)和非水溶劑構(gòu)成。作為非水溶劑的主要成分，可使用:碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯等環(huán)狀碳酸酯；碳酸二甲酯或碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等鏈狀碳酸酯；Y -丁內(nèi)酯、Y -戊內(nèi)酯等環(huán)狀羧酸酯等。另外，為了改善這樣的非水電解質(zhì)電池的負載特性、循環(huán)特性、保存特性等電池特性，提高過充電時電池的安全性，對非水溶劑和電解質(zhì)進行了各種研究。專利文獻I提出的方案是:通過在電解液中混合在電池的最大工作電壓以上的電池電壓下發(fā)生聚合的添加劑，提高電池的內(nèi)部電阻以保護電池；專利文獻2提出的方案是:通過在電解液中混合在電池的最大 工作電壓以上的電池電壓下聚合而產(chǎn)生氣體和壓力的添加劑，以使為了過充電保護而設(shè)置的內(nèi)部電切斷裝置可靠地工作。另外，公開了作為這些添加劑的聯(lián)苯、噻吩、呋喃等芳香族化合物。此外，專利文獻3提出了一種非水電解質(zhì)二次電池系統(tǒng)，該非水電解質(zhì)二次電池系統(tǒng)包括:為了抑制使用聯(lián)苯或噻吩時電池特性的降低，向非水電解液中添加0.Γ20重量％范圍的苯基環(huán)己烷的非水電解質(zhì)二次電池；以及可以感知電池溫度的升高并切斷充電電路的充電控制系統(tǒng)。另一方面，專利文獻4提出的方案是:通過使用選自碳酸甲基苯基酯等具有苯基的碳酸酯類、酯類、醚類中的有機溶劑，提高碳電極與電解液的親和性，從而實現(xiàn)鋰離子電池的小型化、高性能化、和生產(chǎn)性能的提高。專利文獻5提出的方案是:為了提高循環(huán)特性，向電解液中添加磷酸三酯。另外，為了抑制首次充放電效率的降低，并抑制在高溫保存時電池的膨脹，專利文獻6提出了一種電解質(zhì)，該電解質(zhì)含有溶劑，所述溶劑分別含有0.5質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以下的碳酸二苯酯、和0.5質(zhì)量％以上且5質(zhì)量％以下范圍內(nèi)的不飽和化合物的環(huán)狀碳酸酯，作為不飽和化合物的環(huán)狀碳酸酯，優(yōu)選乙烯基碳酸乙烯酯。專利文獻1:日本特開平9-106835號公報專利文獻2:日本特開平9-171840號公報專利文獻3:日本特開2002-50398號公報專利文獻4:日本特開平8-293323號公報
專利文獻5:日本特開平7-114940號公報專利文獻6:日本特開2005-322634號公報
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，近年來對電池的高性能化的要求日益高漲，迫切期待以高維數(shù)實現(xiàn)高容量、高溫保存特性、循環(huán)特性。作為電池高容量化的方法，正在研究在有限的電池體積中裝填盡可能多的活性物質(zhì)，例如，通常采用對電極的活性物質(zhì)層進行加壓進行高密度化的方法、或極力減少電池內(nèi)部的活性物質(zhì)以外的物質(zhì)所占的體積(例如電解液量)的設(shè)計。但是，如果對電極的活性物質(zhì)層進行加壓而進行高密度化、或者使電解液量減少，則不能均勻地使用活性物質(zhì)。由此，容易產(chǎn)生如下問題:因不均勻的反應(yīng)而導致部分鋰析出或加速活性物質(zhì)的劣化，從而無法得到充分的特性。另外，還會產(chǎn)生如下問題:通過高容量化而使電池內(nèi)部的空隙減少，從而在電解液分解產(chǎn)生少量氣體時，電池內(nèi)壓會顯著升高。特別地，在非水電解質(zhì)二次電池中，在作為停電時的備用電源或便攜儀器的電源使用的絕大多數(shù)情況下，為了補充電池的自放電通常會供給微弱的電流，從而處于不斷充電的狀態(tài)。在這樣的連續(xù)充電狀態(tài)中，電極活性物質(zhì)的活性通常處于較高的狀態(tài)，同時由于儀器的發(fā)熱，加速電池容量的降低，從而容易導致電解液分解并產(chǎn)生氣體。如果產(chǎn)生大量的氣體，則在感知過充電等異常引起的內(nèi)壓異常升高而使安全閥工作的電池中，有時安全閥會進行工作。另外，對于沒有安全閥的電池，由于產(chǎn)生的氣體的壓力，電池會發(fā)生膨脹，有時會導致電池自身無法使用。就專利文獻廣4和6中記載的使用電解液的非水電解質(zhì)二次電池而言,在上述這樣的情況下，由于其高溫保存特性下降，因此還不是滿足要求的產(chǎn)品。另外,就專利文獻5中記載的使用電解液的非水電解質(zhì)二次電池而言,從提高過充電時的安全性這一點來看，其還不是可以滿足要求的產(chǎn)品。解決問題的方法本發(fā)明就是鑒于上述目前的實際狀況而作成的，其目的在于提供一種非水電解液，該非水電解液可以使非水電解質(zhì)電池實現(xiàn)充分提高過充電時的安全性、并且具有高容量、以及優(yōu)異的高溫保存特性和循環(huán)特性；還提供一種使用上述非水電解液并可以實現(xiàn)小型化的高性能的非水電解質(zhì)電池。本發(fā)明人為了實現(xiàn)上述目的而反復進行了各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使電解液中含有特定的化合物，可以解決上述問題，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明的要點如下所示。(I) 一種包含電解質(zhì)和非水溶劑的非水電解液，該非水電解液含有下述㈧1D)中的任一種:(A)含有下述通式(I)表示的化合物，并且還含有選自具有C=C不飽和鍵的環(huán)狀碳酸酯、具有氟原子的環(huán)狀碳酸酯、單氟磷酸鹽及二氟磷酸鹽中的至少I種化合物的非水電解液(第I實施方式)，[化學式I]
權(quán)利要求
1.一種包含電解質(zhì)和非水溶劑的非水電解液，該非水電解液含有下述(B)、⑶中的任一種: (B)含有下述通式(2)表示的化合物的非水電解液:
2.權(quán)利要求1所述的非水電解液，其中，所述非水電解液(B)含有選自具有C=C不飽和鍵的環(huán)狀碳酸酯、具有氟原子的環(huán)狀碳酸酯、單氟磷酸鹽及二氟磷酸鹽中的至少一種化合物。
3.權(quán)利要求1或2所述的非水電解液，其中，所述非水電解液(B)含有上述通式(2)表示的化合物，且其在非水電解液⑶中所占的比例為0.0Ol重量％以上且小于10重量％。
4.權(quán)利要求2或3所述的非水電解液，其中，所述非水電解液(B)含有選自具有C=C不飽和鍵的環(huán)狀碳酸酯、具有氟原子的環(huán)狀碳酸酯、單氟磷酸鹽及二氟磷酸鹽中的至少一種化合物，且其在非水電解液⑶中所占的比例為0.001重量％以上且10重量％以下。
5.權(quán)利要求2 4中任一項所述的非水電解液，其中，在所述非水電解液(B)中，非水溶劑含有選自碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的環(huán)狀碳酸酯、非對稱鏈狀碳酸二烷基酯、和對稱鏈狀碳酸~■燒基酷。
6.權(quán)利要求1所述的非水電解液，其中，在所述非水電解液(D)中，磷酸酯化合物和羧酸酯化合物中的至少一種的總量在非水電解液(D)中所占的比例為0.001重量％以上且小于10重量％。
7.權(quán)利要求1所述的非水電解液，其中，在上述非水電解液(D)中，含有三(4-叔丁基苯基)磷酸酯作為具有取代有任選具有取代基的烷基的苯基的磷酸酯化合物。
8.權(quán)利要求1所述的非水電解液，其中，在上述非水電解液(D)中，含有磷酸三(4-叔丁基苯基)酯作為具有取代有任選具有取代基的烷基的苯基的磷酸酯化合物，并且還含有碳酸亞乙烯酯。
9.權(quán)利要求1所述的非水電解液，其中，在上述非水電解液(D)中，含有磷酸三(4-叔丁基苯基)酯作為具有取代有任選具有取代基的烷基的苯基的磷酸酯化合物，并且還含有二氟磷酸鹽。
10.一種非水電解質(zhì)電池，其包含:能夠吸留和放出鋰離子的負極和正極；以及非水電解液，其中，所述非水 電解液為權(quán)利要求1、中任一項所述的非水電解液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非水電解液，該非水電解液可以使非水電解質(zhì)電池實現(xiàn)充分提高過充電時的安全性、并且具有高容量、以及優(yōu)異的高溫保存特性和循環(huán)特性；還提供一種使用該非水電解液的非水電解質(zhì)電池。所述非水電解液包含電解質(zhì)和非水溶劑非水電解液，且含有下述通式(1)表示的化合物，還含有選自具有C=C不飽和鍵的環(huán)狀碳酸酯、具有氟原子的環(huán)狀碳酸酯、單氟磷酸鹽及二氟磷酸鹽中的至少1種的化合物。通式(1)中，R1表示任選具有鹵原子和苯基中的至少之一的碳原子數(shù)1~12的烷基，另外，R2~R6彼此獨立地表示氫原子或鹵原子。
文檔編號H01M10/0567GK103078137SQ201310009078
公開日2013年5月1日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者中川裕美子, 古田土稔, 野田大介, 木下信一 申請人:三菱化學株式會社