二次電池用非水電解液及鋰離子二次電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及二次電池用非水電解液及鋰離子二次電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為用于鋰離子二次電池（以下也簡稱為"二次電池"）的非水電解液，提出有例 如由含氟溶劑、環(huán)狀碳酸酯化合物、環(huán)狀羧酸酯化合物及鋰鹽形成的非水電解液（參照專 利文獻(xiàn)1、2等）。
[0003] 通常，二次電池在使用時(shí)電池溫度因焦耳熱上升，如果電池溫度達(dá)到超過150°C的 高溫，則可能會(huì)發(fā)生熱失控而導(dǎo)致電池破損。作為發(fā)生熱失控的主要原因，已知電解液與正 極和負(fù)極反應(yīng)而由它們的分解產(chǎn)生的發(fā)熱。即，二次電池的溫度因焦耳熱到達(dá)電解液會(huì)與 正極和負(fù)極反應(yīng)而熱分解的溫度時(shí)，開始發(fā)生熱失控。因此，對(duì)于二次電池中使用的非水電 解液，重要的是與正極和負(fù)極的反應(yīng)性小，不易產(chǎn)生由與它們的反應(yīng)導(dǎo)致的發(fā)熱。
[0004] 此外，對(duì)于二次電池，一直進(jìn)行著對(duì)需要更多能量的電動(dòng)汽車的車載電源等的應(yīng) 用的研宄。因此，對(duì)于非水電解液，要求在抑制熱失控的同時(shí)，循環(huán)特性、速率特性（b-卜 特性）等電池特性良好。
[0005] 根據(jù)以上的情況，希望與專利文獻(xiàn)1、2等以往的非水電解液相比，在獲得可抑制 熱失控的充分的穩(wěn)定性的同時(shí)，進(jìn)一步提高循環(huán)特性、速率特性等電池特性。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2008-192504號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2008-257988號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0011] 本發(fā)明的目的在于提供與正極和負(fù)極的反應(yīng)性更小，抑制二次電池的熱失控的穩(wěn) 定性良好，且循環(huán)特性、速率特性等電池特性也好的二次電池用非水電解液以及使用該二 次電池用非水電解液的鋰離子二次電池。
[0012] 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0013] 本發(fā)明具有以下的[1]~[17]的技術(shù)內(nèi)容。
[0014] [1]二次電池用非水電解液，它是由電解質(zhì)和液狀組合物形成的非水電解液，其 中，所述電解質(zhì)為鋰鹽，所述鋰鹽包括以下式（1)表示的化合物，所述液狀組合物包含含氟 溶劑（A)以及環(huán)狀羧酸酯化合物（B)，所述含氟溶劑（A)包括選自含氟醚化合物、含氟鏈狀 羧酸酯化合物和含氟鏈狀碳酸酯化合物的至少1種；
[0015] [化 1]
[0016]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 二次電池用非水電解液，它是由電解質(zhì)和液狀組合物形成的非水電解液，其特征在 于， 所述電解質(zhì)為鋰鹽， 所述鋰鹽包括以下式（1)表示的化合物， 所述液狀組合物包含含氟溶劑（A)以及環(huán)狀羧酸酯化合物（B)，所述含氟溶劑（A)包 括選自含氟醚化合物、含氟鏈狀羧酸酯化合物和含氟鏈狀碳酸酯化合物的至少1種； [化1]
式中，M為硼原子或磷原子，R1為可具有取代基的碳數(shù)1~10的亞烷基，X為鹵素原子， η為0~4的整數(shù)，m為0或l，p為1或2〇
2. 如權(quán)利要求1所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述非水電解液中的所 述含氟溶劑（A)的含量為30~80質(zhì)量％。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述環(huán)狀羧酸酯化合 物⑶的總摩爾數(shù)Nb與源自所述鋰鹽的鋰原子的總摩爾數(shù)N u的比例NB/NUS 1. 5~8. 0。
4. 如權(quán)利要求1~3中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述以式 (1)表示的化合物包括選自以下式（1-1)~（1-5)表示的化合物的至少1種， [化2] 〇
5. 如權(quán)利要求1~4中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述非水 電解液中的所述以式（1)表示的化合物的含量為0. 01~10質(zhì)量％。
6. 如權(quán)利要求1~5中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述含氟 醚化合物為選自以下式（2)表示的化合物和以下式（3)表示的化合物的至少1種； [化3]
式中，R2和R 3分別獨(dú)立為碳數(shù)1~10的烷基、碳數(shù)3~10的環(huán)烷基、碳數(shù)1~10的 氟代烷基、碳數(shù)3~10的氟代環(huán)烷基、含醚性氧原子的碳數(shù)2~10的烷基或者含醚性氧原 子的碳數(shù)2~10的氟代烷基，R2和R 3中的至少一方為碳數(shù)1~10的氟代烷基、碳數(shù)3~ 10的氟代環(huán)烷基或者含醚性氧原子的碳數(shù)2~10的氟代烷基； Y為碳數(shù)1~5的亞烷基、碳數(shù)1~5的氟代亞烷基、含醚性氧原子的碳數(shù)2~5的亞 烷基或者含醚性氧原子的碳數(shù)2~5的氟代亞烷基。
7. 如權(quán)利要求1~6中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述環(huán)狀 羧酸酯化合物（B)為選自以下式（6)表示的化合物的至少1種； [化4]
式中，R8~R13分別獨(dú)立為氫原子、氟原子、氯原子、碳數(shù)1~2的烷基、碳數(shù)1~2的氟 代烷基或者含醚性氧原子的碳數(shù)2~3的烷基；q為0~3的整數(shù)。
8. 如權(quán)利要求1~7中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述含氟 醚化合物為選自 CF3Ch2OCF2CHF2、CF3CH 2OCF2CHFCF3、CHF2CF2CH 2OCF2CHF2、Ch3CH2CH 2OCF2CHF2、 CH3CH2OCF2CHFjP CHF 2CF2CH20CF2CHFCF3 的至少 1 種。
9. 如權(quán)利要求1~8中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述含氟 溶劑（A)包括所述含氟醚化合物。
10. 如權(quán)利要求1~9中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述環(huán) 狀羧酸酯化合物（B)為選自γ-丁內(nèi)酯和γ-戊內(nèi)酯的至少1種。
11. 如權(quán)利要求1~10中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述鋰 鹽包括LiPF6。
12. 如權(quán)利要求1~11中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述鋰 鹽中的所述以式（1)表示的化合物的含量為0.05~95mol%。
13. 如權(quán)利要求1~12中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述非 水電解液中，環(huán)狀羧酸酯化合物（B)的質(zhì)量相對(duì)于選自環(huán)狀碳酸酯化合物、不含氟原子的 鏈狀碳酸酯化合物和不含氟原子的鏈狀羧酸酯化合物的至少1種化合物（C)的總質(zhì)量的比 例在30質(zhì)量％以下。
14. 如權(quán)利要求1~13中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述非 水電解液中的不含氟原子的鏈狀碳酸酯化合物的含量在20質(zhì)量％以下。
15. 如權(quán)利要求1~14中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述非 水電解液中的所述鋰鹽的含量為0. 5~I. 8moI/L。
16. 如權(quán)利要求1~15中的任一項(xiàng)所述的二次電池用非水電解液，其特征在于，所述非 水電解液中的所述環(huán)狀羧酸酯化合物（B)的含量為4~60質(zhì)量％。
17. 鋰離子二次電池，其特征在于，具有正極、負(fù)極、權(quán)利要求1~16中的任一項(xiàng)所述的 二次電池用非水電解液，所述正極以可吸藏和釋放鋰離子的材料為活性物質(zhì)，所述負(fù)極以 選自金屬鋰、鋰合金以及可吸藏和釋放鋰離子的碳材料的至少1種為活性物質(zhì)。
【專利摘要】本發(fā)明提供與正極和負(fù)極的反應(yīng)性小，抑制二次電池的熱失控的穩(wěn)定性良好，循環(huán)特性和速率特性等電池特性良好的二次電池用非水電解液以及使用該二次電池用非水電解液的鋰離子二次電池。包含包括二氟(乙二酸合)硼酸鋰等特定絡(luò)合物的鋰鹽，包括選自含氟醚化合物、含氟鏈狀羧酸酯化合物和含氟鏈狀碳酸酯化合物的至少1種的含氟溶劑(A)，以及環(huán)狀羧酸酯化合物(B)的二次電池用非水電解液；使用該二次電池用非水電解液的鋰離子二次電池。
【IPC分類】H01M10-0568, H01M10-052, H01M10-0569
【公開號(hào)】CN104737356
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380054978
【發(fā)明人】小野崎祐, 巖谷真男
【申請(qǐng)人】旭硝子株式會(huì)社
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年10月21日
【公告號(hào)】EP2911231A1, US20150171476, WO2014065246A1