非水电解液及非水电解液二次电池制造技术

本发明专利技术提供防止过充电能力优异、即使经过充放电也能够维持小的内部电阻和高电容量的非水电解液、及使用了其的非水电解液二次电池，具体而言，提供一种非水电解液以及使用了该非水电解液的非水电解液二次电池，所述非水电解液的特征在于，其是使锂盐溶解在有机溶剂中而得到的非水电解液，其含有至少1种下述通式(1)所表示的化合物。通式(1)的详细内容如本说明书中所记载的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非水电解液二次电池，详细而言，涉及具有含有特定的化合物的非水电解液的非水电解液二次电池。
技术介绍
伴随着近年的便携用个人电脑、手提式摄像机、信息终端等便携电子设备的普及，具有高电压、高能量密度的非水电解液二次电池作为电源被广泛采用。此外，从环境问题的观点出发，一直在进行电池汽车或将电力用于动力的一部分的混合动力车的实用化。就非水电解液二次电池而言，为了提高非水电解液二次电池的稳定性和电特性，提出了非水电解液用的各种添加剂。作为这样的添加剂，提出了1,3-丙磺酸内酯(例如参照专利文献1)、碳酸乙烯基亚乙酯(例如参照专利文献2)、碳酸亚乙烯酯(例如参照专利文献3)、1,3-丙磺酸内酯、丁磺酸内酯(例如参照专利文献4)、碳酸亚乙烯酯(例如参照专利文献5)、碳酸乙烯基亚乙酯(例如参照专利文献6)等，其中，碳酸亚乙烯酯由于效果大而被广泛使用。认为这些添加剂在阳极的表面形成被称为SEI(SolidElectrolyteInterface：固体电解质膜)的稳定的被膜，通过该被膜覆盖阳极的表面，从而抑制电解液的还原分解。非水电解液二次电池如果因误操作等而供给过剩的电流，则有时超过规定的电压进行充电，这样的现象被称为过充电。过充电状态有时使非水电解液二次电池的安全性显著降低，因此逐渐具备若超过规定的电压则切断充电电流的机构。作为切断充电电流的机构之一，使用环己基苯等防止过充电剂。防止过充电剂是通过在二次电池达到过充电区域的电压时产生气体，并使电池的压力传感器感知而切断电流的结构。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭63-102173号公报专利文献2：日本特开平4-87156号公报专利文献3：日本特开平5-74486号公报专利文献4：日本特开平10-50342号公报专利文献5：美国专利第5626981号公报专利文献6：美国专利第6919145号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题因此，本专利技术的目的在于：提供防止过充电能力优异、即使经过充放电也能够维持小的内部电阻和高电容量的非水电解液、及使用了其的非水电解液二次电池。用于解决课题的手段本专利技术人等进行了深入研究，结果发现通过使用含有特定结构的化合物的非水电解液，能够实现上述目的，从而完成了本专利技术。即，本专利技术提供一种非水电解液，其特征在于，其是使锂盐溶解在有机溶剂中而得到的非水电解液，其含有至少1种下述通式(1)所表示的化合物。(式中，Ar表示苯环或萘环，Z表示R1O-S(＝O)2-、R12-S(＝O)2-、R1O-S(＝O)-或R12-S(＝O)-，R1表示具有取代基或未取代的碳原子数为1～20的烃基，R2表示卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、-SiR9R10R11、磷酸基、或者具有取代基或未取代的碳原子数为1～20的烃基，R12表示卤素原子或具有取代基或未取代的碳原子数为1～20的烃基，取代R1、R2及R12所表示的烃基的基团为卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、-SiR9R10R11或磷酸基，R1、R2及R12所表示的烃基中的亚烷基在-O-、-CO-、-OCO-、-COO-、-O-CO-O-、-NR-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR-CO-或-CO-NR-不相邻的条件下可以中断1～3次，R表示碳原子数为1～5的脂肪族烃基，在R2表示烃基时，R2与Ar键合的部位可以被-O-、-CO-、-OCO-、-COO-、-O-CO-O-、-NR-、-S-、-NR-CO-、-CO-NR-或-N＝中断，R9、R10及R11表示碳原子数为1～16的烃基，m及n分别表示1以上的整数，在Ar表示苯环时，m+n为6以下，在Ar表示萘环时，m+n为10以下，m为2以上时，Z可以相同也可以不同，n为2以上时，R2可以相同也可以不同。其中，n个R2中的至少一个为下述通式(2)或(3)所表示的基团。)(式中，R3、R4、R5及R6各自独立地表示具有取代基或未取代的碳原子数为1～18的烃基，取代R3、R4、R5及R6所表示的烃基的基团为卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、磺酸基、-SiR9R10R11或磷酸基，R3、R4、R5及R6所表示的烃基中的亚烷基在-O-、-CO-、-OCO-、-COO-、-O-CO-O-、-NR-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR-CO-或-CO-NR-不相邻的条件下可以中断1～3次，R表示碳原子数为1～5的脂肪族烃基，R7及R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、磺酸基、-SiR9R10R11或磷酸基，R9、R10及R11各自独立地表示碳原子数为1～16的烃基，其中，通式(2)及(3)以全部基团计碳原子数在3～20的范围内。)另外，本专利技术提供一种非水电解液二次电池，其特征在于，其具有可嵌入及脱嵌锂的阳极、含有过渡金属和锂的阴极、及使锂盐溶解在有机溶剂中而得到的非水电解液，其中，非水电解液是前述记载的非水电解液。另外，本专利技术提供一种化合物，其由下述通式(1’)所表示。(式中，Ar’表示苯环或萘环，Z’表示R1’O-S(＝O)2-、R12’-S(＝O)2-、R1’O-S(＝O)-或R12’-S(＝O)-，R1’表示具有取代基的碳原子数为1～20的烃基，R2’表示卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、-SiR9’R10’R11’、磷酸基、或者具有取代基或未取代的碳原子数为1～20的烃基，R12’表示卤素原子或具有取代基的碳原子数为1～20的烃基，取代R1’、R2’及R12’所表示的烃基的基团为卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、-SiR9’R10’R11’或磷酸基，R1’、R2’及R12’所表示的烃基中的亚烷基在-O-、-CO-、-OCO-、-COO-、-O-CO-O-、-NR’-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR’-CO-或-CO-NR’-不相邻的条件下可以中断1～3次，R’表示碳原子数为1～5的脂肪族烃基，在R2’表示烃基时，R2’与Ar’键合的部位可以被-O-、-CO-、-OCO-、-COO-、-O-CO-O-、-NR’-、-S-、-NR’-CO-、-CO-NR’-或-N＝中断，R9’、R10’及R11’表示碳原子数为1～16的烃基，m’及n’分别表示1以上的整数，在Ar’表示苯环时，m’+n’为6以下，在Ar’表示萘环时，m’+n’为10以下，m’为2以上时，Z’可以相同也可以不同，n’为2以上时，R2’可以相同也可以不同。其中，n’个R2’中的至少一个为下述通式(2’)或(3’)所表示的基团。)(式中，R3’、R4’、R5’及R6’各自独立地表示具有取代基或未取代的碳原子数为1～18的烃基，取代R3’、R4’、R5’及R6’所表示的烃基的基团为卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、磺酸基、-SiR9’R10’R11’或磷酸基，R3’、R4’、R5’及R6’所表示的烃基中的亚烷基在-O-、-CO-、-OCO-、-COO-、-O-CO-O-、-NR’-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR’-CO-或-CO-NR’-不相邻的条件下可以中断1～3次，R’表示碳原子数为1～5的脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解液，其特征在于，其是使锂盐溶解在有机溶剂中而得到的非水电解液，其含有至少1种下述通式(1)所表示的化合物，式中，Ar表示苯环或萘环，Z表示R1O‑S(＝O)2‑、R12‑S(＝O)2‑、R1O‑S(＝O)‑或R12‑S(＝O)‑，R1表示具有取代基或未取代的碳原子数为1～20的烃基，R2表示卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、‑SiR9R10R11、磷酸基、或者具有取代基或未取代的碳原子数为1～20的烃基，R12表示卤素原子或具有取代基或未取代的碳原子数为1～20的烃基，取代R1、R2及R12所表示的烃基的基团为卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、‑SiR9R10R11或磷酸基，R1、R2及R12所表示的烃基中的亚烷基在‑O‑、‑CO‑、‑OCO‑、‑COO‑、‑O‑CO‑O‑、‑NR‑、‑S‑、‑SO‑、‑SO2‑、‑NR‑CO‑或‑CO‑NR‑不相邻的条件下可以中断1～3次，R表示碳原子数为1～5的脂肪族烃基，在R2表示烃基时，R2与Ar键合的部位可以被‑O‑、‑CO‑、‑OCO‑、‑COO‑、‑O‑CO‑O‑、‑NR‑、‑S‑、‑NR‑CO‑、‑CO‑NR‑或‑N＝中断，R9、R10及R11表示碳原子数为1～16的烃基，m及n分别表示1以上的整数，在Ar表示苯环时，m+n为6以下，在Ar表示萘环时，m+n为10以下，m为2以上时，Z可以相同也可以不同，n为2以上时，R2可以相同也可以不同，其中，n个R2中的至少一个为下述通式(2)或(3)所表示的基团；式中，R3、R4、R5及R6各自独立地表示具有取代基或未取代的碳原子数为1～18的烃基，取代R3、R4、R5及R6所表示的烃基的基团为卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、磺酸基、‑SiR9R10R11或磷酸基，R3、R4、R5及R6所表示的烃基中的亚烷基在‑O‑、‑CO‑、‑OCO‑、‑COO‑、‑O‑CO‑O‑、‑NR‑、‑S‑、‑SO‑、‑SO2‑、‑NR‑CO‑或‑CO‑NR‑不相邻的条件下可以中断1～3次，R表示碳原子数为1～5的脂肪族烃基，R7及R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、磺酸基、‑SiR9R10R11或磷酸基，R9、R10及R11各自独立地表示碳原子数为1～16的烃基，其中，通式(2)及(3)以全部基团计碳原子数在3～20的范围内。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.16 JP 2014-2120881.一种非水电解液，其特征在于，其是使锂盐溶解在有机溶剂中而得到的非水电解液，其含有至少1种下述通式(1)所表示的化合物，式中，Ar表示苯环或萘环，Z表示R1O-S(＝O)2-、R12-S(＝O)2-、R1O-S(＝O)-或R12-S(＝O)-，R1表示具有取代基或未取代的碳原子数为1～20的烃基，R2表示卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、-SiR9R10R11、磷酸基、或者具有取代基或未取代的碳原子数为1～20的烃基，R12表示卤素原子或具有取代基或未取代的碳原子数为1～20的烃基，取代R1、R2及R12所表示的烃基的基团为卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、-SiR9R10R11或磷酸基，R1、R2及R12所表示的烃基中的亚烷基在-O-、-CO-、-OCO-、-COO-、-O-CO-O-、-NR-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR-CO-或-CO-NR-不相邻的条件下可以中断1～3次，R表示碳原子数为1～5的脂肪族烃基，在R2表示烃基时，R2与Ar键合的部位可以被-O-、-CO-、-OCO-、-COO-、-O-CO-O-、-NR-、-S-、-NR-CO-、-CO-NR-或-N＝中断，R9、R10及R11表示碳原子数为1～16的烃基，m及n分别表示1以上的整数，在Ar表示苯环时，m+n为6以下，在Ar表示萘环时，m+n为10以下，m为2以上时，Z可以相同也可以不同，n为2以上时，R2可以相同也可以不同，其中，n个R2中的至少一个为下述通式(2)或(3)所表示的基团；式中，R3、R4、R5及R6各自独立地表示具有取代基或未取代的碳原子数为1～18的烃基，取代R3、R4、R5及R6所表示的烃基的基团为卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、磺酸基、-SiR9R10R11或磷酸基，R3、R4、R5及R6所表示的烃基中的亚烷基在-O-、-CO-、-OCO-、-COO-、-O-CO-O-、-NR-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR-CO-或-CO-NR-不相邻的条件下可以中断1～3次，R表示碳原子数为1～5的脂肪族烃基，R7及R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、腈基、硝基、氨基、羧基、羟基、硫醇基、甲酰基、磺酸基、-SiR9R10R11或磷酸基，R9、R10及R11各自独立地表示碳原子数为1～16的烃基，其中，通式(2)及(3)以全部基团计碳原子数在3～20的范围内。2.一种非水电解液二次电池，其特征在于，其具有可嵌入及脱嵌锂的阳极、含有...

【专利技术属性】
技术研发人员：横沟智史，野原雄太，
申请(专利权)人：株式会社艾迪科，
类型：发明
国别省市：日本;JP