电解液和二次电池制造技术

本发明专利技术涉及电解液和使用所述电解液的二次电池，所述电解液包含以特定式表示的环状二磺酸酯和以特定式表示的环状二羧酸酯。根据本发明专利技术，可以提供可以改善二次电池的循环特性的电解液，和使用所述电解液的二次电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电解液和二次电池
本专利技术涉及电解液和包含所述电解液的二次电池。具体而言，通过使用特定的非水电解液，提供具有优异的循环特性的锂离子二次电池。
技术介绍
随着笔记本电脑、便携式电话、电动车辆等市场的迅速扩大，需要具有优异性能的二次电池，并且为了改善二次电池的性能，开发了包含各种添加剂的电解液。例如，专利文献1公开了包含非质子溶剂和具有至少两个磺酰基的环状磺酸酯的二次电池用电解液。专利文献2公开了包含支持盐、非水溶剂、磷酸酯和具有砜结构的化合物的非水电解质组合物。专利文献3公开了包含溶剂、支持盐、和至少一种以预定式表示的砜化合物的电解液。专利文献4公开了包含具有至少一个氧羰基的六元环至九元环环状有机化合物的电解液。专利文献5公开了包含以预定式表示的链状的分支二羧酸酯的电解液。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2004-281368号公报专利文献2：特开2008-041635号公报专利文献3：特开2010-034087号公报专利文献4：特开2005-222947号公报专利文献5：特开2002-075439号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题如专利文献1至5中所公开的，为了改善二次电池性能的目的，公开了含有各种添加剂的电解液，但还没有得到充分的电池特性。鉴于上述情况完成了本申请的专利技术，并且本申请专利技术的目的是提供具有优异的循环寿命的锂二次电池。解决技术问题的技术方案本专利技术涉及二次电池用电解液，其包含：非水溶剂，以下式(1)表示的化合物，和选自由以下式(2)表示的化合物和以下式(3)表示的化合物构成的组中的至少一种化合物；以及包含所述电解液的二次电池。其中在式(1)中，Q表示氧原子、亚甲基或单键；A表示取代或未取代的具有1至5个碳原子的亚烷基、羰基、亚硫酰基、取代或未取代的具有1至6个碳原子的氟代亚烷基、或其中亚烷基单元或氟代亚烷基单元通过醚键键合的具有2至6个碳原子的基团；且B表示可以具有分支的取代或未取代的亚烷基；可以具有分支的取代或未取代的氟代亚烷基；或氧原子；其中在式(2)中，R1和R2各自独立地表示单键或者可以具有分支的取代或未取代的具有1至5个碳原子的亚烷基，条件是R1和R2两者不同时表示单键；其中在式(3)中，R3和R4各自独立地表示单键或者可以具有分支的取代或未取代的具有1至5个碳原子的亚烷基，条件是R3和R4两者不同时表示单键。专利技术的有益效果根据本专利技术，可以提供容量保持率高且单元电池(セル)的体积变化小的具有优异的循环特性的锂二次电池。附图说明图1为本专利技术的一种实施方案的二次电池的示意剖视图。图2为显示堆叠层压型二次电池的电极堆叠体的结构的示意剖视图。图3为显示膜包装电池的基本结构的分解透视图。图4为示意性显示图3中的电池的剖面的剖面图。具体实施方式[l]非水电解液本申请专利技术的二次电池用电解液(非水电解液)包含非水溶剂、以式(1)表示的化合物(也记载为“化合物A”)、和选自以式(2)表示的化合物和以式(3)表示的化合物中的至少一种化合物(“化合物B”)，此外，优选将电解质溶解在所述非水溶剂中。非水电解液中包含的磺酸酯化合物和二羧酸酯两者都在充放电反应时通过电化学氧化还原反应分解而在电极活性物质的表面上形成膜，从而能够抑制所述电解液和支持盐的分解。据认为，这在实现锂离子二次电池的较长寿命方面是有效的。本专利技术人更详细地专心研究了包含含有磺酸酯化合物和二羧酸酯的非水电解液的锂离子二次电池。结果，本专利技术人发现，当使用包含以式(1)表示的磺酸酯化合物和以式(2)和/或式(3)表示的二羧酸酯的非水电解液时，锂离子二次电池的特性得到显著改善，实现了本专利技术。(化合物A)在本实施方案中，所述非水电解液包含以式(1)表示的磺酸酯化合物(化合物A)作为添加剂。其中在式(1)中，Q表示氧原子、亚甲基或单键；A表示取代或未取代的具有1至5个碳原子的亚烷基、羰基、亚硫酰基、取代或未取代的具有1至6个碳原子的氟代亚烷基、或其中亚烷基单元或氟代亚烷基单元通过醚键键合的具有2至6个碳原子的基团；且B表示可以具有分支的取代或未取代的亚烷基；可以具有分支的取代或未取代的氟代亚烷基；或氧原子。化合物A具有环状结构，从而与具有链状结构的磺酸酯相比改善了在负极表面上的反应性。此外，化合物A具有两个-SO2-O-结构，从而与只有一个-SO2-O-结构的单磺酸酯相比，改善了在负极表面上的反应性。在式(1)中，Q表示氧原子、亚甲基或单键，并且氧原子(-O-)是优选的。在式(1)中，A表示取代或未取代的具有1至5个碳原子的亚烷基；羰基；亚硫酰基；取代或未取代的具有1至6个碳原子的氟代亚烷基；或其中亚烷基单元或氟代亚烷基单元通过醚键键合的具有2至6个碳原子的基团。在式(1)中，当A表示亚烷基时，它可以是直链或具有支链的，并优选是直链的。在直链亚烷基的情况下，亚烷基由-(CH2)n-(n为1至5的整数)表示，更优选为以-(CH2)n-(n为1或2)表示的亚甲基或亚乙基，并且进一步优选为亚甲基。在分支亚烷基中，以-(CH2)n-(n为1至4的整数)表示的亚烷基的至少一个氢原子被烷基取代；分支亚烷基的例子包括-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-、-CH(CmH2m+1)-(m为1至4的整数)、-CH2-C(CH3)2-、-CH2-CH(CH3)-、-CH(CH3)-CH(CH3)-、-CH(CH3)CH2CH2-或-CH(CH3)CH2CH2CH2-。氟代亚烷基是指各前述亚烷基中的至少一个氢原子被氟原子取代的基团；全部氢原子都可以被氟原子取代，并且氟取代的位置和数目是任意的。氟代亚烷基可以是直链或具有支链的，并优选是直链的。当直链氟代亚烷基中的全部氢原子都被氟原子取代时，A由-(CF2)n-(n为1至5的整数)表示。具体而言，氟代亚烷基的例子包括一氟亚甲基、二氟亚甲基、一氟亚乙基、二氟亚乙基、三氟亚乙基和四氟亚乙基。在A中“其中亚烷基单元或氟代亚烷基单元通过醚键键合的具有2至6个碳原子的基团”的例子包括-R4-O-R5-(R4和R5各自独立地表示亚烷基或氟代亚烷基，并且R4和R5的碳原子总数为2至6)、和-R6-O-R7-O-R8-(R6、R7和R8各自独立地表示亚烷基或氟代亚烷基，并且R6、R7和R8的碳原子总数为3至6)。R4和R5可以两者都是亚烷基或氟代亚烷基，或者R4和R5中的一个可以是亚烷基而另一个可以是氟代亚烷基。R6、R7和R8可以各自独立地为亚烷基或氟代亚烷基。其例子包括-CH2-O-CH2-、-CH2-O-C2H4-、-C2H4-O-C2H4-、-CH2-O-CH2-O-CH2-、-CH2-O-CHF-、-CH2-O-CF2-、-CF2-O-CF2-、-C2F4-O-C2F4-、-CF2-O-CF2-O-CF2-、-CH2-OCF2-O-CH2-。在式(1)中，B表示可以具有分支的取代或未取代的亚烷基；可以具有分支的取代或未取代的氟代亚烷基；或氧原子。作为亚烷基和氟代亚烷基，可以例示作为上述A所述的基团。其中，优选B为亚甲基(-CH2-)或-CH(CmH2m+1)-(m为1至4的整数)，更优选为亚甲基、乙叉基[-CH(CH3)-]或-CH(C2H5)-，进一步优选为-CH(CH3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池用电解液，其包含：非水溶剂，以下式(1)表示的化合物，和选自由以下式(2)表示的化合物和以下式(3)表示的化合物构成的组中的至少一种化合物；

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.16 JP 2014-1236531.一种二次电池用电解液，其包含：非水溶剂，以下式(1)表示的化合物，和选自由以下式(2)表示的化合物和以下式(3)表示的化合物构成的组中的至少一种化合物；其中在式(1)中，Q表示氧原子、亚甲基或单键；A表示取代或未取代的具有1至5个碳原子的亚烷基、羰基、亚硫酰基、取代或未取代的具有1至6个碳原子的氟代亚烷基、或其中亚烷基单元或氟代亚烷基单元通过醚键键合的具有2至6个碳原子的基团；且B表示可以具有分支的取代或未取代的亚烷基；可以具有分支的取代或未取代的氟代亚烷基；或氧原子；其中在式(2)中，R1和R2各自独立地表示单键或者可以具有分支的取代或未取代的具有1至5个碳原子的亚烷基，条件是R1和R2两者不同时表示单键；其中在式(3)中，R3和R4各自独立地表示单键或者可以具有分支的取代或未取代的具有1至5个碳原子的亚烷基，条件是R3和R4两者不同时表示单键。2.根据权利要求1所述的二次电池用电解液，其包含锂盐作为电解质。3.根据权利要求2所述的二次电池用电解液，其中，所述锂盐为选自由如下锂盐构成的组中的至少一种锂盐：LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiSbF6、LiClO4、LiAlCl4和LiN(CkF2k+1SO2)(CmF2m+1SO2)，其中，k和m各自独立地为1或2。4.根据权利要求1至3中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛贯伊纪子，石川仁志，吉田登，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP