本发明专利技术提供具有即使在极低温区域(例如‑30℃以下)也能够实现高电池性能的组成的非水电解液的非水电解液二次电池。这里公开的非水电解液中，作为非水溶剂，包含碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)和丙酸乙酯(EP)，将非水溶剂整体设为100vol％时的它们的含有率为：EC 20～30vol％；PC 5～10vol％；EP 5～10vol％；DMC+EMC 50～70vol％。
Non water electrolyte two battery
The present invention provides a non water electrolyte two battery consisting of a non water electrolyte consisting of a high battery performance even at a very low temperature region (such as below 30 degrees C). In the open nonaqueous electrolyte, as a non aqueous solvent, including vinyl carbonate (EC), propylene carbonate (PC), two methyl carbonate (DMC), ethyl carbonate (EMC) and ethyl propionate (EP), the inclusion rates of non aqueous solvents as a whole are 100vol%, EC 20 to 30vol%, PC 5 ~ 10vol%, EP 5 ~ 10vol%; +EMC 50 ~ 70vol%.
【技术实现步骤摘要】
非水电解液二次电池
本专利技术涉及锂离子二次电池等非水电解液二次电池。具体而言，涉及非水电解液二次电池的电解液的组成。
技术介绍
作为个人电脑、便携终端等的所谓移动电源或车辆驱动用电源，非水电解液二次电池的需求近年来越来越高。特别是，轻量且可获得高能量密度的锂离子二次电池优选用作电动汽车、混合动力汽车等车辆的驱动用高输出电源。关于这种二次电池所具有的非水电解液，从使电池的性能、耐久性提高等观点考虑而选择溶剂和支持盐(电解质)的种类并使用。例如，在日本公表专利公报第2015-528640号(WO2014/081254)中记载了，以通过抑制粘度上升来使低温区域中的非水电解液的离子电导率提高作为目的而提供的锂离子二次电池用非水电解液，其特征在于，溶剂整体的10重量％～90重量％为酯系溶剂，10重量％～90重量％为碳酸酯系溶剂。
技术实现思路
然而，上述公报(WO2014/081254)所公开的技术不是假定在-30℃以下(例如-40℃～-30℃)那样的极低温区域使用电池的情况，也不存在对这样的极低温区域中的非水电解液的行为进行了研究的数据。因此，上述公报(WO2014/081254)所记载那样的仅仅将酯系溶剂与碳酸酯系溶剂混合的构思难以提供即使在这样的极低温区域中也稳定地实现良好的电池性能的非水电解液。因此本专利技术是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于提供即使是-30℃以下(例如-40℃～-30℃)那样的极低温区域也能够稳定地发挥良好的电池性能的组成的二次电池用非水电解液。进一步本专利技术的目的在于提供具有这样的非水电解液的低温特性优异的非水电解液二次电池。本专利技术人等对锂离子二次电池等非水电解液二次电池中能够作为非水溶剂使用的碳酸酯系溶剂和酯系溶剂进行了各种研究。从而创造出即使在极低温区域(例如-30℃以下)中也能够实现高电池性能的组成的非水电解液，从而完成了本专利技术。即，这里公开的专利技术涉及具有包含非水溶剂和电解质的非水电解液的非水电解液二次电池，其特征在于，该非水溶剂是以环状碳酸酯系溶剂、链状碳酸酯系溶剂、以及酯系溶剂作为主体而调制的。这里公开的非水电解液二次电池的一个优选方案的特征在于，上述非水溶剂中，作为环状碳酸酯系溶剂，至少包含碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)，作为链状碳酸酯系溶剂，至少包含碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)，进一步作为酯系溶剂，至少包含丙酸乙酯(EP)。根据配合了这5种溶剂的非水电解液二次电池，可以实现极低温区域中的电池性能的提高。这里公开的非水电解液二次电池的一个特别优选方案的特征在于，将上述非水溶剂整体设为100vol％时的各自的含有率为，碳酸乙烯酯(EC)20～30vol％；碳酸丙烯酯(PC)5～10vol％；丙酸乙酯(EP)5～10vol％；碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的合计，即DMC+EMC50～70vol％。通过采用以这样的配合比配合上述各溶剂而形成的非水电解液，可以提供使该电解液的着火点维持在21℃以上，同时实现了极低温区域的良好的电池性能的非水电解液二次电池。这里公开的非水电解液二次电池的一个进一步优选方案的特征在于，上述碳酸二甲酯(DMC)的含有率和上述碳酸甲乙酯(EMC)的含有率均为25～35vol％。通过以这样的含有率(优选几乎均等)同时配合DMC和EMC，实现了稳定的电池性能(例如稳定的高速率充放电)。此外，这里公开的非水电解液二次电池的一个特别优选方案的特征在于，上述非水电解液的凝固点小于-40℃。通过以大气压下的凝固点小于-40℃(更优选小于-45℃，例如为-60℃以上且小于-45℃)的方式调制非水电解液，可以使-30℃以下(例如-30℃～-40℃)那样的极低温区域中的电池特性更加提高。此外，这里公开的非水电解液二次电池的其它一个特别优选方案的特征在于，上述非水电解液的-40℃下的离子电导率(mS/cm)为1.0以上。这里离子电导率的测定基于AC阻抗法。通过将极低温区域的离子电导率维持得高，可以良好地保持极低温区域的输出特性。这里公开的非水电解液二次电池(例如锂离子二次电池)在极低温区域(例如-40℃～-30℃)能够发挥良好的电池性能。因此，例如可以在极低温区域中供给用于驱动电动机的电力，适合用作要求高性能的寒冷地区的车辆驱动用电源。附图说明图1是示意性示出这里公开的非水电解液二次电池的一个实施方式(锂离子二次电池)中的电池外形的立体图。图2是沿着图1中的II-II线的纵截面图。图3是表示一个实施方式涉及的卷绕电极体的构成的示意图。附图标记说明20卷绕电极体30电池壳体32电池壳体主体34盖体36安全阀42正极端子42a正极集电板44负极端子44a负极集电板50正极(正极片)52正极集电体52a正极活性物质层非形成部54正极活性物质层60负极(负极片)62负极集电体62a负极活性物质层非形成部64负极活性物质层70隔板100锂离子二次电池具体实施方式以下，作为这里公开的非水电解液二次电池的一个优选实施方式，参照附图对密闭结构的方型锂离子二次电池的构成进行详细说明。本说明书中特别提及的事项以外且对实施而言必要的事项可以作为基于本领域中的现有技术的本领域技术人员的设计事项来把握。本专利技术可以基于本说明书所公开的内容和本领域中的技术常识来实施。需要说明的是，在本说明书和权利要求书中在将数值范围记载为A～B(这里A、B为任意的数值)的情况下，与一般的解释同样，意味着A以上B以下。在本说明书中所谓“非水电解液二次电池”，是指构成电解液的溶剂以非水系溶剂(即有机溶剂)为主而构成的二次电池。这里“二次电池”是指能够充放电且能够反复取出规定电能的蓄电装置。例如，非水电解液中的碱金属离子承担电荷移动的锂离子二次电池、钠离子二次电池等为这里所说的非水电解液二次电池所包含的典型例。所谓“电极体”，是指包含正极、负极和在正负极间能够作为隔板起作用的多孔质绝缘层的构成电池的主体的结构体。“正极活性物质”或“负极活性物质”(有时将它们统称为“电极活性物质”。)是指能够可逆地吸藏和释放成为电荷载体的化学物种(例如，在锂离子二次电池中为锂离子，在钠离子二次电池中为钠离子)的化合物(正极活性物质或负极活性物质)。以下，作为非水电解液二次电池的典型例，以对将卷绕电极体和非水电解液收容在方型形状的电池壳体中的构成的锂离子二次电池应用本专利技术的情况为主具体说明本专利技术的实施方式，但并不意图将本专利技术限定于这样的实施方式。例如，卷绕电极体为一例，本专利技术的技术构思也可应用于其它形状(例如叠层型的电极体)。此外，非水电解液二次电池的形状(外形、尺寸)没有特别限制。如图1和图2所示，本实施方式涉及的锂离子二次电池100具有下述构成：卷绕成扁平的形态的电极体(卷绕电极体)20与非水电解液一起收容在扁平的方型(箱形)形状的电池壳体30中。电池壳体30具有上端敞开的扁平的长方体形状的电池壳体主体32、和堵塞该开口部的盖体34。在电池壳体30的上表面(即盖体34)设置有与卷绕电极体20的正极电连接的外部连接用的正极端子42、和与卷绕电极体20的负极电连接的负极端子44。此外，与以往的锂离子二次电池的电池壳体同样地，在盖体34上还具有用于将在电池壳体30的内部产生的气体排出到电池壳体30的外部的安本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非水电解液二次电池，其具有非水电解液，所述非水电解液包含非水溶剂和电解质，所述非水溶剂包含环状碳酸酯系溶剂、链状碳酸酯系溶剂以及酯系溶剂，其中，作为环状碳酸酯系溶剂，至少包含碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)，作为链状碳酸酯系溶剂，至少包含碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)，作为酯系溶剂，至少包含丙酸乙酯(EP)，将所述非水溶剂整体设为100vol％时的各自的含有率为：
【技术特征摘要】
2017.01.13 JP 2017-004558;2017.12.07 JP 2017-234981.一种非水电解液二次电池，其具有非水电解液，所述非水电解液包含非水溶剂和电解质，所述非水溶剂包含环状碳酸酯系溶剂、链状碳酸酯系溶剂以及酯系溶剂，其中，作为环状碳酸酯系溶剂，至少包含碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)，作为链状碳酸酯系溶剂，至少包含碳酸二甲酯(DMC)和碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：石井健太，大泽良辅，安部浩司，岛本圭，马场园诚，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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