非水电解质二次电池制造技术

非水电解质二次电池具备正极、负极和非水电解质。前述非水电解质含有：包含含氟环状碳酸酯的非水溶剂、二甘醇酐等环状羧酸酐和双(氟代磺酰基)酰亚胺锂等具有磺酰基的酰亚胺锂盐。

Non-aqueous electrolyte secondary battery

Non-aqueous electrolyte secondary batteries have positive, negative and non-aqueous electrolytes. The aforementioned non-aqueous electrolyte contains: non-aqueous solution containing fluorinated cyclic carbonate, cyclic carboxylic anhydride such as diethylene glycol anhydride and lithium bis (fluorosulfonyl) imide with sulfonyl group.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池
本专利技术涉及非水电解质二次电池的技术。
技术介绍
近些年，作为高输出、高能量密度的二次电池，广泛利用了具备正极、负极和非水电解质并使锂离子在正极与负极之间移动来进行充放电的非水电解质二次电池。例如，专利文献1公开了一种非水电解质二次电池，其具备正极、负极和包含含氟环状碳酸酯的非水电解质。专利文献1中记载了通过使用包含含氟环状碳酸酯的非水电解而使在室温下的非水电解质二次电池的充放电循环特性得以改善。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-182807号公报
技术实现思路
然而，使用了包含含氟环状碳酸酯的非水电解质的非水电解质二次电池存在高温保存后的容量恢复率降低这样的问题。此处，高温保存后的容量恢复率是指：相对于在室温(例如25℃)下进行了充放电时的非水电解质二次电池的电池容量(保存前容量)，将充电状态的非水电解质二次电池在高温(例如45℃以上)下保存规定天数后，在室温(例如25℃)下再次进行了充放电时的非水电解质二次电池的电池容量(恢复容量)的比例，由以下的式子表示。高温保存后的容量恢复率＝恢复容量/保存前容量×100因此，本专利技术的目的在于提供能够抑制高温保存后的容量恢复率降低的非水电解质二次电池。本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池具备正极、负极和非水电解质。前述非水电解质含有：包含含氟环状碳酸酯的非水溶剂、下式(1)所示的环状羧酸酐和下式(2)所示的具有磺酰基的酰亚胺锂盐。(式(1)中，R1～R4各自独立地为H、烷基、烯基或芳基。)(式(2)中，X1～X2各自独立地为氟基或氟代烷基。)根据本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池，能够抑制高温保存后的容量恢复率的降低。具体实施方式对于使用了现有的包含含氟环状碳酸酯的非水电解质的非水电解质二次电池，例如，在充放电时，一部分含氟环状碳酸酯在负极上被分解，在负极上形成源自含氟环状碳酸酯的覆膜(SEI覆膜)。该源自含氟环状碳酸酯的覆膜具有抑制在负极上的非水电解质的进一步分解的功能，但由于缺乏热稳定性，因而在高温环境下该覆膜容易被破坏。因此，在高温(例如45℃以上)下保存使用了现有的包含含氟环状碳酸酯的非水电解质的非水电解质二次电池时，有时源自含氟环状碳酸酯的覆膜被破坏，在之后的充放电中会推进非水电解质的分解。其结果，有时高温保存后的非水电解质二次电池的容量降低，引起前述的高温保存后的容量恢复率的降低。因此，本专利技术人等进行了深入研究，结果发现：通过在包含含氟环状碳酸酯的非水电解质中添加下式(1)所示的环状羧酸酐和下式(2)所示的具有磺酰基的酰亚胺锂盐，从而可抑制高温保存后的容量恢复率的降低。(式(1)中，R1～R4各自独立地为H、烷基、烯基或芳基。烷基例如为甲基、乙基等碳数1至5的烷基，烯基例如为乙烯基、丙烯基等碳数2～5的烯基，芳基例如为苯基、苄基等碳数6～10的芳基。)(式(2)中，X1～X2各自独立地为氟基或氟代烷基。氟代烷基例如为三氟甲基、五氟乙基等碳数1～3的氟代烷基。)该机理尚不充分明确，但可推测如下。对于使用了含有含氟环状碳酸酯、上述具有磺酰基的酰亚胺锂盐和上述环状羧酸酐的非水电解质的非水电解质二次电池，可认为在充放电时，在负极上形成上述3种物质分解而得到的复合覆膜。可认为该复合覆膜除了含氟环状碳酸酯的分解物之外还包含具有磺酰基的酰亚胺锂盐、以及环状羧酸酐的分解物，因此是热稳定性高的膜。其结果，可认为即使在高温下保存非水电解质二次电池，也可抑制该复合覆膜的破坏，因此在之后的充放电中可抑制非水电解质的分解。另外，可认为该复合覆膜是离子传导性高的膜，因此即使在负极上形成该复合覆膜，也可抑制负极的电阻值的上升。基于这些情况，可推测出非水电解质二次电池的高温保存后的容量恢复率的降低得到抑制。另外，根据本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池，可抑制由高温保存所致的非水电解质的分解，因此还能够抑制伴随非水电解质的分解的气体产生量。以下对本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池的实施方式进行说明。以下说明的实施方式是一个例子，不用于限定本专利技术。作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池具备正极、负极、分隔件、非水电解质和电池外壳。具体而言，具有将卷绕型的电极体及非水电解质收纳于电池外壳中的结构，所述卷绕型的电极体是夹着分隔件卷绕正极和负极而成的。电极体不限定于卷绕型的电极体，也可应用夹着分隔件层叠正极和负极而成的层叠型的电极体等其它形态的电极体。另外，作为非水电解质二次电池的形态，没有特别限定，可以示例出圆筒型、方型、硬币型、纽扣型、层压型等。以下对用于作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池的非水电解质、正极、负极、分隔件进行详细叙述。[非水电解质]非水电解质含有：包含含氟环状碳酸酯的非水溶剂、环状羧酸酐和具有磺酰基的酰亚胺锂盐。非水电解质不限定于液体电解质(非水电解液)，还可以是使用了凝胶状聚合物等的固体电解质。非水溶剂中包含的含氟环状碳酸酯只要是含有至少1个氟的环状碳酸酯就没有特别限制，例如可列举出：单氟代碳酸亚乙酯(FEC)、1,2-二氟碳酸亚乙酯、1,2,3-三氟碳酸亚丙酯、2,3-二氟-2,3-碳酸亚丁酯、1,1,1,4,4,4-六氟-2,3-碳酸亚丁酯等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。其中，从抑制高温时的氢氟酸的产生量的方面等考虑，优选单氟代碳酸亚乙酯(FEC)。非水溶剂中的含氟环状碳酸酯的含量例如优选为5体积％以上且50体积％以下、更优选为10体积％以上且20体积％以下。非水溶剂中的含氟环状碳酸酯的含量低于5体积％的情况下，与满足上述范围的情况相比，例如，有时源自含氟环状碳酸酯的覆膜的生成量少而使在室温下的非水电解质二次电池的充放电循环特性降低。另外，非水溶剂中的含氟环状碳酸酯的含量超过50体积％的情况下，与满足上述范围的情况相比，例如，有时形成于负极上的上述复合覆膜的热稳定性降低，非水电解质二次电池的高温保存后的容量恢复率降低非水溶剂除了含氟环状碳酸酯以外还可以包含例如非氟系溶剂。作为非氟系溶剂，可列举出：环状碳酸酯类、链状碳酸酯类、羧酸酯类、环状醚类、链状醚类、乙腈等腈类、二甲基甲酰胺等酰胺类和它们的混合溶剂。作为上述环状碳酸酯类，例如可列举出：碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯等。作为上述链状碳酸酯类，例如可列举出：碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸甲基异丙酯等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。上述羧酸酯类例如可列举出：乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯(MP)、丙酸乙酯、γ-丁内酯等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。上述环状醚类例如可列举出：1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、1,3-二氧杂环己烷、1,4-二氧杂环己烷、1,3,5-三恶烷、呋喃、2-甲基呋喃、1,8-桉树脑、冠醚等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。上述链状醚类例如可列举出：1,2-二甲氧基乙烷、二乙醚、二丙醚、二异丙醚、二丁醚、二己醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、甲基苯基醚、乙基苯基醚、丁基苯基醚、戊基苯基醚、甲氧基甲苯、苄基乙醚、二苯基醚、二苄基醚、邻二甲氧基苯、1,2-二乙氧基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解质二次电池，其具备正极、负极和非水电解质，所述非水电解质含有：包含含氟环状碳酸酯的非水溶剂、下式(1)所示的环状羧酸酐、及下式(2)所示的具有磺酰基的酰亚胺锂盐，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.24 JP 2017-0594711.一种非水电解质二次电池，其具备正极、负极和非水电解质，所述非水电解质含有：包含含氟环状碳酸酯的非水溶剂、下式(1)所示的环状羧酸酐、及下式(2)所示的具有磺酰基的酰亚胺锂盐，式(1)中，R1～R4独立地为H、烷基、烯基或芳基，式(2)中，X1～X2独立地为氟基或氟代烷基。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述环状羧酸酐包含二甘醇酐、甲基二甘醇酐、二甲基二甘醇酐、乙基二甘醇酐、乙烯基二甘醇酐、烯丙基二甘醇酐、二乙烯基二甘醇酐中的至少1种。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：白神匡洋，岩井充，仲渊龙，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP