锂离子二次电池制造技术

一种锂离子二次电池，其具备：能够吸储和释放锂的正极、能够吸储和释放锂的负极、和含有锂盐和环状二磺酸酯的非水电解质，其中，作为所述非水电解质而使用含有聚合物的非水电解质，并且作为所述锂盐的至少一部分而使用酰亚胺锂盐。此处，环状二磺酸酯的含量以非水电解质的整体为基准计优选为2.0质量％～5.0质量％。并且，酰亚胺锂盐相对于非水电解质中的锂盐的总量的比例优选为10mol％～50mol％。

Lithium ion secondary battery

A lithium-ion secondary battery comprises a positive pole capable of absorbing and releasing lithium, a negative pole capable of absorbing and releasing lithium, and a non-aqueous electrolyte containing lithium salt and cyclic disulfonate, wherein, as the non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte containing polymer is used, and an imide lithium salt is used as at least a part of the lithium salt. Here, the content of cyclic disulfonate is preferably 2.0% to 5.0% by mass based on the whole nonaqueous electrolyte. Moreover, the ratio of the total amount of lithium salt in the non-aqueous electrolyte to the total amount of lithium salt is preferably 10-50 mol%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池
本专利技术涉及锂离子二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池由于能够实现高的能量密度，因此除了移动电话、笔记本电脑用的电源之外，作为大型蓄电电源、汽车用电源也受到关注，进行了各种研究(专利文献1～3等)。因此，对于提高能量密度、提高电池寿命的要求强烈。作为锂离子二次电池的劣化要因之一，可举出溶剂的分解。为了抑制该分解，针对溶剂的添加剂的开发正在盛行。例如，在专利文献1的非水电解质电池中，作为添加剂而使用甲烷二磺酸亚甲酯等环状二磺酸酯。该环状二磺酸酯在首次充电时在负极表面上形成称为SEI(SolidElectrolyteInterphase)的覆膜。SEI覆膜具有锂离子传导性而不具备电子传导性，因此能够抑制溶剂的分解而不阻碍锂离子电池的充放电。由此，充放电时的溶剂分解受到抑制。另外，伴随着高能量密度化，还需要安全性技术的提高。作为安全性技术的一例，例如可举出专利文献2、专利文献3中所述那样的凝胶聚合物电解质(高分子电解质)。凝胶聚合物电解质发挥电极与间隔件之间的粘接剂那样的作用。因此，因内部短路等而电池发热的情况下，能够抑制因热导致的间隔件的收缩、从而防止短路面积的扩大。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第5618385号公报专利文献2：日本特开平10-308240号公报专利文献3：日本特表2015-537352号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题上述环状二磺酸酯等添加剂在形成SEI覆膜时产生作为副产物的气体(以下，将该气体也称为“初始气体”)。本专利技术人等发现：特别是想要大量使用添加剂的情况下，初始气体的量变多，在电池的设计方面会成为问题。本专利技术是鉴于上述情况而作出的，提供一种即使在将环状二磺酸酯等添加剂用于电解质的情况下，也可降低初始气体的产生的锂离子二次电池。用于解决问题的方案本专利技术人等为了实现上述课题而反复进行了潜心研究。其结果是，发现了：通过使用含有聚合物的非水电解质(以下，也称为含有聚合物的电解质)作为非水电解质，并且将该非水电解质所含的锂盐中的至少一部分设为酰亚胺锂盐，从而能够实现上述课题。根据本专利技术，提供一种锂离子二次电池，其具备：能够吸储和释放锂的正极、能够吸储和释放锂的负极、和含有锂盐和环状二磺酸酯的非水电解质，其中，所述非水电解质是含有聚合物的非水电解质，并且所述锂盐的至少一部分为酰亚胺锂盐。专利技术效果根据本专利技术，即使在电解液中使用环状二磺酸酯等添加剂的情况下，也能够降低初始气体的量。另外，在45℃左右的较高温(假设屋外使用)的条件下也能够维持良好的循环特性。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行说明。需要说明的是，本说明书中，数值范围的“a～b”在没有特别说明时表示a以上且b以下。另外，本说明书中“电解质”这一术语根据上下文有时是指包含电解质的电解液。例如，“含有锂盐和环状二磺酸酯的非水电解质”表示“含有锂盐和环状二磺酸酯的非水电解液”，更具体而言，表示“至少包含锂盐作为电解质、且包含环状二磺酸酯的非水系的电解液”。<锂离子二次电池>本实施方式所述的锂离子二次电池具备：能够吸储和释放锂的正极(以下也简称为“正极”)、能够吸储和释放锂的负极(以下也简称为“负极”)、和含有锂盐和环状二磺酸酯的非水电解质(以下也简称为“非水电解质”)。[非水电解质]首先，对非水电解质进行说明。本实施方式所述的锂离子二次电池具备含有锂盐和环状二磺酸酯的非水电解质。该非水电解质为含有聚合物的电解质，且锂盐的至少一部分为酰亚胺锂盐。需要说明的是，典型而言，本实施方式所述的含有聚合物的电解质的性状优选为具有流动性的液状，而不是以所谓的“聚合物凝胶电解质”等形式被知晓的、实质上没有流动性的电解质。本实施方式所述的锂离子二次电池能够降低初始气体的产生量的理由未必明确，但可以考虑以下理由。即，可认为：通过使用含有聚合物的电解质，从而在电极上存在聚合物，因此可抑制电极上的环状二磺酸酯的过剩的反应。另外，可认为：酰亚胺锂盐会抑制环状二磺酸酯与电极之间的过剩的反应、或者会与分解产物反应。可认为：这些聚合物的作用和酰亚胺锂盐的作用相互作用，可实现初始气体量的降低。对于非水电解质含有的成分、或优选含有的成分进行说明。·锂盐非水电解质含有锂盐。并且，锂盐的至少一部分为酰亚胺锂盐。作为酰亚胺锂盐，具体而言可举出以下通式(1)的化合物。[化学式1]通式(1)中，R1及R2各自独立地表示氟原子或全氟烷基。全氟烷基的碳数优选为1～8、更优选为1～4。作为特别优选的酰亚胺锂盐，可举出以下。[表1]表中、n、m、n’和m’各自独立地为正整数。n、m、n’和m’优选为1～8、更优选为1～4。锂盐可以仅使用上述酰亚胺锂盐，但优选为组合使用酰亚胺锂盐与其他锂盐。由此，可以期待电极等所使用的金属(铝等)腐蚀的减轻，进而可有助于延长电池寿命。作为可与酰亚胺锂盐组合使用的其他的锂盐，没有特别限定，公知的锂盐均可以使用，根据正极的种类、负极的种类进行选择即可。例如，可举出LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiB10Cl10、LiAlCl4、LiCl、LiBr、LiB(C2H5)4、CF3SO3Li、CH3SO3Li、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、低级脂肪酸羧酸锂等。其中，LiBF4和LiPF6从获取性等观点出发是优选的。酰亚胺锂盐相对于非水电解质中的锂盐总量的比例优选为10～50mol％、更优选为20～50mol％。通过将酰亚胺锂盐的比例设为10mol％以上，从而能够期待充分抑制环状二磺酸酯在形成SEI覆膜时产生气体。另外，通过将混合比设为50mol％以下，从而能够期待用于电极等的金属(铝等)的腐蚀减轻，电池的寿命提高。非水电解质中的锂盐的浓度(非水电解质包含多种锂盐的情况下为其合计浓度)以非水电解质的整体为基准计，通常为0.1～3.0mol/L、优选为0.5～2.0mol/L、更优选为0.5～1.0mol/L。通过设为该数值范围内，能够得到充分的传导性。·环状二磺酸酯非水电解质含有环状二磺酸酯。作为环状二磺酸酯，具体而言，可举出以下通式(2)的化合物。[化学式2]通式(2)中，X表示任选具有支链的取代或未取代的亚烷基。Y表示任选具有支链的取代或未取代的亚烷基、羰基、亚磺酰基、任选具有支链的取代或未取代的全氟亚烷基、任选具有支链的取代或未取代的氟亚烷基、包含醚键且任选具有支链的取代或未取代的亚烷基、包含醚键且任选具有支链的取代或未取代的全氟亚烷基、或包含醚键且任选具有支链的取代或未取代的氟亚烷基。Z表示氧原子、亚甲基或单键。以下例示了环状二磺酸酯的具体例，但本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池，其具备：/n能够吸储和释放锂的正极、/n能够吸储和释放锂的负极、和/n含有锂盐和环状二磺酸酯的非水电解质，其中，/n所述非水电解质是含有聚合物的非水电解质，/n并且所述锂盐的至少一部分为酰亚胺锂盐。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170315 JP 2017-0497541.一种锂离子二次电池，其具备：
能够吸储和释放锂的正极、
能够吸储和释放锂的负极、和
含有锂盐和环状二磺酸酯的非水电解质，其中，
所述非水电解质是含有聚合物的非水电解质，
并且所述锂盐的至少一部分为酰亚胺锂盐。


2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其中，所述环状二磺酸酯的含量以所述非水电解质的整体为基准计为2.0质量％～5.0质量％。


3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池，其中，所述酰亚胺锂盐相对于所述非水...

【专利技术属性】
技术研发人员：平川悟，佐佐木英明，
申请(专利权)人：远景AESC能源元器件有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP