Li蓄电池用电解质和Li蓄电池制造技术

技术编号:10967569 阅读:98 留言:0更新日期:2015-01-28 19:38
作为包含能够改进蓄电池的安全性而不引起蓄电池性能劣化的化合物的Li蓄电池用电解质(也称作“Li蓄电池电解质”)和使用所述电解质的Li蓄电池,提供包括至少1,1-二苯乙烷的Li蓄电池用电解质和使用所述电解质的Li蓄电池。特别优选提供:包括1,1-二苯乙烷、环状碳酸酯(例如,碳酸亚乙酯)、链状碳酸酯(例如,碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙基甲基酯)和Li盐的Li蓄电池电解质;和包含所述电解质的Li蓄电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】作为包含能够改进蓄电池的安全性而不引起蓄电池性能劣化的化合物的Li蓄电池用电解质(也称作“Li蓄电池电解质”)和使用所述电解质的Li蓄电池,提供包括至少1,1-二苯乙烷的Li蓄电池用电解质和使用所述电解质的Li蓄电池。特别优选提供:包括1,1-二苯乙烷、环状碳酸酯(例如,碳酸亚乙酯)、链状碳酸酯(例如,碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙基甲基酯)和Li盐的Li蓄电池电解质;和包含所述电解质的Li蓄电池。【专利说明】Li蓄电池用电解质和Li蓄电池
本专利技术涉及包括能够改进蓄电池安全性而不引起其性能劣化(degradation)的 化合物的Li蓄电池用电解质,和包括这种电解质的Li蓄电池。
技术介绍
从提出全球变暖的问题至今已过去近20年,因此从国际的和学术的角度,已广泛 地认可一些对策的必要性。全球变暖的各种因素中,可人为地减少温室效应气体。实现温 室效应气体减少的理念之一是能量利用的效率化。可以想象通过无浪费地使用能量即节能 和通过蓄积未使用的能量来提高能量利用效率。 特别地,近年来,提及"电力依赖社会",从家电、电子设备到汽车的工业中,由电力 驱动的产品已有所增多,因此已经集中开发省电能(lesselectricenergy)驱动的机构。 以不依赖于由常规电力公司管理的电力网络的太阳能光伏发电为代表的独立型发电机已 规模化实验,且一些已商品化。因此,相比以往任何时候,电力依赖度更有可能增加。 驱动前述电气利用设备的同时,恒定地消耗电气(电力)。然而,驱动停止时,电力 变得过剩但一般未被蓄积而浪费。对于提高上述能量利用效率,不仅在将设备携带至户外 或在户外使用时使用驱动设备用的二次电池(secondarybattery),而且还蓄积和使用浪 费的能量。 作为防止全球变暖的具体对策,环境友好的电力车辆和混合动力车(hybrid vehicles)或处于由再生能源发电位置的太阳能光伏发电或风力发电的技术开发或部分商 品化的进程中,已要求用于这些应用的电源大型且大容量。作为这些电源,已需要汽车用蓄 电池/固定式蓄电池(stationarystoragebatteries),它们的输入输出特性优异以使其 能够吸收由汽车突然制动和自然现象的急速充电/再生(regeneration)引起的快速输出 波动。 如上所述,为了将它们普及社会,已增加对大型二次电池的需求且用于确保电池 安全性的技术是重要的。存在各种用于确保安全性的方法,其中已知伴随着机械操作和利 用化学反应。作为这些方法之一,已知安全性可通过使用与电解质混合的某种类型的有机 化合物以利用其电化学反应性,即使当控制电路损坏时也可得到的过充电保护功能来确保 安全性。 该方法公开于日本专利3061756号(专利文献1)和日本专利3061759号(专利 文献2)等。该功能提供用于二次电池抵抗过充电的保护,其中当暴露至高电位时所述化合 物电化学氧化并经历其结构的崩解(collapse),伴以如高分子量化(聚合)或低分子量化 (气化)的举动,期间装备在电池中的压力感知过电流断路器,二次促使物理断开终端连接 从而关闭充电电流(专利文献2)。 前述功能为来源于构成所述化合物的元素所构成的结构的性质,因此反应性受结 构上轻微差异的影响。 当所述化合物与电解质混合时,必须不会不利地影响电解质的功能以及二次电池 的特性。然而,已知二次电池的输出特性或低温放电特性受取决于其类型的化合物物性如 粘度和熔点的不利影响。 即,对于化合物而言,如期望地具有仅显示出过充电保护功能但不会不利影响蓄 电池特性的功能选择性是重要的。目前,考虑到这种功能,没有太多真正实用的化合物。 日本专利3942134号(专利文献3)记载的苯基-R-苯基化合物(R为脂族烃)中, 用于实施例的二苯甲烷、1,2-二苯乙烷、和2, 2-二苯丙烷为合适的化合物,且特别合适的 是2, 2-二苯丙烧。 然而,这些化合物必须被视为实用特性不足。具体地,二苯甲烷、1,2-二苯乙烷 和2, 2-二苯丙烷具有较高的熔点且当与电解质混合时,增加其粘度并可能阻碍锂离子的 迁移而且具有不利影响输出特性和低温放电特性等的可能性高。关于二苯甲烷,使用实用 电极(LiCo02正极)测量耐电压,电压高于二次电池的正常操作电压(normaloperation voltage) (4. 2V以下)。然而,因为差异小,当暴露至意外的高电压而产生过电压时,二次电 池在使用上可能劣化且可靠性可能劣化。 如上所述,当为授予专利权的由一般式苯基-R-苯基(R表示脂族烃)表示的特定 化合物二苯甲烷、1,2-二苯乙烷、和2, 2-二苯丙烷用于二次电池时,难以得到电池的更令 人满意的实用特性。 文献列表 专利文献 专利文献1 :日本专利3061756号 专利文献2 :日本专利3061759号 专利文献3 :日本专利3942134号
技术实现思路
专利技术要解决的问是页 本专利技术的目的是提供当二次电池过充电时显示出保护功能、即使当其过充电时也 不太可能引起劣化二次电池的反应从而不会劣化电池可靠性的Li蓄电池用电解质,以及 提供具有在宽温度范围内实用的输出特性的电池。 用于解决问题的方案 作为为实现该目的进行广泛研究的结果,本专利技术是基于如下发现完成的:发现由 一般式苯基-R-苯基(R为脂族烃)表示的化合物中,未在上述专利文献中指出的1,1-二 苯乙烷在二次电池实用特性方面具有最高性能,而且发现可由将为电解质组分的溶剂和电 解质盐的含量限定在特定范围内来进一步提高性能。 S卩,本专利技术涉及包括1,1-二苯乙烷的Li蓄电池用电解质。 本专利技术也涉及包括1,1-二苯乙烷、环状碳酸酯、链状碳酸酯和Li盐的Li蓄电池 用电解质。 本专利技术也涉及包括上述电解质的Li蓄电池。 下表1示出各化合物的熔点,且用于本专利技术的1,1-二苯乙烷具有比1,2-二苯乙 烷和2, 2-二苯丙烷低的熔点,阻碍锂离子的迁移的可能性小,即使其与电解质混合,此外, 不利地影响输出特性和低温放电特性等的可能性极小。 关于使用下表2示出的实用电极(LiC〇02正极)测量的耐电压,用于本专利技术的 1,1-二苯乙烷显示出在与1,2-二苯乙烷和2, 2-二苯丙烷可比的水平上的电压,因此,即使 在使用二次电池时产生过电压的时候,引起劣化电池的反应的可能性低,且劣化电池的可 靠性的可能性低。 专利技术的效果 通过与电解质混合,用于本专利技术的1,1-二苯乙烷显示出当二次电池过充电时保 护二次电池的功能,且不劣化二次电池的可靠性,这是因为耐电压足够高于电池驱动电压。 特别地,由于其较低的熔点而不会不利地影响输出特性,且由于其能够大量混合而可得到 较高的过充电保护效果。此外,调整电解质的组成至特定比使其可完成具有低温输出和过 充电安全性的有用的电解质。因此,根据本专利技术的包括所述电解质的二次电池可为大型大 容量,并能够提供车用蓄电池/固定式蓄电池,其输入输出特性优异以使它们能够吸收由 汽车突然制动和自然现象的急速充电/再生引起的快速输出波动。 【专利附图】【附图说明】 图1示出根据本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种Li蓄电池用电解质,其包括1,1‑二苯乙烷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:小丸笃雄西泽刚
申请(专利权)人:吉坤日矿日石能源株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1