电解液、电化学器件、锂电池以及模块制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种即使在高电压使用的情况下，高温保存后的残存容量也很高的锂电池和其中所使用的电解液。本发明专利技术为一种电解液，包含非水系溶剂和电解质盐，该电解液的特征在于，在非水系溶剂100体积％中含有10体积％以上的通式(1)所示的化合物。(式中，R1、R2和R3可以相同也可以不同，分别为氢原子、氟原子、碳原子数1～20的烷基或碳原子数1～20的氟代烷基。其中，不包括R1、R2和R3均为氢原子的情况和均为氟原子的情况)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电解液、电化学器件、锂电池以及模块。
技术介绍
作为从便携电话、笔记本电脑等的便携电子设备用电源到机动车用等的驱动用车 载电源或定置用大型电源等广泛的电源，非水系电解液电池等的非水系电解液电池不断在 实用化。然而，伴随近年来的电子设备的高性能化和向驱动用车载电源或定置用大型电源 的应用等，对所应用的二次电池的要求越来越高，进一步要求二次电池的电池特性的高性 能化，要求提高例如高容量化、高温保存特性、循环特性等特性。 非水系电解液电池中使用的电解液通常主要由电解质和非水系溶剂构成。作为 非水系溶剂的主成分，可以使用碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯等作为高介电性溶剂的环状碳酸 酯，或者碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等作为低粘性溶剂的链状碳酸酯，还可以使 用y -丁内酯、y -戊内酯等环状羧酸酯等。 另外，为了改善这些使用非水系电解液的电池的负荷特性、循环特性、保存特性、 低温特性等电池特性，还提出了各种非水系溶剂和电解质、助剂等。例如，专利文献1和2 公开了通在负极使用碳材料的非水电解液中，通过使用碳酸亚乙烯酯及其衍生物或乙烯基 碳酸乙烯酯衍生物，具有双键的环状碳酸酯与负极优先反应，在负极表面形成良好品质的 覆膜，由此提高电池的保存特性和循环特性。 另外，提出了使用氟代环状碳酸酯作为电解液。例如，有使用碳酸乙烯酯的一部分 氢原子被氟原子取代后的化合物的方案（专利文献3~7)、使用碳酸丙烯酯的甲基的一部 分或全部氢原子被氟原子取代后的化合物的方案（专利文献8~9)。 另外，在专利文献10中，提出了包含具有含氟醚基或碳原子数2以上的氟代烷基 的含氟环状碳酸酯和电解质盐的电解液。 此外，在非专利文献1~3中，关于含有具有含氟醚基或碳原子数2以上的氟代烷 基的氟代环状碳酸酯的有机氟代合物，记载了在锂离子电池中的电化学行为、热稳定性和 电化学特性。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平8 - 45545号公报 专利文献2 :日本特开平4 - 87156号公报 专利文献3 :日本特开平5 - 325985号公报 专利文献4 :日本特开平10 - 189043号公报 专利文献5 :日本特开平10 - 247519号公报 专利文献6 :日本特开2001 - 313075号公报 专利文献7 :日本特开2003 - 168480号公报 专利文献8 :日本特开平10 - 233345号公报 专利文献9 :国际公开第2006/106655号小册子 专利文献10 :日本特开平8 - 37025号公报 非专利文献 非专利文献 1:TakashiAchiha与其他 6 人，"ElectrochemicalBehaviorof NonflammableOrgano-FluorineCompoundsforLithiumIonBatteries''，Journalof TheElectrochemicalSociety，156(6)，A483-A488(2009) 非专利文献 2:TakashiAchiha与其他 6 人，"ThermalStabilityand ElectrochemicalPropertiesofFluorineCompoundsasNonflammableSolvents forLithium-IonBatteries''，JournalofTheElectrochemicalSociety，157 (6)， A707-A712(2010) 非专利文献3 :Yuki Matsuda与其他6人，"Safety improvement of lithium ion batteries by organ〇-fluorine compounds''，Journal of Fluorine Chemistry, 132(2011)1174-1181
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 如上所述，在近年来对电池的高性能化的要求的提高中，要求提高使用非水系电 解液的电池特性，即，要求提高高容量化、高温保存特性、循环特性等。在这样的背景下，如 果在使用专利文献1、2所记载的电解液的非水系电解液电池中，将充电状态的电池放置在 高温下或者进行连续充放电循环，则存在不饱和环状碳酸酯或其衍生物在正极上氧化分解 而产生二氧化碳的问题。如果在这样的使用环境下产生二氧化碳，则例如会存在电池的安 全阀在不适当的时间动作，或由于电池膨张等而电池不能使用的情况。 另外，即使是使用专利文献3~10所记载的电解液的非水系电解液电池，也不足 以解决上述问题。 本专利技术就是为了解决这些问题点的专利技术，提供一种即使在高电压使用的情况下， 高温保存后的残存容量也很高的锂电池和在其中使用的电解液。 用于解决课题的方法 本专利技术的专利技术者们发现：通过使用包含含有特定量的下述所示的通式（1)所示的 化合物的非水系溶剂和电解质盐的电解液，能够实现即使在高电压使用的情况下高温保存 后的残存容量也很高的锂电池。 即，本专利技术为一种电解液，其特征在于，包含非水系溶剂和电解质盐，该电解液在 非水系溶剂100体积％中含有10体积％以上的通式（1)所示的化合物。【主权项】1. 一种电解液，包含非水系溶剂和电解质盐，该电解液的特征在于：在非水系溶剂100 体积％中含有10体积％以上的通式（1)所示的化合物，式中，R1、R2和R 3可以相同也可以不同，分别为氢原子、氟原子、碳原子数1~20的烷 基或碳原子数1~20的氟代烷基，其中，不包括R1、R2和R3均为氢原子的情况和均为氟原 子的情况。2. 如权利要求1所述的电解液，其特征在于： 电解质盐为LiPF6，所述电解质盐的含量为0. 2摩尔/升以上。3. -种电化学器件，其特征在于： 其具备权利要求1或2所述的电解液。4. 一种锂电池，其特征在于： 其具备能够吸留或释放锂离子的负极和正极、隔膜以及权利要求1或2所述的电解液。5. 如权利要求4所述的锂电池，其特征在于： 能够吸留或释放锂离子的正极包含由通式（2)所示的锂过渡金属氧化物构成的正极 活性物质， Li1+wMnxNiyCoz02 (2) 式中，w、x、y 和 z 满足 0 < w < 0· 4、0· 3 < X < 1、0 < y < 0· 4、0 < z < 0· 4、0 < y+z 以及 w+x+y+z = 1 〇6. 如权利要求4或5所述的锂电池，其特征在于： 能够吸留或释放锂离子的负极包含选自碳质材料和金属材料中的至少1种负极活性 物质。7. 如权利要求4、5或6所述的锂电池，其特征在于： 正极的电位以金属锂基准计为4. 3V以上。8. -种模块，其特征在于： 其具备权利要求4、5、6或7所述的锂二次电池。【专利摘要】本专利技术的目的在于提供一种即使在高电压使用的情况下，高温保存后的残存容量也很高的锂电池和其中所使用的电解液。本专利技术为一种电解液，包含非水系溶剂和电解质盐，该电解液的特征在于，在非水系溶剂100体积％中含有10体积％以上的通式(1)所示的化合物。(式中，R1、R2和R3可以相同也可以不同，分别为氢原子、氟原子、碳原子数1～20的烷基或碳原子数1～20的氟代烷基。其中，不包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解液，包含非水系溶剂和电解质盐，该电解液的特征在于：在非水系溶剂100体积％中含有10体积％以上的通式(1)所示的化合物，式中，R1、R2和R3可以相同也可以不同，分别为氢原子、氟原子、碳原子数1～20的烷基或碳原子数1～20的氟代烷基，其中，不包括R1、R2和R3均为氢原子的情况和均为氟原子的情况。

【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：桑嶋佳子，高明天，山内昭佳，坂田英郎，宫胁瞳，谷明范，木下信一，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP