电池用非水电解液及锂二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种电池用非水电解液，所述电池用非水电解液含有添加剂A和添加剂B，所述添加剂A为式(I)表示的化合物，所述添加剂B为选自具有卤素原子及烷基中的至少一方的芳香族化合物、以及氨基甲酸酯中的至少1种，且为除碳酸酯和环状硫酸酯之外的化合物。[式(I)中，R1表示式(II)表示的基团或式(III)表示的基团，并且R2表示H、C1～6烷基、式(II)表示的基团或式(III)表示的基团；或者，R1及R2表示下述基团：R1及R2成为一体，形成苯环或环己基环。式(II)中，R3表示卤素原子、C1～6烷基、C1～6卤代烷基、C1～6烷氧基或式(IV)表示的基团]。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电池用非水电解液、以及可用于便携电子设备的电源、车载、及电力储存等的可进行充放电的锂二次电池。
技术介绍
近年来，锂二次电池作为移动电话、笔记本电脑等电子设备或电动汽车、电力储存用的电源而被广泛使用。尤其是，最近，可在混合动力汽车、电动汽车上搭载的、高容量且高输出功率并且能量密度高的电池的需求急速扩大。锂二次电池主要由包含可吸着放出锂的材料的正极及负极、以及包含锂盐和非水溶剂的非水电解液构成。作为可用于正极的正极活性物质，例如，可使用LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiFePO4这样的锂金属氧化物。另外，作为非水电解液，能够使用在碳酸亚乙酯、碳酸1，2－亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等碳酸酯类的混合溶剂(非水溶剂)中混合LiPF6、LiBF4、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2CF2CF3)2这样的Li电解质而成的溶液。另一方面，作为可用于负极的负极用活性物质，已知金属锂、可吸着及放出锂的金属化合物(金属单质、氧化物、与锂的合金等)、碳材料，尤其是，采用了可吸着、放出锂的焦炭、人造石墨、天然石墨的锂二次电池已实际应用。作为改善电池性能的尝试，提出了在非水电解液中含有各种添加剂的方案。例如，已知含有环状硫酸酯作为添加剂的非水电解液(例如，参照国际公开第2012/053644号)。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，要求进一步改善电池的电阻特性(即，进一步降低初始(保存前)及保存后的电池电阻)。本专利技术是为了解决上述课题而完成的，本专利技术的目的在于提供可显著改善电池的电阻特性的电池用非水电解液、及电阻特性得以显著改善的锂二次电池。用于解决课题的手段本专利技术人针对上述课题进行了深入研究，结果发现，通过在电池用的非水电解液中添加特定的化合物，可显著改善电池的电阻特性，从而完成了本专利技术。即，用于解决上述课题的手段如下所述。＜1＞一种电池用非水电解液，其含有添加剂A和添加剂B，所述添加剂A为下述通式(I)表示的环状硫酸酯化合物，所述添加剂B为选自具有卤素原子及烷基中的至少一方的芳香族化合物、以及氨基甲酸酯化合物中的至少1种，且为除碳酸酯化合物和环状硫酸酯化合物之外的化合物。通式(I)中，R1表示通式(II)表示的基团或式(III)表示的基团，并且，R2表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、通式(II)表示的基团或式(III)表示的基团；或者，R1及R2表示下述基团：R1及R2成为一体，与R1所键合的碳原子及R2所键合的碳原子一起，形成苯环或环己基环。通式(II)中，R3表示卤素原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数1～6的卤代烷基、碳原子数1～6的烷氧基或式(IV)表示的基团。通式(II)、式(III)及式(IV)中的波状线表示键合位置。当在通式(I)表示的环状硫酸酯化合物中包含2个通式(II)表示的基团时，2个通式(II)表示的基团可以相同也可以相互不同。＜2＞如＜1＞所述的电池用非水电解液，其中，上述通式(I)中，上述R1为上述通式(II)表示的基团(其中，上述通式(II)中，上述R3表示氟原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的卤代烷基、碳原子数1～3的烷氧基或上述式(IV)表示的基团。)、或上述式(III)表示的基团，上述R2为氢原子、碳原子数1～3的烷基、上述通式(II)表示的基团(其中，上述通式(II)中，上述R3表示氟原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的卤代烷基、碳原子数1～3的烷氧基或上述式(IV)表示的基团。)、或上述式(III)表示的基团。＜3＞如＜1＞所述的电池用非水电解液，其中，上述通式(I)中，上述R1为上述通式(II)表示的基团(其中，上述通式(II)中，上述R3表示氟原子、甲基、乙基、三氟甲基、甲氧基、乙氧基或上述式(IV)表示的基团。)或上述式(III)表示的基团，上述R2为氢原子或甲基。＜4＞如＜1＞～＜3＞中任一项所述的电池用非水电解液，其中，上述添加剂B为选自下述芳香族烃化合物以及下述通式(V)表示的环状氨基甲酸酯化合物中的至少1种，所述芳香族烃化合物被选自氟原子、氯原子及碳原子数1～6的烷基中的至少1种取代。通式(V)中，R11表示氢原子或碳原子数1～6的烷基，R12～R15各自独立地表示氢原子、卤素原子或碳原子数1～6的烷基。＜5＞如＜4＞所述的电池用非水电解液，其中，上述通式(V)中，上述R11～上述R15各自独立地为氢原子或碳原子数1～3的烷基。＜6＞如＜1＞～＜5＞中任一项所述的电池用非水电解液，其中，进一步含有添加剂C，所述添加剂C为选自具有碳－碳不饱和键的碳酸酯化合物、具有氟原子的碳酸酯化合物、氟磷酸化合物、环状磺内酯化合物及具有氟原子的脂肪族环状化合物中的至少1种。＜7＞如＜6＞所述的电池用非水电解液，其中，上述添加剂C为选自碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸亚乙酯、4－氟碳酸亚乙酯、4，4－二氟碳酸亚乙酯、4，5－二氟碳酸亚乙酯、单氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟双(草酸根合)磷酸锂、双草酸根合硼酸锂、1，3－丙烷磺内酯、1，3－丙烯磺内酯及1，1，2，2，3，3，4－七氟环戊烷中的至少1种。＜8＞如＜1＞～＜7＞中任一项所述的电池用非水电解液，其中，相对于电池用非水电解液的总量，上述添加剂A的含量为0.001质量％～10质量％。＜9＞如＜1＞～＜7＞中任一项所述的电池用非水电解液，其中，相对于电池用非水电解液的总量，上述添加剂B的含量为0.001质量％～20质量％。＜10＞如＜1＞～＜8＞中任一项所述的电池用非水电解液，其中，相对于电池用非水电解液的总量，上述添加剂A的含量为0.001质量％～10质量％，并且，相对于电池用非水电解液的总量，上述添加剂B的含量为0.001质量％～20质量％。＜11＞如＜1＞～＜10＞中任一项所述的电池用非水电解液，其中，上述添加剂B相对于上述添加剂A的含有质量比〔添加剂B/添加剂A〕为1.0～20.0。＜12＞如＜6＞或＜7＞所述的电池用非水电解液，其中，相对于电池用非水电解液的总量，上述添加剂C的含量为0.001质量％～10质量％。＜13＞一种锂二次电池，其包括：正极，负极，其包含选自金属锂、含锂合金、可与锂进行合金化的金属或合金、可进行锂离子的掺杂·脱掺杂的氧化物、可进行锂离子的掺杂·脱掺杂的过渡金属氮化物、及可进行锂离子的掺杂·脱掺杂的碳材料中的至少1种作为负极活性物质，和＜1＞～＜12＞中任一项所述的电池用非水电解液。＜14＞一种锂二次电池，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池用非水电解液，其含有添加剂A和添加剂B，所述添加剂A为下述通式(I)表示的环状硫酸酯化合物，所述添加剂B为选自具有卤素原子及烷基中的至少一方的芳香族化合物、以及氨基甲酸酯化合物中的至少1种，且为除碳酸酯化合物和环状硫酸酯化合物之外的化合物，通式(I)中，R1表示通式(II)表示的基团或式(III)表示的基团，并且，R2表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、通式(II)表示的基团或式(III)表示的基团；或者，R1及R2表示下述基团：R1及R2成为一体，与R1所键合的碳原子及R2所键合的碳原子一起，形成苯环或环己基环，通式(II)中，R3表示卤素原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数1～6的卤代烷基、碳原子数1～6的烷氧基或式(IV)表示的基团，通式(II)、式(III)及式(IV)中的波状线表示键合位置，当在通式(I)表示的环状硫酸酯化合物中包含2个通式(II)表示的基团时，2个通式(II)表示的基团可以相同也可以相互不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.25 JP 2013-1986701.一种电池用非水电解液，其含有添加剂A和添加剂B，
所述添加剂A为下述通式(I)表示的环状硫酸酯化合物，
所述添加剂B为选自具有卤素原子及烷基中的至少一方的芳香族化合物、以及氨基甲
酸酯化合物中的至少1种，且为除碳酸酯化合物和环状硫酸酯化合物之外的化合物，
通式(I)中，R1表示通式(II)表示的基团或式(III)表示的基团，并且，R2表示氢原子、碳
原子数1～6的烷基、通式(II)表示的基团或式(III)表示的基团；或者，R1及R2表示下述基
团：R1及R2成为一体，与R1所键合的碳原子及R2所键合的碳原子一起，形成苯环或环己基环，
通式(II)中，R3表示卤素原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数1～6的卤代烷基、碳原子
数1～6的烷氧基或式(IV)表示的基团，通式(II)、式(III)及式(IV)中的波状线表示键合位
置，
当在通式(I)表示的环状硫酸酯化合物中包含2个通式(II)表示的基团时，2个通式
(II)表示的基团可以相同也可以相互不同。
2.如权利要求1所述的电池用非水电解液，其中，所述通式(I)中，
所述R1为所述通式(II)表示的基团或所述式(III)表示的基团，其中，所述通式(II)中，
所述R3表示氟原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的卤代烷基、碳原子数1～3的烷氧
基或所述式(IV)表示的基团；
所述R2为氢原子、碳原子数1～3的烷基、所述通式(II)表示的基团或所述式(III)表示
的基团，其中，所述通式(II)中，所述R3表示氟原子、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的
卤代烷基、碳原子数1～3的烷氧基或所述式(IV)表示的基团。
3.如权利要求1所述的电池用非水电解液，其中，所述通式(I)中，
所述R1为所述通式(II)表示的基团或所述式(III)表示的基团，其中，所述通式(II)中，
所述R3表示氟原子、甲基、乙基、三氟甲基、甲氧基、乙氧基或所述式(IV)表示的基团；
所述R2为氢原子或甲基。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电池用非水电解液，其中，所述添加剂B为选自芳香
族烃化合物以及下述通式(V)表示的环状氨基甲酸酯化合物中的至少1种，所述芳香族烃化
合物被选自氟原子、氯原子及碳原子数1～6的烷基中的至少1种取代，
通式(V)中，R11表示氢原子或碳原子数1～6的烷基，R12～R15各自独立地表示氢原子、卤
素原子或碳原子数1～6的烷基。
5.如权利要求4所述的电池用非水电解液...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫里将敬，藤山聪子，林刚史，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP