包含一氟磷酸酯盐的非水电解液和使用了其的非水电解液电池制造技术

本发明专利技术分别提供二次电池用非水电解液和使用了该非水电解液的非水电解液二次电池，该二次电池用非水电解液包含对于碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等的溶解度高、在正极和负极界面形成品质良好的被覆膜的电解质；具体地说，本发明专利技术提供二次电池用电解液，其特征在于，其包含非水系溶剂和作为溶质的锂盐，该非水系溶剂包含由下述通式1或2表示的一氟磷酸酯盐。关于通式1或2的详细内容，如本说明书中所记载的那样。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及新型的非水电解液和包含该非水电解液的非水电解液二次电池。特别地，涉及包含具有特定结构的一氟磷酸酯盐的非水电解液和使用了其的非水电解液二次电池。
技术介绍
目前，锂二次电池等非水电解液二次电池已作为移动电话、摄像机、数码相机、笔记本个人电脑等比较小型的电子设备的电源广泛地普及。而且近年来，由于环境保护问题、能源问题，也在开展开发电动汽车、电力工具、夜间电力用的价格低、安全性高的大型锂二次电池，据认为今后在多种多样的用途中需求会进一步扩大。对于这些多样化、高性能化的锂二次电池的性能要求也日益提高。特别地，要求适合高性能化的功率密度、能量密度的提高以及适合高可靠性的高温时、低温时的容量劣化的抑制、循环寿命的提高、安全性的进一步提高。要求探索用于满足这些高程度要求的最佳的离子性络合物。目前为止为了克服上述课题，进行了各种尝试，进行了改善。作为进行改善的手段，研究了以正极材料、负极材料等的活性物质为首的构成部件的最优化。对于电解液也进行了研究，已经提出了：用于使盐溶解的各种溶剂例如从环状的碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等、链状的碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等中选择的1种或多种的组合、配合比率；作为各种电解质被溶解的盐例如六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂等的1种或多种的组合、配合比率；以及作为用于改善上述特性的添加剂的碳酸氟亚乙酯、反式-碳酸二氟亚乙酯等的组合、配合比率。这样的非水电解液通过上述电解液、电解质、添加剂的组合、配合比率来抑制由于在电极表面电解液分解而产生的劣化，从而成为使非水电解液二次电池的性能、可靠性等特性大幅地提高的主要因素。这些中，专利文献1中记载了：如果使用添加了选自一氟磷酸锂、二氟磷酸锂中的至少1种作为添加剂的非水系电解液，则该添加剂与用作电极的锂反应，在正极和负极界面形成品质良好的被覆膜；以及该被覆膜抑制充电状态的活性物质与有机溶剂的接触，抑制以活性物质与电解液的接触为原因而引起的非水系电解液的分解，使电池的保存特性提高。但是，上述添加剂对于一般作为非水系溶剂使用的碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等的溶解度低，因此能够添加的量低达1％左右，难以说能够充分地发挥其性能。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-67270号公报(专利第3439085号公报)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术是为了解决上述的问题而完成的，其课题在于：发现对于碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等的溶解度高、在正极和负极界面形成品质良好的被覆膜的电解质，提供利用了该电解质的优异的二次电池用非水电解液和使用了该非水电解液的非水电解液二次电池。用于解决课题的手段本专利技术者们进行了深入研究，结果完成了本专利技术。即，本专利技术提供以下的内容。[1]一种二次电池用电解液，其特征在于，其包含非水系溶剂和作为溶质的锂盐，该非水系溶剂包含由下述通式1表示的一氟磷酸酯盐：(式中，A表示碱金属或鎓(也称为络合阳离子)，x表示1。Rn表示碳原子数为1～10的烷基、卤代烷基、碳原子数为2～10的链烯基、卤代链烯基、
碳原子数为6～10的芳基、卤代芳基，这些基团的结构中可以具有取代基、杂原子，并且可以由多个碳形成环状结构。)[2]一种二次电池用电解液，其特征在于，其包含非水系溶剂和作为溶质的锂盐，该非水系溶剂包含由下述通式2表示的一氟磷酸酯盐：(式中，A表示碱土类金属，x表示1。Rn表示碳原子数为1～10的烷基、卤代烷基、碳原子数为2～10的链烯基、卤代链烯基、碳原子数为6～10的芳基、卤代芳基，这些基团的结构中可以具有取代基、杂原子，并且可以由多个碳形成环状结构。)[3]根据上述[1]所述的二次电池用非水电解液，其特征在于，上述式1中的A为选自锂、钠、钾、铵、鏻和锍中的任一种。[4]根据上述[2]所述的二次电池用非水电解液，其特征在于，上述式2中的A为镁或钙。[5]根据上述[1]～[4]中任一项所述的二次电池用非水电解液，其特征在于，上述一氟磷酸酯盐的含量相对于整个非水系溶剂为0.01～20.0质量％的范围。[6]根据上述[1]～[5]中任一项所述的二次电池用非水电解液，其特征在于，所述非水系溶剂为选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少1种。[7]一种非水电解液二次电池，其特征在于，其使用正极和可嵌入且脱嵌锂离子的负极以及[1]～[6]中任一项所述的二次电池用非水电解液。专利技术效果作为本专利技术的特征的一氟磷酸酯盐对于碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等的溶解度高，包含该物质的本专利技术的二次电池用非水电解液在电极界面形成品质良好的被覆膜，该被覆膜能够抑制非水系电解液的分解。附图说明图1是本专利技术的一实施方式中的2032型硬币电池的示意图。具体实施方式以下基于优选的实施方式对本专利技术进行说明。本专利技术提供二次电池用非水电解液和包含该非水电解液的非水电解液二次电池，该二次电池用非水电解液在包含由下述通式1表示的一氟磷酸酯盐的非水系溶剂中含有电解质的锂盐。下述通式1：式1中，A表示碱金属或鎓，x表示1。Rn表示选自碳原子数为1～10的烷基、卤代烷基、碳原子数为2～10的链烯基、卤代链烯基、碳原子数为6～10的芳基、卤代芳基(这些基团的结构中可以具有取代基、杂原子，并且可以由多个碳形成环状结构)中的任一种。在上述表示一氟磷酸酯盐的式1中，A表示选自碱金属和鎓中的任一种。作为碱金属，具体地说，可列举出锂、钠、钾、铷或铯。如果从获得的容易性和成本的优势性的观点出发来选择，则优选锂、钠或钾。作为鎓，具体地说，可列举出铵、鏻、氧鎓或锍等。下述通式2：式2中，A表示碱土类金属，x表示1。Rn表示选自碳原子数为1～10的烷基、卤代烷基、碳原子数为2～10的链烯基、卤代链烯基、碳原子数为6～10的芳基、卤代芳基(这些基团的结构中可以具有取代基、杂原子，并且可以由多个碳形成环状结构)中的任一种。在上述表示一氟磷酸酯盐的式2中，A表示选自碱土类金属中的任一种。作为碱土类金属，具体地说，可列举出铍、镁、钙、锶或钡。如果从获得的容易性、成本的优势性和安全性的观点出发来选择，则优选镁或钙。式1～2中所示的Rn表示选自碳原子数为1～10的烷基、卤代烷基、碳原子数为2～10的链烯基、卤代链烯基、碳原子数为6～10的芳基、卤代芳基(这些基团的结构中可以具有取代基、杂原子，并且可以由多个碳形成环状结构)中的任一种。作为碳原子数为1～10的烷基，可列举出甲基、乙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正己基、正癸基等，作为碳原子数为1～10的卤代烷基，可列举出作为上述的碳原子数为1～10的烷基例示出的基团中的氢原子被氟、氯、溴等卤素原子取代而成的基团，具体地说，可列举出一氟甲基、三氟甲基、二氯乙基、六氟丙基等。作为碳原子数为2～10的链烯基，可列举出乙烯基、2-丙烯基等，作为碳原子数为2～10的卤代链烯基，可列举出作为上述的碳原子数为2～10的链烯基例示出的基团中的氢原子被氟、氯、溴等卤素原子取代而成的基团，具体地说，可列举出2-氟乙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基等。作为碳原子数为6～10的芳基，可列举出苯基、萘基等，作为碳原子数为6～10的卤代芳基，可列举出作为上述的碳原子数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池用电解液，其特征在于，其包含非水系溶剂和作为溶质的锂盐，该非水系溶剂包含由下述通式1表示的一氟磷酸酯盐：式1中，A表示碱金属或鎓；x表示1；Rn表示碳原子数为1～10的烷基、卤代烷基、碳原子数为2～10的链烯基、卤代链烯基、碳原子数为6～10的芳基、卤代芳基，这些基团的结构中可以具有取代基、杂原子，并且可以由多个碳形成环状结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.11 JP 2014-1638581.一种二次电池用电解液，其特征在于，其包含非水系溶剂和作为溶质的锂盐，该非水系溶剂包含由下述通式1表示的一氟磷酸酯盐：式1中，A表示碱金属或鎓；x表示1；Rn表示碳原子数为1～10的烷基、卤代烷基、碳原子数为2～10的链烯基、卤代链烯基、碳原子数为6～10的芳基、卤代芳基，这些基团的结构中可以具有取代基、杂原子，并且可以由多个碳形成环状结构。2.一种二次电池用电解液，其特征在于，其包含非水系溶剂和作为溶质的锂盐，该非水系溶剂包含由下述通式2表示的一氟磷酸酯盐：式2中，A表示碱土类金属；x表示1；Rn表示碳原子数为1～10的烷基、卤代烷基、碳原子数为2～10的链烯基、卤代链烯基、碳原子数为6～10的芳基、...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿部拓郎，大前理，
申请(专利权)人：关东电化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP