本发明专利技术的课题是，现有技术中期望实现安全性更优异的电解液。解决手段是，一种电解液，其含有非水溶剂和碱金属盐，所述碱金属盐含有碱金属阳离子和阴离子，所述碱金属盐溶解在所述非水溶剂中，所述非水溶剂含有全氟聚醚和氟代磷酸酯。以及一种电池，其具备前述电解液、正极和负极，所述正极含有能吸藏及释放碱金属阳离子的正极活性物质，所述负极含有能吸藏及释放所述碱金属阳离子的负极活性物质。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及电池用电解液、及使用其的电池。
技术介绍
专利文献1中公开了一种锂离子电池，其使用对常温熔盐电解质添加了全氟聚醚的电解液。专利文献1中公开了对常温熔盐电解质以0.2％以上5％以下的比例添加全氟聚醚。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特开2006-269374号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题现有技术中，期望实现安全性更优异的电解液。用于解决课题的技术方案本公开的一方面提供一种电解液，其含有非水溶剂和碱金属盐，上述碱金属盐含有碱金属阳离子和阴离子，所述碱金属盐溶解在所述非水溶剂中，所述非水溶剂含有全氟聚醚和氟代磷酸酯。专利技术效果根据本公开，可以实现安全性更优异的电解液。附图说明图1是示出实施方式2的电池的一例的示意性截面图。附图标记说明11 正极集电体12 正极合剂层13 正极14 负极集电体15 负极合剂层16 负极17 隔膜18 外壳具体实施方式以下，对本公开的实施方式进行说明。首先，下面对本专利技术者的着眼点进行说明。全氟聚醚及具有全氟聚醚骨架的分子与非水电解液的相溶性低。因此，存在全氟聚醚或具有全氟聚醚骨架的分子相对于非水电解液的添加比例被限制在窄范围的课题。例如，专利文献1中，全氟聚醚被限制在5％以下的添加比例。这样，如果对非水电解液添加一定比例以上(例如5％以上)的全氟聚醚，则两者不能均匀地混合。其结果存在不能发挥作为电解液的性能的课题。基于以上的着眼点，本专利技术者创作了本公开的构成。(实施方式1)实施方式1的电解液包含非水溶剂和碱金属盐。碱金属盐含有碱金属阳离子和阴离子。碱金属盐溶解在非水溶剂中。非水溶剂含有全氟聚醚和氟代磷酸酯。根据以上的构成，充分溶解碱金属盐，且全氟聚醚溶剂和作为第三成分的氟代磷酸酯溶剂不会相分离。因此，可以将全氟聚醚以任意的比例，且以更大的比例混合到非水溶剂中。即，可以将大量的全氟聚醚均匀地混合到非水溶剂中。由此，例如，可以实现作为电解液的功能的，并且进一步提高阻燃性能。这样，可以实现安全性更优异的非水电解液。作为阻燃溶剂的全氟聚醚，由于氟原子具有大的电负性，所以因电子震动小而导致极性小。因此，全氟聚醚溶解盐的能力弱。因此，全氟聚醚不能溶解现有的非水电解液中使用的那样的大量的盐。另外，其极性小也导致与一般的极性大的有机溶剂的相溶性差。即，无法进入极性大且分子间力大的有机溶剂分子间。因此，不能将全氟聚醚和有机溶剂均匀地混合。即，从物质的内部能量的观点来看，可以认为，与均一地相溶的状态相比，分相的状态处于内部能量更稳定的状态。与极性有机溶剂通过源自其极性的分子间力而稳定化同样，在全氟聚醚中，由于氟原子彼此的亲和性高、或者伴随分子链的增大而增加的分子间力从而能量稳定化。可用于实施方式1的非水电解液的全氟聚醚在分子内含有多个醚氧，且所有的烷基碳上的氢原子被氟原子取代。例如，实施方式1的全氟聚醚可以是CF3-O-(CF2-CF(CF3)-O)p-(CF2-O)q-CF3、或CF3-O-(C3F6-O)p-(CF2-O)q-CF3等。实施方式1的非水电解液例如可用于锂二次电池。因此，如果考虑锂二次电池的一般的使用温度，则优选全氟聚醚的沸点为60℃以上。即，为实现该沸点，优选全氟聚醚的重均分子量大致为350以上。如果重均分子量增大，则粘度上升。因此，重均分子量优选为小于1100。至于以上例示的全氟聚醚分子的化学式中的、重复单元数即“p”及“q”，优选以化合物的重均分子量大致成为350以上1100以下的方式进行选择。另外，可以是嵌段共聚物，也可以是无规共聚物。全氟聚醚也可以是单一的化合物。或者，全氟聚醚可以是2种以上的具有不同取代基的化合物。或者，全氟聚醚也可以是取代基相同且为结构异构体的2种以上的化合物。在此，重均分子量(Mw)是指通过将各分子的分子量与各分子的重量相乘后再全部相加所得的值除以其总重量而求得的分子量。实验上，可通过被称作凝胶渗透色谱法(Gel Permeation Chromatography：GPC)的测定求出。这是基于分子尺寸的差进行分离的液体色谱法的一种，是测定高分子物质的分子量分布、及平均分子量分布的方法。另外，通过对该装置并用光散射检测器，可以获得高分子物质的绝对分子量分布及重均分子量、旋转半径等信息。全氟聚醚可以通过例如使用全氟烯烃的光氧化的反应、全氟烷烃的环氧化物的阴离子聚合反应等公知的反应合成。另外，通过这些反应合成的生成物根据反应的进行程度而聚合度(即生成物的分子量)有偏差。但是，通过精密蒸馏乃至于柱纯化可获得所希望分子量的生成物。另外，在实施方式1的电解液中，氟代磷酸酯可以含有由下式(1)所示的化合物。在此，R1～R3分别独立地表示芳香族基或不饱和脂肪族基或饱和脂肪族基。另外，该芳香族基及该不饱和脂肪族基及当该饱和脂肪族基，至少一个氢原子被氟取代，且可以含有卤素原子或氮原子或氧原子或硫原子或硅原子。该不饱和脂肪族基及该饱和脂肪族基为直链状或环状。根据以上的构成，可以充分溶解碱金属。而且，具有高的离子传导性。而且，可以实现耐氧化性优异的电解液。由此，可有助于能发挥4V级的高电压的活性物质的充放电反应。如上，在实施方式1中，可以使用作为非质子性极性溶剂的氟代磷酸酯。磷酸酯溶剂具有由磷原子P和氧O构成的键合偶极矩大的P-O双键。因此，对碱金属阳离子产生较强的相互作用，可以溶解碱金属盐。由R1～R3表示的取代基可以是饱和脂肪族基。此时，与碳原子键合的原子可以是选自氢原子和氟原子中的任一种。另外，实施方式1的电解液中，R1～R3可以是三氟乙基。三氟乙基由CF3-CH2-表示。该构成在电化学稳定性的方面、及对碱金属阳离子的相互作用强的方面、以及与全氟聚醚溶剂的相溶性的方面优异。如上，通过含有氟原子，可以有助于能发挥高电压的活性物质的充放电反应。通过使极性溶剂含有氟原子，可以提高与全氟聚醚分子的亲和性。因此，可以增大均匀相溶带来的能量稳定化的影响。另外，实施方式1的电解液中，全氟聚醚相对于非水溶剂的体积比例可以为10％以上75％以下。实施方式1的碱金属盐，例如用MX表示。这里，碱金属盐MX的M为碱金属(锂、钠等)。另外，对于碱金属盐MX的X，作为实例，可以使用Cl、Br、I、BF4、PF6、CF3SO3、ClO4、CF3CO2、AsF6、SbF6、AlCl4、N(CF3SO2)2、N(FSO2)2、N(CF3CF2SO2)2、N(CF3SO2)(FSO2)等。从化学稳定性的观点出发，优选的碱金属盐MX的X为BF4、PF6、ClO4、N(CF3SO2)2、N(CF3CF2SO2)2中的任一种。从溶解性的观点出发，优选的碱金属盐为N(CF3SO2)2、N(FSO2)2、N(CF3CF2SO2)2、N(CF3SO2)(FSO2)中的任一种。上述碱金属盐可以使用一种、或者以二种以上的混合物的形式使用。即，实施方式1的电解液中，阴离子也可以是选自BF4-、PF6-、N(SO2CF3)2-、N(SO2F)2-、N(SO2CF2CF3)2-、N(SO2-CF2CF2SO2-)-、及[N-(SO2F)-(SO2CF3)]-、中的至少一种。根据以上的构成，可以提高碱金属盐的溶解性。而且，可以实现具有高的离子传导性的电解液。另外，实施方式1的电解液中，碱本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电解液，含有非水溶剂和碱金属盐，所述碱金属盐含有碱金属阳离子和阴离子，所述碱金属盐溶解在所述非水溶剂中，所述非水溶剂含有全氟聚醚和氟代磷酸酯。
【技术特征摘要】
2015.05.25 JP 2015-1050581.一种电解液，含有非水溶剂和碱金属盐，所述碱金属盐含有碱金属阳离子和阴离子，所述碱金属盐溶解在所述非水溶剂中，所述非水溶剂含有全氟聚醚和氟代磷酸酯。2.根据权利要求1所述的电解液，所述氟代磷酸酯含有下式(1)所示的化合物，其中，R1～R3分别独立地表示芳香族基或不饱和脂肪族基或饱和脂肪族基，所述芳香族基及所述不饱和脂肪族基及所述饱和脂肪族基，至少一个氢原子被氟取代，且含有卤素原子或氮原子或氧原子或硫原子或硅原子，所述不饱和脂肪族基及所述饱和脂肪族基为直链状或环状。3.根据权利要求2所述的电解液，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：铃木扩哲，北条伸彦，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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