二次电池用电解液、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具及电子装置制造方法及图纸

二次电池设置有正极、负极、以及包含氰基化合物的电解液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池用电解液、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具及电子装置
本技术涉及用于二次电池的电解液、使用电解液的二次电池、和电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具、以及电子装置，其各自使用二次电池。
技术介绍
各种电子装置如手机和个人数字助理(PDA)已被广泛使用，并且已被要求进一步减小电子装置的尺寸和重量以及实现它们的更长寿命。因此，已开发了电池，尤其是小型轻质二次电池，其能够实现高能量密度，作为用于电子装置的电源。二次电池的应用不限于上文描述的电子装置，并且还考虑将二次电池应用于各种其他应用。这种其他应用的实例可以包括：可拆卸地安装在例如电子装置上的电池组；电动车辆如电动汽车；蓄电系统如家用电力服务器；以及电动工具如电钻。已经提出了二次电池，其利用各种充电和放电原理来获得电池容量。尤其是，已关注二次电池，其利用电极反应物的嵌入(insertion)和脱嵌(extraction)，以及二次电池，其利用电极反应物的沉淀和溶解，其使得可以实现比其他电池如铅酸电池和镍镉电池更高的能量密度。二次电池包括正极、负极、和电解液。电解液包括溶剂和电解质盐。电解液的组成对电池特性施加很大的影响。因此，已经对电解液的组成进行了各种研究。更具体地，为了长期稳定地维持容量，氰基硼酸盐化合物用作电解质盐(例如，参考专利文献1)。为了抑制电池性能随着时间的推移的下降，硼酸盐化合物用作电解质盐(例如，参考专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-005261号公报专利文献2：日本特开2014-022291号公报
技术实现思路
与上文描述的电子装置和其它装置的更高性能和更多的多功能相关联，更频繁地使用电子装置和其它装置，并且其使用环境扩大。为此，仍有改善二次电池的电池特性的余地。因此，希望提供二次电池用电解液、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具、和电子装置，其各自使得可以实现优越的电池特性。根据本技术的一种实施方式的二次电池用电解液包括由以下式(1)表示的氰基化合物。[化学式1](X1n1+是金属离子和鎓离子的一种，M1是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素的一种，Rf是氟基和一价氟化烃基中的一种，Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-、和-CR22-(CR32)e1-CR22-的一种，R1各自是氢基(-H)、氟基(-F)、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，并且R1中的一个或多个是氟基和一价氟化烃基的一种，R2各自是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，R3各自是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，a1、f1、和n1各自是1或2的整数，b1和d1各自是1至4的整数，c1是0至3的整数，e1是0至4的整数，以及g1和m1各自是1至3的整数。)根据本技术的一种实施方式的二次电池包括：正极；负极；和电解液，并且电解液具有与根据本技术的实施方式的前述二次电池用电解液的构成类似的构成。根据本技术的各种实施方式的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具、和电子装置各自包括二次电池，并且二次电池具有这样的构成，其类似于根据本技术的实施方式的前述二次电池的构成。根据本技术的各实施方式的二次电池用电解液和二次电池，电解液包括由式(1)表示的氰基化合物，其使得可以实现优异的电池特性。此外，在本技术的各实施方式的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具、和电子装置中，类似的效果均是可实现的。注意，这里描述的效果是非限制性的。通过本技术获得的效果可以是在本技术中描述的效果的一种或多种。附图说明[图1]是根据本技术的一种实施方式的二次电池(圆柱型)的构成的截面图。[图2]是图1所示的螺旋卷绕电极体的一部分的截面图。[图3]是根据本技术的实施方式的另一种二次电池(层压膜型)的构成的透视图。[图4]是沿图3所示的螺旋卷绕电极体的IV-IV线获取的截面图。[图5]是二次电池的应用实例(电池组：单电池)的构成的透视图。[图6]是示出图5所示的电池组的构成的框图。[图7]是示出二次电池的应用实例(电池组：组装电池(assembledbattery))的构成的框图。[图8]是示出二次电池的应用实例(电动车辆)的构成的框图。[图9]是示出二次电池的应用实例(蓄电系统)的构成的框图。[图10]是示出二次电池的应用实例(电动工具)的构成的框图。具体实施方式在下文中，参照附图，详细描述了本技术的一些实施方式。值得注意的是，按以下顺序给出说明。1.二次电池用电解液2.二次电池2-1.锂离子二次电池(圆柱型)2-2.锂离子二次电池(层压膜型)2-3.锂金属二次电池3.二次电池的应用3-1.电池组(单电池)3-2.电池组(组装电池)3-3.电动车辆3-4.蓄电系统3-5.电动工具<1.二次电池用电解液>首先，描述根据本技术的一种实施方式的二次电池用电解液。在这里描述的二次电池用电解液(下文中简称为“电解液”)可以用于例如二次电池如锂离子二次电池。然而，使用电解液的二次电池的种类不限于锂离子二次电池。[氰基化合物]电解液包括由以下式(1)表示的一种或多种氰基化合物(下文中简称为“氰基化合物”)。氰基化合物还可以作为例如将在后面在电解液中描述的电解质盐的一部分。[化学式2](X1n1+是金属离子和鎓离子的一种，M1是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素的一种，Rf是氟基和一价氟化烃基的一种，Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-、和-CR22-(CR32)e1-CR22-的一种，R1各自是氢基(-H)、氟基(-F)、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，并且R1中的一个或多个是氟基和一价氟化烃基的一种，R2各自是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，R3各自是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，a1、f1、和n1各自是1或2的整数，b1和d1各自是1至4的整数，c1是0至3的整数，e1是0至4的整数，以及g1和m1各自是1至3的整数。)氰基化合物包括阳离子(X1n1+)和阴离子，并且在阴离子中，氰基(-CN)结合至中心元素(M1)。如可以从b1可能采用的值的范围(b1＝1至4的整数)看出，氰基化合物包括一个或多个氰基。电解液包括氰基化合物，其改善电解液的化学稳定性，从而在充电和放电期间抑制电解液的分解反应。在这种情况下，即使在恶劣的环境中，如高温环境和低温环境，也会特别抑制电解液的分解反应。没有特别限定X1n1+的种类，只要X1n1+是金属离子和鎓离子的一种。在其中X1n1+的数量(g1的值)是两个或更多个的情况下，两个或更多个X1n1+可以是相同种类的离子或不同种类的离子。不言而喻的是，两个或更多个X1n1+的一些可以是相同种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，包括：正极；负极；以及电解液，所述电解液包含由以下式(1)表示的氰基化合物。[化学式1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.16 JP 2014-2539271.一种二次电池，包括：正极；负极；以及电解液，所述电解液包含由以下式(1)表示的氰基化合物。[化学式1](X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种。M1是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素中的一种。Rf是氟基和一价氟化烃基中的一种。Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-、和-CR22-(CR32)e1-CR22-中的一种。R1各自是氢基(-H)、氟基(-F)、一价烃基、以及一价氟化烃基中的一种，并且R1中的一个或多个是所述氟基和所述一价氟化烃基中的一种。R2各自是氢基、氟基、一价烃基、以及一价氟化烃基中的一种。R3各自是氢基、氟基、一价烃基、以及一价氟化烃基中的一种。a1、f1、以及n1各自是1或2的整数。b1和d1各自是1至4的整数。c1是0至3的整数。e1是0至4的整数。以及g1和m1各自是1至3的整数。)2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述X1是长周期型元素周期表中的第1族元素和第2族元素中的一种。3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述X1是锂(Li)。4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述M1是硼(B)、磷(P)、以及铝(Al)中的一种。5.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述一价烃基是以下中的一种：烷基，烯基，炔基，环烷基，芳基，以及结合了所述烷基、所述烯基、所述炔基、所述环烷基、和所述芳基中的两种或更多种的一价基团，并且所述一价氟化烃基是所述一价烃基中的一个或多个氢基被氟基取代的基团。6.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述Rf是所述一价氟化烃基，并且所述一价氟化烃基中的碳数是1至10。7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电解液中的所述氰基化合物的含量是0.01mol/kg至0.5mol/kg。8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述二次电池是锂离子二次电池。9.一种二次电池用电解液，包含：由以下式(1)表示的氰基化合物。[化学式2](X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种。M1是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素中的一种。Rf是氟基和一价氟化烃基中的一种。Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-、和-CR22-(CR32)e1-CR22-中的一种。R1各自是氢基(-H)、氟基(-F)、一价烃基、以及一价氟化烃基中的一种，并且R1中的一个或多个是所述氟基和所述一价氟化烃基中的一种。R2各自是氢基、氟基、一价烃基、以及一价氟化烃基中的一种。R3各自是氢基、氟基、一价烃基、以及一价氟化烃基中的一种。a1、f1、以及n1各自是1或2的整数。b1和d1各自是1至4的整数。c1是0至3的整数。e1是0至4的整数。以及g1和m1各自是1至3的整数。)10.一种电池组，包括：二次电池；控制所述二次电池的运行的控制器；以及根据来自所述控制器的指令切换所述二次电池的运行的开关部，所述二次电池包括正极，负极，以及电解液，所述电解液包括由以下式(1)表示的氰基化合物。[化学式3](X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种。M1是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素中的一种。Rf是氟基和一价氟化烃基中的一种。Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-、和-CR22-(CR32)e1-CR22-中的一种。R1各自是氢基(-H)、氟基(-F)、一价烃基、以及一价氟化烃基中的一种，并且R1中的一个或多个是所述氟基和所述一价氟化烃基中的一种。R2各自是氢基、氟基、一价烃基、以及一价氟化烃基中的一种。R3各自是氢基、氟基、一价烃基、以及一价氟化烃基中的一种。a1、f1、以及n1各自是1或2的整数。b1和d1各自是1至4的整数。c1是0至3的整数。e1是0至4的整数。以及g1和m1各自是1至3的整数。)11.一种电动车辆，包括：二次电池；将由所述二次电池供应的电力转换成驱动力的转换器；根据所述驱动力运行的驱动部；以及控制所述二次电池的运行的控制器，所述二次电池包括正极...

【专利技术属性】
技术研发人员：井原将之，藤田茂，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP