二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备技术方案

在这种二次电池中，在膜形外部构件内提供正极、负极和含有氰基化合物的电解液。

Two - time batteries, batteries, electric vehicles, power storage systems, power tools, and electronic equipment

In this two cell, an anode, a negative electrode, and an electrolyte containing cyano compounds are provided in a membrane shaped outer member.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备
本专利技术涉及包括正极、负极和电解液的二次电池，以及电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备，它们的每一种使用都二次电池。
技术介绍
诸如移动电话和个人数字助理(PDA)的多种电子设备已经被广泛使用，并且已经要求进一步降低电子设备的大小和重量以及实现它们较长的寿命。因此，具有实现高能量密度能力的电池，特别是小的和轻重量的二次电池，已经被开发作为用于电子设备的电源。二次电池的应用不限制于如上的电子设备，并且已经还考虑将二次电池应用于多种其它应用中。这样的其它应用的实例包括：可连接和可拆卸地安装在例如电子设备上的电池组；电动车辆诸如电动汽车；电力储存系统诸如家用电力服务器；和电动工具诸如电钻。为了获得电池容量，已经提出了使用多种充电和放电原理的二次电池。特别地，已经注意到利用电极反应物的嵌入和脱除的二次电池，和利用电极反应物的沉淀和溶解的二次电池，其使得可以实现比诸如铅酸电池和镍镉电池的其它电池更高的能量密度。二次电池包括正极、负极和电解液。电解液包括电解质盐和任何其它材料。电解液的组成对电池特性产生大的影响。因此，关于电解液的组成已经进行了多方面研究。更具体地，为了长时间稳定地保持容量，将氰基硼酸盐化合物用作电解质盐(例如，参见专利文献1)。为了抑制电池性能随着时间衰退，将硼酸盐化合物用作电解质盐(例如，参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2014-005261号公报专利文献2：特开2014-022291号公报
技术实现思路
与如上描述的电子设备和其它设备的更高性能和更多重功能性相关联，更频繁地使用电子设备和其它设备，并且它们的使用环境得到扩展。出于这个原因，对于在二次电池的电池特性方面的改进仍存在空间。因此希望提供二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备，它们每一个都使得可能实现优异的电池特性。根据本技术的实施方案的二次电池包括：正极；负极；和包括氰基化合物的电解液，氰基化合物由下式(1)表示，正极、负极和电解液被提供在膜状外封装构件内，[化1]其中X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种，M1是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟基团和一价氟化烃基团中的一种，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、R2和R3的每一个是氢基团(-H)、氟基团(-F)、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种，a1、f1和n1的每一个是1或2的整数，b1是1至4的整数，c1是0至3的整数，d1和e1的每一个是0至4的整数，和g1和m1的每一个是1至3的整数。根据本技术的各个实施方案的电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备各自包括二次电池，和二次电池具有与上述根据本技术的实施方案的二次电池的构造类似的构造。根据本技术的技术方案的二次电池，电解液被提供在膜状外封装构件内，并包括上述氰基化合物，这使得可以实现优异的电池特性。另外，在本技术的各个实施方案的电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备的每一种中，可实现类似的效果。应注意，本文中描述的效果是非限制性的。通过本技术实现的效果可以是在本技术中描述的效果中的一种或多种。附图说明[图1]本技术的实施方案的二次电池(层合膜类型)的构造的透视图。[图2]在图1中示出的螺旋卷绕电极体的沿着线II-II截取的截面图。[图3]二次电池的一个应用实例(电池组：单体电池)的构造的透视图。[图4]示出了在图3中所示的电池组的构造的框图。[图5]示出了二次电池的一个应用实例(电池组：组装电池)的构造的框图。[图6]示出了二次电池的一个应用实例(电动车辆)的构造的框图。[图7]示出了二次电池的一个应用实例(电力储存系统)的构造的框图。[图8]示出了二次电池的一个应用实例(电动工具)的构造的框图。[图9]对比例的二次电池(圆筒型)的构造的截面图。[图10]在图9中所示的螺旋卷绕电极体的部分的截面图。实施本专利技术的模式在下文中，参照附图详细描述本技术的一些实施方案。应该理解，以如下顺序给出说明。1.二次电池1-1.锂离子二次电池(层合膜类型)1-2.锂金属二次电池(层合膜类型)2.二次电池的应用2-1.电池组(单体电池)2-2.电池组(组装电池)2-3.电动车辆2-4.电力储存系统2-5.电动工具<1.二次电池>首先，描述了根据本技术的实施方案的二次电池。<1-1.锂离子二次电池(层合膜类型)>图1示出了二次电池的透视构造，和图2示出了沿着在图1中所示的螺旋卷绕电极体30的线II-II截取的截面构造。应注意，图1示出了其中螺旋卷绕电极体30和外封装构件40彼此分开的状态。本文中描述的二次电池，例如是锂离子二次电池，在该锂离子二次电池中，通过作为电极反应物的锂的嵌入和脱除获得负极34的容量。[二次电池的整体构造]在二次电池中，例如，将作为电池元件的螺旋卷绕电极体30容纳在膜状外封装构件40内，如在图1中所示的。使用膜状外封装构件40的电池结构是所谓的层合膜类型的电池结构。在螺旋卷绕电极体30中，例如将正极33和负极34与在其间的隔膜35和电解质层36一起堆叠，和然后将正极33、负极34、隔膜35和电解质层36螺旋卷绕。电解质层36含有电解液。将正极引线31连接于正极33，和将负极引线32连接于负极34。螺旋卷绕电极体30的最外周边由保护带37的保护。将正极引线31例如从外封装构件40的内部引出到外部。将负极引线32例如以与正极引线31的方向相同的方向从外封装构件40的内部引出到外部。正极引线31例如包括一种或多种导电材料诸如铝(Al)。负极引线32例如包括一种或多种诸如铜(Cu)、镍(Ni)和不锈钢的导电材料。这些导电材料例如具有一种或多种诸如薄板型和网格型的类型。外封装构件40例如是在图1中示出了的箭头R的方向可折叠的一个膜，且外封装构件40在其部分中具有用于包含螺旋卷绕电极体30的凹陷。外封装构件40例如是其中将融合接合层、金属层和表面保护层以此顺序层合的层合膜。在制造二次电池的方法中，将外封装构件40折叠，使得融合接合层的部分与在其间的螺旋卷绕电极体30彼此面对，和之后将融合接合层的部分的外边缘进行融合接合。可选地，外封装构件40可以是由两个例如通过粘合剂彼此接合的层合膜构造的膜。融合接合层的实例包括由聚乙烯、聚丙烯和其它材料中的一种或多种制备的膜。金属层例如包括铝箔和其它金属材料中的一种或多种。表面保护层例如是由尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯和其它材料中的一种或多种制备的膜。特别地，外封装构件40优选是其中将聚乙烯膜、铝箔和尼龙膜以此顺序层合的铝层合膜。然而，外封装构件40可以是具有任何其它层合结构的层合膜、诸如聚丙烯的聚合物膜或金属膜。例如，将用于防止外部空气侵入的粘合剂膜41插在外封装构件40和正极引线31之间。另外，例如将上述粘合剂膜4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，包含：正极；负极；和包括由以下式(1)表示的氰基化合物的电解液，所述正极、所述负极和所述电解液被提供在膜状外封装构件内。[化1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.13 JP 2015-0267311.一种二次电池，包含：正极；负极；和包括由以下式(1)表示的氰基化合物的电解液，所述正极、所述负极和所述电解液被提供在膜状外封装构件内。[化1](其中X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种。M1是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种。Rf是氟基团和一价氟化烃基团中的一种。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、R2和R3的每一个是氢基团(-H)、氟基团(-F)、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种。a1、f1和n1的每一个是1或2的整数。b1是1至4的整数。c1是0至3的整数。d1和e1的每一个是0至4的整数。并且g1和m1的每一个是1至3的整数。)2.根据权利要求1所述的二次电池，其中X1是在长周期型元素周期表中第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X1是锂(Li)。4.根据权利要求1所述的二次电池，其中M1是硼(B)、磷(P)和铝(Al)中的任一种。5.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述一价烃基团是烷基基团、烯基基团、炔基基团、环烷基基团、芳基基团和其中将烷基基团、烯基基团、炔基基团、环烷基基团和芳基基团中的两种或更多种结合的一价基团中的一种，并且所述一价氟化烃基团是其中所述一价烃基团中的一个或多个氢基团被氟基团取代的基团。6.根据权利要求1所述的二次电池，其中Rf是一价氟化烃基团，并且所述一价氟化烃基团的碳数为1至10。7.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述氰基化合物在所述电解液中的含量为包括两个端值的0.01mol/kg至0.5mol/kg。8.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电解液包括由以下式(2)、式(3)和式(4)表示的不饱和环状碳酸酯中的一种或多种。[化2](其中R11和R12的每一个是氢基团和烷基基团中的一种。R13至R16的每一个是氢基团、烷基基团、乙烯基基团和烯丙基基团中的一种，R13至R16的一个或多个是乙烯基基团和烯丙基基团中的一种。R17是由>CR171R172表示的基团，并且R171和R172的每一个是氢基团和烷基基团中的一种。)9.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电解液包括由以下式(5)和式(6)表示的卤代碳酸酯中的一种或多种。[化3](其中R18至R21的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，R18至R21的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种。R22至R27的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，并且R22至R27的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种。)10.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。11.一种电池组，包含：二次电池；控制器，控制所述二次电池的操作；以及开关部分，根据来自所述控制器的指令切换所述二次电池的操作，所述二次电池包括正极，负极，和包括由以下式(1)表示的氰基化合物的电解液，所述正极、所述负极和所述电解液被提供在膜状外封装构件内。[化4](其中X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种。M1是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种。Rf是氟基团和一价氟化烃基团中的一种。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、R2和R3的每一个是氢基团(-H)、氟基团(-F)、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种。a1、f1和n1的每一个是1或2的整数。b1是1至4的整数。c1是0至3的整数。d1和e1的每一个是0至4的整数。并且g1和m1的每一个是1至3的整数。)12.一种电动车辆，包含：二次电池；转换器，将由所述二次电池供给的电力转换成驱动力；驱动部分，根据所述驱动力进行驱动...

【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