二次电池用电解液、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具和电子设备技术方案

一种二次电池，具备：正极、负极和电解液，所述电解液含有第一杂环化合物和第二杂环化合物中的至少一者。

Secondary Battery Electrolyte, Secondary Battery, Battery Pack, Electric Vehicle, Storage System, Electric Tools and Electronic Equipment

A secondary battery is provided with a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte containing at least one of the first and second heterocyclic compounds.

【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、电动工具和电子设备
本技术涉及用于二次电池的电解液、使用该电解液的二次电池以及使用该二次电池的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具和电子设备。
技术介绍
便携式电话机和便携式信息终端设备(PDA)等各种电子设备正广泛普及，要求该电子设备的小型化、轻量化和长寿命化。因此，作为电源，正在进行电池、特别是小型且轻量的能够得到高能量密度的二次电池的开发。对于二次电池而言，不限于上述电子设备，也在研究其它用途中的应用。若列举一例，为可装拆地搭载于电子设备等的电池组、电动汽车等电动车辆、家庭用电源服务器等蓄电系统以及电钻等电动工具。该二次电池具备正极和负极以及电解液。电解液的组成对电池特性产生显著影响，因此，关于该电解液的组成，进行了各种研究。具体而言，为了改善充放电循环特性等电池特性，使电解液中含有噻吩衍生物等(例如，参见专利文献1～4)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本专利申请公开第2001-266939号公报专利文献2：日本专利申请公开第2015-072769号公报专利文献3：日本专利申请公开第2015-149250号公报专利文献4：日本专利申请公开第2015-191806号公报。
技术实现思路
电子设备等日益高性能化和多功能化。因此，电子设备等的使用频率正在增加，并且该电子设备等的使用环境正在扩大。因此，关于二次电池的电池特性，尚有改善的余地。因此，期望提供能够得到优良的电池特性的二次电池用电解液、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具和电子设备。本技术的一个实施方式的二次电池用电解液含有由下述式(1)表示的第一杂环化合物和由下述式(2)表示的第二杂环化合物中的至少一者。[化学式1](R1～R4各自为氢基(-H)、卤素基、一价烃基、一价卤代烃基、一价含氧基团、一价含氮基团、一价含硫基团以及它们中的两种以上键合而成的一价基团中的任意一种。但是，R1～R4中的至少两个为一价卤代烃基、或者R1～R4中的至少一个为含氮基团。)[化学式2](X为氮原子-氢原子(NH)、氧原子(O)和磷原子-氢原子(PH)中的任意一种。R5～R8各自为氢基、卤素基、一价烃基、一价卤代烃基、一价含氧基团、一价含氮基团、一价含硫基团以及它们中的两种以上键合而成的一价基团中的任意一种。但是，R5～R8中的至少一个为卤素基、一价卤代烃基、一价含氧基团、一价含氮基团、一价含硫基团以及它们中的两种以上键合而成的一价基团中的任意一种。)本技术的一个实施方式的二次电池具备正极、负极和电解液，该电解液具有与上述的本技术的一个实施方式的二次电池用电解液同样的构成。本技术的一个实施方式的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具和电子设备各自具备二次电池，该二次电池具有与上述的本技术的一个实施方式的二次电池同样的构成。在此，“一价烃基”为由碳(C)和氢(H)构成的一价基团的统称。“一价卤代烃基”为上述一价烃基中的至少一个氢基被卤素基取代后的基团的统称。“一价含氧基团”为含有氧(O)作为构成元素的一价基团的统称。“一价含氮基团”为含有氮(N)作为构成元素的一价基团的统称。“一价含硫基团”为含有硫(S)作为构成元素的一价基团的统称。根据本技术的一个实施方式的二次电池用电解液或二次电池，由于电解液含有第一杂环化合物和第二杂环化合物中的至少一者，因此能够得到优良的电池特性。另外，本技术的一个实施方式的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具或电子设备也能够得到同样的效果。需要说明的是，在此记载的效果未必进行限定，可以为本技术中记载的任一种效果。附图说明[图1]为示出本技术的一个实施方式的二次电池(圆筒型)的构成的剖视图。[图2]为放大示出图1中所示的卷绕电极体中的一部分的构成的剖视图。[图3]为示出本技术的一个实施方式的其它二次电池(层压膜型)的构成的透视图。[图4]为沿图3中所示的IV-IV线的卷绕电极体的剖视图。[图5]为示出二次电池的应用例(电池组：单电池)的构成的透视图。[图6]为示出图5中所示的电池组的构成的框图。[图7]为示出二次电池的应用例(电池组：组合电池)的构成的框图。[图8]为示出二次电池的应用例(电动车辆)的构成的框图。[图9]为示出二次电池的应用例(蓄电系统)的构成的框图。[图10]为示出二次电池的应用例(电动工具)的构成的框图。具体实施方式以下，参照附图对于本技术的一个实施方式详细地进行说明。需要说明的是，说明的顺序如下所述。1.二次电池用电解液2.二次电池2-1.锂离子二次电池(圆筒型)2-2.锂离子二次电池(层压膜型)2-3.锂金属二次电池3.二次电池的用途3-1.电池组(单电池)3-2.电池组(组合电池)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，对于本技术的一个实施方式的二次电池用电解液进行说明。在此说明的二次电池用电解液(以下简称为“电解液”)用于例如锂离子二次电池等二次电池。但是，使用电解液的二次电池的种类不限于锂离子二次电池。[杂环化合物]电解液含有杂环化合物。具体而言，杂环化合物包含由下述式(1)表示的第一杂环化合物和由下述式(2)表示的第二杂环化合物中的一者或两者。[化学式3](R1～R4各自为氢基、卤素基、一价烃基、一价卤代烃基、一价含氧基团、一价含氮基团、一价含硫基团以及它们中的两种以上键合而成的一价基团中的任意一种。但是，R1～R4中的至少两个为一价卤代烃基，或者R1～R4中的至少一个为含氮基团。)[化学式4](X为氮原子-氢原子、氧原子和磷原子-氢原子中的任意一种。R5～R8各自为氢基、卤素基、一价烃基、一价卤代烃基、一价含氧基团、一价含氮基团、一价含硫基团以及它们中的两种以上键合而成的一价基团中的任意一种。但是，R5～R8中的至少一个为卤素基、一价卤代烃基、一价含氧基团、一价含氮基团、一价含硫基团以及它们中的两种以上键合而成的一价基团中的任意一种。)电解液含有杂环化合物是因为，该电解液的化学稳定性提高，因此在充放电时抑制电解液的分解反应。在该情况下，特别是，即使在高温环境和低温环境等严苛的环境中，也抑制电解液的分解反应。电解液中的杂环化合物的含量没有特别限制，例如为0.01重量％～3重量％，优选为0.1重量％～3重量％。这是因为，在确保电池容量的同时充分抑制电解液的分解反应。关于上述“含量”的详细情况如下所述。在电解液仅含有第一杂环化合物的情况下，为该第一杂环化合物的含量。在电解液仅含有第二杂环化合物的情况下，为该第二杂环化合物的含量。在电解液含有第一杂环化合物和第二杂环化合物两者的情况下，为第一杂环化合物的含量与第二杂环化合物的含量之和。[第一杂环化合物]第一杂环化合物为在噻吩骨架上引入了取代基(R1～R4)的化合物，为所谓的噻吩衍生物。第一杂环化合物的种类可以为仅一种，也可以为两种以上。卤素基的种类没有特别限制，包含例如氟基(-F)、氯基(-Cl)、溴基(-Br)和碘基(-I)等。如上所述，一价烃基为由碳和氢构成的一价基团的统称。一价烃基可以为直链状，也可以为具有一个或两个以上侧链的支链状。另外，一价烃基可以为含有一个或两个以上碳-碳多重键的不饱和烃基，也可以为不含有碳-碳多重键的饱和烃基。该碳-碳多重键本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池，具备：正极；负极；和电解液，所述电解液含有由下述式(1)表示的第一杂环化合物和由下述式(2)表示的第二杂环化合物中的至少一者，[化学式1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.06 JP 2016-1738511.一种二次电池，具备：正极；负极；和电解液，所述电解液含有由下述式(1)表示的第一杂环化合物和由下述式(2)表示的第二杂环化合物中的至少一者，[化学式1](R1～R4各自为氢基(-H)、卤素基、一价烃基、一价卤代烃基、一价含氧基团、一价含氮基团、一价含硫基团以及它们中的两种以上键合而成的一价基团中的任意一种，但是，R1～R4中的至少两个为一价卤代烃基，或者R1～R4中的至少一个为含氮基团)，[化学式2](X为氮原子-氢原子(NH)、氧原子(O)以及磷原子-氢原子(PH)中的任意一种，R5～R8各自为氢基、卤素基、一价烃基、一价卤代烃基、一价含氧基团、一价含氮基团、一价含硫基团以及它们中的两种以上键合而成的一价基团中的任意一种，但是，R5～R8中的至少一个为卤素基、一价卤代烃基、一价含氧基团、一价含氮基团、一价含硫基团以及它们中的两种以上键合而成的一价基团中的任意一种)。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述卤素基包含氟基(-F)、氯基(-Cl)、溴基(-Br)和碘基(-I)，所述一价烃基包含烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基以及它们中的两种以上键合而成的一价基团，所述一价卤代烃基为所述一价烃基中的至少一个氢基被所述卤素基取代后的基团，所述一价含氧基团包含羟基(-OH)、烷氧基(-OR101：R101为烷基和芳基中的任意一种)、羧基(-COOH)、羧酸酯基(-COOR102：R102为烷基和芳基中的任意一种)、醛基(-CHO)和酰基(-COR103：R103为烷基和芳基中的任意一种)，所述一价含氮基团包含氰基(-CN)、胺基(-NR104R105：R104和R105各自为氢基、烷基和芳基中的任意一种)、硝基(-NO2)、亚硝基(-NO)、异氰酸酯基(-NCO)、叠氮基(-N3)和重氮基(-N2+)，所述一价含硫基团包含磺基(-SO3H)、巯基(-SH)、硫醚基(-SR106：R106为烷基和芳基中的任意一种)和硫酮基(-CS-R107：R107为烷基和芳基中的任意一种)。3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述R1～R4中的至少两个为全氟烷基。4.根据权利要求3所述的二次电池，其中，所述R1和所述R4各自为所述全氟烷基。5.根据权利要求3所述的二次电池，其中，所述全氟烷基的碳原子数为1以上且10以下。6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述R1～R4中的至少两个为所述氰基。7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，所述R1和所述R4各自为所述氰基。8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述R5～R8中的至少两个为全氟烷基。9.根据权利要求8所述的二次电池，其中，所述R5和所述R8各自为所述全氟烷基。10.根据权利要求8所述的二次电池，其中，所述全氟烷基的碳原子数为1以上且10以下。11.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电解液含有由下述式(3)～式(5)各自表示的不饱和环状碳酸酯和下述式(6)和式(7)各自表示的卤代碳酸酯中的至少一种，[化学式3](R11和R12各自为氢基和烷基中的任意一种，R13～R16各自为氢基、烷基、乙烯基和烯丙基中的任意一种，R13～R16中的至少一个为乙烯基和烯丙基中的任意一种，R17为由＞CR171R172表示的基团，R171和R172各自为氢基和烷基中的任意一种)，[化学式4](R18～R21为氢基、卤素基、烷基和卤代烷基中的任意一种，R18～R21中的至少一个为卤素基和卤代烷基中的任意一种，R22～R27为氢基、卤素基、烷基和卤代烷基中的任意一种，R22～R27中的至少一个为卤素基和卤代烷基中的任意一种)。12.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电解液含有由下述式(9)表示的二腈化合物中的至少一种，NC-R28-CN……(9)(R28为二价烃基、二价卤代烃基、二价含氧基团、二价含氮基团、二价含硫基团、二价含磷基团以及它们中的两种以上键合而成的二价基团中的任意一种)。13.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电解液含有碳酸亚丙酯。14.根据权利要求1所述的二次电池，其为锂离子二次电池。15.一种二次电池用电解液，含有由下述式(1)表示的第一杂环化合物和由下述式(2)表示的第二杂环化合物中的至少一者，[化学式5](R1～R4各自为氢基、卤素基、一价烃基、一价卤代烃基、一价含氧基团、一价含氮基团、一价含硫基团以及它们中的两种以上键合而成的一价基团中的任意一种，但是，R1～R4中的至少两个为一价卤代烃基，或者R1～R4中的至少一个为含氮基团)，[化学式6](X为氮原子-氢原子、氧原子以及磷原子-氢原子中的任意一种，R5～R8各自为氢基、卤素基、一价烃基、一价卤代烃基、一价含氧基团、一价含氮基团、一价含硫基团以及它们中的两种以上键合而成的一价基团中的任意一种，但是，R5～R8中的至少一个为卤素基、一价卤代烃基、一价含氧基团、一价含氮基团、一价含硫基团以及它们中的两种以上键合而成的一价基团中的任意一种)。16.一种电池组，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：日浅巧，小谷徹，武志一正，洼田忠彦，纳代日达·克拉斯特瓦，西尔维娅·罗塞利，加布里埃莱·内勒斯，大卫·丹纳，维托尔·戴希曼，丹尼斯·彻尔卡，威廉·福德，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP