非水电解质二次电池制造技术

非水电解质二次电池具备正极、负极和非水电解质，前述非水电解质含有：包含含氟环状碳酸酯的非水溶剂、异氰脲酸三烯丙酯等异氰脲酸衍生物及二甘醇酐等环状羧酸酐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池
本专利技术涉及非水电解质二次电池的技术。
技术介绍
例如，专利文献1公开了一种非水电解质二次电池，其具备正极、负极和包含含氟环状碳酸酯的电解液。专利文献1中记载了通过使用包含含氟环状碳酸酯的电解液而在室温下的循环特性得以改善。另外，例如，专利文献2中记载了通过在包含含氟环状碳酸酯的电解液中添加异氰脲酸三烯丙酯等异氰酸酯化合物而有提高电池性能的效果。另外，例如，专利文献3中也公开了在包含含氟环状碳酸酯的电解液中添加异氰酸酯化合物。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-182807号公报专利文献2：日本特开2014-194930号公报专利文献3：日本特开2014-41820号公报
技术实现思路
然而，使用了包含含氟环状碳酸酯和异氰酸酯化合物的电解液的非水电解质二次电池的情况，抑制在高温环境下的充放电循环时的容量降低的效果并不充分。尤其是对于使用了以包含Ni的锂复合氧化物作为主要成分的正极活性物质的非水电解质二次电池，几乎没有抑制在高温环境下的充放电循环时的容量降低的效果。因此，本专利技术的目的在于提供：即使在使用了以包含Ni的锂复合氧化物作为主要成分的正极活性物质的情况下，也能够抑制在高温环境下的充放电循环时的容量降低的非水电解质二次电池。本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池具备正极、负极和非水电解质，所述正极具有以包含Ni的锂复合氧化物作为主要成分的正极活性物质，前述非水电解质含有：包含含氟环状碳酸酯的非水溶剂、异氰脲酸衍生物和环状羧酸酐。异氰脲酸衍生物由下式表示。式中，R1～R3独立地为-CnH2n-CH＝CH2、氢，R1～R3中的至少1个为-CnH2n-CH＝CH2，n为整数。环状羧酸酐由下式表示。式中，R4～R7独立地为氢、烷基、烯基或芳基。根据本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池，即使在使用了以包含Ni的锂复合氧化物作为主要成分的正极活性物质的情况下，也能够抑制在高温环境下的充放电循环时的容量降低。具体实施方式(对于本专利技术中的非水电解质的作用)包含含氟环状碳酸酯的非水电解质的情况，在初始充电时，一部分含氟环状碳酸酯在负极表面被分解，在负极表面形成覆膜(SEI覆膜)。通常，通过形成含氟环状碳酸酯来源的SEI覆膜，可抑制在之后的充放电过程中发生的非水电解质的分解，但含氟环状碳酸酯来源的SEI覆膜缺乏热稳定性，因此在高温环境下，该SEI覆膜被破坏。其结果，在充放电过程发生的非水电解质成分的分解进行，阻碍电极反应的副反应产物沉积于负极上，因此导致在高温环境下的充放电循环时的容量降低。此处，目前认为，通过使因提高电池性能而已知的异氰脲酸衍生物共存，能够抑制在高温环境下的充放电循环时的容量降低，但在使用了以包含Ni的锂复合氧化物作为主要成分的正极活性物质的情况下，仍然无法得到上述抑制效果。其原因可推测出：在正极活性物质的表面发生Ni与包含异氰脲酸衍生物的非水电解质的副反应，由此生成的可溶解性的反应产物电泳至负极，而使负极表面的覆膜变质。然而，发现：通过进一步使环状羧酸酐共存而可抑制在高温环境下的充放电循环时的容量降低。其原因可推测出：通过环状羧酸酐和异氰脲酸衍生物，在负极表面形成对由起因于Ni的上述副反应生成的可溶解性的反应产物具有耐性的覆膜。另外，该覆膜被认为是阻碍电极反应的影响小的覆膜，还发现其能够发挥提高非水电解质二次电池的初始容量这样新的效果。此外，初始容量的改善和在高温环境下的充放电循环时的容量降低的抑制这两种效果通过使异氰脲酸衍生物和环状羧酸酐这两者共存而首次得到的。以下对实施方式的非水电解质二次电池的一例进行说明。作为实施方式的一例的非水电解质二次电池具备正极、负极和非水电解质。在正极与负极之间设置分隔件是适宜的。具体而言，具有将卷绕型的电极体及非水电解质收纳于外壳体中的结构，所述卷绕型的电极体是将隔着分隔件卷绕正极和负极而成的。或者，还可以代替卷绕型的电极体，适用隔着分隔件层叠正极和负极而成的层叠型的电极体等其它形态的电极体。另外，作为非水电解质二次电池的形态，没有特别限定，可以示例出圆筒型、方型、硬币型、纽扣型、层压型等。[非水电解质]非水电解质含有：包含含氟环状碳酸酯的非水溶剂、异氰脲酸衍生物、环状羧酸酐和电解质盐。非水电解质不限定于液体电解质(非水电解液)，可以是使用了凝胶状聚合物等的固体电解质。非水溶剂中包含的含氟环状碳酸酯只要是含有至少1个氟的环状碳酸酯就没有特别限制，例如可列举出：单氟碳酸亚乙酯(FEC)、1,2-二氟碳酸亚乙酯、1,2,3-三氟碳酸亚丙酯、2,3-二氟-2,3-亚丁基碳酸酯、1,1,1,4,4,4-六氟-2,3-亚丁基碳酸酯等。这些当中，从高温时的氢氟酸的产生量得到抑制方面等考虑，优选FEC。含氟环状碳酸酯的含量例如相对于非水溶剂的总体积，优选为0.1体积％以上且30体积％以下、更优选为10体积％以上且20体积％以下。含氟环状碳酸酯的含量低于0.1体积％时，有时含氟环状碳酸酯来源的SEI覆膜的生成量少而使室温下的循环特性降低。另外，含氟环状碳酸酯的含量超过30体积％时，含氟环状碳酸酯来源的SEI覆膜的生成量增多，有时无法充分地发挥异氰脲酸衍生物和环状羧酸酐的添加效果。非水溶剂除了含氟环状碳酸酯以外还可以包含例如非氟系溶剂。作为非氟系溶剂，可以示例出：环状碳酸酯类、链状碳酸酯类、羧酸酯类、环状醚类、链状醚类、乙腈等腈类、二甲基甲酰胺等酰胺类、和它们的混合溶剂。作为上述环状碳酸酯类的例子，可列举出：碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯等。作为上述链状碳酸酯类的例子，可列举出：碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸甲基异丙酯等。作为上述羧酸酯类的例子，可列举出：乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯(MP)、丙酸乙酯、γ-丁内酯等。作为上述环状醚类的例子，可列举出：1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、1,3-二氧杂环己烷、1,4-二氧杂环己烷、1,3,5-三恶烷、呋喃、2-甲基呋喃、1,8-桉树脑、冠醚等。作为上述链状醚类的例子，可列举出：1,2-二甲氧基乙烷、二乙醚、二丙醚、二异丙醚、二丁醚、二己醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、甲基苯基醚、乙基苯基醚、丁基苯基醚、戊基苯基醚、甲氧基甲苯、苄基乙基醚、二苯基醚、二苄基醚、邻二甲氧基苯、1,2-二乙氧基乙烷、1,2-二丁氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、1,1-二甲氧基甲烷、1,1-二乙氧基乙烷、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚等。非水电解质中包含的异氰脲酸衍生物由下式表示。式中，R1～R3独立地为-CnH2n-CH＝CH2、氢，R1～R3中的至少1个为-CnH2n-CH＝CH2。n为整数，例如优选1～20。需要说明的是，可认为通过异氰脲酸和环状羧酸酐而在负极上形成牢固的覆膜，进而可推测出：由于R1～R3中存在双键，而可实现覆膜的高分子量化，形成更牢固的覆膜。非水电解质中包含的异氰脲酸衍生物具体而言可列举出：异氰脲酸二烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三丁烯酯、异氰脲酸三戊烯酯、异氰脲酸三己烯酯等。其中，从初始容量的改善、和在高温环境下的充放电循环时的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解质二次电池，其具备正极、负极和非水电解质，所述正极具有以包含Ni的锂复合氧化物作为主要成分的正极活性物质，所述非水电解质含有：包含含氟环状碳酸酯的非水溶剂、下述化学式1所示的异氰脲酸衍生物、及下述化学式2所示的环状羧酸酐，化学式1

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.22 JP 2016-2500441.一种非水电解质二次电池，其具备正极、负极和非水电解质，所述正极具有以包含Ni的锂复合氧化物作为主要成分的正极活性物质，所述非水电解质含有：包含含氟环状碳酸酯的非水溶剂、下述化学式1所示的异氰脲酸衍生物、及下述化学式2所示的环状羧酸酐，化学式1式中，R1～R3独立地为-CnH2n-CH＝CH2、氢，R1～R3中的至少1个为-CnH2n-CH＝CH2，n为整数，化学式2式中，R4～R7独立地为氢、烷基、烯基或芳基。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川正树，仲渊龙，
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