锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于，提供具有进一步改善的寿命特性的锂离子二次电池。本发明专利技术的锂离子二次电池的特征在于，具有：正极，所述正极包含相对于锂在4.5V以上工作的正极活性材料；和电解液，所述电解液包含含有氟化醚的电解液溶剂、环状磺酸酯和LiN(FSO

Lithium ion secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池
本专利技术涉及锂离子二次电池、其制造方法和搭载有锂离子二次电池的车辆。
技术介绍
锂离子二次电池用于各种用途。相应地要求高能量密度、寿命特性良好的锂离子二次电池，但是在能量密度高的电池中，由电解液溶剂的分解引起的电池性能的降低成为问题。因此，寻求耐久性高的电解液溶剂。已知LiN(FSO2)2与正极和/或负极反应而在电极表面上形成具有电解液的分解抑制效果的覆膜。因此，为了改善电池的寿命特性，正在研究将LiN(FSO2)2添加到电解液中。在专利文献1和2中记载了通过在电解液中添加0.5重量％的LiN(FSO2)2，改善了电池的寿命特性。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第WO2013/183655号专利文献2：国际公开第WO2014/080870号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在以LiN(FSO2)2等酰亚胺锂盐类为主要电解质的非水电解液中，在高电压下工作时，锂离子二次电池的构成构件被腐蚀，因此存在在进一步增加电解液中的LiN(FSO2)2的添加量时，电池的寿命特性反而变差的问题。因此，在专利文献1和2中，LiN(FSO2)2的添加量被限制在少量，为0.5重量％，寿命特性的改善效果低。鉴于上述课题，本专利技术的目的在于，提供具有进一步改善的寿命特性的锂离子二次电池。用于解决课题的手段本专利技术的第一锂离子二次电池的特征在于，具有：正极，所述正极包含相对于锂在4.5V以上工作的正极活性材料；和电解液，所述电解液包含含有由式(1)表示的氟化醚的电解液溶剂、由式(2)表示的环状磺酸酯、和LiN(FSO2)2。CnH2n+1-lFl-O-CmH2m+1-kFk(1)(式中，n为1、2、3、4、5或6，m为1、2、3或4，l为0～2n+1的整数，k为0～2m+1的整数，l和k中的至少一者为1以上。)(式中，Q表示氧原子、亚甲基或单键，A表示取代或未取代的碳原子数1～6的亚烷基、羰基、亚磺酰基、取代或未取代的碳原子数1～6的氟代亚烷基、或经由醚键键合有亚烷基单元或氟代亚烷基单元的碳原子数2～6的基团，B表示取代或未取代的碳原子数1～6的亚烷基、取代或未取代的碳原子数1～6的氟代亚烷基、或氧原子。)专利技术效果根据本专利技术能够提供具有改善的寿命特性的锂离子二次电池。附图说明图1为示出膜外包装电池的基本结构的分解透视图。图2为示意性地示出图1电池的截面的截面图。具体实施方式以下，按照构成要素将本实施方式涉及的锂离子二次电池的一例进行说明。[电解液]本实施方式的锂离子二次电池所具备的电解液包含含有氟化醚的电解液溶剂、LiN(FSO2)2、和环状磺酸酯。在本实施方式中，电解液包含由下式(3)表示的氟化醚作为电解液溶剂。氟化醚对环状磺酸酯的覆膜形成具有辅助效果。通过使用氟化醚作为电解液溶剂，能够改善电池的寿命特性。CnH2n+1-lFl-O-CmH2m+1-kFk(3)(式中，n为1、2、3、4、5或6，m为1、2、3或4，l为0～2n+1的整数，k为0～2m+1的整数，l和k中的至少一者为1以上。)氟化醚的烷基的氟取代率优选为20％以上且100％以下。由于氟取代量的增加，电解液的耐氧化性提高，因此氟取代率高的氟化醚适合于高电位正极。在氟取代量过多时，有时支持盐等的溶解性降低、电池的容量降低。氟取代率更优选为30％以上且95％以下，进一步优选为40％以上且90％以下。式(3)中，在两个烷基两者均为含氟烷基的情况下，耐氧化性高，是优选的。需要说明的是，在本说明书中，术语“氟取代率”表示含氟化合物(氟化化合物)或含氟化合物中所含的官能团所具有的氟原子数相对于氢原子数与氟原子数的总和的比率。作为由式(3)表示的氟化醚，可以列举例如：2,2,3,3,3-五氟丙基-1,1,2,2-四氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1H,1H,2’H,3H-十氟二丙基醚、1,1,2,3,3,3-六氟丙基-2,2-二氟乙基醚、异丙基-1,1,2,2-四氟乙基醚、丙基-1,1,2,2-四氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(FE)、1H,1H,5H-全氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚、1H-全氟丁基-1H-全氟乙基醚、甲基全氟戊基醚、甲基全氟己基醚、甲基-1,1,3,3,3-五氟-2-(三氟甲基)丙基醚、1,1,2,3,3,3-六氟丙基-2,2,2-三氟乙基醚、乙基九氟丁基醚、乙基-1,1,2,3,3,3-六氟丙基醚、1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚、1H,1H,2’H-全氟二丙基醚、七氟丙基-1,2,2,2-四氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、2,2,3,3,3-五氟丙基-1,1,2,2-四氟乙基醚、乙基九氟丁基醚、甲基九氟丁基醚、1,1-二氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、双(2,2,3,3-四氟丙基)醚、1,1-二氟乙基-2,2,3,3,3-五氟丙基醚、1,1-二氟乙基-1H,1H-七氟丁基醚、2,2,3,4,4,4-六氟丁基-二氟甲基醚、双(2,2,3,3,3-五氟丙基)醚、九氟丁基甲基醚、双(1H,1H-七氟丁基)醚、1,1,2,3,3,3-六氟丙基-1H,1H-七氟丁基醚、1H,1H-七氟丁基-三氟甲基醚、2,2-二氟乙基-1,1,2,2-四氟乙基醚、双(三氟乙基)醚、双(2,2-二氟乙基)醚、双(1,1,2-三氟乙基)醚、1,1,2-三氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、双(2,2,3,3-四氟丙基)醚等。其中，从耐电压性、沸点等观点出发，优选使用选自1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、2,2,3,4,4,4-六氟丁基-二氟甲基醚、1,1-二氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,1,2,3,3,3-六氟丙基-2,2-二氟乙基醚、1,1-二氟乙基-1H,1H-七氟丁基醚、1H,1H,2’H,3H-十氟二丙基醚、双(2,2,3,3,3-五氟丙基)醚、1H,1H,5H-全氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚、双(1H,1H-七氟丁基)醚、1H,1H,2’H-全氟二丙基醚、1,1,2,3,3,3-六氟丙基-1H,1H-七氟丁基醚、1H-全氟丁基-1H-全氟乙基醚、双(2,2,3,3-四氟丙基)醚中的至少一种氟化醚。氟化醚可以单独使用一种，也可以并用两种以上。在并用两种以上时，与使用仅一种氟化醚的情况相比，有时锂离子二次电池的循环特性提高。电解液溶剂中的氟化醚的比率优选为1体积％以上，更优选为5体积％以上，进一步优选为10体积％以上。在氟化醚的含有率过少时，电解液的粘度变高，因此有时导电性降低、导致容量降低。电解液溶剂中的氟化醚的比率优选为90体积％以下，更优选为70体积％以下，进一步优选为50体积％以下。在氟化醚的含量过多时，电解液的介电常数降低，支持盐无法解离，有时引起容量降低。在本实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池，具有：/n正极，所述正极包含相对于锂在4.5V以上工作的正极活性材料；和/n电解液，所述电解液包含含有由式(1)表示的氟化醚的电解液溶剂、由式(2)表示的环状磺酸酯、和LiN(FSO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170913 JP 2017-1755861.一种锂离子二次电池，具有：
正极，所述正极包含相对于锂在4.5V以上工作的正极活性材料；和
电解液，所述电解液包含含有由式(1)表示的氟化醚的电解液溶剂、由式(2)表示的环状磺酸酯、和LiN(FSO2)2，
CnH2n+1-lFl-O-CmH2m+1-kFk(1)
式中，n为1、2、3、4、5或6，m为1、2、3或4，l为0～2n+1的整数，k为0～2m+1的整数，l和k中的至少一者为1以上，



式中，Q表示氧原子、亚甲基或单键，
A表示取代或未取代的碳原子数1～6的亚烷基、羰基、亚磺酰基、取代或未取代的碳原子数1～6的氟代亚烷基、或经由醚键键合有亚烷基单元或氟代亚烷基单元的碳原子数2～6的基团，
B表示取代或未取代的碳原子数1～6的亚烷基、取代或未取代的碳原子数1～6的氟代亚烷基、或氧原子。


2.如权利要求1所述的锂离子二次电池，其中，
所述电解液中的LiN(FSO2)2的浓度为0.2摩尔/L以上。


3.如权利要求1或2所述的锂离子二次电池，其中，
所述电解液包含LiPF6。


4.如权利要求1～3中任一项所述的锂离子二次电池，其中，
所述电解液溶剂包含碳酸酯化合物。


5.如权利要求1～4中任一项所述的锂离子二次电池，其中，
所述电解液溶剂中的所述由式(1)表示的氟化醚的含量为1体积％以上且70体积％以下。


6.如权利要求1～5中任一项所述的锂离子二次电池，其中，
所述电解液...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川卓哉，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP