非水电解液电池用电解液及使用其的非水电解液电池制造技术

本发明专利技术提供一种可以在60℃以上的高温下发挥优良的高温循环特性及高温贮藏特性的非水电解液电池用电解液及使用其的非水电解液电池。本发明专利技术的非水电解液电池用电解液的特征在于，其至少含有：非水溶剂、溶质、下述通式(1)所示的至少1种第1化合物及下述通式(2)所示的至少1种第2化合物。Si(R3)

【技术实现步骤摘要】
非水电解液电池用电解液及使用其的非水电解液电池
[0001]本申请是申请日为2015年7月10日、申请号为201580053638.4、专利技术名称为“非水电解液电池用电解液及使用其的非水电解液电池”的申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及含有特定的电解质盐和硅烷化合物的非水电解液电池用电解液及使用其的非水电解液电池。

技术介绍

[0003]近年，面向信息相关设备或通信设备、即个人计算机、摄像机、数码相机、移动电话等小型设备且需要高能量密度的用途的蓄电系统，以及面向电动汽车、混合动力车辆、燃料电池车辆辅助电源、电力贮藏等大型设备且需要动力的用途的蓄电系统备受瞩目。正在积极地开发作为其候选之一的锂离子电池、锂电池、锂离子电容器、钠离子电池等非水电解液电池。
[0004]虽然这些非水电解液电池大多已经实用化，但在耐久性方面并不能满足各种用途，特别是在环境温度为60℃以上时劣化显著，因此在例如汽车用途等长期用于高温场所的用途中存在问题。
[0005]迄今为止，作为改善非水电解液电池的高温特性及反复充放电时的电池特性(循环特性)的手段，正在研究以正极、负极的活性物质为代表的各种电池构成要素的优化。非水电解液相关技术也不例外，提出了用各种添加剂来抑制由电解液在活性的正极、负极的表面分解导致的劣化。例如，专利文献1提出一种方法，其通过在非水电解液中添加二氟(双(草酸根))磷酸锂、二氟(草酸根)硼酸锂等，从而抑制电池的内部电阻的上升和循环特性的劣化。但是，有时期望对这些效果进行进一步改善。此外，专利文献2～5提出了通过在非水电解液中添加有机硅化合物、氟硅烷化合物等硅化合物，来提高非水电解液电池的循环特性、抑制内部电阻的增加以提高低温特性的方法。进而，专利文献6及7中提出了通过将特定的氟化硅化合物和双(草酸根)硼酸锂组合使用并添加在非水电解液中，从而改善非水电解液电池的循环特性和电阻上升抑制效果的方法。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2005－032714号公报
[0009]专利文献2:日本特开平8－078053号公报
[0010]专利文献3:日本特开2002－033127号公报
[0011]专利文献4:日本特开2004－039510号公报
[0012]专利文献5:日本特开2004－087459号公报
[0013]专利文献6:日本特开2010－205474号公报
[0014]专利文献7:日本特开2010－238506号公报

技术实现思路

[0015]专利技术要解决的问题
[0016]就使用专利文献1～7公开的非水电解液的非水电解液电池而言，假定用于60℃以上的高温下时，存在期望进一步改善高温循环特性及高温贮藏特性的情况，并且有改善的余地。本专利技术提供一种可以在60℃以上的高温下发挥优良的高温循环特性及高温贮藏特性的非水电解液电池用电解液及使用其的非水电解液电池。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]本专利技术人等为了解决所述问题进行了深入研究，结果发现，通过制成含有特定的电解质盐和硅烷化合物的非水电解液电池用电解液，在将该电解液用于非水电解液电池时，可以发挥优良的高温循环特性及高温贮藏特性，从而完成了本专利技术。
[0019]即，本专利技术提供一种非水电解液电池用电解液(此后有时简单记载为“非水电解液”或“电解液”)，其特征在于，至少含有：非水溶剂、溶质、
[0020]下述通式(1)所示的至少1种第1化合物、及
[0021]下述通式(2)所示的至少1种第2化合物。
[0022][0023]Si(R3)
x
(R4)4‑
x
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0024][通式(1)中，M表示硼原子、磷原子或硅原子，m为1～3，n为1～4，p为0或1。R1表示碳数为3～10的亚烷基、碳数为3～10的卤代亚烷基、碳数为6～20的亚芳基或碳数为6～20的卤代亚芳基(这些基团可以在其结构中含有取代基，也可以含有杂原子。此外，m为2以上时，存在的m个R1可以分别相互键合)，R2表示卤素原子，X1、X2分别相互独立地表示氧原子或硫原子，X3表示碳原子或硫原子。X3为碳原子时，q为1，X3为硫原子时，q为1或2。A
a+
表示碱金属阳离子、碱土金属阳离子或鎓阳离子，a表示该阳离子的价数。a～d为1或2，且满足a
×
b＝c
×
d。
[0025]通式(2)中，R3分别相互独立地表示具有碳－碳不饱和键的基团。R4分别相互独立地表示氟原子、选自由烷基、烷氧基、烯基、烯氧基、炔基、炔氧基、芳基及芳氧基组成的组中的基团，这些基团可以具有氟原子和/或氧原子。x为2～4。][0026]重要的是，上述通式(2)的R3所示的具有碳－碳不饱和键的基团为2个以上(x为2以上)。使该结构的第2化合物和上述第1化合物在电解液中共存时，在将该电解液用于非水电解液电池的情况下，可以发挥优良的高温循环特性及高温贮藏特性。从输出特性的观点考虑，进一步优选上述通式(2)的x为2～3。
[0027]优选上述第1化合物的浓度相对于非水电解液电池用电解液的总量在0.07～7.0质量％的范围。
[0028]此外，优选上述第2化合物的浓度相对于非水电解液电池用电解液的总量在0.005～7.0质量％的范围。
[0029]此外，优选上述第1化合物选自由双(草酸根)硼酸盐、二氟(草酸根)硼酸盐、三(草酸根)磷酸盐、二氟双(草酸根)磷酸盐、四氟(草酸根)磷酸盐及四氟(丙二酸根)磷酸盐组成的组中。
[0030]此外，优选上述通式(2)的R3所示的基团为分别相互独立地选自由乙烯基、烯丙基、1－丙烯基、乙炔基及2－丙炔基组成的组中的基团。
[0031]此外，优选上述通式(2)的R4所示的基团为分别相互独立地选自由氟原子、甲基、乙基、丙基、2,2,2－三氟乙基、2,2,3,3－四氟丙基、1,1,1－三氟异丙基、1,1,1,3,3,3－六氟异丙基、2,2,2－三氟乙氧基、2,2,3,3－四氟丙氧基、2,2,3,3,3－五氟丙氧基、1,1,1－三氟异丙氧基及1,1,1,3,3,3－六氟异丙氧基组成的组中的基团。
[0032]此外，优选上述溶质为选自由六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双(三氟甲磺酰)亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)、双(氟磺酰)亚胺锂(LiN(FSO2)2)、双(二氟磷酰)亚胺锂(LiN(POF2)2)及二氟磷酸锂(LiPO2F2)组成的组中的至少一种。
[0033]此外，优选上述非水溶剂为选自由环状碳酸酯、链状碳酸酯、环状酯、链状酯、环状醚、链状醚、砜化合物、亚砜化合物及离子液体组成的组中的至少一种。
[0034]此外，本专利技术提供一种非水电解液电池，其特征在于，在至少具备正极、负极和非水电解液电池用电解液的非水电解液电池中，非水电解液电池用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非水电解液电池用电解液，其特征在于，其至少含有：非水溶剂、溶质、至少1种第1化合物、及下述通式(2)所示的至少1种第2化合物，Si(R3)x(R4)4‑
x
ꢀꢀꢀ
(2)通式(2)中，R3表示烯基或炔基，R4分别相互独立地表示选自由烷基、烷氧基、烯基、烯氧基、炔基、炔氧基、芳基及芳氧基组成的组中的基团，这些基团任选具有氟原子和/或氧原子，x为2～4，其中，所述第1化合物的浓度相对于非水电解液电池用电解液的总量在0.07～7.0质量％的范围，所述溶质的浓度为0.5mol/L～2.5mol/L，所述第1化合物选自由三(草酸根)磷酸盐、二氟双(草酸根)磷酸盐、四氟(草酸根)磷酸盐及四氟(丙二酸根)磷酸盐组成的组中。2.根据权利要求1所述的非水电解液电池用电解液，其中，所述第2化合物的浓度相对于非水电解液电池用电解液的总量在0.005～7.0质量％的范围。3.根据权利要求1或2所述的非水电解液电池用电解液，其中，所述通式(2)的R3所示的基团为分别相互独立地选自由乙烯基、烯丙基、1
‑
丙烯基、乙炔基及2
‑
丙炔基组成的组中的基团。4.根据权利要求1或2所述的非水电解液电池用电解液，其中，所述通式(2)的R4所示的基团为分别相互独立地选自由甲基、乙基、丙基、2，2，2
‑
三氟乙基、2，2，3，3一四...

【专利技术属性】
技术研发人员：森中孝敬，久保诚，河端涉，山本建太，高桥干弘，
申请(专利权)人：中央硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：