不燃性非水电解质溶液及使用该电解质溶液的锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开一种不燃性非水电解质溶液以及使用该电解质溶液的锂离子电池。该不燃性非水电解质溶液包含三元或者更多元化合物添加剂、高浓度的锂盐、和作为主要溶质的磷酸酯。锂离子电池包括含能吸收和释放锂的锂过渡金属氧化物的正极、含能吸收和释放锂的碳基材料的负极、以及上述的不燃性非水电解质溶液。该三元或更多元的混合添加剂包含选自由下列组成的各三组化合物中的至少一种化合物：碳酸亚乙烯酯化合物的化合物组（ａ）；乙酸乙烯酯化合物、碳酸烷基甲基酯化合物以及碳酸乙烯基亚乙酯化合物的化合物组（ｂ）；２－吡咯烷酮化合物、环烷烃化合物、以及环戊酮化合物的化合物组（ｃ）。本发明专利技术的不燃性非水电解质溶液能为锂离子电池提供提高的充／放电特性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
不燃性非水电解质溶液及使用该电解质溶液的锂离子电池
本专利技术涉及一种不燃性非水电解质溶液以及使用该电解质溶液的锂离子电池，更具体地，涉及包含用于改善锂离子电池充/放电特性的三元或更多元化合物添加剂、高浓度的锂盐和具有高组成比溶剂的环状或磷酸酯化合物的不燃性非水电解质溶液，以及使用该电解质溶液的锂离子电池。
技术介绍
具备高能量密度和高工作电压的锂离子电池作为移动或便捷设备例如移动式电话、笔记本个人电脑和摄像机的电源已得到广泛的应用。此外，也正在进行对实际应用于卫星、火箭、电动车辆、夜间电力储藏系统的各种研究。锂离子电池在负极和正极中分别使用基于碳的材料和锂过渡金属氧化物如LiCoO2，并且其具有4V或更高的工作电压。因此，要求用于锂离子电池的电解质溶液即使在4V或更高的操作中具有电化学稳定性。已开发出通过将电解质如氟磷酸锂(LiPF6)溶解在基于碳酸酯的非水溶剂如碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)的混合物中而制备非水电解质溶液以满足这种要求，并投入使用。然而，由于这些非水溶剂相对低的闪点或着火点，因此该非水电解质溶液可能由于误操作如短路、过充电或过放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不燃性非水电解质溶液，该不燃性非水电解质溶液具有在包含磷酸酯的溶剂中溶解的锂盐，该不燃性非水电解质溶液包含选自由下列组成的各三组化合物中的至少一种添加剂化合物：以下面化学式（Ⅰ）表示的碳酸亚乙烯酯化合物的化合物组（ａ）； 由下面化学式（Ⅱ）表示的乙酸乙烯酯化合物、由下面化学式（Ⅲ）表示的碳酸烷基甲基酯化合物以及由下面的化学式（Ⅳ）表示的碳酸乙烯基亚乙酯化合物的化合物组（ｂ）；以及由下面化学式（Ⅴ）表示的２－吡咯烷酮化合物、由下面化学式（Ⅵ）表示的环烷 基化合物以及由下面化学式（Ⅶ）表示的环戊酮化合物的化合物组（ｃ），＊＊＊（Ⅰ）其中，Ｒ↑［１］和...

【技术特征摘要】
1.一种不燃性非水电解质溶液，该不燃性非水电解质溶液具有在包含磷酸酯的溶剂中溶解的锂盐，该不燃性非水电解质溶液包含选自由下列组成的各三组化合物中的至少一种添加剂化合物：以下面化学式(I)表示的碳酸亚乙烯酯化合物的化合物组(a)；由下面化学式(II)表示的乙酸乙烯酯化合物、由下面化学式(III)表示的碳酸烷基甲基酯化合物以及由下面的化学式(IV)表示的碳酸乙烯基亚乙酯化合物的化合物组(b)；以及由下面化学式(V)表示的2-吡咯烷酮化合物、由下面化学式(VI)表示的环烷基化合物以及由下面化学式(VIII)表示的环戊酮化合物的化合物组(c)，其中，R1和R2分别独立地表示氢原子、或具有1至4个碳原子的直链或支链烷基，其中，R3、R4和R5分别独立地表示氢原子、或具有1至4个碳-->原子的直链或者支链烷基，其中，R6表示氢原子、或具有1至4个碳原子的直链或支链烷基，其中，R7、R8、R9、R10、R11和R12分别独立地表示氢原子、或具有1至4个碳原子的直链或者支链烷基，其中，R13表示氢原子、或具有1至4个碳原子的直链或者支链烷基，-->其中，R14表示具有2至4个碳原子的直链或支链亚烷基，其中，R15表示具有1至3个碳原子的直链或者支链亚烷基。2.根据权利要求1所述的不燃性非水电解质溶液，其中，选自所述化合物组(a)至(c)的各所述添加剂化合物作为添加剂以范围为1至12重量％的量被添加到具有其中溶解有锂盐的不燃性的基于磷酸脂的电解质溶液中，其中所述添加剂总量在5至20重量％的范围。3.根据权利要求中1或2所述的不燃性非水电解质溶液，其中所述锂盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王献明，曾根理嗣，桑岛三郎，
申请(专利权)人：独立行政法人宇宙航空研究开发机构，
类型：发明
国别省市：JP[日本]