电解液和电池制造技术

本发明专利技术公开了能够改善电池特性如电池膨胀和充电／放电效率的电解液。本发明专利技术还公开了使用这种电解液的电池。具体公开了一种电池，其中正极（２１）和负极（２２）经由电解质层（２４）成层地布置。电解质层（２４）是包含电解液和高分子化合物的凝胶，且该电解液包含具有质子收集功能的化合物如六亚甲基四胺或六亚乙基四胺。因此，可捕获游离酸如氢氟酸，由此抑制电解质的分解反应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电解液和使用该电解液的电池。
技术介绍
近年来，以移动电话、PDA(个人数字助理)、和笔记本个人电脑为代表的便携式电子设备的小型化和轻型化已得到了积极地促进。作为其一个环节，已强烈要求作为其驱动电源的电池特别是二次电池的能量密度的改善。作为能够提供高能量密度的二次电池，例如，使用能够嵌入和脱出锂(Li)的材料如碳材料用于负极的锂离子二次电池是已知的。 此外，近年来，作为能够提供高能量密度的二次电池，已开发了一种二次电池，其中能够嵌入和脱出锂的材料用于负极，锂金属析出在该表面上，且由此负极容量包括由于锂的嵌入和脱出的容量成分(capacitycomponent)和由于锂的析出和溶解的容量成分(例如，参见专利文件1)。 在这些二次电池中，例如，已实际使用了一种二次电池，其中包含锂、钴(Co)、锰(Mn)等的复合氧化物用于正极，且溶剂如碳酸亚乙酯和电解质盐如六氟磷酸锂用于电解液。 专利文件1国际公开No.01/22519 专利文件2日本未审专利申请公开No.7-312227 专利文件3日本未审专利申请公开No.10-177814
技术实现思路
但是，有这样的问题当六氟磷酸锂等分解以产生游离酸如氢氟酸(HF)时，钴或锰从正极被洗出，且电解液分解，因此电池特性如充电和放电效率降低。 在这种二次电池中，已考虑为了改善循环特性，例如，使用其中一些氢被氟取代的环状碳酸酯等作为溶剂(例如，参见专利文件2和3)。但是，当电池内包含水分时，例如，在使用作为这种环状碳酸酯之一的4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮的情况下，通过水解产生的氢氟酸促进电解液的分解反应。此外，认为通过水解产生的产物的抗氧化性低。因此，有这样的问题例如，当层压膜用作包装部件时，以充电状态保存在高温环境下的电池膨胀。 考虑到以上问题，本专利技术的目的是提供能够抑制电池膨胀和改善电池特性如充电和放电效率的电解液、以及使用该电解液的电池。 根据本专利技术的第一电解液包含4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮和具有质子捕捉(scavenging)能力的化合物。 根据本专利技术的第二电解液包含六亚乙基四胺。 根据本专利技术的第一电池包括正极、负极和电解液，其中该电解液包含4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮和具有质子捕捉能力的化合物。 本专利技术的第二电池包括正极、负极和电解液，其中该电解液包含六亚乙基四胺。 本专利技术的第一电解液包含4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮和具有质子捕捉能力的化合物。因此，游离酸可有效地被该具有质子捕捉能力的化合物捕捉。结果，根据使用该电解液的本专利技术的第一电池，可防止电解液的分解反应等。例如，可抑制电池的膨胀。 此外，当包含具有非共享电子对的氮化合物作为具有质子捕捉能力的化合物时，可获得更高的效果。 此外，当在电解液中的氮化合物浓度满足数学式1时，可获得进一步的效果。 [数学式1] 4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮的浓度(mol/kg)/在氮化合物中非共享电子对的数量×0.4≤氮化合物的浓度(mol/kg)≤4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮的浓度(mol/kg)/在氮化合物中非共享电子对的数量×10。 此外，本专利技术的第二电解液包含六亚乙基四胺。因此，在有效捕捉游离酸的同时，可降低其反应性。结果，对于使用该电解液的本专利技术的电池，可防止电解液的分解反应等，且可改善电池特性如充电和放电效率。 特别地，当在电解液中六亚乙基四胺的含量在0.001重量％-5重量％范围内时，可获得更高的效果。 本专利技术包括 1、一种包含4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮和具有质子捕捉能力的化合物的电解液。 2、项1的电解液，其中该具有质子捕捉能力的化合物包括具有非共享电子对的氮化合物。 3、项2的电解液，其中该氮化合物包括选自六亚甲基四胺、化学式1中所示的锂盐、化学式2中所示的环状化合物、和化学式3中所示的环状化合物的至少一种， [化学式1] (CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)NLi 其中m和n表示正整数， [化学式2] 其中R1表示氢或取代基，且p表示2或更大的整数， [化学式3] 其中R2和R3表示氢或取代基，且q表示2或更大的整数。 4、项2的电解液，其中该氮化合物的浓度满足数学式1， [数学式1] 4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮的浓度(mol/kg)/在氮化合物中非共享电子对的数量×0.4≤氮化合物的浓度(mol/kg)≤4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮的浓度(mol/kg)/在氮化合物中非共享电子对的数量×10。 5、一种包括六亚乙基四胺的电解液。 6、项5的电解液，其中六亚乙基四胺的含量在0.001重量％-5重量％范围内。 7、项5的电解液，进一步包含具有氟原子的电解质盐。 8、一种电池，包括正极；负极；和电解液，其中该电解液包含4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮和具有质子捕捉能力的化合物。 9、项8的电池，其中该具有质子捕捉能力的化合物包括具有非共享电子对的氮化合物。 10、项9的电池，其中该氮化合物包括选自六亚甲基四胺、化学式4中所示的锂盐、化学式5中所示的环状化合物、和化学式6中所示的环状化合物的至少一种， [化学式4] (CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)NLi 其中m和n表示正整数， [化学式5] 其中R1表示氢或取代基，且p表示2或更大的整数，[化学式6] 其中R2和R3表示氢或取代基，且q表示2或更大的整数。 11、项9的电池，其中在该电解液中该氮化合物的浓度满足数学式2， [数学式2] 4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮的浓度(mol/kg)/在氮化合物中非共享电子对的数量×0.4≤氮化合物的浓度(mol/kg)≤4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮的浓度(mol/kg)/在氮化合物中非共享电子对的数量×10。 12、项8的电池，其中该负极包含碳材料。 13、项8的电池，其中该正极、该负极、和该电解液收纳在膜状的包装部件内。 14、一种电池，包括正极；负极；和电解液，其中该电解液包含六亚乙基四胺。 15、项14的电池，其中在该电解液中六亚乙基四胺的含量在0.001重量％-5重量％范围内。 16、项14的电池，其中该电解液进一步包含具有氟原子的电解质盐。 17、项14的电池，其中该正极、该负极、和该电解液收纳在膜状的包装部件内。 附图说明 图1是显示根据本专利技术实施方式的二次电池的结构的分解透视图； 图2是显示沿图1所示的螺旋卷绕电极体的线II-II的结构的横截面； 图3是显示在实施例中制造的二次电池的循环特性的实例的特性图； 图4是显示在实施例中制造的二次电池的高温储存时间和电池厚度之间关系的特性图；和 图5是显示在实施例中制造的二次电池的循环特性的实例的另一特性图。 具体实施例方式 下面将参照附图详细描述本专利技术的实施方式。 (第一实施方式) 图1显示了根据本专利技术第一实施方式的二次电池的分解结构的实例。该二次电池是所谓的锂离子二次电池，其中负极容量通过由于作为电极反应物的锂的嵌入和脱出的容量组分表示。该二次电池具有这样的结构其上连接有正极引线11和负极引线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括六亚乙基四胺的电解液。

【技术特征摘要】
JP 2005-2-18 041894/05;JP 2005-5-30 157100/051、一种包括六亚乙基四胺的电解液。2、权利要求1的电解液，其中六亚乙基四胺的含量在0.001重量％-5重量％范围内。3、权利要求1的电解液，进一步包...

【专利技术属性】
技术研发人员：市桥明，狩野严大郎，津田果林，木村史子，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]