本发明专利技术提供了锂二次电池及其电解液、电动工具、电动车和电力储存系统。更具体地，提供了能够获得优异循环特性、优异储存特性和优异负载特性的锂二次电池。该锂二次电池包括正极、负极和电解液。该电解液包含非水溶剂、锂离子、具有咪唑骨架的含氮有机阴离子、以及具有氟和长周期元素周期表中第13族至第15族的元素作为构成元素的无机阴离子。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种包含非水溶剂的用于锂二次电池的电解液、一种使用该电解液的锂二次电池、一种使用该用于锂二次电池的电解液和该锂二次电池的电动工具、一种使用该用于锂二次电池的电解液和该锂二次电池的电动车以及一种使用该用于锂二次电池的电解液和该锂二次电池的电力储存系统(electric power storage system)。
技术介绍
近年来，由便携式终端等为代表的小型电子装置已被广泛使用，并且强烈要求减小它们的尺寸和重量并实现其长寿命。因此，作为用于这些小型电子装置的电源，已经开发了电池，尤其是，能够提供高能量密度的小型且重量轻的二次电池。近年来，已经考虑了不仅将这样的二次电池应用到前述小型电子装置上，而且还应用到由电动车等为代表的大型电子装置。特别地，利用锂反应作为充放电反应的锂二次电池具有广阔前景，因为这样的锂二次电池能够提供比铅电池和镍镉电池更高的能量密度。锂二次电池包括利用锂离子的嵌入和脱嵌的锂离子二次电池以及利用锂金属的沉淀和溶解的锂金属二次电池。二次电池包括正极、负极和电解液。电解液包含非水溶剂和电解质盐。充当用于充放电反应的介质的电解液很大程度地影响二次电池的性能。因此，对电解液的组成已经进行了各种研究。具体地，为了改善热稳定性，使用了咪唑锂盐，如4，5- 二氰基-2-(三氟甲基) 咪唑锂(例如，参见 L. Niedzicki 及 8 位其他作者，“Modern generation of polymer electrolytes based on lithium conductive imidazolesalts", Journal of Power Sources, 2009,192,第 612 至 617 页；和 L. Niedzicki 及 10 位其他作者，“New type of imidazole based salts designed specificallyfor lithium ion batteries", online, Electrochemica Acta, 2009,网址 URL :www. elsevier. com/locate/electacta)。为了改善循环特性、安全性等，使用了具有路易斯酸性配体(路易斯酸配体，Lewis acidic ligand) 的锂盐,如双(三氟化硼)咪唑锂(lithium bis (trifluoroborane) imidazolide)(例如， 参见日本未审查专利申请公开No. 2005-536832)。为了改善循环特性，使用了为丙二腈 (malonic nitrile)衍生物的锂盐，如5-三氟甲基-1，3，4-噻唑-2-磺酰基丙二腈锂(例如，参见日本未审查专利申请公开No. 2000-508677)。为了改善耐受电压等，使用了包含咪唑鐺(imidazolium)阳离子的盐(例如，参见日本未审查专利申请公开No. 2004-207451和 2004-221557)。为了改善负载特性、储存特性等，作为非水溶剂，使用了 1，3_ 二甲基-2-咪唑烷酮或1，3-二丙基-2-咪唑烷酮(例如，参见日本未审查专利申请公开No. 11-273728 和 2004-014248)。
技术实现思路
这些年来，开发了电子装置的高性能和多功能性，并且它们的使用频率增大。因此，二次电池趋于频繁充放电。相应地，期望进一步改善二次电池的性能，尤其是，进一步改善二次电池的循环特性、储存特性和负载特性。鉴于前述缺点，在本专利技术中，希望提供一种用于能够获得优异循环特性、优异储存特性和优异负载特性的锂二次电池的电解液、一种锂二次电池、一种电动工具、一种电动车和一种储存系统。根据本专利技术的实施方式，提供了一种用于锂二次电池的电解液，其包含非水溶剂、 锂离子(Li+)、由式1表示的有机阴离子、以及具有氟和长周期元素周期表中第13族至第15 族的元素作为构成元素的无机阴离子。而且，根据本专利技术的实施方式，提供了一种锂二次电池，其包括正极、负极和电解液，其中电解液的组成与用于本专利技术实施方式的锂二次电池的前述电解液的组成类似。而且，根据本专利技术的实施方式，提供了安装了锂二次电池的一种电动工具、一种电动车和一种电力储存系统，其中锂二次电池的结构与本专利技术实施方式的前述锂二次电池的结构类似。式 1RlR2 R3在该式中，Rl为供电子基团(electron-releasing group)或吸电子基团 (electron-withdrawing group)。 R2 禾口 R3 为吸电子基团。“供电子基团”是指使电子密度朝向咪唑环移动的基团，并且例如是烷基、烷氧基、 氨基(-NH2、-NHR, -NR2 ；R为一价基团)、或羟基(-0H)。“吸电子基团”是指使电子密度远离咪唑环移动的基团，并且例如是烯基、炔基、芳基或它们的卤代基团、卤代烷基、卤素基团、氰基(-CN)、异氰酸酯基(-NC0)、硝基(-NO2)、磺酸盐(酯)基团(-SO3H)、羧基(-C00H)、酰基基团(_C( = 0)-R ；R为一价基团)或铵基基团(-NH3+)。然而，在吸电子的“烯基”和“炔基”中，自由价在不饱和碳原子上。此外，“卤代基团”表示通过用卤素基团(-F等)取代烯基等中的氢基团(-H)的至少一部分所获得的基团。用于本专利技术实施方式的锂二次电池的电解液包含锂离子、前述有机阴离子和前述无机阴离子。由此，与仅包含该有机阴离子和无机阴离子中的一种的情况相比，化学稳定性得到更大的改善。因此，根据使用用于本专利技术实施方式的锂二次电池的电解液的锂二次电池，能够获得优异的循环特性、优异的储存特性和优异的负载特性。而且，根据使用本专利技术实施方式的锂二次电池的电动工具、电动车和储存系统，能够改善前述特性如循环特性。本专利技术的其他和进一步的目的、特征和优势根据以下描述将更充分地呈现。附图说明图1是剖视图，示出了一种包括根据本专利技术实施方式的用于锂二次电池的电解液的圆柱型二次电池的结构。图2是剖视图，示出了图1中所示的螺旋卷绕电极体的放大部分。图3是分解透视图，示出了一种包括本专利技术实施方式的用于锂二次电池的电解液的层压膜型二次电池结构的结构。图4是沿图3所示的螺旋卷绕电极体的线IV-IV截取的剖视图。 具体实施例方式下文将参考附图详细描述本专利技术的实施方式。将按照以下顺序进行描述。1、用于锂二次电池的电解液2、锂二次电池2-1、锂离子二次电池(圆柱型)2-2、锂离子二次电池(层压膜型)2-3、金属锂二次电池(圆柱型和层压膜型)3、锂二次电池的应用1、用于锂二次电池的电解液根据本专利技术一个实施方式的用于锂二次电池的电解液(下文中简称为“电解液”) 包含非水溶剂和电解质盐。电解质盐包含作为组成离子(组分离子，component ion)的锂离子(锂阳离子)、一种或多种由式1表示的有机阴离子(下文中称为“含氮有机阴离子”)、 以及一种或多种具有氟和长周期元素周期表中第13族至第15族的元素作为构成元素的无机阴离子(下文中称为“含氟无机阴离子”)。电解液包含含氮有机阴离子和含氟无机阴离子连同锂离子，由于与电解液仅包含所述阴离子中的一种的情况相比，由此更大地改善了化学稳定性。式权利要求1. 一种锂二次电池，包括 正极； 负极；和电解本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种锂二次电池，包括：正极；负极；和电解液，其中，所述电解液包含非水溶剂、锂离子（Ｌｉ＋）、由化学式１表示的有机阴离子、以及具有氟和长周期元素周期表中第１３族至第１５族元素作为构成元素的无机阴离子，化学式１其中Ｒ１为供电子基团或吸电子基团，而Ｒ２和Ｒ３为吸电子基团。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：井原将之，洼田忠彦，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。