非水性电解质溶液，和具有所述非水性电解质溶液的锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术提供发挥长期阻燃性和具有优良容量维持率的非水性电解质溶液。具体地，提供含有以下的非水性电解质溶液：锂盐；包含选自由预定式代表的化合物的至少一种化合物的磷含氧酸酯衍生物；和选自由预定式代表的链状二磺酸酯或环状二磺酸酯的至少一种二磺酸酯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非水性电解质溶液，和具有所述非水性电解质溶液的锂离子二次电池。
技术介绍
因为锂离子二次电池(具有非水性电解质溶液的设备)可实现高能量密度，所以它们作为手机电池、笔记本电脑电池、大功率存贮器电池和汽车电池引起注意。虽然锂离子二次电池可实现高能量密度，放大尺寸使能量巨大，但要求较高安全性。例如，在用于蓄能的大型电源和用于汽车的电源中，要求特别高的安全性。因此，应用安全措施比如电池、包装等的结构设计、保护电路、电极材料、具有过度充电保护功能的添加物、强化分离器的关机功能等。锂离子二次电池使用疏质子溶剂比如环状碳酸盐和线性碳酸盐作为电解质溶剂；这些碳酸盐可能具有低闪点和易燃烧，但具有高介电常数和锂离子的高离子电导率。已知使用一种物质作为添加物的技术，所述物质在比作为电解质溶剂的碳酸盐更高的电位还原性分解，形成SEI (固体电解质界面)，它是具有高锂离子渗透性的保护膜。SEI对充电/放电效率、循环性能和安全性具有大的影响。SEI可进一步减小碳材料和氧化物材料的不可逆容量。进一步提高锂离子二次电池安全性的方式之一包括使电解质溶液阻燃。专利文献I公开有机电解质溶液二次电池，它使用磷酸三酯作为有机电解质溶液的主要溶剂和具有碳材料负极作为构成元件。专利文献2公开使用特定卤素取代的磷酸酯化合物和特定酯化合物的混合溶剂作为电解质溶剂可提供具有低粘度和优良低温性能的电解质溶液。专利文献3公开通过使用含有碳酸亚乙烯酯且其中加入1，3-丙磺内酯的非水性电解质溶液制备非水性电解质电池的方法。专利文献4公开具有非水性电解质溶液的电池，其含有在其分子链中具有氟原子的预定量磷酸酯，和浓度为I mol/L或更高的盐，具有低于6. 4 mPa*s的粘度。该公开内容主张制造此类结构可提供具有优良阻燃性、自熄性和高速率充电/放电性能的电池。专利文献5公开含有至少一种由预定式表示的磷酸酯衍生物、非水性溶剂和溶质的非水性电解质溶液。专利文献6公开使用氟磷酸酯化合物作为非水性电解质溶液可提供电导率和抗还原性优良，并且即使在低共混量也产生高阻燃性的电解质溶液。专利文献7公开通过使锂盐溶于非水性溶剂获得的非水性电解质溶液，所述溶剂含有磷酸酯化合物、含有齒素的环状碳酸酯和线性碳酸酯。引用列表 专利文献 专利文献I: JP2908719B 专利文献2: JP3821495B、专利文献 3:JP2007-059192A 专利文献 4:JP2007-258067A 专利文献5:JP3422769B 专利文献 6:JP2006-286277A 专利文献 7:JP3961597B。
技术实现思路
技术问题 但是，在专利文献I中，磷酸酯在长期使用期间在碳负极上还原性分解，由于还原剂沉积在电极上导致电阻上升，由于气体产生导致电阻上升等，有时大大降低电池性能。产生的又一个问题是在使用期间磷酸酯还原性分解，电解质溶液的阻燃性有时下降。在专利文献2至6，虽然有关于电解质溶液的阻燃性和电池初始性能的描述，但没有提到电池的长期可靠性。存在的又一个问题是在长期使用期间卤素取代的磷酸酯及其衍生物在负极逐渐还原性分解，有时因为电阻上升导致电池性能下降，作为还原性分解的结果，有时电解质溶液的阻燃性下降。特别是，即使在如专利文献3所示将碳酸亚乙烯酯或1，3-丙磺内酯作为添加剂加入以形成SEI的情况下，有时也不能获得足够寿命。没有提到长期阻燃性。专利文献7描述卤素取代的环状碳酸酯可在负极形成含有卤素的膜，可抑制磷酸酯或卤素取代的磷酸酯的还原性分解。但是，在其中旨在只用卤素取代的环状碳酸酯长期抑制磷酸酯或卤素取代的磷酸酯的还原性分解的情况下，必需大量卤素取代的环状碳酸酯，有时导致电解质溶液的离子电导率下降。存在其它长期导致电池大的电阻上升和容量维持率下降的情况。因此，示例性实施方案的目的是提供具有长期阻燃性和具有良好容量维持率的非水性电解质溶液。问题的解决方案 一个示例性实施方案是非水性电解质溶液，其包含 锂盐； 至少一种选自式(I)至(3)代表的化合物的磷的含氧酸酯衍生物；和 至少一种选自式(4)代表的环状二磺酸酯和式(5)代表的链状二磺酸酯的二磺酸酯。权利要求1.一种非水性电解质溶液，其包含 锂盐； 至少一种选自式(I)至(3)代表的化合物的磷的含氧酸酯衍生物；和 至少一种选自式(4)代表的环状二磺酸酯和式(5)代表的链状二磺酸酯的二磺酸酯 2.权利要求I的非水性电解质溶液，其包含5质量％或以上且60质量％或以下的磷的含氧酸酯衍生物。3.权利要求I或2的非水性电解质溶液，其包含0.05质量％或以上且10质量％或以下的二磺酸酯。4.权利要求I至3中任一项的非水性电解质溶液，其进一步包含0.5质量％或以上且20质量％或以下的含卤素的环状碳酸酯。5.权利要求I至4中任一项的非水性电解质溶液，其中将非水性电解质溶液用聚合物组分或聚合物胶凝。6.—种锂离子二次电池，其包含权利要求I至5中任一项的非水性电解质溶液。7.一种电容器，其包含权利要求I至5中任一项的非水性电解质溶液。全文摘要本专利技术提供发挥长期阻燃性和具有优良容量维持率的非水性电解质溶液。具体地，提供含有以下的非水性电解质溶液锂盐；包含选自由预定式代表的化合物的至少一种化合物的磷含氧酸酯衍生物；和选自由预定式代表的链状二磺酸酯或环状二磺酸酯的至少一种二磺酸酯。文档编号H01M10/0569GK102742064SQ20118000906公开日2012年10月17日 申请日期2011年2月10日 优先权日2010年2月10日专利技术者桥诘洋子, 石川仁志, 金子志奈, 铃木锐二 申请人:Nec 能源元器件株式会社本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子志奈，石川仁志，桥诘洋子，铃木锐二，
申请(专利权)人：NEC能源元器件株式会社，
类型：发明
国别省市：