非水电解液及非水电解质二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种能够获得初期充电容量、输入输出特性、阻抗特性得以改善的非水电解质二次电池的非水电解液。为此，本发明专利技术提供一种非水电解液以及包含该非水电解液的非水电解质二次电池，所述非水电解液含有非水溶剂、LiPF6及式(1)表示的氟磺酸盐中的至少一种，其中，该非水电解液中FSO3的摩尔含量与PF6的摩尔含量之比为0.001~1.2。M(FSO3)x(1)[式(1)中，M为金属原子、N(R)4或P(R)4(其中，R为碳原子数1~12的有机基团或氢原子(但4个R不全部为氢原子)，多个R彼此相同或互不相同，4个R中的一部分或全部任选与和它们键合的氮原子或磷原子共同形成环)，M为金属原子时，x为金属原子M的价数，是1以上的整数；M为N(R)4或P(R)4时，x为1]。

【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电解液及非水电解质二次电池，具体而言，涉及以特定比例组合使用LiPF6和M(FSO3)x作为电解质的非水电解液、以及使用该非水电解液的非水电解质ニ次电池。
技术介绍
在从手机、笔记本电脑等所谓的民生用电源到用于汽车等的驱动用车载电源、固定用大型电源等的广泛用途中，锂二次电池等非水电解质二次电池正付诸实用。但近年来，对非水电解质二次电池的高性能化要求越来越高，要求电池特性、例如高容量、高输出、高温保存特性、循环特性等达到高水平。特别是，使用锂二次电池作为电动汽车用电源的情况下，由于电动汽车在启动、カロ 速时需要较大能量，并且必须使减速时产生的高能量有效地再生，因此要求锂二次电池具有高输出特性、输入特性。此外，由于电动汽车要在户外使用，因此，为了在寒冷时期也能够使电动汽车迅速地启动、加速，要求锂二次电池特别是在诸如-30V这样的低温下具有高的输入输出特性(电池内部电阻低的特性)。此外，还要求其在高温环境下经过反复充放电后的容量劣化少、电池内部电阻的增加少。此外，不仅是电动汽车用途，将锂二次电池作为各种后备用途、电カ供给的负荷均衡化用途、自然能发电的输出稳定化用途等中的固定用大型电源使用时，不仅要使单体电池大型化，还要将多个单体电池串并联连接。这样ー来，容易因各个单体电池的放电特性的不均、単体电池间温度的不均、各个单体电池的容量或充电状态的不均等各种非一致性而引起可靠性及安全性的问题。如果电池的设计、管理不当，则会引发下述问题构成上述电池组的单体电池仅有一部分可保持高充电状态，或者，电池内部的温度上升而陷入高温状态。即，对于目前的非水电解质二次电池而言，要求具有极高水平的下述项目初期的容量和输入输出特性高、电池内部电阻低，经过高温保存试验、循环试验这样的耐久试验后的容量保持率高，以及经过耐久试验后也具有优异的输入输出性能和阻抗特性。迄今为止，作为改善非水电解质二次电池的输入输出特性、阻抗特性、高温循环特性、高温保存特性的方法，已针对正极及负极的活性物质、以非水电解液为首的各种电池构成要素，研究了众多技木。例如，专利文献I中记载了下述内容以LiFSO3为电解质时，可获得60°C充放电循环评价时的放电容量高的电池。根据专利文献I的记载，电解质使用LiClO4的情况下，在正极活性物质的高电位下，LiClO4会发生分解而产生活性氧，该活性氧会对溶剂进行攻击而促进溶剂的分解反应。此外，电解质使用CF3SO3Li, LiBF4及LiPF6的情况下，在正极活性物质的高电位下，会促进电解质的分解而生成氟，该氟会对溶剂进行攻击而促进溶剂的分解反应。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平7-296849号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题根据引用文献I公开的内容可以推定电解质使用LiFSO3时，其本身在化学及电化学方面稳定，不易发生电解液的分解反应，因此能够获得保存特性优异、循环特性也良好的电池。然而，本专利技术人等经研究发现，使用了包含LiFSO3作为电解质的电解液的电池，其初期充电容量低、且电池内部电阻大、输入输出特性低。本专利技术的课题在于提供ー种非水电解液，所述非水电解液能够使上述问题得以解决，通过改善初期充电容量、输入输出特性及阻抗特性，能够提供ー种不仅是初期的电池特性和耐久性、在耐久后也能保持高输入输出特性及阻抗特性的非水电解质二次电池，另外，本专利技术的课题还在于提供使用上述非水电解液的非水电解质二次电池。解决问题的方法 本专利技术人等为解决上述问题而进行了深入研究，结果发现通过在含有至少ー种以上以M(FSO3)x表示的氟磺酸盐的非水电解液中进ー步加入LiPF6,并使上述氟磺酸盐和LiPF6的比例在特定范围，可实现能够提供初期充电容量及输入输出特性得以改善的非水电解质二次电池的非水电解液，进而完成了本专利技术。即，本专利技术涉及下述非水电解液及非水电解质二次电池。〈1> ー种非水电解液，其含有非水溶剤、LiPF6及式(I)表示的氟磺酸盐，式(I):M(FSO3)x，其中，非水电解液中的FSO3摩尔含量与PF6摩尔含量之比为O. ΟΟΓ . 2。〈2>上述〈1>所述的非水电解液，其中，非水电解液中的FSO3摩尔含量为O.0005mol/L O. 5mol/L。〈3>上述〈1>或〈2>所述的非水电解液，其中，式(I)表示的氟磺酸盐为氟磺酸锂。<4>上述<1Γ〈3>中任一项所述的非水电解液，其中，非水电解液含有具有氟原子的环状碳酸酷。<5>上述〈4>所述的非水电解液，其中，非水电解液中含有O. 001质量％以上且85质量％以下的上述具有氟原子的环状碳酸酷。<6>上述<1Γ〈5>中任一项所述的非水电解液，其中，非水电解液含有具有碳-碳不饱和键的环状碳酸酷。<7>上述〈6>所述的非水电解液，其中，非水电解液中含有O. 001质量％以上且10质量％以下的上述具有碳-碳不饱和键的环状碳酸酷。〈8>上述<1Γ〈7>中任一项所述的非水电解液，其中，非水电解液含有环状磺酸酷。<9>上述〈8>所述的非水电解液，其中，非水电解液中含有O. 001重量％以上且10重量％以下的上述环状磺酸酷。<10>上述〈Iパ〈9>中任一项所述的非水电解液，其中，非水电解液含有具有氰基的化合物。〈I 1>上述〈10>所述的非水电解液，其中，非水电解液中含有O. 001重量％以上且10重量％以下的上述具有氰基的化合物。<12>上述〈Iパ〈11>中任一项所述的非水电解液，其中，非水电解液含有ニ异氰酸酯化合物。〈13>上述〈12>所述的非水电解液，其中，非水电解液中含有0.001重量％以上且5重量％以下的上述ニ异氰酸酯化合物。 <14>上述〈Iパ〈13>中任一项所述的非水电解液，其中，非水电解液含有LiPF6以外的氟磷酸锂盐及亚胺锂盐类中的至少ー种。<15>上述〈Iパ〈14>中任一项所述的非水电解液，其中，非水电解液含有具有草酸基的锂盐类。〈16>上述〈14>所述的非水电解液，其中，上述LiPF6以外的氟磷酸锂盐及亚胺锂盐类中的至少ー种在非水电解液中的浓度为O. 0005mol/L以上且O. 5mol/L以下。<17>上述〈15>所述的非水电解液，其中，上述具有草酸基的锂盐类在非水电解液中的浓度为O. 0005mol/L以上且O. 5mol/L以下。<18> 一种非水电解质二次电池，其包含能够吸留和放出锂离子的负极及正极、以及上述〈Iパ〈17>中任一项所述的非水电解液。<19>上述〈18>所述的非水电解质二次电池，其中，上述负极在集电体上具有负极活性物质层，上述负极活性物质层包含负极活性物质，该负极活性物质含有硅的单质金属、合金及化合物、以及锡的单质金属、合金及化合物中的至少ー种。<20>上述〈18>所述的非水电解质二次电池，其中，上述负极在集电体上具有负极活性物质层，上述负极活性物质层包含负极活性物质，该负极活性物质含有本文档来自技高网...

【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：德田浩之，吉田博明，渡会笃，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：