本发明专利技术公开了一种能够改善循环特性和保存特性的二次电池。该二次电池包括正极、负极以及电解液。负极包含负极活性物质，而该负极活性物质含有能够嵌入和脱嵌电极反应物并具有金属元素和准金属元素中的至少一种的材料。而且，电解液包含含有砜化合物的溶剂，而该砜化合物具有其中将-S(=O)2-S-C(=O)-键引入到苯构架中的结构。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种包括正极、负极以及电解液的二次电池。
技术介绍
近年来，已经广泛使用便携式电子装置，诸如组合像机(磁带录像机)、移动电话、以及笔记本式个人计算机，并且强烈地要求减小它们的尺寸和重量并实现它们的长寿命。因此，作为便携式电子装置的电源，已经开发了一种电池，尤其是一种能够提供高能量密度的轻重量二次电池。特别地，利用锂(Li)的嵌入和脱嵌用于充电和放电反应的二次电池(所谓的锂离子二次电池)是极具有前景的，因为相比于铅电池和镍镉电池，这样的二次电池能够提供更高的能量密度。锂离子二次电池具有正极、负极以及电解液。负极在负极集电体上具有负极活性物质层。作为包含在负极活性物质层中的负极活性物质，已经广泛使用诸如石墨的碳材料。然而，近年来，随着开发了便携式电子装置的高性能和多功能，进一步要求改善电池容量。因此，已经考虑使用硅、锡等代替碳材料。由于硅的理论容量(4199mAh/g)和锡的理论容量(994mAh/g)比石墨的理论容量(372mAh/g)显著更高，因此预期由此可以大大地改善电池容量。对于用于锂二次电池的电解液的组合物，为了改善电池特性如循环特性，已经提出了使用具有磺酰基基团(-s(=0)2-)的化合物(砜化合物)的技术。作为砜化合物，已经使用了具有-s(=o)2-o-c(=o)-键的链状或环状化合物(磺酸和羧酸的酸酐:例如，如在日本未审查专利申请公开第2002-008718号中描述的)、具有-S(=0)2_0_S(=0)2_键的环状化合物(二磺酸酐:例如，如在日本未审查专利申请公开第2004-022336号中描述的)、具有-S(=0)2-S-C(=0)-键的环状化合物(例如，如在韩国未审查专利申请公开第2002-0041646号中描述的)等。
技术实现思路
这些年来，便携式电子装置的高性能和多功能被日益开发，并且电力消耗倾向于增加。因此，频繁重复进行二次电池的充电和放电，由此循环特性倾向于容易降低。此外，在各种领域中便携式电子装置广泛流行。因此，在运输时、在使用中、在携带它们的过程中等，二次电池可能被暴露在高温环境下，因此，保存特性处于易于降低的状态。因此，期望进一步改善二次电池的循环特性和保存特性。考虑到上述情况，在本专利技术中，期望提供一种能够改善循环特性和保存特性的二次电池。根据本专利技术的一种实施方式，提供了一种包括正极、负极以及电解液的二次电池。负极包含含有能够嵌入和脱嵌电极反应物并具有金属元素和准金属元素中的至少一种的材料的负极活性物质。电解液包含含有由化学式I表示的砜化合物的溶剂。化学式权利要求1.一种二次电池，包括: 正极； 负极；以及 电解液， 其中，所述负极包含负极活性物质，所述负极活性物质含有能够嵌入和脱嵌电极反应物并具有金属元素和准金属元素中的至少一种的材料，并且所述电解液包含含有由化学式I表示的砜化合物的溶剂， 化学式I2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述能够嵌入和脱嵌电极反应物并具有金属元素和准金属元素中的至少一种的材料是选自由硅(Si )的单质、硅的合金、硅的化合物、锡(Sn)的单质、锡的合金以及锡的化合物组成的组中的一种。3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述化学式I中的所述烷基基团、卤代烷基基团、烷氧基基团或卤代烷氧基基团的碳数为I或2。4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述化学式I中的所述卤素基团是氟基团，而所述卤代烷基基团或所述卤代烷氧基基团是氟代烷基基团或氟代烷氧基基团。5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，以所述化学式I表示的所述砜化合物在所述溶剂中的含量在包括端值的0.01wt% 5wt%的范围内。6.根据权利要求1所述的二次电池， 其中，所述化学式2所示的具有卤素的链状碳酸酯是碳酸二(氟甲基)酯或碳酸二氟甲酯甲酯，以及所述化学式3所示的具有卤素的环状碳酸酯是4，5- 二氟-1，3- 二氧戊环-2-酮。7.根据权利要求1所述的二次电池， 其中，所述电解液包含电解质盐，所述电解质含有选自由六氟磷酸锂(LiPF6),四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiC104)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、化学式7 化学式9所示的化合物、以及化学式10 化学式12所示的化合物组成的组中的至少一种， 化学式78.根据权利要求7所述的二次电池，其中，所述化学式7所示的化合物是由化学式13(I) 13 (6)表示的化合物,所述化学式8所示的化合物是由化学式14 (I) 14 (8)表示的化合物，以及所述化学式9所示的化合物是由化学式15表示的化合物， 化学式139.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述负极具有在负极集电体上的包含所述负极活性物质的负极活性物质层，并且所述负极活性物质层是通过选自由气相沉积法、液相沉积法、以及烧成法组成的组中的至少一种方法形成的。10.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述负极具有包含处于多个颗粒状态的所述负极活性物质的负极活性物质层，并且所述负极活性物质层具有覆盖所述负极活性物质颗粒表面的含氧化物膜。11.根据权利要求10所述的二次电池，其中，所述含氧化物膜包含选自由硅、锗(Ge)以及锡组成的组中的至少一种的氧化物。12.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述负极具有包含处于多个颗粒状态的所述负极活性物质的负极活性物质层，并且所述负极活性物质层具有设置在其间隙中的不与电极反应物合金化的金属材料。13.根据权利要求12所述的二次电池，其中，所述金属材料被设置在所述负极活性物质的颗粒之间的间隙中。14.根据权利要求12所述的二次电池，其中，所述负极活性物质的颗粒在所述颗粒中具有多层结构，并且所述金属材料被设置在所述负极活性物质的颗粒内的间隙中。15.根据权利要求12所述的二次电池，其中，所述金属材料包含选自由铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)以及铜(Cu)组成的组中的至少一种。全文摘要本专利技术公开了一种能够改善循环特性和保存特性的二次电池。该二次电池包括正极、负极以及电解液。负极包含负极活性物质，而该负极活性物质含有能够嵌入和脱嵌电极反应物并具有金属元素和准金属元素中的至少一种的材料。而且，电解液包含含有砜化合物的溶剂，而该砜化合物具有其中将-S(=O)2-S-C(=O)-键引入到苯构架中的结构。文档编号H01M10/0568GK103138006SQ20131002780公开日2013年6月5日 申请日期2009年3月16日 优先权日2008年3月17日专利技术者井原将之, 山口裕之, 洼田忠彦 申请人:索尼株式会社本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二次电池，包括：正极；负极；以及电解液，其中，所述负极包含负极活性物质，所述负极活性物质含有能够嵌入和脱嵌电极反应物并具有金属元素和准金属元素中的至少一种的材料，并且所述电解液包含含有由化学式1表示的砜化合物的溶剂，化学式1其中，R1～R4是氢基团、卤素基团、烷基基团、卤代烷基基团、烷氧基基团或卤代烷氧基基团，其中，R1～R4中的至少一个是卤素基团、烷基基团、卤代烷基基团、烷氧基基团和卤代烷氧基基团中的一种，其中，所述溶剂包含化学式2所示的具有卤素的链状碳酸酯以及化学式3所示的具有卤素的环状碳酸酯中的至少一种：化学式2其中，R11～R16是氢基团、卤素基团、烷基基团或卤代烷基基团，R11～R16中的两个以上为卤素基团或卤代烷基基团；化学式3其中，R17～R20是氢基团、卤素基团、烷基基团或卤代烷基基团，R17～R20中的两个以上为卤素基团或卤代烷基基团。FDA00002773992700011.jpg,FDA00002773992700012.jpg,FDA00002773992700021.jpg
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井原将之，山口裕之，洼田忠彦，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：
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