本发明专利技术的例示性实施方式的目的在于提供一种锂二次电池，所述锂二次电池通过含有在相对于锂4.5V以上的电位下运行的正极活性物质而具有高能量密度且其具有优异的循环特性。本发明专利技术的例示性实施方式为一种锂二次电池，其包含含有正极活性物质的正极和含有非水电解液溶剂的电解液；其中所述正极活性物质在相对于锂4.5V以上的电位下运行；且其中所述非水电解液溶剂包含由指定式表示的含氟磷酸酯。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及锂二次电池。
技术介绍
锂二次电池广泛用于诸如便携式电子装置或个人计算机的用途。需要提高锂二次电池的安全性如阻燃性，且如以下文献中所述，已经提出了使用含有磷酸酯化合物的电解液的二次电池。专利文献I公开了使用包含磷酸酯化合物、含卤素的环状碳酸酯、链状碳酸酯和锂盐的电解液的二次电池。专利文献I显示，可以通过使用该电解液提高安全性且可以通过组合碳负极与电解液来减小不可逆容量。专利文献2公开了，即使在负极上析出锂金属，通过混合磷酸酯也可以确保高安全性。专利文献3公开了一种二次电池，其使用含有磷酸酯、环状碳酸酯以及碳酸亚乙烯酯化合物或碳酸乙烯基亚乙酯化合物的电解液。专利文献4公开了具有含有含氟磷酸酯的电解液的二次电池。另外，虽然在锂二次电池中需要安全性，但电池的能量密度的提高也是重要的技术问题。存在一些提高锂二次电池的能量密度的方法，其中，提高电池的运行电位是有效的。在使用常规钴酸锂或锰 酸锂作为正极活性物质的锂二次电池中，两种运行电位都达到4V级(平均运行电位=3.6 3 .8V:对锂电位)。这是因为，发展的电位由Co离子或Mn离子的氧化和还原反应(Co3+ —— Co4+或Mn3+ —— Mn4+)限定。相比之下，已知，例如，5V级的运行电位可以通过使用通过将锰酸锂中的Mn置换为Ni等而获得的尖晶石化合物作为活性物质来实现。具体地讲，如专利文献5中所示，已知诸如LiNia5Mnh5O4的尖晶石化合物具有在4.5V以上领域内的电位平台。在该尖晶石化合物中，Mn以四价状态存在，且发展的电位由Ni2+ — — Ni4+的氧化和还原而不是Mn3+ — — Mn4+的氧化和还原来限定。LiNia5Mn1^O4的容量为130mAh/g以上，且相对于金属锂的平均运行电压为4.6V以上。虽然容量小于LiCoO2的容量，但电池的能量密度高于LiCoO2的能量密度。由于这些原因，LiNi0.5MnL504作为未来的正极材料是有希望的。现有技术文献专利文献专利文献I JP3961597B专利文献2 JP382H95B专利文献3 JP4187965B专利文献4:日本特开2008-021560号公报专利文献5:日本特开2009-123707号公报非专利文献非专利文献I:J.Electrochem.Soc., vol.144，204 (1997)
技术实现思路
本专利技术待解决的问题然而，在其中使用具有高放电电位的正极材料如LiNia5Μη1 504作为活性物质的电池中，因为正极的电位变得比在使用LiCoO2或LiMn2O4的情况下更高，所以在与正极接触的部分容易发生电解液的分解反应。因此，容量可能由于充放电循环而显著下降。特别地，电解液倾向于随着温度升高而显著劣化，且当在诸如40°C以上的高温下运行时需要改善运行寿命。作为电解液，主要使用碳酸酯材料，但在相对于锂4.5V以上运行的正极活性物质中，如上所述，在高温下存在改善运行寿命特性的余地。另外，在专利文献I 4中公开的电池具有4V级的正极活性物质如LiMn2O4或LiCoO2，且没有解决在使用具有高放电电位的正极活性物质的情况下的特定问题。因此，本专利技术的例示性实施方式的目的在于提供一种锂二次电池，其通过含有在相对于锂4.5V以上的电位下运行的正极活性物质而具有高能量密度并且具有优异的循环特性。解决问题的手段本专利技术的例示性实施方式为锂二次电池，其包含含有正极活性物质的正极和含有非水电解液溶剂的电解液； 其中所述正极活性物质在相对于锂4.5V以上的电位下运行；且其中所述非水电解液溶剂包含由下式⑴表示的含氟磷酸酯:权利要求1.一种锂二次电池，其包含含有正极活性物质的正极和含有非水电解液溶剂的电解液； 其中所述正极活性物质在相对于锂4.5V以上的电位下运行；且 其中所述非水电解液溶剂包含由下式(I)表示的含氟磷酸酯:2.根据权利要求1 所述的锂二次电池，其中所述含氟磷酸酯在所述非水电解液溶剂中的含量为10体积％以上且95体积％以下。3.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述含氟磷酸酯在所述非水电解液溶剂中的含量为20体积％以上且70体积％以下。4.根据权利要求1 3中任一项所述的锂二次电池，其中RpR2和R3中的至少一个为含氟烷基，其中对应的未取代烷基的50%以上的氢原子被氟原子取代。5.根据权利要求1 4中任一项所述的锂二次电池，其中所述含氟磷酸酯为由下式(2)表不的化合物:6.根据权利要求1 5中任一项所述的锂二次电池，其中所述非水电解液溶剂包含环状碳酸酯。7.根据权利要求6所述的锂二次电池，其中所述环状碳酸酯为选自如下的至少一种:碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯和碳酸亚乙烯酯、以及具有其中这些化合物的部分或全部氢原子被氟原子取代的结构的化合物。8.根据权利要求1 7中任一项所述的锂二次电池，其中所述非水电解液溶剂包含链状碳酸酯。9.根据权利要求8所述的锂二次电池，其中所述链状碳酸酯为选自如下的至少一种:碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸二丙酯、以及具有其中这些化合物的部分或全部氢原子被氟原子取代的结构的化合物。10.根据权利要求1 9中任一项所述的锂二次电池，其中所述非水电解液溶剂包含羧酸酯。11.根据权利要求10所述的锂二次电池，其中所述羧酸酯在所述非水电解液溶剂中的含量为0.1体积％以上且50体积％以下。12.根据权利要求10或11所述的锂二次电池，其中所述羧酸酯为选自乙酸乙酯和丙酸甲酯中的至少一种。13.根据权利要求1 12中任一项所述的锂二次电池，其中所述非水电解液溶剂包含由下式(3)表示的亚烷基双碳酸酯:14.根据权利要求13所述的锂二次电池，其中所述亚烷基双碳酸酯在所述非水电解液溶剂中的含量为0.1体积％以上且70体积％以下。15.根据权利要求1 14中任一项所述的锂二次电池，其中所述正极活性物质包含由下式(4)表示的锂锰复合氧化物:Lia(MxMn2_x_yYy) (04_WZW) (4) 其中，在所述式中，满足0.5彡X彡1.2，0彡y，x+y〈2，0彡a彡1.2和0彡胃彡1，] 为选自Co、N1、Fe、Cr和Cu中的至少一种，Y为选自L1、B、Na、Al、Mg、T1、S1、K和Ca中的至少一种，且Z为选自F和Cl中的至少一种。16.根据权利要求15所述的锂二次电池，其中所述锂锰复合氧化物包含至少Ni作为所述M。17.根据权利要求8所述的锂二次电池，其中所述链状碳酸酯为由下式(5)表示的氟代链状碳Ife酷: CUfOCOO-CU (5) 其中，在式(5)中，η为1、2或3，m为1、2或3，I为O 2n+l的任一整数，k为O 2m+1的任一整数，且I和k中的至少一个为I以上的整数。18.根据权利要求17所述的锂二次电池，其中所述氟代链状碳酸酯在所述非水电解液溶剂中的含量为0.1体积％以上且70体积％以下。19.根据权利要求10所述的锂二次电池，其中所述羧酸酯为由下式(6)表示的氟代羧酸酯: CUfCOO-CU (6) 其中，η为1、2、3或4，m为1、2、3或4，I为O 2n+l的任一整数，k为O 2m+l的任一整数且I和k中的至少一个为I以上的整数。20.根据权利要求1 7中任一项所述的锂二次电池，其中所述非水电解液溶剂包含链本文档来自技高网...
【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：野口健宏，佐佐木英明，上原牧子，胁一平，金子志奈子，畠山大，齐藤信作，加藤有光，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，NEC能源元器件株式会社，
类型：
国别省市：
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