本发明专利技术的目的是提供一种锂离子二次电池，所述锂离子二次电池即使在高温环境中仍具有优异的循环特性且所述锂离子二次电池的体积增加小。本发明专利技术的例示性实施方式是一种锂离子二次电池，其具有正极、包含负极活性物质的负极和电解液；其中，所述电解液包含由预定式表示的链状氟代酯化合物和由预定式表示的链状氟代醚化合物；所述负极活性物质包含能够与锂合金化的金属(a)、能够吸藏和放出锂离子的金属氧化物(b)以及能够吸藏和放出锂离子的碳材料(c)；且，金属(a)为硅，且金属氧化物(b)为氧化硅。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的目的是提供一种锂离子二次电池，所述锂离子二次电池即使在高温环境中仍具有优异的循环特性且所述锂离子二次电池的体积增加小。本专利技术的例示性实施方式是一种锂离子二次电池，其具有正极、包含负极活性物质的负极和电解液；其中，所述电解液包含由预定式表示的链状氟代酯化合物和由预定式表示的链状氟代醚化合物；所述负极活性物质包含能够与锂合金化的金属(a)、能够吸藏和放出锂离子的金属氧化物(b)以及能够吸藏和放出锂离子的碳材料(c)；且，金属(a)为硅，且金属氧化物(b)为氧化硅。【专利说明】二次电池和电解液
本专利技术的例示性方面涉及二次电池，特别地，涉及锂离子二次电池。
技术介绍
随着笔记本电脑、移动电话、电动车辆等的市场的急剧扩大，期望具有高能量密度的二次电池。得到具有高能量密度的二次电池的方法的实例包括其中使用具有大容量的负极材料的方法和其中使用具有优异稳定性的电解液的方法。至于负极材料，如同在例如专利文献I?3中所公开的，已经尝试使用硅或氧化硅作为负极活性物质。专利文献I公开了使用氧化硅或硅酸盐作为二次电池的负极活性物质。专利文献2公开了一种二次电池用负极，所述负极具有活性物质层，所述活性物质层含有能够吸藏和放出锂离子的碳材料粒子、能够与锂合金化的金属粒子以及能够吸藏和放出锂离子的氧化物粒子。专利文献3公开了一种二次电池用负极材料，其通过利用碳对粒子的表面进行涂布而形成，所述粒子具有其中将硅微晶体分散在硅化合物中的结构。专利文献2和3中所述的负极活性物质具有缓和整个负极的体积变化的效果。至于电解液，如同在例如专利文献4?6中公开的，已经尝试了使用除了常规非水电解液之外还含有其他化合物的电解液。专利文献4公开了使用含有不对称非环状砜和链状酯化合物的电解质。专利文献5和6公开了使用含有氟代醚的非水电解液。专利文献7在实施例中公开了含有含氟醚、含氟酯和含氟碳酸酯中的任意化合物的电解液。专利文献8和9公开了含有含氟酯化合物的电解液。此外，用于提高电池的能量密度的方法的实例包括不仅使用具有高容量的活性物质，还提高电池的工作电位并提高充放电效率、循环寿命等。从这些方法中，提高电池工作电位的方法对于用于电动车辆等的电池模块的尺寸下降和重量减轻是有效的，因为能够提供与常规组装电池相比具有更少量串联连接的电池的组装电池。作为用于锂离子二次电池的4V级正极活性物质，已知钴酸锂和锰酸锂(相对于锂的电位，平均工作电位:3.6?3.8V)。与此相对，作为5V级正极活性物质，例如，已知通过利用N1、Co、Fe、Cu、Cr等对尖晶石型锰酸锂的Mn进行置换而得到的化合物(相对于锂的电位，平均工作电位:4.6V以上)。例如，作为5V级活性物质的LiNia5MnuO4的容量为130mAh/g以上，且相对于金属Li的平均工作电压为4.6V以上，并且预期所述材料为具有高能量密度的材料。此外，尖晶石型锂锰氧化物的优势在于，其具有三维锂扩散通道、其热力学稳定性高于其他化合物且其能够容易地合成。例如，专利文献10或11公开了一种二次电池，其中在使用充放电场领域4.5V以上的正极活性物质的情况中使用氟代溶剂。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平6-325765号公报专利文献2:日本特开2003-123740号公报专利文献3:日本特开2004-47404号公报专利文献4:日本特开2000-21447号公报专利文献5:日本特开平11-26015号公报专利文献6:日本特开2010-123287号公报专利文献7:日本特开2008-192504号公报专利文献8:日本特开平11-86901号公报专利文献9:日本特开平6-20719号公报专利文献10:日本特开2003-100342号公报专利文献11:日本特开2003-168480号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，实施了关于负极活性物质或电解液的研究。然而，在二次电池的领域中，需要开发即使在高温环境中仍能够重复使用的二次电池。即，需要进一步改善二次电池，使得能够将通过重复充放电的容量保持率保持为高并使得能够抑制体积增加。此外，为了减少气体的产生，认为如上所述的氟代溶剂是有效的。然而，氟代溶剂通常具有低介电常数，且在提高氟代溶剂的含量时会变得难以溶解诸如LiPF6的锂盐。由此，本专利技术例示性方面的目的是提供锂离子二次电池，所述锂离子二次电池即使在高温环境中仍具有优异的循环特性并具有小的体积增加。解决问题的手段本专利技术的例示性实施方式之一是:一种锂离子二次电池，其具有正极、包含负极活性物质的负极和电解液；其中，所述电解液包含由下式(I)表示的链状氟代酯化合物和由下式(2)表示的链状氟代醚化合物；所述负极活性物质包含能够与锂合金化的金属(a)、能够吸藏和放出锂离子的金属氧化物(b)以及能够吸藏和放出锂离子的碳材料(C);且金属(a)为硅，且金属氧化物(b)为氧化硅；【权利要求】1.一种锂离子二次电池，其具有正极、包含负极活性物质的负极和电解液，其中， 所述电解液包含由下式(I)表示的链状氟代酯化合物和由下式(2)表示的链状氟代醚化合物； 所述负极活性物质包含能够与锂合金化的金属(a)、能够吸藏和放出锂离子的金属氧化物(b)以及能够吸藏和放出锂离子的碳材料(c);且 金属(a)为硅，且金属氧化物(b)为氧化硅； 2.如权利要求1所述的锂离子二次电池，其中，所述氧化硅的至少一部分具有无定形结构且所述硅的至少一部分分散在所述氧化硅中。3.如权利要求1或2所述的锂离子二次电池，其中，所述电解液还包含碳酸酯化合物。4.如权利要求3所述的锂离子二次电池，其中， 所述电解液包含支持盐和非水溶剂，所述非水溶剂包含所述链状氟代酯化合物、所述链状氟代醚化合物和所述碳酸酯化合物；且 所述链状氟代酯化合物在所述非水溶剂中的含量为I~15体积％，所述链状氟代醚化合物在所述非水溶剂中的含量为10~45体积％，且所述碳酸酯化合物在所述非水溶剂中的含量为30~89体积％。5.如权利要求4所述的锂离子二次电池，其中，R1和R2各自独立地为氟取代的烷基。6.如权利要求4所述的锂离子二次电池，其中，R1为烷基且R2为氟取代的烷基。7.如权利要求4所述的锂离子二次电池，其中，R1为氟取代的烷基且R2为烷基。8.如权利要求1~7中任一项所述的锂离子二次电池，其中，所述链状氟代酯化合物由下式⑶表示；F(CZ1Z2)nCOO (CZ3Z4)mCH3 (3) 式(3)中，η为I~4，m为I~4，且Z1~Z4各自独立地为氟原子或氢原子；条件是Z1~Z2中的至少一个为氟原子。9.如权利要求1~8中任一项所述的锂离子二次电池，其中，所述链状氟代醚化合物由下式⑷表示；X1-(CX2X3)n-CH2O-(CX4X5)111-X6 (4) 式⑷中，η为I~8，m为2~4，且X1~X6各自独立地为氟原子或氢原子；条件是X1~X3中的至少一个为氟原子且X4~X6中的至少一个为氟原子。10.如权利要求1~9中任一项所述的锂离子二次电池，其中，所述正极包含在相对于锂4.5V以上的电位下工作的正极活性物质。11.如权利要求10所述的锂离子二次电池，其中，所述正极活性物质为由下式(5)~(8)中的任一个表示的锂金属复合氧化物；Lia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：上原牧子，川崎大辅，野口健宏，中村彰信，志村健一，桥诘洋子，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：
国别省市：
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