專利名稱：非水電解液及使用該非水電解液的鋰電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及非水電解液及使用該非水電解液的鋰電池。
背景技術：
近年來，鋰二次電池作為手機或筆記本型電腦等小型電子設備等的驅動用電源或者電動汽車或電力儲存用的電源被廣泛使用。鋰二次電池主要由含有可嵌入和脫嵌鋰的材料的正極及負極、含有鋰鹽的非水電解液構成。作為該非水電解液，一直使用碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)等碳酸酯類。作為鋰二次電池的負極，已知鋰金屬、可嵌入和脫嵌鋰的金屬化合物(金屬單質、 氧化物、與鋰形成的合金等)、碳材料。特別是，使用了碳材料中的例如焦炭、石墨(人造石墨、天然石墨)等可嵌入和脫嵌鋰的碳材料的非水系電解液二次電池得到廣泛的實用。上述負極材料具有如下問題由于在與鋰金屬同等低的電位下嵌入和脫嵌鋰和電子，因而特別是在高溫下，很多溶劑有可能受到還原分解，無論負極材料是何種種類，電解液中的溶劑均會在負極上發(fā)生部分還原分解，分解物沉降在負極的表面上，從而增大電阻， 或者由于溶劑的分解而產生氣體使電池膨脹，從而妨礙鋰離子的移動，降低高溫循環(huán)特性等電池特性。另一方面，作為正極材料使用的LiCo02、LiMn2O4, LiNiO2, LiFePO4等可嵌入和脫嵌鋰的材料在以鋰基準計為3. 5V以上的高電壓下嵌入和脫嵌鋰和電子，因而很多溶劑有可能受到氧化分解。另外，具有如下問題無論正極材料是何種種類，電解液中的溶劑均會在正極上會發(fā)生部分氧化分解，分解物沉降在正極的表面上，從而增大電阻，或者由于溶劑的分解而產生氣體使電池膨脹，從而妨礙鋰離子的移動，降低高溫循環(huán)特性等電池特性。專利文獻1公開了在電解質中含有其本身或其共軛酸在水溶液中的第1階段的 pKa值為8.0以上的化合物(苯酚、鄰氟苯酚、間氟苯酚、對氟苯酚等)的非水電解質電池。 其中記載了 該電池中電解質變得更偏堿性，從而防止作為堿性氧化物的鎳酸鋰、鈷酸鋰、 尖晶石相錳酸鋰等正極活性物質對酸變得不穩(wěn)定，具有提高壽命特性的效果。專利文獻2公開了在非水電解液中添加有2，4_ 二氟苯酚等在比滿充電時的正極電位更正的電池電位具有可逆性氧化還原電位的有機化合物的非水電解液電池。其中記載了 該電池中即便在變成過充電狀態(tài)時，也可阻礙電極上的過充電反應，在阻斷過充電電流的同時電池溫度的上升停止，從而電池不會發(fā)熱。另外，作為鋰一次電池，例如已知將二氧化錳或氟化石墨作為正極、將鋰金屬作為負極的鋰一次電池，由于是高能量密度，因而被廣泛使用，但需要抑制高溫保存時的自放電或內部電阻的增加以提高保存特性。而且，近年來，作為電動汽車用或混合動力汽車用的新型電源，從功率密度的觀點出發(fā)，開發(fā)了電極中使用活性炭等的雙電層電容器，從兼顧能量密度與功率密度的觀點出發(fā)，開發(fā)了將鋰離子二次電池和雙電層電容器的蓄電原理組合的被稱作混合電容器(對利用鋰的嵌入和脫嵌所產生的容量與雙電層容量這兩者進行活用的不對稱型電容器)的蓄電裝置，期待高溫下的循環(huán)特性等的提高。專利文獻1 日本特開2000-156245號公報專利文獻2 日本特開2000-156243號公報

發(fā)明內容
發(fā)明預解決的課題本發(fā)明的目的在于提供一次電池的保存特性、在高溫下使用二次電池時的循環(huán)特性或者充電保存時的氣體發(fā)生抑制效果優(yōu)異的非水電解液、及使用了非水電解液的鋰電池。用于解決課題的手段本發(fā)明人對于上述現(xiàn)有技術的非水電解液的性能進行了詳細研究。結果發(fā)現(xiàn)，上述專利文獻1及2均未著眼于高溫下的充電保存時的氣體發(fā)生或高溫循環(huán)特性，在對這些實施例加以試驗時，明確了它們幾乎沒有高溫下的充電保存時的氣體發(fā)生抑制效果，高溫循環(huán)特性也下降。因而，本發(fā)明人為了解決上述問題進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)，通過少量添加氫原子的3 5個被氟取代的苯酚，可以抑制高溫下的充電保存時的氣體發(fā)生，從而可以改善高溫循環(huán)特性。進而還發(fā)現(xiàn)，這些效果與各個化合物的PKa值有關，特別是在pKa值為5 7 時，顯示了優(yōu)異的特性，從而完成了本發(fā)明。gp，本發(fā)明提供下述⑴及(2)。(1) 一種非水電解液，其為在非水溶劑中溶解有電解質鹽而成的非水電解液，其特征在于，在非水電解液中含有0.01 3質量％的由下述通式(I)所示的含氟苯酚。
權利要求
1.一種非水電解液，其為在非水溶劑中溶解有電解質鹽而成的非水電解液，其特征在于，在非水電解液中含有0.01 3質量％的由下述通式(I)所示的含氟苯酚，
2.根據(jù)權利要求1所述的非水電解液，其中，由通式(I)所示的含氟苯酚在鄰位和/或對位具有氟原子。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的非水電解液，其中，由通式(I)所示的含氟苯酚為四氟苯酚和/或五氟苯酚。
4.根據(jù)權利要求1 3任一項所述的非水電解液，其中，非水溶劑含有環(huán)狀碳酸酯及鏈狀碳酸酯。
5.根據(jù)權利要求4所述的非水電解液，其中，鏈狀碳酸酯含有對稱鏈狀碳酸酯及不對稱鏈狀碳酸酯。
6.根據(jù)權利要求4所述的非水電解液，其中，鏈狀碳酸酯含有碳酸二乙酯。
7.根據(jù)權利要求4所述的非水電解液，其中，環(huán)狀碳酸酯含有碳酸亞乙酯和/或碳酸亞丙酯及含有雙鍵或氟的環(huán)狀碳酸酯。
8.根據(jù)權利要求4所述的非水電解液，其中，鏈狀碳酸酯為選自碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯及碳酸甲丁酯中的1種以上的不對稱鏈狀碳酸酯。
9.根據(jù)權利要求1 8任一項所述的非水電解液，其中，電解質鹽為選自LiPF6、LiBF4、 LiN(SO2CF3)2 及 LiN(SO2C2F5)2 中的至少 1 種。
10.根據(jù)權利要求1 9任一項所述的非水電解液，其中，電解質鹽含有LiPF6,且LiPF6 與選自LiBF4、LiN(SO2CF3)2及LiN(SO2C2F5)2中的電解質鹽的摩爾比為70 30 99 1 的范圍。
11.一種鋰電池，其為包含正極、負極和在非水溶劑中溶解有電解質鹽而成的非水電解液的鋰電池，其特征在于，在非水電解液中含有0.01 3質量％的由所述通式(I)所示的含氟苯酚。
12.根據(jù)權利要求11所述的鋰電池，其中，正極含有選自鋰復合金屬氧化物及含鋰橄欖石型磷酸鹽中的1種以上作為正極活性物質。
13.根據(jù)權利要求11所述的鋰二次電池，其中，負極含有選自鋰金屬、鋰合金、可嵌入和脫嵌鋰的高結晶性碳材料以及可嵌入和脫嵌鋰的金屬化合物中的1種以上作為負極活性物質。
全文摘要
本發(fā)明提供一次電池的保存特性或在高溫下使用二次電池時的循環(huán)特性或充電保存時的氣體發(fā)生抑制效果優(yōu)異的非水電解液以及使用了該非水電解液的鋰電池，其中上述非水電解液為在非水溶劑中溶解有電解質鹽而成的非水電解液，其特征在于，在非水電解液中含有0.01～3質量％的由下述通式(I)所示的含氟苯酚，式中，X1～X5各自獨立地表示氟原子或氫原子，其中的3～5個為氟原子。
文檔編號H01M6/16GK102224630SQ20098014669
公開日2011年10月19日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權日2008年11月21日
發(fā)明者安部浩司 申請人:宇部興產株式會社