專(zhuān)利名稱(chēng)：鋰二次電池以及其中使用的非水電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰二次電池以及其中使用的非水電解液，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及具有含有特定成分的鋰二次電池用非水電解液、和具有特定組成和物性的能吸留和放出鋰的正極和負(fù)極，并且特別是低溫放電特性?xún)?yōu)異且容量高、長(zhǎng)壽命、高輸出的鋰二次電池以及其中使用的非水電解液。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，伴隨著電子設(shè)備的小型化，對(duì)二次電池的高容量化的要求不斷提高，能量密度比鎳鎘電池和鎳氫電池高的鋰二次電池受到關(guān)注。鋰二次電池由于是高容量的二次電池，因此可用在各種用途中，但其主要使用在手機(jī)等比較小型的電池中，期待今后在汽車(chē)用途等的大型電池中擴(kuò)大其應(yīng)用。在大型電池中特別是對(duì)輸出有要求，只是將以往的小型電池單純變大在性能上并不充分。另外，提出了各種用于提高輸出的電池材料的改良方法(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1 25、非專(zhuān)利文獻(xiàn)1等)。 可是，仍然不能得到足夠的輸出，要求進(jìn)一步改善。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 特開(kāi)2005-071749號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 特開(kāi)2005-123180號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 特開(kāi)2001-206722號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4 特開(kāi)2003-267732號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5 特開(kāi)2001-015108號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)6 :W02003/34518號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)7 特開(kāi)平11-067270號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)8 特開(kāi)昭61-168512號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)9 特開(kāi)平6-275263號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)10 特開(kāi)2000-340232號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)11 特開(kāi)2005-235397號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)12 特開(kāi)平11-031509號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)13 特開(kāi)平3-055770號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)14 特開(kāi)2004-071458號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)15 特開(kāi)2004-087459號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)16 特開(kāi)平10-270074號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)17 特開(kāi)2002-075440號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)18 特開(kāi)平10-270075號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)19 特開(kāi)平8-045545號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)20 特開(kāi)2001-006729號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)21 特開(kāi)平10-050342號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)22 特開(kāi)平9-106835號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)23 特開(kāi)2000-058116號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)M 特開(kāi)2001-015158號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)25 特開(kāi)2005-306619號(hào)公報(bào)非專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :J. Electrochem. soc.，145，Ll (1998)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明就是鑒于這樣的背景技術(shù)而作成的，其課題在于提供一種在制成更大型時(shí)也是高容量、長(zhǎng)壽命、且具有高輸出的鋰二次電池。解決課題的方法本發(fā)明人等對(duì)上述課題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用具有特定的組成和物性的正極和負(fù)極、以及含有從特定的組中選擇的化合物的非水電解液，可得到高容量、長(zhǎng)壽命、且高輸出的鋰二次電池，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明提供一種鋰二次電池，該鋰二次電池至少包含在正極和負(fù)極間夾著微多孔膜隔板而構(gòu)成的電極組、以及在非水溶劑中含有鋰鹽而形成的非水電解液，并且將它們裝在電池外殼中，其中，所述正極和所述負(fù)極分別在集電體上形成活性物質(zhì)層，該活性物質(zhì)層含有能夠吸留和放出鋰離子的活性物質(zhì)；該非水電解液含有選自下述物質(zhì)中的至少一種化合物，其在全部非水電解液中的含量為IOppm以上，所述物質(zhì)包括下述通式(1)表示的環(huán)狀硅氧烷化合物、[化學(xué)式1]
權(quán)利要求
1. 一種二次電池用非水電解液，該電解液是至少含有非水溶劑和鋰鹽而形成的非水電解液，其中，該非水電解液含有選自下述物質(zhì)中的至少一種化合物，并且其在全部非水電解液中的含量為IOppm以上，所述物質(zhì)包括 下述通式( 表示的氟硅烷化合物、 SiFxR3pR4qR5r (2)通式O)中，R3 R5可以相同也可以不同，表示碳原子數(shù)1 12的有機(jī)基團(tuán)，χ表示 1 3的整數(shù)，p、q和r分別表示0 3的整數(shù)，且1彡p+q+r彡3， 下述通式C3)表示的化合物、
2.權(quán)利要求1所述的二次電池用非水電解液，其中，所述非水電解液含有0.01質(zhì)量％ 5質(zhì)量％選自下述物質(zhì)中的至少一種上述化合物，所述物質(zhì)包括通式( 表示的氟硅烷化合物、通式C3)表示的化合物、分子內(nèi)具有S-F鍵的化合物、亞硝酸鹽、單氟磷酸鹽、 乙酸鹽和丙酸鹽。
3.一種二次電池用非水電解液，其是在非水溶劑中含有鋰鹽而形成的，其中， 所述非水電解液含有二氟磷酸鹽；所述非水溶劑是至少含有碳酸亞乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合溶劑； 所述非水電解液中還任選含有選自LiN(CF3SO2)2、二(草酸根合)硼酸鋰、碳酸亞乙烯酯、1，3_丙磺內(nèi)酯、氟碳酸亞乙酯、環(huán)己基苯中的一種以上化合物。
4.一種鋰二次電池，該鋰二次電池至少包含將正極和負(fù)極夾著微多孔膜隔板而構(gòu)成的電極組、以及在非水溶劑中含有鋰鹽而形成的非水電解液，并且將它們裝在電池外殼中， 其中，所述正極和所述負(fù)極分別在集電體上形成活性物質(zhì)層，該活性物質(zhì)層含有能夠吸留和放出鋰離子的活性物質(zhì)；該非水電解液含有選自下述物質(zhì)中的至少一種化合物，并且其在全部非水電解液中的含量為IOppm以上，所述物質(zhì)包括下述通式( 表示的氟硅烷化合物、 SiFxR3pR4qR5r (2)通式O)中，R3 R5可以相同也可以不同，表示碳原子數(shù)1 12的有機(jī)基團(tuán)，χ表示 1 3的整數(shù)，p、q和r分別表示0 3的整數(shù)，且1彡p+q+r彡3， 下述通式C3)表示的化合物、
5.權(quán)利要求4所述的鋰二次電池，其中，所述非水電解液含有0.01質(zhì)量％ 5質(zhì)量％ 選自下述物質(zhì)中的至少一種上述化合物，所述物質(zhì)包括通式( 表示的氟硅烷化合物、通式C3)表示的化合物、分子內(nèi)具有S-F鍵的化合物、亞硝酸鹽、單氟磷酸鹽、乙酸鹽和丙酸鹽
6.一種鋰二次電池，該鋰二次電池至少包含在正極和負(fù)極間夾著微多孔膜隔板而構(gòu)成的電極組、以及在非水溶劑中含有鋰鹽而形成的非水電解液，并且將它們裝在電池外殼中，其中，所述正極和所述負(fù)極分別在集電體上形成活性物質(zhì)層，該活性物質(zhì)層含有能夠吸留和放出鋰離子的活性物質(zhì)；該非水電解液含有選自下述物質(zhì)中的至少一種化合物，其在全部非水電解液中的含量為IOppm以上，所述物質(zhì)包括 SiFxR3pR4qR5r (2)通式O)中，R3 R5可以相同也可以不同，表示碳原子數(shù)1 12的有機(jī)基團(tuán)，χ表示 1 3的整數(shù)，p、q和r分別表示0 3的整數(shù)，且1彡p+q+r彡3， 下述通式C3)表示的化合物、
7.權(quán)利要求6所述的鋰二次電池，其中，非水電解液含有選自下述物質(zhì)中的至少一種化合物，其含量為0.01質(zhì)量％ 5質(zhì)量％，所述物質(zhì)包括通式( 表示的氟硅烷化合物、 通式C3)表示的化合物、分子內(nèi)具有S-F鍵的化合物、亞硝酸鹽、單氟磷酸鹽、乙酸鹽和丙酸Τττ . ο
8.—種鋰二次電池，該鋰二次電池至少包含將正極和負(fù)極夾著微多孔膜隔板而構(gòu)成的電極組、以及在非水溶劑中含有鋰鹽而形成的非水電解液，并且將它們裝在電池外殼中， 其中，所述正極和所述負(fù)極分別在集電體上形成活性物質(zhì)層，該活性物質(zhì)層含有能夠吸留和放出鋰離子的活性物質(zhì)；該非水電解液含有選自下述物質(zhì)中的至少一種化合物，并且其在全部非水電解液中的含量為IOppm以上，所述物質(zhì)包括下述通式( 表示的氟硅烷化合物、 SiFxR3pR4qR5r (2)通式O)中，R3 R5可以相同也可以不同，表示碳原子數(shù)1 12的有機(jī)基團(tuán)，χ表示 1 3的整數(shù)，p、q和r分別表示0 3的整數(shù)，且1彡p+q+r彡3， 下述通式C3)表示的化合物、
9.權(quán)利要求8所述的鋰二次電池，其中，所述非水電解液含有0.01質(zhì)量％ 5質(zhì)量％ 選自下述物質(zhì)中的至少一種上述化合物，所述物質(zhì)包括通式( 表示的氟硅烷化合物、通式C3)表示的化合物、分子內(nèi)具有S-F鍵的化合物、亞硝酸鹽、單氟磷酸鹽、乙酸鹽和丙酸Τττ . ο
10.一種組電池，其是將5個(gè)以上權(quán)利要求8或9所述的鋰二次電池串聯(lián)連接而形成的。
11.一種組電池，其是將多個(gè)權(quán)利要求8或9所述的鋰二次電池連接而成的組電池，其中具有用于使電池保持在一定溫度以下的冷卻裝置。
12.權(quán)利要求8或9所述的鋰二次電池，該鋰二次電池用于如下用途安裝在車(chē)輛上， 其功率至少供給到車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
13.權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的組電池，該組電池用于如下用途安裝在車(chē)輛上，其功率至少供給到車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋰二次電池，其包含具有特定組成和物性的正極和負(fù)極、以及非水電解液，所述非水電解液含有選自下述物質(zhì)中的至少一種化合物，其含量為10ppm以上，所述物質(zhì)包括式(1)表示的環(huán)狀硅氧烷化合物、式(2)表示的氟硅烷化合物、式(3)表示的化合物、分子內(nèi)具有S-F鍵的化合物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、單氟磷酸鹽、二氟磷酸鹽、乙酸鹽和丙酸鹽。該鋰二次電池具有高容量、長(zhǎng)壽命、高輸出功率。式(1)中，R1和R2是碳原子數(shù)1～12的有機(jī)基團(tuán)，n是3～10的整數(shù)；式(2)中，R3～R5是碳原子數(shù)1～12的有機(jī)基團(tuán)，x是1～3的整數(shù)，p、q和r分別是0～3的整數(shù)，且1≤p+q+r≤3；式(3)中，R6～R8是碳原子數(shù)1～12的有機(jī)基團(tuán)，A是由H、C、N、O、F、S、Si和/或P構(gòu)成的基團(tuán)。
文檔編號(hào)H01M10/0568GK102324567SQ20111025440
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月20日
發(fā)明者中島孝之, 佐藤智洋, 加藤竜一, 古田土稔, 大島裕之, 宇尾野宏之, 宮城秀和, 松本一志, 橫溝正和, 鈴木仁 申請(qǐng)人:三菱化學(xué)株式會(huì)社