二次電池和電解液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種二次電池，所述二次電池即使在高溫環(huán)境中仍具有優(yōu)異的循環(huán)性能并且即使在高溫環(huán)境中使用時電阻增大仍小。本發(fā)明的例示性實施方式為一種二次電池，其具有正極、負極以及電解液；其中，所述電解液包含由預定化學式表示的鏈狀氟代砜化合物。
【專利說明】二次電池和電解液
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的例示性實施方式涉及二次電池和用于其的二次電池用電解液，并且特別涉及鋰離子二次電池和用于其的鋰離子二次電池用電解液。
【背景技術】
[0002]隨著筆記本電腦、移動電話、電動車輛等的市場的快速擴大，期待具有高能量密度的二次電池。獲得具有高能量密度的二次電池的方法的實例包括使用具有大容量的負極材料的方法，以及使用具有優(yōu)異的穩(wěn)定性的非水電解液的方法。
[0003]關于負極材料，例如如專利文獻I?3中所公開的，已經(jīng)嘗試使用硅或氧化硅作為負極活性物質(zhì)。專利文獻I公開了使用氧化硅或硅酸鹽作為二次電池的負極活性物質(zhì)。專利文獻2公開了具有活性物質(zhì)層的二次電池用負極，所述活性物質(zhì)層含有能夠吸藏和放出鋰離子的碳材料粒子、能夠與鋰形成合金的金屬粒子、以及能夠吸藏和放出鋰離子的氧化物粒子。專利文獻3公開了通過用碳涂布粒子表面而形成的二次電池用負極材料，所述粒子具有硅微晶體分散于硅化合物中的結(jié)構(gòu)。專利文獻2和專利文獻3中所述的負極活性物質(zhì)具有緩和整個負極的體積變化的效果。
[0004]關于電解液，例如如專利文獻4?6中所公開的，已經(jīng)嘗試使用除常規(guī)非水電解液以外還含有其他化合物的電解液。
[0005]專利文獻4公開了使用含有不對稱非環(huán)狀砜和鏈狀酯化合物的電解質(zhì)。
[0006]專利文獻5和專利文獻6公開了使用含有氟代醚的非水電解液。
[0007]專利文獻7在實施例中公開了含有含氟醚、含氟酯和含氟碳酸酯中的任何化合物的電解液。
[0008]現(xiàn)有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開平6-325765號公報
[0011]專利文獻2:日本特開2003-123740號公報
[0012]專利文獻3:日本特開2004-47404號公報
[0013]專利文獻4:日本特開2000-21447號公報
[0014]專利文獻5:日本特開平11-26015號公報
[0015]專利文獻6:日本特開2010-123287號公報
[0016]專利文獻7:日本特開2008-192504號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]發(fā)明要解決的問題
[0018]如上文所提及的，已關于負極活性物質(zhì)或電解液進行了研究。在二次電池領域中，存在特別是在高溫環(huán)境中將其充放電時循環(huán)特性劣化的問題，并且期望可以解決所述問題的技術的開發(fā)。另外，在高溫環(huán)境中容易發(fā)生使用期間的電阻變化，特別是電阻增大。當電池電阻增大時，會出現(xiàn)一些問題如由快速充電功能的劣化代表的輸入-輸出性能劣化、以及由發(fā)熱造成的能量損失增加。
[0019]另外，期待二次電池在重復充放電時的體積增加小。
[0020]因此，本發(fā)明的例示性實施方式的目的在于提供一種二次電池，所述二次電池即使在高溫環(huán)境中仍具有優(yōu)異的循環(huán)特性、即使在高溫環(huán)境中使用時電阻增大仍小、并且抑制了體積增加。
[0021]解決問題的手段
[0022]本發(fā)明的例示性實施方式之一是:
[0023]一種二次電池，其具有正極、負極和電解液；
[0024]其中，所述電解液包含由下式(I)表示的鏈狀氟代砜化合物:
[0025]
【權利要求】
1.一種二次電池，其具有正極、包含負極活性物質(zhì)的負極以及電解液； 其中，所述電解液包含由下式(1)表示的鏈狀氟代砜化合物:
2.根據(jù)權利要求1所述的二次電池，其中，R1和R2中的至少一個為氟取代的烷基。
3.根據(jù)權利要求2所述的二次電池，其中，R1和R2各自獨立地為氟取代的烷基。
4.根據(jù)權利要求2所述的二次電池，其中，R1和R2中的一個為碳數(shù)為1-6的氟取代的烷基，并且另一個為可以被芳基取代的碳數(shù)為I?6的烷基或者可以被烷基取代的碳數(shù)為6?10的芳基。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的二次電池，其中，所述電解液還包含由下式(2)表示的鏈狀氟代醚化合物:
Ra-O-Rb ⑵ 式(2)中，Ra和Rb各自獨立地表示烷基或氟取代的烷基，并且Ra和Rb中的至少一個為氣取代的烷基。
6.根據(jù)權利要求5所述的二次電池，其中，所述鏈狀氟代醚化合物由下式(3)表示；
H- (CX1X2-CX3X4) -CH2O-CX5X6-CX7X8-H (3) 式(3)中，η為1、2、3或4，并且X1?X8各自獨立地為氟原子或氫原子，條件是X1-X4中的至少一個為氟原子并且X5-X8中的至少一個為氟原子。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的二次電池，其中，所述電解液還包含碳酸酯化合物。
8.根據(jù)權利要求8所述的二次電池， 其中，相對于所述鏈狀氟代砜化合物、所述鏈狀氟代醚化合物和溶劑的總量，所述鏈狀氟代砜化合物的含量為I體積％-15體積％ ； 其中，相對于所述鏈狀氟代砜化合物、所述鏈狀氟代醚化合物和溶劑的總量，所述鏈狀氟代醚化合物的含量為10體積％-35體積％ ;并且 其中，相對于所述鏈狀氟代砜化合物、所述鏈狀氟代醚化合物和溶劑的總量，所述碳酸酯化合物的含量為30體積％-89體積％。
9.根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的二次電池，其中，所述負極活性物質(zhì)包含能夠與鋰形成合金的金屬(a)。
10.根據(jù)權利要求9所述的二次電池，其中，所述金屬(a)為硅。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的二次電池，其中，所述負極活性物質(zhì)還包含能夠吸藏和放出鋰離子的金屬氧化物(b)以及能夠吸藏和放出鋰離子的碳材料(C)。
12.根據(jù)權利要求11所述的二次電池，其中，所述金屬(a)為硅，并且所述金屬氧化物(b)為氧化硅。
13.根據(jù)權利要求12所述的二次電池，其中，所述氧化硅的至少一部分具有無定形結(jié)構(gòu)，并且所述硅的至少一部分分散于所述氧化硅中。
14.根據(jù)權利要求1?13中任一項所述的二次電池，其中，所述負極包含粘合劑，并且所述粘合劑為聚酰亞胺或聚酰胺-酰亞胺。
15.根據(jù)權利要求1?14中任一項所述的二次電池，其具有堆疊層壓結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權利要求15所述的二次電池，其中，所述包裝體為鋁層壓膜。
17.一種二次電池用電解液，其包含由下式(I)表示的鏈狀氟代砜化合物:
18.根據(jù)權利要求17所述的二次電池用電解液，其中，R1和R2中的至少一個為氟取代的燒基。
19.根據(jù)權利要求18所述的二次電池用電解液，其中，R1和R2各自獨立地為氟取代的燒基。
20.根據(jù)權利要求18所述的二次電池用電解液，其中，R1和R2中的一個為碳數(shù)為I?6的氟取代的烷基，并且另一個為可以被芳基取代的碳數(shù)為I?6的烷基或者可以被烷基取代的碳數(shù)為6?10的芳基。
21.根據(jù)權利要求17至20中任一項所述的二次電池用電解液，其中，所述電解液還包含由下式(2)表示的鏈狀氟代醚化合物:
Ra-O-Rb ⑵ 式(2)中，Ra和Rb各自獨立地表示烷基或氟取代的烷基，并且Ra和Rb中的至少一個為氣取代的燒基。
22.根據(jù)權利要求21所述的二次電池用電解液，其中，所述鏈狀氟代醚化合物由下式(3)表示；
H- (CX1X2-CX3X4) -CH2O-CX5X6-CX7X8-H (3) 式(3)中，η為1、2、3或4，并且X1?X8各自獨立地為氟原子或氫原子，條件是X1?X4中的至少一個為氟原子并且X5?X8中的至少一個為氟原子。
23.根據(jù)權利要求21或22所述的二次電池用電解液，其中，所述電解液還包含碳酸酯化合物。
24.根據(jù)權利要求23所述的二次電池用電解液， 其中，相對于所述鏈狀氟代砜化合物、所述鏈狀氟代醚化合物和溶劑的總量，所述鏈狀氟代砜化合物的含量為1體積％?15體積％ ； 其中，相對于所述鏈狀氟代砜化合物、所述鏈狀氟代醚化合物和溶劑的總量，所述鏈狀氟代醚化合物的含量為10體積％?35體積％ ;并且 其中，相對于所述鏈狀氟代砜化合物、所述鏈狀氟代醚化合物和溶劑的總量，所述碳酸酯化合物的含量為30體積％?89體積％。
【文檔編號】H01M10/0569GK103443991SQ201180069587
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2011年9月27日 優(yōu)先權日:2011年3月28日
【發(fā)明者】川崎大輔, 志村健一, 橋詰洋子 申請人:日本電氣株式會社