專利名稱：二次電池、電子裝置、電動(dòng)工具和電動(dòng)車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含正極、負(fù)極和電解液的二次電池，使用其的電子裝置，使用其的電動(dòng)工具，使用其的電動(dòng)車輛以及使用其的電力存儲(chǔ)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)廣泛使用了諸如移動(dòng)電話和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)的各種電子裝置，且已經(jīng)強(qiáng)烈需要進(jìn)一步降低它們的尺寸和重量并實(shí)現(xiàn)它們的長(zhǎng)壽命。因此，作為用于電子裝置的電源，已經(jīng)開發(fā)了電池，特別是能夠提供高能量密度的小且重量輕的二次電池。近來(lái)，已經(jīng)考慮了將這種二次電池不僅應(yīng)用于上述電子裝置，而且還應(yīng)用于由電動(dòng)工具如電鋸、電動(dòng)車輛如電動(dòng)汽車和電力儲(chǔ)存系統(tǒng)如家用電力服務(wù)器代表的各種應(yīng)用。作為二次電池，已經(jīng)廣泛提議了使用各種充放電原理的二次電池。具體地，認(rèn)為使用離子諸如鋰離子的插入和提取的二次電池是有希望的，因?yàn)檫@種二次電池提供比鉛電池、鎳鎘電池等更高的能量密度。二次電池包含正極、負(fù)極和電解液。所述正極和所述負(fù)極分別包含插入和提取離子如鋰離子的正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)。在二次電池中，為了獲得高電池容量，作為電解液的溶劑，使用環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯等的混合溶劑。電解液的組成很大程度上影響二次電池的性能。因此，已經(jīng)對(duì)電解液的組成進(jìn)行了各種研究。具體地，為了提高循環(huán)特性等，提出了使得電解液中包含不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯或鹵代環(huán)狀碳酸酯(例如，參見日本未審查專利申請(qǐng)公開號(hào)2002-289256、2003-297419和2006-086058以及日本專利號(hào)4365013)。在這種情況下，在負(fù)極的表面上形成涂層，因此抑制了由于與負(fù)極活性物質(zhì)的反應(yīng)而造成的電解液的分解反應(yīng)。作為不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯，使用了碳酸亞乙烯酯等。作為鹵代環(huán)狀碳酸酯，使用了 4-氟-1，3- 二氧戊環(huán)-2-酮等。

發(fā)明內(nèi)容
近年來(lái)，越來(lái)越多地開發(fā)其上安裝有二次電池的電子裝置等的高性能和多功能。因此，傾向于增大電子裝置的電力消耗，并且傾向于頻繁重復(fù)二次電池的充放電。因此，已經(jīng)需要進(jìn)一步提高二次電池的電池容量特性、循環(huán)特性等。在電解液中包含不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯等的情況下，通過涂層防止了負(fù)極活性物質(zhì)和電解液之間的接觸。另一方面，由于因存在涂層而導(dǎo)致負(fù)極的電阻增大，所以使得不能充分提高電池特性。在增大電解液的離子傳導(dǎo)率或降低電解液的粘度以便提高正極和負(fù)極之間的離子移動(dòng)速度的情況下，這種傾向特別顯著。在通過大電流進(jìn)行放電時(shí)，所述傾向也是顯著的。因此，期望采取能夠充分提高電池容量特性、循環(huán)特性等的措施。在這種情況下，不僅提高固有的電池特性如電池容量特性，而且還抑制因電解液的分解反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體而造成的二次電池的膨脹是重要的。期望提供一種能夠提高電池特性的二次電池、電子裝置、電動(dòng)工具(電力工具，electric power tool)、電動(dòng)車輛(electrical vehicle)和電力儲(chǔ)存系統(tǒng)(electricpower storage system)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種包括正極、負(fù)極和電解液的二次電池。所述負(fù)極或電解液或兩者包含含有不飽和碳鍵的金屬鹽。所述電解液包含由下述式(I)表示的不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯(unsaturated carbon bond cyclic ester carbonate)或由下
述式(2)表示的鹵代環(huán)狀碳酸酯或兩者，且包含由下述式(3)表示的環(huán)狀酯，
權(quán)利要求
1.一種二次電池，包括 正極； 負(fù)極；和 電解液， 其中，所述負(fù)極或所述電解液或兩者包含含有不飽和碳鍵的金屬鹽，并且所述電解液包含由下述式(I)表示的不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯或由下述式(2 )表示的鹵代環(huán)狀碳酸酯或兩者，并且包含由下述式(3)表示的環(huán)狀酯， RlM2 \X ...............
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述金屬鹽是包含由下述式(4)表示的結(jié)構(gòu)的鏈狀金屬化合物或環(huán)狀金屬化合物，RH I ............/. ^ wmr\............./一\........................... R12 其中，Rll和R12各自為氫基團(tuán)、鹵素基團(tuán)、烷基基團(tuán)、烷基基團(tuán)的衍生物、或者屬于長(zhǎng)周期型周期表中的第I族至15族的金屬元素；y和z各自為等于或大于O的整數(shù)之一；并且滿足y+z彡I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述金屬鹽是堿金屬鹽或堿土金屬鹽、或兩者。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述金屬鹽是乙炔基金屬、乙烯叉基金屬、亞乙烯基金屬、乙烯基金屬、苯基金屬、或環(huán)戊二烯基金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述負(fù)極包括在負(fù)極活性物質(zhì)層的部分或全部表面中的涂覆層，并且所述 涂覆層包含金屬鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述電解液包含所述金屬鹽，并且所述金屬鹽在所述電解液中的含量為約O. 01wt%以上至約O. 5wt%以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中， 所述不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯是碳酸亞乙烯酯， 所述鹵代環(huán)狀碳酸酯是4-氟-1，3- 二氧戊環(huán)-2-酮，并且 所述環(huán)狀酯是碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯和Y-丁內(nèi)酯中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中， 所述正極和所述負(fù)極通過其間的隔膜彼此相對(duì)，并且 所述隔膜包括作為多孔膜的基底材料層和設(shè)置在所述基底材料層的一個(gè)表面或兩個(gè)表面上的高分子化合物層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二次電池，其中，所述高分子化合物層包含聚偏氟乙烯。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述二次電池是鋰離子二次電池。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述不飽和碳鍵是碳碳雙鍵或碳碳三鍵或兩者。
12.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的二次電池的電子裝置。
13.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的二次電池的電動(dòng)工具。
14.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的二次電池的電動(dòng)車輛。
15.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的二次電池的電力存儲(chǔ)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種二次電池、電子裝置、電動(dòng)工具和電動(dòng)車輛。所述二次電池包括正極、負(fù)極和電解液，其中負(fù)極或電解液或兩者包含含有不飽和碳鍵的金屬鹽。所述電解液包含由式(1)表示的不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯或由式(2)表示的鹵代環(huán)狀碳酸酯或兩者，并且包含由式(3)表示的環(huán)狀酯，其中，在式(1)中，R1和R2各自為諸如氫基團(tuán)的基團(tuán)。在式(2)中，R3至R6各自為諸如氫基團(tuán)的基團(tuán)；并且R3至R6中的一種以上各自為諸如鹵素基團(tuán)的基團(tuán)。在式(3)中，X為醚鍵(-O-)或亞甲基基團(tuán)(-CH2-)；R7至R10各自為諸如氫基團(tuán)的基團(tuán)；并且當(dāng)X是醚鍵時(shí)，R7至R10各自為諸如烷基基團(tuán)的基團(tuán)。
文檔編號(hào)H01M10/0567GK102780024SQ201210150029
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者中井秀樹, 山田一郎, 洼田忠彥, 西壽朗 申請(qǐng)人:索尼公司