專利名稱：非水電解液、非水電解質(zhì)二次電池、電池組以及電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非水電解液、非水電解質(zhì)二次電池、電池組、電子裝置、電動車輛、電力存儲裝置和電力系統(tǒng)。具體地，本發(fā)明涉及在電解質(zhì)中包含磷化合物的非水電解質(zhì)二次電池。
背景技術(shù)：
對近年來變得廣泛使用的更小、更輕和更長壽命的便攜式電子裝置如攝像機(jī)一體化的VTR (磁帶錄像機(jī))、便攜式電話和膝 上型個人計(jì)算機(jī)存在強(qiáng)烈需求。在這點(diǎn)上，作為這種電子裝置的便攜式電源，已經(jīng)開發(fā)了電池，特別是輕量化且能夠提供高能量密度的二次電池。特別地，利用鋰(Li)的存儲和釋放來進(jìn)行充電和放電反應(yīng)的二次電池(鋰離子二次電池)已經(jīng)投入到寬范圍的實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)榕c如鉛電池和鎳鎘電池的非水電解液二次電池相比它們能夠提供更高的能量密度。在鋰離子二次電池中，因?yàn)楦邆鲗?dǎo)性和電位穩(wěn)定性，廣泛使用了使電解質(zhì)鹽LiPF6溶解在碳酸酯非水溶劑如碳酸亞丙酯和碳酸二乙酯中的電解質(zhì)。然而，便攜式電子裝置的普及已經(jīng)產(chǎn)生問題。具體地，當(dāng)在運(yùn)輸或使用期間二次電池經(jīng)常被放置在高溫環(huán)境下時，電池特性劣化。這引起對開發(fā)不僅在室溫環(huán)境下而且在高溫環(huán)境下也能夠提供優(yōu)異的特性的電解質(zhì)和二次電池的需要。為此，報道了將磷化合物加入到電解液中以改善在高溫環(huán)境中的保存特性的技術(shù)(參見，例如 JP-A-2006-236986、JP-A-2007-250191、JP-A-2008-021624、JP-A-2008-066062、JP-A-2008-130528 和 JP-A-2009-224258)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，需要進(jìn)一步改善高溫環(huán)境下的電池特性從而滿足對更高性能的二次電池的增加的需求。因此，對即使在高溫環(huán)境下也能夠提供優(yōu)異的電池特性的非水電解液、非水電解質(zhì)二次電池、電池組、電子裝置、電動車輛、電力存儲裝置和電力系統(tǒng)存在需要。本發(fā)明的實(shí)施方式涉及非水電解質(zhì)二次電池，包括正極；負(fù)極；和包含非水電解液的電解質(zhì)，其中該非水電解液包含選自由氧化膦(phosphine oxide)、膦酸酯(phosphonic ester)和次膦酸酯(phosphinic ester)組成的組中的至少一種磷化合物,并
且該氧化膦、膦酸酯和次膦酸酯分別是由下式(I)、(II)和(III)表示的磷化合物。
R2
I
R3—P-R1· · ■ (I)
O在式(I)中，Rl是具有一個以上不飽和鍵的有機(jī)基團(tuán)，并且磷和Rl通過磷-碳(P-C)鍵而彼此鍵合(連接，bond)。R2和R3各自獨(dú)立地表示I至20個碳原子的烴基團(tuán)、或其氫原子至少部分地被鹵素原子取代的I至20個碳原子的烴基團(tuán)。R1、R2和R3彼此未鍵合(未連接，unbond)ο
權(quán)利要求
1.一種非水電解質(zhì)二次電池，包括 正極； 負(fù)極；以及 包含非水電解液的電解質(zhì)， 其中，所述非水電解液包含選自由氧化膦、膦酸酯和次膦酸酯組成的組中的至少一種磷化合物，并且所述氧化膦、所述膦酸酯和所述次膦酸酯分別是由下式(I)、(II)和(III)表示的磷化合物，
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述有機(jī)基團(tuán)R1、R4、和R7中的不飽和鍵是碳-碳不飽和鍵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述有機(jī)基團(tuán)R1、R4和R7各自是不飽和烴基團(tuán)，或者部分地被取代基取代的不飽和烴基團(tuán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述不飽和烴基團(tuán)是烯基基團(tuán)、二烯基基團(tuán)、炔基基團(tuán)、二炔基基團(tuán)或苯基基團(tuán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述取代基是選自由鹵素原子、氧基基團(tuán)、環(huán)氧基團(tuán)、羰基基團(tuán)、酯基團(tuán)、腈基團(tuán)、碳酸酯基團(tuán)、硫化物基團(tuán)、亞磺?；鶊F(tuán)、磺?；鶊F(tuán)、磺?；趸鶊F(tuán)、烯基基團(tuán)、炔基基團(tuán)、苯基基團(tuán)、亞苯基基團(tuán)、芳烷基基團(tuán)、以及這些基團(tuán)中的氫原子至少部分被鹵素原子取代所得到的基團(tuán)組成的組中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述有機(jī)基團(tuán)R1、R4和R7中的碳原子的數(shù)目為2至20。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述磷化合物相對于所述非水電解液的含量為O. Ol質(zhì)量％至5質(zhì)量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述非水電解液包含選自由不飽和碳酸酯和鹵代碳酸酯組成的組中的至少一種化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述正極和所述負(fù)極中的至少一個具有帶有源自所述磷化合物的涂層的表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水電解質(zhì)二次電池，其中，所述負(fù)極包含能夠儲存和釋放鋰并且包含能夠與鋰形成合金的金屬元素和半金屬元素中的至少一種作為構(gòu)成元素的材料作為負(fù)極材料。
11.一種非水電解液，包含 選自由氧化膦、膦酸酯和次膦酸酯組成的組中的至少一種磷化合物， 其中，所述氧化膦、所述膦酸酯和所述次膦酸酯分別是由下式(I)、(II)和(III)表示的磷化合物，
12.—種非水電解質(zhì)二次電池，包括 正極； 負(fù)極；以及 包含非水電解液的電解質(zhì)， 其中，所述非水電解液包含選自由氧化膦、膦酸酯和次膦酸酯組成的組中的至少一種磷化合物，并且所述磷化合物具有包含一個以上不飽和鍵的取代基，并且所述取代基具有與磷連接的碳原子。
13.一種非水電解液，包含 選自由氧化膦、膦酸酯和次膦酸酯組成的組中的至少一種磷化合物， 其中，所述磷化合物具有包含一個以上不飽和鍵的取代基，并且所述取代基具有與磷連接的碳原子。
14.一種電池組，包括 根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水電解質(zhì)二次電池； 對所述非水電解質(zhì)二次電池進(jìn)行控制的控制器；以及 包裝所述非水電解質(zhì)二次電池的外包裝。
15.一種電子裝置，包括 根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水電解質(zhì)二次電池， 其中，所述電子裝置從所述非水電解質(zhì)二次電池接收電力。
16.—種電動車輛,包括 根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水電解質(zhì)二次電池； 轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器從所述非水電解質(zhì)二次電池接收電力，并且將接收的電力轉(zhuǎn)換成車輛的驅(qū)動力；以及 控制單元，基于關(guān)于所述非水電解質(zhì)二次電池的信息來處理關(guān)于車輛控制的信息。
17.一種電力存儲裝置，包括 根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水電解質(zhì)二次電池， 其中，所述電力存儲裝置向連接至所述非水電解質(zhì)二次電池的電子裝置供應(yīng)電力。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電力存儲裝置，還包括經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)將信號傳輸至另一裝置并從另一裝置接收信號的電力信息控制單元， 其中，所述電力存儲裝置基于由所述電力信息控制單元接收的信息來控制所述非水電解質(zhì)二次電池的充電和放電。
19.一種電力系統(tǒng)，所述電力系統(tǒng)從根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水電解質(zhì)二次電池接收電力，或者從發(fā)電單元或電力網(wǎng)向所述非水電解質(zhì)二次電池供應(yīng)電力。
全文摘要
本發(fā)明提供了非水電解液、非水電解質(zhì)二次電池、電池組以及電子裝置。所述非水電解質(zhì)二次電池包括正極；負(fù)極；和包含非水電解液的電解質(zhì)，其中該非水電解液包含選自由氧化膦、膦酸酯和次膦酸酯組成的組中的至少一種磷化合物，并且該氧化膦、該膦酸酯和該次膦酸酯分別是由下式(I)、(II)和(III)表示的磷化合物。
文檔編號H01M10/0525GK102916223SQ201210271548
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者船田裕佑, 洼田忠彥 申請人:索尼公司