非水電解液電池用電解液及使用其的非水電解液電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非水電解液電池用非水電解液，其為包含非水溶劑、至少六氟磷酸鋰作為溶質(zhì)的非水電解液電池用非水電解液。該電解液的特征在于含有至少一種通式(1)或者通式(2)所示的硅氧烷化合物。該電解液具有與現(xiàn)有的添加了硅氧烷化合物的電解液相比得到提高的保存穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】非水電解液電池用電解液及使用其的非水電解液電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及構(gòu)成循環(huán)特性以及抑制內(nèi)部電阻上升的效果優(yōu)異的非水電解液二次 電池的非水電解液電池用電解液以及使用其的非水電解液電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，面向信息相關(guān)設(shè)備、通信設(shè)備即計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等小型、 且高能量密度用途的蓄電系統(tǒng)、或面向電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車、燃料電池車輔助電源、電力 儲(chǔ)存等大型、且動(dòng)力用途的蓄電系統(tǒng)受到關(guān)注。作為其候選之一，大力地開發(fā)了鋰離子電 池、鋰電池、鋰離子電容器等非水電解液電池。
[0003] 雖然這些非水電解液電池大多已經(jīng)被實(shí)用化，但因反復(fù)充放電而引起電容量的降 低、內(nèi)部電阻的上升。由于這樣的理由，在謀求汽車電源長(zhǎng)時(shí)間的使用的用途中在非水電解 液電池的性能方面存在問(wèn)題。
[0004] 迄今為止，作為改善非水電解液電池的各種特性的方法，研究了以正極、負(fù)極的活 性物質(zhì)為代表的各種電池構(gòu)成要素的最優(yōu)化。非水電解液相關(guān)技術(shù)也不例外，提出有各種 添加劑的方案。其中，研究了在電解液中添加硅化合物。例如，專利文獻(xiàn)1中提出了通過(guò)在 電解液中添加四甲基硅酸鹽來(lái)提高循環(huán)特性的方法。專利文獻(xiàn)2中提出了添加有具有Si-N 鍵的有機(jī)硅化合物的電解液。此外，專利文獻(xiàn)3?7中提出了具有硅氧烷（-Si-0-Si-)結(jié) 構(gòu)的添加劑。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平10-326611號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平11-016602號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開平8-078053號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2002-134169號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開2004-071458號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)6 :日本特開2007-141831號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)7 :日本特開2010-092748號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 通過(guò)專利文獻(xiàn)1以及2所述的添加劑可以以某種程度抑制電池的劣化，但對(duì)于循 環(huán)特性并不充分。此外，通過(guò)專利文獻(xiàn)3?7所述的具有硅氧烷結(jié)構(gòu)的添加劑，雖然觀察到 因循環(huán)特性提高、內(nèi)部電阻增加抑制而使輸出特性提高，但這些硅氧烷化合物由于與作為 電解液的溶質(zhì)的六氟磷酸鋰發(fā)生反應(yīng)而容易分解，且六氟磷酸鋰的濃度也發(fā)生變化，因此， 有電解液產(chǎn)品不穩(wěn)定，使用了該電解液的電池在其電池特性方面出現(xiàn)偏差的缺點(diǎn)，并不能 充分滿足要求。
[0015] 本發(fā)明提供非水電解液電池用電解液以及使用其的非水電解液電池，該非水電解 液電池用電解液為添加有可以發(fā)揮優(yōu)異的循環(huán)特性和抑制內(nèi)部電阻上升的效果（以下，有 時(shí)簡(jiǎn)記為"內(nèi)部電阻特性"）的硅氧烷化合物的電解液，成為課題的電解液產(chǎn)品的制備后的 保存穩(wěn)定性與現(xiàn)有的添加了硅氧烷化合物的電解液相比能夠得到提高。
[0016] S卩，本發(fā)明提供非水電解液電池用電解液以及使用其的非水電解液電池，該非水 電解液電池用電解液通過(guò)在電解液中添加特定結(jié)構(gòu)的硅氧烷化合物，在非水電解液電池中 使用該電解液時(shí)能夠發(fā)揮優(yōu)異的循環(huán)特性以及內(nèi)部電阻特性，且通過(guò)抑制與六氟磷酸鋰的 反應(yīng)性，該電解液產(chǎn)品的保存穩(wěn)定性與現(xiàn)有的添加了硅氧烷化合物的電解液相比能夠得到 提_。
[0017] 本發(fā)明人等鑒于上述問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在包含非水溶劑和含有六 氟磷酸鋰的溶質(zhì)的非水電解液電池用非水電解液中，通過(guò)含有特定的硅氧烷化合物，在非 水電解液電池中使用該電解液時(shí)，能夠發(fā)揮優(yōu)異的循環(huán)特性以及內(nèi)部電阻特性，且能夠抑 制該硅氧烷化合物與六氟磷酸鋰的反應(yīng)性，該電解液產(chǎn)品的保存穩(wěn)定性與現(xiàn)有的添加了硅 氧烷化合物的電解液相比能夠得到提高，從而完成了本發(fā)明。
[0018] g卩，本發(fā)明提供非水電解液電池用電解液（以下，有時(shí)簡(jiǎn)記為"非水電解液"或者 "電解液"），其為包含非水溶劑和溶質(zhì)的非水電解液電池用非水電解液，其特征在于，在至 少含有六氟磷酸鋰作為溶質(zhì)的非水電解液電池用非水電解液中，含有至少一種通式（1)或 者通式（2)所示的硅氧烷化合物。

【權(quán)利要求】
1. 一種非水電解液電池用電解液，其為包含非水溶劑與溶質(zhì)的非水電解液電池用非水 電解液，其特征在于，在至少含有六氟磷酸鋰作為溶質(zhì)的非水電解液電池用非水電解液中， 含有至少一種通式（1)或者通式（2)所述的硅氧烷化合物，
通式（1)和通式⑵中，R1、!?2、!?7相互獨(dú)立地表示選自含有至少一個(gè)氟原子的烷基、鏈 烯基、炔基、芳基中的基團(tuán)，這些基團(tuán)可以具有氧原子；R3?R6、R8各自相互獨(dú)立地表示選自 烷基、烷氧基、鏈烯基、鏈烯氧基、炔基、炔氧基、芳基以及芳氧基中的基團(tuán)，這些基團(tuán)可以具 有氟原子和氧原子；此外，η表不1?10的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水電解液電池用電解液，其特征在于，所述通式（1)以及 通式（2)中，R1、!? 2、!?7所不的基團(tuán)各自相互獨(dú)立地為選自2, 2-二氟乙基、2, 2, 2-二氟乙基、 2, 2, 3, 3-四氟丙基以及1，1，1，3, 3, 3-六氟異丙基中的基團(tuán)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的非水電解液電池用電解液，其特征在于，所述通 式⑴以及通式⑵中，R3?R 6、R8所示的基團(tuán)各自相互獨(dú)立地為選自甲基、乙基、乙烯基 以及芳基中的基團(tuán)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?權(quán)利要求3中任一項(xiàng)所述的非水電解液電池用電解液，其特征 在于，作為所述溶質(zhì)，使選自由四氟硼酸鋰（LiBF 4)、雙（氟磺酰）亞胺鋰（LiN(FS02)2)、雙 (三氟甲磺酰）亞胺鋰（LiN(CF 3SO2)2)、二氟磷酸鋰（LiPO2F2)、二氟雙（草酸根）合磷酸鋰 (LiPF 2(C2O4)2)、四氟草酸根合磷酸鋰（LiPF 4(C2O4))、二氟草酸根合硼酸鋰（LiBF2(C 2O4))以 及雙草酸根合硼酸鋰（LiB(C2O4) 2)組成的組中的至少一種溶質(zhì)與六氟磷酸鋰共存。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的非水電解液電池用電解液，其特征在 于，所述非水溶劑為選自由環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯、環(huán)狀酯、鏈狀酯、環(huán)狀醚、鏈狀醚、砜或 者亞砜化合物、以及離子液體組成的組中的至少一種非水溶劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?權(quán)利要求5中任一項(xiàng)所述的非水電解液電池用電解液，其特征在 于，所述通式（1)以及通式（2)所示的硅氧烷化合物的添加量相對(duì)于非水電解液電池用電 解液的總量為〇. 01?5. 0質(zhì)量％的范圍。
7. -種非水電解液電池，其為至少具備正極、負(fù)極、和非水電解液電池用電解液的非水 電解液電池，其特征在于，非水電解液電池用電解液為權(quán)利要求1?權(quán)利要求6中任一項(xiàng)所 述的非水電解液電池用電解液。
【文檔編號(hào)】H01M10/0569GK104380518SQ201380031302
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】近藤夕季, 久保誠(chéng), 森中孝敬, 山本建太 申請(qǐng)人:中央硝子株式會(huì)社