電解液、非水二次電池、電池組、電動車輛、蓄電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電解液、非水二次電池、電池組、電動車輛、蓄電系統(tǒng)。一種非水二次電池包括陰極、陽極和電解液。電解液包括非水溶劑、電解質(zhì)鹽以及由以下式（1）表示的二磺?；衔锖陀梢韵率剑?）表示的二亞磺酰化合物中的一種或兩種，其中，R1是烴基、鹵代烴基、含氧烴基、鹵代含氧烴基以及通過將它們中的兩種或更多種彼此鍵合而獲得的基團(tuán)中的一種；并且X1是鹵素基團(tuán)，其中，R2是烴基、鹵代烴基、含氧烴基、鹵代含氧烴基以及通過將它們中的兩種或更多種彼此鍵合而獲得的基團(tuán)中的一種；并且X2是鹵素基團(tuán)。
【專利說明】電解液、非水二次電池、電池組、電動車輛、蓄電系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年2月15日提交的日本在先專利申請JP2013-28185的權(quán)益，將其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本技術(shù)涉及一種包括非水溶劑和電解質(zhì)鹽的電解液，涉及一種使用該電解液的非水二次電池，并且涉及使用該非水二次電池的電池組、電動車輛、蓄電系統(tǒng)、電動工具以及電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]近幾年，已經(jīng)廣泛使用諸如移動電話和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)的各種電子設(shè)備，并且已經(jīng)需要進(jìn)一步減小電子設(shè)備的尺寸和重量并且實(shí)現(xiàn)它們的使用期限變長。因此，作為電子設(shè)備的電源，已經(jīng)開發(fā)了一種電池，具體是能夠提供高能量密度的小且重量輕的二次電池。
[0005]現(xiàn)今，除了上述電子設(shè)備外，已經(jīng)考慮將這種二次電池應(yīng)用至各種其他應(yīng)用。這些其他應(yīng)用的實(shí)例可包括可連接地和可分離地安裝在電子設(shè)備等、諸如電動汽車的電動車輛、諸如家用電力服務(wù)器的蓄電系統(tǒng)以及諸如電鉆的電動工具上的電池組。此外，可采用除上述實(shí)例以外的應(yīng)用。
[0006]已經(jīng)提出利用各種充放電原理以獲得電池容量的二次電池。特別地，利用電極反應(yīng)物的嵌入和脫嵌的二次電池、利用電極反應(yīng)物的沉淀和溶解的二次電池等已經(jīng)引起關(guān)注，因?yàn)檫@些二次電池提供了高能量密度。
[0007]二次電池包括陰極、陽極和電解液。陰極包括包含陰極活性物質(zhì)的陰極活性材料層，以及陽極包括包含陽極活性物質(zhì)的陽極活性材料層。電解液包括非水溶劑和電解質(zhì)鹽。
[0008]因?yàn)槎坞姵氐呐渲脴O大地影響電池性能，所以已經(jīng)出于不同目的對二次電池的配置做出各種研究。
[0009]具體地，為了改善充放電周期特性和高溫保存特性(high-temperatureconservation characteristic),將燒胺衍生物(alkane amine derivative)添加至電解液(例如，參見日本未審查專利申請公開第2011-044352號)。烷胺衍生物的實(shí)例可包括由R4-N-[S(=0) 2-R5]2 (其中，R4是烷基等中的一個(gè)，并且R5是全氟化烷基(perfIuoroalkylgroup))表示的化合物。烷胺衍生物的其他實(shí)例可包括R6-N-[S(=0)-R7)2](其中，R6是烷基等中的一個(gè)，并且R7是全氟化烷基)。
[0010]此外，為了抑制在高溫下保存時(shí)的膨脹，在陰極活性物質(zhì)的表面或者陰極活性材料層的表面上提供鹽(例如，參見日本未審查專利申請公開第2010-080229號)。鹽的實(shí)例可包括由(NR1R2R) (Al (M+)(其中，R是氫基、烴基等中的一個(gè)，Rl和R2均是烴基等中的一個(gè)，A是酸性陰離子，并且M是金屬離子)表示的化合物。
[0011]除此之外，作為現(xiàn)有技術(shù)，為了提高電化學(xué)電容器的電壓電阻和長時(shí)間可靠性，在包含具有季銨鹽(quaternary ammonium salt)作為主要成分的電解質(zhì)鹽的電解液中，將叔胺(tertiary amine)等的總含量保持在小于或等于預(yù)定量的值(例如,參見日本未審查專利申請公開第2000-311839號)。
[0012]另外，為獲得對電解液有用的電解質(zhì)鹽，已經(jīng)提出制造烷基季氨四氟硼酸鹽(quaternary alkyl ammonium tetrafluoroborate salt)的方法(例如，參見日本未審查專利申請公開第2000-226360號)。在這樣的制造方法中，鹵代烷基與仲胺起反應(yīng)，并且隨后與氟硼酸起反應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]近幾年，應(yīng)用二次電池的電子設(shè)備的高性能和多功能逐漸地發(fā)展。使用電子設(shè)備等的頻率也增加。因此，已期望進(jìn)一步改善二次電池的電池特性。
[0014]希望提供一種能夠獲得優(yōu)良的電池特性的電解液、非水二次電池、電池組、電動車輛、蓄電系統(tǒng)、電動工具和電子設(shè)備。
[0015]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式，提供了一種電解液，該電解液包括:非水溶劑、電解質(zhì)鹽以及由以下式(I)表示的二磺?；衔锖陀梢韵率?2)表示的二亞磺?；衔镏械囊环N或兩種，
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種非水二次電池，包括: 陰極； 陽極；以及 電解液，其中 所述電解液包括: 非水溶劑， 電解質(zhì)鹽，以及 由以下式(I)表示的二磺?；衔锖陀梢韵率?2)表示的二亞磺酰化合物中的一種或兩種，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水二次電池，其中， 所述烴基是烷基、烯基、炔基、芳基和環(huán)烷基中的一種， 所述含氧烴基是烷氧基、第一酯基、碳酸酯基、第二酯基以及聚醚基中的一種， 所述鹵代烴基和所述鹵代含氧烴基均包括選自包括氟F、氯Cl、溴Br和碘I的組中的一種或多種元素，以及 所述鹵素基團(tuán)是氟基-F、氯基-Cl、溴基-Br和碘基-1中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非水二次電池，其中，所述第一酯基為-C(=0)-0-R3，其中R3是烷基；所述碳酸酯基為-0-C(=0)-0-R4，其中R4是烷基；所述第二酯基為-0-C(=0)-R5，其中R5是烷基；以及所述聚醚基為_(R60)n_R7，其中R6是亞烷基，R7是烷基，并且η是大于或等于2的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非水二次電池，其中， 所述烷基和所述烷氧基的碳的數(shù)目均在I以上至18以下的范圍內(nèi)， 所述烯基和所述炔基的碳的數(shù)目均在2以上至18以下的范圍內(nèi)， 所述芳基的碳的數(shù)目在6以上至18以下的范圍內(nèi)，以及 所述環(huán)烷基的碳的數(shù)目在3以上至18以下的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水二次電池，其中，所述Xl和所述Χ2均為氟基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水二次電池，其中， 所述二磺?；衔锇ㄟx自包括式(1-1)至式(1-19)的組中的一種或多種化合物，以及O /.0c ,Δ'ι>/ VCF3-N-(S02F)2...(?12)ceH5-CH2-N-(s02F)2...(1113)CH3-N-(sool)2 …(?14)CH3-N-(soror)2 …(1-15)CH3-N-(S02I)2...(1—16)CH30-C2H4-N-(S02F)2...(1-17)CH3-0C2H4)2-N-(S02F)2...(?18)CHOCNS-〒(S032...(?19)CH3-NI(SOF)2:.(2-1)C2H5-NI (SOF) 2:.(2-2)C3H「N-(SF)2...(2-3) CHIICH-N-(SOF) 2:.(2-4)CHm C-Nl (SOF) 2...(2-5)CeHS-NI (SOF) 2.: (2-6)CeHll-NI (SOF) 2...(2-7)CH3IC (Ns 0-C2H4IN- (SOF)-:.(218)CHocNs-c2H4-N-(SOF) 2:.(2-9)CHOCNs0-PH4-N- (SOF)'.(2-10)CHOCNso-cpHe-N- (SOF)'.(2111)O^-N-(SOF)10.: (2-12)ceH5-CH2-N-(SF)2...(2-13)CH3-NI(SOCl)2:.(2-14)CH3-NI (SOBr) 2...(2-15)CHlN-(SS)': (2-5CHo-c2H4-N-(SF)2...(2-17)CH3-oc2H4)2-N-(SOF) 2:.(2-18)chocns-nasof)10...(2-19)。

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7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水二次電池，其中，所述電解液中的所述二磺?；衔锖退龆喕酋；衔锏囊环N或兩種的含量在0.0005質(zhì)量百分比以上至8質(zhì)量百分比以下的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水二次電池，其中， 所述非水溶劑包括選自包括由以下式(3)表示的第一不飽和環(huán)狀碳酸酯、由以下式(4)表示的第二不飽和環(huán)狀碳酸酯、由以下式(5)表示的第三不飽和環(huán)狀碳酸酯、由以下式(6)表示的鹵代環(huán)狀碳酸酯以及由以下式(7)表示的鹵代鏈狀碳酸酯的組中的一種或多種化合物，
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水二次電池，其中，所述電解質(zhì)鹽包括LiN(SO2F)215
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水二次電池，其中，所述陰極、所述陽極和所述電解液包含在膜狀外封裝構(gòu)件內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水二次電池，其中，所述非水二次電池是鋰二次電池。
12.—種電解液,包括: 非水溶劑， 電解質(zhì)鹽，以及 由以下式(I)表示的二磺?；衔锖陀梢韵率?2)表示的二亞磺酰化合物中的一種或兩種，
13.一種電池組，包括: 非水二次電池； 控制部，被配置為控制所述非水二次電池的操作；以及 開關(guān)部，被配置為根據(jù)所述控制部的指令來切換所述非水二次電池的所述操作，其中 所述非水二次電池包括陰極、陽極和電解液，以及 所述電解液包括非水溶劑、電解質(zhì)鹽以及由以下式(I)表示的二磺酰化合物和由以下式(2)表示的二亞磺?；衔镏械囊环N或兩種，
14.一種電動車輛,包括: 非水二次電池； 轉(zhuǎn)換部，被配置為將由所述非水二次電池提供的電力轉(zhuǎn)換成驅(qū)動力； 驅(qū)動部，被配置為根據(jù)所述驅(qū)動力操作；以及 控制部，被配置為控制所述非水二次電池的操作，其中 所述非水二次電池包括陰極、陽極和電解液，以及 所述電解液包括非水溶劑、電解質(zhì)鹽以及由以下式(I)表示的二磺?；衔锖陀梢韵率?2)表示的二亞磺?；衔镏械囊环N或兩種，
15.—種蓄電系統(tǒng),包括: 非水二次電池； 一個(gè)或多個(gè)電子裝置，被配置為從所述非水二次電池供應(yīng)電力；以及控制部，被配置為控制從所述非水二次電池到所述一個(gè)或多個(gè)電子裝置的所述電力的供應(yīng)，其中 所述非水二次電池包括陰極、陽極和電解液，以及 所述電解液包括非水溶劑、電解質(zhì)鹽以及由以下式(I)表示的二磺?；衔锖陀梢韵率?2)表示的二亞磺?；衔镏械囊环N或兩種，
16.一種電動工具，包括:非水二次電池；以及 可移動部，被配置為從所述非水二次電池供應(yīng)電力；其中 所述非水二次電池包括陰極、陽極和電解液，以及 所述電解液包括非水溶劑、電解質(zhì)鹽以及由以下式(I)表示的二磺?；衔锖陀梢韵率?2)表示的二亞磺?；衔镏械囊环N或兩種，
17.—種包括作為供電電源的非水二次電池的電子設(shè)備，其中 所述非水二次電池包括陰極、陽極和電解液，以及 所述電解液包括非水溶劑、電解質(zhì)鹽以及由以下式(I)表示的二磺?；衔锖陀梢韵率?2)表示的二亞磺酰化合物中的一種或兩種，
【文檔編號】H01M10/0567GK103996871SQ201410045314
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月15日
【發(fā)明者】佐久間智美, 菅原綠, 小谷徹 申請人:索尼公司