专利名称：非水型电解液以及包含其的设备的制作方法
技术领域：
本示意性实施方式涉及非水型电解液和具有其的设备。
背景技术：
在例如锂离子二次电池和电容器的设备中，由于锂离子二次电池可实现高能量密度，因此它们作为手机和笔记本电脑的电源，也作为大型电カ储藏用电源和汽车用电源引
人关注。
虽然锂离子二次电池可实现高能量密度，但大型化使得能量密度变得巨大，更高的安全性受到期待。例如，在大型电カ储藏用电源和汽车用电源中，期待特别高的安全性，而作为安全措施，施行了 电池、封装等的结构设计、保护电路、电极材料、具有过充电保护功能的添加剂、隔离物的关闭功能的增强等。锂离子二次电池使用例如环状碳酸酯和链状碳酸酯的非质子溶剂作为电解质溶剂；这些碳酸酯的特征在于虽然具有高的介电常数和高的离子传导性，但具有低的闪点且是可燃的。进ー步增强锂离子二次电池安全性的方式是使电解液变得阻燃。作为用于使电解液变得阻燃的技术，已经公开了添加磷腈化合物作为阻燃剂的方法。例如，专利文献I的非水电解质电池使用ー种溶液，其中锂盐溶解在磷腈衍生物中作为电解质，或者使用ー种溶液，其中锂盐溶解在进ー步添加了磷腈衍生物的非质子有机溶剂的溶剂中。由此公开了即使在例如短路的非正常情形下也不会产生例如爆炸或失火的危险，并且可实现优异的电池性能。专利文献2的非水电解质电池使用ー种溶液，其中锂盐溶解在链状磷腈衍生物中作为电解质，或者使用ー种溶液，其中锂盐溶解在一种其中进ー步添加了磷腈衍生物的非质子有机溶剂的溶剂中。由此公开了即使在例如短路的非正常情形下也不会产生例如爆炸或失火的危险，并且可实现优异的电池性能。专利文献3描述了ー种非水型电解液二次电池，其具有正扱、负极以及含有支持盐、有机溶剂和磷腈衍生物的非水型电解液，其中磷腈衍生物的电势窗在下限值+0. 5V以下和上限值+4. 5V以上的范围内，有机溶剂的电势窗在比磷腈衍生物更宽的范围内。专利文献4描述了ー种非水型电解液二次电池，其具有正扱、负极以及含有支持盐和磷腈衍生物的非水型电解液，其锂盐溶液(O. 5mol/l)具有至少2. OmS/cm的电导率。已知ー种技术，其使用ー种物质作为添加剤，该物质在比用作电解液溶剂的碳酸酯的电势更高的电势下还原降解、并形成作为具有高锂离子滲透率的保护膜的SEI(SolidElectrolyte Interface,固体电解质界面)。已知由于SEI对充电/放电效率、循环特性和安全性具有很大影响，因此在负极处的SEI的控制很重要，碳材料和氧化物材料的不可逆容量可通过SEI而降低。专利文献5描述了提供ー种含有锂盐和非水溶剂的优异的非水型电解液，其通过在分子中进ー步引入具有碳-碳不饱和键的环状碳酸酯和基于非水型电解液的I质量％以上且25质量％以下的磷腈衍生物，可在电池的非正常加热等中确保安全性和可靠性，且还可提供良好的电池性能，例如循环特性。用于专利文献6中公开的电池的非水型电解液含有非水溶液，该非水溶液含有环状磷腈化合物和ニ氟磷酸酯化合物，以及选自由I，3-丙烷磺内酷、I，3-丁烷磺内酷、I，4_ 丁烷磺内酯和1，3，2_ ニ氧化硫杂环戊烷-2，2- ニ氧化物构成的组中的至少ー种环状含硫化合物、以及支持盐。其公开了即使在高温环境下，也会对电池赋予优异的电池性能和高安全性。引用列表专利文献专利文献I JP6-I3IO8A专利文献2 JP11-144757A 专利文献3 JP2001-217005A专利文献4 JP2OOl-2I7OO7A专利文献5JP2OO6-M38OA专利文献6 JP2008-41413A
发明内容
技术问题然而，在专利文献I至4和6中，由于磷腈化合物在长期使用过程中会在负极上逐渐还原降解，因此有时电池的容量保持率大大降低。在专利文献5中，虽然可形成SEI的碳酸こ烯基酯的添加会抑制磷腈化合物的还原降解，但以足够长期抑制磷腈化合物的还原降解的量添加碳酸こ烯基酯则会引起电阻增カロ，有时会大大降低电池的充电/放电特性。而且，在磷腈化合物和ニ氟磷酸酯经长时期而降解时，电解液中的阻燃剂的存在比率降低，在长期使用之后，有时会降低安全性。也就是说，在添加会被还原降解的阻燃剂的情形中，需要相应于添加的阻燃剂的量的一定量的添加剤，且由此在某些情形中电池的电阻大大增加，而容量和比率特性急剧降低。也就是说，本示意性实施方式的目的是提供具有高阻燃性和良好容量保持率的非水型电解液以及包含该非水型电解液的设备。技术问题的解决方案根据本示意性实施方式的非水型电解液是ー种用于包含正极、负极和非水型电解液的设备中的电解液，且含有锂盐和具有下述式(I)所示的磷腈结构的化合物，且进一歩含有基于该非水型电解液的总量的O. 05质量％以上且12. O质量％以下的选自下述式(2)所示的环状ニ磺酸酯和下述式(3)所示的链状ニ磺酸酯中的至少ー种ニ磺酸酷。[式I]
权利要求
1.一种用于包含正极、负极以及非水型电解液的设备中的非水型电解液，其中该非水型电解液包含锂盐和具有下述式(I)所示的磷腈结构的化合物，且基于该非水型电解液的总量进一歩包含O. 05质量％以上且12. O质量％以下的选自下述式(2)所示的环状ニ磺酸酯和下述式(3)所示的链状ニ磺酸酯中的至少ー种ニ磺酸酯
2.根据权利要求I所述的非水型电解液，其中所述非水型电解液中所含的ニ磺酸酯的部分被下述式(4)所示的磺内酯化合物取代 [式4]
3.根据权利要求I或2所述的非水型电解液，其中，基于该非水型电解液的总量包含3.O质量％以上且20. O质量％以下的所述具有磷腈结构的化合物。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的非水型电解液，其中该非水型电解液利用聚合物进行了凝胶化。
5.一种设备，其为锂离子二次电池或电容器，该设备包含根据权利要求I至4中任ー项所述的非水型电解液。
全文摘要
提供具有高阻燃性和良好容量保持率的非水型电解液、以及包含该非水型电解液的设备。非水型电解液被用于包含正极、负极和非水型电解液的设备中，并且含有锂盐和具有磷腈结构的化合物，并且基于该非水型电解液的总量进一步包含0.05质量％以上且12.0质量％以下的选自环状二磺酸酯和链状二磺酸酯中的至少一种二磺酸酯。
文档编号H01M10/0567GK102668221SQ201080049110
公开日2012年9月12日 申请日期2010年10月19日 优先权日2009年10月28日
发明者桥诘洋子, 河野安孝, 石川仁志, 金子志奈 申请人:Nec能源元器件株式会社