二次电池用非水电解液及锂二次电池的制作方法

文档序号:8491933阅读:411来源:国知局
二次电池用非水电解液及锂二次电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及二次电池用非水电解液W及裡二次电池。
【背景技术】
[0002] 在信息化进展的现代社会,W智能手机、笔记本PC等为代表的移动电子设备的重 要性正迅速地提高。与此相伴,作为电源的二次电池的重要性也必然提高。其中裡二次电 池由于具有高能量密度等理由,因此被现在市场上出现的大部分的移动电子设备所采用。
[0003] 进一步近年来,由于对化石燃料的枯竭、环境问题的关屯、的提高,W电动汽车 (EV)、插电式混合动力车(P肥V)等为代表地那样,作为汽车的动力源,采用裡二次电池的 尝试也变得盛行。汽车所搭载的二次电池中,与移动电子设备用二次电池相比,要求更高的 电池特性。特别是要求有助于汽车的加速力的高速率特性、有助于行驶距离的能量密度的 进一步提高。因此,汽车用的裡二次电池所使用的非水电解液也要求更高的特性。
[0004] 作为构成裡二次电池的非水电解液的有机溶剂,提出了碳酸亚己醋、碳酸亚丙醋 等环状碳酸醋、碳酸二甲醋、碳酸二己醋、碳酸甲己醋等链状碳酸醋等各种有机溶剂。一般 而言,往往使用将该些环状碳酸醋与链状碳酸醋数种W适当的比率混合后的溶剂作为非水 电解液的溶剂。
[0005] 为了提高裡二次电池的高速率特性,作为非水电解液所要求的特性,主要可举出 W下两点。
[0006] 1.非水电解液的离子传导率高
[0007] 2.电极与非水电解液的界面处的界面电阻低
[000引作为提高非水电解液的离子传导率的具体的尝试,例如,专利文献1公开了,在碳 酸亚己醋、碳酸亚己締醋和链状碳酸醋的混合溶剂中添加低粘性的膳溶剂1~10%。此外, 作为降低界面电阻的尝试,例如,专利文献2公开了,通过将甲娃烷基棚酸醋系化合物和酸 酢用于非水电解液,从而负极与非水电解液的界面特性提高,电池的高速率特性提高。另一 方面,对于裡二次电池的能量密度的提高而言,非水电解液并不是直接有帮助的。然而,为 了确保具有高能量密度的裡二次电池的长期可靠性,非水电解液的特性提高是重要的。
[0009] 为了提高裡二次电池的能量密度,使用工作电位更低的负极和工作电位更高的正 极,实现高电压规格的二次电池是有效果的。在该情况下,非水电解液需要在其电压范围内 稳定地存在,从裡二次电池的长期可靠性的观点出发,低电位的负极中的非水电解液的还 原分解、高电位的正极中的非水电解液的氧化分解成为问题。
[0010] 作为工作电位低的负极材料,广泛使用石墨等碳材料,作为抑制负极的非水电解 液的还原分解的方法,一般已知在负极表面形成被称为SEI(固体电解质界面膜,Solid ElectrolyteInte计ace)的稳定的被膜的方法。作为具有形成SEI的能力的化合物,一般 而言,已知碳酸亚己醋、碳酸亚己締醋、1,3-丙烷横内醋、己締基亚己基碳酸醋、1,3-丙烷 横内醋、了横酸内醋等。碳酸亚己醋作为高介电常数溶剂,往往在裡二次电池的电解液中包 含10~50%左右。其它上述化合物作为电解液添加剂,一般在电解液中包含0. 1~5%左 右。通过在非水电解液中包含该些SEI形成化合物,可抑制非水电解液的连续的还原分解, 因此可W提高二次电池的长期可靠性。
[0011] 作为提高正极的耐氧化性的方法,一般已知构成溶剂的环状碳酸醋使用氣代碳酸 亚己醋的方法。与W4. 2VW下的充电电压使用的裡二次电池中一般使用的碳酸亚己醋相 比,氣代碳酸亚己醋由于导入吸电子性高的氣基,因此耐氧化性提高。因此,已知使W4. 3V W上的充电电压使用的裡二次电池的长期可靠性提高。另一方面,还已知通过氣基的导入 而耐还原性降低,但氣代碳酸亚己醋通过在负极表面还原分解,形成稳定的SEI,可W抑制 连续的还原分解。
[001引因此,W4. 3VW上的充电电压使用的裡二次电池中,如果使用氣代碳酸亚己醋等 具有氣基的环状碳酸醋,从确保长期可靠性该样的观点考虑,可W获得一定的效果。
[0013] 现有技术文献
[0014] 专利文献
[0015] 专利文献1 ;日本特开2004-303437号公报
[0016] 专利文献2 ;日本特开2010-170991号公报

【发明内容】

[0017] 发明所要解决的课题
[001引然而,在上述现有技术的裡二次电池中,要求进一步的高速率特性的提高。本申请 的未限定的例示的实施方式提供可W获得优异的高速率特性的二次电池用非水电解液及 裡二次电池。
[0019] 用于解决课题的方法
[0020] 作为本发明的一方式的二次电池用非水电解液具备:非水溶剂,该非水溶剂包含 侧链具有至少一个氣基的环状碳酸醋、链状碳酸醋和=甲基己膳;W及溶解于上述非水溶 剂的裡盐。
[0021] 发明的效果
[0022] 根据作为本发明的一方式的二次电池用非水电解液,可W提高裡二次电池的高速 率特性。
【附图说明】
[0023] 图1为显示作为本发明的裡二次电池的一实施方式的片型电池的示意性立体图。
[0024] 图2为图1所示的裡二次电池的示意性截面图。
[002引 图3中(a)~(C)表示图1所示的裡二次电池的正极和负极的加工步骤。
[0026] 图4为图1所示的裡二次电池的电极组的示意性立体图。
[0027] 图5为显示实施例中的试验的步骤的流程图。
[0028] 图6为实施例中的交流阻抗测定结果的拟合所使用的等效电路。
[0029] 图7为实施例1、2和参考例1的交流阻抗测定得到的奈奎斯特图。
[0030] 图8为参考例1~6的交流阻抗测定得到的奈奎斯特图。
[0031] 图9为参考例7、8的交流阻抗测定得到的奈奎斯特图。
[0032] 图10为参考例9、10的交流阻抗测定得到的奈奎斯特图。
【具体实施方式】
[0033] 在将具有氣基的环状碳酸醋用于非水电解溶剂的裡二次电池中,从高速率特性的 观点考虑,要求进一步的性能的提高。特别是在作为汽车用的动力源使用的情况下,需要进 一步提高高速率特性,因此,需要降低二次电池的内部阻抗。
[0034] 根据本申请发明人的研究,专利文献1所公开的非水电解液中,由于非水电解液 的离子传导率提高而确认到一定的输出提高的效果。然而,在所公开的非水电解液中,电极 与非水电解液的界面处的电阻没有充分地变低。因此,为了提高高速率特性,需要使膳的含 有比率为至少1 %W上。
[0035] 此外,专利文献2所公开的非水电解液中,虽然观察到一定的输出提高的效果,但 是在使用了氣代碳酸亚己醋的高充电电压的裡二次电池中,由于酸酢的氧化分解等因此高 速率特性提高的效果是有限的。
[0036] 本申请发明人鉴于该样的课题,想到了具有新的组成,在用于二次电池的情况下 可W获得高的高速率特性的二次电池用非水电解液。本发明的一方式的概要如下。
[0037] 作为本发明的一方式的二次电池用非水电解液具备:非水溶剂,该非水溶剂包含 侧链具有至少一个氣基的环状碳酸醋、链状碳酸醋和=甲基己膳;W及溶解于上述非水溶 剂的裡盐。
[003引上述环状碳酸醋可W为选自氣代碳酸亚己醋、4, 4-二氣代碳酸亚己醋、4, 5-二氣 代碳酸亚己醋、氣代碳酸亚丙醋、4-氣代碳酸亚丙醋、5-氣代碳酸亚丙醋
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