二次电池用非水电解液及锂二次电池的制作方法_2

文档序号:8491933阅读:来源:国知局
和它们的衍生物 中的至少一种。
[0039] 上述环状碳酸醋可W为氣代碳酸亚己醋。
[0040] 上述链状碳酸醋可W为选自碳酸二甲醋、碳酸甲己醋、碳酸二己醋和它们的衍生 物中的至少一种。
[0041] 相对于上述二次电池用非水电解液的总量,可WW0. 〇5mol/LW上0. 2mol/LW下 的比例包含上述S甲基己膳。
[0042] 作为本发明的一方式的裡二次电池具备正极、负极W及上述任一项所述的二次电 池用非水电解液。
[0043] 作为本发明的一方式的裡二次电池是使用正极、负极W及上述任一项所述的二次 电池用非水电解液制造的。
[0044] 上述负极可W具有包含石墨的负极活性物质。
[0045] W下,详细地说明本发明的实施方式。
[0046] (第1实施方式)
[0047] 说明本发明的二次电池用非水电解液的实施方式。
[0048] 本实施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及溶解于非水溶剂的裡盐。
[0049] 侧链具有至少一个氣基的环状碳酸醋可W使用氣代碳酸亚己醋、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 和它们的衍生物等。该些化合物可W单独使用,可W组合使用2种W上。特别是从合成比 较容易,且易于获得该样的观点出发,可W选择氣代碳酸亚己醋。
[0化0] 链状碳酸醋可w使用碳酸二甲醋、碳酸甲己醋、碳酸二己醋和它们的衍生物等。作 为衍生物,从耐氧化性优异该样的观点出发,可W使用该些碳酸醋的氨基的一部分被氣基 取代了的氣代体。该些化合物可W单独使用,可W组合使用2种W上。
[0051] 本实施方式的二次电池用非水电解液包含=甲基己膳作为非水溶剂。由此,可W 提高二次电池的高速率特性。如专利文献1所公开的那样,认为膳具有提高非水电解液的 离子传导率的作用。本申请发明人发现,通过将膳特别是=甲基己膳包含于非水电解液中, 从而可W实现二次电池的高的高速率特性。可W认为该是因为,如实施例中详细地说明的 那样,通过包含=甲基己膳和侧链具有至少一个氣基的环状碳酸醋,从而在二次电池的负 极与非水电解液的界面形成低电阻的被膜。根据本申请发明人的详细的研究,认为该效果 对于除了S甲基己膳W外的己膳、戊膳、环戊膳、己二膳、庚二膳而言并不能充分地获得。 [005引作为溶解于非水溶剂的裡盐,可W使用LiCl04、LiBF4、LiPFe、LiCFsSOs、 LiN(CF3S02)2等裡二次电池的非水电解液所使用的各种公知的电解质。从稳定性、离子传导 率等综合特性的平衡出发,可W使用选自LiBF4和LiPFe中的至少1种。
[0化3] 本实施方式的二次电池用非水电解液中,侧链具有至少一个氣基的环状碳酸醋和 链状碳酸醋,只要该些化合物相容并形成均匀的液体,就可任意的比例包含于二次电 池用非水电解液中。例如,侧链具有至少一个氣基的环状碳酸醋的添加量为2~50%,链状 碳酸醋的添加量为50~80%。在具有氣基的环状碳酸醋的比率小于20 %的情况下,从裡 盐的溶解性的观点出发,可W添加至少1种不具有氣基的环状碳酸醋,使具有氣基的环状 碳酸醋与不具有氣基的环状碳酸醋的比率的合计成为20%W上。
[0054] 相对于二次电池用非水电解液的总量,可WW0. 〇5mol/LW上0. 2mol/LW下的比 例包含S甲基己膳。在S甲基己膳的添加量少于0. 05mol/L的情况下,如后述那样,高的高 速率特性的提高不充分。此外,S甲基己膳的添加量超过0. 2mol/L的情况下,对被膜形成 没有帮助的过剩的=甲基己膳使循环特性降低。
[0055] 非水电解液中的裡盐的浓度没有特别限制,只要能够构成均匀的二次电池用非水 电解液,则可W根据使用二次电池用非水电解液的二次电池的规格等任意地确定浓度。例 如,裡盐的浓度相对于二次电池用非水电解液的总量为0. 5mol/LW上1. 5mol/LW下。 [0化6] 本实施方式的二次电池用非水电解液除了上述化合物W外,可W进一步包含不具 有氣基的环状碳酸醋和链状駿酸醋中的至少一种。
[0化7] 不具有氣基的环状碳酸醋可W使用碳酸亚己醋、碳酸亚丙醋、碳酸亚了醋、碳酸亚 己締醋、甲基亚己締基碳酸醋、己締基亚己基碳酸醋、二己締基亚己基碳酸醋和它们的衍生 物等。它们可W单独使用,可W组合使用2种W上。
[0化引此外,链状駿酸醋可W使用己酸甲醋、己酸己醋、己酸丙醋、丙酸甲醋、丙酸己醋、 丙酸丙醋和它们的衍生物等。从耐氧化性的观点出发,作为电介质,可W使用上述駿酸醋的 氨基的一部分被氣基取代了的氣代体。
[0化9] 在本实施方式的二次电池用非水电解液中,侧链具有至少一个氣基的环状碳酸醋 由于具有氣基,因此耐还原性比较低,在负极易于被还原而分解。可W认为在该侧链具有至 少一个氣基的环状碳酸醋在负极被还原并分解的电位,=甲基己膳也同时被还原而分解。 可W认为由侧链具有至少一个氣基的环状碳酸醋和=甲基己膳的还原得到的分解生成物 在负极上形成被膜(复合SEI)。可W认为如实施例所说明的那样,该被膜为低电阻,因此电 极与非水电解液的界面处的界面电阻变小,可w实现高的高速率特性。
[0060] (第2实施方式)
[0061] W下,说明本发明的裡二次电池的实施方式。
[0062] 图1和图2显示本实施方式的裡二次电池的立体图和截面图。本实施方式的裡二 次电池包含正极1、负极3、位于正极1和负极3之间的隔板5、电池壳体6和非水电解液7。 正极1、负极3和隔板5收纳于电池壳体6内。此外,电池壳体6内填充有非水电解液7。正 极1和负极3分别连接有正极极耳引线(tablead) 2和负极极耳引线4,正极极耳引线2和 负极极耳引线4被引出至电池壳体6的外部。
[0063] 非水电解液7使用第1实施方式的二次电池用非水电解液。
[0064] 正极1和负极3能够分别吸留放出裡。正极1包含正极集电体化、W及设置于正 极集电体化的表面的正极合剂层la。
[0065] 正极集电体化的材料只要是在正极1的充放电电位不发生化学变化的电子传导 体就可W为任何材料。可W使用例如,不诱钢、侣、铁、碳、导电性树脂等。
[0066] 正极合剂层la包含;可W电化学并且可逆地吸留、放出裡的正极活性物质、导电 剂和结着剂等。正极活性物质可W使用例如,LixCo〇2、LixNi〇2、LixMn〇2、LixCOyNizMni了z〇2、 LiJVIn2〇4等。该里,0l,0《y《 1,0《y+z《1,0《z《1。
[0067] 导电剂只要是在正极1的充放电电位不发生化学变化的电子传导性材料就可W 为任何材料。可W单独使用例如,石墨类、碳黑类、碳纤维、金属纤维等导电性纤维类、金属 粉末类、导电性晶须类、导电性金属氧化物或有机导电性材料等,可W作为混合物使用。
[0068] 结着剂可W为热塑性树脂和热固性树脂中的任一种。可W使用例如,W聚己締、聚 丙締为代表的聚締姪树脂、W聚四氣己締(PTFE)、聚1,1-二氣己締(PVD巧、六氣丙締化FP) 为代表的氣系树脂、它们的共聚物树脂、聚丙締酸、其共聚物树脂等。
[0069] 除了导电剂、结着剂W外,可W使用填料、分散剂、离子传导体、压力增强剂和其它 各种添加剂。
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