二次电池用非水电解液和锂离子二次电池的制作方法_3

文档序号:9816567阅读:来源:国知局
、氣原子、氯原子、碳数1~2的烷基、碳数1~2的 氣代烷基、或具有1个W上的酸性氧原子的碳数2~3的烷基。n为1~3的整数。R 7~Ri2可W相 同或不同。
[0132] 作为R7~RU,从对氧化还原反应的稳定性、粘度和化合物的获得性的观点考虑,优 选氨原子、甲基、乙基或氣原子,更优选氨原子、甲基或乙基。
[0133] 从粘度和化合物的获得性的观点考虑,n优选为1~3,更优选1。
[0134] 作为化合物(5),可例举例如丫 -下内醋、丫-戊内醋、丫-己内醋、S-戊内醋、E-己内 醋等环状醋化合物,W及形成该环状醋化合物的环的碳原子上结合的1个W上的氨原子被 氣原子、氯原子、碳数I~2的烷基、碳数I~2的氣代烷基或具有I个W上的酸性氧原子的碳 数2~3的烷基取代而得的化合物。
[0135] 作为化合物(5),从容易获得的观点W及抑制热失控的效果高的观点考虑,优选选 自丫-下内醋、丫-戊内醋和E-己内醋的至少1种,更优选丫-下内醋。
[0136] (化合物((6))
[0137] 从裡盐的溶解性和离子电导率优异的观点考虑,液态组合物优选还包含选自饱和 环状碳酸醋化合物、不具有氣原子的饱和链状碳酸醋化合物(W下也记作非氣类饱和链状 碳酸醋化合物)、饱和环状讽化合物(但是,裡盐除外)和憐酸醋化合物的至少1种的化合物 (的。
[0138] 作为饱和环状碳酸醋化合物,可例举例如碳酸异丙締醋(PC)、碳酸亚乙醋化C)、4-氣-1,3-二氧杂环戊-2-酬(阳C)等。
[0139] 作为非氣类饱和链状碳酸醋化合物,可例举例如碳酸二甲醋(DMC)、碳酸甲乙醋 化MC)、碳酸二乙醋(DEC)等。
[0140] 作为饱和环状讽化合物,可例举例如环下讽、3-甲基环下讽等。
[0141] 作为憐酸醋化合物,可例举例如憐酸=甲醋、憐酸=乙醋、憐酸= (2,2,2-=氣乙) 醋等。
[0142] 液态组合物优选包含非氣类饱和链状碳酸醋化合物。如果包含非氣类饱和链状碳 酸醋化合物,则能降低非水电解液的粘度,容易提高非水电解液中的裡离子扩散系数、及非 水电解液的离子电导率。
[0143] [其他成分]
[0144] 在不损害本发明的效果的范围内,非水电解液根据需要可W包含裡盐、含氣溶剂 (a)、环状簇酸醋化合物和化合物(P)W外的其他化合物(其他溶剂、添加剂等)。
[0145] (其他溶剂)
[0146] 非水电解液可W包含含氣溶剂(a)、含氣环状簇酸醋化合物和化合物(P)W外的其 他溶剂。
[0147] (添加剂)
[0148] 为了提高非水电解液的功能,非水电解液可W根据需要包含目前公知的添加剂。 作为添加剂,可例举例如防过充剂、脱水剂、脱酸剂、特性改善助剂、表面活性剂等。
[0149] 防过充剂:
[0150] 作为防过充剂,可例举例如芳香族化合物(联苯、烷基联苯、联=苯、联=苯的部分 氨化物、环己基苯、叔下基苯、叔戊基苯、苯酸、二苯并巧喃等)、芳香族化合物的部分氣化物 (2-氣联苯、邻环己基氣苯、对环己基氣苯等)、含氣苯甲酸化合物(2,4-二氣苯甲酸、2,5-二 氣苯甲酸、2,6-二氣苯甲酸等)等。防过充剂可W单独使用1种,也可W2种W上并用。
[0151] 脱水剂:
[0152] 作为脱水剂,可例举例如分子筛、芒硝、硫酸儀、氨化巧、氨化钢、氨化钟、氨化侣裡 等。作为非水电解液中使用的液态组合物或其他溶剂,优选在用脱水剂进行脱水后进行精 馈而得的物质。此外,也可W是不进行精馈而仅利用上述脱水剂进行脱水而得的物质。
[0153] 特性改善助剂:
[0154] 特性改善助剂用于改善高溫保存后的容量维持特性和循环特性。作为特性改善助 剂,可例举例如不饱和碳酸醋(碳酸亚乙締醋、碳酸乙締亚乙醋、4-亚乙基-I,3-二氧杂环 戊-2-酬等)、含硫化合物(亚硫酸乙締醋、1,3-丙烷横内醋、1,4-下烧横内醋、甲横酸甲醋、 白消安、环下締讽(日文:乂瓜木レシ)、二甲讽、二苯讽、苯甲讽、二下基二硫、二环己基二 硫、一硫化四甲基秋兰姆、N,N-二甲基甲横酷胺、N,N-二乙基甲横酷胺等)、控化合物(庚烧、 辛烧、环庚烧等)、含氣芳香族化合物(氣代苯、二氣苯、六氣苯等)等。特性改善助剂可单独 使用1种,也可W2种W上并用。
[0155] 表面活性剂:
[0156] 表面活性剂有助于非水电解液在电极复层材料及间隔物中的含浸。作为表面活性 剂,可W是阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂W及两性表面 活性剂中的任一种,从容易获得且表面活性效果高的观点考虑,优选阴离子型表面活性剂。 作为表面活性剂,从耐氧化性高、循环特性和速率特性良好的观点考虑,优选含氣表面活性 剂。表面活性剂可W仅为1种,也可W是巧巾W上。
[0157] [各成分的比例]
[015引(裡盐的比例)
[0159] 对非水电解液中的裡盐的含量的上限值没有特别限定,优选1.5mol/L,更优选 1.4mol/L,进一步优选1.3mol/L。对非水电解液中的裡盐的含量的下限值没有特别限定,优 选0.7mol/L,更优选0.8mol/L,进一步优选 0.9mol/L。
[0160] 若换算为质量基准,裡盐的质量相对于非水电解液的总质量的比例优选为5~20 质量%,更优选7~17质量%,进一步优选9~14质量%。
[0161] 如果裡盐的比例在上述下限值W上,则非水电解液的离子电导率高。如果裡盐的 比例在上述上限值W下,则裡盐容易均匀地溶解于液态组合物中,此外,即使在低溫条件下 裡盐也不析出。此外,裡离子容易扩散在非水电解液中,裡离子扩散系数变大。
[0162] 本发明的非水电解液至少包含LiPI^s作为裡盐。LiPFs相对于非水电解液中所含的 裡盐的总摩尔数的摩尔比优选为40~lOOmol%,更优选50~lOOmol%,进一步优选65~ IOOmol %,特别优选80~IOOmol % sLiPFs相对于裡盐的总摩尔数的摩尔比如果在上述下限 值W上,则离子电导率优异,成为实用性高的非水电解液。
[0163] (含氣溶剂(a)的比例)
[0164] 对含氣溶剂(a)的质量相对于非水电解液的总质量的比例没有特别限定,但含氣 溶剂(a)的质量相对于非水电解液的总质量的比例的下限值优选为30质量%,更优选40质 量%,进一步优选45质量%。上述含氣溶剂(a)的比例的上限值优选为80质量%,更优选75 质量%,进一步优选73质量%,特别优选70质量%。
[0165] 如果含氣溶剂(a)的比例在上述下限值W上,则非水电解液的阻燃性优异、正极反 应性和负极反应性小、不容易发生热失控、具有耐高压特性。如果含氣溶剂(Ct)的比例在上 述上限值W下,则裡盐均匀地溶解、且在低溫下裡盐不容易析出。
[0166] 含氣溶剂(a)的质量相对于液态组合物的总质量的比例优选为30~90质量%,更 优选35~85质量%,进一步优选40~80质量%,特别优选45~75质量%。
[0167] 如果含氣溶剂(a)的比例在上述下限值W上,则非水电解液的阻燃性优异、正极反 应性和负极反应性小、不容易发生热失控、具有耐高压特性。如果含氣溶剂(Ct)的比例在上 述上限值W下,则裡盐均匀地溶解、且在低溫下裡盐不容易析出。
[0168] 从裡盐的溶解性、非水电解液的阻燃性和离子电导率变高的观点考虑,含氣溶剂 (曰)较好包含含氣酸化合物。
[0169] 含氣酸化合物的质量相对于含氣溶剂(a)的总质量的比例优选为25~100质量%, 更优选30~100质量%,进一步优选50~100质量%,特别优选60~100质量%,最优选70~ 100质量%。含氣溶剂(a)最好仅由含氣酸化合物构成。
[0170] 含氣酸化合物的质量相对于非水电解液的总质量的比例优选为10~80质量%。上 述含氣酸化合物的比例的下限值更优选为20质量%,进一步优选30质量%,特别优选45质 量%。此外,上述含氣酸化合物的比例的上限值更优选为75质量%,进一步优选73质量%, 特别优选70质量%。
[0171] 含氣溶剂(a)包含含氣链状簇酸醋化合物的情况下,含氣链状簇酸醋化合物的质 量相对于含氣溶剂(a)的总质量的比例优选为0.01~50质量%,更优选0.01~40质量%,进 一步优选0.01~30质量%,特别优选0.01~20质量%。
[0172] 含氣溶剂(a)包含含氣链状碳酸醋化合物的情况下,含氣链状碳酸醋化合物的质 量相对于含氣溶剂(a)的总质量的比例优选为0.01~50质量%,更优选0.01~40质量%,进 一步优选0.01~30质量%,特别优选0.01~20质量%。
[0173] 含氣溶剂(a)包含含氣烧控化合物的情况下,含氣烧控化合物的质量相对于非水 电解液的总质量的比例优选为0.01~5质量%。
[0174] 如果含氣烧控化合物的比例为0.01质量% ^上,则非水电解液的阻燃性优异。如 果含氣烧控的比例为5质量%^下,则容易维持裡盐的溶解度。
[0175] 作为含氣溶剂(a),在同时使用含氣酸化合物和选自含氣链状簇酸醋、含氣链状碳 酸醋化合物及含氣烧控化合物的1种W上的化合物的情况下,它们的比率可W任意地确定。
[0176] (环状簇酸醋化合物的比例)
[0177] 环状簇酸醋化合物的质量相对于非水电解液的总质量的比例优选为4~50质 量%,更优选7~45质量%,进一步优选10~40质量%,特别优选15~35质量%。
[0178] 如果环状簇酸醋化合物的比例在上述下限值W上,则非水电解液能均匀地溶解裡 盐,且非水电解液与正极和负极的反应性小,不容易发生热失控。如果环状簇酸醋化合物的 比例在上述上限值W下,则非水电解液的阻燃性优异。
[0179] 环状簇酸醋的质量相对于液态组合物的总质量的比例优选为4~60质量%,更优 选7~50质量%,进一步优选10~45质量%,特别优选15~40质量%。
[0180] 如果环状簇酸醋的比例在上述下限值W上,则液态组合物的溶解性优异,正极反 应性和负极反应性小,不容易发生热失控,具有耐高压特性。如果环状簇酸醋的比例在上述 上限值W下,则液态组合物的阻燃性优异。
[0181] 对于非水电解液中所含的、环状簇酸醋化合物的总摩尔数Na相对于来源于裡盐的 裡原子的总摩尔数化i的比率Na/化i没有特别限定,但优选1.5~7.0。上述Na/化i的下限值更 优选2,进一步优选2.5,特别优选3。此外,上述Na/化i的上限值优选为6.5,更优选6,进一步 优选5,特别优选4.5,最优选4.2。
[0182] 如果Na/化进上述范围内,贝化于下述的理由,能将裡盐均匀地溶解并获得足够的 离子电导率,同时能减小非水电解液与正极和负极的反应性,能抑制二次电池的热失控的 发生。
[0183] 推定其原因为:在将非水电解液用于二次电池的情况下,特别是在正极中,环状簇 酸醋化合物在电极活性物质上形成稳定的被膜,通过该被膜抑制电极和非水电解液的反 应,由此热失控得到抑制。
[0184] 可认为如果Na/化1为上述下限值W上,则环状簇酸醋化合物充分包含在非水电解 液中,所W能充分形成被膜,充分发挥抑制电极和非水电解液的反应的效果,籍此获得充分 的热失控的抑制效果。此外,环状簇酸醋化合物与裡盐的亲和性高,可认为促进裡盐向溶剂 中的溶解。如果Na/化1在上述下限值W上,则裡盐容易充分溶解于溶剂中,容易获得实用上 具有足够的离子电导率的电解液。
[0185] 另外,可认为含氣酸化合物、含氣链状簇酸醋化合物、含氣链状碳酸醋化合物等含 氣化合物与裡盐的亲和性低,存在促进裡盐向溶剂中的溶解的效果也非常小的倾向。
[0186] 推定其原因是:在电极活性物质上形成的被膜被认为容易溶解于极性高的溶剂 中,在极性高的溶剂中即使形成被膜也会溶解
当前第3页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1